(57)【要約】【課題】外観検査装置において、被検体を回転、揺動させて目視検査する場合に、検査効率を向上することができるようにする。【解決手段】目視により平板状のウエハ４の外観検査を行うために、ウエハ４を保持するとともに揺動させるウエハ揺動部３と、ウエハ４を撮像する撮像カメラ１と、撮像カメラ１で撮像したウエハ４の画像を表示するモニタ８と、モニタ８に表示されたウエハ４の画像上で位置情報の入力を行うマウス９ｃと、マウス９ｃにより入力された位置情報に基づいて、モニタ８に表示されたウエハ４の画像の一部を拡大表示するカメラ駆動部を備える。【選択図】図１
2007327903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目視により平板状の被検体の外観検査を行うために、前記被検体を保持するとともに該被検体を揺動させる揺動保持手段と、
前記被検体を撮像する撮像手段と、
該撮像手段で撮像した前記被検体の画像を表示する表示手段と、
該表示手段に表示された前記被検体の画像上で位置情報の入力を行う位置情報入力手段と、
該位置情報入力手段により入力された位置情報に基づいて、前記表示手段に表示された前記被検体の画像の一部を拡大表示する拡大表示手段とを備えることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記撮像手段が、光学ズーム機構を備え、
前記拡大表示手段が、前記光学ズーム機構を制御することにより前記画像の拡大表示を行うことを特徴とした請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記被検体に対して撮像光軸を移動できるように前記撮像手段を保持する移動保持機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記移動保持機構が、前記位置情報入力手段から入力された位置情報に基づいて駆動されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記揺動保持手段と前記撮像手段との位置関係の情報を記憶し、該位置関係の情報に基づいて、前記揺動保持手段と前記撮像手段との位置関係を設定できるようにしたことを特徴とする前記１〜４のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記被検体の保持位置の情報と前記撮像手段の配置位置の情報とを取得して、前記画像上の位置情報と前記被検体上の位置座標との間の変換を行う位置情報変換手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項７】
前記位置情報変換手段が変換した前記被検体上の位置座標の情報を前記被検体ごとにまとめて記憶し、表示またはファイル出力できるようにしたことを特徴とする請求項６に記載の外観検査装置。
【請求項８】
他の検査装置と通信可能に接続された通信手段を備え、
前記被検体ごとに記憶された前記被検体上の位置座標の情報を、前記通信手段に出力できるようにしたことを特徴とする請求項７に記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外観検査装置に関する。例えば、半導体ウエハや液晶ガラス基板などの平板状の被検体の画像を取得して、その画像により目視検査を行う外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウエハや液晶ガラス基板などの基板を、フォトリソグラフィプロセスを用いて製造する製造工程において、基板に塗布されたレジストなどの膜むらや傷などの欠陥の有無を調べるために外観検査が行われる。例えば半導体ウエハの外観検査の場合、半導体ウエハを揺動および回転することが可能な載置台に半導体ウエハを支持して照明光を当てる。検査者は外観検査装置に設けられたジョイスティックなどを操作したり、検査条件を設定したレシピファイルの情報によって載置台を自動揺動させたりすることで、半導体ウエハを揺動、回転させ、目視観察により欠陥の有無を検査している。
このような外観検査装置として、例えば、特許文献１には、このような回転および揺動可能なマクロ台に保持した半導体ウエハを目視検査し、発見された欠陥の位置にレーザースポットペンでレーザー光を照射し、撮像カメラによって画像データを取得し、レーザー光が照射された位置の半導体ウエハ上での座標データを取り込むことができる画像処理装置を備えた検査装置が記載されている。
また、これに関連する技術として、特許文献２には、製品ウエハの画像データを取得、保存し、この画像データをモニタに一覧表示する検査システムが記載されている。
【特許文献１】特開平１０−１０３９１６号公報（図１、２）
【特許文献２】特開２００４−３４２７９８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の外観検査装置には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、欠陥が目視された状態で、欠陥位置にレーザー光を照射して、その画像データから、欠陥位置の座標データを取得するので、この検査後に例えば顕微鏡を備えたミクロ検査装置など他の検査装置を用いた欠陥観察が容易となるものの、この外観検査装置に搭載した状態では、検査者が目視した位置の欠陥を詳細に観察することはできない。また、欠陥の検出精度は、検査者の目視位置などによっても変わるため、検出精度が安定しないという問題がある。
