(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）を収納するための装置（Ｅ）と、
内部表面（ＫＺ）を有する半球状のカバー（ＨＫ）と、
入射光（Ｌｔ）を吸収する別のカバー（Ｋ）と、
対物レンズ（Ｏｂｊ）で半球状カバー（ＨＫ）の内部室（Ｒｍ）を覗くように半球状カバーに配置されたカメラ（ＣＡＭ）とを備え、
前記半球状カバー（ＨＫ）はその半球状の範囲の内部に内部室（Ｒｍ）を形成し、
この内部室（Ｒｍ）内において、半球状カバー（ＨＫ）から見て半導体ウエハ（ＷＦ）を光（Ｌｔ）で照明する投光装置（Ｌｔ１、Ｌｔ２）と、検査すべき半導体装置を収容する装置（Ｅ）とが、内部室（Ｒｍ）と半球状カバー（ＨＫ）に近接した底部領域の上に配置され、検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）を収容するための装置（Ｅ）が隣接する底部領域の中央に配置されており、
前記別のカバー（Ｋ）は、投光装置（Ｌｔ２）と検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）を収容する装置（Ｅ）との間に配置されて投光される光を吸収し、
前記別のカバー（Ｋ）は半球状カバー（ＨＫ）からの反射光（Ｌｔ）によってのみ半導体ウエハ（ＷＦ）が投光装置（Ｌｔ２）により照明されるよう構成されており、
前記カメラ（ＣＡＭ）は、カメラを制御するとともにカメラによって伝達されたデータを受け取り、一時記憶し、処理しかつ出力する評価装置（ＰＣ）に接続されており、
前記カメラ（ＣＡＭ）は検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）を収容する装置（Ｅ）の中心点に、底部領域に対し０〜９０度の角度（α）をなすよう配置されており、更に
内部室（Ｒｍ）内で、半球状カバー（ＨＫ）が、内部から半球状カバー（ＨＫ）に入射する光（Ｌｔ）を大きく反射する表面（Ｋ２）を備える
ことを特徴とする半導体ウエハの検査装置。
【請求項２】
別のカバー（Ｋ）が黒色の表面を備えることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
カメラ（ＣＡＭ）が配置される角度（α）が４０〜７０°であることを特徴とする請求項１又は２記載の検査装置。
【請求項４】
光（Ｌｔ）を反射する表面（Ｋ２）が白色であることを特徴とする請求項１から３の１つに記載の検査装置。
【請求項５】
カメラ（ＣＡＭ）の対物レンズ（Ｏｂｊ）が赤色フィルタ（Ｆ）を備えることを特徴とする請求項１から４の１つに記載の検査装置。
【請求項６】
内部室（Ｒｍ）が検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）の収納装置（Ｅ）の底板（Ｐｌ）により閉塞されたことを特徴とする請求項１から５の１つに記載の検査装置。
【請求項７】
検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）の収納装置（Ｅ）が底板（Ｐ１）の構成要素であることを特徴とする請求項６記載の検査装置。
【請求項８】
検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）の収納装置（Ｅ）が、底板（Ｐ１）上に配置され又はこの中（Ｐ１）に組み込まれたことを特徴とする請求項６記載の検査装置。
【請求項９】
光（Ｌｔ）が白色光であることを特徴とする請求項１から８の１つに記載の検査装置。
【請求項１０】
底板（Ｐ１）の、半球状カバー（ＨＫ）側の表面が黒色であることを特徴とする請求項１から９の１つに記載の検査装置。
【請求項１１】
半球状カバー（ＨＫ）の内部室（Ｒｍ）に存在するカメラ（ＣＡＭ）の部品が、半導体ウエハ（ＷＦ）から見て、対物レンズ（Ｏｂｊ）によって覆われるように配置されたことを特徴とする請求項１から１０の１つに記載の検査装置。
【請求項１２】
投光装置（Ｌｔ１、Ｌｔ２）がリング状であることを特徴とする請求項１から１１の１つに記載の検査装置。
【請求項１３】
別のカバー（Ｋ）がリング状に配置されたことを特徴とする請求項１から１２の１つに記載の検査装置。
【請求項１４】
検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）を収納する装置（Ｅ）と、第一の色（Ｒｔ）の内部表面（Ｋ３）を持つ半球状カバー（ＨＫ）とを備え、該半球状のカバー（ＨＫ）は半球状の範囲の内部に内部室（Ｒｍ）を形成し、
