JP2008139202A - 欠陥検出装置、欠陥検出方法、情報処理装置、情報処理方法及びそのプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】欠陥検出装置100は、ウェハ1の各ダイ30に形成されたプロテインチップ35を、各ダイが複数に分割された第1分割領域71毎に低倍率で撮像して、各第1分割領域71を識別するIDとともに検査対象画像として保存し、対応するIDを有する各検査対象画像の各画素毎の平均輝度値を算出して各第1分割領域71毎のモデル画像を作成し、モデル画像と各検査対象画像との差分を差分画像として抽出した後、各差分画像に対してBlob抽出を行ない所定面積以上のBlobを抽出して欠陥の有無を判断し、更に、欠陥が有る場合には第1分割領域71を更に分割した第2分割領域72毎に高倍率で撮像し、再度モデル画像を作成してBlobを抽出し、欠陥の特徴点を基に欠陥の種類を分別する。
【選択図】 図6
Description
同図に示すように、欠陥検出装置100は、例えばシリコン製の半導体ウェハ1(以下、単にウェハ1とも称する)を保持するウェハテーブル2と、当該ウェハテーブル2を同図X方向、Y方向及びZ方向へ移動させるためのXYZステージ3と、ウェハ1を上方から撮像するCCDカメラ6と、このCCDカメラ6による撮像時にウェハ1を照明する光源7と、これら各部の動作を制御するとともに後述する画像処理を行う画像処理用PC(Personal Computer)10とを有する。
同図に示すように、画像処理用PC10は、CPU(Central Processing Unit)21、ROM(Read Only Memory)22、RAM(Random Access Memory)23、入出力インタフェース24、HDD(Hard Disk Drive)25、表示部26及び操作入力部27を有し、各部は内部バス28で相互に電気的に接続されている。
図3は、ウェハ1の上面図である。同図に示すように、ウェハ1上には、例えば88個の半導体チップ30(以下、単にチップ30またはダイ30とも称する)がグリッド状に形成されている。もちろんダイ30の数は88個に限られるものではない。
まずウェハ1の一方面にCVD(Chemical Vapor Deposition)法によりシリコン酸化膜等の薄膜53を形成する。次に、ウェハ1の他方面にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術により不要な部分を除去し、レジストパターンをマスクとしてエッチングを行う。これにより、ウェハ1に、薄膜53を残して複数の凹部50を形成する。そして、この各凹部50の薄膜53にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術により孔55の部分を除去し、レジストパターンをマスクとしてエッチングを行う。これにより、上記図5に示したような、多数の孔55が形成された薄膜53を有する複数の凹部50で構成されるプロテインチップ35を形成することができる。
同図に示すように、まず、画像処理用PC10のCPU21は、HDD25から上記検査対象画像の複製をRAM23へ読み出し(ステップ61)、当該検査対象画像に対してガウスぼかし処理を施す(ステップ62)。なお、ぼかしの設定値は例えば半径15〜16ピクセル程度に設定されるが、この設定値に限られるものではない。
3…XYZステージ
4…モータ
5…エンコーダ
6…CCDカメラ
7…光源
10…画像処理用PC
14…レンズ
21…CPU
22…ROM
23…RAM
24…入出力インタフェース
25…HDD
26…表示部
27…操作入力部
30…ダイ(半導体チップ、チップ)
35…プロテインチップ
40…検査対象画像
45…モデル画像
50…凹部
51…上面
52…底面
53、91…薄膜
55…孔
60…差分画像
65…Blob抽出画像
71…第1分割領域
72…第2分割領域
81…割れ
82…異物
84…ノイズ
90…電子ビーム照射プレート
92…プレート
95…窓孔
100…欠陥検出装置
Claims (17)
- 半導体ウェハ上の複数のダイにそれぞれ形成された微小構造体を、前記各ダイの領域が複数に分割された第1の分割領域毎に第1の倍率で撮像する撮像手段と、
前記撮像された各第1の分割領域毎の画像を、前記各ダイ内における前記各第1の分割領域の位置を識別する第1の識別情報と対応付けて第1の検査対象画像として記憶する記憶手段と、
前記各第1の検査対象画像のうち、前記各ダイ間で前記第1の識別情報が対応する各第1の分割領域の各第1の検査対象画像を平均化した平均画像を第1のモデル画像として前記第1の識別情報毎に作成するモデル画像作成手段と、
