CN101326436B - 外观检查装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种外观检查装置，其能够尽量抑制处理量的增大，而且能够以合适的分辨率检测作为检查对象的物体表面的划痕等的缺陷，能够判定该物体表面上的膜的形成状态。该外观检查装置包括具有感色性特性不同的多个线传感器(22R、22G、22B)的摄像装置(20)和处理装置(50)。处理装置(50)具有像素数据获取单元(S14)，该像素数据获取单元以第1像素密度从来自基准线传感器的密度信号获取像素密度数据，并以低于第1像素密度的第2像素密度，从来自基准线传感器以外的各个线传感器的密度信号获取像素密度数据。根据以第1像素密度获取的像素密度数据和以第2像素密度获取的像素密度数据，生成表示所述物体表面的状态的信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种对半导体晶片的外周端面等成为检查对象的物体表面的外观进行检查的外观检查装置。
背景技术
以往提出了检测半导体晶片的外周端面的缺陷的检查装置(外观检查装置)(例如专利文献1)。该检查装置根据在利用一个线传感器扫描作为检查对象的半导体晶片的外周端面时得到的每个像素的密度信号，生成表示该半导体晶片的外周端面状态的信息，例如表示该外周端面的图像信息，和表示该外周端面的缺陷、划痕、异物等的信息。根据这种检查装置，可以判定半导体晶片的外周端面是否存在凹凸形状以及该外周端面是否存在哪种缺陷等。
可是，在半导体晶片的制造工序中，包括氧化膜、氮化膜、聚硅酮膜、铝膜等的成膜工序，进行感光材料(抗蚀剂)的涂覆、曝光、显影等的光刻工序，部分地去除在光刻工序中形成于半导体晶片上的抗蚀剂膜的刻蚀工序等。如果能够得知通过这些工序形成于半导体晶片表面上的各种膜的状态，则可以判定成膜工序、光刻工序以及刻蚀工序的条件等是否合适。因此，期望检测半导体晶片表面上的划痕等缺陷以及膜的状态。
但是，在像前述以往的检查装置那样根据来自单个线传感器的密度信号得到的图像中，划痕等缺陷(凹凸部分)的状态和各种膜的形状以同样的方式利用密度来表现，所以不能区分它们。并且，也不能区分各种膜。因此，认为如果形成于半导体晶片表面上的各种膜能够根据其色调来区分，则可以使用色彩传感器扫描作为检查对象的半导体表面(例如外周端面)。例如，利用具有光的三原色(红、绿、蓝)各自的感色性特性的三个线传感器，扫描作为检查对象的半导体晶片的表面，根据在该扫描时从所述三个线传感器输出的密度信号而得到的图像的密度状态或颜色分布状态，可以判定半导体晶片表面的状态(划痕等的状态、膜的形成状态)。
专利文献1：日本特开2000-114329号公报
但是，由于使用三个线传感器，所以用于从来自各个线传感器的所有像素的密度信号获取像素密度数据的处理量，与一个线传感器时相比，单纯地增大为3倍。因此，需要的存储器容量增大，并且处理时间增加。所以认为通过降低各个线传感器的分辨率，可以抑制其处理量的增大，但是，那样将直接导致作为检查对象的物体表面上的划痕等的缺陷检测的分辨率也降低。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，并提供一种外观检查装置，该外观检查装置能够尽量抑制处理量的增大，而且能够以合适的分辨率检测作为检查对象的物体表面的划痕等的缺陷，并能够判定该物体表面上的膜的形成状态。
本发明涉及的外观检查装置被构成为具有：摄像装置，其将感色性特性不同的多个线传感器按照预定间隔平行配置，扫描作为检查对象的物体表面，并从各个线传感器输出与感色性特性对应的颜色的每个像素的密度信号；和处理装置，其根据来自所述摄像装置中的各个线传感器的密度信号，生成表示所述物体表面的状态的信息，所述处理装置具有像素数据获取单元，该像素数据获取单元根据来自在所述多个线传感器中确定的一个基准线传感器的一个颜色的密度信号，以第1像素密度获取像素密度数据，并且根据来自所述基准线传感器以外的各个线传感器的其他颜色的密度信号，以低于所述第1像素密度的第2像素密度获取像素密度数据，并且根据以所述第1像素密度获取的像素密度数据和以所述第2像素密度获取的像素密度数据，生成表示所述物体表面的状态的信息，所述像素数据获取单元根据来自确定为所述基准线传感器的线 传感器以外的线传感器的所述其他颜色的每个像素的密度信号获取低于关于该其他颜色的像素密度的、所述第2像素密度的像素密度数据。
