JPH0916779A - 微小形状検出装置 - Google Patents

微小形状検出装置

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JPH0916779A
JPH0916779A JP7163195A JP16319595A JPH0916779A JP H0916779 A JPH0916779 A JP H0916779A JP 7163195 A JP7163195 A JP 7163195A JP 16319595 A JP16319595 A JP 16319595A JP H0916779 A JPH0916779 A JP H0916779A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】短時間かつ正確に大きな対象物から微小形状を
検出する。 【構成】カメラは、エッジ部にノッチを有するウェハと
その背景を単一色の濃淡画像で表し、この濃淡画像を画
像メモリに格納する。次に、ウェハのエッジを検出し、
エッジから一定距離だけウェハの内側に入った位置にサ
−チラインを仮定する。サ−チライン上の各点の画素の
濃度値を求め、サ−チライン上の各点の位置と濃度値の
関係を示すグラフを作成する。所定の濃度値よりも高い
濃度値を有する領域をグラフから検出し、その領域が所
定の幅よりも広い幅を有する場合にその領域をノッチと
認識する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像処理技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、大きな形状を有する対象物の中か
ら特徴的な微小形状を検出する場合に、画像処理技術が
よく用いられる。図10は、微小形状検出装置の全体図
を示すものである。
【0003】11は、画像デ−タを記憶する画像メモリ
部である。12は、画像メモリ部11のデ−タについて
所定の処理を行う処理部である。13は、画像メモリ部
11及び処理部12の動作を制御する制御部である。1
4は、画像デ−タを画像メモリ部11に取り込むための
カメラである。
【0004】カメラ14は、CCDカメラ、ビデオカメ
ラ及びデジタルカメラのいずれであってもよい。上記構
成の微小形状検出装置において、大きな形状を有する対
象物の中から特徴的な微小形状を検出する場合について
説明する。
【0005】まず、カメラ14により対象物の画像を取
り込み、この画像を画像メモリ部11に記憶する。次
に、1つの対象物を複数の部分に分割し、各々の部分を
拡大した画像を作成し、この画像を画像メモリ部11に
記憶する。
【0006】そして、各々の部分を詳細に検査すること
により、大きな形状を有する対象物の中から特徴的な微
小形状を検出する。上述の手法では、対象物の分割数を
増やすと、正確に微小形状を検出することができるよう
になるが、反面、微小形状を検出するための処理時間が
増大する欠点がある。
【0007】また、微小形状検出装置の解像度にも限界
があり、カメラ14により対象物の画像を取り込む段階
で微小形状とノイズとの区別がつかなくなってしまう場
合がある。例えば、図11及び図12のようなウェハ1
5のノッチ(エッジ部の欠け)16を検出する場合、対
象物のウェハが8インチであり、512×512画素の
画面に400×400画素でウェハを表そうとすると、
ノッチの大きさは、1〜2画素となる。
【0008】そこで、ウェハのノッチを検出する場合に
おいては、以下のような手法も考えられている。まず、
ウェハのエッジに金具を接触させる。この後、ウェハを
回転させ、金具をウェハのエッジに沿って走査させる。
もし、ウェハにノッチが存在すると、金具は、ウェハの
ノッチに引っ掛かるため、その金具が引っ掛かった部分
を画像処理などの手法により詳細に検討し、ウェハのノ
ッチを検出する。
【0009】このような手法では、金具をウェハのエッ
ジに沿って走査させる新たな機構が必要になるため、装
置が高価になると共に微小形状を検出するための処理時
間も増大するという欠点がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
大きな形状を有する対象物の中から特徴的な微小形状を
検出する場合に、微小形状を検出するための処理時間が
多大になるという欠点がある。
【0011】本発明は、上記欠点を解決すべくなされた
もので、その目的は、大きな形状を有する対象物の中か
ら特徴的な微小形状を検出する場合に、正確に微小形状
を検出し得ると共に微小形状を検出するための処理時間
も少なくすることである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の微小形状検出装置は、エッジ部に微小形状
を有する対象物とその背景を単一色の濃淡画像で表す第
1手段と、前記対象物のエッジを検出し、前記エッジか
ら一定距離だけ前記対象物の内側に入った位置にサ−チ
ラインを仮定する第2手段と、前記サ−チライン上の各
