JPH0516740B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体ウエハなどの表面の異物を
検出する異物検査装置に関する。

［従来の技術］ 従来、半導体ウエハ表面の異物検査を行う異物
検査装置においては、半導体ウエハの輪郭パター
ン重ねて、検出した異物をプロツトした異物マツ
プをデイスプレイ画面に表示したり、またはプリ
ントアウトするようになつている。

［解決しようとする問題点］ 半導体ウエハの表面は、複数のチツプ領域に区
画されており、異物管理が真に必要な部分は各チ
ツプ領域の周辺部を除いた領域（有効領域）であ
る。

換言すれば、半導体ウエハの周辺部や、チツプ
領域の周辺部に存在する異物は重要ではなく、真
に重要なことは、各チツプ領域の有効領域内にお
ける異物の個数などを把握して、各チツプ領域が
利用可能か否かを知ることである。

しかるに、従来の異物検査装置によつて得られ
る異物マツプからは、半導体ウエハ表面全体にお
ける異物の分布などを把握することはできても、
各チツプ領域を使用可能であるか否かを容易に判
断することはできない。

［発明の目的］ したがつて、この発明の目的は、そのような問
題点を解消し、半導体ウエハ表面の各チツプ領域
の利用可否などを容易に判断できるようにした異
物検査装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するために、この発明による異
物検査装置は、被検査面上の異物を検査する手段
と、被検査面内の区画を示すパターンをデイスプ
レイ画面またはプリント紙に出力させる手段と、
検出された異物のうち区画の有効領域内の異物だ
けを有効異物として抽出する手段と、その有効異
物の個数を各区画毎にカウントする手段と、各区
画毎の有効異物の個数またはそれに関連したパタ
ーンをデイスプレイ画面またはプリント紙に前記
区画のパターンと重ねて出力させる手段とを有す
る構成とされる。［作用］ このような構成であるから、例えば半導体ウエ
ハの表面を被検査面とし、区画をチツプ領域とし
た場合、各チツプ領域の有効領域内の異物の個数
またはそれに関連したパターンと、チツプ領域の
輪郭パターンとを重ねた異物マツプが得られる。

このような異物マツプによれば、半導体ウエハ
上の各チツプ領域の真に問題となる異物の個数を
チツプ領域対応に把握できるから、各チツプ領域
が利用可能であるか否かを容易に判断できる。

［実施例］ 以下、図面を参照し、この発明の一実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図は、この発明による半導体ウエハ用異物
検査装置の概要図である。

この図において、１０は半導体ウエハ表面を光
学的に観測するための観測部である。この観測部
１０について説明すれば、１２は半導体ウエハ１
４を移動させるための移動ステージ機構である。
１６および１８はＳ偏光レーザビームを半導体ウ
エハ１４の表面に斜めに照射するためのＳ偏光レ
ーザ発振器である。

移動ステージ機構１２によつて半導体ウエハ１
４をＸ方向およびＹ方向に移動させることによ
り、半導体ウエハ１４の表面はＳ偏光レーザビー
ムによつてXY走査される。移動ステージ機構１
２は、その走査位置を検出するための位置エンコ
ーダを内蔵しており、その位置情報を外部に出力
されるようになつている。

２０は対物レンズ、２２はＳ偏光カツトフイル
タ、２４はホトマルチプライヤである。半導体ウ
エハ表面からのほぼ垂直方向への散乱光は、対物
レンズ２０を介してＳ偏光カツトフイルタ２２に
入射し、そのＰ偏光成分だけが抽出されてホトマ
ルチプライヤ２４に入射し、電気信号に変換され
る。

走査点に異物が存在する場合、異物表面は微小
な凹凸があるため、散乱光のＰ偏光成分が多くな
るが、異物が存在しない場合は散乱光のＰ偏光成
分は充分に少ない。なお、パターンのエツジ部に
おいても、垂直方向の散乱光が増加するが、その
エツジ部はミクロ的に見ると平滑であるから、散
乱光のＰ偏光成分は充分に少ない。

その結果、ホトマルチプライヤ２４の出力信号
レベルから、半導体ウエハ表面のパターンと弁別
して異物の有無を判定できる。

また、ホトマルチプライヤ２４の出力信号レベ
ルは、その視野内における散乱光のＰ光成分の平
均レベルに比例するから、ホトマルチプライヤ２
４の出力レベルから異物のサイズも判定できる。

２６はそのような判定を行うためのレベル比較
回路である。このレベル比較回路２６は、ホトマ
ルチプライヤ２４の出力信号を異物サイズ対応の
複数の閾値とレベル比較を行い、サイズ対応の異
物データを出力する。