該内部室（Ｒｍ）内の、内部室（Ｒｍ）と半球状カバー（ＨＫ）に隣接した底部領域上に、
（１）半球状カバー（ＨＫ）から見て半導体ウエハ（ＷＦ）を半球状カバー（Ｈ Ｋ）により反射されない第２の色の光で投光する第１の投光装置（Ｌｔ１）と 、検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）を収容するための、前記隣接底部領域の中 心点に配置された装置（Ｅ）と
（２）第１の投光装置（Ｌｔ１）上の、半球状カバー（ＨＫ）からの第２の色（ Ｇｎ）に対し補色関係にある第１の色（Ｒｔ）の反射光で半導体ウエハ（ＷＦ ）を照明する第２の投光装置（Ｌｔ２）と、
（３）第１の投光装置（Ｌｔ１）上の更なるカバーと
を備え、該カバーは入射光（Ｌｔ）に対して不透明であり、そして一方で半導体ウエハが半球状カバーで反射されなかった光（Ｌｔ）で第１の投光装置（Ｌｔ１）により照明され、他方で半導体ウエハ（ＷＦ）が半球状カバーからの反射光（Ｌｔ）のみで、第２の投光装置（Ｌｔ２）により照明されるように配置されており、更に
半導体ウエハ（ＷＦ）の収納装置（Ｅ）の中心点の垂直方向上方に、半球状カバー（ＨＫ）に第一のカメラ（ＣＡＭ１）が、その対物レンズ（Ｏｂｊ）で内部室（Ｒｍ）を覗くように配置され、
第一のカメラ（ＣＡＭ１）は第２の色（Ｇｎ）の光のみを透過させるフィルタ（Ｆ１）を備え、
さらに半球状カバー（ＨＫ）には第二のカメラ（ＣＡＭ２）が、その対物レンズ（Ｏｂｊ）が内部室（Ｒｍ）を覗くように配置され、
第二のカメラ（ＣＡＭ２）は第１の色（Ｒｔ）の光のみを透過させるフィルタ（Ｆ２）を備え、
第二のカメラ（ＣＡＭ２）は検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）の収納装置（Ｅ）の中心点に、底部領域に対して０°より大きい角度（α）で配置され、
両カメラ（ＣＡＭ１、ＣＡＭ２）は、カメラを制御するとともにカメラによって得られて伝達されたデータを受け取り、一時記憶し、さらに処理しかつ出力する評価装置（ＰＣ）に接続された
ことを特徴とする半導体ウエハの検査装置。
【請求項１５】
別のカバー（Ｋ）が黒色の表面を備えることを特徴とする請求項１４記載の検査装置。
【請求項１６】
両カメラ（ＣＡＭ１、ＣＡＭ２）の少なくとも１つにおいて、半球状カバー（ＨＫ）の内部室（Ｒｍ）にあるカメラ（ＣＡＭ１、ＣＡＭ２）の部分が、半導体ウエハ（ＷＦ）から見て、当該カメラ（ＣＡＭ１、ＣＡＭ２）の対物レンズ（Ｏｂｊ）により覆われるように配置されたことを特徴とする請求項１４又は１５記載の検査装置。
【請求項１７】
両投光装置（Ｌｔ１、Ｌｔ２）の少なくとも１つがリング状であることを特徴とする請求項１４から１６の１つに記載の検査装置。
【請求項１８】
別のカバー（Ｋ）がリング状に配置されたことを特徴とする請求項１４から１７の１つに記載の検査装置。
【請求項１９】
内部室（Ｒｍ）が、検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）の収納装置（Ｅ）の底板（Ｐｌ）により閉塞されたことを特徴とする請求項１４から１８の１つに記載の検査装置。
【請求項２０】
検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）の収納装置（Ｅ）が、底板（Ｐ１）の構成要素であることを特徴とする請求項１９記載の検査装置。
【請求項２１】
検査すべき半導体ウエハ（ＷＦ）の収納装置（Ｅ）が、底板（Ｐ１）に配置され又はこの中（Ｐ１）に組み込まれたことを特徴とする請求項１９記載の検査装置。
【請求項２２】
第２のカメラ（ＣＡＭ２）の配置角度（α）が４０〜７０°であることを特徴とする請求項１４から２１の１つに記載の検査装置。
【請求項２３】
第二の色（Ｇｎ）が緑色であることを特徴とする請求項１４から２２の１つに記載の検査装置。
【請求項２４】
第一の色（Ｒｔ）が赤色であることを特徴とする請求項１４から２３の１つに記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、半導体ウエハの検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路を製造する際半導体ウエハは完全な状態にあるかどうかを繰返し検査する必要がある。その際欠陥のある半導体ウエハは、その後の製造工程から完全に除外するか、その後の製造工程の前に相応処理を施し、欠陥がなくなったことを前提に再び通常の製造工程に取り入れるべきかが認定される。
【０００３】
