JP2002071576A - 外観検査装置および外観検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 欠陥を乱反射光観察で高精度にもれなく検出
するとともに、むら等の欠陥を正反射光観察により検出
することができる外観検査装置および外観検査方法を提
供する。 【解決手段】 被検査ワーク５を保持するステージ部６
と、被検査ワーク５を照射する照明部１と、被検査ワー
ク５に対する照射を水平一軸方向へ走査させる走査機構
部と、走査方向を変更する走査方向変更部と、正反射光
を観察する正反射光撮像部３と、乱反射光を観察する乱
反射光撮像部４と、これらの撮像部３，４から得られた
画像を用いて検査処理を行う検査処理部７と、検査処理
の結果を表示する検査結果表示部８とを備えており、両
撮像部３，４による被検査ワーク５表面の欠陥検出に続
いて、走査方向変更部による照射の走査方向の変更後
に、少なくとも反射光撮像部４による欠陥検出を少なく
とも１回行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハや液晶パネル等といった被検査ワークにおいて発生す
る色むらや傷等の欠陥を光学的手法を用いて自動的に検
出する外観検査装置および外観検査方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体ウエハの外観検査におい
て検出される欠陥の種類は、検査対象とする欠陥の大き
さや現われ方により、ミクロ欠陥とマクロ欠陥とに分類
される。

【０００３】図１０は半導体ウエハにおいて発生したマ
クロ欠陥の一例を示す説明図であり、図１１は半導体ウ
エハにおいて発生したミクロ欠陥の一例を示す説明図で
ある。なお、図１１の右上部には、マクロ欠陥が発生し
ている部分が拡大して示されている。

【０００４】このマクロ欠陥は、半導体ウエハ１０００
の全面もしくは複数のチップ１０００ａにまたがって広
範に現われるような塗布不良１００１や、主にショット
単位で現れる露光・現像不良１００２や、広域にわたる
傷１００３、または異物等を原因として発生するもので
ある。また、ミクロ欠陥は、半導体ウエハ１１００のチ
ップ１１００ａのメモリセル部や周辺回路部にあらわれ
る数ミクロン〜サブミクロンサイズの微小な異物１１０
１またはキズやパターン欠陥１１０２等を原因として発
生するものである。

【０００５】これらの欠陥のうち、ミクロ欠陥検査につ
いては、高解像度の撮像手段により得られた被検査ワー
クの画像と参照画像とに対してダイツーダイ比較方式や
セル比較方式のような比較処理を施すといった、自動検
査方法が広く用いられていた。

【０００６】一方、半導体ウエハのマクロ欠陥検査につ
いては、マクロ欠陥によって現われる半導体ウエハ表面
の色むら等のマクロ異常を作業者が経験に基づいて目視
で発見することにより半導体ウエハの良否判定を行うと
いった、官能的な検査方法が用いられていた。このマク
ロ欠陥検査では、半導体ウエハを保持するとともに半導
体ウエハ保持面の傾斜角度を調節可能なステージと、こ
のステージ表面に対する照射角度を変更可能な照明装置
とを備えたマクロ検査装置を用いている。そして、作業
者が、ステージの傾斜角度や照明の照射角度等を調節し
ながら、半導体ウエハを観察しやすい状態にした上で、
例えば半導体ウエハ表面の色むら等のマクロ異常を反射
光を用いて目視によって観察し、作業者の経験により良
否判定を行っていた。しかしながら、このようなマクロ
欠陥検査では、以下示す種々の問題があった。すなわ
ち、良否判定基準にばらつきが生じるために品質が不安
定である。作業者によりスループットが異なる。絶対的
な検査速度を上げるためには作業者の増員が必要であ
る。長時間の作業によって作業者が疲労する。このよう
な問題は、半導体ウエハに限らず、全ての外観検査で共
通の問題となっていた。

【０００７】これらの問題を解決するために、被検査物
の表面のキズやむら等の欠陥を光学的手段を用いて検出
する装置の開発が行なわれている。一般的に、 被検査物
表面のキズや異物等の３次元形状的な欠陥は乱反射光観
察において高輝度部として検出され、一方、むら等の欠
陥は正反射光観察において輝度変化部として検出され
る。

