JP5294445B2 - 円盤状基板の検査装置及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の円盤状基板の表面を撮影して得られる撮影画像を解析して当該円盤状基板の検査を行う検査装置及びその検査方法に関する。

従来、半導体ウエーハの周端面における欠陥を検出するための検査装置（外観検査装置）が提案されている（例えば、特許文献１）。この検査装置は、検査対象となる半導体ウエーハの周端面をラインセンサで走査する際に画素毎に得られる濃淡（階調）信号に基づいて得られる撮影画像を解析してその周端面にある欠陥、傷、異物等を表す情報を生成している。このような検査装置によれば、半導体ウエーハの周端面の凹凸状態や、その周端面にどのような欠陥等があるかを判定することができる。

ところで、半導体ウエーハの製造工程には、酸化膜、窒化膜、ポリシリコン膜、アルミ膜等の成膜工程、感光材料（レジスト）の塗布、露光、現像などを行なうフォトリソグラフィ工程、フォトリソグラフィ工程で半導体ウエーハに形成されたレジスト膜を部分的に除去するエッチング工程等が含まれる。このような工程によって半導体ウエーハの表面に形成された各種の膜の状態を知ることができれば、成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程での条件等が適正か否かを判断することができる。このため、半導体ウエーハ表面の傷等の欠陥とともに膜の状態を検出することが要望されている。

しかしながら、前述した従来の検査装置のようにラインセンサからの濃淡信号から得られる撮影画像上では、傷等の欠陥（凹凸部分）の状態及び各種膜が異なっていても同じ濃淡の程度で表れる部分については区別することができない。そこで、半導体ウエーハの表面に形成される各種膜はその色味によって区別することに着目して、カラーセンサを用いて検査対象となる半導体表面（例えば、周端面）を走査することが考えられる。例えば、光の三原色（赤、緑、青）それぞれの色感度特性を有する３つのラインセンサにて検査対象となる半導体ウエーハの表面を走査し、その走査の際に前記３つのラインセンサから出力される濃淡（階調）信号（赤画像信号、緑画像信号、青画像信号）に基づいて得られる撮影画像上において各種膜や欠陥等の領域の判定（エッジ検出を伴う）等の解析処理を行う。

しかしながら、撮影画像上で異なる色領域であっても、３つのラインセンサから得られる赤画像信号、緑画像信号及び青画像信号（階調値）がその領域の境界（エッジ）において明確に変化しない場合がある。このような場合、その撮影画像上での領域判定を確実に行うことができず、精度の良い検査結果を得ることが難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、撮影画像に基づいて円盤状基板の表面における膜や欠陥部分等の状態をより精度良く検査することのできる円盤状基板の検査装置を提供するものである。

本発明に係る検査装置は、円盤状基板の表面を撮影して得られる撮影画像を解析して当該円盤状基板の検査を行う円盤状基板の検査装置であって、
前記円盤状基板を撮影してＲＧＢ色空間での赤画像信号、緑画像信号及び青画像信号を出力する撮影部と、
該撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号を処理する画像処理部とを有し、
前記画像処理部は、
前記撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号から、ＲＧＢ空間にて撮影画像を表す赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データを生成するＲＧＢ成分画像データ生成手段と、
前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データから、前記撮影画像を彩度に基づいて表す彩度成分画像データ及び前記撮影画像を色相に基づいて表す色相成分画像データのいずれかを生成する色属性成分画像データ生成手段とを有し、
生成された前記彩度成分画像データ及び前記色相成分画像データのいずれかに基づいて前記撮影画像の解析を行うことを特徴とする。

このような構成により、撮影画像における各部の色味を直接的に表しうる彩度成分画像データまたは色相成分画像データに基づいて当該撮影画像の解析がなされるので、撮影画像上で異なる色領域を確実に区別することができるようになる。

