[go: up one dir, main page]

JP2008180578A - Periodic pattern unevenness inspection system - Google Patents

Periodic pattern unevenness inspection system Download PDF

Info

Publication number
JP2008180578A
JP2008180578A JP2007013593A JP2007013593A JP2008180578A JP 2008180578 A JP2008180578 A JP 2008180578A JP 2007013593 A JP2007013593 A JP 2007013593A JP 2007013593 A JP2007013593 A JP 2007013593A JP 2008180578 A JP2008180578 A JP 2008180578A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
periodic pattern
light
inspection
imaging
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
JP2007013593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Yamano
晃司 山野
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.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing 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 Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2007013593A priority Critical patent/JP2008180578A/en
Publication of JP2008180578A publication Critical patent/JP2008180578A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

【課題】周期性パターンのムラを安定的、高精度に撮像、検出可能な周期性パターンムラ検査装置を提供する。
【解決手段】検査対象基板が持つ周期性パターンのムラの検査装置であって、検査対象基板を載置しX軸方向及びY軸方向にそれぞれ移動させる移動機構とその移動量及び現在位置の検知機構を備えたXYステージと、検査対象基板の周期性パターンに略平行光かつ斜め透過光の照明を個別に行う複数光源と、検査対象基板に対して平行な二次元平面内で、前記光源の各々を個別に移動させる光源移動手段と、光源の各々の向きを個別に変えられる光源角度調整手段と、XYステージを挟んで光源の反対側に配置され、斜め透過光照明された周期性パターンからの回折光を撮像するラインセンサカメラを用いた撮像手段と、前記XYステージ、光源、光源移動手段、光源角度調整手段、撮像手段の動作の制御と、検査画像への画像処理を行う、処理手段を備える。
【選択図】図1
There is provided a periodic pattern unevenness inspection apparatus capable of imaging and detecting periodic pattern unevenness stably and with high accuracy.
A non-uniformity pattern inspection apparatus for a substrate to be inspected, a moving mechanism for placing the substrate to be inspected and moving the substrate in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the amount of movement and detection of the current position. An XY stage having a mechanism, a plurality of light sources that individually illuminate the periodic pattern of the inspection target substrate with substantially parallel light and obliquely transmitted light, and a two-dimensional plane parallel to the inspection target substrate. From light source moving means for moving each individually, light source angle adjusting means for individually changing the direction of each light source, and a periodic pattern that is disposed on the opposite side of the light source across the XY stage and illuminated with obliquely transmitted light Control of the imaging means using a line sensor camera that images the diffracted light, the XY stage, the light source, the light source moving means, the light source angle adjusting means, the imaging means, and the image processing on the inspection image It comprises a processing unit.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は周期性パターンを有する製品におけるムラ検査装置に関するものである。   The present invention relates to an unevenness inspection apparatus for products having a periodic pattern.

フォトマスクの周期性パターン(以下、PMパターンと呼ぶ)のムラ検査では、同軸の透過照明や平面照明を用いて透過率画像を撮像し、各々の画像での光の強度(明るさ)を比べてムラ部と正常部とを視認している。そのため、PMパターンにおいては元々ムラ部と正常部との光の強度差が少ない、すなわち、コントラストが低い画像をその強度差の処理方法を工夫することで、差を拡大してムラ部の抽出し、検査を行っている。   In the unevenness inspection of the periodic pattern (hereinafter referred to as PM pattern) of a photomask, a transmittance image is captured using coaxial transmission illumination or planar illumination, and the intensity (brightness) of each image is compared. Thus, the uneven part and the normal part are visually recognized. For this reason, in the PM pattern, the difference in light intensity between the uneven portion and the normal portion is originally small, that is, by devising an intensity difference processing method for images with low contrast, the difference is expanded and the uneven portion is extracted. , Have been inspected.

しかし、上記従来技術においては、格子状の周期性パターンのブラックマトリクスのムラ、特に開口部の大きいブラックマトリクスのムラの撮像において、ムラ部と正常部でのコントラストの向上が望めず、強度差の処理を工夫したとしても、元画像のコントラストが低い画像の場合の検査では、目視での官能検査方法より低い検査能力しか達成できない問題がある。   However, in the above prior art, in the imaging of the black matrix unevenness of the lattice-like periodic pattern, particularly the black matrix unevenness having a large opening, it is not possible to improve the contrast between the uneven portion and the normal portion. Even if the processing is devised, there is a problem that the inspection in the case of an image having a low contrast of the original image can only achieve a lower inspection ability than the visual sensory inspection method.

なお、周期性パターンとは、周期性パターンとは、一定の周期(以下ピッチとも云う)で配列しているスリットのパターンの集合体を称し、例えば、細長いスリットのパターンが所定の間隔で1次元的に配列しているストライプ状の周期性パターン、又は、ブラックマトリクスの開口部のように、スリットのパターンが所定の間隔で2次元的に配列しているマトリクス状(格子状)の周期性パターン等がある。   The periodic pattern refers to an aggregate of slit patterns arranged at a constant period (hereinafter also referred to as a pitch). For example, a pattern of elongated slits is one-dimensional at a predetermined interval. Stripe-shaped periodic pattern arranged in a row, or a matrix-like (lattice-shaped) periodic pattern in which slit patterns are two-dimensionally arranged at predetermined intervals, such as black matrix openings. Etc.

一方、微細な表示と明るい画面の電子部品の増加により、前記PMパターンでは、微細化、又は開口部比率アップへの傾向が進んでいる。将来、更に開口部の大きい、より微細形状のブラックマトリクス用の周期性パターンのムラ検査の方法及びその装置が必要となる。すなわち、従来の光の振幅による光の強度(明るさ)の強弱のみの出力では限界である。   On the other hand, due to the increase in electronic components with fine display and bright screen, the PM pattern tends to be miniaturized or increase the aperture ratio. In the future, there will be a need for a method and apparatus for inspecting the periodic pattern unevenness for a black matrix having a finer shape and a larger opening. That is, there is a limit in the conventional output with only the intensity (brightness) of the light depending on the amplitude of the light.

