JP4390732B2 - Semiconductor wafer appearance inspection system - Google Patents

Semiconductor wafer appearance inspection system Download PDF

Info

Publication number
JP4390732B2
JP4390732B2 JP2005067664A JP2005067664A JP4390732B2 JP 4390732 B2 JP4390732 B2 JP 4390732B2 JP 2005067664 A JP2005067664 A JP 2005067664A JP 2005067664 A JP2005067664 A JP 2005067664A JP 4390732 B2 JP4390732 B2 JP 4390732B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
defect
memory
inspection
semiconductor wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005067664A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006250710A (en
Inventor
貴子 藤沢
大 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to JP2005067664A priority Critical patent/JP4390732B2/en
Priority to US11/344,101 priority patent/US20060171593A1/en
Publication of JP2006250710A publication Critical patent/JP2006250710A/en
Priority to US12/564,567 priority patent/US8036447B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4390732B2 publication Critical patent/JP4390732B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

本発明は、半導体ウエハに形成された回路パターンの欠陥を検出する外観検査装置に関し、特に外観検査装置における画像処理に関する。   The present invention relates to an appearance inspection apparatus for detecting a defect in a circuit pattern formed on a semiconductor wafer, and more particularly to image processing in the appearance inspection apparatus.

半導体ウエハに代表される繰り返しパターンの外観検査には、被検査物の外観を撮像し、検査の基準となる参照画像と検査対象となる検査画像の画像データを比較し、比較したデータに差がある場合を欠陥として抽出する比較方式が知られている。このような比較方式の場合、参照画像と検査画像は同一のパターンであることが前提となり、半導体ウエハのように同一の回路パターンが繰り返し実装されている検査対象に効果的な手法である。参照画像としては、設計情報や検査画像と隣接または近接する実パターンを用いる場合がある。被検査物が半導体ウエハの場合には、1ウエハ上に同じ回路パターンをもったチップ(1デバイス)が多数配列され、これらチップ同士の撮像画像をそれぞれ参照画像・検査画像として比較する方法をダイ比較、また同一チップ内部に繰り返し配列されたパターンの撮像画像をそれぞれ参照画像・検査画像として比較する場合をセル比較という。   In the appearance inspection of repetitive patterns represented by semiconductor wafers, the appearance of the inspection object is imaged, the reference image as the inspection standard is compared with the image data of the inspection image to be inspected, and there is a difference in the compared data. A comparison method for extracting a case as a defect is known. Such a comparison method is based on the premise that the reference image and the inspection image have the same pattern, and is an effective technique for an inspection target in which the same circuit pattern is repeatedly mounted, such as a semiconductor wafer. As the reference image, an actual pattern adjacent to or close to the design information or the inspection image may be used. When the object to be inspected is a semiconductor wafer, a large number of chips (one device) having the same circuit pattern are arranged on one wafer, and a method of comparing captured images of these chips as a reference image and an inspection image, respectively. The comparison and the case where the captured images of the patterns repeatedly arranged in the same chip are respectively compared as the reference image and the inspection image are called cell comparison.

特開平9-89794号公報JP-A-9-89794

欠陥解析部へと転送される画像データは、セル比較とダイ比較の何れの場合においても、参照画像と検査画像が一対となって転送される必要がある。ダイ比較の場合には、参照画像は検査画像を取得するチップに対して1チップ前のチップの画像が用いられることが一般的であるが、例えば、図6(a)に示す1チップ目が検査画像を取得するチップである場合には、1チップ前のチップの画像が同じウエハ上には存在せず、参照画像がないため、1チップ目の欠陥解析は不可能となる。更に、図6(a)に示すようなウエハ端部の(n+1)チップ目が検査画像を取得するチップである場合、画像データとしては1チップ前のnチップ目のデータは同じウエハ上に存在するが、半導体ウエハの外観検査の場合には、検査画像に対する参照画像は、物理的に距離が離れるほど画像取得時の周辺条件が異なるため、より多くの位置ずれ誤差や画像濃度等の誤差を含み、参照画像としては使用できない。よって、ウエハ端部の(n+1)チップ目が検査画像を取得するチップである場合にも、1チップ前のnチップ目のデータは参照画像としては使用できないため、欠陥解析は不可能となる。 The image data transferred to the defect analysis unit needs to be transferred as a pair of the reference image and the inspection image in both the cell comparison and the die comparison. In the case of die comparison, the reference image is the image of one chip before the chip to the chip to obtain an inspection image is generally used, for example, the first chip shown in FIG. 6 (a) when a chip to acquire the inspection images, 1 not present in the chip before the image of the chip is the same wafer on, because there is no reference picture, 1 defect analysis of th chip is impossible. Further, when the (n + 1) -th chip at the edge of the wafer as shown in FIG. 6A is a chip for obtaining an inspection image, the n-th chip data before one chip exists on the same wafer as the image data. However, in the case of semiconductor wafer appearance inspection, the reference image for the inspection image has different peripheral conditions at the time of image acquisition as the physical distance increases. It cannot be used as a reference image. Therefore, even when the (n + 1) th chip at the edge of the wafer is a chip for obtaining an inspection image, the data of the nth chip before the first chip cannot be used as a reference image, so that defect analysis is impossible.

また同じくダイ比較において、図6(b)に示されるようにウエハ上のスキャンがウエハの端で折り返して往復して画像を撮像するような動作をする場合において、(n+1)チップ目が検査画像を取得するチップであり、1チップ前のnチップ目の画像を使用した参照画像と比較する場合、図6(a)の場合の(n+1)チップ目とnチップ目の関係と比較すると、検査画像と参照画像との物理的位置は近くなっているものの、図6(b)の(n+1)チップとnチップとではウエハ上でのチップ配列の列が異なっているため、同一列の隣り合うチップ(例えばnチップと(n−1)チップ)の関係と比較すると、画像取得時の条件が異なり、より多くの位置ずれ誤差等を含むこととなる。この誤差が画像処理機能の補正範囲内であればよいが、そうでなければ、図6(b)の場合においても(n+1)チップ目の参照画像としてnチップ目の画像が使用できないということもありうる。 Similarly, in the die comparison, as shown in FIG. 6B, when the scan on the wafer is turned back and forth at the edge of the wafer and reciprocates to take an image, the (n + 1) th chip is the inspection image. When the comparison is made with the reference image using the n-th chip image one chip before , the inspection is compared with the relationship between the (n + 1) -th chip and the n-th chip in FIG. Although the physical positions of the image and the reference image are close to each other, the (n + 1) chip and the n chip in FIG. 6B are adjacent to each other in the same column because the columns of the chip arrangement on the wafer are different. Compared with the relationship between chips (for example, n chip and (n-1) chip), the conditions at the time of image acquisition are different and more misalignment errors are included. This error only needs to be within the correction range of the image processing function. Otherwise, even in the case of FIG. 6B, the (n + 1) th chip reference image cannot be used as the (n + 1) th chip reference image. It is possible.

このように、半導体ウエハ端部のチップに後述の欠陥候補を含む欠陥が抽出され、欠陥解析対象となる場合、1チップ前の画像が存在しないため参照画像が存在せず、欠陥解析ができない事態が発生する。 As described above, when a defect including a defect candidate to be described later is extracted on the chip at the end of the semiconductor wafer and becomes a defect analysis target, a reference image does not exist because there is no image one chip before, and the defect analysis cannot be performed. Will occur.

また、セル比較では、図5に示される通り、1チップ内に実装された異なるセルピッチA領域503、セルピッチB領域504をもつ回路パターンのそれぞれに欠陥が抽出される場合、セルピッチA領域で検出された欠陥の解析用画像データには、検査画像に対する参照画像として、セルピッチAだけ隔てた位置の画像データが必要であり、セルピッチB領域で検出された欠陥の解析用画像データには、検査画像に対する参照画像として、セルピッチBだけ離れた位置の画像データが必要となる。つまりセル比較の場合、抽出された欠陥がどのセルピッチ領域のものかによって、検査画像に対する参照画像の位置が異なるのであるが、従来はセル比較の場合のセルピッチを複数指定することができなかった。そのため、セルピッチA領域の検査とセルピッチB領域の検査を同時に行うことができず、セルピッチの異なる領域の検査は、図7に示すフローの通り、それぞれのセルピッチ領域毎にセルピッチ設定を行って検査を再実行する必要があり、非常に効率の悪いものとなっていた。 Further, in the cell comparison, as shown in FIG. 5, when a defect is extracted in each of the circuit patterns having different cell pitch A regions 503 and cell pitch B regions 504 mounted on one chip, they are detected in the cell pitch A region. The defect analysis image data requires image data at positions separated by the cell pitch A as a reference image for the inspection image , and the defect analysis image data detected in the cell pitch B region includes the image data for the inspection image. As the reference image, image data at a position separated by the cell pitch B is required. That is, in the case of cell comparison, the position of the reference image with respect to the inspection image differs depending on which cell pitch region the extracted defect belongs to. However, conventionally, a plurality of cell pitches for cell comparison cannot be designated. Therefore, the inspection of the cell pitch A area and the inspection of the cell pitch B area cannot be performed at the same time, and the inspection of the areas having different cell pitches is performed by setting the cell pitch for each cell pitch area as shown in the flow of FIG. It had to be re-executed and was very inefficient.