また、本発明に係る検査装置は、円盤状基板の表面を撮影して得られる撮影画像を解析して当該円盤状基板の検査を行う円盤状基板の検査装置であって、
前記円盤状基板を撮影してＲＧＢ色空間での赤画像信号、緑画像信号及び青画像信号を出力する撮影部と、
該撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号を処理する画像処理部とを有し、
前記画像処理部は、
前記撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号から、ＲＧＢ空間にて撮影画像を表す赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データを生成するＲＧＢ成分画像データ生成手段と、
前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データから、前記撮影画像を彩度に基づいて表す彩度成分画像データ及び前記撮影画像を色相に基づいて表す色相成分画像データを生成する色属性成分画像データ生成手段と、
前記撮影画像を表す前記彩度成分画像データ及び前記色相成分画像データのいずれか一方を選択する選択手段とを有し、
選択された前記彩度成分画像データ及び前記色相成分画像データのいずれかに基づいて前記撮影画像の解析を行うことを特徴とする。

このような構成により、撮影画像における各部の色味を直接的に表しうる彩度成分画像データ及び色相成分画像データを選択的に用いて当該撮影画像の解析がなされるので、撮影画像上で異なる色領域をより確実に区別することができるようになる。

前記彩度成分画像データ及び前記色相成分画像データのいずれかの選択は、オペレータの指示に基づいてなされるものであっても、彩度成分画像データ及び色相成分画像データを解析した結果に基づいてなされるものであってもよい。前者の場合、彩度成分画像データに基づいた撮影画像及び色相成分画像データに基づいた撮影画像を表示ユニットに表示させることが、オペレータによる選択をし易くさせる点で好ましい。また、後者の場合、所謂自動選択が可能となるので、より効率的な検査が可能となる。

更に、本発明に係る検査装置は、円盤状基板の表面を撮影して得られる撮影画像を解析して当該円盤状基板の検査を行う円盤状基板の検査装置であって、
前記円盤状基板を撮影してＲＧＢ色空間での赤画像信号、緑画像信号及び青画像信号を出力する撮影部と、
該撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号を処理する画像処理部とを有し、
前記画像処理部は、
前記撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号から、撮影画像をＲＧＢ空間にて表す赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データを生成するＲＧＢ成分画像データ生成手段と、
前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データから、前記撮影画像を彩度に基づいて表す彩度成分画像データ及び前記撮影画像を色相に基づいて表す色相成分画像データを生成する色属性成分画像データ生成手段と、
前記撮影画像を表す前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データからいずれかの色成分画像データを選択する第１選択手段と、
前記撮影画像を表す前記彩度成分画像データ及び前記色相成分画像データからいずれか一方の色属性成分画像データを選択する第２選択手段と、
選択された前記色成分画像データと前記色属性成分画像データとを合成して、前記撮影画像を表す強調画像データ生成する合成手段とを有し、
前記強調画像データに基づいて前記撮影画像の解析を行うことを特徴とする。

このような構成により、撮影画像を表す赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データから選択されたいずれかの色成分画像データと、撮影画像における各部の色味を直接的に表しうる彩度成分画像データ及び色相成分画像データから選択されたいずれかの色属性成分画像データとを合成して生成された強調画像データに基づいて当該撮影画像の解析がなされるので、各部の色味の違いを更に強調した状態で当該撮影画像を解析することが可能となって、撮影画像上で異なる色領域を更に確実に区別することができるようになる。

前記赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データからの単一の色成分画像データの選択、及び前記彩度成分画像データ及び前記色相成分画像データからの単一の色属性成分画像データの選択は、オペレータの指示に基づいてなされるものであっても、各色成分画像データ（赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データ）及び各色属性成分画像データ（彩度成分画像データ及び色相成分画像データ）を解析した結果に基づいてなされるものであってもよい。前者の場合、各色成分画像データに基づいた撮影画像や各色属性成分画像データに基づいた撮影画像を表示ユニットに表示させることが、オペレータによる選択をし易くさせる点で好ましい。また、後者の場合、所謂自動選択が可能となるので、より効率的な検査が可能となる。

