JPH04104043A - 欠陥判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明はロットごとに各被検査体の欠陥判別を行う欠陥
判別装置に関する。

（従来の技術） 欠陥判別には例えば半導体ウェハに対する技術かある。

半導体ウェハは複数のチップが周期的に配列されており
、このような半導体に対しては例えば高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）処理がある。

このＦＦＴ処理は半導体ウェハの画像データをフーリエ
変換することにより周期的な成分を除去して欠陥部位を
抽出するものである。

しかしながら、ＦＦＴ処理は周期成分を除去するか、こ
の処理により欠陥部位まで処理することがある。そして
、ＦＦＴ処理は周期成分を除去したたけては欠陥部位を
検出できず、別途欠陥を判別する装置を付加しなければ
ならない。さらに、ＦＦＴ処理装置は高価でその処理に
時間がかかる。

一方、半導体ウェハは品種工程が同一であっても製造条
件例えば露光時間や現像時間、レジストの種類などの違
いによりウェハ表面の状態が異なっている。従って、こ
れらの半導体ウェハに対応した欠陥判別を行う必要があ
る。

また、このような検査の自動化手段のための手法では、
自動機の検査精度の維持の為、人の手による抜取り検査
が行う必要がある。

（発明が解決しようとする課題） 以上のようにＦＦＴ処理では欠陥を除去することがある
うえに別途欠陥を判別する装置を付加しなければならず
、さらに製造条件の違いにより半導体ウェハの欠陥を正
確に判別できない。

又、人の手による抜取り検査も他品種を製造する場合に
は、絶えず抜取り検査を行わなければならなかった。

そこで本発明は、製造条件等が違っていても正確に欠陥
判別ができ、かつ人の手による抜取り検査を極めて減少
させることができる欠陥判別装置を提供することを目的
とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、被検査物の欠陥判別をロット単位で行う欠陥
判別装置において、被検査物を口・ソトごとに欠陥の判
別を行う判別手段と、この判別手段の結果から得られた
検出値と比較判別するための基準値を記憶する記憶手段
と、前記判別手段より得られた検出値と基準値とを比較
して、口・ソト単位の不良を識別するロット判別手段と
を具備する欠陥判別装置である。

この場合、ロット判別手段は判別手段により求められた
標準偏差と記憶手段に記憶された標準偏差とを比較し、
これら標準偏差の間に所定値以上の差があった場合にロ
ット不良と判定する機能、又は前回の検査時に求められ
た平均値及び標準偏差から判定値を求め、この判定値と
データ演算手段により求められた平均値とを比較してロ
ットの良・不良を判定する機能を有している。

さらに、記憶手段は記憶手段は判別手段で得られた最初
のロットに対する検出値を基準値とじて記憶する機能、
又は判別手段で得られた最初のロットに対する検出値を
基準値として記憶し、ロット判別手段で検出値と基準値
との差が所定値より小さいときに検出値の値により基準
値を補正して記憶する機能を有している。

又、本発明は、被検査物の欠陥判別をロット単位で行う
欠陥判別装置において、ロットごとにおける前記各被検
査物に関す′るデニタの平均値及び標準偏差を求め、前
記被検査物のデータが前記平均値を中心として前記標準
偏差の所定倍数からなる許容範囲外となる場合に欠陥と
判別し、かつこの欠陥と判別された前記被検査物のデー
タを除いて欠陥がなくなるまで前記平均値及び標準偏差
を求めて欠陥判別を行う判別手段を備えた欠陥判別装置
である。

（作　用） このような手段を備えたことにより゛、同一工程により
製造された同一品種の複数のロットのうち、最初のロッ
トに対する各被検査物に関する欠陥判別を行い、この判
別結果のうち良品のみの検出値を基準値として記憶して
、同一工程により製造された同一品種の次のロットに対
する各被検査物の欠陥判別を行い、この欠陥判別で求め
られた判別結果のうち良品のみの検出値と記憶された基
準値とに基づいてロット単位での欠陥判別が行なわれる
。このとき、基準値は最初のロットの良品の検出値であ
り、以後基準値は変更しないか、もしくは次のロットか
ロット判別手段でロット不良かない場合に、判別手段に
より求められた良品のみの検出値に応じて基準値を補正
していく。これは製造工程または検査工程において、環
境が時間と共に変化していき、良品を不良または、その
逆と判定することを防止するために、基準値を環境に合
わせて変化させていくためである。もちろん、環境の変
化が極めて少ないような時間・環境などの条件では基準
値を変更させなくともよい。