２８は移動ステージ１２の駆動用モータなどの
駆動制御を行う駆動制御回路である。

３０は処理制御部である。この処理制御部３０
は、マイクロプロセツサ３２、メモリ３４、イン
ターフエイス回路３８をバス４６で相互に接続し
た構成である。

レベル比較回路２６から出力される異物データ
は、インターフエイス回路３８を通じて処理制御
部３０に入力される。

駆動制御回路２８に対する制御指令は、インタ
ーフエイス回路３８を介して処理制御部３０から
出力される。また、このインターフエイス回路３
８を介して、移動ステージ機構１２から位置情報
が入力される。

４８はキーボードであり、このキーボード４８
からインターフエイス回路３８を介して処理制御
部３０に情報を入力できる。

５０は異物マツプなどの表示のためのデイスプ
レイユニツトである。５２はそのコントローラで
あり、バス４６に接続される。このコントローラ
５２は、デイスプレイ画面の表示データをビツト
マツプの形で記憶するための画像メモリ５４を内
蔵している。この画像メモリ５４はマイクロプロ
セツサ３２によつてアクセス可能であり、コント
ローラ５２は、画像メモリ５４の記憶データをビ
デオ信号に変換してデイスプレイユニツト５０へ
送出し、そのデイスプレイ画面に表示させる。

第２図は、処理制御部３０の処理の流れを示す
概略フローチヤートである。以下、このフローチ
ヤートを参照しながら、この異物検査装置の動作
を説明する。

半導体ウエハ１４が移動ステージ機構１２に位
置決め固定された状態で、キーボード４８の特定
キーが押下されると、処理制御部３０のマイクロ
プロセツサ３２は第２図に示すような処理および
制御のためのプログラム（メモリ３４に格納され
ている）の実行を開始する。

なお、予め検査対象の半導体ウエハ１４のサイ
ズ情報、チツプ配列定義情報がキーボード４８か
ら処理制御部３０に入力され、その入力情報か
ら、走査終了座標と、各チツプ領域の輪郭座標、
および各チツプ領域の有効領域の輪郭座標が計算
され、メモリ３４上の座標テーブル３４ｂに記憶
されている。

まず、メモリ３４上の一群の異物カウンタ３４
ａなどのクリア、画像メモリ５２のクリアなどの
初期化が行われる（ステツプ１００）。

ステツプ１０２において、移動ステージ機構１
２を走査開始位置に移動させるように、駆動制御
回路２８に制御指令が送られる。

この走査開始位置への位置決めが完了すると、
ステツプ１０４において、走査開始指令が駆動制
御回路２８へ送られる。これにより、移動ステー
ジ機構１２がＸ方向およびＹ方向に移動し、半導
体ウエハ表面のＳ偏光レーザビームによるXY走
査が始まる。

この走査開始後、一定の周期で、レベル比較回
路２６による判定データおよび移動ステージ機構
１２から送出される走査位置情報がサンプリング
され、マイクロプロセツサ３２内部レジスタに保
持される（ステツプ１０６）。

マイクロプロセツサ３２において、サンプリン
グした判定データがいずれかのサイズの異物を示
すコードであるか判定される（ステップ108）。

異物のコードであれば、ステツプ１１０におい
て、サンプリングした走査位置情報（走査位置の
座標）と、座標テーブル３４ｂに記憶されている
各チツプ領域の有効領域の輪郭座標との比較が行
われ、走査位置がいずれかのチツプ領域の有効領
域内であるか調べられる。

有効領域内であれば、ステツプ１１２におい
て、その異物が属するチツプ領域に対応した異物
カウンタ３４ａがインクリメントされ、ステツプ
１０６へ戻る。

ステツプ１０８において異物のコードでないと
判定された場合、または、ステツプ１１０におい
てチツプ領域の有効領域でないと判定された場
合、ステツプ１１４に進む。このステツプにおい
ては、走査位置情報と座標テーブル３４ｂに記憶
されている走査終了座標とが比較され、走査終了
の判定が行われる。終了でなければ、ステツプ１
０６に戻るが、終了ならばステツプ１１６に進
む。

このように、検出された異物のうち、チツプ領
域の有効領域内の異物だけが抽出され、チツプ領
域毎にカウントされる。換言すれば、チツプ領域
の有効領域外で検出された異物、つまりチツプ領
域の周辺部および半導体ウエハの周辺部で検出さ
れた異物はマスキングされ、カウントされない。

ステツプ１１６において、駆動制御回路２８に
対して走査停止指令が送られ、移動ステージ機構
１２は停止させられる。

次のステツプ１１８において、マイクロプロセ
ツサ３２は、座標テーブル３４ｂに記憶されてい
る座標情報に従い、半導体ウエハの輪郭パターン
と各チツプ領域の輪郭パターンを画像メモリ５２
上に生成する。

