JP2000028535A - Defect inspecting device - Google Patents

Defect inspecting device

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JP2000028535A
JP2000028535A JP11129953A JP12995399A JP2000028535A JP 2000028535 A JP2000028535 A JP 2000028535A JP 11129953 A JP11129953 A JP 11129953A JP 12995399 A JP12995399 A JP 12995399A JP 2000028535 A JP2000028535 A JP 2000028535A
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JP
Japan
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defect
test object
image
optical system
pattern
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JP11129953A
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Japanese (ja)
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Eiji Yonezawa
栄二 米澤
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Nidek Co Ltd
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Nidek Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize defect inspection of high reliability by comparing a plurality of image data photographed by having a substance to be detected moved relatively. SOLUTION: A wafer 7 placed on an XY-stage 6 is illuminated by a diffusing illuminating light from an illuminating unit 1. An image caused by a positive reflection light from the wafer 7 is photographed by a CCD camera 10. At this time, since an illuminating surface of a diffusion plate 4 has an area of a predetermined size, an image having no variation of a photograph condition caused by a warpage of the water 7 is obtained in the CCD camera. The image signal is captured in an image processing device 20, and a first sheet of image data is stored. Next, a control device 23 drives and controls a driving device 22 so as to deviate it against an arrangement direction of a chip pattern by one-chip portion to move the XY-stage 6. Then, an image signal of the wafer 7 after the movement is taken in the image processing device 20, and a second sheet of image data is memorized. The image processing device 20 carries out a defect detection by comparing two sheets of image data stored.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶ガラス等の被検物(ワーク)表面の欠陥を検査する欠
陥検査装置及びその欠陥検査用の照明装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a defect inspection apparatus for inspecting a defect on a surface of a test object (work) such as a semiconductor wafer or liquid crystal glass, and an illumination apparatus for the defect inspection.

【0002】[0002]

【従来技術】半導体ウエハや液晶ガラス等の製造工程で
は、巨視的に欠陥を検査するいわゆるマクロ検査が行わ
れている。例えば、半導体ウエハ(以下、単にウエハと
いう)のマクロ検査では、主に次の2つの方法によって
オペレータによる目視検査が行われている。
2. Description of the Related Art In a process of manufacturing a semiconductor wafer, liquid crystal glass, or the like, a so-called macro inspection for inspecting a defect macroscopically is performed. For example, in a macro inspection of a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as a wafer), a visual inspection is mainly performed by an operator by the following two methods.

【0003】一つは、ウエハ表面に強力な照明光を照射
し、ウエハをいろいろな角度に傾斜あるいは回転させな
がら暗視野観察をする。欠陥がある場合、傾斜、角度が
ある条件のときに明暗あるいは色の違いとして観察され
る。
One is to irradiate the wafer surface with strong illumination light and observe the dark field while tilting or rotating the wafer at various angles. If there is a defect, it is observed as a difference in brightness or color under certain conditions of inclination and angle.

【0004】二つ目は、拡散照明を使用し、主に正反射
光を利用して明視野観察を行う。欠陥がある場合、僅か
な明暗あるいは色の違いとして観察される。
[0004] Second, bright field observation is performed using diffuse illumination and mainly using specularly reflected light. If there is a defect, it is observed as a slight light / dark or color difference.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにオペレータが目視で行うマクロ検査は、オペレータ
自身がウエハに接近することによる汚染の発生やクリー
ン度の維持が難しく、品質の向上に障害となる。また、
オペレータには検査能力のバラツキや見落としがあり、
安定した品質の確保に難点があり、優秀な人材の確保や
育成にも多大な費用と時間を要する。そこでマクロ検査
の自動化が望まれている。
However, such a macro inspection visually performed by the operator makes it difficult for the operator to cause contamination and maintain cleanliness due to approaching the wafer, which hinders quality improvement. . Also,
Operators have variations and oversight of inspection capabilities,
There are difficulties in securing stable quality, and securing and training excellent human resources also require enormous costs and time. Therefore, automation of macro inspection is desired.

【0006】マクロ検査の自動化としては、CCD等の
撮像素子により被検物を撮像し、その画像データを画像
処理して欠陥を抽出する方法が考えられる。しかし、オ
ペレータの目視に代えて撮像するだけでは、次のような
問題があった。
As a method of automating the macro inspection, a method of imaging a test object with an image pickup device such as a CCD and extracting a defect by image processing the image data is conceivable. However, there is the following problem only by taking an image instead of visual observation by an operator.

【0007】暗視野観察では回折光で検査するため、欠
陥を確認できる観察角度が被検物の種類ごとに異なるの
で、その角度を調整したりする機構が必要となる。
[0007] In dark-field observation, since inspection is performed using diffracted light, an observation angle at which a defect can be confirmed differs depending on the type of the test object. Therefore, a mechanism for adjusting the angle is required.

【0008】また、明視野観察では正反射光を利用する
が、拡散照明板の領域の大きさによっては被検物の反り
による魔鏡現象や回折作用の影響を受け、撮像条件が変
化して無欠陥の被検物であっても疑似欠陥が生じる。
In the bright field observation, specular reflection light is used. However, depending on the size of the area of the diffused illumination plate, the imaging condition is affected by the magic mirror phenomenon and the diffraction effect due to the warpage of the test object. Pseudo defects occur even in a defect-free test object.

【0009】また、撮像素子により繰返しパターンを持
つウエハを普通に撮像すると、撮像素子の画素周期とパ
ターンの周期との関係によりモアレが生じ、疑似欠陥の
要因となる。
Further, when a wafer having a repetitive pattern is normally imaged by the image pickup device, moire occurs due to the relationship between the pixel period of the image pickup device and the pattern period, which causes a pseudo defect.

【0010】本発明は、上記従来技術に鑑み、機構を複
雑にすることなく、被検物の反りや回折光による影響を
排除して、信頼性の高い欠陥検査が行える欠陥検査装置
及び欠陥検査用の照明装置を提供することを技術課題と
する。
The present invention has been made in view of the above prior art and provides a defect inspection apparatus and a defect inspection system capable of performing a highly reliable defect inspection without complicating the mechanism and eliminating the effects of warpage and diffracted light of a test object. It is an object of the present invention to provide a lighting device for a vehicle.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とす
る。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.

