JP2003098113A - Defect inspection method and apparatus - Google Patents
Defect inspection method and apparatusInfo
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- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】検査対象画像を参照画像と比較してその差異か
ら欠陥を検出する比較検査において、感度調整が容易な
欠陥検査方式及び装置を提供することにある。
【解決手段】検査対象画像と参照画像の差異が小さくな
るような補正を画像のコントラストに応じて行う。特
に、微小な位置ずれであっても、その差異が大きくな
り、誤検出(虚報)が生じやすい高コントラスト部分で
は、必要に応じて画像間の明るさを特に強く合わせ込む
手段により、検査対象領域全体に対して唯一の低しきい
値で虚報の発生低減と高感度検査を実現する。また、検
査対象が半導体ウェハであった場合、ウェハ内の膜厚の
違いにより生じる画像間の明るさの違いをあらかじめ合
わせ込む手段により、感度を落とさずに明るさむらによ
る虚報の発生を避け、かつ、唯一のしきい値で容易に感
度調整を可能とする。
(57) [Summary] (Corrected) [PROBLEMS] To provide a defect inspection method and apparatus which can easily adjust the sensitivity in a comparative inspection for comparing an inspection target image with a reference image and detecting a defect from a difference between the reference image and the reference image. . Kind Code: A1 A correction is performed in accordance with the contrast of an image to reduce a difference between an image to be inspected and a reference image. In particular, even in the case of a small displacement, the difference becomes large, and in a high contrast portion where erroneous detection (false alarm) is likely to occur, the brightness of the image to be inspected can be particularly strongly adjusted as necessary. It realizes reduction of false alarm occurrence and high sensitivity inspection with only a low threshold value for the whole. Also, when the inspection target is a semiconductor wafer, by means of previously adjusting the difference in brightness between images caused by the difference in film thickness in the wafer, to avoid the occurrence of false alarms due to uneven brightness without lowering the sensitivity, In addition, the sensitivity can be easily adjusted with only one threshold value.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光もしくはレーザ
などを用いて得られた半導体ウェハ、TFT、ホトマス
クなどの対象物の画像と、あらかじめ記憶されている参
照画像を比較し、その差異から微細パターン欠陥や異物
等の検査を行う欠陥検査方法及びその装置に関する。特
に半導体ウェハの外観検査を行うのに好適な欠陥検査方
法及びその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention compares an image of an object such as a semiconductor wafer, a TFT, or a photomask obtained by using light or a laser with a reference image stored in advance, and based on the difference, a fine image is obtained. The present invention relates to a defect inspection method and apparatus for inspecting pattern defects, foreign matters, and the like. In particular, the present invention relates to a defect inspection method and apparatus suitable for performing visual inspection of semiconductor wafers.
【0002】[0002]
【従来の技術】検査対象画像と参照画像とを比較して欠
陥検出を行う従来の技術としては、特開平05−264
467号公報に記載の方法が知られている。2. Description of the Related Art As a conventional technique for detecting a defect by comparing an image to be inspected with a reference image, there is Japanese Patent Laid-Open No. 05-264.
The method described in Japanese Patent No. 467 is known.
【0003】これは、繰り返しパターンが規則的に並ん
でいる検査対象試料をラインセンサで順次撮像し、繰り
返しパターンピッチ分の時間遅れをおいた画像と比較
し、その不一致部をパターン欠陥として検出するもので
ある。しかし、実際にはステージの振動や対象物の傾き
などがあり、2枚の画像の位置が合っているとは限らな
いため、センサで撮像した画像と、繰り返しパターンピ
ッチ分の遅延された画像の位置ずれ量を求める必要があ
る。そして、求められた位置ずれ量に基づき2枚の画像
の位置合わせを行った後、画像間の差をとり、差が規定
のしきい値よりも大きいときに欠陥と,小さいときは非
欠陥と判定する。In this method, a sample to be inspected in which repetitive patterns are regularly arranged is sequentially picked up by a line sensor, compared with an image with a time delay of the repetitive pattern pitch, and the non-matching portion is detected as a pattern defect. It is a thing. However, in reality, there are vibrations of the stage, inclination of the target object, and the like, and the positions of the two images are not necessarily aligned. Therefore, the image captured by the sensor and the image delayed by the repeated pattern pitch It is necessary to find the amount of displacement. Then, after aligning the two images based on the obtained positional deviation amount, the difference between the images is taken, and when the difference is larger than a specified threshold value, it is a defect, and when the difference is smaller than a non-defect. judge.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の技
術では、検査対象画像と参照画像の位置ずれ検出→位置
合せ→画像比較、すなわち、2枚の画像の差異算出→欠
陥抽出の手順で欠陥検査を行うが、位置ずれ検出時に正
しい位置ずれ量が求まらなかった場合、間違った位置で
の位置合せを行うことになる。この場合、被位置合せ画
像において、明るさの変化量が少ない領域では被位置合
せ画像の差異は大きくならないが、明るさの変化量が大
きい領域ではその差異が大きくなる。例えば、図1
(a)の11は検査対象画像,12は参照画像の一例で
あり、1aは一様に明るい下地領域、1bは明るい下地
に暗いパターンがある領域である。また、検査対象画像
11には欠陥1cがある。本例の画像において、位置1
D−1D’での輝度値の波形は図1(b)のようになっ
ている。As described above, according to the conventional technique, the steps of detecting the positional deviation between the image to be inspected and the reference image → aligning → comparing the images, that is, calculating the difference between the two images → extracting the defect are performed. Although the defect inspection is performed, if the correct positional deviation amount is not obtained at the time of detecting the positional deviation, the positioning at the wrong position is performed. In this case, in the aligned image, the difference between the aligned images does not become large in the region where the amount of change in brightness is small, but the difference becomes large in the region where the amount of change in brightness is large. For example, in FIG.
Reference numeral 11 in (a) is an image to be inspected, reference numeral 12 is an example of a reference image, 1a is a uniformly bright background area, and 1b is an area where a bright background has a dark pattern. Further, the inspection target image 11 has a defect 1c. In the image of this example, position 1
The waveform of the brightness value at D-1D 'is as shown in FIG.
【0005】ここで、11と12の位置ずれ量が正しく
求まった場合、11と12の位置合せ後の差画像は図2
のようになる。差画像とは検査対象画像と参照画像の対
応する各位置での差分値に応じて濃淡差表示した画像の
ことである。差分値が特定のしきい値TH以上となる部
分を欠陥とするならば、図2において11の欠陥1cの
みが検出される。しかし、11と12の位置ずれ量が間
違って算出された場合、位置合せ後の差画像は図3
(a)のようになり、領域1bにあるパターンのエッジ
のように輝度値の変化の大きい領域では、微小な位置ず
れでも差分値は大きくなり、欠陥として検出されること
になる。これは本来、欠陥として検出されるべきもので
はない。つまり虚報である。Here, when the positional shift amounts of 11 and 12 are correctly obtained, the difference image after the positioning of 11 and 12 is shown in FIG.
become that way. The difference image is an image that is displayed as a shade difference according to the difference value at each corresponding position of the inspection target image and the reference image. If the portion where the difference value is greater than or equal to the specific threshold value TH is a defect, only the defect 1c of 11 in FIG. 2 is detected. However, when the misregistration amounts of 11 and 12 are calculated incorrectly, the difference image after alignment is shown in FIG.
