KR20130007448A - 화상 처리 방법, 화상 표시 방법, 화상 처리 장치, 및 컴퓨터 기억 매체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 촬상 장치에 의해 촬상된 화상의 콘트라스트를 높여, 시인성을 향상시키는 것이다.
기판을 촬상하고, 당해 촬상된 기판 화상의 화소값을 변환하는 화상 처리 방법에 있어서, 촬상된 기판 화상의 화소값을 히스토그램화하고, 히스토그램에 있어서의 화소값의 분포에 기초하여, 소정의 진폭, 소정의 주기의 삼각 함수로 이루어지는 톤 커브 T를 작성한다. 톤 커브 T에 의해, 촬상된 기판 화상의 화소값을 변환함으로써, 고 콘트라스트의 기판 화상을 얻는다.

Description

화상 처리 방법, 화상 표시 방법, 화상 처리 장치, 및 컴퓨터 기억 매체{IMAGE PROCESSING METHOD, IMAGE DISPLAY METHOD, IMAGE PROCESSING APPARATUS, AND COMPUTER STORAGE MEDIUM}

본 발명은, 검사 장치에 있어서 촬상된 기판의 화상의 농담 정보를 변환하는 화상 처리 방법, 화상 표시 방법, 화상 처리 장치, 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다.

예를 들어, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서의 포토리소그래피 공정에서는, 웨이퍼 상에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리, 레지스트막을 소정의 패턴으로 노광하는 노광 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등의 일련의 처리가 순차 행해지고, 웨이퍼 상에 소정의 레지스트 패턴이 형성된다. 이들 일련의 처리는, 웨이퍼를 처리하는 각종 처리부나 웨이퍼를 반송하는 반송 기구 등을 탑재한 기판 처리 시스템인 도포 현상 처리 시스템에서 행해지고 있다.

도포 현상 처리 시스템에 있어서 일련의 포토리소그래피 처리가 행해진 웨이퍼는, 결함 검사 장치에 의해 웨이퍼 표면에 원하는 레지스트막이 형성되어 있는지 여부, 혹은 흠집이나 이물질의 부착의 유무에 대해 검사를 행하는, 이른바 매크로 결함 검사가 행해진다.

이러한 매크로 결함 검사에서는, 웨이퍼를 적재하고 있는 적재대를 이동시키면서 당해 적재대 상의 웨이퍼에 조명을 비추어, 예를 들어 CCD 라인 센서의 촬상 장치에 의해 웨이퍼의 표면을 촬상한다. 그리고 당해 촬상된 화상에 기초하여 기판 표면의 결함의 유무를 판정하도록 하고 있다. 이때, 촬상된 화상의 휘도(화소값)가 지나치게 밝거나, 혹은 지나치게 어두우면, 웨이퍼의 결함을 판정할 수 없는 경우가 있다. 그로 인해, 웨이퍼의 화상의 휘도가 결함 판정하는 데 최적의 휘도로 되도록 웨이퍼를 비추는 조명의 조도가 조정되어 있다(특허문헌 1).

일본 특허 출원 공개 제2009－216515호 공보

그런데, 상술한 촬상 장치에 의해 촬상되는 화상은, 통상 8bit(256계조)의 화상이다. 그러나 8bit의 화상에서는 콘트라스트가 낮으므로, 최근의 반도체 디바이스의 미세화에 수반하여, 실제로는 막 두께 이상 등에 기인하는 결함이 발생되어 있음에도 불구하고, 그 결함을 인식할 수 없다고 하는 문제가 발생하고 있다. 그 경우, 작업원이 육안에 의해 결함의 유무를 판정하게 되지만, 콘트라스트가 낮은 경우는, 육안으로 화상을 확인해도 결함의 유무를 판별하는 것이 극히 곤란하다.

bit수가 적은 화상에 있어서 콘트라스트를 강조하는 수단으로서, 톤 커브를 변형시키는 방법이 사용되는 경우가 있다. 구체적으로는, 히스토그램이, 예를 들어 도 23에 나타내어지는 분포로 되는 화상에 있어서, 히스토그램의 최빈값을 중앙값으로 하고, 또한 최빈값 근방의 영역 U에 있어서 기울기가 급준해지도록 톤 커브를 변형시킨다. 바꾸어 말하면, 최대 화소값과 최소 화소값 사이의 간격을 좁게 하도록 톤 커브를 변형시킨다. 이 경우, 변형 후의 톤 커브 T는, 횡축을 입력 화소값(변환 전의 화소값), 종축을 출력 화소값(변환 후의 화소값)으로 하면, 예를 들어 도 24에 나타내는 바와 같이, 최빈값 근방에 있어서 급준한 기울기를 갖는 형상으로 된다. 이와 같이 톤 커브 T를 변형시킴으로써, 도 23에 나타내어지는 영역 U의 콘트라스트를 강조할 수 있다.

그러나 도 24와 같이 톤 커브를 변형시킨 경우, 영역 U의 외측의 영역에서는 톤 커브 T의 기울기가 0이거나 혹은 극히 작게 되어 있다. 따라서, 영역 U의 외측의 영역에서는, 콘트라스트가 현저하게 저하되거나, 또는 콘트라스트가 0인 상태로 되어 버린다. 이러한 경우, 히스토그램에 있어서의 화소값의 분포가, 예를 들어 도 25에 나타내어지는 바와 같이, 영역 U의 외측의 다른 영역 V에도 피크값이 나타나게 되는 화상에 있어서는, 영역 V에 존재하는 화소값에 대해서는 화상 상에 표시되지 않거나, 혹은 표시되어도 콘트라스트가 극히 낮아진다. 그로 인해, 상술 한 바와 같은 톤 커브 T에서는, 영역 V의 화소값으로 나타내어지는 결함의 유무를 판별할 수 없다.

영역 V의 콘트라스트를 강조하기 위해서는, 도 24에 나타내어지는 톤 커브 T에 의해 영역 U의 화소값을 변환한 후, 다시 영역 V에 맞추어 톤 커브 T를 변형시킬 필요가 있다. 그러나 그 경우는, 매번 톤 커브 T를 변형시키는 작업이 필요해지므로, 결함 검사의 처리량이 저하되어 버린다. 또한, 영역 U와 영역 V의 화상을 1매의 화상 상에 동시에 표시할 수 없으므로, 결함의 내용을 정확하게 파악할 수 없는 경우가 있다.

한편, 고(高) 콘트라스트의 화상을 얻기 위한 방법으로서, 촬상 장치에 고 다이나믹 레인지의 카메라 시스템을 사용하는 것도 생각된다. 그러나 이러한 촬상 장치는 비용이 높아져 버린다. 또한, 고 다이나믹 레인지의 화상의 열람은 일반적으로 사용되는 화상 표시 소프트웨어에서는 취급할 수 없고, 전용의 소프트웨어를 사용할 필요가 있다. 그로 인해, 이 점에서도 비용의 상승을 초래하는 동시에, 범용성도 저하되어 버린다.

