JP5391172B2 - Foreign object inspection apparatus and alignment adjustment method - Google Patents

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Description

本発明は、半導体欠陥検査装置のように、検査の際にアライメント調整を行ってから、被検査物の表面に存在する異物を検出する異物検査装置に関する。   The present invention relates to a foreign substance inspection apparatus that detects foreign substances existing on the surface of an object to be inspected after alignment adjustment is performed during inspection, such as a semiconductor defect inspection apparatus.

半導体ウェハ等の被検査物の表面に存在する異物,きず,欠陥,汚れ等(以下では、単に異物と称す)を検出する異物検査装置として、レーザー光等の光ビームを被検査物の表面に照射し、その際に表面で発生した反射光又は散乱光を検出することにより、被検査物の表面における異物の有無を検出するものが知られている。   As a foreign matter inspection device that detects foreign matter, scratches, defects, dirt, etc. (hereinafter simply referred to as foreign matter) present on the surface of an inspection object such as a semiconductor wafer, a light beam such as a laser beam is applied to the surface of the inspection object. It is known to detect the presence or absence of foreign matter on the surface of an object to be inspected by detecting reflected light or scattered light generated on the surface at the time of irradiation.

例えば、半導体欠陥検査装置の場合は、本来同一のパターンを有する多数のICチップが形成されている半導体ウェハに光ビームを照射し、各チップより検出した反射光又は散乱光の強度から画像信号を作成し、これを、隣接するチップから得られた画像信号、若しくは予め用意した良品チップの画像信号と比較して、両者の偏差信号がしきい値以上にある場合は異物と判定する。   For example, in the case of a semiconductor defect inspection apparatus, a semiconductor wafer on which a large number of IC chips originally having the same pattern are formed is irradiated with a light beam, and an image signal is obtained from the intensity of reflected or scattered light detected from each chip. The generated signal is compared with an image signal obtained from an adjacent chip or an image signal of a good chip prepared in advance.

このような異物検査にあっては、被検査物である半導体ウェハに形成されたチップの画像信号を採取するとき、半導体ウェハの表面上の横方向に並設されたチップが、光ビームのスキャン方向に対して平行に載置されていることが必要である。なぜなら、このような異物検査では、検出したチップの画像信号を隣接したチップや良品チップの画像信号と比較して偏差信号を採取するため、チップが光ビームのスキャン方向と平行となるよう半導体ウェハが位置決めされないと、チップ内の配線レイアウトやチップ間のスクライブライン等、検出領域に含まれるパターンの種類や密度の違いで偏差信号にバラツキを生じ、検査結果に影響を及ぼすからである。   In such foreign matter inspection, when collecting image signals of chips formed on a semiconductor wafer, which is an object to be inspected, chips arranged in parallel on the surface of the semiconductor wafer are scanned with a light beam. It must be placed parallel to the direction. This is because in such foreign matter inspection, since the deviation signal is collected by comparing the image signal of the detected chip with the image signal of the adjacent chip or non-defective chip, the semiconductor wafer should be parallel to the scanning direction of the light beam. This is because the deviation signal varies depending on the type and density of the pattern included in the detection area, such as the wiring layout in the chip and the scribe line between the chips, and the inspection result is affected.

そこで、このような異物検査装置では、被検査物を光ビームのスキャン方向に対して平行に載置するための位置合わせ方法として、被検査物の表面のチップ内に形成されたアライメントマークを基準に、被検査物内の2点の座標(X、Y)を採取し、その座標から算出された被検査物のズレ量を基に、被検査物が載置された検査ステージを移動させて補正が行われている。   Therefore, in such a foreign substance inspection apparatus, as an alignment method for placing the inspection object in parallel with the scanning direction of the light beam, an alignment mark formed in the chip on the surface of the inspection object is used as a reference. Then, the coordinates (X, Y) of two points in the inspection object are sampled, and the inspection stage on which the inspection object is placed is moved based on the deviation amount of the inspection object calculated from the coordinates. Corrections have been made.

一方で、近年の半導体の高集積化、微細化に伴い、より微小な異物の検出が必要となってきている。微小な異物からの反射光又は散乱光を正しく検出するためには、異物検査装置においては、上述した異物を判定するしきい値を低く設定する必要がある。しかし、しきい値を低く設定すると、偏差信号のバラツキによりノイズを異物と誤検出してしまう懸念がある。そのため、異物検査装置にあっては、感度の向上と誤検出の防止の両立が望まれている。   On the other hand, with the recent high integration and miniaturization of semiconductors, it is necessary to detect finer foreign substances. In order to correctly detect reflected light or scattered light from a minute foreign matter, the foreign matter inspection apparatus needs to set a low threshold for determining the foreign matter described above. However, if the threshold value is set low, there is a concern that noise is erroneously detected as a foreign substance due to variations in the deviation signal. Therefore, in the foreign substance inspection apparatus, it is desired to improve both sensitivity and prevent erroneous detection.

そこで 特許文献1記載の装置では、予め用意した良品チップの画像信号から、しきい値を加算し、膨張処理を加えた上限しきい値画像と、しきい値を減算し、収縮処理を加えた下限しきい値画像とを作成し、各チップで検出した画像信号を上限しきい値画像、下限しきい値画像の両方と比較するようにして、パターンのエッジ付近の位置ずれによる誤検出を防止している。   Therefore, in the apparatus described in Patent Document 1, the threshold value is added from the image signal of the good chip prepared in advance, the upper threshold image to which the expansion process is added, and the threshold value is subtracted, and the contraction process is added. Create a lower threshold image and compare the image signal detected by each chip with both the upper threshold image and the lower threshold image to prevent false detection due to misalignment near the edge of the pattern doing.

また、特許文献2記載の装置では、画像取得後にチップ間の位置合わせ処理を行い、また画像内で演算した複数の特徴量を算出、判定することで異物検出の感度を向上させている。   In the apparatus described in Patent Document 2, the alignment detection processing between chips is performed after the image is acquired, and the sensitivity of foreign object detection is improved by calculating and determining a plurality of feature amounts calculated in the image.

また、特許文献3では、異物判定後の画像(異物が有ると判定され場所を1、異物が無い場所と判定された場所を0とした2値画像)に対して、収縮・膨張処理を行うことで、誤検出した擬似異物を消去している。   In Patent Document 3, contraction / expansion processing is performed on an image after foreign object determination (a binary image in which a place where it is determined that there is a foreign object is 1 and a place where it is determined that there is no foreign object is 0). Thus, the false foreign substance detected erroneously is erased.

さらに、感度の向上、及び誤検出の防止には、上述した特許文献1〜3に記載のように、画像信号取得後にこれら処理を行う他に、被検査物を載置した際のさらなる位置合わせ精度の向上により、偏差信号のバラツキを低減することが有効であるが、アライメントマークの微細化や、製造工程に起因したコントラスト低下により、位置合わせが難しくなってきている。   Furthermore, in order to improve sensitivity and prevent erroneous detection, as described in Patent Documents 1 to 3 described above, in addition to performing these processes after obtaining an image signal, further alignment when an inspection object is placed is performed. Although it is effective to reduce variations in deviation signals by improving accuracy, alignment is becoming difficult due to miniaturization of alignment marks and a decrease in contrast caused by manufacturing processes.

このような検査位置の位置合わせ方法に関しては、例えば、特許文献4には、レチクル基板の投影波形を基準画像データ(以下、テンプレート)として準備し、位置調整用レチクル基板から実際に得られた投影波形とのパターンマッチングからズレ量を求める装置が開示されている。   With regard to such an alignment method of inspection positions, for example, in Patent Document 4, a projection waveform of a reticle substrate is prepared as reference image data (hereinafter referred to as a template), and a projection actually obtained from a reticle substrate for position adjustment is prepared. An apparatus for obtaining a deviation amount from pattern matching with a waveform is disclosed.

また、パターンマッチング方法に関しては、特許文献5には、被検査物から画像信号を検出し、画像を正規化し、同じく正規化したテンプレートと相関値を計算する正規化相関法が開示されている。 As for the pattern matching method, Patent Document 5, detects an image signal from the object to be inspected, the image is normalized, it is also disclosed that to calculate the correlation values and the normalized template normalized correlation method Yes.

また、特許文献6には、画像信号より所定の特徴量を抽出して抽象化パターンを形成し、これと基準画像(テンプレート)から得られた抽象化パターンとをマッチングして一致度を計算する装置が開示されている。   In Patent Document 6, a predetermined feature amount is extracted from an image signal to form an abstract pattern, and this and the abstract pattern obtained from the reference image (template) are matched to calculate the degree of coincidence. An apparatus is disclosed.

特開2010−91360号公報JP 2010-91360 A 特開2008−39533号公報JP 2008-39533 A 特開2000−180377号公報JP 2000-180377 A 特開平10−106941号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-106941 特開2006−107046号公報JP 2006-107046 A 特開平11−340115号公報JP 11-340115 A

しかしながら、上述した従来技術では、次のような問題点があった。
特許文献1に開示された技術は、位置ずれによる偏差信号のバラツキには配慮が無く、パターンのエッジ付近以外では効果が期待できない。
However, the above-described conventional technology has the following problems.
The technique disclosed in Patent Document 1 does not take into account variations in deviation signals due to misalignment, and cannot be expected to be effective except near the edges of the pattern.

また、特許文献2に開示された技術は、基本的に画素単位での補正を前提としたものであり、画素単位以下の補正に行われる補間(フィッティング)処理には精度の保証がなされていない。   In addition, the technique disclosed in Patent Document 2 is basically based on the premise of correction in units of pixels, and the accuracy of interpolation (fitting) processing performed for correction in units of pixels or less is not guaranteed. .

また、特許文献3に開示された技術は、判定後の画像において、実際に微小な異物が有った場合でも誤検出とみなして消去してしまうおそれがあり、この点については何も配慮されていない。   In addition, the technique disclosed in Patent Document 3 may be erased as an erroneous detection even if there is actually a minute foreign object in the image after the determination. Not.

また、特許文献4〜6に開示された技術のような、パターンマッチングを使った位置合わせの場合、後述する図4(a)に示すような、2重枠で形成されたパターンの場合、枠の幅程度ずれた場所でも高い一致度を示してしまい、正しくマッチングが取れない可能性がある。また、コントラストの低いアライメントマークの場合、一致度が低くマッチングできないことについても配慮されていない。 In addition, in the case of alignment using pattern matching as in the techniques disclosed in Patent Documents 4 to 6, in the case of a pattern formed with a double frame as shown in FIG. Even if the position is shifted by about 5 mm, a high degree of coincidence is shown, and there is a possibility that correct matching cannot be obtained. Further, in the case of an alignment mark having a low contrast, no consideration is given to the fact that the matching degree is low and matching cannot be performed.

