JPH05281151A - ウエハパターン検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハ間の表面処理のバラツキによる誤検出
を生じず、高精度なパターン検査をなし得る。 【構成】 視覚センサ３によりウエハ１の検査画像を入
力する。入力した検査画像と予め記憶されたマスタ画像
とを画像比較回路４ｄで比較し、比較画像の相違量より
ウエハ１の良否を判定回路４ｅで判定する。上記相違量
が所定値以下の時には、入力された検査画像を新たなマ
スタ画像としてマスタ記憶回路４ｈに記憶し、ウエハ良
否の判定結果は判定出力処理回路５へ出力される。ウエ
ハ１の表面状態が僅かづつ変化しても、この変化に追従
してマスタ画像が更新されるから、表面状態のバラツキ
はキャンセルされ、回路欠陥等による相違のみが良好に
検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウエハパターン検査装置
に関し、特に高い検査精度を有する検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路を形成したウエハの外観
検査を自動化したウエハパターン検査装置は、例えば特
開平２−１７０５４９号公報に記載されており、ここで
はウエハの検査画像を入力して予め記憶した基準となる
マスタ画像と比較し、比較画像が相違する箇所に欠陥が
あるとして良否の判定を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発明者の実験
によると、ウエハ表面は、ロット間、ウエハ間、チップ
間でその状態にバラツキがあるとともに、このバラツキ
はこれらの間で僅かづつ変化する。したがって、ある程
度近いウエハ（ないしチップ）間ではこのバラツキはそ
れ程問題とならないが、従来装置の如く、基準のマスタ
画像を常に同一のものにしていると、検査対象となるウ
エハのバラツキが蓄積されて比較画像の相違量が許容値
を越え、回路パターンに欠陥がないにも係わらず判定結
果は否となることがある。

【０００４】本発明はかかる課題を解決するもので、ウ
エハ間の表面処理のバラツキによる誤検出を生じること
なく、常に高精度なパターン検査をなし得るウエハパタ
ーン検査装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の構成を図８で説
明すると、ウエハパターン検査装置は、ウエハの検査画
像を入力する手段と、入力した検査画像と予め記憶され
たマスタ画像とを比較する比較手段と、比較画像の相違
量よりウエハの良否を判定する手段と、上記相違量が所
定値以下の時に、上記入力された検査画像を新たなマス
タ画像として記憶する手段と、上記良否の判定結果を出
力する手段とを具備している。

【０００６】

【作用】上記構成の装置においては、比較画像の相違量
が所定値以下の時に、入力された検査画像が新たなマス
タ画像として記憶されるから、ウエハの表面状態が僅か
づつ変化しても、この変化に追従してマスタ画像が更新
され、表面状態のバラツキはキャンセルされる。したが
って、比較画像では、回路欠陥等による相違のみが良好
に検出され、判定に誤りを生じることはない。

【０００７】

【実施例】図１にウエハパターン検査装置の全体構成を
示す。ウエハ１はｘ軸およびｙ軸方向へ移動、ないし回
転（θ）可能なｘｙθテーブル２の上に載置されてお
り、ウエハ１表面の所定範囲の検査画像を得る視覚セン
サ３がその上方に設けられている。視覚センサ３の画像
出力は詳細を後述する画像処理装置４に入力する。ま
た、上記ｘｙθテーブル２はコントロール回路２１によ
り駆動され、コントロール回路２１は画像処理装置４の
制御回路４ｊから作動信号を受け取る。制御回路４ｊか
らは判定出力処理回路５に判定信号が出力され、この判
定信号に基づいてウエハ１上の不良箇所が記憶され、あ
るいはマーキングされる。

【０００８】画像処理装置４は図示の各回路より構成さ
れる。以下、図２〜図４を参照しつつ、本装置の作動と
併せて各回路を説明する。

【０００９】画像処理装置４には、予め検査位置情報と
マスタ情報をマスタティーチング回路４ｉを使用して教
示する。すなわち、図２には検査位置情報の入力手順を
示し、良品ウエハ１（必ずしも良品ウエハである必要は
ない）と視覚センサのｘ、ｙ軸方向を合致せしめるた
め、制御回路４ｊとコントロール回路２１を介しｘｙθ
テーブル２を回転して位置補正を行い（ステップ１０
１）、ウエハ１の検査画像を画像入力回路４ａを介して
入力して、視覚センサ３で一度に検査する部分および全
体の領域サイズを設定する（ステップ１０２）。

