JP2023094962A - ウエーハ外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハの外周部であっても、検出したい欠陥を確実に検出したり、疑似欠陥の検出を防ぐ。【解決手段】ウエーハに存在する欠陥を検査するウエーハ外観検査装置１であって、ウエーハの外観を撮像した外観画像に基づいて、当該ウエーハに設定された検査領域を検査する検査部３を備え、検査部は、外観画像に含まれるウエーハの外縁部の位置を検出する外縁位置検出部３１と、外観画像において、外縁部に対する近似線のフィッティング処理を行い当該外縁部に添う位置に第１近似線を生成し、第１近似線に対してウエーハの内側に所定寸法オフセットさせた位置に第２近似線を生成する、近似線生成部３２と、外観画像において、第１近似線と第２近似線とで形成された領域を、外周検査領域として設定する、外周検査領域設定部３３と、外周検査領域を検査する外周検査部３５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象となるウエーハの外観を撮像した外観画像に基づいて、当該ウエーハに潜む異物やキズ等の欠陥を検査する、ウエーハ外観検査装置に関する。例えば、ウエーハの表面に形成された半導体デバイス等の外観画像を撮像し、基準画像と比較して当該半導体デバイス等の良否判定を行う、ウエーハ外外観検査装置等に関する。

半導体デバイスは、１枚の半導体ウエーハ上に多数の半導体デバイス回路（つまり、デバイスチップの繰り返し外観パターン）が層状に重なり合って形成された後、個々のチップ部品に個片化され、当該チップ部品がパッケージングされて、電子部品として単体で出荷されたり電気製品に組み込まれたりする。

そして、個々のチップ部品が個片化される前に、ウエーハ上に形成されたデバイスチップの繰り返し外観パターンを撮像した外観画像（検査画像）と基準画像とを比較して、各チップ部品の良否等に関する検査が行われる（例えば、特許文献１）。

特開２００７－１５５６１０号公報

撮像した外観画像に基づいて検査を行う場合、ウエーハの外周部より内側の領域は、表面状態が均一なため、外観画像中の輝度も均一となる。よって、欠陥の検出は、明輝度の領域内から暗輝度の部位を検出すれば良いため、比較的容易にできる。
しかし、ウエーハの外周部は、成膜の端部があったり、面取りによる傾斜があったりするため、表面状態が不均一であり、外観画像中の輝度も不均一である。よって、外周部の検査では、明輝度や暗輝度が混ざった領域内から所定輝度の部位を検出する必要があるため、欠陥の検出が難しかった。さらに、正常な部分を欠陥として誤検出（つまり、疑似欠陥として検出）しやすかった。

そこで、本発明は、ウエーハの外周部であっても、検出したい欠陥を確実に検出したり、疑似欠陥の検出を防ぐことができる、ウエーハ外観検査装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
ウエーハに存在する欠陥を検査するウエーハ外観検査装置であって、
ウエーハの外観を撮像した外観画像に基づいて、当該ウエーハに設定された検査領域を検査する検査部を備え、
検査部は、
外観画像に含まれるウエーハの外縁部の位置を検出する外縁位置検出部と、
外観画像において、外縁部に対する近似線のフィッティング処理を行い当該外縁部に添う位置に第１近似線を生成し、第１近似線に対してウエーハの内側に所定寸法オフセットさせた位置に第２近似線を生成する、近似線生成部と、
外観画像において、第１近似線と第２近似線とで形成された領域を、外周検査領域として設定する、外周検査領域設定部と、
外周検査領域を検査する外周検査部とを備えた
ことを特徴としている。

このような態様によれば、ウエーハの外縁部と平行な幅の領域を１つの外周検査領域として設定して、当該領域内を同じ検査基準で検査を行うことができる。

ウエーハの外周部であっても、検出したい異物やキズ等の欠陥を確実に検出でき、疑似欠陥の検出を防ぐことができる。

本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。 本発明を具現化する形態の一例の要部を示す概略図である。 本発明を具現化する形態の別の一例の要部を示す概略図である。 本発明を具現化する形態の一例における検査フローの一例を示すフロー図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。なお、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向と表現し、ＸＹ平面に垂直な方向（つまり、重力方向）をＺ方向と表現する。また、Ｚ方向は、重力に逆らう方向を上、重力がはたらく方向を下と表現する。また、Ｚ方向を中心軸として回転する方向をθ方向とする。

図１は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。図１には、本発明に係るウエーハ外観検査装置１を構成する各部が概略的に示されており、ウエーハＷの外周部に設定された撮像領域Ｆを撮像している様子が示されている。

ウエーハ外観検査装置１は、ウエーハに存在する欠陥を検査するものである。
具体的には、ウエーハ外観検査装置１は、ウエーハＷの外観を撮像した外観画像Ｇを取得し、取得した外観画像Ｇを画像処理等して、欠陥を検出するものである。
より具体的には、ウエーハ外観検査装置１は、検査画像取得部２、検査部３、ウエーハ保持部Ｈ、撮像部Ｓ、相対移動部Ｍ、コンピュータＣＰ、コントローラＣＮ等を備えている。

