JP2020016497A - Inspection device and inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査装置、及び検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection device and an inspection method.
特許文献1には、撮像素子の欠陥を検査する欠陥検査方法が開示されている。特許文献1の欠陥検査方法では、半導体ウェハ上に形成された複数の撮像素子の各々から得られた画像データが用いられている。具体的には、4つの撮像素子を同一の撮像条件で照明して、4つの画像データを取得している。そして、4つの画像データを合成した合成画像を表示して、目視による官能検査を行なっている。 Patent Literature 1 discloses a defect inspection method for inspecting a defect of an image sensor. In the defect inspection method of Patent Literature 1, image data obtained from each of a plurality of imaging elements formed on a semiconductor wafer is used. Specifically, four image data are acquired by illuminating four image sensors under the same image capturing conditions. Then, a synthesized image obtained by synthesizing the four image data is displayed, and a visual sensory test is performed.
特許文献2には、カラーフィルタが形成された撮像素子の検査装置が開示されている。特許文献2では、撮像素子の画素領域の外側にモニタ領域が形成されている。モニタ領域の画素には、反射防止膜と、遮光パターンと、平坦化膜と、カラーフィルタ、レンズと、が形成されている。そして、モニタ領域は、遮光パターンの平面配置が異なる複数の画素が設けられている。 Patent Literature 2 discloses an inspection device for an image sensor on which a color filter is formed. In Patent Literature 2, a monitor area is formed outside a pixel area of an image sensor. An anti-reflection film, a light-shielding pattern, a flattening film, a color filter, and a lens are formed in the pixels in the monitor region. The monitor area is provided with a plurality of pixels having different light-shielding patterns in a planar arrangement.
撮像素子製造工程の欠陥検査では、照明光で照明された撮像素子からの反射光を検出器で検出する光学式欠陥検査装置がある。反射光を用いた検査では、反射光の検出強度に基づいて、欠陥が検出される。反射光を用いて、カラーフィルタパターンが設けられた画素に生じる欠陥を検出する場合、以下に示す問題点がある。 2. Description of the Related Art In a defect inspection in an image pickup device manufacturing process, there is an optical defect inspection device that detects reflected light from an image pickup device illuminated by illumination light with a detector. In the inspection using reflected light, a defect is detected based on the detection intensity of the reflected light. When a defect generated in a pixel provided with a color filter pattern is detected using reflected light, there are the following problems.
低倍率の検出器で撮像素子を撮像すると、反射光に異なる色の画素からの情報が混在している。低倍率での光学検査では、検出器の受光画素が、異なる色の画素で反射した反射光をまとめて受光してしまう。よって、欠陥が発生している画素の色を特定することができないという問題点がある。 When an image sensor is imaged by a low magnification detector, information from pixels of different colors is mixed in the reflected light. In the optical inspection at a low magnification, the light receiving pixels of the detector collectively receive the light reflected by the pixels of different colors. Therefore, there is a problem that the color of the defective pixel cannot be specified.
本開示は、このような事情を背景としてなされたものであり、欠陥が存在する画素の色を特定することができる検査装置、及び検査方法を提供するものである。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and provides an inspection apparatus and an inspection method capable of specifying the color of a pixel having a defect.
本実施形態の一態様にかかる検査装置は、複数の色の画素がアレイ状に配列されているカラーフィルタパターンを有する試料の検査装置であって、前記試料を照明する照明光を発生する光源と、前記照明光で照明された照明領域からの回折光を検出する検出器と、前記検出器での検出結果に基づいて検査を行う処理装置と、を備え、前記処理装置は、第1条件、及び第2条件で前記試料の画像を取得し、前記第1条件、及び第2条件での前記試料の画像に基づいて、欠陥を検出し、前記第1条件、及び第2条件での検出結果に基づいて、欠陥がある画素の色を特定するものである。 An inspection device according to an aspect of the present embodiment is an inspection device for a sample having a color filter pattern in which pixels of a plurality of colors are arranged in an array, and a light source that generates illumination light for illuminating the sample. A detector that detects diffracted light from an illumination area illuminated by the illumination light, and a processing device that performs an inspection based on a detection result of the detector, wherein the processing device has a first condition, And obtaining an image of the sample under the second condition, detecting a defect based on the image of the sample under the first condition and the second condition, and detecting the defect under the first condition and the second condition. Is used to specify the color of a defective pixel.
上記の検査装置において、前記第1条件では、第1の色の画素と第2の色の画素との間の画素反射率の違いが、第2の色の画素と第3の色の画素との間の画素反射率の違いよりも大きくなっており、前記第2条件では、前記第2の色の画素と第3の色の画素との間の画素反射率の違いが、前記第1の色の画素と前記第2の色の画素との間の画素反射率の違いよりも大きくなっていることが好ましい。 In the above inspection device, under the first condition, a difference in pixel reflectance between the pixel of the first color and the pixel of the second color is different from the pixel of the second color and the pixel of the third color. The difference in pixel reflectance between the pixel of the second color and the pixel of the third color is greater than the first pixel in the second condition under the second condition. Preferably, the difference in pixel reflectance between the color pixel and the second color pixel is larger.
上記の検査装置において、前記第1条件で欠陥が検出され、かつ、前記第2条件で欠陥が検出されない場合に、前記欠陥がある画素が前記第1の色であると特定され、前記第1条件で欠陥が検出されず、かつ、前記第2条件で欠陥が検出された場合に、前記欠陥がある画素が前記第3の色であると特定され、前記第1条件で欠陥が検出され、かつ、前記第2条件で欠陥が検出された場合に、前記欠陥がある画素が前記第2の色であると特定されるようにしてもよい。 In the above inspection apparatus, when a defect is detected under the first condition and no defect is detected under the second condition, the pixel having the defect is identified as having the first color, and the first pixel is identified. If no defect is detected under the condition and a defect is detected under the second condition, the defective pixel is identified as having the third color, and a defect is detected under the first condition. Further, when a defect is detected under the second condition, the pixel having the defect may be specified as the second color.
上記の検査装置では、前記カラーフィルタパターンにおいて、第1の画素列では、第1の色の画素と第2の色の画素とが交互に配置されており、前記第1の画素列の隣の第2の画素列では、前記第2の色の画素と第3の色の画素とが交互に配置されていてもよい。 In the above inspection device, in the color filter pattern, pixels of the first color and pixels of the second color are alternately arranged in the first pixel column, and the first color pixel and the second color pixel are arranged next to each other. In the second pixel column, the pixels of the second color and the pixels of the third color may be alternately arranged.
上記の検査装置において、前記検出器で検出される光の波長をλ、前記試料に対する前記照明光の照明角度をα、前記試料に対する前記検出器の検出角度をβ、前記画素の繰り返し周期をdとし、nを0以外の整数とした場合に、前記第1条件、及び第2条件が、dsinα+dsinβ=nλ、を満たす条件であることが好ましい。 In the above inspection apparatus, the wavelength of light detected by the detector is λ, the illumination angle of the illumination light with respect to the sample is α, the detection angle of the detector with respect to the sample is β, and the repetition period of the pixel is d. When n is an integer other than 0, it is preferable that the first condition and the second condition are conditions that satisfy dsinα + dsinβ = nλ.
本実施形態の一態様にかかる検査方法は、複数の色の画素がアレイ状に配列されているカラーフィルタパターンを有する試料を検査する検査装置による検査方法であって、前記検査装置が前記試料を照明する照明光を発生する光源と、前記照明光で照明された照明領域からの回折光を検出する検出器と、を備え、第1条件、及び第2条件で前記試料の画像をそれぞれ取得し、前記第1条件、及び第2条件での前記試料の画像に基づいて、欠陥を検出し、前記第1条件、及び第2条件での検出結果に基づいて、欠陥がある画素の色を特定するものである。 An inspection method according to an aspect of the present embodiment is an inspection method using an inspection device that inspects a sample having a color filter pattern in which pixels of a plurality of colors are arranged in an array. A light source that generates illumination light to be illuminated, and a detector that detects diffracted light from an illumination area illuminated with the illumination light, and obtains an image of the sample under the first condition and the second condition, respectively. Detecting a defect based on the image of the sample under the first condition and the second condition, and specifying a color of a defective pixel based on the detection result under the first condition and the second condition Is what you do.
