KR20190106690A - 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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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

샘플 화상 데이터 취득부는, 샘플 화상을 나타내는 샘플 화상 데이터를 취득한다. 검사 화상 데이터 취득부는, 검사 화상을 나타내는 검사 화상 데이터를 취득한다. 보정부는, 각 화소군에 있어서의 평균적인 계조값에 의거하여, 서로 대응하는 샘플 단위 화상 및 검사 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출하고, 산출된 복수의 편차량에 의거하여 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 보정한다. 판정부는, 보정 후의 대응 관계에 의거하여, 검사 기판에 있어서의 외관상의 결함의 유무를 판정한다.

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 각종의 처리 공정에 있어서, 기판의 외관 검사가 행해진다. 일본국 특허공개 2016-219746호 공보에 기재되는 검사 장치에서는, 레지스트막이 형성된 기판에 노광 처리 및 현상 처리가 순차적으로 행해진 후, 기판의 외관 검사가 행해진다. 외관 검사에서는, 검사 대상의 기판(이하, 검사 기판이라고 부른다)의 표면이 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 의거하여, 검사 기판의 결함이 검출된다.
검사 기판은, 결함 외에 열처리 등에 기인한 변형을 갖는 경우가 있다. 그 경우, 샘플 기판의 표면 화상 데이터에 있어서의 각 화소와 검사 기판의 표면 화상 데이터에 있어서의 각 화소의 대응 관계에 편차가 발생한다. 그래서, 일본국 특허공개 2016-219746호 공보의 검사 장치에서는, 샘플 기판의 표면 화상 데이터와 검사 기판의 표면 화상 데이터 사이에서, 화소마다 일치도가 산출된다. 산출된 일치도에 의거하여 화소마다의 상대적인 편차량이 산출되고, 그 편차량에 의거하여, 샘플 기판의 표면 화상 데이터 및 검사 기판의 표면 화상 데이터의 화소의 대응 관계가 보정된다. 이 경우, 표면 화상 데이터의 모든 화소에 대해 일치도를 산출하기 위해서는 방대한 양의 계산이 필요하다. 이로써, 기판의 외관 검사에 필요로 하는 시간이 매우 길어진다.
본 발명의 목적은, 높은 정밀도이고 또한 단시간에 기판의 외관 검사를 행하는 것이 가능한 기판 검사 장치 및 그것을 구비한 기판 처리 장치 및 기판 검사 방법을 제공하는 것이다.
(1) 본 발명의 일 국면에 따르는 기판 검사 장치는, 외관상의 결함이 없는 기판의 제1 화상을 나타내는 제1 화상 데이터를 취득하는 제1 화상 데이터 취득부와, 검사해야 할 기판을 촬상함으로써 검사해야 할 기판의 제2 화상을 나타내는 제2 화상 데이터를 취득하는 제2 화상 데이터 취득부와, 제1 및 제2 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 보정하는 보정부와, 보정부에 의해 보정된 대응 관계에 의거하여 화상 데이터 취득부에 의해 취득된 제1 및 제2 화상 데이터의 서로 대응하는 화소에 대해 계조값의 차분을 나타내는 차분 정보를 취득하고, 취득된 각 차분 정보에 의거하여 검사해야 할 기판에 있어서의 외관상의 결함의 유무를 판정하는 판정부를 구비하며, 제1 화상은, 제1 방향에 평행한 변을 각각 갖는 직사각형 형상의 복수의 제1 단위 화상을 포함하고, 제2 화상은, 제1 방향에 대응하는 제2 방향에 평행한 변을 각각 갖는 직사각형 형상의 복수의 제2 단위 화상을 포함하며, 복수의 제1 단위 화상은 복수의 제2 단위 화상과 각각 대응하고, 각 제1 단위 화상은, 제1 방향으로 늘어선 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 제1 화소군을 포함하며, 각 제2 단위 화상은, 제2 방향으로 늘어선 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 제2 화소군을 포함하고, 보정부는, 복수의 제1 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제1 대표값으로서 산출하고, 복수의 제2 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제2 대표값으로서 산출하여, 산출된 복수의 제1 및 제2 대표값에 의거하여, 서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출하며, 복수의 제1 및 제2 단위 화상에 대해 산출된 복수의 편차량에 의거하여 제1 및 제2 화상의 화소마다의 편차량을 산출하고, 산출된 편차량에 의거하여 제1 및 제2 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 보정한다.
이 기판 검사 장치에 있어서는, 외관상의 결함이 없는 기판의 제1 화상을 나타내는 제1 화상 데이터가 취득됨과 더불어, 검사해야 할 기판이 촬상됨으로써 검사해야 할 기판의 제2 화상을 나타내는 제2 화상 데이터가 취득된다. 제1 화상에 포함되는 제1 단위 화상의 각각에 있어서, 제1 화소군마다 제1 대표값이 산출된다. 또, 제2 화상에 포함되는 제2 단위 화상의 각각에 있어서, 제2 화소군마다 제2 대표값이 산출된다. 산출된 복수의 제1 및 제2 대표값에 의거하여, 서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량이 산출된다.
이 경우, 제1 단위 화상에 있어서 제1 방향으로 늘어선 복수의 화소의 평균적인 계조값이 제1 대표값으로서 산출되고, 제2 단위 화상에 있어서 제1 방향에 대응하는 제2 방향으로 늘어선 복수의 화소의 평균적인 계조값이 제2 대표값으로서 산출된다. 이와 같이 하여 산출된 제1 및 제2 대표값을 이용함으로써, 제1 단위 화상과 제2 단위 화상 사이에서 화소마다의 비교를 행하는 일 없이, 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출할 수 있다. 이로써, 화소마다의 비교를 행하는 경우에 비해, 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출하기 위한 계산량이 큰 폭으로 저감된다. 따라서, 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 단시간에 산출할 수 있고, 그 편차량에 의거하여 제1 및 제2 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 단시간에 보정할 수 있다.
이러한 보정에 의해, 검사해야 할 기판에 변형이 발생되어 있는 경우에도, 제1 화상 데이터의 각 화소와 제2 화상 데이터의 각 화소를 정확하게 대응시킬 수 있다. 이로써, 제1 화상 데이터의 각 화소와 제2 화상 데이터의 각 화소 사이의 계조값의 차분을 나타내는 차분 정보에 의거하여, 검사해야 할 기판에 있어서의 외관상의 결함을 고정밀도로 검출하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 고정밀도로 또한 단시간에 기판의 외관 검사를 행하는 것이 가능하게 된다.
(2) 보정부는, 제1 화소군에 포함되는 복수의 화소의 계조값의 평균값을 제1 대표값으로서 산출하고, 제2 화소군에 포함되는 복수의 화소의 계조값의 평균값을 제2 대표값으로서 산출해도 된다.
이 경우, 제1 및 제2 대표값을 용이하게 산출할 수 있고, 또한 산출된 제1 및 제2 대표값을 이용하여 제1 및 제2 단위 화상의 편차량을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
(3) 제1 단위 화상은, 복수의 제1 화소행 및 복수의 제1 화소열을 구성하는 복수의 화소를 포함하고, 각 제1 화소행은, 제1 방향에 있어서의 화소의 나열이며, 각 제1 화소열은, 제1 방향과 직교하는 제3 방향에 있어서의 화소의 나열이고, 제2 단위 화상은, 복수의 제2 화소행 및 복수의 제2 화소열을 구성하는 복수의 화소를 포함하며, 각 제2 화소행은, 제2 방향에 있어서의 화소의 나열이고, 각 제2 화소열은, 제2 방향과 직교하는 제4 방향에 있어서의 화소의 나열이며, 복수의 제1 화소군은, 복수의 제1 화소행으로 각각 이루어지고, 복수의 제2 화소군은, 복수의 제2 화소행으로 각각 이루어져도 된다.
이 경우, 제1 화소행마다 제1 대표값이 산출되고, 제2 화소행마다 제2 대표값이 산출된다. 이로써, 일반적인 화소의 나열에 따라서 용이하고 또한 적절하게 제1 및 제2 대표값을 산출할 수 있다.
(4) 복수의 제1 화소열은, 복수의 제3 화소군을 각각 구성하고, 복수의 제2 화소열은, 복수의 제4 화소군을 각각 구성하며, 보정부는, 복수의 제3 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제3 대표값으로서 산출하고, 복수의 제4 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제4 대표값으로서 산출하여, 산출된 복수의 제3 및 제4 대표값에 의거하여, 서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출해도 된다.
이 경우, 제1 및 제2 방향에 있어서의 평균적인 계조값인 제1 및 제2 대표값에 더해, 제3 및 제4 방향에 있어서의 평균적인 계조값인 제3 및 제4 대표값에 의거하여, 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량이 산출된다. 이로써, 편차량의 산출의 정밀도가 보다 높아진다.
(5) 보정부는, 서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상 중 한쪽의 단위 화상에 대해 다른쪽의 단위 화상을 이동시키면서 산출된 복수의 제1 및 제2 대표값에 의거하여 한쪽의 단위 화상과 다른쪽의 단위 화상의 일치도를 순차적으로 산출하고, 산출된 일치도가 가장 높아질 때의 한쪽의 단위 화상에 대한 다른쪽의 단위 화상의 이동량을 당해 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량으로서 산출해도 된다.
이 경우, 제1 및 제2 단위 화상의 상대 위치를 변화시키면서 일치도를 산출출하고, 그들의 일치도를 비교함으로써, 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 용이하고 또한 적절하게 산출할 수 있다.
