JPH0416752A - 欠陥検査装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば半導体ウェハの欠陥検査装置に関する
。

（従来の技術） 半導体ウェハの製造工程にはフォトエツチング工程（Ｐ
ＥＰ工程）があり、このＰＥＰ工程ではウェハ表面にお
けるレジスト状態が検査されている。

この検査には目視による方法と顕微鏡を用いた方法とが
ある。目視による方法は、半導体ウェハに対して斜め上
方から光を照射し、半導体ウェハからの散乱光の状態に
よってレジスト状態を判断するしている。

又、顕微鏡を用いた方法には目視による方法と自動的に
検査する方法とがある。自動的に検査する方法は、半導
体ウェハに対して斜め上方から光を照射して視覚センサ
等により半導体ウェハを撮像する。この視覚センサから
出力される画像信号はディジタル変換されて第１１図に
示すような検査画像データとなる。一方、ｊ＠１２Ｓに
示すような検査の基準となる参照画像データが用意され
る。

しかして、これら画像データが比較されてその差画像デ
ータが求められる。第１３図は差画像データの模式図で
あって、半導体ウェハ上の欠陥１２が検出される。

ところが、差画像データを求め方法では検査画像データ
と参照画像データとにおける正常なパターン部分に画素
のずれがあると、このずれのある部分３．４が差画像デ
ータにおいて欠陥１，２と同様な輝度として現れる。こ
のため、これら部分３．４が欠陥として判断される。な
お、これら部分３，４は疑似欠陥と呼ばれる。

（発明が解決しようとする諜１ｉ） 以上のように差画像データに疑似欠陥が現れて欠陥で無
い部分を欠陥として判断してしまう。

そこで本ＪＩｖｉは、疑似欠陥をなくして真の欠陥のみ
検出できる欠陥検査装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （ａｌｌ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検査画像データを記憶する検査
画像メモリと、被検査体に対する参照画像データを記憶
する参照画像メモリと、検査画像データ又は参照画像デ
ータのうちいずれか一方の画像データに対して拡大画像
処理及び濃淡の階調変換処理を施す画像処理手段と、こ
の画像処理手段により画像処理された画像データと参照
画像データ又は検査画像データのうち少なくともいずれ
か一方の画像データとの差画像データを求める比較手段
と、この比較手段により得られる差画像データから被検
査体の欠陥検査を行う検査手段とを備えて上記目的を達
成しようとする欠陥検査装置である。

（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
より得られる検査画像データが検査画像メモリに記憶さ
れ、この検査画像データ又は被検査体に対する参照画像
データのうち少なくともいずれか一方の画像データが画
像処理手段により拡大画像処理及び濃淡の階調変換処理
される。そして、この画像処理された画像データと参照
画像データ又は検査画像データのうち少なくともいずれ
か一方の画像データとの差画像データが比較手段により
求められ、この差画像データから検査手段により被検査
体の欠陥検査が行われる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は欠陥検査装置の構成図である。ＸＹ子テーブル
０はＸテーブル１１及びＹテーブル１２から構成され、
それぞれＸ駆動モータ１３、Ｙ駆動モータ１４によりＸ
Ｙ平面上を移動するものとなっている。

このＸＹテーブル１０上にはステージ１５が設けられ、
このステージ１５上に被検査体としての半導体ウェハ１
６が載置されている。

又、Ｘ　Ｙテーブル１０の斜め上方には照明装置１７が
配置されている。この照明装置１７は白色光を半導体ウ
ェハ１６上に照射している。

さらに、ＸＹ子テーブル０のほぼ真上には視覚センサ１
８が配置されている。この視覚センサ１８はＣＣＤ　（
固体撮像素子）から成るラインセンサ又はエリアセンサ
である。この視覚センサ１８から出力される画像信号は
画像処理計算機２０に送られている。

この画像処理計算機２０は半導体ウェハ１６の欠陥検査
を行う機能を有するしので、画像処理部２１に対してバ
ス２２を介してＡ／Ｄ変換器２３、検査画像メモリ２４
、参照画像メモリ２５、比較部２６及びｌ１０（インプ
ット／アウトプット）ポート２７が接続された構成とな
っている。

Ａ／Ｄ変換器２３は視覚センサ１８からの画像信号を２
５６階調の輝度情報にディジタル変換する機能を有する
。なお、ディジタル変換された画像信号は検査画像デー
タとして検査画像メモリ２４に記憶される。参照画像メ
モリ２５には第２図に示す参照画像データが記憶されて
いる。

