JP2009204388A - Defect inspection method - Google Patents

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JP2009204388A JP2008045741A JP2008045741A JP2009204388A JP 2009204388 A JP2009204388 A JP 2009204388A JP 2008045741 A JP2008045741 A JP 2008045741A JP 2008045741 A JP2008045741 A JP 2008045741A JP 2009204388 A JP2009204388 A JP 2009204388A
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Hirosuke Takehara
裕輔 竹原
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Toppan Printing Co Ltd
凸版印刷株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a defect inspection method with the effects of imaging conditions, lighting conditions, design conditions for cyclic patterns, etc., removed therefrom as far as possible.
SOLUTION: In this defect inspection method for detecting streaky irregularities on an inspected body having cyclic patterns, intensity distribution of refracted light on the inspected body caused by illumination from a light source is acquired at a plurality of lighting angles to compare a plurality of inspection images of different lighting angles with a plurality of inspection images of different lighting angles to the inspected body, with the intensity distribution of the refracted light at the respective lighting angles acquired as inspection images. Streaky irregularities with their positions changing according to a light application angle to the inspected body and streaky irregularities with their positions unchanging are extracted to classify the streaky irregularities with their positions changing as pseudo defects which are not regarded as defects in inspection. As to the streaky irregularities with their positions unchanging classified as defects in inspection, defect scale is evaluated based on respective maximum luminances and pattern pitch normalized areas.
COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、周期性パターンを有する製品においてパターンのムラを検査するための方法に係わる。 The present invention relates to a method for inspecting unevenness of a pattern in a product having a cyclic pattern. なお周期性パターンとは、一定の間隔を有するパターンの集合体を称し、例えば、パターンが所定の周期(ピッチ)で配列したストライプ状の周期性パターン、又は開口部のパターンが所定の周期で2次元的に配列したマトリクス状のパターン等である。 Note that the cyclic pattern, referred to a collection of patterns having a predetermined interval, e.g., 2 pattern striped cyclic pattern of prescribed period (pitch), or the pattern of openings in a predetermined cycle a dimensionally arrayed matrix-like pattern or the like. 例えば、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、フォトマスク等がこれに当たる。 For example, color filter, black matrix, the photo mask or the like corresponds to this.

周期性パターンにおけるムラ欠陥は、通常微細なパターンズレが規則的に配列していることが多いため、個々のパターン検査では発見することが困難であるが、周期性パターンを全体として見たとき、他の正常部とは異なる状態となって顕在化される欠陥である。 Mura in cyclic pattern, since it is often normal fine pattern deviation are regularly arranged, when it is difficult to find the individual pattern inspection, it viewed cyclic pattern as a whole, the other normal portion is the defect that is manifested in a different state.

ムラ欠陥の検査として目視検査が広く行われてきた。 Visual inspection as the inspection of the irregularity defects have been widely performed. 例えば、被検査体の周期性パターン面に対し斜方向等からの透過光又は反射光を通して周期性パターンを観察することでムラを目視で捉えることができる。 For example, it is possible to catch a unevenness visually by observing the periodic pattern through a transmitted light or reflected light from the oblique direction or the like to the periodicity of the pattern surface of the object to be inspected.

しかし、目視検査は作業員の習熟度によって検査結果にばらつきが出るという問題があるため、例えば特許文献1又は特許文献2のようなムラ検査装置が考案されている。 However, visual inspection because of the problem of variation comes into test results by proficiency worker, for example, the unevenness inspection device as described in Patent Document 1 or Patent Document 2 has been proposed. これらのムラ検査装置では撮像カメラと同軸の透過照明や平面照明を用いて透過率画像を撮像し、各々の画像での光の強度(明るさ)を比べてムラの検出を行っている。 These are in the unevenness inspection apparatus captures a transmission image using a transmitted illumination or flat illumination of the imaging cameras and coaxial, are carried out to detect the unevenness than the intensity of light at each image (brightness). つまり、周期性パターンにおいては元々ムラ部と正常部の光強度差の少ない、すなわちコントラストの低い画像を、その強度差の処理方法を工夫することで、差を拡大してムラ部を抽出し、検査を行っている。 That is, originally small intensity difference of unevenness portion and the normal portion in the cyclic pattern, i.e. a low-contrast image, by devising how to handle the intensity difference, to extract the unevenness part to expand the difference, It is doing the inspection.

しかし、上記従来技術においては、格子状の周期性パターンのムラ、特に開口部の大きい周期性パターンのムラの撮像において、ムラ部と正常部のコントラスト向上が望めず、強度差の処理の工夫をしたとしても、元画像のコントラストが低い画像の場合の検査では、目視での官能検査よりも低い検査能力しか達成できていないという問題がある。 However, in the above prior art, the unevenness of the lattice periodicity pattern, particularly in imaging of the unevenness of the large cyclic pattern of openings, without overlooking the contrast improvement in unevenness portion and the normal portion, the contrivance of processing intensity difference even were, in the inspection of the contrast of the original image is low image, there is a problem that not only can achieve lower test capability than sensory test visually.

一方、微細な表示と明るい画面の電子部品の増加により、前記周期性パターンでは微細化、又は開口比上昇の傾向が続いている。 On the other hand, an increase in fine view and bright screen electronic components, in the cyclic pattern are continuing trend of increasing miniaturization, or aperture ratio. 将来、更に開口部の大きい、より微細形状のブラックマトリクス用に周期性パターンのムラ検査の方法及び装置が必要となる。 Future, even larger opening, the method and apparatus unevenness inspection of periodic patterns required for more black matrix fine shape. すなわち、従来の光の振幅による光の強度(明るさ)の強弱のみに依る検査では限界である。 That is, in the test due only to the intensity of the light intensity due to the amplitude of a conventional optical (brightness) is limited.

