TWI693629B - 基板檢查裝置、基板處理裝置及基板檢查方法 - Google Patents

基板檢查裝置、基板處理裝置及基板檢查方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI693629B
TWI693629B TW108100621A TW108100621A TWI693629B TW I693629 B TWI693629 B TW I693629B TW 108100621 A TW108100621 A TW 108100621A TW 108100621 A TW108100621 A TW 108100621A TW I693629 B TWI693629 B TW I693629B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
unit
image
pixel
image data
Prior art date
Application number
TW108100621A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201939577A (zh
Inventor
松尾友宏
中川幸治
Original Assignee
日商斯庫林集團股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商斯庫林集團股份有限公司 filed Critical 日商斯庫林集團股份有限公司
Publication of TW201939577A publication Critical patent/TW201939577A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI693629B publication Critical patent/TWI693629B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70516—Calibration of components of the microlithographic apparatus, e.g. light sources, addressable masks or detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

於本發明中，樣本圖像資料獲取部獲取表示樣本圖像之樣本圖像資料。檢查圖像資料獲取部獲取表示檢查圖像之檢查圖像資料。修正部基於各像素群之平均灰階值，計算出相互對應之樣本單位圖像與檢查單位圖像之相對偏移量，並基於所計算出之複數個偏移量，修正樣本圖像資料與檢查圖像資料之像素之對應關係。判定部基於修正後之對應關係，判定檢查基板之外觀狀有無缺陷。

Description

基板檢查裝置、基板處理裝置及基板檢查方法
本發明係關於一種進行基板之檢查之基板檢查裝置、具備該基板檢查裝置之基板處理裝置、及用以進行基板之檢查之基板檢查方法。
於針對基板之各種處理工序中，要進行基板之外觀檢查。於日本專利特開2016-219746號公報所記載之檢查裝置中，對形成有抗蝕膜之基板依序進行曝光處理及顯影處理後，進行基板之外觀檢查。於外觀檢查中，拍攝檢查對象之基板(以下，稱作檢查基板)之表面，藉此獲取表面圖像資料。另一方面，預先準備無外觀上之缺陷之樣本基板，獲取該樣本基板之表面圖像資料。基於樣本基板之表面圖像資料之各像素之灰階值與檢查基板之表面圖像資料之各像素之灰階值的比較，檢測出檢查基板之缺陷。
檢查基板有時除了缺陷以外，亦會具有熱處理等引起之畸變。於該情形時，樣本基板之表面圖像資料中之各像素與檢查基板之表面圖像資料中之各像素的對應關係會產生偏移。因此，於日本專利特開 2016-219746號公報之檢查裝置中，在樣本基板之表面圖像資料與檢查基板之表面圖像資料之間，針對各像素逐一計算出一致度。基於所計算出之一致度，計算出各像素之相對偏移量，並基於該偏移量，修正樣本基板之表面圖像資料與檢查基板之表面圖像資料之像素的對應關係。於該情形時，為了針對表面圖像資料之所有像素計算出一致度，需要進行數量龐大之計算。因此，基板之外觀檢查所需之時間變得非常長。
本發明之目的在於：提供一種能以較高精度且以較短時間進行基板之外觀檢查之基板檢查裝置、具備該基板檢查裝置之基板處理裝置、及基板檢查方法。
(1)本發明之一態樣之基板檢查裝置具備：第1圖像資料獲取部，其獲取表示無外觀上之缺陷之基板之第1圖像的第1圖像資料；第2圖像資料獲取部，其藉由拍攝應檢查之基板，而獲取表示應檢查之基板之第2圖像的第2圖像資料；修正部，其修正第1及第2圖像資料之像素之對應關係；及判定部，其基於藉由修正部所修正後之對應關係，針對藉由圖像資料獲取部所獲取之第1及第2圖像資料之相互對應之像素而獲取表示灰階值之差分之差分資訊，並基於獲取之各差分資訊，判定應檢查之基板的外觀上有無缺陷；且第1圖像包含分別具有與第1方向平行之邊之矩形形狀之複數個第1單位圖像，第2圖像包含分別具有與對應於第1方向之第2方向平行之邊的矩形形狀之複數個第2單位圖像，複數個第1單位圖像與複數個第2單位圖像分別對應，各第1單位圖像包含分別包含沿著第1方向排列之複數個像素之複數個第1像素群，各第2單位圖像包含分別包含沿著第2方向排列之複數個像素之複數個第2像素群，修正部計算出複數個第1像素群各自之平均灰階值作為第1代表值，計算出複數個第2像素群各自之平均 灰階值作為第2代表值，並基於所計算出之複數個第1及第2代表值，計算出相互對應之第1及第2單位圖像之相對偏移量，基於針對複數個第1及第2單位圖像所計算出之複數個偏移量，計算出第1及第2圖像之每個像素之偏移量，並基於所計算出之偏移量，修正第1及第2圖像資料之像素之對應關係。
於該基板檢查裝置中，獲取表示無外觀上之缺陷之基板之第1圖像的第1圖像資料，並且藉由拍攝應檢查之基板，而獲取表示應檢查之基板之第2圖像的第2圖像資料。於第1圖像中包含之第1單位圖像各者，針對各第1像素群逐一計算出第1代表值。又，於第2圖像中包含之第2單位圖像各者，針對各第2像素群逐一計算出第2代表值。基於所計算出之複數個第1及第2代表值，計算出相互對應之第1及第2單位圖像之相對偏移量。
於該情形時，第1單位圖像中沿著第1方向排列之複數個像素之平均灰階值被作為第1代表值而計算獲得，第2單位圖像中沿著與第1方向對應之第2方向排列之複數個像素之平均灰階值被作為第2代表值而計算獲得。藉由使用以此方式所計算出之第1及第2代表值，無需於第1單位圖像與第2單位圖像之間進行每個像素之比較，便能計算出第1及第2單位圖像之相對偏移量。藉此，與進行每個像素之比較之情形時相比，用以計算出第1及第2單位圖像之相對偏移量之計算量大幅降低。從而，能以較短時間計算出第1及第2單位圖像之相對偏移量，且基於該偏移量，能以較短時間修正第1及第2圖像資料之像素之對應關係。
藉由此種修正，即便於應檢查之基板產生畸變之情形時，亦能使第1圖像資料之各像素與第2圖像資料之各像素正確對應。藉此，基 於表示第1圖像資料之各像素與第2圖像資料之各像素之間的灰階值之差分之差分資訊，能以較高精度檢測出應檢查之基板之外觀上之缺陷。其結果，能以較高精度且以較短時間進行基板之外觀檢查。
(2)亦可為如下情況，即，修正部計算出第1像素群中包含之複數個像素之灰階值之平均值作為第1代表值，計算出第2像素群中包含之複數個像素之灰階值之平均值作為第2代表值。
於該情形時，能容易地計算出第1及第2代表值，且使用所計算出之第1及第2代表值，能精度良好地計算出第1及第2單位圖像之偏移量。
(3)亦可為如下情況，即，第1單位圖像包含構成複數個第1像素列及複數個第1像素行之複數個像素，各第1像素列係第1方向上之像素之排列，各第1像素行係與第1方向正交之第3方向上之像素之排列，且第2單位圖像包含構成複數個第2像素列及複數個第2像素行之複數個像素，各第2像素列係第2方向上之像素之排列，各第2像素行係與第2方向正交之第4方向上之像素之排列，複數個第1像素群係由複數個第1像素列分別構成，複數個第2像素群係由複數個第2像素列分別構成。
於該情形時，針對各第1像素列逐一計算出第1代表值，且針對各第2像素列逐一計算出第2代表值。藉此，能按照一般之像素排列容易且恰當地計算出第1及第2代表值。
