JPS6150383B2 - - Google Patents
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- JPS6150383B2 JPS6150383B2 JP56092281A JP9228181A JPS6150383B2 JP S6150383 B2 JPS6150383 B2 JP S6150383B2 JP 56092281 A JP56092281 A JP 56092281A JP 9228181 A JP9228181 A JP 9228181A JP S6150383 B2 JPS6150383 B2 JP S6150383B2
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- Japan
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- aluminum pattern
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- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体ウエハ等におけるアルミパタ
ーンの検出方法に関するものである。
ーンの検出方法に関するものである。
本発明に最も近い従来技術として明視野照明の
みによるウエハ像の検出例を上げて説明する。第
１図が明視野照明のみによるウエハ像検出装置の
構成図である。図中１は、対象ウエハ、２は対物
レンズ、３はハーフミラー、４は撮像レンズ、５
は撮像素子、６はコンデンサーレンズ群、７は光
源、８はＸ，Ｙ，Θステージである。光源７の光
は、コンデンサーレンズ群６、ハーフミラー３、
対物レンズ２を介してウエハ８上に集光され、ウ
エハの反射光を対物レンズ２、ハーフミラー３、
撮像レンズ４を通して撮像素子５の上にウエハ像
を結像させる。こうして検出されるメモリ等を形
成したウエハ像を第２図に示す。第３図はウエハ
の第２図に示すＡ―A′矢視断面図である。図中
斜線を引いた領域９は、パツシベーシヨンガラス
（リンガラス）等の縁層１２の上に形成されたア
ルミパターンである。１０はこのアルミパターン
９の中に形成されたヒルロツクである。このヒル
ロツク１０はアルミパターンの微小突起でアルミ
パターン中に不規則に点在する。またゲートまた
はフローテイングゲートを形成するポリシリコン
等の下層パターン１３の輪郭部分１１に相当する
アルミパターン９の部分には段差１４を有する。
またアルミパターン９の部分１５はソースまたは
ドレイン等を形成するシリコン等の下層パターン
１６と接続されるためくぼんだ形となる。
みによるウエハ像の検出例を上げて説明する。第
１図が明視野照明のみによるウエハ像検出装置の
構成図である。図中１は、対象ウエハ、２は対物
レンズ、３はハーフミラー、４は撮像レンズ、５
は撮像素子、６はコンデンサーレンズ群、７は光
源、８はＸ，Ｙ，Θステージである。光源７の光
は、コンデンサーレンズ群６、ハーフミラー３、
対物レンズ２を介してウエハ８上に集光され、ウ
エハの反射光を対物レンズ２、ハーフミラー３、
撮像レンズ４を通して撮像素子５の上にウエハ像
を結像させる。こうして検出されるメモリ等を形
成したウエハ像を第２図に示す。第３図はウエハ
の第２図に示すＡ―A′矢視断面図である。図中
斜線を引いた領域９は、パツシベーシヨンガラス
（リンガラス）等の縁層１２の上に形成されたア
ルミパターンである。１０はこのアルミパターン
９の中に形成されたヒルロツクである。このヒル
ロツク１０はアルミパターンの微小突起でアルミ
パターン中に不規則に点在する。またゲートまた
はフローテイングゲートを形成するポリシリコン
等の下層パターン１３の輪郭部分１１に相当する
アルミパターン９の部分には段差１４を有する。
またアルミパターン９の部分１５はソースまたは
ドレイン等を形成するシリコン等の下層パターン
１６と接続されるためくぼんだ形となる。
ところでこのようなウエハ上に明視野照射する
とアルミパターン９の面の反射率はよく、明るく
見え、一方アルミパターン９以外の部分はパツシ
ベーシヨンガラス１２によつて形成されているた
め光は透過し、その下層のパターンのポリシリコ
ンまたはシリコン面１３．１６に当たり、その面
で反射されるが、ポリシリコンまたはシリコン面
の反射率は悪いと共にパツシベーシヨンガラス１
２によつてその反射光が減衰される形となり暗く
検出される。また、ヒルロツク１０および下層パ
ターンにより生じる段差１４の部分では、照明光
が散乱されるので、暗く検出される。従つてアル
ミパターン９を撮像素子５により撮像すると、明
るいアルミパターン中に段差やヒロツクによる暗
い部分が不規則に点在する映像信号が得られる。
