JP2001091474A - 欠陥検査システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、省スペース化を図り、かつ能率の
よい欠陥検査を可能にした欠陥検査システムを提供す
る。 【解決手段】 被検査体５を複数収納するキャリア３
３、キャリア３３から取り出された被検査体５面を撮像
し欠陥を検出する欠陥検出部Ａ、欠陥検出部Ａにより欠
陥検出された被検査体５を目視観察する目視観察部Ｃお
よび顕微鏡観察する顕微鏡観察部Ｃを有し、これらキャ
リア３３、欠陥検出部Ａ、目視観察部Ｂおよび顕微鏡観
察部Ｃの間でロボット３５により被検体５を搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハや
液晶ガラス基板等の表面の欠陥を検査する欠陥検査シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に半導体ウェーハ及び液晶ガラス基
板の製造工程の途中には、シリコン又はガラス板から成
る基板上に成膜層を介してパターン化したレジストを設
けたものが形成される。

【０００３】ところが、このようなフォト・リソグラフ
ィ・プロセスにおいて、基板表面に塗布したレジストに
膜ムラあるいは塵埃の付着などがあると、エッチング後
のパターンの線幅不良やパターン内のピンホール等とい
った欠陥の生じる原因となってしまう。

【０００４】そこで、エッチング前の基板の製造工程で
は欠陥の有無を全数検査することが通常行われており、
このような全数検査の方法としては、作業者が基板を目
視で観察する方法が多く行われている。

【０００５】特開平０９−０６１３６５号公報には、被
検査体表面の欠陥を自動検査するための欠陥検出装置が
開示されている。図６に示すように、照明用の光源及び
光学系を有する照明部１０１は、照明用の光源にハロゲ
ンランプと熱線吸収フィルタとコンデンサレンズとを内
部に備えたランプハウスを用い、また照明用の光学系に
はランプハウスからの光束を収束させる収光レンズとフ
ァイバ束とを用いている。

【０００６】照明部１０１は、被検査体１０５に対して
入射角θ０で照明光を照明するもので、照明部１０１と
被検査体１０５との間には光束を収束させるシリンドリ
カルレンズ１０３を配置している。また、照明部１０１
に対向した位置には撮像手段であるラインセンサカメラ
１０４を配置し、照明された被検査体１０５の直線状の
領域を結像するようにしている。そして、被検査体１０
５の図示矢印方向の移動に同期してラインセンサカメラ
１０４で撮像された画像を画像取込み回路１０２に送り
込み、二次元画像を構築して図示していないホストコン
ピュータに送出するようにしている。また、ラインセン
サカメラ１０４は、被検査体１０５表面に対する角度を
変えることができる構造となっており、反射角θ１で被
検査体１０５表面を撮像できるようにもなっている。

【０００７】その後、被検査体１０５の移動に同期して
撮像された反射角θ０’（＝θ０）及びθ１に応じた被
検査体画像は、図示していないホストコンピュータの画
像処理によって膜厚ムラや塵埃などの欠陥が抽出され、
それらの結果から検査条件に含まれている合格基準と照
合して被検査体の良否が判定される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
欠陥検出装置を用いて欠陥検出を行なった場合も、欠陥
原因の早期解明を図るために、画像処理により検出され
た欠陥を目視や顕微鏡により再確認することが行なわれ
ている。つまり、欠陥の早期発見と原因の早期解明は、
基板などの不良率の低減を実現する上で欠かせないこと
であり、上述した欠陥検出装置での画像処理により欠陥
が発見された場合は、別の場所に設置された目視による
マクロ検査装置や顕微鏡を用いたミクロ検査装置に搬送
して欠陥発生原因究明のための観察が行なわれている。
ところが、欠陥検出装置、マクロ検査装置、ミクロ検査
装置が別体となり配置されているため、欠陥検出装置で
の被検査体画像の取込みの際は勿論、マクロ観察やミク
ロ観察の際に被検査体を各装置ごとに位置決めする必要
がある。この時、被検体の位置決めが正しく行なわれて
いないと、欠陥部の特定が難しくなるなど、マクロ観察
やミクロ観察に手間取っることとなり、欠陥検査全体に
多大な時間がかかってしまうとともに、作業者が各装置
間を移動しながらマクロ観察やミクロ観察を行なわなけ
ればならないため、作業能率の低下を招くという問題が
あった。また、欠陥検出装置、マクロ検査装置、ミクロ
検査装置が別体になっているので、各装置ごとに被検査
体を収納するカセットの設置スペースと搬送ロボットの
設置スペースが必要になる。設備コストの高価なクリー
ンルームでは、省スペース化が重要とされているが、こ
の要望を満すことができない。

