(57)【要約】【課題】変形欠陥の捕捉が確実に行えるとともに、変形欠陥と異物欠陥など他の欠陥との判別が容易に行える欠陥検査方法および欠陥検査装置の提供。【解決手段】検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法であって、前記表面から任意の焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する一次画像記録工程と、前記画像の検査すべき全ての部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、前記画像における欠陥候補部位を検出する一次画像フィルタ工程とを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記表面から任意の焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する一次画像記録工程と、
前記画像の検査すべき全ての部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、前記画像における欠陥候補部位を検出する一次画像フィルタ工程と、
を含むことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の欠陥検査方法において、
予め指定された基準高さを前記焦点高さとして前記一次画像記録工程を行うことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項２に記載の欠陥検査方法において、
前記基準高さを設定するために、表面に既知の変形欠陥を有する検査対象物を用い、
前記表面から任意の高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影することを繰り返し、焦点高さの異なる複数の画像を記録するサンプル画像記録工程と、
前記焦点高さの異なる複数の画像の前記既知の変形欠陥がある部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を前記焦点高さでのフィルタ出力値として記録するサンプル画像フィルタ工程と、
前記フィルタ出力値のうち最も高いフィルタ出力値を示す画像の前記焦点高さを前記基準高さとする基準高さ設定工程と
を行うことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項４】
請求項１に記載の欠陥検査方法において、
複数の異なる前記焦点高さを設定して前記一次画像記録工程を繰り返し行い、
得られた複数の画像の各々に対し、それぞれ前記一次画像フィルタ工程を繰り返し行うことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れかに記載の欠陥検査方法において、
前記フィルタ処理は、処理対象部位の対象画素の濃度値と、当該対象画素を挟んで互いに反対側に当該対象画素から所定距離で位置する二つの比較画素の濃度値とを用い、前記二つの比較画素の濃度値のうち小さいほうの濃度値を選択し、前記小さいほうの濃度値と前記対象画素の濃度値との差分を計算し、前記差分をフィルタ出力値として出力することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れかに記載の欠陥検査方法において、
前記欠陥候補部位の検出は、前記フィルタ処理で得られたフィルタ出力値のうち一定以上の値が一定サイズ以上集中している部位の検出であることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れかに記載の欠陥検査方法において、
前記一次画像フィルタ工程に続いて、
前記一次画像記録工程で撮影していない補助高さを前記焦点高さとして、当該焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する二次画像記録工程と、
前記画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を焦点高さが前記補助高さであるときのフィルタ出力値として記録する二次画像フィルタ工程と、
前記欠陥候補部位毎に、前記焦点高さ毎の各画像における前記フィルタ出力値の関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別工程と
を行うことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項８】
検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記表面における欠陥候補部位を指定する欠陥候補指定工程と、
前記表面から任意の焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する二次画像記録工程と、
前記画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を焦点高さが前記補助高さであるときのフィルタ出力値として記録する二次画像フィルタ工程と、
前記焦点高さ毎の前記フィルタ出力値の関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別工程と
を含むことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の欠陥検査方法において、
前記一次画像フィルタ工程で前記欠陥候補部位が検出された場合には前記二次画像記録工程ないし欠陥判別工程を行い、前記欠陥候補部位が検出されない場合には前記二次画像記録工程ないし欠陥判別工程を省略することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１０】
請求項７から請求項９の何れかに記載の欠陥検査方法において、
前記欠陥判別工程では、前記欠陥候補部位におけるフィルタ出力値が全ての高さで一定の閾値以下であれば変形欠陥と判別し、それ以外の場合は異物欠陥と判別することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１１】
請求項７から請求項９の何れかに記載の欠陥検査方法において、
前記欠陥判別工程では、前記欠陥候補部位における各高さのフィルタ出力値について隣接する高さのフィルタ出力値との差分を演算し、全ての差分が一定の閾値以下であれば変形欠陥と判別し、それ以外の場合は異物欠陥と判別することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１２】
検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法に用いられる欠陥検査装置であって、
