JPH11326233A - Apparatus for inspecting material surface - Google Patents

Apparatus for inspecting material surface

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JPH11326233A
JPH11326233A JP12860598A JP12860598A JPH11326233A JP H11326233 A JPH11326233 A JP H11326233A JP 12860598 A JP12860598 A JP 12860598A JP 12860598 A JP12860598 A JP 12860598A JP H11326233 A JPH11326233 A JP H11326233A
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JP
Japan
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image
image data
stage
test object
camera
Prior art date
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Pending
Application number
JP12860598A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Moriya
一男 守矢
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.)
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Mining and Smelting Co Ltd filed Critical Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority to JP12860598A priority Critical patent/JPH11326233A/en
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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely take an image of a wafer sample, measure a count of defects, etc., and improve a throughput, by superposing and recording a predetermined count of image data to an image pickup element, and evaluating defects of an object to be inspected on the basis of the predetermined count of image data. SOLUTION: An image process apparatus 7 takes an enlarged image of a wafer sample 1 via an optical system of a microscope 4 while a strobe light 11 emits light. The enlarged view is recorded to a CCD which is an image pickup element of a TV camera 6. The enlarged view is recorded once while the strobe light 11 emits light five times. The image data of five times of the strobe light 11 stored in the CCD is sent from the CCD and preserved in an image record part set at the TV camera 6, then input to the image process apparatus 7. The image process apparatus 7 can accordingly process the image data of five emissions of the strobe light 11 at one time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハ等
の結晶材料その他の材料の表面上の欠陥、キズ、異物な
どの測定評価を行う材料表面検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material surface inspection apparatus for measuring and evaluating defects, scratches, foreign matter and the like on the surface of a crystalline material such as a silicon wafer and other materials.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6に基づいて、従来例を説明する。こ
の装置は、サンプルステージ102、顕微鏡104、ス
トロボライト111、TVカメラ106、画像処理装置
107、トリガー発生装置112等からなる。
2. Description of the Related Art A conventional example will be described with reference to FIG. This device includes a sample stage 102, a microscope 104, a strobe light 111, a TV camera 106, an image processing device 107, a trigger generation device 112, and the like.

【0003】サンプルステージ102は、ステージ10
2aの上に被検物体であるウエハ試料101が固定され
ており、ステージ102aと一体で設けられているステ
ージ駆動機構102b、102c、102dにより、X
(横)、Y(縦)、Z(高さ)方向に高速に移動可能で
ある。
[0003] The sample stage 102 is a stage 10
A wafer sample 101 as a test object is fixed on 2a, and X is controlled by stage driving mechanisms 102b, 102c, and 102d provided integrally with the stage 102a.
It can move at high speed in (horizontal), Y (vertical), and Z (height) directions.

【0004】ウエハ試料101の上方には、顕微鏡10
4が設けられている。顕微鏡104には、TVカメラ1
06、ストロボライト111、および顕微鏡104の自
動焦点機構を制御する顕微鏡コントロールユニット11
4が取り付けられている。
A microscope 10 is provided above the wafer sample 101.
4 are provided. The microscope 104 has a TV camera 1
06, a strobe light 111, and a microscope control unit 11 for controlling an automatic focusing mechanism of the microscope 104
4 is attached.

【0005】顕微鏡104の右側にはストロボライト1
11が設けられており、ストロボライト111から出射
した光はハーフミラー(不図示)により反射され、顕微
鏡104の光学系を介してウエハ試料101に照射され
る。
On the right side of the microscope 104, a strobe light 1 is provided.
The light emitted from the strobe light 111 is reflected by a half mirror (not shown), and irradiates the wafer sample 101 via the optical system of the microscope 104.

【0006】顕微鏡104の上方には、TVカメラ10
6が設けられており、ウエハ試料101表面からの光
が、ハーフミラーを通過して入射する。
[0006] Above the microscope 104, the TV camera 10
6 is provided, and light from the surface of the wafer sample 101 enters through the half mirror.

【0007】TVカメラ106の上方には、画像処理装
置107が設けられており、TVカメラ106から画像
データを取込む。
[0007] An image processing device 107 is provided above the TV camera 106 and captures image data from the TV camera 106.

【0008】画像処理装置107に接続されているトリ
ガー発生装置112は、パルスモータコントローラ10
3からの信号に基づいて、ストロボ発光および画像取り
込み用のトリガー信号を生成する。ストロボ発光用のト
リガー信号は、ストロボドライバ110へ出力され、ス
トロボライト111はこの信号に応じて閃光を発する。
画像取り込み用のトリガー信号は、画像処理装置107
へ出力され、この信号に応じて画像処理装置7はTVカ
メラ106から画像データを取込む。
[0008] The trigger generator 112 connected to the image processing device 107 is a pulse motor controller 10.
A trigger signal for strobe light emission and image capture is generated based on the signal from 3. The trigger signal for strobe emission is output to the strobe driver 110, and the strobe light 111 emits a flash in response to this signal.
The trigger signal for image capture is transmitted to the image processing device 107.
The image processing device 7 captures image data from the TV camera 106 in response to this signal.

