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JP-2026076823-A - 検査装置及び検査方法

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Abstract

【課題】好適な位置合わせ用の登録パターンを選定する。 【解決手段】 検査装置１は、参照画像Ｋにおいて、被検査対象Ａに形成された複数のパターンＰの中から位置合わせ用の登録パターンＰｋを登録し、検査画像において、被検査対象Ａに形成された複数のパターンの中から登録パターンに類似した検出パターンＰｊを検出し、検査画像における検出パターンの位置Ｌｊと参照画像における登録パターンＰｋの位置Ｌｋとに基づいて、検査画像を参照画像に位置合わせする。検査装置は、被検査対象に形成された複数のパターンの中から仮登録された仮登録パターンＱを基準に、被検査対象を製品毎に撮像することにより得られる複数の取込画像ｇを互いに重ね合わせることによって、合成画像Ｇを合成し、仮登録パターンの登録パターンとしての適否を判定するために、合成画像を構成する複数の取込画像の間でのバラツキＥを求める。 【選択図】図３

Inventors

  • 卜部 直輝

Assignees

  • 東レエンジニアリング株式会社
  • 東レエンジニアリング先端半導体ＭＩテクノロジー株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (8)

  1. 被検査対象を撮像して得られる検査画像を参照画像と比較することにより前記被検査対象を検査する検査装置であって、 前記被検査対象を撮像する撮像部と、 処理部と、を備え、 前記処理部は、 前記参照画像において、前記被検査対象に形成された複数のパターンの中から位置合わせ用の前記パターンを登録パターンとして登録し、 前記被検査対象を撮像することにより得られる前記検査画像において、前記被検査対象に形成された複数の前記パターンの中から前記登録パターンに類似した前記パターンを検出パターンとして検出し、 前記検査画像における前記検出パターンの位置と前記参照画像における前記登録パターンの位置とに基づいて、前記検査画像を前記参照画像に位置合わせし、 前記処理部は、 前記被検査対象に形成された複数の前記パターンの中から仮登録された仮登録パターンを基準に、前記被検査対象を製品毎に撮像することにより得られる複数の取込画像を互いに重ね合わせることによって、合成画像を合成し、 前記仮登録パターンの前記登録パターンとしての適否を判定するために、前記合成画像を構成する複数の前記取込画像の間でのバラツキを求める、検査装置。
  2. 複数の前記取込画像は、メモリに保存され、 前記仮登録パターンは、第１仮登録パターン及び第２仮登録パターンを含み、 前記合成画像は、前記第１仮登録パターンを基準にして複数の前記取込画像を互いに重ね合わせることによって合成される第１合成画像と、前記第２仮登録パターンを基準にして複数の前記取込画像を互いに重ね合わせることによって合成される第２合成画像と、を含み、 前記第１合成画像及び前記第２合成画像は、前記メモリに保存された共通の複数の前記取込画像を用いて合成されている、請求項１に記載の検査装置。
  3. 表示部を備え、 前記バラツキは、前記第１合成画像を構成する複数の前記取込画像の間での第１バラツキと、前記第２合成画像を構成する複数の前記取込画像の間での第２バラツキと、を含み、 前記表示部は、前記第１仮登録パターン及び前記第２仮登録パターン並びに前記第１合成画像の前記第１バラツキ及び前記第２合成画像の前記第２バラツキを表示する、請求項２に記載の検査装置。
  4. 前記表示部に表示された前記第１仮登録パターン及び前記第２仮登録パターンのうちのユーザに選択された前記仮登録パターンを、前記登録パターンとして登録する、請求項３に記載の検査装置。
  5. 前記バラツキは、前記第１合成画像を構成する複数の前記取込画像の間での第１バラツキと、前記第２合成画像を構成する複数の前記取込画像の間での第２バラツキと、を含み、 前記第１バラツキが前記第２バラツキよりも小さいとき、前記第１仮登録パターンを前記登録パターンとして適用する、 請求項２に記載の検査装置。
  6. 前記合成画像を構成する複数の前記取込画像の間での画素毎の明るさの前記バラツキが求められる、請求項１から５のいずれか１つに記載の検査装置。
  7. 前記バラツキは、平均値、標準偏差、分散値及び変動係数の少なくともいずれかを含む、請求項１から５のいずれか１つに記載の検査装置。
  8. 被検査対象を撮像して得られる検査画像を参照画像と比較することにより前記被検査対象を検査する検査方法であって、 前記参照画像において、前記被検査対象に形成された複数のパターンの中から位置合わせ用の前記パターンを登録パターンとして登録し、 前記被検査対象を撮像することにより得られる前記検査画像において、前記被検査対象に形成された複数の前記パターンの中から前記登録パターンに類似した前記パターンを検出パターンとして検出し、 前記検査画像における前記検出パターンの位置と前記参照画像における前記登録パターンの位置とに基づいて、前記検査画像を前記参照画像に位置合わせし、 前記検査方法では、 前記被検査対象に形成された複数の前記パターンの中から仮登録された仮登録パターンを基準に、前記被検査対象を製品毎に撮像することにより得られる複数の取込画像を互いに重ね合わせることによって、合成画像を合成し、 前記仮登録パターンの前記登録パターンとしての適否を判定するために、前記合成画像を構成する複数の前記取込画像の間でのバラツキを求め、 前記バラツキに基づいて前記仮登録パターンを前記登録パターンとして登録する、検査方法。