【０００８】このような装置の一例として特開平９−８
９８００号公報に記載の表面欠陥検査装置がある。この
表面欠陥検査装置について、図１２を参照しつつ説明す
る。

【０００９】この表面欠陥検査装置は、走査手段（図示
せず）によって一方方向（図１２においては矢印Ｄ１２
０１で示した方向）に走査される被検査ワーク１２０１
に光を照射する投光器１２０２と、被検査ワーク１２０
１表面で反射した光のうち正反射光を受光し、受光した
正反射光の強度を示す受光信号を出力する第１受光器１
２０３と、被検査ワーク１２０１表面で反射した光のう
ち乱反射光を受光し、受光した乱反射光の強度を示す受
光信号を出力する第２受光器１２０４と、第１受光器１
２０３および第２受光器１２０４それぞれから出力され
た受光信号の強度変化に基づいて検査処理を行う信号処
理器１２０５と、この検査処理結果を表示する表示器１
２０６とから構成されている。なお、第１受光器１２０
３の空間分解能は、被検査ワーク１２０１表面の粗度ま
たは微視的な表面傾斜分布に起因する受光信号の強度変
化の影響を抑制するために、比較的低めに設定されてお
り、第２受光器１２０４の空間分解能は、検出すべき表
面欠陥の寸法に応じて比較的高めに設定されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特開平９−８９８００号公報に記載の表面欠陥検査装
置では、走査方向に平行なキズの検出が困難であるとい
った問題があった。この問題が生じる理由を、図１３お
よび図１４を参照しつつ説明する。

【００１１】図１３は、走査方向に直交する方向に発生
したキズ（以下、単に「直交キズ」とも言う）１３０１
と走査方向に平行な方向に発生したキズ（以下、単に
「平行キズ」とも言う）１３０２とがある半導体ウエハ
１３００を、１次元ライン照明器具１３０３で照射して
いる状態の一例を示す説明図である。また、図１４は、
図１３に示す直交キズおよび平行キズを示す部分拡大図
であり、同図（ａ）は、直交キズ１３０１の部分拡大図
であり、同図（ｂ）は、平行キズ１３０２の部分拡大図
である。なお、図１３および図１４においては、１次元
ライン照明器具１３０３から半導体ウエハ１３００表面
へ照射された入射光を実線矢印で示しており、半導体ウ
エハ１３００表面からの反射光を破線矢印を用いて示し
ている。

【００１２】図１４（ａ）に図示しているように、１次
元ライン照明器具の照射方向（即ち、走査方向でもあ
る）に直交する方向に発生した直交キズ１３０１につい
ては、１次元ライン照明器具による入射光１３０４が半
導体ウエハ１３００表面に発生した直交キズ１３０１の
凹み部分に入りこみ、四方に乱反射光１３０５が発生し
ている。

【００１３】一方、図１４（ｂ）に図示しているよう
に、１次元ライン照明器具の照射方向（即ち、走査方向
でもある）に平行な方向に発生した平行キズ１３０２に
ついては、１次元ライン照明器具による入射光１３０６
のほとんどが凹み部分においても正反射光１３０７とな
る。

【００１４】ところが、特開平９−８９８００号公報に
記載の表面欠陥検査装置では、図１２に示すように一方
向のみに走査を行う。従って、投光器の照射方向（即
ち、走査方向でもある）に平行な方向に発生したキズか
らは充分な乱反射光が発生しないため、乱反射光観察に
よる傷欠陥検出にもれが生じる恐れがあるといった問題
があった。

【００１５】本発明はこのような問題を解決すべく創案
されたもので、その目的は、半導体ウエハや液晶パネル
等に発生する色むらや傷等の欠陥を光学的手法を用いて
検出する外観検査装置および外観検査方法において、特
にキズ・異物等の欠陥を乱反射光観察で高精度にもれな
く検出するとともに、むら等の欠陥を正反射光観察によ
り検出することができる外観検査装置および外観検査方
法を提供することにある。

