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Title:
MONITORING APPARATUS, MONITORING METHOD, INSPECTING APPARATUS AND INSPECTING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/031612
Kind Code:
A1
Abstract:
An inspecting apparatus is provided with an imaging section (30) for imaging a first range and a second range, which is shifted from the first range in a prescribed direction, in an object to be inspected; a differential processing section (44) for obtaining a differential between signals of sections which correspond to the prescribed direction in the image of the first range and that of the second range; and an inspecting section (46) for inspecting existence of a defect in the object, based on the processing results obtained from the differential processing section (44).

Inventors:
SAKAGUCHI NAOSHI (JP)
TAKAHASHI MASASHI (JP)
WATANABE TAKASHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/065969
Publication Date:
March 12, 2009
Filing Date:
September 04, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NIKON CORP (JP)
SAKAGUCHI NAOSHI (JP)
TAKAHASHI MASASHI (JP)
WATANABE TAKASHI (JP)
International Classes:
G01N21/956; G01B11/30; G01N21/88; G01N21/89
Foreign References:
JP2006047040A2006-02-16
JPH02210249A1990-08-21
JP2006329630A2006-12-07
JPH02298842A1990-12-11
JPH1151622A1999-02-26
Attorney, Agent or Firm:
OHNISHI, Shogo (HIGASHI-IKEBUKURO SS BUILDING 1F 3-20-3, Higashi-Ikebukuro, Toshima-k, Tokyo 13, JP)
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Claims:
 被検物における第1の範囲および前記第1の範囲に対して所定方向にずれた第2の範囲を撮像する撮像部と、
 前記第1の範囲の画像と前記第2の範囲の画像との前記所定方向に対応する部分の信号の差分を得る差分処理部と、
 前記差分処理部による処理結果を表示する表示部とを有することを特徴とする観察装置。
 前記差分処理部は、前記第1の範囲の画像を構成する複数の部分と前記第2の範囲の画像を構成する複数の部分とを前記所定方向に対応させてそれぞれの差分を得ることを特徴とする請求項1に記載の観察装置。
 前記被検物を前記撮像部に対して前記所定方向へ相対移動させる相対移動部をさらに有し、
 前記撮像部は、前記被検物を前記相対移動に応じて前記所定方向へ連続的に撮像することを特徴とする請求項1もしくは請求項2に記載の観察装置。
 前記相対移動部は、略円盤状に形成された前記被検物の回転対称軸を回転軸として、前記撮像部に対する前記被検物の外周端部の相対回転方向が前記所定方向となるように前記被検物を回転駆動し、
 前記撮像部は、前記回転軸と直交する方向または平行な方向の少なくとも一つの方向から前記被検物の外周端部または該外周端部近傍の該外周端部に連なる部分を連続的に撮像することを特徴とする請求項3に記載の観察装置。
 前記撮像部が前記被検物の全周にわたって前記撮像することを特徴とする請求項4に記載の観察装置。
 前記撮像部が前記被検物の周の一部にわたって前記撮像することを特徴とする請求項4に記載の観察装置。
 前記差分処理部により得られた前記差分の値と、前記差分が得られる画像に対応した前記被検物における位置との関係を示すヒストグラムを作成するヒストグラム作成部を有することを特徴とする請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載の観察装置。
 前記ヒストグラムに基づいて前記差分が得られる画像を表示可能であることを特徴とする請求項7に記載の観察装置。
 前記撮像部は、前記被検物を前記撮像するためのラインセンサを備え、
 前記ラインセンサが前記被検物に対して前記所定方向へ相対移動しながら前記被検物を連続的に撮像することを特徴とする請求項1から請求項8のうちいずれか一項に記載の観察装置。
 前記ラインセンサが、前記被検物の端部もしくは端部近傍の明視野像を撮像することを特徴とする請求項9に記載の観察装置。
 前記被検物に対する前記ラインセンサの相対移動範囲を設定する撮像位置設定部を有することを特徴とする請求項9もしくは請求項10に記載の観察装置。
 前記撮像部は、前記被検物の二次元像を撮像するための二次元撮像器を備え、
 前記表示部は、前記差分処理部による前記処理結果に基づいて前記二次元撮像器の撮像範囲を設定することを特徴とする請求項9から請求項11のうちいずれか一項に記載の観察装置。
 被検物における第1の範囲および前記第1の範囲に対して所定方向にずれた第2の範囲を撮像する撮像部と、
 前記第1の範囲の画像と前記第2の範囲の画像との前記所定方向に対応する部分の信号の差分を得る差分処理部と、
 前記差分処理部による処理結果に基づいて前記被検物を検査する検査部とを有することを特徴とする検査装置。
 前記差分処理部は、前記第1の範囲の画像を構成する複数の部分と前記第2の範囲の画像を構成する複数の部分とを前記所定方向に対応させてそれぞれの差分を得ることを特徴とする請求項13に記載の検査装置。
 前記差分処理部による処理結果を表示する表示部をさらに有することを特徴とする請求項13もしくは請求項14に記載の検査装置。
 前記差分処理部により得られた前記差分の値と、前記差分が得られる画像に対応した前記被検物における位置との関係を示すヒストグラムを作成するヒストグラム作成部を有することを特徴とする請求項13から請求項15のうちいずれか一項に記載の検査装置。
 前記検査部は、前記差分処理部により得られた前記差分の値が所定の閾値より大きい場合に、前記欠陥が有ると判定するとともに、前記ヒストグラム作成部により作成された前記ヒストグラムから前記欠陥の位置を特定することを特徴とする請求項16に記載の検査装置。
 前記撮像部は、前記被検物を前記撮像するためのラインセンサを備え、
 前記ラインセンサが前記被検物に対して前記所定方向へ相対移動しながら前記被検物を連続的に撮像することを特徴とする請求項13から請求項17のうちいずれか一項に記載の検査装置。
 前記撮像部は、前記被検物の二次元像を撮像するための二次元撮像器を備え、
 前記表示部は、前記検査部による前記検査の結果に基づいて前記二次元撮像器の撮像範囲を設定することを特徴とする請求項18に記載の検査装置。
 前記二次元撮像器により撮像された前記欠陥が映る二次元画像を記録する記録部を有し、
 前記検査部は、前記記録部に記録された前記二次元画像に基づいて分類される前記欠陥の種類に応じて、前記差分処理部により得られた前記差分の値から前記欠陥の種類を判別することを特徴とする請求項19に記載の検査装置。
 前記検査部は、前記差分処理部により得られた前記差分から色情報を抽出し、抽出した前記色情報から所定の干渉色の有無を検査することで、前記被検物に形成された薄膜起因による前記欠陥の有無を検査することを特徴とする請求項20に記載の検査装置。
 被検物における第1の範囲および前記第1の範囲に対して所定方向にずれた第2の範囲を撮像する撮像処理と、
 前記第1の範囲の画像と前記第2の範囲の画像との前記所定方向に対応する部分の信号の差分を得る差分処理と、
 前記差分処理による処理結果を表示する表示処理とを有することを特徴とする観察方法。
 前記差分処理において、前記第1の範囲の画像を構成する複数の部分と前記第2の範囲の画像を構成する複数の部分とを前記所定方向に対応させてそれぞれの差分を得ることを特徴とする請求項22に記載の観察方法。
 被検物における第1の範囲および前記第1の範囲に対して所定方向にずれた第2の範囲を撮像する撮像処理と、
 前記第1の範囲の画像と前記第2の範囲の画像との前記所定方向に対応する部分の信号の差分を得る差分処理と、
 前記差分処理による処理結果に基づいて前記被検物を検査する検査処理とを有することを特徴とする検査方法。
 前記差分処理において、前記第1の範囲の画像を構成する複数の部分と前記第2の範囲の画像を構成する複数の部分とを前記所定方向に対応させてそれぞれの差分を得ることを特徴とする請求項24に記載の検査方法。
 前記検査処理において、前記差分処理により得られた前記差分の値が所定の閾値より大きい場合に、前記欠陥が有ると判定することを特徴とする請求項24もしくは請求項25に記載の検査方法。
 前記撮像処理を行うための撮像部は、前記被検物を撮像するための二次元イメージセンサおよびラインセンサを備え、前記ラインセンサにより撮像した前記被検物の画像に対する前記差分処理の処理結果に基づいて前記検査処理が行われるように構成されており、
 前記二次元イメージセンサにより撮像した前記被検物の画像に対する前記差分処理で得られる前記差分の値と、前記二次元イメージセンサにより撮像した前記被検物の前記画像で視認可能な前記被検物の欠陥との相関を求めて、前記二次元イメージセンサに対応した前記閾値を設定する閾値設定処理と、
 前記ラインセンサにより撮像した前記被検物の画像に対する前記差分処理で得られる前記差分の値に基づいて、前記閾値設定処理で設定した前記閾値の補正を行い、前記ラインセンサに対応した前記閾値を設定する閾値補正処理とをさらに有することを特徴とする請求項26に記載の検査方法。
 予め設定された演算処理が可能な回路基板を用いて前記検査処理を行うことを特徴とする請求項27に記載の検査方法。
Description:
観察装置および観察方法、並び 検査装置および検査方法