(4)亦可為如下情況，即，複數個第1像素行分別構成複數個第3像素群，複數個第2像素行分別構成複數個第4像素群，且修正部計算出複數個第3像素群各自之平均灰階值作為第3代表值，計算出複數個第4像素群各自之平均灰階值作為第4代表值，並基於所計算出之複數個第3 及第4代表值，計算出相互對應之第1及第2單位圖像之相對偏移量。
於該情形時，除了作為第1及第2方向上之平均灰階值之第1及第2代表值以外，亦基於作為第3及第4方向上之平均灰階值之第3及第4代表值，計算出第1及第2單位圖像之相對偏移量。藉此，偏移量之計算精度變得更高。
(5)亦可為如下情況，即，修正部係一面相對於相互對應之第1及第2單位圖像中之一單位圖像，使另一單位圖像移動，一面基於計算出之複數個第1及第2代表值，依序計算出一單位圖像與另一單位圖像之一致度；且計算出計算出之一致度最高時另一單位圖像相對於一單位圖像之移動量，作為該第1及第2單位圖像之相對偏移量。
於該情形時，藉由一面使第1及第2單位圖像之相對位置變化，一面計算出一致度，並比較該等一致度，能容易且恰當地計算出第1及第2單位圖像之相對偏移量。
(6)亦可為如下情況，即，第1圖像包含以沿著第1方向排列之方式設置於基板之複數個第1元件形成區域，第2圖像包含以沿著第2方向排列之方式設置於基板且與複數個第1元件形成區域分別對應之複數個第2元件形成區域。
於該情形時，複數個第1及第2元件形成區域之排列方向與第1及第2像素群中之複數個像素之排列方向一致。藉此，複數個第1及第2元件形成區域之邊界部分容易反映於第1及第2代表值。從而，基於第1及第2代表值，能精度良好地計算出第1及第2單位圖像之偏移量。
(7)本發明之另一態樣之基板處理裝置係以與對基板進行曝光處理之曝光裝置鄰接之方式配置，且具備：膜形成部，其在藉由曝光裝 置所進行之曝光處理前，於基板上形成感光性膜；顯影處理部，其在藉由曝光裝置所進行之曝光處理後，對基板上之感光性膜進行顯影處理；及上述基板檢查裝置，其進行藉由膜形成部形成感光性膜後之基板之外觀檢查。
於該基板處理裝置中，藉由上述基板檢查裝置進行基板之外觀檢查。因此，能以較高精度且以較短時間進行基板之外觀檢查。其結果，能對具有缺陷之基板及不具有缺陷之基板分別進行恰當之處理。
(8)本發明之進而另一態樣之基板檢查方法包含如下步驟：獲取表示無外觀上之缺陷之基板之第1圖像的第1圖像資料；藉由拍攝應檢查之基板，而獲取表示應檢查之基板之第2圖像的第2圖像資料；修正第1及第2圖像資料之像素之對應關係；及基於藉由修正部所修正後之對應關係，針對第1及第2圖像資料之相互對應之像素而獲取表示灰階值之差分之差分資訊，並基於獲取之各差分資訊，判定應檢查之基板的外觀上有無缺陷；且第1圖像包含分別具有與第1方向平行之邊之矩形形狀之複數個第1單位圖像，第2圖像包含分別具有與對應於第1方向之第2方向平行之邊的矩形形狀之複數個第2單位圖像，複數個第1單位圖像與複數個第2單位圖像分別對應，各第1單位圖像包含分別包含沿著第1方向排列之複數個像素之複數個第1像素群，各第2單位圖像包含分別包含沿著第2方向排列之複數個像素之複數個第2像素群，修正對應關係之步驟包含：計算出複數個第1像素群各自之平均灰階值作為第1代表值，計算出複數個第2像素群各自之平均灰階值作為第2代表值，並基於所計算出之複數個第1及第2代表值，計算出相互對應之第1及第2單位圖像之相對偏移量，基於針對複數個第1及第2單位圖像所計算出之複數個偏移量，計算出第1及第2圖像之每 個像素之偏移量，並基於所計算出之偏移量，修正第1及第2圖像資料之像素之對應關係。
根據該基板檢查方法，獲取表示無外觀上之缺陷之基板之第1圖像的第1圖像資料，並且藉由拍攝應檢查之基板，而獲取表示應檢查之基板之第2圖像的第2圖像資料。於第1圖像中包含之第1單位圖像各者，針對各第1像素群逐一計算出第1代表值。又，於第2圖像中包含之第2單位圖像各者，針對各第2像素群逐一計算出第2代表值。基於所計算出之複數個第1及第2代表值，計算出相互對應之第1及第2單位圖像之相對偏移量。
於該情形時，第1單位圖像中沿著第1方向排列之複數個像素之平均灰階值被作為第1代表值而計算獲得，第2單位圖像中沿著與第1方向對應之第2方向排列之複數個像素之平均灰階值被作為第2代表值而計算獲得。藉由使用以此方式所計算出之第1及第2代表值，無需於第1單位圖像與第2單位圖像之間進行每個像素之比較，便能計算出第1及第2單位圖像之相對偏移量。藉此，與進行每個像素之比較之情形時相比，用以計算出第1及第2單位圖像之相對偏移量之計算量大幅降低。從而，能以較短時間計算出第1及第2單位圖像之相對偏移量，且基於該偏移量，能以較短時間修正第1及第2圖像資料之像素之對應關係。
藉由此種修正，即便於應檢查之基板產生畸變之情形時，亦能使第1圖像資料之各像素與第2圖像資料之各像素正確對應。藉此，基於表示第1圖像資料之各像素與第2圖像資料之各像素之間的灰階值之差分之差分資訊，能以較高精度檢測出應檢查之基板之外觀上之缺陷。其結果，能以較高精度且以較短時間進行基板之外觀檢查。
51:旋轉夾頭
52:照明部
53:反射鏡
54:CCD線感測器
100:基板處理裝置
110:控制裝置
120:搬送裝置
130:塗佈處理部
140:顯影處理部
150:熱處理部
200:基板檢查裝置
200A:基板檢查裝置
210:殼體部
216:開口部
220:投光部
230:反射部
240:攝像部
250:基板保持裝置
251:驅動裝置
251a:旋轉軸
252:旋轉保持部
260:移動部
261:導引構件
262:移動保持部
270:缺口檢測部
400:控制裝置
401:樣本圖像資料獲取部
402:檢查圖像資料獲取部
403:修正部
404:判定部
405:檢測部
410:顯示部
500:曝光裝置
DP:缺陷
EI:檢查圖像
EIU:檢查單位圖像
Et:像素
pc:像素行
pr:像素列
PT1:樣本圖像之部分
PT2:檢查圖像之部分
px:像素
RP:抗蝕圖案
RR:半徑區域
SI:樣本圖像
SIU:樣本單位圖像
SIUC:中心像素
St:像素
Su:像素
v1:列平均值
v2:行平均值
W:基板
x:(座標)軸
y:(座標)軸
α:偏移量
-β:偏移量
圖1係實施形態之基板檢查裝置之外觀立體圖，圖2係表示圖1之基板檢查裝置之內部之構成的模式性側視圖，圖3(a)及(b)係表示表面圖像之一例之圖，圖4係表示基板檢查裝置之功能性構成之方塊圖，圖5係缺陷判定處理之流程圖，圖6(a)及(b)係用以說明抗蝕圖案之畸變之圖，圖7(a)及(b)係用以說明單位圖像之例之圖，圖8係圖像資料修正處理之流程圖，圖9係用以概念性地說明圖像資料修正處理之圖，圖10係用以概念性地說明圖像資料修正處理之圖，圖11(a)~(d)係用以概念性地說明圖像資料修正處理之圖，圖12係用以概念性地說明圖像資料修正處理之圖，圖13(a)~(c)係用以概念性地說明圖像資料修正處理之圖，圖14係模式性地表示樣本圖像中產生之水波紋之圖，圖15係關於檢查圖像資料之標準化處理之流程圖，圖16(a)及(b)係用以說明自檢查圖像資料去除水波紋之例之圖，圖17(a)及(b)係用以說明自檢查圖像資料去除水波紋之例之圖，圖18係表示具備圖1及圖2之基板檢查裝置之基板處理裝置之整體構成的模式性方塊圖，圖19係用以說明基板檢查裝置之另一例之圖。
以下，使用圖式，對本發明之實施形態之基板檢查裝置、基板處理裝置及基板檢查方法進行說明。於以下之說明中，所謂基板，係指半導體基板、用於液晶顯示裝置或有機EL(Electro Luminescence，電致發光)顯示裝置等FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)用之基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板或太陽電池用基板等。又，本實施形態中作為檢查對象使用之基板具有一面(主面)及另一面(背面)，且於該一面上形成有沿著相互正交之2個方向具有週期性圖案之膜。作為形成於基板之一面上之膜，例如可列舉抗蝕膜、抗反射膜、抗蝕覆蓋膜等。
[1]基板檢查裝置之構成
圖1係實施形態之基板檢查裝置之外觀立體圖，圖2係表示圖1之基板檢查裝置之內部之構成的模式性側視圖。如圖1所示，基板檢查裝置200包含殼體部210、投光部220、反射部230、攝像部240、基板保持裝置250、移動部260、缺口檢測部270、控制裝置400及顯示部410。
於殼體部210之側部，形成有用以搬送基板W之狹縫狀之開口部216。投光部220、反射部230、攝像部240、基板保持裝置250、移動部260及缺口檢測部270收容於殼體部210內。
