JP2000258348A - Defect inspection apparatus - Google Patents

Defect inspection apparatus

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JP2000258348A
JP2000258348A JP11063721A JP6372199A JP2000258348A JP 2000258348 A JP2000258348 A JP 2000258348A JP 11063721 A JP11063721 A JP 11063721A JP 6372199 A JP6372199 A JP 6372199A JP 2000258348 A JP2000258348 A JP 2000258348A
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栄二 米澤
Koji Osawa
孝治 大澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a defect inspection apparatus by which an object to be inspected can be inspected with high accuracy without being affected by an irregularity in the film thickness (an irregularity in the color) of an interfering film even when the interfering film is executed to the object to be inspected. SOLUTION: An illumination optical system which illuminates a face to be inspected is provided. In addition, an imaging optical system comprising an imaging element which images the illuminated face to be inspected is provided. In addition, a variable-wavelength means by which light from the face, to be inspected, imaged by the imaging element is changed selectively into band light comprising different center wavelengths is provided. In addition, an image creation means by which pixel data satisfying a prescribed luminance condition is extracted regarding a pixel corresponding to every image obtained by the imaging element by changing a wavelength and which craetes an image constituted of the extracted image data is provided. In addition, a defect detecting means which detects the defect of the face, to be inspected, on the basis of the created image is provided.

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表面の欠陥を検査する欠陥検査装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defect inspection apparatus for inspecting a defect on a surface of a test object such as a semiconductor wafer or liquid crystal glass.

【0002】[0002]

【従来技術】照明光により照明された半導体ウエハを撮
像素子により撮像し、撮像された画像を画像処理して被
検物上に形成されたチップパターンの欠陥やウエハ上の
傷、埃等の欠陥を検査する装置が提案されている。例え
ば、撮像された画像データを基に隣接する2つのパター
ンを比較し、その差分処理を行うことにより検出され
る。
2. Description of the Related Art A semiconductor wafer illuminated by illumination light is picked up by an image pickup device, and the picked-up image is image-processed. The chip pattern is formed on a test object. Has been proposed. For example, it is detected by comparing two adjacent patterns based on captured image data and performing a difference process on the two patterns.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体ウエ
ハに形成されるパターンはレジスト膜や酸化膜などを施
しながら種々の製造工程により形成されていくので、各
製造工程の後に検査を行うことは極めて重要である。し
かしながら、干渉性のある膜(特に酸化膜)の上あるい
はその中に形成されたパターンを検査する場合、その膜
に厚さむらが有ると撮像される画像には色むらが発生す
る。この色むらが大きすぎると、パターンやキズ、ゴミ
等の欠陥と区別がつかなくなり、検査精度に影響すると
いう問題があった。
Since the pattern formed on the semiconductor wafer is formed by various manufacturing processes while applying a resist film, an oxide film, and the like, it is extremely difficult to perform an inspection after each manufacturing process. is important. However, when inspecting a pattern formed on or in a coherent film (especially an oxide film), if the film has uneven thickness, unevenness in color will occur in a captured image. If the color unevenness is too large, it cannot be distinguished from a defect such as a pattern, a scratch, or dust, and this has a problem that inspection accuracy is affected.

【0004】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
膜厚むら(色むら)の影響を受けずに精度の高い検査を
可能にする欠陥検査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-mentioned problems of the prior art,
It is an object of the present invention to provide a defect inspection apparatus capable of performing an inspection with high accuracy without being affected by uneven film thickness (uneven color).

【0005】[0005]

【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.

【0006】(1) 被検物の検査面の欠陥を検査する
欠陥検査装置において、検査面を照明する照明光学系
と、該照明された検査面を撮像する撮像素子を持つ撮像
光学系と、前記撮像素子により撮像される検査面からの
光を異なる中心波長を持つ帯域光に選択的に変化させる
波長可変手段と、波長を変化させて前記撮像素子により
得られた各画像の対応する画素について、所定の輝度条
件を満たす画素データを抽出し、該抽出された画素デー
タで構成される画像を作成する画像作成手段と、該作成
された画像に基づいて検査面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 on an inspection surface of a test object, an illumination optical system for illuminating the inspection surface, an imaging optical system having an image sensor for imaging the illuminated inspection surface, Wavelength variable means for selectively changing light from the inspection surface imaged by the image sensor to band light having a different center wavelength, and a corresponding pixel of each image obtained by the image sensor by changing the wavelength. Image creating means for extracting pixel data satisfying a predetermined luminance condition, and creating an image composed of the extracted pixel data; and defect detecting means for detecting a defect on an inspection surface based on the created image. And the following.