【0012】(1) 繰り返しパターンを有する被検物
の欠陥を検査する欠陥検査装置において、被検物の検査
表面に見込まれる反りの程度に基づいて決定される大き
さの照明面から略均一な輝度の拡散光を照射し被検物を
照明する照明光学系と、該拡散照明光によって照明され
た被検物からの正反射光により被検物を撮像する撮像素
子を持つ撮像光学系と、該撮像素子により撮像された画
像に基づいて被検物上の欠陥を検出する欠陥検出手段
と、前記撮像光学系に対して被検物を相対移動する移動
手段を備え、前記撮像素子の画素に対する被検物上のあ
る第1位置のパターンと第2位置のパターンの位置関係
が略同一になるように前記撮像光学系に対して被検物を
相対移動し、前記欠陥検出手段は前記移動手段により移
動して撮像された少なくとも2つの画像データの比較に
基づいて被検物上の欠陥を検出することを特徴とする。
(1) In a defect inspection apparatus for inspecting a defect of a test object having a repetitive pattern, a substantially uniform illumination surface having a size determined based on the degree of warpage expected on the test surface of the test object. An illumination optical system that illuminates the test object by irradiating the diffused light of luminance, and an imaging optical system that has an imaging element that images the test object by specularly reflected light from the test object illuminated by the diffuse illumination light, Defect detecting means for detecting a defect on the test object based on an image picked up by the image pickup element, and moving means for moving the test object relative to the image pickup optical system; The test object is relatively moved with respect to the imaging optical system so that a pattern at a certain first position and a pattern at a second position on the test object are substantially the same. Moving and imaged It is characterized in that a defect on a test object is detected based on comparison of at least two pieces of image data.

【0013】(2) 繰り返しパターンを有する被検物
の欠陥を検査する欠陥検査装置において、被検物の検査
表面に見込まれる反りの程度に基づいて決定される大き
さの照明面から略均一な輝度の拡散光を照射し被検物を
照明する照明光学系と、該拡散照明光によって照明され
た被検物からの正反射光により被検物を撮像する撮像素
子を持つ撮像光学系と、該撮像素子により撮像された画
像に基づいて被検物上の欠陥を検出する欠陥検出手段
と、無欠陥パターンの被検物の画像デ−タを記憶する記
憶手段と、前記撮像光学系に対して被検物を相対移動
し、前記撮像光学系に対して撮像されるパターンが所定
の位置関係になるように被検物を位置決めする位置決め
手段と、を備え、前記記憶手段に記憶された画像データ
と被検物を撮像した画像データとの比較に基づいて被検
物上の欠陥を検出することを特徴とする。
(2) In a defect inspection apparatus for inspecting a defect of a test object having a repetitive pattern, a substantially uniform illumination surface having a size determined based on the degree of warpage expected on the test surface of the test object. An illumination optical system that illuminates the test object by irradiating the diffused light of luminance, and an imaging optical system that has an imaging element that images the test object by specularly reflected light from the test object illuminated by the diffuse illumination light, A defect detecting means for detecting a defect on the test object based on an image picked up by the image pickup element; a storage means for storing image data of the test object having a defect-free pattern; Positioning means for relatively moving the test object so as to position the test object so that a pattern imaged with respect to the imaging optical system has a predetermined positional relationship, wherein the image stored in the storage means is provided. Data and images of the subject The method is characterized in that a defect on a test object is detected based on comparison with data.

【0014】(3) 繰り返しパターンを有する被検物
の欠陥を検査する欠陥検査装置において、被検物の検査
表面に見込まれる反りの程度に基づいて決定される大き
さの照明面から略均一な輝度の拡散光を照射し被検物を
照明する照明光学系と、該拡散照明光によって照明され
た被検物からの正反射光により被検物を撮像する撮像素
子を持つ撮像光学系と、該撮像素子により撮像された画
像に基づいて被検物上の欠陥を検出する欠陥検出手段
と、前記撮像素子の画素に対する被検物上のある第1位
置のパターンと第2位置のパターンの位置関係が略同一
になるように前記撮像光学系に対して被検物を相対移動
する移動手段とを備え、前記欠陥検出手段は該移動手段
の移動により撮像された少なくとも2つの画像データの
比較に基づいて被検物上の欠陥を検出する第1欠陥検出
手段と、該第1欠陥検出手段により無欠陥とされた被検
物の画像データを基準画像として記憶する記憶手段と、
前記撮像光学系に対して撮像されるパターンが所定の位
置関係になるように位置決めされた被検物を撮像した画
像データと前記基準画像データの比較に基づいて被検物
上の欠陥を検出する第2欠陥検出手段と、を持つことを
特徴とする。
(3) In a defect inspection apparatus for inspecting a defect of a test object having a repetitive pattern, a substantially uniform illumination surface having a size determined based on the degree of warpage expected on the test surface of the test object. An illumination optical system that illuminates the test object by irradiating the diffused light of luminance, and an imaging optical system that has an imaging element that images the test object by specularly reflected light from the test object illuminated by the diffuse illumination light, Defect detection means for detecting a defect on a test object based on an image picked up by the image pickup device; and a position of a pattern of a first position and a pattern of a second position on the test object with respect to pixels of the image pickup device Moving means for relatively moving the test object with respect to the imaging optical system so that the relationship becomes substantially the same, wherein the defect detecting means compares at least two pieces of image data imaged by the movement of the moving means. Subject based on First defect detection means for detecting the above defect, storage means for storing, as a reference image, image data of the test object which has been made defect-free by the first defect detection means,
Detecting a defect on the object based on a comparison between the image data obtained by imaging the object positioned so that the pattern imaged with respect to the imaging optical system is in a predetermined positional relationship and the reference image data; And a second defect detecting means.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明に係る欠陥検査装置
の構成を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a defect inspection apparatus according to the present invention.

【0016】1は照明光学系を構成する照明ユニットで
あり、光源であるハロゲンランプ2、拡散板3、4を有
する。最終出射端の拡散板4は被検物であるウエハ7の
反りの程度や、ウエハ7が有するパターンによる回折作
用等を考慮してその照明面の大きさが決定されている
(後述する)。ハロゲンランプ2の光は2枚の拡散板
3、4によって拡散し、輝度が十分に均一な拡散照明光
とされる。拡散板4を発した拡散照明光は、コリメータ
レンズ5によって略平行とされた後、XYスージ6に載
置されたウエハ7に照射される。
Reference numeral 1 denotes an illumination unit constituting an illumination optical system, which includes a halogen lamp 2 as a light source and diffusion plates 3 and 4. The size of the illumination surface of the diffusion plate 4 at the final emission end is determined in consideration of the degree of warpage of the wafer 7 as a test object, the diffraction effect of the pattern of the wafer 7, and the like (described later). The light of the halogen lamp 2 is diffused by the two diffusing plates 3 and 4 to provide diffused illumination light having sufficiently uniform luminance. The diffused illumination light emitted from the diffuser plate 4 is made substantially parallel by the collimator lens 5, and then irradiates the wafer 7 placed on the XY stripe 6.

