JP2009014447A - 欠陥検査装置及び欠陥検査プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】欠陥検査の条件設定にかかる負荷を軽減すると共に、条件設定を含む欠陥検査を効率化することができる欠陥検査装置を提供する。
【解決手段】カメラに対してウェハを移動させながら撮像し、撮像された画像に基づいてウェハｗの欠陥を検査する欠陥検査装置において、ウェハの撮像領域を分割して複数の分割領域を生成する撮像領域分割部２０８し、分割領域がカメラに撮像されるウェハの撮像位置を少なくとも含むパラメータを設定するパラメータ設定部２０３、撮像位置にウェハが達するタイミングを検出し、トリガ信号を発する撮像タイミング制御部２０２を設け、トリガ信号をトリガとしてカメラがウェハを撮像するよう構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、欠陥検査装置及び欠陥検査プログラムに係り、特に、被検査物を撮像して得られる画像に基づいて半導体ウェハ上のパターンの異常や異物の混入を検査する欠陥検査装置及び欠陥検査プログラムに関する。

現在、顕微鏡等の光学系によって微細欠陥を検査する欠陥検査装置が実用化されている。このような欠陥検査装置は、論理的な解像度の制限により、約１μｍ以上の欠陥の検査に適用されている。欠陥検査装置の多くが、撮像倍率と撮像位置とを予め設定しておき、設定された条件で欠陥がない良品を撮像する。そして、被検査物を同様の条件で撮像し、撮像された画像を先に撮像された良品の画像と比較する。

そして、被検査物の画像と良品の画像とに相違があれば、被検査物に欠陥があると判定し、被検査物を欠陥品として検出する。このような欠陥検査装置の従来例として、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３が挙げられる。
ただし、被検査物を撮像した画像を使って欠陥を検査する欠陥検査装置において、欠陥の検出精度を高めるには被検査物の撮像倍率を高めることが望ましい。しかしながら、撮像倍率を高めると、１つの画像によって表される範囲が小さくなって被検査物の全範囲を撮像することに必要な画像の数が増大する。画像の数の増大は、後の画像処理の処理量を増大させて画像の処理時間を長時間化させることになる。

また、処理時間を低減するために撮像倍率を低めれば、当然のことながら、欠陥の検出精度が低下する。つまり、検出精度と処理時間はトレードオフの関係にあることになる。このようなトレードオフの問題を解消するには、経験等によって予め適当な撮像倍率を設定及び撮像すべき位置といった条件を設定する。そして、設定された条件によって欠陥検査装置をテスト動作させ、検出精度と処理時間を確認する。そして、検出精度や処理時間に不具合あれば、先に設定された条件を修正する。このような確認と修正とを繰り返すことによって最適な撮像倍率と撮像位置を決定することができる。
特開平１１−１６０２４７号公報 特開２００２−１４８０２７号公報 特開２０００−１９３５９４号公報

しかしながら、撮像倍率や撮像の位置の修正を繰り返すことによって条件を設定する方法は、作業者にかかる負荷が大きい上、作業者に知識や経験、能力等が要求される。また、このような方法では、設定が終了した時点で、この条件が許容される処理時間と検出精度の関係において最適であるか否かの評価ができないという不具合がある。
さらに、上記のようにして条件を設定する場合、撮像の対象とカメラとの相対的な位置関係の変更、変更された位置における撮像を繰り返して行うことになる。この際、位置精度を補償するために撮像時に対象物をいったん静止させる必要があるため、対象物を移動させるステージを停止させ、起動させることが必要になる。機械的構成であるステージの停止、起動には所定の時間を要するため、撮像回数が多くなるほど撮像にかかる時間が増大し、従来技術には、条件設定のスループットが低下するという課題があった。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、欠陥検査の条件設定にかかる負荷を軽減すると共に、条件設定を含む欠陥検査を効率化することができる欠陥検査装置及び欠陥検査プログラムを提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の欠陥検査装置は、被検査物をカメラに対して相対的に移動させながら前記カメラによって撮像し、撮像された画像に基づいて被検査物の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、被検査物の撮像領域を分割して複数の分割領域を生成する撮像領域分割手段と、前記撮像領域分割手段によって生成された分割領域が前記カメラに撮像される被検査物の位置である撮像位置を少なくとも含むパラメータを設定するパラメータ設定手段と、移動する被検査物が撮像位置に達するタイミングで撮像信号を発する信号発生手段と、を備え、前記信号発生手段が発生した撮像信号をトリガとして前記カメラが被検査物を撮像することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の欠陥検査装置は、請求項１に記載の発明において、前記カメラによって撮像された画像に基づく欠陥の検査時間を、予め定められている所定の時間である目標時間と比較する時間比較手段と、前記時間比較手段による検査時間と目標時間との比較の結果、検査時間が目標時間を超過する場合、前記撮像領域分割手段による撮像領域の分割数を低減することによって分割領域数を低減し、検査時間が目標時間に満たない場合、前記撮像領域分割手段による撮像領域の分割数を増加することによって分割領域数を増加する分割数変更手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の欠陥検査装置は、請求項２に記載の発明において、前記分割数変更手段によって分割領域数が変更された場合、分割領域数の変更に伴って前記カメラによる被検査物の撮像倍率を変更する倍率変更手段をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明の請求項４に記載の欠陥検査装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、被検査物を前記カメラの光軸と直交する方向に移動させる移動手段を有し、前記パラメータ設定手段は、前記移動手段が前記被検査物を移動させた方向と移動量とから撮像位置を設定することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載の欠陥検査装置は、請求項４の発明において、前記被検査物が検査対象となるパターンである被検査パターンを複数有する場合、前記移動手段が、前記被検査パターンの少なくとも２箇所の端部の各々が中心に位置する画像が撮像される位置に被検査物を移動し、前記分割領域生成手段は、前記被検査物が前記位置間を移動した方向と移動量とに基づいて被検査パターンのサイズを判定し、前記サイズに基づいて分割領域の数を決定することを特徴とする。

