JPH0368806A - Defect extracting apparatus - Google Patents

Defect extracting apparatus

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Publication number
JPH0368806A
JPH0368806A JP20546589A JP20546589A JPH0368806A JP H0368806 A JPH0368806 A JP H0368806A JP 20546589 A JP20546589 A JP 20546589A JP 20546589 A JP20546589 A JP 20546589A JP H0368806 A JPH0368806 A JP H0368806A
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JP
Japan
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image data
image
brightness
difference
semiconductor wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP20546589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sachihiro Sugiyama
祥弘 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0368806A publication Critical patent/JPH0368806A/en
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to extract a defect accurately even if there is difference in brightness of the surface of a body under inspection by obtaining differential image data wherein the difference in brightness at the central part and the peripheral part of the body under inspection is removed from the reversed image data and the original image data. CONSTITUTION:Light is projected from a lighting device 4. The image of a semiconductor wafer 2 is picked up with an image sensing device 3. The image signal (g) is converted into the digital signal. The signal is stored into an image memory 8 as image data. When the receiving of the image signal (g) is finished, the image data are reversed rightward and leftward with a main control part 6, and the reversed image data are obtained. The differential image data between the reversed image data and the original image data are obtained. In the differential data, the differences in brightness are offset. The image of a semiconductor wafer 2 has the uniform brightness. Defects remain as variable- density levels on the positive side and the negative side. The main control part 6 sends the differential image data to a CRT display 11 so as to display the defects.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、例えば半導体ウエノ\の欠陥を抽出する欠陥
抽出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a defect extraction device for extracting defects in, for example, semiconductor wafers.

(従来の技術) 半導体ウェハの欠陥検査は、オペレータの目視によって
行われていたが、検査結果にばらつきなどが生じること
からコンピュータ等を使用して自動化されている。この
場合、欠陥の抽出は半導体ウェハを照明して撮像装置に
より撮像し、この撮像により得られる画像データの濃淡
レベルから欠陥を抽出している。
(Prior Art) Defect inspection of semiconductor wafers has been carried out visually by an operator, but due to variations in inspection results, it has been automated using computers and the like. In this case, defects are extracted by illuminating the semiconductor wafer, capturing an image with an imaging device, and extracting defects from the gray level of image data obtained by this imaging.

ところで、かかる欠陥抽出では半導体ウェハの膜厚が僅
かに違っていても光の干渉の影響により明るさや色が違
って見える場合がある。この場合、明るさなどの違いは
オペレータの目視では検査にあたって何等問題が無かっ
たが、自動化した検査では明るさの違いにより欠陥の抽
出に影響がでる。
By the way, in such defect extraction, even if the film thickness of the semiconductor wafer is slightly different, the brightness and color may appear different due to the influence of light interference. In this case, differences in brightness did not cause any problems during visual inspection by an operator, but in automated inspection, differences in brightness affect defect extraction.

この影響について説明すると、かかる検査では、例えば
バイパスフィルタが最も良く使用されており、このバイ
パスフィルタに画像信号を通すことによって高周波成分
のみを取り出して欠陥部分を抽出するものとなっている
。ところが、バイパスフィルタでは急激な変化の信号は
抽出できるが緩やかに変化する信号は抽出できず、この
ため欠陥抽出に明るさの違いによる影響がでる。
To explain this effect, in such inspections, for example, a bypass filter is most often used, and by passing an image signal through this bypass filter, only high frequency components are extracted and defective parts are extracted. However, bypass filters can extract signals that change rapidly, but cannot extract signals that change slowly, and therefore defect extraction is affected by differences in brightness.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように自動化した欠陥抽出では半導体ウェハ上の
明るさの違いによる影響がでて正確に欠陥を抽出するこ
とができなかった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, automated defect extraction cannot accurately extract defects due to the influence of differences in brightness on the semiconductor wafer.

そこで本発明は、被検査体表面上に明るさの違いがあっ
ても正確に欠陥を抽出できる欠陥抽出装置を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a defect extraction device that can accurately extract defects even if there are differences in brightness on the surface of an object to be inspected.