(6) 제1 화상은, 제1 방향을 따라서 늘어서도록 기판에 설치된 복수의 제1 소자 형성 영역을 포함하고, 제2 화상은, 제2 방향을 따라서 늘어서도록 기판에 설치되며 또한 복수의 제1 소자 형성 영역에 각각 대응하는 복수의 제2 소자 형성 영역을 포함해도 된다.
이 경우, 복수의 제1 및 제2 소자 형성 영역의 나열의 방향과, 제1 및 제2 화소군에 있어서의 복수의 화소의 나열의 방향이 일치한다. 이로써, 복수의 제1 및 제2 소자 형성 영역의 경계 부분이 제1 및 제2 대표값에 반영되기 쉽다. 따라서, 제1 및 제2 대표값에 의거하여, 제1 및 제2 단위 화상의 편차량을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
(7) 본 발명의 다른 국면에 따르는 기판 처리 장치는, 기판에 노광 처리를 행하는 노광 장치에 인접하도록 배치되는 기판 처리 장치로서, 노광 장치에 의한 노광 처리 전에, 기판상에 감광성막을 형성하는 막 형성부와, 노광 장치에 의한 노광 처리 후에, 기판상의 감광성막에 현상 처리를 행하는 현상 처리부와, 막 형성부에 의한 감광성막의 형성 후의 기판의 외관 검사를 행하는 상기의 기판 검사 장치를 구비한다.
이 기판 처리 장치에 있어서는, 상기의 기판 검사 장치에 의해 기판의 외관 검사가 행해진다. 이로써, 고정밀도로 또한 단시간에 기판의 외관 검사를 행하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 결함을 갖는 기판 및 결함을 갖지 않는 기판의 각각에 대해 적절한 처리를 행하는 것이 가능해진다.
(8) 본 발명의 또 다른 국면에 따르는 기판 검사 방법은, 외관상의 결함이 없는 기판의 제1 화상을 나타내는 제1 화상 데이터를 취득하는 단계와, 검사해야 할 기판을 촬상함으로써 검사해야 할 기판의 제2 화상을 나타내는 제2 화상 데이터를 취득하는 단계와, 제1 및 제2 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 보정하는 단계와, 보정부에 의해 보정된 대응 관계에 의거하여 제1 및 제2 화상 데이터의 서로 대응하는 화소에 대해 계조값의 차분을 나타내는 차분 정보를 취득하고, 취득된 각 차분 정보에 의거하여 검사해야 할 기판에 있어서의 외관상의 결함의 유무를 판정하는 단계를 포함하며, 제1 화상은, 제1 방향에 평행한 변을 각각 갖는 직사각형 형상의 복수의 제1 단위 화상을 포함하고, 제2 화상은, 제1 방향에 대응하는 제2 방향에 평행한 변을 각각 갖는 직사각형 형상의 복수의 제2 단위 화상을 포함하며, 복수의 제1 단위 화상은 복수의 제2 단위 화상과 각각 대응하고, 각 제1 단위 화상은, 제1 방향으로 늘어선 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 제1 화소군을 포함하며, 각 제2 단위 화상은, 제2 방향으로 늘어선 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 제2 화소군을 포함하고, 대응 관계를 보정하는 단계는, 복수의 제1 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제1 대표값으로서 산출하고, 복수의 제2 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제2 대표값으로서 산출하여, 산출된 복수의 제1 및 제2 대표값에 의거하여, 서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출하며, 복수의 제1 및 제2 단위 화상에 대해 산출된 복수의 편차량에 의거하여 제1 및 제2 화상의 화소마다의 편차량을 산출하고, 산출된 편차량에 의거하여 제1 및 제2 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 보정하는 것을 포함한다.
이 기판 검사 방법에 의하면, 외관상의 결함이 없는 기판의 제1 화상을 나타내는 제1 화상 데이터가 취득됨과 더불어, 검사해야 할 기판이 촬상됨으로써 검사해야 할 기판의 제2 화상을 나타내는 제2 화상 데이터가 취득된다. 제1 화상에 포함되는 제1 단위 화상의 각각에 있어서, 제1 화소군마다 제1 대표값이 산출된다. 또, 제2 화상에 포함되는 제2 단위 화상의 각각에 있어서, 제2 화소군마다 제2 대표값이 산출된다. 산출된 복수의 제1 및 제2 대표값에 의거하여, 서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량이 산출된다.
이 경우, 제1 단위 화상에 있어서 제1 방향으로 늘어선 복수의 화소의 평균적인 계조값이 제1 대표값으로서 산출되고, 제2 단위 화상에 있어서 제1 방향에 대응하는 제2 방향으로 늘어선 복수의 화소의 평균적인 계조값이 제2 대표값으로서 산출된다. 이와 같이 하여 산출된 제1 및 제2 대표값을 이용함으로써, 제1 단위 화상과 제2 단위 화상 사이에서 화소마다의 비교를 행하는 일 없이, 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출할 수 있다. 이로써, 화소마다의 비교를 행하는 경우에 비해, 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출하기 위한 계산량이 큰 폭으로 저감된다. 따라서, 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 단시간에 산출할 수 있으며, 그 편차량에 의거하여 제1 및 제2 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 단시간에 보정할 수 있다.
이러한 보정에 의해, 검사해야 할 기판에 변형이 발생되어 있는 경우에도, 제1 화상 데이터의 각 화소와 제2 화상 데이터의 각 화소를 정확히 대응시킬 수 있다. 이로써, 제1 화상 데이터의 각 화소와 제2 화상 데이터의 각 화소 사이의 계조값의 차분을 나타내는 차분 정보에 의거하여, 검사해야 할 기판에 있어서의 외관상의 결함을 고정밀도로 검출하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 고정밀도로 또한 단시간에 기판의 외관 검사를 행하는 것이 가능하게 된다.
도 1은, 실시 형태에 따르는 기판 검사 장치의 외관 사시도,
도 2는, 도 1의 기판 검사 장치의 내부의 구성을 도시한 모식적 측면도,
도 3(a) 및 (b)는, 표면 화상의 일례를 도시한 도면,
도 4는, 기판 검사 장치의 기능적인 구성을 도시한 블럭도,
도 5는, 결함 판정 처리의 플로차트,
도 6(a) 및 (b)는, 레지스트 패턴의 변형에 대해 설명하기 위한 도면,
도 7(a) 및 (b)는, 단위 화상의 예에 대해 설명하기 위한 도면,
도 8은, 화상 데이터 보정 처리의 플로차트,
도 9는, 화상 데이터 보정 처리를 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 10은, 화상 데이터 보정 처리를 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 11(a)~(d)는, 화상 데이터 보정 처리를 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 12는, 화상 데이터 보정 처리를 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 13(a)~(c)는, 화상 데이터 보정 처리를 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 14는, 샘플 화상에 발생하는 무아레(moire)를 모식적으로 도시한 도면,
도 15는, 검사 화상 데이터에 대한 정규화 처리의 플로차트,
도 16(a) 및 (b)는, 검사 화상 데이터로부터 무아레를 제거하는 예에 대해 설명하기 위한 도면,
도 17(a) 및 (b)는, 검사 화상 데이터로부터 무아레를 제거하는 예에 대해 설명하기 위한 도면,
도 18은, 도 1 및 도 2의 기판 검사 장치를 구비하는 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시한 모식적 블럭도,
도 19는, 기판 검사 장치의 다른 예에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 따르는 기판 검사 장치, 기판 처리 장치 및 기판 검사 방법에 대해 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 실시 형태에 있어서 검사 대상으로서 이용되는 기판은, 일면(주면) 및 타면(이면)을 갖고, 그 일면상에는 서로 직교하는 2방향으로 주기적인 패턴을 갖는 막이 형성되어 있다. 기판상의 일면상에 형성되는 막으로는, 예를 들어 레지스트막, 반사 방지막, 레지스트 커버막 등을 들 수 있다.
[1] 기판 검사 장치의 구성
도 1은 실시 형태에 따르는 기판 검사 장치의 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 기판 검사 장치의 내부의 구성을 도시한 모식적 측면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 검사 장치(200)는, 하우징부(210), 투광부(220), 반사부(230), 촬상부(240), 기판 유지 장치(250), 이동부(260), 노치 검출부(270), 제어 장치(400) 및 표시부(410)를 포함한다.
하우징부(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, 하우징부(210) 내에 수용되어 있다.
투광부(220)는, 예를 들어 1개 또는 복수의 광원을 포함하고, 기판(W)의 직경보다 큰 띠형상의 광을 비스듬한 하방으로 출사한다. 반사부(230)는, 예를 들어 미러를 포함한다. 촬상부(240)는, 복수의 화소가 횡 방향에 선형상으로 늘어서도록 배치된 촬상 소자, 및 1개 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 도시한 바와 같이, 기판 유지 장치(250)는, 예를 들어 스핀 척이며, 구동 장치(251) 및 회전 유지부(252)를 포함한다. 구동 장치(251)는, 예를 들어 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 평행하게 한 방향으로 연장되도록 설치된다. 이동 유지부(262)는, 기판 유지 장치(250)를 유지하면서 한 쌍의 가이드 부재(261)를 따라서 한 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 기판 유지 장치(250)가 기판(W)을 유지한 상태로 이동 유지부(262)가 이동함으로써, 기판(W)이 투광부(220) 및 반사부(230)의 하방을 통과한다.
노치 검출부(270)는, 예를 들어 투광 소자 및 수광 소자를 포함하는 반사형 광전 센서이며, 검사 대상의 기판(W)이 기판 유지 장치(250)에 의해 회전되는 상태로, 기판(W)의 외주부를 향해서 광을 출사함과 더불어 기판(W)으로부터의 반사광을 수광한다. 노치 검출부(270)는, 기판(W)으로부터의 반사광의 수광량에 의거하여 기판(W)의 노치를 검출한다. 노치 검출부(270)로서 투과형 광전 센서가 이용되어도 된다.
