[go: up one dir, main page]

JP2008046012A - Defect detector and defect detection method - Google Patents

Defect detector and defect detection method Download PDF

Info

Publication number
JP2008046012A
JP2008046012A JP2006222340A JP2006222340A JP2008046012A JP 2008046012 A JP2008046012 A JP 2008046012A JP 2006222340 A JP2006222340 A JP 2006222340A JP 2006222340 A JP2006222340 A JP 2006222340A JP 2008046012 A JP2008046012 A JP 2008046012A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
defect detection
image
unit
region
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006222340A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Sasa
泰志 佐々
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2006222340A priority Critical patent/JP2008046012A/en
Publication of JP2008046012A publication Critical patent/JP2008046012A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily detect defects in an inspection object region, in a defect detection that uses an imaging mechanism of high resolution. <P>SOLUTION: A base plate 9, of which a predetermined unit pattern is formed on each of a plurality of dies on a principal surface, is held on a stage 2, and the imaging mechanism 3 acquires images of multiple gradations in a belt region that is narrower than the width of the dies, regarding the direction transverse to the moving direction along the principal surface of the base plate 9, by moving a line sensor 313 relatively and continuously with respect to the base plate 9 in the moving direction. In a storage part 53, a reference image is stored substantially indicating the die as a whole and as reference for defect detection. When defects are to be detected, a partial image, containing a portion corresponding to the inspection object region, is extracted from the reference image, the inspection object image indicating the inspection object region is acquired by the imaging mechanism 3, and by comparing the partial image with the image of inspecting object, the defects in the region of inspecting object are detected easily. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板上のパターンの欠陥を検出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for detecting a pattern defect on a substrate.

半導体基板の外観を検査する分野において、従来より様々な検査手法が用いられている。例えば、特許文献1では、半導体基板においてチップとなる部分である複数のダイ(ペレット)について、基準となる1つのダイを撮像して基準パターンとして記憶しておき、半導体基板上の任意の位置の他のダイに形成されたパターンの撮像結果と比較して欠陥を検出する欠陥検査装置が提案されている。   Various inspection methods have been used in the field of inspecting the appearance of a semiconductor substrate. For example, in Patent Document 1, for a plurality of dies (pellets) that are portions to be chips in a semiconductor substrate, one reference die is imaged and stored as a reference pattern, and an arbitrary position on the semiconductor substrate is stored. There has been proposed a defect inspection apparatus that detects a defect in comparison with an imaging result of a pattern formed on another die.

一方、近年では、半導体基板上に形成されるパターンの微細化が進められている。そこで、特許文献2では、半導体基板の1つのダイを複数の帯領域(スワス)に分割し、撮像デバイスを半導体基板に対して相対的に移動しつつ帯領域毎に撮像を行うことにより高解像度にて画像を取得する撮像機構を採用した欠陥検出装置が提案されており、この欠陥検出装置では、半導体基板上の基準とされるダイの1つの帯領域の第1画像を取得して記憶し、続いて、被検査ダイの対応する帯領域の第2画像を取得し、これらの画像を比較することにより、微細なパターンの欠陥検出が実現される。また、特許文献2では、もう1つの第1画像を取得して第2画像と比較し、2つの比較結果に基づいて第1画像中の欠陥を検出する手法も開示されている。
特開平11−40638号公報 特開2005−351631号公報
On the other hand, in recent years, a pattern formed on a semiconductor substrate has been miniaturized. Therefore, in Patent Document 2, one die of a semiconductor substrate is divided into a plurality of band regions (swaths), and imaging is performed for each band region while moving the imaging device relative to the semiconductor substrate to achieve high resolution. In this defect detection apparatus, a first image of one band region of a die that is a reference on a semiconductor substrate is acquired and stored. Subsequently, by detecting a second image of the corresponding band region of the die to be inspected and comparing these images, defect detection of a fine pattern is realized. Patent Document 2 also discloses a method of acquiring another first image, comparing it with the second image, and detecting a defect in the first image based on the two comparison results.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-40638 JP 2005-351431 A

ところで、特許文献2の欠陥検出装置では、基準とされるダイ中に欠陥が存在する場合には、被検査ダイにおいて対応する部位が欠陥でないにもかかわらず欠陥として検出されてしまう場合がある。また、2つの第1画像と第2画像との比較結果に基づいて第1画像中の欠陥を検出することにより、上記問題を解消することは可能であるが、欠陥検出に要する処理が煩雑となってしまう。   By the way, in the defect detection apparatus of patent document 2, when the defect exists in the die | dye used as a reference | standard, even if the corresponding site | part in a to-be-tested die is not a defect, it may be detected as a defect. Further, by detecting a defect in the first image based on the comparison result between the two first images and the second image, it is possible to solve the above problem, but the processing required for defect detection is complicated. turn into.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、帯領域の画像を取得する高解像度の撮像機構を用いた欠陥検出において、被検査領域中の欠陥を容易に検出することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to easily detect a defect in a region to be inspected in defect detection using a high-resolution imaging mechanism that acquires an image of a band region.

請求項1に記載の発明は、基板上のパターンの欠陥を検出する欠陥検出装置であって、主面上の複数の単位領域のそれぞれに所定の単位パターンが形成された基板を保持する保持部と、撮像デバイスを有し、前記撮像デバイスを前記主面に沿う移動方向に前記基板に対して相対的かつ連続的に移動することにより、前記移動方向に垂直な方向に関して幅が単位領域の幅よりも狭い帯領域の多階調の画像を取得する撮像機構と、単位領域の全体を実質的に示すとともに欠陥検出の基準とされる多階調の基準画像を記憶する記憶部と、前記基準画像から、欠陥検出の対象となる単位領域中の被検査領域に対応する部分を含む部分画像を抽出する部分画像抽出部と、前記撮像機構により取得されるとともに前記被検査領域を示す被検査画像と、前記部分画像とを比較して前記被検査領域中の欠陥を検出する欠陥検出部とを備える。   The invention according to claim 1 is a defect detection apparatus for detecting a defect of a pattern on a substrate, and holds a substrate on which a predetermined unit pattern is formed in each of a plurality of unit regions on a main surface. And an image pickup device, and the image pickup device is moved relative to the substrate in a moving direction along the main surface, so that a width is a width of a unit region with respect to a direction perpendicular to the moving direction. An imaging mechanism for acquiring a multi-gradation image of a narrower band area, a storage unit for storing a multi-gradation reference image that substantially shows the entire unit area and is used as a reference for defect detection; and A partial image extraction unit that extracts a partial image including a portion corresponding to a region to be inspected in a unit region that is a target of defect detection; and an image to be inspected that is acquired by the imaging mechanism and indicates the region to be inspected And said Wherein by comparing the partial image and a defect detecting section for detecting a defect in the inspection region.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の欠陥検出装置であって、それぞれが基板上の選択された単位領域である複数の選択単位領域を前記撮像機構にて撮像することにより取得された複数の選択画像において、互いに対応する画素値の代表値を求めることにより前記基準画像を生成する基準画像生成部をさらに備える。   The invention according to claim 2 is the defect detection device according to claim 1, which is obtained by imaging a plurality of selected unit areas, each of which is a selected unit area on the substrate, by the imaging mechanism. In the plurality of selected images, a reference image generation unit that generates the reference image by obtaining representative values of pixel values corresponding to each other is further provided.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の欠陥検出装置であって、前記基準画像生成部が、前記複数の選択画像が3以上である場合に、前記代表値を求める前に前記互いに対応する画素値の一部を演算から除外して、前記互いに対応する画素値のばらつきを低減する処理を実行する。   The invention according to claim 3 is the defect detection apparatus according to claim 2, wherein the reference image generation unit calculates the representative value before obtaining the representative value when the plurality of selected images is 3 or more. A part of the pixel values corresponding to each other is excluded from the calculation, and the process of reducing the variation in the pixel values corresponding to each other is executed.

請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の欠陥検出装置であって、前記複数の選択画像のそれぞれが、前記撮像機構により撮像された複数の帯領域をそれぞれ示す複数の選択帯領域画像の集合であり、前記基準画像が、前記複数の帯領域に対応する複数の基準帯領域画像の集合である。   The invention according to claim 4 is the defect detection apparatus according to claim 2 or 3, wherein each of the plurality of selection images indicates a plurality of band regions imaged by the imaging mechanism. It is a set of band area images, and the reference image is a set of a plurality of reference band area images corresponding to the plurality of band areas.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の欠陥検出装置であって、前記基準画像中の前記被検査領域に対応する部分が、互いに隣接する基準帯領域画像に跨る場合に、前記互いに隣接する基準帯領域画像を合成した画像が前記部分画像として扱われる。   The invention according to claim 5 is the defect detection apparatus according to claim 4, wherein a portion corresponding to the inspection area in the reference image straddles adjacent reference band area images, An image obtained by combining reference band region images adjacent to each other is treated as the partial image.

請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の欠陥検出装置であって、前記記憶部が、ハードディスク駆動装置である。   A sixth aspect of the present invention is the defect detection apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the storage unit is a hard disk drive.

請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載の欠陥検出装置であって、前記欠陥検出装置と通信可能な記憶装置、または、他の欠陥検出装置が通信網に接続されており、前記通信網を介して前記記憶装置、もしくは、前記他の欠陥検出装置の記憶部に前記基準画像を送信する、または、前記通信網を介して前記記憶装置、もしくは、前記他の欠陥検出装置の前記記憶部から前記基準画像を受信する通信部をさらに備える。   A seventh aspect of the present invention is the defect detection device according to any one of the first to sixth aspects, wherein a storage device capable of communicating with the defect detection device or another defect detection device is connected to a communication network. The reference image is transmitted to the storage unit of the storage device or the other defect detection device via the communication network, or the storage device or the other of the other defect detection device is transmitted via the communication network. The apparatus further includes a communication unit that receives the reference image from the storage unit of the defect detection apparatus.

請求項8に記載の発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の欠陥検出装置であって、前記基準画像を縮小した縮小画像を表示する表示部と、前記被検査領域に対応する前記縮小画像中の領域の入力を受け付ける受付部とをさらに備える。   The invention according to claim 8 is the defect detection apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the display unit displays a reduced image obtained by reducing the reference image, and the inspection region corresponds to the inspection area. And a reception unit that receives an input of an area in the reduced image.

請求項9に記載の発明は、基板上のパターンの欠陥を検出する欠陥検出方法であって、a)主面上の複数の単位領域のそれぞれに所定の単位パターンが形成された基板を準備する工程と、b)単位領域の全体を実質的に示すとともに欠陥検出の基準とされる多階調の基準画像を準備する工程と、c)前記基準画像から、欠陥検出の対象となる単位領域中の被検査領域に対応する部分を含む部分画像を抽出する工程と、d)撮像デバイスを有し、前記撮像デバイスを前記主面に沿う移動方向に前記基板に対して相対的かつ連続的に移動することにより、前記移動方向に垂直な方向に関して幅が単位領域の幅よりも狭い帯領域の多階調の画像を取得する撮像機構を用いて、前記被検査領域を示す被検査画像を取得する工程と、e)前記被検査画像と前記部分画像とを比較して前記被検査領域中の欠陥を検出する工程とを備える。   The invention according to claim 9 is a defect detection method for detecting a defect of a pattern on a substrate, and a) preparing a substrate on which a predetermined unit pattern is formed in each of a plurality of unit regions on a main surface. And b) a step of preparing a multi-tone reference image that substantially shows the entire unit area and is used as a reference for defect detection; and c) from the reference image in a unit area that is a target for defect detection. Extracting a partial image including a portion corresponding to a region to be inspected; and d) having an imaging device, and moving the imaging device relative to the substrate in a movement direction along the main surface. By doing so, an image to be inspected that indicates the region to be inspected is acquired using an imaging mechanism that acquires a multi-tone image of a band region whose width is narrower than the width of the unit region in the direction perpendicular to the moving direction. E) the image to be inspected Wherein by comparing the partial image and a step of detecting a defect in the inspection region.