[発明の構成〕 (課題を解決するための手段) 本発明は、被検査体を撮像する撮像装置と、この撮像装
置の撮像により得られる画像データの画像を左右反転す
る画像反転手段と、この画像反転手段により得られた反
転画像データと元の画像データとの差画像データを求め
てこの差画像データから被検査体における欠陥を抽出す
る抽出手段とを備えて上記目的を達成しようとする欠陥
抽出装置である。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides an imaging device for imaging an object to be inspected, an image inverting means for horizontally inverting an image of image data obtained by imaging with this imaging device, and A defect aiming at achieving the above object, comprising an extraction means for obtaining difference image data between the inverted image data obtained by the image reversing means and the original image data, and extracting defects in the object to be inspected from this difference image data. It is an extraction device.

(作用) このような手段を備えたことにより、撮像装置の撮像に
より得られた被検査体の画像データは画像反転手段によ
って画像が左右反転され、この反転画像データと元の画
像データとから抽出手段は被検査体の中央部と周辺部の
明るさの違いを除去した差画像デ7夕を求めてこの差画
像データから被検査体における欠陥を抽出する。
(Function) By providing such a means, the image data of the object to be inspected obtained by imaging with the imaging device is horizontally reversed by the image reversing means, and extracted from this reversed image data and the original image data. The means obtains difference image data from which the difference in brightness between the central part and the peripheral part of the object to be inspected is removed, and extracts defects in the object to be inspected from this difference image data.

(実施例) 以下、本発明の第1実施例について図面を参照して説明
する。
(Example) Hereinafter, a first example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は欠陥抽出装置の構成図である。XYテーブル1
上にはチップパターンが形成されていない半導体ウェハ
2が載置されている。一方、XYテーブル1の上方には
撮像装置3が配置されて半導体ウェハ2を撮像するもの
となっている。なお、xYテーブル1の上方には照明装
置4が配置されて半導体ウェハ2を照明するものとなっ
ている。
FIG. 1 is a block diagram of a defect extraction device. XY table 1
A semiconductor wafer 2 on which no chip pattern is formed is placed thereon. On the other hand, an imaging device 3 is arranged above the XY table 1 to take an image of the semiconductor wafer 2. Note that a lighting device 4 is arranged above the xY table 1 to illuminate the semiconductor wafer 2.

前記撮像装置3から出力される画像信号gは画像処理装
置5に送られるようになっている。
The image signal g output from the imaging device 3 is sent to an image processing device 5.

この画像処理装置5は、画像信号gを取り込んで画像デ
ータとし、この画像データから半導体ウェハ2における
欠陥を抽出する機能を有するものである。具体的にはC
PU (中央処理装置)などから構成される主制御部6
が備えられ、この主制御部6にバス7を介して画像メモ
リ8、プログラムメモリ9、データメモリ10及びCR
Tデイスプレィが接続されている。プログラムメモリ9
には第2図に示す欠陥抽出流れ図に従った欠陥抽出プロ
グラムが記憶されている。しかるに、主制御部6はこの
欠陥抽出プログラムを実行することにより画像データの
画像を左右反転する画像反転手段と、この画像反転手段
により得られた反転画像データと元の画像データとから
被検査体の中央部と周辺部の明るさの違いを除去した差
画像データを求めてこの差画像データから半導体ウェハ
2における欠陥を抽出する抽出手段との機能を有するも
のとなる。なお、前記画像メモリ8にはA/D(アナロ
グ/ディジタル)変換器12が接続され、画像データ信
号gがディジタル変換されて画像メモリ8に入力するよ
うになっている。
The image processing device 5 has a function of capturing the image signal g to generate image data and extracting defects in the semiconductor wafer 2 from this image data. Specifically, C
Main control unit 6 consisting of PU (central processing unit) etc.
The main control unit 6 is connected via a bus 7 to an image memory 8, a program memory 9, a data memory 10, and a CR.
T-display is connected. Program memory 9
A defect extraction program according to the defect extraction flowchart shown in FIG. 2 is stored in the memory. However, by executing this defect extraction program, the main control unit 6 uses an image reversing means for horizontally reversing the image of the image data, and the inspection object from the reversed image data obtained by this image reversing means and the original image data. It has the function of extracting means for obtaining difference image data by removing the difference in brightness between the center and peripheral parts of the semiconductor wafer 2 and extracting defects in the semiconductor wafer 2 from this difference image data. Note that an A/D (analog/digital) converter 12 is connected to the image memory 8 so that the image data signal g is digitally converted and input to the image memory 8.

