(57)【要約】【課題】撮像画像に基づいてパターンに接する異物を精度よく検出することができる異物検出方法および異物検出装置を提供すること。【解決手段】異物検出方法は、撮像画像に対して検査対象パターンを検出するパターン検出フィルタを適用して、撮像画像におけるパターン部分を検出するパターン検出工程Ｓ２３と、パターン検出工程Ｓ２３で検出されたパターンのエッジ間の距離を検出するエッジ間距離検出工程Ｓ２５と、エッジ間距離検出工程Ｓ２５で検出したエッジ間距離の変化に基づいてパターンのエッジ部分の異物の有無を判定する異物判定工程Ｓ２６とを備える。パターン検出フィルタを用いてパターン部分を検出するため、基準画像を作成して比較する場合に比べて、様々なパターン部分を容易に検出できる。【選択図】図５
2008233042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象を撮像した撮像画像に対して、検査対象パターンを検出するパターン検出フィルタを適用して、前記撮像画像におけるパターン部分を検出するパターン検出工程と、
前記パターン検出工程で検出されたパターンのエッジ間の距離を検出するエッジ間距離検出工程と、
前記エッジ間距離検出工程で検出したエッジ間距離の変化に基づいてパターンのエッジ部分の異物の有無を判定する異物判定工程と、
を備えることを特徴とする異物検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の異物検出方法において、
前記撮像画像において対象画素を選択する対象画素選択工程を備え、
前記パターン検出工程は、前記対象画素選択工程で選択された対象画素の濃度値と、この対象画素に対して所定距離だけ離れて設けられた判定用画素の濃度値とを検出し、各濃度値が予め設定された条件を満足するものを抽出するパターン検出フィルタを用いて、前記検出対象パターンに前記対象画素が含まれているか否かを検出することを特徴とする異物検出方法。
【請求項３】
請求項２に記載のパターン変化検出方法において、
前記パターン検出フィルタは、フィルタ中心に設けられる対象画素の濃度値が第１閾値以上であり、かつ、前記対象画素に対して所定距離だけ離れた左右および上下の４箇所に配置された判定用画素の濃度値が、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である場合には、各判定用画素間を通る斜め方向に延長されたパターンに前記対象画素が含まれていることを検出するものであることを特徴とする異物検出方法。
【請求項４】
請求項２に記載のパターン変化検出方法において、
前記パターン検出フィルタは、フィルタ中心に設けられる対象画素と、対象画素に対して所定距離だけ離れた左右または上下の一方の２箇所に配置された判定用画素との各濃度値が第１閾値以上であり、かつ、前記対象画素に対して所定距離だけ離れた左右または上下の他方の２箇所に配置された判定用画素の濃度値が、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である場合には、各左右または上下の他方の２箇所の判定用画素間を通る水平方向または垂直方向に延長されたパターンに前記対象画素が含まれていることを検出するものであることを特徴とする異物検出方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の異物検出方法において、
前記撮像画像において、パターンのエッジ部分を強調するエッジ強調処理工程を備え、
前記エッジ間距離検出工程は、前記エッジ強調処理工程でエッジが強調された画像において、パターン検出工程でパターン内であると検出された対象画素を通る所定方向の出力値を抽出し、その出力値が所定の閾値以下の部分の幅寸法を検出することを特徴とする異物検出方法。
【請求項６】
検査対象を撮像して撮像画像を作成する撮像画像作成手段と、
前記撮像画像に基づいて検査対象に付着している異物を検出する異物検出手段とを備え、
前記異物検出手段は、
前記撮像画像に対して、検査対象パターンを検出するパターン検出フィルタを適用して、前記撮像画像におけるパターン部分を検出するパターン検出手段と、
前記パターン検出手段で検出されたパターンのエッジ間の距離を検出するエッジ間距離検出手段と、