請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の欠陥検出方法であって、f)前記b)工程の前に、それぞれが基板上の選択された単位領域である複数の選択単位領域を前記撮像機構にて撮像することにより取得された複数の選択画像において、互いに対応する画素値の代表値を求めることにより前記基準画像を生成する工程をさらに備える。   A tenth aspect of the present invention is the defect detection method according to the ninth aspect, wherein f) a plurality of selected unit regions, each of which is a selected unit region on the substrate, are provided before the step b). The method further includes the step of generating the reference image by obtaining representative values of pixel values corresponding to each other in a plurality of selected images acquired by imaging with the imaging mechanism.

請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の欠陥検出方法であって、前記f)工程が、前記複数の選択画像が3以上である場合に、前記代表値を求める前に前記互いに対応する画素値の一部を除外して、前記互いに対応する画素値のばらつきを低減する工程を備える。   The invention described in claim 11 is the defect detection method according to claim 10, wherein the step f) includes determining the representative values before obtaining the representative values when the plurality of selected images is 3 or more. A step of excluding a part of the corresponding pixel values to reduce the variation of the corresponding pixel values.

請求項12に記載の発明は、請求項10または11に記載の欠陥検出方法であって、前記複数の選択画像のそれぞれが、前記撮像機構により撮像された複数の帯領域をそれぞれ示す複数の選択帯領域画像の集合であり、前記基準画像が、前記複数の帯領域に対応する複数の基準帯領域画像の集合である。   The invention according to claim 12 is the defect detection method according to claim 10 or 11, wherein each of the plurality of selection images indicates a plurality of band regions imaged by the imaging mechanism. It is a set of band area images, and the reference image is a set of a plurality of reference band area images corresponding to the plurality of band areas.

請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の欠陥検出方法であって、前記基準画像中の前記被検査領域に対応する部分が、互いに隣接する基準帯領域画像に跨る場合に、前記c)工程において、前記互いに隣接する基準帯領域画像を合成した画像が前記部分画像として扱われる。   Invention of Claim 13 is the defect detection method of Claim 12, Comprising: When the part corresponding to the said to-be-inspected area | region in the said reference image straddles the mutually adjacent reference belt area | region image, In step c), an image obtained by combining the reference band area images adjacent to each other is treated as the partial image.

請求項14に記載の発明は、請求項9ないし13のいずれかに記載の欠陥検出方法であって、前記d)工程の前に、前記撮像機構にて取得されるとともに前記基板上の単位領域中の所定領域を示す画像の画素値に関する統計値と、前記基準画像中の前記所定領域に対応する部分の画素値に関する統計値とを比較し、比較結果を取得する工程と、前記d)工程における前記撮像機構の撮像条件を前記比較結果に基づいて変更する工程とをさらに備える。   A fifteenth aspect of the present invention is the defect detection method according to any one of the ninth to thirteenth aspects, wherein the unit area on the substrate is acquired by the imaging mechanism before the step d). A step of comparing a statistical value relating to a pixel value of an image showing a predetermined region in the image with a statistical value relating to a pixel value of a portion corresponding to the predetermined region in the reference image, and obtaining a comparison result; and d) step And a step of changing an imaging condition of the imaging mechanism based on the comparison result.

請求項15に記載の発明は、請求項9ないし14のいずれかに記載の欠陥検出方法であって、前記c)工程の前に前記基準画像を縮小した縮小画像を表示部に表示する工程と、前記被検査領域に対応する前記縮小画像中の領域の入力を受け付ける工程とをさらに備える。   A fifteenth aspect of the invention is the defect detection method according to any one of the ninth to fourteenth aspects, wherein the reduced image obtained by reducing the reference image is displayed on the display unit before the step c). And a step of receiving an input of a region in the reduced image corresponding to the region to be inspected.

本発明によれば、帯領域の画像を取得する高解像度の撮像機構を用いた欠陥検出において、単位領域の全体を実質的に示すとともに欠陥検出の基準とされる基準画像を用いて、被検査領域中の欠陥を容易に検出することができる。   According to the present invention, in defect detection using a high-resolution imaging mechanism that obtains an image of a band area, a reference image that substantially shows the entire unit area and is used as a reference for defect detection is used. Defects in the region can be easily detected.

また、請求項2および10の発明では、適切な基準画像を用いて被検査領域中の欠陥を精度よく検出することができ、請求項3および11の発明では、より適切な基準画像を生成することができる。   In the inventions of claims 2 and 10, it is possible to accurately detect defects in the inspected region using an appropriate reference image. In the inventions of claims 3 and 11, a more appropriate reference image is generated. be able to.

また、請求項6の発明では、大容量の基準画像を記憶することができ、請求項7の発明では、他の装置との間で基準画像を共有することができる。   In the invention of claim 6, a large-capacity reference image can be stored, and in the invention of claim 7, the reference image can be shared with other devices.

また、請求項8および15の発明では、被検査領域を容易に特定することができ、請求項14の発明では、撮像機構における撮像条件を基準画像に合わせて補正することにより、欠陥を精度よく検出することができる。   Further, in the inventions of claims 8 and 15, the inspected area can be easily specified, and in the invention of claim 14, defects are accurately detected by correcting the imaging condition in the imaging mechanism in accordance with the reference image. Can be detected.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る欠陥検出装置1の構成を示す図である。欠陥検出装置1は、微細なパターンが形成された半導体基板(以下、「基板」という。)9上のパターンの欠陥を検出する装置である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a defect detection apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. The defect detection apparatus 1 is an apparatus for detecting a pattern defect on a semiconductor substrate (hereinafter referred to as “substrate”) 9 on which a fine pattern is formed.

欠陥検出装置1は、基板9を保持するステージ2、基板9を撮像して基板9の多階調の画像データを取得する撮像部31、ステージ2上の基板9を主面に沿って移動するステージ移動機構32、および、各種演算処理を行うCPUや各種情報を記憶するメモリ等により構成されたコンピュータ4を備える。コンピュータ4は、操作者によるキーボードやマウスを用いた入力を受け付ける受付部41、および、各種情報の表示を行う表示部42を有する。また、コンピュータ4ではCPUやメモリ等により、撮像部31を制御する撮像制御部43、ステージ移動機構32を制御する移動制御部44、および、各種演算を行う演算部45の機能が実現される。   The defect detection apparatus 1 moves the substrate 9 on the stage 2 holding the substrate 9, the imaging unit 31 that captures the substrate 9 and acquires multi-gradation image data of the substrate 9, and the substrate 9 on the stage 2 along the main surface. The computer includes a stage moving mechanism 32 and a CPU that performs various arithmetic processes, a memory that stores various information, and the like. The computer 4 includes a receiving unit 41 that receives input from the operator using a keyboard and a mouse, and a display unit 42 that displays various types of information. In the computer 4, functions of an imaging control unit 43 that controls the imaging unit 31, a movement control unit 44 that controls the stage moving mechanism 32, and a calculation unit 45 that performs various calculations are realized by a CPU, a memory, and the like.

ステージ移動機構32は、ステージ2を図1中のX方向に移動するX方向移動機構33、および、Y方向に移動するY方向移動機構34を備える。X方向移動機構33はモータ331にボールねじ(図示省略)が接続され、モータ331が回転することにより、Y方向移動機構34がガイドレール332に沿ってX方向に移動する。Y方向移動機構34もX方向移動機構33と同様の構成となっており、モータ341が回転するとボールねじ(図示省略)によりステージ2がガイドレール342に沿ってY方向に移動する。   The stage moving mechanism 32 includes an X direction moving mechanism 33 that moves the stage 2 in the X direction in FIG. 1 and a Y direction moving mechanism 34 that moves in the Y direction. In the X-direction moving mechanism 33, a ball screw (not shown) is connected to the motor 331, and the Y-direction moving mechanism 34 moves in the X direction along the guide rail 332 as the motor 331 rotates. The Y-direction moving mechanism 34 has the same configuration as the X-direction moving mechanism 33. When the motor 341 rotates, the stage 2 moves along the guide rail 342 in the Y direction by a ball screw (not shown).

撮像部31は、照明光を出射する照明部311、基板9に照明光を導くとともに基板9からの光が入射する光学系312、および、光学系312により結像された基板9の像を電気信号に変換する撮像デバイスであるラインセンサ313を備える。   The imaging unit 31 electrically outputs an illumination unit 311 that emits illumination light, an optical system 312 that guides illumination light to the substrate 9 and is incident with light from the substrate 9, and an image of the substrate 9 formed by the optical system 312. A line sensor 313, which is an imaging device that converts signals, is provided.

図2は、基板9を示す平面図である。基板9は、後工程においてダイシングされて半導体チップとなる複数の単位領域(以下、「ダイ」という。)91を主面90上に備え、複数のダイ91のそれぞれには、所定の単位パターンが形成されている。なお、図2では、図示の便宜上、各ダイ91上に形成されているパターンの図示を省略している(後述の図3、図8、図10、図11.A、図11.B並びに図14において同様)。   FIG. 2 is a plan view showing the substrate 9. The substrate 9 includes a plurality of unit regions (hereinafter referred to as “dies”) 91 that are diced in a subsequent process to become semiconductor chips on the main surface 90, and each of the plurality of dies 91 has a predetermined unit pattern. Is formed. 2, the illustration of the pattern formed on each die 91 is omitted for the sake of illustration (FIGS. 3, 8, 10, 11.A, 11.B and FIG. 14).

図3は、基板9上の3つのダイ(ただし、図3では3つのダイに符号91a,91b,91cをそれぞれ付している。)を拡大して示す図である。欠陥検出装置1では、図1に示すステージ移動機構32により、基板9がラインセンサ313の受光素子(例えば、2048個の受光素子)の配列方向(図1中のX方向)に垂直な方向(Y方向)に連続的に移動しつつ、ラインセンサ313にて撮像が行われることにより、ダイ91を分割して得られる複数の帯領域(スワスとも呼ばれる。)911のうちの1つの帯領域911の2次元の画像データが取得される。すなわち、欠陥検出装置1では、撮像部31およびステージ移動機構32が撮像機構3として互いに同期して作動することにより、ラインセンサ313を基板9の主面90に沿う移動方向に基板9に対して相対的かつ連続的に移動して、当該移動方向に垂直な方向に関して幅がダイ91の幅よりも狭い帯領域911の多階調の画像を高解像度にて取得することが可能となっている。本実施の形態では、撮像機構3にて取得される画像中の1つの画素は、基板9上の50ナノメートル(nm)角の矩形領域に対応する(すなわち、画素分解能が50nmとされる。)。なお、半導体の基板9の欠陥検出では、撮像機構3における画素分解能は10nm以上100nm以下とされることが好ましい。   FIG. 3 is an enlarged view of three dies on the substrate 9 (however, in FIG. 3, the three dies are denoted by reference numerals 91a, 91b, and 91c, respectively). In the defect detection apparatus 1, the stage 9 is moved in the direction perpendicular to the arrangement direction (X direction in FIG. 1) of the light receiving elements (eg, 2048 light receiving elements) of the line sensor 313 by the stage moving mechanism 32 shown in FIG. One band area 911 of a plurality of band areas (also referred to as swaths) 911 obtained by dividing the die 91 by performing image pickup by the line sensor 313 while continuously moving in the Y direction). The two-dimensional image data is acquired. That is, in the defect detection apparatus 1, the imaging unit 31 and the stage moving mechanism 32 operate as the imaging mechanism 3 in synchronization with each other, so that the line sensor 313 is moved with respect to the substrate 9 along the main surface 90 of the substrate 9. By moving relatively and continuously, it is possible to acquire a multi-tone image of the band region 911 whose width is narrower than the width of the die 91 in a direction perpendicular to the moving direction with high resolution. . In the present embodiment, one pixel in the image acquired by the imaging mechanism 3 corresponds to a rectangular area of 50 nanometer (nm) square on the substrate 9 (that is, the pixel resolution is 50 nm). ). In the defect detection of the semiconductor substrate 9, the pixel resolution in the imaging mechanism 3 is preferably 10 nm or more and 100 nm or less.

