JP2009074825A - Defect inspection method and defect inspection device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a defect inspection method capable of capturing surely a deformation defect, and discriminating easily the deformation defect and the other defect such as a foreign matter defect, and a defect inspection device. <P>SOLUTION: This defect inspection method for inspecting a surface defect of an inspection object by photographing the surface of the inspection object includes a primary image recording process for photographing the surface in a focused state in a position separated from the surface as long as an optional focal height, and recording the result as an image at a focal height; and a primary image filtering process for performing filtering processing for emphasizing and expressing numerically the density of a portion facing the periphery of the portion relative to all portions having images to be inspected, and detecting a defect candidate portion in the image. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、欠陥検査方法および欠陥検査装置に関し、半導体ウェハ等の表面欠陥を画像処理により検査する技術に関する。   The present invention relates to a defect inspection method and a defect inspection apparatus, and relates to a technique for inspecting a surface defect such as a semiconductor wafer by image processing.

半導体ウェハの製造あるいは同ウェハに微細構造を形成する工程においては、ウェハの表面欠陥に対する欠陥検査が行われる。
欠陥検査としては、顕微鏡を使用した目視検査が知られている。これは作業者が金属顕微鏡等を用いてウェハ表面の検査対象領域を目視検査するものである。
目視検査では、人為的な操作であるため作業自体の効率向上が難しい。欠陥検査はウェハの製造工程中に組み込まれる場合があり、このような組み込み検査においては検査効率が製造工程の生産効率に大きく影響する。 In the process of manufacturing a semiconductor wafer or forming a microstructure on the wafer, a defect inspection for a surface defect of the wafer is performed.
As a defect inspection, a visual inspection using a microscope is known. In this case, the operator visually inspects the inspection target area on the wafer surface using a metal microscope or the like.
In the visual inspection, it is difficult to improve the efficiency of the work itself because it is an artificial operation. Defect inspection may be incorporated during the wafer manufacturing process, and in such built-in inspection, the inspection efficiency greatly affects the production efficiency of the manufacturing process.

作業効率を向上できる欠陥検査として、画像処理による自動検査が開発されている。例えば、エリアカメラ等を用いてウェハ表面の検査対象領域を撮影し、得られた画像に対して画像処理を行うことにより表面欠陥を検出する技術が知られている。
自動検査の一つとして、異なる複数の波長の照明光を用いて波長毎の画像検査を行い、参照画像との相違に基づいて欠陥候補を検査する技術が提案されている（特許文献１参照）。 Automatic inspection by image processing has been developed as a defect inspection that can improve work efficiency. For example, a technique is known in which a surface defect is detected by photographing an inspection target area on a wafer surface using an area camera or the like, and performing image processing on the obtained image.
As one of automatic inspections, a technique has been proposed in which image inspection is performed for each wavelength using illumination light having a plurality of different wavelengths, and defect candidates are inspected based on differences from a reference image (see Patent Document 1). .

特開平１１−２３７３４４号公報JP-A-11-237344

前述した欠陥検査の対象となる表面欠陥として、代表的なものはウェハ表面に異物が付着する異物欠陥あるいは表面の傷や凹み等の欠陥であるが、それ以外の表面欠陥として変形欠陥が知られている。
変形欠陥はウェハ層内に封入された異物によってウェハ表面が***した状態である。例えば、ウェハ表面に異物が付着した状態で、その上から新たな積層を行うと、異物が封入されることになる。
このような変形欠陥は、その他の欠陥に比べて捕捉が難しい。例えば、異物欠陥は、ウェハ表面に付着した異物が周囲のウェハ表面から急峻に立ち上がった形態となる。また、ウェハ表面の傷なども、同様に周囲に対して明確な変化を示す。このため、異物欠陥などは目視検査でも視認しやすく、自動検査においても捕捉が容易である。これに対し、変形欠陥はウェハ表面になだらかな***として生じるため、周囲に対して変化が乏しく、目視検査でも自動検査でも捕捉が難しい。 Typical surface defects to be subjected to the above-described defect inspection are foreign matter defects in which foreign matter adheres to the wafer surface or defects such as scratches and dents on the surface, but deformation defects are known as other surface defects. ing.
The deformation defect is a state in which the wafer surface is raised by a foreign substance enclosed in the wafer layer. For example, if a new stack is performed from the top of the wafer surface with foreign matter attached thereto, the foreign matter will be sealed.
Such deformation defects are harder to capture than other defects. For example, the foreign substance defect has a form in which the foreign substance attached to the wafer surface rises sharply from the surrounding wafer surface. Similarly, scratches on the wafer surface show a clear change with respect to the surroundings. For this reason, a foreign substance defect etc. are easy to visually recognize also by visual inspection, and it is easy to catch also in automatic inspection. On the other hand, deformation defects occur as gentle bumps on the surface of the wafer, so that there is little change with respect to the surroundings, and it is difficult to capture both by visual inspection and automatic inspection.

目視検査においては、前述したなだらかな***が明瞭に視認できず、変形欠陥として確実に捕捉することが難しい。このような変形欠陥を確実に捕捉するために、作業者が顕微鏡の焦点をずらして目視することが行われている。
自動検査においても、変形欠陥の取り扱いの難しさが解決できていない。すなわち、エリアカメラ等でウェハ表面を撮影する場合、通常は同表面付近に焦点を合わせる（いわゆるジャストピント状態）。この状態で撮影した画像においては、変形欠陥はなだらかな***であるため、画像上のコントラストが非常に低く、変形欠陥として確実に捕捉することが難しい。 In the visual inspection, the above-described gentle bump cannot be clearly seen, and it is difficult to reliably capture it as a deformation defect. In order to reliably capture such deformation defects, an operator visually observes the microscope while shifting the focus of the microscope.
Even in automatic inspection, the difficulty of handling deformation defects has not been solved. That is, when the wafer surface is imaged with an area camera or the like, the focus is usually set near the surface (so-called just-focus state). In the image photographed in this state, since the deformation defect is a gentle bulge, the contrast on the image is very low and it is difficult to reliably capture it as a deformation defect.

更に、例え変形欠陥までをも捕捉できたとしても、変形欠陥であるか異物欠陥等その他の欠陥であるかの判別の問題がある。
欠陥検査において、変形欠陥であるか他の欠陥であるかという表面欠陥の判別は、その後の対策処理が異なることがあり、検査にあたって適切に把握したい事項である。
自動検査では、変形欠陥も含めて表面欠陥を確実に捕捉できたとしても、これらの変形欠陥および異物欠陥を一括して表面欠陥として検出することになり、前述の判別および当該判別結果を利用したその後の処理を適切に行うことができない。
自動検査で捕捉された表面欠陥に対して、変形欠陥であるか他の欠陥であるかの判別が必要な場合、別途目視検査を行うことがなされている。このような目視検査の併用により、自動検査による作業効率上の利点が損なわれることがあった。 Furthermore, even if even a deformation defect can be captured, there is a problem of determining whether it is a deformation defect or another defect such as a foreign matter defect.
In the defect inspection, the determination of the surface defect as to whether it is a deformation defect or another defect may be different in subsequent countermeasure processing, and is an item to be appropriately grasped in the inspection.
In the automatic inspection, even if surface defects including deformation defects can be reliably captured, these deformation defects and foreign matter defects are collectively detected as surface defects, and the above-described determination and the determination result are used. Subsequent processing cannot be performed appropriately.
When it is necessary to determine whether the surface defect captured by the automatic inspection is a deformation defect or another defect, a separate visual inspection is performed. The combined use of such visual inspection may impair the work efficiency advantage of automatic inspection.

自動検査のなかでも、特許文献１に記載された技術では、異なる複数の波長の照明光を用いて波長毎の画像検査を行うことで、異物欠陥のみならず変形欠陥までを確実に捕捉することが可能とされている。
しかし、特許文献１の技術では、波長の異なる照明光を提供する複雑な装置構成が必要となり、容易に導入しにくいという問題があった。 Among the automatic inspections, the technique described in Patent Document 1 reliably captures not only foreign matter defects but also deformation defects by performing image inspection for each wavelength using illumination light having a plurality of different wavelengths. Is possible.
However, the technique of Patent Document 1 requires a complicated device configuration that provides illumination light having different wavelengths, and has a problem that it is difficult to easily introduce.

本発明の目的は、変形欠陥の捕捉が確実に行えるとともに、変形欠陥と異物欠陥など他の欠陥との判別が容易に行える欠陥検査方法および欠陥検査装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a defect inspection method and a defect inspection apparatus that can reliably capture deformation defects and can easily distinguish between deformation defects and other defects such as foreign matter defects.

本発明の欠陥検査方法は、検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記表面から任意の焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する一次画像記録工程と、
前記画像の検査すべき全ての部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、前記画像における欠陥候補部位を検出する一次画像フィルタ工程と、
を含むことを特徴とする。 The defect inspection method of the present invention is a defect inspection method for inspecting the surface defect of the inspection object by photographing the surface of the inspection object,
A primary image recording step of photographing the surface in a state where the focal point is at an arbitrary focal height away from the surface and recording it as an image at the focal height;
A primary image filtering step for performing a filter process for emphasizing and digitizing the density of the part with respect to the periphery of the part for all parts to be inspected in the image, and detecting a defect candidate part in the image;
It is characterized by including.

このような本発明では、一次画像記録工程により、検査対象物の表面から焦点をずらした状態（デフォーカス状態）で画像撮影が行われ、一次画像フィルタ工程により、濃淡を強調して数値化するフィルタ処理が行われる。
検査対象物の表面に焦点を合わせた状態で画像を撮影した場合、画像処理により異物欠陥等は容易に検出できるが、変形欠陥は一般になだらかな***であるため、画像に現れにくく、検出が難しかった。
これに対し、本発明のようにデフォーカス状態での撮影とフィルタ処理を行うことで、変形欠陥を含めた欠陥候補の検出性能が大幅に向上する。
これは、デフォーカス状態での撮影により異物欠陥などの顕著な画像だけでなく漸次変化する変形欠陥をも画像中に取り込めるようになり、続く画像に対するフィルタ処理で濃淡を強調することで、取り込まれた変形欠陥の緩やかな濃淡変化をも検出できることになるためと考えられる。 In the present invention, an image is taken in a state in which the focus is shifted from the surface of the inspection object (defocused state) by the primary image recording step, and the gradation is emphasized and digitized by the primary image filtering step. Filter processing is performed.
When an image is taken in a state where the surface of the inspection object is in focus, a foreign object defect or the like can be easily detected by image processing, but a deformation defect is generally a gentle bump, so it is difficult to appear in the image and difficult to detect. It was.
On the other hand, the detection performance of defect candidates including deformation defects is greatly improved by performing imaging and filtering in the defocus state as in the present invention.
This is because not only a noticeable image such as a foreign object defect but also a gradually changing deformation defect can be captured in the image by shooting in the defocus state, and the image is captured by emphasizing the shading in the subsequent image processing. This is considered to be able to detect a gradual change in shading of a deformed defect.