前記エッジ間距離検出手段で検出したエッジ間距離の変化に基づいてパターンのエッジ部分の異物の有無を判定する異物判定手段と、
を備えることを特徴とする異物検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の異物検出装置において、
前記異物検出手段は、
前記撮像画像のパターンのエッジを強調処理するエッジ強調処理手段と、
前記撮像画像において対象画素を選択する対象画素選択手段とを備え、
前記パターン検出手段は、対象画素選択手段で選択された対象画素が検査対象パターンに含まれているかを判断してパターンを検出し、
前記エッジ間距離検出手段は、エッジ強調処理手段でエッジが強調された画像において、パターン検出手段でパターン内であると検出された対象画素を通る所定方向の出力値を抽出し、その出力値が所定の閾値以下の部分の幅寸法を検出することを特徴とする異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物検出方法および異物検出装置に係り、特にパターンのエッジ上に接する異物を検出可能な異物検出方法および異物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン単結晶基板（ウェハ）を異方性エッチングすることによって、インクジェット式記録ヘッド（プリンタヘッド）の流路形成基板を形成する製造方法が知られている（例えば特許文献１）。
このプリンタヘッド（流路形成基板）には、複雑なパターンが形成されており、製造工程で発生する微小な異物が、複雑なパターン部分に付着する課題がある。このようなプリンタヘッドのパターン部分に異物が付着していると、その異物付着面に他のウェハを貼り合わせた場合にウェハが割れてしまい、プリンタヘッドが破損する可能性がある。このため、ウェハに付着した異物は検査工程において確実に検出する必要がある。
【０００３】
このような異物を検査する方法として、異物が付着した際の外観形状の変化を検出することで異物を検出するために、検査対象の測定画像と予め測定した基準画像を比較し、両画像間の差異を検出することで異物の有無を判定する方法が知られている（例えば特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７１３６８号公報
【特許文献２】特開２００５−２２８０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２による方法においては、基板上の各領域においてパターンが異なるような複雑なパターン形状を有する検査対象においては、検査領域毎に基準画像を準備する必要があり、その準備作業の負荷が大きいという問題がある。特に、基準画像は精度良く作成する必要があり、その数が増えると大幅に負荷が増大するという問題もあった。
【０００６】
本発明の目的は、撮像画像に基づいてパターンに接する異物を精度よく検出することができる異物検出方法および異物検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の異物検出方法は、検査対象を撮像した撮像画像に対して、検査対象パターンを検出するパターン検出フィルタを適用して、前記撮像画像におけるパターン部分を検出するパターン検出工程と、前記パターン検出工程で検出されたパターンのエッジ間の距離を検出するエッジ間距離検出工程と、前記エッジ間距離検出工程で検出したエッジ間距離の変化に基づいてパターンのエッジ部分の異物の有無を判定する異物判定工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、撮像画像においてパターン部分を検出する際に、パターン検出フィルタを用いて検出しているため、従来のように、基準画像を用いて検出する場合に比べて、パターンに合わせて基準画像を用意する必要がないため、パターン検出工程を容易に行うことができる。
また、エッジ間距離検出工程では、パターン検出工程で検出されたパターン部分のみを検出対象とすればよく、そのため、エッジ間の距離を短時間でかつ高精度に検出することができる。
さらに、異物判定工程では、エッジ間の距離の変化によって異物を検出しているので、パターン外側の領域と異物部分が連続しており、かつ、撮像画像における輝度差（濃度差）が小さいために、従来の画像処理では検出が困難であったパターンのエッジ部分に付着した異物を精度よく検出することができる。
