JP2004132950A - 外観検査装置及び外観検査方法 - Google Patents
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Abstract
[目的] 本発明は、半導体製造装置の検査工程に使用され、ウエハ上に形成された半導体チップにおける微細な電子回路パターンを検査する外観検査装置等を提供することを目的とする。
[構成] 本発明は、移動部がパターンを有する被検査物を載置し、撮像部が、移動部に載置された被検査物を撮像し、演算処理手段が、撮像部で撮像された画像を画像処理等する様になっており、演算処理手段は、撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定することができる。
【選択図】図1
[構成] 本発明は、移動部がパターンを有する被検査物を載置し、撮像部が、移動部に載置された被検査物を撮像し、演算処理手段が、撮像部で撮像された画像を画像処理等する様になっており、演算処理手段は、撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定することができる。
【選択図】図1
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体製造装置の検査工程に使用され、ウエハ上に形成された半導体チップにおける微細な電子回路パターンを検査する外観検査装置等に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ウエハ上に形成された微細な電子回路パターンを検査条件を設定する場合には、図10に示す様に、良品の電子回路パターンを撮像した画像を表示し、オペレータがマウス等の入力装置を使用して、検査対象部分に矩形や丸型状のエリアを設定し、そのエリアに対して個別の諸条件(例えば、異物の大きさや種類、感度等)をパラメータとして入力することで測定エリアとして設定していた。
【0003】
また、検査対象の形状が不安定である場合、同一検査条件の矩形、丸型状を組み合わせることで対応していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、測定エリアが比較的単純な形状で、かつ小数である場合には、特に問題とならないが、線幅を確保するための複雑な形状となっているパターンや、画像の縦横方向に対して斜めになっているパターン、半導体メモリの構成部分等の様な微細で大量の同形状パターンに関して、多くの複雑な形状のエリアが組み合わされた様な状態となり、各測定エリア毎に、それぞれ条件入力を要する場合には、オペレータの負担が過大となるという問題点があった。
【0005】
また、各測定エリアに設定された条件を確認する際には、各測定エリアをそれぞれ指定して確認する必要があり、オペレータの負担が大きかった。
【0006】
更に、オペレータの負担が過大となるため、入力ミスも多くなり、検査精度が低下する心配もあった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、パターンを有する被検査物を載置するための移動部と、この移動部に載置された被検査物を撮像するための撮像部と、この撮像部で撮像された画像を画像処理等するための演算処理手段とからなり、この演算処理手段は、前記撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、この被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定することを特徴としている。
【0008】
更に本発明のレイヤー編集処理は、検査条件を第1条件で設定されたレイヤー1と、検査条件を第2条件で設定されたレイヤー2とを、重ね合わせて、エリア設定を行う構成にすることもできる。
【0009】
そして本発明の検査条件が、線幅、異物サイズ、画素毎閾値、感度、欠陥面積等である構成にすることもできる。
【0010】
更に本発明の検査条件が、被検物の良否判定における異物の個数である構成にすることもできる。
【0011】
また本発明の被検査物のパターンが、ウエハ上に形成された微細な電子回路パターンである構成にすることもできる。
【0012】
更に本発明の外観検査方法は、表面にパターンが形成された被検査物を検査するための外観検査方法であって、撮像部が被検査物を撮像し、演算処理手段が撮像部で撮像された画像を画像処理する様になっており、演算処理手段が、撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、この被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定する構成となっている。
【0013】
また本発明の外観検査方法のレイヤー編集処理は、検査条件を第1条件で設定されたレイヤー1と、検査条件を第2条件で設定されたレイヤー2とを、重ね合わせて、エリア設定を行う構成にすることもできる。
【0014】
