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発明の名称 半導体ウエハのパターン検査方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−36977
公開日 平成6年(1994)2月10日
出願番号 特願平4−187865
出願日 平成4年(1992)7月15日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 宮崎 功 / 矢嶋 実 / 松岡 一彦 / 浜田 雅臣 / 長井 晴夫
要約 目的
IDを自動的かつ迅速にサーチおよびアライメントする半導体ウエハのパターン検査方法を提供する。

構成
形態が単純でコントラストの良好なターゲットマーク6を検出した後、このターゲットマーク6の位置に基づいて検査対象であるID7-1〜7-nをそれぞれ特定し、ID読み取り装置30の読み取りスポット39に位置合わせする。
特許請求の範囲
【請求項1】 半導体ウエハの各ペレット形成部に検査のための識別標識が製品パターンと共にそれぞれ作り込まれており、この識別標識が読み取られて認識されることにより、製品パターンについての検査が実行される半導体ウエハのパターン検査方法であって、前記半導体ウエハに予め作り込まれた単純な形態の基準標識が検出された後、この基準標識の位置に基づいて、前記識別標識のそれぞれの位置が特定されることを特徴とする半導体ウエハのパターン検査方法。
【請求項2】 基準標識として、半導体ウエハのスクライブライン上に描画されたアライメントマークが利用されることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウエハのパターン検査方法。
【請求項3】 読み取られるべき識別標識が予め選定され、その選定に際して、ペレット形成部内における識別標識の位置が指定されるファイルが用意され、かつ、選定した識別標識の認識および検査条件が指定されるファイルが用意されることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウエハのパターン検査方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハのパターン検査方法、特に、半導体装置の製造工程において、ワークである半導体ウエハ(以下、ウエハという。)に作り込まれるパターンを検査する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程において、ワークであるウエハに作り込まれたパターンを検査する技術として、ウエハの各ペレット形成部にパターンと共に作り込まれた検査のための識別標識を金属顕微鏡等を使用して目視により読み取って認識することにより、製品パターンについての検査を実行する方法、がある。
【0003】なお、ウエハ検査技術を述べてある例としては、株式会社工業調査会発行「電子材料1989年11月号別冊」平成1年11月10日発行 P157〜P162、がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記した半導体ウエハのパターン検査方法においては、人間の認識に頼るため、生産性および信頼性が低いという問題点がある。
【0005】そこで、前記した半導体ウエハのパターン検査方法を自動化することが一般的に考えられる。しかし、自動化するに際しては、検査のための識別標識(以下、IDという。)のサーチ(検出)およびそのアライメント(位置合わせ)についての自動化が重要な課題になる。
【0006】本発明の目的は、IDを自動的かつ迅速にサーチおよびアライメントすることができる半導体ウエハのパターン検査方法を提供することにある。
【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【0009】すなわち、半導体ウエハの各ペレット形成部に検査のための識別標識が製品パターンと共にそれぞれ作り込まれており、この識別標識が読み取られて認識されることにより、製品パターンについての検査が実行される半導体ウエハのパターン検査方法であって、前記半導体ウエハに予め作り込まれた単純な形態の基準標識が検出された後、この基準標識の位置に基づいて、前記識別標識のそれぞれの位置が特定されることを特徴とする。
【0010】
【作用】前記した手段によれば、複雑でコントラストの悪い検査のための識別標識がダイレクトに実行されるのではなく、単純でコントラストの良好な基準標識に対してサーチが実行されるため、サーチは迅速に実行することができる。
【0011】そして、検査のための識別標識についてのアライメントは、サーチされた基準標識に基づいて自動的に特定されて実行されるため、各識別標識は正確かつ迅速にアライメントすることができる。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例である半導体ウエハのパターン検査方法を示すフローチャート図、図2はウエハにおけるペレット形成部とIDとの関係を示す模式的平面図、図3はウエハおよびペレット形成部とIDとの関係を示す模式的平面図、図4はファイルの一実施例を示す模式図である。図5はID読み取り装置の一実施例を示す模式図である。
【0013】本実施例において、本実施例に係る半導体ウエハのパターン検査方法は、半導体装置の製造工程において、ワークであるウエハの各ペレット形成部に形成された検査のための識別標識としてのIDを自動的にサーチするとともに、IDをID読み取り装置に自動的にアライメントするのに使用される。
