观察装置和观察方法以及检查装置和检查方法

专利名称：观察装置和观察方法以及检查装置和检查方法
技术领域：
本发明涉及一种对半导体晶圆、液晶玻璃基板等被检测物的观察装置和观察方
法、以及检查装置和检查方法。
背景技术：
近年来，在半导体晶圆上形成的电路元件图案的集成度变高，并且在半导体制造 工序中晶圆的表面处理所使用的薄膜的种类增加。随之，薄膜的边界部分露出的晶圆的端 部附近的缺陷检查变得重要。若在晶圆的端部附近存在异物等缺陷，则在之后的工序中异 物等会进入晶圆的表面侧而带来不良影响，从而对由晶圆制作的电路元件的成品率产生影 响。
因此，提出了以下检查装置(参照专利文献1):从多个方向观察半导体晶圆等形
成为圆盘状的被检测物的端面周边(例如顶端及上下的斜面)，检查有无异物、膜的剥离、
膜内的气泡、膜的蔓延等缺陷。在这种检查装置中包括以下结构的装置等利用通过激光等
的照射而产生的散射光检测异物等的结构的装置；通过线传感器将被检测物的图像形成为
带状而检测异物等的结构的装置等。 专利文献1 :JP特开2004-325389号公报

发明内容
发明要解决的问题 此外，还具有通过图像取得装置局部地逐张取得被检测物的端面周边的图像并根 据多个图像数据检测异物等的结构的装置，但若使用具有能够识别小缺陷的高分辨率的图 像取得装置，则图像取得张数(图像数据)变得非常多，例如用10倍的物镜进行端面(顶 端)的观察时，图像取得张数为1400张左右。为了从这样大量的图像数据仅提取包含被检 测物的缺陷的图像数据，而逐张确认所有的图像时，非常耗费时间。 本发明鉴于这种问题，其目的在于提供一种能够容易地进行包含被检测物的缺陷 的图像的提取的观察装置和观察方法、以及检查装置和检查方法。
用于解决问题的手段 为了实现上述目的，本发明的观察装置包括摄像部，拍摄被检测物中的第一范围 以及相对于上述第一范围向预定方向偏移的第二范围；差分处理部，得到上述第一范围的 图像和上述第二范围的图像在上述预定方向上对应的部分的信号的差分；和显示部，显示 上述差分处理部的处理结果。 另外，在上述观察装置中优选，上述差分处理部使构成上述第一范围的图像的多 个部分和构成上述第二范围的图像的多个部分在上述预定方向上对应，并得到各自的差 分。 此外，在上述观察装置中优选，还具有相对移动部，使上述被检测物相对于上述摄 像部向上述预定方向相对移动，上述摄像部根据上述相对移动而向上述预定方向连续地拍摄上述被检测物。 进而优选，上述相对移动部将形成为大致圆盘状的上述被检测物的旋转对称轴作 为旋转轴，以使上述被检测物的外周端部相对于上述摄像部的相对旋转方向为上述预定方 向的方式旋转驱动上述被检测物，上述摄像部从与上述旋转轴正交的方向或平行的方向中 的至少一个方向，连续地拍摄上述被检测物的外周端部或该外周端部附近的与该外周端部 相连的部分。 进而优选，上述摄像部在上述被检测物的全周进行上述拍摄。或者，上述摄像部也 可以在上述被检测物的圆周的一部分进行上述拍摄。 此外，在上述观察装置中优选，具有直方图制作部，用于制作表示由上述差分处理 部得到的上述差分的值和与得到上述差分的图像对应的上述被检测物中的位置之间的关 系的直方图。 进而优选，能够根据上述直方图显示得到上述差分的图像。 此外，在上述观察装置中优选，上述摄像部具有用于对上述被检测物进行上述拍 摄的线传感器，上述线传感器相对于上述被检测物向上述预定方向相对移动的同时连续地 拍摄上述被检测物。 进而优选，上述线传感器拍摄上述被检测物的端部或端部附近的明场像。 此外，在上述观察装置中优选，具有摄像位置设定部，用于设定上述线传感器相对