なお、パターン部分とは、撮像画像において、他の部分と異なる濃度（輝度）を有する部分が一定間隔で形成されている部分などである。
【０００９】
本発明において、前記撮像画像において対象画素を選択する対象画素選択工程を備え、前記パターン検出工程は、前記対象画素選択工程で選択された対象画素の濃度値と、この対象画素に対して所定距離だけ離れて設けられた判定用画素の濃度値とを検出し、各濃度値が予め設定された条件を満足するものを抽出するパターン検出フィルタを用いて、前記検出対象パターンに前記対象画素が含まれているか否かを検出することが好ましい。
【００１０】
このような本発明では、撮像画像において、対象画素および判定用画素の濃度値（輝度値）のみでパターンを検出でき、パターン検出処理を容易にかつ短時間で行うことができる。
さらに、パターンが異なる場合でも、判定用画素の配置位置や濃度値の判定条件を設定するだけでよく、様々なパターンに対しても容易に対応することができる。
【００１１】
本発明において、前記パターン検出フィルタは、フィルタ中心に設けられる対象画素の濃度値が第１閾値以上であり、かつ、前記対象画素に対して所定距離だけ離れた左右および上下の４箇所に配置された判定用画素の濃度値が、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である場合には、各判定用画素間を通る斜め方向に延長されたパターンに前記対象画素が含まれていることを検出するものであることが好ましい。
【００１２】
なお、傾斜パターンは、前記左右および上下の判定用画素間を通るため、この判定用画素間の間隔つまりは対象画素から各判定用画素までの距離は、検出対象のパターンの傾斜角度および幅寸法に応じて設定すればよい。
例えば、パターンの傾斜角度が４５度程度であれば、左右および上下の判定用画素は対象画素に対して同じ距離（例えば５ピクセル分）だけ離れて配置すればよい。
一方、パターンの傾斜角度が６０度程度であれば、対象画素および左右の判定用画素間の距離と、対象画素および上下の判定用画素間の距離が３：５の割合になるように設定すればよい。
また、第１閾値および第２閾値は、パターン部分およびパターン部分以外の領域の各濃度値に基づいて設定すればよい。
本発明によれば、撮像画像において斜め方向に延長されたパターンを容易にかつ精度良く検出することができる。
【００１３】
また、本発明において、前記パターン検出フィルタは、フィルタ中心に設けられる対象画素と、対象画素に対して所定距離だけ離れた左右または上下の一方の２箇所に配置された判定用画素との各濃度値が第１閾値以上であり、かつ、前記対象画素に対して所定距離だけ離れた左右または上下の他方の２箇所に配置された判定用画素の濃度値が、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である場合には、各左右または上下の他方の２箇所の判定用画素間を通る水平方向または垂直方向に延長されたパターンに前記対象画素が含まれていることを検出するものであってもよい。
【００１４】
これらの各発明によれば、撮像画像において水平方向に延長されたパターンや、垂直方向に延長されたパターンを、容易にかつ精度良く検出することができる。
【００１５】
本発明において、前記撮像画像において、パターンのエッジ部分を強調するエッジ強調処理工程を備え、前記エッジ間距離検出工程は、前記エッジ強調処理工程でエッジが強調された画像において、パターン検出工程でパターン内であると検出された対象画素を通る所定方向の出力値を抽出し、その出力値が所定の閾値以下の部分の幅寸法を検出することが好ましい。
【００１６】
ここで、エッジ強調処理工程におけるエッジ強調処理としては、Ｓｏｂｅｌフィルタなどを用いた公知のエッジ強調処理が利用できる。また、対象画素を通る所定方向としては、パターンの連続方向以外であればよく、特にパターンの幅方向であることが好ましい。例えば、水平方向に連続するパターンであれば前記所定方向は垂直方向であることが好ましく、垂直方向に連続するパターンであれば前記所定方向は水平方向であることが好ましい。
また、斜め方向に連続するパターンであれば、その連続方向に直交する斜め方向であることが好ましいが、パターンのエッジ間の変化を検出することができれば水平方向あるいは垂直方向であってもよい。