図1の欠陥検出装置1は、さらに、後述する欠陥検出における主たる処理を行う検査部51、欠陥検出において基準とされる多階調の画像である基準画像を生成する基準画像生成部52、および、基準画像のデータ(図1中の基準画像データ531)を記憶するハードディスク駆動装置である記憶部53を備える。検査部51は、基準画像から欠陥検出の対象となるダイ91中の被検査領域に対応する部分を含む部分画像を抽出する部分画像抽出部511、および、撮像部31に接続される欠陥検出部512を有する。欠陥検出部512は、撮像部31にて取得されるとともに被検査領域を示す被検査画像と、部分画像抽出部511から入力される部分画像とを比較して被検査領域中の欠陥を検出する比較部513、および、比較部513により検出された欠陥の情報を一時的に記憶する欠陥情報メモリ514を備える。また、基準画像生成部52には2つのメモリ(第1メモリ521および第2メモリ522)並びに撮像部31が接続される(正確には、撮像部31は切替部50を介して基準画像生成部52に接続される。)。本実施の形態では、検査部51および基準画像生成部52は専用の電気的回路にて形成されるが、これらの機能はコンピュータ4によりソフトウェア的に実現されてもよい。   The defect detection apparatus 1 of FIG. 1 further includes an inspection unit 51 that performs main processing in defect detection described later, a reference image generation unit 52 that generates a reference image that is a multi-tone image that is used as a reference in defect detection, and The storage unit 53 is a hard disk drive that stores reference image data (reference image data 531 in FIG. 1). The inspection unit 51 includes a partial image extraction unit 511 that extracts a partial image including a portion corresponding to a region to be inspected in the die 91 as a defect detection target from the reference image, and a defect detection unit connected to the imaging unit 31. 512. The defect detection unit 512 detects a defect in the inspection region by comparing the inspection image acquired by the imaging unit 31 and indicating the inspection region with the partial image input from the partial image extraction unit 511. A comparison unit 513 and a defect information memory 514 that temporarily stores information on defects detected by the comparison unit 513 are provided. In addition, two memories (first memory 521 and second memory 522) and the imaging unit 31 are connected to the reference image generation unit 52 (more precisely, the imaging unit 31 is connected to the reference image generation unit via the switching unit 50). 52.). In the present embodiment, the inspection unit 51 and the reference image generation unit 52 are formed by dedicated electric circuits, but these functions may be realized by the computer 4 as software.

次に、欠陥検出装置1が基板9上のパターンの欠陥を検出する動作について説明する。ここでは、まず、欠陥検出動作の前に行われる基準画像を生成する処理について図4を参照しつつ説明する。   Next, an operation in which the defect detection apparatus 1 detects a pattern defect on the substrate 9 will be described. Here, first, a process of generating a reference image performed before the defect detection operation will be described with reference to FIG.

基準画像を生成する際には、まず、基準画像生成用の基板(例えば、所定の処理が行われた後の回路形成途上の基板)がステージ2上に載置されて準備される(ステップS21)。本実施の形態では、図2の検査対象の基板9が基準画像生成用の基板でもあるものとする。続いて、基板9において、Y方向に並ぶ複数のダイ(図2中にて平行斜線を付す3つのダイ91a〜91c)が選択ダイとして選択され、撮像制御部43および移動制御部44により撮像部31およびステージ移動機構32がそれぞれ制御されることにより、図3の複数の選択ダイ91a〜91cにおいて(−X)側の帯領域911a,911b,911cが、図3中に符号K1を付す矢印にて示すように順次撮像される(ステップS22)。   When generating a reference image, first, a substrate for generating a reference image (for example, a circuit forming substrate after a predetermined process is performed) is placed on the stage 2 and prepared (step S21). ). In the present embodiment, it is assumed that the inspection target substrate 9 in FIG. 2 is also a reference image generation substrate. Subsequently, on the substrate 9, a plurality of dies arranged in the Y direction (three dies 91 a to 91 c with parallel oblique lines in FIG. 2) are selected as selection dies, and the imaging control unit 43 and the movement control unit 44 select the imaging unit. 31 and the stage moving mechanism 32 are respectively controlled, and in the plurality of selection dies 91a to 91c in FIG. 3, the (−X) -side band regions 911a, 911b, and 911c are changed to the arrows denoted by K1 in FIG. As shown, the images are sequentially taken (step S22).

このとき、図1の撮像部31は切替部50により基準画像生成部52側へと接続されており、選択ダイ91aの撮像時には、帯領域911aを示す画像(以下、「選択帯領域画像」という。)の各画素値は第1メモリ521のみにて記憶され、選択ダイ91bの撮像時には、帯領域911bを示す選択帯領域画像の各画素値は第2メモリ522のみにて記憶される。そして、選択ダイ91cの撮像時には、帯領域911cを示す選択帯領域画像の各画素値は、第1メモリ521、第2メモリ522および基準画像生成部52のそれぞれへと入力されることにより、帯領域911cの選択帯領域画像の各画素値、並びに、この画素値に対応する帯領域911aの選択帯領域画像の画素値および帯領域911bの選択帯領域画像の画素値が基準画像生成部52に(ほぼ)同時に入力される。なお、選択帯領域画像は、例えば約1ギガバイトのサイズの画像とされ、第1および第2メモリ521,522のそれぞれは1ギガバイトの記憶容量を有している。   At this time, the image pickup unit 31 in FIG. 1 is connected to the reference image generation unit 52 side by the switching unit 50, and when picking up the selection die 91a, an image showing the band region 911a (hereinafter referred to as “selected band region image”). .) Is stored only in the first memory 521, and when the selection die 91 b is imaged, each pixel value of the selected band area image indicating the band area 911 b is stored only in the second memory 522. When the selection die 91c is imaged, the pixel values of the selected band area image indicating the band area 911c are input to the first memory 521, the second memory 522, and the reference image generation unit 52, respectively. Each pixel value of the selected band area image of the area 911c, the pixel value of the selected band area image of the band area 911a corresponding to this pixel value, and the pixel value of the selected band area image of the band area 911b are input to the reference image generation unit 52. Input (almost) at the same time. The selected band area image is, for example, an image having a size of about 1 gigabyte, and each of the first and second memories 521 and 522 has a storage capacity of 1 gigabyte.

基準画像生成部52では、同時に入力される選択ダイ91a〜91cの選択帯領域画像の3つの画素値のうち、互いに値が近い2つの画素値が選択される(ステップS23)。例えば、3つの画素値がそれぞれ100、102、150である場合には、画素値100、102が選択され(すなわち、画素値150が除外され)、その後、これらの値の平均値101が、3つの画素値の代表値として算出される。これにより、複数の帯領域911a〜911cをそれぞれ示す複数の選択帯領域画像から1つの帯領域に相当する大きさの1つの画像(以下、「基準帯領域画像」という。)が生成され、基準帯領域画像のデータが記憶部53に入力されて記憶される(ステップS24)。   In the reference image generation unit 52, two pixel values that are close to each other are selected from the three pixel values of the selection band region images of the selection dies 91a to 91c that are input simultaneously (step S23). For example, if the three pixel values are 100, 102, and 150, respectively, the pixel values 100 and 102 are selected (ie, the pixel value 150 is excluded), and then the average value 101 of these values is 3 Calculated as a representative value of two pixel values. Thereby, one image (hereinafter referred to as “reference band area image”) having a size corresponding to one band area is generated from a plurality of selected band area images respectively indicating the plurality of band areas 911a to 911c. The band area image data is input and stored in the storage unit 53 (step S24).

帯領域911a〜911cに対応する基準帯領域画像が生成されると、続いて、図3中に符号K2を付す矢印にて示すように、選択ダイ91cにおける帯領域911cの(+X)側の帯領域911、選択ダイ91bにおける帯領域911bの(+X)側の帯領域911、および、選択ダイ91aにおける帯領域911aの(+X)側の帯領域911が撮像機構3により順次撮像され(ステップS25,S22)、これらの帯領域911の選択帯領域画像において互いに対応する3つの画素値のうち、値が近い2つの画素値が選択される(ステップS23)。そして、選択された画素値の平均値が算出されることにより、次の基準帯領域画像が生成され、当該基準帯領域画像のデータが記憶部53にて記憶される(ステップS24)。   When the reference band area images corresponding to the band areas 911a to 911c are generated, the band on the (+ X) side of the band area 911c in the selection die 91c as shown by the arrow denoted by the symbol K2 in FIG. The imaging mechanism 3 sequentially captures the area 911, the (+ X) side band area 911 of the band area 911b in the selection die 91b, and the (+ X) side band area 911 of the band area 911a in the selection die 91a (step S25, S22) Among the three pixel values corresponding to each other in the selected band area image of these band areas 911, two pixel values that are close to each other are selected (step S23). Then, the next reference band area image is generated by calculating the average value of the selected pixel values, and the data of the reference band area image is stored in the storage unit 53 (step S24).

上記ステップS22〜S24を繰り返すことにより(ステップS25)、選択ダイ91a(または、選択ダイ91b,91c)における複数の帯領域911にそれぞれ対応する複数の基準帯領域画像が取得されて記憶部53にて記憶される。記憶部53では、複数の基準帯領域画像のデータの集合が基準画像データ531として扱われ、図5に示すように、複数の基準帯領域画像611の集合である基準画像61が生成される。実際には、各選択ダイ91a〜91cには多数の(例えば150〜300個の)帯領域911が設定され、基準画像データ531は膨大なサイズ(150〜300ギガバイト)となる。   By repeating the above steps S22 to S24 (step S25), a plurality of reference band area images respectively corresponding to the plurality of band areas 911 in the selection die 91a (or selection dies 91b, 91c) are acquired and stored in the storage unit 53. Is memorized. In the storage unit 53, a set of data of a plurality of reference band area images is handled as reference image data 531, and a reference image 61 that is a set of a plurality of reference band area images 611 is generated as shown in FIG. Actually, a large number (for example, 150 to 300) of band areas 911 are set in each of the selection dies 91a to 91c, and the reference image data 531 has a huge size (150 to 300 gigabytes).

ここで、各選択ダイ91a〜91cにおいて全ての選択帯領域画像の集合を選択画像として捉えると、基準画像61は、複数の選択ダイ91a〜91cを撮像機構3にて撮像することにより取得された複数の選択画像において、互いに対応する画素値の代表値を求めることにより生成されるものとなる。したがって、基準画像61は1つのダイ91の全体(ただし、ダイシングの際に除去される領域が除かれていてもよい。)を実質的に示すとともに、欠陥がほとんど無い単位パターンを示すものとなる。図1では、基準画像データ531が1つのみ図示されているが、実際には、複数の回路形成段階に対応する複数の基準画像データが記憶部53にて記憶されている。   Here, if a set of all selection band area images is captured as a selection image in each selection die 91a to 91c, the reference image 61 is acquired by imaging the plurality of selection dies 91a to 91c with the imaging mechanism 3. It is generated by obtaining representative values of corresponding pixel values in a plurality of selected images. Therefore, the reference image 61 substantially shows the whole of one die 91 (however, a region to be removed during dicing may be removed) and shows a unit pattern with almost no defects. . Although only one reference image data 531 is shown in FIG. 1, a plurality of reference image data corresponding to a plurality of circuit formation stages is actually stored in the storage unit 53.

