JP4229767B2 - 画像欠陥検査方法、画像欠陥検査装置及び外観検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、対応する信号の差を検出し、検出した差を閾値と比較して、その差が閾値より大きいときに、欠陥であると判定する欠陥検査方法及び装置に関し、特に2つの画像の対応する部分のグレイレベル差を検出し、検出したグレイレベル差を閾値と比較して、グレイレベル差が閾値より大きい場合に、欠陥であるとする画像欠陥検査方法及び装置、並びにそのような方法により半導体ウエハ上に形成された半導体回路パターンの欠陥を検出する外観検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
本発明は、同一であるべき2つの画像の対応する部分を比較して、その差が大きな部分を欠陥と判定する画像処理方法及び装置を対象とする。ここでは半導体製造工程で半導体ウエハ上に形成した半導体回路パターンの欠陥を検出する外観検査装置(インスペクションマシン)を例として説明を行うが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0003】
また、一般の外観検査装置は、対象表面を垂直方向から照明して、その反射光の像を捉える明視野検査装置であるが、照明光を直接捉えない暗視野検査装置も使用されている。暗視野検査装置の場合、対象表面を斜め方向又は垂直方向から照明して正反射は検出しないようにセンサを配置し、照明光の照射位置を順次走査することにより対象表面の暗視野像を得る。したがって、暗視野装置ではイメージセンサを使用しない場合もあるが、これも当然発明の対象である。このように、本発明は、同一であるべき2つの画像(信号)の対応する部分を比較して、その差が大きな部分を欠陥と判定する画像処理方法及び装置であれば、どのような方法及び装置にも適用しうるものである。
【0004】
半導体製造工程では、半導体ウエハ上に多数のチップ(ダイ)を形成する。各ダイには何層にも渡ってパターンが形成される。完成したダイは、プローバとテスタにより電気的な検査が行われ、不良ダイは組み立て工程から除かれる。半導体製造工程では、歩留まりが非常に重要であり、上記の電気的な検査の結果は製造工程にフィードバックされて各工程の管理に使用される。
しかし、半導体製造工程は多数の工程で構成されており、製造を開始してから電気的な検査が行われるまでには非常に長時間を要する。したがって、電気的な検査により工程に不具合があることが判明した時には、既に多数のウエハが処理の途中であり、検査の結果の向上に十分に生かすことができない。そこで途中の工程で形成したパターンを検査して欠陥を検出するパターン欠陥検査が行われる。全工程のうちの複数の工程でパターン検査を行えば、前の検査の後で発生した欠陥を検出することができ、検査結果を迅速に工程管理することができる。
【0005】
現在使用されている外観検査装置は、半導体ウエハを照明し、半導体回路パターンの画像を光学的に捉えて画像電子信号を発生し、この画像電気信号を更に多値のディジタル信号(ディジタルグレイレベル信号)に変換する。そして、基準となるパターンのグレイレベル信号との差信号(グレイレベル差信号)を生成し、その差が所定の閾値より大きい部分を欠陥と判定している(例えば特許文献1)。基準となるパターンは、隣接するダイである場合又は隣接する同形状パターンである場合が一般的である。
【0006】
図6は、従来の半導体装置の外観検査装置の構成を示す概略構成図である。図において、外観検査装置10は、x方向およびy方向に自在に移動可能な高精度x−yステージ11と、その上に取りつけられたウエハチャック12と、対物レンズ14と、チューブレンズ15と、ビームスプリッタ16と、光源17と、TDIカメラ等の光学的撮像手段18と、A/D変換器19と、画像メモリ20と、画像アライメント部22と、差分検出部26と、欠陥判定部27と、出力部28とを備える。
【0007】
