專利名稱：觀察裝置和觀察方法以及檢查裝置和檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對半導(dǎo)體晶圓、液晶玻璃基板等被檢測物的觀察裝置和觀察方
法、以及檢查裝置和檢查方法。
背景技術(shù)：
近年來，在半導(dǎo)體晶圓上形成的電路元件圖案的集成度變高，并且在半導(dǎo)體制造 工序中晶圓的表面處理所使用的薄膜的種類增加。隨之，薄膜的邊界部分露出的晶圓的端 部附近的缺陷檢查變得重要。若在晶圓的端部附近存在異物等缺陷，則在之后的工序中異 物等會進入晶圓的表面?zhèn)榷鴰聿涣加绊懀瑥亩鴮τ删A制作的電路元件的成品率產(chǎn)生影 響。
因此，提出了以下檢查裝置(參照專利文獻1):從多個方向觀察半導(dǎo)體晶圓等形
成為圓盤狀的被檢測物的端面周邊(例如頂端及上下的斜面)，檢查有無異物、膜的剝離、
膜內(nèi)的氣泡、膜的蔓延等缺陷。在這種檢查裝置中包括以下結(jié)構(gòu)的裝置等利用通過激光等
的照射而產(chǎn)生的散射光檢測異物等的結(jié)構(gòu)的裝置；通過線傳感器將被檢測物的圖像形成為
帶狀而檢測異物等的結(jié)構(gòu)的裝置等。 專利文獻1 :JP特開2004-325389號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題 此外，還具有通過圖像取得裝置局部地逐張取得被檢測物的端面周邊的圖像并根 據(jù)多個圖像數(shù)據(jù)檢測異物等的結(jié)構(gòu)的裝置，但若使用具有能夠識別小缺陷的高分辨率的圖 像取得裝置，則圖像取得張數(shù)(圖像數(shù)據(jù))變得非常多，例如用10倍的物鏡進行端面(頂 端)的觀察時，圖像取得張數(shù)為1400張左右。為了從這樣大量的圖像數(shù)據(jù)僅提取包含被檢 測物的缺陷的圖像數(shù)據(jù)，而逐張確認所有的圖像時，非常耗費時間。 本發(fā)明鑒于這種問題，其目的在于提供一種能夠容易地進行包含被檢測物的缺陷 的圖像的提取的觀察裝置和觀察方法、以及檢查裝置和檢查方法。
用于解決問題的手段 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的觀察裝置包括攝像部，拍攝被檢測物中的第一范圍 以及相對于上述第一范圍向預(yù)定方向偏移的第二范圍；差分處理部，得到上述第一范圍的 圖像和上述第二范圍的圖像在上述預(yù)定方向上對應(yīng)的部分的信號的差分；和顯示部，顯示 上述差分處理部的處理結(jié)果。 另外，在上述觀察裝置中優(yōu)選，上述差分處理部使構(gòu)成上述第一范圍的圖像的多 個部分和構(gòu)成上述第二范圍的圖像的多個部分在上述預(yù)定方向上對應(yīng)，并得到各自的差 分。 此外，在上述觀察裝置中優(yōu)選，還具有相對移動部，使上述被檢測物相對于上述攝 像部向上述預(yù)定方向相對移動，上述攝像部根據(jù)上述相對移動而向上述預(yù)定方向連續(xù)地拍攝上述被檢測物。 進而優(yōu)選，上述相對移動部將形成為大致圓盤狀的上述被檢測物的旋轉(zhuǎn)對稱軸作 為旋轉(zhuǎn)軸，以使上述被檢測物的外周端部相對于上述攝像部的相對旋轉(zhuǎn)方向為上述預(yù)定方 向的方式旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述被檢測物，上述攝像部從與上述旋轉(zhuǎn)軸正交的方向或平行的方向中 的至少一個方向，連續(xù)地拍攝上述被檢測物的外周端部或該外周端部附近的與該外周端部 相連的部分。 進而優(yōu)選，上述攝像部在上述被檢測物的全周進行上述拍攝?；蛘?，上述攝像部也 可以在上述被檢測物的圓周的一部分進行上述拍攝。 此外，在上述觀察裝置中優(yōu)選，具有直方圖制作部，用于制作表示由上述差分處理 部得到的上述差分的值和與得到上述差分的圖像對應(yīng)的上述被檢測物中的位置之間的關(guān) 系的直方圖。 進而優(yōu)選，能夠根據(jù)上述直方圖顯示得到上述差分的圖像。 此外，在上述觀察裝置中優(yōu)選，上述攝像部具有用于對上述被檢測物進行上述拍 攝的線傳感器，上述線傳感器相對于上述被檢測物向上述預(yù)定方向相對移動的同時連續(xù)地 拍攝上述被檢測物。 進而優(yōu)選，上述線傳感器拍攝上述被檢測物的端部或端部附近的明場像。 此外，在上述觀察裝置中優(yōu)選，具有攝像位置設(shè)定部，用于設(shè)定上述線傳感器相對
于上述被檢測物的相對移動范圍。 此外，在上述觀察裝置中優(yōu)選，上述攝像部具有用于拍攝上述被檢測物的二維像 的二維攝像器，上述顯示部根據(jù)上述差分處理部的上述處理結(jié)果來設(shè)定上述二維攝像器的 攝像范圍。 此外，本發(fā)明的檢查裝置包括攝像部，拍攝被檢測物中的第一范圍以及相對于上 述第一范圍向預(yù)定方向偏移的第二范圍；差分處理部，得到上述第一范圍的圖像和上述第 二范圍的圖像在上述預(yù)定方向上對應(yīng)的部分的信號的差分；和檢查部，根據(jù)上述差分處理 部的處理結(jié)果，檢查上述被檢測物。 另外，在上述檢查裝置中優(yōu)選，上述差分處理部使構(gòu)成上述第一范圍的圖像的多 個部分和構(gòu)成上述第二范圍的圖像的多個部分在上述預(yù)定方向上對應(yīng)，并得到各自的差 分。 此外，在上述檢查裝置中優(yōu)選，還具有顯示上述差分處理部的處理結(jié)果的顯示部。