本発明に係る検査方法は、円盤状基板の表面を撮影して得られる撮影画像を解析して当該円盤状基板の検査を行う円盤状基板の検査方法であって、
撮影部が前記円盤状基板を撮影してＲＧＢ色空間での赤画像信号、緑画像信号及び青画像信号を出力する撮影ステップと、
前記撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号から、ＲＧＢ空間にて撮影画像を表す赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データを生成するＲＧＢ成分画像データ生成ステップと、
前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データから、前記撮影画像を彩度に基づいて表す彩度成分画像データ及び前記撮影画像を色相に基づいて表す色相成分画像データのいずれかを生成する色属性成分画像データ生成ステップとを有し、
生成された前記彩度成分画像データ及び前記色相成分画像データのいずれかに基づいて前記撮影画像の解析を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る検査方法は、円盤状基板の表面を撮影して得られる撮影画像を解析して当該円盤状基板の検査を行う円盤状基板の検査方法であって、
撮影部が前記円盤状基板を撮影してＲＧＢ色空間での赤画像信号、緑画像信号及び青画像信号を出力する撮影ステップと、
前記撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号から、ＲＧＢ空間にて撮影画像を表す赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データを生成するＲＧＢ成分画像データ生成ステップと、
前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データから、前記撮影画像を彩度に基づいて表す彩度成分画像データ及び前記撮影画像を色相に基づいて表す色相成分画像データを生成する色属性成分画像データ生成ステップと、
前記撮影画像を表す前記彩度成分画像データ及び前記色相成分画像データのいずれか一方を選択する選択ステップとを有し、
選択された前記彩度成分画像データ及び前記色相成分画像データのいずれかに基づいて前記撮影画像の解析を行うことを特徴とする。

更に、本発明に係る検査方法は、円盤状基板の表面を撮影して得られる撮影画像を解析して当該円盤状基板の検査を行う円盤状基板の検査方法であって、
撮影部が前記円盤状基板を撮影してＲＧＢ色空間での赤画像信号、緑画像信号及び青画像信号を出力する撮影ステップと、
前記撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号から、撮影画像をＲＧＢ空間にて表す赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データを生成するＲＧＢ成分画像データ生成ステップと、
前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データから、前記撮影画像を彩度に基づいて表す彩度成分画像データ及び前記撮影画像を色相に基づいて表す色相成分画像データを生成する色属性成分画像データ生成ステップと、
前記撮影画像を表す前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データからいずれかの色成分画像データを選択する第１選択ステップと、
前記撮影画像を表す彩度成分画像データ及び色相成分画像データからいずれか一方の色属性成分画像データを選択する第２選択ステップと、
選択された前記色成分画像データと前記色属性成分画像データとを合成して、前記撮影画像を表す強調画像データ生成する合成ステップとを有し、
前記強調画像データに基づいて前記撮影画像の解析を行うことを特徴とする。

本発明に係る円盤状基板の検査装置及び方法によれば、撮影画像上で異なる色領域を確実に区別することができるようになるので、色味の違う領域として撮影画像上に表れうる円盤状基板の表面における膜や欠陥部分等の状態をより精度良く検査することができるようになる。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

本発明の実施の一形態に係る円盤状基板の検査装置は、半導体ウエーハの表面検査装置として実現される。この半導体ウエーハの表面検査装置の撮影系は、例えば、図１に示すように構成される。

図１において、ステージ１００が、回転駆動モータ１１０の回転軸１１０ａに保持され、一定方向に連続回転するようになっている。ステージ１００には円盤状基板となる半導体ウエーハ（以下、単にウエーハという）１０が水平状態にセットされている。なお、ステージ１００にはアライメント機構（図示略）が設けられており、ウエーハ１０の中心がステージ１００の回転中心（回転軸１１０ａの軸心）に極力合致するように当該ウエーハ１０のステージ１００上での位置が調整されるようになっている。

