JPS63174330A - Scanning electronic microscope for observing semiconductor wafer - Google Patents
Scanning electronic microscope for observing semiconductor waferInfo
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- JPS63174330A JPS63174330A JP62004824A JP482487A JPS63174330A JP S63174330 A JPS63174330 A JP S63174330A JP 62004824 A JP62004824 A JP 62004824A JP 482487 A JP482487 A JP 482487A JP S63174330 A JPS63174330 A JP S63174330A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体観測用の走査型電子顕微鏡に係り、特に
256KSRAM、 IMDRAM等の超微細製品の観
測に好適な走査型電子顕微鏡に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a scanning electron microscope for observing semiconductors, and particularly to a scanning electron microscope suitable for observing ultrafine products such as 256KSRAM and IMDRAM.
半導体製品の不良を検出する有効な方法の1つに、顕微
鏡を用いた目視検査がある。従来、この目視検査には金
属顕微鏡が用いられてきたが、半導体製品の微細化がす
すむにつれてより高分解能を有する装置が必要となって
きた。そこで、近年、金属顕微鏡に比べて100倍近い
分解能をもつ走査型電子顕微鏡を目視検査に利用するよ
うになってきた。One effective method for detecting defects in semiconductor products is visual inspection using a microscope. Conventionally, metallurgical microscopes have been used for this visual inspection, but as semiconductor products become smaller, devices with higher resolution have become necessary. Therefore, in recent years, scanning electron microscopes, which have a resolution nearly 100 times that of metallurgical microscopes, have come to be used for visual inspection.
半導体の不良を解析するためには、SEMにより検出し
た不良素子が、ウェハあるいはペレット上でどの位置に
あるか、を知ることが不可欠である。たとえば、酸化膜
厚不良はウェハ上で酸化温度分布が不均一のための発生
することが多いため、その解析では、不良箇所のウェハ
上位置を調べることが有効である。また、SEMで検出
した不良素子に関して、電気検査と目視検査の結果を対
比させることも多い、この場合、不良素子のペレット上
に位置を調べる必要がある。In order to analyze semiconductor defects, it is essential to know where the defective elements detected by SEM are located on the wafer or pellet. For example, defective oxide film thickness often occurs due to uneven oxidation temperature distribution on the wafer, so it is effective to investigate the position of the defective location on the wafer in the analysis. Furthermore, for defective elements detected by SEM, the results of electrical inspection and visual inspection are often compared; in this case, it is necessary to check the position of the defective element on the pellet.
ところで、ウェハあるいはペレットの寸法がミリオーダ
であるのに対して、素子寸法はミクロンオーダである。Incidentally, while the dimensions of a wafer or pellet are on the order of millimeters, the dimensions of elements are on the order of microns.
このため、ウェハあるいはペレツトの全体像が視野に写
るように倍率を調整すると不良素子を検出できず、逆に
、素子が視野に写るように倍率を大きくすると、観測箇
所がどのウェハのどの素子であるかがわからない。For this reason, if you adjust the magnification so that the entire image of the wafer or pellet is visible in the field of view, you will not be able to detect defective elements, and conversely, if you increase the magnification so that the entire image of the wafer or pellet is visible in the field of view, you will not be able to detect which element on which wafer you are observing. I don't know if there is.
従来は、″不良素子をSEMの視野に中心に固定して倍
率を小さくし、この中心がウェハあるいはペレット上の
どの位置にくるかを調べる″という方法で観測中の不良
素子がウェハあるいはペレット上のどの位置にあるかを
把握していた。Conventionally, the method of ``fixing the defective element at the center of the field of view of the SEM, reducing the magnification, and examining where the center is on the wafer or pellet'' was used to identify the defective element being observed on the wafer or pellet. I knew where it was in the throat.
上記の従来の方法では、不良素子のウェハにあるいはペ
レット上の位置を把握するために、■不良素子を視野の
中心に合わせる、■倍率を小さくする、■視野の中心が
ウェハあるいはペレット上でどの位置にあるかを観測す
る、という作業を観測者がマニュアルで行なう必要があ
る。これでは。In the conventional method described above, in order to determine the location of the defective element on the wafer or pellet, there are three steps: 1. Align the defective element with the center of the field of view, 2. Decrease the magnification, 2. Observers must manually observe the location of the object. This is it.