As shown in (a), in the region where the change in the luminance value is large, such as the edge of the pattern in the region 1b, the difference value becomes large even with a slight positional deviation, and it is detected as a defect. This should not be originally detected as a defect. In other words, it is false information.
【0006】従来、図3(a)のような虚報発生を避け
るための1つの方法として、図3(b)に示すように、
しきい値THを大きくしてTH2のようにしていた。こ
れは感度を下げることになり、エッジ部分と同程度以下
の差分値の欠陥は検出できない。また、別の方法とし
て、図3(c)に示すように、虚報の生じやすい高コン
トラスト部分ではしきい値をTH2のように高く設定
し、虚報の生じにくい低コントラスト部分ではしきい値
THをTH2よりも低く設定していたが、複数個のしき
い値を扱うことになり、感度調整が煩雑になる。Conventionally, as one method for avoiding the occurrence of false information as shown in FIG. 3A, as shown in FIG.
The threshold value TH is increased to be TH2. This lowers the sensitivity, and a defect having a difference value equal to or less than the edge portion cannot be detected. As another method, as shown in FIG. 3C, the threshold value is set high such as TH2 in the high contrast portion where false information is likely to occur, and the threshold TH is set in the low contrast portion where false information is unlikely to occur. Although it is set lower than TH2, a plurality of threshold values are handled, and sensitivity adjustment becomes complicated.
【0007】更に、検査対称物が半導体ウェハであった
場合、位置ずれ量が正しく求まったとしても、ウェハ内
での膜厚の違いがあると、図4(a)の4a、及び図4
(b)の4bに示すように検査対象画像と参照画像の同
一のパターンで明るさの違いが生じ、その差分値は図4
(c)に示す4cのように大きくなる。これも虚報であ
り、検出しないようにするためには、図4(d)に示す
ように、しきい値THをTH2のように大きくせざるを
得ない。もしくは明るさむらのある領域とない領域でし
きい値を別に設定せざるを得ない。Further, in the case where the inspection object is a semiconductor wafer, even if the position shift amount is correctly obtained, if there is a difference in film thickness within the wafer, 4a in FIG. 4A and FIG.
As shown in 4b of (b), a difference in brightness occurs in the same pattern of the inspection target image and the reference image, and the difference value is shown in FIG.
It becomes large like 4c shown in (c). This is also a false alarm, and in order to prevent the detection, the threshold TH must be increased to TH2 as shown in FIG. 4 (d). Alternatively, there is no choice but to set separate threshold values for the area with uneven brightness and the area without uneven brightness.
【0008】本発明の目的は、このような従来検査技術
の問題を解決するために、検査対象画像を参照画像と比
較してその差異から欠陥を検出する比較検査において、
対象画像内の高コントラストなパターンのエッジ部分で
はその差異が小さくなるように明るさを合わせ込んで検
査を行うことにより、しきい値THを大きくすることな
く、位置合せ誤差による虚報を低減するとともに、高感
度な欠陥検査方法及び装置を提供することにある。ま
た、半導体ウェハを対象とした検査では膜厚の違いなど
から生じるパターンの明るさむらについて、画像間の明
るさを合わせ込んで検査を行うことにより、しきい値T
Hを大きくすることなく、明るさむらによる虚報を低減
し、高感度な欠陥検査を実現することにある。In order to solve the problem of the conventional inspection technique, an object of the present invention is to perform a comparative inspection in which an image to be inspected is compared with a reference image and a defect is detected from the difference.
By performing the inspection by adjusting the brightness so that the difference is small in the edge portion of the high-contrast pattern in the target image, false alarm due to the alignment error is reduced without increasing the threshold TH. , To provide a highly sensitive defect inspection method and apparatus. Further, in the inspection for the semiconductor wafer, the unevenness in the brightness of the pattern caused by the difference in the film thickness and the like is inspected by adjusting the brightness between the images to obtain the threshold value T.
It is to realize a highly sensitive defect inspection by reducing false alarm due to uneven brightness without increasing H.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、2枚の画像の比較によりその差異から欠
陥を検出する検査において、画像のコントラストに応じ
て、検査感度を変えて欠陥を検出する手段を備えてい
る。その効果的な例の一つとして、微小な位置ずれがあ
っても、その差異が大きくなる高コントラスト部分では
低感度で、差異が小さい低コントラスト部分では高感度
で欠陥を検出する手段を備えている。In order to achieve the above object, the present invention changes the inspection sensitivity according to the contrast of an image in an inspection for detecting a defect from the difference between two images by comparison. Means for detecting defects are provided. As one of its effective examples, a means for detecting defects is provided with high sensitivity in a high-contrast area where the difference is large even if there is a slight positional deviation, and with high sensitivity in a low-contrast area where the difference is small. There is.
【0010】また、2枚の画像間の明るさの差が特定し
きい値以上の部分を欠陥として検出する検査において、
画像のコントラストに応じてしきい値を変える手段を備
えている。その効果的な例の一つとして、高コントラス
ト部分ではしきい値を高く、低コントラスト部分ではし
きい値を低く設定する手段を備えている。Further, in an inspection for detecting a portion where a difference in brightness between two images is equal to or more than a specific threshold as a defect,
A means for changing the threshold according to the contrast of the image is provided. As one of its effective examples, a means for setting the threshold value high in the high contrast portion and setting the threshold value low in the low contrast portion is provided.
【0011】また、検査対象画像と参照画像の差異が小
さくなるような補正を画像のコントラストに応じて行う
手段を備えている。その効果的な一例としては、微小な
位置ずれであっても、その差異が大きくなり、誤検出
(虚報)が生じやすい高コントラスト部分では、あらか
じめ差異が小さくなるように画像間の明るさを合わせ込
むことにより、最終的な欠陥検出処理において、全コン
トラストを対象として1つの低しきい値で、すなわち高
感度で欠陥検査を行う手段を備えている。更に、位置ず
れ精度をモニタリングし、位置合せミスが起こっている
時のみ、位置ずれによる誤検出が生じやすい高コントラ
スト部分でその差異が小さくなるように画像間の明るさ
を合わせ込む手段を備えている。Further, there is provided means for performing correction so as to reduce the difference between the image to be inspected and the reference image according to the contrast of the image. As an effective example, even in the case of a minute positional deviation, the difference becomes large, and in the high-contrast portion where false detection (false alarm) is likely to occur, the brightness between images is adjusted so that the difference becomes small in advance. Therefore, in the final defect detection processing, a means for performing defect inspection with one low threshold value, that is, high sensitivity, for all contrasts is provided. Furthermore, a means is provided for monitoring the positional deviation accuracy and adjusting the brightness between the images so as to reduce the difference in the high-contrast area where erroneous detection due to positional deviation is likely to occur only when a misregistration occurs. There is.
