TWI618927B

TWI618927B - Inspection device and inspection method

Info

Publication number: TWI618927B
Application number: TW104132461A
Authority: TW
Inventors: Tadayuki Fujiwara; Masamichi Nagai
Original assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2018-03-21
Also published as: CN106404802A; JP2017026565A; TW201704739A

Abstract

本發明提供一種使用了檢查對象的圖像的容易檢測形狀異常部位的檢查裝置及檢查方法。本發明為檢查裝置，進行檢查光的反射光的亮度的強度比周圍區域高的檢查對象圖案的外觀檢查，且包括：圖像獲取裝置，圖像分割部，以及算出部，所述檢查裝置使用所算出的檢查對象圖案的寬度進行檢查對象圖案的外觀檢查。

Description

檢查裝置及檢查方法

本發明是有關於一種使用了檢查對象物的圖像的檢查裝置及檢查方法。

半導體裝置等的製造中，檢查是否如設計般形成著半導體膜或電極的圖案。為了該檢查，開發出一種使用檢查對象物的圖像來進行外觀檢查的檢查方法（例如參照專利文獻1）。

例如，在利用圖案印刷等在半導體基體的表面形成了電極的情況下，為了確認電極的寬度等中無異常而檢查電極的形狀。為了檢查電極的形狀是否存在異常，有使用照射到形成著電極的區域的檢查光的反射光的方法等。即，利用來自電極的反射光的亮度的強度比來自電極以外的區域的反射光的強度高。例如，考慮如下方法，對利用電極的設計圖案而算出的強度高的區域的面積的設計值、與利用檢查而獲得的強度高的區域的面積的實測值加以比較。該方法中，當設計值與實測值的差大時，判定為電極的形狀存在異常。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2011-13094號公報

[發明所要解決的問題]

然而，在對強度高的區域的面積進行比較的所述檢查方法中，因基於電極整體的面積來判定有無異常，所以無法確定異常部位。例如，無法檢測出關於電極的各位置的寬度的異常。而且，為了抑制檢查時間的延長，難以對從圖像到電極的整個區域算出寬度並進行檢查。因此，難以檢測出來自圖像的異常部位。

鑒於所述問題，本發明的目的在於提供一種使用了檢查對象的圖像的容易檢測出形狀的異常部位的檢查裝置及檢查方法。 [解決問題的技術手段]

根據本發明的一形態，提供一種檢查裝置，進行檢查光的反射光的亮度的強度比周圍區域高的檢查對象圖案的外觀檢查，包括：（a）圖像獲取裝置，獲取被照射檢查光的基體的表面的檢查圖像；（b）圖像分割部，以包含形成於基體的表面的檢查對象圖案的各自一部分的方式，沿著檢查對象圖案的延伸方向將檢查圖像分割為多個檢查區；以及（c）算出部，在各個檢查區，根據檢查區的強度的總和，算出檢查對象圖案的寬度方向的一列，即線的強度之和的平均值作為基準強度，使用基準強度與檢查區中所含的線的各自的強度之和，分別算出線上的檢查對象圖案的寬度，所述檢查裝置使用所算出的檢查對象圖案的寬度進行檢查對象圖案的外觀檢查。

根據本發明的另一形態，提供一種檢查方法，進行檢查光的反射光的亮度的強度比周圍區域高的檢查對象圖案的外觀檢查，包括下述步驟：（a）獲取被照射檢查光的基體的表面的檢查圖像；（b）以包含形成於基體的表面的檢查對象圖案的各自一部分的方式，沿著檢查對象圖案的延伸方向將檢查圖像分割為多個檢查區；（c）在各個檢查區，根據檢查區的強度的總和，算出檢查對象圖案的寬度方向的一列，即線的強度之和的平均值作為基準強度，使用基準強度與檢查區中所含的線的各自的強度之和，分別算出線上的檢查對象圖案的寬度；以及（d）使用所算出的檢查對象圖案的寬度進行檢查對象圖案的外觀檢查。 [發明的效果]

根據本發明，能夠提供一種使用了檢查對象的圖像的容易檢測出形狀的異常部位的檢查裝置及檢查方法。

接下來，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。以下的附圖的記載中對相同或類似的部分附上相同或類似的符號。其中，應注意的是附圖為示意性者。而且，以下所示的實施方式例示用以將本發明的技術思想具體化的裝置或方法，本發明的實施方式的構成零件的結構、配置等不特定為下述內容。本發明的實施方式能夠在發明申請專利範圍中添加各種變更。

