JP2011237302A - Device and method for wafer defect inspection - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェーハに赤外光を照射し、そのウェーハを撮像した画像に基づいて、ウェーハの欠陥を検査するウェーハ欠陥検査装置等に関する。 The present invention relates to a wafer defect inspection apparatus that inspects a wafer for defects based on an image obtained by irradiating a wafer with infrared light and imaging the wafer.
ウェーハの表裏面や内部にある欠陥を検査するウェーハ欠陥検査装置が知られている。このようなウェーハ欠陥検査装置においては、例えば、ウェーハの主面の一方の面側から赤外光を照射し、他方の面側からウェーハの画像を撮像し、当該撮像した画像に対して、画像解析処理を行うことにより、ウェーハにおける欠陥を検査している。 A wafer defect inspection apparatus for inspecting defects on the front and back surfaces and inside of a wafer is known. In such a wafer defect inspection apparatus, for example, infrared light is irradiated from one side of the main surface of the wafer, an image of the wafer is taken from the other side, and an image is obtained with respect to the taken image. By performing analysis processing, defects in the wafer are inspected.
このようなウェーハの欠陥検査においては、例えば、複数のウェーハをまとめたロット毎に、一部のウェーハをサンプリングして、実際の撮像を行うことにより、ウェーハの画像の平均輝度を適切に欠陥を検出できる範囲（欠陥検出可能範囲）内に収めるための撮像条件（レシピ）を決定し、当該レシピを用いて、当該ロットのすべてのウェーハに対して欠陥検査を行っている。 In defect inspection of such wafers, for example, by sampling a part of wafers for each lot in which a plurality of wafers are combined and performing actual imaging, the average luminance of the wafer image is appropriately corrected. An imaging condition (recipe) to be included within a detectable range (defect detectable range) is determined, and defect inspection is performed on all wafers of the lot using the recipe.
ウェーハの表裏面や内部にある欠陥を透過光照明により検出する際における画像の撮像に関する技術としては、ウェーハの比抵抗の値を予め取得し、比抵抗の値に応じて赤外光照明手段の照度を調節するとともに、撮像手段の赤外光に対する感度を調節する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a technique related to image capturing when detecting defects on the front and back surfaces and inside of the wafer by transmitted light illumination, the value of the specific resistance of the wafer is acquired in advance, and the infrared illumination means is used according to the value of the specific resistance. There is known a technique for adjusting the illuminance and adjusting the sensitivity of an imaging unit to infrared light (see, for example, Patent Document 1).
上記したように、従来においては、同一のロットの各ウェーハに対して、同一のレシピに従ってウェーハの画像を撮像するようにしている。 As described above, conventionally, an image of a wafer is taken according to the same recipe for each wafer of the same lot.
近年では、エピタキシャルシリコンウェーハの基板ウェーハとして、低抵抗率のシリコンウェーハ（例えば、Ｐ＋＋ウェーハ（０．００５〜０．０１Ω・ｃｍ））が製造されるようになっており、同一のロットのウェーハに対して、同一のレシピを適用した場合に、一部のウェーハの画像においては、欠陥検出可能範囲の平均輝度が得られないという問題が生じている。 In recent years, low resistivity silicon wafers (for example, P ++ wafers (0.005 to 0.01 Ω · cm)) have been manufactured as substrate wafers for epitaxial silicon wafers. On the other hand, when the same recipe is applied, there is a problem that the average luminance in the defect detectable range cannot be obtained in some wafer images.
図１は、測定対象のロット毎の各ウェーハの平均輝度と、欠陥検出可能範囲との関係を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the average luminance of each wafer for each lot to be measured and the defect detectable range.
図１に示すように、各ロットに対して適用するレシピを決定し、そのレシピをそのロット内の各ウェーハに対して適用してウェーハの画像を撮像した場合に、Ｐ＋＋ウェーハのロット（図１中のＰ＋＋ウェーハの１番のロット）において、ウェーハの画像の平均輝度が欠陥検出可能な範囲を外れてしまうことがある。このため、撮像したウェーハの画像から適切に欠陥が検出できない虞がある。 As shown in FIG. 1, when determining the recipe to be applied to each lot was an image of the wafer by applying the recipe for each wafer in the lot, the lot (figure P ++ wafer In the first lot of P ++ wafers in 1), the average brightness of the wafer image may fall outside the range in which defects can be detected. For this reason, there exists a possibility that a defect cannot be detected appropriately from the image of the imaged wafer.
一方、特許文献１に記載の技術によると、ウェーハの比抵抗を測定する測定装置を設けなければならないという問題があるとともに、各ウェーハに対して比抵抗を測定しなければならず、時間と手間が掛かる問題がある。 On the other hand, according to the technique described in Patent Document 1, there is a problem that a measuring device for measuring the specific resistance of a wafer has to be provided, and the specific resistance must be measured for each wafer, which is time and labor-intensive. There is a problem that takes.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、欠陥検査に適したウェーハの画像を効率よく取得することのできる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently acquiring a wafer image suitable for defect inspection.
本発明の第１の観点に係るウェーハ欠陥検査装置は、検査対象のウェーハを載置するウェーハ載置手段と、赤外光をウェーハに対して照射する照射手段と、赤外光が照射されたウェーハを撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像されたウェーハの画像に基づいてウェーハの欠陥を検査する検査手段とを有するウェーハ欠陥検査装置であって、撮像手段により撮像された前記検査対象のウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、ウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にないと判定した場合に、ウェーハを撮像する際の露光時間を変更して、撮像手段によりウェーハの画像を再度取得させる制御手段とを更に有し、検査手段は、ウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にあると判定された場合に、当該ウェーハの画像に基づいて欠陥検査を行う。 A wafer defect inspection apparatus according to a first aspect of the present invention includes a wafer mounting unit for mounting a wafer to be inspected, an irradiation unit for irradiating the wafer with infrared light, and infrared light irradiation. A wafer defect inspection apparatus having an image pickup means for picking up an image of a wafer and an inspection means for inspecting a wafer defect based on an image of the wafer picked up by the image pickup means, wherein the wafer to be inspected is picked up by the image pickup means. A determination means for determining whether or not the reference luminance of the image is within a predetermined luminance range, and imaging the wafer when it is determined that the reference luminance of the wafer image is not within the predetermined luminance range And a control unit that re-acquires an image of the wafer by the imaging unit, and the inspection unit has a luminance that serves as a reference for the wafer image within a predetermined luminance range. If it is determined to be in, a defect inspection based on the image of the wafer.
係るウェーハ欠陥検査装置によると、ウェーハを撮像する際の露光時間を変更することにより、ウェーハの画像の基準となる輝度を所定の輝度範囲内とした画像を撮像することができ、ウェーハにおける欠陥を適切に検査することができる。 According to such a wafer defect inspection apparatus, by changing the exposure time when imaging a wafer, it is possible to capture an image with a luminance that is a reference of the wafer image within a predetermined luminance range, and to detect defects in the wafer. Can be properly inspected.
上記ウェーハ欠陥検査装置において、照射手段は、赤外光をライン状に照射させ、撮像手段は、ラインイメージセンサであり、制御手段は、照射手段及び撮像手段と、ウェーハ載置手段とを相対的に移動させることにより、ウェーハの全面の画像を取得する。係るウェーハ欠陥検査装置によると、ウェーハの全面の画像を適切に取得することができる。 In the wafer defect inspection apparatus, the irradiation means irradiates infrared light in a line shape, the imaging means is a line image sensor, and the control means relatively irradiates the irradiation means, the imaging means, and the wafer mounting means. By moving to, an image of the entire surface of the wafer is acquired. According to such a wafer defect inspection apparatus, an image of the entire surface of the wafer can be appropriately acquired.
上記ウェーハ欠陥検査装置において、照射手段と、撮像手段とは、ウェーハ載置手段に載置されるウェーハを挟んで対向するように配置されている。係るウェーハ欠陥検査装置によると、赤外光が照射されたウェーハの透過光による画像を撮像することができる。 In the wafer defect inspection apparatus, the irradiating means and the imaging means are arranged to face each other with the wafer placed on the wafer placing means interposed therebetween. According to such a wafer defect inspection apparatus, an image of transmitted light of a wafer irradiated with infrared light can be taken.
また、上記ウェーハ欠陥検査装置において、制御手段は、ウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にないと判定した場合に、照射手段及び撮像手段と、ウェーハ載置手段との相対速度を変更するとともに、撮像手段による画像取込速度を変更することにより露光時間を変更する。係るウェーハ欠陥検査装置によると、ウェーハの画像における各画素の輝度を適切に変更することができる。 In the wafer defect inspection apparatus, when the control unit determines that the luminance serving as a reference for the image of the wafer is not within the predetermined luminance range, the relative speed of the irradiation unit, the imaging unit, and the wafer mounting unit. And the exposure time is changed by changing the image capturing speed of the imaging means. According to the wafer defect inspection apparatus, the luminance of each pixel in the wafer image can be appropriately changed.
