KR102118824B1 - 기판 검사 장치, 기판 처리 장치 및 기판 검사 방법 - Google Patents

기판 검사 장치, 기판 처리 장치 및 기판 검사 방법 Download PDF

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Abstract

제1의 위치 정보 취득부는, 실화상에 있어서 나타내어진 기판의 외주부 상의 복수의 외주점의 위치를 제1의 외주 위치 정보로서 취득한다. 제2의 위치 정보 취득부는, 보정 화상에 있어서 나타내어져야 할 복수의 외주점의 본래적인 위치를 제2의 외주 위치 정보로서 취득한다. 위치 관계 특정부는, 제1 및 제2의 외주 위치 정보에 의거해, 기판의 각 부분을 나타내는 상기 실화상 데이터의 각 화소와 기판의 각 부분을 나타내는 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계를 특정한다. 화소값 설정부는, 실화상 데이터의 각 화소의 값 및 특정된 위치 관계에 의거해, 보정 화상 데이터의 각 화소의 값을 설정한다.

Description

기판 검사 장치, 기판 처리 장치 및 기판 검사 방법{SUBSTRATE INSPECTION DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE INSPECTION METHOD}
본 발명은, 기판의 검사를 행하는 기판 검사 장치 및 그것을 구비한 기판 처리 장치 및 기판의 검사를 행하기 위한 기판 검사 방법에 관한 것이다.
기판에 대한 다양한 처리 공정에 있어서, 기판의 검사가 행해진다. 일본국 특허 공개 2016－219746호 공보에 기재되는 검사 장치에서는, 레지스트막이 형성된 기판에 노광 처리 및 현상 처리가 순차적으로 행해진 후, 기판의 외관 검사가 행해진다. 구체적으로는, 검사 대상의 기판(이하, 검사 기판이라 부른다.)의 표면이 촬상부에 의해서 촬상됨으로써 표면 화상 데이터가 취득된다. 한편, 외관상의 결함이 없는 샘플 기판이 미리 준비되고, 그 샘플 기판의 표면 화상 데이터가 취득된다. 샘플 기판의 표면 화상 데이터의 각 화소의 계조값과 검사 기판의 표면 화상 데이터의 각 화소의 계조값의 비교에 의거해, 검사 기판의 결함이 검출된다.
일본국 특허 공개 2016－219746호 공보의 검사 장치에 있어서는, 촬상부가 1 또는 복수의 집광 렌즈를 포함한다. 이 경우, 취득되는 표면 화상 데이터가, 렌즈의 수차(收差)에 의한 왜곡을 포함한다. 그 때문에, 샘플 기판의 표면 화상 데이터의 각 화소와 검사 기판의 표면 화상 데이터의 각 화소의 대응 관계에 어긋남이 발생해, 검사 기판의 결함을 적절히 검출할 수 없는 경우가 있다.
본 발명의 목적은, 렌즈의 수차에 의한 왜곡이 제거된 보정 화상 데이터를 용이하게 생성할 수 있고, 그 보정 화상 데이터를 이용하여 기판의 검사를 적절히 행하는 것이 가능한 기판 검사 장치, 기판 처리 장치 및 기판 검사 방법을 제공하는 것이다.
(1) 본 발명의 한 국면에 따르는 기판 검사 장치는, 적어도 일부가 원형의 외주부를 갖는 기판을 촬상함으로써 기판의 일면의 실화상을 나타내는 실화상 데이터를 취득하는 화상 데이터 취득부와, 실화상 데이터에 의거해 기판의 일면의 본래적인 화상을 보정 화상으로서 나타내는 보정 화상 데이터를 생성하는 보정 화상 데이터 생성부와, 보정 화상 데이터 생성부에 의해 생성된 보정 화상 데이터에 의거해 기판의 검사를 행하는 검사부를 구비하고, 보정 화상 데이터 생성부는, 실화상에 있어서 나타내어진 기판의 외주부 상의 복수의 외주점의 위치를 제1의 외주 위치 정보로서 취득하는 제1의 위치 정보 취득부와, 보정 화상에 있어서 나타내어져야 할 복수의 외주점의 본래적인 위치를 제2의 외주 위치 정보로서 취득하는 제2의 위치 정보 취득부와, 제1의 위치 정보 취득부에 의해 취득된 제1의 외주 위치 정보 및 제2의 위치 정보 취득부에 의해 취득된 제2의 외주 위치 정보에 의거해, 기판의 각 부분을 나타내는 실화상 데이터의 각 화소와 기판의 각 부분을 나타내는 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계를 특정하는 위치 관계 특정부와, 실화상 데이터의 각 화소의 값 및 위치 관계 특정부에 의해 특정된 관계에 의거해, 보정 화상 데이터의 각 화소의 값을 설정하는 화소값 설정부를 포함한다.
이 기판 검사 장치에 있어서는, 기판을 촬상함으로써 기판의 실화상을 나타내는 실화상 데이터가 취득된다. 실화상 데이터에는, 기판의 촬상에 이용되는 렌즈의 수차에 의한 왜곡(이하, 수차 왜곡이라 부른다.)가 포함되는 경우가 있다. 그래서, 실화상 데이터에 의거해, 기판의 본래적인 화상을 보정 화상으로서 나타내는 보정 화상 데이터가 생성된다.
이 경우, 실화상에 나타내어지는 복수의 외주점의 위치가 제1의 외주 위치 정보로서 취득되고, 보정 화상에 나타내어져야 할 복수의 외주점의 본래적인 위치가 제2의 외주 위치 정보로서 취득된다. 실화상 데이터에 수차 왜곡이 포함되면, 제1 및 제2의 외주 위치 정보 사이에 차이가 발생한다. 그래서, 제1 및 제2의 외주 위치 정보에 의거해 실화상 데이터의 각 화소와 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계가 특정되고, 그 위치 관계에 의거해, 보정 화상 데이터의 각 화소의 값이 설정된다. 이에 의해, 수차 왜곡이 제거된 보정 화상 데이터를 용이하게 생성할 수 있다. 이와 같이 하여 생성된 보정 화상 데이터를 이용함으로써, 기판의 검사를 적절하게 행할 수 있다. 또, 검사 대상의 기판을 촬상함으로써 얻어지는 실화상 데이터에 의거해 보정 화상 데이터를 생성할 수 있으므로, 보정을 행하기 위한 특별한 기판 등을 별도로 준비할 필요가 없고, 또한 보정용 파라미터 등을 미리 설정할 필요도 없다. 따라서, 보정 화상 데이터의 생성에 필요로 하는 시간 및 비용이 삭감된다.
(2) 위치 관계 특정부는, 제1의 외주 위치 정보 및 제2의 외주 위치 정보를 이용한 회귀 분석에 의해 위치 관계를 특정해도 된다. 이 경우, 실화상 데이터의 각 화소와 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계를 용이하게 특정할 수 있다.
(3) 제1의 외주 위치 정보는, 실화상에 있어서의 복수의 외주점의 위치를 각각 나타내는 복수의 제1의 외주좌표를 포함하고, 제2의 외주 위치 정보는, 보정 화상에 있어서의 복수의 외주점의 위치를 각각 나타내는 복수의 제2의 외주좌표를 포함하고, 위치 관계 특정부는, 복수의 제1의 외주좌표 및 복수의 제2의 외주좌표를 이용한 회귀 분석에 의해 실화상 데이터의 각 화소의 좌표와 보정 화상 데이터의 각 화소의 좌표의 관계를 나타내는 관계식을 위치 관계로서 특정해도 된다. 이 경우, 특정된 관계식을 이용하여, 보정 화상 데이터의 화소에 대응하는 실화상 데이터의 화소를 용이하게 특정할 수 있고, 실화상 데이터의 화소의 값에 의거해 보정 화상 데이터의 화소의 값을 설정할 수 있다.
(4) 제2의 위치 정보 취득부는, 가상 좌표계에 있어서 단위원 상에 설정된 복수의 외주점에 각각 대응하는 복수의 가상 외주점의 좌표를 복수의 제3의 외주좌표로서 취득하고, 복수의 제1의 외주좌표 및 복수의 제3의 외주좌표에 의거해 복수의 제2의 외주좌표를 취득해도 된다.
이 경우, 단위원 상에 설정된 가상 외주점의 좌표를 이용함으로써, 복잡한 계산 또는 화상 분석 등을 행하지 않고, 복수의 제2의 외주좌표를 취득할 수 있다.
