JP2008039743A - 外観検査装置及び外観検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学条件や欠陥の検出条件等といった、外観検査装置及び外観検査方法に用いられる検査条件を、実際の検査対象の試料に応じて適切に設定する。
【解決手段】外観検査装置1を、所定の光学条件で試料2の表面を撮像した画像を検査することにより試料2の表面に存在する欠陥を検出するように構成し、かつ外観検査装置1に、画像に現れる欠陥を所定の検出条件で検出する欠陥検出部24と、所定の光学条件及び所定の検出条件の少なくとも一方を検査対象である試料2の被検査面に予め設けられた既知の標準欠陥9を欠陥検出部24にて検出しうる条件に定める検査条件決定部50と、を設ける。
【選択図】図5
【解決手段】外観検査装置1を、所定の光学条件で試料2の表面を撮像した画像を検査することにより試料2の表面に存在する欠陥を検出するように構成し、かつ外観検査装置1に、画像に現れる欠陥を所定の検出条件で検出する欠陥検出部24と、所定の光学条件及び所定の検出条件の少なくとも一方を検査対象である試料2の被検査面に予め設けられた既知の標準欠陥9を欠陥検出部24にて検出しうる条件に定める検査条件決定部50と、を設ける。
【選択図】図5
Description
本発明は、検査対象となる試料表面を撮像した画像を検査することによりこの試料表面に存在する欠陥を検出する外観検査装置及び外観検査方法に関する。特に、半導体ウエハや、フォトマスク用基板、並びに液晶表示パネル用基板、液晶デバイス用基板などの表面の撮像画像に基づき、これらの表面に形成されたパターンの欠陥を検出する外観検査装置及び外観検査方法に関する。より詳しくはこのような外観検査装置及び外観検査方法において、撮像画像から欠陥を検出する際に使用する検出条件や、この撮像画像を得る際の光学条件といった、外観検査装置及び外観検査方法の検査条件を決定する技術に関する。
半導体ウエハや、フォトマスク用基板、並びに液晶表示パネルなどの半導体装置等の製造は多数の工数から成り立っており、最終及び途中の工程での欠陥の発生具合を検査して製造工程にフィードバックすることが歩留まり向上の上からも重要である。製造工程の途中で欠陥を検出するために、半導体ウエハ、フォトマスク用基板、液晶表示パネル用基板、液晶デバイス用基板などの試料の表面に形成されたパターンを撮像し、これにより得られた画像を検査することにより試料表面に存在する欠陥を検出するパターン欠陥検査などの外観検査が広く行われている。
以下の説明では、半導体ウエハ上に形成されたパターンの欠陥を検査する半導体ウエハ用外観検査装置を例として説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体メモリ用フォトマスク用基板や、液晶デバイス用基板、液晶表示パネル用基板などの半導体装置を検査する外観検査装置にも広く適用可能である。
以下の説明では、半導体ウエハ上に形成されたパターンの欠陥を検査する半導体ウエハ用外観検査装置を例として説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体メモリ用フォトマスク用基板や、液晶デバイス用基板、液晶表示パネル用基板などの半導体装置を検査する外観検査装置にも広く適用可能である。
図1に、本願の出願人が特願2003−188209(下記特許文献1)にて提案するものと同様の外観検査装置のブロック図を示す。一般に外観検査装置1は、半導体ウエハ2(以下、単に「ウエハ2」と示す)の撮像画像を得るための顕微鏡部10と、取得した画像を検査してウエハ2の表面に現れる欠陥を検出する画像処理部20とを備えて構成される。
顕微鏡部10には、2次元方向に自在に移動可能なステージ11が設けられており、ステージ11の上面には試料台(チャックステージ)12が設けられている。この試料台12の上に検査対象となる試料であるウエハ2を載置して固定する。ステージ11は、ステージ制御部18からの制御信号に従ってX方向及びY方向の2次元方向に移動し、また試料台12をZ方向に昇降させることでウエハ2を3次元方向に移動させることが可能である。
また顕微鏡部10は、ウエハ2の表面の光学像を投影する対物レンズ13と、対物レンズ13により投影されたウエハ2の表面の光学像を撮像する撮像部14と、を備える。撮像部14には1次元又は2次元のCCDカメラ、好適にはTDIカメラなどのイメージセンサが使用され、その受光面に結像するウエハ2の表面の光学像を電気信号に変換する。
本構成例では撮像部14として1次元のTDIカメラを使用する。そしてステージ制御部18がステージ11を移動させて撮像部14とウエハ2とを相対的に移動させ、ウエハ2に対して撮像部14をX方向又はY方向に走査させることによってウエハ2の表面の2次元画像を得る。
また顕微鏡部10は、ウエハ2の表面の光学像を投影する対物レンズ13と、対物レンズ13により投影されたウエハ2の表面の光学像を撮像する撮像部14と、を備える。撮像部14には1次元又は2次元のCCDカメラ、好適にはTDIカメラなどのイメージセンサが使用され、その受光面に結像するウエハ2の表面の光学像を電気信号に変換する。
本構成例では撮像部14として1次元のTDIカメラを使用する。そしてステージ制御部18がステージ11を移動させて撮像部14とウエハ2とを相対的に移動させ、ウエハ2に対して撮像部14をX方向又はY方向に走査させることによってウエハ2の表面の2次元画像を得る。
さらに顕微鏡部10は、ウエハ2を照明するための光源15及び集光レンズ16と、対物レンズ13の投影光路上に設けられた半透鏡(ビームスプリッタ)17を備える。半透鏡17は、集光レンズ16により集光された照明光を対物レンズ13に向けて反射させるとともに、対物レンズ13が撮像部14の受光面上に投影するウエハ2の表面の光学像の投影光を透過する。
このような照明はケラー照明と呼ばれ、対物レンズ13の光軸を含む垂直方向からウエハ2の表面を照明する明視野照明光を与え、撮像部14は照明されたウエハ2の正反射光の像を捉える。
以下、説明の簡単のために明視野照明光学系を備える外観検査装置を例として説明を行うが、本発明はこれに限定されるものではない。外観検査装置には、照明光を直接捉えない暗視野照明光学系も採用されており、暗視野照明光学系を有する外観検査装置も本発明の対象である。暗視野照明の場合、ウエハを斜め方向又は垂直方向から照明して正反射は検出しないようにセンサを配置し、照明光の照射位置を順次走査することにより対象表面の暗視野像を得る。このため暗視野装置ではイメージセンサを使用しない場合もあるが、これも当然発明の対象である。
以下、説明の簡単のために明視野照明光学系を備える外観検査装置を例として説明を行うが、本発明はこれに限定されるものではない。外観検査装置には、照明光を直接捉えない暗視野照明光学系も採用されており、暗視野照明光学系を有する外観検査装置も本発明の対象である。暗視野照明の場合、ウエハを斜め方向又は垂直方向から照明して正反射は検出しないようにセンサを配置し、照明光の照射位置を順次走査することにより対象表面の暗視野像を得る。このため暗視野装置ではイメージセンサを使用しない場合もあるが、これも当然発明の対象である。
撮像部14から出力される画像信号は、多値のディジタル信号(グレイレベル信号)に変換された後に画像処理部20内の信号記憶部21に記憶される。
ウエハ2上には、図2に示すように複数のダイ(チップ)3がX方向とY方向にそれぞれ繰返しマトリクス状に配列されている。各ダイには同じパターンが形成されるので、これらのダイを撮像した画像同士は本来同一となるはずであり、各ダイの撮像画像の対応する部分同士の画素値は本来同様の値となる。
ウエハ2上には、図2に示すように複数のダイ(チップ)3がX方向とY方向にそれぞれ繰返しマトリクス状に配列されている。各ダイには同じパターンが形成されるので、これらのダイを撮像した画像同士は本来同一となるはずであり、各ダイの撮像画像の対応する部分同士の画素値は本来同様の値となる。
したがって2つのダイの撮像画像内の本来同一となるべき対応箇所同士の画素値の差分(グレイレベル差信号)を検出すると、両方のダイに欠陥がない場合に比べて一方のダイに欠陥がある場合にグレイレベル差信号が大きくなり、このような大きなグレイレベル差を検出することによりダイ上に存在する欠陥を検出できる(ダイトゥダイ比較)。
また、1つのダイ内にメモリセルのような繰り返しパターンが形成されている場合には、この繰り返しパターン内の本来同一となるべき対応箇所を撮像した画像同士のグレイレベル差を検出しても欠陥を検出できる(セルトゥセル比較)。
なお、ダイトゥダイ比較では、隣り合う2つのダイ同士を撮像した画像を比較するのが一般的である(シングルティテクション)。これではどちらのダイに欠陥があるか分からない。したがって、更に異なる側に隣接するダイとの比較を行い、再び同じ部分のグレイレベル差が閾値より大きくなった場合にそのダイに欠陥があると判定する(ダブルディテクション)。セルトゥセル比較でも同様である。
また、1つのダイ内にメモリセルのような繰り返しパターンが形成されている場合には、この繰り返しパターン内の本来同一となるべき対応箇所を撮像した画像同士のグレイレベル差を検出しても欠陥を検出できる(セルトゥセル比較)。
なお、ダイトゥダイ比較では、隣り合う2つのダイ同士を撮像した画像を比較するのが一般的である(シングルティテクション)。これではどちらのダイに欠陥があるか分からない。したがって、更に異なる側に隣接するダイとの比較を行い、再び同じ部分のグレイレベル差が閾値より大きくなった場合にそのダイに欠陥があると判定する(ダブルディテクション)。セルトゥセル比較でも同様である。
図1に戻り、画像処理部20は、信号記憶部21に記憶されたウエハ2の画像において、2つのダイの撮像画像の対応箇所同士のグレイレベル差を算出するための差分検出部22を備える。
ステージ制御部18がウエハ2に対して撮像部14を相対的に走査する間に、1次元TDIカメラである撮像部14の出力信号を取り込むと、信号記憶部21にウエハ2の2次元画像が蓄積される。
ダイトゥダイ比較を行う場合には、差分検出部22は、ステージ制御部18から入力されるステージ11の位置情報に基づいて、隣接する複数のダイの対応箇所の部分画像を信号記憶部21から取り出し、その一つを検査画像とし他方を参照画像とする。そして検査画像と参照画像との間の対応箇所の画素同士のグレイレベル差信号を算出して、検出閾値計算部23と欠陥検出部24に出力する。
セルトゥセル比較を行う場合には、差分検出部22は、同様に、隣接する複数のセルの対応箇所の部分画像を信号記憶部21から取り出し、その一つを検査画像とし他方を参照画像として上記グレイレベル差を算出する。
ステージ制御部18がウエハ2に対して撮像部14を相対的に走査する間に、1次元TDIカメラである撮像部14の出力信号を取り込むと、信号記憶部21にウエハ2の2次元画像が蓄積される。
ダイトゥダイ比較を行う場合には、差分検出部22は、ステージ制御部18から入力されるステージ11の位置情報に基づいて、隣接する複数のダイの対応箇所の部分画像を信号記憶部21から取り出し、その一つを検査画像とし他方を参照画像とする。そして検査画像と参照画像との間の対応箇所の画素同士のグレイレベル差信号を算出して、検出閾値計算部23と欠陥検出部24に出力する。
セルトゥセル比較を行う場合には、差分検出部22は、同様に、隣接する複数のセルの対応箇所の部分画像を信号記憶部21から取り出し、その一つを検査画像とし他方を参照画像として上記グレイレベル差を算出する。
検出閾値計算部23は、差分検出部22が検出したグレイレベル差の分布に基づいて検出閾値を決定して欠陥検出部24に出力する。
欠陥検出部24は、差分検出部22から入力したグレイレベル差と検出閾値計算部23が決定した検出閾値とを比較して、検査画像に含まれる欠陥を検出する。すなわち欠陥検出部24は、グレイレベル差信号が検出閾値を超える場合には、このようなグレイレベル差信号を算出した画素の位置に、検査画像が欠陥を含んでいると判断する。
そして欠陥検出部24は、検出した欠陥の位置、大きさ、検査画像と参照画像との間のグレイレベル差、これらの画像のグレイレベル値等の情報を含む欠陥情報を検出した欠陥毎に作成し、出力する。
欠陥検出部24は、差分検出部22から入力したグレイレベル差と検出閾値計算部23が決定した検出閾値とを比較して、検査画像に含まれる欠陥を検出する。すなわち欠陥検出部24は、グレイレベル差信号が検出閾値を超える場合には、このようなグレイレベル差信号を算出した画素の位置に、検査画像が欠陥を含んでいると判断する。
そして欠陥検出部24は、検出した欠陥の位置、大きさ、検査画像と参照画像との間のグレイレベル差、これらの画像のグレイレベル値等の情報を含む欠陥情報を検出した欠陥毎に作成し、出力する。
図3は、検出閾値計算部23の構成例を示すブロック図である。
図示するように、検出閾値計算部23は、差分検出部22が出力するグレイレベル差を入力して、その累積頻度を算出する累積頻度算出部31と、この累積頻度を入力して、グレイレベル差に対してリニアな関係になるように累積頻度を変換し変換累積頻度を算出する変換累積頻度算出部32と、この変換累積頻度全体を直線近似して、近似直線を算出する近似直線算出部33と、この近似直線に基づいて所定の累積頻度の値から所定の算出方法に従って閾値を決定する閾値決定部34とを備える。