そのため、欠陥の検出もれを防止するために、欠陥の可能性があれば欠陥の候補として挙げなければならず、欠陥の候補数が増大し検査効率が悪化するという問題がある。
特許文献１の技術に特許文献２の技術を組み合わせて、検査者の目視位置に撮像カメラを配置して目視画像と同等の画像データを取得し、表示したり画像処理したりすることも考えられるが、検査者と同じ位置に撮像カメラを移動して撮像するので、撮像動作により目視検査が中断されてしまう。そのため検査効率が悪化するという問題がある。
また、揺動保持された基板を撮像するので、揺動位置によって、画面の見やすさが異なり、例えば、視線に対して浅い角度で傾斜した状態では、基板の周縁部の画像がぼけて見にくくなるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被検体を回転、揺動させて目視検査する場合に、検査効率を向上することができる外観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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の外観検査装置は、目視により平板状の被検体の外観検査を行うために、前記被検体を保持するとともに該被検体を揺動させる揺動保持手段と、前記被検体を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した前記被検体の画像を表示する表示手段と、該表示手段に表示された前記被検体の画像上で位置情報の入力を行う位置情報入力手段と、該位置情報入力手段により入力された位置情報に基づいて、前記表示手段に表示された前記被検体の画像の一部を拡大表示する拡大表示手段とを備える構成とする。
この発明によれば、撮像手段によって、揺動保持手段に保持された被検体を撮像して、その画像を表示手段に表示する。そして、位置情報入力手段を用いて拡大観察したい位置の位置情報を入力する。そして、その位置情報に基づいて拡大表示手段によって、画像の一部を拡大表示することができる。そのため、検査者は、表示手段上で、被検体を観察しつつ、その画面上で位置を指定して被検体を拡大観察することができる。
【０００６】
本発明の外観検査装置では、前記撮像手段が、光学ズーム機構を備え、前記拡大表示手段が、前記光学ズーム機構を制御することにより前記画像の拡大表示を行うことが好ましい。
この場合、画像の解像度を低下させることなく拡大表示することができるので、より高精度な拡大観察が可能となる。
【０００７】
また、本発明の外観検査装置では、前記被検体に対して撮像光軸を移動できるように前記撮像手段を保持する移動保持機構を備えることが好ましい。
この場合、移動保持機構により撮像光軸を被写体に対して移動することができるので、撮像手段の撮像中心や、撮像方向などを変化させることができる。
【０００８】
また、本発明の外観検査装置では、前記移動保持機構が、前記位置情報入力手段から入力された位置情報に基づいて駆動されるようにした構成とすることが好ましい。
この場合、位置情報入力手段から入力された位置情報に基づいて撮像手段を移動することができるので、表示手段の画像を見ながら、撮像中心位置や撮像方向を変えた画像を表示させることができる。そのため操作が容易となる。
【０００９】
また、本発明の外観検査装置では、前記揺動保持手段と前記撮像手段との位置関係の情報を記憶し、該位置関係の情報に基づいて、前記揺動保持手段と前記撮像手段との位置関係を設定できるようにした構成とすることが好ましい。
この場合、記憶された位置関係の情報に基づいて揺動保持手段と撮像手段との位置関係を設定することができるので、例えば、揺動保持手段と撮像手段との位置関係の設定が容易となる。また、欠陥が検出された際のこれらの位置関係を記憶させることにより、欠陥が検出された位置関係を容易に再現することができる。
【００１０】
また、本発明の外観検査装置では、前記被検体の保持位置の情報と前記撮像手段の配置位置の情報とを取得して、前記画像上の位置情報と前記被検体上の位置座標情報との間の変換を行う位置情報変換手段を備えることが好ましい。
この場合、位置情報変換手段により、位置情報入力手段から入力された位置情報を被検体上の位置座標に変換することができる。そのため、例えば、検出された欠陥または欠陥の候補の画像位置を位置情報入力手段により入力することで、この画像位置を被検体上の位置座標情報に変換することができる。
この位置座標情報は、位置記憶手段に記憶したり、表示手段に表示したりすることができるようにすることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の位置情報変換手段を備えた外観検査装置では、前記位置情報変換手段が変換した前記被検体上の位置座標の情報を前記被検体ごとにまとめて記憶し、ファイル出力できるようにすることが好ましい。
この場合、位置情報入力手段から入力された位置情報を被検体上の位置座標に変換し、被検体ごとにまとめて記憶し、ファイル出力することができるので、例えば、被検体ごとの欠陥の位置座標の閲覧、管理が容易となる。
なお、被検体上の位置座標とともに、そのときの撮像手段、揺動保持手段の位置関係の情報も記憶し、同一のファイルに出力することがより好ましい。この場合、これらのファイルの情報に基づいて、撮像手段、揺動保持手段の位置関係を制御することで、記憶された位置座標に対応する位置情報を入力したときの画像を再現することができる。