(5) 화상 데이터 취득부는, 기판을 유지하는 기판 유지부와, 제1의 방향으로 연장되는 라인 센서에 의해 기판을 촬상하는 촬상부와, 기판 유지부에 의해 유지되는 기판이 촬상부에 대해 상대적으로 제2의 방향으로 이동하도록 기판 유지부 및 촬상부 중 적어도 한쪽을 이동시키는 이동부를 포함하고, 실화상 및 보정 화상의 각각에 있어서, 제1의 방향은 제3의 방향에 대응하고, 제2의 방향은 제4의 방향에 대응하고, 제1의 외주 위치 정보는, 제3의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제1의 위치로서 나타내고, 제4의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제2의 위치로서 나타내고, 제2의 외주 위치 정보는, 제3의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제3의 위치로서 나타내고, 제4의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제4의 위치로서 나타내고, 제2의 외주 위치 정보에 의해 나타내어지는 복수의 외주점의 제4의 위치는, 제1의 외주 위치 정보에 의해 나타내어지는 복수의 외주점의 제2의 위치와 각각 동일하게 설정되어도 된다.
이 경우, 이동부에 의해 기판이 제2의 방향으로 이동되면서 촬상부에 의해 기판이 연속적으로 촬상됨으로써, 실화상 데이터가 취득된다. 촬상부는 제1의 방향으로 연장되는 라인 센서에 의해서 기판을 촬상하므로, 실화상에 있어서는, 제1의 방향에 대응하는 제3의 방향에 있어서만 수차 왜곡이 발생하고, 제2의 방향에 대응하는 제4의 방향에 있어서는 수차 왜곡이 발생하지 않는다. 그래서, 보정 화상에 있어서의 각 외주점의 제4의 위치가, 제2의 위치와 동일하게 설정된다. 이에 의해, 실화상에 있어서의 각 외주점의 제1의 위치와, 보정 화상에 있어서의 각 외주점의 제3의 위치에 의거해, 제3의 방향에 있어서의 수차 왜곡을 적절히 제거할 수 있다.
(6) 제2의 위치 정보 취득부는, 제1의 외주 위치 정보에 의해 나타내어지는 적어도 1개의 외주점의 제2의 위치에 의거해, 기판의 외주부의 본래적인 형상을 특정하고, 특정된 형상에 의거해 보정 화상에 있어서의 복수의 외주점의 제3의 위치를 특정해도 된다.
이 경우, 실화상에 있어서 제4의 방향으로는 수차 왜곡이 발생하지 않기 때문에, 각 외주점의 제2의 위치에 의거해 기판의 외주부의 본래적인 형상을 적절히 특정할 수 있고, 또한 특정된 형상에 의거해 각 외주점의 제3의 위치를 적절히 특정할 수 있다.
(7) 본 발명의 다른 국면에 따르는 기판 처리 장치는, 기판 상에 처리막을 형성하는 막 형성부와, 막 형성부에 의한 처리막의 형성 후의 기판의 검사를 행하는 상기 기판 검사 장치를 구비한다.
이 기판 처리 장치에 있어서는, 상기 기판 검사 장치에 의해 기판의 검사가 행해진다. 그로 인해, 수차 왜곡을 포함하지 않는 보정 화상 데이터를 용이하게 생성할 수 있고, 그 보정 화상 데이터에 의거해, 기판의 검사를 적절히 행할 수 있다. 또, 검사 대상의 기판을 촬상함으로써 얻어지는 실화상 데이터에 의거해 보정 화상 데이터를 생성할 수 있으므로, 보정을 행하기 위한 특별한 기판 등을 준비할 필요가 없고, 또한 보정용 파라미터 등을 미리 설정할 필요도 없다. 따라서, 보정 화상 데이터의 생성에 필요로 하는 시간 및 비용이 삭감된다.
(8) 본 발명의 또 다른 국면에 따르는 기판 검사 방법은, 적어도 일부가 원형의 외주부를 갖는 기판을 촬상함으로써 기판의 일면의 실화상을 나타내는 실화상 데이터를 취득하는 단계와, 실화상 데이터에 의거해 기판의 일면의 본래적인 화상을 보정 화상으로서 나타내는 보정 화상 데이터를 생성하는 단계와, 보정 화상 데이터 생성부에 의해 생성된 보정 화상 데이터에 의거해 기판의 검사를 행하는 단계를 포함하고, 보정 화상 데이터를 생성하는 단계는, 실화상에 있어서 나타내어진 기판의 외주부 상의 복수의 외주점의 위치를 제1의 외주 위치 정보로서 취득하는 단계와, 보정 화상에 있어서 나타내어져야 할 복수의 외주점의 본래적인 위치를 제2의 외주 위치 정보로서 취득하는 단계와, 제1 및 제2의 외주 위치 정보에 의거해, 기판의 각 부분을 나타내는 실화상 데이터의 각 화소와 기판의 각 부분을 나타내는 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계를 특정하는 단계와, 실화상 데이터의 각 화소의 값 및 특정된 관계에 의거해, 보정 화상 데이터의 각 화소의 값을 설정하는 단계를 포함한다.
이 기판 검사 방법에 의하면, 기판을 촬상함으로써 기판의 실화상을 나타내는 실화상 데이터가 취득된다. 실화상에 나타내어지는 복수의 외주점의 위치가 제1의 외주 위치 정보로서 취득되고, 보정 화상에 나타내어져야 할 복수의 외주점의 본래적인 위치가 제2의 외주 위치 정보로서 취득된다. 실화상 데이터에 수차 왜곡이 포함되면, 제1 및 제2의 외주 위치 정보 사이에 차이가 발생한다. 여기서, 제1 및 제2의 외주 위치 정보에 의거해 실화상 데이터의 각 화소와 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계가 특정되고, 그 위치 관계에 의거해, 보정 화상 데이터의 각 화소의 값이 설정된다. 이에 의해, 수차 왜곡이 제거된 보정 화상 데이터를 용이하게 생성할 수 있다. 이와 같이 하여 생성된 보정 화상 데이터를 이용함으로써, 기판의 검사를 적절히 행할 수 있다. 또, 검사 대상의 기판을 촬상함으로써 얻어지는 실화상 데이터에 의거해 보정 화상 데이터를 생성할 수 있으므로, 보정을 행하기 위한 특별한 기판 등을 별도로 준비할 필요가 없고, 또한 보정용 파라미터 등을 미리 설정할 필요도 없다. 따라서, 보정 화상 데이터의 생성에 필요로 하는 시간 및 비용이 삭감된다.
도 1은, 본 실시형태에 따른 기판 검사 장치의 외관 사시도,
도 2는, 도 1의 기판 검사 장치의 내부의 구성을 나타내는 모식적 측면도,
도 3(a)~(c)는, 수차 왜곡에 대해서 설명하기 위한 모식도,
도 4는, 취득된 실화상 데이터에 의해 나타내어지는 기판의 실화상의 예를 나타내는 도면,
도 5는, 기판 검사 장치의 기능적인 구성을 나타내는 블럭도,
도 6은, 보정 화상 데이터 생성 처리를 나타내는 플로차트,
도 7(a) 및 (b)는, 보정 화상 데이터 생성 처리에 대해서 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 8(a) 및 (b)는, 보정 화상 데이터 생성 처리에 대해서 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 9(a) 및 (b)는, 보정 화상 데이터 생성 처리에 대해서 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 10은, 보정 화상 데이터 생성 처리에 대해서 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 11은, 결함 판정 처리의 플로차트,
도 12는, 기판 검사 장치를 구비하는 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 모식적 블럭도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 기판 검사 장치, 기판 처리 장치 및 기판 검사 방법에 대해서 도면을 이용하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 기판이란, 반도체 기판, 액정 표시 장치 혹은 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판 또는 태양 전지용 기판 등을 말한다. 또, 본 실시형태에 있어서 검사 대상으로서 이용되는 기판은, 일면(주면) 및 타면(이면)을 갖고, 그 일면 상에는 소정의 패턴을 갖는 막이 형성되어 있다. 기판 상의 일면 상에 형성되는 막으로는, 예를 들면 레지스트막, 반사 방지막, 레지스트 커버막 등을 들 수 있다.