このような半導体ウエハの完全状態の検査（例えば粒子の付着状態、即ち汚損してないか堆積物がないか等の検査、塗布されたレジスト層の検査等）は公知の如く製造プロセスにおける歩留りを高めるために特に重要である。
【０００４】
このような検査は、従来、普通の顕微鏡を使って或いは顕微鏡なしに斜めに入射される光で手作業で行われている。これは、一つには作業員に対して、特に眼や背中（姿勢、長時間着座）に対して非常なストレスを与える。しかしまた他方では大きな不確実性を伴う。というのは欠陥を認識したり、良品か不良品のウエハかを選別する際の人間の集中力は時間とともに衰えて行くからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、それ故、検査作業を自動化することのできる半導体ウエハの検査装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、この発明による装置において、特許請求の範囲の請求項１に記載された特徴により解決される。有利な実施態様はそれ以下の請求項に記載されている。
【０００７】
【実施例】
以下に、この発明を図面に基づいて詳しく説明する。図１はこの発明による検査装置の第一の実施例を示し、この検査装置は例えばデスクＴ（図２及び図３による他の実施例についても同じ）或いは固定したスタンドを持つその他の適当な基台の上に配置されている。検査装置は検査される半導体ウエハＷＦを収容するための装置Ｅ並びに底板Ｐｌを備えている。なおこの底板は必ずしも必要なものではない。装置Ｅは底板Ｐｌの構成要素であってもよいし、またこの発明による検査装置の他の構成によれば、底板Ｐｌの上に配置されても或いはこれに組み込まれてもよい。検査装置はさらに半球状のカバーＨＫを備え、このカバーと底板Ｐｌとによりほぼ閉塞された内部室Ｒｍを形成する。
【０００８】
この閉塞された内部室Ｒｍの内部には、絶対的に必要ではないが、好ましくはリング状の投光装置Ｌｔ１が配置され、これは検査される半導体ウエハＷＦに直接投光している。このリング状の構成により半導体ウエハＷＦの均一な投光が可能となる。半球状カバーＨＫは閉塞された内部室Ｒｍの内部に表面Ｋ１を備えており、当たった光Ｌｔを吸収する。
【０００９】
投光装置Ｌｔ１の上方には光Ｌｔを吸収する別のカバーＫが配置されている。このカバーは、半導体ウエハＷＦが投光装置Ｌｔ１により直接投光され、一方半球状カバーＨＫが投光装置Ｌｔ１の直接光に対して覆われるように形成されている。このような要件の結果投光装置Ｌｔ１がリング状に形成される場合カバーＫもリング状に形成するのが好ましい。
【００１０】
検査される半導体ウエハＷＦを収納する装置Ｅの中心点の垂直方向上方には半球状カバーＨＫにカメラＣＡＭが取り付けられており、その対物レンズＯｂｊは閉塞された内室Ｒｍ内を、特にその使用中検査される半導体ウエハＷＦが存在する位置に向かって覗くように設けられている。カメラＣＡＭの対物レンズＯｂｊは、図１に示すように、閉塞された内部室Ｒｍ内に入るようにしても良いしまたその対物レンズＯｂｊの縁部がほぼ面一に半球状カバーＨＫを閉じるように配置することもできる。
【００１１】
カメラＣＡＭは、このカメラＣＡＭを制御するとともにカメラＣＡＭから伝達されたデータを受け取り、一時記憶し、処理しかつ出力するために使われる評価装置ＰＣに接続されている。これらのデータはアナログで（「画像」の形で）或いは、カメラＣＡＭが既にデジタル伝送装置を備えている限り（例えばＡ／Ｄ変換器を備えている場合）デジタルで伝送される。評価装置ＰＣはその場合典型的にはパーソナルコンピュータ或いはデータ処理装置のようなコンピュータである。しかしまたそれは専ら相応の方法を実行するハードウエアにより構成されることも考えられる。
【００１２】
検査装置は次のように構成すると有利である。即ち、光Ｌｔを吸収する半球状カバーＨＫの表面Ｋ１を黒色とする。投光装置Ｌｔ１から投光される光Ｌｔは白色光とする。カバーＫは黒色の表面を持つ。底板Ｐｌの表面はその半球状カバーＨＫに向かった面を黒色とする。閉塞された内部室Ｒｍ内にカメラＣＡＭの他の部分がある場合には、カメラは、検査される半導体ウエハＷＦから見て、対物レンズＯｂｊによって覆われているように配置する。
【００１３】
このような構成により検査は例えば以下に記載する工程により自動化が可能となる。
【００１４】
