JP7017916B2 - Board inspection equipment - Google Patents
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本発明は、基板の検査に係る基板検査装置に関する。 The present invention relates to a substrate inspection apparatus for inspecting a substrate.
従来から、円盤状基板の欠陥を検査する検査装置が広く普及されている。前記検査装置は円盤状基板の縁と所定のパターンが形成される表面とにおける欠陥の有無等を検査する。 Conventionally, an inspection device for inspecting a defect of a disk-shaped substrate has been widely used. The inspection device inspects the presence or absence of defects on the edge of the disk-shaped substrate and the surface on which a predetermined pattern is formed.
例えば、特許文献1には、ウエハを回転させるウエハステージと、該ウエハステージに載置されたウエハが回転する際、斯かるウエハのエッジ部に水平光を照射して該エッジ部を検査するエッジ検査部と、該エッジ検査部を前記水平光の光軸に沿って移動させる移動装置を備え、ウエハの回転中心が斯かるウエハの中心からずれた場合、前記移動装置が前記エッジ検査部を移動させて焦点深度を調整する光学式検査装置が開示されている。
For example, in
また、特許文献2には、被検査物を保持する保持テーブルと、保持テーブルを回転させる回転機構と、第1の検出ユニット及び第2の検出ユニットを含む検査ユニットとを備え、被検査物を保持した状態の保持テーブルを回転させながら、被検査物の中心を含む直線状の領域に合わせて検査ユニットを直線的に移動させることで、第1の検出ユニットと第2の検出ユニットとで2種類の検査情報を取得するので、検査ユニットの動きを単純化しながら2種類の検査情報を一度に取得できる検査装置が開示されている。
Further,
また、特許文献3には、円形基板の位置決めを行うに際して、ターンテーブルの回転中に、円形基板の周縁部分の回転中心からの変位量の変化を表す情報を非接触で検出する非接触型の検出器からの出力情報を用いて、斯かる円形基板の周縁部分の欠陥を検出する位置決め装置が開示されている。 Further, in Patent Document 3, when positioning a circular substrate, a non-contact type that non-contactly detects information indicating a change in the amount of displacement of the peripheral portion of the circular substrate from the rotation center during rotation of the turntable. A positioning device for detecting defects in the peripheral portion of such a circular substrate by using the output information from the detector is disclosed.
一方、円盤状基板を検査する基板検査装置は、回転する円盤状基板の表面をセンサで撮像し、撮像画像を用いて円盤状基板の表面に発生した欠陥(凹み、傷等)を検査する。しかし、円盤状基板の回転中心が斯かる円盤状基板の中心からずれて偏心が生じる場合は、円盤状基板の回転の際にセンサ視野に対して円盤状基板の端面の位置が直径方向に変化する。すなわち、センサと該センサによって撮像される円盤状基板の表面との相対的な位置関係が、円盤状基板の端面の真上から円盤状基板の斜め上へ変わる(以下、単に視差と言う。)。また、偏心によって円盤状基板を支持する位置も偏るため、自重によって円盤状基板が変形し円盤状基板が僅かに傾く。
特に、装置の大きさに制約があり、円盤状基板に近い距離で撮像せざるを得ず、十分な光路を確保できないような場合は、前記視差の影響が大きい。具体的には、前記基板検査装置によって撮像された撮像画像において、円盤状基板の端側の研磨された傾斜部(いわゆるベベル部)の幅に違いが生じる。また、背景への影が映る。このような場合、影と円盤状基板との区別が難しくなるおそれもあり、斯かる撮像画像を用いた欠陥検査に妨げになる。
On the other hand, the substrate inspection device for inspecting a disk-shaped substrate takes an image of the surface of a rotating disk-shaped substrate with a sensor, and inspects defects (dents, scratches, etc.) generated on the surface of the disk-shaped substrate using the captured image. However, if the center of rotation of the disk-shaped substrate deviates from the center of the disk-shaped substrate and eccentricity occurs, the position of the end face of the disk-shaped substrate changes in the radial direction with respect to the sensor field of view when the disk-shaped substrate rotates. do. That is, the relative positional relationship between the sensor and the surface of the disk-shaped substrate imaged by the sensor changes from directly above the end face of the disk-shaped substrate to diagonally above the disk-shaped substrate (hereinafter, simply referred to as parallax). .. Further, since the position of supporting the disk-shaped substrate is also biased due to the eccentricity, the disk-shaped substrate is deformed by its own weight and the disk-shaped substrate is slightly tilted.
In particular, when there is a limitation on the size of the device and it is unavoidable to take an image at a distance close to the disk-shaped substrate and a sufficient optical path cannot be secured, the influence of the parallax is large. Specifically, in the captured image captured by the substrate inspection device, the width of the polished inclined portion (so-called bevel portion) on the end side of the disk-shaped substrate is different. Also, a shadow on the background is reflected. In such a case, it may be difficult to distinguish between the shadow and the disk-shaped substrate, which hinders defect inspection using such an image.
