JPS60214209A - ウエハ上のパターン検出方法およびその装置 - Google Patents
ウエハ上のパターン検出方法およびその装置Info
- Publication number
- JPS60214209A JPS60214209A JP7082584A JP7082584A JPS60214209A JP S60214209 A JPS60214209 A JP S60214209A JP 7082584 A JP7082584 A JP 7082584A JP 7082584 A JP7082584 A JP 7082584A JP S60214209 A JPS60214209 A JP S60214209A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
- G01N21/95607—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ＬＳＩウェハなどのパターンの外観を自動的
に検出するパターン検出方法及びその装置に関するもの
である。
に検出するパターン検出方法及びその装置に関するもの
である。
半導体素子は、Ｓｉ基板上に成膜、露光、エツチング’
（ｒ＜Ｊ）返しながら作られていくが、Ｓｉ基板上には
、この時、一度に多数の素子がマトリック上に規則正し
く形成される。ところで、この製作の過程で、ゴミある
いは、プロセス条件の不備などで、正しく必要とされる
パターンが形成されないと半導体素子としての機能が果
せなくなるため、各パターンの形成過程でパターンノ欠
陥、あるいは、プロセス条件の適否？検査するのが通常
である。従来、これらの検査は、人間が顕微鏡で目視で
行っていたため、能率が悪い上に、パターン巾が微細化
するにつれて信頼度も低下してきている。このため、こ
れらの横置全自動化する動きが最近活発となってきてい
る。ところで、この自動化の動きは、ノくターンに存在
する形状欠陥を検査することに主眼を置いたもので、従
来より提案されている代表的な検査装置を第１図に示す
。ＬＳＩクエ／Ｓ１には、全く同一の回路パターン２α
、２ｂ・・・奮有する複数個のチップが規則正しく配列
されているので、近接する２つのチップの同一パターン
２（１゜２ｂ・・・同志を照明光３αＩ３ｂで照明し、
２つの対物レンズ４ａ、Ａｈで拡大し、撮像管５α、５
Ａに結像させ電気信号に変換後、２値化回路６α、６ｂ
によシ２値化する。この２値化信号同志を比較回路７で
比較し、差位が認められたら欠陥として見いだすもので
ある。しかし、この装置では、回路パターンが微細化す
るに従い、よシ小さな欠陥をも検出するために、対物レ
ンズの倍率を上げ、撮像管によシ大きな拡大像ケ作る必
要がある。
（ｒ＜Ｊ）返しながら作られていくが、Ｓｉ基板上には
、この時、一度に多数の素子がマトリック上に規則正し
く形成される。ところで、この製作の過程で、ゴミある
いは、プロセス条件の不備などで、正しく必要とされる
パターンが形成されないと半導体素子としての機能が果
せなくなるため、各パターンの形成過程でパターンノ欠
陥、あるいは、プロセス条件の適否？検査するのが通常
である。従来、これらの検査は、人間が顕微鏡で目視で
行っていたため、能率が悪い上に、パターン巾が微細化
するにつれて信頼度も低下してきている。このため、こ
れらの横置全自動化する動きが最近活発となってきてい
る。ところで、この自動化の動きは、ノくターンに存在
する形状欠陥を検査することに主眼を置いたもので、従
来より提案されている代表的な検査装置を第１図に示す
。ＬＳＩクエ／Ｓ１には、全く同一の回路パターン２α
、２ｂ・・・奮有する複数個のチップが規則正しく配列
されているので、近接する２つのチップの同一パターン
２（１゜２ｂ・・・同志を照明光３αＩ３ｂで照明し、
２つの対物レンズ４ａ、Ａｈで拡大し、撮像管５α、５
Ａに結像させ電気信号に変換後、２値化回路６α、６ｂ
によシ２値化する。この２値化信号同志を比較回路７で
比較し、差位が認められたら欠陥として見いだすもので
ある。しかし、この装置では、回路パターンが微細化す
るに従い、よシ小さな欠陥をも検出するために、対物レ
ンズの倍率を上げ、撮像管によシ大きな拡大像ケ作る必
要がある。
これに伴い、一度に見られる領域が狭くなり検査時間が
大巾に増加するなどの問題がある。また、この装置では
、形状欠陥の検査は可能であるが、製作工程中に生ずる