【０００９】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
ので、省スペース化を図り、かつ能率のよい欠陥検査を
可能にした欠陥検査システムを提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
被検査体を複数収納する被検査体収納手段と、この被検
査体収納手段からの被検査体面を撮像手段で撮像し欠陥
を検出する欠陥検出手段と、この欠陥検出手段により欠
陥検出された被検査体を目視観察可能にする目視観察手
段と、前記欠陥検出手段により欠陥検出された被検査体
を顕微鏡観察可能にする顕微鏡観察手段と、これら被検
査体収納手段、欠陥検出手段、目視観察手段および顕微
鏡観察手段を同一ステーションに配置し、これらの各手
段の間で前記被検体を搬送する搬送手段とを具備したこ
とを特徴としている。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、さらに、前記搬送手段の搬送経路に配置さ
れ、前記被検体の位置や方向を検出する位置検出手段
と、この位置検出手段の検出出力に基づいて、少なくと
も前記欠陥検出手段に対する前記被検体の位置決めを行
なう制御手段とを具備したことを特徴としている。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、さらに前記撮像手段により撮像した被検査
体の特徴部分をあらかじめ記憶する特徴記憶手段と、前
記撮像手段により撮像した前記被検査体の画像と前記特
徴記憶手段に記憶された特徴部分を比較するとともに、
この比較結果に応じて前記被検査体の画像位置を補正す
る画像位置補正手段とを具備したことを特徴としてい
る。

【００１３】この結果、本発明によれば、欠陥検出手段
で欠陥検出が行なわれると、搬送手段により速やかに目
視観察手段または顕微鏡観察手段に搬送され、欠陥部を
目視や顕微鏡により再確認することができるので、欠陥
発生原因の究明を手際よく行なうことができ、欠陥原因
の早期解明を図ることができる。

【００１４】また、本発明によれば、被検査体の位置や
方向を検出し、この検出に基づいて搬送手段への搬送命
令が生成され、欠陥検出手段での受け取り位置に対し常
に被検査体を同じ方向で、同じ位置に置くことができる
ので、その後の目視観察手段または顕微鏡観察手段につ
いても、常に被検査体が同じ位置関係に置かれ、安定し
た観察を行うことができるとともに、目視観察手段また
は顕微鏡観察手段での位置決めも手際よく行なうことが
できる。

【００１５】また、本発明によれば、撮像手段により撮
像した被検査体の特徴部分をあらかじめ記憶しておき、
この被検査体の特徴部分を用いて被検査体の画像位置を
補正するようにしたので、被検査体の搬送精度によって
生じる被検査体の位置ずれに原因する欠陥検出のファク
タである座標を特定の妨げを除去できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。

【００１７】（第１の実施の形態）図１は、本発明が適
用される表面欠陥検査システムの欠陥撮像部の概略構成
を示している。図において、１は照明部で、この照明部
１は、照明用の光源及び光学系を有しており、照明用の
光源にはハロゲンランプと熱線吸収フィルタとコンデン
サレンズとを内部に備えたランプハウスを用い、また照
明用の光学系にはランプハウスからの光束を収束させる
収光レンズとファイバ束とを用いている。

【００１８】照明部１は、被検査体５に対して入射角θ
０で照明光を照明するもので、被検査体５との間には光
束を収束させるシリンドリカルレンズ３及びスリット６
を配置している。この場合、照明部１、シリンドリカル
レンズ３及びスリット６は、一体に構成され、被検査体
５表面に対する角度を任意に変えることができる構造に
なっており、入射角θ１で被検査体５表面を照明可能に
している。

【００１９】一方、照明部１に対向した位置にはフィル
タ７を介して撮像手段であるラインセンサカメラ４を配
置し、照明された被検査体５の直線状の領域を結像する
ようにしている。そして、１軸ステージ３６の図示矢印
方向の移動に同期してラインセンサカメラ４で撮像され
た画像がメインコンピュータ１２の画像取込み回路２に
送られる。フィルタ７は、照明光の波長帯域を制限して
干渉像を得るための狭帯域フィルタからなるもので、ラ
インセンサカメラ４の前方に配置されるとともに、光学
経路に対し挿抜できるようになっている。

【００２０】そして、このように構成した欠陥撮像部
は、外来光の影響を受けないように図示しない暗箱状の
筐体に収容されるとともに、被検査体へのパーティクル
付着を防止するため上部から空気清浄用のフィルタを通
してダウンフローが流れるようになっている。

