JPH0636977A - 半導体ウエハのパターン検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＩＤを自動的かつ迅速にサーチおよびアライ
メントする半導体ウエハのパターン検査方法を提供す
る。 【構成】 形態が単純でコントラストの良好なターゲッ
トマーク６を検出した後、このターゲットマーク６の位
置に基づいて検査対象であるＩＤ７_-1〜７_-nをそれぞれ
特定し、ＩＤ読み取り装置３０の読み取りスポット３９
に位置合わせする。 【効果】 検査対象ＩＤを正確かつ迅速に検出すること
ができるため、検査対象ＩＤ群についての検出率を大幅
に向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハのパター
ン検査方法、特に、半導体装置の製造工程において、ワ
ークである半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に作
り込まれるパターンを検査する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、ワーク
であるウエハに作り込まれたパターンを検査する技術と
して、ウエハの各ペレット形成部にパターンと共に作り
込まれた検査のための識別標識を金属顕微鏡等を使用し
て目視により読み取って認識することにより、製品パタ
ーンについての検査を実行する方法、がある。

【０００３】なお、ウエハ検査技術を述べてある例とし
ては、株式会社工業調査会発行「電子材料１９８９年１
１月号別冊」平成１年１１月１０日発行 Ｐ１５７〜Ｐ
１６２、がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した半導体ウエハ
のパターン検査方法においては、人間の認識に頼るた
め、生産性および信頼性が低いという問題点がある。

【０００５】そこで、前記した半導体ウエハのパターン
検査方法を自動化することが一般的に考えられる。しか
し、自動化するに際しては、検査のための識別標識（以
下、ＩＤという。）のサーチ（検出）およびそのアライ
メント（位置合わせ）についての自動化が重要な課題に
なる。

【０００６】本発明の目的は、ＩＤを自動的かつ迅速に
サーチおよびアライメントすることができる半導体ウエ
ハのパターン検査方法を提供することにある。

【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【０００９】すなわち、半導体ウエハの各ペレット形成
部に検査のための識別標識が製品パターンと共にそれぞ
れ作り込まれており、この識別標識が読み取られて認識
されることにより、製品パターンについての検査が実行
される半導体ウエハのパターン検査方法であって、前記
半導体ウエハに予め作り込まれた単純な形態の基準標識
が検出された後、この基準標識の位置に基づいて、前記
識別標識のそれぞれの位置が特定されることを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】前記した手段によれば、複雑でコントラストの
悪い検査のための識別標識がダイレクトに実行されるの
ではなく、単純でコントラストの良好な基準標識に対し
てサーチが実行されるため、サーチは迅速に実行するこ
とができる。

【００１１】そして、検査のための識別標識についての
アライメントは、サーチされた基準標識に基づいて自動
的に特定されて実行されるため、各識別標識は正確かつ
迅速にアライメントすることができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例である半導体ウエハ
のパターン検査方法を示すフローチャート図、図２はウ
エハにおけるペレット形成部とＩＤとの関係を示す模式
的平面図、図３はウエハおよびペレット形成部とＩＤと
の関係を示す模式的平面図、図４はファイルの一実施例
を示す模式図である。図５はＩＤ読み取り装置の一実施
例を示す模式図である。

【００１３】本実施例において、本実施例に係る半導体
ウエハのパターン検査方法は、半導体装置の製造工程に
おいて、ワークであるウエハの各ペレット形成部に形成
された検査のための識別標識としてのＩＤを自動的にサ
ーチするとともに、ＩＤをＩＤ読み取り装置に自動的に
アライメントするのに使用される。

【００１４】図２に示されているように、ワークである
ウエハ１の第１主面２にはスクライブライン５により仕
切られたペレット形成部４が多数個、オリエンテーショ
ンフラット３を基準にして縦横に規則正しく整列されて
形成されている。このペレット形成部４には、製品とし
ての半導体装置を実質的に形成する回路パターン（図示
せず）が、リソグラフィー処理やイオン注入処理、拡散
処理等々の各種半導体装置についての製造処理によって
作り込まれている。

【００１５】図３に示されているように、ウエハ１のス
クライブライン５にはターゲットマーク６がリソグラフ
ィー処理により描画されている。このターゲットマーク
６はリソグラフィー処理における露光工程においてアラ
イメントマークとして使用される。このため、通例、タ
ーゲットマーク６は単純でコントラストの良好な標識と
して形成されている。

