KR101453638B1 - 기판검사장치 및 기판검사방법 - Google Patents

Abstract

기판 가장자리부를 간단하게 빨리 검출할 수 있는 기판검사장치를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다. 기판검사장치(100)는 표면에 막을 도포한 기판(W)을 유지하여 회전하는 회전 테이블(5)과, 기판(W)에 광을 조사하는 광조사수단(2)과, 광조사수단(2)에 의한 기판(W) 표면으로부터의 정반사광을 수광하고, 촬상 화상의 신호 출력하는 광전변환수단(4)을 구비한다. 그리고, 기판(W)의 회전 중심을 포함하여 회전 중심으로부터 반경 방향의 1 주사분의 전기신호의 회전수단 1둘레분의 검출치를 가산하여 이차원 화상을 생성하고, 이차원 화상의 일 방향을 따라 설정된 판정 밴드로부터 변화점을 판단한다. 따라서, 기판(W) 위에서 EBR선의 양부를 간단하게 판단할 수 있어, 처리 효율이 좋은 검사가 가능하게 되는 효과를 발휘한다.

Description

기판검사장치 및 기판검사방법{SUBSTRATE INSPECTION DEVICE AND SUBSTRATE INSPECTION METHOD}

본 발명은 기판의 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다. 특히, 촬상 화상에 기초하여 기판 위의 도막(塗膜)을 검사하는 기술 분야에 관한 것이다.

표면에 투명한 막, 예를 들면, 반도체 소자의 제조공정에 있어서, 단결정 로트로부터 잘라낸 반도체 웨이퍼에 다수의 반도체 소자를 형성하지만, 이 공정은 레지스터, 예를 들면, 포토레지스트를 도포하고, 이 포토레지스트막을 선택적으로 에칭하여 소망 형상의 일도전형 반도체층이나 전극, 리드를 형성하는 것이 행해지고 있음은 당업자에게 있어 주지의 사실이다. 이러한 각 공정은 때마다 마스크 맞춤을 행하지만, 레지스터 표면의 상태, 예를 들면 막 두께의 변화, 이물질, 손상 등은 반도체의 불량의 원인이 되기 때문에, 빠른 공정으로 발견하는 것이 요망된다.

웨이퍼를 중앙축 둘레로 고속으로 회전시킴으로써, 포토레지스트는 표면 위에 얇은 코팅으로 퍼진다. 엣지(edge) 표면 효과 때문에, 포토레지스트는 웨이퍼의 엣지에 퇴적된다. 그 때문에, 엣지의 포토레지스트를 제거(EBR 처리)할 필요가 있음이 알려져 있다.

따라서, 포토레지스트 제거의 완전함과, 포토레지스트를 갖는 영역과 갖지 않는 영역의 경계선, 이른바 엣지 비드 제거선(EBR선)의 소정의 위치를 검사하기 위한 검사법이 제공되어 있다(일본특허공개 2006-352113호 공보). 이 일본특허공개 2006-352113호 공보에서는, 360nm∼500nm의 파장 범위의 광을 이용하여 웨이퍼의 표면의 화상 영역을 조사하고, 여기광에 의한 조사를 위해 발해지는 형광 라이트로부터 화상 영역의 형광 화상을 비추어, 형광 EBR선을 식별하는 것이다.

그러나, 일본특허공개 2006-352113호 공보에서는, 암시야(暗視野) 화상을 얻고 있기 때문에 해상도(분해가능) 자체는 향상되지 않는다. 암시야 조명법의 특징으로서 두께가 있는 시료에 대하여는 기본적으로 사용이 곤란하다. 또한, 형광 염료를 더한 포토레지스트나, 형광 EBR액을 이용할 필요가 있다. 포토레지스트의 도막을 검사하는데 있어서, 도막 자체에 연구를 필요로 하면 임의의 검사 대상에 대응할 수 없다는 결점이 있다.

또한, 기판검사장치로서, 기판 표면 전체에 걸쳐 CCD 카메라를 구비한 장치가 제공되어 있다(일본특허공개 2009-10349호 공보). 그리고, 데이터를 극좌표로 플로트(plot)하여 기판의 엣지부에서 BARC층, 오버코트(overcoat)층, 레지스터층에 대응한 선의 겹침에 의해 오염이 증대되는 리스크의 거부(拒否) 기판을 선정하고 있다.

그러나, 일본특허공개 2009-10349호 공보에서는, 각 층에서 엣지부에 겹침이 있는 것을 거부 기판으로 하는 것밖에 언급되어 있지 않다. 그 때문에, 기판의 시험에 있어서 육안 판정을 행하는 것 이외에 자동 해석을 행하기 위해 데이터에 곡선을 적합시키는 것에 언급하고 있지만, 엣지부의 겹침 이외에 어떻게 자동 해석되고 있는지 불분명하다. 그 때문에, 효율화를 도모할 수 있을까 라는 점에 대하여 개선의 여지가 있었다.

또한, 웨이퍼의 가장자리부(緣部)로부터 레지스터층 가장자리부까지의 상대 거리를, 화상화 시스템을 통하여 검출하는 가장자리부 측정 시스템이 제공되어 있다(일본특허공표 2009-544157호 공보). 이 시스템에서는, 웨이퍼 가장자리부 영역의 주위에 복수의 제1 차원 X 및 제2 차원 Y를 갖는 픽셀 어레이를 획득하고, 각 픽셀 어레이로부터 가장자리부 맵을 작성한다. 웨이퍼 주위를 망라하는 화상으로부터 층의 교차를 평가, 측정, 또는 그 이외의 특성 결정이 행해진다.

그러나, 이러한 시스템에서는, 화상을 매핑에 의해 생성하고 있기 때문에 복잡하다. 즉, 가장자리부 맵이 완성되지 않으면 전체적인 평가를 할 수 없다. 한편, 전제(前提)가 되는 픽셀 어레이가 큰 경우는 픽셀 어레이의 경계에 중복 영역이 생기기 쉽고, 다른 한편으로, 픽셀 어레이가 작은 경우는 웨이퍼 가장자리부의 평가 대상 영역에 대하여 최적화를 검증할 필요가 있어, 복잡하다는 결점이 있다.

이상과 같이 상기 종래 기술에서는, 소(小)영역으로 분할하여 가장자리부 화상을 형성하여 평가할 수 있지만, 가장자리부 전체의 평가를 위해서 전체 화상을 작성하고 있어, 처리에 시간을 갖는 것이었다. 특히 EBR선의 평가는 그것에 의해 수 개의 제조 프로세스에 있어서, 여러 가지의 가공 또는 처리에 있어 많은 원인에 기인하여 발생하고 있는 웨이퍼 중심과 레지스터층의 부정합(不整合)의 발생을 의미하고 있다. 그 때문에, 많은 프로세스에 있어서 평가가 행해지는 것이 바람직하고, 또 처리 동안에 있어서 평가가 행해지므로, 보다 효율적인 검사가 요망된다.

또한, 상기 종래 기술과 같이 웨이퍼 가장자리부의 평가에 있어서 각 층의 가장자리부의 겹침 이외에, 바람직한 정합으로부터의 어긋남인 부정합, 예를 들면, 웨이퍼의 가장자리부로부터 레지스터층 가장자리부까지의 상대 위치도 필요한 평가 항목이지만, 효율적으로 검사가 행해지지 않았다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 청구항 1에 따른 기판검사장치는, 표면에 도포막이 형성된 기판을 유지하여 회전하는 회전수단과, 상기 기판의 표면에 광을 조사하는 광조사수단과, 상기 기판의 표면으로부터의 정반사광을 수광하고, 적어도 상기 기판의 회전 중심으로부터 상기 기판의 반경 방향과 평행한 주(主)주사 방향으로 상기 기판의 반경의 길이를 갖는, 주사 라인의 화상을 촬상하는 광전변환수단과, 상기 기판이 1회전하는 동안에 상기 광전변환수단에 의해 촬상되는 화상을 상기 주주사 방향과 직교하는 부(副)주사 방향으로 나열하여 이차원 화상을 생성하고, 상기 이차원 화상에 대하여 상기 부주사 방향과 평행하게 설정된 판정 밴드를 이용하여 상기 도포막의 엣지선의 양부(良否)를 판단하는 화상처리수단을 구비하도록 한 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 8에 따른 기판검사방법은, 표면에 도포막이 형성된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 표면에 광을 조사함과 함께 상기 기판의 표면으로부터의 정반사광을 수광함으로써, 적어도 상기 기판의 회전 중심으로부터 상기 기판의 반경 방향과 평행한 주주사 방향으로 상기 기판의 반경의 길이를 갖는, 주사 라인의 화상을 촬상하는 촬상공정과, 상기 기판이 1회전하는 동안에 상기 촬상공정을 반복함으로써 얻어지는 복수의 화상을 상기 주주사 방향과 직교하는 부주사 방향으로 나열하여 이차원 화상을 생성하는 화상생성공정과, 상기 이차원 화상에 대하여 상기 부주사 방향과 평행하게 설정된 판정 밴드를 이용하여 상기 도포막의 엣지선의 양부를 판단하는 판단공정을 구비하도록 한 것이다.