【0009】このような構成としたことにより、高速移
動状態にあるウエハ試料101の表面の顕微鏡による画
像を静止画像として取り込むことが可能となる。
With this configuration, it becomes possible to capture an image of the surface of the wafer sample 101 in a high-speed moving state by a microscope as a still image.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の構成に
おいて、被検物体であるウエハ試料101の表面の観察
・検査速度は、ウエハ試料101の移動速度、ストロボ
発光間隔、およびウエハ表面の静止画像の取り込み速度
のうち、最も速度の遅い静止画像の取り込み速度すなわ
ちカメラが画像を取り込む速度に依存していた。この速
度は、通常のTVカメラで用いられるNTSC方式にお
いては、25〜30コマ/秒であるため、ウエハ試料の
表面検査速度は、この速度により制限されていた。ま
た、画像処理装置における画像処理の速度は、画像取り
込み速度よりもさらに遅いため、この速度もウエハ試料
の表面検査速度を制限していた。
However, in the above configuration, the observation / inspection speed of the surface of the wafer sample 101 as the object to be inspected is determined by the moving speed of the wafer sample 101, the strobe light emission interval, and the still image of the wafer surface. Of these, the speed of capturing the slowest still image, that is, the speed at which the camera captures an image, depends on the speed of capturing the still image. Since this speed is 25 to 30 frames / sec in the NTSC system used in a normal TV camera, the surface inspection speed of the wafer sample is limited by this speed. In addition, since the speed of image processing in the image processing apparatus is even lower than the speed of image capture, this speed also limits the surface inspection speed of the wafer sample.

【0011】一方、この問題を解決するために、画像取
り込み速度の速いカメラを使うことも考えられるが、こ
のようなカメラは高価であるため、表面検査のコストが
高くなってしまう。
On the other hand, in order to solve this problem, it is conceivable to use a camera having a high image capturing speed. However, such a camera is expensive, so that the cost of surface inspection increases.

【0012】そこで、本発明の目的は、ウエハ試料の表
面を観察・検査する材料表面検査において、より高速か
つ確実にウエハ試料の画像を取り込み、欠陥、キズ、異
物等の個数を計測し、そのスループットを向上すること
ができる材料表面検査装置を安価で提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a material surface inspection for observing and inspecting the surface of a wafer sample, to more quickly and surely capture an image of the wafer sample, and to measure the number of defects, scratches, foreign matter, and the like. An object of the present invention is to provide an inexpensive material surface inspection apparatus capable of improving throughput.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明においては、被検
物体を搭載して移動可能なステージと、ステージ上の被
検物体を照明する照明手段と、ステージの移動途中にお
いて、ステージに搭載された被検物体が所定位置に至っ
たとき、これに同期して、照明手段を閃光させる同期制
御手段と、被検物体の一部分の像を画像データとして取
り込む撮像手段と、撮像手段は、少なくとも1個の撮像
素子を含み、撮像素子には所定数の画像データが重ねて
記録され、画像データに基づいて被検物体の欠陥を評価
する画像処理手段とを有し、所定数の画像データに基づ
いて被検物体の欠陥を評価する。
According to the present invention, a stage on which a test object is mounted and movable, illumination means for illuminating the test object on the stage, and a stage mounted on the stage during the movement of the stage. When the detected object reaches a predetermined position, in synchronization with the predetermined position, synchronization control means for flashing the illumination means, imaging means for capturing an image of a part of the object as image data, and at least one imaging means And image processing means for evaluating a defect of the test object based on the image data. To evaluate the defect of the test object.

【0014】[0014]

【実施例】以下、第1実施例に係る装置を図1に示す。
本装置は、サンプルステージ2、顕微鏡4、ストロボラ
イト11、TVカメラ6、画像処理装置7等からなる。
FIG. 1 shows an apparatus according to a first embodiment.
This apparatus includes a sample stage 2, a microscope 4, a strobe light 11, a TV camera 6, an image processing device 7, and the like.