次に、欠陥検出装置1が基板9上のパターンの欠陥を検出する動作について図6を参照しつつ説明する。欠陥検出装置1では、まず、検査される予定の基板9に対して基準とされる画像である基準画像61が準備される(ステップS11)。既述のように、基板9上のパターンに対応する基準画像61は基準画像データ531として記憶部53にて既に記憶されているため、本実施の形態における基準画像61を準備する処理は、記憶部53に記憶される複数の基準画像データから基板9の回路形成段階に応じた基準画像データ531を特定する処理となる。   Next, an operation in which the defect detection apparatus 1 detects a pattern defect on the substrate 9 will be described with reference to FIG. In the defect detection apparatus 1, first, a reference image 61, which is an image used as a reference for the substrate 9 to be inspected, is prepared (step S11). As described above, since the reference image 61 corresponding to the pattern on the substrate 9 is already stored in the storage unit 53 as the reference image data 531, the processing for preparing the reference image 61 in the present embodiment is stored. The reference image data 531 corresponding to the circuit formation stage of the substrate 9 is specified from the plurality of reference image data stored in the unit 53.

基準画像61が準備されると、コンピュータ4では、記憶部53から基準画像データ531が読み出され、演算部45にて基準画像61中の所定画素数毎の画素値を抽出することにより、図7に示すように基準画像61を縮小した縮小画像61aが生成され、表示部42に表示される(ステップS12)。続いて、操作者により検査対象のダイ(以下、「被検査ダイ」という。)91、および、被検査領域に対応する縮小画像61a中の領域(例えば、図7中にて平行斜線を付す領域A1)を特定する入力が行われ、当該入力が受付部41にて受け付けられることにより、欠陥検出装置1において被検査ダイ91中の被検査領域が特定される(ステップS13)。このとき、操作者が表示部42上の縮小画像61aを参照しつつ、例えばマウスを操作して縮小画像61a中の領域A1を選択することにより、被検査領域を容易に特定することが可能となる。   When the reference image 61 is prepared, the computer 4 reads the reference image data 531 from the storage unit 53, and the calculation unit 45 extracts pixel values for each predetermined number of pixels in the reference image 61. 7, a reduced image 61a obtained by reducing the reference image 61 is generated and displayed on the display unit 42 (step S12). Subsequently, the operator inspects a die to be inspected (hereinafter referred to as “inspected die”) 91 and a region in the reduced image 61a corresponding to the region to be inspected (for example, a region to which parallel oblique lines are added in FIG. 7). An input specifying A1) is performed, and the input is received by the receiving unit 41, whereby the inspection area in the inspection die 91 is specified in the defect detection apparatus 1 (step S13). At this time, the operator can easily specify the region to be inspected by selecting the region A1 in the reduced image 61a by operating the mouse while referring to the reduced image 61a on the display unit 42, for example. Become.

被検査領域が特定されると、部分画像抽出部511では図5の基準画像61において、被検査領域に対応する部分(図5中にて平行斜線を付す領域A2)を含む画像(すなわち、部分画像)が抽出される(ステップS14)。ここで、既述のように、基準画像61は複数の基準帯領域画像611の集合として記憶部53に記憶されており、図5に示すように、基準画像61中の被検査領域に対応する部分A2が互いに隣接する基準帯領域画像(図5中にて符号611a,611bをそれぞれ付す2つの基準帯領域画像)に跨る場合には、これらの基準帯領域画像611a,611bが抽出された後、合成されて部分画像抽出部511が有するメモリ(例えば、2ギガバイトの記憶容量を有するメモリ)にて記憶される。すなわち、部分画像抽出部511ではこれらの基準帯領域画像611a,611bを合成した画像が部分画像として扱われる。   When the region to be inspected is specified, the partial image extraction unit 511 includes an image (that is, a portion including a portion corresponding to the region to be inspected (region A2 indicated by parallel diagonal lines in FIG. 5) in the reference image 61 in FIG. 5. Image) is extracted (step S14). Here, as described above, the reference image 61 is stored in the storage unit 53 as a set of a plurality of reference band region images 611 and corresponds to the region to be inspected in the reference image 61 as shown in FIG. When the portion A2 extends over adjacent reference band area images (two reference band area images denoted by reference numerals 611a and 611b in FIG. 5), after these reference band area images 611a and 611b are extracted Are combined and stored in a memory (for example, a memory having a storage capacity of 2 gigabytes) included in the partial image extraction unit 511. That is, the partial image extraction unit 511 treats an image obtained by combining these reference band area images 611a and 611b as a partial image.

部分画像が抽出されると、検査対象の基板9がステージ2上に載置されて準備される(ステップS15)。ここでは、基準画像生成用の基板9と検査対象の基板9とが同一であるため、ステップS15の処理は、図4のステップS21にて既に完了している。続いて、図2の基板9上の被検査ダイ(図2中にて符号91dを付すダイ)の近傍へと撮像部31が基板9に対して相対的に移動し、図8に示す被検査ダイ91dの被検査領域(図8中にて平行斜線を付す領域A3)を含む帯領域911d上を撮像部31が通過することにより、被検査領域A3を示す被検査画像が取得される(ステップS16)。なお、図8では、基準帯領域画像に対応する領域を二点鎖線の矩形にて示している。   When the partial image is extracted, the substrate 9 to be inspected is placed on the stage 2 and prepared (step S15). Here, since the substrate 9 for generating the reference image and the substrate 9 to be inspected are the same, the process of step S15 has already been completed in step S21 of FIG. Subsequently, the imaging unit 31 moves relative to the substrate 9 near the die to be inspected (the die denoted by reference numeral 91d in FIG. 2) on the substrate 9 in FIG. When the imaging unit 31 passes over the band region 911d including the inspection region (region A3 with parallel diagonal lines in FIG. 8) of the die 91d, an inspection image indicating the inspection region A3 is acquired (step) S16). In FIG. 8, a region corresponding to the reference band region image is indicated by a two-dot chain line rectangle.

このとき、図1の撮像部31は、切替部50により欠陥検出部512側へと接続されており、被検査画像の画素値は部分画像抽出部511および欠陥検出部512の比較部513へと順次出力される。部分画像抽出部511では、入力される画素値に対応する部分画像中の画素値が比較部513へと出力され、比較部513にて被検査画像の各画素値と部分画像の対応する画素値との差の絶対値(差分絶対値)が算出される。差分絶対値が所定の閾値よりも大きい場合にはこの画素値に対応する被検査領域A3中の位置が欠陥の要素であるとされ、欠陥を示す値が欠陥情報メモリ514に出力され、差分絶対値が閾値以下である場合にはこの画素値に対応する被検査領域A3中の位置が正常であるとされ、正常(非欠陥)を示す値が欠陥情報メモリ514に出力される。これにより、被検査領域A3中の欠陥(すなわち、互いに隣接する欠陥の要素の集合)を示す欠陥画像が生成され、基板9上の被検査領域A3中のパターンの欠陥が検出される(ステップS17)。欠陥検出の結果はコンピュータ4に出力され、コンピュータ4が有する記憶部にて記憶されるとともに、必要に応じて表示部42にて表示される。なお、被検査領域A3中に欠陥が存在しない場合には、全ての画素が非欠陥を示す値を有する欠陥画像が取得される。以下の説明では、基板9上のパターンの欠陥検出は、欠陥が検出されない(すなわち、全ての画素が非欠陥を示す値を有する欠陥画像が生成される)場合も含むものとする。   At this time, the imaging unit 31 in FIG. 1 is connected to the defect detection unit 512 side by the switching unit 50, and the pixel value of the inspection image is transferred to the partial image extraction unit 511 and the comparison unit 513 of the defect detection unit 512. Output sequentially. In the partial image extraction unit 511, the pixel value in the partial image corresponding to the input pixel value is output to the comparison unit 513, and each pixel value of the inspected image and the corresponding pixel value of the partial image are output by the comparison unit 513. The absolute value (difference absolute value) of the difference is calculated. When the difference absolute value is larger than a predetermined threshold value, the position in the inspection area A3 corresponding to this pixel value is regarded as a defect element, and a value indicating the defect is output to the defect information memory 514, and the difference absolute If the value is less than or equal to the threshold value, the position in the inspected area A3 corresponding to this pixel value is considered normal, and a value indicating normal (non-defect) is output to the defect information memory 514. Thereby, a defect image indicating a defect in the inspection area A3 (that is, a set of adjacent defect elements) is generated, and a defect of the pattern in the inspection area A3 on the substrate 9 is detected (step S17). ). The result of the defect detection is output to the computer 4 and stored in a storage unit included in the computer 4 and displayed on the display unit 42 as necessary. When no defect exists in the inspection area A3, a defect image having a value indicating that all the pixels are non-defective is acquired. In the following description, the defect detection of the pattern on the substrate 9 includes a case where no defect is detected (that is, a defect image having a value indicating that all the pixels are non-defective is generated).

実際には、欠陥検出装置1では、複数の被検査ダイ91が選択されており(ステップS18)、他の被検査ダイ91についても同様に被検査画像が取得され(ステップS16)、被検査画像と部分画像とを比較することにより被検査領域中の欠陥が検出される(ステップS17)。また、必要に応じて他の基板9(例えば、同一ロットまたは異なるロットに含まれる基板9と同じ回路形成段階の基板)に対しても、上記ステップS15〜S18の処理が繰り返される(ステップS19)。これにより、複数の基板上のパターンの欠陥検出が短時間にて行われることとなる。   Actually, in the defect detection apparatus 1, a plurality of dies to be inspected 91 are selected (step S18), and inspected images are similarly acquired for the other dies to be inspected 91 (step S16). And a partial image are compared to detect a defect in the inspection area (step S17). In addition, the processes of steps S15 to S18 are repeated for other substrates 9 (for example, substrates in the same circuit formation stage as the substrates 9 included in the same lot or different lots) as necessary (step S19). . Thereby, the defect detection of the pattern on a some board | substrate will be performed in a short time.

ここで、図9に示す比較例の欠陥検出装置92について述べる。図9の欠陥検出装置92は、図1の欠陥検出装置1において記憶部53および基準画像生成部52を省略し、部分画像抽出部511を1つの帯領域画像(1つのスワスの画像)が記憶可能な画像メモリ921に置き換えたものである。比較例の欠陥検出装置92において、図10に示す被検査ダイ93(図10中にて平行斜線を付して示す。)を検査する際には、図10中に符号94を付して示す参照ダイの一の帯領域を撮像して帯領域画像が画像メモリ921にて記憶され、基板95上の複数の被検査ダイ93の対応する帯領域の帯領域画像を順次取得しつつ、欠陥検出部512にて参照ダイ94の帯領域画像と比較することにより、各被検査ダイ93の欠陥が検出される(いわゆる、Die-to-AnyDie方式の欠陥検出)。ところが、Die-to-AnyDie方式の欠陥検出においては、参照ダイ自体に偶発的な欠陥が存在する場合には、被検査ダイにおいて対応する部位が欠陥ではないにもかかわらず欠陥として検出されてしまう(虚報が発生する。)。また、Die-to-AnyDie方式の欠陥検出において複数の基板を検査する際には、各基板において、参照ダイを撮像して画像メモリ921にて記憶する動作が行われる。   Here, the defect detection apparatus 92 of the comparative example shown in FIG. 9 will be described. The defect detection device 92 in FIG. 9 omits the storage unit 53 and the reference image generation unit 52 in the defect detection device 1 in FIG. 1, and stores a partial image extraction unit 511 as one band area image (one swath image). A possible image memory 921 has been replaced. In the defect detection apparatus 92 of the comparative example, when inspecting the inspection die 93 shown in FIG. 10 (shown with parallel oblique lines in FIG. 10), the reference numeral 94 is shown in FIG. Detecting a defect while imaging one band area of the reference die and storing the band area image in the image memory 921 and sequentially acquiring the band area images of the corresponding band areas of the plurality of dies 93 on the substrate 95 By comparing with the band area image of the reference die 94 in the part 512, the defect of each inspection die 93 is detected (so-called Die-to-AnyDie type defect detection). However, in the Die-to-AnyDie type defect detection, if an accidental defect exists in the reference die itself, the corresponding part in the inspection die is detected as a defect even though it is not a defect. (A false alarm occurs.) Further, when inspecting a plurality of substrates in the defect detection of the Die-to-AnyDie method, an operation of imaging a reference die and storing it in the image memory 921 is performed on each substrate.

