WO2007066628A1 - 外観検査装置 - Google Patents

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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors

Definitions

  • the semiconductor wafer was formed into a semiconductor wafer in the steps of: ,, P, A, exposure, development, and so on. Includes a etch that partially removes the dyst film. If the state of various films formed on the surface of the semiconductor wafer can be known by this process, it is possible to judge whether or not it is appropriate in the step, the toggle step, and the etching step. Therefore, it is required to detect not only the state of the semiconductor wafer but also the state of the film.
  • the states of () and various states of () are represented in the same lightness, so they cannot be distinguished. Also, it is not possible to make various types. Therefore, since various types formed on the surface of the semiconductor wafer can be discriminated from each other, it is conceivable that the color sensor scans the semiconductor surface (eg,) to be inspected. For example, the three primary colors of light (, green ,) The surface of the semiconductor wafer to be inspected is scanned by the three line sensors having respective characteristics, and the state of the image obtained based on the signal output from the three line sensors at the time of the inspection is It is possible to judge (of the film shape) of the semiconductor surface from the color distribution state.
  • the color sensor scans the semiconductor surface (eg,) to be inspected. For example, the three primary colors of light (, green ,)
  • the surface of the semiconductor wafer to be inspected is scanned by the three line sensors having respective characteristics, and the state of the image obtained based on the signal output from the three line sensors at the time of the inspection is It is possible
  • the line sensor of 3 the acquisition of the grayscale data from the signal from the line sensor is simply tripled as compared with the case of a single line sensor. As a result, the amount of memory increases and the interval increases. Therefore, it is conceivable to reduce the line sensor by reducing it, but if this is done, the decomposition of the surface of the object to be inspected at the time of emission will be left unchanged.
  • Appearance related to 000 light a plurality of line sensors having different characteristics are arranged in parallel at a predetermined position, the surface of the object to be inspected is scanned, and the signal from the line sensor is output. Generating a report indicating the state of the body surface based on the number of line sensors, which is a signal of a single line sensor determined from the number of line sensors.
  • the data acquisition means for acquiring the light and shade data at the low second time from the line sensor outside the line sensor is provided. Based on the grayscale data obtained in the previous step 2, the body surface of It is configured to generate information that represents the state.
  • the line sensors of the above number include three line sensors having the respective characteristics of the three primary colors of light (, green, and), and the line sensor having the color sensitivity of green is It may be arranged in the center of the line sensor of the above item 3.
  • the line sensor having the above property may be arranged above the camera.
  • the object to be inspected is a semiconductor window.
  • the number of line sensors is arranged so as to extend in a direction perpendicular to the surface of the conductor c, and the conductor c is measured by rotating the conductor c about an axis perpendicular to the surface. It can be configured to scan. 00 3 With this configuration, the semiconductor window is measured based on the grayscale data acquired each time from the signal from the line sensor. It is possible to obtain information that depends on the presence of film defects and the presence of a film (on the body surface), and the image data acquired at 2 degrees, which is relatively low compared to those from the line sensor outside the reference line sensor. It is possible to obtain information on the color distribution depending on the shape of the film on the surface of the semiconductor (on the surface of the body) based on the grayscale data corresponding to the number of image data sent from the line sensor. .
  • the line sensor is acquired every time the line sensor is comparable to the line sensor. Based on the density data, it will be possible to obtain information that can more accurately represent the presence or absence of the film on the surface of the object.
  • the above-mentioned unit outputs a number representing each color based on the number of the line sensors, and the above-mentioned unit is based on the above-mentioned number. It can be configured to generate information that represents the state of the body surface.
  • the dot can generate a signal representing (wave number) of.
  • the data has a data acquisition means for acquiring the data from the above items at the above-mentioned 2 times, and the data acquired at the above-mentioned 2 times. It is also possible to have a configuration in which information indicating the state of the body surface is generated based on the data. 002 With this configuration, data is acquired at the second degree, which is relatively low, from the signal output from the dot, so image data that can represent the image of the object surface is generated. It can be kept relatively low.
  • a plurality of line sensors having the appearance and characteristics related to the brightness are arranged in parallel at a predetermined position, and the surface of the object to be inspected is scanned to issue a signal from the line sensor.
  • the line sensor has a data acquisition unit that shifts the scanning line by a predetermined number of lines to obtain the grayscale data, and the grayscale data for each line number is obtained corresponding to each line sensor. It is configured to generate a report representing the state of the body surface based on the data.
  • the grayscale data is acquired from the signal of each of the plurality of line sensors every predetermined number of lines, the grayscale data is reduced compared to the case where the grayscale data is obtained for each line. It is possible to Further, since the line sensor is configured to shift the scanning line by a predetermined number of lines to acquire the grayscale data, it is possible to reduce the lines where the grayscale data is not obtained from any line sensor as much as possible. Can get as much as possible.
  • a report is obtained that depends on the presence or absence of a film on the surface of the object or the presence or absence of a film based on the grayscale data acquired each time from the reference line sensor.
  • the grayscale data should be acquired every 2 times, which is lower than that of the line sensor outside the reference line sensor. Goodbye, that You will be able to get as much as possible.
  • FIG. 3 is a front view (c) showing the relationship between the line sensor cc camera of 3 and the lens.
  • 3D is a side view showing the relationship between the line sensor cc camera of 3 3 and the lens in more detail.
  • Fig. 5 (b) shows the decomposition in the expression (a) showing the grayscale data obtained in (corresponding to) in 62 of the chart showing the reason in the chart shown in Fig. 54.
  • FIG. 11 is a view showing a state in which a semiconductor wafer plate to be inspected is placed in the 11th place.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the slope of the semiconductor wafer to be inspected and the cc camera in the device shown in FIG. It is a figure which shows the relation with 13 minutes.
  • the semiconductor wafer to be inspected is set on the tank rotated by the aligner.
  • the cc camera that configures the unit to have a predetermined relationship with the semiconductor unit set on the screen. 2 is installed, and the unit 3 that irradiates diffused light from the power supply 3 is installed so as to illuminate the semiconductor wafer that is the CC camera 2 with the diffused light.
  • the processing unit 5 has the processing unit 5 which controls the wall liner based on the operation of the operation unit 5 to rotate the display tray at a predetermined degree and also to rotate the CC camera. Process the signal output from 2
  • the camera 5 can display an image of the semiconductor window on the camera 52 based on the image data generated based on the signals from the CC cameras 2.
  • 003 CC camera 2 is equipped with lens system 2 (n) as shown in (a) (b, (c)), and 3 line sensors (CC) having respective characteristics of the three primary colors (, green,) of light.
  • Line sensor 22 which has a red color sensitivity, and green 22.
  • the 3 line sensors 22 22G 22 are arranged in parallel at a predetermined position as shown in 2 ac, and the CC camera As shown in 2b, 2 is installed so that the line sensor 22 22G 22 of 3 extends in a direction direct to the surface () of the semiconductor window and faces the semiconductor window.
  • the irradiation of the semiconductor C emitted by the light from the dot 3 is made effective by the line sensor 22 22 22 at 3 It is set so that you can receive it.
  • the line sensor 22G is arranged in the lens system 2 (of CC camera 2), and the line sensor 22 is arranged at the side of the line sensor 22G at a distance a.
  • a line sensor 22 is placed on the side of, separated by a distance b. Then, the line sensor 22 22G 22 of 3 is arranged so as to be within the aberration of the lens system 2.
  • the line sensor 22 22G 22 of the C camera 2 runs on the semiconductor window by rotating the semiconductor window by rotating the 003 , Will issue the issue in the examination stage.
