JP2014115149A - Substrate inspection device - Google Patents
Substrate inspection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014115149A JP2014115149A JP2012268470A JP2012268470A JP2014115149A JP 2014115149 A JP2014115149 A JP 2014115149A JP 2012268470 A JP2012268470 A JP 2012268470A JP 2012268470 A JP2012268470 A JP 2012268470A JP 2014115149 A JP2014115149 A JP 2014115149A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- microscope
- imaging
- image
- edge width
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば液晶ガラス基板やウェハ等の基板を検査する基板検査装置に関する。 The present invention relates to a substrate inspection apparatus for inspecting a substrate such as a liquid crystal glass substrate or a wafer.
従来より、例えば液晶ガラス基板等の基板の検査において、基板上に形成されたパターンの線幅を測定する検査がある。
従来の検査では、顕微鏡とこれに搭載した例えばCCDカメラなどのカメラを用いて基板表面の拡大デジタル画像を取得し、画素毎に輝度の微分値(コントラスト値)を求め、取得したデジタル画像をコントラスト画像に変換することによって一対のエッジを明瞭化し、一対のエッジを正確に認識できる状態にした上でエッジの間隔を測定している。また、このとき、基板表面のデジタル画像は、例えばレーザーAF(Auto Focus)機能またはコントラストAF機能を具備したカメラを用いて撮像される。
Conventionally, in the inspection of a substrate such as a liquid crystal glass substrate, there is an inspection for measuring the line width of a pattern formed on the substrate.
In conventional inspection, an enlarged digital image of the substrate surface is acquired using a microscope and a camera such as a CCD camera mounted on the microscope, a differential value (contrast value) of luminance is obtained for each pixel, and the acquired digital image is contrasted. A pair of edges is clarified by converting to an image, and the distance between the edges is measured after making the pair of edges accurately recognizable. At this time, a digital image of the substrate surface is captured using, for example, a camera having a laser AF (Auto Focus) function or a contrast AF function.
レーザーAF機能を備えたカメラでは、基板表面にレーザーを直接照射し最も大きな輝度を示す位置に焦点が合わされる。このため、このカメラで撮像した画像は、最も大きな輝度を示す位置が鮮明に写し出され、合焦位置外の部分が不鮮明となる。例えばパターンが積層した基板のように、エッジの高さ位置が異なる複数のパターンを形成した基板では、合焦した部分のエッジは鮮明に写し出され、コントラスト画像に変換した際にエッジが明瞭に写し出される。この一方で、合焦したエッジよりも上方もしくは下方に位置するエッジはコントラスト画像に変換した際にも滲んだように不明瞭に写し出されてしまう。 In a camera equipped with a laser AF function, the laser beam is directly irradiated onto the substrate surface, and the focus is on the position where the highest luminance is exhibited. For this reason, in the image captured by this camera, the position showing the highest luminance is clearly displayed, and the portion outside the in-focus position is unclear. For example, in the case of a substrate on which multiple patterns with different edge height positions are formed, such as a substrate on which patterns are stacked, the edge of the focused part is clearly displayed, and the edge is clearly displayed when converted to a contrast image. It is. On the other hand, an edge positioned above or below the focused edge is unclearly blurred as if blurred even when converted into a contrast image.
これに対し、基板表面の一部に合焦した状態から、顕微鏡およびカメラを基板に対して相対的に所定の速度で移動しつつ、所定の間隔毎に撮像を行ってゆき、複数の断層画像を取得して検査を行う方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この方法では、複数の断層画像のそれぞれをコントラスト画像に変換し、それぞれのコントラスト画像から高さ位置の異なるそれぞれのエッジのコントラスト値が高い画素を抽出してこれらを合成することによって、高さ位置の異なるエッジをそれぞれ明瞭に写し出した一枚のコントラスト画像を取得するようにしている。 In contrast, a plurality of tomographic images are taken at predetermined intervals while the microscope and camera are moved at a predetermined speed relative to the substrate from a state in which a part of the substrate surface is focused. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this method, each of a plurality of tomographic images is converted into a contrast image, and pixels having high contrast values at respective edges having different height positions are extracted from the respective contrast images, and these are combined to obtain a height position. A single contrast image in which the different edges are clearly projected is acquired.
一方、コントラストAF機能を備えたカメラにおいては、複数のエッジの高さの範囲内で焦点位置を変えながら撮像領域全体が平均的にある程度鮮明に写し出されるように焦点位置を合わせて画像の取得が行われる。これにより、積層したパターンを備える場合においてもそれぞれのエッジが平均的に写し出され、極端に不明瞭なエッジをなくすことができる。
以上のような各種カメラを利用して、基板上に形成されたコンタクトホールのような窪みの内径を測定することも可能である。
On the other hand, in a camera equipped with a contrast AF function, an image can be acquired by adjusting the focal position so that the entire imaging area is clearly projected on average while changing the focal position within a range of heights of a plurality of edges. Done. As a result, even when a laminated pattern is provided, each edge is projected on average, and an extremely unclear edge can be eliminated.