これに対し、図1の欠陥検出装置1では、複数の選択ダイを撮像機構3にて帯領域毎に撮像することにより取得された複数の選択画像において、互いに対応する画素値の代表値を求めることにより適切な(欠陥がほとんど無い)基準画像が生成されて記憶部53にて記憶される。そして、基準画像から被検査領域に対応する部分を含む部分画像が抽出されるとともに、被検査領域を示す被検査画像が撮像機構3により取得され、部分画像と被検査画像とが欠陥検出部512にて比較される。このように、帯領域の画像を取得する高解像度の撮像機構3を有する欠陥検出装置1において、いわゆる、ゴールデンテンプレート方式の欠陥検出が行われることにより、被検査領域中の欠陥を精度よくかつ容易に検出することが可能となる。   On the other hand, in the defect detection apparatus 1 in FIG. 1, representative values of pixel values corresponding to each other are obtained in a plurality of selection images acquired by imaging a plurality of selection dies for each band region by the imaging mechanism 3. Thus, an appropriate reference image (having almost no defects) is generated and stored in the storage unit 53. Then, a partial image including a portion corresponding to the inspection region is extracted from the reference image, an inspection image indicating the inspection region is acquired by the imaging mechanism 3, and the partial image and the inspection image are converted into the defect detection unit 512. Compared. In this way, in the defect detection apparatus 1 having the high-resolution imaging mechanism 3 that acquires the image of the band region, the so-called golden template type defect detection is performed, so that defects in the inspection region can be accurately and easily performed. Can be detected.

また、複数の基板9を検査する場合であっても、欠陥検出装置1では、同一の基準画像が複数の基板9の欠陥検出に繰り返し利用されるため(Die-to-AnyWafer方式の欠陥検出が行われるため)、Die-to-AnyDie方式の欠陥検出と比較して、複数の基板9の検査を短時間にて行うことができるとともに、複数のロットに含まれる複数の基板9に対して絶対的な評価が可能となり、基板9の質のロット間のばらつきの程度を欠陥検出の観点から認識することができる。   Further, even when a plurality of substrates 9 are inspected, the defect detection apparatus 1 uses the same reference image repeatedly for defect detection of the plurality of substrates 9 (Die-to-Any Wafer type defect detection is performed. Compared with Die-to-AnyDie type defect detection, the inspection of a plurality of substrates 9 can be performed in a short time, and the plurality of substrates 9 included in a plurality of lots can be absolutely detected. Evaluation is possible, and the degree of variation in the quality of the substrate 9 between lots can be recognized from the viewpoint of defect detection.

また、図9の比較例の欠陥検出装置92における他の動作例(いわゆる、Die-to-Die方式の欠陥検出の一例)では、まず、図10の基板95において第1参照ダイ94aの帯領域を撮像して帯領域画像が画像メモリ921にて記憶され、続いて、被検査ダイ93aの対応する帯領域を撮像して帯領域画像の各画素値が欠陥検出部512および画像メモリ921に入力される。これにより、欠陥検出部512に被検査ダイ93aの帯領域画像の各画素値と、第1参照ダイ94aの対応する画素値とが入力されて第1比較結果が取得されるとともに、画像メモリ921には被検査ダイ93aの帯領域画像が記憶される。続いて、第2参照ダイ94bの帯領域を撮像することにより、被検査ダイ93aの帯領域と第2参照ダイ94bの対応する帯領域との第2比較結果が取得され、第1比較結果および第2比較結果に基づいて被検査ダイ93aの欠陥が検出される。   Further, in another operation example (a so-called Die-to-Die type defect detection example) in the defect detection apparatus 92 of the comparative example of FIG. 9, first, the band region of the first reference die 94a on the substrate 95 of FIG. And the band area image is stored in the image memory 921. Subsequently, the corresponding band area of the inspection die 93a is imaged, and each pixel value of the band area image is input to the defect detection unit 512 and the image memory 921. Is done. Thereby, each pixel value of the band area image of the inspection die 93a and the corresponding pixel value of the first reference die 94a are input to the defect detection unit 512, and the first comparison result is acquired, and the image memory 921 is obtained. Stores the band area image of the die 93a to be inspected. Subsequently, by imaging the band region of the second reference die 94b, a second comparison result between the band region of the die to be inspected 93a and the corresponding band region of the second reference die 94b is obtained, and the first comparison result and A defect of the inspection die 93a is detected based on the second comparison result.

一方で、図11.Aに示すように、パターン形成時の露光工程(もちろん、他の工程であってもよい。)において、所定のプロセスパラメータ(例えば、フォーカス位置や露光時間)をダイ96の位置に合わせて漸次変更しつつ各ダイ96にパターンを形成してプロセス評価用の基板を作製することがあり、このようなプロセス評価用の基板は、露光工程のパラメータの許容範囲である、いわゆるプロセスマージンを取得する際に用いられる。この場合に、上記Die-to-Die方式にて欠陥検出を行うときには、図11.Bに示すように、図11.Aに示すプロセスパラメータを変更して形成したダイ(図11.B中にて破線の矩形にて囲む複数のダイであり、以下、「評価ダイ96」という。)を、標準的な条件にて形成したダイ(図11.B中にて平行斜線を付すダイであり、以下、「標準ダイ96a」という。)にて挟むようにした基板を準備し、ある評価ダイ96に対してY方向に隣接する2つの標準ダイ96aを参照ダイとして評価ダイ96中の被検査領域の欠陥検出が行われる。この場合、1つの基板上に形成可能な評価ダイ96の個数が、基板上のダイ数に比べて少なくなり、プロセスパラメータの変更数によっては、複数のプロセス評価用の基板を作製する必要が生じる。また、複数の評価ダイ96が異なる参照ダイと比較されるため、評価結果がばらつくこともある。   On the other hand, FIG. As shown in A, in the exposure process (or other process, of course) at the time of pattern formation, predetermined process parameters (for example, focus position and exposure time) are gradually changed according to the position of the die 96. However, a substrate for process evaluation may be formed by forming a pattern on each die 96, and such a substrate for process evaluation is used when obtaining a so-called process margin that is an allowable range of parameters of an exposure process. Used for. In this case, when defect detection is performed by the Die-to-Die method, FIG. As shown in FIG. A die formed by changing the process parameter shown in A (a plurality of dies surrounded by a broken-line rectangle in FIG. 11.B, hereinafter referred to as “evaluation die 96”) under standard conditions. A substrate sandwiched between the formed dies (a die with parallel diagonal lines in FIG. 11.B, hereinafter referred to as “standard die 96a”) is prepared, and a certain evaluation die 96 is arranged in the Y direction. The defect detection of the inspection area in the evaluation die 96 is performed using the two adjacent standard dies 96a as reference dies. In this case, the number of evaluation dies 96 that can be formed on one substrate is smaller than the number of dies on the substrate, and depending on the number of process parameter changes, it is necessary to produce a plurality of substrates for process evaluation. . Further, since the plurality of evaluation dies 96 are compared with different reference dies, the evaluation results may vary.

これに対し、図1の欠陥検出装置1では、欠陥検出の基準とされる基準画像が記憶部53にて記憶され、基準画像から導かれる部分画像と被検査画像とを比較することのみにより被検査領域中の欠陥が容易に検出される。さらに、プロセス評価用の基板に標準ダイを形成する必要がない(すなわち、評価ダイのみを形成すればよい)ため、プロセス評価用の基板を効率よく作製することができ、その結果、プロセスパラメータの変更数が膨大となる場合であっても、プロセス評価用の基板の枚数を低減することができる。また、複数の評価ダイが同一の基準画像と比較されるため、プロセスパラメータの許容範囲を精度よく取得することができる。   On the other hand, in the defect detection apparatus 1 of FIG. 1, a reference image used as a reference for defect detection is stored in the storage unit 53, and only by comparing a partial image derived from the reference image with an image to be inspected. Defects in the inspection area are easily detected. Furthermore, since it is not necessary to form a standard die on the substrate for process evaluation (that is, only the evaluation die needs to be formed), the substrate for process evaluation can be efficiently manufactured. Even when the number of changes becomes enormous, the number of substrates for process evaluation can be reduced. In addition, since a plurality of evaluation dies are compared with the same reference image, an allowable range of process parameters can be obtained with high accuracy.

図12は、複数の欠陥検出装置1を有する欠陥検出システム80を示す図である。図12の欠陥検出システム80では、複数の欠陥検出装置1のそれぞれが通信部46を介して通信網8に接続され、通信網8にはさらに、欠陥検出装置1と通信可能な記憶装置81が接続される(例えば、SAN(Storage Area Network)が構築される。)。各欠陥検出装置1の通信部46では、通信網8を介して他の欠陥検出装置1の記憶部53または記憶装置81に基準画像を送信する、並びに、他の欠陥検出装置1の記憶部53または記憶装置81から基準画像を受信することが可能とされる。これにより、一の欠陥検出装置1にて生成された基準画像を他の欠陥検出装置1に直接的に送信する、または、当該基準画像を記憶装置81に記憶させ、その後、他の欠陥検出装置1にて受信させることにより間接的に送信することができ、複数の欠陥検出装置1および記憶装置81の間で基準画像を共有することが可能となる。   FIG. 12 is a diagram illustrating a defect detection system 80 having a plurality of defect detection apparatuses 1. In the defect detection system 80 of FIG. 12, each of the plurality of defect detection devices 1 is connected to the communication network 8 via the communication unit 46, and the communication network 8 further includes a storage device 81 that can communicate with the defect detection device 1. Connected (for example, SAN (Storage Area Network) is constructed). The communication unit 46 of each defect detection device 1 transmits the reference image to the storage unit 53 or the storage device 81 of another defect detection device 1 via the communication network 8, and the storage unit 53 of the other defect detection device 1. Alternatively, the reference image can be received from the storage device 81. Thereby, the reference image generated by one defect detection device 1 is directly transmitted to the other defect detection device 1, or the reference image is stored in the storage device 81, and then the other defect detection device. 1 can be transmitted indirectly, and the reference image can be shared among the plurality of defect detection devices 1 and the storage device 81.

次に、図12中の1つの欠陥検出装置1(以下、「注目欠陥検出装置1」という。)における欠陥検出動作の一例について説明する。図13は、注目欠陥検出装置1が基板9上の欠陥を検出する動作の流れの一部を示す図であり、図6中のステップS15とステップS16との間にて行われる動作を示している。   Next, an example of a defect detection operation in one defect detection apparatus 1 in FIG. 12 (hereinafter referred to as “target defect detection apparatus 1”) will be described. FIG. 13 is a diagram showing a part of the flow of the operation in which the target defect detection apparatus 1 detects a defect on the substrate 9, and shows the operation performed between step S15 and step S16 in FIG. Yes.

本動作例では、図6のステップS11にて、他の欠陥検出装置1の記憶部53または記憶装置81から注目欠陥検出装置1の通信部46にて検査対象の基板9上のパターンに対応する基準画像が受信され、記憶部53にて記憶される。注目欠陥検出装置1にて基準画像が準備されると、続いて、被検査領域の特定に係る処理(ステップS12,S13)および部分画像の抽出(ステップS14)が行われ、その後、ステージ2上に検査対象の基板9が載置されて準備される(ステップS15)。   In this operation example, in step S11 of FIG. 6, the pattern on the substrate 9 to be inspected is stored in the communication unit 46 of the target defect detection device 1 from the storage unit 53 or the storage device 81 of the other defect detection device 1. A reference image is received and stored in the storage unit 53. When the reference image is prepared in the target defect detection apparatus 1, subsequently, processing related to the specification of the inspection area (steps S12 and S13) and extraction of the partial image (step S14) are performed, and then on the stage 2 The substrate 9 to be inspected is placed and prepared (step S15).