ところで、このアルミパターンを検査するために
は、ウエハ２０内にある別の同一アルミパターン
９をもう１組のウエハ像検出装置で検出し、比較
し、一致しない部分を欠陥とする方法が考えられ
るが、この方法ではアルミパターン註に不規則に
点在するヒルロツクや段差部分を欠陥と誤検出し
てしまう欠点を有する。
とアルミパターン９の面の反射率はよく、明るく
見え、一方アルミパターン９以外の部分はパツシ
ベーシヨンガラス１２によつて形成されているた
め光は透過し、その下層のパターンのポリシリコ
ンまたはシリコン面１３．１６に当たり、その面
で反射されるが、ポリシリコンまたはシリコン面
の反射率は悪いと共にパツシベーシヨンガラス１
２によつてその反射光が減衰される形となり暗く
検出される。また、ヒルロツク１０および下層パ
ターンにより生じる段差１４の部分では、照明光
が散乱されるので、暗く検出される。従つてアル
ミパターン９を撮像素子５により撮像すると、明
るいアルミパターン中に段差やヒロツクによる暗
い部分が不規則に点在する映像信号が得られる。
ところで、このアルミパターンを検査するために
は、ウエハ２０内にある別の同一アルミパターン
９をもう１組のウエハ像検出装置で検出し、比較
し、一致しない部分を欠陥とする方法が考えられ
るが、この方法ではアルミパターン註に不規則に
点在するヒルロツクや段差部分を欠陥と誤検出し
てしまう欠点を有する。
本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなく
し、多層LSIウエハにおいてアルミパターンに存
在するヒルロツク（微小突起）や下層パターンの
輪郭部分にあたる段差部を欠陥とせずに真の欠陥
（アルミパターンの切断、アルミパターン同志の
短絡等）を簡単に且つ正確に検査できるようにし
た半導体等のアルミパターンの欠陥検査方法を提
供することにある。
し、多層LSIウエハにおいてアルミパターンに存
在するヒルロツク（微小突起）や下層パターンの
輪郭部分にあたる段差部を欠陥とせずに真の欠陥
（アルミパターンの切断、アルミパターン同志の
短絡等）を簡単に且つ正確に検査できるようにし
た半導体等のアルミパターンの欠陥検査方法を提
供することにある。
即ち本発明は、上記目的を達成するために、多
層LSIウエハ上のアルミパターン部に、明視野照
明手段により明視野照明を、暗視野照明手段によ
り暗視野照明を施して明視野照明によりアルミパ
ターンの平坦部分を光らせると共に暗視野照明に
よつてアルミパターン特有のヒロツクや下層パタ
ーンの輪郭部に相当するアルミパターンの段差部
を光らせ、多層LSIウエハに対して垂直方向から
これらアルミパターンを撮像装置で撮像してアル
ミパターンを明部で、他を暗部でもつて映像信号
に変換し、この映像信号を基準アルミパターンの
映像信号と比較して上記アルミパターンに存在す
るヒロツクや段差部を欠陥とせず、上記アルミパ
ターン上の真の欠陥を検査することを特徴とする
半導体等のアルミパターン欠陥検査方法である。
層LSIウエハ上のアルミパターン部に、明視野照
明手段により明視野照明を、暗視野照明手段によ
り暗視野照明を施して明視野照明によりアルミパ
ターンの平坦部分を光らせると共に暗視野照明に
よつてアルミパターン特有のヒロツクや下層パタ
ーンの輪郭部に相当するアルミパターンの段差部
を光らせ、多層LSIウエハに対して垂直方向から
これらアルミパターンを撮像装置で撮像してアル
ミパターンを明部で、他を暗部でもつて映像信号
に変換し、この映像信号を基準アルミパターンの
映像信号と比較して上記アルミパターンに存在す
るヒロツクや段差部を欠陥とせず、上記アルミパ
ターン上の真の欠陥を検査することを特徴とする
半導体等のアルミパターン欠陥検査方法である。
以下本発明を図に示す実施例にもとずいて具体
的に説明する。第４図は本発明の半導体等のアル
ミパターン欠陥検査方法を実施する装置の一実施
例を示す概略構成図である。図中２１および２２
は明視野暗視野複合検出系でアルミパターンの所
定のピツチと等間隔で隔てて設置される。２４
は、対象ウエハ２０を載量するX.Y.Θステージ
です。２５は差絶対値回路、２６は２値化回路で
ある。明視野暗視野検出系２１．２２の構成につ
いては後述する。ウエハ２０はXYΘステージ２
４で位置決めされ、明視野暗視野検出系２１およ
び２２でウエハ２０内の２つの同一アルミパター
ン９をそれぞれ検出する。仮に２１で検出された
像にアルミ欠除部分があり、２２で検出された像
は正常なパターンとすると２１および２２で検出
されるウエハ像の映像信号は第５図のようにな
る。図中２１の映像信号を破線で、２２の映像信
号を実線で示した。信号レベルの高い部分がアル
ミパターンである。この２つの映像信号の差の絶
対値を差絶対値回路２５で求めると第６図のよう