본 발명은 이러한 점에 비추어 이루어진 것이며, 촬상 장치에 의해 촬상된 화상의 콘트라스트를 높여, 시인성을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기판을 촬상하고, 당해 촬상된 기판 화상의 화소값을 변환하는 화상 처리 방법이며, 촬상된 기판 화상의 화소값을 히스토그램화하고, 상기 히스토그램에 있어서의 화소값의 분포에 기초하여, 소정의 진폭, 소정의 주기의 주기 함수로 이루어지는 톤 커브를 작성하고, 상기 톤 커브에 의해 상기 촬상된 기판 화상의 화소값을 변환하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 기판 화상의 화소값을 변환하는 데 있어서 주기 함수로 이루어지는 톤 커브를 사용하므로, 히스토그램의 전체 영역에 있어서 톤 커브의 기울기를 급준한 것으로 할 수 있다. 따라서, 이 톤 커브를 사용하여 화상 처리를 행함으로써, bit수가 낮은 촬상 장치를 사용하여 촬상한 화상으로부터, 고 콘트라스트의 화상을 작성할 수 있다. 이에 의해, 화상의 시인성을 향상시킬 수 있어, 그 결과, 고정밀도의 결함 검사를 행하는 것이 가능해진다. 또한, 톤 커브가 주기 함수이며, 최대값과 최소값이 주기적으로 반복되므로, 상술한 영역 V에 존재하는 화소값으로부터도 고 콘트라스트의 화상을 얻을 수 있다. 나아가서는, 주기 함수를 사용하므로, 당해 주기 함수의 위상이나 주기를 변화시킴으로써, 용이하게 화상의 콘트라스트를 조정할 수 있다.

상기 주기 함수는, 삼각 함수라도 좋고, 복수의 상기 삼각 함수를 합성한 것이라도 좋다. 이러한 경우, 상기 복수의 삼각 함수는, 상기 히스토그램에 복수 존재하는 화소값의 피크에 각각 대응하여 구한 것이라도 좋다. 또한, 상기 톤 커브의 형상은, 톱니파형이라도 좋다.

상기 삼각 함수는,

로 나타내어지는 식에 의해 구해지는 것이라도 좋다. 이때, Y는 변환 후의 화소값, C는 기판 화상의 bit수, N은 1/2 이상의 양의 상수, X는 촬상된 기판 화상의 화소값, A는 위상, B는 주기이다. 이러한 경우, 상기 삼각 함수에 있어서의 A는, 상기 히스토그램에 있어서의 화소값의 최빈값이라도 좋다.

다른 관점에 의한 본 발명에 따르면, 상기 화상 처리 방법을 기판 처리 시스템에 의해 실행시키기 위해, 당해 기판 처리 시스템을 제어하는 제어 장치의 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램이 제공된다.

또 다른 관점에 의한 본 발명에 따르면, 상기 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체가 제공된다.

또 다른 관점에 의한 본 발명은, 촬상 장치에 의해 촬상된 기판 화상의 화소값을 변환하는 화상 처리 장치이며, 촬상된 기판 화상의 화소값을 히스토그램화하는 산출부와, 상기 히스토그램에 있어서의 화소값의 분포에 기초하여, 소정의 진폭, 소정의 주기의 주기 함수로 이루어지는 톤 커브를 작성하는 연산부와, 상기 톤 커브에 의해, 상기 촬상된 기판 화상의 화소값을 변환하는 변환부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 주기 함수는, 삼각 함수라도 좋고, 복수의 상기 삼각 함수를 합성한 것이라도 좋다. 이러한 경우, 상기 복수의 삼각 함수는, 상기 히스토그램에 복수 존재하는 화소값의 피크에 각각 대응하여 구한 것이라도 좋다. 또한, 상기 톤 커브의 형상은, 톱니파형이라도 좋다.

상기 삼각 함수는,

로 나타내어지는 식에 의해 구해지는 것이라도 좋다. 이때, Y는 변환 후의 화소값, C는 기판 화상의 bit수, N은 1/2 이상의 양의 상수, X는 촬상된 기판 화상의 화소값, A는 위상, B는 주기이다. 이러한 경우, 상기 삼각 함수에 있어서의 A는, 상기 히스토그램에 있어서의 화소값의 최빈값이라도 좋다.

본 발명에 따르면, 촬상 장치에 의해 촬상된 화상의 콘트라스트를 높여, 시인성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 도시하는 평면도.
도 2는 본 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도.
도 3은 본 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도.
도 4는 결함 검사 장치의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도.
도 5는 결함 검사 장치의 구성의 개략을 도시하는 종단면도.
도 6은 화상 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 설명도.
도 7은 기판 화상의 히스토그램.
도 8은 본 실시 형태의 화상 처리에 관한 톤 커브와 기판 화상의 히스토그램의 관계를 나타내는 설명도.
도 9는 기판 화상의 히스토그램.
도 10은 화소값 범위와, 히스토그램의 전체의 적분값에 대한 화소값 범위 R 내의 빈도의 총합의 비율의 관계를 나타내는 설명도.
도 11은 본 실시 형태의 화상 처리에 관한 톤 커브와 기판 화상의 히스토그램의 관계를 나타내는 설명도.
도 12는 본 실시 형태의 화상 처리에 관한 톤 커브와 기판 화상의 히스토그램의 관계를 나타내는 설명도.
도 13은 복수의 영역에 존재하는 기판 화상의 히스토그램과 당해 히스토그램에 대응하여 구해진 복수의 톤 커브의 관계를 나타내는 설명도.
도 14는 복수의 톤 커브를 합성함으로써 구한 톤 커브와 기판 화상의 히스토그램의 관계를 나타내는 설명도.
도 15는 복수의 톤 커브를 합성함으로써 구한 톤 커브와 기판 화상의 히스토그램의 관계를 나타내는 설명도.
도 16은 복수의 톤 커브를 합성함으로써 구한 톤 커브와 기판 화상의 히스토그램의 관계를 나타내는 설명도.
도 17은 본 실시 형태의 화상 처리에 관한 톤 커브와 기판 화상의 히스토그램의 관계를 나타내는 설명도.
도 18은 화상 처리 전 및 화상 처리 후의 화상.
도 19는 화상 처리 전 및 화상 처리 후의 화상.
도 20은 화상 처리 전 및 화상 처리 후의 화상.
도 21은 화상 처리 전 및 화상 처리 후의 화상.
도 22는 화상 처리 전 및 화상 처리 후의 화상.
도 23은 기판 화상의 히스토그램.
도 24는 종래의 방법에 의해 변형시킨 톤 커브.
도 25는 종래의 방법에 의해 변형시킨 톤 커브와 기판 화상의 히스토그램의 관계를 나타내는 설명도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 관한 화상 처리 장치를 구비한 기판 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 도시하는 설명도이다. 도 2 및 도 3은, 기판 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(1)이, 예를 들어 기판의 포토리소그래피 처리를 행하는 도포 현상 처리 시스템인 경우를 예로 들어 설명한다.

