JP2018146492A - 欠陥検査システム並びにそれに用いる検査装置及びレビュー装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】レビュー装置で欠陥の探索を行うことなく、検査装置で取得した欠陥の位置情報に基づいて、欠陥の画像を撮影することができる欠陥検査システムを提供する。【解決手段】本発明の欠陥検査システムは、アレイ状に配列されたチップ内の欠陥を検査する検査装置10と、検査装置で取得した欠陥の位置情報に基づいて、欠陥画像を撮影するレビュー装置20とを備え、複数のチップは、等ピッチで配列された仮想的な配列に対して、位置及び傾きがずれて配列され、欠陥の位置情報は、欠陥が存在するチップの配列位置、チップ内における欠陥の座標位置、及び仮想的な配列に対するチップの位置ずれ量及び傾き量の3つの情報を含み、レビュー装置では、3つの情報に基づいて、撮影箇所が、チップ内の欠陥が存在する位置に合うように移動して欠陥画像を撮影する。【選択図】図1

Description

本発明は、アレイ状に配列されたチップ内の欠陥を検査する検査装置、及び検査装置で取得した欠陥の位置情報に基づいて、欠陥の画像を撮影するレビュー装置とを備えた欠陥検査システム、並びにこの検査装置システムに用いる検査装置及びレビュー装置に関する。
例えば、大規模集積回路(LSI)等の半導体素子(チップ)は、ウエハ上に多数個、アレイ状に配列して製造される。そして、製造プロセスが終了したウエハ上の各チップに対しては、外観検査装置を用いて、パターン不良や異物等(以下、「欠陥」という)の検査が行われ、各チップの良否が判定される。
外観検査装置で欠陥と判定された箇所の拡大画像を取得して、その原因等を解析することは、加工装置や製造プロセスの対策等に重要である。検査中に、欠陥と判定された箇所の画像を残すこともできるが、一般に、外観検査装置で撮影される画像は、倍率が低いため、詳しい解析は難しい。
そこで、外観検査装置で検出した欠陥を、別のレビュー装置を用いて拡大撮像して、欠陥の詳しい解析を行うことが知られている(例えば、特許文献1等)。レビュー装置では、外観検査装置で検出した欠陥の位置情報に基づいて、欠陥と判定された箇所の画像が撮影される。
特開2007−71803号公報
ウエハ状態で各チップの欠陥を検出する場合、各チップは、アレイ状に等ピッチで配列しているため、レビュー装置で欠陥と判定された箇所に移動して欠陥を観察するには、欠陥が存在するチップの配列位置(ウエハ内のチップアドレス)と、チップ内における欠陥の座標位置との位置情報があれば足りる。
ところで、各チップの外観検査を、ウエハをダイシングテープに搭載した状態で、チップ毎にダイシングを行った後、ダイシングテープをエキスパンド(延伸)して各チップの間隔を広げた状態で行うこともある。
この場合、各チップは、ウエハ状態での等ピッチな配列とは違って、位置ズレや角度ズレが生じた状態で配列している。そのため、外観検査装置で検出した欠陥の位置情報のみを用いて、レビュー装置で、欠陥と判定された箇所の拡大画像を取得しようとしても、欠陥が観察視野から外れてしまうことがある。この場合、レビュー装置において、欠陥位置の探索を改めて行う必要があり、欠陥観察の効率が大幅に低下する原因となる。
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その主な目的は、等ピッチで配列された仮想的な配列に対して、位置及び傾きがずれて配列された複数のチップの欠陥検査において、レビュー装置で欠陥の探索を行うことなく、検査装置で取得した欠陥の位置情報に基づいて、欠陥の画像を撮影することができる欠陥検査システムを提供することにある。
本発明に係る欠陥検査システムは、複数のチップがアレイ状に配列され、該チップ内の欠陥を検査する検査装置と、検査装置で取得した欠陥の位置情報に基づいて、欠陥の画像を撮像部で撮影するレビュー装置とを備え、複数のチップは、それぞれ、等ピッチで配列された仮想的な配列に対して、位置及び傾きがずれてアレイ状に配列されており、検査装置で取得した欠陥の位置情報は、該欠陥が存在するチップの配列位置と、該チップ内における欠陥の座標位置と、仮想的な配列に対するチップの位置ずれ量及び傾き量との3つの情報を含み、レビュー装置では、上記3つの情報に基づいて、撮像部で撮影する箇所が、チップ内の欠陥が存在する位置に合うように移動して、該欠陥の画像を撮影することを特徴とする。