更に本発明の外観検査方法の検査条件が、被検物の良否判定における異物の個数である構成にすることもできる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以上の様に構成された本発明は、移動部がパターンを有する被検査物を載置し、撮像部が、移動部に載置された被検査物を撮像し、演算処理手段が、撮像部で撮像された画像を画像処理等する様になっており、演算処理手段は、撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定することができる。
【0016】
更に本発明のレイヤー編集処理は、検査条件を第1条件で設定されたレイヤー1と、検査条件を第2条件で設定されたレイヤー2とを、重ね合わせて、エリア設定を行うこともできる。
【0017】
そして本発明の検査条件が、線幅、異物サイズ、画素毎閾値、感度、欠陥面積等であることもできる。
【0018】
更に本発明の検査条件が、被検物の良否判定における異物の個数であることもできる。
【0019】
また本発明の被検査物のパターンが、ウエハ上に形成された微細な電子回路パターンであってもよい。
【0020】
更に本発明の外観検査方法は、撮像部が被検査物を撮像し、演算処理手段が撮像部で撮像された画像を画像処理する様になっており、演算処理手段が、撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、この被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定することができる。
【0021】
【実施例】
【0022】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0023】
図1に示す様に、本実施例の外観検査装置10000は、照明部100と、撮像部200と、移動部300と、演算処理手段400と、モニタ500と、入力部600とから構成されている。
【0024】
そして外観検査装置10000は、図2に示すウエハ20000を検査するものである。
【0025】
照明部100は、移動部300上に載置されたウエハを照明するためのものである。
【0026】
撮像部200は、移動部300上に載置されたウエハを撮像するためのもので、本実施例では、CCDセンサと撮像光学系とを備えている。
【0027】
移動部300は、ステージ310上に載置されたウエハを移動させるためのもので、X−Y方向に平行移動させたり、所望の角度回転させることもできる。これらの移動は演算処理手段400に接続された制御部410が、ドライバ310を介して、移動部300を制御駆動する様になっている。
【0028】
演算処理手段400は、画像処理等を行ったり、外観検査装置10000の制御等を司るものである。演算処理手段400は、CPUを含み、記憶部420等が接続されている。
【0029】
モニタ500は、撮像部200で撮像された画像や、演算処理手段400で実行された画像処理の結果等を表示し、観察することができる。
【0030】
入力部600はキーボード、マウス等から構成されており、オペレータが、外観検査装置10000に指令を命令等することができる。
【0031】
次に本実施例の外観検査装置10000の動作を、図3に基づいて説明する。
【0032】
まず、ステップ1(以下S1と略する)で、移動部300上に載置された検査対象であるウエハ上に形成された微細な電子回路パターンを、異物、欠損の無い良品チップを選択して、撮像部200で撮影する。この撮像部200で撮像された画像は、例えば、図4の様になる。
【0033】
次にS2では、画像処理、ここでは2値化処理を行う。即ち、S1で得られた画像データに対して、演算処理手段400が、検査対象であるウエハ上に検査対象であるウエハ20000上に形成されたチップの微細な電子回路パターンのエッジを検出し、パターン形状を抽出することができる。例えばS1で得られた画像に対して、S2で2値化処理を行った場合には、図5の様な画像を得る。なお、2値化に代えて、3値化(例えば、白、黒、グレー)、もしくはそれ以上の値における多値化処理を行うこともできる。更に色、及び絵柄の粗密等による領域抽出等の画像処理を行うこともできる。
【0034】
そしてS3で、フィルタ処理を行うか否かを判断する。ここでS3で、フィルタ処理を行うと判断した場合には、S4に進み、膨張/収縮 フィルタ処理等の前処理を行う様になっている。
【0035】
ここで膨張/収縮フィルタ処理について説明する。撮像された画像に対して、2値化処理を行った場合には、面積の小さな穴や点状のノイズが残ってしまうという問題点があった。これらのノイズ部分は、実画像で見た場合には、周りの部分と同じ領域であるため、検出条件は同じ条件で設定されるべき画素である。
【0036】
膨張/収縮フィルタ処理とは、これらのノイズを除去するために、図6に示す様に、2値化像全体を縮め(収縮)たり、太らせる(膨張)ことにより、独立した数画素程度のノイズ成分を除去することができるものである。
【0037】
そしてS4で、演算処理手段400が膨張/収縮フィルタ処理を行って、S2で得られた2値化像からノイズを除去する。S4で、膨張/収縮フィルタ処理を行った後、S5に進んでレイヤー編集処理を行う。
【0038】
ここで、レイヤー編集処理を説明する。
【0039】
まず、複数の2値化した像に対して、それぞれの領域(白・黒)に対して、異なる検査条件を設定し、重ね合わせて検査を行うことにより、より複雑な検査条件の設定が可能となるものである。
【0040】