기판 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시하는 바와 같이 예를 들어 외부와의 사이에서 카세트(C)가 반입출되는 반입출부로서의 카세트 스테이션(2)과, 포토리소그래피 처리 중에서 낱장식으로 소정의 처리를 실시하는 복수의 각종 처리 유닛을 구비한 처리부로서의 처리 스테이션(3)과, 처리 스테이션(3)에 인접하는 노광 장치(4)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 반송부로서의 인터페이스 스테이션(5)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다. 또한, 기판 처리 시스템(1)은, 당해 기판 처리 시스템(1)의 제어를 행하는 제어 장치(6)를 갖고 있다. 제어 장치(6)에는, 후술하는 화상 처리 장치(150)가 접속되어 있다.

카세트 스테이션(2)은, 예를 들어 카세트 반입출부(10)와 웨이퍼 반송부(11)로 나뉘어져 있다. 예를 들어, 카세트 반입출부(10)는, 기판 처리 시스템(1)의 Y방향 부(負)방향(도 1의 좌측 방향)측의 단부에 설치되어 있다. 카세트 반입출부(10)에는, 카세트 적재대(12)가 설치되어 있다. 카세트 적재대(12) 상에는 복수, 예를 들어 4개의 적재판(13)이 설치되어 있다. 적재판(13)은, 수평 방향의 X방향(도 1의 상하 방향)으로 1열로 배열되어 설치되어 있다. 이들 적재판(13)에는, 기판 처리 시스템(1)의 외부에 대해 카세트(C)를 반입출할 때에, 카세트(C)를 적재할 수 있다.

웨이퍼 반송부(11)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이 X방향으로 연장되는 반송로(20) 상을 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(21)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(21)는, 상하 방향 및 연직축 주위(θ방향)로도 이동 가능하며, 각 적재판(13) 상의 카세트(C)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제3 블록(G3)의 전달 유닛 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

처리 스테이션(3)에는, 각종 유닛을 구비한 복수, 예를 들어 4개의 블록(G1, G2, G3, G4)이 설치되어 있다. 예를 들어, 처리 스테이션(3)의 정면측(도 1의 X방향 부방향측)에는 제1 블록(G1)이 설치되고, 처리 스테이션(3)의 배면측[도 1의 X방향 정(正)방향측]에는 제2 블록(G2)이 설치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 카세트 스테이션(2)측(도 1의 Y방향 부방향측)에는 제3 블록(G3)이 설치되고, 처리 스테이션(3)의 인터페이스 스테이션(5)측(도 1의 Y방향 정방향측)에는 제4 블록(G4)이 설치되어 있다.

예를 들어 제1 블록(G1)에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 복수의 액처리 유닛, 예를 들어 웨이퍼(W)를 현상 처리하는 현상 처리 유닛(30), 웨이퍼(W)의 레지스트막의 하층에 반사 방지막(이하, 「하부 반사 방지막」이라 함)을 형성하는 하부 반사 방지막 형성 유닛(31), 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 유닛(32), 웨이퍼(W)의 레지스트막의 상층에 반사 방지막(이하, 「상부 반사 방지막」이라 함)을 형성하는 상부 반사 방지막 형성 유닛(33)이 하부로부터 차례로 4단으로 적층되어 있다.

예를 들어, 제1 블록(G1)의 각 유닛(30 내지 33)은, 처리시에 웨이퍼(W)를 수용하는 컵(E)을 수평 방향으로 복수 갖고 있어, 복수의 웨이퍼(W)를 병행하여 처리할 수 있다.

예를 들어 제2 블록(G2)에는, 도 3에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 열처리를 행하는 열처리 유닛(40)이나, 웨이퍼(W)를 소수화 처리하는 소수화 처리 장치로서의 어드히젼 유닛(41), 웨이퍼(W)의 외주부를 노광하는 주변 노광 유닛(42)이 상하 방향과 수평 방향으로 배열되어 설치되어 있다. 열처리 유닛(40)은, 웨이퍼(W)를 적재하여 가열하는 열판과, 웨이퍼(W)를 적재하여 냉각하는 냉각판을 갖고 있어, 가열 처리와 냉각 처리의 양쪽을 행할 수 있다. 또한, 열처리 유닛(40), 어드히젼 유닛(41) 및 주변 노광 유닛(42)의 수나 배치는, 임의로 선택할 수 있다.

예를 들어, 제3 블록(G3)에는, 복수의 전달 유닛(50, 51, 52, 53, 54, 55, 56)이 하부로부터 차례로 설치되어 있다. 또한, 제4 블록(G4)에는, 복수의 전달 유닛(60, 61, 62)과, 결함 검사 유닛(63)이 하부로부터 차례로 설치되어 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이 제1 블록(G1) 내지 제4 블록(G4)에 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역 D가 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역 D에는, 예를 들어 웨이퍼 반송 장치(70)가 배치되어 있다.

웨이퍼 반송 장치(70)는, 예를 들어 Y방향, 전후 방향, θ방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는, 웨이퍼 반송 영역 D 내를 이동하여, 주위의 제1 블록(G1), 제2 블록(G2), 제3 블록(G3) 및 제4 블록(G4) 내의 소정의 유닛으로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는, 예를 들어 도 3에 도시하는 바와 같이 상하로 복수대 배치되고, 예를 들어 각 블록(G1 내지 G4)의 동일 정도의 높이의 소정의 유닛으로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

또한, 웨이퍼 반송 영역 D에는, 제3 블록(G3)과 제4 블록(G4) 사이에서 직선적으로 웨이퍼(W)를 반송하는 셔틀 반송 장치(80)가 설치되어 있다.

셔틀 반송 장치(80)는, 예를 들어 도 3의 Y방향으로 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 셔틀 반송 장치(80)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 Y방향으로 이동하여, 제3 블록(G3)의 전달 유닛(52)과 제4 블록(G4)의 전달 유닛(62) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 제3 블록(G3)의 X방향 정방향측에는, 웨이퍼 반송 장치(90)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(90)는, 예를 들어 전후 방향, θ방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(90)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 상하로 이동하여, 제3 블록(G3) 내의 각 전달 유닛으로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

인터페이스 스테이션(5)에는, 웨이퍼 반송 장치(100)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예를 들어 전후 방향, θ방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예를 들어 반송 아암에 웨이퍼(W)를 지지하여, 제4 블록(G4) 내의 각 전달 유닛, 노광 장치(4)로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

다음에, 결함 검사 유닛(63)의 구성에 대해 설명한다.

결함 검사 유닛(63)은, 도 4에 도시하는 바와 같이 케이싱(110)을 갖고 있다. 케이싱(110) 내에는, 도 5에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)를 적재하는 적재대(120)가 설치되어 있다. 이 적재대(120)는, 모터 등의 회전 구동부(121)에 의해 회전, 정지가 자유롭다. 케이싱(110)의 저면에는, 케이싱(110) 내의 일단부측(도 5 중의 X방향 부방향측)으로부터 타단부측(도 5 중의 X방향 정방향측)까지 연신하는 가이드 레일(122)이 설치되어 있다. 적재대(120)와 회전 구동부(121)는 가이드 레일(122) 상에 설치되고, 구동 장치(123)에 의해 가이드 레일(122)을 따라 이동할 수 있다.

