JP4872438B2 - Inspection device, inspection method, and inspection processing program - Google Patents
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Description
本発明は、ウェハ等の被検査体における露光ムラや塗布ムラ等を検査する検査装置等の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field such as an inspection apparatus that inspects exposure unevenness, coating unevenness, and the like on an inspection object such as a wafer.
CCD又はCMOS等の撮像素子デバイスに用いられるオンチップカラーフィルタの製造においては、例えば、半導体ウェハ(例えばSi基板)上に塗布された平坦化膜上にレジスト(カラーレジストともいう。)を塗布し、その後、当該塗布されたレジストを露光(例えば、ウェハ上を領域分割して、分割露光を行う、以下同じ)し、その後、現像する。これにより、平坦化膜上に所望のカラーフィルターパターン、すなわち第1のオンチップカラーフィルタ(1色目、例えばグリーン)が形成される。 In the manufacture of an on-chip color filter used for an image sensor device such as a CCD or CMOS, for example, a resist (also referred to as a color resist) is applied on a planarizing film applied on a semiconductor wafer (for example, a Si substrate). Then, the coated resist is exposed (for example, the wafer is divided into regions and divided exposure is performed, the same applies hereinafter), and then developed. Thereby, a desired color filter pattern, that is, a first on-chip color filter (first color, for example, green) is formed on the planarizing film.
その後、更に、平坦化膜上にレジストを塗布し、これを露光し現像する。これにより、平坦化膜上に所望のカラーフィルターパターン、すなわち第2のオンチップカラーフィルタ(2色目、例えばレッド)が形成される。 Thereafter, a resist is further applied on the planarizing film, and this is exposed and developed. Thereby, a desired color filter pattern, that is, a second on-chip color filter (second color, for example, red) is formed on the planarizing film.
その後、更に、平坦化膜の上にレジストを塗布し、このレジストを露光し現像する。これにより、平坦化膜上に所望のカラーフィルターパターン、すなわち第3のオンチップカラーフィルタ(3色目、例えばブルー)が形成される。 Thereafter, a resist is further applied on the planarizing film, and the resist is exposed and developed. Thereby, a desired color filter pattern, that is, a third on-chip color filter (third color, for example, blue) is formed on the planarizing film.
このようなレジスト等の薄膜塗布工程では、塗布(膜厚)ムラ(膜厚が不均一)が生じ、分割露光工程では、露光ムラが生じ、これらのムラは、製品の品質を悪くするため、これらのムラが生じないように、従来から様々な提案がなされている。 In such a thin film coating process such as resist, coating (film thickness) unevenness (non-uniform film thickness) occurs, and in the divided exposure process, exposure unevenness occurs, and these unevenness deteriorates the quality of the product, Conventionally, various proposals have been made so as not to cause such unevenness.
一方で、従来より、ダイコート法やスピンコート法で塗布される薄膜の膜厚ムラを可視化または検査方法がいくつか提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
しかしながら、従来の検査方法では、上述したようなムラは感応不良であるため、定量的な評価が困難であった。 However, in the conventional inspection method, since the unevenness as described above is insensitive, it has been difficult to quantitatively evaluate.
また、従来の検査方法では、可視化は人が当該ムラを認識しやすいコントラストに画像を強調し、表示するのみの技術であり、一般的なムラ検査は周囲とのコントラストの異なる領域を抽出する技術で、ムラの強さを評価するものではなかった。 Further, in the conventional inspection method, visualization is a technology that only emphasizes and displays an image with a contrast that makes it easy for a person to recognize the unevenness, and general unevenness inspection is a technology that extracts a region having a different contrast with the surroundings. However, it did not evaluate the strength of unevenness.
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、被検査体におけるムラの定量的な評価等が可能な検査装置、検査方法、及び検査処理プログラムを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus, an inspection method, and an inspection processing program capable of quantitatively evaluating unevenness in an object to be inspected.
上記課題を解決すべく、請求項1に記載の発明は、ウェハの表面における塗布ムラを検査する検査装置であって、前記ウェハの表面を撮影した表面画像のデータを取得する画像取得手段と、前記取得した表面画像のデータを極座標変換する極座標変換手段と、前記極座標変換された表面画像上の複数の領域内における各画素の輝度の平均値を算出する輝度平均値算出手段と、前記極座標変換された表面画像を、前記複数の領域を含む大領域に分割する領域分割手段と、前記分割された大領域内に含まれる各領域の輝度の平均値のうちから輝度最大値と輝度最小値を、前記分割された大領域毎に求め、当該輝度最大値と輝度最小値とから前記大領域毎のコントラストを表す値を算出するコントラスト算出手段と、前記コントラストを表す値を提示する提示手段と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の検査装置において、前記極座標変換された表面画像に対して、前記極座標系において帯状の検査除外領域と、検査領域とを区別して設定する検査除外領域設定手段を更に備え、前記輝度平均値算出手段が、前記除外検査領域を除外して、前記極座標変換された表面画像上の複数の領域における前記輝度の平均値を算出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the inspection apparatus according to the first aspect of the present invention, for the surface image that has been subjected to the polar coordinate conversion, a band-shaped inspection exclusion region and an inspection region are set separately in the polar coordinate system. Further comprising an exclusion area setting means, wherein the luminance average value calculation means excludes the exclusion inspection area and calculates the average value of the luminance in a plurality of areas on the polar coordinate-converted surface image. To do.
