JP2007149837A - Device, system, and method for inspecting image defect - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce pseudo defects caused by color unevenness that occurs in an image to be inspected, relating to image defect inspection for comparing the image to be inspected of an object with a reference image that should be identical with the image to be inspected, for detecting a different part as a defect. <P>SOLUTION: The image defect inspection device comprises a reference value determining part 21 in which a reference value is determined according to the value of a pixel contained for each image of each region having a specified dimension in an object, and a distribution information determining part 22 for determining the distribution information of a reference value decided for each region of the specified dimension contained in the macro region. A defect is detected by changing a defect detection condition according to the distribution information calculated in the macro region. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、検査対象を撮像した検査画像と、この検査画像と本来同一であるべき参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査装置、画像欠陥検査システム及び画像欠陥検査方法に関する。特に、半導体製造工程で半導体ウエハ上に形成した半導体回路パターンの欠陥を検出するために、半導体回路ウエハ表面を撮像してその撮像画像と参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査装置、画像欠陥検査システム及び画像欠陥検査方法に関する。   The present invention relates to an image defect inspection apparatus, an image defect inspection system, and an image for comparing an inspection image obtained by imaging an inspection object with a reference image that should be essentially the same as the inspection image and detecting different portions as defects. The present invention relates to a defect inspection method. In particular, in order to detect defects in the semiconductor circuit pattern formed on the semiconductor wafer in the semiconductor manufacturing process, the surface of the semiconductor circuit wafer is imaged, and the captured image and the reference image are compared. The present invention relates to an image defect inspection apparatus, an image defect inspection system, and an image defect inspection method.

本発明は、検査対象を撮像した検査画像と、この検査画像と本来同一であるべき参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査装置、画像欠陥検査システム及び画像欠陥検査方法を対象とする。ここでは半導体製造工程で半導体ウエハ上に形成した半導体回路パターンの欠陥を検出する外観検査装置(インスペクションマシン)を例として説明を行なうが、本発明はこれに限定されるものではない。   The present invention relates to an image defect inspection apparatus, an image defect inspection system, and an image for comparing an inspection image obtained by imaging an inspection object with a reference image that should be essentially the same as the inspection image and detecting different portions as defects. For defect inspection methods. Here, an example of an appearance inspection apparatus (inspection machine) that detects defects in a semiconductor circuit pattern formed on a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing process will be described, but the present invention is not limited to this.

一般の外観検査装置は、対象表面を垂直方向から照明してその反射光の像を捕らえる明視野検査装置であるが、照明光を直接捕らえない暗視野検査装置も使用されている。暗視野検査装置の場合、対象表面を斜め方向又は垂直方向から照明して正反射は検出しないようにセンサを配置し、照明光の照射位置を順次走査することにより対象表面の暗視野像を得る。従って、暗視野装置ではイメージセンサを使用しない場合もあるが、これも当然発明の対象である。このように、本発明は、同一であるべき2つの画像(信号)の対応する部分を比較して、差が大きな部分を欠陥と判定する画像処理方法及び装置であれば、どのような方法及び装置にも適用可能である。   A general appearance inspection apparatus is a bright field inspection apparatus that illuminates a target surface from the vertical direction and captures an image of reflected light, but a dark field inspection apparatus that does not directly capture illumination light is also used. In the case of a dark field inspection apparatus, a sensor is arranged so that regular reflection is not detected by illuminating the target surface from an oblique direction or a vertical direction, and a dark field image of the target surface is obtained by sequentially scanning the irradiation position of the illumination light. . Therefore, the image sensor may not be used in the dark field device, but this is also an object of the invention. In this way, the present invention compares any corresponding part of two images (signals) that should be the same, and any method and apparatus as long as it is an image processing method and apparatus that determines a part having a large difference as a defect. It is also applicable to the device.

半導体製造工程では、半導体ウエハ上に多数のチップ(ダイ)を形成する。各ダイには何層にも渡ってパターンが形成される。完成したダイは、プローバとテスタにより電気的な検査が行われ、不良ダイは組み立て工程から除かれる。半導体製造工程では、歩留まりが非常に重要であり、上記の電気的な検査の結果は製造工程にフィードバックされて各工程の管理に使用される。しかし、半導体製造工程は多数の工程で形成されており、製造を開始してから電気的な検査が行われるまで非常に長時間を要するため、電気的な検査により工程に不具合があることが判明した時には既に多数のウエハは処理の途中であり、検査の結果を歩留まりの向上に十分に生かすことができない。そこで、途中の工程で形成したパターンを検査して欠陥を検出するパターン欠陥検査が行われる。全工程のうちの複数の工程でパターン欠陥検査を行なえば、前の検査の後で発生した欠陥を検出することができ、検査結果を迅速に工程管理に反映することができる。   In the semiconductor manufacturing process, a large number of chips (dies) are formed on a semiconductor wafer. Each die is patterned over several layers. The completed die is electrically inspected by a prober and tester, and the defective die is removed from the assembly process. In the semiconductor manufacturing process, the yield is very important, and the result of the electrical inspection is fed back to the manufacturing process and used for managing each process. However, the semiconductor manufacturing process is formed in many processes, and it takes a very long time from the start of manufacturing until the electrical inspection is performed. At this time, a large number of wafers are already being processed, and the inspection results cannot be fully utilized for improving the yield. Therefore, pattern defect inspection is performed in which a pattern formed in an intermediate process is inspected to detect a defect. If pattern defect inspection is performed in a plurality of processes among all processes, defects generated after the previous inspection can be detected, and the inspection result can be quickly reflected in the process management.

図1に、本特許出願の出願人が、特願2003−188209(下記特許文献1)にて提案する外観検査装置のブロック図を示す。図示するように、2次元又は3次元方向に自在に移動可能なステージ1の上面に試料台(チャックステージ)2が設けられている。この試料台の上に、検査対象となる半導体ウエハ3を載置して固定する。ステージの上部には1次元又は2次元のCCDカメラなどを用いて構成される撮像装置4が設けられており、撮像装置4は半導体ウエハ3上に形成されたパターンの画像信号を発生させる。   FIG. 1 shows a block diagram of an appearance inspection apparatus proposed by the applicant of the present patent application in Japanese Patent Application No. 2003-188209 (the following Patent Document 1). As shown in the figure, a sample stage (chuck stage) 2 is provided on the upper surface of a stage 1 that can move freely in two-dimensional or three-dimensional directions. On this sample stage, the semiconductor wafer 3 to be inspected is placed and fixed. An imaging device 4 configured using a one-dimensional or two-dimensional CCD camera or the like is provided above the stage, and the imaging device 4 generates an image signal of a pattern formed on the semiconductor wafer 3.

図2に示すように、半導体ウエハ3上には、複数のダイ3aが、X方向とY方向にそれぞれ繰返し、マトリクス状に配列されている。各ダイには同じパターンが形成されるので、隣接するダイの対応する部分の画像を比較するのが一般的である。両方のダイに欠陥がなければグレイレベル差は小さく、一方に欠陥があればグレイレベル差は閾値より大きくなるため、このグレイレベル差を所定の検出閾値と比べることで欠陥を検出する(シングルディテクション)。これではどちらのダイに欠陥があるか分からないので、更に異なる側に隣接するダイとの比較を行ない、同じ部分のグレイレベル差が閾値より大きくなればそのダイに欠陥があることが分かる(ダブルディテクション)。   As shown in FIG. 2, a plurality of dies 3a are repeatedly arranged in a matrix on the semiconductor wafer 3 in the X direction and the Y direction, respectively. Since the same pattern is formed on each die, it is common to compare images of corresponding portions of adjacent dies. If there is no defect on both dies, the gray level difference is small, and if there is a defect on one die, the gray level difference is larger than the threshold value. Therefore, the defect is detected by comparing this gray level difference with a predetermined detection threshold value (single detection). ) Since this does not know which die is defective, it is further compared with adjacent dies on different sides, and if the difference in gray level of the same part becomes larger than the threshold, it can be seen that the die is defective (double Detection).

撮像装置4は、TDI撮像素子などで実現される1次元のCCDカメラを備え、カメラが半導体ウエハ3に対してX方向又はY方向に一定速度で相対的に移動(スキャン)するようにステージ1を移動する。1回の主走査方向での走査によって、図3の(A)に点線で区切って示される、撮像装置4の撮像幅Wsと同じ幅の帯状の領域(スォッス:swathと呼ばれる)を撮像した画像信号80が撮像装置4から出力され、この画像信号は多値のディジタル信号(グレイレベル信号)に変換されて画像記憶部5に記憶される。   The imaging device 4 includes a one-dimensional CCD camera realized by a TDI imaging device or the like, and the stage 1 so that the camera moves (scans) relative to the semiconductor wafer 3 at a constant speed in the X direction or the Y direction. To move. An image obtained by imaging a band-like region (referred to as swath) having the same width as the imaging width Ws of the imaging device 4 indicated by a dotted line in FIG. 3A by scanning in the main scanning direction once A signal 80 is output from the imaging device 4, and the image signal is converted into a multi-value digital signal (gray level signal) and stored in the image storage unit 5.

その後走査を続けて、ダイ3aから隣のダイ3bの分までグレイレベル信号(検査画像信号)が生成されると、差分検出部6は、図3の(B)に示すような隣り合った2つのダイ3a及び3bのそれぞれの同じ部分の小さな部分画像81及び82(ロジカルフレームと呼ばれる)のグレイレベル信号(基準画像信号)を画像記憶部5から読み出して、差分検出部6に入力する。実際には微小な位置合わせ処理などが行われるがここでは詳しい説明は省略する。   Thereafter, scanning is continued, and when a gray level signal (inspection image signal) is generated from the die 3a to the adjacent die 3b, the difference detecting unit 6 makes the adjacent two as shown in FIG. Gray level signals (reference image signals) of small partial images 81 and 82 (referred to as logical frames) of the same part of each of the dies 3 a and 3 b are read from the image storage unit 5 and input to the difference detection unit 6. Actually, a minute alignment process is performed, but detailed description is omitted here.

差分検出部6には隣接する2個のダイ3a及び3bの同じ部分の部分画像81及び82のグレイレベル信号が入力され、その一方を検査部分画像とし他方を参照画像として、各々の対応する画素同士のグレイレベル信号の差(グレイレベル差)が演算されて検出閾値計算部7と欠陥検出部8に出力される。検出閾値計算部7は、グレイレベル差の分布に応じて自動的に検出閾値を決定し、欠陥検出部8に出力する。欠陥検出部8は、グレイレベル差を決定された閾値と比較し、欠陥かどうかを判定する。そして欠陥検出部8は、欠陥と判定された部分について、各欠陥毎に、その欠陥の位置やグレイレベル差、検出時の検出閾値やこの検出閾値を決定する際に使用される欠陥検出パラメータなどを含む欠陥情報を出力する。   The difference detection unit 6 receives gray level signals of partial images 81 and 82 of the same part of two adjacent dies 3a and 3b, one of which is an inspection partial image and the other as a reference image, and corresponding pixels. The difference between the gray level signals (gray level difference) between them is calculated and output to the detection threshold value calculation unit 7 and the defect detection unit 8. The detection threshold calculation unit 7 automatically determines a detection threshold according to the distribution of the gray level difference and outputs the detection threshold to the defect detection unit 8. The defect detection unit 8 compares the gray level difference with the determined threshold value and determines whether or not the defect is present. Then, the defect detection unit 8 determines, for each defect, the position of the defect, the gray level difference, a detection threshold value at the time of detection, a defect detection parameter used when determining the detection threshold value, and the like. The defect information including is output.

その後、欠陥と判定された部分を更に詳細に調べるため、欠陥情報は自動欠陥分類(ADC)装置に供される(図示せず)。自動欠陥分類装置では、欠陥と判定された部分が歩留に影響する真の欠陥であるか、それとも撮像画像のノイズなどの影響によって誤検出した疑似欠陥であるか、またはどのような種類の欠陥(配線ショート、パターン欠損もしくはパーティクル等)であるかを判定する欠陥分類処理を行っている。
この欠陥分類処理では、欠陥の部分を詳細に調べる必要があるため長い処理時間を必要とする。そのため、欠陥を判定する場合には、真の欠陥は漏らさず、且つ真の欠陥以外はできるだけ欠陥と判定しないことが要求される。
Thereafter, the defect information is provided to an automatic defect classification (ADC) device (not shown) in order to examine the portion determined to be a defect in more detail. In the automatic defect classification device, the portion determined to be a defect is a true defect that affects the yield, is a false defect that is falsely detected due to the influence of noise in the captured image, or any type of defect Defect classification processing is performed to determine whether it is a wiring short, pattern defect, particle, or the like.
This defect classification process requires a long processing time because it is necessary to examine the defect portion in detail. Therefore, when determining a defect, it is required that a true defect is not leaked and that other than the true defect is not determined as a defect as much as possible.

そこで、閾値の設定が大きな問題になる。閾値を小さくすると欠陥と判定される画素(ピクセル)が増加し、真の欠陥でない部分まで欠陥と判定されることになり、その結果として欠陥分類処理に要する時間が長くなるという問題を生じる。逆に、閾値を大きくしすぎると真の欠陥まで欠陥でないと判定されることになり、検査が不充分になるという問題を生じる。   Therefore, the threshold setting is a big problem. If the threshold value is reduced, the number of pixels (pixels) that are determined as defects increases, and even a portion that is not a true defect is determined as a defect. As a result, there is a problem that the time required for defect classification processing becomes longer. On the other hand, if the threshold value is increased too much, it is determined that the true defect is not a defect, which causes a problem that the inspection becomes insufficient.

本特許出願の出願人が、特願2003−188209(下記特許文献1)にて提案する外観検査装置では、検出閾値計算部7は、検査部分画像と参照画像の対応する画素同士のグレイレベル差の分布に応じて検出閾値を決定する。
検出閾値計算部7は、差分検出部6から、対比される2個の部分画像81及び82に含まれる各画素のグレイレベル差信号を入力すると、図4の(A)に示すようなヒストグラムを作成する。そして図4の(B)に示すような累積頻度を算出し、このグレイレベル差の分布が所定の分布に従っているとの仮定の下で、累積頻度がグレイレベル差に対してリニアな関係になるように変換した変換累積頻度を算出する(図4の(C)参照)。
In the appearance inspection apparatus proposed by the applicant of the present patent application in Japanese Patent Application No. 2003-188209 (Patent Document 1 below), the detection threshold value calculation unit 7 calculates the gray level difference between corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image. The detection threshold is determined according to the distribution of.
When the gray level difference signal of each pixel included in the two partial images 81 and 82 to be compared is input from the difference detection unit 6, the detection threshold calculation unit 7 generates a histogram as illustrated in FIG. create. Then, the cumulative frequency as shown in FIG. 4B is calculated, and the cumulative frequency has a linear relationship with the gray level difference under the assumption that the distribution of the gray level difference follows a predetermined distribution. The conversion cumulative frequency converted as described above is calculated (see FIG. 4C).

その後、この変換累積頻度の近似直線を算出して、この算出した近似直線に基づいて所定の累積頻度の値から所定の算出方法に従って閾値を決定する。例えば図4の(C)の例では、算出された近似曲線の傾きをaとし、縦軸に対する近似曲線の切片(すなわちグレイレベル差が0となる累積頻度)をbとすると(これら傾きa及び切片bを欠陥検出パラメータとよぶことがある)、閾値Tは、次式(1)により算出される。
T=(P1−b+VOP)/a+HO (1)
ここで、P1は所定の累積確率(p)に対応する累積頻度であり、VOP、HOは所定の感度設定パラメータである。
Thereafter, an approximate straight line of the conversion cumulative frequency is calculated, and a threshold value is determined according to a predetermined calculation method from a predetermined cumulative frequency value based on the calculated approximate straight line. For example, in the example of FIG. 4C, if the calculated slope of the approximate curve is a and the intercept of the approximate curve with respect to the vertical axis (that is, the cumulative frequency at which the gray level difference is 0) is b (the slope a and The intercept b may be referred to as a defect detection parameter), and the threshold value T is calculated by the following equation (1).
T = (P1-b + VOP) / a + HO (1)
Here, P1 is a cumulative frequency corresponding to a predetermined cumulative probability (p), and VOP and HO are predetermined sensitivity setting parameters.

特開2004−177397号公報JP 2004-177397 A 特開平4−107946号公報JP-A-4-107946 特許第2996263号公報Japanese Patent No. 2996263 特開2002−22421号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-22421

半導体ウエハ表面を撮像した実際の検査画像では、同じプロセスによって形成されたウエハを同じ状態で撮像した検査画像であっても、異なる明度(グレイレベル値)の画像となったり、また1つのウエハ内においても、本来同じ明度で撮像されるべき領域が異なる明度で撮像されるといった、いわゆる「色ムラ」が発生することがある。
このように色ムラがある検査画像を用いて欠陥検査を行うと、本来欠陥でない部分までグレイレベル差が大きくなって欠陥として検出され疑似欠陥の増大を招く。
In an actual inspection image obtained by imaging the surface of a semiconductor wafer, even if the inspection image is obtained by imaging a wafer formed by the same process in the same state, it may be an image with different brightness (gray level value) or within one wafer. However, so-called “color unevenness” may occur in which areas that should be imaged with the same lightness are imaged with different lightness.
When defect inspection is performed using an inspection image with color unevenness in this way, the gray level difference increases to a portion that is not originally a defect, and is detected as a defect, resulting in an increase in pseudo defects.

ところが、半導体ウエハ表面の撮像画像に生じる色ムラの場合には、ウエハ表面上の位置の違いに対する明度の変動が、欠陥検査を行う画像の単位であるロジカルフレームの大きさに比較して緩やかであるため、1つのロジカルフレーム内におけるグレイレベル値の変動を観察しても色ムラの有無を検出することができなかった。   However, in the case of color unevenness that occurs in a captured image on the surface of a semiconductor wafer, the change in brightness with respect to the difference in position on the wafer surface is moderate compared to the size of the logical frame that is the unit of the image for defect inspection. For this reason, even if the change in the gray level value in one logical frame is observed, the presence or absence of color unevenness cannot be detected.

上記問題点に鑑み、本発明は、検査対象を撮像した検査画像と、この検査画像と本来同一であるべき参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査において、検査画像に生じる色ムラにより生じる疑似欠陥を低減することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention compares an inspection image obtained by imaging an inspection object with a reference image that should be essentially the same as the inspection image, and detects image defects that are different from each other. An object is to reduce pseudo defects caused by color unevenness generated in an inspection image.

上記目的を達成するために、本発明では、検査対象上の所定の大きさの領域毎に、これら各領域を撮像した画像に含まれる画素の画素値に応じて定まる参照値を決定し、この所定の大きさの領域を複数含んで構成されるマクロ領域について、マクロ領域に含まれる上記所定の大きさの領域毎に決定された参照値の分布情報を決定し、マクロ領域において決定された分布情報に応じて欠陥検出条件を変えて欠陥検出を行う。   In order to achieve the above object, in the present invention, a reference value determined according to a pixel value of a pixel included in an image obtained by imaging each region is determined for each region of a predetermined size on the inspection target. For a macro area configured to include a plurality of areas of a predetermined size, distribution information of reference values determined for each area of the predetermined size included in the macro area is determined, and distribution determined in the macro area The defect detection is performed by changing the defect detection condition according to the information.

また、本発明では、検査対象上の所定の大きさの領域毎に、これら各領域において検査対象に関する所定の測定値を測定し、測定された前記所定の測定値に応じて定まる参照値をそれぞれ決定し、この所定の大きさの領域を複数含んで構成されるマクロ領域について、マクロ領域に含まれる上記所定の大きさの領域毎に決定された前記参照値の分布情報を決定し、マクロ領域において決定された分布情報に応じて欠陥検出条件を変えて欠陥検出を行う。   Further, in the present invention, for each area of a predetermined size on the inspection object, a predetermined measurement value related to the inspection object is measured in each of these areas, and a reference value determined according to the measured predetermined measurement value is determined. And determining the distribution information of the reference value determined for each of the predetermined size areas included in the macro area for a macro area configured to include a plurality of areas of the predetermined size. The defect detection is performed by changing the defect detection condition in accordance with the distribution information determined in step (b).

検査対象上の所定の大きさの領域毎に取得された画素値や検査対象の測定値に基づいて決定される参照値について、この所定の大きさの領域よりも広いマクロ領域における分布情報を算出することによって、検査対象を撮像した撮像画像の広い範囲に生じる色ムラを検出することが可能となる。
そして算出された分布情報に応じて欠陥検出条件を変えて欠陥検出を行うことによって、検査画像に生じる色ムラにより生じる疑似欠陥を低減することが可能となる。
For the reference value determined based on the pixel value acquired for each area of a predetermined size on the inspection object and the measurement value of the inspection object, distribution information in a macro area wider than this predetermined area is calculated. By doing so, it is possible to detect color unevenness that occurs in a wide range of a captured image obtained by imaging the inspection object.
Then, by performing defect detection by changing the defect detection condition according to the calculated distribution information, it becomes possible to reduce pseudo defects caused by color unevenness occurring in the inspection image.