【0015】サンプルステージ2は、ステージ2aと、
電動式ステージ駆動機構2b、2c、2dとが一体とな
って設けられている。被検物体であるウエハ試料1は、
バキュームチャック(不図示)により、サンプルステー
ジ2a上に固定されている。ステージ駆動機構2b、2
c、2dには、パルスモータドライバ13を介して、パ
ルスモータコントローラ3が接続されている。パルスモ
ータコントローラ3は、コンピュータ8に接続されてお
り、コンピュータ8からの信号に基づいて、パルスモー
タドライバ13に対してステージ駆動機構2b、2c、
2dの駆動タイミングの制御のための信号を出力する。
パルスモータドライバ13は、パルスモータコントロー
ラ3からの信号に基づいて、ステージ駆動機構2b、2
c、2dをX(横)、Y(縦)、Z(高さ)方向に駆動
してステージ2aの動作を制御することにより、ウエハ
試料1上の測定箇所が顕微鏡4の視野内に高速かつ精密
に入るようにウエハ試料1を搭載したステージ2aの位
置を制御する。また、ステージ2aは、ウエハ試料1の
いずれの場所をも顕微鏡4の視野内に入れることができ
る。
The sample stage 2 includes a stage 2a,
The electric stage drive mechanisms 2b, 2c, and 2d are provided integrally. The wafer sample 1, which is the test object,
It is fixed on the sample stage 2a by a vacuum chuck (not shown). Stage drive mechanism 2b, 2
The pulse motor controller 3 is connected to c and 2d via a pulse motor driver 13. The pulse motor controller 3 is connected to the computer 8 and, based on signals from the computer 8, sends pulse motor drivers 13 a stage drive mechanism 2b, 2c,
A signal for controlling 2d drive timing is output.
The pulse motor driver 13 receives the signals from the pulse motor controller 3 and outputs the signals to the stage driving mechanisms 2b and 2b.
By controlling the operation of the stage 2a by driving c, 2d in the X (horizontal), Y (vertical), and Z (height) directions, the measurement point on the wafer sample 1 can be moved quickly and within the field of view of the microscope 4. The position of the stage 2a on which the wafer sample 1 is mounted is controlled so as to be precise. Further, the stage 2 a can put any place of the wafer sample 1 within the visual field of the microscope 4.

【0016】サンプルステージ2の上方には、顕微鏡4
が設けられており、ウエハ試料1の表面状態を観察可能
である。顕微鏡4には、ストロボライト11、TVカメ
ラ6、および顕微鏡コントロールユニット14が取り付
けられており、顕微鏡コントロールユニット14は、顕
微鏡4の自動焦点機構を制御する。
A microscope 4 is provided above the sample stage 2.
Are provided, and the surface state of the wafer sample 1 can be observed. The microscope 4 is provided with a strobe light 11, a TV camera 6, and a microscope control unit 14. The microscope control unit 14 controls an automatic focusing mechanism of the microscope 4.

【0017】ストロボライト11は、顕微鏡4の光学系
を介してウエハ試料1にその光を照射できるように設け
られている。ストロボライト11にはストロボドライバ
10およびトリガー発生装置12を介して、パルスモー
タコントローラ3が接続されている。パルスモータコン
トローラ3は、コンピュータ8からの信号に基づいてト
リガー発生装置12に信号を出力する。トリガー発生手
段12は、パルスモータコントローラ3からの信号に基
づき、ステージ駆動機構2a、2b、2cによるステー
ジ2aの位置制御に同期したトリガー信号をストロボド
ライバ10に出力する。ストロボドライバ10は、この
トリガー信号に基づきストロボライト11をコンピュー
タ8で設定した間隔で発光させる。ここで、図2を用い
て、ストロボライト11から出射した光がウエハ試料1
に照射される様子を説明する。図2は図1の装置のスト
ロボライト11、顕微鏡4およびTVカメラ6などの部
分の要部拡大図である。ここで、顕微鏡4の光学系内で
あって、ストロボライト11からの光の光路途中にはハ
ーフミラー15が設けてある。よって、ストロボライト
11から出射した光は、ハーフミラー15により水平方
向から入射するため、大部分が反射され、顕微鏡4の光
学系を介して被検物体であるウエハ試料1に照射され
る。その照射光によるウエハ試料1の表面からの光は、
ハーフミラー15に垂直方向から入射するため、大半が
透過してTVカメラ6に入射する。
The strobe light 11 is provided so as to irradiate the wafer sample 1 with the light via the optical system of the microscope 4. The pulse motor controller 3 is connected to the strobe light 11 via a strobe driver 10 and a trigger generator 12. The pulse motor controller 3 outputs a signal to the trigger generator 12 based on a signal from the computer 8. The trigger generating means 12 outputs a trigger signal to the strobe driver 10 in synchronization with the position control of the stage 2a by the stage driving mechanisms 2a, 2b, 2c based on the signal from the pulse motor controller 3. The strobe driver 10 causes the strobe light 11 to emit light at intervals set by the computer 8 based on the trigger signal. Here, referring to FIG. 2, the light emitted from the strobe light 11
Will be described. FIG. 2 is an enlarged view of a main part of a portion such as the strobe light 11, the microscope 4, and the TV camera 6 of the apparatus of FIG. Here, a half mirror 15 is provided in the optical system of the microscope 4 in the optical path of the light from the strobe light 11. Therefore, the light emitted from the strobe light 11 is incident from the horizontal direction by the half mirror 15, and is mostly reflected, and irradiates the wafer sample 1 as an object to be inspected via the optical system of the microscope 4. The light from the surface of the wafer sample 1 due to the irradiation light is
Since the light enters the half mirror 15 in the vertical direction, most of the light passes through and enters the TV camera 6.