なお、焦点をずらした状態とする手法としては、画像を撮影するカメラ等の焦点調整機能によってもよいし、カメラ等を焦点深度方向へ移動させてもよい。
例えば、検査対象物の表面に向けてカメラを設置し、この状態でカメラの焦点を検査対象物に合わせる。この状態で、カメラを検査対象物の表面から所定距離だけ離隔させることにより、カメラの焦点位置は検査対象物の表面から前記所定距離の分だけ上の高さに変位することになる。
このような焦点高さの調整を行うことで、カメラの焦点調整機能を利用する場合よりも高精度かつ迅速な作業が可能である。 As a method of shifting the focus, a focus adjustment function such as a camera for taking an image may be used, or the camera or the like may be moved in the depth of focus direction.
For example, a camera is installed toward the surface of the inspection object, and in this state, the camera is focused on the inspection object. In this state, by separating the camera from the surface of the inspection object by a predetermined distance, the focal position of the camera is displaced to a height above the surface of the inspection object by the predetermined distance.
By adjusting the focus height in this way, it is possible to perform work with higher accuracy and speed than when using the focus adjustment function of the camera.

本発明の欠陥検査方法において、予め指定された基準高さを前記焦点高さとして前記一次画像記録工程を行うことが望ましい。
本発明において、基準高さについては、後述するように既知の変形欠陥についてのサンプル検査等を行って設定することができる。あるいは、変形欠陥が予想される高さあるいは変形欠陥が統計的に多発する高さを選択してもよい。
このような本発明では、予め基準高さを指定することで、他の焦点高さの処理を簡略化できるため、変形欠陥を含めた欠陥候補の検出に対して効率向上が図れる。 In the defect inspection method of the present invention, it is preferable that the primary image recording step is performed with a reference height designated in advance as the focal height.
In the present invention, the reference height can be set by performing a sample inspection or the like for a known deformation defect as will be described later. Alternatively, the height at which deformation defects are expected or the height at which deformation defects occur statistically frequently may be selected.
In the present invention, since the processing for other focal heights can be simplified by specifying the reference height in advance, the efficiency can be improved for the detection of defect candidates including deformation defects.

本発明の欠陥検査方法において、
前記基準高さを設定するために、表面に既知の変形欠陥を有する検査対象物を用い、
前記表面から任意の高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影することを繰り返し、焦点高さの異なる複数の画像を記録するサンプル画像記録工程と、
前記焦点高さの異なる複数の画像の前記既知の変形欠陥がある部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を前記焦点高さでのフィルタ出力値として記録するサンプル画像フィルタ工程と、
前記フィルタ出力値のうち最も高いフィルタ出力値を示す画像の前記焦点高さを前記基準高さとする基準高さ設定工程と
を行うことが望ましい。
このような本発明では、実際の変形欠陥を有する検査対象物を用いたサンプル検査を行うことにより、前述した基準高さを適切に設定することができる。
このようなサンプル検査は、同じ製品であっても複数の変形欠陥を抽出し、各変形欠陥に対して検査を行い、統計処理により一つの基準高さを算定してもよく、変形欠陥が均質であるなら単一の検査結果を用いてもよい。基準高さは、製品毎に設定してもよく、製造装置毎に設定してもよい。 In the defect inspection method of the present invention,
In order to set the reference height, using an inspection object having a known deformation defect on the surface,
A sample image recording step of recording a plurality of images having different focal heights by repeatedly capturing the surface in a state where the focal point is in a position away from the surface at an arbitrary height; and
A filter process for emphasizing and digitizing the density of the part relative to the periphery of the part of the plurality of images having different focal heights with the known deformation defect is performed, and the obtained filter output value is obtained. A sample image filter step of recording as a filter output value at the focal height;
It is preferable to perform a reference height setting step in which the focus height of an image showing the highest filter output value among the filter output values is the reference height.
In the present invention, the above-described reference height can be appropriately set by performing sample inspection using an inspection object having an actual deformation defect.
In such sample inspection, a plurality of deformation defects may be extracted even for the same product, each deformation defect may be inspected, and one reference height may be calculated by statistical processing. If so, a single test result may be used. The reference height may be set for each product or may be set for each manufacturing apparatus.

本発明の欠陥検査方法において、
複数の異なる前記焦点高さを設定して前記一次画像記録工程を繰り返し行い、
得られた複数の画像の各々に対し、それぞれ前記一次画像フィルタ工程を繰り返し行う、としてもよい。
複数の異なる焦点高さとしては、例えば前述したウェハ表面レベルから所定間隔で配列される複数の高さを採用することができる。これらの間隔は等差に限らず、等比であってもよく、任意の間隔で設定してもよい。
これらの焦点高さのうち、何れかを前述した基準高さとして採用してもよい。
これらの焦点高さのうち、何れかは、撮影した際に異物欠陥など他の欠陥として捕捉しやすいウェハ表面（高さ＝０）またはごく近くの高さを含むことが望ましい。
このような本発明では、複数の焦点高さ毎に欠陥候補の検出を行うため、前述した基準高さを指定する場合に比べ、他の焦点高さでも欠陥候補を検出することが可能となり、更に精度の高い欠陥検査を行うことができる。但し、全ての画像に対してそれぞれ全面にわたるフィルタ処理を行うため、処理負荷が高く、処理時間が長くなることを考慮する必要がある。 In the defect inspection method of the present invention,
Repeatedly performing the primary image recording step by setting a plurality of different focal heights;
The primary image filtering step may be repeated for each of the obtained plurality of images.
As the plurality of different focal heights, for example, a plurality of heights arranged at predetermined intervals from the wafer surface level described above can be adopted. These intervals are not limited to equal differences, may be equal ratios, and may be set at arbitrary intervals.
Any one of these focal heights may be adopted as the reference height described above.
Any of these focal heights desirably includes a wafer surface (height = 0) or a very close height that is easily captured as another defect such as a foreign matter defect when imaged.
In the present invention, since defect candidates are detected for each of a plurality of focus heights, it becomes possible to detect defect candidates at other focus heights as compared to the case where the reference height is specified as described above. In addition, a highly accurate defect inspection can be performed. However, it is necessary to consider that the processing load is high and the processing time is long because all the images are subjected to the filtering process over the entire surface.

本発明の欠陥検査方法において、
前記フィルタ処理は、処理対象部位の対象画素の濃度値と、当該対象画素を挟んで互いに反対側に当該対象画素から所定距離で位置する二つの比較画素の濃度値とを用い、前記二つの比較画素の濃度値のうち小さいほうの濃度値を選択し、前記小さいほうの濃度値と前記対象画素の濃度値との差分を計算し、前記差分をフィルタ出力値として出力することが望ましい。
このような本発明によれば、明るい比較画素の濃度値から暗い対象画素の濃度値を引いた際の差分をとることで、暗欠陥に関する濃淡変化率を強調することが可能となる。
すなわち、本発明では二つの比較画素を設定し、これらの比較画素の各濃度値のうち小さいほうの値（各濃度値が等しい場合はその値）と、対象画素の濃度値との差分をフィルタ出力値としている。このため、二つの比較画素および対象画素が全て同程度に暗いまたは明るい場合および二つの比較画素のうち何れか一方が明るく他方が対象画素と同程度に暗い場合にはフィルタ出力値は高い値にならず、二つの比較画素がともに明るく対象画素が暗い場合にのみフィルタ出力値は高い値を示す。これにより、二つの比較画素の間隔より小さくかつ暗い表面欠陥だけが高いフィルタ出力値を示すことが可能となり、このような表面欠陥が二つの比較画素の間隔に収まった状態にのみ高いフィルタ出力値を示すことになる。 In the defect inspection method of the present invention,
The filtering process uses the density value of the target pixel of the processing target portion and the density values of two comparison pixels located at a predetermined distance from the target pixel on opposite sides of the target pixel. It is desirable to select a smaller density value among the density values of the pixels, calculate a difference between the smaller density value and the density value of the target pixel, and output the difference as a filter output value.
According to the present invention as described above, it is possible to emphasize the density change rate related to the dark defect by taking the difference when the density value of the dark target pixel is subtracted from the density value of the bright comparison pixel.
That is, according to the present invention, two comparison pixels are set, and the difference between the smaller value (if the density values are equal) of the density values of these comparison pixels and the density value of the target pixel is filtered. Output value. For this reason, when the two comparison pixels and the target pixel are all as dark or bright, and when either one of the two comparison pixels is bright and the other is as dark as the target pixel, the filter output value is high. In other words, the filter output value shows a high value only when the two comparison pixels are both bright and the target pixel is dark. This makes it possible for only surface defects that are smaller and darker than the interval between the two comparison pixels to exhibit a high filter output value, and only when the surface defect is within the interval between the two comparison pixels. Will be shown.

本発明の欠陥検査方法において、
前記欠陥候補部位の検出は、前記フィルタ処理で得られたフィルタ出力値のうち一定以上の値が一定サイズ以上集中している部位の検出であることが望ましい。
このような本発明によれば、欠陥候補部位に相当するフィルタ出力値を示す画素等が一定以上集中している場合にのみ欠陥候補部位として検出する。このため、同等のフィルタ出力値を示すが実際には欠陥ではない検査ノイズ等を除去することができ、余計な処理を回避して作業効率を向上できる。 In the defect inspection method of the present invention,
The detection of the defect candidate part is preferably detection of a part where a certain value or more of filter output values obtained by the filtering process is concentrated over a certain size.
According to the present invention as described above, a defect candidate portion is detected only when pixels or the like indicating filter output values corresponding to the defect candidate portion are concentrated at a certain level or more. For this reason, it is possible to remove inspection noise or the like that shows an equivalent filter output value but is not actually a defect, and can avoid unnecessary processing and improve work efficiency.

本発明の欠陥検査方法において、
前記一次画像フィルタ工程に続いて、
前記一次画像記録工程で撮影していない補助高さを前記焦点高さとして、当該焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する二次画像記録工程と、
前記画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を焦点高さが前記補助高さであるときのフィルタ出力値として記録する二次画像フィルタ工程と、
前記欠陥候補部位毎に、前記焦点高さ毎の各画像における前記フィルタ出力値の関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別工程と
を行うことが望ましい。 In the defect inspection method of the present invention,
Following the primary image filtering step,
Taking the auxiliary height that has not been photographed in the primary image recording step as the focal height, photographing the surface in a state where the focal point is away from the focal height and recording it as an image at the focal height. The next image recording process,
When the defect candidate portion of the image is subjected to a filter process for emphasizing and digitizing the density of the portion with respect to the periphery of the portion, and the obtained filter output value has a focal height equal to the auxiliary height A secondary image filtering step for recording as a filter output value of
It is preferable to perform a defect determination step of determining the type of the defect candidate part from the relationship of the filter output value in each image for each focal height for each defect candidate part.

補助高さとしては、前記一次画像記録工程で撮影していない焦点高さを適宜選択できる。例えば前述したウェハ表面レベルから所定間隔で配列される複数の高さを採用することができる。これらの間隔は等差に限らず、等比であってもよく、任意の間隔で設定してもよい。
これらの焦点高さのうち、何れかは、撮影した際に異物欠陥など他の欠陥として捕捉しやすいウェハ表面（高さ＝０）またはごく近くの高さを含むことが望ましい。 As the auxiliary height, a focus height that is not photographed in the primary image recording step can be appropriately selected. For example, a plurality of heights arranged at predetermined intervals from the wafer surface level described above can be employed. These intervals are not limited to equal differences, may be equal ratios, and may be set at arbitrary intervals.
Any of these focal heights desirably includes a wafer surface (height = 0) or a very close height that is easily captured as another defect such as a foreign matter defect when imaged.