[1] 기판 검사 장치의 구성
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 기판 검사 장치의 외관 사시도이며, 도 2는 도 1의 기판 검사 장치의 내부의 구성을 나타내는 모식적 측면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 검사 장치(200)는, 하우징(210), 투광부(220), 반사부(230), 촬상부(240), 기판 유지 장치(250), 이동부(260), 노치 검출부(270), 제어 장치(400) 및 표시부(410)를 포함한다.
하우징(210)의 측부에는 기판(W)을 반송하기 위한 슬릿형상의 개구부(216)가 형성되어 있다. 투광부(220), 반사부(230), 촬상부(240), 기판 유지 장치(250), 이동부(260) 및 노치 검출부(270)는, 하우징(210) 내에 수용되어 있다.
투광부(220)는, 예를 들면 1 또는 복수의 광원을 포함하고, 띠형상의 광을 비스듬한 하방으로 출사한다. 투광부(220)로부터의 광은, 방향 D1로 연장되는 장척형상의 수평 단면을 갖는다. 반사부(230)는, 예를 들면 미러를 포함한다. 촬상부(240)는, 복수의 화소가 방향 D1로 선형으로 늘어서도록 배치된 촬상 소자, 및 1 또는 복수의 집광 렌즈를 포함한다. 본 예에서는, 촬상 소자로서 CCD(전하 결합 소자) 라인 센서가 이용된다. 또한, 촬상 소자로서 CMOS(상보성 금속 산화막 반도체) 라인 센서가 이용되어도 된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 기판 유지 장치(250)는, 예를 들면 스핀 척이며, 구동 장치(251) 및 회전 유지부(252)를 포함한다. 구동 장치(251)는, 예를 들면 전동 모터이며, 회전축(251a)을 갖는다. 회전 유지부(252)는, 구동 장치(251)의 회전축(251a)의 선단에 장착되고, 검사 대상의 기판(W)을 유지한 상태로 연직축의 둘레로 회전 구동된다.
이동부(260)는, 한 쌍의 가이드 부재(261)(도 1) 및 이동 유지부(262)를 포함한다. 한 쌍의 가이드 부재(261)는, 서로 평행으로 직선형으로 늘어서도록 설치된다. 이동 유지부(262)는, 기판 유지 장치(250)를 유지하면서 복수의 가이드 부재(261)를 따라서 이동 가능하게 구성된다. 기판 유지 장치(250)가 기판(W)을 유지하는 상태에서 이동 유지부(262)가 방향 D2를 따라서 이동함으로써, 기판(W)이 투광부(220) 및 반사부(230)의 하방을 통과한다. 방향 D2는, 수평면 상에서 상기 방향 D1과 직교한다. 방향 D1은, 제1의 방향의 예이며, 방향 D2는, 제2의 방향의 예이다.
노치 검출부(270)는, 예를 들면 투광 소자 및 수광 소자를 포함하는 반사형 광전 센서이며, 검사 대상의 기판(W)이 기판 유지 장치(250)에 의해 회전되는 상태에서, 기판(W)의 외주부를 향해서 광을 출사함과 더불어 기판(W)으로부터의 반사광을 수광한다. 노치 검출부(270)는, 기판(W)으로부터의 반사광의 수광량에 의거해 기판(W)의 노치를 검출한다. 노치 검출부(270)로서 투과형 광전 센서가 이용되어도 된다.
제어 장치(400)(도 1)는, 예를 들면 CPU 및 메모리, 또는 마이크로 컴퓨터를 포함하고, 투광부(220), 촬상부(240), 기판 유지 장치(250), 이동부(260), 노치 검출부(270) 및 표시부(410)를 제어한다. 표시부(410)는, 검사 대상이 되는 기판(W)의 결함의 유무의 판정 결과 등을 표시한다. 제어 장치(400)의 자세한 사항은 후술한다.
도 1의 기판 검사 장치(200)에 있어서의 기판(W)의 촬상 동작에 대해서 설명한다. 검사 대상의 기판(W)은, 개구부(216)를 통해 하우징(210) 내에 반입되어, 기판 유지 장치(250)에 의해 유지된다. 계속해서, 기판 유지 장치(250)에 의해 기판(W)이 회전되면서 노치 검출부(270)에 의해 기판(W)의 주연부에 광이 출사되고, 그 반사광이 노치 검출부(270)에 의해 수광된다. 이에 의해, 기판(W)의 노치가 검출되고, 기판(W)의 방향이 판정된다. 그 후, 기판 유지 장치(250)에 의해 기판(W)의 노치가 일정한 방향을 향하도록 기판(W)의 회전 위치가 조정된다.
다음에, 투광부(220)로부터 비스듬한 하방으로 띠형상의 광이 출사되면서 이동부(260)에 의해 기판(W)이 투광부(220)의 하방을 통과하도록 이동된다. 방향 D1에 있어서의 투광부(220)로부터의 광의 조사 범위는 기판(W)의 직경보다 크다. 이에 의해, 기판(W)의 일면의 전체에 투광부(220)로부터의 광이 순차적으로 조사된다. 기판(W)으로부터 반사되는 광은 반사부(230)에 의해 또한 반사되어 촬상부(240)로 이끌린다. 촬상부(240)의 촬상 소자는, 기판(W)의 일면으로부터 반사되는 광을 소정의 샘플링 주기로 수광함으로써, 기판(W)의 일면 상의 복수의 부분을 순차적으로 촬상한다. 촬상 소자를 구성하는 각 화소는 수광량에 따른 값을 나타내는 화소 데이터를 출력한다. 촬상부(240)로부터 출력되는 복수의 화소 데이터에 의거해, 기판(W)의 일면 상의 전체의 화상을 나타내는 실화상 데이터가 생성된다. 그 후, 이동부(260)에 의해 기판(W)이 반입 시의 위치로 되돌려지고, 기판(W)이 개구부(216)를 통해 하우징(210)의 외부로 반출된다.
[2] 수차 왜곡
상기와 같이, 도 1의 촬상부(240)는 1 또는 복수의 집광 렌즈를 포함한다. 이 경우, 촬상부(240)에 의해 취득되는 실화상 데이터에는, 렌즈의 수차에 따른 왜곡(이하, 수차 왜곡이라 부른다.)이 발생한다. 도 3은, 수차 왜곡에 대해서 설명하기 위한 모식도이다. 도 3(a)에는, 수차 왜곡을 포함하지 않는 화상의 예가 나타난다. 도 3(b)에는, 수차 왜곡을 포함하는 화상의 예가 나타난다. 도 3(a)의 화상 IM1 및 도 3(b)의 화상 IM2는, 동일한 대상물 S의 화상이다. 대상물 S는, 복수의 세로선(L1) 및 복수의 가로선(L2)을 포함한다. 실제의 각 세로선(L1) 및 각 가로선(L2)은 각각 직선이다.
도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 수차 왜곡을 포함하지 않는 화상 IM1에 있어서는, 복수의 세로선(L1)이 서로 평행 또한 등간격으로 배치되고, 또한 복수의 가로선(L2)이 서로 평행 또한 등간격으로 배치되어 있다. 한편, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 수차 왜곡을 포함하는 화상 IM2에 있어서는, 화상 IM2의 중심부가 부풀어 오르도록 복수의 세로선(L1) 및 가로선(L2)이 각각 만곡되어 있다. 세로선(L1) 및 가로선(L2)의 만곡의 정도는, 화상 IM2의 중심부로부터 멀어짐에 따라 커진다.
상기와 같이, 도 1의 촬상부(240)는, 방향 D1로 연장되는 라인 센서를 포함하고, 방향 D2로 이동하는 기판(W)을 소정의 샘플링 주기로 연속적으로 촬상함으로써, 실화상 데이터를 생성한다. 이 경우, 촬상부(240)에 의해서 한 시점에서 촬상되는 기판(W) 상의 부분은, 방향 D1로 연장되는 선형의 부분이다. 그 때문에, 촬상부(240)에 의해 얻어지는 실화상 데이터는, 방향 D2에 있어서의 수차 왜곡을 포함하지 않고, 방향 D1에 있어서의 수차 왜곡만을 포함한다. 도 3(c)에는, 촬상부(240)에 의해서 얻어지는 대상물 S의 화상의 예가 나타난다. 도 3(c)의 화상 IM3에 있어서는, 가로 방향이 방향 D1에 대응하고, 세로 방향이 방향 D2에 대응한다. 이 경우, 세로 방향으로는 수차 왜곡이 발생하지 않고, 가로 방향으로만 수차 왜곡이 발생한다. 구체적으로는, 가로 방향에 있어서 화상 IM3의 중심으로부터 멀어짐에 따라서 이웃하는 세로선(L1)의 간격이 작아진다. 복수의 가로선(L2)은, 서로 평행 또한 등간격으로 배치된다.