そこで、周期性のあるパターン、例えばブラックマトリクスムラを安定的、高精度に撮像、検出可能な、周期性パターンムラ検査装置を提供することを目的として、照明光が被検査物に照射され、周期構造によって生じる透過回折光を画像検査する、例えば特許文献1の様な検査装置が提案された。   Therefore, for the purpose of providing a periodic pattern unevenness inspection apparatus capable of stably and accurately imaging and detecting a pattern having a periodicity, for example, black matrix unevenness, illumination light is irradiated onto an object to be inspected. For example, an inspection apparatus as disclosed in Patent Document 1 that inspects transmitted diffracted light generated by the structure is proposed.

しかし、このような回折光を用いた検査方法においては、撮像手段に面撮像の手法を用いた場合、回折現象に起因する照明範囲内での2次元的な色分布や、照明部に起因する強度分布が検査画像内に生じ、検査に影響を与えてしまう。   However, in such an inspection method using diffracted light, when a surface imaging method is used as the imaging means, it is caused by a two-dimensional color distribution within an illumination range caused by a diffraction phenomenon or an illumination unit. An intensity distribution occurs in the inspection image and affects the inspection.

回折現象に起因する2次元的な色分布が検査画像に生じるとは、例えば図3(a)の様に検査対象パターン51を有する被検査基板50上に、照明側平行光学系11より斜めに照明を行った時に、撮像手段31としてエリアセンサカメラなどの2次元的な撮像手段を用いていた場合、現実的に平行光学系に残る非平行な成分や照明の照度分布などの影響により、得られる検査画像が図3(b)の画像52の様に、一つの画像内に2色あるいはそれ以上の色変化分布(得られる画像がモノクロの場合は強度変化分布)を持つ画像になる事である。 The two-dimensional color distribution caused by the diffraction phenomenon is generated in the inspection image, for example, obliquely from the illumination side parallel optical system 11 on the inspection substrate 50 having the inspection target pattern 51 as shown in FIG. When a two-dimensional image pickup device such as an area sensor camera is used as the image pickup device 31 when the illumination is performed, it is obtained due to the influence of the non-parallel component remaining in the parallel optical system and the illumination illuminance distribution. The inspection image to be obtained becomes an image having a color change distribution of two or more colors (or an intensity change distribution when the obtained image is monochrome) in one image like the image 52 in FIG. is there.

また、前に記した通りPMパターンは微細化への傾向が進んでいるため、撮像手段において十分細かい解像力が求められており、市場に出回っている一般的なエリアセンサカメラで必要十分な解像力と撮像面積を得ようとした場合、莫大なコストを要する。   In addition, as described above, since the PM pattern has a tendency toward miniaturization, a sufficiently fine resolution is required in the imaging means. An enormous cost is required to obtain an imaging area.

以下に公知文献を記す。
特開2006‐208084号
The known literature is described below.
JP 2006-208084 A

本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みて、周期性のあるパターン、例えばPMパターンのブラックマトリクスムラを安定的、高精度に撮像、検出可能で、さらに高速に検出が可能な周期性パターンムラ検査装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems of the prior art, the present invention can capture and detect a black pattern unevenness of a periodic pattern, for example, a PM pattern stably and with high accuracy, and can detect at a higher speed. An object of the present invention is to provide a characteristic pattern unevenness inspection apparatus.

本発明において上記課題を解決するために、まず請求項1の発明では、検査対象基板が持つ周期性パターンのムラの検査をする検査装置であって、
前記検査対象基板を載置し、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ移動させる移動機構を具備し、その移動量及び現在位置を検知する機構を備えたXYステージと、
前記XYステージ上の検査対象基板の周期性パターンに対して、略平行光かつ斜め透過光の照明を個別に行う複数の光源と、
前記XYステージ上の検査対象基板に対して平行な二次元平面内で、前記光源の各々を個別に移動させる光源移動手段と、
前記光源の各々の向きを、個別に変えることが可能な光源角度調整手段と、
前記XYステージを挟んで前記光源の反対側に配置され、前記光源によって斜め透過光照明された前記周期性パターンにおける回折光を撮像する、ラインセンサカメラを用いた撮像手段と、
前記XYステージ、光源、光源移動手段、光源角度調整手段、撮像手段の動作の管理及び制御と、前記撮像手段によって得られた検査画像への画像処理を行う、処理手段を備えた周期性パターンのムラ検査装置としたものである。
In order to solve the above-described problems in the present invention, first, the invention of claim 1 is an inspection apparatus for inspecting the periodic pattern unevenness of the substrate to be inspected,
An XY stage having a mechanism for mounting the substrate to be inspected and moving the substrate in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, and a mechanism for detecting the movement amount and the current position;
A plurality of light sources that individually illuminate substantially parallel light and obliquely transmitted light with respect to the periodic pattern of the inspection target substrate on the XY stage;
A light source moving means for individually moving each of the light sources in a two-dimensional plane parallel to the inspection target substrate on the XY stage;
A light source angle adjusting means capable of individually changing the orientation of each of the light sources;
An imaging means using a line sensor camera that images the diffracted light in the periodic pattern that is disposed on the opposite side of the light source across the XY stage and illuminated obliquely by the light source;
A periodic pattern provided with processing means for performing management and control of operations of the XY stage, light source, light source moving means, light source angle adjusting means, and imaging means, and performing image processing on an inspection image obtained by the imaging means. This is a non-uniformity inspection apparatus.