【0007】(2) (1)の欠陥検査装置において、
前記所定の輝度条件を満たす画素データとは、波長を変
化させて得られた各画像の位置的に対応する画素につい
て、輝度の最大値又は最小値となる画素データであり、
前記画像作成手段は輝度の最大値又は最小値の何れか一
方の画素データで構成される画像、または両者の画素デ
ータを選択して構成される画像を作成することを特徴と
する。
(2) In the defect inspection apparatus of (1),
The pixel data that satisfies the predetermined luminance condition is pixel data having a maximum value or a minimum value of luminance for a pixel corresponding to a position of each image obtained by changing the wavelength,
The image creating means creates an image composed of pixel data of either the maximum value or the minimum value of the luminance, or an image composed by selecting both pixel data.

【0008】(3) (1)の欠陥検査装置は、さらに
前記波長可変手段により変化させる各波長のスペクトル
特性と前記撮像素子の感度特性とに基づいて、波長に対
する画像の輝度を正規化する正規化手段を備え、前記画
像作成手段は正規化された画像を基にして画像作成を行
うことを特徴とする。
(3) The defect inspection apparatus of (1) further comprises a normalization unit that normalizes the luminance of the image with respect to the wavelength based on the spectral characteristic of each wavelength changed by the wavelength variable unit and the sensitivity characteristic of the image sensor. Image forming means for generating an image based on the normalized image.

【0009】(4) (1)の欠陥検査装置において、
前記波長可変手段が変化させる各波長の帯域光は、検査
面に施されている膜の干渉特性を必要とする精度で検出
するように定められた狭帯域であることを特徴とする。
(4) In the defect inspection apparatus of (1),
The band light of each wavelength changed by the wavelength variable means is a narrow band determined so as to detect the interference characteristic of the film applied to the inspection surface with required accuracy.

【0010】(5) (1)の欠陥検査装置において、
前記波長可変手段が変化させる帯域光の中心波長は、検
査面に施されている膜の干渉特性に対して前記所定の輝
度条件が必要な精度で検出されるように定められている
ことを特徴とする。
(5) In the defect inspection apparatus of (1),
The center wavelength of the band light to be changed by the wavelength variable means is determined such that the predetermined luminance condition is detected with necessary accuracy with respect to the interference characteristics of the film applied to the inspection surface. And

【0011】(6) (1)の欠陥検査装置は、繰り返
しパターンを検査面に有する被検物を検査する装置であ
って、前記撮像素子の画素に対する検査面上のある第1
位置のパターンと第2位置のパターンとの位置関係が略
同一になるように移動する移動手段を備え、前記画像作
成手段は前記移動手段により移動して得られる画像に基
づいて2枚の画像を作成し、前記欠陥検出手段は該2枚
の作成画像の比較に基づいて欠陥を検出することを特徴
とする。
(6) The defect inspection apparatus of (1) is an apparatus for inspecting an inspection object having a repetitive pattern on an inspection surface, wherein a certain first inspection surface corresponding to a pixel of the image sensor is provided.
Moving means for moving the position pattern and the second position pattern so that the positional relationship is substantially the same; the image creating means forms two images based on the image obtained by moving the moving means; Created, and the defect detecting means detects a defect based on a comparison between the two created images.

【0012】[0012]

【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は本発明に掛かる欠陥検査装
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.