撮像手段18は、x−yステージ11がウエハ13を移動させることにより、ウエハ13上をx−y方向に走査されて、ウエハ13全面を撮像する。図7はウエハ13の模式図である。図示するようにウエハ13上には、実質的に同一のパターンを持つ多数のダイ31、33等が規則正しく形成されている。撮像手段18は、図の矢印に示すようにウエハ13上を走査して撮像する。撮像手段18によって得られた撮像信号は、A/D変換が施された後に画像メモリ20に記憶される。
【0008】
図8(a)に、ウエハ13上の撮影画像の一部分のA/D変換後の画像を模式的に示す。図の点線の内部が撮影画像の範囲である。図示するように撮影画像は、一定の画素サイズの画像領域(41a〜41h)に分割され、この画像領域毎に被検査パターンの撮像画像と、基準パターンの撮像画像との位置合わせ(アライメント)を行う。アライメントについては後述する。
撮像手段18がラインセンサの場合、撮像領域41のY方向の画素数は、撮像手段18の撮像画素数とするのが一般的である。撮像領域41の画素数は、例えば2048×2048ピクセルである。
【0009】
図8(b)は、1つの画像領域42の画像の模式図である。図示するように画像領域は、一定の画素サイズのフレーム(43a〜41h)に分割され、上述の欠陥検査はこのフレームを単位にして行われる。すなわち欠陥検査は、被検査ダイの撮像画像内のフレーム(被検査フレーム)と、これと対応する基準ダイの撮像画像内のフレーム(基準フレーム)とのグレイレベル差信号を生成して行う。1フレームの画素数は、例えば2048×64ピクセルである。
【0010】
各画像領域41の寸法とダイ31の寸法とは異なるのが一般的であるので、被検査フレームと、これに対応する基準フレームとのグレイレベル差信号を生成するためには、これらフレームがどの画像領域41にあるのか、および画像領域41内のどこにあるのかを検知し、位置合わせ(アライメント)を行う必要がある。以下にアライメントの方法を説明する。
【0011】
まず画像アライメント部22は、被検査フレーム及び基準フレームとをピクセル単位で位置合わせを行う。これをピクセルアライメントと呼ぶ。ピクセルアライメントは、まず被検査フレームと基準フレームとがどの画像領域41にあるのかを、半導体回路設計CADデータ等のデータベースから決定する。例えばここでは、ダイ31を基準ダイとしダイ33を被検査ダイとする。そして、基準ダイ31の左上領域を含む領域41aと、被検査ダイ33の左上領域を含む領域41cとを決定する(図8(a)参照)。
【0012】
そして、領域41aからは基準ダイ31上の所定位置のアライメント用基準画像45を抽出し、領域41cからは、被検査ダイ33上の前記所定位置にあるアライメント用基準画像45と同サイズの画像45aと、画像45aからピクセル単位に位置ずらして得られる画像を数個抽出する。例えばここでは、x方向に−1ピクセルずらした画像45bと、x方向に1ピクセルずらした画像45cとを抽出する。図9(a)は、基準ダイ31の撮像画像上のアライメント用基準画像45の模式図であり、図9(b)は、被検査ダイ33の撮像画像上の各画像45a〜45cの模式図である。
【0013】
このように抽出された被検査ダイ33の各画像(45a〜45c)と、アライメント用基準画像45とをそれぞれ比較し、その相関値が最も高い画像を選択する。そして、選択された画像の領域41c上の位置と、アライメント用基準画像45の領域41a上の位置とを比較することにより、画像領域41a上の基準ダイ31と、画像領域41c上の被検査ダイ33とのピクセルアライメント量を算出する。
【0014】
次に、画像アライメント部22は、1ピクセル以下の単位のアライメントを行う。これをサブピクセルアライメントと呼ぶ。サブピクセルアライメントは以下のようにして行われる。以下、前述のピクセルアライメントでアライメント用基準画像45と最も相関が高かった画像を45aとして説明する。
【0015】
画像アライメント部22は、−0.5〜0.5ピクセルの範囲内で、画像45aを所定のステップ幅分(例えば0.1ピクセルずつ)だけずらした画像45a’を作成する。この様子を図10に示す。