【0018】顕微鏡4の光学系にはTVカメラ6が設け
られており、TVカメラ6は撮像素子としてCCD(電
荷結合素子)を有している。ウエハ試料1の表面で反射
したストロボライト11からの光は、ハーフミラー15
を通過してTVカメラ6に入射し、これによりCCDに
はウエハ試料1の表面状態が記録される。
A TV camera 6 is provided in the optical system of the microscope 4, and the TV camera 6 has a CCD (charge coupled device) as an image pickup device. The light from the strobe light 11 reflected on the surface of the wafer sample 1 is reflected by the half mirror 15
And enters the TV camera 6, whereby the surface state of the wafer sample 1 is recorded on the CCD.

【0019】TVカメラ6には画像処理装置7が接続さ
れており、TVカメラの動作を制御する一方、TVカメ
ラ6から画像データを取込み、コンピュータ8と共働し
て、この画像データに基づきウエハ試料1の欠陥の計測
評価を行う。また、画像処理装置は、カウンタ16を介
してトリガー発生装置12と接続している。カウンタ1
6は、トリガー発生装置12からのトリガー信号の数を
カウントし、5個のトリガー信号が入力されるたびに画
像処理装置7に対して、画像取り込みのタイミングを示
す信号を出力する。この信号に基づき、画像処理装置7
はTVカメラ6を作動させ、ストロボライト11の発光
が5回あるごとにウエハ試料1の表面状態の撮影を1回
行わせる。
An image processing device 7 is connected to the TV camera 6 to control the operation of the TV camera, while taking in image data from the TV camera 6 and cooperating with a computer 8 on the basis of the image data. The measurement and evaluation of the defect of the sample 1 are performed. The image processing apparatus is connected to the trigger generator 12 via a counter 16. Counter 1
A counter 6 counts the number of trigger signals from the trigger generator 12 and outputs a signal indicating the timing of image capture to the image processor 7 every time five trigger signals are input. Based on this signal, the image processing device 7
Causes the TV camera 6 to operate, and causes the photographing of the surface state of the wafer sample 1 to be performed once each time the strobe light 11 emits light five times.

【0020】このような構成として、ストロボ発光と撮
像のタイミングを調整することにより、高速移動状態に
あるウエハ試料1の表面の顕微鏡による画像を静止画像
として取り込むことが可能となる。また、例えば1回の
撮像中にストロボライト11が5回発光すると、CCD
にストロボ発光5回分の静止画像が重ねて記録されるた
め、ウエハ試料の5つの位置の表面状態を1回の画像取
り込みで記録することができ、また画像処理も1回です
む。したがって、ウエハ試料の表面上の欠陥、キズ、異
物等を観察・検査する材料表面検査において、より高速
かつ確実にウエハ試料の画像を取り込み、欠陥、キズ、
異物等の個数を計測し、そのスループットを向上するこ
とができる。
With such a configuration, by adjusting the timing of strobe light emission and imaging, a microscope image of the surface of the wafer sample 1 in a high-speed moving state can be captured as a still image. Also, for example, if the strobe light 11 emits light five times during one image pickup, the CCD
Since five still images of strobe light are superimposed on each other, the surface state of the wafer sample at five positions can be recorded by one image capture, and the image processing can be performed only once. Therefore, in the material surface inspection for observing and inspecting defects, scratches, foreign matter, etc. on the surface of the wafer sample, the image of the wafer sample can be captured faster and more reliably, and defects, scratches,
By measuring the number of foreign substances and the like, the throughput can be improved.

【0021】以下に、本装置によるウエハ試料表面の検
査の工程を説明する。まず、ウエハ試料1をサンプルス
テージ2のステージ2a上にセットする。コンピュータ
8はパルスモータコントローラ3に対し所定のパルス信
号を出力するように指令を与える。パルスモータコント
ローラ3はコンピュータ8からの指令に基づき、ステー
ジ2aが所定の方向に連続的に高速移動するように、ス
テージ駆動機構2b、2c、2d用の各パルスモータ
(不図示)に対してパルス信号を出力する。これによ
り、ステージ2aは連続的に移動する。
The process of inspecting the wafer sample surface by the present apparatus will be described below. First, the wafer sample 1 is set on the stage 2a of the sample stage 2. The computer 8 instructs the pulse motor controller 3 to output a predetermined pulse signal. The pulse motor controller 3 sends a pulse to each of the pulse motors (not shown) for the stage driving mechanisms 2b, 2c and 2d based on a command from the computer 8 so that the stage 2a continuously moves at a high speed in a predetermined direction. Output a signal. Thus, the stage 2a moves continuously.

