JPS6366446A - 異物検査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分升コ この発明は、半導体ウェハなどの表面の異物を検出する
異物検査装置に関する。

さらに詳細には、この発明は、半導体ウェハの表面など
の異物を検出し、検出した異物のマツプをディスプレイ
画面またはプリント紙に出力する異物検査装置に関する
。

［従来の技術］ 従来、半導体ウェハ表面の異物検査を行う異物検査装置
においては、半導体ウェハの輪郭パターン重ねて、検出
した異物をプロットした異物マツプをディスプレイ画面
に表示したり、またはプリントアウトするようになって
いる。

［解決しようとする問題点］ 半導体ウェハの表面は、複数のチップ領域に区画されて
おり、異物管理が、真に必要な部分は各チップ領域の周
辺部を除いた領域（有効領域）である。

換言すれば、半導体ウェハの周辺部や、チップ領域の周
辺部に存在する異物は重要ではなく、真に重要なことは
、各チップ領域の有効領域内における異物の分布、量、
サイズなどを把握して、各チップ領域が利用可能か否か
を知ることである。

しかるに、従来の異物検査装置によって得られる異物マ
ツプからは、半導体ウェハ表面全体における異物の分布
などを把握することはできても、各チップ領域を使用可
能であるか否かを容易に判断することはできない。

［発明の目的コ したがって、この発明の目的は、そのような問題点を解
消し、半導体ウェハ表面の各チップ領域の利用可否など
を容易に判断できる異物マツプを出力する異物検査装置
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、被検査面上の異物を検出し、検出した異物
のマツプをディスプレイ画面またはプリント紙に出力す
る異物検査装置において、被検査面内の区画を示すパタ
ーンをディスプレイ画面またはプリント紙に出力させる
手段と、検出された異物のうち区画の有効領域内の異物
だけを有効異物として抽出する１段と、その有効異物の
パターンをディスプレイ画面またはプリント紙に前記区
画のパターンと重ねて出力させる手段とを具備せしめる
ことにより、前記のような問題点を解決するものである
。

［作用］ このような構成であるから、例えば半導体ウェハの表面
を被検査面とし、区画をチップ領域とした場合、各チッ
プ領域の有効領域内の異物のパターンだけを、チップ領
域のパターンと重ねた異物マツプが得られる。

このような異物マツプによれば、半導体ウェハ上の各チ
ップ領域の真に問題となる異物の分布などをチップ領域
対応に把握できる。したがって、各チップ領域が利用可
能であるか否かを容易に判断できる。

［実施例コ 以下、図面を参照し、この発明の一実施例について詳細
に説明する。

第１図は、この発明による゛１′：導体ウェハ用異物検
査装置の概要図である。

この図において、１０は半導体ウェハ表面を光学的に観
測するための観測部である。この観測部１０について説
明すれば、１２は半導体ウェハ１４を移動させるための
移動ステージ機構である。

１６および１８はＳ偏光レーザビームを１へ導体ウェハ
１４の表面に斜めに照射するためのＳ偏光レーザ発振器
である。

移動ステージ機構１２によって半導体ウェハ１４をＸ方
向およびＹ方向に移動させることにより、半導体ウェハ
１４の表面はＳ偏光レーザビームによってＸＹ定走査れ
る。移動ステージ機構１２は、その走査位置を検出する
ための位置エンコーダを内蔵しており、その位置情報を
外部に出力されるようになっている。

２０は対物レンズ、２２はＳ偏光カットフィルタ、２４
はホトマルチプライヤである。半導体ウェハ表面からの
ほぼ垂直方向への散乱光は、対物レンズ２０を介してＳ
偏光カットフィルタ２２に入射し、そのＰ偏光成分だけ
が抽出されてホトマルチプライヤ２４に入射し、電気信
号に変換される。

走査点に異物が存在する場合、異物表面は微小な凹凸が
あるため、散乱光のＰ偏光成分が多くなるが、異物が存
在しない場合は散乱光のＰ偏光成分は充分に少ない。な
お、パターンのエツジ部においても、垂直方向の散乱光
が増加するが、そのエツジ部はミクロ的に見ると平滑で
あるから、散乱光のＰ偏光成分は充分に少ない。

その結果、ホトマルチプライヤ２４の出力信号レベルか
ら、半導体ウェハ表面のパターンと弁別して異物の有無
を判定できる。

また、ホトマルチプライヤ２４の出力信号レベルは、そ
の視野内における散乱光のＰ光成分の平均レベルに比例
するから、ホトマルチプライヤ２４の出力レベルから異
物のサイズも判定できる。

２６はそのような判定を行うためのレベル比較回路であ
る。このレベル比較回路２６は、ホトマルチプライヤ２
４の出力信号を置物サイズ対応の複数の閾値とレベル比
較を杼い、サイズ対応の異物データを出力する。