上記の検査方法において、前記第1条件では、第1の色の画素と第2の色の画素との間の画素反射率の違いが、第2の色の画素と第3の色の画素との間の画素反射率の違いよりも大きくなっており、前記第2条件では、前記第2の色の画素と第3の色の画素との間の画素反射率の違いが、前記第1の色の画素と前記第2の色の画素との間の画素反射率の違いよりも大きくなっていることが好ましい。 In the above-described inspection method, under the first condition, a difference in pixel reflectance between a pixel of the first color and a pixel of the second color is different from that of a pixel of the second color and a pixel of the third color. The difference in pixel reflectance between the pixel of the second color and the pixel of the third color is greater than the first pixel in the second condition under the second condition. Preferably, the difference in pixel reflectance between the color pixel and the second color pixel is larger.
上記の検査方法において、前記第1条件で欠陥が検出され、かつ、前記第2条件で欠陥が検出されない場合に、前記欠陥がある画素が前記第1の色であると特定され、前記第1条件で欠陥が検出されず、かつ、前記第2条件で欠陥が検出された場合に、前記欠陥がある画素が前記第3の色であると特定され、前記第1条件で欠陥が検出され、かつ、前記第2条件で欠陥が検出された場合に、前記欠陥がある画素が前記第2の色であると特定されるようにしてもよい。 In the above-described inspection method, when a defect is detected under the first condition and no defect is detected under the second condition, the defective pixel is identified as having the first color, and the first pixel is identified. If no defect is detected under the condition and a defect is detected under the second condition, the defective pixel is identified as having the third color, and a defect is detected under the first condition. Further, when a defect is detected under the second condition, the pixel having the defect may be specified as the second color.
前記カラーフィルタパターンにおいて、第1の画素列では、第1の色の画素と第2の色の画素とが交互に配置されており、前記第1の画素列の隣の第2の画素列では、前記第2の色の画素と第3の色の画素とが交互に配置されていてもよい。 In the color filter pattern, in a first pixel column, pixels of a first color and pixels of a second color are alternately arranged, and in a second pixel column adjacent to the first pixel column, The pixels of the second color and the pixels of the third color may be alternately arranged.
上記の検査方法において、前記検出器で検出される光の波長をλ、前記試料に対する前記照明光の照明角度をα、前記試料に対する前記検出器の検出角度をβ、前記画素の繰り返し周期をdとし、nを0以外の整数とした場合に、前記第1条件、及び第2条件が、dsinα+dsinβ=nλ、を満たす条件であることが好ましい。 In the above inspection method, the wavelength of light detected by the detector is λ, the illumination angle of the illumination light with respect to the sample is α, the detection angle of the detector with respect to the sample is β, and the repetition period of the pixel is d. When n is an integer other than 0, it is preferable that the first condition and the second condition are conditions that satisfy dsinα + dsinβ = nλ.
本実施形態の一態様にかかる検査装置は、複数の画素を繰り返し単位として、前記繰り返し単位の画素配列が第1及び第2の方向に繰り返し配列されているカラーフィルタパターンを有する試料の検査装置であって、前記試料を照明する照明光を発生する光源と、前記照明光で照明された照明領域からの回折光を検出する検出器と、前記検出器での検出結果に基づいて検査を行う処理装置と、を備え、前記処理装置は、前記照明光の照明方向に対する前記画素配列の方向が異なる第1条件、及び第2条件で前記試料の画像を取得し、前記第1条件、及び第2条件での前記試料の画像に基づいて、欠陥を検出し、前記第1条件、及び第2条件での検出結果に基づいて、前記繰り返し単位における欠陥がある画素の位置を特定するものである。 An inspection apparatus according to an aspect of the present embodiment is an inspection apparatus for a sample having a color filter pattern in which a plurality of pixels are used as a repeating unit and a pixel array of the repeating unit is repeatedly arranged in first and second directions. A light source that generates illumination light for illuminating the sample, a detector that detects diffracted light from an illumination area illuminated with the illumination light, and a process of performing an inspection based on a detection result of the detector And a processing device, wherein the processing device acquires an image of the sample under a first condition and a second condition in which the direction of the pixel array with respect to the illumination direction of the illumination light is different, and the first condition and the second condition A defect is detected based on an image of the sample under the condition, and a position of a defective pixel in the repeating unit is specified based on a detection result under the first condition and the second condition.
上記の検査装置において、前記第1条件と第2条件とでは、前記照明光の照明方向に対する前記画素配列の方向が90°異なっていることが好ましい。 In the above inspection apparatus, it is preferable that, under the first condition and the second condition, the direction of the pixel array with respect to the illumination direction of the illumination light is different by 90 °.
本実施形態の一態様にかかる検査方法は、複数の画素を繰り返し単位として、前記繰り返し単位の画素配列が第1及び第2の方向に繰り返し配列されているカラーフィルタパターンを有する試料を検査する検査装置による検査方法であって、前記検査装置は、前記試料を照明する照明光を発生する光源と、前記照明光で照明された照明領域からの回折光を検出する検出器と、を備えており、前記照明光の照明方向に対する前記画素配列の方向が異なる第1条件、及び第2条件で前記試料の画像を取得し、前記第1条件、及び第2条件での前記試料の画像に基づいて、欠陥を検出し、前記第1条件、及び第2条件での検出結果に基づいて、前記繰り返し単位における欠陥がある画素の位置を特定する検査装置。 The inspection method according to an aspect of the present embodiment is an inspection method for inspecting a sample having a color filter pattern in which a plurality of pixels are used as a repeating unit and a pixel array of the repeating unit is repeatedly arranged in first and second directions. An inspection method using an apparatus, wherein the inspection apparatus includes a light source that generates illumination light that illuminates the sample, and a detector that detects diffracted light from an illumination area illuminated with the illumination light. Acquiring an image of the sample under first and second conditions in which the direction of the pixel array with respect to the illumination direction of the illumination light is different, and based on the image of the sample under the first and second conditions. An inspection device that detects a defect and specifies a position of a defective pixel in the repeating unit based on the detection result under the first condition and the second condition.
上記の検査装置において、前記第1条件と第2条件とでは、前記照明光の照明方向に対する前記画素配列の方向が90°異なっていることが好ましい。 In the above inspection apparatus, it is preferable that, under the first condition and the second condition, the direction of the pixel array with respect to the illumination direction of the illumination light is different by 90 °.
本開示によれば、欠陥が存在する画素の色を特定することができる検査装置、及び検査方法を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide an inspection apparatus and an inspection method capable of specifying a color of a pixel having a defect.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following description shows a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiment. In the following description, components denoted by the same reference numerals have substantially the same contents.
本実施の形態に係る検査装置は、微細なパターンが形成された半導体ウェハ等の試料を検査するマクロ検査装置である。検査装置は、試料画像の反射輝度値に基づいて、マクロ検査を行う。具体的には、検査装置は、カラーフィルタパターンを備えた試料の欠陥を検出する。カラーフィルタパターンは、イメージセンサや表示デバイスに用いられるものであり、アレイ状に配列された複数の画素を備えている。以下の説明では、CCD(Charge-Coupled Device)センサやCMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)センサなどのイメージセンサのチップが形成される半導体ウェハを試料とする。 The inspection device according to the present embodiment is a macro inspection device that inspects a sample such as a semiconductor wafer on which a fine pattern is formed. The inspection device performs a macro inspection based on the reflection luminance value of the sample image. Specifically, the inspection device detects a defect of the sample provided with the color filter pattern. The color filter pattern is used for an image sensor or a display device, and includes a plurality of pixels arranged in an array. In the following description, a semiconductor wafer on which an image sensor chip such as a charge-coupled device (CCD) sensor or a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) sensor is formed is used as a sample.
実施の形態1.
本実施の形態にかかる検査装置、及び検査方法について、図1を用いて説明する。図1は、検査装置の全体構成を模式的に示す図である。検査装置100は、光源10と、検出器11と、フィルタ13と、フィルタ14と、ステージ30と、処理装置50と、を備えている。なお、図1に示す構成以外の光学素子、例えば、レンズやミラーなどが光学系に適宜設けられていてもよい。また、単色の光源10を用いる場合、フィルタ13,フィルタ14は不要となる。
Embodiment 1 FIG.