半導体ウエハＷＦはいわゆる平坦側面Ｆｔ（図５参照）を備えている（即ち円形の半導体ウエハＷＦの一部が平らに削られている）ものが多いので、以下に説明する工程では、検査される半導体ウエハＷＦはかかる平坦側面Ｆｔを備えているものを前提とする。さらに製造工程で半導体ウエハＷＦに形成される半導体チップは矩形場合によっては正方形であり、またこれらのチップは平坦側面Ｆｔに対して平行に向いているということを前提とする。
【００１５】
さらにまた、検査される半導体ウエハＷＦにより作られる半導体チップは集積半導体メモリであり、これは公知の如く、そのメモリ方式（例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭのような揮発性メモリ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリ（ＮＶメモリ））に無関係に規則的パターンの大きい領域ＳＱ（図５参照）（いわゆるメモリセルブロック或いはメモリセルフィールド）並びに例えばデコーダや増幅器のようないわゆる周辺回路及び接続端子面（パッド）を有する不規則パターンの領域を備えているものと仮定する。規則的パターンの領域ＳＱは通常全メモリチップの約８０ないし９５％を占める。更にこのような半導体ウエハＷＦにはなお個々のチップの間に、（仕上がった）半導体ウエハＷＦを分割して個々のチップをケースやチップカード等に取りつけるのに使われる領域（一般にスプリット枠と呼ばれる）が配置されている。この方法では規則的パターンの領域ＳＱだけが検査される。この規則的パターンの半導体ウエハＷＦの全表面に対する大きな比率を考慮すればそれで全く充分であるからである。
【００１６】
さらにまた、この方法に対しては、半導体ウエハＷＦは、図４に示すように検査されるべきものとして、既に製造されている半導体チップのパターンＳｔを有している少なくとも１つの層と、最上層としてのレジスト層（以後のパターン化工程のための）とを備えていることが前提とされている。
【００１７】
この発明による検査装置の自動化は次の利点を生み出す。
・同一の或いはより短い測定時間（ウエハ当たり）でより多数の測定点が検査される、即ち検査がより正確である。
・人間による誤った決定（良品／欠陥品の認定及び良品／欠陥品の選別の取り違え）が回避される。
・ウエハ当たりより短い測定時間で作業員当たりの処理量、即ち生産性が向上する。
【００１８】
さらに、１人の作業員が、自動的に半導体ウエハＷＦを検査するこの発明による複数個の検査装置を操作し、その結果生産性がさらに向上する可能性が開かれる（なおより高い生産性は周知のようにより低い製造コストを意味し、今日このことは集積回路のメーカーにとって極めて重要である）。
【００１９】
この方法は次のようにして行われる。即ち半導体ウエハＷＦが投光装置Ｌｔ１により、例えば白色光で直接投光される。半導体ウエハＷＦに被膜されたレジスト層Ｌは光Ｌｔを反射する。半導体ウエハＷＦの上方に配置され、その配置により半導体ウエハＷＦを「覗いている」カメラＣＡＭにより反射された光Ｌｔの反射度Ｒが以下の工程によって求められる（なおここで反射度Ｒとは、半導体ウエハＷＦからカメラＣＡＭの対物レンズに当たりもしくは作用する明るさの尺度とする）。
【００２０】
先ず、評価装置ＰＣにより、測定線となりかつ平坦側面Ｆｔにある距離をおいて平行に走る第一の線ＬＮｘが半導体ウエハＷＦのレジスト層Ｌの表面にシミュレート、即ち「仮想」される。半導体ウエハＷＦの明るさ、即ち反射度Ｒの値がこの仮想線ＬＮｘに沿って選択された点Ｐｘ（「画素」、図には判り易くするため示されていない）でカメラＣＡＭ及び評価装置ＰＣにより求められ、この点Ｐｘの位置値ｘとともに評価装置ＰＣに一時的に記憶される。
【００２１】
この仮想線ＬＮｘに沿って求められかつ測定された反射度Ｒの値で所定の最小値Ｒｍｉｎ以下にあるものが過半数出てきた場合、求められかつ一時的に記憶されたデータはこの仮想線ＬＮｘに関して使用不能として退けられる。即ち、仮想線ＬＮｘは主に規則的パターンの大きい領域ＳＱを通っておらず、不規則パターンの範囲或いはスプリット枠を通るものと考えられる。これらの範囲及びスプリット枠（「Ｕ」で示される、図５参照）はしかしながら約束に従って検査される必要はない。そこで今まで測定された仮想線ＬＮｘに代わって、この仮想線ＬＮｘから所定の間隔で、もう１つの仮想線ＬＮｘ１が選択されて使用される（図５には判り易くするため図示されてない）。この仮想線に関して反射度Ｒが、最初に使用された仮想線ＬＮｘと全く同様に、その付属する位置の値ｘとともに求められかつ一時的に記憶される。
【００２２】
この第二の仮想線ＬＮｘ１の値のこれまた多数が最小値Ｒｍｉｎ以下の値を示したならば、すべての動作、即ち「この仮想線ＬＮｘ１の値の放棄、さらにもう１つの仮想線ＬＮｘ２の選択、その反射度Ｒ及びその付属の位置値ｘの取得及び評価、並びに中間記憶」がもう一度前記に従って行われる。