  • CC 2 converts (lower,) of line sensor 22 and (lower, Gf) of line sensor 22G, etc. (lower, f) of line sensor 22 to the frequency report based on the frequency and chromaticity.
  • Input 5 of f, Gf, f and G f output from 003 CC 2 is processed as follows.
  • the processing unit 5 judges the mode set by the operation of the operation unit 5 (). For example, when the check mode () is set, the processing unit 5 executes the process (). This is done in the order shown in 5.
  • the processing unit 5 judges whether or not a fixed operation is performed by the operation unit 5 (). If the predetermined operation is not performed (at O), the processing unit 5 determines the line sensor 22G as the reference line sensor (S 2) and controls the liner to rotate the semiconductor device to rotate the semiconductor device. C
  • the processing unit 5 acquires the grayscale data (G) every time corresponding to the Gf signal from the reference line sensor (line sensor 22G) and stores it in the predetermined line.
  • Sensor 22 Acquires the image data () and the grayscale data () from the line sensor 22 at the 2nd time corresponding to each of f and f, and stores them in the memory (S 4). Then, the processing unit 5 judges whether or not the inspection has been completed after the semiconductor wafer has made one revolution, and (S 5) and (S 4) are repeatedly executed.
  • 003 5 determines that the inspection of the semiconductor wafer has been completed (S 5 in S 5, the grayscale data (G) that was acquired and stored, and the 2 in ( In step 9), the inspection process is performed using the grayscale data () and the grayscale data () stored in the memory (S 6). , Of the statue of Kara.
  • data representing the state of the semiconductor wafer is generated based on the grayscale data (G) acquired in (corresponding to) from the point of detection as much as possible. Then, based on the data, a process for detecting the semiconductor wafer is performed. This can be done by, for example, treating the treatment 5 as a defect that has the above or below specified value.
  • G) shaded data corresponding to the three primary colors of light
  • distribution information is also generated for (corresponding to) 9 as shown in the form of 6 (b). Even if the information on this distribution and the fact that the shape of the film formed on the semiconductor wafer can be expressed together with that of the semiconductor wafer, processing based on The morphology of the film in the semiconductor wafer that can be distinguished based on the obtained grayscale data (G) is determined. Physically, for example, there is a state where some of the films are partially separated and the underlying film is exposed, It is possible to judge the state of the C film attached, or to judge the unevenness of the resist based on the unevenness.
  • the shape of the film formed on the semiconductor wafer is specified by high resolution (corresponding to each time), and there is a particular problem in determining the shape of the film that can be distinguished by If not.
  • the grayscale data () corresponding to the number of grayscale data () and the grayscale data () obtained in (corresponding to) of The data (G), (), and () are used to generate the color data representing the states of the basic semiconductors each time the data corresponding to the data in the data 52 (generally from the above) is generated. Then, the color image of the basic semiconductor is displayed on the touch panel 52 based on the color data. By observing the color image of the touch 52, the operator can cut the state of the base film to some extent based on the state and color distribution of the semiconductor wafer.
  • the processing unit 5 determines the designated () line sensor as the reference line sensor. (S 7). Then, after that, the above (S 3 to S 6) is executed.
  • the grayscale data acquired at a comparable degree to the line sensor is obtained. It becomes possible to generate data that can more accurately represent the presence or absence of the desired film of the base semiconductor wafer.
  • the density data obtained each time corresponding to the reference line sensor depends on the presence or absence of the film or the film of the base semiconductor. Data can be obtained from the semiconductor. It is possible to properly disassemble the output of (no matter what). At the same time, in order to obtain information on the color distribution that can represent the shape of the film on the surface of the semiconductor wafer, the line sensors outside the reference line sensor (for example, line sensor 22 and line sensor 22) and others are used.
  • the processing unit 5 executes the color image display process (2). This color image is displayed in the order shown in 7.
  • 004 5 indicates the state of the semiconductor window based on the data that was acquired and stored in step 2 when it is determined that the inspection of the semiconductor window is completed (S23: S). Generate color data. Then, the processing unit 5 displays the color image of the semiconductor on the touch unit 52 based on the color data (S24). By observing the color image of the touch 52, the operator can cut the state of the semiconductor wafer and the state of the film based on the color distribution to some extent.
  • the color of each color output from the CC camera 2 is represented by G f
  • the color of the state of the semiconductor device is represented by G f. Since it is generated, it is possible to easily generate the image data that can represent the above image without synthesizing the grayscale data based on the signals of the line sensors 22 22G 22 and 3 of 3.
  • a single CC camera 2 equipped with 3 line sensors having the properties of each of the three primary colors of light was used as a dot, but 3 CC cameras equipped with individual line sensors were used. You can also use 2 as a dot. In that case, the degree of the line sensor outside the reference line sensor can be physically set lower than the degree of the reference line sensor.
  • the inspection target was (2 b)) of the semiconductor wafer, but the other surface of the semiconductor wafer, for example, the slope up to and the slope (2 b)) were the inspection targets. It is also possible to inspect other objects outside the semiconductor.
  • the line sensor 22 produces the grayscale data 2 R3 R4, ... for each line in the scanning direction Ss, and the line sensor 22G outputs the grayscale data for each line in the scanning direction Ss. .. are generated, and from the f-number of the line sensor 22, gray-scale data 2 34, ... Is generated for every line in the scanning direction Ss.
  • the color data is obtained in this way, the light and shade data of minutes is generated for every line, so, for example, as shown in 8, to obtain the color data of 9 lines.
  • the number is 2 lines (3X4 lines). Therefore, the information can be reduced.
  • the line sensor 22 22G 22 shifts the scanning line by every minute to obtain the grayscale data, the grayscale data is not acquired in any minute.
  • the grayscale data with a slight deviation from the line. Then, the image obtained based on the obtained color data is one that has been maximized.
  • the processing unit 5 controls the wall aligner to rotate the semiconductor wafer, and the inspection of the semiconductor wafer by the CC camera 2 is started (32).
  • the processing unit 5 scans the line sensors 22 22G 22 and others (f, G number, f) from the obtained scan lines, every other number of scan lines (every line, for example), and at every minute.
  • the obtained number of lines (for example, the lines) is shifted to generate the grayscale data corresponding to the number of lines (8) and stored in the memory (33).
  • process 5 determines whether or not the inspection has been completed after the semiconductor wire has rotated once. Then (34), the above (33) is repeatedly executed.
  • the processing unit 5 uses the density data accumulated up to that point and the density data of 3 lines each. (G, (2 G2 2), ... Lines of color data GG 2, ... are sequentially formed (S35)
  • the CC Choped DeVce line sensor cannot be recognized by a child that is not affected by light or the like. For example, the non-operating child is not checked first. If the sensor 22 22G 22 has, for example, 8 (pxe) and is driven at 5 z degrees, it allows the shadow of the conductor to be inspected to remain 2 and the other 6 to the metal plate. In this case, the CC line sensor 22 22G 22 will not be recognized by the six options and will be driven by 2 z at 2 which is effective for implementation. Will be done.
  • the CC camera 2 can be adjusted as follows in consideration of the distortion of the lens 2 in the CC camera 2.
  • the relative position of the target semiconductor device with respect to the CC camera 2 is adjusted. This can be done by adjusting the wall liner on which the semiconductor wafer is set.
  • the semiconductor camera 2 is photographed by the C camera 2.
  • 2 is arranged so as to cross the semiconductor wafer to be inspected in the diameter direction.
  • the CC camera 2 is aimed at the semiconductor window, which is at the shooting position with the camera tilted in the vertical direction.