また、上記ウェーハ欠陥検査装置において、制御手段は、ウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にないと判定した場合に、照射手段の赤外光の光量又は撮像手段の受光感度の少なくとも一方を調整してウェーハの画像を再度取得し、赤外光の光量及び撮像手段の受光感度を調整しても、輝度が所定の輝度範囲内にならない場合に、露光時間を調整する。係るウェーハ欠陥検査装置によると、赤外光の光量及び撮像手段の受光感度の調整によっても、輝度が所定の輝度範囲内にならない場合に、露光時間を調整するようにしているので、露光時間による調整頻度を低減することができる。 In the wafer defect inspection apparatus, when the control unit determines that the luminance serving as a reference of the wafer image is not within a predetermined luminance range, the control unit determines the infrared light amount of the irradiation unit or the light reception sensitivity of the imaging unit. If the brightness does not fall within a predetermined brightness range even when at least one of the images is adjusted and the wafer image is obtained again, and the amount of infrared light and the light receiving sensitivity of the imaging means are adjusted, the exposure time is adjusted. According to the wafer defect inspection apparatus, the exposure time is adjusted when the luminance does not fall within the predetermined luminance range even by adjusting the light amount of infrared light and the light receiving sensitivity of the imaging means. Adjustment frequency can be reduced.
また、本発明の第２の観点に係るウェーハ欠陥検査方法は、検査対象のウェーハに赤外光を照射し、赤外光が照射されたウェーハの画像を撮像し、ウェーハの画像に基づいてウェーハの欠陥を検査するウェーハ欠陥検査方法であって、ウェーハに対して赤外光を照射させて、ウェーハの画像を撮像するステップと、撮像された検査対象のウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にあるか否かを判定する判定ステップと、ウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にないと判定した場合に、ウェーハを撮像する際の露光時間を変更して、ウェーハの画像を再度取得するステップと、ウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にあると判定された場合における当該ウェーハの画像に基づいてウェーハの欠陥検査を行うステップとを有する。 In addition, the wafer defect inspection method according to the second aspect of the present invention irradiates a wafer to be inspected with infrared light, takes an image of the wafer irradiated with infrared light, and based on the wafer image, the wafer A wafer defect inspection method for inspecting defects of the wafer, the step of irradiating the wafer with infrared light to capture an image of the wafer, and a reference brightness of the image of the captured wafer to be inspected is predetermined. A determination step for determining whether or not the brightness range is within a predetermined brightness range, and if it is determined that the reference brightness of the wafer image is not within the predetermined brightness range, the exposure time for imaging the wafer is changed. The step of acquiring the wafer image again, and the defect inspection of the wafer based on the wafer image when it is determined that the reference luminance of the wafer image is within a predetermined luminance range. And a step of performing.
係るウェーハ欠陥検査方法によると、ウェーハを撮像する際の露光時間を変更することにより、ウェーハの画像の基準となる輝度を所定の輝度範囲内とした画像を撮像することができ、ウェーハにおける欠陥を適切に検査することができる。 According to such a wafer defect inspection method, by changing the exposure time when imaging a wafer, it is possible to capture an image with a reference luminance of the wafer image within a predetermined luminance range, and to detect defects in the wafer. Can be properly inspected.
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below do not limit the invention according to the claims, and all the elements and combinations described in the embodiments are essential for the solution of the invention. Is not limited.
本発明の一実施形態に係るウェーハ欠陥検査装置について説明する。 A wafer defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
図２は、本発明の一実施形態に係るウェーハ欠陥検査装置の構成図である。図２Ａは、ウェーハ欠陥検査装置を側面から観察した構成図であり、図２Ｂは、ウェーハ欠陥検査装置の検査ステージを上方から観察した構成図である。 FIG. 2 is a configuration diagram of a wafer defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a configuration diagram of the wafer defect inspection apparatus observed from the side, and FIG. 2B is a configuration diagram of the inspection stage of the wafer defect inspection apparatus observed from above.
ウェーハ欠陥検査装置１は、検査対象のウェーハＷを載置させるウェーハ載置手段の一例としての検査ステージ３と、赤外光を照射する１以上の照明部４と、照明部４から照射された赤外光をほぼ同一の光量を持つライン状の光に整形してウェーハＷに投射するライトガイド５と、ウェーハＷの画像を取り込む１以上の撮像手段の一例としての受光部２と、処理装置６とを有する。ここで、照明部４及びライトガイド５により、照明手段が構成される。 The wafer defect inspection apparatus 1 is irradiated from an inspection stage 3 as an example of a wafer mounting means for mounting a wafer W to be inspected, one or more illumination units 4 that irradiate infrared light, and the illumination unit 4. A light guide 5 that shapes infrared light into line-shaped light having substantially the same amount of light and projects it onto the wafer W, a light receiving unit 2 as an example of one or more imaging means for capturing an image of the wafer W, and a processing device 6. Here, the illumination unit 4 and the light guide 5 constitute illumination means.
受光部２は、赤外光に感度を有するイメージラインセンサを有し、イメージラインセンサの受光面が検査ステージ３側、すなわち下方を向くように配置されている。本実施形態では、各受光部２は、それぞれウェーハＷの半分の面（図２Ａ左側の受光部２は、ウェーハＷの左側の半分の面、図２Ａ右側の受光部２は、ウェーハＷの右側の半分の面）のウェーハの画像を取り込むために用いられる。 The light receiving unit 2 includes an image line sensor having sensitivity to infrared light, and is disposed so that the light receiving surface of the image line sensor faces the inspection stage 3 side, that is, the lower side. In the present embodiment, each light receiving portion 2 is a half surface of the wafer W (the light receiving portion 2 on the left side in FIG. 2A is the half surface on the left side of the wafer W, and the light receiving portion 2 on the right side in FIG. Used to capture an image of a half wafer).
ウェーハ欠陥検査装置１においては、ラインガイド５と、各受光部２のイメージラインセンサとが検査ステージ３を挟んで対向するように配置されている。すなわち、ラインガイド５により投射されるライン状の光が、受光部２のイメージラインセンサのラインに沿って向かうようになっている。 In the wafer defect inspection apparatus 1, the line guide 5 and the image line sensor of each light receiving unit 2 are disposed so as to face each other with the inspection stage 3 interposed therebetween. That is, the line-shaped light projected by the line guide 5 is directed along the line of the image line sensor of the light receiving unit 2.
検査ステージ３は、Ｙ方向（図２Ａの紙面垂直方向、図２Ｂの上下方向）に直線移動できるようになっている。 The inspection stage 3 can move linearly in the Y direction (vertical direction in FIG. 2A, vertical direction in FIG. 2B).
処理装置６は、判定手段及び制御手段の一例としての制御処理部６ａと、検査手段の一例としての画像処理部６ｂと、欠陥判定テーブル６ｃとを有する。 The processing device 6 includes a control processing unit 6a as an example of a determination unit and a control unit, an image processing unit 6b as an example of an inspection unit, and a defect determination table 6c.
制御処理部６ａは、受光部２のラインセンサによる光量に対する感度（ゲイン）を制御する。また、制御処理部６ａは、受光部２のラインセンサによる画像取込速度を制御する。本実施形態では、制御処理部６ａは、受光条件（感度）と、露光条件の一部（画像取込速度）を含む受光部設定情報を受光部２に送信することにより、受光部２を制御している。また、制御処理部６ａは、受光部２により撮像されたウェーハＷの原画像データ（各画素の輝度データ）を受信し、画像処理部６ｂに渡す。また、制御処理部６ａは、照明部４により照射される赤外光の光量を制御する。本実施形態では、制御処理部６ａは、照射条件（光量）を含む光源設定情報を照明部４に送信することにより、照明部４を制御している。また、制御処理部６ａは、検査ステージ３の移動速度を制御する。本実施形態では、制御処理部６ａは、露光条件の一部（移動速度の指定）を含む速度設定情報を検査ステージ３の図示しない駆動部に送信することにより、検査ステージ３の移動速度を制御している。 The control processing unit 6 a controls the sensitivity (gain) with respect to the light amount by the line sensor of the light receiving unit 2. Further, the control processing unit 6 a controls the image capturing speed by the line sensor of the light receiving unit 2. In this embodiment, the control processing unit 6a controls the light receiving unit 2 by transmitting the light receiving unit setting information including the light receiving condition (sensitivity) and a part of the exposure condition (image capturing speed) to the light receiving unit 2. is doing. In addition, the control processing unit 6a receives the original image data (luminance data of each pixel) of the wafer W imaged by the light receiving unit 2, and passes it to the image processing unit 6b. In addition, the control processing unit 6 a controls the amount of infrared light emitted by the illumination unit 4. In the present embodiment, the control processing unit 6 a controls the illumination unit 4 by transmitting light source setting information including an irradiation condition (light quantity) to the illumination unit 4. The control processing unit 6a controls the moving speed of the inspection stage 3. In the present embodiment, the control processing unit 6a controls the moving speed of the inspection stage 3 by transmitting speed setting information including a part of the exposure conditions (designation of moving speed) to a driving unit (not shown) of the inspection stage 3. is doing.