 本発明は、半導体ウェハや液晶ガラス基 等の被検物に対する観察装置および観察方 、並びに検査装置および検査方法に関する

 近年、半導体ウェハに形成される回路素 パターンの集積度が高くなるとともに、半 体製造工程でウェハの表面処理に用いられ 薄膜の種類が増加している。これに伴い、 膜の境界部分が露出するウェハの端部付近 欠陥検査が重要となってきている。ウェハ 端部付近に異物等の欠陥があると、後の工 で異物等がウェハの表面側に回り込んで悪 響を及ぼし、ウェハから作り出される回路 子の歩留まりに影響する。

 そこで、半導体ウェハ等の円盤状に形成さ た被検物の端面周辺(例えば、アペックスや 上下のベベル)を複数の方向から観察して、 物や膜の剥離、膜内の気泡、膜の回り込み といった欠陥の有無を検査する検査装置が 案されている(例えば、特許文献1を参照)。 のような検査装置には、レーザ光等の照射
より生じる散乱光を利用して異物等を検出す る構成のものや、ラインセンサにより被検物 の画像を帯状に形成して異物等を検出する構 成のもの等がある。

:特開2004-325389号公報

 また、画像取得装置により被検物の端面 辺の画像を部分的に1枚ずつ取得して、複数 の画像データから異物等を検出する構成のも のもあるが、小さな欠陥を認識できる高い分 解能を有する画像取得装置を使用すると、画 像取得枚数(画像データ)が非常に多くなり、 えば、10倍の対物レンズで端面(アペックス) の観察を行った場合、画像取得枚数は1400枚 度になる。このような多量の画像データか 被検物の欠陥を含む画像データのみを抽出 るには、全ての画像を1枚ずつ確認する場合 時間がかかり困難であった。

 本発明は、このような問題に鑑みてなさ たものであり、被検物の欠陥を含む画像の 出を容易に行うことが可能な観察装置およ 観察方法、並びに検査装置および検査方法 提供することを目的とする。

 このような目的達成のため、本発明に係 観察装置は、被検物における第1の範囲およ び前記第1の範囲に対して所定方向にずれた 2の範囲を撮像する撮像部と、前記第1の範囲 の画像と前記第2の範囲の画像との前記所定 向に対応する部分の信号の差分を得る差分 理部と、前記差分処理部による処理結果を 示する表示部とを有している。

 なお、上述の観察装置において、前記差 処理部は、前記第1の範囲の画像を構成する 複数の部分と前記第2の範囲の画像を構成す 複数の部分とを前記所定方向に対応させて れぞれの差分を得ることが好ましい。

