(57)【要約】【課題】色についての知識をそれ程必要とせず、手間がかからずに色補正をして、正確な欠陥査が行える表面検査装置を提供すること。【解決手段】被検査物（半導体ウエハＷ）の表面に光を照射（照明部１２）して被撮影画像を観察する表面検査装置であって、前記被撮影画像の色調特性を標準画像の色調特性に合わせて表示する表示部２０（画面部２０ａ、２０ｂ）を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物の表面に光を照射して被撮影画像を観察する表面検査装置であって、
前記被撮影画像の色調特性を標準画像の色調特性に合わせて表示する表示部を備えたことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表面検査装置において、
前記色調特性は、前記画像を構成する光の三原色の強度分布であることを特徴とする表面検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表面検査装置において、
前記光の三原色の強度分布は、該三原色の各色の平均強度値又は最頻度強度値であることを特徴とする表面検査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の表面検査装置において、
前記被検査物は、半導体ウエハであることを特徴とする表面検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の表面検査装置において、
前記標準画像は前記半導体ウエハ上の各部位で採取した画像データであり、
前記画像データを記憶させたメモリ部を備えることを特徴とする表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用ガラス基板などの外観検査に使用される表面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用ガラス基板の外観検査（表面検査）は、ウエハやガラス基板の表面にレジストが均一な厚さで塗布されないレジスト塗布むらや異物の付着などの有無を、被検査物の表面全体を観察して行う。
【０００３】
この表面検査を行う装置は、例えば、被検査物の表面に照明光を照射する光源と、被検査物の表面から反射した反射光を受光してＣＣＤなどの光電素子に結像させて撮影するカメラと、このカメラの撮影画像を画像処理して表示するディスプレイなどを装備して構成される。異物やレジスト塗布むらなどの欠陥の有無は、検査員が予め用意されているレファレンス画像と比較しながら表面検査装置のディスプレイ上に表示された被検査物の表面画像を目視して判断する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被検査物の表面に照射する照明光の光量などの検査条件、検査室の照明状況、例えばクリーンルーム内での黄色系の照明光、あるいはレジスト膜厚のばらつきにより、被検査物の表面画像がレファレンス画像の色合いと異なることがあり、これが原因で本来欠陥ではない正常部位を欠陥（疑似欠陥）部位としてとらえられてしまうことがある。
【０００５】
このため、撮影した被検査物の表面画像の色調特性がレファレンス画像の色調特性と大きく異なる場合に、表面画像の色調を調整する色補正を行っている。
【０００６】
従来、この色補正は、「色相・彩度・明度」、「輝度・色差」などを別々に調整して行っていたが、この調整作業は色についての十分な知識を必要とし、また色相・彩度・明度」、「輝度・色差」のうち、いずれか一つを調整すると、他も変化してしまうなど、レファレンス画像の色調に合わせるのに微調整を何度も繰り返す必要があり、熟練を必要とする上に、調整作業に非常に手間取るなどの課題があった。
【０００７】
本発明は、色についての知識をそれ程必要とせず、手間がかからずに色補正して、正確な欠陥査が行える表面検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の請求項１に記載の表面検査装置は、被検査物の表面に光を照射して被撮影画像を観察する表面検査装置であって、前記被撮影画像の色調特性を標準画像の色調特性に合わせて表示する表示部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の表面検査装置は、前記色調特性が、前記画像を構成する光の三原色の強度分布であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の表面検査装置は、前記光の三原色の強度分布が、該三原色の各色の平均強度値又は最頻度強度値であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の表面検査装置は、前記被検査物が、半導体ウエハであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の表面検査装置は、前記標準画像が前記半導体ウエハ上の各部位で採取した画像データであり、前記画像データを記憶させたメモリ部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の表面検査装置によれば、色についての知識をそれ程必要とせず、手間がかからずに色補正をして、正確な欠陥査が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の検査用照明装置の一実施形態について図１乃至図８を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の表面検査装置の一実施形態を示すブロック図である。本実施形態の表面検査装置は、被検査物としての半導体ウエハＷが載置される検査テーブル１０と、検査テーブル１０上の半導体ウエハＷを観察する顕微鏡１２とを具備する。顕微鏡１２には、半導体ウエハＷの表面に光を照射する照明部１４と、照明部１４からの照明光によって半導体ウエハＷの表面から反射した光を受光して半導体ウエハＷの表面を撮像する撮像素子であるＣＣＤ上に結像するカメラ１６とが装備される。
【００１６】
検査テーブル１０は、詳細に図示しないが、回転テーブル上にＸＹテーブルを配置して構成され、顕微鏡１２の光軸下に半導体ウエハＷの各検査部位Ｗ１〜Ｗ４（図２参照）を順次移動させるようにしてある。
【００１７】
顕微鏡１２は、半導体ウエハＷの表面を数倍に拡大して観察するもので、その光学系が、照明部１４からの照明光を半導体ウエハＷの検査部位Ｗ１〜Ｗ４に導き、この検査部位Ｗ１〜Ｗ４から反射した光をカメラ１６のＣＣＤ上に結像させる。
【００１８】