도 4는, 취득된 실화상 데이터에 의해 나타내어지는 기판(W)의 실화상의 예를 나타내는 도면이다. 실화상 데이터의 각 화소의 위치는, 장치 고유의 이차원 좌표계(이하, 장치 좌표계라고 부른다.)로 나타내어진다. 본 실시형태에 있어서, 장치 좌표계는, 서로 직교하는 x축 및 y축을 갖는 xy 좌표계이다. 이 경우, x축방향이 상기 방향 D1에 대응하고, y축방향이 상기 방향 D2에 대응한다. 장치 좌표계의 원점은, 예를 들면, 실화상 RI의 어느 한 모서리부에 있는 화소에 설정된다.
도 4의 예에서는, 실화상 RI의 좌측 상단의 모서리부에 있는 화소가 원점 (0, 0)으로 설정된다. x축의 양의 방향은 오른쪽이며, y축의 양의 방향은 아래이다. 예를 들면, 실화상 RI의 화소수가 1000×1000인 경우, 실화상 RI의 우측 상단의 모서리부에 있는 화소의 좌표는 (1000, 0)이며, 실화상 RI의 좌측 하단의 모서리부에 있는 화소의 초기 좌표는 (0, 1000)이며, 실화상 RI의 우측 하단의 모서리부에 있는 화소의 좌표는 (1000, 1000)이다.
본 예에 있어서, 실제의 기판(W)의 외주부는, 노치를 제외하고 진원 형상을 갖는다. 그러나, 도 4의 실화상 RI에 있어서는, x축 방향에 있어서 수차 왜곡이 발생하고 있고, 기판(W)의 외주부가 x축 방향으로 연장되는 타원 형상을 갖는다. 또한, 도 4 및 이하의 도 7~도 10에 있어서는 노치의 도시가 생략된다.
[3] 보정 화상 데이터 생성 처리
본 실시형태에서는, 후술하는 보정 화상 데이터 생성 처리에 의해서 실화상 데이터로부터 보정 화상 데이터가 생성된다. 보정 화상 데이터는, 기판(W)의 본래적인 표면 화상(이하, 보정 화상이라 부른다.)을 나타낸다. 본래적인 표면 화상이란, 수차 왜곡을 포함하지 않는 표면 화상을 의미한다.
도 5는, 기판 검사 장치(200)의 기능적인 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 기판 검사 장치(200)는, 실화상 데이터 취득부(310), 보정 화상 데이터 생성부(320) 및 검사부(330)를 포함한다. 보정 화상 데이터 생성부(320)는, 제1의 위치 정보 취득부(321), 제2의 위치 정보 취득부(322), 위치 관계 특정부(323) 및 화소값 설정부(324)를 포함한다. 이들의 기능은, 제어 장치(400)에 있어서 예를 들면 CPU가 메모리에 기억된 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 실현된다.
실화상 데이터 취득부(310)는, 촬상부(240)가 기판(W)을 촬상함으로써 생성된 실화상 데이터를 취득한다. 촬상부(240) 및 실화상 데이터 취득부(310) 및 도 1의 기판 유지 장치(250) 및 이동부(260)에 의해, 화상 데이터 취득부가 구성된다. 보정 화상 데이터 생성부(320)는, 취득된 실화상 데이터에 의거해 보정 화상 데이터를 생성한다. 검사부(330)는, 생성된 보정 화상 데이터에 의거해 기판(W)의 검사를 행한다. 본 예에서는, 기판(W)의 외관상의 결함의 유무를 판정하는 외관 검사가 행해진다.
보정 화상 데이터 생성부(320)의 상세를 설명한다. 제1의 위치 정보 취득부(321)는, 실화상에 있어서 나타내어진 기판(W)의 외주부 상의 복수의 외주점의 위치를 제1의 외주 위치 정보로서 취득한다. 제2의 위치 정보 취득부(322)는, 보정 화상에 있어서 나타내어져야 할 복수의 외주점의 본래적인 위치를 제2의 외주 위치 정보로서 취득한다. 본 예에 있어서, 제1의 외주 위치 정보는, 실화상에 있어서 복수의 외주점의 위치를 나타내는 복수의 실외주좌표이며, 제2의 외주 위치 정보는, 보정 화상에 있어서 복수의 외주점의 위치를 나타내는 복수의 보정 외주좌표이다. 실외주좌표 및 보정 외주좌표의 상세한 사항에 대해서는 후술한다.
위치 관계 특정부(323)는, 취득된 제1 및 제2의 외주 위치 정보에 의거해, 기판의 각 부분을 나타내는 실화상 데이터의 각 화소와 기판의 각 부분을 나타내는 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계를 특정한다. 본 예에서는, 실화상에 있어서의 복수의 외주점의 좌표와 보정 화상에 있어서의 복수의 외주점의 좌표를 이용한 회귀 분석에 의해서 실화상 데이터의 각 화소의 좌표와 보정 화상 데이터의 각 화소의 좌표의 관계를 나타내는 관계식이 특정된다. 회귀 분석에 의한 관계식의 특정 방법에 대해서는 후술한다. 화소값 설정부(324)는, 실화상 데이터의 각 화소의 값 및 위치 관계 특정부(323)에 의해 특정된 위치 관계에 의거해, 보정 화상 데이터의 각 화소의 값을 설정한다.
도 6은, 도 1의 제어 장치(400)에 의한 보정 화상 데이터 생성 처리를 나타내는 플로차트이다. 도 7~도 10은, 보정 화상 데이터 생성 처리에 대해서 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
우선, 실화상 데이터 취득부(310)가, 실화상 데이터를 취득한다(단계 S11). 다음에, 제1의 위치 정보 취득부(321)가, 취득된 실화상 데이터에 의거해, 실화상 RI에 있어서의 기판(W)의 외주부(에지)를 검출하고, 검출된 외주부에 의거해 기판(W)의 중심의 좌표를 특정한다(단계 S12). 예를 들면, Sobel 필터 등을 이용하여, 실화상 RI에 있어서의 기판(W)의 외주부가 검출된다. 검출된 외주부의 중심의 좌표가, 기판(W)의 중심의 좌표로서 특정된다.
다음에, 제1의 위치 정보 취득부(321)는, 기판(W)의 중심이 원점이 되도록, 변환 좌표계를 설정한다(도 6의 단계 S13). 구체적으로는, 도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 중심(CN)의 좌표가 원점 (0, 0)으로 설정됨과 더불어, 장치 좌표계의 x축 및 y축에 각각 평행한 X축 및 Y축을 갖는 변환 좌표계가 설정된다. X축의 양의 방향은 오른쪽이며, Y축의 양의 방향은 위이다.
다음에, 제1의 위치 정보 취득부(321)는, 실화상 RI에 있어서, 기판(W)의 외주부 상에 복수의 실외주점을 설정하고, 변환 좌표계에 있어서의 그들 복수의 실외주점의 좌표를 실외주좌표로서 취득한다(도 6의 단계 S14). 실외주좌표는, 제1의 외주좌표의 예이다. 또, 실외주점의 X좌표는 제1의 위치의 예이며, 실외주점의 Y좌표는 제2의 위치의 예이다.
예를 들면, 도 7(b)에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 중심(CN)으로부터 기판(W)의 외주부의 외측으로 연장되는 복수의 가상선 VL이 설정된다. 예를 들면, 복수의 가상선 VL은, 기판(W)의 중심(CN)에 대해 등 각도 간격으로 배치된다. 도 7(b)의 예에서는, Y축에 관해 대칭이고 또한 X축에 대해 대칭으로 8개의 가상선 VL이 설정된다. 8개의 가상선 VL의 각도 간격은, 45도이다. 또, 이들 복수의 보정선 VL과 기판(W)의 외주부가 교차하는 점(A1, A2, …, A8)이 각각 실외주점으로 설정된다. 실외주점(A1, A2, …, A8)의 실외주좌표는, (X1, Y1), (X2, Y2), … 및 (X8, Y8)이다.