【００１６】なお、欠陥検出情報は、プロセスの改善お
よび安定に寄与するが、不充分な欠陥検出結果では、問
題となっているプロセスを正しく推定することが困難で
ある。従って、プロセスの問題となりうる欠陥をもれな
く検出することにより、充分にプロセスの改善および安
定に貢献することができる。そこで、本発明では、既に
プロセスが安定している場合には、半導体ウエハ上に欠
陥が発生した時点でこれを欠陥ウエハと判定して検査を
完了することにより、検査時間の高速化を図った外観検
査装置および外観検査方法を提供することも目的として
いる。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の外観検査装置
は、被検査ワークを保持するステージ部と、被検査ワー
クを照射する照明部と、被検査ワークに対する照射を水
平一軸方向へ走査させる走査機構部と、被検査ワークに
対する照射の走査方向を変更する走査方向変更部と、被
検査ワークからの正反射光を観察する正反射光撮像部
と、被検査ワークからの乱反射光を観察する乱反射光撮
像部と、これらの正反射光撮像部および乱反射光撮像部
から得られた画像を用いて検査処理を行う検査処理部
と、検査処理の結果を表示する検査結果表示部とを備え
ており、正反射光撮像部および乱反射光撮像部による被
検査ワーク表面の欠陥検出に続いて、走査方向変更部に
よる照射の走査方向の変更後に、少なくとも反射光撮像
部による被検査ワーク表面の欠陥検出が少なくとも１回
行われるものである。この発明によれば、半導体ウエハ
等の被検査ワークの表面のキズ欠陥を高精度にもれなく
検出することができる。

【００１８】また、照明部が１次元照明であり、正反射
光撮像部および乱反射光撮像部が１次元撮像素子を備え
ているものが好ましい。また、照明部の照射は同軸落射
であることが好ましい。

【００１９】また、正反射光撮像部の撮像分解能と乱反
射光撮像部の撮像分解能とが異なっているものであって
もよい。この場合には、各撮像部で観察される欠陥の大
きさに合せた分解能で欠陥検出をすることができる。

【００２０】また、乱反射光撮像部の撮像分解能が、正
反射光撮像部の撮像分解能よりも高いものであってもよ
い。この場合には、走査方向に直交するキズ欠陥を分解
能高く撮像することができる。

【００２１】また、走査方向変更部により照射の走査方
向が９０°変更されるものであってもよい。この場合に
は、高精度に欠陥を検出することができる。

【００２２】また、本発明の外観検査方法は、正反射光
撮像部および乱反射光撮像部により被検査ワーク表面を
一方向に走査して欠陥を検出する第１のステップと、一
方向に走査後、走査方向を変更して、前記正反射光撮像
部および乱反射光撮像部により被検査ワーク表面を他方
向に走査して欠陥を検出する第２のステップと、この第
２のステップを少なくとも１回以上繰り返す第３のステ
ップとを含むものである。本発明によれば、半導体ウエ
ハ等の被検査ワークの表面のキズ欠陥を高精度にもれな
く検出することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の外観検査装置およ
び外観検査方法の一実施の形態について説明する。

【００２４】［実施の形態１］まずはじめに、本実施の
形態１の外観検査装置の構成について図面を参照しつつ
説明する。ここでは、撮像素子として１次元撮像素子が
用いられている。

【００２５】図１は、本発明の外観検査装置の実施の形
態１を示す説明図である。

【００２６】外観検査装置は、被検査ワーク５を上表面
で保持するステージ部６と、被検査ワーク５を照射する
照明部１と、被検査ワーク５に対する照射を水平一軸方
向へ走査させるために、ステージ部６を矢印Ｄ１で示す
両方向にスライド移動させる走査機構部（図示せず）
と、被検査ワーク５に対する照射の走査方向を変更する
ために、ステージ部６の上表面に垂直な軸（図１中に矢
印Ｄ２で示す）を回転軸としてステージ部６を矢印Ｄ３
で示す両方向に回転させる走査方向変更部（図示せず）
と、被検査ワーク５からの正反射光を観察する正反射光
撮像部３と、被検査ワーク５からの乱反射光を観察する
乱反射光撮像部４と、これらの正反射光撮像部３および
乱反射光撮像部４から得られた画像を用いて検査処理を
行う検査処理部７と、検査処理の結果を表示する検査結
果表示部８と、照明部１からの照射を被検査ワーク５に
導くハーフミラー２とから構成されている。