【0014】図2に示されているように、ワークであるウエハ1の第1主面2にはスクライブライン5により仕切られたペレット形成部4が多数個、オリエンテーションフラット3を基準にして縦横に規則正しく整列されて形成されている。このペレット形成部4には、製品としての半導体装置を実質的に形成する回路パターン(図示せず)が、リソグラフィー処理やイオン注入処理、拡散処理等々の各種半導体装置についての製造処理によって作り込まれている。
【0015】図3に示されているように、ウエハ1のスクライブライン5にはターゲットマーク6がリソグラフィー処理により描画されている。このターゲットマーク6はリソグラフィー処理における露光工程においてアライメントマークとして使用される。このため、通例、ターゲットマーク6は単純でコントラストの良好な標識として形成されている。
【0016】本実施例においては、図2に示されているように、ウエハ1には検査対象ペレット形成部として、5個のペレット形成部4A〜4Eが選定されており、各検査対象ペレット形成部4A〜4Eには検査のための識別標識としてのペレットID(以下、IDという。)7が1〜n個選定されている。
【0017】ここで、検査のための識別標識としてのID7はペレット形成部5に形成される回路パターンと共にリソグラフィー処理によって形成される。したがって、ID7をサーチして認識することにより、共にリソグラフィー処理された回路パターンについての検査を実質的に実施することができる。
【0018】他方、本実施例においては、図5に示されているID読み取り装置30が使用される。
【0019】ID読み取り装置30には認識ステージ31が設備されており、このステージ31はコントローラ38によってXY方向への移動を制御されるようになっている。この認識ステージ31の真上には鏡筒32および画像取り込み装置としてのテレビカメラ35がスタンド(図示せず)によって支持されている。
【0020】鏡筒32には光源34が光ファイバ33を介して光学的に接続されており、この鏡筒32により光源34からの光が光ファイバ33を通して認識ステージ31に向けて調光されて、読み取りスポット39になって照射されるようになっている。テレビカメラ35は認識ステージ31上において照明されたウエハ1のペレット形成部4を撮映するように構成されている。
【0021】テレビカメラ35にはID認識装置36がケーブルを介して電気的に接続されており、このID認識装置36は画像処理装置等から構成されて、テレビカメラ35からの撮像信号に基づいてウエハ1に付されたID7を認識し得るように構成されている。また、ID認識装置36にはモニタ37が接続されており、このモニタ37によりテレビカメラ35の撮映状況がモニタリングされるようになっている。
【0022】さらに、ID認識装置36にはコンピュータ等から構築されているデータ処理装置40が接続されており、このデータ処理装置40によって後述するデータ処理が実行されるようになっている。
【0023】また、データ処理装置40にはメモリー41が接続されており、このメモリー41には、後述するファイルが予め記憶される。
【0024】次に、前記構成に係るウエハについての半導体ウエハのパターン検査方法の一実施例を、前記構成に係るID読み取り装置30およびデータ処理装置40が使用される場合について説明する。
【0025】本実施例においては、ID読み取り装置30によってウエハ1のID7群に対しての読み取りが自動的に実施される以前に、次のようなティーチング(教示)工程により、図4に示されている検査条件ファイルおよび品種情報ファイルが作成されてメモリー40に記憶される。
【0026】まず、このティーチング工程において、製品パターンについての検査対象となるロットのうちのウエハ1が1枚、選定されて、ID読み取り装置30の認識ステージ31にセットされる。
【0027】認識ステージ31がコントローラ38の制御によってXY方向に移動されることにより、鏡筒32の読み取りスポット39にウエハ1のターゲットマーク6が一致される。ターゲットマーク6が認識装置36により確かに認識されると、ペレット形成部4の原点Oの座標(x1、y1)と、ターゲントマーク6のXY座標(X1、Y1)とが、メモリー41における検査条件ファイルに図4(a)に示されているように登録される。
【0028】本実施例においては、5個のペレット形成部4A〜4Eが検査対象として選定されているので、この操作が5回繰り返されて、第1〜第5検査対象ペレット形成部4A〜4Eについての検査条件が検査条件ファイル(a)に登録されることになる。
【0029】また、第1検査対象ペレット形成部4Aが指定された後、この第1検査対象ペレット形成部4Aの内部における検査対象としてID7が複数個(1〜n)、指定される。
【0030】このペレット形成部4A内における各検査対象ID7-1〜7-nについての指定に際して、図3に示されているように、ID読み取り装置30のスポット39がペレット形成部4A内の各ID7-1〜7-nにおける左下隅の位置に移動される。そして、このID7-1〜7-nの左下隅の位置についてのターゲットマーク6の位置(x0、y0)からの距離が、座標(x1、y2)・・・(xn、yn)によって図4(b)に示されている品種情報ファイルに登録される。
【0031】このようにして登録された検査条件ファイル(a)および品種情報ファイル(b)は検査情報としてメモリー41にまとめて記憶される。以降、このようにして作成された検査情報に基づいて、実際の検査がID読み取り装置30によって自動的に実施されることになる。
