JP2007010597A

JP2007010597A - 表面検査装置

Info

Publication number: JP2007010597A
Application number: JP2005194530A
Authority: JP
Inventors: Sukenori Mano; 祐徳真野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】ファレンス画像と検査画像の色相の差に基づいて欠陥を検出する場合においても、擬似欠陥の発生しにくい表面検査装置を提供する。
【解決手段】Ｒ，Ｇ，Ｂ信号として取り込まれたリファレンス画像と検査画像を色相に変換し、色相に変換された両画像を比較し、その結果に基づいて欠陥を検出する。前記画像変換手段は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を色相に変換する仮定で、色相の値が負となった場合に、その値に３６０°を加算することなく、そのまま用いる。
【選択図】なし

Description

本発明は、リファレンス画像と検査画像の色相の差に基づいて欠陥を検出する表面欠陥検出装置に関するものである。

従来、半導体ウェハや液晶基板の検査においては、被検物体面に照明光を照射して得られる被検物体像の像強度を測定して、その像強度変化を検出し、その結果に基づいて欠陥の検出を行っていた。

特開２０００−１６２１５０号公報

ところが、光強度が同じであるが色が異なっているような欠陥がある場合、人間の目には見えているが、検査装置で検出することは難しい。そこで、正常な被検物体の画像（リファレンス画像）と検査する被検物体の画像（検査画像）を撮像し、得られたＲ、Ｇ、Ｂ値を、色相Ｈ、彩度Ｓ、強度Ｖの情報に変換してから、色相Ｈの比較をして、その結果に基づいて欠陥を検出する方法が考えられ、特開２０００−１６２１５０号公報に記載されている。

（Ｒ，Ｇ、Ｂ）空間から（Ｈ，Ｓ，Ｖ）空間への変換式は既知であり、いろいろなものが提案されているが、その一例は下記の通りである。但し、これらの式において、（Ｒ，Ｇ、Ｂ）空間の赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂは０〜１の実数値で表される。又、（Ｈ，Ｓ，Ｖ）空間の色相Ｈは色相角度で０〜３６０°の実数値、彩度Ｓと強度Ｖは０〜１の実数値で表される。

すなわち、Ｒ，Ｂ，Ｇ値のうち最大のものをmaxとし、最小のものをminとすると、
Ｖ＝max …(1)
Ｓ＝（max-min）/max …(2)
（但し、max＝０のときはＳ＝０とする。）
Ｈ＝60*{(G-B)/(max-min)} （Ｒ＝maxのとき）
Ｈ＝60*{2+(B-R)/(max-min)} （Ｇ＝maxのとき）
Ｈ＝60*{4+(R-G)/(max-min)} （Ｂ＝maxのとき） …(3)
（但し、Ｈ＜０のときはＨに360を加える。又、Ｓ＝０のときはＨ＝０とする。）
しかしながら、このようにして、リファレンス画像と検査画像の色相Ｈの差が閾値を超えた場合に欠陥があると判別する方法には、以下のような問題点がある。例えば、リファレンス画像のＲ，Ｇ，Ｂ値を、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２０，１５，１０）とするとき、対応する色相Ｈの値は２１°となる。これに対してケース１として、検査画像のＲ，Ｇ，Ｂ値が、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２０，８，６）である場合と、ケース２として、検査画像のＲ，Ｇ，Ｂ値が、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２０，６，８）である場合を考える。

この場合、ケース１とケース２では、実際の色にはほとんど差がない。しかしながら、ケース１に対応する色相Ｈは６°であるのに対し、ケース２の場合は、３５２°となってしまう。そのため、リファレンス画像の色相Ｈとの差は、ケース１では１５°と小さいのに、ケース２では３３１°という非常に大きな値となり、実際の色の差がほとんど無いにもかかわらず、ケース１の場合には色相の差は小さいものとして検出されるのに、ケース２の場合には色相の差は非常に大きなものとして検出されるという不自然な結果となってしまう。よって、ケース１の場合に欠陥として検出してはならない場合であっても、それとほとんど差のないケース２の場合には欠陥として検出されるという不自然な結果となる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、リファレンス画像と検査画像の色相の差に基づいて欠陥を検出する場合においても、擬似欠陥の発生しにくい表面検査装置を提供することを課題とする。