  • the diffused light of the illumination is emitted from the CC camera 2 side of 2 O toward the above position.
  • the density data of G, G, and the ratio obtained can be used as a lamella for evaluating the region.
  • the relationship between the ratio and the ratio is pre-stored, and a report indicating that it corresponds to that part or a part near that part is shown in the table 52. Can be displayed in. Like this Then, the operator can easily determine what kind of defects are included in the inspection target.
  • the ratio of the constituents of the region may be displayed in a graph in the form of an operator, and as shown in 5, the image may be displayed in such a way that the defect area is identified. It is possible.
  • b (c)) with a ratio of 575 is emphasized in the image based on the grayscale data of () as (gist, etc.) of the gist.
  • (b)) with a ratio of 5356 is emphasized in the image based on the grayscale data of (G) as the non-G of the S layer.
  • the b is highlighted as each area. This allows the operator to easily determine from the displayed image what kind of area is included in the inspection target.

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Abstract

【課題】処理量の増大を極力抑えて検査対象となる物体表面の傷等の欠陥検出を適正な分解能にて行なうことができると共にその物体表面の膜の形成状態を判定することのできる外観検査装置を提供することである。 【解決手段】色感度特性の異なる複数のラインセンサ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを備えた撮像ユニット２０と、処理ユニット５０とを有し、処理ユニット５０は、基準ラインセンサからの濃淡信号から第１の画素密度にて画素濃淡データを取得すると共に、前記基準ラインセンサ以外の各ラインセンサからの濃淡信号から前記第１の画素密度より低い第２の画素密度にて画素濃淡データを取得する画素データ取得手段（Ｓ１４）を有し、前記第１の画素密度にて取得された画素濃淡データと前記第２の画素密度にて取得された画素濃淡データとに基づいて前記物体表面の状態を表す情報を生成する構成となる。

Description

明 細 書
外観検査装置
技術分野
[0001] 本発明は、半導体ゥエーハの周端面等の検査対象となる物体表面の外観を検査 する外観検査装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、半導体ゥエーハの周端面における欠陥を検出するための検査装置 (外観検 查装置)が提案されている (例えば、特許文献 1)。この検査装置は、検査対象となる 半導体ゥエーハの周端面を単一のラインセンサで走査する際に画素毎に得られる濃 淡信号に基づいてその半導体ゥエーハ周端面の状態を表す情報、例えば、その周 端面を表す画像情報やその周端面にある欠陥、傷、異物等を表す情報を生成して いる。このような検査装置によれば、半導体ゥエーハの周端面の凹凸状態や、その周 端面にどのような欠陥等があるかを判定することができる。
[0003] ところで、半導体ゥエーハの製造工程には、酸化膜、窒化膜、ポリシリコン膜、アル ミ膜等の成膜工程、感光材料 (レジスト）の塗布、露光、現像などを行なうフォトリソグ ラフイエ程、フォトリソグラフイエ程で半導体ゥエーハに形成されたレジスト膜を部分的 に除去するエッチング工程等が含まれる。このような工程によって半導体ゥエーハの 表面に形成された各種の膜の状態を知ることができれば、成膜工程、フォトリソグラフ イエ程、エッチング工程での条件等が適正か否かを判断することができる。このため、 半導体ゥエーハ表面の傷等の欠陥とともに膜の状態を検出することが要望されてい る。
[0004] し力しながら、前述した従来の検査装置のように単一のラインセンサからの濃淡信 号力 得られる画像では、傷等の欠陥（凹凸部分)の状態と各種膜の形状とは同じよ うに濃淡にて表されることからそれらを区別することができない。また、各種膜の区別 をすることもできない。そこで、半導体ゥエーハの表面に形成される各種膜はその色 味によって区別することができることから、カラーセンサを用いて検査対象となる半導 体表面 (例えば、周端面）を走査することが考えられる。例えば、光の三原色 (赤、緑 、青)それぞれの色感度特性を有する 3つのラインセンサにて検査対象となる半導体 ゥエーハの表面を走査し、その走査の際に前記 3つのラインセンサから出力される濃 淡信号に基づいて得られる画像の濃淡の状態や色分布の状態力 半導体ゥエーハ 表面の状態 (傷等の状態、膜の形成状態)を判断することができる。
特許文献 1：特開 2000 - 114329号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、 3つのラインセンサを用いること力も各ラインセンサ力もの画素毎の濃 淡信号力 画素濃淡データを取得するための処理量が単一のラインセンサの場合に 比べて単純に 3倍になってしまう。このため、メモリ容量が増大すると共にその処理時 間が増大してしまう。そこで、各ラインセンサの分解能を低下させることによりその処 理量の増大を抑えることも考えられる力 そのようにすると、検査対象となる物体表面 の傷等の欠陥検出における分解能もそのまま低下してしまう。
[0006] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、処理量の増大を極力抑えつつ 検査対象となる物体表面の傷等の欠陥検出を適正な分解能にて行なうことができる と共にその物体表面の膜の形成状態を判定することのできる外観検査装置を提供す るものである。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明に係る外観検査装置は、色感度特性の異なる複数のラインセンサが所定の 間隔にて平行に配置され、検査対象となる物体の表面を走査しつつ各ラインセンサ 力 画素毎の濃淡信号を出力するようにした撮像ユニットと、前記撮像ユニットにおけ る各ラインセンサからの濃淡信号に基づいて前記物体表面の状態を表す情報を生 成する処理ユニットとを有し、前記処理ユニットは、前記複数のラインセンサ力 決め られた単一の基準ラインセンサからの濃淡信号力 第 1の画素密度にて画素濃淡デ ータを取得すると共に、前記基準ラインセンサ以外の各ラインセンサ力 の濃淡信号 から前記第 1の画素密度より低い第 2の画素密度にて画素濃淡データを取得する画 素データ取得手段を有し、前記第 1の画素密度にて取得された画素濃淡データと前 記第 2の画素密度にて取得された画素濃淡データとに基づいて前記物体表面の状 態を表す情報を生成する構成となる。
