JPH07159337A - 半導体素子の欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容易にしかも確実に欠陥信号の抽出を行うこ
とができる半導体素子の欠陥検査方法を提供すること。 【構成】 予め、半導体素子１の面内における素子領域
２およびパッド領域３の配置情報を記憶しておき、半導
体素子１の画像を取り込んだ後に記憶しておいた配置情
報に基づいてその画像を素子領域２やパッド領域３毎に
分割し、次いで、分割された画像毎に個々の信号処理を
行って欠陥１０の信号をそれぞれ抽出する欠陥検査方法
である。また、分割された画像毎に欠陥１０の信号を抽
出した後、各欠陥１０の信号のみを素子領域２やパッド
領域３の配置に対応させて表示するようにした欠陥検査
方法でもある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子の画像を光
学読み取り機構により取り込んで、その取り込み画像に
基づき半導体素子内の欠陥の有無を検査する半導体素子
の欠陥検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】メモリやトランジスタ等を構成する複数
のパターンが形成された半導体素子の外観検査を行うに
は、一般的に半導体素子の表面へ照射した光の反射光を
ＣＣＤカメラ等の光学読み取り機構にて取り込み、その
取り込み画像を画像処理することによって欠陥の判定等
を行っている。

【０００３】半導体素子内には、メモリのように均一な
パターンが連続して成る領域や、バイポーラトランジス
タのようにパターンが複雑に組み合わされた領域などか
ら成る種々のパターン領域が配置されており、これらか
らの反射光は各パターン領域特有の発色や模様を有して
いる。従来、このような半導体素子の欠陥検査を行うに
は、取り込んだ半導体素子の画像を所定の信号レベルで
２値化処理し、その２値化画像に基づいて欠陥部分の信
号抽出を行っている。

【０００４】また、種々のパターン領域を備えた半導体
素子においては、その取り込み画像の信号レベルがグレ
イスケールの広範囲にわたるため、不要部分をマスキン
グして画像を取り込むことで欠陥部分の信号抽出を容易
にする方法もある。さらに、欠陥検出の妨げになるパタ
ーンを取り込まないようにするため、光学読み取り機構
の倍率を高く設定して限定した範囲だけを取り込むよう
にする検査方法もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
素子の取り込み画像を所定の信号レベルで２値化処理す
る方法は、例えば単一色の下地にコントラストの強い色
で文字や図形等が付されている場合には敵しているが、
広範囲な明るさの分布から成るパターン領域の中から欠
陥信号を抽出するのには不向きである。すなわち、２値
化のしきい値となる信号レベルを各パターン領域に応じ
て変化させなければ対応できず、このしきい値の選択を
誤ると誤判定の原因となる。

【０００６】また、不要部分をマスキングして画像を取
り込む方法や、光学読み取り機構の倍率を高く設定して
限定した範囲だけを取り込む方法では、半導体素子の全
体を検査するために何度も分割して画像を取り込む必要
があり検査時間の増加につながる。しかも、分割して画
像を取り込む場合には、個々の画像毎に微妙に取り込み
条件が異なるため各々の不安定境界域（しきい値付近の
信号レベル領域）に差が生じてしまい全体としての２値
化処理の統一性が損なわれてしまう。このため、個々の
画像をまとめた全体画像から的確に欠陥信号を抽出する
のが困難となる。よって、本発明は容易にしかも確実に
欠陥信号の抽出を行うことができる半導体素子の欠陥検
査方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために成された半導体素子の欠陥検査方法
である。すなわち、この欠陥検査方法は、所定領域内に
パターンを形成して成るパターン領域が面内に複数配置
された半導体素子の欠陥を検査する方法であって、予
め、半導体素子の面内におけるパターン領域各々の配置
情報を記憶しておき、半導体素子の画像を取り込んだ後
に記憶しておいた配置情報に基づいてその画像を各パタ
ーン領域毎に分割し、次いで、分割された各画像毎に個
々の信号処理を行って欠陥の信号をそれぞれ抽出する方
法である。また、この欠陥検査方法において、分割され
た各画像毎に欠陥の信号を抽出した後、各欠陥の信号の
みをパターン領域の配置に対応させて表示するようにし
た半導体素子の欠陥検査方法でもある。