제어 장치(400)(도 1)는, 투광부(220), 촬상부(240), 기판 유지 장치(250), 이동부(260), 노치 검출부(270) 및 표시부(410)를 제어한다. 표시부(410)는, 검사 대상의 기판(W)의 결함의 유무의 판정 결과 및 육안 검사용의 기판(W)의 화상 등을 표시한다.
도 1의 기판 검사 장치(200)에 있어서의 기판(W)의 촬상 동작에 대해 설명한다. 검사 대상의 기판(W)은, 개구부(216)를 통해 하우징부(210) 내에 반입되고, 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. 이로써, 기판(W)의 노치가 검출되며, 기판(W)의 방향이 판정된다. 그 판정의 결과에 의거하여, 기판 유지 장치(250)에 의해 기판(W)의 노치가 일정한 방향을 향하도록 기판(W)의 회전 위치가 조정된다.
다음으로, 투광부(220)로부터 비스듬한 하방으로 띠형상의 광이 출사되면서 이동부(260)에 의해 기판(W)이 투광부(220)의 하방을 통과하도록 한 방향으로 이동된다. 이로써, 기판(W)의 일면의 전체에 투광부(220)로부터의 광이 조사된다. 기판(W)의 일면에서 반사된 광은 반사부(230)에 의해 더욱 반사되어 촬상부(240)에 인도된다. 촬상부(240)의 촬상 소자는, 기판(W)의 일면으로부터 반사되는 광을 소정의 샘플링 주기로 수광함으로써, 기판(W)의 일면을 순차적으로 촬상한다. 촬상 소자를 구성하는 각 화소는 수광량에 따른 값을 나타내는 화소 데이터를 출력한다. 촬상부(240)로부터 출력되는 복수의 화소 데이터에 의거하여, 기판(W)의 일면상의 전체의 화상을 나타내는 표면 화상 데이터가 생성된다. 그 후, 이동부(260)에 의해 기판(W)이 소정의 위치에 되돌려지고, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 기판(W)이 개구부(216)를 통해 하우징부(210)의 외부로 반출된다.
[2] 외관 검사
도 3은, 표면 화상 데이터에 의해 나타내지는 표면 화상의 예를 도시한 도면이다. 기판(W)의 표면 화상 중 정상적인 부분의 밝기는, 예를 들어 외관상의 결함이 없는 샘플 기판의 표면 화상 데이터(이하, 샘플 화상 데이터라고 부른다)에 의거하여 취득할 수 있다. 도 3(a)에는, 샘플 화상 데이터에 의해 나타내지는 샘플 기판의 표면 화상(이하, 샘플 화상이라고 부른다)의 예가 도시된다. 도 3(a)의 샘플 화상(SI)에서는, 레지스트 패턴(RP)을 포함하는 기판(W)의 표면 구조가 나타내진다. 기판(W)의 표면에는, 직사각형 형상의 복수의 소자 형성 영역이 설치된다. 각 소자 형성 영역에는, 공통의 회로 패턴이 형성된다. 본 예에서는, 복수의 소자 형성 영역에 대응하도록 격자형상의 레지스트 패턴(RP)이 형성된다. 기판(W)의 표면 구조는, 결함이 아닌, 회로 패턴 및 레지스트 패턴(RP) 등의 정상적으로 형성된 구조이다.
본 실시 형태에서는, 샘플 화상 데이터가 미리 준비된다. 예를 들어, 미리 높은 정밀도로 검사가 행해지고, 그 검사에서 결함이 없다고 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. 샘플 화상 데이터의 각 화소의 밝기는, 각 화소의 계조값에 의해서 나타내진다. 계조값이 클수록 화소가 밝다.
한편, 검사해야 할 기판(W)(이하, 검사 기판(W)이라고 부른다)의 표면 화상 데이터(이하, 검사 화상 데이터라고 부른다)가, 도 1의 기판 검사 장치(200)에 있어서 취득된다. 도 3(b)에는, 검사 화상 데이터에 의해 나타내지는 검사 기판(W)의 표면 화상(이하, 검사 화상이라고 부른다)의 예가 도시된다. 도 3(b)의 검사 화상(EI)에서는, 레지스트 패턴(RP)을 포함하는 기판(W)의 표면 구조에 더해, 결함(DP)이 나타내진다. 결함(DP)은, 예를 들어, 레지스트가 도포되어야 함에도 불구하고 레지스트가 도포되어 있지 않은 부분(도포 누락), 또는 레지스트막의 표면에 부자연스럽게 형성된 요철 등이다.
샘플 화상 데이터는, 제1 화상 데이터의 예이며, 샘플 화상(SI)은, 제1 화상의 예이다. 검사 화상 데이터는, 제2 화상 데이터의 예이며, 검사 화상(EI)은, 제2 화상의 예이다. 샘플 화상(SI) 및 검사 화상(EI)의 각각은, 흑백 화상이어도 되고, 컬러 화상이어도 된다. 본 예에 있어서, 샘플 화상 데이터의 종 및 횡의 화소수는, 검사 화상 데이터의 종 및 횡의 화소수와 동일하다. 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터의 각 화소의 위치는, 예를 들어 장치 고유의 이차원 좌표계로 나타낼 수 있다. 본 실시 형태에 있어서, 장치 고유의 이차원 좌표계는, 서로 직교하는 x축 및 y축을 갖는 xy좌표계이다. 이 경우, 샘플 화상(SI) 및 검사 화상(EI)의 동일한 좌표의 위치에 있는 화소는, 이상적으로는 서로 대응하고 있다.
도 3(a) 및 도 3(b)에 도시되는 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터를 이용하여, 검사 기판(W)에 있어서의 외관상의 결함의 유무가 판정된다. 도 4는, 기판 검사 장치(200)의 기능적인 구성을 도시한 블럭도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 기판 검사 장치(200)는, 샘플 화상 데이터 취득부(401), 검사 화상 데이터 취득부(402), 보정부(403), 판정부(404) 및 검출부(405)를 포함한다. 이러한 기능은, 제어 장치(400)에 있어서 예를 들어 CPU가 메모리에 기억된 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 실현된다.
샘플 화상 데이터 취득부(401)는, 샘플 화상 데이터를 취득한다. 예를 들어, 도시하지 않은 기억 장치에 미리 기억된 샘플 화상 데이터가 기억되어 있고, 샘플 화상 데이터 취득부(401)는, 기억 장치로부터 샘플 화상 데이터를 읽어낸다. 검사 화상 데이터 취득부(402)는, 촬상부(240)가 검사 기판(W)을 촬상함으로써 생성된 검사 화상 데이터를 취득한다. 보정부(403)는, 취득된 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 보정한다. 또, 본 예에 있어서, 보정부(403)는, 보정 후의 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터로부터 무아레(간섭 무늬)를 제거하기 위한 정규화 처리를 행한다. 판정부(404)는, 보정 후의 대응 관계에 의거하여, 검사 기판(W)에 있어서의 외관상의 결함의 유무를 판정한다. 검출부(405)는, 판정부(404)에 의한 판정 결과에 의거하여, 검사 기판(W)의 외관상의 결함을 검출한다.
본 발명의 실시 형태에 따르는 기판 검사 방법에 의한 결함 판정 처리에 대해 설명한다. 도 5는, 도 4의 각 기능부에 의한 결함 판정 처리의 플로차트이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 우선, 샘플 화상 데이터 취득부(401)가, 미리 준비된 샘플 화상 데이터를 취득한다(단계 S11). 계속해서, 상기와 같이 하여 검사 기판(W)이 촬상됨으로써, 검사 화상 데이터 취득부(402)가 검사 화상 데이터를 취득한다(단계 S12).
다음으로, 보정부(403)가, 화상 데이터 보정 처리를 행한다(단계 S13). 화상 데이터 보정 처리에 있어서, 단계 S11에서 취득된 샘플 화상 데이터의 화소와 단계 S12에서 취득된 검사 화상 데이터의 화소의 대응 관계가 보정된다. 화상 데이터 보정 처리의 상세에 대해서는 후술한다.
다음으로, 보정부(403)가, 보정 후의 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터의 정규화 처리를 행한다(단계 S14). 정규화 처리에 있어서, 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터의 각각으로부터 무아레가 제거된다. 정규화 처리의 상세에 대해서는 후술한다.
다음으로, 판정부(404)가, 정규화 처리 후의 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터의 서로 대응하는 화소의 계조값의 차분을 나타내는 차분 화상 데이터를 생성한다(단계 S15). 차분 화상 데이터는, 차분 정보의 예이다. 예를 들어, 검사 화상 데이터의 각 화소의 계조값으로부터 샘플 화상 데이터의 각 화소의 계조값이 감산됨으로써, 차분 화상 데이터가 생성된다. 차분 화상 데이터의 각 화소의 계조값은, 검사 화상 데이터와 샘플 화상 데이터 사이의 각 화소의 차분값이다.
검사 화상 데이터에 있어서 정상 부분을 나타내는 화소의 계조값은, 샘플 화상 데이터의 대응하는 화소의 계조값과 동일하거나 또는 가깝다. 그로 인해, 차분 화상 데이터에 의해 나타내지는 차분값은 작다. 한편, 검사 화상 데이터에 있어서 결함 부분을 나타내는 화소의 계조값은, 샘플 화상 데이터의 대응하는 화소의 계조값과 크게 상이하다. 그로 인해, 차분 화상 데이터에 의해 나타내지는 차분값이 크다. 이로써, 차분 화상 데이터에 의거하여, 정상 부분과 결함 부분을 구별할 수 있다.