 また、上述の観察装置において、前記被 物を前記撮像部に対して前記所定方向へ相 移動させる相対移動部をさらに有し、前記 像部は、前記被検物を前記相対移動に応じ 前記所定方向へ連続的に撮像することが好 しい。

 さらに、前記相対移動部は、略円盤状に 成された前記被検物の回転対称軸を回転軸 して、前記撮像部に対する前記被検物の外 端部の相対回転方向が前記所定方向となる うに前記被検物を回転駆動し、前記撮像部 、前記回転軸と直交する方向または平行な 向の少なくとも一つの方向から前記被検物 外周端部または該外周端部近傍の該外周端 に連なる部分を連続的に撮像することが好 しい。

 またさらに、前記撮像部が前記被検物の 周にわたって前記撮像することが好ましい もしくは、前記撮像部が前記被検物の周の 部にわたって前記撮像しても良い。

 また、上述の観察装置において、前記差 処理部により得られた前記差分の値と、前 差分が得られる画像に対応した前記被検物 おける位置との関係を示すヒストグラムを 成するヒストグラム作成部を有することが ましい。

 さらには、前記ヒストグラムに基づいて 記差分が得られる画像を表示可能であるこ が好ましい。

 また、上述の観察装置において、前記撮 部は、前記被検物を前記撮像するためのラ ンセンサを備え、前記ラインセンサが前記 検物に対して前記所定方向へ相対移動しな ら前記被検物を連続的に撮像することが好 しい。

 さらに、前記ラインセンサが、前記被検 の端部もしくは端部近傍の明視野像を撮像 ることが好ましい。

 また、上述の観察装置において、前記被 物に対する前記ラインセンサの相対移動範 を設定する撮像位置設定部を有することが ましい。

 また、上述の観察装置において、前記撮 部は、前記被検物の二次元像を撮像するた の二次元撮像器を備え、前記表示部は、前 差分処理部による前記処理結果に基づいて 記二次元撮像器の撮像範囲を設定すること 好ましい。

 また、本発明に係る検査装置は、被検物 おける第1の範囲および前記第1の範囲に対 て所定方向にずれた第2の範囲を撮像する撮 部と、前記第1の範囲の画像と前記第2の範 の画像との前記所定方向に対応する部分の 号の差分を得る差分処理部と、前記差分処 部による処理結果に基づいて前記被検物を 査する検査部とを有している。

 なお、上述の検査装置において、前記差 処理部は、前記第1の範囲の画像を構成する 複数の部分と前記第2の範囲の画像を構成す 複数の部分とを前記所定方向に対応させて れぞれの差分を得ることが好ましい。

 また、上述の検査装置において、前記差 処理部による処理結果を表示する表示部を らに有することが好ましい。

 また、上述の検査装置において、前記差 処理部により得られた前記差分の値と、前 差分が得られる画像に対応した前記被検物 おける位置との関係を示すヒストグラムを 成するヒストグラム作成部を有することが ましい。

 さらに、前記検査部は、前記差分処理部 より得られた前記差分の値が所定の閾値よ 大きい場合に、前記欠陥が有ると判定する ともに、前記ヒストグラム作成部により作 された前記ヒストグラムから前記欠陥の位 を特定することが好ましい。

 また、上述の検査装置において、前記撮 部は、前記被検物を前記撮像するためのラ ンセンサを備え、前記ラインセンサが前記 検物に対して前記所定方向へ相対移動しな ら前記被検物を連続的に撮像することが好 しい。

 さらに、前記撮像部は、前記被検物の二 元像を撮像するための二次元撮像器を備え 前記表示部は、前記検査部による前記検査 結果に基づいて前記二次元撮像器の撮像範 を設定することが好ましい。

 さらには、前記二次元撮像器により撮像 れた前記欠陥が映る二次元画像を記録する 録部を有し、前記検査部は、前記記録部に 録された前記二次元画像に基づいて分類さ る前記欠陥の種類に応じて、前記差分処理 により得られた前記差分の値から前記欠陥 種類を判別することが好ましい。

 またさらに、前記検査部は、前記差分処 部により得られた前記差分から色情報を抽 し、抽出した前記色情報から所定の干渉色 有無を検査することで、前記被検物に形成 れた薄膜起因による前記欠陥の有無を検査 ることが好ましい。

 また、本発明に係る観察方法は、被検物 おける第1の範囲および前記第1の範囲に対 て所定方向にずれた第2の範囲を撮像する撮 処理と、前記第1の範囲の画像と前記第2の 囲の画像との前記所定方向に対応する部分 信号の差分を得る差分処理と、前記差分処 による処理結果を表示する表示処理とを有 ている。

 なお、上述の観察方法では、前記差分処 において、前記第1の範囲の画像を構成する 複数の部分と前記第2の範囲の画像を構成す 複数の部分とを前記所定方向に対応させて れぞれの差分を得ることが好ましい。

 また、本発明に係る検査方法は、被検物 おける第1の範囲および前記第1の範囲に対 て所定方向にずれた第2の範囲を撮像する撮 処理と、前記第1の範囲の画像と前記第2の 囲の画像との前記所定方向に対応する部分 信号の差分を得る差分処理と、前記差分処 による処理結果に基づいて前記被検物を検 する検査処理とを有している。

 なお、上述の検査方法では、前記差分処 において、前記第1の範囲の画像を構成する 複数の部分と前記第2の範囲の画像を構成す 複数の部分とを前記所定方向に対応させて れぞれの差分を得ることが好ましい。