【００１２】
また、本発明の位置情報変換手段を備えた外観検査装置では、他の検査装置と通信可能に接続された通信手段を備え、前記位置情報変換手段が変換した前記被検体上の位置座標の情報を、前記通信手段に出力できるようにしたことが好ましい。
この場合、位置情報入力手段によって表示手段の画像上から入力した欠陥の位置情報などを、被検体上の位置座標に変換して他の検査装置に送信することができるので、同一被検体の欠陥の位置情報を、外観検査装置と他の検査装置とが共有できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の外観検査装置によれば、検査者が、表示手段の画面上で位置を指定して画面内の被検体の一部を拡大観察することができるので、被検体を回転、揺動させても被検体表面が見やすくなり検査効率を向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る外観検査装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る外観検査装置の概略構成を模式的に示す装置構成図である。図２は、本発明の実施形態に係る外観検査装置の制御ユニットの機能ブロック構成を示す機能ブロック図である。
【００１５】
本実施形態の外観検査装置１００は、図１に示すように、被検体として、例えば、半導体ウエハや液晶ガラス基板などの平板状の基板に照明光を照射し、被検体を揺動させて目視検査を行うものである。以下では、一例として、被検体が円板状の半導体ウエハ４（以下、ウエハ４と略称する）の場合で説明する。
ウエハ４の目視検査の目的は、例えばレジストなどの塗布ムラによる膜厚不良、表面のキズ、異物付着といった欠陥の有無の検出である。欠陥、あるいは欠陥の候補が検出された場合には、それらのウエハ４上での位置を特定する。そして、必要に応じて他の検査装置でより詳細な欠陥の判定を行ったり、ウエハ４をリペア工程に搬送して欠陥のリペア加工を行ったりする。
ウエハ４は、特に図示しないが、表面には製造工程に応じて、例えば回路パターンなどの略矩形状の繰り返しパターンが形成されている。また、ウエハ４の周縁端部には、ウエハ４の位置決めを行うために位置基準部が形成されている。以下では、一例として位置基準部がノッチからなる場合の例で説明する。
【００１６】
外観検査装置１００の概略構成は、図１に示すように、光源６、照明部５、ウエハ揺動部３（揺動保持手段）、撮像カメラ１（撮像手段）、カメラ移動保持機構２（移動保持手段）、モニタ８（表示手段）、操作入力部９、および制御ユニット７からなる。
【００１７】
光源６は、適宜の波長光、例えば白色光などの光を、光ファイバ６ａを通して出射口６ｂから出射し、照明部５に供給するものである。
照明部５は、出射口６ｂから出射された光を反射ミラー５ａにより偏向し、照明光変換部５ｂを通して、ウエハ４上に照射するものである。
照明光変換部５ｂは、照明光を必要に応じて、収束光、散乱光などに変換するためのものであり、例えば、フレネルレンズと、液晶板の電源のＯＮ／ＯＦＦにより、透明状態と半透明の散乱板の状態との切り換え可能な液晶散乱板との組み合わせなどを採用することができる。
本実施形態では、照明部５は、ウエハ４の上側に配置され、照明光が下方に照射されるようになっている。
【００１８】
ウエハ揺動部３は、ウエハ４の一方の表面を照明部５側に向けて保持し、制御ユニット７からの制御信号に応じて、ウエハ４を回転および揺動させるための機構である。保持するための手段は適宜の手段を用いることができる。例えば、真空吸着などを採用することができる。本実施形態では、ウエハ４の中心位置における法線を軸とした軸回りの回転運動と、水平面で直交する２軸方向回りの揺動とが可能とされている。
ウエハ４は、不図示の搬送ロボットなどによって、ウエハ揺動部３に対して、ウエハ４の中心が揺動中心と略一致し、ウエハ４の位置基準部が一定の方向に向いた状態に位置決めしてから、ウエハ揺動部３に吸着保持される。
【００１９】
撮像カメラ１は、ウエハ４を撮像するためのもので、撮像光学系であるズームレンズと、ズームレンズのズーミングを行う光学ズーム機構１ａと、撮像素子とを有し、制御ユニット７からの制御信号に応じて、撮像動作を行うことができるようになっている。また、特に図示しないが、ピントを調整するためのオートフォーカス機構を備えている。撮像素子としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ撮像素子などを採用することができる。
【００２０】
カメラ移動保持機構２は、撮像カメラ１の光軸Ａ（撮像光軸）をウエハ４に対して位置調整するために、撮像カメラ１を移動可能に保持する機構である。本実施形態では、少なくとも鉛直面内の２軸方向の平行移動と鉛直軸および水平軸回りの２軸回りの回動移動が可能とされている。撮像カメラ１の光軸Ａは、初期状態では、ウエハ揺動部３の揺動中心に向けられ、ウエハ４の全面を撮像できる状態となっている。
カメラ移動保持機構２の制御は、制御ユニット７からの制御信号によって行われる。
【００２１】
モニタ８は、外観検査装置１００の操作画面を表示したり、撮像カメラ１が撮像した画像を表示したりするためのもので、制御ユニット７に接続されている。
