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公開番号2025079737
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-22
出願番号2023192610
出願日2023-11-10
発明の名称外観検査装置および外観検査方法
出願人東レエンジニアリング株式会社,東レエンジニアリング先端半導体MIテクノロジー株式会社
代理人個人,個人
主分類G01N 21/956 20060101AFI20250515BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象物自体に追加処理を行うことなく、対象物の表面に存在する欠陥の高さを検出することが可能な外観検査装置および外観検査方法を提供する。
【解決手段】この外観検査装置100は、半導体ウェハUおよび半導体ウェハUに存在する欠陥Dが写る可視光画像である検出用画像20を取得する撮像部5と、検出用画像20に基づいて半導体ウェハUに対する欠陥Dの高さを検出する処理部1とを備え、撮像部5は、撮像部5と半導体ウェハUとの距離を変化させて複数の検出用画像20を撮像し、処理部1は、複数の検出用画像20の各々における、欠陥Dが写る欠陥部12の画素値のばらつきの程度に基づいて、半導体ウェハUに対する欠陥Dの高さを検出するように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
対象物および前記対象物に存在する欠陥が写る可視光画像である検出用画像を撮像する撮像部と、
前記検出用画像に基づいて前記対象物に対する前記欠陥の高さを検出する処理部とを備え、
前記撮像部は、前記撮像部と前記対象物との距離を変化させて複数の前記検出用画像を撮像し、
前記処理部は、前記複数の検出用画像の各々における、前記欠陥が写る欠陥部の画素値のばらつきの程度に基づいて、前記対象物に対する前記欠陥の高さを検出するように構成されている、外観検査装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記処理部は、前記撮像部と前記対象物のうち前記欠陥が存在しない部分との距離である基準距離を取得するとともに、前記複数の検出用画像の各々における、前記欠陥部の画素値のばらつきの程度に基づいて、前記基準距離に対する変化量である検出距離を、前記対象物に対する前記欠陥の高さとして検出するように構成されている、請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記複数の検出用画像に基づいて、前記欠陥部の画素値のばらつきの程度が最も大きくなることに基づいて、前記対象物に対する前記欠陥の高さを検出するように構成されている、請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記処理部は、前記撮像部と前記対象物のうち前記欠陥が存在しない部分との距離である基準距離を取得するとともに、前記複数の検出用画像に基づいて、前記欠陥部の画素値の輝度分散値が最も高くなる場合の、前記基準距離に対する変化量である検出距離を、前記対象物に対する前記欠陥の高さとして検出するように構成されている、請求項３に記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記複数の検出用画像の前記欠陥部の前記輝度分散値に基づいて、前記基準距離に対する変化量に応じた前記欠陥部の前記輝度分散値の近似線を取得し、前記近似線の最も前記輝度分散値が高くなる位置に基づいて、前記検出距離を取得するように構成されている、請求項４に記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記欠陥部における前記輝度分散値の最大値が、所定のしきい値より小さい場合、前記欠陥部に写る前記欠陥の前記対象物に対する高さを０として検出するように構成されている、請求項５に記載の外観検査装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記複数の検出用画像の各々において、前記検出用画像の画素サイズ以上のサイズで区切られた複数の検出用領域を設定するとともに、前記複数の検出用領域の各々において前記検出距離を取得するように構成されている、請求項６に記載の外観検査装置。
【請求項８】
前記処理部は、前記複数の検出用画像の各々において、前記欠陥部の重心に基づいて前記複数の検出用領域を設定するように構成されている、請求項７に記載の外観検査装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記撮像部と前記対象物のうち前記欠陥が存在しない部分との距離である基準距離を取得し、
前記撮像部は、前記基準距離を中心として、前記撮像部と前記対象物との距離を、大きくする方向と小さくする方向とに変化させて複数の前記検出用画像を撮像するように構成されている、請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項１０】
