JP5094048B2 - Appearance inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウェーハ,フォトマスク,プリント基板等の被検査物体の検査を行う外観検査装置に係り、特に検査対象物体上を往復走査して検査を行う外観検査装置に関する。 The present invention relates to an appearance inspection apparatus that inspects an object to be inspected such as a semiconductor wafer, a photomask, and a printed circuit board, and more particularly to an appearance inspection apparatus that inspects an object to be inspected by reciprocating scanning.
被検査物体として半導体ウェーハ上のメモリチップを例にして説明する。ウェーハ上には、個別に製品となるチップが複数個配列されている。これらのチップは同一形状のパターンとして行列方向に一定間隔で連続的に配置されている。比較する検査パターンが同一形状,一定間隔,一定周期で配置されている特性を生かし、欠陥検査は検査領域の検出画像と事前に記憶されている参照画像を比較してパターンの欠陥を検出する。 A description will be given by taking a memory chip on a semiconductor wafer as an example of the object to be inspected. On the wafer, a plurality of chips as individual products are arranged. These chips are continuously arranged at regular intervals in the matrix direction as patterns of the same shape. Taking advantage of the characteristic that the inspection patterns to be compared are arranged in the same shape, at regular intervals, and at regular intervals, the defect inspection detects a defect in the pattern by comparing the detection image in the inspection area with a reference image stored in advance.
現在のパターン欠陥検査装置では、検査の高速化のため、TDIなどの一次元イメージセンサを用いて検出画像と参照画像を撮像するのが一般的である。この一次元イメージセンサの画素の配列方向と直交する方向に被検査物(またはイメージセンサ)を走査して二次元画像を取得する。この一次元イメージセンサの一回の走査で検出できるチップの部分画像は、チップ高さに対し小さいので、チップ全面を検査するためには、複数回イメージセンサの高さ方向にずらして走査する方法が用いられている。 In a current pattern defect inspection apparatus, a detection image and a reference image are generally captured using a one-dimensional image sensor such as TDI in order to increase the inspection speed. The inspection object (or image sensor) is scanned in a direction orthogonal to the pixel arrangement direction of the one-dimensional image sensor to obtain a two-dimensional image. Since the partial image of the chip that can be detected by one scanning of this one-dimensional image sensor is small with respect to the chip height, in order to inspect the entire surface of the chip, a method of scanning by shifting in the height direction of the image sensor a plurality of times Is used.
被検査対象物を載置したステージを往復動させて走査する欠陥検査装置が例えば特許文献1に記載されている。
For example,
被検査物体の反りや、被検査物体を保持する際のステージ平坦度の影響を避けるため、欠陥検査装置の光学系には、自動焦点制御機構が設けられているのが普通である。このような自動焦点制御方法では、被検査物体上の対物レンズ内視野中心よりある程度ずらした場所にオートフォーカス領域を配置している。このため、オートフォーカスが焦点位置を算出して自動焦点制御方法にて対物レンズ内視野中心で焦点位置を変える間に、ステージが移動してしまうため焦点の位置ずれが生じる可能性があった。ステージが一方向に移動するような装置の場合は、対物レンズ内視野中心より前方にオートフォーカス領域を設ければ良いが、ステージを往復動させる場合は、一方向では問題ないが逆方向では問題が生じる可能性がある。本発明の目的は、自動焦点制御手段の誤差を低減し、走査方向に起因する画像の差の少ない外観検査装置を提供することにある。 In order to avoid the influence of the warpage of the inspection object and the stage flatness when holding the inspection object, the optical system of the defect inspection apparatus is usually provided with an automatic focus control mechanism. In such an automatic focus control method, the autofocus area is arranged at a position shifted to some extent from the center of the visual field in the objective lens on the object to be inspected. For this reason, since the stage moves while the auto focus calculates the focal position and changes the focal position at the center of the field of view within the objective lens by the automatic focus control method, there is a possibility that the focal position shift occurs. In the case of an apparatus in which the stage moves in one direction, it is sufficient to provide an autofocus area in front of the center of the visual field in the objective lens. However, when the stage is reciprocated, there is no problem in one direction, but there is a problem in the reverse direction. May occur. An object of the present invention is to provide an appearance inspection apparatus that reduces an error of an automatic focus control means and has a small image difference due to a scanning direction.