操作入力部９は、外観検査装置１００の操作入力を行うためのもので、必要に応じて、例えば、タッチパネル、ボタン、トラックボールなどの適宜の操作入力機構を備える。
本実施形態では、制御ユニット７に接続された、キーボード９ａ、ジョイスティック９ｂ、マウス９ｃなどを備えている。
ここで、ジョイスティック９ｂは、検査者がウエハ揺動部３の回転および揺動の操作を行うためのものである。
また、マウス９ｃは、モニタ８の表示画面８ａ上で、操作入力を行うためのもので、例えば、表示画面８ａに表示される操作画面のボタンクリックなどの操作を行うことができる。本実施形態では、後述する画像表示部２０に表示される画像上で、位置情報を入力する位置情報入力手段を兼ねている。
【００２２】
制御ユニット７は、外観検査装置１００の動作制御を行うためのもので、図２に示すように、撮像カメラ１、カメラ移動保持機構２、ウエハ揺動部３、光源６、モニタ８、および操作入力部９と電気的に接続され、各種の制御信号、データの送受信が可能とされる。
制御ユニット７の概略の機能ブロック構成は、画像取込部５０、カメラ駆動部５１（拡大表示手段）、移動保持機構駆動部５２、揺動駆動部５３、光源制御部５４、画像処理部５５、記憶部５６（記憶手段）、位置情報演算部５７（位置情報変換手段）、操作入力解析部６０、表示制御部５９、装置制御部５８、および通信制御部６１（通信手段）からなる。
これらの機能ブロックは、具体的な装置構成としては、例えば、ＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェース、外部記憶部などからなるコンピュータや、専用のハードウェアなどからなり、それぞれの機能は、メモリにロードされたプログラムや、各ハードウェアによって実現されている。
【００２３】
画像取込部５０は、撮像カメラ１から送出される撮像信号を２次元画像データに変換し、画像処理部５５に送出するものである。
カメラ駆動部５１は、装置制御部５８からの制御情報に基づいて、撮像カメラ１の撮像動作、例えばオートフォーカス動作、ズーミング動作、露出制御動作などの制御を行うものである。これらの制御が終了したことが撮像カメラ１から通知されると、カメラ駆動部５１は、これらの制御結果を装置制御部５８に通知する。
【００２４】
移動保持機構駆動部５２は、装置制御部５８からの制御情報に基づいて、カメラ移動保持機構２の移動動作を制御するものである。
揺動駆動部５３は、装置制御部５８からの制御情報に基づいて、ウエハ揺動部３の回転量、揺動量を制御するものである。
移動保持機構駆動部５２、揺動駆動部５３は、それぞれカメラ移動保持機構２、ウエハ揺動部３から移動制御の完了が通知されると、移動後の位置、姿勢情報をそれぞれ取得して、現在位置の情報として装置制御部５８に送出する。
ここで、装置制御部５８からのそれぞれの制御情報は、検査者が操作入力部９によって、その都度入力する場合と、記憶部５６に予め記憶された位置関係の情報に基づく場合とがある。
後者の場合、例えば、検査を効率的に行うために予め検査に好適な、照明光の角度、撮像方向の組み合わせた複数の位置関係を、予め、検査位置条件ファイルとして記憶部５６に記憶しておき、それらの位置関係に順次自動的に設定して、検査を行うこともできるようになっている。また、この検査位置条件ファイルは、位置関係の情報だけでなく、検査に必要な他の設定条件なども含めた検査条件を記憶した、いわゆるレシピファイルを兼ねていてもよい。
【００２５】
光源制御部５４は、光源６の点灯／消灯制御を行うものである。
画像処理部５５は、画像取込部５０によって取得された２次元画像に画像処理を施して、モニタ８に表示する画像データを生成するものである。画像処理としては、例えば、ノイズ除去、シェーディング補正などの他、必要に応じて、コントラスト補正、シャープネス補正などの処理が行えるようになっている。
【００２６】
記憶部５６は、種々の情報を記憶するためのもので、メモリ、あるいはハードディスクやリムーバブル記憶媒体などの外部記憶部などからなる。
記憶部５６に記憶される情報は、例えば、外観検査装置１００の初期設定データや画像処理部５５から送出された画像データが挙げられる。
また、装置制御部５８からの要求に応じて、装置制御部５８に送出された情報や、その演算結果などを記憶する。
装置制御部５８に送出される情報としては、例えば、カメラ駆動部５１からの現在のズーム倍率の情報や、移動保持機構駆動部５２、揺動駆動部５３からの、撮像カメラ１、ウエハ揺動部３の現在位置の情報が挙げられる。これら現在の情報は、最新の値に更新して記憶される。
また、記憶部５６は、装置制御部５８からの要求に応じて、すでに記憶された情報や、種々の新たな情報を、被検体ごとに設けられたファイルとしてまとめて記憶することができるようになっている。
また、記憶部５６は、画像処理部５５や、位置情報演算部５７で行う演算に用いるパラメータ、条件式、変換式などの情報を記憶する。
【００２７】
位置情報演算部５７は、撮像カメラ１で撮像したウエハ４の画像データの画素位置と、それに対応するウエハ４上に固定された位置座標との間の変換を行うものである。
