説明

欠陥検査装置

【課題】SN比の高い欠陥検出を行うことができる欠陥検査装置を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る欠陥検査装置は、被検査体上の画像を検出する検出部と、前記検出部からの出力に基づいて、欠陥部分の断面プロファイルを演算する特徴量演算部と、前記演算された断面プロファイルを再サンプリングして再構成する再サンプリング部と、前記再構成された断面プロファイルと、テンプレート画像とのパターンマッチングを行う積和演算部と、前記パターンマッチングの結果を閾値を用いて判定する判定部と、を備えている。そして、前記再サンプリング部は、前記演算された断面プロファイルにおける重心を求め、求められた重心を中心画素として前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
後述する実施形態は、概ね、欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
パネル、鋼板、シート状の薄板、半導体ウェーハなどにおける欠陥部分の画像データから、欠陥部分を検出する欠陥検査装置が知られている。
この様な欠陥検査装置においては、画像上の欠陥部分の信号出力と正常部分の信号出力とを比較して、正常部分の信号出力と異なる場合には当該部分を欠陥部分と判定するようにしている。
しかしながら、欠陥部分の信号出力の強度が低い場合は、欠陥検出のSN比が低下するという問題がある。
そのため、欠陥部分の画像と、予め検出したい欠陥部分の形状を設定したテンプレート画像との積和演算を行い欠陥部分を検出する技術が提案されている。
ところが、欠陥部分のサイズや、欠陥部分の中央部におけるサンプリング位置が、予め設定したテンプレート画像と合っていないと、積和演算における欠陥検出レベルが低下してしまい欠陥検出のSN比が維持できなくなるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−222411号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、SN比の高い欠陥検出を行うことができる欠陥検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態に係る欠陥検査装置は、被検査体上の画像を検出する検出部と、前記検出部からの出力に基づいて、欠陥部分の断面プロファイルを演算する特徴量演算部と、前記演算された断面プロファイルを再サンプリングして再構成する再サンプリング部と、前記再構成された断面プロファイルと、テンプレート画像とのパターンマッチングを行う積和演算部と、前記パターンマッチングの結果を閾値を用いて判定する判定部と、を備えている。そして、前記再サンプリング部は、前記演算された断面プロファイルにおける重心を求め、求められた重心を中心画素として前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本実施の形態に係る欠陥検査装置を例示するためのブロック図である。
【図2】欠陥部分の断面特徴量の演算を例示するための模式図である。(a)は欠陥部分に斑がない場合を例示するための模式図である。(b)は(a)の場合に演算された断面プロファイルを例示するための模式図である。(c)は欠陥部分に斑がある場合を例示するための模式図である。(d)は(c)の場合に演算された断面プロファイルを例示するための模式図である。
【図3】再構成の一例を例示するための模式図である。(a)は再構成の手順を例示するための模式図、(b)は(a)に例示をする断面プロファイルを再サンプリングして再構成した断面プロファイルを例示するための模式図である。
【図4】欠陥部分の断面特徴量から求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成する場合について例示するための模式図である。(a)は再構成前の断面プロファイル、(b)は再構成後の断面プロファイルを例示するための模式図である。
【図5】(a)、(b)は欠陥検査装置における欠陥の検査について例示するための模式工程図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、一例として、欠陥部分の形状がライン状(細長い形状)である場合を例に挙げて説明する。
【0008】
図1は、本実施の形態に係る欠陥検査装置を例示するためのブロック図である。
図1に示すように、欠陥検査装置1には、検出部2、変換部3、特徴量演算部4、再サンプリング部5a〜5c、積和演算部6a〜6c、判定部7a〜7c、論理和演算部8、載置部9が設けられている。
【0009】
再サンプリング部5a〜5c、積和演算部6a〜6c、判定部7a〜7cは、テンプレート画像16a〜16c毎に設けられている。ただし、再サンプリング部5a〜5c、積和演算部6a〜6c、判定部7a〜7c、テンプレート画像16a〜16cの数は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【0010】
検出部2は、被検査体100上の検査位置における画像を検出する。
検出部2は、受光面に入射した光の強度に応じた電気信号を出力する。
検出部2としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)ラインセンサ、CCDエリアセンサ、TDI(Time Delay and Integration)センサ(蓄積型センサ)などを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、入射した光を光電変換できるものを適宜選択することができる。