画像処理部６ｂは、制御処理部６ａから渡された画像データに基づいて、ウェーハＷにおける欠陥を検査する欠陥検出画像解析処理を実行する。画像処理部６ｂは、欠陥検出画像解析処理においては、欠陥の種類を規定する条件（欠陥分類条件）と、ウェーハの合否（製品として合格か、又は不合格か）を決定する条件（合否判定条件）とを記憶する欠陥判定テーブル６ｃ（図４参照）を用いて処理を行う。なお、画像処理部６ｂの詳細な処理は後述する。 The image processing unit 6b executes defect detection image analysis processing for inspecting defects on the wafer W based on the image data transferred from the control processing unit 6a. In the defect detection image analysis process, the image processing unit 6b determines a condition (defect classification condition) that defines the type of defect and a condition (pass / fail judgment condition) that determines pass / fail of the wafer (pass or fail as a product). ) Is stored in the defect determination table 6c (see FIG. 4). Detailed processing of the image processing unit 6b will be described later.
図３は、本発明の一実施形態に係る欠陥検査により検出される輝度プロファイル例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a luminance profile detected by defect inspection according to an embodiment of the present invention.
ウェーハＷにおける欠陥の種類としては、ボイド（気泡）、膜ピンホール、汚れ・シミ、異物、キズ・クラック等、様々な発生形態の異なる欠陥がある。このため、例えば、図３で示すように、欠陥種によっては、欠陥領域の輝度が後述する移動平均輝度よりも下回り、輝度のプロファイルの形状が凹状（欠陥Ａ〜Ｅ）として検出されたり、欠陥領域の輝度が移動平均輝度を上回り、輝度プロファイルの形状が凸状（欠陥Ｆ）として検出されたりして、欠陥種毎に検出される輝度プロファイルが異なることになる。なお、検出された輝度プロファイルの形状が同じような凹状（例えば、欠陥Ａ〜Ｅ）である場合には、輝度プロファイルのみでは明確に欠陥種の判別できない場合もあるが、後述する円形度、あるいは欠陥領域の重心Ｇを通る最長の直線（最大幅）と最短の直線（最小幅）との比を以って、欠陥種の判別を行うことができる。 As the types of defects in the wafer W, there are various types of defects such as voids (bubbles), film pinholes, dirt / stains, foreign matter, scratches / cracks, and the like. Therefore, for example, as shown in FIG. 3, depending on the defect type, the luminance of the defect area is lower than the moving average luminance described later, and the shape of the luminance profile is detected as a concave shape (defects A to E). The brightness of the region exceeds the moving average brightness, and the shape of the brightness profile is detected as a convex shape (defect F), so that the detected brightness profile differs for each defect type. If the detected brightness profile has a similar concave shape (for example, defects A to E), the defect type may not be clearly determined only by the brightness profile, but the circularity described later or The defect type can be determined based on the ratio of the longest straight line (maximum width) passing through the center of gravity G of the defect area to the shortest straight line (minimum width).
図４は、本発明の一実施形態に係る欠陥判定テーブルを示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a defect determination table according to an embodiment of the present invention.
欠陥判定テーブル６ｃは、分類名フィールド６０と、欠陥分類条件フィールド６１と、合否判定条件フィールド６２とを有するレコードを複数格納可能である。なお、欠陥判定テーブル６ｃにおける各設定については、固定的に決定しておいてもよく、また、ユーザーが図示しない入力装置を用いて適宜決定するようにしてもよい。 The defect determination table 6c can store a plurality of records having a classification name field 60, a defect classification condition field 61, and a pass / fail determination condition field 62. Each setting in the defect determination table 6c may be fixedly determined, or may be appropriately determined by the user using an input device (not shown).
分類名フィールド６０には、欠陥の分類名が格納される。 The classification name field 60 stores defect classification names.
欠陥分類条件フィールド６１には、後述する欠陥候補領域についての欠陥を分類する際の条件（欠陥分類条件）が格納される。本実施形態では、欠陥分類条件フィールド６１は、凹凸フィールド６１ａと、輝度比フィールド６１ｂと、輝度変化率フィールド６１ｃと、面積フィールド６１ｄと、円形度フィールド６１ｅと、長短比フィールド６１ｆとを有する。なお、本実施形態では、欠陥分類条件フィールド６１においては、各フィールド６１ａ〜６１ｆが示す条件の内の少なくとも１以上の条件が設定されるようになっており、分類に使用する条件については、その条件についての値が設定され、分類に使用しない条件については、未設定を示す未設定記号（本実施形態では、”‐”）が設定される。 The defect classification condition field 61 stores conditions (defect classification conditions) for classifying defects for defect candidate areas described later. In the present embodiment, the defect classification condition field 61 includes a concavo-convex field 61a, a luminance ratio field 61b, a luminance change rate field 61c, an area field 61d, a circularity field 61e, and a long / short ratio field 61f. In the present embodiment, in the defect classification condition field 61, at least one of the conditions indicated by the fields 61a to 61f is set. The conditions used for classification are as follows. A value for the condition is set, and for a condition that is not used for classification, an unset symbol (“-” in the present embodiment) indicating unset is set.
凹凸フィールド６１ａには、欠陥候補領域について対応する分類の欠陥であると判定する条件である輝度プロファイルの凹凸、すなわち、その領域の輝度プロファイルが、その領域の移動平均輝度に対して、凹状（低い状態）であるか、凸状（高い状態）であるかの条件が設定される。輝度比フィールド６１ｂには、欠陥候補領域内の輝度と移動平均輝度の差分の最大値と、移動平均輝度との比（輝度比）について対応する分類の欠陥であると判定する条件である輝度比の最小値（Ｍｉｎ）及び／又は最大値（Ｍａｘ）が設定される。輝度変化率フィールド６１ｃには、対応する分類の欠陥であると判定する条件である輝度変化率の最小値（Ｍｉｎ）及び／又は最大値（Ｍａｘ）が設定される。ここで、輝度変化率は重心Ｇを通る欠陥候補領域境界において予め指定した範囲での輝度の変化の最大値（輝度プロファイルの傾きの絶対値）を示している。面積フィールド６１ｄには、対応する分類の欠陥であると判定する条件である面積Ｓの最小値（Ｍｉｎ）及び／又は最大値（Ｍａｘ）が設定される。円形度フィールド６１ｅには、対応する分類の欠陥であると判定する条件である円形度の最小値（Ｍｉｎ）及び／又は最大値（Ｍａｘ）が設定される。長短比フィールド６１ｆには、対応する分類の欠陥であると判定する条件である長短比の最小値（Ｍｉｎ）及び／又は最大値（Ｍａｘ）が設定される。ここで，長短比とは、対象領域についての、重心Ｇを通る短い直線（最小幅）と、長い直線（最大幅）との比率を示している。 In the unevenness field 61a, the unevenness of the brightness profile, which is a condition for determining that the defect candidate area is a defect of the corresponding classification, that is, the brightness profile of the area is concave (low) with respect to the moving average brightness of the area. Condition) or convex (high state). In the luminance ratio field 61b, a luminance ratio which is a condition for determining a defect of a corresponding category with respect to a ratio (luminance ratio) between the maximum difference between the luminance in the defect candidate area and the moving average luminance and the moving average luminance (luminance ratio). The minimum value (Min) and / or the maximum value (Max) are set. In the luminance change rate field 61c, a minimum value (Min) and / or a maximum value (Max) of the luminance change rate, which is a condition for determining that the defect is a corresponding classification, is set. Here, the luminance change rate indicates the maximum value of the luminance change (absolute value of the inclination of the luminance profile) in the range designated in advance at the defect candidate region boundary passing through the center of gravity G. In the area field 61d, a minimum value (Min) and / or a maximum value (Max) of the area S, which is a condition for determining a defect of the corresponding classification, is set. In the circularity field 61e, a minimum value (Min) and / or a maximum value (Max) of circularity, which is a condition for determining that the defect is a corresponding classification, is set. In the long / short ratio field 61f, a minimum value (Min) and / or a maximum value (Max) of the long / short ratio, which is a condition for determining a defect of the corresponding classification, is set. Here, the long / short ratio indicates the ratio of a short straight line (minimum width) passing through the center of gravity G to a long straight line (maximum width) for the target region.
合否判定条件フィールド６２は、長さフィールド６２ａと、個数フィールド６２ｂとを有する。 The pass / fail judgment condition field 62 has a length field 62a and a number field 62b.