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained.

照明装置4により半導体ウェハ2に光が照射されている
状態に撮像装置3は半導体ウェハ2を撮像してその画像
信号gを出力する。このとき主制御部6はステップS3
において画像信号gを取り込む。すなわち、画像信号g
はA/D変換器12によりディジタル画像信号に変換さ
れて画像メモリ8に送られ、この画像メモリ8に画像デ
ータとして記憶される。第3図はかかる画像データを模
式的に示しており、半導体ウェハ2の画像2aには明る
さQに違いが表れているとともに欠陥Gが存在している
。ここで、明るさQは半導体ウェハ2の中央部から周辺
部に向って同心円状に異なっている。
While the semiconductor wafer 2 is being irradiated with light by the illumination device 4, the imaging device 3 images the semiconductor wafer 2 and outputs the image signal g. At this time, the main control unit 6 performs step S3.
An image signal g is taken in at. That is, the image signal g
is converted into a digital image signal by the A/D converter 12, sent to the image memory 8, and stored in the image memory 8 as image data. FIG. 3 schematically shows such image data, in which a difference in brightness Q appears in the image 2a of the semiconductor wafer 2, and a defect G is present. Here, the brightness Q varies concentrically from the center to the periphery of the semiconductor wafer 2.

画像信号gの取り込みが終了すると、主制御部6はステ
ップS3に移って画像データを左右反転させて第4図に
示す反転画像データを得る。次に主制御部6はステップ
S4において第3図に示す反転前の元の画像データと第
4図に示す反転画像データとの差画像データを求める。
When the capture of the image signal g is completed, the main control section 6 moves to step S3 and inverts the image data horizontally to obtain the inverted image data shown in FIG. 4. Next, in step S4, the main control section 6 obtains difference image data between the original image data before inversion shown in FIG. 3 and the inverted image data shown in FIG.

第5図は差画像データを示しており、明るさQの違いは
相殺されて半導体ウェハ2の画像2aは均一な明るさと
なり、かつ欠陥Gが正側及び負m1ノの濃淡レベルとし
て残る。
FIG. 5 shows difference image data, in which the difference in brightness Q is canceled out, and the image 2a of the semiconductor wafer 2 has uniform brightness, and the defect G remains as a gray level on the positive side and negative m1.

かくして、主制御部6はステツ7s5において差画像デ
ータから欠陥Gを抽出する。この場合、主制御部6は差
画像データをCRTデイスプレィ11に送って欠陥Gを
表示する。
Thus, the main control unit 6 extracts the defect G from the difference image data in step 7s5. In this case, the main controller 6 sends the difference image data to the CRT display 11 to display the defect G.

このように上記第1実施例においては、半導体ウェハ2
の画像データの画像を左右反転して元の画像データとの
差画像データを求め、この差画像データから半導体ウェ
ハ2における欠陥Gを抽出するようにしたので、半導体
ウニ/蔦2の表面上に中央部から周辺部へ向って同心円
状に明るさQの違いが生じてもこの明るさQの違いを無
くして確実に欠陥Gを抽出できる・。そして、この場合
、画像データを左右反転するので、半導体ウエノ翫2の
画像2a全体について明るさQの違いを無くすことがで
きて半導体ウニ/%2の全面において欠陥を抽出できる
。この結果、半導体ウエノ\2上のレジストトの薄膜の
検査に対して最適となる。
In this way, in the first embodiment, the semiconductor wafer 2
The image of the image data of is horizontally reversed to obtain the difference image data from the original image data, and the defect G on the semiconductor wafer 2 is extracted from this difference image data. Even if a difference in brightness Q occurs concentrically from the center to the periphery, the defect G can be reliably extracted by eliminating the difference in brightness Q. In this case, since the image data is horizontally inverted, it is possible to eliminate the difference in brightness Q for the entire image 2a of the semiconductor urchin 2, and to extract defects on the entire surface of the semiconductor urchin/%2. As a result, it is optimal for inspecting a thin resist film on a semiconductor substrate \2.

