JP2000009655A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間で正確な外観検査が可能な外観検査装
置を提供する。 【解決手段】 光源２から照射され，ウェーハ１の表面
で散乱反射した光をラインセンサ４で受光し，更にステ
ージ１０をＸ方向に移動させることによって上記ウェー
ハ１の全体画像をフレームメモリ７内に格納する。そし
てその全体画像に画像処理を施すなどしてその位置，姿
勢を検出し，予め検査領域が設定された基準座標系に一
致するように位置合わせを行ったうえで，上記検査領域
毎の光の強度の平均値を所定の閾値と比較することによ
り異常判断を行う。このように，ウェーハ全体の画像を
取り込んだ上で，各検査領域毎に良／不良の判断処理を
行うため，各検査領域毎に走査，判断処理を繰り返す場
合と比べて検査に要する時間が大幅に短縮される。ま
た，全体画像を取り込んだ上で，データ処理によって検
査領域の位置合わせを行うことができるため，ウェーハ
を厳密に位置合わせする必要がなく，そのための装置も
不要である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，被検材の外観検査
を行う外観検査装置に係り，例えば，半導体集積回路の
製造プロセス等で生じたウェーハ上の不良箇所の検出な
どに用いることが可能な外観検査装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】デバイス作成中のウェーハにおけるフォ
トレジストの膜厚異常，塗布ムラなどといった塗布不
良，或いはオーバ現象，アンダー現象といった現像不良
などの検査は，従来は検査員による目視検査で行われる
ことが多かった。目視検査の方法としては，ウェーハ表
面に光を照射し，その反射光或いは乱射光を検査員が観
察し，反射光強度或いは乱射光強度がウェーハ全面にわ
たって一様であるかを基準に判断したり，或いは２つ以
上のウェーハを比較し，同じ程度の強度かどうかを判断
することにより行われる。上記目視による検査以外の検
査方法としては，例えばウェーハ表面に光を照射してそ
の乱射光を受光し，受光した乱射光の強度が所定の範囲
内にあるか否かで異常を自動的に判断する外観検査装置
を用いる方法が知られている（特開平８−２４７９５８
号公報）。以下，図８を用いてこの外観検査装置につい
て簡単に説明する。上記外観検査装置Ａ０は，図８に示
すように，被検材であるウェーハ５１を載置するＸＹス
テージ５２と，制御用コントローラ５３と，光強度検出
センサ５４と，自動可変ブラインド５５と，スポットラ
イト５６と，統計処理用コンピュータ５７とで構成され
ている。上記ウェーハ５１上には，図９に示すように複
数のチップが形成されており，各チップには複数に分割
された検査エリア（図９では９個）が予め設定されてい
る。上記ウェーハ５１には上記スポットライト５６によ
り斜め上方から光が照射され，ウェーハ５１表面での散
乱光が上記光強度検出センサ５４で検出され，その光強
度（平均輝度）が測定される。その際，上記光強度検出
センサ５４による受光エリアが上記検査エリアの１つに
一致するように，制御用コントローラ５３によって上記
ＸＹステージ５２と上記自動可変ブラインド５５が制御
される。上記光強度検出センサ５４で測定された光強度
は，上記制御用コントローラ５３において所定の閾値
（上限値及び下限値）の範囲内にあるか否かが判断さ
れ，上記範囲内にあれば正常，上記範囲を外れていれば
不良と判断される。尚，上記閾値は，上記統計処理用コ
ンピュータ５７により，次のような方法で設定される。
まず，閾値検出用ウェーハを用意し，該ウェーハ上の各
チップにおける各検査エリアについて，上記と同様の処
理によって光強度の測定を行う。また，各検査エリアに
ついて，上記目視による良，不良の判断が行われる。上
記統計処理用コンピュータ５７では，上記各チップにお
ける同一位置の検査エリアについての光強度の分布を作
成し，これらに統計的手法を施すことにより，上記目視
による判定結果に基づいて正常と不良とを判別可能な閾
値（上限値及び下限値）を設定する（図１０参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】まず，上記目視による
検査方法には次のような問題点があった。上記ウェーハ
に照射される光は，他のウェーハの感光を防ぐため，イ
エローランプなどの単色光に制限される場合がある。こ
のような単色光を用いるる場合，自然光を利用する場合