例えば、検査条件を第1条件で設定されたレイヤー1(図7)と、検査条件を第2条件で設定されたレイヤー2(図8)とを、重ね合わせて、レイヤー3(図9)である本実施例のエリア設定を得ることができる。
【0041】
本実施例では、S6で、レイヤー番号を設定する。例えば、レイヤー1(図7)と、レイヤー2(図8)を設定する。
【0042】
次にS7では、検査条件を設定する。例えば、レイヤー1(図7)は、検査条件を第1条件とし、レイヤー2(図8)は、検査条件を第2条件で設定する。
【0043】
更にS8では、レイヤーの設定が終了したか否かを判断する。S8で終了したと判断した場合には、S9に進み、レイヤーの選択を行う。即ちS9では、レイヤー1(図7)と、レイヤー2(図8)とを、重ね合わせて、レイヤー3(図9)であるエリア設定を得る。
【0044】
そしてS10では、検査を実行する。
【0045】
なおS3で、フィルタ処理を行わないと判断した場合には、S5に進み、レイヤー編集処理を行う。またS8で、レイヤーの設定が終了しないと判断した場合には、S2に戻り、2値化処理を行う様になっている。
【0046】
ここでレイヤー編集処理は、従来の矩形、丸型等の領域に限定されることなく、不定形領域に条件設定が可能である。更にレイヤー編集処理は、膨張/収縮フィルタ処理を利用して、ノイズの除去を行うことができる。
【0047】
レイヤー編集処理は、レイヤー毎に2値化像を作成することができるので、設定したい領域に合わせた2値化レベルを決定することができる。従って、ワークの部分毎に合わせた形状のレイヤーを作成することができる。
【0048】
更にレイヤー編集処理は、検査条件を設定した領域がレイヤー同士で重複しても、検査条件に優先順位を付けることができる。従って、レイヤーの対象領域外の領域を細かく修正する必要がないという効果がある。
【0049】
なお、レイヤー指定領域以外の部分は、検査条件を一括に指定することもできる。
【0050】
ここで検査条件を説明する。検査条件は、検出対象となる異物、欠陥の条件であり、エリア内において所定のサイズ、配置等に関して設定される。例えば、同一パターンにおいては、部分により線幅や表面状態が異なる場合が多くある。この検査条件は、検査対象の状態に関して段階的に設定されているものを適用する。例えば、ウエハ上に形成された微細な電子回路パターンの線幅に対する、異物サイズに応じて段階的に設定する。
【0051】
前述の検査対象の条件に関して例をあげる。
【0052】
(A)明るさ
【0053】
明るさの段階ごとに不良と判断する異物等のサイズを設定する。
【0054】
(B)形状
【0055】
パターンの形状により、同じサイズ、形状の異物等であっても不良とするか否か、異なる判断をする場合がある。
【0056】
(C)周波数
【0057】
表面状態を模様として判断し、その模様に応じて、良・不良の判断を行う。
【0058】
これらの設定は、例えば、入力部600から演算処理手段400にデータを送る構成にすることができる。
【0059】
各エリアのパターンの特徴に応じて検査条件を設定することができるので、安定した検査を行うことができるという卓越した効果がある。
【0060】
更に、エリア内の周波数特性に応じた検査法の設定を選択することもできる。
【0061】
設定したエリア情報をテンプレートとして設定することで、パターンの検査を行う様になっている。この各エリアに設定されるパラメータとして、例えば、検出する異物のサイズの下限となるしきい値や、良否判定における個数、画素毎閾値、感度、欠陥又は異物のサイズ、欠陥面積、表面状態等である。これらの設定は、例えば、入力部600から演算処理手段400にデータを送る構成にすることができる。即ち本実施例の検査条件が、例えば、被検物の良否判定における異物の個数であるとすることもできる。
【0062】
なおウエハ20000は、パターンを有する被検査物に該当する。
【0063】
またエリア内部に境界を設けることで、異なる別のエリアとして設定可能に構成してもよい。
【0064】
更に、パターンが画像の外部まで延びている場合、画像の外周部もパターン境界として認識し、閉じたパターンとして認識することができる。そしてパターン部と非パターン部との識別は、画像処理課程におけるコントラストの変化やオペレータによる目視設定等により設定することもできる。
【0065】
以上の様に本実施例は、オペレータのエリア設定入力の手間が軽減され、条件設定の入力ミスを防止することができるという効果がある。
【0066】
次に、検査用テンプレート作成(ティーチング)の手順を、図11に基づいて説明する。
【0067】
まずS1で、ウエハ20000上に形成された微細な電子回路パターンを、異物、欠損の無い良品チップを選択して、撮像部200で撮影する。次にS2で、撮影画像の位置合わせを行う。即ちモニタ500上のチップ撮影画像を、オペレータが目視にて欠陥の有無を確認し、欠陥のない良品画像を選別する。
【0068】
次にS3では、エリア設定前の処理を行う。S3は、S31とS32とから構成されている。
【0069】