このような本発明では、先に実施した一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程による欠陥候補部位の検出に続いて、二次画像記録工程および二次画像フィルタ工程を行い、一次画像記録工程で撮影した焦点高さを補填するように他の焦点高さの画像を確保し、その焦点高さにおける欠陥候補部位のフィルタ出力値を補充する。
欠陥判別工程で、一次および二次の各工程を併せた全ての焦点高さのフィルタ出力値から、欠陥候補部位が変形欠陥であるか異物欠陥など他の欠陥であるかが判別される。
例えば、何れかの高さにおいてフィルタ出力値が著しく大きいならば、その欠陥候補部位は周囲に対して濃淡変化率が大きいもの、つまり異物欠陥であると判別できる。逆に、どの高さにおいてもフィルタ出力値が低いままであれば、周囲に対して濃淡変化率が小さいもの、つまり変形欠陥であると判別できる。 In the present invention as described above, the secondary image recording step and the secondary image filter step are performed following the detection of the defect candidate site by the primary image recording step and the primary image filtering step performed earlier, and the primary image recording step is performed. An image of another focal height is secured so as to compensate for the focal height, and the filter output value of the defect candidate part at that focal height is supplemented.
In the defect determination step, it is determined whether the defect candidate part is a deformation defect or another defect such as a foreign substance defect from the filter output values of all the focal heights including the primary and secondary processes.
For example, if the filter output value is remarkably large at any height, it can be determined that the defect candidate part has a large density change rate with respect to the surroundings, that is, a foreign substance defect. On the other hand, if the filter output value remains low at any height, it can be determined that the density change rate is small relative to the surroundings, that is, a deformation defect.

従って、本発明によれば、変形欠陥を含む欠陥候補部位を検出した際に、この欠陥候補部位が変形欠陥であるか異物欠陥など他の欠陥であるかを判別することができる。
更に、本発明によれば、一次画像フィルタ工程では欠陥候補部位を検出するために画像の全ての部位に対してフィルタ処理を行うが、二次画像フィルタ工程においてフィルタ処理を行うのは欠陥候補部位だけに絞り込むため、検査にかかる作業時間を短縮でき、作業効率を向上できる。 Therefore, according to the present invention, when a defect candidate part including a deformation defect is detected, it is possible to determine whether the defect candidate part is a deformation defect or another defect such as a foreign substance defect.
Further, according to the present invention, in the primary image filtering process, the filtering process is performed on all the parts of the image in order to detect the defect candidate part, but the filtering process is performed in the secondary image filtering process. Therefore, the work time required for inspection can be shortened and work efficiency can be improved.

本発明の欠陥検査方法は、欠陥候補部位の検出までをそれ自体で行うのではなく、他の方法で欠陥候補部位を検出した場合にその欠陥種別の判別に用いるとしてもよい。
すなわち、検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記表面における欠陥候補部位を指定する欠陥候補指定工程と、
前記表面から任意の焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する二次画像記録工程と、
前記画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を焦点高さが前記補助高さであるときのフィルタ出力値として記録する二次画像フィルタ工程と、
前記焦点高さ毎の前記フィルタ出力値の関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別工程と
を含む構成としてもよい。 The defect inspection method of the present invention may be used to determine the defect type when a defect candidate part is detected by another method, instead of performing the defect candidate part detection by itself.
That is, a defect inspection method for inspecting the surface defect of the inspection object by photographing the surface of the inspection object,
A defect candidate designating step for designating a defect candidate site on the surface;
A secondary image recording step of photographing the surface in a state where the focal point is at an arbitrary focal height away from the surface and recording as an image at the focal height;
When the defect candidate portion of the image is subjected to a filter process for emphasizing and digitizing the density of the portion with respect to the periphery of the portion, and the obtained filter output value has a focal height equal to the auxiliary height A secondary image filtering step for recording as a filter output value of
A defect determination step of determining the type of the defect candidate part from the relationship of the filter output value for each focal height.

本発明において、欠陥候補指定工程で欠陥候補部位を指定するために、他の欠陥検査方法を適宜併用すればよい。但し、採用する欠陥検査方法としては、前述した基準高さ画像のフィルタ処理による欠陥候補部位の捕捉よりも効率的である等の有効性が要求される。
本発明において、画像を撮影する複数の焦点高さとしては、少なくとも何れか一つを変形欠陥が予想される高さあるいは変形欠陥が統計的に多発する高さとすることが望ましく、他の一つとして、撮影した際に異物欠陥など他の欠陥として捕捉しやすいウェハ表面（高さ＝０）またはごく近くの高さを含むことが望ましい。これらの焦点高さとしては、例えば前述したウェハ表面高さから所定間隔で配列してもよい。 In the present invention, other defect inspection methods may be used in combination as appropriate in order to designate a defect candidate site in the defect candidate designation step. However, the defect inspection method to be employed is required to be more efficient than capturing the defect candidate site by the above-described filter processing of the reference height image.
In the present invention, it is desirable that at least one of the plurality of focus heights for capturing an image is a height at which deformation defects are expected or a height at which deformation defects occur frequently, As described above, it is desirable to include a wafer surface (height = 0) or a very close height that is easily captured as another defect such as a foreign matter defect when imaged. These focal heights may be arranged at a predetermined interval from the wafer surface height described above, for example.

このような本発明では、一次画像記録工程により各焦点高さの画像が撮影され、これらの画像に対して、二次画像フィルタ工程により、欠陥候補指定工程で指定された欠陥候補部位についてのフィルタ処理を行うことで、複数の焦点高さのフィルタ出力値が順次記録される。そして、欠陥判別工程で、全ての高さのフィルタ出力値から欠陥候補部位が変形欠陥であるか他の欠陥であるかが判別される。
例えば、何れかの高さにおいてフィルタ出力値が著しく大きいならば、その欠陥候補部位は周囲に対して濃淡変化率が大きいもの、つまり他の欠陥であると判別できる。逆に、どの高さにおいてもフィルタ出力値が低いままであれば、周囲に対して濃淡変化率が小さいもの、つまり変形欠陥であると判別できる。 In the present invention as described above, images of respective focal heights are taken by the primary image recording process, and the filters for the defect candidate sites designated in the defect candidate designation process are performed on these images by the secondary image filter process. By performing the processing, filter output values at a plurality of focus heights are sequentially recorded. Then, in the defect determination step, it is determined from the filter output values at all heights whether the defect candidate site is a deformation defect or another defect.
For example, if the filter output value is remarkably large at any height, it can be determined that the defect candidate part has a large density change rate with respect to the surroundings, that is, another defect. On the other hand, if the filter output value remains low at any height, it can be determined that the density change rate is small relative to the surroundings, that is, a deformation defect.

従って、本発明によれば、変形欠陥を含めて欠陥候補部位として検出することができ、更に欠陥候補部位が変形欠陥であるか異物欠陥など他の欠陥であるかを判別することができる。
更に、本発明によれば、欠陥候補部位の検出を他の欠陥検査方法によることにしたため、欠陥候補部位の検出までを行う前述した本発明の方法に比べて処理を簡略にしつつ同様な効果を得ることができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to detect a defect candidate part including a deformation defect, and further determine whether the defect candidate part is a deformation defect or another defect such as a foreign substance defect.
Furthermore, according to the present invention, since the defect candidate part is detected by another defect inspection method, the same effect can be obtained while simplifying the processing compared to the above-described method of the present invention in which the defect candidate part is detected. Obtainable.

本発明の欠陥検査方法において、
前記一次画像フィルタ工程で前記欠陥候補部位が検出された場合には前記二次画像記録工程ないし欠陥判別工程を行い、前記欠陥候補部位が検出されない場合には前記二次画像記録工程ないし欠陥判別工程を省略することを特徴とする欠陥検査方法。
このような本発明では、一次画像フィルタ工程で欠陥候補部位がなかった場合に、その後の処理を大幅に省略して検査処理を完了することができる。このため、不必要な処理を省略して作業効率を向上することができる。 In the defect inspection method of the present invention,
When the defect candidate part is detected in the primary image filter process, the secondary image recording process or defect determination process is performed. When the defect candidate part is not detected, the secondary image recording process or defect determination process is performed. A defect inspection method characterized by omitting.
In the present invention, when there is no defect candidate site in the primary image filtering step, the subsequent processing can be largely omitted and the inspection processing can be completed. For this reason, unnecessary processing can be omitted and work efficiency can be improved.

本発明の欠陥検査方法において、
前記欠陥判別工程では、前記欠陥候補部位におけるフィルタ出力値が全ての高さで一定の閾値以下であれば変形欠陥と判別し、それ以外の場合は他の欠陥と判別することが望ましい。
本発明において、判別に用いる閾値は事前の実験等により適宜設定することができ、既知のサンプルについて異物欠陥など他の欠陥のフィルタ出力値が示す高いピークと変形欠陥のフィルタ出力値が示す全般的に低いなだらかなパターンとの間の値を閾値とすることができる。
このような本発明によれば、高さ別のフィルタ出力値を直接比較演算するため処理が簡略にできる。 In the defect inspection method of the present invention,
In the defect determination step, it is desirable to determine that the defect is a deformed defect if the filter output value at the defect candidate portion is equal to or less than a certain threshold value at all heights, and to determine another defect otherwise.
In the present invention, the threshold value used for discrimination can be appropriately set by a prior experiment or the like, and for a known sample, the high peak indicated by the filter output value of another defect such as a foreign substance defect and the filter output value of the deformation defect are generally indicated. A value between a very low and gentle pattern can be used as a threshold value.
According to the present invention as described above, the processing can be simplified because the filter output values according to height are directly compared.

本発明の欠陥検査方法において、
前記欠陥判別工程では、前記欠陥候補部位における各高さのフィルタ出力値について隣接する高さのフィルタ出力値との差分を演算し、全ての差分が一定の閾値以下であれば変形欠陥と判別し、それ以外の場合は他の欠陥と判別することが望ましい。
本発明において、判別に用いる閾値は事前の実験等により適宜設定することができ、既知のサンプルについて異物欠陥など他の欠陥のフィルタ出力値が示す高いピーク近傍の大きな差分と変形欠陥のフィルタ出力値が示す全般的に低いなだらかなパターンによる小さな差分との間の値を閾値とすることができる。
このような本発明によれば、高さ別のフィルタ出力値の差分をとることにより、変形欠陥ではない他の欠陥で現れるピークを確実に検出することができる。 In the defect inspection method of the present invention,
In the defect determination step, the difference between the filter output value at each height for the filter output value at each height in the defect candidate part is calculated, and if all the differences are below a certain threshold, it is determined as a deformation defect. In other cases, it is desirable to distinguish from other defects.
In the present invention, the threshold value used for discrimination can be set as appropriate by prior experiments, etc., and for a known sample, a large difference in the vicinity of a high peak indicated by a filter output value of another defect such as a foreign substance defect and a filter output value of a deformation defect The threshold value can be a value between a small difference due to a generally low and gentle pattern.
According to the present invention as described above, it is possible to reliably detect a peak appearing in another defect that is not a deformation defect by taking a difference in filter output values according to height.

本発明の欠陥検査装置は、
検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法に用いられる欠陥検査装置であって、
前記表面から任意の高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影して焦点高さの異なる複数の画像を記録する画像記録部と、
前記複数の画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を前記焦点高さと関連づけて記録するフィルタ処理部と、
前記フィルタ出力値と前記焦点高さとの関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別部と
を含むことを特徴とする。 The defect inspection apparatus of the present invention
A defect inspection apparatus used in a defect inspection method for inspecting a surface defect of the inspection object by photographing the surface of the inspection object,
An image recording unit that records the plurality of images having different focal heights by photographing the surface in a state where the focal point is positioned at an arbitrary height away from the surface;
A filter that performs a filter process for emphasizing and digitizing the density of the part with respect to the periphery of the part of the defect candidate parts of the plurality of images, and records the obtained filter output value in association with the focus height A processing unit;
And a defect discriminating unit that discriminates the type of the defect candidate site from the relationship between the filter output value and the focal height.