또 본 발명의 청구항 1에 기재한 기판검사장치에 있어서, 상기 화상처리수단은 상기 이차원 화상 중 상기 판정 밴드 내에 포함되는 화상을 상기 부주사 방향으로 복수의 블록 화상으로 구분하고, 각 블록 화상이 상기 도포막의 엣지를 포함하고 있는지 아닌지를 검출하는 엣지검출부와, 상기 엣지검출부가 엣지를 검출한 블록 화상의 개수에 기초하여 상기 도포막의 엣지선의 양부를 판단하는 양부(良否)판단부를 갖도록 한 것이다.

또 본 발명의 청구항 2에 기재한 기판검사장치에 있어서, 상기 엣지검출부는 서로 인접하는 블록 화상이 상기 부주사 방향으로 부분적으로 중복되도록 구분 하도록 한 것이다.

또 본 발명의 청구항 1에 기재한 기판검사장치에 있어서, 상기 화상처리부는 상기 이차원 화상 중에 엣지선을 특정하고, 상기 판정 밴드의 폭 내에서 상기 엣지선의 유무로부터 변화점을 구하고, 엣지선이 없는 경우에 엣지 불량이라고 판정하도록 한 것이다.

또 본 발명의 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재한 기판검사장치에 있어서, 상기 광전변환수단에 의해 촬상되는 상기 주사 라인은 상기 회전 중심으로부터 상기 주주사 방향으로 상기 기판의 반경과 제1 길이를 더하여 합친 길이를 갖도록 한 것이다.

또 본 발명의 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재한 기판검사장치에 있어서, 상기 광전변환수단에 의해 촬상되는 상기 주사 라인은 상기 회전 중심으로부터 상기 주주사 방향과 반대측으로 제2 길이 만큼 연장되도록 한 것이다.

또 본 발명의 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재한 기판검사장치에 있어서, 상기 기판의 표면에 복수의 도포막이 적층되고, 각 도포막에 대응하여 판정 밴드가 설정되며, 상기 화상처리수단은 각 도포막의 엣지선의 양부를 각 도포막에 대응하는 판정 밴드를 이용하여 판단하도록 한 것이다.

본 발명의 청구항 1에 따른 기판검사장치 및 청구항 8에 따른 기판검사방법에 의하면, 적어도 기판의 회전 중심으로부터 기판의 반경 방향과 평행한 주주사 방향으로 기판의 반경의 길이를 갖는, 주사 라인의 화상을 촬상하여 라인 화상을 얻는 동작을, 기판이 1회전하는 동안, 행해져 복수의 라인 화상을 얻는다. 그리고, 이러한 라인 화상을 주주사 방향과 직교하는 부주사 방향으로 나열하여 이차원 화상을 생성하고, 이 이차원 화상에 대하여 부주사 방향과 평행하게 설정된 판정 밴드를 이용하여 도포막의 엣지선의 양부를 판단한다. 따라서, 기판을 촬상한 화상으로부터 간단하게 도포막의 평가를 판단할 수 있어, 처리 효율이 좋은 검사 검출이 가능하게 되는 효과를 발휘한다.

또 본 발명의 청구항 2에 따른 기판검사장치에 의하면, 이차원 화상 중 판정 밴드 내에 포함되는 화상을 부주사 방향으로 복수의 블록 화상으로 구분하고, 각 블록 화상이 도포막의 엣지를 포함하고 있는지 아닌지를 검출하고, 엣지를 검출한 블록 화상의 개수에 기초하여 도포막의 엣지선의 양부를 판단한다. 따라서, 간단한 검출 처리에 의해 기판 각 부(部)에서의 도포막의 엣지를 검출할 수 있어, 엣지 불량을 판정할 수 있다.

또 본 발명의 청구항 3에 따른 기판검사장치에 의하면, 서로 인접하는 블록 화상이 부주사 방향으로 부분적으로 중복되도록 구분하고 있으므로, 도포막의 엣지를 고정밀도로 검출할 수 있어, 엣지 불량을 더 정확하게 판정할 수 있다.

또 본 발명의 청구항 4에 따른 기판검사장치에 의하면, 화상처리부는 이차원 화상 중에 엣지선을 특정하고, 판정 밴드의 폭 내에서 엣지선의 유무로부터 변화점을 구한다. 그리고, 엣지선이 없는 경우에 엣지 불량이라고 판정한다. 따라서, 간단한 비교에 의해 변화점에 의한 평가를 행할 수 있어, 엣지 불량을 판정할 수 있다.

또 본 발명의 청구항 5에 기재한 기판검사장치에 의하면, 주사 라인이 회전 중심으로부터 주주사 방향으로 기판의 반경과 제1 길이를 더해 합친 길이를 갖는, 즉 제1 길이분 만큼 주사 라인이 길어져 있어, 기판이 위치 어긋났을 때의 마진(margin)으로서 기능한다. 그 결과, 기판의 위치 어긋남이 생긴 경우에도, 엣지 불량을 판정할 수 있다.

또 본 발명의 청구항 6에 기재한 기판검사장치에 의하면, 광전변환수단에 의해 촬상되는 주사 라인은 회전 중심으로부터 주주사 방향과 반대측으로 제2 길이 만큼 연장되도록 하고 있고, 제2 길이분 만큼 주사 라인이 길어져 있어, 상기한 바와 같이 제1 길이 만큼 주사 라인을 연장한 경우와 마찬가지로, 주사 라인의 연장은 기판이 위치 어긋났을 때의 마진으로서 기능한다. 그 결과, 기판의 위치 어긋남이 생긴 경우에도, 엣지 불량을 판정할 수 있다.

또 본 발명의 청구항 7에 기재한 기판검사장치에 의하면, 기판의 표면에 적층된 각 도포막에 대응하는 판정 밴드가 설정되어 있어, 각 도포막의 엣지선의 양부를 각 도포막에 대응하는 판정 밴드를 이용하여 판단한다. 따라서, 복수의 도포막이 기판의 표면에 적층되고 있는 경우에 대하여도, 각 도포막의 엣지 불량을 정확하게 판정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 도막 형성 얼룩 검사장치의 제1 실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 도막 형성 얼룩 검사장치의 평면도이다.
도 3은 광조사수단의 주요부 단면도이다.
도 4는 도막 형성 얼룩 검사장치에서의 광로(光路)를 설명하는 개략 설명도이다.
도 5는 레지스터막을 EBR 처리 후의 기판(W)의 표면 상태를 나타내는 평면 설명도이다.
도 6은 기판(W)의 상(像)의 디지털 신호를 나타내는 설명도이다.
도 7은 EBR선과 판정 밴드를 나타내는 설명도이다.
도 8은 처리 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 9는 EBR선과 판정 밴드에 의한 변화점을 나타내는 설명도이다.
도 10은 도막 형성 얼룩 검사장치의 제2 실시형태의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 11은 제2 실시형태에서의 엣지 검출 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 12는 EBR선과 판정 밴드의 관계, 및 판정 밴드와 엣지 위치의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13은 제2 실시형태에서의 엣지 검출 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 제1 실시형태를 도 1 내지 도 5에 의거하여 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 이용하여, 본 발명의 제1 실시형태의 기본적 구성 및 작용을 설명한다. 도 1은 검사장치의 정면도, 도 2는 검사장치의 평면도이다.