【0013】1は照明光学系の光源であるハロゲンラン
プ、2は複数の波長選択フィルタ2a及び白色照明用の
開口を持つ回転板である。波長選択フィルタ2aは、ハ
ロゲンランプ1から発せられる白色光を選択的に異なる
中心波長を持つ帯域光にするためのものであり、帯域光
の中心波長を定められた間隔で変化させるように複数個
用意されている。本形態では中心波長の範囲を450n
m〜750nmとし、後述する各波長間の間隔の決定方
法を基にして19種類に分けている。また、各波長の帯
域幅は、検査対象物に施されている膜の干渉特性を必要
とする精度で検出するために十分な狭帯域とされてい
る。すなわち、波長の帯域幅を広くすると、その干渉光
の強度変化がなだらかになりすぎて後述する検査精度が
悪くなるので、中心波長に対する強度変化が許容誤差内
に入るように、各波長の帯域幅が定められている。
Reference numeral 1 denotes a halogen lamp as a light source of an illumination optical system, and 2 denotes a rotating plate having a plurality of wavelength selection filters 2a and an opening for white illumination. The wavelength selection filter 2a is for selectively converting white light emitted from the halogen lamp 1 into band light having a different center wavelength, and a plurality of wavelength selection filters for changing the center wavelength of the band light at predetermined intervals. It is prepared. In this embodiment, the center wavelength range is 450 n
m to 750 nm, and classified into 19 types based on a method for determining the interval between the wavelengths described later. Further, the bandwidth of each wavelength is set to a narrow enough band to detect the interference characteristic of the film applied to the inspection object with required accuracy. That is, if the bandwidth of the wavelength is widened, the intensity change of the interference light becomes too gentle and the inspection accuracy described later deteriorates, so that the bandwidth of each wavelength is set so that the intensity change with respect to the center wavelength falls within an allowable error. Is stipulated.

【0014】回転板2はモータ3により回転駆動されて
所望の波長選択フィルタ2a、開口が選択的に光路に配
置される。波長選択フィルタ2a又は開口を通過した光
は拡散板4によって拡散され、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ステージ6に載
置されたウエハWを照明する。コリメータレンズ5は検
査対象物であるウエハWの検査面より一回り大きな径を
持つ。
The rotating plate 2 is driven to rotate by a motor 3 so that a desired wavelength selection filter 2a and an opening are selectively arranged in the optical path. The light that has passed through the wavelength selection filter 2a or the opening is diffused by the diffusion plate 4, and becomes diffused illumination light having sufficiently uniform luminance. The light emitted from the diffusion plate 4 is made substantially parallel by the collimator lens 5, and then illuminates the wafer W mounted on the XY stage 6. The collimator lens 5 has a diameter slightly larger than the inspection surface of the wafer W to be inspected.

【0015】照明光学系により照明されたウエハWはC
CDカメラ10及び前述のコリメータレンズ5を含む撮
像光学系により撮像される。照明光学系により照明され
たウエハWからの正反射光は、コリメータレンズ5によ
って収束され、ウエハWのほぼ全面の像が撮像素子を持
つCCDカメラ10に結像する。なお、前述した波長選
択フィルタ2a等を持つ回転板2は、撮像光学系側(カ
メラ10の前)に配置しても良い。
The wafer W illuminated by the illumination optical system is C
An image is captured by an imaging optical system including the CD camera 10 and the collimator lens 5 described above. The specularly reflected light from the wafer W illuminated by the illumination optical system is converged by the collimator lens 5 and an image of almost the entire surface of the wafer W is formed on the CCD camera 10 having an image sensor. Note that the rotating plate 2 having the above-described wavelength selection filter 2a and the like may be arranged on the imaging optical system side (in front of the camera 10).

【0016】カメラ10からの画像信号は画像処理部2
0に入力される。画像処理部20は、カメラ10から画
像信号に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
を行って欠陥検出の画像処理を行う。20aは画像メモ
リであり、CCDカメラ10から画像が記憶される。2
1は画像表示部、22はXYステージ6を移動するステ
ージ駆動部、23は本欠陥装置全体を制御する制御部で
ある。
An image signal from the camera 10 is sent to an image processing unit 2.
Input to 0. The image processing unit 20 performs predetermined processing such as A / D conversion on the image signal from the camera 10 and captures the image signal, and then performs necessary preprocessing such as noise removal and sensitivity correction of the image sensor to perform image processing for defect detection. I do. An image memory 20a stores an image from the CCD camera 10. 2
1 is an image display unit, 22 is a stage drive unit for moving the XY stage 6, and 23 is a control unit for controlling the entire defect apparatus.

【0017】次に干渉性のある膜に対して、その膜厚む
らの影響を受けない画像を得るための原理を説明する。
Next, the principle of obtaining an image which is not affected by the thickness unevenness of a film having interference will be described.