【0012】また、検査対象が半導体ウェハであった場
合、ウェハ内の膜厚の違いにより画像間の同一パターン
で明るさの違いが生じている場合、あらかじめ明るさを
合わせ込むことにより、明るさむらの有無にかかわら
ず、1つの低しきい値で欠陥検査を行う手段を備えてい
る。Further, when the inspection target is a semiconductor wafer, when the difference in the film thickness within the wafer causes a difference in brightness in the same pattern between images, the brightness is adjusted in advance to adjust the brightness. Regardless of whether or not there is unevenness, a means for performing defect inspection with one low threshold value is provided.
【0013】これらの手段を備えることにより、全検査
対象領域に対し、唯一のしきい値で感度調整可能な欠陥
検査方法、及び欠陥検査装置を提供する。By providing these means, it is possible to provide a defect inspection method and a defect inspection apparatus in which sensitivity can be adjusted with a unique threshold value for all inspection target regions.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、図を
用いて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0015】実施例として、半導体ウェハを対象とした
光学式外観検査装置における欠陥検査方法を例にとる
と、図5は装置の構成の一例を示したものである。51
は試料(半導体ウェハなどの被検査物)、52は試料5
1を搭載し、少なくともXY平面内で移動可能なステー
ジ、53は検出部で、試料51を照射する光源501、
光源501から出射した光を集光する照明光学系50
2、照明光学系502で集光された照明光で試料51を
照明し、反射して得られる光学像を結像させる対物レン
ズ503、結像された光学像を受光し、明るさに応じた
画像信号に変換するイメージセンサ504で構成され
る。55は画像処理部であり、検出部53で検出された
画像を処理して、試料であるウェハ内の欠陥候補を算出
する。As an example, taking a defect inspection method in an optical appearance inspection apparatus for semiconductor wafers as an example, FIG. 5 shows an example of the configuration of the apparatus. 51
Is a sample (inspection object such as a semiconductor wafer), 52 is a sample 5
1, a stage that is movable in at least an XY plane, a detection unit 53, a light source 501 that irradiates a sample 51,
Illumination optical system 50 that collects the light emitted from the light source 501
2. The objective lens 503 that illuminates the sample 51 with the illumination light condensed by the illumination optical system 502 and forms an optical image obtained by reflection, receives the formed optical image, and adjusts the brightness according to the brightness. The image sensor 504 is configured to convert the image signal. An image processing unit 55 processes the image detected by the detection unit 53 to calculate defect candidates in the wafer that is the sample.
【0016】画像処理部55は、検出部53からの入力
信号をデジタル信号に変換するAD変換部54,デジタ
ル信号よりシェーディング補正、暗レベル補正等の画像
補正を行う前処理部505、比較対象のデジタル信号を
参照画像信号として格納しておく遅延メモリ506、検
出部53で検出されたデジタル信号(検出画像信号)と
遅延メモリ506の参照画像信号との位置ずれ量を検出
する位置ずれ検出部507、算出された位置ずれ量を用
いて、検出画像と参照画像の画像信号の比較を行い、差
分値が特定のしきい値より大きい部分を欠陥候補として
出力する画像比較部508、欠陥候補の座標や特徴量な
どを算出する特徴抽出部509から構成される。The image processing section 55 is an AD conversion section 54 for converting the input signal from the detection section 53 into a digital signal, a preprocessing section 505 for performing image correction such as shading correction and dark level correction from the digital signal, and a comparison target. A delay memory 506 that stores a digital signal as a reference image signal, a position shift detection unit 507 that detects a position shift amount between the digital signal (detected image signal) detected by the detection unit 53 and the reference image signal of the delay memory 506. An image comparison unit 508 that compares the image signals of the detected image and the reference image using the calculated positional deviation amount, and outputs a portion having a difference value larger than a specific threshold value as a defect candidate, coordinates of the defect candidate. And a feature extraction unit 509 that calculates a feature amount and the like.
【0017】56は全体制御部で、ユーザからの検査パ
ラメータ(画像比較で用いられるしきい値など)の変更
を受け付けたり、検出された欠陥情報を表示したりする
表示手段と入力手段を持つユーザインターフェース部5
10、検出された欠陥候補の特徴量や画像などを記憶す
る記憶装置511、各種制御を行うCPUで構成され
る。512は全体制御部からの制御指令に基づいてステ
ージ52を駆動するメカニカルコントローラである。
尚、画像処理部55,検出部53等も全体制御部56か
らの指令により駆動する。Reference numeral 56 denotes an overall control unit, which has a display unit and an input unit for receiving a change in inspection parameters (threshold value used in image comparison) from the user and displaying the detected defect information. Interface part 5
10, a storage device 511 that stores the feature amount and image of the detected defect candidate, and a CPU that performs various controls. Reference numeral 512 is a mechanical controller that drives the stage 52 based on a control command from the overall control unit.
The image processing unit 55, the detection unit 53 and the like are also driven by a command from the overall control unit 56.
【0018】検査対象となる半導体ウェハ51は、図6
に示すように同一パターンのチップが多数、規則的に並
んでいる。図5の検査装置では、隣接する2つのチップ
の同じ位置、例えば図6の領域61と領域62等での画
像を比較し、その差異を欠陥として検出する。その作用
を説明すると、全体制御部56では試料である半導体ウ
ェハ51をステージ52により連続的に移動させる。こ
れに同期して、順次、チップの像が検出部53より取り
込まれる。検出部53のイメージセンサ504は入力さ
れた信号を画像処理部55に出力する。画像処理部55
では、まず入力されたアナログ信号をAD変換部54でデ
ジタル信号に変換し、前処理部505にてシェーディン
グ補正、暗レベル補正などを行う。位置ずれ検出部50
7には、前処理部505から出力される検査対象チップ
の画像信号(検出画像信号)と、遅延メモリ506から
出力される、ステージ1がチップ間隔分移動する時間だ
け遅延された画像信号、すなわち、検査対象チップの1
つ前のチップの画像信号(参照画像信号)がセットで入
力される。The semiconductor wafer 51 to be inspected is shown in FIG.
As shown in, a large number of chips having the same pattern are regularly arranged. The inspection apparatus of FIG. 5 compares images at the same positions of two adjacent chips, for example, the area 61 and the area 62 of FIG. 6, and detects the difference as a defect. The operation will be described. In the overall control unit 56, the semiconductor wafer 51 as a sample is continuously moved by the stage 52. In synchronization with this, the images of the chips are sequentially captured by the detection unit 53. The image sensor 504 of the detection unit 53 outputs the input signal to the image processing unit 55. Image processing unit 55
Then, first, the input analog signal is converted into a digital signal by the AD conversion unit 54, and the preprocessing unit 505 performs shading correction, dark level correction, and the like. Displacement detection unit 50
7, an image signal (detected image signal) of the inspection target chip output from the preprocessing unit 505, and an image signal output from the delay memory 506, which is delayed by the time during which the stage 1 moves by the chip interval, that is, , One of the chips to be inspected
The image signal of the previous chip (reference image signal) is input as a set.