上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。
被検査対象物の画像を検出する画像検出手段と、
前記画像検出手段が検出する、前記被検査対象物の検出領域を移動させる検出領域移動手段と、
前記被検査対象物の検出領域とは異なる領域に焦点位置を検出するための焦点位置検出領域を有する焦点位置検出手段と、
を備えた外観検査装置であって、
前記焦点位置検出手段の焦点位置検出領域を、前記検出領域移動手段による前記被検査対象物の検出領域の移動方向前方となるように制御する焦点位置検出位置制御手段を備えた外観検査装置。
The configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
Image detecting means for detecting an image of the inspection object;
Detection area moving means for moving the detection area of the inspection object detected by the image detection means;
A focal position detection means having a focal position detection area for detecting a focal position in an area different from the detection area of the inspection object;
A visual inspection apparatus comprising:
An appearance inspection apparatus provided with a focus position detection position control means for controlling the focus position detection area of the focus position detection means so as to be in front of the movement direction of the detection area of the inspection object by the detection area moving means.
画像検出手段は、被検査対象物に照射した光の反射光を画像として検出する手段である。検出には、1次元イメージセンサ(ラインセンサ,TDIなど)の他、2次元イメージセンサ(CCD,MOS)などを用いることができるが、画像として検出できるものであればこれに限らずどのようなものでも良い。通常、画像検出センサは1度に被検査対象物の全体の画像を取り込めないため、被検査対象物あるいは画像検出手段を移動させる必要がある。検出領域移動手段は往復動,回転動、それらの組合せなどで、検出領域を移動させるための手段である。焦点位置検出手段は、被検査対象物に光ビームを照射し、反射した光の情報に基づいて、焦点位置を調整する手段である。光の情報に基づいて、画像検出手段が検出する画像イメージが最も良くなるように、画像検出手段の光学系、あるいは被検査対象物を載置するステージの位置を調整する。 The image detecting means is means for detecting reflected light of the light irradiated to the inspection object as an image. In addition to a one-dimensional image sensor (line sensor, TDI, etc.), a two-dimensional image sensor (CCD, MOS) or the like can be used for detection. Things can be used. Usually, the image detection sensor cannot capture the entire image of the inspection object at a time, and therefore it is necessary to move the inspection object or the image detection means. The detection area moving means is means for moving the detection area by a reciprocating motion, a rotational motion, a combination thereof, or the like. The focal position detection means is a means for adjusting the focal position based on the information of the reflected light by irradiating the object to be inspected with a light beam. Based on the light information, the position of the optical system of the image detection means or the stage on which the object to be inspected is adjusted so that the image image detected by the image detection means becomes the best.
焦点位置検出位置制御手段は、焦点位置検出領域を、前記検出領域移動手段による前記被検査対象物の検出領域より前方となるように調整する手段である。ステージが往復動する場合は、往動あるいは復動する場合に、常に焦点位置検出領域が前方となるように制御する。ステージが回転運動をする場合は通常は、走査方向は同じ方向であるが、逆回転する機構を備えたステージの場合は、本発明の適用が可能である。 The focus position detection position control means is a means for adjusting the focus position detection area so as to be in front of the detection area of the inspection object by the detection area moving means. When the stage reciprocates, control is performed so that the focus position detection area is always forward when the stage moves forward or backward. When the stage rotates, the scanning direction is usually the same direction, but the present invention can be applied to a stage having a reverse rotation mechanism.
焦点位置検出位置制御手段は、焦点位置を定めるために被検査対象物に照射する光ビームの照射機構の位置を移動させても良いし、照射機構の位置は固定して、光路の途中に反射鏡を設け、この反射鏡の位置あるいは反射角度を変えられるようにしても良い。 The focus position detection position control means may move the position of the irradiation mechanism of the light beam that irradiates the object to be inspected in order to determine the focus position, or the position of the irradiation mechanism is fixed and reflected in the middle of the optical path. A mirror may be provided so that the position or reflection angle of the reflecting mirror can be changed.
