JP2000028536A - Defect inspecting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【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。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。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. As a method of automating the macro inspection, a method of imaging a test object using an image pickup device such as a CCD and performing image processing on the image data to extract a defect can be considered. However, there is the following problem only by taking an image instead of visual observation by an operator.
【０００６】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。[0006] In dark-field observation, inspection is performed using diffracted light, so that the observation angle at which defects can be confirmed differs for each type of test object. Therefore, a mechanism for adjusting the angle is required.
【０００７】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, specularly reflected light is used. However, depending on the size of the area of the diffused illumination plate, the image pickup condition is affected by the effect of 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.
【０００８】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 period of the pattern, which causes a pseudo defect.
【０００９】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。In view of the above prior art, the present invention provides a defect inspecting apparatus and a defect inspecting apparatus capable of performing a highly reliable defect inspection without complicating the mechanism and eliminating the influence of warpage or diffracted light of a test object. It is an object of the present invention to provide a lighting device for a vehicle.
【００１０】[0010]
【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.
【００１１】（１） 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、を備えることを特徴とす
る。(1) In a defect inspection apparatus for inspecting a defect of a test object, diffused light having substantially uniform luminance 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 for illuminating the object by irradiating the object, an imaging optical system having an image sensor for imaging the object by specular reflection light from the object illuminated by the diffuse illumination light, and Defect detecting means for detecting a defect on a test object based on a captured image.
【００１２】（２） （１）の欠陥検査装置において、
前記被検物は繰り返しパターンを有し、前記照明面の大
きさは被検物から前記照明面を見たときの視野角が前記
パターンによる最小の回折角よりも小さいことを特徴と
する。(2) In the defect inspection apparatus of (1),
The test object has a repetitive pattern, and a size of the illumination surface is such that a viewing angle when viewing the illumination surface from the test object is smaller than a minimum diffraction angle by the pattern.
【００１３】（３） （１）の欠陥検査装置において、
前記被検物は繰り返しパターンを有し、前記照明面の大
きさは前記撮像素子が受光する正反射光の受光光量に対
して前記パターンによる回折光量が所定の割合より小さ
くなるようにしたことを特徴とする。(3) In the defect inspection apparatus of (1),
The test object has a repetitive pattern, and the size of the illumination surface is such that the amount of light diffracted by the pattern is smaller than a predetermined ratio with respect to the amount of light received by the image sensor, the amount of specularly reflected light. Features.
【００１４】（４） （１）の欠陥検査装置において、
前記照明面の大きさは、被検物の検査表面に見込まれる
範囲の反りに対して、前記撮像素子に入射する正反射光
の光量をほぼ同一にする大きさを持つことを特徴とす
る。(4) In the defect inspection apparatus of (1),
The size of the illumination surface is such that the amount of specularly reflected light incident on the image sensor is substantially the same with respect to a warp in a range expected on the inspection surface of the test object.
【００１５】（５） （１）の欠陥検査装置において、
前記照明光学系は前記照明面からの拡散光を収束する凸
レンズを持つことを特徴とする。(5) In the defect inspection apparatus of (1),
The illumination optical system has a convex lens that converges diffused light from the illumination surface.
【００１６】（６） （１）の欠陥検査装置において、
前記撮像光学系は被検物からの反射光を収束して撮像す
る凸レンズを持つことを特徴とする。(6) In the defect inspection apparatus of (1),
The imaging optical system has a convex lens that converges reflected light from the test object and captures an image.
【００１７】（７） （１）の欠陥検査装置において、
前記照明光学系は前記照明面からの拡散光をほぼ平行に
する凸レンズを持つことを特徴とする。(7) In the defect inspection apparatus of (1),
The illumination optical system has a convex lens that makes diffused light from the illumination surface almost parallel.
【００１８】（８） （１）の欠陥検査装置において、
前記撮像光学系は被検物からの反射光をほぼ平行にして
撮像する凸レンズを持つことを特徴とする。(8) In the defect inspection apparatus of (1),
The imaging optical system has a convex lens for imaging the reflected light from the test object substantially in parallel.