前記作成された各第1のモデル画像と、当該各第1のモデル画像に前記第1の識別情報が対応する前記各第1の検査対象画像とを比較して、一の前記ダイ内の前記各第1の分割領域における前記微小構造体の欠陥の有無を検出する検出手段と、
前記欠陥が検出された各第1の分割領域の前記微小構造体及び当該各第1の分割領域に前記第1の識別情報が対応する他の前記ダイ内の前記各第1の分割領域の前記微小構造体を、前記各第1の分割領域が複数に分割された第2の分割領域毎に、前記第1の倍率よりも高い第2の倍率で撮像するよう前記撮像手段を制御し、当該撮像された各第2の分割領域毎の画像を、前記各ダイ内における前記各第2の分割領域の位置を識別する第2の識別情報と対応付けて第2の検査対象画像として記憶するよう前記記憶手段を制御し、当該各第2の検査対象画像のうち、前記各ダイ間で前記第2の識別情報が対応する前記各第2の分割領域の各第2の検査対象画像を平均化した平均画像を第2のモデル画像として前記第2の識別情報毎に作成するよう前記モデル画像作成手段を制御する制御手段と、
前記第2のモデル画像と、当該各第2のモデル画像に前記第2の識別情報が対応する前記各第2の検査対象画像とを比較して、前記検出された欠陥の種類を分別する欠陥分別手段と
を具備することを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項1に記載の欠陥検出装置であって、
前記記憶手段は、複数の種類の欠陥の各特徴点を示す特徴点データを記憶し、
前記検出手段は、前記第1のモデル画像と前記各第1の検査対象画像との差分を第1の差分画像として抽出する第1の差分抽出手段を有し、
前記欠陥分別手段は、
前記第2のモデル画像と前記各第2の検査対象画像との差分を第2の差分画像として抽出する第2の差分抽出手段と、
前記抽出された差分画像中に現れた欠陥の特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
前記抽出された特徴点と前記特徴点データとを比較して前記欠陥の種類を分別する分別手段とを有することを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項2に記載の欠陥検出装置であって、
前記記憶手段は、前記特徴点抽出手段により抽出された特徴点により前記特徴点データを更新する手段を有することを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項1に記載の欠陥検出装置であって、
前記制御手段は、前記第1の差分抽出手段により検出された第1の差分画像中の欠陥が前記第1の差分画像中で占める画素数を算出し、当該画素数が所定の画素数よりも小さい場合に前記各第2の分割領域毎の前記第2の倍率での撮像を行わせる手段を有し、
前記欠陥分別手段は、前記第2の倍率での撮像が行われない場合には前記第1の差分画像を基に前記欠陥の種類を分別することを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項1に記載の欠陥検出装置であって、
前記モデル画像作成手段は、前記識別情報が対応する各検査対象画像を構成する画素毎にそれぞれ輝度値の平均値を算出する手段を有することを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項1に記載の欠陥検出装置であって、
前記撮像手段は、前記各ダイ間で対応する識別情報を有する各分割領域の前記微小構造体を連続して撮像することを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項1に記載の欠陥検出装置であって、
前記撮像手段は、一の前記ダイ内の全ての分割領域の微小構造体を撮像した後、当該一の前記ダイに隣接する他の前記ダイの各分割領域の微小構造体を撮像することを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項2に記載の欠陥検出装置であって、
前記微小構造体は、試薬及び当該試薬と交差反応する抗体を導入するための薄膜状の底面を有する複数の凹部と、前記抗体と反応しない前記試薬を排出するために前記各凹部の底面に複数設けられた孔とを有する、スクリーニング検査用の容器であることを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項8に記載の欠陥検出装置であって、
前記モデル画像作成手段は、前記各第1のモデル画像に前記第1の識別情報が対応する前記各第1の検査対象画像及び前記各第2のモデル画像に前記第2の識別情報が対応する前記各第2の検査対象画像の各平均化に先立って、当該各第1及び第2の検査対象画像中の前記容器の各凹部の形状を基に、前記各第1の検査対象画像及び前記各第2の検査対象画像をそれぞれ位置合わせすることを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項8に記載の欠陥検出装置であって、