 また、上述の検査方法では、前記検査処 において、前記差分処理により得られた前 差分の値が所定の閾値より大きい場合に、 記欠陥が有ると判定することが好ましい。

 さらに、上述の検査方法において、前記 像処理を行うための撮像部は、前記被検物 撮像するための二次元イメージセンサおよ ラインセンサを備え、前記ラインセンサに り撮像した前記被検物の画像に対する前記 分処理の処理結果に基づいて前記検査処理 行われるように構成されており、前記二次 イメージセンサにより撮像した前記被検物 画像に対する前記差分処理で得られる前記 分の値と、前記二次元イメージセンサによ 撮像した前記被検物の前記画像で視認可能 前記被検物の欠陥との相関を求めて、前記 次元イメージセンサに対応した前記閾値を 定する閾値設定処理と、前記ラインセンサ より撮像した前記被検物の画像に対する前 差分処理で得られる前記差分の値に基づい 、前記閾値設定処理で設定した前記閾値の 正を行い、前記ラインセンサに対応した前 閾値を設定する閾値補正処理とをさらに有 ることが好ましい。

 さらに、上述の検査方法において、予め 定された演算処理が可能な回路基板を用い 前記検査処理を行うことが好ましい。

 本発明によれば、被検物の欠陥を含む画 の抽出を容易に行うことができる。

本発明に係る検査装置の概略構成図で る。 ウェハの外周端部近傍を示す側面図で る。 画像処理部を示す制御ブロック図であ 。 本発明に係る検査方法を示すフローチ ートである。 検査処理で用いられる閾値の設定方法 示すフローチャートである。 分割処理および差分処理の過程を示す 式図である。 ウェハの二次元画像を示す模式図であ 。 欠陥を含むウェハの二次元画像を示す 式図である。 ヒストグラムの一例を示す図である。

 以下、本発明の好ましい実施形態につい 説明する。本発明に係る検査装置の一例を 1に示しており、この検査装置1は、半導体 ェハ10(以下、ウェハ10と称する)の端部およ 端部近傍における欠陥(傷、異物の付着等)の 有無を検査するものである。

 被検物であるウェハ10は薄い円盤状に形 されており、その表面には、ウェハ10から取 り出される複数の半導体チップ(チップ領域) 対応した回路パターン(図示せず)を形成す ために、絶縁膜、電極配線膜、半導体膜等 薄膜(図示せず)が多層にわたって形成される 。図2に示すように、ウェハ10の表面(上面)に ける外周端部内側には、上ベベル部11がリ グ状に形成され、この上ベベル部11の内側に 回路パターンが形成されることになる。また 、ウェハ10の裏面(下面)における外周端部内 には、下ベベル部12がウェハ10を基準に上ベ ル部11と表裏対称に形成される。そして、 ベベル部11と下ベベル部12とに繋がるウェハ 面がアペックス部13となる。

 ところで、検査装置1は、ウェハ10を支持 て回転させるウェハ支持部20と、ウェハ10の 外周端部および外周端部近傍を撮像する撮像 部30と、撮像部30で撮像されたウェハ10の画像 に対して所定の画像処理を行う画像処理部40 、ウェハ支持部20や撮像部30等の駆動制御を 行う制御部50とを主体に構成される。

 ウェハ支持部20は、基台21と、基台21から 方へ垂直に延びて設けられた回転軸22と、 転軸22の上端部に略水平に取り付けられて上 面側でウェハ10を支持するウェハホルダ23と 有して構成される。ウェハホルダ23の内部に は真空吸着機構(図示せず)が設けられており 真空吸着機構による真空吸着を利用してウ ハホルダ23上のウェハ10が吸着保持される。

 基台21の内部には、回転軸22を回転駆動さ せる回転駆動機構(図示せず)が設けられてお 、回転駆動機構により回転軸22を回転させ ことで、回転軸22に取り付けられたウェハホ ルダ23とともに、ウェハホルダ23上に吸着保 されたウェハ10がウェハ10の中心(回転対称軸 O)を回転軸として回転駆動される。なお、ウ ハホルダ23はウェハ10より径の小さい略円盤 状に形成されており、ウェハホルダ23上にウ ハ10が吸着保持された状態で、上ベベル部11 、下ベベル部12、およびアペックス部13を含 ウェハ10の外周端部近傍がウェハホルダ23か はみ出るようになっている。またウェハ10 、予め位置決めされた状態でウェハホルダ23 上に載置され、ウェハ10の中心と回転軸とが 確に合わせられている。

 撮像部30は、ウェハ10を撮像するためのラ インセンサカメラ31および二次元カメラ36か 構成される。ラインセンサカメラ31は、図示 しない対物レンズおよび落射照明を備えた鏡 筒部32と、ラインセンサ33が内蔵されたカメ 本体34とを主体に構成されており、落射照明 による照明光が対物レンズを介してウェハ10 照明されるとともに、ウェハ10からの反射 が対物レンズを介してラインセンサ33に導か れ、ラインセンサ33でウェハ10の一次元の像( 次元の画像データ)が検出される。このよう な構成により、ウェハ10の外周端部もしくは 周端部近傍の明視野像が得られる。

 また、ラインセンサカメラ31は、ウェハ10 のアペックス部13と対向するように配置され ウェハ10の回転軸(回転対称軸O)と直交する 向からアペックス部13を撮像するようになっ ている。これにより、ウェハ支持部20に支持 れたウェハ10を回転させると、ラインセン カメラ31に対して、ウェハ10の外周端部、す わちアペックス部13がウェハ10の周方向へ相 対回転するため、アペックス部13と対向する うに配置されたラインセンサカメラ31は、 ペックス部13を周方向へ連続的に撮像するこ とができ、ウェハ10の全周にわたってアペッ ス部13を撮像することが可能になる。また ラインセンサカメラ31は、ラインセンサ33の 手方向がウェハ10の回転軸(回転対称軸O)と 平行な方向(上下方向)を向くように配置され る。

 ウェハ10の二次元像を撮像する二次元カ ラ36は、図示しない対物レンズおよび落射照 明を備えた鏡筒部37と、図示しない二次元イ ージセンサが内蔵されたカメラ本体38とを 体に構成されており、落射照明による照明 が対物レンズを介してウェハ10に照明される とともに、ウェハ10からの反射光が対物レン を介して二次元イメージセンサに導かれ、 次元イメージセンサでウェハ10の二次元の (二次元の画像データ)が検出される。このよ うな構成により、ウェハ10の外周端部もしく 外周端部近傍の明視野像が得られる。