また、本発明の請求項６に記載の欠陥検査装置は、請求項４または請求項５に記載の発明において、前記移動手段が被検査物を移動させることによってパルス信号を発生し、前記タイミング検出手段は、被検査物を移動させることによって前記移動手段が発生するパルス信号をカウントし、カウントされたカウント値が、被検査物が撮像位置に達するまでに発生するパルス信号のカウント値に達するタイミングを検出することを特徴とする。
また、本発明の請求項７に記載の欠陥検査装置は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、前記カメラが、前記信号発生手段が発生した撮像信号をトリガとして被検査物を撮像する際の露光時間を、撮像される画像のブレを低減するために制限する制限する露光時間調整手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項８に記載の欠陥検査プログラムは、被検査物をカメラに対して相対的に移動させながら前記カメラによって撮像し、撮像された画像に基づいて被検査物の欠陥を検査する欠陥検査装置において実行される欠陥検査プログラムであって、コンピュータに、被検査物の撮像領域を分割して複数の分割領域を生成する撮像領域分割機能と、前記撮像領域分割機能によって生成された分割領域が前記カメラに撮像される被検査物の位置である撮像位置を少なくとも含むパラメータを設定するパラメータ設定機能と、移動する被検査物が撮像位置に達するタイミングを検出するタイミング検出機能と、前記タイミング検出機能によって検出されたタイミングで撮像信号を発する信号発生機能と、を実行させ、前記信号発生機能が発生した撮像信号をトリガとして前記カメラが被検査物を撮像することを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、撮像領域を分割して複数の分割領域を生成し、撮像位置を含むパラメータを設定することができる。そして、被検査物がこの撮像位置に達するタイミングで撮像信号を発生させ、撮像信号をトリガとしてカメラが被検査物を撮像することができる。このため、被検査物を適正なタイミングで撮像し、被検査物を静止させることなく順次分割領域の画像を撮像することができる。

このような、請求項１記載の発明は、被検査物を移動させる治具の停止、再起動をすることなく分割領域の画像を撮像することを可能にする。このような画像の撮影は、治具を停止させて撮像する構成よりも画像撮像のスループットを高め、検査時間を短縮することができる。したがって、本発明は、欠陥検査の条件設定にかかる負荷を軽減すると共に、条件設定を含む欠陥検査を効率化することができる欠陥検査装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、検査時間が目標時間を超過する場合に分割領域数を低減し、検査時間が目標時間に満たない場合に撮像領域の分割数を増加することができる。このため、目標時間を考慮した最適な分割数を設定することができる。
また、本発明の請求項３に記載の発明によれば、分割領域数の変更に伴ってカメラによる被検査物の撮像倍率を変更することができるから、分割数を増加させた場合に撮像倍率を高めて検出精度を高めることができる。

また、本発明の請求項４に記載の発明によれば、移動手段が前記被検査物を移動させた方向と移動量とから撮像位置を設定するので、撮像位置を簡易かつ正確に表すパラメータを設定することができる。
また、本発明の請求項５に記載の発明によれば、簡易かつ正確に被検査パターンのサイズを検出し、分割領域の数を適正な値に決定することができる。
また、本発明の請求項６に記載の発明によれば、被検査物が撮像位置に達するタイミングを比較的簡易かつ高精度に検出することができる。