前記表面から任意の高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影して焦点高さの異なる複数の画像を記録する画像記録部と、
前記複数の画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を前記焦点高さと関連づけて記録するフィルタ処理部と、
前記フィルタ出力値と前記焦点高さとの関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別部と
を含むことを特徴とする欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥検査方法および欠陥検査装置に関し、半導体ウェハ等の表面欠陥を画像処理により検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの製造あるいは同ウェハに微細構造を形成する工程においては、ウェハの表面欠陥に対する欠陥検査が行われる。
欠陥検査としては、顕微鏡を使用した目視検査が知られている。これは作業者が金属顕微鏡等を用いてウェハ表面の検査対象領域を目視検査するものである。
目視検査では、人為的な操作であるため作業自体の効率向上が難しい。欠陥検査はウェハの製造工程中に組み込まれる場合があり、このような組み込み検査においては検査効率が製造工程の生産効率に大きく影響する。
【０００３】
作業効率を向上できる欠陥検査として、画像処理による自動検査が開発されている。例えば、エリアカメラ等を用いてウェハ表面の検査対象領域を撮影し、得られた画像に対して画像処理を行うことにより表面欠陥を検出する技術が知られている。
自動検査の一つとして、異なる複数の波長の照明光を用いて波長毎の画像検査を行い、参照画像との相違に基づいて欠陥候補を検査する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３７３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した欠陥検査の対象となる表面欠陥として、代表的なものはウェハ表面に異物が付着する異物欠陥あるいは表面の傷や凹み等の欠陥であるが、それ以外の表面欠陥として変形欠陥が知られている。
変形欠陥はウェハ層内に封入された異物によってウェハ表面が隆起した状態である。例えば、ウェハ表面に異物が付着した状態で、その上から新たな積層を行うと、異物が封入されることになる。
このような変形欠陥は、その他の欠陥に比べて捕捉が難しい。例えば、異物欠陥は、ウェハ表面に付着した異物が周囲のウェハ表面から急峻に立ち上がった形態となる。また、ウェハ表面の傷なども、同様に周囲に対して明確な変化を示す。このため、異物欠陥などは目視検査でも視認しやすく、自動検査においても捕捉が容易である。これに対し、変形欠陥はウェハ表面になだらかな隆起として生じるため、周囲に対して変化が乏しく、目視検査でも自動検査でも捕捉が難しい。
【０００６】
目視検査においては、前述したなだらかな隆起が明瞭に視認できず、変形欠陥として確実に捕捉することが難しい。このような変形欠陥を確実に捕捉するために、作業者が顕微鏡の焦点をずらして目視することが行われている。
自動検査においても、変形欠陥の取り扱いの難しさが解決できていない。すなわち、エリアカメラ等でウェハ表面を撮影する場合、通常は同表面付近に焦点を合わせる（いわゆるジャストピント状態）。この状態で撮影した画像においては、変形欠陥はなだらかな隆起であるため、画像上のコントラストが非常に低く、変形欠陥として確実に捕捉することが難しい。
【０００７】
更に、例え変形欠陥までをも捕捉できたとしても、変形欠陥であるか異物欠陥等その他の欠陥であるかの判別の問題がある。
欠陥検査において、変形欠陥であるか他の欠陥であるかという表面欠陥の判別は、その後の対策処理が異なることがあり、検査にあたって適切に把握したい事項である。
自動検査では、変形欠陥も含めて表面欠陥を確実に捕捉できたとしても、これらの変形欠陥および異物欠陥を一括して表面欠陥として検出することになり、前述の判別および当該判別結果を利用したその後の処理を適切に行うことができない。
自動検査で捕捉された表面欠陥に対して、変形欠陥であるか他の欠陥であるかの判別が必要な場合、別途目視検査を行うことがなされている。このような目視検査の併用により、自動検査による作業効率上の利点が損なわれることがあった。
【０００８】
自動検査のなかでも、特許文献１に記載された技術では、異なる複数の波長の照明光を用いて波長毎の画像検査を行うことで、異物欠陥のみならず変形欠陥までを確実に捕捉することが可能とされている。
しかし、特許文献１の技術では、波長の異なる照明光を提供する複雑な装置構成が必要となり、容易に導入しにくいという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、変形欠陥の捕捉が確実に行えるとともに、変形欠陥と異物欠陥など他の欠陥との判別が容易に行える欠陥検査方法および欠陥検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の欠陥検査方法は、検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記表面から任意の焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する一次画像記録工程と、
前記画像の検査すべき全ての部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、前記画像における欠陥候補部位を検出する一次画像フィルタ工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
このような本発明では、一次画像記録工程により、検査対象物の表面から焦点をずらした状態（デフォーカス状態）で画像撮影が行われ、一次画像フィルタ工程により、濃淡を強調して数値化するフィルタ処理が行われる。
検査対象物の表面に焦点を合わせた状態で画像を撮影した場合、画像処理により異物欠陥等は容易に検出できるが、変形欠陥は一般になだらかな隆起であるため、画像に現れにくく、検出が難しかった。
これに対し、本発明のようにデフォーカス状態での撮影とフィルタ処理を行うことで、変形欠陥を含めた欠陥候補の検出性能が大幅に向上する。
これは、デフォーカス状態での撮影により異物欠陥などの顕著な画像だけでなく漸次変化する変形欠陥をも画像中に取り込めるようになり、続く画像に対するフィルタ処理で濃淡を強調することで、取り込まれた変形欠陥の緩やかな濃淡変化をも検出できることになるためと考えられる。
【００１２】
なお、焦点をずらした状態とする手法としては、画像を撮影するカメラ等の焦点調整機能によってもよいし、カメラ等を焦点深度方向へ移動させてもよい。
