TWI420095B

TWI420095B - A substrate inspection method, a substrate inspection apparatus, and a memory medium

Info

Publication number: TWI420095B
Application number: TW098140990A
Authority: TW
Inventors: Shuji Iwanaga; Kazuya Hisano
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2013-12-21
Also published as: JP2010135642A; CN101752218B; US8212869B2; US20100141755A1; CN101752218A; TW201109645A; KR20100065073A

Description

基板檢查方法，基板檢查裝置及記憶媒體

本發明是有關例如將半導體晶圓或LCD基板(液晶顯示器用玻璃基板)等的基板予以攝像，而進行檢查的基板檢查方法、基板檢查裝置及記憶媒體。

半導體裝置的製造之微影(Photolithography)工程是例如依序進行在半導體晶圓W(以下稱為晶圓W)塗佈阻劑而形成阻劑膜的阻劑塗佈處理、對該阻劑膜曝光所定的圖案之曝光處理、及顯像所被曝光的阻劑膜之顯像處理等，在晶圓W上形成所定的阻劑圖案。

然後，有關被進行一連串的微影的晶圓是例如搬入進行上述阻劑塗佈處理及顯像處理的塗佈、顯像裝置內的檢查模組，藉由設於檢查裝置內的攝影機來攝取其表面。該被攝取的晶圓W的畫像會被顯示於輸出畫面，根據該顯示來檢查是否在該檢查晶圓W的表面形成有所定的阻劑膜，且其表面是否有異物附著，進行所謂的微缺陷檢查。在專利文獻1中是顯示有關該檢查模組的構成。

圖16是表示針孔攝影機的攝影機1與被檢查基板的晶圓W。圖中11是透鏡，在其後方是具備由CCD所構成的攝像元件12，其係具有經由透鏡11來接受來自被攝像體的光的投影面13。圖中的一點畫線是攝影機1的光軸，A1是表示在晶圓W與該光軸交叉的點。又，圖中的二點畫線是表示連結透鏡11與晶圓W的距離成為最短的點A2的線。

此圖16的情況，依來自透鏡11的距離不同，點A2相較於點A1，擴大映現於透鏡11，而且，如此變形的畫像會被投影於攝像元件12。由於被輸出至前述輸出畫面的畫像是對應於被投影於該攝像元件12的畫像，因此被顯示於輸出畫面的晶圓W的畫像是對實際的晶圓W變形。亦即，通常被輸出至輸出畫面的晶圓W的畫像會變形，該變形是按照攝影機1對晶圓W的三次元的位置關係而變化。另外，實際被顯示於輸出畫面的晶圓W的畫像是除了此位置關係以外，依攝影機固有的內部參數也會發生變形，有關於此會在往後敘述。

若被輸出至輸出畫面的畫像的變形大，則上述缺陷檢查的精度恐有降低之虞，因此以儘可能抑制此變形的方式來進行攝影機1往檢查模組的安裝。在此，圖17是以攝影機1的投影中心o為原點，將攝影機1的光軸方向設為Z_c 軸，而且將分別與Z_c 軸90°軸分別設為X_c 軸、Y_c 軸。亦即，各軸是表示以攝影機1的投影中心o作為原點的攝影機座標系。並且，在圖17是將X_c 軸、Y_c 軸、Z_c 軸周圍的旋轉量分別設為α’、β’、γ’來表示。而且，若以儘可能抑制畫像的變形之方式安裝攝影機1，則必須針對X_c ~Z_c 軸的位置及旋轉量α’~γ’來全部調整。由於如此調整的要素多，因此其安裝會有需要更多的工夫與作業時間的問題。

又，由於如此調整的參數多，因此在裝置間作業者的安裝容易產生若干的偏差。而且例如透鏡的變形等攝影機本身有個體差時，即使以能夠在一檢查模組取得最適的畫像之方式設定攝影機1的安裝位置及姿勢，還是恐有將其設定適用於其他的檢查模組時所取得的畫像不會形成最適者之虞。該等在攝影機1的安裝方面也需要更多的時間，或擴大攝像後之畫像的變形，恐成為使檢查錯誤產生之虞的要因。

又，上述的缺陷檢查雖也可想像由操作員看顯示於前述輸出畫面的畫像來進行檢查，但一般是例如先在電腦的記憶體內輸入形成有理想的圖案之照合用的晶圓W的畫像資料，藉由照合其照合用晶圓W的畫像資料與已述那樣投影於攝像元件12的晶圓W的畫像資料來進行該檢查。但，像上述那樣此被取得的畫像資料是依攝影機1的安裝誤差而變形方式有所不同，因此各裝置最適的照合用的畫像資料不同。所以，即使為了某檢查裝置作成照合用畫像資料，予以作為照合用畫像資料來適用於其他的檢查裝置時，例如藉由其照合實際有時會發生不是缺陷之處電腦辨識為缺陷那樣的不良情況。但，按各檢查裝置製作最適的照合用畫像資料是費工夫。

於是，在各裝置使用共通的照合用畫像資料，但為了防止上述那樣的不良情況的發生，而降低前述缺陷的檢測感度，亦即有時即使照合用畫像資料與取得的畫像資料偏差大也未辨識出缺陷而予以容許運用裝置。因此，如此的情況也難以謀求檢查精度的提升。

在專利文獻1未記載有關解決如此的問題之手法。並且，在專利文獻2雖記載有藉由畫像處理來補正攝像後的畫像，除去光學系的調整誤差等所產生的變形，但有關如何進行此補正方面未被記載，非可解決上述的問題者。

[專利文獻1]特開2007-240519(圖4等)

[專利文獻2]特開2007-93330(段落0027)