다음에, 제2의 위치 정보 취득부(322)는, 미리 정해진 가상 좌표계로 복수의 실외주점에 각각 대응하는 복수의 가상 외주점을 설정하고, 그들 복수의 가상 외주점의 좌표를 가상 외주좌표로서 취득한다(도 6의 단계 S15). 가상 외주좌표는, 제3의 외주좌표의 예이다.
구체적으로는, 도 8(a)에 나타낸 바와 같이, 서로 직교하는 X'축 및 Y'축을 갖는 가상 좌표계가 설정된다. 가상 좌표계에 있어서, 원점을 중심으로 하는 단위원 VC가 설정된다. 변환 좌표계에 있어서의 복수의 가상선 VL에 각각 대응하도록, 단위원 VC의 중심으로부터 단위원 VC의 외측으로 연장되는 복수의 보정선 VL'이 설정된다. 가상 좌표계에 있어서 X'축에 대한 각 보정선 VL'의 각도 및 Y'축에 대한 각 보정선 VL'의 각도는, 변환 좌표계에 있어서 X축에 대한 각 보정선 VL의 각도 및 Y축에 대한 각 보정선 VL의 각도와 동일하다. 이들 복수의 보정선 VL'와 단위원 VC가 교차하는 점 B1, B2, …, B8가 각각 가상 외주점으로 설정된다. 가상 외주점 B1, B2, …, B8의 가상 외주좌표는, (0, 1), (cos(π/4), sin(π/4)), …, 및 (cos(3π/4), sin(3π/4))이다.
다음에, 제2의 위치 정보 취득부(322)는, 변환 좌표계에 있어서 복수의 실외주점에 대응하는 복수의 보정 외주점을 설정하고, 그들 복수의 보정 외주점의 좌표를 보정 외주좌표로서 취득한다(단계 S16). 보정 외주좌표는, 제2의 외주좌표의 예이다. 또, 보정 외주점의 X좌표는 제3의 위치의 예이며, 보정 외주점의 Y좌표는 제4의 위치의 예이다.
구체적으로는, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 변환 좌표계에 있어서, 본래적인 기판(W)의 외주부를 나타내는 외주선 EL 상에, 복수의 실외주점 A1~A8에 각각 대응하는 복수의 보정 외주점 C1~C8이 설정된다. 보정 외주점 C1~C8은, 수차 왜곡이 없는 경우의 본래적인 실외주점 A1~A8의 위치에 상당한다.
상기와 같이, 실화상 RI는, Y축방향에 있어서 수차 왜곡을 갖지 않는다. 그 때문에, 보정 외주점 C1~C8의 Y좌표는, 실외주점 A1~A8의 Y좌표와 각각 동일하다. 한편, 실화상 RI는, X축방향에 있어서 수차 왜곡을 갖는다. 그 때문에, 보정 외주점 C1~C8의 X좌표는, 실외주점 A1~A8의 X좌표와 상이하다. 여기서, 하기 식 (1) 및 (2)를 이용하여, 각 보정 외주점 C1~C8의 X좌표가 산출된다.
Xam(n)=X'(n)·Ymax (Y≥0) …(1)
Xam(n)=X'(n)·｜Ymin｜ (Y＜0) …(2)
식 (1) 및 (2)에 있어서, X'(n)은, 임의의 가상 외주점의 X'좌표이며, Xam(n)는, 당해 임의의 가상 외주점에 대응하는 보정 외주점의 X좌표이다.
Ymax는, 실화상 RI 상의 기판(W)의 외주부를 나타내는 Y좌표의 최대값이다. Ymin는, 실화상 RI 상의 기판(W)의 외주부를 나타내는 Y좌표의 최소값이다. 도 8(b)의 예에서는, Y축 상에 실외주점 A1, A5가 설정되어 있다. 이 경우, 실외주점 A1의 Y좌표가 Ymax이며, 실외주점 A5의 Y좌표가 Ymin이다. Ymax는, Y≥0의 범위에 있어서의 외주선 EL의 반경을 나타내고, ｜Ymin｜은, Y＜0의 범위에 있어서의 외주선 EL의 반경을 나타낸다. Ymax=｜Ymin｜인 경우, 외주선 EL은 진원이다.
또한, 서로 대응하는 실외주점과 보정 외주점의 어긋남은, X축방향에 있어서 기판(W)의 중심에 가까워짐에 따라 작아진다. 이 경우, Y축 상에 있어서는, 실외주점과 보정 외주점의 어긋남은 0이다. 그 때문에, 도 8(b)에 있어서, 실외주점 A1과 보정 외주점 C1은 서로 일치하고 있고, 실외주점 A5와 보정 외주점 C5는 서로 일치하고 있다.
Y≥0의 범위에서는, 상기 식 (1)을 이용하여 Xam(n)이 산출되고, Y＜0의 범위에서는, 상기 식 (2)를 이용하여 Xam(n)이 산출된다. 도 8(b)의 예에서는, 보정 외주점 C2, C3, C7, C8의 X좌표가, 식(1)을 이용하여 산출되고, 보정 외주점 C4, C6의 X좌표가, 식 (2)를 이용하여 산출된다. 예를 들면, 보정 외주점 C2의 X좌표는, cos(π/4)·Ymax이며, 보정 외주점 C6의 X좌표는, cos(－3π/4)·｜Ymin｜이다. 보정 외주점 C1, C5는 Y축 상에 있으므로, 보정 외주점 C1, C5의 X좌표는 0이다. 또한, 식 (1) 및 식 (2)의 한쪽만을 이용하여 Yam(n)이 산출되어도 된다. 이 경우, 외주선 EL이 진원인 것이 전제가 된다.
다음에, 위치 관계 특정부(323)는, 실화상 RI에 있어서의 각 화소의 좌표와 보정 화상에 있어서의 각 화소의 좌표의 관계를 나타내는 보정용 관계식을 특정한다(도 6의 단계 S17). 구체적으로는, 회귀 분석(본 예에서는, 중회귀 분석)에 의해서 이하의 보정용 관계식 (3)이 특정된다.
X(p)=k0+k1Xam(p)+k2Xam(p)2+k3Xam(p)3+…+kmXam(p)m …(3)
보정용 관계식 (3)에 있어서, Xam(p)는, 보정 화상의 임의의 화소의 X좌표이며, Xp는, 당해 임의의 화소에 대응하는 실화상 RI의 화소의 X좌표이다. 본 예에 있어서, 보정 화상을 구성하는 화소의 수 및 배치는, 실화상 RI를 구성하는 화소의 수 및 배치와 각각 동일하다. 또, 보정 화상에는 실화상 RI와 동일하게 변환 좌표계가 설정된다.
계수 k0~km은, X(p)를 목적 변수로 하고, Xam(p), Xam(p)2, Xam(p)3, …, Xam(p)m을 설명 변수로 하는 회귀 분석에 의해서 산출할 수 있다. 이 경우, X(p)로서, 복수의 실외주점의 X좌표가 이용되고, Xam(p), Xam(p)2, Xam(p)3, …, Xam(p)m으로서, 식 (1) 및 식 (2)에 의해 산출된 복수의 보정 외주점의 X좌표 "Xam(n)"이 이용된다. m은 양의 정수이며, m이 클수록, 보정용 관계식의 신뢰성이 높아진다.
다음에, 화소값 설정부(324)는, 취득된 보정용 관계식에 의거해, 보정 화상 데이터의 각 화소의 값을 설정한다(도 6의 단계 S18). 구체적으로는, 도 9(a)에 나타낸 바와 같이, 보정 화상 AI의 전체 화소 중 1개의 화소 Ea가 주목 화소로 설정된다. 주목 화소 Ea의 X좌표 및 Y좌표는, 각각 "Xa" 및 "Ya"이다. 계속해서, 도 9(b)에 나타낸 바와 같이, 실화상 RI의 전체 화소 중 주목 화소 Ea에 대응하는 화소(이하, 대응 화소라고 부른다.) Eb가 특정된다. 대응 화소 Eb의 X좌표 및 Y좌표는, 각각 "Xb" 및 "Yb"이다.