照明部１４は、ハロゲンランプからなる白色光源、あるいは光の三原色を構成する赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）発光ダイオードからなる光源を備え、検査時にこの光源を点灯して、半導体ウエハＷの各検査部位Ｗ１〜Ｗ４を照明する。照明部１４は、光源に供給する電流量を変えることにより、検査対象、撮影条件などに合わせて半導体ウエハＷへの照射光量が調整出来るようにしてある。
【００１９】
カメラ１６は、検査時、半導体ウエハＷの各検査部位Ｗ１〜Ｗ４が顕微鏡１２の光軸下に移動してきたとき不図示のシャッタを開き、半導体ウエハＷ上の各検査部位Ｗ１〜Ｗ４からの反射光がＣＣＤ上に結像するようにしてある。
【００２０】
カメラ１６の撮影画像は、画像処理部１８により画像処理を施した後、ディスプレイ２０に表示される。ディスプレイ２０には、半導体ウエハＷの表面画像を表示する画面部２０ａと、レファレンス画像メモリ２４のレファレンス画像を表示する画面部２０ｂとが隣同士に並べて配置される。
【００２１】
画像部２０ａは、上述の如く、画像処理された半導体ウエハＷの検査部位Ｗ１〜Ｗ４の拡大画像を表示する。画像部２０ａに表示された撮影画像の色調特性が、画像部２０ｂに表示されるレファレンス画像の色調特性と相違するとき、調整部２２によってレファレンス画像の色調特性に近づくように調整される。
【００２２】
画像部２０ｂは、レファレンス画像メモリ２４から画像部２０ａに表示された撮影画像と同じ検査部位Ｗ１〜Ｗ４におけるレファレンス画像を呼び出して表示する。
【００２３】
調整部２２は、画像部２０ａに表示された撮影画像の色調特性が、同じ検査部位におけるレファレンス画像の色調特性と異なるとき、撮影画像の赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分の各色の明るさ（階調）が（図４参照）、レファレンス画像の赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分の各色の明るさ（階調  図３参照）に近づくように、撮影画像の各色の明るさを調整する機能を有する。
【００２４】
具体的に説明すると、調整部２２には、撮影画像の赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分の各色の強度分布と、レファレンス画像の赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分の各色の強度分布を、グラフと数値（図５（ｄ）〜図７（ｄ）参照）で表示する画面部２２ａと、撮影画像の赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分の各色の明るさ（階調）を手動で調整するボリューム２２ｂとが装備されている。
【００２５】
画面部２２ａに表示される数値には、各色の強度の平均値、最頻値、最大値、最小値があるが、本実施形態では平均強度値又は最頻強度値に基づいて色（色調特性）の調整（補正）を行う。すなわち、画面部２２ａに表示されたレファレンス画像の赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分の各色の平均強度値又は最頻強度値を参照しながら、ボリューム２２ｂを操作して、撮影画像の赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分の各色の平均強度値又は最頻強度値を、レファレンス画像の各色の平均強度値又は最頻強度値に近づけ又は一致させる。
【００２６】
図５は、色の平均強度値に基づいて調整（補正）を行う場合の一例を示す。
【００２７】
図５（ａ）は色調特性の調整（補正）操作を行う前の画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像を示し、同図（ｂ）は画面部２０ｂに表示された同じ検査部位におけるレファレンス画像を示す。
【００２８】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、撮影画像の色調特性がレファレンス画像の色調特性と大きく相違しているので、撮影画像とレファレンス画像の色強度分布をグラフと数値で表示する画面部２２ａを見ながら、ボリューム２２ｂにより、撮影画像の赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分の各色の明るさ（階調）が、レファレンス画像の各色の明るさ（階調）に近づくように、撮影画像の各色の明るさ調整を行う。
【００２９】
これにより、画面部２０ａには、図５（ｃ）に示すような補正した撮影画像（補正後画像）が表示されることになる。また、画面部２２ａには、図５（ｄ）に示すように、調整（補正）後における撮影画像の各色の強度の平均値、最頻値、最大値、最小値がグラフと数値により表示される。
【００３０】
このような前処理を行った後、画面部２０ａと画面部２０ｂに表示された、補正撮影画像とレファレンス画像とを比較観察して、検査部位における欠陥の有無を検査する。
【００３１】
図６は、同じく色の平均強度値に基づいて調整を行う場合の他の例を示す。
【００３２】
図６（ａ）は色調特性の調整（補正）操作を行う前の画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像を示し、同図（ｂ）は画面部２０ｂに表示された同じ検査部位におけるレファレンス画像を示す。同図（ｃ）は調整後に画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像を示す。同図（ｄ）は、調整（補正）後における撮影画像の赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分の各色の強度分布をグラフと数値により示す。
【００３３】
図７は、色の最頻強度値に基づいて調整（補正）を行う場合の一例を示す。
【００３４】
図７（ａ）は色調特性の調整（補正）操作を行う前の画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像を示し、同図（ｂ）は画面部２０ｂに表示された同じ検査部位におけるレファレンス画像を示す。
【００３５】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、撮影画像の色調特性がレファレンス画像の色調特性と大きく相違しているので、撮影画像とレファレンス画像の色強度分布をグラフと数値で表示する画面部２２ａを見ながら、ボリューム２２ｂにより、撮影画像の赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分の各色の明るさ（階調）が、レファレンス画像の各色の明るさ（階調）に近づくように、撮影画像の各色の明るさ（階調）の調整を行う。