【００２１】図２は、ラインセンサカメラ４で撮像され
た画像を処理するメインコンピュータ１２と、その周辺
の各種ユニットを示すものである。

【００２２】この場合、メインコンピュータ１２は、ラ
インセンサカメラ４で撮像された１ラインのデータを画
像取り込み回路２で垂直につなぎ合わせることにより、
被検査体全体を１枚の二次元画像として取り込むように
している。

【００２３】画像取り込み回路２には、画像記憶部８を
接続し、この画像記憶部８には、欠陥抽出アルゴリズム
４０及び４１を接続している。画像記憶部８は画像取り
込み回路２で作成された複数の画像を記憶するもので、
任意の画像を読み書きできるようになっている。

【００２４】欠陥抽出アルゴリズム４０と４１は、同様
のアルゴリズムを有するもので、上述した照明部１の被
検査体５に対する入射角θ０、θ１及びフィルタ７の挿
抜とを組み合わせた異なる画像データを並行処理できる
ようにしている。

【００２５】また、これら欠陥抽出アルゴリズム４０、
４１は、それぞれ画像ムラ除去部１１、特徴部分抽出部
１７、画像位置補正部２０、欠陥抽出部２４、欠陥座標
抽出部２８を有し、画像記憶部８からの画像データを受
け取り、この画像中から欠陥を抽出するようになってい
る。

【００２６】ここで、画像ムラ除去部１１は、後述する
画像ムラ記憶部１６に記憶された画像ムラのデータを用
いて画像記憶部８から読み込んだ画像の内のムラを除去
し被検査体からのみ反射される本来の画像に修正する。

【００２７】特徴部分抽出部１７は、後述する特徴記憶
部２１に記憶された画像と画像ムラ除去部１１で修正さ
れた画像と部分比較を行い、画像中の被検査体の複数部
分の座標が上下若しくは回転方向にズレを生じていない
かを検出する。

【００２８】画像位置補正部２０は、特徴部分抽出部１
７によって検出されたズレを補正するため被検査体画像
をＸＹ方向若しくは回転方向に移動させる画像処理を行
う。これにより、被検査体は常に画像データの同じ座標
上に表示されることになる。

【００２９】欠陥抽出部２４は、画像位置補正部２０で
処理された画像から、被検査体固有の画像である被検査
体外形画像や特定パターン画像等を除去し、欠陥部分を
抽出する。

【００３０】欠陥座標抽出部２８は、欠陥抽出部２４に
より抽出された欠陥の座標、大きさ、濃淡等の特徴を検
出する。そして、この情報は、後述する駆動制御部１３
に伝えられるようになっている。

【００３１】欠陥抽出アルゴリズム４０、４１の画像ム
ラ除去部１１の間には、画像ムラ記憶部１６を、特徴部
分抽出部１７の間には、特徴記憶部２１を、欠陥抽出部
２４には、画像記憶部２４０を接続している。

【００３２】画像ムラ記憶部１６は、被検査体５が無い
場合、若しくは理想的な鏡面の被検査体５を撮像した時
のラインセンサカメラ４のデータを記憶させるもので、
照明部１の照明ムラやラインセンサカメラ４での撮像素
子の特性のバラツキなどに原因する画像ムラのデータを
画素毎に保存している。特徴記憶部２１は、画像の一部
分を記憶させるもので、特定範囲の画像を読み書き可能
にしている。この部分には被検査体５の座標を特定する
ような複数の特徴部分の画像及びその座標を記憶してい
る。画像記憶部２４０は、理想とする被検査体５の画像
を記憶している。

【００３３】そして、これら欠陥抽出アルゴリズム４０
および４１により抽出された欠陥情報は、欠陥判定部３
２に送られ、欠陥辞書３１に蓄えられたデータを用いて
欠陥の種類の特定及びその欠陥が被検査体５に存在する
か否かを判断するとともに、被検査体５を生産ラインの
下流に流して良いか否かの判定結果として表示器２９に
表示するようにしている。表示器２９は、上述の画像位
置補正部２０によって修正された画像と、その上に色な
どをつけて欠陥の位置とその座標および判定の結果など
を表示する。

【００３４】一方、メインコンピュータ１２内部には被
検査体５を移動するための制御や上述の光学系の各種駆
動部を制御する駆動制御部１３を備えている。この場
合、駆動制御部１３には、フィルタ７の挿抜を駆動する
フィルタ駆動部１０、被検査体５の載置した１軸ステー
ジ３６を駆動するステージ駆動部１５、照明部１の被検
査体５に対する角度を駆動する照明角度駆動部１８の他
に、後述する試料搬送駆動部２２、試料方向合わせ検出
部２５、顕微鏡ステージ駆動部２６、マクロ観察駆動部
３０などを接続している。