S31は、多値化や、階調変換、色度変換、膨張・収縮処理等の処理が施される。ここで多値化は、良品画像に多値化(例えば2値化等)の処理を行うことで、チップ上に形成されたパターンのエッジを明確にすることができる。階調変換は、階調変換フィルタ処理を施すことで、パターンの粗密や画像の濃淡(コントラスト)の影響を減少させ、パターンの認識を容易にすることができる。更に、色度変換は、良品画像の色調に応じて、パターンの認識を容易にする色調に変更し画像を処理するものである。膨張・収縮処理等は、従前に説明した通りであるから、説明を省略する。
【0070】
S32は演算処理手段400が、S31で得られた画像データに微分処理を行い、コントラストが最も変化する部分をエッジ部分としたり、それぞれのパターンの認識を実行する。
【0071】
そしてS4では、認識された良品画像のパターンに対してエリア設定を行う。更にS5では、検査条件を設定する。このS5の検査時の検査条件は、設定されたエリア毎に設定されるため、ウエハ上のパターンの粗密や状態、及びオペレータのリクエストに応じて設定される。
【0072】
S5の検査条件は、欠陥、若しくは不良品として認識するための条件であり、例えば、画素毎閾値や、感度、欠陥サイズ、欠陥面積、欠陥の個数等である。
【0073】
次にS6では、レイヤーを定義する。更にS7で、S6で定義したレイヤーを記憶する。このレイヤーの設定は、前述したエリア設定前処理や、エリア設定、エリア毎検査条件等である。これらの設定は、例えば、入力部600から演算処理手段400にデータを送る構成にすることができる。
【0074】
そしてS8では、ティーチングが終了したか否かを判断し、終了した場合にはS9に進んで、ティーチングを終了する。またS8でティーチングが終了していない場合には、S3に戻る様になっている。
【0075】
次にティーチングの設定に基づき、検査行程を行う場合を説明する。
【0076】
被検査対象である被検査チップと設定されたテンプレートとの適合を確認する。被検査チップと設定されたテンプレートとが異なっていれば、適したテンプレートを探すか、テンプレートを作成するためにティーチング工程を実施する。
【0077】
検査工程は、S10で検査を開始し、S11で検査対象を認識した後、S12で検査対象(チップ)画像を撮影する。そしてS13で撮影画像の位置合わせを行う。
【0078】
次にS14では、S12で撮影した被検査チップ画像に対して、S7のティーチングにおいて行った前処理の手順を読み出し、同様の処理を行う。この前処理の手順の読み出しは、記載のタイミングに限定されず、検査を開始する時点で既に読み込まれても設定されていてもよい。更にS14では、同様に、記憶されたエリア設定、及び検査条件を読み出す様になっている。
【0079】
そしてS15では、同様の条件で検査を行い、S16では、被検査チップの良品、不良品を判別する。更にS17では、チップの良品、不良品判断を被検査チップに関連づけて記憶する。
【0080】
S18では、検査対象が終了したかを判断し、終了した場合にはS19に進み、
検査を終了する。またS18で検査対象を終了していないと判断した場合には、S11に戻る様になっている。即ち、被検査対象チップが他にあれば、再度検査行程を繰り返し、被検査対象チップが他になければ、検査行程を終了する様になっている。
【0081】
なお、任意に記憶された検査行程の結果をレポートとして出力することも可能である。
【0082】
また、その他の構成、作用等は、従前の実施例と同様であるから説明を省略する。
【0083】
【効果】
以上の様に構成された本発明は、パターンを有する被検査物を載置するための移動部と、この移動部に載置された被検査物を撮像するための撮像部と、この撮像部で撮像された画像を画像処理等するための演算処理手段とからなり、この演算処理手段は、前記撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、この被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定するので、オペレータの負担が過大とならず、入力ミスが減少すると共に、適切な形状のエリアを設定することで、検査精度も向上するという卓越した効果がある。
【0084】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の外観検査装置10000の構成を説明する図である。
【図2】ウエハを説明する図である。
【図3】本実施例の外観検査装置1000の動作を説明する図である。
【図4】撮像部200で撮像された画像を説明する図である。
【図5】2値化処理を施した画像を説明する図である。
【図6】膨張/収縮フィルタ処理を説明する図である。
【図7】レイヤー編集処理を説明する図である。
【図8】レイヤー編集処理を説明する図である。
【図9】レイヤー編集処理を説明する図である。
【図10】従来技術を説明する図である。
【図11】ティーチング等の手順を説明する図である。
【符号の説明】
10000 外観検査装置
20000 ウエハ
100 照明部
200 撮像部
300 移動部
310 ドライバ
400 演算処理手段
500 モニタ
600 入力部