、パターンの膜厚さむら、あるいはエツチング後に行う
洗浄の良否等は、検査できないため、再度人間による目
視検査が必要となり、必ずしも大巾な原価低減、歩留シ
向上などにつながらない問題があった。
大巾に増加するなどの問題がある。また、この装置では
、形状欠陥の検査は可能であるが、製作工程中に生ずる
、パターンの膜厚さむら、あるいはエツチング後に行う
洗浄の良否等は、検査できないため、再度人間による目
視検査が必要となり、必ずしも大巾な原価低減、歩留シ
向上などにつながらない問題があった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点金なくし、検
査時間が短かく、さらにパターンの形状欠陥のみでなく
、膜厚さむら、汚れなどｔも検査し得る半導体等ウェハ
上のパターン検出方法およびその装置？提供することに
ある。
査時間が短かく、さらにパターンの形状欠陥のみでなく
、膜厚さむら、汚れなどｔも検査し得る半導体等ウェハ
上のパターン検出方法およびその装置？提供することに
ある。
本発明は、上記した目的を達成するために、ウェハ製造
プロセスの不安定、汚れなどによる欠陥は５表面の色が
変化していることに着目し、低倍率対物レンズと高倍率
対物レンズの２式と対物レンズ切換え機構？具備し、低
倍部において色相に注目し隣接する２つのチップ同志全
比較し色相の差位により欠陥検査會マクロに高速に行う
とともにさらに、この色相変化部分を高倍率にしてパタ
ーン形状欠陥を検査することを特徴とするものである。
プロセスの不安定、汚れなどによる欠陥は５表面の色が
変化していることに着目し、低倍率対物レンズと高倍率
対物レンズの２式と対物レンズ切換え機構？具備し、低
倍部において色相に注目し隣接する２つのチップ同志全
比較し色相の差位により欠陥検査會マクロに高速に行う
とともにさらに、この色相変化部分を高倍率にしてパタ
ーン形状欠陥を検査することを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例？第２図により説明する。図に
おいて、１はウェハなどの被検査物である。８および９
は、対物レンズにして顕微鏡のレボルバ−の如き切換機
構（図示せず）により選択して使用できる構造になって
いる。８および９の対物レンズの関係は、例えば８は１
０倍程度の低倍部、９は、６０倍程度の高倍率に構成す
る。１０は、ウェハ１面上全照明する光の、１１．１２
は、各々ハーフミラ−にして光源からの直進光を通過さ
せ、対物レンズからの光會各々図右方向に曲げる役目を
もっている。１６は、ハーフミラ−にして、光の一部會
通過させ、一部會反射することによシ分岐する役目をも
っている。ハーフミラ−１４もハーフミラ−１３と同様
である。また１５はミラーにして光１曲げる役目會もっ
ている。１６，１７．１８ は、色フィルターにして、
フィルターに入る光の各々一定波長のみを通過させ光電
変換器１９．２０．２１に入る波長全特定している。２
２は、演算器にして、光電変換器１９゜２０．２１によ
り変換された画像信号に演算処理を行うものである。例
えば、色フィルタとして赤。
おいて、１はウェハなどの被検査物である。８および９
は、対物レンズにして顕微鏡のレボルバ−の如き切換機
構（図示せず）により選択して使用できる構造になって
いる。８および９の対物レンズの関係は、例えば８は１
０倍程度の低倍部、９は、６０倍程度の高倍率に構成す
る。１０は、ウェハ１面上全照明する光の、１１．１２
は、各々ハーフミラ−にして光源からの直進光を通過さ
せ、対物レンズからの光會各々図右方向に曲げる役目を
もっている。１６は、ハーフミラ−にして、光の一部會
通過させ、一部會反射することによシ分岐する役目をも
っている。ハーフミラ−１４もハーフミラ−１３と同様
である。また１５はミラーにして光１曲げる役目會もっ
ている。１６，１７．１８ は、色フィルターにして、
フィルターに入る光の各々一定波長のみを通過させ光電
変換器１９．２０．２１に入る波長全特定している。２
２は、演算器にして、光電変換器１９゜２０．２１によ
り変換された画像信号に演算処理を行うものである。例
えば、色フィルタとして赤。
青、黄の波長を選択し、これによる光電変換器の電気信
号より色相全求めるといった演算を行う。２６は、記憶
回路にして、ウェハ上に形成されている１チップ分の色
相データ？記憶するものである。２４は比較判定器にし
て記憶回路２３に記憶されているデータと現在検査して