An inspection apparatus and an inspection method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the entire configuration of the inspection apparatus. The
図1では、説明の明確化のため、XYZの3次元直交座標系を示している。なお、Z方向が鉛直方向であり、試料20の厚さ方向と平行な方向である。Z方向は、試料20のパターン形成面の法線方向である。X方向、及びY方向が水平方向であり、試料20の画素の配列方向と平行な方向である。
FIG. 1 shows an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system for clarity of explanation. Note that the Z direction is a vertical direction, and is a direction parallel to the thickness direction of the
ステージ30には、検査対象の試料20が載置されている。試料20の上面には、上記のようにカラーフィルタのパターン(図1では不図示)が形成されている。カラーフィルタパターンは、X方向、及びY方向に所定のピッチで繰り返し配列された画素を備えている。カラーフィルタパターンの各画素には、第1〜第3の着色層のいずれか1色の着色層が形成されている。具体的には、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の着色層がアレイ状に配列されている。それぞれの着色層は、対応する色の光のみを透過する特性を有している。カラーフィルタパターンの詳細な画素構成については後述する。本実施形態にかかる検査装置100は、欠陥がある画素の色を特定する。
The
試料20の上には、光源10、及び検出器11が配置されている。光源10は、例えば、ライン状の照明光L1を発生する線状光源である。照明光は、試料20の表面において、Y方向に沿ったライン状の照明領域を均一に照明する。あるいは、光源10がリング状や面状の照明光を照射してもよい。光源10からの照明光L1は、レンズにより試料20の表面に集光されていてもよい。光源10は、例えば、可視光、紫外光、又は赤外光等の照明光L1を照射する。
The
光源10は、斜め方向、すなわちZ軸から傾いた方向から試料20を照明する。あるいは、光源10はZ軸と平行な方向から試料20を照明してもよい。XZ平面において、照明光L1の光軸と、Z軸との成す角度が照明角度αとなる。光軸上の照明光L1の入射角度は照明角度αとなっている。照明光L1は、Z軸から照明角度αだけ傾いた方向から試料20を照明する。なお、照明光L1の光学系には、レンズ、光スキャナ、ミラーなどが設けられていてもよい。
The
光源10からの照明光L1は、試料20の表面において、ライン状の照明領域を形成する。例えば、照明光L1は図示しないレンズにより試料20のパターン面に集光されていてもよい。照明光L1は、試料20の表面で反射される。照明領域で正反射した反射光を正反射光L2とする。正反射光L2は、Z軸から角度αだけ傾いた光軸に沿って伝搬する。なお、正反射光L2は0次の回折光となる。さらに、照明領域で回折された回折光を回折光L3とする。つまり、試料20の表面には、繰り返しパターンが形成されているため、回折光L3が発生する。回折光L3は、試料20の表面で反射した反射回折光である。回折光L3と正反射光L2とは異なる角度の光軸に沿って伝搬する。
The illumination light L1 from the
検出器11は、照明領域からの回折光L3を検出する。例えば、図示しないレンズが回折光L3を検出器11の受光面に結像してもよい。検出器11は、斜め方向、すなわちZ軸から傾いた方向からの回折光L3を検出する。試料20に対する検出器11の角度を検出角度βとする。Z軸と検出器11の光軸との成す角度が検出角度βとなる。
The
検出角度βは、回折光が伝搬する方向に対応している。例えば、回折光L3が検出光学系の光軸に沿って伝搬して、検出器11に入射するように、検出角度βが調整されている。さらに、検出器11は、正反射光L2を検出しないように配置されている。すなわち、照明領域から角度αで正反射した正反射光L2が検出器11の外側を通過するように、検出光学系が配置されている。
The detection angle β corresponds to the direction in which the diffracted light propagates. For example, the detection angle β is adjusted so that the diffracted light L3 propagates along the optical axis of the detection optical system and enters the
検出器11は、Y方向に受光画素が並んだラインセンサカメラである。例えば、検出器11は、CCDラインセンサなどを用いて、試料20を撮像する。回折光L3の強度、及び回折角度は、パターンのピッチやサイズによって変化する。試料20の表面状態、着色層の色、膜厚、パターン寸法、光の波長、下地構造等に応じて回折光L3の強度が変わるため、検出器11での輝度値が変化する。
The
そして、試料20と照明領域の相対位置を変えながら、検出器11が試料20を撮像する。具体的には、ステージ30は、X方向に移動可能となっている。ステージ30をX方向に移動させながら、光源10で照明された照明領域からの回折光L3を検出器11が検出する。そして、検出器11によって検出された回折光L3の輝度に応じた検出データが処理装置50に入力される。さらに、処理装置50は、ステージ30の駆動を制御している。そして、処理装置50は、検出器11の検出した光の輝度変化を可視化する。こうすることで、試料20全面の回折光画像を取得することができる。
Then, the
このようにして、処理装置50は、試料20の画像を取得する。処理装置50は、取得した試料画像に基づいて、検査を行う。試料20に欠陥がある場合、回折光L3の強度が変化するため、試料画像の輝度が変化する。例えば、欠陥がある箇所では、試料画像の輝度が低くなる。あるいは、欠陥がある箇所では、試料画像の輝度が高くなる。よって、試料画像の輝度変化に応じて、欠陥を検出することができる。なお、検査装置100は、着色層のパターン寸法や膜厚のばらつき、表面に付着した異物等を欠陥として検出することができる。
In this manner, the
また、処理装置50はフィルタ13、14を挿脱することで、照明波長又は検出波長を選択的に取り出すことができる。これにより、撮像条件を変えて、試料を撮像することができる。処理装置50は、試料画像に基づいて、欠陥を検出する。さらに、処理装置50は、異なる条件での欠陥の検出結果に基づいて、欠陥がある画素の色を特定する。なお、処理装置50の詳細な処理については後述する。
Further, the
さらに、光源10と試料20との間には、フィルタ13が配置されている。また、試料20と検出器11との間には、フィルタ14が配置されている。フィルタ13、及びフィルタ14は、例えば、バンドパスフィルタ等の波長選択フィルタである。実際には複数のフィルタ13、フィルタ14が、光路中に挿脱可能に配置されている。例えば、複数のバンドパスフィルタの中から選択された1つのバンドパスフィルタがフィルタ13、又はフィルタ14として、光路中に挿入される。フィルタ13,又はフィルタ14として、バンドパスフィルタを用いることで、検出される光を単色にすることができる。
Further, a
これにより、検出器11で検出される回折光L3の波長λを選択することができる。フィルタ13は、照明波長を変更する手段となる。このように、フィルタ13を光路中に配置したり、光路中から取り除いたりすることで撮像条件を変えることができる。なお、図1では、照明光L1の光路にフィルタ13が配置され。回折光L3の光路にフィルタ14が配置されているが、どちらか一方のフィルタのみが設けられていてもよい。あるいは、複数の光源を切り替えることで、波長を切り替えてもよい。なお、光源10を単色光源とすることで、フィルタ13、及びフィルタ14を省略することができる。また、撮像条件を変更するために、照明角度や検出角度を変えてもよい。
Thereby, the wavelength λ of the diffracted light L3 detected by the
さらに、光源10と検出器11の角度は可変になっている。例えば、光源10をY軸周りに回転させることで、照明光L1の照明角度αを変えることができるようになっている(図1の矢印A参照)。また、検出器11をY軸周りに回転させることで、検出器11の検出される検出角度βを変えることができるようになっている(図1の矢印B参照)。
Further, the angle between the
光源10と検出器11の角度は独立して調整することができる。つまり、照明角度α、及び検出角度βを独立して変えることができる。あるいは、ステージ30をX軸またはY軸周りに傾けて照明光及び検出器11の角度を変更してもよい。なお、検出角度を変えるために光源10又は検出器11を移動すると、フィルタ13,又はフィルタ14も移動する。
The angle between the
また、ステージ30は、Z軸周りに回転することができる。これにより、XY平面内において、試料20の角度を変えることができる。すなわち、照明光に対するパターンの配置角度を変えることができる。
Further, the
ここで、検査装置100は、式(1)に示す回折条件式を満たすような撮像条件で試料を撮像する。
dsinα+dsinβ=nλ ・・・(1)
Here, the
dsinα + dsinβ = nλ (1)
なお、λは光の波長であり、dはパターンの繰り返し周期である。αは照明角度、βは検出角度である。nは回折光の次数を示す整数であり、0以外の任意の整数とすることができる。 Here, λ is the wavelength of light, and d is the repetition period of the pattern. α is the illumination angle and β is the detection angle. n is an integer indicating the order of the diffracted light, and can be any integer other than 0.