２８は移動ステージ１２の駆動用モータなどの駆動制御
を行う駆動制御回路である。

３０は処理制御部である。この処理制御部３０は、マイ
クロプロセッサ３２、メモリ３４、インターフェイス回
路３８をバス４６で和瓦に接続した構成である。

レベル比較回路２６から出力される異物データは、イン
ターフェイス回路３８を通じて処理制御部３０に入力さ
れる。

駆動制御回路２８に対する制御指令は、インターフェイ
ス回路３８を介して処理制御部３０から出力される。ま
た、このインターフェイス回路３８を介して、移動ステ
ージ機構１２から位置情報が入力される。

４８はキーボードであり、このキーボード４８からイン
ターフェイス回路３８を介して処理制御部３０に情報を
入力できる。

５０は異物マツプなどの表示のためのディスプレイユニ
ットである。５２はそのコントローラであり、バス４６
に接続される。このコントローラ５２は、ディスプレイ
両面の表示データをビットマツプの形で記憶するための
画像メモリ５４を内蔵している。この画像メモリ５４は
マイクロプロセッサ３２によってアクセス可能であり、
コントローラ５２は、画像メモリ５４の記憶データをビ
デオ信号に変換してディスプレイユニット５０へ送出し
、そのディスプレイ画面に表示させる。

第２図は、処理制御部３０の処理の流れを示す概略フロ
ーチャートである。以下、このフローチャートを参照し
ながら、この異物検査装置の動作を説明する。

半導体ウェハ１４が移動ステージ機構１２に位置決め固
定された状態で、キーボード４８の特定キーが押下され
ると、処理制御部３０のマイクロプロセッサ３２は第２
図に示すような処理および制御のためのプログラム（メ
モリ３４に格納されている）の実行を開始する。

なお、予め検査対象の半導体ウェハ１４のサイズ情報、
チップ配列定義情報がキーボード４８から処理制御部３
０に入力され、その入力情報から、走査終了座標と、各
チップ領域の輪郭座標、および各チップ領域の有効領域
の輪郭座標が計算され、メモリ３４上の座標テーブル３
４ｂに記憶されている。

まず、メモリ３４上の異物テーブル３４ａなどのクリア
、画像メモリ５２のクリアなどの初期化が行われる（ス
テップ１００）。

ステップ１０２において、移動ステージ機構１２を走査
開始位置に移動させるように、駆動制御回路２８に制御
指令が送られる。

この走査開始位置への位置決めが完了すると、ステップ
１０４において、走査開始指令が駆動制御回路２８へ送
られる。これにより、移動ステージ機構１２がＸ方向お
よびＹ方向に移動し、半導体ウェハ表面のＳ偏光レーザ
ビームによるＸＹ定走査始まる。

この走査開始後、一定の周期で、レベル比較回路２６に
よる判定データおよび移動ステージ機構１２から送出さ
れる走査位置情報がサンプリングされ、マイクロプロセ
ッサ３２の内部レジスタに保持される（ステップ１０６
）。

マイクロプロセッサ３２において、サンプリングした判
定データがいずれかのサイズの異物を示すコードである
か判定される（ステップ１０８）。

異物のコードであれば、ステップ１１０において、サン
プリングした走査位置情報（走査位置の座標）と、座標
テーブル３４ｂに記憶されている各チップ領域の有効領
域の輪郭座標との比較が行われ、走査位置がいずれかの
チップ領域の有効領域内であるか調べられる。

有効領域内であれば、ステップ１１２において、判定デ
ータ（異物サイズを示すコード）と、走査位置情報がペ
アにされて異物テーブル３４ａに書き込まれ、ステップ
１０６へ戻る。

ステップ１０８において異物のコードでないと判定され
た場合、または、ステップ１１０においてチップ領域の
有効領域でないと判定された場合、ステップ１１４に進
む。このステップにおいては、走査位置情報と座標テー
ブル３４ｂに記憶されている走査終了座標とが比較され
、走査終了の判定が行われる。終了でなければ、ステッ
プ１０６に戻るが、終了ならばステップ１１６に進む。

このように、検出された異物のうち、チップ領域の有効
領域内の異物だけが抽出され、その情報が異物テーブル
３４ａに書き込まれる。換言すれば、チップ領域の有効
領域外で検出された異物、つまりチップ領域の周辺部お
よび半導体ウエノ１の周辺部で検出された異物はマスキ
ングされ、異物テーブル３４ａには登録されない。

