JPH0374854A

JPH0374854A - 表面検査装置

Info

Publication number: JPH0374854A
Application number: JP1210845A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Goto; 幸博後藤; Sachihiro Sugiyama; 祥弘杉山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-08-16
Filing date: 1989-08-16
Publication date: 1991-03-29
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPH0713993B2

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】〔発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、半導体ウェハなどの被検査体を撮像装置で撮
像して被検査体の表面検査を行う表面検査装置に関する
。

（従来の技術）半導体ウェハの表面検査は、この半導体ウェハを撮像装
置で撮像してその画像データから半導体ウェハ表面の欠
陥などを検出しているが、この場合撮像装置としては半
導体ウェハの大きさよりも小さい２次元の撮像領域を有
するものが使用されることがある。このような撮像装置
を使用した場合、撮像装置は半導体ウェハを数回に分け
て撮像して半導体ウェハ全体の画像データを得ている。

このように半導体ウェハ全体の画像データは数回の撮像
により得られる各画像データを合わせて得ているが、こ
れら画像データ間における濃淡レベルは外乱などにより
安定性がなく、そこで各画像データ間における濃淡レベ
ルの均一化が計られる。

この濃淡レベルの均一化処理は、撮像装置から出力され
る半導体ウェハ全体の映像信号をもとにこの映像信号の
輝度レベルの均一化を計ったり、又輝度レベルの基準信
号を設けて均一化を計っている。

ところで、半導体ウェハの製造にあっては多種の半導体
ウェハを少量づつ製造する場合がある。

このようにして製造された各種半導体ウニ／への表面検
査を上記各均一化処理を行って検査すると、前者の均一
化処理では各種半導体ウエノ＼によって映像信号のレベ
ルが大きく異なるために、画像データの半導体ウェハ以
外の部分の濃淡レベルの変動の影響を受けて半導体ウニ
／〜全体の画像データの濃淡レベルが変化してしまう。

特に半導体ウェハからの反射光量が一様であるとして検
査を行う場合にはＳＮ比が低下する。又、後者の均一化
処理で同一レベルの基準信号により輝度レベルを均一化
しようとしても半導体ウニ／＼部分の映像信号がオーバ
フローとなったり、逆にノイズに埋もれることかある。

（発明が解決しようとする課題）以上のように各種半導体ウェハによって映像信号のレベ
ルが大きく異なるために半導体ウェハ全体の画像データ
の濃淡レベルに影響がでたり、又半導体ウェハ部分の濃
淡レベルがオーバフローとなったり、逆にノイズに埋も
れたりする。

そこで本発明は、被検査体以外における映像信号の影響
を受けずに安定して被検査体の表面検査ができる表面検
査装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、撮像装置と、この撮像装置の撮像により得ら
れる被検査体を複数の領域に分割した各分割画像データ
における被検査体部分以外をそれぞれマスキングするマ
スキング手段と、このマスキング手段でマスキングされ
た各分割画像データにおけるマスキングされない部分の
平均濃淡レベルを求めて各分割画像データを合わせて作
成される被検査体全体の画像データの平均濃淡レベルを
均一化する変換テーブルを作成する変換テーブル作成手
段と、マスキング手段でマスキングされた各分割画像デ
ータの濃淡レベルを変換テーブルを用いて変換して被検
査体全体の画像データの平均濃淡レベルを均一化するデ
ータ変換手段と、このデータ変換手段で均一化された被
検査体全体の画像データから被検査体の表面状態を検査
する検査手段とを備えて上記目的を達成しようとする表
面検査装置である。

