JPH0476936A - Defect inspection device - Google Patents

Defect inspection device

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Publication number
JPH0476936A
JPH0476936A JP18935690A JP18935690A JPH0476936A JP H0476936 A JPH0476936 A JP H0476936A JP 18935690 A JP18935690 A JP 18935690A JP 18935690 A JP18935690 A JP 18935690A JP H0476936 A JPH0476936 A JP H0476936A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scattered light
dust
defects
pattern
intensity
Prior art date
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Pending
Application number
JP18935690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshinobu Yanase
柳瀬 年延
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP18935690A priority Critical patent/JPH0476936A/en
Publication of JPH0476936A publication Critical patent/JPH0476936A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy in detection of defects and dust by judging the scattered lights, which deviate greatly from the intensity distribution of the scattered lights which occur in a fixed cycle, to be the scattered lights from detects or dust. CONSTITUTION:By near wafer scanning 1 with a laser beam, the coordinate position distribution 2 of scattered light intensity is sought. Next, it is judged whether the scattered lights have periodity or not, if NO, the defects or dust is the cause, and if YES, in the next place, the scattered light intensity distribution at the severally corresponding specified position in each pattern is sought. And it is judged whether the objective peak is deviating greatly from the intensity distribution, and if YES, it is judged that the defects or dust is the cause, and if NO, it is judged that the pattern is the casue. If one judges and removes the scattered lights caused by patters in such an order, the defects or dust can be detected accurately.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置に用いられる基板上の微細な欠陥
やダストを検出する欠陥検査装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a defect inspection device for detecting minute defects and dust on a substrate used in a semiconductor device.

(従来の技術) 半導体装置の製造工程において半導体ウェハ表面の欠陥
やダストを検出してその表面状態を知ることは、製品の
品質を確保する上で重要である。
(Prior Art) In the manufacturing process of semiconductor devices, it is important to detect defects and dust on the surface of a semiconductor wafer and to know the surface condition of the semiconductor wafer in order to ensure the quality of the product.

ウェハ表面の欠陥やダストを検出するには、通常、光の
乱反射を利用する。例えば、レーザ光をウェハ表面に対
して約10度の低角度で当て欠陥やダストで反射し出て
くる散乱光を光電子増倍管などで受け、コンピュータ処
理して、その強度、位置などを検出するものである。こ
の光の乱反射を利用する欠陥検査装置を用いるには、ま
ず、ICチップごとに同じパターンが形成されたウェハ
をXY座標上におく (第1図参照)。レーザ光を斜め
に投射させてそれをY軸のある位置において、X軸方向
に、矢印Aに沿って走査し、散乱光を光電子増倍管で検
出し、コンピュータで処理してその欠陥やダストによる
散乱光強度を記録する。この操作をY軸のあらゆる位置
に置いて行いウェハ表面全体の状態を知ることができる
。第2図(a)は、ウェハのあるY座標における1周期
分中の1チップ分(例えば、Bの領域)の散乱光強度の
座標位置分布を示している。白抜きのピークは、パター
ンからの散乱光を示す。黒抜きのピークは欠陥やダスト
からの散乱光を示す。この様に散乱光強度の座標位置分
布には、欠陥やダストからの散乱光とパターンからの散
乱光が含まれている。したがって、パターンからの散乱
光を取り除かなければ欠陥等を正確に知ることはできな
い。この分布において、パターンからの散乱光は、チッ
プサイズに相当する一定の周期で発生する。一方、欠陥
などからの散乱光は、不規則に発生する。このような原
因の入り交じっている散乱光の中から、欠陥等からの散
乱光のみを検出するには、バタンからの散乱光強度に比
べて欠陥やダストからの散乱光強度の方が比較的大きい
ことを利用して取り出す方法があるが、この場合、パタ
ーンからの散乱光の影響を完全に除外するためには散乱
光検出レベル3をかなり高く設定しなくてはならない。
Diffuse reflection of light is usually used to detect defects and dust on the wafer surface. For example, a laser beam is applied at a low angle of about 10 degrees to the wafer surface, and the scattered light reflected by defects and dust is received by a photomultiplier tube, etc., and then processed by a computer to detect its intensity, position, etc. It is something to do. To use a defect inspection device that utilizes this diffused reflection of light, first, a wafer on which the same pattern is formed for each IC chip is placed on the XY coordinates (see Figure 1). A laser beam is projected diagonally and scanned at a certain position on the Y-axis in the X-axis direction along arrow A. The scattered light is detected by a photomultiplier tube and processed by a computer to identify defects and dust. Record the intensity of scattered light. By performing this operation at any position on the Y axis, the state of the entire wafer surface can be known. FIG. 2(a) shows the coordinate position distribution of the scattered light intensity for one chip (for example, region B) in one cycle at the Y coordinate of the wafer. The white peaks indicate scattered light from the pattern. Black peaks indicate scattered light from defects and dust. In this way, the coordinate position distribution of scattered light intensity includes scattered light from defects and dust and scattered light from patterns. Therefore, defects etc. cannot be accurately detected unless the scattered light from the pattern is removed. In this distribution, scattered light from the pattern occurs at a constant period corresponding to the chip size. On the other hand, scattered light from defects and the like occurs irregularly. In order to detect only the scattered light from defects etc. from among the scattered light from such mixed sources, the intensity of scattered light from defects and dust is comparatively higher than the intensity of scattered light from bumps. There is a method to take advantage of the large size, but in this case, the scattered light detection level 3 must be set quite high in order to completely eliminate the influence of scattered light from the pattern.

