JP3803677B2 - Defect classification apparatus and defect classification method - Google Patents
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本発明は欠陥分類装置及び欠陥分類方法に関するものである。 The present invention relates to a defect classification device and a defect classification method.
半導体ウェハの製造工程では、成膜、レジスト塗布(コーティング)、露光、現像、エッチング、レジスト剥離といったプロセスを複数回繰り返すことで、多層の配線パターンを形成している。このような製造工程において、被検体に形成されたコーティング材の裏面へ異物が混入することで欠陥が生じる場合がある。 In the manufacturing process of a semiconductor wafer, a multilayer wiring pattern is formed by repeating processes such as film formation, resist coating (coating), exposure, development, etching, and resist peeling a plurality of times. In such a manufacturing process, a defect may be caused by foreign matter mixed into the back surface of the coating material formed on the subject.
以下、図17を参照してこの異物混入による欠陥について説明する。レジスト塗布プロセスにより被検体801上にコーティング材800を形成する際、被検体801の表面に異物802が混入すると、その箇所のコーティング後の表面は異物のために盛り上がる。これがコーティング材裏面への異物混入欠陥である(以後は裏面異物欠陥と記す)。
Hereinafter, the defect caused by the contamination will be described with reference to FIG. When the
このような欠陥が生じると、被検体表面の盛り上がりのため、以後の露光プロセスにおいて、その箇所のみ焦点が合わなくなり、正確なパターンが露光されなくなる。裏面異物欠陥は、コーティング材表面の清掃で除去可能な欠陥と異なり、レジスト剥離後の再塗付が必要であるし、また欠陥原因の特定による製造プロセス最適化の観点からも他の欠陥と分類する必要がある。 When such a defect occurs, the surface of the subject rises, and in the subsequent exposure process, only that point cannot be focused, and an accurate pattern cannot be exposed. Unlike the defects that can be removed by cleaning the surface of the coating material, the backside foreign object defect needs to be reapplied after the resist is peeled off, and is also classified as another defect from the viewpoint of optimizing the manufacturing process by identifying the cause of the defect. There is a need to.
従来、このような欠陥分類は、主として目視検査により行われていた。しかしながら目視検査は、検査員への負担が大きく、しかも個人差があり、統一した結果が得られないという問題がある。そこで、このような表面検査を光学装置により実現することが試みられている。 Conventionally, such defect classification has been performed mainly by visual inspection. However, the visual inspection has a problem that the burden on the inspector is large and there are individual differences, and a unified result cannot be obtained. Therefore, it has been attempted to realize such surface inspection using an optical device.
本発明人による特開2003−168114号公報では、比較的低分解能な画像を用いて被検体表面を検査するマクロ検査により、裏面異物欠陥等を分類する方法を開示している。以下にこの欠陥分類方法を図18を参照して説明する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-168114 by the present inventor discloses a method for classifying a back surface foreign object defect or the like by a macro inspection that inspects the surface of a subject using a relatively low resolution image. This defect classification method will be described below with reference to FIG.
被検体表面の干渉像(または回折像)により検査画像805を得る(図18の(A))。次に、基準となる良品ウェハの干渉像(または回折像)により良品画像806を得る(図18の(B))。次に、検査画像805と良品画像806とを比較して、あるいは、被検体表面の干渉像(または回折像)内で同一パターンとなる区画単位で比較して差分画像807を抽出する(図18の(C))。次に、この差分画像807から所定の閾値を用いて良品部との差が大きい輝度値を持つ画素を基に抽出して欠陥抽出画像809を得る。次に、その形状情報(面積、円径度など)を基に裏面異物欠陥を分類する。
しかしながら、上記した特開2003−168114号公報に開示された方法では、裏面異物欠陥の分類に用いられる形状情報は欠陥領域を抽出する際の閾値により大きく左右される。例えば、適正な閾値を用いた場合には、図19(A)に示すような差分画像から本来の円形の画像(図19(B))が得られるが、適正な閾値より低い値で抽出される過剰抽出の際には、周囲の画素をも抽出することにより図19(C)に示すように形状が変化する。一方、適正な閾値よりも高い値で抽出される不足抽出の際には、欠陥部を十分に抽出できないため図19(D)に示すように形状が変化する。このため従来の方法では欠陥抽出時の閾値の変化に対してロバスト性の高い分類を行うことができない。このような課題を解決した欠陥分類装置や欠陥分類方法はこれまでに提案されていない。 However, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-168114, the shape information used for classification of the back surface foreign object defect greatly depends on the threshold value when extracting the defect area. For example, when an appropriate threshold value is used, an original circular image (FIG. 19B) is obtained from the difference image as shown in FIG. 19A, but is extracted with a value lower than the appropriate threshold value. In the case of excessive extraction, the shape changes as shown in FIG. 19C by extracting surrounding pixels. On the other hand, at the time of under-extraction extracted with a value higher than the appropriate threshold value, the defective portion cannot be extracted sufficiently, so that the shape changes as shown in FIG. For this reason, the conventional method cannot perform classification with high robustness against a change in threshold value at the time of defect extraction. No defect classification apparatus or defect classification method that solves such problems has been proposed so far.