請求項3に記載の発明は、チップが形成されたウェハの表面における露光ムラを検査する検査装置であって、前記ウェハの表面を撮影した表面画像のデータを取得する画像取得手段と、前記表面画像上の複数のチップ内における各画素の輝度の平均値を算出する輝度平均値算出手段と、前記表面画像を、前記複数のチップを含む大領域であって露光単位毎の大領域に分割する領域分割手段と、前記分割された大領域内に含まれる各チップの輝度の平均値のうちから輝度最大値と輝度最小値を、前記分割された大領域毎に求め、当該輝度最大値と輝度最小値とから前記大領域毎のコントラストを表す値を算出するコントラスト算出手段と、前記コントラストを表す値を提示する提示手段と、を備えることを特徴とする。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載の検査装置において、前記大領域毎の前記コントラストを表す値の平均値を算出するコントラスト平均値算出手段を更に備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the inspection apparatus according to any one of the first to third aspects further includes a contrast average value calculating unit that calculates an average value of the values representing the contrast for each large region. It is characterized by that.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れか一項に記載の検査装置において、前記コントラストを表す値、又はその平均値が閾値を越えたか否かを判定する不良判定手段を更に備え、前記提示手段は、前記閾値を越えた場合には、不良である旨を提示することを特徴とする。
Invention according to
請求項6に記載の検査処理プログラムの発明は、コンピュータを、請求項1乃至5の何れか一項に記載の検査装置として機能させることを特徴とする検査処理プログラム。
The invention of an inspection processing program according to
請求項7に記載の発明は、ウェハの表面における塗布ムラを検査する検査方法であって、前記ウェハの表面を撮影した表面画像のデータを取得する画像取得工程と、前記取得した表面画像のデータを極座標変換する極座標変換工程と、前記極座標変換された表面画像上の複数の領域内における各画素の輝度の平均値を算出する輝度平均値算出工程と、前記極座標変換された表面画像を、前記複数の領域を含む大領域に分割する領域分割工程と、前記分割された大領域内に含まれる各領域の輝度の平均値のうちから輝度最大値と輝度最小値を、前記分割された大領域毎に求め、当該輝度最大値と輝度最小値とから前記大領域毎のコントラストを表す値を算出するコントラスト算出工程と、前記コントラストを表す値を提示する提示工程と、を含むことを特徴とする。
The invention according to
本発明によれば、被検査体の表面を撮影した表面画像のデータを取得し、当該表面画像上の複数の領域における輝度値を算出し、当該輝度値に基づいて、当該領域内におけるコントラストを表す値を算出し、当該コントラストを表す値を提示するように構成したので、検査者は、被検査体におけるムラの強さ(度合い)を数値で確認することができ、したがって、被検査体におけるムラの定量的な評価等を行うことができる。 According to the present invention, surface image data obtained by photographing the surface of the object to be inspected is obtained, luminance values in a plurality of regions on the surface image are calculated, and the contrast in the region is calculated based on the luminance values. Since the value representing the contrast is calculated and the value representing the contrast is configured to be presented, the inspector can confirm the intensity (degree) of unevenness in the object to be inspected numerically. Quantitative evaluation of unevenness can be performed.
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、被検査体におけるムラ等を検査する検査システムに対して本発明を適用し、被検査体としてオンチップカラーフィルタを形成するウェハを適用した場合の実施形態である。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is an embodiment in which the present invention is applied to an inspection system for inspecting unevenness or the like in an object to be inspected, and a wafer for forming an on-chip color filter is applied as the object to be inspected. is there.
先ず、図1及び図2を参照して、本実施形態に係る検査システムの構成及び機能について説明する。 First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the structure and function of the test | inspection system which concern on this embodiment are demonstrated.
図1は、本実施形態に係る検査システムの外観例を示す図であり、図2は、検査システムに含まれる制御装置1おける主要部分の機能ブロック例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the appearance of an inspection system according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing an example of functional blocks of main parts in a
図1に示す検査システムSは、制御装置1、表示部(ディスプレイを有する)2、光源(例えば、メタルハライドランプ)3、光ファイバ4、照明(投光)部(例えば、石英ロッド)5、感光波長カットフィルタ6、ラインセンサカメラ(撮影手段)7、バンドパスフィルタ8、及びステージ(ワーク搬送ステージ)9等を備えて構成されている。
An inspection system S shown in FIG. 1 includes a
制御装置1には、表示部2、光源3、ラインセンサカメラ7、及びステージ9等が専用ケーブルにより電気的に接続されており、当該制御装置1は、これらの構成要素を制御すると共に、本発明の検査装置としても機能するようになっている。なお、光源3には、光ファイバ4を介して照明部5が接続されている。
A
そして、検査システムSは、制御装置1(制御部11)の制御の下、ステージ9上に載置された被検査体としてのウェハWの表面に対して照明(投光)部5により光を照射(必要に応じて感光波長カットフィルタ6を介す)しつつ、ラインセンサカメラ7により当該表面を撮影(バンドパスフィルタ8を介して撮像)して、その表面画像のデータを、制御装置1に備える画像処理部12により取得するようになっている。なお、図2に示すフィルタ切替部15は、制御装置1の制御の下、バンドパスフィルタ8における複数のフィルタ(例えば、異なる単光を取り出すフィルタ等)を切り替えるようになっている。
Then, under the control of the control device 1 (control unit 11), the inspection system S emits light from the illumination (light projection)
また、制御装置1は、図2に示す制御部11及び画像処理部12、更には、図示しない、上記表面画像のデータ、各種設定データ、OS(オペレーティングシステム)及びアプリケーションプログラム(本発明の検査処理プログラムを含む)を記憶する記憶部(例えば、ハードディスク、ROM、作業用RAM、ビデオRAM等を備える)、及び、検査者(オペレータ)からの操作指示を入力し、その指示信号を制御部11又は画像処理部12に出力する操作部(例えば、キーボード、マウス等)を備えている。
Further, the
そして、画像処理部12は、CPUを主体として構成され、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより、本発明における画像取得手段、コントラスト算出手段、領域分割手段、コントラスト平均値算出手段、不良判定手段、及び提示手段等として機能し、後述する、ウェハW上へのレジスト、保護膜等の薄膜塗布工程で生じた塗布(膜厚)ムラを判定する塗布(膜厚)ムラ判定処理、及び分割露光工程で生じた露光ムラを判定する露光ムラ判定処理を実行するようになっている。
The
次に、本実施形態に係る検査システムSの動作について説明する。 Next, the operation of the inspection system S according to the present embodiment will be described.