素子不良のウェハ上分布状況の把握、電気検査と目視検
査結果の比較等をリアルタイムに行なえない。このため
、SEMによる不良解析で迅速に行なうことが困難であ
る。It is not possible to grasp the distribution of defective elements on a wafer or to compare electrical and visual inspection results in real time. For this reason, it is difficult to quickly perform failure analysis using SEM.
本発明の目的は、以上の問題を解決し、SEMの使い勝
手を向上することにある。An object of the present invention is to solve the above problems and improve the usability of the SEM.
上記目的は1次の手段で達成される。 The above objective is achieved by the following means.
■位置情報の記憶手段二品種ごとに、ウェハ上の各LS
Iペレットの位置およびペレット上の各素子の位置を記
憶しておく手段。■Method for storing position information Each LS on the wafer for each two types
I. Means for storing the position of the pellet and the position of each element on the pellet.
■不良素子位置の判定手段二上記■で記憶した位置情報
と、不良素子を視野の中心に写した時の試料台位置をも
とに、その不良素子がウェハ上のどのペレットのどの素
子であるのかを判定する手段。■Method for determining the position of a defective element 2 Based on the position information stored in the above (■) and the position of the sample stage when the defective element is photographed at the center of the field of view, determine which element of which pellet on the wafer the defective element is. A means of determining whether
ウェハ上の各LSIペレットの位置およびペレット上の
各素子の位置は、設計データから容易にわかる。従って
、試料台の位置を示す座標系とウェハあるいはペレット
上に設けた座標系との対応関係を知ることにより、不良
素子がウェハ上のどのペレットのどの素子であるのかを
判定できる。The position of each LSI pellet on the wafer and the position of each element on the pellet can be easily determined from the design data. Therefore, by knowing the correspondence between the coordinate system indicating the position of the sample stage and the coordinate system provided on the wafer or pellet, it is possible to determine which element of which pellet on the wafer the defective element is.
本発明では、前記手段により以下のように目的を達成す
る。The present invention achieves the following objects by the means described above.
(1)ウェハ上に予め設定した座標系で各LSIペレッ
トの位置を表わし、前記手段■により記憶する。また、
ペレット上に予め設定した座標系で各素子の位置を表わ
し、前記手段■により記憶する。(1) The position of each LSI pellet is expressed on the wafer in a coordinate system set in advance, and is stored by means (2). Also,
The position of each element is expressed on the pellet in a coordinate system set in advance, and is stored by the means (2).
(2)試料台の位置を示す座標系の原点を、ウェハ上の
予め定めた点に設定し、前記手段■によりこの座標系と
ウェハ座標系あるいはペレット座標系との対応関係を算
出する。さらに、この対応関係と不良素子を観測した時
の試料台位置をもとに、その不良がどのベレン!へのど
の素子で発生したのかを判定する。(2) The origin of the coordinate system indicating the position of the sample stage is set at a predetermined point on the wafer, and the correspondence between this coordinate system and the wafer coordinate system or the pellet coordinate system is calculated by the means (2). Furthermore, based on this correspondence and the position of the sample stage when the defective element was observed, which Belen is the defective element? It is determined in which element the occurrence occurred.
以下1本発明の一実施例を第1図により説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
第1図は、本発明の実施例の全体構成図を示す。FIG. 1 shows an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention.
図において装置1は走査型電子顕微鏡(SEM)の本体
部分であり、電子銃、収束レンズ、対物レンズ、偏光コ
イル、二次電子検出器、増幅器から成る。装置Hは試料
台、装置2は試料台駆動装置、装置3は試料台移動量検
出装置、装置5はウェハ上の各LSIペレットの位置お
よびペレット上の各素子の位置の記憶装置、装置4は、
装置3から入力した試料台位置と装置5から入力した位
置情報をもとに、不良素子がどのペレットのどの素子で
あるかを判定する装置である。In the figure, a device 1 is the main body of a scanning electron microscope (SEM), and includes an electron gun, a converging lens, an objective lens, a polarizing coil, a secondary electron detector, and an amplifier. Device H is a sample stage, device 2 is a sample stage drive device, device 3 is a sample stage movement detection device, device 5 is a storage device for the position of each LSI pellet on the wafer and the position of each element on the pellet, and device 4 is a device for storing the position of each LSI pellet on the wafer and the position of each element on the pellet. ,
This device determines which element of which pellet the defective element is based on the sample stage position input from the apparatus 3 and the position information input from the apparatus 5.