しかしながら、上述した特許文献1~3は何れにおいてもセンサ移動機構、前記視差の影響を抑えるための光学系等を用いる複雑な構成を必要とする。従って、装置サイズ、又はセンサの設置箇所に制約のあるような場合は、特許文献1~3に係る発明は適用できず、この問題は解決できない。
However, all of the above-mentioned
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、円盤状基板の回転中心が該円盤状基板の中心からずれることから視差による影が発生した場合でも、精度の高い欠陥検査ができる、基板検査装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is accuracy even when a shadow due to parallax occurs because the center of rotation of the disk-shaped substrate deviates from the center of the disk-shaped substrate. The purpose is to provide a substrate inspection device capable of high-level defect inspection.
本発明に係る基板検査装置は、撮像センサを用いて基板の表面検査を行う基板検査装置において、前記撮像センサによって撮像された基板縁部の表面の撮像画像に対して、前記表面検査の対象領域を除く剰余領域を排除する排除処理を行う排除処理部と、前記排除処理後の画像を用いて、前記対象領域における異常の検出を行う検出部とを備えることを特徴とする。 The substrate inspection apparatus according to the present invention is a substrate inspection apparatus that inspects the surface of a substrate using an image pickup sensor, and is a target area for the surface inspection with respect to an image taken on the surface of the edge of the substrate imaged by the image pickup sensor. It is characterized by including an exclusion processing unit that performs an exclusion process for excluding the surplus area excluding the above, and a detection unit that detects an abnormality in the target area using the image after the exclusion process.
本発明にあっては、前記基板の表面検査の際、前記排除処理部が前記対象領域を除く剰余領域を排除する排除処理を行い、前記排除処理後の前記対象領域のみが残された撮像画像を用いて、前記検出部が前記対象領域における異常の検出を行う。 In the present invention, when the surface of the substrate is inspected, the exclusion processing unit performs exclusion processing to eliminate the surplus region excluding the target region, and only the target region after the exclusion treatment is left as an image captured image. Is used by the detection unit to detect an abnormality in the target area.
本発明に係る基板検査装置は、前記撮像画像の濃淡に基づいて、前記基板縁部に形成された傾斜部と前記表面との境界を判定する判定部を有し、前記判定部の判定結果に基づいて、前記排除処理部は、前記傾斜部が含まれる前記剰余領域の排除処理を行うことを特徴とする。 The substrate inspection apparatus according to the present invention has a determination unit for determining a boundary between an inclined portion formed on the edge of the substrate and the surface based on the shading of the captured image, and the determination result of the determination unit is used. Based on this, the exclusion processing unit is characterized in that the exclusion processing of the surplus region including the inclined portion is performed.
本発明にあっては、前記判定部が、前記撮像画像における濃淡の変化に基づいて、前記傾斜部と前記表面との境界を判定する。前記排除処理部は、前記判定部によって判定された境界によって画定される、前記剰余領域の排除処理を行う。 In the present invention, the determination unit determines the boundary between the inclined portion and the surface based on the change in shading in the captured image. The exclusion processing unit performs exclusion processing of the surplus region defined by the boundary determined by the determination unit.
本発明に係る基板検査装置は、前記検出部は、前記対象領域に対して、濃淡差を強調する処理を施して前記異常の検出を行うことを特徴とする。 The substrate inspection apparatus according to the present invention is characterized in that the detection unit performs a process of emphasizing the difference in shading on the target region to detect the abnormality.
本発明にあっては、前記検出部は、前記対象領域に対して、濃淡差を強調する処理を施して異常部分と正常部分との差異をより明確にしてから、前記異常の検出を行う。 In the present invention, the detection unit performs a process of emphasizing the difference in shading on the target region to clarify the difference between the abnormal portion and the normal portion, and then detects the abnormality.
本発明に係る基板検査装置は、前記基板の縁を検査する縁検査器を更に備えることを特徴とする。 The substrate inspection apparatus according to the present invention is further provided with an edge inspection device for inspecting the edge of the substrate.
本発明にあっては、前記縁検査器が更に設けられているので、前記基板の縁部の表面検査を行うと共に、斯かる縁の検査を行うことができる。 In the present invention, since the edge inspector is further provided, it is possible to inspect the surface of the edge of the substrate and inspect such an edge.
本発明に係る表面検査方法は、撮像センサを有する基板検査装置にて、基板の表面検査を行う表面検査方法において、前記撮像センサによって撮像された基板縁部の表面の撮像画像に対して、前記表面検査の対象領域を除く剰余領域を排除する排除処理を行うステップと、前記排除処理後の画像を用いて、前記対象領域における異常の検出を行うステップとを含むことを特徴とする。 The surface inspection method according to the present invention is a surface inspection method for inspecting the surface of a substrate by a substrate inspection apparatus having an image pickup sensor. It is characterized by including a step of performing an exclusion process for excluding a surplus area excluding the target area of the surface inspection, and a step of detecting an abnormality in the target area using the image after the exclusion process.