ステージ１００にセットされたウエーハ１０の表面外周部分に対向するようにカメラユニット１３０（撮影部）が設置されている。このカメラユニット１３０は、撮像素子として、赤（Ｒ）の波長領域に高い感度特性を有するラインセンサ、緑（Ｇ）の波長領域に高い感度特性を有するラインセンサ、及び青（Ｂ）の波長領域に高い感度特性を有するラインセンサを有し、それら３つのラインセンサがウエーハ１０の外周縁を横切るように（周方向に直交する方向に延びるように）配置されている。これにより、ステージ１００の回転に伴ってウエーハ１０が一定方向に回転する際に、カメラユニット１３０がウエーハ１０の表面をその周方向に順次撮影するようになる。

なお、図１には、照明系については示されていないが、実際には、カメラユニット１３０により適正なカラー撮影画像が得られるように、ウエーハ１０の撮影対象となる外周部分を照明する照明装置が設けられている。

表面検査装置の処理系は、図２に示すように構成される。
図４において、カメラユニット１３０は、コンピュータにて構成される処理ユニット２００（画像処理部）に接続されている。処理ユニット２００は、ウエーハ１０がセットされるステージ１００を一定方向に所定の速度にて回転させるように回転駆動モータ１１０の駆動制御を行うとともに、ステージ１００の回転に伴ってウエーハ１０が回転する過程でウエーハ１０の外周部分を撮影するカメラユニット１３０から順次出力される画素単位の赤画像信号、緑画像信号及び青画像信号を処理する。処理ユニット２００は、操作ユニット２１０及び表示ユニット２２０が接続されており、オペレータにて操作される操作ユニット２１０からの信号に基づいた処理を実行し、また、入力した各色（ＲＧＢ）画像信号からカラー撮影画像を表す各色（ＲＧＢ）成分画像データを生成し、カラー撮影画像や各色成分画像データを処理して得られる種々の情報を表示ユニット２２０に表示させる。

図１に示すように設置されたカメラユニット１３０から出力される各色画像信号を順次入力する処理ユニット２００は、図３に示す手順に従って処理を実行する。

図３において、処理ユニット２００は、ウエーハ１０の外周部分をその周方向に順次撮影するカメラユニット１３０から出力される赤画像信号、緑画像信号及び青画像信号から、カラー撮影画像を表す赤（Ｒ）成分画像データ、緑（Ｇ）成分画像データ及び青（Ｂ）成分画像データを生成し、それら色成分画像データをメモリに格納する（Ｓ１）。次いで、処理ユニット２００は、ＲＧＢ色空間からＨ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｖ（明度）で表されるＨＳＢ色空間への変換処理、即ち、取得した前記赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データから、色相にて撮影画像を表す色相（Ｈ）成分画像データ、彩度にて撮影画像を表す彩度（Ｓ）成分画像データ及び明度にて撮影画像を表す明度（Ｖ）成分画像データを生成する。この色空間の変換は、公知の手法にて行うことができる。

なお、赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データは、各画素の対応する色の強度を、例えば、０から２５５の階調で表している。また、ＨＶＳ色空間では、色相（Ｈ）は、０度から３６０度の角度値にて数値化され、彩度（Ｓ）及び明度（Ｖ）は、０度から１００度の角度値にて数値化されているが、色相（Ｈ）成分画像データ、彩度（Ｓ）成分画像データ及び明度（Ｖ）成分画像データは、各画素の対応する角度値を、前記色成分画像データと同様に、０から２５５の階調に変換して表している。

