(57)【要約】【課題】複数の外観検査装置から出力される外観不良箇所の位置情報が大きな誤差をもつことが原因で、実施が困難な工程トレースを通常の自動撮像時に同時に実行する。【解決手段】外観検査装置から出力される外観不良箇所の位置を、ＳＥＭ式レビュー装置内の絶対座標として記憶し、工程が異なっても、ユーザーが指示した絶対座標の自動撮像を実施することによって工程トレースが容易に実施可能となる。【選択図】  図１０
2011158256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外観検査装置で検出された外観不良座標（欠陥）に基づいてその部分の自動撮像を実行するレビュー装置において、上記欠陥部及び追加指定部の自動撮像を実行するレビュー装置。
【請求項２】
外観検査装置で検出された外観不良座標（欠陥）及び追加指定部の自動撮像をレビュー装置上での絶対座標を元に後工程においても自動撮像するレビュー装置。
【請求項３】
前記自動撮像する場所および外観不良座標（欠陥）の指定がレビュー装置上での絶対座標で記述された位置情報をレビュー装置内部に記憶し、その位置情報を元に自動撮像するレビュー装置。
【請求項４】
前記自動撮像する場所及び外観不良座標（欠陥）の指定がレビュー装置上での絶対座標で記述された位置情報を、位置情報ファイルとして生成し、そのファイルを外部に出力し、再度そのファイルを外部から受け取り、指定位置のレビューを自動で実行するレビュー装置。
【請求項５】
レビュー装置が複数存在する場合、相互の絶対座標を相互に通信し、どのレビュー装置で上記レビューを実施しても絶対座標の相互互換が可能であるレビュー装置。
【請求項６】
設計上同一な位置キャリブレーション用ウェハを用いて、自動でレビュー装置内の絶対座標の補正を実施する機能を持つレビュー装置。
【請求項７】
上記外観不良座標（欠陥）と追加指定部の撮像をその後工程においても、レビュー装置内の絶対座標を元に自動撮像した結果得られた画像を装置内部に保存、あるいは外部に画像ファイルとして出力し、ロットナンバ，ウェハナンバ，工程，欠陥部及び追加指定部のチップ内座標等と自動撮像した画像を併記した形で一覧表示するＧＵＩ（Graphical User Interface）を有するレビュー装置。
【請求項８】
請求項７におけるＧＵＩをレビュー装置本体ではなく、外部ソフトウェアで実現するために、ロットナンバ，ウェハナンバ，工程，欠陥部及び追加指定部のチップ内座標等の付帯情報と自動撮像した画像を併記した形で出力する機能を有するレビュー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料上の外観不良のレビューに使用される外観不良部（欠陥）の位置をレビュー装置内の絶対座標として記憶し、同サンプルの後工程においても記憶された絶対座標位置の自動撮像を行い、外観不良部（欠陥）及び指定ポイントの工程トレース機能を有するレビュー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体，フォトマスク，磁気ディスク，液晶ディスプレイ等の製造においては、半導体ウェハやガラス基板等が用いられている。前記製品の製造工程において、半導体ウェハやガラス基板等の表面上の異物とパターン欠陥（以下、外観不良）は、製品不良の原因になる場合がある。このため、製品の歩留まりを上げるために、半導体ウェハやガラス基板等を試料として、その試料上の外観不良を製品の製造途中に検出し、外観不良の発生原因を迅速に特定して、後続して製造される製品に同じ外観不良を発生させないような対策を講じることが望まれている。
【０００３】
外観不良の検出には外観検査装置が用いられている。また、外観不良の発生原因の特定にはレビュー装置が用いられ、このレビュー装置は外観不良を拡大して撮像する。オペレータは、撮像された外観不良の形状の確認及び、外観不良箇所の組成の分析を行うことにより、外観不良の発生原因の特定を行っている。
【０００４】
上記作業の効率化のたに、自動レビュー（ＡＤＲ：Automatic Defect Review）や自動欠陥分類（ＡＤＣ：Automatic Defect Classification）の技術が提案されている。例えば、オペレータが半導体ウェハ上に形成されたパターンをＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）式レビュー装置を用いて観察（レビュー）するに当たり、そのオペレータへの付加を低減しながら効率的に作業を行うシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、外観検査装置上のＲＤＣ（Real-time Defect Classification）機能により、検査中に外観不良を分類して、不要な撮像を省く手法が提案されている。（たとえば、特許文献２参照）。しかし、半導体製造工程においては、その工程にある欠陥のみを管理すれば問題が解決するわけではなく、ある工程で発生した外観不良（欠陥）がその後の工程でどのように変化するかを追跡することが必要な場合が多い。