画像処理部２１は参照画像データに対して拡大画像処理
及び濃淡の階調変換処理を行う機能を有している。拡大
画像処理は第３図に示す３×３画素領域の最大値フィル
タが用いられる。この最大値フィルタは各画素領域ｆ０
〜ｆ８において最大の輝度を検出し、この輝度を中心の
画素領域ｆ４の輝度に変換する機能となっている。つま
り、変換する輝度ｇ。は ｇｏ　−Ｍａ　ｘ　Ｉｆ　１１　　　　ｉ−０〜８であ
る。

濃淡の階調変換処理は参照画像データの各画素の輝度か
ら第４図に示すような輝度ヒストグラムを求め、この輝
度ヒストグラムからピークの輝度ＰＫを求める。次にこ
の輝度ＰＫに対して定数を乗算しれて輝度ＰＫＣを求め
る。そして、この輝度ＰＫＣ以上の輝度を所定の割合で
高める。同図において点線で示すＦ部分が所定の割合で
高められた輝度である。

比較部２６は検査画像データと拡大画像処理及び階調変
換処理された参照画像データとを比較して差画像データ
を求める機能を有している。この差画像データは、例え
ば図示しないデイスプレィに送られて表示されたり、Ｉ
１０ポート２７を通してホストコンピュータ２８に送ら
れる。

このホストコンピュータ２８は差画像データから欠陥を
判断する機能、移動指令をテーブル制御装置２９に発す
る機能を有している。このテーブル制御装置２９は移動
指令に従った駆動量で各駆動モータ１３．１４を駆動さ
せる機能を有している。なお、移動指令は視覚センサ１
８の視野が半導体ウェハ１６の全面に対して走査される
内容となっている。

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
。

照明装置１７が点灯されてその光が半導体つ工／〜１６
上に照射される。半導体ウェハ１６上に光が斜め上方か
ら照射されると、半導体ウェハ１６上において散乱光が
発生する。

この状態に視覚センサ１８は半導体ウェハ１６の一部分
を撮像してその画像信号を出力する。この画像信号はＡ
／Ｄ変換器２３により　２５６階調のディジタル画像信
号に変換されて検査画像メモリ２４に送られ、この検査
画像メモリ２４において第５図に示す検査画像データと
して記憶される。

一方、画像処理部２１は第２図に示す参照画像データに
対して第３図に示す最大値フィルターを用いて拡大画像
処理を行う。ここで、例えば第６図に示す画像データに
対して最大値フィルターを適用した場合について説明す
る。先ず、最大値フィルターを斜線で示す画素領域（ａ
ｔ、ｂｌ）、（ａ２．ｂ＋　）　・−（ａ３　＋　　ｂ
ｓ　）に配置すると、この画素領域における最大輝度は
「５」である。

これにより、上記画素領域の中心画素位置（ａ２ｂ２）
の輝度は「０」から「５」に変換される。

同様に最大値フィルターを１画素下方に移動させて画素
領域（ａｌｌ　　ｂ２）、（ａ２．ｂｚ　）　・＝（ａ
＊、ｂ４）に配置すると、この画素領域における最大輝
度は「ｌＯ」である。これにより、上記画素領域の中心
画素位置（ａ２．ｂｉ）の輝度は「０」から「１０」に
変換される。以下、同様に画像データ全体に対して拡大
画像処理される。第７図は第６図に示す画像データを拡
大画像処理した結果の画像データである。かくして、以
上の作用により参照画像データが拡大処理される。

次に画像処理部２１は拡大画像処理された参照画像デー
タに対して階調変換処理を行う。この階調変換処理は第
４図に示すように拡大画像処理前の参照画像データの輝
度ヒストグラムを求め、この輝度ヒストグラムからピー
クの輝度ＰＫを求める。次に階調変換処理は輝度ＰＫに
対して定数を乗算して輝度ＰＸＣを求め、この輝度ｐｘ
ｃ以上の輝度を所定の割合で高くする。

以上、画像処理部２１は、例えばｊｆ！８図に示す輝度
の画像データＳ０を拡大画像処理により画像データＳ１
に示すように拡大し、次の階調変換処理により画像デー
タＳ２に示すように輝度を高める。