【００１６】本実施例においては、図２に示されている
ように、ウエハ１には検査対象ペレット形成部として、
５個のペレット形成部４Ａ〜４Ｅが選定されており、各
検査対象ペレット形成部４Ａ〜４Ｅには検査のための識
別標識としてのペレットＩＤ（以下、ＩＤという。）７
が１〜ｎ個選定されている。

【００１７】ここで、検査のための識別標識としてのＩ
Ｄ７はペレット形成部５に形成される回路パターンと共
にリソグラフィー処理によって形成される。したがっ
て、ＩＤ７をサーチして認識することにより、共にリソ
グラフィー処理された回路パターンについての検査を実
質的に実施することができる。

【００１８】他方、本実施例においては、図５に示され
ているＩＤ読み取り装置３０が使用される。

【００１９】ＩＤ読み取り装置３０には認識ステージ３
１が設備されており、このステージ３１はコントローラ
３８によってＸＹ方向への移動を制御されるようになっ
ている。この認識ステージ３１の真上には鏡筒３２およ
び画像取り込み装置としてのテレビカメラ３５がスタン
ド（図示せず）によって支持されている。

【００２０】鏡筒３２には光源３４が光ファイバ３３を
介して光学的に接続されており、この鏡筒３２により光
源３４からの光が光ファイバ３３を通して認識ステージ
３１に向けて調光されて、読み取りスポット３９になっ
て照射されるようになっている。テレビカメラ３５は認
識ステージ３１上において照明されたウエハ１のペレッ
ト形成部４を撮映するように構成されている。

【００２１】テレビカメラ３５にはＩＤ認識装置３６が
ケーブルを介して電気的に接続されており、このＩＤ認
識装置３６は画像処理装置等から構成されて、テレビカ
メラ３５からの撮像信号に基づいてウエハ１に付された
ＩＤ７を認識し得るように構成されている。また、ＩＤ
認識装置３６にはモニタ３７が接続されており、このモ
ニタ３７によりテレビカメラ３５の撮映状況がモニタリ
ングされるようになっている。

【００２２】さらに、ＩＤ認識装置３６にはコンピュー
タ等から構築されているデータ処理装置４０が接続され
ており、このデータ処理装置４０によって後述するデー
タ処理が実行されるようになっている。

【００２３】また、データ処理装置４０にはメモリー４
１が接続されており、このメモリー４１には、後述する
ファイルが予め記憶される。

【００２４】次に、前記構成に係るウエハについての半
導体ウエハのパターン検査方法の一実施例を、前記構成
に係るＩＤ読み取り装置３０およびデータ処理装置４０
が使用される場合について説明する。

【００２５】本実施例においては、ＩＤ読み取り装置３
０によってウエハ１のＩＤ７群に対しての読み取りが自
動的に実施される以前に、次のようなティーチング（教
示）工程により、図４に示されている検査条件ファイル
および品種情報ファイルが作成されてメモリー４０に記
憶される。

【００２６】まず、このティーチング工程において、製
品パターンについての検査対象となるロットのうちのウ
エハ１が１枚、選定されて、ＩＤ読み取り装置３０の認
識ステージ３１にセットされる。

【００２７】認識ステージ３１がコントローラ３８の制
御によってＸＹ方向に移動されることにより、鏡筒３２
の読み取りスポット３９にウエハ１のターゲットマーク
６が一致される。ターゲットマーク６が認識装置３６に
より確かに認識されると、ペレット形成部４の原点Ｏの
座標（ｘ１、ｙ１）と、ターゲントマーク６のＸＹ座標
（Ｘ１、Ｙ１）とが、メモリー４１における検査条件フ
ァイルに図４（ａ）に示されているように登録される。

【００２８】本実施例においては、５個のペレット形成
部４Ａ〜４Ｅが検査対象として選定されているので、こ
の操作が５回繰り返されて、第１〜第５検査対象ペレッ
ト形成部４Ａ〜４Ｅについての検査条件が検査条件ファ
イル（ａ）に登録されることになる。

【００２９】また、第１検査対象ペレット形成部４Ａが
指定された後、この第１検査対象ペレット形成部４Ａの
内部における検査対象としてＩＤ７が複数個（１〜
ｎ）、指定される。