 また、二次元カメラ36は、ラインセンサ メラ31に対してウェハ10の周方向へずれた位 で、ウェハ10のアペックス部13と対向するよ うに配置され、ウェハ10の回転軸(回転対称軸 O)と直交する方向からアペックス部13を撮像 るようになっている。これにより、二次元 メラ36は、ラインセンサカメラ31と同様に、 ペックス部13を周方向へ連続的に(複数)撮像 することができ、ウェハ10の全周にわたって ペックス部13を撮像することが可能になる なお、ラインセンサカメラ31および二次元カ メラ36で撮像された画像データは、画像処理 40へ出力される。

 制御部50は、各種制御を行う制御基板等 ら構成され、制御部50からの制御信号により ウェハ支持部20、撮像部30、および画像処理 40等の作動制御を行う。また、制御部50には 検査パラメータ(欠陥検出で用いられる閾値 など)の入力等を行うための入力部や画像表 部を備えたインターフェース部51と、画像デ ータを記憶する記憶部52等が電気的に接続さ ている。

 画像処理部40は、図示しない回路基板等 ら構成され、図3に示すように、入力部41と 画像生成部42と、内部メモリ43と、差分処理 44と、ヒストグラム作成部45と、検査部46と 出力部47とを有している。入力部41には、ラ インセンサカメラ31からの一次元の画像デー および、二次元カメラ36からの二次元の画 データが入力され、さらには、インターフ ース部51で入力された検査パラメータ等が制 御部50を介して入力される。

 画像生成部42は、入力部41と電気的に接続 されており、入力部41からラインセンサカメ 31による一次元の画像データが入力される 、ウェハ10の周方向へ連続して撮像された一 次元の画像データを合成してウェハ10のアペ クス部13に関する二次元の画像データを生 し、生成した二次元の画像データを内部メ リ43および出力部47へ出力する。また、画像 成部42は、入力部41から二次元カメラ36によ 二次元の画像データが入力されると、イン ーフェース部51で画像表示するために、入 された二次元の画像データを出力部47へ出力 する。

 差分処理部44は、内部メモリ43と電気的に 接続されており、内部メモリ43に記憶された インセンサカメラ31による二次元の画像デ タに対して後述する差分処理を行い、処理 果をヒストグラム作成部45および出力部47へ 力する。ヒストグラム作成部45は、差分処 部44と電気的に接続されており、差分処理部 44から差分処理結果が入力されると、当該処 結果に基づいて差分に関するヒストグラム 作成し、作成したヒストグラムのデータを 査部46および出力部47へ出力する。

 検査部46は、ヒストグラム作成部45と電気 的に接続されており、ヒストグラム作成部45 らヒストグラムのデータが入力されると、 力されたヒストグラムのデータ(差分の値) 基づいてウェハ10における欠陥の有無を検査 する検査処理を行い、処理結果を出力部47へ 力する。出力部47は、制御部50と電気的に接 続されており、ウェハ10の二次元の画像デー や、差分処理部44による差分処理結果、ヒ トグラムの(画像)データ、検査部46による検 処理結果等を制御部50へ出力する。

 次に、以上のように構成される検査装置1 を用いたウェハ10の検査方法について、図4に 示すフローチャートを参照しながら以下に説 明する。まず、ステップS101において、被検 であるウェハ10をウェハ支持部20へ搬送する 送処理を行う。この搬送処理では、図示し い搬送装置により、検査用のウェハ10をウ ハ支持部20のウェハホルダ23上に搬送し載置 る。

 ウェハホルダ23上にウェハ10が載置される と、次のステップS102において、ウェハ10のア ペックス部13を撮像する撮像処理を行う。こ 撮像処理では、制御部50からの制御信号を けて、ウェハ支持部20がウェハ10を回転させ とともに、ラインセンサカメラ31がウェハ10 の周方向へ相対回転するアペックス部13を(周 方向へ)連続的に撮像し、アペックス部13をウ ェハ10の全周にわたって撮像する。

 ラインセンサカメラ31がアペックス部13を 連続的に撮像するとき、ラインセンサ33で連 的に検出される一次元の画像データは画像 理部40へ出力され、画像処理部40の入力部41 入力された一次元の画像データは画像生成 42へ送られる。そして、画像生成部42は、入 力部41からラインセンサカメラ31による一次 の画像データが入力されると、ウェハ10の周 方向へ連続して撮像された一次元の画像デー タを合成してウェハ10のアペックス部13に関 る二次元の画像データを生成し、生成した 次元の画像データを内部メモリ43および出力 部47へ出力する。なお、出力部47へ出力され 二次元の画像データは、制御部50を介して記 憶部52に送られ、記憶部52で記憶される。

 画像生成部42によりウェハ10の全周にわたる アペックス部13の二次元画像が生成されると ステップS103において、図6(a)に示すように ウェハ10の全周にわたるアペックス部13の二 元画像Iを、例えば、ウェハ10の周方向に並 短冊状の2×N枚(Nは自然数)の分割画像I 1 ~I 2N に分割する分割処理を行う。この分割処理は 、差分処理部44が内部メモリ43に記憶された 次元の画像データに対して行う。

 差分処理部44は、アペックス部13の二次元画 像Iを2×N枚の分割画像I 1 ~I 2N に分割すると、二次元画像Iの左側から数え 奇数番目の分割画像I 1 ,I 3 ,…I 2N-1 と、当該奇数番目の画像に対してそれぞれウ ェハ10の周方向へ右隣にずれた偶数番目の分 画像I 2 ,I 4 ,…I 2N との信号(具体的には、各分割画像における 度)の差分を得る差分処理を行う(ステップS10 4)。この差分処理において、差分処理部44は 互いに隣接するN対の分割画像毎に差分処理 行うが、このとき、奇数番目の分割画像I 1 ,I 3 ,…I 2N-1 をそれぞれ構成する(複数の)画素と、偶数番 の分割画像I 2 ,I 4 ,…I 2N をそれぞれ構成する(複数の)画素とをウェハ1 0の周方向に対応させてそれぞれの(画素毎の) 信号の差分を得る。