点の画素の濃度値を求め、サ−チライン上の各点の位置
と濃度値の関係を示すグラフを作成する第3手段と、所
定の濃度値よりも高い濃度値を有する領域を前記グラフ
から検出し、その領域が所定の幅よりも広い幅を有する
場合にその領域を微小形状と認識する第4手段とを備え
る。
【0013】前記第1手段は、前記対象物の中央部が一
定の濃度を有し、前記背景が前記対象物の中央部の濃度
とは異なる一定の濃度を有する濃淡画像を作成する。前
記第2手段は、前記濃淡画像の濃度のプロジェクション
を作成し、前記プロジェクションの変化点を前記対象物
のエッジとする。また、前記第2手段は、前記サ−チラ
インが前記微小形状と交差するように、前記一定の距離
を決定する。
【0014】前記第3手段は、補間手段を利用すること
により前記濃淡画像の画素の大きさ以下の間隔で前記サ
−チライン上の各点を設定する。前記第4手段は、前記
所定の濃度値を変化させることにより前記領域を前記グ
ラフから検出する。前記第4手段は、前記グラフから検
出される複数の領域のうち比較的に狭い幅を有する領域
の幅を前記所定の幅とする。
【0015】
【作用】上記構成の微小形状検出装置によれば、対象物
のエッジから一定距離だけ対象物の内側に入った位置に
サ−チラインを仮定し、サ−チライン上の各点の位置と
濃度値の関係を示すグラフを用いて、所定の濃度値より
も高い濃度値を有する領域を検出し、その領域が所定の
幅よりも広い幅を有する場合にその領域を微小形状と認
識している。
【0016】このような処理を行うことにより、容易
に、対象物から微小形状を検出することができる。しか
も、画像を複数に分割することなく、1つの画像のみか
ら微小形状を検出できるため、微小形状の検出時間を短
くできる。
【0017】また、対象物のエッジ部での濃度の連続的
な変化を利用することにより、ノイズと微小形状との区
分けも確実に行うことができる。前記第1手段は、対象
物の中央部が一定の濃度を有し、背景が対象物の中央部
の濃度とは異なる一定の濃度を有する濃淡画像を作成す
る。即ち、対象物の濃度とその背景の濃度の差が大きけ
れば大きい程、微小形状の検出が確実かつ容易になる。
【0018】前記第2手段は、濃淡画像の濃度のプロジ
ェクションを作成し、プロジェクションの変化点を対象
物のエッジとするので、対象物のエッジを容易に検出す
ることができる。
【0019】前記第2手段は、サ−チラインが微小形状
と交差するように、エッジからの一定の距離を決定する
ため、微小形状を確実に検出できる。前記第3手段は、
補間という技術を用いることにより濃淡画像の画素の大
きさ以下の間隔でサ−チライン上の各点を設定してい
る。このため、画素ごとにデ−タをサンプリングする場
合に生じるサンプリング誤差をなくすことができ、正確
に微小形状を検出できる。
【0020】前記第4手段は、所定の濃度値を変化させ
ることにより、微小形状が存在する領域をグラフから検
出している。従って、対象物と背景の濃淡画像を得ると
きの照明の明るさなどの条件によって検出結果が左右さ
れることがない。
【0021】前記第4手段は、グラフから検出される複
数の領域のうち比較的に狭い幅を有する領域の幅を所定
の幅としている。即ち、比較的に狭い幅を有する領域が
ノイズを表しているため、ノイズと微小形状の区分けを
確実に行える。
【0022】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の微小形
状検出装置について詳細に説明する。図1は、微小形状
検出装置の全体図を示すものである。
【0023】11は、画像デ−タを記憶する画像メモリ
部である。12は、画像メモリ部11のデ−タについて
所定の処理を行う処理部である。13は、画像メモリ部
11及び処理部12の動作を制御する制御部である。1
4は、画像デ−タを画像メモリ部11に取り込むための
カメラである。
【0024】カメラ14は、CCDカメラ、ビデオカメ
ラ及びデジタルカメラのいずれであってもよい。上記構
成の微小形状検出装置において、図2を参照しながら、
ウェハ(対象物)のノッチ(微小形状)を検出する場合
について説明する。
【0025】まず、カメラ14によりウェハ15の画像
を取り込み、この画像を画像メモリに記憶する(ステッ
プST1)。 なお、画像デ−タは、1画素が256階調(8ビット)
の単一色で表され、512×512画素の大きさを有す
るものと仮定する。また、ウェハとその背景が明確に区
別できるように、照明が調節される。例えば、ウェハが
濃く(黒)、背景が淡く(白)なるように、照明が調節
される。
【0026】次に、濃淡画像の濃度のプロジェクション
を作成し、ウェハのエッジを検出する。なお、ウェハの
エッジは、プロジェクションの変化点Aとする。そし
て、ウェハのエッジから一定距離だけウェハの内側に入
り込んだ位置にサ−チラインを設定する。このサ−チラ
インは、ウェハのエッジに沿った円形を有し、かつ、ノ
ッチと交差するように設定される(ステップST2)。
【0027】最適なサ−チラインの設定について述べ
