JPH04368146A - ウェハ表面の検査装置 - Google Patents

ウェハ表面の検査装置

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JPH04368146A
JPH04368146A JP17059391A JP17059391A JPH04368146A JP H04368146 A JPH04368146 A JP H04368146A JP 17059391 A JP17059391 A JP 17059391A JP 17059391 A JP17059391 A JP 17059391A JP H04368146 A JPH04368146 A JP H04368146A
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JP
Japan
Prior art keywords
wafer
wafer surface
imaging device
frame memory
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP17059391A
Other languages
English (en)
Inventor
Nagafumi Nangou
脩史 南郷
Shiyouichirou Namihisa
浪久 祥一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RATOTSUKU SYST ENG KK
Eneos Corp
Original Assignee
RATOTSUKU SYST ENG KK
Nippon Mining Co Ltd
Nikko Kyodo Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by RATOTSUKU SYST ENG KK, Nippon Mining Co Ltd, Nikko Kyodo Co Ltd filed Critical RATOTSUKU SYST ENG KK
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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面検査技術さらには
半導体単結晶基板表面の検査装置に適用して特に有効な
技術に関し、例えば化合物半導体ウェハ表面の凹凸の検
査に適用して好適な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の製造プロセスにおいて
は、素子形成前のウェハ表面に欠陥が存在するとICの
歩留まりを低下させる。そこで、従来、半導体ウェハ表
面の欠陥を顕微鏡による観察で検査し、写真撮影するこ
とが行なわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来方法にあっては、表面検査を作業者が顕微鏡をいちい
ち覗き込んで行なっているため、作業者の疲労度が高く
、欠陥部を撮影した写真には手書きでロット名やウェハ
番号、月日、倍率、欠陥位置等を記録しなくてはならな
いため、作業能率が悪いという問題点があった。また、
化合物半導体単結晶を用いたデバイスにあっては、20
Å程度のウェハ表面の凹凸が歩留まりに影響を与える。 特に、気相エピタキシャル成長用のウェハにあっては、
ウェハ表面の凹凸がエピタキシャル層表面の凹凸となっ
て表れるため、問題となっていることが分かった。
【0004】一方、顕微鏡にビデオカメラをセットして
ウェハの表面状態をCRT画面上に写し出して検査でき
るようにしたウェハ外観検査装置も提供されている。し
かるに、ビデオカメラを用いた従来のウェハ外観検査装
置では、水平走査線の数が500本程度の低解像度のビ
デオカメラを使用しているため、ウェハ表面の汚れや傷
、微小欠陥を検出するには充分であっても、ウェハ表面
の20Å程度の凹凸を検査するには不十分であり、化合
物半導体デバイスの歩留まりを向上させることができな
いという問題点があることが明らかになった。
【0005】本発明は、上記課題を解決すべくなされた
もので、その目的とするところは、ウェハの表面検査の
際の作業者の疲労を軽減させ、作業能率の向上を図るこ
とにある。本発明の他の目的は、ウェハ表面の微細な凹
凸を検出して歩留まりを向上させることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、水平走査線が700本以上の高解像度の撮像
装置を自動焦点機能付き微分干渉顕微鏡に接続し、ウェ
ハを載せたテーブルを1視野単位で移動させてウェハ表
面をスキャンしながら撮像装置で光電変換してその撮像
信号を静止画像化してフレームメモリーに記憶させ、そ
の静止画像信号を表示装置に送って表示させ、作業者が
表示画面上でウェハ表面をモニタできるようにした。ま
た、撮像装置に磁気記憶装置等を接続して撮像装置によ
り得られた映像データを記憶できるようにした。さらに
、撮像装置もしくは磁気記憶装置に例えば銀塩写真をと
れるような高解像度のフィルムレコーダを接続して電気
