JP2000162134A - 表面検査装置 - Google Patents
表面検査装置Info
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- JP2000162134A JP2000162134A JP10341505A JP34150598A JP2000162134A JP 2000162134 A JP2000162134 A JP 2000162134A JP 10341505 A JP10341505 A JP 10341505A JP 34150598 A JP34150598 A JP 34150598A JP 2000162134 A JP2000162134 A JP 2000162134A
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Abstract
える表面検査装置を提供する。 【解決手段】 検査試料表面に明視野照明光を投光する
明視野照明投光光学系と、検査試料表面に暗視野照明光
を投光する暗視野照明投光光学系と、検査試料表面に対
して両照明光を異なるタイミングで個別に投光するよう
に切換える照明光切換手段と、該切換手段により照明さ
れる前記検査試料の明視野照明像及び暗視野照明像を撮
像する撮像手段と、該撮像手段により得られた暗視野画
像と明視野画像とを相対的に減算処理した減算処理画像
を生成する画像生成手段と、該生成された画像を表示す
る表示手段とを備える。
Description
野照明を利用した表面検査装置に関する。
投光し、その反射光を目視や顕微鏡やTVカメラ等で捉
えた像を観察することにより、試料に形成されたICパ
ターンの段差構造や表面上のキズ、埃などの欠陥を検査
する表面検査装置が知られている。検査試料表面への照
明光の投光としては、試料表面からの正反射光を主に利
用する明視野照明と乱反射光を主に利用する暗視野照明
があり、検査内容に応じて有利な方を選択的に切換えて
検査を行っていた。
ウエハ等においてはそのパターンの微細化が進み、さら
に解像能力のアップが望まれているが、明視野照明又は
暗視野照明のどちらを使用しても画像のコントラストが
悪く、表面状態の認識がしづらいことがある。このよう
な場合、ウエハ面への照明角度を変更したり、別角度の
照明装置を設けることにより、暗視野での認識率を多少
上げることができるが、それでも十分でない場合があ
る。また、照明角度を変更することは時間が掛かり手間
である。
ントラストの高い画像で効率的に検査が行える表面検査
装置を提供することを技術課題とする。
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。
光する明視野照明投光光学系と、検査試料表面に暗視野
照明光を投光する暗視野照明投光光学系と、検査試料表
面に対して両照明光を異なるタイミングで個別に投光す
るように切換える照明光切換手段と、該切換手段により
照明される前記検査試料の明視野照明像及び暗視野照明
像を撮像する撮像手段と、該撮像手段により得られた暗
視野画像と明視野画像とを相対的に減算処理した減算処
理画像を生成する画像生成手段と、該生成された画像を
表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
前記照明光切換手段は明視野照明光と暗視野照明光を連
続して交互に投光するように切換える手段であり、前記
画像生成手段は前記減算処理画像を連続的に生成する手
段であることを特徴とする。
前記照明光切換手段による明視野照明光と暗視野照明光
の切換を、前記撮像手段の1フレーム分の出力信号に同
期したタイミングで行うように制御する切換制御手段を
備えることを特徴とする。
前記撮像手段により得られる明視野画像と暗視野画像と
をそれぞれ取り込むフレームメモリを有し、前記画像生
成手段は該フレームメモリに取り込まれた2画像から画
像を生成することを特徴とする。
前記照明光切換手段は明視野照明投光光学系の光路と暗
視野照明投光光学系の光路を選択的に遮蔽する回転式シ
ャッタを有することを特徴とする。
前記表示手段に表示する画像を前記画像生成手段で生成
された画像又は前記撮像手段により撮像された画像に切
替える画像切換手段を備えることを特徴とする。
いて以下に説明する。図1は実施形態の装置の光学系と
制御系の要部を示した図である。
物レンズ3と共に顕微鏡の観察系を構成する。観察眼E
はこの顕微鏡観察系を介して、水平駆動装置32及び垂
直駆動装置により移動するステージ4に載置されたウエ
ハ5を観察することができる。
照明光源である。8はモータ20によって回転駆動され