(1.露光ムラ判定処理)
先ず、図3乃至図6等を参照して、露光ムラ判定処理について説明する。
(1. Exposure unevenness determination processing)
First, the exposure unevenness determination process will be described with reference to FIGS.
図3及び図4は、画像処理部12における露光ムラ判定処理を示すフローチャートであり、図3は、ウェハW上における露光単位毎の判定処理を示し、図4は、ウェハW全体の判定処理を示す。また、図5は、ウェハW上に形成された複数のチップCを示す図であり、図6は、各ステップにおける処理の詳細を説明するための図である。
3 and 4 are flowcharts showing exposure unevenness determination processing in the
先ず、図3に示す露光単位毎の判定処理について説明する。 First, the determination process for each exposure unit shown in FIG. 3 will be described.
分割露光されたウェハWは、ステージ9上に載置、搬送され、所定位置に来ると、上述したように、その表面がラインセンサカメラ7により撮影されて、その表面画像のデータが制御装置1における画像処理部12に入力され(ステップS1)、RAM上に展開される。
The wafer W that has been divided and exposed is placed and transported on the stage 9, and when it reaches a predetermined position, as described above, the surface is photographed by the
次いで、画像処理部12は、入力された表面画像上におけるチップC(領域の一例)内の輝度平均値を計算する(ステップS2)。つまり、画像処理部12は、図6(A)に示すようなチップCが占める領域内における各画素の輝度値を算出し、算出された各輝度値を平均して輝度平均値を算出しRAMに記憶する。
Next, the
次いで、画像処理部12は、表面画像上にある全てのチップCについて輝度平均値の計算が終了したか否かを判別し(ステップS3)、終了していない場合には(ステップS3:No)、ステップS2に戻り、終了した場合には(ステップS3:Yes)、ステップS4に進む。こうして、表面画像上にある全てのチップCについて輝度平均値が算出されることになる。
Next, the
ステップS4では、画像処理部12は、上記表面画像を、複数のチップCを含む大領域であって露光単位毎の大領域(以下、「分割領域」という)に分割する。
In step S4, the
ここで、分割露光は、複数回に分けてウェハW上を走査しつつ露光していくものであり、1回(1ショット)の露光を露光単位といい、例えば、図6(B)の例では、1つの分割領域Aは、9つのチップCが含まれる領域となっている。この分割領域Aをどの程度の大きさにするかは、露光単位により決まることになる。 Here, the divided exposure is performed by dividing the wafer W while scanning it over a plurality of times, and one exposure (one shot) is referred to as an exposure unit. For example, the example in FIG. Then, one divided area A is an area including nine chips C. The size of the divided area A is determined by the exposure unit.
次いで、画像処理部12は、分割された分割領域A内に含まれる各チップCの輝度平均値のうちから、最大値(以下、「輝度最大値」という)と最小値(以下、「輝度最小値」という)を求め、当該輝度最大値Maxと輝度最小値Minから当該分割領域Aにおけるコントラストを表す値Dを計算し(ステップS5)、算出されたコントラストを表す値DをRAMに記憶する。
Next, the
このコントラストを表す値Dは、例えば、下記(1)式(正規化式)により算出される。 The value D representing the contrast is calculated by, for example, the following formula (1) (normalization formula).
D=(Max−Min)/(Max+Min)*100・・・(1)
かかる(1)式により算出されたコントラストを表す値Dは、0〜100の範囲内で変化するが、当該Dが「0」に近ければ近いほどムラがなく均一であると言え、当該Dが「100」に近ければ近いほどムラが強くなると言える。なお、かかる正規化方法は、0〜100に限定されるものではなく、0〜1であっても良い。また、「0」でムラが強く、「100」が均一な状態を表すように算出しても良い。
D = (Max−Min) / (Max + Min) * 100 (1)
The value D representing the contrast calculated by the equation (1) changes within a range of 0 to 100, but the closer the D is to “0”, the more uniform and uniform it is. It can be said that the closer to “100”, the stronger the unevenness. The normalization method is not limited to 0 to 100, and may be 0 to 1. Further, it may be calculated so that “0” represents a strong unevenness and “100” represents a uniform state.
次いで、画像処理部12は、上記算出したコントラストを表す値Dを、表示部2におけるディスプレイ上に表示(提示)する(ステップS6)。
Next, the
次いで、画像処理部12は、上記算出したコントラストを表す値Dが、予め設定された閾値を越えたか否かを判断し、越えた場合には不良であると判定し、不良である旨を表示(なお、音声により提示するようにしても良い)する(ステップS7)。
Next, the
なお、ステップS6とステップS7との何れか一方だけ行うように構成しても良い。 Note that only one of step S6 and step S7 may be performed.
