JPH04367245A - 表面検査装置の画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面検査装置に関し、
特にいわゆる魔鏡の原理を応用した表面検査装置におい
て、選別作業の自動化が可能とされる表面検査装置の画
像処理方法に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｓｉウエハの品質および特性評価
においては、ウエハ表面の鏡面品質の評価が重要な要因
となっている。たとえば、Ｓｉウエハ表面の解析および
評価には、蛍光Ｘ線分析、Ｘ線トボグラフ、ＴＥＭなど
の多種の方法が用いられているが、これらの方法はいず
れも大がかりな装置と高度な技術が必要とされる。

【０００３】また、高感度に表面性を観察する技術とし
て、非常に簡単な光反射を利用する方法が提案されてい
る。これは、古来より伝わる魔鏡の原理、すなわち図４
に示すように、照射された光が検査対象物の表面で反射
され、その表面の形状が検出面に投影される方法を応用
したものである。

【０００４】この場合に、検査対象物が完全に平坦な鏡
面であれば、検出面に投影される画像には全く明暗は生
じない。ところが、検査対象物の一部に凹部があると、
この凹部が凹面鏡として作用することになり、光が図４
の２点鎖線のように集束してもとの像と重畳するので、
明部または暗部の照度変化が生じる。逆に、凸部の場合
は明暗が反転するが、同様の照度変化が生じる。すなわ
ち、この原理によれば、微小歪などにより生じた表面微
小変形を凹凸分布と共にとらえ、明暗分布で表示するこ
とができる。

【０００５】そこで、この魔鏡の原理を応用した山下電
装株式会社製の表面欠陥検査装置が製品化されており、
この検査装置からの検出画像を画像処理する自動選別用
の画像処理装置およびソフトウェアなどが別売されてい
る。

【０００６】たとえば、自動選別用画像処置装置の画像
処理方法においては、検査装置の原理上２種類に大別で
きる欠陥、すなわち欠陥部が明るく投影されるものと、
暗く投影されるもののうち、前者の明るく投影される欠
陥のみをその輝度と面積により画像処理する検出方法に
よるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、輝度が他の部分に比較して高い
部分を検出する方式であるために、十分な表面検査を行
うことができないという問題点がある。たとえば、凸状
のような暗い欠陥を検出することができない上に、線状
に明るく投影される欠陥は、その最も明るい部分を１点
検出するのみであり、検査として十分であると言えるも
のではない。

【０００８】その上、検出が要求される欠陥には、表面
検査装置の原理と検査対象物の欠陥種類によってモニタ
に明るく投影されるもの、暗く投影されるもの、さらに
これらが点状または線状となって発生するものなど種類
が多く、従って表面検査装置としては、このような欠陥
の種類および形状に影響されることなく、全てを検出す
るものでなければならない。

【０００９】そこで、本発明の目的は、投影される欠陥
の明暗に影響されることなく、その欠陥部分を形通りに
抽出することができる表面検査装置の画像処理方法を提
供することにある。

【００１０】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１２】すなわち、本発明の表面検査装置の画像処
理方法は、魔鏡の原理を検出原理に応用した表面検査装
置を使用し、この表面検査装置の検出結果に応じて検査
対象物を自動選別する表面検査装置の画像処理方法であ
って、表面検査装置から出力される原画像と、この原画
像を微小量移動させた移動画像とを比較するものである
。

【００１３】この場合に、前記移動画像を、所定の方向
へ平行移動、または所定箇所を中心に所定の方向へ回転
移動させて得るようにしたものである。

【００１４】また、前記移動画像を、予め記憶されてい
る良品サンプルの画像に変えるようにしたものである。

【００１５】

【作用】前記した表面検査装置の画像処理方法によれば
、原画像と移動画像、たとえば平行移動、回転移動また
は良品サンプルの画像とを比較することにより、検査対
象物の欠陥部分を抽出することができる。

【００１６】すなわち、モニタに投影される画像は、欠
陥部にのみ濃淡差が発生し、その他の部分は輝度がほぼ
一定となることから、同じ画像において微小量移動させ
た画像との差分を取ることによって欠陥部分以外の輝度
を相殺し、欠陥部分のみを抽出することができる。

【００１７】これにより、欠陥部分を比較による画像の
濃淡差としてとらえることができるので、欠陥を形通り
に検出することができ、かつ検査対象物の自動選別が可
能となる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の表面検査装置の画像処理方法
の一実施例である表面処理装置から出力された原画像、
およびその輝度分布を示す説明図、図２は図１の原画像
を水平方向に微小量移動させた移動画像と、その輝度分
布を示す説明図、図３は原画像と移動画像との比較によ
り抽出された画像と、その輝度分布を示す説明図である
。

【００１９】本実施例の表面検査装置は、魔鏡の原理を
検出原理に応用したＳｉウエハ（検査対象物）１の表面
検査装置とされ、表面検査装置から出力される、たとえ
ば図１に示す原画像２と、この原画像２を微小量移動さ
せた、たとえば図２に示す移動画像３とを比較し、この
比較結果に応じてＳｉウエハ１の欠陥部分を抽出するも
のであり、装置構成は図示しない光学系および信号処理
系などの一般的な構成とされている。