本発明は、上記した課題を鑑みなされたものであって、目的被検査物のアライメントマークがパターンマッチングし難い条件にある場合においても、認識不能や誤認識をしないようにパターンマッチングをすることにより、高精度な試料の位置合わせ、高感度な検査を実現することができる異物検査装置、並びにアライメント調整方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and by performing pattern matching so as not to be unrecognizable or erroneously recognized even when the alignment mark of the target inspection object is in a condition that makes pattern matching difficult. Another object of the present invention is to provide a foreign substance inspection apparatus and an alignment adjustment method capable of realizing highly accurate sample positioning and high sensitivity inspection.

本発明は、被検査物の表面に光ビームを照射し、反射光又は散乱光の受光強度より画像信号を取得し、隣接した被検査物から得られた画像信号と比較して被検査物表面に存在する異物の有無を検査する異物検査装置において、前記被検査物の表面上に形成され、二重枠線を含む多重枠線で形状が輪郭付けられたアライメントマークのパターン画像を含む画像データを採取する装置と、当該採取した画像データの画素毎の輝度分布を取得する解析手段と、該解析手段により取得した輝度分布に基づいて、当該採取したアライメントマークのパターン画像におけるアライメントマークの形状を輪郭付ける多重枠線間の枠間距離を計測し、当該枠間距離に基づき決定された処理幅で各枠線を取り巻く画素に対して輝度値の置換処理を施して、隣り合う枠線同士をつなげた単枠のアライメントマークのパターン画像にした後、当該単枠のアライメントマークのパターン画像における枠太さを計測し、当該枠太さに基づき決定された処理幅で当該単枠の枠縁画素に対して輝度値の置換処理を施して、細線化した単枠のアライメントマークのパターン画像にする処理手段とを備え、画像データに処理を加えた後にパターンマッチングを行うようにしたことを特徴とする。 The present invention irradiates a surface of an inspection object with a light beam, obtains an image signal from the received light intensity of reflected light or scattered light, and compares the surface of the inspection object with an image signal obtained from an adjacent inspection object Image data including a pattern image of an alignment mark formed on the surface of the object to be inspected and contoured with multiple frame lines including double frame lines. a device for collecting, analyzing means for obtaining a luminance distribution of each pixel of the image data the collected, based on the bright distribution obtained by the analysis means, of the alignment marks in the pattern image of the alignment marks the collected shape measures the frame distance between multiple border give contour is subjected to a replacement process of the luminance values for the pixels surrounding the border at the determined processing width on the basis of the inter the frame distance, next if After making the pattern image of the single frame alignment mark connecting the frame lines, the frame thickness of the pattern image of the single frame alignment mark is measured, and the single frame with the processing width determined based on the frame thickness And processing means to convert the brightness value to the frame edge pixels to make the pattern image of the thin single-line alignment mark, and perform pattern matching after processing the image data It is characterized by that.

本発明によれば、高精度な試料の位置合わせができ、高感度な検査を実現できる。   According to the present invention, highly accurate sample alignment can be performed, and high-sensitivity inspection can be realized.

本発明の一実施の形態に係る異物検査装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the foreign material inspection apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 本実施の形態に係る異物検査装置による検査動作のフローチャートである。It is a flowchart of the test | inspection operation | movement by the foreign material inspection apparatus which concerns on this Embodiment. 二重枠線でその形状が輪郭付けられたパターン画像を、単枠の細線化したパターン画像として登録しなおす場合の、パターン画像の形成処理のフローチャートである。It is a flowchart of a pattern image formation process in the case of re-registering a pattern image whose shape is outlined with a double frame line as a single frame thin line pattern image. アライメント演算処理部が実行する第1の実施例に係るパターン画像の形成処理の経過を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically progress of the formation process of the pattern image which concerns on 1st Example which an alignment calculation process part performs. 不鮮明なアライメントマークのパターン画像を、鮮明なアライメントマークのパターン画像として登録しなおす場合の、パターン画像の形成処理のフローチャートである。It is a flowchart of the pattern image formation process in the case of re-registering the pattern image of a unclear alignment mark as the pattern image of a clear alignment mark. アライメント演算処理部が実行する第2の実施例に係るパターン画像の形成処理の経過を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically progress of the formation process of the pattern image which concerns on 2nd Example which an alignment calculation process part performs. 不鮮明なアライメントマークのパターン画像を、細線化したアライメントマークのパターン画像として登録しなおす場合の、パターン画像の形成処理のフローチャートである。It is a flowchart of the pattern image formation process in the case of re-registering a pattern image of an unclear alignment mark as a thinned alignment mark pattern image. アライメント演算処理部が実行する第3の実施例に係るパターン画像の形成処理の経過を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically progress of the formation process of the pattern image which concerns on the 3rd Example which an alignment calculation process part performs.

以下に、本発明の実施形態に係る異物検査装置について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a foreign substance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係る異物検査装置の概略構成図である。
本実施の形態に係る異物検査装置1は、異物検出系の照明部10と、結像手段20a及び受光手段20bを備えた同じく異物検出系の検出部20と、Xスケール30と、Yスケール40と、異物検出系とは別系の表面高さ位置検出系の照明部50と、一対の検出器60a,60bを備えた同じく表面高さ位置検出系の検出部60と、検査の際に被検査物が搭載されて移動可能な検査ステージ70と、異物検出系及び表面高さ位置検出系とは別系のアライメント検出系80と、処理装置100とを有している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a foreign matter inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
The foreign matter inspection apparatus 1 according to the present embodiment includes an illumination unit 10 of a foreign matter detection system, a detection unit 20 of the same foreign matter detection system including an imaging unit 20a and a light receiving unit 20b, an X scale 30, and a Y scale 40. And an illumination unit 50 of a surface height position detection system separate from the foreign matter detection system, a detection unit 60 of the same surface height position detection system including a pair of detectors 60a and 60b, An inspection stage 70 on which an inspection object is mounted and movable, an alignment detection system 80 separate from the foreign matter detection system and the surface height position detection system, and the processing apparatus 100 are included.

被検査物としての、表面にチップ3が形成されたウェハ2は、ウエハテーブル(図1では図示省略)に搭載されて検査ステージ70に搬送された際、まず、アライメント検出系80を含む後述のアライメント装置200を用いて、後述するウェハ2のウェハ座標系と、検査ステージ70の移動座標系との間でのX方向,Y方向のオフセット、及び角度ずれθの補正がなされる。   When the wafer 2 having the chip 3 formed on the surface thereof as an object to be inspected is mounted on a wafer table (not shown in FIG. 1) and conveyed to the inspection stage 70, first, an alignment detection system 80 including an alignment detection system 80, which will be described later. The alignment apparatus 200 is used to correct the offset in the X and Y directions and the angle deviation θ between the wafer coordinate system of the wafer 2 described later and the movement coordinate system of the inspection stage 70.

異物検出系の照明部10は、検査光として所定の波長のレーザー光を発生し、その光ビームを被検査物であるウェハ2の表面へ照射する。その際、検査ステージ70がX方向又はY方向へ移動することによって光ビームのウェハ2の表面上における照射位置が相対移動し、レーザー装置10から照射された光ビームがウェハ2の表面を走査することになる。つまり、検査ステージ70を水平面内でその縦/横方向(X−Y方向)に移動させて、ウェハ2の表面全体、又はその中の所望領域(所望のセルやダイ)について、検査光の走査照射を行うことができる。   The illuminating unit 10 of the foreign matter detection system generates laser light having a predetermined wavelength as inspection light, and irradiates the surface of the wafer 2 as an inspection object with the light beam. At that time, the irradiation position of the light beam on the surface of the wafer 2 is relatively moved by moving the inspection stage 70 in the X direction or the Y direction, and the light beam irradiated from the laser device 10 scans the surface of the wafer 2. It will be. That is, the inspection stage 70 is moved in the vertical / horizontal direction (XY direction) in a horizontal plane, and the entire surface of the wafer 2 or a desired region (desired cell or die) therein is scanned with the inspection light. Irradiation can be performed.

異物検出系の検出部20は、照明部10からのウェハ2の表面への検査光の照射によって、ウェハ2の表面から反射又は散乱する光を受光してその光強度を検出する。その受光手段20bは、例えばTDI(Time Delay and Integration)センサ,CCDセンサ,光電子増倍管(フォトマルチプライヤ)等から成り、ウェハ2の表面で発生した反射光や散乱光を結像手段20aを介して受光して、その光強度を電気信号に変換し、画像信号として処理装置100へ出力する。   The detection unit 20 of the foreign object detection system receives light reflected or scattered from the surface of the wafer 2 by irradiating the surface of the wafer 2 from the illumination unit 10 with the inspection light, and detects the light intensity. The light receiving means 20b is composed of, for example, a TDI (Time Delay and Integration) sensor, a CCD sensor, a photomultiplier tube (photomultiplier), etc., and the reflected light or scattered light generated on the surface of the wafer 2 is passed through the imaging means 20a. The light intensity is converted into an electrical signal and output to the processing apparatus 100 as an image signal.

Xスケール30及びYスケール40は、例えばレーザースケール等により構成され、検査ステージ70のX方向位置及びY方向位置をそれぞれ検出して、処理装置100へ出力する。これにより、処理装置100では、この検査ステージ70のX方向位置及びY方向位置に基づいて、検査ステージ70に搭載されているウェハ2のウェハ座標系上における光ビームの照射位置を得ることができるとともに、ウェハ2の表面上におけるウェハ座標系上の所望の位置に光ビームを照射することができる。   The X scale 30 and the Y scale 40 are configured by, for example, a laser scale, and detect the X-direction position and the Y-direction position of the inspection stage 70, respectively, and output them to the processing apparatus 100. Thereby, in the processing apparatus 100, the irradiation position of the light beam on the wafer coordinate system of the wafer 2 mounted on the inspection stage 70 can be obtained based on the X-direction position and the Y-direction position of the inspection stage 70. At the same time, a desired position on the wafer coordinate system on the surface of the wafer 2 can be irradiated with the light beam.

表面高さ位置検出系の照明部50は、被検査物の表面高さ位置を検出するための検査光(レーザー光)として、所定の波長及び角度からなる検査光(レーザー光)を発生する。   The illumination unit 50 of the surface height position detection system generates inspection light (laser light) having a predetermined wavelength and angle as inspection light (laser light) for detecting the surface height position of the inspection object.

表面高さ位置検出系の検出部60は、被検査物の上下方向に検出中心位置を互いに異にした一対の検出器60a,60bを備えている。照明部50からのウェハ2の表面への検査光の照射によってウェハ2の表面から反射される光を各検出器60a,60bでそれぞれ受光して光強度を検出し、被検査物の表面高さ位置の検出信号として処理装置100へ供給する。これにより、処理装置100では、各検出器60a,60bからそれぞれ供給される検出信号に基づいて、被検査物の表面高さ位置に応じた異物検出系の焦点位置の調整等を行う。   The detection unit 60 of the surface height position detection system includes a pair of detectors 60a and 60b whose detection center positions are different from each other in the vertical direction of the inspection object. The light reflected from the surface of the wafer 2 by irradiating the surface of the wafer 2 from the illumination unit 50 is received by the detectors 60a and 60b to detect the light intensity, and the surface height of the object to be inspected. The signal is supplied to the processing apparatus 100 as a position detection signal. As a result, the processing apparatus 100 adjusts the focal position of the foreign object detection system according to the surface height position of the object to be inspected based on the detection signals supplied from the detectors 60a and 60b.