このような本発明では、前述した本発明の欠陥検査方法に必要な各機能を一括して提供することができ、前述した本発明の作用効果を確実に得ることができる。
このような本発明の欠陥検査装置は、既存の画像検査装置にコンピュータシステムを利用した制御装置を組み合わせ、この制御装置で実行されるプログラムにより前述した本発明の欠陥検査方法を実行させることができる。 In the present invention as described above, each function necessary for the above-described defect inspection method of the present invention can be provided collectively, and the above-described operational effects of the present invention can be reliably obtained.
Such a defect inspection apparatus of the present invention can combine the control apparatus using a computer system with an existing image inspection apparatus and execute the above-described defect inspection method of the present invention by a program executed by the control apparatus. .

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明に基づく欠陥検査装置１が示されている。
本実施形態の欠陥検査装置１は、本発明の欠陥検査方法に基づいて半導体ウェハ等の表面欠陥検査を実施するものであり、検査対象物であるウェハ２の表面を撮影するための撮影装置９と、この撮影装置９の動作制御を行うとともに本発明に基づく欠陥検査方法の各処理を実行する制御装置１０とを備えている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a defect inspection apparatus 1 according to the present invention.
The defect inspection apparatus 1 of this embodiment performs surface defect inspection of a semiconductor wafer or the like based on the defect inspection method of the present invention, and an imaging apparatus 9 for imaging the surface of the wafer 2 that is an inspection object. And a control device 10 that controls the operation of the photographing device 9 and executes each process of the defect inspection method according to the present invention.

撮影装置９は、ウェハ２を支持するＸＹステージ３と、ウェハ２の表面の各検査領域を撮像するＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラ４を支持するＺステージ５とを備えている。
ＸＹステージ３は、撮影装置９の本体８に対して図１に示すＸＹ方向への移動が可能であり、Ｚステージ５はＸＹステージ３の表面に対して図１に示すＺ方向への移動が可能である。
これらにより、撮影装置９は、ＸＹステージ２に載置されたウェハ２の表面に対してＣＣＤカメラ４をＸＹＺ方向へ相対移動させることが可能であり、これによりＣＣＤカメラ４でウェハ２の表面の任意の領域の画像を撮影することができる。
なお、このような撮影装置９として、従来様々な検査用撮影装置が開発されており、本実施形態においてもこれら既存の装置を適宜流用することができる。 The photographing apparatus 9 includes an XY stage 3 that supports the wafer 2, a CCD camera 4 that images each inspection area on the surface of the wafer 2, and a Z stage 5 that supports the CCD camera 4.
The XY stage 3 can move in the XY direction shown in FIG. 1 with respect to the main body 8 of the photographing apparatus 9, and the Z stage 5 can move in the Z direction shown in FIG. 1 with respect to the surface of the XY stage 3. Is possible.
Thus, the photographing apparatus 9 can move the CCD camera 4 relative to the surface of the wafer 2 placed on the XY stage 2 in the XYZ directions. An image of an arbitrary area can be taken.
Note that various inspection imaging apparatuses have been developed as such an imaging apparatus 9, and these existing apparatuses can be appropriately used also in this embodiment.

図２に示すように、ウェハ２の表面には、複数の検査領域２Ｅが設定される。各検査領域２Ｅは、ウェハ２から切り出されて個別に集積回路チップとされ、あるいはインクジェットプリンタのヘッド基板として利用される領域に対応して設定されている。
図１に戻って、撮影装置９のＣＣＤカメラ４は、ウェハ２に設定された各検査領域２Ｅの一枚分を一回で撮影し、画像データとして出力するできる性能を有する。
撮影装置９は、前述したＸＹステージ３によりウェハ２をＸＹ方向に移動させ、各ＣＣＤカメラ４をウェハ２の各検査領域２Ｅの何れかに対向させることで、同検査領域２Ｅの一枚分の表面画像を撮影可能である。撮影にあたっては、Ｚステージ５によりＣＣＤカメラ４をＺ方向に移動させることにより、ＣＣＤカメラ４の焦点高さを調整することができる。 As shown in FIG. 2, a plurality of inspection areas 2 </ b> E are set on the surface of the wafer 2. Each inspection area 2E is cut out from the wafer 2 and individually set as an integrated circuit chip, or is set corresponding to an area used as a head substrate of an ink jet printer.
Returning to FIG. 1, the CCD camera 4 of the photographing apparatus 9 has a capability of photographing one inspection region 2E set on the wafer 2 at a time and outputting it as image data.
The imaging apparatus 9 moves the wafer 2 in the XY direction by the XY stage 3 described above, and makes each CCD camera 4 face any one of the inspection areas 2E of the wafer 2 so as to correspond to one sheet of the inspection area 2E. A surface image can be taken. In photographing, the focus height of the CCD camera 4 can be adjusted by moving the CCD camera 4 in the Z direction by the Z stage 5.

本実施形態において、撮影する画像の焦点高さの調整は次のようにして行う。
先ずＸＹステージ３にウェハ２を載置し、このウェハ２の上方にＣＣＤカメラ４を配置して撮影すべき検査領域２Ｅの画像に照準を合わせ、この状態でＣＣＤカメラ４自体の焦点調整を行って焦点がウェハ２の表面に合うようにしておく。この状態で、Ｚステージ５を移動させてＣＣＤカメラ４をウェハ２の表面から離隔させることにより、その移動距離分を焦点高さとする仮想的な平面にＣＣＤカメラ４の焦点が設定される。 In the present embodiment, the adjustment of the focus height of an image to be taken is performed as follows.
First, the wafer 2 is placed on the XY stage 3, the CCD camera 4 is placed above the wafer 2 and aimed at the image of the inspection area 2 E to be photographed, and the focus of the CCD camera 4 itself is adjusted in this state. The focus is adjusted to the surface of the wafer 2. In this state, the Z stage 5 is moved to separate the CCD camera 4 from the surface of the wafer 2, whereby the focus of the CCD camera 4 is set on a virtual plane whose focal height is the moving distance.

制御装置１０は、前述したＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４、およびＺステージ５の動作制御を行うとともに、本発明の欠陥検査方法に基づく各処理を実行してウェハ２の欠陥検査を実現するものである。
制御装置１０は、いわゆるパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムを利用して構成され、このコンピュータシステム上で実行されるソフトウェアによって制御装置１０に必要な後述する各機能要素を展開し、本発明の欠陥検査方法を実行する。 The control device 10 controls the operation of the XY stage 3, the CCD camera 4, and the Z stage 5 described above, and executes each process based on the defect inspection method of the present invention to realize the defect inspection of the wafer 2. is there.
The control device 10 is configured using a computer system such as a so-called personal computer, and develops each functional element (described later) necessary for the control device 10 by software executed on the computer system, so that the defect inspection method of the present invention is performed. Execute.

図３に示すように、制御装置１０は、操作部１１、表示部１２、動作制御部１３および画像処理部２０を備えている。
操作部１１は、動作指示ないしデータ入力などの外部操作を受け付けるものであり、キーボードあるいはポインティングデバイス等を含む。
表示部１２は、画像および文字の画面表示を行うものであり、いわゆるＬＣＤ（液晶表示装置）等のディスプレイパネルを備えて構成される。なお、表示部１２は、表示内容を適宜印刷表示するためのプリンタを含むものであってもよい。 As illustrated in FIG. 3, the control device 10 includes an operation unit 11, a display unit 12, an operation control unit 13, and an image processing unit 20.
The operation unit 11 receives an external operation such as an operation instruction or data input, and includes a keyboard or a pointing device.
The display unit 12 performs screen display of images and characters, and includes a display panel such as a so-called LCD (liquid crystal display device). The display unit 12 may include a printer for appropriately displaying the display contents.

動作制御部１３は、撮影装置９のＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４およびＺステージ５の動作制御を行うものである。
撮影装置９に対する動作指令は、操作部１１からの操作入力に基づく場合、または制御装置１０で実行される検査ソフトウェアに基づくコマンドの場合などがある。なお、動作制御部１３は、ＣＣＤカメラ４に撮影動作を指令する際に、予めＺステージ５に対してＣＣＤカメラ４の焦点高さ（ｈ１〜ｈｎ、図４参照）を指令する。 The operation control unit 13 controls the operation of the XY stage 3, the CCD camera 4, and the Z stage 5 of the photographing apparatus 9.
The operation command for the imaging device 9 may be based on an operation input from the operation unit 11 or a command based on inspection software executed by the control device 10. The operation control unit 13 instructs the Z stage 5 in advance on the focal height (h1 to hn, see FIG. 4) of the CCD camera 4 when instructing the CCD camera 4 to perform a photographing operation.

画像処理部２０は、画像記録部２１、画像メモリ２２、フィルタ処理部２３、フィルタ出力値メモリ２４，欠陥候補部位選択部２５、欠陥候補部位メモリ２６、欠陥判別部２７を備えている。
画像記録部２１は、動作制御部１３からの動作指令に基づいてＣＣＤカメラ４がウェハ２の表面を撮影した際に、撮影した画像データＤを受け取って画像メモリ２２に保存する。この際、画像記録部２１は、ＣＣＤカメラ４が撮影した際の焦点高さ（ｈ１〜ｈｎ）を動作制御部１３から取得し、画像データＤを焦点高さ毎の画像データ（Ｄ１〜Ｄｎ）として保存する。
画像メモリ２２は、焦点高さ（ｈ１〜ｈｎ）と画像データ（Ｄ１〜Ｄｎ）とのセットを複数保存可能であり、焦点高さｈ１〜ｈｎを指定することで該当する高さの画像データＤ１〜Ｄｎを取り出すことができる。 The image processing unit 20 includes an image recording unit 21, an image memory 22, a filter processing unit 23, a filter output value memory 24, a defect candidate site selection unit 25, a defect candidate site memory 26, and a defect determination unit 27.
The image recording unit 21 receives the captured image data D and stores it in the image memory 22 when the CCD camera 4 captures the surface of the wafer 2 based on the operation command from the operation control unit 13. At this time, the image recording unit 21 acquires the focus height (h1 to hn) when the CCD camera 4 has taken the image from the operation control unit 13, and the image data D is image data (D1 to Dn) for each focus height. Save as.
The image memory 22 can store a plurality of sets of focus heights (h1 to hn) and image data (D1 to Dn), and image data D1 having a corresponding height by designating the focus heights h1 to hn. ~ Dn can be removed.