于上述被检测物的相对移动范围。 此外，在上述观察装置中优选，上述摄像部具有用于拍摄上述被检测物的二维像 的二维摄像器，上述显示部根据上述差分处理部的上述处理结果来设定上述二维摄像器的 摄像范围。 此外，本发明的检查装置包括摄像部，拍摄被检测物中的第一范围以及相对于上 述第一范围向预定方向偏移的第二范围；差分处理部，得到上述第一范围的图像和上述第 二范围的图像在上述预定方向上对应的部分的信号的差分；和检查部，根据上述差分处理 部的处理结果，检查上述被检测物。 另外，在上述检查装置中优选，上述差分处理部使构成上述第一范围的图像的多 个部分和构成上述第二范围的图像的多个部分在上述预定方向上对应，并得到各自的差 分。 此外，在上述检查装置中优选，还具有显示上述差分处理部的处理结果的显示部。
此外，在上述检查装置中优选，具有直方图制作部，用于制作表示由上述差分处理 部得到的上述差分的值和与得到上述差分的图像对应的上述被检测物中的位置之间的关 系的直方图。 进而优选，上述检查部在由上述差分处理部得到的上述差分的值大于预定的阈值 时判定为存在上述缺陷，并且根据由上述直方图制作部制作出的上述直方图来确定上述缺 陷的位置。 此外，在上述检查装置中优选，上述摄像部具有用于对上述被检测物进行上述拍 摄的线传感器，上述线传感器相对于上述被检测物向上述预定方向相对移动的同时连续地 拍摄上述被检测物。 进而优选，上述摄像部具有用于拍摄上述被检测物的二维像的二维摄像器，上述显示部根据上述检查部进行的上述检查的结果来设定上述二维摄像器的摄像范围。 进而优选，具有记录部，用于记录由上述二维摄像器拍摄的反映上述缺陷的二维
图像，上述检查部根据基于记录在上述记录部中的上述二维图像而分类的上述缺陷的种
类，由通过上述差分处理部得到的上述差分的值来判别上述缺陷的种类。 进而优选，上述检查部根据由上述差分处理部得到的上述差分而提取颜色信息，
并根据提取出的上述颜色信息检查有无预定的干涉色，从而检查有无因形成于上述被检测
物上的薄膜引起的上述缺陷。 此外，本发明的观察方法包括摄像处理，拍摄被检测物中的第一范围以及相对于 上述第一范围向预定方向偏移的第二范围；差分处理，得到上述第一范围的图像和上述第 二范围的图像在上述预定方向上对应的部分的信号的差分；和显示处理，显示上述差分处 理的处理结果。 另外，在上述观察方法中优选，在上述差分处理中，使构成上述第一范围的图像的 多个部分和构成上述第二范围的图像的多个部分在上述预定方向上对应，并得到各自的差 分。 此外，本发明的检查方法包括摄像处理，拍摄被检测物中的第一范围以及相对于 上述第一范围向预定方向偏移的第二范围；差分处理，得到上述第一范围的图像和上述第 二范围的图像在上述预定方向上对应的部分的信号的差分；和检查处理，根据上述差分处 理的处理结果，检查上述被检测物。 另外，在上述检查方法中优选，在上述差分处理中，使构成上述第一范围的图像的 多个部分和构成上述第二范围的图像的多个部分在上述预定方向上对应，并得到各自的差 分。 此外，在上述检查方法中优选，在上述检查处理中，在由上述差分处理得到的上述 差分的值大于预定的阈值时判定为存在上述缺陷。 进而，在上述检查方法中优选，用于进行上述摄像处理的摄像部具有用于拍摄上 述被检测物的二维图像传感器和线传感器，根据对由上述线传感器拍摄的上述被检测物的 图像进行的上述差分处理的处理结果，进行上述检查处理，该检查方法还具有阈值设定处 理，求出通过对由上述二维图像传感器拍摄的上述被检测物的图像进行的上述差分处理而 得到的上述差分的值、和能够在由上述二维图像传感器拍摄的上述被检测物的上述图像中 识别的上述被检测物的缺陷之间的相互关系，并设定与上述二维图像传感器对应的上述阈 值；和阈值修正处理，根据通过对由上述线传感器拍摄的上述被检测物的图像进行的上述 差分处理而得到的上述差分的值，进行在上述阈值设定处理中设定的上述阈值的修正，设 定与上述线传感器对应的上述阈值。 进而，在上述检查方法中优选，利用能够进行预先设定的运算处理的电路基板进