【００３５】図３は、本実施例の欠陥検査システムにお
ける被検査体５の搬送工程を示す図で、この搬送工程
は、メインコンピュータ１２によって制御されている。

【００３６】この場合、生産ラインの上流より送られた
被検査体５はキャリア（枠は省略して示す）３３に複数
枚装填されていて、図２に示す駆動制御部１３からの指
令により試料搬送駆動部２２によってキャリア３３から
特定の被検査体５を取り出し、後述する各ステージ等に
被検査体５を搬送する。また、各ステージで検査が終了
した後、被検査体５をキャリア３３へ戻すことができる
ようになっている。

【００３７】図１で述べた欠陥検出部Ａは、一軸ステー
ジ３６を有しており、搬送ロボット３５がキャリア３３
からの被検査体５を一軸ステージ３６上に搬送すると、
図２の駆動制御部１３からの指令でステージ駆動部１５
によって一軸に被検査体５を移動させながらラインセン
サカメラ４によって被検査体５を撮像し欠陥検出を行う
ようにしている。

【００３８】目視観察部Ｂは、二軸回転機構を備えた揺
動ステージ３８を有しており、揺動ステージ３８上に搬
送された被検査体５面を作業者が見ながら、自由にその
角度を変えられるようになっている。また、この揺動ス
テージ３８の上部にはマクロ照明装置４２が設けられ、
このマクロ照明装置４２によって被検査体５を照らしな
がら作業者が目視で被検査体５の傷や埃や欠陥をマクロ
観察できるようにしている。この揺動ステージ３８は図
２の駆動制御部１３からの指令によりマクロ観察駆動部
３０によって制御される。

【００３９】顕微鏡観察部Ｃは、二軸ステージ３９を有
しており、この二軸ステージ３９の上部には、欠陥検出
部Ａや目視観察部Ｂで抽出された欠陥原因を解析するた
めの顕微鏡３７（図では、対物レンズのみを示す。）を
設置している。そして、二軸ステージ３９によって被検
査体５を２次元方向に移動させて検査部位（指定した欠
陥）を顕微鏡３７の光学系の位置に合わせることによ
り、被検査体５の任意の位置を拡大して作業者がミクロ
観察することができる。この二軸ステージ３９は図２の
駆動制御部１３からの指令により顕微鏡ステージ駆動部
２６によって制御される。

【００４０】また、ロボット３５が搬送する経路上、好
ましくは欠陥検出部Ａ、目視検出部Ｂ、顕微鏡観察部Ｃ
の各搬入路上には位置センサ３４を配置する。この位置
センサ３４は、ロボット３５が被検査体５を搬送する途
中で、被検査体５の位置や方向により基準位置に対する
ずれ量を検出できるようにしている。そして、この位置
センサ３４からの情報は、図２の試料方向合わせ検出部
２５から駆動制御部１３に伝えられ、試料搬送駆動部２
２を通してロボット３５を制御するようにしている。こ
れによって被検査体５が載置されるステージまでの移動
量および被検査体５のずれ量を調整し、常に被検査体５
が各ステージの基準位置に置くように制御している。

【００４１】これにより、ロボット３５によって搬送さ
れる一軸ステージ３６、揺動ステージ３８、二軸ステー
ジ３９には、常に被検査体５が同じ位置関係に置かれる
こととなり、安定した観察を行うことができる。

【００４２】次に、このように構成した実施の形態の動
作について説明する。

【００４３】まず、生産ラインの上流より送られた被検
査体５は人の手或いは生産ラインの搬送装置により、図
３に示すキャリア３３に複数枚装填されて本システムに
設置される。その後、人の手或いは生産ラインの搬送装
置からの信号によって図２の操作入力部４３に検査開始
が入力されることにより、本システムが動作を開始す
る。

【００４４】図２の操作入力部４３に開始信号が入力さ
れると、駆動制御部１３によって試料搬送駆動部２２に
被検査体の移動命令が出され、図３のロボット３５はキ
ャリア３３から特定の被検査体５を取り出し位置センサ
３４の下に被検査体５が来るように移動する。

【００４５】位置センサ３４は、被検査体５の位置や方
向を検出し、図２の試料方向合わせ検出部２５を通して
駆動制御部１３に伝えられる。駆動制御部１３では現在
の被検査体５の位置から次に移動させる欠陥検出部Ａの
一軸ステージ３６までの距離と基準位置とのずれ量を計
算し、図２の試料搬送駆動部２２に移動命令を出力す
る。これによりロボット３５は、被検査体５のずれを補
正し、一軸ステージ３６の受け取り位置に対し常に被検
査体を同じ方向で且つ同じ位置に置くことができる。