例として図10(a)に示す画像45aを、x方向に0.2ピクセルだけずらした画像を作成する方法を以下に示す。ここに、図10(a)に示す正方形のマス目は、画像45aを構成する各画素を示し、画素内の各数字はその画素のグレイレベル値を示すこととする。
【0016】
画像45aをx方向にずらす場合には、x方向に隣接する2つの画素値から、ずらした結果その2つの画素の間に移動する画素の値を補間して求めるのが一般的である。例えば図10(b)に示す例ではこの値を線形補間により求める。すなわち、隣接する画素46aと画素46bの各画素中心の空間的位置とその各画素値とから、画素中心位置と画素値との線形関数を導出し、この線形関数に基づき、画素46aを0.2ピクセルずらした結果至った中心位置における画素値を求め、これを0.2ピクセルずらした画像内の対応する画素46a’の画素値とする。図10(c)は、図10(a)の画像45aをx方向に0.2ピクセルずらした画像45a’を示す図である。
【0017】
このようにして、画像45aを所定のスキップ幅分だけずらした各画像45a’と、アライメント用基準画像45との相関値を求めて、サブピクセルアライメント量と相関値との関係を表す近似式を導出する(図10(d)参照)。そして、最も相関値の高い位置をサブピクセルアライメント量とする。以上のようにして、画像領域41a中の基準ダイ31と、画像領域41c中の被検査ダイ33とのサブピクセルアライメント量を算出する。
【0018】
画像アライメント部22は、上述のピクセルアライメント及びサブピクセルアライメントをそれぞれx方向及びy方向について行い、取得したアライメント量を差分検出部26に出力する。差分検出部26は、この情報によって画像メモリ20内に記憶された撮像画像のうち、被検査パターンの被検査フレームと、これに対応する基準パターン内のフレームとを抽出して、フレーム内の各画素についてグレイレベル差信号を生成することができる。
【0019】
欠陥判定部27は、差分検出部26が生成したグレイレベル差信号に基づいて、各グレイレベル差信号が所定の閾値を超えてないかどうかを判定して、閾値を超えている場合は、欠陥として出力部28に出力する。
【0020】
ところで、上述のような従来の外観検査装置では、グレイレベル差信号を生成する際に、隣接する画素の画素情報を用いてグレイレベル差の補正を行っている。これをエッジファクタ処理と呼ぶ。エッジファクタ処理は、グレイレベルの変動が大きいパターンエッジ部では他の部分と比較してノイズが大きくグレイレベル差が大きくなるために、パターンエッジ部ではグレイレベル差を小さくなるように検出して、欠陥の誤検出の可能性を低減するために行うものである。
【0021】
エッジファクタ処理は、被検査フレーム又は基準フレームのどちらかの各画素に微分フィルタを施すことにより、パターンエッジ部分であるグレイレベル変化量の大きい部分を検出し、検出されたパターンエッジ部分におけるグレイレベル差を低減することにより行う。具体的には以下のように行う。
【0022】
例として微分フィルタは3×3フィルタを使用する。一般的な3×3フィルタAを次式(1)に示す。ここに各係数ai,jは、所定の定数である。
【数1】
【0023】
図11(a)は、座標(x,y)の画素47とその周辺の画素と各画素値の様子を示した図である。図示するように座標(x,y)における画素値をGL(x,y)とする。
フィルタAを画素47に対して施したときのフィルタ処理後の画素値A*GL(x,y)は、自己の画素値であるGL(x,y)とその周辺の画素の画素値に基づいて、次式(2)によって定める。
【数2】
【0024】
x方向に対する微分フィルタdX及びy方向に対する微分フィルタdYの例を、それぞれ次式(3)、(4)に示す。例えば式(3)で定めるx方向微分フィルタを図12(b)に示すような画像の各画素に対して施すこととする。図12(b)に示す画像は、エッジ部分である画素48と画素49の列との間でx方向に画素値が変化する画像である。
【数3】
【0025】