【0019】ステージの移動に同期して順次入力される
これら2チップの画像信号は、ステージ移動速度のむら
や、ステージの振動があったり、ステージ上にセットさ
れたウェハが傾いていると、全く同じ箇所での信号とは
ならない。このため、位置ずれ検出部507では連続的
に入力される2つの画像間の位置ずれ量を算出する。こ
の時、検出画像信号、参照画像信号は連続して入力され
るが、位置ずれ量の算出は特定の長さを一処理単位と
し、処理単位毎に順次行う。以下の処理についても各々
の処理単位毎に行う。画像比較部508では算出された
位置ずれ量を用いて画像の位置合わせを行い、検出画像
と参照画像を比較して、その差分値が特定のしきい値よ
り大きい領域を欠陥候補として出力する。特徴抽出部5
09では、複数の欠陥候補各々について、小さいものを
ノイズとして削除したり、近隣の欠陥候補同士を一つの
欠陥としてマージするなどの編集を行い、ウェハ内での
位置や面積、サイズなどの特徴量を算出し、最終的な欠
陥として出力する。これらの情報は、記憶装置511に
保存する。また、ユーザインターフェース部510を介
して、例えば表示手段の画面上に表示してユーザに提示
する。The image signals of these two chips, which are sequentially input in synchronization with the movement of the stage, are exactly the same when the movement speed of the stage is uneven, there is vibration of the stage, and the wafer set on the stage is tilted. It will not be a signal at a location. Therefore, the positional deviation detection unit 507 calculates the positional deviation amount between two images that are continuously input. At this time, the detected image signal and the reference image signal are continuously input, but the positional deviation amount is calculated sequentially for each processing unit with a specific length as one processing unit. The following processing is also performed for each processing unit. The image comparison unit 508 aligns the images using the calculated displacement amount, compares the detected image with the reference image, and outputs a region having a difference value larger than a specific threshold value as a defect candidate. Feature extraction unit 5
In 09, editing is performed such that small defects are deleted as noise, or neighboring defect candidates are merged as one defect, for each of the plurality of defect candidates, and feature amounts such as position, area, and size in the wafer are calculated. Is calculated and output as a final defect. These pieces of information are stored in the storage device 511. In addition, for example, it is displayed on the screen of the display unit and presented to the user via the user interface unit 510.
【0020】ここで、画像比較部508で単なる差分値
から欠陥候補を求めた場合、それらが全て真の欠陥であ
るとは限らない。その例を以下に説明する。図1(a)
の11、12は検出画像、参照画像で、両画像には一様
に明るい下地の中に十字の暗いパターンがある。また、
検出画像11にのみ欠陥1cがある。図1(b)のグラ
フは検出画像11の位置1D−1D’での輝度値の波形
である。このグラフが示すように画像は高輝度で輝度の
変化の少ない、すなわち低コントラストな領域1aと、
パターンのエッジ部分で輝度の変化が大きい、すなわち
高コントラストな領域1bとがある。図2(a)は、こ
れらの画像に対し、位置ずれ検出部507で正しい位置
ずれ量が算出され、位置合わせが行われた時の各対応す
る位置での差分値の画像、つまり、差分が小さいところ
を暗く、大きいところを明るく表示した画像である。図
2(b)は位置1D−1D’での差分値の波形である。
差分値がしきい値TH以上の領域を欠陥とするならば、
この場合、欠陥1cの領域のみが検出される。Here, when the image comparison unit 508 obtains defect candidates from simple difference values, they are not all true defects. An example will be described below. Figure 1 (a)
11 and 12 are a detection image and a reference image, and both images have a dark cross pattern in a uniformly bright background. Also,
Only the detected image 11 has the defect 1c. The graph of FIG. 1B is a waveform of the luminance value at positions 1D-1D ′ of the detected image 11. As shown in this graph, the image has high brightness and little change in brightness, that is, a low-contrast region 1a,
There is a large contrast change in the edge portion of the pattern, that is, a high-contrast region 1b. FIG. 2A shows an image of the difference value at each corresponding position when the positional deviation detection unit 507 calculates the correct positional deviation amount for these images and the positional adjustment is performed, that is, the difference is It is an image in which a small area is displayed dark and a large area is displayed brightly. FIG. 2B is a waveform of the difference value at the positions 1D-1D '.
If a region having a difference value equal to or larger than the threshold value TH is a defect,
In this case, only the area of the defect 1c is detected.
【0021】一方、図3(a)(b)は位置ずれ量が間
違って算出され、間違った位置合わせが行われた時の差
分値の画像と差分値の波形である。図3(a)は、図1
(a)に示した領域1aのように明るさの変化量が小さ
い低コントラスト領域では検出画像11と参照画像12
の位置が多少ずれていても差分値は大きくならないが、
領域1bのように明るさの変化量が大きい高コントラス
ト領域では微小な位置ずれでも差分値が大きくなること
を示している。この場合、図3(b)に示すように、しき
い値TH以上の領域を欠陥候補とすると、このような位
置ずれにより差分値が大きくなったところも欠陥として
検出されてしまう。これらは本来、検出すべきものでは
ない。以下、このような真の欠陥ではないものを虚報と
記述する。従来、位置ずれによる虚報の検出を避けるた
め、1つの方法として図3(b)に示すようにしきい値
をTHからTH2へと高くしていたが、これでは差分値
の小さい欠陥は検出できなくなってしまう。すなわち、
虚報発生を避けるためにTH2をしきい値として用いる
ことにより、感度を落として検査をすることになる。ま
た、従来のもう1つの方法として図3(c)に示すよう
に高コントラスト領域ではしきい値をTH2に、低コン
トラスト領域ではしきい値をTHに設定していたが、複
数個のしきい値を持つことになり、ユーザにとって感度
調整が煩雑になっていた。On the other hand, FIGS. 3A and 3B show an image of the difference value and a waveform of the difference value when the misregistration amount is erroneously calculated and misalignment is performed. FIG. 3 (a) is shown in FIG.
In the low contrast area where the amount of change in brightness is small like the area 1a shown in (a), the detected image 11 and the reference image 12
Even if the position of is slightly shifted, the difference value does not increase,
In the high-contrast region where the amount of change in brightness is large like the region 1b, it is shown that the difference value becomes large even with a slight positional deviation. In this case, as shown in FIG. 3B, when a region having a threshold value TH or more is set as a defect candidate, a portion having a large difference value due to such positional displacement is also detected as a defect. These should not be detected by nature. In the following, what is not such a true defect is described as a false alarm. Conventionally, in order to avoid detection of a false alarm due to displacement, one method is to increase the threshold value from TH to TH2 as shown in FIG. 3B, but this makes it impossible to detect a defect with a small difference value. Will end up. That is,
By using TH2 as a threshold in order to avoid the occurrence of false information, the sensitivity is lowered and the inspection is performed. As another conventional method, as shown in FIG. 3C, the threshold value is set to TH2 in the high contrast area and the threshold value is set to TH in the low contrast area. Since it has a value, the sensitivity adjustment is complicated for the user.