次いで、画像処理部12は、表面画像上の全ての分割領域Aについてコントラストを表す値Dの計算が終了したか否かを判別し(ステップS8)、終了していない場合には(ステップS8:No)、ステップS5に戻り(同様の処理を繰り返す)、終了した場合には(ステップS8:Yes)、当該処理を終了する。
Next, the
こうして、表面画像上の分割領域A毎のコントラストを表す値Dが算出され、表示部2におけるディスプレイ上に、各分割領域Aのコントラストを表す値Dが表示(例えば、各分割領域Aの位置(例えば、中心位置)に対応付けてコントラストを表す値Dが一覧表示)されることにより検査者に提示される。 Thus, the value D representing the contrast for each divided area A on the surface image is calculated, and the value D representing the contrast of each divided area A is displayed on the display in the display unit 2 (for example, the position (for each divided area A ( For example, a list of values D representing contrast in association with the center position) is presented to the examiner.
これにより、検査者は、露光単位毎の露光ムラを数値で確認することができ、検査基準の設定が明確になり、異なる分割領域A同士の露光ムラの比較や、異なるウェハW同士の露光ムラの比較も容易に行うことができる。また、検査者は、分割領域A毎に不良であるか否かを容易に判断することができる。したがって、検査者は、かかる検査結果にしたがって、容易に、露光装置の調整を行うことができる。 Thereby, the inspector can confirm the exposure unevenness for each exposure unit numerically, the setting of the inspection standard becomes clear, the comparison of the exposure unevenness between different divided areas A, and the exposure unevenness between different wafers W. Comparison can be easily performed. Further, the inspector can easily determine whether or not each divided area A is defective. Therefore, the inspector can easily adjust the exposure apparatus according to the inspection result.
なお、図6(C)に示すようなウェハW上に分割領域Aが示された表面画像を表示部2におけるディスプレイ上に表示させ、各分割領域A上に当該領域Aのコントラストを表す値Dや、不良である場合にはその旨を対応付けて表示(重畳表示)させるように構成しても良い。このように構成すれば、ウェハW上におけるどの位置の露光ムラが強いか、どの位置が不良かを非常に容易に把握することができる。
Note that a surface image in which the divided area A is shown on the wafer W as shown in FIG. 6C is displayed on the display in the
次に、図4に示すウェハW全体の判定処理について説明する。 Next, the determination process for the entire wafer W shown in FIG. 4 will be described.
なお、図4のステップS11〜ステップS15の処理は、図3の処理におけるステップS1〜ステップS5の処理と同様であるので、重複する説明を省略する。 Note that the processing in steps S11 to S15 in FIG. 4 is the same as the processing in steps S1 to S5 in the processing in FIG.
図4のステップS15の処理において、分割領域Aのコントラストを表す値Dが算出されると、ステップS16では、画像処理部12は、表面画像上の全ての分割領域Aについてコントラストを表す値Dの計算が終了したか否かを判別し(ステップS16)、終了していない場合には(ステップS16:No)、ステップS15に戻り、終了した場合には(ステップS16:Yes)、ステップS17に進む。
When the value D representing the contrast of the divided area A is calculated in the process of step S15 in FIG. 4, in step S16, the
そして、ステップS17では、ステップS15において算出された各分割領域Aについてコントラストを表す値Dを平均して分割領域A全体のコントラストを表す値Dの平均値を計算し、算出された平均値をRAMに記憶する。 In step S17, the average value of the values D representing the contrast of the entire divided area A is calculated by averaging the values D representing the contrast for each divided area A calculated in step S15, and the calculated average value is stored in the RAM. To remember.
次いで、画像処理部12は、上記算出したコントラストを表す値Dの平均値を、表示部2におけるディスプレイ上に表示(提示)する(ステップS18)。
Next, the
次いで、画像処理部12は、上記コントラストを表す値Dの平均値が、予め設定された閾値を越えたか否かを判断し、越えた場合にはウェハW全体(ワーク全体)を不良であると判定し、不良である旨を表示(なお、音声により提示するようにしても良い)し(ステップS19)、当該処理を終了する。
Next, the
これにより、検査者は、ウェハW全体の露光ムラを数値で確認することができ、検査基準の設定が明確になり、異なるウェハW同士の露光ムラの比較も容易に行うことができる。また、検査者は、ウェハW毎に不良であるか否かを容易に判断することができる。したがって、検査者は、かかる検査結果にしたがって、容易に、露光装置の調整を行うことができる。 Thereby, the inspector can confirm the exposure unevenness of the entire wafer W by a numerical value, the setting of the inspection standard becomes clear, and the exposure unevenness between different wafers W can be easily compared. Further, the inspector can easily determine whether or not each wafer W is defective. Therefore, the inspector can easily adjust the exposure apparatus according to the inspection result.
(2.塗布ムラ判定処理)
次に、図7乃至図11等を参照して、塗布ムラ判定処理について説明する。
(2. Coating unevenness determination processing)
Next, the coating unevenness determination process will be described with reference to FIGS.