に比べて目視による検査が行いにくく，作業に時間がか
かったり，或いは誤った判別が行われる可能性が高かっ
た。また，単一の方向からの光では限られた異常しか検
出できないため，光の照射角を変えてそれぞれ目視によ
る検査を行う必要があり，検査に時間がかかったり，或
いは誤った判別が行われる可能性がより高くなるという
問題点もあった。また，上記外観検査装置Ａ０では，チ
ップ単位，検査エリア単位でＸＹステージをその都度移
動させながら順次検査を行うため，検査に時間がかかる
という問題点があった。また，２軸を有するＸＹステー
ジを用いてスキャンしており，これも検査時間の増大の
原因の１つとなっていた。また，チップ単位，検査エリ
ア単位でスキャンしながら検査するため，予め設定され
た検査エリアとウェーハ上の検査エリアを予め一致させ
ておく必要があり，そのため，ウェーハをステージ上の
所定位置，所定方向に正確に設置する必要があった。こ
れには，ウェーハのノッチ位置検出装置などの装置が必
要となる。更に，各検査エリア毎の平均輝度に基づいて
判断しているため，僅かな異常を見逃してしまう可能性
もあった。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り，その目的とするところは，短時間で，正確な外観検
査が可能な外観検査装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は，被検材の表面に光を照射する投光手段
と，上記投光手段から発せられ，上記被検材の表面で散
乱反射した光を受光する受光手段とを具備し，上記受光
手段により受光された光の状態に基づいて上記被検材の
表面状態を検査する外観検査装置において，上記受光手
段によって得られた光から，上記被検材全体の画像を生
成する全体画像生成手段と，上記全体画像生成手段で生
成された上記被検材全体の画像を所定位置に位置決めす
る位置決め手段と，上記位置決め手段で位置決めされた
上記画像上で，予め設定された検査領域内における所定
の状態量を求める状態量取得手段と，上記状態量取得手
段で得られた上記所定の状態量に基づいて上記被検材の
表面状態を判定する判定手段とを具備してなることを特
徴とする外観検査装置として構成されている。更に，上
記受光手段を，上記被検材の主走査方向所定幅の光を一
度に受光できるラインセンサにより構成すると共に，上
記受光手段を上記被検材に対して相対的に移動させる副
走査手段を具備すれば，走査に要する時間の短縮が可能
となり，ひいては検査時間の更なる短縮が可能となる。
また，予め検査領域が設定された基準座標系と上記全体
画像生成手段で生成された画像の座標系との位置合わせ
を行うことにより，上記全体画像生成手段で生成された
画像の位置決めを行うようにすれば，被検材自体を正確
にセットする場合と比べて短時間で正確な位置合わせが
可能となると共に，物理的な位置決め装置なども必要と
しない。また，上記投光手段が，上記被検材に対して複
数の異なる角度で光を照射するように構成すれば，検出
不可能な異常が少なくなり，検査の正確性を向上させる
ことができる。更に，上記検査領域内の上記所定の状態
量（例えば光の強度，色相，彩度など）に対して所定の
統計処理（例えば平均，標準偏差，分散など）を施し，
その結果に基づいて上記被検材の表面状態を判定するよ
うにすれば，更に検査の正確性を向上させることができ
る。また，上記目的を達成するための第２の発明は，被
検材の表面に光を照射する投光手段と，上記投光手段か
ら発せられ，上記被検材の表面で散乱反射した光を受光
する受光手段とを具備し，上記受光手段により受光され
た光によって得られる上記被検材の表面画像を出力する
外観検査装置において，上記投光手段が，上記被検材に
対して複数の異なる角度で光を照射するように構成され
ると共に，上記投光手段によって照射された上記複数の
光毎に，上記受光手段によって得られた光に基づいて上
記被検材表面の画像を生成する画像生成手段と，上記画
像生成手段で生成された複数の画像を，色調の異なる複
数の信号として合成し，カラーモニタに表示させる表示
手段とを具備してなることを特徴とする外観検査装置と
して構成されている。更に，上記受光手段を，上記被検
材の主走査方向所定幅の光を一度に受光できるラインセ
ンサにより構成すると共に，上記受光手段を上記被検材
に対して相対的に移動させる副走査手段を具備すれば，
走査に要する時間の短縮が可能となり，ひいては検査時
間の更なる短縮が可能となる。