また請求項2の発明では、前記撮像手段が、その光軸を回転中心として回転する手段を具備する請求項1記載の周期性パターンムラ検査装置としたものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the periodic pattern unevenness inspection apparatus according to the first aspect, wherein the imaging means comprises means for rotating about the optical axis.

また請求項3の発明では、前記光源により照明される範囲を、前記ラインセンサカメラを用いた撮像手段での1列分のラインスキャン時の撮像範囲のみに制限する手段を具備する請求項2記載の周期性パターンのムラ検査装置としたものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided means for limiting the range illuminated by the light source to only the imaging range at the time of line scanning for one column by the imaging means using the line sensor camera. This periodic pattern non-uniformity inspection apparatus is.

本発明は撮像手段としてラインセンサカメラを用いることにより、検査対象基板を載置したステージを駆動しながら、該検査対象基板の所定の1次元的な領域を連続的に撮像し、得られた1次元的な画像をつなぎ合わせて2次元の検査画像を得る。さらに、2次元的な色分布や強度分布を排する形での撮像系の配置と、照明範囲の限定により高精度な検査画像を得ることができる。   In the present invention, a line sensor camera is used as an imaging unit, and a predetermined one-dimensional region of the inspection target substrate is continuously imaged while driving a stage on which the inspection target substrate is mounted. A two-dimensional inspection image is obtained by connecting two-dimensional images. Furthermore, a highly accurate inspection image can be obtained by arranging the imaging system in a form that eliminates the two-dimensional color distribution and intensity distribution and limiting the illumination range.

従って、本発明におけるムラ検査装置では回折光画像を面撮像した場合に生じる2次元的な色分布や強度分布をラインセンサカメラを用いる事で排し、ムラの検出を高精度に行うことができる。また、一般的にラインセンサカメラはエリアセンサカメラに比べ一方向に配列されている画素数が非常に多いため、検査に必要十分な解像度や撮像面積といった条件を容易に実現出来る。   Therefore, in the unevenness inspection apparatus according to the present invention, the two-dimensional color distribution and intensity distribution that occur when a diffracted light image is imaged can be eliminated by using a line sensor camera, and unevenness detection can be performed with high accuracy. . In general, a line sensor camera has a very large number of pixels arranged in one direction as compared to an area sensor camera, and therefore conditions such as resolution and imaging area necessary and sufficient for inspection can be easily realized.

以下に本発明の第1の実施形態を説明する。   The first embodiment of the present invention will be described below.

図1は本実施形態の周期性パターンムラ検査装置の概略構成図である。図1に示すように、斜め透過照明部10と、透過照明が可能なXYステージ部20と、被検査基板50の画像を撮像するための撮像部30と、撮像された画像を強調処理し、ムラ部を判定、さらに強調された画像を作業者がムラを認識しやすい様に表示する機能を有する処理部40から構成されている。なお、本装置は外光や迷光を極力低減させた暗環境かつ被検査基板への異物付着を防ぐクリーン環境内で稼動される事が望ましい。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a periodic pattern unevenness inspection apparatus of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the oblique transmission illumination unit 10, the XY stage unit 20 capable of transmission illumination, the imaging unit 30 for imaging an image of the substrate to be inspected 50, and the captured image are enhanced. The processing unit 40 has a function of determining an uneven portion and displaying an enhanced image so that the operator can easily recognize the uneven portion. It is desirable that this apparatus be operated in a dark environment in which external light and stray light are reduced as much as possible and in a clean environment that prevents foreign matter from adhering to the substrate to be inspected.

斜め透過照明部10では、リニアガイド14上のリニアスライダ13に、上下左右回転駆動部12が配置され、該駆動部の先端には照明側平行光学系11の照明が設けられている。それによってXYステージ部20上の被検査基板50に対して、様々な角度、方向からの透過照明が可能となっている。   In the oblique transmission illumination unit 10, an up / down / left / right rotation drive unit 12 is disposed on a linear slider 13 on a linear guide 14, and illumination of the illumination side parallel optical system 11 is provided at the tip of the drive unit. Thereby, transmitted illumination from various angles and directions is possible with respect to the substrate 50 to be inspected on the XY stage unit 20.

さらに、前記照明は複数台(11A〜11D)配置されており、その各照明について、点灯と消灯の切り換え、検査対象基板50との距離および照明光の入射方向の調節が、個別に可能である。また欠陥の検出能力を向上させるための、波長選択フィルタ等の光学系部材を追加する事も可能である。   Further, a plurality of the lights (11A to 11D) are arranged, and for each of the lights, switching between turning on and off, adjusting the distance from the inspection target substrate 50 and the incident direction of the illumination light are individually possible. . It is also possible to add an optical system member such as a wavelength selection filter for improving the defect detection capability.

XYステージ部20では、検査対象基板50をXYステージ部の所定の位置に載置する。前記XYステージ部は、測定機能を持ち、位置を認知して、検査対象基板の検査開始位置に装置の光軸を重ねる。X軸及びY軸方向に駆動する手段を用いて、予め設定した動作手順に従ってXYステージをX軸及びY軸方向に駆動する。   In the XY stage unit 20, the inspection target substrate 50 is placed at a predetermined position of the XY stage unit. The XY stage unit has a measurement function, recognizes the position, and superimposes the optical axis of the apparatus on the inspection start position of the inspection target substrate. Using the means for driving in the X-axis and Y-axis directions, the XY stage is driven in the X-axis and Y-axis directions according to a preset operation procedure.