になる。これを適当なレベルで２値化すると第７
図のようになる。図中、信号レベルの高い部分が
欠陥部検出信号である。このようにX.YΘテーブ
ルの内X.Yテーブルの移動によつて明視野暗視野
検出系２１および２２は所定のピツチで配列され
た半導体ウエハ上の同一アルミパターンを走査し
ながら撮像し、第５図に示すような映像信号が得
られる。ところで上記アルミパターンを一致させ
るために明視野暗視野検出系２１のアルミパター
ン像とおよび２２のアルミパターン像とを観察光
学系２３で重ね合せて観察し、回転方向に位置ず
れが合る場合には上記Θテーブルを回転させて調
整し、X.Y方向に位置ずれが合る場合には一方の
明視野暗視野検出系２１を他方の明視野暗視野検
出系２２に対してその間隔を微調整すればよい。
なお上記両アルミパターンを機械的に完全に一致
させることが困難なときは信号処理で電気的に一
致させることも可能である。
的に説明する。第４図は本発明の半導体等のアル
ミパターン欠陥検査方法を実施する装置の一実施
例を示す概略構成図である。図中２１および２２
は明視野暗視野複合検出系でアルミパターンの所
定のピツチと等間隔で隔てて設置される。２４
は、対象ウエハ２０を載量するX.Y.Θステージ
です。２５は差絶対値回路、２６は２値化回路で
ある。明視野暗視野検出系２１．２２の構成につ
いては後述する。ウエハ２０はXYΘステージ２
４で位置決めされ、明視野暗視野検出系２１およ
び２２でウエハ２０内の２つの同一アルミパター
ン９をそれぞれ検出する。仮に２１で検出された
像にアルミ欠除部分があり、２２で検出された像
は正常なパターンとすると２１および２２で検出
されるウエハ像の映像信号は第５図のようにな
る。図中２１の映像信号を破線で、２２の映像信
号を実線で示した。信号レベルの高い部分がアル
ミパターンである。この２つの映像信号の差の絶
対値を差絶対値回路２５で求めると第６図のよう
になる。これを適当なレベルで２値化すると第７
図のようになる。図中、信号レベルの高い部分が
欠陥部検出信号である。このようにX.YΘテーブ
ルの内X.Yテーブルの移動によつて明視野暗視野
検出系２１および２２は所定のピツチで配列され
た半導体ウエハ上の同一アルミパターンを走査し
ながら撮像し、第５図に示すような映像信号が得
られる。ところで上記アルミパターンを一致させ
るために明視野暗視野検出系２１のアルミパター
ン像とおよび２２のアルミパターン像とを観察光
学系２３で重ね合せて観察し、回転方向に位置ず
れが合る場合には上記Θテーブルを回転させて調
整し、X.Y方向に位置ずれが合る場合には一方の
明視野暗視野検出系２１を他方の明視野暗視野検
出系２２に対してその間隔を微調整すればよい。
なお上記両アルミパターンを機械的に完全に一致
させることが困難なときは信号処理で電気的に一
致させることも可能である。
次に明視野暗視野検出系２１，２２について第
８図にもとづいて説明する。即ちこの検出系２
１．２２は各々暗視野照明用対物レンズ３０、暗
視野用反射鏡３１、遮光板３２、暗視野用コンデ
ンサーレンズ３３、暗視野用光源３４、明視野用
ハーフミラー３５、明視野用コンデンサーレンズ
３６、明視野用光源３７、撮像レンズ３８、撮像
素子３９で構成され第２図及び第３図に示すよう
に形成された半導体ウエハ２０を載置したXYO
ステージ２４で位置決めされる。
８図にもとづいて説明する。即ちこの検出系２
１．２２は各々暗視野照明用対物レンズ３０、暗
視野用反射鏡３１、遮光板３２、暗視野用コンデ
ンサーレンズ３３、暗視野用光源３４、明視野用
ハーフミラー３５、明視野用コンデンサーレンズ
３６、明視野用光源３７、撮像レンズ３８、撮像
素子３９で構成され第２図及び第３図に示すよう
に形成された半導体ウエハ２０を載置したXYO
ステージ２４で位置決めされる。
第９図に暗視野用反射鏡３１の正面図を示す。
暗視野用反射鏡は中央に45゜のだ円形の穴があい
た全反射鏡でこの穴をウエハからの反射光および
明視野照明光が通過する。第１０図遮光板３２の
正面図を示す。遮光板３２は中央部が円形の遮光
部分、周辺が透明であり遮光部の直径は暗視野用
反射鏡の穴の短径に等しい。明視野用光源の光は
コンデンサレンズ３６、ハーフミラー３５、暗視
野用対物レンズ３０のレンズ内を通りウエハ上に
集光する。暗視野用光源３４の光は、コンデンサ
ーレンズ３３を通り平行光線となる。遮光板３２
により光束の中央の光は除かれ、暗視野用反射鏡
の鏡部分のみに光が当たる。暗視野用反射鏡３１
で反射した光は暗視野用レンズ３０のレンズ部周
囲を通り、先端の反射鏡によりウエハ２０上に集
光する。暗視野用照明ではウエハを斜めから照明
するため、ヒルロツク１０などの突起部、ウエハ
回路パターこの輪郭部分に相当するアルミパター
ンの段差１４の部分、及びくぼんだ部分１５の輪