例えば、ウエハ揺動部３の揺動中心を原点とする固定座標系であるグローバル座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、ウエハ４の位置基準部からオフセットして設定されたウエハ４の中心を原点として、ウエハ４の表面に固定されて移動するローカル座標系（ｘ，ｙ，ｚ）が設定されているとし、それぞれの座標系で表した位置ベクトルをそれぞれ、Ｐ＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、ｐ＝（ｘ，ｙ，ｚ）と記す。ここで、ｚ軸は、ウエハ４の中心を通る法線であり、Ｚ軸は鉛直軸を表すものとする。
そして、Ｐとｐとの間の変換式は、ローカル座標系の原点が揺動中心に設定されたグローバル座標系の原点が一致している場合には、３軸回りの回転角（θＸ，θＹ，θＺ）を用いた回転変換［Ｆ］によって決まる。実際には、吸着固定の誤差などがあるので、その補正データＰ０＝（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を考慮して、次式で表すことができる。
Ｐ＝［Ｆ］ｐ＋Ｐ０                                                      （１）
ここで、［Ｆ］は、各成分が、θＸ，θＹ，θＺをパラメータとする３×３行列を表す。
一方、撮像カメラ１で撮像した画像データの画素位置Ｑｉ（ｘｉ，ｙｉ）に対応するウエハ４の表面に一致した平面における位置座標Ｑｏ（Ｘｏ，Ｙｏ，Ｚｏ）とは、撮像カメラ１とウエハ揺動部３の揺動中心との位置関係、ウエハ揺動部３の揺動位置、および撮像光学系の画角、焦点距離などの光学条件などに応じて決まる次式の関係がある。
Ｘｏ＝ｇｘ（ｘｉ，ｙｉ）                                                （２）
Ｙｏ＝ｇｙ（ｘｉ，ｙｉ）                                                （３）
Ｚｏ＝ｇｚ（ｘｉ，ｙｉ）                                                （４）
ここで、ｇｘ、ｇｙ、ｇｚは、撮像カメラ１の配置位置、光軸Ａの向き、ウエハ揺動部３の回転角（θＸ，θＹ，θＺ）、設定されたズーム倍率から決まる撮像光学系の画角、焦点距離などに対応したパラメータを含む関数である。
したがって、画像データの画素位置Ｑｉ（ｘｉ，ｙｉ）が与えられたとき、式（２）〜（４）を用いて、ウエハ４の表面上の位置座標Ｑｏ（Ｘｏ，Ｙｏ，Ｚｏ）を算出し、次式により、ウエハ４上のローカル座標に換算することができる。
ｐ＝［Ｆ−１］（Ｑｏ−Ｐ０）                                            （５）
ここで、［Ｆ−１］は、［Ｆ］の逆行列である。
【００２８】
変換を行う画像データの画素位置、またはウエハ４上の位置座標は、後述する操作入力解析部６０の情報に基づいて、装置制御部５８により設定される。
演算結果は、装置制御部５８に送出するとともに、必要に応じて、記憶部５６に記憶させることができるようになっている。
【００２９】
操作入力解析部６０は、操作入力部９からの操作入力を解析して、その数値情報や制御情報を、表示制御部５９、装置制御部５８に送出するものである。
操作入力としては、例えば、キーボード９ａから入力された文字、数値情報、ジョイスティック９ｂから入力された方向および移動量の情報、マウス９ｃから入力されたモニタ８の表示画面８ａ上のカーソルの位置情報などが挙げられる。
【００３０】
表示制御部５９は、画像処理部５５、装置制御部５８、操作入力解析部６０から送出される情報に基づいて、モニタ８に表示する画像データを生成し、モニタ８上に表示するための適宜の映像信号、例えばＮＴＳＣ信号などに変換するものである。
【００３１】
装置制御部５８は、上記の各機能ブロックに制御信号や位置情報などのデータを供給して、それぞれを制御し、外観検査装置１００の全体制御を行うものである。
通信制御部６１は、例えばＬＡＮなどの通信回線６２を介して、装置制御部５８が通信を行うための通信インタフェースである。本実施形態では、通信回線６２上にウエハ４の他の検査、例えば顕微鏡観察を行うミクロ検査などを実施する検査装置２００が接続され、それぞれの検査に関する情報を相互に通信できるようになっている。
【００３２】
次に、本実施形態の外観検査装置１００の動作について、ウエハ４の観察に関する動作を中心に説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る外観検査装置の表示画面の一例を示す模式図である。図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の実施形態に係る外観検査装置の表示画面における拡大前、拡大後の様子を示す模式図である。図５は、揺動位置を変えた場合の被検体の画像の表示例を示す模式図である。
【００３３】
外観検査装置１００は、電源が投入されると装置制御部５８により初期化され、撮像カメラ１、ウエハ揺動部３が所定の初期基準位置に配置される。
そして、例えば搬送ロボットなどによりウエハ４をウエハ揺動部３上に搬送し、例えば、ウエハ４の中心がウエハ揺動部３の揺動中心に一致するように位置決めしてから、ウエハ４を吸着固定する。
このとき、保持面上のウエハ４の回転方向の位置は、ウエハ揺動部３の初期基準位置に対して、ウエハ４の位置基準部が所定方向、所定位置に位置するように配置する。
そして、光源制御部５４を介して光源６を点灯し、撮像カメラ１によって撮像を開始する。撮像カメラ１により撮像された画像は、画像取込部５０によって所定のタイミングで２次元画像データとして取り込まれ、表示制御部５９を介してモニタ８の表示画面８ａに表示される。