本発明によれば、等ピッチで配列された仮想的な配列に対して、位置及び傾きがずれて配列された複数のチップの欠陥検査において、レビュー装置で欠陥の探索を行うことなく、検査装置で取得した欠陥の位置情報に基づいて、欠陥の画像を撮影することができる欠陥検査システムを提供することができる。
本発明の一実施形態における欠陥検査システムの構成を示した全体図である。 (a)は、ウエハ上に、複数のチップがアレイ状に等ピッチで配列された状態を示した図で、(b)は、複数のチップの中で、欠陥が存在するチップを拡大して示した図である。 等ピッチでエキスパンドされた仮想的なチップ配列に対して、位置ズレや角度ズレが生じた状態のチップ配列を示した図である。 仮想的な配列に対するチップの位置ずれ量及び傾き量を求める方法を示した図である。 欠陥検査システムを用いて、検査装置で取得した欠陥の位置情報に基づいて、レビュー装置で欠陥の画像を撮影するステップを示したフローチャートである。 (a)は、ダイシングテープ内で、同一のY軸上に配列した2組のチップの配列を示した図で、(b)は、一方の組のチップ内の共通のパターンを用いて、グローバルアライメントを行った例を示した図で、(c)は、他方の組のチップ内の共通のパターンを用いて、グローバルアライメントを行った例を示した図である。 グローバルアライメントを行う際に使用するパターンの違いによって、グローバルアライメントの結果が異なる様子を示した図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。
図1は、本発明の一実施形態における欠陥検査システムの構成を示した全体図である。
図1に示すように、本実施形態における欠陥検査システム1は、複数のチップがアレイ上に配列され、チップ内の欠陥を検査する検査装置10と、検査装置10で取得した欠陥の位置情報に基づいて、欠陥の画像を撮影するレビュー装置20とを備えている。
検査装置10は、アレイ状に配列された複数のチップを載置するステージ11と、チップ内の欠陥を検出する検出部12とを備えている。本実施形態において、複数のチップは、それぞれ、等ピッチで配列された仮想的な配列に対して、位置及び傾きがずれてアレイ状に配列されている。このような例として、例えば、ウエハをダイシングテープに搭載した状態で、チップ毎にダイシングを行った後、ダイシングテープをエキスパンド(延伸)して各チップの間隔を広げた状態で配列されたチップが挙げられる。この場合、エキスパンドされたダイシングテープTが、ステージ11に載置される。
検査装置10は、さらに、検出部12で検出した欠陥の位置情報を取得する処理部13と、この欠陥の位置情報を出力する出力部15と、ステージ11の移動を制御する制御部14とを備えている。
一方、レビュー装置20は、アレイ状に配列された複数のチップを載置するステージ21と、複数のチップ内の欠陥の画像を撮影する撮像部22とを備えている。ステージ21には、検査装置10で検査を行ったダイシングテープTが載置される。
レビュー装置20は、さらに、検査装置10の出力部15で出力された欠陥の位置情報を入力する入力部25と、欠陥の位置情報に基づいて、撮像部22の撮影箇所が、チップ内の欠陥が存在する位置に合うように、ステージ21を移動させる制御部24と、撮像部22で撮影した欠陥の拡大画像から、欠陥の特徴等を抽出する処理部23とを備えている。
次に、本実施形態における欠陥検査システムを用いて、検査装置10で取得した欠陥の位置情報に基づいて、レビュー装置20で、欠陥と判定された箇所の画像を取得する方法を説明する。
図2(a)は、ウエハW上に、複数のチップCが、アレイ状に等ピッチで配列された状態を示した図で、図2(b)は、複数のチップCの中で、欠陥Dが存在するチップCの一つを拡大して示した図である。
図2(a)に示すように、各チップCは、それぞれ、チップの配列位置を示すINDEX(Imn)によって、ウエハ内の位置(ウエハアドレス)が特定される。例えば、図2(a)では、ウエハWのほぼ中心にあるチップCのINDEXをI00と、m=−3、−2、・・・3、4;n=−3、−2、・・・、3、4として、チップCの配列位置(Imn)が特定される。
また、図2(b)に示すように、チップC内に存在する欠陥Dの位置は、例えば、チップCのコーナーを原点とし、直交する2辺をx軸、y軸として、座標位置(x、y)によって特定される。
このように、各チップCが等ピッチで配列している場合には、検査装置10で検出された欠陥Dの位置情報として、欠陥Dが存在するチップCの配列位置(Imn)、及びチップC内における欠陥Dの座標位置(x、y)が分かれば、レビュー装置20では、これらの位置情報に基づいて、撮像部22の撮影箇所が、チップC内の欠陥の位置に合うように、ステージ21を移動させて、欠陥Dの画像を撮影することができる。
