专利名称：表面检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种釆用相机(摄像装置)对半导体晶片、液晶显示单元屏(玻璃屏等) 这种检查对象部件(下面称为半导体晶片等)的表面进行摄像，并基于所得到的图像进行 其表面检査的表面捡査装置。
背景技术：
半导体晶片等其表面形成多个电路单元图案来构成，该表面存在缺陷的话，便会有损 于电路单元图案所形成的芯片或者屏的性能，因而表面缺陷检查非常重要。因此，以往知 道有种种对半导体晶片等进行表面缺陷检查的装置。这种表面检查装置，构成为对半导体 晶片等表面照射规定的检查光(适于产生反射光、衍射光、漫射光的光)，由聚光光学系使 来自该表面的反射光、衍射光、漫射光聚光，将经过该聚光的光照射到相机等成像器件(摄 像单元)上，在其成像面上形成检査对象表面的像(通过具有成像器件的相机进行摄像)， 基于所得到的摄像图像，检查为检查对象的半导体晶片等表面上的图像缺陷、膜厚不均、 是否有损伤、异物附着等情况(参照例如日本特开2000-214099号公报和特开2000-294609 号公报)。
举例来说，用漫射光进行表面检查的装置，是主要检査半导体晶片等表面的损伤、尘 埃附着等的装置，并构成为对晶片表面照射横向较小入射角的光，由接收不到该入射光的 正反射光和衍射光的位置所配置的相机对晶片表面进行摄像，检测晶片表面是否有漫射光。 晶片表面有损伤、尘埃等附着的话，遇到这些损伤、尘埃的光便作为漫射光在周围反射， 因而相机对该漫射光进行摄像，得到该位置有亮点的图像，根据该图像检出有无损伤、尘 埃及其存在的位置。
发明内容
(发明所要解决的问题) 但使用这样的相机对半导体晶片等表面摄像以检査其表面缺陷的情况下，由精密制造
3工艺制作的晶片上的损伤、尘埃(异物)等非常微小，因而如例如图2所示呈现极细的亮 线a这种图像或是极小的亮点b、 c这种图像，显示部显示的图像便产生难以判断这些缺陷 存在这种问题。另外，图2中矩形区域16为显示部(显示装置)的图像区域，圆形像Wi 是晶片的摄像图像，各亮线a和亮点b、 c表示晶片上有损伤、尘埃等存在。
为了解决该问题，可考虑将图像放大显示从而将各亮线、亮点放大显示，但将图像方夂 大显示的情况下，由于显示屏幕即图像区域16大小的限制，图像区域16上只可显示晶片 图像Wi其中一部分，缺陷有无的识别尽管是容易了 ，但还是有该缺陷位于半导体晶片等(检
查对象部件)何种位置的确认却很麻烦这种问题。
本发明正是鉴于上述问题，其目的在于提供一种能够方便确认检査对象部件表面的细 微损伤、异物的存在及其位置的表面检查装置。
(用以解决问题的技术方案)
为了达到上述目的，本发明的表面检査装置，包括下列构成对检査对象部件表面照、 射检查光的照明部；对检査对象部件受到所述照明部发出的检查光照射的表面进行摄像的 摄像部；显示所述摄像部摄像得到的所述检查对象部件的表面图像的显示部；以及使得所: 述摄像部摄像得到的所述检査对象部件的表面图像中亮度或颜色与背景部分有差异的部分 膨胀在所述显示部上显示的图像膨胀部。
另外，该表面检查装置中，所述显示部的显示较好是显示所述检查对象部件整体的同 时对经所述膨胀后的差异部分进行显示。
上述表面检查装置中，所述摄像部较好是配置于不对所述检査对象部件的表面受到戶;f
述照明部发出的检查光的照射而出射的正反射光和衍射光感光的位置，并基于所述检查対一 象部件的表面出射的漫射光进行摄像。
上述表面检査装置中，较好是具有对所述图像中的所述漫射光的亮度在规定值或以上 的部分进行检测并判别为缺陷，将判别为所述缺陷的部分在所述显示部上显示的显示判另'J 部。
上述表面检查装置中，所述图像膨胀部较好是由所述图像膨胀部使判别为所述缺陷的 部分的图像膨胀在所述显示部上显示。 (发明效果)
按照本发明的表面检査装置，可以方便确认是否有损伤存在，并可以方便确认检查X寸 象部件上损伤等的位置。
图1是示出本发明一实施方式的表面检查装置其构成的示意图。
图2是示出上述表面检査装置中未进行膨胀处理的情况下屏幕所显示的基于晶片漫射 光的图像例的正面图。.