（作　用）このような手段を備えたことにより、撮像装置の撮像に
より得られる各分割画像データにおける被検査体部分以
外がマスキング手段によりそれぞれマスキングされ、こ
れらマスキングされた各分割画像データを受けて変換テ
ーブル作成手段はマスキングされない部分の平均濃淡レ
ベルを求めて各分割画像データを合わせた被検査体全体
の画像データの平均濃淡レベルを均一化する変換テーブ
ルを作成する。そして、均一化手段はマスキングされた
各分割画像データの濃淡レベルを変換テーブルを用いて
変換して被検査体全体の画像データの平均濃淡レベルを
均一化し、この均一化された被検査体全体の画像データ
から検査手段は被検査体の表面状態を検査する。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は表面検査装置の構成図である。同図において１
はＸＹテーブルであって、このＸＹテーブル１上には半
導体ウェハ２が載置されている。

又、このＸＹテーブル１の斜め上方には照明装置３が配
置されるとともに、ＸＹテーブル１のほぼ真上にはＩＴ
Ｖカメラ４が配置されている。このＩＴＶカメラ４は半
導体ウェハ２の大きさよりも小さい撮像領域を有するも
のである。従って、このＩＶＴカメラ４で半導体ウェハ
２全体を撮像する場合、ＸＹテーブル１が制御回路５か
らの移動制御信号を受けてＸＹ平面上を移動してＩＴＶ
カメラ４の撮像領域を第２図に示すようにＡ、Ｂ。

Ｃ１・・・、■の順に走査させるようになっている。

このＩＴＶカメラ４から出力される映像信号はＡ／Ｄ変
換器６でディジタル映像信号に変換されてマスキング部
７に送られている。

このマスキング部７はディジタル映像信号を受けて各撮
像領域Ａ、Ｂ、・・・、■の各分割画像データにおける
半導体ウェハ２以外の部分をそれぞれマスキングする機
能を有するもので、次のような構成となっている。各画
像メモリ８，９が設けられ、これら画像メモリ８．９の
うち一方の画像メモリ８がＡ／Ｄ変換器６と接続され、
他方の画像メモリ９が画像メモリ８に論理積回路１０を
介して接続されている。そして、論理積回路１０にはマ
スク発生回路１１が接続されている。このマスク発生回
路１１には第３図に示すような各撮像領域Ａ、Ｂ、・・
・、■の各マスクパターン画像データＤＡ、Ｄ、、・・
・Ｄ、が記憶されている。これらマスクパターン画像デ
ータＤ＾、Ｄ、、・・・ＤＩは互いに合わせることによ
り半導体ウェハ２の形状と相似してこの半導体ウェハ２
と相似する形状部分を論理「１」とするとともにそれ以
外の部分を論理「０」と設定したものである。

前記画像メモリ９には変換テーブル作成部１２が接続さ
れており、この変換テーブル作成部１２はマスキング部
７でマスキングされた各分割画像データにおけるマスキ
ングされない部分の平均濃淡レベルを求め、これら分割
画像データを合わせて作成する半導体ウェハ２全体の画
像データの平均濃淡レベルを均一化するための変換テー
ブルを作成する機能を有するものである。具体的には平
均レベル算出回路１３、変換テーブル生成回路１４及び
変換テーブルメモリ１５から構成され、このうち平均レ
ベル算出回路１３は画像メモリ９から各分割画像データ
を読み出してこれら分割画像データにおけるマスキング
されない部分の平均濃淡レベルを求めるものであり、又
変換テーブル生成回路１４は各分割画像データの平均濃
淡レベルから半導体ウェハ２全体の画像データの平均埼
淡レベルを均一化する変換テーブルを作成するものであ
る。そして、この変換テーブルは変換テーブルメモリ１
５に記憶されるようになっている。

又、１６はデータ変換回路であって、これはマスキング
部７でマスキングされた各分割画像データの濃淡レベル
を変換テーブルを用いて変換して半導体ウェハ２全体の
画像データの平均濃淡レベルを撮像領域Ｅの平均濃淡レ
ベルに合わせて均一化する機能を有するものである。