【００４６】一軸ステージ３６に被検査体が正確に置か
れると、図２の駆動制御部１３はステージ駆動部１５に
命令を出し、被検査体５を載置した一軸ステージ３６を
一軸に移動する。被検査体５が一軸に移動していくと図
１の照明部１及びシリンドリカルレンズ３によって収束
された光によって入射角θ０の角度で照明される。

【００４７】一方、被検査体５の照明された直線上の部
分から反射した光束は、その光学系に挿入された狭帯域
フィルタ７によって光線の特定の波長のみがラインセン
サカメラ４に結像する。この時、被検査体５の表面に膜
厚の変化などがある場合は狭帯域フィルタ７を通過する
波長同士の干渉が発生しており、膜厚変化を光量変化と
して検出する事ができる。

【００４８】ラインセンサカメラ４は結像光を電気信号
に変換し、１ライン毎、画像取り込み回路２に伝える。
画像取り込み回路２では被検査体が移動するのに応じて
各ラインの電気信号をデータに変換し二次元の画像デー
タを構築する。こうして被検査体全体の画像データを構
築した後、そのデータを画像記憶部８に記憶する。

【００４９】次に、図２の駆動制御部１３はフィルタ駆
動部１０に命令を出し、図１の狭帯域フィルタ７を光学
系から抜き取るとともに、図２の照明角度駆動部１８に
命令を出し、図１の照明部１を被検査体に入射角θ１の
角度で照明するようにその角度を変更する。

【００５０】その後、図２の駆動制御部１３はステージ
駆動部１５に命令を出し、図１の被検査体５を逆方向に
一軸に移動する。すると先ほどと同じ様に被検査体５は
照明されるが、照明部１から出た光束の内、入射角θ０
の光束はスリット６によって遮られ入射角θ１の角度で
入射する光だけが被検査体５に当たる様になる。この
時、ラインセンサカメラ４はやはり被検査体５に対し角
度θ０の位置に配置されているため、被検査体５に全く
凹凸が無く正反射された光束はラインセンサカメラ４に
は結像しないことになる。しかし、被検査体５に傷や埃
や欠陥又はパターンなどが有った場合は入射角θ１の角
度で入射する光束の中に反射角θ０’（＝θ０）となる
光束が発生するためラインセンサカメラ４に像を結ぶこ
とになる。ラインセンサカメラ４に入射した光は画像取
り込み回路２によって被検査体５全体の二次元画像デー
タを構築した後、その画像データを図２の画像記憶部８
に記憶する。

【００５１】次に、画像記憶部８に記憶された画像デー
タは欠陥抽出アルゴリズム４０及び４１によって画像処
理される。

【００５２】この場合、あらかじめ画像ムラ記憶部１６
には、照明部１の照明ムラやラインセンサカメラ４での
撮像素子の特性のバラツキなどに原因する画像ムラ情報
が記憶され、特徴記憶部２１には、被検査体５の特徴が
記憶され、さらに画像記憶部２４０には、理想とする被
検査体５の画像が記憶されるが、これら画像ムラや特徴
の設定などは、以下の方法により行なわれる。

【００５３】まず、被検査体５の代わりに理想的な鏡若
しくは全面が均一な反射率のサンプルを入射角θ０の照
明系の下でラインセンサカメラ４により撮像し、画像記
憶部８に記憶する。この場合、本来であれば全面が均一
な反射率をもつ物を撮像したため二次元の画像データも
全面が均一のはずであるが、照明のムラや撮像系の特性
のバラツキにより縦縞が発生するので、このような縦縞
のうち、最も輝度の低い画素を“０”とした一次元のデ
ータを画像ムラ情報として画像ムラ記憶部１６に記憶す
る。この処理は図示していない画像処理アルゴリズムで
行う。

【００５４】なお、理想的な鏡や全面が均一な反射率を
もつサンプルを入手することは、困難であり、且つその
状態で保管することも難しい。そこで、現実には、ライ
ンセンサカメラ４により撮像された二次元の画像の縦方
向の各ラインについて画素の輝度の平均値を求め、この
うち最も小さい値を”０”とした一次元のデータを作成
し、このデータを画像ムラ情報として画像ムラ記憶部１
６に記憶するようにしても、微小な汚れや埃などがあっ
てもその影響を無視することができる。