例えば、検査対象物の表面に向けてカメラを設置し、この状態でカメラの焦点を検査対象物に合わせる。この状態で、カメラを検査対象物の表面から所定距離だけ離隔させることにより、カメラの焦点位置は検査対象物の表面から前記所定距離の分だけ上の高さに変位することになる。
このような焦点高さの調整を行うことで、カメラの焦点調整機能を利用する場合よりも高精度かつ迅速な作業が可能である。
【００１３】
本発明の欠陥検査方法において、予め指定された基準高さを前記焦点高さとして前記一次画像記録工程を行うことが望ましい。
本発明において、基準高さについては、後述するように既知の変形欠陥についてのサンプル検査等を行って設定することができる。あるいは、変形欠陥が予想される高さあるいは変形欠陥が統計的に多発する高さを選択してもよい。
このような本発明では、予め基準高さを指定することで、他の焦点高さの処理を簡略化できるため、変形欠陥を含めた欠陥候補の検出に対して効率向上が図れる。
【００１４】
本発明の欠陥検査方法において、
前記基準高さを設定するために、表面に既知の変形欠陥を有する検査対象物を用い、
前記表面から任意の高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影することを繰り返し、焦点高さの異なる複数の画像を記録するサンプル画像記録工程と、
前記焦点高さの異なる複数の画像の前記既知の変形欠陥がある部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を前記焦点高さでのフィルタ出力値として記録するサンプル画像フィルタ工程と、
前記フィルタ出力値のうち最も高いフィルタ出力値を示す画像の前記焦点高さを前記基準高さとする基準高さ設定工程と
を行うことが望ましい。
このような本発明では、実際の変形欠陥を有する検査対象物を用いたサンプル検査を行うことにより、前述した基準高さを適切に設定することができる。
このようなサンプル検査は、同じ製品であっても複数の変形欠陥を抽出し、各変形欠陥に対して検査を行い、統計処理により一つの基準高さを算定してもよく、変形欠陥が均質であるなら単一の検査結果を用いてもよい。基準高さは、製品毎に設定してもよく、製造装置毎に設定してもよい。
【００１５】
本発明の欠陥検査方法において、
複数の異なる前記焦点高さを設定して前記一次画像記録工程を繰り返し行い、
得られた複数の画像の各々に対し、それぞれ前記一次画像フィルタ工程を繰り返し行う、としてもよい。
複数の異なる焦点高さとしては、例えば前述したウェハ表面レベルから所定間隔で配列される複数の高さを採用することができる。これらの間隔は等差に限らず、等比であってもよく、任意の間隔で設定してもよい。
これらの焦点高さのうち、何れかを前述した基準高さとして採用してもよい。
これらの焦点高さのうち、何れかは、撮影した際に異物欠陥など他の欠陥として捕捉しやすいウェハ表面（高さ＝０）またはごく近くの高さを含むことが望ましい。
このような本発明では、複数の焦点高さ毎に欠陥候補の検出を行うため、前述した基準高さを指定する場合に比べ、他の焦点高さでも欠陥候補を検出することが可能となり、更に精度の高い欠陥検査を行うことができる。但し、全ての画像に対してそれぞれ全面にわたるフィルタ処理を行うため、処理負荷が高く、処理時間が長くなることを考慮する必要がある。
【００１６】
本発明の欠陥検査方法において、
前記フィルタ処理は、処理対象部位の対象画素の濃度値と、当該対象画素を挟んで互いに反対側に当該対象画素から所定距離で位置する二つの比較画素の濃度値とを用い、前記二つの比較画素の濃度値のうち小さいほうの濃度値を選択し、前記小さいほうの濃度値と前記対象画素の濃度値との差分を計算し、前記差分をフィルタ出力値として出力することが望ましい。
このような本発明によれば、明るい比較画素の濃度値から暗い対象画素の濃度値を引いた際の差分をとることで、暗欠陥に関する濃淡変化率を強調することが可能となる。
すなわち、本発明では二つの比較画素を設定し、これらの比較画素の各濃度値のうち小さいほうの値（各濃度値が等しい場合はその値）と、対象画素の濃度値との差分をフィルタ出力値としている。このため、二つの比較画素および対象画素が全て同程度に暗いまたは明るい場合および二つの比較画素のうち何れか一方が明るく他方が対象画素と同程度に暗い場合にはフィルタ出力値は高い値にならず、二つの比較画素がともに明るく対象画素が暗い場合にのみフィルタ出力値は高い値を示す。これにより、二つの比較画素の間隔より小さくかつ暗い表面欠陥だけが高いフィルタ出力値を示すことが可能となり、このような表面欠陥が二つの比較画素の間隔に収まった状態にのみ高いフィルタ出力値を示すことになる。
【００１７】
本発明の欠陥検査方法において、
前記欠陥候補部位の検出は、前記フィルタ処理で得られたフィルタ出力値のうち一定以上の値が一定サイズ以上集中している部位の検出であることが望ましい。
このような本発明によれば、欠陥候補部位に相当するフィルタ出力値を示す画素等が一定以上集中している場合にのみ欠陥候補部位として検出する。このため、同等のフィルタ出力値を示すが実際には欠陥ではない検査ノイズ等を除去することができ、余計な処理を回避して作業効率を向上できる。
【００１８】
本発明の欠陥検査方法において、
前記一次画像フィルタ工程に続いて、
前記一次画像記録工程で撮影していない補助高さを前記焦点高さとして、当該焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する二次画像記録工程と、
前記画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を焦点高さが前記補助高さであるときのフィルタ出力値として記録する二次画像フィルタ工程と、
前記欠陥候補部位毎に、前記焦点高さ毎の各画像における前記フィルタ出力値の関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別工程と
を行うことが望ましい。
【００１９】
補助高さとしては、前記一次画像記録工程で撮影していない焦点高さを適宜選択できる。例えば前述したウェハ表面レベルから所定間隔で配列される複数の高さを採用することができる。これらの間隔は等差に限らず、等比であってもよく、任意の間隔で設定してもよい。
これらの焦点高さのうち、何れかは、撮影した際に異物欠陥など他の欠陥として捕捉しやすいウェハ表面（高さ＝０）またはごく近くの高さを含むことが望ましい。
【００２０】
このような本発明では、先に実施した一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程による欠陥候補部位の検出に続いて、二次画像記録工程および二次画像フィルタ工程を行い、一次画像記録工程で撮影した焦点高さを補填するように他の焦点高さの画像を確保し、その焦点高さにおける欠陥候補部位のフィルタ出力値を補充する。