차분 화상 데이터에 의거하여, 샘플 기판과 검사 기판(W)의 차분을 나타내는 화상이 도 1의 메인 패널(PN)에 표시되어도 된다. 이 경우, 사용자는, 표시된 화상을 보고, 검사 기판(W)에 있어서의 결함의 유무를 확인할 수 있다. 단, 결함 부분을 나타내는 화소를 제외하고, 차분 화상 데이터의 각 화소의 계조값은 0에 가깝다. 그로 인해, 차분 화상 데이터에 의해 나타내지는 화상은 전체적으로 어두워진다. 그래서, 차분 화상 데이터에 의거하여 화상이 표시되는 경우에는, 차분 화상 데이터의 전체 화소의 계조값에 일정한 값이 가산되어도 된다. 예를 들어, 계조값을 나타내는 수치 범위의 중심값이 차분 화상 데이터의 각 화소의 계조값에 가산된다. 구체적으로는, 계조값이 “0” 이상 “255” 이하의 수치로 나타내지는 경우에, 각 화소의 계조값에 “128”이 가산된다. 이로써, 차분 화상 데이터에 의해 나타내지는 화상이, 적당히 밝아진다. 따라서, 사용자는, 표시된 화상을 위화감 없이 시인할 수 있다.
다음으로, 판정부(404)는, 차분 화상 데이터의 각 화소의 계조값이 미리 정해진 허용 범위 내에 있는지 여부를 판정한다(단계 S16). 허용 범위는, 정상인 부분에 대응하는 화소에 대한 계조값을 포함하고, 결함의 부분에 대응하는 화소에 대한 계조값을 포함하지 않도록, 장치 고유의 파라미터로서 미리 정해져 있다.
차분 화상 데이터의 전체 화소의 계조값이 허용 범위 내에 있는 경우, 판정부(404)는, 검사 기판(W)에 외관상의 결함이 없다고 판정하고(단계 S17), 결함 판정 처리를 종료한다. 한편, 어느 한 화소의 계조값이 허용 범위 외에 있는 경우, 판정부(404)는, 검사 기판(W)에 외관상의 결함이 있다고 판정한다(단계 S18). 이 경우, 검출부(405)가, 계조값이 허용 범위 외에 있는 1개 또는 복수의 화소를 추출함으로써 결함을 검출하고(단계 S19), 결함 판정 처리를 종료한다. 결함이 검출된 검사 기판(W)은, 결함이 없다고 판정된 검사 기판(W)과는 상이한 처리가 행해진다. 예를 들어, 결함이 검출된 검사 기판(W)에는, 정밀 검사 또는 재생 처리 등이 행해진다.
[3] 화상 데이터 보정 처리
검사 기판(W)에 형성되는 레지스트 패턴(RP)에는 변형이 발생하는 경우가 있다. 예를 들어, 열처리시의 열에 의해서 검사 기판(W)의 일부가 변형되거나, 노광 처리시에 검사 기판(W)의 위치 편차가 발생함으로써, 레지스트 패턴(RP)의 일부가 본래적인 위치로부터 아주 약간 어긋나는 경우가 있다.
도 6은, 검사 기판(W)의 변형에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 6(a)에는, 샘플 화상(SI) 및 그 샘플 화상(SI)의 부분 확대도가 도시된다. 도 6(b)에는, 검사 화상(EI) 및 그 검사 화상(EI)의 부분 확대도가 도시된다.
도 6(a)의 샘플 화상(SI)의 부분(PT1)과, 도 6(b)의 검사 화상(EI)의 부분(PT2)은, 서로 대응하는 위치에 있다. 즉, 샘플 화상(SI)에 있어서의 부분(PT1)의 좌표와, 검사 화상(EI)에 있어서의 부분(PT2)의 좌표는 서로 동일하다. 샘플 화상(SI)과 검사 화상(EI)이 서로 동일한 경우, 부분(PT1)과 부분(PT2)은 서로 일치한다.
그러나, 도 6(b)의 부분(PT2)에 있어서의 레지스트 패턴(RP)의 부분은, 도 6(a)의 부분(PT1)에 있어서의 레지스트 패턴(RP)의 부분과 아주 약간 상이하다. 즉, 도 6(b)의 검사 화상(EI)에 있어서의 레지스트 패턴(RP)은, 도 6(a)의 샘플 화상(SI)에 있어서의 레지스트 패턴(RP)에 대해서, 아주 약간의 변형을 갖는다. 변형의 존재를 명확하게 하기 위해, 도 6(b)의 부분 확대도에 있어서는, 도 6(a)의 부분 확대도에 도시되는 레지스트 패턴(RP)의 부분이 점선으로 나타내진다.
이러한 변형을 갖고 있어도, 결함을 갖지 않는 기판(W)은, 변형을 갖지 않는 기판과 동일한 처리를 행하는 것이 바람직하다. 그로 인해, 변형은, 결함과는 구별될 필요가 있다. 그러나, 결함 판정 처리에서는, 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터의 서로 대응하는 화소에 대해 계조값의 차분이 산출되고, 그 차분이 큰 경우에는 검사 기판(W)에 외관상의 결함이 있다고 판정된다. 도 6의 예와 같이, 검사 화상(EI)에 변형이 있으면, 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터의 서로 대응하는 화소에 있어서, 계조값의 차분이 커지는 경우가 있다. 그로 인해, 실제로는 결함이 없는 경우에도 결함이 있다고 판정될 가능성이 있다. 그래서, 샘플 화상 데이터와 검사 화상 데이터 사이에 있어서의 계조값의 차분이 산출되기 전에, 화상 데이터 보정 처리(도 5의 단계 S13)에 의해서 샘플 화상 데이터의 화소와 검사 화상 데이터의 화소의 대응 관계가 보정된다.
본 예에 있어서, 샘플 화상 데이터는, 복수의 샘플 단위 화상 데이터를 포함하고, 검사 화상 데이터는, 복수의 검사 단위 화상 데이터를 포함한다. 복수의 샘플 단위 화상 데이터는, 샘플 화상(SI)을 구성하는 복수의 샘플 단위 화상을 나타낸다. 복수의 검사 단위 화상 데이터는, 검사 화상(EI)을 구성하는 복수의 검사 단위 화상을 나타낸다. 샘플 단위 화상은, 제1 단위 화상의 예이며, 검사 단위 화상은, 제2 단위 화상의 예이다.
도 7은, 샘플 단위 화상 및 검사 단위 화상의 예에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 7(a)에는, 샘플 단위 화상의 예가 도시되고, 도 7(b)에는, 검사 단위 화상의 예가 도시된다. 도 7(a)에 도시한 바와 같이, 샘플 화상(SI)은, x축 방향(x축에 평행한 방향) 및 y축 방향(y축에 평행한 방향)으로 늘어선 복수의 직사각형의 샘플 단위 화상(SIU)에 의해 구성된다. 마찬가지로, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 검사 화상(EI)은, x축 방향 및 y축 방향으로 늘어선 복수의 직사각형의 검사 단위 화상(EIU)에 의해 구성된다. 복수의 샘플 단위 화상(SIU)의 위치는, 복수의 검사 단위 화상(EIU)의 위치와 각각 대응한다. 본 예에 있어서, 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)은 각각 정방 형상을 갖고, x축 방향에 평행한 한 쌍의 변 및 y축 방향에 평행한 다른 한 쌍의 변을 갖는다. 또, 샘플 단위 화상(SIU)의 크기는 검사 단위 화상(EIU)의 크기와 동일하고, x축 방향 및 y축 방향에 있어서의 샘플 단위 화상(SIU)의 화소수는, x축 방향 및 y축 방향에 있어서의 검사 단위 화상(EIU)의 화소수와 동일하다.
이하, 샘플 단위 화상 및 검사 단위 화상을 총칭하여 단위 화상이라고 부른다. 또, x축 방향에 있어서의 단위 화상의 나열을 단위 화상행이라고 부르고, y축 방향에 있어서의 단위 화상의 나열을 단위 화상열이라고 부른다. 또, 도 7에 있어서, 위에서부터 m(m은 양의 정수)번째의 단위 화상행을 제m 단위 화상행이라고 부르고, 왼쪽에서부터 n(n은 양의 정수)번째의 단위 화상열을 제n 단위 화상열이라고 부른다. 도 7의 예에서는, 샘플 화상(SI) 및 검사 화상(EI)의 각각이, 제1~제7 단위 화상행을 포함함과 더불어, 제1~제7 단위 화상열을 포함한다.
또한, 이하의 설명에서는, 각 단위 화상에 있어서, x축 방향에 있어서의 화소의 나열을 화소행이라고 부르고, y축 방향에 있어서의 화소의 나열을 화소열이라고 부른다. 본 예에서는, 각 화소행을 구성하는 화소의 수와, 각 화소열을 구성하는 화소의 수가 서로 동일하다.
도 5의 단계 S13의 화상 데이터 보정 처리의 상세에 대해서 설명한다. 도 8은, 화상 데이터 보정 처리의 플로차트이다. 도 9~도 13은, 화상 데이터 보정 처리를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 보정부(403)는, 도 5의 단계 S11, S12에서 취득된 샘플 화상(SI) 및 검사 화상(EI)의 각 단위 화상에 대해서, 각 화소행에 있어서의 계조값의 평균값(이하, 행 평균값이라고 부른다) 및 각 화소열에 있어서의 계조값의 평균값(이하, 열 평균값이라고 부른다)을 산출한다(단계 S101).