フィルタ処理後の画像を図12(c)に示す。図示するとおり、エッジ部分である画素48と画素49の列においてのみ画素値が大きくなり、これによりパターンエッジ部分が検出される。そして次式(5)に示すように、各画素に対応するグレイレベル差ΔGLを処理することにより、エッジ部分におけるグレイレベル差を低減する。この場合、補正量は次式(6)に示すとおりである。
【数4】
ここに、GL(x,y)は座標(x,y)における画素値であり、Aは所定の比例定数とする。
エッジファクタ処理部23は、微分フィルタ24(dX、dY)を検査画像の各画素に施す。これにより、x、y方向に変化する各画素のグレイレベルの変化量、すなわち各画素についての微分値(微分フィルタ値)を求めて、この微分値(変化量)の大きい部分すなわちパターンエッジ部を検出する。
また、補正量決定部25は、エッジファクタ処理部23から出力されるフィルタ処理済み画像に基づき、式(6)によって差分検出部26により検出されるグレイレベルの補正量を決定する。
【0026】
【特許文献1】
特開2000-323541号公報(全体)
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
前記パターンエッジ部のノイズは、ダイのパターン形成時における露光条件やエッチング条件等の際の微妙な相違によって、エッジ部分の仕上がりが微妙に異なるために、この部分のパターン自体の相違のために検出されるのが、その主な要因として考えられる。従来のエッジファクタ処理によりパターンエッジ部のグレイレベル差を低減するのも、このような知見に基づくものである。
【0028】
ところがパターンエッジ部では、上記のような形成パターンの誤差に基づくノイズ以外にも、前記のサブピクセルアライメントを行ったことにより発生するノイズも生じる。なぜならば、サブピクセルアライメントでどのような補間方法を用いたとしても、実際の撮像で得た画素でない以上、実際に撮像した他方の画像のパターンエッジ部分のグレイレベルとは異なるからである。
【0029】
このようなサブピクセルアライメントの補正誤差は、サブピクセルアライメント量に依存する。しかるに、従来のグレイレベル差の補正(エッジファクタ処理)では、式(5)によって一律にグレイレベル差の補正を行っている。
このため従来では、サブピクセルアライメントの補正誤差も含めて、予想されうる最大のノイズがあっても欠陥を検出しないように、エッジファクタ処理部23を設定しており、このことが必要以上にパターンエッジ部分の欠陥検出感度を低くしていた。
【0030】
上記事情に鑑みて、上述のようなパターンエッジ部分におけるグレイレベル差の補正(エッジファクタ処理)において、グレイレベル差の補正量の決定方法を改善して、パターンエッジ部分における欠陥検出感度を向上することを、本発明の目的とする。
【0031】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第1形態に係る画像欠陥検査方法は、検出したサブピクセルアライメント量(すなわち、各画素のグレイレベル差を求める2つの画像間のサブピクセルずれ量)に基づいて、画像内のパターンエッジ部におけるグレイレベル差の補正量を決定する。
【0032】
このように、サブピクセルアライメント量に基づいて、パターンエッジ部分におけるグレイレベル差の補正量を決定することにより、前記パターンエッジ部に生じるノイズに現れるサブピクセルアライメントの補正誤差に応じて、この部分で検出するグレイレベル差の低減量を加減することができる。これによりパターンエッジ部分の欠陥検出の感度向上を可能にする。
【0033】
図1は、本発明の第1形態に係る画像欠陥検査方法のフローチャートである。
ステップS101において、検査対象となる2画像を取得する。
ステップS103において、検査対象となる2画像にピクセル単位のずれがある場合には、前述のピクセルアライメントを行う。すなわち、グレイレベル差検出のために比較する2画像内の画素の組合せを、ピクセル単位でシフトさせる。
