TWI274865B - Image checking method and apparatus - Google Patents

Description

1274865 ~~"—----^__ ___ 五、發明說明" ----一" 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種畫像檢杳方法及裝置者，尤其為一 寻重 、土 ' * '^建施行被識別畫像上微小缺陷與異物之檢查或被識 ^與參考晝像間之比較對照檢查等畫像檢查方法與裝 i者。 …、 【先前技術】 、 $見晝像缺陷抽出用數位晝像處理法，有下列之方 法： 一 h (1)以往之數位晝像處理法中之微細缺落與突出等缺 丨·^畫像之檢查，使用參考y晝像與被檢查畫像的jim ^一\惠彳象的旋疊（⑶NVOLUT ION)與其反傅氏變換的方法 ?於仇置修正法請參照非專利文獻1，關於計算時間請參 "非專利文獻2)。 (2 )以往的數位晝像處理法為了識別大型畫像中的極 ί政小缺p ^ ^ lt3，以記錄於電子相機畫素上的晝像做比較（參照 非專利文獻3) — 比幹〔、他的既有技術，諸如光類比識別法的傅氏變換畫像 『^去（參照非專利文獻4 )，鮮明晝像的大視野取得法（來 k"?、非專利文獻5 )等。 / 2 ’以往有檢查晝像信號與基準晝像信號做傅氏變 德上^以上揭傅氏變換的位相成分的複共輛值而得合成書 ^ #號’再把所得合成畫像信號做反傅氏變換，由此檢= 影罩（SHADOW MASK)缺陷的方法（參照專利文獻丨）。 [專利文獻1 ]特開2 0 0 0 - 2 1 5 8 0 3 1274865

五、發明說明（2) [非專利文獻]] 踐編1」總研出版村秀行編「電腦晝像處理：應用實 [非專利文獻9 >!、、 7 像數據處理」C0山^可田聰、南茂夫編註「科學計測用畫 W出版社，P126 [非專利文獻3]鳥？純一郎著责像 用數位晝像處理⑴」昭晃：，者pi2仕井重力編理解-像

乂獻4]秋山伸幸「異物檢查技術」0 pluS E ⑵。:5)(半導體產業的計測檢查技術)p562 口 ^非寸利文獻5](社）精密工學會，畫像應用技術專門

b τ ft:曰編「晝像處理應用/系統」東京電機大學出版局， P 1 4 5 【發明内容】 然而以往的技術中，仍有下述待解決的課題。 (1 )以往的數位晝像處理法中，其微細缺落與突出等 缺陷晝像之檢查時採用的參考畫像與被檢查畫像的傅氏變 換（,以下稱FFT)畫像的旋疊與其1；^的方法中，其晝像處理 上做比較的二畫像位置須先施以對準之預先處理，有需要 相當長之時間的問題。

(2 )又’在以往的數位畫像處理法中，為了識別大型 ⑩畫像中之極微小缺陷，須以記錄於電子相機畫素上的畫像 做比較而須把微小物體放大，故發生因放大而使識別視野 狹小化之問題。 (3 )此外，在光類比識別法的f F τ晝像比較法中，有必 須使用多種匹配濾光器等高價器具與高度技術，及最後以

第6頁 1274865 五、發明說明（5) 查。這是從來沒有過的新式畫像處理演算法。依此新畫像 處理法’計算時可不使用被檢查晝像的F F τ像之位相光 居’故濟异作業簡化’演算速度比傳統法加快。又演算時 不須做二畫像對準的預先處理，為以往的數位畫像處理法 之所不及。 (2 )本發明中，被檢查畫像的微小缺陷資訊被變換 成以雷射光照射所得的微小缺陷光偏折圖形，亦即FFt像 的振幅光譜（強度資訊），由於微小物體的光偏折圖形， 其尺寸越小越易於放大，所以傳统的數位畫像處理法所做 _微小缺陷與微粒子等的·檢出時不須放大畫像而可以大視 野迅速檢出微小缺陷等。有此特徵，本發明可易於檢查以 往認為相當困難的大型圖形描晝基板上的微小缺陷與污染 微粒子等，其結果的表示變成非常容易而迅速。 (3 )本發明又有一特徵，即是被檢查基板的位置在 照射光束内並從左右偏移時，被檢查基板的光偏折圖形必 定出現於FFT透鏡的光軸中心。又被檢查畫像的FFT像的振 幅光譜（強度資訊）亦即使被檢查畫像的位置在照射光束 内别後左右偏移時必出現於晝面中心，所以並不須做決定 被檢查基板等的正確位置及畫像的預先處理。 齡 （4 )依照本發明，因數位、類比的適當混合畫像處 理法得以靈活運用，缺陷畫像的識別時間與至表示檢查結 果的處理時間可較傳統方法快速許多。 (5 )本發明較之屬於光類比識別法的fFT畫像比較 法’不須利用多重匹配濾光器等高價器具與高度技術，而