【００２７】照明部１から横方向（水平方向）に照射さ
れた光は、ハーフミラー２で反射した後、被検査ワーク
５を上方から照射する。被検査ワーク５に照射された光
のうち、正反射光は正反射光撮像部３により撮像されて
濃淡画像信号として出力され、乱反射光は乱反射光撮像
部４により撮像されて濃淡画像信号として出力される。
続いて、これらの濃淡画像信号に対して検査処理部７に
おいて検査画像処理が行われ、この処理結果は検査結果
表示部８にて表示される。

【００２８】ここで、照明部１の照射方向とステージ部
６の走査方向（矢印Ｄ１方向）は一致しており、また、
照明部１と、ハーフミラー２、正反射光撮像部３および
乱反射光撮像部４とは平行な配置関係にある。

【００２９】次に、図１に示す外観検査装置を用いた外
観検査方法の実施の形態について、図面を参照しつつ説
明する。

【００３０】図２は、本発明の外観検査方法の一実施の
形態を示すフローチャートである。

【００３１】まずはじめに、図示しない走査機構部によ
ってステージ部６を矢印Ｄ１（図１参照）で示す両方向
のいずれか一方にスライド移動させて、被検査ワーク５
の走査を開始する（ステップＳ１）。そして、この被検
査ワーク５の走査中において、正反射光に対する検査処
理と乱反射光による検査処理とが実施される（ステップ
Ｓ２）。

【００３２】この後、被検査ワーク５全面の走査が終了
すると、検査を終了するか否かの判断が行われる（ステ
ップＳ３）。この判断は、予め設定された条件下での全
て検査が完了したか否かに従って行われる。ここで、全
ての検査が完了している場合（ステップＳ３での判断結
果がＹＥＳである場合）は、検査結果が検査結果表示部
８に表示され（ステップＳ４）、検査が終了する。

【００３３】一方、検査が完了しておらず終了しない場
合（ステップＳ３での判断結果がＮＯである場合）は、
図示しない走査方向変更によって、ステージ部６の上表
面に垂直な軸（図１中に矢印Ｄ２で示す）を回転軸とし
て、ステージ部６を矢印Ｄ３で示す方向に例えば９０°
（この回転角度は設定条件に基づいた大きさである）回
転させる（ステップＳ５）。そして、前述のステップＳ
１に戻り、２回目の走査を開始する。このとき、走査機
構部は、ステージ部６を前回とは逆方向にスライド移動
させて、被検査ワーク５の走査を開始する。そして、こ
の被検査ワーク５の走査中において、正反射光に対する
検査処理と乱反射光による検査処理とが実施される（ス
テップＳ２）。このような処理を、ステップＳ３でＹｅ
ｓと判断されるまで繰り返す。

【００３４】なお、この検査手順は、２回目の検査処理
を実施した時点で終了することも可能である（実施回数
は、予め設定された条件に基づく）。また、 ステップＳ
５におけるステージ部６の回転処理を３０゜程度に小さ
く設定して、検査処理を４回実施（すなわち、最終的に
はステージ部６を９０°まで回転させて実施）すれば、
より高精度な欠陥検査が可能となる。

【００３５】なお、２回目以降の検査処理においては、
正反射光による検査処理を省略することも可能である。

【００３６】次に、検査処理部７で行われる検査処理に
ついて詳細に説明する。

【００３７】ここでは、図２のステップＳ１〜ステップ
Ｓ３を実施した後、ステップＳ５でステージ部６を９０
°回転させることにより被検査ワーク５を９０°回転さ
せてから２回目の検査処理を行うという、合計２回の検
査処理で欠陥検出を行った場合の処理フローについて説
明する。なお、２回目の検査処理では、正反射光による
検査処理を省略している。