以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図5は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査装置の第1実施例のブロック図である。図5に示す画像欠陥検査装置10は、図1を参照して説明した従来の外観検査装置10に類似する構成を有しており、したがって同一の構成要素には同じ参照符号を付して示し、説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 5 is a block diagram of a first embodiment of an image defect inspection apparatus for a semiconductor circuit according to the present invention. The image defect inspection apparatus 10 shown in FIG. 5 has a configuration similar to that of the conventional appearance inspection apparatus 10 described with reference to FIG. 1, and therefore, the same components are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

検査対象である半導体ウエハ3を乗せたステージ1を移動させることによって、TDI撮像素子などで実現される1次元のCCDカメラを備えた撮像装置4を、半導体ウエハ3に対してX方向又はY方向に一定速度で相対的に走査させると、1回の主走査方向での走査によって、図3の(A)に点線で区切って示されるような撮像装置4の撮像幅Wsと同じ幅の帯状の領域を撮像した検査画像が得られ、この検査画像は多値のディジタル信号(グレイレベル信号)に変換されてから画像記憶部5に記憶される。
図5に戻り、そのまま走査を続行すると、ダイ3aから隣のダイ3bの分までグレイレベル信号(検査画像信号)が生成される。差分検出部6は、図3の(B)に示すような隣り合った2つのダイ3a及び3bのそれぞれの同じ部分の小さな部分画像(ロジカルフレーム)81及び82のグレイレベル信号(基準画像信号)を画像記憶部5から読み出して、差分検出部6に入力する。
By moving the stage 1 on which the semiconductor wafer 3 to be inspected is moved, the image pickup apparatus 4 having a one-dimensional CCD camera realized by a TDI image pickup device or the like is moved in the X direction or the Y direction with respect to the semiconductor wafer 3. When the scanning is relatively performed at a constant speed, a single band-shaped scan having the same width as the imaging width Ws of the imaging device 4 as shown by a dotted line in FIG. An inspection image obtained by imaging the region is obtained, and this inspection image is converted into a multi-value digital signal (gray level signal) and then stored in the image storage unit 5.
Returning to FIG. 5, when scanning is continued as it is, a gray level signal (inspection image signal) is generated from the die 3a to the adjacent die 3b. The difference detection unit 6 is a gray level signal (reference image signal) of small partial images (logical frames) 81 and 82 of the same part of two adjacent dies 3a and 3b as shown in FIG. Is read from the image storage unit 5 and input to the difference detection unit 6.

差分検出部6には隣接する2個のダイ3a及び3bの同じ部分の部分画像81及び82のグレイレベル信号が入力され、その一方を検査部分画像とし他方を参照画像として、各々の対応する画素同士のグレイレベル信号の差(グレイレベル差)を演算して、検出閾値計算部7と欠陥検出部8に出力する。   The difference detection unit 6 receives gray level signals of partial images 81 and 82 of the same part of two adjacent dies 3a and 3b, one of which is an inspection partial image and the other as a reference image, and corresponding pixels. The difference between the gray level signals (gray level difference) is calculated and output to the detection threshold value calculation unit 7 and the defect detection unit 8.

ここに、部分画像81は、図6において点線で挟まれた領域の間に示される幅Wsの帯状の検査画像80(スォッス)を、一点鎖線で示すように複数に分割して切り出される。このため、これら部分画像81は、本発明の特許請求の範囲に係る検査部分画像を成す。また部分画像81と比較される部分画像82は、検査部分画像と比較される参照画像を成す。
また、部分画像81は、検査対象である半導体ウエハ3を所定の大きさの領域毎に撮像した画像であるから、本発明の特許請求の範囲に係る、検査対象上の所定の大きさの領域毎にこれら各領域を撮像した画像を成す。
また、部分画像81は、検査画像を所定の大きさ毎に分割して切り出されるため、これらは本発明の特許請求の範囲に係る画像ブロックを成す。
Here, the partial image 81 is cut out by dividing a strip-shaped inspection image 80 (soss) having a width Ws shown between regions sandwiched by dotted lines in FIG. Therefore, these partial images 81 form inspection partial images according to the claims of the present invention. The partial image 82 compared with the partial image 81 forms a reference image compared with the inspection partial image.
Further, since the partial image 81 is an image obtained by capturing the semiconductor wafer 3 to be inspected for each area having a predetermined size, the area having a predetermined size on the inspection object according to the claims of the present invention. An image obtained by imaging each of these areas is formed every time.
Further, since the partial image 81 is cut out by dividing the inspection image into predetermined sizes, these constitute image blocks according to the claims of the present invention.

なお、本実施例の画像欠陥検査装置10では、隣り合った2つのダイのロジカルフレームの一方を参照画像として使用する。しかし、これに代えて過去に撮像した理想的なウエハ3の撮像画像のサンプルを参照画像として使用してもよく、また複数のウエハ3の撮像画像のサンプルを、例えば各画素毎に平均する等して作成されるサンプル(いわゆる「ゴールデンイメージ」)を参照画像として使用してもよく、または半導体ウエハ3の表面に形成されるパターンの設計データ(例えばCADデータ)などから、シミュレーションによって理想的に作成された画像を参照画像として使用してもよい。   In the image defect inspection apparatus 10 according to the present embodiment, one of the two adjacent die logical frames is used as a reference image. However, instead of this, a sample of an ideal image of the wafer 3 captured in the past may be used as a reference image, and samples of the images of a plurality of wafers 3 are averaged for each pixel, for example. Sample (so-called “golden image”) may be used as a reference image, or ideally by simulation from design data (for example, CAD data) of a pattern formed on the surface of the semiconductor wafer 3 The created image may be used as a reference image.

検出閾値計算部7は、欠陥検出条件である検出閾値を、グレイレベル差の分布に応じて自動的に決定し、欠陥検出部8に出力する。
検出閾値計算部7による検出閾値の決定は、図4の(A)〜図4の(C)を参照して説明したように、差分検出部6から対比される2個の部分画像81及び82に含まれる各画素のグレイレベル差信号を入力してそのヒストグラム(図4の(A)参照)を作成し、続いてその累積頻度を算出し(図4の(B)参照)、入力されたグレイレベル差の分布が所定の分布に従っているとの仮定の下で累積頻度がグレイレベル差に対してリニアな関係になるように変換した変換累積頻度を算出し(図4の(C)参照)、その後、この変換累積頻度の近似直線を算出して(すなわち欠陥検出パラメータである近似曲線の傾きa及び切片bを算出して)、この算出した近似直線に基づいて所定の累積頻度の値から上記のような所定の算出方法に従って閾値を決定する。
The detection threshold calculation unit 7 automatically determines a detection threshold, which is a defect detection condition, according to the distribution of gray level differences, and outputs the detection threshold to the defect detection unit 8.
As described with reference to FIGS. 4A to 4C, the determination of the detection threshold by the detection threshold calculation unit 7 includes the two partial images 81 and 82 compared with the difference detection unit 6. The gray level difference signal of each pixel included in the image is input to create a histogram (see FIG. 4A), and the cumulative frequency is calculated (see FIG. 4B). Under the assumption that the gray level difference distribution follows a predetermined distribution, a converted cumulative frequency is calculated so that the cumulative frequency has a linear relationship with the gray level difference (see FIG. 4C). Thereafter, an approximate straight line of the converted cumulative frequency is calculated (that is, the slope a and the intercept b of the approximate curve as defect detection parameters are calculated), and a predetermined cumulative frequency value is calculated based on the calculated approximate straight line. Threshold value according to the predetermined calculation method as above Determined.

欠陥検出部8は、グレイレベル差を決定された閾値と比較し、欠陥かどうかを判定する。そして欠陥検出部8は、欠陥と判定された部分について、各欠陥毎に、その欠陥の位置やグレイレベル差、検出時の検出閾値や欠陥検出パラメータなどを含む欠陥情報を出力する。   The defect detection unit 8 compares the gray level difference with the determined threshold value and determines whether or not the defect is present. Then, the defect detection unit 8 outputs defect information including a defect position, a gray level difference, a detection threshold at detection, a defect detection parameter, and the like for each defect with respect to a portion determined to be a defect.

画像欠陥検査装置10は、図6に示すように、検査画像80を所定の大きさ毎に分割した画像ブロックでもある部分画像(ロジカルフレーム)81毎に、これら部分画像に含まれる画素の画素値に応じて、所定の決定方法に従って定まる参照値をそれぞれ決定する参照値決定部21を備える。
参照値決定部21は、例えば、画像ブロックである各部分画像81に含まれる複数の画素の平均値、分散値、最大値、又は最小値を参照値として決定してよい。または、参照値決定部21は、例えば、各部分画像81に含まれる全ての画素の平均値、分散値、最大値、最小値、又はこれら最大値と最小値との中間値若しくは差を参照値として定めてよい。
また参照値決定部21は、画像ブロックである各部分画像81に含まれる全ての画素のうち部分画像81内の所定の範囲に存在する画素の画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、又はこれら最大値と最小値との中間値若しくは差を参照値として定めてよく、部分画像81内の所定の位置に存在する画素の画素値を参照値として定めてもよい。
さらに参照値決定部21は、各部分画像81及びこれらと差分検出部6において比較されるべき参照画像との差画像に含まれる全ての画素の平均値、分散値、最大値、最小値、又はこれら最大値と最小値との中間値若しくは差を参照値として定めてよく、このような差画像のうち所定の範囲に存在する画素の画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、又はこれら最大値と最小値との中間値若しくは差を参照値として定めてもよい。
As shown in FIG. 6, the image defect inspection apparatus 10, for each partial image (logical frame) 81 that is also an image block obtained by dividing the inspection image 80 by a predetermined size, pixel values of pixels included in these partial images. Accordingly, a reference value determining unit 21 that determines reference values determined according to a predetermined determination method is provided.
For example, the reference value determination unit 21 may determine an average value, a variance value, a maximum value, or a minimum value of a plurality of pixels included in each partial image 81 that is an image block as a reference value. Alternatively, the reference value determination unit 21 may, for example, calculate an average value, a variance value, a maximum value, a minimum value, or an intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value of all pixels included in each partial image 81 as a reference value. May be defined as
The reference value determination unit 21 also calculates the average value, variance value, maximum value, minimum value of the pixel values of the pixels existing in a predetermined range in the partial image 81 among all the pixels included in each partial image 81 that is an image block. A value or an intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value may be determined as a reference value, and a pixel value of a pixel existing at a predetermined position in the partial image 81 may be determined as a reference value.
Further, the reference value determining unit 21 calculates the average value, the variance value, the maximum value, the minimum value, or all the pixels included in each partial image 81 and the difference image between the partial image 81 and the reference image to be compared in the difference detection unit 6. An intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value may be defined as a reference value, and an average value, a variance value, a maximum value, a minimum value, and a pixel value of pixels existing in a predetermined range in such a difference image, Alternatively, an intermediate value or a difference between these maximum value and minimum value may be determined as the reference value.

図5に戻り、さらに画像欠陥検査装置10は、参照値を算出する単位である画像ブロック(上記の例では部分画像81)を複数含んで構成される所定のマクロ領域について、マクロ領域に含まれる画像ブロック毎に決定された参照値の分布情報を算出する分布情報決定部22を備える。
ここで、上記マクロ領域は、例えば図7において二点鎖線で示すような、複数の部分画像81を含んで構成される領域としてよい。分布情報決定部22は、あるマクロ領域に関する分布情報を、このマクロ領域に含まれる複数の画像ブロック(すなわち部分画像81)毎に決定された参照値の集合として決定する。またこれら複数の参照値のうち、本来同じ値となると予定される参照値同士の分散値として決定してもよい。
Returning to FIG. 5, the image defect inspection apparatus 10 further includes a predetermined macro area including a plurality of image blocks (part images 81 in the above example) as a unit for calculating a reference value, in the macro area. A distribution information determination unit 22 that calculates distribution information of reference values determined for each image block is provided.
Here, the macro region may be a region including a plurality of partial images 81 as indicated by, for example, a two-dot chain line in FIG. The distribution information determination unit 22 determines distribution information related to a certain macro region as a set of reference values determined for each of a plurality of image blocks (that is, partial images 81) included in the macro region. Moreover, you may determine as a dispersion | distribution value of the reference values which are originally planned to become the same value among these reference values.

またさらに、画像欠陥検査装置10は、各マクロ領域において決定された分布情報に応じて各マクロ領域における欠陥検出条件をそれぞれ再設定し、マクロ領域において欠陥検出部8により検出された欠陥を再設定された欠陥検出条件の下で出力するか否かを判定する欠陥出力可否判定部23を備える。
欠陥出力可否判定部23は、例えば、欠陥検出部8において検出された各欠陥に係る欠陥情報を入力して、それぞれの欠陥の欠陥情報に含まれる検出閾値を、当該欠陥が属するマクロ領域について決定された分布情報に応じて補正することによって再設定し、当該欠陥の欠陥情報に含まれているこの欠陥のグレイレベル差と再設定された検出閾値を比較して、グレイレベル差が検出閾値を超える場合に当該欠陥情報を真の欠陥であるとして出力を許可する。反対にグレイレベル差が検出閾値を超えない場合には当該欠陥情報を疑似欠陥であったとして出力を禁止する。
Furthermore, the image defect inspection apparatus 10 resets the defect detection conditions in each macro area according to the distribution information determined in each macro area, and resets the defects detected by the defect detection unit 8 in the macro area. A defect output availability determination unit 23 that determines whether or not to output under the detected defect detection condition.
For example, the defect output availability determination unit 23 inputs defect information relating to each defect detected by the defect detection unit 8 and determines a detection threshold included in the defect information of each defect for the macro region to which the defect belongs. The gray level difference of the defect included in the defect information of the defect is compared with the reset detection threshold, and the gray level difference becomes the detection threshold. When exceeding, the output is permitted with the defect information regarded as a true defect. Conversely, if the gray level difference does not exceed the detection threshold, the defect information is regarded as a pseudo defect and output is prohibited.

また、欠陥出力可否判定部23は、例えば、それぞれの欠陥の欠陥情報に含まれる欠陥検出パラメータ(例えば上記近似直線の傾きaや切片b)を、当該欠陥が属するマクロ領域について決定された分布情報に応じて補正し、補正された近似曲線によって検出閾値を再設定し、当該欠陥の欠陥情報に含まれているこの欠陥のグレイレベル差と再設定された検出閾値を比較して、当該欠陥情報の出力可否を判定してもよい。
このように、欠陥検出部8において検出された各欠陥を、欠陥出力可否判定部23が再設定した欠陥検出条件の下で再度検出することにより、各マクロ領域について決定された分布情報に応じて欠陥検出条件が変更される。
In addition, the defect output possibility determination unit 23 uses, for example, the defect detection parameters (for example, the slope a and the intercept b of the approximate straight line) included in the defect information of each defect for distribution information determined for the macro region to which the defect belongs. And the detection threshold is reset by the corrected approximate curve, and the defect gray level difference included in the defect information of the defect is compared with the reset detection threshold, so that the defect information It may be determined whether or not output is possible.
In this way, each defect detected by the defect detection unit 8 is detected again under the defect detection conditions reset by the defect output availability determination unit 23, thereby depending on the distribution information determined for each macro region. The defect detection condition is changed.

あるマクロ領域に関する分布情報が、分布情報決定部22によってこのマクロ領域に含まれる画像ブロック毎に決定された参照値の集合として決定される場合には、欠陥出力可否判断部23は、分布情報に含まれる各参照値のうち、本来同じ値となると予定される参照値同士のバラツキが増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように欠陥検出条件を再設定する。例えば、本来同じ値となると予定される参照値同士のバラツキが増大するのに応じて増大するように検出閾値を再設定する。
欠陥出力可否判断部23は、例えば、複数のチップ(ダイ)3aに関してチップ内の同一部分を撮像したそれぞれの部分画像81についてそれぞれ決定した参照値を、上記の本来同じ値となると予定される参照値としてよい。そして、これらの参照値同士のバラツキが増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように欠陥検出条件を再設定してよい。
あるマクロ領域に関する分布情報が、分布情報決定部22によってこのマクロ領域に含まれる画像ブロック毎に決定された参照値のうち、本来同じ値となると予定される参照値同士の分散値として決定される場合には、欠陥出力可否判定部23は、分布情報が増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように、欠陥検出条件を再設定する。
When the distribution information regarding a certain macro area is determined as a set of reference values determined for each image block included in the macro area by the distribution information determination section 22, the defect output availability determination section 23 includes the distribution information. Of the included reference values, the defect detection conditions are reset so that the defect detection sensitivity decreases as the variation between the reference values that are originally supposed to be the same increases. For example, the detection threshold is reset so as to increase in accordance with an increase in variation between reference values that are originally supposed to be the same value.
The defect output possibility determination unit 23, for example, the reference values determined for the respective partial images 81 obtained by imaging the same portion of the chip with respect to the plurality of chips (die) 3a are supposed to be the same value as the above. It may be a value. Then, the defect detection conditions may be reset so that the defect detection sensitivity decreases as the variation between these reference values increases.
Distribution information related to a certain macro area is determined as a dispersion value between reference values that are originally supposed to be the same among the reference values determined for each image block included in the macro area by the distribution information determination unit 22. In this case, the defect output availability determination unit 23 resets the defect detection condition so that the defect detection sensitivity decreases as the distribution information increases.

なお、上記又は下記の説明において、参照値を算出する単位である検査画像を分割した画像ブロックの単位を、差分検出部6が1回の画像比較を行う単位である部分画像(ロジカルフレーム)としたが、これ以外にも画像ブロックの大きさ(単位)は自由に定めてよい。
例えば、上記画像ブロックは、半導体ウエハ表面に形成されたチップ(ダイ)3aの1つ分を撮像した画像を一単位として(すなわち、1つのチップ3aを撮像した画像を1つの画像ブロックとするように)画像ブロックの単位を定めてもよい。緩やかに明度差が変化するような色ムラが発生している場合には、検査画像中の広い範囲で分布情報を取得する必要があるが、このように比較的大きな画像ブロックを設定することによって、参照値の計算量を節約することができる。
このようにチップ1つ分を撮像した画像毎に各画像ブロックを定めるとすると、各チップを撮像した画像は本来同一であると予定されるので、各画像ブロックが本来同じ画像となるように画像ブロックを定めたり、各画像ブロックについて決定する参照値が本来同一となるように参照値の決定方法を定めることが可能であるため、参照値が同じ値となると予定することが可能である。
In the above or the following description, a unit of an image block obtained by dividing an inspection image, which is a unit for calculating a reference value, is referred to as a partial image (logical frame), which is a unit in which the difference detection unit 6 performs one image comparison. However, other than this, the size (unit) of the image block may be freely determined.
For example, in the image block, an image obtained by imaging one chip (die) 3a formed on the semiconductor wafer surface is used as one unit (that is, an image obtained by imaging one chip 3a is used as one image block). B) The unit of the image block may be determined. When color unevenness that causes a gradual change in brightness difference occurs, it is necessary to acquire distribution information over a wide range in the inspection image. By setting a relatively large image block in this way, The calculation amount of the reference value can be saved.
If each image block is determined for each image obtained by imaging one chip in this way, the image obtained by imaging each chip is originally supposed to be the same, so that each image block is originally the same image. It is possible to determine the reference value to be the same value because the reference value determination method can be determined so that the block or the reference value determined for each image block is essentially the same.