検出器11の受光画素サイズは、例えば、数μm〜数十μm程度であり、試料20上での画素サイズも同程度となっている。なお、検出器11としては、フォトダイオードが一列に配列されたラインセンサを用いることができる。検出器11と光源10はZ方向に対して傾いて配置されている。試料20上でのカラーフィルタのパターン寸法は、試料20上での検出器11の画素サイズよりも十分に小さくなっている。
The light receiving pixel size of the
光源10が、Y方向において、試料20の全体を一度に照明している。すなわち、低倍率で、視野の広い光学系を用いている。検出器11の受光画素サイズが、カラーフィルタパターンの画素サイズよりも大きくなっている。したがって、検出器11の1受光画素が、試料20に形成された複数の画素からの回折光を受光する。このように、低倍率の光学系によって、高いスループットで検査することができるので、10〜150枚/hでの検査が可能になる。スループットが高いため、製造工程におけるウェハの全数検査が可能になる。
The
ここで、処理装置50は、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置であり、取得した試料画像に対して、処理を行う。処理装置50は、検出器11によって取得された試料画像の輝度値と、閾値とを比較することで欠陥を検出する。例えば、輝度値が閾値よりも低くなる箇所を、欠陥箇所とする。欠陥が検出された場合、製造プロセスなどにフィードバックし、リワーク処理を行うこと等により、生産性を向上することができる。
Here, the
撮像条件を調整した上で回折光L3を受光することで、特定の色の画素からの情報のみを抽出することができる。そのため、検査装置100は、撮像条件を変えて、試料画像を取得している。撮像条件としては、照明光のY軸周りの角度、検出器11のY軸周りの角度、試料20のZ軸周りの角度、照明光波長、照明光の偏光、検出光波長、検出光の偏光、試料20上における照明光のスポット形状などがある。少なくとも、照明光のY軸周りの角度、検出器11のY軸周りの角度、試料20のZ軸周りの角度、照明光波長、照明光の偏光、検出光波長、検出光の偏光、及び照明光のスポット形状のうちの一つ以上を変えて、複数の試料画像を取得している。このようにすることで、適切な撮像条件を簡便に選択することができる。
By adjusting the imaging condition and receiving the diffracted light L3, it is possible to extract only information from pixels of a specific color. Therefore, the
検査装置100は、第1条件、及び第2条件で試料20の画像をそれぞれ取得する。処理装置50は、第1条件、及び第2条件での試料の画像に基づいて、欠陥を検出する。なお、第1条件、及び第2条件は、式(1)で示した回折条件式を満たす条件とする。処理装置50は、第1条件、及び第2条件での検出結果に基づいて、欠陥がある着色層の色を特定する。処理装置50における処理については後述する。
The
次に、試料20の画素構成について説明する。図2は、試料20に設けられたカラーフィルタパターンの製造工程を模式的に示す図である。図2には、下地膜24の上に、G、B、Rの順で着色層を形成する工程が示されている。もちろん、成膜順は図2に示す順番に限られるものではない。
Next, the pixel configuration of the
まず、下地膜24の上に、Gの画素となる箇所にGの着色層22のパターンを形成する。Gの着色層22は千鳥配置となるようにパターニングされる。さらに、下地膜24の上に、Bの画素となる箇所にBの着色層23のパターンを形成する。そして、下地膜24の上に、Rの画素となる箇所にRの着色層21のパターンを形成する。Gの着色層22は、緑色の波長の光を選択的に透過する特性を備えている。Bの着色層23は、青色の波長の光を選択的に透過する特性を備え、Rの着色層21は、赤色の波長の光を選択的に透過する特性を備えている。着色層21、22、23のパターンは、それぞれ感光性樹脂の塗布、露光、現像により、形成される。
First, a pattern of the G colored
カラーフィルタが成膜された試料20では、着色層21、22、23のパターンが所定のピッチで繰り返し配列されている。なお、下地膜24は、例えば、平坦化膜である。下地膜24の下には、図示しないフォトダイオードやCCDなどの半導体素子が形成されている。撮像素子用のカラーフィルタパターンの場合、着色層の上にさらにオンチップレンズなどが形成される。したがって、着色層21、22、23の高さや形状を均一にすることが好ましい。
In the
下地膜24の上には、RGBの着色層21〜23が順番に形成されている。したがって、各着色層21〜23を形成する工程で、下地膜24の表面状態が異なる。例えば、Rの着色層21は、下地膜24の表面に、Gの着色層22とBの着色層23とが形成された状態で、パターン形成される。2色目以降の着色層は、下地膜24の上に凹凸パターン(つまり、1色目の着色層)が形成された状態で、感光性樹脂が塗布される。よって、均一な膜厚で感光性樹脂を塗布することが困難になる。さらに、着色層毎に現像液に浸漬される回数が異なる。例えば、最初に塗布されたGの着色層22は、現像液に浸漬される回数が3回となる。したがって、プロセスのばらつきなどにより、全色の着色層21〜23を均一に形成することが困難となる。
On the
着色層21〜23の製造ばらつきを評価することが望まれる。しかしながら、カラーフィルタパターンの着色層21〜23は、透過する光の波長を制限するものであるため、反射光を用いて検査することが困難である。例えば、低倍率で検査を行なう場合、検出器11の1つの受光画素に試料20の複数の画素の情報が含まれてしまう。つまり、検出器11の1つの受光画素にRGBの着色層21〜23の情報が混在してしまう。さらに、イメージセンサ用のカラーフィルタでは、下地が半導体ウェハであるため、透過光を検出することが困難である。よって、低倍率の検査では、欠陥が存在する画素の色を特定することが困難である。そのため、本実施の形態では、撮像条件を変えて回折光L3を検出することで、画素の色を特定している。
It is desired to evaluate manufacturing variations of the coloring layers 21 to 23. However, since the
図3は、カラーフィルタパターン25の画素配列を示す図である。図3では、カラーフィルタパターン25の画素配列を、Bayer配列としている。図3では、6×8=48個の画素を示している。ここでは、赤色の画素を画素26R、緑色の画素を画素26G、青色の画素を画素26Bとしている。画素は一定の間隔で配列されている。
FIG. 3 is a diagram showing a pixel array of the
第1の画素列28(例えば、上から1列目)では、画素26Gと画素26Rが交互に配置されており、第2の画素列29(例えば、上から2列目)では、画素26Bと画素26Gとが交互に配置されている。第1の画素列28の画素26Gの−Y方向の隣の画素は、画素26Bとなっている。第1の画素列28の画素26Rの−Y方向の隣の画素は、Gの画素26Gとなっている。さらに、第1の画素列28と第2の画素列29が交互に配置されている。
In the first pixel column 28 (for example, the first column from the top), the
Bayer配列では、奇数番目の画素列と偶数番目の画素列で画素配置が異なっている。奇数番目の画素列では、第1の色(R)の画素と第2の色(G)の画素が交互に配置され、偶数番目の画素列では第2の色(G)の画素と第3の色(B)の画素が交互に配置されている。したがって、Gの画素、Rの画素、Bの画素、Gの画素の4つの画素(図3中の点線枠)を1つの繰り返し単位27として、X方向、及びY方向にこの繰り返し単位27が繰り返し配列されている。
In the Bayer array, the pixel arrangement is different between odd-numbered pixel columns and even-numbered pixel columns. In the odd-numbered pixel columns, the pixels of the first color (R) and the pixels of the second color (G) are alternately arranged. In the even-numbered pixel columns, the pixels of the second color (G) and the third color (G) are arranged. The pixels of the color (B) are alternately arranged. Therefore, the four pixels of the G pixel, the R pixel, the B pixel, and the G pixel (dotted frame in FIG. 3) are set as one
次に、試料画像を撮像する条件について、図4を用いて説明する。図4は、画素反射率の違いによる反射光パターンを示す図である。具体的には、図4は、図3で示した画素配列において、画素反射率を変えた場合の反射光パターンと回折光強度を示している。なお、画素反射率は、画素の表面で反射する正反射光の反射率であり、0%〜100%の範囲で示される。画素反射率は、正反射光の反射率であるため、光の波長や照明角度、偏光条件によって異なる値となる。画素反射率は、例えば、予め測定された値を用いることができる。 Next, conditions for capturing a sample image will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a reflected light pattern due to a difference in pixel reflectance. Specifically, FIG. 4 shows the reflected light pattern and the diffracted light intensity when the pixel reflectance is changed in the pixel arrangement shown in FIG. Note that the pixel reflectance is the reflectance of specular light reflected on the surface of the pixel, and is shown in the range of 0% to 100%. Since the pixel reflectance is the reflectance of specularly reflected light, the pixel reflectance varies depending on the wavelength of light, the illumination angle, and the polarization condition. As the pixel reflectance, for example, a value measured in advance can be used.