本發明是有鑑於該點而研發者，提供一種可進行精度高的基板檢查之基板檢查方法及包含實施該檢查方法的電腦程式之記憶媒體。

本發明的基板檢查方法，係使用檢查裝置來進行檢查的基板檢查方法，該檢查裝置係具備：利用攝像元件的攝影機、及載置藉由此攝影機來攝取的被檢查基板的載置台，其特徵係包含：將包含三次元的世界座標系的座標為已知的基準點之樣板載置於前述載置台，藉由前述攝影機來攝像，取得依據在攝像元件中被配列成矩陣狀的像素群來特定之畫像座標系上的前述基準點的座標之工程；根據像素的縱、橫之尺寸，將前述畫像座標系上的前述基準點的座標變換成在前述攝影機所攝取的畫面上的座標系之畫像平面座標系的座標之工程；依據包含攝影機的光學系的參數之機器參數來補正前述畫像平面座標系上的前述基準點的座標，變換成被設定於攝影機的三次元座標系之攝影機座標系的座標之工程；藉由前述一連串的工程來至少取得6點前述攝影機座標系上的前述基準點的座標，根據該等基準點的各個座標、及世界座標系上的各基準點的座標、以及攝影機座標系及世界座標系之間的變換式，來利用運算求取由對世界座標系之攝影機座標系的X方向、Y方向、Z方向的各個偏差量與X軸周圍的旋轉角、Y軸周圍的旋轉角及Z軸周圍的旋轉角所構成的兩座標系的變換參數之工程；以前述攝影機來攝取被載置於前述載置台的被檢查基板，取得前述畫像座標系上的畫像資料之工程；根據像素的縱、橫之尺寸，將在此工程所取得的前述畫像座標系上的畫像資料變換成前述畫像平面座標系上的畫像資料，更根據前述機器參數來將此畫像資料變換成前述攝影機座標系上的畫像資料，更利用前述攝影機座標系及世界座標系之間的變換式及已取得的前述變換參數來將此畫像資料變換成世界座標系上的畫像資料之工程；及根據在此工程所取得的世界座標系上的畫像資料來進行被檢查基板的檢查之工程。

前述樣板是例如為其表面形成有基準點的補正用基板。

該情況，例如前述檢查方法包含：前述補正用基板的攝像後，使該補正用基板旋轉，改變其方向之工程；及更對改變方向的補正用基板進行攝像之工程，前述基準點的世界座標系的座標在改變基板的方向的前後為已知，在改變該基板的方向的前後取得前述畫像座標系上的前述基準點的座標之工程、及將該等的基準點的座標變換成前述畫像平面座標系的座標之工程、以及將該畫像平面座標系的基準點的座標變換成前述攝影機座標系的座標之工程會被進行，根據該攝影機座標系的各基準點的座標、及世界座標系上的各基準點的座標，藉由運算求取前述變換參數。

本發明的記憶媒體係記憶有被使用於進行基板的檢查的基板檢查裝置之電腦程式的記憶媒體，其特徵為：前述電腦程式為用以實施上述基板檢查方法者。

若根據本發明，則是藉由攝影機來攝取包含三次元的世界座標系的座標為已知的基準點之樣板，取得依據攝像元件的像素群來特定之畫像座標系上的前述基準點的座標之後，將該基準點的座標變換成被設定於攝影機的攝影機座標系的座標，藉由運算來求取世界座標系與攝影機座標系的變換參數。然後，利用該參數來將攝取被檢查基板而取得的畫像座標系上的畫像資料變換成世界座標系上的畫像資料，進行檢查。此世界座標系的被檢查基板的畫像因攝像手段的位置及姿勢所產生的變形會被抑制，所以可提高被檢查基板的檢查精度。

首先，說明有關實施本發明的檢查方法的檢查裝置2。圖1、圖2是分別表示檢查裝置2的縱剖平面、橫剖平面。檢查裝置2是具備在其框體20內吸附晶圓W的背面側中央部，將晶圓W水平保持的載置台，即吸盤21。圖中22是用以將晶圓W搬入框體20內及從框體20內搬出的搬送口。

吸盤21是被連接至旋轉驅動部23，藉由旋轉驅動部23來使吸盤21按照從後述的控制部4所傳送的控制信號在保持晶圓W的狀態下旋轉於鉛直軸周圍。旋轉驅動部23是被水平驅動部24支撐。在框體20內若以搬送口22所開口的側作為前方側，則水平驅動部24是沿著從前方側往後方側延伸的導軌25來構成水平移動自如，按照從前述控制部4所傳送的控制信號來伴隨旋轉驅動部23及吸盤21移動。

圖中26是形成平面視C字型的支撐部，支撐部26是具備3根朝上方的支撐銷27。支撐部26是藉由未圖示的昇降部來構成昇降自如，在從搬送口21進入框體20內之未圖示的搬送機構與吸盤21之間，經由支撐銷27來交接晶圓W。

在導軌25上，對該導軌25的伸長方向傾斜地設有半反鏡(half-mirror)31。並且，在半反鏡31的上方設有經由該半反鏡31來向下方照射光的照明裝置32。

在半反鏡31的後方側設有攝影機1，其係具備在先前技術欄所說明的透鏡11及由CCD所構成的攝像元件12。攝影機1是在平台33上安裝成如後述般當晶圓W移動時可對該晶圓W全體進行攝像。而且，按照來自控制部4的控制信號進行攝像，且將攝像資料傳送至控制部4。