図５に示すように、領域Ｅの色味が背景部分と異なるカラー撮影画像Ｉ_ORGが得られた場合を例について以下説明する。このカラー撮影画像Ｉ_ORGは、例えば、図６（ａ）に示すような撮影画像Ｉ_Rを表す赤成分画像データ、図６（ｂ）に示すような撮影画像Ｉ_Gを表す緑成分画像データ、及び図６（ｃ）に示すような撮影画像Ｉ_Bを表す青成分画像データから生成される。この例では、赤成分画像データで表される撮影画像Ｉ_R及び青成分画像データで表される撮影画像Ｉ_Bでは（図６（ａ）、（ｃ）参照）、図５に示すカラー撮影画像Ｉ_ORG上において背景部分から明確に色味の違いによって区別されている領域Ｅが明確に表れていない。一方、緑成分画像データで表される撮影画像Ｉ_Gでは（図６（ｂ）参照）、その領域Ｅが、赤成分画像データ及び青成分画像データの場合に比べて明確に表れている。

図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような各撮影画像Ｉ_R、Ｉ_G、Ｉ_Bを表す赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データから生成される色相成分画像データは、例えば、図７（ａ）に示すような撮影画像Ｉ_Hを表し、彩度成分画像データは、例えば、図７（ｂ）に示すような撮影画像Ｉ_Sを表し、また、明度成分画像データは、例えば、図７（ｃ）に示すような撮影画像Ｉ_Vを表す。この例では、色相成分画像データで表される撮影画像Ｉ_Hでは（図７（ａ）参照）、図５に示すカラー撮影画像Ｉ_ORG上において背景部分から明確に色味の違いによって区別されている領域Ｅが僅かに区別される程度に表れている。彩度成分画像データで表される撮影画像Ｉ_Sでは（図７（ｂ）参照）、その領域Ｅが比較的明確に表れている。また、明度成分画像データで表されている撮影画像Ｉ_Vでは（図７（ｃ）参照）、その領域Ｅがほとんど表れていない。

前述したようにＲＧＢ色空間からＨＳＶ色空間への変換がなされ、例えば、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような撮影画像Ｉ_R、Ｉ_G、Ｉ_Bを表す各色成分画像データ、及び図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような撮影画像Ｉ_H、Ｉ_S、Ｉ_Vを表す各色属性成分画像データが得られると（Ｓ１、Ｓ２）、処理ユニット２００は、強調画像データ生成処理を実行する（Ｓ３）。この強調画像データ生成処理は、例えば、図４に示す手順に従って実行される。

図４において、処理ユニット２００は、取得した赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データに基づいて、これら色成分画像データにて表される撮影画像Ｉ_R、Ｉ_G、Ｉ_B（図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参照）を表示ユニット２２０に表示させるとともに、取得した色相成分画像データ、彩度成分画像データ及び明度成分画像データに基づいて、これら色属性成分画像データにて表される撮影画像Ｉ_H、Ｉ_S、Ｉ_V（図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ））を表示ユニット２２０に表示させる（Ｓ３１）。なお、このとき、カラー撮影画像Ｉ_ORG（図５参照）も併せて表示ユニット２２０に表示させることもできる。また、各撮影画像において、指定されたライン（例えば、Ａ−Ａ´ライン）における階調値の分布グラフを表示させることもできる。

オペレータが、表示ユニット２２０に表示された各色成分画像データにて表される撮影画像Ｉ_R、Ｉ_G、Ｉ_Bを見て、操作ユニット２１０を用いて１つの撮影画像の選択操作を行うと、処理ユニット２００は、その選択された撮影画像を表す色成分画像データを第１要素画像のデータとして選択する（Ｓ３２）。例えば、領域Ｅが比較的明確に表れている緑成分画像データにて表される撮影画像Ｉ_G（図６（ｂ）参照）の選択操作がなされると、緑成分画像データが第１要素画像のデータとして選択される。