또한, 본 발명의 피도포물로서는, 원형의 반도체 웨이퍼이며, 표면이 투명한 막으로서 반도체 소자 제조 각 공정에서의 반도체 웨이퍼 표면에 형성되는 감광성 재료인 레지스터막이다. 그리고, 예를 들면, 도포 후의 포토레지스트 표면의 EBR선의 변화를 측정하기 위한 반도체 웨이퍼 표면의 가장자리부 레지스터막의 검사장치에 적용한 실시형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 레지스터막에 한정되지 않으며, 레지스터막 아래에 도포되는 예를 들면, 폴리이미드 수지로 이루어지는 반사 방지재, 레지스터 표면을 보호하는 예를 들면, 알칼리 가용성 폴리머와 알콜 용제에 의한 오버코트의 가장자리부의 어긋남을 측정하여도 좋다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 기판검사장치(100)는 검출유닛(1) 내에, 회전 테이블(5), 광원(21)을 포함하는 광조사수단(2), 광학계(3) 및 광전변환수단(4)이 수납되어 있다. W는 피도포물인 반도체 웨이퍼 등의 기판(이하, 기판(W) 이라고 함)이고, 5는 기판(W)의 회전수단으로서의 회전 테이블이며, 기판(W)은 전면(全面) 검사를 하기 위해 이 회전 테이블(5)에서 도시하지 않은 진공에 의한 흡기구멍으로 구성되는 흡인수단에 의해 기판(W)을 원형의 테이블 표면에 흡착함으로써 유지하여 회전된다. 그리고, 기판(W)은 전면 검사를 위해 회전 테이블(5)에 의해 1회전 이상 회전된다.

광조사수단(2)은 상기 회전 테이블(5)에 유지된 기판(W)의 수직 방향 위쪽에 배치된다. 광조사수단(2)은 석영 로드(rod)에 의한 도광관(導光管)에 의한 광원(21)이 알루미늄제의 원통 지지부(23)에 삽입되어, 원통 지지부(23)의 일단이 검출유닛(1)의 측벽(101)에 고정되고, 타단이 연결부(24)와 연결관(25)을 통하여 다른 쪽의 측벽(102)에 고정된다.

광조사수단(2)을 더 상세히 설명한다. 도 3은 광조사수단(2)의 주요부 단면도이다. 도 3을 참조하여, 광원(21)의 주면(主面)의 일부에 반사재(22)가 장착된다. 반사재(22)에 의해 반사되는 광의 상당수는 반사재(22)의 대향면측으로부터 방출되게 된다. 그리고, 이 반사재(22)의 대향면측의 원통 지지부(23)에는, 슬릿(28)이 형성된다. 따라서, 광원(21)으로부터 방출된 광은 원통 지지부(23)에 의해 차단됨과 함께, 슬릿(28)으로부터 기판(W)을 향하여 조사된다.

도 2로 되돌아와서, 광원(21)은 연결부(24)로 광섬유(26)의 일단과 연결 설치되어 있고, 이 광섬유(26)가 연결관(25)의 내부를 통과하여 측벽(102)으로부터 검출유닛(1)의 바깥으로 연장 설치된다. 그리고, 광섬유(26)의 타단이 검출유닛(1)의 바깥에 배치되는 LED(27)에 대향된다. 이와 같이 함으로써, LED(27)가 점등되면, 그 광이 광섬유(26)을 통하여 광원(21)에 도입된다. 광원(21)에 도입된 광은 석영 로드의 주위로부터 방사되어, 슬릿(28)으로부터 조사된다.

도 1로 되돌아와서, 기판(W)의 수직 방향 위쪽에 광전변환수단(4)으로서 예를 들면, 라인 센서 카메라를 배치한다. 라인 센서 카메라로서는, CCD, MOS 등의 라인 센서 소자, 증폭기, 구동 회로, A/D변환기, 메모리, 입출력 회로, 결상 렌즈(촬상 렌즈), 케이스 등으로 구성되는 주지(周知)의 라인 센서 카메라를 사용할 수 있다.

이 광전변환수단(4)에의 입사광은 기판(W)의 회전 중심(A0)을 포함하는 반경 방향의 라인으로 되도록 한 광조사수단(2)으로부터의 조사광에 의한 레지스터막의 표면으로부터의 정반사광이다. 즉, 광원(21)으로부터의 광의 일부는 레지스터막의 표면에 입사된다. 이 때의 입사각(

1)은 레지스터막 면에 대하여 20도 내지 40도가 적합하고, 바람직하게는 30도이다. 이 입사에 의한 기판(W)의 대략 반경분의 정반사광의 정반사 광로가 광전변환수단(4)의 렌즈에 입사되도록 광학계(3)가 배치된다. 또한, 상기 입사각(

1)에 대하여는 기판 크기도 고려하는 것이 바람직하고, 현재 주류의 300mm 반도체 웨이퍼를 기판(W)으로 하는 경우에는, 상기한 각도로 설정하는 것이 바람직하지만, 기판(W)의 대형화, 예를 들면, 차세대의 450mm 반도체 웨이퍼에서는, 45˚정도로 하는 것이 바람직하다.

광학계(3)는 장방형으로 평면 형상의 미러(31)와 미러(31)를 유지하는 유지판(32)에 의해 구성된다. 유지판(32)은 검출유닛(1)의 측벽(103)에 지지부재(33)를 통하여 장착되고, 기판(W)으로부터의 반사각(

2)의 정반사광을 바로 위쪽의 광전변환수단(4)으로 안내되도록 미러(31)의 각도를 조정한 후에 고정된다.

도 4는 기판검사장치(100)에서의 광조사수단(2)으로부터 광전변환수단(4)으로의 광로를 설명하는 개략 설명도이다. 도 4는 정반사 광로를 알 수 있도록 광전변환수단(4)을 비켜놓아서 도시하고 있지만, 도 2에 나타내는 바와 같이 광전변환수단(4)은 광학계(3)의 대략 수직 위쪽에 배치되어 있다. 도 4에 점선으로 나타내는 바와 같이, 기판(W)으로부터의 정반사광은 내부의 수광 렌즈를 통하여 광전변환수단(4)에 의해 수광되어, 전기신호로 변환된다.

그리고, 이 전기신호가 신호처리수단으로서의 화상처리부인 화상처리장치(6)로 처리되어 제어부(10)로 기판(W)의 표면 상태가 검출되도록 되어 있다. 기판(W)으로부터의 반사각(

2)의 정반사광을 바로 위쪽의 광전변환수단(4)으로 안내하도록 미러(31)는 기판(W) 위의 주사 라인인 촬상 영역(L)의 축소 화상이 광전변환수단(4)의 수광부에 결상되도록 그 각도와 광전변환수단(4)과의 거리가 조정되어 설정되어 있다.

도 1로 되돌아와서, 회전 테이블(5)은 구동기구대 위에 설치되어, 회전 테이블(5) 위에 기판(W)이 재치되었을 때 정확하게 테이블면에 밀착되는 것처럼 흡착되어 있다. 상기 구동기구대 내에는, 모터(9)가 배치되고, 모터(9)로부터의 회전을 미리 정해진 속도로 변환하는 속도변환기어가 설치되어 있다. 상기 모터(9)는 후술하는 제어부(10)에 의해 제어된다.

회전 테이블(5) 위에 표면에 레지스터막이 설치된 반도체 제조공정 도중의 기판(W)을, 레지스터막을 위쪽으로 하여 설치한다. 이 재치(載置)수단은 반도체 제조공정의 검사마다 로봇 구동 등으로 레지스터막이 설치되지 않은 이면(裏面)을 흡착하여 측벽(103)의 통로(104)를 통하여 이송 재치하고, 검사 종료 후 다시 반송 로봇에 의해 흡착하여 다음 공정으로 이송하는 시스템 라인을 이룬다.

또한, 도시하지 않은 기판(W)의 로더·언로더로서 워크 이재(移載) 로봇과 카셋트가 구비되어 있다. 워크 이재 로봇은 카셋트로부터 기판(W)을 빼내 회전 테이블(5) 위에 세팅하고, 검사 종료 후에, 그 기판(W)을 회전 테이블(5) 위로부터 카셋트에 수납하도록 되어 있다. 이 경우, OK 및 NG용의 카셋트를 준비하여 검사 결과에 따라 기판(W)을 배분하여도 좋다.