行上述检查处理。 发明效果 根据本发明，能够容易地提取包含被检测物的缺陷的图像。


图1是本发明的检查装置的简要结构图。
7
图2是表示晶圆的外周端部附近的侧视图。 图3是表示图像处理部的控制框图。 图4是表示本发明的检查方法的流程图。 图5是表示检查处理所使用的阈值的设定方法的流程图。 图6是表示分割处理及差分处理的过程的示意图。 图7是表示晶圆的二维图像的示意图。 图8是表示包含缺陷的晶圆的二维图像的示意图。 图9是表示直方图的一例的图。
具体实施例方式
以下对本发明的优选实施方式进行说明。图1示出了本发明的检查装置的一例， 该检查装置1用于检查半导体晶圆10(以下称为晶圆10)的端部及端部附近的缺陷(损伤、 异物附着等)的有无。 作为被检测物的晶圆IO被形成为薄的圆盘状，为了在其表面上形成与从晶圆10 取出的多个半导体芯片(芯片区域)对应的电路图案(未图示)，而形成多层绝缘膜、电极 配线膜、半导体膜等薄膜(未图示)。如图2所示，在晶圆10的正面(上面)的外周端部 内侧环状地形成上斜面部ll，在该上斜面部11的内侧形成电路图案。此外，在晶圆10的 背面(下面)的外周端部内侧，以晶圆10为基准与上斜面部11正反对称地形成下斜面部 12。并且，与上斜面部11和下斜面部12相连的晶圆端面成为顶端部13。
检查装置l主要包括晶圆支撑部20，支撑晶圆10并使其旋转；摄像部30，对晶圆 10的外周端部及外周端部附近进行拍摄；图像处理部40，对由摄像部30拍摄的晶圆10的 图像进行预定的图像处理；和控制部50，进行晶圆支撑部20、摄像部30等的驱动控制。
晶圆支撑部20具有基台21 ;旋转轴22，从基台21向上方垂直延伸设置；和晶圆 支架23，大致水平地安装在旋转轴22的上端部，在上面侧支撑晶圆10。在晶圆支架23的 内部设置有真空吸附机构(未图示)，利用真空吸附机构的真空吸附而吸附保持晶圆支架 23上的晶圆10。 在基台21的内部设置有用于使旋转轴22旋转驱动的旋转驱动机构(未图示)， 通过旋转驱动机构而使旋转轴22旋转，从而以晶圆10的中心(旋转对称轴0)为旋转轴， 旋转驱动安装在旋转轴22上的晶圆支架23以及吸附保持在晶圆支架23上的晶圆10。另 外，晶圆支架23被形成为直径小于晶圆10的大致圆盘状，在将晶圆IO吸附保持在晶圆支 架23的状态下，包含上斜面部11、下斜面部12及顶端部13的晶圆10的外周端部附近从晶 圆支架23伸出。此外，晶圆10在预先被定位的状态下载置在晶圆支架23上，使晶圆10的 中心和旋转轴准确地一致。 摄像部30包括用于拍摄晶圆10的线扫描相机31以及二维相机36。线扫描相机 31主要包括具有未图示的物镜及落射照明的镜筒部32、以及内置有线传感器33的相机主 体34，该线扫描相机31将落射照明的照明光经物镜照射到晶圆10上，并且将来自晶圆10 的反射光经物镜引导到线传感器33，通过线传感器33检测晶圆10的一维的像( 一维的图 像数据)。通过这种构成，获得晶圆10的外周端部或外周端部附近的明场像。
此外，线扫描相机31被配置成与晶圆10的顶端部13相对，而从与晶圆10的旋转
8轴(旋转对称轴0)正交的方向拍摄顶端部13。从而，若使由晶圆支撑部20支撑的晶圆10 旋转，则晶圆10的外周端部即顶端部13相对于线扫描相机31向晶圆10的圆周方向相对 旋转，因此被配置成与顶端部13相对的线扫描相机31能够向圆周方向连续拍摄顶端部13， 可以在晶圆10的全周拍摄顶端部13。此外，线扫描相机31被配置成使线传感器33的长边 方向朝向与晶圆10的旋转轴(旋转对称轴0)大致平行的方向(上下方向)。