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、輝度勾配の情報を用いることにより、欠陥抽出時の閾値が不要な、または閾値に対してロバスト性の高い分類を行うことが可能な欠陥分類装置及び欠陥分類方法を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such a problem, and the object of the present invention is to use the information of the luminance gradient, so that a threshold value at the time of defect extraction is unnecessary or robust with respect to the threshold value. An object of the present invention is to provide a defect classification apparatus and a defect classification method capable of performing high classification.
上記の目的を達成するために、第1の発明は、欠陥分類装置であって、被検体に形成されたコーティングの表面を照明する照明手段と、結像光学系を通して前記コーティング表面の画像を撮像する撮像手段と、撮像した画像内の各画素に対する周囲の輝度勾配の放射方向成分量を算出する放射方向成分算出手段と、算出した放射方向成分量を基に欠陥を分類する分類手段と、を具備する。 In order to achieve the above object, a first invention is a defect classification apparatus, which illuminates a surface of a coating formed on a subject, and takes an image of the coating surface through an imaging optical system. Imaging means for performing, radiation direction component calculation means for calculating the radial direction component amount of the surrounding luminance gradient for each pixel in the captured image, and classification means for classifying the defect based on the calculated radiation direction component amount It has.
また、第2の発明は、第1の発明に係る欠陥分類装置において、前記照明手段は、波長を制限した照明光を照明するものであり、前記撮像手段は、前記被検体からの反射光と、前記コーティング表面からの反射光とによる干渉像を撮像する。 According to a second aspect of the present invention, in the defect classification apparatus according to the first aspect, the illuminating unit illuminates illumination light with a limited wavelength, and the imaging unit includes reflected light from the subject. Then, an interference image with the reflected light from the coating surface is taken.
また、第3の発明は、第1の発明に係る欠陥分類装置において、前記照明手段は、前記コーティング表面に垂直な方向から当該コーティング表面を照明し、前記撮像手段は、前記コーティング表面に垂直な方向から当該コーティング表面を撮像する。 According to a third aspect of the present invention, in the defect classification apparatus according to the first aspect, the illumination means illuminates the coating surface from a direction perpendicular to the coating surface, and the imaging means is perpendicular to the coating surface. The coating surface is imaged from the direction.
また、第4の発明は、第1の発明に係る欠陥分類装置において、前記照明手段は、前記コーティング表面に水平な方向から当該コーティング表面を照明し、前記撮像手段は、前記コーティング表面に垂直な方向から当該コーティング表面を撮像する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the defect classification apparatus according to the first aspect, the illumination unit illuminates the coating surface from a direction horizontal to the coating surface, and the imaging unit is perpendicular to the coating surface. The coating surface is imaged from the direction.
また、第5の発明は、第1〜第4のいずれか1つの発明に係る欠陥分類装置において、前記放射方向成分量の算出に用いる画素を、中心となる画素との位置関係に基づき選択する選択手段を更に備える。 According to a fifth invention, in the defect classification device according to any one of the first to fourth inventions, a pixel used for calculation of the radial direction component amount is selected based on a positional relationship with a central pixel. A selection means is further provided.
また、第6の発明は、第1〜第4のいずれか1つの発明に係る欠陥分類装置において、前記放射方向成分量の算出に用いる画素を、当該画素の輝度勾配の強度に基づき選択する選択手段を更に備える。 According to a sixth aspect of the present invention, in the defect classification device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the selection of the pixel used for the calculation of the radial direction component amount based on the intensity of the luminance gradient of the pixel. Means are further provided.
また、第7の発明は、第1〜第6のいずれか1つの発明に係る欠陥分類装置において、前記撮像手段により撮像した画像から欠陥領域を抽出する欠陥領域抽出手段を更に有し、この抽出した欠陥領域近傍の各画素に対してのみ前記放射方向成分量を算出する。 The seventh aspect of the present invention is the defect classification apparatus according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a defect region extracting unit that extracts a defect region from the image captured by the image capturing unit. The radial direction component amount is calculated only for each pixel near the defective area.