【0017】10は撮像光学系を構成するCCDカメラ
であり、11は絞り、12は撮影レンズ、13は撮像素
子を示し、その撮像光軸はコリメータレンズ5の光軸を
挟んで照明光学系の光軸と対称になるように配置されて
いる。照明光学系により照明されたウエハ7からの正反
射光は、コリメータレンズ5により収束され、絞り11
を経て撮影レンズ12によりウエハ7のほぼ全面の像が
撮像素子13に結像する。なお、ハーフミラーを使用す
ることにより、照明光学系と撮像光学系を同軸にしても
良い。
Reference numeral 10 denotes a CCD camera constituting an image pickup optical system, 11 denotes an aperture, 12 denotes a photographing lens, 13 denotes an image pickup device, and the image pickup optical axis of the illumination optical system is sandwiched by the optical axis of the collimator lens 5. They are arranged so as to be symmetrical with the optical axis. The specularly reflected light from the wafer 7 illuminated by the illumination optical system is converged by the collimator lens 5 and
After that, an image of almost the entire surface of the wafer 7 is formed on the image sensor 13 by the photographing lens 12. Note that the illumination optical system and the imaging optical system may be coaxial by using a half mirror.

【0018】20は画像処理装置であり、CCDカメラ
10からの映像信号をA/D変換等の所定の処理を施し
て取り込んだ後、ノイズ除去、撮像素子の感度補正等の
必要な前処理を施して欠陥検出を行う。20aは画像処
理装置20が持つ記憶装置である。21はディスプレイ
であり、画像処理装置20に取り込まれた画像が表示さ
れる。22はXYステージ6を移動する駆動装置、23
は本欠陥検査装置全体を制御する制御装置である。
Reference numeral 20 denotes an image processing device, which performs predetermined processing such as A / D conversion on a video signal from the CCD camera 10 and captures it, and then performs necessary preprocessing such as noise removal and sensitivity correction of an image sensor. To detect defects. 20a is a storage device of the image processing apparatus 20. Reference numeral 21 denotes a display on which an image captured by the image processing device 20 is displayed. 22 is a driving device for moving the XY stage 6, 23
Is a control device for controlling the entire defect inspection apparatus.

【0019】次に、拡散板4の大きさの決定について説
明する。正反射特性のある略平面状のワーク(被検物)
の色や明るさを検査する場合(明視野照明による検査の
場合)、通常はワークの検査領域より一回り大きな面光
源を背景にして撮像する。しかし、ウエハのように極め
て細かい繰返しパターンが形成されている場合、大きな
面光源を用いることによって光の回折作用を受け、局部
的に色が着いたように撮像されてしまう。
Next, determination of the size of the diffusion plate 4 will be described. Substantially planar work (specimen) with specular reflection characteristics
In the case of inspecting the color or brightness of an image (in the case of inspection by bright field illumination), an image is usually taken with a surface light source slightly larger than the inspection area of the workpiece as a background. However, when an extremely fine repetitive pattern is formed as in a wafer, light is diffracted by using a large surface light source, and an image is captured as if the color was locally applied.

【0020】回折作用の影響を受けないようにするため
には、点光源を使用し、ワークよりも一回り大きなレン
ズで集光して照明することにより、正反射光だけで撮像
できるようにすることが考えられる。しかし、製造工程
におけるウエハ表面は僅かな反り(傾斜)を持つものも
あり、この反りがある場合には魔鏡現象によって明暗パ
ターンが生じてしまう。明暗が生じないようにするため
には、撮影レンズの開口を大きくすることが考えられる
が、これでは反りの状態によって光が撮影レンズを通過
する場所が変化し、収差によって結像特性が変わってし
まう。
In order not to be affected by the diffraction effect, a point light source is used, and the light is condensed and illuminated by a lens which is slightly larger than the work so that the image can be captured only by the specularly reflected light. It is possible. However, some wafer surfaces in the manufacturing process have a slight warp (incline), and if there is such a warp, a light-dark pattern is generated due to the magic mirror phenomenon. In order to prevent light and dark from occurring, it is conceivable to increase the aperture of the taking lens.However, in this case, the place where light passes through the taking lens changes depending on the warping state, and the imaging characteristics change due to aberration. I will.

【0021】そこで、拡散板4の照明面の大きさは、ワ
ークに見込まれる反り(傾斜)の程度を考慮し、次のよ
うにして魔鏡現象及び回折作用の影響を取り除いた大き
さにする。
Therefore, the size of the illuminating surface of the diffuser plate 4 is set to a size excluding the effects of the magic mirror phenomenon and the diffractive action in the following manner in consideration of the degree of warpage (inclination) expected for the work. .

【0022】まず、魔鏡現象の影響を避ける大きさにつ
いて説明する。いま、図2に模式的に示すように(図で
は理解しやすいように、コリメートレンズ5による屈折
を省いた形で描いている)、開口径Dの大きさの撮影絞
りSを持つCCDカメラにより、ワーク(被検物)Wの
全体を撮像するとする。ワークWに反りが無く、基準面
に対して検査表面が平行の場合、その表面で正反射する
拡散照明面Mからの光は、照明光軸を中心とする領域d
1から発した光が開口径Dの撮影絞りSへ入射し、その
光がカメラの撮像素子に入る。ここで、ワークWが基準
面に対して±θ分傾斜している場合には、撮影絞りSへ
入射する照明面Mからの正反射光の領域は、d2及びd
3に変化する。
First, the size for avoiding the influence of the magic mirror phenomenon will be described. Now, as schematically shown in FIG. 2 (for ease of understanding, the drawing is made without the refraction by the collimating lens 5), a CCD camera having a shooting aperture S having an aperture diameter D is used. Assume that the entire work (test object) W is imaged. If the workpiece W has no warp and the inspection surface is parallel to the reference surface, light from the diffused illumination surface M that is specularly reflected at the surface is in a region d around the illumination optical axis.
Light emitted from No. 1 enters a photographic stop S having an aperture diameter D, and the light enters an image sensor of a camera. Here, when the workpiece W is inclined by ± θ with respect to the reference plane, the areas of the regular reflection light from the illumination surface M incident on the photographing stop S are d2 and d.
Change to 3.

