JPH0727708A - ウエハの欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 欠陥の場所を容易に特定できるウエハの欠陥
検査方法を提供すること。 【構成】 先ずウエハ１上のチップＡの一部のパターン
の映像を光学読み取り機構３にて取り込んだ後、このパ
ターンと対応するチップＢの一部のパターンの映像を光
学読み取り機構３にて取り込んでそれぞれ比較して第１
の比較結果を得る。次いでチップＢの一部のパターンと
対応するチップＡ’の一部のパターンの映像を取り込ん
でその映像とチップＢの一部のパターンの映像とを比較
して第２の比較結果を得る。そして第１の比較結果およ
び第２の比較結果に基づいてチップＡ、チップＢ、チッ
プＡ’のどのチップに欠陥が存在するかを特定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同一のパターンから成
る複数のチップが形成されたウエハを用い、そのウエハ
上の欠陥の有無と位置とを特定するウエハの欠陥検査方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においては、所定の回
路パターンが描かれたレチクルを用いてその回路パター
ンをウエハ上に転写するいわゆるフォトリソグラフィー
工程を行うことにより、１枚のウエハ上に同一の回路パ
ターンから成るチップを複数形成している。

【０００３】このように複数のチップが形成されたウエ
ハをダイシングして次の工程に進める前に、そのウエハ
上に欠陥が存在するかどうかを検査する必要がある。フ
ォトリソグラフィー工程にて発生する欠陥としては、主
としてレチクル上に発生した欠陥がそのままウエハに転
写されてチップ上の同じ位置に欠陥が発生するいわゆる
固定欠陥と、異物の混入や現像ムラ等の原因により発生
するいわゆるランダム欠陥とがある。これらの欠陥の有
無を検査して、欠陥の存在するチップを排除することに
より不良品を製造しないようにしている。

【０００４】図４は、従来のウエハの欠陥検査方法を説
明する図であり、これに基づいてウエハ上の欠陥を検査
する方法を説明する。なお、ここでは１ショット（１回
の露光領域）により２つの同一なチップ２が形成された
ウエハ１を検査する場合を例として説明する。このウエ
ハ１上の欠陥を検査するには、先ず、チップＡの左から
右に向けて１００μｍ程度の幅でスキャン（スキャン方
向ａ）を行い、光学読み取り機構３にてスキャン方向ａ
に沿った左端から右端までの長さ分（以下、１ライン分
とする）のパターンの映像を取り込み図示しないメモリ
内に記憶しておく。

【０００５】続いて、そのままの方向で隣のチップＢの
左から右に向けて同様に１００μｍ程度の幅でスキャン
を行い、光学読み取り機構にて１ライン分のパターンの
映像を取り込む。そして、この映像とメモリに記憶して
おいたチップＡの１ライン分のパターンの映像との比較
（映像信号の差引き）を行い比較結果（差信号）を得
る。

【０００６】映像として取り込んだチップＡの１ライン
分のパターンとチップＢの１ライン分のパターンとは同
一であるため、もし欠陥が存在しなければ比較結果によ
る差信号には何も検出されないことになる。また、仮に
チップＡに欠陥が存在する場合には、その欠陥の映像に
基づく信号が比較結果の差信号に残ることになり欠陥の
存在を確認できる。