また、検査対象である半導体ウエハ表面に形成されるパターンが光学又は電子ビームによる露光工程(リソグラフィ工程)で形成される場合には、パターンを半導体ウエハ表面上に露光する際にウエハ表面上で露光パターンが結像しない状態(デフォーカス状態)で露光されて不良品を生ずることがある。このようなデフォーカス状態で露光されパターンが形成された半導体ウエハの場合、その表面の撮像画像にも色ムラが観測される。この色ムラは、1回のレチクルショットで露光される範囲毎に(すなわち1枚の露光マスクで同時に露光される範囲毎に)明度差が変わる態様で発生するため、1回のレチクルショットで複数のチップ(ダイ)が露光される場合には、さらに広い範囲で分布情報を取得する必要がある。
したがって、参照値決定部21は、検査対象であるリソグラフィ工程でパターンが形成された半導体ウエハ表面を撮像した前記検査画像の、1回のレチクルショットで露光される範囲の画像を、画像ブロックの単位として定めるようにしてもよい。
このように1回のレチクルショットで露光される範囲の画像毎に各画像ブロックを定めると、1回のレチクルショットで露光される範囲の画像は本来同一となると予定されるので、各画像ブロックが本来同じ画像となるように画像ブロックを定めたり、各画像ブロックについて決定する参照値が本来同一となるように参照値の決定方法を定めることが可能であるため、参照値が同じ値となると予定することが可能である。
When the pattern formed on the surface of the semiconductor wafer to be inspected is formed by an exposure process (lithography process) using an optical or electron beam, the pattern is exposed on the surface of the semiconductor wafer when the pattern is exposed on the surface of the semiconductor wafer. In some cases, the pattern is exposed in a state where no image is formed (defocused state), resulting in a defective product. In the case of a semiconductor wafer exposed and patterned in such a defocused state, color unevenness is also observed in the captured image on the surface. This color unevenness occurs in such a manner that the brightness difference changes for each range exposed by a single reticle shot (that is, for each range exposed simultaneously by one exposure mask). When the chip (die) is exposed, it is necessary to acquire distribution information in a wider range.
Therefore, the reference value determination unit 21 converts the image in the range exposed by one reticle shot of the inspection image obtained by imaging the surface of the semiconductor wafer on which the pattern is formed in the lithography process to be inspected into image block units. It may be determined as follows.
Thus, if each image block is determined for each image in the range exposed by one reticle shot, the image in the range exposed by one reticle shot is originally supposed to be the same. It is possible to determine image blocks so that they are essentially the same image, or to determine a reference value determination method so that the reference values determined for each image block are essentially the same. Is possible.

図8は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査装置の第2実施例のブロック図である。本実施例に係る画像欠陥検査装置10では、参照値決定部21は、各画像ブロック毎に、それぞれの画像ブロック内における欠陥検出で使用された欠陥検出条件である検出閾値を参照値として決定する。
上述の通り検出閾値計算部7は、各検査部分画像81に含まれる各画素の画素値、基準画像の各画素の画素値とのグレイレベル差の分布に応じて検出閾値を定めるので、かかる検出閾値の分布状態を参照しても、検査画像に生じる色ムラを検出することができる。
そのため、図8に示す例では、参照値決定部21は、画像ブロックである各検査部分画像81で検出される欠陥情報を欠陥検出部8から入力して、各々の欠陥情報に含まれる当該欠陥の検出時に使用された検出閾値を参照値として決定する。
FIG. 8 is a block diagram of a second embodiment of the image defect inspection apparatus for a semiconductor circuit according to the present invention. In the image defect inspection apparatus 10 according to the present embodiment, the reference value determination unit 21 determines, for each image block, a detection threshold that is a defect detection condition used for defect detection in each image block as a reference value. .
As described above, the detection threshold calculation unit 7 determines the detection threshold according to the distribution of the gray level difference between the pixel value of each pixel included in each inspection partial image 81 and the pixel value of each pixel of the reference image. Even by referring to the distribution state of the threshold, color unevenness occurring in the inspection image can be detected.
Therefore, in the example illustrated in FIG. 8, the reference value determination unit 21 inputs defect information detected in each inspection partial image 81 that is an image block from the defect detection unit 8, and the defect included in each defect information The detection threshold used at the time of detection is determined as a reference value.

または、参照値決定部21は、各画像ブロック毎に、それぞれの画像ブロック内における欠陥検出で使用された欠陥検出条件である検出閾値を決定する際に使用された欠陥検出パラメータ(図4を参照して説明した検出閾値決定方法の例では、近似直線の傾きaや切片b)を参照値として決定してもよい。
この場合、図8に示す例では、参照値決定部21は、画像ブロックである各検査部分画像81で検出される欠陥検出パラメータを欠陥検出部8から入力して、各々の欠陥情報に含まれる当該欠陥の検出時に使用された欠陥検出パラメータを参照値として決定する。
Alternatively, the reference value determination unit 21 uses, for each image block, a defect detection parameter (see FIG. 4) used when determining a detection threshold that is a defect detection condition used in defect detection in each image block. In the example of the detection threshold value determination method described above, the slope a and the intercept b) of the approximate line may be determined as the reference value.
In this case, in the example illustrated in FIG. 8, the reference value determination unit 21 inputs defect detection parameters detected in each inspection partial image 81 that is an image block from the defect detection unit 8 and is included in each defect information. A defect detection parameter used when detecting the defect is determined as a reference value.

図9は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査装置の第3実施例のブロック図である。図5及び図8に示した実施例では、検出閾値計算部7が自動的に検出閾値を算出して、欠陥検出部8は決定した検出閾値の下で欠陥検出を行っておき、その後に欠陥出力可否判断部23において検出閾値を再設定して、検査結果として出力する欠陥か否かを再度判定した。
本実施例に係る画像欠陥検査装置10では、欠陥検出部8による欠陥検出に先だって、分布情報決定部22が上述した分布情報を決定しておき、かかる分布情報に基づいて検出閾値計算部7が欠陥検出条件である検出閾値を決定してから欠陥検出部8による欠陥検出を行う。
FIG. 9 is a block diagram of a third embodiment of the image defect inspection apparatus for a semiconductor circuit according to the present invention. In the embodiment shown in FIGS. 5 and 8, the detection threshold calculation unit 7 automatically calculates the detection threshold, and the defect detection unit 8 performs defect detection under the determined detection threshold, and then the defect is detected. The output threshold determination unit 23 resets the detection threshold value, and determines again whether or not the defect is output as an inspection result.
In the image defect inspection apparatus 10 according to the present embodiment, prior to the defect detection by the defect detection unit 8, the distribution information determination unit 22 determines the distribution information described above, and the detection threshold calculation unit 7 based on the distribution information. The defect detection unit 8 performs defect detection after determining a detection threshold value that is a defect detection condition.

ここで、検出閾値計算部7は上記分布情報のみに基づいて検出閾値や上記欠陥検出パラメータを決定してもよく、または図4を参照して上述した検出閾値の算出方法に従って検出閾値の初期値を定めておき分布情報に応じてこれを補正してもよい。
このとき、あるマクロ領域に関する分布情報が、分布情報決定部22によってこのマクロ領域に含まれる画像ブロック毎に決定された参照値の集合として決定される場合には、検出閾値計算部7は、分布情報に含まれる各参照値のうち、本来同じ値となると予定される参照値同士のバラツキが増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように欠陥検出条件を設定する。例えば、このバラツキが増大するのに応じて増大するように検出閾値を再設定する。また、あるマクロ領域に関する分布情報が、分布情報決定部22によってこのマクロ領域に含まれる画像ブロック毎に決定された各参照値のうち、本来同じ値となると予定される参照値同士の分散値として決定される場合には、検出閾値計算部7は、分布情報が増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように、欠陥検出条件を設定する。
ここで、参照値を決定する一単位である画像ブロックが、検査部分画像(ロジカルフレーム)のようにチップ1つを撮像した画素数よりも小さな画素数の画像ブロックとして定められる場合には、複数のチップ(ダイ)3aに関してチップ内の同一部分を撮像したそれぞれの画像ブロックについてそれぞれ決定した参照値を、上記の本来同じ値となると予定される参照値としてよい。
また、画像ブロックが、チップ1つを撮像した画像毎、あるいは1回のレチクルショットで露光される範囲の画像の1つを撮像した画像毎に定められる場合には、各画像ブロックが本来同一の画像となるようにブロックを定めたり、各ブロックについて決定する参照値が本来同じ値となるようにその決定方法を定めることができるので、各画像ブロックについてぞれぞれ決定される参照値は同じ値となると予定することができる。
Here, the detection threshold value calculation unit 7 may determine the detection threshold value and the defect detection parameter based only on the distribution information, or the initial value of the detection threshold value according to the detection threshold value calculation method described above with reference to FIG. May be determined and corrected according to the distribution information.
At this time, when the distribution information regarding a certain macro region is determined as a set of reference values determined for each image block included in the macro region by the distribution information determining unit 22, the detection threshold value calculating unit 7 Of each reference value included in the information, the defect detection condition is set so that the defect detection sensitivity decreases as the variation between the reference values that are originally supposed to be the same increases. For example, the detection threshold is reset so that the variation increases as the variation increases. Further, the distribution information related to a certain macro area is a dispersion value between reference values that are originally supposed to be the same among the reference values determined for each image block included in the macro area by the distribution information determination unit 22. If determined, the detection threshold value calculation unit 7 sets the defect detection condition so that the defect detection sensitivity decreases as the distribution information increases.
Here, when an image block which is one unit for determining a reference value is determined as an image block having a smaller number of pixels than the number of pixels captured by one chip, such as an inspection partial image (logical frame), a plurality of image blocks are determined. The reference value determined for each image block obtained by imaging the same portion in the chip (die) 3a may be the reference value that is supposed to be the same value as described above.
Further, when an image block is defined for each image obtained by imaging one chip or for each image obtained by imaging one image in a range exposed by one reticle shot, each image block is essentially the same. Since the block can be determined so as to be an image, or the determination method can be determined so that the reference value determined for each block is essentially the same value, the reference value determined for each image block is the same. Can be scheduled when it comes to value.

分布情報決定部22により取得すべき分布情報は、検査対象の比較的広い範囲における明度差の分布を示すものであるから、参照値決定部21が参照値を決定するために必要とする画像解像度は、欠陥検出部8が欠陥検出を行うために必要とする画像解像度よりも低いもので足りる。したがって、参照値決定部21が参照値を決定する際に使用する撮像画像は、欠陥検出部8が欠陥検出を行う際に使用する検査画像と異なる画像であってよい。
すなわち、参照値決定部21は、欠陥検出部8が欠陥検出を行う際に使用する検査画像と異なる、半導体ウエハ3の撮像画像の画素の画素値に応じて参照値を決定することとしてよい。
Since the distribution information to be acquired by the distribution information determination unit 22 indicates the distribution of the brightness difference in a relatively wide range of the inspection target, the image resolution required for the reference value determination unit 21 to determine the reference value Is lower than the image resolution required for the defect detection unit 8 to detect a defect. Therefore, the captured image used when the reference value determining unit 21 determines the reference value may be an image different from the inspection image used when the defect detecting unit 8 performs defect detection.
That is, the reference value determination unit 21 may determine the reference value according to the pixel value of the pixel of the captured image of the semiconductor wafer 3 that is different from the inspection image used when the defect detection unit 8 performs defect detection.

例えば、図9に示す例では、欠陥検出部8が欠陥検出を行う際に使用する検査画像を第1の画像記憶部5に記憶するとともに、参照値決定部21が参照値を決定する際に使用する撮像画像を第2の画像記憶部25に記憶する。そして第2の画像記憶部25には、撮像装置4から出力される画像信号のうち、所定のピッチで画素を間引いた撮像画像を記憶する。または、第2の画像記憶部25を第1の画像記憶部5と別個に設けることなく、参照値決定部21は第1の画像記憶部5に記憶された画像信号を、所定のピッチで画素を間引いて入力してもよい。
また例えば、第2の画像記憶部25には、撮像装置4を使用して、欠陥検出部8が欠陥検出を行う際に使用する検査画像を撮像するときよりも、高速かつ低倍率で撮像した撮像画像を記憶してもよい。
For example, in the example shown in FIG. 9, the inspection image used when the defect detection unit 8 performs defect detection is stored in the first image storage unit 5, and the reference value determination unit 21 determines the reference value. The captured image to be used is stored in the second image storage unit 25. The second image storage unit 25 stores a captured image obtained by thinning out pixels at a predetermined pitch among image signals output from the imaging device 4. Alternatively, without providing the second image storage unit 25 separately from the first image storage unit 5, the reference value determination unit 21 converts the image signal stored in the first image storage unit 5 into pixels at a predetermined pitch. You may input by thinning out.
In addition, for example, the second image storage unit 25 uses the imaging device 4 to capture images at a higher speed and lower magnification than when the defect detection unit 8 captures an inspection image used when performing defect detection. A captured image may be stored.

図10は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査装置の第4実施例のブロック図である。本実施例による画像欠陥検査装置10は、欠陥検出部8が欠陥検出を行う際に使用する検査画像を撮像する第1の撮像装置4とは別個に、参照値決定部21が参照値を決定する際に使用する撮像画像を撮像する第2の画像記憶部24を備える。
すなわち、参照値決定部21は、検査画像を得る第1の撮像装置4とは別個に、半導体ウエハ3を撮像するために設けられた、第2の撮像装置24によって撮像された撮像画像に含まれる画素の画素値に応じて参照値を決定する。
FIG. 10 is a block diagram of a fourth embodiment of the image defect inspection apparatus for a semiconductor circuit according to the present invention. In the image defect inspection device 10 according to the present embodiment, the reference value determination unit 21 determines the reference value separately from the first imaging device 4 that captures an inspection image used when the defect detection unit 8 performs defect detection. A second image storage unit 24 for capturing a captured image to be used when performing the processing.
That is, the reference value determination unit 21 is included in the captured image captured by the second imaging device 24 provided to image the semiconductor wafer 3 separately from the first imaging device 4 that obtains the inspection image. The reference value is determined according to the pixel value of the pixel to be recorded.

検査画像を撮像する第1の撮像装置4とは別個に第2の撮像装置24を設けることにより、参照値決定部21及び分布情報決定部22が、欠陥検出部8による欠陥検出と平行して、それぞれ参照値及び分布情報を決定するように、画像欠陥検査装置10を構成することが容易となる。また上述した理由により、第2の撮像装置24は第1の撮像装置4よりも低い解像度や低い倍率で撮像する撮像装置であってよい。   By providing the second imaging device 24 separately from the first imaging device 4 that captures the inspection image, the reference value determination unit 21 and the distribution information determination unit 22 are in parallel with the defect detection by the defect detection unit 8. It becomes easy to configure the image defect inspection apparatus 10 so as to determine the reference value and the distribution information, respectively. For the above-described reason, the second imaging device 24 may be an imaging device that captures images with a lower resolution or lower magnification than the first imaging device 4.

図11は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第1実施例のブロック図である。参照値決定部21及び分布情報決定部22がそれぞれ参照値及び分布情報を決定するために使用する撮像画像は、画像欠陥検査装置10に設けられた撮像装置によって撮像されたものに限定される必要はない。
すなわち、参照値決定部21及び分布情報決定部22は、画像欠陥検査装置10で半導体ウエハ3の外観検査を行う前に、画像欠陥検査装置10に設けられた撮像装置とは別に用意された撮像装置によって半導体ウエハ3を撮像した撮像画像を使用して、上記参照値及び上記分布情報をそれぞれ決定してもよい。
FIG. 11 is a block diagram of a first embodiment of an image defect inspection system for a semiconductor circuit according to the present invention. The captured images used by the reference value determination unit 21 and the distribution information determination unit 22 to determine the reference value and the distribution information, respectively, need to be limited to those captured by the imaging device provided in the image defect inspection apparatus 10. There is no.
In other words, the reference value determination unit 21 and the distribution information determination unit 22 perform imaging provided separately from the imaging device provided in the image defect inspection apparatus 10 before the image defect inspection apparatus 10 performs the appearance inspection of the semiconductor wafer 3. The reference value and the distribution information may be determined using a captured image obtained by capturing the semiconductor wafer 3 with an apparatus.

このため、図11に示す画像欠陥検査システムでは、画像欠陥検査装置10と、この画像欠陥検査装置10とは別個に、画像欠陥検査装置10の検出閾値計算部7がその欠陥検出条件を定める際に使用する、上記参照値及上記分布情報を決定するために用いる、半導体ウエハ3の撮像画像を取得する撮像装置50と、を備える。
撮像装置50は、検査対象である半導体ウエハ3を撮像する撮像装置51と、撮像装置51によって撮像された撮像画像などのデータを、画像欠陥検査装置10に出力するためのデータ出力部52を備える。
Therefore, in the image defect inspection system shown in FIG. 11, when the detection threshold value calculation unit 7 of the image defect inspection apparatus 10 determines the defect detection condition separately from the image defect inspection apparatus 10 and the image defect inspection apparatus 10. And an imaging device 50 that acquires a captured image of the semiconductor wafer 3 that is used to determine the reference value and the distribution information.
The imaging device 50 includes an imaging device 51 that images the semiconductor wafer 3 to be inspected, and a data output unit 52 that outputs data such as a captured image captured by the imaging device 51 to the image defect inspection device 10. .

一方で、画像欠陥検査装置10には、撮像装置50から出力された撮像画像データを入力するためのデータ入力部26が設けられる。撮像装置50側のデータ出力部52と画像欠陥検査装置10側のデータ入力部26との間のデータのやりとりは、有線又は無線の信号伝達経路を経由したオンライン方式で行われてよく、または、フレキシブルディスク、CD−ROM、リムーバブルメディアなどの情報記憶媒体を介したオフライン方式で行うこととしてよい。   On the other hand, the image defect inspection apparatus 10 is provided with a data input unit 26 for inputting captured image data output from the imaging apparatus 50. Data exchange between the data output unit 52 on the imaging device 50 side and the data input unit 26 on the image defect inspection device 10 side may be performed on-line via a wired or wireless signal transmission path, or It may be performed in an offline manner via an information storage medium such as a flexible disk, a CD-ROM, or a removable medium.

そして、画像欠陥検査装置10に設けられた参照値決定部21は、検査対象である半導体ウエハ3上の所定の大きさの領域毎に、撮像装置50がこれら各領域を撮像した撮像画像に含まれる画素値に応じて、上述と同様に参照値をそれぞれ決定する。
また、分布情報決定部22は、上記の所定の大きさの領域を複数含むように半導体ウエハ3上に定められるマクロ領域について、このマクロ領域に含まれる上記所定の大きさの領域毎に決定された参照値の分布情報を決定する。
そして、検出閾値計算部7は、マクロ領域において決定された分布情報に応じて欠陥検出条件である検出閾値を変える。このとき検出閾値計算部7は、分布情報に含まれる各参照値のうち、本来同じ値となると予定される参照値同士のバラツキが増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように検出閾値を変える。例えば、このバラツキが増大するのに応じて増大するように検出閾値を変える。
ここで、参照値を決定する一単位である上記所定の大きさの領域が、チップ1つよりも小さな領域として定められる場合には、複数のチップ(ダイ)3aに関してチップ内の同一部分を撮像した画像についてそれぞれ決定した参照値を、上記の本来同じ値となると予定される参照値としてよい。また、上記所定の大きさの領域が、1つのチップの範囲毎あるいは1回のレチクルショットで露光される範囲毎に定められる場合には、上記所定の大きさの領域を撮像した画像が本来同一の画像となるように上記所定の大きさの領域を定めたり、各領域について決定する参照値が本来同じ値となるようにその決定方法を定めることができるので、これら参照値は、同じ値となると予定することが可能である。
The reference value determination unit 21 provided in the image defect inspection apparatus 10 is included in a captured image obtained by imaging the respective areas by the imaging apparatus 50 for each area having a predetermined size on the semiconductor wafer 3 to be inspected. In accordance with the pixel value to be determined, the reference value is determined in the same manner as described above.
The distribution information determination unit 22 determines a macro area determined on the semiconductor wafer 3 so as to include a plurality of areas having the predetermined size for each area having the predetermined size included in the macro area. The distribution information of the reference value is determined.
And the detection threshold value calculation part 7 changes the detection threshold value which is defect detection conditions according to the distribution information determined in the macro area | region. At this time, the detection threshold value calculation unit 7 detects the detection threshold value so that the defect detection sensitivity decreases as the variation between the reference values that are supposed to be the same among the reference values included in the distribution information increases. change. For example, the detection threshold value is changed so as to increase as the variation increases.
Here, when the area of the predetermined size, which is a unit for determining the reference value, is determined as an area smaller than one chip, the same part in the chip is imaged with respect to a plurality of chips (die) 3a. The reference value determined for each of the images may be the reference value that is expected to be the same value as the above. Further, when the predetermined size region is determined for each range of one chip or for each range exposed by one reticle shot, the images obtained by capturing the predetermined size region are essentially the same. The predetermined size area can be determined so as to be an image, or the determination method can be determined so that the reference value determined for each area is originally the same value. It is possible to schedule.