[0008] このような構成により、複数のラインセンサのうちの基準ラインセンサ力もの画素毎 の濃淡信号から第 1の画素密度にて取得された画素濃淡データと前記基準ラインセ ンサ以外の各ラインセンサからの画素毎の濃淡信号力 第 2の画素密度にて取得さ れた画素濃淡データとに基づいて物体表面の状態を表す情報が生成されることから 、前記基準ラインセンサからの濃淡信号から取得された比較的高精細 (第 1の画素密 度)の画素濃淡データに基づいて物体表面の傷等の欠陥や膜の有無 (物体表面の 状態）に依存する濃淡情報を得ることができる。また、基準ラインセンサ以外の各ライ ンセンサ力 の濃淡信号力 比較的低精細となる第 2の画素密度にて得られた画素 濃淡データ及び前記基準ラインセンサからの濃淡信号から得られた画素濃淡データ の複数の色に対応した画素濃淡データに基づいて物体表面の膜の形成状態 (物体 表面の状態）に依存する色分布の情報を得ることができる。
[0009] また、本発明に係る外観検査装置において、前記複数のラインセンサは、光の三原 色 (赤、緑、青)それぞれの色感度特性を有する 3つのラインセンサを含み、緑の色 感度特性を有するラインセンサが前記 3つのラインセンサの中央に配置された構成と することができる。
[0010] 更に、前記緑の感度特性を有するラインセンサは、前記カメラの光軸上に配置され た構成とすることができる。
[0011] このような構成により、緑の色感度特性を有するラインセンサを基準ラインセンサとし て選択すれば、その基準ラインセンサ力 の濃淡信号力 比較的高精細となる第 1の 画素密度にて取得された画素濃淡データに基づいてより適確な物体表面の傷等の 欠陥や膜の有無 (物体表面の状態）に依存する濃淡情報を得ることができる。
[0012] また、本発明に係る外観検査装置において、検査対象となる物体は半導体ゥエー ハであって、前記複数のラインセンサは、前記半導体ゥエーハの面に略垂直な方向 に延びるように配置され、前記半導体ゥエーハをその面に垂直な軸を中心に回転さ せることにより前記半導体ゥエーハの周端面を走査する構成とすることができる。
[0013] このような構成により、前記基準ラインセンサ力 の濃淡信号力 比較的高精細とな る第 1の画素密度にて取得された画素濃淡データに基づいて半導体ゥエーハの周 端面の傷等の欠陥や膜の有無 (物体表面の状態）に依存する濃淡情報を得ることが でき、また、基準ラインセンサ以外の各ラインセンサ力もの濃淡信号力も比較的低精 細となる第 2の画素密度にて取得された画像濃淡データ及び前記基準ラインセンサ からの濃淡信号から得られた画像濃淡データの複数の色特性に対応した画素濃淡 データに基づいて半導体ゥエーハの周端面の膜の形成状態 (物体表面の状態）に 依存する色分布の情報を得ることができる。
[0014] また、本発明に係る外観検査装置において、前記複数のラインセンサから前記基 準ラインセンサを選択する選択手段を有する構成とすることができる。
[0015] このような構成により、例えば、特に注目したい膜の色の補色に近い色の感度特性 となるラインセンサを基準ラインセンサとして選択すれば、前記基準ラインセンサから 比較的高精細となる第 1の画素密度にて取得された画素濃淡データに基づいて物 体表面のその注目した 、膜の有無をより適確に表し得る濃淡情報を得ることができる ようになる。
[0016] また、本発明に係る外観検査装置において、前記撮像ユニットは、前記複数のライ ンセンサ力もの濃淡信号に基づ 、て画素毎の色を表す色信号を出力するようにし、 前記処理ユニットは、前記色信号に基づ!、て前記物体表面の状態を表す情報を生 成する構成とすることができる。
[0017] このような構成により、撮像ユニットから出力される画素毎の色を表す色信号に基づ V、て検査対象となる物体表面の状態を表す情報が生成されるので、 3つのラインセン サからの濃淡信号に基づ 、た画素濃淡データを合成しなくても、容易に物体表面の 画像を表し得る画像データを生成することができる。
[0018] なお、撮像ユニットは、例えば、各ラインセンサからの濃淡信号をその濃淡程度と色 感度特性とに基づいて周波数情報に変換することにより、画素毎の色 (周波数)を表 す色信号を生成することができる。
[0019] また、本発明に係る外観検査装置において、前記処理ユニットは、前記色信号から 前記第 2の画素密度にて画素色データを取得する画素色データ取得手段を有し、前 記第 2の画素密度にて取得された画素色データに基づいて前記物体表面の状態を 表す情報を生成する構成とすることができる。 [0020] このような構成により、撮像ユニットから出力される画素毎の色信号力も比較的低精 細な第 2の画素密度にて画素色データを取得するようにしているので、物体表面の 画像を表し得る画像データを生成する際の処理量を比較的低く抑えることができる。
[0021] また、本発明に係る外観検査装置は、色感度特性の異なる複数のラインセンサが 所定の間隔にて平行に配置され、検査対象となる物体の表面を走査しつつ各ライン センサから画素毎の濃淡信号を出力するようにした撮像ユニットと、前記撮像ユニット における各ラインセンサからの濃淡信号に基づいて前記物体表面の状態を表す情 報を生成する処理ユニットとを有し、前記処理ユニットは、前記複数のラインセンサそ れぞれからの画素毎の濃淡信号から、所定ライン数おきに、各ラインセンサについて 走査ラインを所定ライン数ずつずらして画素濃淡データを取得する画素データ取得 手段を有し、前記各ラインセンサそれぞれに対応して取得だれる前記所定ライン数 おきの画素濃淡データに基づいて前記物体表面の状態を表す情報を生成するよう に構成される。
[0022] このような構成により、複数のラインセンサそれぞれの画素毎の濃淡信号から、所定 走査ライン数おきに画素濃淡データを取得することになるので、各走査ラインの全て について画素濃淡データを得る場合に比べてその処理量を低減させることが可能と なる。また、各ラインセンサについて走査ラインを所定ライン数ずつずらして画素濃淡 データを取得するようにして 、るので、どのラインセンサ力 も画素濃淡データが取得 されないという走査ラインを極力低減させることができるので画質の劣化も極力抑える ことができる。
発明の効果
[0023] 本発明に係る外観検査装置によれば、基準ラインセンサ力もの濃淡信号力も比較 的高精細となる第 1の画素密度にて取得された画素濃淡データに基づいて物体の 表面の傷等の欠陥や膜の有無に依存する濃淡情報を得ることができるので、その濃 淡情報から物体表面の傷等の欠陥検出を適正な分解能 (第 1の画素密度に対応）に て行うことができるようになる。また、同時に、物体表面の膜の形成状態に依存する色 分布の情報を得るために、基準ラインセンサ以外の各ラインセンサ力もの濃淡信号か ら比較的低精細となる第 2の画素密度にて画素濃淡データを取得すればよぐその 処理量を極力抑えることができるようになる。従って、処理量の増大を極力抑えて検 查対象となる物体表面の傷等の欠陥検出を適正な分解能にて行なうことができると 共にその物体表面の膜の形成状態を判定することができるようになる。
図面の簡単な説明
[図 1]本発明の実施の一形態に係る外観検査装置の構成を示す図である。
[図 2]図 1に示す外観検査装置における CCDカメラ内の 3つのラインセンサと検査対 象となる半導体ゥエーハの周端面との位置関係を示す平面図 (a)、前記 3つのライン センサと半導体ゥエーハの周端面との位置関係を示す側面図 (b)及び前記 3つのラ インセンサと CCDカメラのレンズとの位置関係を示す正面図（c)である。
