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JPS6348425B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6348425B2
JPS6348425B2 JP11010882A JP11010882A JPS6348425B2 JP S6348425 B2 JPS6348425 B2 JP S6348425B2 JP 11010882 A JP11010882 A JP 11010882A JP 11010882 A JP11010882 A JP 11010882A JP S6348425 B2 JPS6348425 B2 JP S6348425B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
obtaining
black
aluminum
semiconductor wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP11010882A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59933A (en
Inventor
Hitoshi Tanaka
Yoji Hirata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP11010882A priority Critical patent/JPS59933A/en
Publication of JPS59933A publication Critical patent/JPS59933A/en
Publication of JPS6348425B2 publication Critical patent/JPS6348425B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体ウエハの製造工程中におけ
るアルミニウムパターンの検査方法に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for inspecting aluminum patterns during the manufacturing process of semiconductor wafers.

集積回路装置ICの製造においては、エツチン
グ工程や拡散工程を繰り返して生成された半導体
ウエハに対して、装置内の各要素を電気的に接続
するために、アルミニウムを半導体ウエハ表面に
蒸着した後、所定のパターンにエツチングするこ
とによつて、所期のアルミニウムパターンを得る
工程がある。
In the manufacture of integrated circuit devices (ICs), aluminum is deposited on the surface of the semiconductor wafer to electrically connect each element within the device to a semiconductor wafer that is produced by repeating etching and diffusion steps. There is a step of obtaining the desired aluminum pattern by etching into a predetermined pattern.

第1図はこのアルミニウムパターンの生成後の
半導体ウエハ表面の拡大画像である。この図で、
1の横線表示部は半導体ウエハの基板、2の斜線
表示部は不純物原子を拡散処理した半導体部、黒
はん点4を有する3の白色部は蒸着アルミニウム
部、5はエツチング蒸着の繰り返しにより層状に
形成された半導体ウエハ表面の各層の段差部、6
は前記蒸着アルミニウム部3の凹陥部、7は前記
蒸着アルミニウム部3の突起部、8は前記蒸着ア
ルミニウム部3の不連続部、9は前記蒸着アルミ
ニウム部3の短絡部、等のいわゆる所期のアルミ
ニウムパターンの被検出各要素をそれぞれ示す。
FIG. 1 is an enlarged image of the semiconductor wafer surface after the aluminum pattern is formed. In this diagram,
The horizontally lined area 1 is the substrate of a semiconductor wafer, the diagonally lined area 2 is the semiconductor part treated with diffusion of impurity atoms, the white part 3 with black dots 4 is the evaporated aluminum part, and 5 is the layer formed by repeated etching and vapor deposition. step portions of each layer on the surface of the semiconductor wafer formed in 6
7 is a concave portion of the vapor deposited aluminum portion 3, 7 is a protrusion of the vapor deposited aluminum portion 3, 8 is a discontinuous portion of the vapor deposited aluminum portion 3, and 9 is a short circuit portion of the vapor deposited aluminum portion 3. Each detected element of the aluminum pattern is shown.

第2図は検査工程時に使用されるアルミニウム
マスクパターン12の白黒画像(2値化画像)を
示すもので、10はこのアルミニウムマスクパタ
ーン12のアルミニウムパターン部である。
FIG. 2 shows a black and white image (binarized image) of the aluminum mask pattern 12 used during the inspection process, and 10 is the aluminum pattern portion of this aluminum mask pattern 12.

上記第1図のものにおいて、蒸着アルミニウム
部3は、反射率が高く最も明るく観察されるが、
蒸着面の微細な凹凸のため光が乱反射し、所々に
黒はん点4が現れる。これに対して、半導体ウエ
ハの基板1や半導体部2は、反射率が上記アルミ
ニウム面よりも小さいので、やや暗く観察され
る。また、前記段差部5では、光が散乱されて黒
線状に現れる。
In the one shown in FIG. 1 above, the vapor-deposited aluminum part 3 has a high reflectance and is observed as the brightest, but
Light is diffusely reflected due to the fine irregularities on the vapor deposition surface, and black specks 4 appear here and there. On the other hand, since the substrate 1 and the semiconductor portion 2 of the semiconductor wafer have a lower reflectance than the aluminum surface, they appear somewhat darker. Further, in the stepped portion 5, light is scattered and appears in the shape of a black line.

この発明は、上記状態に現れる半導体ウエハ表
面の生成後の蒸着アルミニウム部3に、前記凹陥
部6、突起部7、不連続部8、短絡部9等の被検
出各要素に欠陥がないかどうかを検査するもので
ある。
This invention examines whether there are any defects in the detected elements such as the concave portion 6, the protrusion 7, the discontinuous portion 8, the short circuit portion 9, etc. in the vapor-deposited aluminum portion 3 after the formation of the semiconductor wafer surface that appears in the above state. This is to inspect.

