JPS58145139A - 半導体回路等のパターンの比較検査装置 - 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】 本発明は、半梼１体ウェハ、マスク等の同一パターンの
くりかえしからなるパターンの欠陥を比較する半導体回
路等のパターンの比較検査方法に関するものである。

従来、例えば半導体回路を多数形成したウェハ上のパタ
ーンを比較検査するのに、第１図に示すように行なわれ
ていた。１はウェハ、２αおよび２ｈは画像検出器、３
は比較回路、４は欠陥検出回路、５は欠陥記憶装置、６
は微動ステージ、７は制御回路、８は微動ステージ駆動
回路、９αおよび９ｂは画像表示装置、１ｏは検出器微
動装置、１１はフレームである。検出器２αはフレーム
１１に固定されているが検出器２ｂは、検出器微動装置
１０でフレーム１１上を移動でき、検出器２αとの間隔
を変えることができる。ウェハ比較検査を行うには、ウ
ェハ１を微動ステージ６に固定し、検出器微動装ｆｔＩ
ｔ１０で、検出器２αと２ｂの間隔をチップの検出器並
び方向の幅の整数倍に−ｆろ。次に微動ステージ６を回
転させ、検出器２αおよび２ｂでそれぞれ異なるチップ
の同一か所のパターン像を拡大して検出できるように調
整する。次に、ウェハをＸおよびＹ方向に微動ステージ
６で送りながら、検出器２ａおよび２ｂの出力を比較回
路６で比較し、次段の欠陥検出回路４で検出器２ａおよ
び２ｂで検出した画像の不一致部分から欠陥を検出し、
欠陥位置を次段の欠陥記憶装置５に記憶させる。２チツ
ノを１度比較するだけではどちらのチップに欠陥がある
カーわからないので各チップとも２つの異なるチップと
比較″′ｆるが、正しい欠陥位負がわかっているチップ
と比較しなければならない。しかし、ウェハにはテスト
パターンやターケットバタ〜ンがあるのと、ウェハ端付
近は比較するチップが欠けているため、１度も比較され
ないチップや、１度は比較されるがどちらのチップて欠
陥があるか、判定できないチップが存在する。第２図は
、従来方式によりウェハを比較＠介した例である。図中
Ｘ印はテストバタ−ン、点でぬりつぷさ扛た部分は欠け
て使用できないチップである。このウェハ１を図中Ａの
方向から間隔がテノグ幅の２倍になるように並べられた
検出器２αおよび２ｂで検出すると、上記理由により、
斜線で示したチップは１度しか比較検査されない。また
あみ線で示したチップは１度も比較＠査されない。その
うち０印をつけたチップについては、１度は比較検査さ
れるが、比較されるチップが丈た１度しか比較′＠！介
されていないため、比較対象となるチップが正常か異常
であるがわがらす、結局欠陥中」定かできない。即ちあ
み線で示したチップと○印をつけたチップについては欠
陥判定することができない。このため、制御回路７で欠
陥位置を欠陥記憶装置５がら読み出し、微動ステージ駆
動回路８で微動ステージ６を動かし、再び欠陥を検出器
２ａおよび２ｂで検出し、その検出画像を曲」像表示器
９αおよび９ｂに表示させ、人間が見てどちらのチップ
に欠陥があるが判断していた。

そのため、自動検査後も欠陥判定の人員と時間が必要で
あるという次点を有していた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、半
導体検査を自動化し、かつ検査信頼性を向上させる、半
導体回路叫のパターンの比較検査方法を提供するにある
。

本発明はウェハなある方向から検査した後、欠陥判定が
できないチップについてウェハな９０゜回転、または検
出器の並べ方を９０°回転させ再び検査することにより
、欠陥すべてのチップの検査を可能としたことを特徴と
するものである。

すなわち、本発明は、ウェハを互いに９００をなす方向
から、各１度ずつ計２回比較検査することを特徴とし、
これによりすべてのチップの欠陥判定を可能とする比較
検査方法である。

１こだし、１つの検査対象物に配列されたパターンにお
いて、＄、青しようとするＰｆＴ足のパターンのＸ軸力
向の両側、及びＹ軸力向の両側に、検出視野が並設され
た間隔でもって配列されたパターンのいずれか１つに欠
陥判定可能なパターンを有するようにテストパターンま
たはターケラトパターンな１１列しである 以下本弁明を図に示す実施例にもとづいて具体的に説明
する。