【0018】干渉性のある膜を照明したときに得られる
干渉光の強度は、膜厚と照明光の波長に依存しており、
膜の表面で反射される光の強度をA、膜の裏面で反射さ
れる光の強度をB、膜の屈折率をn、膜厚をh、照明光
の波長をλとすると、干渉光の強度Cは、
The intensity of interference light obtained when illuminating a coherent film depends on the film thickness and the wavelength of illumination light.
Assuming that the intensity of light reflected on the surface of the film is A, the intensity of light reflected on the back surface of the film is B, the refractive index of the film is n, the film thickness is h, and the wavelength of the illumination light is λ, The strength C is

【数1】 で与えられる。すなわち、干渉光の強度Cは膜厚hの変
化とともに正弦波状に変化し(図2参照)、その最小値
及び最大値は、
(Equation 1) Given by That is, the intensity C of the interference light changes sinusoidally with the change in the film thickness h (see FIG. 2).

【数2】 となる。また、干渉光の強度変化の周期は波長λによっ
て変化する。
(Equation 2) Becomes Further, the period of the intensity change of the interference light changes depending on the wavelength λ.

【0019】図2からも分かるように、膜厚が異なる場
合には同じ波長で観察すると異なる明るさになるが、異
なる波長で観察した場合、それぞれにおける干渉光の強
度の最大値(又は最小値)に着目すれば、膜厚の違う部
分も共に同じ明るさ(同じ干渉強度)になる。従って、
複数の波長を使用し、それらの最大値又は最小値(これ
らは後述するように許容誤差を考慮したもの)というよ
うに所定の輝度条件を満たす画素で構成される画像を作
成すれば、膜厚の違いに依存しない輝度(明るさ)の画
像を得ることができる。ただし、波長を変えたときに得
られる輝度は選択波長のスペクトル特性と撮像側の感度
によって異なるので、同じ条件で評価するめには波長の
違いに対して、反射率がほとんど変化しないものを撮像
したときに検出される輝度が略同一となるように、予め
照明光の輝度やカメラ側の感度に対する補正を行ってお
く(これを、波長変化に対する画像輝度の正規化とい
う)。
As can be seen from FIG. 2, when the film thickness is different, the brightness becomes different when observed at the same wavelength, but when observed at different wavelengths, the maximum value (or the minimum value) of the intensity of the interference light at each wavelength is observed. Focusing on (2), portions having different film thicknesses have the same brightness (same interference intensity). Therefore,
By using a plurality of wavelengths and creating an image composed of pixels satisfying a predetermined luminance condition such as a maximum value or a minimum value (those taking into account an allowable error as described later), Can obtain an image having a luminance (brightness) that does not depend on the difference between the two. However, the brightness obtained when the wavelength is changed depends on the spectral characteristics of the selected wavelength and the sensitivity of the imaging side. The luminance of the illumination light and the sensitivity on the camera side are corrected in advance so that the detected luminance is almost the same (this is referred to as normalization of the image luminance with respect to the wavelength change).

【0020】複数の波長(波長λ1、λ2、……λn)を
使用するに当たって、各波長間の間隔は干渉光の最大値
(又は最小値)が必要な精度で検出されるように決定す
る。これは例えば次のようにする。
In using a plurality of wavelengths (wavelengths λ1, λ2,... Λn), the interval between the wavelengths is determined so that the maximum value (or minimum value) of the interference light is detected with the required accuracy. This is done, for example, as follows.

【0021】図2のように、ある波長λ1に対する干渉
光強度の図を作成する。その最大値の高さから許容誤差
の分だけ低い高さに横線を引き、これと強度曲線が交わ
る横軸の位置r1、r2を求める。このr1とr2の位
置からその比率(r2/r1)を算出し、先に決めた波
長λ1を基に各隣接波長の比率が、r1とr2の比率と
同じ(又はそれ以下)になるように、順にλ2、λ3……
λnを決定する。
As shown in FIG. 2, a diagram of the interference light intensity for a certain wavelength λ1 is created. A horizontal line is drawn from the height of the maximum value to a height lower by an allowable error, and the positions r1 and r2 of the horizontal axis at which this and the intensity curve intersect are determined. The ratio (r2 / r1) is calculated from the positions of r1 and r2, and the ratio of each adjacent wavelength is equal to (or less than) the ratio of r1 and r2 based on the previously determined wavelength λ1. , Λ2, λ3 ...
Determine λn.