図7は、画像処理部12における塗布ムラ判定処理を示すフローチャートである。また、図8は、極座標変換の概念図であり、図9(A)は、表面に同心円状ムラを有するウェハWの表面画像を極座標変換したものを示す概念図であり、図9(B)は、表面に放射状ムラを有するウェハWの表面画像を極座標変換したものを示す概念図であり、図9(C)は、表面に中心部膜厚異常(以下、「中心部ムラ」ともいう)を有するウェハWの表面画像を極座標変換したものを示す概念図である。また、図10は、同心円状ムラ抽出処理及び放射状ムラ抽出処理の詳細を説明するための図であり、図11は、中心部ムラ抽出処理の詳細を説明するための図である。
FIG. 7 is a flowchart showing application unevenness determination processing in the
例えばレジストが塗布されたウェハWは、ステージ9上に載置、搬送され、所定位置に来ると、上述したように、その表面がラインセンサカメラ7により撮影されて、その表面画像のデータが制御装置1における画像処理部12に入力され(ステップS31)、RAM上に展開される。
For example, a wafer W coated with a resist is placed on the stage 9 and conveyed, and when it comes to a predetermined position, as described above, the surface is photographed by the
ここで、塗布ムラ判定処理における判定対象の塗布ムラの種類としては、一例として、図9(A)〜(C)に示すような、同心円状ムラ、放射状ムラ、及び中心部膜厚異常(中心部ムラ)であり、これらのムラは、例えば公知のスピンコート法により塗布される膜厚ムラ(膜厚が不均一)である。公知のスピンコート法では、例えば、回転手段でウェハを水平に保持しつつ回転させ、ノズルでウェハの略中心部にレジストを適量滴下し、遠心力でレジストをウェハの外周縁部に向かって流動させて薄膜を形成するようにしているため、このようなムラができてしまう。 Here, as an example of the types of coating unevenness to be determined in the coating unevenness determination process, as shown in FIGS. 9A to 9C, concentric circular unevenness, radial unevenness, and central film thickness abnormality (center) These unevennesses are, for example, film thickness unevenness (non-uniform film thickness) applied by a known spin coating method. In the known spin coating method, for example, a wafer is rotated while being held horizontally by a rotating means, an appropriate amount of resist is dropped on a substantially central portion of the wafer by a nozzle, and the resist flows toward the outer peripheral edge of the wafer by centrifugal force. However, since the thin film is formed, such unevenness is generated.
次いで、画像処理部12は、入力された表面画像を、極座標変換(XY座標から極座標に変換)する(ステップS32)。
Next, the
図8は、下記(2)、(3)式(一般式)に基づく極座標変換の概念図を示している。 FIG. 8 shows a conceptual diagram of polar coordinate conversion based on the following formulas (2) and (3) (general formula).
x=rcosθ・・・(2)
y=rsinθ・・・(3)
実際の画像処理においては、入力された表面画像は、下記(4)、(5)式により極座標変換される。
x = rcosθ (2)
y = rsinθ (3)
In actual image processing, the input surface image is subjected to polar coordinate conversion by the following equations (4) and (5).
x=y’cos(2πx’/W)+Cx・・・(4)
y=y’sin(2πx’/W)+Cy・・・(5)
ここで、x,yは、元(変換前)画像の座標、x’, y’は、変換後の画像の座標、Wは変換後の画像の幅、Cx,Cyは、元画像上での極座標系の中心となる座標、を夫々示す。
x = y'cos (2πx '/ W) + Cx (4)
y = y'sin (2πx '/ W) + Cy (5)
Here, x and y are the coordinates of the original (before conversion) image, x ′ and y ′ are the coordinates of the image after conversion, W is the width of the image after conversion, and Cx and Cy are the coordinates on the original image. The coordinates that are the center of the polar coordinate system are shown.
つまり、上記(4)、(5)式より、変換後の画像上の座標(x’, y’)の画素値は、図8に示すように、元画像の座標(x,y)に対応する画素値となる。 That is, from the above equations (4) and (5), the pixel value of the coordinate (x ′, y ′) on the image after conversion corresponds to the coordinate (x, y) of the original image as shown in FIG. The pixel value to be
こうして、塗布ムラが、例えば同心円状ムラであった場合、図9(A)に示すように極座標変換され、横方向に直線状の筋51が現れる。また、塗布ムラが、例えば放射状ムラであった場合、図9(B)に示すように極座標変換され、縦方向に直線状の筋52が現れる。また、塗布ムラが、例えば中心部ムラであった場合、図9(C)に示すように極座標変換され、下部の横方向に帯状の領域53が現れる。
Thus, when the coating unevenness is, for example, concentric unevenness, the polar coordinates are converted as shown in FIG. 9A, and the linear stripe 51 appears in the horizontal direction. Further, when the coating unevenness is, for example, radial unevenness, polar coordinates are converted as shown in FIG. 9B, and a
次いで、画像処理部12は、極座標変換された表面画像に対して不感帯(検査除外領域)を設定する(つまり、検査領域と、検査除外領域とを区別する)(ステップS33)。例えば、図9(A)〜(C)における符号54部(黒部分)が不感帯であり、ワークエッジ(つまり、ウェハWの縁)の外側が該当する。
Next, the
次に、同心円状ムラ抽出処理、放射状ムラ抽出処理、又は中心部ムラ抽出処理が行われる。このうち、どの処理を行うかは、例えば検査者が操作部から選択設定可能になっており、当該設定にしたがって何れかの処理が選択実行される。 Next, concentric unevenness extraction processing, radial unevenness extraction processing, or central portion unevenness extraction processing is performed. Among these, which process is performed can be selected and set by the inspector from the operation unit, for example, and any process is selected and executed according to the setting.
