CN102177429B - 晶片的图案检查方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶片的图案检查方法及装置，具备以下步骤：输入作为检查对象的晶片的图案或芯片的检查图像，比较所输入的检查图像与预先存储的参考图像，根据比较图像的差异量，判断晶片或芯片的良否。当检查中良品率下降至规定的阈值以下时，利用偏离的图案或芯片的图像再次进行学习处理，制成新的参考图像。通过学习处理中学习图案后，寻找均匀的图案，若为均匀的图案部分，则通过图案匹配检查以外的间距检查等检查进行晶片的检查，或利用均匀的图案部分同时进行图案匹配检查和间距检查，决定图案匹配检查的灵敏度，以所决定的灵敏度检查晶片全面的图案或芯片。

Description

晶片的图案检查方法及装置
技术领域
本发明是关于检查晶片图案的图案检查方法及装置。
背景技术
自先前以来，已知例如如日本特开平5-281151所示的晶片的晶片图案检查装置，其具备：输入晶片的检查图像的单元；比较所输入的检查图像与预先存储的原版图像的单元；由比较图像的差异量判断晶片良否的单元；当所述差异量在规定值以下时，将所述输入的检查图像作为新的原版图像予以存储的单元；以及输出所述良否的判断结果的单元。
但，先前的图案匹配检查中若图案差异较大，则无法检查。其原因为，差异量过大，有判断结果经常成为「否」之虞。
另一方面，在现状中，也有因制造工序的不同，而以图案不同的晶片即图案偏差、颜色不均等不同的晶片成为检查对象的情况。
另外，也有因制品不同，而有图案的差异不成为品质、性能上问题的情形。这样的制品在晶片的图案匹配检查中无法适当地检查。
另一方面，在图案不同的晶片的情形下，关于差异，若使利用学习处理的参考图像的平均化与检查灵敏度较宽松，则可进行某种程度的检查。
但，利用差异的学习处理的参考图像的平均或检测灵敏度若过于宽松，则缺陷检测性降低。
并且，自动进行学习处理时，难以保证期望的缺陷检测性。
发明内容
本发明的课题为提供一种晶片的图案检查方法及装置，而可对于图案不同的晶片实现自动学习功能。
若例示用以解决所述问题的本发明的解决方式，则为如下所示。
(1)一种晶片的图案检查方法，其特征在于具备以下步骤：输入作为检查对象的晶片的图案或芯片的检查图像，比较所输入的检查图像与预先存储的参考图像，根据比较图像的差异量，判断晶片的良否，
其中，当检查中良品率下降至规定的阈值以下时，利用检查中的图案或芯片的图像再次进行学习处理，制成新的参考图像，或者通过学习处理学习图案后，寻找均匀的图案，若为均匀的图案部分，则通过图案匹配检查以外的间距检查等检查进行晶片的检查，或利用均匀的图案部分同时进行图案匹配检查和间距检查，根据间距检查的结果决定图案匹配检查的灵敏度，以所决定的灵敏度检查晶片全面的图案或芯片。
(2)一种晶片的图案检查装置，其特征为具备：输入作为检查对象的晶片的图案或芯片的检查图像的单元；比较所输入的检查图像与预先存储的参考图像的单元；以及具有根据比较结果判断晶片的良否的判断单元的运算处理单元，
其中，运算处理单元在检查中良品率下降至规定的阈值以下时，利用检查中的图案或芯片的图像再次进行学习处理，制成新的参考图像，或者通过学习处理学习图案后，寻找均匀的图案，若为均匀的图案部分，则通过图案匹配检查以外的间距检查等检查进行晶片的检查，或利用均匀的图案部分同时进行图案匹配检查和间距检查，根据间距检查的结果决定图案匹配检查的灵敏度，以所决定的灵敏度检查晶片全面的图案或芯片。
即使在与原来的参考相比存在较大的图案偏差、颜色不均等，有不同的图案或芯片时，仍可判断是否为对于晶片不会成为制品性能上问题的良品，可保持检查的作业效率、原来的良品率的维持。
以下说明用以实施本发明的优选方式。