なお、本発明の検査対象とするウエーハＷとして、略円形状を有しているものを例示する。このウエーハＷは、中心Ｗｃから等距離の円弧状の外縁部Ｗｅを有しており、外縁部Ｗｅの一部にオリエンテーションフラットと呼ばれる直線状の外縁部Ｗｆや、ノッチと呼ばれる凹み部を有している。また、ウエーハＷは、径方向をＸＹ方向とし、厚み方向をＺ方向に配置して検査が行われるため、ウエーハＷの上面側をオモテ面、下面側をウラ面と呼ぶ。

検査画像取得部２は、ウエーハＷの外観を撮像した外観画像Ｇを取得するものである。
具体的には、検査画像取得部２は、ウエーハの表面Ｗ１および／または外周部Ｗ２を所定寸法（所定ピッチとも言う）で分割した領域を含む範囲を撮像領域Ｆとし、当該撮像領域Ｆを撮像した外観画像Ｇを取得するものである。
より具体的には、検査画像取得部２は、詳細を後述する撮像部ＳとコンピュータＣＰの入力部で構成されている。

図２は、本発明を具現化する形態の一例の要部を示す概略図である。図２（ａ）には、ウエーハＷの外周部の一部を拡大して見下ろした外観図と撮像領域Ｆの配置例が示されている。図２（ｂ）には、この撮像領域Ｆを撮像した外観画像Ｇの一例が示されている。なお、ウエーハＷの外周部には、検出すべき欠陥Ｘとして、円弧状の外縁部Ｗｅに生じたクラックＸ１、表面に生じたキズＸ２、表面に付着した異物Ｘ３が例示されている。

検査部６は、ウエーハＷの外観を撮像した外観画像Ｇに基づいて、ウエーハＷに設定された検査領域を検査するものである。この検査領域には、外周検査領域Ｒ１と表面検査領域Ｒ２とが含まれている。
具体的には、検査部６は、検査画像取得部２で取得した外観画像Ｇに対して所定の画像処理や演算処理等を行い、検査対象領域に存在する欠陥Ｘを検出するものである。例えば、外観画像Ｇの各画素に対して処理を行い、基準範囲（閾値とも言う）から外れた画素を欠陥候補として抽出し、当該欠陥候補とされた画素同士が隣接している画素群の面積や長さ、周囲の画素との輝度差等に基づいて、欠陥Ｘか否を判別したり、欠陥Ｘの種類（クラック、キズ、異物等）を分類したりして、欠陥Ｘに関する情報（位置、面積、長さ、種類等）を出力する。
より具体的には、検査部６は、コンピュータＣＰの処理部や画像処理部と実行プログラムで構成されており、外縁位置検出部３１、近似線生成部３２、外周検査領域設定部３３、検査条件設定部３４、外周検査部３５、表面検査部３６等を備えている。

外縁位置検出部３１は、外観画像Ｇに含まれるウエーハＷの外縁部Ｗｅの位置を検出するものである。
具体的には、外縁位置検出部３１は、外観画像Ｇに含まれるウエーハＷと背景Ｂとの境界の位置を、画像処理等により検出する。
より具体的には、外縁位置検出部３１は、背景Ｂと輝度の異なる複数の画素群を境界Ｔ１～Ｔ４として検出し、外観画像Ｇ内のＸＹ方向の座標上の位置を取得する。そして、外観画像ＧのＸＹ方向の座標を加味して、これら境界Ｔ１～Ｔ４の位置を外縁部Ｗｅの位置として出力する。