【0023】したがって、ワークWに見込まれる最大傾
斜が±θであるときには、照明面Mの大きさをd2及び
d3をカバーする領域D′より大きい領域にし、かつ、
この面内の輝度を十分に均一にすれば、擬似的な明暗を
発生させる魔鏡現象を避けることができる(カメラが持
つ撮像素子へ入射する正反射光の光量をほぼ同一にする
ことができる)。よって、ワーク表面に見込まれる全て
の方向の最大傾斜を考慮して、撮影絞りSを照明面に投
影したときの総和の領域をA1としたとき、拡散照明面
の大きさはこのA1よりも大きな領域にし、十分に均一
な輝度の照明にすれば良い。
Therefore, when the maximum inclination expected for the work W is ± θ, the size of the illumination surface M is set to a region larger than the region D ′ covering d2 and d3, and
If the in-plane luminance is made sufficiently uniform, it is possible to avoid the magic mirror phenomenon that causes pseudo light and dark (the amount of specularly reflected light incident on the image pickup device of the camera can be made substantially the same). ). Therefore, in consideration of the maximum inclination in all directions expected on the work surface, when the total area when the photographing aperture S is projected on the illumination surface is A1, the size of the diffuse illumination surface is larger than A1. In this case, it is sufficient that the illumination is performed at a sufficiently uniform luminance.

【0024】次に、回折光の影響を避ける大きさについ
て説明する。図2の場合と同様に、開口径Dの大きさの
撮影絞りSを持つCCDカメラにより、ワークWの全体
を撮像するとし、図3のように、ワークWが基準面に対
して傾斜しているとする。このとき、ワークWの表面で
正反射する照明面Mからの光は、領域d4から発した光
が撮影絞りSへ入射する。ここで、ワークWに形成され
たパターンによる最小の回折角をθ2とすると、ワーク
Wから照明面を見たときの視野角が回折角θ2よりも小
さい照明面の領域D″にすれば、回折光が撮影絞りSへ
入射しなくなる(ワークの反りの程度が小さいときは、
2θ2を超えない範囲まで領域D″を拡大することは可
能と言える)。
Next, a size for avoiding the influence of the diffracted light will be described. As in the case of FIG. 2, it is assumed that the whole work W is imaged by the CCD camera having the photographing aperture S having the aperture diameter D, and the work W is inclined with respect to the reference plane as shown in FIG. Suppose you have At this time, as for light from the illumination surface M that is regularly reflected on the surface of the work W, light emitted from the region d4 enters the imaging stop S. Here, assuming that the minimum diffraction angle due to the pattern formed on the work W is θ2, if the viewing angle when viewing the illumination surface from the work W is an illumination surface area D ″ smaller than the diffraction angle θ2, diffraction Light does not enter the shooting aperture S (when the degree of warpage of the work is small,
It can be said that the area D ″ can be expanded to a range not exceeding 2θ2).

【0025】したがって、ワークWに見込まれる全ての
方向の最大傾斜を考慮し、照明面のどの部分から放射し
た光であっても、ワークWのパターンによる回折光が撮
影レンズに入射しない最大の領域をA2としたとき、照
明面の大きさはこのA2よりも小さくすれば良い(十分
条件としては、ワークWの位置から見た照明の開口角が
最小の回折角よりも小さくなるようにすれば良い)。最
小の回折角θ2は、例えば、ワークW上のパターンの平
均的なピッチを2μmで、照明光に含まれる最短の波長
を0.4μmとした場合、 θ2=sin-1(0.4/2)=11° となる。
Therefore, in consideration of the maximum inclination in all directions expected to the work W, even if the light is emitted from any part of the illumination surface, the maximum area where the diffracted light by the pattern of the work W does not enter the photographing lens. Is A2, the size of the illumination surface may be smaller than A2 (a sufficient condition is that the aperture angle of the illumination viewed from the position of the work W is smaller than the minimum diffraction angle. good). The minimum diffraction angle θ2 is, for example, when the average pitch of the pattern on the work W is 2 μm and the shortest wavelength included in the illumination light is 0.4 μm, θ2 = sin −1 (0.4 / 2) = 11 °.

【0026】なお、上記の領域A2については、パター
ンによる回折光の影響を完全に無くさなくても、ワーク
W上のパターンが部分的に太いピッチのパターンを持つ
場合等、その回折光の光量が測定に対して許容される誤
差の範囲内(撮像素子が受光する受光光量に対してパタ
ーンからの回折光の光量が所定の割合を超えない範囲)
で大きさを決定しても実用的には十分である。この許容
される範囲は、ワークの反りの程度と検出感度によって
設計的に定めれば良い。
In the area A2, even when the pattern on the workpiece W has a pattern with a partially large pitch without completely eliminating the influence of the diffracted light due to the pattern, the amount of the diffracted light is small. Within an allowable error range for measurement (a range where the amount of diffracted light from the pattern does not exceed a predetermined ratio with respect to the amount of light received by the image sensor)
It is practically sufficient to determine the size with. This allowable range may be determined in design according to the degree of warpage of the work and the detection sensitivity.

【0027】これらから、拡散板4の照明面の大きさ
は、ワークに見込まれる反り(傾斜)の程度を考慮し、
光学配置の設計から定まる領域A1よりも大きく、かつ
ウエハ7上のパターンと照明光の波長(CCDカメラの
感度波長)から定まる領域A2よりも小さくなるように
すれば、魔鏡現象及び回折作用の影響を取り除くことが
できる。もし、A1がA2より大きくなるようであれ
ば、照明光の短波長成分をカットすれば良く、例えば、
照明光学系又は撮像光学系にその短波長成分をカットす
るフィルタを設けることで対応できる。
From these, the size of the illuminating surface of the diffusion plate 4 is determined in consideration of the degree of warpage (inclination) expected for the work.
If the area A1 is larger than the area A1 determined from the design of the optical arrangement and is smaller than the area A2 determined from the pattern on the wafer 7 and the wavelength of the illumination light (the sensitivity wavelength of the CCD camera), the magic mirror phenomenon and the diffraction action can be prevented. The effects can be removed. If A1 is larger than A2, the short wavelength component of the illumination light may be cut, for example,
The problem can be solved by providing a filter for cutting the short wavelength component in the illumination optical system or the imaging optical system.

【0028】なお、本発明者によれば、直径200mm程の
ウエハを検査する場合、その反り(傾斜角度)として1
度程度を見込めば実用的には十分であることが確認でき
た。
According to the present inventor, when inspecting a wafer having a diameter of about 200 mm, the warpage (inclination angle) of the wafer is 1 mm.
It was confirmed that practically enough if the degree was expected.

【0029】次に、正反射光を利用したキズやゴミ等の
欠陥検出と、このための拡散板4の大きさについて説明
する。
Next, detection of defects such as scratches and dust using specularly reflected light and the size of the diffusion plate 4 for this purpose will be described.