このような本発明では、エッジ強調処理した画像の出力値を所定の閾値と比較し、その閾値以下となる領域部分の幅寸法を検出することで、エッジ間の距離を高精度に検出することができる。
【００１７】
本発明の異物検出装置は、検査対象を撮像して撮像画像を作成する撮像画像作成手段と、前記撮像画像に基づいて検査対象に付着している異物を検出する異物検出手段とを備え、前記異物検出手段は、前記撮像画像に対して、検査対象パターンを検出するパターン検出フィルタを適用して、前記撮像画像におけるパターン部分を検出するパターン検出手段と、前記パターン検出手段で検出されたパターンのエッジ間の距離を検出するエッジ間距離検出手段と、前記エッジ間距離検出手段で検出したエッジ間距離の変化に基づいてパターンのエッジ部分の異物の有無を判定する異物判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明において、前記異物検出手段は、前記撮像画像のパターンのエッジを強調処理するエッジ強調処理手段と、前記撮像画像において対象画素を選択する対象画素選択手段とを備え、前記パターン検出手段は、対象画素選択手段で選択された対象画素が検査対象パターンに含まれているかを判断してパターンを検出し、前記エッジ間距離検出手段は、エッジ強調処理手段でエッジが強調された画像において、パターン検出手段でパターン内であると検出された対象画素を通る所定方向の出力値を抽出し、その出力値が所定の閾値以下の部分の幅寸法を検出することが好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、前述した異物検出方法の作用および効果と同様の作用および効果を享受することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［Ａ．異物検出装置の構成］
図１は、本発明の異物検出装置１を示す図である。
異物検出装置１は、半導体ウェハ２に形成されたインクジェットプリンタヘッド上に形成された隔壁等のパターンを検出し、そのパターンのエッジ部分に異物が付着しているか否かを検出するものである。
異物検出装置１は、半導体ウェハ２を支持するＸＹステージ３と、半導体ウェハ２を撮像するＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラ４を設置するＺステージ５と、ＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４、及びＺステージ５に接続される制御装置６とを備えて構成される。
【００２１】
ＸＹステージ３は、図１に示すように、ＸＹ方向への移動が可能であり、Ｚステージ５は、Ｚ方向への移動が可能であり、ＣＣＤカメラ４のフォーカスを調整可能に構成されている。したがって、半導体ウェハ２、及びＣＣＤカメラ４の位置を相対的にＸＹＺ方向に移動させることが可能である。
【００２２】
ＣＣＤカメラ４には、対物レンズ７と、対物レンズ７を保持する鏡筒８とが設けられている。従って、ＣＣＤカメラ４は、対物レンズ７を通して半導体ウェハ２を撮影可能に構成されている。
【００２３】
制御装置６は、ＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４、及びＺステージ５を動作させ、半導体ウェハ２の検査領域を撮像して撮像画像を作成する撮像画像作成手段６１と、撮像画像作成手段６１により作成される撮像画像に基づいて異物を検出する異物検出手段６２とを備えて構成される。
【００２４】
異物検出手段６２は、図２に示すように、エッジ強調処理手段６２１、対象画素選択手段６２２、パターン検出手段６２３、エッジ間距離検出手段６２４、異物判定手段６２５を備える。
【００２５】
［Ｂ．半導体ウェハの構成］
本実施形態において検査対象となる半導体ウェハ２は、インクジェットプリンタのプリンタヘッドを構成するものであり、異方性エッチングなどによってインクや空気などを流通させる様々な流路などが形成されている。これらの流路は隔壁で区画され、流路部分を上から撮像すると、図３に示すように、隔壁の上面部分は明るく撮影され、隔壁で囲まれた流路つまり凹部は暗くなる。従って、撮像画像においては、隔壁上面の輝度値が高い部分は斜めに連続して形成されており、かつ、左右方向（水平方向）に等間隔で複数形成され、こられの部分が傾斜パターン２１とされている。