图3是示出上述表面检査装置进行表面检査工序的流程图。 图4是示出经过简化的检査图像的示意图。
图5是示出通过模版对上述经过简化的检查图像进行膨胀处理的说明图和示出模版例 的说明图。
图6是示出对上述经过简化的检查图像的缺陷进行膨胀处理的状态的说明图。 图7是示出不同的模版例的说明图。
图8是示出上述表面检査装置进行了膨胀处理的情况下屏幕所显示的基于晶片漫射光 的图像例的正面图。
图9是示出上述表面检査装置进行了膨胀处理的情况下屏幕所显示的基于晶片漫射光 的另一图像例的正面图。，
具体实施例方式
下面参照
本发明的优选实施方式。图1示出本发明的一例表面检查装置，i亥 装置形成为通过漫射光检出半导体晶片W的表面缺陷(损伤、尘埃)等。该表面检查装置 具有载置保持晶片W的保持座2，将未图示的输送装置输送来的晶片W载置于保持座2上 并通过真空吸附等固定葆持。
该装置进一步包括以较小入射角对保持座2固定保持的晶片W的表面照射检査照明 光Li的照明光源1;配置于不对晶片W的表面受到该检查照明光Li的照射而发出的正反 射光Lo (1)和衍射光Lo (2)感光的位置对晶片W的表面进行摄像的相机5;接收该木目 机5的摄像单元(成像器件)6所变换的晶片W表面的图像信号进行图像处理的图像处理 装置10;以及显示图像处理装置10处理的晶片表面图像的显示装置15。另外，图像处理 装置10具有稍后说明的图像膨胀处理装置(与权利要求中所限定的图像膨胀部相当)11。
下面简单说明该表面检査装置对晶片W的表面检查。首先，如上所述，通过未图示的 输送装置将为检査对象的晶片W输送载置于保持座2的规定位置，由保持座2内置的真空 抽吸装置吸附晶片来固定保持。接着，照明光源1将检查用的照明光Li照射到晶片W表面。 该检查用照明光Li如图所示经晶片W表面的正反射有正反射光Lo (1)出射。接下来，晶片W的表面形成有周期性重复的电路图案，而如图所示与形成该电路图案的布线其重复间 距和检査用照明光Li的波长两者相对应方向上则有衍射光Lo (2)出射。因而，将相机置 于对正反射光Lo (1)感光的位置对晶片W表面进行摄像的话，便可进行基于正反射光的 表面检查，而将相机置于对衍射光Lo (2)感光的位置对晶片W表面进行摄像的话，则可 进行基于衍射光的表面检查。
本实施方式的表面检査装置中，构成为将相机配置于不对上述正反射光Lo (1)和衍射 光Lo (2)其中任何一种光感光的位置，对晶片W的表面进行摄像。这样通过相机5的摄 像单元6对晶片W表面进行摄像的情况下，相机5中既没有正反射光Lo(l)也没有衍射光 Lo (2)入射，因而晶片是表面没有损伤、尘埃、灰尘等附着的正常晶片W的话，作为图 像处理装置10对来自摄像单元6的摄像信号进行处理在显示器15的屏幕16上显示的图〈象 来说，只可获得除了晶片W的外径部其中一部分作为轮廓摄取之外全黑的图像。
但晶片W的表面存在例如损伤(或者尘埃)d的情况下，照射到该损伤d的检査用照 明光Li在此发生漫反射，该漫反射光(漫射(散乱)光)Lo (3)其中一部分也入射至相 机5。因此，图像处理装置对来自摄像单元6的摄像信号进行处理后在显示器15的屏幕16 上显示的图像中，如图2所示出现表示损伤的亮线a和表示尘埃附着的亮点b、 c，可以由 此检测出晶片W上存在的损伤、尘埃等。但如上面的说明可知，这些亮线a、亮线b、 c是 以光量很少的漫射光进行摄像所得到的图像，而且，是基于极微小损伤、尘埃等的漫射光， 因此图像上的亮线a、亮线b、 c仅以极其微小的线、点形式表现，尤其是肉眼很难辨别其 存在。