拍摄晶圆10的二维像的二维相机36主要包括具有未图示的物镜和落射照明的镜 筒部37、以及内置有未图示的二维图像传感器的相机主体38，该二维相机36将落射照明的 照明光经物镜照射到晶圆10上，并且将来自晶圆10的反射光经物镜引导到二维图像传感 器，通过二维图像传感器检测晶圆10的二维的像(二维的图像数据)。通过这种构成，获得 晶圆10的外周端部或外周端部附近的明场像。 此外，二维相机36在相对于线扫描相机31向晶圆10的圆周方向偏离的位置被配 置成与晶圆10的顶端部13相对，从与晶圆10的旋转轴(旋转对称轴0)正交的方向拍摄 顶端部13。从而，与线扫描相机31同样地，二维相机36能够向圆周方向连续(多个)拍摄 顶端部13，可以在晶圆10的全周拍摄顶端部13。另外，通过线扫描相机31及二维相机36 拍摄的图像数据被输出到图像处理部40。 控制部50由进行各种控制的控制基板等构成，通过来自控制部50的控制信号进 行晶圆支撑部20、摄像部30及图像处理部40等的动作控制。此外，在控制部50上电连接 有接口部51，具有用于进行检查参数(在缺陷检测中使用的阈值等)的输入等的输入部、 图像显示部；和用于存储图像数据的存储部52等。 图像处理部40由未图示的电路基板等构成，如图3所示，具有输入部41、图像生成 部42、内部存储器43、差分处理部44、直方图制作部45、检查部46和输出部47。向输入部 41输入来自线扫描相机31的一维图像数据以及来自二维相机36的二维图像数据，进而经 控制部50输入通过接口部51输入的检查参数等。 图像生成部42与输入部41电连接，从输入部41输入基于线扫描相机31的一维 图像数据后，将向晶圆10的圆周方向连续拍摄的一维图像数据合成，而生成与晶圆10的顶 端部13相关的二维图像数据，并将生成的二维图像数据输出到内部存储器43及输出部47。 此外，图像生成部42在从输入部41输入基于二维相机36的二维图像数据后，为了在接口 部51进行图像显示，而将输入的二维图像数据输出到输出部47。 差分处理部44与内部存储器43电连接，对存储于内部存储器43中的基于线扫描 相机31的二维图像数据进行后述的差分处理，并将处理结果输出到直方图制作部45和输 出部47。直方图制作部45与差分处理部44电连接，从差分处理部44输入差分处理结果 后，根据该处理结果制作与差分相关的直方图，并将制作出的直方图的数据输出到检查部 46和输出部47。 检查部46与直方图制作部45电连接，从直方图制作部45输入直方图的数据后， 根据输入的直方图的数据(差分值)进行用于检查晶圆IO有无缺陷的检查处理，并将处理 结果输出到输出部47。输出部47与控制部50电连接，将晶圆10的二维图像数据、差分处 理部44的差分处理结果、直方图的(图像)数据、检查部46的检查处理结果等输出到控制 部50。 以下参照图4的流程图对利用了如上构成的检查装置1的晶圆10的检查方法进行说明。首先，在步骤S101中，进行将作为被检测物的晶圆10向晶圆支撑部20传送的传 送处理。在该传送处理中，通过未图示的传送装置将检查用的晶圆io传送并载置到晶圆支 撑部20的晶圆支架23上。 将晶圆10载置到晶圆支架23上后，在下一个步骤S 102中，进行拍摄晶圆10的 顶端部13的摄像处理。在该摄像处理中，接收来自控制部50的控制信号，晶圆支撑部20 使晶圆10旋转，并且线扫描相机31(向圆周方向)连续地拍摄向晶圆10的圆周方向相对 旋转的顶端部13，在晶圆10的全周拍摄顶端部13。 