【０００５】
上記のように外観不良の検出には外観検査装置が用いられているが、外観検査装置には、明視野外観検査装置，暗視野外観検査装置，走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）式外観検出等の種類の外観検査装置があり、検出できる外観不良の種類が異なる。
【０００６】
特に、半導体素子の製造工程において、上記種々の外観検査装置はその工程ごとに適したものが使用されており、また同一種類の外観検査装置が複数存在する。
【０００７】
種々の外観検査装置は同一メーカーから提供されている場合は少ない。このような場合、外観検査装置から出力される外観不良の位置情報は統一された値にはならず、仮に、同一メーカーが提供した外観検査装置であっても、個々の装置において固有のステージ誤差が存在するため、まったく同一なウェハを同一種類の外観検査装置で検査した場合であっても、外観不良の位置情報は異なる。
【０００８】
製造工程において、同一ロット中の同一ウェハの検査は複数の種類の外観検査装置によって検査され、また、同一種類の外観検査装置においても、どの装置で検査されるかを予め指定することは事実上困難であり、ある工程で検出された外観不良が、後工程において同一位置で検出されるかどうかはわからず、検出された外観不良がその後どのようなタイプの外観不良として成長していき、また、その外観不良が素子性能に致命的か否かを１対１で判断することが困難になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１３５２８８号公報
【特許文献２】特開２００１−１５６１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
検査ウェハが同一でも、種々の工程で検査に使用される外観検査装置は様々な種類があり、検出する外観不良のタイプも異なる。また、同工程において同一なウェハの検査を同種の検査装置で実施する際においても、外観検査装置が出力する外観不良位置の情報は数ミクロン以上の誤差を持ち、検出される外観不良の大きさに対して大きな値をもつ。よって、検出された外観不良が同一のものであると判断することは難しく、実際には各々の検査装置から出力された位置情報が数十ミクロンの誤差範囲に入っていることを、位置情報の突合せで確認できたことを持って同一欠陥を検出していると判断する場合が殆どである。更に、種々の工程で検査に使用される外観検査装置は異なるのが通常であるので、異なる工程で検出された外観不良が同一のものであると判断する場合に、前工程で検出された外観不良が、後工程で検出された外観不良と同一であると判断するのは更に難しくなるという問題がある。
【００１１】
また、上記のように同一欠陥がどの外観検査工程でどのように検出され、後工程においてどのように成長し、最終的に歩留まりにどれほど影響があるのかを確かめる手法（以後、工程トレースという）を多数の外観不良（欠陥）に対して実施するには、ロットの処理進捗状況を人間が監視し、適切なタイミングで適切な検査を実施し、検出された欠陥と前工程で検出した外観不良（欠陥）との座標突合せを実施し、レビュー装置を用いてその外観不良（欠陥）座標周辺の撮像を撮像するという作業が必要であり、長期間にわたり多大な労力を必要とする。
【００１２】
通常、外観検査工程の後、検出された外観不良（欠陥）を詳細な画像にて確認し、その外観不良（欠陥）の欠陥種の分類作業が実施される。光学式顕微鏡及び走査電子顕微鏡等がそれに用いられる。外観検査においては、工程ごとに検出したい欠陥種が異なり、それに使用される外観検査装置の種類により検出できる欠陥種が異なるので、ユーザーは目的にあった外観検査装置を目的の工程で検査に使用するので、前述のように違うタイプの外観検査装置が使用され、また、同じメーカーから供給された同種の外観検査装置であっても、個々の外観検査装置固有のステージ誤差があるので、出力された外観不良箇所の座標は検査装置ごとにバラつきを持つ。