It is also possible to measure the inner diameter of a depression such as a contact hole formed on a substrate using the various cameras as described above.
しかし、基板上に形成された窪みの内壁が、その基板平面に対して直交する方向に沿って形成されるのではなく、その内壁がテーパー面を有するように窪みが形成されている場合、窪みの底面部の内径あるいは幅を正確に決定できない場合がある。これは、コントラストAF機能を利用すると、窪みのテーパー部のいずれの位置においても合焦と判断されてしまうためである。
従って、底面部の内径などの測定結果にバラツキが生じてしまうという問題がある。
However, the inner wall of the depression formed on the substrate is not formed along the direction perpendicular to the substrate plane, but the depression is formed so that the inner wall has a tapered surface. In some cases, the inner diameter or width of the bottom surface of the plate cannot be accurately determined. This is because, when the contrast AF function is used, it is determined that focusing is performed at any position of the tapered portion of the recess.
Therefore, there is a problem in that measurement results such as the inner diameter of the bottom surface portion vary.
そこで、本発明は、基板上に形成された窪みの内径などの測定値にバラツキのない安定した測定結果を得ることができる基板検査装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a substrate inspection apparatus that can obtain a stable measurement result without variations in measurement values such as the inner diameter of a recess formed on a substrate.
本発明の一態様の基板検査装置は、顕微鏡と該顕微鏡に搭載したカメラによって撮像した基板の画像を用いて、前記基板の検査を行う基板検査装置であって、前記基板上に形成されたテーパー部を有するホール又は溝を含む指定領域を設定して、前記顕微鏡の焦点位置を前記基板の深さ方向に対して相対的に移動しつつ、予め設定した撮像間隔毎に前記基板の表面を前記カメラによって撮像して複数のデジタル画像を取得する画像取得部と、前記複数のデジタル画像のそれぞれの前記指定領域において検出された一対のエッジのエッジ幅を算出するエッジ幅算出部と、前記エッジ幅算出部において算出された複数のエッジ幅の中の最小値を、前記ホールの底面部の直径又は前記溝の底面部の幅の値として、出力する最小エッジ幅出力部と、有する。 A substrate inspection apparatus according to one aspect of the present invention is a substrate inspection apparatus that inspects the substrate using an image of the substrate captured by a microscope and a camera mounted on the microscope, and is a taper formed on the substrate. By setting a designated region including a hole or groove having a portion and moving the focal position of the microscope relative to the depth direction of the substrate, the surface of the substrate is set at each predetermined imaging interval. An image acquisition unit that captures a plurality of digital images captured by a camera; an edge width calculation unit that calculates an edge width of a pair of edges detected in each of the designated areas of the plurality of digital images; and the edge width A minimum edge width output unit that outputs a minimum value among a plurality of edge widths calculated by the calculation unit as a value of a diameter of a bottom surface of the hole or a width of a bottom surface of the groove; That.