そこで、周期性パターンのムラを安定的、高精度に撮像、検出可能な周期性ムラ検査装置を提供することを目的として、照明光が被検査体に照射され、周期性パターンによって生じる透過回折光を画像検査する検査装置が提案された。 Accordingly, stability of the unevenness of the periodic pattern, the imaging with high accuracy, for the purpose of providing a detectable periodic unevenness inspection apparatus, illumination light is irradiated to the object to be inspected, transmitted diffraction light generated by the periodic pattern inspection apparatus for image inspection and has been proposed. 周期性パターンの正常部では開口部の形状・ピッチが一定となるために互いに干渉し一定の方向に強い回折光を生じる。 The normal portion of the periodic pattern interfere with each other in order to shape and pitch of the openings is constant resulting in strong diffraction light in a predetermined direction. それに対し、ムラ部では開口部の形状、ピッチが不安定になるために、形状、ピッチに応じて色々な方向に、種々の強さで回折光が生じる。 In contrast, in the uneven portion in the shape of the openings, the pitch becomes unstable, shape, in various directions according to the pitch, the diffraction light is generated in a variety of strengths. この検査装置は回折光のコントラストの違いから、ムラ部を検出している。 The inspection apparatus from the difference in the contrast of the diffracted light, and detects the irregularity portion. しかし、回折光に依る正常部とムラ部のコントラストの違いは非常に僅差であることも少なくない。 However, the contrast difference between the normal portion and the unevenness part due to the diffracted light is not very it less is closely. さらに、回折強度は照明光の照射角度、照明光の波長及び開口部の形状、ピッチ等に依存し変化する。 Further, the diffraction intensity irradiation angle of the illumination light, the shape of the wavelength and the opening of the illumination light, varies depending on the pitch or the like.

ところで、周期パターンを有する被検査体の検査装置では、本来、無欠陥であるにもかかわらず欠陥だと判定されてしまう箇所があり、この箇所のことを擬似欠陥という。 Incidentally, in the inspection apparatus of the test subject is having a periodic pattern, originally there is a part that would be determined to be a spite defect is defect-free, that pseudo defects that in this position. 従来の検査装置では、周期性パターンの透過回折光の強度分布を取得する際に、光の多重反射による映り込み(ゴースト)も同時に捉えてしまい、それが擬似欠陥として検査画像に現れ検査精度を大幅に低下させてしまうという問題がある。 In the conventional inspection device, when acquiring the intensity distribution of the transmitted light diffracted cyclic pattern, glare due to multiple reflections of light (ghost) also will capture simultaneously, the inspection accuracy it appears in the inspection image as a pseudo defect there is a problem that greatly reduced. 検査画像中の擬似欠陥と本来の欠陥の見分けは非常に困難であり、人間の目視であってもその判別は容易ではない。 Recognize pseudo defects and inherent defects in the inspection image is very difficult, the determination is not easy even human eyes.

従来の欠陥検査方法では、照射方向が180度異なる2枚の検査画像を合成して擬似欠陥を除去する方法が提案されている(特許文献3参照)。 In the conventional defect inspection method, a method of removing pseudo defects by combining two inspection image irradiation direction are different by 180 degrees has been proposed (see Patent Document 3). しかしながら照射方向が180度異なる検査画像を取得するために、倍の検査時間を要してしまうという問題がある。 However, to the irradiation direction to obtain a 180-degree different inspection image, there is a problem that it takes twice the inspection time.

そこで、特許文献4の様な、被検査画像上のムラ部の面積又は輝度値でムラの程度を評価する方法が提案された。 Therefore, like in Patent Document 4, a method of evaluating the degree of unevenness in an area or luminance value of the unevenness portions on the inspected image is proposed. しかしながら、ムラ部の面積や輝度は撮像条件(撮像倍率、ワーキングディスタンスなど)や照明条件(照明の波長、照明角度、照明の明るさなど)によって容易に変化し得る値である。 However, the area and the brightness unevenness part is imaging condition (imaging magnification, working distance, etc.) and illumination condition may easily vary with (the wavelength of the illumination, the illumination angle and brightness of the illumination) values. また、昨今の周期性パターンのパターンピッチは数ミクロン〜数ナノと非常に幅広い。 The pattern pitch of recent periodic pattern is very broad and several microns to several nano. したがって、たとえスジ状ムラの面積に依るムラ評価値が同程度であったとしても、10μmの周期性パターンに現れた場合と、10nmの周期性パターンに現れた場合とでは、その瑕疵程度は大きく異なるのに、それが適切に評価されていなかった。 Therefore, even if unevenness evaluation value according to the area of ​​the stripe-like unevenness was comparable, and when they appear to the cyclic pattern of 10 [mu] m, when they appear and in the cyclic pattern of 10 nm, the defect degree is large different though, it has not been properly evaluated.

以下に公知文献を記す。 It marks the known literature below.
特開2002−148210号公報 JP 2002-148210 JP 特開2002−350361号公報 JP 2002-350361 JP 特開2006−275609号公報 JP 2006-275609 JP 特願2007−315556 Japanese Patent Application No. 2007-315556

本発明は上記課題を解決するものであって、被検査体の周期性パターンにおけるムラの有無を判定するものであり、撮像条件、照明条件、周期性パターンの設計条件などの影響をできる限り排除して数値化を行うことを課題とする。 The present invention has been made to solve the above problems, it is intended to determine the presence or absence of unevenness in the periodic pattern of the object to be inspected, eliminating as much as possible imaging conditions, lighting conditions, the effect of such design conditions of the cyclic pattern it is an object of the present invention to perform a number of in.