圖1所示的本發明的實施方式的檢查裝置1使用對形成著檢查對象圖案的基體100的表面照射的檢查光R的反射光，來進行檢查對象圖案的外觀檢查。此處，檢查對象圖案為檢查光R的反射光的亮度的強度比周圍區域高的區域。以下，將反射光的亮度的強度簡稱作「強度」。

以下，對檢查對象圖案為形成於基體100的表面的電極的情況進行例示性說明。例如，對如圖2所示的在矽基板等的基體100的表面相互平行地形成著多個電極110的太陽電池單元（battery cell），檢查電極110的形狀。太陽電池單元中，比起作為半導體區域的受光區域，用以將在受光區域產生的電力提取到外部的包含金屬材等的電極110中的強度更高。即，獲得電極110中的強度比周圍的半導體區域高的檢查圖像。

圖1所示的檢查裝置1包括照明裝置10、圖像獲取裝置20、以及資料處理裝置30。照明裝置10對形成著電極110的基體100的表面照射檢查光R。圖像獲取裝置20獲取被照射檢查光R的區域的檢查圖像。圖像獲取裝置20中例如可採用電荷耦合元件（Charge Couple Device，CCD）相機或互補金屬氧化物半導體（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）相機等。

資料處理裝置30對檢查圖像的資料進行處理，而檢查作為檢查對象圖案的電極110的形狀。資料處理裝置30包括圖像分割部31、算出部32、以及判定部33。

圖像分割部31將從圖像獲取裝置20發送的檢查圖像沿著電極110的延伸方向分割為多個檢查區。此時，以各檢查區包含電極110的各自一部分的方式分割檢查圖像。

資料處理裝置30中登錄有形成於基體100的檢查對象圖案的佈局資訊，圖像分割部31根據佈局資訊來分割檢查對象圖案。例如圖3所示般，圖像分割部31將形成著1根電極110的區域進行m段分割而為檢查區A1～檢查區Am（m：2以上的自然數）。分割數m為任意，例如將分割數m設定為100左右。

算出部32使用檢查圖像，對各個檢查區A1～檢查區Am算出電極110的寬度。以下對算出部32的動作進行說明。

算出部32在圖4所示的檢查區Ai（1≦i≦m）中，對各個沿著電極110的延伸方向的n個測量地點，獲取沿著寬度方向連續的多個測量位置的強度。測量地點數n依存於檢查區Ai的面積或圖像獲取裝置20的解析度。以下，將電極110的寬度方向的測量位置的一列稱作「線」。如圖4所示，檢查區Ai中包含n條線L1～線Ln。線的間隔例如對應於圖像獲取裝置20的一像素。而且，各線的寬度方向的測量位置的數量依存於圖像獲取裝置20的解析度等，例如為線的寬度方向上排列的像素數。

而且，算出部32對檢查區Ai整體的強度進行累計，並製作出如圖5所示的累計分佈。此處「累計分佈」是將寬度方向的測量位置作為橫軸，將檢查區Ai的強度分別加上寬度方向的位置所得的累計值作為縱軸。該累計值是將檢查區Ai中所含的所有的線L1～線Ln的各自的強度加上寬度方向的位置所得的值。

此時，算出部32獲取具有預先設定的固定的基礎強度Ts以上的強度的線（以下稱作「有效線」）的數量nt。此處，基礎強度Ts根據電極110的強度來設定。即，有效線為存在電極110的線。

另一方面，累計分佈中為基礎強度Ts以上的累計值的面積S0為形成於檢查區Ai的內部的電極110的強度的總和。另外，電極110的寬度中存在不均。因此，如圖5所示，累計分佈具有在電極110的寬度方向的中心大而在周邊部小的分佈。

算出部32將累計值為基礎強度Ts以上的寬度方向的位置的累計分佈的面積S0除以有效線的數量nt。除算所得的數值為存在電極110的有效線上的強度之和的平均值。以下將該平均值稱作「基準強度Sst」。

此外，算出部32根據累計分佈的分佈形狀算出電極110的基準寬度Wst。基準寬度Wst根據被判定為優良的電極110的寬度而設定。例如，將累計分佈的拐點（inflection point）的位置的寬度設為基準寬度Wst。而且，也可將基礎強度Ts的位置處的累計分佈的寬度設為基準寬度Wst。或者，也可對累計值的最大值設定固定的比率（例如數%），將該比率的累計值的位置處的累計分佈的寬度設為基準寬度Wst。