しかしながら、ウエハをダイシングテープTに搭載した状態で、チップC毎にダイシングを行った後、ダイシングテープTをエキスパンド(延伸)して各チップCの間隔を広げた場合、図3に示すように、各チップCは、等ピッチでエキスパンドされた仮想的なチップCi0の配列に対して、位置ズレや角度ズレが生じた状態で配列している。そのため、検査装置10で検出された欠陥Dの位置情報として、欠陥Dが存在するチップCの配列位置(Imn)、及びチップC内における欠陥Dの座標位置(x、y)の位置情報のみを用いて、レビュー装置20で、欠陥と判定された箇所の画像を撮影しようとしても、欠陥Dが撮影視野から外れるおそれがある。この場合、レビュー装置20において、欠陥Dの位置探索を改めて行う必要がある。
本実施形態では、等ピッチで配列された仮想的な配列に対して、位置ズレや角度ズレが生じた状態で配列されたチップCの欠陥検査において、レビュー装置20で欠陥Dの探索を行うことなく、欠陥Dの画像を撮影することを可能にするために、検査装置10で取得する欠陥Dの位置情報として、仮想的な配列に対するチップCの位置ずれ量及び傾き量を加えることを特徴とする。
図4は、仮想的な配列に対するチップCの位置ずれ量及び傾き量を求める方法を示した図である。ここで、チップCi0は、等ピッチで配列された仮想的なチップを示し、チップCは、位置ズレや角度ズレが生じたチップを示す。
図4に示すように、チップCi0において、チップの中心座標Pを求める。この座標は、ウエハ上に等ピッチで配列されたチップがダイシングされた後、全チップが、ダイシングテープT上で均等にエキスパンドされたと仮定して計算で求めた値である。次に、エキスパンドされたダイシングテープTのグローバルアライメントを行った後、エキスパンドされたチップCにおいて、チップの中心座標Pを取得する。これにより、仮想的な配列されたチップCi0に対するチップCの位置ずれ量(ΔX、ΔY)が求まる。また、チップCi0における水平線Hと、チップCにおける水平線Hとがなす角度Δθを取得する。これにより、仮想的な配列されたチップCi0に対するチップCの傾き量(Δθ)が求まる。なお、これらの位置情報は、例えば、チップC内にある任意のパターンを利用して、周知の数学的手法により求めることができる。
このように、検査装置10では、欠陥Dの位置情報として、欠陥Dが存在するチップCiの配列位置(Imn)、及びチップC内における欠陥Dの座標位置(x、y)に加えて、仮想的な配列に対するチップCの位置ずれ量(ΔX、ΔY)及び傾き量(Δθ)を取得する。
これにより、レビュー装置20では、検査装置で取得した上記3つの欠陥Dの位置情報に基づいて、撮像部22の撮影箇所が、チップC内の欠陥が存在する位置に合うように、ステージ21を移動させることができる。その結果、レビュー装置20において、欠陥Dの探索を行うことなく、欠陥Dの画像を撮影することが可能となる。
図5は、本実施形態の欠陥検査システム1において、検査装置10で取得した欠陥の位置情報に基づいて、レビュー装置20で欠陥の画像を撮影するステップを示したフローチャートである。
まず、検査装置10において、アレイ状に配列された複数のチップCをステージ11に載置する。この複数のチップCは、それぞれ、等ピッチで配列された仮想的な配列に対して、位置及び傾きがずれてアレイ状に配列されたもので、例えば、ウエハをダイシングテープTに搭載したウエハを、チップC毎にダイシングした後、ダイシングテープTをエキスパンドして各チップCの間隔を広げて配列したものである。
次に、ステップS11では、ステージ11の座標系と、エキスパンドされたダイシングテープTの座標系との間のグローバルアライメントを行う。グローバルアライメントは、例えば、ダイシングテープT内で任意の2つのチップCを選んで、各チップC内の任意の同一のパターンを用いて行うことができる。
次に、ステップS12では、検出部12で、ダイシングテープT内のチップC毎に、各チップC内に存在する欠陥を検出する。
次に、ステップS13では、検出部12で検出した欠陥Dの位置情報を取得する。ここで、欠陥Dの位置情報は、欠陥Dが存在するチップCの配列位置(Imn)、チップC内における欠陥Dの座標位置(x、y)、及び仮想的な配列に対するチップCiの位置ずれ量(ΔX、ΔY)と傾き量(Δθ)を含む。
次に、ステップS14では、ステップS13で取得した欠陥Dの上記3つの位置情報を、出力部15から出力する。
以上のステップS11〜S14は、検査装置10で実行される。
次に、検査装置10で検査した、アレイ状に配列された複数のチップCを、レビュー装置20のステージ21に載置する。