本発明において上記課題を解決するために、まず請求項1の発明では、周期性パターンを有する被検査体のスジ状ムラを検出するための欠陥検査方法であって、 In order to solve the above problems in the present invention, in the first invention of claim 1, a defect inspection method for detecting streaky unevenness of the inspection object having a periodic pattern,
被検査体に光源からの光を照射することで生じる回折光の強度分布の取得を複数の照明角度で行い、各照明角度における回折光の強度分布を検査画像として取得する撮像工程と、 An imaging step of obtaining the intensity distribution of the diffracted light generated by irradiating light from a light source to the object to be inspected is performed at a plurality of illumination angles, to obtain the intensity distribution of the diffracted light at each illumination angle as the inspection image,
前記撮像工程によって取得された被検査体への照明角度が異なる複数枚の検査画像に対し、照明角度の異なる複数の検査画像を比較し、前記被検査体への照射角度に応じて位置が変化するスジ状ムラと変化しないスジ状ムラとを抽出し、その変化するスジ状ムラを検査の際に欠陥としない擬似欠陥とし、その変化しないスジ状ムラを検査の際に欠陥として選別する擬似欠陥抽出工程と、 To a plurality of inspection image illumination angle is different to the object to be inspected obtained by the imaging step, compares the plurality of test images having different illuminating angles, the position changes in response to the irradiation angle of the the object to be inspected pseudo defects extracts the stripe-like irregularities that do not change streaky unevenness, and pseudo defects that do not defect during inspection streaky unevenness its changing, sorting streaks unevenness without the change as a defect during the test to and the extraction process,
前記擬似欠陥抽出工程によって欠陥として選別されたスジ状ムラに対し、それぞれの最大輝度とパターンピッチ正規化面積に基づいて欠陥規模の評価を行うスジ状ムラ欠陥評価工程と、 With respect to the pseudo-defect extracting streaky unevenness sorted as defective by step, a streak-like nonuniformity defect evaluation process for evaluating the defect size based on each of the maximum luminance and the pattern pitch normalization area
を含むことを特徴とする欠陥検査方法を提供するものである。 There is provided a defect inspection method characterized by comprising a.

また請求項2の発明では、前記被検査体へ照明するための光が、光源から照射された平行光もしくは平行光に近い方向性をもった光であることを特徴とする請求項1記載の欠陥検査方法を提供するものである。 The invention of claim 2, wherein the light for illuminating the object to be inspected, according to claim 1, characterized in that the light having a close direction to the parallel light or the parallel light emitted from the light source there is provided a defect inspection method.

また請求項3の発明では、前記平行光もしくは平行光に近い光の波長帯を一定範囲に制限する波長選択工程を含むことを特徴とする請求項2記載の欠陥検査方法を提供するものである。 The invention of claim 3, there is provided a defect inspection method according to claim 2, characterized in that it comprises a wavelength selection step of limiting the wavelength band of light close to the parallel light or the parallel light within a predetermined range .

また請求項4の発明では、前記被検査体へ照射される光からの照射光量分布が画像内で均一になるように、前記検査画像の輝度を補正する工程を含むことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の欠陥検査方法を提供するものである。 The invention of claim 4, wherein as irradiation light amount distribution from the light irradiated to the inspection object is uniform in the image, claims, characterized in that it comprises a step of correcting the brightness of the test image there is provided a defect inspection method according to any one of 1 to 3.

また請求項5の発明では、前記撮像工程において、光源から照射された平行光もしくは平行光に近い方向性をもった光のみを検査画像として取得することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の欠陥検査方法を提供するものである。 The invention of claim 5, in the imaging process, any of the preceding claims, characterized in that to obtain only the light having a direction that is close to parallel light or collimated light emitted from the light source as inspection image or there is provided a defect inspection method according to item 1.

また請求項6の発明では、前記検査画像における白色孤立点を除去する画像処理工程を含むことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の欠陥検査方法を提供するものである。 The invention of claim 6, there is provided a defect inspection method according to any one of claims 1-5, characterized in that it comprises an image processing step of removing the white isolated points in the inspection image .

また請求項7の発明では、前記スジ状ムラ評価工程において、前記被検査体への照射角度の異なる複数の検査画像を比較し、前記被検査体への照射角度に応じて位置が変化するスジ状ムラと変化しないスジ状ムラとを抽出する擬似欠陥抽出工程を有することを特徴とする請求項1〜6何れか1項記載の欠陥検査方法を提供するものである。 Streaks The invention of claim 7, in the streak-like unevenness evaluation step, wherein said comparing a plurality of test images having different illumination angles of the object to be inspected, position changes depending on the irradiation angle of the the object to be inspected defect inspection method according to claim 6 any one of claims, characterized in that it comprises a pseudo defect extraction step of extracting a stripe-like unevenness unchanged with Jo unevenness is to provide.

また請求項8の発明では、前記スジ状ムラ評価工程で評価されたスジ状ムラの位置と最大輝度とパターンピッチ正規化面積を同時に表示する表示方法を備えることを特徴とする請求項1〜7何れか1項記載の欠陥検査方法を提供するものである。 The invention of claim 8, claim 7, characterized in that it comprises a display method for displaying the position and the maximum brightness and the pattern pitch normalization area of ​​streaky unevenness was evaluated by the streak-like unevenness evaluation process simultaneously there is provided a defect inspection method according to any one.

請求項1の発明によれば、検査の際に擬似欠陥をスジ状ムラと分離することが可能であるため、高精度な周期性パターンのスジ状ムラの検査が可能となるだけではなく、周期性パターンのスジ状ムラ評価における撮像条件、照明条件やパターンピッチの影響を低減させることが可能であるため、高精度な周期性パターンのスジ状ムラ検査が可能となる。 According to the present invention, since it is possible to separate the pseudo defects and streaks irregularities during the inspection, as well as inspection of streaky unevenness in highly accurate periodic pattern it is possible, the period imaging conditions in the streak-like unevenness evaluation of sexual patterns, since it is possible to reduce the influence of lighting conditions and the pattern pitch becomes possible streaky unevenness inspection of high-precision periodic pattern.