[図 3]3つのラインセンサと CCDカメラのレンズとの位置関係を更に詳細に示す平面 図である。
[図 4]図 1に示す外観検査装置における処理ユニットでの処理手順を示すフローチヤ ートである。
[図 5]図 4に示すフローチャートにおける周端面検査処理を示すフローチャートである
[図 6]第 2の画素密度 (低解像度に対応）にて得られた画素濃淡データを示す図 (a) 及び色表現における分解能を示す図（b)である。
[図 7]図 4に示すフローチャートにおけるカラー画像表示処理を示すフローチャートで ある。
[図 8]各色成分の画素濃淡データを取得する他の方法及びその取得された各色成 分の画素濃淡データ力 カラー画像データを生成する方法を示す図である。
[図 9]図 8に示す方法に従ってカラー画像データを生成する際の処理ユニットでの処 理手順を示すフローチャートである。
[図 10]ラインセンサの出力の特性の例（a)、 (b)を示す図である。
[図 11]外観検査装置において検査対象となる半導体ゥエーハの近傍に遮光板を設 置した状態を示す図である。
[図 12]図 11に示す装置において、検査対象となる半導体ゥエーハの周端部の上傾 斜面と CCDカメラとの配置関係を示す図である。 [図 13]色成分と欠陥との関係を示す図である。
[図 14]色成分をグラフ化した提示例を示す図である。
[図 15]色成分に基づいて区別される欠陥を画像に表示させた例を示す図である。 符号の説明
[0025] 10 ゥエーハ回転ァライナ
11 ターンテーブル
20 CCDカメラ
21 レンズ系
22R 赤ラインセンサ
22G 緑ラインセンサ
22B 青ラインセンサ
30 光源ユニット
31 電源
50 処理ユニット
51 操作部
52 モニタユニット
100 半導体ゥエーハ
101 周端面
102 上傾斜面
120 遮光板
発明を実施するための最良の形態
[0026] 以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
[0027] 本発明の実施の一形態に係る外観検査装置は、図 1に示すように構成される。この 外観検査装置は、半導体ゥエーハの周端面の外観を検査するものである。
[0028] 図 1において、この外観検査装置は、ゥエーハ回転ァライナ 10を有し、ゥエーハ回 転ァライナ 10によって回転されるターンテーブル 11上に検査対象となる半導体ゥェ ーハ 100がセットされる。また、ターンテーブル 11上にセットされた半導体ゥエーハ 1 00の周端面に対して所定の位置関係となるように撮像ユニットを構成する CCDカメ ラ 20が設置され、電源 31からの電力供給により拡散光を照射する光源ユニット 30が CCDカメラ 20の撮像範囲となる半導体ゥエーハ 100の周端面を前記拡散光にて照 らすように設置されている。
[0029] また、この外観検査装置は、処理ユニット 50を有し、処理ユニット 50は、操作部 51 での操作に基づ ヽてゥエーハ回転ァライナ 10を制御してターンテーブル 11を所定 の速度にて回転させると共に、 CCDカメラ 20から出力される画素毎の信号を処理す る。処理ユニット 50は、 CCDカメラ 20からの画素毎の信号に基づいて生成される画 像データに基づいてモニタユニット 52に半導体ゥエーハ 100の周端面の画像を表示 させることがでさる。
[0030] CCDカメラ 20は、図 2 (a)、（b)、 （c)に示すように、レンズ系 21 (対物レンズ）を備え ると共に、光の三原色 (赤、緑、青)それぞれの色感度特性を有する 3つのラインセン サ（CCDラインセンサ）、即ち、赤の色感度特性を有する赤ラインセンサ 22R、緑の 色感度特性を有する緑ラインセンサ 22G及び青の色感度特性を有する青ラインセン サ 22Bを備えている。 3つのラインセンサ 22R、 22G、 22Bは、図 2 (a)、（c)に示すよ うに、所定の間隔にて平行に配置され、 CCDカメラ 20は、図 2 (b)に示すように、 3つ のラインセンサ 22R、 22G、 22Bが半導体ゥエーハ 100の面（上下面）に略垂直な方 向に延びるように、かつ、半導体ゥエーハ 100の周端面 101に対向するように設置さ れている。また、 CCDカメラ 20の向きは、図 2 (a)に示すように、光源ユニット 30から の光によって照らされる半導体ゥエーハ 100の周端面 101の光照射部位 Pからの反 射光を 3つのラインセンサ 22R、 22G、 22Bによって有効に受光することができるよう に設定されている。
[0031] また、図 3に詳細に示すように、緑ラインセンサ 22Gがレンズ系 21の光軸（CCDカメ ラ 20の光軸）上に配置され、その一方の脇に距離 Daを隔てて赤ラインセンサ 22Rが 配置されると共に、その他方の脇に距離 Dbを隔てて青ラインセンサ 22Bが配置され ている。そして、 3つのラインセンサ 22R、 22G、 22Bは、レンズ系 21の色収差内に収 まるように配置されている。
[0032] ターンテーブル 11の回転によって半導体ゥエーハ 100を回転させることにより、 CC Dカメラ 20の各ラインセンサ 22R、 22G、 22Bは、半導体ゥエーハ 100の周端面を走 查し、その走査の過程で画素毎の濃淡信号を出力する。また、 CCDカメラ 20は、赤 ラインセンサ 22Rからの濃淡信号 (以下、 R信号という）、緑ラインセンサ 22G力もの濃 淡信号 (以下、 G信号という)及び青ラインセンサ 22Bからの濃淡信号 (以下、 B信号 という）をその濃淡程度と色感度特性とに基づいて周波数情報に変換することにより、 画素毎の色 (周波数)を表す色信号 (以下、 RGB信号という）を出力する。この RGB 信号は、単板式のカラーラインセンサからの出力信号に相当するものとなる。
[0033] CCDカメラ 20から出力される R信号、 G信号、 B信号及び RGB信号を入力する処 理ユニット 50は、次のような処理を行なう。
[0034] 図 4に示すように、処理ユニット 50は、操作部 51での操作にて設定されたモードを 判定する（SO)。例えば、周端面検査に係るモード（1)が設定されると、処理ユニット 50は、周端面検査処理を実行する（Sl)。この周端面検査処理は、図 5に示す手順 に従ってなされる。
[0035] 図 5において、処理ユニット 50は、操作部 51にて色指定の操作がなされたか否か を判定する（Sl l)。その色指定の操作がなされない場合 (SI 1で NO)、処理ユニット 50は、緑ラインセンサ 22Gを基準ラインセンサとして決定し（S12)、ゥエーハ回転ァ ライナ 10を制御して半導体ゥエーハ 100を回転させることにより半導体ゥエーハ 100 の CCDカメラ 20による周端面走査が開始される（S13)。その周端面の走査過程で、 処理ユニット 50は、基準ラインセンサ（緑ラインセンサ 22G)からの画素毎の G信号か ら高解像度に対応した第 1の画素密度にて画素濃淡データ (G)を取得して所定のメ モリに格納すると共に、赤ラインセンサ 22R及び青ラインセンサ 22Bからの画素毎の R信号及び B信号カゝらそれぞれ低解像度に対応した第 2の画素密度にて画像濃淡 データ (R)及び画素濃淡データ (B)を取得して前記メモリに格納する（S 14)。そして 、処理ユニット 50は、半導体ゥエーハ 100がー回転して端面全周についての走査が 終了したか否かを判定しつつ（S15)前記処理 (S 14)を繰り返し実行する。