るディスクであり、ディスク8は図2(a)に示すよう
に、照明光を透過する半円の透過部8aと照明光を遮光
する半円の遮光部8bを有する。このディスク8は、例
えば、光を透過する素材(透明なガラス材等)の半円部
分に遮光用のクロム蒸着等を施すことにより形成するこ
とができる。モータ20の駆動によりディスク8が回転
されることにより、照明光源6、7からの光束が交互に
かつ断続的に通過する。モータ20はディスク8を1/
15秒にて1回転させる速度にて駆動する。
て検知される。センサ22はディスク8を挟むような格
好で取り付けられたLED22aと受光部22bを有し
(図2(b)参照)、受光部22bに検出されるLED
22aの光の受光状態により、回転するディスク8の透
過部8a、遮光部8bの切換わりを検知する。照明光源
6、7による両照明光束の通過範囲に対するセンサ22
の配置位置は図のようになっており、ディスク8がA方
向に回転をして、センサ22の位置に遮光部8bが来た
ことが検知されるときは、照明光源7の照明範囲に透過
部8aが位置するためディスク8を通過するは明視野の
照明光束となる。さらにディスク8が回転してセンサ2
2の位置に透過部8aが来たことが検知されるときは、
照明光源6の照明範囲に透過部8aが位置するためディ
スク8を通過するのは暗視野の照明光束となる。
束は、コリメートレンズ9によって平行光束とされた
後、リングスリット10を通過しミラー11にて反射さ
れる。ミラー11にて反射された照明光束は穴あきミラ
ー12の外周部にて反射された後、ハーフミラー13、
プリズム2、リング状レンズ14を経てウエハ5に投光
される。ウエハ5上にて乱反射された光束の一部は対物
レンズ3を通過した後、プリズム2、ハーフミラー13
を介してCCDカメラ21に受光される。
らの光束は、コリメートレンズ16によって平行光束と
された後、穴あきミラー12の中央開口部を通過し、ハ
ーフミラー13、プリズム2、対物レンズ3を経てウエ
ハ5に投光される。ウエハ5からの正反射光は再び対物
レンズ3を通過した後、暗視野照明光束と同様にプリズ
ム2、ハーフミラー13を介してCCDカメラ21にて
受光される。
御する制御部である。31はステージ4を垂直方向(光
軸方向)に移動するフォーカス調節部であり、図示なき
フォーカス検知機構からの検知信号に基づいてウエハの
フォーカス位置を合せる。32はステージ4を水平方向
に移動させるための水平駆動装置である。水平駆動装置
32はジョイスティック23を操作することにより駆動
する。
Dカメラ21からの画像データはデジタル化等の所定の
処理が施された後、制御部30からの制御によって何れ
かに取り込まれる。36は画像処理部であり、フレーム
メモリ34、35に取り込まれた画像データを基に画像
処理を行い、モニタ37に表示する画像を生成する。3
8はモニタ37に表示する画像(フレームメモリ34の
画像、フレームメモリ35の画像、又は画像処理部36
により生成された画像)を切換える画像切換部である。
33は各種のスイッチが設けられたスイッチ部であり、
観察画像切換用のスイッチ33aを有する。なお、CC
Dカメラ21からの1フレーム分の撮像データは1/3
0秒間隔で出力される。
について図4を使用して説明する。なお、フレームメモ
リ34にはCCDカメラ21からの暗視野画像が取り込
まれ、フレームメモリ35には明視野画像が取り込まれ
るものとする。
ズ部分の断面形状を拡大して示した模式図である。図4
(b)は、この図4(a)の部分を明視野画像データと
して捉えた時の輝度信号を示したものである。明視野画
像の場合、ウエハ面の平滑面部分は正反射光により輝度
が高い信号として得られ、キズ部分はその凹凸形状によ
って輝度が低い信号として得られる。一方、図4(c)
は同じ図4(a)の部分を暗視野画像として捉えた時の
輝度信号を示したものである。暗視野画像の場合、ウエ
ハ面の平滑面部分は乱反射光が極めて少ないので輝度が
低い信号として得られ、キズ部分はその凹凸形状によっ
て生じる乱反射光により輝度が高い信号として得られ
る。
状態)によっては、凹凸形状部分と平滑なウエハ面部分
との輝度差(コントラスト)がはっきりせず、暗視野画
像と明視野画像を個別にモニタ37上で観察しただけで
は、キズ部分の欠陥が明確に区別できないことがある。
暗視野画像による輝度信号から、これと対応するフレー
ムメモリ35の明視野画像による輝度信号を減算処理し
て、図4(d)のように、平滑面部分に対して凹凸部分
の信号が強調された輝度情報を持つ画像を生成する。こ
うすることにより両者の輝度差が強調される(すなわち
キズ部分のコントラストが高くなる)ので、これをモニ
タ37に表示すれば欠陥部分の観察をより明確に行える