7은 검출유닛(1) 내의 각 구성에 전력을 공급하는 전원장치, 10은 화상처리장치(6)와 함께 전기신호를 처리하여 양부 판정 등을 실시하는 제어부이다. 상기 광전변환수단(4)의 출력 신호를 증폭 형성하여 화상처리장치(6)에 입력하고, 이 화상처리장치(6)로 신호 처리함으로써 기판(W) 가장자리부의 변화 정보를 전기적 파형 정형(整形)하여 제어부(10)에 입력한다. 이 화상처리장치(6)에는, 판정 기능이 내장되어, 컴퓨터 등에 의해 화상처리장치(6)의 출력 신호를 연산 처리하여 상기 도막 형성의 변화의 유무라든지, 양부 등의 판단을 평가부(61)에서 행한다. 또한, 이 판단 결과를 화상처리장치(6)로 되돌려 텔레비젼 모니터 등의 도시하지 않은 표시부에 표시한다. 화상처리장치(6)에서의 검사 상황에 따라 기판(W)을 이동시키고자 할 때, 제어부(10)는 모터(9)를 통하여 회전 테이블(5)을 구동시킨다.

다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하여 화상처리장치(6)에 의한 화상 처리의 구체적인 예를 설명한다. 도 5는 레지스터막을 EBR 처리 후의 기판(W)의 표면 상태를 나타내는 평면 설명도이며, 도 6은 기판(W)의 상(像)의 디지털 신호를 나타낸다. 도 5에 있어서 기판(W) 내의 곡선(L10)으로 나타낸 경계의 사선(斜線)이 그려진 내측 부위와 외측 부위는 레지스터층의 유무가 다른 부분이다. 즉, 곡선(L10)이 EBR선이고, 곡선(L10)의 외측 부위는 레지스터층이 제거되어 기판(W)의 표면이 노출되어 있는 상태를 나타낸다.

도 5에 있어서, 점선으로 나타낸 촬상 영역(L)은 광원(21)에 의한 노광 영역에서, 광전변환수단(4)에 의한 촬상 영역으로 된다. 광전변환수단(4)에 의한 촬상 영역(L)의 정반사광은 광전변환기(A/D변환기)에 의해 디지털 신호로 변환되어 출력된다.

촬상 영역(L)은 주사 라인 길이가 기판(W)의 반경과 기판(W)의 외측에 영역 L1로서 2mm 길고, 기판(W)의 회전 중심(A0)측은 영역 L2로서 2mm 길게 설정된다. 그렇게 함으로써 기판(W)이 위치 어긋났을 때의 마진으로 하고 있다. 촬상 영역(L)의 라인폭은 1화소가 30㎛의 해상도로 360μsec 마다 1 라인이 촬상된다. 따라서, 기판(W)이 360도 회전, 즉 1회전을 3.6초로 행하는 동안에, 약 1만 라인이 촬상되어 출력된다. 이와 같이 제1 실시형태에서는, 주사 라인은 기판(W)의 반경 방향과 평행한 주주사 방향(X)으로 연장되는 라인이며, 기판(W)의 회전 중심(A0)으로부터 주주사 방향(X)(도 6의 오른쪽측)으로 기판(W)의 반경과 영역 L1의 길이를 더하여 합친 길이를 가짐과 함께, 회전 중심(A0)으로부터 주주사 방향(X)의 반대측(도 6의 왼쪽측)으로 영역 L2의 길이를 갖고 있다.

이와 같이 하여 얻어진 기판(W)의 상의 디지털 신호를 도 6에 나타낸다. 도 6은 기판(W)이 360도 회전, 즉 1회전을 하는 동안에 촬상된 라인을 나열한 것으로 이차원 형상을 갖는다. 이 디지털 신호를 이차원 화상으로서 메모리에 기억한다.화상처리장치(6)는 이 도 6의 데이터를 기초로 하여 후술하는 판단을 평가부(61)에서 행한다. 즉, 제1 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 360μsec 마다 촬상되는 주사 라인의 화상을 주주사 방향(X)과 직교하는 부주사 방향(Y)으로 나열함으로써 이차원 화상을 생성하고 있다.

도 7은 광전변환수단(4)에 의해 얻어진 기판(W)의 이차원 화상에 대하여 판정 밴드를 나타내는 설명도이다. 촬상 영역(L)의 기판(W)의 1둘레분으로 얻은 화소마다의 촬상 화상을 기판(W)의 회전 중심(A0)으로부터 동일 거리에 있는 위치에서 전체 주위에 걸쳐 나열하면 도 6에 나타내는 이차원 화상이 얻어진다. 여기서, 촬상 영역(L)에서 검출된 촬상 광량에 따른 전기신호는 박막의 간섭에 의해 광량이 변동된다. 화상처리장치(6)가 이 촬상 광량을 화소마다 8bit의 256계조(階調)로 촬상 광량에 따른 촬상 전기신호로서 변환하여 디지털화한다. 여기서, 광량이 많을수록 계조가 높아지도록 관계가 설정되어 있다.

그리고, 도 7에 나타내는 평가 처리가 행해진다. 화상처리장치(6)에 의해, 도 6에 나타내는 바와 같이 기판(W)의 1둘레분으로 얻은 상(像)의 디지털화된 촬상 전기신호로부터 휘도 변화가 큰 변화점을 추출한다. 즉, 기판(W)의 가장자리부에서는, 레지스터막의 유무에 따라 휘도가 다르다. 바꾸어 말하면, EBR선의 위치에서 휘도의 변화가 크게 다르므로, 이 경계를 추출하여 엣지선(L12)을 생성한다. 기판(W)의 전체 주위에 걸쳐 EBR선을 추출함으로써, 엣지선(L12)이 도 7과 같이 얻어진다.

이 엣지선(L12)을 강조하기 위해 다음의 처리가 화상처리장치(6)에서 행해진다. 예를 들면, 이차원 화상을 2개의 점선으로 나타내도록 3개의 블록(B1, B2, B3)으로 분리한다. 다음으로 블록마다 주사 라인의 촬상 전기신호의 디지털치를 화소마다 적산(積算)한다. 그러면 휘도가 높은 부위와 낮은 부위의 차이가 강조되지만, 휘도의 노이즈 때문에 적지 않게 중간치 부근의 데이터가 보여지는 경우가 있다. 즉, 레지스터막이 없는 기판(W)의 가장자리부측은 휘도가 높아지지만, 레지스터막의 잔사(殘渣)가 있는 경우, 휘도가 낮은 부위가 생긴다. 화소마다의 적산치에 대하여 레지스터막의 부위와 레지스터막이 없는 부위에서는, 각각 전체적으로 근사하는 적산치로 되지만, 휘도가 높은 부위에서 휘도가 낮은 부위가 일부에 있는 경우는 레지스터막의 잔사라고 생각되므로, 그 적산치는 삭제하여 휘도가 높은 부위의 적산치와 같은 것으로 한다.

이와 같이 일부의 적산치를 삭제하여 변경한 적산치의 집합체를 블록마다 이차원 화상으로 재전개한다. 그렇게 함으로써 노이즈가 제거된 디지털치가 이차원으로 전개되고, 도 7에 나타내는 이차원 화상에 대하여 엣지선(L12)을 경계로 하여 레지스터막이 있는 부위와 없는 부위의 화소마다의 디지털치의 차이가 명확하게 된다. 그리고 결과적으로, 엣지선(L2)이 강조되게 된다.

판정 밴드(L11)는 평가부(61)에 미리 조작자에 의해 도시하지 않은 입력부로부터 평가부(61)에 입력 설정된다. 이것은 기판(W)의 가장자리부로부터 기판(W)회전 중심(A0)측에 본래 EBR선이 있어야 할 위치를 거리로서 입력한다. 그리고, 이 본래 EBR선이 있어야 할 위치를 중심으로 하여 EBR선의 허용 가능한 편차량을 거리로서 설정한다. 이 본래 EBR선이 있어야 할 위치를 중심으로 하여 균등한 폭이 설정된 라인이 판정 밴드(L11)로서, 평가부(61)에 설정된다.

평가부(61)는 이차원 화상 위에 EBR선을 추출하면, 판정 밴드(L11)를 겹치게 한다. 이 겹침의 결과, 이차원 화상 위에서 EBR선이 판정 밴드(L11)에 위치하지 않는 부위를 변화점으로서 판단한다. 구체적으로는, 주사 라인마다 엣지선(L12)이 판정 밴드(L11)의 사이에 없는 경우가 변화점으로서 검출된다. 평가부(61)가 이 변화점을 검출하여 출력함으로써, 화상처리부(6)가 양부 판정 등을 행한다. 화상처리부(6)에 의한 양부 판정의 결과는 제어부(10)를 통하여 도시하지 않은 표시부에 의해 EBR선이 소정 위치에 없는 상태인 취지를 표시하게 된다. 따라서, 화상처리부(6)와 제어부(10)의 일부가 본 발명의 화상처리부에 상당한다.