アライメント検出系80は、光源81と、光源81から放射された照明光をウェハ2のアライメントマーク4(4a,4b)上に集光する照明光学系と、ウェハ2からの反射光をCCDカメラ87に集光する結像光学系とを有する。図示の例では、光源81から出射した照明光は投影レンズ82で平行光に変換され、ハーフミラー83で反射され、第1対物レンズ84で集光されてウェハ2の或る点、例えばアライメントマーク4aに照射される。ウェハ2で反射した反射光は第1対物レンズ84で平行光に変換された後、ハーフミラー83を透過して、第2対物レンズ85及び結像レンズ86を介して、CCDカメラ87の撮像素子に結像される。CCDカメラ87は、その光強度を電気信号に変換し、画像信号として処理装置100へ出力する。   The alignment detection system 80 includes a light source 81, an illumination optical system that condenses the illumination light emitted from the light source 81 onto the alignment marks 4 (4 a and 4 b) of the wafer 2, and a reflected light from the wafer 2 as a CCD camera 87. And an imaging optical system for focusing the light. In the illustrated example, the illumination light emitted from the light source 81 is converted into parallel light by the projection lens 82, reflected by the half mirror 83, condensed by the first objective lens 84, and a certain point on the wafer 2, for example, an alignment mark 4a is irradiated. The reflected light reflected by the wafer 2 is converted into parallel light by the first objective lens 84, then passes through the half mirror 83 and passes through the second objective lens 85 and the imaging lens 86, and the image sensor of the CCD camera 87. Is imaged. The CCD camera 87 converts the light intensity into an electric signal and outputs it to the processing apparatus 100 as an image signal.

処理装置100は、例えばPCのような、入出力装置及び機器接続インタフェースを備えているコンピュータ装置を利用して構成される。処理装置100は、A/D変換器110(111,112)と、画像処理装置120(121,122)と、異物判定処理部130と、座標管理装置140と、検査結果記憶装置150と、ステージ制御装置160と、アライメント演算処理部170と、アライメント記憶装置180と、ユーザインタフェース装置190とを有している。   The processing device 100 is configured by using a computer device having an input / output device and a device connection interface, such as a PC. The processing device 100 includes an A / D converter 110 (111, 112), an image processing device 120 (121, 122), a foreign matter determination processing unit 130, a coordinate management device 140, an inspection result storage device 150, a stage. It has a control device 160, an alignment calculation processing unit 170, an alignment storage device 180, and a user interface device 190.

A/D変換器111は、異物検出系の検出部20の受光手段20bから供給されるアナログ信号の画像信号を、デジタル信号の画像信号に変換して出力する。   The A / D converter 111 converts the analog image signal supplied from the light receiving means 20b of the detection unit 20 of the foreign substance detection system into a digital image signal and outputs the digital signal.

画像処理装置121は、例えば遅延回路と差分検出回路とを含んで構成される。遅延回路は、A/D変換器111から画像信号を入力して遅延することにより、検査光の走査で現在光ビームが照射されているチップの1つ前の既に光ビームの照射が終了したチップの画像信号を出力する。差分検出回路は、検査光の走査で現在光ビームが照射されているチップのA/D変換器111からの画像信号と、1つ前の既に光ビームの照射が終了したチップについての遅延回路からの画像信号との差分を生成する。画像処理装置121からは、A/D変換器111からの画像信号と、差分検出回路により生成された画像信号の差分が異物判定処理部130に供給される。なお、画像処理装置121は、遅延回路の代わりに予め用意した良品チップの画像信号のデータを記憶したメモリを備え、良品のチップの画像信号との比較を行い、その画像信号の差分を異物判定処理部130に供給するようにしてもよい。   The image processing device 121 includes, for example, a delay circuit and a difference detection circuit. The delay circuit inputs the image signal from the A / D converter 111 and delays it, so that the irradiation of the light beam immediately before the chip currently irradiated with the light beam in the scanning of the inspection light is completed. The image signal is output. The difference detection circuit includes an image signal from the A / D converter 111 of the chip that is currently irradiated with the light beam in the scanning of the inspection light, and a delay circuit for the chip that has been irradiated with the previous light beam. The difference from the image signal is generated. From the image processing device 121, the difference between the image signal from the A / D converter 111 and the image signal generated by the difference detection circuit is supplied to the foreign matter determination processing unit 130. The image processing apparatus 121 includes a memory that stores image data of a good chip image prepared in advance instead of the delay circuit, compares the image signal with a good chip image signal, and determines the difference between the image signals as a foreign matter determination. You may make it supply to the process part 130. FIG.

異物判定処理部130は、判定回路131及び係数テーブル132,133を含んで構成されている。係数テーブル132,133は、後述する座標管理装置140から入力される座標情報を基に、その座標情報に対応付けられて格納されている係数を呼び出し、判定回路131へ出力する。この係数テーブル132,133に格納されている係数は、座標情報を基に呼び出されて判定回路131に出力された際に、判定回路131において、画像処理装置121に予め設定されている対応座標の基準のしきい値に乗じられる。したがって、判定回路131では、欠陥判定に用いるしきい値を係数テーブル132,133いずれからの係数を乗算して作成するかにより、柔軟な調整を可能にしている。   The foreign matter determination processing unit 130 includes a determination circuit 131 and coefficient tables 132 and 133. The coefficient tables 132 and 133 call the coefficient stored in association with the coordinate information based on the coordinate information input from the coordinate management device 140 described later, and output the coefficient to the determination circuit 131. When the coefficients stored in the coefficient tables 132 and 133 are called up based on the coordinate information and output to the determination circuit 131, the determination circuit 131 uses the corresponding coordinates set in advance in the image processing apparatus 121. It is multiplied by the reference threshold. Therefore, the determination circuit 131 enables flexible adjustment depending on whether the threshold value used for defect determination is created by multiplying the coefficient from the coefficient table 132 or 133.

判定回路131には、画像処理装置121から隣接するチップ相互の画像信号の差分が入力され、係数テーブル132,133からは判定用のしきい値に変更するための係数が入力される。判定回路131は、予め設定されている異物判定のための対応座標の基準のしきい値に対し、予め設定した条件に応じて係数テーブル132,133から供給される係数を選択的に乗算して、画像処理装置121からの対応画素の差分信号に適用する判定用のしきい値を作成する。ここで、予め設定した条件とは、例えば、多数の同一又は同様な製品を検査した過去の検査・分析データの蓄積等に基づき設定されたもので、例えば、画像処理装置120から入力される画像信号の差分がウェハ2のエッジ近傍部分に位置するチップ同士のものであるか否か、等といった条件が該当する。   A difference between image signals between adjacent chips is input to the determination circuit 131 from the image processing device 121, and a coefficient for changing to a threshold value for determination is input from the coefficient tables 132 and 133. The determination circuit 131 selectively multiplies the reference threshold value of the corresponding coordinates for foreign object determination by a coefficient supplied from the coefficient tables 132 and 133 according to a preset condition. Then, a threshold value for determination applied to the difference signal of the corresponding pixel from the image processing device 121 is created. Here, the preset condition is set based on, for example, accumulation of past inspection / analysis data obtained by inspecting a large number of identical or similar products. For example, an image input from the image processing apparatus 120 Conditions such as whether or not the signal difference is between chips located in the vicinity of the edge of the wafer 2 are applicable.

そして、判定回路131は、画像信号の差分と、この作成した判定用のしきい値とを比較し、差分が判定用のしきい値以上である場合には、当該画素の差分信号が異物や欠陥からの散乱光に基づいているものと判定する。このようにして、判定回路131では、光ビームが照射されている半導体ウェハ2上の照射位置等の違いにかかわらず、正確な異物判定が行えるようになっている。   Then, the determination circuit 131 compares the difference between the image signals and the created threshold value for determination. If the difference is equal to or greater than the threshold value for determination, the difference signal of the pixel is determined as a foreign object or It is determined that the light is based on scattered light from the defect. In this way, the determination circuit 131 can accurately determine foreign matter regardless of the difference in irradiation position on the semiconductor wafer 2 irradiated with the light beam.

その上で、判定回路131は、判定結果を検査結果記憶装置150に出力して記憶させる。その際、判定回路131は、判定に用いたしきい値の大きさ等の情報も検査結果記憶装置150へ併せて出力し、検査結果記憶装置150に判定結果と対応付けて記憶しておくようになっている。   Then, the determination circuit 131 outputs the determination result to the inspection result storage device 150 for storage. At that time, the determination circuit 131 also outputs information such as the threshold size used for the determination to the inspection result storage device 150 and stores the information in the inspection result storage device 150 in association with the determination result. It has become.

このように、異物検出系の照明部10,異物検出系の検出部20,並びに処理装置100におけるA/D変換器111,画像処理装置121,及び異物判定処理部130は、異物検査装置1における異物判定装置として機能する。   As described above, the illumination unit 10 of the foreign object detection system, the detection unit 20 of the foreign object detection system, and the A / D converter 111, the image processing device 121, and the foreign object determination processing unit 130 in the processing apparatus 100 are included in the foreign object inspection apparatus 1. Functions as a foreign matter determination device.

一方、座標管理装置140は、Xスケール30及びYスケール40から供給される検査ステージ70の移動座標系による位置座標を基に、現在の光ビームの照射位置に該当する半導体ウェハ2上のウェハ座標系による位置座標を演算して、その座標情報を出力する。座標管理装置140は、その半導体ウェハ2上のウェハ座標系による位置座標の演算にあたって、異物検査を行うに際してアライメント演算処理部170から供給されるアライメント情報を基に、移動座標系による位置座標とウェハ座標系による位置座標との間に生じているX方向,Y方向,及び回転方向θの座標ずれについて補正し、現在の光ビームの照射位置に該当する半導体ウェハ2上のウェハ座標系による位置座標を演算する。この演算されたウェハ座標系による位置座標は、異物判定処理部130の係数テーブル132,133、検査結果記憶装置150に供給される。これにより、検査結果記憶装置150では、判定結果及びしきい値の大きさ等と対応付けて、該当するウェハ座標系による位置座標も記憶される。   On the other hand, the coordinate management device 140, based on the position coordinates in the moving coordinate system of the inspection stage 70 supplied from the X scale 30 and the Y scale 40, the wafer coordinates on the semiconductor wafer 2 corresponding to the current light beam irradiation position. The position coordinates by the system are calculated and the coordinate information is output. The coordinate management device 140 calculates the position coordinates in the wafer coordinate system on the semiconductor wafer 2 based on the alignment information supplied from the alignment calculation processing unit 170 when performing foreign object inspection, and the position coordinates in the movement coordinate system and the wafer. Correction of coordinate deviations in the X direction, Y direction, and rotation direction θ that occur between the position coordinates by the coordinate system and the position coordinates by the wafer coordinate system on the semiconductor wafer 2 corresponding to the current irradiation position of the light beam Is calculated. The calculated position coordinates in the wafer coordinate system are supplied to the coefficient tables 132 and 133 and the inspection result storage device 150 of the foreign matter determination processing unit 130. As a result, the inspection result storage device 150 also stores position coordinates based on the corresponding wafer coordinate system in association with the determination result, the threshold value size, and the like.