【０００７】スキャン方向ａによる欠陥検査が終了した
場合には、スキャン幅１つ分だけ下げて反対にチップＢ
の右からチップＡの左に向けて同様なスキャン（スキャ
ン方向ｂ）を行い、それぞれの１ライン分のパターンに
おける欠陥検査を行う。このような光学読み取り機構３
による映像の取り込みと比較とを繰り返すことにより、
１ショット分の欠陥検査を行うようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
なウエハの欠陥検査方法には次のような問題がある。す
なわち、取り込んだ２つチップの映像を比較することで
得られる差信号では、欠陥が存在するかどうかの判断は
できるものの、どちらのチップに欠陥が存在するかを判
断することは不可能である。そこで、このような差信号
により欠陥の存在を調べた後、実際に２つのチップのパ
ターンを作業者が光学顕微鏡等を用いて確認し、どちら
のチップに欠陥が存在するかという欠陥の位置の特定作
業を行っている。このような特定作業により、迅速な欠
陥検査を行うことが困難であり製品の歩留りにも悪影響
を及ぼすことになる。よって本発明は、欠陥の場所を容
易に特定できるウエハの欠陥検査方法を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために成されたウエハの欠陥検査方法であ
る。すなわち、この欠陥検査方法は、同一のパターンの
チップが少なくとも３つ以上形成されたウエハを用い、
このウエハに存在する欠陥を検査する方法であって、先
ず、第１チップの一部のパターンの映像を光学読み取り
機構にて取り込んだ後、この第１チップの一部のパター
ンと対応する第２チップの一部のパターンの映像を光学
読み取り機構にて取り込んでそれぞれの映像を比較する
ことで第１の比較結果を得る。次いで、第２チップの一
部のパターンと対応する第３チップの一部のパターンの
映像を光学読み取り機構にて取り込み、その映像と先に
取り込んだ第２チップの一部のパターンの映像とを比較
することで第２の比較結果を得る。そして、第１の比較
結果および第２の比較結果に基づいて第１チップ、第２
チップまたは第３チップのうちのどのチップに欠陥が存
在するかを特定する欠陥検査方法である。

【００１０】また、このようなウエハの欠陥検査方法に
おいて、第１チップと第２チップと第３チップとが一定
方向に沿って連設されている場合には、光学読み取り機
構にてその映像を取り込む一部のパターンは先の一定方
向、すなわち各チップが並ぶ方向に沿ったチップ上の一
定長さ分のパターンから成り、それぞれのチップの一定
長さ分のパターンの映像をその一定方向に沿って取り込
むようにしたウエハの欠陥検査方法でもある。

【００１１】

【作用】第１チップの一部のパターンの映像と、この第
１チップの一部のパターンと対応する第２チップの一部
のパターンの映像とを光学読み取り機構にて取り込み、
それぞれの映像を比較して得た第１の比較結果により、
第１チップまたは第２チップのどちらかに欠陥が存在す
るかどうかを調べることができる。

【００１２】また、第１チップまたは第２チップのどち
らかに欠陥が存在する場合、第２チップの一部のパター
ンと対応する第３チップの一部のパターンの映像を得
て、その映像と先に取り込んだ第２チップの一部のパタ
ーンの映像とを比較し第２の比較結果を得ることで、そ
の比較に差がない場合には第１チップに欠陥が存在する
ものと判断でき、また比較に差がある場合には第２チッ
プに欠陥が存在するものと判断できる。

【００１３】一方、第１の比較結果に差がない場合には
第１チップ、第２チップのいずれにも欠陥が存在しない
ことになり、この状態で第２の比較結果に差がある場合
には第３チップに欠陥が存在するものと判断できること
になる。また、いずれの比較結果にも差がない場合に
は、全てのチップに欠陥が存在しないことになる。

【００１４】また、第１チップから第３チップまでが一
定方向に沿って連設されている場合には、その一定方向
に沿った第１チップの一定長さ分のパターンを読み込
み、次にそのまま連続して第２チップの一定長さ分のパ
ターンを読み込み、さらに続けて第３チップの一定長さ
分のパターンを読み込むようにして一度のスキャンによ
り第１の比較結果と第２の比較結果とを得るようにす
る。そして、この第１の比較結果と第２の比較結果とに
基づいてどのチップに欠陥が存在するかを特定する。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明のウエハの欠陥検査方法の実
施例を図に基づいて説明する。図１は本発明のウエハの
欠陥検査方法を説明する図、図２は比較結果を説明する
図である。すなわち、このウエハの欠陥検査方法は、ウ
エハ１上に同一のパターンから成るチップ２が３つ以上
露光されたものを用いて欠陥の存在とその位置とを特定
するものであり、ウエハ１の上方に配置した光学読み取
り機構３にて各チップ２のパターンの映像を得て検査を
行う方法である。