このように構成された検出閾値計算部23及び上記各構成要素の動作を、図4の(A)〜図4の(C)を参照して説明する。ここに、図4の(A)〜図4の(C)は、図3に示す検出閾値計算部23による検出閾値計算処理の説明図である。
図示するように、検出閾値計算部23は、差分検出部22が出力するグレイレベル差を入力して、その累積頻度を算出する累積頻度算出部31と、この累積頻度を入力して、グレイレベル差に対してリニアな関係になるように累積頻度を変換し変換累積頻度を算出する変換累積頻度算出部32と、この変換累積頻度全体を直線近似して、近似直線を算出する近似直線算出部33と、この近似直線に基づいて所定の累積頻度の値から所定の算出方法に従って閾値を決定する閾値決定部34とを備える。
このように構成された検出閾値計算部23及び上記各構成要素の動作を、図4の(A)〜図4の(C)を参照して説明する。ここに、図4の(A)〜図4の(C)は、図3に示す検出閾値計算部23による検出閾値計算処理の説明図である。
図1に示す差分検出部22が算出した各画素(ピクセル)毎のグレイレベル差は、図3の累積頻度算出部31に入力される。累積頻度算出部31は、検査画像及び参照画像に含まれる全画素について各々算出されたグレイレベル差のヒストグラムを、図4の(A)に示すように作成する。なお、対象となる画素数が多い場合には、ヒストグラムはすべての画素のグレイレベル差を使用して作成する必要はなく、サンプリングした一部の画素のグレイレベル差を使用して作成される。
そして累積頻度算出部31は、このヒストグラムからグレイレベル差の累積頻度を算出する。
そして累積頻度算出部31は、このヒストグラムからグレイレベル差の累積頻度を算出する。
変換累積頻度算出部32は、検出閾値計算部23に入力されるグレイレベル差がある所定の分布に従うと仮定した上で、累積頻度算出部31が算出した累積頻度を、グレイレベル差に対して累積頻度が直線関係となるように変換する。このとき、変換累積頻度算出部32は、グレイレベル差が正規分布、ポアソン分布、又はχ二乗分布などのある分布に従うと仮定して累積頻度を変換する。この変換累積頻度を図4の(B)に示す。
近似直線導出部33は、変換累積頻度算出部32が変換した変換累積頻度に応じて、グレイレベル差と変換累積頻度との関係を示す近似直線(y=ax+b)を導出する(図4の(C)参照)。
閾値決定部34は、近似直線のパラメータa、b及び感度設定パラメータ(固定値)から閾値を決定する。ここでは、グレイレベル差と変換累積頻度の近似直線において、固定の感度設定パラメータとしてVOPとHOを設定しておき、累積確率(p)に相当する累積頻度P1(pにサンプル数を乗じて求める。)になる直線上の点を求め、その点から縦軸方向にVOP、横軸方向にHO移動したグレイレベル差を閾値とする。従って、閾値Tは、所定の計算式、
T=(P1−b+VOP)/a+HO …(1)
により算出される。このようにして、被検査画像のグレイレベル差のヒストグラムに応じて閾値を適切に設定することができる。
閾値決定部34は、近似直線のパラメータa、b及び感度設定パラメータ(固定値)から閾値を決定する。ここでは、グレイレベル差と変換累積頻度の近似直線において、固定の感度設定パラメータとしてVOPとHOを設定しておき、累積確率(p)に相当する累積頻度P1(pにサンプル数を乗じて求める。)になる直線上の点を求め、その点から縦軸方向にVOP、横軸方向にHO移動したグレイレベル差を閾値とする。従って、閾値Tは、所定の計算式、
T=(P1−b+VOP)/a+HO …(1)
により算出される。このようにして、被検査画像のグレイレベル差のヒストグラムに応じて閾値を適切に設定することができる。
近年における半導体装置等の回路パターンの微細化に伴い、外観検査装置も微細な欠陥でも正確に検出できるように欠陥検出感度の向上が求められている。
外観検査装置の欠陥検出感度は、顕微鏡部10のような光学系の光学条件(例えば照明光の強さや結像光学系のフォーカス位置など)や、欠陥検出部24の欠陥の検出条件(例えば欠陥の検出に用いる上記検出閾値など)を含む外観検査装置自身の検査条件に依存する。
検査条件が適切に設定されていない状態で検査を行った場合、本来その外観検査装置の性能で検出できるはずの欠陥も検出できない。この場合、試料上に本当に欠陥が存在しないのか、それとも条件が適切に設定されていないのか、のかが不明となる。
外観検査装置の欠陥検出感度は、顕微鏡部10のような光学系の光学条件(例えば照明光の強さや結像光学系のフォーカス位置など)や、欠陥検出部24の欠陥の検出条件(例えば欠陥の検出に用いる上記検出閾値など)を含む外観検査装置自身の検査条件に依存する。
検査条件が適切に設定されていない状態で検査を行った場合、本来その外観検査装置の性能で検出できるはずの欠陥も検出できない。この場合、試料上に本当に欠陥が存在しないのか、それとも条件が適切に設定されていないのか、のかが不明となる。
ところが、従来行われている装置状態の確認作業は、例えば一日1回といった定期的な頻度で、検査作業の前に毎回同じダミーウエハを使用してその外観検査を行い、前回確認を行ったときから装置状態が変化しないことを確認するだけにとどまっていた。これは検出感度に影響する外観検査装置の設定箇所が多岐に及ぶため、調整部位の全てに亘ってかつ頻繁に調整を行うのは煩雑すぎるからである。
しかしながら、外観検査を行う際には検査対象ウエハによって検査の際に使用される条件が異なる。このような条件の相違の例として、照明光に使用する光の波長や検査対象とする層の違いがある。このために検査作業の前にダミーウエハを使用して設定した、上記光学条件や検出条件を含む検査条件が、個々の検査対象のウエハにとって適切なものであるか否か不明なまま外観検査を行っていた。
しかしながら、外観検査を行う際には検査対象ウエハによって検査の際に使用される条件が異なる。このような条件の相違の例として、照明光に使用する光の波長や検査対象とする層の違いがある。このために検査作業の前にダミーウエハを使用して設定した、上記光学条件や検出条件を含む検査条件が、個々の検査対象のウエハにとって適切なものであるか否か不明なまま外観検査を行っていた。
上記問題に鑑み、本発明は、実際の検査対象の試料に応じた適切な検査条件を設定することが可能な外観検査装置及び外観検査方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明では、実際に検査の対象となる試料に予め既知の欠陥を設けておき、この試料の外観検査を実行する際に使用する検査条件をこの既知の欠陥を検出できる条件に決定する。このように実際に検査の対象となる試料に予め設ける既知の欠陥を「標準欠陥」と記す。
すなわち、外観検査に使用する検査条件として、真の検査対象である試料の表面に予め設けられた標準欠陥を検出可能な条件を定めることにより、このような検査条件を用いて当該試料の外観検査を行えば、その検査は少なくともその標準欠陥を検出できる検出感度で行われたことを保証することができる。
すなわち、外観検査に使用する検査条件として、真の検査対象である試料の表面に予め設けられた標準欠陥を検出可能な条件を定めることにより、このような検査条件を用いて当該試料の外観検査を行えば、その検査は少なくともその標準欠陥を検出できる検出感度で行われたことを保証することができる。
本発明の第1形態によれば、所定の光学条件で試料表面を撮像した画像を検査することにより試料表面に存在する欠陥を検出する外観検査装置であって、画像に現れる欠陥を所定の検出条件で検出する欠陥検出部と、所定の光学条件及び所定の検出条件の少なくとも一方を検査対象である試料の被検査面に予め設けられた既知の標準欠陥を欠陥検出部にて検出しうる条件に定める検査条件決定部と、を備える外観検査装置が提供される。
検査条件決定部は、所定の光学条件として、試料表面を撮像する際に試料表面を照明する照明光の光量を決定してよく、また試料表面を撮像する撮像光学系のフォーカス状態を決定してもよい。
検査条件決定部は、所定の光学条件として、試料表面を撮像する際に試料表面を照明する照明光の光量を決定してよく、また試料表面を撮像する撮像光学系のフォーカス状態を決定してもよい。
本発明の一つの態様において、欠陥検出部は、試料の表面を撮像した画像において本来同一となるべき対応箇所同士のグレイレベル差が所定の検出条件を満たすとき該対応箇所を欠陥候補として検出するように構成してよい。
このとき検査条件決定部は、所定の光学条件及び所定の検出条件の少なくとも一方を、所定の光学条件の下で撮像した標準欠陥が設けられた試料の表面画像において標準欠陥の箇所と他の箇所との間に生じるグレイレベル差(以下、「標準欠陥グレイレベル差」と示す)が、所定の検出条件を満たしうる条件に定めるように構成される。
このように所定の光学条件及び検出条件の少なくとも一方を決定することにより、かかる条件の下で外観検査を行えば標準欠陥と同程度の欠陥を必ず検出することが可能となる。
このとき検査条件決定部は、所定の光学条件及び所定の検出条件の少なくとも一方を、所定の光学条件の下で撮像した標準欠陥が設けられた試料の表面画像において標準欠陥の箇所と他の箇所との間に生じるグレイレベル差(以下、「標準欠陥グレイレベル差」と示す)が、所定の検出条件を満たしうる条件に定めるように構成される。
このように所定の光学条件及び検出条件の少なくとも一方を決定することにより、かかる条件の下で外観検査を行えば標準欠陥と同程度の欠陥を必ず検出することが可能となる。
本発明の他の態様において、欠陥検出部は、試料の表面を撮像した画像において本来同一となるべき対応箇所同士を比較した比較結果が所定の検出条件を満たすとき該対応箇所を欠陥候補として検出して、検出した該欠陥候補について所定の欠陥情報を出力するように構成してよい。このとき所定の欠陥情報は、対応箇所同士の比較結果を示す所定の評価値であって所定の閾値と比較することにより該対応箇所が欠陥候補であるか否かを判定可能な評価値を含むものであってよい。このような評価値は例えば、対応箇所同士のグレイレベル差であってよい。
このとき検査条件決定部は、所定の決定方法に従い、上記の所定の評価値に応じて所定の光学条件及び所定の検出条件の少なくとも一方の条件を決定するように構成される。
標準欠陥についての上記の評価値を得ることによって、この標準欠陥と同程度の欠陥を有する対応箇所に生じうる評価値を知ることが可能となる。
そして所定の決定方法によって上記光学条件及び検出条件の少なくとも一方を決定する。例えばこのように得られた評価値よりも閾値が小さくなるように検出条件を求める、または、今回得られた評価値を基準にして、以後に撮像された撮像画像から得られる評価値が与えられた閾値よりも大きくなるように光学条件を決定する。
標準欠陥についての上記の評価値を得ることによって、この標準欠陥と同程度の欠陥を有する対応箇所に生じうる評価値を知ることが可能となる。
そして所定の決定方法によって上記光学条件及び検出条件の少なくとも一方を決定する。例えばこのように得られた評価値よりも閾値が小さくなるように検出条件を求める、または、今回得られた評価値を基準にして、以後に撮像された撮像画像から得られる評価値が与えられた閾値よりも大きくなるように光学条件を決定する。
本発明のさらに他の態様において、欠陥検出部は、試料の表面を撮像した画像において本来同一となるべき対応箇所同士を比較した比較結果が所定の検出条件を満たすとき該対応箇所を欠陥候補として検出するように構成される。
このとき、検査条件決定部は、欠陥検出部により繰り返し標準欠陥が検出される間に、標準欠陥の検出結果が所定の目標状態に至るまで所定の光学条件及び所定の検出条件の少なくとも一方の条件を変更することによって、この少なくとも一方の条件を決定するように構成される。
例えば、欠陥検出部が、同じ面積を有する複数の領域であってかつ同じ密度で標準欠陥が分布する領域のそれぞれにおいて欠陥検出を行う際に、検査条件決定部は、それぞれの領域で検出された標準欠陥数が所望の個数になるまで、光学条件及び検出条件の少なくとも一方の条件を変えることによって、この少なくとも一方の条件を決定してもよい。
このとき、検査条件決定部は、欠陥検出部により繰り返し標準欠陥が検出される間に、標準欠陥の検出結果が所定の目標状態に至るまで所定の光学条件及び所定の検出条件の少なくとも一方の条件を変更することによって、この少なくとも一方の条件を決定するように構成される。
例えば、欠陥検出部が、同じ面積を有する複数の領域であってかつ同じ密度で標準欠陥が分布する領域のそれぞれにおいて欠陥検出を行う際に、検査条件決定部は、それぞれの領域で検出された標準欠陥数が所望の個数になるまで、光学条件及び検出条件の少なくとも一方の条件を変えることによって、この少なくとも一方の条件を決定してもよい。
さらに本発明の第2形態によれば、所定の光学条件で試料表面を撮像した画像を検査することにより試料表面に存在する欠陥を検出する外観検査方法であって、画像に現れる欠陥を所定の検出条件で検出する欠陥検出ステップと、所定の光学条件及び所定の検出条件の少なくとも一方を検査対象である試料の被検査面に予め設けられた既知の標準欠陥を欠陥検出ステップにて検出しうる条件に定める検査条件決定ステップと、を有する外観検査方法が提供される。