线扫描相机31连续拍摄顶端部13时，将由线传感器33连续检测的一维图像数据 输出到图像处理部40，并将输入到图像处理部40的输入部41的一维图像数据发送到图像 生成部42。并且，图像生成部42从输入部41输入基于线扫描相机31的一维图像数据后， 将向晶圆10的圆周方向连续拍摄的一维图像数据合成，生成与晶圆10的顶端部13相关的 二维图像数据，并将生成的二维图像数据输出到内部存储器43及输出部47。另外，将输出 到输出部47的二维图像数据经控制部50发送到存储部52，而由存储部52存储。
由图像生成部42生成晶圆10的全周的顶端部13的二维图像后，在步骤S103中， 如图6(a)所示进行分割处理，将晶圆10的全周的顶端部13的二维图像I例如分割为在晶 圆10的圆周方向上排列的长方形的2XN个(N为自然数)的分割图像L 1,该分割处 理由差分处理部44对存储于内部存储器43中的二维图像数据进行。 差分处理部44将顶端部13的二维图像I分割为2XN个的分割图像^ I，后， 进行差分处理，而获得从二维图像I的左侧数第奇数个分割图像Ipl3、…1^和分别相对 于该第奇数个图像而向晶圆10的圆周方向朝右侧相邻偏移的第偶数个分割图像12、14、… L之间的信号(具体地说为各分割图像中的亮度)的差分(步骤S104)。在该差分处理中， 差分处理部44对各个彼此相邻的N对分割图像进行差分处理，而此时，使分别构成第奇数 个分割图像Ipl3、…1^的(多个)像素和分别构成第偶数个分割图像12、 14、…I別的 (多个)像素在晶圆IO的圆周方向上对应，而获得各自的(各像素的)信号的差分。
这样获得各像素的信号的差分后，如图6 (b)所示，差分处理部44制作基于各像素 的信号的差分值的分别与N对分割图像对应的N个(长方形的)差分处理图像Jp J2、… Jw，进而在各差分处理图像JpJ2、…Jw之间获得信号的差分，通过反复进行以上处理，如图 6(c)所示，制作l个(长方形的)处理结果图像K。并且，差分处理部44将制作出的各差分 处理图像卫、J2、…JN及处理结果图像K的图像数据输出到直方图制作部45和输出部47。 另外，输出到输出部47的各差分处理图像^2、…J,及处理结果图像K的图像数据，经控 制部50发送到存储部52，而由存储部52存储。 从差分处理部44向直方图制作部45发送各差分处理图像卫、J2、…JN的图像数 据后，在下一个步骤S105中进行直方图制作处理。在该直方图制作处理中，直方图制作部 45根据各差分处理图像卫、J2、…JN的图像数据、即通过差分处理得到的各像素的信号的 差分值，制作表示信号的差分值(例如对N对分割图像分别计算出的各像素的差分值的平 均值)和与得到该差分值的分割图像对应的顶端部13中的角度位置(以晶圆10的中心为 原点的极坐标所对应的角度位置)之间的关系的直方图，并将制作出的直方图的数据输出 到检查部46和输出部47。另外，输出到输出部47的直方图的数据经控制部50发送到存储 部52，而由存储部52存储。
10
此外，构成直方图的信号的差分值不限于分别对N对分割图像计算出的各像素的 差分值的平均值，也可以使用分别对N对分割图像计算出的各像素的差分值的最大值。使
用平均值的直方图适于检测水滴等外观与晶圆io相同的缺陷，使用最大值的直方图适于
检测损伤等局部缺陷，因此根据想要检测的缺陷的种类来区分使用即可。