此外，在上述檢查裝置中優(yōu)選，具有直方圖制作部，用于制作表示由上述差分處理 部得到的上述差分的值和與得到上述差分的圖像對應(yīng)的上述被檢測物中的位置之間的關(guān) 系的直方圖。 進而優(yōu)選，上述檢查部在由上述差分處理部得到的上述差分的值大于預(yù)定的閾值 時判定為存在上述缺陷，并且根據(jù)由上述直方圖制作部制作出的上述直方圖來確定上述缺 陷的位置。 此外，在上述檢查裝置中優(yōu)選，上述攝像部具有用于對上述被檢測物進行上述拍 攝的線傳感器，上述線傳感器相對于上述被檢測物向上述預(yù)定方向相對移動的同時連續(xù)地 拍攝上述被檢測物。 進而優(yōu)選，上述攝像部具有用于拍攝上述被檢測物的二維像的二維攝像器，上述顯示部根據(jù)上述檢查部進行的上述檢查的結(jié)果來設(shè)定上述二維攝像器的攝像范圍。 進而優(yōu)選，具有記錄部，用于記錄由上述二維攝像器拍攝的反映上述缺陷的二維
圖像，上述檢查部根據(jù)基于記錄在上述記錄部中的上述二維圖像而分類的上述缺陷的種
類，由通過上述差分處理部得到的上述差分的值來判別上述缺陷的種類。 進而優(yōu)選，上述檢查部根據(jù)由上述差分處理部得到的上述差分而提取顏色信息，
并根據(jù)提取出的上述顏色信息檢查有無預(yù)定的干涉色，從而檢查有無因形成于上述被檢測
物上的薄膜引起的上述缺陷。 此外，本發(fā)明的觀察方法包括攝像處理，拍攝被檢測物中的第一范圍以及相對于 上述第一范圍向預(yù)定方向偏移的第二范圍；差分處理，得到上述第一范圍的圖像和上述第 二范圍的圖像在上述預(yù)定方向上對應(yīng)的部分的信號的差分；和顯示處理，顯示上述差分處 理的處理結(jié)果。 另外，在上述觀察方法中優(yōu)選，在上述差分處理中，使構(gòu)成上述第一范圍的圖像的 多個部分和構(gòu)成上述第二范圍的圖像的多個部分在上述預(yù)定方向上對應(yīng)，并得到各自的差 分。 此外，本發(fā)明的檢查方法包括攝像處理，拍攝被檢測物中的第一范圍以及相對于 上述第一范圍向預(yù)定方向偏移的第二范圍；差分處理，得到上述第一范圍的圖像和上述第 二范圍的圖像在上述預(yù)定方向上對應(yīng)的部分的信號的差分；和檢查處理，根據(jù)上述差分處 理的處理結(jié)果，檢查上述被檢測物。 另外，在上述檢查方法中優(yōu)選，在上述差分處理中，使構(gòu)成上述第一范圍的圖像的 多個部分和構(gòu)成上述第二范圍的圖像的多個部分在上述預(yù)定方向上對應(yīng)，并得到各自的差 分。 此外，在上述檢查方法中優(yōu)選，在上述檢查處理中，在由上述差分處理得到的上述 差分的值大于預(yù)定的閾值時判定為存在上述缺陷。 進而，在上述檢查方法中優(yōu)選，用于進行上述攝像處理的攝像部具有用于拍攝上 述被檢測物的二維圖像傳感器和線傳感器，根據(jù)對由上述線傳感器拍攝的上述被檢測物的 圖像進行的上述差分處理的處理結(jié)果，進行上述檢查處理，該檢查方法還具有閾值設(shè)定處 理，求出通過對由上述二維圖像傳感器拍攝的上述被檢測物的圖像進行的上述差分處理而 得到的上述差分的值、和能夠在由上述二維圖像傳感器拍攝的上述被檢測物的上述圖像中 識別的上述被檢測物的缺陷之間的相互關(guān)系，并設(shè)定與上述二維圖像傳感器對應(yīng)的上述閾 值；和閾值修正處理，根據(jù)通過對由上述線傳感器拍攝的上述被檢測物的圖像進行的上述 差分處理而得到的上述差分的值，進行在上述閾值設(shè)定處理中設(shè)定的上述閾值的修正，設(shè) 定與上述線傳感器對應(yīng)的上述閾值。 進而，在上述檢查方法中優(yōu)選，利用能夠進行預(yù)先設(shè)定的運算處理的電路基板進
行上述檢查處理。 發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明，能夠容易地提取包含被檢測物的缺陷的圖像。


圖1是本發(fā)明的檢查裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。
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圖2是表示晶圓的外周端部附近的側(cè)視圖。 圖3是表示圖像處理部的控制框圖。 圖4是表示本發(fā)明的檢查方法的流程圖。 圖5是表示檢查處理所使用的閾值的設(shè)定方法的流程圖。 圖6是表示分割處理及差分處理的過程的示意圖。 圖7是表示晶圓的二維圖像的示意圖。 圖8是表示包含缺陷的晶圓的二維圖像的示意圖。 圖9是表示直方圖的一例的圖。
具體實施例方式
以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行說明。圖1示出了本發(fā)明的檢查裝置的一例， 該檢查裝置1用于檢查半導(dǎo)體晶圓10(以下稱為晶圓10)的端部及端部附近的缺陷(損傷、 異物附著等)的有無。 作為被檢測物的晶圓IO被形成為薄的圓盤狀，為了在其表面上形成與從晶圓10 取出的多個半導(dǎo)體芯片(芯片區(qū)域)對應(yīng)的電路圖案(未圖示)，而形成多層絕緣膜、電極 配線膜、半導(dǎo)體膜等薄膜(未圖示)。如圖2所示，在晶圓10的正面(上面)的外周端部 內(nèi)側(cè)環(huán)狀地形成上斜面部ll，在該上斜面部11的內(nèi)側(cè)形成電路圖案。此外，在晶圓10的 背面(下面)的外周端部內(nèi)側(cè)，以晶圓10為基準(zhǔn)與上斜面部11正反對稱地形成下斜面部 12。并且，與上斜面部11和下斜面部12相連的晶圓端面成為頂端部13。
檢查裝置l主要包括晶圓支撐部20，支撐晶圓10并使其旋轉(zhuǎn)；攝像部30，對晶圓 10的外周端部及外周端部附近進行拍攝；圖像處理部40，對由攝像部30拍攝的晶圓10的 圖像進行預(yù)定的圖像處理；和控制部50，進行晶圓支撐部20、攝像部30等的驅(qū)動控制。