【００３８】図３は、図１に示す外観検査装置を用いて
１回目の検査処理を行っている過程を示す説明図であ
る。また、図４は、図１に示す外観検査装置を用いて行
われた１回目の検査処理によって得られた画像を示す説
明図であり、同図（ａ）は乱反射光撮像部４において得
られた画像の一例を示す説明図、同図（ｂ）は正反射光
撮像部３において得られた画像の一例を示す説明図であ
る。また、図５は、図１に示す外観検査装置を用いて行
われた１回目の検査処理によって得られた画像の輝度を
示すグラフであり、同図（ａ）は、図４（ａ）中の破線
ａ−ｂで示した部分の輝度を示すグラフ、同図（ｂ）
は、図４（ｂ）中の破線ｃ−ｄで示した部分の輝度を示
すグラフである。

【００３９】一方、図６は、図１に示す外観検査装置を
用いて２回目の検査処理を行っている過程を示す説明図
である。また、図７は、図１に示す外観検査装置を用い
て行われた２回目の検査処理によって得られた画像を示
す説明図であり、乱反射光撮像部４において得られた画
像の一例を示す説明図である。また、図８は、図１に示
す外観検査装置を用いて行われた２回目の検査処理によ
って得られた画像の輝度を示すグラフであり、図７中の
破線ｅ−ｆで示した部分の輝度を示すグラフである。

【００４０】図３に示す被検査ワーク３００上には、照
明部からの照明の照射方向（ここでは走査方向と一致し
ている）に平行な方向に発生したキズ（平行キズ）３０
１と、照明部からの照明の照射方向（ここでは走査方向
と一致している）に直交する方向に発生したキズ（直交
キズ）３０２と、色むら３０３との３つの欠陥が存在す
る。

【００４１】このような被検査ワーク３００に対して外
観検査を行う際には、図２のステップＳ１の実施によ
り、ステージ部６がスライド移動し、矢印Ｄ３０１で示
す方向に（図３においては、紙面上右から左へ）被検査
ワーク３００の走査が始まる。次いで、図２のステップ
Ｓ２の実施により、乱反射光撮像部４では図４（ａ）に
示すような画像が撮像される。

【００４２】この画像には、平行キズを示す部分（以
下、「平行キズ部分」という）３０１′や直交キズを示
す部分（以下、「直交キズ部分」という）３０２′が含
まれており、図５（ａ）に示すように、正常部分５０５
の輝度と比較して、直交キズ部分５０３の輝度は充分に
高く、平行キズ部分５０２の輝度はわずかに高い。この
ように、正常部分５０５の輝度と比較して直交キズ部分
５０３の輝度は充分に高いため、検査処理部７におい
て、しきい値５０６により正常部分５０５と直交キズ部
分５０３との分離を行うことが可能である。しかしなが
ら、正常部分５０５と比較して平行キズ部分５０２は充
分な輝度差が得られないため、検査処理部７において、
正常部分５０５と平行キズ部分５０２との分離を行うこ
とは困難である。これは、前述の図１４（ｂ）を用いて
説明したように、キズ部分の切削形状により乱反射光が
充分に発生しないためである。

【００４３】一方、図２のステップＳ２の実施により、
正反射光撮像部３では図４（ｂ）に示すような画像が撮
像される。

【００４４】この画像には、色むらを示す部分（以下、
「色むら部分」という）３０３′が含まれており、図５
（ｂ）に示すように、正常部分５０７の輝度と比較して
色むら部分５０４の輝度は低くなっている。このよう
に、正常部分５０７と比較して色むら部分５０４は輝度
が低いため、検査処理部７においてしきい値５０８によ
り正常部分５０７と色むら部分５０４との分離を行うこ
とが可能である。