샘플 단위 화상(SIU)에 있어서의 행 평균값은, 제1 대표값의 예이며, 검사 단위 화상(EIU)에 있어서의 행 평균값은, 제2 대표값의 예이다. 또, 샘플 단위 화상(SIU)에 있어서의 열 평균값은, 제3 대표값의 예이며, 검사 단위 화상(EIU)에 있어서의 열 평균값은, 제4 대표값의 예이다.
본 예에서는, 단위 화상열마다 행 평균값이 산출되고, 단위 화상행마다 열 평균값이 산출된다. 도 9에는, 샘플 화상(SI)의 제5 단위 화상열에 있어서의 행 평균값의 산출예가 도시된다. 도 10에는, 샘플 화상(SI)의 제3 단위 화상행에 있어서의 열 평균값의 산출예가 도시된다. 도 11에는, 산출된 열 평균값 및 행 평균값의 분포가 도시된다.
도 9에 도시한 바와 같이, 샘플 화상(SI)의 제5 단위 화상열은, 복수(본 예에서는 7개)의 샘플 단위 화상(SIU)을 포함한다. 각 샘플 단위 화상(SIU)에 있어서, x축 방향으로 늘어선 복수의 화소(px)에 의해 화소행(pr)이 구성된다. 각 화소행(pr)에 포함되는 복수의 화소(px)의 계조값의 평균값이, 행 평균값(v1)으로서 산출된다. 제5 단위 화상열과 동일하게, 다른 단위 화상열에 대해서도, 각 화소행(pr)의 행 평균값(v1)이 산출된다. 또, 검사 화상(EI)에 대해서도, 샘플 화상(SI)과 동일하게, 단위 화상열마다 각 화소행의 행 평균값이 산출된다.
도 10에 도시한 바와 같이, 샘플 화상(SI)의 제3 단위 화상행은, 복수(본 예에서는 7개)의 샘플 단위 화상(SIU)을 포함한다. 각 샘플 단위 화상(SIU)에 있어서, y축 방향으로 늘어선 복수의 화소(px)에 의해 화소열(pc)이 구성된다. 각 화소열(pc)에 포함되는 복수의 화소(px)의 계조값의 평균값이, 열 평균값(v2)으로서 산출된다. 제3 단위 화상행과 동일하게, 다른 단위 화상행에 대해서도, 각 화소열(pc)의 열 평균값(v2)이 산출된다. 또, 검사 화상(EI)에 대해서도, 샘플 화상(SI)과 동일하게, 단위 화상행마다 각 화소열의 열 평균값이 산출된다.
도 11(a)에는, 샘플 화상(SI)의 제5 단위 화상열에 있어서의 행 평균값의 분포가 도시되고, 도 11(b)에는, 검사 화상(EI)의 제5 단위 화상열에 있어서의 행 평균값의 분포가 도시된다. 도 11(a) 및 도 11(b)에 있어서, 횡축은 x좌표를 나타내고, 종축은 행 평균값을 나타낸다. 도 11(c)에는, 샘플 화상(SI)의 제3 단위 화상행에 있어서의 열 평균값의 분포가 도시되고, 도 11(d)에는, 검사 화상(EI)의 제3 단위 화상행에 있어서의 열 평균값의 분포가 도시된다. 도 11(c) 및 도 11(d)에 있어서, 횡축은 y좌표를 나타내고, 종축은 열 평균값을 나타낸다.
상기와 같이, 레지스트 패턴(RP)은, 복수의 소자 형성 영역에 대응하도록 격자형상으로 설치된다. 화상 데이터 취득시에는, 복수의 소자 형성 영역이 x축 방향 및 y축 방향을 따라서 늘어서도록 기판(W)의 회전 위치가 조정된다. 이 경우, 각 소자 형성 영역의 한 쌍의 변은 단위 화상의 한 쌍의 변과 평행이 되고, 각 소자 형성 영역의 다른 한 쌍의 변은 단위 화상의 다른 한 쌍의 변과 평행이 된다. 이로써, 복수의 소자 형성 영역의 경계 부분이 행 평균값 및 열 평균값에 반영되기 쉬워진다. 구체적으로는, 도 11(a), (b)에 도시한 바와 같이, 각 단위 화상열에 있어서의 행 평균값은, x축 방향에 있어서 규칙적으로 분포하고, 도 11(c), (d)에 도시한 바와 같이, 각 단위 화상행에 있어서의 열 평균값은, y축 방향에 있어서 규칙적으로 분포한다. 또한, 복수의 소자 형성 영역의 경계 부분이 행 평균값 및 열 평균값에 충분히 반영되도록, 각 소자 형성 영역의 사이즈가, 각 단위 화상의 사이즈보다 작은 것이 바람직하다.
각 단위 화상에 있어서의 행 평균값 및 열 평균값이 산출된 후, 보정부(403)는, 산출된 행 평균값 및 열 평균값에 의거하여, 서로 대응하는 위치에 있는 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량을 산출한다(도 8의 단계 S102).
본 예에서는, 검사 화상(EI)에 대해 샘플 화상(SI)이 x축 방향 및 y축 방향으로 일정한 화소수의 범위 내에서 이동되면서, 서로 대응하는 위치에 있는 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 일치의 정도를 나타내는 일치도가 산출된다. 예를 들어, 하기 식 (1), (2), (3)에 의해, 일치도(R)가 산출된다.
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Figure pat00002
Figure pat00003
식 (1)~(3)에 있어서, Xn은, 샘플 화상(SI)에 있어서의 행 평균값이고, Yn은, 샘플 화상(SI)에 있어서의 열 평균값이며, X＇n은, 검사 화상(EI)에 있어서의 행 평균값이고, Y＇n은, 검사 화상(EI)에 있어서의 열 평균값이다. 여기서, n은, x좌표 또는 y좌표이다. 또, sx는, 대상이 되는 검사 단위 화상(EIU)의 x좌표의 최소값, 즉 대상이 되는 검사 단위 화상(EIU)의 좌단부의 x좌표이다. ex는, 대상이 되는 검사 단위 화상(EIU)의 x좌표의 최대값, 즉 대상이 되는 검사 단위 화상(EIU)의 우단부의 x좌표이다. sy는, 대상이 되는 검사 단위 화상(EIU)의 y좌표의 최소값, 즉 대상이 되는 검사 단위 화상(EIU)의 하단부의 y좌표이다. ey는, 대상이 되는 검사 단위 화상(EIU)의 y좌표의 최대값, 즉 대상이 되는 검사 단위 화상(EIU)의 상단부의 x좌표이다.
ox는, 샘플 화상(SI)의 x축 방향에 있어서의 이동 화소수이며, oy는, 샘플 화상(SI)의 y축 방향에 있어서의 이동 화소수이다. 예를 들어, ox는, -7 이상 7 이하이며, oy는, -7 이상 7 이하이다. 이 경우, 샘플 화상(SI)이, x축 방향으로 15화소의 범위 내에서 이동되고, y축 방향으로 15화소의 범위 내에서 이동된다. 그로 인해, 샘플 화상(SI)은, 검사 화상(EI)에 대해 합계로 15×15=225가지의 위치로 이동된다. 그래서, 서로 대응하는 각 조의 샘플 단위 화상(SI) 및 검사 단위 화상(EI)에 대해서, 225가지의 모든 상대 위치에 관한 일치도(R)가 상기 식 (1)에 의해 산출된다.
산출된 모든 상대 위치에 관한 일치도(R) 중 가장 높은 일치도(R)가 얻어지는 경우의 샘플 화상(SI)의 x축 방향 및 y축 방향에 있어서의 이동량(상기의 ox 및 oy)이, 당해 조의 샘플 단위 화상(SIU)과 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량으로 결정된다.
또한, 검사 화상(EI)에 대해 샘플 화상(SI)이 이동되는 대신에, 샘플 화상(SI)에 대해 검사 화상(EI)이 이동되면서 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 일치도가 산출되고, 그 일치도에 의거하여 샘플 단위 화상(SIU)과 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량이 산출되어도 된다.
다음으로, 도 8에 도시한 바와 같이, 보정부(403)는, 산출된 복수 조의 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 편차량에 의거하여, 샘플 화상(SI) 및 검사 화상(EI)의 화소마다의 상대적인 편차량을 산출한다(단계 S103).
예를 들어, 각 조의 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)에 대해 산출된 편차량이, 당해 검사 단위 화상(EIU)의 중심 화소에 대한 당해 샘플 단위 화상(SIU)의 중심 화소의 편차량으로서 결정된다. 또, x축 방향에 서로 이웃하는 2개의 샘플 단위 화상(SIU)과, y축 방향에 있어서 그들 2개의 샘플 단위 화상(SIU)과 각각 서로 이웃하는 2개의 샘플 단위 화상(SIU)에 의해, 보간용 단위 화상조가 구성된다. 각 보간용 단위 화상조의 4개의 샘플 단위 화상(SIU)의 4개의 중심 화소로 둘러싸이는 영역 내의 각 화소의 편차량이, 그들 4개의 중심 화소에 대해 결정된 편차량에 의거하여 이중 선형 보간에 의해 산출된다.