本発明によれば、半導体ウェーハなどの被検査物体上に形成された複数のパターンを検査する場合、走査方向の違い、オートフォーカスの応答遅れによる焦点位置検出誤差による画像の差に起因して起こる虚報や欠陥見逃しといった問題を低減できる。 According to the present invention, when inspecting a plurality of patterns formed on an object to be inspected such as a semiconductor wafer, it occurs due to a difference in scanning direction and an image difference due to a focus position detection error due to a delay in autofocus response. Problems such as false reports and missing defects can be reduced.
始めに本発明の背景について図面を用いて簡単に説明する。 First, the background of the present invention will be briefly described with reference to the drawings.
被検査物体として半導体ウェーハ上のメモリチップを例にして説明する。図1に示すような1枚のウェーハ上には、個別に製品となるチップが複数個配列されている。これらのチップは同一形状のパターンとして行列方向に一定間隔で連続的に配置されている。また、チップ内部にはメモリセルパターンが一定周期で繰り返しパターンとして形成されている。比較する検査パターンが同一形状,一定間隔,一定周期で配置されている特性を生かし、欠陥検査は検査領域の検出画像と事前に記憶されている参照画像により下記の方法で、パターンの欠陥を検出する。 A description will be given by taking a memory chip on a semiconductor wafer as an example of the object to be inspected. On a single wafer as shown in FIG. 1, a plurality of chips as individual products are arranged. These chips are continuously arranged at regular intervals in the matrix direction as patterns of the same shape. Further, a memory cell pattern is formed as a repeated pattern in a constant cycle inside the chip. Taking advantage of the characteristic that the inspection patterns to be compared are arranged in the same shape, at regular intervals, and at regular intervals, the defect inspection uses the following method to detect pattern defects using the inspection area detection image and the pre-stored reference image. To do.
図2に示すように、検査領域で検出された検出画像Aと同一形状のパターンの画像である参照画像Bの差画像ABより欠陥の有無を検出できる。図2(1)は欠陥の存在しない場合の例で、差画像上には何も差が存在せず、欠陥の無いことが判定できる。一方、図2(2)のように同一形状だが片方の画像に欠陥Cが存在する場合の差画像ABには欠陥情報が残るため欠陥のあることが判定できる。一般に、パターン欠陥検出方法では、このようにして欠陥の有無を検出する。 As shown in FIG. 2, the presence or absence of a defect can be detected from the difference image AB of the reference image B, which is an image having the same shape as the detected image A detected in the inspection region. FIG. 2A is an example in the case where there is no defect, and no difference exists on the difference image, and it can be determined that there is no defect. On the other hand, since the defect information remains in the difference image AB when the defect C exists in one image but has the same shape as shown in FIG. 2B, it can be determined that there is a defect. In general, the pattern defect detection method detects the presence or absence of defects in this way.
パターン欠陥検査では、上記のような検出画像と参照画像を撮像する画像検出手段として一次元イメージセンサを用いる。この一次元イメージセンサは、図3のように、小さな光検出器が一次元に並んだもので、パターン欠陥検査装置では、この光検出器の画素の配列方向と直交する方向に被検査物を走査して二次元画像を取得する。この一次元イメージセンサの一回の走査で検出できるチップの部分画像は、検出を行うイメージセンサの高さaとチップ画像をこのイメージセンサ上に投影する結像光学系の結像倍率できまる。この高さをイメージセンサの有効撮像高さと呼ぶことにする。イメージセンサで検査領域を走査する場合に、一回の走査で画像が検出できる領域を図4に示す。一般に使用されているイメージセンサでは、チップ高さに対しイメージセンサの一回の走査で検出できる領域の高さは小さいので、チップ全面を検査するためには、複数回高さ方向にずらして走査する方法が用いられている。 In the pattern defect inspection, a one-dimensional image sensor is used as an image detection means for capturing the detection image and the reference image as described above. As shown in FIG. 3, this one-dimensional image sensor has small photodetectors arranged one-dimensionally. In the pattern defect inspection apparatus, the inspection object is placed in a direction orthogonal to the pixel arrangement direction of the photodetector. Scan to obtain a two-dimensional image. The partial image of the chip that can be detected by one scan of the one-dimensional image sensor is determined by the height a of the image sensor to be detected and the imaging magnification of the imaging optical system that projects the chip image onto the image sensor. This height is called the effective imaging height of the image sensor. FIG. 4 shows an area where an image can be detected by one scan when the inspection area is scanned by the image sensor. In general image sensors, the height of the area that can be detected by one scan of the image sensor is smaller than the chip height, so in order to inspect the entire surface of the chip, scanning is performed by shifting in the height direction multiple times. Method is used.