近似線生成部３２は、外観画像Ｇにおいて、外縁部Ｗｅに対する近似線のフィッティング処理を行い外縁部Ｗｅに添う位置に第１近似線Ｓ１を生成し、第１近似線Ｓ１に対してウエーハＷの内側に所定寸法オフセットさせた位置に第２近似線Ｓ２を生成するものである。さらに、近似線生成部３２は、第２近似線Ｓ２に対してウエーハＷの内側に所定寸法オフセットさせた位置に第３近似線Ｓ３を生成し、第３近似線Ｓ３に対してウエーハＷの内側に所定寸法オフセットさせた位置に第４近似線Ｓ４を生成しても良い。
具体的には、近似線生成部３２は、ウエーハＷのサイズ（つまり、直径）等の情報に基づいて、外観画像ＧにおけるウエーハＷの外縁部Ｗｅにフィッティングさせる第１近似線Ｓ１の曲率を算出する。そして、最小自乗法等により外縁位置検出部３１で検出された境界Ｔ１～Ｔ４の位置（つまり、ウエーハＷの中心Ｗを基準とするＸＹ方向の座標）に第１近似線Ｓ１が添うように、第１近似線Ｓ１のフィッティング位置を演算して、第１近似線Ｓ１を生成する。そして、近似線生成部３２は、予め登録されたオフセット寸法値に基づいて、第１近似線Ｓ１に対してウエーハＷの内側に所定寸法オフセットさせた位置に第２近似線Ｓ２を生成する。さらに、近似線生成部３２は、予め登録されたオフセット寸法値に基づいて、第２近似線Ｓ２に対してウエーハＷの内側に所定寸法オフセットさせた位置に第３近似線Ｓ３を生成し、第３近似線Ｓ３に対してウエーハＷの内側に所定寸法オフセットさせた位置に第４近似線Ｓ４を生成する。このとき、これら第２近似線Ｓ２ないし第４近似線Ｓ４は、第１近似線Ｓ１と平行な線として設定され、ウエーハＷの中心Ｗｃを基準とする同心円状の近似曲線として生成される。
なお、上述の各近似線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対して所定寸法オフセットさせた位置は、外観画像ＧにおけるウエーハＷの外縁部Ｗｅより内側の画素の、輝度値が所定範囲から外れる所や急峻に変化する所、出現しやすい欠陥の輝度値に対して所定の輝度差が生じる所等を鑑みて、それぞれオフセット寸法として作業者が予め設定しておく。

外周検査領域設定部３３は、外観画像Ｇにおいて、第１近似線Ｓ１と第２近似線Ｓ２とで形成された領域Ｒ１ａを、外周検査領域Ｒ１として設定するものである。
具体的には、外周検査領域設定部３３は、外観画像Ｇにおいて、第１近似線Ｓ１と第２近似線Ｓ２とで挟まれた部分の領域を、第１の外周検査領域Ｒ１ａとして設定する。
より具体的には、外周検査領域設定部３３は、外観画像Ｇにおいて、第１近似線Ｓ１と第２近似線Ｓ２と外観画像Ｇの端部とで囲まれた円弧状の領域を、第１の外周検査領域Ｒ１ａとして設定する。
さらに、外周検査領域設定部３３は、外観画像Ｇにおいて、第２近似線Ｓ２と第３近似線Ｓ３とで挟まれた部分の領域を第２の外周検査領域Ｒ１ｂとして設定し、第３近似線Ｓ３と第４近似線Ｓ４とで挟まれた部分の領域を第３の外周検査領域Ｒ１ｃとして設定しても良い。このとき、これら第１～第３の外周検査領域Ｒ１ａ～Ｒ１ｃ（つまり、外周検査領域Ｒ１）は、ウエーハＷの外縁部Ｗｅと平行な幅の領域として設定される。

検査条件設定部３４は、外周検査領域Ｒ１に対する検査条件を設定するものである。
具体的には、検査条件設定部３４は、外周検査領域Ｒ１に存在する欠陥Ｘを検出するための検査条件を設定するものである。
より具体的には、検査条件設定部３４は、第１の外周検査領域Ｒ１ａや、第２の外周検査領域Ｒ１ｂ、第３の外周検査領域Ｒ１ｃの正常状態での平均輝度と、検出対象となる欠陥Ｘ（つまり、クラックＸ１やキズＸ２、異物Ｘ３等）との輝度差や、欠陥と判断するための欠陥候補の画素の面積や長さ等の検査パラメータを、外観画像Ｇの観察環境、見え方、欠陥の特性等に応じて検査条件を設定する。

外周検査部３５は、外周検査領域Ｒ１を検査するものである。
具体的には、外周検査部３５は、第１の外周検査領域Ｒ１ａを検査するものである。
さらに、外周検査部３５は、第２の外周検査領域Ｒ１ｂ、第３の外周検査領域Ｒ１ｃを検査しても良い。なお、外周検査部３５では、第１～第３の外周検査領域Ｒ１ａ～Ｒ１ｃに対して、個別に検査条件を設定することができ、独立した検査条件で検査が行われる。
より具体的には、外周検査部３５は、各外周検査領域Ｒ１ａ～Ｒ１ｃにおいて画像処理等を行い、検査領域の平均輝度の基準範囲（閾値とも言う）を外れた輝度値を有する画素（欠陥候補）を抽出し、欠陥候補の画素同士が隣接している画素群の面積や長さ、周囲の画素との輝度差等に基づいて、欠陥Ｘの検出を行う。図２（ｂ）を用いて説明すると、外周検査部３５は、次のようにして欠陥Ｘを検出する。
第１の外周検査領域Ｒ１ａには、平均輝度よりも暗い画素群が外縁部Ｗｅから内側に細長く伸びているので、クラックＸ１があると判別する。
第２の外周検査領域Ｒ１ｂには、平均輝度よりも明るい画素群が所定の面積かつ所定の長さで存在するので、キズＸ２があると判別する。
第３の外周検査領域Ｒ１ｃには、平均輝度よりも暗い画素群が所定の面積で存在するので、異物Ｘ３があると判別する。