次いで、オペレータが、表示ユニット２２０に表示された各色属性成分画像データにて表される撮影画像Ｉ_H、Ｉ_S、Ｉ_Vを見て、操作ユニット２１０を用いて１つの撮影画像の選択操作を行うと、処理ユニット２００は、その選択された撮影画像を表す色属性成分画像データを第２要素画像のデータとして選択する（Ｓ３３）。例えば、領域Ｅが比較的明確に表れている彩度成分画像データにて表される撮影画像Ｉ_S（図７（ｂ）参照）の選択操作がなされると、彩度成分画像データが第２要素画像のデータとして選択される。

処理ユニット２００は、このように１つの色成分画像データ（例えば、緑成分画像データ）と、１つの色属性成分画像データ（例えば、彩度成分画像データ）とを選択すると、それらのデータを用いて強調画像データＣを算出する（Ｓ３４）。この強調画像データＣは、例えば、
Ｃ＝色成分画像データ×ａ％＋色属性成分画像データ×（１００−ａ％）
（ａ：検査対象物によって設定される重み）
に従って算出される。色成分画像データとして緑成分（Ｇ）画像データが選択され、色属性成分画像データとして彩度（Ｓ）画像データが選択された場合、
Ｃ＝Ｇ・ａ％＋Ｓ・（１００−ａ％）
に従って、強調画像データＣが算出される。

この強調画像データＣは、色成分画像データにて表される撮影画像（例えば、図６（ｂ）に示す緑成分画像データにて表される撮影画像Ｉ_G）における各画像の階調値と、色属性成分画像データにて表される撮影画像（例えば、図７（ｂ）に示す彩度成分画像データにて表される撮影画像Ｉ _Ｓ ）における対応する画像の階調値とが、合成加算されたものとなっている。従って、もともと領域Ｅが比較的明確に表れていた色成分画像データ（緑成分画像データ）と色属性成分画像データ（彩度成分画像データ）との合成加算によって得られた強調画像データＣにて表される強調画像Ｉ _Ｃ は、例えば、図８に示すように、前記領域Ｅをより明確にその背景部分から区別したものとなる。

前述したようにして強調画像データ生成処理（Ｓ３）が終了すると、処理ユニット２００は、その生成された強調画像データＣに基づいて各種の解析処理を実行する。例えば、領域判定処理がなされる（Ｓ４）。図８に示すように、強調画像データＣに基づいて領域判定処理（エッジ検出処理）がなされるので、明るさは同程度であるが色味の違う領域をより確実に判定することができる。

そして、処理ユニット２００は、前記領域判定処理によって得られた結果に基づいて、検査対象となるウエーハ１０の膜形成についての評価情報や欠陥についての評価情報を生成し（Ｓ５）、その評価情報を表示ユニット２２０に表示させる（Ｓ６）。これにより、オペレータは、ウエーハ１０に形成された膜の状態や成膜プロセスの状態や欠陥の状態を判断することができる。

前述したような表面検査装置によれば、撮影画像における各部の色味を直接的に表しうる彩度成分画像データまたは色相成分画像データを加味して撮影画像上で異なる色領域を確実に区別することができるようになるので、色味の違う領域として撮影画像上に表れうるウエーハ１０の表面における膜や欠陥部分等の状態をより精度良く検査することができるようになる。

また、撮影画像を表す赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データから選択されたいずれかの色成分画像データと、撮影画像における各部の色味を直接的に表しうる彩度成分画像データ及び色相成分画像データから選択されたいずれかの色属性成分画像データとを合成してされた強調画像データに基づいて当該撮影画像の解析がなされるので、各部の色味の違いを更に強調した状態で当該撮影画像を解析することが可能となって、撮影画像上で異なる色領域を更に確実に区別することができるようになる。その結果、色味の違う領域として撮影画像上に表れうるウエーハ１０の表面における膜や欠陥部分等の状態を更に精度良く検査することができるようになる。