欠陥判別工程で、一次および二次の各工程を併せた全ての焦点高さのフィルタ出力値から、欠陥候補部位が変形欠陥であるか異物欠陥など他の欠陥であるかが判別される。
例えば、何れかの高さにおいてフィルタ出力値が著しく大きいならば、その欠陥候補部位は周囲に対して濃淡変化率が大きいもの、つまり異物欠陥であると判別できる。逆に、どの高さにおいてもフィルタ出力値が低いままであれば、周囲に対して濃淡変化率が小さいもの、つまり変形欠陥であると判別できる。
【００２１】
従って、本発明によれば、変形欠陥を含む欠陥候補部位を検出した際に、この欠陥候補部位が変形欠陥であるか異物欠陥など他の欠陥であるかを判別することができる。
更に、本発明によれば、一次画像フィルタ工程では欠陥候補部位を検出するために画像の全ての部位に対してフィルタ処理を行うが、二次画像フィルタ工程においてフィルタ処理を行うのは欠陥候補部位だけに絞り込むため、検査にかかる作業時間を短縮でき、作業効率を向上できる。
【００２２】
本発明の欠陥検査方法は、欠陥候補部位の検出までをそれ自体で行うのではなく、他の方法で欠陥候補部位を検出した場合にその欠陥種別の判別に用いるとしてもよい。
すなわち、検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記表面における欠陥候補部位を指定する欠陥候補指定工程と、
前記表面から任意の焦点高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影し、前記焦点高さにおける画像として記録する二次画像記録工程と、
前記画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を焦点高さが前記補助高さであるときのフィルタ出力値として記録する二次画像フィルタ工程と、
前記焦点高さ毎の前記フィルタ出力値の関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別工程と
を含む構成としてもよい。
【００２３】
本発明において、欠陥候補指定工程で欠陥候補部位を指定するために、他の欠陥検査方法を適宜併用すればよい。但し、採用する欠陥検査方法としては、前述した基準高さ画像のフィルタ処理による欠陥候補部位の捕捉よりも効率的である等の有効性が要求される。
本発明において、画像を撮影する複数の焦点高さとしては、少なくとも何れか一つを変形欠陥が予想される高さあるいは変形欠陥が統計的に多発する高さとすることが望ましく、他の一つとして、撮影した際に異物欠陥など他の欠陥として捕捉しやすいウェハ表面（高さ＝０）またはごく近くの高さを含むことが望ましい。これらの焦点高さとしては、例えば前述したウェハ表面高さから所定間隔で配列してもよい。
【００２４】
このような本発明では、一次画像記録工程により各焦点高さの画像が撮影され、これらの画像に対して、二次画像フィルタ工程により、欠陥候補指定工程で指定された欠陥候補部位についてのフィルタ処理を行うことで、複数の焦点高さのフィルタ出力値が順次記録される。そして、欠陥判別工程で、全ての高さのフィルタ出力値から欠陥候補部位が変形欠陥であるか他の欠陥であるかが判別される。
例えば、何れかの高さにおいてフィルタ出力値が著しく大きいならば、その欠陥候補部位は周囲に対して濃淡変化率が大きいもの、つまり他の欠陥であると判別できる。逆に、どの高さにおいてもフィルタ出力値が低いままであれば、周囲に対して濃淡変化率が小さいもの、つまり変形欠陥であると判別できる。
【００２５】
従って、本発明によれば、変形欠陥を含めて欠陥候補部位として検出することができ、更に欠陥候補部位が変形欠陥であるか異物欠陥など他の欠陥であるかを判別することができる。
更に、本発明によれば、欠陥候補部位の検出を他の欠陥検査方法によることにしたため、欠陥候補部位の検出までを行う前述した本発明の方法に比べて処理を簡略にしつつ同様な効果を得ることができる。
【００２６】
本発明の欠陥検査方法において、
前記一次画像フィルタ工程で前記欠陥候補部位が検出された場合には前記二次画像記録工程ないし欠陥判別工程を行い、前記欠陥候補部位が検出されない場合には前記二次画像記録工程ないし欠陥判別工程を省略することを特徴とする欠陥検査方法。
このような本発明では、一次画像フィルタ工程で欠陥候補部位がなかった場合に、その後の処理を大幅に省略して検査処理を完了することができる。このため、不必要な処理を省略して作業効率を向上することができる。
【００２７】
本発明の欠陥検査方法において、
前記欠陥判別工程では、前記欠陥候補部位におけるフィルタ出力値が全ての高さで一定の閾値以下であれば変形欠陥と判別し、それ以外の場合は他の欠陥と判別することが望ましい。
本発明において、判別に用いる閾値は事前の実験等により適宜設定することができ、既知のサンプルについて異物欠陥など他の欠陥のフィルタ出力値が示す高いピークと変形欠陥のフィルタ出力値が示す全般的に低いなだらかなパターンとの間の値を閾値とすることができる。
このような本発明によれば、高さ別のフィルタ出力値を直接比較演算するため処理が簡略にできる。
【００２８】
本発明の欠陥検査方法において、
前記欠陥判別工程では、前記欠陥候補部位における各高さのフィルタ出力値について隣接する高さのフィルタ出力値との差分を演算し、全ての差分が一定の閾値以下であれば変形欠陥と判別し、それ以外の場合は他の欠陥と判別することが望ましい。
本発明において、判別に用いる閾値は事前の実験等により適宜設定することができ、既知のサンプルについて異物欠陥など他の欠陥のフィルタ出力値が示す高いピーク近傍の大きな差分と変形欠陥のフィルタ出力値が示す全般的に低いなだらかなパターンによる小さな差分との間の値を閾値とすることができる。
このような本発明によれば、高さ別のフィルタ出力値の差分をとることにより、変形欠陥ではない他の欠陥で現れるピークを確実に検出することができる。
【００２９】
本発明の欠陥検査装置は、
検査対象物の表面を撮影して前記検査対象物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法に用いられる欠陥検査装置であって、
前記表面から任意の高さ離れた位置に焦点が合った状態で前記表面を撮影して焦点高さの異なる複数の画像を記録する画像記録部と、
前記複数の画像の前記欠陥候補部位に対して、当該部位の周囲に対する当該部位の濃淡を強調して数値化するフィルタ処理を行い、得られたフィルタ出力値を前記焦点高さと関連づけて記録するフィルタ処理部と、
前記フィルタ出力値と前記焦点高さとの関係から前記欠陥候補部位の種別を判別する欠陥判別部と
を含むことを特徴とする。
【００３０】
このような本発明では、前述した本発明の欠陥検査方法に必要な各機能を一括して提供することができ、前述した本発明の作用効果を確実に得ることができる。