長さフィールド６２ａには、合否判定に使用する条件である対応する欠陥分類に分類される欠陥領域に対して、ウェーハの製品として許容される長さが格納される。すなわち、対応する欠陥分類であると判定された欠陥の長さが、許容される長さ以内であれば、ウェーハ製品として合格であり、許容される長さを超える場合には、ウェーハは製品として不合格であることを示している。個数フィールド６２ｂには、合否判定に使用する条件である対応する欠陥分類に分類された欠陥領域として許容される個数（許容個数）が格納される。すなわち、対応する欠陥分類であると判定された欠陥が許容個数を超える場合には、ウェーハは製品として不合格であることを示している。なお、これらフィールド６２ａ、６２ｂには、合否判定に使用する条件については、数値が設定され、それ以外には未設定であることを示す未設定記号（本実施形態では、”‐”）が設定される。 The length field 62a stores a length allowed as a wafer product for a defect area classified into a corresponding defect classification that is a condition used for pass / fail judgment. That is, if the length of the defect determined to be the corresponding defect classification is within the allowable length, the wafer product is acceptable, and if the length exceeds the allowable length, the wafer is Indicates a failure. The number field 62b stores the number (allowable number) allowed as the defect area classified into the corresponding defect classification, which is a condition used for the pass / fail judgment. In other words, if the number of defects determined to be the corresponding defect classification exceeds the allowable number, it indicates that the wafer is rejected as a product. In these fields 62a and 62b, numerical values are set for the conditions used for the pass / fail judgment, and non-set symbols (“-” in the present embodiment) indicating that they are not set are set otherwise. Is done.
例えば、図４中、上から２番目のレコードである欠陥Ｂに分類される条件としては、輝度プロファイルが凹状であり、輝度比が０．７０〜１．００であり、面積Ｓが３０（画素）以上であり、円形度ｅが０．６０〜０．９０であり、長短比が１．５０〜２．００であることが条件であり、この欠陥Ｂに分類される欠陥領域が３個以内であれば、このウェーハは製品として合格であることを示している。 For example, in FIG. 4, as a condition to be classified into the defect B which is the second record from the top, the luminance profile is concave, the luminance ratio is 0.70 to 1.00, and the area S is 30 (pixels). ) Or more, the degree of circularity e is 0.60 to 0.90, and the length-to-short ratio is 1.50 to 2.00, and the number of defect regions classified into this defect B is within three. If this is the case, this indicates that the wafer is acceptable as a product.
図５は、本発明の一実施形態に係る欠陥検査処理のフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart of defect inspection processing according to an embodiment of the present invention.
まず、制御処理部６ａは、ウェーハＷの画像取得時における設定条件（画像取得条件）に初期値を設定する（ステップＳ１）。すなわち、照明部４における照射条件Ｉｎに初期値Ｉ０を設定し、受光部２における受光条件Ｇｎに初期値Ｇ０を設定し、露光時間（受光部２の画像取込速度及び検査ステージ３の移動速度）に対応する露光条件ＳＳｎに初期値ＳＳ０を設定する。本実施形態では、初期値Ｉ０は、画像取得時に使用する光量範囲の中で最も小さい光量値となっており、初期値Ｇ０は、画像取得時に使用するゲイン範囲の中で最も小さいゲイン値となっており、初期値ＳＳ０は、画像取得時に使用する露光条件で最も短い露光時間に対応する値（本実施形態では、画像取得時に使用する移動速度範囲で最も速い移動速度であり、且つ画像取得時に使用する画像取込速度範囲で最も速い画像取込速度）となっている。 First, the control processing unit 6a sets an initial value as a setting condition (image acquisition condition) when an image of the wafer W is acquired (step S1). That is, the initial values I 0 to irradiation conditions I n the illumination unit 4, the initial values G 0 to the light receiving condition G n in the photodetecting section 2, the exposure time (image capture speed and inspection stage of the light receiving section 2 The initial value SS 0 is set to the exposure condition SS n corresponding to the movement speed 3). In the present embodiment, the initial value I 0 is the smallest light amount value in the light amount range used during image acquisition, and the initial value G 0 is the smallest gain value in the gain range used during image acquisition. The initial value SS 0 is a value corresponding to the shortest exposure time in the exposure conditions used at the time of image acquisition (in this embodiment, the fastest moving speed in the moving speed range used at the time of image acquisition, and The fastest image capture speed in the range of image capture speeds used for image acquisition).
次いで、制御処理部６ａは、ウェーハＷの画像取得時における設定条件を、受光部２、検査ステージ３、及び照明部４に設定し（ステップＳ２）、動作させることにより、受光部２からウェーハＷの全面の画像を取得する（ステップＳ３）。 Next, the control processing unit 6a sets the setting conditions at the time of image acquisition of the wafer W to the light receiving unit 2, the inspection stage 3, and the illumination unit 4 (step S2), and operates the wafer W from the light receiving unit 2 to operate. Is acquired (step S3).
次いで、制御処理部６ａは、取得した画像の平均輝度（例えば、ウェーハＷにおける輝度の平均）が許容される輝度範囲（許容範囲：欠陥検出可能範囲）内にあるか否かを判定する（ステップＳ４）。例えば、制御処理部６ａは、｜Ａｎ−Ａｔ｜≦δＡｔを満たすか否かにより判定する。ここで、Ａｎは、ウェーハＷの画像の平均輝度であり、Ａｔは、許容範囲の中心輝度であり、δＡｔは、許容範囲の中心輝度からの許容されるずれ量である。なお、許容範囲は、Ａｔ±δＡｔと表すことができる。この許容範囲としては、例えば、輝度を０〜２５５の値とした場合には、７０〜１７０の範囲としてもよい。 Next, the control processing unit 6a determines whether or not the average luminance of the acquired image (for example, the average luminance on the wafer W) is within an allowable luminance range (allowable range: defect detectable range) (step S1). S4). For example, the control processing unit 6a determines whether or not | A n −A t | ≦ δA t is satisfied. Here, A n is the average luminance of the wafer W in the image, A t is the center luminance of the permissible range, .delta.A t is the acceptable amount of deviation from the center luminance tolerance. Incidentally, the allowable range can be expressed as A t ± δA t. As the allowable range, for example, when the luminance is set to a value of 0 to 255, a range of 70 to 170 may be used.
この結果、平均輝度が許容範囲内にあると判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、当該画像が欠陥検出に適切な輝度を有していることを示しているので、制御処理部６ａは、画像データを画像処理部６ｂに渡して、欠陥検出画像解析処理（ステップＳ５）を実行させる。 As a result, if it is determined that the average luminance is within the allowable range (step S4: YES), the control processing unit 6a indicates that the image has appropriate luminance for defect detection. Then, the image data is transferred to the image processing unit 6b to execute the defect detection image analysis process (step S5).
一方、平均輝度が許容範囲内にないと判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）には、この画像は、欠陥検出に適切な輝度を有していないことを示しているので、制御処理部６ａは、より適切な輝度の画像を得るための照射条件候補Ｉｘを決定する（ステップＳ６）。本実施形態では、制御処理部６ａは、照射条件候補ＩｘをＩｘ＝ｋ＊Ａｔ／Ａｎ＊Ｉｎにより算出する。ここで、ｋは、所定の係数である。 On the other hand, when it is determined that the average luminance is not within the allowable range (step S4: NO), this image indicates that the image does not have appropriate luminance for defect detection. Then, an irradiation condition candidate I x for obtaining an image with a more appropriate luminance is determined (step S6). In the present embodiment, the control processing unit 6a, the irradiation condition candidate I x is calculated by I x = k * A t / A n * I n. Here, k is a predetermined coefficient.
そして、制御処理部６ａは、照射条件候補Ｉｘが設定可能な範囲内であるか、すなわち、Ｉｍｉｎ ≦Ｉｘ≦Ｉｍａｘ（Ｉｍｉｎ：Ｉの設定可能な最小値、Ｉｍａｘ：Ｉの設定可能な最大値）であるか否かを判定し（ステップＳ７）、設定可能な範囲内であると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）には、照射条件候補Ｉｘを照射条件Ｉｎと決定し（ステップＳ８）、ステップＳ２に進む。これにより、照射条件（照明部４の光量）をウェーハＷの画像の平均輝度が許容範囲に近づくように変更することができる。 Then, the control processing unit 6a determines whether the irradiation condition candidate I x is within a settable range, that is, I min ≦ I x ≦ I max (I min : minimum settable value of I, I max : I determines a whether setting maximum possible value) (step S7), and if it is determined that the settable range (step S7: YES), the irradiation conditions I n the irradiation condition candidate I x Determine (step S8) and proceed to step S2. Thereby, irradiation conditions (light quantity of the illumination part 4) can be changed so that the average brightness | luminance of the image of the wafer W may approach an allowable range.
一方、設定可能な範囲内でないと判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）には、制御処理部６ａは、より適切な輝度の画像を得るための受光条件候補Ｇｘを決定する（ステップＳ９）。本実施形態では、制御処理部６ａは、受光条件候補ＧｘをＧｘ＝ｌ＊Ａｔ／Ａｎ＊Ｇｎにより算出する。ここで、ｌは、所定の係数である。 On the other hand, if it is determined not to be within the range that can be set: (step S7 NO), the control processing unit 6a determines the light receiving condition candidate G x for obtaining images of better brightness (step S9). In the present embodiment, the control processing unit 6a calculates the light reception condition candidate G x by G x = l * A t / A n * G n . Here, l is a predetermined coefficient.