【００１６】欠陥の検査を行うには、先ずウエハ１を図
示しないステージ上に位置決めした状態で、ウエハ１の
上方に配置された光学読み取り機構３を用いて例えばチ
ップＡの左から右に向けてスキャン（スキャン方向ａ）
を行う。このスキャンによる映像の取り込みの幅は１０
０μｍ程度であるが、検査精度や検査時間等に応じて定
めればよい。

【００１７】このスキャンによりチップＡの一ライン分
のパターンの映像を得て、その信号を図２（ａ）に示す
比較回路の１ラインメモリ４に記憶する。次に、そのま
まスキャン方向ａに沿って進み、チップＢの左に達した
時点からチップＢの一ライン分のパターンの映像を光学
読み取り機構３にて取り込む。そして、この取り込んだ
映像の信号を図２（ａ）に示す比較回路に入力するとと
もに、１ラインメモリ４に記憶されたチップＡの一ライ
ン分の映像の信号を読み出して比較器５に入力する。

【００１８】これらの信号を比較器５により比較して、
その差信号を出力する。つまり、光学読み取り機構３に
て取り込んだチップＡのパターンと、チップＢのパター
ンとは対応する位置関係にあるため同一のパターンから
成るものであり、どちらのチップ２にも欠陥が存在しな
い場合には比較器５における信号の差引きにより、出力
される差信号には何も残らない（検出されない）ことに
なる。一方、どちらかのチップ２に欠陥が存在する場合
には比較器５から出力される差信号においてその欠陥の
映像の信号のみが残ることになり欠陥の存在が検出され
ることになる。

【００１９】このチップＡのパターンの映像とチップＢ
のパターンの映像との比較を第１の比較結果として記憶
しておく。なお、この比較を行うに際し１ラインメモリ
４からチップＡのパターンの映像の信号を読み出してい
るため、比較が終了した段階でこの信号は１ラインメモ
リ４から無くなっており、その後から入力されたチップ
Ｂのパターンの映像の信号が新たに１ラインメモリ４に
記憶されることになる。

【００２０】次に、そのままスキャン方向ａに沿って進
みチップＡ’の左に達した時点からチップＡ’の一ライ
ン分のパターンの映像を光学読み取り機構３にて取り込
むようにする。これとともに、その映像の信号を図２
（ａ）に示す比較回路の比較器５に入力し、さらに１ラ
インメモリ４に記憶されているチップＢのパターンの映
像の信号を比較器５に入力する。そして、これらの信号
の比較を行って差信号から成る出力を得る。このチップ
Ａ’のパターンの映像とチップＢのパターンの映像との
比較を第２の比較結果として記憶しておく。

【００２１】この取り込んだチップＡ’のパターンは、
チップＢのパターンおよびチップＡのパターンとそれぞ
れ対応する位置関係にあるため同一のパターンから成る
ものであり、光学読み取り機構３にて得られたチップ
Ａ’のパターンの映像の信号と１ラインメモリ４に記憶
されているチップＢのパターンの映像の信号とは一致す
るはずである。ところが、どちらかのチップ２に欠陥が
存在する場合には、第２の比較結果にその欠陥の映像の
信号が残ることになり、これに基づいて欠陥の存在を検
出できることになる。

【００２２】そして、得られた第１の比較結果と第２の
比較結果とに基づいて、チップＡ、チップＢ、チップ
Ａ’のうちのどのチップ２に欠陥が存在するかを特定す
る。図２（ｂ）は、それぞれの比較結果と欠陥発生場所
との関係を示すものである。すなわち、第１の比較結果
にて信号（欠陥の映像による信号）が検出された場合に
は、チップＡまたはチップＢのどちらかに欠陥が存在す
るものと判断できる。