从直方图制作部45向检查部46发送直方图的数据后，在下一个步骤S106中，进 行用于检查晶圆10有无缺陷的检查处理。在该检查处理中，检查部46判定构成直方图的 信号的差分值是否分别大于存储于内部存储器43中的预定的阈值。并且，在构成直方图的 任意差分值均小于预定的阈值时，判定为在由线扫描相机31拍摄的晶圆10的顶端部13中 无缺陷。而在直方图中的某差分值大于预定的阈值时，判定为顶端部13存在缺陷，并根据 直方图的数据将得到大于阈值的差分值的顶端部13的角度位置确定为存在缺陷的位置。
另外，检查处理所使用的阈值被经验性地确定，从接口部51输入并经由控制部50 及输入部41而发送到存储器43。检查部46将该检查处理的处理结果输出到输出部47，并 将输出到输出部47的检查处理结果的数据经控制部50发送到存储部52，而由存储部52存 储。 在下一个步骤S107中，检查处理的结果，判定晶圆10的顶端部13是否存在缺陷。 在否定判定时，即检查处理的结果为晶圆10的顶端部13无缺陷时，进入步骤S109。
而在肯定判定时，即检查处理的结果为晶圆10的顶端部13存在缺陷时，进入步骤 S108，进行用于取得存在缺陷的部分的二维图像的缺陷图像提取处理。在该缺陷图像提取 处理中，首先控制部50根据由检查部46确定的顶端部13中存在缺陷的角度位置，而设定 二维相机36的摄像范围，并且二维相机36接收控制部50根据设定的摄像范围而输出的控 制信号，对顶端部13中存在缺陷的部分进行拍摄。并且，将由二维相机36拍摄的二维图像 数据输出到图像处理部40的输入部41，并经由图像处理部40(输入部41、图像生成部42 及输出部47)以及控制部50发送到存储部52，而由存储部52存储。 并且，在步骤S109中，通过控制部50进行显示处理，以在接口部51的图像显示部 上显示存储于存储部52中的、由差分处理部44制作的处理结果图像K、由直方图制作部45 制作的直方图、检查部46的检查处理结果等。 这样一来，根据本实施方式的检查装置1和检查方法，具有差分处理和检查处理， 其中该差分处理用于得到第一 (第奇数个)分割图像Ii、l3、…I^和分别相对于该第一分 割图像Ip 13、…1^而向晶圆IO的圆周方向相邻偏移的第二 (第偶数个)分割图像12、 14、***1，之间的信号的差分，该检查处理用于根据该差分处理的处理结果来检查晶圆10中
有无缺陷。因此，无需通过目视逐一观察晶圆io的图像，所以可以容易地在短时间进行晶
圆10的检查(包含缺陷的图像的提取)。此外，无需另外的晶圆10的合格品图像，因此可 以节省为了获得晶圆10的合格品图像而花费的工夫。 进而，通过获得第一分割图像I" 13、…1^和分别相对于该第一分割图像I" 13、 ... 相邻偏移的第二分割图像12、 14、 ... I2N之间的信号的差分，例如如图7所示，即 使因晶圆10的翘曲等导致顶端部13延伸的方向相对于二维图像I的左右方向倾斜，各分 割图像L、 If中的顶端部13的上下方向变化量h相对于二维图像I整体的顶端部13的 上下方向变化量H来说是很小的值。因此，能够减小晶圆IO的翘曲等对检查的影响。
此外，如上所述，差分处理的处理结果图像K在接口部51的图像显示部上显示。而
11晶圆10的顶端部13，表面的形态平坦而基本一样。因此，若晶圆10的顶端部13无缺陷，则 在晶圆10的圆周方向(顶端部13延伸的方向)上排列的分割图像L I，分别如图6(a) 所示为彼此相同的图像，通过差分处理得到的各像素的信号的差分值基本为零，因此各差 分处理图像^2、…Jw全暗而成为什么也不反映的图像(参照图6(b))。进而，通过反复 进行在各差分处理图像Ji、 J2、…Jw之间得到信号的差分的处理而获得的处理结果图像K 也全暗而成为什么也不反映的图像(参照图6(c))。 另一方面，如图8(a)所示，在顶端部13的二维图像I'中，顶端部13具有缺陷15 时，在晶圆10的圆周方向上排列的分割图像分别根据缺陷15的形状而成为不同的图像，通 过差分处理得到的各像素的信号的差分值在具有缺陷15的部位比较大，因此在各差分处 理图像中局部地反映出缺陷15。因此，如图8(b)所示，在通过反复进行在各差分处理图像 之间得到信号的差分的处理而得到的处理结果图像K'中，通过各差分处理图像反映出的缺 陷15的部分叠加显示。从而可以容易地识别晶圆IO(顶端部13)中的缺陷15的有无。