投光部220例如包含1個或複數個光源，向斜下方出射較基板W之直徑大之帶狀之光。反射部230例如包含鏡。攝像部240包含以沿著橫向呈線狀排列之方式配置有複數個像素之攝像元件、及1個或複數個聚光透鏡。於本例中，作為攝像元件，使用CCD(電荷耦合元件)線感測器。再者，作為攝像元件，亦可使用CMOS(互補性金屬氧化膜半導體)線感測器。
如圖2所示，基板保持裝置250例如為旋轉夾頭，包含驅動裝置251及旋轉保持部252。驅動裝置251例如為電動馬達，具有旋轉軸251a。旋轉保持部252安裝於驅動裝置251之旋轉軸251a之前端，於保持檢查對象之基板W之狀態下繞鉛直軸旋轉驅動。
移動部260包含一對導引構件261(圖1)及移動保持部262。一對導引構件261係以相互平行地沿著一個方向延伸之方式設置。移動保持部262構成為能一面保持基板保持裝置250一面沿著一對導引構件261於一個方向上移動。於基板保持裝置250保持基板W之狀態下，藉由移動保持部262移動，基板W通過投光部220及反射部230之下方。
缺口檢測部270例如為包含投光元件及受光元件之反射型光電感測器，於檢查對象之基板W藉由基板保持裝置250而旋轉之狀態下，朝向基板W之外周部出射光，並且接收來自基板W之反射光。缺口檢測部270基於來自基板W之反射光之受光量，檢測出基板W之缺口。作為缺口檢測部270，亦可使用透過型光電感測器。
控制裝置400(圖1)控制投光部220、攝像部240、基板保持裝置250、移動部260、缺口檢測部270及顯示部410。顯示部410顯示檢查對象之基板W之有無缺陷之判定結果、及目視檢查用之基板W之圖像等。
對圖1之基板檢查裝置200之基板W之拍攝動作進行說明。將檢查對象之基板W通過開口部216搬入殼體部210內，並藉由基板保持裝置250加以保持。繼而，一面藉由基板保持裝置250使基板W旋轉，一面藉由缺口檢測部270向基板W之周緣部出射光，並藉由缺口檢測部270，接收其反射光。藉此，檢測出基板W之缺口，判定基板W之朝向。基於該判定之結果，藉由基板保持裝置250，以使基板W之缺口朝向固定 方向之方式調整基板W之旋轉位置。
其次，一面自投光部220向斜下方出射帶狀之光，一面藉由移動部260將基板W以使其通過投光部220之下方之方式沿著一個方向加以移動。藉此，對基板W之一整面照射來自投光部220之光。於基板W之一面反射之光藉由反射部230進而反射，被導向攝像部240。攝像部240之攝像元件以特定之採樣週期接收自基板W之一面反射之光，藉此依序拍攝基板W之一面。構成攝像元件之各像素輸出表示與受光量相對應之值之像素資料。基於自攝像部240輸出之複數個像素資料，生成表示基板W之一整面上之圖像之表面圖像資料。其後，藉由移動部260使基板W返回特定位置，並藉由未圖示之搬送裝置將基板W通過開口部216搬出至殼體部210之外部。
[2]外觀檢查
圖3係表示藉由表面圖像資料所表示之表面圖像之例之圖。基板W之表面圖像中正常部分之亮度例如可基於無外觀上之缺陷之樣本基板之表面圖像資料(以下，稱作樣本圖像資料)而獲取。圖3(a)中示出了藉由樣本圖像資料所表示之樣本基板之表面圖像(以下，稱作樣本圖像)之例。於圖3(a)之樣本圖像SI中，表示出了包含抗蝕圖案RP之基板W之表面構造。於基板W之表面，設置有矩形形狀之複數個元件形成區域。於各元件形成區域，形成有共通之電路圖案。於本例中，以與複數個元件形成區域對應之方式形成有格子狀之抗蝕圖案RP。基板W之表面構造係電路圖案及抗蝕圖案RP等正常地形成之構造，而非缺陷。
於本實施形態中，預先準備樣本圖像資料。例如，以較高精度進行預檢，將藉由該檢查被判定無缺陷之基板作為樣本基板使用。樣 本圖像資料可於基板檢查裝置200中獲取，亦可於其他裝置中獲取。又，作為樣本圖像資料，亦可使用預先生成之設計資料。樣本圖像資料之各像素之亮度由各像素之灰階值表示。灰階值越大，像素越亮。
另一方面，應檢查之基板W(以下，稱作檢查基板W)之表面圖像資料(以下，稱作檢查圖像資料)係於圖1之基板檢查裝置200中獲取。圖3(b)中示出了藉由檢查圖像資料所表示之檢查基板W之表面圖像(以下，稱作檢查圖像)之例。於圖3(b)之檢查圖像EI中，除了包含抗蝕圖案RP之基板W之表面構造以外，亦表示出了缺陷DP。缺陷DP例如為本應塗佈抗蝕劑但卻未塗佈抗蝕劑之部分(漏塗)、或非自然形成於抗蝕膜之表面之凹凸等。
樣本圖像資料為第1圖像資料之例，樣本圖像SI為第1圖像之例。檢查圖像資料為第2圖像資料之例，檢查圖像EI為第2圖像之例。樣本圖像SI及檢查圖像EI各自可為單色圖像，亦可為彩色圖像。於本例中，樣本圖像資料之垂直及水平之像素數與檢查圖像資料之垂直及水平之像素數相同。樣本圖像資料及檢查圖像資料之各像素之位置例如可由裝置固有之二維座標系表示。於本實施形態中，裝置固有之二維座標系為具有相互正交之x軸及y軸之xy座標系。於該情形時，樣本圖像SI及檢查圖像EI之位於相同座標位置之像素較理想為相互對應。
使用如圖3(a)及圖3(b)所示之樣本圖像資料及檢查圖像資料，判定檢查基板W之外觀上有無缺陷。圖4係表示基板檢查裝置200之功能性構成之方塊圖。如圖4所示，基板檢查裝置200包含樣本圖像資料獲取部401、檢查圖像資料獲取部402、修正部403、判定部404及檢測部405。其等之功能係藉由於控制裝置400中例如由CPU執行記憶於記憶體 之電腦程式而實現。
樣本圖像資料獲取部401獲取樣本圖像資料。例如，於未圖示之記憶裝置記憶有預先記憶之樣本圖像資料，樣本圖像資料獲取部401自記憶裝置讀出樣本圖像資料。檢查圖像資料獲取部402獲取藉由攝像部240拍攝檢查基板W所生成之檢查圖像資料。修正部403修正獲取之樣本圖像資料與檢查圖像資料之像素之對應關係。又，於本例中，修正部403進行用以自修正後之樣本圖像資料及檢查圖像資料將水波紋(干擾條紋)去除之標準化處理。判定部404基於修正後之對應關係，判定檢查基板W之外觀狀有無缺陷。檢測部405基於藉由判定部404所獲得之判定結果，檢測出檢查基板W之外觀上之缺陷。
對藉由本發明之實施形態之基板檢查方法所進行之缺陷判定處理進行說明。圖5係藉由圖4之各功能部所進行之缺陷判定處理之流程圖。如圖5所示，首先，樣本圖像資料獲取部401獲取預先準備之樣本圖像資料(步驟S11)。繼而，如上所述，藉由拍攝檢查基板W，檢查圖像資料獲取部402獲取檢查圖像資料(步驟S12)。
其次，修正部403進行圖像資料修正處理(步驟S13)。於圖像資料修正處理中，修正在步驟S11中獲取之樣本圖像資料之像素與在步驟S12中獲取之檢查圖像資料之像素的對應關係。關於圖像資料修正處理之詳細情況，將於下文敍述。
其次，修正部403進行修正後之樣本圖像資料及檢查圖像資料之標準化處理(步驟S14)。於標準化處理中，自樣本圖像資料及檢查圖像資料各者去除水波紋。關於標準化處理之詳細情況，將於下文敍述。
其次，判定部404生成表示標準化處理後之樣本圖像資料 與檢查圖像資料之相互對應之像素的灰階值之差分之差分圖像資料(步驟S15)。差分圖像資料為差分資訊之例。例如，藉由自檢查圖像資料之各像素之灰階值減去樣本圖像資料之各像素之灰階值，而生成差分圖像資料。差分圖像資料之各像素之灰階值為檢查圖像資料與樣本圖像資料之間之各像素之差分值。
檢查圖像資料中表示正常部分之像素之灰階值與樣本圖像資料之對應像素之灰階值相同或相近。故而，藉由差分圖像資料所表示之差分值較小。另一方面，檢查圖像資料中表示缺陷部分之像素之灰階值與樣本圖像資料之對應像素之灰階值大為不同。故而，藉由差分圖像資料所表示之差分值較大。藉此，基於差分圖像資料，能區別出正常部分與缺陷部分。
亦可基於差分圖像資料，將表示樣本基板與檢查基板W之差分之圖像顯示於圖1之主面板PN。於該情形時，使用者能觀察所顯示出之圖像，確認檢查基板W有無缺陷。但除了表示缺陷部分之像素以外，差分圖像資料之各像素之灰階值接近於0。故而，藉由差分圖像資料所表示之圖像整體變暗。因此，在基於差分圖像資料而顯示圖像之情形時，亦可使差分圖像資料之所有像素之灰階值加上固定值。例如，使表示灰階值之數值範圍之中心值加上差分圖像資料之各像素之灰階值。具體而言，於灰階值由“0”以上“255”以下之數值表示之情形時，使各像素之灰階值加上“128”。藉此，利用差分圖像資料所表示之圖像適度變亮。從而，使用者能無違和感地視認所顯示出之圖像。
其次，判定部404對差分圖像資料之各像素之灰階值是否處於預先設定之容許範圍內進行判定(步驟S16)。容許範圍係以包含與正 常部分對應之像素之灰階值，且不含與缺陷部分對應之像素之灰階值之方式，作為裝置固有之參數預先設定。