そして、制御処理部６ａは、受光条件候補Ｇｘが設定可能な範囲内であるか、すなわち、Ｇｍｉｎ≦Ｇｘ≦Ｇｍａｘ（Ｇｍｉｎ：Ｇの設定可能な最小値、Ｇｍａｘ：Ｇの設定可能な最大値）であるか否かを判定し（ステップＳ１０）、設定可能な範囲内であると判定した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）には、受光条件候補Ｇｘを受光条件Ｇｎと決定し（ステップＳ１１）、ステップＳ２に進む。これにより、受光条件（受光部２のゲイン）をウェーハＷの画像の平均輝度が許容範囲に近づくように変更することができる。 Then, the control processing unit 6a, it is within the range receiving condition candidate G x is configurable, i.e., G min ≦ G x ≦ G max (G min: settable minimum value of G, G max: the G It is determined whether or not it is within the settable range (step S10: YES), the light reception condition candidate Gx is set as the light reception condition Gn . Determine (step S11) and proceed to step S2. Thereby, the light receiving condition (gain of the light receiving unit 2) can be changed so that the average luminance of the image of the wafer W approaches the allowable range.
一方、設定可能な範囲内でないと判定した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）には、制御処理部６ａは、より適切な輝度の画像を得るための露光条件候補ＳＳｘを決定する（ステップＳ１２）。本実施形態では、制御処理部６ａは、露光条件候補ＳＳｘとしてＳＳｎよりも長い露光時間となる条件（検査ステージ３の移動速度を遅くし、受光部２の画像取込速度を遅くした条件）に決定する。 On the other hand, if it is determined not to be within the range that can be set: (step S10 NO), the control processing unit 6a determines the exposure condition candidate SS x for obtaining images of better brightness (step S12). In the present embodiment, the control processing unit 6a uses the exposure condition candidate SS x as an exposure time longer than SS n (condition that slows the moving speed of the inspection stage 3 and slows the image capture speed of the light receiving unit 2). ).
そして、制御処理部６ａは、露光条件候補ＳＳｘが設定可能な範囲内であるかを判定し（ステップＳ１３）、設定可能な範囲内であると判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）には、露光条件候補ＳＳｘを露光条件ＳＳｎと決定し（ステップＳ１４）、ステップＳ２に進む。これにより、露光条件（検査ステージ３の移動速度及び受光部２の画像取込速度）をウェーハＷの画像の平均輝度が許容範囲に近づくように変更することができる。 Then, the control processing unit 6a determines whether or not the exposure condition candidate SS x is within a settable range (step S13), and if it is determined that it is within the settable range (step S13: YES), The exposure condition candidate SS x is determined as the exposure condition SS n (step S14), and the process proceeds to step S2. Thereby, the exposure conditions (the moving speed of the inspection stage 3 and the image capturing speed of the light receiving unit 2) can be changed so that the average luminance of the image of the wafer W approaches the allowable range.
なお、設定可能な範囲内でないと判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）には、露光条件を変更できず、適切な輝度となる画像を得るための条件を設定することができないことを意味しているので、制御処理部６ａは、図示しない表示装置にエラー表示を行う（ステップＳ１５）。 If it is determined that it is not within the settable range (step S13: NO), it means that the exposure condition cannot be changed, and the condition for obtaining an image with appropriate luminance cannot be set. Therefore, the control processing unit 6a displays an error on a display device (not shown) (step S15).
このような処理により、ウェーハＷの画像取得時の画像取得条件を調整することができ、欠陥検出に適した輝度を有するウェーハＷの画像を適切に取得することができる。 By such processing, it is possible to adjust the image acquisition conditions at the time of image acquisition of the wafer W, and it is possible to appropriately acquire an image of the wafer W having a luminance suitable for defect detection.
図６は、本発明の一実施形態に係る複数の画像取得条件に対する、ウェーハの抵抗率と、ウェーハの画像における平均輝度との関係を説明する図である。図６Ａは、複数の画像取得条件に対する、ウェーハＷの抵抗率と、当該ウェーハＷの平均輝度との関係を示す図であり、図６Ｂは、画像取得条件（１）〜（６）を説明する図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the resistivity of the wafer and the average luminance in the image of the wafer with respect to a plurality of image acquisition conditions according to an embodiment of the present invention. 6A is a diagram illustrating a relationship between the resistivity of the wafer W and the average luminance of the wafer W with respect to a plurality of image acquisition conditions, and FIG. 6B illustrates the image acquisition conditions (1) to (6). FIG.
例えば、条件（１）から条件（２）に変更する場合のように、受光部２のゲインのみを増加させると、図６Ａの条件（１）及び条件（２）に対応するグラフに示すように、より低い抵抗率のウェーハＷの画像における平均輝度を欠陥検出可能範囲に含めることができるようになる。すなわち、より低い抵抗率のウェーハＷの画像を適切に取り込むことができるようになる。 For example, when only the gain of the light receiving unit 2 is increased as in the case of changing from the condition (1) to the condition (2), as shown in the graph corresponding to the condition (1) and the condition (2) in FIG. 6A. Thus, the average luminance in the image of the lower resistivity wafer W can be included in the defect detectable range. That is, an image of the wafer W having a lower resistivity can be appropriately captured.
また、例えば、条件（２）から条件（３）に変更する場合のように、受光部２のゲインを増加させるとともに、照明部４の光量を増加させると、図６Ａの条件（２）及び条件（３）に対応するグラフに示すように、より低い抵抗率のウェーハＷの画像における平均輝度を欠陥検出可能範囲に含めることができるようになる。すなわち、より低い抵抗率のウェーハＷの画像を適切に取り込むことができるようになる。 Further, for example, when the gain of the light receiving unit 2 is increased and the light amount of the illumination unit 4 is increased as in the case of changing from the condition (2) to the condition (3), the condition (2) and the condition of FIG. As shown in the graph corresponding to (3), the average luminance in the image of the lower resistivity wafer W can be included in the defect detectable range. That is, an image of the wafer W having a lower resistivity can be appropriately captured.
また、例えば、条件（２）から条件（４）に変更する場合のように、検査ステージ３の移動速度を低速化するとともに、受光部２の画像取込速度も低速化すると、すなわち、露光時間を長くすると、図６Ａの条件（２）及び条件（４）に対応するグラフに示すように、より低い抵抗率のウェーハＷの画像における平均輝度を欠陥検出可能範囲に含めることができるようになる。すなわち、より低い抵抗率のウェーハＷの画像を適切に取り込むことができるようになる。 Further, for example, as in the case of changing from the condition (2) to the condition (4), the moving speed of the inspection stage 3 is decreased and the image capturing speed of the light receiving unit 2 is also decreased, that is, the exposure time. As shown in the graph corresponding to the condition (2) and the condition (4) in FIG. 6A, the average luminance in the image of the lower resistivity wafer W can be included in the defect detectable range. . That is, an image of the wafer W having a lower resistivity can be appropriately captured.
これにより、条件（６）に示すように、受光部２のゲインを最大とし、照明部４の光量を最大にし、検査ステージ３の移動速度を低速化すると、図６Ａの条件（６）に示すように、より低い抵抗率のウェーハＷの画像における平均輝度を欠陥検出可能範囲に含めることができるようになる。 Accordingly, as shown in condition (6), when the gain of the light receiving unit 2 is maximized, the light amount of the illumination unit 4 is maximized, and the moving speed of the inspection stage 3 is reduced, the condition (6) of FIG. As described above, the average luminance in the image of the wafer W having a lower resistivity can be included in the defect detectable range.
このように、受光部２のゲイン、照明部４の光量、検査ステージ３の移動速度（及び受光部２の画像取込速度）の少なくとも１つを調整することにより、検査対象のウェーハＷの画像における平均輝度を調整することができ、画像の平均輝度を欠陥検出可能範囲に適切に収めることができるようになる。 As described above, by adjusting at least one of the gain of the light receiving unit 2, the light amount of the illumination unit 4, and the moving speed of the inspection stage 3 (and the image capturing speed of the light receiving unit 2), an image of the wafer W to be inspected. The average luminance of the image can be adjusted, and the average luminance of the image can be appropriately set within the defect detectable range.
図７は、本発明の一実施形態に係る欠陥検出画像解析処理のフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart of defect detection image analysis processing according to an embodiment of the present invention.
欠陥検出画像解析処理のおいては、画像処理部６ｂが制御処理部６ａから受け取ったウェーハＷの画像データ（原画像データ）を用いて、各画素の平滑化処理を行う（ステップＳ２１）。この平滑化処理では、対象とする画素の輝度を、当該画素を中心としたｎ×ｎ（例えば、３×３）の画素の輝度の平均値とする。本実施形態においては、画像データのすべての画素について、平滑化処理を実行し、これを複数回実行している。これにより、画像データ中の誤差要因を低減することができる。 In the defect detection image analysis process, the image processing unit 6b performs the smoothing process on each pixel using the image data (original image data) of the wafer W received from the control processing unit 6a (step S21). In this smoothing process, the luminance of the target pixel is set to the average value of the luminances of n × n (for example, 3 × 3) pixels centered on the pixel. In the present embodiment, the smoothing process is executed for all the pixels of the image data, and this is executed a plurality of times. Thereby, the error factor in image data can be reduced.
