JP2004340837A - 表面欠陥検査方法および表面欠陥検査装置 - Google Patents

表面欠陥検査方法および表面欠陥検査装置 Download PDF

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Seiji Hamano
誠司 濱野
Koichi Wakitani
康一 脇谷
Jun Yokoyama
潤 横山
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Abstract

【課題】被検査物を撮像した画像が、ある一定の周期的な濃淡を有し、その中に欠陥があるような場合でも、欠陥を安定して検出できる表面欠陥検査方法および表面欠陥検査装置を提供する。
【解決手段】被検査物を撮像した画像が周期的な濃淡を有する場合に、被検査物を撮像し、前記被検査物の撮像画像を格子状に分割し、前記分割された格子毎の濃度で周期性を評価し、その周期的な濃淡を除去することで、被検査物表面の欠陥を検出する。この方法により、被検査物の画像が、ある一定の周期的な濃淡を有し、その中に欠陥があるような場合でも、表面欠陥を検査することができる。
【選択図】 図4

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェハ上に形成されたマイクロミラー、光ディスク、半導体チップ、プリント基板、基板の端子部などの、表面に周期的な濃淡を有する被検査物に対して欠陥を検査する表面欠陥検査方法および表面欠陥検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
被検査物の表面の欠陥を検査する従来の表面欠陥検査技術として、CCDカメラなどの撮像装置を用いて、目視によらずに、被検査物の表面の傷などの欠陥を識別する方法がある(例えば、特許文献1参照)。図5は、前記特許文献1に記載された従来の表面欠陥検査方法を概略的に示すものである。
【0003】
従来の表面欠陥検査方法は、図5に示すように、被検査物51の表面と垂直になるようにCCDカメラ52を取り付け、このCCDカメラ52において、欠陥が顕著化できるように、被検査物51に照射する水銀−キセノンランプ53からの光量や波長を選択したのち、得られた画像信号54を処理することで、表面の欠陥を検出していた。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−296941号(図2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の表面欠陥検査方法では、ある一定の濃淡値を有する被検査物51の画像で、その中に欠陥があるような場合には、その画像を自動的に処理することで、濃淡値の差に基づいて欠陥を検出することができた。しかしながら、被検査物51の画像が、ある一定の周期的な濃淡を有し、その中に欠陥があるような場合には、欠陥を安定して検出することができなかった。そのため、このような被検査物51は、被検査物51を直接目視して検査を行うか、あるいは、被検査物51の画像を人が目視して判断することにより検査するしかなく、非常に手間がかかるだけでなく、信頼性が低いという課題もあった。
【0006】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被検査物を撮像した画像が、ある一定の周期的な濃淡を有し、その中に欠陥があるような場合でも、欠陥を安定して検出できる表面欠陥検査方法および表面欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の表面欠陥検査方法は、被検査物を撮像し、前記被検査物の撮像画像を格子状に分割し、前記分割された格子毎の濃度で周期性を評価し、その周期的な濃淡を除去することで、被検査物表面の欠陥を検出することを特徴とする。
【0008】
この方法により、被検査物の画像が、ある一定の周期的な濃淡を有し、その中に欠陥があるような場合でも、表面欠陥を検査することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る表面欠陥検査装置の構成などを簡略的に示す図である。
【0010】
図1に示すように、この表面欠陥検査装置は、シリコンウェハ上に形成された被検査物1としてのマイクロミラー面の表面欠陥を検査するものであり、マイクロミラー面(被検査物1)を照明する照明装置2と、この照明装置2の照明による被検査物1からの反射光を撮像するCCDカメラからなる撮像装置3と、撮像装置3により撮像した被検査物1の画像を処理するコンピュータなどからなる画像処理装置4とを備えている。被検査物1は、Xステージ5、Yステージ6およびZステージ7上に載せられており、XYZ方向に移動自在とされている。また、図1における8は、ハーフミラーで、照明装置2からの光を反射して被検査物1に照射するとともに、被検査物1からの光を透過させて撮像装置3に入射させる。
【0011】
また、図示しないが、画像処理装置4には、周期的な濃淡を有する被検査物1の撮像画像に対して、被検査物1の撮像画像を格子状に分割する格子化手段と、分割された格子毎の濃度で周期性を評価し、その周期的な濃淡を除去する周期濃淡除去手段と、周期的な濃淡が除去された画像データに基づいて被検査物表面の欠陥を検出する欠陥検出手段とを有する。
【0012】
なお、本発明の実施の形態において、照明装置2や撮像装置3として微分干渉光学系のものを用いて、被検査物1の表面粗さなどのパターンを顕著化させておいてもよい。
【0013】
図2は被検査物1の一部を示す平面図で、10は検出する欠陥を示す。また、図3(a)〜(d)は、それぞれ本発明の実施の形態に係る表面欠陥検査方法の図を示し、図4はこの表面欠陥検査方法に係る各工程の流れを示すフローチャートである。
【0014】
まず、被検査物1であるマイクロミラー面を照明装置2により照明した状態で、マイクロミラー面からの反射光をCCDカメラからなる撮像装置3により撮像し、撮像装置3により撮像した被検査物1の画像をコンピュータなどからなる画像処理装置4のメモリに蓄積する(図4に示すステップS1)。そして、画像処理装置4により、そのメモリに蓄積された被検査物1の画像1A(図3(a)参照)に対して、任意の処理領域11を設定する(ステップS2)。
【0015】
ここで、図3(a)に示す被検査物1の画像1Aのように、同心円状の周期を有する画像1Aの場合には、まず、同心円の中心12を中心に、座標系を直交座標系(図3(b)参照)から極座標系(図3(c)参照)に変換する。極座標系に変換された画像1Bは図3(c)に示すようなものとなる。なお、同心円の中心12を求めるには、先に求めた直交座標系において、撮像画像を格子状に分割し、各々の格子毎に濃度の総和を重み付けし、例えば、最小2乗中心法により求めることができる。
【0016】
そして、この実施の形態では、例えば上記のようにして、前記ステップS2で座標系(この実施の形態においては極座標系)を変換した処理領域11を、任意の横長さa、縦長さbの格子状に分割する。そして、分割した各々の格子毎に濃淡の総和Gを求める(ステップS3)。ここで、左からM番目、上からN番目の格子に、横方向にi画素、縦方向にj画素が含まれ、かつ、各々の画素の濃淡値がg(i,j)である場合、この格子の濃淡の総和G(M,N)は次式のように定義される。
【0017】
【数1】
Figure 2004340837
このようにして、処理領域11内の各々の格子毎に濃度の総和G(M,N)を求め、周期性を求める。ここでは、周期性を求める処理として、まず、極座標系に変換された画像1Bを、縦軸Hについてのフーリエ級数として定義する。
【0018】
【数2】
Figure 2004340837
次に、被検査物1の画像1Bを上記のようにフーリエ変換により求めた周期について逆変換し、図3(d)に示すように、その周期性を除去する(ステップS4)。このようにして周期性を除去した画像1Cに、一般的な画像処理を実施することで欠陥10を検出できる。例えば、2値化処理を行い(ステップS5)、ラベリングを実施した(ステップS6)後、面積で大きさを判定することで欠陥10を検出できる(ステップS7〜S9)。あるいは、面積で大きさを判定するかわりに、濃淡画像処理を施して判定してもよい。
【0019】
なお、格子状に分割し、分割された格子毎の濃度で周期性を評価し、その周期的な濃淡を除去することを、初回は、比較的大きな格子にて行い、二回目以降には段階的に格子を小さくしていくことを、繰り返し行うことで、複雑な周期的な濃淡を精度よく除去して、欠陥10を検出してもよい。
【0020】
このように複雑かつ周期的な濃淡を有する、いわゆるムラの存在する被検査物1の画像から欠陥10を的確に検出することができ、これまで自動検査が困難であった被検査物の検査を自動化できて、信頼性も向上する。
【0021】
なお、上記の実施の形態では、被検査物1がシリコンウェハ上に形成されたマイクロミラー面である場合を述べたが、これに限るものではなく、光ディスク、半導体チップ、プリント基板、基板の端子部など、表面に周期的な濃淡を有する各種の被検査物であっても、同様の方法で表面欠陥を検出して検査することが可能である。
【0022】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、被検査物を撮像した画像が周期的な濃淡を有する場合に、被検査物の撮像画像を格子状に分割し、分割された格子毎の濃度で周期性を評価し、その周期的な濃淡を除去することで、複雑かつ周期的な濃淡を有する、いわゆるムラの存在する被検査物の画像からも欠陥を的確に検出することができ、これまで自動検査が困難であった被検査物の検査を自動化できて、信頼性も向上する。
【0023】
また、本発明によれば、被検査物自体には周期的な濃淡がないにもかかわらず、被検査物の画像において、照明装置や撮像装置などの被検査物以外の装置要素などに起因するノイズ成分を含む場合でも、安定して欠陥を検出することができ、さらには、被検査物自体に周期的な濃淡を有するとともに、照明装置や撮像装置などの被検査物以外の装置要素などに起因するノイズ成分も含む場合でも、安定して欠陥を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る表面欠陥検査装置の構成などを簡略的に示す図
【図2】被検査物の一部を示す平面図
【図3】本発明の実施の形態に係る表面欠陥検査方法における撮像画像の図
【図4】本発明の実施の形態に係る表面欠陥検査方法の各工程の流れを示すフローチャート
【図5】従来の表面欠陥検査装置を簡略的に示す図
【符号の説明】
1 被検査物
2 照明装置
3 撮像装置
4 画像処理装置
10 欠陥