【００２６】
この隔壁上面には、流路の上部開口を塞ぐために、他の半導体ウェハ２が接着される。この隔壁上面に異物が付着していると、半導体ウェハ２を接着するために押し付けた際に、異物によって局所的に応力が加わり、半導体ウェハ２が割れてしまうおそれがある。
この際、隔壁上面に異物が付着している場合、異物の形状は一定ではないため、異物にあたった光は乱反射する。従って、流路撮像画像において、異物は、隔壁上面に比べて暗くなり、周囲の隔壁上面部分が明るい中に、異物の暗い部分が存在することになる。このような場合には、撮像画像において、異物部分と周囲の輝度差が大きいため、画像処理によって比較的容易に異物を検出することができる。
【００２７】
一方、隔壁上面において、隔壁のエッジ部分つまりパターンのエッジ部分に異物が付着していると、撮像画像では隔壁のエッジ部分は流路部分に隣接しているため、異物によって暗くなっていても、流路部分と判別することが難しくなり、通常の画像処理で検出することが困難である。
本実施形態の異物検出装置１は、パターンのエッジつまり画像において濃度値（明るさ）が変化する境界部分に、異物が付着しても、その異物を検出することができるように構成されている。
【００２８】
［Ｃ．検査工程］
次に、制御装置６で実行される異物検査工程について説明する。
壁細り検査工程は、図４に示すように、撮像画像作成工程Ｓ１、異物検出工程Ｓ２を備える。
【００２９】
（１．撮像画像作成工程Ｓ１）
制御装置６は、検査工程が開始されると、撮像画像作成手段６１を作動する。撮像画像作成手段６１は、ＸＹステージ３、及びＺステージ５を動作させ、ＣＣＤカメラ４を半導体ウェハ２の検査領域に相対的に移動して撮像することにより、撮像画像を作成する（Ｓ１）。
【００３０】
（２．異物検出工程Ｓ２）
撮像画像が作成されると、制御装置６は異物検出手段６２を作動し、異物検出工程を実行する（Ｓ２）。
そして、制御装置６は、半導体ウェハ２の全面の検査が終了したかを判定する（Ｓ３）。判定工程Ｓ３において、検査が終了していないと判定された場合には、制御装置６は、撮像画像作成工程Ｓ１、異物検出工程Ｓ２を繰り返す。一方、判定工程Ｓ３において、半導体ウェハ２の全面の検査が終了したと判定された場合には、制御装置６は、検査工程を終了する。
【００３１】
なお、本実施形態では、撮像画像作成手段６１は、異物検出手段６２で処理が行われている間に、ＸＹステージ３を動作させ、ＣＣＤカメラ４を半導体ウェハ２の次の検査領域に相対的に移動して撮像し、撮像画像を作成する（Ｓ１）。これにより、撮像画像作成工程Ｓ１と異物検出工程Ｓ２とをほぼ平行して実行でき、半導体ウェハ２全面の検査時間を短縮できる。
【００３２】
次に、異物検出手段６２における異物検出工程Ｓ２の詳細について図５のフローチャートに基づいて説明する。
異物検出工程Ｓ２は、エッジ強調処理工程Ｓ２１、対象画素選択工程Ｓ２２、パターン検出工程Ｓ２３、パターン検出判定工程Ｓ２４、エッジ間距離検出工程Ｓ２５、異物判定工程Ｓ２６、終了判定工程Ｓ２７を備える。
【００３３】
（２−１．エッジ強調処理工程Ｓ２１）
制御装置６は、エッジ強調処理手段６２１を作動し、撮像画像に対してエッジ強調処理を行う。エッジ強調処理手段６２１は、例えば、Ｓｏｂｅｌフィルタ等の公知のエッジ強調フィルタを撮像画像に対して使用し、４５度傾斜パターン２１部分のエッジを強調した画像を作成する。
【００３４】
（２−２．対象画素選択工程Ｓ２２）
制御装置６は、対象画素選択手段６２２によって撮像した画像からパターン検出対象の画素を選択する。例えば、対象画素選択手段６２２は、撮像画像の左上から右下に向かって１ピクセル（画素）ごと選択する（Ｓ２２）。すなわち、撮像画像の最上段の左端の画素から右端の画素に向かって１ピクセルごと選択し、右端まで移動したら、撮像画像の２段目の左端の画素に移動し、さらに２段目の右端の画素に向かって１ピクセルごと選択する。
【００３５】
（２−３．パターン検出工程Ｓ２３）
制御装置６は、対象画素が選択されると、パターン検出手段６２３を作動し、前記対象画素が所定のパターン２１に含まれるか否かを検出する。