케이싱(110) 내의 타단부측(도 5의 X방향 정방향측)의 측면에는, 촬상 장치(130)가 설치되어 있다. 촬상 장치(130)에는, 예를 들어 광각형의 CCD 카메라가 사용되고, 그 화상의 bit수는 예를 들어 8bit이다. 케이싱(110)의 상부 중앙 부근에는 하프 미러(131)가 설치되어 있다. 하프 미러(131)는 촬상 장치(130)와 대향하는 위치에 설치되고, 연직 방향으로부터 45도 경사져 설치되어 있다. 하프 미러(131)의 상방에는 조명 장치(132)이 설치되고, 하프 미러(131)와 조명 장치(132)는 케이싱(110)의 상면에 고정되어 있다. 조명 장치(132)로부터의 조명은, 하프 미러(131)를 통과하여 하방을 향해 비추어진다. 따라서, 조명 장치(132)의 하방에 있는 물체에 의해 반사된 광은, 하프 미러(131)에서 다시 반사되어, 촬상 장치(130)에 도입된다. 즉, 촬상 장치(130)는 조명 장치(132)에 의한 조사 영역에 있는 물체를 촬상할 수 있다. 그리고 촬상한 웨이퍼(W)의 검사 대상 화상(기판 화상)은, 제어 장치(6)를 통해 화상 처리 장치(150)에 입력된다.

제어 장치(6)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터에 의해 구성되고, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 결함 검사 유닛(63)에서 촬상된 기판 화상에 기초하여 행해지는 웨이퍼(W)의 결함 검사를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 이것에 더하여, 프로그램 저장부에는, 상술한 각종 처리 유닛이나 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 기판 처리 시스템(1)의 소정의 작용, 즉, 웨이퍼(W)에의 레지스트액의 도포, 현상, 가열 처리, 웨이퍼(W)의 전달, 각 유닛의 제어 등을 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크(HD), 콤팩트 디스크(CD), 마그네토 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있었던 것이며, 그 기억 매체(H)로부터 제어 장치(6)에 인스톨된 것이라도 좋다.

제어 장치(6)의 프로그램 저장부에 저장된 결함 검사를 제어하는 프로그램은, 예를 들어 풍절, 코메트, 스트라이에이션, 센터 모드, 핫 스폿과 같은, 웨이퍼(W)에 발생할 수 있는 결함의 유무를 판정하는 것이다. 구체적으로는, 웨이퍼(W)의 결함을 모방한 템플릿의 화상과 결함이 없는 웨이퍼(W)의 화상을 합성함으로써 생성된 결함 모델을 기억하고 있고, 결함 검사 유닛(63)에서 촬상된 기판 화상과 당해 결함 모델의 비교를 행한다. 그리고 기판 화상과 어느 하나의 결함 모델이 유사한 경우는 결함 있음, 어느 쪽과도 유사하지 않은 경우는 결함 없음이라고 판정한다.

다음에, 결함 검사 유닛(63)에서 촬상된 기판 화상의 처리를 행하는 화상 처리 장치(150)의 구성에 대해 설명한다. 화상 처리 장치(150)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 구비한 범용 컴퓨터에 의해 구성되어 있다. 화상 처리 장치(150)는, 예를 들어 도 6에 도시하는 바와 같이, 촬상된 기판 화상의 화소값을 히스토그램화하는 산출부(160)와, 산출부에서 작성된 히스토그램에 있어서의 화소값의 분포에 기초하여 톤 커브를 작성하는 연산부(161)와, 당해 톤 커브에 의해 기판 화상의 화소값을 변환하는 변환부(162)를 갖고 있다. 또한, 화상 처리 장치(150)에는, 톤 커브를 작성하기 위한 각종 정보를 연산부(161)에 입력하기 위한 입력부(163) 및 기판 화상을 출력 표시하기 위한 출력 표시부(164)도 설치되어 있다.

산출부(160)에서는, 제어 장치(6)로부터 화상 처리 장치(150)에 입력된 기판 화상을, 기판 전체면에 걸쳐 화소값으로서 수치화하여, 도 7에 나타내는 당해 기판 화상의 히스토그램을 구한다. 도 7의 히스토그램에서는, 화소값을 횡축, 빈도를 종축으로 하여 나타내고 있다. 또한, 기판 화상은 일반적으로 RGB(Red, Green, Blue)의 3색으로 구성되어 있다. 그로 인해, R, G, B마다 히스토그램화할 수 있지만, R, G, B 사이에 있어서 화상 처리 방법에 차이는 없다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 특히 R, G, B에 대해서는 특정하지 않고 설명한다.

연산부(161)에서는, 산출부(160)에서 구한 히스토그램에 있어서의 각 화소값의 분포를 분석하고, 기판 화상의 처리에 사용하는 톤 커브를 작성한다. 연산부(161)에서 작성되는 톤 커브는, 소정의 진폭, 소정의 주기의 주기 함수이다. 이하, 당해 톤 커브의 작성 방법에 대해 설명한다.

연산부(161)에는, 다음 수학식 1에 기초하여, 변환 후의 출력 화소값 Y를 구하기 위한 톤 커브를 작성하는 프로그램 P1이 저장되어 있다.

수학식 1로부터 명백한 바와 같이, 연산부(161)에서 작성되는 톤 커브는 삼각 함수이다. 수학식 1의 C는 기판 화상의 bit수이고, N은 수학식 1에서 구해지는 톤 커브의 진폭을 결정하는 상수이다. X는 결함 검사 유닛(63)에서 촬상된 기판 화상에 있어서의 화소값이고, A는 당해 삼각 함수의 위상이고, B는 당해 삼각 함수의 주기이다. 여기서, 수학식 1의 톤 커브를 사용한 본 발명의 화상 처리의 원리에 대해 간단하게 설명한다.

화상의 콘트라스트를 강조하기 위해서는, 화상을 히스토그램화하여, 히스토그램에 있어서의 최빈값 근방의 영역에 있어서 기울기가 급준해지는 톤 커브가 사용되지만, 상술한 바와 도 20과 같은 형상의 톤 커브 T에서는, 최빈값 근방의 영역 U 이외의 영역의 콘트라스트가 현저하게 저하되어 버린다. 이에 대해 본 발명자들은, 값이 주기적으로 반복하여 변화되는 함수, 즉, 주기 함수에 기초하여 톤 커브를 작성하면, 히스토그램의 전체 영역에 걸쳐 기울기가 급준한 톤 커브를 얻을 수 있다고 하는 점에 착안하였다.