この処理が終わると、チツプ領域毎の有効異物
個数を示す数字パターンと、その有効異物個数が
規定数以上を越えたことを示すパターンの表示処
理が開始する。

まずステツプ１２０において、一群のカウンタ
３４ａの最初のカウンタから、有効異物の個数が
マイクロプロセツサ３２に読み込まれ、その有効
個数を示す数字パターンが生成され、画像メモリ
５４の対応チツプ領域位置に書き込まれる。ただ
し、個数がゼロの場合、そのパターンは生成され
ない。

次のステツプ１２２において、その有効異物個
数と規定値とが比較される。

規定値以上ならば、その旨を示す文字、記号な
どのパターンがマイクロプロセツサ３２により生
成され、画像メモリ５４の対応チツプ領域位置に
書き込まれる。有効異物個数が規定値未満なら
ば、ステージ１２４はスキツプされる。

最後のカウンタ３４ａまで同様の処理が実行さ
れると、ステツプ１２６で終了と判定され、処理
を終了する。

このようにして、デイスプレイユニツト５０の
画面には、第３図に示すような異物マツプが表示
される。この図において、６０は半導体ウエハの
輪郭パターン、６２はチツプ領域の輪郭パターン
である。６４はチツプ領域における有効異物個数
を示す数字パターン、６６は有効異物個数が規定
値を越えたことを示すパターンである。

このような異物マツプによれば、各チツプ領域
に対応して、その有効領域内の異物の個数などを
把握し、各チツプ領域を利用可能であるか否かを
容易に判断できる。

以上、一実施例について説明したが、この発明
はそれだけに限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲内で様々に変形して実施できる
ものである。

例えば、前記実施例においては、異物マツプを
デイスプレイ画面に表示したが、プリントアウト
してもよい。

前記実施例においては、半導体ウエハの輪郭パ
ターンも表示したが、必ずしも表示しなくともよ
い。

前記実施例では、チツプ領域毎の有効異物個数
を示すパターンと、それが規定値を越えたか否か
を示すパターンの両方が表示されたが、その一方
だけを表示することもできる。

前記実施例においては、異物の判定データの読
込みの都度、チツプ有効領域内の異物の抽出（そ
れ以外の異物のマスキング）を行つている。しか
し、検出された異物を無条件に記憶し、後に有効
異物の抽出処理を一括して行うこともできる。

前記実施例においては、半導体ウエハ表面の
XY走査を行つたが、螺旋走査を行つてもよい。

さらに、前記実施例においては、半導体ウエハ
のＸ，Ｙ方向および回転方向の位置ずれがないと
説明したが、そのような位置ずれを考慮する必要
がある場合は、適当な処理段階で異物検出位置の
補正処理を行えばよい。

また、この発明は、半導体ウエハ以外の被検査
物の表面の異物検査を行うための装置にも同様に
適用できるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、異物
検査装置は、被検査面上の異物を検出する手段
と、被検査面内の区画を示すパターンをデイスプ
レイ画面またはプリント紙に出力させる手段と、
検出された異物のうち区画の有効領域内の異物だ
けを有効異物として抽出する手段と、その有効異
物の個数を各区画毎にカウントする手段と、各区
画毎の有効異物の個数またはそれに関連したパタ
ーンをデイスプレイ画面またはプリント紙に前記
区画のパターンと重ねて出力させる手段とを有す
る構成とされるから、その異物マツプから、例え
ば半導体ウエハの各チツプ領域の有効領域内の異
物の個数、または、その個数が規定値以上である
か否かをチツプ領域対応に把握できるから、各チ
ツプ領域が利用可能であるか否かを容易に判断で
きるなど、従来装置の問題点を解消した異物検査
装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による異物検査装置の概要
図、第２図は処理制御部の処理および制御を説明
するための概略フローチヤート、第３図は異物マ
ツプの説明図である。 １０…観測部、１４…半導体ウエハ、１２…移
動ステージ機構、１６，１８…Ｓ偏光レーザ発振
器、２４…ホトマルチプライヤ、２６…レベル比
較回路、３０…処理制御部、３２…マイクロプロ
セツサ、３４…メモリ、３４ａ…異物カウンタ、
３４ｂ…座標テーブル、５０…デイスプレイユニ
ツト、５２…コントローラ、２４…画像メモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検査面上の異物を検出する手段と、被検査
   面内の区画を示すパターンをデイスプレイ画面ま
   たはプリント紙に出力させる手段と、検出された
   異物のうち区画の有効領域内の異物だけを有効異
   物として抽出する手段と、その有効異物の個数を
   各区画毎にカウントする手段と、各区画毎の有効
   異物の個数またはそれに関連したパターンをデイ
   スプレイ画面またはプリント紙に前記区画のパタ
   ーンと重ねて出力させる手段とを有することを特
   徴とする異物検査装置。 ２ 被検査面はウエハの表面であり、区画はチツ
   プ領域であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の異物検査装置。