1274865 五、發明說明（14) 機）1，CCD相機（電子相機、數位相機）2，電腦3，雷射4， 偏光板5及6，檢查對象7 ,透鏡L，L 〇，l 1，L2，空間濾光 器PH，半鏡HM，1 / 2波長板。如後述，CCD相機j及半鏡# HM ’在實施例中如無必要時可省略。又電腦3視其需要， 適宜的選擇由CCD相機1或2輸入晝像，用輸入部等之輸 .入，或用預先没疋者。又參考畫像或被檢查畫像鮮明影像 ,的取得，可不使用這樣的連續透鏡系統。檢查對象7，為3 取付基板上的被藏別畫像或參考畫像，在圖示之任一位置 配置。又參考畫像或其傅式像，可預先記憶於記憶圖，而 _電腦3在必要時讀出。: 其次說明畫像攝影位置及其理由。 1 )參考基板或被測定基板等之畫像，基本上以CCD相 機2攝取檢查對象（目的物）位置的物體畫像。從所撮得晝 像的F F T像分離振幅光譜及位相光譜，而利用其振幅光譜 與位相光譜於缺陷畫像之識別。 2) 參考基板或被測定基板等畫像含有微小晝像，如不 能放大則不能在C C D相機畫素中獲得微小晝像的畫像缺陷 識別，則在CCD相機1的位置攝得置於目的物位置的FFT像 ^振幅光譜。參考基板之位相光譜之畫像則在CCD相機2的 胃:ίι置攝取，而其F F T像之位相光譜用於缺陷識別。 3) 雷射光照射目的物而散亂的光屈折圖型如物體愈 小，其擴散角愈大。亦即利用光屈折圖型的畫像處理，微 小物體資訊在大視野中愈顯微小愈容易取出。 - 4 )不管物體位置何在，光屈折圖型在f F Τ透鏡後焦點

第18頁 1274865 五、發明說明（15) 面以重合方式出現於光軸中心。 圖5為有關電腦之硬體構成圖。 電腦3包含CPU處理部1 〇 i，輸入部！ 〇 2，輸出部1 〇 3， 顯示部1 0 4，記憶部1 〇 5及介面，部（丨/ F )丨〇 6。又處理部 101，輸入部102，輪出部103，顯示部1〇4，記憶部1〇5及 介面部（I /F ) 1 〇 6係以星形或母線等適當的方式連接。記憶 •部1 0 5含有參考畫像振幅光譜畫像檔案5丨，參考畫像位相 光譜晝像檔案5 2，被識別振幅光譜畫像檔案5 3，被識別位 ’相光譜畫像檔案5 4，振幅光譜間差值畫像檔案5 5，反F FT _M當案〇 3 ·晝像檢出處理 以下就關於畫像上微細缺陷或微細的畫像上差異抽出 描繪法，以各種實施形態說明。此外，以下說明之各流程 圖之各步驟，在圖4所示裝置中，把參考畫像配置於檢查 對象7的位置測定。另一方面，在「被識別畫像之輸 入」，或「被識別畫像之FFT像的輸入」等步驟中’則將 被識別畫像配置於檢查對象7的位置而測定之。 (1 )第一實施形態（參考畫像，被識別畫像） 圖6為晝像檢查方法第一實施形態之流程圖。 _ 用電腦3 (處理部1 〇 1，以下同）從記憶部1 0 5或C CD相機 1 2經介面部1 0 6收取參考畫像（s 1 〇 1 )。用電腦3從記憶部1 〇 5 或CCD相機2經介面部1 〇 6收取被識別畫像（S1 〇 3 )。又，如 記憶部1 0 5預先記憶參考畫像或被識別畫像時，電腦3從記 -憶部1 0 5項取其數據，加以利用。