撮像部30は、画像を撮像する手段としてのラインセンサカメラカメラ31と、光軸に平行な撮像側平行光学系32から構成される。ラインセンサカメラ31の性能は、目的に合わせて最適な物を選定する事が望ましい。また、複数台の性能の異なるラインセンサとセンサ切り替え機構を具備する事により、使用センサの切り替えで検査毎に最適なセンサを選択するようにしても良い。
また、撮像側平行光学系32は倍率調整機能や絞りの自動調整機能等の機能を具備していても良い。
The imaging unit 30 includes a line sensor camera 31 as a means for capturing an image and an imaging side parallel optical system 32 parallel to the optical axis. As for the performance of the line sensor camera 31, it is desirable to select an optimum one according to the purpose. Further, by providing a plurality of line sensors having different performances and a sensor switching mechanism, an optimal sensor may be selected for each inspection by switching the used sensor.
The imaging-side parallel optical system 32 may have functions such as a magnification adjustment function and an automatic aperture adjustment function.

処理部40では、撮像部30及びXYステージ20及び透過照明部10の動作を管理及び制御する。さらに、処理部40では、撮像部30から画像データを受け取り、該画像データに対して所定のデータ処理を行い、該画像データの特徴量の数値化を行い、良否を判定する。前記データ処理手順としては、シェーディング補正等のノイズ除去処理や、画像のフィルタリング処理等による特徴強調、プロジェクション法等による特徴抽出、及びそれらの複合処理等が挙げられる。また、前記画像データの特徴量としては、注目画素の周囲画素との輝度差や、その輝度差が設定された閾値を超える画素群の面積などが挙げられる。   The processing unit 40 manages and controls operations of the imaging unit 30, the XY stage 20, and the transmitted illumination unit 10. Further, the processing unit 40 receives the image data from the imaging unit 30, performs predetermined data processing on the image data, digitizes the feature amount of the image data, and determines pass / fail. Examples of the data processing procedure include noise removal processing such as shading correction, feature enhancement by image filtering processing, feature extraction by a projection method, etc., and composite processing thereof. Further, examples of the feature amount of the image data include a luminance difference with the surrounding pixels of the target pixel, an area of a pixel group in which the luminance difference exceeds a set threshold, and the like.

図2は、本実施形態の周期性パターンムラ検査装置における処理の流れを示したもので、ステップS1〜S16の処理が順次実行される。各ステップでの処理内容の説明を以下に示す。   FIG. 2 shows a flow of processing in the periodic pattern unevenness inspection apparatus of this embodiment, and the processing of steps S1 to S16 is sequentially executed. The description of the processing contents in each step is shown below.

電源の投入や光源の点灯など、装置全体の立ち上げを行う(S1)。   The entire apparatus is started up such as turning on the power and turning on the light source (S1).

検査条件設定前の初期条件設定を行う(S2)。   Initial conditions are set before the inspection conditions are set (S2).

ステージ21を、S2で設定した初期条件設定の位置まで移動する(S3)。   The stage 21 is moved to the initial condition setting position set in S2 (S3).

ステージ21上の所定の位置に、被検査基板50を載置する(S4)。   The substrate to be inspected 50 is placed at a predetermined position on the stage 21 (S4).

設定された検査開始位置にステージ21を移動する(S5)。   The stage 21 is moved to the set inspection start position (S5).

斜め透過照明部10の照明11A〜11Dについて、光量の設定、上下角度、左右角度、及び被検査基板への投光位置の設定(駆動部12〜14)、またその他の光学部材の条件を設定する(S6)。   For the illuminations 11A to 11D of the oblique transmission illumination unit 10, the setting of the light amount, the vertical angle, the left and right angle, the setting of the light projection position on the substrate to be inspected (drive units 12 to 14), and other optical member conditions are set. (S6).

検査時に用いる撮像部30の撮像倍率等を設定する(S7)。   The imaging magnification of the imaging unit 30 used at the time of inspection is set (S7).

上記のステップS4〜S7による検査条件の設定が終了した後、XYステージを所定の動作に従って動かしながら、ラインスキャン撮像を繰り返すことで、画像データの取得を行う。この時、XYステージの動作はラインセンサカメラの受光画素の配列方向に垂直に動かす事は言うまでも無い。   After the setting of the inspection conditions in steps S4 to S7 is completed, the image data is acquired by repeating the line scan imaging while moving the XY stage according to a predetermined operation. At this time, it goes without saying that the operation of the XY stage is moved perpendicularly to the arrangement direction of the light receiving pixels of the line sensor camera.

また、被検査基板50の全面の画像を得るためにステージの往復が必要な場合は、撮像は、順逆両方向のステージ移動時に行っても良いし、順方向のステージ移動時のみでも良い。   If the stage needs to be reciprocated to obtain an image of the entire surface of the substrate to be inspected 50, the imaging may be performed when the stage is moved in both forward and reverse directions, or only when the stage is moved in the forward direction.

また、同一範囲での撮像を複数回繰り返し、複数の検査画像を取得しても良い。前記の複数回の撮像の繰り返しを行う場合には、撮像毎に斜め透過照明部及び撮像部の設定を異なる設定に変更し、複数の異なる検査条件下での検査画像を取得しても良い(S8〜S9)。   Further, a plurality of inspection images may be acquired by repeating imaging in the same range a plurality of times. In the case of repeating the imaging a plurality of times, the setting of the oblique transmission illumination unit and the imaging unit may be changed to different settings for each imaging, and inspection images under a plurality of different inspection conditions may be acquired ( S8-S9).

以上の様にして得られた検査画像に対して、処理部40にてシェーディング補正等のノイズ除去処理、画像フィルタリング等による特徴強調処理、プロジェクション法等による特徴抽出処理等の各種データ処理を行い、検査画像の特徴量を数値化し、被検査基板の良否判定及び結果出力を行う(S10〜14)。   For the inspection image obtained as described above, the processing unit 40 performs various data processing such as noise removal processing such as shading correction, feature enhancement processing such as image filtering, and feature extraction processing such as a projection method. The characteristic amount of the inspection image is digitized, and the quality of the inspection substrate is determined and the result is output (S10 to 14).

