JPH04733A - ウェーハ検査装置 - 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】 （概　要） 同一の半導体チップパターンが整列して形成されている
ウェーハの検査装置に関し、 検査精度を上げて生産性の向上を図ることを目的とし、 少なくともＸ、Ｙの二次元方向に移動できるウェーハ載
置用のテーブルと、該テーブルの上記移動を制御する機
構制御部、および該テーブル上のウェーへの露出するチ
ップパターンを観察しまたは測定できるように該テーブ
ルの上方所定位置に固定して配設された測定観察系と該
測定観察系に繋がる測定制御部とで構成されるウェーハ
検査装置であって、乱数信号発生機能を持つ演算部に接
続された前記機構制御部を、該演算部で発生するランダ
ムの乱数信号によって前記テーブルの一つの移動方向と
該移動方向における移動量とが制御できるように構成す
る。

〔産業上の利用分野］ 本発明は同一の半導体チップパターンが整列して形成さ
れているウェーク＼の検査工程に係り、特に検査対象と
なるチップパターン領域の抽出をランダム化することで
検査精度を上げ生産性の向上を図ったウェーハ検査装置
に関する。

半導体装置の製造分野では、通常複数のチップパターン
が整列したマトリックス状に形成されているウェーハを
該チップパターン毎に切断してヘースとなる半導体チッ
プ基板を得ているが、パターン上の異物やパターン自体
の異常は半導体装置としての特性を大きく左右すること
からウェークへの時点で該ウェーハを目視や計測器等で
検査するようにしている。

〔従来の技術〕

第２図は従来のウェーハ検査装置を示す構成概念図であ
り、（１）は全体構成図、（２）は測定状態を説明する
図である。

また第３図は問題点を説明する図である。

第２図（１）で、機構制御部１からの信号によって基台
２に対して図示Ｘ、Ｙ方向に所定ピンチで間欠的に移動
するＸ−Ｙテーブル３上には、該テーブル３のＸ方向に
固定されたバー３ａにオリエンテーション・フラット面
（以下単にオリフラ面とする）４ａを接触させることで
位置決めされたウェーハ４が載置されているが、該ウェ
ーハ４の表面には上記オリフラ面４ａを一方向とするグ
リッド状に整列した状態で複数のチ・ノブパターン４ｂ
が形成されている。

−４，３１ｘ　−ｙテーブル３の上方で該テーブル３と
対応する位置には、ステイ５で固定された測定観察系６
が配設されており、該観察系６に付随する接眼部６ａか
らは該観察系６の光軸ａ上に位置する１個の上記チップ
パターン４ｂ“を観察することができると共に、該チッ
プパターン４ｂの各パターン寸法や形状等は該測定観察
系６に繋がる測定制御部７で測定したり記録できるよう
になっている。

そこで上記機構制御部ｌからの指示で、テンプパターン
４ｂ１個分ずつのピッチでＸ、Ｙ方向に間欠的に移動す
るウェーハ４を上述した測定観察系６で観察したり測定
することで該ウェーハ４の全部のチップパターン４ｂを
検査することができる。

この場合、製造ロットを形成するウェーハ全数について
、それぞれチップパターン４ｂの総てを検査するには多
くの工数を必要とする。

そこで生産性を向上させるために通常は、例えばウェー
ハとしての製造ロフトを抜き取り対象ロットとして正規
の抜き取りレベルで検査対象数を抽出すると共に、抜き
取られた各ウェーハの観察。

測定するチップパターン領域を限定するようにしている
。

測定状態を示す（２）で、Ｘ−Ｙテーブル３の片側サイ
ドには、複数の被検ウェーハ４′がチップパターン形成
面が上面になるようにほぼ水平な平行に収容されている
キャリア８が配置されており、該キャリア８から図示さ
れないアームで１個ずつ押し出されるウェーハ４“は矢
印すのように上記Ｘ−Ｙテーブル３に載置されて（１）
で示したウェーハ４となる。

なお３ａは（１）で説明したバーを示し、また３ｂはキ
ャリア８から押し出されるウェーク＼４“の位置決め用
のストッパである。

従って、上記キャリア８から押し出されるウェーハ４°
は図示ウェーハ４のようにＸ−Ｙテーブル３上の所定位
置に載置されることになる。

そこで機構制御部１からの指示で上記χ−Ｙテーブル３
ひいてはウェーハ４を基台２に対してＹ方向に間欠移動
させ、固定された測定観察系６で該ウェーハ４上のＹ方
向に整列したチ・ノブパターン４ｂを観察、測定するよ
うにしている。

特にこの場合のＸ−Ｙテーブル３は一方向（Ｙ方向）の
みの移動であるため、キャリア８からの押し出し動作と
該Ｘ−Ｙテーブル３の上記移動を同期させることで複数
のウェーハを効率よく連続して検査することが可能とな
り、生産性の高い検査作業を実現することができる。