本実施例では、メモリICを対象として不良メモリセル
の位置を判定する場合を考える。In this embodiment, a case will be considered in which the location of a defective memory cell is determined for a memory IC.
装置5に記憶されている主なデータは、ウェハ上のLS
Iペレットの位置に関するものと、ペレット上の各メモ
リセルの位置に関するものである。The main data stored in the device 5 is the LS on the wafer.
One relates to the position of the I pellet, and the other relates to the position of each memory cell on the pellet.
前者は具体的には、ウェハ半径、ペレット寸法。The former specifically refers to the wafer radius and pellet dimensions.
ウェハ中心とペレット位置との相対的位置関係などであ
る。一方、後者は、メモリセル寸法、ペレット外周と各
メモリセルとの相対的位置関係などである。These include the relative positional relationship between the wafer center and the pellet position. On the other hand, the latter includes the memory cell dimensions, the relative positional relationship between the pellet outer periphery and each memory cell, and the like.
装置4は第2図に示すフローチャートに従って、ウェハ
上の不良メモリセルがどのペレットのどのビットに該当
するのかを判定する。以下にその手順を説明する。The device 4 determines to which bit of which pellet a defective memory cell on the wafer corresponds, according to the flowchart shown in FIG. The procedure will be explained below.
201:ペレット、メモリセル位置情報の取込み装置5
からウェハ上のLSIペレットの位置に関する情報を取
込む。すなわち、第3図に示すペレットのX方向寸AL
X l y方向寸法Ly、ペレットi (i=1.2・
・・)の左下隅点のウェハ中心からの相対X座標X□、
y座標yP1などである0次に、ペレット上のメモリセ
ルの位置に関する情報を取込む。すなわち、第4図に示
すメモリセルのX方向寸法Mx p y方向寸法My、
メモリセルj (j=1+ 2・・・)の左下隅点の
ペレット左下隅点からの相対X座標X1、。201: Pellet, memory cell position information import device 5
Information regarding the position of the LSI pellet on the wafer is acquired from the wafer. That is, the X direction dimension AL of the pellet shown in FIG.
X l y direction dimension Ly, pellet i (i=1.2・
Relative X coordinate of the lower left corner point of ) from the wafer center X□,
Information about the location of the memory cell on the pellet is taken in to the 0th order, such as the y-coordinate yP1. That is, the X-direction dimension Mx p of the memory cell shown in FIG. 4, the y-direction dimension My,
Relative X coordinate X1 of the lower left corner point of memory cell j (j=1+2...) from the lower left corner point of the pellet.
y座標y1などである。For example, the y coordinate is y1.
202:試料台位置座標のゼロ点調整
試料台を移動し、ウェハの中心点を視野の中心に合わせ
る。この時の試料台のX座標とX座標がゼロとなるよう
に、試料台位置座標を変換する。すなわち、試料台位置
の実測値をXo、 7s、ウェハ中心における試料位置
を”Sow yso、変換後の座標値をXs、Ysとす
ると、次式が成立するようにする。202: Zero point adjustment of sample stand position coordinates Move the sample stand and align the center point of the wafer with the center of the field of view. The sample stage position coordinates are converted so that the X coordinate of the sample stage and the X coordinate at this time become zero. That is, assuming that the actual value of the sample stage position is Xo, 7s, the sample position at the center of the wafer is "Sow yso," and the coordinate values after conversion are Xs, Ys, the following equation is established.
203:試料台位置の取込み
装置3から、不良メモリセルが視野の中心に写っている
時の試料台のX方向座標Xsとy方向座標’isを取り
込み、上記(1)式によりウェハ中心からの相対座標X
S。203: From the sample stage position import device 3, take in the X-direction coordinate Xs and the y-direction coordinate 'is of the sample stage when the defective memory cell is imaged at the center of the field of view, and use the above equation (1) to calculate the position from the wafer center. relative coordinates
S.