구체적으로는, 예를 들어 톤 커브로서 삼각 함수를 사용한 경우, 당해 삼각 함수의 주기의 절반마다, 톤 커브의 값은 최소값으로부터 최대값까지 변화된다. 따라서, 이 최소값과 최대값 사이의 값(즉, sinθ의 값이 0으로 되는 경우)과 히스토그램의 최빈값이 일치하도록 삼각 함수의 위상을 조정하고, 또한 톤 커브의 최빈값의 좌우의 화소값 범위의 적분값이 히스토그램 전체의 적분값에 대해 소정의 비율로 되도록 주기를 설정함으로써, 예를 들어 도 8에 나타내는 바와 같이, 히스토그램의 최빈값의 좌우의 화소값 범위 R에 있어서 톤 커브 T의 기울기를 급준한 것으로 할 수 있다. 본 발명은 이러한 착상에 기초하는 것이며, 다음에, 본 실시 형태에 관한 수학식 1의 톤 커브 T를 구체적으로 구하는 방법에 대해 설명한다.

우선, 결함 검사 유닛(63)에서는 8bit 화상의 촬상 장치(130)가 사용되고 있으므로, 수학식 1의 C의 값은 「8」로 된다. 이 경우, 기판 화상의 화소값 X의 레인지는 256계조, 바꾸어 말하면, 수학식 1에 입력되는 기판 화상의 화소값 X가 취할 수 있는 값은 0 내지 255의 정수가 된다. 또한, 수학식 1의 상수 N의 값은, 톤 커브의 성질상, 입력 화소값인 기판 화상의 화소값 X에 대응하는 출력 화소값 Y의 값이 0 내지 255가 되는 범위 내에서 임의로 설정이 가능하다. 구체적으로는, C의 값이 「8」인 경우는, 상수 N은 1/2 내지 128의 범위 내에서 설정할 수 있다. 또한, 상수 N의 값을 크게 하면, 출력 화소값 Y가 취할 수 있는 값의 레인지 폭이 작아져 버려 톤 커브에 의한 화상 변환의 이익이 상실되므로, 통상은「1」로 설정하는 것이 바람직하다. 출력 화소값 Y의 값을 0 내지 255의 범위로 하는 경우는, 상수 N의 값은 「1/2」로 해야 하지만, R, G, B의 각 화소값은 정수의 값에 따라 색의 밝기를 표현하고 있고, 출력 화소값 Y의 값은 정수로 하는 것이 바람직한 것, 또한 출력 화소값 Y의 최대값이 「254」로 되어도, 처리 후의 화상은 최대값을 「255」로 한 경우와 큰 차이가 없는 것이 상수 N을 「1」로 하는 이유이다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, N의 값을 「1」로 하고, 수학식 1의 진폭을 「127」, 즉, 출력 화소값 Y의 값을 0 내지 254로 설정한 경우에 대해 설명한다. 또한, 상수 N의 설정에 의해, 기판 화상의 화소값 X에 대한 출력 화소값 Y의 값이 정수로 되지 않는 경우는, 변환부(162)에 있어서 출력 화소값 Y의 값을 적절하게 반올림하여, 정수로서 출력하도록 처리를 행해도 된다.

다음에, 도 7에 나타내어지는 히스토그램에 있어서 최빈값으로 되는 화소값의 값을 위상 A의 값으로서 구한다. 도 7에 나타내어지는 히스토그램에 있어서, 최빈값, 즉, 가장 빈도가 높았던 화소값은 예를 들어 「111」인 것으로 하면, 이 경우의 위상 A의 값은 「111」로 된다. 이와 같이, 위상 A의 값에 최빈값을 사용함으로써, 톤 커브의 진폭의 중심값, 즉, 도 8에 나타내어지는 영역 K의 중심과, 최빈값을 일치시킬 수 있다.

B로 나타내어지는 주기에 대해서는, 히스토그램의 최빈값을 중심으로 하고, 그 좌우의 화소값 범위 R의 적분값이 히스토그램 전체의 적분값에 대해 소정의 비율로 되는 화소값 범위 R을 구함으로써 그 값이 설정된다. 이 소정의 비율은, 기판 화상의 히스토그램의 형상에 따라서 임의로 결정되는 것이다. 주기 B는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 수학식 1로 나타내어지는 함수의 주기를 나타내는 것이며, 이 주기 B의 값이 커질수록, 톤 커브의 기울기는 작아지고, 주기 B의 값이 작아질수록 톤 커브의 기울기는 커진다. 따라서, 예를 들어 도 8에 나타내는 바와 같이, 히스토그램이 급준한 피크를 갖는 형상으로 되는 경우는 소정의 비율을 90％ 정도의 높은 값으로 설정해도 된다. 그 반면, 도 9에 나타내는 바와 같이 히스토그램이 완만한 곡선을 그리는 경우, 소정의 비율의 값을 크게 하면 주기가 커지므로, 톤 커브에 의한 변환 후의 기판 화상의 콘트라스트의 강조의 정도도 저하되기 때문이다.

히스토그램에 있어서의 화소값은 이산값이므로, 히스토그램 전체의 적분값 F는, 전체 화소값의 빈도의 총합으로서 다음 수학식 2로 나타내어진다. 또한, 수학식 2에서는 8bit의 화상에 있어서의 적분값을 나타내고 있다.

수학식 2의 H(i)는 각 화소값(i＝0 내지 255)의 빈도이다.

또한, 최빈값을 중심으로 그 좌우의 화소값 범위 R 내의 빈도의 합 J는, 다음 수학식 3으로 나타내어진다.

따라서, 히스토그램의 전체의 적분값 F에 대한 화소값 범위 R 내의 빈도의 총합 J의 비율 L은, 다음 수학식 4와 같이 나타내어진다.

수학식 4로부터는, 예를 들어 도 10에 나타내는 화소값 범위 R과 적분값의 비율 L의 관계를 나타내는 그래프가 구해진다. 그리고 히스토그램에 있어서의 화소값의 분포에 따라서 임의로 비율 L을 설정하고, 도 10의 그래프로부터 화소값 범위 R을 구하여, 이것을 주기 B의 값으로 한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 비율 L을 예를 들어 80％로 한다. 그러면, 화소값 범위 R이 「6」인 경우에 비율 L이 약 80％로 되므로, 주기 B의 값은 「6」으로 설정된다.

그리고 상술한 bit수 C, 상수 N, 위상 A, 주기 B의 값을 수학식 1에 대입하면, 수학식 1은, 예를 들어 다음 수학식 5와 같은 Y와 X의 삼각 함수로서 나타내어진다.

그리고 이 수학식 5를 횡축이 입력 화상의 화소값 X, 종축이 변환 후의 화소값 Y로 되도록 그리면, 도 11에 나타내어지는 바와 같이, 히스토그램의 화소값의 총합의 80％가 주기 B의 절반의 영역 내에 포함되는 삼각 함수 형상의 톤 커브 T가 얻어진다.