図４には、本実施形態の画像データＤ１〜Ｄ５が模式的に表示されている。
本実施形態においては５つの焦点高さｈ１〜ｈ５が設定される。焦点高さｈ１はウェハ２の表面高さに設定され、ｈ２〜ｈ５の焦点高さはウェハ２の表面からそれぞれ一定間隔で設定されている。
本実施形態では、これらの焦点高さｈ１〜ｈ５のうち高さｈ３が基準高さとされ、他の高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５が補助高さとされる。また、基準高さｈ３に対応する画像データＤ３が基準高さ画像とされ、補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５に対応する画像データＤ１，Ｄ２，Ｄ４，Ｄ５が補助高さ画像とされる。
本実施形態において、画像データＤ１〜Ｄ５の撮影にあたっては、先ずＣＣＤカメラ４自体の焦点をウェハ２の表面（高さが解っている他の部位でもよい）に合わせ、この状態でＺステージ５を移動させてＣＣＤカメラ４の焦点位置を各焦点高さｈ１〜ｈ５に切り替え、各々の高さで各画像データを撮影する。 In FIG. 4, image data D1 to D5 of the present embodiment are schematically displayed.
In the present embodiment, five focus heights h1 to h5 are set. The focal height h1 is set to the surface height of the wafer 2, and the focal heights h2 to h5 are respectively set at regular intervals from the surface of the wafer 2.
In the present embodiment, among these focal heights h1 to h5, the height h3 is a reference height, and the other heights h1, h2, h4, and h5 are auxiliary heights. Further, the image data D3 corresponding to the reference height h3 is set as the reference height image, and the image data D1, D2, D4, D5 corresponding to the auxiliary heights h1, h2, h4, and h5 is set as the auxiliary height image. .
In this embodiment, when photographing the image data D1 to D5, first, the focus of the CCD camera 4 itself is adjusted to the surface of the wafer 2 (may be another part whose height is known), and the Z stage 5 is moved in this state. The focus position of the CCD camera 4 is switched to the respective focus heights h1 to h5, and each image data is photographed at each height.

フィルタ処理部２３は、画像メモリ２２から呼び出した任意の焦点高さ（ｈ１〜ｈｎ）の画像データ（Ｄ１〜Ｄｎ）に対して、後述する所定のフィルタ処理を行うことにより、選択した焦点高さの画像データに対するフィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）を演算する。 本実施形態では、フィルタ処理部２３におけるフィルタ処理は、画像データＤ上の任意の画素領域を処理対象部位として選択し、この処理対象部位の対象画素とこの画素を挟んで互いに反対側にある二つの比較画素との濃淡を比較するものである。具体的には次のような処理が行われる。   The filter processing unit 23 performs a predetermined filter process, which will be described later, on the image data (D1 to Dn) having an arbitrary focus height (h1 to hn) called from the image memory 22, thereby selecting the selected focus height. The filter output values (V1 to Vn) for the image data are calculated. In the present embodiment, the filter processing in the filter processing unit 23 selects an arbitrary pixel region on the image data D as a processing target part, and the target pixel of this processing target part and two pixels on the opposite sides of the pixel are sandwiched between them. This compares the shades of two comparison pixels. Specifically, the following processing is performed.

図５において、先ず処理対象領域Ｐとして、処理対象部位である対象画素Ｐ０と、この対象画素Ｐ０を挟んで互いに反対側に、対象画素Ｐ０から所定距離（ここでは２画素分）で位置する二つの比較画素Ｐ１，Ｐ２とを選択する。対象画素Ｐ０および比較画素Ｐ１，Ｐ２の各々の濃度値Ａ，Ｘ１，Ｘ２を取得する。二つの比較画素Ｐ１，Ｐ２の濃度値Ｘ１，Ｘ２のうち小さいほうの濃度値（ｍｉｎ（Ｘ１，Ｘ２））を選択し、この濃度値と対象画素Ｐ０の濃度値Ａとの差分（ｍｉｎ（Ｘ１，Ｘ２）−Ａ）を計算し、この差分をフィルタ出力値Ｖとして出力する。   In FIG. 5, first, as a processing target region P, a target pixel P0 that is a processing target part and two pixels that are located at a predetermined distance (here, two pixels) from the target pixel P0 on opposite sides of the target pixel P0. Two comparison pixels P1 and P2 are selected. The density values A, X1, and X2 of the target pixel P0 and the comparison pixels P1 and P2 are acquired. The smaller density value (min (X1, X2)) of the density values X1, X2 of the two comparison pixels P1, P2 is selected, and the difference (min (X1) between this density value and the density value A of the target pixel P0. , X2) −A), and outputs this difference as a filter output value V.

例えば、欠陥がなく白地が連続していた場合、対象画素も比較画素も明るい状態であり、フィルタ出力値Ｖ＝（ｍｉｎ（Ｘ１，Ｘ２）−Ａ）は小さな値となる。
白地に黒い欠陥があった場合、対象画素が暗く（Ａが低い）、比較画素が明るくなる（Ｂ１，Ｂ２が高い）ため、フィルタ出力値Ｖは大きな値となる。
但し、エッジ部分などでは、対象画素が暗くても比較画素の何れかが暗くなり（ｍｉｎ（Ｘ１，Ｘ２）が低くなる）、対象画素に近づくためフィルタ出力値Ｖは小さな値となる。
従って、前述したフィルタ処理では、比較画素の間隔に収まるような暗欠陥に対してのみ、フィルタ出力値が大きな値を示し、他の状況ではフィルタ出力値が小さな値を示し、各々の状況を明瞭な差異として強調することができる。 For example, when there is no defect and the white background is continuous, the target pixel and the comparison pixel are in a bright state, and the filter output value V = (min (X1, X2) -A) is a small value.
When there is a black defect on a white background, the target pixel is dark (A is low) and the comparison pixel is bright (B1 and B2 are high), so the filter output value V is a large value.
However, in the edge portion or the like, even if the target pixel is dark, any of the comparison pixels is dark (min (X1, X2) is low) and approaches the target pixel, so the filter output value V becomes a small value.
Therefore, in the above-described filter processing, the filter output value shows a large value only for dark defects that fit within the comparison pixel interval, and in other situations, the filter output value shows a small value. Can be emphasized as a significant difference.

なお、ｍｉｎ（Ｘ１，Ｘ２）の処理では、２つの比較画素の濃度値Ｘ１，Ｘ２の値が異なる場合は小さい方の値が選択され、濃度値Ｘ１，Ｘ２が同じである場合はその値つまり何れか一方の値（Ｘ１＝Ｘ２）が選択される。
前述したフィルタ処理における比較画素Ｐ１，Ｐ２間の距離は、検出すべき欠陥のサイズに応じて決められており、比較画素Ｐ１，Ｐ２の距離（画素数）は検出すべき欠陥に応じて適宜設定することが望ましい。 In the process of min (X1, X2), when the density values X1, X2 of the two comparison pixels are different, the smaller value is selected, and when the density values X1, X2 are the same, that value, that is, One of the values (X1 = X2) is selected.
The distance between the comparison pixels P1 and P2 in the filter processing described above is determined according to the size of the defect to be detected, and the distance (number of pixels) between the comparison pixels P1 and P2 is appropriately set according to the defect to be detected. It is desirable to do.

フィルタ処理部２３で計算された各部位のフィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）はフィルタ出力値メモリ２４に記録される。
フィルタ出力値メモリ２４は、各焦点高さ（ｈ１〜ｈｎ）の画像データ（Ｄ１〜Ｄｎ）の全ての部位について、当該部位のフィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）を保存可能であり、焦点高さｈ１〜ｈｎと画像上の平面位置（ｘ，ｙ）を指定することで該当する部位のフィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）を取り出すことができる。 The filter output values (V1 to Vn) of the respective parts calculated by the filter processing unit 23 are recorded in the filter output value memory 24.
The filter output value memory 24 can store the filter output values (V1 to Vn) of the parts of the image data (D1 to Dn) of the respective focus heights (h1 to hn). By specifying h1 to hn and a planar position (x, y) on the image, filter output values (V1 to Vn) of the corresponding part can be taken out.

欠陥候補部位選択部２５は、フィルタ出力値メモリ２４に記録されたフィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）を参照し、画像データＤ上に現れる濃淡が密集する部分を検出し、欠陥候補部位として選択する。具体的には、フィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）のうち一定以上の値が発生している部位を捕捉し、このような部位が一定サイズ以上集中している部位を検出する。
本実施形態においては、具体的に次のような欠陥候補部位選択処理を行う。 The defect candidate site selection unit 25 refers to the filter output values (V1 to Vn) recorded in the filter output value memory 24, detects a portion where the shading appearing on the image data D is dense, and selects it as a defect candidate site. . Specifically, a part where a certain value or more is generated among the filter output values (V1 to Vn) is captured, and a part where such a part is concentrated over a certain size is detected.
In the present embodiment, the following defect candidate site selection processing is specifically performed.

図６に示すように、例えば画像データＤ上に、領域ＸＦ，ＹＦに緩やかに変化する濃淡が現れていたとする。このような濃淡は機械的な画像検出が困難である。
図７に示すように、画像データＤ上の各画素（ｘ，ｙ）に対して前述したフィルタ処理して得られた各画素のフィルタ出力値Ｖ（ｘ，ｙ）は、全体の画素はフィルタ出力値が小さいため黒く表示され、一部画素はフィルタ出力値が大きいため白く表示され、コントラストが大きく強調表示される。
図７において、図６の領域ＸＦ，ＹＦに対応する領域には、白い画素がまとまって現れている。このような白い画素が集まった部分が所定の大きさ、例えば縦ＷＸで横ＷＹの範囲以上の大きさになっていた場合、欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）として検出する。
なお、欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）における座標位置ｘ，ｙとしては、この欠陥Ｆの中心位置にある画素の座標等が利用できる。 As shown in FIG. 6, for example, it is assumed that light and shade that gradually changes in the regions XF and YF appears on the image data D. Such shading is difficult to detect mechanical images.
As shown in FIG. 7, the filter output value V (x, y) of each pixel obtained by performing the above-described filter processing on each pixel (x, y) on the image data D is a filter for the entire pixel. Since the output value is small, the pixel is displayed in black, and some pixels are displayed in white because the filter output value is large, and the contrast is highlighted.
In FIG. 7, white pixels appear together in regions corresponding to the regions XF and YF in FIG. 6. When such a portion where white pixels are gathered is a predetermined size, for example, a size larger than the range of the vertical WX and the horizontal WY, it is detected as a defect candidate portion F (x, y).
As the coordinate position x, y in the defect candidate part F (x, y), the coordinates of the pixel at the center position of the defect F can be used.

欠陥候補部位選択部２５で検出された欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）は欠陥候補部位メモリ２６に記録される。
欠陥候補部位メモリ２６は、複数の欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）の座標位置を、欠陥候補部位Ｆ（ｘ1，ｙ2）〜Ｆ（ｘm，ｙm）として保存可能であり、何れかの欠陥候補部位Ｆを指定すればその座標（ｘ，ｙ）を取り出すことができる。 The defect candidate part F (x, y) detected by the defect candidate part selecting unit 25 is recorded in the defect candidate part memory 26.
The defect candidate part memory 26 can store the coordinate positions of a plurality of defect candidate parts F (x, y) as defect candidate parts F (x1, y2) to F (xm, ym), and any defect candidate. If the part F is designated, the coordinates (x, y) can be taken out.

欠陥判別部２７では、前述のように検出された欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）の各々について、その欠陥種別の判定を行う。
欠陥判別部２７は、欠陥候補部位メモリ２６から欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）の座標位置を順次読み出し、欠陥候補部位ごとに該当位置のフィルタ出力値Ｖ（ｘ，ｙ）をフィルタ出力値メモリ２４から画像データＤ１〜Ｄｎ毎つまり焦点高さｈ１〜ｈｎ毎に読み出す。つまり、欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）について、画像データＤ１における位置（ｘ，ｙ）のフィルタ出力値Ｖ１、画像データＤ２における位置（ｘ，ｙ）のフィルタ出力値Ｖ２、…画像データＤｎにおける位置（ｘ，ｙ）のフィルタ出力値Ｖｎを収集する。 The defect determination unit 27 determines the defect type for each of the defect candidate portions F (x, y) detected as described above.
The defect discriminating unit 27 sequentially reads out the coordinate position of the defect candidate part F (x, y) from the defect candidate part memory 26, and outputs the filter output value V (x, y) at the corresponding position for each defect candidate part to the filter output value memory. 24 is read for each image data D1 to Dn, that is, for each of the focal heights h1 to hn. That is, for the defect candidate part F (x, y), the filter output value V1 at the position (x, y) in the image data D1, the filter output value V2 at the position (x, y) in the image data D2,. The filter output value Vn at the position (x, y) is collected.