これらの手順により被検査基板の検査が終了した後、ステージより被検査基板を搬出し、装置全体の立ち下げを行い、本装置の周期性パターンムラ検査の全工程が終了する(S15〜S16)。   After the inspection of the substrate to be inspected is completed by these procedures, the substrate to be inspected is unloaded from the stage, the entire apparatus is lowered, and all the periodic pattern unevenness inspection processes of this apparatus are completed (S15 to S16). .

以上の各工程の動作は、対人操作装置43による操作ないしは予め組み込まれたプログラムによって実行され、これらの経過情報や出力結果が情報表示装置42に表示される。   The operations of the above steps are executed by an operation by the interpersonal operation device 43 or a program incorporated in advance, and the progress information and output results are displayed on the information display device 42.

前述した手段を備えた周期性パターンのムラの検査をする検査装置では、斜め透過光の照明を行うことで生じる、周期性パターンでの回折光を撮像することを特徴とする周期性パターンムラ検査装置である。   In the inspection apparatus for inspecting the periodic pattern unevenness provided with the above-described means, the periodic pattern unevenness inspection characterized in that it images diffracted light in the periodic pattern generated by illuminating obliquely transmitted light Device.

この様に構成された本周期性パターンムラの検査装置において、斜め透過照明部10から照射された光が周期性パターンの検査対象基板50の周期性パターンにて回折され、その回折光が画像として撮像部30に捉えられる。開口部より回折された光は、スリット部(または開口部)の形状・ピッチの差違が強調される効果があり、入射角度を少しずつ変化させる照明により回折光の差違が更に強調される。   In the periodic pattern unevenness inspection apparatus configured as described above, the light emitted from the oblique transmission illumination unit 10 is diffracted by the periodic pattern of the inspection target substrate 50 of the periodic pattern, and the diffracted light is used as an image. Captured by the imaging unit 30. The light diffracted from the opening has the effect of enhancing the difference in the shape and pitch of the slit (or opening), and the difference in the diffracted light is further emphasized by illumination that gradually changes the incident angle.

前記検査対象基板50にて回折される回折光は、ブラックマトリクスの幅や間隙幅に微妙な変動があると、回折角が変化するため、前記撮像部30に捕らえられた画像はブラックマトリクスの変動に起因するムラ部を強調した画像となる。さらに、斜め透過照明部10及び撮像部30に平行光学系を用いることで、回折光の変動をより正確に強調した画像が捉えられる。   The diffraction angle of the diffracted light diffracted by the inspection target substrate 50 changes when the black matrix width and gap width are subtly changed. Therefore, the image captured by the imaging unit 30 is changed in the black matrix. This results in an image in which uneven portions due to the above are emphasized. Furthermore, by using a parallel optical system for the oblique transmission illumination unit 10 and the imaging unit 30, an image in which the fluctuation of the diffracted light is more accurately emphasized can be captured.

また、検査画像の撮像にラインセンサカメラを用いることにより、現実的には照明部や撮像部の平行光学系に残る非平行な光線成分に起因する照明範囲内での2次元的な色分布や、照明部に起因する強度分布を、撮像される検査画像から排し、高精度にムラを検出する事が可能となる。さらに、連続的なラインスキャンにより高速で検査画像を取得する事ができる。   In addition, by using a line sensor camera to capture the inspection image, in reality, a two-dimensional color distribution within the illumination range caused by non-parallel light components remaining in the parallel optical system of the illumination unit or the imaging unit In addition, it is possible to detect the unevenness with high accuracy by eliminating the intensity distribution caused by the illumination unit from the inspection image to be captured. Furthermore, an inspection image can be acquired at a high speed by continuous line scanning.

このようにして前記撮像部30に捕らえられたムラ画像を、処理部40にてムラ部抽出処理、判定処理を行う。判定されたムラ部の位置やレベルをムラ画像と同時に処理部40に表示することで、ムラのモニター用途としての利用も有効となっている。   In this manner, the unevenness image captured by the imaging unit 30 is subjected to unevenness portion extraction processing and determination processing by the processing unit 40. By displaying the determined position and level of the uneven portion at the same time as the uneven image on the processing unit 40, the use for unevenness monitoring is also effective.

以上の様に本発明の第1の実施形態によれば、周期性パターンブラックマトリクスのムラのみを安定的、高精度、高速に検出可能となる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, only unevenness of the periodic pattern black matrix can be detected stably, with high accuracy, and at high speed.

次に本発明の第2の実施形態について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

本実施形態の周期性パターンムラ検査装置の概略は、図1に示した第1の実施形態とほとんど同様であるが、撮像部30はその光軸を回転中心とする回転機構を具備している点が異なっている。   The outline of the periodic pattern unevenness inspection apparatus of the present embodiment is almost the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, but the imaging unit 30 includes a rotation mechanism having the optical axis as a rotation center. The point is different.

また、本実施形態の周期性パターンムラ検査装置における処理の流れも、第1の実施形態の場合とほとんど同様であるが、図2のステップS7の撮像条件設定において、撮像部の回転角度の設定が行われる点が異なっている。   Also, the flow of processing in the periodic pattern unevenness inspection apparatus of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but in the imaging condition setting in step S7 of FIG. Is different.

本実施形態においては、斜め透過照明部10から照射された光が、検査対象基板50の周期性パターンの開口部にて回折され、その回折光が画像として撮像部30に捉えられる。この時、前記回転機構によりラインセンサカメラの受光画素の配列方向が、照明範囲内での色変化や強度変化の強い方向に対して垂直になるように、ラインセンサカメラを配置する。照明範囲内での色変化や強度変化の強い方向とは、具体的には照明の投光方向である。   In the present embodiment, the light emitted from the oblique transmission illumination unit 10 is diffracted at the opening of the periodic pattern of the inspection target substrate 50, and the diffracted light is captured by the imaging unit 30 as an image. At this time, the line sensor camera is arranged such that the arrangement direction of the light receiving pixels of the line sensor camera is perpendicular to the direction in which the color change or the intensity change is strong within the illumination range by the rotation mechanism. The direction in which the color change or the intensity change is strong within the illumination range is specifically the illumination light projection direction.