於差分圖像資料之所有像素之灰階值處於容許範圍內之情形時，判定部404判定檢查基板W無外觀上之缺陷(步驟S17)，從而結束缺陷判定處理。另一方面，於任一像素之灰階值處於容許範圍外之情形時，判定部404判定檢查基板W有外觀上之缺陷(步驟S18)。於該情形時，檢測部405抽出灰階值處於容許範圍外之1個或複數個像素，藉此檢測出缺陷(步驟S19)，從而結束缺陷判定處理。對被檢測出缺陷之檢查基板W，進行與被判定無缺陷之檢查基板W不同之處理。例如，對被檢測出缺陷之檢查基板W，進行精密檢查或再生處理等。
[3]圖像資料修正處理
存在形成於檢查基板W之抗蝕圖案RP產生畸變之情形。例如，存在如下情形，即，檢查基板W之一部分因熱處理時之熱而變形，或於曝光處理時產生檢查基板W之位置偏移，因此抗蝕圖案RP之一部分自原本之位置略微偏移之情形時。
圖6係用以說明檢查基板W之畸變之圖。圖6(a)中示出了樣本圖像SI及該樣本圖像SI之局部放大圖。圖6(b)中示出了檢查圖像EI及該檢查圖像EI之局部放大圖。
圖6(a)之樣本圖像SI之部分PT1與圖6(b)之檢查圖像EI之部分PT2位於相互對應之位置。即，樣本圖像SI中之部分PT1之座標與檢查圖像EI中之部分PT2之座標彼此相等。於樣本圖像SI與檢查圖像EI彼此相同之情形時，部分PT1與部分PT2相互一致。
然而，圖6(b)之部分PT2中之抗蝕圖案RP之部分與圖6(a) 之部分PT1中之抗蝕圖案RP之部分略微不同。即，圖6(b)之檢查圖像EI中之抗蝕圖案RP相對於圖6(a)之樣本圖像SI中之抗蝕圖案RP，具有少許畸變。為了明確畸變之存在，於圖6(b)之局部放大圖中，圖6(a)之局部放大圖所示之抗蝕圖案RP之部分以虛線表示。
儘管具有此種畸變，但不具有缺陷之基板W較佳亦為進行與不具有畸變之基板相同之處理。故而，畸變需要與缺陷加以區別。然而，於缺陷判定處理中，針對樣本圖像資料與檢查圖像資料之相互對應之像素，計算出灰階值之差分，於該差分較大之情形時，判定檢查基板W有外觀上之缺陷。如圖6之例所示，若檢查圖像EI存在畸變，則於樣本圖像資料與檢查圖像資料之相互對應之像素中，存在灰階值之差分變大之情形。故而，即便於實際上無缺陷之情形時，亦有可能被判定有缺陷。因此，於計算樣本圖像資料與檢查圖像資料之間之灰階值之差分前，藉由圖像資料修正處理(圖5之步驟S13)，修正樣本圖像資料之像素與檢查圖像資料之像素之對應關係。
於本例中，樣本圖像資料包含複數個樣本單位圖像資料，檢查圖像資料包含複數個檢查單位圖像資料。複數個樣本單位圖像資料表示構成樣本圖像SI之複數個樣本單位圖像。複數個檢查單位圖像資料表示構成檢查圖像EI之複數個檢查單位圖像。樣本單位圖像為第1單位圖像之例，檢查單位圖像為第2單位圖像之例。
圖7係用以說明樣本單位圖像及檢查單位圖像之例之圖。圖7(a)中示出了樣本單位圖像之例，圖7(b)中示出了檢查單位圖像之例。如圖7(a)所示，樣本圖像SI由沿著x軸方向(與x軸平行之方向)及y軸方向(與y軸平行之方向)排列之複數個矩形之樣本單位圖像SIU構成。同樣地， 如圖7(b)所示，檢查圖像EI由沿著x軸方向及y軸方向排列之複數個矩形之檢查單位圖像EIU構成。複數個樣本單位圖像SIU之位置與複數個檢查單位圖像EIU之位置分別對應。於本例中，樣本單位圖像SIU及檢查單位圖像EIU分別具有正方形形狀，具有與x軸方向平行之一對邊、及與y軸方向平行之另一對邊。又，樣本單位圖像SIU之大小與檢查單位圖像EIU之大小相等，且x軸方向及y軸方向上之樣本單位圖像SIU之像素數與x軸方向及y軸方向上之檢查單位圖像EIU之像素數相同。
以下，將樣本單位圖像及檢查單位圖像統稱作單位圖像。又，將x軸方向上之單位圖像之排列稱作單位圖像列，將y軸方向上之單位圖像之排列稱作單位圖像行。又，於圖7中，將上起第m(m為正整數)個單位圖像列稱作第m單位圖像列，將左起第n(n為正整數)個單位圖像行稱作第n單位圖像行。於圖7之例中，樣本圖像SI及檢查圖像EI各自包含第1~第7單位圖像列，並且包含第1~第7單位圖像行。
進而，於以下之說明中，各單位圖像中，將x軸方向上之像素之排列稱作像素列，將y軸方向上之像素之排列稱作像素行。於本例中，構成各像素列之像素之數量與構成各像素行之像素之數量彼此相等。
對圖5之步驟S13之圖像資料修正處理之詳細情況進行說明。圖8係圖像資料修正處理之流程圖。圖9~圖13係用以概念性地說明圖像資料修正處理之圖。
如圖8所示，修正部403針對在圖5之步驟S11、S12中獲取之樣本圖像SI及檢查圖像EI之各單位圖像，計算出各像素列之灰階值之平均值(以下，稱作列平均值)及各像素行之灰階值之平均值(以下，稱作行平均值)(步驟S101)。
樣本單位圖像SIU之列平均值為第1代表值之例，檢查單位圖像EIU之列平均值為第2代表值之例。又，樣本單位圖像SIU之行平均值為第3代表值之例，檢查單位圖像EIU之行平均值為第4代表值之例。
於本例中，針對各單位圖像行逐一計算出列平均值，針對各單位圖像列逐一計算出行平均值。圖9中示出了樣本圖像SI之第5單位圖像行之列平均值之計算例。圖10中示出了樣本圖像SI之第3單位圖像列之行平均值之計算例。圖11中示出了所計算出之行平均值及列平均值之分佈。
如圖9所示，樣本圖像SI之第5單位圖像行包含複數個(於本例中，為7個)樣本單位圖像SIU。於各樣本單位圖像SIU中，由沿著x軸方向排列之複數個像素px構成像素列pr。各像素列pr中包含之複數個像素px之灰階值之平均值被作為列平均值v1而計算獲得。關於其他單位圖像行，亦與第5單位圖像行同樣地，計算出各像素列pr之列平均值v1。又，關於檢查圖像EI，亦與樣本圖像SI同樣地，針對各單位圖像行逐一計算出各像素列之列平均值。
如圖10所示，樣本圖像SI之第3單位圖像列包含複數個(於本例中，為7個)樣本單位圖像SIU。於各樣本單位圖像SIU中，由沿著y軸方向排列之複數個像素px構成像素行pc。各像素行pc中包含之複數個像素px之灰階值之平均值被作為行平均值v2而計算。關於其他單位圖像列，亦與第3單位圖像列同樣地，計算出各像素行pc之行平均值v2。又，關於檢查圖像EI，亦與樣本圖像SI同樣地，針對各單位圖像列逐一計算出各像素行之行平均值。
圖11(a)中示出了樣本圖像SI之第5單位圖像行之列平均值 之分佈，圖11(b)中示出了檢查圖像EI之第5單位圖像行之列平均值之分佈。於圖11(a)及圖11(b)中，橫軸表示x座標，縱軸表示列平均值。圖11(c)中示出了樣本圖像SI之第3單位圖像列之行平均值之分佈，圖11(d)中示出了檢查圖像EI之第3單位圖像列之行平均值之分佈。於圖11(c)及圖11(d)中，橫軸表示y座標，縱軸表示行平均值。
如上所述，抗蝕圖案RP係以與複數個元件形成區域對應之方式呈格子狀設置。獲取圖像資料時，以使複數個元件形成區域沿著x軸方向及y軸方向排列之方式調整基板W之旋轉位置。於該情形時，各元件形成區域之一對邊與單位圖像之一對邊平行，各元件形成區域之另一對邊與單位圖像之另一對邊平行。藉此，複數個元件形成區域之邊界部分容易反映於列平均值及行平均值。具體而言，如圖11(a)、(b)所示，各單位圖像行之列平均值於x軸方向上規則分佈，如圖11(c)、(d)所示，各單位圖像列之行平均值於y軸方向上規則分佈。再者，要使複數個元件形成區域之邊界部分充分反映於列平均值及行平均值，各元件形成區域之尺寸較佳為小於各單位圖像之尺寸。
計算出各單位圖像之列平均值及行平均值後，修正部403基於所計算出之列平均值及行平均值，計算出位於相互對應之位置之樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量(圖8之步驟S102)。
於本例中，一面相對於檢查圖像EI，使樣本圖像SI沿著x軸方向及y軸方向於固定像素數之範圍內移動，一面計算出表示位於相互對應之位置之樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之一致程度的一致度。例如，藉由下式(1)、(2)、(3)，計算出一致度R。
[數1]
Figure 108100621-A0305-02-0021-2
Figure 108100621-A0305-02-0021-3
Figure 108100621-A0305-02-0021-4