(1)检查中大量地发生过度检测时(良品率极端地下降时)，再次进行学习处理。若详述，则通过学习处理学习图案后，寻找均匀的图案，若为均匀的图案部分，则通过间距检查等的图案匹配检查以外的检查，进行晶片的检查。
(2)利用均匀图案部分同时进行图案匹配检查与间距检查，根据间距检查的结果决定图案匹配检查的灵敏度。
(3)以如所述决定的灵敏度检查晶片全面的图案或芯片。
由于如此，即使图案有较大差异的情形，也可判断是否为对于晶片不成为制品性能上问题的良品，而可保持检查的作业效率、原来良品率的维持。
良品率极端地下降而成为规定的阈值以下时，再次进行学习处理，但该规定的阈值，可由装置的使用者任意地设定(例如90～95％间的良品率)。其中，对于规定的阈值，可以仅固定于1个期望值，也可以仅固定最低值，将期望值设为可变而根据必要加以调整。例如，也可将最低值固定为90％，设定其以上的任意阈值(例如95％)。特别优选为，可根据检查对象调整至期望的阈值。
本发明涉及改良晶片的图案检查方法及装置，其具备下列步骤：输入晶片的图案或芯片的检查图像，比较所输入的检查图像与预先存储的参考图像，根据比较图像的差异量，判断晶片的良否。
在本发明中，检查中良品率极端地下降而成为规定值(例如90％或95％，或其它值)以下时，利用检查中的图案或芯片的图像再次进行学习处理，制成新的参考图像，或通过学习处理学习图案后，寻找均匀的图案，若为均匀的图案部分，则通过图案匹配检查以外的间距检查等检查进行晶片的检查，或利用均匀的图案部分同时进行图案匹配检查和间距检查，决定图案匹配检查的灵敏度，以决定的灵敏度检查晶片全面的图案或芯片。
附图说明
图1(A)、(B)是示出本发明的晶片的图案检查装置的概略的图。
图2是用以说明制成方案(recipe)(参考)的图。
图3是用以说明本发明中作为对象的发生图案偏差的芯片的图。
图4是用以说明基于再学习制成参考图像的图。
图5是用以说明再学习后的检查的图。
图6是用以说明图案检查与间距检查差异的图。
图7是示出流程的图。
具体实施方式
参照附图，说明本发明的较佳实施例。
图1是示出本发明中实施晶片的图案(外观)检查方法的较适宜的外观检查装置10。
图1(A)中，外观检查装置10是用于判断例如如图1(B)所示的在半导体晶片11上排列形成的多个半导体芯片11a中所形成的各个电路图案的缺陷是否在容许范围内。以下，以适用于检查在半导体晶片11上所形成的半导体芯片11a为例说明本发明。
外观检查装置10，如图1(A)所示，具备光学摄影机构10a及控制该光学摄影机构的动作且用以对由该光学摄影机构10a所得的图像信息进行运算处理的控制运算单元10b。
光学摄影机构10a具有：设有保持半导体晶片11的台12a的移动部12；驱动器13，用以使该移动部的台12a在XY平面上在X轴方向、Y轴方向上移动，绕着Z轴旋转；以及摄像部15，在照明部14的照明下，用以对台12a上的在半导体晶片11上所形成的期望的半导体芯片11a的表面图像进行摄影。该摄像部15，如先前所知，以如CCD摄像元件及其光学系统所构成。
控制运算单元(运算处理部)10b具有运算处理电路16，该运算处理电路16可由例如按照存储于存储器17的程序动作的中央处理装置(CPU)构成。运算处理电路16，通过控制电路18，控制光学摄影机构10a的驱动器13、照明部14及摄像部15的各动作，另外，依据存储器17中所储存的信息对由摄像部15所得的图像实施缺陷检测处理。
该运算处理电路16，设有区域设定部16a，用以将基于摄像部15所得的图像的检查区域划分成多个区域；缺陷抽出部16b，其基于比较所述图像的检查区域与检查用的模板而抽出缺陷部位；判断部16c，其判断由该缺陷抽出部所抽出的缺陷部位是否在容许内；以及学习功能部16d，其在为容许内但有在制品的性能上没有问题的图案偏差时，以该偏差的图案的图像或芯片的图像或以它们的平均图像作为参考图像(参照图像或基准图像)加以学习。
