JPH1140638A - 半導体のパターン欠陥検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出精度を低下させることなく半導体ウエハ
全面について短時間でパターンの欠陥検査を行うことが
できるようにした半導体のパターン欠陥検査装置及び方
法を提供する。 【解決手段】 半導体ウエハ１上の特定の位置にあるペ
レット２ｓを基準となるペレットとして選び、この基準
ペレット２ｓのパターンＰｓの形状に関する情報をＣＣ
Ｄカメラ１２を用いて取り込み、これを画像情報記憶装
置１４に基準信号として記憶しておくとともに、同じ半
導体ウエハ２上の任意の位置にある被検査用のペレット
２ｎのパターン形状を取り込み、この取り込んだ信号Ｐ
ｎと基準信号Ｐｓとを比較回路１５により比較し、両者
の誤差からパターンの正否を判定するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路
（ＬＳＩ）の製造工程において使用されるフォトマスク
等、ペレット上に形成されているパターンの正否を検査
する半導体のパターン欠陥検査装置及び方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図４は半導体ウエハ上に形成しているペ
レットの配置構造の一例を示す図である。図４におい
て、半導体ウエハ１の表面には複数個のチップに相当す
るペレット（素子パターン）２を升目状に形成してい
る。そのペレット２上のパターンは、一般的にはフォト
マスクによりパターン転写し、かつ写真製版処理して形
成する方法が取られているが、形成後には欠陥パターン
がないかどうかの検査も行われる。

【０００３】次に、従来における半導体のパターン欠陥
検査方法の一例を図４及び図５を用いて説明する。な
お、図５は図４のＡ部を取り出して拡大図示したもので
ある。その従来における半導体のパターン欠陥検査方法
では、次の（１）〜（４）の手順により検査される。 （１）まず、ＣＣＤカメラ等を用いて、３つ並んだペレ
ット２ａ，２ｂ，２ｃのうちの、中央にあるペレット２
ｂ上のパターン形状を光学的に読み取り、画像処理して
メモリされる。 （２）次に、左側にあるペレット２ａ上のパターン形状
を画像処理をし、中央のペレット２ｂ上のパターン形状
と比較する。 （３）次に、右側にあるペレット２ｃ上のパターン形状
を画像処理をし、同じくこれを中央のペレット２ｂ上の
パターン形状と比較する。 （４）ここで、例えば、中央のペレット２ｂの情報が左
側にあるペレット２ａ上のパターン形状と異なり、右側
のペレット２ｃと合致していれば、左側のペレット２ａ
の形状には欠陥が存在していることになる。次に、中央
のペレット２ｂの情報が左右のペレット２ａ，２ｃと異
なれば、パターン形状に異常があるかどうか不明にな
る。そこで、別の隣り合う異なる３つのペレットが新た
に組合わされて、同じ比較検査が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の検査方法では、パターン形状Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ
が位置の移動とともに僅かずつ連続的に形状変化してい
る場合には、正常なパターン形状からズレが生じて異常
な形状になっていたとしても、ここではあくまでも隣り
合うペレット２との関係で判定するので、隣同志では僅
かな誤差しか得られず判定ができないことが生じる。こ
のため、検査精度が低いと言う問題点があった。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は検出精度を低下させることなく半
導体ウエハ全面について短時間でパターンの欠陥検査を
行うことができるようにした半導体のパターン欠陥検査
装置及び方法を提供することにある。さらに、他の目的
は、以下に説明する内容の中で順次明らかにして行く。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、半導体のパターン欠陥装置としては次の技
術手段を講じたことを特徴とする。すなわち、半導体ウ
エハ上のペレットのパターンを光学的に読み取り電気信
号として出力するパターン読み取り手段を備えた半導体
のパターン欠陥検査装置において、特定の位置にあるペ
レットを原点とし、そのパターン形状に関する情報を前
記パターン読み取り手段により取り込み、その情報を基
準信号として記憶しておく手段と、任意の位置にある被
検査用のペレットのパターン形状に関する情報を前記パ
ターン読み取り手段により取り込み、この取り込んだ信
号と前記基準信号とを比較し、前記パターンの正否を判
定する比較手段とを備えてなる構成としたものである。