基板9が準備されると、基板9上の所定のダイ91中の領域(以下、「評価領域」という。)が撮像機構3により撮像され、コンピュータ4の演算部45にて評価領域を示す画像の画素値の平均値が取得される(図13:ステップS31)。続いて、基準画像中の評価領域に対応する部分が演算部45に入力され、画素値の平均値が算出される(ステップS32)。そして、基板9上の評価領域における画素値の平均値と、基準画像の評価領域に対応する部分の画素値の平均値との比が比較結果として取得される(ステップS33)。   When the substrate 9 is prepared, an area in a predetermined die 91 on the substrate 9 (hereinafter referred to as “evaluation area”) is imaged by the imaging mechanism 3, and an image showing the evaluation area in the computing unit 45 of the computer 4. The average value of the pixel values is acquired (FIG. 13: Step S31). Subsequently, a portion corresponding to the evaluation area in the reference image is input to the calculation unit 45, and an average value of the pixel values is calculated (step S32). Then, a ratio between the average value of the pixel values in the evaluation region on the substrate 9 and the average value of the pixel values of the portion corresponding to the evaluation region of the reference image is acquired as a comparison result (step S33).

演算部45では、さらに、当該比較結果に基づいて、撮像機構3における撮像条件が変更される(ステップS34)。例えば、比較結果が、評価領域における画素値の平均値が基準画像における画素値の平均値よりも小さいことを示す場合には、撮像部31における照明部311からの光の強度が、比較結果に応じた量だけ大きくなるように、撮像制御部43における照明部311に対する設定パラメータの値が変更される。このようにして、撮像機構3における撮像条件が基準画像に合わせて補正され、取得される画像の明るさが基準画像と同等となる。そして、撮像機構3にて被検査画像を取得しつつ被検査画像と部分画像とが比較され(図6:ステップS16,S17)、基板9の被検査領域中の欠陥が検出される。また、必要に応じて、基板9上の他のダイ、または、他の基板9に対して欠陥検出が繰り返される(ステップS18,S19)。   In the computing unit 45, the imaging condition in the imaging mechanism 3 is further changed based on the comparison result (step S34). For example, when the comparison result indicates that the average value of the pixel values in the evaluation region is smaller than the average value of the pixel values in the reference image, the intensity of light from the illumination unit 311 in the imaging unit 31 is the comparison result. The value of the setting parameter for the illumination unit 311 in the imaging control unit 43 is changed so as to increase by the corresponding amount. In this way, the imaging conditions in the imaging mechanism 3 are corrected according to the reference image, and the brightness of the acquired image is equivalent to that of the reference image. Then, the image to be inspected is compared with the partial image while acquiring the image to be inspected by the imaging mechanism 3 (FIG. 6: Steps S16 and S17), and a defect in the inspected region of the substrate 9 is detected. If necessary, defect detection is repeated for another die on the substrate 9 or another substrate 9 (steps S18 and S19).

以上に説明したように、複数の欠陥検出装置1を有する欠陥検出システム80では、複数の欠陥検出装置1、および、欠陥検出装置1と通信可能な記憶装置81が通信網8に接続され、複数の欠陥検出装置1の間で基準画像が共有される。これにより、ある欠陥検出装置1において、検査対象とされる基板9(ある回路形成段階の基板9)に対して必要な基準画像が、他の欠陥検出装置1にて既に取得されている場合に、基準画像を新たに生成することなく欠陥検出を行うことができる。また、各欠陥検出装置1では、他の欠陥検出装置1にて取得された基準画像を利用する際に、撮像機構3における撮像条件が基準画像に合わせて補正される。その結果、基板9上の欠陥を精度よくかつ効率よく検出することが可能となる。なお、撮像条件を基準画像に合わせる上記動作では、画像の画素値の平均値以外に、画素値の中央値等の画像の画素値に関する他の統計値が用いられてもよい。   As described above, in the defect detection system 80 having the plurality of defect detection devices 1, the plurality of defect detection devices 1 and the storage device 81 that can communicate with the defect detection device 1 are connected to the communication network 8. The reference image is shared among the defect detection apparatuses 1. Thereby, when a reference image necessary for a substrate 9 to be inspected (a substrate 9 in a certain circuit formation stage) is already acquired in another defect detection device 1 in another defect detection device 1. Defect detection can be performed without newly generating a reference image. Moreover, in each defect detection apparatus 1, when using the reference image acquired by the other defect detection apparatus 1, the imaging condition in the imaging mechanism 3 is corrected according to the reference image. As a result, defects on the substrate 9 can be detected with high accuracy and efficiency. In the above operation for matching the imaging condition to the reference image, other statistical values related to the pixel value of the image such as the median value of the pixel values may be used in addition to the average value of the pixel values of the image.

また、欠陥検出システム80では、各欠陥検出装置1における記憶部53が省略され、記憶装置81が各欠陥検出装置1に対する記憶部として捉えられることにより、複数の欠陥検出装置1において1つの記憶部(記憶装置81)が共有されてもよい(この場合、基準画像をコピーする動作は行われない。)。   In the defect detection system 80, the storage unit 53 in each defect detection device 1 is omitted, and the storage device 81 is regarded as a storage unit for each defect detection device 1, so that one storage unit in the plurality of defect detection devices 1 is obtained. (Storage device 81) may be shared (in this case, the operation of copying the reference image is not performed).

次に、第2の実施の形態に係る欠陥検出装置1について説明する。本実施の形態では、図1の欠陥検出装置1または図12の欠陥検出装置1が用いられ、欠陥検出の対象物は、液晶表示装置等の表示装置(例えば、自動車に搭載される表示装置)に用いられるガラスの基板とされる。図14に示すように、ガラスの基板9aの主面90aには、それぞれが表示装置のパネルに対応するとともに一様なパターンを有する複数の単位領域91Aが隙間を空けて縦横に整列して設定されており、基板9aは複数の単位領域91Aに従って多面取りされる(すなわち、複数の部位(パネル)に切断される)予定のものである。また、本実施の形態では、撮像機構3における画素分解能が10マイクロメートル(μm)以下とされ、好ましくは、1〜5μmとされる。   Next, the defect detection apparatus 1 according to the second embodiment will be described. In the present embodiment, the defect detection device 1 in FIG. 1 or the defect detection device 1 in FIG. 12 is used, and the defect detection target is a display device such as a liquid crystal display device (for example, a display device mounted in an automobile). The glass substrate used in the above. As shown in FIG. 14, on the main surface 90a of the glass substrate 9a, a plurality of unit regions 91A each corresponding to the panel of the display device and having a uniform pattern are arranged in a vertical and horizontal manner with a gap. The substrate 9a is to be multi-faced according to the plurality of unit regions 91A (that is, to be cut into a plurality of portions (panels)). Moreover, in this Embodiment, the pixel resolution in the imaging mechanism 3 shall be 10 micrometers (micrometer) or less, Preferably, you may be 1-5 micrometers.

第2の実施の形態における欠陥検出動作は、第1の実施の形態と同様であり、まず、欠陥検出において基準とされる画像である基準画像が準備され(図6:ステップS11)、基準画像を縮小した縮小画像が表示部42に表示される(ステップS12)。続いて、検査対象の単位領域(以下、「被検査単位領域」という。)、および、被検査領域に対応する縮小画像中の領域を特定する入力が行われ(ステップS13)、基準画像から被検査領域に対応する部分を含む部分画像が抽出される(ステップS14)。部分画像が抽出されると、検査対象の基板9aがステージ2上に載置されて準備され(ステップS15)、被検査単位領域において、被検査領域を含む帯領域上を撮像部31が通過することにより、被検査領域を示す被検査画像が取得される(ステップS16)。そして、欠陥検出部512において被検査画像と部分画像とを比較することにより被検査領域中の欠陥が検出される(ステップS17)。また、第1の実施の形態と同様に、必要に応じて、基板9a上の他の単位領域91A、または、他の基板に対して欠陥検出が繰り返される(ステップS18,S19)。   The defect detection operation in the second embodiment is the same as that in the first embodiment. First, a reference image, which is an image used as a reference in defect detection, is prepared (FIG. 6: Step S11). Is displayed on the display unit 42 (step S12). Subsequently, an input for specifying a unit region to be inspected (hereinafter referred to as “unit region to be inspected”) and a region in the reduced image corresponding to the region to be inspected is performed (step S13). A partial image including a portion corresponding to the inspection area is extracted (step S14). When the partial image is extracted, the substrate 9a to be inspected is placed and prepared on the stage 2 (step S15), and the imaging unit 31 passes over the band region including the region to be inspected in the unit region to be inspected. Thus, an inspected image indicating the inspected area is acquired (step S16). Then, the defect detection unit 512 detects the defect in the inspection area by comparing the inspection image and the partial image (step S17). Similarly to the first embodiment, the defect detection is repeated for another unit region 91A on the substrate 9a or another substrate as necessary (steps S18 and S19).

以上に説明したように、本実施の形態における欠陥検出装置1の撮像機構3では、ラインセンサ313をガラスの基板9aの主面90aに沿う移動方向に基板9aに対して相対的かつ連続的に移動することにより、基板9a上の単位領域91A中の帯領域の画像が高解像度にて取得可能とされる。また、単位領域の全体を実質的に示すとともに欠陥検出の基準とされる基準画像が記憶部53にて記憶され、欠陥検出の際には、基準画像から被検査領域に対応する部分を含む部分画像が抽出されるとともに、被検査領域を示す被検査画像が撮像機構3により取得され、欠陥検出部512にて部分画像と被検査画像とが比較される。これにより、帯領域の画像を取得する高解像度の撮像機構3を有する欠陥検出装置1において、基準画像を用いてガラスの基板9a上の被検査領域中の欠陥を容易に検出することが実現される。   As described above, in the imaging mechanism 3 of the defect detection apparatus 1 according to the present embodiment, the line sensor 313 is relatively and continuously relative to the substrate 9a in the moving direction along the main surface 90a of the glass substrate 9a. By moving, the image of the band area in the unit area 91A on the substrate 9a can be acquired with high resolution. In addition, a reference image that substantially shows the entire unit area and is used as a reference for defect detection is stored in the storage unit 53, and a part that includes a portion corresponding to the inspection area from the reference image when detecting a defect. While the image is extracted, the inspection image indicating the inspection region is acquired by the imaging mechanism 3, and the defect detection unit 512 compares the partial image and the inspection image. Thereby, in the defect detection apparatus 1 having the high-resolution imaging mechanism 3 that acquires the image of the belt region, it is realized that the defect in the inspection region on the glass substrate 9a is easily detected using the reference image. The

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.

上記第1の実施の形態では、基準画像を生成する際に3つの選択ダイ91a〜91cが選択されて3つの選択画像(各選択ダイにおける全ての選択帯領域画像の集合)が取得され、図4のステップS23において、3つの選択画像の互いに対応する画素値のうち値が近い2つの画素値を選択し、他の画素値がエラー値として除外されることにより、欠陥のほとんど無い基準画像の作成が可能となるが、3以上の選択ダイが選択されて選択画像が3以上となる場合に、例えば、これらの選択画像の互いに対応する複数の画素値のうち、最大または/および最小となるものを除外することにより、エラー値が除外されてもよい。すなわち、基準画像生成部52では、複数の選択画像が3以上である場合に、互いに対応する画素値の代表値を求める前に、これらの画素値の一部を演算から除外して画素値のばらつきを低減する様々な処理が実行されてよく、これにより、より適切な基準画像を生成することが可能となる。   In the first embodiment, when the reference image is generated, the three selection dies 91a to 91c are selected, and three selection images (a set of all selection band area images in each selection die) are acquired. In step S23 in FIG. 4, by selecting two pixel values that are close to each other among the corresponding pixel values of the three selected images and excluding other pixel values as error values, the reference image having almost no defects is selected. However, when three or more selection dies are selected and the number of selected images is three or more, for example, the maximum or / and the minimum among a plurality of pixel values corresponding to each other of these selected images is obtained. Error values may be excluded by excluding things. That is, the reference image generation unit 52 excludes some of these pixel values from the calculation and calculates the pixel values before obtaining the representative values of the corresponding pixel values when the plurality of selected images is 3 or more. Various processes for reducing the variation may be performed, which makes it possible to generate a more appropriate reference image.