ステージ制御装置160は、アライメント調整時、異物検査時等に、設定されたステージ移動条件に従って、Xスケール30及びYスケール40から供給される検査ステージ70の移動座標系による位置座標を基に、検査ステージ70のX方向及びY方向の移動を制御する。その際、例えば、異物検査時等において、ユーザインタフェース装置190を用いてウェハ座標系上の所望領域(所望のセルやダイ)が対象領域として指定され、ステージ移動条件がウェハ座標系上の座標からなる場合には、ステージ制御装置160は、アライメント演算処理部170から供給されるアライメント情報等を基に、その対象領域について、指定されたウェハ座標系上による位置座標から検査ステージ70の移動座標系による位置座標に変換し、検査ステージ70のX方向及びY方向の移動を制御する。   The stage control device 160 performs inspection based on the position coordinates of the inspection stage 70 supplied from the X scale 30 and the Y scale 40 according to the set stage movement conditions during alignment adjustment, foreign object inspection, and the like. The movement of the stage 70 in the X direction and the Y direction is controlled. At that time, for example, when a foreign object is inspected, a desired area (desired cell or die) on the wafer coordinate system is designated as a target area using the user interface device 190, and the stage movement condition is determined from the coordinates on the wafer coordinate system. In this case, the stage control device 160 determines the movement coordinate system of the inspection stage 70 from the position coordinates on the designated wafer coordinate system for the target region based on the alignment information supplied from the alignment calculation processing unit 170. And the movement of the inspection stage 70 in the X and Y directions is controlled.

また、ステージ制御装置160は、検出部60による被検査物の表面高さ位置の検出結果を基に、検査ステージ70の被検査物の搭載面をZ方向に必要に応じて上下動させて、異物検出系の照明部10からの検査光について焦点位置の調整も行うようになっている。   Further, the stage control device 160 moves the mounting surface of the inspection object of the inspection stage 70 up and down in the Z direction as necessary based on the detection result of the surface height position of the inspection object by the detection unit 60, The focus position is also adjusted for the inspection light from the illumination unit 10 of the foreign object detection system.

ユーザインタフェース装置190は、出力部としての画像表示部191,例えばキーボード,マウス等といった入力部192を含んでいる。画像表示部191には、画像処理装置120(121,122)から出力される画像信号に基づく検出画像、異物判定処理部130やアライメント処理部170による異物判定結果やアライメント結果、又はアライメント調整や異物検査に係る設定・操作画面、等が表示される。入力部192は、画像表示部191に表示される設定・操作画面の表示に基づいて各種設定操作を行う際等に操作される。   The user interface device 190 includes an image display unit 191 as an output unit, and an input unit 192 such as a keyboard and a mouse. The image display unit 191 includes a detection image based on an image signal output from the image processing device 120 (121, 122), a foreign matter determination result or alignment result by the foreign matter determination processing unit 130 or the alignment processing unit 170, or an alignment adjustment or foreign matter. A setting / operation screen related to the inspection is displayed. The input unit 192 is operated when various setting operations are performed based on the setting / operation screen displayed on the image display unit 191.

一方、A/D変換器112は、アライメント検出系80のCCDカメラ87から供給されるアナログ信号の画像信号を、デジタル信号の画像信号に変換して出力する。画像処理装置122は、A/D変換器112からの画像信号に基づいてCCDカメラ87による撮像部分の画像情報、すなわち検出画像を生成する。なお、アライメント検出系80のCCDカメラ87が、検出画像を直接出力することができる場合は、A/D変換器112及び画像処理装置122は省略可能である。   On the other hand, the A / D converter 112 converts an analog image signal supplied from the CCD camera 87 of the alignment detection system 80 into an image signal of a digital signal and outputs the digital image signal. The image processing device 122 generates image information of a portion captured by the CCD camera 87 based on the image signal from the A / D converter 112, that is, a detected image. If the CCD camera 87 of the alignment detection system 80 can directly output a detection image, the A / D converter 112 and the image processing device 122 can be omitted.

アライメント演算処理部170は、画像処理装置122から入力された画像情報について、予め記憶させておいた設定値、順序で画像処理を実行し、パターン画像を形成する。もし、その処理方法が記憶されていない場合は、ユーザインタフェース部190を使用して、後で説明する方法で新たに登録する。パターン画像形成後は、アライメント演算処理部170は、形成されたパターン画像を計測画像として、次に述べるアライメント記憶装置180に保存しておいた基準アライメントマーク画像とのパターンマッチングを行う。   The alignment calculation processing unit 170 performs image processing on the image information input from the image processing device 122 in the set values and order stored in advance, and forms a pattern image. If the processing method is not stored, new registration is performed using the user interface unit 190 by a method described later. After the pattern image is formed, the alignment calculation processing unit 170 performs pattern matching with a reference alignment mark image stored in the alignment storage device 180 described below, using the formed pattern image as a measurement image.

この計測画像と基準アライメントマーク画像との間で一致する形状箇所が見つかり、アライメントマーク4のパターンマッチングが取れた際は、パターンマッチングが取れたアライメントマーク4の実座標として、その一致する形状箇所についての検査ステージ70の移動座標系の座標を取得する。この実座標は、計測画像と基準アライメントマーク画像との間でアライメントマーク4のパターンマッチングが取れた際の、その計測画像を取得するためにステージ制御装置160に指示した、検査ステージ70のX方向及びY方向の移動先についての移動座標系の座標値に基づいて算出されるものである。アライメント演算処理部170は、このようにして、ウェハ2内の異なる2個のチップ3a,3bについてアライメントマーク4a、4bの実座標の取得を行い、この取得したアライメントマーク4a、4bの実座標と、予め基準アライメントマーク画像と対応付けて保存されている基準アライメントマークの、ウェハ座標系における対応する一致する形状箇所の位置座標とから、検査ステージ70の移動座標系と被検査物としてのウェハ2のウェハ座標系との間のX方向,Y方向,及び回転方向θの座標ずれを算出する。そして、アライメント演算処理部170は、このX方向,Y方向,及び回転方向θの座標ずれを補正値として、座標管理装置140やステージ制御装置160といった必要部に供給する。   When a matching shape portion is found between the measurement image and the reference alignment mark image and the pattern matching of the alignment mark 4 is obtained, the matching shape portion is used as the actual coordinates of the alignment mark 4 for which the pattern matching has been taken. The coordinates of the moving coordinate system of the inspection stage 70 are acquired. This actual coordinate is the X direction of the inspection stage 70 that is instructed to the stage controller 160 to acquire the measurement image when the pattern matching of the alignment mark 4 is obtained between the measurement image and the reference alignment mark image. And it is calculated based on the coordinate value of the movement coordinate system for the movement destination in the Y direction. In this way, the alignment calculation processing unit 170 acquires the actual coordinates of the alignment marks 4a and 4b for two different chips 3a and 3b in the wafer 2, and the actual coordinates of the acquired alignment marks 4a and 4b are obtained. The reference coordinate mark stored in advance in association with the reference alignment mark image, from the position coordinates of the corresponding matching part in the wafer coordinate system, the movement coordinate system of the inspection stage 70 and the wafer 2 as the inspection object. The coordinate deviation in the X direction, the Y direction, and the rotation direction θ with respect to the wafer coordinate system is calculated. The alignment calculation processing unit 170 supplies the coordinate deviations in the X direction, the Y direction, and the rotation direction θ as correction values to necessary units such as the coordinate management device 140 and the stage control device 160.

アライメント記憶装置180は、このアライメント演算処理部170の処理に必要な、例えば、基準アライメント画像,基準アライメントマークのウェハ座標系における位置座標,処理順序,計測画像を取得するための検査ステージ70の移動指定範囲,等といったアライメント情報を記憶している。なお、アライメント記憶装置180に保存されているアライメント情報は、異物検査装置1自体がネットワークを介して異物検査に係るデータ管理サーバ等の機器に接続されている場合は、所定の被検査物の異物検査の開始に当たってこれら外部機器により登録更新されるようになっていてもよい。   The alignment storage device 180 is necessary for the processing of the alignment calculation processing unit 170, for example, the reference alignment image, the position coordinates of the reference alignment mark in the wafer coordinate system, the processing order, and the movement of the inspection stage 70 for acquiring the measurement image. Alignment information such as a specified range is stored. The alignment information stored in the alignment storage device 180 indicates that the foreign object inspection device 1 itself is a foreign object of a predetermined inspection object when connected to a device such as a data management server related to the foreign object inspection via the network. Registration and updating may be performed by these external devices at the start of the inspection.

このように、アライメント検出系80,処理装置100におけるA/D変換器112,画像処理装置122,アライメント演算処理部170,及びアライメント記憶装置180は、異物検査装置1におけるアライメント装置200として機能する。   As described above, the alignment detection system 80, the A / D converter 112 in the processing device 100, the image processing device 122, the alignment calculation processing unit 170, and the alignment storage device 180 function as the alignment device 200 in the foreign matter inspection apparatus 1.

次に、本実施の形態に係る異物検査装置1による検査動作について説明する。
図2は、本実施の形態に係る異物検査装置による検査動作のフローチャートである。
Next, the inspection operation by the foreign matter inspection apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a flowchart of the inspection operation performed by the foreign matter inspection apparatus according to the present embodiment.

異物検査の開始に当たって、処理装置100は、図示しない搬送部を作動させて、被検査物のウェハ2を複数収納したウェハカセットから今回検査対象の一のウェハ2を、同じく図示しないプリアライメント用のステージに搬送する(S201)。   At the start of foreign matter inspection, the processing apparatus 100 operates a transfer unit (not shown) to transfer one wafer 2 to be inspected this time from a wafer cassette containing a plurality of wafers 2 to be inspected. It is conveyed to the stage (S201).

