JPH0358178B2 - - Google Patents

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JPH0358178B2
JPH0358178B2 JP57119761A JP11976182A JPH0358178B2 JP H0358178 B2 JPH0358178 B2 JP H0358178B2 JP 57119761 A JP57119761 A JP 57119761A JP 11976182 A JP11976182 A JP 11976182A JP H0358178 B2 JPH0358178 B2 JP H0358178B2
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JP
Japan
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aluminum
aluminum pattern
field illumination
signal
pattern
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JP57119761A
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JPS5911638A (ja
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Nobuyuki Akyama
Yasuhiko Hara
Hiroshi Makihira
Yoshimasa Ooshima
Satoshi Fushimi
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPH0358178B2 publication Critical patent/JPH0358178B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はLSIウエハ上のアルミパターン欠陥検
査方法に関するものである。
LSIウエハなどのパターンを自動的に検査する
には、第1図に於いて、ウエハ1の2つのチツプ
2a,2b上の対応ゆる点3a,3bを対物レン
ズ4a,4bで拡大し、各々を例えばTVカメラ
5a,5bで検出して、両者の電気信号を比較し
て、不一致部分を欠陥と判定するのが一般的であ
る。
第2図で、TVカメラで検出した画像6a,6
b上の走査線7a,7bhの電気信号は8a,8
bのようになる。ここでパターン残り欠陥9の信
号は10であり、パターン欠け欠陥11の信号は
12である。以下に信号10,12を検出する一
般的な方法を述べる。
第1の方法は2値化信号比較法である。第3図
でTVカメラ5a,5bの信号線13a,13b
には信号8a,8bが通つている。これを一定の
電圧14を用いてコンパレータ20a,21bで
2値化すると信号線15a,15bには2値化信
号16a,16bが生じる。両者の信号の
exclusive−OR(排地的論理和)をとると信号線
17には信号18が得られるから、検出器19で
信号「1」を欠陥と判定すれば、信号21,22
を欠陥として検出することが出来る。
第2の方法はアナログ信号比較法である。第4
図で信号線13a,13bを差動増幅器25に導
くと、信号線26には差分信号27が得られるの
で、これを一定の電圧28を用いてコンパレータ
29で2値化すると、信号線30には2値化信号
31が得られる。更に検出器32で信号「1」を
欠陥と判定すれば、信号23,24を欠陥として
検出することが出来る。
以上はパターン検出信号が8a,8bの如く単
純な場合を例にとつて一般的な欠陥検出方法を説
明した。しかし現在生産されているLSIウエハ磁
気バブルメモリウエハなどのパターンの信号は更
に複雑である。これらのパターンの断面を拡大し
たものを第5図に示す。40はシリコンであり、
41a〜41dはアルミニウムの配線パターンで
ある。アルミニウム配線パターン上には通常42
の如きヒルロツクと呼ばれる微小突起が不規則に
存在する。このパターンを第1図の装置で検出し
た場合には、43の如き信号となり、アルミニウ
ム41の信号は最も高いが、この中にはヒルロツ
ク42a〜42cに対応する信号44a〜44c
が生じている。しかしヒルロツクは欠陥ではない
から、これを欠陥として検出してはならない。4
1bはアルミニウム残り欠陥、45はアルミニウ
ム欠け欠陥だから、それに対応する信号46,4
7は検出しなければならない。なお48は欠陥の
ないパターンの信号であり、49はこのパターン
上のヒルロツクによる信号である。
このような信号から、従来技術を用いて欠陥信
号46,47を検出することは出来ない。以下に
理由を説明する。
第6図は第5図に示したパターン信号43,4
8にしきい値50,51を設け、従来技術である
2値化信号比較法により信号を2値化した場合で
あるが、43の信号から52,48の信号から5
3が得られ、両者のexclusive−ORをとつたもの
が54である。55は欠陥45に対応している
が、他の信号はすべてヒルロツクであり、欠陥で
はない。また欠陥41bが見逃されている。同様
にしてアナログ信号比較法を用いても、アルミニ
ウム上のヒルロツクをすべて欠陥と判定してしま
うなどの欠点がある。