Ysを算出する。Calculate Ys.
204:不良メモリセル位置の判定
203で算出した不良メモリセルの相対座標Xs、Ys
と、201で取込んだペレット、メモリセルの位置情報
をもとに、不良メモリセルがどのペレットのどのビット
であるかを判定する。204: Relative coordinates Xs, Ys of the defective memory cell calculated in defective memory cell position determination 203
Then, based on the pellet and memory cell position information taken in step 201, it is determined which bit of which pellet the defective memory cell is.
例えば、第3図において、xpi<Xs<Xpi+Lx
かつy pi < Y s< ’/ pi + Lツの
場合、視野の中心に写っている不良メモリセルはペレッ
トiに発生していると判定する。For example, in FIG. 3, xpi<Xs<Xpi+Lx
If y pi < Y s <'/ pi + L, it is determined that the defective memory cell shown in the center of the field of view is generated in pellet i.
さらに、第4図において、x、、くXs−z、亀< X
a a + M xかつVwaa<Ys ypt
<y1+ M yの場合、不良メモリセルは5番めのビ
ットであると判定する。Furthermore, in Fig. 4, x, kuXs−z, turtle<X
a a + M x and Vwaa<Ys ypt
If <y1+M y, it is determined that the defective memory cell is the fifth bit.
以上に述べた処理手順のうち、203と204を繰り返
すことにより、同一ウェハ上に発生した複数個の不良素
子の位置を判定できる。By repeating steps 203 and 204 among the processing steps described above, the positions of a plurality of defective elements generated on the same wafer can be determined.
本発明によれば、SEMにより検出した素子不良が、ウ
ェハ上のどのペレットのどの素子に発生したのかを容易
に把握できる。このため、半導体観測用SEMの使い勝
手が飛躍的に向上し、不良解析を迅速化する効果がある
。According to the present invention, it is possible to easily determine in which element of which pellet on a wafer a defective element detected by SEM occurs. Therefore, the usability of the SEM for semiconductor observation is dramatically improved, and there is an effect of speeding up failure analysis.
第1図は本発明の一実施例の全体構成図、第2図は不良
素子の位置判定の処理フロー、第3図はウェハ上のペレ
ット位置情報の説明図、第4図はペレット上のメモリセ
ル位置情報の説明図を示す。
第1旧
第3 口
第4 ロFig. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a processing flow for determining the position of a defective element, Fig. 3 is an explanatory diagram of pellet position information on a wafer, and Fig. 4 is a memory on the pellet. An explanatory diagram of cell location information is shown. 1st Old 3rd Entrance 4th B
Claims (1)
onMicroscope:SEM)において、ウェハ
上の各LSIペレットの位置およびペレット上の各素子
の位置を記憶する機能と、これらの位置情報と試料台の
位置に基づいて、視野の中心に写つている素子がウェハ
上のどのペレットのどの素子であるのかを判定する機能
を設けたことを特徴とする、半導体ウェハ観測用走査型
電子顕微鏡。1. Scanning electron microscope
onMicroscope (SEM) has a function to memorize the position of each LSI pellet on the wafer and the position of each element on the pellet, and based on this position information and the position of the sample stage, it is possible to identify the element in the center of the field of view. A scanning electron microscope for observing semiconductor wafers, which is equipped with a function to determine which element of which pellet is on a wafer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62004824A JPS63174330A (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Scanning electronic microscope for observing semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62004824A JPS63174330A (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Scanning electronic microscope for observing semiconductor wafer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63174330A true JPS63174330A (en) | 1988-07-18 |
Family
ID=11594454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62004824A Pending JPS63174330A (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Scanning electronic microscope for observing semiconductor wafer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63174330A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0413904A (en) * | 1990-05-08 | 1992-01-17 | Hitachi Ltd | scanning tunneling microscope |
-
1987
- 1987-01-14 JP JP62004824A patent/JPS63174330A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0413904A (en) * | 1990-05-08 | 1992-01-17 | Hitachi Ltd | scanning tunneling microscope |
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