処理装置100は、このプリアライメント用のステージに載置されたウェハ2の外周及びVノッチ(又はオリフラ等)の位置をプリアライメント用の検出器を用いて検出する。処理装置100は、その検出結果に基づいて、プリアライメント用のステージを移動及び回転して、ウェハ2の回転ずれθが一定の範囲内に収まるように粗調整した後(S202)、搬送部を作動させて、プリアライメント用のステージから検査ステージ70に搬送して載置する(S203)。したがって、ウェハ2が検査ステージ70に載置された状態では、ウェハ2の回転ずれθが一定の範囲内に収まるように粗調整されている。その後、処理装置100は、アライメント装置200としてのアライメント演算処理部170等に対し、ステップS204〜S216に示したアライメント動作を実行させる。   The processing apparatus 100 detects the position of the outer periphery of the wafer 2 placed on the pre-alignment stage and the position of the V notch (or orientation flat) using a pre-alignment detector. The processing apparatus 100 moves and rotates the pre-alignment stage based on the detection result, and after performing coarse adjustment so that the rotational deviation θ of the wafer 2 is within a certain range (S202), the transfer unit is moved. Operate and transport and place from the pre-alignment stage to the inspection stage 70 (S203). Therefore, when the wafer 2 is placed on the inspection stage 70, the rotational adjustment θ of the wafer 2 is roughly adjusted so as to be within a certain range. Thereafter, the processing apparatus 100 causes the alignment calculation processing unit 170 or the like as the alignment apparatus 200 to execute the alignment operation shown in steps S204 to S216.

まず、アライメント演算処理部170は、アライメント記憶装置180に保存されているアライメント情報を基に、アライメント検出系80による照明光の照射位置が、ウェハ上の予め指定したチップ(第1チップ)3aになるように、検査ステージ70を移動させる(S204)。移動後、アライメント演算処理部170は、さらに、アライメント記憶装置180に保存されているアライメント情報を基に、チップ3a周辺のアライメントマークがあると思しき場所がアライメント検出系80による照明光の照射位置になるように検査ステージ70を移動指定範囲に基づき移動させ(S205)、その場所の画像情報を採取する(S206)。アライメント演算処理部170は、その採取した画像情報について、予め記憶させておいた設定値、順序で後述するパターン画像の形成処理を実行し、その採取した画像情報についてのパターン画像を取得する(S207)。そして、アライメント演算処理部170は、この取得したパターン画像を計測画像として、アライメント記憶装置180に保存しておいた基準アライメントマーク画像とのパターンマッチングを行う(S208)。アライメント演算処理部170は、計測画像と基準アライメント画像との間で一致する形状箇所が見つかり、アライメントマーク4aのパターンマッチングが取れた際は、パターンマッチングが取れたアライメントマーク4aの実座標として、その一致する形状箇所についての検査ステージ70の移動座標系の座標を取得する(S209)。これに対し、このパターンマッチングが取れなかった場合は、アライメント演算処理部170は、この取得したパターン画像内にアライメントマーク4aは無いと判断し、再度、ステップS205〜S208を実行する。   First, the alignment calculation processing unit 170 sets the irradiation position of the illumination light by the alignment detection system 80 to the chip (first chip) 3a specified in advance on the wafer based on the alignment information stored in the alignment storage device 180. Thus, the inspection stage 70 is moved (S204). After the movement, the alignment calculation processing unit 170 further changes the position where the alignment detection system 80 is supposed to have an alignment mark to the irradiation position of the illumination light by the alignment detection system 80 based on the alignment information stored in the alignment storage device 180. Thus, the inspection stage 70 is moved based on the movement designation range (S205), and the image information of the place is collected (S206). The alignment calculation processing unit 170 executes a pattern image forming process, which will be described later, in the set values and order stored in advance for the collected image information, and acquires a pattern image for the collected image information (S207). ). Then, the alignment calculation processing unit 170 performs pattern matching with the reference alignment mark image stored in the alignment storage device 180 using the acquired pattern image as a measurement image (S208). The alignment calculation processing unit 170 finds a matching shape portion between the measurement image and the reference alignment image, and when the pattern matching of the alignment mark 4a is obtained, as the actual coordinates of the alignment mark 4a obtained by pattern matching, The coordinates of the moving coordinate system of the inspection stage 70 for the matching shape location are acquired (S209). On the other hand, when this pattern matching cannot be obtained, the alignment calculation processing unit 170 determines that there is no alignment mark 4a in the acquired pattern image, and executes steps S205 to S208 again.

一方、アライメント演算処理部170は、第1チップ3aにてアライメントマーク4aを検出したならば(S209)、今度は、アライメント記憶装置180に保存されているアライメント情報を基に、アライメント検出系80による照明光の照射位置が、ウェハ上の予め指定したチップ(第2チップ)3bになるように、検査ステージ70を移動させる(S210)。そして、アライメント演算処理部170は、第1チップ3aに対して行ったステップS205〜S208の処理と同様な、検査ステージ70の移動指定範囲に基づくチップ3b周辺のアライメントマーク4bがあると思しき場所のサーチ処理(S211)、その場所でのアライメントマーク4bの画像情報採取処理(S212)、パターン画像の形成処理(S213)、パターン画像と基準アライメントマーク画像とのパターンマッチング処理(S214)を、パターン画像と基準アライメントマーク画像との間で一致する形状箇所が見つかり、アライメントマーク4bのパターンマッチングが取れるまで、検査ステージ70の移動指定範囲において繰り返して行う。   On the other hand, if the alignment calculation processing unit 170 detects the alignment mark 4a in the first chip 3a (S209), this time, the alignment detection system 80 uses the alignment information stored in the alignment storage device 180. The inspection stage 70 is moved so that the irradiation position of the illumination light is a predesignated chip (second chip) 3b on the wafer (S210). Then, the alignment calculation processing unit 170 is similar to the processing of steps S205 to S208 performed on the first chip 3a, and the alignment mark 4b around the chip 3b based on the movement designation range of the inspection stage 70 is considered to be a place. The pattern image includes search processing (S211), image information collection processing (S212) of the alignment mark 4b at that location, pattern image formation processing (S213), and pattern matching processing (S214) between the pattern image and the reference alignment mark image. And the reference alignment mark image are repeatedly performed in the movement designation range of the inspection stage 70 until a matching shape portion is found and the pattern matching of the alignment mark 4b is obtained.

そして、アライメント演算処理部170は、ステップS214のパターンマッチング処理でパターン画像と基準アライメントマーク画像との間で一致する形状箇所が見つかり、アライメントマーク4bのパターンマッチングが取れたならば、この一致した形状箇所の検査ステージ70のX方向及びY方向の移動先についての移動座標系の座標値を、アライメントマーク4bの場所の実座標として取得する(S215)。   Then, the alignment calculation processing unit 170 finds a matching shape portion between the pattern image and the reference alignment mark image in the pattern matching processing in step S214, and if the matching of the alignment mark 4b is obtained, the matching shape is obtained. The coordinate values of the movement coordinate system for the movement destination of the inspection stage 70 in the X direction and the Y direction are acquired as the actual coordinates of the location of the alignment mark 4b (S215).

この取得したアライメントマーク4a,4bの場所の実座標を基に、アライメント演算処理部170は、ウェハ2のウェハ座標系と、検査ステージ70の移動座標系との間でのX方向,Y方向のオフセット、及び角度ずれθを算出する(S216)。その上で、アライメント演算処理部170は、これらを補正値として、座標管理装置140やステージ制御装置160といった必要部に供給する。   Based on the actual coordinates of the locations of the acquired alignment marks 4a and 4b, the alignment calculation processing unit 170 performs X and Y directions between the wafer coordinate system of the wafer 2 and the movement coordinate system of the inspection stage 70. The offset and the angle deviation θ are calculated (S216). Then, the alignment calculation processing unit 170 supplies these as correction values to necessary units such as the coordinate management device 140 and the stage control device 160.

処理装置100は、アライメント演算処理部170を含むアライメント装置200による上述したアライメント動作が終わったならば、異物判定処理部130を含む異物判定装置としての前述したウェハ検査処理を実行する(S217)。そして、処理装置100は、前述したウェハ検査処理を実行終了したならば、検査が終了したウェハ2を検査ステージ70から搬出し(S218)、ウェハ2をウェハカセット収納に搬送して戻す。   When the alignment operation described above by the alignment apparatus 200 including the alignment calculation processing unit 170 is completed, the processing apparatus 100 performs the above-described wafer inspection process as a foreign matter determination apparatus including the foreign matter determination processing unit 130 (S217). Then, when the execution of the wafer inspection process described above is completed, the processing apparatus 100 unloads the wafer 2 that has been inspected from the inspection stage 70 (S218), and transports the wafer 2 back to the wafer cassette storage.

その上で、本実施の形態に係る異物検査装置1では、アライメント演算処理部170が、この計測画像と基準アライメントマーク画像とのパターンマッチングを行う際に、基準アライメントマーク画像上の基準アライメントマークが例えば二重枠線のような多重枠線や太い単枠でその形状が輪郭付けられていたり、基準アライメントマーク画像自体が不鮮明である場合であっても、上述のステップS207,S213と同様なパターン画像の形成処理を行い、単枠で細線化したり、鮮明化した基準アライメントマークのパターン画像の形成処理を行う。そして、多重枠線や太い単枠でその形状が輪郭付けられた基準アライメントマークや不鮮明な元の基準アライメントマーク画像に代えて、この単枠で細線化したり、鮮明化した基準アライメントマークのパターン画像を基準アライメントマーク画像として登録しなおことができることができるようになっている。 In addition, in the foreign matter inspection apparatus 1 according to the present embodiment, when the alignment calculation processing unit 170 performs pattern matching between the measurement image and the reference alignment mark image, the reference alignment mark on the reference alignment mark image is displayed. For example, even if the shape is outlined by a multiple frame line such as a double frame line or a thick single frame, or the reference alignment mark image itself is unclear, the same pattern as in steps S207 and S213 described above An image forming process is performed to form a pattern image of a reference alignment mark that has been thinned or sharpened with a single frame. Then, instead of the reference alignment mark or the unclear original reference alignment mark image whose shape is outlined by multiple frame lines or a thick single frame, the pattern image of the reference alignment mark thinned or sharpened by this single frame and it is capable to be registered and noted to be as standard alignment mark image.

さらに、そのパターン画像の形成処理で取得した、単枠で細線化したり、鮮明化した基準アライメントマークのパターン画像を得るための設定値、順序は、被検査物から採取したアライメントマークのパターン画像を得るために、利用することができるようになっている。   Furthermore, the setting values and order for obtaining a pattern image of a reference alignment mark that has been thinned or sharpened with a single frame, acquired in the pattern image forming process, is the pattern image of the alignment mark taken from the inspection object. It can be used to get.

以下、上述のステップS207,S213でアライメント演算処理部170が実行する基準アライメントマークや被検査物から採取したアライメントマークについてのパターン画像の形成処理について詳述する。   Hereinafter, the pattern image forming process for the reference alignment mark and the alignment mark collected from the inspection object executed by the alignment calculation processing unit 170 in the above-described steps S207 and S213 will be described in detail.

ここでは、まず、第1の実施例として、二重枠線でその形状が輪郭付けられた基準アライメントマークについて、上述のステップS207,S213と同様なアライメントマークのパターン画像の形成処理を予め記憶させておいた設定値、順序で実行し、単枠の細線化した基準アライメントマーク画像のパターン画像を作成する場合において、アライメント演算処理部170が実行するパターン画像の形成処理を説明する。   Here, as a first embodiment, for a reference alignment mark whose shape is contoured by a double frame line, a pattern image forming process similar to the above-described steps S207 and S213 is stored in advance. A pattern image forming process executed by the alignment calculation processing unit 170 when a pattern image of a reference alignment mark image that has been executed in the set values and in the order described above and has been thinned with a single frame will be described.