一般にイメージセンサは固定されており、被検査物体のウェーハを移動させることのできるステージを用いる。被検査物体のウェーハにおいて水平方向にウェーハを走査して画像検出を行う場合、図5のようにまず水平方向に被検査物体を移動させて画像を取得する。一回の走査で画像検出が終わった後、イメージセンサの有効撮像高さ分だけ垂直方向下方に検査物体を移動させ、走査方向が逆になるようにステージを移動させていくことで画像を順次検出する。 In general, an image sensor is fixed, and a stage on which a wafer of an object to be inspected can be moved is used. When image detection is performed by scanning the wafer in the horizontal direction on the wafer to be inspected, the image is first acquired by moving the object to be inspected in the horizontal direction as shown in FIG. After image detection is completed in one scan, the inspection object is moved downward in the vertical direction by the effective imaging height of the image sensor, and the images are sequentially moved by moving the stage so that the scanning direction is reversed. To detect.
イメージセンサを用いて画像検出するための自動焦点制御方法は、Through the lens方法、Out of the axis 方式が一般的である。Through the lens方式では、温度変化などの外乱には影響を受けにくいが、光路にパターンがついたレチクルを配置したり、反射光を分岐するため、照明光量が半減されるので、照明効率の低下が起こる。また、Out of the
axis方式では、一般に波長域の異なる別光源を配置し、照明系と別軸で照明しているため、照明光の損失はないが、温度ドリフトなど外乱要素の影響を受けやすく、安定すべき自動焦点制御方法に誤差を生じることがある。
As an automatic focus control method for detecting an image using an image sensor, a Through the lens method and an Out of the axis method are generally used. Through the lens method is less susceptible to disturbances such as temperature changes, but the illumination light quantity is reduced by half because a reticle with a pattern in the optical path and the reflected light are split, reducing illumination efficiency. Happens. Also out of the
In the axis method, a separate light source with a different wavelength range is generally arranged, and illumination is performed on a different axis from the illumination system, so there is no loss of illumination light, but it is easily affected by disturbance factors such as temperature drift and should be stable. An error may occur in the focus control method.
また、上記のような従来の自動焦点制御方法では、図6のように被検査物体上の対物レンズ内視野中心よりある程度ずらした場所にオートフォーカス領域を配置している。このため、オートフォーカスが焦点位置を算出して自動焦点制御方法にて対物レンズ内視野中心で焦点位置を変えるまでには必ず応答遅れを伴う。図7に従来のオートフォーカス領域で焦点位置を算出し、被検査物の表面を追従させた時の走査方向の違いによる焦点検出軌跡のずれ(追従性)を示す。従来のオートフォーカス領域での自動焦点制御方法では、走査方向の違いによるデフォーカス領域の差が大きくなる。オートフォーカスの走査方向での追従性能の違い、および応答遅れは、画像のデフォーカスとなり、画像の質に差を生じる。例えば、図7に示すように被検査物体の表面にある欠陥Dは、正方向で走査した場合、欠陥Dを検出することができるが、負方向で走査した場合は、デフォーカス領域に欠陥Dが存在するため、欠陥を検出できない。走査方向の違い、応答遅れにより少なからずデフォーカス領域が発生し、欠陥を見逃すことになる。 Further, in the conventional autofocus control method as described above, the autofocus region is arranged at a position shifted to some extent from the center of the visual field in the objective lens on the object to be inspected as shown in FIG. For this reason, there is always a response delay before autofocus calculates the focal position and changes the focal position at the center of the field within the objective lens by the automatic focus control method. FIG. 7 shows the shift (trackability) of the focus detection locus due to the difference in the scanning direction when the focus position is calculated in the conventional autofocus region and the surface of the inspection object is tracked. In the conventional autofocus control method in the autofocus area, the difference in the defocus area due to the difference in the scanning direction becomes large. The difference in the tracking performance in the auto-focus scanning direction and the response delay result in defocusing of the image, resulting in a difference in image quality. For example, as shown in FIG. 7, when the defect D on the surface of the object to be inspected is scanned in the positive direction, the defect D can be detected, but when scanned in the negative direction, the defect D appears in the defocus area. Cannot be detected. Due to the difference in scanning direction and response delay, a defocus area is generated not a little, and a defect is missed.