【００１９】（９） （１）の欠陥検査装置において、
前記照明光学系及び前記撮像光学系の両光路に共通な光
路に前記照明面からの拡散光をほぼ平行にし、被検物で
反射した反射光を集光する凸レンズを配置したことを特
徴とする。(9) In the defect inspection apparatus of (1),
A diffused lens from the illumination surface is made substantially parallel to an optical path common to both optical paths of the illumination optical system and the imaging optical system, and a convex lens that collects reflected light reflected by the test object is arranged. .
【００２０】（１０） （１）の欠陥検査装置におい
て、被検物からの正反射光によって散乱特性を持つ欠陥
を検出するために、前記照明面の大きさは被検物から前
記照明面を見たときの視野角が所定の角度よりも小さい
ことを特徴とする。(10) In the defect inspection apparatus of (1), in order to detect a defect having a scattering characteristic by specular reflection light from the test object, the size of the illumination surface is determined by changing the size of the illumination surface from the test object. The viewing angle when viewed is smaller than a predetermined angle.
【００２１】（１１） （１）の欠陥検査装置におい
て、前記撮像素子が持つ画素の正数倍ずらして撮像した
第１の画像データと第２の画像データに基づいて被検物
上の欠陥を検出することを特徴とする。(11) In the defect inspection apparatus of (1), a defect on the object to be inspected is determined based on the first image data and the second image data imaged with a shift of a positive number of pixels of the image sensor. It is characterized by detecting.
【００２２】（１２） （１）の欠陥検査装置は、さら
に無欠陥の被検物の画像データを記憶する記憶手段を備
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欠陥を検出するこ
とを特徴とする。(12) The defect inspection apparatus of (1) further comprises a storage means for storing image data of the defect-free test object, and the image data stored in the storage means and an image of the test object. It is characterized in that a defect is detected based on comparison with data.
【００２３】（１３） （１）の欠陥検査装置は、繰り
返しパターンを有する被検物を検査する装置であって、
さら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。(13) The defect inspection apparatus of (1) is an apparatus for inspecting an object having a repetitive pattern,
Further, a moving means for relatively moving the test object with respect to the imaging optical system is provided, and a positional relationship between a certain first position pattern and a second position pattern on the test object with respect to the pixels of the image pickup device is substantially the same. Moving the test object relative to the imaging optical system so that the defect detecting means detects a defect on the test object based on a comparison of at least two pieces of image data moved and imaged by the moving means. It is characterized by detecting.
【００２４】（１４） （１）の欠陥検査装置は、繰り
返しパターンを有する被検物を検査する装置であって、
さらに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。(14) The defect inspection apparatus of (1) is an apparatus for inspecting an object having a repetitive pattern,
A storage means for storing image data of the test object having a defect-free pattern; and a pattern which moves the test object relative to the imaging optical system and which is captured by the imaging optical system at a predetermined position. Positioning means for positioning the test object in a relation, and detecting a defect on the test object based on a comparison between the image data stored in the storage means and the image data obtained by imaging the test object. It is characterized by doing.
【００２５】（１５） （１）の欠陥検査装置は、繰り
返しパターンを有する被検物を検査する装置であって、
さらに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。(15) The defect inspection apparatus of (1) is an apparatus for inspecting an object having a repetitive pattern,
In addition, a certain first pixel on the test object for the pixel of the image sensor.
Moving means for moving the test object relative to the imaging optical system so that the positional relationship between the pattern of the position and the putter at the second position is substantially the same, wherein the defect detecting means is moved by the moving means. First defect detection means for detecting a defect on the test object based on a comparison of at least two imaged image data, and image data of the test object which has been made defect-free by the first defect detection means as a reference image Storage means for storing as
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.
【００２６】（１６） 被検物の欠陥を検査するための
被検物の照明装置において、被検物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出射する照明光学系を備えるこ
とを特徴とする。(16) In an illumination device for a test object for inspecting a defect of the test object, a substantially uniform illumination surface having a size determined based on the degree of warpage expected on the inspection surface of the test object. An illumination optical system that emits diffused light of luminance is provided.
【００２７】（１７） （１６）の照明装置において、
前記被検物は繰り返しパターンを有し、前記照明面の大
きさは、被検物から前記照明面を見たときの視野角が前
記パターンによる最小の回折角よりも小さいことを特徴
とする。(17) In the lighting device of (16),
The test object has a repetitive pattern, and the size of the illumination surface is such that a viewing angle when viewing the illumination surface from the test object is smaller than a minimum diffraction angle by the pattern.