이 경우, 식 (3)의 Xam(p)에, 주목 화소 Ea의 X좌표 "Xa"가 대입된다. 이에 의해, 식 (3)의 X(p)로서, 대응 화소 E2의 X좌표 "Xb"가 산출된다. 또, 대응 화소 Eb의 Y좌표 "Yb"는, 주목 화소 Ea의 Y좌표 "Ya"와 동일하다. 이에 의해, 대응 화소 Eb의 X좌표 "Xb" 및 Y좌표 "Yb"가 특정된다.
주목 화소 Ea의 값(예를 들면 계조값)은, 대응 화소 Eb의 값과 동일하게 설정된다. 동일하게 하여, 보정 화상 AI의 전체 화소에 대해서 실화상 RI의 대응 화소가 특정되고, 보정 화상 AI의 각 화소의 값이 대응 화소의 값과 동일하게 설정된다. 이에 의해, 보정 화상 AI의 전체 화소의 값이 결정된다. 그 결과, 도 10에 나타나는 수차 왜곡이 제거된 보정 화상 AI가 완성된다. 또한, 보정 화상 AI의 전체 화소의 값이 상기 방법으로 설정되는 것은 아니며, 보정 화상 AI의 일부의 화소의 값이, 다른 화소의 값을 이용한 보간에 의해서 설정되어도 된다.
[4] 외관 검사
본 실시형태에서는, 외관상의 결함이 없는 샘플 기판의 표면 화상을 나타내는 화상 데이터(이하, 샘플 화상 데이터라고 부른다.)를 이용하여, 검사 대상의 기판(W)(이하, 검사 기판(W)이라 부른다.)의 결함의 유무가 판정된다. 예를 들면, 미리 높은 정밀도로 검사가 행해지고, 그 검사로 결함이 없으면 판정된 기판이 샘플 기판으로서 이용된다. 샘플 화상 데이터는, 기판 검사 장치(200)에 있어서 취득되어도 되고, 다른 장치에 있어서 취득되어도 된다. 또, 샘플 화상 데이터로서 미리 생성된 설계 데이터가 이용되어도 된다.
이하, 도 5의 검사부(330)에 의한 결함 판정 처리에 대해서 설명한다. 도 11은, 결함 판정 처리의 플로차트이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 검사부(330)는, 도 6의 보정 화상 데이터 생성 처리에 의해서 생성된 보정 화상 데이터를 취득한다(단계 S21). 보정 화상 데이터에 의거해, 수차 왜곡을 포함하지 않는 검사 기판(W)의 보정 화상이 도 1의 표시부(410)에 표시되어도 된다. 계속해서, 검사부(330)는, 미리 준비된 샘플 화상 데이터를 취득한다(단계 S22). 또한, 샘플 화상 데이터에는, 수차 왜곡이 포함되어 있지 않는 것이 바람직하다. 샘플 화상 데이터에 수차 왜곡이 포함되는 경우에는, 샘플 화상 데이터에 대해 검사 화상 데이터와 동일하게 보정 화상 데이터 생성 처리가 행해져도 된다.
다음에, 검사부(330)는, 샘플 화상 데이터의 각 화소와 보정 화상 데이터의 각 화소의 비교에 의거해, 검사 기판(W)에 있어서의 결함의 유무를 판정한다(단계 S23). 구체적으로는, 샘플 화상 데이터와 검사 화상 데이터에 있어서 동일한 좌표를 갖는 각 세트의 화소의 값의 차분이 산출된다.
검사 화상 데이터에 있어서 정상 부분을 나타내는 화소의 값은, 샘플 화상 데이터의 대응하는 화소의 값과 동일하거나 또는 가깝다. 한편, 검사 화상 데이터에 있어서 결함 부분을 나타내는 화소의 값은, 샘플 화상 데이터의 대응하는 화소의 값과 크게 상이하다. 이에 의해, 검사 화상 데이터 및 샘플 화상 데이터에 있어서 동일한 좌표를 갖는 각 세트의 화소의 차분값에 의거해, 검사 기판(W)에 있어서의 정상 부분과 결함 부분을 구별할 수 있다. 예를 들면, 검사 화상 데이터 및 샘플 화상 데이터에 있어서의 전체 세트의 화소의 차분값이 미리 정해진 허용 범위 내에 있는 있는 경우, 검사부(330)는, 검사 기판(W)에 외관상의 결함이 없다고 판정한다. 검사 화상 데이터 및 샘플 화상 데이터에 있어서의 어느 한 세트의 화소의 차분값이 허용 범위 외에 있는 경우, 검사부(330)는, 검사 기판(W)에 외관상의 결함이 있다고 판정한다.
이에 의해, 결함 판정 처리를 종료한다. 결함이 검출된 검사 기판(W)은, 결함이 없다고 판정된 검사 기판(W)과는 상이한 처리가 행해진다. 예를 들면, 결함이 검출된 검사 기판(W)에는, 정밀 검사 또는 재생 처리 등이 행해진다.
[5] 기판 처리 장치
도 12는, 도 1 및 도 2의 기판 검사 장치(200)를 구비하는 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 모식적 블럭도이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는, 노광 장치(500)에 인접하여 설치되고, 기판 검사 장치(200)를 구비함과 더불어, 제어 장치(110), 반송 장치(120), 도포 처리부(130), 현상 처리부(140) 및 열처리부(150)를 구비한다.
제어 장치(110)는, 예를 들면 CPU 및 메모리, 또는 마이크로 컴퓨터를 포함하고, 반송 장치(120), 도포 처리부(130), 현상 처리부(140) 및 열처리부(150)의 동작을 제어한다. 또, 제어 장치(110)는, 기판(W)의 일면의 표면 상태를 검사하기 위한 지령을 기판 검사 장치(200)의 제어 장치(400)(도 1)에 부여한다.
반송 장치(120)는, 기판(W)을 도포 처리부(130), 현상 처리부(140), 열처리부(150), 기판 검사 장치(200) 및 노광 장치(500) 사이에서 반송한다. 도포 처리부(130)는, 기판(W)의 표면에 레지스트액을 도포함으로써 기판(W)의 표면 상에 레지스트막을 형성한다(도포 처리). 도포 처리부(130)는 막 형성부의 예이며, 레지스트막은 처리막의 예이다. 도포 처리 후의 기판(W)에는, 노광 장치(500)에 있어서 노광 처리가 행해진다. 현상 처리부(140)는, 노광 장치(500)에 의한 노광 처리 후의 기판(W)에 현상액을 공급함으로써, 기판(W)의 현상 처리를 행한다. 열처리부(150)는, 도포 처리부(130)에 의한 도포 처리, 현상 처리부(140)에 의한 현상 처리, 및 노광 장치(500)에 의한 노광 처리의 전후에 기판(W)의 열처리를 행한다.
기판 검사 장치(200)는, 도포 처리부(130)에 의해 레지스트막이 형성된 후의 기판(W)의 검사(결함 판정 처리)를 행한다. 예를 들면, 기판 검사 장치(200)는, 도포 처리부(130)에 의한 도포 처리 후이며 현상 처리부(140)에 의한 현상 처리 후의 기판(W)의 검사를 행한다. 혹은, 기판 검사 장치(200)는, 도포 처리부(130)에 의한 도포 처리 후이며 노광 장치(500)에 의한 노광 처리 전의 기판(W)의 검사를 행해도 된다. 또, 기판 검사 장치(200)는, 도포 처리부(130)에 의한 도포 처리 후 또한 노광 장치(500)에 의한 노광 처리 후이며 현상 처리부(140)에 의한 현상 처리 전의 기판(W)의 검사를 행해도 된다.
도포 처리부(130)에, 기판(W)에 반사 방지막을 형성하는 처리 유닛이 설치되어도 된다. 이 경우, 열처리부(150)는, 기판(W)과 반사 방지막의 밀착성을 향상시키기 위한 밀착 강화 처리를 행해도 된다. 또, 도포 처리부(130)에, 기판(W) 상에 형성된 레지스트막을 보호하기 위한 레지스트 커버막을 형성하는 처리 유닛이 설치되어도 된다. 기판(W)의 일면에 반사 방지막 및 레지스트 커버막이 형성되는 경우에는, 각 막의 형성 후에 기판 검사 장치(200)에 의해 기판(W)의 검사가 행해져도 된다.
본 실시형태에 따른 기판 처리 장치(100)에 있어서는, 레지스트막, 반사 방지막, 레지스트 커버막 등의 막이 형성된 기판(W)의 일면 상의 표면 상태가 도 1의 기판 검사 장치(200)에 의해 검사된다. 그에 의해, 수차 왜곡을 포함하지 않는 보정 화상 데이터에 의거해, 기판(W)의 검사를 적절히 행할 수 있다.