郭は明るく検出される。したがつて明視野照明と
暗視野照明とを同時に施すことにより明視野照明
のみでは暗く検出されたヒルロツク１０や下層パ
ターンの輪郭部に相当するアルミパターンの部分
が暗視野照明で明るく検出され、ヒルロツクや下
層パターンの輪郭に影響されないアルミパターン
の検出ができる。
暗視野用反射鏡は中央に45゜のだ円形の穴があい
た全反射鏡でこの穴をウエハからの反射光および
明視野照明光が通過する。第１０図遮光板３２の
正面図を示す。遮光板３２は中央部が円形の遮光
部分、周辺が透明であり遮光部の直径は暗視野用
反射鏡の穴の短径に等しい。明視野用光源の光は
コンデンサレンズ３６、ハーフミラー３５、暗視
野用対物レンズ３０のレンズ内を通りウエハ上に
集光する。暗視野用光源３４の光は、コンデンサ
ーレンズ３３を通り平行光線となる。遮光板３２
により光束の中央の光は除かれ、暗視野用反射鏡
の鏡部分のみに光が当たる。暗視野用反射鏡３１
で反射した光は暗視野用レンズ３０のレンズ部周
囲を通り、先端の反射鏡によりウエハ２０上に集
光する。暗視野用照明ではウエハを斜めから照明
するため、ヒルロツク１０などの突起部、ウエハ
回路パターこの輪郭部分に相当するアルミパター
ンの段差１４の部分、及びくぼんだ部分１５の輪
郭は明るく検出される。したがつて明視野照明と
暗視野照明とを同時に施すことにより明視野照明
のみでは暗く検出されたヒルロツク１０や下層パ
ターンの輪郭部に相当するアルミパターンの部分
が暗視野照明で明るく検出され、ヒルロツクや下
層パターンの輪郭に影響されないアルミパターン
の検出ができる。
なお観察光学系２３としてはハーフミラー４
０．４３．４５、ミラー４１．４２．４４、結像
レンズ４６等から構成され、両方のアルミパター
ンを位置合せるため、両方のアルミパターンを重
ねて観察できるようになつている。
０．４３．４５、ミラー４１．４２．４４、結像
レンズ４６等から構成され、両方のアルミパター
ンを位置合せるため、両方のアルミパターンを重
ねて観察できるようになつている。
以上説明したように本発明によれば、多層LSI
ウエハにおいてアルミパターンに必ず存在するヒ
ルロツク（微小突起）や下層パターンの輪郭によ
つて生じる段差に影響されることなく、真の欠陥
（アルミパターンの切断、アルミパターン同志の
短絡等）を検出することができ、複雑で、且つ微
細なアルミ配線パターンを能率よく、誤検出を低
減して正確に検査でき、その結果高信頼度を有す
るLSIを生産することができる優れた作用効果を
有する。
ウエハにおいてアルミパターンに必ず存在するヒ
ルロツク（微小突起）や下層パターンの輪郭によ
つて生じる段差に影響されることなく、真の欠陥
（アルミパターンの切断、アルミパターン同志の
短絡等）を検出することができ、複雑で、且つ微
細なアルミ配線パターンを能率よく、誤検出を低
減して正確に検査でき、その結果高信頼度を有す
るLSIを生産することができる優れた作用効果を
有する。
第１図は従来の明視野照明によつてウエハ像を
検出する例を示した図、第２図は半導体ウエハ像
を示した図、第３図は半導体ウエハの表面断面を
示した図、第４図は本発明の半導体等のアルミパ
ターン欠陥検査方法を実施する装置の概略構成を
示した図、第５図は第４図に示す明視野暗視野検
出系の各々で検出される映像信号波形を示した
図、第６図は第５図に示す映像信号の差の絶対値
をとつた信号波形図、第７図は第６図の信号を所
定のしまい値２値化した信号を示す図、第８図は
第４図を具体的に示した図、第９図は第８図に示
す暗視野用反射鏡を示す図、第１０図は第８図に
示す遮光板を示した図である。 ９……Alパターン、１０……ヒルロツク、１
４……段差、２０……半導体ウエハ、２１．２２
……明視野暗視野検出系、２４……X.Y.θテー
ブル、３０……暗視野照明用対物レンズ、３１…
…暗視野用反射鏡、３２……遮光板、３３……暗
視野用コンデンサレンズ、３４……暗視野用光
源、３６……明視野用コンデンサレンズ、３７…
…明視野用光源。
検出する例を示した図、第２図は半導体ウエハ像
を示した図、第３図は半導体ウエハの表面断面を
示した図、第４図は本発明の半導体等のアルミパ
ターン欠陥検査方法を実施する装置の概略構成を
示した図、第５図は第４図に示す明視野暗視野検
出系の各々で検出される映像信号波形を示した
図、第６図は第５図に示す映像信号の差の絶対値
をとつた信号波形図、第７図は第６図の信号を所
定のしまい値２値化した信号を示す図、第８図は
第４図を具体的に示した図、第９図は第８図に示
す暗視野用反射鏡を示す図、第１０図は第８図に
示す遮光板を示した図である。 ９……Alパターン、１０……ヒルロツク、１
４……段差、２０……半導体ウエハ、２１．２２
……明視野暗視野検出系、２４……X.Y.θテー