次に本発明の第2実施例について説明する。なお、同実
施例は周期的なチップパターンが形成された半導体ウェ
ハに対する欠陥抽出に適用したもので、上記第1実施例
の装置に差画像データと元の画像データとにおける各チ
ップパターンの画像を合わせたときの差画像データを求
める機能を備えたものとなっている。すなわち、第1図
に示す装置を用いて説明すると、プログラムメモリ9に
は第6図に示す上記機能を備えた欠陥検査流れ図の欠陥
検査プログラムが記憶されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is applied to defect extraction for a semiconductor wafer on which a periodic chip pattern is formed, and the image of each chip pattern in the difference image data and the original image data is sent to the apparatus of the first embodiment. It is equipped with a function to obtain difference image data when combined. That is, to explain using the apparatus shown in FIG. 1, the program memory 9 stores a defect inspection program having the defect inspection flowchart shown in FIG. 6 and having the above functions.

このような構成であれば、照明装置4によりチップパタ
ーンが形成された半導体ウェハに光が照射されている状
態に撮像装置3は半導体ウェハ2を撮像してその画像信
号gを出力する。この画像信号gはA/D変換器12に
よりディジタル画像信号に変換されて画像メモリ8に送
られて画像データとして記憶される。第7図はかかる画
像データを模式的に示しており、半導体ウェハの画像2
0aには明るさQに違いが表れているとともに欠陥Gが
存在している。ここで、明るさQは半導体ウェハの中央
部から周辺部に向って同心円状に異なっている。
With such a configuration, the imaging device 3 images the semiconductor wafer 2 while the semiconductor wafer on which a chip pattern is formed is irradiated with light by the illumination device 4, and outputs the image signal g. This image signal g is converted into a digital image signal by the A/D converter 12, sent to the image memory 8, and stored as image data. FIG. 7 schematically shows such image data, and shows image 2 of a semiconductor wafer.
In 0a, there is a difference in brightness Q and a defect G is present. Here, the brightness Q varies concentrically from the center to the periphery of the semiconductor wafer.

次に主制御部6はステップS3において画像データを左
右反転させて第8図に示す反転画像データを得る。次に
主制御部6はステップslOにおいて第7図に示す元の
画像データと第8図に示す反転画像データとにおける各
チップパターンの画像を一致させたときの差画像データ
を求める。すなわち、主制御部6は元の画像データと反
転画像データとを相互に1画素づつずらしてこれら画像
データの差画像データを逐次求め、これら差画像データ
において半導体ウェハ部分の濃淡レベルの分散値が最小
となる差画像データを検出する。このようにして検出さ
れた差画像データは第9図に示すようにチップパターン
が相殺されるとともに明るさQが相殺され、かつ欠陥G
が残るものとなる。
Next, in step S3, the main control section 6 reverses the image data horizontally to obtain the reversed image data shown in FIG. Next, in step slO, the main control unit 6 obtains difference image data when the images of each chip pattern in the original image data shown in FIG. 7 and the inverted image data shown in FIG. 8 are matched. That is, the main control unit 6 sequentially obtains difference image data between the original image data and the inverted image data by one pixel at a time, and calculates the variance value of the gray level of the semiconductor wafer portion in these difference image data. Detect the minimum difference image data. In the difference image data detected in this way, as shown in FIG. 9, the chip pattern is canceled out, the brightness Q is canceled out, and the defect G
will remain.

かくして、主制御部6はステップS5において差画像デ
ータから欠陥Gを抽出する。
Thus, the main control unit 6 extracts the defect G from the difference image data in step S5.