【００３４】
図３に、この表示画面８ａの一例を示した。図３では、撮像カメラ１の光軸Ａがウエハ４の法線に一致する方向から撮像され、ウエハ画像２１が画像表示部２０に表示されている。図３では、ウエハ画像２１が略画面いっぱいに表示されている。繰り返しパターン画像２２は、例えば回路パターンなどからなるダイに相当する。符号３０は、ウエハ４のノッチを示す。
上記の初期基準位置では、この図３のような画像が撮像される。
初期化の過程では、まずこの画像を画像取込部５０により２次元画像データとして取り込む。そして、画像処理部５５において、ノッチ３０の形状を抽出し、この画像上でのノッチ３０に基づいて、例えば、ウエハ４の中心位置を算出し、グローバル座標系の原点からの偏差を算出し、補正データＰ０として記憶部５６に記憶する。これにより、ウエハ４の吸着時の位置ずれを補正した変換式（１）を用いて、座標変換を行うことができるようになる。
【００３５】
表示画面８ａの各画面構成について説明する。
画像表示部２０は、画像処理部５５から送出された２次元画像データであるウエハ画像２１を表示する表示ウィンドウである。
このウエハ画像２１は、シャッターボタン２５が押されるまでは動画表示であり、撮像カメラ１の位置移動を行うことで、随時変化するものである。また、オートフォーカス機構により常時オートフォーカス動作が行われ、例えば光軸Ａ上のウエハ４にピントが合わされるようになっている。
表示画面８ａ上には、表示画面８ａ上で位置情報の入力を行うために、画面の縦横方向に延ばされたＸ軸カーソル２３ＸとＹ軸カーソル２３Ｙとからなるカーソル２３が表示されている。
シャッターボタン２５は、画像表示部２０に表示された画像を静止画像として取得するための操作ボタンである。
撮り直しボタン２６は、シャッターボタン２５を解除して、静止画像の撮り直しを行うための操作ボタンである。
画像保存ボタン２７は、静止画像データを記憶部５６に名前を付けて保存するための操作ボタンである。
カーソル位置表示部２８は、カーソル２３の画像表示部２０上における座標位置を表示するものである。
ガイダンス表示部２９は、表示画面８ａにおける操作のガイダンスやメッセージを表示する表示領域である。
【００３６】
カーソル２３は、例えば、マウス９ｃを画像表示部２０内に移動すると、マウス９ｃの移動操作に連動して移動する。そして、Ｘ軸カーソル２３Ｘ、Ｙ軸カーソル２３Ｙの交点であるカーソル中心２３Ｃを適宜の位置に移動して、マウス９ｃをクリックすると、操作入力解析部６０により、カーソル中心２３Ｃが位置する画像データの画素位置が取得され、装置制御部５８に送出される。
【００３７】
本実施形態では、このようなクリックによりカーソル中心２３Ｃを中心として、光学ズームによる拡大画像が新たな２次元画像データとして取得され、画像表示部２０上に表示される。
例えば、図３において、マウス９ｃの操作によりカーソル２３を、二点鎖線で示すカーソル中心２３０Ｃに移動してクリックすると、操作入力解析部６０によりカーソル中心２３Ｃの画像データ上の画素位置が取得され、装置制御部５８により、カーソル中心２３Ｃからカーソル中心２３０Ｃへの移動量が算出される。また、装置制御部５８は、表示制御部５９に記憶されている撮像カメラ１とウエハ４との現在の位置関係の情報に基づいて、撮像カメラ１の光軸Ａが、カーソル中心２３０Ｃに相当する位置に移動するための条件を算出する。そして、その算出値に基づいて、移動保持機構駆動部５２に制御信号を送出し、カメラ移動保持機構２を駆動する。
このため、カーソル中心２３０Ｃの画像が画像表示部２０の中心位置に移動される。
カメラ駆動部５１に対して、予め設定されたズーム倍率に基づいて、光学ズーム機構１ａを駆動し、撮像中心を中心とする拡大された画像を撮像する制御信号を送出する。
【００３８】
なお、このとき、本実施形態では、カメラ移動保持機構２によって光軸Ａを平行移動させることができるので、撮像方向を変えずに撮像中心の位置を移動させることができる。
ただし、撮像カメラ１とウエハ４との距離がある程度離れていて、光軸Ａの角度を変えて撮像中心位置を移動させても、欠陥の観察に支障がない角度となる場合には、カメラ移動保持機構２は２軸回りの揺動機構のみを備える構成としてもよい。
【００３９】
マウス９ｃのクリックによるズーム倍率は、画像表示部２０の下側に設けられたズーミング操作バー２４によって、適宜変更することができる。
すなわち、マウス９ｃを画像表示部２０の領域に移動して、ズーミング操作バー２４のスライドバーを図示水平方向にドラッグすることで操作することができる。このときのドラッグ位置は、操作入力解析部６０により解析され、ドラッグ位置に応じたズーム倍率が、倍率表示部２４ａに数値で表示される。
このようにして、ズーム倍率が更新されると、新たなズーム倍率が、操作入力解析部６０から装置制御部５８に送出され、カメラ駆動部５１を介して撮像カメラ１に送出され、光学ズーム機構１ａが駆動される。
このようにして、検査者は、表示画面８ａの画像表示部２０を見ながらウエハ４の拡大観察を行うことができる。
【００４０】
このようにして目視検査した画像を保存するには、まず、シャッターボタン２５を操作して、画像表示部２０に静止画像を表示する。
この静止画像が不適切な場合には、撮り直しボタン２６を操作して、動画表示に戻すことができる。そして、必要に応じて、撮像中心を移動したり、ウエハ揺動部３を移動したり、ズーム倍率を変えたりして、条件を変えることができる。