【0030】正反射光による明視野観察でキズやゴミ等
の散乱特性のある欠陥を検査する場合、散乱によって失
われた光量を検出する。欠陥の大きさが撮像素子の分解
能よりも大きければ、この欠陥は無欠陥部分との大きな
光量差により容易に分かる。しかし、欠陥の大きさが撮
像素子の分解能よりも小さい場合には、光量の変化も小
さく観察される。そして、欠陥以外の要因で光量が変化
してしまう場合には、これよりも大きな変化がなければ
欠陥を検出できなくなり、感度が悪くなる。これに対し
て、前述のように反りによる魔鏡現象や回折光による疑
似欠陥の要因(さらに、後述するパターンによるモアレ
や、撮像素子が持つ画素間の特性差による疑似欠陥の要
因)を受けなくすることにより、正反射光を利用したキ
ズやゴミ等の検出が高感度に可能となる。
When inspecting defects having scattering characteristics such as scratches and dust by bright-field observation using specular reflection light, the amount of light lost due to scattering is detected. If the size of the defect is larger than the resolution of the image pickup device, the defect can be easily recognized by a large light amount difference from the non-defective portion. However, when the size of the defect is smaller than the resolution of the image sensor, a small change in the amount of light is observed. If the light amount changes due to factors other than the defect, the defect cannot be detected unless the change is larger than this, and the sensitivity is deteriorated. On the other hand, as described above, it is not affected by the magic mirror phenomenon due to the warp or the cause of the pseudo defect due to the diffracted light (further, the moiré due to the pattern described later and the cause of the pseudo defect due to the characteristic difference between the pixels of the imaging device) This makes it possible to detect flaws, dust, and the like using specularly reflected light with high sensitivity.

【0031】また、正反射光による欠陥検出では、散乱
光が撮像素子面に入射しないのが理想的である。このた
め拡散照明光を発する照明面が小さいほど欠陥を感度良
く検出できることになる(照明面の大きさが大きくなる
と、散乱光が撮像素子面に入射する率が増加し、検出感
度が低下する)。例えば、欠陥が線状のキズであった場
合、散乱光の分布はキズを軸にして扇形になる。この欠
陥に対して180度の全ての方向から照明光が照射され
た場合、撮像素子面に入射する散乱光の合計は正反射光
と同じになるため、散乱によって失われた光量が検出さ
れなくなる。欠陥による散乱光の強度分布が一様である
とすると、欠陥から見た照明の角度を180度で割った
ものが欠陥による光の減少率になる。この減少率は大き
い方が良いが、実際に検出されるのは減少量であり、1
/10と1/∞における減少量は0.9と1.0で検出
感度は10%しか違わない。したがって、減少率は実用
上1/10程度で十分である。すなわち、ウエハのマク
ロ検査では、欠陥から見た照明の角度が18度程度より
小さくなるような照明面の大きさにすれば、実用上十分
な欠陥検出が可能になると言える(実際の散乱光の強度
分布は一般に一様ではないので、これよりも小さい方が
望ましい)。
In defect detection using specularly reflected light, it is ideal that scattered light does not enter the imaging element surface. For this reason, the defect can be detected with higher sensitivity as the illumination surface that emits diffuse illumination light is smaller (the larger the size of the illumination surface, the higher the rate of scattered light incident on the imaging element surface and the lower the detection sensitivity). . For example, if the defect is a linear flaw, the distribution of the scattered light is fan-shaped with the flaw as an axis. When the defect is irradiated with illumination light from all directions of 180 degrees, the total amount of scattered light incident on the imaging element surface becomes the same as the regular reflection light, so that the amount of light lost due to scattering is not detected. . Assuming that the intensity distribution of the scattered light due to the defect is uniform, the angle of illumination viewed from the defect divided by 180 degrees is the light reduction rate due to the defect. It is better that the reduction rate is large, but what is actually detected is the reduction amount.
The amount of decrease between / 10 and 1 / ∞ is 0.9 and 1.0, and the detection sensitivity differs only by 10%. Therefore, a reduction rate of about 1/10 is sufficient for practical use. That is, in the macro inspection of the wafer, it can be said that if the size of the illumination surface is such that the angle of illumination viewed from the defect is smaller than about 18 degrees, it is possible to detect a defect sufficiently enough for practical use (actual scattering of actual scattered light). Since the intensity distribution is generally not uniform, it is desirable that the intensity distribution is smaller.)

【0032】以上のことから、拡散板4の照明面の大き
さを、欠陥から見た照明面の角度が所定の角度(検査精
度との関係で定まる角度)よりできるだけ小さくしつ
つ、前述した反りの程度を見込んで魔鏡現象の影響を受
けないように最も小さい大きさにすれば、正反射光のみ
でキズやゴミ等の散乱特性のある欠陥を高感度で検出で
きる。
As described above, the size of the illuminating surface of the diffusion plate 4 is set to be smaller than a predetermined angle (an angle determined by the relationship with the inspection accuracy) as described above while the angle of the illuminating surface viewed from the defect is as small as possible. If the size is minimized so as not to be affected by the magic mirror phenomenon, a defect having a scattering characteristic such as a flaw or dust can be detected with high sensitivity only by specular reflection light.

【0033】次に、本形態による欠陥検査の動作につい
て説明する(ここでは、ウエハ7が繰り返しパターンを
持つものとする)。まず、照明ユニット1からの拡散照
明光により、XYステージ6に載置されたウエハ7を照
明する。この照明により、ウエハ7からの正反射光によ
る像がCCDカメラ10により撮像される。このとき、
拡散板4の照明面は前述のようにして決定された大きさ
の領域を持つので、CCDカメラ10ではウエハ7の反
りによる撮影条件の変化が無い像が得られる。CCDカ
メラ10からの映像信号は画像処理装置20に取り込ま
れ、1枚目の画像データが記憶される。
Next, the operation of the defect inspection according to the present embodiment will be described (here, it is assumed that the wafer 7 has a repetitive pattern). First, the wafer 7 mounted on the XY stage 6 is illuminated by the diffuse illumination light from the illumination unit 1. With this illumination, an image of the regular reflection light from the wafer 7 is captured by the CCD camera 10. At this time,
Since the illumination surface of the diffusion plate 4 has an area of the size determined as described above, the CCD camera 10 can obtain an image in which the imaging condition does not change due to the warpage of the wafer 7. The video signal from the CCD camera 10 is taken into the image processing device 20 and the first image data is stored.