また、第8の発明は、欠陥分類方法であって、被検体に形成されたコーティングの表面を照明するステップと、結像光学系を通して前記コーティング表面の画像を撮像するステップと、撮像した画像内の各画素に対する周囲の輝度勾配の放射方向成分量を算出する放射方向成分算出するステップと、算出した放射方向成分量を基に欠陥を分類するステップと、を具備する。 The eighth invention is a defect classification method, comprising: illuminating a surface of a coating formed on a subject; imaging an image of the coating surface through an imaging optical system; And calculating a radiation direction component amount of a surrounding luminance gradient for each pixel of the pixel, and classifying defects based on the calculated radiation direction component amount.
また、第9の発明は、第8の発明に係る欠陥分類方法において、前記照明ステップは、波長を制限した照明光を照明し、前記撮像ステップは、前記被検体からの反射光と、前記コーティング表面からの反射光とによる干渉像を撮像する。 According to a ninth invention, in the defect classification method according to the eighth invention, the illumination step illuminates illumination light with a limited wavelength, and the imaging step includes reflected light from the subject and the coating. An interference image due to reflected light from the surface is captured.
また、第10の発明は、第8の発明に係る欠陥分類方法において、前記照明ステップは、前記コーティング表面に垂直な方向から当該コーティング表面を照明し、前記撮像ステップは、前記コーティング表面に垂直な方向から当該コーティング表面を撮像する。 The tenth invention is the defect classification method according to the eighth invention, wherein the illumination step illuminates the coating surface from a direction perpendicular to the coating surface, and the imaging step is perpendicular to the coating surface. The coating surface is imaged from the direction.
また、第11の発明は、第8の発明に係る欠陥分類方法において、前記照明ステップは、前記コーティング表面に水平な方向から当該コーティング表面を照明し、前記撮像ステップは、前記コーティング表面に垂直な方向から当該コーティング表面を撮像する。 The eleventh invention is the defect classification method according to the eighth invention, wherein the illumination step illuminates the coating surface from a direction horizontal to the coating surface, and the imaging step is perpendicular to the coating surface. The coating surface is imaged from the direction.
また、第12の発明は、第8〜第11のいずれか1つの発明に係る欠陥分類方法において、前記放射方向成分量の算出に用いる画素を、中心となる画素との位置関係に基づき選択するステップを更に備える。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the defect classification method according to any one of the eighth to eleventh aspects, the pixel used for calculation of the radial direction component amount is selected based on a positional relationship with a central pixel. The method further includes a step.
また、第13の発明は、第8〜第11のいずれか1つの発明に係る欠陥分類方法において、前記放射方向成分量の算出に用いる画素を、当該画素の輝度勾配の強度に基づき選択するステップを更に備える。 According to a thirteenth invention, in the defect classification method according to any one of the eighth to eleventh inventions, a step of selecting a pixel to be used for calculating the radial direction component amount based on the intensity of the luminance gradient of the pixel. Is further provided.
また、第14の発明は、第8〜第13のいずれか1つの発明に係る欠陥分類方法において、前記撮像した画像から欠陥領域を抽出する欠陥領域抽出ステップを更に有し、この抽出した欠陥領域近傍の各画素に対してのみ前記放射方向成分量を算出する。 The fourteenth invention is the defect classification method according to any one of the eighth to thirteenth inventions, further comprising a defect region extraction step for extracting a defect region from the captured image, and the extracted defect region. The radial direction component amount is calculated only for each neighboring pixel.