次いで、画像処理部６ｂは、画像データに所定の微分フィルター処理を実行する（ステップＳ２２）。ここで、微分フィルター処理としては、例えば、微分フィルターをＸ方向（検査ステージ３の移動方向に垂直な方向：図２参照）に適用してもよく、Ｙ方向（検査ステージ３の移動方向）に適用してもよく、また、ラプラシアンを適用するようにしてもよい。 Next, the image processing unit 6b performs predetermined differential filter processing on the image data (step S22). Here, as the differential filter processing, for example, a differential filter may be applied in the X direction (direction perpendicular to the moving direction of the inspection stage 3; see FIG. 2), or in the Y direction (moving direction of the inspection stage 3). It may be applied, or Laplacian may be applied.
画像処理部６ｂは、微分フィルター処理後の画像データを用いて、各画素における移動平均輝度（基準平均輝度）を算出する（ステップＳ２３）。本実施形態では、各画素に対する移動平均輝度としては、当該画素に対してＸ方向の前後の所定数の画素（例えば、当該画素の前後１００個の画素）の輝度を平均したものとしている。なお、各画素に対する移動平均輝度として、当該画素に対してＹ方向の前後の所定数の画素（例えば、前後１００個の画素）の輝度を平均したものとしてもよい。 The image processing unit 6b calculates the moving average luminance (reference average luminance) in each pixel using the image data after the differential filter processing (step S23). In the present embodiment, as the moving average luminance for each pixel, the luminance of a predetermined number of pixels before and after the X direction (for example, 100 pixels before and after the pixel) is averaged with respect to the pixel. Note that, as the moving average luminance for each pixel, the luminance of a predetermined number of pixels (for example, 100 pixels before and after) in the Y direction with respect to the pixel may be averaged.
次いで、画像処理部６ｂは、各画素の移動平均輝度に基づいて、欠陥を構成する可能性のある欠陥候補画素であるか否かを判定するために使用する輝度閾値を算出する（ステップＳ２４）。本実施形態では、例えば、各画素についての移動平均輝度に、所定の係数（例えば、０．３）を乗算することに得られた値を、各画素に対する輝度閾値としている。なお、輝度閾値として固定値を用いるようにしてもよい。 Next, the image processing unit 6b calculates a luminance threshold used for determining whether or not the pixel is a defect candidate pixel that may constitute a defect, based on the moving average luminance of each pixel (step S24). . In the present embodiment, for example, a value obtained by multiplying the moving average luminance for each pixel by a predetermined coefficient (for example, 0.3) is used as the luminance threshold value for each pixel. A fixed value may be used as the luminance threshold value.
次いで、画像処理部６ｂは、画像データの各画素の輝度と、各画素の移動平均輝度との差分値（差分の絶対値）を算出して、各画素に対する差分値と、各画素に対して算出された輝度閾値とを比較することにより、欠陥候補画素であるか否かを示す２値の画像データ（２値化画像データ）を生成する２値化処理を実行する（ステップＳ２５）。この２値化処理においては、画素についての差分値が輝度閾値を超える場合に、欠陥候補画素であることを示すデータ（例えば、０：黒色）に変換され、それ以外の場合に、欠陥候補画素でないことを示すデータ（例えば、１：白色）に変換される。 Next, the image processing unit 6b calculates a difference value (absolute value of the difference) between the luminance of each pixel of the image data and the moving average luminance of each pixel, and calculates the difference value for each pixel and each pixel. A binarization process for generating binary image data (binarized image data) indicating whether or not the pixel is a defect candidate pixel is performed by comparing the calculated luminance threshold (step S25). In this binarization processing, when the difference value for a pixel exceeds the luminance threshold value, it is converted into data indicating that it is a defect candidate pixel (for example, 0: black), and in other cases, the defect candidate pixel Is converted to data (for example, 1: white).
次いで、画像処理部６ｂは、ステップＳ２５で得られた２値化画像データに対して、白色の膨張処理を行う（ステップＳ２６）。この膨張処理においては、画像処理部６ｂは、各画素について、当該画素を含むｎ×ｎ（ｎは所定の整数）範囲内で、例えば、白色の画素が多い場合には、当該画素を白色にする処理を行う。この膨張処理により、例えば、周囲が白い画素であるのに、１つだけ黒い画素があるといったような雑データであると考えられる画素を白い画素に変更することができる。なお、膨張処理を、複数回行うようにしてもよい。 Next, the image processing unit 6b performs white expansion processing on the binarized image data obtained in step S25 (step S26). In this expansion processing, the image processing unit 6b, for each pixel, within a range of n × n (n is a predetermined integer) including the pixel, for example, when there are many white pixels, Perform the process. By this expansion processing, for example, a pixel that is considered to be miscellaneous data such as a white pixel but only one black pixel can be changed to a white pixel. The expansion process may be performed a plurality of times.
次いで、画像処理部６ｂは、膨張処理が行われた画像データに対して、白色の画素（値が”１”のデータ）の収縮処理を行う（ステップＳ２６）。この収縮処理においては、画像処理部６ｂは、各画素について、当該画素を含むｎ×ｎ（ｎは所定の整数）範囲内で、白色の画素が少ない場合には、当該画素を黒色にする処理を行う。この収縮処理により、先に行った膨張処理の影響により、領域が狭くなってしまった黒の領域を広くする、すなわち、元に近づけることができる。なお、収縮処理を、複数回行うようにしてもよい。 Next, the image processing unit 6b performs a contraction process on white pixels (data having a value of “1”) on the image data subjected to the expansion process (step S26). In this contraction process, the image processing unit 6b performs a process of setting each pixel to black when there are few white pixels within an n × n (n is a predetermined integer) range including the pixel. I do. By this shrinking process, the black area that has become narrowed due to the influence of the expansion process performed earlier can be widened, that is, close to the original area. The contraction process may be performed a plurality of times.
次いで、画像処理部６ｂは、画像データ中における繋がっている欠陥候補画素（黒色の画素）を１つのまとまり（欠陥候補領域）と扱うために番号を対応付けるラベリング処理を行う（ステップＳ２８）。 Next, the image processing unit 6b performs a labeling process for associating numbers in order to treat the connected defect candidate pixels (black pixels) in the image data as one unit (defect candidate area) (step S28).
次いで、画像処理部６ｂは、番号を対応付けられた各欠陥候補領域についての各種形状パラメータを抽出する形状特徴抽出処理を実行する（ステップＳ２９）。本実施形態では、画像処理部６ｂは、欠陥候補領域の画素数の合計である面積Ｓと、欠陥候補領域の境界線の長さである周囲長ｌと、欠陥候補領域の円形度ｅ（ｅ＝４πＳ／ｌ２）と、欠陥候補領域の重心位置Ｇと、欠陥候補領域の重心位置Ｇを通る短い直線と、長い直線との長短比とを抽出する。 Next, the image processing unit 6b executes shape feature extraction processing for extracting various shape parameters for each defect candidate region associated with the number (step S29). In the present embodiment, the image processing unit 6b includes the area S that is the total number of pixels of the defect candidate region, the peripheral length l that is the length of the boundary line of the defect candidate region, and the circularity e (e of the defect candidate region. = 4πS / l 2 ), and the center-of-gravity position G of the defect candidate area, and the length ratio of the short straight line passing through the center-of-gravity position G of the defect candidate area and the long straight line are extracted.
次いで、画像処理部６ｂは、欠陥候補領域とその周囲（例えば、各画素の上下左右方向の所定数の画素を含む領域）とを含む部分画像データを原画像データから取得する（ステップＳ３０）。 Next, the image processing unit 6b acquires partial image data including the defect candidate area and its surroundings (for example, an area including a predetermined number of pixels in the vertical and horizontal directions of each pixel) from the original image data (step S30).
次いで、各欠陥候補領域についての各種輝度パラメータを抽出する輝度特徴抽出処理を実行する（ステップＳ３１）。本実施形態では、画像処理部６ｂは、部分画像データを用いて、輝度のプロファイルが移動平均輝度に対して、プラスであるかマイナスであるかにより、当該欠陥候補領域の輝度プロファイルの凹凸を判定し、当該欠陥候補領域の輝度と基準平均輝度との最大差と基準平均輝度の比を求める。また、重心位置Ｇを通過する輝度のプロファイルのＸ方向、Ｙ方向の各境界領域の予め指定した範囲での最大輝度変化率（輝度プロファイルの傾きの絶対値）を求め、これら求めた４点での輝度変化率を平均することにより、平均輝度変化率｜ａ｜ａｖｅを算出する。なお、輝度プロファイルの凹凸、輝度比、平均輝度変化率も欠陥候補領域に関する特徴パラメータである。 Next, luminance feature extraction processing for extracting various luminance parameters for each defect candidate region is executed (step S31). In the present embodiment, the image processing unit 6b uses the partial image data to determine the unevenness of the luminance profile of the defect candidate region depending on whether the luminance profile is positive or negative with respect to the moving average luminance. Then, the ratio of the maximum difference between the luminance of the defect candidate area and the reference average luminance and the reference average luminance is obtained. In addition, the maximum luminance change rate (absolute value of the inclination of the luminance profile) in a predetermined range of each boundary region in the X direction and Y direction of the luminance profile passing through the gravity center position G is obtained, and these four points are obtained. The average luminance change rate | a | ave is calculated by averaging the luminance change rates of. Note that the unevenness of the luminance profile, the luminance ratio, and the average luminance change rate are also characteristic parameters regarding the defect candidate region.