的な映像信号から写真をプリントアウトできるようにし
たものである。
【0007】
【作用】撮像装置の水平走査線が500本程度であると
、ウェハ表面の微細な凹凸(うねり模様)を撮影するこ
とができない。また、フレームメモリーへの静止画像化
機能を用いない場合、ステージの高速移動に作業者の目
が追随できず視野上でステージを止め観察時間を長くと
る必要があり、検査速度が低下する。これに対し、上記
した手段では、水平走査線の数を700本以上としてい
るためウェハ表面の微細な凹凸を撮影することができる
とともに、視野の静止画像を表示しているため、観察中
に次の視野へのステージの移動ができ、検査のスピード
アップが可能となる。
【0008】また、撮像装置からの映像データを磁気記
憶装置等に記憶するようにしているため、欠陥部分のロ
ット名やウェハ番号、月日、倍率、欠陥位置等の情報を
映像データとともに記憶してデータベース化することが
でき、記憶したデータを用いて結晶の種類ごとの欠陥写
真検索等の系統的画像情報の整理、活用が容易となり、
結晶製造技術やウェハ加工技術の改良の手掛かりを得る
ことができる。さらに、フィルムレコーダを設けて電気
的な撮像信号から写真をプリントアウトできるようにし
ているため、欠陥部写真にロット名やウェハ番号、月日
、倍率、欠陥位置等の情報を出力させることができ、手
書きでそれらの情報を書き込んでいた従来方式に比べて
作業能率を大幅に向上させることができる。また、通常
のビデオプリンターは濃淡が128ないし256階調で
、解像度がインチ200ドット程度であり、本発明装置
で観察しようとしている20Å程度の微細な表面凹凸を
写し出すことができないが、上記手段では撮像装置に銀
塩写真のとれる高解像度のフィルムレコーダを使用して
いるため、濃淡500階調以上、解像度インチ800ド
ット以上となり、微細な表面凹凸を写し出すことができ
る。
【0009】
【実施例】図1には、本発明に係るウェハ表面の検査装
置の一実施例を示す。図1において、1はX,Y軸方向
(紙面の左右および紙面と直交する方向)にスライド可
能なステージ、2a,2bはこのステージ1を移動させ
るモータ、また、3は上記ステージ1上に載置された検
査対象としてのウェハである。なお、図示しないが上記
ステージ1にはウェハ3をそのオリエンテーションフラ
ットを基準して位置決めする固定手段が設けられている
。また、上記ステージ1の上方には自動焦点機構40を
備えた微分干渉顕微鏡4が配置され、この微分干渉顕微
鏡4の接眼レンズ側にはビデオカメラ5が取り付けられ
ている。自動焦点機構40は、ウェハ表面へ向かって赤
外線等を放射するランプ41と、ウェハ表面からの反射
光を検出するセンサ42と、センサ42から信号に基づ
いて対物レンズを焦点位置まで移動させるコントローラ
43および駆動手段44とから構成されている。コント
ローラ43は、上記ステージ移動モータ2a,2bの制
御信号も形成するように構成されている。
【0010】上記微分干渉顕微鏡4の倍率は最小50倍
で、100倍、200倍、400倍に切り換え可能であ
るが、最小の50倍での分解能によってもウェハ表面の
20Å程度の微細な凹凸を識別することができる。一方
、上記ビデオカメラ5としては、モノクロ撮影で水平走
査線の本数が700本の解像度の撮像管を使用している
【0011】この実施例では、上記ビデオカメラ5の撮
像信号をAD、DA変換器内蔵のフレームメモリー10
で受けAD変換してフレームメモリー10に記憶し、さ
らにDA変換してCRT表示装置6に送って画面上にウ
ェハ表面の拡大像を表示させるように構成されている。 スキャン中に異常を見つけたときはキーボード8上のス
ペースキーを押すことでスキャンを停止させ、再びスペ
ースキーを1回押すと1視野ずつステージ1を後戻しさ
せることができ、高速でスキャンしても欠陥部を容易に
見つけてCRT表示画面に写し出すことができるように
なっている。また、フレームメモリー10のデジタル画
像データはコンピュータ11を通して磁気ディスク装置
7に供給され、欠陥部発見時にキーボード8から指令を
与えることによって、ロット名やウェハ番号、月日、倍
率、欠陥位置等のデータとともに映像データを磁気ディ
スクに記憶させることができる。
【0012】さらに、磁気ディスクに記憶されたディジ
タル画像データは同じくキーボード8からの指令によっ
てコンピュータ11を通してフレームメモリー10に記
憶されDA変換し銀塩写真を撮影可能なフィルムレコー
ダ9に供給されて写真としてプリントアウトできるよう
に構成されている。上記フィルムレコーダ9はモノクロ
で約1,024階調、インチ800ドットの解像度のも
のを使用している。また、フィルムレコーダ9はキーボ
ード8から入力された上記ロット名やウェハ番号、月日
、倍率、欠陥位置等のデータあるいは磁気ディスク7に
予め記憶させておいたデータも写真上に出力できるよう
に構成されている。
【0013】一例として、上記実施例の表面検査装置を
用いてクラス10のクリーンベンチ内で直径2インチの
ウェハの表面検査を行なった。微分干渉顕微鏡4の倍率
を50倍に設定して、ウェハをのせたステージ1を1.