変換部3は、検出部2から出力された電気信号をA/D変換する。また、A/D変換された電気信号を画像データに変換することで検出データである検査画像を作成する。
【0011】
特徴量演算部4は、検出部2からの出力に基づいて、欠陥部分の断面特徴量、つまり欠陥部分の断面プロファイルを演算する。
図2は、欠陥部分の断面特徴量の演算を例示するための模式図である。
図2(a)は欠陥部分に斑がない場合を例示するための模式図である。図2(b)は図2(a)の場合に演算された断面プロファイルを例示するための模式図である。
図2(c)は欠陥部分に斑がある場合を例示するための模式図である。図2(d)は図2(c)の場合に演算された断面プロファイルを例示するための模式図である。
【0012】
欠陥部分の断面特徴量は、欠陥部分103a、103bの長手方向に直交する方向に沿った断面プロファイルにより表すことができる。
この場合、図2(a)、(c)に示すように、欠陥部分の断面プロファイルは、検査画像101a、101bに対し、注目画素を中心とした一定の領域102a、102bにおいて求めるようにすることができる。
【0013】
そして、図2(b)、(d)に示すように、欠陥部分103a、103bの長手方向に直交する方向に沿って積算平均値を求めることで、欠陥部分の断面プロファイルを求めるようにすることができる。
欠陥部分の寸法が異なっていたり、斑があるなどして形状が異なっていたりすると、図2(b)、(d)に示すように、欠陥部分の断面プロファイルが異なるものとなる。そのため、欠陥部分の断面プロファイルを求めれば、欠陥部分の断面特徴量を定量的に検出することができる。
【0014】
欠陥部分の断面特徴量の演算の際には(断面プロファイルを求める際には)、検査画像101a、101bの全域にわたってスキャンしながら画素単位で演算を行うようにすることができる。
【0015】
ここで、一般的な欠陥検査においては、欠陥部分の画像と、テンプレート画像との積和演算は、2次元データの積和演算となる。
これに対し、本実施の形態においては、欠陥部分の断面特徴量である断面プロファイルが1次元データとなるため、後述する積和演算部6a〜6cにおいて1次元データの積和演算処理が可能となる。そのため、積和演算部6a〜6cにおける積和演算処理が容易となる。
【0016】
再サンプリング部5a〜5cは、特徴量演算部4において演算された欠陥部分の断面特徴量、つまり断面プロファイルを再サンプリングして再構成する。
再構成においては、特徴量演算部4において演算された断面プロファイルにおける重心を求め、求められた重心を中心画素として断面プロファイルを再サンプリングして再構成する。
この際、再構成される断面プロファイルの中心、つまり中心画素を、予め設定してあるテンプレート画像16a〜16cの中心画素に合わせる。
【0017】
また、再構成においては、特徴量演算部4において演算された断面プロファイルから求めた標準偏差σの値に基づいて断面プロファイルを再サンプリングして再構成する。
この際、再構成される断面プロファイル幅を、予め設定してあるテンプレート画像16a〜16cの幅に合わせる。
【0018】
まず、断面プロファイルの中心、つまり中心画素を、予め設定してあるテンプレート画像16a〜16cの中心画素に合わせることについて例示する。
図3は、再構成の一例を例示するための模式図である。なお、図3(a)は再構成の手順を例示するための模式図、図3(b)は図3(a)に例示をする断面プロファイルを再サンプリングして再構成した断面プロファイルを例示するための模式図である。
【0019】
図3(a)に示すように、まず、特徴量演算部4により演算された断面プロファイル104の重心を求める。
次に、断面プロファイル104の重心を中心画素とし、中心画素を通る中心線105を求める。
【0020】
次に、断面プロファイル104のサンプリング間隔106を変更する。
サンプリング間隔106の変更においては、中心線105がサンプリング間隔の中心となるようにする。サンプリング間隔107は、中心線105を中心としてサンプリング間隔106を変更したものである。
【0021】
次に、変更したサンプリング間隔107に基づいて、断面プロファイル104を再サンプリングして再構成する。
サンプリング間隔107に基づいて、断面プロファイル104を再サンプリングして再構成すれば、図3(b)に示すように、断面プロファイル108のエッジ108aとエッジ108bの中心108c、エッジ108dとエッジ108eの中心108fがサンプリング間隔107の中心になる。
この場合、再サンプリングは、エッジプロファイルにおける隣接データの線形補間、もしくはキュービック補間などの補間方法により行うことができる。
【0022】
次に、断面プロファイルの幅を、予め設定してあるテンプレート画像16a〜16cの幅に合わせることについて例示する。
欠陥部分の断面特徴量、つまり断面プロファイル104から求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成することで、断面プロファイルの幅も一定の基準に合わせることが可能となる。
【0023】
図4は、欠陥部分の断面特徴量から求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成する場合について例示するための模式図である。図4(a)は再構成前の断面プロファイル、図4(b)は再構成後の断面プロファイルを例示するための模式図である。
