JP2996263B2 - 異物検出用の最適閾値決定方法 - Google Patents
異物検出用の最適閾値決定方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、異物検査装置におい
て異物を検出するための最適閾値の決定方法に関する。
て異物を検出するための最適閾値の決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ＩＣの製造においてはシリコンな
どの素材のウエハに対して、同一のパターンを有する多
数のＩＣチップ（以下単にチップという）が形成され、
この段階で異物検査が行われる。異物検査はレーザビー
ムをウエハ面に投射し、その反射または散乱光を受光し
てなされるが、異物とともにパターンからも散乱光が散
乱されるので、これらを区別して異物のみを検出するこ
とが必要、かつ重要である。これに適応する方法には各
種のものが開発されているが、その一つとして互いに隣
接した２個のチップ（隣接チップ）を相互に比較する方
法がある。
どの素材のウエハに対して、同一のパターンを有する多
数のＩＣチップ（以下単にチップという）が形成され、
この段階で異物検査が行われる。異物検査はレーザビー
ムをウエハ面に投射し、その反射または散乱光を受光し
てなされるが、異物とともにパターンからも散乱光が散
乱されるので、これらを区別して異物のみを検出するこ
とが必要、かつ重要である。これに適応する方法には各
種のものが開発されているが、その一つとして互いに隣
接した２個のチップ（隣接チップ）を相互に比較する方
法がある。
【０００３】図２(a) 〜(c) は上記の異物検査装置の概
略構成と隣接チップの比較による異物検出方法を示す。
(a) に示すように、ウエハ１の表面には、オリエンティ
ション・フラット（ＯＦ）を基準線（Ｘ軸とする）とし
て、同一パターンを有する多数のチップ11がマトリック
ス状に形成されている。(b) において、ウエハは移動ス
テージ２に載置され、これに対して検査光学系３の光源
３a よりレーザビームＬx をウエハの表面に照射する。
ウエハはＸ方向に往復移動されてレーザビームが各チッ
プ列を順次に走査し、その散乱光が対物レンズ３b を経
てＣＣＤセンサ３c （他の光センサでも可）に入力す
る。(c)(イ)において、チップ列中の任意の隣接チップを
11a,11b とし、チップ11b には図示の位置に異物ｐ1,ｐ
2 が付着しているとする。まずチップ11a の散乱光を受
光し、ＣＣＤセンサの各画素の出力信号（以下単に画素
信号という）は逐次に画素信号処理部４に入力し、Ａ／
Ｄ変換器４a によりデジタル化され、メモリ（ＭＥＭ）
４b に記憶される。ついでチップ11b の散乱光より同様
にえられる各画素信号が差分回路４c に入力し、ＭＥＭ
に記憶されているチップ11a の各画素信号との差分デー
タが出力される。(c)の(ロ) は両チップのパターンＰT
および異物ｐ1,ｐ2 に対する各画素信号ｇn（ｎは画素
番号）よりなる画素データＳa,Ｓb を示し、パターンの
無い基板面Ｋは値が低く、パターンＰT は反射率が大き
いので値が大きい。また、異物ｐ1,ｐ2の画素信号ｇは
データＳb の上方に突出している。前記したように両パ
ターンＰT は同一であるので、両画素データのパターン
部分はほぼ同一となり、これらの差分をとると(ハ) に示
す差分データ（Ｓb −Ｓa ）がえられる。差分データは
異物検出部４d において適当な閾値Ｖthと比較されて異
物ｐ1,ｐ2 が検出され、異物データはコンピュータ（Ｃ
ＰＵ）４e により編集されて表示器４f にマップ表示さ
れる。
略構成と隣接チップの比較による異物検出方法を示す。
(a) に示すように、ウエハ１の表面には、オリエンティ
ション・フラット（ＯＦ）を基準線（Ｘ軸とする）とし
て、同一パターンを有する多数のチップ11がマトリック
ス状に形成されている。(b) において、ウエハは移動ス
テージ２に載置され、これに対して検査光学系３の光源
３a よりレーザビームＬx をウエハの表面に照射する。
ウエハはＸ方向に往復移動されてレーザビームが各チッ
プ列を順次に走査し、その散乱光が対物レンズ３b を経
てＣＣＤセンサ３c （他の光センサでも可）に入力す
る。(c)(イ)において、チップ列中の任意の隣接チップを
11a,11b とし、チップ11b には図示の位置に異物ｐ1,ｐ
2 が付着しているとする。まずチップ11a の散乱光を受
光し、ＣＣＤセンサの各画素の出力信号（以下単に画素
信号という）は逐次に画素信号処理部４に入力し、Ａ／
Ｄ変換器４a によりデジタル化され、メモリ（ＭＥＭ）
４b に記憶される。ついでチップ11b の散乱光より同様
にえられる各画素信号が差分回路４c に入力し、ＭＥＭ
に記憶されているチップ11a の各画素信号との差分デー
タが出力される。(c)の(ロ) は両チップのパターンＰT
および異物ｐ1,ｐ2 に対する各画素信号ｇn（ｎは画素
番号）よりなる画素データＳa,Ｓb を示し、パターンの
無い基板面Ｋは値が低く、パターンＰT は反射率が大き
いので値が大きい。また、異物ｐ1,ｐ2の画素信号ｇは
データＳb の上方に突出している。前記したように両パ