前述した例では、色成分画像データの選択及び色属性成分画像データの選択は、オペレータの操作に基づいてなされるものであったが、自動的に選択するようにすることもできる。例えば、各色成分画像データで表される撮影画像Ｉ_R、Ｉ_G、Ｉ_Bや、色属性成分画像データで表される撮影画像Ｉ_H、Ｉ_S、Ｉ_Vにおける階調値の頻度分布を表すヒストグラムから、階調値の差がより大きい撮影画像を選択することにより、色味の異なる領域Ｅを明確に表す撮影画像を自動的に選択することができる。例えば、図９に示すような階調値が比較的広い範囲Δにわたって分布するような撮影画像、図１０に示すように、その分布範囲Δが比較的低い階調値に集中している撮影画像、及び図１１に示すように、その分布範囲Δが比較的高い階調値に集中している撮影画像が得られた場合、図９に示すように階調値が比較的広い範囲Δにわたって分布するような撮影画像を表す色成分画像データや色属性成分画像データが選択される。

なお、前述した例では、ＨＳＶ色空間における明度（Ｖ）成分画像データ（図７（ｃ）参照）も生成されたが、この明度（Ｖ）成分画像データは、色味というよりも濃淡（明るさ）を表すものであるので、特に、生成しなくても、あるいは、選択の対象にしなくてもよい。

また、一般に、ＨＳＶ色空間における色相（Ｈ）成分画像データ及び彩度（Ｓ）成分画像データが撮影画像の色味をよく表しうるものであるので、特に、ＲＧＢ色空間から選択された色成分画像データとの合成を行わなくても、前記色相成分画像データ及び彩度成分画像データのいずれかを撮影画像の解析に提供するようにすることもできる。その際、前記色相成分画像データ及び彩度成分画像データをオペレータの操作に基づいて、あるいは、自動的に選択するように構成することもできる。

更に、本発明は、ウエーハ１０の表面検査装置に限られず、ウエーハ１０の外周端面等の検査装置（エッジ検査装置）や他の円盤状基板の表面等の検査装置に適用することができる。

以上、説明したように、本発明に係る円盤状基板の検査装置及び検査方法は、当該円盤状基板の表面における膜や欠陥部分等の状態をより精度良く検査することができるようになるという効果を有し、半導体ウエーハ等の円盤状基板の表面を撮影して得られる撮影画像を解析して当該円盤状基板の検査を行う検査装置及びその検査方法に適している。

本発明の実施の形態に係る円盤状基板の検査装置としての半導体ウエーハの表面検査装置における撮影系の主要部を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態に係る円盤状基板の検査装置としての半導体ウエーハの表面検査装置おける処理系の主要部を模式的に示すブロック図である。 図２に示す処理系における処理ユニットにて実行される処理を示すフローチャートである。 図３に示す処理における強調画像データ生成処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。 カラー撮影画像の一例を示す図である。 図５に示すカラー撮影画像に対応する、赤（Ｒ）成分画像データが表す撮影画像及びそのＡ−Ａ´ライン上の階調（濃淡）パターンの一例（ａ）、緑（Ｇ）成分画像データが表す撮影画像及びそのＡ−Ａ´ライン上の階調（濃淡）パターンの一例（ｂ）、及び青（Ｂ）成分画像データが表す撮影画像及びそのＡ−Ａ´ライン上の階調（濃淡）パターンの一例（ｃ）を示す図である。 図５に示すカラー撮影画像に対応する、色相（Ｈ）成分画像データが表す撮影画像及びそのＡ−Ａ´ライン上の階調パターンの一例（ａ）、彩度（Ｓ）成分画像データが表す撮影画像及びそのＡ−Ａ´ライン上の階調パターンの一例（ｂ）、及び明度（Ｖ）成分画像データが表す撮影画像及びそのＡ−Ａ´ライン上の階調パターンの一例（ｃ）を示す図である。 図５に示すカラー撮影画像に対応する、強調画像データで表される撮影画像を及びそのＡ−Ａ´ライン上の階調パターンの一例を示す図である。 色（赤、緑、青）成分画像データ、色属性（色相、彩度、明度）成分画像データで表される撮影画像における階調値の分布（その１）を表すヒストグラム図である。 色（赤、緑、青）成分画像データ、色属性（色相、彩度、明度）成分画像データで表される撮影画像における階調値の分布（その２）を表すヒストグラム図である。 色（赤、緑、青）成分画像データ、色属性（色相、彩度、明度）成分画像データで表される撮影画像における階調値の分布（その３）を表すヒストグラム図である。