欠陥判別部２７は、前述のようにして得られた欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）の焦点高さｈ１〜ｈｎ毎のフィルタ出力値Ｖ１〜Ｖｎに対し、所定の閾値との比較を行う。
図８に示すように、欠陥候補部位Ｆが異物欠陥など他の欠陥である場合、ウェハ２の表面において画像が鮮明に現れるため、当該焦点高さｈ１のフィルタ出力値Ｖ１に大きなピークが現れる。
図９に示すように、欠陥候補部位Ｆが変形欠陥である場合、ウェハ２の表面ではなだらかな***にとどまり、焦点高さｈ１のフィルタ出力値Ｖ１には僅かな出力しかなく、デフォーカスした焦点高さｈ３におけるフィルタ出力値Ｖ３をピークとして各焦点高さｈ２，ｈ４，ｈ５にも出力が記録されている。 The defect discriminating unit 27 compares the filter output values V1 to Vn for the focal heights h1 to hn of the defect candidate part F (x, y) obtained as described above with a predetermined threshold value.
As shown in FIG. 8, when the defect candidate part F is another defect such as a foreign substance defect, an image appears clearly on the surface of the wafer 2, and thus a large peak appears in the filter output value V1 at the focal height h1.
As shown in FIG. 9, when the defect candidate portion F is a deformation defect, the surface of the wafer 2 only has a gentle bulge, and the filter output value V1 at the focal height h1 has only a small output, and the defocused focus. Outputs are also recorded at the focal heights h2, h4, and h5 with the filter output value V3 at the height h3 as a peak.

図１０に示すように、欠陥判別部２７においては、変形欠陥に現れるフィルタ出力値Ｖ１〜Ｖｎの何れよりも大きく、かつ異物欠陥に現れるフィルタ出力値のピーク値より小さい閾値ＶＴを設定しておき、各欠陥候補のフィルタ出力値Ｖ１〜Ｖｎをこの閾値ＶＴと比較をすることで、その欠陥候補が変形欠陥か異物欠陥など他の欠陥かを判別することができる。
欠陥判別部２７において行われた、各欠陥候補についての欠陥種別の判別結果は、適宜表示部１２に送られて表示等される。 As shown in FIG. 10, in the defect discriminating unit 27, a threshold value VT that is larger than any of the filter output values V1 to Vn appearing in the deformation defect and smaller than the peak value of the filter output value appearing in the foreign substance defect is set in advance. By comparing the filter output values V1 to Vn of each defect candidate with this threshold value VT, it is possible to determine whether the defect candidate is another defect such as a deformation defect or a foreign substance defect.
The determination result of the defect type for each defect candidate performed in the defect determination unit 27 is appropriately sent to the display unit 12 for display.

以下、本実施形態の欠陥検査手順について説明する。
本実施形態における欠陥検査手順は、本発明の欠陥検査方法に基づくものであり、一次検査による欠陥候補の検出から二次検査による欠陥候補の判別までを行う。本実施形態では、欠陥候補を検出する一次検査に基準高さを利用して作業の効率化を図る。このため、本検査に先だって基準高さの設定を行う。 Hereinafter, the defect inspection procedure of this embodiment will be described.
The defect inspection procedure in this embodiment is based on the defect inspection method of the present invention, and performs from detection of defect candidates by primary inspection to determination of defect candidates by secondary inspection. In this embodiment, work efficiency is improved by using the reference height for the primary inspection for detecting defect candidates. For this reason, the reference height is set prior to this inspection.

基準高さの設定は図１１に示す手順で行う。
先ず、撮影装置９のＸＹテーブル３上にウェハ２を載置する（図１１のステップＳ１０）。ウェハ２としては、変形欠陥および異物欠陥があることが解っているものを利用する。
このようなウェハ２に対し、制御装置１０から撮影装置９に動作指令を与え、ＣＣＤカメラ４をウェハ２の検査領域へ移動する（ステップＳ１１）。
制御装置１０には、予めサンプル撮影を行う焦点高さｈ１〜ｈ５を入力しておき、撮影装置９に各焦点高さでの撮影を実行させる。 The reference height is set according to the procedure shown in FIG.
First, the wafer 2 is placed on the XY table 3 of the photographing apparatus 9 (step S10 in FIG. 11). As the wafer 2, a wafer 2 known to have a deformation defect and a foreign matter defect is used.
For such a wafer 2, an operation command is given from the control device 10 to the photographing device 9, and the CCD camera 4 is moved to the inspection area of the wafer 2 (step S11).
The control apparatus 10 inputs in advance the focus heights h1 to h5 for performing sample shooting, and causes the shooting apparatus 9 to perform shooting at each focus height.

すなわち、ＣＣＤカメラ４の焦点位置を何れかの焦点高さに合わせ（ステップＳ１２）、画像を撮影する（ステップＳ１３）。得られた画像に対して、フィルタ処理部２３でフィルタ処理を行い（ステップＳ１４）、得られたフィルタ出力値を記録してゆく（ステップＳ１５）。なお、前述したステップＳ１２〜１３が本発明のサンプル画像記録工程であり、ステップＳ１４〜１５がサンプル画像フィルタ工程である。
このようなフィルタ出力値の記録を各焦点高さに対して繰り返し実行し、全ての高さについて画像のフィルタ出力値が得られたら次の処理に進む（ステップＳ１６）。 That is, the focal position of the CCD camera 4 is adjusted to any focal height (step S12), and an image is taken (step S13). The obtained image is filtered by the filter processing unit 23 (step S14), and the obtained filter output value is recorded (step S15). In addition, step S12-13 mentioned above is a sample image recording process of this invention, and step S14-15 is a sample image filter process.
Such recording of the filter output value is repeatedly executed for each focus height, and when the filter output values of the image are obtained for all the heights, the process proceeds to the next process (step S16).

得られたフィルタ出力値に対して、欠陥候補部位選択部２５で欠陥候補部位を選択し（ステップＳ１７）、欠陥判別部２７により各欠陥候補部位での焦点高さ毎のフィルタ出力値を判別し、その結果を予め解っている変形欠陥および異物欠陥と比較する。
フィルタ出力値パターンが例えば図９のようであれば、そのピーク値を示す焦点高さｈ３を基準位置として選択する（ステップＳ１８）。 With respect to the obtained filter output value, the defect candidate site selection unit 25 selects a defect candidate site (step S17), and the defect determination unit 27 determines the filter output value for each focal height at each defect candidate site. Then, the result is compared with the deformation defect and foreign matter defect which are known in advance.
If the filter output value pattern is as shown in FIG. 9, for example, the focus height h3 indicating the peak value is selected as the reference position (step S18).

本検査は図１２に示す手順で行う。
先ず、撮影装置９のＸＹテーブル３上にウェハ２を載置する（図１２のステップＳ２０）。制御装置１０から撮影装置９に動作指令を与え、ＣＣＤカメラ４をウェハ２の検査領域へ移動する（ステップＳ２１）。
制御装置１０には、予めサンプル撮影を行う焦点高さｈ１〜ｈ５を入力しておく。このうち焦点高さｈ３が基準高さであり、他の焦点高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５は補助高さとなる。この状態で、撮影装置９に基準高さｈ３による一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を実行させる。 This inspection is performed according to the procedure shown in FIG.
First, the wafer 2 is placed on the XY table 3 of the photographing apparatus 9 (step S20 in FIG. 12). An operation command is given from the control device 10 to the photographing device 9, and the CCD camera 4 is moved to the inspection area of the wafer 2 (step S21).
The control apparatus 10 is input with the focus heights h1 to h5 for performing sample photographing in advance. Of these, the focal height h3 is the reference height, and the other focal heights h1, h2, h4, and h5 are auxiliary heights. In this state, the photographing apparatus 9 is caused to execute a primary image recording process and a primary image filter process at the reference height h3.

すなわち、ＣＣＤカメラ４の焦点位置を基準高さｈ３に合わせ（ステップＳ２２）、基準高さでの画像を撮影する（ステップＳ２３）。得られた画像に対して、フィルタ処理部２３でフィルタ処理を行い（ステップＳ２４）、得られたフィルタ出力値を記録してゆく（ステップＳ２５）。
こうして得られた基準高さ画像に対するフィルタ出力値に対して、欠陥候補部位選択部２５で欠陥候補部位を選択する（ステップＳ２６）。
ここで欠陥候補部位の有無を判定し（ステップＳ２７）、基準高さ画像に欠陥候補がなければ次の検査領域の有無を判定し（ステップＳ２８）、次の検査領域があればそこに移動し（ステップＳ２９）、なければ欠陥検査報告を作成して検査を終了する（ステップＳ２Ｎ）。 That is, the focus position of the CCD camera 4 is adjusted to the reference height h3 (step S22), and an image at the reference height is taken (step S23). The obtained image is filtered by the filter processing unit 23 (step S24), and the obtained filter output value is recorded (step S25).
A defect candidate part is selected by the defect candidate part selecting unit 25 with respect to the filter output value for the reference height image thus obtained (step S26).
Here, the presence / absence of a defect candidate portion is determined (step S27). If there is no defect candidate in the reference height image, the presence / absence of the next inspection region is determined (step S28). If not (step S29), a defect inspection report is created and the inspection is terminated (step S2N).

前述したステップＳ２７の判定で、現在の検査領域に欠陥候補がある場合、その欠陥判別を行うための二次画像記録工程および二次画像フィルタ工程を順次実行する。
先ず、補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５を順次選択し、各々に対する二次画像記録工程を実施する。
すなわち、ＣＣＤカメラ４の焦点位置を現在の補助高さに合わせ（ステップＳ２Ａ）、同補助高さでの画像を撮影する（ステップＳ２Ｂ）。全ての補助高さの撮影ができたら（ステップＳ２Ｃ）、後は専ら制御装置１０側の画像処理になるため、撮影装置９においては次の検査領域への移動を開始する（ステップＳ２Ｅ）。現在のウェハ２に次の検査領域がない場合には移動は行わない（ステップＳ２Ｄ）。 If it is determined in step S27 described above that there is a defect candidate in the current inspection area, a secondary image recording process and a secondary image filter process for determining the defect are sequentially executed.
First, the auxiliary heights h1, h2, h4, and h5 are sequentially selected, and the secondary image recording process for each is performed.
That is, the focus position of the CCD camera 4 is adjusted to the current auxiliary height (step S2A), and an image at the auxiliary height is taken (step S2B). When all of the auxiliary heights have been photographed (step S2C), since the subsequent processing is exclusively image processing on the control device 10, the photographing device 9 starts moving to the next inspection area (step S2E). If there is no next inspection area on the current wafer 2, no movement is performed (step S2D).