【0022】この方法により決定された各波長(波長λ
1、λ2、λ3)について、干渉強度と膜厚の関係で表し
たものが図3である。膜厚h1〜h2の間で、各膜厚にお
いて最も大きな値を示す波形を合成して作られる波形
は、波形の最大値に対して許容誤差内に収まっているこ
とが分かる。つまり、膜厚h1〜h2の範囲で干渉光の強
度の最大値を必要な精度で検出できることを示してい
る。
Each wavelength determined by this method (wavelength λ
1, λ2, λ3) are shown in the relationship between interference intensity and film thickness in FIG. It can be seen that the waveform formed by synthesizing the waveform showing the largest value for each film thickness between the film thicknesses h1 and h2 is within the allowable error with respect to the maximum value of the waveform. That is, it is shown that the maximum value of the intensity of the interference light can be detected with the required accuracy in the range of the film thickness h1 to h2.

【0023】なお、膜厚が薄い場合には、使用できる波
長において干渉強度が最大にならないことも有り得る
が、この場合でも最小値が存在すればその最小値につい
て同様な考え方を基に変化させる波長を定めれば良い。
When the film thickness is small, the interference intensity may not be maximized at a usable wavelength, but even in this case, if there is a minimum value, the minimum value is changed based on the same concept. Should be determined.

【0024】次に、本形態における検査動作を説明す
る。ここでは、ウエハ表面に施された酸化膜の上にチッ
プパターンが形成されている場合の欠陥検査を中心に説
明する。
Next, the inspection operation in this embodiment will be described. Here, a description will be given mainly of a defect inspection when a chip pattern is formed on an oxide film formed on a wafer surface.

【0025】検査に際しては、予め波長変化に対する画
像輝度の正規化を行っておく。これは次のようにして行
うことができる。まず、ウエハの代わりに、均一な反射
特性を持つ基準板に対して検査時と同じように波長を順
次変えながら照明する。変化させたそれぞれの波長につ
いて、基準板からの反射光をカメラ10により受光し、
カメラ10からの出力により各波長毎の輝度情報を得る
(画像処理部20が行う)。この各波長の輝度情報か
ら、例えば、ある1つの波長の輝度情報を基準にして、
他の波長の輝度情報が略同一となるように、各波長ごと
の輝度補正データを求め、これを記憶しておく。検査時
に各波長ごとの画像を得た際には、この各波長ごとの輝
度補正データを基に各画像の輝度を補正することによ
り、各画像を同一の条件で評価することができるように
なる。
At the time of inspection, the image brightness is normalized in advance with respect to the wavelength change. This can be done as follows. First, instead of a wafer, a reference plate having a uniform reflection characteristic is illuminated while sequentially changing the wavelength as in the inspection. For each wavelength changed, the reflected light from the reference plate is received by the camera 10,
The luminance information for each wavelength is obtained from the output from the camera 10 (performed by the image processing unit 20). From the luminance information of each wavelength, for example, based on the luminance information of a certain wavelength,
The luminance correction data for each wavelength is obtained and stored so that the luminance information of the other wavelengths becomes substantially the same. When an image for each wavelength is obtained at the time of inspection, by correcting the brightness of each image based on the brightness correction data for each wavelength, each image can be evaluated under the same conditions. .

【0026】実際の検査動作について説明する。制御部
23はモータ3の駆動により19種類の波長選択フィル
タ2aをハロゲンランプ1の照明光路中に順次配置し
て、XYステージ6に載置されたウエハWを照明する。
画像処理部20は、制御部23の制御による照明光の波
長選択に同期させてカメラ10で撮像されるウエハWの
19枚の画像データを画像メモリ20aに取り込む。
The actual inspection operation will be described. The control unit 23 drives the motor 3 to sequentially arrange 19 types of wavelength selection filters 2 a in the illumination light path of the halogen lamp 1 and illuminates the wafer W mounted on the XY stage 6.
The image processing unit 20 loads 19 image data of the wafer W captured by the camera 10 into the image memory 20a in synchronization with the selection of the wavelength of the illumination light under the control of the control unit 23.