本発明によれば、基板上に形成された窪みの内径などの測定値にバラツキのない安定した測定結果を得ることができる基板検査装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the board | substrate inspection apparatus which can obtain the stable measurement result without variation in measured values, such as an internal diameter of the hollow formed on the board | substrate, can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(構成)
図1は、本実施の形態に係る、基板を検査する基板検査装置1の構成を示す図である。この基板検査装置1は、基板2を移動可能に支持する基台3と、基板表面2aを観察するための対物レンズ4aを備える顕微鏡4と、顕微鏡4に搭載した例えばレーザーAF機能を有するCCDカメラなどのカメラ5と、顕微鏡4を垂直方向(ここではZ方向)に昇降可能に支持する支持部材6と、支持部材6を昇降させるための例えばモータなどの駆動機構7と、支持部材6の昇降量を検出することにより顕微鏡4の位置を特定する例えばリニアスケールなどの計測機構8とを主な構成要素として、構成されている。基板2は、基台3の上面である設置面3a上に設置される。
カメラ5には、カメラ5で撮像した画像を保存するための取込み画像用バッファーメモリ装置9が接続され、この取込み画像用バッファーメモリ装置9には、画像を表示するための表示手段としてのモニタ10が接続されている。また、取込み画像用バッファーメモリ装置9と駆動機構7と計測機構8とには、演算制御装置11が接続されている。また、この演算制御装置11は、取込み画像用バッファーメモリ装置9から送られたデジタル画像データを保存するための処理画像用バッファーメモリ12と、デジタル画像データをコントラスト画像に変換し、コントラスト値を基に線幅Wの測定を行う画像処理部13とを具備している。さらに、演算制御装置11には、計測機構8によって計測した顕微鏡4の位置を記憶するためのワークメモリ装置14が接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Constitution)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
The camera 5 is connected to a captured image
以上のように、基板検査装置1は、顕微鏡4と、顕微鏡4に搭載したカメラ5によって撮像した基板2の画像を用いて、基板の検査を行う装置である。
本実施の形態では、基板2は、液晶ガラス基板である。そして、本実施の形態では、その液晶ガラス基板の表面に形成されたコンタクトホールであって、その内壁がテーパー部を有するコンタクトホールの底面の内径を測定する場合を説明する。なお、基板は、半導体ウェハなどでもよい。
As described above, the
In the present embodiment, the
図2と図3は、基板上の形成された、テーパー部を有するコンタクトホールを説明するための図である。図2は、基板上の形成された、テーパー部を有するコンタクトホールの平面図である。図3は、図2のIII−III線に沿った基板の断面図である。
図2及び図3に示すように、コンタクトホール21は、所定の深さを有する窪みであって、中央部に円形の底面部21aを有し、底面部21aから基板表面2aにかけてなだらかな曲面からなるテーパー部21bを有する。底面部21aの直径はwである。以下、このような複数のコンタクトホール21が、基板2上の所定の位置に形成されており、各コンテクトホール21の底面部21aの直径を測定する場合を説明する。
(動作)
次に、基板検査装置1の動作について説明する。
図4と図5は、基板2上の所定の位置に形成された各コンテクトホール21の底面部21aの直径を測定する処理の流れの例を示すフローチャートである。特に、図5は、図4のS7(画像処理)の処理の流れの例を示すフローチャートである。図4と図5の処理は、演算制御装置11により実行される。
演算制御装置11は、外部からの動作開始指令が演算制御装置11に入力されると、はじめに、指定領域数m、移動速度v、撮像間隔Tなどの所定の設定値の初期設定を行う(S1)。指定領域数mは、基板2の表面2a上の、測定対象のコンタクトホールの数である。移動速度vは、顕微鏡4をZ方向に移動させるときの顕微鏡4の速度である。撮像間隔Tは、コンタクトホールを撮像するときの撮像タイミングの時間差である。ここでは、撮像間隔Tは、基板表面2aに直交する方向において、等しい間隔であるとする。
なお、ここでは、撮像間隔Tは、時間間隔であるが、顕微鏡4の移動に伴う焦点位置の移動距離でもよい。
2 and 3 are diagrams for explaining a contact hole having a tapered portion formed on a substrate. FIG. 2 is a plan view of a contact hole having a tapered portion formed on the substrate. FIG. 3 is a cross-sectional view of the substrate along the line III-III in FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, the
(Operation)
Next, the operation of the
4 and 5 are flowcharts showing an example of a flow of processing for measuring the diameter of the
When an operation start command is input from the outside to the arithmetic and
Here, the imaging interval T is a time interval, but may be a moving distance of the focal position accompanying the movement of the
他にも、初期設定では、撮像領域、コンタクトホールを撮像するときのZ方向の撮像開始位置、撮像終了位置などの情報も設定される。ここでは、撮像開始位置Z1から撮像間隔Tでn回の撮像が行われて、最後の撮像位置がZnであるとする。 In addition, in the initial setting, information such as an imaging region, an imaging start position in the Z direction when imaging a contact hole, and an imaging end position are also set. Here, it is assumed that imaging is performed n times at the imaging interval T from the imaging start position Z1, and the last imaging position is Zn.