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体製造装置の検査工程に使用され、ウエハ上に形成された半導体チップにおける微細な電子回路パターンを検査する外観検査装置等に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ウエハ上に形成された微細な電子回路パターンを検査条件を設定する場合には、図10に示す様に、良品の電子回路パターンを撮像した画像を表示し、オペレータがマウス等の入力装置を使用して、検査対象部分に矩形や丸型状のエリアを設定し、そのエリアに対して個別の諸条件(例えば、異物の大きさや種類、感度等)をパラメータとして入力することで測定エリアとして設定していた。
【0003】
また、検査対象の形状が不安定である場合、同一検査条件の矩形、丸型状を組み合わせることで対応していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、測定エリアが比較的単純な形状で、かつ小数である場合には、特に問題とならないが、線幅を確保するための複雑な形状となっているパターンや、画像の縦横方向に対して斜めになっているパターン、半導体メモリの構成部分等の様な微細で大量の同形状パターンに関して、多くの複雑な形状のエリアが組み合わされた様な状態となり、各測定エリア毎に、それぞれ条件入力を要する場合には、オペレータの負担が過大となるという問題点があった。
【0005】
また、各測定エリアに設定された条件を確認する際には、各測定エリアをそれぞれ指定して確認する必要があり、オペレータの負担が大きかった。
【0006】
更に、オペレータの負担が過大となるため、入力ミスも多くなり、検査精度が低下する心配もあった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、パターンを有する被検査物を載置するための移動部と、この移動部に載置された被検査物を撮像するための撮像部と、この撮像部で撮像された画像を画像処理等するための演算処理手段とからなり、この演算処理手段は、前記撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、この被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定することを特徴としている。
【0008】
更に本発明のレイヤー編集処理は、検査条件を第1条件で設定されたレイヤー1と、検査条件を第2条件で設定されたレイヤー2とを、重ね合わせて、エリア設定を行う構成にすることもできる。
【0009】
そして本発明の検査条件が、線幅、異物サイズ、画素毎閾値、感度、欠陥面積等である構成にすることもできる。
【0010】
更に本発明の検査条件が、被検物の良否判定における異物の個数である構成にすることもできる。
【0011】
また本発明の被検査物のパターンが、ウエハ上に形成された微細な電子回路パターンである構成にすることもできる。
【0012】
更に本発明の外観検査方法は、表面にパターンが形成された被検査物を検査するための外観検査方法であって、撮像部が被検査物を撮像し、演算処理手段が撮像部で撮像された画像を画像処理する様になっており、演算処理手段が、撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、この被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定する構成となっている。
【0013】
また本発明の外観検査方法のレイヤー編集処理は、検査条件を第1条件で設定されたレイヤー1と、検査条件を第2条件で設定されたレイヤー2とを、重ね合わせて、エリア設定を行う構成にすることもできる。
【0014】
更に本発明の外観検査方法の検査条件が、被検物の良否判定における異物の個数である構成にすることもできる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以上の様に構成された本発明は、移動部がパターンを有する被検査物を載置し、撮像部が、移動部に載置された被検査物を撮像し、演算処理手段が、撮像部で撮像された画像を画像処理等する様になっており、演算処理手段は、撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定することができる。
【0016】
更に本発明のレイヤー編集処理は、検査条件を第1条件で設定されたレイヤー1と、検査条件を第2条件で設定されたレイヤー2とを、重ね合わせて、エリア設定を行うこともできる。
【0017】
そして本発明の検査条件が、線幅、異物サイズ、画素毎閾値、感度、欠陥面積等であることもできる。
【0018】
更に本発明の検査条件が、被検物の良否判定における異物の個数であることもできる。
【0019】
また本発明の被検査物のパターンが、ウエハ上に形成された微細な電子回路パターンであってもよい。
【0020】
更に本発明の外観検査方法は、撮像部が被検査物を撮像し、演算処理手段が撮像部で撮像された画像を画像処理する様になっており、演算処理手段が、撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、この被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定することができる。
【0021】
【実施例】
【0022】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0023】