[0036] 前記高解像度に対応した第 1の画素密度は、例えば、主走査方向 Smの画素密度 となる基準ラインセンサ（緑ラインセンサ 22G)の画素密度 (例えば、 1画素 Z3 μ m) と、副走査方向 Ss (半導体ゥエーハ 100の周方向）の画素密度となる前記基準ライン センサの画素ピッチに対応した走査ライン密度 (例えば、 1ライン Z3 μ m)とに基づ いて決まる。また、赤ラインセンサ 22R及び青ラインセンサ 22B力もの R信号及び B信 号から、例えば、主走査方向 Smについて 3画素につき 1画素の割合で、かつ、副走 查方向 Ssについて 3ラインにつき 1ラインの割合で画素濃淡データ (R)、 (B)が取得 される。この場合、前記低解像度に対応した第 2の画素密度は、実質的に前記高解 像度に対応した第 1の画素密度の 1Z9となる。
[0037] 処理ユニット 50は、半導体ゥエーハ 100の端面全周についての走査が終了したと 判定すると（S 15で YES)、第 1の画素密度にて取得されてメモリに蓄えられた画素 濃淡データ (G)と、第 2の画素密度 (第 1の画素密度の 1Z9)にて取得されて前記メ モリに蓄えられた画素濃淡データ (R)及び画素濃淡データ (B)を用いて検査処理を 実行する（S16)。この検査処理では、欠陥検出処理、膜の判定処理、カラー画像の 表示処理等がなされる。
[0038] 欠陥検出処理では、できるだけ細かい傷等の欠陥を検出するという観点から、第 1 の画素密度 (高解像度に対応）にて取得した画素濃淡データ (G)に基づいて半導体 ゥエーハ 100の周端面の状態を表す濃淡画像データが生成される。そして、その濃 淡画像データに基づいて半導体ゥエーハ 100の周端面の傷等の欠陥を検出するた めの処理がなされる。これは、例えば、処理ユニット 50にて、予め設定された閾値以 上の或いは以下の濃度値を有する画素部分を欠陥とみなす方法がとられる。
[0039] 膜の判定処理では、図 6 (a)の各斜線矩形で示すように、第 2の画素密度 (低解像 度に対応）にて得られた赤に対応した画素濃淡データ (R)、青に対応した画素濃淡 データ（B)、及び各画素濃淡データ (R)、 (B)の得られた各画素 Pxにつ 、ての緑に 対応した画素濃淡データ (G) (光の三原色に対応した画素濃淡データ）に基づいて 、図 6 (b)の各斜線矩形で示すように、 9画素毎の分解能 (低解像度に対応)をもつ色 分布の情報が生成される。この色分布の情報と、半導体ゥエーハ 100の周端面の傷 等の欠陥とともにその周端面に形成された膜の形状を表し得る（この場合も、閾値に 基づいて処理されることは欠陥の検出と同様)前記第 1の画素密度 (高分解能に対 応）にて得られた画素濃淡データ (G)とに基づいて色味で区別し得る半導体ゥエー ノ、 100の周端面における膜の形成状態が判定される。具体的には、例えば、青味の ある窒化膜が部分的に剥離して下地のアルミ膜が露出している状態や、赤味のある Cu膜が付着して ヽる状態を判定すること、あるいは色ムラに基づ!/、てレジストの塗布 ムラの状態等を判定することができる。
[0040] 前述したように、色分布の情報は低分解能 (濃淡を表す濃淡画像データの 1Z9の 分解能：図 6参照)であっても、半導体ゥエーハ 100の周端面に形成された膜の形状 は高分解能 (第 1の画素密度に対応）にて特定されており、色味によって区別され得 る膜の形成状態を判定するうえで特に問題とならない。
[0041] カラー画像の表示処理では、第 1の画素密度（高解像度に対応）にて取得した画素 濃淡データ (G)及び第 2の画素密度 (低解像度に対応）にて取得した画素濃淡デー タ (R)及び画素濃淡データ (B)の複数の色成分に対応した画素濃淡データ (G)、 ( R)、 (B)に基づいて半導体ゥエーハ 100の周端面の状態を表すカラー画像データ がモニタユニット 52の表示解像度 (一般には前記解像度より低い）に対応した画素密 度にて生成される。そして、そのカラー画像データに基づいて半導体ゥエーハ 100の 周端面のカラー画像がモニタユニット 52に表示される。オペレータは、このモニタュ ニット 52のカラー画像を観察することによって、半導体ゥエーハ 100の周端面の傷等 の欠陥の状態や色分布に基づいた膜の形成状態をある程度判断することができる。
[0042] なお、図 5に示す処理手順において、操作部 51にて色指定がなされたとの判定が なされると（S 11で YES)、処理ユニット 50は、指定された色 (色感度特性)のラインセ ンサを基準ラインセンサとして決定する（S 17)。そして、以後、前述した処理 (S13〜 SI 6)を実行する。
[0043] この場合、例えば、特に注目した 、膜の色の補色に近 、色の感度特性となるライン センサを基準ラインセンサとして選択すれば、前記基準ラインセンサ力 比較的高精 細となる第 1の画素密度にて取得された画素濃淡データに基づいて半導体ゥエーハ 100の周端面のその注目した ヽ膜の有無をより適確に表し得る濃淡画像データを生 成することがでさるよう〖こなる。
[0044] 前述したような周端面検査処理によれば、基準ラインセンサ（例えば、緑ラインセン サ 22G)からの濃淡信号から高解像度に対応した第 1の画素密度にて取得された画 素濃淡データに基づいて半導体ゥエーハ 100の周端面の傷等の欠陥や膜の有無に 依存する濃淡画像データを得ることができるので、その濃淡画像データから半導体ゥ エーハ 100の周端面の傷等の欠陥検出を適正な分解能 (第 1の画素密度に対応）に て行うことができるようになる。また、同時に、半導体ゥエーハ 100の周端面の膜の形 成状態を表し得る色分布の情報を得るために、基準ラインセンサ以外の各ラインセン サ（例えば、赤ラインセンサ 22R及び青ラインセンサ 22B)からの濃淡信号から低解 像度に対応した第 2の画素密度にて画素濃淡データを取得すればよぐその処理量 及びメモリ容量を極力抑えることができるようになる。従って、処理量の増大を極力抑 えて半導体ゥエーハ 100の周端面の傷等の欠陥検出を適正な分解能にて行なうこと ができると共にその周端面の色味によって区別しうる各種膜の形成状態を判定する ことがでさるよう〖こなる。
[0045] なお、図 4に示す処理手順において、操作部 51にてカラー画像表示に係るモード（
2)が設定されると、処理ユニット 50は、カラー画像表示処理を実行する（S2)。この力 ラー画像表示処理は、図 7に示す手順に従ってなされる。
[0046] 図 7において、半導体ゥエーハ 100の CCDカメラユニット 20による周端面走査が開 始されると（S21)、その周端面の走査過程で、処理ユニット 50は、 CCDカメラ 20から 出力される RGB信号 (色信号)から低解像度に対応した前記第 2の画素密度にて画 素色データを取得して所定のメモリに格納する（S22)。そして、処理ユニット 50は、 半導体ゥエーハ 100がー回転して端面全周についての走査が終了したか否かを判 定しつつ（S23)前記処理 (S22)を繰り返し実行する。
[0047] 処理ユニット 50は、半導体ゥエーハ 100の端面全周についての走査が終了したと 判定すると（S 23で YES)、第 2の画素密度にて取得されてメモリに蓄えられた画素 色データに基づいて半導体ゥエーハ 100の周端面の状態を表すカラー画像データ を生成する。そして、処理ユニット 50は、前記カラー画像データに基づいて半導体ゥ エーハ 100の周端面のカラー画像をモニタユニット 52に表示させる（S24)。ォペレ ータは、このモニタユニット 52のカラー画像を観察することによって、半導体ゥエーハ 100の周端面の傷等の欠陥の状態や色分布に基づいた膜の形成状態をある程度判 断することができる。
[0048] 前記カラー画像表示処理によれば、 CCDカメラ 20から出力される画素毎の色を表 す RGB信号に基づいて半導体ゥエーハ 100の周端面の状態を表すカラー画像デ ータが生成されるので、 3つのラインセンサ 22R、 22G、 22Bからの濃淡信号に基づ Vヽた画素濃淡データを合成しなくても、容易に前記周端面の画像を表し得る画像デ ータを生成することができる。