本発明によれば、欠陥抽出時の閾値が不要な、または閾値に対してロバスト性の高い分類を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform classification that does not require a threshold value for defect extraction or that is highly robust to the threshold value.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る欠陥分類装置の構成を示す図である。第1実施形態の欠陥分類装置は、半導体ウェハ等の被検体100を照明する照明器101と、照明器101からの照明光の波長を制限する帯域通過フィルタ102と、被検体100からの反射光を結像させるためのレンズ103と、結像された被検体100の像を電気信号に変換するCCDカメラ104と、CCDカメラ104からの電気信号を画像として取り込むための画像入力ボード105と、画像の保持、及び後述の各手段の処理に用いるための演算用のメモリ106と、画像より欠陥領域を抽出する欠陥領域抽出手段107と、抽出された欠陥領域近傍の画素に対する周囲の輝度勾配の放射方向成分量を算出する放射方向成分算出手段108と、算出した放射方向成分量を基に裏面異物欠陥を分類する分類手段109とから構成される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the defect classification apparatus according to the first embodiment of the present invention. The defect classification apparatus according to the first embodiment includes an illuminator 101 that illuminates an object 100 such as a semiconductor wafer, a band-
ここで、メモリ106はPC110内のメモリにより、欠陥領域抽出手段107と、放射方向成分算出手段108と、分類手段109とはPC110内のCPUにより具現化される。なおここでの被検体100は、光透過性のあるコーティング材(図1には図示せず)が塗付されたものである。
Here, the
次に、第1実施形態における裏面異物欠陥の画像について説明する。第1実施形態では、図2(A)に示すように、波長を制限した照明光120により、光透過性のあるコーティング材121が塗付された被検体100の表面を照明する。このためレンズ103を通して結像されるのは、コーティング材121の表面で反射する光と、被検体100の表面で反射する光が互いに干渉し合った干渉光123である。干渉による光の強弱はコーティング材121の膜厚124に依存するため、裏面異物が混入して膜厚124に差が生じると、図2(B)及び図2(C)で示されるような輝度の変化をもつ画像が得られる。つまり、異物が混入した箇所を中心として放射方向に輝度の勾配が生じる画像となる。図2(B)では中心から離れるに従って輝度が低くなっており、図2(C)では中心から離れるに従って輝度が高くなっていき、その後、輝度が低くなっている。すなわち環状(ドーナツ状)の輝度の盛り上がりが生じている。
Next, an image of a back surface foreign object defect in the first embodiment will be described. In the first embodiment, as shown in FIG. 2A, the surface of the subject 100 to which the
以下に、本実施形態に係る欠陥分類装置の動作について図1及び図2を参照して説明する。本欠陥分類装置は、照明器101からの光を帯域通過フィルタ102により波長制限して被検体100に照射し、被検体100からの反射光とコーティング材121からの反射光による干渉光をレンズ103により結像してCCDカメラ104により電気信号に変換する。この電気信号は画像入力ボード105を通して、演算用のメモリ106に取り込まれ、これが被検体の検査画像となる。
Hereinafter, the operation of the defect classification apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In this defect classification apparatus, the wavelength of light from the illuminator 101 is limited by the band-
図3(A)はこのようにして取得した検査画像130の一例を示しており、ムラ欠陥131(図3(B))や裏面異物欠陥132(図3(C))が観察される。 FIG. 3A shows an example of the inspection image 130 acquired in this way, and a mura defect 131 (FIG. 3B) and a back surface foreign object defect 132 (FIG. 3C) are observed.
次に、欠陥領域抽出手段107は、取得した検査画像130から上記した欠陥領域を抽出する。抽出方法の例として以下に2通りの方法を示す。第1の方法では、図4(A)に示すような検査画像130に対して、良品レベルの輝度範囲となる閾値を設定しておき、この閾値を超える輝度を持つ画素の領域を欠陥抽出画像133として抽出する(図4(B))。ここで、良品レベルの輝度範囲を示す閾値は、PC110内に予め設定しておいても良いし、画像内の輝度ヒストグラムを基に適応的に決定しても良い(東京大学出版会:画像解析ハンドブック:高木幹夫、下田陽久、監修:502P、2値化、を参照)。
Next, the defect
第2の方法では、図18の(B)に示すような良品ウェハ画像806(または図5の(A)に示すような良品となる基準区画の画像134を保持しておき、この画像と図5の(A)に示すような検査画像130(または検査画像内の対応区画)を位置合わせし、重なり合う画素間の輝度差を求めて差分画像135(図5の(B))を作成し、この差分画像132を用いて上記第1の方法と同様の閾値処理により欠陥領域を抽出する。 In the second method, a non-defective wafer image 806 as shown in FIG. 18B (or an image 134 of a reference section that becomes a non-defective product as shown in FIG. The inspection image 130 (or the corresponding section in the inspection image) as shown in FIG. 5A is aligned, the luminance difference between the overlapping pixels is obtained, and the difference image 135 ((B) in FIG. 5) is created. Using this difference image 132, a defect area is extracted by threshold processing similar to the first method.