図1に示す様に、本実施例の外観検査装置10000は、照明部100と、撮像部200と、移動部300と、演算処理手段400と、モニタ500と、入力部600とから構成されている。
【0024】
そして外観検査装置10000は、図2に示すウエハ20000を検査するものである。
【0025】
照明部100は、移動部300上に載置されたウエハを照明するためのものである。
【0026】
撮像部200は、移動部300上に載置されたウエハを撮像するためのもので、本実施例では、CCDセンサと撮像光学系とを備えている。
【0027】
移動部300は、ステージ310上に載置されたウエハを移動させるためのもので、X−Y方向に平行移動させたり、所望の角度回転させることもできる。これらの移動は演算処理手段400に接続された制御部410が、ドライバ310を介して、移動部300を制御駆動する様になっている。
【0028】
演算処理手段400は、画像処理等を行ったり、外観検査装置10000の制御等を司るものである。演算処理手段400は、CPUを含み、記憶部420等が接続されている。
【0029】
モニタ500は、撮像部200で撮像された画像や、演算処理手段400で実行された画像処理の結果等を表示し、観察することができる。
【0030】
入力部600はキーボード、マウス等から構成されており、オペレータが、外観検査装置10000に指令を命令等することができる。
【0031】
次に本実施例の外観検査装置10000の動作を、図3に基づいて説明する。
【0032】
まず、ステップ1(以下S1と略する)で、移動部300上に載置された検査対象であるウエハ上に形成された微細な電子回路パターンを、異物、欠損の無い良品チップを選択して、撮像部200で撮影する。この撮像部200で撮像された画像は、例えば、図4の様になる。
【0033】
次にS2では、画像処理、ここでは2値化処理を行う。即ち、S1で得られた画像データに対して、演算処理手段400が、検査対象であるウエハ上に検査対象であるウエハ20000上に形成されたチップの微細な電子回路パターンのエッジを検出し、パターン形状を抽出することができる。例えばS1で得られた画像に対して、S2で2値化処理を行った場合には、図5の様な画像を得る。なお、2値化に代えて、3値化(例えば、白、黒、グレー)、もしくはそれ以上の値における多値化処理を行うこともできる。更に色、及び絵柄の粗密等による領域抽出等の画像処理を行うこともできる。
【0034】
そしてS3で、フィルタ処理を行うか否かを判断する。ここでS3で、フィルタ処理を行うと判断した場合には、S4に進み、膨張/収縮 フィルタ処理等の前処理を行う様になっている。
【0035】
ここで膨張/収縮フィルタ処理について説明する。撮像された画像に対して、2値化処理を行った場合には、面積の小さな穴や点状のノイズが残ってしまうという問題点があった。これらのノイズ部分は、実画像で見た場合には、周りの部分と同じ領域であるため、検出条件は同じ条件で設定されるべき画素である。
【0036】
膨張/収縮フィルタ処理とは、これらのノイズを除去するために、図6に示す様に、2値化像全体を縮め(収縮)たり、太らせる(膨張)ことにより、独立した数画素程度のノイズ成分を除去することができるものである。
【0037】
そしてS4で、演算処理手段400が膨張/収縮フィルタ処理を行って、S2で得られた2値化像からノイズを除去する。S4で、膨張/収縮フィルタ処理を行った後、S5に進んでレイヤー編集処理を行う。
【0038】
ここで、レイヤー編集処理を説明する。
【0039】
まず、複数の2値化した像に対して、それぞれの領域(白・黒)に対して、異なる検査条件を設定し、重ね合わせて検査を行うことにより、より複雑な検査条件の設定が可能となるものである。
【0040】
例えば、検査条件を第1条件で設定されたレイヤー1(図7)と、検査条件を第2条件で設定されたレイヤー2(図8)とを、重ね合わせて、レイヤー3(図9)である本実施例のエリア設定を得ることができる。
【0041】
本実施例では、S6で、レイヤー番号を設定する。例えば、レイヤー1(図7)と、レイヤー2(図8)を設定する。
【0042】
次にS7では、検査条件を設定する。例えば、レイヤー1(図7)は、検査条件を第1条件とし、レイヤー2(図8)は、検査条件を第2条件で設定する。
【0043】
更にS8では、レイヤーの設定が終了したか否かを判断する。S8で終了したと判断した場合には、S9に進み、レイヤーの選択を行う。即ちS9では、レイヤー1(図7)と、レイヤー2(図8)とを、重ね合わせて、レイヤー3(図9)であるエリア設定を得る。
【0044】
そしてS10では、検査を実行する。
【0045】
なおS3で、フィルタ処理を行わないと判断した場合には、S5に進み、レイヤー編集処理を行う。またS8で、レイヤーの設定が終了しないと判断した場合には、S2に戻り、2値化処理を行う様になっている。
【0046】
ここでレイヤー編集処理は、従来の矩形、丸型等の領域に限定されることなく、不定形領域に条件設定が可能である。更にレイヤー編集処理は、膨張/収縮フィルタ処理を利用して、ノイズの除去を行うことができる。
【0047】
レイヤー編集処理は、レイヤー毎に2値化像を作成することができるので、設定したい領域に合わせた2値化レベルを決定することができる。従って、ワークの部分毎に合わせた形状のレイヤーを作成することができる。