ステップ１１６において、駆動制御回路２８に対して走
査停止Ｆ指令が送られ、移動ステージ機構１２は停止さ
せられる。

次のステップ１１８において、マイクロプロセッサ３２
は、座標テーブル３４ｂに記憶されている座標情報に従
い、半導体ウニ／％の輪郭パターンと各チップ領域の輪
郭パターンを画像メモリ５２上に生成する。

この処理が終わると、異物のプロットを開始する。まず
ステップ１２０において、異物テーブル３４ａに登録さ
れている異物の判定コードが、最初に登録された異物の
ものからマイクロプロセッサ３２に読み込まれ、その判
定フード（ｙ？４物サイズ）に対応したパターンが生成
され、マイクロプロセッサ３２の内部レジスタに保持さ
れる。

次のステップ１２２において、その異物の位置情報が異
物テーブル３４ａからマイクロプロセッサ３２に読み込
まれ、その異物位置に対応する画像メモリ５４の領域の
データがマイクロプロセッサ３４に読み込まれる。そし
て、そのデータと異物パターンとの論理和データが、画
像メモリ５４の同じ領域に書き込まれる。

異物テーブル３４ａに登録されている最後の異物まで同
様な処理が実行されると、ステップ１２４で終了と判定
され、処理を終了する。

このようにして、ディスプレイユニット５０の画面には
、第３図に示すような異物マツプが表示される。この図
において、６０は半導体ウェハの輪郭パターン、６２は
チップ領域の輪郭パターン、６４は異物パターンである
。

このような異物マツプによれば、各チップ領域に対応し
て、その有効領域内の異物の分布、サイズなとを把握し
、各チップ領域を利用可能であるか否かを容易に判断で
きる。

以上、一実施例について説明したが、この発明はそれだ
けに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲内で様々に変形して実施できるものである。

例えば、前記実施例においては、異物マツプをディスプ
レイ画面に表示したが、プリントアウトしてもよい。

前記実施例においては、半導体ウエノ１の輪郭パターン
も表示したが、必ずしも表示しなくともよい。

前記実施例においては、異物の判定データの読込みの都
度、チップ有効領域内の異物の抽出（それ以外の異物の
マスキング）を杼っている。しかし、検出された異物を
無条件に異物テーブルに登録した後、有効異物の抽出処
理を一括して行うこともできる。

前記実施例においては、半導体ウェハ表面のＸＹ定走査
行ったが、螺旋走査を行ってもよい。

さらに、前記実施例においては、半導体ウエノ１のＸ、
Ｙ方向および回転方向の位置ずれがないとして説明した
が、そのような位置ずれを考慮する必蟹がある場合は、
適当な処理段階で異物検出位置の補正処理を行えばよい
。

また、この発明は、半導体ウェハ以外の被検査物の表面
の異物検査を行うための装置にも同様に適用できるもの
である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、被検査面上の異物を
検出し、検出した異物のマツプをディスプレイ画面また
はプリント紙に出力する異物検査装置において、被検査
面内の区画を示すパターンをディスプレイ画面またはプ
リント紙に出力させる手段と、検出された異物のうち区
画の有効領域内の異物だけを有効異物として抽出する手
段と、その有効異物のパターンをディスプレイ画面また
はプリント紙に前記区画のパターンと重ねて出力させる
手段とを具備せしめるから、その異物マツプから、例え
ば半導体ウェハの各チップ領域の有動領域内の異物の分
布などを把握し、各チップ領域の利用の可否を容易に判
断できるなど、従来装置の問題点を解消した異物検査装
置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による異物検査装置の概要図、第２
図は処理制御部の処理および制御を説明するための概略
フローチャート、第３図は異物マツプの説明図である。 １０・・・観測部、１４・・・半導体ウェハ、１２・・
・移動ステージ機構、１Ｂ、１８・−Ｓ偏光レーザ発振
器、２４・・・ホトマルチプライヤ、２６・・・レベル
比較回路、３０・・・処理制御部、３２・・・マイクロ
プロセッサ、３４・・・メモリ、３４ａ・・・異物マツ
プ、３４ｂ・・・座標テーブル、５０・・・ディスプレ
イユニット、５２・・・コントローラ、５４・・・画像
メモリ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査面上の異物を検出し、検出した異物のマッ
   プをディスプレイ画面またはプリント紙に出力する異物
   検査装置において、被検査面内の区画を示すパターンを
   ディスプレイ両面またはプリント紙に出力させる手段と
   、検出された異物のうち区画の有効領域内の異物だけを
   有効異物として抽出する手段と、その有効異物のパター
   ンをディスプレイ画面またはプリント紙に前記区画のパ
   ターンと重ねて出力させる手段とを有することを特徴と
   する異物検査装置。
2. （２）被検査面はウェハの表面であり、区画はチップ領
   域であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の異物検査装置。