【００２０】次に、本実施例の作用について、たとえば
凹状の点状欠陥である場合について説明する。

【００２１】始めに、表面検査装置から取り込んだまま
の原画像２は、図１に示すようにＳｉウエハ１の内部に
点状欠陥４が検出される。この場合に、Ｓｉウエハ１の
表面部分が外部より所定の値でほぼ一定した輝度が得ら
れ、また点状欠陥４部分が表面よりおよそ３倍以上に変
化した輝度分布が得られる。

【００２２】まず、取り込んだ原画像２を水平方向に微
小量だけ平行移動させると、図２に点線で示すような移
動画像３および輝度分布が得られる。そして、図２の状
態、すなわち原画像２に移動画像３を重ね合わせた状態
において、原画像２と移動画像３とを比較してその差分
を取る。これにより、図３に示すような欠陥部分を抽出
した像と、その輝度分布を得ることができる。

【００２３】すなわち、原画像２と移動画像３との差分
を取ると、図３の輝度分布から明らかなように、点状欠
陥４以外の部分は、輝度が一定しているのでその部分の
輝度は相殺される。しかし、欠陥があれば、その部分は
他の部分より輝度が高くなり、消えてしまうことがない
。

【００２４】この結果として、点状欠陥４部分のみが抽
出された画像が得られ、かつ輝度分布においても点状欠
陥４部分のみの輝度が得られることにより、表面検査装
置における２値化による欠陥検出が容易となる。

【００２５】従って、本実施例の表面検査装置によれば
、表面検査装置から出力される原画像２と、この原画像
２を微小量だけ平行移動させた移動画像３との差分を取
ることにより、点状欠陥４部分のみが輝度分布上で相殺
されることなく残るので、この残った輝度分布と画像に
基づいて検査対象物の欠陥部分を抽出することができる
。

【００２６】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００２７】たとえば、本実施例の表面検査装置につい
ては、原画像２を水平方向に平行移動させる場合につい
て説明したが、本発明は前記実施例に限定されるもので
はなく、たとえば上下方向またはそれらの組み合せによ
って平行移動させる場合についても適用可能である。

【００２８】また、原画像２との比較は、平行移動によ
る移動画像３に限られるものではなく、たとえば微小角
度だけ回転させた画像と差分を取る方法でもよい。

【００２９】さらに、良品サンプルと比較する方法で行
うことも可能であり、生産される鏡面ウエハを検査装置
を通して見た場合に、個々の製品の輝度のばらつきが少
ないとすれば、上記と同様に差分を取ることによって欠
陥部分のみが抽出され、他の部分の輝度は相殺されるこ
とによって検出が可能となる。

【００３０】また、抽出される欠陥については、凹状の
点状欠陥４である場合について説明したが、たとえば凸
状の点状欠陥または線状欠陥など、欠陥の形状および種
類に影響されることなく、比較による相対的な画像と輝
度分布によって形通りの欠陥検出が可能である。

【００３１】さらに、表面検査装置からの原画像２を、
汎用の画像処理装置などに組み込まれている画像処理の
組み合せによって欠陥部分を抽出することも可能である
。

【００３２】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野であるＳｉウエハに用い
られる表面検査装置の画像処理方法に適用した場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、他の
半導体ウエハ、さらに他の検査対象物についても広く適
用可能である。

【００３３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００３４】すなわち、表面検査装置から出力される原
画像と、この原画像を微小量移動させた移動画像とを比
較することにより、検査対象物の欠陥以外の輝度を相殺
し、欠陥部分の輝度のみを抽出することができるので、
欠陥部分を比較による画像の濃淡差として検出すること
ができる。

【００３５】これにより、比較によって欠陥を形通りに
検出することができるので、欠陥の種類に応じた検査対
象物の自動選別作業が可能となる。

【００３６】この結果、検査対象物の自動選別によって
生産の合理化および省人化が可能とされる表面検査装置
の画像処理方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面検査装置の画像処理方法の一実施
例である表面処理装置から出力された原画像およびその
輝度分布を示す説明図である。

【図２】本実施例における原画像を水平方向に微小量移
動させた移動画像と、その輝度分布を示す説明図である
。

【図３】本実施例における原画像と移動画像との比較に
より抽出された画像と、その輝度分布を示す説明図であ
る。

【図４】本実施例に適用される魔鏡の原理を示す説明図
である。

【符号の説明】

１　　Ｓｉウエハ（検査対象物） ２　　原画像 ３　　移動画像 ４　　点状欠陥

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　魔鏡の原理を検出原理に応用した表面
   検査装置を使用し、該表面検査装置の検出画像に応じて
   検査対象物を自動選別する表面検査装置の画像処理方法
   であって、前記表面検査装置から出力される原画像と、
   該原画像を微小量移動させた移動画像とを比較し、比較
   結果に対応させて前記検査対象物の欠陥部分を抽出する
   ことを特徴とする表面検査装置の画像処理方法。
2. 【請求項２】　　前記移動画像を、所定の方向へ平行移
   動、または所定箇所を中心に所定の方向へ回転移動させ
   て得ることを特徴とする請求項１記載の表面検査装置の
   画像処理方法。
3. 【請求項３】　　前記移動画像を、予め記憶されている
   良品サンプルの画像に変えることを特徴とする請求項１
   記載の表面検査装置の画像処理方法。