如所述般，算出部32對各個檢查區A1～檢查區Am根據檢查區的強度的總和算出基準強度Sst，作為電極110的寬度方向的一列，即線的強度之和的平均值。然後，算出線的寬度的基準寬度Wst作為累計分佈中具有固定強度的區域的寬度。

然後，算出部32根據檢查圖像，對於各線L1～線Ln算出強度之和。例如，線Lj的強度之和Sj（j=1～n）作為強度分佈的面積而獲得，上述強度分佈中將寬度方向的測量位置作為橫軸，將寬度方向上連續的測量位置的強度作為縱軸。例如，在如圖6（a）所示般一部分斷線的電極110中，在形成著電極110的正常區域的線Lj中如圖6（b）所示般存在電極110的位置的強度超過閾值H。另一方面，電極110斷線的異常區域的線Lk的強度分佈中，如圖6（c）所示般，任一測量位置中強度均未達到閾值H。閾值H以電極110的強度超過閾值H的方式，根據電極110的強度而設定。

算出部32使用基準強度Sst、基準寬度Wst及線各自的強度之和Sj，利用以下的式（1）算出線Lj的電極110的寬度Wj： Wj=Wst×（Sj/Sst）…（1）根據檢查裝置1，能夠使用所算出的電極110的寬度進行電極110的外觀檢查。圖1所示的檢查裝置1中，線L1～線Ln上的電極110的寬度Wj的資料從算出部32發送到判定部33。判定部33將預先設定的判定值與所算出的寬度Wj的資料進行比較，進行外觀檢查的是否優良的判定。例如，藉由將寬度Wj的判定值設為零，而將電極110中產生斷線的情況判定為不良。

或者，在將寬度Wj為固定寬度以下的情況判定為不良時，適當設定寬度Wj的判定值即可。判定值越大則電極110所容許的寬度的減少越小，判定為優良的產品的可靠性提高。

算出部32對多個檢查區的各個依次算出各線上的電極110的寬度。判定部33例如在算出所有檢查區的所有線上的電極110的寬度後，進行外觀檢查的是否優良的判定。由此，能夠對整個電極110算出寬度。例如，可將電極110的寬度不滿足判定值的線的數量超過預先設定的容許數的情況判定為不良，也可將只有一個部位不滿足判定值的情況判定為不良。

或者，也可針對每個檢查區進行是否優良的判定。由此，能夠進行早期的是否優良的判定。而且，也可在每次對線算出電極110的寬度時進行是否優良的判定。由此，能夠使檢查時間更為縮短。

所述中，例示性地表示了檢查對象圖案為形成於半導體基體等的基體100的電極110的情況。然而，根據檢查裝置1，在檢查對象圖案為電極110以外的情況下，也能夠對反射光的亮度的強度比周圍高的區域進行形狀等的外觀檢查。因此，除太陽電池以外的例如積體電路用半導體基板或液晶基板的外觀檢查等中也能夠應用檢查裝置1。

如以上說明般，本發明的實施方式的檢查裝置1中，針對每個檢查區而使用線的強度之和的平均值算出各線的檢查對象圖案的寬度。而且，能夠使用所算出的檢查對象圖案的寬度來進行檢查對象圖案的外觀檢查。因此，根據檢查裝置1，容易使用檢查對象的圖像進行異常部位的檢測。即，比起使用檢查圖像來測量檢查對象圖案的寬度的方法，能夠縮短檢查時間。而且，檢查裝置1中，將檢查對象圖案分割為多個檢查區，針對每個檢查區算出檢查對象圖案的寬度。因此，比起對檢查對象圖案整體進行檢查的情況，能夠進行高精度的檢查。此外，在應作為直線的檢查對象圖案發生彎曲時，也能夠進行整個區域的外觀檢查。

（其他實施方式）如所述般，本發明透過實施方式進行了記載，但形成該公開的一部分的論述及附圖不應理解為對本發明進行限定者。本領域技術人員根據該公開應明白各種代替實施方式、實施例及運用技術。

所述檢查裝置1中，利用判定部33進行是否優良的判定。然而，根據檢查裝置1，也能夠進行僅算出檢查對象圖案的寬度的檢查。而且，檢查作業人員也可使用所算出的檢查對象圖案的寬度來進行是否優良的判定。例如，將從算出部32輸出的檢查對象圖案的寬度輸出到省略圖示的顯示裝置。由此，能夠由檢查作業人員進行是否優良的判定。或者，也可將所算出的檢查對象圖案的寬度發送到設置於其他場所的判定裝置，並利用該判定裝置進行是否優良的判定。