請求項2〜6記載の発明によれば、請求項1記載の検査方法において、正常部と欠陥部のSN比を高める効果があるため、スジ状ムラ欠陥の顕在化をより際立たせることができる。 According to the invention of claim 2 to 6, wherein, in the inspection method according to claim 1, wherein, since an effect of increasing the SN ratio of the normal portion and the defect portion, it is possible to further accentuate the manifestation of streaky nonuniformity defect .

請求項7記載の発明によれば、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5又は請求項6記載の発明において、検査の際に被検査体への照射角度に応じて位置が変化するスジ状ムラと変化しないスジ状ムラとを抽出することにより、変化するスジ状ムラを擬似欠陥とすることで、変化しないスジ状ムラのみ分離することが可能であるため、周期性パターンのスジ状ムラ検査精度をより高めることができる。 According to the invention of claim 7, claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, characterized in that in the invention of claim 5 or claim 6, wherein the irradiation angle of the object to be inspected during the inspection by extracting the streaky unevenness position does not change with streaky unevenness varies depending, for streaky unevenness that varies by a pseudo defect, it is possible to separate only streaks unevenness unchanged, it is possible to increase the streaky unevenness inspection accuracy of the periodic pattern.

請求項8記載の発明によれば、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、請求項7記載の発明において抽出されたスジ状ムラ欠陥の位置と瑕疵程度を目視により状況を即座に判断可能な表示させることできる。 According to the invention of claim 8, wherein, claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, the position of the streak-like unevenness defects extracted in the invention of claim 7, wherein the degree of defects can immediately be thereby capable determined display status visually with.

本発明の実施形態を以下に図を用いて説明する。 The embodiments of the present invention will be described with reference to FIG below.

図1に本発明に係わる検査方法を実施する検査装置の一例を示す。 It shows an example of an inspection apparatus for performing the inspection method according to the present invention in FIG. 周期性パターンを有する被検査体13への照明手段として光源11(用いる光源としては例えばメタルハライドランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が挙げられる。)を有する。 Cyclic pattern light source 11 as the illumination means to the device under test 13 having (using for example a metal halide lamp as a light source, a halogen lamp, a xenon lamp, and the like.) With a. 被検査体13 The device under test 13
からの回折光を受光するための撮像手段として、撮像手段14(例えばCCDエリアカメラ、CCDラインカメラ等が挙げられる。)を有する。 As an imaging means for receiving diffracted light from, having an imaging unit 14 (for example, a CCD area camera, CCD line cameras, and the like.). 撮像手段14は画像処理手段15に接続されており、この画像処理手段15は、擬似欠陥抽出手段、ムラ欠陥評価手段を実現するための演算を行う。 Imaging means 14 is connected to the image processing unit 15, the image processing unit 15 performs the pseudo defect extraction means, the operation for implementing the nonuniformity defect evaluation unit. また検査画像は表示画面16に表示出力する。 The inspection image is displayed and output on the display screen 16.

メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等のような光源は、光が拡散されて照射されるため、同じ被検査領域内であっても照射部分に依って照射エネルギーにばらつきが生じ、検査画像SN比低下の原因となる。 A metal halide lamp, a halogen lamp, a light source such as a xenon lamp or the like, since the light is irradiated is diffused, variations occur in the irradiation energy depending also irradiated portions be the same within the inspected region, the inspection image SN ratio cause of the decline. そこで、光源から平行光もしくは平行光に近い光を照射することによって、光の照射エネルギーを維持したまま、照射部分における光量分布のばらつきを抑制することができる。 Therefore, by irradiating the light close to parallel light or collimated light from the light source, while maintaining the irradiation energy of light, it is possible to suppress variations in light intensity distribution in the irradiated portion.

また、光源11から照射される光の波長を、バンドパスフィルタ等を用いて選択的に制限することで、正常部からの回折角をより特定方向に制限することが可能となるため、正常部とムラ部とのコントラストをより強調することができる。 Further, the wavelength of the light emitted from the light source 11, by selectively limiting using a band-pass filter or the like, since it is possible to limit the angle of diffraction from the normal part and more in a specific direction, the normal portion it can be further enhance the contrast between the uneven part and the.

さらに、拡散反射率が一様な白色板に照明光を当てたときの画像を予め撮像しておき、その画像の輝度値をオフセットとして前記検査画像の輝度値を補正することで(シェーディング補正)、検査画像中の照明強度もばらつきを抑制することができる。 Further, the image when the diffuse reflectance is irradiated with illumination light to uniform white plate advance and photographed, by correcting the luminance value of the inspection image luminance value of the image as an offset (shading correction) it can illumination intensity in the inspection image also to suppress the variation.

光源11から被検査体13に照射された光は、照射角度によって投光波長、周期性パターンのパターンピッチ、及び周期性パターンの開口比率等に依存した強度の回折光を生じる。 Light applied to the inspection object 13 from the light source 11 produces light projecting wavelength with irradiation angles, the pattern pitch of the periodic pattern, and the diffracted light intensity depending on the opening ratio or the like of the periodic pattern. この回折光の強度分布を撮像手段14によって撮像し、検査画像を得る。 The intensity distribution of the diffracted light is imaged by the imaging means 14, to obtain an inspection image. 光の照射角度を一定角度ずつ変化させ、その都度回折光の強度分布を撮像し、各々の照明角度における検査画像を取得する。 Changing the irradiation angle of the light by a certain angle, imaging the intensity distribution of each time diffracted light, obtains an inspection image in the illumination angle of each.