次いで、画像処理部６ｂは、各欠陥候補領域に対して算出した各種特徴パラメータ（形状パラメータ、特徴パラメータ）と、欠陥判定テーブル６ｃとを用いて、ウェーハＷは製品として合格であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。具体的には、画像処理部６ｂは、欠陥判定テーブル６ｃから最初のレコードを取出し、各欠陥候補領域の特徴パラメータが、そのレコードに設定された欠陥分類条件を満たすか否かにより、欠陥の種類を特定し、更に、レコードの合否判定条件を満たすか否かにより、ウェーハＷが製品として合格であるか、不合格であるかを判断する。そして、画像処理部６ｂは、欠陥判定テーブル６ｃのすべてのレコードを取出して、上記同様な処理を実行する。このような処理により、ウェーハＷの欠陥の種類を特定し、当該ウェーハが製品として合格か、不合格かを適切に判定することができる。 Next, the image processing unit 6b uses the various feature parameters (shape parameters, feature parameters) calculated for each defect candidate region and the defect determination table 6c to determine whether or not the wafer W is acceptable as a product. Determination is made (step S32). Specifically, the image processing unit 6b extracts the first record from the defect determination table 6c, and determines the type of defect depending on whether the feature parameter of each defect candidate area satisfies the defect classification condition set in the record. Further, it is determined whether the wafer W is acceptable or unacceptable as a product depending on whether or not a record pass / fail condition is satisfied. Then, the image processing unit 6b extracts all the records from the defect determination table 6c and executes the same process as described above. By such processing, the type of defect of the wafer W can be specified, and it can be appropriately determined whether the wafer passes or fails as a product.
図８は、本発明の一実施形態に係る２値化処理を説明する図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining binarization processing according to an embodiment of the present invention.
本実施形態では、ステップＳ２５に示すように、各画素についての移動平均輝度と画像輝度との差分値を算出し、この差分値を輝度閾値と比較することにより２値化処理を行っている。このように移動平均輝度と画像輝度との差分値を用いることにより、画像ムラや、ウェーハ毎の輝度の違いの影響を低減することができ、欠陥部分をより適切に検出することができる。 In this embodiment, as shown in step S25, a binarization process is performed by calculating a difference value between the moving average luminance and the image luminance for each pixel and comparing the difference value with a luminance threshold value. Thus, by using the difference value between the moving average luminance and the image luminance, it is possible to reduce the influence of image unevenness and the difference in luminance for each wafer, and to detect a defective portion more appropriately.
図９は、本発明の一実施形態に係る２値化処理を説明する図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining binarization processing according to an embodiment of the present invention.
具体的には、図９Ａは、画像ムラが発生している画像とその輝度プロファイルを示すものである。図９Ｂ及び図９Ｃは画像ムラが発生している状態で２値化処理を行ったときの結果を示すものである。図９Ｂに示すように画像ムラが発生している状態で画像輝度に対して閾値を適用した場合、欠陥部分以外の画像ムラ領域まで２値化の対象になってしまうが、図９Ｃに示すように、差分値に対して閾値を適用することで、画像ムラの影響を受けずに、欠陥部分を適切に検出することができる。 Specifically, FIG. 9A shows an image in which image unevenness has occurred and its luminance profile. FIG. 9B and FIG. 9C show the results when the binarization process is performed in a state where image unevenness occurs. As shown in FIG. 9B, when the threshold value is applied to the image luminance in a state where the image unevenness occurs, the image unevenness region other than the defective portion is subject to binarization, but as shown in FIG. 9C. In addition, by applying a threshold value to the difference value, it is possible to appropriately detect a defective portion without being affected by image unevenness.
図１０は、本発明の一実施形態に係る輝度閾値を変更した２値化処理を説明する図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating a binarization process in which the luminance threshold value is changed according to an embodiment of the present invention.
具体的には、図１０は、ウェーハＷの面内に存在する１００μｍの欠陥について平均輝度の異なる画像を取得して、欠陥を検出した結果を示しており、図１０Ａは、低輝度の画像における欠陥の検出結果を示し、図１０Ｂは、高輝度の画像における欠陥の検出結果を示している。 Specifically, FIG. 10 shows the result of detecting defects by acquiring images with different average luminance for 100 μm defects existing in the plane of the wafer W, and FIG. FIG. 10B shows a defect detection result in a high-luminance image.
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、画像の濃淡レベルによって輝度閾値を変えることで、ウェーハＷに存在する欠陥を適切に検出することができる。本実施形態では、移動平均輝度に対して所定の係数をかけることにより輝度閾値を決定するようにして、移動平均輝度が高いほど輝度閾値が高くなるようにしているので、より適切にウェーハＷの欠陥を検出することができる。 As shown in FIGS. 10A and 10B, the defect existing in the wafer W can be appropriately detected by changing the luminance threshold according to the gray level of the image. In the present embodiment, the luminance threshold is determined by multiplying the moving average luminance by a predetermined coefficient, and the luminance threshold is increased as the moving average luminance is higher. Defects can be detected.
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this is an illustration for description of this invention, and is not the meaning which limits the scope of the present invention only to this embodiment. The present invention can be implemented in various modes different from the above-described embodiments without departing from the gist thereof.
次に、本発明の変形例である第１及び第２変形例について説明する。 Next, first and second modified examples which are modified examples of the present invention will be described.
図１１は、本発明の変形例に係る移動平均輝度の算出方法を説明する図である。 FIG. 11 is a diagram for explaining a moving average luminance calculation method according to a modification of the present invention.
まず、上記実施形態のウェーハ欠陥検査装置１においては、ウェーハＷの外周部は、照明ムラや、ウェーハ外周部のダレ等の影響により、透過光量が少ない。そこで、図１１（１）に示すように、ウェーハＷの外周部近傍の領域を検査対象外の領域（マスク領域）としている。 First, in the wafer defect inspection apparatus 1 of the above-described embodiment, the amount of transmitted light is small at the outer peripheral portion of the wafer W due to illumination unevenness, sagging of the wafer outer peripheral portion, and the like. Therefore, as shown in FIG. 11A, a region in the vicinity of the outer peripheral portion of the wafer W is set as a region not to be inspected (mask region).
例えば、上記実施形態では、図１１（２）に示すように、各画素の移動平均輝度として、その画素の所定方向（例えば、Ｘ方向）の前後１００個の画素の輝度を平均していたので、ウェーハＷのマスク領域に近い検査領域の画素においては、マスク領域内の画素の輝度の影響により移動平均輝度が低くなって、欠陥候補画素として誤検出される可能性がある。例えば、図１１（１）に示すようにマスク領域に近い検査領域内に画像ムラがあった場合には、図１１（２）に示すように、画像ムラ部分における輝度と、当該部分の移動平均輝度との差分値が閾値を超えてしまい、当該画像ムラ部分の画素が、欠陥候補画素として誤検出されてしまうことがある。 For example, in the above embodiment, as shown in FIG. 11 (2), as the moving average luminance of each pixel, the luminance of 100 pixels before and after the pixel in a predetermined direction (for example, the X direction) is averaged. In the pixels in the inspection area close to the mask area of the wafer W, the moving average luminance is lowered due to the influence of the luminance of the pixels in the mask area, and may be erroneously detected as a defect candidate pixel. For example, as shown in FIG. 11 (1), when there is image unevenness in the inspection region close to the mask region, as shown in FIG. 11 (2), the luminance in the image unevenness portion and the moving average of the portion are displayed. In some cases, the difference value with the luminance exceeds a threshold value, and the pixel in the uneven image portion is erroneously detected as a defect candidate pixel.
これに対して、第１変形例においては、マスク領域内の画素の輝度を、マスク領域と検査領域との境界部分の画素の輝度と同一であると仮定して、各画素の移動平均輝度を算出するようにしている。このようにすると、図１１（１）に示すような画像ムラがあった場合であっても、図１１（３）に示すように、画像ムラ部分における輝度と、当該部分の移動平均輝度との差分値が閾値を超えることがなく、当該画像ムラ部分が、欠陥候補画素として誤検出されない。 On the other hand, in the first modification, assuming that the luminance of the pixels in the mask area is the same as the luminance of the pixels at the boundary between the mask area and the inspection area, the moving average luminance of each pixel is I am trying to calculate. Thus, even when there is an image unevenness as shown in FIG. 11 (1), as shown in FIG. 11 (3), the luminance in the image unevenness portion and the moving average luminance of the portion are calculated. The difference value does not exceed the threshold value, and the image unevenness portion is not erroneously detected as a defect candidate pixel.