【０００８】

【作用】予め、半導体素子の面内におけるパターン領域
各々の配置情報を記憶しておき、取り込んだ半導体素子
の画像をこの配置情報に基づいて分割する。これによ
り、種々の発色や模様が混在する半導体素子の全体画像
をそれぞれ共通性のある発色や模様から成る画像毎に区
分けすることができる。この分割された画像毎に個々の
信号処理を行うことで、各画像の状態に応じた的確な欠
陥信号の抽出を行うようにする。また、各画像毎に抽出
された欠陥信号のみをパターン領域の配置に対応させて
表示することで、半導体素子の面内における欠陥の存在
位置を示すことができるようになる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の半導体素子の欠陥検査方法
を図に基づいて説明する。図１〜図３は本発明の半導体
素子の欠陥検査方法を順に説明する模式図である。な
お、各図はＣＣＤカメラ等の光学読み取り機構にて取り
込んだ画像を示すものである。

【００１０】図１（ａ）は、光学読み取り機構にて取り
込んだ半導体素子１の全体画像を示すものであり、画像
には素子領域２やパッド領域３から成る複数のパターン
領域および欠陥１０の映像が映し出されている。

【００１１】この半導体素子１の画像を用いて欠陥１０
の検査を行うに先立ち、予め半導体素子１の面内におけ
る素子領域２やパッド領域３等の各パターン領域の配置
情報を図示しない画像処理装置に記憶しておく。すなわ
ち、各パターン領域の配置は半導体素子１の種類毎に決
まるものであり、例えば半導体素子１の設計データから
各パターン領域の配置情報を求めたり、また基準となる
半導体素子１の全体画像を一度取り込んでオペレータが
その画像に基づきディスプレイ上で各パターン領域の位
置を指定したりしてその配置情報を画像処理装置に記憶
しておく。また、各パターン領域の区別が付きにくい場
合には、種々のフィルタをかけたり微分によるエッジ強
調処理を行ったりして共通性のあるパターン領域毎に配
置情報を記憶すればよい。

【００１２】そして、半導体素子１の面内における各パ
ターン領域の配置情報を記憶しておいた後、検査対象と
なる半導体素子１の全体画像を光学読み取り機構にて取
り込んでフレームメモリ内に格納する。フレームメモリ
内に格納された全体画像には、記憶しておいた配置情報
と対応して所定の素子領域２やパッド領域３等の映像が
取り込まれている。

【００１３】例えば、メモリを構成するパターンが形成
された素子領域２の場合には、均一な模様が規則正しく
並んだ画像が得られる。また、バイポーラトランジスタ
等を構成するパターンが形成された素子領域２の場合に
は、複雑な模様から成る画像が得られることになる。そ
して、これら素子領域２の画像やパッド領域３の画像の
中には種々の欠陥１０の画像も含まれている。

【００１４】次に、図１（ｂ）に示すように、半導体素
子１の取り込み画像を各素子領域２やパッド領域３毎に
分割する。半導体素子１の取り込み画像を分割するに
は、予め画像処理装置（図示せず）に記憶しておいた各
パターン領域の配置情報に基づいて行う。例えば、半導
体素子１の外形位置を基準とした素子領域２やパッド領
域３の位置データに基づき、得られた半導体素子１の全
体画像を各パターン領域毎に分割する。

【００１５】次に、図２（ａ）に示すように、分割した
パターン領域毎の画像に対して個々の画像処理を行う。
すなわち、分割された各画像は、メモリから成る素子領
域２の画像やバイポーラトランジスタ等から成る素子領
域２の画像、またはパッド領域３の画像であり、それぞ
れ共通性のある発色や模様から構成されている。このた
め、これらの画像の状態に応じた最適なアルゴリズムに
よる信号処理を行って欠陥１０の信号を抽出するように
する。

【００１６】例えば、メモリから成る素子領域２の場合
には、均一な模様が規則正しく並んだ画像が得られてい
るため、この規則性に基づいた信号処理を行うことで欠
陥１０の信号のみを容易に抽出することができるように
なる。また、他の素子領域２やパッド領域３においても
個々の画像に共通性があるため、それぞれ最適なアルゴ
リズムによる信号処理を行うことによってその中に存在
する欠陥１０の信号のみを容易に抽出できることにな
る。なお、これらの各画像毎の最適な信号処理のアルゴ
リズムは、予め各パターン領域の種類に応じて図示しな
い画像処理装置内に記憶しておけばよい。