【００２３】
これは、全体として、その反射度Ｒの値が多数最小値Ｒｍｉｎの規準に充分な仮想線ＬＮｘ、ＬＮｘ１、ＬＮｘ２・・・が見出されるまで何回も行われる。もしこのようなこの規準を満足する仮想線ＬＮｘ、ＬＮｘ１・・・が求められなかった（場合によっては、適切な仮想線ＬＮｘ、ＬＮｘ１を見出す試みの最大数が制限されている）ときには、この半導体ウエハＷＦの検査は中断される。何となればこの場合かなりのスケールの欠陥が存在するか、おそらく半導体ウエハＷＦがそのレジスト層Ｌの下に半導体パターンＳｔを備えていないことが考えられるからである。
【００２４】
平坦側面Ｆｔに平行な仮想線ＬＮｘを求めた結果、反射度Ｒの過半数が最低反射度Ｒｍｉｎの規準に充分な値に達した場合には、今度は、従来と全く同様に、検査される半導体ウエハＷＦ上の何処かに、見出された仮想線（以後これは第一の仮想線ＬＮｘであったと仮定する）に対して垂直方向に新たな仮想線ＬＮｙがシミュレートされる。この仮想線に沿って測定点Ｐｙにおいて再び反射された光Ｌｔの反射度Ｒの値が（その属する位置値ｙとともに）カメラＣＡＭ及び評価装置ＰＣにより測定され、一時的に記憶される。この値もまたその多数が最低反射度Ｒｍｉｎの規準を満足しなければならない（これは場合によっては平坦側面Ｆｔに平行な仮想線ＬＮｘに関して他の値をとることも考えられる）。もしこれらが満足されない場合には、新しい仮想線ＬＮｙに関して、既に仮想線ＬＮｘに関して仮想線ＬＮｘ１、ＬＮｘ２・・・を見出すために説明した工程が同様にさらに新しい仮想線ＬＮｙ１、ＬＮｙ２等で（それぞれ前に測定された新しい仮想線ＬＮｙ、ＬＮｙ１等に対して所定の間隔の）、最小反射度Ｒｍｉｎの規準を満足する新しい仮想線ＬＮｙが見出されない（この場合当該半導体ウエハＷＦの検査は中止される）ことが認定される（場合によっては所定の最大数の試みの後）まで、或いはこのような仮想線が見出されるまで実行される（これは以下の説明では最初の仮想線ＬＮｙであると仮定される）。
【００２５】
使用可能な仮想線ＬＮｘ及びＬＮｙが見出された場合、これらの仮想線ＬＮｘ及びＬＮｙのそれぞれの測定点の（仮想線ＬＮｘに対する）位置値ｘ及び（仮想線ＬＮｙに対する）位置値ｙが既に一時的に記憶されている。位置値は平坦側面Ｆｔの位置に関係する。測定点Ｐｘ及びＰｙはできるだけ互いに狭い間隔に置かれ、これによりできるだけ正確に（即ち反射度Ｒのその属する値に関して）範囲Ｕ（不規則パターン及びスプリット枠）に対する規則的パターンのそれぞれの面領域ＳＱの間の限界が検出されるようにしなければならない。
【００２６】
図６は仮想線ＬＮｘに沿った反射度Ｒの測定値の経過を例として示す。仮想線ＬＮｙについても同様な経過をとるが、これは横座標に括弧に記入した「ｙ」で示されている。この場合「ＳＱ」は規則的パターンの（矩形と仮定された）大きい面領域を表し、他方「Ｕ」は不規則パターン並びにその都度のスプリット枠の（より小さい）範囲を表す。その他使用された符号「ｘ」及び「ｙ」（括弧内に記載されている）は後で説明する。この図は、規則的パターンの大きい面領域ＳＱは通常時は反射度Ｒの高い値をとるが、範囲Ｕは多くの場合はっきり低い値の反射度Ｒをとるという事実に基づいている。
【００２７】
この方法のその後の工程に対しては、即ち最小値Ｒｍｉｎの規準を満たした仮想線ＬＮｘ、ＬＮｙが見出された半導体ウエハＷＦに対しては、規則的パターンの大きい面領域ＳＱの不規則パターン及びスプリット枠の範囲Ｕに対する縁部にある点（即ち図５及び図７に示される大きい面領域ＳＱの４隅の点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）、即ち座標系ｘ、ｙ（図６参照）が重要である。範囲Ｕは約束に従って検査対象から除外されているからである。この目的のため１つの仮想線ＬＮｘ（もしくはその代わりとして使用される他の仮想線ＬＮｘ１、ＬＮｘ２・・）の位置ｘ及び１つの仮想線ＬＮｙ（もしくはその代わりとして使用される他の仮想線ＬＮｙ１、ＬＮｙ２・・）の位置ｙ、その反射度Ｒの値、並びに面領域ＳＱ（即ちメモリセルフィールド）が矩形であるという情報からこれらの座標ｘ、ｙが評価装置ＰＣにより求められる。
【００２８】