よって、同一の外観不良（欠陥）を工程トレースするのは事実上困難である。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、外観検査装置の個体差による検出欠陥の位置誤差の存在により、事実上実施が困難であった工程トレースを、容易に実施できるシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記工程トレースを実施す上で解決するための問題は、工程間で実施される外観検査は、明視野外観検査装置，暗視野外観検査装置，走査電子顕微鏡式外観検査装置等の多種の外観検査装置で実施され、一般的にそれら外観検査装置の供給メーカーが異なる。また、同メーカーから供給された同種の外観検査装置においても、個々の装置でそのステージ移動に伴う誤差が異なり、結果として、検出された外観不良（欠陥）位置が異なることが最大の問題である。
【００１５】
本発明において、上記外観検査装置による外観不良（欠陥）位置の誤差を、一般的に光学式外観検査装置よりも精度の高い走査電子顕微鏡式レビュー装置を使用することにより、外観不良（欠陥）位置をその絶対座標として記憶し、同一ウェハが後工程の処理を終えて、再度、走査電子顕微鏡式レビュー装置で観察する工程に来た際は、先に記憶した絶対座標を元に画像取得することにより、工程トレースを容易に実施できるシステムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、種々の外観検査装置が検出した外観不良（欠陥）に対する工程トレース作業が容易に実施できる。また、工程トレースで撮像した画像を工程を追って一元的にみることにより、ある工程で検出された欠陥がその後どのように成長し、結果として歩留まりにどれほど影響するかが容易に判断でき、各検査工程におけるＤＯＩ（Defect Of Interest）興味欠陥の優先度を決定することも容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る半導体ウェハ製造システムの構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る半導体ウェハ製造システムにおけるデータの流れを示す図である。
【図３】通常のレビュー装置による外観不良の自動撮像の手順を示すフローチャートである。
【図４】レビュー装置内での欠陥認識の流れを説明する図である。
【図５】外観検査装置から出力される外観不良の位置情報の形態を示す図である。
【図６】外観検査装置から出力される外観不良の位置情報に含まれる付帯文字情報を説明する図である。
【図７】同一の外観不良を複数の外観検査装置で検査した場合の位置情報のズレ量が大きいことを説明する図である。
【図８】レビュー装置において、特定の欠陥に複数回ステージ移動した時のＦＯＶ内における欠陥部のズレが小さいことを説明する図である。
【図９】工程トレースに必要なレビュー装置の絶対座標を記録したデータの例である。
【図１０】本実施形態の具体的な手順を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態により得られる工程トレースで得られた画像の表示方法の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態について、適宜図表を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１９】
本発明の全体構成を図１を用いて説明する。ここでは、半導体製造ラインに本発明を適用した例を示す。半導体製造工程１１は、通常、清浄な環境が保たれたクリーンルーム１０内にある。クリーンルーム１０内には製品ウェハの外観不良の検出を行う外観検査装置１、ならびに外観検査装置からの外観不良位置のデータに基づき外観不良の観察、すなわちレビューを行うレビュー装置２を設置する。外観検査装置１，レビュー装置２は外観不良部の座標データ・レビュー装置にて撮像した外観不良の画像データを受け渡しするためのデータ処理装置３と通信回線４で結ばれている。製品となるウェハはロット単位で半導体製造工程１１を流れている。外観検査は、あらかじめ外観検査を行うことが決められている工程の処理が終了した後に、作業者あるいは搬送機によって外観検査装置１まで運ばれ、あらかじめ指定されたウェハに対して外観検査が行われる。
【００２０】