【0034】
ステップS105において、検査対象となる2画像間のピクセル以下のずれ量(サブピクセルずれ量又はサブピクセルアライメント量)を検出する。
ステップS107において、検査対象となる2画像にピクセル以下のずれがある場合には、前述のサブピクセルアライメントを行う。すなわち、検査対象となる画像の一方又は両方の画像データから、サブピクセルずれ量(サブピクセルアライメント量)だけずらした画像データに変換する。
【0035】
ステップS109において、検査対象となる画像の一方又は両方の画像データから、画像中のパターンエッジ部分を検出する。
【0036】
ステップS111において、ステップS105で検出したサブピクセルずれ量と、ステップS109で検出したパターンエッジ部分情報に基づいて、各画素についてグレイレベル差の補正量を決定する。
【0037】
ステップS113において、検査対象となる2画像の各画素についてグレイレベル差を検出する。その際にステップS111で決定した補正量に基づいて、グレイレベル差の補正を行う。
【0038】
ステップS115において、ステップS113で検出したグレイレベル差と所定の閾値とを比較して、検査対象となる画像の欠陥を判定する。
【0039】
また、本発明の第2形態に係る画像欠陥検査装置は、グレイレベル差を求める2つの画像のサブピクセルずれ量(サブピクセルアライメント量)を検出する画像アライメント部と、検出したサブピクセルずれ量に基づいて、差分検出部により検出されるグレイレベル差の、画像内のパターンエッジ部における補正量を決定する補正量決定部とを備えることとする。
【0040】
さらに、本発明の第3形態に係る外観検査装置は、前記半導体ウエハ上に形成された実質的に同一パターンを比較して、前記半導体回路パターンの欠陥を検出する画像欠陥検査装置を備える。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図2は、本発明の第1の実施例に係る画像欠陥検査装置の概略構成図である。画像欠陥検査装置21は、実質的に同一なパターンを含む2つの画像の各画素のグレイレベル差を検出し、検出したグレイレベル差が所定の閾値を超えるときに欠陥と判定し、前記パターンの欠陥を検査するものである。
【0042】
画像欠陥検査装置21は被検査画像と基準画像を入力する。被検査画像と基準画像には、パターンの同一を検査すべき実質的に同一なパターン画像を含まれている。画像欠陥検査装置21は、2つの入力画像のピクセルアライメント量とサブピクセルアライメント量を検出し、アライメントを行う画像アライメント部22と、2画像の各画素におけるグレイレベル差を検出する差分検出部26と、検出したグレイレベル差と所定の閾値とを比較して、閾値を超えるとき欠陥と判定する欠陥判定部27とを備える。
【0043】
また、画像欠陥検査装置21は、2つの画像のうち少なくとも1画像の画素値の変化量(すなわち微分値または微分フィルタ値)を検出して、パターンエッジ部を検出するエッジファクタ処理部23と、差分検出部26におけるグレイレベル差検出の際に、パターンエッジ部のグレイレベル差を補正するために、検出された画素値の変化量と、サブピクセルアライメント量とに基づいてグレイレベル差の補正量を決定するグレイレベル補正量決定部25とを備える。
【0044】
以下、図3に示す本発明に係る画像欠陥検査方法のフローチャートを参照して、画像欠陥検査装置21の動作を説明する。
まず、ステップS131において、欠陥検査の対象となるパターンを含む2つの画像データを、画像アライメント部22及びエッジファクタ処理部23に入力する。例えば画像メモリ、外部記憶装置などに記憶された画像データのうち、検査対象となるパターンを含む2つの画像データ部分を抽出する。
ステップS133において、画像アライメント部22は、2つの画像データ上で検査対象パターンの位置にピクセル単位のずれがある場合には、前述のピクセルアライメントを行う。
【0045】