Description

本開示は、検査装置及び検査方法に関する。 特許文献１に示すように、被検査対象を撮像して得られる検査画像を参照画像と比較することによって被検査対象を検査する検査手法が、知られている。 特開平７－３２５０４６号公報 図１は、被検査対象を撮像して得られる検査画像を参照画像と比較することにより被検査対象を検査する検査装置を示す。図２は、検査画像と参照画像との位置合わせを示す。図３は、登録パターンの選定を示す。図４は、表示部を示す。図５は、バラツキを求めるための手法を示す。図６は、登録パターンを決定するためのフローチャートを示す。 以下、本開示の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物あるいはその用途を制限することを意図するものでは全くない。 （検査装置） 図１は、検査装置１を示す。図２は、検査画像Jと参照画像Ｋとの位置合わせを示す。検査装置１は、被検査対象Ａを撮像して得られる検査画像Ｊを参照画像Ｋと比較することによって、被検査対象Ａを検査する。 被検査対象Ａは、例えば、基板Ｗのチップの表面である。基板Ｗの表面には、複数のチップが設けられている。基板Ｗは、例えば、半導体ウエハである。 検査装置１は、被検査対象Ａに発生した欠陥を検出する。欠陥として、例えば、異物、傷、エッジリンス不良、スルーホール異常、塗膜ムラ、剥がれ、スクラッチ、ボンディングパッド異常、色ムラ、パターン異常、染み、変色、変形、などがある。 検査装置１は、撮像部１０と、処理部２０と、表示部３０と、を備える。 撮像部１０は、例えば、カメラである。撮像部１０は、被検査対象Ａを撮像する。 処理部２０は、例えば、コンピュータである。処理部２０は、例えば、基盤上に搭載されたプロセッサと、プロセッサを動作させるためのソフトウエアを格納するメモリと、を含む。 検査装置１では、被検査対象Ａを複数の視野Ｆｊに区画するとともに、撮像部１０を被検査対象Ａに対して相対的に移動させながら、被検査対象Ａを撮像部１０によって視野Ｆｊ毎に順次撮像して、視野Ｆｊ毎に撮像画像を得る。 検査装置１の処理部２０は、視野Ｆｊ毎に撮像画像の外周部をトリミングして、視野Ｆｊ毎に検査画像Ｊを得る。検査装置１の処理部２０は、被検査対象Ａを撮像して得られる検査画像Ｊを、参照画像Ｋと比較する。 参照画像Ｋは、フィッティング画像や統計的良品画像とも呼ばれる。参照画像Ｋは、例えば、良品判定された被検査対象Ａの画像を平均化することによって、得られる。参照画像Ｋは、事前に設定されている。参照画像Ｋは、検査画像Ｊと同様の方法にて、撮像部１０の視野Ｆｋ毎に予め作成されている。 検査画像Ｊを得るための視野Ｆｊ（以下「検査視野Ｆｊ」という）と参照画像Ｋを得るための視野Ｆｋ（以下「参照視野Ｆｋ」という）とは、互いに同じ大きさ且つ同じ形状（本例では四角形）である。 検査画像Ｊを参照画像Ｋと比較することによって、被検査対象Ａが検査される。例えば、被検査対象Ａに発生した欠陥の検出が行われる。 しかしながら、被検査対象Ａを支持するステージ２や撮像部１０などの位置決め精度が悪いと、検査視野Ｆｊと参照視野Ｆｋとの位置ずれが生じてしまう。このため、検査画像Ｊと参照画像Ｋとの間でも位置ずれが生じてしまう。このような位置ずれの生じた部分には、疑似欠陥（過剰欠陥）が検出されてしまうことがある。 このような位置ずれが生じないように、処理部２０は、参照視野Ｆｋ毎に参照画像Ｋにおいて、被検査対象Ａに形成された複数のパターンＰの中から、位置合わせ用（アライメント用）のパターンＰを、登録パターンＰｋとして予め登録する。 そして、処理部２０は、検査視野Ｆｊ毎に検査画像Ｊにおいて、被検査対象Ａに形成された複数のパターンＰの中から、登録パターンＰｋに類似したパターンＰを、検出パターンＰｊとして検出する。 