根据这种结构，根据以第1像素密度从来自多个线传感器中的基准线传感器的每个像素的密度信号获取的像素密度数据，和以第2像素密度从来自所述基准线传感器以外的各个线传感器的每个像素的密度信号获取的像素密度数据，生成表示物体表面的状态的信息，所以能够根据从来自所述基准线传感器的密度信号获取的比较高精度(第1像素密度)的像素密度数据，获取依赖于物体表面的划痕等缺陷和有无膜(物体表面的状态)的密度信息。并且，能够根据以具有比较低精度的第2像素密度从来自基准线传感器以外的各个线传感器的密度信号获得的像素密度数据和从来自所述基准线传感器的密度信号获得的像素密度数据中的对应于多个颜色的像素密度数据，获得依赖于物体表面的膜的形成状态(物体表面的状态)的颜色分布的信息。
并且，在本发明涉及的外观检查装置中，所述多个线传感器包括具有光的三原色(红、绿、蓝)各自的感色性特性的三个线传感器，并且具有绿色的感色性特性的线传感器被配置在所述三个线传感器的中央。
另外，所述具有绿色的感色性特性的线传感器可以被构成为配置在所述摄像装置的光轴上。
根据这种结构，如果选择具有绿色的感色性特性的线传感器作为基准线传感器，则可以根据以具有比较高精度的第1像素密度从来自该基准线传感器的密度信号获取的像素密度数据，获得更加合适的依赖于物体表面的划痕等缺陷或有无膜(物体表面的状态)的密度信息。
并且，本发明涉及的外观检查装置可以被构成为，作为检查对象的物体是半导体晶片，所述多个线传感器被配置成在与所述半导体晶片的表面大致垂直的方向上延伸，并且使所述半导体晶片以与该表面垂直的轴为中心旋转，由此扫描所述半导体晶片的外周端面。
根据这种结构，能够根据以具有比较高精度的第1像素密度从来自所述基准线传感器的密度信号获取的像素密度数据，获得依赖于半导体晶片的外周端面的划痕等缺陷或有无膜(物体表面的状态)的密度信息， 并且能够根据以具有比较低精度的第2像素密度从来自基准线传感器以外的各个线传感器的密度信号获得的像素密度数据和从来自所述基准线传感器的密度信号获得的像素密度数据中的对应于多个颜色特性的像素密度数据，获得依赖于半导体晶片的外周端面上的膜的形成状态(物体表面的状态)的颜色分布的信息。
并且，本发明涉及的外观检查装置可以被构成为具有从所述多个线传感器中选择所述基准线传感器的选择单元。
根据这种结构，例如，如果选择具有与特别关注的膜的颜色的补色接近的颜色的感色性特性的线传感器作为基准线传感器，则可以根据以具有比较高分辨率的第1像素密度从所述基准线传感器获取的像素密度数据，获得能够更加合适地表示物体表面有无该关注的膜的密度信息。
并且，本发明涉及的外观检查装置可以被构成为，使得所述摄像装置根据来自所述多个线传感器的密度信号输出表示每个像素的颜色的颜色信号，而所述处理装置根据所述颜色信号生成表示所述物体表面的状态的信息。
根据这种结构，根据从摄像装置输出的表示每个像素的颜色的颜色信号，生成表示作为检查对象的物体表面的状态的信息，所以即使不合成基于来自三个线传感器的密度信号的像素密度数据，也能够容易地生成能够表示物体表面的图像的图像数据。
另外，摄像装置例如把来自各个线传感器的密度信号根据其密度程度和感色性特性转换为频率信息，由此可以生成表示每个像素的颜色(频率)的颜色信号。
并且，本发明涉及的外观检查装置可以被构成为，使得所述处理装置具有以所述第2像素密度从所述颜色信号获取像素颜色数据的像素颜色数据获取单元，并根据以所述第2像素密度获取的像素颜色数据生成表示所述物体表面的状态的信息。
根据这种结构，根据以比较低精度的第2像素密度从由摄像装置输出的每个像素的颜色信号来获取像素颜色数据，所以可以把生成能够表示物体表面的图像的图像数据时的处理量抑制得较低。
并且，本发明涉及的外观检查装置被构成为具有：摄像装置，其将感色性特性不同的多个线传感器按照预定间隔平行配置，扫描作为检查对象的物体表面，并从各个线传感器输出每个像素的密度信号；处理装置，其根据来自所述摄像装置的各个线传感器的密度信号，生成表示所述物体表面的状态的信息，所述处理装置具有像素数据获取单元，该像素数据获取单元从分别来自所述多个线传感器的每个像素的密度信号，在副扫描方向上间隔预定线数量且使各个线传感器的扫描线逐个错开预定线数量来获取像素密度数据，该副扫描方向是所述作为检查对象的物体表面的圆周方向，并根据分别对应于所述各个线传感器获取的间隔所述预定线数量的像素密度数据，生成表示所述物体表面的状态的信息。