晶圓支撐部20具有基臺21 ;旋轉(zhuǎn)軸22，從基臺21向上方垂直延伸設(shè)置；和晶圓 支架23，大致水平地安裝在旋轉(zhuǎn)軸22的上端部，在上面?zhèn)戎尉A10。在晶圓支架23的 內(nèi)部設(shè)置有真空吸附機構(gòu)(未圖示)，利用真空吸附機構(gòu)的真空吸附而吸附保持晶圓支架 23上的晶圓10。 在基臺21的內(nèi)部設(shè)置有用于使旋轉(zhuǎn)軸22旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(未圖示)， 通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)而使旋轉(zhuǎn)軸22旋轉(zhuǎn)，從而以晶圓10的中心(旋轉(zhuǎn)對稱軸0)為旋轉(zhuǎn)軸， 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動安裝在旋轉(zhuǎn)軸22上的晶圓支架23以及吸附保持在晶圓支架23上的晶圓10。另 外，晶圓支架23被形成為直徑小于晶圓10的大致圓盤狀，在將晶圓IO吸附保持在晶圓支 架23的狀態(tài)下，包含上斜面部11、下斜面部12及頂端部13的晶圓10的外周端部附近從晶 圓支架23伸出。此外，晶圓10在預(yù)先被定位的狀態(tài)下載置在晶圓支架23上，使晶圓10的 中心和旋轉(zhuǎn)軸準(zhǔn)確地一致。 攝像部30包括用于拍攝晶圓10的線掃描相機31以及二維相機36。線掃描相機 31主要包括具有未圖示的物鏡及落射照明的鏡筒部32、以及內(nèi)置有線傳感器33的相機主 體34，該線掃描相機31將落射照明的照明光經(jīng)物鏡照射到晶圓10上，并且將來自晶圓10 的反射光經(jīng)物鏡引導(dǎo)到線傳感器33，通過線傳感器33檢測晶圓10的一維的像( 一維的圖 像數(shù)據(jù))。通過這種構(gòu)成，獲得晶圓10的外周端部或外周端部附近的明場像。
此外，線掃描相機31被配置成與晶圓10的頂端部13相對，而從與晶圓10的旋轉(zhuǎn)
8軸(旋轉(zhuǎn)對稱軸0)正交的方向拍攝頂端部13。從而，若使由晶圓支撐部20支撐的晶圓10 旋轉(zhuǎn)，則晶圓10的外周端部即頂端部13相對于線掃描相機31向晶圓10的圓周方向相對 旋轉(zhuǎn)，因此被配置成與頂端部13相對的線掃描相機31能夠向圓周方向連續(xù)拍攝頂端部13， 可以在晶圓10的全周拍攝頂端部13。此外，線掃描相機31被配置成使線傳感器33的長邊 方向朝向與晶圓10的旋轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)對稱軸0)大致平行的方向(上下方向)。
拍攝晶圓10的二維像的二維相機36主要包括具有未圖示的物鏡和落射照明的鏡 筒部37、以及內(nèi)置有未圖示的二維圖像傳感器的相機主體38，該二維相機36將落射照明的 照明光經(jīng)物鏡照射到晶圓10上，并且將來自晶圓10的反射光經(jīng)物鏡引導(dǎo)到二維圖像傳感 器，通過二維圖像傳感器檢測晶圓10的二維的像(二維的圖像數(shù)據(jù))。通過這種構(gòu)成，獲得 晶圓10的外周端部或外周端部附近的明場像。 此外，二維相機36在相對于線掃描相機31向晶圓10的圓周方向偏離的位置被配 置成與晶圓10的頂端部13相對，從與晶圓10的旋轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)對稱軸0)正交的方向拍攝 頂端部13。從而，與線掃描相機31同樣地，二維相機36能夠向圓周方向連續(xù)(多個)拍攝 頂端部13，可以在晶圓10的全周拍攝頂端部13。另外，通過線掃描相機31及二維相機36 拍攝的圖像數(shù)據(jù)被輸出到圖像處理部40。 控制部50由進行各種控制的控制基板等構(gòu)成，通過來自控制部50的控制信號進 行晶圓支撐部20、攝像部30及圖像處理部40等的動作控制。此外，在控制部50上電連接 有接口部51，具有用于進行檢查參數(shù)(在缺陷檢測中使用的閾值等)的輸入等的輸入部、 圖像顯示部；和用于存儲圖像數(shù)據(jù)的存儲部52等。 圖像處理部40由未圖示的電路基板等構(gòu)成，如圖3所示，具有輸入部41、圖像生成 部42、內(nèi)部存儲器43、差分處理部44、直方圖制作部45、檢查部46和輸出部47。向輸入部 41輸入來自線掃描相機31的一維圖像數(shù)據(jù)以及來自二維相機36的二維圖像數(shù)據(jù)，進而經(jīng) 控制部50輸入通過接口部51輸入的檢查參數(shù)等。 圖像生成部42與輸入部41電連接，從輸入部41輸入基于線掃描相機31的一維 圖像數(shù)據(jù)后，將向晶圓10的圓周方向連續(xù)拍攝的一維圖像數(shù)據(jù)合成，而生成與晶圓10的頂 端部13相關(guān)的二維圖像數(shù)據(jù)，并將生成的二維圖像數(shù)據(jù)輸出到內(nèi)部存儲器43及輸出部47。 此外，圖像生成部42在從輸入部41輸入基于二維相機36的二維圖像數(shù)據(jù)后，為了在接口 部51進行圖像顯示，而將輸入的二維圖像數(shù)據(jù)輸出到輸出部47。 差分處理部44與內(nèi)部存儲器43電連接，對存儲于內(nèi)部存儲器43中的基于線掃描 相機31的二維圖像數(shù)據(jù)進行后述的差分處理，并將處理結(jié)果輸出到直方圖制作部45和輸 出部47。