本発明によれば、光学条件や欠陥の検出条件等といった外観検査装置及び外観検査方法に用いられる検査条件を、実際の検査対象の試料に応じて適切に設定することが可能となる。
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図5は、本発明の第1実施例による外観検査装置の全体ブロック図である。外観検査装置1は、実際に検査を行う試料であるウエハ2の表面の光学像を撮像して撮像画像を得るための光学系である顕微鏡部10と、顕微鏡部10による撮像画像を入力しこの現れる欠陥を検出する画像処理部20と、検査条件決定部50と、を備えて構成される。
ここで検査条件決定部50は、顕微鏡部10がウエハ2の表面を撮像する光学系の光学条件と、画像処理部20により実行される欠陥検出処理にて欠陥を検出する際に使用する検出条件と、を決定する機能を有する。これら画像処理部20及び検査条件決定部50は、コンピュータ等のデータ処理及び演算を行う計算機で実現することとしてよい。
ここで検査条件決定部50は、顕微鏡部10がウエハ2の表面を撮像する光学系の光学条件と、画像処理部20により実行される欠陥検出処理にて欠陥を検出する際に使用する検出条件と、を決定する機能を有する。これら画像処理部20及び検査条件決定部50は、コンピュータ等のデータ処理及び演算を行う計算機で実現することとしてよい。
図5に示す顕微鏡部10の構成例を示すブロック図を図6に示し、同じく画像処理部20の構成例を示すブロック図を図7に示す。図6及び図7にそれぞれ示した顕微鏡部10及び画像処理部20は、図1を参照して説明した外観検査装置に類似する構成を有しており、したがって同様の構成要素には同じ参照番号を付すこととし同様の機能については説明を省略する。
以下の説明では、検査条件決定部50が決定する顕微鏡部10の光学条件の例として、図6に示す光源15の光量を考える。また同じく光学条件の例として、ステージ11により試料台12を昇降させ対物レンズ13を含む結像光学系とウエハ2との間の相対距離を変更することによって調整可能なフォーカス状態を考える。
さらに、検査条件決定部50が決定する画像処理部20の検出条件の例として、図7に示す欠陥検出部24による欠陥検出の際に、差分検出部22から出力されるグレイレベル差(ΔGL)と比較される検出閾値Tを考える。
また、上記の顕微鏡部10の光学条件や画像処理部20の検出条件のような、検査条件決定部50により決定される条件を総称する場合には、以下本明細書において「検査条件」と記すことがある。
以下の説明では、検査条件決定部50が決定する顕微鏡部10の光学条件の例として、図6に示す光源15の光量を考える。また同じく光学条件の例として、ステージ11により試料台12を昇降させ対物レンズ13を含む結像光学系とウエハ2との間の相対距離を変更することによって調整可能なフォーカス状態を考える。
さらに、検査条件決定部50が決定する画像処理部20の検出条件の例として、図7に示す欠陥検出部24による欠陥検出の際に、差分検出部22から出力されるグレイレベル差(ΔGL)と比較される検出閾値Tを考える。
また、上記の顕微鏡部10の光学条件や画像処理部20の検出条件のような、検査条件決定部50により決定される条件を総称する場合には、以下本明細書において「検査条件」と記すことがある。
検査条件決定部50は、検査面上に所定の標準欠陥が設けられたウエハが検査対象として外観検査装置1に入力されると、この試料の検査面を顕微鏡部10で撮像した撮像画像に基づいて、外観検査装置1に使用する検査条件を設定する。
図8に標準欠陥の設置例を示す。ウエハ2の表面には複数のダイ3a、3b、3c、3d…がX方向とY方向にそれぞれ繰返しマトリクス状に配列されている。例えば標準欠陥9は繰返し配列されたダイの1つおき、或いは複数個おきに標準欠陥9を配置する。
このように標準欠陥9を設けると、隣接するダイ同士の間でダイトゥダイ比較を行った場合に、隣接するダイの組の一方のダイ3aに設けた標準欠陥9の箇所と、他方のダイ3b内における対応箇所(すなわち、標準欠陥9のダイ3aにおけるダイ内位置と同じダイ内位置を有するダイ3b内の位置)と、を各々撮像した撮像画像のグレイレベル同士の差が大きくなり、通常の欠陥と同様に検出することが可能となる。
同様にセルトゥセル比較を行う場合の検査条件を決定する場合には、標準欠陥9を繰返し配列されたセルの1つおき、或いは複数個おきに標準欠陥9を配置することとしてよい。
図8に標準欠陥の設置例を示す。ウエハ2の表面には複数のダイ3a、3b、3c、3d…がX方向とY方向にそれぞれ繰返しマトリクス状に配列されている。例えば標準欠陥9は繰返し配列されたダイの1つおき、或いは複数個おきに標準欠陥9を配置する。
このように標準欠陥9を設けると、隣接するダイ同士の間でダイトゥダイ比較を行った場合に、隣接するダイの組の一方のダイ3aに設けた標準欠陥9の箇所と、他方のダイ3b内における対応箇所(すなわち、標準欠陥9のダイ3aにおけるダイ内位置と同じダイ内位置を有するダイ3b内の位置)と、を各々撮像した撮像画像のグレイレベル同士の差が大きくなり、通常の欠陥と同様に検出することが可能となる。
同様にセルトゥセル比較を行う場合の検査条件を決定する場合には、標準欠陥9を繰返し配列されたセルの1つおき、或いは複数個おきに標準欠陥9を配置することとしてよい。
図9の(A)はウエハ2の表面に形成されるパターンを示す拡大図であって、標準欠陥を含まない本来のパターンを示す図であり、図9の(B)は、図9の(A)のパターン上に標準を設けた様子を示す図である。
図9の(A)に示すように、ウエハ2の表面上の所定の領域100に形成されるパターンは、複数の線状の導体回路パターン101〜104から成り、かつそのうちライン102は図示105の箇所において切断部を有し、ライン104は図示106の箇所において切断部を有する。
図9の(A)に示すように、ウエハ2の表面上の所定の領域100に形成されるパターンは、複数の線状の導体回路パターン101〜104から成り、かつそのうちライン102は図示105の箇所において切断部を有し、ライン104は図示106の箇所において切断部を有する。
標準欠陥は、例えば図9の(B)の図示91部分及び92部分に示すように、それぞれ本来のライン101領域及びライン102領域から導体が突出した微小部分として形成してよい。また標準欠陥は、図示93部分に示すように、本来のライン103の領域から導体が浸食された微小部分として形成してもよい。
あるいは、図示94部分及び95部分に示すように、本来のライン長を伸長し或いは短縮して形成してもよい。
これら標準欠陥91〜95は、その幅及び長さといった寸法が、外観検査装置1が検出可能な最小の寸法となるような態様でウエハ2に設けられることが望ましい。また標準欠陥91〜15は、ウエハ2表面に形成された検査対象となるパターンを形成した製造プロセスにおいて形成してよい。或いは検査対象となるパターンを形成する前または形成した後にウエハ2の表面上に形成してもよい。
あるいは、図示94部分及び95部分に示すように、本来のライン長を伸長し或いは短縮して形成してもよい。
これら標準欠陥91〜95は、その幅及び長さといった寸法が、外観検査装置1が検出可能な最小の寸法となるような態様でウエハ2に設けられることが望ましい。また標準欠陥91〜15は、ウエハ2表面に形成された検査対象となるパターンを形成した製造プロセスにおいて形成してよい。或いは検査対象となるパターンを形成する前または形成した後にウエハ2の表面上に形成してもよい。
図5に戻り外観検査装置1は、すなわちウエハ2の検査のために使用する検査条件を指定する検査条件データや、外観検査装置1の動作に必要なその他の各種データを入力するためのデータ入力部4を備える。
データ入力部4を介して入力された検査条件データは検査条件決定部50に入力及び記憶され、検査条件決定部50はこのデータに指定される光学条件を顕微鏡部10に設定し、同様に欠陥検出条件を画像処理部20に設定する。
データ入力部4を介して入力された検査条件データは検査条件決定部50に入力及び記憶され、検査条件決定部50はこのデータに指定される光学条件を顕微鏡部10に設定し、同様に欠陥検出条件を画像処理部20に設定する。
データ入力部4は、オペレータがデータを入力するためのキーボード、マウス、タッチパネル等のユーザインターフェース、フレキシブルディスク、CD−ROMやメモリーカードなどの各種リムーバブルメディアに記憶されて提供されるデータを読み込むためのフレキシブルディスクドライブ、CD−ROMドライブ、メモリ読み取り装置などのリムーバブルメディア読み取り装置、及びデータをオンラインで入力するためのインタフェース装置等の、任意の入力装置のいずれかを含んで構成してよい。
かかるデータ入力部4を介して、ウエハ2に設けられた標準欠陥9に関する標準欠陥データの一部分または全部が検査条件決定部50に入力される。標準欠陥データは、標準欠陥9が設けられているダイを指定するダイ指定情報及びそのダイ内のどの位置に設けられているか等を示す標準欠陥9の位置情報を少なくとも含む。また、標準欠陥データに複数の標準欠陥9に関するデータが含まれる場合には、個々の標準欠陥9を識別するための識別子情報を含めてよい。
図5に戻り、標準欠陥9が設けられたウエハ2の表面を顕微鏡部10で撮像し、この撮像画像を画像処理部20に入力すると、図7に示す画像処理部20は、図1〜図4を参照して上述した外観検査方法と同様に、信号記憶部21、差分検出部22、検出閾値計算部23及び欠陥検出部24によって、ウエハ2の表面に現れる欠陥を検出し、検出した欠陥に関する欠陥情報を各欠陥毎に作成して画像処理部20から出力する。出力される欠陥情報には標準欠陥9を検出した結果作成された欠陥情報も含まれる。
図5に戻り画像処理部20から出力された欠陥情報は、データ出力部5を介して外観検査装置1の外部に出力される。
データ出力部5は、出力すべきデータをオペレータに表示するCRTや液晶表示パネル等のディスプレイ装置や、紙媒体などに印字するプリンタ装置、出力すべきデータを記憶してフレキシブルディスク、CD−ROMやメモリーカードなどの各種リムーバブルメディアに書き込むためのフレキシブルディスクドライブ、CD−ROMドライブ、メモリ書き込み装置などのリムーバブルメディア書き込み装置、及びデータをオンラインで出力するためのインタフェース装置等の、任意の出力装置のいずれかを含んで構成してよい。
データ出力部5は、出力すべきデータをオペレータに表示するCRTや液晶表示パネル等のディスプレイ装置や、紙媒体などに印字するプリンタ装置、出力すべきデータを記憶してフレキシブルディスク、CD−ROMやメモリーカードなどの各種リムーバブルメディアに書き込むためのフレキシブルディスクドライブ、CD−ROMドライブ、メモリ書き込み装置などのリムーバブルメディア書き込み装置、及びデータをオンラインで出力するためのインタフェース装置等の、任意の出力装置のいずれかを含んで構成してよい。
図10は、図5に示す検査条件決定部50の第1構成例を示すブロック図である。
図示するように検査条件決定部50は、検査条件記憶部51と、検査条件設定部52と、光学条件制御部53と、を備える。
ウエハ2の検査のための検査条件を示す検査条件データは、入力部4から検査条件決定部50へ入力されると検査条件記憶部51に入力される。
検査条件設定部52は検査の都度、検査条件記憶部51から検査条件データを読み出して、画像処理部20が欠陥検出に使用する検出条件、例えば画像処理部内の欠陥検出部24で使用する検出閾値Tを、画像処理部20に対して指定する。また検査条件設定部52は、検査条件データに含まれる光学条件を次の光学条件制御部53に対して指定する。
図示するように検査条件決定部50は、検査条件記憶部51と、検査条件設定部52と、光学条件制御部53と、を備える。
ウエハ2の検査のための検査条件を示す検査条件データは、入力部4から検査条件決定部50へ入力されると検査条件記憶部51に入力される。
検査条件設定部52は検査の都度、検査条件記憶部51から検査条件データを読み出して、画像処理部20が欠陥検出に使用する検出条件、例えば画像処理部内の欠陥検出部24で使用する検出閾値Tを、画像処理部20に対して指定する。また検査条件設定部52は、検査条件データに含まれる光学条件を次の光学条件制御部53に対して指定する。
光学条件制御部53は、図6に示す顕微鏡部10の光源15の光量を増減する光量制御信号を生成し、またはステージ制御部18を介してステージ11を駆動して試料台12を昇降させ、結像光学系とウエハ2との間の相対距離を変更することによってフォーカス状態を制御するフォーカス制御信号を生成する。光学条件制御部53は、検査条件設定部52から光学条件を指定されると、これに応じた光量制御信号及びフォーカス制御信号を生成して、それぞれ光源15及びステージ制御部18に出力する。
また図10に示すように検査条件設定部50は、標準欠陥データ記憶部54を備える。
標準欠陥データ記憶部54は、入力部4から入力された標準欠陥データを記憶する。標準欠陥データ記憶部54に記憶される標準欠陥データは少なくとも上記の標準欠陥が設けられた位置の位置情報を含む。
さらに検査条件設定部50は検査条件算出部60を備える。検査条件算出部60は、標準欠陥が設けられたウエハ2の表面を撮像した撮像画像を撮像部14から入力する。そして、この撮像画像に基づき以下に示す決定方法に従うことによって、顕微鏡部10の光量及び画像処理部20の検出閾値Tを算出する。