本発明に係るコンピュータプログラムは、撮像センサによって撮像された基板縁部の表面の撮像画像に対して、基板の表面検査の対象領域を除く剰余領域を排除する排除処理を行い、前記排除処理後の画像を用いて、前記対象領域における異常の検出を行う処理をコンピューターに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 The computer program according to the present invention performs an exclusion process for excluding a surplus area excluding the target area for surface inspection of the substrate from the captured image of the surface of the substrate edge imaged by the image pickup sensor, and after the exclusion process. A computer program characterized by causing a computer to execute a process of detecting an abnormality in the target area using an image.
本発明にあっては、前記基板の表面検査の際、前記撮像画像に対して、前記対象領域を除く剰余領域を排除する排除処理が行われ、前記排除処理後の前記対象領域のみが残された撮像画像を用いて、前記対象領域における異常の検出が行われる。 In the present invention, at the time of surface inspection of the substrate, an exclusion process for excluding the surplus area excluding the target area is performed on the captured image, and only the target area after the exclusion process is left. Anomalies in the target area are detected using the captured image.
本発明によれば、円盤状基板の回転中心が該円盤状基板の中心からずれることによって偏心が生じ、これに起因して円盤状基板とセンサの撮影画像に影が映った場合でも、精度の高い欠陥検査ができる。 According to the present invention, the center of rotation of the disk-shaped substrate deviates from the center of the disk-shaped substrate, which causes eccentricity, and even if a shadow appears on the image taken by the disk-shaped substrate and the sensor due to this, the accuracy is high. High defect inspection is possible.
以下に、本実施の形態に係る基板検査装置、表面検査方法及びコンピュータプログラムを、いわゆるアライメント装置に適用した場合を例として、図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the substrate inspection apparatus, the surface inspection method, and the computer program according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings, taking as an example the case where the substrate inspection apparatus, the surface inspection method, and the computer program are applied to the so-called alignment apparatus.
図1は、本実施の形態に係るアライメント装置100(基板検査装置)の要部構成を示すブロック図である。本実施の形態に係るアライメント装置100は、円盤状基板Wの向き、位置等を整えると共に、円盤状基板Wの縁部における欠陥を検出する。アライメント装置100は、欠陥検出器3と、欠陥検出器3を制御する制御部1と、欠陥検出器3による検出結果を処理して、円盤状基板Wの縁部及び表面における欠陥を検出する処理部10とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an alignment device 100 (board inspection device) according to the present embodiment. The
欠陥検出器3は円盤状基板Wの縁部における欠陥を測定・撮像する。詳しくは、欠陥検出器3は、縁測定器4(縁検査器)及び表面撮像器5を備え、縁に形成された切り欠き部及び欠陥を測定し、縁部表面の撮像を行う。
The defect detector 3 measures and images a defect at the edge of the disk-shaped substrate W. Specifically, the defect detector 3 includes an edge measuring device 4 (edge inspector) and a
円盤状基板Wは、例えば、半導体ウエハ、ガラス基板等である。図2は、本実施の形態に係る円盤状基板Wの構成を模式的に例示する断面図である。円盤状基板Wは対向する二つの扁平面を有する。以下に、おいては、斯かる二つの扁平面のうち、縁測定器4及び表面撮像器5からの光が照射される面を表面W3と言う。
The disk-shaped substrate W is, for example, a semiconductor wafer, a glass substrate, or the like. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating the configuration of the disk-shaped substrate W according to the present embodiment. The disk-shaped substrate W has two opposing flat surfaces. Hereinafter, of the two flat surfaces, the surface irradiated with the light from the
円盤状基板Wの縁W2の付近には、縁W2と表面W3との間に、径方向傾斜部が周設されている。斯かる傾斜部はいわゆるベベルW4である。換言すれば、円盤状基板Wにおいては、境界W5を基準に、表面W3とベベルW4とに分かれる。 A radial inclined portion is provided around the edge W2 of the disk-shaped substrate W between the edge W2 and the surface W3. Such an inclined portion is a so-called bevel W4. In other words, the disk-shaped substrate W is divided into a surface W3 and a bevel W4 with reference to the boundary W5.