Rの画素Rの画素反射率をRrとし、Gの画素の画素反射率をRgとし、Bの画素の画素反射率をRbとする。さらに、照明光の波長に応じて、画素反射率Rr、Rg、Rbが変化する。図4では、画素反射率が高い画素ほど明るいパターンで示され、画素反射率が低い画素ほど暗いパターンで示されている。図4は、画素反射率Rr、Rg、Rbの比を変えた条件A〜Cを示している。 The pixel reflectance of the R pixel R is Rr, the pixel reflectance of the G pixel is Rg, and the pixel reflectance of the B pixel is Rb. Further, the pixel reflectances Rr, Rg, and Rb change according to the wavelength of the illumination light. In FIG. 4, pixels with higher pixel reflectivity are shown in a brighter pattern, and pixels with lower pixel reflectivity are shown in a darker pattern. FIG. 4 shows conditions A to C in which the ratio of the pixel reflectances Rr, Rg, and Rb is changed.
条件Aでは、比(Rr/Rg)を高くし、比(Rb/Rg)を低くしている。条件Aでは、第1の画素列28での回折光が第2の画素列29での回折光よりも強くなる。そのため、第1の画素列28からの回折光の回折ピークが明るくなる。したがって、回折条件を満たす条件Aで取得された試料画像には、GRパターンからの反射光情報が多く含まれる。
Under condition A, the ratio (Rr / Rg) is increased and the ratio (Rb / Rg) is decreased. Under the condition A, the diffracted light at the
条件Bでは、比(Rr/Rg)を高くし、比(Rb/Rg)を高くしている。条件Bでは、第1の画素列28での回折光、及び第2の画素列29での回折光が同程度に強くなる。そのため、第1の画素列28、及び第2の画素列29からの回折光の回折ピークが明るくなる。したがって、回折条件を満たす条件Bで取得された試料画像には、GRパターンからの反射光情報、及びGBパターンからの反射光情報が同程度に含まれる。
Under condition B, the ratio (Rr / Rg) is increased, and the ratio (Rb / Rg) is increased. Under the condition B, the diffracted light in the
条件Cでは、比(Rr/Rg)を低くし、比(Rb/Rg)を高くしている。条件Cでは、第2の画素列29での回折光の振幅が第1の画素列28での回折光の振幅よりも大きくなる。そのため、第2の画素列29からの回折ピークが明るくなる。したがって、回折条件を満たす条件Cで取得された試料画像には、GBパターンからの反射光情報が多く含まれる。
Under the condition C, the ratio (Rr / Rg) is reduced and the ratio (Rb / Rg) is increased. Under the condition C, the amplitude of the diffracted light in the
このように画素反射率に関する条件を変えることで、試料画像に特定の色の情報をより多く含ませることができる。例えば、波長選択フィルタ13,14の透過波長を変更することで、画素反射率を適切な条件とすることができる。また、透過波長を変えた場合、照明角度、検出角度のいずれかを変更する。つまり、波長λを変更した場合、上記の式(1)において、α又はβを変更する必要がある。そして、2つの条件で試料画像を撮像することで、欠陥がある画素の色を特定することができる。撮像条件を第1条件、及び第2条件として、処理装置50が試料画像をそれぞれ取得する。なお、第1条件において撮像された画像を第1の試料画像とする。第2条件で撮像された画像を第2の試料画像とする。第1条件、及び第2条件は例えば、以下の通りとすることができる。
By changing the conditions related to the pixel reflectance in this way, more specific color information can be included in the sample image. For example, by changing the transmission wavelength of the wavelength selection filters 13 and 14, the pixel reflectance can be set to an appropriate condition. When the transmission wavelength is changed, either the illumination angle or the detection angle is changed. That is, when the wavelength λ is changed, it is necessary to change α or β in the above equation (1). By picking up the sample image under the two conditions, the color of the defective pixel can be specified. The
第1条件では、比(Rb/Rg)が1に近い値であり、比(Rr/Rg)が1より大きい又は小さい値となっている。つまり、第1条件では、比(Rb/Rg)が比(Rr/Rg)よりも1に近い値になっている。換言すると、第1条件では、Rの画素とGの画素との間の画素反射率の違いが、Bの画素とGの画素との間の画素反射率の違いよりも大きくなっている。なお、2つの画素間の画素反射率の違いは、大きい方の画素反射率から小さい方の画素反射率を引いた値である。第1条件の場合、図4の条件Aと同様に、第1の試料画像にGRパターンからの反射光情報が多く含まれる。 Under the first condition, the ratio (Rb / Rg) is a value close to 1, and the ratio (Rr / Rg) is a value larger or smaller than 1. That is, under the first condition, the ratio (Rb / Rg) is closer to 1 than the ratio (Rr / Rg). In other words, under the first condition, the difference in pixel reflectance between the R pixel and the G pixel is larger than the difference in pixel reflectance between the B pixel and the G pixel. The difference in pixel reflectance between the two pixels is a value obtained by subtracting the smaller pixel reflectance from the larger pixel reflectance. In the case of the first condition, as in the case of the condition A of FIG. 4, the first sample image contains a large amount of light reflected from the GR pattern.
第2条件では、比(Rr/Rg)が1に近い値であり、比(Rb/Rg)が1より大きい又は小さい値となっている。つまり、第1条件では、比(Rr/Rg)が比(Rb/Rg)よりも1に近い値になっている。換言すると、Bの画素とGの画素との間の画素反射率の違いが、Rの画素とGの画素との間の画素反射率の違いよりも大きくなっている。第2条件の場合、図4の条件Cと同様に、第2の試料画像にGBパターンからの反射光情報が多く含まれる。 Under the second condition, the ratio (Rr / Rg) is a value close to 1, and the ratio (Rb / Rg) is a value larger or smaller than 1. That is, under the first condition, the ratio (Rr / Rg) is closer to 1 than the ratio (Rb / Rg). In other words, the difference in pixel reflectance between the B pixel and the G pixel is larger than the difference in pixel reflectance between the R pixel and the G pixel. In the case of the second condition, similarly to the condition C of FIG. 4, the second sample image includes a large amount of information on the reflected light from the GB pattern.
第1の試料画像では、第1の画素列からの回折光強度が強くなり、第2の画素列からの回折光強度が低くなる。したがって、第1条件で試料20を撮像することで、第1の画素列の情報を選択的に受光することができる。第2の試料画像では、第1の画素列による回折光強度が弱くなり、第2の画素列からの回折光強度が低くなる。したがって、第2条件で試料20を撮像することで、第2の画素列の情報を選択的に受光することができる。第1の試料画像は、GR繰り返しパターンからの反射光情報をより多く含んでおり、第2の試料画像は、GB繰り返しパターンからの反射光情報をより多く含んでいるようになる。
In the first sample image, the intensity of the diffracted light from the first pixel row is high, and the intensity of the diffracted light from the second pixel row is low. Therefore, by imaging the
ここで、処理装置50は、第1の試料画像、及び第2の試料画像に対して、それぞれ欠陥を検出する。例えば、処理装置50は、試料画像の輝度値と、閾値とを比較する。そして、処理装置50は、輝度値が閾値未満である箇所を欠陥箇所として特定する。あるいは、欠陥箇所で輝度値が高くなる場合、処理装置50は、輝度値が閾値以上である箇所を欠陥箇所として特定する。
Here, the
処理装置50は、第1条件、及び第2条件での検出結果に基づいて、欠陥がある画素の色を特定する。つまり、処理装置50は、第1の試料画像による欠陥の検出結果と、第2の試料画像による欠陥の検出結果とを比較することで、欠陥がある画素の色を特定する。
The
図5は、欠陥検出結果に基づいて、欠陥画素の色を特定する処理を説明するための図である。図5は、3パターンの欠陥61の検出結果を示す表である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a process of specifying the color of a defective pixel based on a result of the defect detection. FIG. 5 is a table showing detection results of three patterns of
第1条件で欠陥61が検出されず、かつ第2条件で欠陥61が検出された場合、欠陥61がBの画素にあると特定する。つまり、Bの着色層に成膜不良があると判定される。第1条件で欠陥が検出され、かつ第2条件で欠陥61が検出されない場合、欠陥61がRの画素にあると特定する。つまり、Rの着色層に成膜不良があると判定される。第1条件で欠陥が検出され、かつ第2条件で欠陥61が検出された場合、欠陥61がGの画素にあると特定する。つまり、Gの着色層に成膜不良があると判定される。
If the
つまり、第1の試料画像と第2の試料画像とで、同じ位置に欠陥がある場合、処理装置50は、この欠陥がGの画素に有ると特定する。第1の試料画像において欠陥がある位置に第2の試料画像に欠陥がない場合、処理装置50は、欠陥がRの画素に有ると特定する。第2の試料画像において欠陥がある位置に第1の試料画像に欠陥がない場合、処理装置50は、欠陥がBの画素に有ると特定する。
That is, when there is a defect at the same position in the first sample image and the second sample image, the
第1の試料画像には、GRパターンからの反射光情報が多く含まれており、第2の試料画像には、GBパターンからの反射光情報が多く含まれている。したがって、2つの試料画像での欠陥検出結果を比較することで、欠陥画素の色を特定することができる。つまり、着色層21〜23のうち、どの着色層の成膜工程に不具合があるかを特定することができる。よって、欠陥がある画素の色を簡便に特定することができる。 The first sample image contains a lot of reflected light information from the GR pattern, and the second sample image contains a lot of reflected light information from the GB pattern. Therefore, the color of the defective pixel can be specified by comparing the defect detection results of the two sample images. In other words, it is possible to specify which of the coloring layers 21 to 23 has a problem in the film formation step. Therefore, the color of the defective pixel can be easily specified.
