JPH0682724B2 - ウエハ欠陥検査装置 - Google Patents

ウエハ欠陥検査装置

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JPH0682724B2
JPH0682724B2 JP4290586A JP4290586A JPH0682724B2 JP H0682724 B2 JPH0682724 B2 JP H0682724B2 JP 4290586 A JP4290586 A JP 4290586A JP 4290586 A JP4290586 A JP 4290586A JP H0682724 B2 JPH0682724 B2 JP H0682724B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体ウエハ等の欠陥部分を抽出するウエハ
欠陥検査装置に係わり、特にオンラインにて正確にウエ
ハの欠陥部分を判定するウエハ欠陥検査装置に関する。
(従来の技術) 一般に、半導体母材をスライスして所定形状のウエハを
製造しているが、この製造によって作られたウエハのス
ライス面には種々の要因によって結晶状の欠陥が生じ、
かつ、この欠陥はウエハ基準方向に対して水平または垂
直方向に例えば幅1ミクロン、長さ10〜30ミクロン程度
の特徴的な形態を有する線状欠陥として表わされる。こ
のような欠陥が多いと、製品の品質を著しく低下させる
原因となる。
そこで、従来、種々の欠陥検査手段を用いてウエハの欠
陥を検出している。その1つの欠陥検査手段は、ウエハ
自体を化学的な処理をして欠陥部分を可視化した後、顕
微鏡を用いて目視により観察し、ゴミと判断した場合に
は計数せず、特定の欠陥のみを計数し、これに過去の経
験等を考慮してウエハの良否を判断している。
他のもう1つの欠陥検査手段は、レーザ反射による撮像
装置を用いてウエハの検査面を走査し、この走査によっ
て得られた電気信号を所定のしきい値で比較し前記ゴム
を含んで特定の欠陥と判断して欠陥を読出して計数する
ことにより、ウエハの良否を判断するものである。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、前者の目視観察による欠陥検査手段は、オンラ
イン化に不向きなものであるとともに、検査作業の能率
低下を招き、経験を十分持った者でないと高精度な検査
が行なえない。
一方、後者の2値化方式を用いた欠陥検査手段は、ゴミ
を含んで特定の欠陥と判断するために、同様に高精度な
検査が行なえない。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、オンライン
化により検査作業の能率化を高め得るとともに、ゴミと
特定の欠陥を確実に崚別して高精度な欠陥検査を実現し
得るウエハ欠陥検査装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明によるウエハ欠陥検査装置によれば、画像入力手
段によりウエハの検査面を走査し、この走査によって得
られたウエハ画像を欠陥候補特定手段へ入力し、この欠
陥候補特定手段で前記画像入力手段から入力された濃淡
画像を所定の第1のしきい値で2値化するとともに、孤
立点画像を除去して連結画像を欠陥候補として特定し、
ここで特定された欠陥候補を特徴パラメータ測定手段へ
入力し、所定の演算式を用いて複数の特徴パラメータを
求め、さらに欠陥部判定手段において予め各特徴パラメ
ータごとに設定された第2のしきい値と前記特徴パラメ
ータ測定手段により求めた特徴パラメータとの大小関係
から前記欠陥候補が欠陥であるか否かを判定するように
したものである。
(作用) 従って、以上のような手段とすることにより、欠陥候補
特定手段により欠陥候補を特定した後、所定の演算式を
用いて各欠陥候補ごとに複数の特徴パラメータを求め、
これら複数の特徴パラメータと各特徴パラメータごとに
設定されるしきい値とから欠陥候補を欠陥と判定し出力
するようにしたので、人為的な勘や経験を必要とせずに
オンライン化により迅速、かつ、高精度にウエハの良否
を判断することができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例について第1図ないし第4図を
参照して説明する。第1図は本発明装置の要部を示す機
能ブロック図、第2図は本発明装置の一構成例図、第3
図は本発明装置の動作流れ図、第4図は欠陥候補を特定
化するために説明図である。先ず、本発明装置は機能的