다음으로, 이 기판검사장치(100)에 의한 검사 동작을 설명한다. 도 8은 처리 동작을 나타내는 플로우 차트이다. 기판(W)이 회전 테이블(5) 위에 재치되면(단계 S101), 광조사수단(2)에 의해 기판(W) 표면의 노광이 개시된다(단계 S102).만약 기판(W) 위에 도막이 있으면, 이 도막에 의해 광원(21)으로부터의 광이 산란 또는 간섭하여, 그 정반사광의 일부가 광전변환수단(4)에 입사되지 않고 촬상된다. 만약 도막이 없으면 조명광은 기판(W) 위에서 전반사(全反射)된 정반사가 광전변환수단(4)에 입사된다. 또한, 막에 따라 반대인 경우도 있지만, 본 실시예에서는, 정상적인 도막으로부터 정반사가 행해지는 경우로서 설명한다.

이 때, 기판(W)의 표면에는, 레지스터의 얇은 막이 형성되어 있고, 상기 정반사광 상(像)을 보면 레지스터의 두께가 다르고, 또는 도포막이 있는 부위와 없는 부위에 따라 색이 다르게 보인다. 또한, 레지스터재는 감광성 재료이기 때문에 자외선에 의해 감광되므로, LED(27)로부터의 광은 필터 등에 의해 자외선이 차단되어 있다. 특히, EBR 처리 후에는, 기판(W)의 가장자리부에 대하여 기판(W)의 표면이 노출되어 있는 부위와 레지스터막이 있는 부위는 색이 크게 다르다.

따라서 광전변환수단(4)으로 촬상함으로써 정반사광의 광량을 검출할 수 있다. 이것은 기판(W) 위의 레지스터 막 두께 변화를 광전변환수단(4)으로 촬상할 수 있다. 그리고, EBR선의 위치도 촬상된다.

다음으로, 기판(W)의 노광을 행하면서 회전 테이블(5)을 회전시킴과 함께, 촬상 영역(L)의 촬상을 기판(W)의 1회전 중 계속한다(단계 S103). 그리고, 기판(W)의 1둘레분으로 얻은 주사 라인의 1라인을 형성하는 화소마다의 촬상 화상을 도 6에 나타내는 바와 같이 얻는다. 또한, 여기서, 촬상 영역(L)에서 검출된 촬상 전기신호로부터 광원(3)의 촬상 영역(L)에 대하여 측정한 조사 전기신호를 1주사 라인마다 촬상 광량으로부터 감산하여 보정 촬상 전기신호를 얻도록 하여도 좋다. 예를 들면, 미리 측정한 광원(21)의 촬상 영역(L)에서 측정하여 마찬가지로 256계조로 조사 광량에 따라 디지털화한 조사 전기신호를 1주사 라인마다 촬상 전기신호로부터 감산(減算)하여, 보정 촬상 전기신호로 한다. 이에 의해, LED(27)에 광량 얼룩이 있는 경우의 영향을 없앨 수 있다.

상기 화상처리장치(6)의 처리에 있어서 입력 정보로부터 기판(W)을 회전이동시키고자 하는 경우, 회전의 프로그램을 모터(9)에 출력하여 회전 테이블(5)를 회전시킨다. 회전의 프로그램은 예를 들면, 몇 번 회전시켜 정지시키고, 다음으로 몇 번 회전시켜 정지하는 등의 동작 프로그램이다. 이들은 미리 제어부(10)의 메모리에 기억된다.

또한, 광전변환수단(4)은 화상처리장치(6) 및 전체 제어를 행하는 제어부(10)에 접속되어 있고, 기판(W) 위의 EBR선 상태를 자동적으로 알 수 있다. 즉, 광전변환수단(4)의 출력 신호를 증폭, 성형한 후, 디지털화하여 화상처리장치(6)로 메모리에 기억한다. 메모리에 기억한 정보를 미리 정한 수단으로 읽어내서 EBR선의 변화점의 유무의 판정을 행하기 위해 화상처리장치(6)로 미리 정해진 신호 처리를 행한다.

그리고, 도 6의 이차원 화상이 얻어지면 도 7에 나타내는 바와 같이 블록(B1, B2, B3)으로 분리하여 엣지선(L12)의 강조 처리를 행한다(단계 S104). 구체적으로는, 전술한 바와 같이 라인마다의 동일 화소 위치에서 화소의 계조치를 적산 처리하고, 레지스터막이 있는 부위의 적산치와 없는 부위의 적산치의 양쪽 모두와 크게 다른 적산치에 관해서 삭제한다. 이러한 중간적인 적산치는 레지스터막이 없는 부위에서 발생할 가능성이 높기 때문에, 그 화소의 계조치에 관해서는 레지스터막이 없는 부위와 동일하게 한다. 바꾸어 말하면, 레지스터막이 없는 부위에서 일부에 레지스터막이 있음으로써 휘도가 없는 부위보다 낮아진다. 그 경우, 엣지선(L12)이라고는 판단하지 못하여, 계조치를 레지스터막이 없는 부위와 같게 함으로써 엣지선(L12)의 추출에 대한 오판단을 방지한다. 그 후, 블록(B1, B2, B3) 마다의 적산치를 이차원 화상으로 전개하여 도 6에 나타내는 이차원 화상을 재구축 한다.

이 강조 처리한 이차원 화상에 대하여, 도 7에 나타내는 바와 같이, 촬상 전기신호에 기판(W) 회전 중심(A0)으로부터 멀어진 위치에서 전체 주위에 걸쳐 EBR선을 휘도의 미리 설정된 범위 이상의 차이를 나타내는 것으로 하여 추출함으로써, 엣지선(L12)을 얻는다. 엣지선(L12)의 기판 회전 중심(A0)측인 내측에서 도막 형성 얼룩이 없고 반사광량이 적고 약한 광량이 얻어지고, 엣지선(L12)의 외측에서는 반사광량이 많이 강한 광량이 얻어지며, 그것에 따르는 계조차(階調差)가 나타나 있다. 그 때문에, 이차원 화상을 구하면 계조치가 높은 영역과 계조치가 낮은 영역의 경계가 나타난다. 이 경계를 미리 설정된 계조차와 비교함으로써 추출하여, 엣지선(L12)을 특정한다. 또한, 이 엣지선(L12)은 편의상 경계를 나타내는 것으로 표현하고 있지만, 실제로는 이차원 화상 위에서 도 7에 나타내는 엣지선(L12)의 좌우의 영역의 경계를 의미하고 있는 것만으로 선을 인식하고 있는 것은 아니다.

상기와 같이 조사광은 기판(W)의 반경 방향으로 주사되기 때문에, 광전변환수단(4)으로부터 출력되는 전기신호는 라인 형상으로 되어, 화상처리장치(6)에서의 연산 등의 신호 처리가 용이하게 된다.

다음으로, 이차원 화상 위에 판정 밴드를 겹침으로써 변화점의 판정을 행한다(단계 S105). 도 9는 변화점의 판정을 설명하는 설명도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 엣지선(L12)이 크게 변화되고 있는 경우, 엣지선(L12)은 점선으로 나타내는 판정 밴드(L11)의 폭을 넘는 부위가 나타내진다. 이 부위를 엣지선(L12)의 변화점(L13)이라고 판단한다. 구체적으로는, 주사 라인마다 판정 밴드(L11)의 폭 내에 엣지선(L12)이 없음을 평가부(61)가 판정한다. 바꾸어 말하면, 레지스터막이 있는 영역과 레지스터막이 없는 영역의 경계가 판정 밴드(L11)의 폭 내에 없음이 판정된다. 판정 밴드(L11)의 폭은 소망한 레지스터막의 도막 위치를 나타내고 있으므로, 이 판정 결과로 판정 밴드(L11)의 폭 내에 엣지선(L12)이 존재하지 않는 것이 추출되면 제어부(10)는 엣지 불량의 신호를 표시부에 출력한다.

또한, 이 변화점(L13)이 검출됨으로써, 기판(W) 위의 가장자리부의 영역의 평가를 행한다. 즉, 변화점(L13)이 많이 검출되면, 레지스터막이 기판(W)에 대하여 소망 영역 위치에 도포되어 있지 않게 되어, 이 경우에 기판(W)의 전체 주위에서 변화점이 추출된다.