更に、ダイ比較とセル比較では検査画像に対して必要とされる参照画像の定義が異なるため、セル比較とダイ比較を混合して実行することができなかった。   Furthermore, since the definition of the reference image required for the inspection image is different between the die comparison and the cell comparison, the cell comparison and the die comparison cannot be mixed and executed.

本発明は、ダイ比較検査において、半導体ウエハの端部にあるチップに対しては、一つ前のチップが存在しないため参照画像が定義できず、欠陥解析ができないという従来技術の問題点を解決することを目的とする。また、セル比較検査において、異なるセルピッチ領域に存在する欠陥を高速に効率よく解析することを目的とする。更に、セル比較とダイ比較の混合比較を可能とすることを目的とする。   The present invention solves the problem of the prior art that in a die comparison inspection, a reference image cannot be defined and a defect analysis cannot be performed because there is no previous chip for a chip at the end of a semiconductor wafer. The purpose is to do. Another object of the present invention is to efficiently analyze defects existing in different cell pitch regions at high speed in cell comparison inspection. Furthermore, it aims at enabling mixed comparison of cell comparison and die comparison.

前記課題を解決するために、本発明では、画像メモリから検査画像用及び参照画像用の画像データを読み出すための情報として、検査画像の位置情報に加えて、セル比較・ダイ比較の識別情報、セル比較の場合のセルピッチ、ダイ比較の場合のチップの相対位置情報などからなる参照画像情報を各検査画像に対して個別に設定可能にした。   In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, as information for reading out image data for an inspection image and a reference image from an image memory, in addition to position information of the inspection image, identification information for cell comparison / die comparison, Reference image information including cell pitch for cell comparison, chip relative position information for die comparison, and the like can be individually set for each inspection image.

本発明による半導体ウエハの外観検査装置は、半導体ウエハを撮像した画像データを格納する画像メモリと、前記画像メモリからの画像データの切り出し並びに転送を制御するメモリコントローラと、半導体ウエハ上の比較する2つの領域の部分画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ検出部と、当該位置ずれ量を補正値として用いて前記2つの領域の部分画像の差画像を取得し、当該差画像から欠陥候補を抽出する欠陥判定部と、当該欠陥候補として抽出された画像を解析する欠陥解析部と、全体の動作を制御する全体コントローラとを備え、前記全体コントローラは、前記欠陥判定部で欠陥候補が抽出された際に算出された欠陥特徴量をもとに、当該欠陥候補の欠陥解析に必要な検査画像の前記画像メモリ上の位置を算出し、当該検査画像の前記画像メモリ上における先頭アドレスと、切り出し画像サイズと、当該検査画像が含まれる半導体ウエハ上の領域と当該検査画像に対応した参照画像が含まれる半導体ウエハ上の領域との相対位置関係を表す参照画像位置情報とを前記メモリコントローラに出力し、前記メモリコントローラは、欠陥候補毎に、前記先頭アドレスと前記切り出し画像サイズを利用して前記画像メモリの画像データから検査画像を切り出し、前記先頭アドレスと前記切り出し画像サイズと前記参照画像位置情報を利用して前記画像メモリの画像データから参照画像を切り出し、前記欠陥解析部に当該切り出した検査画像及び参照画像を転送する。参照画像位置情報は、ダイ比較におけるチップの相対位置情報、あるいはセル比較におけるセルピッチとすることができる。 A semiconductor wafer appearance inspection apparatus according to the present invention compares an image memory for storing image data obtained by imaging a semiconductor wafer, a memory controller for controlling cutout and transfer of the image data from the image memory, and comparison on the semiconductor wafer. A positional deviation detection unit that calculates the positional deviation amount of the partial images of two areas, and obtains a difference image between the partial images of the two areas by using the positional deviation amount as a correction value, and extracts defect candidates from the difference image A defect determination unit, a defect analysis unit that analyzes an image extracted as the defect candidate, and an overall controller that controls the overall operation , wherein the defect controller is extracted by the defect determination unit. The position of the inspection image in the image memory necessary for defect analysis of the defect candidate is calculated based on the defect feature amount calculated at the time, and the inspection image A reference representing a relative positional relationship between a start address on the image memory, a cut-out image size, a region on the semiconductor wafer including the inspection image, and a region on the semiconductor wafer including a reference image corresponding to the inspection image. and outputs the image position information to the memory controller, the memory controller, for each defect candidate, cut out test image from the image data of said image memory by using the clipped image size and the start address, before Kisaki head using the address and the cutout image size and the reference image position information to cut out the references images from the image data of said image memory, transfers the test and reference images cut into the defect analyzer. The reference image position information may be chip relative position information in die comparison or cell pitch in cell comparison.

また、本発明による半導体ウエハの外観検査装置は、複数のチップが形成された半導体ウエハを撮像した画像データを格納する画像メモリと、前記画像メモリからの画像データの切り出し並びに転送を制御するメモリコントローラと、半導体ウエハ上の比較する2つの領域の部分画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ検出部と、当該位置ずれ量を補正値として用いて前記2つの領域の部分画像の差画像を取得し、当該差画像から欠陥候補を抽出する欠陥判定部と、当該欠陥候補として抽出された画像を解析する欠陥解析部と、全体の動作を制御する全体コントローラとを備え、前記全体コントローラには、チップ内の各領域における検査画像の比較方式に関する情報が保持され、前記全体コントローラは、前記欠陥判定部で欠陥候補が抽出された際に算出された欠陥特徴量をもとに、当該欠陥候補の欠陥解析に必要な検査画像の前記画像メモリ上の位置を算出するとともに、当該欠陥候補の位置が前記チップ内のいずれの領域に該当するかに基づいてセル比較かダイ比較かの対応する識別情報を設定し、当該検査画像の前記画像メモリ上における先頭アドレスと、切り出し画像サイズと、当該検査画像が含まれる半導体ウエハ上の領域と当該検査画像に対応した参照画像が含まれる半導体ウエハ上の領域との相対位置関係を表す参照画像位置情報と、当該設定されたセル比較かダイ比較かの識別情報を前記メモリコントローラに出力し、前記メモリコントローラは、欠陥候補毎に、前記先頭アドレスと前記切り出し画像サイズとを利用して前記画像メモリの画像データから検査画像を切り出し、前記先頭アドレスと前記切り出し画像サイズと前記参照画像位置情報と前記セル比較かダイ比較かの識別情報とを利用して前記画像メモリの画像データから参照画像を切り出し、前記欠陥解析部に当該切り出した検査画像及び参照画像を転送する。この場合の参照画像情報は、セル比較かダイ比較かの識別情報、及びセル比較の場合のセルピッチ、ダイ比較の場合のチップの相対位置関係を表す参照画像位置情報を含むものとすることが出来る。メモリコントローラは、個々の欠陥に対して欠陥画像の先頭アドレスと切り出し画像サイズと対応する参照画像位置情報とセル比較かダイ比較かの識別情報とを記録したメモリテーブルを保持する。 In addition, a semiconductor wafer appearance inspection apparatus according to the present invention includes an image memory that stores image data obtained by imaging a semiconductor wafer on which a plurality of chips are formed, and a memory controller that controls the extraction and transfer of the image data from the image memory. And a misregistration detection unit that calculates the misregistration amount of the partial images of the two regions to be compared on the semiconductor wafer, and obtains a difference image of the partial images of the two regions using the misregistration amount as a correction value. , a defect determination unit for extracting the defect candidate from the difference image, comprising: a defect analyzing unit for analyzing the image extracted as the defect candidate, and a total controller for controlling the entire operation, the said overall controller chip Information about the inspection image comparison method in each area is stored, and the overall controller extracts defect candidates by the defect determination unit. The position of the inspection image necessary for defect analysis of the defect candidate is calculated on the basis of the defect feature amount calculated at the time, and the position of the defect candidate is any region in the chip. The identification information corresponding to cell comparison or die comparison is set based on whether the inspection image corresponds to the start address on the image memory of the inspection image, the cut-out image size, and the semiconductor wafer including the inspection image. Reference image position information indicating the relative positional relationship between the region and the region on the semiconductor wafer containing the reference image corresponding to the inspection image, and identification information indicating whether the set cell comparison or die comparison is output to the memory controller and the memory controller, for each defect candidate, the start address and the cutout image size and the inspection image by using the image data of said image memory Cut, by using said first address and said clipped image size and the reference image position information whether the cell comparison or die comparison identification information cut out a reference image from the image data of the image memory, the defect analyzer The inspection image and the reference image cut out are transferred . The reference image information in this case may include identification information indicating cell comparison or die comparison, cell pitch in the case of cell comparison, and reference image position information representing a relative positional relationship of chips in the case of die comparison. The memory controller holds a memory table that records the reference image position information corresponding to the leading address of the defect image, the cut-out image size, and the identification information for cell comparison or die comparison for each defect.