円盤状基板Wは、例えば、縁W2の一部にオリフラ(オリエンテーションフラット)、ノッチ等の切り欠き部W1を有している。円盤状基板Wはターンテーブル6に載置されて回転し、この際、縁測定器4による縁の測定及び表面撮像器5による表面W3の縁側の撮像が行われる。
The disk-shaped substrate W has, for example, a notch portion W1 such as an orientation flat and a notch in a part of the edge W2. The disk-shaped substrate W is placed on the
欠陥検出器3は、円盤状基板Wが載置されるターンテーブル6を回転させるための電動機7を備えており、ターンテーブル6は、電動機7により駆動される。
The defect detector 3 includes an
図3は、本実施の形態に係るアライメント装置100において、縁測定器4及び表面撮像器5の配置を説明する概略的平面図である。
縁測定器4及び表面撮像器5は円盤状基板Wの縁W2付近に夫々設けられている。縁測定器4及び表面撮像器5は円盤状基板Wの径方向に沿って設けられ、円盤状基板Wの周方向に離れて配置されている。縁測定器4及び表面撮像器5は、互いの照明の影響受けない、必要最小限の距離を、円盤状基板Wの周方向に離れて配置されている。
FIG. 3 is a schematic plan view illustrating the arrangement of the
The
円盤状基板Wの縁を測定する縁測定器4は、光源41、レンズ42及びセンサ43を有する。光源41は例えば半導体レーザーであり、センサ43は例えば光センサである。センサ43は受光量に応じて出力が特定の関係を保ちながら連続的に変化するものであり、CCD(電荷結合素子)又はPSD(Position Sensitive Detector:商品名)とよばれる入射光量に対して出力が直線的に変化するものが用いられる。センサ43は、光源41から出射され、直下の円盤状基板Wによって減量されて到達する光の量に応じた出力を発生する。この出力が、円盤状基板Wの縁W2を示すものとなる。すなわち、縁測定器4の測定結果に基づいて、縁W2に形成された切り欠き部W1の位置、範囲が検出でき、縁W2におけるバリ、チッピング等の欠陥を検出できる。
The
エンコーダ2は、ターンテーブル6の回転角度に相当する電動機7の回転量を検出してデジタル信号(回転角度)を出力する。
The
表面撮像器5は、撮像センサ51、照明52及びミラー53を有する。撮像センサ51はCCD、CMOS等の撮像素子を含む撮像センサである。表面撮像器5は、ハーフミラー(図示せず)を有し、いわゆる同軸落射照明を採用している。すなわち、表面撮像器5においては、照明52からの光が前記ハーフミラーによって円盤状基板Wに照射され、円盤状基板W及びミラー53から反射された反射光を用いて円盤状基板Wの縁付近の表面W3を撮像する。
The
このように、表面撮像器5では、同軸落射照明を採用しているので、入射光と反射光を可能な限り同軸にすることができ、円盤状基板Wの偏心による視差及び傾きによる影響を少なくすることができる。表面撮像器5は撮像した撮像画像を処理部10に送る。
表面撮像器5からの撮像画像に基づいて、円盤状基板Wの縁部の表面W3における傷、凹み等の異常を検出できる。
As described above, since the
Based on the image captured from the
図4は、本実施の形態に係るアライメント装置100の処理部10の要部構成を示す機能ブロック図である。処理部10は、補正値算出部11、判定部12、欠陥検出部13、排除部14(排除処理部)、切り欠き検出部15、表面異常検出部16(検出部)、記憶部17、出力部18等を有している。
FIG. 4 is a functional block diagram showing a main configuration of the
処理部10においてはセンサ43からの出力とエンコーダ2からの出力とが1対のデータとしてターンテーブル6の一定回転角度毎に蓄積される。なお、処理部10においてはセンサ43の出力を、円盤状基板Wの回転中心から縁W2までの距離に換算される。この具体例としては、センサ43の出力を円盤状基板Wの回転中心から縁W2までの距離に換算した距離データと、該距離データに対応する回転角度とが対応付けられて記憶部17に記憶される。
また、処理部10においては、撮像センサ51からの撮像画像と、対応する回転角度とが対応付けられて記憶部17に記憶される。
In the
Further, in the
記憶部17は、例えば、フラッシュメモリ、EEPROM(登録商標)、HDD、MRAM(磁気抵抗メモリ)、FeRAM(強誘電体メモリ)、又は、OUM等の不揮発性の記憶媒体により構成されている。
また、記憶部17には、欠陥検出部13及び切り欠き検出部15にて用いられる、閾値1及び閾値2を記憶している。更に、記憶部17には、表面異常検出部16にて用いられる閾値を記憶している。
The
Further, the
補正値算出部11は、縁測定器4の測定結果に基づいて、円盤状基板Wの位置及び方向を特定して偏心量を求め、希望する位置への補正のための補正値を算出する。
The correction
詳しくは、補正値算出部11は縁測定器4の測定結果に基づいて円盤状基板Wの縁W2を表す縁ラインを生成し、生成された縁ラインを用いて、円盤状基板Wの位置及び方向を特定し、特定された位置及び方向に基づいて補正値を求める。
Specifically, the correction
例えば、縁測定器4は、円盤状基板Wを一回転させながら、0.036度毎に順次縁W2を測定する。すなわち、円盤状基板Wの一回転において10000レコードの回転角度及び前記距離データが得られる。
For example, the
このように得られた前記距離データを回転角度の昇順又は降順に応じて連続的に繋ぐと縁W2を表す連続したデータが得られる。得られたデータを回転角度と距離データとの関係でプロットすると、図5に示すような曲線が得られる。図5において、縦軸は距離データを示し、横軸は回転角度を示す。以下、図5に示す曲線又は該曲線に係る前記連続したデータを縁ラインと言う。 When the distance data thus obtained are continuously connected in ascending or descending order of the rotation angle, continuous data representing the edge W2 can be obtained. When the obtained data is plotted in relation to the rotation angle and the distance data, a curve as shown in FIG. 5 is obtained. In FIG. 5, the vertical axis shows the distance data, and the horizontal axis shows the rotation angle. Hereinafter, the curve shown in FIG. 5 or the continuous data related to the curve is referred to as an edge line.