於式(1)~(3)中，Xn係樣本圖像SI之列平均值，Yn係樣本圖像SI之行平均值，X'n係檢查圖像EI之列平均值，Y'n係檢查圖像EI之行平均值。此處，n係x座標或y座標。又，sx係作為對象之檢查單位圖像EIU之x座標之最小值，即作為對象之檢查單位圖像EIU之左端部之x座標。ex係作為對象之檢查單位圖像EIU之x座標之最大值，即作為對象之檢查單位圖像EIU之右端部之x座標。sy係作為對象之檢查單位圖像EIU之y座標之最小值，即作為對象之檢查單位圖像EIU之下端部之y座標。ey係作為對象之檢查單位圖像EIU之y座標之最大值，即作為對象之檢查單位圖像EIU之上端部之x座標。
ox係樣本圖像SI之x軸方向上之移動像素數，oy係樣本圖像SI之y軸方向上之移動像素數。例如，ox為-7以上7以下，oy為-7以上7以下。於該情形時，樣本圖像SI沿著x軸方向於15像素之範圍內移動，沿著y軸方向於15像素之範圍內移動。故而，樣本圖像SI相對於檢查圖像EI向合計15×15=225個位置移動。因此，關於相互對應之各組樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU，與全體225個相對位置相關之一致度R藉由上式(1)而計算獲得。
獲得與所計算出之全體相對位置相關之一致度R中最高的一致度R之情形時之樣本圖像SI之x軸方向及y軸方向上的移動量(上述ox及oy)被決定為該組樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量。
再者，亦可一面以使檢查圖像EI相對於樣本圖像SI移動，代替使樣本圖像SI相對於檢查圖像EI移動，一面計算出樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之一致度，並基於該一致度，計算出樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量。
其次，如圖8所示，修正部403基於所計算出之複數組樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之偏移量，計算出樣本圖像SI與檢查圖像EI之每個像素之相對偏移量(步驟S103)。
例如，針對各組樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU所計算出之偏移量被決定為該樣本單位圖像SIU之中心像素相對於該檢查單位圖像EIU之中心像素之偏移量。又，由於x軸方向上彼此相鄰之2個樣本單位圖像SIU、及於y軸方向上與該等2個樣本單位圖像SIU分別相鄰之2個樣本單位圖像SIU，構成內插用單位圖像組。被各內插用單位圖像組之4個樣本單位圖像SIU之4個中心像素包圍的區域內之各像素之偏移量係基於針對該等4個中心像素所決定之偏移量，藉由線性間內插而計算獲得。
圖12中示出了藉由線性間內插計算出每個像素之偏移量之方法之一例。於圖12之例中，構成一個內插用單位圖像組之4個樣本單位圖像SIU之中心像素SIUC之座標為(M0，N0)、(M1，N0)、(M1，N1)、(M0，N1)，針對該等4個中心像素SIUC所決定之偏移量為P00、P10、P11、P01。又，關於被4個中心像素SIUC包圍之區域內之任意座標(x，y)，為用以進行線性間內插而經換算後之座標
Figure 108100621-A0305-02-0022-5
(x'，y')。於該情形時，x'及y'可藉 由下述式(4)、(5)表示。
x'=(x-M0)/(M1-M0)…(4)
y'=(y-N0)/(N1-N0)…(5)
又，相對於偏移量P00、P10、P11、P01之係數K00、K10、K11、K01分別可藉由下述式(6)、(7)、(8)、(9)表示。
K00=(1-x')×(1-y')…(6)
K10=(1-x')×y'…(7)
K11=x'×y'…(8)
K01=x'×(1-y')…(9)
座標(x，y)中之偏移量P係藉由下述式(10)表示。
P=K00×P00+K10×P10+K11×P11+K01×P01…(10)
使用上述式(4)~(10)針對檢查圖像EI之所有像素計算出偏移量後，如圖8所示，修正部403基於所計算出之每個像素之偏移量，修正樣本圖像資料與檢查圖像資料之像素之對應關係(步驟S104)。
於本例中，修正部403基於針對各像素所計算出之偏移量，以消除樣本圖像SI與檢查圖像EI之偏移之方式，修正樣本圖像SI之各像素之灰階值。
圖13(a)中示出了檢查單位圖像EIU之一例。圖13(b)中示出了樣本單位圖像SIU之一例。圖13(a)之檢查單位圖像EIU與圖13(b)之樣本單位圖像SIU位於相互對應之位置。圖13(a)之檢查單位圖像EIU中之像素Et之座標及圖13(b)之樣本單位圖像SIU中之像素St之座標均為(xa，ya)。於本例中，針對座標(xa，ya)之像素所計算出之偏移量於x軸方向及y軸方向上分別為α及-β。
於該情形時，修正部403針對樣本單位圖像SIU，將位於座標(xa，ya)之像素St之灰階值修正成位於座標(xa-α，ya+β)之像素Su之灰階值。藉由針對樣本單位圖像SIU之各像素，進行基於各偏移量之相同處理，如圖13(c)所示，能獲得相對於檢查單位圖像EIU之對應關係之偏移被消除之樣本單位圖像SIU。於圖13(c)之樣本單位圖像SIU，反映出檢查單位圖像EIU中包含之畸變。
以此方式，基於各像素之偏移量修正樣本圖像SI，藉此修正樣本圖像SI與檢查圖像EI之間之像素之對應關係。從而，修正部403結束圖像資料修正處理。
再者，於上述步驟S102中，被彼此相鄰之4個第1單位圖像1U之中心像素包圍的區域內之各像素之偏移量係基於針對4個中心像素所決定之偏移量，藉由線性間內插而計算獲得。並不限於上述例，被4個中心像素包圍之區域內之各像素之偏移量亦可基於4個中心像素任一者之偏移量，藉由最鄰近內插等其他內插方法而計算獲得。
又，於步驟S104中，以消除樣本圖像SI與檢查圖像EI之偏移之方式，代替修正樣本圖像SI之各像素之灰階值之方式，修正檢查圖像EI之各像素之灰階值。
[4]標準化處理
獲取之樣本圖像SI及檢查圖像EI有時會產生水波紋(干擾條紋)。圖14係模式性地表示樣本圖像SI所產生之水波紋之圖。圖14之水波紋之亮度沿著圓周方向變化。
水波紋於表面圖像上存在週期性花紋之情形時容易產生。於本例中，抗蝕圖案RP對應於複數個元件形成區域，於基板W中，會成 為週期性花紋。因此，包含抗蝕圖案RP之樣本圖像SI及檢查圖像EI容易產生如圖14所示之水波紋。
又，於基板W之製造工序中，包含抗蝕膜形成處理、曝光處理及顯影處理之光微影工序對1個基板W實施複數次。故而，除了初始工序以外，於基板W，形成有電路圖案之至少一部分。即便於電路圖案上形成有抗蝕膜等其他膜，自投光部220(圖1)出射之光亦可透過該等膜。因此，有時亦會因既已形成之電路圖案，而導致表面圖像產生水波紋。
若檢查圖像EI產生水波紋，則於檢查圖像EI中，有可能無法區別出基板W之外觀上之缺陷與水波紋。又，存在樣本圖像SI所產生之水波紋與檢查圖像EI所產生之水波紋不同之情形。於該情形時，需要預先將容許範圍設定得較大，以在缺陷判定處理之步驟S16(圖5)中，使水波紋引起之灰階值而非缺陷引起之灰階值處於容許範圍內。
因此，於本實施形態中，上述圖像資料修正處理後，進行用以自樣本圖像資料及檢查圖像資料去除水波紋之標準化處理。以下，對關於檢查圖像資料之標準化處理進行說明。對樣本圖像資料亦進行相同處理。
圖15係關於檢查圖像資料之標準化處理之流程圖。圖16及圖17係用以說明自檢查圖像資料去除水波紋之例之圖。如圖15所示，首先，修正部403進行檢查圖像資料之平滑化(步驟S201)。所謂圖像之平滑化，係指縮小圖像內之濃淡變動。例如，藉由移動平均濾波處理，將檢查圖像資料平滑化。於移動平均濾波處理中，針對以注目像素為中心之規定數量之周邊像素，計算出灰階值之平均，將該平均值作為注目像素之灰階值。於本例中，將檢查圖像資料之所有像素設定為注目像素，將各像素之 灰階值變更成其周邊像素之平均值。移動平均濾波處理中之周邊像素之數量例如為100(寬)×100(長)。移動平均濾波處理中之周邊像素之數量亦可根據所假定之缺陷之大小及水波紋之大小等適當設定。
藉由移動平均濾波處理，能以較短時間容易地將檢查圖像資料平滑化。再者，亦可藉由高斯濾波處理或中值濾波處理等其他平滑化處理，代替移動平均濾波處理，進行檢查圖像資料之平滑化。
圖16(a)中示出了藉由標準化處理前之檢查圖像資料所表示之檢查圖像EI。於圖16(a)之檢查圖像EI中，表示出了水波紋及缺陷DP。圖16(b)中示出了藉由在圖15之步驟S201中加以平滑化後之檢查圖像資料所表示之檢查圖像EI。缺陷DP引起之灰階值之差異及抗蝕圖案RP等表面構造引起之灰階值之差異與水波紋引起之灰階值之差異相比，產生得較為局部或較為分散。故而，如圖16(b)所示，缺陷引起之灰階值之差異及表面構造引起之灰階值之差異藉由步驟S201之處理得以去除。另一方面，水波紋引起之灰階值之差異係於較大範圍內連續地產生，因此於步驟S201之處理中未被去除。