ターンＰT は同一であるので、両画素データのパターン
部分はほぼ同一となり、これらの差分をとると(ハ) に示
す差分データ（Ｓb −Ｓa ）がえられる。差分データは
異物検出部４d において適当な閾値Ｖthと比較されて異
物ｐ1,ｐ2 が検出され、異物データはコンピュータ（Ｃ
ＰＵ）４e により編集されて表示器４f にマップ表示さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記においては両画素
データＳa,Ｓb のパターン部分は同一と仮定したが、両
チップのパターンが同一であっても、例えば照射位置に
よるレーザビームの強度変化などにより対応した両画素
信号ｇはかならずしも同一とならない。このために、差
分データ（Ｓb −Ｓa)には、(ハ) に例示した残留パター
ンＲが残留する。このような差分データより、残留パタ
ーンＲを検出することなく異物ｐ1,ｐ2 のみを検出する
ためには、残留パターンに応じた最適の閾値を設定する
ことが必要である。一方、ＩＣの製造プロセスの段階が
進行するにつれて、パターンは反射率が変化するので、
残留パターンもまたプロセスごとに変化する。従って、
最適閾値は少なくともプロセスの段階ごとに決定するこ
とが必要である。これに対して、従来においてはプロセ
スごとに任意の隣接チップをとってテストチップとし、
手作業により閾値を増減しながら異物検出を繰り返して
最適値を求める方法が行われている。しかしこの方法で
は作業者の熟練度などにより左右されて最適閾値がかな
らずしもえられず、また決定するまでの作業時間が長く
かかる欠点がある。この発明は以上に鑑みてなされたも
ので、統計的な手法を用い、コンピュータの処理により
最適閾値を迅速に決定する方法を提供することを目的と
する。
データＳa,Ｓb のパターン部分は同一と仮定したが、両
チップのパターンが同一であっても、例えば照射位置に
よるレーザビームの強度変化などにより対応した両画素
信号ｇはかならずしも同一とならない。このために、差
分データ（Ｓb −Ｓa)には、(ハ) に例示した残留パター
ンＲが残留する。このような差分データより、残留パタ
ーンＲを検出することなく異物ｐ1,ｐ2 のみを検出する
ためには、残留パターンに応じた最適の閾値を設定する
ことが必要である。一方、ＩＣの製造プロセスの段階が
進行するにつれて、パターンは反射率が変化するので、
残留パターンもまたプロセスごとに変化する。従って、
最適閾値は少なくともプロセスの段階ごとに決定するこ
とが必要である。これに対して、従来においてはプロセ
スごとに任意の隣接チップをとってテストチップとし、
手作業により閾値を増減しながら異物検出を繰り返して
最適値を求める方法が行われている。しかしこの方法で
は作業者の熟練度などにより左右されて最適閾値がかな
らずしもえられず、また決定するまでの作業時間が長く
かかる欠点がある。この発明は以上に鑑みてなされたも
ので、統計的な手法を用い、コンピュータの処理により
最適閾値を迅速に決定する方法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】この発明は上記の目的を
達成する最適閾値の決定方法であって、上記のウエハ異
物検査装置において、チップパターンを形成するプロセ
スの段階ごとに、任意の隣接チップをテストチップとし
てテストを行う。コンピュータの処理により、テストチ
ップの各画素信号のレベルに対する画素数の頻度分布を
作成し、この頻度分布に近似する近似曲線を求める。近
似曲線が０となるレベルを算出し、これを最適閾値とす
るものである。
達成する最適閾値の決定方法であって、上記のウエハ異
物検査装置において、チップパターンを形成するプロセ
スの段階ごとに、任意の隣接チップをテストチップとし
てテストを行う。コンピュータの処理により、テストチ
ップの各画素信号のレベルに対する画素数の頻度分布を
作成し、この頻度分布に近似する近似曲線を求める。近
似曲線が０となるレベルを算出し、これを最適閾値とす
るものである。
【０００６】
【作用】上記の最適閾値の決定方法においては、コンピ
ュータの処理により、画素信号のレベル対画素数の頻度
分布とその近似曲線、および近似曲線が０となる画素信
号のレベルの作成または算出が迅速になされて最適閾値
が短時間でえられる。ここで、頻度分布と近似曲線につ
いて述べると、各画素信号のレベルはランダムであり、
またその画素の総数は非常に多いので、これらをレベル
順に並べた各レベルに対する画素数の頻度分布は誤差分
布、またはそれに近いものを示す。ただし、異物は個数
が極めて小数であり、またパターン部分より突出してい
るため、パターン部分の頻度分布よりレベルの高い方に
分散する。頻度分布の近似曲線が０となる画素信号のレ
ベルを算出し、これを閾値とするとパターン部分の画素
数は０となが、一方、異物の画素は近似曲線よりレベル
の高い方に分散するから、パターン部分は検出されずに
異物のみが検出される。以上により、近似曲線が０とな
る画素信号のレベルを最適閾値と決定され、これを検査
装置に設定して当該プロセス段階の各チップに対する異
物検査がなされる。
ュータの処理により、画素信号のレベル対画素数の頻度