根据这种结构，从多个线传感器各自的每个像素的密度信号，间隔预定扫描线数量地获取像素密度数据，所以与对各个扫描线全部获取像素密度数据时相比，可以降低其处理量。并且，使各个线传感器的扫描线逐个错开预定线数量来获取像素密度数据，所以能够尽量减少无论从哪个线传感器都不能获取像素密度数据的扫描线，可以尽量抑制画质的劣化。
根据本发明涉及的外观检查装置，能够根据以具有比较高精度的第1像素密度从来自基准线传感器的密度信号获取的像素密度数据，获取依赖于物体表面的划痕等缺陷和有无膜的密度信息，所以能够根据该密度信息以合适的分辨率(对应于第1像素密度)检测物体表面的划痕等缺陷。同时，为了获得依赖于物体表面的膜的形成状态的颜色分布的信息，只要以具有比较低精度的第2像素密度从来自基准线传感器以外的各个线传感器的密度信号获取像素密度数据即可，从而可以尽量抑制其处理量。因此，能够尽量抑制处理量的增大，并且以合适的分辨率检测作为检查对象的物体表面的划痕等缺陷，并能够判定该物体表面上的膜的形成状态。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的外观检查装置的结构的图。
图2是表示图1所示外观检查装置的CCD摄像机内的三个线传感器 与作为检查对象的半导体晶片的外周端面之间的位置关系的俯视图(a)，表示所述三个线传感器与半导体晶片的外周端面之间的位置关系的侧视图(b)，和表示所述三个线传感器与CCD摄像机的透镜之间的位置关系的主视图(c)。
图3是更加具体地表示三个线传感器与CCD摄像机的透镜之间的位置关系的俯视图。
图4是表示图1所示外观检查装置的处理装置的处理步骤的流程图。
图5是表示图4所示流程图中的外周端面检查处理的流程图。
图6是表示以第2像素密度(对应于低分辨率)得到的像素密度数据的图(a)和表示颜色表现分辨率的图(b)。
图7是表示图4所示流程图中的彩色图像显示处理的流程图。
图8是表示获取各个颜色分量的像素密度数据的其他方法，以及从该获取的各个颜色分量的像素密度数据生成彩色图像数据的方法的图。
图9是表示按照图8所示方法生成彩色图像数据时的处理装置的处理步骤的流程图。
图10是表示线传感器的输出特性的示例(a)、(b)的图。
图11是表示在外观检查装置中在作为检查对象的半导体晶片的附近设置遮光板的状态的图。
图12是表示在图11所示装置中作为检查对象的半导体晶片的外周端部的上倾斜面与CCD摄像机的配置关系的图。
图13是表示颜色分量与缺陷之间的关系的图。
图14是表示将颜色分量曲线图化的示例的图。
图15是表示将根据颜色分量区分的缺陷显示为图像的示例图。
符号说明
10晶片旋转对准器；11旋转台；20CCD摄像机；21透镜系统；22R红色线传感器；22G绿色线传感器；22B蓝色线传感器；30光源装置；31电源；50处理装置；51操作部；52监视器装置；100半导体晶片；101外周端面；102上倾斜面；120遮光板。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。
本发明的一个实施方式涉及的外观检查装置按照图1所示构成。该外观检查装置检查半导体晶片的外周端面的外观。
在图1中，该外观检查装置具有晶片旋转对准器10。在通过晶片旋转对准器10而旋转的旋转台11上设置作为检查对象的半导体晶片100。并且，设置构成摄像装置的CCD摄像机20，并使其相对于设置在旋转台11上的半导体晶片100的外周端面成为预定的位置关系，通过从电源31提供电力而发射漫射光的光源装置30，被设置成为利用所述漫射光照射在CCD摄像机20的摄像范围内的半导体晶片100的外周端面。
并且，该外观检查装置具有处理装置50。处理装置50根据操作部51的操作来控制晶片旋转对准器10以使旋转台11以预定的速度旋转，并且处理从CCD摄像机20输出的每个像素的信号。处理装置50可以根据基于来自CCD摄像机20的每个像素的信号而生成的图像数据，在监视器装置52上显示半导体晶片100的外周端面的图像。