其次，如圖15所示，修正部403自平滑化前之檢查圖像資料之各像素之灰階值減去平滑化後之檢查圖像資料之各像素之灰階值(步驟S202)。藉此，自檢查圖像資料去除水波紋。以下，將步驟S202之處理後之檢查圖像資料稱作減算後檢查圖像資料。圖17(a)中示出了藉由減算後檢查圖像資料所表示之檢查圖像EI。於該情形時，檢查圖像EI中僅表示出了缺陷DP及表面構造，而未表示出水波紋。又，檢查圖像EI整體較暗。
其次，如圖15所示，修正部403使減算後檢查圖像資料之 各像素之灰階值加上固定值(步驟S203)。以下，將步驟S203之處理後之檢查圖像資料稱作加算後檢查圖像資料。例如，使表示灰階值之數值範圍之中心值加上減算後檢查圖像資料之各像素之灰階值。圖17(b)中示出了藉由加算後檢查圖像資料所表示之檢查圖像EI。於該情形時，檢查圖像EI具有適度之亮度。
藉此，修正部403結束標準化處理。修正部403亦可將標準化處理後之樣本圖像SI及檢查圖像EI顯示於圖1之主面板PN。於該情形時，使用者能無違和感地視認水波紋被去除之樣本圖像SI及檢查圖像EI。再者，於未顯示標準化處理後之樣本圖像SI及檢查圖像EI之情形時，亦可不實施上述步驟S203之處理。
[5]基板處理裝置
圖18係表示具備圖1及圖2之基板檢查裝置200之基板處理裝置之整體構成的模式性方塊圖。如圖18所示，基板處理裝置100與曝光裝置500鄰接而設置，具備基板檢查裝置200，並且具備控制裝置110、搬送裝置120、塗佈處理部130、顯影處理部140及熱處理部150。
控制裝置110例如包含CPU(中央運算處理裝置)及記憶體、或微電腦，控制搬送裝置120、塗佈處理部130、顯影處理部140及熱處理部150之動作。又，控制裝置110將用以檢查基板W之一面之表面狀態之指令賦予給基板檢查裝置200之控制裝置400(圖1)。
搬送裝置120於塗佈處理部130、顯影處理部140、熱處理部150、基板檢查裝置200及曝光裝置500之間搬送基板W。塗佈處理部130藉由對基板W之表面塗佈抗蝕液，而於基板W之表面上形成抗蝕膜(塗佈處理)。於曝光裝置500中，對塗佈處理後之基板W進行曝光處理。顯影 處理部140對藉由曝光裝置500所進行之曝光處理後之基板W供給顯影液，藉此進行基板W之顯影處理。熱處理部150於藉由塗佈處理部130所進行之塗佈處理、藉由顯影處理部140所進行之顯影處理、及藉由曝光裝置500所進行之曝光處理之前後，進行基板W之熱處理。
基板檢查裝置200進行藉由塗佈處理部130形成抗蝕膜後之基板W之檢查(缺陷判定處理)。例如，基板檢查裝置200進行藉由塗佈處理部130所進行之塗佈處理後且藉由顯影處理部140所進行之顯影處理後之基板W之檢查。或者，基板檢查裝置200亦可進行藉由塗佈處理部130所進行之塗佈處理後且藉由曝光裝置500所進行之曝光處理前之基板W之檢查。又，基板檢查裝置200亦可進行藉由塗佈處理部130所進行之塗佈處理後且藉由曝光裝置500所進行之曝光處理後且藉由顯影處理部140所進行之顯影處理前之基板W之檢查。
於塗佈處理部130，亦可設置於基板W形成抗反射膜之處理單元。於該情形時，熱處理部150亦可進行用以提高基板W與抗反射膜之密接性之密接強化處理。又，於塗佈處理部130，亦可設置形成用以保護形成於基板W上之抗蝕膜之抗蝕覆蓋膜之處理單元。
於在基板W之一面形成上述抗反射膜及抗蝕覆蓋膜之情形時，亦可於各膜之形成後藉由基板檢查裝置200進行基板W之檢查。
於本實施形態之基板處理裝置100中，形成有抗蝕膜、抗反射膜、抗蝕覆蓋膜等膜之基板W之一面上之表面狀態係藉由圖1之基板檢查裝置200加以檢查。藉此，能以較高精度且以較短時間檢測出基板W之外觀上之缺陷。
在本例中，於在曝光處理之前後進行基板W之處理之基板 處理裝置100，設置基板檢查裝置200，但亦可於其他基板處理裝置，設置基板檢查裝置200。例如，亦可於對基板W進行洗淨處理之基板處理裝置，設置基板檢查裝置200，或亦可於進行基板W之蝕刻處理之基板處理裝置，設置基板檢查裝置200。或者，基板檢查裝置200亦可單獨使用。
[6]實施形態之效果
於本實施形態之基板檢查裝置200中，關於樣本圖像SI中包含之樣本單位圖像SIU各者，針對各像素列逐一計算出列平均值，針對各像素行逐一計算出行平均值。又，關於檢查圖像EI中包含之檢查單位圖像EIU各者，針對各像素列逐一計算出列平均值，針對各像素行逐一計算出行平均值。基於所計算出之該等列平均值及行平均值，計算出相互對應之樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量。
於該情形時，藉由使用列平均值及行平均值，無需於樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之間進行每個像素之比較，便能計算出樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量。藉此，與進行每個像素之比較之情形時相比，用以計算出樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量之計算量大幅降低。從而，能以較短時間計算出樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量，且基於該偏移量，能以較短時間修正樣本圖像資料與檢查圖像資料之像素之對應關係。
藉由此種修正，即便於檢查基板W產生畸變之情形時，亦能使樣本圖像資料之各像素與檢查圖像資料之各像素正確對應。藉此，基於表示樣本圖像資料之各像素與檢查圖像資料之各像素之間的灰階值之差分之差分資訊(差分圖像資料)，能以較高精度檢測出檢查基板W之外觀上之缺陷。其結果，能以較高精度且以較短時間進行基板W之外觀檢查。
又，於本實施形態中，複數個元件形成區域之排列方向與像素列及像素行中之複數個像素之排列方向一致。藉此，複數個元件形成區域之邊界部分容易反映於列平均值及行平均值。從而，基於列平均值及行平均值，能精度良好地計算出樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量。
[7]基板檢查裝置之另一例
圖19係用以說明基板檢查裝置之另一例之圖。關於圖19之基板檢查裝置200A，對與上述實施形態之基板檢查裝置200不同之點進行說明。圖19之基板檢查裝置200A包含旋轉夾頭51、照明部52、反射鏡53及CCD線感測器54，並且與圖1之基板檢查裝置200同樣地，包含控制裝置400及顯示部410。旋轉夾頭51藉由真空吸附基板W之下表面之大致中心部，而將基板W以水平姿勢加以保持。利用未圖示之馬達使旋轉夾頭51旋轉，藉此保持於旋轉夾頭51之基板W繞沿著鉛直方向(Z方向)之軸旋轉。
照明部52出射帶狀之光。自證明部52出射之光照射至藉由旋轉夾頭51所保持之基板W之表面的沿著半徑方向之線狀之半徑區域RR。於半徑區域RR反射之檢查光進而被反射鏡53反射，而傳導至CCD線感測器54。藉由一面對基板W上之半徑區域RR連續地照射檢查光一面使基板W旋轉，而使光沿著基板W之圓周方向連續地照射，並使其反射光向CCD線感測器54連續地供給。藉此，獲取表示基板W之表面圖像之表面圖像資料。
於本例中，亦與上述實施形態同樣地，使用樣本圖像資料及檢查圖像資料，能以較短時間且以較高精度檢測出檢查基板W之外觀上 之缺陷。
[8]其他實施形態
於上述實施形態中，關於樣本單位圖像SIU及檢查單位圖像EIU各者，計算出列平均值及行平均值，並基於該等列平均值及行平均值，計算出樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量，但本發明並不限定於此。亦可為如下情況，即，關於樣本單位圖像SIU及檢查單位圖像EIU各者，僅計算出列平均值及行平均值之其中一者，並基於該列平均值及行平均值之其中一者，計算出樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量。例如，於x軸方向上之偏移量較小之情形時，亦可僅使用每個像素列之列平均值，計算出樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量。又，於y軸方向上之偏移量較小之情形時，亦可僅使用每個像素行之行平均值，計算出樣本單位圖像SIU與檢查單位圖像EIU之相對偏移量。