には第1図に示すように、ウエハの検査面を走査してウ
エハ画像を取り込む画像入力手段A、この画像入力手段
Aによって入力された濃淡画像を所定のしきい値で2値
化し欠陥候補を特定化する欠陥候補特定手段B、この欠
陥候補特定手段Bで得られた欠陥部分の候補ごとに、例
えば面積S,縦横長さLy,Lx,縦横比Lx/Ly,外接矩形面積比
S/Lx・Lyなどの特徴パラメータを求める特徴パラメータ
測定手段Cおよびこれら複数の特徴パラメータを用いて
ゴミか特定の欠陥かを判定する欠陥部判定手段D等から
なっている。
次に、本発明装置の構成について第2図を参照して更に
詳細に説明する。同図において11は制御コンピュータで
あって、これは入出力バス12やダイレクト・メモリ・バ
スDMAおよび制御ライン(図示せず)を経由して装置各
部に必要な制御信号を送出して所定の制御を行い、ま
た、予め定められたプログラムに基づいて画像処理を実
行する機能をもっている。通常、この制御コンピュータ
11は、一般的には中央演算処理ユニットCPUと呼ばれ
る。前記入出力バス12には例えば入出力インターフェィ
ス13を介してラインプリンタ14やCRT表示部15等が接続
されている。16は画像処理のためのプログラム、必要な
固定定数その他演算式等を記憶する主記憶部、17は制御
コンピュータ11その他後述する各構成要素で処理した画
像処理途中の一時的なデータを必要に応じて記憶する補
助記憶部である。また、図示されていないがダイレクト
・メモリ・コントローラを有し、これはダイレクト・メ
モリ・バスDMAを経て例えば主記憶部16,画像メモリ22お
よび補助記憶部17等から直接データを読み出してダイレ
クト・メモリ(図示せず)に記憶するようになってい
る。18は制御コンピュータ11からの指令をマルチバス19
を介して後述する各画像処理要素に伝達し、あるいは所
定の信号に変換する機能を持った画像処理シンターフェ
ィスである。この画像処理シンターフェィス18から導出
されたマルチバス19と画像データバス20の間には、画像
入力手段Aとしての画像入力機器21,欠陥候補特定手段
Bを構成する画像入力機器21より入力されたウエハ画
像、途中結果画像等を記憶する画像メモリ22,画像間演
算部23,ヒストグラム測定部24,画像2値化部25,論理フ
ィルタ26および領域番号付け部27が接続され、また特徴
パラメータ測定手段Cの一部として構成する前記画像メ
モリ22および外接矩形測定部28が接続されている。
前記画像入力機器21は、ウエハの検査面を走査しこのウ
エハ検査面より出力される光学像を例えば顕微鏡を介し
てラインセンサ,X線撮像装置またはテレビジョンカメラ
等でウエハの濃淡画像として取り込んで入力する。
前記画像間演算部23は、予め設定した基準画像と前記画
像入力機器12からの濃淡画像との各々の同じ位置の画素
間で加減算または論理積和演算を行って画像入力機器21
の各検出素子相互の感度補正値を得るものである。前記
ヒストグラム測定部24は濃淡画像の濃淡の頻度を求め
る。前記画像2値化部25は入力画像の明るさの変化に追
従して2値化レベルを変化させながら濃淡画像を2値化
し2値画像を取得する。前記論理フイルタ26は孤立点除
去用テーブル,x方向連結用テーブルおよびy方向連結用
テーブルにより2値画像のうち孤立点画像を除去し、x
方向の1画素の連結およびy方向の1画素の連結を行う
ものである。前記領域番号付け部27は2値画像の連結し
た領域ごとに例えば濃淡値の番号を付けて欠陥候補の特
定化を行うものである。
前記外接矩形測定部28は各領域番号付けされた欠陥候補
に対し最小値座標x1,y1,最大値座標x2,y2を求め、所定
の演算式により特徴パラメータを求めるものである。
次に、以上のように構成された装置の動作について第3
図および第4図を参照して説明する。制御コンピュータ
11は主記憶部16に記憶されているプログラムに基づいて
画像処理インターフェィス18を通して画像入力機器21を
駆動制御する。この制御により画像入力機器21としての
顕微鏡およびテレビジョンカメラはウエハ検査面を走査
しながらウエハの一部分の顕微鏡画像をテレビジョンカ
メラで撮像しウエハ検査面の濃淡画像として入力し、前
記画像メモリ22に所定の順序で順序記憶していき、さら
に顕微鏡の視野を移動させて同様な動作によりウエハ全
体の濃淡画像を取得する(ステップS1)。しかる後、ス
テップS2においては制御コンピュータ11の指令により画
像間演算部23が画像メモリ22にテーブル化されたウエハ