另外，对于运算处理电路16，连接有具有例如以液晶或CRT构成的显示部的监视器19，和以例如键盘及鼠标等构成的输入部20。监视器19可显示以摄像部15摄影的图像及以运算处理电路16处理的图像，且显示对于操作光学摄影机构10a所必须的信息。基于这些监视器19中显示的信息，可自输入部20适当输入对于操作外观检查装置10所必需的命令。
摄像部15对参考图像(参照图像或基准图像)及被检查体用的图像进行摄影。从由摄像部15所摄影的半导体芯片11a的表面图像，切出期望的检查区域，示出于监视器19上。
图2中，左侧的图像是如上所述切出的检查区域的显示画面21A的一例。该显示画面21A是示出半导体芯片11a是存储器芯片的例。
图6示出图案图像、芯片图像。表面图像中，在星号即★记号所示处观察到缺陷部位。所观察的缺陷是对电路图案上的异物附着或电路图案的部分缺损等缺陷。
对于参考图像(基准图像)，在从由半导体晶片11的各半导体芯片11a所得的所述表面图像21A中，选择由缺损或异物所成的所述缺陷较少的最优质的半导体芯片11a的表面图像(21A)或平均图像，以此作为参考图像(基准图像)而使用。通过运算处理电路16，比较该参考图像(基准图像)与检查对象即作为被检查体的其它半导体芯片11a的表面图像21A，以抽出缺陷。
运算处理电路16，如先前所知，进行参考图像(基准图像)与被检查体的半导体芯片11a的图像比较。对于图案图像整体或图案图像中的一部分芯片图像，对于参考图像(基准图像)和被检查体的图案整体或芯片，进行灵敏度调整。
此时，作为前处理，进行用以除去基于照明部14引起的照明不均的遮蔽处理；用以促进边缘的明确化的多值化处理；用于降低边缘检测时图案的粗密或图像浓淡的影响的色调变换处理；使用用以使识别图案变容易的色度变换或用以除去噪声的膨胀/收缩过滤器的膨胀/收缩处理等处理。这些处理，可以用先前已知的方法实施。这些处理可适宜地选择并组合。
运算处理电路16，对参考图像(基准图像)与被检查体的施加了图像前处理的图像进行比较，由图案的粗密或图像的浓淡、色度等，利用参考图像(基准图像)调整检测灵敏度。
以下，说明最优选的检查顺序的一例。
如图2所示，在图案匹配检查中，事先登记成为比较对象的图像。
首先，制成成为检查基准的参考图像(基准图像)(方案制成)。此时，参考图像(基准图像)，如图2的左侧所示，为例如1芯片。但亦可以是将多个的芯片图像为一组作为基准图像。
在装置的与运算处理部另外设置的存储部(存储器)中，存储该参考图像(基准图像)，通过运算处理部的学习功能进行学习。学习后，如图2的右侧所示，平均图像作为参考图像(基准图像)存储于存储部。
其结果，如图3所示，左侧的图案由于与参考图像(基准图像)一致，因此判断为检查OK，但右侧的图案，由于图案与参考图像(基准图像)不同，因此判断为检查NG。
但此时，由于图案偏差，因此检查的晶片的图案(或芯片)成为NG，但稍微的图案偏差对于制品不成为问题，故希望将其设为OK。因此，若良品率(与基准图像的差异量较少的良品所占的比例)下降至规定值以下，则自动地重新制作参考图像(基准图像)。例如，以约97％的良品率持续图案检查作业中，在良品率突然下降至95％时，若阈值设定为95％，则自动地重新制作参考图像(基准图像)，以该良品率重新开始图案检查。
如图4所示，使左侧的变更前的参考成为右侧的参考(再学习，平均图像变更)。例如良品率下降至95％时，可将作为制品不成为问题的有偏差的晶片的图案(或芯片)作为基准图像而重新制作参考图像。变更平均图像，再学习参考图像(基准图像)，根据该参考图像(基准图像)重新开始晶片的图案或芯片的检查。
如图5所示，若修正参考图像(基准图像)，则即使与参考图像修正前的图案不同，检查结果亦成为OK。