판정 밴드(L11)는 평가부(61)에 다음과 같은 처리로 설정이 행해진다. 미리 복수의 레지스터가 도포된 기판(W)을 실험적으로 측정한다. 그 결과, 도포 영역과 가장자리부 영역의 경계를 판정하는 레벨을 구하여 신호 상에 설정한다. 이것과 실제의 검사공정에서의 검사 대상 기판(W)의 EBR선의 볼록 형상 변화점(L13)을 비교함으로써 엣지 불량은 용이하게 검출된다. 통상, 엣지선(L12)은 대부분이 판정 밴드(L11)의 폭 내에 위치하므로, 여기서 판정 밴드(L11)의 폭 내에 위치하지 않는 경우를 판정하도록 설정함으로써 처리가 간편하게 된다는 효과가 있다.

즉, 상기와 같이 반사한 광량을 디지털화하여 이차원 화상을 형성하면, 기판(W)의 전체 주위에서 변화점(L13)을 검출하는 것이 가능하기 때문에, 효율적으로 검사를 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 엣지 불량을 판정하는 경우에, 엣지선(L12)의 라인마다의 위치를 판단할 필요는 없고, 판정 밴드(L11)의 폭 내에 위치하지 않는 경우만을 검출하면 좋기 때문에 처리가 간단하게 행해진다.

이와 같이, 제어부(10)에서, 도 9에 나타내는 바와 같이 판정 밴드(L11)에 대한 엣지선(L12)의 유무의 판정에 따라, 엣지선(L12)이 폭 내에 없는 경우를 변화점(L13)이 존재한다고 판단한다. 그리고, 판정 밴드(L11)의 폭 내에 엣지선(L12)이 없는 경우에 엣지 불량이 있다고 판단한다. 이와 같이 상기 실시형태의 기판검사장치(100)에 있어서는, 비교적 광범위한 변화를 나타내는 EBR선을 간단한 구성으로 확실히 검출할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 있어서 변화점(L13)의 판단을 평가부(61)에 의해 처리하도록 하였지만, 제어부(10)에 의해 판단을 처리하도록 구성하여도 좋다. 또한, 그 검사 결과를 기판검사장치(100)에 설치되어 있는 텔레비젼 모니터에 표시하도록 하여도 좋다.

마지막으로, 검사 대상의 기판(W)의 엣지의 양부가 판정되면, 검사공정의 종료로서 기판(W)이 회전 테이블(5) 위로부터 반출된다(단계 S106). 이 반출공정에 있어서, 기판(W)의 방향은 반입 시와 같은 방향으로 되어 있으므로, 회전 테이블(5)의 위치를 재차 조정할 필요가 없다. 즉, 검사공정에 있어서 기판(W)의 이차원 화상을 기판(W)의 1회전 동안에 촬상함으로써 검사가 행해지므로, 기판(W)은 반입 시에 같은 방향으로 검사공정이 종료된다. 그 때문에, 반출 시에 회전 테이블(5) 위의 기판(W)의 방향은 반송수단에 의해 반출되는데 재차 방향의 조정을 행할 필요가 없다는 이점이 있다.

이상, 상기 실시형태에 의하면, 기판(W)의 이차원 화상을 작성하여, 판정 밴드(L11)의 폭 내에 엣지선(L12)이 없는 경우에 엣지 불량이 있다고 판단한다. 이와 같이 기판검사장치(100)에 있어서는, 비교적 광범위한 변화를 나타내는 EBR선을 판정하여 엣지 불량을 간단한 구성으로 확실히 검출할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 엣지선(L12)은 이차원 화상 위에서 도 7에 나타내는 엣지선(L12)의 좌우의 영역의 경계를 검출하고 있지만, 이 경계를 선으로서 인식하도록 하여도 좋다. 즉, 이차원 화상을 강조 처리 후에 재차 이차원 화상으로 전개하고 나서, 엣지선(L12)에 상당하는 경계 위치를 선으로서 인식하여 판정하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 실시형태의 강조 처리를 행하는 것(단계 S104)에 의한 다른 효과를 설명한다. 기판(W) 위에 요철의 패턴이 형성되어 있고, 그 상면에 레지스터막이 도포되어 있는 경우, 촬상된 이차원 화상에는, 레지스터막의 유무에 의한 화상의 계조치 뿐만 아니라, 하층의 패턴에 의한 음영이 반영되게 된다. 이 경우, 특히 레지스터막이 있는 부위에서 계조치가 고르지 않게 되고, EBR선을 휘도의 미리 설정된 범위 이상의 차이를 나타내는 것으로서 추출하기 때문에 미리 설정된 계조차의 설정에 따라서는 오(誤)검지를 초래할 수도 있다. 그 때문에 이러한 이차원 화상에 대하여 강조 처리를 행함으로써, 엣지선(L12)에 대응하는 부위에서 적산치가 강한 피크로 되어 나타난다. 그것에 따라 엣지선(L12)의 추출에 대한 오판단을 방지하는 것을 보다 확실히 할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 강조 처리를 행하는 블록을 3개로 하였지만, 그것에 한정되는 것은 아니며, 적당한 수를 설정하여도 좋다. 이 경우, 많이 하면 강조 처리의 효과가 희미해져 버리고, 적으면 처리에 시간이 걸리게 버리므로, 처리 효율을 고려하여 설정하도록 하면 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 강조 처리를 실행하고 있지만, 강조 처리의 실행이 필수라고 하는 것은 아니다. 예를 들면, 레지스터막의 잔사가 적산 결과에 주는 영향이 경미하다는 경우가 있고, 이 경우, 잔사에 대응하는 화소의 적산치는 휘도가 높은 부위(즉 잔사가 없는 부위)의 적산치와 거의 같게 되어, 강조 처리(단계 S104)를 행하는 일없이 즉시 판정 처리를 실행하여도 좋다.

도 10은 도막 형성 얼룩 검사장치의 제2 실시형태의 동작을 나타내는 플로우 차트이다. 또한, 도 11은 제2 실시형태에서의 엣지 검출 동작을 나타내는 플로우 차트이다. 이 제2 실시형태는 도 1에 나타내는 장치에 의해 취득한 이차원 화상에 대하여 판정 밴드를 이용함으로써 엣지 불량을 판정하는 점에서 제1 실시형태와 공통하지만, 제1 실시형태의 강조 처리(단계 S104) 및 판정 처리(단계 S105)와 다른 기판검사방법으로 엣지 불량을 판정한다. 즉, 강조 처리(단계 S104) 및 판정 처리(단계 S105)를 제외하는 처리, 즉 기판 반입 처리(단계 S101), 노광 개시 처리(단계 S102), 촬상 처리(단계 S103) 및 기판 반출 처리(단계 S106)는 제1 실시형태와 기본적으로 동일한 한편, 엣지 검출 및 그것에 기초를 두는 엣지 불량 판정은 제1 실시형태와 크게 다르다. 이하, 차이점을 중심으로 제2 실시형태에서의 기판검사방법에 관하여 설명한다.

이 제2 실시형태에서는, 이차원 화상을 취득하기까지, 화상처리장치(6)는 EBR선과 판정 밴드와의 관계를 나타내는 데이터를 수신하여, 도시를 생략한 메모리에 기억하고 있다(단계 S201). 상기 데이터를 수신한 화상처리장치(6)는 예를 들면, 도 12(a)에 나타내는 바와 같이, 각 처리 1, 2,…, n에 의해 기판(W)의 표면에 형성된 각 EBR선을 검출하기 위한 판정 밴드(L11)의 허용폭을 표 형식으로 메모리에 기억한다. 도 12(a) 중의 「내측 직경(xna)」은 회전 중심(A0)으로부터 판정 밴드(L11)의 회전 중심 측단까지의 거리를 의미하고, 또한 「외측 직경(xnb)」은 회전 중심(A0)으로부터 판정 밴드(L11)의 반회전 중심 측단까지의 거리를 의미하고 있고, 이들 내측 직경 및 외측 직경에 의해 판정 밴드(L11) 및 그 판정 밴드(L11)의 허용폭이 규정되어 있다. 예를 들면, 처리 n에 의해 m층의 도포막이 기판(W)의 표면에 적층 형성되고, m개의 EBR선이 존재하는 경우, 각 ERB선에 대하여 판정 밴드(L11)의 허용폭(xn1a∼xn1b), (xn2a∼xn2b),…, (xnma∼xnmb)가 각각 설정되어 있다. 따라서, 후술하는 바와 같이 구한 EBR선의 엣지 위치(EP)가 판정 밴드(L11)의 허용폭 내에 위치하는 것은 엣지 검출에 성공한 것을 의미하고(도 12(c)), 반대로 허용폭에 위치하지 않는 것은 엣지 검출에 실패한 것을 의미한다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 각 처리 1, 2,…, n 및 각 ERB선에 대하여 허용폭(xna∼xnb)을 개별적으로 설정하고 있는 이유는 처리 내용에 따라 기판(W)의 표면에 형성되는 막의 수, 막 종류, 막 형상 및 막 크기 등이 다르기 때문이다.