図２を用いてデータ処理装置３を通してやり取りされるデータの流れを説明する。外観検査装置１は単一の装置ではなく、どのような外観不良を検出するかに応じて、そのタイプがユーザーに選択され外観検査に使用されている。多くの場合そのタイプは明視野外観検査装置２１，暗視野外観検査装置２２，ＳＥＭ式外観検査装置２３に大別される。また、殆どの量産工場において、それぞれのタイプの外観検査装置は複数で運用されている。
【００２１】
あらかじめ外観検査を行うことが決められていたウェハはロット単位で作業者または搬送機によって、たとえば明視野外観検査装置２１に運ばれる。その後、ロット内の指定されたウェハの外観不良検査が実施される。
【００２２】
検査されたウェハ上で検出された外観不良箇所の座標データ２１ａがデータ処理装置３に通信回線４を通して送られる。全指定ウェハの外観不良検査が終了すると、ロットは作業者または搬送機によってたとえばＳＥＭ式レビュー装置２４に運ばれる。
【００２３】
ウェハ毎の外観不良箇所の座標データ２１ａはデータ処理装置３からＳＥＭ式レビュー装置２４に２４ｂとして転送される。このとき、２１ａと２４ｂは同一のものである。
【００２４】
図３を用いてＳＥＭ式レビュー装置２４での自動欠陥撮像の流れを説明する。外観検査装置により検出されたウェハ毎の外観不良箇所の位置情報２１ａ，２２ａ，２３ａはデータ処理装置３に保存されている。それぞれのウェハの位置情報２１，２２ａ，２３ａはデータ処理装置３からＳＥＭ式レビュー装置２４に外観不良箇所の位置情報として転送される。このとき、多くの場合データ処理装置３において、観察する欠陥ＩＤがサンプリングされ、そのサンプリングされた欠陥ＩＤに関してのみの自動欠陥撮像がＳＥＭ式レビュー装置２４で実行される。データ処理装置３から取得した欠陥位置情報の例を図５に示す。ここで検出されている欠陥５１は同工程の外観検査装置にて検出された外観不良である。外観不良位置の情報は一般的に図６に示されるような文字情報であり、その中にはＬＯＴ  ＩＤ６１，Ｓｌｏｔ  ＩＤ６２，Ｓｔｅｐ  ＩＤ６３，欠陥ＩＤ６４が記述されている。また、それぞれの欠陥ＩＤ６４に対する座標情報が欠陥座標６５として記述されている。Ｓｔｅｐ  ＩＤ６５は工程を示す。
【００２５】
対象の欠陥の自動撮像がＳＥＭ式レビュー装置にて実行されるが、高倍率の欠陥画像の撮像を実行するため、図４に示すような流れで低倍率欠陥画像から欠陥箇所の特定がされる。その後、欠陥の高倍率での撮像が行われ、その処理は規定の数の欠陥を自動撮像するまで繰り返し実行される。
【００２６】
図４に示される流れで欠陥位置の認識が行われるが、低倍率欠陥画像撮像時のＦＯＶ（Field of View）中心座標（ｘａｂｓ，ｙａｂｓ）からの欠陥の位置はΔＸ，ΔＹの誤差を持つ。この誤差は、どの外観検査装置で検査されたかにより異なり、またその誤差の中にはＳＥＭ式レビュー装置のステージ停止誤差も含まれる。
【００２７】
しかしながら、異なる外観検査装置が検出した同一の外観不良に対する位置情報の誤差よりも、同一なＳＥＭ式レビュー装置におけるステージ停止誤差は少ない。
【００２８】
この誤差の違いを模式的にそれぞれ、図７，図８に示す。
【００２９】
ＳＥＭ式レビュー装置３において認識された外観不良位置のレビュー装置内の絶対座標（Ｘａｂｓ，Ｙａｂｓ）はそれぞれ、（ｘａｂｓ＋ΔＸ，ｙａｂｓ＋Δｙ）となる。よって、自動欠陥撮像実行時に認識された外観不良位置をＳＥＭ式レビュー装置内で管理される絶対座標をして記憶すると、その後その絶対座標にステージ移動すれば欠陥がＦＯＶ中心に表示されることとなる。
【００３０】
ＳＥＭ式レビュー装置内部に保存される情報の例を図９に示す。外観検査装置から出力される外観不良位置の情報（図６）と同様にＬｏｔ  ＩＤ９１，Ｓｌｏｔ  ＩＤ９２，Ｓｔｅｐ  ＩＤ９３，外観不良箇所の座標９４が記述されているが、座標９４はＳＥＭ式レビュー装置２４内の絶対座標（Ｘａｂｓ，Ｙａｂｓ）で表現されている。
【００３１】
ウェハ製造工程において、上記Ｌｏｔ  ＩＤ，Ｓｌｏｔ  ＩＤは工程によって通常変化せず、工程を経るにしたがって変化するのはＳｔｅｐ  ＩＤだけである。よって、Ｌｏｔ  ＩＤ，Ｓｌｏｔ  ＩＤが同一で、Ｓｔｅｐ  ＩＤが変化した外観不良位置のデータをＳＥＭ式レビュー装置が受け取った場合、そのウェハは後工程の処理が実施されたと判断することができる。
【００３２】
以上のことから、工程によらず、同一箇所のＳＥＭでの自動撮像が可能となり、工程トレースが容易に実現できる。
【００３３】
次に、外観不良位置の自動撮像及び、指定された欠陥の工程トレースによる自動撮像を同時に実行する手順を図１０を使用して説明する。
【００３４】