CCD摄像机20如图2(a)、(b)、(c)所示包括透镜系统21(物镜)，并且包括分别具有三原色(红、绿、蓝)各个感色性特性的三个线传感器(CCD线传感器)，即，具有红色的感色性特性的红色线传感器22R、具有绿色的感色性特性的绿色线传感器22G、以及具有蓝色的感色性特性的蓝色线传感器22B。三个线传感器22R、22G、22B按照图2(a)、(c)所示隔开预定的间隔平行配置。CCD摄像机20如图2(b)所示被配置成为使三个线传感器22R、22G、22B在与半导体晶片100的表面(垂直表面)大致垂直的方向延伸，而且与半导体晶片100的外周端面101相面对。并且，CCD摄像机20的朝向如图2(a)所示被设定成为，使三个线传感器22R、22G、22B能够有效接收来自半导体晶片100的外周端面101的被光源装置30的光照射的光照射部位P的反射光。
并且，如图3具体示出的那样，绿色线传感器22G配置在透镜系统21的光轴(CCD摄像机20的光轴)上，在其一方旁边隔开距离Da配置 红色线传感器22R，并且在其另一方旁边隔开距离Db配置蓝色线传感器22B。并且三个线传感器22R、22G、22B被配置成为在透镜系统21的色差内。
通过旋转台11的旋转，使半导体晶片100旋转，由此CCD摄像机20的各个线传感器22R、22G、22B扫描半导体晶片100的外周端面，在该扫描过程中输出每个像素的密度信号。并且，CCD摄像机20把来自红色线传感器22R的密度信号(以下称为“R信号”)、来自绿色线传感器22G的密度信号(以下称为“G信号”)和来自蓝色线传感器22B的密度信号(以下称为“B信号”)，根据其密度和感色性特性转换为频率信息，由此输出表示每个像素的颜色(频率)的颜色信号(以下称为“RGB信号”)。该RGB信号相当于从单板式的彩色线传感器输出的信号。
接收从CCD摄像机20输出的R信号、G信号、B信号和RGB信号作为输入的处理装置50进行以下处理。
如图4所示，处理装置50判定通过操作部51的操作而设定的模式(S0)。例如，在设定了有关外周端面检查的模式(1)时，处理装置50执行外周端面检查处理(S1)。该外周端面检查处理按照图5所示的步骤进行。
在图5中，处理装置50判定是否已通过操作部51进行了颜色指定操作(S11)。在没有进行该颜色指定操作时(S11为否)，处理装置50把绿色线传感器22G确定为基准线传感器(S12)，通过控制晶片旋转对准器10使半导体晶片100旋转，由此开始CCD摄像机20对半导体晶片100的外周端面的检查(S13)。在检查该外周端面的过程中，处理装置50以对应于高分辨率的第1像素密度从来自基准线传感器(绿色线传感器22G)的每个像素的G信号，获取像素密度数据(G)并将其存储在预定的存储器中，并且分别以对应于低分辨率的第2像素密度从来自红色线传感器22R和蓝色线传感器22B的每个像素的R信号和B信号，获取像素密度数据(R)和像素密度数据(B)并将它们存储在所述存储器中(S14)。并且，处理装置50在半导体晶片100旋转一周后，判定是否已结束整个外周端面的扫描(S15)，并重复执行所述处理(S14)。
所述对应于高分辨率的第1像素密度，例如根据作为主扫描方向Sm的像素密度的基准线传感器(绿色线传感器22G)的像素密度(例如1像素/3μm)和作为副扫描方向Ss(半导体晶片100的圆周方向)的像素密度的与所述基准线传感器的像素节距对应的扫描线密度(例如1条线/3μm)确定。并且，根据来自红色线传感器22R和蓝色线传感器22B的R信号和B信号，例如对于主扫描方向Sm以每3像素为1像素的比率、对于副扫描方向Ss以每3条线为1条线的比率，分别获取像素密度数据(R)、(B)。在该情况下，所述对应于低分辨率的第2像素密度实质上成为所述对应于高分辨率的第1像素密度的1/9。
处理装置50判定已结束对半导体晶片100的整个外周端面的扫描时(S15为是)，使用以第1像素密度获取的存储在存储器中的像素密度数据(G)和以第2像素密度(第1像素密度的1/9)获取的存储在所述存储器中的像素密度数据(R)和像素密度数据(B)，执行检查处理(S16)。在该检查处理中，进行缺陷检测处理、膜的判定处理、彩色图像的显示处理等。
在缺陷检测处理中，基于尽可能检测细小划痕等缺陷的观点，根据以第1像素密度(对应于高分辨率)获取的像素密度数据(G)，生成表示半导体晶片100的外周端面的状态的密度图像数据。并且，根据该密度图像数据，进行检测半导体晶片100的外周端面的划痕等缺陷的处理。该处理可以采用例如处理装置50把具有预先设定的阈值以上或以下的密度值的像素部分当作缺陷的方法来执行。