本実施の形態では、検査装置100は、カラーフィルタパターンを備えた試料20からの回折光に基づいて、欠陥を検出している。全てのウェハ成膜工程の完了を待たずに、欠陥検査を行なうことができる。カラーフィルタパターンの成膜工程完了時点で、各着色層の良否判定を行うことができる。成膜不具合発生から工程改善までの時間を大幅に短縮することができる。
In the present embodiment, the
さらに、撮像素子にプローブカードのような電気信号入出力用の特殊な治具を用いることなく、欠陥を検出することができる。また、低倍率での画像に基づいて、工程の良否判定を行うことができるため、検査を短時間で行なうことができる。したがって、種々の製品ウェハの成膜状態を短時間で簡便に確認することがでできる。 Further, the defect can be detected without using a special jig for inputting / outputting an electric signal such as a probe card in the image sensor. In addition, since the quality of the process can be determined based on the image at a low magnification, the inspection can be performed in a short time. Therefore, the film formation state of various product wafers can be easily confirmed in a short time.
なお、Bayer配列のカラーフィルタパターンを検査対象としたが、その他の配列のカラーフィルタパターンを検査対象としてもよい。また、検査装置100は、RGBのカラーフィルタパターンに限らず、例えば、本実施形態にかかる検査方法は、RCCC(Red/Clear/Clear/Clear)のカラーフィルタパターンを検査することも可能である。さらに、検査装置100は、RGBW(ホワイト)、C(シアン)M(マゼンタ)Y(イエロー)、CMYK(ブラック)等のカラーフィルタパターンの検査に適用することも可能である。
Although the color filter patterns in the Bayer array are set as the inspection targets, color filter patterns in other arrays may be set as the inspection targets. In addition, the
実施の形態2.
検査装置100は、試料20を回転させることで、第1の画素列28の画素26Gと第2の画素列29の画素26Gのどちらに欠陥が有るかを特定することができる。つまり、実施の形態2では、検査装置100は、第1条件と、第2条件とで試料20の角度を変更して、試料画像を取得している。実施の形態2に係る検査方法について、図6を用いて説明する。
Embodiment 2.
The
図6は、試料20の回転角度が0°と90°の場合の画素配列を示す図である。ここでは、ステージ30が試料20をZ軸周りに90°回転させている。具体的には、図6では、図3の画素配列を0°の画素配列として、反時計回りに90°回転した場合を90°の画素配列として示している。また、図6では、4×4個の画素の配列を示している。試料20を回転しても、X軸とY軸の方向は変化していない。なお、検査装置100の基本的な構成、及び処理は実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
FIG. 6 is a diagram showing a pixel array when the rotation angles of the
図3と同様に、Gの画素、Rの画素、Bの画素、Gの画素の4つの画素を1つの繰り返し単位27として点線枠で示してる。2×2の画素アレイから構成された繰り返し単位27に含まれる4つの画素を画素26R、画素26G1、画素26G2、画素26Bとして示している。すなわち、1つの繰り返し単位に含まれる2つのGの画素を画素26G1、26G2として示している。試料20は、繰り返し単位がX方向、及びY方向に繰り返し配列されているカラーフィルタパターンを有している。
Similar to FIG. 3, four pixels of a G pixel, an R pixel, a B pixel, and a G pixel are indicated by a dotted frame as one repeating
試料20を90°回転させると、繰り返し単位27内における画素の配置が変化する。具体的には、左上、右上、左下、右下の順に、0°の場合、画素26G1、画素26R、画素26B、画素26G2となっており、90°の場合、画素26R、画素26G2、画素26G1、画素26Bとなる。0°の場合、第1の画素列28と第2の画素列29とがX方向と平行であるが、90°の場合、第1の画素列28と第2の画素列29とがY方向と平行になる。なお、90°の場合において、X方向に平行な画素の1ラインをそれぞれ第1の画素行281、第2の画素行291とする。
When the
繰り返し単位27において、画素26Rと画素26Bが対角に配置されている。繰り返し単位27において、画素26G1と画素26G2が対角に配置されている。0°の場合と90°の場合とで、画素列において画素26R、画素26Bと対となる緑の画素26G1、26G2が変化する。例えば、0°の場合、X方向に沿った第1の画素列28では、画素26G1と画素26Rとが交互に配置されており、X方向に沿った第2の画素列29では、画素26Bと画素26G2とが交互に配置されている。一方、90°の場合、X方向に沿った第1の画素行281では、画素26Rと画素26G2とが交互に配置されており、X方向に沿った第2の画素行291では、画素26G1と画素26Bとが交互に配置されている。
In the repeating
試料20を90°回転させることで、画素26G1と画素26G2のどちらに欠陥があるかを特定することができる。具体的には、第1条件では、ステージ30の角度を0°として、処理装置50が試料画像を取得する。第2条件では、ステージ角度を90°として、処理装置50が試料画像を取得している。ステージ30の角度以外の条件は同じとなっている。なお、第1条件、及び第2条件ともに、比(Rr/Rg)を高くし、比(Rb/Rg)を低くする条件となっている。
By rotating the
この場合、第1条件では、画素26G2と画素26Rとが交互に配置された画素列の欠陥が検出される。一方、第2条件では、画素26Rと画素26G1とが交互に配置された画素列の欠陥が検出される。
In this case, under the first condition, a defect in a pixel column in which the pixels 26G2 and the
したがって、第1条件で欠陥が検出され、第2条件で欠陥が検出されない場合、画素26G2に欠陥が有ると判定される。第1条件で欠陥が検出されず、第2条件で欠陥が検出された場合、画素26G1に欠陥が有ると判定される。第1条件で欠陥が検出され、第2条件で欠陥が検出された場合、画素26Rに欠陥が有ると判定される。このように、試料20の角度を90°変えることで、処理装置50は、緑の画素26G1、画素26G2のどちらに欠陥があるかを特定することができる。処理装置50は、第1及び第2条件での欠陥検出結果に基づいて、繰り返し単位27における欠陥がある画素の位置を特定する。
Therefore, when a defect is detected under the first condition and no defect is detected under the second condition, it is determined that the pixel 26G2 has a defect. If no defect is detected under the first condition and a defect is detected under the second condition, it is determined that the pixel 26G1 has a defect. When a defect is detected under the first condition and a defect is detected under the second condition, it is determined that the
なお、上記の例では、ステージ30を回転させることで、画素配列を回転させたが、検出器11、光源10、フィルタ13、フィルタ14等の位置、及び向きを変えることで、画素配列を回転してもよい。照明方向、及び検出方向に対する画素配列の相対的な方向が回転するように、条件を変えればよい。そして、照明光の照明方向に対する画素配列の方向が異なる第1条件、及び第2条件で試料20の画像を取得する。
In the above example, the pixel array is rotated by rotating the
また、上記の例では、第1条件、及び第2条件とともに、比(Rr/Rg)を高くし、比(Rb/Rg)を低くする条件となっていたが、比(Rr/Rg)を低くし、比(Rb/Rg)を高くする条件としてもよい。この場合、画素26Rではなく、画素26Bに欠陥が有ることが特定される。つまり、第1条件で欠陥が検出され、第2条件で欠陥が検出された場合、画素26Bに欠陥が有ると判定される。このようにすることで、1つの繰り返し単位において、処理装置50は、欠陥がある画素の位置を特定することができる。
In the above example, the ratio (Rr / Rg) is increased and the ratio (Rb / Rg) is decreased together with the first condition and the second condition. It is good also as conditions to make it low and to make ratio (Rb / Rg) high. In this case, it is specified that not the
なお、実施の形態2に係る検査方法は、実施の形態1で示した検査方法と組み合わせて用いることができる。例えば、実施の形態1の検査方法で、緑の画素26Gに欠陥があると判定された場合、実施の形態2の検査方法を実施してもよい。この場合、4つの画素からなる繰り返し単位27において、処理装置50は、欠陥の有る画素を特定することができる。また、本実施の形態では、ステージ30を90°回転させるのみでよいため、簡便に条件を変更することができる。
Note that the inspection method according to the second embodiment can be used in combination with the inspection method described in the first embodiment. For example, when the inspection method of the first embodiment determines that the
実施の形態3,
実施の形態3では、RCCC配列のフィルタに対して、検査を行なっている。本実施の形態では、実施の形態2と同様に,試料20を90°回転させて、試料20の画像を取得している。図7は、RCCC配列の画素配列を模式的に示す図である。図7は、図6と同様に、ステージ30の回転角度が0°、90°の時の画素配列を示している。なお、検査装置100の基本的な構成、及び処理は実施の形態1、2と同様であるため、説明を省略する。
Embodiment 3
In the third embodiment, an inspection is performed on a filter having an RCCC array. In the present embodiment, similarly to the second embodiment, the image of the
RCCC配列の場合、画素36R,画素36C1、画素36C2、画素36C3の4つの画素が1つの繰り返し単位37となっている。そして、2×2の画素アレイからなる繰り返し単位37がX方向、及びY方向に繰り返し配置されている。図7では、4×4個の画素を示しているため、4つの繰り返し単位37が示されている。もちろん、実際の試料20にはより多くの画素が配置されている。画素36Rは、赤色の着色層を有する画素である。画素36C1、画素36C2、画素36C3は無色透明の樹脂層を有する画素である。