標準欠陥データ記憶部54は、入力部4から入力された標準欠陥データを記憶する。標準欠陥データ記憶部54に記憶される標準欠陥データは少なくとも上記の標準欠陥が設けられた位置の位置情報を含む。
さらに検査条件設定部50は検査条件算出部60を備える。検査条件算出部60は、標準欠陥が設けられたウエハ2の表面を撮像した撮像画像を撮像部14から入力する。そして、この撮像画像に基づき以下に示す決定方法に従うことによって、顕微鏡部10の光量及び画像処理部20の検出閾値Tを算出する。
検査条件算出部60によって算出されたこれら光量及び検出閾値Tは各々検査条件記憶部51に記憶され、検査の際に検査条件設定部52によって読み出されて検査条件として使用される。
またこれら算出された光量及び検出閾値Tは、検査条件データ作成部56に入力され、ここでオペレータ又は他のシステムにて理解可能な検査条件データに変換されて、データ出力部5から出力される。
またこれら算出された光量及び検出閾値Tは、検査条件データ作成部56に入力され、ここでオペレータ又は他のシステムにて理解可能な検査条件データに変換されて、データ出力部5から出力される。
以下、図11〜図14を参照して、検査条件算出部60が検出閾値Tを算出する際の動作を説明する。図11は、図10に示す検査条件算出部60の構成例を示すブロック図である。
図示するとおり検査条件算出部60は、グレイレベル差検出部61と、標準欠陥グレイレベル差抽出部62と、バックグランドノイズレベル算出部63と、条件決定部64とを備えている。
グレイレベル差検出部61は、標準欠陥が設けられたウエハ2の表面を撮像した撮像画像を撮像部14から入力し、この撮像画像において本来同一となるべき対応箇所同士のグレイレベル差を検出する。
図示するとおり検査条件算出部60は、グレイレベル差検出部61と、標準欠陥グレイレベル差抽出部62と、バックグランドノイズレベル算出部63と、条件決定部64とを備えている。
グレイレベル差検出部61は、標準欠陥が設けられたウエハ2の表面を撮像した撮像画像を撮像部14から入力し、この撮像画像において本来同一となるべき対応箇所同士のグレイレベル差を検出する。
標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、グレイレベル差検出部61が検出したグレイレベル差のうち、標準欠陥が設けられた箇所で検出されたグレイレベル差、すなわち標準欠陥グレイレベル差ΔGLsを抽出する。
バックグランドノイズレベル算出部63は、グレイレベル差検出部61が検出したグレイレベル差のうち、標準欠陥の箇所以外で検出されたグレイレベル差すなわちバックグラウンドのグレイレベル差だけを抽出し、検査条件算出部60に入力された撮像画像のバックグランドのノイズレベルNを算出する。
条件決定部64は、標準欠陥グレイレベル差抽出部62が抽出した標準欠陥グレイレベル差ΔGLsと、バックグランドノイズレベル算出部63が算出したノイズレベルNとに応じて、検出閾値Tを算出する。
バックグランドノイズレベル算出部63は、グレイレベル差検出部61が検出したグレイレベル差のうち、標準欠陥の箇所以外で検出されたグレイレベル差すなわちバックグラウンドのグレイレベル差だけを抽出し、検査条件算出部60に入力された撮像画像のバックグランドのノイズレベルNを算出する。
条件決定部64は、標準欠陥グレイレベル差抽出部62が抽出した標準欠陥グレイレベル差ΔGLsと、バックグランドノイズレベル算出部63が算出したノイズレベルNとに応じて、検出閾値Tを算出する。
図12は、本発明の第1実施例による検査条件決定方法のフローチャートであって、図11に示す検査条件算出部60が検出閾値Tを決定する方法を示す。
ステップS1において、標準欠陥が設けられたウエハ2の表面を撮像した撮像画像が、撮像部14からグレイレベル差検出部61へ入力される。そしてステップS2において、グレイレベル差検出部61は、撮像画像において本来同一となるべき対応箇所同士のグレイレベル差を検出する。このときグレイレベル差検出部61は、例えば上述のダイトゥダイ比較やセルトゥセル比較において、図7の差分検出部22がパターン比較を行う際の検査画像とこれに対応する参照画像との間のグレイレベル差を検出してよい。
ステップS1において、標準欠陥が設けられたウエハ2の表面を撮像した撮像画像が、撮像部14からグレイレベル差検出部61へ入力される。そしてステップS2において、グレイレベル差検出部61は、撮像画像において本来同一となるべき対応箇所同士のグレイレベル差を検出する。このときグレイレベル差検出部61は、例えば上述のダイトゥダイ比較やセルトゥセル比較において、図7の差分検出部22がパターン比較を行う際の検査画像とこれに対応する参照画像との間のグレイレベル差を検出してよい。
ステップS3において、標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、グレイレベル差検出部61が検出したグレイレベル差のうち、標準欠陥が設けられた箇所で検出されたグレイレベル差、すなわち標準欠陥グレイレベル差ΔGLsを抽出する。
このとき標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、標準欠陥データ記憶部54に記憶されている標準欠陥の位置情報を読み出し、グレイレベル差検出部61がグレイレベル差を検出した画素のうち、標準欠陥が存在する画素について検出したグレイレベル差だけを検出する。この様子を図13の(A)及び図13の(B)を参照して説明する。
このとき標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、標準欠陥データ記憶部54に記憶されている標準欠陥の位置情報を読み出し、グレイレベル差検出部61がグレイレベル差を検出した画素のうち、標準欠陥が存在する画素について検出したグレイレベル差だけを検出する。この様子を図13の(A)及び図13の(B)を参照して説明する。
図13の(A)は、図示の領域9に標準欠陥91〜99が設けられたダイ3aを示す図である。このダイ3aと、このダイに隣接する他のダイであって標準欠陥が設けられていないダイと、の間のグレイレベル差を検出したとき、標準欠陥91〜99が設けられた領域9において検出されるグレイレベル差ΔGLの分布を求めると図13の(B)に示すとおりとなる。
グレイレベル差の分布のうち、グレイレベル差ΔGL=0を含む範囲に生じる図示120の部分は領域9内の各画素のうち標準欠陥91〜99以外の画素で生じたバックグランドのグレイレベル差の分布を示し、図示120の部分のグレイレベル差と比べてグレイレベル差の絶対値が大きい図示121及び122の部分は、標準欠陥91〜99で生じたグレイレベル差の分布を示す。
標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、標準欠陥が存在する画素について検出したグレイレベル差だけ抽出することにより、図示121及び122の部分のグレイレベル差の分布を得ることができる。
グレイレベル差の分布のうち、グレイレベル差ΔGL=0を含む範囲に生じる図示120の部分は領域9内の各画素のうち標準欠陥91〜99以外の画素で生じたバックグランドのグレイレベル差の分布を示し、図示120の部分のグレイレベル差と比べてグレイレベル差の絶対値が大きい図示121及び122の部分は、標準欠陥91〜99で生じたグレイレベル差の分布を示す。
標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、標準欠陥が存在する画素について検出したグレイレベル差だけ抽出することにより、図示121及び122の部分のグレイレベル差の分布を得ることができる。
ステップS4において、標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、図示121及び122の部分の分布を有するグレイレベル差の代表値を決定し、これを標準欠陥グレイレベル差ΔGLsとする。
ここで標準欠陥グレイレベル差ΔGLsは、以後のステップにおいて検出閾値Tを決定する基準として使用される。かかる検出閾値Tは標準欠陥91〜99の全てを検出できるように設定する必要がある。したがって標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、例えば図示121及び122の部分の分布のうち最も絶対値が小さいグレイレベル差を、標準欠陥グレイレベル差ΔGLsとして決定する。
ここで標準欠陥グレイレベル差ΔGLsは、以後のステップにおいて検出閾値Tを決定する基準として使用される。かかる検出閾値Tは標準欠陥91〜99の全てを検出できるように設定する必要がある。したがって標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、例えば図示121及び122の部分の分布のうち最も絶対値が小さいグレイレベル差を、標準欠陥グレイレベル差ΔGLsとして決定する。
撮像画像の各画素は撮像画像のノイズレベルに従って変動し、検出閾値Tにはノイズレベルに応じたマージンを設けるのが好適である。またノイズレベルはバックグラウンドの分散に比例する量と仮定することができる。
このため、ステップS5において、バックグランドノイズレベル算出部63は、グレイレベル差検出部61が検出したグレイレベル差のうち、標準欠陥の箇所以外で検出されたグレイレベル差すなわちバックグラウンドのグレイレベル差だけを抽出する。このグレイレベル差の分布は、図13の(B)における図示120の部分のとおりとなる。
このため、ステップS5において、バックグランドノイズレベル算出部63は、グレイレベル差検出部61が検出したグレイレベル差のうち、標準欠陥の箇所以外で検出されたグレイレベル差すなわちバックグラウンドのグレイレベル差だけを抽出する。このグレイレベル差の分布は、図13の(B)における図示120の部分のとおりとなる。
ステップS6において、検査条件算出部60に入力された撮像画像のバックグランドのノイズレベルNを算出する。ノイズレベルNは、例えばステップS5で抽出したバックグラウンドのグレイレベル差の分散値として決定してよく、または簡単に標準欠陥の箇所以外で検出されたグレイレベル差の分布の幅として決定してもよい。
ステップS7において、条件決定部64は、標準欠陥グレイレベル差抽出部62が抽出した標準欠陥グレイレベル差ΔGLsに、バックグランドノイズレベル算出部63が算出したノイズレベルNに応じたマージン(α×N)+βを加えた検出閾値T1、
T1=ΔGLs−(α×N)−β (1)
を算出して検出閾値Tとして決定する。ここでα及びβは所定の定数である。または条件決定部64は、より簡単に所定のマージンβだけを加えた検出閾値T2、
T2=ΔGLs−β (2)
を算出して検出閾値Tとして決定する。
ステップS7において、条件決定部64は、標準欠陥グレイレベル差抽出部62が抽出した標準欠陥グレイレベル差ΔGLsに、バックグランドノイズレベル算出部63が算出したノイズレベルNに応じたマージン(α×N)+βを加えた検出閾値T1、
T1=ΔGLs−(α×N)−β (1)
を算出して検出閾値Tとして決定する。ここでα及びβは所定の定数である。または条件決定部64は、より簡単に所定のマージンβだけを加えた検出閾値T2、
T2=ΔGLs−β (2)
を算出して検出閾値Tとして決定する。
図14は、標準欠陥グレイレベル差ΔGLsの決定方法の一例の説明図である。上記ステップS4において標準欠陥グレイレベル差ΔGLsを決定するとき、標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、標準欠陥グレイレベル差ΔGLsの決定に用いる複数の標準欠陥91〜99のそれぞれについて、これらの標準欠陥について検出されたグレイレベル差の代表値をそれぞれ求め、これら代表値のうち最も小さい値を標準欠陥グレイレベル差ΔGLsとしてよい。
図14の例では、3つの標準欠陥についてそれぞれ検出されたグレイレベル差の分布121〜123の最大値をそれぞれの代表値ΔGL1、ΔGL2及びΔGL3として定め、このうち最も小さいΔGL1を標準欠陥グレイレベル差ΔGLsとして決定する。
図14の例では、3つの標準欠陥についてそれぞれ検出されたグレイレベル差の分布121〜123の最大値をそれぞれの代表値ΔGL1、ΔGL2及びΔGL3として定め、このうち最も小さいΔGL1を標準欠陥グレイレベル差ΔGLsとして決定する。
以下、図15及び図16を参照して、図11の検査条件算出部60が顕微鏡部10の光源15の光量を算出する際の動作を説明する。図15は、本発明の第2実施例による検査条件決定方法のフローチャートであって、図11に示す検査条件算出部60が光源15の光量を決定する方法を示す。
光源15の光量を決定する場合には、検査条件算出部60は、使用する検出閾値Thを予め想定しておき、かかる検出閾値Thで欠陥検出を行うのに適するように光源15の光量を決定する。例えば検査条件算出部60は、検査条件算出部60により決定された光量でウエハ2を照明すると、このとき得られる撮像画像に対して図13を参照して説明した閾値T1又はT2と同様に算出される検出閾値が、予め想定された検出閾値Thと等しくなるように光源15の光量を決定する。