在膜的判定处理中，根据如图6(a)中的各个阴影方块所示以第2像素密度(对应于低分辨率)得到的对应于红色的像素密度数据(R)和对应于蓝色的像素密度数据(B)、以及从各个像素密度数据(R)、(B)得到的有关各个像素Px的对应于绿色的像素密度数据(G)(对应于光的三原色的像素密度数据)，生成按照图6(b)中的各个阴影方块所示分辨率为9个像素的(对应于低分辨率)的颜色分布的信息。根据该颜色分布的信息和能够表示半导体晶片100的外周端面的划痕等缺陷以及形成于该外周端面上的膜的形状的(在该情况下根据阈值进行的处理与缺陷 检测相同)以所述第1像素密度(对应于高分辨率)得到的像素密度数据(G)，判定能够以色调区分的半导体晶片100的外周端面上的膜的形成状态。具体地讲，例如可以判定发蓝色的氮化膜部分脱落并露出基底的铝膜的状态，或者附着了发红色的Cu膜的状态，或者可以根据颜色不均匀判定抗蚀剂的涂覆不均状态等。
这样，即使颜色分布的信息是低分辨率(表示密度的密度图像数据的1/9的分辨率，参照图6)，形成于半导体晶片100的外周端面上的膜的形状也被指定为高分辨率(对应于第1像素密度)。这对判定能够利用色调区分的膜的形成状态没有任何特殊的问题。
在彩色图像的显示处理中，根据以第1像素密度(对应于高分辨率)获取的像素密度数据(G)、以及以第2像素密度(对应于低分辨率)获取的像素密度数据(R)和像素密度数据(B)中的对应于多个颜色分量的像素密度数据(G)、(R)、(B)，以与监视器装置52的显示分辨率(一般低于上述分辨率)对应的像素密度，生成表示半导体晶片100的外周端面状态的彩色图像数据。并且，根据该彩色图像数据，在监视器装置52上显示半导体晶片100的外周端面的彩色图像。操作者通过观察该监视器装置52的彩色图像，可以在某种程度上判定半导体晶片100的外周端面的划痕等缺陷的状态和基于颜色分布的膜的形成状态。
另外，在图5所示的处理步骤中，在进行已通过操作部51指定颜色的判定后(S11为是)，处理装置50把所指定颜色(感色性特性)的线传感器确定为基准线传感器(S17)。然后，执行前述的处理(S13～S16)。
在该情况下，例如，如果选择具有与特别关注的膜的颜色的补色接近的感色性特性的线传感器作为基准线传感器，则可以根据以具有比较高精度的第1像素密度从所述基准线传感器获取的像素密度数据，生成能够更加确切地表示半导体晶片100的外周端面处有无该关注的膜的密度图像数据。
根据前面叙述的外周端面检查处理，能够根据以对应于高分辨率的第1像素密度从来自基准线传感器(例如绿色线传感器22G)的密度信号获取的像素密度数据，获取依赖于半导体晶片100的外周端面的划痕 等缺陷或有无膜的密度图像数据，所以能够根据该密度图像数据以合适的分辨率(对应于第1像素密度)检测半导体晶片100的外周端面的划痕等缺陷。同时，为了获得能够表示半导体晶片100的外周端面上的膜的形成状态的颜色分布信息，只要以对应于低分辨率的第2像素密度从来自基准线传感器以外的各个线传感器(例如红色线传感器22R和蓝色线传感器22B)的密度信号获取像素密度数据即可。可以尽量抑制处理量以及所需的存储器容量。因此，能够尽量抑制处理量的增大，并且以合适的分辨率检测半导体晶片100的外周端面的划痕等缺陷，可以判定能够利用该外周端面的色调区分的各种膜的形成状态。
另外，在图4所示的处理步骤中，在通过操作部51设定了有关彩色图像显示的模式(2)时，处理装置50执行彩色图像处理(S2)。该彩色图像处理按照图7所示的步骤进行。
在图7中，在开始CCD摄像机装置20对半导体晶片100的外周端面的扫描时(S21)，在扫描该外周端面的过程中，处理装置50以对应于低分辨率的所述第2像素密度，从由CCD摄像机20输出的RGB信号(颜色信号)获取像素颜色数据，并将其存储在预定的存储器中(S22)。并且，处理装置50在半导体晶片100旋转一周后判定是否已结束对整个外周端面的扫描(S23)，重复执行所述处理(S22)。