データ処理装置３から外観不良検査で検出された外観不良（欠陥）の座標位置情報がＳＥＭ式レビュー装置２４に転送される。また、対象のウェハはロット単位で自動搬送またはオペレータの手搬送でＳＥＭ式レビュー装置にセットされる。外観不良検査で検出された外観不良（欠陥）の座標位置情報はウェハ単位なので、それに対応したウェハがＳＥＭ式レビュー装置内にロードされる（Ｆ３２）。
【００３５】
ウェハアライメントＦ３３の後、指定された外観不良の自動撮像が実行される。このとき、自動撮像する外観不良の個数及び欠陥ＩＤはデータ処理装置３でサンプリングされているのが一般的である。
【００３６】
上記の作業が通常の自動撮像の流れであるが、本発明においては、その後以下の処理が実行される。
【００３７】
まず、事前にユーザーによって工程トレースする欠陥の座標情報が指示されているＬｏｔ  ＩＤ，Ｓｌｏｔ  ＩＤと同一なものであるかどうかをＦ３１１にて判定する。
【００３８】
この判定にて、事前にユーザーによって工程トレースする欠陥座標が指示されているロット，スロットと判断された場合、指定されたＳＥＭ式外観検査内の絶対座標にステージを移動させ、外観不良がＳＥＭ像にて検出される、されないに関わらずＳＥＭ像の自動撮像を実行する（Ｆ３１２）。
【００３９】
Ｆ３１１の判定において、事前にユーザーによって工程トレースする欠陥の座標が指示されていない場合においても、その直前に自動撮像した外観不良の自動撮像の中に、今後工程トレースを実行したい外観不良（欠陥）が存在する場合があるので、Ｆ３１３において、新規トレース欠陥座標ファイルを形成させる。このとき、工程トレースする欠陥が無い場合はＬｏｔ  ＩＤ，Ｓｌｏｔ  ＩＤ，Ｓｔｅｐ  ＩＤの記述はあるが、絶対座標情報がないファイルとなる。その後Ｆ３１４にて、新規にトレースする欠陥の有無が判定されるが、この場合は新規にトレースする欠陥は無いので、通常の自動撮像で撮像した外観不良画像をデータ処理装置３にアップロードし（Ｆ３１８）、ウェハアンロードを実行し終了となる。データ処理装置３にアップロードする画像は外観検査装置の検査結果ファイル中の欠陥ＩＤ６４とリンクする必要があるが、本発明による自動工程トレース機能によって撮像された画像は欠陥ＩＤがないため、データ処理装置３にアップロードすることができない。よって、ＳＥＭ式外観検査装置内に図９で示される欠陥指定ファイルにリンクし画像をＦ３１８において同時に保存する。
【００４０】
Ｆ３１４の判定にて、今後工程トレースを実施したい新規に発生した欠陥がある場合、ＳＥＭ式レビュー装置のＧＵＩ（Graphical User Interface）から新規工程トレース欠陥指定Ｆ３１５、及び、その後何工程のトレースを実行するかを意味するトレースステップ回数Ｆ３１６の指定を行う。
【００４１】
このとき、Ｆ３１３で作成された新規トレース欠陥座標ファイルに指定された欠陥の絶対座標が追記される（Ｆ３１７）。
【００４２】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、通常のレビュー装置による外観不良の自動撮像を実行すると同時に、種々の外観検査装置が出力する外観不良箇所の位置情報のズレを、レビュー装置内の絶対座標に置き換え、レビュー装置自身がその絶対座標を記憶することで、工程を経るにしたがって目的の外観不良がどのように変化するかをモニタする工程トレースが容易に実現できる。
【符号の説明】
【００４３】
４５  ＳＥＭの視野中心
５１  欠陥位置
５２  ウェハ
７１  ＳＥＭの視野
７２  同一欠陥を複数の検査装置で検査した時の誤差
７３  外観検査装置Ａで検査した時の欠陥の位置
７４  外観検査装置Ｂで検査した時の欠陥の位置
７５  外観検査装置Ｃで検査した時の欠陥の位置
８１  ＳＥＭの視野
８２  ＳＥＭ式レビュー装置のステージ移動に伴う誤差
８３  外観検査装置で検出された欠陥の欠陥位置
【図１】
2011158256.tif 000003
【図２】
2011158256.tif 000004
【図３】
2011158256.tif 000005
【図４】
2011158256.tif 000006
【図５】
2011158256.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011158256.tif 000009
【図８】
2011158256.tif 000010
【図９】
2011158256.tif 000011
【図１０】
2011158256.tif 000012
【図１１】
2011158256.tif 000013