JPH0313850A - ウエハ欠陥検査の画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、シリコンウェハ製造におけるウェハの欠陥
の検査方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ウェハの欠陥検査は顕微鏡による目視検査が主で
あったが、最近になってカメラと画像処理装置を用い、
カメラから得られる画像信号を画像処理する検査方法が
提案されている。ところが欠陥が全くないウェハの画像
であっても、照度（画像の明るさ）は画面全体にわたっ
て一様均一ではない、照度は画面の上下方向（Ｙ軸）で
も左右方向（Ｘ軸）でもある一定の差異を持ち、その差
異は装置およびウェハの品種に固有のものであることが
知られている。この差異をそのままにして判定すると実
欠陥以外を欠陥として検出してしまう等の悪影響がある
ので１次のようなリファレンス画像を使用する補正が行
なわれてきた。この方法は予めメモリにストアした欠陥
の映像の標準形態と検査対象のウェハ製品の検査結果を
比較する前に欠陥のない同じ品種でかつ同じ照度分布を
もったリファレンス画像をメモリの中に用意し、検査対
象のウェハ製品の検査結果とリファレンス画像を比較し
照度分布を補正するものである。この方法を第１図、第
２図および第３図によって説明する。第１図において１
はカメラで得られた画像の範囲を示し、２は欠陥を示す
点映像である。ところが実際の画面にはこの欠陥による
点映像だけではなく、欠陥以外の原因による点映像も多
数現われる。

ただしこの欠陥以外の原因による点映像の照度は、一般
的には欠陥による点映像の照度より低い照度であり、た
またま高い照度のものがあったとしても点映像の点の形
状が特異なものであったりして、欠陥との区別が容易に
付くものである。また第１図の画像の範囲１において照
度は一様一均ではなく、例えば左の照度は右より高く、
上の照度は下より高い、この状況を第２図に示す、第２
図は第１図の照度分布を３次元座標で表したものであり
、Ｘ、Ｙ軸は横、ａの位置を表し、Ｚ軸は照度の高さを
表す、３は欠陥部の照度が高い様子を示している。第２
図と同じウェハ品種であって欠陥のないものを同じ装置
で測定した画像すなわちリファレンス画像の照度分布を
第３図に示す０両画像の比較する方法としては、画面間
減算が使用される。その結果は、欠陥による点映像と欠
陥以外の原因による点映像が現われるが、予め定めた一
定の照度より低い点映像は欠陥と見做さない処理をおこ
ない、それでも残る照度の高い点映像に対して形状判定
処理を行なう、形状判定処理方法としては、例えば特公
昭６１−１９４７３７号においては欠陥の映像の標準形
態を予めメモリにストアしておき、検査対象のウェハ製
品の検査結果と比較するパターンマツチング方法が紹介
されている。

以上のような方法が、リファレンス画像を利用した欠陥
検査方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来技術の手法では、少なくとも製造品種ロッドかかわ
ると、製造品種ロッドに適したリファレンス画像を再記
憶させなければ照度分布の補正を行なうことができない
ため、実欠陥のみを正確に検出することができない。ま
た、同一製造品種ロンドのなかでも検査対象ウェハの照
度分布がリファレンス画像の照度分布と極端に変化した
場合は自動検査精度が悪化し、検査作業の中断をせざる
をえない。

〔問題点を解決するための手段・作用〕ウェハの一画像
を、波長領域の異なるＲ（赤）。

Ｇ（緑）、Ｂ（青）に分光した場合、それぞれの波長の
画像には次のような特徴があることに着目した。

（１）Ｇ波長（色）の画像は欠陥部と欠陥部なし部の照
度変化が木きい。

（２）Ｂ波長（色）の画像は欠陥部と欠陥部なし部の照
度変化が小さい。

（３）照度分布はＧ、Ｂ画像共、同一である。

したがって、Ｇ波長（色）の画像からＢ波長（色）の画
像を画面間減算することにより、照度分布の不均一性が
補正できた画像が得られる。

検査作業の中断による作業効率低下という、上述の課題
を解決するために、少なくとも２種類の互いに異なる波
長領域毎に分光して撮影された第１および第２の画像を
入力し、第１の画像を欠陥参照画像とし、第２の画像を
照度分布参照画像とし、前記欠陥参照画像の照度分布か
ら該照度分布黒画像の照度分布を減算することによって
、前記欠陥参照画像から照度分布の影響を少なくして欠
陥の検出を行なうことを特徴とする、ウェハ欠陥検査の
画像処理方法を発明した。

〔実施例〕

使用する装置の構成を第４図にて説明する。この例では
、微分干渉顕微ｆｉ４によって、検査対象のウェハ５の
拡大画面を得ている。検査対象の、ウェハは、ウェハが
多数枚入ったウェハカセット６から１枚ずつ微分干渉顕
微鏡下に自動的に搬送され検査所定位置に位置決めされ
る０位置決めされると自動焦点機構により焦点合わせが
行なわれる。