撮影装置９が次の検査領域への移動を行っている期間に、欠陥候補部位に対する二次画像フィルタ工程を実行する。
すなわち、欠陥候補部位の何れかを選択し（ステップＳ２Ｆ）、先に撮影した各補助高さ画像に対し、現在選択している欠陥候補部位のみをフィルタ処理部２３でフィルタ処理し（ステップＳ２Ｇ）、得られたフィルタ出力値を記録し（ステップＳ２Ｈ）、このような欠陥候補部位に限定したフィルタ処理を各補助高さ画像の全てに実施する（ステップＳ２Ｊ）。 During the period when the imaging apparatus 9 is moving to the next inspection area, the secondary image filtering process is performed on the defect candidate part.
That is, one of the defect candidate parts is selected (step S2F), and only the currently selected defect candidate part is filtered by the filter processing unit 23 with respect to each of the auxiliary height images photographed previously (step S2G). Then, the obtained filter output value is recorded (step S2H), and the filter processing limited to such a defect candidate portion is performed on all the auxiliary height images (step S2J).

図１３には、前述した基準高さｈ３の画像データＤ３に対する一次画像フィルタ工程の処理が模式的に示されている。一次画像フィルタ工程では、画像にある欠陥Ｆ１，Ｆ２を捜索するため、画像の全体に対してフィルタ処理を行う必要がある。従って、フィルタ処理の処理対象領域Ｐは画像Ｄ３を全面走査することになる。
図１４には、前述した補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５の画像データＤ１，Ｄ２，Ｄ４，Ｄ５に対する二次画像フィルタ工程の処理が模式的に示されている。二次画像フィルタ工程では、一次画像フィルタ工程で検出された欠陥候補部位Ｆ１，Ｆ２に対しての判別であるため、処理対象領域Ｐを欠陥候補部位Ｆ１，Ｆ２に直行させてフィルタ処理すればよく、処理負荷および処理時間を大幅に短縮できる。 FIG. 13 schematically shows the processing of the primary image filter process for the image data D3 having the reference height h3 described above. In the primary image filtering step, in order to search for the defects F1 and F2 in the image, it is necessary to perform a filtering process on the entire image. Therefore, the processing target area P of the filter process scans the entire surface of the image D3.
FIG. 14 schematically shows the secondary image filtering process for the image data D1, D2, D4, and D5 of the auxiliary heights h1, h2, h4, and h5 described above. In the secondary image filtering step, since the determination is made for the defect candidate portions F1 and F2 detected in the primary image filtering step, the processing target region P may be directly applied to the defect candidate portions F1 and F2 for filtering. , Processing load and processing time can be greatly reduced.

こうして得られた欠陥候補部位の補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５のフィルタ出力値と、一次画像フィルタ工程で得られている基準高さｈ３の欠陥候補部位のフィルタ出力値とを併せることで、現在選択している欠陥候補部位に関する各焦点高さｈ１〜ｈ５のフィルタ出力値が得られる。この結果に基づいて、欠陥判別部２７で欠陥候補部位の種別を判別する（ステップＳ２Ｋ）。
次の欠陥候補部位があれば、ステップＳ２Ｆ以降を繰り返し、未処理の欠陥候補部位がなくなれば（ステップＳ２Ｌ）、次の検査領域へ移動する（ステップＳ２Ｍ）。次の検査領域がなければ欠陥検査報告を作成して検査を終了する（ステップＳ２Ｎ）。 By combining the filter output values of the auxiliary heights h1, h2, h4, and h5 of the defect candidate parts obtained in this way and the filter output values of the defect candidate parts of the reference height h3 obtained in the primary image filtering step. The filter output values of the focal heights h1 to h5 relating to the currently selected defect candidate part are obtained. Based on this result, the defect discriminating unit 27 discriminates the type of the defect candidate part (step S2K).
If there is a next defect candidate part, step S2F and the subsequent steps are repeated, and if there is no unprocessed defect candidate part (step S2L), the process moves to the next inspection area (step S2M). If there is no next inspection area, a defect inspection report is created and the inspection is terminated (step S2N).

このような本実施形態によれば、次に示すような効果がある。
一次画像記録工程と一次画像フィルタ工程とにより、欠陥候補部位を選択することができる。特に、一次画像記録工程ではデフォーカスを行い、画像フィルタ工程では濃淡を強調するフィルタ処理を行うことで、欠陥候補部位として異物欠陥などの一般的な欠陥だけでなく変形欠陥も含めて捕捉することができる。
二次画像記録工程と二次画像フィルタ工程とにより、欠陥候補部位の種別つまり変形欠陥であるのか異物欠陥など他の欠陥であるのかを判別することができる。 According to this embodiment, there are the following effects.
A defect candidate site can be selected by the primary image recording step and the primary image filter step. In particular, by performing defocusing in the primary image recording process and filter processing that emphasizes shading in the image filtering process, not only general defects such as foreign matter defects but also deformation defects are captured as defect candidate sites. Can do.
By the secondary image recording process and the secondary image filter process, it is possible to determine the type of defect candidate site, that is, whether it is a deformation defect or another defect such as a foreign substance defect.

本実施形態では、一次画像記録工程と一次画像フィルタ工程（一次検査）を基準高さｈ３に対してだけ行うこととし、補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５に対しては二次画像記録工程と二次画像フィルタ工程（二次検査）としたため、画像データの全面にわたるフィルタ処理を最小限にすることができ、検査効率を高めることができる。
本実施形態では、基準高さｈ３の選択にあたってサンプル検査を行い、変形欠陥の捕捉に呈した焦点高さｈ３を選択するようにしたため、一次画像記録工程と一次画像フィルタ工程を抑制して効率向上を図っても欠陥候補を確実に捕捉することができる。 In this embodiment, the primary image recording process and the primary image filtering process (primary inspection) are performed only for the reference height h3, and the secondary image recording process is performed for the auxiliary heights h1, h2, h4, and h5. Since the secondary image filter process (secondary inspection) is performed, the filtering process over the entire image data can be minimized, and the inspection efficiency can be increased.
In the present embodiment, sample inspection is performed when selecting the reference height h3, and the focus height h3 presented for capturing the deformation defect is selected. Therefore, the primary image recording step and the primary image filter step are suppressed, thereby improving efficiency. The defect candidate can be surely captured even if it is attempted.

補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５に対する二次画像記録工程および二次画像フィルタ工程においては、各焦点高さに対する画像記録を先行し、フィルタ処理は次の検査領域への移動と並行して行うようにしたため、検査作業における待ち時間を最小限にすることができ、検査効率を高めることができる。   In the secondary image recording step and the secondary image filtering step for the auxiliary heights h1, h2, h4, and h5, image recording for each focus height precedes, and the filtering process is performed in parallel with the movement to the next inspection area. As a result, the waiting time in the inspection work can be minimized, and the inspection efficiency can be increased.

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、一つの基準高さ（ｈ３）に対して一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程（一次検査）を行い、他の補助高さに対して二次画像記録工程、二次画像フィルタ工程および欠陥判別工程（二次検査）を行うとしたが、複数の焦点高さに対して一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を行うようにしてもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above embodiment, the primary image recording step and the primary image filtering step (primary inspection) are performed for one reference height (h3), and the secondary image recording step, the secondary image recording step are performed for the other auxiliary heights. Although the image filter process and the defect determination process (secondary inspection) are performed, the primary image recording process and the primary image filter process may be performed on a plurality of focus heights.

更に、全ての焦点高さ（ｈ１〜ｈ５）に対して一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を行い、二次画像記録工程、二次画像フィルタ工程を行わず、一次画像フィルタ工程で記録されたフィルタ出力値を用いて欠陥判別工程を実行してもよい。
一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を行う焦点高さを増すことにより、欠陥候補部位の捕捉精度を高められる可能性がある。但し、一次画像記録工程と一次画像フィルタ工程は画面全体をフィルタ処理するため、作業時間の増加を考慮する必要がある。 Further, the primary image recording step and the primary image filtering step were performed for all the focal heights (h1 to h5), and the secondary image recording step and the secondary image filtering step were not performed, and the recording was performed in the primary image filtering step. You may perform a defect discrimination | determination process using a filter output value.
Increasing the focus height at which the primary image recording process and the primary image filter process are performed may increase the accuracy of capturing defect candidate sites. However, since the primary image recording process and the primary image filtering process filter the entire screen, it is necessary to consider an increase in work time.

前記実施形態では、一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を行う基準高さｈ３を、検査対象物であるウェハ２に対する事前のサンプル検査によって選択したが、例えば別の統計的な手法で何れかの高さを選択してもよく、他の検査対象物のサンプル検査結果を流用するなどであってもよい。但し、前記実施形態のような検査対象物毎のサンプル検査に依ることで検査精度を高めることができる。   In the above embodiment, the reference height h3 for performing the primary image recording process and the primary image filter process is selected by the prior sample inspection on the wafer 2 that is the inspection object. The height may be selected, or sample inspection results of other inspection objects may be used. However, the inspection accuracy can be improved by relying on the sample inspection for each inspection object as in the embodiment.

前記実施形態においては、一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を行うことで欠陥候補部位を捕捉し、それぞれの欠陥候補部位を検出したが、他の手法で変形欠陥を含む欠陥候補部位が取得できている場合、その欠陥種別を判別するために本発明を適用するとしてもよい。
このために、一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程に替えて、検査対象物の表面における欠陥候補部位を指定する欠陥候補指定工程を採用し、これに続いて各欠陥候補部位に対する二次画像記録工程、二次画像フィルタ工程および欠陥判別工程を実行するようにしてもよい。 In the above embodiment, the defect candidate sites are captured by performing the primary image recording step and the primary image filtering step, and the respective defect candidate sites are detected. However, defect candidate sites including deformation defects can be acquired by other methods. If so, the present invention may be applied to determine the defect type.
For this purpose, instead of the primary image recording step and the primary image filtering step, a defect candidate specifying step for specifying a defect candidate portion on the surface of the inspection object is adopted, and subsequently, a secondary image recording for each defect candidate portion is performed. You may make it perform a process, a secondary image filter process, and a defect discrimination | determination process.

前記実施形態のフィルタ処理では、対象画素の両側２点の比較画素を用いたが、周囲４点あるいは他のパターンとしてもよく、比較画素のサイズは検査対象の欠陥に応じて調整してもよい。
更に、フィルタ処理の手法としては濃淡の強調が可能であれば他の内容であってもよい。 In the filter processing of the above embodiment, the comparison pixels at two points on both sides of the target pixel are used, but four surrounding points or other patterns may be used, and the size of the comparison pixel may be adjusted according to the defect to be inspected. .
Further, the filtering method may have other contents as long as the shading can be emphasized.

前記実施形態の欠陥判別工程では、焦点高さ毎のフィルタ出力値Ｖ１〜Ｖｎを所定の閾値ＶＴと比較したが、隣接する各高さのフィルタ出力値の差分をとり、その絶対値を所定の閾値と比較してもよい。
図１５にはそのような差分により表示したパターンを示す。ここで用いた検査結果データは図１０と同じであるが、変形欠陥の緩やかな***はより平坦に現れるため、閾値の設定が更に容易になり、判別も容易にできる可能性がある。 In the defect determination step of the above embodiment, the filter output values V1 to Vn for each focus height are compared with a predetermined threshold value VT. The difference between the filter output values at adjacent heights is taken, and the absolute value thereof is set to a predetermined value. You may compare with a threshold value.
FIG. 15 shows a pattern displayed by such a difference. The inspection result data used here is the same as in FIG. 10, but since the gradual bulge of the deformation defect appears more flat, setting of the threshold value can be further facilitated and discrimination can be facilitated.