【００４５】次に、図２のステップＳ５の実施により、
ステージ部６が反時計方向に９０°回転した後、再び、
ステップＳ１の実施により前回とは逆方向にステージ部
６がスライド移動し、矢印Ｄ６０１で示す方向に（図６
においては、紙面上左から右へ）被検査ワーク３００の
走査が始まる。次いで、図２のステップＳ２の実施によ
り、乱反射光撮像部４では図７に示すような画像が撮像
される。

【００４６】この画像には、平行キズ部分３０１″や直
交キズ部分３０２″が含まれており、図８に示すよう
に、正常部分５０５の輝度と比較して、平行キズ部分５
０２の輝度は充分に高く、図示していないが直交キズ部
の輝度はわずかに高い。このように、正常部分５０５と
比較して平行キズ部分５０２の輝度は充分に高いため、
検査処理部７において、しきい値５０６により正常部分
５０５と平行キズ部分５０２との分離を行うことが可能
である。また、このような２回目の検査処理では正反射
光観察による検査処理は省略することが可能である。

【００４７】このように、被検査ワーク３００を途中で
９０°回転させて２回検査を行うことにより、被検査ワ
ーク３００上の平行キズ３０１と直交キズ３０２と色む
ら３０３とを全て検出することが可能となる。

【００４８】［実施の形態２］次に、前述の実施の形態
１において説明を行った外観検査装置および外観検査方
法に対して、特に乱反射光撮像部において走査方向の撮
像分解能を向上させた場合の外観検査装置および外観検
査方法の実施の形態について説明を行う。

【００４９】本発明の外観検査装置のように、被検査ワ
ークを一定速度で走査しながら１次元撮像素子により撮
像する場合は、撮像素子の撮像蓄積時間を短くすること
により走査方向の撮像分解能の向上をはかることが可能
である。ここで、一例として数値を上げて説明を行なう
と、走査速度を１００ミリメートル／秒とした場合に撮
像蓄積時間が１０ミリ秒／ラインであれば、走査方向の
撮像分解能は１ミリメートル／ラインとなる。一方、撮
像蓄積時間を５ミリ秒／ラインに半減させると、走査方
向の撮像分解能は０．５ミリメートル／ラインとなり、
前者に比べて後者は走査方向の撮像分解能が１ミリメー
トル／ラインから０．５ミリメートル／ラインへと倍増
する。

【００５０】このように、本実施の形態２においては、
撮像素子の撮像蓄積時間を短くすることにより走査方向
の撮像分解能の向上を図った外観検査装置が用いられて
いる。

【００５１】次に、検査処理部７で行われる検査処理に
ついて、実施の形態１での検査処理と比較しつつ説明す
る。

【００５２】図９は、乱反射光観察部での走査方向の撮
像分解能を向上させた外観検査装置を用いて行われた検
査処理によって得られた画像を示す説明図であり、同図
（ａ）は１回目の検査処理時に乱反射光撮像部において
得られた画像の一例を示す説明図、同図（ｂ）は２回目
に検査処理時に乱反射光撮像部において得られた画像の
一例を示す説明図である。

【００５３】図９（ａ）は、図４（ａ）に相当する画像
であり、走査方向の撮像分解能が向上したために直交キ
ズ部分３０２′の幅が充分に大きくなっており、容易に
検出が可能である。同様に、図９（ｂ）は図７に相当す
る画像であり、走査方向の撮像分解能が向上したために
平行キズ部分３０１′の幅が充分に大きくなっている。

【００５４】このように、乱反射光観察で走査方向の撮
像分解能を向上させると、従来検出が困難であった微小
なキズについても、本実施の形態２では照射方向と走査
方向とを一致させているため、照射方向および走査方向
に直交する成分を強調して撮像することが可能である。

【００５５】また、被検査ワークを回転させて再検査を
行うことにより、一方向の走査では照射方向に直交する
成分をもたないために充分に検出されなかったキズも検
出することが可能となる。特に、キズ検出に関しては照
射方向と直交する成分のみを強調して検出するものとし
て、複数回の異なる方向からの照射および撮像を行うこ
とにより全てのキズが検出可能となるため、照射方向に
平行な成分に関する撮像分解能については低くてもよ
い。従って、乱反射光観察における１次元撮像素子は、
より低コストな素子数が少ないものでも充分に高精度な
検出が可能となる。一方、走査方向の分解能は、光学系
の変更を必要とせず、撮像蓄積時間を変更することのみ
で対応が可能であるため、検出すべきキズのサイズスペ
ックに応じた検出仕様を容易に実現できる。