根据本发明，优选在例如良品率比最低的90％小，例如为85％，或下降至其它规定值时马上进行再学习处理，重新制作参考图像(基准图像)。
另外，在本发明中，不限于一定的固定的良品率(95％或其它设定值)，作业者可以调整学习功能，使得通过在规定的最低良品率(例如90％，但不限于此)为止的范围内的任意阈值自由地再学习。
另外，优选具有根据参考图像(基准图像)进行图案匹配检查，同时自动调整检测灵敏度的功能的运算控制部。此处，所谓灵敏度调整，是指比较图案匹配检查与间距检查的检测性而自动决定灵敏度的功能。
如图6所示，在图案匹配检查中，通常，如左侧所示，将芯片整体与参考图像(基准图像)的整体进行比较，进行一致与否的检查，但优选如右侧所示，还同时在检查图像内仅对图案中均匀的图案部分进行比较检查的间距检查。
优选地，比较图案匹配检查的结果与间距检查的结果，以可检测相同缺陷的方式调整图案匹配检查的灵敏度。以相同的检查图像，进行图案匹配检查与间距检查，以缺陷检测性能大致成为相同的方式，调整图案检查的检测灵敏度。
再者，图案匹配检查虽可检查芯片整体，但间距检查通常只检查均匀图案部分。
图7示出流程。
该图示例中，通过第一片晶片制成检查方案，进行晶片检查。良品率比设定的值(例如90％)更低时，通过检查中的晶片进行学习处理。根据再学习后的参考图像(基准图像)进行再次检查。将再学习后的参考图像(基准图像)的检查结果作为晶片检查结果加以保存，并结束检查。
对于图案中产生了偏差的芯片优选进行如下应对。
即使在每个批次或每个晶片中在图案中有偏差的情况下，也有可能成为良品。若在图案中产生了偏差，对所产生的芯片进行学习处理并重新进行检查。
再者，通过装置自动判断良品率下降的原因是否为图案偏差并不容易，但优选为在良品率变成规定的阈值以下时，重新进行学习处理并检查。
本发明优选方式为，在良品率低于规定阈值时，重新进行学习处理。
在实验例中，若良品率下降时进行再次学习处理并检查，则可以进行大幅抑制了图案偏差的过度检测的检查。
再者，依据晶片而异，而有基于学习的检测性能下降者。例如，在颜色不均过大的晶片或在相同位置缺陷连续的晶片等中，显着地出现检测性能的下降，但即使在这些晶片中，通过与间距检查并用地进行检测灵敏度的调整，可将对于制品的性能上不成问题的图案或芯片判断为良品，从而可保持检查的作业效率，维持原来的良品率。

Claims (2)

1.一种晶片的图案检查方法，其特征在于，具备以下步骤：输入作为检查对象的晶片的图案或芯片的检查图像，比较所输入的检查图像与预先存储的参考图像并检查是否一致，根据比较图像的差异量，判断晶片的良否，
其中，当检查中良品率下降至规定的阈值以下时，利用检查中的图案或芯片的图像再次进行学习处理，制成新的参考图像，通过学习处理对图案进行学习后，寻找均匀的图案，若寻找结果为均匀的图案部分，则通过图案匹配检查以外的、间距检查进行晶片的检查，利用均匀的图案部分同时进行图案匹配检查和间距检查，根据间距检查的结果决定图案匹配检查的灵敏度，以所决定的灵敏度检查晶片整个面的图案或芯片。
2.一种晶片的图案检查装置，其特征为具备：输入作为检查对象的晶片的图案或芯片的检查图像的单元；比较所输入的检查图像与预先存储的参考图像并检查是否一致的单元；以及具有根据比较结果判断晶片的良否的判断单元的运算处理单元，
其中，运算处理单元在检查中良品率下降至规定的阈值以下时，利用检查中的图案或芯片的图像再次进行学习处理，制成新的参考图像，通过学习处理对图案进行学习后，寻找均匀的图案，若寻找结果为均匀的图案部分，则通过图案匹配检查以外的、间距检查进行晶片的检查，利用均匀的图案部分同时进行图案匹配检查和间距检查，根据间距检查的结果决定图案匹配检查的灵敏度，以所决定的灵敏度检查晶片整个面的图案或芯片。
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