【０００５】

【作用】上記第１の発明によれば，まず受光手段及び全
体画像生成手段によって被検材の全体画像が取り込ま
れ，位置決め手段によって検査領域が予め設定された基
準位置に位置合わせされる。そして，状態量取得手段に
よって上記検査領域内における所定の状態量（例えば光
の強度，色相，彩度など）が取得され，更に必要に応じ
てそれらに所定の統計処理が施され，それに基づいて判
定手段により上記被検材の表面状態が判定される。この
ように，被検材全体の画像を取り込んだ上で，各検査領
域毎に良／不良の判断処理を行うため，各検査領域毎に
走査，判断処理を繰り返す上記従来の外観検査装置Ａ０
と比べて検査に要する時間が大幅に短縮される。また，
全体画像を取り込んだ上で，データ処理によって検査領
域の位置合わせを行うことができるため，被検材を厳密
に位置合わせする必要がなく，そのための装置も不要で
ある。また，受光手段としてラインセンサを用いれば，
副走査方向への移動のみで走査が可能であり，走査時間
が短縮される。また上記第２の発明によれば，照射角度
の異なる複数の投光手段に対応する画像が，例えばカラ
ーモニタのＲ，Ｇ，Ｂ信号として入力され，表示され
る。カラーモニタは，通常１画素につきＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の３つの表示画素があり，それらＲ，
Ｇ，Ｂ信号の強度変化により色を表現している。従っ
て，上記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に対してそれぞれ異なるモノク
ロ画像信号を入力すれば，各モノクロ信号の強度バラン
スに応じて色調の異なるカラー画像を表示できる。従っ
て，上記のように照射角度の異なる複数の投光手段に対
応する画像をそれぞれＲ，Ｇ，Ｂ信号に対応させて入力
すれば，異なる角度で光が照射された被検材の全体画像
が一度で確認できると共に，その色調に基づいて異常領
域を容易に識別できる。例えば，全ての角度からの散乱
光に対し，その強度が弱くなる異常領域は，Ｒ，Ｇ，Ｂ
全てが小さな値となるため，その部分は黒く表示され
る。このように，短時間での目視検査が可能となると共
に，その色調に基づいて異常領域を容易に識別できるた
め，異常部の見落としが少なく，より正確な判別が可能
となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照して本発明
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を
具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定す
る性格のものではない。ここに，図１は第１の発明を具
現化した実施の形態に係る外観検査装置Ａ１の概略構成
を示す模式図，図２は上記外観検査装置Ａ１の処理手順
を示すフローチャート，図３は取り込み画像の一例を示
す図，図４は上記取り込み画像の微分画像の一例を示す
図，図５はノッチテンプレート画像の一例を示す図，図
６は第２の発明を具現化した外観検査装置Ａ２の概略構
成を示す模式図，図７は上記外観検査装置Ａ２の処理手
順を示すフローチャートである。本実施の形態に係る外
観検査装置Ａ１は，上記第１の発明を具現化したもので
あり，図１に示すように，被検材の一例であるウェーハ
１を載置するステージ１０と，上記ウェーハ１に光を照
射する光源２（投光手段の一例）と，上記ウェーハ１の
表面における散乱光を集光するシリンドリカルレンズ３
と，上記シリンドリカルレンズ３で集光された散乱光を
受光するラインセンサ４（受光手段の一例）と，上記ラ
インセンサ４からの信号をディジタル信号に変換するＡ
／Ｄコンバータ５と，上記Ａ／Ｄコンバータ５を介して
得られた画像信号を上記ウェーハ１全体について格納す
ると共に，該格納された画像に基づいて上記ウェーハ１
表面の良／不良の判別を行う処理装置６と，上記処理装
置６からの指示に基づいて上記ステージ１０を移動させ
るステージコントローラ９とを具備して構成されてい
る。更に，上記処理装置６は，フレームメモリ７（全体
画像生成手段の一例）とＣＰＵ８（位置決め手段，状態
量取得手段，及び判定手段の一例）とを具備している。
上記光源２は，図１の奥行き方向（主走査方向）に長く
形成された線状光源であり，上記ウェーハ１の上記主走
査方向にわたって一様な光を照射する。上記シリンドリ
カルレンズ３は，上記線状光源２によって上記ウェーハ
１に照射された光の散乱光を，上記ウェーハ１の上記主
走査方向全幅にわたって集光する。上記ラインセンサ４
は，上記シリンドリカルレンズ３で集光された光を，上
記ウェーハ１の主走査方向にわたって同時に受光するこ
とによって上記ウェーハ１を主走査すると共に，上記ス
テージ１０のＸ方向への移動に伴って副走査する。上記
ステージ１０は，上記ＣＰＵ８からの指示に基づく上記
ステージコントローラ９の制御により，図１のＸ方向
（副走査方向）にのみ移動可能に構成されている。上記
処理装置６のフレームメモリ７には，上記ラインセンサ
４から出力され，上記Ａ／Ｄコンバータ５でディジタル
変換された画像信号が順次格納され，上記ラインセンサ
４による上記ウェーハ１全面の走査が終了した時点で上
記ウェーハ１全体の画像の格納が完了する。上記処理装
置６のＣＰＵ８では，上記ラインセンサ４による走査が
終了した後，上記フレームメモリ７内の画像に対して所
定の画像処理を施すことによって予め検査エリアが設定
された基準画像との位置合わせが行われ，更に上記検査
エリアに基づいて良／不良の判定が行われる。尚，処理
の詳細については後述する。