ラインセンサカメラの受光画素の配列方向と、照明範囲内での色変化や強度変化の強い方向の関係について図3を用いて説明する。図3(a)において照明側平行光学系11より照射された光線15は検査対象パターン51が有する周期構造により回折を起こし、特定の方向の回折光が撮像側平行光学系32によって集光され、撮像手段31にて結像される。   The relationship between the arrangement direction of the light receiving pixels of the line sensor camera and the direction in which the color change or the intensity change is strong within the illumination range will be described with reference to FIG. In FIG. 3A, the light beam 15 irradiated from the illumination side parallel optical system 11 is diffracted by the periodic structure of the inspection target pattern 51, and the diffracted light in a specific direction is collected by the imaging side parallel optical system 32. An image is formed by the imaging means 31.

この時、撮像手段31としてエリアセンサカメラなどの2次元的な撮像手段を用いていた場合、得られる検査画像は図3(b)の画像52の様に、一つの画像内に2色あるいはそれ以上の色変化分布(得られる画像がモノクロの場合は強度変化分布)を持つ画像になる。   At this time, when a two-dimensional image pickup device such as an area sensor camera is used as the image pickup device 31, two or more colors of inspection images are obtained in one image as shown in the image 52 in FIG. The image has the above color change distribution (intensity change distribution when the obtained image is monochrome).

2次元的な撮像手段により得られる画像52内の色分布は、パターン51の持つ周期性、撮像部30や斜め透過照明部10の光学条件や設定によって変わってくるが、一般的に回折の原理に従って周期性パターンの鉛直方向に対して0度より大きい角度を持つ軸、すなわち投光方向(図3中ではX軸方向)に沿って変化が強い分布となる。以下の説明では、画像52内において長波長側の色53と短波長側の色54の2色による分布が存在する図面にて説明を行う。   The color distribution in the image 52 obtained by the two-dimensional imaging means varies depending on the periodicity of the pattern 51 and the optical conditions and settings of the imaging unit 30 and the oblique transmission illumination unit 10, but generally the principle of diffraction. Accordingly, the distribution is strongly distributed along an axis having an angle larger than 0 degrees with respect to the vertical direction of the periodic pattern, that is, the light projecting direction (X-axis direction in FIG. 3). In the following description, the image 52 will be described with reference to a drawing in which there are two color distributions of the color 53 on the long wavelength side and the color 54 on the short wavelength side.

撮像手段31にラインセンサカメラ等の1次元的な撮像手段を用いた場合、この面内分布の内、一方向の分布を排する事が可能である。しかし図4(a)に示すように、スキャン範囲34が色分布の変化方向の強い方向と平行になるように前記回転機構を用いてセンサ素子を配置した場合、得られる検査画像55は色分布を残した画像になる。   When a one-dimensional imaging means such as a line sensor camera is used as the imaging means 31, it is possible to eliminate a unidirectional distribution out of the in-plane distribution. However, as shown in FIG. 4A, when the sensor elements are arranged using the rotation mechanism so that the scan range 34 is parallel to the direction in which the color distribution changes strongly, the obtained inspection image 55 has a color distribution. The image will be left.

一方、図4(b)に示すように、スキャン範囲34が色分布の変化方向の強い方向と垂直になるようにセンサ素子を配置した場合は、得られる画像55は色分布を低減させた画像となる。ただし、上記の説明例に限らず、面内の分布の変化が投光方向以外の方向のほうが強い場合は、その強い方向と垂直になるようにセンサ素子を配置する事が望ましい。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the sensor elements are arranged so that the scan range 34 is perpendicular to the direction in which the color distribution changes strongly, the obtained image 55 is an image with a reduced color distribution. It becomes. However, the present invention is not limited to the example described above, and when the in-plane distribution change is stronger in the direction other than the light projecting direction, it is desirable to arrange the sensor elements so as to be perpendicular to the strong direction.

このようにしてラインセンサカメラの受光画素の配列方向を、色変化や強度変化の強い方向に対して垂直に配置して画像を撮像する事で、検査画像から2次元的な色分布や強度分布をより強力に排した検査画像を得ることができる。   In this way, the arrangement direction of the light receiving pixels of the line sensor camera is arranged perpendicularly to the direction in which the color change or the intensity change is strong, and an image is picked up. It is possible to obtain an inspection image that eliminates the image more strongly.

以上の様に本発明の第2の実施形態によれば、2次元的な色分布や強度分布をより強力に排した検査画像を得ることができ、かつ高速な検査が可能となる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, an inspection image in which the two-dimensional color distribution and intensity distribution are more powerfully eliminated can be obtained, and high-speed inspection can be performed.

次に本発明の第3の実施形態について説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described.

本実施形態の周期性パターンムラ検査装置は第2の実施形態と同様に、撮像部30はその光軸を回転中心とする回転機構を具備している。また斜め透過照明部10中の照明側平行光学系11に照明範囲を1回のラインスキャン時のスキャン範囲のみに限定する機構が具備される。   In the periodic pattern unevenness inspection apparatus of this embodiment, the imaging unit 30 includes a rotation mechanism having the optical axis as a rotation center, as in the second embodiment. Further, the illumination side parallel optical system 11 in the oblique transmission illumination unit 10 is provided with a mechanism that limits the illumination range to only the scan range during one line scan.

本実施形態の周期性パターンムラ検査装置における処理の流れも、第2の実施形態と同様である。   The processing flow in the periodic pattern unevenness inspection apparatus of this embodiment is also the same as that of the second embodiment.