【０００７】また、半導体のパターン欠陥検査方法とし
ては次の技術手段を講じたことを特徴とする。すなわ
ち、半導体ウエハ上のペレットのパターンを光学的に読
み取ってパターンの欠陥検査を行う方法において、前記
ウエハ上の特定の位置にあるペレットを基準となるペレ
ットとして選び、この基準ペレットのパターン形状に関
する情報を取り込み、基準信号として記憶しておくとと
もに、前記同じ半導体ウエハ上の任意の位置にある被検
査用のペレットのパターン形状を取り込み、この取り込
んだ信号と前記基準信号とを比較し前記パターンの正否
を判定するようにしたものである。

【０００８】この装置及び方法によれば、特定の位置に
あるペレットのパターン形状の情報を基準として任意の
位置にあるパターン形状が正しいものか誤っているかを
判定することになる。したがって、パターンの形状が検
査位置の移動とともに、僅かづつ変化している場合に
は、従来の方法では常に隣同士と比較していたので僅か
な誤差しか得られずに判定がしにくかったが、本発明の
場合では相対変化が大きくなり、正否の判定がし易くな
る。このため、パターンの形状が検査位置の移動ととも
に、僅かづつ変化している場合に大きな効果を発揮す
る。また、従来の３ペレットを検査していた方式に対し
て、２ペレットのみで検査が完了するので、検査時間が
短時間で済み、作業時間の短縮が可能になる。なお、基
準となるペレットは、１つの半導体ウエハにつき最初に
一度だけ検査し、その後は任意の被検査位置にあるペレ
ットだけを検査すれば良いので、実質上は１ペレットの
検査だけで済むことになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の形態を添付図面に
基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる形態は、
本発明の好適な具体例であるから技術的に好ましい種々
の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明
において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、こ
れらの形態に限られるものではないものである。

【００１０】図１及び図２は本発明の一形態例を示して
おり、半導体ウエハ１は図５に示したものと同じものを
使用した場合としている。すなわち、図２に示すように
被検査体としての半導体ウエハ１の表面には複数個（ｎ
個：ｎは整数）のチップに相当するペレット２を升目状
に形成しており、この半導体ウエハ１はパターン欠陥検
査を行う場合、図１に示すステージ１１上に載置され
る。また、ステージ１１に載置された半導体ウエハ１の
上方にはｘ−ｙ方向に移動可能なＣＣＤカメラ１２を配
置しており、このＣＣＤカメラ１２で半導体ウエハ１上
の任意のペレットのパターンを読み取り、これを画像処
理回路１３で画像処理して電気信号として出力する。さ
らに、画像処理回路１３には、この画像処理回路１３で
変換された電気信号を画像情報として記憶しておくため
の画像情報記憶装置１４と、比較回路１５等が接続され
ている。

【００１１】次に、図１に示したパターン欠陥検査装置
の動作を説明する。 （１）まず、半導体ウエハ１がステージ１１上に載置さ
れたら、半導体ウエハ１上の多数あるペレット２の中か
ら原点となるペレット２ｓ（図２参照）、すなわち基準
とすべきペレット２ｓを選び、このペレット２ｓのパタ
ーンをＣＣＤカメラ１２で読み取り、画像処理回路１３
で画像処理した後、電気信号として出力し、これを画像
情報記憶装置１４に記憶させておく。なお、この基準と
すべきペレット２ｓとして選ばれたペレットの画像情報
は、画像情報記憶装置１４内に予め記憶されているマス
ター画像情報と比較され、許容値内にある場合には基準
とすべきペレットとして選定され、許容値外の場合には
別のペレットが基準とすべきペレットとして新たに選定
され、これを基準のペレット２ｓとして検査が行われ
る。 （２）次に、ＣＣＤカメラ１２が半導体ウエハ１の上方
でｘ−ｙ方向に動かされ、任意の位置にある被検査をす
るための一つのペレット２ｎを捉え、このペレット２ｎ
のパターンをＣＣＤカメラ１２で読み取り、画像処理回
路１３で画像処理する。続いて、画像情報記憶装置１４
から基準となるペレット２ｓのパターン情報（基準信号
Ｐｓに相当）が読み出されるとともに、任意のペレット
２ｎのパターン情報（信号Ｐ2）が読み出され、両情報
が比較回路１５により比較される。そして、この２つの
ペレット２ｓと２ｎとの間でパターン情報に差があれば
異常と言うことになり、これが画像情報記憶装置１４に
記憶されるとともに、ディスプレイ（図示せず）に表示
される。これを図３に示すように、ペレット２1から２
ｎまで、すなわちペレット２ｓと２1、ペレット２ｓと
２2、ペレット２ｓと２3、・・・、ペレット２ｓと２n
までのパターンの正否が判定される。なお、ここで比較
ペレット２1，２2，２3、・・・２nの位置は繰り返しパタ
ーンの整数倍に相当する。