直方圖制作部45與差分處理部44電連接，從差分處理部44輸入差分處理結(jié)果 后，根據(jù)該處理結(jié)果制作與差分相關(guān)的直方圖，并將制作出的直方圖的數(shù)據(jù)輸出到檢查部 46和輸出部47。 檢查部46與直方圖制作部45電連接，從直方圖制作部45輸入直方圖的數(shù)據(jù)后， 根據(jù)輸入的直方圖的數(shù)據(jù)(差分值)進行用于檢查晶圓IO有無缺陷的檢查處理，并將處理 結(jié)果輸出到輸出部47。輸出部47與控制部50電連接，將晶圓10的二維圖像數(shù)據(jù)、差分處 理部44的差分處理結(jié)果、直方圖的(圖像)數(shù)據(jù)、檢查部46的檢查處理結(jié)果等輸出到控制 部50。 以下參照圖4的流程圖對利用了如上構(gòu)成的檢查裝置1的晶圓10的檢查方法進行說明。首先，在步驟S101中，進行將作為被檢測物的晶圓10向晶圓支撐部20傳送的傳 送處理。在該傳送處理中，通過未圖示的傳送裝置將檢查用的晶圓io傳送并載置到晶圓支 撐部20的晶圓支架23上。 將晶圓10載置到晶圓支架23上后，在下一個步驟S 102中，進行拍攝晶圓10的 頂端部13的攝像處理。在該攝像處理中，接收來自控制部50的控制信號，晶圓支撐部20 使晶圓10旋轉(zhuǎn)，并且線掃描相機31(向圓周方向)連續(xù)地拍攝向晶圓10的圓周方向相對 旋轉(zhuǎn)的頂端部13，在晶圓10的全周拍攝頂端部13。 線掃描相機31連續(xù)拍攝頂端部13時，將由線傳感器33連續(xù)檢測的一維圖像數(shù)據(jù) 輸出到圖像處理部40，并將輸入到圖像處理部40的輸入部41的一維圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到圖像 生成部42。并且，圖像生成部42從輸入部41輸入基于線掃描相機31的一維圖像數(shù)據(jù)后， 將向晶圓10的圓周方向連續(xù)拍攝的一維圖像數(shù)據(jù)合成，生成與晶圓10的頂端部13相關(guān)的 二維圖像數(shù)據(jù)，并將生成的二維圖像數(shù)據(jù)輸出到內(nèi)部存儲器43及輸出部47。另外，將輸出 到輸出部47的二維圖像數(shù)據(jù)經(jīng)控制部50發(fā)送到存儲部52，而由存儲部52存儲。
由圖像生成部42生成晶圓10的全周的頂端部13的二維圖像后，在步驟S103中， 如圖6(a)所示進行分割處理，將晶圓10的全周的頂端部13的二維圖像I例如分割為在晶 圓10的圓周方向上排列的長方形的2XN個(N為自然數(shù))的分割圖像L 1,該分割處 理由差分處理部44對存儲于內(nèi)部存儲器43中的二維圖像數(shù)據(jù)進行。 差分處理部44將頂端部13的二維圖像I分割為2XN個的分割圖像^ I，后， 進行差分處理，而獲得從二維圖像I的左側(cè)數(shù)第奇數(shù)個分割圖像Ipl3、…1^和分別相對 于該第奇數(shù)個圖像而向晶圓10的圓周方向朝右側(cè)相鄰偏移的第偶數(shù)個分割圖像12、14、… L之間的信號(具體地說為各分割圖像中的亮度)的差分(步驟S104)。在該差分處理中， 差分處理部44對各個彼此相鄰的N對分割圖像進行差分處理，而此時，使分別構(gòu)成第奇數(shù) 個分割圖像Ipl3、…1^的(多個)像素和分別構(gòu)成第偶數(shù)個分割圖像12、 14、…I別的 (多個)像素在晶圓IO的圓周方向上對應(yīng)，而獲得各自的(各像素的)信號的差分。
這樣獲得各像素的信號的差分后，如圖6 (b)所示，差分處理部44制作基于各像素 的信號的差分值的分別與N對分割圖像對應(yīng)的N個(長方形的)差分處理圖像Jp J2、… Jw，進而在各差分處理圖像JpJ2、…Jw之間獲得信號的差分，通過反復(fù)進行以上處理，如圖 6(c)所示，制作l個(長方形的)處理結(jié)果圖像K。并且，差分處理部44將制作出的各差分 處理圖像衛(wèi)、J2、…JN及處理結(jié)果圖像K的圖像數(shù)據(jù)輸出到直方圖制作部45和輸出部47。 另外，輸出到輸出部47的各差分處理圖像^2、…J,及處理結(jié)果圖像K的圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)控 制部50發(fā)送到存儲部52，而由存儲部52存儲。 從差分處理部44向直方圖制作部45發(fā)送各差分處理圖像衛(wèi)、J2、…JN的圖像數(shù) 據(jù)后，在下一個步驟S105中進行直方圖制作處理。在該直方圖制作處理中，直方圖制作部 45根據(jù)各差分處理圖像衛(wèi)、J2、…JN的圖像數(shù)據(jù)、即通過差分處理得到的各像素的信號的 差分值，制作表示信號的差分值(例如對N對分割圖像分別計算出的各像素的差分值的平 均值)和與得到該差分值的分割圖像對應(yīng)的頂端部13中的角度位置(以晶圓10的中心為 原點的極坐標(biāo)所對應(yīng)的角度位置)之間的關(guān)系的直方圖，并將制作出的直方圖的數(shù)據(jù)輸出 到檢查部46和輸出部47。另外，輸出到輸出部47的直方圖的數(shù)據(jù)經(jīng)控制部50發(fā)送到存儲 部52，而由存儲部52存儲。
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此外，構(gòu)成直方圖的信號的差分值不限于分別對N對分割圖像計算出的各像素的 差分值的平均值，也可以使用分別對N對分割圖像計算出的各像素的差分值的最大值。使
用平均值的直方圖適于檢測水滴等外觀與晶圓io相同的缺陷，使用最大值的直方圖適于
檢測損傷等局部缺陷，因此根據(jù)想要檢測的缺陷的種類來區(qū)分使用即可。