具体的には、パターン検出手段６２３は、検出対象のパターン形状に応じたパターン検出フィルタ３１を選択し、そのパターン検出フィルタ３１を対象画素に適用し、その対象画素が検出フィルタ３１の条件を満たす場合には、対象画素は検出対象パターン２１に含まれていると判定する。
【００３６】
例えば、図３に示すように、ほぼ４５度傾斜した方向に連続するパターン２１を検出する場合には、図６に示すように、４５度傾斜パターン検出フィルタ３１を用いる。フィルタ３１は、図７にも示すように、検出対象のパターンの幅寸法に応じて縦および横の画素数（ピクセル数）が設定されており、本実施形態では、７×７ピクセルのフィルタ３１を用いている。
フィルタ３１は、選択された画素の位置に合わせる対象画素Ａと、その対象画素Ａの左右に所定距離（フィルタ３１では３画素分）だけ離れた判定用画素Ｘ１，Ｘ２と、対象画素Ａの上下に所定距離（フィルタ３１では３画素分）だけ離れた判定用画素Ｙ１，Ｙ２とを備えている。
【００３７】
そして、各画素の値つまり濃度値が次の条件をすべて満たす場合には、対象画素Ａは４５度傾斜パターン２１に含まれ、その対象画素位置部分に４５度傾斜パターン２１が存在することを検出できる。
検出条件は、
Ａ＞第１閾値（例えば濃度値１３０）、
Ｘ１＜第２閾値（例えば濃度値１００）、
Ｘ２＜第２閾値（例えば濃度値１００）、
Ｙ１＜第２閾値（例えば濃度値１００）、
Ｙ２＜第２閾値（例えば濃度値１００）、
である。
【００３８】
図６，７に示すように、輝度値が１３０以上と高いパターン２１が、前記画素Ａを通り、かつ、画素Ｙ１およびＸ２、画素Ｘ１およびＹ２の間を通っていれば、上記条件をすべて満足するため、画素Ａは４５度傾斜パターン２１の幅方向のほぼ中心であることが検出できる。
すなわち、画素Ａがパターン２１内に配置されていても、上記パターン２１部分がいずれかの画素Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２を含んでいる場合には、上記検出条件を満足しない。
従って、各画素Ｙ１およびＸ２間と、画素Ｘ１およびＹ２間に前記パターン２１が配置され、かつ、その画素間の寸法を、パターン２１の幅寸法に応じて一回り大きくなる程度に設定している場合、前記条件を満たす対象画素Ａは、パターン２１の幅方向のほぼ中心に位置することになる。
【００３９】
次に、パターン検出手段６２３は、パターン検出判定工程Ｓ２４において、前記条件を満たして、対象画素Ａがパターン２１に含まれているか、すなわちパターン２１を検出したか否かを判定する。
パターン検出判定工程Ｓ２４において前記４５度傾斜パターン２１を検出しなかったと判定した場合には、対象画素選択工程Ｓ２２およびパターン検出工程Ｓ２３を繰り返し実施する。
【００４０】
一方、パターン検出判定工程Ｓ２４で４５度傾斜パターン２１を検出したと判定された場合には、制御装置６はエッジ間距離検出手段６２４を作動し、エッジ間距離検出工程Ｓ２５を実施する。
エッジ間距離検出工程Ｓ２５では、エッジ間距離検出手段６２４は、前記エッジ強調処理工程Ｓ２１で作成したエッジ強調画像において、前記パターン検出工程Ｓ２３でパターン２１が検出された対象画素Ａに対応する画素を求める。
例えば、４５度傾斜パターン２１のエッジを強調した画像は、図８に示すように、４５度傾斜パターン２１の両側のエッジ２１Ａ部分に輝度値が高い部分が形成される。なお、図８のエッジ２１Ａ部分を模式化すると図９になる。
このようなエッジ強調画像に対し、エッジ間距離検出手段６２４は、前記フィルタ３１の画素Ｘ１からＸ２までのエッジ強調画像のフィルタ処理値から、処理値が所定の閾値、具体的にはエッジ２１Ａの濃度値と、エッジ２１Ａ以外の部分の濃度値との間に設定される値以下となる部分の幅寸法を検出する。
【００４１】
次に、制御装置６は、異物判定手段６２５を作動し、異物判定工程Ｓ２６を実施する。異物判定工程Ｓ２６では、エッジ間距離検出工程Ｓ２５で検出された幅寸法を、予め設定された所定幅寸法であるかを判断し、所定幅寸法であれば異物が無いと判定し、幅寸法が相違すればエッジ部分に異物が存在すると判定する。