光源15の光量を決定する場合には、検査条件算出部60は、使用する検出閾値Thを予め想定しておき、かかる検出閾値Thで欠陥検出を行うのに適するように光源15の光量を決定する。例えば検査条件算出部60は、検査条件算出部60により決定された光量でウエハ2を照明すると、このとき得られる撮像画像に対して図13を参照して説明した閾値T1又はT2と同様に算出される検出閾値が、予め想定された検出閾値Thと等しくなるように光源15の光量を決定する。
図15に示すフローチャートを参照して、光源15の光量の設定方法を以下に説明する。まずステップS11において、検査条件算出部60は、予め検出閾値Thを定めておくために、例えば図11に示すように検査条件設定部52から現在使用している検出閾値Thを入力する。入力された検出閾値Thは条件決定部64に入力される。
その後ステップS1〜S6において、図12に示すフローチャートのS1〜S6と同様にして、標準欠陥グレイレベル差ΔGLsとノイズレベルNを決定する。
その後ステップS1〜S6において、図12に示すフローチャートのS1〜S6と同様にして、標準欠陥グレイレベル差ΔGLsとノイズレベルNを決定する。
ステップS12において、条件決定部64は、図12に示すフローチャートのS7において算出される閾値T1又はT2と同様の算出方法、すなわち次式、
Ta=ΔGLs−(α×N)−β (3)
又は、
Ta=ΔGLs−β (4)
に従って仮検出閾値Taを算出する。ここでα及びβは所定の定数である。
仮検出閾値Taは、現在の光源15の光量の下で欠陥を検出する際に好適な検出閾値を示すものである。したがって図16に示すとおり、現在の光源15の光量と無関係に決定されたThと仮検出閾値Taとは相違する。
Ta=ΔGLs−(α×N)−β (3)
又は、
Ta=ΔGLs−β (4)
に従って仮検出閾値Taを算出する。ここでα及びβは所定の定数である。
仮検出閾値Taは、現在の光源15の光量の下で欠陥を検出する際に好適な検出閾値を示すものである。したがって図16に示すとおり、現在の光源15の光量と無関係に決定されたThと仮検出閾値Taとは相違する。
そこで、ステップS13において、条件決定部64は仮検出閾値Taが与えたれた検出閾値Thと等しくなるように光源15の光量を決定する。
ここでグレイレベル差検出部61が検出するグレイレベル差は、光源15の光量に比例する。したがって現在の光源15の光量をL1とし、目標とする光量をL2として、光量L2の下で照明された試料の撮像画像について上記と同様に決定した仮検出閾値Taが検出閾値Thと等しくなるとすると、現在の仮検出閾値Taと与えたれた検出閾値Thとの間には次の関係が成り立つ。
L1/L2=Ta/Th (5)
したがって、条件決定部64は、目標とすべき光源15の光量L2を次式、
L2=L1×Th/Ta (6)
により算出する。
ここでグレイレベル差検出部61が検出するグレイレベル差は、光源15の光量に比例する。したがって現在の光源15の光量をL1とし、目標とする光量をL2として、光量L2の下で照明された試料の撮像画像について上記と同様に決定した仮検出閾値Taが検出閾値Thと等しくなるとすると、現在の仮検出閾値Taと与えたれた検出閾値Thとの間には次の関係が成り立つ。
L1/L2=Ta/Th (5)
したがって、条件決定部64は、目標とすべき光源15の光量L2を次式、
L2=L1×Th/Ta (6)
により算出する。
図17は、図5に示す検査条件決定部50の第2構成例を示すブロック図である。図17に示す検査条件決定部50は、図10に示す検査条件決定部50と同様の構成を有しており、類似の構成要素について同一の参照符号を有することし、類似の構成要素が有する同じ機能については説明を省略する。
本構成の検査条件設定部50は検査条件判定部70を備える。検査条件判定部70は、ある光学条件、すなわち顕微鏡部10の光源15の光量及び顕微鏡部10のフォーカス状態等の下で撮影された撮像画像について、図12に示すフローチャートのS1〜S4と同様にして求めた標準欠陥グレイレベル差ΔGLsが、与えられた検出条件を満たすか否か、例えば検査条件設定部52から与えられた検出閾値Thを超えるか否かを判定する。
本構成の検査条件設定部50は検査条件判定部70を備える。検査条件判定部70は、ある光学条件、すなわち顕微鏡部10の光源15の光量及び顕微鏡部10のフォーカス状態等の下で撮影された撮像画像について、図12に示すフローチャートのS1〜S4と同様にして求めた標準欠陥グレイレベル差ΔGLsが、与えられた検出条件を満たすか否か、例えば検査条件設定部52から与えられた検出閾値Thを超えるか否かを判定する。
検査条件設定部52は、撮像部14がウエハ2の表面の撮像を繰り返す間に、検査条件の少なくとも1つの条件を変更する。ここで「撮像を繰り返す」には、例えば撮像部14が同じウエハ2について複数回撮像することも含まれ、また同様の標準欠陥が形成された異なるウエハ2のそれぞれを撮像することも含まれる。特に順次ウエハを交換しながらこれらの外観検査を行う間、外観検査装置1に順次入力される異なるウエハ2について1回以上撮像する行為も含む。
また「撮像を繰り返す」には、例えば撮像部14でウエハ2上を走査しながら撮像する場合のように、1つのウエハの1回の撮像中にウエハ2上の異なる領域を異なる時刻において撮像する行為も含む。
また「撮像を繰り返す」には、例えば撮像部14でウエハ2上を走査しながら撮像する場合のように、1つのウエハの1回の撮像中にウエハ2上の異なる領域を異なる時刻において撮像する行為も含む。
そして、撮像部14がウエハ2の表面の撮像を繰り返す間に検査条件設定部52が光学状態を変更する場合には、検査条件判定部70は、検査条件設定部52によって変更された各光学条件の下で撮像された撮像画像を各々入力し、それぞれの撮像画像について求めた標準欠陥グレイレベル差ΔGLsが、与えられた検出条件を満たすか否かを判定する。
また、撮像部14がウエハ2の表面の撮像を繰り返す間に検査条件設定部52が検出条件を変更する場合には、検査条件判定部70は、撮像部14から入力される撮像画像について求めた標準欠陥グレイレベル差ΔGLsが、検査条件設定部52によって変更された各検出条件を満たすか否かをについて各々判定する。
また、撮像部14がウエハ2の表面の撮像を繰り返す間に検査条件設定部52が検出条件を変更する場合には、検査条件判定部70は、撮像部14から入力される撮像画像について求めた標準欠陥グレイレベル差ΔGLsが、検査条件設定部52によって変更された各検出条件を満たすか否かをについて各々判定する。
そして上記の判定において標準欠陥グレイレベル差ΔGLsが検出条件を満たすに至ると、検査条件判定部70は、検査条件設定部52に検査条件の変更の停止を命令する検査条件変更停止信号を出力する。この結果として検査条件は、ウエハ2に設けられた標準欠陥を検出できる条件に設定される。
図18は、図17に示す検査条件判定部70の構成例を示すブロック図である。検査条件判定部70の構成は、図11に示す検査条件算出部60の構成と類似しているため、同様の構成要素について同じ参照符号を付することとし同様の機能については説明を省略する。
検査条件判定部70は判定部65を有する。判定部65は、標準欠陥グレイレベル差抽出部62が図12に示すフローチャートのS1〜S4と同様にして求めた標準欠陥グレイレベル差ΔGLsが、検査条件設定部52から与えられた検出閾値Thを超えるか否かを判定し、標準欠陥グレイレベル差ΔGLsが検出閾値Thを超える場合には、検査条件設定部52に検査条件変更停止信号を出力する。
検査条件判定部70は判定部65を有する。判定部65は、標準欠陥グレイレベル差抽出部62が図12に示すフローチャートのS1〜S4と同様にして求めた標準欠陥グレイレベル差ΔGLsが、検査条件設定部52から与えられた検出閾値Thを超えるか否かを判定し、標準欠陥グレイレベル差ΔGLsが検出閾値Thを超える場合には、検査条件設定部52に検査条件変更停止信号を出力する。
より具体的には検査条件判定部70は、図15に示すフローチャートS1〜S6及びS12と同様に仮検出閾値Taを決定し、この仮検出閾値Taと検査条件設定部52から与えられた検出閾値Thとの差が所定値Δ未満となったときに、検査条件変更停止信号を出力して検査条件設定部52による検査条件の変更を停止する。
図19の(A)は、図5に示す検査条件決定部50によって実行される本発明の第3実施例による検査条件決定方法のフローチャートである。
図19の(A)は、図5に示す検査条件決定部50によって実行される本発明の第3実施例による検査条件決定方法のフローチャートである。
ステップS21において、検査条件設定部52は、検査条件、すなわち顕微鏡部10の光学条件及び画像処理部の検出閾値Thを所定の状態に初期化する。なおステップS21による検査条件の初期化は必須ではなく、現在の検査条件を用いてステップS22に進んでもよい。
ステップS22において検査条件判定部70は、仮検出閾値Taを決定する。図19の(B)は図19の(A)に示すフローチャートで呼び出される仮検出閾値決定ルーチンのフローチャートである。
ステップS31及びS32において、グレイレベル差検出部61は、図15に示すフローチャートのステップS1及びS2と同様にグレイレベル差を検出する。
ステップS33及びS34において、標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、図15に示すフローチャートのステップS3及びS4と同様に、標準欠陥グレイレベル差ΔGLsを決定する。
ステップS35及びS36において、バックグラウンドノイズレベル算出部63は、図15に示すフローチャートのステップS5及びS6と同様に、ノイズレベルNを決定する。
ステップS37において判定部65は、図15に示すステップS12と同様に仮検出閾値Taを決定する。判定部65は、決定した仮検出閾値Taを検査条件設定部52に出力し、検査条件設定部52はこれを図示しない記憶手段に一次記憶する。
ステップS22において検査条件判定部70は、仮検出閾値Taを決定する。図19の(B)は図19の(A)に示すフローチャートで呼び出される仮検出閾値決定ルーチンのフローチャートである。
ステップS31及びS32において、グレイレベル差検出部61は、図15に示すフローチャートのステップS1及びS2と同様にグレイレベル差を検出する。
ステップS33及びS34において、標準欠陥グレイレベル差抽出部62は、図15に示すフローチャートのステップS3及びS4と同様に、標準欠陥グレイレベル差ΔGLsを決定する。
ステップS35及びS36において、バックグラウンドノイズレベル算出部63は、図15に示すフローチャートのステップS5及びS6と同様に、ノイズレベルNを決定する。
ステップS37において判定部65は、図15に示すステップS12と同様に仮検出閾値Taを決定する。判定部65は、決定した仮検出閾値Taを検査条件設定部52に出力し、検査条件設定部52はこれを図示しない記憶手段に一次記憶する。
図19の(A)に戻りステップS23において、検査条件設定部52は検査条件の少なくとも一つを変更する。検査条件変更後のステップS24において、検査条件判定部70は、仮検出閾値Taを決定し検査条件設定部52に出力する。
ステップS25において、検査条件設定部52は、ステップS22で決定した仮検出閾値TaとステップS24で決定した仮検出閾値Taのどちらが、現在の検出閾値Thにより近いかを判定することによって、検査条件を変更させるべき方向を決定する。
例えば検査条件設定部52は、ステップS22で決定した仮検出閾値TaよりもステップS24で決定した仮検出閾値Taの方が現在の検出閾値Thに近ければ、以後の変更ステップ(S26)による検出閾値の変更方向をステップS23における変更方向と同じ方向に決定する。
反対にステップS24で決定した仮検出閾値TaよりもステップS22で決定した仮検出閾値Taの方が現在の検出閾値Thに近ければ、以後の変更ステップによる検出閾値の変更方向をステップS23における変更方向と反対方向に決定する。
ステップS25において、検査条件設定部52は、ステップS22で決定した仮検出閾値TaとステップS24で決定した仮検出閾値Taのどちらが、現在の検出閾値Thにより近いかを判定することによって、検査条件を変更させるべき方向を決定する。
例えば検査条件設定部52は、ステップS22で決定した仮検出閾値TaよりもステップS24で決定した仮検出閾値Taの方が現在の検出閾値Thに近ければ、以後の変更ステップ(S26)による検出閾値の変更方向をステップS23における変更方向と同じ方向に決定する。
反対にステップS24で決定した仮検出閾値TaよりもステップS22で決定した仮検出閾値Taの方が現在の検出閾値Thに近ければ、以後の変更ステップによる検出閾値の変更方向をステップS23における変更方向と反対方向に決定する。
そしてステップS26において、検査条件設定部52は検査条件をステップS25で決定した方向に変更する。ステップS27において、検査条件判定部70は仮検出閾値Taを決定する。
ステップS28において、検査条件判定部70は仮検出閾値Taと現在の検出閾値Thとの差が所定の値Δより小さいか否かを判定し、TaとThとの差(|Th−Ta|)が所定の値Δより小さいときには検査条件変更停止信号を出力して検査条件設定部52による検査条件の変更を停止させ、そうでないときはステップS26に戻りステップS26〜ステップS28を繰り返す。