この結果、参照画像データは拡大画像処理及び階調変換
処理されて第９図に示す像に変換される。

なお、同図において点線は拡大画像処理及び階調変換処
理される前の画像データである。

次に比較部２６は検査画像データと拡大及び階調変換処
理された参照画像データとを受け、これら画像データの
差画像データを求める。この場合差画像データは、 検査画像データー参照画像データ により求められる。第１０図は差画像データの模式図で
あって、この差画像データには欠陥Ｇｌ。

Ｇ２のみが現れる。この差画像データは、例えばデイス
プレィに送られて表示されたり、Ｉ１０ポート２７を通
してホストコンピュータ２８に送られる。そして、この
ホストコンピュータ２８は差画像データから欠陥を判断
する。

次にホストコンピュータ２８はテーブル制御装置２９に
対して移動指令を発する。この移動指令によりテーブル
＃寿装ｆ２９は各駆動モータ１３゜１４を駆動させ、半
導体ウェハ１６に対する視覚センサ１８の視野位置を移
動させる。以下、上記作用と間様に移動した視野位置に
おいて半導体ウェハ１６に対する欠陥検査が行われ、最
終的には半導体ウェハ１６の全面に対する欠陥検査が行
われる。

このように上記一実施例においては、視覚センサ１８の
撮像により検査画像データを記憶し、方参照画像データ
を拡大画像処理及び濃淡の階調変換処理し、検査画像デ
ータと画像処理された参照画像データとの差画像データ
から半導体ウェハ１６の欠陥検査を行うようにしたので
、差画像データには検査画像データと参照画像データと
の画素ずれによる疑似欠陥が現れなくなり、Ｓ／Ｎが高
くなって確実に欠陥のみを検出できる。

なお、本発明は上記一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、上
記一実施例では検査画像データは輝度の高いところが膨
らんでいる欠陥となっているが、輝度の明るいところが
凹んだ欠陥及び欠落の欠陥に対しては、検査画像データ
及び参照画像データの輝度を反転させてから拡大画像処
理及び階調変換処理を実行し、この後に差画像データを
求める。

又、検査画像データに対して拡大及び１ｌｌｆ：ｌＲ変
換を施して差画像データを求めるようにしても良い。

さらに、半導体ウェハ１６の欠陥検査に限らず、半導体
マスク、レチクルに対する欠陥検査に適用できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、疑似欠陥をなくし
て真の欠陥のみ検出できる欠陥検査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１０図は本発明に係わる欠陥検査装置の一
実施例を説明するための図であフで、第１図は構成図、
第２図は参照画像データの模式図、第３図は拡大画像処
理に用いる最大値フィルターの模式図、第４図は階調変
換処理の作用を説明するための輝度ヒストグラムの図、
第５図は検査画像データの模式図、第６図及び第７ＷＪ
は最大値フィルターの作用を説明するための模式図、第
８図は拡大及び階調変換処理での輝度変化を示す図、第
９図は拡大及び階調変換処理された参照画像データの模
式図、第１０図は差画像データの模式図、第１１図乃至
第１３図は従来技術を説明するための図である。 １０・・・ＸＹテーブル、１６・・・半導体ウェハ、１
７・・・照明装置、１８・・・視覚センサ、２０・・画
像処理計算機、２１・・・画像処理部、２２・・バス、
２３・・Ａ／Ｄ変換器、２４・・検査画像メモリ、２５
・・・参照画像メモリ、２６・・比較部、２７・・・Ｉ
１０ポート、２８・・・ホストコンピュータ、２９・・
テーブル制御装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ２ソ 第 図 １１２図 第５図 １１６図 第７図 第 図 第４図 第８図 第 ９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検査体を撮像する撮像装置と、この撮像装置の撮像に
   より得られる検査画像データを記憶する検査画像メモリ
   と、前記被検査体に対する参照画像データを記憶する参
   照画像メモリと、前記検査画像データ又は前記参照画像
   データのうちいずれか一方の画像データに対して拡大画
   像処理及び濃淡の階調変換処理を施す画像処理手段と、
   この画像処理手段により画像処理された画像データと前
   記参照画像データ又は前記検査画像データのうち少なく
   ともいずれか一方の画像データとの差画像データを求め
   る比較手段と、この比較手段により得られる差画像デー
   タから前記被検査体の欠陥検査を行う検査手段とを具備
   したことを特徴とする欠陥検査装置。