表面検査部３６は、ウエーハＷの外周部より内側の領域を検査するものである。
具体的には、表面検査部３６は、ウエーハＷの外周検査領域Ｒ１よりも内側の表面検査領域Ｒ２（つまり、ウエーハＷのオモテ面および／またはウラ面の平坦な部分）に形成された半導体デバイスの回路パターン等が所定の線幅で形成されているか、当該回路パターン状にキズや異物等がないか等を検査し、欠陥の位置や種類を出力するものである。
より具体的には、表面検査部３６は、画像処理等により、表面検査領域Ｒ２を撮像した外観画像と予め登録された検査基準画像とを比較し、基準範囲（閾値とも言う）を外れた輝度値を有する画素（欠陥候補）を抽出し、欠陥候補の画素同士が隣接している画素群の面積や長さ、周囲の画素との輝度差等に基づいて、欠陥Ｘの検出を行う。

なお上述では、ウエーハＷの外周部Ｗｅに第１近似線Ｓ１をフィッティングさせ、その第１近似線Ｓ１の内側に所定寸法オフセットさせた位置に第２近似線Ｓ２、さらにその内側に第３近似線Ｓ３、さらにその内側に第４近似線Ｓ４をフィッティングさせ、第１近似線Ｓ１と第２近似線Ｓ２とで挟まれた領域を第１の外周検査領域Ｒ１ａ、第２近似線Ｓ２と第３近似線Ｓ３とで挟まれた領域を第２の外周検査領域Ｒ１ｂ、第３近似線Ｓ３と第４近似線Ｓ４とで挟まれた領域を第３の外周検査領域Ｒ１ｃとして設定する構成を示した。
しかし、本発明を具現化する上では、このような構成に限らず、先ず外周検査領域Ｒ１を設定し、その後にこの外周検査領域Ｒ１を分割する構成であっても良い。
例えば、ウエーハＷの外周部Ｗｅに第１近似線Ｓ１をフィッティングさせ、その第１近似線Ｓ１の内側に所定寸法オフセットさせた位置に第２近似線Ｓ２をフィッティングさせて外周検査領域Ｒ１を設定し、この外周検査領域Ｒ１を分割して検査する構成である。

図３は、本発明を具現化する形態の別の一例の要部を示す概略図である。図３には、ある撮像領域Ｆを撮像した外観画像Ｇの一例が示されている。

この場合、検査部３は、検査領域分割部３７、個別検査条件設定部３８を備えた構成とする。具体的には、検査部３は、図２を用いて上述したもの同様に外縁位置検出部３１にて、外観画像Ｇに含まれるウエーハＷと背景Ｂとの境界Ｔ（例えばＴ１～Ｔ４）の位置を、画像処理等により検出する。そして、近似線生成部３２では、図３に示す様に、ウエーハＷの外周部Ｗｅに第１近似線Ｓ１をフィッティングさせ、その第１近似線Ｓ１の内側に所定寸法オフセットさせた位置（この場合は、外周検査領域の最内周）に第２近似線Ｓ２を生成する。
なお、近似線Ｓ１の内側に所定寸法オフセットさせる位置は、外観画像ＧにおけるウエーハＷの外縁部Ｗｅより内側の画素の、輝度値が所定範囲から外れる所や急峻に変化する所、出現しやすい欠陥の輝度値に対して所定の輝度差が生じる所等を鑑みて、それぞれオフセット寸法として作業者が予め設定しておく。

検査領域分割部３７は、外周検査領域Ｒ１を、第１近似線Ｓ１と平行な境界線を有する少なくとも２以上の分割検査領域に分割するものである。
具体的には、検査領域分割部３７は、外周検査領域Ｒ１に第１近似線Ｓ１と平行な境界線Ｄ１，Ｄ２を設定し、外周検査領域Ｒ１をこの境界線Ｄ１，Ｄ２で分割した、分割検査領域Ｒ１ｅ，Ｒ１ｆ，Ｒ１ｇ等を生成する。つまり、分割検査領域Ｒ１ｅは、第１近似線Ｓ１とこれに平行な境界線Ｄ１とで挟まれた領域であり、分割検査領域Ｒ１ｆは、境界線Ｄ１と境界線Ｄ２とで挟まれた領域であり、分割検査領域Ｒ１ｇは、境界線Ｄ２と第２近似線Ｓ２とで挟まれた領域である。そして、外周検査部３５では、これら分割検査領域Ｒ１ｅ～Ｒ１ｇそれぞれについて検査する。
なお、外周検査領域Ｒ１を分割する境界線Ｄ１，Ｄ２の位置は、上述のオフセット寸法と同様、外観画像ＧにおけるウエーハＷの外縁部Ｗｅより内側の画素の、輝度値が所定範囲から外れる所や急峻に変化する所、出現しやすい欠陥の輝度値に対して所定の輝度差が生じる所等を鑑みて、作業者が予め設定しておく。