またその際、斜め方法からの回折光も撮像してしまうと、撮像面内の明るさが不均一になるためSN比が低下する原因となる。 The time, when the diffracted light from the oblique method also results in imaging, cause the SN ratio is reduced because the brightness of the imaging surface becomes uneven. そこで、平行光もしくは平行光に近い光のみを撮像することによって、撮像時の面内の明るさを均一に保つことができる。 Therefore, by imaging only light close to parallel light or collimated light, it can be kept uniform brightness in the plane at the time of imaging.

図2に検査画像の概略図を示す。 It shows a schematic diagram of a test image in FIG. 検査画像21中において周期性パターンが占める領域が被検査領域22である。 Region occupied by the cyclic pattern in a test image 21 is the inspecting region 22. 上記撮像の際、光源11の照射光量、乃至撮像手段14の露光設定を調節し、各々の検査画像中の被検査領域における輝度値の平均値が一律になるように撮像する。 During the imaging, the irradiation intensity of the light source 11, to adjust the exposure setting of the imaging unit 14, the average value of the luminance values ​​in the region to be inspected in each of the test image is captured so as to uniformly.

本発明に係わる検査方法で検出すべきスジ状ムラの他に、検査環境によっては塵等が被検査体に付着し、それらがノイズとして検査画像21の中に現れることもある。 Other streaky unevenness to be detected in the inspection method according to the present invention, depending on the inspection environment dust adheres to an object to be inspected, sometimes they appear in the examination image 21 as noise. 前記ノイズは検査画像21において白色孤立点として現れることが多い。 The noise often appears as a white isolated point in the inspection image 21. 前記白色孤立点を被検査領域22から除去するには、各角度における検査画像に対し画素の膨張・収縮法を行う方法等が有効である。 The white isolated point to be removed from the inspection region 22, a method in which with respect to the inspection image at each angle performs expansion and contraction method of the pixel is effective. また、被検査領域中の輝度値の分布が正規分布であると仮定すると被検査領域22の輝度値の平均値に、被検査領域22の輝度値の標準偏差の3倍を加算した値以上の輝度を有する画素を除去することで上記ノイズを軽減できる。 Further, the average value of the luminance values ​​of the assumed distribution of luminance values ​​in the area to be inspected is normal distribution inspection region 22, three times the value or more addition the standard deviation of the luminance values ​​of the inspection areas 22 the noise can be reduced by removing the pixels having luminance. また、本発明に係わる被検査体はクリーンルーム等の無塵環境で生産されることが多く、したがって本発明に係わる検査方法も無塵環境にて実施されることが望ましい。 Also, the test subject according to the present invention are often produced in dust-free environment such as a clean room, thus inspecting method according to the present invention may be desirable to be carried out in a dust-free environment.

周期性パターンの正常部では開口部の形状・ピッチが一定となるために互いに干渉し一定の方向に強い回折光を生じるのに対し、ムラ部では開口部の形状・ピッチが不安定になるために、形状・ピッチに応じて様々な方向に、種々の強さで回折光が生じる。 The normal portion of the periodic pattern whereas interfere with each other in order to shape and pitch of the openings is constant resulting in strong diffraction light in a predetermined direction, since the shape-pitch of the opening becomes unstable at uneven portion to, in various directions depending on the shape and pitch, diffracted light is generated in a variety of strengths. 検査画像では、この不安定な回折光がスジ状のムラとなって現れる。 The inspection image appears this unstable diffracted light becomes streaky unevenness.

検査画像中のスジ状ムラのコントラストを向上させるために、各照明角度における検査画像においてエッジ強調処理を行う。 To improve the contrast of the stripe-like unevenness in the inspection image, it performs the edge enhancement processing in the inspection image at each illumination angle. 被検査体がストライプ状、又は格子状の周期性パターンであれば、スジ状ムラは検査画像のX軸、Y軸のどちらかに平行して現れるので、一般的なSobelフィルタ、ラプラシアンフィルタなどを利用すれば容易に強調処理を行うことができる。 Device under test is a stripe shape, or if the lattice periodicity pattern, X-axis of the streaky unevenness inspection image, since appearing in parallel to either the Y axis, common Sobel filter, a Laplacian filter can be carried out easily enhancement processing by utilizing.

検査画像中からスジ状ムラを抽出するために、各照明角度における検査画像に対しプロジェクション処理を行う。 To extract the streaked unevenness from being inspected image, it performs projection processing on the inspection image at each illumination angle. 検査画像のX軸、Y軸のそれぞれに対し輝度値を積算していく。 X-axis of the test image, by accumulating the luminance values ​​for each of the Y-axis. スジ状ムラ部は正常部との輝度値の差異がプロジェクション処理によって強調され、容易にスジ状ムラを検出することができる。 Streaky unevenness part differences of the luminance values ​​of the normal portion is emphasized by a projection process, it can be easily detected streaks unevenness.

上記プロジェクション処理により、例えば積算値が予め設定された閾値以上であれば、その箇所にスジ状ムラが存在するということにすることも可能できる。 By the projection process, for example, if the integrated value is a predetermined threshold value or more, it is also possible to that streaky unevenness in its place there.

抽出されたスジ状ムラ箇所の外節矩形領域を、スジ状ムラ領域とする。 The outer segment rectangular area extracted streaky unevenness portions, and streaky unevenness regions. それぞれのスジ状ムラ領域を区別するために、各照明角度における検査画像に対しラベリング処理を行う。 To distinguish each of streaky unevenness region performs labeling processing on the inspection image at each illumination angle.

次に擬似欠陥の発生原理について説明する。 It will now be described principle of generating a false defect.