前記課題は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号として取り込まれたリファレンス画像と検査画像を色相に変換する画像変換手段と、色相に変換された両画像を比較し、その結果に基づいて欠陥を検出する手段とを有し、前記画像変換手段は、画像変換式の途中で、色相値を０〜３６０°とするためのバイアス補正を行わず、そのまま用いるものであることを特徴とする表面検査装置により解決される。

本発明によれば、リファレンス画像と検査画像の色相の差に基づいて欠陥を検出する場合においても、擬似欠陥の発生しにくい表面検査装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態の例を説明する。まず、正常なウェハがＸＹステージに載置され、検査したい位置が対物レンズの下に来るように位置決めされた後、カメラによってリファレンス画像が撮影される。そして、画素毎のＲ、Ｂ、Ｇ信号が色相Ｈに変換される。

検査時においては、非検査ウェハがＸＹステージに載置され、検査したい位置が対物レンズの下に来るように位置決めされた後、カメラによって検査画像が撮影される。そして、画素毎のＲ、Ｂ、Ｇ信号が色相Ｈに変換される。その後、リファレンス画像の色相画像と検査画像の色相画像が比較され、色相Ｈの違いにより欠陥が検出される。

（Ｒ，Ｇ、Ｂ）空間から（Ｈ，Ｓ，Ｖ）空間への変換式は、前記（１）式、（２）式、（３）式によるが、本実施の形態においては、（３）式において、Ｈ＜０となってもＨに３６０を加えることなくそのまま使用するところが異なっている。

これによれば、前記ケース２の場合、色相Ｈの値は、３５２°でなく、−８°となり、リファレンス画像の色相値との差は２９°となって、ケース１の場合と余り変わらなくなる。よって、ケース２の場合に欠陥として検出されることを防止することができる。

図１は、Ｒ＝２５０とし、Ｇを１００から０まで減少させ、それと共にＢを０から１００まで増加させた場合の画像、図２は、図１に示す画像について、従来法で計算した色相Ｈの値をグレースケール（グレースケール値０〜２５５）で表したものである。図から分かるように、本来連続的な変化を示すはずの色相Ｈの値がステップ状に変化しているのが分かる。

図３は、同様の変化をさせ、色相Ｈの値が負となっても、３６０°を加えることなくそのままとし、そのときの最小値をグレースケールレベル０、最大値をグレースケールレベル２５５として、グレースケールで表したものである。図２のような、ステップ状の変化が無く、色相Ｈが連続的に変化しているのが分かる。

以上の例は、（Ｒ，Ｇ、Ｂ）空間から（Ｈ，Ｓ，Ｖ）空間への変換式が、前記（１）式、（２）式、（３）式である場合について述べたが、他の変換式を使用する場合でも、本来の変換式において、色相Ｈの値を０〜３６０°とするためのバイアス補正演算を行っている場合、この補正演算をやめることにより、上記の実施の形態と同じように、擬似欠陥の発生を防止することができる。

例えば、色相値Ｈを求めるのに、Ｒ、Ｇ、Ｂの値から、Ｈ（色相）、Ｓ（彩度），Ｉ（強度）成分を

として求め、Ｂ＞Ｇのとき、この求められたＨの値を３６０°より差し引くことにより、色相Ｈの値を０〜３６０°の範囲に収める方法があるが、この場合でも、求められたＨの値を３６０°より差し引く操作を行わないようにすることにより、擬似欠陥の発生を防止することができる。

Ｒ＝２５０とし、Ｇを１００から０まで減少させ、それと共にＢを０から１００まで増加させた場合の画像を示す図である。図１に示した画像について、従来法で計算した色相Ｈの値をグレースケール（グレースケール値０〜２５５）で表した図である。図１に示した画像について、本発明の実施の形態による計算方法で計算した色相Ｈの値をグレースケール（グレースケール値０〜２５５）で表した図である。

Claims

Ｒ，Ｇ，Ｂ信号として取り込まれたリファレンス画像と検査画像を色相に変換する画像変換手段と、色相に変換された両画像を比較し、その結果に基づいて欠陥を検出する手段とを有し、前記画像変換手段は、画像変換式の途中で、色相値を０〜３６０°とするためのバイアス補正を行わず、そのまま用いるものであることを特徴とする表面検査装置。