本発明によると、ダイ比較時の検査不可能領域の存在を回避することが可能となり、また異なるセルピッチ領域での欠陥画像抽出時にも、1検査内での検査が可能となる。さらに、セル比較・ダイ比較の混合検査が可能となり検査効率が向上する。   According to the present invention, it is possible to avoid the existence of a non-inspectable area at the time of die comparison, and it is possible to inspect within one inspection even when a defect image is extracted in a different cell pitch area. Furthermore, mixed inspection of cell comparison and die comparison is possible, and inspection efficiency is improved.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明による半導体ウエハの外観検査装置の機能ブロック図である。被検査物である半導体ウエハ100の外観をセンサ101によって撮像する。撮像された画像は、A/D変換102によりデジタルの画像データとして画像処理ユニット103の画像メモリ105に格納される。画像処理ユニット103を構成する機能としては、画像メモリ105の他に、比較する2つの画像データの位置ずれ量を算出する位置ずれ検出部106、位置ずれ検出部で算出された位置ずれ量を補正値として用いて2つの画像の差画像を取得し、その差画像から欠陥候補を抽出する欠陥判定部107、欠陥候補として抽出された画像をより詳細に解析する欠陥解析部108、画像データを格納するメモリを制御するメモリコントローラ104、及び全体の動作を制御する全体コントローラ109がある。   FIG. 1 is a functional block diagram of a semiconductor wafer appearance inspection apparatus according to the present invention. An external appearance of the semiconductor wafer 100 that is an object to be inspected is imaged by the sensor 101. The captured image is stored in the image memory 105 of the image processing unit 103 as digital image data by the A / D conversion 102. In addition to the image memory 105, the image processing unit 103 is configured with a misregistration detection unit 106 that calculates the misregistration amount of two image data to be compared, and the misregistration amount calculated by the misregistration detection unit. A difference determination unit 107 that obtains a difference image between two images using as a value and extracts a defect candidate from the difference image, a defect analysis unit 108 that analyzes an image extracted as a defect candidate in more detail, and stores image data There is a memory controller 104 that controls the memory to be operated, and an overall controller 109 that controls the overall operation.

全体コントローラ109は、位置ずれ検出部106、欠陥判定部107、欠陥解析部108の各ユニットの情報を収集し、必要な情報を必要な個所に分配する役割、及び各機能の動作状況を監視する統合的役割を果たす。更に、全体コントローラ109は、ウエハ上におけるチップの配列情報、チップ内の各領域における検査画像の比較方式に関する情報(チップ内のどの領域がダイ比較領域であるか、どの領域がセルピッチAのセル比較領域であるか、どの領域がセルピッチBのセル比較領域であるか等の情報、図5参照)、ダイ比較において、検査画像を取得するチップがウエハの端部にあって前のチップが存在しない場合の参照画像の取得方法に関する情報等を保持する。ウエハ上におけるチップの配列情報やチップ内の各領域における検査画像の比較方式に関する情報は、設計情報から取得したり、ユーザがウエハを観察したりして設定される。ダイ比較の場合の参照画像の取得方法は、例えば、通常は検査画像の1チップ前のチップを参照画像として指定し、図6(a)や図6(b)に示した1チップ目あるいは(n+1)チップ目のようにウエハ端部にあって前のチップが存在しない場合には、検査画像の1チップ後のチップを参照画像を取得するチップとして指定する。参照画像の取得方法は、デフォルトで全体コントローラに設定されていてもよいし、ユーザが設定するようにしてもよい。 The overall controller 109 collects information of each unit of the misalignment detection unit 106, the defect determination unit 107, and the defect analysis unit 108, and monitors the role of distributing necessary information to the necessary locations and the operation status of each function. Play an integrated role. In addition, the overall controller 109 provides information on the arrangement of the chips on the wafer, information on the comparison method of the inspection image in each area in the chip (which area in the chip is the die comparison area, which area is the cell comparison with the cell pitch A). In the die comparison, the chip for obtaining the inspection image is at the edge of the wafer and there is no previous chip. In this case, information on a reference image acquisition method is stored. Information on the arrangement of the chips on the wafer and information on the comparison method of the inspection image in each region in the chip is set from design information or by the user observing the wafer. The reference image acquisition method in the case of die comparison is, for example, normally specifying a chip one chip before the inspection image as a reference image, and the first chip shown in FIG. 6A or FIG. when the n + 1) there is no previous chip in the wafer edge as the chip first is a one chip after the chip inspection image is designated as a chip to obtain a reference image. The reference image acquisition method may be set to the entire controller by default, or may be set by the user.

位置ずれ検出部106では、比較する2つの画像である参照画像と検査画像の相関値を求めて2画像のずれ量を算出する。半導体ウエハの回路パターンの撮像にはSEM式、または光学式などの手法が知られているが、例えばSEM式の外観装置の場合には、半導体ウエハの帯電により電子線が湾曲し、取得画像と位置情報の関係に誤差が生じる場合がある。比較検査の場合には比較する両画像の比較位置を適確に合わせこむ必要があり、位置ずれ検出部106では相関演算等により、比較する2画像のx方向、y方向のずれ量を算出し、欠陥判定部107へその情報を受け渡す。欠陥判定部107では、位置ずれ検出部から提供されたずれ量を検査画像に適用し、位置ずれを補正した後、参照画像との差画像を求めて欠陥候補を抽出し、欠陥候補の特徴量を算出する。欠陥候補の特徴量としては、欠陥候補として抽出された画像の中心座標、面積等が求められる。なお、以下の説明では、この欠陥判定部107において抽出された欠陥候補を含め、単に欠陥と称する。 The misregistration detection unit 106 obtains a correlation value between the reference image that is two images to be compared and the inspection image, and calculates the misalignment amount of the two images. For imaging a circuit pattern of a semiconductor wafer, a technique such as SEM type or optical type is known.For example, in the case of an SEM type external appearance device, an electron beam is curved due to charging of the semiconductor wafer, and an acquired image and There may be an error in the positional information relationship. In the case of the comparative inspection, it is necessary to accurately match the comparison positions of the two images to be compared, and the misalignment detection unit 106 calculates the misalignment amounts of the two images to be compared in the x direction and the y direction by correlation calculation or the like. Then, the information is transferred to the defect determination unit 107. The defect determination unit 107 applies the deviation amount provided from the misregistration detection unit to the inspection image, corrects the misregistration, obtains a difference image from the reference image, extracts defect candidates, and extracts defect candidate feature amounts. Is calculated. As the feature amounts of the defect candidate, the center coordinates of the image extracted as a defect candidate, the area, etc. are determined. In the following description, the defect candidate extracted by the defect determination unit 107 is simply referred to as a defect.