る。理想的には、ウェハのエッジから一定距離だけウェ
ハの内側に入り込んだ位置にサ−チラインを設定するこ
とにより、ウェハのノッチを検出できる。
【0028】しかし、ウェハのノッチが非常に小さい場
合、いわゆるサンプリング誤差が問題となる。この場合
のサンプリング誤差とは、画素単位でデ−タをサンプリ
ングする場合に、理想的なサ−チラインからずれる量の
ことである。
【0029】即ち、図3に示すように、理想的なサ−チ
ラインを破線Bで表すと、サンプリングポイント(画
素)は、1,2,3…となり、理想的なサ−チラインか
ら外れてノッチを検出し難くなる。なお、実線Cは、ウ
ェハのエッジを表している。
【0030】そこで、本発明では、図4に示すように、
理想的なサ−チラインB上の点1,2,3…をサンプリ
ングポイントとし、このサンプリングポイントを1画素
の大きさ以下の間隔で配置する。そして、各サンプリン
グポイントの濃度値をサンプルテ−ブルに格納する。な
お、サンプルテ−ブルの大きさは、サ−チライン上を一
周し得る程度に設定する(ステップST3)。
【0031】サンプリングポイントを1画素の大きさ以
下の間隔で配置するために、補間という技術を用いる。
以下、補間について述べる。図5の破線で囲まれた領域
は、各画素を示している。例えば、各画素の中心点A
1,B1,C1,D1を濃度値の定まった座標点とす
る。サ−チラインB上のサンプリングポイントXが座標
点上に位置していない場合、補完によりサンプリングポ
イントXの濃度値を求める。
【0032】ここで、座標点A1の濃度値をaとし、座
標点B1の濃度値をbとし、座標点C1の濃度値をcと
し、座標点D1の濃度値をdとし、さらに、A1点とX
点の距離をa´、B1点とX点の距離をb´、C1点と
X点の距離をc´、D1点とX点の距離をd´とする。
但し、0≦a´,b´,c´,d´≦1である。
【0033】この時、サンプリングポイントXの濃度値
は、 X={(1−a´)/k}×a + {(1−b´)/
k}×b + {(1−c´)/k}×c + {(1
−d´)/k}×d となる。
【0034】但し、k=(1−a´)+(1−b´)+
(1−c´)+(1−d´)である。次に、ウェハのノ
ッチの大きさが1〜2画素のときに、ノイズとノッチ
(微小形状)を区別する手法について述べる。
【0035】図7は、ウェハのエッジ及びその近傍にお
ける濃度値の変化の様子を示すものである。ウェハの濃
度値と背景の濃度値の差がある程度大きい場合(大きけ
れば大きい程よい)、ウェハのエッジからウェハの内部
へ向かうに従い、画素の濃度値は、数画素程度の幅をも
って除々に小さくなる。即ち、背景とウェハの境界で
は、濃度値が連続的に変化する(ぼやける)。
【0036】この事実は、図7及び図9に示すように、
ウェハのノッチ部においても同じである。但し、ウェハ
のノッチ部においては、ノッチの幅がウェハの内部に向
かうに従って広くなる。
【0037】即ち、図8に示すように、サ−チライン上
のノッチの幅H1は、ノイズと区別できる程度に、ノイ
ズの幅H2よりも広くなっている。従って、スライスレ
ベル(ノッチを検出するための濃度値)を所定値に設定
し、スライスレベルを越えている領域(但し、ある程度
広いこと)を2値化などにより検索することで、ノッチ
を検出することができる(ステップST4)。
【0038】なお、サンプルテ−ブルの全部又は数箇所
の連続するサンプリングポイントについてノッチの検出
を行うことにより、概ねのノイズの幅H2も検出できる
ため、このノイズの幅H2との比較により、ノッチとノ
イズの判別は可能である。
【0039】ところで、スライスレベルが固定である
と、画像デ−タの入力時の条件(照明の明るさ、画質な
ど)によって、ウェハや背景の濃度値が異なるため、ノ
ッチを正確に検出できなくなる場合がある。
【0040】そこで、まず、背景の濃度値程度の値にス
ライスレベルを設定し、スライスレベルを越える領域が
表れるまで、このスライスレベルを次第に小さくしてい
くことにより、確実にノッチを検出することができる。
【0041】なお、本発明は、大きな形状を有する対象
物の中から特徴的な微小形状を検出する場合に有効であ
り、ウェハのノッチの検出のみならず、ICパッケ−ジ
などの物体のばりやヒゲなどの検出、紙や金属板などの
凹みや欠けの検出などに応用できる。
【0042】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の微小形
状検出装置によれば、次のような効果を奏する。大きな
対象物(例えば、ウェハ)のエッジから一定距離だけ対
象物の内側に入り込んだ位置にサ−チラインを設け、画
素の大きさ以下の間隔でサ−チライン上の点の濃度をサ
ンプリングしている。
【0043】そして、スライスレベルを設定し、サンプ
リングされた各点の濃度値がスライスレベルを越えてい
る領域を検索することにより、容易に、微小形状(例え
ば、ウェハのノッチ)を検出することができる。
【0044】しかも、画像処理技術のみにより微小形状