また、欠陥検出の基準とされる基準画像は、基板上の単位領域の全体を実質的に示すものであるならば、設計データ(例えば、CAD(Computer Aided Design)データ等)から生成することも可能である。この場合、製造プロセスの条件に依存して生じるパターン(の要素)の形状変化を考慮した補正(例えば、フォトリソグラフィ工程における条件に依存して変化するエッチング後のパターン形状の補正(エッチング補正))を行いつつ、多階調の基準画像が生成される。もちろん、撮像機構3にて取得される複数の選択画像から導かれる基準画像が、操作者により修正され、修正後の基準画像が記憶部53(または、記憶装置81)にて記憶されてもよい。   In addition, a reference image used as a reference for defect detection may be generated from design data (for example, CAD (Computer Aided Design) data) if it substantially shows the entire unit area on the substrate. Is possible. In this case, correction in consideration of the shape change of the pattern (elements) generated depending on the conditions of the manufacturing process (for example, correction of the pattern shape after etching that changes depending on the conditions in the photolithography process (etching correction)) A multi-tone reference image is generated while performing the above. Of course, the reference image derived from the plurality of selection images acquired by the imaging mechanism 3 may be corrected by the operator, and the corrected reference image may be stored in the storage unit 53 (or the storage device 81). .

欠陥検出部512では、被検査画像と部分画像との互いに対応する画素値の差分絶対値を求めることにより被検査領域中の欠陥が検出されるが、例えば、画素値の差分絶対値を正規化した後に所定のしきい値と比較する等、他の手法により被検査領域中の欠陥が検出されてもよい。すなわち、欠陥検出部512では、被検査画像と部分画像とを比較して被検査領域中の欠陥が検出されるのであれば、いかなる手法が用いられてもよい。   The defect detection unit 512 detects a defect in the inspected area by obtaining a difference absolute value of pixel values corresponding to each other between the inspected image and the partial image. For example, the defect absolute value of the pixel value is normalized. Then, the defect in the inspected area may be detected by other methods such as comparing with a predetermined threshold value. In other words, the defect detection unit 512 may use any technique as long as a defect in the inspection area is detected by comparing the inspection image and the partial image.

欠陥検出システム80において、通信網8には複数の欠陥検出装置1のみが接続されてもいてもよく、さらに、基準画像を予め記憶する記憶装置81および1つの欠陥検出装置1のみが通信網8に接続されていてもよい。すなわち、注目欠陥検出装置1と通信可能な記憶装置81、または、他の欠陥検出装置1が通信網8に接続されていることにより、注目欠陥検出装置1において、他の装置との間で基準画像を共有することが可能となる。   In the defect detection system 80, only a plurality of defect detection devices 1 may be connected to the communication network 8. Further, only the storage device 81 that stores the reference image in advance and the single defect detection device 1 are included in the communication network 8. It may be connected to. That is, since the storage device 81 that can communicate with the target defect detection device 1 or another defect detection device 1 is connected to the communication network 8, the target defect detection device 1 uses a reference to another device. Images can be shared.

基板を保持する保持部は、必ずしも基板が載置されるステージ2である必要はなく、例えば基板の外縁部を把持することにより基板を保持するものであってもよい。また、撮像機構3は、固定された基板に対して撮像部31の撮像デバイスであるラインセンサ313を主面に沿う移動方向に連続的に移動することにより、帯領域の画像を取得するものであってもよい。さらに、撮像部31は、例えば、電子線、紫外線、X線等を利用して画像を取得するものであってもよい。電子線を利用する際には、経時的な電子線量の変化や、ロット間における基板の帯電状態の変動等により、一定の質にて画像を得ることは容易ではないが、図13の処理にて基準画像に合わせて撮像条件を補正することにより、複数の基板を検査する場合であっても、基準画像に合わせた画質にて複数の被検査画像を再現性よく取得して基板上の欠陥を精度よく検出することが可能となる。また、基準画像に合わせて撮像条件を補正する処理は、欠陥検出装置1が通信網8に接続されているか否かを問わず、撮像機構3のメンテナンスが行われた後に、あるいは、定期的なキャリブレーション等として行われてもよい。   The holding unit that holds the substrate is not necessarily the stage 2 on which the substrate is placed. For example, the holding unit may hold the substrate by gripping the outer edge of the substrate. Moreover, the imaging mechanism 3 acquires the image of a belt area | region by moving the line sensor 313 which is an imaging device of the imaging part 31 with respect to the fixed board | substrate continuously in the moving direction along a main surface. There may be. Furthermore, the imaging part 31 may acquire an image using an electron beam, an ultraviolet-ray, an X-ray etc., for example. When an electron beam is used, it is not easy to obtain an image with a certain quality due to a change in electron dose with time or a change in the charged state of a substrate between lots. Even when inspecting multiple substrates by correcting the imaging conditions according to the reference image, it is possible to acquire multiple inspected images with high reproducibility at the image quality that matches the reference image and to detect defects on the substrate. Can be detected with high accuracy. In addition, the process of correcting the imaging condition in accordance with the reference image is performed after the maintenance of the imaging mechanism 3 is performed regardless of whether the defect detection apparatus 1 is connected to the communication network 8 or periodically. It may be performed as calibration or the like.

欠陥検出装置1では、記憶部53がハードディスク駆動装置とされることにより大容量の基準画像が記憶可能とされるが、記憶部53は複数のハードディスク駆動装置が組み合わされたもの(例えば、RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)を構成したもの)であってもよく、この場合、記憶部53におけるデータ転送速度の更なる向上を図ることが可能となる。   In the defect detection apparatus 1, a large-capacity reference image can be stored by using the storage unit 53 as a hard disk drive, but the storage unit 53 is a combination of a plurality of hard disk drive devices (for example, RAID ( Redundant Arrays of Inexpensive Disks) may be used. In this case, the data transfer rate in the storage unit 53 can be further improved.

図6に示す動作の流れは、可能な範囲内で適宜変更されてよく、例えば、検査対象の基板が準備された後に基準画像が準備されてもよい。   The operation flow shown in FIG. 6 may be appropriately changed within a possible range. For example, the reference image may be prepared after the substrate to be inspected is prepared.

基板は必ずしも半導体基板や、表示装置用のガラス基板である必要はなく、主面上の複数の単位領域のそれぞれに単位パターンが形成されたプリント配線基板、リードフレーム、あるいは、フォトマスク等であってもよい。   The substrate is not necessarily a semiconductor substrate or a glass substrate for a display device, but is a printed wiring board, a lead frame, a photomask or the like in which a unit pattern is formed in each of a plurality of unit regions on the main surface. May be.

欠陥検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a defect detection apparatus. 基板を示す平面図である。It is a top view which shows a board | substrate. 複数のダイを拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a plurality of dies. 基準画像を生成する処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the process which produces | generates a reference | standard image. 基準画像を示す図である。It is a figure which shows a reference | standard image. 基板上のパターンの欠陥を検出する動作の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the operation | movement which detects the defect of the pattern on a board | substrate. 縮小画像を示す図である。It is a figure which shows a reduced image. 被検査ダイを示す図である。It is a figure which shows a to-be-inspected die. 比較例の欠陥検出装置の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of defect detection apparatus of a comparative example. 比較例の欠陥検出装置における欠陥検出動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the defect detection operation | movement in the defect detection apparatus of a comparative example. プロセス評価用の基板を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the board | substrate for process evaluation. 比較例の欠陥検出装置に対するプロセス評価用の基板を示す図である。It is a figure which shows the board | substrate for process evaluation with respect to the defect detection apparatus of a comparative example. 欠陥検出システムを示す図である。It is a figure which shows a defect detection system. 基板上の欠陥を検出する動作の流れの一部を示す図である。It is a figure which shows a part of flow of operation | movement which detects the defect on a board | substrate. ガラスの基板を示す平面図である。It is a top view which shows the board | substrate of glass.

符号の説明Explanation of symbols

1 欠陥検出装置
2 ステージ
3 撮像機構
8 通信網
9,9a 基板
41 受付部
42 表示部
46 通信部
52 基準画像生成部
53 記憶部
61 基準画像
61a 縮小画像
81 記憶装置
90,90a 主面
91 ダイ
91A 単位領域
91a〜91c 選択ダイ
91d 被検査ダイ
313 ラインセンサ
511 部分画像抽出部
512 欠陥検出部
611,611a,611b 基準帯領域画像
911,911a〜911d 帯領域
A3 被検査領域
S11〜S17,S22〜S25,S31〜S34 ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Defect detection apparatus 2 Stage 3 Imaging mechanism 8 Communication network 9, 9a Substrate 41 Reception part 42 Display part 46 Communication part 52 Reference image generation part 53 Storage part 61 Reference image 61a Reduced image 81 Storage apparatus 90, 90a Main surface 91 Die 91A Unit area 91a to 91c Selection die 91d Die to be inspected 313 Line sensor 511 Partial image extraction unit 512 Defect detection unit 611, 611a, 611b Reference band area image 911, 911a to 911d Band area A3 Inspected area S11 to S17, S22 to S25 , S31-S34 steps

Claims (15)