図3に擬似欠陥発生原理の概略図を示す。 It shows a schematic diagram of a pseudo defect generation principle in FIG. 擬似欠陥の正体はガラス底面からの多重反射光の映り込み(ゴースト)であることがわかっている。 Identity of pseudo defects are found to be reflection of multiple reflected light from the glass bottom (ghost). 検査光33が周期性パターンに入射すると、撮像手段14の撮像素子の結像面32にパターンの実像が結像する。 When the inspection light 33 is incident on the periodic pattern, real image of the pattern is imaged on the image plane 32 of the imaging device of the imaging unit 14. 一方、パターンからの底面反射光が被検査体の断面31の底面によって再度反射され、この多重反射が結像面32上に影として現れる。 On the other hand, is reflected again bottom reflected light from the pattern by the bottom surface of the cross section 31 of the device under test, the multiple reflection appears as a shadow over the image plane 32. この映り込みによる擬似欠陥35は本来のスジ状ムラ34と非常に見分けがつきにくく、検査精度を低下させる一因となっている。 The pseudo defect 35 by reflection is hardly very recognizable is attached to the original streaky unevenness 34, it has contributed to reduce the inspection accuracy.

擬似欠陥は照射光の多重反射によって生じるため、照射光の入射角度に依って現れる位置が変化する。 Since pseudo defects caused by multiple reflections of the illuminating light, position changes appear depending on the incident angle of the irradiation light. つまり照明角度の異なる複数枚の検査画像を比較したとき、どの角度でも位置が変化しなければスジ状ムラは擬似ではなく本物のムラだと判断できる。 That is, when comparing the plurality of test images having different illuminating angles, streaky irregularity unless the position is changed at any angle it can be judged that it is true unevenness rather than pseudo. 一方、照明角度の変化に合わせて出現位置が変化しているスジ状ムラは擬似欠陥だと考えることができる。 On the other hand, streaky unevenness occurrence position with the changing of the illumination angle is changed can be thought of as pseudo defects. 本発明ではこの原理を利用して検査画像中のスジ状ムラから擬似欠陥と本物の欠陥の分離を行う。 In the present invention the separation of the pseudo defect and real defects from streaky unevenness of a test image using this principle.

次に図5を用いて、擬似欠陥抽出工程で実行する擬似欠陥抽出方法について説明する。 Next, referring to FIG. 5, described pseudo defects extraction method for performing a pseudo defect extraction process.

図5において照明角度がθ1のときスジ状ムラM1、M2が確認できたとする。 Streaky unevenness M1, M2 when the illumination angle θ1 is to be confirmed in FIG. θ1から照明角度をΔθだけ変化させたとき、スジ状ムラM1の位置は変化したが、M2の方には変化は見られなかった。 When changing the illumination angle by Δθ from .theta.1, the position of the streak-like unevenness M1 has changed, change in the direction of M2 was observed. したがってM1の方が擬似でM2の方が本物の欠陥であると判定できる。 Therefore towards M1 it can be determined that the direction of M2 in the pseudo are real defects.

照明角度を時間として置き換えると、時系列画像におけるスジ状ムラの動きベクトルを検出するパターンマッチング問題に帰着して考えることができる。 Replacing illumination angle as the time, it can be considered to result in the pattern matching problem of detecting a motion vector of streaky unevenness in time-series images. 照明角度がθ1のときのスジ状ムラ領域M1、M2を含むテンプレート画像を生成し、その前後の角度(θ1+Δθ、θ1−Δθ、θ1+2Δθ、θ1−2Δθ・・・・・θ1+NΔθ、θ1−NΔθ)の検査画像においてM1、M2に対応するスジ状ムラの位置をパターンマッチングによって算出する。 Illumination angle generates a template image including a stripe-like unevenness regions M1, M2 when the .theta.1, before and after the angle thereof (θ1 + Δθ, θ1-Δθ, θ1 + 2Δθ, θ1-2Δθ ····· θ1 + NΔθ, θ1-NΔθ) of the position of the stripe-shaped unevenness corresponding to M1, M2 in the inspection image is calculated by the pattern matching. スジ状ムラに入射角度θに依存した動きがなければ、それは本物の欠陥であると判定し、θに依存して一定方向への変移が認められれば擬似欠陥であると判定することができる。 Without motion that depends on the incident angle theta to the streaky unevenness, it can be determined to be determined to be a real defect, a pseudo defect as long recognized transition in a fixed direction, depending on the theta. また上記処理によって、異なる照射角度の検査画像間で対応するスジ状ムラを紐付けすることができる。 Also by the process, it can be linked streaky unevenness corresponding across test images of different illumination angles. 以上の処理は動画像におけるオブジェクト追跡と同様の方法である。 The above processing is the same method as the object tracking in a moving image.

次にムラ欠陥評価手段が実行するスジ状ムラ欠陥の評価方法について説明する。 Next will be described methods for evaluating streaky nonuniformity defect nonuniformity defect evaluation unit performs.

擬似欠陥抽出手段により選別された、擬似欠陥ではない本来のスジ状ムラ欠陥の瑕疵程度を評価するために、各検査画像において、全てのスジ状ムラ領域内の最大輝度とパターンピッチ正規化面積を算出し、それによりスジ状ムラ評価をする。 It sorted by the pseudo defect extraction means, in order to evaluate the defect degree of the original streak-like unevenness defects that are not false defects, in each test image, the maximum brightness and the pattern pitch normalization area of ​​all the streaky unevenness region calculated, thereby streaked unevenness evaluation.

なお、このパターンピッチ正規化面積I1とは、被検査体のパターンピッチで正規化されたムラの面積のことで、パターンピッチ正規化面積I1=(画像上のムラ面積)/(画像上のパターンピッチ)であるが、容易にI1=(実空間上でのムラ面積)/(実空間上でのパターンピッチ)と近似できるので、実際はこの式を用いる。 Note that this pattern pitch normalization area I1, means the area of ​​the normalized uneven pattern pitch of the test subject, on / (image (unevenness area on the image) pattern pitch normalized area I1 = pattern Although the pitch), easily I1 = (so can be approximated by uneven area in the real space) / (the pattern pitch in the real space), actually using this equation. なぜなら、この場合の画像上のパターンピッチ及び実空間上でのムラ面積は、検査画像と撮像倍率が分かれば容易に算出することが可能であるからである。 This is because unevenness area on the pattern pitch and the real space of the image in this case is because it is possible to test images and the imaging magnification is easily calculated knowing.