このような本発明の欠陥検査装置は、既存の画像検査装置にコンピュータシステムを利用した制御装置を組み合わせ、この制御装置で実行されるプログラムにより前述した本発明の欠陥検査方法を実行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明に基づく欠陥検査装置１が示されている。
本実施形態の欠陥検査装置１は、本発明の欠陥検査方法に基づいて半導体ウェハ等の表面欠陥検査を実施するものであり、検査対象物であるウェハ２の表面を撮影するための撮影装置９と、この撮影装置９の動作制御を行うとともに本発明に基づく欠陥検査方法の各処理を実行する制御装置１０とを備えている。
【００３２】
撮影装置９は、ウェハ２を支持するＸＹステージ３と、ウェハ２の表面の各検査領域を撮像するＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラ４を支持するＺステージ５とを備えている。
ＸＹステージ３は、撮影装置９の本体８に対して図１に示すＸＹ方向への移動が可能であり、Ｚステージ５はＸＹステージ３の表面に対して図１に示すＺ方向への移動が可能である。
これらにより、撮影装置９は、ＸＹステージ２に載置されたウェハ２の表面に対してＣＣＤカメラ４をＸＹＺ方向へ相対移動させることが可能であり、これによりＣＣＤカメラ４でウェハ２の表面の任意の領域の画像を撮影することができる。
なお、このような撮影装置９として、従来様々な検査用撮影装置が開発されており、本実施形態においてもこれら既存の装置を適宜流用することができる。
【００３３】
図２に示すように、ウェハ２の表面には、複数の検査領域２Ｅが設定される。各検査領域２Ｅは、ウェハ２から切り出されて個別に集積回路チップとされ、あるいはインクジェットプリンタのヘッド基板として利用される領域に対応して設定されている。
図１に戻って、撮影装置９のＣＣＤカメラ４は、ウェハ２に設定された各検査領域２Ｅの一枚分を一回で撮影し、画像データとして出力するできる性能を有する。
撮影装置９は、前述したＸＹステージ３によりウェハ２をＸＹ方向に移動させ、各ＣＣＤカメラ４をウェハ２の各検査領域２Ｅの何れかに対向させることで、同検査領域２Ｅの一枚分の表面画像を撮影可能である。撮影にあたっては、Ｚステージ５によりＣＣＤカメラ４をＺ方向に移動させることにより、ＣＣＤカメラ４の焦点高さを調整することができる。
【００３４】
本実施形態において、撮影する画像の焦点高さの調整は次のようにして行う。
先ずＸＹステージ３にウェハ２を載置し、このウェハ２の上方にＣＣＤカメラ４を配置して撮影すべき検査領域２Ｅの画像に照準を合わせ、この状態でＣＣＤカメラ４自体の焦点調整を行って焦点がウェハ２の表面に合うようにしておく。この状態で、Ｚステージ５を移動させてＣＣＤカメラ４をウェハ２の表面から離隔させることにより、その移動距離分を焦点高さとする仮想的な平面にＣＣＤカメラ４の焦点が設定される。
【００３５】
制御装置１０は、前述したＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４、およびＺステージ５の動作制御を行うとともに、本発明の欠陥検査方法に基づく各処理を実行してウェハ２の欠陥検査を実現するものである。
制御装置１０は、いわゆるパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムを利用して構成され、このコンピュータシステム上で実行されるソフトウェアによって制御装置１０に必要な後述する各機能要素を展開し、本発明の欠陥検査方法を実行する。
【００３６】
図３に示すように、制御装置１０は、操作部１１、表示部１２、動作制御部１３および画像処理部２０を備えている。
操作部１１は、動作指示ないしデータ入力などの外部操作を受け付けるものであり、キーボードあるいはポインティングデバイス等を含む。
表示部１２は、画像および文字の画面表示を行うものであり、いわゆるＬＣＤ（液晶表示装置）等のディスプレイパネルを備えて構成される。なお、表示部１２は、表示内容を適宜印刷表示するためのプリンタを含むものであってもよい。
【００３７】
動作制御部１３は、撮影装置９のＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４およびＺステージ５の動作制御を行うものである。
撮影装置９に対する動作指令は、操作部１１からの操作入力に基づく場合、または制御装置１０で実行される検査ソフトウェアに基づくコマンドの場合などがある。なお、動作制御部１３は、ＣＣＤカメラ４に撮影動作を指令する際に、予めＺステージ５に対してＣＣＤカメラ４の焦点高さ（ｈ１〜ｈｎ、図４参照）を指令する。
【００３８】
画像処理部２０は、画像記録部２１、画像メモリ２２、フィルタ処理部２３、フィルタ出力値メモリ２４，欠陥候補部位選択部２５、欠陥候補部位メモリ２６、欠陥判別部２７を備えている。
画像記録部２１は、動作制御部１３からの動作指令に基づいてＣＣＤカメラ４がウェハ２の表面を撮影した際に、撮影した画像データＤを受け取って画像メモリ２２に保存する。この際、画像記録部２１は、ＣＣＤカメラ４が撮影した際の焦点高さ（ｈ１〜ｈｎ）を動作制御部１３から取得し、画像データＤを焦点高さ毎の画像データ（Ｄ１〜Ｄｎ）として保存する。
画像メモリ２２は、焦点高さ（ｈ１〜ｈｎ）と画像データ（Ｄ１〜Ｄｎ）とのセットを複数保存可能であり、焦点高さｈ１〜ｈｎを指定することで該当する高さの画像データＤ１〜Ｄｎを取り出すことができる。
【００３９】
図４には、本実施形態の画像データＤ１〜Ｄ５が模式的に表示されている。
本実施形態においては５つの焦点高さｈ１〜ｈ５が設定される。焦点高さｈ１はウェハ２の表面高さに設定され、ｈ２〜ｈ５の焦点高さはウェハ２の表面からそれぞれ一定間隔で設定されている。
本実施形態では、これらの焦点高さｈ１〜ｈ５のうち高さｈ３が基準高さとされ、他の高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５が補助高さとされる。また、基準高さｈ３に対応する画像データＤ３が基準高さ画像とされ、補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５に対応する画像データＤ１，Ｄ２，Ｄ４，Ｄ５が補助高さ画像とされる。
本実施形態において、画像データＤ１〜Ｄ５の撮影にあたっては、先ずＣＣＤカメラ４自体の焦点をウェハ２の表面（高さが解っている他の部位でもよい）に合わせ、この状態でＺステージ５を移動させてＣＣＤカメラ４の焦点位置を各焦点高さｈ１〜ｈ５に切り替え、各々の高さで各画像データを撮影する。
【００４０】