図12は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第2実施例のブロック図である。本実施例では、検査対象である半導体ウエハ3上の所定の大きさの領域毎に、撮像装置51がこれら各領域を撮像した撮像画像に含まれる画素値に応じて、参照値をそれぞれ決定する参照値決定部53を、撮像装置50側に設ける。
そしてデータ出力部52は、撮像画像データに代えて参照値データを画像欠陥検査装置10に出力し、画像欠陥検査装置10側のデータ入力部26はこれを入力する。
画像欠陥検査装置10側の分布情報決定部22は、上記の所定の大きさの領域を複数含むように半導体ウエハ3上に定められるマクロ領域について、このマクロ領域に含まれる上記所定の大きさの領域毎に撮像装置50側の参照値決定部53が決定した参照値の分布情報を決定する。そして、検出閾値計算部7は、図11を参照して上記説明した方法と同様に、決定された分布情報に応じて欠陥検出条件である検出閾値を変える。
FIG. 12 is a block diagram of a second embodiment of the image defect inspection system for a semiconductor circuit according to the present invention. In the present embodiment, for each region of a predetermined size on the semiconductor wafer 3 to be inspected, the imaging device 51 determines a reference value according to the pixel value included in the captured image obtained by capturing each region. A reference value determination unit 53 is provided on the imaging device 50 side.
The data output unit 52 outputs reference value data to the image defect inspection apparatus 10 instead of the captured image data, and the data input unit 26 on the image defect inspection apparatus 10 side inputs the reference value data.
The distribution information determination unit 22 on the image defect inspection apparatus 10 side has the predetermined size included in the macro region for the macro region defined on the semiconductor wafer 3 so as to include a plurality of the regions having the predetermined size. The reference value distribution information determined by the reference value determination unit 53 on the imaging device 50 side is determined for each region. And the detection threshold value calculation part 7 changes the detection threshold value which is a defect detection condition according to the determined distribution information similarly to the method demonstrated with reference to FIG.

図13は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第3実施例のブロック図である。本実施例では、さらに、上記の所定の大きさの領域を複数含んで構成されるマクロ領域について、このマクロ領域に含まれる上記所定の大きさの領域毎に決定された参照値の分布情報を決定する分布情報決定部54を、撮像装置50側に設ける。
そしてデータ出力部52は、この分布情報を画像欠陥検査装置10に出力し、画像欠陥検査装置10側のデータ入力部26はこれを入力する。
画像欠陥検査装置10側の検出閾値計算部7は、図11を参照して上記説明した方法と同様に、撮像装置50から入力した分布情報に応じて欠陥検出条件である検出閾値を変える。
FIG. 13 is a block diagram of a third embodiment of the image defect inspection system for a semiconductor circuit according to the present invention. In the present embodiment, the distribution information of the reference value determined for each of the predetermined size areas included in the macro area is further obtained for the macro area configured to include a plurality of the predetermined size areas. A distribution information determination unit 54 for determination is provided on the imaging device 50 side.
The data output unit 52 outputs the distribution information to the image defect inspection apparatus 10 and the data input unit 26 on the image defect inspection apparatus 10 side inputs the distribution information.
Similar to the method described above with reference to FIG. 11, the detection threshold calculation unit 7 on the image defect inspection apparatus 10 side changes the detection threshold that is the defect detection condition according to the distribution information input from the imaging device 50.

図14は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第4実施例のブロック図である。
半導体ウエハ3を撮像した検査画像に生じる色ムラは、半導体ウエハ3表面に形成された絶縁層などの透明又は半透明な膜の膜厚の変動によって生じるので、半導体ウエハ3表面に形成された膜の膜厚をウエハ3の各箇所で測定し、この測定値を参照値としてその分布情報を作成することによっても、色ムラを検出することが可能である。
すなわち、参照値決定部21及び分布情報決定部22は、画像欠陥検査装置10で半導体ウエハ3の外観検査を行う前に、画像欠陥検査装置10とは別に用意された膜厚測定装置によって測定された半導体ウエハ3各箇所の膜厚データを使用して、上記参照値及び上記分布情報をそれぞれ決定してもよい。
FIG. 14 is a block diagram of a fourth embodiment of the image defect inspection system for a semiconductor circuit according to the present invention.
The color unevenness generated in the inspection image obtained by imaging the semiconductor wafer 3 is caused by a change in the film thickness of a transparent or semi-transparent film such as an insulating layer formed on the surface of the semiconductor wafer 3, so that the film formed on the surface of the semiconductor wafer 3 The color unevenness can also be detected by measuring the film thickness of each layer at each location on the wafer 3 and creating the distribution information using the measured value as a reference value.
That is, the reference value determination unit 21 and the distribution information determination unit 22 are measured by a film thickness measurement device prepared separately from the image defect inspection apparatus 10 before the appearance inspection of the semiconductor wafer 3 is performed by the image defect inspection apparatus 10. Alternatively, the reference value and the distribution information may be determined using film thickness data at each location of the semiconductor wafer 3.

このため、図14に示す画像欠陥検査システムでは、画像欠陥検査装置10と、画像欠陥検査装置10の検出閾値計算部7がその欠陥検出条件を定める際に使用する、上記参照値及上記分布情報を決定するために用いる、半導体ウエハ3表面に形成された膜厚の膜厚値を測定する膜厚測定装置60と、を備える。
膜厚測定装置60は、検査対象である半導体ウエハ3の表面に形成された絶縁層などの透明又は半透明な膜の膜厚を測定する膜厚測定部61と、この膜厚測定データを、画像欠陥検査装置10に出力するためのデータ出力部62を備える。
For this reason, in the image defect inspection system shown in FIG. 14, the reference value and the distribution information used when the image defect inspection apparatus 10 and the detection threshold value calculation unit 7 of the image defect inspection apparatus 10 determine the defect detection condition. And a film thickness measuring device 60 for measuring a film thickness value of the film thickness formed on the surface of the semiconductor wafer 3.
The film thickness measuring device 60 measures the film thickness of a transparent or translucent film such as an insulating layer formed on the surface of the semiconductor wafer 3 to be inspected, and the film thickness measurement data. A data output unit 62 for outputting to the image defect inspection apparatus 10 is provided.

一方で、画像欠陥検査装置10には、膜厚測定装置60から出力された膜厚測定データを入力するためのデータ入力部26が設けられる。膜厚測定装置60側のデータ出力部62と画像欠陥検査装置10側のデータ入力部26との間のデータのやりとりは、上記例示したオンライン方式またはオフライン方式で行うこととしてよい。   On the other hand, the image defect inspection apparatus 10 is provided with a data input unit 26 for inputting film thickness measurement data output from the film thickness measurement apparatus 60. Data exchange between the data output unit 62 on the film thickness measuring device 60 side and the data input unit 26 on the image defect inspection device 10 side may be performed by the above-described online method or offline method.

そして、画像欠陥検査装置10に設けられた参照値決定部21は、検査対象である半導体ウエハ3上の所定の大きさの領域毎に、膜厚測定装置60がこれら各領域において測定した膜厚測定値に応じて、上述のように参照値をそれぞれ決定する。
また、分布情報決定部22は、上記の所定の大きさの領域を複数含むように半導体ウエハ3上に定められるマクロ領域について、このマクロ領域に含まれる上記所定の大きさの領域毎に決定された参照値の分布情報を決定する。
そして、検出閾値計算部7は、マクロ領域において決定された分布情報に応じて欠陥検出条件である検出閾値を変える。このとき検出閾値計算部7は、分布情報に含まれる各参照値のうち、本来同じ値となると予定される参照値同士のバラツキが増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように検出閾値を変える。例えば、このバラツキが増大するのに応じて増大するように検出閾値を変える。
ここで、参照値を決定する一単位である上記所定の大きさの領域が、チップ1つよりも小さな領域として定められる場合には、複数のチップ(ダイ)3aに関してチップ内の同一箇所で測定した測定値についてそれぞれ決定した参照値を、上記の本来同じ値となると予定される参照値としてよい。また、上記所定の大きさの領域が、1つのチップの範囲毎あるいは1回のレチクルショットで露光される範囲毎に定められる場合には、上記所定の大きさの領域内で測定した測定値が本来同一の測定値となるように各領域における測定箇所を定めたり(例えば、各チップや各レチクルショット内の同じ位置同士で測定する等)、各領域について決定する参照値が本来同じ値となるようにその決定方法を定めることができるので、これら参照値は、同じ値となると予定することが可能である。
Then, the reference value determination unit 21 provided in the image defect inspection apparatus 10 has a film thickness measured by the film thickness measuring device 60 in each of the areas of a predetermined size on the semiconductor wafer 3 to be inspected. According to the measured value, the reference value is determined as described above.
The distribution information determination unit 22 determines a macro area determined on the semiconductor wafer 3 so as to include a plurality of areas having the predetermined size for each area having the predetermined size included in the macro area. The distribution information of the reference value is determined.
And the detection threshold value calculation part 7 changes the detection threshold value which is defect detection conditions according to the distribution information determined in the macro area | region. At this time, the detection threshold value calculation unit 7 detects the detection threshold value so that the defect detection sensitivity decreases as the variation between the reference values that are supposed to be the same among the reference values included in the distribution information increases. change. For example, the detection threshold value is changed so as to increase as the variation increases.
Here, when the area of the predetermined size, which is one unit for determining the reference value, is determined as an area smaller than one chip, measurement is performed at the same location in the chip with respect to a plurality of chips (die) 3a. The reference value determined for each measured value may be the reference value that is expected to be the same value as the above. Further, when the predetermined size region is determined for each range of one chip or for each range exposed by one reticle shot, the measured value measured in the predetermined size region is The measurement location in each area is determined so that the same measurement value is originally obtained (for example, measurement is performed at the same position in each chip or each reticle shot), and the reference value determined for each area is originally the same value. Thus, the reference value can be scheduled to be the same value.

図15は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第5実施例のブロック図である。本実施例では、検査対象である半導体ウエハ3上の所定の大きさの領域毎に、膜厚測定部61がこれら各領域において測定した膜厚測定値に応じて、参照値をそれぞれ決定する参照値決定部63を、膜厚測定装置60側に設ける。
そしてデータ出力部62は、膜厚測定値データに代えて参照値データを画像欠陥検査装置10に出力し、画像欠陥検査装置10側のデータ入力部26はこれを入力する。
画像欠陥検査装置10側の分布情報決定部22は、上記の所定の大きさの領域を複数含むように半導体ウエハ3上に定められるマクロ領域について、このマクロ領域に含まれる上記所定の大きさの領域毎に撮像装置60側の参照値決定部63が決定した参照値の分布情報を決定する。
画像欠陥検査装置10側の検出閾値計算部7は、決定した分布情報に応じて図14を参照して上記説明したように欠陥検出条件である検出閾値を変える。
FIG. 15 is a block diagram of a fifth embodiment of the image defect inspection system for a semiconductor circuit according to the present invention. In the present embodiment, for each region of a predetermined size on the semiconductor wafer 3 to be inspected, the reference value is determined by the film thickness measurement unit 61 according to the film thickness measurement value measured in each of these regions. The value determining unit 63 is provided on the film thickness measuring device 60 side.
The data output unit 62 outputs reference value data to the image defect inspection apparatus 10 instead of the film thickness measurement value data, and the data input unit 26 on the image defect inspection apparatus 10 side inputs this.
The distribution information determination unit 22 on the image defect inspection apparatus 10 side has the predetermined size included in the macro region for the macro region defined on the semiconductor wafer 3 so as to include a plurality of the regions having the predetermined size. The reference value distribution information determined by the reference value determination unit 63 on the imaging device 60 side is determined for each region.
The detection threshold value calculation unit 7 on the image defect inspection apparatus 10 side changes the detection threshold value that is a defect detection condition as described above with reference to FIG. 14 according to the determined distribution information.

図16は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第6実施例のブロック図である。本実施例では、さらに、上記の所定の大きさの領域を複数含んで構成されるマクロ領域について、このマクロ領域に含まれる上記所定の大きさの領域毎に決定された参照値の分布情報を決定する分布情報決定部64を、膜厚測定装置60側に設ける。
そしてデータ出力部62は、この分布情報を画像欠陥検査装置10に出力し、画像欠陥検査装置10側のデータ入力部26はこれを入力する。
画像欠陥検査装置10側の検出閾値計算部7は、膜厚測定装置60から入力した分布情報に応じて図14を参照して上記説明したように欠陥検出条件である検出閾値を変える。
FIG. 16 is a block diagram of a sixth embodiment of the image defect inspection system for a semiconductor circuit according to the present invention. In the present embodiment, the distribution information of the reference value determined for each of the predetermined size areas included in the macro area is further obtained for the macro area configured to include a plurality of the predetermined size areas. A distribution information determining unit 64 for determining is provided on the film thickness measuring device 60 side.
The data output unit 62 outputs this distribution information to the image defect inspection apparatus 10, and the data input unit 26 on the image defect inspection apparatus 10 side inputs the distribution information.
The detection threshold value calculation unit 7 on the image defect inspection apparatus 10 side changes the detection threshold value that is the defect detection condition as described above with reference to FIG. 14 according to the distribution information input from the film thickness measurement apparatus 60.

図17は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第7実施例のブロック図である。半導体ウエハ3表面を撮像した撮像画像に明度差(色ムラ)が生じる場合には、半導体ウエハ3上に形成されたパターンの最小寸法のクリティカルディメンジョン(critical dimensions)にもバラツキが発生するため、半導体ウエハ3表面の各箇所に形成されたクリティカルディメンジョンの寸法を走査型電子顕微鏡などで測定し、この測定値を参照値としてその分布情報を作成することによっても、色ムラを検出することが可能である。
すなわち、参照値決定部21及び分布情報決定部22は、画像欠陥検査装置10で半導体ウエハ3の外観検査を行う前に、画像欠陥検査装置10とは別に用意された走査型電子顕微鏡装置によって測定された半導体ウエハ3各箇所のクリティカルディメンジョン測定値を使用して、上記参照値及び上記分布情報をそれぞれ決定してもよい。
FIG. 17 is a block diagram of a seventh embodiment of the image defect inspection system for a semiconductor circuit according to the present invention. When a brightness difference (color unevenness) occurs in a captured image obtained by imaging the surface of the semiconductor wafer 3, the critical dimensions of the minimum dimension of the pattern formed on the semiconductor wafer 3 also vary, so that the semiconductor It is also possible to detect color unevenness by measuring the dimensions of critical dimensions formed at various locations on the surface of the wafer 3 with a scanning electron microscope and creating distribution information using the measured values as reference values. is there.
That is, the reference value determination unit 21 and the distribution information determination unit 22 are measured by a scanning electron microscope apparatus prepared separately from the image defect inspection apparatus 10 before the appearance inspection of the semiconductor wafer 3 is performed by the image defect inspection apparatus 10. The reference value and the distribution information may be determined using the critical dimension measurement values at each location of the semiconductor wafer 3.

このため、図17に示す画像欠陥検査システムでは、画像欠陥検査装置10と、画像欠陥検査装置10の検出閾値計算部7がその欠陥検出条件を定める際に使用する、上記参照値及上記分布情報を決定するために用いる、半導体ウエハ3表面に形成されたパターンのクリティカルディメンジョン寸法を測定する走査型電子顕微鏡装置70と、を備える。   For this reason, in the image defect inspection system shown in FIG. 17, the reference value and the distribution information used when the image defect inspection apparatus 10 and the detection threshold calculation unit 7 of the image defect inspection apparatus 10 determine the defect detection condition. And a scanning electron microscope apparatus 70 that measures the critical dimension dimension of the pattern formed on the surface of the semiconductor wafer 3.

走査型電子顕微鏡装置70は、検査対象である半導体ウエハ3に照射する電子ビームEBを発生させる電子銃71と、電子ビームEBを半導体ウエハ3上で走査するための偏向器72と、半導体ウエハ3上で反射した電子ビームEBを検出する電子検出器73と、電子ビームEBを検出した電子検出器73の電流強度信号をディジタル形式の強度信号に変換する信号処理回路74と、この強度信号と電子ビームEBの走査位置に基づいて、半導体ウエハ3表面の高倍率画像を生成する画像生成部75と、画像生成部75が生成した画像に現れるパターンのクリティカルディメンジョンを測定するCD測定部76と、このクリティカルディメンジョン測定値データを、画像欠陥検査装置10に出力するためのデータ出力部77を備える。   The scanning electron microscope apparatus 70 includes an electron gun 71 that generates an electron beam EB to be irradiated on the semiconductor wafer 3 to be inspected, a deflector 72 for scanning the semiconductor wafer 3 with the electron beam EB, and the semiconductor wafer 3. An electron detector 73 for detecting the electron beam EB reflected above, a signal processing circuit 74 for converting a current intensity signal of the electron detector 73 for detecting the electron beam EB into a digital intensity signal, and the intensity signal and the electron Based on the scanning position of the beam EB, an image generation unit 75 that generates a high-magnification image of the surface of the semiconductor wafer 3, a CD measurement unit 76 that measures the critical dimension of a pattern that appears in the image generated by the image generation unit 75, and A data output unit 77 for outputting the critical dimension measurement value data to the image defect inspection apparatus 10 is provided.

一方で、画像欠陥検査装置10には、膜厚測定装置60から出力されたクリティカルディメンジョン測定値データを入力するためのデータ入力部26が設けられる。走査型電子顕微鏡装置70側のデータ出力部77と画像欠陥検査装置10側のデータ入力部26との間のデータのやりとりは、上記例示したオンライン方式またはオフライン方式で行うこととしてよい。   On the other hand, the image defect inspection apparatus 10 is provided with a data input unit 26 for inputting critical dimension measurement value data output from the film thickness measurement apparatus 60. Data exchange between the data output unit 77 on the scanning electron microscope apparatus 70 side and the data input unit 26 on the image defect inspection apparatus 10 side may be performed by the above-described online method or offline method.

そして、画像欠陥検査装置10に設けられた参照値決定部21は、検査対象である半導体ウエハ3上の所定の大きさの領域毎に、走査型電子顕微鏡装置70がこれら各領域において測定したクリティカルディメンジョン測定値に応じて、上述のように参照値をそれぞれ決定する。
また、分布情報決定部22は、上記の所定の大きさの領域を複数含むように半導体ウエハ3上に定められるマクロ領域について、このマクロ領域に含まれる上記所定の大きさの領域毎に決定された参照値の分布情報を決定する。
そして、検出閾値計算部7は、マクロ領域において決定された分布情報に応じて欠陥検出条件である検出閾値を変える。このとき検出閾値計算部7は、分布情報に含まれる各参照値のうち、本来同じ値となると予定される参照値同士のバラツキが増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように検出閾値を変える。例えば、このバラツキが増大するのに応じて増大するように検出閾値を変える。
ここで、参照値を決定する一単位である上記所定の大きさの領域が、チップ1つよりも小さな領域として定められる場合には、複数のチップ(ダイ)3aに関してチップ内の同一箇所で測定した測定値についてそれぞれ決定した参照値を、上記の本来同じ値となると予定される参照値としてよい。また、上記所定の大きさの領域が、1つのチップの範囲毎あるいは1回のレチクルショットで露光される範囲毎に定められる場合には、上記所定の大きさの領域内で測定した測定値が本来同一の測定値となるように各領域における測定箇所を定めたり(例えば、各チップや各レチクルショット内の同じ位置同士で測定する等)、各領域について決定する参照値が本来同じ値となるようにその決定方法を定めることができるので、これら参照値は、同じ値となると予定することが可能である。
Then, the reference value determination unit 21 provided in the image defect inspection apparatus 10 has a critical value measured by the scanning electron microscope apparatus 70 in each of the areas of a predetermined size on the semiconductor wafer 3 to be inspected. In accordance with the dimension measurement value, the reference value is determined as described above.
The distribution information determination unit 22 determines a macro area determined on the semiconductor wafer 3 so as to include a plurality of areas having the predetermined size for each area having the predetermined size included in the macro area. The distribution information of the reference value is determined.
And the detection threshold value calculation part 7 changes the detection threshold value which is defect detection conditions according to the distribution information determined in the macro area | region. At this time, the detection threshold value calculation unit 7 detects the detection threshold value so that the defect detection sensitivity decreases as the variation between the reference values that are supposed to be the same among the reference values included in the distribution information increases. change. For example, the detection threshold value is changed so as to increase as the variation increases.
Here, when the area of the predetermined size, which is one unit for determining the reference value, is determined as an area smaller than one chip, measurement is performed at the same location in the chip with respect to a plurality of chips (die) 3a. The reference value determined for each measured value may be the reference value that is expected to be the same value as the above. Further, when the predetermined size region is determined for each range of one chip or for each range exposed by one reticle shot, the measured value measured in the predetermined size region is The measurement location in each area is determined so that the same measurement value is originally obtained (for example, measurement is performed at the same position in each chip or each reticle shot), and the reference value determined for each area is originally the same value. Thus, the reference value can be scheduled to be the same value.