適切な静止画像が取得された場合には、画像保存ボタン２７を操作すると、この静止画像が記憶部５６に保存される。
記憶部５６に記憶された画像は、図示しない操作画面を開いて随時表示したり、通信回線６２を通して、装置外部に送信したりすることができる。
【００４１】
例えば、図４（ａ）に示すように、ウエハ画像２１上にムラ画像３１、３２が見えたとする。検査者は、例えば、ムラ画像３１を直ちに欠陥と判定し、ムラ画像３２は、上記のような操作を行って拡大表示した後（図４（ｂ）参照）、欠陥と判定する、というように、必要に応じてウエハ４を拡大表示して欠陥を目視判定することができる。
このとき、拡大表示しても、撮像方向は一定なので、照明光が一定の状態を保持したまま、拡大観察することができる。そのため、見えた欠陥の画像を、見え方が大きさを除いて変わらない状態で拡大表示されるので高精度の検査を行うことができる。
【００４２】
そして、画像保存ボタン２７を操作して、ムラ画像３２を保存する。このとき、ムラ画像３２の名称の入力を求められるので、例えば、欠陥番号などの名前を入力する。ムラ画像３２は、本実施形態では、記憶部５６に、ウエハ４ごとに設定された欠陥情報ファイルに保存する。
このとき、欠陥位置情報の保存も同時に行う。すなわち、装置制御部５８に保持された現在のカーソル中心２３Ｃの画素位置が位置情報演算部５７に送出される。
位置情報演算部５７では、変換式（５）によりウエハ４上のローカル座標に変換して、記憶部５６に送出する。
記憶部５６では、この位置座標を欠陥情報ファイル内に記憶する。また、この画像が取得されたときのウエハ揺動部３の揺動位置の情報および撮像カメラ１の位置姿勢、ズーム倍率などの情報も同時に保存する。
この欠陥の画像は、図示しない欠陥レビューモード画面において、繰り返し呼び出して表示することができる。また、必要に応じて、このとき保存された撮像カメラ１、ウエハ揺動部３の位置の情報に基づいて、同一条件の画像を再度撮像することができるようになっている。
このように、外観検査装置１００では、欠陥情報ファイルに、欠陥の画像や撮像位置条件、欠陥の位置座標などの欠陥の情報を残すことができるため、検査情報の伝達や再現などが円滑に行える。
【００４３】
また、外観検査装置１００では、画像を保存しない場合でも、検出された欠陥の位置座標を取得して記憶することができる。
例えば、図４（ｂ）のように、ムラ画像３２が拡大表示された状態で、マウス９ｃを右クリックすると、欠陥位置登録というメニュー（不図示）が表示され、それを左クリックすると、保存する欠陥位置の名称を入力する入力ウィンドウ（不図示）が表示される。
検査者が名称を入力すると、装置制御部５８に保持された現在のカーソル中心２３Ｃの画素位置が、位置情報演算部５７に送出され、上記と同様に、欠陥の位置座標が欠陥情報ファイル内に記憶される。
【００４４】
記憶部５６に記憶した欠陥情報ファイルは、装置制御部５８によって、通信制御部６１を介して、外部に送信することができる。例えば、ウエハ４を次に検査する検査装置２００に、通信回線６２を通して送信することができる。そのため、検査装置２００では、欠陥情報ファイルに記憶された欠陥の正確な位置座標に基づいて、検査を行うことができる。そのため、検査装置２００での検査効率を向上することができる。
【００４５】
ウエハ４の外観検査は、欠陥の種類によって、照明光の入射角度により微妙に見え方が異なるため、検査者は、ウエハ４を様々に回転、揺動して、欠陥の有無を検査する。
このウエハ４の回転、揺動は、ジョイスティック９ｂを操作して行う。検査者がジョイスティック９ｂを操作すると、操作入力解析部６０により、ジョイスティック９ｂの移動方向、移動量が解析され、それらの値が装置制御部５８に送出される。
装置制御部５８では、それらの値に基づいて、ウエハ揺動部３の各軸回りの回転量、回動量を算出し、揺動駆動部５３に送出し、ウエハ揺動部３を回転、揺動させる。
このとき、ウエハ揺動部３の回転、揺動とともに、ウエハ４が回転、揺動し、画像表示部２０上のウエハ画像２１も変化する。例えば、図５に示すような画像が表示される。
ウエハ４の揺動位置によっては、ウエハ４の周縁部で画像ぼけてしまうが、拡大表示を行うと撮像中心にオートフォーカスされるので、鮮明な画像を見て、欠陥かどうか検査することができる。
【００４６】
検査者は、このようなウエハ揺動部３の回転、揺動操作を行って、画像表示部２０を見ながら、必要に応じて拡大表示してウエハ４上の欠陥の有無を検査し、上記と同様にして、欠陥の画像や、欠陥の位置情報を欠陥情報ファイルに保存することができる。
このように、外観検査装置１００では、位置情報演算部５７を備えるため、ウエハ４を揺動させた状態でも、画像表示部２０を見ながらカーソル２３を操作することで、ウエハ４上の欠陥の位置座標を正確に記憶させることができる。
そのため、欠陥位置の座標を取得するために、目視観察を中断しなくてもよいので、検査効率を向上することができる。
また、小さな欠陥や不鮮明な拡大表示して詳細に観察することができるので、欠陥の検出精度を向上することができ、確度の高い欠陥検出を行うことができる。そのため、疑わしい欠陥の候補の数を減らすことができるので、検査効率を向上することができる。
【００４７】