また、本発明の請求項７に記載の発明によれば、露光時間を制限するという簡易な制御によって画像のブレを抑えることができる。
また、本発明の請求項８に記載の発明によれば、被検査物を移動させる治具の停止、再起動をすることなく分割領域の画像を撮像することを可能にする。このような画像の撮影は、治具を停止させて撮像する構成よりも画像撮像のスループットを高め、検査時間を短縮することができる。したがって、本発明は、欠陥検査の条件設定にかかる負荷を軽減すると共に、条件設定を含む欠陥検査を効率化することができる欠陥検査プログラムを提供することができる。

以下、図を参照して本発明に係る一実施形態の欠陥検査装置及び欠陥検査プログラムを説明する。なお、本実施形態では、欠陥検査装置がウェハを被検査物として検査する例を挙げて説明するものとする。
（欠陥検査装置）
図１は、本発明の一実施形態の欠陥検査装置を説明するための図である。図示した欠陥検査装置は、ウェハｗをカラーカメラ１０２に対して相対的に移動させながらカラーカメラ１０２によって撮像し、撮像された画像に基づいてウェハｗの欠陥を検査する欠陥検査装置である。欠陥検査装置は、欠陥検査を実行する機械的な構成である検査部１と、コンピュータによって実行可能なプログラムによって検査部１を制御するパソコン（ＰＣ）２とからなっている。

検査部１は、カラーカメラ１０２、ウェハｗを固定する搭載台１０７を備えている。カラーカメラ１０２は、カメラ部１１２、電動式のズームレンズ１０４、対物レンズ１０５、対物レンズ１０５とウェハｗとの相対的な距離を調整するＺ軸ステージ１１３を有している。また、カラーカメラ１０２は、ウェハｗの面を照明するための照明器１０３を備えている。照明器１０３の照明光は、光ファイバ等によってカラーカメラ１０２に導光されてウェハｗを適正な明るさにしている。

ズームレンズ１０４は、拡大画像を撮像するためのレンズであって、拡大倍率はズームコントローラ１１１によって調整される。また、ズームレンズ１０４はＺ軸ステージ１１３に取り付けられていて、ウェハｗに対する高さが適正に調整される。カメラ部１１２は、ズームレンズ１０４によって拡大された拡大画像をも撮像することができる。カメラ部１１２によって撮像された画像のデジタルデータは、画像データとしてカメラリンク等によってＰＣ２に入力される。カメラリンクとＰＣ２からカラーカメラ１０２への制御信号とを含む信号線１１４を図中に示す。

また、搭載台１０７は、搭載台１０７をカラーカメラ１０２の光軸Ａと直交する方向に移動させるＸＹステージ１０９、光軸Ａを中心に回転させるθステージ１０６によって移動される。搭載台１０７に載置されたウェハｗは、搭載台１０７と共に移動する。このため、本実施形態では、搭載台１０７の移動によるウェハｗの移動を、単にウェハｗの移動とも記す。

また、図示した欠陥検査装置は、４軸ステージコントローラ１１０を備えている。４軸ステージコントローラ１１０は、ＸＹステージ１０９、θステージ１０６、Ｚ軸ステージ１１３をそれぞれ独立に駆動させることができる。ＸＹステージ１０９の各軸にはリニアスケール１０８が装着されていて、リニアスケール１０８が出力する２相パルス信号（Ａ／Ｂ相差動信号）によって各軸を高精度に駆動することが可能になる。
なお、上記したＸＹステージ１０９やカラーカメラ１０２は、図示しない除震装置や振動を防ぐのに充分な質量を有する光学ベンチ等に搭載されていて、撮像される画像品質への振動の影響を低減することができる。

図２は、ＰＣ２に保存されている欠陥検査プログラムであるプログラム２０１を説明するための図である。プログラム２０１は、ウェハｗの撮像領域を分割して複数の分割領域を生成する撮像領域分割部２０４、生成された分割領域がカラーカメラ１０２に撮像されるウェハｗの位置（撮像位置）を少なくとも含むパラメータを設定するパラメータ設定部２０３を備えている。

また、プログラム２０１は、撮像位置にウェハｗが達するタイミングを検出すると共に、撮像信号であるトリガ信号Ｓｔを発する撮像タイミング制御部２０２を備えている。カラーカメラ１０２は、トリガ信号Ｓｔをトリガとしてウェハｗを撮像する。撮像された画像の画像データは、画像メモリ２０７に保存される。欠陥検査部２０６は、画像メモリ２０７に保存された画像に基づいてウェハｗの欠陥を検査する。
さらに、本実施形態では、プログラム２０１が、４軸ステージコントローラ１１０を制御するステージ駆動部２０４、ズームコントローラ１１１を制御する撮像条件調整部２０５を備えるものとする。