前記実施形態では、検査対象物としてウェハ２を例示したが、検査対象物はプリンタヘッドに使用される基板、プリント基板、表示パネル、各種印刷物等であってよい。   In the above embodiment, the wafer 2 is exemplified as the inspection object. However, the inspection object may be a substrate used for a printer head, a printed circuit board, a display panel, various printed materials, or the like.

本発明の一実施形態における欠陥検出装置を示す図。The figure which shows the defect detection apparatus in one Embodiment of this invention. 検査対象物としてのウェハを示す図。The figure which shows the wafer as a test target object. 前記実施形態の構成ブロックを示す図。The figure which shows the structural block of the said embodiment. 前記実施形態の画像データを模式的に示す図。The figure which shows the image data of the said embodiment typically. 前記実施形態のフィルタ処理を示す図。The figure which shows the filter process of the said embodiment. 前記実施形態でフィルタ処理される画像を示す図。The figure which shows the image filtered by the said embodiment. 前記実施形態でフィルタ処理された画像を示す図。The figure which shows the image filtered by the said embodiment. 前記実施形態における他の欠陥の検査パターンを示す図。The figure which shows the inspection pattern of the other defect in the said embodiment. 前記実施形態における変形欠陥の検査パターンを示す図。The figure which shows the inspection pattern of the deformation | transformation defect in the said embodiment. 前記実施形態における欠陥判別を示す図。The figure which shows the defect discrimination | determination in the said embodiment. 前記実施形態におけるサンプル検査を示すフローチャート。The flowchart which shows the sample test | inspection in the said embodiment. 前記実施形態における本検査を示すフローチャート。The flowchart which shows this test | inspection in the said embodiment. 前記実施形態における一次画像フィルタ工程を模式的に示す図。The figure which shows typically the primary image filter process in the said embodiment. 前記実施形態における二次画像フィルタ工程を模式的に示す図。The figure which shows typically the secondary image filter process in the said embodiment. 本発明の欠陥判別の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the defect discrimination | determination of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…欠陥検出装置、２…検査対象物であるウェハ、９…撮影装置、１０…制御装置、２１…画像記録部、２３…フィルタ処理部、２５…欠陥候補部位選択部、２７…欠陥判別部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Defect detection apparatus, 2 ... Wafer which is inspection object, 9 ... Imaging apparatus, 10 ... Control apparatus, 21 ... Image recording part, 23 ... Filter processing part, 25 ... Defect candidate site | part selection part, 27 ... Defect determination part

Claims (12)

検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記表面から任意の焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する一次画像記録工程と、
前記画像の検査すべき全ての部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、前記画像における欠陥候補部位を検出する一次画像フィルタ工程と、
を含むことを特徴とする欠陥検査方法。 A defect inspection method for inspecting a surface defect of the inspection object by photographing the surface of the inspection object,
A primary image recording step of photographing the surface in a state where the focal point is at an arbitrary focal height away from the surface and recording it as an image at the focal height;
A primary image filtering step for performing a filter process for emphasizing and digitizing the density of the part with respect to the periphery of the part for all parts to be inspected in the image, and detecting a defect candidate part in the image;
A defect inspection method comprising: 請求項１に記載の欠陥検査方法において、
予め指定された基準高さを前記焦点高さとして前記一次画像記録工程を行うことを特徴とする欠陥検査方法。 The defect inspection method according to claim 1,
A defect inspection method, wherein the primary image recording step is performed with a reference height designated in advance as the focal height. 請求項２に記載の欠陥検査方法において、
前記基準高さを設定するために、表面に既知の変形欠陥を有する検査対象物を用い、
前記表面から任意の高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影することを繰り返し、焦点高さの異なる複数の画像を記録するサンプル画像記録工程と、
前記焦点高さの異なる複数の画像の前記既知の変形欠陥がある部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を前記焦点高さでのフィルタ出力値として記録するサンプル画像フィルタ工程と、
前記フィルタ出力値のうち最も高いフィルタ出力値を示す画像の前記焦点高さを前記基準高さとする基準高さ設定工程と
を行うことを特徴とする欠陥検査方法。 The defect inspection method according to claim 2,
In order to set the reference height, using an inspection object having a known deformation defect on the surface,
A sample image recording step of recording a plurality of images having different focal heights by repeatedly capturing the surface in a state where the focal point is in a position away from the surface at an arbitrary height; and
A filter process for emphasizing and digitizing the density of the part relative to the periphery of the part of the plurality of images having different focal heights with the known deformation defect is performed, and the obtained filter output value is obtained. A sample image filter step of recording as a filter output value at the focal height;
A defect inspection method, comprising: performing a reference height setting step in which the focus height of an image showing the highest filter output value among the filter output values is the reference height. 請求項１に記載の欠陥検査方法において、
複数の異なる前記焦点高さを設定して前記一次画像記録工程を繰り返し行い、
得られた複数の画像の各々に対し、それぞれ前記一次画像フィルタ工程を繰り返し行うことを特徴とする欠陥検査方法。 The defect inspection method according to claim 1,
Repeatedly performing the primary image recording step by setting a plurality of different focal heights;
A defect inspection method, wherein the primary image filtering step is repeatedly performed on each of a plurality of obtained images. 請求項１から請求項４の何れかに記載の欠陥検査方法において、
前記フィルタ処理は、処理対象部位の対象画素の濃度値と、当該対象画素を挟んで互いに反対側に当該対象画素から所定距離で位置する二つの比較画素の濃度値とを用い、前記二つの比較画素の濃度値のうち小さいほうの濃度値を選択し、前記小さいほうの濃度値と前記対象画素の濃度値との差分を計算し、前記差分をフィルタ出力値として出力することを特徴とする欠陥検査方法。 In the defect inspection method according to any one of claims 1 to 4,
The filtering process uses the density value of the target pixel of the processing target portion and the density values of two comparison pixels located at a predetermined distance from the target pixel on opposite sides of the target pixel. A defect characterized by selecting a smaller density value among the density values of pixels, calculating a difference between the smaller density value and the density value of the target pixel, and outputting the difference as a filter output value Inspection method. 請求項１から請求項５の何れかに記載の欠陥検査方法において、
前記欠陥候補部位の検出は、前記フィルタ処理で得られたフィルタ出力値のうち一定以上の値が一定サイズ以上集中している部位の検出であることを特徴とする欠陥検査方法。 In the defect inspection method according to any one of claims 1 to 5,
The defect inspecting method is characterized in that the detection of the defect candidate portion is detection of a portion where a certain value or more of the filter output values obtained by the filtering process is concentrated over a certain size. 請求項１ないし請求項６の何れかに記載の欠陥検査方法において、
前記一次画像フィルタ工程に続いて、
前記一次画像記録工程で撮影していない補助高さを前記焦点高さとして、当該焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する二次画像記録工程と、
前記画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を焦点高さが前記補助高さであるときのフィルタ出力値として記録する二次画像フィルタ工程と、
前記欠陥候補部位毎に、前記焦点高さ毎の各画像における前記フィルタ出力値の関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別工程と
を行うことを特徴とする欠陥検査方法。 The defect inspection method according to any one of claims 1 to 6,
Following the primary image filtering step,
Taking the auxiliary height that has not been photographed in the primary image recording step as the focal height, photographing the surface in a state where the focal point is away from the focal height and recording it as an image at the focal height. The next image recording process,
When the defect candidate portion of the image is subjected to a filter process for emphasizing and digitizing the density of the portion with respect to the periphery of the portion, and the obtained filter output value has a focal height equal to the auxiliary height A secondary image filtering step for recording as a filter output value of
A defect inspection method comprising: for each defect candidate portion, performing a defect determination step of determining a type of the defect candidate portion from a relationship of the filter output value in each image at each focus height. 検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記表面における欠陥候補部位を指定する欠陥候補指定工程と、
前記表面から任意の焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する二次画像記録工程と、
前記画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を焦点高さが前記補助高さであるときのフィルタ出力値として記録する二次画像フィルタ工程と、
前記焦点高さ毎の前記フィルタ出力値の関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別工程と
を含むことを特徴とする欠陥検査方法。 A defect inspection method for inspecting a surface defect of the inspection object by photographing the surface of the inspection object,
A defect candidate designating step for designating a defect candidate site on the surface;
A secondary image recording step of photographing the surface in a state where the focal point is at an arbitrary focal height away from the surface and recording as an image at the focal height;
When the defect candidate portion of the image is subjected to a filter process for emphasizing and digitizing the density of the portion with respect to the periphery of the portion, and the obtained filter output value has a focal height equal to the auxiliary height A secondary image filtering step for recording as a filter output value of
A defect discrimination step of discriminating the type of the defect candidate part from the relationship of the filter output value for each focus height. 請求項７または請求項８に記載の欠陥検査方法において、
前記一次画像フィルタ工程で前記欠陥候補部位が検出された場合には前記二次画像記録工程ないし欠陥判別工程を行い、前記欠陥候補部位が検出されない場合には前記二次画像記録工程ないし欠陥判別工程を省略することを特徴とする欠陥検査方法。 In the defect inspection method according to claim 7 or claim 8,
When the defect candidate part is detected in the primary image filter process, the secondary image recording process or defect determination process is performed. When the defect candidate part is not detected, the secondary image recording process or defect determination process is performed. A defect inspection method characterized by omitting. 請求項７から請求項９の何れかに記載の欠陥検査方法において、
前記欠陥判別工程では、前記欠陥候補部位におけるフィルタ出力値が全ての高さで一定の閾値以下であれば変形欠陥と判別し、それ以外の場合は異物欠陥と判別することを特徴とする欠陥検査方法。 In the defect inspection method according to any one of claims 7 to 9,
A defect inspection characterized in that, in the defect determination step, if the filter output value at the defect candidate portion is below a certain threshold at all heights, it is determined as a deformation defect, and otherwise it is determined as a foreign matter defect. Method. 請求項７から請求項９の何れかに記載の欠陥検査方法において、
前記欠陥判別工程では、前記欠陥候補部位における各高さのフィルタ出力値について隣接する高さのフィルタ出力値との差分を演算し、全ての差分が一定の閾値以下であれば変形欠陥と判別し、それ以外の場合は異物欠陥と判別することを特徴とする欠陥検査方法。 In the defect inspection method according to any one of claims 7 to 9,
In the defect determination step, the difference between the filter output value at each height for the filter output value at each height in the defect candidate part is calculated, and if all the differences are below a certain threshold, it is determined as a deformation defect. In other cases, a defect inspection method characterized in that it is determined as a foreign matter defect. 検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法に用いられる欠陥検査装置であって、
前記表面から任意の高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影して焦点高さの異なる複数の画像を記録する画像記録部と、
前記複数の画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を前記焦点高さと関連づけて記録するフィルタ処理部と、
前記フィルタ出力値と前記焦点高さとの関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別部と
を含むことを特徴とする欠陥検査装置。 A defect inspection apparatus used in a defect inspection method for inspecting a surface defect of the inspection object by photographing the surface of the inspection object,
An image recording unit that records the plurality of images having different focal heights by photographing the surface in a state where the focal point is positioned at an arbitrary height away from the surface;
A filter that performs a filter process for emphasizing and digitizing the density of the part with respect to the periphery of the part of the defect candidate parts of the plurality of images, and records the obtained filter output value in association with the focus height A processing unit;
A defect inspection apparatus comprising: a defect determination unit that determines a type of the defect candidate part from a relationship between the filter output value and the focal height.