ブル、３０……暗視野照明用対物レンズ、３１…
…暗視野用反射鏡、３２……遮光板、３３……暗
視野用コンデンサレンズ、３４……暗視野用光
源、３６……明視野用コンデンサレンズ、３７…
…明視野用光源。
Claims (1)
- １ 多層LSIウエハ上のアルミパターン部に、明
視野照明手段により明視野照明を、暗視野照明手
段により暗視野照明を施して明視野照明によりア
ルミパターンの平坦部分を光らせると共に暗視野
照明によつてアルミパターン特有のヒルロツクや
下層パターンの輪郭部に相当するアルミパターン
の段差部を光らせ、多層LSIウエハに対して垂直
方向からこれらアルミパターンを撮像装置で撮像
してアルミパターンを明部で、他を暗部でもつて
映像信号に変換し、この映像信号を基準アルミパ
ターンの映像信号と比較して上記アルミパターン
に存在するヒルロツクや段差部を欠陥とせず、上
記アルミパターン上の真の欠陥を検査することを
特徴とする半導体等のアルミパターン欠陥検査方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9228181A JPS57208153A (en) | 1981-06-17 | 1981-06-17 | Inspecting method for defective aluminum pattern of semiconductor or the like |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9228181A JPS57208153A (en) | 1981-06-17 | 1981-06-17 | Inspecting method for defective aluminum pattern of semiconductor or the like |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57208153A JPS57208153A (en) | 1982-12-21 |
| JPS6150383B2 true JPS6150383B2 (ja) | 1986-11-04 |
Family
ID=14050014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9228181A Granted JPS57208153A (en) | 1981-06-17 | 1981-06-17 | Inspecting method for defective aluminum pattern of semiconductor or the like |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57208153A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59200908A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-14 | Hitachi Ltd | ウエハの照明方法およびその装置 |
| JPS60124833A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-03 | Hitachi Ltd | 多層回路パターン検査装置 |
| JPH0690143B2 (ja) * | 1987-11-27 | 1994-11-14 | 株式会社日立製作所 | 透明薄膜中における塊状粒子検出方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5238887A (en) * | 1975-09-23 | 1977-03-25 | Agency Of Ind Science & Technol | Apparatus for inspection of pattern defects |
-
1981
- 1981-06-17 JP JP9228181A patent/JPS57208153A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5238887A (en) * | 1975-09-23 | 1977-03-25 | Agency Of Ind Science & Technol | Apparatus for inspection of pattern defects |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57208153A (en) | 1982-12-21 |
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