第５図は、′４−発明の半導体り路パターン比較検査方
法を実施する装置の一実施例な示す＆成図である。この
装置は、画像検出器２αおよび２ｂ、比較回路６、欠陥
検出回路４、Ｂの走査による欠陥情報を記憶する欠陥記
憶装置５α、Ａの走査による欠陥情報を記憶する欠陥記
憶装置５Ａ、微動ステージ６、制御回路７、微動ステー
ジ駆動装置８、検出器微動装置１０、フレーム１１、ウ
ェハ回転Ｈｆｔ　１２　、マイコン１３、メモリ１４、
出力装置１５がら成る。ウェハ回転装置１２が微動ステ
ージ６上に取りつけられている。また、検出器２αおよ
び２．６の間隔は、制御回路７の指示により検出器微動
装置１０が動き、自動的に変化させることができる。検
査は、筺す、ウェハ１をウェハ回転装置１２に固定し、
次に検出器２αおよび２ｂの間隔をチップの検出器並び
方向の幅の整数倍にする。次にウェハ（ロ）転装置１２
でウェハ１を微小回転させ、検出器２αおよび２ｚでそ
れぞれ異なるチップの同一が所のパターン像を拡大して
検出できるように調整する。次に第４図に示すように、
ウェハ１をＸおよびＹ方向に微動ステージ６で送りなか
らＢ方向に走査して検出器２αおよび２ｂの出力を比較
（ロ）路３で比較し、次段の欠陥検出回路４で検出器２
αおよび２ｂで検出した画像の不一致部分から欠陥を検
出し制御装置７から出力される微動ステージ乙の位置情
報にもとづいて欠陥を有するチップ位置とチップ内の欠
陥位置座標とを次段の欠陥記憶装置５αに記憶させる。

ところで不一致の大きさく欠陥の大きさ）も検査結果と
して判定したい場合には、この不一致の太きさも欠陥記
憶装置５ａに記憶させればよい。ところでマイコン１３
は欠陥記憶装置５ｃＬに記憶さ７″Ｉた欠陥判定結果と
どのチップとどのチップを比較したかというチップ情報
とを読み出し、２回対比できるテップ（第４図に無印で
示す。）については２回対比を行い、欠陥が存在するチ
ップ位＊ｔ＊ａとチップ内の欠陥位置座標が求まり、メ
モリ１４に出力される。またマイコン１３は第４図に斜
線で示すチップについて１回しか比較されないが、比較
対象されるチップの検査結果は上記の２回対比で判って
いるので、この斜線で示すチップについては欠陥が存在
するチップ位置情報とチップ内の欠陥位置座標とが求ま
り、メモリ１４に出力する。

ところでマイコン１５はチップａ、と１゛２．α、と７
’、　、　７”、と’＋　ｔ　Ｔ２と’ｌｌ？’ｌと’
！ｊｂ２とｂ４　の対比チーズを欠陥記憶装置５αから
絞み出しても１゛、。

１゛２はテストパターンであるため、欠陥の判定はでき
ない。

このようにウェハ１の全面に対してＢ方向の走査が終っ
たら、ウェハ回転装置１２によりウェハ１を９０度回転
させ、検出器２ａ　、　２４０間隔を制御回路７の制御
により検出器微動装置１／ｒ１０を作動させてチップの
前回検査したとき合せたとは異なる一辺の幅に合わせ、
再びＡ方向に走査して欠陥検出回路４から出力される欠
陥検出結果が制御装置７から出力される微動ステージの
位置情報と共に欠陥記憶装置５ｂに記憶される。即ち欠
陥を有するチップの位置とチップ内の欠陥位置座標とが
記憶される。ところでこの場合全部記憶させる必要はな
く、少な（ともチップα１とチップＣ７、チップα、と
チップＣ７の比較結果とチップ６、とチップｄいチップ
幅とチップｄ２、チップｂ、とチップｄ３、チップｂ４
とチップｄ４との比較結果を欠陥記憶装ｆｊＪｔ５ｂに
記憶させる必要がある。そしてマイコン１３はメモリ１
４がら絖み出したチップＣ１の欠陥判定結果情報と欠陥
記憶装置５ｂから飲み出したチップα、とＣ３、チップ
α、とＣ８との比較結果とを対照することによってチッ
プα、とチップα２とについて欠陥判定することができ
、その結果をメモリ１４に出力する。またマイコン１６
は欠陥記憶装置５ｂから読み出したチップｂ、とチップ
幅との比較結果と欠陥記憶装置５ａから読み出したチッ
プｂ、とチップｂ８との比較結果とを対照することによ
って２回対比され、チップｂ、ＶＣついて欠陥判定する
ことができ、その結果なメモリ１４に出力−ｒる。同様
にしてマイコン１６は、欠陥記憶装置５ｂから断み出し
たチップｂ２とチップ幅、チップｂｓとチップｃｔａ、
チップｂ４とチップｄ４との比較結果と、欠陥記憶装置
５αから稍み出し１こチップｂ、とチップｂ３、チップ
ｂ４とチップ６２との比較結果とを参照するごとにより
２回対比され、チップ’２＋ｂ、、ｈ４について欠陥判
定することが出来、その結果をメモリ１４に出力する。

以上によりメモリ１４には検査１べきチップ全てについ
又欠陥判定された結果（欠陥を有するチップ位置情報と
チップ内の欠陥位１座標情報必要によっては欠陥の大き
さまたは種類）が記憶されたことになる。これを出力装
置１５で断み出して記録させ、この記録結果を別の選別
装置又は修正装を等に入力すれは、後でチップ毎切断し
た後、良品と不良品とを選別すること又は修正すること
等が可能となる。