基板上のパターンの欠陥を検出する欠陥検出装置であって、
主面上の複数の単位領域のそれぞれに所定の単位パターンが形成された基板を保持する保持部と、
撮像デバイスを有し、前記撮像デバイスを前記主面に沿う移動方向に前記基板に対して相対的かつ連続的に移動することにより、前記移動方向に垂直な方向に関して幅が単位領域の幅よりも狭い帯領域の多階調の画像を取得する撮像機構と、
単位領域の全体を実質的に示すとともに欠陥検出の基準とされる多階調の基準画像を記憶する記憶部と、
前記基準画像から、欠陥検出の対象となる単位領域中の被検査領域に対応する部分を含む部分画像を抽出する部分画像抽出部と、
前記撮像機構により取得されるとともに前記被検査領域を示す被検査画像と、前記部分画像とを比較して前記被検査領域中の欠陥を検出する欠陥検出部と、
を備えることを特徴とする欠陥検出装置。
A defect detection device for detecting a pattern defect on a substrate,
A holding unit for holding a substrate on which a predetermined unit pattern is formed in each of a plurality of unit regions on the main surface;
By having an imaging device and moving the imaging device relatively and continuously with respect to the substrate in the movement direction along the main surface, the width is greater than the width of the unit region in the direction perpendicular to the movement direction. An imaging mechanism for acquiring a multi-tone image of a narrow band region;
A storage unit for storing a multi-tone reference image that substantially indicates the entire unit area and is used as a reference for defect detection;
A partial image extraction unit that extracts a partial image including a portion corresponding to a region to be inspected in a unit region to be subjected to defect detection from the reference image;
A defect detection unit that detects a defect in the inspection region by comparing the partial image with the inspection image obtained by the imaging mechanism and indicating the inspection region;
A defect detection apparatus comprising:
請求項1に記載の欠陥検出装置であって、
それぞれが基板上の選択された単位領域である複数の選択単位領域を前記撮像機構にて撮像することにより取得された複数の選択画像において、互いに対応する画素値の代表値を求めることにより前記基準画像を生成する基準画像生成部をさらに備えることを特徴とする欠陥検出装置。
The defect detection apparatus according to claim 1,
In the plurality of selected images acquired by imaging the plurality of selected unit areas, each of which is a selected unit area on the substrate, by the imaging mechanism, the reference is obtained by obtaining representative values of pixel values corresponding to each other. A defect detection apparatus further comprising a reference image generation unit that generates an image.
請求項2に記載の欠陥検出装置であって、
前記基準画像生成部が、前記複数の選択画像が3以上である場合に、前記代表値を求める前に前記互いに対応する画素値の一部を演算から除外して、前記互いに対応する画素値のばらつきを低減する処理を実行することを特徴とする欠陥検出装置。
The defect detection apparatus according to claim 2,
When the plurality of selected images is 3 or more, the reference image generation unit excludes a part of the corresponding pixel values from the calculation before obtaining the representative value, and sets the corresponding pixel values. A defect detection apparatus that performs processing for reducing variation.
請求項2または3に記載の欠陥検出装置であって、
前記複数の選択画像のそれぞれが、前記撮像機構により撮像された複数の帯領域をそれぞれ示す複数の選択帯領域画像の集合であり、前記基準画像が、前記複数の帯領域に対応する複数の基準帯領域画像の集合であることを特徴とする欠陥検出装置。
The defect detection apparatus according to claim 2, wherein
Each of the plurality of selection images is a set of a plurality of selection band region images each indicating a plurality of band regions imaged by the imaging mechanism, and the reference image corresponds to the plurality of reference regions corresponding to the plurality of band regions. A defect detection apparatus characterized by being a set of band area images.
請求項4に記載の欠陥検出装置であって、
前記基準画像中の前記被検査領域に対応する部分が、互いに隣接する基準帯領域画像に跨る場合に、前記互いに隣接する基準帯領域画像を合成した画像が前記部分画像として扱われることを特徴とする欠陥検出装置。
The defect detection apparatus according to claim 4,
When a portion corresponding to the region to be inspected in the reference image straddles a reference band region image adjacent to each other, an image obtained by combining the reference band region images adjacent to each other is treated as the partial image. Defect detection device.
請求項1ないし5のいずれかに記載の欠陥検出装置であって、
前記記憶部が、ハードディスク駆動装置であることを特徴とする欠陥検出装置。
The defect detection apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The defect detection device, wherein the storage unit is a hard disk drive.
請求項1ないし6のいずれかに記載の欠陥検出装置であって、
前記欠陥検出装置と通信可能な記憶装置、または、他の欠陥検出装置が通信網に接続されており、前記通信網を介して前記記憶装置、もしくは、前記他の欠陥検出装置の記憶部に前記基準画像を送信する、または、前記通信網を介して前記記憶装置、もしくは、前記他の欠陥検出装置の前記記憶部から前記基準画像を受信する通信部をさらに備えることを特徴とする欠陥検出装置。
The defect detection apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A storage device communicable with the defect detection device, or another defect detection device is connected to a communication network, and the storage device or the storage unit of the other defect detection device via the communication network A defect detection device further comprising: a communication unit that transmits a reference image or receives the reference image from the storage unit of the storage device or the other defect detection device via the communication network. .
請求項1ないし7のいずれかに記載の欠陥検出装置であって、
前記基準画像を縮小した縮小画像を表示する表示部と、
前記被検査領域に対応する前記縮小画像中の領域の入力を受け付ける受付部と、
をさらに備えることを特徴とする欠陥検出装置。
The defect detection apparatus according to any one of claims 1 to 7,
A display unit for displaying a reduced image obtained by reducing the reference image;
A receiving unit for receiving an input of an area in the reduced image corresponding to the inspection area;
A defect detection apparatus further comprising:
基板上のパターンの欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
a)主面上の複数の単位領域のそれぞれに所定の単位パターンが形成された基板を準備する工程と、
b)単位領域の全体を実質的に示すとともに欠陥検出の基準とされる多階調の基準画像を準備する工程と、
c)前記基準画像から、欠陥検出の対象となる単位領域中の被検査領域に対応する部分を含む部分画像を抽出する工程と、
d)撮像デバイスを有し、前記撮像デバイスを前記主面に沿う移動方向に前記基板に対して相対的かつ連続的に移動することにより、前記移動方向に垂直な方向に関して幅が単位領域の幅よりも狭い帯領域の多階調の画像を取得する撮像機構を用いて、前記被検査領域を示す被検査画像を取得する工程と、
e)前記被検査画像と前記部分画像とを比較して前記被検査領域中の欠陥を検出する工程と、
を備えることを特徴とする欠陥検出方法。
A defect detection method for detecting defects in a pattern on a substrate,
a) preparing a substrate on which a predetermined unit pattern is formed in each of a plurality of unit regions on the main surface;
b) preparing a multi-tone reference image that substantially shows the entire unit area and serves as a reference for defect detection;
c) extracting from the reference image a partial image including a portion corresponding to a region to be inspected in a unit region to be subjected to defect detection;
d) having an imaging device and moving the imaging device relative to the substrate in a movement direction along the main surface relative to the substrate so that the width is the width of the unit region with respect to the direction perpendicular to the movement direction; Using an imaging mechanism for acquiring a multi-tone image of a narrower band region, obtaining an inspection image indicating the inspection region; and
e) comparing the inspected image with the partial image to detect defects in the inspected area;
A defect detection method comprising:
請求項9に記載の欠陥検出方法であって、
f)前記b)工程の前に、それぞれが基板上の選択された単位領域である複数の選択単位領域を前記撮像機構にて撮像することにより取得された複数の選択画像において、互いに対応する画素値の代表値を求めることにより前記基準画像を生成する工程をさらに備えることを特徴とする欠陥検出方法。
The defect detection method according to claim 9,
f) Pixels corresponding to each other in a plurality of selected images acquired by imaging a plurality of selected unit areas, each of which is a selected unit area on the substrate, by the imaging mechanism before the step b) A defect detection method further comprising a step of generating the reference image by obtaining a representative value.
請求項10に記載の欠陥検出方法であって、
前記f)工程が、前記複数の選択画像が3以上である場合に、前記代表値を求める前に前記互いに対応する画素値の一部を除外して、前記互いに対応する画素値のばらつきを低減する工程を備えることを特徴とする欠陥検出方法。
The defect detection method according to claim 10,
In the step f), when the plurality of selected images is 3 or more, a part of the corresponding pixel values is excluded before obtaining the representative value, thereby reducing variations in the corresponding pixel values. A defect detection method comprising the step of:
請求項10または11に記載の欠陥検出方法であって、
前記複数の選択画像のそれぞれが、前記撮像機構により撮像された複数の帯領域をそれぞれ示す複数の選択帯領域画像の集合であり、前記基準画像が、前記複数の帯領域に対応する複数の基準帯領域画像の集合であることを特徴とする欠陥検出方法。
The defect detection method according to claim 10 or 11,
Each of the plurality of selection images is a set of a plurality of selection band region images each indicating a plurality of band regions imaged by the imaging mechanism, and the reference image corresponds to the plurality of reference regions corresponding to the plurality of band regions. A defect detection method characterized by being a set of band area images.
請求項12に記載の欠陥検出方法であって、
前記基準画像中の前記被検査領域に対応する部分が、互いに隣接する基準帯領域画像に跨る場合に、前記c)工程において、前記互いに隣接する基準帯領域画像を合成した画像が前記部分画像として扱われることを特徴とする欠陥検出方法。
The defect detection method according to claim 12,
When the portion corresponding to the region to be inspected in the reference image straddles adjacent reference band region images, an image obtained by combining the adjacent reference band region images in the step c) is used as the partial image. A defect detection method characterized by being handled.
請求項9ないし13のいずれかに記載の欠陥検出方法であって、
前記d)工程の前に、前記撮像機構にて取得されるとともに前記基板上の単位領域中の所定領域を示す画像の画素値に関する統計値と、前記基準画像中の前記所定領域に対応する部分の画素値に関する統計値とを比較し、比較結果を取得する工程と、
前記d)工程における前記撮像機構の撮像条件を前記比較結果に基づいて変更する工程と、
をさらに備えることを特徴とする欠陥検出方法。
A defect detection method according to any one of claims 9 to 13,
Prior to step d), a statistical value relating to a pixel value of an image obtained by the imaging mechanism and indicating a predetermined area in the unit area on the substrate, and a portion corresponding to the predetermined area in the reference image Comparing a statistical value related to the pixel value of, and obtaining a comparison result;
A step of changing an imaging condition of the imaging mechanism in the step d) based on the comparison result;
A defect detection method further comprising:
請求項9ないし14のいずれかに記載の欠陥検出方法であって、
前記c)工程の前に前記基準画像を縮小した縮小画像を表示部に表示する工程と、
前記被検査領域に対応する前記縮小画像中の領域の入力を受け付ける工程と、
をさらに備えることを特徴とする欠陥検出方法。
The defect detection method according to any one of claims 9 to 14,
A step of displaying a reduced image obtained by reducing the reference image on the display unit before the step c);
Receiving an input of an area in the reduced image corresponding to the inspection area;
A defect detection method further comprising:
JP2006222340A 2006-08-17 2006-08-17 Defect detector and defect detection method Pending JP2008046012A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006222340A JP2008046012A (en) 2006-08-17 2006-08-17 Defect detector and defect detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006222340A JP2008046012A (en) 2006-08-17 2006-08-17 Defect detector and defect detection method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008046012A true JP2008046012A (en) 2008-02-28

Family

ID=39179895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006222340A Pending JP2008046012A (en) 2006-08-17 2006-08-17 Defect detector and defect detection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008046012A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010106837A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ Pattern inspecting apparatus and pattern inspecting method
WO2013188213A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-19 Applied Materials, Inc. High sampling rate sensor buffering in semiconductor processing systems
CN111982927A (en) * 2015-05-12 2020-11-24 东京毅力科创株式会社 Substrate processing system
CN114152627A (en) * 2022-02-09 2022-03-08 季华实验室 Chip circuit defect detection method and device, electronic equipment and storage medium

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010106837A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ Pattern inspecting apparatus and pattern inspecting method
WO2013188213A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-19 Applied Materials, Inc. High sampling rate sensor buffering in semiconductor processing systems
US9384122B2 (en) 2012-06-12 2016-07-05 Applied Materials, Inc. High sampling rate sensor buffering in semiconductor processing systems
CN111982927A (en) * 2015-05-12 2020-11-24 东京毅力科创株式会社 Substrate processing system
CN111982927B (en) * 2015-05-12 2023-12-15 东京毅力科创株式会社 Substrate processing system
CN114152627A (en) * 2022-02-09 2022-03-08 季华实验室 Chip circuit defect detection method and device, electronic equipment and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9177372B2 (en) Defect estimation device and method and inspection system and method
US9031313B2 (en) Inspection system
US20240193760A1 (en) System for Detecting Defect and Computer-Readable Medium
US20150379707A1 (en) Mask inspection apparatus, mask evaluation method and mask evaluation system
CN110031188B (en) Method for testing aperture of integrated circuit optical chip
WO2021038633A1 (en) Defect inspection method and defect inspection device
TW201132962A (en) Inspection device and method
JP2008175686A (en) Visual examination device and visual examination method
JP4336672B2 (en) Sample inspection apparatus, sample inspection method, and program
JP5178781B2 (en) Sensor output data correction device and sensor output data correction method
JP2016528497A (en) Monitoring changes in photomask defects
JP2010164487A (en) Defect inspecting apparatus and defect inspecting method
JP2010034138A (en) Pattern inspection apparatus, pattern inspection method and program
JP2008046012A (en) Defect detector and defect detection method
US12062166B2 (en) Method and system for diagnosing a semiconductor wafer
JP2011196728A (en) Inspection device and inspection method
JP4772815B2 (en) Correction pattern image generation apparatus, pattern inspection apparatus, and correction pattern image generation method
JP7525251B2 (en) Method for determining sensitivity fluctuation of TDI (time delay integration) sensor, pattern inspection method, and pattern inspection device
JP4074624B2 (en) Pattern inspection method
JP4977123B2 (en) Sample inspection apparatus, sample inspection method, and program
JP4243268B2 (en) Pattern inspection apparatus and pattern inspection method
JP2012255740A (en) Defect inspection device and defect inspection method
JP2009180710A (en) Method and apparatus for determining detection sensitivity for pattern inspection
JP2014232071A (en) Pattern inspection method and pattern inspection device
JP2019219227A (en) Pattern inspection device and pattern inspection method