다음에, 변환부(162)에 있어서, 도 11에 나타내어지는 톤 커브 T에 의해, 기판 화상의 화상 처리가 행해진다. 이 경우, 톤 커브 T는, 도 11에 나타내어지는 바와 같이, 위상이 「111」, 주기가 「6」인 삼각 함수이므로, 히스토그램의 화소값이 최빈값인 「111」로 되는 경우에, 출력 화소값 Y의 값이 중간값인 「127」로 되고, 또한 톤 커브 T로 나타내어지는 출력 화소값 Y의 값이 0으로부터 255까지 증가하는 영역(도 11에 나타내는 화소값 범위 R 내의 영역) 내에, 도 7에 나타내는 히스토그램 전체의 적분값 F의 80％가 포함되게 된다. 따라서, 수학식 1과 도 7의 히스토그램으로부터 구한 톤 커브 T는, 당해 히스토그램의 최빈값 근방의 화소값 범위 R에 있어서 기울기가 급준한 것으로 되어, 이 화소값 범위 R에 있어서의 화상을 고 콘트라스트인 것으로 변환할 수 있다. 또한, 톤 커브 T가 삼각 함수이고, 최대값과 최소값이 주기적으로 반복되므로, 도 11에 나타내어지는 바와 같이, 화소값 범위 R의 범위 밖의 영역 V에 존재하는 화소값으로부터도 고 콘트라스트의 화상을 얻을 수 있다.

그리고 변환부(162)에 있어서 변환되어 처리된 기판 화상은, 출력 표시부(164)에 출력되어 처리 후의 화상이 표시된다.

이때, 히스토그램의 형상에 기초하여 입력부(163)로부터 위상 A, 주기 B의 값을 임의로 입력함으로써, 보다 최적의 톤 커브 T를 얻을 수도 있다. 또한, 입력부(163)로서는, 예를 들어 키보드 등의 조작 단말이라도 좋고, 또한 출력 표시부(164)가 터치 패널인 경우에는 출력 표시부(164)에 표시된 각종 조작용 버튼이라도 좋다.

본 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템(1)은 이상과 같이 구성되어 있고, 다음에, 이상과 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서 행해지는 웨이퍼(W)의 처리에 대해 설명한다.

웨이퍼(W)의 처리에 있어서는, 우선, 복수매의 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(C)가 카세트 반입출부(10)의 소정의 적재판(13)에 적재된다. 그 후, 웨이퍼 반송 장치(21)에 의해 카세트(C) 내의 각 웨이퍼(W)가 순차 취출되어, 처리 스테이션(3)의 제3 블록(G3)의, 예를 들어 전달 유닛(53)으로 반송된다.

다음에 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제2 블록(G2)의 열처리 유닛(40)으로 반송되어, 온도 조절된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해, 예를 들어 제1 블록(G1)의 하부 반사 방지막 형성 유닛(31)으로 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 하부 반사 방지막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 제2 블록(G2)의 열처리 유닛(40)으로 반송되어, 가열 처리가 행해진다. 그 후 제3 블록(G3)의 전달 유닛(53)으로 복귀된다.

다음에 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(90)에 의해 동일한 제3 블록(G3)의 전달 유닛(54)으로 반송된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제2 블록(G2)의 어드히젼 유닛(41)으로 반송되어, 소수화 처리된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 레지스트 도포 유닛(32)으로 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 유닛(40)으로 반송되어, 프리베이크 처리된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제3 블록(G3)의 전달 유닛(55)으로 반송된다.

다음에 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 상부 반사 방지막 형성 유닛(33)으로 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 상부 반사 방지막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 유닛(40)으로 반송되어, 가열되고, 온도 조절된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 주변 노광 유닛(42)으로 반송되어, 주변 노광 처리된다.

그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제3 블록(G3)의 전달 유닛(56)으로 반송된다.

다음에 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(90)에 의해 전달 유닛(52)으로 반송되고, 셔틀 반송 장치(80)에 의해 제4 블록(G4)의 전달 유닛(62)으로 반송된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 인터페이스 스테이션(5)의 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해 노광 장치(4)로 반송되어, 노광 처리된다. 다음에, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해 제4 블록(G4)의 전달 유닛(60)으로 반송된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 유닛(40)으로 반송되어, 노광 후 베이크 처리된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 현상 처리 유닛(30)으로 반송되어, 현상된다. 현상 종료 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(90)에 의해 열처리 유닛(40)으로 반송되어, 포스트베이크 처리된다.

그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제3 블록(G3)의 전달 유닛(50)으로 반송되고, 그 후 카세트 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(21)에 의해 소정의 적재판(13)의 카세트(C)로 반송된다. 이와 같이 하여, 일련의 포토리소그래피 공정이 종료된다.

그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제4 블록(G4)의 전달 유닛(62)으로 반송된다. 그리고 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 기구(100)에 의해 결함 검사 유닛(63)으로 반송되어, 웨이퍼(W)의 검사가 행해진다. 결함 검사 유닛(63)의 촬상 장치(130)에 의해 촬상된 기판 화상의 데이터는, 제어 장치(6)를 통해 화상 처리 장치(150)에 입력된다.

화상 처리 장치(150)에서는, 기판 화상의 히스토그램 및 수학식 1에 기초하여 톤 커브 T가 작성되고, 당해 톤 커브 T에 의해, 촬상된 기판 화상의 화소값이 변환된다. 그리고 제어 장치(6)에 의해 변환 후의 기판 화상과 결함 모델의 비교가 행해진다. 변환 후의 기판 화상이 어느 결함과도 유사하지 않은 경우는, 당해 웨이퍼(W)에는 결함이 발생되어 있지 않다고 판단된다. 그 반대로, 웨이퍼(W)의 검사 대상 화상과 유사한 결함 모델이 존재하는 경우, 당해 결함 모델에 상당하는 결함이 웨이퍼(W)에 발생되어 있다고 판정된다. 또한, 결함의 유무의 판정은, 작업원이 출력 표시부(164)의 화상을 육안에 의해 확인함으로써 행해도 된다.

그리고 결함 검사를 종료한 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 기구(100)에 의해 전달 유닛(62)으로 반송된다. 그 후, 웨이퍼 반송 장치(70), 웨이퍼 반송 장치(21)를 통해 소정의 적재판(13)의 카세트(C)로 반송되어, 이 일련의 포토리소그래피 공정 및 결함 검사 유닛(63)에 의한 웨이퍼(W)의 검사가 반복해 행해진다.

이상의 실시 형태에 따르면, 기판 화상의 화소값을 변환하는 데 있어서 삼각 함수로 이루어지는 톤 커브 T를 사용하므로, 히스토그램의 전체 영역에 있어서 톤 커브 T의 기울기를 급준한 것으로 할 수 있다. 따라서, 이 톤 커브를 사용하여 화상 처리를 행함으로써, bit수가 낮은 촬상 장치(130)를 사용하여 촬상한 화상으로부터라도, 고 콘트라스트의 기판 화상을 작성할 수 있고, 또한 화소값 범위 R의 범위 밖의 영역 V에 존재하는 화소값에 대해서도 고 콘트라스트의 화상을 얻을 수 있다. 이에 의해, 결함 검사 유닛(63)에 의해 촬상한 기판 화상의 시인성을 향상시킬 수 있어, 그 결과, 고정밀도의 결함 검사를 행하는 것이 가능해진다. 또한, 삼각 함수를 사용하므로, 위상이나 주기를 변화시킴으로써, 용이하게 화상의 콘트라스트를 조정할 수 있다.