因此，图像处理装置10包括图像膨胀处理装置11，只针对上述亮线a、亮点b、 c进fi: 膨胀处理，如图8所示，以前面所述外径部其中一部分为基准所获得的晶片图像Wi其尺寸 没有改变，仅亮线A、亮点B、 C膨胀显示。包括该图像膨胀处理装置11进行的膨胀显示 处理和图像处理装置IO进行的图像处理在内，下面参照图3的流程图说明本实施方式所示 的表面检查装置进行的表面缺陷检查。
该处理中，由摄像单元6对入射到相机5的漫射光Lo (3)进行摄像，并检出经过图《象 处理装置10的处理在显示器15的屏幕16上显示的图像其中各像素的亮度(步骤S1)。接 着，将这样检出的各像素亮度当中所具有的亮度为规定亮度或以上的像素判别为表示缺陷 的像素(步骤S2)。这样判别为表示缺陷的像素的像素部分其显示加上红色等颜色进行标i己 以表明其属于缺陷。图2示出显示装置15的屏幕16所显示的图像。如图2所示显示有与 损伤、尘埃等相对应的亮线a、亮点b、 c，但通过步骤S2的处理，这些亮线a、亮点b、 c便加上红色等颜色。
接着进行到步骤S3，对表示缺陷的像素(区域)进行膨胀处理。该膨胀处理用例如图 5 (B)所示的膨胀处理用模版20进行。这里，为了使说明容易理解，用图4所示横向8个、 纵向6个这样48个像素所组成的简化的灰度级(grayscale)图像，说明该图像当中左起第 4、上起第3个像素(记作像素E (4， 3))是表示缺陷的像素这种情况下采用模版20的膨 胀处理。图4中，各像素位置所标记的数值给出各像素的亮度值。本例中，将不存在缺陷 的部分其亮度(黑电平)设定为亮度值IO，数值越大表示亮度越高。
膨胀处理如图5 (A)所示，使模版20从像素位置(1， 1)开始逐个像素移动对图《象 整体进行扫描。接着，针对设置模版20的各个位置对图4中图像的各像素亮度值进行变换 处理。变换处理是对图4'中的图像整体依次进行如下处理，即将模版20所覆盖的区域的4象 素(图5 (B)中的模版20当中记作"1"的像素)所对应的图4图像中的像素当中亮度最 大的像素的亮度值设定为模版20的中心像素(图5 (B)中左起第2、上起第2个像素)所 对应的变换后的图像中的像素亮度值这种处理。这样的变换处理结果是，经过变换的图〈象 如图6所示。于是，在显示装置15的屏幕16上显示的是反映了变换处理的图像(步骤S4)。 图5中，亮度值最大的像素(亮度值80的像素)有1个，但图6中其亮度值80的像素则 膨胀为3X3 = 9个像素。这样，经过上述处理变换的图像仍保存表示缺陷程度的亮度值信肩、， 该缺陷部分其面积有所膨胀，而且缺陷的形状也有某种程度的保留，成为缺陷很方便辨别 的图像。
如上所述的膨胀处理，可应用于单色的灰度级图像，也可应用于彩色图像。输入图"f象 是单色图像的话，变换后的图像也是单色图像，输入图像是彩色图像的话，变换后的图《象 也是彩色图像。对于损伤、尘埃等的检査， 一般采用单色图像摄像用的相机进行，但也可 采用彩色图像摄像用的相机利用彩色图像进行检查。为彩色图像的情况下，可分别针对R (红色分量)、G (绿色分量)、B (蓝色分量)的图像独立进行与上面所述同样的基于模版 的膨胀处理。而且，这样的膨胀处理对于2值图像(缺陷与否以0或1表示的2值图像) 也同样适用。 .