そうすると、散乱光検出レベル3以下の強度を持つ欠陥
等からの散乱光は、パターンからの散乱光と共に取り除
かれてしまい、検出感度が落ちることになる(第2図参
照)。そこで、現在では、チップサイズに相当する一定
の周期で検出される散乱光は、パターンからの散乱光と
して信号処理する事により除外し、かつ、散乱光検出レ
ベル3′を低く設定して感度を向上させている(第2図
(b)参照)。第3図(a)に、従来の欠陥・ダスト検
出手順を示す。[レーザ光によるウェハ走査]1をして
[散乱光強度の座標位置分布]2を求め、散乱光から周
期性のあるものを除いて、欠陥・ダストを検出する。し
かし、この方法では、例えば、パターンエツジ近傍に欠
陥やダストがある場合、その散乱光は、パターンエツジ
からの散乱光と位置的に重なるため、第2図(a)のピ
ク2′のように、欠陥やダストがあるにも拘らずパター
ンからの散乱光として信号処理されてしまう。この方法
では、位置的周期性のみに着目し、その強度については
考慮していないので、パターンエツジと重なっている欠
陥やダストを検出することができない。集積度の高いI
Cチップにおいて、その面積に占めるパターンエツジ部
分の面積は、益々増大する傾向にあり、パターンエツジ
に隠れる欠陥やダストの存在を無視することはできなく
なってきている。
In this case, scattered light from defects and the like having an intensity of scattered light detection level 3 or lower is removed together with scattered light from the pattern, resulting in a decrease in detection sensitivity (see FIG. 2). Therefore, currently, the scattered light detected at a constant period corresponding to the chip size is removed by signal processing as scattered light from the pattern, and the sensitivity is increased by setting the scattered light detection level 3' low. (See Figure 2(b)). FIG. 3(a) shows a conventional defect/dust detection procedure. [Wafer scanning with laser light] 1 is performed to obtain [coordinate position distribution of scattered light intensity] 2, and by removing periodic light from the scattered light, defects and dust are detected. However, in this method, for example, if there is a defect or dust near the pattern edge, the scattered light overlaps with the scattered light from the pattern edge, so that Even though there are defects and dust, the signal is processed as scattered light from the pattern. This method focuses only on the positional periodicity and does not take into account its strength, so it cannot detect defects or dust that overlap pattern edges. Highly integrated I
In a C chip, the area occupied by the pattern edge portion in the area thereof tends to increase more and more, and it is no longer possible to ignore the existence of defects and dust hidden in the pattern edge.