ステップS135において、画像アライメント部22は、2つの画像データ上における検査対象パターンのサブピクセルアライメント量を検出する。x方向について検出されたサブピクセルアライメント量をShiftx、y方向について検出されたサブピクセルアライメント量をShiftyとする。
ステップS137において、画像アライメント部22は、検査対象パターンにピクセル以下のずれがある場合には、前述のサブピクセルアライメントを行う。
【0046】
ステップS137において、ピクセルアライメント、サブピクセルアライメントによって、位置調整が済んだ2つの画像データから、欠陥検査をおこなう画素のブロック(フレーム)をそれぞれ抽出する。
なお、実際には、サブピクセルアライメントに関してはサブピクセルアライメント量の検出のみを行うこととして(S135)、ピクセルアライメントについてのみ画像データ間の位置調整を行い(S133)、ステップS137におけるサブピクセルアライメントによる位置調整を省略することとしてもよい。
なぜなら、従来の画像欠陥検査方法ではサブピクセルアライメントによる画像データの位置調整を省略すると、パターンエッジ部でのグレイレベル差が大きくなることによる疑似欠陥が検出されやすくなるが、本発明に係る画像欠陥検査方法では、以下説明するように(S143、S145)、アライメント量の大きいときに、パターンエッジ部におけるグレイレベル差検出感度を下げるために、サブピクセルずれによる疑似欠陥の検出を抑えることができるからである。
【0047】
ステップS141において、各フレームの一方又は両方から、画像データ中のパターンエッジ部分を検出する。例えば、前記式(2)、(3)に例示したx方向微分フィルタdXとy方向微分フィルタdyとによるフィルタ処理を画像データ中の各画素に施すことよって、各画素についての微分値(微分フィルタ値)、すなわち、各画素について周囲の画素に対するグレイレベルのx方向変化量とy方向変化量を検出し、この変化量の大きい部分をパターンエッジ部として検出する。
【0048】
ステップS143において、補正量決定部25は、ステップS135で検出したサブピクセルアライメント量に基づいて、各画素についてグレイレベル差の補正量を決定する。図4の例示を参照して説明する。図11(a)は、座標(x,y)の画素47とその周辺の画素と各画素値の様子を示した図である。図示するように座標(x,y)における画素値をGL(x,y)とする。
【0049】
x方向微分フィルタdXを座標(x,y)の画素に対して施したときフィルタ処理後の画素値をdX*GL(x,y)とし、y方向微分フィルタdYを座標(x,y)の画素に対して施したときフィルタ処理後の画素値をdY*GL(x,y)と表記するとき、各画素(x、y)についてグレイレベル差の補正量Mは、次式(7)によって定める。
【数5】
【0050】
ここに、関数gは、使用する画像データの種類等によって好適に定めることができる。例えば次式(8)のように定めることとしてもよい。
【数6】
ここにa、bは定数とする。関数gは、サブピクセルアライメント量|Shiftx|、|Shifty|について減少関数となっていることが望ましい。
【0051】
ステップS145において、差分検出部26は、検査対象となる2つのフレームの各画素についてグレイレベル差を検出する。その際にステップS143で決定した補正量に基づいて、グレイレベル差の補正を行う。すなわち各画素についてのグレイレベル差ΔGL’は、式(9)により定める。
【数7】
【0052】
または、サブピクセルアライメント量Shiftx、Shiftyと、フィルタ処理後の画素データdX*GL(x,y)、dY*GL(x,y)を差分検出部26に直接入力して、式(10)によりグレイレベル差を検出することとしてもよい。
【数8】
このとき関数fは、サブピクセルアライメント量|Shiftx|、|Shifty|について減少関数となっていることが望ましい。
【0053】
ステップS147において、欠陥判定部27がステップS145で検出したグレイレベル差と所定の閾値とを比較して、検査対象となるフレーム内に含まれるパターン欠陥を判定する。
【0054】