另外，在差分处理中，使分别构成第一 (第奇数个)分割图像I"l3、…I^的(多
个)像素和分别构成第二 (第偶数个)分割图像I2、I4、…I2W的(多个)像素在晶圆10的 圆周方向上对应，并得到各自的(各像素的)信号的差分，从而可以进行极小范围内的(分
辨率高的)差分处理，因此能够提高晶圆io的检查(包含缺陷的图像的提取)的精度。 此外，如上所述，具有制作表示由差分处理得到的信号的差分值和与得到该差分 值的分割图像对应的顶端部13中的角度位置之间的关系的直方图的处理，例如将图9所示 的直方图显示在接口部51的图像显示部上。从而，可以容易地识别在晶圆IO(顶端部13) 中存在缺陷的位置。 此时，检查部46在直方图中的某差分值大于预定的阈值时，判定为晶圆IO(顶端 部13)存在缺陷，并且根据直方图的数据确定存在缺陷的位置，从而能够自动地检测晶圆 10(顶端部13)的缺陷及存在缺陷的位置。 在图像上，在直方图中选择差分值大于预定的阈值的点后，可以显示在得到选择 的差分值的角度位置中由二维相机36拍摄的(存储于存储部52中的)存在缺陷的部分的 二维图像。从而，可以根据需要观察包含缺陷的详细图像。 此外，如上所述，由晶圆支撑部20旋转驱动晶圆10，线扫描相机31从与晶圆10的 旋转轴正交的方向在圆周方向上连续地拍摄晶圆10的顶端部13，从而能够高速地拍摄晶 圆10的顶端部13。 进而，通过在晶圆10的全周拍摄顶端部13，而可以一次对晶圆10的顶端部13整 体进行良否判断。 此外，由线扫描相机31拍摄顶端部13的明场像，从而能够高速地拍摄顶端部13 的明场像。 如上述实施方式所述，检查处理中使用的阈值被经验性地设定，以下参照图5所 示的流程图对设定该阈值的方法的一例进行说明。首先，在步骤S201中，进行预备摄像处 理而分别由线扫描相机31及二维相机36拍摄阈值设定用晶圆的顶端部(未图示)。在该 预备摄像处理中，与步骤S101的摄像处理同样地，线扫描相机31拍摄阈值设定用晶圆的顶 端部，并且与线扫描相机31的情况同样地，二维相机36拍摄阈值设定用晶圆的顶端部。
预备摄像处理结束后，在下一个步骤S202中，进行阈值设定处理以设定与二维相机36(二维图像传感器)对应的检查处理用的阈值。在阈值设定处理中，首先对由二维相机
36拍摄的阈值设定用晶圆(顶端部)的图像，由差分处理部44进行上述差分处理。然后，
在阈值设定用晶圆的顶端部人为地形成缺陷，并进行通过之前的差分处理得到的信号的差
分值和在由二维相机36拍摄的阈值设定用晶圆(顶端部)的图像中可识别的缺陷部分之
间的相关，作业者实验性地设定与二维相机36对应的检查处理用的阈值。 阈值设定处理结束后，在下一个步骤S203中，进行阈值修正处理以设定与线扫描
相机31 (线性传感器33)对应的检查处理用的阈值。在阈值修正处理中，首先对由线扫描相
机31拍摄的阈值设定用晶圆(顶端部)的图像，由差分处理部44进行上述差分处理。并
且，根据由该差分处理得到的信号的差分值，作业者实验性地进行在阈值设定处理中设定
的阈值的修正，设定与线扫描相机31对应的阈值。从而可以设定适当的阈值。 此外，这样设定阈值并如上述实施方式那样根据对由线扫描相机31拍摄的晶圆
IO(顶端部13)的图像进行的差分处理的处理结果进行检查处理时，例如可以使用根据信