次に、演算制御装置11は、演算制御装置11が駆動機構7を正逆いずれかの方向に回転させる信号を出力して、駆動機構7の駆動により顕微鏡4を予め設定した初期位置に移動させる。ここで、予め設定した初期位置とは、基板2の表面2aに合焦した状態で、基板表面2aの所定の撮像領域Aを撮像可能な位置とし、初期設定時に定められる。さらに、演算制御装置11は、顕微鏡4が予め設定された初期位置に移動した段階で、レーザーAF機能によって基台3に載置した基板表面2aに焦点を合わせる(S2)。
Next, the arithmetic and
図6は、基板上の一部の撮像領域Aの画像の例を示す図である。撮像領域A内には、配線パターン31と共に、複数(ここでは3つ)のコンタクトホール21が形成されている。図6に示す撮像領域Aの基板表面2aに焦点が合わせられる。撮像領域Aの中には、後述するように、コンタクトホール21の少なくとも中央部を含む指定領域Eiが予め設定されている。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an image of a part of the imaging region A on the substrate. In the imaging region A, a plurality (three in this case) of contact holes 21 are formed together with the
次に、演算制御装置11は、撮像開始位置Z1に対物レンズ4aの焦点位置を移動する(S3)。ここでは、基板表面2aから所定の深さの位置を撮像開始位置Z1とする。撮像開始位置Z1は、基板表面2aから底面部21aに向かってわずかに深い位置に設定される。
Next, the arithmetic and
次に、演算制御装置11は、顕微鏡4を予め設定した移動速度vにて基板2の設置面3aに対して垂直方向であるZ方向に沿って下降移動させ、カメラ5により得られたデジタル画像の取り込みを開始する(S4)。これにより、焦点位置が撮像開始位置Z1から撮像終了位置Znに向けて移動し、この間に、予め設定した撮像間隔T毎に、高さ方向であるZ方向において異なる焦点位置で撮像された、複数のデジタル画像(以下、断層画像という)が得られていく。
Next, the arithmetic and
よって、S4の処理が、基板2上に形成されたテーパー部21bを有するコンタクトホール21の中央部を含む指定領域Eiを設定して、顕微鏡4の焦点位置を基板2の深さ方向に対して相対的に移動しつつ、予め設定した撮像間隔T毎に基板2の表面をカメラ5によって撮像して複数のデジタル画像を取得する画像取得部を構成する。
Therefore, the process of S4 sets the designated region Ei including the center portion of the
そして、カメラ5によって撮像された断層画像は、取込み画像用バッファーメモリ9に保存され(S5)、取込み画像用バッファーメモリ9に保存した断層画像は、モニタ10に表示される(S6)。
The tomographic image captured by the camera 5 is stored in the captured image buffer memory 9 (S5), and the tomographic image stored in the captured
S5の処理の後、図5に示す画像処理が実行される(S6)。演算制御装置11は、断層画像を、処理画像用バッファーメモリ13に保存する(S11)。
After the process of S5, the image process shown in FIG. 5 is executed (S6). The arithmetic and
そして、演算制御装置11は、処理画像用バッファーメモリ12に保存した断層画像と、コンタクトホール21の設計形状の参照画像とのパターンマッチング処理を実行し(S12)、所定のパターンが検出されたか否かを判定する(S13)。すなわち、S13では、基台3上の基板2のおおよその位置を特定し、底面部21aの径を測定するコンタクトホール21が1つでも断層画像内に撮像されているか、及びコンタクトホール21のエッジ幅を測定できる程度に撮像されているかが確認される。
Then, the arithmetic and
設計形状に対応するコンタクトホール21が撮像され、且つコンタクトホール21のエッジが底面部21aの直径wを測定できる程度に撮像されている場合(S13:YES)、演算制御装置11は、図6に示すように、複数のコンタクトホール21に、それぞれ一対のエッジを含むようにエッジ検出領域(指定領域)Ei(図6ではi=1〜3)を設定する(S14)。なお、この指定領域Eiは、コンタクトホール21の設計形状に対するパターンマッチング処理によって設計形状とほぼ等しい位置にコンタクトホール21が形成されていることが確認された場合、この設計形状を基に撮像領域Aの中心Cからの相対位置により、設定することが可能である。
When the
次に、演算制御装置11は、各指定領域Ei(i=1〜3)内の1番目の画像を画像処理手段14で微分処理することによりコントラスト画像に変換した後にエッジの明瞭化を行い、その指定領域Ei内のコントラスト値の算出を行って、エッジの検出を行う(S15)。
Next, the arithmetic and
そして、演算制御装置11は、その指定領域Eiにおける、断層画像のインデックス番号j(最初の場合、j=1)と指定領域番号i(最初の場合、i=1)のエッジのコントラスト値dC(=Contrast[i][j])を取得する(S16)。ここで、インデックス番号jとは、顕微鏡4が撮像開始位置Z1から撮像終了位置Znに向けて下降移動している間に、予め設定した撮像間隔T毎に、順次撮像される断層画像の画像番号を意味する。また、断層画像の撮像時に基板2に対する顕微鏡4の焦点距離が計測機構8により計測されているため、このインデックス番号jによって、断層画像の基板2に対する撮像高さ位置を特定することができる。
Then, the arithmetic and
次に、演算制御装置11は、その指定領域Eiにおけるエッジが一対のエッジとして検出されているか否かを確認する(S17)。このとき、指定領域Eiの一対のエッジにおいて、各エッジの高さ位置がずれているなど、どちらか一方のエッジのコントラスト値が取得され、他方のエッジのコントラスト値が取得不能であった場合には、コンタクトホール21の直径を測定することができなくなる。そのため、指定領域Eiに含まれる一対のエッジのコントラスト値がともに検出されているかが確認される。