このように上記第2実施例においては、元の画像データ
と反転画像データとを相互に1画素づつずらしてチップ
パターンを無くした差画像データを求めるようにしたの
で、上記実施例と同様に半導体ウェハの表面上に中央部
から周辺部へ向って同心円状に明るさQの違いが生じて
もこの明るさQの違いを無くして確実に欠陥Gを抽出で
きるとともに、半導体ウェハに周期的なチップパターン
が形成されていてもこのチップパターンの影響を受けず
に欠陥Gのみ抽出できる。
In this way, in the second embodiment, the original image data and the inverted image data are shifted one pixel at a time to obtain difference image data in which the chip pattern is eliminated. Even if there is a concentric difference in brightness Q on the surface of the wafer from the center to the periphery, it is possible to eliminate the difference in brightness Q and reliably extract the defect G. Even if a pattern is formed, only the defect G can be extracted without being affected by this chip pattern.

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、被
検査体としては半導体ウエノ\に限らずCCD (固体
撮像装置)やTFT (液晶表示パネル)の検査にも適
用できる。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and may be modified without departing from the spirit thereof. For example, the object to be inspected is not limited to semiconductor wafers, but can also be applied to inspections of CCDs (solid-state imaging devices) and TFTs (liquid crystal display panels).

〔発明の効果コ 以上詳記したように本発明によれば、被検査体表面上に
明るさの違いがあっても正確に欠陥を抽出できる欠陥抽
出装置を提供できる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a defect extraction device that can accurately extract defects even if there is a difference in brightness on the surface of an object to be inspected.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第5図は本発明に係わる欠陥抽出装置の第1
実施例を説明するための図であって、第1図は構成図、
第2図は欠陥抽出流れ図、第3図は半導体ウェハの画像
データの模式図、第4図は反転画像データの模式図、第
5図は差画像データの模式図、第6図乃至第9図は本発
明の第2実施例を説明するための図であって、第6図は
欠陥抽出流れ図、第7図は半導体ウェハの画像データの
模式図、第8図は反転画像データの模式図、第9図は差
画像データの模式図である。 2・・・半導体ウェハ、3・・・撮像装置、5・・・画
像処理装置、6・・・主制御部、7・・・バス、8・・
・画像メモリ、9・・・プログラムメモリ、10・・・
データメモリ、11・・・CRTデイスプレィ、12・
・・A/D変換器。
1 to 5 show a first diagram of a defect extraction device according to the present invention.
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment, and FIG. 1 is a configuration diagram;
Fig. 2 is a defect extraction flowchart, Fig. 3 is a schematic diagram of semiconductor wafer image data, Fig. 4 is a schematic diagram of inverted image data, Fig. 5 is a schematic diagram of difference image data, and Figs. 6 to 9 6 is a flowchart of defect extraction, FIG. 7 is a schematic diagram of image data of a semiconductor wafer, and FIG. 8 is a schematic diagram of inverted image data. FIG. 9 is a schematic diagram of difference image data. 2... Semiconductor wafer, 3... Imaging device, 5... Image processing device, 6... Main control unit, 7... Bus, 8...
・Image memory, 9...Program memory, 10...
Data memory, 11...CRT display, 12.
...A/D converter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 被検査体を撮像する撮像装置と、この撮像装置の撮像に
より得られる画像データの画像を左右反転する画像反転
手段と、この画像反転手段により得られた反転画像デー
タと元の前記画像データとの差画像データを求めてこの
差画像データから前記被検査体における欠陥を抽出する
抽出手段とを具備したことを特徴とする欠陥抽出装置。
An imaging device for imaging an object to be inspected, an image inversion device for horizontally inverting an image of image data obtained by imaging with the imaging device, and a difference between the inverted image data obtained by the image inversion device and the original image data. 1. A defect extraction device comprising: extraction means for obtaining difference image data and extracting defects in the object to be inspected from the difference image data.
JP20546589A 1989-08-08 1989-08-08 Defect extracting apparatus Pending JPH0368806A (en)

Priority Applications (1)

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JP20546589A JPH0368806A (en) 1989-08-08 1989-08-08 Defect extracting apparatus

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100435833B1 (en) * 2001-11-29 2004-06-10 (주)가이아진 System for image analysis of biochip and method thereof

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