以上のように、アルミニウムの如く表面に不規
則な突起があり、そこで得られる信号にも不規則
な信号が生じる場合には、従来技術では欠陥を検
出することが出来なかつた。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、表面に不規則な突起(ヒルロツク)の存在
するアルミパターンでもその上の欠陥やエツチン
グによつて残された欠陥を検出することができる
ようにしたLSIウエハ上のアルミパターン欠陥検
査方法を提供することにある。
即ち、本発明は、上記目的を達成するために、
LSIウエハの面に対して垂直な光軸を中心に配置
された明視野照明手段と暗視野照明手段と上記
LSIウエハからの反射光像を結像する対物レンズ
と該対物レンズによつて結像された光像を撮像し
て映像信号に変換する撮像装置とを備えた顕微鏡
を本来同一である比較すべきアルミパターン部を
有するチツプの間隔に応じて一対離間させて配置
し、上記各々の顕微鏡の明視野照明手段により
各々チツプ内のアルミパターンの平坦部を光させ
ると共に上記各々の顕微鏡の暗視野照明手段によ
り各々チツプ内のアルミパターンに存在するヒル
ロツクや段差部を光らせて各撮像装置により各ア
ルミパターンを明部で、他を暗部でもつて映像信
号に変換し、第1の比較手段によりこれら映像信
号の各々を所定の闘値で2値化信号に変換して比
較して不一致を検出して一方のアルミパターンの
平坦部に存在するアルミ欠如欠陥を検出し、第2
の比較手段によりアルミパターンの平坦部から得
られる映像信号の領域部分を不感帯にして上記映
像信号同士を比較して不一致を検出して一方のア
ルミパターンについてアルミパターンの平坦部か
ら孤立した欠陥を検出し、一方のアルミパターン
に欠陥が存在するか否かを検査することを特徴と
するLSウエハ上のアルミパターン欠陥検査方法
である。
以下発明の一実施例を説明する。第7図で、明
視野照明手段による上方からの照明(明視野照
明)60a,60bの他に、暗視野照明手段によ
る周囲から一様に二つの斜方照明(暗視野照明)
61a,61bを加えると、第8図でこの光はヒ
ルロツク42a,42b,42cで散乱して、上
方に向う光62が生じる。この時のパターンで得
られる電気信号を第9図63,64に示す。63
は第5図の43に相当し、64は48に相当する
ものであるが、ヒルロツクによる電気信号44
a,44b,44c,49は65a,65b,6
5c,66の如く他のアルミニウム部分の電気信
号より高くなるのが特徴である。これに対いてア
ルミニウム欠損部分の電気信号47は第5図と同
じく他のアルミニウム部分より低くなつている。
次に信号63,64からアルミニウム欠損型欠
陥と残り型欠陥を検出する装置を第10図を用い
て説明する。信号63,64と一定の電圧70と
をコンパレータ71a,71bに導いて2値化し
た後、exclusive−OR72で両者の信号の不一致
部分を検出すればこれによりアルミニウム欠損型
欠陥の信号が得られる。これらコンパレータ71
a,71b、及びexclusive−OR72は第1の比
較手段を構成する。
この間の様子を第9図で説明する。信号73
a,73bは電圧70で2値化した結果であり、
信号74は両者のexclusive−ORをとつた結果で
ある。これによりアルミニウム欠損型欠陥信号4
7が検出されて75になつていることがわかる。
更に第10図でアルミニウム残り型欠陥の検出
回路を説明する。一定電圧以上の出力を遮断し一
定電圧に保持する素子(例えばツエナーダイオー
ドなど)76a,76bと増幅器77a,77b
から成るクリツプを通つた信号を差動増幅器79
に導き一定の電圧81とコンパレータ82で更に
2値化すると、ここからアルミニウム残り型欠陥
の信号が得られる。これら素子76a,76b、
増幅器77a,77b、差動増幅器79、及びコ
ンパレータ82が第2の比較手段を構成する。こ
の間の様子を再び第9図で説明する。クリツパ電
圧を70のレベルとすると、回路78a,78b
には信号84a,84bが得られ、回路80には
信号85が得られ、回路83には信号86が得ら
れる。これによりアルミニウム残り型欠陥の信号
46が検出されて87になつていることがわか
る。
以上説明したように、LSIなどのように複雑な
パターンの上に形成されているアルミニウムのパ
ターンなどの欠陥を検出する際、2値化信号比較
法とアナログ信号比較法を上記の如く組み合せた
回路構成をとることにより、極めて効果的な装置
を作ることが出来る。
上記の例ではアナログ信号比較回路にクリツパ
を使用したが、第11図の如く、クリツパを用い
ない方法も本発明の応用に含まれる。即ち差動増
幅器79で差分信号93を作り、これにしきい値
81をかけてコンパレータ82で2値化すると、
回路83には信号94が得られる。一方第10図
に示すクリツプした範囲に相当する信号を、第1
1図に示すようコンパレータ71a,71bから
得られる2値化信号73a,73bについてOR
(論理和)回路90によつてOR(論理和)をとる
ことによつて信号95として形成する。更に
AND(論理積)回路91で上記信号94と信号9
5のAND(論理積)をとり、信号95の“1”レ
ベルによりアルミパターンの平坦部から得られる
映像信号の領域部分を不感帯にして孤立欠陥のみ
が検出された信号96が得られる。これにはアル
ミニウム残り型欠陥の信号46が87として得ら
れている。これら差動増幅器79、コンパレータ