従来は図8に示すようにオートフォーカスは、被検査物体の反りや、被検査物体を保持する際のステージ平坦度の影響を低減するため、例えば300mm幅の被検査物体表面の
10〜20um程度の高さ変動を2〜3秒で走査させ、被検査物体表面をマクロに追従させることが主目的であった。近年、例えば図9のようにメモリセル部などウェーハプロセスの段差が大きくなりミクロな動きへの追従遅れが欠陥検出感度に大きく影響し、問題となってきた。また、前記のとおり従来技術では、イメージセンサの走査方向の違いで生じる誤差が大きい。また、オートフォーカスの応答遅れにより、段差の大きいパターンでは、デフォーカスすることがある。上記従来技術において、オートフォーカスの誤差は、帯状画像撮像領域での検出画像のデフォーカス要因となる。その走査方向の違い、および自動焦点制御手段を高精度で制御することで欠陥検出感度を向上する。
Conventionally, as shown in FIG. 8, the autofocus is, for example, about 10 to 20 μm of the surface of the object to be inspected having a width of 300 mm in order to reduce the influence of the warpage of the object to be inspected and the stage flatness when holding the object to be inspected. The main purpose was to scan the surface of the object to be inspected in a macro manner by scanning the fluctuation of the height in 2 to 3 seconds. In recent years, for example, as shown in FIG. 9, a step in a wafer process such as a memory cell portion becomes large, and a follow-up delay to a microscopic movement greatly affects the defect detection sensitivity and has become a problem. Further, as described above, in the conventional technology, an error caused by a difference in the scanning direction of the image sensor is large. In addition, due to a delay in autofocus response, a pattern with a large step may be defocused. In the above prior art, the autofocus error becomes a defocus factor of the detected image in the band-shaped image imaging region. The defect detection sensitivity is improved by controlling the difference in the scanning direction and the automatic focus control means with high accuracy.
走査方向の違いによって画像の差となる原因の一つである焦点位置の問題を例として説明する。被検査物体表面をオートフォーカス手段によって走査し、画像検出を行う場合、図7のようなオートフォーカス手段の応答遅れ(実線1)によるデフォーカス領域を生じる。被検査物体表面を逆方向に走査するとデフォーカス領域の発生の仕方も逆転するため、正方向の走査と逆方向の走査の間で焦点合わせ追従性に差が生じる。この焦点合わせの追従性の差は、画像の差となる。前記のとおり従来技術の自動焦点制御手段では、図6のように視野中心より若干ずらした位置で焦点位置を検出しているため、正方向の走査と逆方向の走査の間では、追従性の差、すなわちデフォーカス量の差が大きくなる。 An example of the problem of the focal position, which is one of the causes of image differences due to differences in scanning direction, will be described. When the surface of the object to be inspected is scanned by the autofocus means and image detection is performed, a defocus area is generated due to a response delay (solid line 1) of the autofocus means as shown in FIG. When the surface of the object to be inspected is scanned in the reverse direction, the way in which the defocus area is generated is also reversed, so that there is a difference in focusing followability between the forward scan and the reverse scan. The difference in the follow-up performance of the focusing is an image difference. As described above, the conventional automatic focus control means detects the focus position at a position slightly shifted from the center of the field of view as shown in FIG. The difference, that is, the difference in the defocus amount increases.