【００５５】また、同一の被検査体５について入射角θ
０の光学系で撮像した画像、及び狭帯域フィルタ７を光
学系から抜き取り入射角θ１で撮像した画像を画像記憶
部８に記憶する。そして、これら２枚の画像から、それ
ぞれ被検査体５の方向や位置を特定するのに適した特徴
部分を作業者が指定し、その特徴画像を特徴記憶部２１
に記憶させる。この場合、特徴部分とは、例えば四角形
の被検査体５の四隅の画像や被検査体５に付された認識
マーク及び半導体ウェーハのノッチやオリフラといった
部分である。入射角θ０及びθ１の画像各々について複
数の位置にある特徴画像を記憶させることで、より画像
座標の位置決め精度を向上させることもできる。

【００５６】さらに、画像記憶部２４０は、理想とする
良品の被検査体５の画像を複数記憶している。

【００５７】このようにしてあらかじめ画像ムラ記憶部
１６、特徴記憶部２１および画像記憶部２４０にデータ
が設定されている事を前提にした欠陥抽出アルゴリズム
の動作について説明する。

【００５８】この場合、画像記憶部８に記憶された入射
角θ０及びθ１の画像は、それぞれ欠陥抽出アルゴリズ
ム４０及び４１によって並列に処理される。欠陥抽出ア
ルゴリズム４１に渡された画像データは先ず、画像ムラ
除去部１１により、画像ムラ記憶部１６のデータを画像
全面にわたって加算する事により照明や光学系のムラを
除去する。次に特徴部分抽出部１７によりあらかじめ作
業者によって指定された部分の画像と特徴記憶部２１に
記憶された画像とを比較し、被検査体の画像中の座標が
上下或いは回転方向にズレていないかを検出する。ズレ
が生じていた場合は次の画像位置補正部２０によりズレ
を補正する。こうして補正されたデータは、表示器２９
に表示され作業者が被検査体の画像を観察することがで
きる。

【００５９】さらに、画像位置補正部２０によりズレ補
正された画像は欠陥抽出部２４に送られ、画像記憶部２
４０に記憶された理想とする良品の被検査体５の画像と
比較し、被検査体固有の画像である被検査体外形画像、
露光範囲の外形画像や特定パターン画像等を除去し、欠
陥部分のみを抽出する。

【００６０】そして、欠陥座標抽出部２８によって抽出
された欠陥の画像中の座標を抽出し、その座標データを
駆動制御部１３に送る。

【００６１】これとは別に欠陥の濃淡や大きさや座標な
どのデータは欠陥判定部３２に送られる。同様にして欠
陥抽出アルゴリズム４０においても、異なる画像から欠
陥抽出を行い、欠陥判定部３２に送られる。

【００６２】欠陥判定部３２では二つの欠陥欠陥抽出ア
ルゴリズムから送られた濃淡や大きさや座標などのデー
タから、あらかじめ蓄えられた欠陥の情報を欠陥辞書３
１から読み込んで比較し、その欠陥の種類や名前を付け
ると共に、被検査体を生産ラインの下流に流して良いか
否かの判定を行い、表示器２９に表示する。表示器２９
には上述の画像位置補正部２０によって修正された画像
とその上に色などをつけて欠陥の位置とその座標、及び
判定の結果などを表示する。

【００６３】このようにして欠陥検出が終了すると、図
２の駆動制御部１３は試料搬送駆動部２２に命令を出
し、図３に示すようにロボット３５によって、欠陥検出
部Ａの一軸ステージ３６から被検査体をとり除き、次の
目視観察部Ｂの揺動ステージ３８に被検査体５を搬送す
る。

【００６４】揺動ステージ３８に被検査体５が置かれる
と、マクロ照明装置４２によって被検査体は全面照明さ
れ作業者が被検査体５を目視によりマクロ観察する事が
できる。この時、図２の駆動制御部１３は操作入力部４
３の入力待ちとなる。この状態で作業者が操作入力部４
３を操作すると駆動制御部１３はマクロ観察駆動部３０
に命令を出し、図３の矢印で示すように揺動ステージ３
８を制御し、被検査体５を前後左右方向に揺動させ作業
者の見やすい角度に被検査体５を移動することができ
る。これによって作業者は欠陥が見やすい角度に被検査
体５を設定した状態で、欠陥をマクロ観察する事ができ
る。この目視観察によって、新たに欠陥の種類や名前を
登録したい場合も操作入力部４３を操作することで図２
の欠陥辞書３１に登録する事ができる。

【００６５】また、作業者がマクロ観察を終了したい場
合若しくはあらかじめ設定された時間が経過した場合
は、図２の駆動制御部１３は試料搬送駆動部２２に命令
を出しロボット３５によって目視観察部Ｂの揺動ステー
ジ３８から被検査体５をとり除き、次の顕微鏡観察部Ｃ
の二軸ステージ３９に搬送する。