円盤状基板Wの回転中心が円盤状基板Wの中心からずれている場合、図5に示しているように、グラフ全体は、例えば、360度を一周期とした曲線状の波形を描いたものとなる。図5において、L2は、円盤状基板Wの切り欠き部W1に対応する部分である。また、L1及びL3は、円盤状基板Wのチッピングに対応する部分である。また、L4は、円盤状基板Wのバリに対応する部分である。 When the center of rotation of the disk-shaped substrate W is deviated from the center of the disk-shaped substrate W, as shown in FIG. 5, the entire graph depicts, for example, a curved waveform with 360 degrees as one cycle. It becomes. In FIG. 5, L2 is a portion corresponding to the notch portion W1 of the disk-shaped substrate W. Further, L1 and L3 are portions corresponding to chipping of the disk-shaped substrate W. Further, L4 is a portion corresponding to the burr of the disk-shaped substrate W.
補正値算出部11は、前記縁ラインからL1~L4の夫々に係る最小回転角度及び最大回転角度を求める。斯かる最小回転角度及び最大回転角度がL1~L4の夫々の形成範囲を示す。
The correction
以上の処理結果から、円盤状基板Wの回転中心(位置)及び切り欠き部W1(方向)が分かる。補正値算出部11は、前記距離データ及び各距離データに対応する回転角度を用いて円盤状基板Wの位置及び方向を補正するための補正値を算出する。すなわち、補正値算出部11は、円盤状基板Wの回転中心を、円盤状基板Wの中心に移動させるための、移動方向と、移動量とを算出する。斯かる算出方法は公知技術であり、ここでは詳しい説明を省略する。以下、算出された前記移動方向及び移動量を補正値と言う。
From the above processing results, the rotation center (position) and the notch portion W1 (direction) of the disk-shaped substrate W can be known. The correction
補正値算出部11は、出力部18を介して、算出された補正値を、制御部1に出力する。また、補正値算出部11は、算出された補正値を、例えば円盤状基板Wの位置を移動させる機構(図示せず)に出力しても良い。
The correction
切り欠き検出部15は、前記縁ラインからL1~L4のような切り欠き部W1及び欠陥に係る距離データを削除して、切り欠き部W1及び欠陥のない状態の理想的な縁ラインを生成する。すなわち、斯かる理想的な縁ラインは、切り欠き部W1及び欠陥部分の影響の少ない円盤状基板Wの回転中心から縁W2までの距離である。
切り欠き検出部15は補正値算出部11が求めた補正値を用いて斯かる理想的な縁ラインを求める。斯かる求めの方法は、公知技術であり、ここでは詳しい説明を省略する。
The
The
切り欠き検出部15は、各回転速度における、前記縁ラインに係る距離データ(以下、第1距離データと言う。)と、前記理想的な縁ラインに係る距離データ(以下、第2距離データと言う。)との差を順次取得する。上述したように、理想的な縁ラインは、切り欠き部W1及び欠陥のない状態における距離データであるので、前記第1距離データ及び前記第2距離データの差は、円盤状基板Wの径方向における、切り欠き部W1及び欠陥の大きさを表す。
The
切り欠き検出部15は、前記第1距離データ及び前記第2距離データの差を用いて、切り欠き部W1の検出を行う。例えば、切り欠き検出部15は、記憶部17に記憶されている閾値1を読み出し、前記第1距離データ及び前記第2距離データの差のうち、閾値1より大きい値に対応する部分を切り欠き部W1として検出する。これによって、円盤状基板Wの切り欠き部W1(図5のL2)が検出でき、且つ斯かる切り欠き部W1の径方向における大きさも検出できる。
The
次いで、欠陥検出部13は、前記第1距離データ及び前記第2距離データの差を用いて、縁W2の欠陥の検出を行う。例えば、欠陥検出部13は、前記閾値1より小さい閾値2を記憶部17から読み出し、前記第1距離データ及び前記第2距離データの差のうち、前記閾値2より大きい値に対応する部分を欠陥として検出する。これによって、円盤状基板Wの縁W2の欠陥(L1、L3、L4)が検出できる。なお、前記第1距離データ及び前記第2距離データの差において、その値が正か負かによって、バリ又はチッピングとして判定される。
Next, the
判定部12は、表面撮像器5によって撮像された、各回転角度での縁部の表面W3の撮像画像を記憶部17から取得し、ベベルW4と表面W3との境界W5を判定する。例えば、判定部12には、前記撮像画像の濃淡に基づいて、斯かる判定を行う。
The
ベベルW4で反射された表面撮像器5からの光は反射角度が大きいので、表面撮像器5で集光出来ない。従って、前記撮像画像においては、ベベルW4部分が最も黒く映るので、表面W3とベベルW4との間では濃淡の差が大きい。
The light reflected by the bevel W4 from the
斯かる事実を用いて、表面撮像器5は前記撮像画像に対する濃淡変化において、最も濃淡変化が大きい位置を境界W5として判定する。また、これに限るものでなく、濃淡変化を微分して最もピークが高いところを境界W5として判定しても良く、前記微分結果に対していわゆるサブピクセル処理を行っても良い。
Using such a fact, the