 このように画素毎の信号の差分が得られる 、差分処理部44は、図6(b)に示すように、画 毎の信号の差分値に基づいたN対の分割画像 にそれぞれ対応するN枚の(短冊状の)差分処理 画像J 1 ,J 2 ,…J N を作成し、さらに、各差分処理画像J 1 ,J 2 ,…J N 同士で信号の差分を得る処理を繰り返してい くことにより、図6(c)に示すように、1枚の(短 冊状の)処理結果画像Kを作成する。そして、 分処理部44は、作成した各差分処理画像J 1 ,J 2 ,…J N および処理結果画像Kの画像データをヒスト ラム作成部45および出力部47へ出力する。な 、出力部47へ出力された各差分処理画像J 1 ,J 2 ,…J N および処理結果画像Kの画像データは、制御 50を介して記憶部52に送られ、記憶部52で記 される。

 差分処理部44からヒストグラム作成部45へ各 差分処理画像J 1 ,J 2 ,…J N の画像データが送られると、次のステップS10 5において、ヒストグラム作成処理を行う。 のヒストグラム作成処理において、ヒスト ラム作成部45は、各差分処理画像J 1 ,J 2 ,…J N の画像データ、すなわち差分処理で得られた 画素毎の信号の差分値に基づいて、信号の差 分値(例えば、N対の分割画像毎に算出した画 毎の差分値の平均値)と、当該差分値が得ら れる分割画像に対応したアペックス部13にお る角度位置(ウェハ10の中心を原点とする極 標に対応した角度位置)との関係を表すヒス トグラムを作成し、作成したヒストグラムの データを検査部46および出力部47へ出力する なお、出力部47へ出力されたヒストグラムの データは、制御部50を介して記憶部52に送ら 、記憶部52で記憶される。

 また、ヒストグラムを構成する信号の差 値は、N対の分割画像毎に算出した画素毎の 差分値の平均値に限らず、N対の分割画像毎 算出した画素毎の差分値の最大値を用いる うにしてもよい。平均値を用いたヒストグ ムは水滴等のウェハ10と見た目が同じような 欠陥を検出するのに適しており、最大値を用 いたヒストグラムは傷等の局所的な欠陥を検 出するのに適していることから、検出したい 欠陥の種類に応じて使い分ければよい。

 ヒストグラム作成部45から検査部46へヒス トグラムのデータが送られると、次のステッ プS106において、ウェハ10における欠陥の有無 を検査する検査処理を行う。この検査処理に おいて、検査部46は、ヒストグラムを構成す 信号の差分値がそれぞれ内部メモリ43に記 された所定の閾値より大きいか否かを判定 る。そして、ヒストグラムを構成するいず の差分値も所定の閾値より小さい場合、ラ ンセンサカメラ31により撮像されたウェハ10 アペックス部13に欠陥が無いと判定する。 方、ヒストグラムにおけるいずれかの差分 が所定の閾値より大きい場合、アペックス 13に欠陥があると判定し、ヒストグラムのデ ータから、閾値より大きい差分値が得られる アペックス部13の角度位置を欠陥のある位置 して特定する。

 なお、検査処理で用いられる閾値は経験 に定められ、インターフェース部51から入 されて制御部50および入力部41を介し内部メ リ43に送られる。また検査部46は、このよう な検査処理の処理結果を出力部47へ出力し、 力部47へ出力された検査処理結果のデータ 、制御部50を介して記憶部52に送られ、記憶 52で記憶される。

 次のステップS107では、検査処理の結果、 ウェハ10のアペックス部13に欠陥があるか否 を判定する。判定がNoである場合、すなわち 検査処理の結果、ウェハ10のアペックス部13 欠陥が無い場合、ステップS109へ進む。

 一方、判定がYesである場合、すなわち検 処理の結果、ウェハ10のアペックス部13に欠 陥がある場合、ステップS108へ進み、欠陥が る部分の二次元画像を取得する欠陥画像抽 処理を行う。この欠陥画像抽出処理では、 ず、検査部46により特定されたアペックス部 13での欠陥のある角度位置に基づいて、制御 50が二次元カメラ36の撮像範囲を設定し、設 定した撮像範囲に応じて制御部50が出力する 御信号を受けて、二次元カメラ36がアペッ ス部13における欠陥のある部分を撮像する。 そして、二次元カメラ36により撮像された二 元の画像データは、画像処理部40の入力部41 へ出力され、画像処理部40(入力部41、画像生 部42、および出力部47)並びに制御部50を介し て記憶部52に送られ、記憶部52で記憶される

 そして、ステップS109では、制御部50によ 、記憶部52に記憶された、差分処理部44によ り作成された処理結果画像Kや、ヒストグラ 作成部45により作成されたヒストグラム、検 査部46による検査処理結果等をインターフェ ス部51の画像表示部で表示させる表示処理 行う。

 このように、本実施形態に係る検査装置1お よび検査方法によれば、第1の(奇数番目の)分 割画像I 1 ,I 3 ,…I 2N-1 と、第1の分割画像I 1 ,I 3 ,…I 2N-1 に対してそれぞれウェハ10の周方向へ隣にず た第2の(偶数番目の)分割画像I 2 ,I 4 ,…I 2N との信号の差分を得る差分処理および、当該 差分処理による処理結果に基づいてウェハ10 おける欠陥の有無を検査する検査処理を有 ているため、ウェハ10の画像を目視で1枚ず 観察する必要がないことから、ウェハ10の 査(欠陥を含む画像の抽出)を容易により短時 間で行うことができる。また、別途ウェハ10 良品画像を必要としないので、ウェハ10の 品画像を得るための手間を省くことが可能 なる。