ｊｉ’ｌｌちはしめに検出器２ａおよび２ｂをウェハ１
に対し図中８の方向に向けて検査する。次につエバ１を
９０°回転させ、検出器２αおよび２ｂ　Ｙウェハ１に
対し図中Δの方向に向け、第４図中でＯ印をつけたチッ
プ及びあみ線で示したチップについて拘び比較検査を行
う。Ｂ方向からの検査では、第４図中○印及びあみ線で
示したように欠陥判定不能チップｂ、〜ｂ４．α１．α
２が存在する。またＡ方向からの検査では第２図中○印
およびあみ線で示したチップが欠陥判定ができない。し
かし、第４図に示す○印で示したチップ”ｌ　＋　’２
　＋　ｂａ　ｌ　’４は、Ａ方向がらの検査で、テップ
ｄ１　＋’２　＋ｄ３　＋ｃｔ４と、Ｂ方向からの検査
でチップ’１　ｌ　ｂ４　ｌ　ｂＩ　１　’２と１回す
つ比較検査が行われ、チップ”Ｉ　ｌｄ２１”ｌ　ｌ’
４は他のチップとの比較＠査で判定されていて、Ａ、Ｈ
どの方向からの＠青でも検出さｎた欠陥を真の欠陥とす
ることで正しい欠陥判定を行うことができる。またあみ
線でかしたテップａ１．α２はＡ方向からの検査により
チップ’Ｉ　１　’２との比較結果を持っているが、チ
ップ’１１’２はＢ方向からの検査により正しい欠陥判
定が行われている。従って、チップ’１１’２１ との比較結果からチップ’Ｉｔ’１１の欠陥のみをのぞ
けばチップａ＋　、α２の欠陥が判定できる。

ところで本発明の実施例に示す如（、検査すべき所定の
チップのＸ軸力向（Ｂ方向）の両（１１１１、及びｙ＠
１方向（Ａ方向）の両側に画像検出器２α。

２ｂがセットされた間隔にあるチップのいずれが１つに
、欠陥判定可能なパターンがあるようにテストパターン
またはターケアドパターンを配列させておく必要がある
。即ちチップ１゛１にはテストパターンまたはターケラ
トパターンが存在してもチップＣ７にはテストパターン
またはターケアドパターンがあってはならない。そうし
ないとチップα、について欠陥判定″′ｇ′ることが出
来なく　ｌｚつでしまう。しかし通常ウェハ上に形成て
るテストパターンまたはターケアドパターンはそのよう
な条件になるように配列されていないので、ウェハ１を
９０度向回転せて両方向（ＡＢ−）５向）Ｋついて比較
検査を丁れば、全てのチップについて欠陥判定すること
が可能となる。

また、上ｈ「“実施例ではウェハ１のＸ、Ｙ方向２ （Δ、Ｂ力向方向位置座標を制御装置７微動ステージ駆
動（ロ）路８に与える信号から得るようにしたが、微動
ステージ乙に変位検出器または測長器筒を付け、その横
用信号でもって得るようにしてもよいことは明らかであ
る。

以上説明したように本発明によれば、半吻体ウェハのほ
とんど全テップの欠陥判定が可能であり、自動＠査後の
、人間による再検査の時間を低減あるいは不用に−「る
ことかできる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のウェハ比較検査方法を用いた装置の構成
図、第２図は従来のウェハ比較検漬方法の一例を示す図
、第３図は本発明によるウェハ比軟挟置方法を実施する
装置の一実施例を示す構成図、第４図は本発明によるウ
ェハ比軟検査方法の一実施例を示す図である。 １・・ウェハ ２ａ、２ｂ・・・ｌＩ！ＩＩ像検出器 ６・・比較回路 ４・・欠陥検出回路 ５α、５７・・欠陥配憶装置 ６・・・微動ステージ ７・・・制御回路 ８・・・微動ステージ駆動回路 ９α、９６・・・１１！Ｌｌ像表示装置１０・・・検出
器微動装置 １２・・ウェハ回転装置 １６・・・マイコン １４・・・メモリ １５・・出力装禽 第１１ オ？国 ｐ 第３ハ に １６５− 第４口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１つの検査対象物に同一パターンを等間隔で２次元的
   に配列した半導体回路等のパターン等を比較検査方法に
   おいて、２つの同一パターンを比較するとき、それぞれ
   のパターンの検出視野の並び方向を互いに検査対象物に
   対して９０°をな丁２方向から同一対象物を１度ずつ検
   査することにより、未検査領域および、欠陥判定不能領
   域をな（てことを特徴と−ｆる半導体回路等のパターン
   の比較検査方法。 ２　上記１つの検査対象物に配列されたパターンにおい
   て、検査しようとする所定のパターンのＸ軸方向の両側
   、及びＹ軸方向の両側に、検出視野が並設された間隔で
   もって配列されたパターンのいずれか１つに欠陥判定可
   能なパターンを有するようにテストパターンまたはター
   ゲットパターン配列しであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の半導体回路等のパターンの比較検査
   方法。