【0034】1枚目の画像データの記憶ができると、画
像処理装置20に接続された制御装置23はウエハ7上
に形成されているチップのパターンの配列方向に対し
て、1チップ分(又はパターンの正数倍分)ずれるよう
に駆動装置22を駆動制御してXYステージ6を移動す
る。この場合、CCDカメラ10からの画像データを処
理して、チップのパターンの配列方向を求め、これとパ
ターンのピッチとのデータに基づいて移動すれば良い。
移動後のウエハ7の映像信号は画像処理装置30に取り
込まれ、2枚目の画像データが記憶される。画像処理装
置20は記憶した2枚の画像データを比較することによ
り欠陥検出を行う。
When the image data of the first sheet can be stored, the controller 23 connected to the image processing apparatus 20 controls one chip (or one chip) in the arrangement direction of the chip pattern formed on the wafer 7. The XY stage 6 is moved by controlling the driving of the driving device 22 so that the XY stage 6 is shifted by a positive number of times of the pattern. In this case, the image data from the CCD camera 10 is processed to determine the arrangement direction of the chip pattern, and the movement may be performed based on the data of the arrangement direction and the pattern pitch.
The image signal of the moved wafer 7 is taken into the image processing device 30 and the second image data is stored. The image processing device 20 performs defect detection by comparing the stored two pieces of image data.

【0035】繰返しパターンの欠陥検出は、隣り合うパ
ターンの画像同士を差分演算する方法(パターンマッチ
ング)により行うことができるが、ウエハ全体を撮像し
た画像では、ウエハ上のパターンに対してCCDの画像
が粗いので、撮影画像にはモアレが生じる。このため、
1枚の画像データによる差分処理ではモアレの影響によ
り疑似欠陥が検出されてしまうが、上記のようにパター
ンと撮像素子の画素との関係が一致するようにした2枚
の画像データを用いることにより、モアレの影響を排除
して本来の欠陥のみを検出することができる。以下、こ
の理由を図4により説明する。
The defect detection of the repetitive pattern can be performed by a method of calculating the difference between the images of the adjacent patterns (pattern matching). Is rough, and moire occurs in the captured image. For this reason,
In the differential processing using one image data, a pseudo defect is detected due to the effect of moire. However, as described above, by using two image data in which the relationship between the pattern and the pixel of the image sensor is matched. In addition, it is possible to detect only the original defect while eliminating the influence of moire. Hereinafter, the reason will be described with reference to FIG.

【0036】図4(a)はウエハの移動前におけるCC
Dカメラの画素に対する、2つの隣り合うチップ1及び
チップ2のパターンの位置関係を模式的に示した図であ
り、図4(b)はそのときの画像データの輝度信号を示
した図である。(c)、(d)は、同様に移動後のもの
をそれぞれ模式的に示した図である(相対的に光学系側
を移動したときのものと同じになる)。ここでチップ1
側のパターンに欠陥パターン50があるものとする。図
4(a)のチップ1のパターンに対する画素の位置関係
は、1チップのピッチ分ずらしたものである図4(c)
のチップ2のパターンと画素の位置関係は同じなる。従
って、図4(b)におけるチップ1のパターンの画像デ
ータと、図4(d)におけるチップ2のパターンの画像
データにはそれぞれ同じモアレが発生していることにな
り、この2つの画像データを差分処理すれば、図4
(e)に示すように、欠陥のデータ50だけが残り、モ
アレ等による疑似欠陥の発生のない欠陥検査ができる。
欠陥がいずれに存在するかを特定する必要がある場合
は、本出願人による特願平9−369221号に記載さ
れた方法を使用することができる。
FIG. 4A shows CC before the wafer is moved.
FIG. 4B is a diagram schematically illustrating a positional relationship between patterns of two adjacent chips 1 and 2 with respect to a pixel of the D camera, and FIG. 4B is a diagram illustrating a luminance signal of image data at that time. . (C) and (d) are diagrams schematically showing the same after the movement (the same as when the optical system is relatively moved). Here chip 1
It is assumed that there is a defect pattern 50 in the pattern on the side. FIG. 4C shows the positional relationship of the pixels with respect to the pattern of the chip 1 in FIG.
The pattern of the chip 2 and the positional relationship between the pixels are the same. Accordingly, the same moiré is generated in the image data of the pattern of the chip 1 in FIG. 4B and the image data of the pattern of the chip 2 in FIG. 4D, respectively. If the difference processing is performed, FIG.
As shown in (e), only the defect data 50 remains, and a defect inspection without generation of a pseudo defect due to moire or the like can be performed.
If it is necessary to specify where the defect exists, the method described in Japanese Patent Application No. 9-369221 filed by the present applicant can be used.

【0037】以上説明した繰り返しパターンを持つ被検
物の欠陥検出の方法によれば、被検物が有するパターン
が細かくても、同じパターンが同じ位置に存在すれば同
一の画像が得られるので、特別に高解像度の撮像手段を
必要としないですみ、これを処理する画像処理装置も高
価で高速なものを用いなくて良いため、全体を安価にす
ることができる。
According to the method for detecting a defect of an object having a repetitive pattern described above, the same image can be obtained if the same pattern exists at the same position, even if the pattern of the object is fine. It is not necessary to use a special high-resolution imaging means, and an expensive and high-speed image processing apparatus does not need to be used.

【0038】なお、2枚の画像データの画素に対するパ
ターンの位置関係を同じにするためには、1チップ分や
その正数倍分を移動しなくても、1つのチップのパター
ンがいくつの画素上にかかるか(画素数の割合)によ
り、最小限の移動量ですますこともできる。例えば、1
つのチップの繰返しピッチが20.5画素分であれば、
0.5画素分の微小移動で画素とパターンの位置関係は
ほぼ同じになる。
In order to make the pattern positional relationship with respect to the pixels of two pieces of image data the same, the number of pixels in one chip pattern can be increased without moving one chip or a positive multiple thereof. Depending on whether it is on top (percentage of pixels), it can also be moved with a minimal amount of movement. For example, 1
If the repetition pitch of one chip is 20.5 pixels,
With a small movement of 0.5 pixel, the positional relationship between the pixel and the pattern becomes substantially the same.