個別検査条件設定部３８は、外周検査領域Ｒ１を分割した分割検査領域Ｒ１ｅ～Ｒ１ｇそれぞれに対して異なる検査条件を設定するものである。
具体的には、個別検査条件設定部３８は、分割検査領域Ｒ１ｅ～Ｒ１ｇの場所や観察環境、見え方、欠陥の特性等に応じて検査条件を設定する。
より具体的には、個別検査条件設定部３８は、ウエーハＷの最外周に設定された分割検査領域Ｒ１ｅであれば、クラックＸ１を見つけやすい検査条件を設定する。一方、その内側の分離検査領域Ｒ１ｆ，Ｒ１ｇについては、これら分割検査領域Ｒ１ｆ，Ｒ１ｇの正常状態での平均輝度と、検出対象となる欠陥Ｘの輝度値等に基づいて検査条件を設定する。

なお上述の、検査画像取得部２での外観画像Ｇの取得や検査部３での検査は、詳細を下述するウエーハ保持部Ｈと撮像部Ｓを相対移動部Ｍで相対移動させて、ウエーハＷに対する撮像範囲Ｆを逐次変更しながら行う。具体的には、一方向に相対移動させながら、照明光Ｌ１をストロボ発光させる形態でも良いし、静止状態で撮像と次の撮像位置への移動を繰り返す形態であっても良い。

ウエーハ保持部Ｈは、ウエーハＷを保持するものである。
具体的には、ウエーハ保持部Ｈは、ウエーハＷの下面を支え水平状態で保持するものである。より具体的には、ウエーハ保持部Ｈは、保持面（つまり、ウエーハＷの下面と接する側）が平坦な板状部材で構成されており、当該保持面には細孔や溝が形成されている。これら細孔や溝は、切替バルブ等を介して負圧吸引手段と接続されており、ウエーハＷを保持面上に置いた状態で負圧吸引手段を作動させると、これら細孔や溝とウエーハＷとで形成される空間に吸引力が発生する。そのため、ウエーハＷが保持面に吸引されて吸着保持される。

撮像部Ｓは、ウエーハＷの外観を撮像し、外観画像Ｇを出力するものである。
具体的には、撮像部Ｓは、撮像カメラＳ１、レンズＳ２、照明部Ｓ３等を備えている。
撮像カメラＳ１は、ウエーハＷの表面や外周部（外縁部Ｗｅ付近）に設定された撮像領域Ｆを撮像し、外観画像Ｇとして外部に出力するものである。
具体的には、撮像カメラＳ１は、所定面積を有する撮像素子（いわゆる、イメージエリアセンサ）を備え、撮像した画像を、映像信号や映像データとして外部（本実施例では、コンピュータＣＰ）に出力するものである。
レンズＳ２は、撮像領域Ｆの像を撮像カメラＳ１の撮像素子に結像させるものである。
照明部Ｓ３は、撮像に必要な観察光Ｌ２が得られるよう、撮像視野Ｆに向けて照明光Ｌ１を照射するものである。
具体的には、照明部Ｓ３は、撮像領域Ｆに向けて所定の光量の光束を照射するものである。より具体的には、照明部Ｓ３は、ＬＥＤ照明やメタルハライドランプ、キセノンランプ、レーザダイオードなどが例示でき、外部（本実施例では、コントローラＣＮ）からの信号制御に基づいて、発光／消灯を切り替えたり、所定の場所やタイミングでストロボ発光させたりする。
なお、撮像カメラＳ１や照明部Ｓ３は、連結金具など（不図示）を介して装置フレーム１ｆに取り付けられている。

相対移動部Ｍは、ウエーハ保持部Ｈと撮像部Ｓとを相対移動させるものである。
具体的には、相対移動部Ｍは、Ｘ軸スライダーＭ１と、Ｙ軸スライダーＭ２と、回転機構Ｍ３とを備えて構成されている。
Ｘ軸スライダーＭ１は、装置フレーム１ｆ上に取り付けられており、Ｙ軸スライダーＭ２をＸ方向に任意の速度で移動させ、任意の位置で静止させるものである。具体的には、Ｘ軸スライダーは、Ｘ方向に延びる１対のレールと、そのレール上を移動するスライダー部と、スライダー部を移動および静止させるスライダー駆動部とで構成されている。
Ｙ軸スライダーＭ２は、コントローラＣＮから出力される制御信号に基づいて、回転機構Ｍ３をＹ方向に任意の速度で移動させ、任意の位置で静止させるものである。具体的には、Ｙ軸スライダーは、Ｙ方向に延びる１対のレールと、そのレール上を移動するスライダー部と、スライダー部を移動および静止させるスライダー駆動部とで構成されている。
Ｘ軸スライダーＭ１とＹ軸スライダーＭ２のスライダー駆動部は、コントローラＣＮからの信号制御により回転し静止するサーボモータやパルスモータとボールネジ機構を組み合わせたものや、リニアモータ機構などで構成することができる。
回転機構Ｍ３は、載置台Ｈ１をθ方向に任意の速度で回転させ、任意の角度で静止させるものである。具体的には、回転機構Ｍ３は、ダイレクトドライブモータなどの、外部機器からの信号制御により任意の角度に回転／静止させるものが例示できる。回転機構Ｍ３の回転する側の部材の上には、ウエーハ保持部Ｈの載置台Ｈ１が取り付けられている。
相対移動部Ｍは、この様な構成をしているため、検査対象となるウエーハＷを保持したまま、ウエーハＷを撮像部Ｓに対してＸＹθ方向にそれぞれ独立させて又は複合的に、所定の速度や角度で相対移動させたり、任意の位置・角度で静止させたりすることができる。