【００３６】
これにより、画面部２０ａには、図７（ｃ）に示すような補正した撮影画像（補正後画像）が表示されることになる。また、画面部２２ａには、図７（ｄ）に示すように、色（色調特性）の調整（補正）後における撮影画像の各色の強度分布が、グラフと数値により表示される。
【００３７】
このような前処理を行った後、画面部２０ａと画面部２０ｂに表示された、補正撮影画像とレファレンス画像とを比較観察して、検査部位における欠陥の有無を検査する。
【００３８】
図８は、同じく色の最頻強度値に基づいて調整を行う場合の他の例を示す。
【００３９】
図８（ａ）は色調特性の調整（補正）操作を行う前の画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像を示し、同図（ｂ）は画面部２０ｂに表示された同じ検査部位におけるレファレンス画像を示す。同図（ｃ）は調整後に画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像を示す。同図（ｄ）は、調整（補正）後における撮影画像の赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分の各色の強度分布をグラフと数値により示す。
【００４０】
本実施形態では、図２に示す半導体ウエハＷの表面の各検査部位Ｗ１〜Ｗ４について、上述したように画面部２０ａ、２０ｂに表示された撮影画像とレファレンス画像とを比較し、撮影画像の色調特性がレファレンス画像の色調特性と大きく相違するとき、色の平均強度値又は最頻強度値に基づき、ボリューム２２ｂにより各色の明るさ（階調）の調整を行ってから再度画面部２０ａ、２０ｂに表示された調整（補正）後の撮影画像とレファレンス画像とを比較観察して、レジスト膜の塗布むらなどの欠陥の有無を検査する。
【００４１】
したがって、検査員が色についての知識が余りなくても、手間がかからず、微調整を繰り返すことなく、色補正をすることができ、半導体ウエハＷの表面検査のスループットを向上させることが可能となる。
【００４２】
また、正常部位を疑似欠陥として認識してするような危険を回避することができ、レジストの塗布むら、異物の付着、半導体ウエハＷ上に形成された回路パターンのデフォーカスを正確に検出することが可能となる。
【００４３】
本発明の表面検査装置は上述した実施形態に限定されるものではない。色調特性の調整を、ボリューム２２ｂを使用して手動で行った場合を示したが、自動的に行うようにしてもよい。
【００４４】
要は検査部位の撮影画像の色調特性がレファレンス画像の色調特性と大きく相違するとき、撮影画像の色調特性をレファレンス画像に近づけるようにして、疑似欠陥が生じないようにすればよく、色調特性の調整方法はどのようなものであってもよい。
【００４５】
また、検査対象として半導体ウエハＷの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、表面の検査を必要とするあらゆるものが対象となる。
【００４６】
また、３原色の光源の色毎の強度を調整してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の表面検査装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】半導体ウエハの検査部位を示す説明図である。
【図３】レファレンス画像の色（赤色、青色、緑色）の強度分布を示すグラフである。
【図４】撮影画像の色（赤色、青色、緑色）の強度分布を示すグラフである。
【図５】平均強度値に基づいて調整を行う場合の一例を示し、  図５（ａ）は調整前の画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像、同図（ｂ）は同じ検査部位におけるレファレンス画像、同図（ｃ）は調整後に画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像、同図（ｄ）は、調整（補正）後における撮影画像の各色の強度分布をグラフと数値で示した図である。
【図６】平均強度値に基づいて調整を行う場合の他の例を示し、  図６（ａ）は調整前の画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像、同図（ｂ）は同じ検査部位におけるレファレンス画像、同図（ｃ）は調整後に画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像、同図（ｄ）は、調整（補正）後における撮影画像の各色の強度分布をグラフと数値で示した図である。
【図７】最頻強度値に基づいて調整を行う場合の一例を示し、  図７（ａ）は調整前の画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像、同図（ｂ）は同じ検査部位におけるレファレンス画像、同図（ｃ）は調整後に画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像、同図（ｄ）は、調整（補正）後における撮影画像の各色の強度分布をグラフと数値で示した図である。
【図８】最頻強度値に基づいて調整を行う場合の一例を示し、  図８（ａ）は調整前の画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像、同図（ｂ）は同じ検査部位におけるレファレンス画像、同図（ｃ）は調整後に画面部２０ａに表示された検査部位の撮影画像、同図（ｄ）は、調整（補正）後における撮影画像の各色の強度分布をグラフと数値で示した図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０          検査テーブル                １２          顕微鏡
１４          照明部                      １６          カメラ
１８          画像処理部                  ２０          表示部
２０ａ        画面部                      ２０ｂ        画面部
２２          調整部                      ２２ａ        画面部
２２ｂ        ボリューム                  ２４          レファレンス画像メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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