ステップS21では、レビュー装置20の入力部25に、ステップS13で取得した欠陥Dの上記3つの位置情報を入力する。
次に、ステップS22では、ステージ21の座標系と、エキスパンドされたダイシングテープTの座標系との間のグローバルアライメントを行う。ここで、グローバルアライメントを、ダイシングテープT内で選んだ2つのチップC内の任意のパターンを用いて行う場合には、次の様な態様で行うことが好ましい。
図6(a)は、ダイシングテープT内で、同一のY軸上に配列した2組のチップ(C、C2));(C、C)の配列を示した図で、各チップC〜Cは、それぞれ、位置ズレや角度ズレが生じた状態で配列している。
図6(b)は、2組のチップのうち、一方の組のチップ(C、C)を選んで、チップ(C、C)内の共通のパターンQを用いて、グローバルアライメントを行った例を示した図である。なお、グローバルアライメントは、チップ(C、C)内の共通のパターンQのX座標が一致するように、ダイシングテープTを載置するステージ21を回転することにより行われる。
また、図6(c)は、2組のチップのうち、他方の組のチップ(C、C)を選んで、チップ(C、C)内の共通のパターンQを用いて、グローバルアライメントを行った例を示した図である。
図6(b)、(c)で示すように、グローバルアライメントに使用する2つのチップが異なると、グローバルアライメントを行った後で、ステージ21上のダイシングテープTの位置がずれてしまう。すなわち、検査装置10で使用するグローバルアライメント用の2つのチップと、レビュー装置20で使用するグローバルアライメント用の2つのチップとが異なると、装置間で、グローバルアライメント後のダイシングテープTのステージ位置がずれてしまうことになる。
そこで、位置ズレや角度ズレが生じた状態でアレイ状に配列しているチップCを用いて、グローバルアライメントを行う場合には、検査装置10で行うグローバルアライメント、及びレビュー装置20で行うグローバルアライメントは、それぞれ、共通の2つのチップを用いて行うことが好ましい。これにより、装置間でのグローバルアライメントのずれが生じないため、レビュー装置20において、撮像部22(ステージの欠陥位置への移動を、より精度良く行うことができる。
なお、レビュー装置20で、上記のようなグローバルアライメントを行うために、検査装置10の出力部15で、グローバルアライメントに用いた2つのチップの配列位置(Imn)の情報をさらに出力することが好ましい。
図7は、2つのチップC、Cを用いて、グローバルアライメントを行う際に使用するパターンQ、Qの違いによって、グローバルアライメントの結果が異なる様子を示した図である。ここで、パターンQは、チップC、Cの中心にあり、パターンQは、チップC、Cの中心から離れた位置(左上)にある。
図7に示すように、チップC、CのパターンQを結ぶ線Rは、パターンQがチップC、Cの中心にあるため、チップC、Cの傾きが変動しても、線Rの傾きは変動しない。これに対して、チップC、CのパターンQを結ぶ線Rは、パターンQがチップC、Cの中心から離れた位置にあるため、チップC、Cの傾きが変動すると、線Rの傾きも変動してしまう。もし、検査装置10とレビュー装置20とで、グローバルアライメントに使用する共通のチップC、Cの傾きが、何らかの理由で変動した場合、パターンQを用いてグローバルアライメントを行うと、装置間で、グローバルアライメントの結果が異なってしまう。そこで、このような誤差を抑制するために、検査装置10で行うグローバルアライメント、及びレビュー装置20で行うグローバルアライメントは、それぞれ、共通の2つのチップのそれぞれ中心にあるパターンを用いて行うことが好ましい。これにより、レビュー装置20において、撮像部22の欠陥位置への移動を、より精度良く行うことができる。
本実施形態における欠陥検査システム1によれば、検査装置10で、欠陥の位置情報として、欠陥が存在するチップの配列位置と、チップ内における欠陥の座標位置と、仮想的な配列に対するチップの位置ずれ量及び傾き量との3つの情報を出力し、この3つの情報をレビュー装置20に入力することによって、レビュー装置20で欠陥の探索を行うことなく、3つの欠陥の位置情報に基づいて、欠陥の画像を撮影することができる。
また、本実施形態における欠陥検査システムに用いる検査装置10は、アレイ状に配列された複数のチップ内の欠陥を検出する検出部12と、検出部12で検出された欠陥が存在するチップの配列位置(Imn)と、チップ内における欠陥の座標位置(x、y)と、仮想的な配列に対する前記チップの位置ずれ量(ΔX、ΔY)及び傾き量(Δθ)の3つの情報を出力する出力部15とを備えていることが好ましい。