來自照明裝置32的照明會通過半反鏡31，照射至半反鏡31的下方的照射區域34。然後，此照射區域34之物體的反射光會反射於半反鏡31，被取入至攝影機1。亦即，攝影機1可對位於照射區域34的物體進行攝像。而且，當晶圓W沿著導軌25在半反鏡31的下方從前方側往後方側移動時，攝影機1會按照控制部4的控制信號來間歇性地進行攝像，攝取晶圓W的表面全體。

接著，一邊參照圖3一邊說明有關例如由電腦所構成的控制部4。控制部4是具備匯流排41，在匯流排41連接CPU42及程式43。在前述程式43中編入命令(各步驟)，使能夠從控制部4向檢查裝置2的各部傳送控制信號，進行後述的處理，此程式43是在被存儲於電腦記憶媒體例如軟碟、光碟、硬碟、MO(光磁碟)等所構成的程式存儲部44之狀態下安裝於控制部4。

在此，為了說明控制部4的構成，而利用圖4所示的攝影機1的透視圖來說明有關晶圓W的任意點被放映出至針孔攝影機的該攝影機1，變換成在控制部4所被處理的畫像資料之狀態。為了說明，將攝影機1的外部的座標系稱為：以任意的位置作為原點O，由彼此正交的X_w 軸、Y_w 軸、Z_w 軸所構成的三次元座標系之世界座標系(world coordinate system)(X_w ，Y_w ，Z_w )。並且，圖中以X_c 、Y_c 、Z_c 來表示的三次元座標系是以攝影機1的透鏡11的投影中心o作為原點之攝影機座標系(camera coordinate system)，前述Z_c 軸是與透鏡11的光軸一致，X_c 軸及Y_c 軸是與Z_c 軸正交。並且，圖5中的(a)是表示處在前述世界座標系的晶圓W的表面。

世界座標系(X_w ，Y_w ，Z_w )之晶圓W的任意的點P_wa (X_wa ，Y_wa ，Z_wa )會通過前述攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )的原點o，而被投影於形成畫像平面座標系(u，v)之攝像元件12的投影面13。畫像平面座標系(u，v)是在與藉由攝像元件12所構成的攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )的前述Z_c 軸垂直的投影面，存在於離攝影機座標(X_c ，Y_c ，Z_c )的原點o後方距離f的位置之二次元座標系。u軸、v軸是分別並行於攝影機座標系的X_c 軸、Y_c 軸。在此f是任意的定數。

在此畫像平面座標系(u，v)中，與前述Zc軸的交點被稱為畫像的主點(c_x ，c_y )，此主點會成為畫像的放射狀的變形之中心。圖5(b)是表示圖5(a)的晶圓W被投影於攝像元件12的像之一例。另外，實際攝影機1是每一部分地間歇性攝取移動於行進方向的晶圓W，因此在攝像元件12的投影面13是被投影晶圓W的一部分，根據攝取對應於所被投影的各像之畫像的時序來輸出至輸出畫面47的所定顯示區域內的各部，作為1片晶圓W的畫像顯示。但，在圖4~圖7為了使說明容易，而設為晶圓W全體會藉由攝影機1來攝像，該像會被投影於攝像元件12的投影面13，對應於該全體像的畫像會被顯示於輸出畫面47。

在此，透鏡11無變形時，在畫像平面座標系(u，v)中，P_wa 是作為圖4中以點線的箭號所示之該P_wa 與透鏡11的投影中心o的延長線上的點P_a (u_a ，v_a )來投影，但實際因為透鏡11的變形，會被投影成偏離該P_a (u_a ，v_a )的點P_b (u_b ，v_b )。但，此偏差量、偏差方向是按照透鏡11的變形來決定，控制部4是如後述般含用以補正此變形的參數，因此利用此參數來進行透鏡11的變形所造成的偏差之補正，圖5(b)的畫像是當作在前述投影面13中例如圖5(c)那樣被投影者處理，而且前述點P_b 是當作被投影於近似於點P_a 的位置P'_a (u'_a ，v'_a )者處理。

可是，世界座標系(X_w ，Y_w ，Z_w )、攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )及畫像平面座標系(u，v)的單位是mm，為了將上述那樣變換成畫像平面座標系(u，v)的資料顯示於輸出畫面46，此畫像平面座標系的資料是依據在攝像元件12中被配列成矩陣狀的像素群來特定之變換成以像素作為單位的畫像座標系(r，c)的資料。圖4及圖5(d)的點R_a (r_a ，c_a )是上述的畫像平面座標系的點P'_a (u'_a ，v'_a )所被變換的畫像座標系(像素座標系)的點。畫像座標系的r軸、c軸是分別與畫像平面座標系的u軸、v軸及像素的配列方向平行。

如此，世界座標系(X_w ，Y_w ，Z_w )的點的座標值、攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )的座標值、畫像平面座標系(u，v)的座標值、及畫像座標系(r，c)的座標值是彼此對應，世界座標系的晶圓W是變換成此畫像座標系(r，c)的畫像，對應於此畫像座標系(r，c)的畫像之畫像會按照所被選擇的處理模式來輸出至輸出畫面46的所定顯示區域。

在此檢查裝置2中是在畫像座標系(r，c)和畫像平面座標系(u，v)與攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )之間預先設定變換座標的參數。然後，若說明此檢查裝置2的處理概略，則檢查裝置2是具有2個的處理模式，就其處理模式之一的設定模式而言，設攝取世界座標系(X_w ，Y_w ，Z_w )的座標所具有已知的基準點之晶圓W(以後記載為基準晶圓W1)。然後，從該基準點的畫像座標系(r，c)的投影點的座標變換成該投影點的攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )的座標，由此攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )的投影點的座標、及世界座標系(X_w ，Y_w ，Z_w )的基準點的座標來運算決定使用於變換彼此的座標的變換式之變換參數。此變換參數是由對世界座標系的攝影機座標系的X方向、Y方向、Z方向的各個偏差量及X軸周圍的旋轉角、Y軸周圍的旋轉角及Z軸周圍的旋轉角所構成的參數。