【００２８】（１８） （１６）の照明装置において、
前記被検物は繰り返しパターンを有し、前記照明面の大
きさは、前記撮像素子が受光する正反射光の受光光量に
対して前記パターンによる回折光量が所定の割合より小
さくなるようにしたことを特徴とする。(18) In the lighting device of (16),
The test object has a repetitive pattern, and the size of the illumination surface is such that the amount of light diffracted by the pattern is smaller than a predetermined ratio with respect to the amount of light received by the image sensor and the amount of light reflected regularly. It is characterized by.
【００２９】（１９） （１６）の照明装置において、
前記照明面の大きさは、被検物の検査表面に見込まれる
範囲の反りに対して、撮像素子に入射する正反射光の光
量をほぼ同一にする大きさを持つことを特徴とする。(19) In the lighting device of (16),
The size of the illuminating surface is such that the amount of specularly reflected light incident on the image sensor is substantially the same with respect to the warpage in the range expected on the inspection surface of the test object.
【００３０】（２０） （１６）の照明装置において、
前記照明光学系は前記照明面からの拡散光を収束する凸
レンズを持つことを特徴とする。(20) In the lighting device of (16),
The illumination optical system has a convex lens that converges diffused light from the illumination surface.
【００３１】（２１） （１６）の照明装置において、
前記照明光学系は前記照明面からの拡散光をほぼ平行に
する凸レンズを持つことを特徴とする。(21) In the lighting device of (16),
The illumination optical system has a convex lens that makes diffused light from the illumination surface almost parallel.
【００３２】（２２） （１６）の照明装置において、
被検物からの正反射光によって散乱特性を持つ欠陥を検
出するために、前記照明面の大きさは、被検物から前記
照明面を見たときの視野角が所定の角度よりも小さいこ
とを特徴とする。(22) In the lighting device of (16),
In order to detect a defect having a scattering characteristic by specularly reflected light from the test object, the size of the illumination surface is such that a viewing angle when viewing the illumination surface from the test object is smaller than a predetermined angle. It is characterized by.
【００３３】（２３） （１６）の照明装置において、
前記照明光学系は照明光源と照明光源を出射した光を拡
散する拡散板と拡散された光の通過を前記照明面の大き
さに制限する制限手段と、を持つことを特徴とする。(23) In the lighting device of (16),
The illumination optical system includes an illumination light source, a diffusion plate that diffuses light emitted from the illumination light source, and a limiting unit that restricts passage of the diffused light to a size of the illumination surface.
【００３４】（２４） （２３）の照明光学系は、さら
に照明光源を出射した光の波長選択を行う波長選択手段
を持つことを特徴とする。(24) The illumination optical system according to (23) further comprises a wavelength selecting means for selecting the wavelength of the light emitted from the illumination light source.
【００３５】[0035]
【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.
【００３６】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.
【００３７】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.
【００３８】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 takes in a video signal from the CCD camera 10 by performing predetermined processing such as A / D conversion, and 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.
【００３９】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.
【００４０】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 one size larger than the work so that the image can be captured only with 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.
【００４１】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. .
【００４２】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.
【００４３】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 workpiece 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.
【００４４】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, the 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).
【００４５】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 °.
【００４６】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 if 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 light 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.
【００４７】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 illumination 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.
【００４８】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 inventors, when inspecting a wafer having a diameter of about 200 mm, the warpage (tilt angle) of the wafer is 1 mm.
It was confirmed that practically enough if the degree was expected.
【００４９】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, the 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.
【００５０】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.
【００５１】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 image sensor 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.)
【００５２】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 diffuser 4 is set to be smaller than the predetermined angle (the angle determined in relation to the inspection accuracy) 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.
【００５３】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.
【００５４】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 control device 23 connected to the image processing device 20 operates for one chip (or in the arrangement direction of the pattern of the chips 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 displaced (by a positive multiple 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.
【００５５】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.
【００５６】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.
【００５７】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.
【００５８】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 the 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.
【００５９】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.
【００６０】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 in 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 non-defective reference work (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, defect inspection can be performed without the influence of moire, and only one piece of image data needs to be obtained for the work to be inspected, thereby increasing the inspection throughput.
【００６１】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 works 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.
【００６２】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 a scratch or 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.
【００６３】[0063]
【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.