[0049] なお、前述した例では、撮像ユニットとして光の三原色それぞれの色感度特性を有 する 3つのラインセンサを備えた単一の CCDカメラ 20を用いた力 各ラインセンサを 個別的に備えた 3つの CCDカメラ 20を撮像ユニットとして用いることもできる。その場 合、基準ラインセンサ以外のラインセンサの画素密度を物理的に基準ラインセンサの 画素密度より低く設定することもできる。
[0050] 前述した例では、半導体ゥエーハ 100の周端面 101 (図 2 (b)参照）を検査対象と するものであった力 半導体ゥエーハ 100の他の面、例えば、周端面 101に至る上 側の傾斜面及び下側の傾斜面（図 2 (b)参照）を検査対象とすることもでき、また、半 導体ゥエーハ 100以外の他の物体を検査対象とすることもできる。
[0051] 3つのラインセンサ 22R、 22G、 22Bからの濃淡信号 (R信号、 G信号、 B信号）から 次のようにしてカラー画像データを生成することも可能である。
[0052] この例では、図 8に示すように、赤ラインセンサ 22R、緑ラインセンサ 22G、青ライン センサ 22Bそれぞれの R信号、 G信号、 B信号から、副走査方向 Ssにおいて 1走査ラ インおきに、また、各ラインセンサ 22R、 22G、 22Bについての走査ラインを 1ラインず つずらして、各色成分 (R、 G、 B)に対応した画素濃淡データを生成している。即ち、 赤ラインセンサ 22Rの R信号から、副走査方向 Ssにおいて 1走査ラインおきに画素濃 淡データ Rl、 R2、 R3、 R4、 · · ·が生成され、緑ラインセンサ 22Gの G信号から、畐 ij 走査方向 Ssにおいて 1走査ラインおきに画素濃淡データ Gl、 G2、 G3、 G4、 · · ·が 生成され、また、青ラインセンサ 22Bの B信号から、副走査方向 Ssにおいて 1走査ラ インおきに画素濃淡データ Bl、 B2、 B3、 B4、 · · ·が生成される。緑 (G)に対応した 画素濃淡データ Gl、 G2、 G3、 G4、 · · ·が赤 (R)に対応した画素濃淡データ Rl、 R 2、 R3、 R4、 · · ·に対して 1ラインずらされ、青 (B)に対応した画素濃淡データ Bl、 B 2、 B3、 B4、 · · ·が緑 (G)に対応した画素濃淡データ Gl、 G2、 G3、 G4、 · · ·に対し て更に 1ラインずらされている。そして、それぞれ色成分の異なる 3走査ライン分の画 素濃淡データ (Rl、 Gl、 Bl)、（R2、 G2、 B2)、 · · ·にて 1ライン分のカラー画像デー タ RGB1、 RGB2、 · · ·が生成される。
[0053] このようにしてカラー画像データを得るようにすれば、各色成分の画素濃淡データ 力 ラインおきに生成されているので、例えば、図 8に示すように、 9ライン分のカラー 画像データを得るためには、従来 3つのラインセンサでの走査総数が 27ライン（3 X 9 ライン）になるのに対して、その走査総数が 12ライン（3 X 4ライン)で済む。従って、そ の情報の処理量を低減させることができる。また、各ラインセンサ 22R、 22G、 22Bに ついて、即ち、色成分について走査ラインを 1ラインずつずらして画素濃淡データを 得るようにして 、るので、どの色成分にも画素濃淡データが取得されな ヽと 、う走査 ラインはなく、各走査ラインとも少なくとも 、ずれかの色成分での画素濃淡データを得 ることができるようになる。従って、得られるカラー画像データに基づいて得られる画 像は、その画質の劣化が極力抑えられたものとなる。
[0054] その結果、処理量の増大を抑えつつ、得られるカラー画像データから対象となる物 体表面の傷等の欠陥検出 (外形状態)及び膜の形成状態 (色味状態)の判定を支障 なく行なえるようになる。
[0055] 処理ユニット 50 (図 1参照）は、前述したように 3つのラインセンサ 22R、 22G、 22B 力 の濃淡信号 (R信号、 G信号、 B信号)からカラー画像データを得るための処理を 、例えば、図 9に示す手順に従って実行する。
[0056] 図 9において、オペレータによって操作される操作部 51から各ラインセンサ 22R、 2 2G、 22Bについての走査ラインとび数 (例えば、 1ライン)及びずらし走査ライン数（1 ライン）が入力されると、処理ユニット 50は、その走査ラインとび数及びずらし走査ライ ン数を取得する（S33)。そして、処理ユニット 50は、ゥエーハ回転ァライナ 10を制御 して半導体ゥエーハ 100を回転させ、半導体ゥエーハ 100の CCDカメラ 20による周 端面走査を開始させる（S32)。その周端面の走査過程で、処理ユニット 50は、各ラ インセンサ 22R、 22G、 22B力もの濃淡信号 (R信号、 G信号、 B信号)から、前記取 得した走査ラインとび数おき（例えば、 1走査ラインおき）に、各色成分について走査 ラインを前記取得したライン数 (例えば、 1ライン)ずつずらして各色成分の画素濃淡 データを生成し（図 8参照）、メモリに格納する（S33)。そして、処理ユニット 50は、半 導体ゥエーハ 100がー回転して端面全周についての走査が終了したか否かを判定 しつつ（S34)、前記処理 (S33)を繰り返し実行する。半導体ゥエーハ 100の端面全 周についての走査が終了すると（S34で YES)、処理ユニット 50は、その時点までに メモリに蓄積された各色成分の画素濃淡データから、それぞれ色成分の異なる 3走 查ライン分の画素濃淡データ (Rl、 Gl、 Bl)、（R2、 G2、 B2)、 · · ·にて 1ライン分の カラー画像データ RGB1、 RGB2、 · · ·を順次生成する（S35)。
[0057] 次に、各ラインセンサ 22R、 22G、 22Bの実装上の工夫について説明する。
[0058] 一般に、 CCD (Charge Coupled Device)のラインセンサは光などの励起エネルギー を受けない素子について認識することができない。例えば、動作しない素子力 先に ついての走査がなされない。そこで、各ラインセンサ 22R、 22G、 22B力 例えば、 8 000画素 (pixel)を有し、 5KHz程度の走査レートで駆動される場合、検査対象の半 導体ゥエーハ 100の端面の撮影が可能となる 2000画素を残して他の 6000画素を 金属等の遮光板によって受光できないようにすることができる。この場合、 CCDの各 ラインセンサ 22R、 22G、 22Bは、 6000画素分の素子について認識しなくなり、実施 的に有効となる 2000画素にて 20KHzの走査レートで駆動されるようになる。
[0059] 一般的には、
動作処理速度 = (画素数 遮光画素数)/クロック数
=有効画素数 Zクロック数 =走査レート
が成立する。検査に必要とされる画素数 (素子数)よりも多 、画素数のラインセンサを 用いる場合、上記式を目安として余分な画素に対する遮光を行なって、動作速度を 向上させることが可會となる。
[0060] CCDカメラ 20におけるレンズ 21の歪などを考慮して、 CCDカメラ 20を次のようにし て調整することができる。
[0061] まず、対象となる半導体ゥエーハ 100の CCDカメラ 20に対する相対的な位置を調 整する。この調整は、半導体ゥエーハ 100がセットされるゥエーハ回転ァライナ 10を 調整すること〖こより行なうことができる。
[0062] 撮像範囲をカバーする画素数より多い画素数の各ラインセンサを使用し、その各ラ インセンサのシェーディング、レンズ 21の被写界深度、焦点距離の調整を行なう。そ の後、その CCDカメラ 20にて撮影された映像を確認しながら、レンズ 21の歪みが発 生しない領域に各ラインセンサの使用領域を設定する。例えば、図 10 (a)に示すよう な映像信号が得られる有効長さが Laとなるラインセンサでは、その使用領域 Eaが設 定され、また、図 10 (b)に示すような信号が得られる有効長さが Lbとなるラインセンサ では、その使用領域 Ebが設定される。具体的には、使用領域 Ea、 Ebに対応する画 素位置の情報が処理ユニット 50にセットされる。これにより、処理ユニット 50は、その 使用領域 Ea、 Ebからの濃淡信号だけを処理すべき信号として取り扱う。