【００１２】上述したように、上記形態例の装置では、
特定の位置にあるペレット２ｓのパターン形状の情報を
基準として任意の位置にあるペレット２ｎのパターン形
状が正しいものか誤っているかを判定するようにしてい
る。したがって、パターンの形状が検査位置の移動とと
もに、僅かづつ変化している場合でも、従来のパターン
欠陥検査方法のように、隣り合ったペレット同志で比較
すると言うようなことなく、常に基準となるペレット２
ｓと任意の位置にあるペレット２ｎとの間で比較判定し
ているので、相対変化は大きくなり、正否の誤差も大き
くなる。このため、パターンの形状が検査位置の移動と
ともに、僅かづつ変化している場合でも確実に検出する
ことができる。また、従来の３ペレットを検査していた
方式に対して、２ペレットのみで検査が完了するので、
検査時間が短時間で済み、作業時間の短縮が可能にな
る。なお、基準となるペレット２ｓは、１つの半導体ウ
エハ１につき最初に一度だけ検査し、その後は任意の被
検査位置にあるペレット２ｎだけを検査すれば良いの
で、実質上は１ペレットの検査だけで済むことになる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
特定の位置にあるペレットのパターン形状の情報を基準
として任意の位置にあるパターン形状が正しいものか誤
っているかを正確に判定することが可能となる。特に、
パターンの形状が検査位置の移動とともに、僅かづつ変
化している場合でも、基準となる特定位置にあるペレッ
トと任意の位置にあるペレットとは、その殆どが離れた
位置に置かれるので、相対変化は大きくなり、正否の判
定が大きくなる。このため、パターンの形状が検査位置
の移動とともに、僅かづつ変化している場合に大きな効
果を発揮する。また、従来の３ペレットを検査していた
方式に対して、２ペレットのみで検査が完了するので、
検査時間が短時間で済み、作業時間の短縮が可能にな
る。なお、基準となるペレットは、１つの半導体ウエハ
につき最初に一度だけ検査し、その後は任意の被検査位
置にあるペレットだけを検査すれば良いので、実質上は
１ペレットの検査だけで済むことになる。これにより、
検出精度を低下させることなく半導体ウエハ全面につい
て短時間でパターンの欠陥検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一構成例を模式的に示す図であ
る。

【図２】本発明装置で使用している半導体ウエハの一例
を示す全体図である。

【図３】本発明装置の検査処理手順の一例を説明するた
めの図である。

【図４】従来装置の検査方法を説明するのに示す半導体
ウエハの全体図である。

【図５】図４のＡ部拡大図である。

【符号の説明】

１…半導体ウエハ、２…ペレット、２ｓ…基準となるペ
レット、２1〜２n…被検査位置にあるペレット、１２…
ＣＣＤカメラ（パターン読み取り手段）、１３…画像処
理回路、１４…画像情報記憶装置、１５…比較回路（比
較手段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハ上のペレットのパターンを
   光学的に読み取り電気信号として出力するパターン読み
   取り手段を備えた半導体のパターン欠陥検査装置におい
   て、 特定の位置にあるペレットを原点とし、そのパターン形
   状に関する情報を前記パターン読み取り手段により取り
   込み、その情報を基準信号として記憶しておく手段と、 任意の位置にある被検査用のペレットのパターン形状に
   関する情報を前記パターン読み取り手段により取り込
   み、この取り込んだ信号と前記基準信号とを比較し、前
   記パターンの正否を判定する比較手段、 とを備えたことを特徴とする半導体のパターン欠陥検査
   装置。
2. 【請求項２】 前記パターン読み取り手段としてＣＣＤ
   カメラを用いてなる請求項１に記載の半導体のパターン
   欠陥検査装置。
3. 【請求項３】 半導体ウエハ上のペレットのパターンを
   光学的に読み取ってパターンの欠陥検査を行う方法にお
   いて、 前記ウエハ上の特定の位置にあるペレットを基準となる
   ペレットとして選び、この基準ペレットのパターン形状
   に関する情報を取り込み、基準信号として記憶しておく
   とともに、 前記同じ半導体ウエハ上の任意の位置にある被検査用の
   ペレットのパターン形状を取り込み、この取り込んだ信
   号と前記基準信号とを比較し前記パターンの正否を判定
   する、 ことを特徴とする半導体のパターン欠陥検査方法。