図18は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第8実施例のブロック図である。本実施例では、検査対象である半導体ウエハ3上の所定の大きさの領域毎に、走査型電子顕微鏡装置70がこれら各領域において測定したクリティカルディメンジョン測定値に応じて、参照値をそれぞれ決定する参照値決定部78を、走査型電子顕微鏡装置70に設ける。
そしてデータ出力部77は、クリティカルディメンジョン測定値に代えて参照値データを画像欠陥検査装置10に出力し、画像欠陥検査装置10側のデータ入力部26はこれを入力する。
画像欠陥検査装置10側の分布情報決定部22は、上記の所定の大きさの領域を複数含むように半導体ウエハ3上に定められるマクロ領域について、このマクロ領域に含まれる上記所定の大きさの領域毎に走査型電子顕微鏡装置70側の参照値決定部78が決定した参照値の分布情報を決定する。
FIG. 18 is a block diagram of an eighth embodiment of an image defect inspection system for a semiconductor circuit according to the present invention. In this embodiment, for each region of a predetermined size on the semiconductor wafer 3 to be inspected, a reference value is determined in accordance with the critical dimension measurement value measured by the scanning electron microscope apparatus 70 in each region. A reference value determination unit 78 is provided in the scanning electron microscope apparatus 70.
The data output unit 77 outputs reference value data to the image defect inspection apparatus 10 instead of the critical dimension measurement value, and the data input unit 26 on the image defect inspection apparatus 10 side inputs this.
The distribution information determination unit 22 on the image defect inspection apparatus 10 side has the predetermined size included in the macro region for the macro region defined on the semiconductor wafer 3 so as to include a plurality of the regions having the predetermined size. The reference value distribution information determined by the reference value determination unit 78 on the scanning electron microscope apparatus 70 side is determined for each region.

図19は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第9実施例のブロック図である。本実施例では、さらに、上記の所定の大きさの領域を複数含んで構成されるマクロ領域について、このマクロ領域に含まれる上記所定の大きさの領域毎に決定された参照値の分布情報を決定する分布情報決定部79を、走査型電子顕微鏡装置70側に設ける。
そしてデータ出力部77は、この分布情報を画像欠陥検査装置10に出力し、画像欠陥検査装置10側のデータ入力部26はこれを入力する。
画像欠陥検査装置10側の検出閾値計算部7は、膜厚測定装置60から入力した分布情報に応じて欠陥検出条件である検出閾値を変える。
FIG. 19 is a block diagram of a ninth embodiment of an image defect inspection system for a semiconductor circuit according to the present invention. In the present embodiment, the distribution information of the reference value determined for each of the predetermined size areas included in the macro area is further obtained for the macro area configured to include a plurality of the predetermined size areas. A distribution information determination unit 79 for determination is provided on the scanning electron microscope apparatus 70 side.
The data output unit 77 outputs the distribution information to the image defect inspection apparatus 10 and the data input unit 26 on the image defect inspection apparatus 10 side inputs the distribution information.
The detection threshold calculation unit 7 on the image defect inspection apparatus 10 side changes a detection threshold that is a defect detection condition in accordance with the distribution information input from the film thickness measurement apparatus 60.

図20は、本発明による半導体回路用の画像欠陥検査装置の第5実施例のブロック図である。
本実施例による画像欠陥検査装置10では、まず、欠陥検出部8により検出された欠陥のそれぞれについて、欠陥情報作成部9が欠陥情報を予め定められた形式で作成する。
ここで、この欠陥情報の形式を、検出位置(欠陥位置)や欠陥位置における検査部分画像と基準画像とのグレイレベル差や、検査部分画像のうち欠陥の位置の画素を含む部分画像や、欠陥を検出する際に使用された検出閾値や欠陥検出パラメータといった、検出された欠陥に関する情報を含むように定めておく。このような部分画像や、検出閾値や欠陥検出パラメータは、検査画像80上の各箇所(この例では欠陥が検出された箇所)に対応して定まる画素や画像の画素値に応じて決定することができ、また検査画像80上の各箇所に対応して定めた画素や画像の画素値に応じて変動する情報であるため、以下本明細書において「画素値関連情報」と示す。
そして、この画素値関連情報に基づいて欠陥情報のそれぞれについて所定の参照値を決定し、さらに、各マクロ領域における参照値の分布情報を決定して、分布情報に応じて各マクロ領域における欠陥検出条件をそれぞれ再設定し、各マクロ領域において検出された各欠陥情報の出力可否を判定する。
FIG. 20 is a block diagram of a fifth embodiment of the image defect inspection apparatus for a semiconductor circuit according to the present invention.
In the image defect inspection apparatus 10 according to this embodiment, first, the defect information creation unit 9 creates defect information in a predetermined format for each of the defects detected by the defect detection unit 8.
Here, the format of this defect information includes the detection position (defect position), the gray level difference between the inspection partial image at the defect position and the reference image, the partial image including the pixel at the defect position in the inspection partial image, It is determined so as to include information relating to the detected defect, such as a detection threshold and a defect detection parameter used when detecting the defect. Such a partial image, a detection threshold value, and a defect detection parameter are determined according to a pixel or an image pixel value determined corresponding to each location on the inspection image 80 (a location where a defect is detected in this example). In addition, since it is information that varies according to the pixel determined corresponding to each location on the inspection image 80 and the pixel value of the image, it will be referred to as “pixel value related information” in the present specification.
Then, a predetermined reference value is determined for each piece of defect information based on the pixel value related information, and further, distribution information of reference values in each macro region is determined, and defect detection in each macro region is performed according to the distribution information. Each condition is reset, and whether or not each defect information detected in each macro area is output is determined.

参照値は、それぞれ検査画像上の複数箇所の画素値を反映するので、もし検査画像のほぼ全域に亘って欠陥情報が作成されれば、ある程度の広さを有するマクロ領域における参照値の分布情報を決定することにより、ある程度の広さの範囲内における画素値(グレイレベル値)の変動を観察して、色ムラの有無を検出することが可能となる。
そして、この分布情報に応じて変化するように欠陥検出条件を再設定して(分布のバラツキが大きい色ムラの大きなマクロ領域では欠陥検出感度が比較的低い欠陥検出条件を設定し、色ムラの小さなマクロ領域では欠陥検出感度が比較的高い欠陥検出条件を設定するなど)、再設定された欠陥検出条件の下で欠陥情報の出力可否を判定することによって、色ムラにより生じた疑似欠陥の出力を防止することが可能となる。
Since the reference values reflect pixel values at a plurality of locations on the inspection image, if the defect information is created over almost the entire area of the inspection image, the distribution information of the reference values in a macro area having a certain extent Thus, it is possible to detect the presence or absence of color unevenness by observing the variation of the pixel value (gray level value) within a certain range of width.
Then, the defect detection conditions are reset so as to change according to the distribution information (in the macro area where the dispersion of the distribution is large and the color unevenness is large, the defect detection conditions having a relatively low defect detection sensitivity are set, In a small macro area, defect detection conditions with relatively high defect detection sensitivity are set.) By determining whether or not defect information can be output under the reset defect detection conditions, pseudo defect output caused by color unevenness is output. Can be prevented.

以下、本実施例による画像欠陥検査装置10の各部の動作を詳述する。なお、本実施例による画像欠陥検査装置10は、図5を参照して上述した画像欠陥検査装置に類似する構成を有しているため、同様の構成要素には同じ参照番号を付することとし同じ参照番号を付せられた構成要素に関する同様の動作についての説明を省略する。   Hereinafter, the operation of each part of the image defect inspection apparatus 10 according to the present embodiment will be described in detail. Since the image defect inspection apparatus 10 according to the present embodiment has a configuration similar to the image defect inspection apparatus described above with reference to FIG. 5, the same reference numerals are given to the same components. A description of the same operation relating to components having the same reference numerals will be omitted.

欠陥検出部8は、差分検出部6から出力されるグレイレベル差と検出閾値計算部7から出力される検出閾値とを比較することにより欠陥を検出して、検出位置(欠陥位置)や欠陥位置における検査部分画像と基準画像とのグレイレベル差などの、検出された欠陥に関する情報を欠陥情報作成部9に出力する。欠陥情報作成部9は、検出された欠陥に関する情報を利用する自動欠陥分類装置や、表示装置、サーバーなどの他の装置へ、入力された欠陥に関する情報を出力するために、この情報を含む欠陥情報を、予め定められたフォーマットにしたがって欠陥毎に作成する。   The defect detection unit 8 detects a defect by comparing the gray level difference output from the difference detection unit 6 with the detection threshold value output from the detection threshold value calculation unit 7, and detects a detection position (defect position) or a defect position. The information regarding the detected defect, such as the gray level difference between the inspection partial image and the reference image in, is output to the defect information creation unit 9. The defect information creating unit 9 includes a defect including this information in order to output the information regarding the input defect to other devices such as an automatic defect classification device, a display device, and a server that use information regarding the detected defect. Information is created for each defect according to a predetermined format.

この欠陥情報のフォーマットは、自動欠陥分類装置による欠陥分類に使用するための様々な情報を欠陥情報に含めるように定義することが可能である。例えば、欠陥情報に検査部分画像81のうち欠陥の位置の画素を含む部分画像や、欠陥を検出する際に使用された検出閾値や欠陥検出パラメータといった上述の画素値関連情報も含められる。
欠陥情報に含めることができる画素値関連情報は、例えば、欠陥情報に示された欠陥が検出された検査部分画像81や、検査部分画像81に対応する参照画像82のうちこの欠陥の位置の画素を含む部分画像としてよい。また、欠陥情報に示された欠陥を検出した検査部分画像81や、この検査部分画像81に対応する参照画像82を画素値関連情報としてよい。
The format of the defect information can be defined so that various information to be used for defect classification by the automatic defect classification apparatus is included in the defect information. For example, the above-described pixel value related information such as a partial image including the pixel at the position of the defect in the inspection partial image 81 and the detection threshold value and defect detection parameter used when detecting the defect are included in the defect information.
The pixel value related information that can be included in the defect information is, for example, the inspection partial image 81 in which the defect indicated in the defect information is detected, or the pixel at the position of this defect in the reference image 82 corresponding to the inspection partial image 81. A partial image including In addition, the inspection partial image 81 in which the defect indicated in the defect information is detected and the reference image 82 corresponding to the inspection partial image 81 may be used as the pixel value related information.

また、欠陥情報に示された欠陥が検出された検査部分画像81とこの検査部分画像81に対応する参照画像82との間の差画像を画素値関連情報としてもよく、欠陥が検出された検査部分画像81のうちの欠陥の位置の画素を含む部分画像とこの検査部分画像81に対応する参照画像82のうちの欠陥の位置の画素を含む部分画像との間の差画像を画素値関連情報としてもよい。さらに、欠陥情報に示された欠陥が検出される際に使用された検出閾値や欠陥検出パラメータを含めてもよい。欠陥情報作成部9は、このような画素値関連情報を含めた欠陥情報を参照値決定部21に出力する。   Further, the difference image between the inspection partial image 81 in which the defect indicated in the defect information is detected and the reference image 82 corresponding to the inspection partial image 81 may be used as the pixel value related information, and the inspection in which the defect is detected A difference image between the partial image including the pixel at the defect position in the partial image 81 and the partial image including the pixel at the defect position in the reference image 82 corresponding to the inspection partial image 81 is represented by the pixel value related information. It is good. Furthermore, a detection threshold and a defect detection parameter used when a defect indicated in the defect information is detected may be included. The defect information creation unit 9 outputs defect information including such pixel value related information to the reference value determination unit 21.

参照値決定部21は、欠陥情報に含められた画素値関連情報に応じて、欠陥情報毎に、すなわち画素値関連情報毎に、所定の参照値を決定する。
例えば参照値決定部21は、画素値関連情報として、欠陥情報に示された欠陥が検出された検査部分画像81や、検査部分画像81に対応する参照画像82のうちこの欠陥の位置の画素を含む部分画像が与えられた場合には、これらの部分画像のどちらか一方または両方に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、参照値として決定してよい。または、参照値決定部21は、検査部分画像81のうちの欠陥の位置の画素を含む部分画像とこの検査部分画像81に対応する参照画像82のうちの欠陥の位置の画素を含む部分画像との間の差画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を参照値として決定してよい。
The reference value determination unit 21 determines a predetermined reference value for each defect information, that is, for each pixel value related information, according to the pixel value related information included in the defect information.
For example, as the pixel value related information, the reference value determining unit 21 selects the pixel at the position of the defect in the inspection partial image 81 in which the defect indicated in the defect information is detected or the reference image 82 corresponding to the inspection partial image 81. If a partial image is included, the average value, variance value, maximum value, minimum value, or intermediate value between the maximum value and minimum value of the pixel values included in one or both of these partial images Or the difference may be determined as a reference value. Alternatively, the reference value determination unit 21 may include a partial image including a pixel at a defect position in the inspection partial image 81 and a partial image including a pixel at a defect position in the reference image 82 corresponding to the inspection partial image 81. An average value, a variance value, a maximum value, a minimum value, or an intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value may be determined as a reference value.

画素値関連情報として、検査部分画像81のうちの欠陥の位置の画素を含む部分画像とこの検査部分画像81に対応する参照画像82のうちの欠陥の位置の画素を含む部分画像との間の差画像が与えられた場合には、参照値決定部21は、この差画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を参照値として決定してよい。
画素値関連情報として、欠陥情報に示された欠陥を検出した検査部分画像81や、この検査部分画像81に対応する参照画像82が与えられた場合には、これらの画像のどちらか一方または両方の画像内の所定の位置の画素値や、これらの画像のどちらか一方または両方の画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、参照値として決定してよい。または、検査部分画像81とこの検査部分画像81に対応する参照画像82との間の差画像内の所定の位置の画素値や、差画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を参照値として決定してよい。
As the pixel value related information, between the partial image including the pixel at the defect position in the inspection partial image 81 and the partial image including the pixel at the defect position in the reference image 82 corresponding to the inspection partial image 81. When a difference image is given, the reference value determination unit 21 calculates an average value, variance value, maximum value, minimum value of pixel values included in the difference image, an intermediate value between these maximum value and minimum value, The difference may be determined as a reference value.
When the inspection partial image 81 in which the defect indicated in the defect information is detected or the reference image 82 corresponding to the inspection partial image 81 is given as the pixel value related information, either one or both of these images are given. The pixel value at a predetermined position in the image, the average value, the variance value, the maximum value, the minimum value, or the maximum value and the minimum value of the pixel values included in one or both of these images An intermediate value or a difference may be determined as a reference value. Alternatively, the pixel value at a predetermined position in the difference image between the inspection partial image 81 and the reference image 82 corresponding to the inspection partial image 81, the average value, the variance value, and the maximum value of the pixel values included in the difference image The minimum value or an intermediate value or difference between the maximum value and the minimum value may be determined as the reference value.

画素値関連情報として、欠陥情報に示された欠陥を検出した検査部分画像81とこれに対応する参照画像82との間の差画像が与えられた場合には、差画像内の所定の位置の画素値や、差画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を参照値として決定してよい。
画素値関連情報として、欠陥情報に示された欠陥が検出される際に使用された検出閾値や欠陥検出パラメータが与えられた場合には、これら検出閾値や欠陥検出パラメータを参照値として決定してよい。
When the difference image between the inspection partial image 81 in which the defect indicated in the defect information is detected and the reference image 82 corresponding thereto is given as the pixel value related information, a predetermined position in the difference image is obtained. A pixel value, an average value, a variance value, a maximum value, a minimum value, or an intermediate value or a difference between these maximum and minimum values may be determined as a reference value.
When the detection threshold and the defect detection parameter used when the defect indicated in the defect information is detected as the pixel value related information, the detection threshold and the defect detection parameter are determined as reference values. Good.

参照値の決定に際して、参照値決定部21は、各検査部分画像81毎、あるいは検査画像を所定の画素数毎に区分けした部分画像毎に、1つの参照値を決定してもよい。このようが参照値を決定する単位となる部分画像を、本明細書において「参照値決定単位画像」と示すことがある。例えば、参照値決定部21は、ある参照値決定単位画像において複数の欠陥が検出された場合には、これらの欠陥のうちのいずれかに関して決定された参照値を代表値として、参照値決定単位画像毎の参照値を決定してよい。または参照値決定単位画像内の欠陥のそれぞれに関して決定された参照値同士の所定の演算値を求めて参照値決定単位画像毎の参照値としてよい。   When determining the reference value, the reference value determining unit 21 may determine one reference value for each inspection partial image 81 or for each partial image obtained by dividing the inspection image by a predetermined number of pixels. Such a partial image serving as a unit for determining a reference value may be referred to as a “reference value determination unit image” in this specification. For example, when a plurality of defects are detected in a certain reference value determination unit image, the reference value determination unit 21 uses the reference value determined for any one of these defects as a representative value, as a reference value determination unit. A reference value for each image may be determined. Alternatively, a predetermined calculation value between reference values determined for each of the defects in the reference value determination unit image may be obtained and used as a reference value for each reference value determination unit image.

図20に戻り、分布情報決定部22は、半導体ウエハ3を撮像した検査画像内に定められる所定の大きさの画像領域(マクロ領域)について、このマクロ領域に含まれる検査部分画像81において検出された各欠陥に関して決定された参照値の分布情報を決定する。マクロ領域についての説明は上記に例示したとおりである。
分布情報決定部22は、マクロ領域に関する参照値の分布情報として、あるマクロ領域に含まれる複数の検査部分画像81毎に、この検査部分画像81において検出された各欠陥のいずれかに関して決定された参照値の分散値を決定してもよい。または、このマクロ領域に含まれる検査部分画像81のそれぞれにおいて検出された欠陥に関して決定された参照値の集合を分布情報として決定してよい。
Returning to FIG. 20, the distribution information determination unit 22 detects an image region (macro region) having a predetermined size defined in the inspection image obtained by imaging the semiconductor wafer 3 in the inspection partial image 81 included in the macro region. The distribution information of the reference value determined for each defect is determined. The description of the macro area is as described above.
The distribution information determining unit 22 determines, as reference value distribution information regarding the macro area, for each of the plurality of inspection partial images 81 included in a certain macro area, regarding any of the defects detected in the inspection partial image 81. A variance value of the reference value may be determined. Alternatively, a set of reference values determined for defects detected in each of the inspection partial images 81 included in the macro area may be determined as distribution information.

また、上述のように参照値決定単位画像毎に参照値を決定した場合には、マクロ領域を1つの参照値決定単位画像よりも大きな領域として定め、このマクロ領域における、参照値決定単位画像毎に決定された参照値の分布情報を決定する。
さらに、欠陥出力可否判定部23は、マクロ領域について決定された分布情報に応じて欠陥検出条件としての検出閾値を再設定し、このマクロ領域に含まれる検査部分画像81において検出された欠陥情報の出力可否を、再設定した欠陥検出条件の下で判定する。
欠陥出力可否判定部23は、例えば、欠陥検出部8において検出された各欠陥に係る欠陥情報を入力して、それぞれの欠陥の欠陥情報に含まれる検出閾値を、この欠陥が属するマクロ領域について決定された分布情報に応じて補正することによって再設定し、また欠陥情報に含まれているこの欠陥のグレイレベル差と再設定された検出閾値を比較して、グレイレベル差が検出閾値を超える場合に当該欠陥情報を真の欠陥であるとして出力を許可する。反対にグレイレベル差が検出閾値を超えない場合には当該欠陥情報を疑似欠陥であったとして出力を禁止する。
Further, when the reference value is determined for each reference value determination unit image as described above, the macro area is defined as an area larger than one reference value determination unit image, and each reference value determination unit image in this macro area is determined. The distribution information of the reference value determined in (1) is determined.
Further, the defect output possibility determination unit 23 resets a detection threshold as a defect detection condition in accordance with the distribution information determined for the macro area, and the defect information detected in the inspection partial image 81 included in the macro area. Whether output is possible is determined under the reset defect detection conditions.
For example, the defect output possibility determination unit 23 inputs defect information related to each defect detected by the defect detection unit 8 and determines a detection threshold included in the defect information of each defect for the macro region to which the defect belongs. If the gray level difference exceeds the detection threshold by re-setting by correcting according to the distributed information, and comparing the gray level difference of this defect contained in the defect information with the reset detection threshold To allow the output of the defect information as a true defect. Conversely, if the gray level difference does not exceed the detection threshold, the defect information is regarded as a pseudo defect and output is prohibited.