從直方圖制作部45向檢查部46發(fā)送直方圖的數(shù)據(jù)后，在下一個步驟S106中，進 行用于檢查晶圓10有無缺陷的檢查處理。在該檢查處理中，檢查部46判定構(gòu)成直方圖的 信號的差分值是否分別大于存儲于內(nèi)部存儲器43中的預(yù)定的閾值。并且，在構(gòu)成直方圖的 任意差分值均小于預(yù)定的閾值時，判定為在由線掃描相機31拍攝的晶圓10的頂端部13中 無缺陷。而在直方圖中的某差分值大于預(yù)定的閾值時，判定為頂端部13存在缺陷，并根據(jù) 直方圖的數(shù)據(jù)將得到大于閾值的差分值的頂端部13的角度位置確定為存在缺陷的位置。
另外，檢查處理所使用的閾值被經(jīng)驗性地確定，從接口部51輸入并經(jīng)由控制部50 及輸入部41而發(fā)送到存儲器43。檢查部46將該檢查處理的處理結(jié)果輸出到輸出部47，并 將輸出到輸出部47的檢查處理結(jié)果的數(shù)據(jù)經(jīng)控制部50發(fā)送到存儲部52，而由存儲部52存 儲。 在下一個步驟S107中，檢查處理的結(jié)果，判定晶圓10的頂端部13是否存在缺陷。 在否定判定時，即檢查處理的結(jié)果為晶圓10的頂端部13無缺陷時，進入步驟S109。
而在肯定判定時，即檢查處理的結(jié)果為晶圓10的頂端部13存在缺陷時，進入步驟 S108，進行用于取得存在缺陷的部分的二維圖像的缺陷圖像提取處理。在該缺陷圖像提取 處理中，首先控制部50根據(jù)由檢查部46確定的頂端部13中存在缺陷的角度位置，而設(shè)定 二維相機36的攝像范圍，并且二維相機36接收控制部50根據(jù)設(shè)定的攝像范圍而輸出的控 制信號，對頂端部13中存在缺陷的部分進行拍攝。并且，將由二維相機36拍攝的二維圖像 數(shù)據(jù)輸出到圖像處理部40的輸入部41，并經(jīng)由圖像處理部40(輸入部41、圖像生成部42 及輸出部47)以及控制部50發(fā)送到存儲部52，而由存儲部52存儲。 并且，在步驟S109中，通過控制部50進行顯示處理，以在接口部51的圖像顯示部 上顯示存儲于存儲部52中的、由差分處理部44制作的處理結(jié)果圖像K、由直方圖制作部45 制作的直方圖、檢查部46的檢查處理結(jié)果等。 這樣一來，根據(jù)本實施方式的檢查裝置1和檢查方法，具有差分處理和檢查處理， 其中該差分處理用于得到第一 (第奇數(shù)個)分割圖像Ii、l3、…I^和分別相對于該第一分 割圖像Ip 13、…1^而向晶圓IO的圓周方向相鄰偏移的第二 (第偶數(shù)個)分割圖像12、 14、***1，之間的信號的差分，該檢查處理用于根據(jù)該差分處理的處理結(jié)果來檢查晶圓10中
有無缺陷。因此，無需通過目視逐一觀察晶圓io的圖像，所以可以容易地在短時間進行晶
圓10的檢查(包含缺陷的圖像的提取)。此外，無需另外的晶圓10的合格品圖像，因此可 以節(jié)省為了獲得晶圓10的合格品圖像而花費的工夫。 進而，通過獲得第一分割圖像I" 13、…1^和分別相對于該第一分割圖像I" 13、 ... 相鄰偏移的第二分割圖像12、 14、 ... I2N之間的信號的差分，例如如圖7所示，即 使因晶圓10的翹曲等導(dǎo)致頂端部13延伸的方向相對于二維圖像I的左右方向傾斜，各分 割圖像L、 If中的頂端部13的上下方向變化量h相對于二維圖像I整體的頂端部13的 上下方向變化量H來說是很小的值。因此，能夠減小晶圓IO的翹曲等對檢查的影響。
此外，如上所述，差分處理的處理結(jié)果圖像K在接口部51的圖像顯示部上顯示。而
11晶圓10的頂端部13，表面的形態(tài)平坦而基本一樣。因此，若晶圓10的頂端部13無缺陷，則 在晶圓10的圓周方向(頂端部13延伸的方向)上排列的分割圖像L I，分別如圖6(a) 所示為彼此相同的圖像，通過差分處理得到的各像素的信號的差分值基本為零，因此各差 分處理圖像^2、…Jw全暗而成為什么也不反映的圖像(參照圖6(b))。進而，通過反復(fù) 進行在各差分處理圖像Ji、 J2、…Jw之間得到信號的差分的處理而獲得的處理結(jié)果圖像K 也全暗而成為什么也不反映的圖像(參照圖6(c))。 另一方面，如圖8(a)所示，在頂端部13的二維圖像I'中，頂端部13具有缺陷15 時，在晶圓10的圓周方向上排列的分割圖像分別根據(jù)缺陷15的形狀而成為不同的圖像，通 過差分處理得到的各像素的信號的差分值在具有缺陷15的部位比較大，因此在各差分處 理圖像中局部地反映出缺陷15。因此，如圖8(b)所示，在通過反復(fù)進行在各差分處理圖像 之間得到信號的差分的處理而得到的處理結(jié)果圖像K'中，通過各差分處理圖像反映出的缺 陷15的部分疊加顯示。從而可以容易地識別晶圓IO(頂端部13)中的缺陷15的有無。
另外，在差分處理中，使分別構(gòu)成第一 (第奇數(shù)個)分割圖像I"l3、…I^的(多
個)像素和分別構(gòu)成第二 (第偶數(shù)個)分割圖像I2、I4、…I2W的(多個)像素在晶圓10的 圓周方向上對應(yīng)，并得到各自的(各像素的)信號的差分，從而可以進行極小范圍內(nèi)的(分