【０００７】続いて，図２に示すフローチャートに従っ
て，上記外観検査装置Ａ１による処理手順について説明
する。まず，ウェーハ１の一方の端部がラインセンサ４
の視野に入る位置まで上記ステージ１０を移動させ（Ｓ
１），その位置でのウェーハ１からの散乱光を上記ライ
ンセンサ４で受光させ，その出力をフレームメモリ７内
に格納する（Ｓ２）。続いて，ウェーハ１のもう一方の
端部に向かって上記ステージ１０を一定量移動させ（Ｓ
３），そこで上記と同様にラインセンサ４の出力を上記
フレームメモリ７内に格納する（Ｓ２）。以上のＳ２〜
Ｓ３の処理を，ウェーハ１全面の走査が終了するまで
（Ｓ４）繰り返し行う。ウェーハ１全面の走査が終了し
た時点で，上記フレームメモリ７内には上記ウェーハ１
全面の画像信号が格納される。図３に，上記フレームメ
モリ７内に格納されたウェーハ１全面の画像の一例を示
す。ウェーハ１全面の走査が終了すると，上記ＣＰＵ８
において，上記フレームメモリ７内の画像（以下，取り
込み画像という）の位置合わせが行われる（Ｓ５）。こ
れは，上記ウェーハ１上のチップの領域を，予め設定さ
れたチップ領域と一致させるために行われるもので，具
体的には例えば次のような手順で行われる。まず，上記
取り込み画像の位置，及び姿勢（方向）を知るために，
上記取り込み画像から，ウェーハ１の外周上に形成され
ているノッチ（若しくはオリフラ）の位置を検出する。
その手順としては，図３に示すような取り込み画像を微
分して図４に示すような画像を求め，更にウェーハ１の
外周が明るく得られるように２値化し，得られた外周線
に円の方程式をフィッティングすることでまず円（ウェ
ーハ１）の中心位置を求める。そして，予め用意された
ノッチ部のテンプレート画像（図５）を回転させなが
ら，図３に示す取り込み画像とのマッチング演算（正規
相関演算）を行い，最も大きな正規相関演算値を示す位
置を探索することによって取り込み画像上のノッチ位置
を求める。以上の処理によって取り込み画像の中心位置
と回転角，即ち位置及び姿勢が検出できる。取り込み画
像の位置，姿勢が検出されると，それに基づいて上記取
り込み画像の座標系と上記チップ領域が設定されている
基準座標系とを一致させるように上記取り込み画像が位
置合わせされる。