前記処理部は、前記検出用画像に写る前記対象物および前記欠陥の高さを、複数の色で表現したヒートマップ画像として生成する、請求項１に記載の外観検査装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、外観検査装置および外観検査方法に関し、可視光画像を用いて対象物に存在する欠陥の高さを検出する外観検査装置および外観検査方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、可視光画像を用いて対象物に存在する欠陥の高さを検出する外観検査装置（欠陥検査装置）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、ウェハの外観画像が制御装置（処理部）に入力されると、制御装置のプログラムにより、ウェハの表面に存在する欠陥領域の位置、および、欠陥領域の高さを検出する欠陥検査装置が開示されている。上記特許文献１では、欠陥領域を検出するための標準粒子がウェハに散布され、制御装置が、標準粒子が散布されたウェハの撮像画像（可視光画像）を取得している。また、上記特許文献１では、制御装置が、撮像画像をピクセル単位で画素値として数値化して、撮像画像のうちから一定のしきい値を越えている画素値の部分を、欠陥領域として検出している。さらに、上記特許文献１では、制御装置が、ウェハに散布された標準粒子の粒径と、画素値との相関関係に基づいて、欠陥領域の高さを検出するための近似式を生成して、生成した近似式を用いて欠陥領域の高さを検出する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－１１５２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、制御装置が、ウェハに散布された標準粒子の粒径と、画素値との相関関係に基づいて、欠陥領域の高さを検出するための近似式を生成して、生成した近似式を用いて欠陥領域の高さを検出している。しかしながら、上記特許文献１の構成は、高さ検出を行う対象物である半導体ウェハ自体に対して、標準粒子を散布するという追加処理を行う必要がある。したがって、標準粒子を散布するという追加処理を行うことによって、製品の性能に影響が出るような対象物には適用できない場合がある。そこで、対象物自体に追加処理を行うことなく、対象物の表面に存在する欠陥の高さを検出することが可能な外観検査装置および外観検査方法が望まれている。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、対象物自体に追加処理を行うことなく、対象物の表面に存在する欠陥の高さを検出することが可能な外観検査装置および外観検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による外観検査装置は、対象物および対象物に存在する欠陥が写る可視光画像である検出用画像を撮像する撮像部と、検出用画像に基づいて対象物に対する欠陥の高さを検出する処理部とを備え、撮像部は、撮像部と対象物との距離を変化させて複数の検出用画像を撮像し、処理部は、複数の検出用画像の各々における、欠陥が写る欠陥部の画素値のばらつきの程度に基づいて、対象物に対する欠陥の高さを検出するように構成されている。ここで、本発明の「欠陥」とは、対象物の部分的な欠損および傷などに限られず、汚れおよび異物付着などを含む広い概念である。
【０００８】
この発明の第１の局面による外観検査装置は、上記のように、撮像部は、撮像部と対象物との距離を変化させて複数の検出用画像を撮像し、処理部は、複数の検出用画像の各々における、欠陥が写る欠陥部の画素値のばらつきの程度に基づいて、対象物に対する欠陥の高さを検出するように構成されている。これにより、複数の可視光画像である検出用画像における画素値のばらつきによって欠陥の高さを検出することができるため、対象物自体に対して追加処理を行う必要がない。その結果、対象物自体に追加処理を行うことなく、対象物の表面に存在する欠陥の高さを検出することができる。
【０００９】
上記第１の局面による外観検査装置において、好ましくは、処理部は、撮像部と対象物のうち欠陥が存在しない部分との距離である基準距離を取得するとともに、複数の検出用画像の各々における、欠陥部の画素値のばらつきの程度に基づいて、基準距離に対する変化量である検出距離を、対象物に対する欠陥の高さとして検出するように構成されている。このように構成すれば、撮像部と欠陥が存在しない部分との距離である基準距離に基づいて、欠陥が存在しない部分からの欠陥の高さを容易に検出することができる。
【００１０】
上記第１の局面による外観検査装置において、好ましくは、処理部は、複数の検出用画像に基づいて、欠陥部の画素値のばらつきの程度が最も大きくなることに基づいて、対象物に対する欠陥の高さを検出するように構成されている。このように構成すれば、画素値のばらつきの程度が最も大きくなることに基づいて、より正確に検出距離を取得することができる。その結果、可視光画像に基づいて、より正確に対象物に対する欠陥の高さを検出することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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