【0032】次に、ID読み取り装置30、データ処理装置40およびメモリー41が使用された半導体ウエハのパターン検査方法の一実施例を、図1に示されているフローチャート図に沿って説明する。
【0033】ID読み取り装置30の認識ステージ31上に検査対象であるウエハ1がセットされると、データ処理装置40はメモリー41を検索することによって、図4(a)に示されている検査条件ファイルから、このウエハ1の製品名に対応する第1検査対象ペレット形成部4Aについてのターゲットマーク6の座標位置データを呼び出す。そして、呼び出されたターゲットマーク6の位置データは、データ処理装置40によって認識ステージ31の移動を制御するコントローラ38に送信される。
【0034】コントローラ38は送信されたターゲットマーク6についての位置データに基づいて、認識ステージ31の移動を制御する。このステージ31の移動によって、ID読み取り装置30の読み取りスポット39がウエハ1のターゲットマーク6に位置合わせされる。
【0035】続いて、ID認識装置36によって当該ターゲットマーク6が認識される。この際、ターゲットマーク6は形態が単純で、コントラストも良好であるため、きわめて容易かつ正確に認識することができる。このターゲットマーク6の位置からの検査対象であるペレット形成部4Aの原点oの位置が、データ処理装置40によってメモリー41の検査条件ファイルから呼び出される。
【0036】そして、呼び出されたペレット形成部4Aの原点oの位置に基づいて、第1のID7-1についてのターゲットマーク6からの座標(x1、y1)が呼び出される。この第1のID7-1についての位置データは、データ処理装置40によって認識ステージ31のコントローラ38に送信される。
【0037】コントローラ38は送信された第1のID7-1についての位置データに基づいて、認識ステージ31の移動を制御する。このステージ31の移動によって、読み取りスポット39が第1のID7-1の左下隅の位置にアライメントされる。このとき、第1のID7-1の位置はターゲットマーク6の位置に基づいて特定されているため、その位置合わせ精度はきわめて良好になる。
【0038】以上のようにして、第1のID7-1が検出された後、当該第1のID7-1についての読み取り作業および認識作業がID読み取り装置30によって自動的に実施される。
【0039】その後、予め指定された各検査対象ID7-1〜7-nに対して前記作動がそれぞれ繰り返されることにより、各ID7-1〜7-nについての読み取り作業および認識作業が自動的に順次実施される。
【0040】そして、予め指定された検査対象ID7-1〜7-nについての読み取り作業および認識作業が終了した後、予め指定された残りの4個の検査対象ペレット形成部4B、4C、4D、4Eについての検査が実施される。
【0041】予め指定された5個の検査対象ペレット形成部4A〜4Eについての検査が終了したことが、データ処理装置40によって確認されると、このウエハ1についての検査作業は終了する。
【0042】1枚のウエハ1について予め指定されたペレット形成部4A〜4Eに対する検査作業が終了すると、ウエハ1は認識ステージ31から排出され、次のウエハ1が認識ステージ31に供給されてセットされる。以降、前記作動が各ウエハ1について順次、繰り返されて行く。
【0043】前記実施例によれば次の効果が得られる。
■ 形態が単純でコントラストの良好なターゲットマーク6を検出した後、このターゲットマーク6の位置に基づいて検査対象であるID7-1〜7-nをそれぞれ特定し、位置合わせすることにより、検査対象ID7-1〜7-nを正確かつ迅速に検出することができるため、検査対象ID7-1〜7-n群についての検出率を大幅に向上させることができる。
【0044】■ 検査の各種条件によってデータがそれぞれ変動する情報が記録される検査条件ファイル(a)と、検査対象であるペレット形成部に作り込まれる品種によって各種データがそれぞれ変動する情報が記録される品種条件ファイル(b)とに分けて、検査情報をメモリー41に記録することにより、データの記録容量を大幅に低減させることができるとともに、そのデータの管理を容易化させることができる。
【0045】以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0046】例えば、検査情報は教示再生入力方式によってメモリーに記憶させるに限らず、ウエハに関する設計データに基づいてキーボード操作による入力方式等によってメモリーに記憶させてもよい。
【0047】また、検査情報は、検査条件ファイルと品種条件ファイルとに分けて記録するに限らず、一体系的に記録してもよい。
【0048】以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野である半導体装置の製造工程における、半導体ウエハのパターン検査方法に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、ウエハの受け入れ検査にも適用することができる。
【0049】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【0050】形態が単純でコントラストの良好な基準標識を検出した後、この基準標識の位置に基づいて検査対象である識別標識をそれぞれ特定し、位置合わせすることにより、検査対象である識別標識を正確かつ迅速に検出することができるため、検査対象標識群についての検出率を大幅に向上させることができる。




 

 


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