また、第２変形例においては、マスク領域内の各画素の輝度を、マスク領域と検査領域との境界部分に対して対称位置にある各画素の輝度と同一であると仮定して、各画素の移動平均輝度を算出するようにしている。このようにすると、図１１（１）に示すような画像ムラがあった場合であっても、図１１（４）に示すように、画像ムラ部分における輝度と当該部分の移動平均輝度との差分値が、閾値を超えることがなく、当該画像ムラ部分が、欠陥候補画素として誤検出されない。したがって、欠陥の誤検出を低減することができる。 Further, in the second modification, it is assumed that the luminance of each pixel in the mask area is the same as the luminance of each pixel in a symmetric position with respect to the boundary portion between the mask area and the inspection area. The moving average luminance is calculated. In this way, even when there is image unevenness as shown in FIG. 11 (1), as shown in FIG. 11 (4), the difference between the luminance in the image unevenness portion and the moving average luminance of the portion. The value does not exceed the threshold value, and the image unevenness portion is not erroneously detected as a defect candidate pixel. Therefore, it is possible to reduce erroneous detection of defects.
また、本発明は次のようにすることもできる。例えば、上記実施形態では、検査ステージ３を移動させることにより、ウェーハＷの全体画像を取得するようにしていたが、例えば、検査ステージ３を移動させずに、受光部２、照明部４、及びライトガイド５を移動させることにより、ウェーハＷの全体画像を取得するようにしてもよく、要は、検査ステージ３と、受光部２、照明部４、及びライトガイド５とを相対的に移動させるようにしてウェーハＷの全体画像を取得するようにすればよい。 Further, the present invention can also be performed as follows. For example, in the above-described embodiment, the entire image of the wafer W is acquired by moving the inspection stage 3, but for example, without moving the inspection stage 3, the light receiving unit 2, the illumination unit 4, and The entire image of the wafer W may be acquired by moving the light guide 5. In short, the inspection stage 3, the light receiving unit 2, the illumination unit 4, and the light guide 5 are relatively moved. In this way, an entire image of the wafer W may be acquired.
また、上記実施形態では、ウェーハの画像の基準となる輝度として、ウェーハＷの画像の平均輝度を用いていたが、本発明はこれに限られず、例えば、ウェーハＷの画像の最も暗い輝度を用いるようにしてもよく、また、ウェーハＷの検査領域における平均の輝度を用いるようにしてもよい。 In the above embodiment, the average brightness of the image of the wafer W is used as the reference brightness of the image of the wafer. However, the present invention is not limited to this. For example, the darkest brightness of the image of the wafer W is used. Alternatively, the average luminance in the inspection area of the wafer W may be used.
また、上記実施形態では、照射部４の照射条件を変更し、照射条件を変更できない場合に、受光部２の受光条件を変更し、受光条件を変更できない場合に、露光条件を変更するようにしていたが、本発明はこれに限られず、照射条件、受光条件、露光条件の変更する順番は、別の順番であってもよいし、照射条件、受光条件及び露光条件の複数の条件を一度に変更するようにしてもよく、また、例えば、照射条件、受光条件及び露光条件の組を複数用意しておき、それらの中から使用する変更対象を選択するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, when the irradiation condition of the irradiation unit 4 is changed and the irradiation condition cannot be changed, the light reception condition of the light receiving unit 2 is changed, and when the light reception condition cannot be changed, the exposure condition is changed. However, the present invention is not limited to this, and the order of changing the irradiation condition, the light receiving condition, and the exposure condition may be a different order, or a plurality of conditions of the irradiation condition, the light receiving condition, and the exposure condition may be set once. In addition, for example, a plurality of sets of irradiation conditions, light receiving conditions, and exposure conditions may be prepared, and a change target to be used may be selected from them.
また、上記実施形態では、原画像データに対して平滑化処理、微分フィルター処理を行った画像データを用いて、移動平均輝度を算出するようにしていたが、平滑化処理、微分フィルター処理を行わずに、原画像データを用いて移動平均輝度を算出するようにしてもよい。 In the above embodiment, the moving average luminance is calculated using the image data obtained by performing the smoothing process and the differential filter process on the original image data. However, the smoothing process and the differential filter process are performed. Instead, the moving average luminance may be calculated using the original image data.
１ ウェーハ欠陥検査装置、２ 受光部、３ 検査ステージ、４ 照明部、５ ライトガイド、６ 処理装置、６ａ 制御処理部、６ｂ 画像処理部、６ｃ 欠陥判定テーブル、Ｗ ウェーハ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer defect inspection apparatus, 2 light-receiving part, 3 inspection stage, 4 illumination part, 5 light guide, 6 processing apparatus, 6a control processing part, 6b image processing part, 6c defect determination table, W wafer.
Claims (6)
前記撮像手段により撮像された前記検査対象のウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、
前記ウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にないと判定した場合に、前記ウェーハを撮像する際の露光時間を変更して、前記撮像手段により前記ウェーハの画像を再度取得させる制御手段と
を更に有し、
前記検査手段は、前記ウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にあると判定された場合に、当該ウェーハの画像に基づいて欠陥検査を行う
ウェーハ欠陥検査装置。 A wafer placing means for placing a wafer to be inspected; an irradiating means for irradiating the wafer with infrared light; an imaging means for taking an image of the wafer irradiated with the infrared light; and the imaging means. A wafer defect inspection apparatus having inspection means for inspecting defects of the wafer based on an image of the imaged wafer,
Determination means for determining whether or not the luminance serving as a reference of the image of the wafer to be inspected imaged by the imaging means is within a predetermined luminance range;
Control that changes the exposure time when imaging the wafer and re-acquires the image of the wafer by the imaging means when it is determined that the reference luminance of the wafer image is not within a predetermined luminance range And further comprising means
A wafer defect inspection apparatus that performs a defect inspection based on an image of a wafer when the inspection unit determines that the reference luminance of the image of the wafer is within a predetermined luminance range.
前記撮像手段は、ラインイメージセンサであり、
前記制御手段は、前記照射手段及び前記撮像手段と、前記ウェーハ載置手段とを相対的に移動させることにより、前記ウェーハの全面の画像を取得する
請求項１に記載のウェーハ欠陥検査装置。 The irradiation means irradiates the infrared light in a line shape,
The imaging means is a line image sensor,
The wafer defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the control unit acquires an image of the entire surface of the wafer by relatively moving the irradiation unit, the imaging unit, and the wafer mounting unit.
請求項２に記載のウェーハ欠陥検査装置。 The wafer defect inspection apparatus according to claim 2, wherein the irradiation unit and the imaging unit are arranged so as to face each other with a wafer mounted on the wafer mounting unit interposed therebetween.
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のウェーハ欠陥検査装置。 The control unit changes a relative speed between the irradiation unit, the imaging unit, and the wafer mounting unit when it is determined that the luminance serving as a reference of the image of the wafer is not within a predetermined luminance range. The wafer defect inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the exposure time is changed by changing an image capturing speed by the imaging unit.
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のウェーハ欠陥検査装置。 The control unit adjusts at least one of the light amount of the infrared light of the irradiation unit or the light receiving sensitivity of the imaging unit when it is determined that the reference luminance of the image of the wafer is not within a predetermined luminance range. The exposure time is adjusted when the brightness does not fall within a predetermined brightness range even if the wafer image is acquired again and the light intensity of the infrared light and the light receiving sensitivity of the imaging means are adjusted. The wafer defect inspection apparatus according to any one of 1 to 4.
前記ウェーハに対して赤外光を照射させて、前記ウェーハの画像を撮像するステップと、
撮像された前記検査対象のウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にあるか否かを判定する判定ステップと、
前記ウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にないと判定した場合に、前記ウェーハを撮像する際の露光時間を変更して、前記ウェーハの画像を再度取得するステップと、
前記ウェーハの画像の基準となる輝度が所定の輝度範囲内にあると判定された場合における当該ウェーハの画像に基づいてウェーハの欠陥検査を行うステップと
を有するウェーハ欠陥検査方法。 A wafer defect inspection method for irradiating a wafer to be inspected with infrared light, capturing an image of the wafer irradiated with the infrared light, and inspecting the wafer for defects based on the image of the wafer,
Irradiating the wafer with infrared light to capture an image of the wafer;
A determination step of determining whether or not a luminance serving as a reference of the image of the imaged wafer to be inspected is within a predetermined luminance range;
When it is determined that the brightness serving as a reference of the image of the wafer is not within a predetermined brightness range, changing the exposure time when imaging the wafer, and obtaining the image of the wafer again;
A wafer defect inspection method comprising: performing a wafer defect inspection based on an image of the wafer when it is determined that a reference luminance of the wafer image is within a predetermined luminance range.
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