検査面の濃淡画像と予め設定された基準画像との各々の
同じ画素間で加減算または論理積和演算を行って補正値
を得、この補正値をウエハの濃淡画像に加えてテレビジ
ョンカメラの各検出素子相互間の感度補正を行い、同様
に画像メモリ22に記憶する。引き続き、制御コンピュー
タ11の指令によりヒストグラム測定部24が駆動制御さ
れ、ここで濃淡画像の濃淡の頻度を測定し、このヒスト
グラムh(x)に対し h1(x)=1/4{h(x−1) +2h(x)+h(x+1)} あるいは h2(x)=1/8{h(×+2) +2h(x−1)+2h(x) +2h(x+1)+h(x+2)} などの平滑化を行い、平滑化されたヒストグラムのピー
クの濃淡値x maxを求める。更に、画像2値化部25にお
いてヒストグラムのピークの濃淡値x maxに対し、x max
+α(例えば256階調の場合α=50)を2値化のしきい
値として用いて前記補正された濃淡画像を2値化する。
このようにヒストグラムの最大の濃淡値により2値化の
しきい値を微少変動させることにより、入力された濃淡
画像の明るさの変化に追従させる。従って、2値化処理
後、第4図に示すように例えば孤立点画像や連結画像等
が多数存在することになる。
次に、ステップS3では、プログラムに基づいて制御コン
ピュータ11が論理フイルタ部26を動作制御し、ここで2
値画像に対し、例えば相隣接する2値画像の論理積によ
って孤立点画像aおよびx・y方向の連結画像bを見つ
け出し孤立点画像を除去する(ステップS3)。
次に、ステップS4においてプログラムに基づいて領域番
号付け部27が動作制御され、ここで例えば連結画像等の
各領域画像ごとに領域番号を付して欠陥候補を特定化し
画像メモリ22に記憶する。
しかる後、ステップS5において領域番号付けされた画像
をヒストグラム測定部24で各領域の画素数、つまり面積
Sを求め、また各領域ごとに外接矩形測定部28により最
大および最小のx,y座標を求め、これにより縦の長さLy
および横の長さLxを求める。この他、縦横比Lx/Ly、外
接矩形面積比S/Lx・Lyなどの特徴パラメータを求める。
以上のようにして各欠陥候補について複数の特徴パラメ
ータが求めたならば、これらの欠陥候補がゴミ等によっ
て生じているのか、あるいは、特定の欠陥に属するかを
判定する。このためには各特徴パラメータごとに予め設
定されたしきい値が使用される。すなわち、例えば20≦
S≦350、8≦Lx≦50かつ1≦Ly≦12、または1≦Lx≦1
2かつ8≦Ly≦50、 1.5≦Lx/Ly≦100または 0.01≦Lx/Ly≦0.67、 0.4≦S/Lx・Ly≦1.0により、しきい値と特徴パラメータ
との大小関係を調べ、上記しきい値内にあれば欠陥と判
定する(ステップS6)。そして、ステップS7において欠
陥と判定された領域の数を計数し、各ウエハごとに欠陥
数の分布を出力し、必要によりCRT表示部15に表示し、
ウエハの良否を判定するものである。
従って、以上のような実施例によれば、ウエハの濃淡画
像の明るさに応じてしきい値を定め、このしきい値によ
り補正された濃淡画像を2値化するようにしたので、孤
立画像とその他の画像とが確実に区別できるとともに、
不必要な画像を確実に除去することができる。また、欠
陥候補ごとに領域番号付けを行って記憶するようにした
ので、ウエハの各部分ごとの欠陥分布を調べるのに容易
である。また、複数の特徴パラメータを求め、かつ、各
特徴パラメータに対応するしきい値に基づいて各別に大
小関係を判断し、これら全体の関係から欠陥を判定する
ようにしたので、判定結果の正確性ひいては高精度な検
査を実施することができる。しかも、人為的な判断を要
しないので検査作業の能率化に大きく貢献させることが
できる。
なお、上記実施例では、面積S、縦横長さLy,Lx、縦横
比Lx/Ly、外接矩形比S/Lx・Ly等を特徴パラメータとし
たが、これら全部の特徴パラメータを用いることなく各
欠陥候補について例えば2つ以上の特徴パラメータを用
いて欠陥を判定するようにしてもよい。また、線状欠陥
を例にとって述べたが、特定すべき欠陥の形態によって
種々の特徴パラメータを用いることは言うまでもない。
また、本実施例では画像2値化の際の補正定数αに50を
用いたが、他の正の整数,負の整数または零にしても実
施できる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲
で種々変形して実施できる。
