JP2016219746A - 検査装置および基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)基板処理装置の全体構成
図1は、第1の実施の形態に係る基板処理装置100の構成を示す模式的平面図である。図1および図2以降の所定の図には、位置関係を明確にするために互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向を示す矢印を付している。X方向およびY方向は水平面内で互いに直交し、Z方向は鉛直方向に相当する。
図5および図6は、検査ユニットIPの構成について説明するための模式的側面図および模式的斜視図である。図5に示すように、検査ユニットIPは、保持回転部51、照明部52、反射ミラー53およびCCDラインセンサ54を含む。
基板Wの表面画像のうち正常な部分の明るさは、例えば欠陥のないサンプル基板の表面画像データに基づいて知ることができる。図8は、欠陥のないサンプル基板の表面画像を示す図である。図8の表面画像SD2では、網目状のレジストパターンRPを含む基板Wの表面構造が表される。ここで、基板Wの表面構造は、欠陥ではなく、回路パターンおよびレジストパターン等の正常に形成された構造を意味する。本例において、表面画像SD2の明るさは、各画素の階調値によって表される。階調値が大きいほど画素が明るい。
図14は、対応関係補正処理のフローチャートである。図15〜図18は、図14の対応関係補正処理の各処理の内容を概念的に説明するための図である。本例においては、図1の制御部114が対応関係補正処理を行う。ここで、上記の検査ユニットIPにより得られる基板Wの表面画像は複数の単位画像を含む。単位画像は、予め定められた寸法を有する。
y’=(y−Y0)/(Y1−Y0) …(3)
また、ずれ量P00,P10,P11,P01に対する係数K00,K10,K11,K01は、それぞれ下記式(4),(5),(6),(7)で表すことができる。
K10=(1−x’)×y’ …(5)
K11=x’×y’ …(6)
K01=x’×(1−y’) …(7)
座標(x,y)におけるずれ量Pは、下記式(8)で表される。
上記式(2)〜(8)を用いて表面画像SD2上の全ての画素についてずれ量を算出した後、図14に示すように、制御部114は、算出された画素ごとのずれ量に基づいてサンプル基板および検査基板Wの表面画像データの画素の対応関係を補正する(ステップS103)。
一致許容割合APは、例えば10%程度に設定される。
図1〜図4を参照しながら基板処理装置100の動作を説明する。インデクサブロック11のキャリア載置部111(図1)には、未処理の基板Wが収容されたキャリア113が載置される。搬送機構115は、キャリア113から基板載置部PASS1,PASS3(図4)に未処理の基板Wを搬送する。また、搬送機構115は、基板載置部PASS2,PASS4(図4)に載置された処理済みの基板Wをキャリア113に搬送する。
上記の欠陥判定処理においては、外観上の欠陥がないサンプル基板の表面画像データが取得され、検査基板Wの表面画像データが取得される。検査基板Wの正常な部分については、検査基板Wおよびサンプル基板の表面画像データの互いに対応する画素の階調値の差分は小さい。一方、欠陥の部分に対応する画素については、上記の差分は大きい。そのため、欠陥の部分に対応する画素の階調値が正常な部分に対応する画素の階調値に近い場合でも、欠陥の部分に対応する上記の差分は正常な部分に対応する上記の差分に比べて大きくなる。
第2の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第1の実施の形態に係る基板処理装置100と同じ構成および動作を有する。
第1の実施の形態においては、対応関係補正処理のステップS101において互いに対応する位置にある第1および第2の単位画像1U,2Uの相対的なずれ量が、上記の一致度に基づいて検出される。
本実施の形態では、対応関係補正処理が行われる前にサンプル基板および検査基板Wの表面画像データにそれぞれ強調処理が行われる。それにより、サンプル基板および検査基板の正常な表面構造を正確に識別することが可能になる。その結果、後続のステップS15の対応関係補正処理においてずれ量の誤検出が防止される。
第3の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第1の実施の形態に係る基板処理装置100と同じ構成および動作を有する。
第1の実施の形態においては、対応関係補正処理のステップS102において、サンプル基板および検査基板Wの表面画像SD2,SD3の画素ごとの相対的なずれ量が算出される。しかしながら、ノイズまたは外乱等の影響により、一部のずれ量が誤って算出される可能性がある。ある画素について誤って算出されるずれ量は、当該画素を取り囲む画素について算出されるずれ量に対して大きく異なると考えられる。そこで、本実施の形態に係る基板処理装置においては、対応関係補正処理においてずれ量最適化処理が行われる。
ずれ量最適化処理の詳細を説明する。図22および図23は、ずれ量最適化処理のフローチャートである。図24は、ずれ量最適化処理により最適化される複数の画素のずれ量の状態を示す図である。以下の説明において、Nは表面画像SD2の全画素数である。また、変数iはN以下の自然数であり、変数kは0以上の整数である。
本実施の形態では、対応関係補正処理において、ステップS102の処理で誤って算出されたずれ量がずれ量最適化処理により最適化される。それにより、サンプル基板および検査基板Wの表面画像SD2,SD3の画素の対応関係が適切に補正される。したがって、検査基板Wの外観上の欠陥を高い精度で検出することが可能になる。