を検出でき、かつ、画像を複数に分割することなく、1
つの画像のみから微小形状を検出できるため、微小形状
の検出時間を短くできる。
【0045】また、対象物のエッジ部での濃度の連続的
な変化を利用することにより、ノイズと微小形状との区
分けも確実に行うことができる。このように、本発明で
は、大きな形状を有する対象物の中から特徴的な微小形
状を検出する場合に、正確に微小形状を検出し得ると共
に微小形状を検出するための処理時間も少なくすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の微小形状検出装置の全体を示すブロッ
ク図。
【図2】図1の装置の動作を概略的に示す図。
【図3】サ−チラインとサンプリング誤差を示す図。
【図4】サ−チライン上のサンプリングポイントを示す
図。
【図5】補完による濃度値のサンプリングを説明する
図。
【図6】補完による濃度値のサンプリングを説明する
図。
【図7】ウェハのエッジ部での濃度の変化の様子を示す
図。
【図8】サ−チライン上の各点の濃度値を示す図。
【図9】ウェハのエッジ部での濃度の変化の様子を示す
図。
【図10】従来の微小形状検出装置の全体を示すブロッ
ク図。
【図11】ウェハを示す平面図。
【図12】ウェハのノッジを拡大して示す図。
【符号の説明】
11 …画像メモリ部、 12 …処理部、 13 …制御部、 14 …カメラ、 15 …ウェハ 16 …ノッチ。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エッジ部に微小形状を有する対象物とそ
    の背景を単一色の濃淡画像で表す第1手段と、 前記対象物のエッジを検出し、前記エッジから一定距離
    だけ前記対象物の内側に入った位置にサ−チラインを仮
    定する第2手段と、 前記サ−チライン上の各点の画素の濃度値を求め、サ−
    チライン上の各点の位置と濃度値の関係を示すグラフを
    作成する第3手段と、 所定の濃度値よりも高い濃度値を有する領域を前記グラ
    フから検出し、その領域が所定の幅よりも広い幅を有す
    る場合にその領域を微小形状と認識する第4手段とを具
    備することを特徴とする微小形状検出装置。
  2. 【請求項2】 前記第1手段は、前記対象物の中央部が
    一定の濃度を有し、前記背景が前記対象物の中央部の濃
    度とは異なる一定の濃度を有する濃淡画像を作成するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の微小形状検出装置。
  3. 【請求項3】 前記第2手段は、前記濃淡画像の濃度の
    プロジェクションを作成し、前記プロジェクションの変
    化点を前記対象物のエッジとすることを特徴とする請求
    項1に記載の微小形状検出装置。
  4. 【請求項4】 前記第2手段は、前記サ−チラインが前
    記微小形状と交差するように、前記一定の距離を決定す
    ることを特徴とする請求項1に記載の微小形状検出装
    置。
  5. 【請求項5】 前記第3手段は、補間手段を利用するこ
    とにより前記濃淡画像の画素の大きさ以下の間隔で前記
    サ−チライン上の各点を設定することを特徴とする請求
    項1に記載の微小形状検出装置。
  6. 【請求項6】 前記第4手段は、前記所定の濃度値を変
    化させることにより前記領域を前記グラフから検出する
    ことを特徴とする請求項1に記載の微小形状検出装置。
  7. 【請求項7】 前記第4手段は、前記グラフから検出さ
    れる複数の領域のうち比較的に狭い幅を有する領域の幅
    を前記所定の幅とすることを特徴とする請求項1に記載
    の微小形状検出装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000022655A1 (en) * 1998-10-15 2000-04-20 Applied Materials, Inc. Detection of wafer fragments in a wafer processing apparatus
US6960943B1 (en) * 2003-06-06 2005-11-01 Kim Alt Poulson Suppressed micro phonic phase stable synthesizer

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JPH04167081A (ja) * 1990-10-31 1992-06-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> エッジ特徴計測方法
JPH06337210A (ja) * 1993-05-28 1994-12-06 Kubota Corp 建材の検査方法

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