第3の実施形態において、斜め透過照明部10から照射された光が周期性パターンの検査対象基板50の開口部にて回折され、その回折光が画像として撮像部30に捉えられる。この時、ラインセンサカメラの受光画素の配列方向が照明の投光方向に対して垂直になるように配置し、斜め透過照明部10から照射された光はラインスキャン時のスキャン範囲のみを照明するように照射される。   In the third embodiment, the light emitted from the oblique transmission illumination unit 10 is diffracted at the opening of the inspection target substrate 50 having a periodic pattern, and the diffracted light is captured by the imaging unit 30 as an image. At this time, the arrangement direction of the light receiving pixels of the line sensor camera is arranged so as to be perpendicular to the light projecting direction, and the light emitted from the oblique transmission illumination unit 10 illuminates only the scan range during the line scan. Irradiated as follows.

スキャン範囲のみを照明する効果について図5を用いて説明する。スキャン範囲外まで照明した場合、図5(a)に示すような多重反射により検査対象外のパターン56が写りこみ、擬似欠陥57となって検査精度を低下させる状況が生じる。しかし、スキャン範囲のみを照明することによって図5(b)に示すようにこの問題を回避できる。   The effect of illuminating only the scan range will be described with reference to FIG. When illumination is performed out of the scanning range, a pattern 56 that is not to be inspected is reflected due to multiple reflection as shown in FIG. 5A, resulting in a pseudo defect 57 that reduces the inspection accuracy. However, by illuminating only the scan range, this problem can be avoided as shown in FIG.

このようにして本発明の第3の実施形態では、ラインセンサカメラの受光画素の配列方向を色変化や強度変化の強い方向に対して垂直に配置し、スキャン範囲のみを照明することにより、検査画像から2次元的な色分布や強度分布を強力に排し、かつ多重写りこみによる擬似欠陥を排した検査画像を得ることができる。   In this manner, in the third embodiment of the present invention, the arrangement direction of the light receiving pixels of the line sensor camera is arranged perpendicular to the direction in which the color change or the intensity change is strong, and only the scan range is illuminated, thereby inspecting. It is possible to obtain an inspection image that strongly eliminates two-dimensional color distribution and intensity distribution from an image and eliminates false defects due to multiple reflection.

以上の様に本発明の第3の実施形態によれば、2次元的な色分布や強度分布や、多重移りこみによる擬似欠陥を排した検査画像を得ることができ、かつ高速な検査が可能となる。   As described above, according to the third embodiment of the present invention, it is possible to obtain an inspection image in which two-dimensional color distribution, intensity distribution, and pseudo defects due to multiple transfer are eliminated, and high-speed inspection is possible. It becomes.

本発明によれば、フォトマスクなどの周期性パターンを有する製品において、製品に影響を与えるムラを安定的、高精度、高速に検出できる。
According to the present invention, in a product having a periodic pattern such as a photomask, unevenness affecting the product can be detected stably, with high accuracy, and at high speed.

本発明に係る周期性パターンムラ検査装置の機能構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the function structure of the periodic pattern nonuniformity inspection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る周期性パターンムラ検査における処理動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the processing operation in the periodic pattern nonuniformity inspection which concerns on this invention. 本発明に係る周期性パターン撮像における色分布の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of the color distribution in the periodic pattern imaging which concerns on this invention. 本発明に係る周期性パターン撮像における色分布と、ラインセンサ素子の配置方向の関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the relationship between the color distribution in the periodic pattern imaging which concerns on this invention, and the arrangement direction of a line sensor element. 本発明の第3の実施形態に係る照明範囲の限定の効果を示す概略図である。It is the schematic which shows the effect of limitation of the illumination range which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…斜め透過照明部
11A〜11D…照明
12…上下左右回転稼動部
13…リニアスライダ
14…リニアガイド
15…光線
20…XYステージ部
21…ステージ
22…X駆動機構
23…Y駆動機構
30…撮像部
31…ラインセンサカメラ
32…撮像側平行光学系
33…撮像側光軸
34…スキャン範囲
40…処理部
41…画像処理装置
42…情報表示装置
43…対人操作装置
50…被検査基板
51…検査対象パターン
52…2次元的な撮像手段による撮像画像
53…色分布(長波長側)
54…色分布(短波長側)
55…ラインセンサカメラによる撮像画像
56…検査対象外パターン
57…擬似欠陥
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Oblique transmission illumination part 11A-11D ... Illumination 12 ... Vertical / horizontal rotation operation part 13 ... Linear slider 14 ... Linear guide 15 ... Light beam 20 ... XY stage part 21 ... Stage 22 ... X drive mechanism 23 ... Y drive mechanism 30 ... Imaging Unit 31 ... Line sensor camera 32 ... Imaging side parallel optical system 33 ... Imaging side optical axis 34 ... Scanning range 40 ... Processing unit 41 ... Image processing device 42 ... Information display device 43 ... Personal operation device 50 ... Substrate 51 to be inspected ... Inspection Target pattern 52... Image captured by two-dimensional imaging means 53... Color distribution (long wavelength side)
54 ... Color distribution (short wavelength side)
55 ... Image captured by line sensor camera 56 ... Non-inspection pattern 57 ... Pseudo defect

Claims (3)