排除部14は、前記撮像画像に対して、円盤状基板Wの表面検査の対象領域を除く剰余領域を排除する排除処理を行う。
The
本実施の形態に係るアライメント装置100においては、表面撮像器5によって撮像された撮像画像に基づいて、円盤状基板Wの縁W2付近の表面W3における凹み、傷等を検出する表面検査を行う。前記撮像画像には円盤状基板Wの縁部以外に、背景の一部が映るが、前記表面検査の対象領域は、境界W5から表面W3側の部分である。一方、前記撮像画像において、前記剰余領域は、前記対象領域を除く領域である。
In the
排除部14は、判定部12の結果に基づいて、各回転角度に対応する撮像画像に対して、境界W5から表面W3側の対象領域を除く部分(剰余領域)を排除する排除処理を行う。斯かる排除処理が施された撮像画像は、前記表面検査の対象領域のみが存在する。
Based on the result of the
表面異常検出部16は前記排除処理後の撮像画像を用いて、前記対象領域における異常の検出を行う。表面異常検出部16は、例えば濃度差を強調する処理を行ったうえ、濃度(階調)が所定の閾値以下の部分を異常部分として検出する。表面異常検出部16は、例えば、ラベリング処理によって、前記異常部分の範囲を検出する。これらの検出結果に基づいて表面異常検出部16は欠陥であるか否かを判定する。
The surface
欠陥検出部13、切り欠き検出部15及び表面異常検出部16による検出結果は出力部18を介して、例えば制御部1に出力される。
The detection results by the
制御部1は、CPU、ROM、RAM等を備えている。ROMには各種の制御プログラム、演算用のパラメータのうちの基本的に固定のデータ等が予め格納されており、RAMはデータを一時的に記憶し、記憶順、記憶位置等に関係なく読み出すことが可能である。また、RAMは、例えば、ROMから読み出されたプログラム、斯かるプログラムを実行することによって発生する各種データ、前記実行の際適宜変化するパラメータ等を記憶する。
The
CPUは、ROMに予め格納されている制御プログラムをRAM上にロードして実行する。例えば、CPUは、ターンテーブル6(電動機7)、縁測定器4及び表面撮像器5の駆動を適宜制御する。また、CPUは、欠陥検出部13、切り欠き検出部15及び表面異常検出部16の検出結果を統合して、円盤状基板W全体における欠陥の有無を判定する。更に、CPUは、補正値算出部11によって算出された補正値に基づいて、円盤状基板Wを移動又は回転させる。
The CPU loads and executes a control program stored in advance in the ROM on the RAM. For example, the CPU appropriately controls the drive of the turntable 6 (motor 7), the
一方、円盤状基板Wがターンテーブル6に載置される際、円盤状基板Wの中心とターンテーブル6の中心とが一致しない場合が生じる。このまま、円盤状基板Wが回転すると、円盤状基板Wの回転中心と、円盤状基板Wの中心とが一致しなくなり、偏心及び視差が生じる。
On the other hand, when the disk-shaped substrate W is placed on the
偏心量が大きい場合は、ターンテーブル6において円盤状基板Wを支持する位置も偏るため、円盤状基板Wの自重によって円盤状基板Wが変形し円盤状基板Wが僅かに傾くことがある。この場合、円盤状基板Wは傾いたまま回転する。
また、視差が生じている状態で、表面撮像器5による撮像が行われると、円盤状基板Wの影が撮像画像に映ってしまい、斯かる撮像画像に基づく欠陥検出において妨げになる。
When the amount of eccentricity is large, the position of supporting the disk-shaped substrate W on the
Further, if image pickup is performed by the
本実施の形態に係るアライメント装置100はこのような問題を解決できるように構成されている。以下、詳しく説明する。
The
図6~8は、本実施の形態に係るアライメント装置100における、撮像画像に対する処理を説明するフローチャートである。以下、説明の便宜上、円盤状基板Wは0.036°ずつ回転するとし、回転角度0.036°毎に縁測定器4により測定及び表面撮像器5による撮像が行われる。
6 to 8 are flowcharts for explaining the processing for the captured image in the
先ず、制御部1は、電動機7に適宜指示を行い、ターンテーブル6の回転を開始させる(ステップS101)。この際、制御部1は、縁測定器4に対して縁測定の開始を指示し、表面撮像器5に対して円盤状基板Wの縁部の表面W3(以下、単に縁部の表面W3と言う。)の撮像開始を指示する。制御部1からの指示に応じて、縁測定器4は縁測定を開始し、表面撮像器5は、縁W2、ベベルW4、境界W5及び縁部の表面W3の撮像を開始する(ステップS102)。
First, the
円盤状基板Wの一回転が終了した場合、制御部1は、電動機7に適宜指示を行い、ターンテーブル6の回転を終了させる(ステップS103)。
以降、処理部10では、縁W2における欠陥検出及び縁部の表面W3における欠陥検出が行われる(ステップS104)。
When one rotation of the disk-shaped substrate W is completed, the
After that, the
まず、図7を用いて、縁W2における欠陥検出について説明する。 First, defect detection at the edge W2 will be described with reference to FIG. 7.