このように、本発明に係る画像欠陥検査装置21は、検査画像のサブピクセルアライメント量に応じて、パターンエッジ部分におけるグレイレベル差補正量を増減することができる。すなわちサブピクセルアライメントの補正誤差に応じてパターンエッジ部分の欠陥検出感度を変更することができる。例えば、サブピクセルアライメントの補正誤差の大きい所では、グレイレベル差補正量を大きくしてパターンエッジ部分の欠陥検出感度を低く変更し、逆にサブピクセルアライメントの補正誤差の小さい所では、グレイレベル差補正量を小さくしてパターンエッジ部分の欠陥検出感度を高く変更する等が可能となる。これにより従来の画像欠陥検査装置では、必要以上に低く設定されていたパターンエッジ部分の欠陥検出感度を向上することができる。
【0055】
図5は、本発明の第2の実施例に係る半導体装置の外観検査装置の概略構成図である。本実施例に係る外観検査装置の構成は、図7に示した構成に類似した構成を有するので、同一の機能部分に同一の参照番号を付して表し説明を省略する。
【0056】
本実施例に係る外観検査装置10は、本発明の第1実施例に係る画像欠陥検査装置21を備える。
まず撮像手段18は、x−yステージ11がウエハ13を移動させることによってウエハ13上をx−y方向に走査され、ウエハ13全面を撮像する。撮像手段18によって得られた撮像信号は、A/D変換が施された後に画像メモリ20に記憶する。
【0057】
画像欠陥検査装置21内の画像アライメント部22は、被検査ダイ33の検査フレームを含む画像領域41c、これに対応する位置の基準ダイ31の基準フレームを含む画像領域41aを(図8参照)、画像メモリ20から抽出して、2つの画像領域41a、41cの画像のピクセルアライメント量とサブピクセルアライメント量を検出する。アライメントが施された画像領域41a、41cから被検査ダイ33の検査フレームと、基準ダイ31の基準フレームを抽出する。
【0058】
画像欠陥検査装置21内のエッジファクタ処理部23は、前記2つのフレームのうち少なくとも一方の各画素について周囲の画素に対する画素値の変化量を検出して、パターンエッジ部を検出する。これは、例えば前記2つのフレームのうち少なくとも一方の各画素について微分フィルタ24を施すことにより行う。
【0059】
グレイレベル補正量決定部25は、差分検出部26におけるグレイレベル差検出の際に、パターンエッジ部のグレイレベル差を補正するために、検出された画素値の変化量と、サブピクセルアライメント量とに基づいてグレイレベル差の補正量を決定する。
【0060】
そして、差分検出部26は、前記決定された補正量に基づき、2つのフレーム間の各画素におけるグレイレベル差を検出し、欠陥判定部27は、検出したグレイレベル差と所定の閾値とを比較して閾値を超えるとき、被検査ダイに欠陥が存在すると判定する。
【0061】
本実施例のように外観検査装置を構成することにより、半導体ウエハ上に形成した半導体回路パターンのパターンエッジ部における欠陥検出感度を向上することが可能となる。
【0062】
【発明の効果】
本発明の画像欠陥検査方法によって、前記パターンエッジ部に生じるノイズに現れるサブピクセルアライメントの補正誤差に応じて、この部分で検出するグレイレベル差の低減量を加減することが可能となり、パターンエッジ部分の欠陥検出の感度向上を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像欠陥検査方法のフローチャート(その1)である。
【図2】本発明に第1実施例に係る画像欠陥検査装置の概略構成図である。
【図3】本発明に係る画像欠陥検査方法のフローチャート(その2)である。
【図4】グレイレベル差補正量の決定方法の説明図である。
【図5】本発明に係る第2実施例に係る画像欠陥検査装置の概略構成図である。
【図6】従来の半導体装置の外観検査装置の構成を示す概略構成図である。
【図7】ウエハの模式図である。
【図8】ウエハ13上の撮影画像の一部分の画像を模式図である。
【図9】ピクセルアライメントの説明図である。