【００２３】このような第１の比較結果が得られたもの
のうち、第２の比較結果において信号が検出されなかっ
た場合には、チップＢとチップＡ’との信号が一致した
ということになり、これらのチップ、すなわちチップＢ
とチップＡ’とにはいずれも欠陥が存在しないことにな
る。つまり、残るチップＡに欠陥が存在するということ
を特定できる。

【００２４】一方、第１の比較結果で信号が検出され、
かつ第２の比較結果でも信号が検出された場合には、そ
れぞれの比較結果に共通するチップＢに欠陥が存在する
ということを特定できる。

【００２５】また、第１の比較結果で信号が検出されな
かった場合にはチップＡにもチップＢにも欠陥が存在し
ないということになり、さらにこの状態で第２の比較結
果により信号が検出された場合には、残るチップＡ’に
欠陥が存在するということになる。このようにして、第
１の比較結果と第２の比較結果とに基づいてチップＡ、
チップＢ、またはチップＡ’のうちのどのチップ２に欠
陥が存在するかを特定できることになる。なお、第１の
比較結果および第２の比較結果ともに欠陥による信号が
検出されなかった場合には全てのパターンが一致するこ
とになり、いずれのチップ２にも欠陥が存在しないこと
になる。

【００２６】そして、チップ２の一ライン分のパターン
の欠陥検査が終了した時点で比較回路を一旦クリアし、
スキャン幅一つ分だけ下げた次の一ライン分のパターン
の欠陥検査を行う。この場合には、チップＡ’の右から
左に向けた方向にスキャン（スキャン方向ｂ）を行い、
光学読み取り機構３にてそのパターンの映像を取り込む
ようにする。

【００２７】スキャン方向ｂに沿って一ライン分の映像
を取り込む際には、先に述べた取り込みとは反対に、先
ずチップＡ’の一ライン分のパターンの映像を取り込
み、次にチップＢ、さらにはチップＡの一ライン分のパ
ターンの映像を取り込む。そして同様にそれぞれのパタ
ーンの映像の比較を行うことにより、スキャン方向ｂに
沿った一ライン分のパターンに存在する欠陥の位置を特
定する。このような一ライン分のパターンの映像の取り
込みと比較とを繰り返すことにより、チップ２全体の欠
陥検査を行うようにする。

【００２８】次に、図３に基づいて本発明の他の例を説
明する。すなわち、この欠陥検査方法は１ショットで同
一のパターンから成るチップ２が少なくとも３つ形成さ
れたウエハを用いた欠陥検査である（図では３つのチッ
プが形成された場合を示す）。例えば、１ショットでチ
ップＡ、チップＢ、チップＣが形成される場合、先ず、
スキャン方向ａに沿ってそれぞれのチップ２の一ライン
分のパターンの映像を取り込み、図２（ｂ）に示すよう
な第１の比較結果および第２の比較結果を得る（なお、
この場合には図中のＡ’がＣとなる）。

【００２９】そして、第１の比較結果と第２の比較結果
とに基づいて、チップＡ、チップＢ、チップＣのいずれ
のチップ２に欠陥が存在するかを特定する。次の一ライ
ン分のパターンを取り込む場合には、スキャン方向ａに
沿った取り込みが終了した位置で折り返し、スキャン幅
一つ分だけ下げてスキャン方向ｂに沿って次の一ライン
分の取り込みを行うようにする。

【００３０】このように、１ショットで同一なパターン
のチップ２が３つ以上形成される場合には、１ショット
内のチップ２のうちの少なくとも３つのチップ２のパタ
ーンの映像を取り込んで比較すれば、その３つのチップ
２のうちのどのチップ２に欠陥が存在するかを特定でき
るようになる。しかも、この場合には隣のショット内の
チップ２（例えばＡ’）のパターンの映像を取り込む必
要がないため、レチクル上の欠陥が転写されたいわゆる
固定欠陥が存在する場合であっても検出することが可能
となる。