なお、上記の説明では、画像の拡大表示手段として、撮像手段に光学ズーム機構を備える場合の例で説明したが、撮像手段の解像度が十分高い場合には、画像処理によって拡大画像を表示するようにしてもよい。この場合、拡大表示は、装置制御部５８の制御信号に基づいて、画像処理部５５により行うことができる。すなわち、画像処理部５５が拡大表示手段となっている。
この場合、揺動位置によっては被検体の周縁部がぼけるので、上記と同様に、拡大位置を指定したら撮像中心を移動してオートフォーカスすることが好ましい。この場合、画像処理によって拡大しても、被写界深度内にある撮像中心近傍の画像は鮮明な画像が取得される。
一方、画像処理によって拡大画像を表示する場合、拡大範囲を位置情報入力手段から入力された位置情報に基づいて自由に設定することができるので、撮像中心を移動しない構成としてもよい。
【００４８】
また、上記の説明では、撮像手段の撮像光軸を移動する移動保持機構を備える例で説明したが、欠陥の見え方は、照明光、被検体、撮像光軸の相対的な位置関係に依存するので、撮像手段の位置を固定し、ウエハ揺動部３、照明部５の位置を移動する構成としてもよい。
【００４９】
また、上記の説明では、揺動保持手段と撮像手段との位置関係の情報を記憶し、その位置関係の情報に基づいて、揺動保持手段と撮像手段との位置関係を設定できるようにした例で説明したが、欠陥が検出された状態を再現する必要がない場合には、このような構成をとらなくてもよい。
【００５０】
また、上記の説明では、位置情報変換手段を備える場合の例で説明したが、欠陥の有無のみを判定する外観検査装置など、被検体上の欠陥の位置座標を取得する必要がない場合には、位置情報変換手段を備えない構成としてもよい。
【００５１】
また、上記の説明では、通信手段を備える場合の例で説明したが、欠陥の情報を他の検査装置に受け渡す必要がない場合や、リムーバル記憶媒体によって受け渡す場合には、通信手段を備えない構成としてもよい。
【００５２】
また、上記の説明では、拡大表示を行う場合に、マウス９ｃでカーソル２３を移動し、画像上でカーソル中心２３Ｃを位置決めしてクリックすることで、位置情報を入力したが、拡大する画像範囲の対角位置の２点をクリックして指定するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記の説明では、初期状態で、撮像光軸が揺動中心に向けられた場合の例で説明したが、撮像光軸と揺動中心とが一致しない場合でも、幾何学的な関係から、画像上の位置情報と被検体上の位置座標との関係を表す変換式を設定することは可能なので、撮像光軸と揺動中心との位置関係は、この場合に限定されない。
【００５４】
また、上記の説明では、カメラ移動保持機構２やカメラ駆動部５１が画像表示部２０上のカーソル等を操作して駆動する例で説明したが、他の検査装置のレビュー機能、すなわち、他の検査装置から欠陥の位置情報を受け取り、その欠陥位置に対して拡大観察する機能をもち、他の検査装置からの欠陥情報をもとに、カメラ移動保持機構２、カメラ駆動部５１、ウエハ揺動部３を駆動するものとしてもよい。例えば、欠陥位置座標、大きさ、欠陥検出時の照明条件が、欠陥情報となる場合、座標情報により自動的に撮像カメラ７が欠陥位置を、向き、大きさ情報により倍率を制御し、照明条件により他の検査装置の照明角度、撮像角度等がほぼ等しくなるようにしてもよい。これにより、欠陥部分を迅速に拡大観察でき、欠陥の分類判定も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係る外観検査装置の概略構成を模式的に示す装置構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る外観検査装置の制御ユニットの機能ブロック構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る外観検査装置の表示画面の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る外観検査装置の表示画面における拡大前、拡大後の様子を示す模式図である。
【図５】揺動位置を変えた場合の被検体の画像の表示例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  撮像カメラ（撮像手段）
１ａ  光学ズーム機構
２  カメラ移動保持機構（移動保持機構）
３  ウエハ揺動部（揺動保持手段）
４  ウエハ（被検体）
５  照明部
６  光源
７  制御ユニット
８  モニタ（表示手段）
９  操作入力部
９ａ  キーボード
９ｂ  ジョイスティック
９ｃ  マウス（位置情報入力手段）
２０  画像表示部
２１  ウエハ画像
２３  カーソル
２３Ｃ  カーソル中心
２５  シャッターボタン
２７  画像保存ボタン
３１、３２  ムラ画像
５１  カメラ駆動部（拡大表示手段）
５２  移動保持機構駆動部
５３  揺動駆動部
５５  画像処理部
５６  記憶部（記憶手段、位置記憶手段）
５７  位置情報演算部（位置情報変換手段）
５８  装置制御部
５９  表示制御部
６０  操作入力解析部
６１  通信制御部（通信手段）
６２  通信回線
１００  外観検査装置
２００  検査装置（他の検査装置）
Ａ  光軸（撮像光軸）
【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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