辨率高的)差分處理，因此能夠提高晶圓io的檢查(包含缺陷的圖像的提取)的精度。 此外，如上所述，具有制作表示由差分處理得到的信號的差分值和與得到該差分 值的分割圖像對應(yīng)的頂端部13中的角度位置之間的關(guān)系的直方圖的處理，例如將圖9所示 的直方圖顯示在接口部51的圖像顯示部上。從而，可以容易地識別在晶圓IO(頂端部13) 中存在缺陷的位置。 此時，檢查部46在直方圖中的某差分值大于預(yù)定的閾值時，判定為晶圓IO(頂端 部13)存在缺陷，并且根據(jù)直方圖的數(shù)據(jù)確定存在缺陷的位置，從而能夠自動地檢測晶圓 10(頂端部13)的缺陷及存在缺陷的位置。 在圖像上，在直方圖中選擇差分值大于預(yù)定的閾值的點后，可以顯示在得到選擇 的差分值的角度位置中由二維相機36拍攝的(存儲于存儲部52中的)存在缺陷的部分的 二維圖像。從而，可以根據(jù)需要觀察包含缺陷的詳細圖像。 此外，如上所述，由晶圓支撐部20旋轉(zhuǎn)驅(qū)動晶圓10，線掃描相機31從與晶圓10的 旋轉(zhuǎn)軸正交的方向在圓周方向上連續(xù)地拍攝晶圓10的頂端部13，從而能夠高速地拍攝晶 圓10的頂端部13。 進而，通過在晶圓10的全周拍攝頂端部13，而可以一次對晶圓10的頂端部13整 體進行良否判斷。 此外，由線掃描相機31拍攝頂端部13的明場像，從而能夠高速地拍攝頂端部13 的明場像。 如上述實施方式所述，檢查處理中使用的閾值被經(jīng)驗性地設(shè)定，以下參照圖5所 示的流程圖對設(shè)定該閾值的方法的一例進行說明。首先，在步驟S201中，進行預(yù)備攝像處 理而分別由線掃描相機31及二維相機36拍攝閾值設(shè)定用晶圓的頂端部(未圖示)。在該 預(yù)備攝像處理中，與步驟S101的攝像處理同樣地，線掃描相機31拍攝閾值設(shè)定用晶圓的頂 端部，并且與線掃描相機31的情況同樣地，二維相機36拍攝閾值設(shè)定用晶圓的頂端部。
預(yù)備攝像處理結(jié)束后，在下一個步驟S202中，進行閾值設(shè)定處理以設(shè)定與二維相機36(二維圖像傳感器)對應(yīng)的檢查處理用的閾值。在閾值設(shè)定處理中，首先對由二維相機
36拍攝的閾值設(shè)定用晶圓(頂端部)的圖像，由差分處理部44進行上述差分處理。然后，
在閾值設(shè)定用晶圓的頂端部人為地形成缺陷，并進行通過之前的差分處理得到的信號的差
分值和在由二維相機36拍攝的閾值設(shè)定用晶圓(頂端部)的圖像中可識別的缺陷部分之
間的相關(guān)，作業(yè)者實驗性地設(shè)定與二維相機36對應(yīng)的檢查處理用的閾值。 閾值設(shè)定處理結(jié)束后，在下一個步驟S203中，進行閾值修正處理以設(shè)定與線掃描
相機31 (線性傳感器33)對應(yīng)的檢查處理用的閾值。在閾值修正處理中，首先對由線掃描相
機31拍攝的閾值設(shè)定用晶圓(頂端部)的圖像，由差分處理部44進行上述差分處理。并
且，根據(jù)由該差分處理得到的信號的差分值，作業(yè)者實驗性地進行在閾值設(shè)定處理中設(shè)定
的閾值的修正，設(shè)定與線掃描相機31對應(yīng)的閾值。從而可以設(shè)定適當(dāng)?shù)拈撝怠?此外，這樣設(shè)定閾值并如上述實施方式那樣根據(jù)對由線掃描相機31拍攝的晶圓
IO(頂端部13)的圖像進行的差分處理的處理結(jié)果進行檢查處理時，例如可以使用根據(jù)信
號的差分值是否大于閾值而輸出接通/斷開(ON/OFF)信號的電路基板(未圖示)來進行
檢查處理。從而可以更高速地進行檢查處理，可以在更短時間內(nèi)進行晶圓10的檢查(包含
缺陷的圖像的提取)。 此外在上述實施方式中，可以根據(jù)由二維相機36拍攝并存儲于存儲部52中的反 映晶圓10的缺陷的二維圖像，對缺陷的種類進行分類，在檢查處理中根據(jù)由差分處理得到 的信號的差分值判別缺陷的種類。這樣一來，不用二維圖像的目視，根據(jù)對由線掃描相機31 拍攝的晶圓IO(頂端部13)的圖像進行的差分處理的結(jié)果，就可以在更短時間內(nèi)判別缺陷 的種類。 此時，在檢查處理中，根據(jù)由差分處理得到的信號的差分值，例如如圖9的直方圖 所示，提取r(紅)、g(綠)、b(藍)的顏色信息，并根據(jù)提取出的顏色信息檢查(由二維相 機36拍攝的)預(yù)定的干涉色的有無，從而也可以檢查有無因形成于晶圓IO上的薄膜引起 的缺陷。 此外，在上述實施方式中，在晶圓10的全周拍攝頂端部13，但不限于此，也可以通 過控制部50的動作控制對頂端部13中的希望的角度位置范圍進行拍攝。從而可以檢查在 頂端部13中的希望的角度位置范圍中有無缺陷。 進而，可以通過控制部50的動作控制，按照頂端部13中的各希望的角度位置范 圍，改變分割處理中的分割圖像的寬度。從而可以按照頂端部13中的各希望的角度位置范 圍而變更檢查精度。 此外，在上述實施方式中，攝像部30的線掃描相機31及二維相機36拍攝了晶圓 10的頂端部13，但不限于此，例如也可以如圖2中的單點劃線所示拍攝晶圓10的上斜面部 ll，或如圖3中的雙點劃線所示拍攝晶圓10的下斜面部12。從而，不限于晶圓10的頂端部 13，也可以檢查上斜面部11、下斜面部12中有無缺陷。進而，不限于晶圓10的外周端部或 外周端部附近，例如也可以檢查玻璃基板等，尤其是對于表面形態(tài)基本一樣的被檢測物，應(yīng) 用本實施方式非常有效。 此外，在上述實施方式中，差分處理部44反復(fù)進行在各差分處理圖像JpJ2、…JN 之間得到信號的差分的處理，從而制作出1個處理結(jié)果圖像K，但不限于此，也可以將各差 分處理圖像衛(wèi)、J2、…Jw分別重合而制作出1個處理結(jié)果圖像K。
13