そうして、検査回路１７はデータ変換回路１６で均一化
された半導体ウェハ２全体の画像データから半導体ウェ
ハ２の表面状態を検査する機能を有するものである。

次に上記のごとく構成された装置の作用について説明す
る。

先ず、変換テーブルが作成される。

半導体ウェハ２が照明装置３により照明され、かつ制御
回路５の移動制御信号の送出によりＩＴＶカメラ４の撮
像領域がＡにセットされると、ＩＴＶカメラ４は撮像領
域Ａを撮像してその映像信号を出力する。この映像信号
はＡ／Ｄ変換器６によりディジタル映像信号に変換され
て撮像領域Ａの分割画像データとして画像メモリ８に一
時記憶される。この分割画像データが第４図に示すよう
にＱａであれば、同図に示すように分割画像データＱａ
が論理積回路１０に送られるとともに、マスク発生回路
１１は同撮像領域Ａのマスクパターン画像データＤＡを
論理積回路１０に送出する。

これにより、論理積回路１０は分割画像データＱａとマ
スクパターン画像データＤＡとの論理積を実行してマス
キングされた分割画像データＱａ”を得る。この分割画
像データＱａ−は画像メモリ９に記憶される・。

次に制御回路５から移動制御信号が送出されてＸＹテー
ブル１がＸＹ平面上を移動し、これによりＩＴＶカメラ
４の撮像領域がＢにセットされる。

この状態にＩＴＶカメラ４は撮像領域Ａを撮像してその
映像信号を出力し、撮像領域Ａの分割画像データとして
画像メモリ８に一時記憶される。そして、この分割画像
データが論理積回路１０に送られるとともに、マスク発
生回路１１は同撮像領域Ｂのマスクパターン画像データ
Ｄ、を論理積回路１０に送出し、これにより、論理積回
路１０はこれら分割画像データとマスクパターン画像デ
ータＤＡとの論理積の分割画像データを得て画像メモリ
９に記憶される。

以下、上記作用と同様に各撮像領域Ｃ，Ｄ、・・・Ｉの
マスキングされた各分割画像データが得られて画像メモ
リ９に記憶される。

次に平均レベル算出回路１３は画像メモリ９から各分割
画像データを順次読み出してそれぞれマスキング以外の
部分における各平均濃淡レベルを算出してその各位を変
換テーブル生成回路１４に送る。この変換テーブル生成
回路１４は各分割画像データの各平均濃淡レベルを受け
て各分割画像データを合わせて作成される半導体ウェハ
２全体の画像データの平均濃淡レベルを均一化つまり正
規化する変換テーブルを生成する。そして、この変換テ
ーブルは変換テーブルメモリ１５に記憶される。

次に半導体ウェハ２の表面検査が行われる。この場合、
照明装置３での半導体ウェハ２への照明条件及びＸＹ子
テーブルの位置は変換テーブルを作成するときと全く同
一条件となっている。

上記同様に半導体ウェハ２が照明装置３により照明され
、かつ制御回路５の移動制御信号の退出によりＩＴＶカ
メラ４の撮像領域がＡにセットされ、この状態にＩＴＶ
カメラ４は撮像領域Ａを撮像してその映像信号を出力す
る。この映像信号はＡ／Ｄ変換器６によりディジタル映
像信号に変換されて撮像領域Ａの分割画像データとして
画像メモリ８に一時記憶される。この分割画像データが
第４図に示すようにＱａであれば、同図に示すように分
割画像データＱａが論理積回路１０に送られるとともに
マスク発生回路１１からマスクパターン画像データＤＡ
が論理積回路１０に送られ、これにより、論理積回路１
０は分割画像データＱａとマスクパターン画像データＤ
Ａとの論理積を実行してマスキングされた分割画像デー
タＱａ＝を得る。そして、この分割画像データＱａ”は
画像メモリ９に記憶される。

以下、上記作用と同様に各撮像領域Ｂ、Ｃ，Ｄ。

・・・、■のマスキングされた各分割画像データが得ら
れて画像メモリ９に記憶される。

このように各分割画像データが画像メモリ９に記憶され
ると、データ変換回路１６は画像メモリ９に記憶されて
いる各分割画像データを順次読み出してそれぞれ変換テ
ーブルを用いて濃淡レベルを変換して半導体ウェハ２全
体の画像データの平均濃淡レベルを均一化する。そうし
て、検査回路１７はデータ変換回路１６で均一化された
半導体ウェハ２全体の画像データから半導体ウェハ２の
表面状態を検査し、例えば欠陥を検出する。