図3は、二重枠線でその形状が輪郭付けられた基準アライメントマークのパターン画像を、単枠の細線化したパターン画像として登録しなおす場合の、パターン画像の形成処理のフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart of a pattern image forming process in a case where a pattern image of a reference alignment mark whose shape is outlined with a double frame line is registered again as a single frame thin line pattern image.

図4は、その際にアライメント演算処理部が実行する第1の実施例に係るパターン画像の形成処理の経過を模式的に表した図である。   FIG. 4 is a diagram schematically showing the progress of the pattern image forming process according to the first embodiment executed by the alignment calculation processing unit at that time.

まず、ユーザは、ユーザインタフェース部190の入力部192を操作して、図4(a)に示すような、アライメント記憶装置180に保存されている二重枠線でその形状が輪郭付けられた基準アライメントマークのパターン画像400を採取し、ユーザインタフェース部190の画像表示部191に表示させる(S301)。   First, the user operates the input unit 192 of the user interface unit 190, and a reference whose shape is outlined by a double frame line saved in the alignment storage device 180 as shown in FIG. The pattern image 400 of the alignment mark is collected and displayed on the image display unit 191 of the user interface unit 190 (S301).

次に、ユーザは、ユーザインタフェース部190の画像表示部191の画面上で、基準アライメントマークの二重枠線のオリジナルのパターン画像400から、その二重枠線の枠間(線間)距離を計測する箇所、例えば、X方向401,Y方向402の2箇所を、ユーザインタフェース部190の入力部192を操作して設定選択する(S302)。 Next, on the screen of the image display unit 191 of the user interface unit 190, the user sets the distance between the double frame lines (interline) from the original pattern image 400 of the double frame line of the reference alignment mark. point of measuring, in example embodiment, the two portions in the X direction 40 1, Y direction 402, selectively set by operating the input unit 192 of the user interface unit 190 (S302).

これにより、アライメント演算処理部170は、アライメント記憶装置180からこのオリジナルの基準アライメントマークのパターン画像400の選択箇所401,402に係る断面プロファイルを取得し、そこからこの計測箇所401,402の枠間距離dx1,dy1を計測する(S303)。 Thus, the alignment processing unit 170 acquires a cross-sectional profile of the alignment storage device 180 in the selected portions 401, 402 of the original reference alignment mark pattern image 400, the frame of the measurement point 40 1,402 therefrom The distances dx1 and dy1 are measured (S303).

アライメント演算処理部170は、この計測した枠間距離dx1,dy1を基に、式(1),式(2)に従って計算し、x方向、y方向それぞれについて、二重枠線がつながるような最小の収縮処理の幅ex1,ey1を決定する。   The alignment calculation processing unit 170 calculates based on the measured interframe distances dx1 and dy1 according to the formulas (1) and (2), and minimizes the double frame lines connected in the x direction and the y direction. The widths ex1 and ey1 of the shrinking process are determined.

Figure 0005391172
Figure 0005391172

ここで、枠間距離dx1,dy1は、オリジナルの基準アライメントマークのパターン画像400上の画素数により取り込まれ、枠間距離dx1,dy1の画素数が偶数である場合は、二重枠線がつながる最小の収縮処理の幅ex,eyを式(1)に基づき、dx1/2,dy1/2に決定し、枠間距離dx1,dy1の画素数が奇数である場合は、二重枠線がつながる最小の収縮処理の幅ex,eyを式(2)に基づき、(dx1+1)/2,(dy1+1)/2に決定する。   Here, the inter-frame distances dx1 and dy1 are taken in based on the number of pixels on the pattern image 400 of the original reference alignment mark. If the inter-frame distances dx1 and dy1 are an even number, double frame lines are connected. When the minimum extensibility widths ex and ey are determined as dx1 / 2 and dy1 / 2 based on the formula (1) and the number of pixels of the interframe distances dx1 and dy1 is an odd number, double frame lines are connected. The minimum contraction processing widths ex and ey are determined as (dx1 + 1) / 2 and (dy1 + 1) / 2 based on the equation (2).

続いて、アライメント演算処理部170は、この決定した収縮範囲(収縮処理の幅ex1,ey1)で、オリジナルの基準アライメントマークのパターン画像400について、画像情報の収縮処理を行う(S304)。   Subsequently, the alignment calculation processing unit 170 performs image information contraction processing on the pattern image 400 of the original reference alignment mark within the determined contraction range (contraction processing widths ex1 and ey1) (S304).

ここで、収縮処理とは、パターン画像400の収縮範囲内における各画素の輝度値を、近傍の画素中の最小輝度値に置き換える処理である。   Here, the contraction process is a process of replacing the luminance value of each pixel in the contraction range of the pattern image 400 with the minimum luminance value in neighboring pixels.

例えば、近傍の画素を、自身を取り巻く8画素として規定した場合、その輝度値の置き換え処理について式で表すと、式(3)のようになる。   For example, when the neighboring pixels are defined as eight pixels surrounding the pixel, the luminance value replacement processing is expressed by an equation (3).

Figure 0005391172
Figure 0005391172

式(3)は、収縮範囲内の位置(i,j)で表わされる画素を対象画素とし、この対象画素の輝度を、自身と自身を取り巻く8個の位置(i−1,j−1)〜(i+1,j+1)の画素の中で、輝度が最も低い画素の輝度値に置き換える方法を示している。   The expression (3) sets the pixel represented by the position (i, j) within the contraction range as the target pixel, and the brightness of the target pixel is eight positions (i−1, j−1) surrounding itself and itself. A method of replacing the luminance value of the pixel having the lowest luminance among the pixels of (i + 1, j + 1) is shown.

なお、式(3)において、i,jは画素の位置、Destは処理後の対象画素の輝度、Imgは元の対象画像の輝度をそれぞれ表す。   In Expression (3), i and j are pixel positions, Dest is the luminance of the target pixel after processing, and Img is the luminance of the original target image.

図4(b)は、図4(a)に示したオリジナルの基準アライメントマークのパターン画像に適切な収縮処理を加えた例を示したものである。   FIG. 4B shows an example in which an appropriate contraction process is added to the pattern image of the original reference alignment mark shown in FIG.

この決定した収縮範囲内の収縮処理により、オリジナルの基準アライメントマークのパターン画像400の二重枠線の間の領域が埋まり、単枠の太い基準アライメントマークのパターン画像410が形成される。また、同時に、オリジナルの基準アライメントマークのパターン画像400中の、収縮範囲内の明るい孤立点も除去することができる。   By the contraction process within the determined contraction range, the region between the double frame lines of the original reference alignment mark pattern image 400 is filled, and a single frame thick reference alignment mark pattern image 410 is formed. At the same time, bright isolated points within the contraction range in the pattern image 400 of the original reference alignment mark can be removed.

この収縮処理後、アライメント演算処理部170は、この形成した単枠の太い基準アライメントマークのパターン画像410のパターン幅(dx2,dy2)を計測する(S305)。   After the contraction process, the alignment calculation processing unit 170 measures the pattern width (dx2, dy2) of the pattern image 410 of the formed single-frame thick reference alignment mark (S305).

この時、計測場所は2重枠線の枠間距離計測の場合と同じ場所401,402を使用するようにしてもよいし、新たな別の場所411,412を前述したステップS302の処理と同様にしてユーザが選択するようにしてもよい。   At this time, the same locations 401 and 402 as in the case of the measurement of the distance between the frames of the double frame lines may be used as the measurement locations, or new different locations 411 and 412 are used in the same manner as the processing in step S302 described above. Then, the user may make a selection.

そして、アライメント演算処理部170は、この計測したパターン幅dx2,dy2を基に、式(4),式(5)に従って計算し、x方向、y方向それぞれについて、その単枠のパターン幅(枠線の太さ)が最小になる、最大の膨張処理の幅fx2,fy2を決定する。   Then, the alignment calculation processing unit 170 calculates based on the measured pattern widths dx2 and dy2 according to the formulas (4) and (5), and the pattern width (frame size) of the single frame in each of the x direction and the y direction. The maximum expansion processing widths fx2 and fy2 that minimize the line thickness) are determined.

Figure 0005391172
Figure 0005391172

ここで、この最大の膨張処理の幅fx2,fy2は、計測したパターン幅dx2,dy2の画素数が偶数である場合は、単枠が無くならないように最大の膨張処理の幅fx2,fy2を、式(4)に基づき{dx2/2}−1,{dy2/2}−1に決定し、パターン幅dx2,dy2の画素数が奇数である場合は、単枠が無くならないように最大の膨張処理の幅fx2,fy2を式(5)に基づき、{dx2+1}/2,{ dy2+1}/2に決定する。 Here, when the number of pixels of the measured pattern width dx2, dy2 is an even number, the maximum expansion processing width fx2, fy2 is the maximum expansion processing width fx2, fy2, so that the single frame is not lost. When {dx2 / 2} -1 and {dy2 / 2} -1 are determined based on Expression (4) and the number of pixels of the pattern widths dx2 and dy2 is an odd number, the maximum expansion is performed so that the single frame is not lost. The processing widths fx2 and fy2 are determined as {dx2 + 1} / 2 and {dy2 + 1} / 2 based on the equation (5).

続いて、アライメント演算処理部170は、この単枠の太い基準アライメントマークのパターン画像410に基づき決定した膨張範囲(膨張処理の幅fx2,fy2)で、このパターン画像410について、画像情報の膨張処理を行う(S306)。   Subsequently, the alignment calculation processing unit 170 performs image information expansion processing on the pattern image 410 within the expansion range (expansion processing widths fx2, fy2) determined based on the pattern image 410 of the single frame thick reference alignment mark. Is performed (S306).

ここで、膨張処理とは、パターン画像410の膨張範囲内における各画素の輝度値を、近傍の画素中の最大輝度値に置き換える処理である。   Here, the expansion process is a process of replacing the luminance value of each pixel in the expansion range of the pattern image 410 with the maximum luminance value in neighboring pixels.

例えば、近傍の画素を、自身を取り巻く8画素として規定した場合、その輝度値の置き換え処理について式で表すと、式(6)のようになる。   For example, when the neighboring pixels are defined as eight pixels surrounding the pixel, the luminance value replacement process is expressed by an equation (6).

Figure 0005391172
Figure 0005391172

式(6)は、膨張縮範囲内の位置(i,j)で表わされる画素を対象画素とし、この対象画素の輝度を、自身と自身を取り巻く8個の位置(i−1,j−1)〜(i+1,j+1)の画素の中で、輝度が最も高い画素の輝度値に置き換える方法を示している。   In the expression (6), the pixel represented by the position (i, j) within the expansion / contraction range is set as the target pixel, and the brightness of the target pixel is set to eight positions (i−1, j−1) surrounding itself and itself. ) To (i + 1, j + 1), a method of replacing with the luminance value of the pixel having the highest luminance is shown.

