JPH0357241A - 自動外観検査装置 - 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〕 本発明は半導体装置などの外観を自動的に検査する技術
、特に、半導体装置の！！造工程における半導体ウエハ
の外観検査に用いて効果のある技術に関するものである
。

〔従来の技術］ 例えば、半導体ウェハの欠陥を検出する外観検査におい
ては、検査データを画像処理して自動的に外観検査を行
うほか、検査員が画像表示装置の画面を監視し、目視に
よって欠陥の判定、識別などを行っている。

従来の外観検査装置として、例えば、Ｊｕｌｙ１９８９
．Ｓｏｌｉｄ　　ｓｔａｔｅ　　ｔｅｃｈ−１ｏ１ｏｇ
ｙ　（ソリッド・ステート・テクノロジー）／日本語版
（１　９　８　９年６月号）、Ｐ４４〜Ｐ４８、「自動
ウェーハ検査による歩留り向上」に記載のものがある。

この装置における目視確認磯能は、テレビカメラで得た
何像情報を、白黒のモニタテレビに画像表示するもので
ある。検査員よ、画像検出センサの出力データに基づい
て作戊された欠陥位置座標を参照して、モニタテレビ上
の欠陥位置を認識し、その部位の画像状呪から欠陥の内
容を判定する。また、上記装置では、目視５４　３１４
機能を充実する場合、オプションとして用意されている
付加ｉｔを追加できるようにされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記の如く白黒のモニタテレビを目視確認に
用いた外観検査装置においては、その実写画像が単なる
濃淡画像として表現されるものであり、欠陥位置を知る
のは比較的容易であるが、欠陥がどのようなものである
かについての判定は容易ではない。このため、外観検査
の目視確認にかなりの時間を要していた。また、目視確
認機能を充実するためには、付加装置の追加が必要にな
り、コストアンプも招いていた。

そこで、本発明の目的は、目視確認を短時間に能率良く
行うことのできる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

〔課題を解決するための手段二 本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下の通りである。

すなわち、被検査物の表面画像を検出する画像検出手段
と、該手段によって（４’ｙれた画像に基づいてその画
像内の欠陥を検出する欠陥検出手段と、前記画像検出手
段によって得られる画像を濃淡画像として表示するａ淡
画像表示手段と、前記被検査物の表面画像をカラー撮像
するカラー画像撮影手段と、該カラー画像撮影手段によ
って得られたカラー画像を表示するカラ一画像表示手段
とを設けるようにしたものである。

Ｅ作用〕 上記した手段によれば、欠乃位置の確認が容易であるも
のの欠陥内容の識別や判定が困難な濃淡画像と、及び欠
陥位置の確認には不向きであるものの欠陥内容の識別や
判定に適したカラー画像とが得られ、両者の長所の組み
合わせにより、欠陥を迅速に確認及び評価することが可
能になる。したがって、目視確認作業を能率よく行うこ
とが可能になる。

〔実施例） 第１図は本発明による自動外観検査装置の一実施例を示
すプロンク図、第２図は処理例を示すフローチャートで
ある。

第ｌ図において、ステージベースｌ上には水平移動自在
に検査ステージ２が設置され、この検査ステージ２上に
ウェハ３　（被検査物）がセットされる。検査面を照明
するための光源である照明ランブ４が設けられ、その光
は水平に出力される。

その光路上にはハーフミラー５が設置され、照明光を検
査面へ反射させる。このハーフミラー５と検査面との間
の光路中には照射光を検査面に集中させると共に、検査
面よりの反射光を検出センサの受光面に結像させる対物
レンズ６が設けられている。

検査面よりの反射光の光路上のハーフミラー５の出側に
は、ハーフミラー７が設けられ、入射光を直進方向と直
角方向の２方向に分光させている。

さらに、ハーフミラー７の直進光路上には検査面の画像
を検出する画像検出手段としてのＣＣＤ　（電荷結合素
子）などによる画像検出センサ８が設けられている。ま
た、ハーフミラー７の分岐光路上には検査面の画像をカ
ラー撮影するカラーテレビカメラ９　（カラー画像撮影
手役）が配設されている。

カラーテレビカメラ９には、撮影画像をカラー表示する
ためのカラーモニタテレビ１０　（カラー画像表示手段
）が接続され、このカラーモニタテレビ１０には撮影画
像をフロッピーディスクなどの記録媒体に録画し、必要
に応じて記録画像をカラーモニタテレビｌＯに再生する
ためのビデオフロッピー装置１１が接続されている。