ステップS28において、検査条件判定部70は仮検出閾値Taと現在の検出閾値Thとの差が所定の値Δより小さいか否かを判定し、TaとThとの差(|Th−Ta|)が所定の値Δより小さいときには検査条件変更停止信号を出力して検査条件設定部52による検査条件の変更を停止させ、そうでないときはステップS26に戻りステップS26〜ステップS28を繰り返す。
図20は、本発明の第2実施例による外観検査装置の全体ブロック図である。図20の外観検査装置1の構成は、図5に示す外観検査装置5の構成と類似しているため、同様の構成要素について同じ参照符号を付することとし同様の機能については説明を省略する。
本構成では、画像処理部20がウエハ2に形成された標準欠陥を検出し、検査条件決定部50は、画像処理部20が生成した欠陥情報を用いて顕微鏡部10の光学条件及び画像処理部20の検出条件を決定する。
図21及び図22は、それぞれ図20に示す顕微鏡部10及び画像処理部20の構成例を示すブロック図である。これら顕微鏡部10及び画像処理部20は、図6及び図7にそれぞれ示す顕微鏡部10及び画像処理部20と類似する構成を有するため、同様の構成要素について同じ参照符号を付することとし同様の機能については説明を省略する。
本構成では、画像処理部20がウエハ2に形成された標準欠陥を検出し、検査条件決定部50は、画像処理部20が生成した欠陥情報を用いて顕微鏡部10の光学条件及び画像処理部20の検出条件を決定する。
図21及び図22は、それぞれ図20に示す顕微鏡部10及び画像処理部20の構成例を示すブロック図である。これら顕微鏡部10及び画像処理部20は、図6及び図7にそれぞれ示す顕微鏡部10及び画像処理部20と類似する構成を有するため、同様の構成要素について同じ参照符号を付することとし同様の機能については説明を省略する。
図23は、図20に示す検査条件決定部50の第1構成例を示すブロック図である。検査条件決定部50の構成は、図10に示す検査条件決定部50の構成と類似するため、同様の構成要素について同じ参照符号を付することとし同様の機能については説明を省略する。本構成では検査条件算出部60は、図22に示す画像処理部20の欠陥検出部24から欠陥情報を入力し、この欠陥情報を用いて顕微鏡部10の光学条件として光源15の光量を決定し、又は画像処理部20の検出条件として検出閾値Tを決定する。
検査条件決定部50による光源15の光量及び検出閾値Tの決定に供するため、欠陥検出部24は、差分検出部22によって比較される検査画像と参照画像の間、すなわち撮像画像中の本来同一であるべき対応箇所同士の間で比較した結果を示す所定の評価値を欠陥条件に含めて出力する。
ここでは評価値として、ある検査画像とこれに対応する参照画像との比較結果として生じた場合に、この評価値を所定の閾値と比較することによって、これら検査画像及び参照画像のどちらか一方に欠陥が有るか否かを判定することができる評価値を選択する。
このような評価値として欠陥検出部24は、例えば検査画像と参照画像の間において当該欠陥の検出位置で生じたグレイレベル差を欠陥情報に含めてよい。
ここでは評価値として、ある検査画像とこれに対応する参照画像との比較結果として生じた場合に、この評価値を所定の閾値と比較することによって、これら検査画像及び参照画像のどちらか一方に欠陥が有るか否かを判定することができる評価値を選択する。
このような評価値として欠陥検出部24は、例えば検査画像と参照画像の間において当該欠陥の検出位置で生じたグレイレベル差を欠陥情報に含めてよい。
図24は、図23に示す検査条件算出部60の構成例を示すブロック図である。検査条件算出部60は評価値抽出部66と条件決定部64とを備える。
評価値抽出部66は、欠陥検出部24から入力される欠陥情報のうち標準欠陥に関する欠陥情報のみを選び、標準欠陥に関する欠陥情報に含められた評価値としてのグレイレベル差を抽出する。
条件決定部64は、評価値抽出部66が抽出した評価値に応じて、以下に示す決定方法に従って光源15の光量及び検出閾値Tを決定する。
評価値抽出部66は、欠陥検出部24から入力される欠陥情報のうち標準欠陥に関する欠陥情報のみを選び、標準欠陥に関する欠陥情報に含められた評価値としてのグレイレベル差を抽出する。
条件決定部64は、評価値抽出部66が抽出した評価値に応じて、以下に示す決定方法に従って光源15の光量及び検出閾値Tを決定する。
図25は、本発明の第4実施例による検査条件決定方法のフローチャートであって、図23に示す検査条件算出部60が検出閾値Tを決定する方法を示す。
ステップS41において、欠陥検出部24から評価値抽出部66に欠陥情報が入力されると、評価値抽出部はステップS42において、入力された欠陥情報のうちから標準欠陥に関する欠陥情報だけを抽出する。このとき評価値抽出部66は、標準欠陥データ記憶部54に記憶されている標準欠陥の位置情報を読み出し、読み出した標準欠陥の位置において検出された欠陥情報を抽出する。
ステップS43において、評価値抽出部66は、ステップS42で抽出した欠陥情報に含まれる評価値を抽出する。ここでは評価値として、検査画像と参照画像の間において標準欠陥を検出した箇所で生じたグレイレベル差を欠陥情報に含めてよい。
ステップS41において、欠陥検出部24から評価値抽出部66に欠陥情報が入力されると、評価値抽出部はステップS42において、入力された欠陥情報のうちから標準欠陥に関する欠陥情報だけを抽出する。このとき評価値抽出部66は、標準欠陥データ記憶部54に記憶されている標準欠陥の位置情報を読み出し、読み出した標準欠陥の位置において検出された欠陥情報を抽出する。
ステップS43において、評価値抽出部66は、ステップS42で抽出した欠陥情報に含まれる評価値を抽出する。ここでは評価値として、検査画像と参照画像の間において標準欠陥を検出した箇所で生じたグレイレベル差を欠陥情報に含めてよい。
ステップS44において、条件決定部64は評価値抽出部66が抽出した評価値、すなわち標準欠陥の検出箇所で生じたグレイレベル差に応じて検出閾値Tを決定する。
ここで、評価値抽出部66が、全ての標準欠陥に関してその検出箇所で生じたグレイレベル差を抽出できるようにするために、評価値抽出部66へ入力する欠陥情報を作成する際には、欠陥検出部24が使用する検出閾値をやや低めにし欠陥検出部24の検出感度を高く設定しておく。
そして条件決定部64は、評価値抽出部66が抽出したグレイレベル差のうち最も低い値を選び、この最小グレイレベル差よりも所定のマージンだけ小さなグレイレベル差を新たな検出閾値Tとして決定する。このような検出閾値Tを使用することによって、少なくともウエハ2に設けられた標準欠陥と同程度の欠陥は、すべて検出可能となる。
ここで、評価値抽出部66が、全ての標準欠陥に関してその検出箇所で生じたグレイレベル差を抽出できるようにするために、評価値抽出部66へ入力する欠陥情報を作成する際には、欠陥検出部24が使用する検出閾値をやや低めにし欠陥検出部24の検出感度を高く設定しておく。
そして条件決定部64は、評価値抽出部66が抽出したグレイレベル差のうち最も低い値を選び、この最小グレイレベル差よりも所定のマージンだけ小さなグレイレベル差を新たな検出閾値Tとして決定する。このような検出閾値Tを使用することによって、少なくともウエハ2に設けられた標準欠陥と同程度の欠陥は、すべて検出可能となる。
図26は、本発明の第5実施例による検査条件決定方法のフローチャートであって、図23に示す検査条件算出部60が光源15の光量を決定する方法を示す。本方法では、検査条件算出部60は、図15と図16を参照して説明した決定方法と同様に、使用する検出閾値Thを予め想定しておき、かかる検出閾値Thで欠陥検出を行うのに適するように光源15の光量を決定する。例えば検査条件算出部60は、検査条件算出部60により決定された光量でウエハ2を照明して欠陥検出を行ったときに生成された欠陥情報を用いて、図25を参照して説明した検出閾値Tと同様に算出される仮検出閾値Taが、予め想定された検出閾値Thと等しくなるように光源15の光量を決定する。
まずステップS51において、検査条件算出部60は、予め検出閾値Thを定めておくために、検査条件設定部52から現在使用している検出閾値Thを入力する。入力された検出閾値Thは条件決定部64に入力される。その後ステップS41〜S43において評価値抽出部66は、図25に示すフローチャートのS1〜S3と同様に評価値を決定する。ステップS52において条件決定部64は、現在の光源15の光量をL1の下で欠陥を検出するのに好適な検出閾値として、図25に示すフローチャートのS44にて決定した検出閾値Tと同様の仮検出閾値Taを決定する。
ここで、評価値、すなわち検査画像と参照画像の間において標準欠陥の検出位置で生じたグレイレベル差は、光源15の光量に比例する。したがって条件決定部64はステップS53において、目標とすべき光源15の光量L2を上記式(6)により算出する。
ここで、評価値、すなわち検査画像と参照画像の間において標準欠陥の検出位置で生じたグレイレベル差は、光源15の光量に比例する。したがって条件決定部64はステップS53において、目標とすべき光源15の光量L2を上記式(6)により算出する。
図27は、本発明の第6実施例による検査条件決定方法のフローチャートであって、図23に示す検査条件算出部60が光源15の光量を決定する方法を示す。本方法では、まず予め測定またはシミュレーションによって、ウエハ2が好適な光量で照明されている場合に検査画像と参照画像の間において標準欠陥の検出位置で生じるグレイレベル差を、目標評価値として決定しておく。そして、図25を参照して説明した方法と同様に欠陥情報から抽出される評価値が目標評価値と同じ値になるように光源15の光量を決定する。
このため、図23に示す標準欠陥データ記憶部54には、標準欠陥データとして、上記目標評価値、本例ではウエハ2が好適な光量で照明されている場合に検査画像と参照画像の間において標準欠陥の検出位置で生じるグレイレベル差を記憶する。このような目標評価値は、データ入力部4を介して外部から検査条件設定部50に与えてもよいが、外観検査装置1内の顕微鏡部10で撮像した撮像画像を用いて画像処理部20で算出してもよい。図23に示す検査条件設定部50は、図22に示す欠陥検出部24から出力される欠陥情報を入力して、このような目標評価値を含む標準欠陥データを作成する標準欠陥データ作成部55を備える。
ウエハ2が好適な光量で照明されている場合に検査画像と参照画像の間において標準欠陥の検出位置で生じるグレイレベル差を、目標評価値として標準欠陥データに含める場合には、まず外観検査装置1の検査条件を変えながら何度か欠陥検出を行い、標準欠陥を良好に検出できる状態に設定しておく。そしてこの状態で、図22に示す欠陥検出部24から出力される欠陥情報を標準欠陥データ作成部55に入力する。
標準欠陥データ作成部55は、入力した欠陥情報のうちから、標準欠陥データ記憶部54に記憶された標準欠陥の位置情報に基づいて、標準欠陥に係る欠陥情報を抽出する。
上述の通り欠陥検出部24から出力される欠陥情報には、検出した欠陥の位置における検査画像と参照画像との間で検出されたグレイレベル差が含まれている。標準欠陥データ作成部55は、抽出した標準欠陥の欠陥情報に含まれる、標準欠陥の位置において検査画像と参照標準との間で検出されたグレイレベルを取得して、それぞれの標準欠陥に関する標準欠陥データとして標準欠陥データ記憶部53に記憶する。
標準欠陥データ作成部55は、入力した欠陥情報のうちから、標準欠陥データ記憶部54に記憶された標準欠陥の位置情報に基づいて、標準欠陥に係る欠陥情報を抽出する。
上述の通り欠陥検出部24から出力される欠陥情報には、検出した欠陥の位置における検査画像と参照画像との間で検出されたグレイレベル差が含まれている。標準欠陥データ作成部55は、抽出した標準欠陥の欠陥情報に含まれる、標準欠陥の位置において検査画像と参照標準との間で検出されたグレイレベルを取得して、それぞれの標準欠陥に関する標準欠陥データとして標準欠陥データ記憶部53に記憶する。
図27に戻り、評価値抽出部66は、ステップS41〜S43において図25に示すフローチャートのS1〜S3と同様に、評価値として欠陥情報に含まれる検査画像と参照画像の間において標準欠陥の検出位置で生じるグレイレベル差ΔGLsを決定する。
ステップS54において条件決定部64は、標準欠陥データ記憶部54から、目標評価値として、ウエハ2が好適な光量で照明されている場合に検査画像と参照画像の間において標準欠陥の検出位置で生じるグレイレベル差ΔGLtを入力する。
ステップS54において条件決定部64は、標準欠陥データ記憶部54から、目標評価値として、ウエハ2が好適な光量で照明されている場合に検査画像と参照画像の間において標準欠陥の検出位置で生じるグレイレベル差ΔGLtを入力する。
ステップS55において条件決定部64は、欠陥情報に含まれる評価値ΔGLsと、目標評価値ΔGLtとに応じて光源15の光量L2を決定する。ここで検査画像と参照画像の間のグレイレベル差は光量に応じて比例するから、上記光量L2は次式、
L2=L1×ΔGLt/ΔGLs (7)
によって算出できる。上式(7)においてL1は、ステップS41にて入力した欠陥情報を検出した時の現在の光源15の光量を示す。