なお、図２では、検査視野Ｆｊ及び参照視野Ｆｋにおいて、グレー色の領域は、被検査対象Ａの素地（無地、例えば半導体基板のチップの表面そのまま）であり、白色の領域又は黒色の領域は、何かしらのパターンＰを含み得る領域である。 パターンＰは、例えば、配線パターンであったり、集積回路の形状パターンであったり、基板Ｗの形状パターンであったり、様々である。 被検査対象Ａでの検出パターンＰｊの検出は、検査視野Ｆｊ及び検査画像Ｊよりも狭く且つ検出パターンＰｊよりも広い、パターンマッチング探索範囲Ｄにて行われる。換言すると、被検査対象Ａでは、パターンマッチング探索範囲Ｄにおいて、検出パターンＰｊが検出される。 処理部２０は、検査画像Ｊ（検査視野Ｆｊ）における検出パターンＰｊの位置Ｌｊと、参照画像Ｋ（参照視野Ｆｋ）における登録パターンＰｋの位置Ｌｋと（の位置ずれ量）に基づいて（基準にして）、検査画像Ｊを参照画像Ｋに位置合わせする（平行移動させて重ねる）。換言すると、登録パターンＰｋに対する検出パターンＰｊの位置ずれ量に基づいて、検査画像Ｊを参照画像Ｋに位置合わせする。このような位置合わせ手法は、テンプレートマッチングと呼ばれる。 具体的には、検査視野（撮像画像）Ｆｊの外周部をトリミングして検査画像Ｊを得て、得られた検査画像Ｊを、参照画像Ｋに位置合わせする。そして、検査画像Ｊを参照画像Ｋと比較する。これにより、被検査対象Ａが検査される。 図２では、検査画像Ｊ（検査視野Ｆｊ）における検出パターンＰｊの位置Ｌｊの一例として、検査画像Ｊ（検査視野Ｆｊ）の右下端と検出パターンＰｊの右下端との距離を、例示する。同様に、参照画像Ｋ（参照視野Ｆｋ）における登録パターンＰｋの位置Ｌｋの一例として、参照画像Ｋ（参照視野Ｆｋ）の右下端と登録パターンＰｋの右下端との距離を、例示する。 位置合わせ用の登録パターンＰｋは、被検査対象Ａに形成された複数のパターンＰの中から、他のパターンＰとの誤認を避けるために、なるべくユニークなパターンＰが選ばれるのが好ましい。さらには、位置合わせ用の登録パターンＰｋは、被検査対象Ａにおける製品毎の製造誤差の大きな箇所に設けられるのが好ましい。 図１に示すように、表示部３０は、処理部２０に接続されている。表示部３０は、例えば、公知のディスプレイである。表示部３０は、ユーザＵ（人間）に対して表示される。 （登録パターンの選定） 図３は、登録パターンＰｋの選定を示す。処理部２０は、合成画像Ｇを、合成する。参照画像Ｋは、合成画像Ｇをそのまま用いてもよいし、合成画像Ｇに所定の処理（サイズや色の変更など）を施してから用いてもよい。合成画像Ｇは、登録パターンＰｋを選定した後に破棄してもよい。その後、選定された登録パターンＰｋに基づいて（基準として）、参照画像Ｋを生成してもよい。 処理部２０は、複数の取込画像ｇを互いに重ね合わせることによって、合成画像Ｇを合成する。複数の取込画像ｇは、被検査対象Ａを製品毎に撮像することにより得られる。各取込画像ｇは、基本的にはほとんど同じであるが、被検査対象Ａの製造誤差等に起因して、製品毎に微妙に異なっている。取込画像ｇの数は、多いほどよい。取込画像ｇの数は、例えば、数十枚から数百枚程度などである。 処理部２０は、メモリ２１を有する。メモリ２１は、例えば、半導体メモリデバイスである。複数の取込画像ｇは、メモリ２１に保存（記憶）されている。 処理部２０は、仮登録パターンＱを基準に、複数の取込画像ｇを互いに重ね合わせることによって、合成画像Ｇを合成する。仮登録パターンＱは、被検査対象Ａに形成された複数のパターンＰの中から、仮登録される。仮登録パターンＱは、人間が選択してもよいし、機械的に選択されてもよい。 仮登録パターンＱは、第１仮登録パターンＱａと、第２仮登録パターンＱｂと、第３仮登録パターンＱｃと、を含む。合成画像Ｇは、第１合成画像Ｇａと、第２合成画像Ｇｂと、第３合成画像Ｇｃと、を含む。 