【0027】全ての画像の取り込みができたら、画像処
理部20は予め求めた輝度補正データを基に各画像デー
タの輝度の正規化を行う。その後、各画像データの位置
的に対応する画素(同一位置の画素)について、上記の
ように許容誤差を考慮した輝度の最大値又は最小値のも
のを抽出し、抽出された各位置の画素データにより構成
される1枚の画像を作成する。これにより干渉性のある
膜にたしてその厚さむらによる明るさの違いを排除した
画像を得ることができる。作成画像(第1の作成画像)
は画像メモリ20aに記憶される。
When all the images have been captured, the image processing section 20 normalizes the brightness of each image data based on the brightness correction data obtained in advance. Thereafter, for the pixels corresponding to the position of each image data (pixels at the same position), those having the maximum value or the minimum value of the luminance in consideration of the allowable error as described above are extracted, and the extracted pixel data at each position is extracted. To create one image composed of As a result, it is possible to obtain an image in which a difference in brightness due to uneven thickness of a coherent film is eliminated. Created image (first created image)
Are stored in the image memory 20a.

【0028】なお、後述する欠陥検査は画素単位で検出
処理を行うので、1つの画像を作成するに際には、輝度
の最大値又は最小値のみで構成される画像ではなく、輝
度の最大値を選択した画素と最小値を選択した画素とに
より、1つの画像を作成しても良い。膜の中にパターン
が形成されている場合には、パターン部分の膜厚とパタ
ーンの無い部分の膜厚との違いが大きくなるので、輝度
の最大値が得られない部分については最小値側のものを
選択して行う。
In the defect inspection which will be described later, a detection process is performed in pixel units. Therefore, when one image is created, an image composed of only the maximum value or the minimum value of the luminance is not used. One image may be created from the pixel for which is selected and the pixel for which the minimum value is selected. When a pattern is formed in the film, the difference between the film thickness of the pattern portion and the film thickness of the portion without the pattern becomes large, so that the portion where the maximum value of the luminance cannot be obtained is on the minimum value side. Do what you choose.

【0029】こうして第1の作成画像の記憶がされる
と、画像処理部20に接続された制御部23はウエハ上
の第1位置のパターンと第2位置のパターンの位置関係
が一致するように、撮像光学系に対してウエハWを相対
移動して、第2の作成画像を得るための準備を行う。こ
の移動は、例えば、ウエハW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、その繰り返し周期の正
数倍分ずれるように、ステージ駆動部22を駆動してX
Yステージ6を移動する。この場合、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(これは既知である)との
データに基づいて移動すれば良い。
When the first created image is stored in this way, the control unit 23 connected to the image processing unit 20 operates so that the positional relationship between the first position pattern and the second position pattern on the wafer coincides with each other. Then, the wafer W is relatively moved with respect to the imaging optical system to prepare for obtaining the second created image. This movement is performed, for example, by driving the stage driving unit 22 such that the stage driving unit 22 is shifted by a positive multiple of the repetition period with respect to the arrangement direction of the pattern of the chips formed on the wafer W.
The Y stage 6 is moved. In this case, the image data from the 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 (this is known).

【0030】ウエハWを移動した後、第1の作成画像を
得たときと同様にして、照明波長を変化させて撮像した
各画像データを基に、膜厚むらによる明るさの違いを排
除した1枚の画像を作成する(第2の作成画像を得
る)。なお、第1の作成画像及び第2の作成画像を得る
に当たっては、ウエハWの移動前後の撮像を先に行って
おき、後でまとめて画像処理を行ってもよい。第1の作
成画像及び第2の作成画像が得られたら、画像処理部2
0はこの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。
After moving the wafer W, in the same manner as when the first created image was obtained, a difference in brightness due to uneven film thickness was eliminated based on each image data captured by changing the illumination wavelength. One image is created (a second created image is obtained). When obtaining the first created image and the second created image, imaging before and after the movement of the wafer W may be performed first, and image processing may be performed later collectively. When the first created image and the second created image are obtained, the image processing unit 2
0 performs defect detection by comparing the two image data.