【図10】サブピクセルアライメントの説明図である。
【図11】一般的な3×3フィルタ処理の説明図である。
【図12】x方向のエッジファクタ処理の説明図である。
【符号の説明】
10…外観検査装置
11…x−yステージ
12…ウエハチャック
13…ウエハ
14…対物レンズ
15…チューブレンズ
16…ビームスプリッタ
17…光源
18…光学的撮像手段
21…画像欠陥検査装置
31…基準ダイ
33…被検査ダイ
41、41a〜41d…画像領域
43a〜43c…フレーム
45、45a〜45c…アライメント用基準画像
Claims (9)
- 2つの画像のサブピクセルずれ量を検出し、
前記2つの画像同士のサブピクセルアライメントを行い、
サブピクセルアライメントが行われた前記2つの画像の対応する部分のグレイレベル差を検出し、
検出した前記グレイレベル差と所定の閾値とを比較して、前記グレイレベル差が前記閾値より大きいとき、欠陥であると判定する画像欠陥検査方法であって、
検出した前記サブピクセルずれ量に基づき、前記画像内のパターンエッジ部における前記グレイレベル差の補正量を決定することを特徴とする画像欠陥検査方法。 - 前記補正量の決定は、前記サブピクセルずれ量が大きくなるに従い、前記画像内のパターンエッジ部における前記グレイレベル差を小さくするように、前記補正量を決定することを特徴とする請求項1に記載の画像欠陥検査方法。
- 前記補正量の決定は、
前記2つの画像のうち少なくとも一方について、その各画素に関して微分フィルタ処理を施して微分フィルタ値を算出し、
前記各画素における前記グレイレベル差の補正量を、前記各画素に対応する前記微分フィルタ値と、前記サブピクセルずれ量との関数に基づき決定することを特徴とする請求項1に記載の画像欠陥検査方法。 - 前記補正量は、前記各画素に対応する前記微分フィルタ値と、前記サブピクセルずれ量の関数との積に基づき決定されることを特徴とする請求項3に記載の画像欠陥検査方法。
- 2つの画像のサブピクセルずれ量を検出して、これら2つの画像同士のサブピクセルアライメントを行う画像アライメント部と、
サブピクセルアライメントが行われた前記2つの画像の対応する部分のグレイレベル差を検出する差分検出部と、
検出した前記グレイレベル差と所定の閾値とを比較して、前記グレイレベル差が前記閾値より大きいとき、欠陥であると判定する欠陥判定部とを備える画像欠陥検査装置であって、
検出した前記サブピクセルずれ量に基づいて、前記差分検出部により検出されるグレイレベル差の、前記画像内のパターンエッジ部における補正量を決定する補正量決定部とを備えること特徴とする画像欠陥検査装置。 - 前記補正量決定部は、前記サブピクセルずれ量が大きくなるに従い、前記画像内のパターンエッジ部における前記グレイレベル差を小さくするように、前記補正量を決定することを特徴とする請求項5に記載の画像欠陥検査装置。
- 前記画像の各画素に関する微分値を算出する微分フィルタを備え、
前記補正量決定部は、前記2つの画像のうち少なくとも一方について前記微分フィルタにより算出される、前記各画素に関する微分フィルタ値と、前記サブピクセルずれ量との関数に基づき、前記各画素における前記グレイレベル差の補正量を決定することを特徴とする請求項5に記載の画像欠陥検査装置。 - 請求項前記補正量決定部は、前記各画素に対応する前記微分フィルタ値と、前記サブピクセルずれ量の関数との積に基づき、前記補正量を決定することを特徴とする請求項7に記載の画像欠陥検査装置。
- 請求項5〜8のいずれか1項に記載の画像欠陥検査装置を備える、半導体ウエハ上に形成された半導体回路パターンの欠陥を検出する外観検査装置であって、
前記半導体ウエハ上の前記半導体回路パターンの画像を生成する撮像手段を備え、
前記画像欠陥検査装置が、前記半導体ウエハ上に形成された実質的に同一パターンを比較して、前記半導体回路パターンの欠陥を検出することを特徴とする外観検査装置。
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