コンピュータＣＰは、外部から信号やデータを入力し、所定の演算処理や画像処理を行い、外部に信号やデータを出力するものである。
具体的には、コンピュータＣＰは、以下の機能を実行する。
・ウエーハＷのサイズの設定・登録
・撮像視野Ｆのサイズや撮像位置、撮像ルート等の設定・登録
・外周検査領域Ｒ１の幅（つまり、第１近似線Ｓ１に対する第２近似線Ｓ２のオフセット寸法）の設定・登録
・検査条件（表面検査、外周検査）の設定・登録
・分割撮像領域の分割条件（分割数やオフセット寸法等）の設定・登録数
より具体的には、コンピュータＣＰは、入力部と出力部、記憶部（レジスタやメモリーと呼ばれる）、制御部と演算部（ＣＰＵやＭＰＵと呼ばれる）、画像処理装置（ＧＰＵと呼ばれる）、補助記憶装置（ＨＤＤやＳＳＤなど）等（つまり、ハードウェア）と、その実行プログラム等（つまり、ソフトウェア）で構成されている。

コントローラＣＮは、外部機器（ワーク保持部Ｈ、撮像部Ｓ、相対移動部Ｍ等の各機器や、コンピュータＣＰ）と信号やデータを入出力し、所定の制御処理を行うものである。具体的には、コントローラＣＮは、以下の機能を実行する。
・ワーク保持部Ｈに対して、ウエーハＷの保持／解除の信号を出力
・撮像カメラＳ１に対して、撮像トリガを出力
・照明部Ｓ３に対して、ストロボ発光の信号を出力
・相対移動部Ｍの駆動制御：Ｘ軸スライダーＭ１、Ｙ軸スライダーＭ２、回転機構Ｍ３の現在位置をモニタリングしつつ、駆動用信号を出力し、制御する機能
より具体的には、コントローラＣＮは、コンピュータＣＰの一部や専用のプログラマブルロジックコントローラ等（つまり、ハードウェア）と、その実行プログラム等（つまり、ソフトウェア）で構成されている。

＜運転モードと動作フロー＞
図４は、本発明を具現化する形態の一例における検査フローの一例を示すフロー図である。図４には、上述のウエーハ外観検査装置１を用いてウエーハＷの外観を撮像した外観画像Ｇに基づいて、ウエーハＷに存在する欠陥Ｘを検査する構成が、一連のフローとしてステップ毎に示されている。

先ず、ウエーハ外観検査装置１の載置台Ｈ１にウエーハＷを載置する（ステップｓ１０）。そして、このウエーハＷに形成されたアライメントマークを読み取る等して、ウエーハＷのアライメントを行う。

続いて、相対移動部Ｍを制御して、撮像位置へ移動してウエーハＷの外観を撮像する（ステップｓ１１）。そして、外観画像Ｇを取得し（ステップｓ１２）、外観画像Ｇに外周検査領域Ｒ１が含まれているか判定する（ステップｓ１３）。

外観画像Ｇに外周検査領域Ｒ１が含まれていれば、ウエーハＷの外縁部Ｗｅの位置を検出する（ステップｓ１４）。もし、外観画像Ｇに外周検査領域Ｒ１が含まれていなければ、表面検査部３６にてウエーハＷの表面の回路パターン等を検査する（ステップｓ３０）。

外観画像Ｇにおいて、ウエーハＷの外縁部Ｗｅの位置を検出した後、近似線生成部３２により第１近似線Ｓ１、第２近似線Ｓ２等を生成する（ステップｓ１５）。このとき、
第２近似線Ｓ２のさらに内側に、第３近似線Ｓ３や第４近似線Ｓ４を生成しても良い。

第１近似線Ｓ１と第２近似線Ｓ２とで挟まれた領域Ｒ１ａを外周検査領域Ｒ１として設定する（ステップｓ１６）。このとき、第２近似線Ｓ２と第３近似線Ｓ３とで挟まれた領域Ｒ１ｂや、第３近似線Ｓ３と第４近似線Ｓ４とで挟まれた領域Ｒｃを外周検査領域Ｒ１として設定しても良い。