[発明の効果] 以上詳記したように本発明によれば、オンライン化によ
り検査作業の能率化を高め得るとともに、ゴミと特定の
欠陥を確実に崚別し特定の欠陥だけを計数することによ
り、ウエハを高精度に検査し得るウエハ欠陥検査装置を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明に係わるウエハ欠陥検査装
置の一実施例を説明するために示したもので、第1図は
本発明装置の要部を示す機能ブロック図、第2図は装置
の一構成例を示す図、第3図は一連の画像処理を説明す
る動作流れ図、第4図は欠陥候補を特定するための説明
図である。 A……画像入力手段、B……欠陥候補特定手段、C……
特徴パラメータ測定手段、D……欠陥部判定手段、11…
…制御コンピュータ、16……主記憶部、21……画像入力
機器、22……画像メモリ、23……画像間演算部、24……
ヒストグラム測定部、25……画像2値化部、26……論理
フイルタ部、27……領域番号付け部、28……外接矩形測
定部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウエハの検査面を走査し、この走査によっ
    て得られたウエハ画像を入力する画像入力手段と、この
    画像入力手段により入力された濃淡画像を第1のしきい
    値で2値化し欠陥候補を特定する欠陥候補特定手段と、
    この欠陥候補特定手段で特定された欠陥候補ごとに予め
    定めた演算式により複数の特徴パラメータを求める特徴
    パラメータ測定手段と、各特徴パラメータごとに所定の
    第2のしきい値が設定され、前記特徴パラメータ測定手
    段により求めた特徴パラメータごとに対応する第2のし
    きい値と比較し、それらの大小関係から前記欠陥部分の
    候補が欠陥であるか否かを判定する欠陥部判定手段とを
    備えたことを特徴とするウエハ欠陥検査装置。
  2. 【請求項2】欠陥候補特定手段は、前記濃淡画像の明る
    さに応じて変化する前記第1のしきい値を用いて濃淡画
    像を2値化する2値化手段と、この2値化手段によって
    得られた2値化画像に対し、論理フイルタを用いて孤立
    点画像を除去する手段と、この孤立点画像除去後の連結
    画像に領域番号を付して欠陥候補を特定する領域番号付
    け手段とを有するものである特許請求の範囲第1項記載
    のウエハ欠陥検査装置。
  3. 【請求項3】特徴パラメータ測定手段は、前記領域番号
    付けされた欠陥候補ごとに、面積,縦横長さ,縦横比,
    外接矩形面積比等の演算式のうち少なくとも2つ以上の
    演算式を用いて特徴パラメータを求めるものである特許
    請求の範囲第1項記載のウエハ欠陥検査装置。
  4. 【請求項4】欠陥部判定手段は、各特徴パラメータごと
    に前記第2のしきい値を設定するしきい値設定手段と、
    前記特徴パラメータ測定手段によって求めた各特徴パラ
    メータと前記しきい値設定手段で設定された第2のしき
    い値とを比較し、その大小関係から前記特定の欠陥を判
    定する手段とを有するものである特許請求の範囲第1項
    記載のウエハ欠陥検査装置。
JP4290586A 1986-02-28 1986-02-28 ウエハ欠陥検査装置 Expired - Lifetime JPH0682724B2 (ja)

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JP5167731B2 (ja) * 2007-09-06 2013-03-21 大日本印刷株式会社 検査装置および方法
JP4799574B2 (ja) 2008-02-29 2011-10-26 株式会社東芝 線状パターンの検知方法および装置
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CN115937056A (zh) * 2021-05-13 2023-04-07 合肥欣奕华智能机器股份有限公司 电路板的点胶缺陷检测方法、装置、设备及存储介质
CN114332012B (zh) * 2021-12-29 2025-09-12 深圳中科飞测科技股份有限公司 缺陷检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质

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