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
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１１年５月１１日（１９９９．５．１
１）[Submission date] May 11, 1999 (1999.5.1
1)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１１[Correction target item name] 0011
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１１】（１） く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、被検物からの
照明光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、略均一な輝度の拡散光を出射する照明
面を持ち、該照明面は被検物の検査表面に見込まれる反
りの程度に対して前記撮像素子に入射する正反射光の光
量をほぼ同一にする大きさとした照明光学系と、前記撮
像素子により撮像された画像に基づいて被検物の欠陥を
検出する欠陥検出手段と、を備え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 repeating pattern ,
An imaging optical system having an imaging element for imaging an object by specular reflection of illumination light, and illumination for emitting diffused light having substantially uniform luminance.
Surface, and the illuminated surface is the counterpart expected to the inspection surface of the test object.
Of specularly reflected light incident on the image sensor with respect to the degree of reflection
An illumination optical system sized to the amount almost the same, characterized in that it comprises a defect detection device for detecting a defect of the object, a based on the image captured by the shooting <br/> image element .
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１２[Correction target item name] 0012
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１２】（２） （１）の欠陥検査装置において、
前記照明面の大きさは被検物から照明面を見たときの視
野角が前記パターンによる最小の回折角よりも小さいこ
とを特徴とする。(2) In the defect inspection apparatus of (1),
The size of the illumination surface is characterized by the viewing angle when viewing the illuminated surface from the test object is smaller than the minimum of the diffraction angle by the pattern.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１３[Correction target item name] 0013
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１３】（３） （１）の欠陥検査装置において、
前記照明面の大きさは前記撮像素子が受光する正反射光
の受光量に対して前記パターンによる回折光量が所定の
割合より小さくなるようにしたことを特徴とする。(3) In the defect inspection apparatus of (1),
The size of the illumination surface, wherein the imaging device is as diffracted light by the patterns for the received light amount of regular reflection light received is less than the predetermined ratio.
【手続補正５】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１４[Correction target item name] 0014
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正６】[Procedure amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１５[Correction target item name] 0015
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正７】[Procedure amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１６[Correction target item name] 0016
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正８】[Procedure amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１７[Correction target item name] 0017
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正９】[Procedure amendment 9]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１８[Correction target item name] 0018
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正１０】[Procedure amendment 10]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１９[Correction target item name] 0019
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正１１】[Procedure amendment 11]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２０[Correction target item name] 0020
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２０】（４） （１）の欠陥検査装置において、
前記照明面の大きさは、正反射光による散乱特性のある
欠陥を検出するために、被検物から照明面を見たときの
視野角が所期する検出感度により定められる角度よりも
小さいことを特徴とする。( 4 ) In the defect inspection apparatus of (1),
The size of the illumination plane, in order to detect the <br/> defects with scattering properties by regularly reflected light is determined by the detection sensitivity viewing angle is desired when viewing the illuminated surface from the test object The angle is smaller than the angle.
【手続補正１２】[Procedure amendment 12]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２１[Correction target item name] 0021
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２１】（５） （１）の欠陥検査装置において、
前記照明光学系は、前記照明面からの拡散光をほぼ平行
にする凸レンズを持つことを特徴とする。( 5 ) In the defect inspection apparatus of (1),
The illumination optical system makes diffused light from the illumination surface substantially parallel.
It is characterized by having a convex lens .
【手続補正１３】[Procedure amendment 13]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２２[Correction target item name] 0022
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正１４】[Procedure amendment 14]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２３[Correction target item name] 0023
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正１５】[Procedure amendment 15]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２４[Correction target item name] 0024
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正１６】[Procedure amendment 16]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２５[Correction target item name] 0025
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正１７】[Procedure amendment 17]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２６[Correction target item name] 0026
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２６】（６） 撮像素子で撮像して被検物の欠陥
を検査するための被検物の照明装置において、略均一な
輝度の拡散光を出射する照明面を持ち、該照明面は被検
物の検査表面に見込まれる反りの程度に対して前記撮像
素子に入射する正反射光の光量をほぼ同一にする大きさ
としたことを特徴とする。( 6 ) In an illumination device for a test object for inspecting a defect of the test object by taking an image with an image pickup device, a substantially uniform
It has an illumination surface that emits diffused light of brightness, and the illumination surface
Imaging for the degree of warpage expected on the inspection surface of the object
Size that makes the amount of specularly reflected light incident on the element almost the same
And said that the content was.