又、欠陥判別手段として、ロット単位における各被検査
物に関するデータの平均値及び標準偏差を求め、被検査
物のデータが平均値を中心として標準偏差の所定倍数か
ら成る許容範囲外となる場合に欠陥と判別し、がっこの
欠陥と判別された被検査物のデータを除いて欠陥がなく
なるまで繰返し、平均値及び標準偏差を求めて欠陥判別
を行う。

これはロット内部の各被検査物同士を相対比較にて欠陥
判別を行うので、欠陥検圧感度が極めて良好である。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は欠陥判別装置の構成図である。半導体ウェハ１
は２０〜２５枚のロッド単位で製造される。図示する各
半導体ウェハ１は１０ツド２のものである。

撮像装置３か備えられ、この撮像装置３により半導体ウ
ェハ１が１枚々撮像されるようになっている。この撮像
装置３がら出力される画像信号はＡ／Ｄ変換器４により
ディジタル画像信号に変換されて画像メモリ５に送られ
ている。

一方、主制御部６か設けられ、この主制御部６により画
像メモリ５、モニタテレビジョン７、データ演算部８、
判別部９、メモリ１０．ロット判別部１１及び入力部１
２が動作制御されるようになっている。

主制御部６は第２図（ａ）　、　（ｂ）に示す欠陥判別
フローチャートおよびロット欠陥判別フローチャートに
従ったプログラムを実行して各指令を各部に対して発す
るもので、以下各部の機能を説明する。

データ演算部８は画像メモリ５に記憶された１０ツト２
の各半導体ウェハ１の画像データより明るさの平均値及
び標準偏差を求め、数値化する。

判別部９は同一工程により製造された同一品種のロット
ごとのデータ演算部８により数値化された画像データの
平均値及び標準偏差を求め、このロットごとのデータの
平均値を中心として標準偏差の所定倍数から成る許容範
囲外となる場合に欠陥と判別し、かっこの欠陥と判別さ
れた被検査物のデータを除いて欠陥がなくなるまで平均
値及び標準偏差を求めて欠陥判別を行う機能を有してい
る。又、ここで求めた最終的な平均値及び標準偏差をメ
モリ１０に記録する。

ロット判別部１１は判別部９により求められた平均値及
び標準偏差とメモリ１ｏに記憶された平均値及び標準偏
差とに基づいてロットの欠陥判別を行う機能を有してい
る。

具体的にロット判別部１１は判別部９により求められた
標準偏差とメモリ１ｏに記憶された標準偏差とを比較し
、これら標準偏差の間に所定値以上の差かあった場合に
ロット不良と判定する機能を有している。

又、ロット判別部１１はメモリ１ｏに記憶された平均値
及び標準偏差がら判定値を求め、この判定値とデータ演
算部８により求められた平均値とを比較してロットの良
・不良を判定する機能を有している。

次に上記の如く構成された装置の作用について第２図（
ａ）　、　（ｂ）のフローチャートの順序にしたがって
説明する。まず、第２図（ａ）に示す欠陥判別フローチ
ャートにしたがい説明する。

同一工程により製造された同一品種の各半導体ウェハ１
が載置された１０ツト２が用意される。

このロット２に対する半導体ウニ／Ｘｌの工程及び品種
が、人力部１２に人力される。

ステップＳ１において各半導体ウエノ＼１は順次撮像装
置３の下方に配置されて撮像され、その画像信号はＡ／
Ｄ変換器４によりディジタル画像信号に変換されて画像
メモリ５に送られて画像データとして記憶される。これ
により、１０ツトの各半導体ウェハ１の画像データか画
像メモリ５に記憶される。