この求めは数学的に容易に実行可能な方法で、大きい面領域ＳＱがｘ及びｙ方向に（即ち平坦側面Ｆｔに対して平行及び垂直に、それ故仮想線ＬＮｘ、ＬＮｙに対して平行及び垂直に）規則的に繰り返す矩形を形成しているという情報から、また両仮想線ＬＮｘ、ＬＮｙの位置ｘ及びｙの反射度Ｒの値が所定の最大値Ｒｍａｘを越えてはいるが、同時にこの位置ｘ及びｙの隣接点がこの最大値Ｒｍａｘを越えていないような位置ｘ及びｙが考慮されるという判断規準から行われる。その反射度Ｒがこの最大値Ｒｍａｘ以下にあるすべての位置ｘ及びｙはその後の工程は検査される必要のない範囲Ｕとして除外される。
【００２９】
これにより検査される半導体ウエハＷＦに関してすべての矩形面領域ＳＱ（これは矩形の特別例として正方形でもあり得る）が検査が行われる面領域として確定される。範囲Ｕは約束に従って検査から除外される。さらに半導体ウエハＷＦのいわゆる不完全な縁部チップに相当する不完全な面領域ＳＱも検査から除外され得る。
【００３０】
以下に面領域ＳＱに関して記載されるその後の工程が引き続いて半導体ウエハＷＦの各個々の矩形面領域ＳＱに適用される。この工程は同様に仮想線の原理に基づくものであるが、この仮想線は上述した仮想線ＬＮｘ、ＬＮｙとは異なり今度は測定線ＬＮとして記載する。
【００３１】
検査される各矩形面領域ＳＱ（図７参照）においては少なくとも１つの測定線ＬＮが「想像上」１つの稜（図７では４個の測定線ＬＮについて、即ち稜ＡＢもしくはＣＤに対して平行に、例示されている）に対して平行に、例えば長い方の稜に対して平行に「置かれて」いる。
【００３２】
この各測定線ＬＮに沿ってカメラＣＡＭ及び評価装置ＰＣにより所定の測定点１、２、３・・・におけるそれぞれの反射度Ｒが求められ一時記憶される。各面領域ＳＱ当たりにより多くの測定線ＬＮが使用され、より多くの測定点が与えられれば、それだけ検査が正確になる。
【００３３】
２つの選択された測定線ＬＮに沿った反射度Ｒに対して例えば図８に示された２つの特性が生ずる。ダイアグラムで横座標には測定点１ないし２３が、縦座標には反射度Ｒのその都度の値がとられている。
【００３４】
「ｘ」でとった反射度Ｒの値は第一の測定線ＬＮに沿った値である。後で詳述する、欠陥があるか否かを認定する可能な規準が示すように、この測定線に沿っては欠陥は認められない。確かに反射度Ｒの値は、面領域ＳＱ内の或いはレジスト層Ｌの下の種々のパターンに起因してばらついてはいる。しかしながらこれらは、以下に挙げる判断規準から判るように、通常の期待される値の範囲内にあるので、この測定線ＬＮに関して検査された面領域ＳＱは「良品」と判断される。反射度Ｒの値はまた周期的な変化を示している。これは、今日、集積半導体メモリ（これはこの半導体ウエハＷＦ、従って考察してきた面領域ＳＱで作られている）が多数の互いに隣接したメモリセルフィールドを備えていることに由来する。図示された各周期は即ちこのような（将来の）メモリセルフィールドに相当する。
【００３５】
図８で「〇」で示した反射度Ｒの値は例えば同一の面領域ＳＱの第二の測定線ＬＮに沿った測定値である。この場合測定点４及び１１が目立っている。
【００３６】
測定点４（即ち第一の周期内）における反射度Ｒの値は明らかにその他の測定点の上にあり、特にその他の周期の各１つの中の局部的最大値に関しても上にある。この場合白い粒子に起因する欠陥がある。白い粒子は光Ｌｔをレジスト層Ｌのその他の場所より余計に発するので、この値は特に高い。
【００３７】
第二周期から第三の周期へ移る所に（偶然に）存在する測定点１１における反射度Ｒの値は、その他の測定点、特に個々の周期における最小値に比較して特に低い。このことは、第二及び第三の（なお作られるべき）メモリセルフィールドの間にある面領域ＳＱの当該地点に暗い粒子が存在していることを推論させる。しかしながら、この場所においてレジスト層Ｌが非常に薄いか或いはそれどころか孔を持っていることもあり得る。従ってメモリチップのその後の製造過程でこの場所にアンダーエッチのような製作上の欠陥が生ずることもある。いずれにしても測定値は第二の測定線ＬＮに沿って２つの欠陥があることを示す。これらの欠陥は個々に認定されて半導体ウエハＷＦから締め出すか、場合によっては後処理に供せられる。
【００３８】
測定線ＬＮごとの測定点１、２、３・・・により判断規準に基づいて、検査された矩形面領域ＳＱ、従って全体の半導体ウエハＷＦが正常か欠陥があるかを評価装置ＰＣにより求められる。この結果は（場合によっては欠陥が何処にあるかの地理的データとともに）評価装置ＰＣにより、例えばメモリ媒体（磁気テープ、ハードディスク）のデータの形で、印刷により或いは後処理のための適当な機械の制御によって出力可能である。なおこれについては色々な可能性が考えられる。
【００３９】