그리고, 검사 대상이 되는 기판(W)이 회전 테이블(5) 위에 재치되면, 제1 실시형태와 마찬가지로, 회전 테이블(5)에 유지되는 기판(W)을 회전 중심(A0) 둘레로 1회전시키면서 360μsec 마다 촬상되는 주사 라인의 화상을 10500개 취득함과 함께, 그것들을 주주사 방향(X)과 직교하는 부주사 방향(Y)으로 나열함으로써 화상처리장치(6)는 기판(W)의 표면 전체를 나타내는 이차원 화상(SI)을 얻는다(도 12(b)). 또한, 본 실시형태에서는, 화상처리장치(6)는 기판 표면 전체의 이차원 화상(SI)으로부터 기판(W)의 주연부(周緣部) 전체 둘레를 나타내는 이차원 화상(EI)(도 13(a))을 빼내서, 그 화상(EI)의 화상 데이터를 메모리에 일시적으로 기억한다(단계 S202). 이에 이어서, 화상처리장치(6)는 화상(EI)의 화상 데이터에 기초하여 이하의 처리를 실행한다(단계 S203∼S211)

단계 S203에서는, 회전 테이블(5)에 유지되는 기판(W)에 대하여 실시된 처리에 대응하는 EBR 개수 m을 단계 S201에서 수신한 데이터로부터 읽어내서 설정한다. 또한, 검사 카운트치(K)를 초기치 「1」로 설정한다(단계 S204). 이 검사 카운트치(K)는 검사 중의 EBR선이 몇 번째인지를 나타내는 값이며, 이 검사 카운트치(K)에 의해 검사 대상으로 되어 있는 EBR선이 특정된다.

다음의 단계 S205에서는, 검사 카운트치(K)의 EBR선, 즉 K번째의 EBR선에 대응하는 판정 라인(L11)의 허용폭(xna∼xnb)을 메모리 중의 표(도 12(a))로부터 읽어내서, 설정한다. 그리고, 그 판정 라인(L11)을 이용하여 엣지 검출 처리를 실행하고, 화상 데이터로부터 K번째의 EBR선의 엣지를 검출한다(단계 S206).

이 엣지 검출 처리의 개요 동작은 다음과 같다. 즉, 도 13에 나타내는 바와 같이, 판정 밴드(L11)의 허용폭(xna∼xnb) 내에서, 한편 부주사 방향(Y)으로 500 라인분의 블록 화상(BI)을 추출하고, 그 블록 화상(BI)의 블록 화상 데이터(BD)에 기초하여 EBR선의 엣지가 블록 화상(BI)에 포함되는지 아닌지를 판정한다. 그리고, 본 실시형태에서는, 블록 화상(BI)을 부주사 방향(Y)으로 250 라인씩 시프트(shift) 하면서 합계 41개의 블록 화상(BI)에 대하여 엣지 검출을 실행한다.

다음으로, 엣지 검출 처리의 상세한 사항에 대하여 도 11∼도 13을 참조하면서 설명한다. 화상처리장치(6)는 도 11에 나타내는 동작 흐름에 따라 엣지 검출 처리를 실행한다. 이 엣지 검출 처리에서는, 먼저 블록 화상(BI)의 선두 라인을 라인 취득 개시 위치의 초기치인 「0」번째 라인으로 설정한다(단계 S206a). 그리고, 기판 끝 전체 둘레의 이차원 화상(EI)의 화상 데이터로부터 단계 S205에서 설정된 판정 밴드(L11)의 허용폭(xna∼xnb) 내의 화상 데이터를 라인 취득 개시 위치로부터 500 라인분만큼 취득하여, 블록 화상(BI)을 추출한다(단계 S206b). 그리고, 블록 화상(BI)을 구성하는 화소 중 주주사 방향(X)으로 서로 인접하는 화소의 화상 데이터간의 계조차 ΔD를 산출하고, 이들을 포함하는 계조차 데이터 DD를 메모리에 기억한다(단계 S206c). 예를 들면, 도 13(b)(c)에서는, 인접하는 화소(Xna＋p, 0), (Xna＋p＋1, 0)의 계조차 ΔD(Xna＋p, 0)는,

ΔD(Xna＋p, 0) = D(Xna＋p＋1, 0)-D(Xna＋p, 0)

다만, p는 0이상이고, 또한 (Xnb-Xna-1) 이하의 자연수,

에 의해 구할 수 있다.

그리고, 주주사 방향(X)의 각 위치(xna∼xnb)에서의 계조차 ΔD를 부주사 방향(Y)으로 적산한다(단계 S206d). 여기서, EBR선의 엣지가 블록 화상(BI)에 포함되어 있는 경우, 엣지 위치(EP)에서의 계조차 ΔD는 비교적 커지는 데 대하여, 비엣지 위치에서는, 계조차 ΔD는 영 혹은 영에 가까운 값을 나타낸다. 또한, 각 위치(xna∼xnb)에서의 계조차 ΔD를 적산하고 있으므로, 노이즈 등의 영향을 억제할 수 있고, 예를 들면 도 13(d)에 나타내는 바와 같이 엣지 위치에서의 적산치는 비엣지 위치에 비해 현저하게 높아진다. 따라서, 본 실시형태에서는, 판정 밴드(L11)의 허용폭(xna∼xnb) 내에서의 적산치 중 적산치의 평균치로부터 2σ(σ：표준 편차)를 넘는 적산치 피크가 존재하는지 아닌지를 판정하고(단계 S206e), 예를 들면, 도 13(d)에 나타내는 바와 같이 위치(Xna＋p)에서 해당 피크가 존재하는 경우(단계 S206e에서 「YES」의 경우)에는, 엣지 검출에 성공하였다고 판정한다(단계 S206f). 한편, 적산치 피크를 확인할 수 없는 경우(단계 S206e에서 「NO」의 경우)에는, 엣지 검출에 실패하였다고 판정한다(단계 S206g).

이와 같이 하여, 해당 블록 화상(BI)에 EBR선의 엣지가 포함되는지 아닌지의 판정이 완료되면, 전체 41개의 블록 화상에 대하여 엣지 유무의 판정이 완료되지 않는 동안(단계 S206h에서 「NO」의 사이), 라인 취득 개시 위치를 부주사 방향(Y)으로 250 라인 진출한(단계 S206i) 후, 단계 S206b로 되돌아와서 다음의 블록 화상(BI)에 대하여 상기한 일련의 처리(단계 S206b∼S206h)를 실행한다. 그리고, 전체 41개의 블록 화상에 대하여 엣지 유무의 판정이 완료되면, 합계 41개의 판정 결가 얻어지므로, 엣지 검출 처리를 끝내서 단계 S207로 진행된다.

도 10으로 되돌아와서 동작 설명을 계속한다. 이 단계 S207에서는, 41개의 판정 결과 중 엣지 검출된 개수가 미리 설정한 한계치, 예를 들면, 전체 41개 중 3/4이상인지 아닌지를 판정하고, 한계치 이상인 경우에는, 엣지선이 판정 밴드(L11) 내에 들어가서, 엣지 양호하다라고 판정한다(단계 S208). 한편, 한계치 미만인 경우에는, 엣지선이 판정 밴드(L11) 내에 없어, 엣지 불량이라고 판정한다(단계 S209). 또한, 판정 기준에 대하여는, 상기한 기준(엣지 검출한 블록수가 3/4이상임)에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 실험적으로 구하여도 좋다.

이와 같이 하여 K번째의 EBR선에 대한 엣지 양부 판정이 완료되면, 검사 카운트치(K)가 EBR 개수 m과 일치하는지 아닌지를 판정하고(단계 S210), 불일치한 경우에는, 검사 카운트치(K)를 「1」만큼 인크리먼트(increment)한 후, 단계 S205로 되돌아와 다음의 EBR에 대한 엣지 양부 판정을 행한다. 한편, 단계 S210에서 「YES」라고 판정되어 전체 EBR선에 대하여 엣지 양부 판정이 완료되었음이 확인되면, 일련의 처리를 종료한다.