また、欠陥出力可否判定部23は、例えば、それぞれの欠陥の欠陥情報に含まれる欠陥検出パラメータ(例えば上記近似直線の傾きaや切片b)を、当該欠陥が属するマクロ領域について決定された分布情報に応じて補正し、補正された近似曲線によって検出閾値を再設定し、当該欠陥の欠陥情報に含まれているこの欠陥のグレイレベル差と再設定された検出閾値を比較して、当該欠陥情報の出力可否を判定してもよい。
このように、欠陥検出部8において検出された各欠陥を、欠陥出力可否判定部23が再設定した欠陥検出条件の下で再度検出することにより、マクロ領域について決定された分布情報に応じて欠陥検出条件が変更される。
In addition, the defect output possibility determination unit 23 uses, for example, the defect detection parameters (for example, the slope a and the intercept b of the approximate straight line) included in the defect information of each defect for distribution information determined for the macro region to which the defect belongs. And the detection threshold is reset by the corrected approximate curve, and the defect gray level difference included in the defect information of the defect is compared with the reset detection threshold, so that the defect information It may be determined whether or not output is possible.
In this manner, each defect detected in the defect detection unit 8 is detected again under the defect detection conditions reset by the defect output availability determination unit 23, so that the defect is determined according to the distribution information determined for the macro area. The detection condition is changed.

あるマクロ領域に関する分布情報が、このマクロ領域に含まれる検査部分画像81毎に決定された参照値の集合として決定される場合には、欠陥出力可否判断部23は、分布情報に含まれる各参照値のうち本来同じ値となると予定される参照値同士のバラツキが増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように欠陥検出条件を再設定する。例えば、本来同じ値となると予定される参照値同士のバラツキが増大するのに応じて増大するように検出閾値を再設定する。
欠陥出力可否判断部23は、例えば、複数のチップ(ダイ)3aに関してチップ内の同一部分を撮像したそれぞれの部分画像81(上述の参照値決定単位画像でもよい)についてそれぞれ決定した参照値を、上記の本来同じ値となると予定される参照値としてよい。そして、これらの参照値同士のバラツキが増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように欠陥検出条件を再設定してよい。
また、あるマクロ領域に関する分布情報が、このマクロ領域に含まれる検査部分画像81毎に決定された参照値の分散値として決定される場合には、欠陥出力可否判定部23は、本来同じ値となると予定される参照値同士の分散値として決定された分布情報が増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように、欠陥検出条件を再設定する。
When the distribution information regarding a certain macro area is determined as a set of reference values determined for each inspection partial image 81 included in the macro area, the defect output availability determination unit 23 determines each reference included in the distribution information. The defect detection conditions are reset so that the defect detection sensitivity decreases as the variation between the reference values that are originally supposed to be the same among the values increases. For example, the detection threshold is reset so as to increase in accordance with an increase in variation between reference values that are originally supposed to be the same value.
For example, the defect output availability determination unit 23 determines the reference value determined for each partial image 81 (which may be the above-described reference value determination unit image) obtained by imaging the same portion of the chip with respect to the plurality of chips (die) 3a. It may be a reference value that is expected to be the same value as the above. Then, the defect detection conditions may be reset so that the defect detection sensitivity decreases as the variation between these reference values increases.
Further, when the distribution information regarding a certain macro area is determined as the dispersion value of the reference value determined for each inspection partial image 81 included in the macro area, the defect output possibility determination unit 23 originally has the same value. Then, the defect detection conditions are reset so that the defect detection sensitivity decreases as the distribution information determined as the dispersion value of the reference values increases.

このように、本画像欠陥検査装置10によれば、欠陥検出のための画像比較を行う画像の単位である検査部分画像81(ロジカルフレーム)よりも大きな(広い)マクロ領域毎に、検査部分画像81や参照画像に含まれる画素値の平均値等の分布情報を得ることができるため、広いマクロ領域におけるグレイレベル値の変動を観察して、色ムラの有無を検出することを可能とする。
そして、このような分布情報に従って欠陥検出条件を再設定して、再設定した欠陥検出条件の下で欠陥情報の出力可否を判定することにより、検査画像に生じる色ムラにより生じる疑似欠陥の出力を防止することが可能となる。
As described above, according to the image defect inspection apparatus 10, for each macro area larger (wider) than the inspection partial image 81 (logical frame) that is a unit of an image for performing image comparison for defect detection, an inspection partial image is obtained. Since distribution information such as the average value of the pixel values included in 81 and the reference image can be obtained, it is possible to detect the presence or absence of color unevenness by observing the variation of the gray level value in a wide macro region.
Then, by resetting the defect detection condition according to such distribution information and determining whether or not the defect information can be output under the reset defect detection condition, the pseudo defect output caused by the color unevenness generated in the inspection image can be obtained. It becomes possible to prevent.

なお、図4の(A)〜図4の(C)を参照して上述した通り、検出閾値計算部7は、検出閾値や欠陥検出パラメータを、検査部分画像81及び参照画像の画素値に基づいて計算する。したがって、これら検出閾値や欠陥検出パラメータの分布情報もまた、検査画像の色ムラの検出に利用することが可能である。このとき、欠陥出力可否判定部23は、複数のチップ(ダイ)3aに関してチップ内の同一部分を撮像したそれぞれの部分画像81について算出した検出閾値又は欠陥検出パラメータを、上記の本来同じ値となると予定される参照値としてよい。   As described above with reference to FIGS. 4A to 4C, the detection threshold value calculation unit 7 determines the detection threshold value and the defect detection parameter based on the pixel values of the inspection partial image 81 and the reference image. To calculate. Therefore, the distribution information of these detection thresholds and defect detection parameters can also be used for detecting color unevenness in the inspection image. At this time, the defect output possibility determination unit 23 assumes that the detection threshold value or the defect detection parameter calculated for each partial image 81 obtained by imaging the same portion in the chip with respect to the plurality of chips (die) 3a is the same value as the above. It may be a planned reference value.

ところで、欠陥情報作成部9は、検査画像80上の予め定められた複数の箇所毎に、各箇所における欠陥の有無に関わらずに上記の画素値関連情報を定めて、この画素値関連情報を含むダミーの欠陥情報を作成することとしてよい。これにより参照値決定部21は、欠陥の有無に関わらずに検査画像80上の予め定められた複数の箇所毎の参照値を決定することが可能となる。例えば検査画像全体に均一に分散する定点を画素値関連情報を定める箇所として定めておけば、検査画像80全体に均一に分散する定点における参照値の分布情報を取得することが可能となる。   By the way, the defect information creation unit 9 determines the pixel value related information for each of a plurality of predetermined locations on the inspection image 80 regardless of the presence or absence of a defect in each location, and uses the pixel value related information. It is good also as producing dummy defect information including. Thereby, the reference value determination unit 21 can determine reference values for each of a plurality of predetermined locations on the inspection image 80 regardless of the presence or absence of defects. For example, if a fixed point that is uniformly distributed over the entire inspection image is determined as a location that determines pixel value related information, it is possible to obtain reference value distribution information at the fixed point that is uniformly distributed over the entire inspection image 80.

このとき欠陥情報作成部9は、画素値関連情報として、例えば、検査画像80上の予め定められた箇所にある検査部分画像81やこのこれに対応する参照画像82を欠陥情報に含めてもよく、検査画像80上の予め定められた箇所にある検査部分画像81とこれに対応する参照画像82との間の差画像を含めてもよい。または欠陥情報作成部9は、画素値関連情報として、検査画像80上の予め定められた箇所にある検査部分画像81について決定した検出閾値や欠陥検出パラメータを欠陥情報に含めてもよい。   At this time, the defect information creation unit 9 may include, as the pixel value related information, for example, an inspection partial image 81 at a predetermined location on the inspection image 80 or a reference image 82 corresponding thereto, in the defect information. A difference image between the inspection partial image 81 at a predetermined position on the inspection image 80 and the reference image 82 corresponding thereto may be included. Alternatively, the defect information creation unit 9 may include, as the pixel value related information, the detection threshold value or the defect detection parameter determined for the inspection partial image 81 at a predetermined location on the inspection image 80 in the defect information.

そして参照値決定部21は、画素値関連情報として、検査画像80上の予め定められた箇所にある検査部分画像81やこのこれに対応する参照画像82が与えられた場合には、これらの画像のどちらか一方または両方の画像内の所定の位置の画素値や、これらの画像のどちらか一方または両方の画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、参照値として決定してよい。または、検査部分画像81とこの検査部分画像81に対応する参照画像82との間の差画像内の所定の位置の画素値や、差画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を参照値として決定してよい。   Then, the reference value determining unit 21 receives, as pixel value related information, an inspection partial image 81 at a predetermined location on the inspection image 80 or a reference image 82 corresponding to the inspection partial image 81. The pixel value at a predetermined position in one or both images, the average value, the variance value, the maximum value, the minimum value, or the maximum value of the pixel values included in either or both of these images An intermediate value or a difference between the value and the minimum value may be determined as the reference value. Alternatively, the pixel value at a predetermined position in the difference image between the inspection partial image 81 and the reference image 82 corresponding to the inspection partial image 81, the average value, the variance value, and the maximum value of the pixel values included in the difference image The minimum value or an intermediate value or difference between the maximum value and the minimum value may be determined as the reference value.

画素値関連情報として、検査画像80上の予め定められた箇所にある検査部分画像81とこれに対応する参照画像82との間の差画像が与えられた場合には、差画像内の所定の位置の画素値や、差画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を参照値として決定してよい。
画素値関連情報として、検査画像80上の予め定められた箇所にある検査部分画像81について決定した検出閾値や欠陥検出パラメータが与えられた場合には、これら検出閾値や欠陥検出パラメータを参照値として決定してよい。
When the difference image between the inspection partial image 81 at a predetermined location on the inspection image 80 and the corresponding reference image 82 is given as the pixel value related information, a predetermined value in the difference image is given. The pixel value of the position, the average value of the pixel values included in the difference image, the variance value, the maximum value, the minimum value, or an intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value may be determined as the reference value.
When detection threshold values and defect detection parameters determined for the inspection partial image 81 at a predetermined location on the inspection image 80 are given as pixel value related information, these detection threshold values and defect detection parameters are used as reference values. You may decide.

このとき、例えばダミーの欠陥情報、すなわち1つの画素値関連情報や参照値を作る位置は、半導体ウエハ3上に複数形成されたチップ(ダイ)3a内の所定の位置を撮像した位置としてよい。緩やかに明度差が変化するような色ムラが発生している場合には、検査画像中の広い範囲で分布情報を取得する必要があるが、このように比較的大きな範囲毎に参照値を決定することによって、参照値の計算量を節約することができる。
このように参照値を作成する画素値等の所得位置を各チップの同じ位置と定めると、各チップを撮像した画像は本来同一であると予定されるので、参照値を作成する基となる画素値関連情報も本来同じ値を有すると予定することができ、参照値が同じ値となると予定することが可能である。
At this time, for example, dummy defect information, that is, a position where one pixel value related information or a reference value is created may be a position where a predetermined position in a plurality of chips (die) 3a formed on the semiconductor wafer 3 is imaged. If color unevenness that causes a gradual change in brightness difference occurs, it is necessary to acquire distribution information over a wide range in the inspection image. In this way, a reference value is determined for each relatively large range. By doing so, the amount of calculation of the reference value can be saved.
In this way, if the income position such as the pixel value for creating the reference value is determined as the same position of each chip, the image obtained by capturing each chip is originally supposed to be the same, so the pixel that is the basis for creating the reference value The value-related information can also be scheduled to have the same value, and the reference value can be scheduled to have the same value.

また、検査対象である半導体ウエハ3表面に形成されるパターンが光学又は電子ビームによる露光工程(リソグラフィ工程)で形成される場合には、欠陥情報作成部9がダミーの欠陥情報、すなわち1つの画素値関連情報や参照値を作る位置は、検査対象であるリソグラフィ工程でパターンが形成された半導体ウエハ表面を撮像した前記検査画像の、1回のレチクルショットで露光される範囲内の所定の位置を撮像した位置としてもよい。
このように参照値を作成する画素値等の所得位置を各レチクルショットで露光される範囲の同じ位置と定めると、各レチクルショットで露光される範囲を撮像した画像は本来同一であると予定されるので、参照値を作成する基となる画素値関連情報も本来同じ値を有すると予定することができ、参照値が同じ値となると予定することが可能である。
When the pattern formed on the surface of the semiconductor wafer 3 to be inspected is formed by an exposure process (lithography process) using an optical or electron beam, the defect information creation unit 9 uses dummy defect information, that is, one pixel. The position where the value related information and the reference value are created is a predetermined position within the range exposed by one reticle shot of the inspection image obtained by imaging the surface of the semiconductor wafer on which the pattern is formed in the lithography process to be inspected. It may be the imaged position.
When the income position such as the pixel value for creating the reference value is determined to be the same position in the range exposed by each reticle shot in this way, the images obtained by capturing the range exposed by each reticle shot are originally supposed to be the same. Therefore, the pixel value related information that is the basis for creating the reference value can be expected to have the same value, and the reference value can be expected to be the same value.

本発明は、検査対象を撮像した検査画像と、この検査画像と本来同一であるべき参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査装置、画像欠陥検査システム及び画像欠陥検査方法に利用可能である。特に、半導体製造工程で半導体ウエハ上に形成した半導体回路パターンの欠陥を検出するために、半導体回路ウエハ表面を撮像してその撮像画像と参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査装置、画像欠陥検査システム及び画像欠陥検査方法に利用可能である。   The present invention relates to an image defect inspection apparatus, an image defect inspection system, and an image for comparing an inspection image obtained by imaging an inspection object with a reference image that should be essentially the same as the inspection image and detecting different portions as defects. It can be used for defect inspection methods. In particular, in order to detect defects in the semiconductor circuit pattern formed on the semiconductor wafer in the semiconductor manufacturing process, the surface of the semiconductor circuit wafer is imaged, and the captured image and the reference image are compared. The present invention can be used for an image defect inspection apparatus, an image defect inspection system, and an image defect inspection method to be detected.

従来の半導体回路用の外観検査装置のブロック図である。It is a block diagram of the conventional external appearance inspection apparatus for semiconductor circuits. 半導体ウエハ上のダイの配列を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | sequence of the die | dye on a semiconductor wafer. (A)は図1の撮像装置をウエハに対して相対的に走査したときに得られる撮像画像の説明図であり、(B)は画像欠陥検査において比較される検査部分画像と参照画像を説明する図である。(A) is explanatory drawing of the picked-up image obtained when the imaging device of FIG. 1 is scanned relatively with respect to a wafer, (B) demonstrates the inspection partial image and reference image which are compared in an image defect inspection. It is a figure to do. 従来の画像欠陥検査方法を説明する図である。It is a figure explaining the conventional image defect inspection method. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査装置の第1実施例のブロック図である。1 is a block diagram of a first embodiment of an image defect inspection apparatus for a semiconductor circuit according to the present invention. FIG. ロジカルフレームの説明図である。It is explanatory drawing of a logical frame. マクロ領域を説明する図である。It is a figure explaining a macro area. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査装置の第2実施例のブロック図である。It is a block diagram of 2nd Example of the image defect inspection apparatus for semiconductor circuits by this invention. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査装置の第3実施例のブロック図である。It is a block diagram of 3rd Example of the image defect inspection apparatus for semiconductor circuits by this invention. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査装置の第4実施例のブロック図である。It is a block diagram of 4th Example of the image defect inspection apparatus for semiconductor circuits by this invention. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第1実施例のブロック図である。1 is a block diagram of a first embodiment of an image defect inspection system for a semiconductor circuit according to the present invention. FIG. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第2実施例のブロック図である。It is a block diagram of 2nd Example of the image defect inspection system for semiconductor circuits by this invention. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第3実施例のブロック図である。It is a block diagram of 3rd Example of the image defect inspection system for semiconductor circuits by this invention. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第4実施例のブロック図である。It is a block diagram of 4th Example of the image defect inspection system for semiconductor circuits by this invention. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第5実施例のブロック図である。It is a block diagram of 5th Example of the image defect inspection system for semiconductor circuits by this invention. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第6実施例のブロック図である。It is a block diagram of 6th Example of the image defect inspection system for semiconductor circuits by this invention. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第7実施例のブロック図である。It is a block diagram of 7th Example of the image defect inspection system for semiconductor circuits by this invention. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第8実施例のブロック図である。It is a block diagram of 8th Example of the image defect inspection system for semiconductor circuits by this invention. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査システムの第9実施例のブロック図である。It is a block diagram of 9th Example of the image defect inspection system for semiconductor circuits by this invention. 本発明による半導体回路用の画像欠陥検査装置の第5実施例のブロック図である。It is a block diagram of 5th Example of the image defect inspection apparatus for semiconductor circuits by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ステージ
2 試料台
3 半導体ウエハ
4 撮像装置
5 画像記憶部
6 差分検出部
7 検出閾値計算部
8 欠陥検出部
10 画像欠陥検査装置
21 参照値決定部
22 分布情報決定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stage 2 Sample stand 3 Semiconductor wafer 4 Imaging device 5 Image memory | storage part 6 Difference detection part 7 Detection threshold value calculation part 8 Defect detection part 10 Image defect inspection apparatus 21 Reference value determination part 22 Distribution information determination part

Claims (72)