第１合成画像Ｇａと第２合成画像Ｇｂと第３合成画像Ｇｃとは、メモリ２１に保存された共通の複数の取込画像ｇを用いて合成される。 第１仮登録パターンＱａは、被検査対象Ａの中央部付近に設けられたマークである。第２仮登録パターンＱｂは、被検査対象Ａにおける角部である。第３仮登録パターンＱｃは、被検査対象Ａにおける階段状の段差である。第１仮登録パターンＱａは、ユニークであるとともに、製品毎の製造誤差の大きな箇所に設けられている。第２仮登録パターンＱｂは、ユニークではあるが、製品毎の製造誤差の小さな箇所に設けられている。第３仮登録パターンＱｃは、ユニークではない（階段状の段差はありふれている）。 第１合成画像Ｇａは、第１仮登録パターンＱａを基準にして、複数の取込画像ｇを互いに重ね合わせることによって、合成される。第２合成画像Ｇｂは、第２仮登録パターンＱｂを基準にして、複数の取込画像ｇを互いに重ね合わせることによって、合成される。第３合成画像Ｇｃは、第３仮登録パターンＱｃを基準にして、複数の取込画像ｇを互いに重ね合わせることによって、合成される。 処理部２０は、仮登録パターンＱの登録パターンＰｋとしての適否を判定するために、合成画像Ｇを構成する複数の取込画像ｇの間でのバラツキＥを求める。 バラツキＥは、第１合成画像Ｇａを構成する複数の取込画像ｇの間での第１バラツキＥａと、第２合成画像Ｇｂ構成する複数の取込画像ｇの間での第２バラツキＥｂと、第３合成画像Ｇｃを構成する複数の取込画像ｇの間での第３バラツキＥｃと、を含む。 処理部２０は、バラツキＥに基づいて、仮登録パターンＱを、登録パターンＰｋとして登録してもよい。 例えば、複数の仮登録パターンＱ（第１仮登録パターンＱａと第２仮登録パターンＱｂと第３仮登録パターンＱｃ）のうち、バラツキＥの最も小さな仮登録パターンＱを、登録パターンＰｋとして適用してもよい。一例として、第１バラツキＥａが第２バラツキＥｂ及び第３バラツキＥｃよりも小さいとき、第１仮登録パターンＱａを登録パターンＰｋとして適用してもよい。 バラツキＥは、複数の取込画像ｇの間での、平均値、標準偏差、分散値及び変動係数の少なくともいずれかを、含む。 図３の合成画像Ｇにおいて、色が黒いほどバラツキＥが大きく、色が白いほどバラツキＥが小さい。 図４は、表示部３０を示す。表示部３０は、第１仮登録パターンＱａ、第２仮登録パターンＱｂ及び第３仮登録パターンＱｃ、並びに、第１合成画像Ｇａの第１バラツキＥａ、第２合成画像Ｇｂの第２バラツキＥｂ、及び第３合成画像Ｇｃの第３バラツキＥｃを、表示する。 ここで、表示部３０に表示された、複数の仮登録パターンＱのうちのユーザＵに選択された仮登録パターンＱを、登録パターンＰｋとして登録してもよい。本例では、表示部３０に表示された、第１仮登録パターンＱａ、第２仮登録パターンＱｂ及び第３仮登録パターンＱｃのうちの、ユーザＵに選択された仮登録パターンＱを、登録パターンＰｋとして登録してもよい。 ユーザＵは、表示部３０を見ながら、複数の仮登録パターンＱのうち、最適な仮登録パターンＱを選択する。本例では、ユーザＵは、表示部３０を見ながら、第１仮登録パターンＱａ、第２仮登録パターンＱｂ及び第３仮登録パターンＱｃのうち、最適な仮登録パターンＱを選択する。 例えば、ユーザＵは、表示部３０に表示された複数の仮登録パターンＱの中から選択した最適な仮登録パターンＱに対して、カーソル３１を合わせてクリックする。各仮登録パターンＱの近傍に、対応する選択ボタン３２が配置されてもよい。カーソル３１で選択ボタン３２をクリックしてもよい。あるいは、表示部３０が（タッチセンサを具備した）タッチパネルの場合、ユーザＵは、表示部３０に表示された複数の仮登録パターンＱの中から選択した最適な仮登録パターンＱに対して、指でタッチする。 バラツキＥの単純な大小ではなく、バラツキＥの全体の分布を見て、ユーザＵが経験則に基づいて、どの仮登