[0063] CCDカメラ 20をこのように調整することにより、レンズ 21に歪みがあつたとしても、そ の歪みの影響を受けることなく、各色成分にっ 、て良好な画素濃淡データを得ること ができるようになる。
[0064] 更に、 3ラインのラインセンサ 22R、 22G、 22Bを有する（3板式）の CCDカメラ 20を 使用する場合、 1ラインのラインセンサ（1板式)の CCDカメラに比べて、外乱光を受 光し易い。このため、得られる画像にその外乱光の影響が表れやすい。このような外 乱光の影響を極力低減させる観点から、図 11 (a)、（b)に示すように遮光板 120を設 けることができる。
[0065] この例では、図 12に示すように、半導体ゥエーハ 100の周端部の上斜面 102を CC Dカメラ 20にて撮影している。この場合、図 l l (a)、（b)に示すように、検査対象とな る半導体ゥエーハ 100を直径方向に横切るように遮光板 120が配置される。そして、 CCDカメラ 20が垂直方向に対して僅かに傾けた状態で撮影部位となる半導体ゥェ ーハ 100の周端部の上斜面 10に向けられる。そして、照明用の拡散光が遮光板 12 0の CCDカメラ 20側力も前記撮影部位に向けて照射される。このように遮光板 120を 設けることにより、遮光板 120を挟んで CCDカメラ 20の逆側からの外乱光が CCD力 メラ 20に入射することが防止されるので、得られる画像に対する外乱光の影響を低 減させることができる。
[0066] 次に、各色成分の画素濃淡データ R、 G、 Bから得られる色成分比を領域を評価す るパラメータとして使用することができる。
[0067] 例えば、図 13に示すように、各色成分比と欠陥との対応関係を予め保存しておき、 その色成分またはその色成分に近 、色成分の領域にっ 、ては、対応する欠陥であ ることを表す情報をモニタユニット 52に表示させるようにすることができる。このように すれば、オペレータは、容易に検査対象にどのような欠陥が含まれるかを判断するこ とがでさる。
[0068] なお、図 13に示す例では、赤 (R)：緑 (G)：青（B)の成分比が 90 : 5 : 5の場合は、 C MP工程での銅（Cu)の加工欠陥（Cu残渣）に対応付けられ、同成分比が 10 : 15 : 7 5の場合は、レジストの欠陥（ヒビ等）に対応付けられ、同成分比が 5 : 35 : 60の場合 には、 SiN層の不良に対応付けられている。
[0069] また、領域を構成する画素の色成分比を図 14に示すように、グラフ化してオペレー タに提示することも、更に、図 15に示すように、欠陥領域が分るように画像を表示させ ることも可能である。図 15に示す例の場合、図 13に示す赤 (R)：緑 (G)：青 (B)の成 分比が 90： 5： 5の領域 Dr (図 15 (a)参照）は、 Cuの残差等の R欠陥として赤 (R)の 画素濃淡データに基づいた画像において強調して示される。また、同成分比が 10 : 15 : 75の領域 Db (図 15 (c)参照）は、レジストの欠陥（ヒビ等）の B欠陥として青 (B) の画素濃淡データに基づいた画像において強調して示される。更に、同成分比が 5 : 35： 60の領域 Dg (図 15 (b)参照）は、 SiN層の不良等の G欠陥として緑 (G)の画素 濃淡データに基づいた画像において強調して示される。また、前記 Rの画素濃淡デ ータ、 Gの画素濃淡データ及び Bの画素濃淡データを合成して得られるカラー画像 データに基づいたカラー画像では、前記領域 Dr、 Dg、 Dbがそれぞれ欠陥の領域と して強調して表示される。これにより、オペレータは、表示された画像から検査対象に どのような種類の欠陥領域が含まれるかを容易に判断することができる。
産業上の利用可能性
[0070] 以上、説明したように、本発明に係る外観検査装置は、処理量の増大を極力抑え て検査対象となる物体表面の傷等の欠陥検出を適正な分解能にて行なうことができ ると共にその物体表面の膜の形成状態を判定することができるという効果を有し、半 導体ゥエーハの周端面等の検査対象となる物体表面の外観を検査する外観検査装 置として有効である。

Claims

請求の範囲
[1] 色感度特性の異なる複数のラインセンサが所定の間隔にて平行に配置され、検査 対象となる物体の表面を走査しつつ各ラインセンサ力 画素毎の濃淡信号を出力す るようにした撮像ユニットと、
前記撮像ユニットにおける各ラインセンサからの濃淡信号に基づいて前記物体表 面の状態を表す情報を生成する処理ユニットとを有し、
前記処理ユニットは、前記複数のラインセンサ力 決められた単一の基準ラインセ ンサからの濃淡信号から第 1の画素密度にて画素濃淡データを取得すると共に、前 記基準ラインセンサ以外の各ラインセンサ力 の濃淡信号力 前記第 1の画素密度 より低い第 2の画素密度にて画素濃淡データを取得する画素データ取得手段を有し 前記第 1の画素密度にて取得された画素濃淡データと前記第 2の画素密度にて取 得された画素濃淡データとに基づいて前記物体表面の状態を表す情報を生成する ことを特徴とする外観検査装置。
[2] 前記複数のラインセンサは、光の三原色それぞれの色感度特性を有する 3つのライ ンセンサを含み、緑の色感度特性を有するラインセンサが前記 3つのラインセンサの 中央に配置されたことを特徴とする請求項 1記載の外観検査装置。
[3] 前記緑の感度特性を有するラインセンサは、前記カメラの光軸上に配置されたこと を特徴とする請求項 2記載の外観検査装置。
[4] 検査対象となる物体は半導体ゥエーハであって、前記複数のラインセンサは、前記 半導体ゥエーハの面に略垂直な方向に延びるように配置され、前記半導体ゥエーハ をその面に垂直な軸を中心に回転させることにより前記半導体ゥエーハの周端面を 走査することを特徴とする請求項 1記載の外観検査装置。
[5] 前記複数のラインセンサ力 前記基準ラインセンサを選択する選択手段を有するこ とを特徴とする請求項 1記載の外観検査装置。
[6] 前記撮像ユニットは、前記複数のラインセンサからの濃淡信号に基づいて画素毎 の色を表す色信号を出力するようにし、
前記処理ユニットは、前記色信号に基づ!、て前記物体表面の状態を表す情報を生 成することを特徴とする請求項 1記載の外観検査装置。
[7] 前記処理ユニットは、前記色信号に基づいて画素色データを前記第 2の画素密度 にて取得する画素色データ取得手段を有し、
前記第 2の画素密度にて取得された画素色データに基づいて前記物体表面の状 態を表す情報を生成することを特徴とする請求項 6記載の外観検査装置。
[8] 色感度特性の異なる複数のラインセンサが所定の間隔にて平行に配置され、検査 対象となる物体の表面を走査しつつ各ラインセンサ力 画素毎の濃淡信号を出力す るようにした撮像ユニットと、
前記撮像ユニットにおける各ラインセンサからの濃淡信号に基づいて前記物体表 面の状態を表す情報を生成する処理ユニットとを有し、
前記処理ユニットは、前記複数のラインセンサそれぞれからの画素毎の濃淡信号 から、所定ライン数おきに、各ラインセンサについての走査ラインを所定ライン数ずつ ずらして画素濃淡データを取得する画素データ取得手段を有し、
前記各ラインセンサそれぞれに対応して取得される前記所定ライン数おきの画素 濃淡データに基づいて前記物体表面の状態を表す情報を生成することを特徴とする 外観検査装置 ^
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