Next, the arithmetic and
一対のエッジが検出された場合(S17:YES)、演算制御装置11は、画像処理部13によって一対のエッジの間隔を測定し、コンタクトホール21のエッジ幅dEを取得する(S18)。すなわち、S18の処理が、複数のデジタル画像のそれぞれの指定領域Eiにおいて検出された一対のエッジのエッジ幅を算出するエッジ幅算出部を構成する。
When the pair of edges is detected (S17: YES), the arithmetic and
なお、一対のエッジが検出されなかった場合(S17:NO)、処理は、S19へ移行する。
次に、1つの指定領域Eiのエッジ幅dEを取得した後、指定領域番号iが指定領域数mと一致しているか否かが確認され、全ての指定領域Eiに対してエッジ幅dEの取得を完了しているかが確認される(S19)。指定領域番号iが指定領域数mと一致していない場合には(S19:NO)、まだエッジ幅dEの取得を終えていない指定領域Eiが存在するため、残りの指定領域Eiのエッジのコントラスト値を順次取得し、上記と同様に、一対のエッジを検出すると、エッジ幅dEの取得が実施される(S16〜S18)。
If a pair of edges is not detected (S17: NO), the process proceeds to S19.
Next, after obtaining the edge width dE of one designated area Ei, it is confirmed whether or not the designated area number i matches the designated area number m, and the edge width dE is obtained for all the designated areas Ei. Is confirmed (S19). If the designated area number i does not match the designated area number m (S19: NO), there is a designated area Ei for which the acquisition of the edge width dE has not yet been completed, and therefore the contrast of the edges of the remaining designated area Ei. When the values are sequentially acquired and a pair of edges are detected in the same manner as described above, the edge width dE is acquired (S16 to S18).
そして、1つの断層画像の全ての指定領域Eiに対して処理が終了すると(S19:YES)、次の断層画像を撮像するために、インデックス番号jを1つだけインクリメントする、すなわちj=j+1にする(S8)。
When the processing is completed for all the designated areas Ei of one tomographic image (S19: YES), the index number j is incremented by one in order to capture the next tomographic image, that is, j =
次に、演算制御装置11は、直前に処理した断層画像が撮像終了位置Znにおいて撮像されたか否かを判定する(S9)。直前に処理した断層画像が撮像終了位置Znにおいて撮像されたものでない場合(S9:NO)、処理は、S5に戻り、撮像終了位置Znの断層画像のエッジ幅dEの取得が完了するまで、S5からS8の処理が、実行される。
Next, the arithmetic and
なお、パターンマッチング段階(S12、S13)において、設計形状に対応するコンタクトホール21が断層画像に全く撮像されていない場合やエッジ幅を定できる程度に撮像されていない場合には、この断層画像による検査を終了し、次のインデックス番号jの断層画像の処理に移行する。
In the pattern matching stage (S12, S13), when the
S9でYESの場合、演算制御装置11は、顕微鏡4の焦点位置を撮像開始位置Z1から撮像終了位置Znまで移動して断層画像の撮像操作が完了し、且つ全ての断層画像の処理を終えた段階で、それぞれの断層画像における各指定領域Ei内の一対のエッジのコントラスト値と、それぞれのコントラスト状態で測定されたエッジ幅dEのデータの取得が完了している。
If YES in S9, the arithmetic and
よって、演算制御装置11は、各指定領域Eiにおける一対のエッジのコントラスト値が最大となるデジタル画像の抽出を行って、一対のエッジ幅dEが最小となるデジタル画像を抽出し(S10)、抽出したデジタル画像において測定したエッジ幅dEを底面部21aの直径とする検査結果を出力する(S11)。
Therefore, the arithmetic and
ここで、上述の処理により得られた複数の断層画像の撮像位置と、コンタクトホールのエッジ幅について説明する。
図7は、カメラ5により撮像される複数の断層画像と、Z方向における撮像位置との関係を説明するための図である。対物レンズ4aにより基板2が撮像されるが、顕微鏡4の焦点位置は、撮像開始位置Z1から撮像終了位置Znまで移動する。その結果、撮像開始位置Z1における断層画像CI1から、撮像終了位置Znにおける断層画像CInまでのn枚の断層画像CIが撮像して撮像操作が処理画像用バッファーメモリ13に保存される。
Here, the imaging positions of a plurality of tomographic images obtained by the above-described processing and the edge width of the contact hole will be described.