【手続補正１８】[Procedure amendment 18]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２７[Correction target item name] 0027
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２７】（７） （６）の照明装置において、前記
被検物はくり返しパターンを有し、前記照明面の大きさ
は被検物から照明面を見たときの視野角が前記パターン
による最小の回折角よりも小さいことを特徴とする。[0027] (7) A lighting device (6), wherein the Kenbutsu has a Ku Ri returns pattern, said illumination plane size
Is characterized in that the viewing angle when viewing the illumination surface from the test object is smaller than the minimum diffraction angle due to the pattern.
【手続補正１９】[Procedure amendment 19]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２８[Correction target item name] 0028
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２８】（８） （６）の照明装置において、前記
被検物はくり返しパターンを有し、前記照明面の大きさ
は前記撮像素子が受光する正反射光の受光量に対して前
記パターンによる回折光量が所定の割合より小さくなる
ようにしたことを特徴とする。[0028] (8) A lighting device (6), wherein the Kenbutsu has a Ku Ri returns pattern, said illumination plane size
Is characterized in that the amount of light diffracted by the pattern is smaller than a predetermined ratio with respect to the amount of regular reflection light received by the image sensor.
【手続補正２０】[Procedure amendment 20]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２９[Correction target item name] 0029
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正２１】[Procedure amendment 21]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３０[Correction target item name] 0030
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正２２】[Procedure amendment 22]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３１[Correction target item name] 0031
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正２３】[Procedure amendment 23]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３２[Correction target item name] 0032
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３２】（９） （６）の照明装置において、前記
照明面の大きさは、正反射光による散乱特性のある欠陥
を検出するために、被検物から照明面を見たときの視野
角が所期する検出感度により定められる角度よりも小さ
いことを特徴とする。( 9 ) The lighting device according to ( 6 ), wherein
The size of the illumination plane, in order to detect defects with a scattering characteristic due to the regular reflection light, viewing angle is smaller than the angle subtended by the detection sensitivity for desired when viewing the illuminated surface from the test object It is characterized by.
【手続補正２４】[Procedure amendment 24]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３３[Correction target item name] 0033
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３３】（１０） （６）の照明装置において、前
記照明面からの拡散光をほぼ平行にする凸レンズを持つ
ことを特徴とする。( 10 ) The illumination device according to ( 6 ), further comprising a convex lens for making the diffused light from the illumination surface almost parallel .
【手続補正２５】[Procedure amendment 25]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３４[Correction target item name] 0034
【補正方法】削除 ─────────────────────────────────────────────────────
[Correction method] Deleted ───────────────────────────────────────────── ────────
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１１年８月１０日（１９９９．８．１
０）[Submission date] August 10, 1999 (1999.8.1
0)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【発明の名称】 欠陥検査装置[Title of the Invention] Defect inspection device
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１１[Correction target item name] 0011
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１１】（１） 繰り返しパターンを有する被検物
の欠陥をマクロ検査する欠陥検査装置において、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、略均一な輝度の拡散光を出射する照明面
を持ち、該照明面の大きさは被検物の検査表面に見込ま
れる反りの程度に対して前記撮像素子に入射する正反射
光の光量をほぼ同一にする大きさとするとともに、被検
物から照明面を見たときの視野角が前記パターンによる
最小の回折角よりも小さい照明光学系と、前記撮像素子
により撮像された画像を画像処理装置により処理して被
検物の欠陥を検出する欠陥検出手段と、を備えることを
特徴とする。(1) In a defect inspection apparatus for macro- inspection of a defect of a test object having a repetitive pattern, an image pickup optical system having an image pickup element for picking up an image of the test object by specularly reflected light from the test object is substantially uniform It has an illumination surface that emits diffused light of high luminance, and the size of the illumination surface is substantially the same as the amount of specularly reflected light incident on the image sensor with respect to the degree of warpage expected on the inspection surface of the test object. And the test
The viewing angle when viewing the illumination surface from an object depends on the pattern
An illumination optical system having a smaller diffraction angle than the minimum diffraction angle, and a defect detection unit for processing an image captured by the image sensor by an image processing device to detect a defect of the test object.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１２[Correction target item name] 0012
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１２】（２） 繰り返しパターンを有する被検物
の欠陥をマクロ検査する欠陥検査装置において、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、略均一な輝度の拡散光を出射する照明面
を持ち、該照明面の大きさは被検物の検査表面に見込ま
れる反りの程度に対して前記撮像素子に入射する正反射
光の光量をほぼ同一にする大きさとするとともに、前記
撮像素子が受光する正反射光の受光量に対して前記パタ
ーンによる回折光量が前記反りの程度と要求される検出
感度により決められる所定の割合より小さくされた照明
光学系と、前記撮像素子により撮像された画像を画像処
理装置により処理して被検物の欠陥を検出する欠陥検出
手段と、を備えることを特徴とする。(2) Test object having a repetitive pattern
In a defect inspection device that performs macro inspection for defects
With an image sensor that captures an image of an object with specularly reflected light
An imaging optical system and an illumination surface for emitting diffused light with substantially uniform brightness
The size of the illumination surface is expected to be the inspection surface of the test object.