欠陥判定部107において抽出された欠陥を解析するために、メモリコントローラ104は、画像メモリ105から欠陥部位の解析用画像データ(検査画像と参照画像を切り出し、欠陥解析部108へ転送する。画像メモリ105から欠陥解析部108へ転送する検査画像の切り出し位置は、欠陥判定部107の演算結果である欠陥の中心座標や欠陥面積をもとに、全体コントローラ109がその欠陥解析に必要な画像が画像メモリ105のどの位置にあるかを算出し、メモリコントローラ104に設定する。この時、メモリコントローラ104へ設定されるデータは、読み出しデータの位置を示すメモリアドレスやメモリ内部をチップ単位で管理している場合には、チップアドレスとチップ内アドレスである。設定された位置情報等をもとに、メモリコントローラ104は画像メモリ105からデータを読み出し、欠陥解析部108へ欠陥の解析用画像データを転送する。欠陥解析部への転送データは、検査画像と参照画像がペアで転送されるが、検査画像に対する参照画像の相対位置や比較方式は条件によって異なる場合がある。 In order to analyze the defect extracted by the defect determination unit 107, the memory controller 104 cuts out the image data for analysis of the defective part (inspection image and reference image ) from the image memory 105 and transfers it to the defect analysis unit 108. The cut-out position of the inspection image transferred from the image memory 105 to the defect analysis unit 108 is determined based on the center coordinates and the defect area of the defect, which are the calculation results of the defect determination unit 107. Is located in the image memory 105 and set in the memory controller 104. At this time, the data set in the memory controller 104 is a memory address indicating the position of the read data or a chip address and an in-chip address when the inside of the memory is managed in units of chips. Based on the set position information and the like, the memory controller 104 reads data from the image memory 105 and transfers the defect analysis image data to the defect analysis unit 108. As the transfer data to the defect analysis unit, the inspection image and the reference image are transferred in pairs, but the relative position of the reference image with respect to the inspection image and the comparison method may differ depending on conditions.

図2は被検査対象である半導体ウエハの上面模式図、図3は図2のウエハを撮像した場合の画像データを画像メモリに格納した時の画像メモリ内マップ図を示している。図2に示される半導体ウエハ100の回路パターンを撮像後、画像処理ユニットに転送された画像データはチップ単位毎に画像メモリに格納される。例えば、図2においてセンサ101で(n−1)チップ上をスキャンし撮像した画像データは、図3のメモリマップ300上の(n−1)画像領域301へ格納され、図2においてnチップ上をスキャンし撮像した画像データは、図3のメモリマップ上のn画像領域302へと順次格納される。   FIG. 2 is a schematic top view of a semiconductor wafer to be inspected, and FIG. 3 is a map diagram in the image memory when image data when the wafer of FIG. 2 is imaged is stored in the image memory. After imaging the circuit pattern of the semiconductor wafer 100 shown in FIG. 2, the image data transferred to the image processing unit is stored in the image memory for each chip. For example, the image data obtained by scanning the (n-1) chip with the sensor 101 in FIG. 2 is stored in the (n-1) image area 301 on the memory map 300 in FIG. 3, and on the n chip in FIG. The image data obtained by scanning is sequentially stored in the n image region 302 on the memory map of FIG.

位置ずれ検出部106、欠陥判定部107、欠陥解析部108の各画像処理機能部が処理を行い、それぞれの機能を果たし、装置全体としての機能が効率良くパイプライン化されて実行するためには、画像メモリ105に蓄えられた画像データがそれぞれの画像処理機能部に必要なタイミングで提供されなければならない。メモリコントローラ104は、上記のようにチップ単位で画像メモリ105に格納された画像データを、3つの画像処理機能部が最適に効率よく動作するタイミングで所望の画像データを提供するよう制御する。   In order for the image processing function units of the misregistration detection unit 106, the defect determination unit 107, and the defect analysis unit 108 to perform processing and perform the respective functions, the functions of the entire apparatus are efficiently pipelined and executed. The image data stored in the image memory 105 must be provided to each image processing function unit at a necessary timing. The memory controller 104 controls the image data stored in the image memory 105 in units of chips as described above so as to provide desired image data at a timing at which the three image processing function units operate optimally and efficiently.

図4は、チップ単位で画像メモリに格納された画像データを、各画像処理機能部へ転送し、各画像処理機能部で処理するフローを表現したものである。   FIG. 4 represents a flow in which image data stored in the image memory in units of chips is transferred to each image processing function unit and processed by each image processing function unit.

画像メモリ105に格納された(n−1)チップ目の画像データは、メモリコントローラ104から最初に位置ずれ検出部106に転送され、演算処理によりずれ量が算出され、その結果が欠陥判定部107へと転送される。位置ずれ検出部106では(n−1)チップ目の演算処理が終了した後、次の演算対象となるnチップ目の画像データが転送され、演算処理が実施され、再びその結果が欠陥判定部107へと転送される。位置ずれ検出部では順次この動作が繰り返される。   The image data of the (n−1) th chip stored in the image memory 105 is first transferred from the memory controller 104 to the misregistration detection unit 106, and the misregistration amount is calculated by arithmetic processing. Forwarded to After the calculation processing of the (n−1) th chip is completed in the misregistration detection unit 106, the image data of the nth chip that is the next calculation target is transferred, the calculation processing is performed, and the result is again the defect determination unit. Forwarded to 107. This operation is sequentially repeated in the position deviation detection unit.

次に欠陥判定部107では、位置ずれ検出部106から(n−1)チップ目の演算結果であるずれ量を受け取るタイミングで、(n−1)チップ目の画像データが画像メモリ105から転送され、欠陥判定処理演算を実施する。欠陥判定部107で(n−1)チップ目の演算処理が終了後、次のnチップ目の演算処理をすべく、nチップ目の画像データと位置ずれ検出部106からずれ量が転送されて、nチップ目の欠陥判定処理を実行する。欠陥判定部107では順次この動作が繰り返される。   Next, in the defect determination unit 107, the image data of the (n-1) th chip is transferred from the image memory 105 at the timing of receiving the deviation amount which is the calculation result of the (n-1) th chip from the positional deviation detection unit 106. The defect determination processing calculation is performed. After the calculation process of the (n-1) th chip is completed in the defect determination unit 107, the deviation amount is transferred from the n-th chip image data and the positional deviation detection unit 106 in order to perform the next n-th chip calculation process. The defect determination process for the nth chip is executed. In the defect determination unit 107, this operation is sequentially repeated.

更に、欠陥判定部107で欠陥として抽出された部分の情報(すなわち、欠陥の中心座標や面積等といった欠陥の特徴量)をもとに、今度はその部分の画像のみが画像メモリ105から切り出され、欠陥解析部108へと転送され、欠陥解析処理が実施される。このように、3つの画像処理機能部のうち、位置ずれ検出部106、欠陥判定部107に関しては撮像した全ての画像に対して画像処理演算を行うため、画像メモリ105に蓄えられた全ての画像データを順次転送し画像演算を実施するが、欠陥解析部108においては欠陥判定部107の画像処理演算結果から、欠陥として抽出された画像のみが画像メモリ105から転送され、欠陥解析処理が実行される。 Further, based on the information of the part extracted as a defect by the defect determination unit 107 ( that is, the feature amount of the defect such as the center coordinates and area of the defect ), only the image of the part is cut out from the image memory 105 this time. Then, it is transferred to the defect analysis unit 108, and defect analysis processing is performed. As described above, among the three image processing function units, regarding the misregistration detection unit 106 and the defect determination unit 107, all the images stored in the image memory 105 are performed in order to perform image processing calculation on all captured images. Data is sequentially transferred and image calculation is performed. In the defect analysis unit 108, only the image extracted as a defect is transferred from the image memory 105 based on the image processing calculation result of the defect determination unit 107, and defect analysis processing is executed. The

よってメモリコントローラ104には、全体コントローラ109を介して、欠陥判定部107の演算結果から検出された欠陥画像の位置情報が与えられ、その位置情報を元に欠陥解析部108へ所望の画像データを転送することになる。ダイ比較処理の場合、検査画像に対して参照画像は隣接するチップとの比較となるため、欠陥解析部108へは異なるチップの同じアドレス個所のデータが転送されることになる。例えば、図5の(n+1)チップ目のダイ比較領域505において欠陥が検出された場合には、nチップ目の同じ場所(同一アドレス)の画像データとの比較となる。一方、セル比較の場合は、検査画像に対して参照画像は隣接するセル同士の比較となるため、欠陥解析部への転送データは同一チップのセルピッチ分隔てた画像データが転送されることになる。   Therefore, the memory controller 104 is given position information of the defect image detected from the calculation result of the defect determination unit 107 via the overall controller 109, and the desired image data is sent to the defect analysis unit 108 based on the position information. Will be transferred. In the case of die comparison processing, the reference image is compared with the adjacent chip with respect to the inspection image, and therefore, data at the same address location of different chips is transferred to the defect analysis unit 108. For example, when a defect is detected in the die comparison area 505 of the (n + 1) th chip in FIG. 5, the comparison is made with image data at the same location (same address) of the nth chip. On the other hand, in the case of cell comparison, since the reference image is a comparison between adjacent cells with respect to the inspection image, the transfer data to the defect analysis unit is the image data separated by the cell pitch of the same chip. .