【０００８】続いて，上記ＣＰＵ８において，上記取り
込み画像から，予め設定された上記チップ領域毎にその
領域内に含まれる画素の輝度（所定の状態量の一例）の
平均値（所定の統計処理の一例）が求められ（Ｓ６），
得られた平均値が所定の閾値（上限値及び下限値）の範
囲内にあるか否かが判断される（Ｓ７）。上記範囲を外
れていれば異常チップと判断され，そのチップ位置が結
果として表示される。尚，上記所定の閾値については，
上記従来の外観検査装置Ａ０と同様の方法で設定可能で
ある。上記Ｓ６，Ｓ７が，検査対象とする全てのチップ
領域に対して繰り返し行われる。検査を行う者は，上記
検査結果をモニタリングすることで，異常に稼働してい
る半導体製造装置を容易に発見できる。以上説明したよ
うに，本実施の形態に係る外観検査装置Ａ１では，被検
材であるウェーハ全体の画像を取り込んだ上で，各チッ
プ領域毎に良／不良の判断処理を行うため，各チップ領
域毎に走査，判断処理を繰り返す上記従来の外観検査装
置Ａ０と比べて検査に要する時間が大幅に短縮できる。
また，全体画像を取り込んだ上で，データ処理によって
チップ領域の位置合わせを行うことができるため，ウェ
ーハをステージ上に厳密に位置合わせする必要がなく，
そのための装置も不要である。また，ラインセンサを用
いているため，ステージは１軸方向（副走査方向）にの
み移動可能であればよく，またこれによって走査時間も
短縮できる。尚，上記の例では，各チップ毎の輝度の平
均値を用いて良／不良の判断を行っているが，輝度に代
えて色相や彩度などを用いてもよい。また平均値に代え
て，標準偏差，分散，最大値，最小値，最頻値，尖度，
歪度，累計度数で上位から一定の割合を超える時点での
値など，様々な統計量を用いることが可能である。ま
た，複数の統計量を用い，それぞれの統計量毎に閾値を
設定し，それらの全て或いは一部が異常値を示すときに
異常と判定するようにしてもよい。更に，上記複数の統
計量を用いた所定の評価値を設定し，その評価値に基づ
いて異常判定を行うようにしてもよい。以上のような判
断を行うことにより，より正確な判定を行うことが可能
となる。また，上記光源２を角度を変えて複数設け，そ
れらを切り替えながらそれぞれの光源毎の画像を個別に
格納し，それら全ての画像に基づいて良／不良の判定を
行うようにすれば，異常検出の精度は更に向上する。