FIG. 7 is a diagram for explaining a relationship between a plurality of tomographic images captured by the camera 5 and imaging positions in the Z direction. Although the
図8は、顕微鏡4の焦点位置が撮像開始位置Z1から撮像終了位置Znまでの間の途中の位置にあるときに取得されるエッジ幅dEを説明するための図である。図8に示すように、レーザーAF機能によってテーパー部21bのある位置に対物レンズ4aの焦点が合っているとき、S18において算出されるエッジ幅dEは、w1となる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the edge width dE acquired when the focus position of the
撮像開始位置Z1は、Z方向において、基板2上に形成されたコンタクトホール21の底面部21aと基板表面2aとの間に位置し、撮像終了位置Znは、基板表面2aから底面部21aよりもより深い位置である。よって、顕微鏡4の焦点位置が撮像開始位置Z1から撮像終了位置Znまで移動する間に、顕微鏡4の焦点位置は、底面部21aの位置を通る。
The imaging start position Z1 is located between the
図9は、顕微鏡4の焦点位置と、算出されるエッジ幅の関係の例を示すグラフである。図9に示すように、顕微鏡4の焦点位置が撮像開始位置Z1から撮像終了位置Znまで移動する間に算出されて取得されるエッジ幅dEは、焦点位置が基板表面2aから深くなるにつれて小さくなっていくが、焦点位置が底面部21aの位置を過ぎてさらに深い位置になっていくと、エッジ幅dEは、大きくなっている。
FIG. 9 is a graph showing an example of the relationship between the focal position of the
図9では、焦点位置が底面部21aの位置にある撮像位置Zkのときに、エッジ幅dEが最小となっている。すなわち、顕微鏡4の焦点位置がテーパー部21の底面部21aの位置にあるとき、エッジ幅dEは、最も小さくなる。
In FIG. 9, the edge width dE is minimum when the focal position is the imaging position Zk at the position of the
図10は、顕微鏡4の焦点位置が底面部21aの位置にあるときに取得されるエッジ幅dEを説明するための図である。図10に示すように、レーザーAF機能によって底面部21aのある位置に対物レンズ4aの焦点が合っているとき、S18において算出されるエッジ幅dEは、wとなる。
FIG. 10 is a diagram for explaining the edge width dE acquired when the focus position of the
従って、上述した図4のS10とS11で出力されるエッジ幅dEは、コンタクトホール21の底面部21aの直径となる。
Therefore, the edge width dE output in S10 and S11 of FIG. 4 described above is the diameter of the
よって、S11の処理は、エッジ幅算出部であるS18において算出された複数のエッジ幅の中の最小値を、コンタクトホール21の底面部21aの直径の値として、出力する最小エッジ幅出力部を構成する。
Therefore, the processing of S11 is performed by setting the minimum edge width output unit to be output using the minimum value among the plurality of edge widths calculated in S18 as the edge width calculation unit as the value of the diameter of the
以上のように、上述した実施の形態の基板検査装置によれば、基板上に形成されたコンタクトホールの底面部の内径の測定値にバラツキのない安定した測定結果を得ることができる基板検査装置を提供することができる。 As described above, according to the substrate inspection apparatus of the above-described embodiment, the substrate inspection apparatus can obtain a stable measurement result without variation in the measured value of the inner diameter of the bottom surface portion of the contact hole formed on the substrate. Can be provided.
なお、上述した実施の形態では、コンタクトホールの底面部の直径を測定する例を説明したが、テーパー部を有する溝において、溝の底面部の幅を測定する場合にも、上述した基板検査装置は、適用することができる。 In the above-described embodiment, the example of measuring the diameter of the bottom surface portion of the contact hole has been described. However, in the case of measuring the width of the bottom surface portion of the groove in the groove having the tapered portion, the above-described substrate inspection apparatus is also provided. Can be applied.
図11と図12は、基板上の形成された、テーパー部を有する溝を説明するための図である。図11は、基板上の形成された、テーパー部を有する溝の平面図である。図12は、図11のXII−XII線に沿った基板の断面図である。
図11及び図12に示すように、溝41は、所定の深さを有し、中央部に溝に沿った直線状の底面部41aを有し、底面部41aから基板表面2aにかけて両側になだらかな曲面からなるテーパー部41bを有する。底面部41aの幅はwwである。溝を含むように設定した指定領域におけるエッジ幅を、焦点位置をZ方向において変化させながら算出することにより、最も小さいときのエッジ幅を、溝の底面部の幅として測定することができる。
11 and 12 are diagrams for explaining a groove having a tapered portion formed on a substrate. FIG. 11 is a plan view of a groove having a tapered portion formed on a substrate. 12 is a cross-sectional view of the substrate along the line XII-XII in FIG.