第4の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第1の実施の形態に係る基板処理装置100と同じ構成および動作を有する。本実施の形態に係る基板処理装置においては、制御部114(図1)が、上記の欠陥判定処理においてモアレ除去処理を実行する。以下、モアレ除去処理について説明する。
欠陥判定処理において、ステップS12,S14により生成される表面画像SD2,SD3には、モアレ(干渉縞)が生じることがある。図25は、表面画像SD2に生じるモアレを模式的に示す図である。図25では、サンプル基板の表面画像SD2上に複数(本例では2つ)のモアレが生じている例が示される。図25の各モアレは、扇形状を有し、明るさが周方向に連続的に変化する。
本実施の形態では、欠陥判定処理時に、サンプル基板の表面画像SD2からモアレを除去するためのモアレ除去処理が行われるとともに、検査基板Wの表面画像SD3からモアレを除去するためのモアレ除去処理が行われる。本例においては、図1の制御部114がモアレ除去処理を行う。
図29は、第4の実施の形態に係る欠陥判定処理の一部を示すフローチャートである。図29に示すように、制御部114は、第1の実施の形態と同様にステップS11〜S15の処理を行った後、サンプル基板の表面画像SD2のモアレ除去処理を行う(ステップS301)。続いて、制御部114は、検査基板Wの表面画像SD3のモアレ除去処理を行う(ステップS302)。その後、制御部114は、モアレ除去処理が行われた表面画像SD2,SD3に基づいて、図11のステップS16以降の処理を行う。
本実施の形態では、サンプル基板の表面画像SD2および検査基板Wの表面画像SD3についてモアレ除去処理が行われる。モアレ除去処理では、取得された表面画像データが平滑化され、平滑化前の表面画像データの各画素の階調値から平滑化後の表面画像データの各画素の階調値が減算される。それにより、モアレが除去された修正画像データが生成される。その修正画像データに基づいて、モアレが除去された表面画像SD2,SD3が得られる。
第5の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第1の実施の形態に係る基板処理装置100と同じ構成および動作を有する。
上記の代表値G’(a,b)は、検査基板Wにおける座標(a,b)の画素について、対応関係に1画素分のずれが生じた状態で算出される可能性がある差分画像データの階調値を代表する。
(1)上記実施の形態では、欠陥判定処理のステップS18において、判定画像データの各画素の階調値が許容範囲外にある場合に検査基板Wに外観上の欠陥があると判定されるが、本発明はこれに限らない。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
1UC 中心画素
2U 第2の単位画像
11 インデクサブロック
12 第1の処理ブロック
13 第2の処理ブロック
14 インターフェイスブロック
14A 洗浄乾燥処理ブロック
14B 搬入搬出ブロック
15 露光装置
51 保持回転部
52 照明部
53 反射ミラー
54 CCDラインセンサ
100 基板処理装置
112,122,132,163 搬送部
114 制御部
121 塗布処理部
123,133 熱処理部
127,128,137,138 搬送機構
129 塗布処理ユニット
131 塗布現像処理部
132 搬送部
139 現像処理ユニット
161,162 洗浄乾燥処理部
163 搬送部
511 スピンチャック
512 回転軸
513 モータ
AA 領域
IP 検査ユニット
DP 欠陥
RP,RP1,RP2 レジストパターン
RR 半径領域
SD1〜SD6 表面画像
W 基板
Claims (15)
- 基板の外観検査を行う検査装置であって、
外観上の欠陥がない基板の第1の画像を示す画像データを第1の画像データとして取得するとともに、検査すべき基板を撮像することにより前記検査すべき基板の第2の画像を示す画像データを第2の画像データとして取得する画像データ取得部と、
前記第1および第2の画像データの画素の対応関係を補正する補正部と、
前記補正部により補正された対応関係に基づいて前記画像データ取得部により取得された第1および第2の画像データの互いに対応する画素について階調値の差分に関する値を差分情報として算出し、算出された各差分情報が予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいて前記検査すべき基板に外観上の欠陥があるか否かを判定する判定部とを備え、
前記第1の画像は、複数の第1の単位画像により構成され、
前記第1の画像データは、前記複数の第1の単位画像をそれぞれ示す複数の第1の単位画像データを含み、
前記第2の画像は、複数の第2の単位画像により構成され、
前記第2の画像データは、前記複数の第2の単位画像をそれぞれ示す複数の第2の単位画像データを含み、
前記補正部は、互いに対応する位置にある第1および第2の単位画像の第1および第2の単位画像データを比較することにより当該第1および第2の単位画像の相対的なずれ量を検出し、前記複数の第1および第2の単位画像について検出された複数のずれ量に基づいて前記第1および第2の画像の画素ごとのずれ量を算出し、算出された画素ごとのずれ量に基づいて前記第1および第2の画像データの画素の対応関係を前記ずれが解消されるように補正する、検査装置。 - 前記判定部は、前記差分情報が前記許容範囲外にある画素に基づいて基板の外観上の欠陥を検出する、請求項1記載の検査装置。
- 前記補正部は、
互いに対応する位置にある第1および第2の単位画像について、一方の単位画像に対して他方の単位画像を移動させつつ互いに対応する位置にある画素の階調値の差分に基づいて一方の単位画像データと他方の単位画像データとの一致の度合いを示す一致度を複数算出し、
算出された一致度が最も高くなるときの前記他方の単位画像の移動量を当該第1および第2の単位画像の相対的なずれ量として検出する、請求項1または2記載の検査装置。 - 前記補正部は、
互いに対応する位置にある第1および第2の単位画像について、一方の単位画像に対して他方の単位画像を移動させつつ互いに対応する位置にある画素の階調値の差分に基づいて一方の単位画像データと他方の単位画像データとの一致の度合いを示す一致度を複数算出し、
算出された一致度のばらつきの大きさが予め定められたしきい値よりも大きい場合に、前記一致度が予め定められた一致度の範囲内にありかつ前記ずれ量が最小となるときの前記他方の単位画像の移動量を当該第1および第2の単位画像の相対的なずれ量として検出し、
算出された一致度のばらつきの大きさが予め定められたしきい値以下である場合に、当該第1および第2の単位画像の相対的なずれ量を当該第1および第2の単位画像に隣り合う第1および第2の単位画像について検出されたずれ量に基づいて補間する、請求項1または2記載の検査装置。 - 前記複数の第1および第2の単位画像の各々は、当該単位画像における予め定められた位置にある代表画素を含み、
前記補正部は、前記複数の第1および第2の単位画像の各々について検出された相対的なずれ量を前記複数の第1および第2の単位画像の各々の代表画素の相対的なずれ量として決定し、決定された代表画素ごとのずれ量に基づいて前記第1および第2の画像のうち前記複数の代表画素を除く画素のずれ量を補間する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の検査装置。 - 前記第1および第2の画像のコントラストが予め定められた条件で強調されるように前記第1および第2の画像データに強調処理を行う強調処理部をさらに備え、
前記補正部は、前記強調処理部により強調処理が行われた第1および第2の単位画像データを比較することにより当該第1および第2の単位画像の相対的なずれ量を検出する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の検査装置。 - 前記補正部により算出された画素ごとのずれ量を最適化する最適化処理部をさらに備え、
前記最適化処理部は、各画素について算出されたずれ量と当該画素を取り囲む複数の画素の補正量との差分を算出するとともに、算出結果に基づいて当該画素を補間対象とするか否かを判定し、補間対象とされた1または複数の画素の各々について当該画素を取り囲む画素のうち補間対象とされていない1または複数の画素について算出されたずれ量に基づいて当該画素のずれ量を決定し、
前記補正部は、前記最適化処理部により最適化された画素ごとのずれ量に基づいて前記対応関係の補正を行う、請求項1〜6のいずれか一項に記載の検査装置。 - 前記差分情報は、前記第1および第2の画像データの互いに対応する画素についての階調値の差分の値に一定値を加算することにより得られる値を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の検査装置。
- 前記判定部は、前記許容範囲外にある差分情報の個数が予め定められた数以上である場合に前記検査すべき基板に外観上の欠陥があると判定する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の検査装置。
- 前記判定部は、前記第1の画像データの平滑化を行い、平滑化前の第1の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第1の画像データの各画素の階調値を減算することにより第1の修正画像データを生成するとともに、前記第2の画像データの平滑化を行い、平滑化前の第2の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第2の画像データの各画素の階調値を減算することにより第2の修正画像データを生成し、前記補正部により補正された対応関係に基づいて生成された第1および第2の修正画像データの対応する画素についての階調値の差分を前記第1および第2の画像データの互いに対応する画素についての前記差分情報として算出する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の検査装置。
- 前記判定部は、移動平均フィルタ処理により前記第1および第2の画像データの平滑化を行う、請求項10記載の検査装置。
- 前記判定部は、平滑化後の第1および第2の画像データがモアレに起因する階調変化を含みかつ外観上の欠陥および正常な表面構造に起因する階調変化を含まないように、前記第1および第2の画像データの平滑化を行う、請求項10または11記載の検査装置。
- 基板を保持しつつ回転させる基板保持回転装置をさらに備え、
前記画像データ取得部は、
前記基板保持回転装置により回転される基板の半径方向に沿った半径領域に光を照射する照明部と、
基板の前記半径領域で反射される光を受光するラインセンサとを含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の検査装置。 - 基板に露光処理を行う露光装置に隣接するように配置される基板処理装置であって、
前記露光装置による露光処理前に、基板上に感光性膜を形成する膜形成ユニットと、
前記露光装置による露光処理後に、基板上の感光性膜に現像処理を行う現像処理ユニットと、
前記膜形成ユニットによる感光性膜の形成後の基板の外観検査を行う請求項1〜13のいずれか一項に記載の検査装置とを備えた、基板処理装置。 - 前記検査装置は、前記膜形成ユニットによる感光性膜の形成後でかつ前記現像処理ユニットによる現像処理後の基板の外観検査を行う、請求項14記載の基板処理装置。
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