フィルタ処理部２３は、画像メモリ２２から呼び出した任意の焦点高さ（ｈ１〜ｈｎ）の画像データ（Ｄ１〜Ｄｎ）に対して、後述する所定のフィルタ処理を行うことにより、選択した焦点高さの画像データに対するフィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）を演算する。  本実施形態では、フィルタ処理部２３におけるフィルタ処理は、画像データＤ上の任意の画素領域を処理対象部位として選択し、この処理対象部位の対象画素とこの画素を挟んで互いに反対側にある二つの比較画素との濃淡を比較するものである。具体的には次のような処理が行われる。
【００４１】
図５において、先ず処理対象領域Ｐとして、処理対象部位である対象画素Ｐ０と、この対象画素Ｐ０を挟んで互いに反対側に、対象画素Ｐ０から所定距離（ここでは２画素分）で位置する二つの比較画素Ｐ１，Ｐ２とを選択する。対象画素Ｐ０および比較画素Ｐ１，Ｐ２の各々の濃度値Ａ，Ｘ１，Ｘ２を取得する。二つの比較画素Ｐ１，Ｐ２の濃度値Ｘ１，Ｘ２のうち小さいほうの濃度値（ｍｉｎ（Ｘ１，Ｘ２））を選択し、この濃度値と対象画素Ｐ０の濃度値Ａとの差分（ｍｉｎ（Ｘ１，Ｘ２）−Ａ）を計算し、この差分をフィルタ出力値Ｖとして出力する。
【００４２】
例えば、欠陥がなく白地が連続していた場合、対象画素も比較画素も明るい状態であり、フィルタ出力値Ｖ＝（ｍｉｎ（Ｘ１，Ｘ２）−Ａ）は小さな値となる。
白地に黒い欠陥があった場合、対象画素が暗く（Ａが低い）、比較画素が明るくなる（Ｂ１，Ｂ２が高い）ため、フィルタ出力値Ｖは大きな値となる。
但し、エッジ部分などでは、対象画素が暗くても比較画素の何れかが暗くなり（ｍｉｎ（Ｘ１，Ｘ２）が低くなる）、対象画素に近づくためフィルタ出力値Ｖは小さな値となる。
従って、前述したフィルタ処理では、比較画素の間隔に収まるような暗欠陥に対してのみ、フィルタ出力値が大きな値を示し、他の状況ではフィルタ出力値が小さな値を示し、各々の状況を明瞭な差異として強調することができる。
【００４３】
なお、ｍｉｎ（Ｘ１，Ｘ２）の処理では、２つの比較画素の濃度値Ｘ１，Ｘ２の値が異なる場合は小さい方の値が選択され、濃度値Ｘ１，Ｘ２が同じである場合はその値つまり何れか一方の値（Ｘ１＝Ｘ２）が選択される。
前述したフィルタ処理における比較画素Ｐ１，Ｐ２間の距離は、検出すべき欠陥のサイズに応じて決められており、比較画素Ｐ１，Ｐ２の距離（画素数）は検出すべき欠陥に応じて適宜設定することが望ましい。
【００４４】
フィルタ処理部２３で計算された各部位のフィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）はフィルタ出力値メモリ２４に記録される。
フィルタ出力値メモリ２４は、各焦点高さ（ｈ１〜ｈｎ）の画像データ（Ｄ１〜Ｄｎ）の全ての部位について、当該部位のフィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）を保存可能であり、焦点高さｈ１〜ｈｎと画像上の平面位置（ｘ，ｙ）を指定することで該当する部位のフィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）を取り出すことができる。
【００４５】
欠陥候補部位選択部２５は、フィルタ出力値メモリ２４に記録されたフィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）を参照し、画像データＤ上に現れる濃淡が密集する部分を検出し、欠陥候補部位として選択する。具体的には、フィルタ出力値（Ｖ１〜Ｖｎ）のうち一定以上の値が発生している部位を捕捉し、このような部位が一定サイズ以上集中している部位を検出する。
本実施形態においては、具体的に次のような欠陥候補部位選択処理を行う。
【００４６】
図６に示すように、例えば画像データＤ上に、領域ＸＦ，ＹＦに緩やかに変化する濃淡が現れていたとする。このような濃淡は機械的な画像検出が困難である。
図７に示すように、画像データＤ上の各画素（ｘ，ｙ）に対して前述したフィルタ処理して得られた各画素のフィルタ出力値Ｖ（ｘ，ｙ）は、全体の画素はフィルタ出力値が小さいため黒く表示され、一部画素はフィルタ出力値が大きいため白く表示され、コントラストが大きく強調表示される。
図７において、図６の領域ＸＦ，ＹＦに対応する領域には、白い画素がまとまって現れている。このような白い画素が集まった部分が所定の大きさ、例えば縦ＷＸで横ＷＹの範囲以上の大きさになっていた場合、欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）として検出する。
なお、欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）における座標位置ｘ，ｙとしては、この欠陥Ｆの中心位置にある画素の座標等が利用できる。
【００４７】
欠陥候補部位選択部２５で検出された欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）は欠陥候補部位メモリ２６に記録される。
欠陥候補部位メモリ２６は、複数の欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）の座標位置を、欠陥候補部位Ｆ（ｘ1，ｙ2）〜Ｆ（ｘm，ｙm）として保存可能であり、何れかの欠陥候補部位Ｆを指定すればその座標（ｘ，ｙ）を取り出すことができる。
【００４８】
欠陥判別部２７では、前述のように検出された欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）の各々について、その欠陥種別の判定を行う。
欠陥判別部２７は、欠陥候補部位メモリ２６から欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）の座標位置を順次読み出し、欠陥候補部位ごとに該当位置のフィルタ出力値Ｖ（ｘ，ｙ）をフィルタ出力値メモリ２４から画像データＤ１〜Ｄｎ毎つまり焦点高さｈ１〜ｈｎ毎に読み出す。つまり、欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）について、画像データＤ１における位置（ｘ，ｙ）のフィルタ出力値Ｖ１、画像データＤ２における位置（ｘ，ｙ）のフィルタ出力値Ｖ２、…画像データＤｎにおける位置（ｘ，ｙ）のフィルタ出力値Ｖｎを収集する。
【００４９】
欠陥判別部２７は、前述のようにして得られた欠陥候補部位Ｆ（ｘ，ｙ）の焦点高さｈ１〜ｈｎ毎のフィルタ出力値Ｖ１〜Ｖｎに対し、所定の閾値との比較を行う。
図８に示すように、欠陥候補部位Ｆが異物欠陥など他の欠陥である場合、ウェハ２の表面において画像が鮮明に現れるため、当該焦点高さｈ１のフィルタ出力値Ｖ１に大きなピークが現れる。
図９に示すように、欠陥候補部位Ｆが変形欠陥である場合、ウェハ２の表面ではなだらかな隆起にとどまり、焦点高さｈ１のフィルタ出力値Ｖ１には僅かな出力しかなく、デフォーカスした焦点高さｈ３におけるフィルタ出力値Ｖ３をピークとして各焦点高さｈ２，ｈ４，ｈ５にも出力が記録されている。