而且，檢查裝置2的其他處理模式的檢查模式是完成用以進行微缺陷檢查的塗佈、顯像處理，對被形成阻劑圖案的檢查對象的晶圓W進行攝像(以後記載為檢查對象晶圓W2)。然後，將畫像座標系的畫像依序變換成畫像平面座標系的畫像、攝影機座標系的畫像，然後利用在檢查模式所算出的前述參數來進行從攝影機座標系的畫像往世界座標系的畫像之變換，取得該世界座標系的畫像。亦即，變換成無因攝影機1的姿勢所造成的變形之畫像。然後，將所取得的世界座標系的畫像的單位從mm變換成像素，所被變換的畫像會被輸出至後述的輸出畫面46，且被該變換的畫像會與被存儲於控制部4的照合用畫像照合，檢測出缺陷的有無。

在圖4是按照實際的攝影機1的構成來說明在透鏡11的後方側具有攝像元件12所產生的畫像平面者，但如上述般在各座標系間進行座標的變換時，如圖6所示視為在投影中心o的正面f的距離具有攝像元件12，較無因通過透鏡11而產生所被投影之畫像的上下反轉，所以可簡化在已述的各座標系間進行座標變換的計算式。在後述的該等的座標系間進行座標變換的各式是視為如該圖6那樣具有攝像元件12之後設定者。

圖7是表示在前述設定模式所使用的基準晶圓W1的表面。此基準晶圓W1是多數的矩形區域51縱橫取間隔配列。此矩形區域51與區域52是如後述般以能夠根據該等的對比來決定對應於基準點之投影點的座標之方式，設定成該對比可形成比所定的值更大，例如矩形區域51是構成黑色，除此以外的區域52是構成黃色。另外，圖中的區域51內的斜線是表示如此在區域51、52間具有對比者，並非意味剖面者。朝矩形區域51的長度方向形成有缺口N，圖中的一點畫線的框內是擴大顯示矩形區域51的1個者。另外，在此基準晶圓W1的周緣部雖形成有矩形區域51以外的黑色區域，但有關此區域是基準點未被設定，且如後述般未有作為對應於該基準點的投影點來辨識的情形。

回到圖3繼續控制部4的構成說明。在控制部4的匯流排41例如連接滑鼠或鍵盤等的輸入手段45，裝置的操作員可由此輸入手段45來選擇已述的設定模式或檢查模式的實行。並且，可由前述輸入手段45來輸入前述基準晶圓W的各矩形區域51的角部的各點作為基準點P_wk (k=1~n：n為整數)，該等的各座標作為世界座標系的基準座標(X_wk ，Y_wk ，Z_wk 、k=1~n：n為整數)。此輸入的各基準點P_wk 是例如以基準晶圓W1的中心作為世界座標系的原點O，在攝取晶圓W1時缺口N朝往攝影機側移動的方向時(缺口N位置0°)的座標。但，晶圓W是被水平保持於吸盤21，所以在各基準點例如設為Z_wk =0輸入。

並且，在匯流排41連接例如由顯示器等所構成的輸出畫面46。圖8是輸出畫面46的一例，此輸出畫面46是具備第1顯示區域46A、第2顯示區域46B及第3顯示區域46C。第1顯示區域46A是在前述檢查模式選擇時，如後述般顯示在各缺口位置所被攝像的基準晶圓W1的區域。

第2顯示區域46B是當作為後述的檢查裝置2的處理模式之檢查模式被選擇時，顯示所被攝像的檢查對象晶圓W2。分別顯示於該等第1、第2顯示區域46A，46B的晶圓W的畫像雖已述因透鏡11的變形所產生的變形會被補正而除去，但因先前技術欄所說明的攝影機1與晶圓W的位置關係所產生的變形不會被除去。然後，在第3顯示區域46C是顯示檢查模式選擇時因其位置關係所產生的變形被除去之檢查用晶圓W2的畫像。

並且，在匯流排41連接記憶體47。在此記憶體47中記憶有用以在前述攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )與畫像座標系(r，c)之間進行座標的變換之參數f，κ，s_x ，s_y ，c_x 及c_y 。該等是被稱為各攝影機固有的內部參數之機器參數，由於有關f、c_x 及c_y 已述所以針對其他的參數來說明，κ是被稱為放射變形係數的係數，表示依照已述的透鏡的變形來投影至攝像元件的畫像的放射變形的程度之光學系的參數。

而且，s_x 、s_y 是比例因子(scale factor)，分別表示CCD攝影機的u軸方向、v軸方向的1像素的尺寸。該等是為了在畫像平面座標系(u，v)與畫像座標系(r，c)之間進行變換而使用，例如14μm/像素。

並且，在記憶體47中記憶有照合用晶圓W3的畫像資料。此畫像資料是無缺陷形成阻劑圖案之晶圓W的畫像資料。此照合用晶圓W3的畫像資料是無因攝影機的位置及姿勢或內部參數所產生的變形之晶圓W的畫像資料，其單位是像素。