L2=L1×ΔGLt/ΔGLs (7)
によって算出できる。上式(7)においてL1は、ステップS41にて入力した欠陥情報を検出した時の現在の光源15の光量を示す。
図28は、図20に示す検査条件決定部50の第2構成例を示すブロック図である。図28に示す検査条件決定部50は、図23に示す検査条件決定部50と同様の構成を有しており、類似の構成要素について同一の参照符号を有することし、類似の構成要素が有する同じ機能については説明を省略する。
本構成の検査条件設定部50は検査条件判定部70を備える。検査条件判定部70は、ある光学条件、すなわち顕微鏡部10の光源15の光量及び顕微鏡部10のフォーカス状態等の下で撮影された撮像画像において、図22に示す欠陥検出部24により検出した標準欠陥の検出結果DRが、与えられた検出目標値DTと等しいか否かを判定する。
本構成の検査条件設定部50は検査条件判定部70を備える。検査条件判定部70は、ある光学条件、すなわち顕微鏡部10の光源15の光量及び顕微鏡部10のフォーカス状態等の下で撮影された撮像画像において、図22に示す欠陥検出部24により検出した標準欠陥の検出結果DRが、与えられた検出目標値DTと等しいか否かを判定する。
ここで標準欠陥の検出結果DRとして、例えばウエハ2上の所定の領域において欠陥検出をした場合に検出された標準欠陥の数を使用してよい。
そして検査条件判定部70にて、このような検出結果DRが検出目標値DTを満たすか否かを判定するために、標準欠陥データ記憶部54には、検出目標値DTとして上記所定の領域に設けられた標準欠陥の数を記憶してよい。標準欠陥データ記憶部54に記憶される標準欠陥の数は、データ入力部4を介して外部から与えられてもよい。
そして検査条件判定部70にて、このような検出結果DRが検出目標値DTを満たすか否かを判定するために、標準欠陥データ記憶部54には、検出目標値DTとして上記所定の領域に設けられた標準欠陥の数を記憶してよい。標準欠陥データ記憶部54に記憶される標準欠陥の数は、データ入力部4を介して外部から与えられてもよい。
また標準欠陥の検出結果DRや検出目標値として標準欠陥の欠陥サイズを使用してよい。標準欠陥データ記憶部54に記憶される標準欠陥の欠陥サイズの情報は、データ入力部4を介して外部から与えられてもよい。また図22に示す欠陥検出部24が、検出した欠陥のサイズを決定して欠陥情報に含めて出力する機能を有する場合には、かかる欠陥情報に基づいて、標準欠陥データ作成部55にて標準欠陥の欠陥サイズの情報を作成して、これを標準欠陥データ記憶部54に記憶してもよい。
標準欠陥データ作成部55により標準欠陥の欠陥サイズの情報を作成する場合には、まず外観検査装置1の検査条件を変えながら何度か欠陥検出を行い、標準欠陥を良好に検出できる状態に設定しておく。そしてこの状態で、図22に示す欠陥検出部24から出力される欠陥情報を標準欠陥データ作成部55に入力する。標準欠陥データ作成部55は、入力した欠陥情報のうちから、標準欠陥データ記憶部54に記憶された標準欠陥の位置情報に基づいて、標準欠陥に係る欠陥情報を抽出する。
標準欠陥データ作成部55は、抽出した標準欠陥の欠陥情報に含まれる標準欠陥の欠陥サイズを取得して、それぞれの標準欠陥に関する標準欠陥データとして標準欠陥データ記憶部53に記憶する。
標準欠陥データ作成部55により標準欠陥の欠陥サイズの情報を作成する場合には、まず外観検査装置1の検査条件を変えながら何度か欠陥検出を行い、標準欠陥を良好に検出できる状態に設定しておく。そしてこの状態で、図22に示す欠陥検出部24から出力される欠陥情報を標準欠陥データ作成部55に入力する。標準欠陥データ作成部55は、入力した欠陥情報のうちから、標準欠陥データ記憶部54に記憶された標準欠陥の位置情報に基づいて、標準欠陥に係る欠陥情報を抽出する。
標準欠陥データ作成部55は、抽出した標準欠陥の欠陥情報に含まれる標準欠陥の欠陥サイズを取得して、それぞれの標準欠陥に関する標準欠陥データとして標準欠陥データ記憶部53に記憶する。
検査条件設定部52は、撮像部14がウエハ2の表面の撮像を繰り返す間に、検査条件の少なくとも1つの条件を変更する。上述のとおり「撮像を繰り返す」には、例えば撮像部14が同じウエハ2について複数回撮像することも含まれ、また同様の標準欠陥が形成された異なるウエハ2のそれぞれを撮像することも含まれる。特に順次ウエハを交換しながらこれらの外観検査を行う間、外観検査装置1に順次入力される異なるウエハ2について1回以上撮像する行為も含む。さらに1つのウエハの1回の撮像中にウエハ2上の異なる領域を異なる時刻において撮像する行為も含む。
そして、撮像部14がウエハ2の表面の撮像を繰り返す間に検査条件設定部52が光学状態を変更する場合には、検査条件判定部70は、検査条件設定部52によって変更された各光学条件の下で撮像された撮像画像において生成された欠陥情報を各々入力し、それぞれの撮像画像における検出結果DRが、与えられた検出目標値DTに等しいか否かを判定する。
また、撮像部14がウエハ2の表面の撮像を繰り返す間に検査条件設定部52が検出条件を変更する場合には、検査条件判定部70は、検査条件設定部52によって変更された検出条件で検出された欠陥の欠陥情報を各々入力し、撮像部14から入力される撮像画像について生成された欠陥情報を入力し、この欠陥情報が示す検出結果DRが、それぞれの撮像画像における検出結果DRが、与えられた検出目標値DTに等しいか否かを判定する。
また、撮像部14がウエハ2の表面の撮像を繰り返す間に検査条件設定部52が検出条件を変更する場合には、検査条件判定部70は、検査条件設定部52によって変更された検出条件で検出された欠陥の欠陥情報を各々入力し、撮像部14から入力される撮像画像について生成された欠陥情報を入力し、この欠陥情報が示す検出結果DRが、それぞれの撮像画像における検出結果DRが、与えられた検出目標値DTに等しいか否かを判定する。
そして上記の判定において欠陥情報から求めた検出結果DRが、与えられた検出目標値DTが至ったと判定すると、検査条件判定部70は、検査条件設定部52に検査条件の変更の停止を命令する検査条件変更停止信号を出力する。この結果として検査条件は、ウエハ2に設けられた標準欠陥を検出できる条件に設定される。
図29は、図28に示す検査条件判定部70の構成例を示すブロック図である。検査条件判定部70は検出結果取得部67と判定部65とを有する。
検出結果取得部67は、図22に示す欠陥検出部24から検査条件判定部70に入力される欠陥情報に基づいて、上記例示した検出結果DR、すなわち所定領域内で検出した標準欠陥の数や標準欠陥の欠陥サイズを取得する。
判定部65は、検出結果取得部67が取得した検出結果DRが、標準欠陥データ記憶部54に予め記憶された検出目標値DTと等しいか否かを判定する。そして検出結果DRが検出目標値DTと等しい場合には、検査条件設定部52に検査条件変更停止信号を出力する。
検出結果取得部67は、図22に示す欠陥検出部24から検査条件判定部70に入力される欠陥情報に基づいて、上記例示した検出結果DR、すなわち所定領域内で検出した標準欠陥の数や標準欠陥の欠陥サイズを取得する。
判定部65は、検出結果取得部67が取得した検出結果DRが、標準欠陥データ記憶部54に予め記憶された検出目標値DTと等しいか否かを判定する。そして検出結果DRが検出目標値DTと等しい場合には、検査条件設定部52に検査条件変更停止信号を出力する。
図30の(A)は、本発明の第7実施例による検査条件決定方法のフローチャートである。
ステップS61において、判定部65は標準欠陥データ記憶部54に記憶された標準欠陥データに含まれる検出目標値DTを入力する。
ステップS62において、検査条件設定部52は、検査条件、すなわち顕微鏡部10の光学条件及び画像処理部の検出閾値Thを所定の状態に初期化する。なおステップS62による検査条件の初期化は必須ではなく、現在の検査条件を用いてステップS63に進んでもよい。
ステップS62で設定された検査条件の下で、外観検査装置1による欠陥検査が行われると、その欠陥情報が検査条件判定部70に入力される。検査条件判定部70は入力された欠陥情報に基づいてステップS63において検出結果DRを取得する。図30の(B)は図30の(A)に示すフローチャートで呼び出される検出結果取得ルーチンのフローチャートである。
ステップS61において、判定部65は標準欠陥データ記憶部54に記憶された標準欠陥データに含まれる検出目標値DTを入力する。
ステップS62において、検査条件設定部52は、検査条件、すなわち顕微鏡部10の光学条件及び画像処理部の検出閾値Thを所定の状態に初期化する。なおステップS62による検査条件の初期化は必須ではなく、現在の検査条件を用いてステップS63に進んでもよい。
ステップS62で設定された検査条件の下で、外観検査装置1による欠陥検査が行われると、その欠陥情報が検査条件判定部70に入力される。検査条件判定部70は入力された欠陥情報に基づいてステップS63において検出結果DRを取得する。図30の(B)は図30の(A)に示すフローチャートで呼び出される検出結果取得ルーチンのフローチャートである。
ステップS71において検査欠陥取得部67は、図22に示す欠陥検出部24から欠陥情報を取得し、この中に含まれる標準欠陥にかかる欠陥情報だけをステップS72において抽出する。このとき検査欠陥取得部67は、標準欠陥データ記憶部54に記憶された標準欠陥の位置情報を読み出し、読み出した標準欠陥の位置において検出された欠陥情報を抽出する。そしてステップS73において検査欠陥取得部67は抽出した標準欠陥の欠陥情報に基づいて検出結果DRを決定する。
例えば、ウエハ2上の所定領域内において検出した標準欠陥の数を検出結果DRとして使用する場合には、検査欠陥取得部67は所定の領域内に検出された標準欠陥に関する欠陥情報の数をカウントすることにより検出結果DRを決定する。
また標準欠陥の欠陥サイズを検出結果DRとして使用する場合には、または抽出した標準欠陥の欠陥情報に含まれている当該標準欠陥の欠陥サイズを抽出する。
検査条件判定部70は取得した検出結果DRを検査条件設定部52に出力し、検査条件設定部52はこれを図示しない記憶手段に一次記憶する。
例えば、ウエハ2上の所定領域内において検出した標準欠陥の数を検出結果DRとして使用する場合には、検査欠陥取得部67は所定の領域内に検出された標準欠陥に関する欠陥情報の数をカウントすることにより検出結果DRを決定する。
また標準欠陥の欠陥サイズを検出結果DRとして使用する場合には、または抽出した標準欠陥の欠陥情報に含まれている当該標準欠陥の欠陥サイズを抽出する。
検査条件判定部70は取得した検出結果DRを検査条件設定部52に出力し、検査条件設定部52はこれを図示しない記憶手段に一次記憶する。
図30の(A)に戻りステップS64において、検査条件設定部52は検査条件の少なくとも一つを変更する。検査条件変更後のステップS65において、検査条件判定部70は、検出結果DRを取得し検査条件設定部52に出力する。
ステップS66において、検査条件設定部52は、ステップS63で決定した検出結果DRとステップS65で決定した検出結果DRのどちらが、検出目標値DTにより近いかを判定することによって、検査条件を変更させるべき方向を決定する。
例えば検査条件設定部52は、ステップS63で決定した検出結果DRよりもステップS65で決定した検出結果DRの方が検出目標値DTに近ければ、以後の変更ステップ(S67)による検出閾値の変更方向をステップS64における変更方向と同じ方向に決定する。
反対にステップS65で決定した検出結果DRよりもステップS63で決定した検出結果DRの方が検出目標値DTに近ければ、以後の変更ステップによる検出閾値の変更方向をステップS64における変更方向と反対方向に決定する。
ステップS66において、検査条件設定部52は、ステップS63で決定した検出結果DRとステップS65で決定した検出結果DRのどちらが、検出目標値DTにより近いかを判定することによって、検査条件を変更させるべき方向を決定する。
例えば検査条件設定部52は、ステップS63で決定した検出結果DRよりもステップS65で決定した検出結果DRの方が検出目標値DTに近ければ、以後の変更ステップ(S67)による検出閾値の変更方向をステップS64における変更方向と同じ方向に決定する。
反対にステップS65で決定した検出結果DRよりもステップS63で決定した検出結果DRの方が検出目標値DTに近ければ、以後の変更ステップによる検出閾値の変更方向をステップS64における変更方向と反対方向に決定する。
そしてステップS67において、検査条件設定部52は検査条件をステップS66で決定した方向に変更する。ステップS68において、検査条件判定部70は検出結果DRを取得する。
ステップS69において、検査条件判定部70は検出結果DRと検出目標値DTとの差が所定の値Δより小さいか否かを判定し、DRとDTとの差(|DT−DR|)が所定の値Δより小さいときには検査条件変更停止信号を出力して検査条件設定部52による検査条件の変更を停止させ、そうでないときはステップS67に戻りステップS67〜ステップS69を繰り返す。
ステップS69において、検査条件判定部70は検出結果DRと検出目標値DTとの差が所定の値Δより小さいか否かを判定し、DRとDTとの差(|DT−DR|)が所定の値Δより小さいときには検査条件変更停止信号を出力して検査条件設定部52による検査条件の変更を停止させ、そうでないときはステップS67に戻りステップS67〜ステップS69を繰り返す。