【００５６】

【発明の効果】本発明の外観検査装置は、被検査ワーク
を保持するステージ部と、被検査ワークを照射する照明
部と、被検査ワークに対する照射を水平一軸方向へ走査
させる走査機構部と、被検査ワークに対する照射の走査
方向を変更する走査方向変更部と、被検査ワークからの
正反射光を観察する正反射光撮像部と、被検査ワークか
らの乱反射光を観察する乱反射光撮像部と、これらの正
反射光撮像部および乱反射光撮像部から得られた画像を
用いて検査処理を行う検査処理部と、検査処理の結果を
表示する検査結果表示部とを備えており、正反射光撮像
部および乱反射光撮像部による被検査ワーク表面の欠陥
検出に続いて、走査方向変更部による照射の走査方向の
変更後に、少なくとも反射光撮像部による被検査ワーク
表面の欠陥検出が少なくとも１回行われるものであ。こ
れにより、半導体ウエハ等の被検査ワークの表面のキズ
欠陥を高精度にもれなく検出することができ、キズ欠陥
を検出した時点で被検査ワークを欠陥ワークと判定して
検査を完了することにより検査時間の高速化を実現する
ことができる。その結果、被検査ワークである半導体ウ
エハ等の生産性の向上および品質の安定を実現すること
ができる。

【００５７】また、照明部が１次元照明であり、正反射
光撮像部および乱反射光撮像部が１次元撮像素子を備え
ているものである場合は、キズの成分方向に合せて撮像
蓄積時間を設定して高分解能に撮像することにより、よ
り低コストな素子数の少ない１次元素子で高精度なキズ
検出を行うことができる。

【００５８】また、照明部の照射が同軸落射である（例
えば、照明部および正反射光撮像部と被検査ワークとの
間にハーフミラーを配置した同軸落射光学系で構成し
た）場合は、光学系のユニット化が可能となり、メンテ
ナンス性を向上することができる。

【００５９】また、正反射光撮像部の撮像分解能と乱反
射光撮像部の撮像分解能とが異なっているものである場
合には、各撮像部で観察される欠陥の大きさに合せた分
解能で欠陥検出をすることができる。

【００６０】また、乱反射光撮像部の撮像分解能が、正
反射光撮像部の撮像分解能よりも高いものである場合に
は、走査方向に直交するキズ欠陥を分解能高く撮像する
ことができ、より確実にキズ欠陥を検出することができ
る。

【００６１】また、走査方向変更部により照射の走査方
向が９０°変更されるものである場合には、高精度に欠
陥を検出することができ、被検査ワークの品質の安定を
実現できる。

【００６２】また、本発明の外観検査方法は、正反射光
撮像部および乱反射光撮像部により被検査ワーク表面を
一方向に走査して欠陥を検出する第１のステップと、一
方向に走査後、走査方向を変更して、前記正反射光撮像
部および乱反射光撮像部により被検査ワーク表面を他方
向に走査して欠陥を検出する第２のステップと、この第
２のステップを少なくとも１回以上繰り返す第３のステ
ップとを含むものである。これにより、半導体ウエハ等
の被検査ワークの表面のキズ欠陥を高精度にもれなく検
出することができ、キズ欠陥を検出した時点で被検査ワ
ークを欠陥ワークと判定して検査を完了することにより
検査時間の高速化を実現することができる。その結果、
被検査ワークである半導体ウエハ等の生産性の向上およ
び品質の安定を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外観検査装置の一実施の形態を示す説
明図である。