従来の欠陥検査方法は、隣接したチップに対して順次欠陥の有無の判定を行うが、図5のように走査を開始して、折り返し前後の検査領域D−bの検出画像と検査領域D−aで検出した参照画像を比較する場合、走査方向が逆方向になるため、焦点検出系の焦点合わせの追従性の差を生じ、画像の画質の差となり、結果的に欠陥見逃し、及び虚欠陥情報
(以後、虚報と記載する)の原因となる。画像比較検査において、走査方向の違いは検出した画像の画質の差となり、欠陥検査において問題となる。また、前記の通り、走査方向によりデフォーカス領域が異なるため、その領域に特徴的な欠陥が存在した場合、走査方向によりその欠陥検査感度に差が生じるため、欠陥検出の不安定要因となる。
In the conventional defect inspection method, the presence / absence of a defect is sequentially determined for adjacent chips. Scanning is started as shown in FIG. 5, and the detected image of the inspection area Db before and after the folding and the inspection area D- When comparing the reference images detected in a, the scanning direction is reversed, resulting in a difference in follow-up of focusing of the focus detection system, resulting in a difference in image quality, resulting in missed defects, and imaginary defects It causes information (hereinafter referred to as false information). In the image comparison inspection, the difference in the scanning direction becomes a difference in the image quality of the detected image, which causes a problem in the defect inspection. Further, as described above, since the defocus area differs depending on the scanning direction, if there is a characteristic defect in that area, the defect inspection sensitivity varies depending on the scanning direction, which becomes an unstable factor for defect detection.
前記のとおり従来技術では、照明効率が低下したり、温度ドリフトなど外乱要因によりオートフォーカスが不安定になり、精度よく画像を取得することが困難である。 As described above, in the prior art, the illumination efficiency is lowered, or the autofocus becomes unstable due to disturbance factors such as temperature drift, and it is difficult to acquire an image with high accuracy.
以上のような背景を受けて、以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 In view of the above background, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図10に本発明の実施例である外観検査におけるオートフォーカス領域の配置図を示す。図12には本発明の実施例である外観検査装置の構成を示す。図11に帯状画像撮像領域より走査方向前方に配置したオートフォーカス領域で焦点位置を算出し、被検査物の表面を追従させた時の走査方向の違いによる焦点検出軌跡のずれを示す。帯状画像撮像領域の走査方向前方のオートフォーカス領域で予め被検査物体の表面凹凸の焦点位置情報を得ているため、帯状画像撮像領域において最適な焦点位置で画像を取得することができ、走査方向の違いによる表面凹凸の焦点位置追従に差を生じさせないようにすることが可能となる。 FIG. 10 is a layout diagram of the autofocus area in the appearance inspection that is an embodiment of the present invention. FIG. 12 shows the configuration of an appearance inspection apparatus that is an embodiment of the present invention. FIG. 11 shows the shift of the focus detection locus due to the difference in the scanning direction when the focal position is calculated in the autofocus area arranged in front of the scanning direction from the belt-like image capturing area and the surface of the inspection object is made to follow. Since the focal position information of the surface irregularities of the object to be inspected is obtained in advance in the autofocus area in the scanning direction forward of the band-shaped image capturing area, the image can be acquired at the optimum focal position in the band-shaped image capturing area. It is possible to prevent a difference from occurring in the follow-up of the focal position of the surface irregularities due to the difference.