図9は、本発明によるダイ比較検査の例を示す説明図である。図9(a)は、全体コントローラ109によってメモリコントローラ104内部のメモリテーブルに設定される情報の例を示す図である。メモリコントローラ内部のメモリテーブルには、欠陥画像先頭アドレス、切り出し画像サイズ、参照画像位置情報が、欠陥毎に欠陥の数だけ設定される。欠陥画像先頭アドレス及び切り出し画像サイズは、全体コントローラ109が、欠陥判定部107から取得した情報、すなわち欠陥(欠陥候補)の特徴量に基づいて設定する。参照画像位置情報は、全体コントローラ109が、ウエハ上におけるチップの配列情報と、参照画像の取得方法に関する情報とに基づいて設定する。ここでは、ダイ比較時の参照画像の取得方法として、通常は検査画像の1チップ前のチップを参照画像とし、欠陥が検出されたチップがウエハ端部にあって前のチップが存在しない場合には、検査画像の1チップ後のチップを参照画像とするように設定されているものとして説明する。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of die comparison inspection according to the present invention. FIG. 9A is a diagram illustrating an example of information set in the memory table inside the memory controller 104 by the overall controller 109. In the memory table in the memory controller, the defect image head address, the cutout image size, and the reference image position information are set for each defect by the number of defects. The defect image head address and the cut-out image size are set by the overall controller 109 based on the information acquired from the defect determination unit 107 , that is, the feature amount of the defect (defect candidate) . The reference image position information is set by the overall controller 109 based on chip arrangement information on the wafer and information on a reference image acquisition method. Here, as a method for acquiring a reference image at the time of die comparison, a chip that is one chip before the inspection image is normally used as a reference image, and a chip in which a defect is detected is located at the edge of the wafer and there is no previous chip. Will be described assuming that the chip after one chip of the inspection image is set as the reference image.

図9(b)は、ウエハ端部に位置する1チップ目に欠陥1が検出されたとき、画像メモリ105からメモリコントローラ104によって切り出される検査画像と参照画像の位置関係を示す説明図である。この時、図9(a)の参照画像位置情報の箇所には、全体コントローラ109によって、1チップ後のチップを意味するコードが記入されている。その結果、メモリコントローラ104は、画像メモリから、メモリテーブルによって指定された1チップ目の欠陥画像先頭アドレスから、切り出し画像サイズで指定されたサイズ分の画像を検査画像として切り出す。また、参照画像位置情報(この場合は、1チップ後のチップを意味するコード)に基づいて、2チップ目のデータの同じチップアドレスから同じサイズの画像を参照画像として切り出す。切り出された検査画像と参照画像は、メモリコントローラ104から欠陥解析部108に転送される。 FIG. 9B is an explanatory diagram showing the positional relationship between the inspection image and the reference image cut out from the image memory 105 by the memory controller 104 when the defect 1 is detected on the first chip located at the edge of the wafer. At this time, a code indicating a chip after one chip is entered by the overall controller 109 at the location of the reference image position information in FIG. As a result, the memory controller 104 cuts out an image of the size specified by the cut-out image size from the image memory as the inspection image from the defective image start address of the first chip specified by the memory table. Also, based on the reference image position information (in this case, a code meaning a chip after one chip) , an image of the same size is cut out as a reference image from the same chip address of the second chip data. The cut out inspection image and reference image are transferred from the memory controller 104 to the defect analysis unit 108.

ダイ比較検査では検査画像に対しての参照画像は1チップ分前の画像データが使用されるのが一般的であったが、本発明によると検査画像の位置情報に加えて、参照画像の位置情報が設定可能となる。1チップ目に欠陥が検出された場合、参照画像として1チップ前のチップを指定する従来方法では、参照画像となる1チップ前の画像が存在していなかったために欠陥解析ができなかったが、本発明により、1チップ目の欠陥画像の参照画像として、2チップ目を参照画像として画像メモリから読み出すように、参照画像位置情報に設定することが可能となる。   In the die comparison inspection, the image data for one chip before is generally used as the reference image for the inspection image. However, according to the present invention, the position of the reference image is added to the position information of the inspection image. Information can be set. When a defect is detected on the first chip, the conventional method of designating the chip one chip before as the reference image cannot analyze the defect because the image one chip before serving as the reference image does not exist. According to the present invention, it is possible to set the reference image position information such that the second chip is read from the image memory as the reference image as the reference image of the defect image of the first chip.

図9(c)は、ウエハ端部に位置しないnチップ目に欠陥2が検出されたとき、画像メモリ105からメモリコントローラ104によって切り出される検査画像と参照画像の位置関係を示す説明図である。この時、図9(a)の参照画像位置情報の箇所には、全体コントローラ109によって、1チップ前のチップを意味するコードが記入されている。その結果、メモリコントローラ104は、画像メモリ105から、メモリテーブルによって指定されたnチップ目の欠陥画像先頭アドレスから、切り出し画像サイズで指定されたサイズ分の画像を検査画像として切り出す。また、参照画像位置情報(この場合は、1チップ前のチップを意味するコード)に基づいて、一つ前の(n−1)チップ目のデータの同じチップアドレスから同じサイズの画像を参照画像として切り出す。切り出された検査画像と参照画像は、メモリコントローラ104から欠陥解析部108に転送される。 FIG. 9C is an explanatory diagram showing the positional relationship between the inspection image and the reference image cut out from the image memory 105 by the memory controller 104 when the defect 2 is detected in the n-th chip not located at the wafer edge. At this time, in the reference image position information portion of FIG. 9A, a code indicating the chip one chip before is written by the overall controller 109. As a result, the memory controller 104 cuts out, from the image memory 105, an image of the size specified by the cut-out image size as the inspection image from the defect image head address of the n-th chip specified by the memory table. Also, based on the reference image position information (in this case, a code meaning the chip one chip before) , images of the same size from the same chip address of the previous (n-1) chip data are referred to as the reference image. Cut out as. The cut out inspection image and reference image are transferred from the memory controller 104 to the defect analysis unit 108.

また、本発明によりセル比較時もダイ比較と同様に、検査画像に対しての参照画像の位置をセルピッチという単位で与えることが可能となる。図10は、本発明によるセル比較検査の例を示す説明図である。   Further, according to the present invention, the position of the reference image with respect to the inspection image can be given in units of cell pitch in the cell comparison similarly to the die comparison. FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of cell comparison inspection according to the present invention.

図10(a)は、全体コントローラ109によってメモリコントローラ104内部のメモリテーブルに設定される情報の例を示す図である。メモリコントローラ内部のメモリテーブルには、欠陥画像先頭アドレス、切り出し画像サイズ、セルピッチからなる情報の組が、欠陥毎に欠陥の数だけ設定される。欠陥画像先頭アドレス及び切り出し画像サイズは、全体コントローラ109が、欠陥判定部107から取得した情報、すなわち欠陥(欠陥候補)の特徴量に基づいて設定する。セルピッチは、全体コントローラ109が、検出された欠陥位置をチップ内の各領域における検査画像の比較方式に関する情報に突き合わせて設定する。ここでは、欠陥3がセルピッチAの領域に存在し、欠陥4がセルピッチBの領域に存在したものとして説明する。この場合、欠陥3に関してはセルピッチはAと設定され、欠陥4に関してはセルピッチはBと設定される。 FIG. 10A is a diagram illustrating an example of information set in the memory table inside the memory controller 104 by the overall controller 109. In the memory table inside the memory controller, a set of information including a defect image head address, a cut-out image size, and a cell pitch is set for each defect by the number of defects. The defect image head address and the cut-out image size are set by the overall controller 109 based on the information acquired from the defect determination unit 107 , that is, the feature amount of the defect (defect candidate) . The overall controller 109 sets the cell pitch by matching the detected defect position with information relating to the inspection image comparison method in each area in the chip. Here, it is assumed that the defect 3 exists in the cell pitch A region and the defect 4 exists in the cell pitch B region. In this case, the cell pitch is set to A for the defect 3 and the cell pitch is set to B for the defect 4.

図10(b)は、図10(a)に示したメモリテーブルの情報に基づいて、メモリコントローラ104によって画像メモリ105から切り出される欠陥3の検査画像と参照画像、及び欠陥4の検査画像と参照画像の関係を示す説明図である。   FIG. 10B shows the inspection image and reference image of the defect 3 and the inspection image and reference of the defect 4 that are cut out from the image memory 105 by the memory controller 104 based on the information in the memory table shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the relationship of an image.