円盤状基板Wが一回転する間、縁測定器4によって測定された結果(距離データ)を回転角度の昇順又は降順に応じて連続的に繋ぐことによって、縁ラインが生成される(ステップS201)。(図5参照)縁ラインの生成については、既に説明しており、ここでは詳しい説明を省略する。
While the disk-shaped substrate W makes one rotation, the edge line is generated by continuously connecting the results (distance data) measured by the
次いで、切り欠き検出部15は、前記縁ラインから切り欠き部W1及び欠陥に対応する距離データを削除して理想的な縁ラインを生成する。また、切り欠き検出部15は、各回転速度における、前記縁ラインに係る距離データ(第1距離データ)と、前記理想的な縁ラインに係る距離データ(第2距離データ)との差を取得する。そして、切り欠き検出部15は、前記第1距離データ及び前記第2距離データの差のうち、閾値1より大きい値に対応する部分を切り欠き部W1として検出する(ステップS202)。切り欠き部W1の詳細については既に説明しており、ここでは詳しい説明を省略する。
Next, the
次いで、欠陥検出部13は、前記第1距離データ及び前記第2距離データの差のうち、前記閾値1より小さい閾値2より大きい値に対応する部分を縁W2の欠陥として検出する(ステップS203)。
Next, the
補正値算出部11は、前記距離データ及び各距離データに対応する回転角度を用いて円盤状基板Wの位置及び方向を補正するための補正値を算出する(ステップS204)。斯かる算出方法は公知技術であり、ここでは詳しい説明を省略する。
The correction
次に、図8を用いて、縁部の表面W3における欠陥検出について説明する。 Next, defect detection on the surface W3 of the edge portion will be described with reference to FIG.
表面撮像器5によって撮像された、各回転角度での撮像画像に対して、判定部12は、ベベルW4と表面W3との境界W5を判定する(ステップS301)。例えば、判定部12には、前記撮像画像の濃淡に基づいて、最も濃淡変化が大きい位置を境界W5として判定する。
The
次いで、排除部14は、判定部12の結果に基づいて、各回転角度に対応する撮像画像に対して、境界W5から表面W3側の対象領域を除いた剰余領域を排除する排除処理を行う(ステップS302)。
Next, based on the result of the
図9は本実施の形態に係るアライメント装置100において、前記排除処理を実行する前後を表す写真である。図9Aは前記排除処理を実行する前を表しており、図9Bは前記排除処理を実行した後を表している。図9Aにおいては、円盤状基板Wの偏心(傾き)に起因して、円盤状基板Wの影が映っている。一方、図9Bにおいては、斯かる影を含む剰余領域が解除されて、表面検査の対象領域のみが存在する。
FIG. 9 is a photograph showing before and after executing the exclusion process in the
以降、表面異常検出部16は、前記排除処理後の撮像画像に対して、例えば濃度差を強調するフィルタ処理を行う(ステップS303)。これに限るものでなく、コントラスト変換フィルタ処理であっても良く、濃度差を足し合わせた積分値を用いる等の濃度補正であっても良い。
After that, the surface
図10は本実施の形態に係るアライメント装置100において、対象領域に対して前記フィルタ処理を実行する前後を表す写真である。図10Aは前記フィルタ処理を実行する前を表しており、図10Bは前記フィルタ処理を実行した後を表している。図10Aに比べて、図10Bにおいては、対象領域における異常部分と正常部分との濃度差が大きくなっている。
FIG. 10 is a photograph showing before and after executing the filter processing on the target area in the
また、以上のように濃度差強調の処理が施された撮像画像を用いて、表面異常検出部16は縁部の表面W3における異常の検出を行う(ステップS304)。表面異常検出部16は、記憶部17に記憶された閾値を読み出して、濃度(階調)が前記閾値以下の部分を異常部分として検出し、例えば、ラベリング処理によって、前記異常部分の範囲を検出する。表面異常検出部16はこれらの検出結果に基づいて斯かる異常部分が欠陥であるか否かを判定する。
Further, the surface
再び、図6に基づいて説明する。
縁W2における欠陥検出及び縁部の表面W3における欠陥検出が行われた後(ステップS104)、処理部10は、これら検出結果に係るデータを制御部1に送る。
It will be described again with reference to FIG.