(発明が解決しようとする課題) 前述のように、従来の欠陥検査装置には、欠陥やダスト
による散乱光に、パターンによる散乱光が混じるために
、半導体ウェハ表面の欠陥やダストを正確に検出するこ
とができないという問題があった。本発明は、このよう
な事情によりなされたもので、ウェハ上の欠陥やダスト
をより正確に高感度で検出できるように、パターンエツ
ジと重なっている欠陥やダストを検出できるようにした
欠陥検査装置を提供することを目的としている。
(Problem to be Solved by the Invention) As mentioned above, conventional defect inspection equipment cannot accurately detect defects and dust on the surface of a semiconductor wafer because the light scattered by the pattern is mixed with the light scattered by the defects and dust. The problem was that I couldn't do it. The present invention was made under these circumstances, and provides a defect inspection device that is capable of detecting defects and dust that overlap pattern edges so that defects and dust on a wafer can be detected more accurately and with high sensitivity. is intended to provide.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は、光やレーザ光を、一定の周期で同一パターン
が繰り返し形成されている基板上に、走査することによ
って発生する散乱光の検出によって前記基板表面の欠陥
やダストを検出することを特徴とする欠陥検査装置に関
するものであり、定の周期で発生する散乱光を検知する
手段と、各パターンにおける対応する同じ位置の散乱光
の強度分布を求める手段とを備え、検出される散乱光の
うち一定範囲の強度分布から外れる散乱光を欠陥やダス
トからの散乱光としてパターンからの散乱光と分離する
ことを特徴としている。
(Means for Solving the Problems) The present invention detects scattered light generated by scanning light or laser light over a substrate on which the same pattern is repeatedly formed at a constant period. It relates to a defect inspection device characterized by detecting defects and dust, and includes means for detecting scattered light that occurs at regular intervals, and means for determining the intensity distribution of scattered light at the same corresponding position in each pattern. It is characterized in that among the detected scattered light, the scattered light that deviates from the intensity distribution within a certain range is separated from the scattered light from the pattern as scattered light from defects and dust.

(作用) 一定の周期で発生する散乱光の強度分布から大幅に外れ
る散乱光を欠陥やダストからの散乱光と判断することに
より欠陥やダストを正確に検出できる。
(Function) Defects and dust can be detected accurately by determining that scattered light that deviates significantly from the intensity distribution of scattered light that occurs at regular intervals is scattered light from defects and dust.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第1
図は、欠陥検査装置を適用する円形の半導体ウェハを示
したものであり、同一パターンのチップがX%Y方向に
連続して形成されている。
(Example) An example of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure shows a circular semiconductor wafer to which the defect inspection device is applied, and chips of the same pattern are continuously formed in the X%Y direction.

本発明では、レーザなどの光を利用するが、この実施例
ではArレーザ光を用いて説明する。ウエハ上の全チッ
プを走査して表面の欠陥を検出するが、図では、矢印A
のようにX軸方向に走査する。
Although the present invention uses light such as a laser, this embodiment will be explained using Ar laser light. All chips on the wafer are scanned to detect defects on the surface.
Scan in the X-axis direction like this.

レーザ光は、ウェハの面に対して約10度の角度で走査
し、光電子倍増管で散乱光を検出しコンピュータ処理し
てその散乱光の強度を測定する。その結果を第4図(a
)に示す。この図で示されている走査領域は、矢印A内
のB領域であり、この領域の表面状態が判る。この装置
で散乱光の強度を示すピークが現れるのは、パターンに
よる場合と欠陥やダストによる場合である。白抜きのビ
〜り11は、パターンからの散乱光を示すものであり、
チップサイズに相当する一定の周期で発生する。
The laser beam scans the surface of the wafer at an angle of approximately 10 degrees, and the scattered light is detected by a photomultiplier tube and processed by a computer to measure the intensity of the scattered light. The results are shown in Figure 4 (a
). The scanning area shown in this figure is area B within arrow A, and the surface condition of this area can be seen. In this device, peaks indicating the intensity of scattered light appear due to patterns and defects or dust. The white lines 11 indicate scattered light from the pattern,
Occurs at regular intervals corresponding to the chip size.

これは、どのチップも同じパターンを有していることが
原因している。黒色のピーク]2.12′12′は、欠
陥やダストからの散乱光であり、周期性を持たず、不規
則に発生するので、パターンエツジに発生することも多
い。この図の散乱光強度分布からパターンからの散乱光
の影響を除けば表面の欠陥やダストがそのまま表現され
る。高い検出レベル13を設定すると散乱光強度の大き
なピーク12.12′のみ検出されるので検出感度が低
下し、逆に、低い検出レベル13′にすると、パターン
からの散乱光を拾ってしまうという問題か生ずるのは前
述した通りである。
This is because all chips have the same pattern. Black peak] 2.12'12' is scattered light from defects and dust, and since it does not have periodicity and occurs irregularly, it often occurs at pattern edges. If the influence of scattered light from the pattern is removed from the scattered light intensity distribution in this figure, surface defects and dust are expressed as they are. When a high detection level 13 is set, only the peak 12.12' with a large scattered light intensity is detected, resulting in a decrease in detection sensitivity.On the other hand, when a low detection level 13' is set, scattered light from the pattern is picked up. This occurs as described above.