【0022】また、半導体ウェハ51の膜厚が一様でな
い場合、検査対象画像と参照画像には明るさの違いが生
じる。例えば、図4(a)の4a、及び図4(b)の4
bの3つ並んだ十字は検査対象画像11と参照画像12
内の対応するパターンであるが、膜厚の違いにより、明
るさが大きく異なっている(以下、明るさむらと記述す
る)。また、検出画像11にのみ欠陥1cがある。図4
(a)〜(c)は、これらの画像に対し、位置ずれ検出
部507で正しい位置ずれ量が算出され、位置合わせが
行われた時の各対応する位置での差分値の画像である
が、同一パターンであっても明るさむらのある部分では
差分値が大きくなる。図4(d)は、位置1D−1D’
での差分値画像である図4(c)の1D−1D’ライン
上での波形である。差分値がしきい値TH以上の領域を
欠陥とするならば、図4(a)の欠陥1cの他に、明る
さむらにより差分値が大きくなる十字のパターン4aと
4bとの差も検出される。しかし、これらは虚報であ
る。このような明るさむらによる虚報の検出を避けるた
め、位置ずれによる虚報発生時と同様に、しきい値をT
HからTH2へと高くし、全体に低感度で検査を行う、
もしくは、明るさむらがある部分ではしきい値をTH2
に、明るさむらがない部分ではしきい値をTHに設定す
るなど複数個のしきい値で感度調整をして検査を行う等
の方法がとられていた。When the film thickness of the semiconductor wafer 51 is not uniform, the inspection target image and the reference image have a difference in brightness. For example, 4a in FIG. 4A and 4 in FIG.
The three crosses of b are the inspection target image 11 and the reference image 12
However, the brightness is significantly different due to the difference in film thickness (hereinafter referred to as uneven brightness). Further, only the detected image 11 has the defect 1c. Figure 4
(A) to (c) are images of the difference value at each corresponding position when the correct positional deviation amount is calculated by the positional deviation detection unit 507 for these images and alignment is performed. Even in the same pattern, the difference value becomes large in a portion with uneven brightness. FIG. 4D shows positions 1D-1D '.
FIG. 4C is a waveform on the 1D-1D ′ line in FIG. 4C, which is a difference value image in FIG. If an area having a difference value equal to or greater than the threshold value TH is a defect, in addition to the defect 1c shown in FIG. 4A, a difference between the cross patterns 4a and 4b having a large difference value due to uneven brightness is also detected. It However, these are false reports. In order to avoid detection of a false alarm due to such uneven brightness, the threshold value T
Increase from H to TH2 and perform inspection with low sensitivity overall,
Alternatively, the threshold may be set to TH2 in the area where the brightness is uneven.
In addition, in a portion where there is no unevenness in brightness, a method has been adopted in which the sensitivity is adjusted with a plurality of threshold values such as setting the threshold value to TH and the inspection is performed.
【0023】これに対し、本発明では画像比較部508
で、検出画像、参照画像の差分を演算する前にあらかじ
め、画像間の明るさの合わせ込みを行う。図7は、本発
明による処理フローの一例である。まず、検査画像と参
照画像から対象領域を図1の領域1aのように明るさが
一様な部分(低コントラスト領域)と領域1bのパター
ンエッジ部のように明るさが急峻に変化する部分(高コ
ントラスト領域)とに分解する(71のステップ)。コ
ントラスト分解方法の一例としては、対象領域内の位置
(i,j)でのコントラストは、図8に示すように9近
傍の画素の輝度値A〜Iを使い、X方向の微分値Dx、Y方向
の微分値Dyを以下の式で演算し、その値の大きい方をコ
ントラストC(i,j)とする。On the other hand, in the present invention, the image comparison unit 508
Then, before the difference between the detected image and the reference image is calculated, the brightness between the images is adjusted in advance. FIG. 7 is an example of a processing flow according to the present invention. First, from the inspection image and the reference image, the target area is a portion where the brightness is uniform (low contrast area) like the area 1a in FIG. 1 and a portion where the brightness changes abruptly like the pattern edge portion of the area 1b ( High contrast area) (step 71). As an example of the contrast decomposition method, for the contrast at the position (i, j) in the target area, the brightness values A to I of the nine neighboring pixels are used as shown in FIG. 8, and the differential values Dx, Y in the X direction are used. The differential value Dy in the direction is calculated by the following formula, and the larger one is defined as the contrast C (i, j).
【0024】Dx=B+H−2×E
Dy=D+F−2×E
C(i,j)=max(Dx,Dy)
また、別の例として、図9に示すように各着目画素につ
いて4近傍の画素の輝度値A〜Dを使い、その最大値−
最小値をその画素でのコントラストC(i,j)とす
る。Dx = B + H-2 × E Dy = D + F-2 × E C (i, j) = max (Dx, Dy) As another example, as shown in FIG. About the luminance values A to D of the four neighboring pixels, and the maximum value −
The minimum value is the contrast C (i, j) at that pixel.
【0025】C(i,j)=max(A,B,C,D)−m
in(A,B,C,D)
着目画素でのコントラストの演算方法は上記2方式の他
にも、近傍内での輝度変化量を求めるために様々な演算
方法を取り得る。このようにして検出画像、参照画像で
各画素のコントラストを演算し、検出画像と参照画像の
対応する画素での平均をとるなどしてコントラストを決
定すればよい。このようにして検査対象領域内の各位置
でのコントラストを演算し、コントラスト値に応じて数
段階に分解する。以下、数段階に分解したものをコント
ラストカテゴリと記述する。C (i, j) = max (A, B, C, D) -m
in (A, B, C, D) In addition to the above two methods, the contrast calculation method for the pixel of interest may be various calculation methods for obtaining the luminance change amount in the vicinity. In this way, the contrast of each pixel is calculated in the detected image and the reference image, and the contrast is determined by taking the average of the corresponding pixels in the detected image and the reference image. In this way, the contrast at each position in the inspection target area is calculated, and is decomposed into several stages according to the contrast value. Hereinafter, what is decomposed into several stages is referred to as a contrast category.
【0026】このようにして、検査対象領域を数個のコ
ントラストカテゴリに分解した後、カテゴリ毎に明るさ
を合わせ込むための補正係数を演算する(図7の72の
ステップ)。その一例を図10を用いて説明すると、ま
ず、コントラスト分解し、同じコントラストカテゴリに
属する画素について、横軸を検出画像での輝度値、縦軸
をそれに対応する参照画像での輝度値とした散布図を作
る。そして、散布図から近似直線を求める。図10の1
01はあるカテゴリに属する画素の散布図から求めた近
似直線である。近似直線の算出方法は各種あるが、その
一例として最小2乗近似(各点からの距離の総和が最小
となるような直線を求める方法)がある。そして、算出
された近似直線の傾きaとY切片bがそのコントラスト
カテゴリの補正係数となる。こうして算出した補正係数
を用いて明るさの合わせ込みによる補正を行う(図7の
73)。実際には、検出画像の各画素について、輝度値
がF(i,j)であったとすると、補正後の輝度値D
(i,j)を、以下の式を用いて補正する。In this way, after the inspection target area is decomposed into several contrast categories, a correction coefficient for adjusting the brightness for each category is calculated (step 72 in FIG. 7). An example of this will be described with reference to FIG. 10. First, with respect to pixels belonging to the same contrast category, the horizontal axis represents the brightness value in the detected image and the vertical axis represents the brightness value in the corresponding reference image. Make a figure. Then, an approximate straight line is obtained from the scatter plot. 1 of FIG.