以上の構成において、撮像領域分割部２０８は分割領域生成手段、パラメータ設定部２０３はパラメータ設定手段、撮像タイミング制御部２０２がタイミング検出手段及び信号発生手段として機能する。ステージ駆動部２０４は、ＸＹステージ１０９、４軸ステージコントローラ１１０と共に本実施形態の移動手段を構成する。撮像条件調整部２０５は、パラメータ設定部２０３、ズームコントローラ１１１と共に倍率変更手段として機能する。

（良品ウェハによる検査条件の設定）
次に、本実施形態の欠陥検査装置の制御について説明する。本実施形態は、先ず欠陥のないウェハ（良品ウェハ）を撮像し、撮像された画像のデジタルデータを良品画像データとして撮影のパラメータと共に登録する。そして、検査の対象となるウェハをパラメータにしたがって撮像し、撮像の結果得られた画像データを良品画像データと比較することによって欠陥の有無を検査する。

先ず、良品ウェハを撮像する制御について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の良品ウェハを示した図である。図示した良品ウェハは、（ａ）に示したように、４インチウェハであって、１４個のセルｓが配置されている。１４個のセルｓは、いずれも同一のパターンを有するものとする。本実施形態では、１４個のセルｓのうち、網掛けで示した図中右上端部に位置するセルｓを撮影して良品画像データとするものとする。セルｓは、本実施形態の検査対象となる被検査パターンである。なお、検査対象となるウェハは、良品ウェハと同様のウェハである。

本実施形態では、先ず、良品ウェハの撮像領域を検出する。撮像領域とは、ウェハｗ中の欠陥検査の対象となる領域をいい、本実施形態では、ウェハｗ上に形成されたセルｓとする。良品ウェハがセルｓを複数有する場合、ステージ駆動部２０４等は、セルｓの少なくとも２箇所の端部である角部ｅ１、ｅ２の各々が中心に位置する画像が撮像される位置に良品ウェハを移動する。図３（ｂ）中に、カラーカメラ１０２によって１枚の画像として撮像される範囲３０１を示す。なお、範囲３０１は撮像倍率によって変化する。

撮像領域分割部２０８は、このとき、良品ウェハが角部ｅ１が撮像される位置、角部ｅ２が撮像される位置間を移動した方向と移動量とに基づいてセルｓのサイズを判定する。そして、判定の結果得られたサイズに基づいて分割領域の数を決定する。
良品ウェハの画像を撮像する場合、本実施形態では、先ず、搭載台１０７に良品ウェハを搭載する。良品ウェハの装着は、手動によって行われるものであってもよい。また、図示しないウェハキャリアから図示しないウェハローダを使って自動的に搭載台１０７へ搬送させるものであってもよい。

搭載台１０７に良品ウェハが搭載されると、ステージ駆動部２０４は、良品ウェハの角度を所定の角度に調整する。調整は、例えば、ＰＣ２が良品ウェハ上のパターンを自動的に認識し、このパターンがｘ軸と平行になるように、ステージ駆動部２０４が４軸ステージコントローラを介してθステージ１０６を制御することによって実現することができる。なお、このような角度調整は、操作者が手動によって行うことも考えられる。

次に、本実施形態では、ステージ駆動部２０４が４軸ステージコントローラ１１１を制御して良品ウェハを移動させながらカラーカメラ１０２によって動画画像のデータを得る。そして、撮像領域分割部２０８が、動画像データと予め設定されているセルｓ同士の境界のパターンとを比較し、セルｓの角部ｅ１を検出する。
ステージ駆動部２０４は、検出された角部ｅ１が、カラーカメラ１０２によって撮像される１つの画面（撮像画面）の中央に位置するよう、ＸＹステージ１０９を制御して搭載台１０７を移動する。カラーカメラ１０２は、角部ｅ１を撮像する。撮像後、同様にして搭載台１０７が移動され、角部ｅ２が撮像画面の中央に位置する画像が撮像される。

撮像領域分割部２０８は、ステージ駆動部２０４が良品ウェハを移動させた方向と移動量とから良品ウェハの位置を決定する。すなわち、ＸＹステージ１０９のモータが例えばステッピングパルスモータである場合、４軸ステージコントローラ１１０は、ＸＹステージ１０９を駆動させながらステッピングパルスモータから出力されるパルス数をカウントし、撮像領域分割部２０８に送る。撮像領域分割部２０８は、カウントされたパルス数に基づいて、良品ウェハの移動量を検出し、検出されたＸ方向の移動量とＹ方向に移動量とに基づいてセルｓのサイズを検出する。