특히, 수학식 1 내지 4를 사용함으로써, 자동적으로 최적의 톤 커브 T를 작성할 수 있으므로, 작업원의 숙련도에 의존하지 않고, 용이하게 고 콘트라스트의 화상을 얻을 수 있다.

또한, 화상 처리 장치(150)가 입력부(163)를 갖고 있으므로, 히스토그램에 있어서의 화소값의 분포에 대응하여, 보다 고 콘트라스트의 화상을 얻기 위한 톤 커브를 작성할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 히스토그램이 최빈값을 중심으로 한 좌우 대칭의 형상이 아니라, 예를 들어 도 12에 나타내는 바와 같이, 히스토그램에 있어서의 최빈값의 우측이나 혹은 좌측 중 어느 한쪽으로 화소값의 분포가 치우쳐 있는 화상에 있어서의 경우를 예로 들면, 최빈값을 위상 A의 값으로 하는 것이 아니라, 화소값이 치우쳐 있는 영역 O의 중간값으로 되는 화소값(도 12의 A1)을 위상 A로 하고, 이 중간값 A1을 중심으로 하여 주기 B를 설정한다. 이와 같이 함으로써, 톤 커브 T의 폭을 엄밀하게 히스토그램에 맞출 수 있으므로, 보다 콘트라스트가 높고, 시인성이 좋은 기판 화상을 얻을 수 있다. 또한, 도 11의 영역 V의 화소값과 톤 커브 T의 위상이 잘 매칭되지 않아, 영역 V의 화상이 적절하게 표시되지 않는 경우에도, 화소값 범위 R과 영역 V의 양쪽의 화상이 적절하게 표시되도록 위상 A나 주기 B를 조정할 수 있다.

또한, 이상의 실시 형태에서는, 톤 커브 T를 화소값의 히스토그램에 있어서의 최빈값이나 피크값과 매칭시키는 데 있어서, 예를 들어 주기 함수의 위상 A나 주기 B의 값을 조정하였지만, 예를 들어 2개 이상의 주기 함수를 합성하여 톤 커브 T를 작성함으로써 매칭을 행해도 된다. 이하, 2개 이상의 주기 함수를 합성하여 톤 커브를 매칭하는 경우에 대해 설명한다.

기판 화상의 히스토그램에 있어서, 예를 들어 도 13에 나타내는 바와 같이, 영역 S와, 영역 S와는 상이한 다른 영역 Q에 입력 화소값의 피크가 각각 존재하고, 영역 S에 맞추어 톤 커브 T1을 구하면, 당해 톤 커브 T1의 진폭의 정점 근방과 다른 쪽의 영역 Q가 겹쳐지는 경우가 있다. 이 경우, 그대로 톤 커브 T1을 사용하면, 영역 Q에 있어서의 콘트라스트를 반대로 저하시켜 버린다. 따라서, 영역 Q에 있어서의 콘트라스트도 확보하기 위해서는, 톤 커브 T1의 위상 A나 주기 B의 값을 조정하는 것이 생각된다.

그러나 영역 Q에 있어서의 콘트라스트를 고려하여 톤 커브 T1의 위상 A나 주기 B의 값을 조정하면, 영역 S에 있어서의 콘트라스트가 반드시 최적인 것은 아니게 되어 버리는 경우가 있다. 따라서, 영역 S에 대응하는 톤 커브 T1에 더하여, 영역 Q에 존재하는 입력 화소값의 피크에 대응하는 톤 커브 T2를, 수학식 1에 기초하여 별도로 독립적으로 구한다. 즉, 도 13에 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 영역 Q에 있어서 기울기가 급준해지는 톤 커브 T2를 구한다. 이 경우, 톤 커브 T2는, 톤 커브 T1과는 적어도 주기 B 또는 위상 A 중 어느 하나가 다른 것이다.

다음에, 영역 S에 대응하는 톤 커브 T1과, 영역 Q에 대응하는 톤 커브 T2를 합성하여, 톤 커브 T3을 구한다. 이 경우, 영역 S에 대응하는 톤 커브 T1에 의해 변환된 출력 화소값을 Y1, 영역 Q에 대응하는 톤 커브 T2에 의해 변환된 출력 화소값을 Y2로 하면, 톤 커브 T1과 톤 커브 T2를 합성한 톤 커브 T3에 의해 변환된 출력 화소값 Y3을 구하는 식은, 다음 수학식 6과 같이 나타내어진다.

여기서 수학식 6의 「a」는, 출력 화소값 Y1을 구하는 톤 커브 T1과, 출력 화소값 Y2를 구하는 톤 커브 T2를 합성할 때의 가중치 계수이며, 0 내지 1의 사이에서 임의의 값을 취할 수 있다. 또한, 「a」를 1로 한 경우, 톤 커브 T3은 톤 커브 T1과 동일해지고, 「a」를 0(제로)으로 한 경우 톤 커브 T3은 톤 커브 T2와 동일해진다.

예를 들어 「a」를 0.5로 한 경우는, 톤 커브 T1과 톤 커브 T2를 동일한 가중치로 합성하게 된다. 이러한 경우, 합성에 의해 얻어지는 톤 커브 T3은, 도 14에 나타내는 바와 같이, 톤 커브 T1과 톤 커브 T2를 일대일로 단순히 합성하여, 합성 후의 출력 화소값의 값을 절반으로 한 것으로 된다.

또한, 「a」를 0.1로 한 경우, 합성 후의 톤 커브 T3의 형상은, 도 15에 나타내는 바와 같이, 톤 커브 T1의 형상이 지배적인 것으로 된다. 반대로, 「a」를 0.9로 한 경우, 톤 커브 T3의 형상은, 도 16에 나타내는 바와 같이, 톤 커브 T2의 형상이 지배적으로 된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 도 14나 도 15에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 「a」를 0.1이나 0.5로 설정함으로써, 영역 S와 영역 Q의 양쪽에 있어서 기울기가 급준해지는 톤 커브 T3이 얻어진다. 따라서, 이상의 실시 형태에 따르면, 복수의 톤 커브를 합성하여 톤 커브 T3을 구함으로써, 복수의 영역에 존재하는 입력 화소값을 변환하여, 어느 영역에 있어서도 고 콘트라스트의 화상을 구할 수 있다.

또한, 이상의 실시 형태에서는, 주기 함수의 일례로서 삼각 함수를 사용한 경우에 대해 설명하였지만, 톤 커브는 예를 들어 도 17에 나타내는 바와 같이, 톱니파형의 함수에 기초하여 작성한 것이라도 좋다. 이러한 경우에 있어서도, 위상과 주기를 적절하게 설정함으로써, 고 콘트라스트의 화상을 얻을 수 있다.