01 is an approximate straight line obtained from a scatter diagram of pixels belonging to a certain category. There are various methods for calculating the approximate straight line, and as an example thereof, there is a least-squares approximation (a method for obtaining a straight line that minimizes the total sum of distances from each point). Then, the calculated inclination a of the approximate straight line and the Y intercept b become the correction coefficient for the contrast category. The correction coefficient calculated in this way is used to perform correction by adjusting the brightness (73 in FIG. 7). In reality, assuming that the luminance value is F (i, j) for each pixel of the detected image, the corrected luminance value D
(I, j) is corrected using the following formula.
【0027】D(i,j)=F(i,j)×a+b
そして、検出画像の補正後の輝度値D(i,j)と参照
画像の輝度値G(i,j)の差分を求め(図7の74の
ステップ)、差分値が設定したしきい値THより大きい
部分を欠陥候補とする(図7の75のステップ)。D (i, j) = F (i, j) × a + b Then, the difference between the corrected brightness value D (i, j) of the detected image and the brightness value G (i, j) of the reference image is obtained. (Step 74 in FIG. 7), a portion having a difference value larger than the set threshold value TH is set as a defect candidate (step 75 in FIG. 7).
【0028】ここで、補正後の輝度値D(i,j)は、
その画素が散布図内で近似直線に近いほど参照画像の輝
度値G(i,j)に近くなる。すなわち、強い補正が行
われることになる。そこで、コントラストに応じて散布
図の作り方を変えてもよい。例えば、先にも述べたよう
にコントラストの高い領域では少しの位置ずれがあって
もその差分値が大きくなる。そこで、コントラストの高
い領域は強い補正を行って明るさを合わせ込み、差分値
が小さくなるようにする。例えば、図11(a)に示す
ようにコントラストの低い領域では広い散布図の分布領
域から直線近似を行い、図11(b)又は(c)に示す
ように、コントラストの高い領域ではカテゴリ分けを細
かく行い、より狭い散布図領域で直線近似を行えばよ
い。また、低コントラスト領域では明るさむらが生じや
すいことから、逆にコントラストの低い領域ほどカテゴ
リ分けを細かく行い、明るさの合わせ込みを強く行うこ
ともこの発明の範囲になる。更に、当然のことながら、
全コントラストに対して同じ補正を行っても構わない。
また、位置ずれ検出の精度を常にモニタリングし、正し
い位置ずれ量が算出されていないときに限って、コント
ラストの高い領域では通常よりも明るさの合わせ込みを
強くすることもできる。Here, the corrected brightness value D (i, j) is
The closer the pixel is to the approximate straight line in the scatter diagram, the closer to the brightness value G (i, j) of the reference image. That is, strong correction is performed. Therefore, the method of creating the scatter plot may be changed according to the contrast. For example, as described above, in the high-contrast region, the difference value becomes large even if there is a slight positional deviation. Therefore, the high contrast area is strongly corrected to adjust the brightness so that the difference value becomes small. For example, as shown in FIG. 11A, in a low contrast area, linear approximation is performed from a distribution area of a wide scatter plot, and as shown in FIG. 11B or 11C, a high contrast area is classified into categories. It may be finely performed and linear approximation may be performed in a narrower scatter plot area. Further, since uneven brightness is likely to occur in the low contrast area, conversely, it is within the scope of the present invention to finely categorize the area having a lower contrast and strongly adjust the brightness. Moreover, of course,
The same correction may be performed on all contrasts.
Further, it is possible to constantly monitor the accuracy of misregistration detection and make the brightness adjustment stronger than usual in a high-contrast area only when the correct misregistration amount is not calculated.
【0029】カテゴリの細分化はコントラスト値に応じ
て行ってもよいし、別の特徴量を用いて行ってもよい。
例えば、欠陥と明るさむらの違いをある特徴から評価
し、明るさむらとしての特徴をもつ領域では、散布図内
でその近傍の画素から近似直線を求めることにより明る
さの合わせ込みを強く行い、欠陥らしき特徴量をもつ領
域では、散布図内の離れた画素から近似直線を求めるこ
とにより明るさの合わせ込みを弱くする。The subdivision of categories may be performed according to the contrast value, or may be performed using another feature amount.
For example, the difference between defect and brightness unevenness is evaluated from a certain feature, and in the area having the feature as the brightness unevenness, the brightness is strongly adjusted by obtaining an approximate straight line from the pixels in the vicinity of the scatter plot. , In the area having the feature quantity that seems to be a defect, the approximation of the brightness is weakened by obtaining the approximate straight line from the distant pixels in the scatter diagram.
【0030】以上に述べたように、本発明では2枚の画
像を比較し、その差分値から欠陥を検出する検査におい
て、位置ずれによる虚報の生じやすい高コントラスト領
域で必要に応じて明るさの合わせ込みを強く行ったり、
明るさむらのある領域では明るさの合わせ込みを強く行
う。また、欠陥としての特徴をもつ領域では明るさの合
わせ込みを弱くする。図12(c)は、図12(a)
(図3(a)に相当)に示すような正しい位置ずれ量が
検出されなかったときの本発明による明るさ合わせ込み
後の差分値の波形である。図12(b)(図3(b)に
相当)に示すように、明るさ合わせ込みを行わない場合
に比べて虚報のレベルが低減されて一つのしきい値TH
3で欠陥を検出することができる。図13(d)は、図
13(a)、(b)(図4(a)、(b)に相当)で明
るさむらがあったときの図13(c)(図4(c)に相
当)の差画像に対して本発明による明るさ合わせ込み後
の差分値の波形である。As described above, according to the present invention, in the inspection for comparing two images and detecting the defect from the difference value, the brightness of the high contrast area is easily adjusted as necessary in the high contrast area due to the misregistration due to the displacement. Do a strong fit,
Brightness is strongly adjusted in areas with uneven brightness. In addition, the brightness adjustment is weakened in a region having a feature as a defect. FIG. 12 (c) shows FIG. 12 (a).
4 is a waveform of a difference value after brightness adjustment according to the present invention when a correct positional deviation amount as shown in (corresponding to FIG. 3A) is not detected. As shown in FIG. 12 (b) (corresponding to FIG. 3 (b)), the level of the false alarm is reduced as compared with the case where the brightness adjustment is not performed, and one threshold TH is set.
The defect can be detected in 3. FIG. 13 (d) corresponds to FIG. 13 (c) (FIG. 4 (c)) when there is uneven brightness in FIG. 13 (a), (b) (corresponding to FIG. 4 (a), (b)). 7 is a waveform of a difference value after the brightness matching according to the present invention with respect to the (corresponding) difference image.