なお、セルｓのサイズをより正確に検出する場合には、リニアスケール１０８から出力されるＡ／Ｂ相差動信号をＰＣ２内に増設したカウンタカードを使ってカウントすることも考えられる。撮像領域分割部２０８は、以上述べた方法によって検出されたセルサイズに基づいて、セルｓの全域を複数に分割する。複数に分割された撮像領域の各々を以降分割領域と記す。

図４は、撮像領域分割部２０８による撮像領域の分割を説明するための図である。図示したセルｓは、幅Ｌ、高さＨのサイズを有していて、図示した例ではセルｓをｍ×ｎ（分割数）個の分割領域に分割するものとする。ｍ及びｎの値によって、分割領域４０１、４０２、４０３の大きさ及び撮像倍率が変化する。また、幅方向のオーバーラップ量をａL、高さ方向のオーバーラップ量をａhとして図中に記す。

分割領域４０１、４０２、４０３は、いずれもセルｓをｍ×ｎ個に分割した場合の分割領域であり、分割領域４０１は、ｍ×ｎ個の分割領域のうちの第１×１番目の分割領域である。また、分割領域４０２は第２×１番目の分割領域、分割領域４０３は第１×ｎ番目の分割領域である。ｍ及びｎの値は、以下の式（１）によって算出できる。
Ｌ＝（Ｘ−ａL）×（ｍ−１）＋Ｘ （１）
式（１）において、オーバーラップ量ａLを充分小さくすることが可能であれば、ｍは式（２）によって決定することができる。
Ｌ＝ｍＸ （２）
なお、式（１）、（２）は、Ｘ方向についての算出式であるが、Ｙ方向についてもセルサイズＬをセルサイズＨに、画面有効幅Ｘを画面有効高さＹに、オーバーラップ量ａLをオーバーラップ量ａｈ、分割数のｍの値をｎの値とすることによって算出することができる。

本実施形態では、最初に撮像倍率を小さく設定し、１つの分割領域に含まれる範囲を充分大きくしてｍ及びｎの値を決定する。
式（１）、（２）を使って分割数が決定すると、パラメータ設定部２０３は、各分割領域がカラーカメラ１０２によって撮像される際の良品ウェハの位置である撮像位置を含むパラメータを算出する。パラメータとは、セルｓの各分割領域を撮像するために必要な情報であって、各分割領域の撮像位置の他、撮像倍率、撮像領域の重なり（オーバーラップ量）等がある。なお、良品ウェハの撮像位置は、良品ウェハを移動させるＸＹステージ１０９のＸＹ座標によって表されるものとする。算出されたパラメータは、後に撮像される各分割領域の画像と共に画像メモリ２０７に登録される。

パラメータのうち、撮像位置を設定する際、パラメータ設定部２０３は、セルｓの幅Ｌ、高さＨ、分割数ｍ、ｎの値に基づいて、撮像位置におけるＸＹステージ１０９の座標を決定する。撮像位置の座標は、ステージ駆動部２０４に出力される。
ステージ駆動部２０４は、ＸＹステージ１０９が座標に移動するように４軸ステージコントローラ１１０を制御すると共に、ＸＹステージ１０９によって出力されるパルス信号をカウントしている。また、ステージ駆動部２０４は、カウント値によってＸＹステージ１０９による良品ウェハの移動方向と移動量とを検出し、ＸＹステージ１０９の座標を検出している。

このようなステージ駆動部２０４は、ＸＹステージ１０９の座標を検出しながら、ＸＹステージ１０９の座標が撮像位置の座標に所定の値以上近づくと、座標が撮像位置に達するタイミングを撮像タイミング制御部２０２に通知する。撮像タイミング制御部２０２は、通知を受けてトリガ信号Ｓｔを出力させる。
トリガ信号Ｓｔは、カラーカメラ１０２に入力される。カラーカメラ１０２は、移動する良品ウェハをトリガ信号Ｓｔが入力されたタイミングで撮像する。このとき、ステージ駆動部２０４は搭載台１０７を停止させることがない。このため、本実施形態は、良品ウェハを停止させることなく分割領域を撮像することができる。