検査対象を撮像した検査画像を複数に分割した検査部分画像と、該検査部分画像と本来同一であるべき参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査装置において、
前記検査対象上の所定の大きさの領域毎に、これら各領域を撮像した画像に含まれる画素の画素値に応じて、所定の決定方法に従って定まる参照値をそれぞれ決定する参照値決定部と、
前記所定の大きさの領域を複数含んで構成されるマクロ領域について、該マクロ領域に含まれる前記所定の大きさの領域毎に決定された前記参照値の分布情報を決定する分布情報決定部と、を備え、
前記マクロ領域において決定された前記分布情報に応じて欠陥検出条件を変えて欠陥検出を行うことを特徴とする画像欠陥検査装置。
In the image defect inspection apparatus for comparing the inspection partial image obtained by dividing the inspection image obtained by imaging the inspection object with the reference image that should be essentially the same as the inspection partial image, and detecting different portions as defects,
A reference value determining unit that determines a reference value determined according to a predetermined determination method for each region of a predetermined size on the inspection target, according to a pixel value of a pixel included in an image obtained by imaging each of the regions;
A distribution information determination unit that determines distribution information of the reference value determined for each of the predetermined size areas included in the macro area for a macro area configured to include a plurality of the predetermined size areas; With
An image defect inspection apparatus that performs defect detection by changing defect detection conditions in accordance with the distribution information determined in the macro area.
前記参照値決定部は、前記検査画像を所定の大きさ毎に分割した画像ブロック毎に前記参照値をそれぞれ決定することを特徴とする請求項1に記載の画像欠陥検査装置。   The image defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the reference value determination unit determines the reference value for each image block obtained by dividing the inspection image by a predetermined size. 前記参照値決定部は、前記画像ブロック毎に、当該画素ブロック内の所定の位置に存在する画素の画素値に応じて前記参照値を決定することを特徴とする請求項2に記載の画像欠陥検査装置。   The image defect according to claim 2, wherein the reference value determination unit determines the reference value according to a pixel value of a pixel existing at a predetermined position in the pixel block for each of the image blocks. Inspection device. 前記参照値決定部は、前記画像ブロック毎に、当該画像ブロックに含まれる画素の画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差、又は当該画像ブロック及びこの画像ブロックと比較されるべき参照画像の間の差画像に含まれる画素の画素値の平均値、分散値、最大値、最小値若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、前記参照値として決定することを特徴とする請求項2に記載の画像欠陥検査装置。   The reference value determining unit, for each image block, an average value, variance value, maximum value, minimum value of pixels included in the image block, or an intermediate value or difference between the maximum value and the minimum value, Or an average value, variance value, maximum value, minimum value of pixels included in the difference image between the image block and the reference image to be compared with the image block, or an intermediate value between the maximum value and the minimum value The image defect inspection apparatus according to claim 2, wherein a difference is determined as the reference value. 前記分布情報に含まれる前記各参照値のうち、本来同じ値となると予定される前記参照値同士のバラツキに応じて欠陥検出感度を変えることにより、前記欠陥検出条件を変えることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の画像欠陥検査装置。   The defect detection condition is changed by changing a defect detection sensitivity according to a variation between the reference values that are supposed to be the same among the reference values included in the distribution information. Item 5. The image defect inspection apparatus according to any one of Items 2 to 4. 前記分布情報決定部によって前記参照値の分散値として決定された前記分布情報に応じて欠陥検出感度を変えることにより、前記欠陥検出条件を変えることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の画像欠陥検査装置。   5. The defect detection condition is changed by changing defect detection sensitivity according to the distribution information determined as a dispersion value of the reference value by the distribution information determination unit. The image defect inspection apparatus according to item. 前記欠陥検出条件を決定する欠陥検出条件決定部と、
当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分を検出して、前記差分が前記欠陥検出条件を満たすとき当該画素部分を欠陥として検出する欠陥検出部と、
各前記マクロ領域において決定された前記分布情報に応じて各前記マクロ領域における前記欠陥検出条件をそれぞれ再設定し、当該マクロ領域において前記欠陥検出部により検出された欠陥を再設定された欠陥検出条件の下で出力するか否かを判定する欠陥出力可否判定部と、
を備えることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の画像欠陥検査装置。
A defect detection condition determining unit for determining the defect detection condition;
Detecting a difference between pixel values of corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and detecting the pixel portion as a defect when the difference satisfies the defect detection condition; and
The defect detection condition in each macro area is reset according to the distribution information determined in each macro area, and the defect detected by the defect detection unit in the macro area is reset. A defect output availability determination unit that determines whether or not to output under
The image defect inspection apparatus according to any one of claims 2 to 4, further comprising:
前記欠陥出力可否判定部は、前記分布情報に含まれる前記各参照値のうち、本来同じ値となると予定される前記参照値同士のバラツキが増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように、前記欠陥検出条件を再設定することを特徴とする請求項7に記載の画像欠陥検査装置。   The defect output availability determination unit is configured so that a defect detection sensitivity is lowered in accordance with an increase in variation between the reference values that are expected to be the same among the reference values included in the distribution information. The image defect inspection apparatus according to claim 7, wherein the defect detection condition is reset. 前記分布情報決定部は、前記分布情報を前記参照値の分散値として決定し、
前記欠陥出力可否判定部は、前記分布情報が増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように、前記欠陥検出条件を再設定することを特徴とする請求項7に記載の画像欠陥検査装置。
The distribution information determination unit determines the distribution information as a variance value of the reference value,
The image defect inspection apparatus according to claim 7, wherein the defect output availability determination unit resets the defect detection condition so that the defect detection sensitivity decreases as the distribution information increases. .
前記欠陥検出条件としての検出閾値を決定する欠陥検出条件決定部と、
当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分を検出して、前記差分が前記検出閾値を超えるとき当該画素部分を欠陥として検出する欠陥検出部と、を備え、
前記欠陥検出条件決定部は、前記検査部分画像毎に、当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分の分布に基づいて所定の決定方法に従って前記検出閾値を決定し、
前記参照値決定部は、前記検出閾値を前記参照値として決定することを特徴とする請求項2に記載の画像欠陥検査装置。
A defect detection condition determination unit for determining a detection threshold as the defect detection condition;
A defect detection unit that detects a difference between pixel values of corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and detects the pixel part as a defect when the difference exceeds the detection threshold, and
The defect detection condition determination unit determines, for each inspection partial image, the detection threshold according to a predetermined determination method based on a difference distribution of pixel values between corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image,
The image defect inspection apparatus according to claim 2, wherein the reference value determination unit determines the detection threshold as the reference value.
前記欠陥検出条件としての検出閾値を決定する欠陥検出条件決定部と、
当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分を検出して、前記差分が前記検出閾値を超えるとき当該画素部分を欠陥として検出する欠陥検出部と、を備え、
前記欠陥検出条件決定部は、前記検査部分画像毎に、当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分の分布に基づいて所定の算出方法に従って欠陥検出パラメータを算出して、該欠陥検出パラメータに応じて前記検出閾値を定め、
前記参照値決定部は、前記欠陥検出パラメータを前記参照値として決定することを特徴とする請求項2に記載の画像欠陥検査装置。
A defect detection condition determination unit for determining a detection threshold as the defect detection condition;
A defect detection unit that detects a difference between pixel values of corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and detects the pixel part as a defect when the difference exceeds the detection threshold, and
The defect detection condition determination unit calculates a defect detection parameter for each inspection partial image according to a predetermined calculation method based on a distribution of pixel value differences between corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image. , Determining the detection threshold according to the defect detection parameter,
The image defect inspection apparatus according to claim 2, wherein the reference value determination unit determines the defect detection parameter as the reference value.
前記参照値決定部は、画像比較の単位である前記検査部分画像1つ分を、前記画像ブロックの単位とすることを特徴とする請求項2に記載の画像欠陥検査装置。   3. The image defect inspection apparatus according to claim 2, wherein the reference value determination unit uses the one inspection partial image, which is a unit of image comparison, as a unit of the image block. 4. 前記参照値決定部は、前記検査対象である半導体ウエハ表面を撮像した前記検査画像の、該半導体ウエハ表面に形成された複数のチップの1つ分の画像を、前記画像ブロックの単位とすることを特徴とする請求項2に記載の画像欠陥検査装置。   The reference value determination unit uses, as a unit of the image block, an image corresponding to one of a plurality of chips formed on the surface of the semiconductor wafer of the inspection image obtained by imaging the surface of the semiconductor wafer to be inspected. The image defect inspection apparatus according to claim 2. 前記参照値決定部は、前記検査対象であるリソグラフィ工程でパターンが形成された半導体ウエハ表面を撮像した前記検査画像の、1回のレチクルショットで露光される範囲の画像を、前記画像ブロックの単位とすることを特徴とする請求項2に記載の画像欠陥検査装置。   The reference value determination unit is configured to display an image of a range exposed by one reticle shot of the inspection image obtained by imaging the surface of the semiconductor wafer on which a pattern is formed in the lithography process to be inspected, as a unit of the image block. The image defect inspection apparatus according to claim 2, wherein: 前記マクロ領域において決定された前記分布情報に応じて欠陥検出条件を決定する欠陥検出条件決定部と、
前記検査部分画像及び前記参照画像の比較結果が前記欠陥検出条件を満たすとき、お互いに異なる部分を欠陥として検出する欠陥検出部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の画像欠陥検査装置。
A defect detection condition determination unit that determines a defect detection condition according to the distribution information determined in the macro region;
When a comparison result between the inspection partial image and the reference image satisfies the defect detection condition, a defect detection unit that detects different parts as defects, and
The image defect inspection apparatus according to claim 1, further comprising:
前記参照値決定部は、前記検査対象の撮像画像であって前記検査画像と異なる撮像画像に含まれる画素の画素値に応じて前記参照値を決定することを特徴とする請求項15に記載の画像欠陥検査装置。   The said reference value determination part determines the said reference value according to the pixel value of the pixel which is the captured image of the said test object, and is contained in the captured image different from the said test | inspection image, It is characterized by the above-mentioned. Image defect inspection device. 前記撮像画像は、前記検査画像の画素を間引いた画像であることを特徴とする請求項16に記載の画像欠陥検査装置。   The image defect inspection apparatus according to claim 16, wherein the captured image is an image obtained by thinning out pixels of the inspection image. 前記撮像画像は、該検査画像を撮像するよりも低倍率で撮像した画像であることを特徴とする請求項16に記載の画像欠陥検査装置。   The image defect inspection apparatus according to claim 16, wherein the captured image is an image captured at a lower magnification than capturing the inspection image. 前記分布情報決定部は、前記欠陥検出部が前記検査対象上の1つの前記マクロ領域について欠陥を検出するのと平行して、他の前記マクロ領域について前記分布情報を決定することを特徴とする請求項15に記載の画像欠陥検査装置。   The distribution information determination unit determines the distribution information for the other macro region in parallel with the defect detection unit detecting a defect for one macro region on the inspection target. The image defect inspection apparatus according to claim 15. 前記検査対象を撮像して前記検査画像を得る第1の撮像部とは別に、前記検査対象を撮像する第2の撮像部をさらに備え、
前記参照値決定部は、前記第2の撮像部によって撮像した撮像画像に含まれる画素の画素値に応じて前記参照値を決定することを特徴とする請求項19に記載の画像欠陥検査装置。
In addition to the first imaging unit that images the inspection object and obtains the inspection image, the image capturing apparatus further includes a second imaging unit that images the inspection object,
The image defect inspection apparatus according to claim 19, wherein the reference value determination unit determines the reference value according to a pixel value of a pixel included in a captured image captured by the second imaging unit.
検査画像を複数に分割した検査部分画像と、これら検査部分画像とそれぞれ本来同一であるべき対応する参照画像とを比較して、互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査装置において、
前記検査部分画像と前記参照画像との比較結果が欠陥検出条件を満たすとき、互いに異なる部分を欠陥として検出する欠陥検出部と、
前記検査画像上の複数箇所のそれぞれについて、各前記箇所に対応して定まる画素の画素値に応じて所定の参照値を決定する参照値決定部と、
前記検査画像内に定められる所定の大きさの画像領域について、該画像領域内において決定された前記参照値の分布情報を決定する分布情報決定部と、
前記画像領域について決定された前記分布情報に応じて前記欠陥検出条件を再設定し、該画像領域に含まれる前記検査部分画像において検出された前記欠陥の出力可否を、再設定した前記欠陥検出条件の下で判定する欠陥出力可否判定部と、
を備えることを特徴とする画像欠陥検査装置。
In the image defect inspection apparatus for comparing the inspection partial images obtained by dividing the inspection image into a plurality of inspection partial images and corresponding reference images that should be essentially the same, and detecting different portions as defects,
When a comparison result between the inspection partial image and the reference image satisfies a defect detection condition, a defect detection unit that detects different portions as defects,
For each of a plurality of locations on the inspection image, a reference value determination unit that determines a predetermined reference value according to a pixel value of a pixel determined corresponding to each location,
A distribution information determination unit that determines distribution information of the reference value determined in the image region for an image region of a predetermined size determined in the inspection image;
The defect detection condition is reset according to the distribution information determined for the image area, and the defect detection condition is reset to determine whether the defect detected in the inspection partial image included in the image area is output. A defect output availability determination unit determined under
An image defect inspection apparatus comprising:
前記参照値決定部は、前記欠陥検出部によって前記欠陥が検出された箇所のそれぞれについて前記参照値を決定することを特徴とする請求項21に記載の画像欠陥検査装置。   The image defect inspection apparatus according to claim 21, wherein the reference value determination unit determines the reference value for each of the locations where the defect is detected by the defect detection unit. 前記画像領域は、前記検査部分画像よりも大きな領域として定められることを特徴とする請求項22に記載の画像欠陥検査装置。   The image defect inspection apparatus according to claim 22, wherein the image area is defined as an area larger than the inspection partial image. 前記検査画像は、検査対象である半導体ウエハ表面を撮像した画像であって、
前記所定の大きさの画像領域は、前記半導体ウエハの全面又は一部を撮像した領域であることを特徴とする請求項22に記載の画像欠陥検査装置。
The inspection image is an image obtained by imaging a semiconductor wafer surface to be inspected,
23. The image defect inspection apparatus according to claim 22, wherein the image area of the predetermined size is an area obtained by imaging the entire surface or a part of the semiconductor wafer.
前記参照値決定部は、当該欠陥を含む前記検査部分画像内及び/又はこれに対応する前記参照画像内の所定の位置の画素値、又はこれら画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、前記参照値として決定することを特徴とする請求項22に記載の画像欠陥検査装置。   The reference value determination unit includes a pixel value at a predetermined position in the inspection partial image including the defect and / or the reference image corresponding thereto, or an average value, a variance value of pixel values included in these images, 23. The image defect inspection apparatus according to claim 22, wherein a maximum value, a minimum value, or an intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value is determined as the reference value. 前記参照値決定部は、当該欠陥を含む前記検査部分画像とこれに対応する前記参照画像との間の差画像内の所定の位置の画素値、又は該差画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、前記参照値として決定することを特徴とする請求項22に記載の画像欠陥検査装置。   The reference value determination unit includes a pixel value at a predetermined position in a difference image between the inspection partial image including the defect and the reference image corresponding thereto, or an average value of pixel values included in the difference image. 23. The image defect inspection apparatus according to claim 22, wherein a variance value, a maximum value, a minimum value, or an intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value is determined as the reference value. 前記参照値決定部は、当該欠陥を含む前記検査部分画像及び/又はこれに対応する前記参照画像のうち当該欠陥の位置の画素を含む部分画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、前記参照値として決定することを特徴とする請求項22に記載の画像欠陥検査装置。   The reference value determination unit includes an average value, a variance value, and a maximum value of pixel values included in the inspection partial image including the defect and / or a partial image including a pixel at the position of the defect in the reference image corresponding thereto. 23. The image defect inspection apparatus according to claim 22, wherein a value, a minimum value, or an intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value is determined as the reference value. 前記参照値決定部は、当該欠陥を含む前記検査部分画像のうちの当該欠陥の位置の画素を含む部分画像と該検査部分画像に対応する前記参照画像のうちの当該欠陥の位置の画素を含む部分画像との間の差画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、前記参照値として決定することを特徴とする請求項22に記載の画像欠陥検査装置。   The reference value determining unit includes a partial image including a pixel at the position of the defect in the inspection partial image including the defect and a pixel at the position of the defect in the reference image corresponding to the inspection partial image. An average value, a variance value, a maximum value, a minimum value, or an intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value included in the difference image between the partial images is determined as the reference value. The image defect inspection apparatus according to claim 22. 前記欠陥検出条件としての検出閾値を決定する欠陥検出条件決定部を備え、
該欠陥検出条件決定部は、前記検査部分画像毎に、当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分の分布に基づいて前記検出閾値を決定し、
前記欠陥検出部は、当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分を検出して、前記差分が前記検出閾値を超えるとき当該画素部分を前記欠陥とし、
前記参照値決定部は、前記検出閾値を前記参照値として決定することを特徴とする請求項22に記載の画像欠陥検査装置。
A defect detection condition determination unit for determining a detection threshold as the defect detection condition;
The defect detection condition determination unit determines the detection threshold for each inspection partial image based on a distribution of pixel value differences between corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image,
The defect detection unit detects a difference between pixel values of corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and when the difference exceeds the detection threshold, the pixel portion is regarded as the defect,
The image defect inspection apparatus according to claim 22, wherein the reference value determination unit determines the detection threshold as the reference value.
前記欠陥検出条件としての検出閾値を決定する欠陥検出条件決定部を備え、
該欠陥検出条件決定部は、前記検査部分画像毎に、当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分の分布に基づいて欠陥検出パラメータを算出して、該欠陥検出パラメータに応じて前記検出閾値を定め、
前記欠陥検出部は、当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分を検出して、前記差分が前記検出閾値を超えるとき当該画素部分を前記欠陥とし、
前記参照値決定部は、前記欠陥検出パラメータを前記参照値として決定することを特徴とする請求項22に記載の画像欠陥検査装置。
A defect detection condition determination unit for determining a detection threshold as the defect detection condition;
The defect detection condition determining unit calculates a defect detection parameter for each inspection partial image based on a distribution of differences in pixel values between corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and the defect detection parameter The detection threshold is determined according to
The defect detection unit detects a difference between pixel values of corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and when the difference exceeds the detection threshold, the pixel portion is regarded as the defect,
The image defect inspection apparatus according to claim 22, wherein the reference value determination unit determines the defect detection parameter as the reference value.
前記画像領域において定められた前記各参照値のうち本来同じ値となると予定される前記参照値同士のバラツキに応じて欠陥検出感度を変えるように前記欠陥検出条件を再設定することを特徴とする請求項21に記載の画像欠陥検査装置。   The defect detection condition is reset so that the defect detection sensitivity is changed according to a variation between the reference values that are expected to be the same among the reference values determined in the image area. The image defect inspection apparatus according to claim 21. 検査対象を撮像した検査画像を複数に分割した検査部分画像と、該検査部分画像と本来同一であるべき参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査装置と、該画像欠陥検査装置がその欠陥検出条件を定める際に使用する前記検査対象に関する所定の測定値を測定する測定装置と、を備える画像欠陥検査システムであって、
前記画像欠陥検査装置は、
前記検査対象上の所定の大きさの領域毎に、これら各領域において前記測定装置により測定された前記所定の測定値に応じて、所定の決定方法に従って定まる参照値をそれぞれ決定する参照値決定部と、
前記所定の大きさの領域を複数含んで構成されるマクロ領域について、該マクロ領域に含まれる前記所定の大きさの領域毎に決定された前記参照値の分布情報を決定する分布情報決定部と、を備え、
前記マクロ領域において決定された前記分布情報に応じて欠陥検出条件を変えて欠陥検出を行うことを特徴とする画像欠陥検査システム。
An image defect inspection apparatus that compares an inspection partial image obtained by dividing an inspection image obtained by imaging an inspection object with a reference image that should be essentially the same as the inspection partial image, and detects different portions as defects. An image defect inspection system comprising: a measurement device that measures a predetermined measurement value related to the inspection object used when the image defect inspection device defines the defect detection condition,
The image defect inspection apparatus includes:
A reference value determination unit that determines, for each region of a predetermined size on the inspection object, a reference value determined according to a predetermined determination method according to the predetermined measurement value measured by the measurement device in each region. When,
A distribution information determination unit that determines distribution information of the reference value determined for each of the predetermined size areas included in the macro area for a macro area configured to include a plurality of the predetermined size areas; With
An image defect inspection system, wherein defect detection is performed by changing defect detection conditions in accordance with the distribution information determined in the macro area.
検査対象を撮像した検査画像を複数に分割した検査部分画像と、該検査部分画像と本来同一であるべき参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査装置と、該画像欠陥検査装置がその欠陥検出条件を定める際に使用する前記検査対象に関する所定の測定値を測定する測定装置と、を備える画像欠陥検査システムであって、
前記測定装置は、前記検査対象上の所定の大きさの領域毎に、これら各領域において測定した前記所定の測定値に応じて、所定の決定方法に従って定まる参照値をそれぞれ決定して、前記画像欠陥検査装置に出力し、
前記画像欠陥検査装置は、前記所定の大きさの領域を複数含んで構成されるマクロ領域について、該マクロ領域に含まれる前記所定の大きさの領域毎に前記測定装置により決定された前記参照値の分布情報を決定する分布情報決定部を備え、前記マクロ領域において決定された前記分布情報に応じて欠陥検出条件を変えて欠陥検出を行うことを特徴とする画像欠陥検査システム。
An image defect inspection apparatus that compares an inspection partial image obtained by dividing an inspection image obtained by imaging an inspection object with a reference image that should be essentially the same as the inspection partial image, and detects different portions as defects. An image defect inspection system comprising: a measurement device that measures a predetermined measurement value related to the inspection object used when the image defect inspection device defines the defect detection condition,
The measuring device determines, for each region of a predetermined size on the inspection object, a reference value determined according to a predetermined determination method according to the predetermined measurement value measured in each region, and the image Output to defect inspection equipment,