ステップＳ２においてデータ演算部８で、画像メモリ５
に記憶された１０ツト２の各半導体ウエノ１１の画像デ
ータより明るさの平均値及び標準偏差を求め、数値化す
る。

このステップＳ３において主制御部６は判別部９に動作
指令を発する。この判別部９は、データ演算部８で演算
された数値から１０・ソトにおける平均値Ａ１及び標準
偏差σを求める。又、判別部９は第３図に示す１０ツト
の度数分布を作成するｂ判別部９は平均値Ａ１及び標準
偏差σａを求めると、ステップＳ４に移って許容範囲を
求め、次のステップＳ５で欠陥の判別を実行する。許容
範囲は第３図に示すように平均値Ａ１を中心として標準
偏差σの＋３″σ、−３σの範囲である。そして、判別
はこの許容範囲内に各半導体ウェハのデータ演算部８で
算出された数値が入るかを判断し、許容範囲外であれば
欠陥の半導体ウェハとする。

１０ツト全ての半導体ウェハに対する判別が終了する。

欠陥の半導体ウェハかあればステップＳ６において判別
部９は欠陥のある半導体ウェハの数値を除去し、再びス
テップｓ３に移って欠陥と判別されない半導体ウェハの
数値からその平均値Ａ及び標準偏差σａ′を求める。以
下、上記の如くステップｓ４、ｓ５、ｓ６が実行され、
欠陥のある半導体ウェハが現れなくなるまで行われる。

次にロット判別手段における作用を第２図（ｂ）に示す
ロット欠陥判別フローチャートにしたがって説明する。

このロット判別部１１は、ステップｓｌｏにおいてメモ
リ１０に判別部９が検出した同工程及び同品種のロット
の平均値及び標準偏差が記憶されいるかを調べる。記憶
されていなければ、ステップｓｌｌにおいて入力部１２
に入力されたロット２の工程及び品種と、判別部９は欠
陥のある半導体ウェハ１の数値を除去したロット２の平
均値Ａ１及び標準偏差σａ″を、平均値Ａ。及び標準偏
差σ０としてメモリ１０に記憶する。そして、次のロー
ット２の検査を開始する。又、メモリ１０にすでに平均
値Ａ。及び標準偏差σ。が記憶されている場合、ステッ
プｓ１２において判別部９から今回のロット２の欠陥の
ある半導体ウェハ１を除去した後の標準偏差σｂ１と呼
出し、ステップζ１３においてメモリ１０から同一工程
により製造された同一品種の各半導体ウェハの標準偏差
σ。を読出し、次のステップｓ１４においてこれら標準
偏差σ。と標準偏差υ°ｂ“とを比較する。この比較の
結果、これら標準偏差σ。と標準偏差σｂ′″との差が
所定値を以内であれば、・ロット判別部１１はロット全
体を良品と判別し、標準偏差σ。と標準偏差σｂ′との
差が所定値を以上であれば、ロット判別部１１はロット
全体を不良と判別する。

次にステップｓ１５〜ｓ１７において主制御部６は欠陥
の判定を平均値を用いて行う。

ロット判別部１１はステップｓ１５において判別部８て
最終的に算出された平均値Ａ２”を呼出しす。次にロッ
ト判別部１１はステップｓ１Ｂにおいて欠陥判別の判定
値Ｔを求める。この判定値Ｔはメモリ１０から同一工程
により製造された同一品種のロットの平均値Ａ。及び標
準偏差σ０を読み出し、これら平均値Ａ。及び標準偏差
σ。から判定値Ｔ Ｔ−Ａｏ±α・σ０ α−所定値 を求める。

次にロット判別部１１はステップｓ１７において判定値
Ｔと平均値Ａ２とを比較する。この′比較の結果、平均
値Ａ２が判定値Ｔ内にあれば、ロット判別部１１は良品
ロットと判別し、判定値Ｔ外であれば不良ロット判別す
る。