【0031】図12(c)と図13(d)とのどちらの
場合も、本来欠陥として検出したくない領域に対して明
るさの合わせ込みを行うことにより、差分値を小さくす
ることができる。これに対し、欠陥部分では明るさの合
わせ込みを弱くしているため、差分値はさほど小さくな
らない。このため、従来、しきい値を全領域に対しTH
2に設定する、もしくはTHとTH2の2つのしきい値
を設定して虚報の発生を避けていたが、本発明により、
感度を落とさずに位置ずれや明るさむらによる虚報の発
生を避け、かつ、唯一の低しきい値TH3での高感度検
査と容易な感度調整を可能とする。In both cases of FIG. 12 (c) and FIG. 13 (d), the difference value can be reduced by adjusting the brightness to the area that should not be detected as a defect. . On the other hand, since the brightness adjustment is weakened in the defective portion, the difference value does not become so small. Therefore, conventionally, the threshold value is set to TH for all areas.
Although it is set to 2 or two thresholds of TH and TH2 are set to avoid the occurrence of false information, according to the present invention,
It is possible to avoid the occurrence of false alarms due to displacement and uneven brightness without lowering the sensitivity, and to enable high-sensitivity inspection and easy sensitivity adjustment only at the low threshold TH3.
【0032】以上、本発明の一実施例を半導体ウェハを
対象とした光学式外観検査装置における比較検査画像を
例にとって説明したが、電子線式パターン検査やDUV
方式の検査における比較画像にも適用可能である。ま
た、検査対象は半導体ウェハに限られるわけではなく、
画像の比較により欠陥検出が行われているものであれ
ば、例えばTFT基板、ホトマスク、プリント板などで
も適用可能である。Although one embodiment of the present invention has been described with reference to the comparative inspection image in the optical appearance inspection apparatus for the semiconductor wafer, the electron beam pattern inspection and the DUV inspection are performed.
It can also be applied to a comparison image in a system inspection. Also, the inspection target is not limited to the semiconductor wafer,
If the defect detection is performed by comparing the images, for example, a TFT substrate, a photomask, a printed board, or the like can be applied.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上に説明したごとく本発明によれば、
コントラストに応じて明るさの合わせ込みを行う。特に
位置ずれによる虚報の発生しやすい高コントラスト部分
で必要に応じて強い合わせ込みを行うことにより虚報の
発生を低減する。また、明るさむらに対しても明るさの
合わせ込みを行うことにより虚報の発生を低減する。こ
れにより結果として低しきい値の設定が可能となり、高
感度な検査を実現することができる。また、唯一のしき
い値設定で虚報の発生低減と欠陥の検出が両立し、感度
の調整が容易にできる。As described above, according to the present invention,
Brightness is adjusted according to the contrast. In particular, the occurrence of false information is reduced by performing strong matching as necessary in a high-contrast area where false information is likely to occur due to displacement. In addition, the occurrence of false alarms is reduced by adjusting the brightness to the uneven brightness. As a result, it becomes possible to set a low threshold value, and a highly sensitive inspection can be realized. In addition, by setting only one threshold value, both the occurrence of false alarms and the detection of defects are compatible, and the sensitivity can be easily adjusted.
【図1】(a)検査対象画像、(B)検査対象画像11と12と
の差画像の1D−1D'ライン上での輝度波形を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing luminance waveforms on a 1D-1D ′ line of (a) an inspection target image and (B) a difference image between inspection target images 11 and 12.
【図2】(a)図1(a)の検査対称画像11と12と
の差画像、(b)差画像の1D−1D’ライン上での輝
度波形を示す図である。2A is a diagram showing a difference image between the inspection symmetric images 11 and 12 in FIG. 1A and FIG. 2B is a diagram showing a luminance waveform on a 1D-1D ′ line of the difference image.
【図3】(a)図1(a)の検査対称画像11と12と
の差画像、(b)差画像の1D−1D’ライン上での輝
度波形としきい値TH、TH2の関係を示す図、(c)
差画像の1D−1D’ライン上での輝度波形としきい値
TH、TH2の関係を示すである。3A shows a relationship between a luminance image on the 1D-1D ′ line of the difference image between the inspection symmetrical images 11 and 12 in FIG. 1A and a threshold value TH and TH2. Figure, (c)
7 is a diagram showing the relationship between the luminance waveform on the 1D-1D ′ line of the difference image and the threshold values TH and TH2.
【図4】(a)及び(b)は、比較チップ間に明るさむ
らがあった時の検査対象画像、(c)は、(a)と
(b)との差画像、(d)は、(c)の1D−1D’ラ
イン上の輝度波形としきい値TH、TH2を示す図であ
る。4A and 4B are images to be inspected when there is uneven brightness between comparison chips, FIG. 4C is a difference image between FIGS. 4A and 4B, and FIG. , (C) are diagrams showing luminance waveforms on the 1D-1D ′ line and threshold values TH and TH2.
【図5】本発明による検査装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of an inspection device according to the present invention.
【図6】検査対象となる半導体ウェハの平面図である。FIG. 6 is a plan view of a semiconductor wafer to be inspected.
【図7】本発明の画像比較部の処理フローを示すフロー
図である。FIG. 7 is a flowchart showing a processing flow of an image comparison unit of the present invention.
【図8】着目画素でのコントラスト演算方法の一例を示
す画素のイメージ図である。FIG. 8 is an image diagram of a pixel showing an example of a contrast calculation method for a pixel of interest.
【図9】着目画素でのコントラスト演算方法の一例を示
す画素のイメージ図である。FIG. 9 is an image diagram of a pixel showing an example of a contrast calculation method for a pixel of interest.
【図10】検査画像と比較画像とのそれぞれの輝度値の
関係を示す散布図である。FIG. 10 is a scatter diagram showing a relationship between respective luminance values of the inspection image and the comparison image.
【図11】(a)〜(c)は、検査画像と比較画像との
それぞれの輝度値の関係を示す散布図である。11 (a) to 11 (c) are scatter diagrams showing a relationship between respective luminance values of an inspection image and a comparison image.
【図12】(a)は図3(a)に相当する差画像、
(b)は図3(b)に相当する1D−1D’ライン上の
輝度波形、(c)は本発明による明るさ合わせ込みを行
った後の1D−1D’ライン上の輝度波形図である。12A is a difference image corresponding to FIG. 3A,
FIG. 3B is a luminance waveform on the 1D-1D ′ line corresponding to FIG. 3B, and FIG. 3C is a luminance waveform diagram on the 1D-1D ′ line after the brightness adjustment according to the present invention. .
【図13】(a)及び(b)は、図4(a)及び(b)
に相当する比較チップ間に明るさむらがあった時の検査
対象画像、(c)は、図4(c)に相当する(a)と
(b)との差画像、(d)は、本発明による明るさ合わ
せ込みを行った後の1D−1D’ライン上の輝度波形図
である。13 (a) and (b) are FIG. 4 (a) and (b).
4C is a difference image between (a) and (b) corresponding to FIG. 4C, and (d) is a book. FIG. 6 is a luminance waveform diagram on a 1D-1D ′ line after performing brightness matching according to the invention.