図５は、良品ウェハを停止させることなく行われる撮像について説明するための図である。上記した制御の結果、カラーカメラ１０２は、光軸Ａが矢線５０１で示す軌跡を通るように移動する。この結果、第１×１番目の分割領域４０１が撮像され、第９×２番目の分割領域５０３、第１×２番目の分割領域５０４が順次撮像される。
移動する良品ウェハを撮像する場合、トリガ信号に合わせて撮像タイミングを正確に検出することと、撮像された像にブレが生じることを防ぐことが重要となる。

撮像タイミングを検出するため、本実施形態では、前記したように、ＸＹステージ１０９がモータによって良品ウェハを移動させ、ＸＹステージ１０９にはリニアスケールが接続されている。モータやリニアスケールは、ＸＹステージ１０９が良品ウェハを移動させることによってパルス信号を発生する。撮像タイミング制御部２０２は、発生されたパルス信号をカウントする。そして、カウントされたカウント値が、良品ウェハが撮像位置に達するまでに発生するパルス信号のカウント値に達するタイミングを検出する。
移動量をより高精度に検出するためには、ＸＹステージ１０９の軸に装着されたリニアスケール１０８から出力するＡ／Ｂ相差動信号を、図示しないカウンタカードによってカウントすることが望ましい。

このような構成において、本実施形態では、撮像画面４０１が撮像された後、撮像ピッチＰを基準にして設定されたカウント値をカウンタカードのレジスタにセットする。そして、カウントされたカウント値がセットされた値に一致すると同時にステージ駆動部２０４がカウント値をリセットする。このような動作を繰り返すことにより、本実施形態は、撮像ピッチＰに対応するトリガ信号を周期的に、かつ正確に発生させることができる。また、カラーカメラ１０２が適正なタイミングで画像を撮像することができる。また、このような構成によれば、ＸＹステージ１０９によるウェハの移動に加速度が生じても、トリガ信号Ｓｔの発生タイミングに影響することがない。

なお、本実施形態は、撮像タイミングの検出にリニアスケールを用いる構成に限定されるものでなく、例えば、ロータリーエンコーダをＸＹステージ１０９の駆動モータに取り付けることによっても同様の効果が得られる。
また、画像のブレは、撮像の露光時間を制限することによって抑えることができる。すなわち、検査部１は、照明器１０３にメタルハライド等の高輝度照明を用い、トリガ信号Ｓｔに同期して１／１０００秒程度の露光時間で撮像を行っている。本実施形態では、この露光時間を短縮して画像のブレを抑えることができる。露光時間の短縮は、例えば撮像条件調整部２０５によって図示しない電子シャッタの動作時間を調整することによって実現することができる。このような本実施形態において、撮像条件調整部２０５は本実施形態の露光時間調整手段となる。
なお、照明光の強度は、当然のことながら、撮像倍率やＸＹステージ１０９によるウェハの移動速度、シャッタースピード等によって適正な値が相違する。本実施形態は、撮像条件調整部２０５が照明器１０３の照明光強度をも制御して強度を適正な値に調整するようにしてもよい。

次に、本実施形態は、このようにして決定した欠陥検査の条件を以下のようにして最適化することができる。すなわち、前述したように、検出精度と画像の処理量はトレードオフの関係にある。画像の処理量は、撮像される画像の数、つまり分割領域の数に比例するので、高い検出精度を得るためにはｍ×ｎの値（分割数）を多くして高い撮像倍率でセルｓを撮像することが望ましい。一方、画像の処理量を抑えて欠陥検査を短時間のうちに完了するには、分割数を抑えて低い撮像倍率でセルｓを撮像することが望ましい。
本実施形態は、処理時間に考慮して分割数を調整し、処理時間内に最も高い検出精度を得ることができる分割数を求めるものである。

図６は、本実施形態の分割数を最適化する手順を説明するためのフローチャートである。なお、フローチャートに示した制御は、主に撮像領域分割部２０８及びパラメータ設定部２０３によって実行される。このような撮像領域分割部２０８及びパラメータ設定部２０３は、本実施形態の分割数変更手段として機能する。
すなわち、撮像領域分割部２０８は、撮像倍率を最低限に設定して分割数ｍ×ｎを設定する（Ｓ６０１）。そして、検査部１全体が分割数ｍ×ｎの条件に合わせて設定されたパラメータによって欠陥検査を実行する（Ｓ６０２）。撮像領域分割部２０８は、検査にかかった時間を、予め定められている検査時間（目標時間）と比較する（Ｓ６０３）。