また、本実施形態における欠陥検査システムに用いるレビュー装置20は、アレイ状に配列された複数のチップを載置するステージ21と、複数のチップ内の欠陥の画像を撮影する撮像部22と、検査装置10で取得した欠陥の上記3つの位置情報に基づいて、撮像部22の撮影箇所が、チップ内の欠陥が存在する位置に合うように、ステージ21を移動させる制御部24とを備えていることが好ましい。
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。
例えば、上記実施形態において、等ピッチで配列された仮想的な配列に対して、位置及び傾きがずれてアレイ状に配列されたチップとして、ダイシングテープに搭載したウエハを、チップ毎にダイシングした後、ダイシングテープをエキスパンドして各チップの間隔を広げて配列されたチップを例に説明したが、これに限定されず、例えば、各チップを、仕切りのあるトレーに詰めた状態で配列されたチップ等にも適用することができる。
また、上記実施形態では、アレイ状に配列したチップとして、ウエハ上に形成された半導体素子を例に説明したが、これに限定されず、本発明における「チップ」は、アレイ状に配列された「被検査対象物」を全て含む。
また、本発明において、検査装置10及びレビュー装置20の種類は、特に限定されない。例えば、検査装置10及びレビュー装置20として、光学顕微鏡、走査電子顕微鏡等が挙げられる。
1 欠陥検査システム
10 検査装置
11 ステージ
12 検出部
13 処理部
14 制御部
15 出力部
20 レビュー装置
21 ステージ
22 撮像部
23 処理部
24 制御部
25 入力部

Claims (6)

  1. 複数のチップがアレイ状に配列され、該チップ内の欠陥を検査する検査装置と、
    前記検査装置で取得した前記欠陥の位置情報に基づいて、前記欠陥の画像を撮像部で撮影するレビュー装置と
    を備えた欠陥検査システムであって、
    前記複数のチップは、それぞれ、等ピッチで配列された仮想的な配列に対して、位置及び傾きがずれてアレイ状に配列されており、
    前記検査装置で取得した前記欠陥の位置情報は、該欠陥が存在するチップの配列位置と、該チップ内における欠陥の座標位置と、前記仮想的な配列に対する前記チップの位置ずれ量及び傾き量との3つの情報を含み、
    前記レビュー装置では、前記3つの情報に基づいて、前記撮像部で撮影する箇所が、前記チップ内の欠陥が存在する位置に合うように移動して、該欠陥の画像を撮影する、欠陥検査システム。
  2. 前記検査装置で行うグローバルアライメント、及び前記レビュー装置で行うグローバルアライメントは、それぞれ、アレイ状に配列した前記複数のチップのうち、共通の2つのチップを用いて行われる、請求項1に記載の欠陥検査システム。
  3. 前記検査装置で行うグローバルアライメント、及び前記レビュー装置で行うグローバルアライメントは、それぞれ、前記共通の2つのチップのそれぞれ中心にあるパターンを用いて行われる、請求項2に記載の欠陥検査システム。
  4. 前記請求項1〜3の何れかに記載の欠陥検査システムに用いる検査装置であって、
    アレイ状に配列された複数のチップ内の欠陥を検出する検出部と、
    前記検出部で検出された欠陥が存在するチップの配列位置と、該チップ内における欠陥の座標位置と、前記仮想的な配列に対する前記チップの位置ずれ量及び傾き量の3つの情報を出力する出力部と
    そ備えた、検査装置。
  5. 前記検出部では、前記複数のチップのうち、2つのチップを用いてグローバルアライメントが行われ、
    前記出力部では、前記2つのチップの配列位置の情報をさらに出力する、請求項4に記載の検査装置。
  6. 前記請求項1〜3の何れかに記載の欠陥検査システムに用いるレビュー装置であって、
    アレイ状に配列された複数のチップを載置するステージと、
    前記複数のチップ内の欠陥の画像を撮影する撮像部と、
    前記検査装置で取得した前記欠陥の位置情報に基づいて、前記撮像部の撮影箇所が、前記チップ内の欠陥が存在する位置に合うように、前記ステージを移動させる制御部と
    を備え、
    前記欠陥の位置情報は、該欠陥が存在するチップの配列位置と、該チップ内における欠陥の座標位置と、前記仮想的な配列に対する前記チップの位置ずれ量及び傾き量の3つの情報が含まれる、レビュー装置。
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