以上、欠陥領域の抽出方法の2つの例を述べたが、上記の各方法の2値化処理の後に、抽出された欠陥領域の面積を求め(この際の処理は粒子解析として一般に利用される方法が考えられる)、その面積が所定の範囲内にある領域を裏面異物欠陥の可能性がある欠陥領域として再抽出する処理を加えても良い。 As described above, two examples of the defect region extraction method have been described. After the binarization process of each of the above methods, the area of the extracted defect region is obtained (this process is generally used as particle analysis). A method may be considered), and a process of re-extracting an area whose area is within a predetermined range as a defective area having a possibility of a backside foreign object defect may be added.
このようにして欠陥領域が抽出された後は、放射方向成分算出手段108により、欠陥領域近傍の各画素に対する周囲の輝度勾配の放射方向成分量を算出する。以下、この算出手順を説明する。 After the defective area is extracted in this way, the radial direction component calculation means 108 calculates the radial direction component amount of the surrounding luminance gradient for each pixel near the defective area. Hereinafter, this calculation procedure will be described.
1. 検査画像130内の任意の対象画素P'における輝度勾配ベクトルVp'の方向θを求める。ここでθは、図6に示すような対象画素140の周囲に位置する画素140−1〜140−8の輝度値I1〜I8を基に、以下の(1)式を用いて計算される。なお、後述の処理で用いるのは欠陥領域周辺の画素での輝度勾配ベクトルのみであるので、欠陥領域の周囲X画素(Xは裏面異物欠陥の最大径R_maxより大)内の画素に限定して計算すると、計算量が削減できる。
2. 次に、欠陥領域近傍の任意の画素Pの周囲、半径R内における輝度勾配の放射方向成分量ZPRを以下の(2)式に従って算出する。
ここで、図7に示すように、P'は対象画素Pの周囲、半径R内に存在する任意の画素を示し、λp'は、P'の輝度勾配ベクトルVp'と、P,P'の位置より決定される方向ベクトルVp_p'のなす最小角(0〜π/2rad)である。またNはP'の個数である。 Here, as shown in FIG. 7, P ′ represents an arbitrary pixel existing around the target pixel P and within the radius R, and λ p ′ represents the luminance gradient vector V p ′ of P ′ and P, P This is the minimum angle (0 to π / 2 rad) formed by the direction vector V p_p ' determined from the position of'. N is the number of P ′.
3. 欠陥領域近傍の任意の画素Pの周囲における輝度勾配の放射方向成分量Zpを以下の(3)式に従って算出する。
ここで、R_min 、R_maxはそれぞれ裏面異物欠陥の最小径、最大径として予め設定しておく。 Here, R_min and R_max are set in advance as the minimum diameter and the maximum diameter of the back surface foreign object defect, respectively.
4.次に、対象の欠陥領域における放射方向成分量Zを以下の(4)式に従って算出する。
但し、Yは予め設定しておく。 However, Y is set in advance.
図8は、輝度勾配の放射方向成分量の違いを説明するための図である。図8では、裏面異物欠陥1、裏面異物欠陥2、ムラ欠陥の各々について輝度勾配方向を求めている。図8からわかるように、裏面異物欠陥1では輝度が中心から離れるに従って低くなっており、その輝度勾配は中心に向かう放射状の方向性を示す。また、裏面異物欠陥2では中心から少し離れた部分の輝度が環状に高くなっており、その輝度勾配は中心と外側から環状の輝度のピークに向かう放射状の方向性を示す。また、ムラ欠陥では、輝度がほぼ全体に渡って均一になるのでその輝度勾配は方向性をもたない。従って、求められる放射方向成分量は、裏面異物欠陥1,2のように所定の画素を中心として放射方向に輝度の勾配が生じる画像では高くなり、輝度の勾配をもたないその他の欠陥(ここではムラ欠陥)では低くなる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the difference in the radial direction component amount of the luminance gradient. In FIG. 8, the luminance gradient direction is obtained for each of the back surface
放射方向の成分量が算出された後は、分類手段109において、裏面異物欠陥を分類する。これは、算出した放射方向成分量に対して所定の閾値を設定し、この閾値より放射方向成分量が大きければ裏面異物欠陥とし、小さければ、その他と分類することで実現される。
After the component amount in the radial direction is calculated, the
図9は、本発明の第1実施形態に係る欠陥分類処理の流れを示すフローチャートである。まず、CCDカメラ104により検査画像を取得する(ステップS1)。次に、取得した検査画像から欠陥領域抽出手段107により欠陥領域を抽出する(ステップS2)。次に、抽出した欠陥領域の周囲X画素(裏面異物欠陥の最大径よりも大)内の各画素における輝度勾配ベクトルVp'の方向を放射方向成分算出手段108により算出する(ステップS3)。次に、放射方向成分算出手段108により、欠陥領域近傍の任意の画素Pの周囲における輝度勾配の放射方向成分量ZPRを(2)式を用いて算出する(ステップS4)。次に、放射方向成分算出手段108により、欠陥領域近傍の任意の画素Pの周囲における輝度勾配の放射方向成分量ZPを(3)式を算出する(ステップS5)。次に、放射方向成分算出手段108により、対象の欠陥領域における輝度勾配の放射方向成分量Zを(4)式を用いて算出する(ステップS6)。次に、分類手段109により放射方向成分量Zを基に欠陥領域を分類する(ステップS7)。次に、分類結果を出力する(ステップS8)。