【0022】トリガー発生装置12は、パルスモータコ
ントローラ3から出力されるパルス信号に基づき、スト
ロボ発光および画像取り込み用のトリガー信号を生成す
る。具体的には、パルスモータコントローラ3からステ
ッピングモータによるステージ2a駆動のためのパルス
信号を取り出し、このパルス信号を分周することにより
トリガー信号を生成している。ステッピングモータは、
パルス信号により1ステップ進む。パルス信号が1個入
力されることによりステージ2aが1μm進む場合に
は、このパルス信号を1/1000に分周した信号をト
リガー信号にすると、ステージ2aが1mm(1000
μm)進むごとにトリガー発生装置12からトリガー信
号が出力されることになる。このトリガー信号に応じ
て、ストロボドライバ10はストロボライト11を1回
発光させる。画像処理装置7では、ストロボライト11
発光用のトリガー信号と同一タイミングのトリガー信号
がカウンタ16に入力され、そのトリガー信号の個数が
5個になるごとにカウンタ16から画像データ取り込み
用のトリガー信号が発せられ、このトリガー信号に応じ
てTVカメラ6から画像データの取り込みが行われる。
画像データの取り込み速度は、所望するウエハ試料1の
測定範囲に応じて決定され、その速度によりサンプルス
テージ2aの移動距離が定まる。この画像データの取り
込み速度は、本実施例のカウンタ16を用いた場合に
は、最大でTVカメラ6の画像取り込み速度の5倍とな
る。
The trigger generator 12 generates a trigger signal for strobe light emission and image capture based on a pulse signal output from the pulse motor controller 3. Specifically, a trigger signal is generated by extracting a pulse signal for driving the stage 2a by the stepping motor from the pulse motor controller 3 and dividing the frequency of the pulse signal. The stepping motor is
One step is advanced by the pulse signal. When the stage 2a advances by 1 μm due to input of one pulse signal, a signal obtained by dividing the frequency of the pulse signal by 1/1000 is used as a trigger signal.
μm), the trigger signal is output from the trigger generator 12 every time the movement proceeds. In response to the trigger signal, the strobe driver 10 causes the strobe light 11 to emit light once. In the image processing device 7, the strobe light 11
A trigger signal having the same timing as the trigger signal for light emission is input to the counter 16, and every time the number of trigger signals becomes five, a trigger signal for capturing image data is issued from the counter 16, and in response to the trigger signal Image data is taken in from the TV camera 6.
The speed of capturing the image data is determined according to the desired measurement range of the wafer sample 1, and the moving speed of the sample stage 2a is determined by the speed. When the counter 16 of the present embodiment is used, the image data capturing speed is at most five times the image capturing speed of the TV camera 6.

【0023】画像処理装置7による画像データの取り込
みは、まずストロボライト11の発光下で顕微鏡4の光
学系を通したウエハ試料1の拡大像を得て、この拡大像
をTVカメラ6の撮像素子であるCCDに記録すること
により行い、ストロボライト11の5回の発光に対し
て、拡大像の記録が1回行われる。CCDに蓄積された
ストロボライト11の発光5回分の画像データはCCD
から、TVカメラ6に設けられた画像記録部(不図示)
にいったん保存された後、画像処理装置に入力される。
画像記録部への画像データの保存は、ストロボ発光間隔
より十分短い時間で行うことができるため、CCDへの
ウエハ試料の拡大像の記録は、ストロボ発光5回ごとに
途切れるということはなく、連続的に行うことが可能で
ある。また、画像処理装置においては、ストロボライト
11の発光5回分の画像データを1回で処理することが
できる。
The image data is captured by the image processing device 7 by first obtaining an enlarged image of the wafer sample 1 through the optical system of the microscope 4 under the emission of the strobe light 11, and using this enlarged image to the image sensor of the TV camera 6. The enlarged image is recorded once for five times of light emission of the strobe light 11. The image data of five flashes of the strobe light 11 stored in the CCD is stored in the CCD.
, An image recording unit (not shown) provided in the TV camera 6
And then input to the image processing device.
Since the image data can be stored in the image recording section in a time sufficiently shorter than the flash emission interval, recording of the enlarged image of the wafer sample on the CCD is not interrupted every five flashes, but is continuously performed. It is possible to perform it. Further, the image processing apparatus can process image data for five times of emission of the strobe light 11 at one time.