ところで、各ロットの測定においてロット不良ではない
とされた場合、メモーリ１０に記憶１され−ｉ平均値及
び標準偏差の書換を行う。

この場合、メモリ１０は平均値を記憶するに際して前回
の測定時の平均値に近づける方向に値を補正して記憶す
る。すなわち、前回記憶した平均値をＡｓ、今回の平均
値をＡａとすると、記憶する平均値は Ａｓ＋　　（Ａａ−Ａｓ）　　・　β β−０〜　１ である。又、前回記憶した標準偏差をσＳ１Ｓ２Ｏ標準
偏差をσａとすると、記憶する標準偏差はσＳ〉σａの
場合にσａ σｓくσａの場合にσＳ となる。

このように上記一実施例においては、ロット内で相対比
較を繰返し行うので欠陥検出感度が大幅に向上される。

さらに、ロットごとの比較を行うようにしたので、相対
比較では検査てきないロット全体の不良を行える。さら
に、基準となる平均値及び標準偏差を随時新たな良品の
データにより補正していくので、ロットごとに品種や工
程等の製造条件か変わっても欠陥判定かできる。また、
ロット内の相対比較と、ロットごとの比較とによる検査
方式なので、最初のロットに良品の被検査物かあれば、
確実に両・不良を判別してくれるので、抜取り検査は工
程・品種に対して最初のロットの数枚で事足りるもので
ある。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。例えば、被
検査物としては半導体ウニノ＼に限ることはない。又、
検査するロットの個数か少なく、環境の変化などが比較
的起りにくい状況で製造および検査か行われる場合には
、２憾手段（メモリ）に記憶するデータは固定でよい。

又、被検査物のデータは明るさに限ることはない。

［発明の効果コ 以上詳記したように本発明によれば、欠°陥検出の感度
を大幅に向上させ、かつロット全体での不良に対しても
対応できて正確に欠陥判別ができ、製造条件か徐々に変
化している場合にも対応して検査できる欠陥判別装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる欠陥判別装置の一実施例を示す
構成図、第２図（ａ）は同装置の欠陥判別流れ図、同図
（ｂ）は同装置のロット欠陥判別流れ図、第３図は明る
さの度数分布図である。 １・・半導体ウェハ　３・撮像装置、４−　Ａ　／　Ｄ
変換器、５・画像メモリ、６・・主制御部、７・モニタ
テレビンヨン、８・・データ演算部、９　判別部、〕０
・メモリ、１１・・ロット判別部、１２・・入力部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 （ａ） 第 図 （ｂ）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査物の欠陥判別をロット単位で行う欠陥判別
   装置において、被検査物をロットごとに欠陥の判別を行
   う判別手段と、この判別手段の結果から得られた検出値
   と比較判別するための基準値を記憶する記憶手段と、前
   記判別手段より得られた検出値と基準値とを比較して、
   ロット単位の不良を識別するロット判別手段とを具備す
   ることを特徴とする欠陥判別装置。
2. （２）ロット判別手段は、判別手段により得られた標準
   偏差と記憶手段に記憶された標準偏差とを比較して、そ
   の差の大きさによりロット全体の良・不良と判別する請
   求項（１）記載の欠陥判別装置。
3. （３）ロット判別手段は、判別手段により得られた平均
   値と記憶手段に記憶された平均値とを比較して、その差
   の大きさによりロット全体の良・不良と判別する請求項
   （１）記載の欠陥判別装置。
4. （４）記憶手段は判別手段で得られた最初のロットに対
   する検出値を基準値として記憶する請求項（１）記載の
   欠陥判別装置。
5. （５）記憶手段は判別手段で得られた最初のロットに対
   する検出値を基準値として記憶し、ロット判別手段で検
   出値と基準値との差が所定値より小さいときに検出値の
   値により基準値を補正して記憶する請求項（１）記載の
   欠陥判別装置。
6. （６）被検査物の欠陥判別をロット単位で行う欠陥判別
   装置において、前記ロットごとにおける前記各被検査物
   に関するデータの平均値及び標準偏差を求め、前記被検
   査物のデータが前記平均値を中心として前記標準偏差の
   所定倍数からなる許容範囲外となる場合に欠陥と判別し
   、かつこの欠陥と判別された前記被検査物のデータを除
   いて欠陥がなくなるまで前記平均値及び標準偏差を求め
   て欠陥判別を行う判別手段を具備したことを特徴とする
   欠陥判別装置。