【符号の説明】
11…検出画像 12…参照画像 51…試料
52…ステージ 53…検出部 501…光源
502…照明光学系 503…対物レンズ
504…イメージセンサ 55…画像処理部 54
…AD変換部 505…前処理部 506…遅延メ
モリ 507…位置ずれ検出部 508…画像比
較部 509…特徴抽出部 56…全体制御部
510…ユーザインターフェース部 511…記憶装
置 512…メカニカルコントローラ101…近似直
線[Explanation of Codes] 11 ... Detection image 12 ... Reference image 51 ... Sample
52 ... Stage 53 ... Detector 501 ... Light source
502 ... Illumination optical system 503 ... Objective lens 504 ... Image sensor 55 ... Image processing unit 54
AD conversion unit 505 Preprocessing unit 506 Delay memory 507 Position shift detection unit 508 Image comparison unit 509 Feature extraction unit 56 Overall control unit
Reference numeral 510 ... User interface unit 511 ... Storage device 512 ... Mechanical controller 101 ... Approximate straight line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡部 隆史 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Fターム(参考) 2F065 AA49 BB01 CC20 FF04 JJ03 JJ26 MM02 QQ03 QQ31 RR08 2G051 AA51 AA56 AB01 AB07 BB03 CA03 CB01 DA07 EA11 EA12 EA14 EA24 EB01 ED07 FA01 5B057 AA03 BA02 CA12 CA16 DA03 DB02 DC02 DC32 5L096 BA03 CA02 FA06 FA14 FA69 GA08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Takashi Okabe 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside the Hitachi, Ltd. production technology laboratory F term (reference) 2F065 AA49 BB01 CC20 FF04 JJ03 JJ26 MM02 QQ03 QQ31 RR08 2G051 AA51 AA56 AB01 AB07 BB03 CA03 CB01 DA07 EA11 EA12 EA14 EA24 EB01 ED07 FA01 5B057 AA03 BA02 CA12 CA16 DA03 DB02 DC02 DC32 5L096 BA03 CA02 FA06 FA14 FA69 GA08
Claims (14)
較して、欠陥を検出する欠陥検査方法であって、 検査対象画像と参照画像の位置ずれ量を算出し、算出し
た位置ずれ量を用いて検査対象画像と参照画像を比較
し、その差異から欠陥を検出することを特徴とする欠陥
検査方法1. A defect inspection method for detecting a defect by comparing an image of a sample to be inspected with a reference image, wherein a displacement amount between an inspection target image and a reference image is calculated, and the calculated displacement amount is calculated. A defect inspection method characterized by comparing an inspection target image with a reference image by using
ントラストに応じて、検査感度を変えて欠陥を検出する
ことを特徴とする欠陥検査方法2. The defect inspection method according to claim 1, wherein when detecting a defect from the difference between the inspection images, the inspection sensitivity is changed according to the contrast of the image to detect the defect. Defect inspection method
コントラスト部分では低感度で、低コントラスト部分で
は高感度で欠陥を検出することを特徴とする欠陥検査方
法3. The defect inspection method according to claim 1, wherein when detecting a defect from the difference between the inspection images, the defect is detected with high sensitivity in a high contrast portion of the image and with high sensitivity in a low contrast portion. Defect inspection method characterized by
検査することを特徴とする欠陥検査方法4. The defect inspection method according to claim 1, wherein the pattern edge portion of the sample to be inspected is inspected with low sensitivity.
画像と参照画像の明るさの差が、特定しきい値以上の部
分を欠陥と判定することを特徴とする欠陥検査方法5. The defect inspection method according to claim 1, wherein, when a defect is detected from the difference between the inspection images, the difference in brightness between the inspection target image and the reference image is equal to or more than a specific threshold value. Defect inspection method characterized by determining a defect
トに応じて可変として欠陥を検出することを特徴とする
欠陥検査方法6. The defect inspection method according to claim 1, wherein the defect determination threshold value according to claim 5 is made variable according to the contrast of an image to detect the defect.
画像の高コントラスト部分では高く、低コントラスト部
分では低く設定して欠陥を検出することを特徴とする欠
陥検査方法7. The defect inspection method according to claim 1, wherein the defect determination threshold value according to claim 5 or 6,
A defect inspection method characterized in that a defect is detected by setting a high value in a high contrast part of an image and a low value in a low contrast part.
さの合わせ込みを行うことを特徴とする欠陥検査方法8. The defect inspection method according to claim 1, wherein the brightness is adjusted so that the difference between the inspection target image and the reference image is reduced.
のコントラストに応じて明るさの合わせ込みを行うこと
を特徴とする欠陥検査方法9. The defect inspection method according to claim 1, wherein the brightness is adjusted according to the contrast of the images so that the difference between the inspection target image and the reference image is reduced. Method
で、明るさの合わせ込みを行うことを特徴とする欠陥検
査方法10. The defect inspection method according to claim 1, wherein brightness is adjusted in a region where uneven brightness occurs between the inspection target image and the reference image.
に、位置ずれ量の算出精度をモニタし、算出誤差が大き
い場合には位置ずれ部分での検査対象画像と参照画像の
差異が小さくなるように明るさの合わせ込みを行うこと
を特徴とする欠陥検査方法11. The defect inspection method according to claim 1, wherein when calculating the positional deviation amount between the inspection target image and the reference image, the calculation accuracy of the positional deviation amount is monitored, and the calculation error is large. The defect inspection method is characterized in that the brightness is adjusted so that the difference between the image to be inspected and the reference image in the position shift portion becomes small.
特徴とする欠陥検査方法12. The defect inspection method according to claim 1, wherein the inspection sensitivity can be adjusted with one parameter.
比較して、欠陥を検出する欠陥検査装置であって、 検査対象となる試料を搭載するステージと、当該試料を
照射する照明と、当該試料からの反射光をイメージセン
サ上に結像させる結像光学系と、当該イメージセンサの
出力信号をデジタル画像に変換する回路と、これを記憶
するメモリと、当該デジタル画像を用いて当該試料の欠
陥を検出する画像処理部と欠陥検出結果を表示する出力
モニタを備えたことを特徴とする欠陥検査装置13. A defect inspection apparatus for detecting a defect by comparing an image of a sample to be inspected with a reference image, the stage mounting the sample to be inspected, and an illumination for irradiating the sample. An imaging optical system that forms an image of reflected light from the sample on an image sensor, a circuit that converts an output signal of the image sensor into a digital image, a memory that stores the circuit, and the sample using the digital image. Defect inspection apparatus including an image processing unit for detecting a defect of the substrate and an output monitor for displaying a defect detection result
し、算出した位置ずれ量を用いて検査対象画像と参照画
像の比較を行う位置ずれ検出部と、当該検査対象画像と
参照画像の明るさの違いをコントラストに応じて合わせ
込む明るさ補正部と、明るさの合わせ込みを行った後の
当該検査対象画像と参照画像の差異から欠陥を検出する
欠陥抽出部を備えたことを特徴とする欠陥検査装置及び
欠陥検査方法14. The image processing unit according to claim 12, wherein a position shift amount between the inspection target image and the reference image to be compared is calculated, and the position where the inspection target image and the reference image are compared using the calculated position shift amount. From the difference detection unit, the brightness correction unit that adjusts the difference in brightness between the inspection target image and the reference image according to the contrast, and the difference between the inspection target image and the reference image after the brightness is adjusted. Defect inspection device and defect inspection method characterized by including a defect extraction unit for detecting a defect
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