検査された半導体ウエハＷＦもしくはその矩形面領域ＳＱが正常か否かの判断に当たっては特に次の判断規準が使用される。即ち１つの面領域ＳＱの各測定線ＬＮについて或いは当該面領域ＳＱの全測定線ＬＮについて、個々の生ずる周期の反射度Ｒの最大値が求められ、次にその値が所定の許容誤差値以上に互いに異なっているかどうか検討される。もしそうであったならば欠陥と認定される。当該値及びこれに属する座標が一時記憶され、場合によっては出力され或いはさらに処理される。反射度Ｒの最小値に関しても同じことが実行される。
【００４０】
半導体ウエハＷＦのすべての矩形面領域ＳＱが上述の方法により検査され、検査された半導体ウエハＷＦについて相応の結果が得られたならば、この方法は終了する。
【００４１】
図２はこの発明による検査装置の第二の実施例を示す。この装置は第一の実施例と勿論幾つかの点ではっきり異なってはいるものの、基本的にはこれと同様に構成されている。
【００４２】
第二の実施例も同様に検査される半導体ウエハＷＦを収納するための装置Ｅと投光装置Ｌｔ２を備えている。しかしこの投光装置は半導体ウエハＷＦを間接的に投光するものである。さらに既に紹介した半球状カバーＨＫも備え、これは勿論その内部に、当たった光Ｌｔを高い度合で反射する表面Ｋ２を有する。それ故この表面は白色が好ましい。さらに投光装置Ｌｔ２と検査される半導体ウエハＷＦを収納するための装置Ｅとの間には当たった光Ｌｔを吸収する別のカバーＫが配置され、これは半導体ウエハＷＦを含む装置Ｅに直接光が入射するのを阻止するように形成されている。即ち、半導体ウエハＷＦは半球状カバーＨＫにおける投光装置Ｌｔ２の光Ｌｔの反射により間接的にのみ投光される。半球状カバーＨＫにはカメラＣＡＭが、その対物レンズＯｂｊが半球状カバーＨＫの内部室Ｒｍを覗くように配置されている。カメラＣＡＭは、図１の第一の実施例のように、半導体ウエハＷＦの収納装置Ｅの中心点に関して垂直に配置されているのではなく、０°より大きく、９０°より小さい角度αで配置されている。この角度の設定は４０°ないし７０°、最適には６０°がよい。この場合カメラは即ち直接にも間接にも半導体ウエハＷＦに写らず、反射度の値を捕捉するのに邪魔とならない。さらにカメラＣＡＭの対物レンズＯｂｊには受像画のコントラストを高める赤色フィルタＦを取りつけるのが好ましい。
【００４３】
カメラＣＡＭは、第一の実施例の場合と同様に、カメラＣＡＭの制御に使われ、カメラＣＡＭにより伝えられたデータもしくは画像を受信し、処理し、一時記憶しかつ表示する評価装置ＰＣと接続されている。
【００４４】
以下に挙げるその他の構成は検査装置の２つの実施例（即ち図１及び図２による装置）において有効である。投光装置Ｌｔ１もしくはＬｔ２の光は白色である。カバーＫは黒色の表面を持つ。半球状カバーＨＫの内部にあるカメラＣＡＭの部分は、そもそも存在する限り、半導体ウエハＷＦもしくは装置Ｅから見て、これらが対物レンズＯｂｊによって覆われているように配置される。さらに、投光装置Ｌｔ１もしくはＬｔ２及び／又はカバーＫがリング状に形成されることは、一様に投光する意味で有利である。底板Ｐｌは（恐らく機械的理由、安定性の理由或いは簡単な画像処理の理由以外に）絶対的に必要なものではない。しかしながらそれを設ける場合には、それは光吸収性特に黒色とするのが最善である。
【００４５】
第二の実施例は第一の実施例に対して次の様な利点を有する。即ちカメラＣＡＭが垂直に立っている場合及び／又は半導体ウエハＷＦを直接投光する場合には、見ることができない従って認識できない半導体ウエハＷＦの欠陥が生ずることもある。しかしながら、この第二の実施例によれば、即ち、間接投光と斜めに置かれたカメラＣＡＭとによりこのような欠陥も大抵の場合認識され、その結果当該半導体ウエハＷＦの適時の後処理が可能になり、これはまた製造されるべき半導体メモリの歩留りを高め、従って全体として生産コストを低下させる。
【００４６】
図３に示す検査装置の第三の実施例は前述の２つの実施例の長所、即ち垂直に設置されたカメラＣＡＭ１と直接投光による欠陥の認識及び斜めに設置されたカメラＣＡＭ２と間接投光による欠陥の認識とを一体化したものである。この実施例を図３により以下に説明する。
【００４７】