본 예에서는, 노광 처리의 전후에 기판(W)의 처리를 행하는 기판 처리 장치(100)에 기판 검사 장치(200)가 설치되는데, 다른 기판 처리 장치에 기판 검사 장치(200)가 설치되어도 된다. 예를 들면, 기판(W)에 세정 처리를 행하는 기판 처리 장치에 기판 검사 장치(200)가 설치되어도 되고, 또는 기판(W)의 에칭 처리를 행하는 기판 처리 장치에 기판 검사 장치(200)가 설치되어도 된다. 혹은, 기판 검사 장치(200)가 단독으로 이용되어도 된다.
[6] 실시형태의 효과
본 실시형태에 따른 기판 검사 장치(200)에 있어서는, 실화상 RI에 나타내어지는 복수의 실외주점의 좌표가 복수의 실외주좌표로서 취득되고, 보정 화상 AI에 나타내어져야 할 복수의 보정 외주점의 좌표가 복수의 보정 외주좌표로서 취득된다. 취득된 복수의 실외주좌표 및 복수의 보정 외주좌표에 의거해, 실화상 데이터의 각 화소와 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계가 특정된다. 그 위치 관계에 의거해, 보정 화상 데이터의 각 화소의 값이 설정된다. 이에 의해, 수차 왜곡이 제거된 보정 화상 데이터를 생성할 수 있다. 이와 같이 하여 생성된 보정 화상 데이터를 이용함으로써, 기판의 검사를 적절히 행할 수 있다. 또, 검사 대상의 기판(W)을 촬상함으로써 얻어지는 실화상 데이터에 의거해 보정 화상 데이터를 생성할 수 있으므로, 보정을 행하기 위한 특별한 기판 등을 별도로 준비할 필요가 없고, 또한 보정용 파라미터 등을 미리 설정할 필요도 없다. 따라서, 보정 화상 데이터의 생성에 필요로 하는 시간 및 비용이 삭감된다.
또, 본 실시형태에서는, 복수의 실외주좌표 및 복수의 보정 외주좌표를 이용한 회귀 분석에 의해 실화상 데이터의 각 화소의 좌표와 보정 화상 데이터의 각 화소의 좌표의 관계를 나타내는 보정용 관계식이 특정된다. 이에 의해, 특정된 보정용 관계식을 이용하여, 보정 화상 데이터의 화소에 대응하는 실화상 데이터의 화소를 용이하게 특정할 수 있고, 실화상 데이터의 화소의 값에 의거해, 보정 화상 데이터의 화소의 값을 용이하게 또한 정밀하게 설정할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 가상 좌표계에 있어서 단위원 상에 설정된 복수의 가상 외주점의 좌표가 복수의 가상 외주좌표로서 취득되고, 복수의 실외주좌표 및 복수의 가상 외주좌표에 의거해 복수의 보정 외주좌표가 취득된다. 이에 의해, 복잡한 계산 또는 화상 분석 등을 행하지 않고, 복수의 보정 외주좌표를 취득할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 이동부(260)에 의해 기판이 방향 D2로 이동되면서 촬상부(240)에 의해 기판(W)이 연속적으로 촬상됨으로써, 실화상 데이터가 취득된다. 촬상부(240)는 방향 D1로 연장되는 라인 센서에 의해서 기판을 촬상하므로, 실화상에 있어서는, 방향 D1에 대응하는 X축방향에 있어서만 수차 왜곡이 발생하고, 방향 D2에 대응하는 Y축방향에 있어서는 수차 왜곡이 발생하지 않는다. 그래서, 각 보정 외주점의 Y좌표가, 대응하는 실외주점의 Y좌표와 동일하게 설정된다. 이에 의해, 각 실외주점의 X좌표와, 각 보정 외주점의 X좌표에 의거해, X축방향에 있어서의 수차 왜곡을 적절히 제거할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 실외주점의 Y좌표(Ymax 및 Ymin)에 의거해, 기판(W)의 외주부의 본래적인 형상을 나타내는 외주선 EL이 설정되고, 설정된 외주선 EL에 의거해 복수의 보정 외주점의 X좌표가 특정된다. 이에 의해, 각 보정 외주좌표를 효율적으로 적절히 특정할 수 있다.
[7] 다른 실시형태
상기 실시형태에서는, 실외주점 및 보정 외주점의 수가 8개로 설정되는데, 실외주점 및 보정 외주점의 수는, 임의로 변경 가능하다. 실외주점 및 보정 외주점의 수를 늘림으로써, 실화상 데이터의 각 화소와 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계를 보다 정밀하게 특정할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 보정 화상 데이터를 이용한 기판(W)의 검사로서 기판(W)의 외관 검사가 행해지는데, 기판(W)의 검사로서 다른 검사가 행해져도 된다. 예를 들면, 보정 화상 데이터에 의거해, 기판(W)의 외주부와 기판(W) 상에 형성된 막의 외주부 사이의 거리(에지폭)가 적정한지 아닌지의 검사가 행해져도 된다. 이 경우, 수차 왜곡이 제거된 보정 화상 데이터가 이용됨으로써, 에지폭을 적절히 검출할 수 있다. 그에 의해, 에지폭이 적정한지 아닌지의 판정의 정밀도가 높아진다.
상기 실시형태에서는, X축방향의 수차 왜곡을 포함하고 또한 Y축방향의 수차 왜곡을 포함하지 않는 실화상 데이터가 이용되는데, X축방향 및 Y축방향의 양방의 수차 왜곡을 포함하는 실화상 데이터가 이용되어도 된다. 예를 들면, 라인 센서 대신에 2차원 형상으로 화소가 배치된 촬상 소자가 이용되고, 정지 상태의 기판(W)이 촬상됨으로써, X축방향 및 Y축방향의 양방의 수차 왜곡을 포함하는 실화상 데이터가 취득된다. 이 경우, 서로 대응하는 실외주점의 Y좌표와 보정 외주점의 Y좌표가 상이하다. 예를 들면, X좌표에 관한 보정용 관계식에 더불어, Y좌표에 관한 보정용 관계식이 특정된다. 이들 보정용 관계식을 이용하여, 보정 화상 데이터의 화소에 대응하는 실화상 데이터의 화소가 특정되고, 실화상 데이터의 화소의 값에 의거해 보정 화상 데이터의 값이 설정된다.
상기 실시형태에서는, 실화상 데이터의 각 화소와 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계로서, 실화상 데이터의 각 화소의 좌표와 보정 화상 데이터의 각 화소의 좌표의 관계를 나타내는 보정용 관계식이 특정되는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 보정용 관계식 대신에, 실화상 데이터의 각 화소와 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계를 나타내는 맵이 생성되어도 된다. 또, 회귀 분석이 사용되는 대신에, 복수의 실외주점의 위치 정보 및 복수의 보정 외주점의 위치 정보를 이용한 다른 방법에 의해 실화상 데이터의 각 화소와 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계가 특정되어도 된다.