处理装置50在判定已结束对半导体晶片100的整个外周端面的扫描时(S23为是)，根据以第2像素密度获取的存储在存储器中的像素颜色数据，生成表示半导体晶片100的外周端面的状态的彩色图像数据。并且，处理装置50根据所述彩色图像数据，使监视器装置52显示半导体晶片100的外周端面的彩色图像(S24)。操作者通过观察该监视器装置52的彩色图像，可以在某种程度上判定半导体晶片100的外周端面的划痕等缺陷状态和基于颜色分布的膜的形成状态。
根据所述彩色图像的显示处理，基于表示从CCD摄像机20输出的每个像素的颜色的RGB信号，生成表示半导体晶片100的外周端面的状态的彩色图像数据，所以即使不合成基于来自三个线传感器22R、22G、22B的密度信号的像素密度数据，也能够容易地生成能够表示所述外周 端面的图像的图像数据。
另外，在前述示例中，作为摄像装置，使用包括具有光的三原色各自的感色性特性的三个线传感器的一个CCD摄像机20，但也可以使用分别具有各线传感器的三个CCD摄像机20作为摄像装置。在该情况下，可以在物理上把除基准线传感器以外的其它线传感器的像素密度设定得低于基准线传感器的像素密度。
在前述示例中，把半导体晶片100的外周端面101(参照图2(b))作为检查对象，但也可以把半导体晶片100的其他面，例如到达外周端面101的上侧倾斜面和下侧倾斜面(参照图2(b))作为检查对象。还可以把半导体晶片100以外的其他物体作为检查对象。
也可以按照下面所述，从来自三个线传感器22R、22G、22B的密度信号(R信号、G信号、B信号)生成彩色图像数据。
在该示例中，如图8所示，从红色线传感器22R、绿色线传感器22G、蓝色线传感器22B各自的R信号、G信号、B信号，生成使在副扫描方向Ss上间隔1条扫描线并使各个线传感器22R、22G、22B的扫描线逐个错开1条线的对应于各个颜色成分(R、G、B)的像素密度数据。即，从红色线传感器22R的R信号，生成在副扫描方向Ss上间隔1条扫描线的像素密度数据R1、R2、R3、R4……，从绿色线传感器22G的G信号，生成在副扫描方向Ss上间隔1条扫描线的像素密度数据G1、G2、G3、G4……，从蓝色线传感器22B的B信号，生成在副扫描方向Ss上间隔1条扫描线的像素密度数据B1、B2、B3、B4……。对应于绿色(G)的像素密度数据G1、G2、G3、G4……相对于对应红色(R)的像素密度数据R1、R2、R3、R4……错开1条线，对应于蓝色(B)的像素密度数据B1、B2、B3、B4……相对于对应于绿色(G)的像素密度数据G1、G2、G3、G4……错开1条线。并且，利用各个不同颜色分量的3条扫描线分量的像素密度数据(R1、G1、B1)、(R2、G2、B2)、……，生成1条线分量的彩色图像数据RGB1、RGB2、……。
通过这样获得彩色图像数据，每间隔1条线地生成各个颜色分量的像素密度数据，所以例如图8所示，为了获得9条线分量的彩色图像数 据，以往三个线传感器的扫描总数为27条线(3×9条线)，对此，该实施例的扫描总数为12条线(3×4条线)即可。因此，可以减轻其信息的处理量。并且，使扫描线相对于各个线传感器22R、22G、22B、即相对于颜色分量逐个错开1条线，获得像素密度数据，所以不存在无论哪个颜色分量都不能获取像素密度数据的扫描线。各个扫描线都至少能够获得任一颜色分量的像素密度数据。因此，根据所得到的彩色图像数据获得的图像是尽量抑制了其画质劣化的图像。
结果，可以抑制处理量的增大，可以从所得到的彩色图像数据没有妨碍地判定物体表面的划痕等缺陷(外观状态)以及膜的形成状态(色调状态)。
处理装置51(参照图1)例如按照图9所示的步骤，执行从来自前述三个线传感器22R、22G、22B的密度信号(R信号、G信号、B信号)获得彩色图像数据的处理。
在图9中，在从由操作者操作的操作部51输入各个线传感器22R、22G、22B的扫描线间隔数量(例如1条线)以及扫描线错开数量(1条线)后，处理装置50获取该扫描线间隔数量和扫描线错开数量(S31)。并且，处理装置50控制晶片旋转对准器10使半导体晶片100旋转，从而开始CCD摄像机20对半导体晶片100的外周端面的扫描(S32)。在扫描该外周端面的过程中，处理装置50从来自各个线传感器22R、22G、22B的密度信号(R信号、G信号、B信号)，按照所述获取的扫描线间隔数量(例如间隔1条线)，针对各个颜色分量使扫描线逐个错开所述获取的线数量(例如1条线)，生成各个颜色分量的像素密度数据(参照图8)，并将其存储在存储器中(S33)。并且，处理装置50在半导体晶片100旋转一周后判定是否已结束整个外周端面的扫描(S34)，重复执行所述处理(S33)。在针对半导体晶片100的整个外周端面的扫描结束后(S34处为是)，处理装置50从在该时间点之前存储在存储器中的各个颜色分量的像素密度数据，利用各个不同颜色分量的3条扫描线分量的像素密度数据(R1、G1、B1)、(R2、G2、B2)、……，顺序生成1条线分量的彩色图像数据RGB1、RGB2、……(S35)。