 さらに、第1の分割画像I 1 ,I 3 ,…I 2N-1 と、第1の分割画像I 1 ,I 3 ,…I 2N-1 に対して隣にずれた第2の分割画像I 2 ,I 4 ,…I 2N との信号の差分を得るようにすることで、例 えば図7に示すように、ウェハ10の反り等によ り、アペックス部13の延びる方向が二次元画 Iの左右方向に対して傾斜するようになった としても、各分割画像I 1 ,I 2 ,…におけるアペックス部13の上下方向変化量 hは、二次元画像I全体におけるアペックス部1 3の上下方向変化量Hに対して小さい値となる そのため、検査に対するウェハ10の反り等 影響を小さくすることができる。

 また、前述したように、差分処理による処 結果画像Kは、インターフェース部51の画像 示部で表示される。ところで、ウェハ10の ペックス部13は、表面の形態が平坦で略一様 である。そのため、ウェハ10のアペックス部1 3に欠陥が無ければ、ウェハ10の周方向(アペ クス部13の延びる方向)に並ぶ分割画像I 1 ~I 2N はそれぞれ、図6(a)に示すように互いに同じ うな画像となり、差分処理で得られる画素 の信号の差分値がほぼ零になるため、各差 処理画像J 1 ,J 2 ,…J N は真っ暗で何も映らない画像となる(図6(b)も 照)。さらには、各差分処理画像J 1 ,J 2 ,…J N 同士で信号の差分を得る処理を繰り返してい くことにより得られた処理結果画像Kも、真 暗で何も映らない画像となる(図6(c)も参照)

 一方、図8(a)に示すように、アペックス部 13の二次元画像I″において、アペックス部13 欠陥15が有ると、ウェハ10の周方向に並ぶ分 割画像はそれぞれ、欠陥15の形状に応じて異 る画像となり、差分処理で得られる画素毎 信号の差分値は欠陥15の有る箇所で比較的 きくなるため、各差分処理画像において欠 15が部分的に映し出されることになる。その ため、図8(b)に示すように、各差分処理画像 士で信号の差分を得る処理を繰り返してい ことにより得られた処理結果画像K″には、 差分処理画像で映し出された欠陥15の部分 重ねて表示されることになる。これにより ウェハ10(アペックス部13)における欠陥15の有 無を容易に認識することができる。

 なお、差分処理において、第1の(奇数番目 )分割画像I 1 ,I 3 ,…I 2N-1 をそれぞれ構成する(複数の)画素と、第2の( 数番目の)分割画像I 2 ,I 4 ,…I 2N をそれぞれ構成する(複数の)画素とをウェハ1 0の周方向に対応させて、それぞれの(画素毎 )信号の差分を得ることで、きめ細かい範囲 での(分解能の高い)差分処理が可能になるた 、ウェハ10の検査(欠陥を含む画像の抽出)の 精度を向上させることができる。

 また、前述したように、差分処理で得ら た信号の差分値と、当該差分値が得られる 割画像に対応したアペックス部13における 度位置との関係を表すヒストグラムを作成 る処理を有しており、例えば図9に示すよう ヒストグラムが、インターフェース部51の 像表示部で表示される。これにより、ウェ 10(アペックス部13)において欠陥のある位置 容易に認識することができる。

 なおこのとき、検査部46が、ヒストグラ におけるいずれかの差分値が所定の閾値よ 大きい場合に、ウェハ10(アペックス部13)に 陥があると判定するとともに、ヒストグラ のデータから欠陥のある位置を特定するよ にすることで、ウェハ10(アペックス部13)の 陥および欠陥のある位置を自動的に検出す ことができる。

 なお画像上で、ヒストグラムにおいて差 値が所定の閾値より大きい点を選択すると 選択した差分値が得られる角度位置におい 二次元カメラ36により撮像された、(記憶部5 2に記憶されている)欠陥のある部分の二次元 像を表示できるようになっている。これに り、必要に応じて欠陥を含む詳しい画像を 察することが可能になる。

 また、前述したように、ウェハ支持部20 よりウェハ10を回転駆動し、ウェハ10の回転 と直交する方向から、ラインセンサカメラ3 1がウェハ10のアペックス部13を周方向へ連続 に撮像するようにすることで、ウェハ10の ペックス部13を高速で撮像することが可能に なる。

 さらに、ウェハ10の全周にわたってアペ クス部13を撮像することで、ウェハ10のアペ クス部13全体について一度に良否判断する とが可能になる。

 また、ラインセンサカメラ31によりアペ クス部13の明視野像を撮像することで、アペ ックス部13の明視野像を高速に撮像すること 可能になる。

 なお、上述の実施形態で述べたように、 査処理で用いられる閾値は経験的に設定さ るが、この閾値を設定する方法の一例につ て、図5に示すフローチャートを参照しなが ら以下に説明する。まず、ステップS201にお て、閾値設定用ウェハのアペックス部(図示 ず)をラインセンサカメラ31および二次元カ ラ36によりそれぞれ撮像する予備撮像処理 行われる。この予備撮像処理では、ステッ S101の撮像処理と同様にして、ラインセンサ メラ31が閾値設定用ウェハのアペックス部 撮像するとともに、ラインセンサカメラ31の 場合と同様にして、二次元カメラ36が閾値設 用ウェハのアペックス部を撮像する。

 予備撮像処理が終了すると、次のステッ S202において、二次元カメラ36(二次元イメー ジセンサ)に対応した検査処理用の閾値を設 する閾値設定処理を行う。閾値設定処理で 、まず、二次元カメラ36により撮像した閾値 設定用ウェハ(アペックス部)の画像に対して 差分処理部44により前述の差分処理を行う ところで、閾値設定用ウェハのアペックス には、欠陥が人為的に形成されており、先 差分処理で得られる信号の差分値と、二次 カメラ36により撮像した閾値設定用ウェハ( ペックス部)の画像で視認可能な欠陥部分と 相関を行って、作業者が実験的に二次元カ ラ36に対応した検査処理用の閾値を設定す 。