도 12에, 화소마다의 편차량을 이중 선형 보간에 의해 산출하는 방법의 일례가 도시된다. 도 12의 예에서는, 하나의 보간용 단위 화상조를 구성하는 4개의 샘플 단위 화상(SIU)의 중심 화소(SIUC)의 좌표가 (M0, N0), (M1, N0), (M1, N1), (M0, N1)이고, 그들 4개의 중심 화소(SIUC)에 대해 결정된 편차량이 P00, P10, P11, P01이다. 또, 4개의 중심 화소(SIUC)에 의해 둘러싸이는 영역 내의 임의의 좌표 (x, y)에 대해서, 이중 선형 보간을 행하기 위해서 환산된 좌표가 (x＇, y＇)이다. 이 경우, x＇ 및 y＇는 하기 식 (4), (5)로 나타낼 수 있다.
x＇=(x-M0)/(M1-M0) …(4)
y＇=(y-N0)/(N1-N0) …(5)
또, 편차량 P00, P10, P11, P01에 대한 계수 K00, K10, K11, K01은, 각각 하기 식 (6), (7), (8), (9)로 나타낼 수 있다.
K00=(1-x＇)×(1-y＇) …(6)
K10=(1-x＇)×y＇ …(7)
K11=x＇×y＇ …(8)
K01=x＇×(1-y＇) …(9)
좌표 (x, y)에 있어서의 편차량 P는, 하기 식 (10)으로 나타내진다.
P=K00×P00＋K10×P10＋K11×P11＋K01×P01 …(10)
상기 식 (4)~(10)을 이용하여 검사 화상(EI)의 모든 화소에 대해 편차량이 산출된 후, 도 8에 도시한 바와 같이, 보정부(403)는, 산출된 화소마다의 편차량에 의거하여 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 보정한다(단계 S104).
본 예에서는, 보정부(403)는, 각 화소에 대해 산출된 편차량에 의거하여, 샘플 화상(SI)과 검사 화상(EI)의 편차가 해소되도록, 샘플 화상(SI)의 각 화소의 계조값을 보정한다
도 13(a)에 검사 단위 화상(EIU)의 일례가 도시된다. 도 13(b)에 샘플 단위 화상(SIU)의 일례가 도시된다. 도 13(a)의 검사 단위 화상(EIU)과 도 13(b)의 샘플 단위 화상(SIU)은, 서로 대응하는 위치에 있다. 도 13(a)의 검사 단위 화상(EIU)에 있어서의 화소(Et)의 좌표 및 도 13(b)의 샘플 단위 화상(SIU)에 있어서의 화소(St)의 좌표는, 모두 (xa, ya)이다. 본 예에 있어서, 좌표 (xa, ya)의 화소에 대해 산출된 편차량은, x축 방향 및 y축 방향으로 각각 α 및 -β이다.
이 경우, 보정부(403)는, 샘플 단위 화상(SIU)에 대해서, 좌표 (xa, ya)에 있는 화소(St)의 계조값을 좌표 (xa-α, ya＋β)에 있는 화소(Su)의 계조값으로 보정한다. 샘플 단위 화상(SIU)의 각 화소에 대해 각 편차량에 의거하는 동일한 처리를 행함으로써, 도 13(c)에 도시한 바와 같이, 검사 단위 화상(EIU)에 대한 대응 관계의 편차가 해소된 샘플 단위 화상(SIU)을 얻을 수 있다. 도 13(c)의 샘플 단위 화상(SIU)에는, 검사 단위 화상(EIU)에 포함되는 변형이 반영된다.
이와 같이, 샘플 화상(SI)이 각 화소의 편차량에 의거하여 보정됨으로써, 샘플 화상(SI)과 검사 화상(EI) 사이의 화소의 대응 관계가 보정된다. 이로써, 보정부(403)는, 화상 데이터 보정 처리를 종료한다.
또한, 상기의 단계 S102에 있어서는, 서로 이웃하는 4개의 제1 단위 화상(1U)의 중심 화소로 둘러싸이는 영역 내의 각 화소의 편차량이, 4개의 중심 화소에 대해 결정된 편차량에 의거하여 이중 선형 보간에 의해 산출된다. 상기의 예에 한정되지 않으며, 4개의 중심 화소로 둘러싸이는 영역 내의 각 화소의 편차량은, 4개의 중심 화소의 어느 한 편차량에 의거하여 최근접 보간 등의 다른 보간 방법에 의해 산출되어도 된다
또, 단계 S104에 있어서, 샘플 화상(SI)의 각 화소의 계조값이 보정되는 대신에, 샘플 화상(SI)과 검사 화상(EI)의 편차가 해소되도록, 검사 화상(EI)의 각 화소의 계조값이 보정되어도 된다.
[4] 정규화 처리
취득된 샘플 화상(SI) 및 검사 화상(EI)에는, 무아레(간섭 무늬)가 발생하는 경우가 있다. 도 14는, 샘플 화상(SI)에 발생하는 무아레를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 14의 무아레는, 밝기가 둘레 방향을 따라서 변화한다.
무아레는, 표면 화상에 주기적인 모양이 있는 경우에 발생하기 쉽다. 본 예에 있어서, 레지스트 패턴(RP)은, 복수의 소자 형성 영역에 대응하고 있으며, 기판(W)에 있어서 주기적인 모양이 된다. 그로 인해, 레지스트 패턴(RP)을 포함하는 샘플 화상(SI) 및 검사 화상(EI)에는, 도 14에 도시한 무아레가 발생하기 쉽다.
또, 기판(W)의 제조 공정에 있어서는, 레지스트막 형성 처리, 노광 처리 및 현상 처리를 포함하는 포토리소그래피 공정이, 1개의 기판(W)에 복수 회에 걸쳐서 행해진다. 그로 인해, 초기의 공정을 제외하고, 기판(W)에는, 회로 패턴의 적어도 일부가 형성되어 있다. 회로 패턴상에 레지스트막 등의 다른 막이 형성되어 있어도, 투광부(220)(도 1)로부터 출사되는 광이 이들 막을 투과한다. 이로써, 이미 형성된 회로 패턴에 기인하여, 표면 화상에 무아레가 발생하기도 한다.
검사 화상(EI)에 무아레가 발생하면, 검사 화상(EI)에 있어서 기판(W)의 외관상의 결함과 무아레의 구별을 할 수 없을 가능성이 있다. 또, 샘플 화상(SI)에 발생하는 무아레와 검사 화상(EI)에 발생하는 무아레가 상이한 경우가 있다. 이 경우, 결함 판정 처리의 단계 S16(도 5)에 있어서 결함은 아닌 무아레에 기인하는 계조값이 허용 범위 내가 되도록, 허용 범위를 미리 넓게 설정할 필요가 발생한다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 상기의 화상 데이터 보정 처리 후에, 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터로부터 무아레를 제거하기 위한 정규화 처리가 행해진다. 이하, 검사 화상 데이터에 대한 정규화 처리에 대해 설명한다. 샘플 화상 데이터에 대해서도 동일한 처리가 행해진다.
도 15는, 검사 화상 데이터에 대한 정규화 처리의 플로차트이다. 도 16 및 도 17은, 검사 화상 데이터로부터 무아레를 제거하는 예에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 15에 도시한 바와 같이, 우선, 보정부(403)는, 검사 화상 데이터의 평활화를 행한다(단계 S201). 화상의 평활화란, 화상 내의 농담 변동을 줄이는 것이다. 예를 들어, 이동 평균 필터 처리에 의해 검사 화상 데이터가 평활화된다. 이동 평균 필터 처리에서는, 주목 화소를 중심으로 하는 규정수의 주변 화소에 관하여 계조값의 평균이 산출되고, 그 평균값이 주목 화소의 계조값이 된다. 본 예에서는, 검사 화상 데이터의 전체 화소가 주목 화소가 되고, 각 화소의 계조값이 그 주변 화소의 평균값으로 변경된다. 이동 평균 필터 처리에 있어서의 주변 화소의 수는, 예를 들어 100(횡)×100(종)이다. 이동 평균 필터 처리에 있어서의 주변 화소의 수는, 상정되는 결함의 크기 및 무아레의 크기 등에 의해서 적절히 설정되어도 된다.
이동 평균 필터 처리에 의해, 단시간에 용이하게 검사 화상 데이터를 평활화할 수 있다. 또한, 이동 평균 필터 처리를 대신하여, 가우시안 필터 처리 또는 메디안 필터 처리 등의 다른 평활화 처리에 의해, 검사 화상 데이터의 평활화가 행해져도 된다.
도 16(a)에는, 정규화 처리 전의 검사 화상 데이터에 의해 나타내지는 검사 화상(EI)이 도시된다. 도 16(a)의 검사 화상(EI)에는, 무아레 및 결함(DP)이 나타내진다. 도 16(b)에는, 도 15의 단계 S201에 있어서의 평활화 후의 검사 화상 데이터에 의해 나타내지는 검사 화상(EI)이 도시된다. 결함(DP)에 의한 계조값의 편차 및 레지스트 패턴(RP) 등의 표면 구조에 의한 계조값의 편차는, 무아레에 의한 계조값의 편차에 비해 국소적으로 또는 분산적으로 발생한다. 그로 인해, 도 16(b)에 도시한 바와 같이, 결함에 의한 계조값의 편차 및 표면 구조에 의한 계조값의 편차는, 단계 S201의 처리에 의해 제거된다. 한편, 무아레에 의한 계조값의 편차는 광범위에 있어서 연속적으로 발생하므로, 단계 S201의 처리에서는 제거되지 않는다.
다음으로, 보정부(403)는, 도 15에 도시한 바와 같이, 평활화 전의 검사 화상 데이터의 각 화소의 계조값으로부터 평활화 후의 검사 화상 데이터의 각 화소의 계조값을 감산한다(단계 S202). 이로써, 검사 화상 데이터로부터 무아레가 제거된다. 이하, 단계 S202의 처리 후의 검사 화상 데이터를 감산 후 검사 화상 데이터라고 부른다. 도 17(a)에는, 감산 후 검사 화상 데이터에 의해 나타내지는 검사 화상(EI)이 도시된다. 이 경우, 검사 화상(EI)에는, 결함(DP) 및 표면 구조만이 나타나고, 무아레가 나타나지 않는다. 또, 검사 화상(EI)은 전체적으로 어둡다.