なお、式(6)において、i,jは画素の位置、Destは処理後の対象画素の輝度、Imgは元の対象画像の輝度をそれぞれ表す。   In Expression (6), i and j are pixel positions, Dest is the luminance of the target pixel after processing, and Img is the luminance of the original target image.

図4(c)は、図4(b)に示した単枠の太い基準アライメントマークのパターン画像に適切な膨張処理を加えた例を示したものである。   FIG. 4C shows an example in which an appropriate expansion process is added to the pattern image of the single frame thick reference alignment mark shown in FIG.

この決定した膨張範囲内の膨張縮処理により、単枠の太い基準アライメントマークのパターン画像410のパターン幅は細くなり、パターン幅が最小の、例えば1〜2画素の単枠線の基準アライメントマークのパターン画像420が形成される。また、同時に、画像中の、膨張範囲内の暗い孤立点を除去することもできる。   By the expansion / contraction process within the determined expansion range, the pattern width of the pattern image 410 of the single frame thick reference alignment mark is reduced, and the pattern width of the single frame line reference alignment mark having the smallest pattern width, for example, 1 to 2 pixels is reduced. A pattern image 420 is formed. At the same time, dark isolated points in the expansion range in the image can be removed.

以上述べた、一連の収縮処理及び膨張処理からなるパターン画像の形成処理を加えることで、オリジナルの二重枠線の基準アライメントマークのパターン画像400から、単枠の細線化した基準アライメントマークのパターン画像420を作成し、登録することができる。   By adding the pattern image forming process consisting of a series of shrinkage process and expansion process as described above, a single frame thin reference alignment mark pattern can be obtained from the original double frame reference alignment mark pattern image 400. An image 420 can be created and registered.

アライメント演算処理部170は、前述の図2におけるステップS205〜S208及びステップS211〜S214のアライメント実行時には、基準アライメントマークのパターン画像420を画像登録時に決定した収縮処理、膨張処理の範囲と同じ範囲で、ステップ206及びステップS212で採取したパターン画像についても、ステップS207及びステップS213に示すパターン画像の形成処理で収縮処理、膨張処理を行ってから、この一連の収縮処理及び膨張処理からなるパターン画像の形成処理を加えた基準アライメントマークのパターン画像420と、図2のステップ208及びステップS214に示すパターンマッチング処理を行う(S307)。 The alignment calculation processing unit 170 has the same range as the range of the contraction process and the expansion process determined at the time of image registration of the pattern image 420 of the reference alignment mark when executing the alignment in steps S205 to S208 and steps S211 to S214 in FIG. , for the collected pattern image in step S 206 and step S212, the shrinkage treatment in the formation process of the pattern image shown in step S207 and step S213, after performing the expansion processing, the pattern image consisting of a series of contraction process and expansion process the pattern image 420 of the reference alignment mark added forming process, a pattern matching process shown in step S 208 and step S214 in FIG. 2 performed (S307).

もし、ステップ207及びステップS213で行った、基準アライメントマークのパターン画像420を形成した際の順序、設定で、被検査物から採取したパターン画像について形成処理を行い、その収縮、膨張処理の結果、パターンの一部が失われてしまう場合は(S308)、ステップ304以下の処理を繰り返し行うにあたって、必要に応じて、収縮処理の範囲を広げたり、或いは膨張処理の範囲を狭めたりすることもできるし、パターンが太く残ってしまう場合には、膨張処理の範囲を広げることもできる。 If performed in step S 207 and step S213, the order of the time of forming the pattern image 420 of the reference alignment mark, the configuration performs formation processing for the pattern image taken from the object to be inspected, a result of the contraction and expansion process , (S308) if a part is lost pattern, in performing repeatedly steps S 304 following treatment, as necessary, or widen the range of shrinkage treatment, or to or narrow the scope of the expansion process If the pattern remains thick, the expansion process range can be expanded.

次に、第2の実施例として、図2のステップ207及びステップS213に示すパターン画像の形成処理で、不鮮明なパターンを明瞭化する場合の、アライメント演算処理部170が実行するパターン画像の形成処理を説明する。 Next, a second embodiment, the formation process of the pattern image shown in step S 207 and step S213 in FIG. 2, in the case of clarity blurred pattern, formation of a pattern image alignment processing unit 170 executes Processing will be described.

図5は、不鮮明なアライメントマークのパターン画像を、鮮明なアライメントマークのパターン画像に登録しなおす場合の、パターン画像の形成処理のフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart of the pattern image forming process when the pattern image of the unclear alignment mark is registered again as the pattern image of the clear alignment mark.

図6は、その際にアライメント演算処理部が実行する第2の実施例に係るパターン画像の形成処理の経過を模式的に表した図である。   FIG. 6 is a diagram schematically showing the progress of the pattern image forming process according to the second embodiment executed by the alignment calculation processing unit at that time.

不鮮明パターンは、例えばウェハ上に別の材質でパターンを形成した際に、パターンの材質の光学特性がウェハと近い時に発生する。この時、ユーザは、例えば図6(a)に示すような、不鮮明なアライメントマークのパターン画像を取得後(S501)、まずパターン画像のS/N改善処理を施す(S502)。   For example, when the pattern is formed of another material on the wafer, the blurred pattern is generated when the optical characteristics of the pattern material are close to those of the wafer. At this time, for example, after obtaining a blurred pattern image of an alignment mark as shown in FIG. 6A (S501), the user first performs an S / N improvement process of the pattern image (S502).

S/N改善処理は、ランダムノイズを低減するために、複数回画像を取得し、積算処理をかけてもよいし、CCDカメラの感度ムラの影響を低減するために、配線等のパターンの無い場所でパターン画像を取得して減算処理を行ってもよいし、又は両方の処理を適用してもよい。   In the S / N improvement processing, images may be acquired a plurality of times in order to reduce random noise, and integration processing may be performed. In order to reduce the influence of uneven sensitivity of the CCD camera, there is no pattern such as wiring. The pattern image may be acquired at the place and the subtraction process may be performed, or both processes may be applied.

続いて、アライメント演算処理部170は、アライメントマークのパターン画像の輝度分布を取得する(S503)。   Subsequently, the alignment calculation processing unit 170 acquires the luminance distribution of the pattern image of the alignment mark (S503).

輝度分布は、例えば図6(b)に示すように、材質毎に異なる輝度値にピークを持っているため、そこから最適な値(輝度ピークの間の谷の部分)をしきい値に決定して(S504)、例えば図6(c)に示すように、画像を2値化する(S505)。 For example, as shown in FIG. 6B, the luminance distribution has a peak at a luminance value that differs for each material, and an optimum value (a valley portion between luminance peaks) is determined as a threshold value. Then, for example, as shown in FIG. 6C, the image is binarized ( S505 ).

以上の一連の処理を加えることで、不鮮明なアライメントマークのパターン画像を鮮明にすることができ、アライメント成功確率を向上させることができる。   By adding the above-described series of processing, the pattern image of the unclear alignment mark can be made clear, and the alignment success probability can be improved.

本実施例のパターン画像の形成処理は、基準アライメントマークのパターン画像の登録時のみに基準アライメントマークのパターン画像に対して適用してもよいし、アライメント実行時に、図2に示すステップ206及びステップS212で被検査物から採取したパターン画像にステップ207及びステップS213で適用してもよい。その適用についても、パターン画像の登録時又は採取時に、アライメント演算処理部170が登録又は採取したパターン画像に基づいて自動でしきい値を決定して2値化して行う構成とすることも、ユーザインタフェース装置190を用いてユーザにしきい値の決定等を確認させながら行わせる構成とすることも可能である(S506)。基準アライメントマーク画像登録時のみに適用した場合は、アライメント時間の増加を防ぐことができる。 Formation process of the pattern image of the present embodiment, to the time of registration only of standard alignment mark pattern images may be applied to the reference alignment mark pattern image, when the alignment performed, and step S 206 shown in FIG. 2 the pattern image taken from the object to be inspected in step S212 may be applied in step S 207 and step S213. Regarding the application, at the time of registration or collection of the pattern image, the threshold value is automatically determined based on the pattern image registered or collected by the alignment calculation processing unit 170 and binarized. It is also possible to adopt a configuration in which the interface device 190 is used to make the user confirm the threshold value determination or the like (S506). When applied only at the time of reference alignment mark image registration, an increase in alignment time can be prevented.

もし、輝度分布から適切なしきい値が決められない場合は(S507)、S/N改善処理からやり直してもよいし、実際にしきい値を振りながら2値化前の画像とパターンマッチングをかけ、一致度が最大になる値をしきい値としてもよい。   If an appropriate threshold value cannot be determined from the luminance distribution (S507), the S / N improvement processing may be performed again, or pattern matching is applied to the image before binarization while actually shifting the threshold value. A value that maximizes the degree of matching may be used as the threshold value.

また、アライメントマークとその周辺部が3種類以上の材質で形成されている場合、しきい値を複数用意して多値化(例えば、3種類の材質の場合、2個のしきい値で3値化)してもよい。   In addition, when the alignment mark and its peripheral part are formed of three or more kinds of materials, a plurality of threshold values are prepared to be multi-valued (for example, three kinds of materials are represented by three threshold values. (Value).

次に、第3の実施例として、図2のステップ207及びステップS213に示すパターン画像の形成処理で、不鮮明なパターンを明瞭化する場合の、アライメント演算処理部170が実行するパターン画像の形成処理を説明する。 Next, as a third embodiment, pattern image formation executed by the alignment arithmetic processing unit 170 when the unclear pattern is clarified in the pattern image formation processing shown in steps S 207 and S 213 of FIG. Processing will be described.

図7は、不鮮明なアライメントのパターン画像を、細線化したアライメントマークのパターン画像として登録する時のフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart for registering an unclear alignment pattern image as a thinned alignment mark pattern image.

図8は、その際にアライメント演算処理部が実行する第2の実施例に係るパターン画像の形成処理の経過を模式的に表した図である。   FIG. 8 is a diagram schematically showing the progress of the pattern image forming process according to the second embodiment executed by the alignment calculation processing unit at that time.

材質間の輝度ピークが近い場合や、ノイズを十分低減できなかった場合、図8(a)に示すように、アライメントマークのパターン画像中の、パターン部、背景部の両方に多数の孤立点(ノイズ)が乗ってしまうことがある。   When the luminance peaks between the materials are close or noise cannot be sufficiently reduced, as shown in FIG. 8A, a large number of isolated points (both in the pattern portion and the background portion in the alignment mark pattern image) Noise) may get on.

このような不鮮明パターンは、例えばウェハ上に別の材質でパターンを形成した際に、材質間の輝度ピークが近い場合や、ノイズを十分低減できなかった場合に発生する。   Such an unclear pattern occurs, for example, when a pattern of different materials is formed on a wafer, when luminance peaks between the materials are close, or when noise cannot be sufficiently reduced.