そして、外周検査領域Ｒ１を分割するかどうかを判断する（ステップｓ１７）。外周検査領域Ｒ１を分割する場合は、検査領域分割部３７にて外周検査領域Ｒ１に対して分割検査領域Ｒ１ａ～Ｒ１ｃ等を設定し（ステップｓ１８）、それぞれの分割検査領域Ｒ１ａ～Ｒ１ｃ等を外周検査部３５にて検査する（ステップｓ１９）。一方、外周検査領域Ｒ１を分割しない場合は、単一の外周検査領域Ｒ１を外周検査部３５にて検査する（ステップｓ２０）。

そして、一連の検査（上述のステップｓ１９，ｓ２０，ｓ３０）が済めば、次の場所を撮像するかを判断する（ステップｓ３１）。

次の場所を撮像する場合は、上述のステップｓ１１～ｓ３１を繰り返す。一方、次の場所を撮像しない場合は、ウエーハＷを排出し（ステップｓ３２）、次のウエーハＷを検査するか判断する（ステップ３３）。

次のウエーハＷを検査する場合は、上述のステップｓ１０～ｓ３３を繰り返す。一方、次のウエーハＷを検査しない場合は、一連のフローを終了する。

なお上述では、検査部３に表面検査部３６を備え、外観画像Ｇに外周検査領域Ｒ１が含まれていなければ、表面検査部３６にてウエーハＷの表面の回路パターン等を検査する構成を例示した。しかし、本発明を具現化する上では、検査部３において表面検査部３６は必須の構成ではなく、外周検査部３５にて外周検査領域Ｒ１に特化した検査を行う構成であっても良い。

本発明に係るウエーハ外観検査装置１は、この様な構成をしているため、ウエーハＷの外縁部Ｗｅと平行な幅の領域を１つの外周検査領域Ｒ１として設定して、当該領域Ｒ１内を同じ検査基準で検査を行うことができる。そのため、ウエーハＷの外周部であっても、検出したい異物やキズ等の欠陥Ｘを確実に検出でき、疑似欠陥の検出を防ぐことができる。

［他の形態・変形例］
なお上述では、ウエーハＷの外縁部Ｗｅにフィットさせた第１近似線Ｓ１とその内側の第２近似線Ｓ２とで挟まれた第１の外周検査領域Ｒ１ａや、外周検査領域Ｒ１のうち最外周の分割検査領域Ｒ１ｅ（つまり、ウエーハＷの外縁部Ｗｅのすぐ内側にあたる、最外周領域）を検査する構成を例示した。この様な構成であれば、ウエーハＷの外縁部Ｗｅに存在するクラックＸ１を検出できるので好ましい。
しかし、本発明を適用する上で、この領域の検査（つまり、クラックＸ１の検出）は必須の構成ではなく、最外周領域を省いた領域（つまり、上述の第２の外周検査領域Ｒ１ｂや第３の外周検査領域Ｒ１ｃ、分割検査領域Ｒ１ｆ、Ｒ１ｇ等）を外周検査領域Ｒ１として設定し、検査する構成であっても良い。

［他の形態・変形例］
なお上述では、ウエーハＷの外周部には、検出すべき欠陥Ｘとして、円弧状の外縁部Ｗｅに生じたクラックＸ１、表面に生じたキズＸ２、表面に付着した異物Ｘ３を例示した。そして、近似線生成部３２では、ウエーハＷの円弧状の外縁部Ｗｅにフィットする円弧状の第１近似線Ｓ１を生成し、外周検査領域設定部３３では、円弧状の外周検査領域Ｒ１を設定する構成を例示した。
しかし、本発明は、この様な円弧状の外縁部Ｗｅに設定された外周検査領域Ｒ１を検査する形態に限らず、直線状の外縁部Ｗｆ（例えば、オリエンテーションフラット部分）を含む外周検査領域に対する検査にも適用できる。
この場合、近似線生成部３２では、外観画像Ｇにおいて、ウエーハＷの直線上の外縁部Ｗｆに対する近似直線のフィッティング処理を行い、外縁部Ｗｆに添う位置に直線状の第１近似線Ｓ１を生成し、第１近似線Ｓ１に対してウエーハＷの内側に所定寸法オフセットさせた位置に直線状の第２近似線Ｓ２を生成する。そして、外周検査領域設定部３３では、外観画像Ｇにおいて、直線状の第１近似線Ｓ１と第２近似線Ｓ２とで形成された矩形状の領域を、外周検査領域Ｒ１として設定する。そして、外周検査部３５では、矩形状の外周検査領域Ｒ１を検査する。

なお上述では、ウエーハＷが円弧状の外縁部Ｗｅおよび直線上の外縁部Ｗｆを含む形状を例示したが、円弧状もしくは直線状の外縁部のみを有する形状であっても良い。或いは、楕円や多角形、多次元の近似式でフィッティングできる曲線状の外縁部等を有する形状であっても、本発明を適用して当該ウエーハＷの外周検査領域を検査することができる。