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五、發明說明（23) 像。此外，於取得參考畫像或被檢查畫像的鮮明影像時， 了免用這樣的連續透鏡系統。又，當攝取晝像面時，亦可 ^用把偏光板置於CCD相機（電子相機）之前，以大視舒攝 ~散亂畫像之偏光特性而得之鮮明畫像之方法。 尤其對非透過型基板，可使用如下之手法。 (a )照射光束： ^ 對參考基板或被檢查基板之照射光，用經選定波長之 每射光經1 / 2波長板以決定偏光面的角度，再予放大平行 =為與基板面成一定角度之斜I方照射，平行照射，或垂直 •向照射於對象基板。，

I (b )參考晝像的攝影位置： 戶 參考畫像或被檢查畫像，最好置於被檢查基板受檢時 =纟災過（或設定）的位置來攝影，則不發生修正畫像尺寸之 ^要。其他攝影位置可在連續透鏡系統的反FFT透鏡之後 “、、點面。 (c )被檢查晝像的F F T像之攝影位置及攝影法：

含參考畫像或被檢查畫像的基板面做為前焦點面設置 德凸透叙（F F T透鏡）的後焦點面上產生之該等晝像之f ρ τ ‘ ’以裝有偏光板與波長濾光器為受光器的CCD相機J攝 。做為受光器的CCD相機1前附加偏光板與波長濾光器.以 =高晝像品質，同時以鍍金等措施使基板上晝像之組成測 弋成為可能’並利用特定物質的光吸收性使畫像鮮明化。 又，對於透過型基板，可利用被檢查畫像或參考晝像 、光屈折圖形做為F F Τ像之振幅光譜（強度資訊）。

第27頁 1274865 五、發明說明（26) 越小，越可放大，因此不須使用放大畫像’微小缺陷與微 粒子等就可以大視野迅速檢出。由是本發明對以往識別上 相當·困難的大型圖形描繪基板上的微小缺陷與汙染粒子等 之檢查變成容易，其結杲的顯示也非常容易迅速。 C 3 )此外，據本發明，被檢查基板的位置即使在照射 光束内前後左右有所偏差，被檢查基板的光屈折圖型必定 出現於FFT透鏡之光軸中心。又，被檢查晝像的FFT像之振 巾田光谱（強度資訊）即使被檢查畫像的位置在照射光束内有 月丨J後左右的偏移，必定出現於畫面中心，是以不須做被檢 擧基板等的正確位置決定*與畫像之預先處理。 (4 )此外’本發明屬於數位·類比的適當混合畫像處 理法’是以至顯示缺陷畫像結果的處理時間比以往格外加 速。 ’ (5 )此外’本發明較屬於光類比識別法的FFT畫像比較 法’不須要使用多重匹配濾光器等高價器具與高度技術， I而較多重匹配濾光法，容易而加速檢出畫像缺陷等最後顯 示。 (6 )又，在以往的測光光學系統，係以細小的雷射光 f照射而掃瞄被測定物以全面檢查被測定畫像。但，依本 1务明鮮明的參考畫像或被檢查畫像取得法，依採用照射光 學系統’其文光光學系統均不同於以往法不同的光學系 統’因此調整被檢查基板全面之偏光面，以補色等波長選 擇的平行雷射光束照射，而可以全晝像只成受適當的偏光 面與波長畫像。

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第31頁 1274865 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 第1圖為畫像檢查方法的說明圖。 第2圖為畫像空間與周波數空間之說明圖。 第3圖為數位晝像缺陷檢查基本原理說明圖。 第4圖為畫像檢查裝置之測定光學系統之構成圖。 第5圖為關於電腦硬體之構成圖。 第6圖至第9圖依序為畫像檢查方法第1至第4實施形態 之流程圖。 第1 0圖至第1 3圖依序為晝像檢查方法第1至第4實施形 @變形例之流程圖。 【圖式中元件名稱與符號對照】 1、2 ·· CCD相機（電子相機，數位相機） ‘3 :電腦 4 :雷射 5、6 :偏光板 7 :檢查對象

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Claims (1)