すなわち、図１０に示すように、エッジ２１Ａ部分に異物が付着していた場合、エッジ強調画像では、異物部分がエッジと見なされ、異物部分のみ湾曲した形でエッジが強調される。このため、図１１に示すように、前記フィルタ３１の画素Ｘ１からＸ２までのエッジ強調画像のフィルタ処理値は、エッジ２１Ａやエッジ２１Ａに付着された異物部分が高い値となり、それ以外の部分が低い値になる。従って、このフィルタ処理値において、所定の閾値以下となる部分の幅寸法を検出すると、前記異物がない場合とある場合とで寸法が異なる。
例えば、図１１に示すように、異物が存在しない正常な場合の幅寸法をＷ１とすると、異物が存在する場合の幅寸法Ｗ２は、幅寸法Ｗ１に比べて小さくなる。
このため、異物判定手段６２５は、エッジ間距離検出手段６２４で求められエッジ間の幅寸法が、正常な場合の寸法として予め設定された寸法Ｗ１と相違する場合には、そのエッジ部分に異物があると判定する。
【００４２】
次に、制御装置６は、終了判定工程Ｓ２７において、撮像画像作成工程Ｓ１で撮像された全画素が選択されて、Ｓ２２〜Ｓ２６の処理が行われたかを判定する。そして、全画素の判定が行われていない場合には、対象画素選択工程Ｓ２２に戻り、次の対象画素を選択してＳ２２〜Ｓ２７の処理を繰り返し行う。
一方、全画素の判定が終了している場合には、異物検出工程Ｓ２の処理を終了する。
【００４３】
そして、制御装置６は、前述の通り、図４の判定工程Ｓ３において半導体ウェハ２の全面の検査が終了したかを判定する。判定工程Ｓ３において、検査が終了していないと判定された場合には、制御装置６は、撮像画像作成工程Ｓ１、異物検出工程Ｓ２を繰り返す。一方、判定工程Ｓ３において、半導体ウェハ２の全面の検査が終了したと判定された場合には、制御装置６は、検査工程を終了する。
【００４４】
このような本実施形態の異物検出装置１で検出した異物の例を図１２に示す。これらのように、エッジ部分に様々な異物が付着している場合でも、これらの異物を検出することができ、実際にも有用であることが確認された。
【００４５】
前記実施形態に係る異物検出装置１によれば、次のような効果がある。
（１）パターン検出手段６２３は、４５度傾斜パターン検出フィルタ３１を用いて、撮像画像におけるパターン部分を検出しているので、基準画像を使用した比較方法を用いる必要がない。このため、基準画像を作成する必要が無く、パターンを容易にかつ確実に検出することができる。
また、パターン検出手段６２３によってパターン２０の幅方向の中心部分に配置される画素を検出することができるため、エッジ間距離検出手段６２４によって異物検出を行う際には、前記パターン検出手段６２３で検出された画素のみを対象にすればよい。このため、エッジ間距離検出手段６２４では最小限の数の対象画素のみを検査すればよいため、短時間で検査を行え、かつ、検出精度も向上できる。
【００４６】
（２）パターン検出手段６２３では、エッジ強調処理手段６２１でエッジ強調された画像において、前記対象画素Ａを挟んで配置された画素Ｘ１，Ｘ２間のフィルタ出力値を所定の閾値と比較し、閾値以下の部分の寸法が所定寸法Ｗ１と相違するか否かでエッジに付着する異物を検出することができる。
このため、パターン２０に接する微小な異物を検出することもでき、異物検出精度を向上することができる。
【００４７】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、パターン検出手段６２３は、撮像画像において、ほぼ４５度方向に傾斜されたパターン２０を検出していたが、検出対象のパターンに応じて他のフィルタを用いてもよい。
すなわち、撮像画像において、図１３に示すように、水平パターン（０度傾斜パターン）２２を検出する場合には、０度傾斜パターン検出フィルタ３２を用いればよい。この０度傾斜パターン検出フィルタ３２は、５×５ピクセルのフィルタであり、幅寸法が３ピクセル以下の水平パターン２２を検出するものである。そして、水平パターン２２上に位置する各画素Ａ，Ｘ１，Ｘ２は、画素値（輝度値）がそれぞれ第１閾値（例えば１３０）以上であり、水平パターン２２から外れた部分に位置する他の画素Ｙ１，Ｙ２は、画素値がそれぞれ第２閾値（例えば１００）以下であることがフィルタ３２の条件とされている。
【００４８】