第３図で、（ｉ）はＸ−Ｙテーブル上のウェーハを平面
的に示した図であり、（ｉｉ）は観察、測定されるチッ
プパターン領域を示す図である。

（ｉ）で３がＸ−Ｙテーブル、　３ａが位置決め用のバ
ー、　３ｂが位置決め用のストッパを示し、また４がウ
ェーハ、　４ａがオリフラ面、　４ｂがチップパターン
をそれぞれ表わしていることは第２図と同様である。

そこで第２図（２）で説明したように酸ウェー／’＋４
をＸ方向に間欠移動させて咳つエーノＸ４上のＸ方向に
整列したチップパターン４ｂを観察、測定するが、この
場合に検査されるチップパターン領域は（ｉｉ）で示す
斜線領域Ａのようになると共に該領域Ａは被検ウェーハ
総てに共通した同一領域となる。

従って、例えばウェーハｉ、、４−．のように該領域Ａ
から外れたＢ、、Ｂ、領域にパターン不良があったり、
ウェーハｉ、、ｉ、のように領域Ａから外れた２１点、
２２点に異物が存在するようなときには、これらのパタ
ーン不良や異物を発見することができず結果的にウェー
ハのロット検査としては不適当となる。

〔発明が解決しようとする課題］ 従来のウェーハ検査装置では、検査領域から外れた領域
に位置するパターン不良や異物等を発見することができ
ず検査精度のア・ノブによる生産性の向上が期待できな
いと言う問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は、少なくともＸ、Ｙの二次元方向に移動で
きるウェーハ載置用のテーブルと、該テーブルの上記移
動を制御する機構制御部、および該テーブル上のウェー
ハの露出するチップパターンを観察しまたは測定できる
ように該テーブルの上方所定位置に固定して配設された
測定観察系と該測定観察系に繋がる測定制御部とで構成
されるウェーハ検査装置であって、乱数信号発生機能を
持つ演算部に接続された前記機構制御部が、該演算部で
発生するランダムの乱数信号によって前記テーブルの一
つの移動方向と該移動方向における移動量とが制御でき
るように構成されているウェーハ検査装置によって解決
される。

［作　用］ 製造ロント内のウェーハ毎の検査領域をランダムに変え
ると、少なくとも該ロント内の検査精度を向上させるこ
とができる。

本発明では、Ｘ−Ｙテーブルに繋がる機構制御部に乱数
発生機能を具えた演算部を接続することで、少なくとも
製造ロット内の各ウエーノ＼毎に従来のＸ方向の検査領
域をＸ方向にランダムにシフトさせるようにしている。

このことは、ウェーハの製造ロットを対象としたときに
は従来の場合よりも検査領域が拡大されることになるた
め、例えばマスクに起因するパターン不良等の発見され
る確率が向上することを意味する。

従って、検査精度の向上による生産性の向上を実現する
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明になるウェーハ検査装置の構成例を示す
図であり、第２図で説明した機構制御部１と同様の機構
制御部１１にＸ−Ｙテーブル３をランダムのピンチ数だ
けＸ軸方向にシフトさせるための乱数発生機能を有する
演算部１２を接続したものであるが、該機構制御部１１
と演算部１２以外の構成は第２図と全く同様である。

特にこの場合には、Ｘ−Ｙテーブル３のＸ方向はぼ中心
を通るＸ方向の線Ｃと第３図で説明した測定観察系６の
光軸ａとが合致した時の該Ｘ−Ｙテーブル３の位置を該
テーブル３の基準位置として設定すると共に、演算部１
２から発生する乱数信号を該テーブル３に繋がる機構制
御部１１のＸ方向のシフトをコントロールする回路に接
続することで、該演算部１２から発生する乱数に対応す
るピンチ分だけＨｇ　ｘ　−Ｙテーブル３をＸ方向にシ
フトするように構成している。

ここでチップパターン４ｂがオリフラ面４ａに沿った方
向に１０数個程度形成されているウェーハ４の場合を例
として詳細に説明する。

例えば該演算部１２から発生する乱数を０１〜１９に設
定し、更に該乱数信号によってＸ方向に動作する機構制
御部１１を、０１〜０９の乱数が伝達されたときにはＸ
−Ｙテーブル３を上記基準位置から「−ｊ側に各数字分
だけソフトするように構成し。

また１１〜１９までの乱数が伝達されたときには該テー
ブル３を上記基準位置から「↓」側に１位の数字分だけ
シフトするように構成する。

かかる構成になるウェーハ検査装置では、例えば該演算
部１２から発生する乱数が“０７′′の場合には、該乱
数信号０７を受けた機構制御部１１がＸ−Ｙテーブル３
ひいてはウェーハ４を基準位置からＸ軸に沿う「−」側
すなわち図では左側に７ピツチだけシフトさせた後第３
図で説明したように該ウェーハ４をＹ方向に移動させる
ため、基準位置から右側に７ピツチだけ離れた領域に位
置するチップパターンを観察、測定することができる。

また演算部１２から発生する乱数が例えば１０“の場合
には、Ｘ−Ｙテーブル３ひいてはウェーハ４をＸ方向に
シフトさせることな（そのまま基準ｉ！ＩＡｃ上をＹ方
向に移動させるので、基準となる中心領域に位置するチ
ップパターンをそのまま観察。