この後、別種の半導体ウェハの表面検査を行う場合は、
先ずその半導体ウェハに対する変換テーブルを作成する
ことになる。

このように上記一実施例においては、各分割画像データ
における半導体ウェハ２以外をマスキングし、これらマ
スキングされた各分割画像データのマスキングされない
部分の平均濃淡レベルを求めて半導体ウェハ２全体の画
像データの平均濃淡レベルを均一化する変換テーブルを
作成し、この変換テーブルに従ってマスキングされた各
分割画像データの濃淡レベルを変換して半導体ウェハ２
全体の画像データの平均濃淡レベルを均一化して半導体
ウェハ２の表面状態を検査する構成としたので、各種の
半導体ウェハ２によって映像信号のレベルが大きく異な
ってもその濃淡レベルに応じて変換テーブルを作成でき
て半導体ウェハ２以外の部分の濃淡レベルの変動の影響
を受けずに半導体ウェハ２の表面を検査できる。従って
、半導体ウェハ２の表面検査の精度を高くできて信頼性
を向上できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。例えば、製
造される半導体ウェハ２の種類が変動なく予め分かると
ともに外乱が無く安定していれば、各種半導体ウェハ２
に応じた変換テーブルを予め作成しておき、検査時に各
種半導体ウェハ２に応じた変換テーブルを変換テーブル
メモリに外部からロードするようにしても良い。これに
より、ＩＴＶカメラ４からの映像入力は１回で済む。又
、ＩＴＶカメラ４で各撮像領域Ａ、Ｂ、・・・Ｉを撮像
する場合、ＩＴＶカメラ４を移動して撮像するようにし
てもよい。又、平均濃淡レベルを均一化する変換テーブ
ルのルールは撮像領域Ｅの平均濃淡レベルに合わせるこ
とに限定されず、検査に適した濃淡レベルに均一化する
ものであればよい。

［発明の効果］以上詳記したように本発明によれば、被検査体以外にお
ける映像信号の影響を受けずに安定して被検査体の表面
検査ができる表面検査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる表面検査装置の一実施例を示す
構成図、第２図は同装置での各撮像領域を示す図、第３
図は同装置の各マスクパターン画像データの模式図、第
４図は同装置でのマスキング作用を示す図である。１・・・ＸＹテーブル、２・・・半導体ウェハ、３・・
・照明装置、４・・・ＩＴＶカメラ、５・・・制御回路
、６・・・Ａ／Ｄ変換器、７・・・マスキング部、８゜
９・・・画像メモリ、１０・・・論理積回路、１１・・
・マスク発生回路、１２・・・変換テーブル作成部、１
３・・・平均レベル算出回路、１４・・・変換テーブル
生成回路、１５・・・変換テーブルメモリ、１６・・・
データ変換回路、１７・・・検査回路。

Claims

【特許請求の範囲】

撮像装置と、この撮像装置の撮像により得られる被検査
体を複数の領域に分割した各分割画像データにおける前
記被検査体部分以外をそれぞれマスキングするマスキン
グ手段と、このマスキング手段でマスキングされた各分
割画像データにおけるマスキングされない部分の平均濃
淡レベルを求めて前記各分割画像データを合わせて作成
される前記被検査体全体の画像データの平均濃淡レベル
を均一化する変換テーブルを作成する変換テーブル作成
手段と、前記マスキング手段でマスキングされた各分割
画像データの濃淡レベルを前記変換テーブルを用いて変
換して前記被検査体全体の画像データの平均濃淡レベル
を均一化する均一化手段と、この均一化手段で均一化さ
れた前記被検査体全体の画像データから前記被検査体の
表面状態を検査する検査手段とを具備したことを特徴と
する表面検査装置。