而且，在匯流排41連接進行後述的各種運算之工作記憶體48。前述記憶體47的各內部參數會被讀出至此工作記憶體48，使用於各運算。且在工作記憶體48記憶有各運算值。

在此為了容易理解有關上述座標系的變換，而加諸極模式性的說明。目前世界座標系之基準點的X，Y座標為(1.6mm、1.6mm)，攝影機座標系(與攝影機的光軸正交之三次元平面的座標系)之基準點的座標，亦即將前述基準點投影於攝影機座標系的X，Y平面時的座標為(1.5mm、1.5mm)(在此為了便於說明，忽視世界座標系及攝影機座標系的Z座標)。但因為畫像會依CCD攝影機的透鏡系而變形，所以此座標是在通過透鏡系後的畫像平面座標系是形成(1.4mm、1.4mm)，在CCD元件的像素群的座標系是相當於(100、100)者。此情況若逆向追溯，亦即若電腦的記憶體內的基準點的座標為(100、100)，則像素是14μm×14μm的尺寸，因此若將在CCD元件捕捉之基準點的位置變換成畫像平面座標系的座標，則形成(1.4mm、1.4mm)，若將此座標利用內部參數來變換成攝影機座標系的座標，則形成(1.5mm、1.5mm)。

接著，一邊參照圖9及圖10所示的設定模式及檢查模式的流程圖，一邊說明在上述的檢查裝置2所進行的處理程序。在進行檢查之前預先在檢查裝置2以任意的位置及姿勢來安裝攝影機1。此時攝影機1雖不必嚴格地設定安裝位置及姿勢，但為以能夠攝取晶圓W全體的位置及姿勢來安裝者。

然後裝置2的操作員會從輸入畫面選擇設定模式(步驟S1)，如已述般以基準晶圓W1的中心作為原點O，且將缺口N的位置設為0°(6點鐘的位置)時的基準晶圓W1的各矩形區域51的角部的基準點P_wk 的世界座標(X_wk ，Y_wk ，Z_wk )作為基準座標來由輸入手段45輸入。所被輸入的各基準點P_wk 的世界座標是與此缺口N的位置對應來記憶於工作記憶體48。

控制部4是由所被輸入的缺口N的位置為0°時的各角部L的座標來運算缺口N的位置為90°(3點鐘的位置)，缺口N的位置為180°(12點鐘的位置)，缺口N的位置為270°(9點鐘的位置)時的各角部L的世界座標，使運算後的各座標與缺口N的位置對應，而作為基準座標來記憶於工作記憶體48(步驟S2)。

然後，將基準晶圓W1藉由未圖示的搬送機構來搬送至吸盤21(步驟S3)，吸盤21會吸附基準晶圓W1的背面側中央部。此時如圖11(a)所示缺口N的位置是0°。然後，基準晶圓W會通過照明區域34的下方，攝影機1會攝取該基準晶圓W1，如已述般被投影於攝像元件12亦即畫像平面座標系(u，v)的畫像會被變換成畫像座標系(r，c)的畫像，在輸出畫面46的第1顯示區域46A顯示該基準晶圓W1的畫像。

接著，基準晶圓W1會回到檢查裝置2的搬送口22側之與前述搬送機構的交接位置，繞著鉛直軸旋轉，如圖11(b)所示缺口N的位置會形成90°。然後，基準晶圓W1會向後方側通過照射區域34的下方，攝影機1會攝取該基準晶圓W。而且，與缺口N位置為0°時同樣被投影於畫像平面座標系(u，v)的畫像會變換成畫像座標系(r，c)的畫像，在輸出畫面46的第1顯示區域46A顯示該基準晶圓W1的畫像。

以後，同樣在基準晶圓W1的照射區域34的前方側與後方側之間移動，如在圖11(c)、圖11(d)所分別顯示般在缺口N的位置形成180°、270°時通過照射區域34的下方，攝取該等的缺口位置的晶圓W，該等的畫像會被顯示於輸出畫面46的第1顯示區域46A(步驟S4)。在攝取缺口N位置為270°時的基準晶圓W1後，該晶圓W1會回到前述交接位置，藉由未圖示的搬送機構來搬出至檢查裝置2的外部。

圖12(a)是世界座標系的缺口N位置為0°的基準晶圓W1，圖12(b)是藉由攝影機1來攝像，顯示被投影於畫像座標系(r，c)之該基準晶圓W1。但，基於圖示方便起見，矩形區域51的數量是顯示比圖7更少。基準晶圓W1的矩形區域51與除此以外的區域52是具有所定的對比，因此在此畫像座標系(r，c)中，基準晶圓W1的矩形區域51與前述區域52也是具有對應於該對比的對比來投影。

控制部4是針對此畫像座標系(r，c)的像來從其周圍抽出所定的臨界值以上的對比的像，且判斷該像的大小是否處於所定的範圍內。而且，控制部4會將其大小為處於所定的範圍內者視為矩形區域51的像，由該像的形狀來辨識相當於前述基準點P_wk 的各投影點R_k 。然後控制部4會針對各投影點R_k 來設定其畫像座標系(r，c)的座標(r_k ，c_k )(步驟S5)。在圖12(c)是基於方便起見只顯示1個投影點R_k ，但實際是針對所被辨識的矩形區域51的角部全體設定投影點R_k ，定義其座標，記憶於工作記憶體48。

控制部4針對缺口N位置分別為90°、180°、270°的畫像座標系(r，c)的畫像也是同樣地辨識對應於畫像座標系(r，c)的基準點P_wk 之投影點R_k ，設定該投影點R_k 的座標(r_k ，c_k )。

接著，控制部4是按照下記的式(1)來將各投影點R_k =(r_k ，c_k )變換成所對應之畫像平面座標系(u，v)的投影點P'_k =(u'_k ，v'_k )。此投影點P'_k 是如已述般由世界座標系(X_w ，Y_w ，Z_w )來針對被投影於畫像平面座標系(u，v)的點，變換成可藉由內部參數來補正透鏡11的變形所造成畫像平面座標系內的偏差之點。