또한, 예를 들어 반도체인 웨이퍼(W)의 촬상을 행하는 경우, 통상은, 조명 장치(132)로부터의 광에 대응한 화소값이, 예를 들어 도 12에 파선으로 나타내는 바와 같이, 배경 정보 M으로서 히스토그램 상에 나타난다. 또한, 조명 장치(132)에 의해 웨이퍼(W)를 비추는 조명의 조도는, 결함에 유래하는 화소값이 배경 정보 M과 겹쳐지지 않는 화소값을 취하도록 조정되어 있다. 따라서, 이 배경 정보 M을 전체 화소값의 빈도의 총합인 적분값 F로부터 빼고, 톤 커브를 작성해도 된다. 이러한 경우, 도 12에 있어서, 예를 들어 배경 정보 M은, 화소값이 90 이하인 영역에 존재하고 있다고 하면, 전체의 수학식 2에 있어서 0 내지 255로 되어 있는 i의 값을, 90 내지 255로 함으로써, 배경 정보 M을 총합 F로부터 뺄 수 있다. 이에 의해, 보다 고정밀도로 화상 처리를 행할 수 있다.

[실시예]

실시예로서, 본 실시 형태에 관한 화상 처리 장치(150)를 사용하여 기판 화상의 처리를 행하였다. 도 18 내지 도 22에 화상 처리 전의 기판 화상과, 화상 처리 후의 기판 화상을 각각 나타낸다. 촬상 장치(130)에는 8bit의 CCD 카메라를 사용하였다.

도 18은, 「풍절」의 결함이 발생한 웨이퍼(W)의 기판 화상이다. 도 18의 화상 처리 후의 화상은, 위상 A의 값을 「209」, 주기 B의 값을 「10」으로 한 톤 커브에 의해 얻어진 것이다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 화상 처리 전의 상태에서는 거의 결함을 확인할 수 없었던 것이, 본 발명의 화상 처리를 실시함으로써, 화상의 콘트라스트가 강조되어, 웨이퍼(W)의 주연부에 결함이 발생되어 있는 것을 명확하게 확인할 수 있도록 되어 있다.

도 19는 「코메트」, 도 20는 「스트라이에이션」, 도 21은 「센터 모드」, 도 22는 「핫 스폿」의 결함이 발생한 웨이퍼(W)의 기판 화상이다. 도 19 내지 도 22에 있어서의 화상 처리 후의 화상은, 위상 A의 값을 각각, 「209」, 「186」, 「134」, 「119」로 하고, 주기 B의 값에 대해서는 모두 「10」으로 한 것이다. 도 19 내지 도 22에 나타내어지는 화상 처리의 결과로부터, 본 발명의 화상 처리를 행함으로써, 어느 경우에 있어서도 고 콘트라스트의 화상을 얻을 수 있는 것이 확인되었다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 특허청구범위에 기재된 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 양해된다. 본 발명은 이 예에 한정되지 않고 다양한 형태를 채용할 수 있는 것이다. 본 발명은, 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다.

본 발명은, 예를 들어 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대해 처리를 행할 때에 유용하다.

1 : 기판 처리 시스템
2 : 카세트 스테이션
3 : 처리 스테이션
4 : 노광 장치
5 : 인터페이스 스테이션
6 : 제어 장치
10 : 카세트 반입출부
11 : 웨이퍼 반송부
12 : 카세트 적재대
13 : 적재판
20 : 반송로
21 : 웨이퍼 반송 장치
30 : 현상 처리 유닛
31 : 하부 반사 방지막 형성 유닛
32 : 레지스트 도포 유닛
33 : 상부 반사 방지막 형성 유닛
40 : 열처리 유닛
41 : 어드히젼 유닛
42 : 주변 노광 유닛
70 : 웨이퍼 반송 장치
80 : 셔틀 반송 장치
90 : 웨이퍼 반송 장치
100 : 웨이퍼 반송 장치
110 : 케이싱
120 : 적재대
121 : 회전 구동부
122 : 가이드 레일
123 : 구동 장치
130 : 촬상 장치
131 : 하프 미러
132 : 조명 장치
150 : 화상 처리 장치
160 : 산출부
161 : 연산부
162 : 변환부
163 : 입력부
164 : 출력 표시부
W : 웨이퍼
D : 웨이퍼 반송 영역
C : 카세트

Claims (17)

1. 기판을 촬상하고, 당해 촬상된 기판 화상의 화소값을 변환하는 화상 처리 방법이며,
   촬상된 기판 화상의 화소값을 히스토그램화하고,
   상기 히스토그램에 있어서의 화소값의 분포에 기초하여, 소정의 진폭, 소정의 주기의 주기 함수로 이루어지는 톤 커브를 작성하고,
   상기 톤 커브에 의해, 상기 촬상된 기판 화상의 화소값을 변환하는 것을 특징으로 하는, 화상 처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 주기 함수는, 삼각 함수인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 삼각 함수는,
   

   

   
   로 나타내어지는 식에 의해 구해지는 것인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 방법.
   Y : 변환 후의 화소값
   C : 기판 화상의 bit수
   N : 1/2 이상의 양의 상수
   X : 촬상된 기판 화상의 화소값
   A : 위상
   B : 주기
4. 제3항에 있어서, 상기 삼각 함수에 있어서의 A는, 상기 히스토그램에 있어서의 화소값의 최빈값인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 톤 커브의 형상은, 톱니파형인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 방법.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 주기 함수는, 복수의 삼각 함수를 합성한 것인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 삼각 함수는, 상기 히스토그램에 복수 존재하는 화소값의 피크마다 구해지고, 각각 서로 다른 주기 또는 위상을 갖는 것인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 방법.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 화상 처리 방법에 의해 변환하여 구한 화상을, 화상 표시 장치에 표시하는 것을 특징으로 하는, 화상 표시 방법.
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 화상 처리 방법을 기판 처리 시스템에 의해 실행시키기 위해, 당해 기판 처리 시스템을 제어하는 제어 장치의 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램을 저장한 판독 가능한, 컴퓨터 기억 매체.
10. 촬상 장치에 의해 촬상된 기판 화상의 화소값을 변환하는 화상 처리 장치이며,
    촬상된 기판 화상의 화소값을 히스토그램화하는 산출부와,
    상기 히스토그램에 있어서의 화소값의 분포에 기초하여, 소정의 진폭, 소정의 주기의 주기 함수로 이루어지는 톤 커브를 작성하는 연산부와,
    상기 톤 커브에 의해, 상기 촬상된 기판 화상의 화소값을 변환하는 변환부를 갖는 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 주기 함수는, 삼각 함수인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 삼각 함수는,
    

    

    
    로 나타내어지는 식에 의해 구해지는 것인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치.
    Y : 변환 후의 화소값
    C : 화상의 bit수
    N : 1/2 이상의 양의 상수
    X : 촬상된 화상의 화소값
    A : 위상
    B : 주기
13. 제12항에 있어서, 상기 삼각 함수에 있어서의 A는, 상기 히스토그램에 있어서의 화소값의 최빈값인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치.
14. 제10항에 있어서, 상기 톤 커브의 형상은, 톱니파형인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치.
15. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 주기 함수는, 복수의 상기 삼각 함수를 합성한 것인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 복수의 삼각 함수는, 상기 히스토그램에 복수 존재하는 화소값의 피크에 각각 대응하여 구한 것인 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치.
17. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환부에서 화소값이 변환된 화상을 표시하는 화상 표시 장치를 갖는 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치.

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