다음으로, 보정부(403)는, 도 15에 도시한 바와 같이, 감산 후 검사 화상 데이터의 각 화소의 계조값에 일정한 값을 가산한다(단계 S203). 이하, 단계 S203의 처리 후의 검사 화상 데이터를 가산 후 검사 화상 데이터라고 부른다. 예를 들어, 계조값을 나타내는 수치 범위의 중심값이 감산 후 검사 화상 데이터의 각 화소의 계조값에 가산된다. 도 17(b)에는, 가산 후 검사 화상 데이터에 의해 나타내지는 검사 화상(EI)이 도시된다. 이 경우, 검사 화상(EI)은, 적당한 밝기를 갖는다.
이로써, 보정부(403)는, 정규화 처리를 종료한다. 보정부(403)는, 정규화 처리 후의 샘플 화상(SI) 및 검사 화상(EI)을 도 1의 메인 패널(PN)에 표시해도 된다. 이 경우, 사용자는, 무아레가 제거된 샘플 화상(SI) 및 검사 화상(EI)을 위화감 없이 시인할 수 있다. 또한, 정규화 처리 후의 샘플 화상(SI) 및 검사 화상(EI)이 표시되지 않는 경우에는, 상기의 단계 S203의 처리는 행해지지 않아도 된다.
[5] 기판 처리 장치
도 18은, 도 1 및 도 2의 기판 검사 장치(200)를 구비하는 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시한 모식적 블럭도이다. 도 18에 도시한 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 열 처리부(150)를 구비한다.
제어 장치(110)는, 예를 들어 CPU(중앙 연산 처리 장치) 및 메모리, 또는 마이크로 컴퓨터를 포함하고, 반송 장치(120), 도포 처리부(130), 현상 처리부(140) 및 열 처리부(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), 열 처리부(150), 기판 검사 장치(200) 및 노광 장치(500)의 사이에서 반송한다. 도포 처리부(130)는, 기판(W)의 표면에 레지스트액을 도포함으로써 기판(W)의 표면상에 레지스트막을 형성한다(도포 처리). 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. 열 처리부(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 들어, 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 한편 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, 열 처리부(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 상기의 반사 방지막 및 레지스트 커버막이 형성되는 경우에는, 각 막의 형성 후에 기판 검사 장치(200)에 의해 기판(W)의 검사가 행해져도 된다.
본 실시 형태에 따르는 기판 처리 장치(100)에 있어서는, 레지스트막, 반사 방지막, 레지스트 커버막 등의 막이 형성된 기판(W)의 일면상의 표면 상태가 도 1의 기판 검사 장치(200)에 의해 검사된다. 이로써, 기판(W)의 외관상의 결함을 높은 정밀도로 또한 단시간에 검출할 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 들어, 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] 실시 형태의 효과
본 실시 형태에 따르는 기판 검사 장치(200)에 있어서는, 샘플 화상(SI)에 포함되는 샘플 단위 화상(SIU)의 각각에 대해서, 화소행마다 행 평균값이 산출되고, 화소열마다 열 평균값이 산출된다. 또, 검사 화상(EI)에 포함되는 검사 단위 화상(EIU)의 각각에 대해서, 화소행마다 행 평균값이 산출되고, 화소열마다 열 평균값이 산출된다. 산출된 이러한 행 평균값 및 열 평균값에 의거하여, 서로 대응하는 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량이 산출된다.
이 경우, 행 평균값 및 열 평균값을 이용함으로써, 샘플 단위 화상(SIU)과 검사 단위 화상(EIU) 사이에서 화소마다의 비교를 행하는 일 없이, 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량을 산출할 수 있다. 이로써, 화소마다의 비교를 행하는 경우에 비해, 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량을 산출하기 위한 계산량이 큰 폭으로 저감된다. 따라서, 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량을 단시간에 산출할 수 있고, 그 편차량에 의거하여 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 단시간에 보정할 수 있다.
이러한 보정에 의해, 검사 기판(W)에 변형이 발생되어 있는 경우에도, 샘플 화상 데이터의 각 화소와 검사 화상 데이터의 각 화소를 정확하게 대응시킬 수 있다. 이로써, 샘플 화상 데이터의 각 화소와 검사 화상 데이터의 각 화소 사이의 계조값의 차분을 나타내는 차분 정보(차분 화상 데이터)에 의거하여, 검사 기판(W)에 있어서의 외관상의 결함을 높은 정밀도로 검출하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 높은 정밀도로 또한 단시간에 기판(W)의 외관 검사를 행하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시 형태에서는, 복수의 소자 형성 영역의 나열의 방향과, 화소행 및 화소열에 있어서의 복수의 화소의 나열의 방향이 일치한다. 이로써, 복수의 소자 형성 영역의 경계 부분이 행 평균값 및 열 평균값에 반영되기 쉽다. 따라서, 행 평균값 및 열 평균값에 의거하여, 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
[7] 기판 검사 장치의 다른 예
도 19는, 기판 검사 장치의 다른 예에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 19의 기판 검사 장치(200A)에 대해서, 상기 실시 형태에 따르는 기판 검사 장치(200)와 상이한 점을 설명한다. 도 19의 기판 검사 장치(200A)는, 스핀 척(51), 조명부(52), 반사 미러(53) 및 CCD 라인 센서(54)를 포함함과 더불어, 도 1의 기판 검사 장치(200)와 동일하게, 제어 장치(400) 및 표시부(410)를 포함한다. 스핀 척(51)은, 기판(W)의 하면의 대략 중심부를 진공 흡착함으로써, 기판(W)을 수평 자세로 유지한다. 도시하지 않은 모터에 의해 스핀 척(51)이 회전됨으로써, 스핀 척(51)에 유지된 기판(W)이 연직 방향(Z방향)을 따른 축의 둘레로 회전한다.
조명부(52)는, 띠형상의 광을 출사한다. 증명부(52)로부터 출사된 광은, 스핀 척(51)에 의해 유지된 기판(W)의 표면의 반경 방향을 따른 선형상의 반경 영역(RR)에 조사된다. 반경 영역(RR)에서 반사된 검사광은, 반사 미러(53)에 의해서 더욱 반사되고, CCD 라인 센서(54)에 인도된다. 기판(W) 상의 반경 영역(RR)에 계속적으로 검사광이 조사되면서 기판(W)이 회전됨으로써, 기판(W)의 둘레 방향으로 연속적으로 광이 조사되고, 그 반사광이 CCD 라인 센서(54)에 연속적으로 부여된다. 이로써, 기판(W)의 표면 화상을 나타내는 표면 화상 데이터가 취득된다.
본 예에 있어서도, 상기 실시 형태와 동일하게, 샘플 화상 데이터 및 검사 화상 데이터를 이용하여, 검사 기판(W)에 있어서의 외관상의 결함을 단시간에 또한 높은 정밀도로 검출할 수 있다.
[8] 다른 실시 형태
상기 실시 형태에서는, 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 각각에 대해 행 평균값 및 열 평균값이 산출되고, 그러한 행 평균값 및 열 평균값에 의거하여 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량이 산출되나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 각각에 대해 행 평균값 및 열 평균값의 한쪽만이 산출되고, 그 행 평균값 및 열 평균값의 한쪽에 의거하여 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량이 산출되어도 된다. 예를 들어, x축 방향에 있어서의 편차량이 작은 경우에는, 화소행마다의 행 평균값만을 이용하고, 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량을 산출해도 된다. 또, y축 방향에 있어서의 편차량이 작은 경우에는, 화소열마다의 열 평균값만을 이용하여, 샘플 단위 화상(SIU) 및 검사 단위 화상(EIU)의 상대적인 편차량을 산출해도 된다.
또, 화소행에 있어서의 평균적인 계조값으로서, 행 평균값을 대신하여, 다른 값이 이용되어도 된다. 예를 들어, 행 평균값을 대신하여, 화소행에 포함되는 복수의 화소의 계조값의 중앙값이 이용되어도 된다. 마찬가지로, 화소열에 있어서의 평균적인 계조값으로서, 열 평균값을 대신하여, 다른 값이 이용되어도 된다. 예를 들어, 열 평균값을 대신하여, 화소열에 포함되는 복수의 화소의 계조값의 중앙값이 이용되어도 된다.
[9] 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 요소의 대응
이하, 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 요소의 대응의 예에 대해 설명하는데, 본 발명은 하기의 예에 한정되지 않는다.
상기의 실시 형태에서는, 샘플 화상 데이터 취득부(401)가 제1 화상 데이터 취득부의 예이고, 촬상부(240) 및 검사 화상 데이터 취득부(402)가 제2 화상 데이터 취득부의 예이며, 보정부(403)가 보정부의 예이며, 판정부(404)가 판정부의 예이다. 또, 노광 장치(500)가 노광 장치의 예이고, 도포 처리부(130)가 막 형성부의 예이며, 현상 처리부(140)가 현상 처리부의 예이다.
청구항의 각 구성 요소로서, 청구항에 기재되어 있는 구성 또는 기능을 갖는 다른 각종의 요소를 이용할 수도 있다.