【0048】
更にレイヤー編集処理は、検査条件を設定した領域がレイヤー同士で重複しても、検査条件に優先順位を付けることができる。従って、レイヤーの対象領域外の領域を細かく修正する必要がないという効果がある。
【0049】
なお、レイヤー指定領域以外の部分は、検査条件を一括に指定することもできる。
【0050】
ここで検査条件を説明する。検査条件は、検出対象となる異物、欠陥の条件であり、エリア内において所定のサイズ、配置等に関して設定される。例えば、同一パターンにおいては、部分により線幅や表面状態が異なる場合が多くある。この検査条件は、検査対象の状態に関して段階的に設定されているものを適用する。例えば、ウエハ上に形成された微細な電子回路パターンの線幅に対する、異物サイズに応じて段階的に設定する。
【0051】
前述の検査対象の条件に関して例をあげる。
【0052】
(A)明るさ
【0053】
明るさの段階ごとに不良と判断する異物等のサイズを設定する。
【0054】
(B)形状
【0055】
パターンの形状により、同じサイズ、形状の異物等であっても不良とするか否か、異なる判断をする場合がある。
【0056】
(C)周波数
【0057】
表面状態を模様として判断し、その模様に応じて、良・不良の判断を行う。
【0058】
これらの設定は、例えば、入力部600から演算処理手段400にデータを送る構成にすることができる。
【0059】
各エリアのパターンの特徴に応じて検査条件を設定することができるので、安定した検査を行うことができるという卓越した効果がある。
【0060】
更に、エリア内の周波数特性に応じた検査法の設定を選択することもできる。
【0061】
設定したエリア情報をテンプレートとして設定することで、パターンの検査を行う様になっている。この各エリアに設定されるパラメータとして、例えば、検出する異物のサイズの下限となるしきい値や、良否判定における個数、画素毎閾値、感度、欠陥又は異物のサイズ、欠陥面積、表面状態等である。これらの設定は、例えば、入力部600から演算処理手段400にデータを送る構成にすることができる。即ち本実施例の検査条件が、例えば、被検物の良否判定における異物の個数であるとすることもできる。
【0062】
なおウエハ20000は、パターンを有する被検査物に該当する。
【0063】
またエリア内部に境界を設けることで、異なる別のエリアとして設定可能に構成してもよい。
【0064】
更に、パターンが画像の外部まで延びている場合、画像の外周部もパターン境界として認識し、閉じたパターンとして認識することができる。そしてパターン部と非パターン部との識別は、画像処理課程におけるコントラストの変化やオペレータによる目視設定等により設定することもできる。
【0065】
以上の様に本実施例は、オペレータのエリア設定入力の手間が軽減され、条件設定の入力ミスを防止することができるという効果がある。
【0066】
次に、検査用テンプレート作成(ティーチング)の手順を、図11に基づいて説明する。
【0067】
まずS1で、ウエハ20000上に形成された微細な電子回路パターンを、異物、欠損の無い良品チップを選択して、撮像部200で撮影する。次にS2で、撮影画像の位置合わせを行う。即ちモニタ500上のチップ撮影画像を、オペレータが目視にて欠陥の有無を確認し、欠陥のない良品画像を選別する。
【0068】
次にS3では、エリア設定前の処理を行う。S3は、S31とS32とから構成されている。
【0069】
S31は、多値化や、階調変換、色度変換、膨張・収縮処理等の処理が施される。ここで多値化は、良品画像に多値化(例えば2値化等)の処理を行うことで、チップ上に形成されたパターンのエッジを明確にすることができる。階調変換は、階調変換フィルタ処理を施すことで、パターンの粗密や画像の濃淡(コントラスト)の影響を減少させ、パターンの認識を容易にすることができる。更に、色度変換は、良品画像の色調に応じて、パターンの認識を容易にする色調に変更し画像を処理するものである。膨張・収縮処理等は、従前に説明した通りであるから、説明を省略する。
【0070】
S32は演算処理手段400が、S31で得られた画像データに微分処理を行い、コントラストが最も変化する部分をエッジ部分としたり、それぞれのパターンの認識を実行する。
【0071】
そしてS4では、認識された良品画像のパターンに対してエリア設定を行う。更にS5では、検査条件を設定する。このS5の検査時の検査条件は、設定されたエリア毎に設定されるため、ウエハ上のパターンの粗密や状態、及びオペレータのリクエストに応じて設定される。
【0072】
S5の検査条件は、欠陥、若しくは不良品として認識するための条件であり、例えば、画素毎閾値や、感度、欠陥サイズ、欠陥面積、欠陥の個数等である。
【0073】
次にS6では、レイヤーを定義する。更にS7で、S6で定義したレイヤーを記憶する。このレイヤーの設定は、前述したエリア設定前処理や、エリア設定、エリア毎検査条件等である。これらの設定は、例えば、入力部600から演算処理手段400にデータを送る構成にすることができる。
【0074】
そしてS8では、ティーチングが終了したか否かを判断し、終了した場合にはS9に進んで、ティーチングを終了する。またS8でティーチングが終了していない場合には、S3に戻る様になっている。
【0075】