得られているデータ全比較し１両者の間に差位があるか
否か全比較するものである。一方、光電変換器２５は、
ハーフミラ−１１により反射された光の像？電気信号に
変換するものである。２６は、記憶回路にして１チップ
分の画像データ全記憶するものである。２７は、比較判
定器にして、記憶回路２６のデータと現在検査して得ら
れてｂるデータとを比較し、両者の間の差位會みるもの
である。以上の構成において以下検査方法を記す。
号より色相全求めるといった演算を行う。２６は、記憶
回路にして、ウェハ上に形成されている１チップ分の色
相データ？記憶するものである。２４は比較判定器にし
て記憶回路２３に記憶されているデータと現在検査して
得られているデータ全比較し１両者の間に差位があるか
否か全比較するものである。一方、光電変換器２５は、
ハーフミラ−１１により反射された光の像？電気信号に
変換するものである。２６は、記憶回路にして１チップ
分の画像データ全記憶するものである。２７は、比較判
定器にして、記憶回路２６のデータと現在検査して得ら
れてｂるデータとを比較し、両者の間の差位會みるもの
である。以上の構成において以下検査方法を記す。
ウェハを所定のＸＹテーブル（図示せず）に載置した後
、低倍の対物レンズ８を選択する。対物レンズ８による
ウェハ表面のパターンの像の光は、ハーフミラ−１２に
よシ右方向に曲げられ、ハーフミラ−１３，１４、ミラ
ー１５により３光路に分岐され、さらに色フィルター１
６．１７．１８によシ分光される。この分光された各々
の光は、光電変換器１９．２０．２１により電気信号に
変換され演算器に入力される。演算器で、この３種類の
入力信号より色相をめ、結果を順次記憶回路２５に入れ
る。ウエノＳ’を載置しているＸＹステージ？走査し、
ウェハに形成されている１チップ分のデータ？記憶回路
２５に入れ終ったら、さらにＸＹステージ會走査し、次
のチップのデーターを順次演算器２２によりはき出す。
、低倍の対物レンズ８を選択する。対物レンズ８による
ウェハ表面のパターンの像の光は、ハーフミラ−１２に
よシ右方向に曲げられ、ハーフミラ−１３，１４、ミラ
ー１５により３光路に分岐され、さらに色フィルター１
６．１７．１８によシ分光される。この分光された各々
の光は、光電変換器１９．２０．２１により電気信号に
変換され演算器に入力される。演算器で、この３種類の
入力信号より色相をめ、結果を順次記憶回路２５に入れ
る。ウエノＳ’を載置しているＸＹステージ？走査し、
ウェハに形成されている１チップ分のデータ？記憶回路
２５に入れ終ったら、さらにＸＹステージ會走査し、次
のチップのデーターを順次演算器２２によりはき出す。
このはき出しのタイミングに合せながら記憶回路２６に
収納されているデータケ同期してはきだす。これは、記
憶回路２３によシ収納されている１チツプ前の同一ケ所
のデータであるので、この記憶回路２５からのデータと
現在演算器よυ得られたデータを比較判定器２４により
比較すれば、本来正しい色相をもつチップ同志であれは
、この２つのデータの間には差位がない。また、プロセ
ス争件が不安定になったシ、エツチング後の洗浄が悪か
ったシ、汚れが生じていたりした場合には、この２つの
データの間に差位が生ずることになる。
収納されているデータケ同期してはきだす。これは、記
憶回路２３によシ収納されている１チツプ前の同一ケ所
のデータであるので、この記憶回路２５からのデータと
現在演算器よυ得られたデータを比較判定器２４により
比較すれば、本来正しい色相をもつチップ同志であれは
、この２つのデータの間には差位がない。また、プロセ
ス争件が不安定になったシ、エツチング後の洗浄が悪か
ったシ、汚れが生じていたりした場合には、この２つの
データの間に差位が生ずることになる。
そこで、ある一定の差位が生じたら欠陥であることを比
較判定器２４により表示するようにすれば、色相変化に
よシウエハの欠陥の検査が可能となる。これは、パター
ンの大きさに関係なく、ウェハの欠陥を低倍でマクロに
検査できることにし、検査の時間會大巾に短縮できる。
較判定器２４により表示するようにすれば、色相変化に
よシウエハの欠陥の検査が可能となる。これは、パター
ンの大きさに関係なく、ウェハの欠陥を低倍でマクロに
検査できることにし、検査の時間會大巾に短縮できる。
しかし、この方法では、パターンの小さな形状欠陥？み
ることができない。そこで、必要に応じて高倍率の対物
レンズ９ヶ選択する。このときけ、主にパターンの形状