分布とその近似曲線、および近似曲線が０となる画素信
号のレベルの作成または算出が迅速になされて最適閾値
が短時間でえられる。ここで、頻度分布と近似曲線につ
いて述べると、各画素信号のレベルはランダムであり、
またその画素の総数は非常に多いので、これらをレベル
順に並べた各レベルに対する画素数の頻度分布は誤差分
布、またはそれに近いものを示す。ただし、異物は個数
が極めて小数であり、またパターン部分より突出してい
るため、パターン部分の頻度分布よりレベルの高い方に
分散する。頻度分布の近似曲線が０となる画素信号のレ
ベルを算出し、これを閾値とするとパターン部分の画素
数は０となが、一方、異物の画素は近似曲線よりレベル
の高い方に分散するから、パターン部分は検出されずに
異物のみが検出される。以上により、近似曲線が０とな
る画素信号のレベルを最適閾値と決定され、これを検査
装置に設定して当該プロセス段階の各チップに対する異
物検査がなされる。
【０００７】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示し、(a) は頻
度分布作成回路の構成図、(b) は頻度分布とその近似曲
線を示す図である。図１(a) において、頻度分布作成回
路５は前記した図２(b) の異物検査装置の差分回路４c
とＣＰＵ４e の間に接続される。ＩＣチップの各プロセ
スにおけるテストチップを任意に選定し、異物検査装置
によりテストする。テストチップのテストにより差分回
路４c より差分データ（Ｓb−Ｓa)が出力される。差分
データの各画素信号にはレベル（ＬV)に対応したアドレ
ス番号を付与し、このアドレス番号をメモリ（ＭＥＭ）
５a のアドレス端子ＡＤに入力してアドレスを指定す
る。指定された都度、アドレスに記憶された画素数デー
タがデータＤＡの出力（ＯＵＴ）端子より読出され、加
算器５b により“１" が加算されて入力（ＩＮ）端子よ
りＭＥＭに入力し、当該アドレスの画素数データを更新
する。逐次の画素信号によるアドレス指定により、テス
トチップの全面に対するレベル別の画素数データが累積
され、これをＣＰＵにより読出して(b) に例示するレベ
ルＬV 対画素数Ｎg の頻度分布が作成される。この頻度
分布において、残留パターンに対する頻度分布［Ｒ］の
画素数Ｎg は、レベルＬV が０のとき最大値をとり、レ
ベルＬV の増加とともに階段状に下降する。これに対し
て異物［ｐ1 〜ｐn]は、［Ｒ］から離れてレベルＬV の
高い方に分散している。ＣＰＵの処理により、頻度分布
［Ｒ］に近似する近似曲線ｆ（ＬV)を求める。図におい
てはｆ（ＬV)を便宜上ほぼ直線としたが、一般には２次
曲線ないしは誤差曲線となり、いずれにしても容易に求
められる。ここで、ｆ（ＬV)が横軸と交わる交点ｑを求
めると、交点ｑではパターンの画素数Ｎgが０となるの
で、これを閾値とすることにより残留パターンＲは検出
されず、異物ｐ1 〜ｐn のみが検出される。すなわち交
点ｑのレベルが最適閾値Ｖmth と決定される。なお、小
さい異物は［Ｒ］のなかに混在して検出されず、これが
異物の大きさに対する検出限界となる。以上の最適閾値
Ｖmth は当該プロセス段階の各ＩＣチップの異物検査に
適用される。
度分布作成回路の構成図、(b) は頻度分布とその近似曲
線を示す図である。図１(a) において、頻度分布作成回
路５は前記した図２(b) の異物検査装置の差分回路４c
とＣＰＵ４e の間に接続される。ＩＣチップの各プロセ
スにおけるテストチップを任意に選定し、異物検査装置
によりテストする。テストチップのテストにより差分回
路４c より差分データ（Ｓb−Ｓa)が出力される。差分
データの各画素信号にはレベル（ＬV)に対応したアドレ
ス番号を付与し、このアドレス番号をメモリ（ＭＥＭ）
５a のアドレス端子ＡＤに入力してアドレスを指定す
る。指定された都度、アドレスに記憶された画素数デー
タがデータＤＡの出力（ＯＵＴ）端子より読出され、加
算器５b により“１" が加算されて入力（ＩＮ）端子よ
りＭＥＭに入力し、当該アドレスの画素数データを更新
する。逐次の画素信号によるアドレス指定により、テス
トチップの全面に対するレベル別の画素数データが累積
され、これをＣＰＵにより読出して(b) に例示するレベ
ルＬV 対画素数Ｎg の頻度分布が作成される。この頻度
分布において、残留パターンに対する頻度分布［Ｒ］の
画素数Ｎg は、レベルＬV が０のとき最大値をとり、レ
ベルＬV の増加とともに階段状に下降する。これに対し
て異物［ｐ1 〜ｐn]は、［Ｒ］から離れてレベルＬV の
高い方に分散している。ＣＰＵの処理により、頻度分布
［Ｒ］に近似する近似曲線ｆ（ＬV)を求める。図におい
てはｆ（ＬV)を便宜上ほぼ直線としたが、一般には２次
曲線ないしは誤差曲線となり、いずれにしても容易に求
められる。ここで、ｆ（ＬV)が横軸と交わる交点ｑを求
めると、交点ｑではパターンの画素数Ｎgが０となるの
で、これを閾値とすることにより残留パターンＲは検出
されず、異物ｐ1 〜ｐn のみが検出される。すなわち交
点ｑのレベルが最適閾値Ｖmth と決定される。なお、小
さい異物は［Ｒ］のなかに混在して検出されず、これが
異物の大きさに対する検出限界となる。以上の最適閾値