前記第1及び第2の差分抽出手段は、前記差分の抽出に先立って、前記各第1及び第2のモデル画像中の前記容器の各凹部の形状と、当該各第1のモデル画像に前記第1の識別情報が対応する各第1の検査対象画像中及び前記各第2のモデル画像に前記第2の識別情報が対応する各第2の検査対象画像中の前記各凹部の形状とを基に、前記各第1のモデル画像と前記各第1の検査対象画像とを位置合わせし、前記各第2のモデル画像と前記各第2の検査対象画像とを位置合わせすることを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項2に記載の欠陥検出装置であって、
前記微小構造体は、複数の電子ビームを照射するための複数の窓孔を有するプレート部材と、当該各窓孔を覆うように設けられた薄膜とを有する電子ビーム照射プレートであることを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項11に記載の欠陥検出装置であって、
前記モデル画像作成手段は、前記各第1のモデル画像に前記第1の識別情報が対応する前記各第1の検査対象画像及び前記各第2のモデル画像に前記第2の識別情報が対応する前記各第2の検査対象画像の各平均化に先立って、当該各第1及び第2の検査対象画像中の前記電子ビーム照射プレートの各窓孔の形状を基に、前記各第1の検査対象画像及び前記各第2の検査対象画像をそれぞれ位置合わせすることを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項11に記載の欠陥検査装置であって、
前記第1及び第2の差分抽出手段は、前記差分の抽出に先立って、前記各第1及び第2のモデル画像中の前記電子ビーム照射プレートの各窓孔の形状と、当該各第1のモデル画像に前記第1の識別情報が対応する各第1の検査対象画像中及び前記各第2のモデル画像に前記第2の識別情報が対応する各第2の検査対象画像中の前記各窓孔の形状とを基に、前記各第1のモデル画像と前記各第1の検査対象画像とを位置合わせし、前記各第2のモデル画像と前記各第2の検査対象画像とを位置合わせすることを特徴とする欠陥検査装置。 - 半導体ウェハ上の複数のダイにそれぞれ形成された微小構造体を、前記各ダイの領域が複数に分割された第1の分割領域毎に第1の倍率で撮像するステップと、
前記撮像された各第1の分割領域毎の画像を、前記各ダイ内における前記各第1の分割領域の位置を識別する第1の識別情報と対応付けて第1の検査対象画像として記憶するステップと、
前記各第1の検査対象画像のうち、前記各ダイ間で前記第1の識別情報が対応する各第1の分割領域の各第1の検査対象画像を平均化した平均画像を第1のモデル画像として前記第1の識別情報毎に作成するステップと、
前記作成された各第1のモデル画像と、当該各第1のモデル画像に前記第1の識別情報が対応する前記各第1の検査対象画像とを比較して、一の前記ダイ内の前記各第1の分割領域における前記微小構造体の欠陥の有無を検出するステップと、
前記欠陥が検出された各第1の分割領域の前記微小構造体及び当該各第1の分割領域に前記第1の識別情報が対応する他の前記ダイ内の前記各第1の分割領域の前記微小構造体を、前記各第1の分割領域が複数に分割された第2の分割領域毎に、前記第1の倍率よりも高い第2の倍率で撮像するステップと、
前記撮像された各第2の分割領域毎の画像を、前記各ダイ内における前記各第2の分割領域の位置を識別する第2の識別情報と対応付けて第2の検査対象画像として記憶するステップと、
前記各第2の検査対象画像のうち、前記各ダイ間で前記第2の識別情報が対応する前記各第2の分割領域の各第2の検査対象画像を平均化した平均画像を第2のモデル画像として前記第2の識別情報毎に作成するステップと、
前記第2のモデル画像と、当該各第2のモデル画像に前記第2の識別情報が対応する前記各第2の検査対象画像とを比較して、前記検出された欠陥の種類を分別するステップと
を具備することを特徴とする欠陥検出方法。 - 半導体ウェハ上の複数のダイにそれぞれ形成された微小構造体が、前記各ダイの領域が複数に分割された第1の分割領域毎に第1の倍率で撮像された画像を、前記各ダイ内における前記各第1の分割領域の位置を識別する第1の識別情報と対応付けて第1の検査対象画像として記憶する記憶手段と、
前記各第1の検査対象画像のうち、前記各ダイ間で前記第1の識別情報が対応する各第1の分割領域の各第1の検査対象画像を平均化した平均画像を第1のモデル画像として前記第1の識別情報毎に作成するモデル画像作成手段と、