算出投影點P'_k 的座標(u'_k ，v'_k )之後，控制部4會按照下記的式(2)來實際由世界座標系(X_w ，Y_w ，Z_w )算出被投影於畫像平面座標系(u，v)的基準點P_wk =(X_wk ，Y_wk ，Z_wk )的投影點Pk的座標(u_k ，v_k )。亦即此座標(u_k ，v_k )是未根據內部參數來補正前述透鏡11的變形所造成的偏差、

接著，控制部4會按照下記的式(3)來由畫像平面座標系的投影點P_k =(u_k ，v_k )算出攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )的投影點P_ck =(X_ck ，Y_ck ，Z_ck )(步驟S6)。

在算出前述缺口N位置0°的投影點的座標(X_ck ，Y_ck ，Z_ck )之後，控制部4會針對缺口N位置為90°、180°、270°的畫像座標系(r，c)的投影點R_k =(r_k ，c_k )實行步驟S5~步驟S6，將該等的投影點R_k 變換成攝影機座標系的投影點P_ck ，算出其座標(X_ck ，Y_ck ，Z_ck )。

攝影機座標系的點的座標P_ck =(X_ck ，Y_ck ，Z_ck )與世界座標系的點的座標P_wk =(X_wk ，Y_wk ，Z_wk )的關係是以下記的式(4)來表示。R=(α，β，γ)是旋轉行列，以式(5)來表示。T是平行移動向量，T=(t_x ，t_y ，t_z )。α、β、γ是以攝影機座標系的X_c 軸、Y_c 軸、Z_c 軸為中心的旋轉角。

P_ck =R‧P_wk +T‧‧‧(4)

控制部4是將缺口N位置為0°、90°、180°、270°時設定的各矩形區域51的角部的基準點P_wk 的各世界座標(X_wk ，Y_wk ，Z_wk )、及各缺口N位置0°時的攝影機座標(X_ck ，Y_ck ，Z_ck )適用於下記的攝影機座標系的點與世界座標系的點之間的變換式之式(4)。亦即，若將缺口N位置n°時的基準點P_wk 設為P_wkn ，將攝影機座標的投影點C_k 設為C_kn 來表示，則控制部4會設定下記的各式(6)~(9)。

C_k0 =R‧P_wk0 +T‧‧‧(6)

C_k90 =R‧P_wk90 +T‧‧‧(7)

C_k180 =R‧P_wk180 +T‧‧‧(8)

C_k270 =R‧P_wk270 +T‧‧‧(9)

然後，控制部4會由式(6)~(9)例如藉由最小平方法來算出R及T，該等R及T會被記憶於工作記憶體48(步驟S7)，被算出旋轉行列R及平行移動向量T的要旨會被顯示於輸出畫面46。

然後，一旦藉由檢查裝置2的操作員來從輸入手段45選擇檢查模式(步驟S8)，則檢查對象晶圓W2會被搬送至檢查裝置2(步驟S9)。而且，檢查對象晶圓W2會被載置於吸盤21，移動於照射區域34來進行攝像(步驟S10)，如已述般被投影於攝像元件12亦即畫像平面座標系(u，v)的畫像會被變換成畫像座標系(r，c)的畫像，在輸出畫面46的第2顯示區域46B顯示該檢查對象晶圓W2的畫像。

然後，控制部4會利用被變換畫像座標系(r，c)的各座標的點之式1來進行往畫像平面座標系(u，v)的變換，取得此畫像平面座標系(u，v)的畫像。所取得的畫像是如已述般為被補正透鏡11的變形之畫像，利用式2來變換該畫像的各點，取得未被補正透鏡11的變形之畫像。更利用式3來將未被補正其透鏡11的變形之畫像平面座標系(u，v)的畫像的各座標變換成攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )的各座標，取得攝影機座標系的畫像(步驟S11)。

然後，利用被記憶於工作記憶體48的R及T來實行式(4)的運算，將其攝影機座標(X_c ，Y_c ，Z_c )的各座標變換成世界座標系(X_w ，Y_w ，Z_w )的各座標，取得世界座標系的檢查對象晶圓W2的畫像(步驟S12)。

而且，世界座標系的檢查對象晶圓W2的畫像因為其大小的單位為mm，所以控制部4會將此單位變換成像素，且將被變換其單位的畫像顯示於輸出畫面46的第3顯示區域46C。然後，控制部4會將該被變換的晶圓W2的畫像與被記憶於記憶體47的照合用晶圓W3的畫像資料照合，根據該照合針對晶圓W2之發生缺陷的地方，在被顯示於第3顯示區域46C的晶圓W2的畫像上顯示標記M(步驟S13)。另外，亦可取代進行如此的照合，由裝置2的操作員目視此顯示區域46C的畫像來進行檢查。

若根據藉由此檢查裝置2來進行的檢查手法，則可在設定模式選擇時攝取世界座標的基準點P_wk 的座標為已知的基準晶圓W，由此被攝取的畫像之基準點P_wk 來算出對應於攝影機座標系的基準點P_wk 的座標之座標，運算互相變換攝影機座標系的座標與世界座標系的座標之參數。然後在檢查模式選擇時將利用該參數所攝取的晶圓W的畫像利用該前述參數來變換成世界座標系的畫像，根據對應於該畫像的畫像來進行檢查。利用參數所取得的世界座標系的畫像無因攝影機1的姿勢所造成的變形，所以裝置的使用者可高精度進行缺陷檢查，藉此可簡化攝影機1往檢查裝置2的安裝。