Ｖmth は当該プロセス段階の各ＩＣチップの異物検査に
適用される。
【０００８】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による最
適閾値の決定方法においては、ＩＣチップの各プロセス
段階におけるテストチップに対して、コンピュータの処
理により、画素信号のレベル対画素数の頻度分布と近似
曲線の作成、および近似曲線がの算出が迅速になされ、
当該プロセス段階の各チップの異物検査に対する最適閾
値が短時間に決定されるもので、隣接チップの比較方法
による異物検査に寄与するところには大きいものがあ
る。
適閾値の決定方法においては、ＩＣチップの各プロセス
段階におけるテストチップに対して、コンピュータの処
理により、画素信号のレベル対画素数の頻度分布と近似
曲線の作成、および近似曲線がの算出が迅速になされ、
当該プロセス段階の各チップの異物検査に対する最適閾
値が短時間に決定されるもので、隣接チップの比較方法
による異物検査に寄与するところには大きいものがあ
る。
【図１】 この発明の一実施例を示し、(a) は頻度分布
作成回路の構成図、(b) は頻度分布とその近似曲線を示
す図である。
作成回路の構成図、(b) は頻度分布とその近似曲線を示
す図である。
【図２】 (a) はウエハに形成されたＩＣチップ、(b)
は隣接チップの比較方法による異物検査装置の概略構
成、(c) は隣接チップの各画素データと差分データをそ
れぞれ示す図である。
は隣接チップの比較方法による異物検査装置の概略構
成、(c) は隣接チップの各画素データと差分データをそ
れぞれ示す図である。
１…ウエハ、11,11a,11b…ＩＣチップ、チップ、２…移
動ステージ、３…検査光学系、３a …光源、３b …対物
レンズ、３c …ＣＣＤセンサ、４…画素信号処理部、４
a …Ａ／Ｄ変換器、４b …メモリ（ＭＥＭ）、４c …差
分回路、４d …異物検出部、４e…コンピュータ（ＣＰ
Ｕ）、４f …表示器、５…頻度分布作成回路、５a …メ
モリ（ＭＥＭ）、５b …加算器、ＬX …レーザビームの
走査線、ＯＦ…オリエンティション・フラット、ＰT …
パターン、Ｒ…残留パターン、ｐ1,ｐ2 〜ｐn …異物、
ｇ，ｇn …画素信号、Ｓa,Ｓb …画素データ、（Ｓb −
Ｓa)…差分データ、Ｎg …画素数、ＬV …画素信号のレ
ベル、Ｖth…閾値、Ｖmth …最適閾値。
動ステージ、３…検査光学系、３a …光源、３b …対物
レンズ、３c …ＣＣＤセンサ、４…画素信号処理部、４
a …Ａ／Ｄ変換器、４b …メモリ（ＭＥＭ）、４c …差
分回路、４d …異物検出部、４e…コンピュータ（ＣＰ
Ｕ）、４f …表示器、５…頻度分布作成回路、５a …メ
モリ（ＭＥＭ）、５b …加算器、ＬX …レーザビームの
走査線、ＯＦ…オリエンティション・フラット、ＰT …
パターン、Ｒ…残留パターン、ｐ1,ｐ2 〜ｐn …異物、
ｇ，ｇn …画素信号、Ｓa,Ｓb …画素データ、（Ｓb −
Ｓa)…差分データ、Ｎg …画素数、ＬV …画素信号のレ
ベル、Ｖth…閾値、Ｖmth …最適閾値。
Claims (1)
- 【請求項１】 ウエハの表面に形成された同一パターン
を有する複数のＩＣチップを検査対象とし、隣接した２
個の該ＩＣチップに対してレーザビームを走査し、該表
面の散乱光を光センサにより受光し、該光センサの各画
素が出力する対応する画素信号の差分データを、適当な
閾値に比較して異物を検出するウエハ異物検査装置にお
いて、前記パターンを形成するプロセスの段階ごとに任
意の隣接チップをテストチップとしてテストし、コンピ
ュータの処理により、該テストチップの前記差分データ
の各画素信号のレベルに対する前記画素の個数の頻度分
布を作成し、該頻度分布に近似する近似曲線を求め、該
近似曲線が０となる前記レベルを算出し、該レベルを最
適閾値とすることを特徴とする、異物検出用の最適閾値
決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22883391A JP2996263B2 (ja) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | 異物検出用の最適閾値決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22883391A JP2996263B2 (ja) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | 異物検出用の最適閾値決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547886A JPH0547886A (ja) | 1993-02-26 |