ステップＳ６０３の比較の結果、検査時間が目標時間を超過することなく（Ｓ６０３：Ｎｏ）、検査時間と目標時間との差分が検査時間を延長する必要がない程度に小さい場合（Ｓ６０４：Ｎｏ）、撮像領域分割部２０８は、分割数を調整する処理を終了する。
また、ステップＳ６０３において、目標時間が検査時間を超過すると判断された場合（Ｓ６０３：Ｙｅｓ）、パラメータ設定部２０３が、分割数ｍ×ｎを分割数（ｍ−１）×ｎに変更した場合の撮像倍率Ｂｍを算出する（Ｓ６０８）。さらに、分割数ｍ×ｎを分割数ｍ×（ｎ−１）に変更した場合の撮像倍率Ｂｎを算出する（Ｓ６０９）。

撮像領域分割部２０８は、撮像倍率ＢｍとＢｎとを比較する（Ｓ６１０）。比較の結果、撮像倍率ＢｍがＢｎより大きい場合（Ｓ６１０：Ｎｏ）、撮像倍率Ｂｍに合わせて分割数が調整される。この結果、分割数は（ｍ−１）×ｎに設定される。また、撮像倍率ＢｍがＢｎより小さい場合（Ｓ６１０：Ｙｅｓ）、撮像倍率Ｂｎに合わせて分割数が調整される。この結果、分割数はｍ×（ｎ−１）に設定される。
このような処理によれば、本実施形態は、分割領域の数を低減しつつ撮像倍率の低下を抑え、検出精度の低下を最小限に抑えることができる。

一方、ステップＳ６０３において、目標時間が検査時間を超過しないと判断され（Ｓ６０３：Ｎｏ）、かつ検査時間を延長することが必要であると判断された場合（Ｓ６０４：Ｙｅｓ）、撮像領域分割部２０８は、分割数を増加させるよう調整する。この際、パラメータ設定部２０３が、分割数ｍ×ｎを分割数（ｍ＋１）×ｎに変更した場合の撮像倍率Ｂｍを算出する（Ｓ６０５）。さらに、分割数ｍ×ｎを分割数ｍ×（ｎ＋１）に変更した場合の撮像倍率Ｂｎを算出する（Ｓ６０６）。

撮像領域分割部２０８は、撮像倍率ＢｍとＢｎとを比較する（Ｓ６１０）。比較の結果、撮像倍率ＢｍがＢｎより大きい場合（Ｓ６１０：Ｎｏ）、撮像倍率Ｂｍに合わせて分割数が調整される。この結果、分割数は（ｍ＋１）×ｎに設定される。また、撮像倍率ＢｍがＢｎより小さい場合（Ｓ６１０：Ｙｅｓ）、撮像倍率Ｂｎに合わせて分割数が調整される。この結果、分割数はｍ×（ｎ＋１）に設定される。

このような処理によれば、本実施形態は、分割領域の数を増加させた場合に撮像倍率を効果的に高め、検出精度の向上効果を高めることができる。
なお、以上述べた本実施形態の欠陥検査プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク（ＦＤ）、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。また、本実施形態の欠陥検査プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。

（欠陥検査）
次に、本実施形態の欠陥検査装置による欠陥検査について説明する。本実施形態では、欠陥検査も良品ウェハの撮像と同様に、移動している検査対象のウェハｗをカラーカメラ１０２がトリガ信号Ｓｔに合わせて撮像する。トリガ信号Ｓｔの出力タイミングは、図６のフローチャートによって示した手順によって最適化されているものとする。検査対象となるウェハｗの移動や撮像に関する制御は、前記した良品ウェハの移動や撮像と同様に行われる。

撮像されたウェハｗの画像は分割領域としてパラメータと共に画像メモリ２０７に保存される。欠陥検査部２０６は、画像メモリ２０７に保存された分割領域を読み出し、登録されている良品画像データのうち同様のパラメータを有するものと比較する。分割領域と良品画像データとの比較は、画像濃度の相違の検出等によって行われる。なお、このような欠陥検査は、周知技術であるからこれ以上の説明を省く。

以上述べた本実施形態は、移動させる搭載台１０７を停止、再起動をすることなくウェハ等の被検査物を撮像することができる。このため、搭載台１０７等を停止させてウェハを撮像する従来の構成よりも撮像のスループットを高め、検査時間を短縮することができる。このため、分割数等の条件設定を含む欠陥検査の処理を効率化することができる。
また、本発明は、検査時間が目標時間を超過する場合に分割領域数を低減し、検査時間が目標時間に満たない場合に画像データの分割数を増加することができる。このため、欠陥検査の条件設定が自動的にできて条件の設定にかかる負荷を軽減することができる。また、目標時間の制限内で最も高い検出精度が得られる条件が条件の設定時に分かる。