この実施例もまた検査される半導体ウエハＷＦを収納する装置Ｅを備える。この装置は２つの投光装置Ｌｔ１、Ｌｔ２を有し、その中の第一のもの（Ｌｔ１）は第一の色Ｇｎの光で半導体ウエハＷＦを直接投光し、第二のもの（Ｌｔ２）は第一の色Ｇｎに対して補色関係にある第二の色Ｒｔの光で半導体ウエハＷＦを間接投光する。第二の色Ｒｔは好ましくは赤色である。半球状カバーＨＫは必ずしも必要ではない底板Ｐｌによりほぼ閉塞された内部室Ｒｍを形成している。この底板Ｐｌはその内部室側の表面に第二の色、即ち殊に赤色を持っている。しかしこの表面は他の実施例では黒色でもあり得る。第一の投光装置Ｌｔ１の上側には光を透過しない別のカバーＫが配置されている。これは、一方では半導体ウエハＷＦが第一の投光装置Ｌｔ１により直接投光可能であり、他方では半導体ウエハＷＦが第二の投光装置Ｌｔ２により間接的にのみ投光されるように形成されている。
【００４８】
半導体ウエハＷＦの収納装置Ｅの中心点の垂直方向上方には半球状カバーＨＫに第一のカメラＣＡＭ１が、その対物レンズＯｂｊが半球状カバーＨＫの内部室Ｒｍを、そしてそこで装置Ｅを覗くように配置されている。第一のカメラＣＡＭ１は第一の色Ｇｎだけを、即ち特に緑色光を透過するフィルタＦ１（緑色フィルタ）を備えている。
【００４９】
さらに、半球状カバーＨＫには第二のカメラＣＡＭ２が、その対物レンズＯｂｊが半球状カバーＨＫの内部室Ｒｍを、そしてそこで装置Ｅを覗くように配置されている。第二のカメラＣＡＭ２も、勿論第二の色Ｒｔのみを、即ち特に赤色光を透過するフィルタＦ２（赤色フィルタ）を備えている。
【００５０】
第二のカメラＣＡＭ２は収納装置Ｅの中心点に関して、０°より大きく、最大でも第二のカメラＣＡＭ２が第一のカメラＣＡＭ１と接触しないような大きさの角度αをもって配置されている。
【００５１】
両カメラＣＡＭ１、ＣＡＭ２は、カメラＣＡＭ１、ＣＡＭ２の制御に利用され、カメラＣＡＭ１、ＣＡＭ２により得られたデータもしくは画像を検出し、一時記憶し、処理しかつ出力する評価装置ＰＣに接続されている。
【００５２】
使用中に２つの異なる投光方式（直接及び間接投光）が反射を生ずるかもしくは阻止するかを含めた光条件で特に半球状カバーＨＫにおいてできるだけ相互に干渉しないように、投光装置Ｌｔ１、Ｌｔ２は互いに補色関係の色Ｇｎ、Ｒｔを、それに応じて形成された半球状カバーＨＫの表面並びに底板Ｐｌを持つたシステムが選ばれた。
【００５３】
さらに、両カメラＣＡＭ１、ＣＡＭ２の１つにおいて或いは両カメラＣＡＭ１、ＣＡＭ２において半球状カバーＨＫの内部室ＲｍにあるＣＡＭ１及び／又はＣＡＭ２の部分は、半球状カバーＨＫもしくは装置Ｅから見て、それらがそれぞれのカメラＣＡＭ１、ＣＡＭ２の対物レンズＯｂｊによって覆われているように配置されているのが好ましい。
【００５４】
さらに、両投光装置Ｌｔ１、Ｌｔ２の少なくとも１つが及び／又はカバーＫがリング状でありもしくはリング状に配置されるていると有利である。
【００５５】
半導体ウエハＷＦの収納装置Ｅも色々な方式に有効に形成され得る。即ち、この装置は底板Ｐｌの構成要素として底板Ｐｌに配置されるかこの底板Ｐｌに組み込まれる。
【００５６】
第二のカメラＣＡＭ２が装置Ｅの中心点に関して配置される角度αは４０°ないし７０°であるのが同様に有利である。６０°の配置が最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による半導体ウエハの検査装置の第一の実施例を示す概略構成図。
【図２】この発明による半導体ウエハの検査装置の第二の実施例を示す概略構成図。
【図３】この発明による半導体ウエハの検査装置の第三の実施例を示す概略構成図。
【図４】この発明による検査装置により検査される半導体ウエハの縦断側面図。
【図５】この発明による検査装置により検査される半導体ウエハの平面図。
【図６】この発明による検査装置により検査される半導体ウエハの反射度のダイアグラム。
【図７】この発明による検査装置により検査される半導体ウエハの平面の一部分を表す図。
【図８】この発明による検査装置により検査された半導体ウエハの反射度の位置に関係した特性線図。
【符号の説明】
ＷＦ    半導体ウエハ
Ｅ      半導体ウエハの収納装置
ＨＫ    半球状カバー
Ｒｍ    半球状カバーの内部室
Ｌｔ１  投光装置
Ｌｔ２  投光装置
Ｋ      別のカバー
Ｌｔ    光
ＣＡＭ  カメラ
ＰＣ    評価装置
【図１】
0003577132.tif 000002
【図２】
0003577132.tif 000003
【図３】
0003577132.tif 000004
【図４】
0003577132.tif 000005
【図５】
0003577132.tif 000006
【図６】
0003577132.tif 000007
【図７】
0003577132.tif 000008
【図８】
0003577132.tif 000009