Specular reflection incident on the image sensor for the degree of warping
With the size to make the light quantity of light almost the same,
The amount of specular light received by the image sensor
Required when the amount of diffraction by the beam is the degree of the warpage
Illumination reduced below a certain percentage determined by sensitivity
An optical system and an image picked up by the image pickup device are subjected to image processing.
Detection that detects defects in the test object by processing with a processing device
Means .
【手続補正５】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１３[Correction target item name] 0013
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１３】（３） 繰り返しパターンを有する被検物
の欠陥をマクロ検査する欠陥検査装置において、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、略均一な輝度の拡散光を出射する照明面
を持ち、該照明面の大きさは被検物の検査表面に見込ま
れる反りの程度に対して前記撮像素子に入射する正反射
光の光量をほぼ同一にする大きさとするとともに、反射
光の散乱特性のあるパターンの欠陥を検出するために、
被検物から照明面を見たときの視野角が所期する検出感
度により定められる回折角よりも小さい照明光学系と、
前記撮像素子により撮像された画像を画像処理装置によ
り処理して被検物の欠陥を検出する欠陥検出手段と、を
備えることを特徴とする。(3) Test object having a repetitive pattern
In a defect inspection device that performs macro inspection for defects
With an image sensor that captures an image of an object with specularly reflected light
An imaging optical system and an illumination surface for emitting diffused light with substantially uniform brightness
The size of the illumination surface is expected to be the inspection surface of the test object.
Specular reflection incident on the image sensor for the degree of warping
The size of the light is almost the same and the reflection
In order to detect defects in patterns with light scattering properties,
Sense of expected viewing angle when viewing the illumination surface from the test object
An illumination optical system smaller than the diffraction angle determined by the degree,
The image picked up by the image pickup device is processed by an image processing device.
Defect detection means for detecting the defect of the test object by performing
Characterized in that it comprises.
【手続補正６】[Procedure amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２０[Correction target item name] 0020
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２０】（４） （１）〜（３）のいずれかの欠陥
検査装置において、前記照明光学系は、前記照明面から
の拡散光をほぼ平行にする凸レンズを持つことを特徴と
する。(4) In the defect inspection apparatus according to any one of (1) to (3) , the illumination optical system is arranged so that the illumination optical system is located at
Characterized by having a convex lens that makes the diffused light substantially parallel .
【手続補正７】[Procedure amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２１[Correction target item name] 0021
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正８】[Procedure amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２６[Correction target item name] 0026
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正９】[Procedure amendment 9]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２７[Correction target item name] 0027
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正１０】[Procedure amendment 10]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２８[Correction target item name] 0028
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正１１】[Procedure amendment 11]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３２[Correction target item name] 0032
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正１２】[Procedure amendment 12]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３３[Correction target item name] 0033
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
Claims (24)
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、を備えることを特徴とする欠陥
検査装置。In a defect inspection apparatus for inspecting a defect of a test object, diffused light having substantially uniform luminance is emitted 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 for illuminating the object by irradiating the object, an imaging optical system having an image sensor for imaging the object by specularly reflected light from the object illuminated by the diffused illumination light, and imaging by the image sensor A defect detection unit for detecting a defect on the test object based on the obtained image.