【0024】
図4(a)に示すように、まず、欠陥部分の断面特徴量、つまり断面プロファイル109から標準偏差σの値を求める。
【0025】
次に、断面プロファイル109のサンプリング間隔106を変更する。
サンプリング間隔106の変更においては、サンプリング間隔が標準偏差σの値となるようにする。サンプリング間隔110は、サンプリング間隔が標準偏差σの値となるようにサンプリング間隔106を変更したものである。
【0026】
次に、変更したサンプリング間隔110に基づいて、断面プロファイル109を再サンプリングして再構成すれば、図4(b)に示すような断面プロファイル110を得ることができる。
この様にすれば、断面プロファイル104から求めた標準偏差σの値に基づいて、欠陥部分の幅を変換することができる。
そのため、予め設定してあるテンプレート画像16a〜16cの幅に、再構成した断面プロファイル111の幅を合わせることが可能となる。
【0027】
以上に例示をしたように、欠陥部分の断面特徴量、つまり断面プロファイルから求めた重心を中心画素として再サンプリングして再構成することで、予め設定してあるテンプレート画像16a〜16cの中心画素に、再構成した断面プロファイルの中心(中心画素)を容易に合わせることができるようになる。
【0028】
また、欠陥部分の断面特徴量、つまり断面プロファイルから求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成することで、予め設定してあるテンプレート画像16a〜16cの幅に、再構成した断面プロファイルの幅を合わせることができる。
【0029】
この様な再構成を行うようにすれば、欠陥部分のサイズや、欠陥部分の中央部におけるサンプリング位置が、予め設定したテンプレート画像16a〜16cと合っていない場合であっても、積和演算を行い、検査することが可能となる。
【0030】
なお、断面プロファイルから求めた重心を中心画素として再サンプリングして再構成すること、断面プロファイルから求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成することは、少なくとも一方を行うようにすることができる。
【0031】
積和演算部6a〜6cは、予め設定してあるテンプレート画像16a〜16cと、再構成された断面プロファイルとのパターンマッチングを行う。
この際、予め設定してあるテンプレート画像16a〜16cの中心画素に、再構成された断面プロファイルの中心を合わせるようにする。
また、予め設定してあるテンプレート画像16a〜16cの幅に、再構成された断面プロファイルの幅を合わせるようにする。
そして、予め設定してあるテンプレート画像16a〜16cと、再構成された断面プロファイルとを積和演算し、パターンマッチングを行う。
【0032】
判定部7a〜7cは、パターンマッチングの結果を閾値を用いて判定する。判定部7a〜7cは、例えば、入力されたデータに対して上限および下限の2つの閾値を用いて判定を行うものとすることができる。
論理和演算部8は、判定部7a〜7cからの各判定結果の論理和演算を行う。そのため、判定部7a〜7cからの各判定結果のうち、少なくとも1つが欠陥があるとの判定結果であれば、論理和演算部8は、欠陥があるとの判定結果を出力する。
【0033】
載置部9は、被検査体100を載置、保持する。また、載置部9には図示しない移動手段が設けられ、載置部9に載置された被検査体100の位置を移動させることで検査が行われる位置を変化させることができるようになっている。なお、図示しない移動手段は必ずしも載置部9に設ける必要はなく、検査が行われる位置が相対的に変化するようになっていればよい。例えば、図示しない移動手段により検出部2の位置が変化するようになっていてもよい。
【0034】
次に、欠陥検査装置1における欠陥の検査について例示する。
図5は、欠陥検査装置1における欠陥の検査について例示するための模式工程図である。なお、図5(a)は、一例として、テンプレート画像16aを用いた欠陥の検査が行われる場合、図5(b)は、一例として、テンプレート画像16bを用いた欠陥の検査が行われる場合を例示するものである。
【0035】
例えば、欠陥部分103aがある場合には、特徴量演算部4において断面プロファイル112が演算される。演算された断面プロファイル112は、再サンプリング部5aにおいて、再構成され断面プロファイル113となる。この際、断面プロファイル113の中心、つまり中心画素が、予め設定してあるテンプレート画像16aの中心画素に合わせられる。また、断面プロファイル113の幅が、予め設定してあるテンプレート画像16aの幅に合わせられる。そして、積和演算部6aにおいて、予め設定してあるテンプレート画像16aと、再構成した断面プロファイル113とのパターンマッチングが行われる。パターンマッチングの結果は、判定部7aにおいて閾値により判定され、判定結果が出力される。
この場合、積和演算部6aにおけるパターンマッチング、判定部7aにおける判定の結果、欠陥ありと判定されることになる。なお、図示しないテンプレート画像16b、16cを用いた欠陥の検査においては、欠陥なしと判定されることになるが、論理和演算部8における論理和演算の結果、欠陥ありとされる。
【0036】