9mmの視野ピッチで図2に矢印Aで示す方向に沿って
平均移動速度20mm/sでステップ移動させた。各視
野上での瞬時停止時間は0.2秒に設定した。これによ
って、全スキャンタイムが56秒、観察タイム101秒
、ウェハ交換所要時間16秒が得られた。従って、ウェ
ハ1枚ごとの平均欠陥数を10個と仮定した場合には、
欠陥部の観察に0.5秒、磁気ディスクへの記録に4秒
要するため、全面観察時間はウェハ1枚あたり223秒
(約3.5分)で済むことが分かった。また、ウェハ表
面の20Åの凹凸を観察することができた。なお、銀塩
写真へのプリントアウトは約9秒要したが、一旦磁気デ
ィスクに記録した映像データを次の欠陥部検査中にフィ
ルムレコーダ9に渡してプリントアウトさせることによ
り、見かけ上の所要時間をゼロにすることができた。
【0014】なお、上記実施例ではビデオカメラとして
撮像管を用いているが、水平走査線700本以上に相当
する解像度があればCCDカメラを用いても良い。また
、磁気記憶装置の代わりに光ディスクを用いるようにし
ても良い。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、水平走査
線が700本以上の高解像度の撮像装置を自動焦点機能
付き微分干渉顕微鏡に接続し、ウェハを載せたテーブル
をステップ移動させてウェハ表面をスキャンしながら撮
像装置で光電変換してその撮像信号を静止画像化してフ
レームメモリーに記憶させ、その静止画像信号を表示装
置に送って表示させ、作業者が表示画面上でウェハ表面
をモニタできるようにしたので、水平走査線の数が70
0本以上あるためウェハ表面の微細な凹凸を撮影するこ
とができるとともに、静止画像を観察するため画面の切
り換えを速くすることができ、検査のスピードアップが
可能となるという効果がある。
【0016】また、撮像装置に磁気記憶装置等を接続し
て撮像装置により得られた映像データを記憶できるよう
にしたので、欠陥部分のロット名やウェハ番号、月日、
倍率、欠陥位置等の情報を映像データとともに記憶して
データベース化することができ、記憶したデータを用い
て結晶の種類ごとの欠陥写真検索等の系統的画像情報の
整理、活用が容易となり、結晶製造技術やウェハ加工技
術の改良の手掛かりを得ることができるという効果があ
る。
【0017】さらに、磁気記憶装置(もしくは撮像装置
)に、銀塩写真をとれるような高解像度のフィルムレコ
ーダを接続して電気的な映像信号から写真をプリントア
ウトできるようにしたので、欠陥部写真にロット名やウ
ェハ番号、月日、倍率、欠陥位置等の情報を出力させる
ことができ、手書きでそれらの情報を書き込んでいた従
来方式に比べて作業能率を大幅に向上させることができ
るとともに、撮像装置に銀塩写真のとれる高解像度のフ
ィルムレコーダを使用しているため、濃淡500階調以
上、解像度インチ800ドット以上となり、20Å程度
の微細な表面凹凸を写し出すことができるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るウェハ表面の検査装置の一実施例
を示す概略説明図である。
【図2】微分干渉顕微鏡のステージによるウェハ表面の
スキャン方式の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
1  ステージ 2a,2b  モータ 3  ウェハ 4  微分干渉顕微鏡 5  ビデオカメラ 6  CRT表示装置 7  磁気記憶装置(磁気ディスク装置)8  キーボ
ード 9  フィルムレコーダ 10  フレームメモリー 11  コンピュータ 40  自動焦点機構

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ウェハを載置し直交する2方向に移動
    可能なテーブルと、このテーブルの上方に配置された自
    動焦点機能付き微分干渉顕微鏡と、この微分干渉顕微鏡
    に接続され水平走査線が700本以上の解像度をもつ撮
    像装置と、この撮像装置に接続され静止画像化処理機能
    を有するフレームメモリーとを備え、上記テーブルを1
    視野単位で移動させてウェハ表面をスキャンしながら上
    記撮像装置で光電変換し、その撮像信号を静止画像化し
    て上記フレームメモリーに記憶させ、該フレームメモリ
    ーから静止画像信号を表示装置に送って表示させ、表示
    画面上でウェハ表面をモニタできるように構成されてな
    ることを特徴とするウェハ表面の検査装置。
  2. 【請求項2】  上記撮像装置にはデータ記憶手段が接
    続され、撮像装置により得られた撮像データを記憶でき
    るように構成されてなることを特徴とする請求項1記載
    のウェハ表面の検査装置。
  3. 【請求項3】  上記撮像装置には濃淡500階調以上
    、インチ800ドット以上の解像度をもつフィルムレコ
    ーダが接続されていることを特徴とする請求項1又は2
    記載のウェハ表面の検査装置。
JP17059391A 1991-06-14 1991-06-14 ウェハ表面の検査装置 Pending JPH04368146A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6721047B2 (en) * 2000-09-18 2004-04-13 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for inspecting defects of a specimen
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