前記作成された各第1のモデル画像と、当該各第1のモデル画像に前記第1の識別情報が対応する前記各第1の検査対象画像とを比較して、一の前記ダイ内の前記各第1の分割領域における前記微小構造体の欠陥の有無を検出する検出手段と、
前記欠陥が検出された各第1の分割領域の前記微小構造体及び当該各第1の分割領域に前記第1の識別情報が対応する他の前記ダイ内の前記各第1の分割領域の前記微小構造体が、前記各第1の分割領域が複数に分割された第2の分割領域毎に、前記第1の倍率よりも高い第2の倍率で撮像された各第2の分割領域毎の画像を、前記各ダイ内における前記各第2の分割領域の位置を識別する第2の識別情報と対応付けて第2の検査対象画像として記憶するよう前記記憶手段を制御し、当該各第2の検査対象画像のうち、前記各ダイ間で前記第2の識別情報が対応する前記各第2の分割領域の各第2の検査対象画像を平均化した平均画像を第2のモデル画像として前記第2の識別情報毎に作成するよう前記モデル画像作成手段を制御する制御手段と、
前記第2のモデル画像と、当該各第2のモデル画像に前記第2の識別情報が対応する前記各第2の検査対象画像とを比較して、前記検出された欠陥の種類を分別する欠陥分別手段と
を具備することを特徴とする情報処理装置。 - 半導体ウェハ上の複数のダイにそれぞれ形成された微小構造体が、前記各ダイの領域が複数に分割された第1の分割領域毎に第1の倍率で撮像された画像を、前記各ダイ内における前記各第1の分割領域の位置を識別する第1の識別情報と対応付けて第1の検査対象画像として記憶するステップと、
前記各第1の検査対象画像のうち、前記各ダイ間で前記第1の識別情報が対応する各第1の分割領域の各第1の検査対象画像を平均化した平均画像を第1のモデル画像として前記第1の識別情報毎に作成するステップと、
前記作成された各第1のモデル画像と、当該各第1のモデル画像に前記第1の識別情報が対応する前記各第1の検査対象画像とを比較して、一の前記ダイ内の前記各第1の分割領域における前記微小構造体の欠陥の有無を検出するステップと、
前記欠陥が検出された各第1の分割領域の前記微小構造体及び当該各第1の分割領域に前記第1の識別情報が対応する他の前記ダイ内の前記各第1の分割領域の前記微小構造体が、前記各第1の分割領域が複数に分割された第2の分割領域毎に、前記第1の倍率よりも高い第2の倍率で撮像された各第2の分割領域毎の画像を、前記各ダイ内における前記各第2の分割領域の位置を識別する第2の識別情報と対応付けて第2の検査対象画像として記憶するステップと、
前記各第2の検査対象画像のうち、前記各ダイ間で前記第2の識別情報が対応する前記各第2の分割領域の各第2の検査対象画像を平均化した平均画像を第2のモデル画像として前記第2の識別情報毎に作成するステップと、
前記第2のモデル画像と、当該各第2のモデル画像に前記第2の識別情報が対応する前記各第2の検査対象画像とを比較して、前記検出された欠陥の種類を分別するステップと
を具備することを特徴とする情報処理方法。 - 情報処理装置に、
半導体ウェハ上の複数のダイにそれぞれ形成された微小構造体が、前記各ダイの領域が複数に分割された第1の分割領域毎に第1の倍率で撮像された画像を、前記各ダイ内における前記各第1の分割領域の位置を識別する第1の識別情報と対応付けて第1の検査対象画像として記憶するステップと、
前記各第1の検査対象画像のうち、前記各ダイ間で前記第1の識別情報が対応する各第1の分割領域の各第1の検査対象画像を平均化した平均画像を第1のモデル画像として前記第1の識別情報毎に作成するステップと、
前記作成された各第1のモデル画像と、当該各第1のモデル画像に前記第1の識別情報が対応する前記各第1の検査対象画像とを比較して、一の前記ダイ内の前記各第1の分割領域における前記微小構造体の欠陥の有無を検出するステップと、
前記欠陥が検出された各第1の分割領域の前記微小構造体及び当該各第1の分割領域に前記第1の識別情報が対応する他の前記ダイ内の前記各第1の分割領域の前記微小構造体が、前記各第1の分割領域が複数に分割された第2の分割領域毎に、前記第1の倍率よりも高い第2の倍率で撮像された各第2の分割領域毎の画像を、前記各ダイ内における前記各第2の分割領域の位置を識別する第2の識別情報と対応付けて第2の検査対象画像として記憶するステップと、
前記各第2の検査対象画像のうち、前記各ダイ間で前記第2の識別情報が対応する前記各第2の分割領域の各第2の検査対象画像を平均化した平均画像を第2のモデル画像として前記第2の識別情報毎に作成するステップと、
前記第2のモデル画像と、当該各第2のモデル画像に前記第2の識別情報が対応する前記各第2の検査対象画像とを比較して、前記検出された欠陥の種類を分別するステップと
を実行させるためのプログラム。
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