【００３０】このペレット形成部４Ａ内における各検査
対象ＩＤ７_-1〜７_-nについての指定に際して、図３に示
されているように、ＩＤ読み取り装置３０のスポット３
９がペレット形成部４Ａ内の各ＩＤ７_-1〜７_-nにおける
左下隅の位置に移動される。そして、このＩＤ７_-1〜７
_-nの左下隅の位置についてのターゲットマーク６の位置
（ｘ０、ｙ０）からの距離が、座標（ｘ１、ｙ２）・・
・（ｘｎ、ｙｎ）によって図４（ｂ）に示されている品
種情報ファイルに登録される。

【００３１】このようにして登録された検査条件ファイ
ル（ａ）および品種情報ファイル（ｂ）は検査情報とし
てメモリー４１にまとめて記憶される。以降、このよう
にして作成された検査情報に基づいて、実際の検査がＩ
Ｄ読み取り装置３０によって自動的に実施されることに
なる。

【００３２】次に、ＩＤ読み取り装置３０、データ処理
装置４０およびメモリー４１が使用された半導体ウエハ
のパターン検査方法の一実施例を、図１に示されている
フローチャート図に沿って説明する。

【００３３】ＩＤ読み取り装置３０の認識ステージ３１
上に検査対象であるウエハ１がセットされると、データ
処理装置４０はメモリー４１を検索することによって、
図４（ａ）に示されている検査条件ファイルから、この
ウエハ１の製品名に対応する第１検査対象ペレット形成
部４Ａについてのターゲットマーク６の座標位置データ
を呼び出す。そして、呼び出されたターゲットマーク６
の位置データは、データ処理装置４０によって認識ステ
ージ３１の移動を制御するコントローラ３８に送信され
る。

【００３４】コントローラ３８は送信されたターゲット
マーク６についての位置データに基づいて、認識ステー
ジ３１の移動を制御する。このステージ３１の移動によ
って、ＩＤ読み取り装置３０の読み取りスポット３９が
ウエハ１のターゲットマーク６に位置合わせされる。

【００３５】続いて、ＩＤ認識装置３６によって当該タ
ーゲットマーク６が認識される。この際、ターゲットマ
ーク６は形態が単純で、コントラストも良好であるた
め、きわめて容易かつ正確に認識することができる。こ
のターゲットマーク６の位置からの検査対象であるペレ
ット形成部４Ａの原点ｏの位置が、データ処理装置４０
によってメモリー４１の検査条件ファイルから呼び出さ
れる。

【００３６】そして、呼び出されたペレット形成部４Ａ
の原点ｏの位置に基づいて、第１のＩＤ７_-1についての
ターゲットマーク６からの座標（ｘ１、ｙ１）が呼び出
される。この第１のＩＤ７_-1についての位置データは、
データ処理装置４０によって認識ステージ３１のコント
ローラ３８に送信される。

【００３７】コントローラ３８は送信された第１のＩＤ
７_-1についての位置データに基づいて、認識ステージ３
１の移動を制御する。このステージ３１の移動によっ
て、読み取りスポット３９が第１のＩＤ７_-1の左下隅の
位置にアライメントされる。このとき、第１のＩＤ７_-1
の位置はターゲットマーク６の位置に基づいて特定され
ているため、その位置合わせ精度はきわめて良好にな
る。

【００３８】以上のようにして、第１のＩＤ７_-1が検出
された後、当該第１のＩＤ７_-1についての読み取り作業
および認識作業がＩＤ読み取り装置３０によって自動的
に実施される。

【００３９】その後、予め指定された各検査対象ＩＤ７
_-1〜７_-nに対して前記作動がそれぞれ繰り返されること
により、各ＩＤ７_-1〜７_-nについての読み取り作業およ
び認識作業が自動的に順次実施される。

【００４０】そして、予め指定された検査対象ＩＤ７_-1
〜７_-nについての読み取り作業および認識作業が終了し
た後、予め指定された残りの４個の検査対象ペレット形
成部４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅについての検査が実施され
る。

【００４１】予め指定された５個の検査対象ペレット形
成部４Ａ〜４Ｅについての検査が終了したことが、デー
タ処理装置４０によって確認されると、このウエハ１に
ついての検査作業は終了する。