如所述般，本發明當然包含此處未記載的各種實施方式等。本發明的技術範圍根據所述的說明僅由妥善的發明申請專利範圍的發明特定事項所規定。

1‧‧‧檢查裝置

10‧‧‧照明裝置

20‧‧‧圖像獲取裝置

30‧‧‧資料處理裝置

31‧‧‧圖像分割部

32‧‧‧算出部

33‧‧‧判定部

100‧‧‧基體

110‧‧‧電極

A1～Am‧‧‧檢查區

H‧‧‧閾值

L1～Ln、Lk‧‧‧線

R‧‧‧檢查光

S0‧‧‧面積

Ts‧‧‧基礎強度

Wst‧‧‧基準寬度

圖1是表示本發明的實施方式的檢查裝置的構成的示意圖。圖2是表示檢查對象圖案的示例的示意性的平面圖。圖3是用以說明檢查區的示意性的平面圖。圖4是用以說明檢查區中所含的線的示意性的平面圖。圖5是表示利用本發明的實施方式的檢查裝置製作出的累計分佈的示例的示意圖。圖6（a）～圖6（c）是用以說明利用本發明的實施方式的檢查裝置進行的是否優良的判定的示意圖，圖6（a）為檢查對象圖案的示例，圖6（b）為正常區域的強度分佈，圖6（c）為異常區域的強度分佈。

Claims

一種檢查裝置，進行檢查光的反射光的亮度的強度比周圍區域高的檢查對象圖案的外觀檢查，所述檢查裝置包括：圖像獲取裝置，獲取被照射所述檢查光的基體的表面的檢查圖像；圖像分割部，以包含形成於所述基體的表面的所述檢查對象圖案的各自一部分的方式，沿著所述檢查對象圖案的延伸方向將所述檢查圖像分割為多個檢查區；以及算出部，在所述各個檢查區，將所述檢查對象圖案的寬度方向的位置作為橫軸，將所述檢查區的所述強度分別加上所述寬度方向的位置所得的累計值作為縱軸，製作出累計分佈，藉由將所述累計值為固定的基礎強度以上的所述寬度方向的位置的所述累計分佈的面積，除以具有所述基礎強度以上的所述強度的所述線的數量，而算出基準強度，根據所述累計分佈的分佈形狀算出所述檢查對象圖案的基準寬度，將所述檢查區中所含的所述線的各自的所述強度之和相對於所述基準強度之比乘以所述基準寬度，分別算出所述線上的所述檢查對象圖案的寬度；所述檢查裝置使用所算出的所述檢查對象圖案的寬度進行所述檢查對象圖案的外觀檢查。
如申請專利範圍第1項所述的檢查裝置，更包括：判定部，將預先設定的判定值與所算出的所述檢查對象圖案的寬度加以比較而進行是否優良的判定。
如申請專利範圍第2項所述的檢查裝置，其中所述判定部在算出所有的所述檢查區中的所有的所述線上的所述檢查對象圖案的寬度後進行所述是否優良的判定。
如申請專利範圍第1項所述的檢查裝置，其中所述檢查對象圖案為形成於半導體基體的表面的電極。
一種檢查方法，進行檢查光的反射光的亮度的強度比周圍區域高的檢查對象圖案的外觀檢查，所述檢查方法包括下述步驟：獲取被照射所述檢查光的基體的表面的檢查圖像；以包含形成於所述基體的表面的所述檢查對象圖案的各自一部分的方式，沿著所述檢查對象圖案的延伸方向將所述檢查圖像分割為多個檢查區；在所述各個檢查區，將所述檢查對象圖案的寬度方向的位置作為橫軸，將所述檢查區的所述強度分別加上所述寬度方向的位置所得的累計值作為縱軸，製作出累計分佈；藉由將所述累計值為固定的基礎強度以上的所述寬度方向的位置的所述累計分佈的面積，除以具有所述基礎強度以上的所述強度的所述線的數量，而算出基準強度；根據所述累計分佈的分佈形狀算出所述檢查對象圖案的基準寬度，將所述檢查區中所含的所述線的各自的所述強度之和相對於所述基準強度之比乘以所述基準寬度，分別算出所述線上的所述檢查對象圖案的寬度；以及使用所算出的所述檢查對象圖案的寬度進行所述檢查對象圖案的外觀檢查。