以上、本発明の実施例を、照明光を用いた光学式撮像手段により得た試料表面の撮像画像に現れる欠陥を検出する外観検査装置について説明した。しかし本発明はこれに限定されず、走査型電子顕微鏡(SEM)などの電子線を用いた電子光学式撮像手段を用いて取得した試料表面の撮像画像に現れる欠陥を検出する外観検査装置にも適用可能である。
この場合、図5や図20に示す検査条件決定部50は、顕微鏡10の光学条件の補正と同様に、電子光学式撮像手段に用いられる電子ビーム電流、電子銃への印加電圧、電子ビームの非点調整、フォーカス条件などの、電子光学系の設定条件を決定するために使用してよい。
同様に検査条件決定部50は、電子光学式撮像手段により得られた電子線画像に現れる欠陥を検出する際に使用される欠陥の検出条件を決定するために使用してよい。
したがって、特許請求の範囲に記載される「光学系」およびその「光学条件」は、電磁波である光を扱う光学系及びその光学条件のほか、電子線を扱う電子光学系及びその電子光学系の設定条件も含まれるものとして使用される。
この場合、図5や図20に示す検査条件決定部50は、顕微鏡10の光学条件の補正と同様に、電子光学式撮像手段に用いられる電子ビーム電流、電子銃への印加電圧、電子ビームの非点調整、フォーカス条件などの、電子光学系の設定条件を決定するために使用してよい。
同様に検査条件決定部50は、電子光学式撮像手段により得られた電子線画像に現れる欠陥を検出する際に使用される欠陥の検出条件を決定するために使用してよい。
したがって、特許請求の範囲に記載される「光学系」およびその「光学条件」は、電磁波である光を扱う光学系及びその光学条件のほか、電子線を扱う電子光学系及びその電子光学系の設定条件も含まれるものとして使用される。
本発明は、検査対象となる試料表面を撮像した画像を検査することによりこの試料表面に存在する欠陥を検出する外観検査装置及び外観検査方法に利用可能である。特に、半導体ウエハや、フォトマスク用基板、並びに液晶表示パネル用基板、液晶デバイス用基板などの表面の撮像画像に基づき、これらの表面に形成されたパターンの欠陥を検出する外観検査装置及び外観検査方法に利用可能である。
1 外観検査装置
2 ウエハ
3、3a〜3d ダイ(チップ)
9、91〜99 標準欠陥
2 ウエハ
3、3a〜3d ダイ(チップ)
9、91〜99 標準欠陥
Claims (26)
- 所定の光学条件で試料表面を撮像した画像を検査することにより前記試料表面に存在する欠陥を検出する外観検査装置であって、
前記画像に現れる欠陥を所定の検出条件で検出する欠陥検出部と、
前記所定の光学条件及び前記所定の検出条件の少なくとも一方を、検査対象である前記試料の被検査面に予め設けられた既知の標準欠陥を前記欠陥検出部にて検出しうる条件に定める検査条件決定部と、
を備えることを特徴とする外観検査装置。 - 前記欠陥検出部は、前記試料の表面を撮像した画像において本来同一となるべき対応箇所同士のグレイレベル差が前記所定の検出条件を満たすとき該対応箇所を欠陥候補として検出するように構成され、
前記検査条件決定部は、前記所定の光学条件及び前記所定の検出条件の少なくとも一方を、前記所定の光学条件の下で撮像した前記標準欠陥が設けられた前記試料の表面画像において前記標準欠陥の箇所と他の箇所との間に生じるグレイレベル差である標準欠陥グレイレベル差が、前記所定の検出条件を満たしうる条件に定めるように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。 - 前記検査条件決定部は、前記標準欠陥グレイレベル差に基づいて前記所定の検出条件を決定することを特徴とする請求項2に記載の外観検査装置。
- 前記試料の表面を、前記所定の光学条件としての所定光量で照明する照明部と、
前記照明部により照明された前記試料の表面を撮像する撮像部と、を備え、
前記検査条件決定部は、前記標準欠陥が設けられた前記試料を前記撮像部で撮像した画像において検出された前記標準欠陥グレイレベル差と前記所定の検出閾値とに応じて、所定の決定方法に従って前記所定光量を決定するように構成されることを特徴とする請求項2に記載の外観検査装置。 - 前記試料の表面を、所定の照明光で照明する照明部と、
前記照明部により照明された前記試料の表面を撮像する撮像部と、を備え、
前記検査条件決定部は、前記撮像部により前記標準欠陥が設けられた前記試料が繰り返し撮像される間に、前記標準欠陥グレイレベル差が前記所定の検出条件を満たすまで前記所定の光学条件及び前記所定の検出条件の少なくとも一方の条件を変更することによって、この少なくとも一方の条件を決定するように構成されることを特徴とする請求項2に記載の外観検査装置。 - 前記検査条件決定部により決定される光学条件は、前記照明部の光量であることを特徴とする請求項5に記載の外観検査装置。
- 前記検査条件決定部により決定される光学条件は、前記撮像部のフォーカス状態であることを特徴とする請求項5に記載の外観検査装置。
- 前記欠陥検出部は、前記試料の表面を撮像した画像において本来同一となるべき対応箇所同士を比較した比較結果が前記所定の検出条件を満たすとき該対応箇所を欠陥候補として検出して、検出した該欠陥候補について所定の欠陥情報を出力するように構成され、
前記所定の欠陥情報は、前記対応箇所同士の比較結果を示す所定の評価値であって所定の閾値と比較することにより該対応箇所が欠陥候補であるか否かを判定可能な評価値を含み、
前記検査条件決定部は、所定の決定方法に従い、前記欠陥検出部が前記標準欠陥について出力した前記欠陥情報に含まれる前記所定の評価値に応じて前記所定の光学条件及び前記所定の検出条件の少なくとも一方の条件を決定するように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。 - 前記所定の評価値は、前記標準欠陥が一方に設けられた前記対応箇所同士のグレイレベル差であって、
前記検査条件決定部は、前記グレイレベル差に基づいて前記所定の検出条件を決定するように構成されることを特徴とする請求項8に記載の外観検査装置。 - 前記試料の表面を、前記所定の光学条件としての所定光量で照明する照明部と、
前記照明部により照明された前記試料の表面を撮像する撮像部と、を備え、
前記所定の評価値は、前記標準欠陥が設けられた前記試料を前記撮像部で撮像した画像における前記標準欠陥が一方に設けられた前記対応箇所同士のグレイレベル差であって、
前記検査条件決定部は、前記グレイレベル差と前記所定の検出閾値とに応じて、所定の決定方法に従って前記所定光量を決定するように構成されることを特徴とする請求項8に記載の外観検査装置。 - 前記欠陥検出部は、前記試料の表面を撮像した画像において本来同一となるべき対応箇所同士を比較した比較結果が前記所定の検出条件を満たすとき該対応箇所を欠陥候補として検出するように構成され、
前記検査条件決定部は、前記欠陥検出部により繰り返し前記標準欠陥が検出される間に、前記標準欠陥の検出結果が所定の目標状態に至るまで前記所定の光学条件及び前記所定の検出条件の少なくとも一方の条件を変更することによって、この少なくとも一方の条件を決定するように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。 - 前記試料の表面を照明する照明部と、
前記照明部により照明された前記試料の表面を撮像する撮像部と、を備え、
前記検査条件決定部により決定される光学条件は、前記照明部の光量であることを特徴とする請求項11に記載の外観検査装置。 - 前記試料の表面を撮像する撮像部を備え、
前記検査条件決定部により決定される光学条件は、前記撮像部のフォーカス状態であることを特徴とする請求項11に記載の外観検査装置。 - 所定の光学条件で試料表面を撮像した画像を検査することにより前記試料表面に存在する欠陥を検出する外観検査方法であって、
前記画像に現れる欠陥を所定の検出条件で検出する欠陥検出ステップと、
前記所定の光学条件及び前記所定の検出条件の少なくとも一方を、検査対象である前記試料の被検査面に予め設けられた既知の標準欠陥を前記欠陥検出ステップにて検出しうる条件に定める検査条件決定ステップと、
を有することを特徴とする外観検査方法。 - 前記欠陥検出ステップは、前記試料の表面を撮像した画像において本来同一となるべき対応箇所同士のグレイレベル差が前記所定の検出条件を満たすとき該対応箇所を欠陥候補として検出し、
前記検査条件決定ステップは、前記所定の光学条件及び前記所定の検出条件の少なくとも一方を、前記所定の光学条件の下で撮像した前記標準欠陥が設けられた前記試料の表面画像において前記標準欠陥の箇所と他の箇所との間に生じるグレイレベル差である標準欠陥グレイレベル差が、前記所定の検出条件を満たしうる条件に定める、
ことを特徴とする請求項14に記載の外観検査方法。 - 前記検査条件決定ステップは、前記標準欠陥グレイレベル差に基づいて前記所定の検出条件を決定することを特徴とする請求項15に記載の外観検査方法。
- 前記試料の表面を、前記所定の光学条件としての所定光量で照明して、前記欠陥検出ステップにより欠陥を検出する前記試料の表面の画像を撮像する撮像ステップを有し、
前記検査条件決定ステップは、前記標準欠陥が設けられた前記試料を前記撮像ステップで撮像した画像において検出された前記標準欠陥グレイレベル差と前記所定の検出閾値とに応じて、所定の決定方法に従って前記所定光量を決定することを特徴とする請求項15に記載の外観検査方法。 - 前記試料の表面を所定の照明光により照明して、前記欠陥検出ステップにより欠陥を検出する前記試料の表面の画像を撮像する撮像ステップを有し、
前記検査条件決定ステップは、前記撮像ステップが繰り返して実行される間に、前記標準欠陥グレイレベル差が前記所定の検出条件を満たすまで前記所定の光学条件及び前記所定の検出条件の少なくとも一方の条件を変更することによって、この少なくとも一方の条件を決定する、
ことを特徴とする請求項15に記載の外観検査方法。 - 前記検査条件決定部により決定される光学条件は、前記照明光の光量であることを特徴とする請求項18に記載の外観検査方法。
- 前記検査条件決定部により決定される光学条件は、前記撮像ステップにて使用される撮像装置のフォーカス状態であることを特徴とする請求項18に記載の外観検査装置。
- 前記欠陥検出ステップは、前記試料の表面を撮像した画像において本来同一となるべき対応箇所同士を比較した比較結果が前記所定の検出条件を満たすとき該対応箇所を欠陥候補として検出して、検出した該欠陥候補について所定の欠陥情報を生成し、
前記所定の欠陥情報は、前記対応箇所同士の比較結果を示す所定の評価値であって所定の閾値と比較することにより該対応箇所が欠陥候補であるか否かを判定可能な評価値を含み、
前記検査条件決定ステップは、所定の決定方法に従い、前記欠陥検出ステップにて前記標準欠陥について生成した前記欠陥情報に含まれる前記所定の評価値に応じて前記所定の光学条件及び前記所定の検出条件の少なくとも一方の条件を決定する、
ことを特徴とする請求項14に記載の外観検査方法。 - 前記所定の評価値は、前記標準欠陥が一方に設けられた前記対応箇所同士のグレイレベル差であって、
前記検査条件決定ステップは、前記グレイレベル差に基づいて前記所定の検出条件を決定することを特徴とする請求項21に記載の外観検査方法。 - 前記試料の表面を、前記所定の光学条件としての所定光量で照明して、前記欠陥検出ステップにより欠陥を検出する前記試料の表面の画像を撮像する撮像ステップを有し、
前記所定の評価値は、前記標準欠陥が設けられた前記試料を前記撮像ステップで撮像した画像における前記標準欠陥が一方に設けられた前記対応箇所同士のグレイレベル差であって、
前記検査条件決定ステップは、前記グレイレベル差と前記所定の検出閾値とに応じて、所定の決定方法に従って前記所定光量を決定することを特徴とする請求項21に記載の外観検査方法。 - 前記欠陥検出ステップは、前記試料の表面を撮像した画像において本来同一となるべき対応箇所同士を比較した比較結果が前記所定の検出条件を満たすとき該対応箇所を欠陥候補として検出し、
前記検査条件決定ステップは、前記欠陥検出ステップが繰り返して実行される間に、前記欠陥検出ステップにより前記標準欠陥を検出した結果が所定の目標状態に至るまで前記所定の光学条件及び前記所定の検出条件の少なくとも一方の条件を変更することによって、この少なくとも一方の条件を決定する、
ことを特徴とする請求項14に記載の外観検査方法。 - 前記試料の表面を所定の照明光により照明して、前記欠陥検出ステップにより欠陥を検出する前記試料の表面の画像を撮像する撮像ステップを有し、
前記検査条件決定ステップにより決定される光学条件は、前記照明光の光量であることを特徴とする請求項24に記載の外観検査方法。 - 前記欠陥検出ステップにより欠陥を検出する前記試料の表面の画像を撮像する撮像ステップを有し、
前記検査条件決定ステップにより決定される光学条件は、前記撮像ステップにて使用される撮像装置のフォーカス状態であることを特徴とする請求項24に記載の外観検査方法。
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