【０００９】

【実施例】続いて，上記第２の発明を具現化した例を説
明する。本実施例に係る外観検査装置Ａ２は，図６に示
すような概略構成を有する。尚，上記実施の形態に係る
外観検査装置Ａ１と共通する要素には同符号を付し，そ
の詳細な説明は省略する。尚，上記実施の形態に係る外
観検査装置Ａ１は，当該装置によって自動的に異常検査
を行うものであったが，本外観検査装置Ａ２は目視によ
る検査を支援するための装置であって自動的に異常検査
を行うものではなく，この点では両者は大きく異なる。
外観検査装置Ａ２では，図６に示すように，３つの光源
２ａ，２ｂ，２ｃがそれぞれ角度を変えて設置されてい
る。それぞれの光源は，上記外観検査装置Ａ１のものと
同様，図６の奥行き方向（主走査方向）に長く形成され
た線状光源であり，ウェーハ１の上記主走査方向にわた
って一様な光を照射する。また，上記３つの光源は，光
源選択部１１によって切り替えられる。尚，上記光源選
択部１１は，処理装置６′内のＣＰＵ８′からの光源選
択信号に基づいて動作する。また，上記処理装置６′内
には，上記ＣＰＵ８′の他に，３つのフレームメモリ７
ａ，７ｂ，７ｃが設けられている。これら３つのフレー
ムメモリ７ａ，７ｂ，７ｃには，それぞれ上記光源２
ａ，２ｂ，２ｃに対応する画像が格納される。また，上
記処理装置６′には，Ｒ，Ｇ，Ｂ入力によってカラー画
像を表示するカラーモニタ１２が接続されており，上記
フレームメモリ７ａ，７ｂ，７ｃに格納された画像がそ
れぞれＲ，Ｇ，Ｂ信号として入力される。続いて，図７
に示すフローチャートに従って，上記外観検査装置Ａ２
による処理手順について説明する。まず，ウェーハ１の
一方の端部がラインセンサ４の視野に入る位置まで上記
ステージ１０を移動させる（Ｓ１１）。そして，ＣＰＵ
８′からの光源選択信号に基づいて，光源選択部１１に
よってまず光源２ａが点灯され（Ｓ１２），その時のウ
ェーハ１からの散乱光が上記ラインセンサ４で受光さ
れ，その出力がフレームメモリ７ａ内に格納される（Ｓ
１３）。上記Ｓ１２，Ｓ１３の処理が，光源２ｂ，２ｃ
について同様に繰り返される（Ｓ１２〜Ｓ１４）。続い
て，ウェーハ１のもう一方の端部に向かって上記ステー
ジ１０を一定量移動させ（Ｓ１５），上記Ｓ１２〜Ｓ１
４の処理が同様に繰り返される。以上のＳ１２〜Ｓ１５
の処理を，ウェーハ１全面の走査が終了するまで（Ｓ１
６）繰り返し行う。ウェーハ１全面の走査が終了した時
点で，上記フレームメモリ７ａ，７ｂ，７ｃ内にはそれ
ぞれ上記光源２ａ，２ｂ，２ｃに対応するウェーハ１全
面の画像信号，即ち，それぞれ異なる角度で光が照射さ
れたウェーハ１の全体画像が格納される。ウェーハ１全
面の走査が終了すると，上記フレームメモリ７ａ，７
ｂ，７ｃ内の画像が，それぞれＲ，Ｇ，Ｂ信号に対応さ
せてカラーモニタ１２に入力され，カラー画像として表
示される（Ｓ１７）。ここで，カラーモニタ１２は，通
常１画素につきＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３つの
表示画素があり，それらＲ，Ｇ，Ｂ信号の強度変化によ
り色を表現している。従って，上記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に対
してそれぞれ異なるモノクロ画像信号を入力すれば，各
モノクロ信号の強度バランスに応じて色調の異なるカラ
ー画像を表示できる。従って，上記のように上記フレー
ムメモリ７ａ，７ｂ，７ｃ内の画像をそれぞれＲ，Ｇ，
Ｂ信号に対応させて入力すれば，異なる角度で光が照射
されたウェーハ１の全体画像が一度で確認できると共
に，その色調に基づいて異常領域を容易に識別できる。
例えば，全ての角度からの散乱光に対し，その強度が弱
くなる異常領域は，Ｒ，Ｇ，Ｂ全てが小さな値となるた
め，その部分は黒く表示される。また，光源２ａ，２ｂ
からの照射光に対応する散乱光が，光源２ｃに対応する
散乱光よりも弱い異常領域では，Ｒ，ＧがＢに比べて小
さな値となるため，その部分は青く表示される。