【００３１】つまり、例えば固定欠陥がチップＡおよび
チップＡ’の同一位置に存在している場合であってもパ
ターンの映像の取り込みとしてチップＡ、チップＢ、チ
ップＣの３つのチップ２だけで済むために先に述べた比
較結果にてチップＡに何らかの欠陥（固定欠陥かランダ
ム欠陥かの区別はつかない）が存在することを特定でき
る。また、固定欠陥がランダム欠陥かの区別を行う場合
には、チップＡ、チップＢ、チップＣにおける欠陥検査
の後に隣のショット内のチップＡ’、チップＢ’、チッ
プＣ’における欠陥検査を行い、検出された欠陥の位置
を比較してそれが同一の位置に存在するかどうかを算出
し、同一の位置に欠陥が存在すれば固定欠陥であると判
別できる。

【００３２】なお、これらの実施例においては、光学読
み取り機構３によるパターンの映像の取り込みとしてチ
ップ２の一ライン分を取り込むことを例として説明した
が、必ずしも一ライン分を取り込む必要はなく、３つの
チップ２においてそれぞれ対応するパターンの一部を取
り込んで比較すれば同様である。

【００３３】また、パターンの映像を取り込む３つのチ
ップ２がスキャン方向ａ、ｂに沿って連設されている場
合には、先に述べたように連続してパターンの映像を取
り込むようにすればよいが、連設されていない場合には
３つのパターンの映像をそれぞれ別個に取り込んで比較
を行うようにすればよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のウエハの
欠陥検査方法によれば次のような効果がある。すなわ
ち、３つのチップのパターンの映像を取り込んで比較す
ることにより、その３つのチップのうちのどのチップに
欠陥が存在するかを特定できるようになる。また、３つ
のチップが一定方向に沿って連設されている場合には効
率良く欠陥の検査を行うことができる。このため、作業
者が光学顕微鏡等を用いて目視を行い欠陥の位置を判別
する必要がなく、迅速なウエハの欠陥検査を行うことが
できるため、半導体装置の製造歩留りを向上させること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウエハの欠陥検査方法を説明する図で
ある。

【図２】比較結果を説明する図で、（ａ）は比較回路、
（ｂ）は比較結果を示すものである。

【図３】他の例を説明する図である。

【図４】従来例を説明する図である。

【符号の説明】

１ ウエハ ２ チップ ３ 光学読み取り機構 ４ １ラインメモリ ５ 比較器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一のパターンから成るチップが少なく
   とも３つ以上形成されたウエハを用い、該ウエハに存在
   する欠陥の検査を行う方法であって、 先ず、第１チップの一部のパターンの映像を光学読み取
   り機構にて取り込んだ後、前記第１チップの一部のパタ
   ーンと対応する第２チップの一部のパターンの映像を該
   光学読み取り機構にて取り込んでそれぞれの映像を比較
   することで第１の比較結果を得る工程と、 次いで、前記第２チップの一部のパターンと対応する第
   ３チップの一部のパターンの映像を前記光学読み取り機
   構にて取り込み、該映像と前記第２チップの一部のパタ
   ーンの映像とを比較することで第２の比較結果を得る工
   程と、 前記第１の比較結果および前記第２の比較結果に基づい
   て前記第１チップ、前記第２チップまたは前記第３チッ
   プのうちのどのチップに前記欠陥が存在するかを特定す
   る工程とから成ることを特徴とするウエハの欠陥検査方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のウエハの欠陥検査方法に
   おいて、 前記第１チップと前記第２チップと前記第３チップとは
   一定方向に沿って連設されている場合には、前記一部の
   パターンは該一定方向に沿ったチップ上の一定長さ分の
   パターンから成り、それぞれのチップの該一定長さ分の
   パターンの映像を該一定方向に沿って取り込むことを特
   徴とするウエハの欠陥検査方法。