【００５０】
図１０に示すように、欠陥判別部２７においては、変形欠陥に現れるフィルタ出力値Ｖ１〜Ｖｎの何れよりも大きく、かつ異物欠陥に現れるフィルタ出力値のピーク値より小さい閾値ＶＴを設定しておき、各欠陥候補のフィルタ出力値Ｖ１〜Ｖｎをこの閾値ＶＴと比較をすることで、その欠陥候補が変形欠陥か異物欠陥など他の欠陥かを判別することができる。
欠陥判別部２７において行われた、各欠陥候補についての欠陥種別の判別結果は、適宜表示部１２に送られて表示等される。
【００５１】
以下、本実施形態の欠陥検査手順について説明する。
本実施形態における欠陥検査手順は、本発明の欠陥検査方法に基づくものであり、一次検査による欠陥候補の検出から二次検査による欠陥候補の判別までを行う。本実施形態では、欠陥候補を検出する一次検査に基準高さを利用して作業の効率化を図る。このため、本検査に先だって基準高さの設定を行う。
【００５２】
基準高さの設定は図１１に示す手順で行う。
先ず、撮影装置９のＸＹテーブル３上にウェハ２を載置する（図１１のステップＳ１０）。ウェハ２としては、変形欠陥および異物欠陥があることが解っているものを利用する。
このようなウェハ２に対し、制御装置１０から撮影装置９に動作指令を与え、ＣＣＤカメラ４をウェハ２の検査領域へ移動する（ステップＳ１１）。
制御装置１０には、予めサンプル撮影を行う焦点高さｈ１〜ｈ５を入力しておき、撮影装置９に各焦点高さでの撮影を実行させる。
【００５３】
すなわち、ＣＣＤカメラ４の焦点位置を何れかの焦点高さに合わせ（ステップＳ１２）、画像を撮影する（ステップＳ１３）。得られた画像に対して、フィルタ処理部２３でフィルタ処理を行い（ステップＳ１４）、得られたフィルタ出力値を記録してゆく（ステップＳ１５）。なお、前述したステップＳ１２〜１３が本発明のサンプル画像記録工程であり、ステップＳ１４〜１５がサンプル画像フィルタ工程である。
このようなフィルタ出力値の記録を各焦点高さに対して繰り返し実行し、全ての高さについて画像のフィルタ出力値が得られたら次の処理に進む（ステップＳ１６）。
【００５４】
得られたフィルタ出力値に対して、欠陥候補部位選択部２５で欠陥候補部位を選択し（ステップＳ１７）、欠陥判別部２７により各欠陥候補部位での焦点高さ毎のフィルタ出力値を判別し、その結果を予め解っている変形欠陥および異物欠陥と比較する。
フィルタ出力値パターンが例えば図９のようであれば、そのピーク値を示す焦点高さｈ３を基準位置として選択する（ステップＳ１８）。
【００５５】
本検査は図１２に示す手順で行う。
先ず、撮影装置９のＸＹテーブル３上にウェハ２を載置する（図１２のステップＳ２０）。制御装置１０から撮影装置９に動作指令を与え、ＣＣＤカメラ４をウェハ２の検査領域へ移動する（ステップＳ２１）。
制御装置１０には、予めサンプル撮影を行う焦点高さｈ１〜ｈ５を入力しておく。このうち焦点高さｈ３が基準高さであり、他の焦点高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５は補助高さとなる。この状態で、撮影装置９に基準高さｈ３による一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を実行させる。
【００５６】
すなわち、ＣＣＤカメラ４の焦点位置を基準高さｈ３に合わせ（ステップＳ２２）、基準高さでの画像を撮影する（ステップＳ２３）。得られた画像に対して、フィルタ処理部２３でフィルタ処理を行い（ステップＳ２４）、得られたフィルタ出力値を記録してゆく（ステップＳ２５）。
こうして得られた基準高さ画像に対するフィルタ出力値に対して、欠陥候補部位選択部２５で欠陥候補部位を選択する（ステップＳ２６）。
ここで欠陥候補部位の有無を判定し（ステップＳ２７）、基準高さ画像に欠陥候補がなければ次の検査領域の有無を判定し（ステップＳ２８）、次の検査領域があればそこに移動し（ステップＳ２９）、なければ欠陥検査報告を作成して検査を終了する（ステップＳ２Ｎ）。
【００５７】
前述したステップＳ２７の判定で、現在の検査領域に欠陥候補がある場合、その欠陥判別を行うための二次画像記録工程および二次画像フィルタ工程を順次実行する。
先ず、補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５を順次選択し、各々に対する二次画像記録工程を実施する。
すなわち、ＣＣＤカメラ４の焦点位置を現在の補助高さに合わせ（ステップＳ２Ａ）、同補助高さでの画像を撮影する（ステップＳ２Ｂ）。全ての補助高さの撮影ができたら（ステップＳ２Ｃ）、後は専ら制御装置１０側の画像処理になるため、撮影装置９においては次の検査領域への移動を開始する（ステップＳ２Ｅ）。現在のウェハ２に次の検査領域がない場合には移動は行わない（ステップＳ２Ｄ）。
【００５８】
撮影装置９が次の検査領域への移動を行っている期間に、欠陥候補部位に対する二次画像フィルタ工程を実行する。
すなわち、欠陥候補部位の何れかを選択し（ステップＳ２Ｆ）、先に撮影した各補助高さ画像に対し、現在選択している欠陥候補部位のみをフィルタ処理部２３でフィルタ処理し（ステップＳ２Ｇ）、得られたフィルタ出力値を記録し（ステップＳ２Ｈ）、このような欠陥候補部位に限定したフィルタ処理を各補助高さ画像の全てに実施する（ステップＳ２Ｊ）。
【００５９】
図１３には、前述した基準高さｈ３の画像データＤ３に対する一次画像フィルタ工程の処理が模式的に示されている。一次画像フィルタ工程では、画像にある欠陥Ｆ１，Ｆ２を捜索するため、画像の全体に対してフィルタ処理を行う必要がある。従って、フィルタ処理の処理対象領域Ｐは画像Ｄ３を全面走査することになる。
図１４には、前述した補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５の画像データＤ１，Ｄ２，Ｄ４，Ｄ５に対する二次画像フィルタ工程の処理が模式的に示されている。二次画像フィルタ工程では、一次画像フィルタ工程で検出された欠陥候補部位Ｆ１，Ｆ２に対しての判別であるため、処理対象領域Ｐを欠陥候補部位Ｆ１，Ｆ２に直行させてフィルタ処理すればよく、処理負荷および処理時間を大幅に短縮できる。
【００６０】
こうして得られた欠陥候補部位の補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５のフィルタ出力値と、一次画像フィルタ工程で得られている基準高さｈ３の欠陥候補部位のフィルタ出力値とを併せることで、現在選択している欠陥候補部位に関する各焦点高さｈ１〜ｈ５のフィルタ出力値が得られる。この結果に基づいて、欠陥判別部２７で欠陥候補部位の種別を判別する（ステップＳ２Ｋ）。