一方、画像検出センサ８には、その検出データから欠陥
を検出する欠陥検出手段としての欠陥検出回路ｌ２が接
続されている。この欠陥検出回路１２には、画像検出セ
ンサ８で検出した画像情報を格納する画像メモリ１３、
及び欠陥検出結果に基づいて処理した欠陥位置情報を格
納する欠陥位置情報格納メモＩＪ　１　４が接続されて
いる。画像メモリｌ３には画像検出センサ８で得た画像
を濃淡画像で表示するための濃淡画像モニタテレビｌ５
が接続されている。この濃淡画像モニタテレビ１５及び
画像メモリ１３が濃淡画像表示手段を形戊している。

また、自動外観検査装置の全体の制御を行うためにマイ
クロコンピュータ１６が設けられている。

このマイクロコンピュータ１６は、図示を省略している
が、プログラムが格納されたＲＯＭ（’Ｊ−ド・オンリ
ー・メモリ）、データなどを格納するＲＡＭ（ランダム
・アクセス・メモリ〉、外部回路などの接続に用いられ
るインターフェース、及びこれらと泪互に接続されるＣ
ＰＵ　（中央処理装置）などから構成されている。

このマイクロコンピュータｌ６には、欠陥位置情報格納
メモリ１４、人力データなどを表示するディスプレイ１
７、各種の指示やデータを入力するためのキーボードＩ
８、及び検査ステージ２の移動を制御するだめのステー
ジ駆動回路１９が接続されているっ さらに、画像検出センサ８及びカラーテレビカメラ９で
取得した画像では確認できない欠陥に対する目視確認を
行えるようにするため、ステージベース１上（照明ラン
ブ４による照明光の照射位置より離れた場所）には、そ
の倍率を可変可能な金属顕微鏡２０が設置されている。

この金真顕微鏡２０による観察結果を記録保存するため
に、その接眼部に連結して撮影可能なカメラ２ｌが取付
けられている。

次に、第２図を参照して以上の構或による実施例の動作
を説明する。

まず、検査者がキーボードｌ８を操作して検査開始指令
をマイクロコンピュータｌ６に与える（ステップ１０ｌ
〉。これによリ−ステージ駆動回路ｌ９が駆動され、ウ
ェハ３を載置した検査ステージ２は所定の位置へ移動す
る。照明ランブ４が点灯し、ウエハ３の検査面が照明さ
れる。その検査面からの反射光は、対物レンズ６及びハ
ーフミラー７を介して画像検出センサ８に達し、ウェハ
画像として検出される。

ステージベースｌ上を検査ステージ２が少しづつ移動す
ることによって、ウエハ３上の各位置の画像が順次検出
され、その時々の検出画像が欠陥検出回路Ｉ２に人力さ
れる。欠陥検出回路ｌ２は、人力された２つのチップに
対する検出画像を相互に比較し、両者の一致、あるいは
不一致によって欠陥の有無を判定する（ステップｌ０２
）。このρＪ定によって欠陥が検出された場合、その欠
陥の存在位置が欠陥位置情報格納メモリ１４に格納され
ろくステップ１０３）。

このような欠陥検出処理は、チップ数が極めて多いこと
から、欠陥検出があっても、その段階で目視確認は行わ
ず、全ての検査が終了してから実行する。

１枚のウエハ３に対する欠陥検査の終了が判定されると
〈ステップ１０４）、マイクロコンピュータｌ６は欠陥
位置情報格納メモリ１４に格納されている欠陥位置情報
を読み出し（ステップ１０５）、この情報に基づいて欠
陥部が対物レンズ６の直下になるように検査ステージ２
を制御する（ステップ１０６）。

すると、ウエハ３上の画像がハーフミラー７を介してカ
ラーテレビカメラ９によって撮影されているため、検査
者はカラーモニタテレビ１０によって、肉眼で見るのと
同一の色彩による画像を目視することができる（ステッ
プ１０７）。このカラーモニタテレビＩＯによる画像は
、欠陥がどのような種類（内容）のものかを識別するた
めには極めて有効であるが、欠陥がどの部位にあるかを
見つけだす為には不向きである。

そこで、欠陥位置が不明の場合（ステップ１０８）、キ
ーボード１８によって再検査指令を人力し、欠陥位置を
含む小領域についてのみ再検査を行う（ステップ１０９
）。まず、欠陥検出回路ｌ２によって欠陥を検出し、検
出した欠陥部に色を付けて強調した画像を画像メモＵ　
１　３に格納し、これを読み出して濃淡画像モニタテレ
ビ１５に表示する（ステップ１１０）。