【0039】また、上記のように構成したCCDカメラ
10の撮像による欠陥検査においては、拡散板4の大き
さを被検物に見込まれる反りの程度を考慮して前述した
領域A1を確保しつつ、十分に小さくすれば、拡散照明
による正反射光だけで、キズやゴミ等も黒欠陥として高
感度で検出される(散乱特性のあるキズやゴミからの正
反射光は大きく減衰するため、黒欠陥として感度良く検
出される)。このため、スポット照明系を設けて暗視野
観察をしなくても良く、本照明系だけで必要な検査を行
うことが可能となる。
In the defect inspection by the CCD camera 10 configured as described above, the size of the diffusion plate 4 is determined while taking into consideration the degree of warpage expected for the test object while securing the area A1 described above. If it is sufficiently small, scratches and dust can be detected as black defects with high sensitivity only by the specular reflection light from the diffused illumination (specular reflection light from scratches and dust having scattering characteristics is greatly attenuated. It is detected with high sensitivity as a defect). For this reason, it is not necessary to provide a spot illumination system and perform dark field observation, and it is possible to perform a necessary inspection only with the present illumination system.

【0040】パターンを持つ被検物の欠陥検出に際して
は、1つのワークについて隣り合うパターンの画像同士
を比較する(差分処理する)他、無欠陥の基準ワークを
撮像した画像(生画像データの他、処理を施した画像デ
ータであっても良い)を画像処理装置が持つ記憶装置2
0aに予め記憶しておき、これと検査対象のワークの画
像とを比較して欠陥検出を行うこともできる。この場
合、検査対象であるワークの画像データの記憶に際して
は、記憶装置に記憶されている基準ワークを撮像したと
きのCCDの画素に対する位置関係が同じになるよう
に、検査対象のワークが載置されるXYステージ6を移
動制御してアライメントする。これは、基準ワークの画
像データに対してCCDカメラ10から得られる画像デ
ータを画像処理してその移動情報を求めれば良い。こう
することにより、基準ワークと比較する場合でもモアレ
の影響を排除した欠陥検査が行え、検査対象のワークに
対して1枚の画像データを得ればよいので、検査のスル
ープットが早くなる。
In detecting a defect of a test object having a pattern, in addition to comparing (differential processing) images of adjacent patterns with respect to one work, an image of a reference work having no defect (other than raw image data). , Which may be processed image data) in the storage device 2 of the image processing apparatus.
0a is stored in advance, and the defect can be detected by comparing this with the image of the work to be inspected. In this case, when storing the image data of the work to be inspected, the work to be inspected is placed so that the positional relationship with respect to the pixels of the CCD when the reference work stored in the storage device is imaged is the same. The XY stage 6 to be moved is controlled for alignment. This can be achieved by performing image processing on image data obtained from the CCD camera 10 with respect to the image data of the reference work to obtain the movement information. By doing so, even in the case of comparison with the reference work, the defect inspection can be performed while eliminating the influence of moiré, and only one piece of image data needs to be obtained for the work to be inspected, thereby increasing the inspection throughput.

【0041】さらに、半導体ウエハのように1つのキャ
リア内で同一のパターンが形成された多数のワークを検
査する場合には次のようにすると都合が良い。まず、先
の例で示したように、あるワークに対して移動前後の画
像データを得ることにより欠陥検査を行い、無欠陥と判
定されたワークがあればこれを基準ワークの画像データ
として記憶しておく。その後は、上記と同じよう基準ワ
ークと検査対象のワークの画像を比較して欠陥検出を行
う。この方法を使用して同一のパターンが形成されたワ
ークのロットが変わったことを検出し(例えば、キャリ
アが変わったことが分かれば良い)、その検出によって
基準ワークの画像データが必要か否かを判断していけ
ば、検査の自動化をより進めることができる。
Further, when inspecting a large number of workpieces having the same pattern formed in one carrier, such as a semiconductor wafer, the following is convenient. First, as shown in the previous example, a defect inspection is performed by obtaining image data before and after movement of a certain work, and if there is a work determined to be defect-free, this is stored as image data of a reference work. Keep it. Thereafter, defect detection is performed by comparing the image of the reference work and the image of the work to be inspected in the same manner as described above. Using this method, it is detected that the lot of the work on which the same pattern is formed has changed (for example, it is only necessary to know that the carrier has changed), and whether or not the image data of the reference work is required by the detection is determined. If the judgment is made, the automation of the inspection can be further advanced.

【0042】繰返しパターンを持たない被検物の欠陥検
出(例えば、パターンを形成する前のウエハ上における
キズやゴミ等の欠陥検査)については、1枚の画像デー
タから検出が可能であるが、CCDカメラの撮像素子が
持つ画素間の特性差があり、これが疑似欠陥になって検
出感度に影響する場合は次のようにすれば良い。すなわ
ち、撮像素子が持つ画素の正数倍の移動量で移動した2
枚の画像データの比較処理(差分処理)を行う。又は、
予め記憶した無欠陥の基準画像データと検査対象として
得た画像データとの比較処理を行う。こうすれば、画素
間の特性差の影響を受けること無く高感度で欠陥検査が
行える。
Defect detection of a test object having no repetitive pattern (for example, defect inspection such as scratches and dust on a wafer before forming a pattern) can be detected from one piece of image data. In the case where there is a characteristic difference between pixels of the imaging device of the CCD camera, which becomes a pseudo defect and affects the detection sensitivity, the following may be performed. In other words, it has moved by a moving amount of a positive multiple of the pixel of the image sensor.
The comparison processing (difference processing) of the image data of the sheets is performed. Or
A comparison process is performed between non-defective reference image data stored in advance and image data obtained as an inspection target. In this case, the defect inspection can be performed with high sensitivity without being affected by the characteristic difference between the pixels.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被検物の反りやパターンによる回折の影響を受けずに、
安定した信頼度の高い検査が可能となる。これによりマ
クロ検査を自動化でき、製品の安定化、検査の省力化を
図ることが可能となる。また、被検物の撮影角度を変え
ることなく、正反射光のみにより(明視野観察のみによ
り)被検物全体を撮像すれば良いので、検査機構を複雑
にせずに高速な検査が行える。また、無欠陥の被検物の
画像を基準画像として使用する場合は、その後に取り込
む画像は1枚だけで良く、差分処理も1回で済むので、
検査をさらに効率良く行え、実質的なスループットを上
げることができる。
As described above, according to the present invention,
Without being affected by the warpage of the test object and diffraction by the pattern,
Stable and highly reliable inspection can be performed. As a result, the macro inspection can be automated, and it is possible to stabilize the product and save labor in the inspection. In addition, since it is sufficient to image the entire test object only by specular reflection light (only by bright-field observation) without changing the imaging angle of the test object, high-speed inspection can be performed without complicating the inspection mechanism. When an image of a defect-free test object is used as a reference image, only one image needs to be captured thereafter, and only one difference process is required.
Inspection can be performed more efficiently, and substantial throughput can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る欠陥検査装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a defect inspection apparatus according to the present invention.