欠陥の検査を行うもので、対物レンズ９からのパターン
像の光はハーフミラ−１１によシ、光電検出器２５に導
かれ結像する。
ることができない。そこで、必要に応じて高倍率の対物
レンズ９ヶ選択する。このときけ、主にパターンの形状
欠陥の検査を行うもので、対物レンズ９からのパターン
像の光はハーフミラ−１１によシ、光電検出器２５に導
かれ結像する。
ここで電気信号に変換され、まず１チップ分の明るさデ
ータが記憶回路２６に貯えられる。そこで次のチップに
よυ得られた同様の電気信号と？比較判定器２５で判定
することによりパターンの形状欠陥？知ることができる
。そこで、低倍率で色相変化による欠陥検査と高倍率で
の形状欠陥検査ケ適当に組み合せ、例えば、まず低倍部
でウェハ全面ｒ短時間で検査し、さらに、色相の変化し
ているところは、パターンの形状欠陥も多いので、低倍
の検査結果を基に色相の変化している部分音形状欠陥の
候補点として、高倍率で、詳細に形状の欠陥検査？検査
するといった検査方法が可能である。あるいは、製造工
程でラインに直結して使用する場合は、色相変化による
検査？、また、不良の解析の如く詳細に検査をするとい
った場合は、高倍による形状欠陥検査音するといった検
査方法も可能である。
ータが記憶回路２６に貯えられる。そこで次のチップに
よυ得られた同様の電気信号と？比較判定器２５で判定
することによりパターンの形状欠陥？知ることができる
。そこで、低倍率で色相変化による欠陥検査と高倍率で
の形状欠陥検査ケ適当に組み合せ、例えば、まず低倍部
でウェハ全面ｒ短時間で検査し、さらに、色相の変化し
ているところは、パターンの形状欠陥も多いので、低倍
の検査結果を基に色相の変化している部分音形状欠陥の
候補点として、高倍率で、詳細に形状の欠陥検査？検査
するといった検査方法が可能である。あるいは、製造工
程でラインに直結して使用する場合は、色相変化による
検査？、また、不良の解析の如く詳細に検査をするとい
った場合は、高倍による形状欠陥検査音するといった検
査方法も可能である。
本実施例では、色相検出にノ・−フミラーと色フィルタ
により分光する方式音速べているが、ダイクロイックミ
ラのように色分解ができる他のものでも良いことはもち
ろんである。
により分光する方式音速べているが、ダイクロイックミ
ラのように色分解ができる他のものでも良いことはもち
ろんである。
以上説明したように本発明によれば、比較的低倍率によ
シマクロ的色相変化によシウエノ・の欠陥を知ることが
できるので、高速に検査できる。また、この検査結果を
基に、高倍率に切換え詳細にパターンの形状欠陥検査が
できるため検査の傷頼性が同上するといった特長がある
。
シマクロ的色相変化によシウエノ・の欠陥を知ることが
できるので、高速に検査できる。また、この検査結果を
基に、高倍率に切換え詳細にパターンの形状欠陥検査が
できるため検査の傷頼性が同上するといった特長がある
。
これにより作業能出の向上、歩留シ向土が可能となり製
品の原価低減が図れるといった効果力Ｉある。
品の原価低減が図れるといった効果力Ｉある。
第１図は従来のパターン検出装置ケ示す構成図、第２図
は本発明によるノ（ターン検出装置の一実施例を示す構
成図である。 １：ウェハ ８：対物レンズ ９：対物レンズ １６，１７．１８：色フィルタ１９、
２０．２１ ：光電変換器 ２２：演算器２３；記憶回
路 ２４；比較判定器 ２５：光電変換器 ２６：記憶回路 ２７：比較判定器 第 １ 図 ｊ（Ｌ 第 ２図 第１頁の続き ＠発明者中川 泰夫ｊ 巧
は本発明によるノ（ターン検出装置の一実施例を示す構
成図である。 １：ウェハ ８：対物レンズ ９：対物レンズ １６，１７．１８：色フィルタ１９、
２０．２１ ：光電変換器 ２２：演算器２３；記憶回
路 ２４；比較判定器 ２５：光電変換器 ２６：記憶回路 ２７：比較判定器 第 １ 図 ｊ（Ｌ 第 ２図 第１頁の続き ＠発明者中川 泰夫ｊ 巧
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 高倍率対物レンズと低倍率対物レンズを具備し、
低倍率によシマクロ的に色相音検出し、高倍率にしてパ
ターンの形状全検出することを特徴とするパターン検出
方法。 ２・ 高倍率対物レンズ、低倍率対物レンズ、およびこ
れら全切換える手段ケ具備し、低倍率にして色相を抽出
するための光学系および色相をめる色相検出手段を設け
、高倍率にしてパターンの像の輝度変化を検出する輝度