이상과 같이 본 발명의 제2 실시형태에 의하면, 제1 실시형태와 마찬가지로, 기판(W)을 촬상한 이차원 화상으로부터 간단하게 도포막의 평가를 판단할 수 있어, 처리 효율이 좋은 검사 검출이 가능하게 된다. 또한, 제2 실시형태에서는, 제1 실시형태와 같이 엣지선 그 자체를 구하는 일 없이 EBR선의 양부 검사를 실시할 수 있어, 도포막의 평가를 보다 간소화할 수 있다.

또한, 블록 화상(BI)의 구분 형태(부주사 방향(Y)에서의 블록 라인 수, 블록 시프트 단위 수)에 대하여는 임의이며, 예를 들면, 500 라인분의 블록 화상(BI)을 부주사 방향(Y)으로 500 라인 단위로 시프트시켜도 좋지만, 제2 실시형태와 같이 서로 인접하는 블록 화상(BI)이 부주사 방향(Y)으로 부분적으로 중복되도록 구분함으로써, EBR선의 엣지 위치(EP)를 고정밀도로 검출할 수 있어, 엣지 불량을 보다 정확하게 판정할 수 있다.

이와 같이 제2 실시형태에서는, 화상처리장치(6)가 각 블록 화상(BI)에서의 EBR선의 엣지 위치(EP)를 검출하는 엣지검출부 및 엣지를 검출한 블록 화상(BI)의 개수에 기초하여 EBR선의 양부를 판단하는 양부 판단부로서 기능하고 있지만, 그러한 일부 또는 전부를 제어부(10)에 담당하게 하여도 좋다. 즉, 제1 실시형태와 마찬가지로, 화상처리부(6)와 제어부(10)의 일부에서 본 발명의 「화상처리부」를 구성하여도 좋다.

또한, 상기 제2 실시형태에서는, 각 EBR선에 대응하는 판정 밴드(L11)의 허용폭을 미리 설정하여 두어, 각 EBR선에 대응하는 허용폭을 갖는 판정 밴드(L11)를 이용하므로, 복수 종류의 도포막이 형성된 기판에 대하여도 각 도포막의 엣지 양부 판정을 고정밀도로 실시할 수 있다. 또한, 이와 같이 각 도포막에 대응하는 판정 밴드를 미리 준비하여 두어, 각 EBR선에 대응하는 각 판정 밴드를 이용한다는 기술 사상에 대하여는, 제1 실시형태에도 적용 가능하다.

또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 벗어나지 않는 한에서 상술한 것 이외에 여러 가지의 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 화상처리장치(6)와 제어부(10)를 다른 구조로 하였지만, 동일한 제어 기능을 갖추도록 일체적인 처리부로서 구성하여도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 피도포물로서 원형의 기판을 대상으로 하였지만, 회전 테이블에 재치하여 회전하면서 도포하는 대상이면 평면 사각형이나 평면 사다리꼴 등의 형상을 나타내는 유리 기판이나 칼라 필터 등의 직사각형 기판을 피도포물로 하여도 좋다.

[산업상의 이용 가능성 ]

본 발명의 기판검사장치는 막을 도포한 기판 상태의 검사에 이용할 수 있다.

1 : 검출유닛
100 : 기판검사장치
2 : 광조사수단
21 : 광원
3 : 광학계
4 : 광전변환수단
5 : 회전 테이블
6 : 화상처리장치
61 : 평가부
10 : 제어부
A0 : (기판의) 회전 중심
BI : 블록 화상
L : 촬상 영역　
L11 : 판정 밴드
L12 : 엣지선
W : 기판

Claims (12)

1. 표면에 도포막이 형성된 기판을 유지하여 회전하는 회전수단과,
   상기 기판의 표면에 광을 조사하는 광조사수단과,
   상기 기판의 표면으로부터의 정반사광을 수광하고, 적어도 상기 기판의 회전 중심으로부터 상기 기판의 반경 방향과 평행한 주(主)주사 방향으로 상기 기판의 반경의 길이를 갖는, 주사 라인의 화상을 촬상하는 광전변환수단과,
   상기 기판이 1회전하는 동안에 상기 광전변환수단에 의해 촬상되는 화상을 상기 주주사 방향과 직교하는 부(副)주사 방향으로 나열하여 이차원 화상을 생성하고, 상기 이차원 화상에 대하여 상기 부주사 방향과 평행하게 설정된 판정 밴드를 이용하여 상기 도포막의 엣지선의 양부를 판단하는 화상처리수단을 구비하고,
   상기 화상처리수단은,
   상기 이차원 화상 중 상기 판정 밴드 내에 포함되는 화상을 상기 부주사 방향으로 복수의 블록 화상으로 구분하고, 각 블록 화상이 상기 도포막의 엣지를 포함하고 있는지 아닌지를 검출하는 엣지검출부와,
   상기 엣지검출부가 엣지를 검출한 블록 화상의 개수에 기초하여 상기 도포막의 엣지선의 양부를 판단하는 양부(良否) 판단부를 갖는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 엣지검출부는, 서로 인접하는 블록 화상이 상기 부주사 방향으로 부분적으로 중복되도록 구분하는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
4. 삭제
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 광전변환수단에 의해 촬상되는 상기 주사 라인은, 상기 회전 중심으로부터 상기 주주사 방향으로 상기 기판의 반경과 제1 길이를 더해 합친 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 광전변환수단에 의해 촬상되는 상기 주사 라인은, 상기 회전 중심으로부터 상기 주주사 방향과 반대측으로 제2 길이 만큼 연장되는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 광전변환수단에 의해 촬상되는 상기 주사 라인은, 상기 회전 중심으로부터 상기 주주사 방향과 반대측으로 제2 길이 만큼 연장되는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 도포막은 상기 기판의 표면에 복수개 적층되어 형성되고,
   각 도포막에 대응하여 판정 밴드가 설정되고,
   상기 화상처리수단은, 각 도포막의 엣지선의 양부를 각 도포막에 대응하는 판정 밴드를 이용하여 판단하는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
9. 제5항에 있어서,
   상기 도포막은 상기 기판의 표면에 복수개 적층되어 형성되고,
   각 도포막에 대응하여 판정 밴드가 설정되고,
   상기 화상처리수단은, 각 도포막의 엣지선의 양부를 각 도포막에 대응하는 판정 밴드를 이용하여 판단하는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
10. 제6항에 있어서,
    상기 도포막은 상기 기판의 표면에 복수개 적층되어 형성되고,
    각 도포막에 대응하여 판정 밴드가 설정되고,
    상기 화상처리수단은, 각 도포막의 엣지선의 양부를 각 도포막에 대응하는 판정 밴드를 이용하여 판단하는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
11. 제7항에 있어서,
    상기 도포막은 상기 기판의 표면에 복수개 적층되어 형성되고,
    각 도포막에 대응하여 판정 밴드가 설정되고,
    상기 화상처리수단은, 각 도포막의 엣지선의 양부를 각 도포막에 대응하는 판정 밴드를 이용하여 판단하는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
12. 표면에 도포막이 형성된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 표면에 광을 조사함과 함께 상기 기판의 표면으로부터의 정반사광을 수광함으로써, 적어도 상기 기판의 회전 중심으로부터 상기 기판의 반경 방향과 평행한 주주사 방향으로 상기 기판의 반경의 길이를 갖는, 주사 라인의 화상을 촬상하는 촬상공정과,
    상기 기판이 1회전하는 동안에 상기 촬상공정을 반복함으로써 얻어지는 복수의 화상을 상기 주주사 방향과 직교하는 부주사 방향으로 나열하여 이차원 화상을 생성하는 화상생성공정과,
    상기 이차원 화상에 대하여 상기 부주사 방향과 평행하게 설정된 판정 밴드를 이용하여 상기 도포막의 엣지선의 양부를 판단하는 판단공정을 구비하고,
    상기 판단공정은,
    상기 이차원 화상 중 상기 판정 밴드 내에 포함되는 화상을 상기 부주사 방향으로 복수의 블록 화상으로 구분하고, 각 블록 화상이 상기 도포막의 엣지를 포함하고 있는지 아닌지를 검출하는 공정과,
    엣지가 검출된 블록 화상의 개수에 기초하여 상기 도포막의 엣지선의 양부를 양부 판단부에 의해 판단하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판검사방법.

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