【００１０】以上説明したように，本実施例に係る外観
検査装置Ａ２では，カラーモニタ１２に表示される１つ
の画像を見るだけで，それぞれ異なる角度で光が照射さ
れた場合の複数の画像が一度で確認できるため，短時間
での目視検査が可能となると共に，その色調に基づいて
異常領域を容易に識別できるため，異常部の見落としが
少なく，より正確な判別が可能となる。また，イエロー
ランプのような単色光を用いてもカラー表示されるた
め，異常部が発見しやすい。尚，上記の例では，複数の
光源を用いて選択的に点灯させるようにしたが，それぞ
れの光源にシャッターを設け，１つのシャッターのみを
選択的に開くようにしてもよい。また，１つの光源を複
数位置に移動させるようにしてもよい。また，上記光源
は３つに限定されるものではなく，２つ或いは４つ以上
用いてもよい。この場合には，例えばＲ，Ｇに同じ信号
を入力したり，或いは４つ以上の画像から適宜３つを選
択して表示させるようにすればよい。また，上記の２つ
の例では，ラインセンサと１軸ステージによって走査系
を構成したが，これに限られるものではなく，例えば上
記従来技術と同様のＸＹステージを用いた走査系を用い
てもよい。また，被検材についても，半導体ウェーハに
限られるものではなく，その他の様々な物の外観検査に
適用可能である。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように，第１の発明は，被
検材の表面に光を照射する投光手段と，上記投光手段か
ら発せられ，上記被検材の表面で散乱反射した光を受光
する受光手段とを具備し，上記受光手段により受光され
た光の状態に基づいて上記被検材の表面状態を検査する
外観検査装置において，上記受光手段によって得られた
光から，上記被検材全体の画像を生成する全体画像生成
手段と，上記全体画像生成手段で生成された上記被検材
全体の画像を所定位置に位置決めする位置決め手段と，
上記位置決め手段で位置決めされた上記画像上で，予め
設定された検査領域内における所定の状態量を求める状
態量取得手段と，上記状態量取得手段で得られた上記所
定の状態量に基づいて上記被検材の表面状態を判定する
判定手段とを具備してなることを特徴とする外観検査装
置として構成されているため，各検査領域毎に走査，判
断処理を繰り返す場合と比べて検査に要する時間が大幅
に短縮される。また，上記受光手段を，上記被検材の主
走査方向所定幅の光を一度に受光できるラインセンサに
より構成すると共に，上記受光手段を上記被検材に対し
て相対的に移動させる副走査手段を具備すれば，走査に
要する時間の短縮が可能となり，ひいては検査時間の更
なる短縮が可能となる。また，予め検査領域が設定され
た基準座標系と上記全体画像生成手段で生成された画像
の座標系との位置合わせを行うことにより，上記全体画
像生成手段で生成された画像の位置決めを行うようにす
れば，被検材自体を正確にセットする場合と比べて短時
間で正確な位置合わせが可能となると共に，物理的な位
置決め装置なども必要としない。また，上記投光手段
が，上記被検材に対して複数の異なる角度で光を照射す
るように構成すれば，検出不可能な異常が少なくなり，
検査の正確性を向上させることができる。更に，上記検
査領域内の上記所定の状態量（例えば光の強度，色相，
彩度など）に対して所定の統計処理（例えば平均，標準
偏差，分散など）を施し，その結果に基づいて上記被検
材の表面状態を判定するようにすれば，更に検査の正確
性を向上させることができる。また，上記第２の発明
は，被検材の表面に光を照射する投光手段と，上記投光
手段から発せられ，上記被検材の表面で散乱反射した光
を受光する受光手段とを具備し，上記受光手段により受
光された光によって得られる上記被検材の表面画像を出
力する外観検査装置において，上記投光手段が，上記被
検材に対して複数の異なる角度で光を照射するように構
成されると共に，上記投光手段によって照射された上記
複数の光毎に，上記受光手段によって得られた光に基づ
いて上記被検材表面の画像を生成する画像生成手段と，
上記画像生成手段で生成された複数の画像を，色調の異
なる複数の信号として合成し，カラーモニタに表示させ
る表示手段とを具備してなることを特徴とする外観検査
装置として構成されているため，それぞれ異なる角度で
光が照射された場合の複数の画像が一度で確認でき，短
時間での目視検査が可能となると共に，その色調に基づ
いて異常領域を容易に識別できるため，異常部の見落と
しが少なく，より正確な判別が可能となる。更に，上記
受光手段を，上記被検材の主走査方向所定幅の光を一度
に受光できるラインセンサにより構成すると共に，上記
受光手段を上記被検材に対して相対的に移動させる副走
査手段を具備すれば，走査に要する時間の短縮が可能と
なり，ひいては検査時間の更なる短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の発明を具現化した実施の形態に係る外
観検査装置Ａ１の概略構成を示す模式図。