上記欠点を補うため、本発明では、パターンからの散乱
光がウェハ上のチップサイズに相当する一定の周期で繰
り返し発生することを利用し、とくに、パターンからの
散乱光を2種類に分離してから除外することを特徴とし
ている。第3図(b)は、本発明を実施する手順を図示
したものである。
In order to compensate for the above drawbacks, the present invention takes advantage of the fact that scattered light from a pattern repeatedly occurs at a constant period corresponding to the chip size on a wafer, and in particular, separates the scattered light from the pattern into two types. It is characterized by being excluded from. FIG. 3(b) illustrates the procedure for implementing the present invention.

[レーザ光によるウェハ走査] 1によって[散乱光強
度の座標位置分布]2をもとめる。次に、[散乱光に周
期性があるか]3の判断を行い、NOなら欠陥・ダスト
か原因であり、YESなら、次に、各パターン内のそれ
ぞれ対応する特定の位置の散乱光強度分布を求める。そ
して、対象となるピークが[強度分布から大きく外れて
いるかコ4判断し、YESなら欠陥・ダストが原因であ
り、Noならパターンが原因であると判断する。このよ
うな順序で、パターンが原因の散乱光を判断してこれを
除去すれば欠陥やダストが正確に検出できる。
[Wafer scanning by laser light] [Coordinate position distribution of scattered light intensity] 2 is determined by 1. Next, determine whether there is periodicity in the scattered light in step 3. If NO, it is due to a defect or dust, and if YES, next, determine the scattered light intensity distribution at the corresponding specific position within each pattern. seek. Then, it is determined whether the target peak deviates significantly from the intensity distribution. If YES, it is determined that the cause is a defect or dust, and if No, it is determined that the pattern is the cause. If scattered light caused by the pattern is determined and removed in this order, defects and dust can be detected accurately.

各パターン内のそれぞれ対応する特定の位置の散乱光の
強度分布は、具体的には次のようにして求める。まず、
その特定の位置は、第4図(a)に示すピーク12′が
ある位置とする。そして、この位置に相当するピークの
散乱光強度の分布を調べて、第を図を作成する。この図
は、Y軸に散乱光強度をとり、X軸に各強度の出現する
度数をとる。特定の分布内のものは、白丸で表し、大き
く外れるものは黒丸で表す。特定の分布範囲では強度“
4 ″レベルのところに白丸が集中している。
Specifically, the intensity distribution of scattered light at corresponding specific positions within each pattern is determined as follows. first,
The specific position is the position where the peak 12' shown in FIG. 4(a) is located. Then, the distribution of the scattered light intensity of the peak corresponding to this position is investigated, and a diagram is created. In this figure, the Y-axis represents the scattered light intensity, and the X-axis represents the frequency at which each intensity appears. Those within a particular distribution are represented by white circles, and those that deviate significantly are represented by black circles. In a certain distribution range, the intensity “
White circles are concentrated at the 4″ level.

これは、同一の材質、形状のパターンのため一定の強度
分布を形成するものと考えられる。したがって、このよ
うに一定の強度分布内にある散乱光は、パターンからの
物と判断して信号処理によって除去する。また、強度1
1.12のように、特定の分布範囲を大きく外れる黒い
ピークがある。
This is considered to form a constant intensity distribution because the patterns are made of the same material and shape. Therefore, such scattered light within a certain intensity distribution is determined to be from the pattern and is removed by signal processing. Also, strength 1
There are black peaks, such as 1.12, that are far outside the specific distribution range.

これは、パターンからの散乱光ではなく、バタンエツジ
と重なった欠陥やダストからの散乱光である可能性が高
いので、特定の分布範囲から大きく外れる散乱光は、欠
陥やダストからの散乱光として除去せずに残す(第4図
(b)参照)。この図のように、従来の欠陥検査装置で
は、パターンからの散乱光として除かれてしまうピーク
12′も欠陥やダストからの散乱光として残される。以
上の処理によって、パターンエツジにある欠陥やダスト
からの散乱光を除去することなしに、バタンからの散乱
光のみを除くことができるので正確で高感度な欠陥やダ
ストの検出が可能になった。
There is a high possibility that this is not scattered light from the pattern, but scattered light from defects and dust that overlap with the batten edges, so scattered light that deviates significantly from a specific distribution range is removed as scattered light from defects and dust. (See Figure 4(b)). As shown in this figure, in the conventional defect inspection apparatus, peak 12', which is removed as scattered light from the pattern, remains as scattered light from defects and dust. Through the above processing, only the scattered light from the battens can be removed without removing the scattered light from defects and dust at the pattern edges, making it possible to detect defects and dust accurately and with high sensitivity. .