パターンピッチ正規化面積I1に加え、スジ状ムラ領域内の最大輝度値I2を算出する。 In addition to the pattern pitch normalization area I1, and calculates the maximum luminance value I2 of streaky unevenness region. 照射角度の異なる複数の検査画像において同一のムラが現れている場合には、最大輝度値が最大であるものを代表最大輝度値とする。 If the same unevenness appearing in a plurality of test images having different irradiation angles, the maximum brightness value as the representative maximum luminance value what is the maximum.

パターンピッチ正規化面積と最大輝度(I1、I2)に対し各々閾値(T1、T2)設定する。 Pattern pitch normalization area and the maximum brightness (I1, I2) for each threshold (T1, T2) sets. パターンピッチ正規化面積と最大輝度(I1、I2)が閾値(T1、T2)を超えているムラが少なくとも一つでもある場合、その被検査体は欠陥サンプルであると判定する。 If the pattern pitch normalization area and the maximum brightness (I1, I2) is unevenness exceeds a threshold value (T1, T2) is also at least one, the test subject is determined to be defective sample.

次に、スジ状ムラの表示方法を図6の模式図を用いて説明する。 Next, the display of streaky unevenness will be described with reference to the schematic diagram of FIG.

パターンピッチ正規化面積と最大輝度(I1、I2)が閾値(T1、T2)を越えているスジ状ムラを、被検査体の2次元モデル上に重畳させて表示する。 Streaky unevenness pattern pitch normalization area and the maximum brightness (I1, I2) exceeds the threshold value (T1, T2), displays superimposed on the two-dimensional model of the object to be inspected. その際、パターンピッチ正規化面積をスジ状ムラの幅として、最大輝度をスジ状ムラの色情報若しくは濃淡情報に変換して表示する。 At that time, the pattern pitch normalization area as the width of stripe-shaped irregularities, converting and displaying the maximum luminance to the color information or shading information streaky unevenness. 例えば高温を赤、低温を青で表示する温度表示方法のように、ムラの瑕疵程度が大きければ赤、ムラの瑕疵程度が小さければ青といったような表示方法である。 For example, red hot, low temperature as a temperature display method for displaying blue, the larger the degree defect in uneven red, a display method, such as blue smaller about defective unevenness. 図6では最大輝度を色の濃淡情報に変換して表示している例である。 It is an example of displaying by converting 6 color shading information of the maximum brightness at. 図6においてM1は、パターンピッチ正規化面積は大きいが最大輝度の値は比較的小さいスジ状ムラで、一方M2は、パターンピッチ正規化面積は小さいが最大輝度の値は比較的大きいスジ状ムラであるといえる。 M1 in Figure 6, the value of the maximum luminance but a large pattern pitch normalization area is relatively small streaky irregularities, whereas M2 is the value of the maximum luminance but the pattern pitch normalization area is small relatively large streaks irregularities You can say that.

以上の工程を機械で自動化すれば、被検査体のパターンピッチや面付け数にもよるが、凡そ数分〜数十分のタクトタイムで完了することが可能になった。 By automating a machine of the above steps, depending on the pattern pitch or number of imposition of the device under test, it has become possible to complete in about few minutes to several tens of minutes of tact time. その間、オペレータの操作は最初の撮像設定、照明設定の部分のみであり、検査結果がオペレータの熟練度に左右される余地はほとんどなくなった。 Meanwhile, the operator of the operation the first imaging setting, only part of the illumination setting, the test result is affected room for skill of the operator was almost disappeared.

最後に、上記検査装置で実施される本発明に係わる検査方法の手順を、図4にまとめて示す。 Finally, the procedure of the inspection method according to the present invention carried out in the testing device, are summarized in Figure 4.

本発明によれば、ブラックマトリクス、カラーフィルタまたはフォトマスクなどの周期性パターンを有するガラス基板におけるスジ状ムラ欠陥の検査の際に、多重反射起因の擬似欠陥を欠陥として判定せずに精度よく検査を行うことができ、また、照明条件、撮像条件及び周期性パターンの設計パラメータの影響を低減した精度の良い検査を行うことが可能となる。 According to the present invention, the black matrix, during the inspection of streaky unevenness defects in the glass substrate having a periodic pattern such as a color filter or a photomask, accurately without determining the quasi defect multiple reflection caused a defect inspection can be performed, also the illumination condition, it is possible to perform a good test accuracy with a reduced influence of the design parameters of the imaging condition and cyclic pattern. また、異なる撮像条件および照明条件で検査された複数サンプルのムラの比較も容易に行なうことが可能となる。 Further, it is possible to perform easily be compared unevenness of several samples tested at different imaging conditions and lighting conditions.