Claims (13)

  1. 외관상의 결함이 없는 기판의 제1 화상을 나타내는 제1 화상 데이터를 취득하는 제1 화상 데이터 취득부와,
    검사해야 할 기판을 촬상함으로써 상기 검사해야 할 기판의 제2 화상을 나타내는 제2 화상 데이터를 취득하는 제2 화상 데이터 취득부와,
    상기 제1 및 제2 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 보정하는 보정부와,
    상기 보정부에 의해 보정된 대응 관계에 의거하여 상기 제1 및 제2 화상 데이터의 서로 대응하는 화소에 대해 계조값의 차분을 나타내는 차분 정보를 취득하고, 취득된 각 차분 정보에 의거하여 상기 검사해야 할 기판에 있어서의 외관상의 결함의 유무를 판정하는 판정부를 구비하며,
    상기 제1 화상은, 제1 방향에 평행한 변을 각각 갖는 직사각형 형상의 복수의 제1 단위 화상을 포함하고,
    상기 제2 화상은, 상기 제1 방향에 대응하는 제2 방향에 평행한 변을 각각 갖는 직사각형 형상의 복수의 제2 단위 화상을 포함하며,
    상기 복수의 제1 단위 화상은 상기 복수의 제2 단위 화상과 각각 대응하고,
    각 제1 단위 화상은, 상기 제1 방향으로 늘어선 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 제1 화소군을 포함하며,
    각 제2 단위 화상은, 상기 제2 방향으로 늘어선 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 제2 화소군을 포함하고,
    상기 보정부는, 상기 복수의 제1 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제1 대표값으로서 산출하고, 상기 복수의 제2 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제2 대표값으로서 산출하여, 산출된 복수의 제1 및 제2 대표값에 의거하여, 서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출하며, 상기 복수의 제1 및 제2 단위 화상에 대해 산출된 복수의 편차량에 의거하여 상기 제1 및 제2 화상의 화소마다의 편차량을 산출하고, 산출된 편차량에 의거하여 상기 제1 및 제2 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 보정하는, 기판 검사 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정부는, 상기 제1 화소군에 포함되는 복수의 화소의 계조값의 평균값을 제1 대표값으로서 산출하고, 상기 제2 화소군에 포함되는 복수의 화소의 계조값의 평균값을 제2 대표값으로서 산출하는, 기판 검사 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 단위 화상은, 복수의 제1 화소행 및 복수의 제1 화소열을 구성하는 복수의 화소를 포함하고,
    각 제1 화소행은, 상기 제1 방향에 있어서의 화소의 나열이며,
    각 제1 화소열은, 상기 제1 방향과 직교하는 제3 방향에 있어서의 화소의 나열이고,
    상기 제2 단위 화상은, 복수의 제2 화소행 및 복수의 제2 화소열을 구성하는 복수의 화소를 포함하며,
    각 제2 화소행은, 상기 제2 방향에 있어서의 화소의 나열이고,
    각 제2 화소열은, 상기 제2 방향과 직교하는 제4 방향에 있어서의 화소의 나열이며,
    상기 복수의 제1 화소군은, 상기 복수의 제1 화소행으로 각각 이루어지고,
    상기 복수의 제2 화소군은, 상기 복수의 제2 화소행으로 각각 이루어지는, 기판 검사 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 제1 화소열은, 복수의 제3 화소군을 각각 구성하고,
    상기 복수의 제2 화소열은, 복수의 제4 화소군을 각각 구성하며,
    상기 보정부는, 상기 복수의 제3 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제3 대표값으로서 산출하고, 상기 복수의 제4 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제4 대표값으로서 산출하여, 산출된 복수의 제3 및 제4 대표값에 의거하여, 서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출하는, 기판 검사 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 보정부는,
    서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상 중 한쪽의 단위 화상에 대해 다른쪽의 단위 화상을 이동시키면서 상기 산출된 복수의 제1 및 제2 대표값에 의거하여 상기 한쪽의 단위 화상과 상기 다른쪽의 단위 화상의 일치도를 순차적으로 산출하고,
    상기 산출된 일치도가 가장 높아질 때의 상기 한쪽의 단위 화상에 대한 상기 다른쪽의 단위 화상의 이동량을 당해 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량으로서 산출하는, 기판 검사 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 화상은, 상기 제1 방향을 따라서 늘어서도록 기판에 설치된 복수의 제1 소자 형성 영역을 포함하고, 상기 제2 화상은, 상기 제2 방향을 따라서 늘어서도록 기판에 설치되며 또한 상기 복수의 제1 소자 형성 영역에 각각 대응하는 복수의 제2 소자 형성 영역을 포함하는, 기판 검사 장치.
  7. 기판에 노광 처리를 행하는 노광 장치에 인접하도록 배치되는 기판 처리 장치로서,
    상기 노광 장치에 의한 노광 처리 전에, 기판상에 감광성막을 형성하는 막 형성부와,
    상기 노광 장치에 의한 노광 처리 후에, 기판상의 감광성막에 현상 처리를 행하는 현상 처리부와,
    상기 막 형성부에 의한 감광성막의 형성 후의 기판의 외관 검사를 행하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 기판 검사 장치를 구비한, 기판 처리 장치.
  8. 외관상의 결함이 없는 기판의 제1 화상을 나타내는 제1 화상 데이터를 취득하는 단계와,
    검사해야 할 기판을 촬상함으로써 상기 검사해야 할 기판의 제2 화상을 나타내는 제2 화상 데이터를 취득하는 단계와,
    상기 제1 및 제2 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 보정하는 단계와,
    상기 보정부에 의해 보정된 대응 관계에 의거하여 상기 제1 및 제2 화상 데이터의 서로 대응하는 화소에 대해 계조값의 차분을 나타내는 차분 정보를 취득하고, 취득된 각 차분 정보에 의거하여 상기 검사해야 할 기판에 있어서의 외관상의 결함의 유무를 판정하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 화상은, 제1 방향에 평행한 변을 각각 갖는 직사각형 형상의 복수의 제1 단위 화상을 포함하고,
    상기 제2 화상은, 상기 제1 방향에 대응하는 제2 방향에 평행한 변을 각각 갖는 직사각형 형상의 복수의 제2 단위 화상을 포함하며,
    상기 복수의 제1 단위 화상은 상기 복수의 제2 단위 화상과 각각 대응하고,
    각 제1 단위 화상은, 상기 제1 방향으로 늘어선 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 제1 화소군을 포함하며,
    각 제2 단위 화상은, 상기 제2 방향으로 늘어선 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 제2 화소군을 포함하고,
    상기 대응 관계를 보정하는 단계는, 상기 복수의 제1 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제1 대표값으로서 산출하고, 상기 복수의 제2 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제2 대표값으로서 산출하여, 산출된 복수의 제1 및 제2 대표값에 의거하여, 서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출하며, 상기 복수의 제1 및 제2 단위 화상에 대해 산출된 복수의 편차량에 의거하여 상기 제1 및 제2 화상의 화소마다의 편차량을 산출하고, 산출된 편차량에 의거하여 상기 제1 및 제2 화상 데이터의 화소의 대응 관계를 보정하는 것을 포함하는, 기판 검사 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 보정하는 단계는, 상기 제1 화소군에 포함되는 복수의 화소의 계조값의 평균값을 제1 대표값으로서 산출하고, 상기 제2 화소군에 포함되는 복수의 화소의 계조값의 평균값을 제2 대표값으로서 산출하는, 기판 검사 방법.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 단위 화상은, 복수의 제1 화소행 및 복수의 제1 화소열을 구성하는 복수의 화소를 포함하고,
    각 제1 화소행은, 상기 제1 방향에 있어서의 화소의 나열이며,
    각 제1 화소열은, 상기 제1 방향과 직교하는 제3 방향에 있어서의 화소의 나열이고,
    상기 제2 단위 화상은, 복수의 제2 화소행 및 복수의 제2 화소열을 구성하는 복수의 화소를 포함하며,
    각 제2 화소행은, 상기 제2 방향에 있어서의 화소의 나열이고,
    각 제2 화소열은, 상기 제2 방향과 직교하는 제4 방향에 있어서의 화소의 나열이며,
    상기 복수의 제1 화소군은, 상기 복수의 제1 화소행으로 각각 이루어지고,
    상기 복수의 제2 화소군은, 상기 복수의 제2 화소행으로 각각 이루어지는, 기판 검사 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 제1 화소열은, 복수의 제3 화소군을 각각 구성하고,
    상기 복수의 제2 화소열은, 복수의 제4 화소군을 각각 구성하며,
    상기 보정하는 단계는, 상기 복수의 제3 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제3 대표값으로서 산출하고, 상기 복수의 제4 화소군의 각각에 있어서의 평균적인 계조값을 제4 대표값으로서 산출하여, 산출된 복수의 제3 및 제4 대표값에 의거하여, 서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량을 산출하는 것을 포함하는, 기판 검사 방법.
  12. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    서로 대응하는 제1 및 제2 단위 화상 중 한쪽의 단위 화상에 대해 다른쪽의 단위 화상을 이동시키면서 상기 산출된 복수의 제1 및 제2 대표값에 의거하여 상기 한쪽의 단위 화상과 상기 다른쪽의 단위 화상의 일치도를 순차적으로 산출하는 것과,
    상기 산출된 일치도가 가장 높아질 때의 상기 한쪽의 단위 화상에 대한 상기 다른쪽의 단위 화상의 이동량을 당해 제1 및 제2 단위 화상의 상대적인 편차량으로서 산출하는 것을 포함하는, 기판 검사 방법.
  13. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 화상은, 상기 제1 방향을 따라서 늘어서도록 기판에 설치된 복수의 제1 소자 형성 영역을 포함하고, 상기 제2 화상은, 상기 제2 방향을 따라서 늘어서도록 기판에 설치되며 또한 상기 복수의 제1 소자 형성 영역에 각각 대응하는 복수의 제2 소자 형성 영역을 포함하는, 기판 검사 방법.
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