【００６６】顕微鏡観察部Ｃの二軸ステージ３９に被検
査体５が置かれると、図２の駆動制御部１３は顕微鏡ス
テージ駆動部２６に命令を出し、二軸ステージ３９によ
り、図２の欠陥座標抽出部２８によって抽出された欠陥
の座標に顕微鏡３７の光学系がくるように被検査体５を
移動する。すると、顕微鏡３７によって被検査体５の一
部が拡大され作業者が被検査体５の欠陥部を接眼鏡筒に
より目視もしくは顕微鏡３７のＣＣＤカメラで撮像され
た欠陥画像を表示器９に表示させてミクロ観察する事が
できる。この時、図２の駆動制御部１３は操作入力部４
３の入力待ちとなる。この状態で作業者が操作入力部４
３を操作すると駆動制御部１３は顕微鏡ステージ駆動部
２６に命令を出し、二軸ステージ３９をＸＹ方向に移動
させ作業者の見やすい位置に被検査体５を移動すること
ができる。これによって作業者は欠陥が見やすい位置に
被検査体５を設定する事ができ、接眼鏡筒またはＣＣＤ
カメラによって取込まれた欠陥画像を表示器２９で表示
して欠陥を更に詳しく観察する事ができる。このミクロ
観察によって、新たに欠陥の種類や名前を登録したい場
合も操作入力部４３を操作することで図２の欠陥辞書３
１に登録する事ができる。

【００６７】また、作業者がミクロ観察を終了したい場
合若しくはあらかじめ設定された時間が経過した場合
は、図２の駆動制御部１３は試料搬送駆動部２２に命令
を出し、ロボット３５によって二軸ステージ３９から被
検査体５をとり除き、キャリア３３に被検査体を収納す
る。またキャリア３３にまだ検査が完了していない被検
査体５が有る場合は、これらを搬送し次の被検査体の検
査を始める。こうしてキャリア３３に収納されている被
検査体全ての検査を完了すると一連の作業を終了し、次
のキャリア３３が搭載されるまで待機する。

【００６８】従って、このようにすれば、欠陥検出部Ａ
での撮像により欠陥検出が行なわれると、ロボット３５
により、速やかに目視観察部Ｂまたは顕微鏡観察部Ｃに
搬送され、同一ステーション上で欠陥部を目視や顕微鏡
により再確認することができるので、欠陥発生原因の究
明を手際よく行なうことができ、欠陥原因の早期解明を
図ることができる。しかも、欠陥検出部Ａ、目視観察部
Ｂおよび顕微鏡観察部Ｃを同一ステーションに配置する
ことで、カセットとロボットを共用できるので、欠陥検
査システムを従来の別体タイプと比べて非常にコンパク
ト化でき、効果なクリーンルーム内での省スペース化を
容易に図ることができるとともに、カセットとロポット
で構成されるオートローダ１つで済むのでシステム全体
のコストダウンを図ることができる。

【００６９】また、ロボット３５がキャリア３３から特
定の被検査体５を取り出すと、位置センサ３４により被
検査体５の位置や方向により基準位置に対応するずれ量
を検出し、この検出に基づいてロボット３５の搬送命令
が生成され、欠陥検出部Ａでの受け取り位置に対し常に
被検査体を同じ方向で且つ同じ位置に置くことができる
ので、この位置決めを基準とすれば、その後の目視観察
部Ｂまたは顕微鏡観察部Ｃについても、常に被検査体５
が同じ位置関係に置かれることとなり、安定した観察を
行うことができるとともに、目視観察部Ｂまたは顕微鏡
観察部Ｃでの位置決めも手際よく行なうことができ、欠
陥検査に要する時間を短縮でき、作業能率の向上を期待
できる。

【００７０】また、ラインセンサカメラ４により撮像し
た被検査体５の特徴部分をあらかじめ特徴記憶部２１に
記憶しておき、この特徴情報を用いてラインセンサカメ
ラ４により撮像した被検査体５の画像位置を補正するよ
うにしたので、被検査体の搬送精度によって生じる被検
査体の位置ずれに原因する欠陥検出のファクタである座
標を特定の妨げを除去でき、精度の高い欠陥検査を実現
できる。