又，若根據此手法，則只要至少攝取檢查對象晶圓W2的阻劑圖案形成區域及基準晶圓W1的基準點即可，因此例如可將攝影機1只進行攝影機座標系的X_c Y_c Z_c 軸的位置調整，有關旋轉角αβγ方面不進行調整，來設置成任意的姿勢。又，即使在將具有個體差的攝影機、亦即彼此內部參數不同的攝影機分別安裝檢查裝置時，也不需要依據其內部參數的不同來按各裝置改變安裝位置，因此可減輕安裝作業的麻煩。又，即使在裝置間攝影機的安裝有個人差別，也會因為在裝置間所取得的畫像差會被抑制，所以可抑制對檢查精度的影響。

即便在準備複數的檢查裝置2來進行檢查時，因為在哪個檢查裝置2皆是將所被攝像的畫像座標系的檢查用晶圓W2的畫像資料變換成無變形的世界座標系的畫像資料，所以在各裝置2利用同照合用晶圓W3的畫像資料來進行照合時，可在各裝置2間取得同等的檢查精度。因此，為了一檢查裝置2，可以能夠取得最適的檢查結果之方式作成照合用的晶圓W3的畫像資料，即使將該資料隨意支使於其他的檢查裝置2，還是可取得與其一檢查裝置2同等的檢查精度。因此不需要按各裝置2來個別地準備參照用畫像資料之麻煩，且為了防止缺陷的錯誤檢測，不必降低檢測感度，因此可進行高精度的缺陷檢測。

並且，在此設定模式是每90°改變缺口N的方向來攝取基準晶圓W1，由從所被攝取的畫像取得的攝影機座標系的晶圓W的基準點L的座標及世界座標系的基準點L的座標來算出變換攝影機座標系與世界座標系的行列R及向量T。因此。相較於未改變晶圓W的方向來攝像時，用以求取前述行列的資訊會變多。因此可高精度算出行列R及向量T，可更確實地抑制在檢查模式所取得的檢查對象晶圓W2的畫像之變形，所以較理想。另外，基準晶圓W1的方向變更為任意，並非限於每90°，且所取得的基準晶圓W1的畫像亦非限於4片。

在上述的實施形態是以矩形區域51的4角落的點作為預設世界座標的基準座標，但基準座標並非限於此4角落的點，例如亦可將各矩形區域51的重心位置設為基準座標。又，基準晶圓W1的矩形區域51的數量為任意，但因為基準點的數量越多越可高精度算出行列R及向量T的值，所以較理想。但在進行從攝影機座標系往世界座標系的變換時，未知的參數是已述的t_x 、t_y 、t_z 、α、β、γ等6個，所以需要設定6個以上的基準點。

並且，此檢查方法是在晶圓W形成矩形區域51，設定世界座標系的基準點，然後實行已述的步驟，可設定行列R及向量T。用以進行如此設定的樣板，因為使用與檢查對象相同的晶圓W，所以相較於使用其他的樣板時，可容易進行往檢查裝置2內的搬送、在檢查裝置2內的對位。因此，上述設定模式的各步驟的實施容易。

在已述的實施形態，攝影機1是針孔攝影機，往攝像元件12的投影是透視投影，因此攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )與畫像平面座標系(u，v)的變換可利用已述的式3，但當攝影機1為使用遠心(Telecentric)攝影機時，因為前述投影是平行投影，所以為了變換攝影機座標系(X_c ，Y_c ，Z_c )與畫像平面座標系(u，v)，取代式(3)，而使用下記的式(10)。

此時，當作攝影機座標系的Z_c 軸的值Z_ck =0來處理。

並且，在此例中，攝影機1的內部參數會被預先記憶於記憶體47，但該等的內部參數是按各檢查裝置設定。有關此內部參數的設定是給予任意的值，然後對世界座標系的任意物體進行攝像，藉由例如直線探索法等來算出該物體的世界座標系的像與根據內部參數而變換的畫像的誤差形成最小的最適值，由初期值來將內部參數改寫成其最適值。

接著，簡單說明有關在編入前述檢查裝置的塗佈、顯像裝置連接曝光部(曝光裝置)T4的阻劑圖案形成系統之一例。圖13是前述系統的平面圖，圖14是同系統的立體圖。並且，圖15是前述塗佈、顯像裝置的縱剖側面圖。在此裝置設有載體區塊T1，在此區塊T1，交接臂C會從載置於載置台61上的密閉型的載體60取出晶圓W，經由與該區塊T1鄰接的檢查區塊T5來交接至處理區塊T2，且前述交接臂C會接受在處理區塊T2被處理，在檢查區塊T5完成檢查的晶圓W，而使能夠回到前述載體60。

檢查區塊T5是如圖15所示般具備：交接單元TRS7、交接單元TRS8、及相當於前述檢查裝置2的檢查模組7。並且在檢查區塊T5設有：在交接單元TRS7與處理區塊T2之間搬送晶圓W的交接臂71、及在交接單元TRS8與檢查模組7及處理區塊T2之間搬送晶圓W的交接臂72。

前述處理區塊T2是如圖14所示，此例是由下依序積層用以進行顯像處理的第1區塊(DEV層)B1、用以進行形成於阻劑膜的下層側之反射防止膜的形成處理的第2區塊(BCT層)B2、用以進行阻劑液的塗佈處理的第3區塊(COT層)B3、用以進行形成於阻劑膜的上層側之反射防止膜的形成處理的第4區塊(TCT層)B4。