検査対象基板が持つ周期性パターンのムラの検査をする検査装置であって、
前記検査対象基板を載置し、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ移動させる移動機構を具備し、その移動量及び現在位置を検知する機構を備えたXYステージと、
前記XYステージ上の検査対象基板の周期性パターンに対して、略平行光かつ斜め透過光の照明を個別に行う複数の光源と、
前記XYステージ上の検査対象基板に対して平行な二次元平面内で、前記光源の各々を個別に移動させる光源移動手段と、
前記光源の各々の向きを、個別に変えることが可能な光源角度調整手段と、
前記XYステージを挟んで前記光源の反対側に配置され、前記光源によって斜め透過光照明された前記周期性パターンにおける回折光を撮像する、ラインセンサカメラを用いた撮像手段と、
前記XYステージ、光源、光源移動手段、光源角度調整手段、撮像手段の動作の管理及び制御と、前記撮像手段によって得られた検査画像への画像処理を行う、処理手段を備えた周期性パターンのムラ検査装置。
An inspection apparatus for inspecting unevenness of a periodic pattern of a substrate to be inspected,
An XY stage having a mechanism for mounting the substrate to be inspected and moving the substrate in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, and a mechanism for detecting the movement amount and the current position;
A plurality of light sources that individually illuminate substantially parallel light and obliquely transmitted light with respect to the periodic pattern of the substrate to be inspected on the XY stage;
A light source moving means for individually moving each of the light sources in a two-dimensional plane parallel to the inspection target substrate on the XY stage;
A light source angle adjusting means capable of individually changing the direction of each of the light sources;
An imaging means using a line sensor camera that images the diffracted light in the periodic pattern that is disposed on the opposite side of the light source across the XY stage and illuminated obliquely by the light source;
A periodic pattern provided with processing means for performing management and control of operations of the XY stage, light source, light source moving means, light source angle adjusting means, and imaging means, and performing image processing on an inspection image obtained by the imaging means. Unevenness inspection device.
前記撮像手段が、その光軸を回転中心として回転する手段を具備する請求項1記載の周期性パターンムラ検査装置。   The periodic pattern unevenness inspection apparatus according to claim 1, wherein the imaging unit includes a unit that rotates about the optical axis of the imaging unit. 前記光源により照明される範囲を、前記ラインセンサカメラを用いた撮像手段での1列分のラインスキャン時の撮像範囲のみに制限する手段を具備する請求項2記載の周期性パターンのムラ検査装置。   The periodic pattern unevenness inspection apparatus according to claim 2, further comprising a unit that limits a range illuminated by the light source to only an imaging range during a line scan for one column by an imaging unit using the line sensor camera. .
JP2007013593A 2007-01-24 2007-01-24 Periodic pattern unevenness inspection system Pending JP2008180578A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007013593A JP2008180578A (en) 2007-01-24 2007-01-24 Periodic pattern unevenness inspection system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007013593A JP2008180578A (en) 2007-01-24 2007-01-24 Periodic pattern unevenness inspection system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008180578A true JP2008180578A (en) 2008-08-07

Family

ID=39724590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007013593A Pending JP2008180578A (en) 2007-01-24 2007-01-24 Periodic pattern unevenness inspection system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008180578A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101013573B1 (en) * 2008-12-19 2011-02-14 (주)에이앤아이 Semiconductor chip appearance inspection method and device therefor
KR101761980B1 (en) * 2014-06-10 2017-07-27 한양대학교 산학협력단 Optical inspection device
CN108414196A (en) * 2018-01-24 2018-08-17 歌尔股份有限公司 It is a kind of to fold chart board device from change pattern
JP2019002933A (en) * 2009-09-21 2019-01-10 アコーニ バイオシステムズ インコーポレイテッド Optical system
CN112147158A (en) * 2020-11-18 2020-12-29 深圳市智动力精密技术股份有限公司 A detection machine for sheet article

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101013573B1 (en) * 2008-12-19 2011-02-14 (주)에이앤아이 Semiconductor chip appearance inspection method and device therefor
JP2019002933A (en) * 2009-09-21 2019-01-10 アコーニ バイオシステムズ インコーポレイテッド Optical system
KR101761980B1 (en) * 2014-06-10 2017-07-27 한양대학교 산학협력단 Optical inspection device
CN108414196A (en) * 2018-01-24 2018-08-17 歌尔股份有限公司 It is a kind of to fold chart board device from change pattern
CN108414196B (en) * 2018-01-24 2020-08-07 歌尔股份有限公司 Self-changing pattern folding drawing board device
CN112147158A (en) * 2020-11-18 2020-12-29 深圳市智动力精密技术股份有限公司 A detection machine for sheet article

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5444053B2 (en) Polycrystalline silicon thin film inspection method and apparatus
JP5419837B2 (en) Inspection apparatus, inspection method and program
JP5497495B2 (en) High-speed inspection method and apparatus
KR101146081B1 (en) Detection of macro-defects using micro-inspection inputs
JP2012242268A (en) Inspection device and inspection method
JP2008180578A (en) Periodic pattern unevenness inspection system
JP5320936B2 (en) Inspection condition setting method and inspection apparatus in periodic pattern unevenness inspection apparatus
JP2005055196A (en) Substrate inspection method and its device
JP4655644B2 (en) Periodic pattern unevenness inspection system
JP2009098053A (en) Periodic pattern unevenness inspection apparatus and method
JP4474904B2 (en) Periodic pattern unevenness inspection device
JP5738628B2 (en) Internal defect inspection apparatus and internal defect inspection method
JP4967245B2 (en) Periodic pattern unevenness inspection apparatus and unevenness inspection method
JP5104438B2 (en) Periodic pattern unevenness inspection apparatus and method
JP2011075310A (en) Method and apparatus for inspecting unevenness
JP2006242759A (en) Method for inspecting periodic pattern unevenness
JP2017138246A (en) Inspection device, inspection method, and image sensor
JP5531405B2 (en) Periodic pattern unevenness inspection method and inspection apparatus
JP2012058029A (en) Periodic pattern inspection device
JP2007003376A (en) Periodic pattern unevenness inspection apparatus and periodic pattern imaging method
JP5413226B2 (en) Light source set value adjustment method, inspection method, and inspection apparatus
JP2008076216A (en) Periodic pattern unevenness inspection system
JP2008191017A (en) Method for detecting defect of plate
JP4609089B2 (en) Periodic pattern unevenness inspection apparatus and periodic pattern imaging method
JP4792314B2 (en) Substrate inspection apparatus and substrate inspection method