例えば同心円状ムラ抽出処理の場合、画像処理部12は、上記極座標変換された表面画像の検査領域を縦方向微分(縦方向ハイパスフィルタにかける)する(ステップS34)。かかる微分処理により、例えば図9(A)に示す筋51の輝度が強調されることになる。
For example, in the case of concentric unevenness extraction processing, the
次いで、画像処理部12は、縦方向微分した検査領域(検査範囲)における表面画像を、図10(A)に示すように、複数の矩形領域CXに区切り、各矩形領域CXの輝度平均値を算出(上述したステップS2におけるチップCの輝度平均値と同様の計算による)(ステップS35)、記憶する。
Next, the
次いで、画像処理部12は、複数(例えば9個)の矩形領域CXを含む分割領域AX(大領域の一例)を設定する(ステップS36)。
Next, the
次いで、画像処理部12は、設定された分割領域AX内に含まれる各矩形領域CXの輝度平均値のうちから、輝度最大値Maxと輝度最小値Minを求め、当該輝度最大値Maxと輝度最小値Minから当該分割領域AXにおけるコントラストを表す値Dを、例えば上記(1)式により計算し(ステップS37)、算出されたコントラストを表す値DをRAMに記憶する。
Next, the
次いで、画像処理部12は、検査領域全体についてコントラストを表す値Dの計算が終了したか否かを判別し(ステップS38)、終了していない場合には(ステップS38:No)、ステップS36に戻り、図10(B)に示す如く、上記設定した分割領域AXの一部が、元の分割領域AXにオーバラップ(重複)するように、新たな分割領域AXを設定し上記ステップS37の処理を行う。こうして、かかる処理は、検査領域全体についてコントラストを表す値Dの計算が終了するまで、分割領域AXが少しずつシフトしながら繰り返し行われる。
Next, the
次いで、画像処理部12は、検査領域全体についてコントラストを表す値Dの計算が終了すると(ステップS38:Yes)、画像処理部12は、各分割領域AXの中心座標を極座標からXY座標に変換し、上記算出した各分割領域AX毎のコントラストを表す値Dを、表示部2におけるディスプレイ上に表示(提示)する(ステップS46)。例えば、各分割領域AXの位置(XY座標に変換された中心位置)に対応付けてコントラストを表す値Dが一覧表示される。こうして、コントラストを表す値Dが検査者に提示される。
Next, when the calculation of the value D representing the contrast is completed for the entire inspection region (Step S38: Yes), the
次いで、画像処理部12は、上記コントラストを表す値Dが、予め設定された閾値を越えたか否かを判断し、越えた場合には不良であると判定し、不良である旨を表示(なお、音声により提示するようにしても良い)し(ステップS47)、当該処理を終了する。かかる判定処理は、上記設定された分割領域AX毎に行われる。
Next, the
これにより、検査者は、各分割領域AX毎の同心円状ムラを数値で確認することができ、検査基準の設定が明確になり、異なる分割領域AX同士の同心円状ムラの比較や、異なるウェハW同士の同心円状ムラの比較も容易に行うことができる。また、検査者は、分割領域AX毎に不良であるか否かを容易に判断することができる。したがって、検査者は、かかる検査結果にしたがって、容易に塗布装置の調整を行うことができる。 Thereby, the inspector can confirm the concentric unevenness for each divided area AX numerically, the setting of the inspection standard becomes clear, the comparison of the concentric unevenness between different divided areas AX, and the different wafers W Comparison of concentric unevenness between each other can be easily performed. Further, the inspector can easily determine whether or not each divided area AX is defective. Therefore, the inspector can easily adjust the coating apparatus according to the inspection result.
なお、ステップS46とステップS47との何れか一方だけ行うように構成しても良い。 Note that only one of step S46 and step S47 may be performed.
また、図9(A)の上段に示すような表面画像を表示部2におけるディスプレイ上に表示させ、各分割領域AXのXY座標に変換された中心位置上に、夫々の分割領域AXのコントラストを表す値Dや、不良である場合にはその旨を対応付けて表示(重畳表示)させるように構成しても良い。このように構成すれば、ウェハW上におけるどの位置の同心円状ムラが強いか、どの位置が不良かを非常に容易に把握することができる。
Further, a surface image as shown in the upper part of FIG. 9A is displayed on the display in the
また、画像処理部12は、上記算出した各分割領域AX毎のコントラストを表す値Dの平均値を計算し、これを提示(例えば表示)したり、更には、当該コントラストを表す値Dの平均値が、予め設定された閾値を越えたか否かを判断し、越えた場合にはウェハW全体(ワーク全体)を不良であると判定し、不良である旨を提示(例えば表示)するように構成しても良い。ウェハW全体の同心円状ムラを数値で確認することができ、異なるウェハW同士の同心円状ムラの比較も容易に行うことができる。また、検査者は、ウェハW毎に不良であるか否かを容易に判断することができる。
In addition, the
一方、例えば放射状ムラ抽出処理の場合、画像処理部12は、上記極座標変換された表面画像の検査領域を横方向微分(横方向ハイパスフィルタにかける)する(ステップS39)。かかる微分処理により、例えば図9(B)に示す筋52の輝度が強調されることになる。
On the other hand, for example, in the case of radial unevenness extraction processing, the
なお、放射状ムラ抽出処理の場合、ステップS40〜S43、S46及びS47の処理は、上記同心円状ムラ抽出処理におけるステップS35〜S38、S46及びS47の処理と同様であり、放射状ムラに関し、同心円状ムラ抽出処理と同様の効果を奏する。 In the case of radial unevenness extraction processing, the processing of steps S40 to S43, S46, and S47 is the same as the processing of steps S35 to S38, S46, and S47 in the above concentric unevenness extraction processing. The same effect as the extraction process is achieved.