前述第2區塊(BCT層)B2與第4區塊(TCT層)B4是具備：液處理模組62，其係包含3個藉由旋轉塗佈來塗佈用以形成各個反射防止膜的藥液之塗佈部；加熱‧冷卻系的處理單元群，其係用以進行在此液處理模組所進行的處理的前處理及後處理；及搬送臂A2，A4，其係設於前述液處理模組與處理單元群之間，在該等之間進行晶圓W的交接。

在第3區塊(COT層)B3中，前述藥液為阻劑液，若除去偏入疏水化處理單元的事則為同樣的構成。另一方面，有關第1處理區塊(DEV層)B1是例如在一個的DEV層B1內積層2段顯像單元。而且在該DEV層B1內設有用以對該等2段的顯像單元搬送晶圓W的共通搬送臂A1。更在處理區塊T2，如圖13及圖15所示，設有棚架單元U5，在此棚架單元U5的各部彼此之間是藉由設於前述棚架單元U5的近旁之昇降自如的交接臂D1來搬送晶圓W。

如此的塗佈、顯像裝置是如上述般在實行設定模式時晶圓W是從載體60，基準晶圓W1會依交接臂C→交接單元TRS8→交接臂72→檢查模組7→交接單元TRS8→交接臂C的順序被搬送，回到載體60。

而且，在實行上述檢查模式時，來自載體60的檢查對象晶圓W2依序經由交接臂C、交接單元TRS7、交接臂71來搬送至前述棚架單元U5的一個交接單元，例如第2區塊(BCT層)B2所對應的交接單元CPL2，從此晶圓W2是經由交接臂D1、交接單元CPL3及搬送臂A3來搬入至第3區塊(COT層)B3，在疏水化處理單元中晶圓表面被疏水化後，在液處理模組形成阻劑膜。阻劑膜形成後的晶圓W是藉由搬送臂A3來交接至棚架單元U5的交接單元BF3。

然後，晶圓W2是經由交接單元BF3→交接臂D1→交接單元CPL4來交接至搬送臂A4，在阻劑膜上形成反射防止膜後，藉由搬送臂A4來交接至交接單元TRS4。另外，也有不形成阻劑膜上的反射防止膜的情況、或取代對晶圓W進行疏水化處理，而於第2區塊(BCT層)B2形成反射防止膜的情況。

另一方面在DEV層B1內的上部設有專用的搬送手段之梭臂63，其係用以從設於棚架單元U5的交接單元CPL11來直接搬送晶圓W至設於棚架單元U6的交接單元CPL12。

被形成阻劑膜或甚至反射防止膜的晶圓W2是利用交接臂D1經由交接單元BF3、TRS4來交接至交接單元CPL11，從此藉由梭臂63來直接搬送至棚架單元U6的交接單元CPL12，取入介面區塊T3。另外圖15中附上CPL的交接單元是兼具溫調用的冷卻單元，附上BF的交接單元是兼具可載置複數片晶圓W的緩衝單元。

其次，晶圓W2是藉由介面臂64來搬送至曝光裝置T4，在此進行所定的曝光處理後，載置於棚架單元U6的交接單元TRS6而回到處理區塊T2。返回的晶圓W2是在第1區塊(DEV層)B1進行顯像處理，藉由搬送臂A1來交接至交接單元TRS1。然後藉由交接臂72來搬送至檢查模組7，接受已述的檢查。然後依檢查模組7→交接單元TRS8的順序搬送，經由交接臂C回到載體60。另外，在圖13中U1~U4是分別積層加熱部與冷卻部等的處理單元群。

1．．．攝影機

2．．．檢查裝置

4．．．控制部

7．．．檢查模組

11．．．透鏡

12．．．攝像元件

13．．．投影面

20．．．框體

21．．．吸盤

22．．．搬送口

23．．．旋轉驅動部

24．．．水平驅動部

25．．．導軌

26．．．支撐部

27．．．支撐銷

31．．．半反鏡

32．．．照明裝置

33．．．平台

34．．．照射區域

41．．．匯流排

42．．．CPU

43．．．程式

44．．．程式存儲部

45．．．輸入手段

46．．．輸出畫面

47．．．記憶體

48．．．工作記憶體

60．．．載體

61．．．載置台

62．．．液處理模組

63．．．梭臂

64．．．介面臂

71．．．交接臂

72．．．交接臂

W．．．晶圓

N．．．缺口

T1．．．載體區塊

T2．．．處理區塊

T3．．．介面區塊

T4．．．曝光裝置

T5．．．檢查區塊

TRS7．．．交接單元

TRS6．．．交接單元

TRS8．．．交接單元

圖1是實施本發明的檢查方法之檢查裝置的縱剖側面圖。

圖2是前述檢查裝置的橫剖平面圖。

圖3是前述檢查裝置的控制部的構成圖。

圖4是表示藉由攝影機來攝像的點的座標變換的概念說明圖。

圖5是表示依前述座標的變換之晶圓的像變化的說明圖。

圖6是表示依前述座標的變換之晶圓的像變化的說明圖。

圖7是表示用以實施利用本實施形態的計算式之攝像點的座標變換的概念說明圖。

圖8是基準晶圓的表面圖。

圖9是本發明的檢查方法的流程圖。

圖10是本發明的檢查方法的流程圖。

圖11是表示前述基準晶圓所被攝像的狀態說明圖。

圖12是表示在顯示畫面的顯示區域所被顯示的基準晶圓W的說明圖。

圖13是適用前述檢查裝置的塗佈、顯像裝置的平面圖。

圖14是前述塗佈、顯像裝置的立體圖。

圖15是前述塗佈、顯像裝置的縱剖側面圖。

圖16是表示攝影機的姿勢與晶圓的關係說明圖。

圖17是表示攝影機的姿勢與晶圓的關係說明圖。