次の欠陥候補部位があれば、ステップＳ２Ｆ以降を繰り返し、未処理の欠陥候補部位がなくなれば（ステップＳ２Ｌ）、次の検査領域へ移動する（ステップＳ２Ｍ）。次の検査領域がなければ欠陥検査報告を作成して検査を終了する（ステップＳ２Ｎ）。
【００６１】
このような本実施形態によれば、次に示すような効果がある。
一次画像記録工程と一次画像フィルタ工程とにより、欠陥候補部位を選択することができる。特に、一次画像記録工程ではデフォーカスを行い、画像フィルタ工程では濃淡を強調するフィルタ処理を行うことで、欠陥候補部位として異物欠陥などの一般的な欠陥だけでなく変形欠陥も含めて捕捉することができる。
二次画像記録工程と二次画像フィルタ工程とにより、欠陥候補部位の種別つまり変形欠陥であるのか異物欠陥など他の欠陥であるのかを判別することができる。
【００６２】
本実施形態では、一次画像記録工程と一次画像フィルタ工程（一次検査）を基準高さｈ３に対してだけ行うこととし、補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５に対しては二次画像記録工程と二次画像フィルタ工程（二次検査）としたため、画像データの全面にわたるフィルタ処理を最小限にすることができ、検査効率を高めることができる。
本実施形態では、基準高さｈ３の選択にあたってサンプル検査を行い、変形欠陥の捕捉に呈した焦点高さｈ３を選択するようにしたため、一次画像記録工程と一次画像フィルタ工程を抑制して効率向上を図っても欠陥候補を確実に捕捉することができる。
【００６３】
補助高さｈ１，ｈ２，ｈ４，ｈ５に対する二次画像記録工程および二次画像フィルタ工程においては、各焦点高さに対する画像記録を先行し、フィルタ処理は次の検査領域への移動と並行して行うようにしたため、検査作業における待ち時間を最小限にすることができ、検査効率を高めることができる。
【００６４】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、一つの基準高さ（ｈ３）に対して一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程（一次検査）を行い、他の補助高さに対して二次画像記録工程、二次画像フィルタ工程および欠陥判別工程（二次検査）を行うとしたが、複数の焦点高さに対して一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を行うようにしてもよい。
【００６５】
更に、全ての焦点高さ（ｈ１〜ｈ５）に対して一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を行い、二次画像記録工程、二次画像フィルタ工程を行わず、一次画像フィルタ工程で記録されたフィルタ出力値を用いて欠陥判別工程を実行してもよい。
一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を行う焦点高さを増すことにより、欠陥候補部位の捕捉精度を高められる可能性がある。但し、一次画像記録工程と一次画像フィルタ工程は画面全体をフィルタ処理するため、作業時間の増加を考慮する必要がある。
【００６６】
前記実施形態では、一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を行う基準高さｈ３を、検査対象物であるウェハ２に対する事前のサンプル検査によって選択したが、例えば別の統計的な手法で何れかの高さを選択してもよく、他の検査対象物のサンプル検査結果を流用するなどであってもよい。但し、前記実施形態のような検査対象物毎のサンプル検査に依ることで検査精度を高めることができる。
【００６７】
前記実施形態においては、一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程を行うことで欠陥候補部位を捕捉し、それぞれの欠陥候補部位を検出したが、他の手法で変形欠陥を含む欠陥候補部位が取得できている場合、その欠陥種別を判別するために本発明を適用するとしてもよい。
このために、一次画像記録工程および一次画像フィルタ工程に替えて、検査対象物の表面における欠陥候補部位を指定する欠陥候補指定工程を採用し、これに続いて各欠陥候補部位に対する二次画像記録工程、二次画像フィルタ工程および欠陥判別工程を実行するようにしてもよい。
【００６８】
前記実施形態のフィルタ処理では、対象画素の両側２点の比較画素を用いたが、周囲４点あるいは他のパターンとしてもよく、比較画素のサイズは検査対象の欠陥に応じて調整してもよい。
更に、フィルタ処理の手法としては濃淡の強調が可能であれば他の内容であってもよい。
【００６９】
前記実施形態の欠陥判別工程では、焦点高さ毎のフィルタ出力値Ｖ１〜Ｖｎを所定の閾値ＶＴと比較したが、隣接する各高さのフィルタ出力値の差分をとり、その絶対値を所定の閾値と比較してもよい。
図１５にはそのような差分により表示したパターンを示す。ここで用いた検査結果データは図１０と同じであるが、変形欠陥の緩やかな隆起はより平坦に現れるため、閾値の設定が更に容易になり、判別も容易にできる可能性がある。
【００７０】
前記実施形態では、検査対象物としてウェハ２を例示したが、検査対象物はプリンタヘッドに使用される基板、プリント基板、表示パネル、各種印刷物等であってよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態における欠陥検出装置を示す図。
【図２】検査対象物としてのウェハを示す図。
【図３】前記実施形態の構成ブロックを示す図。
【図４】前記実施形態の画像データを模式的に示す図。
【図５】前記実施形態のフィルタ処理を示す図。
【図６】前記実施形態でフィルタ処理される画像を示す図。
【図７】前記実施形態でフィルタ処理された画像を示す図。
【図８】前記実施形態における他の欠陥の検査パターンを示す図。
【図９】前記実施形態における変形欠陥の検査パターンを示す図。
【図１０】前記実施形態における欠陥判別を示す図。
【図１１】前記実施形態におけるサンプル検査を示すフローチャート。
【図１２】前記実施形態における本検査を示すフローチャート。
【図１３】前記実施形態における一次画像フィルタ工程を模式的に示す図。
【図１４】前記実施形態における二次画像フィルタ工程を模式的に示す図。
【図１５】本発明の欠陥判別の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００７２】
１…欠陥検出装置、２…検査対象物であるウェハ、９…撮影装置、１０…制御装置、２１…画像記録部、２３…フィルタ処理部、２５…欠陥候補部位選択部、２７…欠陥判別部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図６】
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