FIG. 9 is a flowchart showing a flow of defect classification processing according to the first embodiment of the present invention. First, an inspection image is acquired by the CCD camera 104 (step S1). Next, a defect area is extracted from the acquired inspection image by the defect area extraction means 107 (step S2). Next, the direction of the luminance gradient vector V p ′ in each pixel within the X pixels surrounding the extracted defect area (larger than the maximum diameter of the back surface foreign object defect) is calculated by the radial direction component calculating means 108 (step S3). Next, the radial direction component calculation means 108 calculates the radial direction component amount Z PR of the luminance gradient around an arbitrary pixel P in the vicinity of the defect area using the equation (2) (step S4). Next, the radiation direction
以上、本発明の第1実施形態によれば、欠陥抽出時の閾値に左右されないロバスト性の高い欠陥分類が実現できる。なお、本例では計算時間削減の観点から放射方向成分量の算出の前に欠陥領域抽出を行い、抽出された領域近傍の画素に絞って放射方向成分量の算出を行っているが、時間的な制約が無い場合には、撮像した画像内の各画素に対して放射方向成分量の算出を行い、この値が高い画素が存在する箇所を裏面異物欠陥とすれば、欠陥抽出処理を不要とし、かつ精度の高い分類が可能となる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to realize highly robust defect classification that is not influenced by the threshold value at the time of defect extraction. In this example, the defect region is extracted before calculating the radial direction component amount from the viewpoint of reducing the calculation time, and the radial direction component amount is calculated by focusing on pixels near the extracted region. If there is no such restriction, the amount of radial direction component is calculated for each pixel in the captured image, and if a pixel with a high value is defined as a backside foreign object defect, defect extraction processing is not required. In addition, classification with high accuracy becomes possible.
(第2実施形態)
以下に、本発明の第2実施形態を説明する。図10は、本発明の第2実施形態に係る欠陥分類装置の構成を示している。図10の200〜210で示す構成要素は図9の100〜110と同一であるが、図10ではさらに、放射方向成分量の算出に用いる画素を選択するための選択手段211をさらに有することを特徴とする。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention will be described below. FIG. 10 shows the configuration of the defect classification apparatus according to the second embodiment of the present invention. The constituent elements denoted by reference numerals 200 to 210 in FIG. 10 are the same as those in the reference numerals 100 to 110 in FIG. 9, but in FIG. 10, it further includes selection means 211 for selecting the pixels used for calculating the radial direction component amount. Features.
半導体ウェハ等の被検体では、検査画像中に下層に存在するパターンが写り込む場合がある。図11は、このようなパターンが写り込んだ場合の裏面異物欠陥画像の例を示している。なお半導体等において用いられるパターンは実質的に水平線及び垂直線により構成されることが多い。図11に示すようにパターンが写り込むと、第1実施形態の放射方向成分算出手段108(図1)が(2)式を用いてZPRの計算を行う場合に、ZPRの値がパターンによって変化してしまう。そこで第2実施形態の欠陥分類装置では、選択手段211によって、ZPR算出の際に加算されるλP'を計算する画素P'を選択する。選択の方法には例えば以下の方法を用いることができる。
In an object such as a semiconductor wafer, a pattern existing in a lower layer may appear in an inspection image. FIG. 11 shows an example of the back surface foreign object defect image when such a pattern is reflected. In many cases, a pattern used in a semiconductor or the like is substantially constituted by a horizontal line and a vertical line. When the pattern is reflected as shown in FIG. 11, when the radial direction component calculation means 108 (FIG. 1) of the first embodiment calculates the Z PR using the equation (2), the value of Z PR becomes the pattern. Will change. Therefore, in the defect classification apparatus according to the second embodiment, the
1) 中心となる対象画素Pの周囲の半径R内に存在する任意の画素のうち、画素Pに対して水平、垂直方向α°(事前に設定)以外に存在する画素をP'とする。図12は、この方法により選択されるP'の範囲を示している。これにより、水平、垂直パターンによる影響は軽減される。 1) Among arbitrary pixels existing within the radius R around the target pixel P as the center, a pixel existing outside the horizontal and vertical directions α ° (preset) with respect to the pixel P is defined as P ′. FIG. 12 shows the range of P ′ selected by this method. Thereby, the influence by the horizontal and vertical patterns is reduced.