焦点が合うと、微分干渉顕微鏡で得られる画像は、カラ
ーカメラフによって撮像される。このカラーカメラは、
入射光をダイクロイックプリズムによってＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の３原色に分光（色分解）し、分解さ
れた３つの画像を同時に撮影し、３つの画像信号を出力
する。カラーカメラから出力されるＲ、Ｇ、Ｈの各画像
信号のうち、この例ではＧとＢの２つだけが、Ｇを欠陥
参照画像、Ｂを照度分布参照画像として画像処理装置Ｅ
８に入力され処理される。なお、画像処理装置には、撮
像した各画像の照度（明るさ）を量子化したＧおよびＢ
のデジタル信号が印加される。画像処理装置の制御はｃ
ｐυ９で行なわれる。

次に、この画像処理装置の処理内容について説明する。

第５図に、画像処理装置の処理手順の概略を示す。第５
図を参照して説明する。入力されるＧおよびＢの各画像
信号は、それぞれ、まず前処理を行なう。この前処理で
は、Ｂの画像信号に対しては第６図にしめすように８画
像を縦２５６ビツト５横２５６ビツトにさいの目に分割
し、８連結の最小値フィルタ処理１０をほどこした後で
平滑化処理１１を施す。この処理によって、Ｂの画像信
号に多少含まれる欠陥部に対する照度変化の成分が消滅
し、照度分布のみが抽出される。また、Ｇの画像信号に
対しても第６図にしめすように、縦２５６ビツト、横２
５６ビツトにさいの目に分割し、８連結の最大値フィル
タ処理１２を施す、この処理によって、欠陥部の照度変
化が強調された画像情報が得られる。各画像情報の変化
の様子を第７図に示す、Ｂ１と８２が、それぞれ前処理
を受ける前と後の８画像の照度分布状態を示し、Ｇｌと
６２が、それぞれ前処理を受ける前と後の６画像の照度
分布状態を示している。第７図中で、ウェハの欠陥は１
７で示され、ウェハ上の異物は１８で示される。

更に、前処理の結果得られるＢの画像情報Ｂ２を第５図
の減算処理１３において、減算処理する。

すなわち、この例ではＢ２の各画素の照度から２０（定
数）を減算し、８画像上の照度分布に対応する照度分布
の補正情報Ｂ３を生成する。なお、減算する定数は、画
像Ｂ２の階調数と画像の内容に適合する値が用いられる
ので、２０に限定されるものではない。

次に、第５図の減算処理１４において、前処理され九０
画像Ｇ２から減算処理１４の結果得られるＢ画像Ｂ３を
画素毎に減算する。これによって、照度分布の不均一性
が補正されたＧ画像Ｇ３が得られる。第７図に照度分布
を示すＢ画像Ｂ３と、それによって照度補正されたＧ画
像Ｇ３の照度分布とを示す。

照度補正されたＧ画像Ｇ３は、次に第５図の２値化処理
１５をうける。すなわち１画像Ｇ３のそれぞれの画素の
照度の値を、予め定めたしきい値と比較し、それらの大
小に応じて、各画素を１または０に識別する。Ｇ画像Ｇ
４は、欠陥部が１と認識されたものである。ウェハ上の
異物に対する照度は、しきい値以下であることがら０と
識別された。欠陥検出処理１６において、欠陥の有無お
よび数を検出する。万一、ウェハ上の異物が２値化処理
された後１と識別されたとしても、欠陥検出処理１６に
おいて、形状判断を行なうことから。

欠陥と異なった形状の結果は欠陥外と識別され、カウン
ト外となる。

以上の画像処理を所定の複数検査点に対し同様に繰り返
し、連続的に欠陥検査を実施する。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によれば、検査対象のウェハの一画像
自体から、欠陥を検出するための画像と照度分布を補正
するための画像とをとりうるので。

別途に製品ロッド毎のリファレンス画像を用意する必要
がない。また、製造品種ロッドが変わってもリファレン
ス画像の再入力のための欠陥検査作業の中断がない。

【図面の簡単な説明】

第１図はカメラで得られた画像の様子を表す平面図、第
２図は第１図の照度分布を３次元座標で表した斜視図、
第３図は第２図のリファレンス画像の照度分布を表した
斜視図、第４図は本発明の装置構成を示したブロック図
、第５図は本発明の実施例における画像処理手順を示す
ブロック図。 第６図は画像処理するうえの画像を分割する様子を示す
平面図、第７図は処理されろ各画像の照度分布を３次元
座標で表した斜視図である。 戸１ 図 声 図 第 じ召 声 因 戸 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ウェハを撮影して得られる画像を処理して欠陥の検査を
   行なうウェハ欠陥検査の画像処理方法において； 少なくとも２種類の互いに異なる波長領域毎に分光して
   撮影された第１および第２の画像を入力し、第１の画像
   を欠陥参照画像とし、第２の画像を照度分布参照画像と
   し、前記欠陥参照画像の照度分布から該照度分布参照画
   像の照度分布を減算することによって、前記欠陥参照画
   像から照度分布の影響を少なくして欠陥の検出を行なう
   ことを特徴とする、ウェハ欠陥検査の画像処理方法。