一方、例えば中心部ムラ抽出処理の場合、画像処理部12は、上記極座標変換された表面画像の検査領域を、例えば図11(A)に示すように、横方向に輝度値を積分して投影データを計算する(ステップS44)。
On the other hand, for example, in the case of the center unevenness extraction process, the
次いで、画像処理部12は、上記算出された検査領域の投影データを参照し、例えば図11(B)に示すように、検査領域における輝度最大値Maxと輝度最小値Minを求め、当該輝度最大値Maxと輝度最小値Minから当該検査領域におけるコントラストを表す値Dを、例えば上記(1)式により計算し(ステップS45)、算出されたコントラストを表す値DをRAMに記憶する。
Next, the
次いで、画像処理部12は、上記算出した検査領域におけるコントラストを表す値Dを、表示部2におけるディスプレイ上に表示(提示)する(ステップS46)。
Next, the
次いで、画像処理部12は、上記算出した検査領域におけるコントラストを表す値Dが、予め設定された閾値を越えたか否かを判断し、越えた場合には不良であると判定し、不良である旨を表示(なお、音声により提示するようにしても良い)し(ステップS47)、当該処理を終了する。
Next, the
これにより、検査者は、ウェハW全体の中心部ムラを数値で確認することができ、検査基準の設定が明確になり、異なるウェハW同士の中心部ムラの比較も容易に行うことができる。また、検査者は、ウェハW毎に不良であるか否かを容易に判断することができる。したがって、検査者は、かかる検査結果にしたがって、容易に、塗布装置の調整を行うことができる。 Thereby, the inspector can confirm the central portion unevenness of the entire wafer W by a numerical value, the setting of the inspection standard becomes clear, and the central unevenness of different wafers W can be easily compared. Further, the inspector can easily determine whether or not each wafer W is defective. Therefore, the inspector can easily adjust the coating apparatus according to the inspection result.
なお、ステップS46とステップS47との何れか一方だけ行うように構成しても良い。 Note that only one of step S46 and step S47 may be performed.
また、上記塗布ムラ判定処理における判定対象の塗布ムラの種類として、同心円状ムラ、放射状ムラ、及び中心部ムラを例に挙げたが、これに限定されるものではなく、その他の形のムラに対しても、塗布ムラ判定処理を適用可能である。ただし、公知のダイコート法により塗布される膜厚ムラの場合は、縦方向又は横方向等の直線筋状のムラが主であり、ステップS32に示す極座標変換は不要となる(当該処理はパスされる)。 In addition, as the types of application unevenness to be determined in the application unevenness determination process, concentric unevenness, radial unevenness, and center unevenness are given as examples, but the present invention is not limited to this, and other forms of unevenness In contrast, the coating unevenness determination process can be applied. However, in the case of film thickness unevenness applied by a known die coating method, linear streaky unevenness in the vertical direction or the horizontal direction is mainly used, and the polar coordinate conversion shown in step S32 is unnecessary (the process is passed). )
以上説明したように、上記実施形態によれば、ウェハWの表面を撮影した表面画像のデータを取得し、当該表面画像上の複数の領域における輝度値を算出し、当該輝度値に基づき例えば算出した複数の輝度値のうち、輝度最大値と輝度最小値から当該領域内におけるコントラストを表す値を算出し、当該コントラストを表す値を提示するようにしたので、検査者は、ウェハWにおける塗布ムラや露光ムラの強さ(度合い)を数値で確認することができ、したがって、これらのムラの定量的な評価等を行うことができる。同条件で撮像し、計算した数値であれば、異なるワーク同士の当該ムラの強さの比較を行うことができる。 As described above, according to the above embodiment, data of a surface image obtained by photographing the surface of the wafer W is acquired, luminance values in a plurality of regions on the surface image are calculated, and, for example, calculation is performed based on the luminance value. Among the plurality of luminance values, the value representing the contrast in the region is calculated from the maximum luminance value and the minimum luminance value, and the value representing the contrast is presented. In addition, the intensity (degree) of exposure unevenness can be confirmed numerically, and therefore, such unevenness can be quantitatively evaluated. If the numerical values are obtained by imaging under the same conditions and calculated, it is possible to compare the intensity of the unevenness between different works.
なお、上記実施形態においては、被検査体の例としてオンチップカラーフィルタを形成するウェハを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、露光ムラ、塗布ムラ等のムラを判定可能なその他の物に対して適用可能であり、例えば、集積回路チップが形成されたウェハ等に対しても適用しても構わない。 In the above embodiment, the case where a wafer on which an on-chip color filter is formed is applied as an example of the object to be inspected. However, the present invention is not limited to this, and unevenness such as exposure unevenness and coating unevenness is determined. For example, the present invention may be applied to a wafer on which an integrated circuit chip is formed.