In the case of the RCCC arrangement, four pixels, that is, the
繰り返し単位37には、左上、右上、左下、右下の順に、0°の場合、画素36R、画素36C2、画素36C1、画素36C3で配置され、90°の場合、画素36C2、画素36C3、画素36R、画素36C1で配置されている。試料20を90°回転させると、画素配列の繰り返し単位27内における画素の配置が変化する。実施の形態3でも、実施の形態2と同様に、第1条件を0°、第2条件を90°として、試料画像を取得している。
In the repeating
画素配列の繰り返し単位37において、画素36Rと画素36C3が対角に配置されている。繰り返し単位37において、画素36C1と画素36C2が対角に配置されている。0°の場合と、90°の場合とで、画素列において画素36R、画素36C3と対となる画素36C1、36C2が異なる。0°の場合、X方向に沿った第1の画素列38では、画素36Rと画素36C2とが交互に配置されており、第2の画素列39では、画素36C1と画素36C3とが交互に配置されている。90°の場合、X方向に沿った第1の画素行381では、画素36C2と画素36C3とが交互に配置されており、第2の画素列39では、画素36Rと画素36C1とが交互に配置されている。
In the repeating
試料20を90°回転させることで、繰り返し単位37において、欠陥のある画素の位置を特定することができる。つまり、処理装置50は、第1及び第2条件での欠陥検出結果に基づいて、画素36R、画素36C1〜C3のどの画素に欠陥があるかを特定する。具体的には、第1条件では、ステージ30の角度を0°として、処理装置50が試料画像を取得する。第2条件では、ステージ角度を90°として、処理装置50が試料画像を取得している。ステージ30の角度以外の条件は同じとなっている。ここでは、第1条件、及び第2条件ともに、比(Rr/Rc)を高くし、比(Rc/Rc)を低くする条件となっている。
By rotating the
また、RCパターンの回折は、2画素周期となり、CCパターンの回折は1画素周期となる。よって、RCパターンについての検査を行なう場合(以下、第1の検査とする)と、CCパターンについての検査を行なう場合(以下、第2の検査とする)、繰り返しピッチが異なるため、検出器又は光源の位置を変える。具体的には、第1の検査の場合、式(1)に示す回折条件式において、第1の検査では、繰り返し周期dが画素ピッチの2倍となり、第2の検査では、繰り返し周期dが画素ピッチとして、α、及びβを決定する。 The diffraction of the RC pattern has a period of two pixels, and the diffraction of the CC pattern has a period of one pixel. Therefore, when the inspection for the RC pattern is performed (hereinafter, referred to as a first inspection) and when the inspection is performed for the CC pattern (hereinafter, referred to as a second inspection), the repetition pitch is different. Change the position of the light source. Specifically, in the case of the first inspection, in the diffraction condition expression shown in Expression (1), the repetition period d is twice the pixel pitch in the first inspection, and the repetition period d is two times in the second inspection. Α and β are determined as the pixel pitch.
まず、第1の検査について説明する。第1の検査の第1条件では、画素36Rと画素36C1とが交互に配置された画素列の欠陥が検出される。一方、第1の検査の第2条件では、画素36C2と画素36Rとが交互に配置された画素列の欠陥が検出される。第1の検査では、以下の通り、欠陥が有る箇所が特定される。第1条件で欠陥が検出され、第2条件で欠陥が検出されない場合、画素36C1に欠陥が有ると判定される。第1条件で欠陥が検出されず、第2条件で欠陥が検出された場合、画素36C2に欠陥が有ると判定される。第1条件で欠陥が検出され、第2条件で欠陥が検出された場合、画素36Rに欠陥が有ると判定される。
First, the first inspection will be described. Under the first condition of the first inspection, a defect in a pixel column in which the
次に、第2の検査について説明する。第2の検査の第1条件では、画素36C2と画素36C3とが交互に配置された画素列の欠陥が検出される。一方、第2の検査の第2条件では、画素36C1と画素36C3とが交互に配置された画素列の欠陥が検出される。第2の検査では、以下の通り、欠陥が有る箇所が特定される。第1条件で欠陥が検出され、第2条件で欠陥が検出されない場合、画素36C2に欠陥が有ると判定される。第1条件で欠陥が検出されず、第2条件で欠陥が検出された場合、画素36C1に欠陥が有ると判定される。第1条件で欠陥が検出され、第2条件で欠陥が検出された場合、画素36C3に欠陥が有ると判定される。 Next, the second inspection will be described. Under the first condition of the second inspection, a defect in a pixel column in which the pixels 36C2 and the pixels 36C3 are alternately arranged is detected. On the other hand, under the second condition of the second inspection, a defect in a pixel column in which the pixels 36C1 and the pixels 36C3 are alternately arranged is detected. In the second inspection, a portion having a defect is specified as described below. If a defect is detected under the first condition and no defect is detected under the second condition, it is determined that the pixel 36C2 has a defect. When a defect is not detected under the first condition and a defect is detected under the second condition, it is determined that the pixel 36C1 has a defect. When a defect is detected under the first condition and a defect is detected under the second condition, it is determined that the pixel 36C3 has a defect.
このように、第1の検査、及び第2の検査において、それぞれ第1及び第2条件で試料画像を撮像する。第1の検査と第2の検査とでは、検出角度、及び照明角度の一方を変えている、つまり、検査装置100は、4つの条件で、試料画像を取得して、欠陥を検出する。そして、処理装置50が4つの条件での欠陥検出結果を比較することで、繰り返し単位27における欠陥がある画素の位置を特定する。なお、本実施の検査では、第1の検査、又は第2の検査の一方のみを行なってもよい。
As described above, in the first inspection and the second inspection, the sample image is captured under the first and second conditions, respectively. One of the detection angle and the illumination angle is changed between the first inspection and the second inspection. That is, the
処理装置50の処理のうちの一部又は全部は、コンピュータプログラムによって実行されてもよい。上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non−transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
Some or all of the processing of the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態による限定は受けない。 As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention includes appropriate modifications without impairing the objects and advantages thereof, and is not limited by the above embodiments.
100 検査装置
10 光源
11 検出器
13 フィルタ
14 フィルタ
20 試料
21 着色層
22 着色層
23 着色層
24 下地膜
25 カラーフィルタパターン
28 第1の画素列
29 第2の画素列
30 ステージ
50 処理装置
REFERENCE SIGNS
Claims (14)
前記試料を照明する照明光を発生する光源と
前記照明光で照明された照明領域からの回折光を検出する検出器と、
前記検出器での検出結果に基づいて検査を行う処理装置と、を備え、
前記処理装置は、
第1条件、及び第2条件で前記試料の画像を取得し、
前記第1条件、及び第2条件での前記試料の画像に基づいて、欠陥を検出し、
前記第1条件、及び第2条件での検出結果に基づいて、欠陥がある画素の色を特定する検査装置。 An inspection apparatus for a sample having a color filter pattern in which pixels of a plurality of colors are arranged in an array,
A light source that generates illumination light for illuminating the sample, and a detector that detects diffracted light from an illumination area illuminated with the illumination light,
A processing device that performs an inspection based on the detection result of the detector,
The processing device includes:
Obtaining an image of the sample under the first condition and the second condition;
Detecting a defect based on the image of the sample under the first condition and the second condition;
An inspection apparatus for identifying a color of a defective pixel based on detection results under the first condition and the second condition.