下面，说明各个线传感器22R、22G、22B的安装的具体特征。
一般，CCD(Charge Coup1ed Device：电荷耦合器件)的线传感器不能识别不接收光等激励能量的元件。例如，不能从不动作的元件进行前述扫描。因此，在各个线传感器22R、22G、22B例如具有8000个像素并被以5KHz左右的扫描速率驱动时，可以保留能够摄影作为检查对象的半导体晶片100的端面的2000个像素，而通过金属等遮光板使其余6000个像素不受光。在该情况下，CCD的各个线传感器22R、22G、22B不能识别6000个像素分量的元件，从而被利用实际有效的2000个像素以20KHz的扫描速率驱动。
一般下述算式成立，
动作处理速度＝(像素数一遮光像素数)/时钟数
＝有效像素数/时钟数＝扫描速率。
在使用像素数多于检查所需要的像素数(器件数)的线传感器时，以上述算式为标准，对多余的像素进行遮光，从而可以提高动作速度。
考虑到CCD摄像机20的透镜21的变形等，可以按照下面所述调整CCD摄像机20。
首先，调整作为对象的半导体晶片100相对于CCD摄像机20的相对位置。该调整可以通过调整设置有该半导体晶片100的晶片旋转对准器10来进行。
使用像素数多于覆盖摄像范围的像素数的各个线传感器，并调整该各个线传感器的遮挡、透镜21的景深、焦点距离。然后，一面确认利用该CCD摄像机20拍摄的影像，一面对不产生透镜21的变形的区域设定各个线传感器的使用区域。例如，在能够获得图10(a)所示的图像信号的有效长度为La的线传感器中，设定其使用区域Ea，并且在能够获得图10(b)所示的信号的有效长度为Lb的线传感器中，设定其使用区域Eb。具体地讲，在处理装置50中设定对应于使用区域Ea和Eb的像素位置的信息。由此，处理装置50只把来自该使用区域Ea和Eb的密度信号作为应该处理的信号。
通过这样调整CCD摄像机20，即使透镜21存在变形时，也能够获 得不受该变形影响的各个颜色分量的良好的像素密度数据。
另外，在使用具有3条线的线传感器22R、22G、22B(3板式)的CCD摄像机20时，与单线传感器(单板式)CCD摄像机相比，容易对扰动光感光。因此，容易在获得的图像中表现该扰动光的影响。基于尽量降低这种扰动光的影响的观点，可以按照图11(a)、(b)所示设定遮光板120。
在该示例中，如图12所示，利用CCD摄像机20拍摄半导体晶片100的外周端面的上斜面102。在该情况下，如图11(a)、(b)所示，遮光板120被配置成为沿作为检查对象的半导体晶片100的直径方向横穿该半导体晶片100。并且，CCD摄像机20以相对于垂直方向略微倾斜的状态朝向作为摄影部位的半导体晶片100的外周端面的上斜面102。并且，从遮光板120的CCD摄像机20侧朝向所述摄影部位照射照明用漫射光。通过设置这种遮光板120，可以防止来自CCD摄像机20的隔着遮光板120的相反侧的扰动光射入CCD摄像机20，所以能够减轻扰动光对所获得的图像的影响。
下面，可以把从各个颜色分量的像素密度数据R、G、B得到的颜色分量比用作评价区域的参数。
例如，如图13所示，可以预先保存各个颜色分量比与缺陷的对应关系，对于该颜色分量或与该颜色分量接近的颜色分量的区域，可以在监视器装置52上显示表示对应缺陷的信息。这样，操作者能够容易地判定被检查对象含有哪种缺陷。
另外，在图13的示例中，在红(R)∶绿(G)∶蓝(B)的分量比为90∶5∶5时，对应于CMP工序中的铜(Cu)加工缺陷(Cu残渣)，在该分量比为10∶15∶75时，对应于抗蚀剂的缺陷(裂纹等)，而在该分量比为5∶35∶60时，对应于SiN层缺陷。