【0031】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処理する方法(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カメラ10が
持つ撮像素子の画素が粗いので、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、
上記のようにウエハ上の第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。
Defect detection of a repetitive pattern can be performed by a method of performing differential processing between images of adjacent patterns (pattern matching). In an image obtained by imaging the entire wafer, the camera 10 detects the pattern on the wafer. Since the pixels of the imaging device are coarse, moire occurs in the captured image. Therefore, in the difference processing using one image data, a pseudo defect is detected due to the influence of moire.
By using two pieces of image data in which the positional relationship between the pattern at the first position and the pattern at the second position on the wafer as described above is used, the effect of moire is eliminated and only the original defect is detected. can do. Hereinafter, the reason will be described with reference to FIG.

【0032】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。
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 image after the movement (similar to the case where 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. 4A shifted by one chip pitch.
The pattern of the chip 2 and the positional relationship between the pixels are the same. Therefore, 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,
Defect inspection without generation of pseudo defects due to moire or the like can be performed.

【0033】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(前述のように波長を変化させて得た第1の作成画
像)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(前述のように波長を変化させて得た
第1の作成画像、第2の作成画像)の比較処理を行う。
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。
For defect detection of a test object having no repetitive pattern (for example, inspection for defects such as scratches and dust on a wafer before forming a pattern), one image data (wavelength is changed as described above) (A first created image obtained by the above), the detection can be performed. However, when there is a characteristic difference between pixels of the image pickup device of the CCD camera and this becomes a pseudo defect and affects the detection sensitivity, the following is performed. Just do it. That is, comparison processing of two pieces of image data (the first created image and the second created image obtained by changing the wavelength as described above) moved by a positive multiple of the amount of movement of the pixels of the image sensor is performed. Do.
Alternatively, a comparison process is performed between pre-stored defect-free reference image data and image data obtained as an inspection target. In this way, the defect inspection can be performed with high sensitivity without being affected by the characteristic difference between pixels.

【0034】以上、膜厚むらの影響を強く受ける検査に
ついて説明したが、膜厚むらの影響を受けない欠陥検査
の場合には、波長選択フィルタ2aを使用せずに、回転
板2の開口を光路に配置し、ハロゲンランプ1からの白
色照明光により得られる画像に基づいて欠陥検出を行え
ば良い。
The inspection which is strongly affected by the film thickness unevenness has been described above. However, in the case of the defect inspection which is not affected by the film thickness unevenness, the opening of the rotary plate 2 is formed without using the wavelength selection filter 2a. It is sufficient to arrange the optical path and detect defects based on an image obtained by white illumination light from the halogen lamp 1.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
干渉性のある膜が施された被検物であっても、その膜厚
むら(色むら)の影響を受けずに精度の高い欠陥検査を
可能にすることができる。
As described above, according to the present invention,
Even for a test object provided with a coherent film, a highly accurate defect inspection can be performed without being affected by the film thickness unevenness (color unevenness).

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

【図1】本発明に掛か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】干渉性のある膜を照明したときに得られる干渉
光の強度の、膜厚及び波長に対する関係を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the intensity of interference light obtained when illuminating a coherent film and the thickness and wavelength.

【図3】干渉光の最大値が必要な精度で検出されるよう
に決定された各波長(波長λ1、λ2、λ3)について、
干渉強度と膜厚の関係で表した図である。
FIG. 3 shows, for each of the wavelengths (wavelengths λ1, λ2, λ3) determined so that the maximum value of the interference light is detected with the required accuracy.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between interference intensity and film thickness.