一方、欠陥部分103bがある場合には、特徴量演算部4において断面プロファイル114が演算される。演算された断面プロファイル114は、再サンプリング部5bにおいて、再構成され断面プロファイル115となる。この際、断面プロファイル115の中心、つまり中心画素が、予め設定してあるテンプレート画像16bの中心画素に合わせられる。また、断面プロファイル115の幅が、予め設定してあるテンプレート画像16bの幅に合わせられる。そして、積和演算部6bにおいて、予め設定してあるテンプレート画像16bと、再構成した断面プロファイル5のパターンマッチングが行われる。パターンマッチングの結果は、判定部7bにおいて閾値により判定され、判定結果が出力される。
この場合、積和演算部6bにおけるパターンマッチング、判定部7bにおける判定の結果、欠陥ありと判定されることになる。なお、図示しないテンプレート画像16a、16cを用いた欠陥の検査においては、欠陥なしと判定されることになるが、論理和演算部8における論理和演算の結果、欠陥ありとされる。
【0037】
本実施の形態に係る、欠陥検査装置1においては、欠陥部分の信号形状に合わせたテンプレート画像と積和演算部とが複数設けられている。そのため、欠陥部分の信号形状が変化した場合も、複数ある積和演算部のいずれかが反応することになる。その結果、通常の欠陥検査ではSN比が低下するような場合であっても、欠陥検出のSN比を維持しながら欠陥の検査が可能となる。
【0038】
ここで、断面プロファイルの再構成は、画素に対して0、1/N、・・・、(N−1)/N画素の値で再構成を行い、予め設定してあるテンプレート画像と積和演算処理を行うようにすることもできる。その様にすれば、ライン状の欠陥部分の形状に偏りがある場合など、ライン状の欠陥部分の形状と、ライン状の欠陥部分のボトムないしはトップの位置がずれている場合でもライン状の欠陥部分の検査を行うことができる。
【0039】
本実施の形態によれば、欠陥部分のサイズや欠陥部分の中央部におけるサンプリング位置が、予め設定したテンプレート画像と合っていない場合であっても、断面プロファイルの重心を中心画素として再サンプリングして再構成することで、テンプレート画像の中央画素とあわせることができる。また、断面プロファイルから求めた標準偏差σの値に基づいて再サンプリングして再構成することで、断面プロファイルの幅をテンプレート画像の幅にあわせることができる。そのため、欠陥部分のサイズ、位置が変動した場合にもSN比の高い欠陥検出を行うことができる。
【0040】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【0041】
1 欠陥検査装置、2 検出部、3 変換部、4 特徴量演算部、5a〜5c 再サンプリング部、6a〜6c 積和演算部、7a〜7c 判定部、8 論理和演算部、9 載置部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検査体上の画像を検出する検出部と、
前記検出部からの出力に基づいて、欠陥部分の断面プロファイルを演算する特徴量演算部と、
前記演算された断面プロファイルを再サンプリングして再構成する再サンプリング部と、
前記再構成された断面プロファイルと、テンプレート画像とのパターンマッチングを行う積和演算部と、
前記パターンマッチングの結果を閾値を用いて判定する判定部と、
を備え、
前記再サンプリング部は、前記演算された断面プロファイルにおける重心を求め、求められた重心を中心画素として前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する欠陥検査装置。
【請求項2】
前記再サンプリング部は、前記演算された断面プロファイルから求めた標準偏差に基づいて前記断面プロファイルをさらに再サンプリングして再構成する請求項1記載の欠陥検査装置。
【請求項3】
被検査体上の画像を検出する検出部と、
前記検出部からの出力に基づいて、欠陥部分の断面プロファイルを演算する特徴量演算部と、
前記演算された断面プロファイルを再サンプリングして再構成する再サンプリング部と、
前記再構成された断面プロファイルと、テンプレート画像とのパターンマッチングを行う積和演算部と、
前記パターンマッチングの結果を閾値を用いて判定する判定部と、
を備え、
前記再サンプリング部は、前記演算された断面プロファイルから求めた標準偏差に基づいて前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する欠陥検査装置。
【請求項4】
前記再サンプリング部は、前記演算された中心画素を通る中心線を求め、求められた中心線がサンプリング間隔の中心となるように前記サンプリング間隔を変更し、変更した前記サンプリング間隔に基づいて前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する請求項1または2に記載の欠陥検査装置。
【請求項5】
前記再サンプリング部は、前記サンプリング間隔が前記標準偏差の値となるように前記サンプリング間隔を変更し、変更した前記サンプリング間隔に基づいて前記断面プロファイルを再サンプリングして再構成する請求項2または3に記載の欠陥検査装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−68550(P2013−68550A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−208125(P2011−208125)
【出願日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】