并且，也可以将构成区域的像素的颜色分量比按照图14所示曲线图化并呈现给操作者，还可以按照图15所示显示使得能够明白缺陷区域的图像。在图15所示的示例中，图13所示的红(R)∶绿(G)∶蓝(B)的分量比为90∶5∶5的区域Dr(参照图15(a))，作为Cu的残渣等R 缺陷，被强调显示在基于红色(R)的像素密度数据的图像中。并且，该分量比为10∶15∶75的区域Db(参照图15(c))，作为抗蚀剂的缺陷(裂纹等)的B缺陷，被强调显示在基于蓝色(B)的像素密度数据的图像中。而该分量比为5∶35∶60的区域Dg(参照图15(b))，作为SiN层缺陷等的G缺陷，被强调显示在基于绿色(G)的像素密度数据的图像中。并且，在基于将所述R像素密度数据、G像素密度数据和B像素密度数据合成得到的彩色图像数据的彩色图像中，所述区域Dr、Dg、Db分别作为缺陷区域而被强调显示。由此，操作者能够容易根据所显示的图像判定被检查对象中包含哪种缺陷区域。
如以上说明的那样，本发明涉及的外观检查装置具有以下效果，能够尽量抑制处理量的增大，而且能够以合适的分辨率检测作为检查对象的物体表面的划痕等的缺陷，能够判定该物体表面上的膜的形成状态，所以作为检查半导体晶片的外周端面等成为检查对象的物体表面的外观的外观检查装置比较有效。
Claims (8)
1.一种外观检查装置，其特征在于，具有：
摄像装置，其将感色性特性不同的多个线传感器按照预定间隔平行配置，扫描作为检查对象的物体表面，并从各个线传感器输出与感色性特性对应的颜色的每个像素的密度信号；和
处理装置，其根据来自所述摄像装置中的各个线传感器的密度信号，生成表示所述物体表面的状态的信息，
所述处理装置具有像素数据获取单元，该像素数据获取单元根据来自在所述多个线传感器中确定的一个基准线传感器的一个颜色的密度信号，以第1像素密度获取像素密度数据，并且根据来自所述基准线传感器以外的各个线传感器的其他颜色的密度信号，以低于所述第1像素密度的第2像素密度获取像素密度数据，
根据以所述第1像素密度获取的像素密度数据和以所述第2像素密度获取的像素密度数据，生成表示所述物体表面的状态的信息，
所述像素数据获取单元根据来自确定为所述基准线传感器的线传感器以外的线传感器的所述其他颜色的每个像素的密度信号获取低于关于该其他颜色的线传感器的像素密度的、所述第2像素密度的像素密度数据。
2.根据权利要求1所述的外观检查装置，其特征在于，所述多个线传感器包括具有光的三原色各自的感色性特性的三个线传感器，所述三原色为红色、绿色和蓝色，并且具有绿色的感色性特性的线传感器被配置在所述三个线传感器的中央。
3.根据权利要求2所述的外观检查装置，其特征在于，所述具有绿色的感色性特性的线传感器被配置在所述摄像装置的光轴上。
4.根据权利要求1所述的外观检查装置，其特征在于，作为检查对象的物体是半导体晶片，所述多个线传感器被配置为在与所述半导体晶片的表面大致垂直的方向上延伸，并且使所述半导体晶片以与所述表面垂直的轴为中心旋转，由此扫描所述半导体晶片的外周端面。
5.根据权利要求1所述的外观检查装置，其特征在于，该外观检查装置具有从所述多个线传感器选择所述基准线传感器的选择单元。
6.根据权利要求1所述的外观检查装置，其特征在于，
所述摄像装置根据来自所述多个线传感器的密度信号输出表示每个像素的颜色的颜色信号，并且
所述处理装置根据所述颜色信号生成表示所述物体表面的状态的信息。
7.根据权利要求6所述的外观检查装置，其特征在于，
所述处理装置具有像素颜色数据获取单元，该像素颜色数据获取单元根据所述颜色信号以所述第2像素密度获取像素颜色数据，并且
根据以所述第2像素密度获取的像素颜色数据，生成表示所述物体表面的状态的信息。
8.一种外观检查装置，其特征在于，具有：
摄像装置，其将感色性特性不同的多个线传感器按照预定间隔平行配置，扫描作为检查对象的物体表面，并从各个线传感器输出每个像素的密度信号；和
处理装置，其根据来自所述摄像装置中的各个线传感器的密度信号，生成表示所述物体表面的状态的信息，
所述处理装置具有像素数据获取单元，该像素数据获取单元根据来自所述多个线传感器的每个像素的密度信号，在副扫描方向上间隔预定线数量且使各个线传感器的扫描线逐个错开预定线数量来获取像素密度数据，该副扫描方向是所述作为检查对象的物体表面的圆周方向，
根据对应于所述线传感器获取的间隔预定线数量的像素密度数据，生成表示所述物体表面的状态的信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130306 Termination date: 20181205 |