As shown in FIGS. 11 and 12, the
よって、図11と図12の場合、最小エッジ幅出力部であるS11は、エッジ幅算出部であるS18において算出された複数のエッジ幅の中の最小値を、溝の底面部の幅の値として出力する。 Therefore, in the case of FIG. 11 and FIG. 12, S11 as the minimum edge width output unit uses the minimum value among the plurality of edge widths calculated in S18 as the edge width calculation unit as the value of the width of the bottom surface of the groove. Output as.
さらになお、上述したコンタクトホール21あるいは溝41において底面部の直径あるいは溝の幅の測定では、最小のエッジ幅dEの値を測定値としているが、上述した基板検査装置1によれば、最小のエッジ幅dEが算出されたときの焦点位置から、底面部の深さも測定することができる。すなわち、S2において検出された基板表面2aの位置と撮像開始位置Z1間の距離と、撮像開始位置Z1と最小エッジ幅dE検出時の焦点位置間の距離とから、コンタクトホール21あるいは溝41の深さを算出することができる。
Further, in the measurement of the diameter of the bottom surface or the width of the groove in the
さらに、底面部を有さない溝、例えば断面形状がV字の溝の場合、溝のもっとも深い位置の深さを測定することもできる。
図13と図14は、基板2上に形成されたV字の溝を説明するための平面図である。図13は、基板上の形成された、テーパー部を有するV字溝の平面図である。図14は、図13のXIV−XIV線に沿った基板の断面図である。
図13及び図14に示すように、溝51は、所定の深さddを有し、溝51の中央部に向かって斜面であるテーパー部51aを有する。溝51の幅はvである。溝を含むように設定した指定領域におけるエッジ幅を、焦点位置をZ方向において変化させながら算出することにより、最も小さいときのエッジ幅(ほとんど0(ゼロ))に対応する、表面2aからの焦点位置までの距離(dd)が、溝51の中央部の深さとして測定することができる。すなわち、S2において検出された基板表面2aの位置と撮像開始位置Z1間の距離と、撮像開始位置Z1と最小エッジ幅dE検出時の焦点位置間の距離とから、溝51の深さを算出することができる。
Further, in the case of a groove having no bottom surface, for example, a groove having a V-shaped cross section, the depth of the deepest position of the groove can be measured.
13 and 14 are plan views for explaining a V-shaped groove formed on the
As shown in FIGS. 13 and 14, the
よって、以上のような場合、S11の処理は、基板2の表面2aから、エッジ幅算出部であるS18において算出された複数のエッジ幅の中の最小値が得られたデジタル画像を撮像したときの焦点位置までの距離値を出力する距離出力部を構成する。そして、その拠利出力部は、コンタクトホール21あるいは溝41の底面部21a、41aの深さの値、又は溝51の深さの値を出力することができる。
Therefore, in the above case, the process of S11 is performed when a digital image in which the minimum value among the plurality of edge widths calculated in S18 as the edge width calculation unit is obtained from the
すなわち、上述した実施の形態の基板検査装置によれば、基板上に形成された窪みあるいは溝のもっとも深い位置の深さの測定値にバラツキのない安定した測定結果を得ることができる基板検査装置も実現することができる。
以上のように、上述した実施の形態によれば、基板上に形成された窪みの内径などの測定値にバラツキのない安定した測定結果を得ることができる基板検査装置を提供することができる。
That is, according to the substrate inspection apparatus of the above-described embodiment, the substrate inspection apparatus can obtain a stable measurement result with no variation in the measured value of the depth of the deepest position of the recess or groove formed on the substrate. Can also be realized.
As described above, according to the above-described embodiment, it is possible to provide a substrate inspection apparatus that can obtain a stable measurement result without variations in measurement values such as the inner diameter of a recess formed on a substrate.