走査方向が正方向の場合は、図10に示すオートフォーカス領域(a)で焦点位置を算出し、帯状画像撮像領域で最適な焦点位置で画像検出を行う。走査方向が負方向の場合は、オートフォーカス領域(b)にて焦点位置を算出する。オートフォーカス領域(a)
(b)は、帯状画像撮像領域の走査方向前方に配置されているので、予め被検査物体の表面の焦点位置情報を得ることができる。予め得た焦点位置情報を用いて、図11にように被検査物体表面を追従させることができ、帯状画像撮像領域で最適な焦点位置にて画像取得ができる。
When the scanning direction is the positive direction, the focal position is calculated in the autofocus area (a) shown in FIG. 10, and image detection is performed at the optimum focal position in the band-shaped image imaging area. When the scanning direction is the negative direction, the focal position is calculated in the autofocus area (b). Autofocus area (a)
Since (b) is arranged in front of the scanning direction of the belt-like image capturing region, it is possible to obtain the focal position information on the surface of the object to be inspected in advance. Using the focal position information obtained in advance, the surface of the object to be inspected can be made to follow as shown in FIG. 11, and an image can be acquired at the optimum focal position in the band-shaped image imaging region.
図12に本発明の実施例の外観検査装置の構成を示す。本発明の外観検査装置は、XYステージ1上に設置されたZθステージ2上に被検査物体である半導体ウェーハ3が固定されている。半導体ウェーハ3の上方には、照明光源4からの照明光を半導体ウェーハ3側へ向けるハーフミラー5があり、ハーフミラー5で反射された照明光は、対物レンズ6を経て半導体ウェーハ3を照明する。半導体ウェーハ3からの反射光は対物レンズ6,ハーフミラー5を経て、検出光として欠陥検出用イメージセンサ10で受光される構成となっている。またオートフォーカス切換え用ミラー8で分岐された光はオートフォーカス用イメージセンサ7で受光される。走査方向の切り換わりに伴うオートフォーカス領域の切換えには、欠陥検出用イメージセンサ10の撮像範囲以外の検出光を反射するオートフォーカス切換え用ミラー8を(1)(2)のように移動させる。オートフォーカス用イメージセンサ7で取り込んだ画像は、自動焦点判定,制御手段9に入り、画像のコントラスト値が最大になるような最適焦点位置を算出し、Zステージに移動指令を与え、帯状画像撮像領域において最適な焦点位置で画像が検出できるようになっている。欠陥検出用イメージセンサ10で受光された検出光はA/D変換器11を通じてデジタル画像信号に変換され、最初の走査領域で検出した画像信号を画像記録手段12に参照画像として記録させた後、次のチップで検出された検出画像を画像比較手段13にて比較する。画像比較手段
13で算出された結果をもとに欠陥位置判定手段14により欠陥位置を特定する。
FIG. 12 shows the configuration of an appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. In the appearance inspection apparatus of the present invention, a
本発明の実施例では、対物レンズ視野内にオートフォーカス領域を配置しているが、画像撮像領域の走査方向前方にオートフォーカス領域を配置していれば、配置場所や走査方法、およびオートフォーカス制御の方法は問題としない。 In the embodiment of the present invention, the autofocus area is arranged in the field of view of the objective lens. However, if the autofocus area is arranged in front of the image capturing area in the scanning direction, the arrangement location, the scanning method, and the autofocus control are arranged. This is not a problem.
本発明の実施例ではオートフォーカス機構として対物レンズ視野内のオートフォーカス領域での画像のコントラスト値より焦点位置を算出しているが、オートフォーカス手段は問題としない。 In the embodiment of the present invention, the focus position is calculated from the contrast value of the image in the autofocus area within the objective lens field of view as the autofocus mechanism, but the autofocus means is not a problem.
本発明の実施例は画像検出手段として欠陥検出用イメージセンサ,オートフォーカス用イメージセンサを使用しているが、画像を検出する手段は問題としない。 The embodiment of the present invention uses a defect detection image sensor and an autofocus image sensor as the image detection means, but the means for detecting the image is not a problem.