【００４２】１枚のウエハ１について予め指定されたペ
レット形成部４Ａ〜４Ｅに対する検査作業が終了する
と、ウエハ１は認識ステージ３１から排出され、次のウ
エハ１が認識ステージ３１に供給されてセットされる。
以降、前記作動が各ウエハ１について順次、繰り返され
て行く。

【００４３】前記実施例によれば次の効果が得られる。 形態が単純でコントラストの良好なターゲットマー
ク６を検出した後、このターゲットマーク６の位置に基
づいて検査対象であるＩＤ７_-1〜７_-nをそれぞれ特定
し、位置合わせすることにより、検査対象ＩＤ７_-1〜７
_-nを正確かつ迅速に検出することができるため、検査対
象ＩＤ７_-1〜７_-n群についての検出率を大幅に向上させ
ることができる。

【００４４】 検査の各種条件によってデータがそれ
ぞれ変動する情報が記録される検査条件ファイル（ａ）
と、検査対象であるペレット形成部に作り込まれる品種
によって各種データがそれぞれ変動する情報が記録され
る品種条件ファイル（ｂ）とに分けて、検査情報をメモ
リー４１に記録することにより、データの記録容量を大
幅に低減させることができるとともに、そのデータの管
理を容易化させることができる。

【００４５】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４６】例えば、検査情報は教示再生入力方式によ
ってメモリーに記憶させるに限らず、ウエハに関する設
計データに基づいてキーボード操作による入力方式等に
よってメモリーに記憶させてもよい。

【００４７】また、検査情報は、検査条件ファイルと品
種条件ファイルとに分けて記録するに限らず、一体系的
に記録してもよい。

【００４８】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
装置の製造工程における、半導体ウエハのパターン検査
方法に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではなく、ウエハの受け入れ検査にも適用する
ことができる。

【００４９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００５０】形態が単純でコントラストの良好な基準標
識を検出した後、この基準標識の位置に基づいて検査対
象である識別標識をそれぞれ特定し、位置合わせするこ
とにより、検査対象である識別標識を正確かつ迅速に検
出することができるため、検査対象標識群についての検
出率を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である半導体ウエハのパター
ン検査方法を示すフローチャート図である。

【図２】ウエハにおけるペレット形成部とＩＤとの関係
を示す模式的平面図である。

【図３】ウエハおよびペレット部とＩＤとの関係を示す
模式的平面図である。

【図４】ファイルの一実施例を示す模式図である。

【図５】ＩＤ読み取り装置の一実施例を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１…ウエハ、２…第１主面、３…オリエンテーションフ
ラット、４、４Ａ〜４Ｅ…ペレット形成部、５…スクラ
イブライン、６…ターゲットマーク（基準標識）、７…
ＩＤ（検査のための識別標識）、７_-1〜７_-n…検査対象
ＩＤ、３０…ＩＤ読み取り装置、３１…認識ステージ、
３２…鏡筒、３３…光ファイバ、３４…光源、３５…テ
レビカメラ、３６…ＩＤ認識装置、３７…モニタ、３８
…コントローラ、３９…読み取りスポット、４０…デー
タ処理装置、４１…メモリー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 雅臣 群馬県高崎市西横手町111番地 株式会社 日立製作所高崎工場内 (72)発明者 長井 晴夫 群馬県高崎市西横手町111番地 株式会社 日立製作所高崎工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハの各ペレット形成部に検査
   のための識別標識が製品パターンと共にそれぞれ作り込
   まれており、この識別標識が読み取られて認識されるこ
   とにより、製品パターンについての検査が実行される半
   導体ウエハのパターン検査方法であって、 前記半導体ウエハに予め作り込まれた単純な形態の基準
   標識が検出された後、この基準標識の位置に基づいて、
   前記識別標識のそれぞれの位置が特定されることを特徴
   とする半導体ウエハのパターン検査方法。
2. 【請求項２】 基準標識として、半導体ウエハのスクラ
   イブライン上に描画されたアライメントマークが利用さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハの
   パターン検査方法。
3. 【請求項３】 読み取られるべき識別標識が予め選定さ
   れ、その選定に際して、ペレット形成部内における識別
   標識の位置が指定されるファイルが用意され、かつ、選
   定した識別標識の認識および検査条件が指定されるファ
   イルが用意されることを特徴とする請求項１に記載の半
   導体ウエハのパターン検査方法。