前記第2条件では、前記第2の色の画素と第3の色の画素との間の画素反射率の違いが、前記第1の色の画素と前記第2の色の画素との間の画素反射率の違いよりも大きくなっている、請求項1に記載の検査装置。 In the first condition, the difference in pixel reflectance between the first color pixel and the second color pixel is determined by the pixel reflectance between the second color pixel and the third color pixel. Is larger than the difference between
In the second condition, the difference in pixel reflectance between the pixel of the second color and the pixel of the third color is caused by the difference between the pixel of the first color and the pixel of the second color. The inspection device according to claim 1, wherein the difference is larger than a difference in pixel reflectance.
前記第1条件で欠陥が検出されず、かつ、前記第2条件で欠陥が検出された場合に、前記欠陥がある画素が前記第3の色であると特定され、
前記第1条件で欠陥が検出され、かつ、前記第2条件で欠陥が検出された場合に、前記欠陥がある画素が前記第2の色であると特定される請求項2に記載の検査装置。 When a defect is detected under the first condition and no defect is detected under the second condition, the defective pixel is identified as having the first color,
If no defect is detected under the first condition and a defect is detected under the second condition, the defective pixel is identified as having the third color,
3. The inspection apparatus according to claim 2, wherein when a defect is detected under the first condition and a defect is detected under the second condition, the pixel having the defect is specified as the second color. .
第1の画素列では、第1の色の画素と第2の色の画素とが交互に配置されており、
前記第1の画素列の隣の第2の画素列では、前記第2の色の画素と第3の色の画素とが交互に配置されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の検査装置。 In the color filter pattern,
In the first pixel column, pixels of the first color and pixels of the second color are alternately arranged,
4. The pixel according to claim 1, wherein the second color pixel and the third color pixel are alternately arranged in a second pixel row adjacent to the first pixel row. 5. Inspection equipment.
前記第1条件、及び第2条件が、
dsinα+dsinβ=nλ
を満たす条件である請求項1〜4のいずれか1項に記載の検査装置。 The wavelength of light detected by the detector is λ, the illumination angle of the illumination light with respect to the sample is α, the detection angle of the detector with respect to the sample is β, the repetition period of the pixel is d, and n is other than 0 Where the first condition and the second condition are
dsinα + dsinβ = nλ
The inspection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the inspection device satisfies the following condition.
前記検査装置は、
前記試料を照明する照明光を発生する光源と、
前記照明光で照明された照明領域からの回折光を検出する検出器と、を備えており、
第1条件、及び第2条件で前記試料の画像をそれぞれ取得し、
前記第1条件、及び第2条件での前記試料の画像に基づいて、欠陥を検出し、
前記第1条件、及び第2条件での検出結果に基づいて、欠陥がある画素の色を特定する検査方法。 An inspection method by an inspection apparatus that inspects a sample having a color filter pattern in which pixels of a plurality of colors are arranged in an array,
The inspection device,
A light source for generating illumination light for illuminating the sample,
A detector for detecting diffracted light from the illumination area illuminated with the illumination light,
Acquiring images of the sample under the first condition and the second condition,
Detecting a defect based on the image of the sample under the first condition and the second condition;
An inspection method for identifying a color of a defective pixel based on detection results under the first condition and the second condition.
前記第2条件では、前記第2の色の画素と第3の色の画素との間の画素反射率の違いが、前記第1の色の画素と前記第2の色の画素との間の画素反射率の違いよりも大きくなっている、請求項6に記載の検査方法。 In the first condition, the difference in pixel reflectance between the first color pixel and the second color pixel is determined by the pixel reflectance between the second color pixel and the third color pixel. Is larger than the difference between
In the second condition, the difference in pixel reflectance between the pixel of the second color and the pixel of the third color is caused by the difference between the pixel of the first color and the pixel of the second color. The inspection method according to claim 6, wherein the difference is larger than the difference in pixel reflectance.
前記第1条件で欠陥が検出されず、かつ、前記第2条件で欠陥が検出された場合に、前記欠陥がある画素が前記第3の色であると特定され、
前記第1条件で欠陥が検出され、かつ、前記第2条件で欠陥が検出された場合に、前記欠陥がある画素が前記第2の色であると特定される請求項7に記載の検査方法。 When a defect is detected under the first condition and no defect is detected under the second condition, the defective pixel is identified as having the first color,
If no defect is detected under the first condition and a defect is detected under the second condition, the defective pixel is identified as having the third color,
8. The inspection method according to claim 7, wherein when a defect is detected under the first condition and a defect is detected under the second condition, the defective pixel is identified as the second color. .
第1の画素列では、第1の色の画素と第2の色の画素とが交互に配置されており、
前記第1の画素列の隣の第2の画素列では、前記第2の色の画素と第3の色の画素とが交互に配置されている請求項6〜8のいずれか1項に記載の検査方法。 In the color filter pattern,
In the first pixel column, pixels of the first color and pixels of the second color are alternately arranged,
9. The second pixel column adjacent to the first pixel column, wherein the pixels of the second color and the pixels of the third color are alternately arranged. 10. Inspection method.
前記第1条件、及び第2条件が、
dsinα+dsinβ=nλ
を満たす条件である請求項6〜9のいずれか1項に記載の検査方法。 The wavelength of light detected by the detector is λ, the illumination angle of the illumination light with respect to the sample is α, the detection angle of the detector with respect to the sample is β, the repetition period of the pixel is d, and n is other than 0 Where the first condition and the second condition are
dsinα + dsinβ = nλ
The inspection method according to any one of claims 6 to 9, which satisfies the following condition.
前記試料を照明する照明光を発生する光源と
前記照明光で照明された照明領域からの回折光を検出する検出器と、
前記検出器での検出結果に基づいて検査を行う処理装置と、を備え、
前記処理装置は、
前記照明光の照明方向に対する前記画素配列の方向が異なる第1条件、及び第2条件で前記試料の画像を取得し、
前記第1条件、及び第2条件での前記試料の画像に基づいて、欠陥を検出し、
前記第1条件、及び第2条件での検出結果に基づいて、前記繰り返し単位における欠陥がある画素の位置を特定する検査装置。 A sample inspection apparatus having a color filter pattern in which a plurality of pixels are used as a repeating unit and a pixel array of the repeating unit is repeatedly arranged in first and second directions,
A light source that generates illumination light for illuminating the sample, and a detector that detects diffracted light from an illumination area illuminated with the illumination light,
A processing device that performs an inspection based on the detection result of the detector,
The processing device includes:
A first condition in which a direction of the pixel array with respect to an illumination direction of the illumination light is different, and an image of the sample is acquired under a second condition;
Detecting a defect based on the image of the sample under the first condition and the second condition;
An inspection apparatus for identifying a position of a defective pixel in the repeating unit based on the detection results under the first condition and the second condition.
前記検査装置は、
前記試料を照明する照明光を発生する光源と、
前記照明光で照明された照明領域からの回折光を検出する検出器と、を備えており、
前記照明光の照明方向に対する前記画素配列の方向が異なる第1条件、及び第2条件で前記試料の画像を取得し、
前記第1条件、及び第2条件での前記試料の画像に基づいて、欠陥を検出し、
前記第1条件、及び第2条件での検出結果に基づいて、前記繰り返し単位における欠陥がある画素の位置を特定する検査方法。 An inspection method using an inspection apparatus for inspecting a sample having a color filter pattern in which a plurality of pixels are used as a repeating unit and a pixel array of the repeating unit is repeatedly arranged in first and second directions,
The inspection device,
A light source for generating illumination light for illuminating the sample,
A detector for detecting diffracted light from the illumination area illuminated with the illumination light,
A first condition in which a direction of the pixel array with respect to an illumination direction of the illumination light is different, and an image of the sample is acquired under a second condition;
Detecting a defect based on the image of the sample under the first condition and the second condition;
An inspection method for identifying a position of a defective pixel in the repeating unit based on detection results under the first condition and the second condition.
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2018
- 2018-07-24 JP JP2018138502A patent/JP2020016497A/en active Pending
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WO2022124070A1 (en) * | 2020-12-11 | 2022-06-16 | 株式会社堀場製作所 | Inspection device, information processing method, and program |
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