1…XYステージ、2…Zθステージ、3…半導体ウェーハ、4…照明光源、5…ハーフミラー、6…対物レンズ、7…オートフォーカス用イメージセンサ、8…オートフォーカス領域切換え用ミラー、9…焦点位置判定,制御手段、10…欠陥検出用イメージセンサ、11…A/D変換器、12…画像記録手段、13…画像比較手段、14…欠陥位置判定手段。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記画像検出手段が検出する前記被検査対象物の検出領域を移動させる検出領域移動手段と、
前記被検査対象物の検出領域とは異なる領域から焦点位置を決定するための焦点位置検出領域を検出する焦点位置検出手段と、
前記焦点位置検出手段の焦点位置検出領域を、前記検出領域移動手段による前記被検査対象物の検出領域の移動方向前方となるように制御する焦点位置検出位置制御手段と、を備え
前記検出領域移動手段は前記被検査対象物を載置するステージであり、該ステージは往復動する機構を備え、
前記焦点位置検出位置制御手段は、反射鏡を有し、
さらに、前記焦点位置検出位置制御手段は、前記検出領域移動手段の移動方向に応じて、前記焦点位置検出領域を検出するための光ビームの照射位置を変更し、さらに前記光ビームの照射位置にあわせて前記反射鏡を移動させる機構であることを特徴とする外観検査装置。 Image detecting means for detecting an image of the inspection object;
Detection area moving means for moving a detection area of the inspection object detected by the image detection means;
A focus position detection means for detecting a focus position detection area for determining a focus position from an area different from the detection area of the inspection object;
Focus position detection position control means for controlling the focus position detection area of the focus position detection means so as to be in front of the movement direction of the detection area of the object to be inspected by the detection area moving means. The means is a stage for placing the object to be inspected, and the stage includes a reciprocating mechanism,
The focal position detection position control means has a reflecting mirror,
Further, the focal position detection position control means changes the irradiation position of the light beam for detecting the focal position detection area according to the moving direction of the detection area moving means, and further changes the irradiation position of the light beam to the irradiation position of the light beam. A visual inspection apparatus characterized by being a mechanism for moving the reflecting mirror.
前記基板に光を照明する照明光学部と、
前記基板を前記光に対して相対的に走査する走査部と、
欠陥検査のための第1の領域からの光を検出する第1の検出光学部と、
前記第1の検出光学系の検出結果を用いて前記基板の欠陥を検出する処理部と、
焦点制御のための第2の領域からの光を検出する第2の検出光学部と、
前記第2の検出光学部の検出結果に応じて前記欠陥検査のための焦点を変える焦点制御部と、を有し
前記第2の検出光学部は、前記走査方向の向きに応じて、前記第2の領域の位置を変え、
前記第2の領域は、前記走査方向の正方向にあっては、前記第1の領域よりも正方向にあり、
前記第2の領域は、前記走査方向の負方向にあって、前記第1の領域よりも負方向にあり、
さらに、前記第2の検出光学系は、
前記第2の領域の光を反射するミラーと、
前記ミラーによって反射された光を検出するセンサと、を有し、
前記第2の検出光学系は、前記走査方向の向きに応じて、前記ミラーを移動させることで前記第2の領域の位置を変えることを特徴とする検査装置。 In an inspection device for inspecting a substrate,
An illumination optical unit that illuminates the substrate with light;
A scanning unit that scans the substrate relative to the light;
A first detection optical unit for detecting light from the first region for defect inspection;
A processing unit that detects a defect of the substrate using a detection result of the first detection optical system;
A second detection optical unit for detecting light from the second region for focus control;
A focus control unit that changes a focus for the defect inspection according to a detection result of the second detection optical unit, the second detection optical unit according to the direction of the scanning direction. Change the position of area 2
The second region is in a positive direction than the first region in the positive direction of the scanning direction,
The second region is, in the negative direction of the scanning direction, Ri negative direction near than the first region,
Furthermore, the second detection optical system includes:
A mirror that reflects the light in the second region;
A sensor for detecting light reflected by the mirror,
The inspection apparatus, wherein the second detection optical system changes the position of the second region by moving the mirror in accordance with the direction of the scanning direction .
前記照明光学部は、対物レンズを経由して前記光を照明し、The illumination optical unit illuminates the light via an objective lens,
前記第1の検出光学部は、前記対物レンズによって検出された光を検出し、The first detection optical unit detects light detected by the objective lens,
前記第1の領域、及び前記第2の領域は前記対物レンズの検出視野内にあることを特徴とする検査装置。The inspection apparatus, wherein the first area and the second area are within a detection field of view of the objective lens.
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