2) 検査画像において、輝度勾配の強度fを算出し、中心となる対象画素Pの周囲の半径R内に存在する任意の画素のうち、強度fが所定の閾値以下となる画素をP'とする。輝度勾配の強度fの算出には、図6で説明した周囲の画素輝度値を用いて以下の(5)式により算出する(ソーベルフィルタ)方法がある。
通常パターンによる輝度勾配は、裏面異物による輝度勾配より急峻であるため、パターンが写り込むことによる影響は軽減される。 Since the luminance gradient due to the normal pattern is steeper than the luminance gradient due to the foreign matter on the back surface, the influence of the pattern appearing is reduced.
以上、本発明の第2実施形態によれば、半導体等のパターンが写り込んだ検査画像においても、精度良く裏面異物欠陥を分類することができる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to accurately classify the back surface foreign object defect even in the inspection image in which the pattern of the semiconductor or the like is reflected.
(第3実施形態)
以下に、本発明の第3実施形態を説明する。図13は、本発明の第3実施形態に係る欠陥分類装置の構成を示している。第3実施形態は、照明、撮像に関する構成(301〜304)以外の構成は第1実施形態と同一であり、構成要素305〜310は図1の構成要素105〜110に対応している。第3実施形態では、被検体300表面の垂直上方からの照明、撮像を行えるようにするために以下の構成を用いる。すなわち、ハーフミラー302を新たに加え、ハーフミラー302、レンズ303及びCCDカメラ304を被検体300の垂直上方に所定の距離をおいて順に配置する。さらに、被検体300表面の垂直上方でかつ光がハーフミラー302に先導される位置に照明器301を配置する。また、第3実施形態では、第1実施形態とは異なり、光遮光性のコーティング材(図13には図示せず)が塗付された被検体300を用いる。
(Third embodiment)
The third embodiment of the present invention will be described below. FIG. 13 shows the configuration of the defect classification apparatus according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration relating to illumination and imaging (301 to 304), and the
上記した構成において、照明器301からの光はハーフミラー302に反射し、被検体300に塗布されたコーティング材の表面を垂直上方より照明する。コーティング材表面からの反射光は、ハーフミラー302を通してレンズ303により結像され、CCDカメラ304により電気信号に変換される。この電気信号は画像入力ボード305を通して、PC310により演算用のメモリ306に取り込まれる。これがコーティング材表面の検査画像となる。
In the configuration described above, the light from the
ここで、図14(A)、(B)を参照してCCDカメラ304により取り込まれる画像について説明する。図14(A)は、コーティング材表面の角度と反射光強度について説明するための図である。
Here, an image captured by the
ここで、図14(A)、(B)を参照してCCDカメラ304により取り込まれる画像について説明する。図14(A)は、コーティング材表面の角度と反射光強度について説明するための図であり、図14(B)は裏面異物欠陥画像の一例を示す図である。図14(A)に示すように、被検体300上には光遮光性のコーティング材324が塗布されている。また、コーティング材裏面には異物322が混入している。
Here, an image captured by the
コーティング材324表面に垂直上方より照射された照明光320は、コーティング材324表面の角度に応じた反射光強度パターン321で垂直上方に反射する。つまりコーティング材324表面が水平の位置では最も反射光が大きく、コーティング材324表面が斜めになるに応じて小さくなる。反射光が大きい場合には画像の輝度が高くなるから、異物322が存在する部分の画像は図14(B)に示すように、異物が混入した箇所を中心として放射方向に輝度の勾配が生じる画像となる。よって、画像を取り込んだ後は第1実施形態と同様の構成により、輝度勾配の放射方向成分量を算出することで欠陥の分類が可能である。
The
以上、本発明の第3実施形態によれば、光遮光性のコーティング材324表面を撮像する場合に、精度良く裏面異物欠陥を分類することができる。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, when imaging the surface of the light-shielding
(第4実施形態)
以下に、本発明の第4実施形態を説明する。図15は、本発明の第4実施形態に係る欠陥分類装置の構成を示している。第4実施形態は、照明、撮像に関する構成(401〜404)以外の構成は第1実施形態と同一であり、構成要素405〜410は図1の構成要素105〜110に対応している。第4実施形態では、被検体表面に水平な方向からの照明と、垂直方向からの撮像とを可能にするために以下の構成を用いる。すなわち、一対の照明器401を被検体400の左右の位置に被検体400表面を照射可能に配置するとともに、レンズ403及びCCDカメラ404を被検体400の垂直上方に所定の距離をおいて順に配置する。また、第4実施形態では、第1実施形態とは異なり、光遮光性のコーティング材(図15には図示せず)が塗付された被検体400を用いる。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment of the present invention will be described below. FIG. 15 shows the configuration of a defect classification apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is the same as the first embodiment except for the configurations related to illumination and imaging (401 to 404), and the