【００７１】なお、図３に示した欠陥検査システムは、
一例であって、例えば、図４乃至図６に示すように構成
したものを採用することもできる。

【００７２】図４は、欠陥検出部Ａを、顕微鏡３７を有
する顕微鏡観察部Ｃに一体に設けたもので、ロボット３
５によりキャリア３３から取り出した被検査体５を、ま
ず、欠陥検出部Ａに搬送し、顕微鏡観察部Ｃのステージ
移動により被検査体５を移動させながらラインセンサカ
メラ４によって撮像し欠陥検出を行い、続けて顕微鏡観
察部Ｃにおいて、被検査体５を顕微鏡３７の光学系の位
置に合わせして任意の位置を拡大したミクロ観察を行な
うようにしている。また、ロボット３５により被検査体
５を目視観察部Ｂに搬送して照明の下で被検査体５を揺
動させ、観察面の角度を任意に変えながら傷や埃などの
欠陥のマクロ観察を行なうようにしている。

【００７３】また、図５は、欠陥検出部Ａとロボット３
５を一体に構成たもので、ロボット３５によりキャリア
３３から取り出し、被検査体５を搬送させながらライン
センサカメラ４により被検査体５を撮像して欠陥検出を
行い、欠陥検査が終了したところで、被検査体５を目視
観察部Ｂに搬送し、照明の下で被検査体５を回動させ、
観察面の角度を任意に変えながら傷や埃などの欠陥のマ
クロ観察を行ない、その後、ロボット３５により被検査
体５を顕微鏡観察部Ｃに搬送して被検査体５を顕微鏡３
７の光学系の位置に合わせし任意の位置を拡大したミク
ロ観察を行なうようにしている。

【００７４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、省ス
ペース化を図り、かつ能率のよい欠陥検査を可能にした
欠陥検査システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に用いられる欠陥撮像部
の概略構成を示す図。

【図２】一実施の形態の形態に用いられるメインコンピ
ュータとその周辺の各種ユニットを示す図。

【図３】一実施の形態の形態に用いられる被検査体の搬
送工程を示す図。

【図４】本発明の他の実施の形態の形態に用いられる被
検査体の搬送工程を示す図。

【図５】本発明の異なる他の実施の形態の形態に用いら
れる被検査体の搬送工程を示す図。

【図６】従来の表面欠陥検査システムの一例の概略構成
を示す図。

【符号の説明】

１…照明部 ２…込み回路 ３…シリンドリカルレンズ ４…ラインセンサカメラ ５…被検査体 ６…スリット ７…フィルタ ８…画像記憶部 １０…フィルタ駆動部 １１…画像ムラ除去部 １２…メインコンピュータ １３…駆動制御部 １５…ステージ駆動部 １６…画像ムラ記憶部 １７…特徴部分抽出部 １８…照明角度駆動部 ２０…画像位置補正部 ２１…特徴記憶部 ２２…試料搬送駆動部 ２４…欠陥抽出部 ２４０…画像記憶部 ２５…試料方向合わせ検出部 ２６…顕微鏡ステージ駆動部 ２８…欠陥座標抽出部 ２９…表示器 ３０…マクロ観察駆動部 ３１…欠陥辞書 ３２…欠陥判定部 ３３…キャリア ３４…位置センサ ３５…ロボット ３６…一軸ステージ ３７…顕微鏡 ３８…揺動ステージ ３９…二軸ステージ ４０．４１…欠陥抽出アルゴリズム ４２…マクロ照明装置 ４３…操作入力部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体を複数収納する被検査体収納手
   段と、 この被検査体収納手段からの被検査体面を撮像手段で撮
   像し欠陥を検出する欠陥検出手段と、 この欠陥検出手段により欠陥検出された被検査体を目視
   観察可能にする目視観察手段と、 前記欠陥検出手段により欠陥検出された被検査体を顕微
   鏡観察可能にする顕微鏡観察手段と、 これら被検査体収納手段、欠陥検出手段、目視観察手段
   および顕微鏡観察手段を同一ステーションに配置し、こ
   れらの各手段の間で前記被検体を搬送する搬送手段とを
   具備したことを特徴とする欠陥検査システム。
2. 【請求項２】 さらに、前記搬送手段の搬送経路に配置
   され、前記被検体の位置や方向を検出する位置検出手段
   と、 この位置検出手段の検出出力に基づいて、少なくとも前
   記欠陥検出手段に対する前記被検体の位置決めを行なう
   制御手段とを具備したことを特徴とする請求項１記載の
   欠陥検査システム。
3. 【請求項３】 さらに前記撮像手段により撮像した被検
   査体の特徴部分をあらかじめ記憶する特徴記憶手段と、 前記撮像手段により撮像した前記被検査体の画像と前記
   特徴記憶手段に記憶された特徴部分を比較するととも
   に、この比較結果に応じて前記被検査体の画像位置を補
   正する画像位置補正手段とを具備したことを特徴とする
   請求項１記載の欠陥検査システム。