欠陥3に関しては、メモリコントローラ104は、画像メモリから、メモリテーブルによって指定された欠陥画像先頭アドレスから切り出し画像サイズで指定されたサイズ分の画像を検査画像として切り出す。また、セルピッチAだけ前のアドレスから同じサイズの画像を参照画像として切り出す。切り出された検査画像と参照画像は、メモリコントローラ104から欠陥解析部108に転送される。   Regarding the defect 3, the memory controller 104 cuts out, from the image memory, an image for the size specified by the cut-out image size from the defect image start address specified by the memory table as an inspection image. Also, an image of the same size is cut out as a reference image from an address preceding by the cell pitch A. The cut out inspection image and reference image are transferred from the memory controller 104 to the defect analysis unit 108.

欠陥4に関しては、メモリコントローラ104は、画像メモリから、メモリテーブルによって指定された欠陥画像先頭アドレスから切り出し画像サイズで指定されたサイズ分の画像を検査画像として切り出す。また、セルピッチBだけ前のアドレスから同じサイズの画像を参照画像として切り出す。切り出された検査画像と参照画像は、メモリコントローラ104から欠陥解析部108に転送される。   For the defect 4, the memory controller 104 cuts out, from the image memory, an image for the size specified by the cut-out image size from the defect image start address specified by the memory table as an inspection image. Also, an image of the same size is cut out as a reference image from an address preceding by the cell pitch B. The cut out inspection image and reference image are transferred from the memory controller 104 to the defect analysis unit 108.

図9、図10にて説明したように、本発明によると、画像メモリからの参照画像の読み出し位置を検査画像毎に設定することができ、ウエハ端部のチップから欠陥が抽出された場合、参照画像を通常の設定とは異なるチップに設定することにより、端部チップに対してダイ比較による欠陥解析が可能となる。また、セル比較においても同様に、セルピッチの異なる画像領域に対して欠陥が抽出されたとしても、読み出される欠陥画像毎にセルピッチを設定可能とすることにより、異なるセルピッチ領域の欠陥を検出した場合にも、連続的に欠陥解析部への画像転送が実施されることとなる。   As described with reference to FIGS. 9 and 10, according to the present invention, the reading position of the reference image from the image memory can be set for each inspection image, and when a defect is extracted from the chip at the edge of the wafer, By setting the reference image to a chip different from the normal setting, defect analysis by die comparison can be performed on the end chip. Similarly, in the cell comparison, even when a defect is extracted for an image area having a different cell pitch, by setting a cell pitch for each read defect image, a defect in a different cell pitch area is detected. In addition, image transfer to the defect analysis unit is continuously performed.

図8は、本発明によるセル比較のフローを表す図である。まず、センサによって撮像された画像が画像メモリ105に格納される(S801)。次に、欠陥判定部107にて欠陥判定が行われ、欠陥情報が全体コントローラ109に渡される。全体コントローラ109では、チップ内の欠陥位置から欠陥画像毎にセルピッチを決定し、検査画像の切り出し位置と参照画像位置情報をメモリコントローラ104のメモリテーブルに設定する(S802)。メモリコントローラ104は、メモリテーブルに設定された情報に従って画像メモリ105から検査画像と参照画像を切り出し、欠陥解析部108に転送する(S803)。このように、本発明によると、異なるセルピッチの領域に欠陥が検出されたとしても、1回の操作で全ての欠陥を検査することが出来る。   FIG. 8 is a diagram showing a cell comparison flow according to the present invention. First, an image captured by the sensor is stored in the image memory 105 (S801). Next, defect determination is performed by the defect determination unit 107, and defect information is passed to the overall controller 109. The overall controller 109 determines a cell pitch for each defect image from the defect position in the chip, and sets the inspection image cut-out position and reference image position information in the memory table of the memory controller 104 (S802). The memory controller 104 cuts out the inspection image and the reference image from the image memory 105 according to the information set in the memory table, and transfers them to the defect analysis unit 108 (S803). As described above, according to the present invention, even when defects are detected in regions having different cell pitches, all defects can be inspected by one operation.

図11は、本発明によるセル比較検査及びダイ比較検査の混合検査の例を示す説明図である。本発明によると、欠陥画像の位置情報、検査画像に対する参照画像の相対位置情報に加え、ダイ比較用画像かセル比較用画像かを識別する情報をもたせ、画像メモリから読み出す際の参照画像位置を欠陥画像毎に設定することにより、セル比較、ダイ比較を混合して実行することが可能となる。   FIG. 11 is an explanatory view showing an example of a mixed inspection of a cell comparison inspection and a die comparison inspection according to the present invention. According to the present invention, in addition to the position information of the defect image and the relative position information of the reference image with respect to the inspection image, information for identifying whether the image is for die comparison or cell comparison is provided, and the reference image position for reading from the image memory is determined. By setting each defect image, cell comparison and die comparison can be mixed and executed.

図11(a)は、この場合に全体コントローラ109によってメモリコントローラ内部のメモリテーブルに設定される情報の例を示す図である。メモリコントローラ内部のメモリテーブルには、欠陥画像先頭アドレス、切り出し画像サイズ、参照画像位置情報、セル比較/ダイ比較からなる情報の組が、欠陥毎に欠陥の数だけ設定される。欠陥画像先頭アドレス及び切り出し画像サイズは、全体コントローラ109が、欠陥判定部107から取得した情報に基づいて設定する。セル比較/ダイ比較は、全体コントローラ109が、検出された欠陥位置をチップ内の各領域における検査画像の比較方式に関する情報に突き合わせてセル比較かダイ比較かを設定する。また、参照画像位置情報には、ダイ比較の場合には検査画像に対して前後どちらのチップを参照画像とするかが設定され、セル比較の場合にはセルピッチが設定される。   FIG. 11A shows an example of information set in the memory table inside the memory controller by the overall controller 109 in this case. In the memory table in the memory controller, a set of information including a defect image head address, a cut-out image size, reference image position information, and cell comparison / die comparison is set for each defect by the number of defects. The defect image head address and the cut-out image size are set by the overall controller 109 based on information acquired from the defect determination unit 107. In the cell comparison / die comparison, the overall controller 109 sets whether the cell comparison or the die comparison by matching the detected defect position with information on the comparison method of the inspection image in each region in the chip. In addition, in the reference image position information, in the case of die comparison, which chip is used as a reference image before or after the inspection image is set, and in the case of cell comparison, a cell pitch is set.

図11(b)は、図11(a)に示したメモリテーブルの情報に基づいて、画像メモリ105からメモリコントローラ104によって切り出される欠陥5の検査画像と参照画像、及び欠陥6の検査画像と参照画像の関係を示す説明図である。ここで、欠陥5はセルピッチA領域に検出され、欠陥6はダイ比較領域に検出されたものとする。この場合、全体コントローラ109はメモリコントローラ104のメモリテーブルに、欠陥5に関しては参照画像位置情報としてセルピッチAを設定し、セル比較/ダイ比較にはセル比較を表すコードを設定する。また、欠陥6に関しては、参照画像位置情報として例えば1チップ前を表すコードを設定し、セル比較/ダイ比較にはダイ比較を表すコードを設定する。   FIG. 11B shows the inspection image and reference image of the defect 5 and the inspection image and reference of the defect 6 cut out from the image memory 105 by the memory controller 104 based on the information in the memory table shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the relationship of an image. Here, it is assumed that the defect 5 is detected in the cell pitch A area and the defect 6 is detected in the die comparison area. In this case, the overall controller 109 sets the cell pitch A as reference image position information for the defect 5 in the memory table of the memory controller 104, and sets a code representing cell comparison for cell comparison / die comparison. For the defect 6, for example, a code representing one chip before is set as reference image position information, and a code representing die comparison is set for cell comparison / die comparison.

欠陥5に対して、メモリコントローラ104は、画像メモリ105から、メモリテーブルによって指定された欠陥画像先頭アドレスから、切り出し画像サイズで指定されたサイズ分の画像を検査画像として切り出す。また、セルピッチAだけ前のアドレスから同じサイズの画像を参照画像として切り出す。切り出された検査画像と参照画像は、メモリコントローラ104から欠陥解析部108に転送される。   For the defect 5, the memory controller 104 cuts out, from the image memory 105, an image for the size specified by the cut-out image size from the defective image start address specified by the memory table as an inspection image. Also, an image of the same size is cut out as a reference image from an address preceding by the cell pitch A. The cut out inspection image and reference image are transferred from the memory controller 104 to the defect analysis unit 108.