【0024】本実施例においては、CCDへの画像デー
タの記録は、積算方式を採用している。すなわち、ステ
ージ1の移動中の5回の発光により、ウエハ試料1上の
5箇所の測定位置の表面の状態が1個のCCDに重ねて
記録される。この方式によって記録されたCCDでは、
ウエハ試料1上の各測定位置のうちの同じ箇所に欠陥等
が重なった場合は、欠陥が重なっていない箇所に比べ
て、輝度が大きいものとして画像データが記録される。
CCDに記録された画像データは、画像処理装置7およ
びコンピュータ8において、画像処理され、結晶欠陥の
分布、個数、形状および密度などが計測(算出)され
る。
In this embodiment, the recording of the image data on the CCD employs an integrating method. In other words, the surface states of the five measurement positions on the wafer sample 1 are superimposed and recorded on one CCD by the five light emissions while the stage 1 is moving. In a CCD recorded by this method,
When a defect or the like overlaps at the same position among the measurement positions on the wafer sample 1, the image data is recorded as having a higher luminance than a position where the defect does not overlap.
The image data recorded on the CCD is subjected to image processing in the image processing device 7 and the computer 8, and the distribution, number, shape, density, and the like of the crystal defects are measured (calculated).

【0025】以上の処理は、ウエハ試料1を移動しなが
ら連続的に行う。例えば、図3のように、1回のストロ
ボライト11の照射で観察される各矩形領域41が、矢
印42のような順序で観察されるようにウエハ試料1を
連続的に移動させ、移動の間に上記の計測を行う。ステ
ージ2aは連続的に移動し、停止せずに、ストロボライ
ト11の発光により画像データを取り込み、ステージの
移動中に画像処理(計測)を行っているため、従来例の
ようにステージ2aの移動・停止を繰り返すことがな
い。したがって、画像処理速度を上げることができるた
め、ステージ2aの移動速度を画像処理の処理速度まで
上げることができる。
The above processing is performed continuously while moving the wafer sample 1. For example, as shown in FIG. 3, the wafer sample 1 is continuously moved so that each rectangular region 41 observed by one irradiation of the strobe light 11 is observed in the order shown by the arrow 42. The above measurement is performed in the meantime. The stage 2a moves continuously, without stopping, captures image data by emitting light from the strobe light 11, and performs image processing (measurement) while the stage is moving.・ Does not stop repeatedly. Therefore, since the image processing speed can be increased, the moving speed of the stage 2a can be increased to the image processing speed.

【0026】以下に変形例を示す。サンプルステージの
移動制御は、XYZの3軸で行っているが、結晶欠陥の
分布を知るためには図3に示すような移動(表面のスキ
ャン)には限定されず、種々の変形が可能である。例え
ば、図4のようにサンプルステージ2aを回転させなが
ら、顕微鏡4の対物レンズ4aを矢印20で示すウエハ
試料1の中心部から離れる方向に移動させて画像を取り
込み、ウエハ試料1の結晶欠陥を測定評価するようにし
てもよい。この場合、ステージ2aは一定速度で高速回
転させておき、対物レンズ4aは視野範囲の幅ごとに矢
印20の方向にステップ移動させ、各位置でステージ2
aの一周分の画像をストロボライト11によりサンプリ
ング取り込みする。
A modified example will be described below. Although the movement control of the sample stage is performed in three axes of XYZ, in order to know the distribution of crystal defects, the movement is not limited to the movement (scan of the surface) as shown in FIG. is there. For example, as shown in FIG. 4, while rotating the sample stage 2a, the objective lens 4a of the microscope 4 is moved in a direction away from the center of the wafer sample 1 as indicated by an arrow 20, and an image is captured. You may make it measure and evaluate. In this case, the stage 2a is rotated at a high speed at a constant speed, and the objective lens 4a is moved stepwise in the direction of arrow 20 for each width of the visual field range.
An image for one round of a is sampled and captured by the strobe light 11.

【0027】また、ステージの駆動系においても、本実
施例ではパルスモータを用いたが、これに限定されるこ
となく、サーボモータあるいは超音波モータなど各種の
駆動系を用いることができる。
In this embodiment, a pulse motor is also used as the stage drive system. However, the present invention is not limited to this, and various drive systems such as a servo motor or an ultrasonic motor can be used.

【0028】さらに、トリガー発生装置12のタイミン
グ信号を作り出す機能をコンピュータ8で代用させ、コ
ンピュータでトリガー信号を作り出しても良い。また、
トリガー発生装置12をステージ駆動コントローラ(不
図示)またはストロボドライバに内蔵しても良い。ステ
ージ2aまたはモータにエンコーダまたはセンサを取り
付けて、その信号からトリガー信号を生成してもよい。
Further, the function of the trigger generator 12 for generating the timing signal may be substituted by the computer 8 to generate the trigger signal by the computer. Also,
The trigger generator 12 may be built in a stage drive controller (not shown) or a strobe driver. An encoder or a sensor may be attached to the stage 2a or the motor, and a trigger signal may be generated from the signal.