検出手段ケ設けたことを特徴とするパターン検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7082584A JPS60214209A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | ウエハ上のパターン検出方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7082584A JPS60214209A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | ウエハ上のパターン検出方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60214209A true JPS60214209A (ja) | 1985-10-26 |
| JPH0410968B2 JPH0410968B2 (ja) | 1992-02-27 |
Family
ID=13442740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7082584A Granted JPS60214209A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | ウエハ上のパターン検出方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60214209A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01128538A (ja) * | 1987-11-13 | 1989-05-22 | Hitachi Ltd | 異物検査装置 |
| JPH02247507A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-03 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | 位置決め用レンズ |
| JPH04318446A (ja) * | 1991-04-17 | 1992-11-10 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | 異物検査方式 |
| US6407404B1 (en) | 1999-03-15 | 2002-06-18 | Denso Corporation | Apparatus for the examining defect of monolithic substrate and method for examining the same |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP7082584A patent/JPS60214209A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01128538A (ja) * | 1987-11-13 | 1989-05-22 | Hitachi Ltd | 異物検査装置 |
| JPH02247507A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-03 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | 位置決め用レンズ |
| JPH04318446A (ja) * | 1991-04-17 | 1992-11-10 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | 異物検査方式 |
| US6407404B1 (en) | 1999-03-15 | 2002-06-18 | Denso Corporation | Apparatus for the examining defect of monolithic substrate and method for examining the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0410968B2 (ja) | 1992-02-27 |
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