欠陥6に対して、メモリコントローラ104は、画像メモリ105から、メモリテーブルによって指定された欠陥画像先頭アドレスから、切り出し画像サイズで指定されたサイズ分の画像を検査画像として切り出す。また、1つ前のチップの同じアドレスから同じサイズの画像を参照画像として切り出す。切り出された検査画像と参照画像は、メモリコントローラ104から欠陥解析部108に転送される。   For the defect 6, the memory controller 104 cuts out, from the image memory 105, an image for the size specified by the cut-out image size from the defect image start address specified by the memory table as an inspection image. Also, an image of the same size is cut out as a reference image from the same address of the previous chip. The cut out inspection image and reference image are transferred from the memory controller 104 to the defect analysis unit 108.

これらの欠陥画像を読み出すための位置情報、検査画像に対する参照画像の相対位置情報、セル比較、ダイ比較の区別は、抽出された欠陥毎にメモリコントローラに設定される必要があるが、画像メモリから欠陥解析部への画像転送は高速性が要求される。よって、これらの情報をある程度まとめて格納できるようにテーブル化しメモリ情報として蓄えておくことができれば、順次欠陥画像のメモリリードが実施できる。さらには、欠陥画像を画像メモリからリードしている動作と同時に、次の欠陥画像を読み出すための情報を設定できるよう、欠陥画像読み出しテーブルを2重化(2面化)することにより、抽出欠陥が連続して多数発生した場合にも、画像メモリからのデータリード、欠陥解析部への画像データ転送を絶え間なく実施することが可能となる。   The position information for reading out these defect images, the relative position information of the reference image with respect to the inspection image, cell comparison, and die comparison need to be set in the memory controller for each extracted defect. High speed is required for image transfer to the defect analysis unit. Therefore, if such information can be stored in a table so that it can be stored together to some extent, memory read of defective images can be performed sequentially. Furthermore, by extracting the defect image read-out table into two (two sides) so that the information for reading the next defect image can be set simultaneously with the operation of reading the defect image from the image memory, the extracted defect Even when a large number of occurrences occur in succession, it is possible to continuously read data from the image memory and transfer image data to the defect analysis unit.

図12は、メモリテーブルを2重化した例を示す説明図である。図12(a)は、画像切り出し情報を複数個設定できるメモリテーブルAとBが存在する場合に、メモリテーブルAが画像メモリから検査画像、参照画像を切り出すための情報を提供している間に、もう一方のメモリテーブルBが次の切り出し情報を一旦蓄えるために、全体コントローラ109から情報を受け取っている例を示している。また、図12(b)は図12(a)とは逆に、メモリテーブルBが画像メモリから検査画像、参照画像を切り出すための情報を提供している間に、もう一方のメモリテーブルAが切り出し情報を一旦蓄えるために、全体コントローラ109から情報を受け取っている例を示している。   FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example in which the memory table is duplicated. FIG. 12A shows a case where memory table A provides information for extracting an inspection image and a reference image from an image memory when there are memory tables A and B in which a plurality of image extraction information can be set. In this example, the other memory table B receives information from the overall controller 109 in order to temporarily store the next cutout information. Further, in FIG. 12B, contrary to FIG. 12A, while the memory table B provides information for extracting the inspection image and the reference image from the image memory, the other memory table A An example is shown in which information is received from the overall controller 109 to temporarily store cutout information.

図13はこれらのメモリテーブルA,Bの内容を示すものである。メモリテーブル内の個々の欠陥切り出し情報は、図9(a)、図10(a)あるいは図11(a)に示した項目からなる。   FIG. 13 shows the contents of these memory tables A and B. Individual defect cutout information in the memory table includes items shown in FIG. 9A, FIG. 10A, or FIG.

欠陥解析用の検査画像、参照画像を生成するためのデータは、最初はメモリテーブルAの欠陥No.1の切出し情報として設定されたものを、メモリコントローラが画像メモリから画像データを読み出すための情報として使用する。順次、欠陥No.2の切出し情報、欠陥No.3の切出し情報と処理を進めていく。メモリテーブルAに設定された最後の欠陥No.nの切出し情報の処理が終了後、メモリテーブルAとBの役割が交代し、今度はメモリテーブルBの欠陥No.(n+1)の切り出し情報を利用して、画像メモリからの欠陥解析用データの生成が行われる。   The data for generating the inspection image and the reference image for the defect analysis is initially set as the cut-out information of the defect No. 1 in the memory table A, and the information for the memory controller to read the image data from the image memory. Use as The processing proceeds with the information for cutting out defect No. 2 and the information for cutting out defect No. 3. After the processing of the cutting information of the last defect No. n set in the memory table A is finished, the roles of the memory tables A and B are changed, and this time, the cutting information of the defect No. (n + 1) of the memory table B Is used to generate defect analysis data from the image memory.

本発明による半導体ウエハの外観検査装置の機能ブロック図。The functional block diagram of the external appearance inspection apparatus of the semiconductor wafer by this invention. 半導体ウエハの上面模式図。The upper surface schematic diagram of a semiconductor wafer. 画像メモリ内マップ図。The map figure in an image memory. 画像処理動作フロー図。The image processing operation | movement flowchart. 半導体ウエハの上面模式図。The upper surface schematic diagram of a semiconductor wafer. 半導体ウエハの上面模式図。The upper surface schematic diagram of a semiconductor wafer. 従来のセル比較フローチャート。The conventional cell comparison flowchart. 本発明によるセル比較フローチャート。The cell comparison flowchart by this invention. 本発明によるダイ比較検査の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of the die comparison inspection by this invention. 本発明によるセル比較検査の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of the cell comparison test | inspection by this invention. 本発明によるセル比較検査及びダイ比較検査の混合検査の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of the mixing inspection of the cell comparison inspection by this invention, and die | dye comparison inspection. メモリテーブルを2重化した例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example which duplicated the memory table. 2重化したメモリテーブルの内容を示す図。The figure which shows the content of the duplicated memory table.

符号の説明Explanation of symbols

100:半導体ウエハ、101:センサ、103:画像処理ユニット、104:メモリコントローラ、105:画像メモリ、106:位置ずれ検出部、107:欠陥判定部、108:欠陥解析部、109:全体コントローラ、300:メモリマップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Semiconductor wafer, 101: Sensor, 103: Image processing unit, 104: Memory controller, 105: Image memory, 106: Position shift detection part, 107: Defect determination part, 108: Defect analysis part, 109: Whole controller, 300 : Memory map

Claims (6)