このとき、微小な欠陥のために濃淡画像モニタテレビ１
５によっても発見出来ない場合、表示されている画面の
位置についてのみ再検査を行い、欠陥部を特定の色表示
（例えば、赤点で表示）するなどの強調処理をする。

ステップ１１０による濃淡画像と、カラーモニタテレビ
１０上のカラー画像とを比較参照し、カラー画像上の欠
陥位置を確認する（ステップ１１１）と共に、その欠陥
位置における画像内容から欠陥の種類を判定する。

次に、欠陥部が微小であるなどしてモニタテレビによる
観察では不十分な場合（ステップ１１２〉、キーボード
ｌ８より検査ステージ２移動指令を人力し、検査ステー
ジ２を第ｌ図の実線位置から破線位置の金属顕微鏡２０
の直下へ移動させる（ステップｌ１３）。この場合の移
動量は、対物レンズ６による観察位置と金属顕微鏡２０
による観察位置のオフセット量を予め登録しておき、こ
れを移動量とすればよい。ここで、必要な倍率にセット
して欠陥部を精査する（ステップ１１４）。

全てＱ欠陥の観察の終了が判定されない（ステップｌ１
５）場合、次の欠陥の観察をおこなうための処理に移り
（ステップ１１６）、ステップ１０５以降の処理を繰り
返す。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものでは無く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることは言うまでもない。

例えば、以上の実施例においては、カラーモニタ用と濃
淡画像モニタ用の２台のモニタテレビを並設するものと
したが、１台のカラーモニタテレビ上にウィンドウ処理
により、同時に濃淡画像とカラー画像を表示するように
してもよい。また、同一フレームにして濃淡画像とカラ
ーｒＩｆＩ像とを重合わせて表示し、あるいは交互に表
示する方式としてもよい。

以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明をその利用分野であるウェハの外観検査に適用した場
合について説明したが、これに限定されるものでは無く
、検査員などによる目複確認を必要とするすべてに適用
できる。たとえば、マスク、レチクル、レジストなどの
外観検査に対しても適用することができる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。

すなわち、被検査物の表面画像を検出するｖｆＪ像検出
手段と、該手段によって得られた画像に基づいてその画
像内の欠陥を検出する欠陥検出手段と、前記画像検出手
段によって得られる画像をａ淡画像として表示するａ淡
画像表示手段と、前記被検査吻の表面画像をカラー撮像
するカラー画像撮影手段と、該カラー画像撮影手段によ
って得られたカラー画像を表示するカラー画像表示手段
とを設けるようにしたので、欠陥の発見及び確認が容易
になり、目視確認の作業効率が向上すると共に、欠陥判
別の信頼性の向上も可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動外観検査装置の一実施例を示
すブロック図、 第２図は自動外観検査の処理例を示すフローチャートで
ある。 １・・・ステージベース、２・・・検査ステージ、３・
・・ウェハ　４・・・照明ランプ、５．７・・・ハーフ
ミラー　６・・・対物レンズ、８・・・画像検出センサ
、９・・・カラーテレビカメラ、１０・・・カラーモニ
タテレビ、１１・・・ビデオフロッピー装置、１２・・
・欠陥検出回路、１３・・・画像メモリ、１４・・・欠
陥位置情報格納メモリ、１５・・・濃淡画像モニタテレ
ビ、ｌ６・・・マイクロコンピュータ、１７・・・ディ
スプレイ、１８・・・キーボード、１９・・・ステージ
駆動回路、２０・・・金属顕微鏡、２ｌ・・・カメラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検査物の表面画像を検出する画像検出手段と、該
   手段によって得られた画像に基づいてその画像内の欠陥
   を検出する欠陥検出手段と、前記画像検出手段によって
   得られる画像を濃淡画像として表示する濃淡画像表示手
   段と、前記被検査物の表面画像をカラー撮像するカラー
   画像撮影手段と、該カラー画像撮影手段によって得られ
   たカラー画像を表示するカラー画像表示手段とを具備す
   ることを特徴とする自動外観検査装置。 ２、前記濃淡画像表示手段は、欠陥部を表示するに際し
   、特定の色付け或いはマーキングを行って前記欠陥部の
   表示を行う画像処理手段を含むことを特徴とする請求項
   １記載の自動外観検査装置。 ３、欠陥の位置情報を格納するメモリと、欠陥観察時に
   前記メモリより読み出した欠陥位置情報に基づいて前記
   被検査物の欠陥部を検査視野に移動させる制御手段とを
   設けたことを特徴とする請求項１記載の自動外観検査装
   置。 ４、倍率が可変可能な金属顕微鏡を設けたことを特徴と
   する請求項１記載の自動外観検査装置。