次にティーチングの設定に基づき、検査行程を行う場合を説明する。
【0076】
被検査対象である被検査チップと設定されたテンプレートとの適合を確認する。被検査チップと設定されたテンプレートとが異なっていれば、適したテンプレートを探すか、テンプレートを作成するためにティーチング工程を実施する。
【0077】
検査工程は、S10で検査を開始し、S11で検査対象を認識した後、S12で検査対象(チップ)画像を撮影する。そしてS13で撮影画像の位置合わせを行う。
【0078】
次にS14では、S12で撮影した被検査チップ画像に対して、S7のティーチングにおいて行った前処理の手順を読み出し、同様の処理を行う。この前処理の手順の読み出しは、記載のタイミングに限定されず、検査を開始する時点で既に読み込まれても設定されていてもよい。更にS14では、同様に、記憶されたエリア設定、及び検査条件を読み出す様になっている。
【0079】
そしてS15では、同様の条件で検査を行い、S16では、被検査チップの良品、不良品を判別する。更にS17では、チップの良品、不良品判断を被検査チップに関連づけて記憶する。
【0080】
S18では、検査対象が終了したかを判断し、終了した場合にはS19に進み、
検査を終了する。またS18で検査対象を終了していないと判断した場合には、S11に戻る様になっている。即ち、被検査対象チップが他にあれば、再度検査行程を繰り返し、被検査対象チップが他になければ、検査行程を終了する様になっている。
【0081】
なお、任意に記憶された検査行程の結果をレポートとして出力することも可能である。
【0082】
また、その他の構成、作用等は、従前の実施例と同様であるから説明を省略する。
【0083】
【効果】
以上の様に構成された本発明は、パターンを有する被検査物を載置するための移動部と、この移動部に載置された被検査物を撮像するための撮像部と、この撮像部で撮像された画像を画像処理等するための演算処理手段とからなり、この演算処理手段は、前記撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、この被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定するので、オペレータの負担が過大とならず、入力ミスが減少すると共に、適切な形状のエリアを設定することで、検査精度も向上するという卓越した効果がある。
【0084】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の外観検査装置10000の構成を説明する図である。
【図2】ウエハを説明する図である。
【図3】本実施例の外観検査装置1000の動作を説明する図である。
【図4】撮像部200で撮像された画像を説明する図である。
【図5】2値化処理を施した画像を説明する図である。
【図6】膨張/収縮フィルタ処理を説明する図である。
【図7】レイヤー編集処理を説明する図である。
【図8】レイヤー編集処理を説明する図である。
【図9】レイヤー編集処理を説明する図である。
【図10】従来技術を説明する図である。
【図11】ティーチング等の手順を説明する図である。
【符号の説明】
10000 外観検査装置
20000 ウエハ
100 照明部
200 撮像部
300 移動部
310 ドライバ
400 演算処理手段
500 モニタ
600 入力部
Claims (9)
- パターンを有する被検査物を載置するための移動部と、この移動部に載置された被検査物を撮像するための撮像部と、この撮像部で撮像された画像を画像処理等するための演算処理手段とからなり、この演算処理手段は、前記撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、この被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定することを特徴とする外観検査装置。
- レイヤー編集処理は、検査条件を第1条件で設定されたレイヤー1と、検査条件を第2条件で設定されたレイヤー2とを、重ね合わせて、エリア設定を行う請求項1記載の外観検査装置。
- 検査条件が、線幅、異物サイズ等である請求項2記載の外観検査装置。
- 検査条件が、被検物の良否判定における異物の個数である請求項2記載の外観検査装置。
- 被検査物のパターンが、ウエハ上に形成された微細な電子回路パターンである請求項1から請求項4の何れか1項記載の外観検査装置。
- 検査条件が、画素毎閾値や、感度、欠陥面積等である請求項2記載の外観検査装置。
- 表面にパターンが形成された被検査物を検査するための外観検査方法であって、撮像部が被検査物を撮像し、演算処理手段が撮像部で撮像された画像を画像処理する様になっており、演算処理手段が、撮像部で撮像された画像から被検査物のパターンを抽出し、この被検査物のパターンに対して、レイヤー編集処理を行ってエリアを設定する外観検査方法。
- レイヤー編集処理は、検査条件を第1条件で設定されたレイヤー1と、検査条件を第2条件で設定されたレイヤー2とを、重ね合わせて、エリア設定を行う請求項7記載の外観検査方法。
- 検査条件が、被検物の良否判定における異物の個数である請求項8記載の外観検査方法。
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