此外，在上述實施方式中，根據(jù)對由線掃描相機31拍攝的晶圓IO(頂端部13)的 圖像的差分處理的處理結(jié)果來進行檢查處理，但不限于此，也可以不設(shè)置線掃描相機31，而 根據(jù)對由二維相機36拍攝的晶圓IO(頂端部13)的圖像的差分處理的處理結(jié)果，進行檢查 處理。從而，在步驟S107中判定為頂端部13存在缺陷時，在缺陷圖像提取處理中，提取出 與頂端部13中存在缺陷的角度位置對應(yīng)的(基于二維相機36的)二維圖像即可，可以省 略(由二維相機36)再度取得存在缺陷的部分的二維圖像的工序。 此時，由二維相機36連續(xù)取得多個頂端部13的圖像時，也可以不進行分割處理， 而在多個圖像之間進行差分處理。 此外，上述檢查裝置1也可以不設(shè)置檢查部46而用作觀察晶圓10的頂端部13 的觀察裝置。另外，在這種觀察裝置的觀察方法中，具有與上述實施方式同樣的傳送處理 (步驟S101)、攝像處理(步驟S102)、分割處理(步驟S103)、差分處理(步驟S104)、直方 圖制作處理(步驟S105)以及顯示差分處理的處理結(jié)果圖像、直方圖等的顯示處理(步驟 S109)。從而可以獲得與上述實施方式相同的效果。此時，攝像部30具有線掃描相機31或 二維相機36的任一個即可。 此外，以上示例了攝像部在被檢測物的全周進行拍攝的情況，但攝像部也可以對 被檢測物的圓周的一部分(例如1/4圓周或1/3圓周)進行拍攝。
1權(quán)利要求
一種觀察裝置，其特征在于，包括攝像部，拍攝被檢測物中的第一范圍以及相對于上述第一范圍向預(yù)定方向偏移的第二范圍；差分處理部，得到上述第一范圍的圖像和上述第二范圍的圖像在上述預(yù)定方向上對應(yīng)的部分的信號的差分；和顯示部，顯示上述差分處理部的處理結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的觀察裝置，其特征在于，上述差分處理部使構(gòu)成上述第一范圍的圖像的多個部分和構(gòu)成上述第二范圍的圖像的多個部分在上述預(yù)定方向上對應(yīng)，并得到各自的差分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的觀察裝置，其特征在于，還具有相對移動部，使上述被檢測物相對于上述攝像部向上述預(yù)定方向相對移動，上述攝像部根據(jù)上述相對移動而向上述預(yù)定方向連續(xù)地拍攝上述被檢測物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的觀察裝置，其特征在于，上述相對移動部將形成為大致圓盤狀的上述被檢測物的旋轉(zhuǎn)對稱軸作為旋轉(zhuǎn)軸，以使上述被檢測物的外周端部相對于上述攝像部的相對旋轉(zhuǎn)方向為上述預(yù)定方向的方式旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述被檢測物，上述攝像部從與上述旋轉(zhuǎn)軸正交的方向或平行的方向中的至少一個方向，連續(xù)地拍攝上述被檢測物的外周端部或該外周端部附近的與該外周端部相連的部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的觀察裝置，其特征在于，上述攝像部在上述被檢測物的全周進行上述拍攝。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的觀察裝置，其特征在于，上述攝像部在上述被檢測物的圓周的一部分進行上述拍攝。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的觀察裝置，其特征在于，具有直方圖制作部，用于制作表示由上述差分處理部得到的上述差分的值和與得到上述差分的圖像對應(yīng)的上述被檢測物中的位置之間的關(guān)系的直方圖。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的觀察裝置，其特征在于，能夠根據(jù)上述直方圖顯示得到上述差分的圖像。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項所述的觀察裝置，其特征在于，上述攝像部具有用于對上述被檢測物進行上述拍攝的線傳感器，上述線傳感器相對于上述被檢測物向上述預(yù)定方向相對移動的同時連續(xù)地拍攝上述被檢測物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的觀察裝置，其特征在于，上述線傳感器拍攝上述被檢測物的端部或端部附近的明場像。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的觀察裝置，其特征在于，具有攝像位置設(shè)定部，用于設(shè)定上述線傳感器相對于上述被檢測物的相對移動范圍。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9 11中任一項所述的觀察裝置，其特征在于，上述攝像部具有用于拍攝上述被檢測物的二維像的二維攝像器，上述顯示部根據(jù)上述差分處理部的上述處理結(jié)果來設(shè)定上述二維攝像器的攝像范圍。
13. —種檢查裝置，其特征在于，包括攝像部，拍攝被檢測物中的第一范圍以及相對于上述第一范圍向預(yù)定方向偏移的第二 范圍；差分處理部，得到上述第一范圍的圖像和上述第二范圍的圖像在上述預(yù)定方向上對應(yīng) 的部分的信號的差分；禾口檢查部，根據(jù)上述差分處理部的處理結(jié)果，檢查上述被檢測物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的檢查裝置，其特征在于，上述差分處理部使構(gòu)成上述第一范圍的圖像的多個部分和構(gòu)成上述第二范圍的圖像 的多個部分在上述預(yù)定方向上對應(yīng)，并得到各自的差分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的檢查裝置，其特征在于， 還具有顯示上述差分處理部的處理結(jié)果的顯示部。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13 15中任一項所述的檢查裝置，其特征在于， 具有直方圖制作部，用于制作表示由上述差分處理部得到的上述差分的值和與得到上述差分的圖像對應(yīng)的上述被檢測物中的位置之間的關(guān)系的直方圖。