【００１０】次に全面にある複数の検査部分のうち、い
ずれの箇所を検査するか指定し（ステップ１０３）、検
査箇所の順番を設定する（ステップ１０４）。

【００１１】図３にはマスタ情報の入力手順を示す。ス
テップ２０１では前述と同様の理由でｘｙθテーブル２
を回転して良品ウエハ１の位置補正を行い、マスタ画像
として教示する検査位置へ上記テーブル２を移動せしめ
て（ステップ２０２）、画像入力回路４ａよりマスタ画
像を入力する（ステップ２０３）。

【００１２】画像位置検出回路４ｂにより、入力したマ
スタ画像の原点を、エッジ検出等で画像パターンから検
出し、その座標を記憶するとともに（ステップ２０
４）、マスタ画像Ｖｍ（図５参照）をマスタ記憶回路４
ｈに記憶する（ステップ２０５）。

【００１３】ウエハ良否の検査手順は図４に示す如きも
のである。ｘｙθテーブル２上に検査ウエハ１をセット
し、教示の時と同様に回転して位置補正を行う（ステッ
プ３０１）。次に検査開始部分（図６の１ａ）へウエハ
１を移動し（ステップ３０２）、視覚センサ３より画像
入力回路４ａを経て検査画像Ｖｄ（図６参照）を入力す
る（ステップ３０３）。

【００１４】入力した検査画像Ｖｄは画像位置検出回路
４ｂでその原点が検出される（ステップ３０４）。続い
て画像位置補正回路４ｃによりマスタ画像との位置ズレ
が補正され（ステップ３０５）、この時同時に一時記憶
回路４ｆに検査画像が記憶される。そして、画像比較回
路４ｄで上記検査画像Ｖｄとマスタ画像Ｖｍが比較され
る（ステップ３０５）。

【００１５】検査ウエハ１が良品であれば両画像Ｖｄ，
Ｖｍに異なる箇所はないはずであるが、実際には表面状
態の微妙な変化により、例えば図６の１ｂの部分でマス
タ画像との差異を生じて、図７に示す如く比較画像Ｖｃ
に不一致箇所１ｃが検出されることがある（ステップ３
０６）。

【００１６】マスタ更新判定回路４ｇでは、この不一致
箇所１ｃの特徴量（形、大きさ等）が更新可レベル内で
あるか判定し（ステップ３０７）、更新可レベル内にあ
ればマスタ記憶回路４ｈ内のマスタ画像Ｖｍを、一時記
憶した上記検査画像Ｖｄと入替え、更新する（ステップ
３０８）。

【００１７】良否判定回路４ｅではマスタ画像Ｖｍと検
査画像Ｖｄの不一致箇所の特徴量が不良レベルを越えて
いるか否かにより良否を判定し、その結果を制御回路４
ｊへ出力する（ステップ３０９）。これに応じて制御回
路４ｊより判定出力処理回路５へ判定信号が出力され
る。ここで、上記更新可レベルは不良レベルと同等かこ
れより小さくしてある。

【００１８】ステップ３１０で検査領域がウエハ１上の
最終部分か調べ、最終部分であれば検査を終了する。最
終部分でなければウエハ１上の次の検査部分へ移動する
（ステップ３１１）。

【００１９】視覚センサ３としては、エリアセンサ以外
にラインセンサ、距離センサ等が使用できる。また、制
御回路は画像処理装置とは別体のシーケンサ等を使用し
ても良い。

【００２０】

【発明の効果】以上の如く、本発明のウエハパターン検
査装置によれば、マスタ画像が逐次更新されるから、ウ
エハの表面状態が僅かづつ変化しても検出画像とマスタ
画像の差異はキャンセルされ、回路欠陥等に基づくパタ
ーン変化のみを高感度で確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ウエハパターン検査装置の全体構成図である。

【図２】検査位置情報の入力手順のフローチャートであ
る。

【図３】マスタ情報の入力手順のフローチャートであ
る。

【図４】検査手順のフローチャートである。

【図５】マスタ画像を示す図である。

【図６】検査画像を示す図である。

【図７】比較出力画像を示す図である。

【図８】クレーム対応図である。

【符号の説明】

１ ウエハ ２ ｘｙθテーブル ３ 視覚センサ ４ 画像処理装置 ４ａ 画像入力回路 ４ｄ 画像比較回路 ４ｅ 良否判定回路 ４ｇ マスタ更新判定回路 ４ｈ マスタ記憶回路 ５ 判定出力処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハの検査画像を入力する手段と、入
   力した検査画像と予め記憶されたマスタ画像とを比較す
   る手段と、比較画像の相違量よりウエハの良否を判定す
   る手段と、上記相違量が所定値以下の時に、上記入力さ
   れた検査画像を新たなマスタ画像として記憶する手段
   と、上記良否の判定結果を出力する手段とを具備するウ
   エハパターン検査装置。