 閾値設定処理が終了すると、次のステッ S203において、ラインセンサカメラ31(リニア センサ33)に対応した検査処理用の閾値を設定 する閾値補正処理を行う。閾値補正処理では 、まず、ラインセンサカメラ31により撮像し 閾値設定用ウェハ(アペックス部)の画像に して、差分処理部44により前述の差分処理を 行う。そして、この差分処理で得られる信号 の差分値に基づいて、作業者が実験的に閾値 設定処理で設定した閾値の補正を行い、ライ ンセンサカメラ31に対応した閾値を設定する このようにすれば、適切な閾値の設定が可 になる。

 また、このように閾値を設定して、上述 実施形態のように、ラインセンサカメラ31 より撮像したウェハ10(アペックス部13)の画 に対する差分処理の処理結果に基づいて検 処理を行うとき、例えば、信号の差分値が 値より大きいか否かに応じてオン・オフ信 を出力する回路基板(図示せず)を用いて、検 査処理を行うようにしてもよい。これにより 、より高速に検査処理を行うことができ、ウ ェハ10の検査(欠陥を含む画像の抽出)をより 時間で行うことができる。

 また、上述の実施形態において、二次元 メラ36により撮像されて記憶部52に記憶され たウェハ10の欠陥が映る二次元画像から、欠 の種類を分類しておき、検査処理において 差分処理により得られた信号の差分値から 陥の種類を判別するようにしてもよい。こ ようにすれば、二次元画像の目視によらず ラインセンサカメラ31により撮像したウェ 10(アペックス部13)の画像に対する差分処理 処理結果から、より短時間で欠陥の種類を 別することが可能になる。

 またこのとき、検査処理において、差分 理により得られた信号の差分値から、例え 、図9のヒストグラムで示すように、r(赤),g( 緑),b(青)の色情報を抽出し、抽出した色情報 ら(二次元カメラ36により撮像される)所定の 干渉色の有無を検査することで、ウェハ10に 成された薄膜起因による欠陥の有無を検査 ることも可能である。

 また、上述の実施形態において、ウェハ1 0の全周にわたってアペックス部13を撮像して いるが、これに限られるものではなく、制御 部50の作動制御により、アペックス部13にお る所望の角度位置範囲について撮像するよ にしてもよい。これにより、アペックス部13 における所望の角度位置範囲に分けて欠陥の 有無を検査することができる。

 さらには、制御部50の作動制御により、 ペックス部13における所望の角度位置範囲毎 に、分割処理における分割画像の幅を変える ようにしてもよい。このようにすれば、アペ ックス部13における所望の角度位置範囲毎に 検査精度を変更することができる。

 また、上述の実施形態において、撮像部3 0のラインセンサカメラ31および二次元カメラ 36がウェハ10のアペックス部13を撮像している が、これに限られるものではなく、例えば、 図2における一点鎖線で示すように、ウェハ10 の上ベベル部11を撮像するようにしてもよく 図3における二点鎖線で示すように、ウェハ 10の下ベベル部12を撮像するようにしてもよ 。このように、ウェハ10のアペックス部13に らず、上ベベル部11や下ベベル部12における 欠陥の有無を検査することが可能である。さ らには、ウェハ10の外周端部または外周端部 傍に限らず、例えば、ガラス基板等を検査 ることも可能であり、特に表面の形態が略 様な被検物に対して、本実施形態を適用す と有効である。

 また、上述の実施形態において、差分処理 44は、各差分処理画像J 1 ,J 2 ,…J N 同士で信号の差分を得る処理を繰り返してい くことにより、1枚の処理結果画像Kを作成す ように構成されているが、これに限られる のではなく、各差分処理画像J 1 ,J 2 ,…J N をそれぞれ重ね合わせて1枚の処理結果画像K 作成するようにしてもよい。

 また、上述の実施形態において、ライン ンサカメラ31により撮像したウェハ10(アペ クス部13)の画像に対する差分処理の処理結 に基づいて、検査処理を行っているが、こ に限られるものではなく、ラインセンサカ ラ31を設けずに、二次元カメラ36により撮像 たウェハ10(アペックス部13)の画像に対する 分処理の処理結果に基づいて、検査処理を うことも可能である。このようにすれば、 テップS107でアペックス部13に欠陥があると 定した場合に、欠陥画像抽出処理において アペックス部13で欠陥のある角度位置に対 した(二次元カメラ36による)二次元画像を抽 すればよく、欠陥がある部分の二次元画像 (二次元カメラ36により)再度取得する工程を 省くことができる。

 さらにこのとき、二次元カメラ36により ペックス部13の画像を連続的に複数取得した 場合、分割処理を行わずに、複数の画像同士 で差分処理を行うことも可能である。

 また、上述の検査装置1は、検査部46を設 ずに、ウェハ10のアペックス部13を観察する 観察装置として用いることも可能である。な お、このような観察装置による観察方法では 、上述の実施形態と同様の、搬送処理(ステ プS101)と、撮像処理(ステップS102)と、分割処 理(ステップS103)と、差分処理(ステップS104)と 、ヒストグラム作成処理(ステップS105)と、差 分処理の処理結果画像やヒストグラム等を表 示する表示処理(ステップS109)とを有すること になる。このようにしても、上述の実施形態 と同様の効果を得ることができる。なおこの とき、撮像部30は、ラインセンサカメラ31も くは二次元カメラ36のいずれかを有していれ ばよい。

 また、以上においては、撮像部が被検物 全周にわたって撮像する例を示したが、撮 部が被検物の周の一部にわたって(例えば、 1/4周もしくは1/3周にわたって)撮像するよう しても良い。