82、OR回路、及びAND回路91等は第2の比
較手段を構成する。
以上の例はしきい値以下の信号をアナログ信号
のまま比較検査する装置を説明したが、同様の考
えにより、しきい値以上の信号をアナログ信号の
まま比較検査する装置も、本発明の応用に含まれ
る。
ホトマスクなどのように明暗のはつきりしたパ
ターンの欠陥検査には、従来技術で説明した2値
化信号比較法や、アナログ信号比較法だけで十分
であるが、LSIウエハ上のアルミニウムパターン
のように複雑な回路パターン上に形成されたパタ
ーンの検査は、従来技術では不可能とされてい
た。本発明によりこれが可能となり、今後LSIパ
ターンが益々微細化しても、すべて自動的に検査
出来るようになる。これにより、検査信頼性が格
段に向上し、不良品を市場に出すことがなくな
る。本発明は複雑なパターンを有する上の特定の
パターンの検査に有効であり、磁気バブルウエハ
パターン、厚膜、薄膜回路パターンなどにも適用
可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的な欠陥検出装置の構成図、第2
図〜第4図は従来技術による欠陥検出法の説明図
第5図は検査対象品の構造図、第6図は従来技術
による検出結果の説明図、第7図〜第10図は本
発明の一実施例、第11図は本発明の他の実施
例。 1……LSIウエハ、2……検査中のチツプ、3
……検出点、5……TVカメラ、9……パターン
残り、11……パターン欠損、40……シリコ
ン、41……アルミニウムパターン、42……ヒ
ルロツク、44……ヒルロツクの信号、46……
アルミ残り、47……アルミ欠損、43,48…
…検出信号、52,53……2値化信号、61…
…斜方照明光、62…ヒルロツク散乱光。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 LSIウエハの面に対して垂直な光軸を中心に
    配置された明視野照明手段と暗視野照明手段と上
    記LSIウエハからの反射光像を結像する対物レン
    ズと該対物レンズによつて結像された光像を撮像
    して映像信号に変換する撮像装置とを備えた顕微
    鏡を本来同一である比較すべきアルミパターン部
    を有するチツプの間隔に応じて一対離間させて設
    置し、上記各々の顕微鏡の明視野照明手段により
    各々チツプ内のアルミパターンの平坦部を光らせ
    ると共に上記各々の顕微鏡の暗視野照明手段によ
    り各々チツプ内のアルミパターンに存在するヒル
    ロツクや段差部を光らせて各撮像装置により各ア
    ルミパターンを明部で、他を暗部でもつて映像信
    号に変換し、第1の比較手段によりこれら映像信
    号の各々を所定の閾値で2値化信号に変換して比
    較して不一致を検出して一方のアルミパターンの
    平坦部に存在するアルミ欠如欠陥を検出し、更に
    第2の比較手段により上記映像信号の各々につい
    ての所定レベル以上の部分の論理和を求め、この
    出力に基いてアルミパターンの平坦部から得られ
    る映像信号の領域部分を不感帯にして上記映像信
    号同士を比較して不一致を検出して一方のアルミ
    パターンについてアルミパターンの平坦部から孤
    立した欠陥を検出し、一方のアルミパターンに欠
    陥が存在するか否かを検査することを特徴とする
    LSIウエハ上のアルミパターン欠陥検査方法。 2 LSIウエハの面に対して垂直な光軸を中心に
    配置された明視野照明手段と暗視野照明手段と上
    記LSIウエハからの反射光像を結像する対物レン
    ズと該対物レンズによつて結像された光像を撮像
    して映像信号に変換する撮像装置とを備えた顕微
    鏡を本来同一である比較すべきアルミパターン部
    を有するチツプの間隔に応じて一対離間させて設
    置し、上記各々の顕微鏡の明視野照明手段により
    各々チツプ内のアルミパターンの平坦部を光らせ
    ると共に上記各々の顕微鏡の暗視野照明手段によ
    り各々チツプ内のアルミパターンに存在するヒル
    ロツクや段差部を光らせて各撮像装置により各ア
    ルミパターンを明部で、他を暗部でもつて映像信
    号に変換し、第1の比較手段によりこれら映像信
    号の各々を所定の閾値で2値化信号に変換して比
    較して不一致を検出して一方のアルミパターンの
    平坦部に存在するアルミ欠如欠陥を検出し、更に
    第2の比較手段により上記映像信号の各々につい
    ての所定レベル以上をクリツプした信号を比較し
    てその差信号を所定の閾値で2値化し、該閾値を
    越えたか否かによりアルミパターンの平坦部から
    得られる映像信号の領域部分を不感帯にして該領
    域部分以外の不一致を検出して一方のアルミパタ
    ーンについてアルミパターンの平坦部から孤立し
    た欠陥を検出し、一方のアルミパターンに欠陥が
    存在するか否かを検査することを特徴とするLSI
    ウエハ上のアルミパターン欠陥検査方法。
JP11976182A 1982-07-12 1982-07-12 パタ−ン欠陥検出装置 Granted JPS5911638A (ja)

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