従来は、上記被検出各要素における欠陥の有無
を拡大装置で拡大した後、作業者が目視で観察す
ることによつて行われていた。これがため、作業
効率が悪く、また、作業者の疲労も大きく、ため
にその自動化が望まれていた。
Conventionally, the presence or absence of a defect in each element to be detected has been magnified using a magnifying device and then visually observed by an operator. This results in poor work efficiency and heavy worker fatigue, and therefore automation has been desired.

この発明は、このような要望に沿うように開発
されたものである。以下、この発明の検査方法に
ついて説明する。
This invention was developed to meet these demands. The inspection method of the present invention will be explained below.

まず、第1図に示す半導体ウエハの表面画像か
ら、当該アルミニウムパターンの欠陥個所を計算
機により自動判別するためには、最初に第1図に
示す画像を2値化したものに該当する第3図の赤
外線反射照明による白黒画像を得る必要があり、
この工程により蒸着アルミニウム部3と基板1お
よび半導体部2との赤外線の反射率の違いから、
半導体部2と段差部5の一部が消去され2値化さ
れた蒸着アルミニウム部3の白黒画像のみを取り
出す。
First, in order to automatically determine the defective location of the aluminum pattern using a computer from the surface image of the semiconductor wafer shown in FIG. 1, first, the image shown in FIG. It is necessary to obtain a black and white image using infrared reflected illumination.
Due to this step, due to the difference in infrared reflectance between the vapor-deposited aluminum part 3 and the substrate 1 and semiconductor part 2,
Only a monochrome image of the vapor-deposited aluminum part 3 in which the semiconductor part 2 and a part of the stepped part 5 are erased and binarized is taken out.

しかし、この画像には、図のように上記黒線状
の段差部5の一部と黒はん点4とが蒸着アルミニ
ウム部3上に未だ残り、これらが最終判別時の邪
魔になるという欠点がある。
However, this image has the disadvantage that, as shown in the figure, a part of the black line-shaped stepped portion 5 and the black dots 4 still remain on the vapor-deposited aluminum portion 3, and these interfere with the final judgment. There is.

一方、半導体ウエハが赤外線を透過する性質を
利用して、蒸着アルミニウム部3を有する面と、
反対側の面から後記第5図のように赤外線を照射
し、この半導体ウエハ11を透過してきた赤外線
による赤外線透過画像を2値化させた第4図の白
黒画像を得る工程が必要であり、この工程により
蒸着アルミニウム部は、赤外線を反射または吸収
するため図のように暗く現れ、反対に基板1およ
び半導体部2は赤外線を透過するため明るく現
れ、この工程により蒸着アルミニウム部3を基板
1および半導体部2から第4図に示すように分離
できる。
On the other hand, by utilizing the property of a semiconductor wafer to transmit infrared rays, a surface having a vapor-deposited aluminum portion 3;
It is necessary to irradiate infrared rays from the opposite side as shown in FIG. 5 described later, and to obtain a black and white image of FIG. 4, which is a binarized infrared transmitted image of the infrared rays transmitted through this semiconductor wafer 11. Through this process, the vapor-deposited aluminum part reflects or absorbs infrared rays, so it appears dark as shown in the figure, whereas the substrate 1 and semiconductor part 2 transmit infrared rays, so they appear bright. It can be separated from the semiconductor portion 2 as shown in FIG.

しかし、この状態では、上記段差部5では透過
赤外線が屈折するため、この部分が図示のように
黒線状に現れ、同様にこれが最終判別時の邪魔に
なるという欠点がある。
However, in this state, since the transmitted infrared rays are refracted at the stepped portion 5, this portion appears as a black line as shown in the figure, which also has the drawback of interfering with the final determination.

そこで、この発明は、上記第3図および第4図
の二つの画像に現れる上記の欠点を、さらに解消
するようにしたものである。以下、この発明につ
いて説明する。
Therefore, the present invention is designed to further eliminate the above-mentioned drawbacks that appear in the two images shown in FIGS. 3 and 4. This invention will be explained below.