【0029】また、パルスモータコントローラ3から出
力される位置情報に応じてトリガー信号を出力するよう
にしているが、これに限らず、測定開始時点から所定の
時間間隔で画像データを取り込み測定するようにしても
よい。
Although the trigger signal is output in accordance with the position information output from the pulse motor controller 3, the present invention is not limited to this, and the image data may be captured and measured at predetermined time intervals from the measurement start time. It may be.

【0030】また、トリガー信号のカウントは、画像処
理装置7内で行っても良い。また、本実施例では、カウ
ンタ16でトリガー信号をカウントしているが、コンピ
ュータ8により、パルスモータコントローラ3および画
像処理装置7に出力する信号を調整して、ストロボライ
ト11の5回の発光ごとに1回の画像取り込みを行うよ
うにしても良い。
The counting of the trigger signal may be performed in the image processing device 7. In the present embodiment, the counter 16 counts the trigger signal. However, the computer 8 adjusts the signal output to the pulse motor controller 3 and the image processing device 7 so that the strobe light 11 is emitted every five times. May be performed once.

【0031】また、複数のTVカメラを並べ、すべての
カメラに同時にウエハ試料1の拡大像を記録するように
しても良い。このような構成により、一度に広い範囲の
ウエハ試料の検査をすることができ、より高速な材料表
面検査を行うことができる。
Alternatively, a plurality of TV cameras may be arranged, and an enlarged image of the wafer sample 1 may be recorded on all the cameras at the same time. With such a configuration, a wide range of wafer samples can be inspected at a time, and a faster material surface inspection can be performed.

【0032】次に、図5に基づいて、第2実施例につい
て説明する。この例においては、第1実施例では1台で
あったTVカメラ56を5台設けている。画像データの
取り込みにあたっては、ストロボライト11を5回発光
するごとに、画像データを記録するTVカメラ56を切
り変え、順次5台の各TVカメラ56に画像データを記
録する。TVカメラ56の切替は、トリガー発生回路1
2からのトリガー信号に応じて、TVカメラ56に接続
されたTVカメラコントローラ58により行う。各TV
カメラ56のCCDに記録された画像データは、カメラ
の切替と同時又は直後に順次画像処理装置7に入力され
る。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In this example, five TV cameras 56 are provided, which are one in the first embodiment. When capturing the image data, the TV camera 56 that records the image data is switched every time the strobe light 11 emits light five times, and the image data is sequentially recorded on each of the five TV cameras 56. Switching of the TV camera 56 is performed by the trigger generation circuit 1
2 is performed by the TV camera controller 58 connected to the TV camera 56 in response to the trigger signal from the TV camera 2. Each TV
The image data recorded on the CCD of the camera 56 is sequentially input to the image processing device 7 simultaneously with or immediately after the switching of the camera.

【0033】この構成では、ある1台のTVカメラ56
への画像データの記録の後、ほかの4台のTVカメラ5
6への画像データの記録が行われるため、TVカメラが
1台の場合に比べて、TVカメラ56から画像処理装置
への画像データの転送時間を長くとることができる。し
たがって、 TVカメラ56が1台の場合より、ストロ
ボライト11の発光間隔をより短くすることが可能とな
り、ウエハ試料1の表面上の欠陥、キズ、異物等の画像
をより高速かつ確実に取り込み、欠陥、キズ、異物等の
個数を計測し、そのスループットを向上することができ
る材料表面検査装置を安価で提供することができる。そ
の他の構成及び効果は第1実施例と同一である。
In this configuration, one TV camera 56
After recording image data to the other four TV cameras 5
6, the transfer time of the image data from the TV camera 56 to the image processing apparatus can be made longer than in the case where only one TV camera is used. Therefore, it is possible to make the light emission interval of the strobe light 11 shorter than in the case of a single TV camera 56, and to capture images of defects, scratches, foreign matter, etc. on the surface of the wafer sample 1 more quickly and reliably. It is possible to provide an inexpensive material surface inspection apparatus capable of measuring the number of defects, scratches, foreign matter, and the like and improving the throughput. Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、ウエハ試料の表面を観
察・検査する材料表面検査において、より高速かつ確実
にウエハ試料の画像を取り込み、欠陥、キズ、異物等の
個数を計測し、そのスループットを向上することができ
る材料表面検査装置を安価で提供することができる。
According to the present invention, in a material surface inspection for observing and inspecting the surface of a wafer sample, an image of the wafer sample is captured more quickly and more reliably, and the number of defects, scratches, foreign matter, etc. is measured. A material surface inspection apparatus capable of improving the throughput can be provided at low cost.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る表面検査装置の概略
構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a surface inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置のストロボライト、顕微鏡およびT
Vカメラなどの部分の要部拡大図である。
FIG. 2 shows a strobe light, a microscope and a T of the apparatus of FIG.
It is a principal part enlarged view of a part, such as a V camera.