本発明に係わる検査方法を実施する検査装置の一例示す図である。 Is a diagram illustrating an example of an inspection apparatus for performing the inspection method according to the present invention. 本発明に係わる検査画像の概観を示す図である。 It shows an overview of a test image according to the present invention. 多重反射光による擬似欠陥の発生原理を説明するための図である。 Is a diagram for explaining the principle of generation of a pseudo defect by multiple reflected light. 本発明に係わる検査方法の実施の手順を示す図である。 It is a diagram illustrating a procedure of the test method according to the present invention. 本発明に係わる擬似欠陥抽出手段を説明する模式図である。 It is a schematic diagram illustrating a pseudo defect extraction means according to the present invention. 本発明に係わる欠陥表示方法の実施の一例を示す図である。 Is a diagram illustrating an example implementation of a defect display method according to the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11…光源12…ステージ13…被検査体14…撮像手段15…画像処理装置16…表示画面21…検査画像22…被検査領域23…スジ状ムラ31…被検査体の断面32…撮像素子の結像面33…検査光34…スジ状ムラ欠陥35…擬似欠陥51…照明角度がθ1のときの検査画像52…照明角度がθ1からΔθだけ変化したときの検査画像61…被検査体の被検査領域62…瑕疵程度が小さいスジ状ムラ63…瑕疵程度が大きいスジ状ムラ 11 ... light source 12 ... stage 13 ... cross-section 32 ... image sensor of the device under test 14 ... imaging unit 15 ... image processing apparatus 16 ... display screen 21 ... inspection image 22 ... inspection area 23 ... streaky irregularities 31 ... object to be inspected It is the imaging surface 33 ... inspection light 34 ... streaky nonuniformity defect 35 ... pseudo defect 51 ... inspection image 61 ... object to be inspected in the inspection image 52 ... when the illumination angle is changed by Δθ from θ1 when the illumination angle is θ1 streaky unevenness is large inspection area 62 ... streaky unevenness 63 ... about defects about a small defect

Claims (8)

  1. 周期性パターンを有する被検査体のスジ状ムラを検出するための欠陥検査方法であって、 The defect inspection method for detecting streaky unevenness of the inspection object having a periodic pattern,
    被検査体に光源からの光を照射することで生じる回折光の強度分布の取得を複数の照明角度で行い、各照明角度における回折光の強度分布を検査画像として取得する撮像工程と、 An imaging step of obtaining the intensity distribution of the diffracted light generated by irradiating light from a light source to the object to be inspected is performed at a plurality of illumination angles, to obtain the intensity distribution of the diffracted light at each illumination angle as the inspection image,
    前記撮像工程によって取得された被検査体への照明角度が異なる複数枚の検査画像に対し、照明角度の異なる複数の検査画像を比較し、前記被検査体への照射角度に応じて位置が変化するスジ状ムラと変化しないスジ状ムラとを抽出し、その変化するスジ状ムラを検査の際に欠陥としない擬似欠陥とし、その変化しないスジ状ムラを検査の際に欠陥として選別する擬似欠陥抽出工程と、 To a plurality of inspection image illumination angle is different to the object to be inspected obtained by the imaging step, compares the plurality of test images having different illuminating angles, the position changes in response to the irradiation angle of the the object to be inspected pseudo defects extracts the stripe-like irregularities that do not change streaky unevenness, and pseudo defects that do not defect during inspection streaky unevenness its changing, sorting streaks unevenness without the change as a defect during the test to and the extraction process,
    前記擬似欠陥抽出工程によって欠陥として選別されたスジ状ムラに対し、それぞれの最大輝度とパターンピッチ正規化面積に基づいて欠陥規模の評価を行うスジ状ムラ欠陥評価工程と、 With respect to the pseudo-defect extracting streaky unevenness sorted as defective by step, a streak-like nonuniformity defect evaluation process for evaluating the defect size based on each of the maximum luminance and the pattern pitch normalization area
    を含むことを特徴とする欠陥検査方法。 Defect inspection method which comprises a.
  2. 前記被検査体へ照明するための光が、光源から照射された平行光もしくは平行光に近い方向性をもった光であることを特徴とする請求項1記載の欠陥検査方法。 The light for illuminating the object to be inspected is a defect inspection method according to claim 1, characterized in that the light having a close direction to the parallel light or the parallel light emitted from the light source.
  3. 前記平行光もしくは平行光に近い光の波長帯を一定範囲に制限する波長選択工程を含むことを特徴とする請求項2記載の欠陥検査方法。 Defect inspection method according to claim 2, characterized in that it comprises a wavelength selection step of limiting the wavelength band of light close to the parallel light or the parallel light within a predetermined range.
  4. 前記被検査体へ照射される光からの照射光量分布が画像内で均一になるように、前記検査画像の輝度を補正する工程を含むことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の欠陥検査方法。 Wherein such irradiation light amount distribution from the light irradiated to the inspection object is uniform in the image, any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a step of correcting the brightness of the test image defect inspection method according to.
  5. 前記撮像工程において、光源から照射された平行光もしくは平行光に近い方向性をもった光のみを検査画像として取得することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の欠陥検査方法。 In the imaging step, the defect inspection according to any one of claims 1 to 4, characterized in that to obtain only the light having a direction that is close to parallel light or collimated light emitted from the light source as inspection image Method.
  6. 前記検査画像における白色孤立点を除去する画像処理工程を含むことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の欠陥検査方法。 Defect inspection method according to any one of claims 1-5, characterized in that it comprises an image processing step of removing the white isolated points in the inspection image.
  7. 前記スジ状ムラ評価工程において、前記被検査体への照射角度の異なる複数の検査画像を比較し、前記被検査体への照射角度に応じて位置が変化するスジ状ムラと変化しないスジ状ムラとを抽出する擬似欠陥抽出工程を有することを特徴とする請求項1〜6何れか1項記載の欠陥検査方法。 In the streak-like unevenness evaluation step, the comparing a plurality of test images having different illumination angles of the object to be inspected, streaky unevenness position does not change with streaky unevenness varies according to the irradiation angle of the the object to be inspected It claims 1-6 defect inspection method according to any one characterized by having a pseudo defect extraction step of extracting and.
  8. 前記スジ状ムラ評価工程で評価されたスジ状ムラの位置と最大輝度とパターンピッチ正規化面積を同時に表示する表示方法を備えることを特徴とする請求項1〜7何れか1項記載の欠陥検査方法。 Defect inspection of the preceding claims any one of claims, characterized in that it comprises a display method for displaying the position and the maximum brightness and the pattern pitch normalization area of ​​streaky unevenness was evaluated by the streak-like unevenness evaluation process simultaneously Method.
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