又，作為像素列之平均灰階值，亦可使用其他值，代替列平均值。例如，亦可使用像素列中包含之複數個像素之灰階值之中央值，代替列平均值。同樣地，作為像素行中之平均灰階值，亦可使用其他值，代替行平均值。例如，亦可使用像素行中包含之複數個像素之灰階值之中央值，代替行平均值。
[9]申請專利範圍之各構成要素與實施形態之各要素之對應
以下，對申請專利範圍之各構成要素與實施形態之各要素之對應之例進行說明，但本發明並不限定於下述例。
於上述實施形態中，樣本圖像資料獲取部401為第1圖像資料獲取部之例，攝像部240及檢查圖像資料獲取部402為第2圖像資料獲取 部之例，修正部403為修正部之例，判定部404為判定部之例。又，曝光裝置500為曝光裝置之例，塗佈處理部130為膜形成部之例，顯影處理部140為顯影處理部之例。
作為申請專利範圍之各構成要素，亦可使用具有申請專利範圍所記載之構成或功能之其他各種要素。
240‧‧‧攝像部
400‧‧‧控制裝置
401‧‧‧樣本圖像資料獲取部
402‧‧‧檢查圖像資料獲取部
403‧‧‧修正部
404‧‧‧判定部
405‧‧‧檢測部

Claims (13)

  1. 一種基板檢查裝置，其具備： 第1圖像資料獲取部，其獲取表示無外觀上之缺陷之基板之第1圖像的第1圖像資料； 第2圖像資料獲取部，其藉由拍攝應檢查之基板，而獲取表示上述應檢查之基板之第2圖像的第2圖像資料； 修正部，其修正上述第1及第2圖像資料之像素之對應關係；及 判定部，其基於藉由上述修正部所修正後之對應關係，針對上述第1及第2圖像資料之相互對應之像素而獲取表示灰階值之差分之差分資訊，並基於獲取之各差分資訊，判定上述應檢查之基板的外觀上有無缺陷；且 上述第1圖像包含分別具有與第1方向平行之邊之矩形形狀之複數個第1單位圖像， 上述第2圖像包含分別具有與對應於上述第1方向之第2方向平行之邊的矩形形狀之複數個第2單位圖像， 上述複數個第1單位圖像與上述複數個第2單位圖像分別對應， 各第1單位圖像包含分別包含沿著上述第1方向排列之複數個像素之複數個第1像素群， 各第2單位圖像包含分別包含沿著上述第2方向排列之複數個像素之複數個第2像素群， 上述修正部計算出上述複數個第1像素群各自之平均灰階值作為第1代表值，計算出上述複數個第2像素群各自之平均灰階值作為第2代表值，並基於所計算出之複數個第1及第2代表值，計算出相互對應之第1及第2單位圖像之相對偏移量，基於針對上述複數個第1及第2單位圖像所計算出之複數個偏移量，計算出上述第1及第2圖像之每個像素之偏移量，並基於所計算出之偏移量，修正上述第1及第2圖像資料之像素之對應關係。
  2. 如請求項1之基板檢查裝置，其中上述修正部計算出上述第1像素群中包含之複數個像素之灰階值之平均值作為第1代表值，計算出上述第2像素群中包含之複數個像素之灰階值之平均值作為第2代表值。
  3. 如請求項1或2之基板檢查裝置，其中上述第1單位圖像包含構成複數個第1像素列及複數個第1像素行之複數個像素， 各第1像素列係上述第1方向上之像素之排列， 各第1像素行係與上述第1方向正交之第3方向上之像素之排列，且 上述第2單位圖像包含構成複數個第2像素列及複數個第2像素行之複數個像素， 各第2像素列係上述第2方向上之像素之排列， 各第2像素行係與上述第2方向正交之第4方向上之像素之排列， 上述複數個第1像素群係由上述複數個第1像素列分別構成， 上述複數個第2像素群係由上述複數個第2像素列分別構成。
  4. 如請求項3之基板檢查裝置，其中上述複數個第1像素行分別構成複數個第3像素群， 上述複數個第2像素行分別構成複數個第4像素群，且 上述修正部計算出上述複數個第3像素群各自之平均灰階值作為第3代表值，計算出上述複數個第4像素群各自之平均灰階值作為第4代表值，並基於所計算出之複數個第3及第4代表值，計算出相互對應之第1及第2單位圖像之相對偏移量。
  5. 如請求項1或2之基板檢查裝置，其中上述修正部係 一面相對於相互對應之第1及第2單位圖像中之一單位圖像，使另一單位圖像移動，一面基於上述計算出之複數個第1及第2代表值，依序計算出上述一單位圖像與上述另一單位圖像之一致度；且 計算出上述計算出之一致度最高時上述另一單位圖像相對於上述一單位圖像之移動量，作為該第1及第2單位圖像之相對偏移量。
  6. 如請求項1或2之基板檢查裝置，其中上述第1圖像包含以沿著上述第1方向排列之方式設置於基板之複數個第1元件形成區域，上述第2圖像包含以沿著上述第2方向排列之方式設置於基板且與上述複數個第1元件形成區域分別對應之複數個第2元件形成區域。
  7. 一種基板處理裝置，其係以與對基板進行曝光處理之曝光裝置鄰接之方式配置，且具備： 膜形成部，其在藉由上述曝光裝置所進行之曝光處理前，於基板上形成感光性膜； 顯影處理部，其在藉由上述曝光裝置所進行之曝光處理後，對基板上之感光性膜進行顯影處理；及 如請求項1或2之基板檢查裝置，其進行藉由上述膜形成部形成感光性膜後之基板之外觀檢查。
  8. 一種基板檢查方法，其包含如下步驟： 獲取表示無外觀上之缺陷之基板之第1圖像的第1圖像資料； 藉由拍攝應檢查之基板，而獲取表示上述應檢查之基板之第2圖像的第2圖像資料； 修正上述第1及第2圖像資料之像素之對應關係；及 基於藉由上述修正部所修正後之對應關係，針對上述第1及第2圖像資料之相互對應之像素而獲取表示灰階值之差分之差分資訊，並基於獲取之各差分資訊，判定上述應檢查之基板的外觀上有無缺陷；且 上述第1圖像包含分別具有與第1方向平行之邊之矩形形狀之複數個第1單位圖像， 上述第2圖像包含分別具有與對應於上述第1方向之第2方向平行之邊的矩形形狀之複數個第2單位圖像， 上述複數個第1單位圖像與上述複數個第2單位圖像分別對應， 各第1單位圖像包含分別包含沿著上述第1方向排列之複數個像素之複數個第1像素群， 各第2單位圖像包含分別包含沿著上述第2方向排列之複數個像素之複數個第2像素群， 修正上述對應關係之步驟包含：計算出上述複數個第1像素群各自之平均灰階值作為第1代表值，計算出上述複數個第2像素群各自之平均灰階值作為第2代表值，並基於所計算出之複數個第1及第2代表值，計算出相互對應之第1及第2單位圖像之相對偏移量，基於針對上述複數個第1及第2單位圖像所計算出之複數個偏移量，計算出上述第1及第2圖像之每個像素之偏移量，並基於所計算出之偏移量，修正上述第1及第2圖像資料之像素之對應關係。
  9. 如請求項8之基板檢查方法，其中上述修正步驟包含：計算出上述第1像素群中包含之複數個像素之灰階值之平均值作為第1代表值，計算出上述第2像素群中包含之複數個像素之灰階值之平均值作為第2代表值。
  10. 如請求項8或9之基板檢查方法，其中上述第1單位圖像包含構成複數個第1像素列及複數個第1像素行之複數個像素， 各第1像素列係上述第1方向上之像素之排列， 各第1像素行係與上述第1方向正交之第3方向上之像素之排列，且 上述第2單位圖像包含構成複數個第2像素列及複數個第2像素行之複數個像素， 各第2像素列係上述第2方向上之像素之排列， 各第2像素行係與上述第2方向正交之第4方向上之像素之排列， 上述複數個第1像素群係由上述複數個第1像素列分別構成， 上述複數個第2像素群係由上述複數個第2像素列分別構成。
  11. 如請求項10之基板檢查方法，其中上述複數個第1像素行分別構成複數個第3像素群， 上述複數個第2像素行分別構成複數個第4像素群，且 上述修正步驟包含：計算出上述複數個第3像素群各自之平均灰階值作為第3代表值，計算出上述複數個第4像素群各自之平均灰階值作為第4代表值，並基於所計算出之複數個第3及第4代表值，計算出相互對應之第1及第2單位圖像之相對偏移量。
  12. 如請求項8或9之基板檢查方法，其中上述修正步驟包含： 一面相對於相互對應之第1及第2單位圖像中之一單位圖像，使另一單位圖像移動，一面基於上述計算出之複數個第1及第2代表值，依序計算出上述一單位圖像與上述另一單位圖像之一致度；及 計算出上述計算出之一致度最高時上述另一單位圖像相對於上述一單位圖像之移動量，作為該第1及第2單位圖像之相對偏移量。
  13. 如請求項8或9之基板檢查方法，其中上述第1圖像包含以沿著上述第1方向排列之方式設置於基板之複數個第1元件形成區域，上述第2圖像包含以沿著上述第2方向排列之方式設置於基板且與上述複數個第1元件形成區域分別對應之複數個第2元件形成區域。