この時、ユーザは、アライメントマークのパターン画像を取得後(S701)、まず画像のS/N改善処理を施す(S702)。   At this time, after obtaining the pattern image of the alignment mark (S701), the user first performs an S / N improvement process on the image (S702).

そして、ユーザは、まず、S/N改善処理を施したパターン画像を2値化した上で(S703)、ユーザインタフェース装置190を用いて、画像のパターン部(アライメントマーク)、背景部(アライメントマークの周り)を見比べ、パターン部の方が明るい場合は前述した収縮処理を、暗い場合は前述した膨張処理を第一の処理として選択し、逆の処理(収縮なら膨張、膨張なら収縮)を第二の処理として選択する(S704)。この2値化処理選択処理は、装置側のアライメント演算処理部170が、アライメント記憶装置180に予め記憶されている情報を基に自動的に実行することも可能である。   The user first binarizes the pattern image subjected to S / N improvement processing (S703), and then uses the user interface device 190 to use the pattern portion (alignment mark) and background portion (alignment mark) of the image. If the pattern area is lighter, the shrinking process described above is selected as the first process, and if it is dark, the expansion process described above is selected as the first process. The second process is selected (S704). This binarization process selection process can be automatically executed by the apparatus-side alignment calculation processing unit 170 based on information stored in advance in the alignment storage device 180.

図8 (a)は、上述したステップS703で2値化した画像例である。
この場合はパターン部が背景部よりも明るいため、膨張処理を第一の処理として、収縮処理を第二の処理として選択する。続いて、選択した順序に従って処理を加える。
FIG. 8A shows an example of an image binarized in step S703 described above.
In this case, since the pattern part is brighter than the background part, the expansion process is selected as the first process and the contraction process is selected as the second process. Subsequently, processing is performed according to the selected order.

第一の処理の範囲は、ユーザインタフェース装置190を用いて、処理後の画像を確認しながら、パターン画像内部のノイズ(孤立点)が消去できるようにユーザが設定してもよいし、装置側のアライメント演算処理部170が、パターン画像内のノイズ(孤立点)のうち、一番大きいものを検出して、そこから処理幅を決定するようにしてもよい。   The range of the first processing may be set by the user so that the noise (isolated point) inside the pattern image can be erased while checking the processed image using the user interface device 190, or on the device side. The alignment calculation processing unit 170 may detect the largest noise (isolated point) in the pattern image and determine the processing width therefrom.

第一の処理を加えると(S704)、例えば図8(b)のような、パターン中のノイズが無い画像を得ることができる。その後に、この画像に対して第二の処理を加える(S706)。   When the first processing is added (S704), for example, an image having no noise in the pattern as shown in FIG. 8B can be obtained. Thereafter, a second process is added to this image (S706).

第二の処理の範囲は、背景部のノイズ(孤立点)が消去できるような範囲をユーザが設定してもよいし、実施例1と同じように、装置側でパターン幅を計測し、パターン幅が最小となるように設定してもよい。   The range of the second processing may be set by the user so that the background noise (isolated point) can be erased. As in the first embodiment, the pattern width is measured on the apparatus side to determine the pattern. You may set so that a width | variety may become the minimum.

以上の一連の処理を加えることで、不鮮明なパターン画像から、細線化した鮮明なパターン画像を作成し、登録することができる。   By adding the above-described series of processing, it is possible to create and register a fine pattern image that is thinned from an unclear pattern image.

アライメント実行時には、実施例1と同じように処理範囲を登録時と同じにして、アライメント演算処理部170が採取したパターン画像に対して上述した同様に第一,第二の処理等を実行すればよいし(S707)、もし、収縮、膨張処理の結果ノイズが残る、パターンの一部が欠ける等の問題があれば(S708)、装置側で処理の範囲や2値化の閾値を変えるようにしてもよいし、若しくはユーザインタフェース装置190を用いてユーザが変更できるようにしてもよい。   When the alignment is executed, if the processing range is the same as that at the time of registration as in the first embodiment, and the first and second processes are performed on the pattern image collected by the alignment calculation processing unit 170 in the same manner as described above. If there is a problem such as noise remaining as a result of contraction and expansion processing (S707), or a part of the pattern is missing (S708), the processing range and the binarization threshold value are changed on the apparatus side. Alternatively, the user interface device 190 may be used to change the user.

1 異物検査装置、
2 ウェハ
3 チップ
4 アライメントマーク
10 照明部(異物検出系)、
20 検出部(異物検出系)、
30 Xスケール、
40 Yスケール、
50 照明部(表面高さ位置検出系)、
60 検出器(表面高さ位置検出系)、
70 検査ステージ
80 アライメント検出系、
100 処理装置、
110(111,112) A/D変換器、
120(121,122) 画像処理装置、
130 異物判定処理部、
131 判定回路
132,133 テーブル
140 座標管理装置、
150 検査結果記憶装置、
160 ステージ制御装置、
170 アライメント演算処理部
180 アライメント記憶装置
190 ユーザインタフェース装置
191 画像表示部
192 入力部
200 アライメント測定装置
400 基準アライメントマーク

1 Foreign matter inspection device,
2 Wafer 3 Chip 4 Alignment mark 10 Illumination part (foreign matter detection system),
20 detection unit (foreign matter detection system),
30 X scale,
40 Y scale,
50 Illumination unit (surface height position detection system),
60 detector (surface height position detection system),
70 Inspection stage 80 Alignment detection system,
100 processing equipment,
110 (111, 112) A / D converter,
120 (121, 122) image processing apparatus,
130 foreign matter determination processing unit,
131 judgment circuit 132, 133 table
140 coordinate management device,
150 test result storage device,
160 stage controller,
170 Alignment Calculation Processing Unit 180 Alignment Storage Device 190 User Interface Device 191 Image Display Unit 192 Input Unit 200 Alignment Measuring Device 400 Reference Alignment Mark

Claims (2)

被検査物の表面に光ビームを照射し、反射光又は散乱光の受光強度より画像信号を取得し、隣接した被検査物から得られた画像信号と比較して被検査物表面に存在する異物の有無を検査する異物検査装置において、
前記被検査物の表面上に形成され、二重枠線を含む多重枠線で形状が輪郭付けられたアライメントマークのパターン画像を含む画像データを採取する装置と、
当該採取した画像データの画素毎の輝度分布を取得する解析手段と、
該解析手段により取得した輝度分布に基づいて、当該採取したアライメントマークのパターン画像におけるアライメントマークの形状を輪郭付ける多重枠線間の枠間距離を計測し、当該枠間距離に基づき決定された処理幅で各枠線を取り巻く画素に対して輝度値の置換処理を施して、隣り合う枠線同士をつなげた単枠のアライメントマークのパターン画像にした後、当該単枠のアライメントマークのパターン画像における枠太さを計測し、当該枠太さに基づき決定された処理幅で当該単枠の枠縁画素に対して輝度値の置換処理を施して、細線化した単枠のアライメントマークのパターン画像にする処理手段と
を備えていることを特徴とする異物検査装置。
Foreign matter present on the surface of the inspection object by irradiating the surface of the inspection object with a light beam, obtaining an image signal from the received light intensity of reflected light or scattered light, and comparing with an image signal obtained from an adjacent inspection object In foreign matter inspection equipment that inspects the presence or absence of
An apparatus for collecting image data including a pattern image of an alignment mark formed on the surface of the object to be inspected and contoured with multiple frame lines including a double frame line ;
An analysis means for obtaining a luminance distribution for each pixel of the collected image data ;
Based on Brightness distribution obtained by the analysis means, measures a frame distance between multiple border attaching outline the shape of the alignment marks in the pattern image of the alignment marks the collected, is determined on the basis of inter the frame distance After applying a luminance value replacement process to the pixels surrounding each frame line with the processed width to form a single frame alignment mark pattern image that connects adjacent frame lines, the single frame alignment mark pattern A single-frame alignment mark pattern that is thinned by measuring the frame thickness in the image and performing a luminance value substitution process on the frame edge pixels of the single frame with a processing width determined based on the frame thickness. A foreign matter inspection apparatus comprising processing means for converting an image .
被検査物の表面上に形成され、二重枠線を含む多重枠線で形状が輪郭付けられたアライメントマークのパターン画像を含む画像データを採取する採取工程、
当該採取した画像データの画素毎の輝度分布を取得する解析工程、
該解析工程により取得した輝度分布に基づいて、当該採取したアライメントマークのパターン画像におけるアライメントマークの形状を輪郭付ける多重枠線間の枠間距離を計測し、当該枠間距離に基づき決定された処理幅で各枠線を取り巻く画素に対して輝度値の置換処理を施して、隣り合う枠線同士をつなげた単枠のアライメントマークのパターン画像にした後、当該単枠のアライメントマークのパターン画像における枠太さを計測し、当該枠太さに基づき決定された処理幅で当該単枠の枠縁画素に対して輝度値の置換処理を施して、細線化した単枠のアライメントマークのパターン画像にする処理工程
を有するアライメント調整方法。
A sampling step for collecting image data including a pattern image of an alignment mark formed on the surface of the object to be inspected and contoured with multiple frame lines including a double frame line ,
Analysis step you get a luminance distribution of each pixel of the image data the collected,
Based on Brightness distribution obtained by the analysis process, to measure the frame distance between multiple border attaching outline the shape of the alignment marks in the pattern image of the alignment marks the collected, is determined on the basis of inter the frame distance After applying a luminance value replacement process to the pixels surrounding each frame line with the processed width to form a single frame alignment mark pattern image that connects adjacent frame lines, the single frame alignment mark pattern A single-frame alignment mark pattern that is thinned by measuring the frame thickness in the image and performing a luminance value substitution process on the frame edge pixels of the single frame with a processing width determined based on the frame thickness. An alignment adjustment method including a processing step for converting an image .
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017044671A (en) * 2015-08-28 2017-03-02 三重富士通セミコンダクター株式会社 Inspection system and inspection method
CN108344738B (en) * 2018-01-22 2021-07-27 翰飞骏德(北京)医疗科技有限公司 Imaging method for hydroxyapatite and device thereof

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03201454A (en) * 1989-12-28 1991-09-03 Fujitsu Ltd Aligning method for semiconductor device
JP3436126B2 (en) * 1998-04-15 2003-08-11 松下電器産業株式会社 Sheet recognition mark
JP3994223B2 (en) * 2002-12-13 2007-10-17 株式会社ニコン Overlay measuring device and overlay measuring method
JP4057479B2 (en) * 2003-06-27 2008-03-05 日本アビオニクス株式会社 Pattern inspection method
JP4753150B2 (en) * 2005-03-29 2011-08-24 株式会社ニコン Image measuring device
JP2008101962A (en) * 2006-10-18 2008-05-01 Toray Ind Inc Alignment mark recognizing method
JP5154527B2 (en) * 2009-09-16 2013-02-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ Foreign matter inspection device

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