1 制御装置
2 表示部
3 光源
4 光ファイバ
5 照明部
6 感光波長カットフィルタ
7 ラインセンサカメラ
8 バンドパスフィルタ
9 ステージ
11 制御部
12 画像処理部
15 フィルタ切替部
S 検査システム
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ウェハの表面を撮影した表面画像のデータを取得する画像取得手段と、
前記取得した表面画像のデータを極座標変換する極座標変換手段と、
前記極座標変換された表面画像上の複数の領域内における各画素の輝度の平均値を算出する輝度平均値算出手段と、
前記極座標変換された表面画像を、前記複数の領域を含む大領域に分割する領域分割手段と、
前記分割された大領域内に含まれる各領域の輝度の平均値のうちから輝度最大値と輝度最小値を、前記分割された大領域毎に求め、当該輝度最大値と輝度最小値とから前記大領域毎のコントラストを表す値を算出するコントラスト算出手段と、
前記コントラストを表す値を提示する提示手段と、
を備えることを特徴とする検査装置。 An inspection device for inspecting uneven coating on the surface of a wafer ,
Image acquisition means for acquiring data of a surface image obtained by imaging the surface of the wafer ;
Polar coordinate conversion means for converting the acquired surface image data into polar coordinates;
A luminance average value calculation means for calculating an average value of the luminance of each pixel in a plurality of areas on the polar coordinate conversion surface image,
Area dividing means for dividing the polar coordinate-transformed surface image into large areas including the plurality of areas;
A luminance maximum value and a luminance minimum value are obtained for each of the divided large areas from the average luminance values of the respective areas included in the divided large area, and the luminance maximum value and the luminance minimum value are used to calculate the luminance maximum value and the luminance minimum value. a contrast calculating section that to calculate the value indicating the contrast for each large region,
Presenting means for presenting a value representing the contrast;
An inspection apparatus comprising:
前記極座標変換された表面画像に対して、前記極座標系において帯状の検査除外領域と、検査領域とを区別して設定する検査除外領域設定手段を更に備え、
前記輝度平均値算出手段が、前記除外検査領域を除外して、前記極座標変換された表面画像上の複数の領域における前記輝度の平均値を算出することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1 ,
For the polar coordinate-converted surface image, further comprising inspection exclusion region setting means for distinguishing and setting a strip-shaped inspection exclusion region and an inspection region in the polar coordinate system,
The inspection apparatus according to claim 1, wherein the luminance average value calculation means calculates the average value of the luminance in a plurality of regions on the surface image subjected to the polar coordinate conversion, excluding the excluded inspection region .
前記ウェハの表面を撮影した表面画像のデータを取得する画像取得手段と、
前記表面画像上の複数のチップ内における各画素の輝度の平均値を算出する輝度平均値算出手段と、
前記表面画像を、前記複数のチップを含む大領域であって露光単位毎の大領域に分割する領域分割手段と、
前記分割された大領域内に含まれる各チップの輝度の平均値のうちから輝度最大値と輝度最小値を、前記分割された大領域毎に求め、当該輝度最大値と輝度最小値とから前記大領域毎のコントラストを表す値を算出するコントラスト算出手段と、
前記コントラストを表す値を提示する提示手段と、
を備えることを特徴とする検査装置。 An inspection device for inspecting exposure unevenness on the surface of a wafer on which a chip is formed,
Image acquisition means for acquiring data of a surface image obtained by imaging the surface of the wafer;
Luminance average value calculating means for calculating an average value of the luminance of each pixel in a plurality of chips on the surface image;
An area dividing means for dividing the surface image into a large area including the plurality of chips and a large area for each exposure unit;
The maximum luminance value and the minimum luminance value are obtained for each of the divided large areas from the average value of the luminance of each chip included in the divided large area, and the maximum luminance value and the minimum luminance value are used to calculate the luminance value. Contrast calculation means for calculating a value representing the contrast of each large area;
Presenting means for presenting a value representing the contrast;
Inspection device, characterized in that it comprises a.
前記大領域毎の前記コントラストを表す値の平均値を算出するコントラスト平均値算出手段を更に備えることを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The inspection apparatus further comprising a contrast average value calculating means for calculating an average value of the values representing the contrast for each large area .
前記コントラストを表す値、又はその平均値が閾値を越えたか否かを判定する不良判定手段を更に備え、
前記提示手段は、前記閾値を越えた場合には、不良である旨を提示することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A failure determination means for determining whether the value representing the contrast or the average value thereof exceeds a threshold;
The presenting means presents that it is defective when the threshold value is exceeded .
前記ウェハの表面を撮影した表面画像のデータを取得する画像取得工程と、
前記取得した表面画像のデータを極座標変換する極座標変換工程と、
前記極座標変換された表面画像上の複数の領域内における各画素の輝度の平均値を算出する輝度平均値算出工程と、
前記極座標変換された表面画像を、前記複数の領域を含む大領域に分割する領域分割工程と、
前記分割された大領域内に含まれる各領域の輝度の平均値のうちから輝度最大値と輝度最小値を、前記分割された大領域毎に求め、当該輝度最大値と輝度最小値とから前記大領域毎のコントラストを表す値を算出するコントラスト算出工程と、
前記コントラストを表す値を提示する提示工程と、
を含むことを特徴とする検査方法。 An inspection method for inspecting uneven coating on the surface of a wafer,
An image acquisition step of acquiring data of a surface image obtained by imaging the surface of the wafer;
Polar coordinate conversion step of converting the acquired surface image data into polar coordinates;
A luminance average value calculating step of calculating an average value of the luminance of each pixel in a plurality of regions on the polar coordinate-converted surface image;
A region dividing step of dividing the polar-coordinated surface image into large regions including the plurality of regions;
A luminance maximum value and a luminance minimum value are obtained for each of the divided large areas from the average luminance values of the respective areas included in the divided large area, and the luminance maximum value and the luminance minimum value are used to calculate the luminance maximum value and the luminance minimum value. A contrast calculation step for calculating a value representing the contrast for each large area;
A presentation step of presenting a value representing the contrast;
The inspection method characterized by including .
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