なお上述では、ウエーハ外観検査装置として、ウエーハ保持部Ｈ、撮像部Ｓ、相対移動部Ｍを備え、ウエーハＷの外観画像Ｇを撮像しながら検査画像取得部２にて、外観画像Ｇを取得する構成を例示した。
しかし、本発明を具現化する上で、ウエーハ保持部Ｈ、撮像部Ｓ、相対移動部Ｍは必須の構成ではなく、外部機器で撮像・保存された外観画像Ｇを検査画像取得部２で取得し、検査部３で検査する構成（いわゆる、オフライン検査方式）であっても良い。
このような構成であっても、ウエーハＷの外周部の外周検査領域Ｒ１を上述の様に設定して、当該領域内を同じ検査基準で検査を行うことができる。

なお上述では、撮像部Ｓとして、撮像カメラＳ１と照明部Ｓ２とが異なる光軸上に配置された構成を例示したが、照明光Ｌ１と観察光Ｌ２とが同じ光軸上にある同軸落射方式であっても良い。

１ ウエーハ外観検査装置
２ 検査画像取得部
３ 検査部
３１ 外縁位置検出部
３２ 近似線生成部
３３ 外周検査領域設定部
３４ 検査条件設定部
３５ 外周検査部
３６ 表面検査部
３７ 検査領域分割部
３８ 個別検査条件設定部
Ｈ ウエーハ保持部
Ｓ 撮像部
Ｍ 移動部
ＣＰ コンピュータ
ＣＮ コントローラ
１ｆ 装置フレーム
Ｈ１ 載置台
Ｓ１ 撮像カメラ
Ｓ２ レンズ
Ｓ３ 照明部
Ｍ１ Ｘ軸スライダー
Ｍ２ Ｙ軸スライダー
Ｍ３ 回転機構
Ｗ ウエーハ
Ｗｅ ウエーハの外縁部
Ｆ 撮像領域（視野）
Ｇ 外観画像
Ｌ１ 照明光
Ｌ２ 観察光
Ｒ 検査領域
Ｒ１ 外周検査領域（Ｒ１ａ～Ｒ１ｃ等）
Ｒ２ 表面検査領域
Ｔ 境界（Ｔ１～Ｔ４等）
Ｘ 異物・欠陥等（Ｘ１～Ｘ３等）

Claims (4)

1. ウエーハに存在する欠陥を検査するウエーハ外観検査装置であって、
   前記ウエーハの外観を撮像した外観画像に基づいて、当該ウエーハに設定された検査領域を検査する検査部を備え、
   前記検査部は、
   前記外観画像に含まれる前記ウエーハの外縁部の位置を検出する外縁位置検出部と、
   前記外観画像において、前記外縁部に対する近似線のフィッティング処理を行い当該外縁部に添う位置に第１近似線を生成し、前記第１近似線に対して前記ウエーハの内側に所定寸法オフセットさせた位置に第２近似線を生成する、近似線生成部と、
   前記外観画像において、前記第１近似線と前記第２近似線とで形成された領域を、外周検査領域として設定する、外周検査領域設定部と、
   前記外周検査領域を検査する外周検査部とを備えた
   ことを特徴とする、ウエーハ外観検査装置。
2. ウエーハに存在する欠陥を検査するウエーハ外観検査装置であって、
   前記ウエーハの外観を撮像した外観画像に基づいて、当該ウエーハに設定された検査領域を検査する検査部を備え、
   前記検査部は、
   前記外観画像に含まれる前記ウエーハの外縁部の位置を検出する外縁位置検出部と、
   前記外観画像において、前記外縁部に対する近似線のフィッティング処理を行い当該外縁部に添う位置に第１近似線を生成し、前記第１近似線に対して前記ウエーハの内側に所定寸法オフセットさせた位置に第２近似線を生成し、前記第２近似線に対して前記ウエーハの内側に所定寸法オフセットさせた位置に第３近似線を生成する、近似線生成部と、
   前記外観画像において、前記第２近似線と前記第３近似線とで形成された領域を、外周検査領域として設定する、外周検査領域設定部と、
   前記外周検査領域を検査する外周検査部とを備えた
   ことを特徴とする、請求項１に記載のウエーハ外観検査装置。
3. 前記外周検査部は、
   前記外周検査領域を、前記第１近似線と平行な境界線を有する少なくとも２以上の分割検査領域に分割する検査領域分割部を備え、
   前記分割検査領域それぞれに対して異なる検査条件を設定する個別検査条件設定部を備え、
   前記外周検査部は、前記分割検査領域を前記外周検査領域として検査する
   ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のウエーハ外観検査装置。
4. 前記ウエーハは、前記外縁部の少なくとも一部が円弧状をしており、
   前記近似線生成部は、前記第１近似線および前記第２近似線を同心円状の近似曲線として生成する
   ことを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載のウエーハ外観検査装置。

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