また、撮像画像において、図１４に示すように、６０度傾斜パターン２３を検出する場合には、６０度傾斜パターン検出フィルタ３３を用いればよい。この６０度傾斜パターン検出フィルタ３３は、５×９ピクセルのフィルタであり、幅寸法が３ピクセル以下の６０度傾斜パターン２３を検出するものである。そして、６０度傾斜パターン２３上に位置する画素Ａは、画素値（輝度値）がそれぞれ第1閾値（例えば１３０）以上であり、６０度傾斜パターン２３から外れた部分に位置する他の画素Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２は、画素値がそれぞれ第２閾値（例えば１００）以下であることがフィルタ３３の条件とされている。
【００４９】
また、撮像画像において、図１５に示すように、垂直パターン（９０度傾斜パターン）２４を検出する場合には、９０度傾斜パターン検出フィルタ３４を用いればよい。この９０度傾斜パターン検出フィルタ３４は、５×５ピクセルのフィルタであり、幅寸法が３ピクセル以下の９０度傾斜パターン２４を検出するものである。そして、９０度傾斜パターン２４上に位置する画素Ａ，Ｙ１，Ｙ２は、画素値（輝度値）がそれぞれ第1閾値（例えば１３０）以上であり、９０度傾斜パターン２４から外れた部分に位置する他の画素Ｘ１，Ｘ２は、画素値がそれぞれ第２閾値（例えば１００）以下であることがフィルタ３４の条件とされている。
【００５０】
また、パターン検出フィルタのサイズは、検出対象のパターンの幅寸法に応じて適宜設定すればよい。
さらに、パターンの種類は、検出対象のパターンに応じて設定すればよく、例えば、検出対象のパターンの傾斜角度に応じて設定すればよい。
【００５１】
また、本発明は、前記実施形態のプリンタヘッドにおける隔壁のエッジ部分に付着された異物を検出する場合に限らず、例えば、半導体ウェハ２上などに形成される配線パターンのエッジ部分に付着した異物を検出する場合に用いてもよい。また、マイクロマシニング技術によって半導体ウェハ２上に形成される構築物に異物が付着されているか否かを検出するために用いてもよい。
【００５２】
また、エッジ強調処理手段６２１においてエッジを強調する方法としては、Ｓｏｂｅｌフィルタを用いるものに限らず、各種のエッジ強調方法を利用してもよい。
【００５３】
さらに、エッジ間の距離を測定する方法としては、エッジを強調し、その強調したエッジ間の距離を検出する方法に限らない。例えば、パターン部分の濃度値が周囲に比べて高い場合には、撮像画像の出力値を直接閾値と比較し、その閾値以上の部分の幅寸法をエッジ間距離としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態における異物検出装置を示す図である。
【図２】本実施形態における異物検出手段の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の検査対象であるウェハの一部を撮像した撮像画像を示す図である。
【図４】異物検出装置の検出方法を示すフローチャートである。
【図５】異物検出工程を示すフローチャートである。
【図６】検査対象であるパターンの画像を拡大した図である。
【図７】図６のパターンを模式的に示した図である。
【図８】パターンのエッジを強調したエッジ強調画像を示す図である。
【図９】図８のエッジ強調画像を模式的に示した図である。
【図１０】パターンのエッジに異物が付着した画像を強調したエッジ強調画像を示す図である。
【図１１】エッジ強調画像の出力値を示すグラフである。
【図１２】異物検出例の画像を示す図である。
【図１３】本発明の変形例を説明する図である。
【図１４】本発明の他の変形例を説明する図である。
【図１５】本発明の他の変形例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…異物検出装置、２…半導体ウェハ、３…ＸＹステージ、４…ＣＣＤカメラ、５…Ｚステージ、６…制御装置、７…対物レンズ、８…鏡筒、３１〜３４…傾斜パターン検出フィルタ、６１…撮像画像作成手段、６２…異物検出手段、６２１…エッジ強調処理手段、６２２…対象画素選択手段、６２３…パターン検出手段、６２４…エッジ間距離検出手段、６２５…異物判定手段。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図３】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１２】
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