| JP2996263B2 true JP2996263B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=16882575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22883391A Expired - Fee Related JP2996263B2 (ja) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | 異物検出用の最適閾値決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2996263B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003459A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 画像欠陥検査装置、外観検査装置及び画像欠陥検査方法 |
| US7336815B2 (en) | 2004-12-13 | 2008-02-26 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Image defect inspection method, image defect inspection apparatus, and appearance inspection apparatus |
| US7346207B2 (en) | 2005-01-19 | 2008-03-18 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Image defect inspection method, image defect inspection apparatus, and appearance inspection apparatus |
| US7492942B2 (en) | 2004-11-11 | 2009-02-17 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Image defect inspection method, image defect inspection apparatus, and appearance inspection apparatus |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2003010525A1 (ja) * | 2001-07-27 | 2004-11-18 | 日本板硝子株式会社 | 対象物表面の汚れ評価方法およびこの方法に使用する撮影ボックス |
| JP4233397B2 (ja) | 2002-10-01 | 2009-03-04 | 株式会社東京精密 | 画像欠陥検査方法、画像欠陥検査装置及び外観検査装置 |
| JP4169573B2 (ja) | 2002-10-23 | 2008-10-22 | 株式会社東京精密 | パターン検査方法及び検査装置 |
| US10290092B2 (en) * | 2014-05-15 | 2019-05-14 | Applied Materials Israel, Ltd | System, a method and a computer program product for fitting based defect detection |
-
1991
- 1991-08-14 JP JP22883391A patent/JP2996263B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7492942B2 (en) | 2004-11-11 | 2009-02-17 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Image defect inspection method, image defect inspection apparatus, and appearance inspection apparatus |
| US7336815B2 (en) | 2004-12-13 | 2008-02-26 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Image defect inspection method, image defect inspection apparatus, and appearance inspection apparatus |
| US7346207B2 (en) | 2005-01-19 | 2008-03-18 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Image defect inspection method, image defect inspection apparatus, and appearance inspection apparatus |
| JP2007003459A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 画像欠陥検査装置、外観検査装置及び画像欠陥検査方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0547886A (ja) | 1993-02-26 |
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