After the defect detection on the edge W2 and the defect detection on the surface W3 of the edge portion are performed (step S104), the
制御部1は、処理部10から送られた検出結果に係るデータを統合する(ステップS105)。すなわち、制御部1は斯かる検出結果に係るデータに基づいて、縁W2における欠陥の有無及び縁部の表面W3における欠陥の有無を確認し、円盤状基板Wの全体における欠陥の有無を判定する。
The
以降、制御部1は、処理部10にて求められた補正値に基づいて円盤状基板Wのアライメントを行う。すなわち、制御部1は前記補正値に基づいて、円盤状基板Wを特定方向に移動させ、位置及び方向を補正する(ステップS106)。
After that, the
次いで、制御部1は前記アライメントに係るデータを外部に出力する(ステップS107)。例えば、制御部1は前記アライメントに係るデータを表示部に出力し、該表示部は斯かるデータをユーザに表示する。
Next, the
以上のように、本実施の形態に係るアライメント装置100においては、表面検査の対象領域を除く剰余領域を撮像画像から排除してから、縁部の表面W3における異常を検査(表面検査)する。従って、円盤状基板Wが大きく偏心した場合においても表面検査の精度を高めることができる。また、斯かる撮像画像において処理すべき範囲を縮小させるので、処理負担を減らすことができる。
As described above, in the
なお、上述した補正値算出部11、判定部12、欠陥検出部13、排除部14、切り欠き検出部15及び表面異常検出部16は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、CPUが所定のプログラムを実行することにより、ソフトウェア的に構築されてもよい。
The correction
4 縁測定器
5 境界W
12 判定部
14 排除部
16 表面異常検出部
51 撮像センサ
100 アライメント装置
W 円盤状基板
W3 表面
W4 ベベル
W5 境界
4 Edge measuring
12 Judgment unit
14
Claims (3)
前記基板の縁部の前記表面及び前記傾斜部の画像を撮像する表面撮像器と、
前記表面撮像器で撮像した画像を処理する処理部と、
前記基板を載置し、載置した前記基板を回転させるターンテーブルとを備え、
前記表面撮像器は、
前記ターンテーブルに載置された前記基板よりも上方に配置された撮像センサと、
前記ターンテーブルに載置された前記基板よりも上方に配置された照明と、
前記ターンテーブルに載置された前記基板よりも下方に配置され、前記照明から照射された光を反射するミラーとを有し、
前記処理部は、
前記ターンテーブルによって前記基板を回転させているときに、前記撮像センサによって撮像された前記基板の縁部の前記表面及び前記傾斜部の撮像画像の濃淡に基づいて、最も濃淡変化が大きい位置を前記傾斜部と前記表面との境界として判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づき、前記撮像画像の前記境界よりも縁側を排除する排除処理を行うことによって検査対象領域の画像を抽出する排除処理部と、
前記検査対象領域の画像に対して濃淡差を強調する処理を施し、濃度が閾値以下の部分を異常部分として検出する表面異常検出部とを有している基板検査装置。 In a substrate inspection device that inspects a disk-shaped substrate having a flat surface and an inclined portion formed on the veranda .
A surface imager that captures images of the surface and the inclined portion of the edge portion of the substrate, and
A processing unit that processes the image captured by the surface imager, and
A turntable for mounting the board and rotating the mounted board is provided.
The surface imager is
An image sensor placed above the substrate placed on the turntable, and an image pickup sensor.
Lighting placed above the board placed on the turntable and
It has a mirror that is arranged below the substrate placed on the turntable and reflects the light emitted from the illumination.
The processing unit
When the substrate is rotated by the turntable, the position where the contrast change is the largest is determined based on the shading of the captured image of the edge portion of the substrate and the inclined portion imaged by the image pickup sensor. A determination unit that determines the boundary between the inclined portion and the surface,
An exclusion processing unit that extracts an image of an inspection target area by performing an exclusion processing that excludes the edge side of the captured image from the boundary based on the determination result of the determination unit .
A substrate inspection apparatus having a surface abnormality detecting unit that performs a process of emphasizing a difference in shading on an image of the inspection target area and detects a portion having a density equal to or lower than a threshold value as an abnormal portion .
前記縁検査器は、前記ターンテーブルに載置された前記基板よりも上方に配置された照射手段を有し、
前記表面撮像器の照明からの照射と前記縁検査器の前記照射手段からの照射とが互いに影響を受けないように、前記表面撮像器と前記縁検査器とは、前記基板の周方向に離れて配置されている請求項1に記載の基板検査装置。 Further equipped with an edge inspector for inspecting the abnormality of the edge of the substrate ,
The edge inspector has an irradiation means arranged above the substrate placed on the turntable.
The surface imager and the edge inspector are separated from each other in the circumferential direction of the substrate so that the irradiation from the illumination of the surface imager and the irradiation from the irradiation means of the edge inspector are not affected by each other. The substrate inspection apparatus according to claim 1, which is arranged in the same manner .
前記ターンテーブルによって前記基板が回転しているときに取得した前記センサの出力に基づいて前記ターンテーブルの回転中心から前記基板の縁までの距離の情報を算出するとともに、前記算出した距離の情報に基づいて前記基板の縁の異常を検査する請求項2に記載の基板検査装置。Based on the output of the sensor acquired when the board is rotating by the turntable, information on the distance from the rotation center of the turntable to the edge of the board is calculated, and the calculated distance information is used. The substrate inspection apparatus according to claim 2, wherein the abnormality of the edge of the substrate is inspected based on the above.
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