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的檢查裝置，其特征在于，上述檢查部在由上述差分處理部得到的上述差分的值大于預(yù)定的閾值時判定為存在 上述缺陷，并且根據(jù)由上述直方圖制作部制作出的上述直方圖來確定上述缺陷的位置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13 17中任一項所述的檢查裝置，其特征在于， 上述攝像部具有用于對上述被檢測物進行上述拍攝的線傳感器，上述線傳感器相對于上述被檢測物向上述預(yù)定方向相對移動的同時連續(xù)地拍攝上述 被檢測物。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的檢查裝置，其特征在于， 上述攝像部具有用于拍攝上述被檢測物的二維像的二維攝像器，上述顯示部根據(jù)上述檢查部進行的上述檢查的結(jié)果來設(shè)定上述二維攝像器的攝像范圍。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的檢查裝置，其特征在于，具有記錄部，用于記錄由上述二維攝像器拍攝的反映上述缺陷的二維圖像， 上述檢查部根據(jù)基于記錄在上述記錄部中的上述二維圖像而分類的上述缺陷的種類， 由通過上述差分處理部得到的上述差分的值來判別上述缺陷的種類。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的檢查裝置，其特征在于，上述檢查部根據(jù)由上述差分處理部得到的上述差分而提取顏色信息，并根據(jù)提取出的 上述顏色信息檢查有無預(yù)定的干涉色，從而檢查有無因形成于上述被檢測物上的薄膜引起 的上述缺陷。
22. —種觀察方法，其特征在于，包括攝像處理，拍攝被檢測物中的第一范圍以及相對于上述第一范圍向預(yù)定方向偏移的第 二范圍；差分處理，得到上述第一范圍的圖像和上述第二范圍的圖像在上述預(yù)定方向上對應(yīng)的 部分的信號的差分；禾口顯示處理，顯示上述差分處理的處理結(jié)果。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的觀察方法，其特征在于，在上述差分處理中，使構(gòu)成上述第一范圍的圖像的多個部分和構(gòu)成上述第二范圍的圖 像的多個部分在上述預(yù)定方向上對應(yīng)，并得到各自的差分。
24. —種檢查方法，其特征在于，包括攝像處理，拍攝被檢測物中的第一范圍以及相對于上述第一范圍向預(yù)定方向偏移的第 二范圍；差分處理，得到上述第一范圍的圖像和上述第二范圍的圖像在上述預(yù)定方向上對應(yīng)的 部分的信號的差分；禾口檢查處理，根據(jù)上述差分處理的處理結(jié)果，檢查上述被檢測物。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的檢查方法，其特征在于，在上述差分處理中，使構(gòu)成上述第一范圍的圖像的多個部分和構(gòu)成上述第二范圍的圖 像的多個部分在上述預(yù)定方向上對應(yīng)，并得到各自的差分。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的檢查方法，其特征在于，在上述檢查處理中，在由上述差分處理得到的上述差分的值大于預(yù)定的閾值時判定為 存在上述缺陷。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的檢查方法，其特征在于，用于進行上述攝像處理的攝像部具有用于拍攝上述被檢測物的二維圖像傳感器和線 傳感器，根據(jù)對由上述線傳感器拍攝的上述被檢測物的圖像進行的上述差分處理的處理結(jié) 果，進行上述檢查處理，該檢查方法還具有閾值設(shè)定處理，求出通過對由上述二維圖像傳感器拍攝的上述被檢測物的圖像進行的 上述差分處理而得到的上述差分的值、和能夠在由上述二維圖像傳感器拍攝的上述被檢測 物的上述圖像中識別的上述被檢測物的缺陷之間的相互關(guān)系，并設(shè)定與上述二維圖像傳感 器對應(yīng)的上述閾值；禾口閾值修正處理，根據(jù)通過對由上述線傳感器拍攝的上述被檢測物的圖像進行的上述差 分處理而得到的上述差分的值，進行在上述閾值設(shè)定處理中設(shè)定的上述閾值的修正，設(shè)定 與上述線傳感器對應(yīng)的上述閾值。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的檢查方法，其特征在于， 利用能夠進行預(yù)先設(shè)定的運算處理的電路基板進行上述檢查處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種觀察裝置和觀察方法以及檢查裝置和檢查方法。本發(fā)明的檢查裝置具有攝像部(30)，拍攝被檢測物中的第一范圍以及相對于該第一范圍向預(yù)定方向偏移的第二范圍；差分處理部(44)，得到第一范圍的圖像和第二范圍的圖像在上述預(yù)定方向上對應(yīng)的部分的信號的差分；和檢查部(46)，根據(jù)差分處理部(44)的處理結(jié)果，檢查被檢測物中有無缺陷。
文檔編號G01N21/89GK101796399SQ20088010581
公開日2010年8月4日 申請日期2008年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
發(fā)明者坂口直史, 渡部貴志, 高橋正史 申請人:株式會社尼康