上記した構成において、一対の照明器401からの光は、被検体400に塗布されたコーティング材の表面を水平方向から照明する。コーティング材表面からの反射光は、レンズ403により結像され、CCDカメラ404により電気信号に変換される。この電気信号は画像入力ボード405を通して、PC410により演算用のメモリ406に取り込まれる。これがコーティング材表面の検査画像となる。
In the above-described configuration, the light from the pair of
ここで、図16(A)、(B)を参照してCCDカメラ404により取り込まれる画像について説明する。図16(A)は、コーティング材表面の角度と反射光強度について説明するための図であり、図16(B)は裏面異物欠陥画像の一例を示す図である。図16(A)に示すように、被検体423上には光遮光性のコーティング材424が塗布されている。また、コーティング材424の裏面には異物422が混入している。
Here, an image captured by the
コーティング材424表面に水平方向より照射された光は、コーティング材424表面の角度に応じた反射光強度パターン421で垂直上方に反射する。つまりコーティング材424表面が水平の位置では最も反射光が小さく(ほぼ無し)、コーティング材424表面が斜めになるに応じて大きくなる。反射光が大きい場合には画像の輝度が高くなるから、異物422が存在する部分の画像は図16(B)に示すように、当該異物422が混入した箇所を中心として放射方向に輝度の勾配が生じる画像となる。よって、画像を取り込んだ後は第1実施形態と同様の構成により、輝度勾配の放射方向成分量を算出することで欠陥の分類が可能である。
The light irradiated on the surface of the
以上、本発明の第4実施形態によれば、光遮光性のコーティング材424表面を撮像する場合に、ハーフミラーなどを必要とする複雑な照明−撮像系が無くとも、精度良く裏面異物欠陥を分類することができる。
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, when imaging the surface of the light-shielding
100…被検体、101…照明器、102…帯域通過フィルタ、103…レンズ、104…CCDカメラ、105…画像入力ボード、106…メモリ、107…欠陥領域抽出手段、108…放射方向成分算出手段、109…分類手段、110…PC。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Subject, 101 ... Illuminator, 102 ... Band pass filter, 103 ... Lens, 104 ... CCD camera, 105 ... Image input board, 106 ... Memory, 107 ... Defect area extraction means, 108 ... Radiation direction component calculation means, 109: Classification means, 110: PC.
Claims (14)
結像光学系を通して前記コーティング表面の画像を撮像する撮像手段と、
撮像した画像内の各画素に対する周囲の輝度勾配の放射方向成分量を算出する放射方向成分算出手段と、
算出した放射方向成分量を基に欠陥を分類する分類手段と、
を具備することを特徴とする欠陥分類装置。 An illumination means for illuminating the surface of the coating formed on the subject;
Imaging means for imaging an image of the coating surface through an imaging optical system;
Radiation direction component calculating means for calculating the amount of radial direction component of the surrounding luminance gradient for each pixel in the captured image;
Classification means for classifying defects based on the calculated radial direction component amount;
A defect classification apparatus comprising:
結像光学系を通して前記コーティング表面の画像を撮像するステップと、
撮像した画像内の各画素に対する周囲の輝度勾配の放射方向成分量を算出する放射方向成分算出するステップと、
算出した放射方向成分量を基に欠陥を分類するステップと、
を具備することを特徴とする欠陥分類方法。 Illuminating the surface of the coating formed on the subject;
Capturing an image of the coating surface through imaging optics;
Calculating a radial direction component for calculating a radial direction component amount of a surrounding luminance gradient for each pixel in the captured image; and
Classifying defects based on the calculated radial direction component amount;
The defect classification method characterized by comprising.
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