本願発明の一実施形態の欠陥検査装置を説明するための図である。 図１に示したＰＣ２に保存されている欠陥検査プログラムを説明するための図である。 本発明の一実施形態の良品ウェハを示した図である。 本発明の一実施形態の撮像領域分割部による撮像領域の分割を説明するための図である。 本発明の一実施形態の良品ウェハを停止させることなく行われる撮像について説明するための図であるである。 本発明の一実施形態の分割数を最適化する手順を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 検査部
２ ＰＣ
１０２ カラーカメラ
１０３ 照明器
１０４ ズームレンズ
１０５ 対物レンズ
１０６ ＸＹステージ
１０７ 搭載台
１０８ リニアスケール
１０９ ＸＹステージ
１１０ ４軸ステージコントローラ
１１１ ズームコントローラ
１１２ カメラ部
１１３ Ｚ軸ステージ
１１４ 信号線
２０１ プログラム
２０２ 撮像タイミング制御部
２０３ パラメータ設定部
２０４ ステージ駆動部
２０５ 撮像条件調整部
２０６ 欠陥検査部
２０７ 画像メモリ
２０８ 撮像領域分割部

Claims (8)

1. 被検査物をカメラに対して相対的に移動させながら前記カメラによって撮像し、撮像された画像に基づいて被検査物の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、
   被検査物の撮像領域を分割して複数の分割領域を生成する撮像領域分割手段と、
   前記撮像領域分割手段によって生成された分割領域が前記カメラに撮像される被検査物の位置である撮像位置を少なくとも含むパラメータを設定するパラメータ設定手段と、
   移動する被検査物が撮像位置に達するタイミングを検出するタイミング検出手段と、
   前記タイミング検出手段によって検出されたタイミングで撮像信号を発する信号発生手段と、を備え、
   前記信号発生手段が発生した撮像信号をトリガとして前記カメラが被検査物を撮像することを特徴とする欠陥検査装置。
2. 前記カメラによって撮像された画像に基づく欠陥の検査時間を、予め定められている所定の時間である目標時間と比較する時間比較手段と、
   前記時間比較手段による検査時間と目標時間との比較の結果、検査時間が目標時間を超過する場合、前記撮像領域分割手段による撮像領域の分割数を低減することによって分割領域数を低減し、検査時間が目標時間に満たない場合、前記撮像領域分割手段による撮像領域の分割数を増加することによって分割領域数を増加する分割数変更手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
3. 前記分割数変更手段によって分割領域数が変更された場合、分割領域数の変更に伴って前記カメラによる被検査物の撮像倍率を変更する倍率変更手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の欠陥検査装置。
4. 被検査物を前記カメラの光軸と直交する方向に移動させる移動手段を有し、
   前記パラメータ設定手段は、前記移動手段が前記被検査物を移動させた方向と移動量とから撮像位置を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
5. 前記被検査物が検査対象となるパターンである被検査パターンを複数有する場合、前記移動手段が、前記被検査パターンの少なくとも２箇所の端部の各々が中心に位置する画像が撮像される位置に被検査物を移動し、前記分割領域生成手段は、前記被検査物が前記位置間を移動した方向と移動量とに基づいて被検査パターンのサイズを判定し、前記サイズに基づいて分割領域の数を決定することを特徴とする請求項４に記載の欠陥検査装置。
6. 前記移動手段が被検査物を移動させることによってパルス信号を発生し、
   前記タイミング検出手段は、被検査物を移動させることによって前記移動手段が発生するパルス信号をカウントし、カウントされたカウント値が、被検査物が撮像位置に達するまでに発生するパルス信号のカウント値に達するタイミングを検出することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の欠陥検査装置。
7. 前記信号発生手段が発生した撮像信号をトリガとして前記カメラが被検査物を撮像する際の露光時間を、撮像される画像のブレを低減するために制限する露光時間調整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
8. 被検査物をカメラに対して相対的に移動させながら前記カメラによって撮像し、撮像された画像に基づいて被検査物の欠陥を検査する欠陥検査装置において実行される欠陥検査プログラムであって、
   コンピュータに、
   被検査物の撮像領域を分割して複数の分割領域を生成する撮像領域分割機能と、
   前記撮像領域分割機能によって生成された分割領域が前記カメラに撮像される被検査物の位置である撮像位置を少なくとも含むパラメータを設定するパラメータ設定機能と、
   移動する被検査物が撮像位置に達するタイミングを検出するタイミング検出機能と、
   前記タイミング検出機能によって検出されたタイミングで撮像信号を発する信号発生機能と、を実行させ、
   前記信号発生機能が発生した撮像信号をトリガとして前記カメラが被検査物を撮像することを特徴とする欠陥検査プログラム。

Images