ようになる。また、パターン等においても同様にはっき
りした画像が得られる。なお、両画像データの減算処理
は、逆に明視野画像による輝度信号から暗視野画像によ
る輝度信号を減算しても良い。
を説明する。まず、ステージ4に載せられたウエハ5の
検査面に対して、フォーカス調節部31によるフォーカ
ス調整、水平駆動装置32による水平移動を行い検査部
位を顕微鏡下に置く。
選択すると、制御部30はモータ20を駆動させディス
ク8をイニシャライズし、センサ22による検知信号に
基づいて透過部8aが照明光源7の照明範囲に来るよう
にした後、ディスク8の回転を停止させる。これにより
CCDカメラ21には前述の光学系を経てウエハ5の明
視野画像が撮像されるようになる。また、制御部30は
その明視野画像がフレームメモリ35を取り込まれるよ
うに制御するとともに、モニタ37に表示されるように
画像切換部38を切換える。これによりオペレータはモ
ニタ37で明視野画像を観察できるようになる。
ードを選択すると、ディスク8の透過部8aが照明光源
6の照明範囲に来るように配置され、CCDカメラ21
には暗視野画像が撮像されるようになる。その像はフレ
ームメモリ34、画像切換部38を介してモニタ37に
表示される。
ドを選択した場合について説明する。制御部30は、モ
ータ20を駆動してディスク8を所定速度(1/15秒
で1回転する速度)で回転させる。同時にCCDカメラ
21から出力される画像の1/30秒毎の同期信号とセ
ンサ22からの検知信号(透過部8a、遮光部8bの切
換わりの検知信号)を同期させるようにさらにディスク
8の回転を制御する(フェイズロックループ)。このデ
ィスク8の回転により、ウエハ5は明視野照明光と暗視
野照明光が交互に照明され、CCDカメラ21からは1
/30秒毎に明視野画像と暗視野画像の信号が連続的に
交互に出力されるようになる。制御部30はその出力さ
れる同期信号に合せてフレームメモリ34、35への画
像取り込みを制御する。
タ37への表示を概略的に示したものである。なお、こ
のモードではモニタ37の表示画像は画像処理部36用
に切換えられる。
明に切換わったことが検知されると、CCDカメラ21
からの暗視野画像がフレームメモリ34に取り込まれる
(1回目)。次にセンサ22により明視野照明に切換わ
ったことが検知されると、今度はCCDカメラ21から
の明視野野画像がフレームメモリ35に取り込まれる
(2回目)。この2回目の取り込みができると、前述の
ようにして画像処理部36にてフレームメモリ34の暗
視野画像データ(この場合1回目に取り込んだ画像)か
らフレームメモリ35の明視野画像データが減算処理さ
れた新たな画像が生成される。モニタ37はその画像が
表示される。
び暗視野画像がフレームメモリ34に取り込まれる。こ
の取り込みにより、画像処理部36では3回目の暗視野
画像データから2回目の明視野画像データを減算処理し
た画像が生成され、モニタ37にその画像が表示され
る。さらに続いて4回目の画像取り込みとして、再び明
視野画像がフレームメモリ35に取り込まれ、これは3
回目の暗視野画像データから減算処理されて生成された
画像がモニタ37に表示れていく。
レームメモリ35に交互に取り込まれる画像データは画
像処理部36で1/30秒毎に減算処理され、生成され
た新たな画像も1/30秒毎に順次連続的に表示されて
いく。このため人の目にはほぼリアルタイムな画像とし
て観察される。従って、ジョイスティック23でウエハ
5を移動させながら欠陥等を探す場合でも、さほど違和
感なくコントラストが強調された画像を観察でき、検査
が効率的に行える。
る。例えば、照明光源6,7を一つにして、光学部材を
用いて2光束に分離しても良い。
える手段は、例えば液晶シャッタ等を使用して交互に照
明光を通過させることもできる。
の光学系と本発明の光学系とを組み合わせると、コンフ
ォーカル顕微鏡の能力をより引き出して、コントラスト
をさらに高めることができる。
換えに対するCCDカメラ21の出力信号の同期は、C
CDカメラ21側の撮像のタイミングを制御して画像の
取り込みを行っても良い。
明視野画像や暗視野画像を個別に得て検査を行う場合に
比べて、コントラストの高い画像を得ることができるの
で、より正確な検査が行える。また、その画像はリアル
タイムに近い形で得ることができるので、検査試料を移
動させながらの検査を効率良く行える。
た図である。
示を概略的に示した図である。
野、暗視野の信号等を模式的に示した図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 検査試料表面に明視野照明光を投光する
明視野照明投光光学系と、検査試料表面に暗視野照明光