すなわち、第5図の検査工程図において、11
は検査を受ける半導体ウエハ、12はアルミニウ
ムマスクパターン、13は前記半導体ウエハ11
を照明する赤外線照明装置、14は前記アルミニ
ウムマスクパターン12を照明する可視光線照明
装置、15は前記半導体ウエハ11およびアルミ
ニウムマスクパターン12の背面に設けた拡大レ
ンズ、16は前記半導体ウエハ11の背面からの
赤外線の反射照明を行うためのハーフミラー、1
7は前記半導体ウエハ11からの反射および透過
赤外線照明によるそれぞれの表面を撮像するため
の赤外線TVカメラ、18は前記アルミニウムマ
スクパターン12を撮像する可視光線TVカメ
ラ、19,20は照射赤外線の透過または反射光
を得るためのシヤツタ、21は前記各TVカメラ
17,18から得られた半導体ウエハ11並びに
アルミニウムマスクパターン12の映像信号を画
像メモリに取り込み、所要の処理を施してそれぞ
れの所定信号を得るための画像処理回路、22は
得られた信号から被検出各要素の位置と種類の適
否を判別すると共に、前記各シヤツタ19,20
等の所定制御を行うための計算機である。
That is, in the inspection process diagram of FIG.
12 is an aluminum mask pattern; 13 is the semiconductor wafer 11 to be inspected;
14 is a visible light illumination device that illuminates the aluminum mask pattern 12; 15 is a magnifying lens provided on the back of the semiconductor wafer 11 and the aluminum mask pattern 12; 16 is an infrared light that illuminates the aluminum mask pattern 12; Half mirror for reflective illumination of infrared rays, 1
Reference numeral 7 denotes an infrared TV camera for imaging each surface by reflected and transmitted infrared illumination from the semiconductor wafer 11, 18 a visible light TV camera for imaging the aluminum mask pattern 12, and 19 and 20 for transmitting or transmitting infrared irradiation. A shutter 21 for obtaining reflected light captures the video signals of the semiconductor wafer 11 and the aluminum mask pattern 12 obtained from the respective TV cameras 17 and 18 into an image memory, and performs necessary processing to obtain respective predetermined signals. An image processing circuit 22 for determining the suitability of the position and type of each detected element from the obtained signal, and also
This is a computer for performing predetermined control such as.

次に動作について説明する。 Next, the operation will be explained.

まず、アルミニウムマスクパターン12と半導
体ウエハ11を、それぞれの各TVカメラ17,
18の対応位置に設置する。そしてまず、シヤツ
タ19を開き、シヤツタ20は閉じて、赤外線の
反射照明による像を赤外線TVカメラ17によつ
て撮像して、この映像信号を2値化することで、
第3図に示す赤外線反射照明画像の白黒画像を得
る。一方、可視光線TVカメラ18からは、第2
図に示すアルミニウムマスクパターン12の画像
を入力し、さらにこの画像の白黒を反転すること
で、第6図に示す反転白黒画像を得る。
First, the aluminum mask pattern 12 and the semiconductor wafer 11 are attached to each TV camera 17,
Installed in 18 corresponding positions. First, the shutter 19 is opened, the shutter 20 is closed, an image of reflected infrared illumination is captured by the infrared TV camera 17, and this video signal is binarized.
A black and white image of the infrared reflected illumination image shown in FIG. 3 is obtained. On the other hand, from the visible light TV camera 18, the second
By inputting the image of the aluminum mask pattern 12 shown in the figure and further reversing the black and white of this image, the inverted black and white image shown in FIG. 6 is obtained.

このようにして得られた第3図の半導体ウエハ
11の赤外線反射照明画像と、第6図のアルミニ
ウムマスクパターン12の反転白黒画像との論理
積を取ることで、この第7図の論理積画像により
被検出要素であるところの突起部7と短絡部9を
取り出す。
By taking the logical product of the thus obtained infrared reflected illumination image of the semiconductor wafer 11 shown in FIG. 3 and the inverted monochrome image of the aluminum mask pattern 12 shown in FIG. 6, the logical product image shown in FIG. The protrusion 7 and the short circuit 9, which are the elements to be detected, are taken out.

次に、第5図におけるシヤツタ20を開き、シ
ヤツタ19は閉じて赤外線の透過照明による像を
赤外線TVカメラ17によつて撮像して、この映
像信号を2値化することで、第4図に示す赤外線
透過照明画像の白黒画像を得る。
Next, the shutter 20 shown in FIG. 5 is opened, the shutter 19 is closed, an image by infrared transmitted illumination is captured by the infrared TV camera 17, and this video signal is binarized, as shown in FIG. Obtain a black and white image of the infrared transillumination image shown.

一方、他方の可視光線TVカメラ18からは、
第2図に示す上記アルミニウムマスクパターン1
2の画像を得る。
On the other hand, from the other visible light TV camera 18,
The aluminum mask pattern 1 shown in FIG.
Obtain the second image.