被検物は繰り返しパターンを有し、前記照明面の大きさ
は被検物から前記照明面を見たときの視野角が前記パタ
ーンによる最小の回折角よりも小さいことを特徴とする
欠陥検査装置。2. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the object has a repetitive pattern, and a size of the illumination surface is determined by a viewing angle when the illumination surface is viewed from the object. A defect inspection device characterized by being smaller than the minimum diffraction angle.
被検物は繰り返しパターンを有し、前記照明面の大きさ
は前記撮像素子が受光する正反射光の受光光量に対して
前記パターンによる回折光量が所定の割合より小さくな
るようにしたことを特徴とする欠陥検査装置。3. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the test object has a repetitive pattern, and the size of the illumination surface is determined by the pattern with respect to the amount of regular reflection light received by the image sensor. A defect inspection apparatus, wherein the amount of diffracted light is smaller than a predetermined ratio.
照明面の大きさは、被検物の検査表面に見込まれる範囲
の反りに対して、前記撮像素子に入射する正反射光の光
量をほぼ同一にする大きさを持つことを特徴とする欠陥
検査装置。4. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the size of the illuminating surface is determined based on the amount of specularly reflected light incident on the image sensor with respect to a warp in a range expected on the inspection surface of the inspection object. A defect inspection device having a size substantially the same.
照明光学系は前記照明面からの拡散光を収束する凸レン
ズを持つことを特徴とする欠陥検査装置。5. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the illumination optical system has a convex lens that converges diffused light from the illumination surface.
撮像光学系は被検物からの反射光を収束して撮像する凸
レンズを持つことを特徴とする欠陥検査装置。6. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the imaging optical system has a convex lens that converges and reflects light reflected from the test object.
照明光学系は前記照明面からの拡散光をほぼ平行にする
凸レンズを持つことを特徴とする欠陥検査装置。7. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the illumination optical system has a convex lens that makes diffused light from the illumination surface substantially parallel.
撮像光学系は被検物からの反射光をほぼ平行にして撮像
する凸レンズを持つことを特徴とする欠陥検査装置。8. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the imaging optical system has a convex lens for imaging the reflected light from the test object substantially in parallel.
照明光学系及び前記撮像光学系の両光路に共通な光路に
前記照明面からの拡散光をほぼ平行にし、被検物で反射
した反射光を集光する凸レンズを配置したことを特徴と
する欠陥検査装置。9. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the diffused light from the illumination surface is made substantially parallel to an optical path common to both optical paths of the illumination optical system and the imaging optical system, and is reflected by the test object. A defect inspection device comprising a convex lens for condensing light.
検物からの正反射光によって散乱特性を持つ欠陥を検出
するために、前記照明面の大きさは被検物から前記照明
面を見たときの視野角が所定の角度よりも小さいことを
特徴とする欠陥検査装置。10. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the size of the illumination surface is determined by observing the illumination surface from the object in order to detect a defect having a scattering characteristic due to specular reflection light from the object. A defect inspection apparatus characterized in that a viewing angle when the image is inspected is smaller than a predetermined angle.
記撮像素子が持つ画素の正数倍ずらして撮像した第１の
画像データと第２の画像データ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。11. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein a defect on the test object is detected based on first image data and second image data obtained by shifting the image by a positive number of pixels of the image sensor. And a defect inspection apparatus.
欠陥の被検物の画像データを記憶する記憶手段を備え、
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欠陥を検出することを
特徴とする欠陥検査装置。12. The defect inspection apparatus according to claim 1, further comprising storage means for storing image data of a defect-free test object,
A defect inspection apparatus, wherein a defect is detected based on a comparison between image data stored in the storage unit and image data obtained by imaging an object.
パターンを有する被検物を検査する装置であって、さら
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。13. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the defect inspection apparatus inspects an object having a repetitive pattern, further comprising moving means for relatively moving the object with respect to the imaging optical system, The test object is moved relative to the imaging optical system so that the positional relationship between a pattern at a certain first position and a pattern at a second position on the test object with respect to the pixels of the image sensor is substantially the same. The defect inspection apparatus is characterized in that the means detects a defect on the test object based on a comparison of at least two pieces of image data captured by moving the moving means.
パターンを有する被検物を検査する装置であって、さら
に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。14. A defect inspection apparatus according to claim 1, wherein said defect inspection apparatus inspects an object having a repetitive pattern, further comprising: storage means for storing image data of the object having a defect-free pattern; Moving the test object relative to the imaging optical system,
Positioning means for positioning an object so that a pattern imaged with respect to the imaging optical system has a predetermined positional relationship, and image data stored in the storage means and an image of the object captured A defect inspection apparatus for detecting a defect on a test object based on comparison with data.