【図4】モアレの影響を排除して、第1位置のパターン
と第2位置のパターンとの比較により本来の欠陥のみを
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 by comparing a pattern at a first position and a pattern at a second position while eliminating the influence of moiré.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハロゲンランプ 2 回転板 2a 波長選択フィルタ 5 コリメータレンズ 10 CCDカメラ 20 画像処理部 20a 画像メモリ 23 制御部 W ウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Halogen lamp 2 Rotating plate 2a Wavelength selection filter 5 Collimator lens 10 CCD camera 20 Image processing unit 20a Image memory 23 Control unit W Wafer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検物の検査面の欠陥を検査する欠陥検
査装置において、検査面を照明する照明光学系と、該照
明された検査面を撮像する撮像素子を持つ撮像光学系
と、前記撮像素子により撮像される検査面からの光を異
なる中心波長を持つ帯域光に選択的に変化させる波長可
変手段と、波長を変化させて前記撮像素子により得られ
た各画像の対応する画素について、所定の輝度条件を満
たす画素データを抽出し、該抽出された画素データで構
成される画像を作成する画像作成手段と、該作成された
画像に基づいて検査面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。
1. A defect inspection apparatus for inspecting a defect on an inspection surface of a test object, comprising: an illumination optical system for illuminating the inspection surface; an imaging optical system having an image sensor for imaging the illuminated inspection surface; Wavelength variable means for selectively changing light from the inspection surface imaged by the image sensor to band light having a different center wavelength, and for a corresponding pixel of each image obtained by the image sensor by changing the wavelength, An image creating unit that extracts pixel data satisfying a predetermined luminance condition and creates an image composed of the extracted pixel data; and a defect detecting unit that detects a defect on an inspection surface based on the created image. A defect inspection apparatus comprising:
【請求項2】 請求項1の欠陥検査装置において、前記
所定の輝度条件を満たす画素データとは、波長を変化さ
せて得られた各画像の位置的に対応する画素について、
輝度の最大値又は最小値となる画素データであり、前記
画像作成手段は輝度の最大値又は最小値の何れか一方の
画素データで構成される画像、または両者の画素データ
を選択して構成される画像を作成することを特徴とする
欠陥検査装置。
2. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the pixel data that satisfies the predetermined luminance condition includes a pixel corresponding to a position of each image obtained by changing a wavelength.
The pixel data is a maximum value or a minimum value of the luminance, and the image creating means is configured by selecting an image composed of one of the pixel data of the maximum value or the minimum value of the luminance, or the pixel data of both of them. A defect inspection apparatus for creating an image.
【請求項3】 請求項1の欠陥検査装置は、さらに前記
波長可変手段により変化させる各波長のスペクトル特性
と前記撮像素子の感度特性とに基づいて、波長に対する
画像の輝度を正規化する正規化手段を備え、前記画像作
成手段は正規化された画像を基にして画像作成を行うこ
とを特徴とする欠陥検査装置。
3. The defect inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a normalization unit that normalizes an image brightness with respect to a wavelength based on a spectral characteristic of each wavelength changed by the wavelength variable unit and a sensitivity characteristic of the image sensor. A defect inspection apparatus comprising: means for generating an image based on a normalized image.
【請求項4】 請求項1の欠陥検査装置において、前記
波長可変手段が変化させる各波長の帯域光は、検査面に
施されている膜の干渉特性を必要とする精度で検出する
ように定められた狭帯域である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 band light of each wavelength changed by said wavelength variable means is determined so as to detect the interference characteristic of a film applied to the inspection surface with required accuracy. A defect inspection device characterized by a narrow band.
【請求項5】 請求項1の欠陥検査装置において、前記
波長可変手段が変化させる帯域光の中心波長は、検査面
に施されている膜の干渉特性に対して前記所定の輝度条
件が必要な精度で検出されるように定められていること
を特徴とする欠陥検査装置。
5. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the center wavelength of the band light changed by the wavelength variable means is determined by the predetermined luminance condition with respect to an interference characteristic of a film formed on the inspection surface. A defect inspection device characterized in that it is determined to be detected with high accuracy.
【請求項6】 請求項1の欠陥検査装置は、繰り返しパ
ターンを検査面に有する被検物を検査する装置であっ
て、前記撮像素子の画素に対する検査面上のある第1位
置のパターンと第2位置のパターンとの位置関係が略同
一になるように移動する移動手段を備え、前記画像作成
手段は前記移動手段により移動して得られる画像に基づ
いて2枚の画像を作成し、前記欠陥検出手段は該2枚の
作成画像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。
6. A defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the defect inspection apparatus inspects an inspection object having a repetitive pattern on an inspection surface, wherein the pattern at a first position on the inspection surface with respect to the pixels of the image sensor is the same as the defect inspection device. Moving means for moving so that the positional relationship with the two-position pattern becomes substantially the same; the image creating means creates two images based on the image obtained by moving by the moving means; A defect inspection apparatus, wherein the detection means detects a defect based on a comparison between the two created images.
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