符号の説明

１０ 半導体ウエーハ（円盤状基板）
１００ ステージ
１１０ 回転駆動モータ
１１０ａ 回転軸
１３０ カメラユニット
２００ 処理ユニット
２１０ 操作ユニット
２２０ 表示ユニット

Claims (4)

1. 円盤状基板の表面を撮影して得られる撮影画像を解析して当該円盤状基板の検査を行う円盤状基板の検査装置であって、
   前記円盤状基板を撮影してＲＧＢ色空間での赤画像信号、緑画像信号及び青画像信号を出力する撮影部と、
   該撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号を処理する画像処理部とを有し、
   前記画像処理部は、
   前記撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号から、撮影画像をＲＧＢ空間にて表す赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データを生成するＲＧＢ成分画像データ生成手段と、
   前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データから、前記撮影画像を彩度に基づいて表す彩度成分画像データ及び前記撮影画像を色相に基づいて表す色相成分画像データを生成する色属性成分画像データ生成手段と、
   前記撮影画像を表す前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データからいずれかの色成分画像データを選択する第１選択手段と、
   前記撮影画像を表す前記彩度成分画像データ及び前記色相成分画像データからいずれか一方の色属性成分画像データを選択する第２選択手段と、
   選択された前記色成分画像データと前記色属性成分画像データとを合成して、前記撮影画像を表す強調画像データを生成する合成手段とを有し、
   前記強調画像データに基づいて前記撮影画像の解析を行うことを特徴とする円盤状基板の検査装置。
2. 前記第１選択手段は、前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データで表される各色成分の撮影画像の状態に基づいて当該赤成分画像データ、当該緑成分画像データ及び当該青成分画像データからいずれかの色成分画像データを選択する請求項１記載の円盤状基板の検査装置。
3. 前記第２選択手段は、前記彩度成分画像データ及び前記色相画像成分データにて表される各色属性成分の撮影画像の状態に基づいて当該彩度成分画像データ及び当該色相画像成分データからいずれか一方の色属性成分画像データを選択する請求項１または２記載の円盤状基板の検査装置。
4. 円盤状基板の表面を撮影して得られる撮影画像を解析して当該円盤状基板の検査を行う円盤状基板の検査方法であって、
   撮影部が前記円盤状基板を撮影してＲＧＢ色空間での赤画像信号、緑画像信号及び青画像信号を出力する撮影ステップと、
   前記撮影部から順次出力される前記赤画像信号、前記緑画像信号及び前記青画像信号から、撮影画像をＲＧＢ空間にて表す赤成分画像データ、緑成分画像データ及び青成分画像データを生成するＲＧＢ成分画像データ生成ステップと、
   前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データから、前記撮影画像を彩度に基づいて表す彩度成分画像データ及び前記撮影画像を色相に基づいて表す色相成分画像データを生成する色属性成分画像データ生成ステップと、
   前記撮影画像を表す前記赤成分画像データ、前記緑成分画像データ及び前記青成分画像データからいずれかの色成分画像データを選択する第１選択ステップと、
   前記撮影画像を表す前記彩度成分画像データ及び前記色相成分画像データからいずれか一方の色属性成分画像データを選択する第２選択ステップと、
   選択された前記色成分画像データと前記色属性成分画像データとを合成して、前記撮影画像を表す強調画像データを生成する合成ステップとを有し、
   前記強調画像データに基づいて前記撮影画像の解析を行うことを特徴とする円盤状基板の検査方法。

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