【００１７】そして、図２（ｂ）に示すように、素子領
域２やパッド領域３などの各パターン領域の画像毎に欠
陥１０の信号のみを抽出して、別のフレームメモリ内に
格納する。この状態で各素子領域２やパッド領域３毎の
欠陥１０の存在を検査することが可能となる。また、図
３に示すように、各欠陥１０の信号を各パターン領域の
半導体素子１内における配置に対応させて表示すること
で、オペレータによる欠陥１０の認識を容易にすること
もできる。欠陥１０の信号のみを表示させるには、例え
ば、無地のフレームメモリと分割して画像処理した各パ
ターン領域の画像との論理和をとるようにすればよく、
表示において欠陥１０の位置をオペレータが認識しやす
いように赤色等の単色で表示させてもよい。

【００１８】このような処理を行うことにより、種々の
発色や模様から成る半導体素子１の全体画像の中から欠
陥１０の信号のみを容易に抽出することができるように
なる。そして、抽出された欠陥１０の信号に基づき、そ
の欠陥１０の大きさ等が検査基準内であるか否かを判定
して半導体素子１の良、不良を判別する。

【００１９】また、本発明の欠陥検査方法においては、
各パターン領域ごとに分割した画像に対して個々の信号
処理を行うようにしているため、欠陥１０の発生位置に
応じた判定の重み付けをすることもできる。すなわち、
小さな欠陥１０であっても半導体素子１に重大な影響を
与えるようなパターン領域の場合には欠陥１０の判定基
準を厳しく設定し、反対に多少の欠陥１０であっても半
導体素子１に与える影響が少ないようなパターン領域の
場合には欠陥１０の判定基準を緩く設定したりして、個
々のパターン領域に応じた重み付けのある信号処理を行
うことができる。

【００２０】また、各パターン領域の欠陥検査順序を自
由に決めることができるため、例えば、欠陥検査の工程
よりも前の工程において不良品としてのバッドマーク
（黒色等のペイント）を半導体素子１の略中央に付すよ
うな場合には、欠陥検査の工程において先ずバッドマー
クが付される位置に対応するパターン領域の画像を最初
に処理し、そのパターン領域内にバッドマークが付され
ているかどうかの判別を行う。これにより、バッドマー
クが付されていると判別した場合には以後の欠陥検査を
行わないようすることで、半導体素子１の欠陥検査時間
の短縮化を図ることができるようになる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体素
子の欠陥検査方法によれば次のような効果がある。すな
わち、半導体素子内に種々のパターン領域が設けられて
おり、取り込み画像が種々の発色や模様から構成される
ような場合であっても、的確に欠陥の信号のみを抽出す
ることが可能となる。しかも、一つの取り込み画像に基
づき欠陥検査を行っているため検査時間が短縮化される
とともに、２値化処理の統一性がとれることによって半
導体素子内の欠陥の存在を的確に特定することが可能と
なる。また、半導体素子内の欠陥部分のみを表示させる
ことができるため、オペレータによる欠陥認識が容易と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体素子の欠陥検査方法を説明する
模式図（その１）で、（ａ）は取り込み画像、（ｂ）は
分割処理を示すものである。

【図２】本発明の半導体素子の欠陥検査方法を説明する
模式図（その２）で、（ａ）は個々の画像処理、（ｂ）
は欠陥の抽出を示すものである。

【図３】本発明の半導体素子の欠陥検査方法を説明する
模式図（その３）である。

【符号の説明】

１ 半導体素子 ２ 素子領域 ３ パッド領域 １０ 欠陥

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定領域内にパターンを形成して成るパ
   ターン領域が面内に複数配置された半導体素子の欠陥の
   検査方法であって、 予め、前記半導体素子の面内における前記パターン領域
   各々の配置情報を記憶しておき、 前記半導体素子の画像を取り込んだ後、記憶しておいた
   前記配置情報に基づいて該画像を各パターン領域毎に分
   割し、 次いで、分割された各画像毎に個々の信号処理を行って
   前記欠陥の信号をそれぞれ抽出することを特徴とする半
   導体素子の欠陥検査方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体素子の欠陥検査方
   法において、 分割された各画像毎に前記欠陥の信号を抽出した後、各
   欠陥の信号のみを前記パターン領域の配置に対応させて
   表示することを特徴とする半導体素子の欠陥検査方法。