【図2】魔鏡現象の影響を避ける照明面の大きさを説明
するための模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the size of an illumination surface that avoids the influence of the magic mirror phenomenon.

【図3】回折光の影響を避ける照明面の大きさを説明す
るための模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the size of an illumination surface that avoids the influence of diffracted light.

【図4】モアレの影響を排除して本来の欠陥のみを検出
する方法を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of detecting only an original defect while eliminating the influence of moiré.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 照明ユニット 3,4 拡散板 5 コリメータレンズ 7 ウエハ 10 CCDカメラ 13 撮像素子 20 画像処理装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illumination unit 3, 4 Diffusion plate 5 Collimator lens 7 Wafer 10 CCD camera 13 Image sensor 20 Image processing device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 繰り返しパターンを有する被検物の欠陥
を検査する欠陥検査装置において、被検物の検査表面に
見込まれる反りの程度に基づいて決定される大きさの照
明面から略均一な輝度の拡散光を照射し被検物を照明す
る照明光学系と、該拡散照明光によって照明された被検
物からの正反射光により被検物を撮像する撮像素子を持
つ撮像光学系と、該撮像素子により撮像された画像に基
づいて被検物上の欠陥を検出する欠陥検出手段と、前記
撮像光学系に対して被検物を相対移動する移動手段を備
え、前記撮像素子の画素に対する被検物上のある第1位
置のパターンと第2位置のパターンの位置関係が略同一
になるように前記撮像光学系に対して被検物を相対移動
し、前記欠陥検出手段は前記移動手段により移動して撮
像された少なくとも2つの画像データの比較に基づいて
被検物上の欠陥を検出することを特徴とする欠陥検査装
置。
1. A defect inspection apparatus for inspecting a defect of a test object having a repetitive pattern, wherein a substantially uniform luminance is obtained from an illumination surface having a size determined based on a degree of warpage expected on a test surface of the test object. An illumination optical system that illuminates the object by irradiating the object with diffused light, an imaging optical system that has an imaging element that images the object with specularly reflected light from the object illuminated by the diffused illumination light, Defect detecting means for detecting a defect on the test object based on an image picked up by the image pickup device; and moving means for moving the test object relative to the image pickup optical system; The test object is relatively moved with respect to the imaging optical system so that the positional relationship between the pattern at a certain first position and the pattern at the second position on the inspection object is substantially the same. At least moved and imaged A defect inspection apparatus for detecting a defect on a test object based on a comparison between two image data.
【請求項2】 繰り返しパターンを有する被検物の欠陥
を検査する欠陥検査装置において、被検物の検査表面に
見込まれる反りの程度に基づいて決定される大きさの照
明面から略均一な輝度の拡散光を照射し被検物を照明す
る照明光学系と、該拡散照明光によって照明された被検
物からの正反射光により被検物を撮像する撮像素子を持
つ撮像光学系と、該撮像素子により撮像された画像に基
づいて被検物上の欠陥を検出する欠陥検出手段と、無欠
陥パターンの被検物の画像デ−タを記憶する記憶手段
と、前記撮像光学系に対して被検物を相対移動し、前記
撮像光学系に対して撮像されるパターンが所定の位置関
係になるように被検物を位置決めする位置決め手段と、
を備え、前記記憶手段に記憶された画像データと被検物
を撮像した画像データとの比較に基づいて被検物上の欠
陥を検出することを特徴とする欠陥検査装置。
2. A defect inspection apparatus for inspecting a defect of a test object having a repetitive pattern, wherein a substantially uniform luminance is obtained from an illumination surface having a size determined based on a degree of warpage expected on a test surface of the test object. An illumination optical system that illuminates the object by irradiating the object with diffused light, an imaging optical system that has an imaging element that images the object with specularly reflected light from the object illuminated by the diffused illumination light, Defect detection means for detecting a defect on a test object based on an image picked up by an image pickup device, storage means for storing image data of the test object having a defect-free pattern, and an image pickup optical system. Positioning means for relatively moving the test object and positioning the test object so that a pattern imaged with respect to the imaging optical system has a predetermined positional relationship;
A defect inspection apparatus for detecting a defect on the test object based on a comparison between the image data stored in the storage unit and the image data obtained by imaging the test object.
【請求項3】 繰り返しパターンを有する被検物の欠陥
を検査する欠陥検査装置において、被検物の検査表面に
見込まれる反りの程度に基づいて決定される大きさの照
明面から略均一な輝度の拡散光を照射し被検物を照明す
る照明光学系と、該拡散照明光によって照明された被検
物からの正反射光により被検物を撮像する撮像素子を持
つ撮像光学系と、該撮像素子により撮像された画像に基
づいて被検物上の欠陥を検出する欠陥検出手段と、前記
撮像素子の画素に対する被検物上のある第1位置のパタ
ーンと第2位置のパターンの位置関係が略同一になるよ
うに前記撮像光学系に対して被検物を相対移動する移動
手段とを備え、前記欠陥検出手段は該移動手段の移動に
より撮像された少なくとも2つの画像データの比較に基
づいて被検物上の欠陥を検出する第1欠陥検出手段と、
該第1欠陥検出手段により無欠陥とされた被検物の画像
データを基準画像として記憶する記憶手段と、前記撮像
光学系に対して撮像されるパターンが所定の位置関係に
なるように位置決めされた被検物を撮像した画像データ
と前記基準画像データの比較に基づいて被検物上の欠陥
を検出する第2欠陥検出手段と、を持つことを特徴とす
る欠陥検査装置。
3. A defect inspection apparatus for inspecting a defect of a test object having a repetitive pattern, wherein a substantially uniform luminance is obtained from an illumination surface having a size determined based on a degree of warpage expected on a test surface of the test object. An illumination optical system that illuminates the object by irradiating the object with diffused light, an imaging optical system that has an imaging element that images the object with specularly reflected light from the object illuminated by the diffused illumination light, Defect detection means for detecting a defect on a test object based on an image picked up by an image pickup device; and a positional relationship between a pattern at a certain first position and a pattern at a second position on the test object with respect to pixels of the image pickup device Moving means for relatively moving the test object with respect to the imaging optical system so that the two are substantially the same, and the defect detecting means is configured to compare at least two pieces of image data imaged by the movement of the moving means. Missing on the test object First defect detection means for detecting a defect;
Storage means for storing, as a reference image, image data of the test object which has been determined to be defect-free by the first defect detection means; and a positioning means for positioning the pattern imaged with respect to the imaging optical system in a predetermined positional relationship. And a second defect detecting means for detecting a defect on the test object based on a comparison between the image data obtained by imaging the test object and the reference image data.
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