このようにして得られた上記の半導体ウエハ1
1の赤外線透過画像と、第2図のアルミニウムマ
スクパターン12の白黒画像との論理積を取るこ
とで、この第8図の論理積画像により残された被
検出要素である凹陥部6と不連続部8を取り出
す。その後は、これら両論理積画像における双方
の画像処理回路21で得られたそれぞれの信号か
ら、計算機22を使用してそれぞれの被検出要素
の位置および種類等の適否を自動判別するもので
ある。
The above semiconductor wafer 1 thus obtained
By taking the logical product of the infrared transmitted image of 1 and the black and white image of the aluminum mask pattern 12 of FIG. Take out section 8. After that, the computer 22 is used to automatically determine whether or not the position and type of each detected element are appropriate based on the respective signals obtained by both image processing circuits 21 in these AND images.

以上のようにして、この発明の検査方法は行わ
れるので、従来のような疲労を伴う目視検査を止
め、正確にして効率のよい自動判別検査が可能と
なるという利点を有するものである。
Since the inspection method of the present invention is performed in the manner described above, it has the advantage of eliminating the conventional visual inspection, which is accompanied by fatigue, and enabling accurate and efficient automatic discrimination inspection.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はアルミニウムパターン生成後の半導体
ウエハの表面画像を示す図、第2図はアルミニウ
ムマスクパターンの白黒画像を示す図、第3図は
半導体ウエハの赤外線反射照明画像の白黒画像を
示す図、第4図は半導体ウエハの赤外線透過照明
画像の白黒画像を示す図、第5図はこの発明の一
実施例を示す検査工程図、第6図はアルミニウム
マスクパターンの白黒画像の反転画像を示す図、
第7図は第3図の白黒画像と第6図の白黒画像の
論理積画像を示す図、第8図は第4図の白黒画像
と第2図の白黒画像の論理積画像を示す図であ
る。 図中、6は凹陥部、7は突起部、8は不連続
部、9は短絡部、11は半導体ウエハ、12はア
ルミニウムマスクパターン、21は画像処理回
路、22は計算機である。なお、図中の同一符号
は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a diagram showing a surface image of a semiconductor wafer after aluminum pattern generation, FIG. 2 is a diagram showing a black-and-white image of an aluminum mask pattern, and FIG. 3 is a diagram showing a black-and-white image of an infrared reflective illumination image of a semiconductor wafer. FIG. 4 is a diagram showing a black and white image of an infrared transmitted illumination image of a semiconductor wafer, FIG. 5 is an inspection process diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing an inverted image of the black and white image of an aluminum mask pattern. ,
Figure 7 is a diagram showing a logical product image of the black and white image in Figure 3 and the black and white image in Figure 6, and Figure 8 is a diagram showing a logical product image of the black and white image in Figure 4 and the black and white image in Figure 2. be. In the figure, 6 is a concave portion, 7 is a protrusion, 8 is a discontinuous portion, 9 is a short circuit portion, 11 is a semiconductor wafer, 12 is an aluminum mask pattern, 21 is an image processing circuit, and 22 is a computer. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 半導体ウエハの赤外線反射照明画像の白黒画
像を得る工程と所定のアルミニウムマスクパター
ンの白黒画像の反転画像を得る工程との両工程か
ら双方の論理積画像を得る工程、並びに前記アル
ミニウムマスクパターンの白黒画像を得る工程と
前記半導体ウエハの赤外線透過照明画像の白黒画
像を得る工程との両工程から双方の論理積画像を
得る工程、これら双方の論理積画像における被検
出各要素の所定信号を得る画像処理工程、および
この工程で得られたそれぞれの検出信号から前記
被検出各要素の位置・種類の適否を判別する計算
工程とからなることを特徴とする半導体ウエハの
アルミニウムパターン検査方法。
1 Obtaining a logical product image of both of the steps of obtaining a black and white image of an infrared reflected illumination image of a semiconductor wafer and a step of obtaining a reverse image of a black and white image of a predetermined aluminum mask pattern, as well as a step of obtaining a black and white image of the aluminum mask pattern. A step of obtaining an AND image of both of the steps of obtaining an image and a step of obtaining a monochrome image of an infrared transmitted illumination image of the semiconductor wafer, and an image of obtaining a predetermined signal of each detected element in both of these AND images. A method for inspecting aluminum patterns on semiconductor wafers, comprising a processing step and a calculation step for determining suitability of the position and type of each element to be detected from each detection signal obtained in this step.
JP11010882A 1982-06-25 1982-06-25 Method for inspection of aluminum pattern on semiconductor wafer Granted JPS59933A (en)

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JPS59933A JPS59933A (en) 1984-01-06
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4816606A (en) * 1987-09-30 1989-03-28 Basf Aktiengesellschaft Continuous preparation of aldehydes and ketones

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JPS59933A (en) 1984-01-06

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