実施例では、走査するものは光を用いたが、本発明は、
これに限定するものではなく、感度のてんで問題はあっ
ても、たとえば、超音波のようなものを用いても良い。
In the embodiment, light was used for scanning, but the present invention
The method is not limited to this, and for example, ultrasonic waves may be used, although there are problems with sensitivity.

基板も半導体に限るものではなく、表面に繰り返しパタ
ーンのあるものならどのようなものも適用可能である。
The substrate is not limited to semiconductors, and any substrate having a repeated pattern on its surface can be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、以上のような構成により欠陥やダストの検出
が高感度で正確に行うことができるようになった。
According to the present invention, with the above-described configuration, defects and dust can be detected accurately and with high sensitivity.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明で用いるウェハの平面図、第2図(a
)は、従来の欠陥検査装置検査による散乱光強度の座標
位置分布図、第2図(b)は、前回のパターンからの散
乱光ピークを除いた散乱光強度の座標位置分布図、第3
図(a)、(b)は、従来および本発明の欠陥検査装置
の操作手順説明図、第41N(a)は、本発明の欠陥検
査装置による散乱光強度の座標位置分布図、第4図(b
)は、パターンからの散乱光ピークを除いた散乱光強度
の座標位置分布図、第5図は、本発明の散乱光強度の度
数を示す図である。 1.11・・・パターンからの散乱光、2.2’ 、2
’ ・・・欠陥・ダストからの散乱光、12.12’、
12’ ・・・欠陥・ダストからの散乱光、 3.13・・・高い検出レベル、 3’、13’  ・・・低い検出レベル。 (8733)代理人弁理士 猪 股 祥 晃(他1名)
(b) 第 図 第1 NO Es 第3図 ANO AYES AYES N0 (b) 第3図 (f)) 第 図
FIG. 1 is a plan view of a wafer used in the present invention, and FIG.
) is a coordinate position distribution map of the scattered light intensity detected by a conventional defect inspection device, FIG. 2(b) is a coordinate position distribution map of the scattered light intensity excluding the scattered light peak from the previous pattern, and FIG.
41N(a) is a coordinate position distribution diagram of scattered light intensity by the defect inspection apparatus of the present invention; FIG. (b
) is a coordinate position distribution diagram of the scattered light intensity excluding the scattered light peak from the pattern, and FIG. 5 is a diagram showing the frequency of the scattered light intensity of the present invention. 1.11...Scattered light from pattern, 2.2', 2
'...Scattered light from defects/dust, 12.12',
12'...Scattered light from defects/dust, 3.13...High detection level, 3', 13'...Low detection level. (8733) Representative Patent Attorney Yoshiaki Inomata (1 other person)
(b) Figure 1 NO Es Figure 3 ANO AYES AYES N0 (b) Figure 3 (f)) Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 光やレーザ光を、一定の周期で同一パターンが繰り返し
形成されている基板上に、走査することによって発生す
る散乱光の検出によって前記基板表面の欠陥やダストを
検出することを特徴とする欠陥検査装置において、一定
の周期で発生する散乱光を検知する手段と、前記各パタ
ーンにおける対応する同じ位置の散乱光の強度分布を求
める手段とを備え、前記検知される散乱光のうち一定範
囲の強度分布から外れる散乱光を欠陥やダストからの散
乱光としてパターンからの散乱光から除外することを特
徴とする欠陥検査装置。
Defect inspection characterized by detecting defects and dust on the surface of a substrate by detecting scattered light generated by scanning light or laser light over a substrate on which the same pattern is repeatedly formed at a fixed period. The apparatus includes means for detecting scattered light generated at a constant period, and means for determining the intensity distribution of the scattered light at the same corresponding position in each of the patterns, and detecting the intensity of the detected scattered light within a certain range. A defect inspection device characterized in that scattered light that deviates from the distribution is excluded from scattered light from a pattern as scattered light from defects or dust.
JP18935690A 1990-07-19 1990-07-19 Defect inspection device Pending JPH0476936A (en)

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