Claims (3)

  1. 被検査物を撮像し、前記被検査物の撮像画像を格子状に分割し、前記分割された格子毎の濃度で周期性を評価し、その周期的な濃淡を除去することで、被検査物表面の欠陥を検出することを特徴とする表面欠陥検査方法。
  2. 分割された格子毎の濃度で周期性を評価し、その濃淡の周期を除去することを、段階的に繰り返し行うことで、被検査物表面の欠陥を検出することを特徴とする請求項1記載の表面欠陥検査方法。
  3. 被検査物を照明する照明装置と、前記被検査物を撮像する撮像装置と、前記被検査物の画像を処理する画像処理装置とを備え、
    前記画像処理装置が、前記被検査物の撮像画像を格子状に分割する手段と、前記分割された格子毎の濃度で周期性を評価し、その周期的な濃淡を除去する手段と、周期的な濃淡が除去された画像データに基づいて被検査物表面の欠陥を検出する手段とを有することを特徴とする表面欠陥検査装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016031302A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 Nsウエスト株式会社 検査装置
JP2016080662A (ja) * 2014-10-22 2016-05-16 株式会社豊田中央研究所 表面検査装置
JP6031697B1 (ja) * 2015-08-24 2016-11-24 レーザーテック株式会社 検査装置、検査方法及び半導体装置の製造方法

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