TW108100621A 2018-03-07 2019-01-08 基板檢查裝置、基板處理裝置及基板檢查方法 TWI693629B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018040876A JP7089906B2 (ja) 2018-03-07 2018-03-07 基板検査装置、基板処理装置および基板検査方法
JP2018-040876 2018-03-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201939577A TW201939577A (zh) 2019-10-01
TWI693629B true TWI693629B (zh) 2020-05-11

Family

ID=67992524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108100621A TWI693629B (zh) 2018-03-07 2019-01-08 基板檢查裝置、基板處理裝置及基板檢查方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7089906B2 (zh)
KR (1) KR102119339B1 (zh)
TW (1) TWI693629B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11709099B2 (en) 2019-07-01 2023-07-25 Snap-On Incorporated Method and system for calibrating imaging system
US11555743B2 (en) * 2019-07-01 2023-01-17 Snap-On Incorporated Method and system for calibrating imaging system
JP7357549B2 (ja) * 2020-01-07 2023-10-06 東京エレクトロン株式会社 基板の位置ずれ検出方法、基板位置の異常判定方法、基板搬送制御方法、及び基板の位置ずれ検出装置
KR102234984B1 (ko) * 2020-10-14 2021-04-01 차일수 반도체 웨이퍼의 파티클 검출장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060133660A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Apparatus and method for detecting defect existing in pattern on object
US20130307963A1 (en) * 2005-01-14 2013-11-21 Hitachi High-Technologies Corporation Method and apparatus for inspecting patterns formed on a substrate
JP2016206452A (ja) * 2015-04-23 2016-12-08 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 検査装置および基板処理装置
JP2016219746A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 検査装置および基板処理装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03225481A (ja) * 1990-01-31 1991-10-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 画像位置合せ方法
JPH0474906A (ja) * 1990-07-13 1992-03-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 画像位置ずれ検出方法
JP2002175520A (ja) 2000-12-06 2002-06-21 Sharp Corp 基板面の不良検出装置、不良検出方法、及び不良検出のためのプログラムを記録した記録媒体
JP4910412B2 (ja) 2006-02-02 2012-04-04 カシオ計算機株式会社 外観検査方法
JP2007299248A (ja) * 2006-05-01 2007-11-15 Marantz Electronics Kk 画像の位置補正方法
TWI627588B (zh) 2015-04-23 2018-06-21 日商思可林集團股份有限公司 檢查裝置及基板處理裝置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060133660A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Apparatus and method for detecting defect existing in pattern on object
US20130307963A1 (en) * 2005-01-14 2013-11-21 Hitachi High-Technologies Corporation Method and apparatus for inspecting patterns formed on a substrate
JP2016206452A (ja) * 2015-04-23 2016-12-08 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 検査装置および基板処理装置
JP2016219746A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 検査装置および基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102119339B1 (ko) 2020-06-26
KR20190106690A (ko) 2019-09-18
JP7089906B2 (ja) 2022-06-23
TW201939577A (zh) 2019-10-01
JP2019158362A (ja) 2019-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI693629B (zh) 基板檢查裝置、基板處理裝置及基板檢查方法
KR101922347B1 (ko) 검사 장치 및 기판 처리 장치
CN100367293C (zh) 用于显示器的光学检测的方法和装置
JP5769572B2 (ja) 基板検査装置および基板検査方法
JP6473047B2 (ja) 検査装置および基板処理装置
JP2009020277A (ja) ホトマスクの白欠陥修正方法
TWI692740B (zh) 基板檢查裝置、基板處理裝置及基板檢查方法
TWI716032B (zh) 基板檢查裝置、基板處理裝置、基板檢查方法及基板處理方法
JP6412825B2 (ja) 検査装置および基板処理装置
JP2016035542A (ja) 位置測定方法、位置ずれマップの作成方法および検査システム
TWI692614B (zh) 膜厚測定裝置、基板檢查裝置、膜厚測定方法及基板檢查方法
JP2008098451A (ja) ウエハ検査装置
TWI683088B (zh) 基板檢查裝置、基板處理裝置、基板檢查方法及基板處理方法
JP2011117856A (ja) 線幅測定装置、線幅測定方法およびカラーフィルター基板の製造方法
JP5476069B2 (ja) 塗膜形成ムラ検査装置
JP2020153854A (ja) 基板検査装置、基板処理装置、基板検査方法および基板処理方法
CN114171375A (zh) 一种晶圆光刻方法
JP2019168232A (ja) 基板検査装置、基板処理装置、基板検査方法および基板処理方法
JP2009124132A (ja) 円盤状基板の検査装置
JP2019168233A (ja) 基板検査装置、基板処理装置、基板検査方法および基板処理方法
JP2012159399A (ja) 多面取り基板の欠陥検査方法