パターンを有する被検物を検査する装置であって、さら
に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。15. The defect inspection device according to claim 1, wherein the defect inspection device inspects an object having a repetitive pattern, further comprising: a pattern at a first position on the object with respect to a pixel of the image sensor; Moving means for relatively moving the test object with respect to the imaging optical system so that the positional relationship of the putters is substantially the same, wherein the defect detecting means is provided with at least two of the images taken by the movement of the moving means. First defect detection means for detecting a defect on the test object based on the comparison of the image data, and 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 a pattern imaged with respect to the imaging optical system has a predetermined positional relationship and the reference image data; Second A defect inspection apparatus, comprising: a defect detection unit.
の照明装置において、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出射する照明光学系を備えることを
特徴とする照明装置。16. An apparatus for illuminating a test object for inspecting a defect of the test object, wherein an illumination surface having a size determined based on a degree of warpage expected on an inspection surface of the test object is substantially uniform. An illumination device comprising an illumination optical system for emitting diffused light of luminance.
被検物は繰り返しパターンを有し、前記照明面の大きさ
は、被検物から前記照明面を見たときの視野角が前記パ
ターンによる最小の回折角よりも小さいことを特徴とす
る照明装置。17. The illumination device according to claim 16, wherein the test object has a repetitive pattern, and a size of the illumination surface is such that a viewing angle when the illumination surface is viewed from the test object depends on the pattern. An illuminating device characterized by being smaller than the minimum diffraction angle.
被検物は繰り返しパターンを有し、前記照明面の大きさ
は、前記撮像素子が受光する正反射光の受光光量に対し
て前記パターンによる回折光量が所定の割合より小さく
なるようにしたことを特徴とする欠陥検査装置。18. The illumination device according to claim 16, wherein the test object has a repetitive pattern, and the size of the illumination surface is determined by the pattern with respect to the amount of regular reflection light received by the image sensor. A defect inspection apparatus, wherein the amount of diffracted light is smaller than a predetermined ratio.
照明面の大きさは、被検物の検査表面に見込まれる範囲
の反りに対して、撮像素子に入射する正反射光の光量を
ほぼ同一にする大きさを持つことを特徴とする照明装
置。19. The illuminating device according to claim 16, wherein the size of the illuminating surface is substantially the same as the amount of specularly reflected light incident on the image sensor with respect to a warp in a range expected on the inspection surface of the test object. A lighting device characterized by having a size that is
照明光学系は前記照明面からの拡散光を収束する凸レン
ズを持つことを特徴とする照明装置。20. The illumination device according to claim 16, wherein the illumination optical system has a convex lens that converges diffused light from the illumination surface.
照明光学系は前記照明面からの拡散光をほぼ平行にする
凸レンズを持つことを特徴とする照明装置。21. The illumination device according to claim 16, wherein the illumination optical system has a convex lens that makes diffused light from the illumination surface substantially parallel.
物からの正反射光によって散乱特性を持つ欠陥を検出す
るために、前記照明面の大きさは、被検物から前記照明
面を見たときの視野角が所定の角度よりも小さいことを
特徴とする照明装置。22. The illumination device according to claim 16, wherein the size of the illumination surface is determined by observing the illumination surface from the object in order to detect a defect having scattering characteristics due to specularly reflected light from the object. A lighting device characterized in that a viewing angle at the time of turning is smaller than a predetermined angle.
照明光学系は照明光源と照明光源を出射した光を拡散す
る拡散板と拡散された光の通過を前記照明面の大きさに
制限する制限手段と、を持つことを特徴とする照明装
置。23. The illumination device according to claim 16, wherein the illumination optical system restricts passage of the diffused light to the size of the illumination surface, and a diffusion plate for diffusing light emitted from the illumination light source. And a lighting device.
明光源を出射した光の波長選択を行う波長選択手段を持
つことを特徴とする照明装置。24. The illumination device according to claim 23, further comprising a wavelength selection means for selecting a wavelength of light emitted from the illumination light source.
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- 1998-07-07 JP JP10191302A patent/JP3078784B2/en not_active Expired - Fee Related
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