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 基板検査装置、2 基板、2a 基板表面、3 基台、3a 設置面、4 顕微鏡、4a 対物レンズ、5 カメラ、6 支持部材、7 駆動機構、8 計測機構、9 取込み画像用バッファーメモリ装置、10 モニタ、11 演算制御装置、12 処理画像用バッファーメモリ、13 画像処理部、14 ワークメモリ装置、21 コンタクトホール、21a 底面部、21b テーパー部、31 配線パターン、41 溝、41a 底面部、41b テーパー部、51 溝、51a テーパー部。
1 substrate inspection device, 2 substrate, 2a substrate surface, 3 base, 3a installation surface, 4 microscope, 4a objective lens, 5 camera, 6 support member, 7 drive mechanism, 8 measurement mechanism, 9 buffer memory device for captured image, DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記基板上に形成されたテーパー部を有するホール又は溝を含む指定領域を設定して、前記顕微鏡の焦点位置を前記基板の深さ方向に対して相対的に移動しつつ、予め設定した撮像間隔毎に前記基板の表面を前記カメラによって撮像して複数のデジタル画像を取得する画像取得部と、
前記複数のデジタル画像のそれぞれの前記指定領域において検出された一対のエッジのエッジ幅を算出するエッジ幅算出部と、
前記エッジ幅算出部において算出された複数のエッジ幅の中の最小値を、前記ホールの底面部の直径又は前記溝の底面部の幅の値として、出力する最小エッジ幅出力部と、
を有することを特徴とする基板検査装置。 A substrate inspection apparatus for inspecting the substrate using an image of the substrate imaged by a microscope and a camera mounted on the microscope,
An imaging interval is set in advance while setting a designated region including a hole or groove having a tapered portion formed on the substrate, and moving the focal position of the microscope relative to the depth direction of the substrate. An image acquisition unit for acquiring a plurality of digital images by imaging the surface of the substrate with the camera every time;
An edge width calculator that calculates an edge width of a pair of edges detected in each of the designated areas of the plurality of digital images;
A minimum edge width output unit that outputs a minimum value among a plurality of edge widths calculated in the edge width calculation unit as a value of a diameter of a bottom surface part of the hole or a width of a bottom surface part of the groove;
A board inspection apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012268470A JP2014115149A (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Substrate inspection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012268470A JP2014115149A (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Substrate inspection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014115149A true JP2014115149A (en) | 2014-06-26 |
Family
ID=51171310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012268470A Pending JP2014115149A (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Substrate inspection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014115149A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016053545A (en) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 旭硝子株式会社 | Method for inspecting penetration hole |
CN108906655A (en) * | 2018-05-16 | 2018-11-30 | 安徽工程大学 | A kind of threaded hole detection device |
JP2021521742A (en) * | 2018-06-05 | 2021-08-26 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | Methods and devices for absolute and relative measurements using camera focal length |
-
2012
- 2012-12-07 JP JP2012268470A patent/JP2014115149A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016053545A (en) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 旭硝子株式会社 | Method for inspecting penetration hole |
CN108906655A (en) * | 2018-05-16 | 2018-11-30 | 安徽工程大学 | A kind of threaded hole detection device |
JP2021521742A (en) * | 2018-06-05 | 2021-08-26 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | Methods and devices for absolute and relative measurements using camera focal length |
JP7042366B2 (en) | 2018-06-05 | 2022-03-25 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Methods and equipment for absolute and relative measurements using camera focal length |
US11582378B2 (en) | 2018-06-05 | 2023-02-14 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for absolute and relative depth measurements using camera focus distance |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170328842A1 (en) | Defect observation method and defect observation device | |
JP2014063142A (en) | Distance detection device, imaging apparatus, program, recording medium, and distance detection method | |
US8064761B2 (en) | Method to determine auto focus of a digital camera | |
KR20090028255A (en) | Method and apparatus for auto focusing of image capturing | |
JP2010139563A (en) | Focus detector, focusing device, and imaging apparatus | |
JP2014115149A (en) | Substrate inspection device | |
JP2011220932A (en) | Image pickup device | |
JP2009109682A (en) | Automatic focus adjusting device and automatic focus adjusting method | |
JP4773198B2 (en) | Specimen imaging apparatus and specimen analyzer including the same | |
CN109844810A (en) | Image processing method and image processing apparatus | |
JP4534877B2 (en) | Optical sensor device | |
JP2007198761A (en) | Flaw detection method and detector | |
JP2014095631A (en) | Three-dimensional measurement device and three-dimensional measurement method | |
JP2008014646A (en) | Substrate inspection method | |
JP2009222449A (en) | Distance measuring device using lens system | |
JP2019219357A (en) | Imaging apparatus, imaging method, and imaging program | |
JP2008256483A (en) | Shape measuring system | |
JP2013088570A (en) | Microscope apparatus | |
US9658444B2 (en) | Autofocus system and autofocus method for focusing on a surface | |
US8994957B2 (en) | Detection method and detection apparatus | |
WO2016056205A1 (en) | Image acquisition device, image acquisition method, and program | |
KR102058780B1 (en) | A method for auto-focus controlling in a line-scanning confocal microscopy and the apparatus therefor | |
TWI626421B (en) | Apparatus and method of measuring straightness | |
JP2008209295A (en) | Device for measuring size | |
JP4484041B2 (en) | Edge position detection device |