【図２】本発明の外観検査方法の一実施の形態を示すフ
ローチャートである。

【図３】図１に示す外観検査装置を用いて１回目の検査
処理を行っている過程を示す説明図である。

【図４】図１に示す外観検査装置を用いて行われた１回
目の検査処理によって得られた画像を示す説明図であ
る。

【図５】図１に示す外観検査装置を用いて行われた１回
目の検査処理によって得られた画像の輝度を示すグラフ
である。

【図６】図１に示す外観検査装置を用いて２回目の検査
処理を行っている過程を示す説明図である。

【図７】図１に示す外観検査装置を用いて行われた２回
目の検査処理によって得られた画像を示す説明図であ
る。

【図８】図１に示す外観検査装置を用いて行われた２回
目の検査処理によって得られた画像の輝度を示すグラフ
であ

【図９】乱反射光観察部での走査方向の撮像分解能を向
上させた外観検査装置を用いて行われた検査処理によっ
て得られた画像を示す説明図である。

【図１０】半導体ウエハにおいて発生したマクロ欠陥の
一例を示す説明図である。

【図１１】半導体ウエハにおいて発生したミクロ欠陥の
一例を示す説明図である。

【図１２】従来の表面欠陥検査装置の一例を示す説明図
である。

【図１３】直交キズと平行キズとがある半導体ウエハを
１次元ライン照明器具で照射している状態の一例を示す
説明図である。

【図１４】図１３に示す直交キズおよび平行キズを示す
部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 照明部 ２ ハーフミラー ３ 正反射光撮像部 ４ 乱反射光撮像部 ５ 被検査ワーク ６ ステージ部 ７ 検査処理部 ８ 検査結果表示部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB02 CC19 DD03 DD06 FF42 GG16 HH05 JJ02 JJ05 JJ25 LL00 MM03 PP12 QQ08 QQ28 QQ32 2G051 AA51 AB07 AC02 CA03 CB01 CB05 CD04 DA08 EA09 EA16 EB01 ED05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査ワークを保持するステージ部と、
   被検査ワークを照射する照明部と、被検査ワークに対す
   る照射を水平一軸方向へ走査させる走査機構部と、被検
   査ワークに対する照射の走査方向を変更する走査方向変
   更部と、被検査ワークからの正反射光を観察する正反射
   光撮像部と、被検査ワークからの乱反射光を観察する乱
   反射光撮像部と、これらの正反射光撮像部および乱反射
   光撮像部から得られた画像を用いて検査処理を行う検査
   処理部と、検査処理の結果を表示する検査結果表示部と
   を備えており、正反射光撮像部および乱反射光撮像部に
   よる被検査ワーク表面の欠陥検出に続いて、走査方向変
   更部による照射の走査方向の変更後に、少なくとも反射
   光撮像部による被検査ワーク表面の欠陥検出が、少なく
   とも１回行われることを特徴とする外観検査装置。
2. 【請求項２】 前記照明部が１次元照明であり、前記正
   反射光撮像部および乱反射光撮像部が１次元撮像素子を
   備えている請求項１記載の外観検査装置。
3. 【請求項３】 前記照明部の照射は同軸落射である請求
   項１または２記載の外観検査装置。
4. 【請求項４】 前記正反射光撮像部の撮像分解能と前記
   乱反射光撮像部の撮像分解能とが異なっている請求項２
   記載の外観検査装置。
5. 【請求項５】 前記乱反射光撮像部の撮像分解能が、前
   記正反射光撮像部の撮像分解能よりも高くなっている請
   求項４記載の外観検査装置。
6. 【請求項６】 前記走査方向変更部により照射の走査方
   向が９０°変更される請求項１記載の外観検査装置。
7. 【請求項７】 被検査ワークの外観を検査する方法であ
   って、 正反射光撮像部および乱反射光撮像部により被検査ワー
   ク表面を一方向に走査して欠陥を検出する第１のステッ
   プと、 一方向に走査後、走査方向を変更して、前記正反射光撮
   像部および乱反射光撮像部により被検査ワーク表面を他
   方向に走査して欠陥を検出する第２のステップと、 この第２のステップを少なくとも１回以上繰り返す第３
   のステップとを含むことを特徴とする外観検査方法。