【図3】被検物体であるウエハの欠陥を測定する様子を
示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a state of measuring a defect of a wafer as a test object.

【図4】サンプルステージと顕微鏡の動作の一例を示す
斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing an example of the operation of the sample stage and the microscope.

【図5】本発明の第2実施例に係る表面検査装置の概略
構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a surface inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】従来例に係る表面検査装置の概略構成図であ
る。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a surface inspection apparatus according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウエハ試料 2 サンプルステージ 3 パルスモータコントローラ 4 顕微鏡 6 TVカメラ 7 画像処理装置 8 コンピュータ 11 ストロボライト 12 トリガー発生装置 16 カウンタ 56 TVカメラ Reference Signs List 1 wafer sample 2 sample stage 3 pulse motor controller 4 microscope 6 TV camera 7 image processing device 8 computer 11 strobe light 12 trigger generator 16 counter 56 TV camera

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検物体の表面を観察・検査する材料表
面検査装置であって、 該被検物体を搭載して移動可能なステージと、 該ステージ上の被検物体を照明する照明手段と、 前記ステージの移動途中において、該ステージに搭載さ
れた該被検物体が所定位置に至ったとき、これに同期し
て、前記照明手段を閃光させる同期制御手段と、 該被検物体の一部分の像を画像データとして取り込む撮
像手段と、 前記撮像手段は、少なくとも1個の撮像素子を含み、該
撮像素子には所定数の該画像データが重ねて記録され、 該画像データに基づいて該被検物体の欠陥を評価する画
像処理手段とを有し、該所定数の画像データに基づいて
該被検物体の欠陥を評価することを特徴とする材料表面
検査装置。
1. A material surface inspection apparatus for observing and inspecting the surface of a test object, comprising: a movable stage mounted with the test object; and illumination means for illuminating the test object on the stage. When the test object mounted on the stage reaches a predetermined position during the movement of the stage, synchronous control means for flashing the illumination means in synchronization with the predetermined position; and a part of the test object. An imaging unit that captures an image as image data, wherein the imaging unit includes at least one image sensor, and a predetermined number of the image data are superimposed and recorded on the image sensor; A material surface inspection apparatus, comprising: image processing means for evaluating a defect of an object; and evaluating the defect of the test object based on the predetermined number of image data.
【請求項2】 被検物体の表面を観察・検査する材料表
面検査装置であって、 該被検物体を搭載して移動可能なステージと、 該ステージ上の被検物体を照明する照明手段と、 前記ステージの移動途中において、該ステージに搭載さ
れた該被検物体が所定位置に至ったとき、これに同期し
て、前記照明手段を閃光させる同期制御手段と、 該被検物体の一部分の像を画像データとして取り込む複
数の撮像手段と、 前記複数の撮像手段を順次切替える撮像手段切替手段
と、 該画像データに基づいて該被検物体の欠陥を評価する画
像処理手段とを有し、 前記複数の撮像手段の撮像素子にはそれぞれ所定数の該
画像データが重ねて記録され、 該所定数の画像データが記録された第1の撮像手段は、
前記撮像手段切替手段により第2の撮像手段に切替えら
れ、 前記第1の撮像手段に記録された該画像データは、該切
替後に前記第2の撮像手段に該画像データを記録するの
と並行して前記画像処理手段に出力され、 該画像データに基づいて該被検物体の欠陥を評価するこ
とを特徴とする材料表面検査装置。
2. A material surface inspection apparatus for observing and inspecting the surface of a test object, comprising: a stage on which the test object is mounted and movable; and illumination means for illuminating the test object on the stage. When the test object mounted on the stage reaches a predetermined position during the movement of the stage, synchronous control means for flashing the illumination means in synchronization with the predetermined position; and a part of the test object. A plurality of imaging means for capturing an image as image data, an imaging means switching means for sequentially switching the plurality of imaging means, and an image processing means for evaluating a defect of the test object based on the image data, A predetermined number of the image data are superimposed and recorded on the imaging elements of the plurality of imaging units, respectively. The first imaging unit on which the predetermined number of image data is recorded is:
The image data recorded in the first image capturing means is switched to the second image capturing means by the image capturing means switching means, and the image data recorded in the first image capturing means is concurrently recorded with the image data in the second image capturing means after the switching. A material surface inspection apparatus that outputs the defect to the object to be inspected based on the image data.
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