1274865 六、申請專利範圍 電腦從記憶部或第一相機取得參考畫像的FFT像之強度資 訊；電腦從記憶部或第二相機收取參考畫像，並將其做 FFT，以求得位相資訊；電腦從記憶部或第一相機取得被 識別畫像的F F T像之強度資訊。 5.如申請專利範圍第1項之畫像檢查方法，其中所述 電腦從記憶部或第一相機取得參考畫像的FFT像之強度資 ，訊；電腦從記憶部或第二相機收取參考晝像，並將其做 'FFT，以求得位相資訊；電腦從記憶部或第二相機收取被 識別晝像，以求得其FFT像之強度資訊。 _ 6 .如申請專利範圍第/1項之畫像檢查方法，其中所述 電腦從記憶部或第二相機收取被識別畫像，並將其做 FFT，以求得強度資訊與位相資訊；電腦從記憶部或第一 相機取得參考畫像的FFT像之強度資訊。 7. 如申請專利範圍第1項之畫像檢查方法，其中所述 電腦從記憶部或第二相機收取被識別畫像，並將其做 FFT，以求得強度資訊與位相資訊；電腦從記憶部或第二 相機收取參考畫像，以求得其FFT像之強度資訊。 8. 如申請專利範圍第1項之畫像檢查方法，其中所述 電腦從記憶部或第一相機取得被識別畫像的FFT像之強度 %訊；電腦從記憶部或第二相機收取被識別畫像，並將其 -做FFT，求得位相資訊；電腦從記憶部或第一相機取得參 考晝像的FFT像之強度資訊。 9. 如申請專利範圍第1項之畫像檢查方法，其中所述 電腦從記憶部或第一相機取得被識別晝像的FFT像之強度

第34頁 1274865 六、申請專利範圍 機取得被識別畫像的FF T像之強度資訊。 1 7.如申請練範圍第1 5項之晝像檢查裝置，其中所述 相機包含取得參考晝像或被識別晝像用之第二相機；該電 腦從該記憶部或該第二相機收取參考畫像，並將其做 FFT，以求得強度資訊與位相資訊；該電腦從該記憶部或 該第二相機收取被識別晝像，並求得其FFT像之強度資 訊。 1 8.如申請專利範圍第1 5項之晝像檢查裝置，其中所 述相機包含取得參考晝像或被識別晝像用之第二相機與取 >得參考畫像或被識別畫像/的FFT像用之第一相機；該電腦 從該記憶部或該第一相機取得參考畫像的FFT像之強度資 訊；該電腦從該記憶部或該第二相機收取參考畫像，並將 其做F F T，以求得位相資訊；該電腦從該記憶部或該第一 相機取得被識別晝像的FFT像之強度資訊。 1 9 .如申請專利範圍第1 5項之畫像檢查裝置，其中所 述相機包含取得參考畫像或被識別畫像用之第二相機與取 得參考畫像或被識別畫像的FFT像用之第一相機；該電腦 從該記憶部或該第一相機取得參考畫像的FFT像之強度資 訊；該電腦從該記憶部或該第二相機收取參考畫像，並將 >其做FFT以求得位相資訊；該電腦從該記憶部或該第二相 機收取被識別畫像，以求得被識別畫像的FFT像之強度資 訊。 2 0 .如申請專利範圍第1 5項之畫像檢查裝置，其中所 述相機包含取得被識別晝像或參考晝像用之第二相機，與

第37頁 1274865 六、申請專利範圍 取得被識別畫像或考晝像的FFT像用之第一相機；該電腦 從該記憶部或該第二相機收取被識別晝像，並將其做 FFT，以求得強度資訊與位相資訊；該電腦從該記憶部或 該第一相機取得參考晝像的FFT像之強度資訊。 2 1 .如申請專利範圍第1 5項之畫像檢查裝置，其中所 述電腦包含取得被識別畫像或參考晝像用之第二相機；該 電腦從該記憶部或該第二相機收取被識別晝像，並將其做 FFT，以求得強度資訊與位相資訊；該電腦從該記憶部或 該第二相機，收取參考畫像，以求得其FFT像的強度資 2 2.如申請專利範圍第1 5項之畫像檢查裝置，其中所 述相機包含取得被識別晝像或參考畫像用之第二相機，與 取得被識別畫像或參考晝像的FFT像之第一相機；該電腦 從該記憶部或該第一相機取得被識別晝像的FFT像之強度 資訊；該電腦從該記憶部或該第二相機收取被識別晝像， 並將其做FFT，以求得位相資訊；該電腦從該記憶部或該 第一相機取得參考畫像的FFT像之強度資訊。 2 3.如申請專利範圍第1 5項之晝像檢查裝置，其中所 述相機包含取得被識別晝像或參考晝像用之第二相機，與 ¥取得被識別晝像或參考晝像的FFT像用之第一相機；該電 __腦從該記憶部或該第一相機取得被識別晝像的FFT像之強 度資訊；該電腦從該記憶部或該第二相機收取被識別晝 •像，並將其做FFT，以求得位相資訊；該電腦從該記憶部 或第二相機收取參考畫像，以求得參考晝像的FFT像之強

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