Claims (13)

  1. 적어도 일부가 원형의 외주부를 갖는 기판을 촬상함으로써 기판의 일면의 실화상을 나타내는 실화상 데이터를 취득하는 화상 데이터 취득부와,
    상기 실화상 데이터에 의거해 기판의 일면의 본래적인 화상을 보정 화상으로서 나타내는 보정 화상 데이터를 생성하는 보정 화상 데이터 생성부와,
    상기 보정 화상 데이터 생성부에 의해 생성된 보정 화상 데이터에 의거해 기판의 검사를 행하는 검사부를 구비하고,
    상기 보정 화상 데이터 생성부는,
    상기 실화상에 있어서 나타내어진 기판의 외주부 상의 복수의 외주점의 위치를 제1의 외주 위치 정보로서 취득하는 제1의 위치 정보 취득부와,
    상기 보정 화상에 있어서 나타내어져야 할 복수의 외주점의 본래적인 위치를 제2의 외주 위치 정보로서 취득하는 제2의 위치 정보 취득부와,
    상기 제1의 위치 정보 취득부에 의해 취득된 제1의 외주 위치 정보 및 상기 제2의 위치 정보 취득부에 의해 취득된 제2의 외주 위치 정보에 의거해, 기판의 각 부분을 나타내는 상기 실화상 데이터의 각 화소와 기판의 각 부분을 나타내는 상기 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계를 특정하는 위치 관계 특정부와,
    상기 실화상 데이터의 각 화소의 값 및 상기 위치 관계 특정부에 의해 특정된 위치 관계에 의거해, 상기 보정 화상 데이터의 각 화소의 값을 설정하는 화소값 설정부를 포함하는, 기판 검사 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 관계 특정부는, 상기 제1의 외주 위치 정보 및 상기 제2의 외주 위치 정보를 이용한 회귀 분석에 의해 상기 위치 관계를 특정하는, 기판 검사 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1의 외주 위치 정보는, 상기 실화상에 있어서의 상기 복수의 외주점의 위치를 각각 나타내는 복수의 제1의 외주좌표를 포함하고,
    상기 제2의 외주 위치 정보는, 상기 보정 화상에 있어서의 상기 복수의 외주점의 위치를 각각 나타내는 복수의 제2의 외주좌표를 포함하고,
    상기 위치 관계 특정부는, 상기 복수의 제1의 외주좌표 및 상기 복수의 제2의 외주좌표를 이용한 회귀 분석에 의해 상기 실화상 데이터의 각 화소의 좌표와 상기 보정 화상 데이터의 각 화소의 좌표의 관계를 나타내는 관계식을 상기 위치 관계로서 특정하는, 기판 검사 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2의 위치 정보 취득부는, 가상 좌표계에 있어서 단위원 상에 설정된 상기 복수의 외주점에 각각 대응하는 복수의 가상 외주점의 좌표를 복수의 제3의 외주좌표로서 취득하고, 상기 복수의 제1의 외주좌표 및 상기 복수의 제3의 외주좌표에 의거해 상기 복수의 제2의 외주좌표를 취득하는, 기판 검사 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상 데이터 취득부는,
    기판을 유지하는 기판 유지부와,
    제1의 방향으로 연장되는 라인 센서에 의해 기판을 촬상하는 촬상부와,
    상기 기판 유지부에 의해 유지되는 기판이 상기 촬상부에 대해 상대적으로 제2의 방향으로 이동하도록 상기 기판 유지부 및 상기 촬상부 중 적어도 한쪽을 이동시키는 이동부를 포함하고,
    상기 실화상 및 상기 보정 화상의 각각에 있어서, 상기 제1의 방향은 제3의 방향에 대응하고, 상기 제2의 방향은 제4의 방향에 대응하고,
    상기 제1의 외주 위치 정보는, 상기 제3의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제1의 위치로서 나타내고, 상기 제4의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제2의 위치로서 나타내고,
    상기 제2의 외주 위치 정보는, 상기 제3의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제3의 위치로서 나타내고, 상기 제4의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제4의 위치로서 나타내고,
    상기 제2의 외주 위치 정보에 의해 나타내어지는 상기 복수의 외주점의 상기 제4의 위치는, 상기 제1의 외주 위치 정보에 의해 나타내어지는 상기 복수의 외주점의 상기 제2의 위치와 각각 동일하게 설정되는, 기판 검사 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2의 위치 정보 취득부는, 상기 제1의 외주 위치 정보에 의해 나타내어지는 적어도 1개의 외주점의 제2의 위치에 의거해, 기판의 외주부의 본래적인 형상을 특정하고, 특정된 형상에 의거해 상기 보정 화상에 있어서의 상기 복수의 외주점의 제3의 위치를 특정하는, 기판 검사 장치.
  7. 기판 상에 처리막을 형성하는 막 형성부와,
    상기 막 형성부에 의한 처리막의 형성 후의 기판의 검사를 행하는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 기판 검사 장치를 구비한, 기판 처리 장치.
  8. 적어도 일부가 원형의 외주부를 갖는 기판을 촬상함으로써 기판의 일면의 실화상을 나타내는 실화상 데이터를 취득하는 단계와,
    상기 실화상 데이터에 의거해 기판의 일면의 본래적인 화상을 보정 화상으로서 나타내는 보정 화상 데이터를 생성하는 단계와,
    상기 보정 화상 데이터 생성부에 의해 생성된 보정 화상 데이터에 의거해 기판의 검사를 행하는 단계를 포함하고,
    상기 보정 화상 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 실화상에 있어서 나타내어진 기판의 외주부 상의 복수의 외주점의 위치를 제1의 외주 위치 정보로서 취득하는 단계와,
    상기 보정 화상에 있어서 나타내어져야 할 복수의 외주점의 본래적인 위치를 제2의 외주 위치 정보로서 취득하는 단계와,
    상기 제1 및 상기 제2의 외주 위치 정보에 의거해, 기판의 각 부분을 나타내는 상기 실화상 데이터의 각 화소와 기판의 각 부분을 나타내는 상기 보정 화상 데이터의 각 화소의 위치 관계를 특정하는 단계와,
    상기 실화상 데이터의 각 화소의 값 및 상기 특정된 관계에 의거해, 상기 보정 화상 데이터의 각 화소의 값을 설정하는 단계를 포함하는, 기판 검사 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 위치 관계를 특정하는 단계는, 상기 제1의 외주 위치 정보 및 상기 제2의 외주 위치 정보를 이용한 회귀 분석에 의해 상기 위치 관계를 특정하는 것을 포함하는, 기판 검사 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1의 외주 위치 정보는, 상기 실화상에 있어서의 상기 복수의 외주점의 위치를 각각 나타내는 복수의 제1의 외주좌표를 포함하고,
    상기 제2의 외주 위치 정보는, 상기 보정 화상에 있어서의 상기 복수의 외주점의 위치를 각각 나타내는 복수의 제2의 외주좌표를 포함하고,
    상기 위치 관계를 특정하는 단계는, 상기 복수의 제1의 외주좌표 및 상기 복수의 제2의 외주좌표를 이용한 회귀 분석에 의해 상기 실화상 데이터의 각 화소의 좌표와 상기 보정 화상 데이터의 각 화소의 좌표의 관계를 나타내는 관계식을 상기 위치 관계로서 특정하는 것을 포함하는, 기판 검사 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2의 외주 위치 정보를 취득하는 단계는, 가상 좌표계에 있어서 단위원 상에 설정된 상기 복수의 외주점에 각각 대응하는 복수의 가상 외주점의 좌표를 복수의 제3의 외주좌표로서 취득하고, 상기 복수의 제1의 외주좌표 및 상기 복수의 제3의 외주좌표에 의거해 상기 복수의 제2의 외주좌표를 취득하는 것을 포함하는, 기판 검사 방법.
  12. 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실화상 데이터를 취득하는 단계는,
    기판 유지부에 의해 기판을 유지하는 것과,
    제1의 방향으로 연장되는 라인 센서를 포함하는 촬상부에 의해 기판을 촬상하는 것과,
    상기 기판 유지부에 의해 유지되는 기판이 상기 촬상부에 대해 상대적으로 제2의 방향으로 이동하도록 이동부에 의해 상기 기판 유지부 및 상기 촬상부 중 적어도 한쪽을 이동시키는 것을 포함하고,
    상기 실화상 및 상기 보정 화상의 각각에 있어서, 상기 제1의 방향은 제3의 방향에 대응하고, 상기 제2의 방향은 제4의 방향에 대응하고,
    상기 제1의 외주 위치 정보는, 상기 제3의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제1의 위치로서 나타내고, 상기 제4의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제2의 위치로서 나타내고,
    상기 제2의 외주 위치 정보는, 상기 제3의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제3의 위치로서 나타내고, 상기 제4의 방향에 있어서의 각 외주점의 위치를 제4의 위치로서 나타내고,
    상기 제2의 외주 위치 정보에 의해 나타내어지는 상기 복수의 외주점의 상기 제4의 위치는, 상기 제1의 외주 위치 정보에 의해 나타내어지는 상기 복수의 외주점의 상기 제2의 위치와 각각 동일하게 설정되는, 기판 검사 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2의 외주 위치 정보를 취득하는 단계는, 상기 제1의 외주 위치 정보에 의해 나타내어지는 적어도 1개의 외주점의 제2의 위치에 의거해, 기판의 외주부의 본래적인 형상을 특정하고, 특정된 형상에 의거해 상기 보정 화상에 있어서의 상기 복수의 외주점의 제3의 위치를 특정하는 것을 포함하는, 기판 검사 방법.
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