を投光する暗視野照明投光光学系と、検査試料表面に対
して両照明光を異なるタイミングで個別に投光するよう
に切換える照明光切換手段と、該切換手段により照明さ
れる前記検査試料の明視野照明像及び暗視野照明像を撮
像する撮像手段と、該撮像手段により得られた暗視野画
像と明視野画像とを相対的に減算処理した減算処理画像
を生成する画像生成手段と、該生成された画像を表示す
る表示手段と、を備えることを特徴とする表面検査装
置。 - 【請求項2】 請求項1の表面検査装置において、前記
照明光切換手段は明視野照明光と暗視野照明光を連続し
て交互に投光するように切換える手段であり、前記画像
生成手段は前記減算処理画像を連続的に生成する手段で
あることを特徴とする表面検査装置。 - 【請求項3】 請求項2の表面検査装置において、前記
照明光切換手段による明視野照明光と暗視野照明光の切
換を、前記撮像手段の1フレーム分の出力信号に同期し
たタイミングで行うように制御する切換制御手段を備え
ることを特徴とする表面検査装置。 - 【請求項4】 請求項1の表面検査装置において、前記
撮像手段により得られる明視野画像と暗視野画像とをそ
れぞれ取り込むフレームメモリを有し、前記画像生成手
段は該フレームメモリに取り込まれた2画像から画像を
生成することを特徴とする表面検査装置。 - 【請求項5】 請求項1の表面検査装置において、前記
照明光切換手段は明視野照明投光光学系の光路と暗視野
照明投光光学系の光路を選択的に遮蔽する回転式シャッ
タを有することを特徴とする表面検査装置。 - 【請求項6】 請求項1の表面検査装置において、前記
表示手段に表示する画像を前記画像生成手段で生成され
た画像又は前記撮像手段により撮像された画像に切替え
る画像切換手段を備えることを特徴とする表面検査装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10341505A JP2000162134A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 表面検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10341505A JP2000162134A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 表面検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000162134A true JP2000162134A (ja) | 2000-06-16 |
JP2000162134A5 JP2000162134A5 (ja) | 2006-03-23 |
Family
ID=18346588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10341505A Withdrawn JP2000162134A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 表面検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000162134A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN105043982A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-11-11 | 武汉中导光电设备有限公司 | 一种自动光学检测系统 |
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US9429525B2 (en) | 2014-08-13 | 2016-08-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical module for surface inspection and surface inspection apparatus including the same |
JP2019121677A (ja) * | 2018-01-04 | 2019-07-22 | 株式会社ディスコ | 板状物の加工方法 |
-
1998
- 1998-12-01 JP JP10341505A patent/JP2000162134A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
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