The image defect inspection apparatus, for a macro area configured to include a plurality of areas of the predetermined size, the reference value determined by the measurement apparatus for each area of the predetermined size included in the macro area An image defect inspection system, comprising: a distribution information determination unit that determines the distribution information of the image, and performing defect detection by changing a defect detection condition in accordance with the distribution information determined in the macro area.
検査対象を撮像した検査画像を複数に分割した検査部分画像と、該検査部分画像と本来同一であるべき参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査装置と、該画像欠陥検査装置がその欠陥検出条件を定める際に使用する前記検査対象に関する所定の測定値を測定する測定装置と、を備える画像欠陥検査システムであって、
前記測定装置は、
前記検査対象上の所定の大きさの領域毎に、これら各領域において測定した前記所定の測定値に応じて、所定の決定方法に従って定まる参照値をそれぞれ決定する参照値決定部と、
前記所定の大きさの領域を複数含んで構成されるマクロ領域について、該マクロ領域に含まれる前記所定の大きさの領域毎に決定された前記参照値の分布情報を決定する分布情報決定部と、を備えて、前記分布情報を前記画像欠陥検査装置に出力し、
前記画像欠陥検査装置は、前記測定装置により入力される、前記マクロ領域において決定された前記分布情報に応じて欠陥検出条件を変えて欠陥検出を行うことを特徴とする画像欠陥検査システム。
An image defect inspection apparatus that compares an inspection partial image obtained by dividing an inspection image obtained by imaging an inspection object with a reference image that should be essentially the same as the inspection partial image, and detects different portions as defects. An image defect inspection system comprising: a measurement device that measures a predetermined measurement value related to the inspection object used when the image defect inspection device defines the defect detection condition,
The measuring device is
A reference value determination unit that determines a reference value determined according to a predetermined determination method for each of a predetermined size area on the inspection object, according to the predetermined measurement value measured in each of these areas;
A distribution information determination unit that determines distribution information of the reference value determined for each of the predetermined size areas included in the macro area for a macro area configured to include a plurality of the predetermined size areas; The distribution information is output to the image defect inspection apparatus,
The image defect inspection apparatus performs defect detection by changing defect detection conditions in accordance with the distribution information determined in the macro area, which is input by the measurement apparatus.
前記測定装置は、前記検査対象を撮像した撮像画像を得る撮像部を備え、前記撮像画像の画素値を前記測定値とすることを特徴とする請求項32〜34のいずれか一項に記載の画像欠陥検査システム。   35. The measurement apparatus according to any one of claims 32 to 34, wherein the measurement device includes an imaging unit that obtains a captured image obtained by imaging the inspection target, and the pixel value of the captured image is set as the measurement value. Image defect inspection system. 前記測定装置は、前記検査対象である半導体ウエハ表面に形成された膜の膜厚を測定する膜厚測定部を備え、前記半導体ウエハの前記所定の大きさの領域毎に、これら各領域において測定した膜厚を、前記測定値とすることを特徴とする請求項32〜34のいずれか一項に記載の画像欠陥検査システム。   The measuring apparatus includes a film thickness measuring unit that measures the film thickness of a film formed on the surface of the semiconductor wafer to be inspected, and measures each area of the semiconductor wafer with the predetermined size. 35. The image defect inspection system according to claim 32, wherein the measured film thickness is used as the measurement value. 前記測定装置は、前記検査対象である半導体ウエハ表面に形成されたパターンのクリティカルディメンジョンを測定する寸法測定部を備え、前記半導体ウエハの前記所定の大きさの領域毎に、これら各領域において測定したクリティカルディメンジョンを、前記測定値とすることを特徴とする請求項32〜34のいずれか一項に記載の画像欠陥検査システム。   The measuring apparatus includes a dimension measuring unit that measures a critical dimension of a pattern formed on the surface of the semiconductor wafer to be inspected, and the measurement is performed in each region of the predetermined size of the semiconductor wafer. 35. The image defect inspection system according to claim 32, wherein a critical dimension is the measurement value. 検査対象を撮像した検査画像を複数に分割した検査部分画像と、該検査部分画像と本来同一であるべき参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査方法において、
前記検査対象上の所定の大きさの領域毎に、これら各領域を撮像した画像に含まれる画素の画素値に応じて、所定の決定方法に従って定まる参照値をそれぞれ決定し、
前記所定の大きさの領域を複数含んで構成されるマクロ領域について、該マクロ領域に含まれる前記所定の大きさの領域毎に決定された前記参照値の分布情報を決定し、
前記マクロ領域において決定された前記分布情報に応じて欠陥検出条件を変えて欠陥検出を行うことを特徴とする画像欠陥検査方法。
In the image defect inspection method for comparing the inspection partial image obtained by dividing the inspection image obtained by imaging the inspection object with a reference image that should be essentially the same as the inspection partial image, and detecting different portions as defects,
For each area of a predetermined size on the inspection target, according to the pixel value of the pixel included in the image obtained by imaging each of these areas, respectively determine a reference value determined according to a predetermined determination method,
For a macro area configured to include a plurality of areas of the predetermined size, determine the distribution information of the reference value determined for each area of the predetermined size included in the macro area,
An image defect inspection method, wherein defect detection is performed by changing defect detection conditions in accordance with the distribution information determined in the macro area.
前記参照値を、前記検査画像を所定の大きさ毎に分割した画像ブロック毎に決定することを特徴とする請求項38に記載の画像欠陥検査方法。   39. The image defect inspection method according to claim 38, wherein the reference value is determined for each image block obtained by dividing the inspection image by a predetermined size. 前記参照値を、前記画像ブロック毎に、当該画素ブロック内の所定の位置に存在する画素の画素値に応じて決定することを特徴とする請求項39に記載の画像欠陥検査方法。   The image defect inspection method according to claim 39, wherein the reference value is determined for each image block in accordance with a pixel value of a pixel existing at a predetermined position in the pixel block. 前記画像ブロック毎に、当該画像ブロックに含まれる画素の画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差、又は当該画像ブロック及びこの画像ブロックと比較されるべき参照画像の間の差画像に含まれる画素の画素値の平均値、分散値、最大値、最小値若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、前記参照値として決定することを特徴とする請求項39に記載の画像欠陥検査方法。   For each image block, an average value, a variance value, a maximum value, a minimum value, or an intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value of the pixels included in the image block, or the image block and the image The average value, variance value, maximum value, minimum value, or intermediate value or difference between the maximum value and minimum value of the pixel values of the pixels included in the difference image between the reference image to be compared with the block, the reference value The image defect inspection method according to claim 39, wherein the image defect inspection method is determined as follows. 前記分布情報に含まれる前記各参照値のうち、本来同じ値となると予定される前記参照値同士のバラツキに応じて欠陥検出感度を変えることにより、前記欠陥検出条件を変えることを特徴とする請求項39〜41のいずれか一項に記載の画像欠陥検査方法。   The defect detection condition is changed by changing a defect detection sensitivity according to a variation between the reference values that are supposed to be the same among the reference values included in the distribution information. Item 42. The image defect inspection method according to any one of Items 39 to 41. 前記参照値の分散値として決定された前記分布情報に応じて欠陥検出感度を変えることにより、前記欠陥検出条件を変えることを特徴とする請求項39〜41のいずれか一項に記載の画像欠陥検査方法。   The image defect according to any one of claims 39 to 41, wherein the defect detection condition is changed by changing a defect detection sensitivity according to the distribution information determined as a dispersion value of the reference value. Inspection method. 前記欠陥検出条件を決定し、
当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分を検出して、前記差分が前記欠陥検出条件を満たすとき当該画素部分を欠陥として検出し、
各前記マクロ領域において決定された前記分布情報に応じて各前記マクロ領域における前記欠陥検出条件をそれぞれ再設定し、当該マクロ領域において検出された前記欠陥を再設定された欠陥検出条件の下で出力するか否かを判定することを特徴とする請求項39〜41のいずれか一項に記載の画像欠陥検査方法。
Determining the defect detection conditions;
Detecting a difference between pixel values of corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and detecting the pixel portion as a defect when the difference satisfies the defect detection condition;
The defect detection condition in each macro area is reset according to the distribution information determined in each macro area, and the defect detected in the macro area is output under the reset defect detection condition. The image defect inspection method according to any one of claims 39 to 41, wherein whether or not to perform the determination is determined.
前記欠陥検出条件を、前記分布情報に含まれる前記各参照値のうち、本来同じ値となると予定される前記参照値同士のバラツキが増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように再設定することを特徴とする請求項44に記載の画像欠陥検査方法。   The defect detection condition is reset so that the defect detection sensitivity decreases as the variation between the reference values that are originally supposed to be the same among the reference values included in the distribution information increases. The image defect inspection method according to claim 44, wherein: 前記分布情報を前記参照値の分散値として決定し、
前記欠陥検出条件を、前記分布情報が増大するのに応じて欠陥検出感度が低くなるように再設定することを特徴とする請求項44に記載の画像欠陥検査方法。
Determining the distribution information as a variance of the reference value;
45. The image defect inspection method according to claim 44, wherein the defect detection condition is reset so that the defect detection sensitivity decreases as the distribution information increases.
前記欠陥検出条件としての検出閾値を、前記検査部分画像毎に、当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分の分布に基づいて所定の決定方法に従って決定し、
当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分を検出して、前記差分が前記検出閾値を超えるとき当該画素部分を欠陥として検出し、
前記検出閾値を前記参照値として決定することを特徴とする請求項39に記載の画像欠陥検査方法。
A detection threshold as the defect detection condition is determined for each inspection partial image according to a predetermined determination method based on a distribution of pixel value differences between corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image,
Detecting a difference between pixel values of corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and detecting the pixel portion as a defect when the difference exceeds the detection threshold;
40. The image defect inspection method according to claim 39, wherein the detection threshold is determined as the reference value.
前記検査部分画像毎に、当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分の分布に基づいて所定の算出方法に従って欠陥検出パラメータを算出して、該欠陥検出パラメータに応じて、前記欠陥検出条件としての検出閾値を決定し、
当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分を検出して、前記差分が前記検出閾値を超えるとき当該画素部分を欠陥として検出し、
前記欠陥検出パラメータを前記参照値として決定することを特徴とする請求項39に記載の画像欠陥検査方法。
For each inspection partial image, a defect detection parameter is calculated according to a predetermined calculation method based on a distribution of pixel value differences between corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and according to the defect detection parameter , Determining a detection threshold as the defect detection condition,
Detecting a difference between pixel values of corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and detecting the pixel portion as a defect when the difference exceeds the detection threshold;
40. The image defect inspection method according to claim 39, wherein the defect detection parameter is determined as the reference value.
画像比較の単位である前記検査部分画像1つ分を、前記画像ブロックの単位とすることを特徴とする請求項39に記載の画像欠陥検査方法。   40. The image defect inspection method according to claim 39, wherein one inspection partial image, which is an image comparison unit, is used as a unit of the image block. 前記検査対象である半導体ウエハ表面を撮像した前記検査画像の、該半導体ウエハ表面に形成された複数のチップの1つ分の画像を、前記画像ブロックの単位とすることを特徴とする請求項39に記載の画像欠陥検査方法。   40. An image of one of a plurality of chips formed on the surface of the semiconductor wafer of the inspection image obtained by imaging the surface of the semiconductor wafer to be inspected is used as a unit of the image block. An image defect inspection method described in 1. 前記検査対象であるリソグラフィ工程でパターンが形成された半導体ウエハ表面を撮像した前記検査画像の、1回のレチクルショットで露光される範囲の画像を、前記画像ブロックの単位とすることを特徴とする請求項39に記載の画像欠陥検査方法。   A unit of the image block is an image in a range exposed by one reticle shot of the inspection image obtained by imaging the surface of the semiconductor wafer on which a pattern is formed in the lithography process to be inspected. The image defect inspection method according to claim 39. 前記マクロ領域において決定された前記分布情報に応じて欠陥検出条件を決定し、
前記検査部分画像及び前記参照画像の比較結果が前記欠陥検出条件を満たすとき、お互いに異なる部分を欠陥として検出することを特徴とする請求項38に記載の画像欠陥検査方法。
Defect detection conditions are determined according to the distribution information determined in the macro region,
The image defect inspection method according to claim 38, wherein when the comparison result of the inspection partial image and the reference image satisfies the defect detection condition, different portions are detected as defects.
前記参照値を、前記検査対象の撮像画像であって前記検査画像と異なる撮像画像に含まれる画素の画素値に応じて決定することを特徴とする請求項52に記載の画像欠陥検査方法。   53. The image defect inspection method according to claim 52, wherein the reference value is determined according to a pixel value of a pixel that is a captured image to be inspected and is included in a captured image different from the inspection image. 前記撮像画像は、前記検査画像の画素を間引いた画像であることを特徴とする請求項53に記載の画像欠陥検査方法。   The image defect inspection method according to claim 53, wherein the captured image is an image obtained by thinning out pixels of the inspection image. 前記撮像画像は、該検査画像を撮像するよりも低倍率で撮像した画像であることを特徴とする請求項53に記載の画像欠陥検査方法。   The image defect inspection method according to claim 53, wherein the captured image is an image captured at a lower magnification than capturing the inspection image. 前記検査対象上の1つの前記マクロ領域について欠陥を検出するのと平行して、他の前記マクロ領域について前記分布情報を決定することを特徴とする請求項52に記載の画像欠陥検査方法。   53. The image defect inspection method according to claim 52, wherein the distribution information is determined for another macro area in parallel with detecting a defect for one macro area on the inspection target. 前記撮像装置を、前記検査画像を撮像した撮像装置とは異なる撮像装置で撮像することを特徴とする請求項56に記載の画像欠陥検査方法。   57. The image defect inspection method according to claim 56, wherein the image pickup device is picked up by an image pickup device different from the image pickup device picking up the inspection image. 検査対象を撮像した検査画像を複数に分割した検査部分画像と、該検査部分画像と本来同一であるべき参照画像とを比較して、お互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検査方法であって、
前記検査対象上の所定の大きさの領域毎に、これら各領域において前記検査対象に関する所定の測定値を測定し、
測定された前記所定の測定値に応じて、所定の決定方法に従って定まる参照値を決定し、
前記所定の大きさの領域を複数含んで構成されるマクロ領域について、該マクロ領域に含まれる前記所定の大きさの領域毎に決定された前記参照値の分布情報を決定し、
前記マクロ領域において決定された前記分布情報に応じて欠陥検出条件を変えて欠陥検出を行うことを特徴とする画像欠陥検査方法。
This is an image defect inspection method in which an inspection partial image obtained by dividing an inspection image obtained by imaging an inspection object is compared with a reference image that should originally be the same as the inspection partial image, and different portions are detected as defects. And
For each area of a predetermined size on the inspection object, measure a predetermined measurement value related to the inspection object in each of these areas,
According to the measured value measured, determine a reference value determined according to a predetermined determination method,
For a macro area configured to include a plurality of areas of the predetermined size, determine the distribution information of the reference value determined for each area of the predetermined size included in the macro area,
An image defect inspection method, wherein defect detection is performed by changing defect detection conditions in accordance with the distribution information determined in the macro area.
前記検査対象を撮像して、その撮像画像の画素値を前記測定値とすることを特徴とする請求項58に記載の画像欠陥検査方法。   59. The image defect inspection method according to claim 58, wherein the inspection object is imaged, and a pixel value of the captured image is used as the measurement value. 前記検査対象である半導体ウエハの前記所定の大きさの領域毎に、該半導体ウエハ表面に形成された膜の膜厚を測定して、該膜厚値を前記測定値とすることを特徴とする請求項58に記載の画像欠陥検査方法。   A film thickness of a film formed on the surface of the semiconductor wafer is measured for each area of the predetermined size of the semiconductor wafer to be inspected, and the film thickness value is set as the measured value. The image defect inspection method according to claim 58. 前記検査対象である半導体ウエハの前記所定の大きさの領域毎に、該半導体ウエハ表面に形成されたパターンのクリティカルディメンジョンを測定して、該クリティカルディメンジョンを、前記測定値とすることを特徴とする請求項58に記載の画像欠陥検査方法。   A critical dimension of a pattern formed on the surface of the semiconductor wafer is measured for each region of the predetermined size of the semiconductor wafer to be inspected, and the critical dimension is used as the measured value. The image defect inspection method according to claim 58. 検査画像を複数に分割した検査部分画像と、これら検査部分画像とそれぞれ本来同一であるべき対応する参照画像とを比較して、互いに異なる部分を欠陥として検出する画像欠陥検出方法において、
前記検査部分画像と前記参照画像との比較結果が欠陥検出条件を満たすとき、互いに異なる部分を欠陥として検出し、
前記検査画像上の複数箇所のそれぞれについて、各前記箇所に対応して定まる画素の画素値に応じて所定の参照値を決定し、
前記検査画像内に定められる所定の大きさの画像領域について、該画像領域内において決定された前記参照値の分布情報を決定し、
前記画像領域について決定された前記分布情報に応じて前記欠陥検出条件を再設定し、該画像領域に含まれる前記検査部分画像において検出された前記欠陥の出力可否を、再設定した前記欠陥検出条件の下で判定する、
をことを特徴とする画像欠陥検査方法。
In the image defect detection method for comparing the inspection partial image obtained by dividing the inspection image into a plurality of inspection partial images and corresponding reference images that should be essentially the same, and detecting different portions as defects,
When the comparison result between the inspection partial image and the reference image satisfies a defect detection condition, a different part is detected as a defect,
For each of a plurality of locations on the inspection image, a predetermined reference value is determined according to a pixel value of a pixel determined corresponding to each location,
For the image area of a predetermined size determined in the inspection image, determine the distribution information of the reference value determined in the image area,
The defect detection condition is reset according to the distribution information determined for the image area, and the defect detection condition is reset to determine whether the defect detected in the inspection partial image included in the image area is output. Judging under
An image defect inspection method characterized by the above.
前記欠陥が検出された箇所のそれぞれについて前記参照値を決定することを特徴とする請求項62に記載の画像欠陥検査方法。   The image defect inspection method according to claim 62, wherein the reference value is determined for each of the locations where the defect is detected. 前記画像領域は、前記検査部分画像よりも大きな領域として定められることを特徴とする請求項63に記載の画像欠陥検査方法。   64. The image defect inspection method according to claim 63, wherein the image region is defined as a region larger than the inspection partial image. 前記検査画像は、検査対象である半導体ウエハ表面を撮像した画像であって、
前記所定の大きさの画像領域は、前記半導体ウエハの全面又は一部を撮像した領域であることを特徴とする請求項63に記載の画像欠陥検査方法。
The inspection image is an image obtained by imaging a semiconductor wafer surface to be inspected,
64. The image defect inspection method according to claim 63, wherein the image area of the predetermined size is an area obtained by imaging the entire surface or a part of the semiconductor wafer.
当該欠陥を含む前記検査部分画像内及び/又はこれに対応する前記参照画像内の所定の位置の画素値、又はこれら画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、前記参照値として決定することを特徴とする請求項63に記載の画像欠陥検査方法。   A pixel value at a predetermined position in the inspection partial image including the defect and / or the reference image corresponding thereto, or an average value, a variance value, a maximum value, a minimum value of pixel values included in these images, or 64. The image defect inspection method according to claim 63, wherein an intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value is determined as the reference value. 当該欠陥を含む前記検査部分画像とこれに対応する前記参照画像との間の差画像内の所定の位置の画素値、又は該差画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、前記参照値として決定することを特徴とする請求項63に記載の画像欠陥検査方法。   A pixel value at a predetermined position in the difference image between the inspection partial image including the defect and the reference image corresponding thereto, or an average value, a variance value, a maximum value of the pixel values included in the difference image, 64. The image defect inspection method according to claim 63, wherein a minimum value or an intermediate value or a difference between the maximum value and the minimum value is determined as the reference value. 当該欠陥を含む前記検査部分画像及び/又はこれに対応する前記参照画像のうち当該欠陥の位置の画素を含む部分画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、前記参照値として決定することを特徴とする請求項63に記載の画像欠陥検査方法。   Average value, variance value, maximum value, minimum value of pixel values included in the inspection partial image including the defect and / or the partial image including the pixel at the position of the defect in the reference image corresponding thereto, or these 64. The image defect inspection method according to claim 63, wherein an intermediate value or a difference between a maximum value and a minimum value is determined as the reference value. 当該欠陥を含む前記検査部分画像のうちの当該欠陥の位置の画素を含む部分画像と該検査部分画像に対応する前記参照画像のうちの当該欠陥の位置の画素を含む部分画像との間の差画像に含まれる画素値の平均値、分散値、最大値、最小値、若しくはこれら最大値と最小値との中間値や差を、前記参照値として決定することを特徴とする請求項63に記載の画像欠陥検査方法。   The difference between the partial image including the pixel at the position of the defect in the inspection partial image including the defect and the partial image including the pixel at the position of the defect in the reference image corresponding to the inspection partial image 64. The average value, variance value, maximum value, minimum value, or intermediate value or difference between the maximum value and minimum value of pixel values included in an image is determined as the reference value. Image defect inspection method. 前記検査部分画像毎に、当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分の分布に基づいて前記検出閾値を決定し、
当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分を検出して、前記差分が前記検出閾値を超えるとき当該画素部分を前記欠陥として検出し、
前記検出閾値を前記参照値として決定することを特徴とする請求項63に記載の画像欠陥検査方法。
For each of the inspection partial images, the detection threshold is determined based on a distribution of pixel value differences between corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image,
Detecting a difference between pixel values of corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and detecting the pixel portion as the defect when the difference exceeds the detection threshold;
64. The image defect inspection method according to claim 63, wherein the detection threshold is determined as the reference value.
前記検査部分画像毎に、当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分の分布に基づいて欠陥検出パラメータを算出して、該欠陥検出パラメータに応じて前記検出閾値を定め、
当該検査部分画像及び前記参照画像の対応する画素同士の画素値の差分を検出して、前記差分が前記検出閾値を超えるとき当該画素部分を前記欠陥として検出し、
前記欠陥検出パラメータを前記参照値として決定することを特徴とする請求項63に記載の画像欠陥検査方法。
For each inspection partial image, a defect detection parameter is calculated based on a difference distribution of pixel values between corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and the detection threshold is determined according to the defect detection parameter. ,
Detecting a difference between pixel values of corresponding pixels of the inspection partial image and the reference image, and detecting the pixel portion as the defect when the difference exceeds the detection threshold;
64. The image defect inspection method according to claim 63, wherein the defect detection parameter is determined as the reference value.
前記画像領域において定められた前記各参照値のうち本来同じ値となると予定される前記参照値同士のバラツキに応じて欠陥検出感度を変えるように前記欠陥検出条件を再設定することを特徴とする請求項62に記載の画像欠陥検査方法。   The defect detection condition is reset so that the defect detection sensitivity is changed according to a variation between the reference values that are expected to be the same among the reference values determined in the image area. The image defect inspection method according to claim 62.
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