图9示出与实际摄像图像接近的另一处理例。(A)是处理前的图像，(B)是处理后的 图像，(C)是膨胀处理所用的模版。为了便于理解，图像以2值图像形式表示。处理前的 图像中，从左上开始具有1处损伤、邻接的2处损伤、微小的点、相对较大的点、邻接的 微小2点共5处缺陷。(B)膨胀后的图像，很清楚缺陷分别大到显而易见，而且可以分穷辛 5处形状的不同。邻接的微小2点其膨胀结果为一个，但可充分地认识到其并非微小的1点，而是更大的缺陷。而图中上部偏右显示的缺陷，为2个缺陷结合成为看上去为1个缺 陷。但可以很容易根据其形状判断是基于2个缺陷而成的。是(B)图像的话，即便是随例 如屏幕的大小而必须縮小，也可以清楚地辨别缺陷。灰度级图像中，进一步增加亮度信息， 最高亮度像素有所膨胀，其周围由中间亮度的像素包围，按这种形式(参照图6)保存、强 调亮度信息，便更加方便观察。
为彩色图像的情况下，可以对辨别为缺陷的部分加上红色等，使颜色具有特定的含义， 但对如上所述的彩色图像进行膨胀处理的话，即便是针对具有特定含义的颜色所对应的《象 素，也具有同样的膨胀效果。
另外，上面的说明中将模版覆盖的像素所对应的图像中的像素当中最大的亮度值设定 为变换后的像素的亮度值，但这种作法对缺陷部分的亮度与周围部分相比明亮的情况下(即 亮度值大的情况下)有效，而缺陷部分的亮度与周围部分相比较暗的情况下(即亮度值小 的情况下)，将最小亮度傳设定为变换后的像素的亮度值的话，便可得到针对暗的缺陷部分 同样的膨胀效果。
以上说明的是采用图5 (B)所示的9个像素所组成的模版20的膨胀处理，模版也可 以由更多数量的像素组成。可考虑采用例如图7所示的菱形形状的模版、多边形形状的丰莫 版、圆形形状的模版等种种模版，膨胀程度随之有所不同。此外，还可以多次重复进行丰莫 版膨胀处理，可由此进行使亮线、亮点进一步增大的膨胀处理。
如上所述，按照本实施方式的表面检査装置，在显示装置上显示相机摄像得到的晶片 表面图像，但此时摄像图像中的亮度或者颜色与背景部分有所不同的部分可通过膨胀处理 进行膨胀显示，因此显示装置其屏幕上的显示区域显示有晶片表面整体图像，并且可以方 便地确认损伤等的存在，并可以方便地确认损伤等在晶片表面上的位置。作为表面损伤等 缺陷部分的显示方法来说，也可考虑不使图像扩大，而是以四边形框将缺陷部分围起来进 行显示，但这种情况下，缺陷位置容易分辨情形的缺陷部分其图像依然亮度较小，难以分 辨形状。本实施方式的表面检查装置也可解决上述问题。这样，按照本实施方式的表面检 查装置，可以方便地确认晶片等检査对象部件的表面有某种微小异物存在及其位置、形状、 亮度。
上面说明中说明的是基于晶片的漫射光的缺陷检查，但本发明不限于此，在对检查X寸 象物表面进行摄像得到的图像中仅因所要观察的对象在图像上较小而无法显示的情况下， 可应用于对其进行膨胀处理来显示的情形。
8
权利要求
1. 一种表面检查装置，其特征在于，包括对检查对象部件表面照射检查光的照明部；摄像部，其对受到所述照明部发出的检查光照射的检查对象部件表面进行摄像；显示部，其显示由所述摄像部摄像得到的所述检查对象部件表面的图像；以及图像膨胀部，其使得由所述摄像部摄像得到的所述检查对象部件表面的图像中亮度或颜色与背景部分有差异的部分膨胀并显示在所述显示部上。
2. 如权利要求1所述的表面检査装置，其特征在于，所述显示部的显示是对所述检査 对象部件整体进行显示的同时对经所述膨胀后的差异部分进行显示。
3. 如权利要求1或2所述的表面检查装置，其特征在于，所述摄像部被设置在不接收 由所述照明部发出的检查光照射而从所述检査对象部材表面出射的正反射光和衍射光的位 置，并基于所述检査对象部材表面出射的漫射光进行摄像。
4. 如权利要求3所述的表面检查装置，其特征在于，具有显示判别部，所述显示判别 部对所述图像中的所述漫射光的亮度在规定值以上的部分进行检测并判别为缺陷，将判别 为所述缺陷的部分显示在所述显示部上。
5. 如权利要求1-4中任一项所述的表面检查装置，其特征在于，所述图像膨胀部使判 别为所述缺陷的部分的图像膨胀并显示在所述显示部上。
全文摘要
本发明的表面检查装置包括下列构成对晶片W表面照射检查用照明光Li的照明光源(1)；对晶片W受到检查用照明光Li照射而发出的漫射光进行感光对其表面摄像的相机(5)；显示相机(5)的摄像单元(6)摄像得到的晶片表面的图像的显示装置(15)；以及使得摄像单元(6)摄像得到的晶片W表面中亮度高的部分膨胀在显示装置(15)上显示的图像膨胀处理装置(11)。
文档编号G06T1/00GK101443649SQ20078001683
公开日2009年5月27日 申请日期2007年5月11日 优先权日2006年5月15日
发明者藤森义彦 申请人:株式会社尼康