【図２】 上記外観検査装置Ａ１の処理手順を示すフロ
ーチャート。

【図３】 取り込み画像の一例を示す図。

【図４】 上記取り込み画像の微分画像の一例を示す
図。

【図５】 ノッチテンプレート画像の一例を示す図。

【図６】 第２の発明を具現化した外観検査装置Ａ２の
概略構成を示す模式図。

【図７】 上記外観検査装置Ａ２の処理手順を示すフロ
ーチャート。

【図８】 従来の外観検査装置Ａ０の概略構成を示す模
式図。

【図９】 上記外観検査装置Ａ０で用いられるウェーハ
におけるチップ領域及び検査エリアの一例を示す図。

【図１０】 良／不良の判別に用いられる閾値の設定方
法の説明図。

【符号の説明】

１…ウェーハ（被検材の一例） ２，２ａ，２ｂ，２ｃ…線状光源（投光手段の一例） ３…シリンドリカルレンズ ４…ラインセンサ（受光手段の一例） ５…Ａ／Ｄコンバータ ６，６′…処理装置 ７，７ａ，７ｂ，７ｃ…フレームメモリ（全体画像生成
手段の一例） ８，８′…ＣＰＵ（位置決め手段，状態量取得手段，及
び判定手段の一例） ９…ステージコントローラ １０…ステージ １１…光源選択部 １２…カラーモニタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA51 AB01 AB02 AB20 CA03 CB05 CD04 DA07 EA17 EB01 EB10 EC02 EC03 GD01 4M106 BA04 CA19 CA38 DB02 DB07 DB19 DJ04 DJ07 DJ12 DJ14 DJ15 DJ18 DJ21 DJ23

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検材の表面に光を照射する投光手段
   と，上記投光手段から発せられ，上記被検材の表面で散
   乱反射した光を受光する受光手段とを具備し，上記受光
   手段により受光された光の状態に基づいて上記被検材の
   表面状態を検査する外観検査装置において，上記受光手
   段によって得られた光から，上記被検材全体の画像を生
   成する全体画像生成手段と，上記全体画像生成手段で生
   成された上記被検材全体の画像を所定位置に位置決めす
   る位置決め手段と，上記位置決め手段で位置決めされた
   上記画像上で，予め設定された検査領域内における所定
   の状態量を求める状態量取得手段と，上記状態量取得手
   段で得られた上記所定の状態量に基づいて上記被検材の
   表面状態を判定する判定手段とを具備してなることを特
   徴とする外観検査装置。
2. 【請求項２】 上記受光手段が，上記被検材の主走査方
   向所定幅の光を一度に受光できるラインセンサにより構
   成されると共に，上記受光手段を上記被検材に対して相
   対的に移動させる副走査手段を具備してなる請求項１記
   載の外観検査装置。
3. 【請求項３】 上記位置決め手段が，予め検査領域が設
   定された基準座標系と上記全体画像生成手段で生成され
   た画像の座標系との位置合わせを行うことにより，上記
   全体画像生成手段で生成された画像の位置決めを行う請
   求項１又は２記載の外観検査装置。
4. 【請求項４】 上記投光手段が，上記被検材に対して複
   数の異なる角度で光を照射する請求項１〜３のいずれか
   に記載の外観検査装置。
5. 【請求項５】 上記判定手段が，上記検査領域内の上記
   所定の状態量に対して所定の統計処理を施し，その結果
   に基づいて上記被検材の表面状態を判定する請求項１〜
   ４のいずれかに記載の外観検査装置。
6. 【請求項６】 上記所定の状態量が光の強度を含む請求
   項１〜５のいずれかに記載の外観検査装置。
7. 【請求項７】 上記所定の状態量が色相を含む請求項１
   〜６のいずれかに記載の外観検査装置。
8. 【請求項８】 上記所定の状態量が彩度を含む請求項１
   〜７のいずれかに記載の外観検査装置。
9. 【請求項９】 被検材の表面に光を照射する投光手段
   と，上記投光手段から発せられ，上記被検材の表面で散
   乱反射した光を受光する受光手段とを具備し，上記受光
   手段により受光された光によって得られる上記被検材の
   表面画像を出力する外観検査装置において，上記投光手
   段が，上記被検材に対して複数の異なる角度で光を照射
   するように構成されると共に，上記投光手段によって照
   射された上記複数の光毎に，上記受光手段によって得ら
   れた光に基づいて上記被検材表面の画像を生成する画像
   生成手段と，上記画像生成手段で生成された複数の画像
   を，色調の異なる複数の信号として合成し，カラーモニ
   タに表示させる表示手段とを具備してなることを特徴と
   する外観検査装置。
10. 【請求項１０】 上記受光手段が，上記被検材の主走査
    方向所定幅の光を一度に受光できるラインセンサにより
    構成されると共に，上記受光手段を上記被検材に対して
    相対的に移動させる副走査手段を具備してなる請求項９
    記載の外観検査装置。