半導体ウエハを撮像した画像データを格納する画像メモリと、
前記画像メモリからの画像データの切り出し並びに転送を制御するメモリコントローラと
半導体ウエハ上の比較する2つの領域の部分画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ検出部と、
当該位置ずれ量を補正値として用いて前記2つの領域の部分画像の差画像を取得し、当該差画像から欠陥候補を抽出する欠陥判定部と、
当該欠陥候補として抽出された画像を解析する欠陥解析部と、
全体の動作を制御する全体コントローラと
を備え、
前記全体コントローラは、前記欠陥判定部で欠陥候補が抽出された際に算出された欠陥特徴量をもとに、当該欠陥候補の欠陥解析に必要な検査画像の前記画像メモリ上の位置を算出し、当該検査画像の前記画像メモリ上における先頭アドレスと、切り出し画像サイズと、当該検査画像が含まれる半導体ウエハ上の領域と当該検査画像に対応した参照画像が含まれる半導体ウエハ上の領域との相対位置関係を表す参照画像位置情報とを前記メモリコントローラに出力し、
前記メモリコントローラは、欠陥候補毎に、前記先頭アドレスと前記切り出し画像サイズを利用して前記画像メモリの画像データから検査画像を切り出し、前記先頭アドレスと前記切り出し画像サイズと前記参照画像位置情報を利用して前記画像メモリの画像データから参照画像を切り出し、前記欠陥解析部に当該切り出した検査画像及び参照画像を転送する
ことを特徴とする半導体ウエハの外観検査装置。
An image memory for storing image data obtained by imaging a semiconductor wafer;
A memory controller that controls the extraction and transfer of image data from the image memory ;
A misregistration detection unit for calculating a misregistration amount of partial images of two regions to be compared on the semiconductor wafer;
A defect determination unit that acquires a difference image of the partial images of the two regions using the positional deviation amount as a correction value, and extracts a defect candidate from the difference image;
A defect analysis unit for analyzing the image extracted as the defect candidate;
An overall controller that controls the overall operation , and
The overall controller calculates a position on the image memory of an inspection image necessary for defect analysis of the defect candidate based on the defect feature amount calculated when the defect candidate is extracted by the defect determination unit. , Relative to the start address on the image memory of the inspection image, the cut-out image size, the region on the semiconductor wafer including the inspection image, and the region on the semiconductor wafer including the reference image corresponding to the inspection image Reference image position information representing the positional relationship is output to the memory controller,
The memory controller for each defect candidate, the start address and by using the clipped image size cut out test image from the image data of said image memory, before Kisaki the reference image position information and the head address and the clipped image size using the preparative and cut out referential image from the image data of said image memory, visual inspection of the semiconductor wafer, characterized in <br/> transfer that test and reference images cut into the defect analyzer apparatus.
請求項1記載の半導体ウエハの外観検査装置において、前記参照画像位置情報は、ダイ比較におけるチップの相対位置情報であることを特徴とする半導体ウエハの外観検査装置。 2. The semiconductor wafer appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the reference image position information is chip relative position information in die comparison. 請求項1記載の半導体ウエハの外観検査装置において、前記参照画像位置情報は、セル比較におけるセルピッチであることを特徴とする半導体ウエハの外観検査装置。 2. The semiconductor wafer appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the reference image position information is a cell pitch in cell comparison. 複数のチップが形成された半導体ウエハを撮像した画像データを格納する画像メモリと、
前記画像メモリからの画像データの切り出し並びに転送を制御するメモリコントローラと
半導体ウエハ上の比較する2つの領域の部分画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ検出部と、
当該位置ずれ量を補正値として用いて前記2つの領域の部分画像の差画像を取得し、当該差画像から欠陥候補を抽出する欠陥判定部と、
当該欠陥候補として抽出された画像を解析する欠陥解析部と、
全体の動作を制御する全体コントローラと
を備え、
前記全体コントローラには、チップ内の各領域における検査画像の比較方式に関する情報が保持され、
前記全体コントローラは、前記欠陥判定部で欠陥候補が抽出された際に算出された欠陥特徴量をもとに、当該欠陥候補の欠陥解析に必要な検査画像の前記画像メモリ上の位置を算出するとともに、当該欠陥候補の位置が前記チップ内のいずれの領域に該当するかに基づいてセル比較かダイ比較かの対応する識別情報を設定し、当該検査画像の前記画像メモリ上における先頭アドレスと、切り出し画像サイズと、当該検査画像が含まれる半導体ウエハ上の領域と当該検査画像に対応した参照画像が含まれる半導体ウエハ上の領域との相対位置関係を表す参照画像位置情報と、当該設定されたセル比較かダイ比較かの識別情報を前記メモリコントローラに出力し、
前記メモリコントローラは、欠陥候補毎に、前記先頭アドレスと前記切り出し画像サイズとを利用して前記画像メモリの画像データから検査画像を切り出し、前記先頭アドレスと前記切り出し画像サイズと前記参照画像位置情報と前記セル比較かダイ比較かの識別情報とを利用して前記画像メモリの画像データから参照画像を切り出し、前記欠陥解析部に当該切り出した検査画像及び参照画像を転送する
ことを特徴とする半導体ウエハの外観検査装置。
An image memory for storing image data obtained by imaging a semiconductor wafer on which a plurality of chips are formed;
A memory controller that controls the extraction and transfer of image data from the image memory ;
A misregistration detection unit for calculating a misregistration amount of partial images of two regions to be compared on the semiconductor wafer;
A defect determination unit that acquires a difference image of the partial images of the two regions using the positional deviation amount as a correction value, and extracts a defect candidate from the difference image;
A defect analysis unit for analyzing the image extracted as the defect candidate;
An overall controller that controls the overall operation , and
The overall controller holds information about the inspection image comparison method in each area in the chip,
The overall controller calculates a position on the image memory of an inspection image necessary for defect analysis of the defect candidate based on the defect feature amount calculated when the defect candidate is extracted by the defect determination unit. And setting identification information corresponding to cell comparison or die comparison based on which region in the chip the position of the defect candidate corresponds to, the start address on the image memory of the inspection image, The cut-out image size, the reference image position information indicating the relative positional relationship between the region on the semiconductor wafer including the inspection image and the region on the semiconductor wafer including the reference image corresponding to the inspection image, and the set Output identification information of cell comparison or die comparison to the memory controller,
The memory controller for each defect candidate, by using said clipped image size as the head address excised test image from the image data of said image memory, before the reference picture position and Kisaki head address and the clipped image size using the information and the cell comparison or die comparison of the identification information cut out a reference image from the image data of said image memory, transfers the test and reference images cut into the defect analyzer <br / > A visual inspection apparatus for semiconductor wafers.
請求項4記載の半導体ウエハの外観検査装置において、前記参照画像位置情報は、セル比較の場合のセルピッチ、ダイ比較の場合のチップの相対位置情報を含むことを特徴とする半導体ウエハの外観検査装置。 In the appearance inspection apparatus for a semiconductor wafer according to claim 4, wherein the reference-image position information, in the case of cell Le comparison cell pitch, visual inspection of the semiconductor wafer, which comprises a relative position information of the chip in the case of die comparison apparatus. 請求項4又は5記載の半導体ウエハの外観検査装置において、前記メモリコントローラは、個々の欠陥に対して前記先頭アドレスと切り出し画像サイズと参照画像位置情報とセル比較かダイ比較かの識別情報とを記録したメモリテーブルを保持する
ことを特徴とする半導体ウエハの外観検査装置。
In the appearance inspection apparatus for a semiconductor wafer according to claim 4 or 5, wherein said memory controller, and the start address and clipping the image size and the reference image position information and the cell comparison or die comparison of identification information for each defect A semiconductor wafer visual inspection apparatus characterized by holding a recorded memory table.
JP2005067664A 2005-02-01 2005-03-10 Semiconductor wafer appearance inspection system Expired - Fee Related JP4390732B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005067664A JP4390732B2 (en) 2005-03-10 2005-03-10 Semiconductor wafer appearance inspection system
US11/344,101 US20060171593A1 (en) 2005-02-01 2006-02-01 Inspection apparatus for inspecting patterns of a substrate
US12/564,567 US8036447B2 (en) 2005-02-01 2009-09-22 Inspection apparatus for inspecting patterns of a substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005067664A JP4390732B2 (en) 2005-03-10 2005-03-10 Semiconductor wafer appearance inspection system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006250710A JP2006250710A (en) 2006-09-21
JP4390732B2 true JP4390732B2 (en) 2009-12-24

Family

ID=37091382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005067664A Expired - Fee Related JP4390732B2 (en) 2005-02-01 2005-03-10 Semiconductor wafer appearance inspection system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4390732B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4664327B2 (en) * 2007-05-16 2011-04-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ Pattern inspection method
JP5147448B2 (en) * 2008-02-21 2013-02-20 株式会社日立ハイテクノロジーズ Image processing apparatus for semiconductor appearance inspection apparatus, semiconductor appearance inspection apparatus, and image processing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006250710A (en) 2006-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7869643B2 (en) Advanced cell-to-cell inspection
US20220375057A1 (en) Defect offset correction
JP2005283326A (en) Defect review method and its device
JPS59157505A (en) Pattern inspecting device
JPH06325181A (en) Pattern recognizing method
KR20040077947A (en) Method and system for detecting defects
JPH0789063A (en) Printed matter inspecting system
JP4564768B2 (en) Pattern inspection method and apparatus
US7415362B2 (en) Image defect inspection apparatus
JP2010071951A (en) Visual inspection device and visual inspection method
JP2005121546A (en) Defect inspection method
US6920241B1 (en) System and method for bundled location and regional inspection
JP4390732B2 (en) Semiconductor wafer appearance inspection system
JP2006113073A (en) System and method for pattern defect inspection
JP2008135568A (en) Method and device for reviewing defect
JP2010091425A (en) Device and method for inspecting defect
JP4074624B2 (en) Pattern inspection method
JP3944075B2 (en) Sample inspection method and inspection apparatus
JP2002005850A (en) Defect inspection method and apparatus therefor, and production method of mask
JP2001099625A (en) Device and method for pattern inspection
JP2009097923A (en) Defect detecting device and defect detection method
JP5005482B2 (en) Pattern search method and apparatus
JP2005134347A (en) Reticle inspection device and reticle inspection method
JP2005292048A (en) Visual inspection method and visual inspection device
JP7462377B1 (en) Method, program, information processing device, and trained model

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061208

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090612

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090623

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090821

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090929

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091006

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131016

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees