JP2020136368A - 画像生成装置、検査装置及び画像生成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、上述の欠陥検査に用いる撮像画像は、ウェハに形成された欠陥の種類の判定にも用いられている。欠陥の種類と欠陥の発生原因には相関があるため、上述のように欠陥の種類を判定し、その判定結果に基づく欠陥の原因の推定等が行われている。
撮像ユニット23は、図3に示すようにケーシング110を有している。ケーシング110内には、図4に示すようにウェハWを載置する載置台120が設けられている。この載置台120は、モータなどの回転駆動部121によって、回転、停止が自在である。ケーシング110の底面には、ケーシング110内の一端側(図4中のX方向負方向側)から他端側(図4中のX方向正方向側)まで延伸するガイドレール122が設けられている。載置台120と回転駆動部121は、ガイドレール122上に設けられ、駆動部123によってガイドレール122に沿って移動できる。
なお、以下では、ウェハ表面全体の画像データを基板画像といい、基板画像のうち撮像により得られたものを撮像画像という。また、検査対象ウェハWに係る基板画像及び撮像画像を検査対象の基板画像及び撮像画像と省略することがある。
制御部24は、例えばCPUやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、基板処理装置2における各種処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、基板撮像画像に基づく欠陥検査処理を実現するためのプログラムも格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部24にインストールされたものであってもよい。プラグラムの一部または全ては専用ハードウェア(回路基板)で実現してもよい。
また、モデル取得部301での上記識別モデルの取得に用いられる機械学習は、例えばディープラーニングであり、より具体的には、学習のアルゴリズムとして、CNN(Convolutional Neural Network)が用いられる。学習の手法としては、教師有り学習が用いられる。モデル取得部301による枠パターン識別モデルの機械学習の詳細は後述する。
領域推定部321は、モデル取得部301で事前に取得された枠パターン識別モデルに基づいて、検査対象の撮像画像における、枠パターンPに相当する領域を推定する。具体的には、領域推定部321は、検査対象の撮像画像の各画素について、枠パターン識別モデルに基づいて、当該画素が枠パターンに相当する画素(枠パターン画素)であるか、当該画素が枠パターンではない部位に相当する画素(背景画素)であるかを判定する2クラス分類部321aを有する。2クラス分類部321aの詳細は後述する。そして、領域推定部321は、2クラス分類部321aでの判定結果に基づいて、枠パターンPに相当する領域(枠領域)、それ以外の領域(背景領域)を推定する。
なお、ディープラーニングを用いた方法では、例えば、検査用の基板画像の特徴量と、代表欠陥基板画像の特徴量とを、ディープラーニングを用いて抽出し、似た特徴量を有する代表欠陥基板画像を、検査用の基板画像に類似する基板画像として抽出する。より具体的には、畳み込みニューラルネットワークにおける出力層の直前の全結合層の出力を特徴ベクトルとしたときに、検査用の基板画像の特徴ベクトルに対するユークリッド距離が最も小さい特徴ベクトルを有する代表欠陥基板画像を、上記類似する基板画像として抽出する。
そして、モデル取得部301により、記憶部304に記憶された上記データセットを用いて、ディープラーニングによる枠パターン識別モデルの学習が行われる。枠パターン識別モデルの学習結果、すなわち、学習により取得された枠パターン識別モデルは記憶部304に記憶される。このようにして、枠パターン識別モデルが事前に取得される。
そして、判定部303による、欠陥の種類の判定結果が、表示部31に表示される。
なお、検査対象の撮像画像に、撮像ユニット23の撮像環境毎に固有なパターンが含まれることがある。本実施形態によれば、この撮像ユニット23の撮像環境毎に固有なパターンも除去することができる。
また、本実施形態における欠陥とは、レジスト膜等の塗布膜における所定形状を有していない部分、ウェハW上の傷及びウェハW上の異物の少なくともいずれか1つである。
上記所定の係数とは、フィルタF1の画素とフィルタF2の画素との組み合わせ毎に学習によって決められた値である。より具体的には、教示有り(正解ラベル付き)学習を重ねていくことにより決定される。
また、上記所定の演算としては、例えば前記加算値Iを入力とするシグモイド関数を用いた演算が挙げられる。こうして畳み込み処理が行われ、フィルタF2におけるn×nの各画素(1、1)〜(n、n)の画素値が求められる。
フィルタF3における画素値であるf3(i、j)もフィルタF2における各画素の画素値を用いて同様にして計算され、順次同様にして各フィルタにおける画素値が計算され、最終段のフィルタFmにおける各画素値が求められる。
そして、モデル取得部301は、上述のような演算処理を、枠無し画像セットS1の全ての枠無し画像S11と枠有り画像セットS2の全ての枠有り画像S21について行うことで、画素毎のパターン識別モデルを学習する。
この2クラス分類部321aは、例えば、SVM(Support
Vector Machine)を実行するソフトウェアにより実現される。
(1)基板の欠陥に関する検査用の基板画像を生成する画像生成装置であって、
基板の表面には、当該基板に対する処理レシピの種類毎に固有なパターンである枠パターンが形成されており、
当該画像生成装置は、
事前の機械学習により得られた、基板画像に含まれる前記枠パターンの画像を識別する識別モデルに基づいて、検査対象の基板画像における、前記枠パターンに相当する領域を推定する領域推定部と、
前記領域推定部による推定結果に基づいて、前記検査対象の基板画像から前記枠パターンの画像を消去し、検査用の基板画像を生成する消去処理部と、を有する、画像生成装置。
前記(1)によれば、事前の機械学習により得られた識別モデルを用いて、検査対象の撮像画像における、枠パターンに相当する領域を推定し、その推定結果に基づいて、検査対象の撮像画像から枠パターンの画像を消去した検査用の基板画像を生成することができる。したがって、検査用の基板画像には枠パターンの種類によらず当該枠パターンの画像が含まれないため、検査用の基板画像中の欠陥に相当する部分の認識精度を向上させることができる。
前記(3)によれば、正確な識別モデルを取得することができる。
前記判定部は、機械学習を用いて前記欠陥の種類を判定する、前記(1)〜(6)のいずれか1に記載の検査装置。
基板の表面には、当該基板に対する処理レシピの種類毎に固有なパターンである枠パターンが形成されており、
当該画像生成方法は、
事前の機械学習により得られた、基板画像に含まれる前記枠パターンの画像を識別する識別モデルに基づいて、検査対象の基板画像における、前記枠パターンに相当する領域を推定する領域推定工程と、
前記領域推定工程での推定結果に基づいて、前記検査対象基板の基板画像から前記枠パターンの画像を消去し、検査用の基板画像を生成する消去処理工程と、を含む、画像生成方法。
32 制御部
321 領域推定部
322 消去処理部
P 枠パターン
W ウェハ
Claims (8)
- 基板の欠陥に関する検査用の基板画像を生成する画像生成装置であって、
基板の表面には、当該基板に対する処理レシピの種類毎に固有なパターンである枠パターンが形成されており、
当該画像生成装置は、
事前の機械学習により得られた、基板画像に含まれる前記枠パターンの画像を識別する識別モデルに基づいて、検査対象の基板画像における、前記枠パターンに相当する領域を推定する領域推定部と、
前記領域推定部による推定結果に基づいて、前記検査対象の基板画像から前記枠パターンの画像を消去し、検査用の基板画像を生成する消去処理部と、を有する、画像生成装置。 - 基板画像と当該基板画像における前記枠パターンの画像の有無の情報とを含むデータセットを用いた、前記事前の機械学習により、前記識別モデルを取得する、モデル取得部をさらに有する、請求項1に記載の画像生成装置。
- 前記データセットに含まれる基板画像は、前記枠パターンが形成されておらず欠陥を有する基板に係る基板画像である枠無し基板画像と、既知の枠パターンを有し欠陥が形成されていない基板に係る基板画像に前記枠無し基板画像を合成した基板画像である枠有り画像と、の両方を含む、請求項2に記載の画像生成装置。
- 前記枠パターンは、半導体装置が形成されない領域、前記半導体装置間の境界線及び前記半導体装置の表面上のパターンの少なくともいずれか1つである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像生成装置。
- 前記欠陥は、塗布膜における所定形状を有していない部分、基板上の傷及び基板上の異物の少なくともいずれか1つである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像生成装置。
- 前記事前の機械学習は、ディープラーニングである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像生成装置。
- 前記検査用の基板画像に基づいて、検査対象基板に形成された欠陥の種類を判定する判定部を有する検査装置として構成され、
前記判定部は、機械学習を用いて前記欠陥の種類を判定する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像生成装置。 - 基板の欠陥に関する検査用の基板画像を生成する画像生成方法であって、
基板の表面には、当該基板に対する処理レシピの種類毎に固有なパターンである枠パターンが形成されており、
当該画像生成方法は、
事前の機械学習により得られた、基板画像に含まれる前記枠パターンの画像を識別する識別モデルに基づいて、検査対象の基板画像における、前記枠パターンに相当する領域を推定する領域推定工程と、
前記領域推定工程での推定結果に基づいて、前記検査対象の基板画像から前記枠パターンの画像を消去し、検査用の基板画像を生成する消去処理工程と、を含む、画像生成方法。
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