測定することができる。

更に演算部１２から機構制御部１１に伝達される乱数が
例えば“１４“の場合には、Ｘ−Ｙチーフル３ひいては
ウェーハ４が基準位置からＸ軸に沿う「±」側すなわち
右側に４ピツチだけシフトした後Ｙ方向に移動するため
、基準となる中心領域から左側に４ピツチだけ離れた領
域に位置するチップパターンを観察、測定することがで
きる。

このことは、製造ロフトから抽出される被ウェーハの数
が少なくとも２０個以上の場合には、該ウェーハに形成
されている総てのチップパターンが観察、測定されるこ
とを意味する。

他方、マスクに起因する不良はほぼ総てのウェーハの同
一箇所またはその近傍に発生する。

従ってかかる不良が発見される確率を従来に比べて大幅
に大きくすることができる。

ここで理解し易くするために第３図で説明した発見され
ない異物やパターン不良等が発見される過程を説明する
。

なお、第３図におけるチップパターン領域ＡをＸ−Ｙテ
ーブル３の基準位置と対応するチップパターン領域とす
る。

例えば、ウェーハ４−３のパターン不良が位置するＢ、
？＋Ｎ域は基準となるＡ領域の左側２ピン千目にある。

従って該ウェーハ４−．の場合には、該ウェーハ４−１
ひいてはＸ−Ｙテーブル３をχ軸に沿って右側すなわち
「＋」方向に２ピツチシフトさせることで該領域Ｂ１を
基準となる領域Ａの位置に移動させることができる。

そこで、８亥ウェーハ４−１ひいてはＸ−Ｙテーフ゛ル
３を「＋」方向に２ピツチシフトさせた後に第３図で説
明したように該ウェーハ４−１すなわちＸ−Ｙ　チー　
フル３をＹ方向に移動させることで該パターン不良を発
見することができる。

このことは逆に、演算部１２がら“’１２”の乱数が発
生したときに該パターン不良が発見できることを意味し
ている。

またウェーハ４−２の場合には、異物Ｐ１が位置する領
域は基準となるＡ　％ｌＪ域の右側１ピツチ目にあるた
め、８亥ウェーハ４−２ひいてはＸ−Ｙチーフル３をＸ
軸に沿って左側すなわち「−」方向に１ピツチシフトさ
せるだけで異物Ｐ１が位置する領域を領域Ａの位置に合
わせることができる。

このことは演算部１２から０１”の乱数が発生すると該
異物が発見できることを表わしている。

同様にウェーハ４−３と４−４では、演算部１２から′
“０２”の乱数が発生したときにウェーハ４−３ではＢ
ｚＳＮ域にあるパターン不良が、またウェーハ４４では
異物Ｐ２が発見できることになる。

従って、ランダムに発生する乱数によってウェーハ毎に
異なる領域の観察や測定を行うことができるため、製造
ロフトとしてのウェーハの検査精度を向上させることが
できる。

（発明の効果］ 上述の如く本発明により、検査対象となるチップパター
ン領域の抽出をランダム化することで検査精度を上げ生
産性の向上を図ったウェーハ検査装置を提供することが
できる。

なお、本発明の説明では二次元方向に移動するＸ−Ｙテ
ーブルを使用した場合について行っているが、被検ウェ
ーハが同一面内で軸回転できる回転機能を具えたχ−Ｙ
テーブルを使用した場合では演算部からの乱数信号を回
転角度に対応させた状態で該テーブルに繋がる機構制御
部の回転角度をコントロールする回路に接続しても同等
の効果を得ることができる。

４ｂはチップパターン、 ６は測定観察系、 １１は機構制御部、 をそれぞれ表わす。

７は測定制御部、 １２は演算部、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるウェーハ検査装置の構成例を示す
図、 第２図は従来のウェーハ検査装置を示す構成概念図、 第３図は問題点を説明する図、 である。 図において、 ３はテーブル（ｘ−ｙチーフル）、 ４はウェーハ、 ４ａはオリエンテーション・フラット面、茅１図 従来のつ１−ハ検査装置と示す構Ａ概芝図第　２　図 （￥の２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　少なくともＸ、Ｙの二次元方向に移動できるウェーハ
   載置用のテーブル（３）と、該テーブル（３）の上記移
   動を制御する機構制御部（１１）、および該テーブル上
   のウェーハ（４）の露出するチップパターン（４ｂ）を
   観察しまたは測定できるように該テーブル（３）の上方
   所定位置に固定して配設された測定観察系（６）と該測
   定観察系（６）に繋がる測定制御部（７）とで構成され
   るウェーハ検査装置であって、 乱数信号発生機能を持つ演算部（１２）に接続された前
   記機構制御部（１１）が、該演算部（１２）で発生する
   ランダムの乱数信号によって前記テーブル（３）の一つ
   の移動方向と該移動方向における移動量とが制御できる
   ように構成されていることを特徴としたウェーハ検査装
   置。