号的差分值是否大于阈值而输出接通/断开(ON/OFF)信号的电路基板(未图示)来进行
检查处理。从而可以更高速地进行检查处理，可以在更短时间内进行晶圆10的检查(包含
缺陷的图像的提取)。 此外在上述实施方式中，可以根据由二维相机36拍摄并存储于存储部52中的反 映晶圆10的缺陷的二维图像，对缺陷的种类进行分类，在检查处理中根据由差分处理得到 的信号的差分值判别缺陷的种类。这样一来，不用二维图像的目视，根据对由线扫描相机31 拍摄的晶圆IO(顶端部13)的图像进行的差分处理的结果，就可以在更短时间内判别缺陷 的种类。 此时，在检查处理中，根据由差分处理得到的信号的差分值，例如如图9的直方图 所示，提取r(红)、g(绿)、b(蓝)的颜色信息，并根据提取出的颜色信息检查(由二维相 机36拍摄的)预定的干涉色的有无，从而也可以检查有无因形成于晶圆IO上的薄膜引起 的缺陷。 此外，在上述实施方式中，在晶圆10的全周拍摄顶端部13，但不限于此，也可以通 过控制部50的动作控制对顶端部13中的希望的角度位置范围进行拍摄。从而可以检查在 顶端部13中的希望的角度位置范围中有无缺陷。 进而，可以通过控制部50的动作控制，按照顶端部13中的各希望的角度位置范 围，改变分割处理中的分割图像的宽度。从而可以按照顶端部13中的各希望的角度位置范 围而变更检查精度。 此外，在上述实施方式中，摄像部30的线扫描相机31及二维相机36拍摄了晶圆 10的顶端部13，但不限于此，例如也可以如图2中的单点划线所示拍摄晶圆10的上斜面部 ll，或如图3中的双点划线所示拍摄晶圆10的下斜面部12。从而，不限于晶圆10的顶端部 13，也可以检查上斜面部11、下斜面部12中有无缺陷。进而，不限于晶圆10的外周端部或 外周端部附近，例如也可以检查玻璃基板等，尤其是对于表面形态基本一样的被检测物，应 用本实施方式非常有效。 此外，在上述实施方式中，差分处理部44反复进行在各差分处理图像JpJ2、…JN 之间得到信号的差分的处理，从而制作出1个处理结果图像K，但不限于此，也可以将各差 分处理图像卫、J2、…Jw分别重合而制作出1个处理结果图像K。
13
此外，在上述实施方式中，根据对由线扫描相机31拍摄的晶圆IO(顶端部13)的 图像的差分处理的处理结果来进行检查处理，但不限于此，也可以不设置线扫描相机31，而 根据对由二维相机36拍摄的晶圆IO(顶端部13)的图像的差分处理的处理结果，进行检查 处理。从而，在步骤S107中判定为顶端部13存在缺陷时，在缺陷图像提取处理中，提取出 与顶端部13中存在缺陷的角度位置对应的(基于二维相机36的)二维图像即可，可以省 略(由二维相机36)再度取得存在缺陷的部分的二维图像的工序。 此时，由二维相机36连续取得多个顶端部13的图像时，也可以不进行分割处理， 而在多个图像之间进行差分处理。 此外，上述检查装置1也可以不设置检查部46而用作观察晶圆10的顶端部13 的观察装置。另外，在这种观察装置的观察方法中，具有与上述实施方式同样的传送处理 (步骤S101)、摄像处理(步骤S102)、分割处理(步骤S103)、差分处理(步骤S104)、直方 图制作处理(步骤S105)以及显示差分处理的处理结果图像、直方图等的显示处理(步骤 S109)。从而可以获得与上述实施方式相同的效果。此时，摄像部30具有线扫描相机31或 二维相机36的任一个即可。 此外，以上示例了摄像部在被检测物的全周进行拍摄的情况，但摄像部也可以对 被检测物的圆周的一部分(例如1/4圆周或1/3圆周)进行拍摄。
1权利要求
一种观察装置，其特征在于，包括摄像部，拍摄被检测物中的第一范围以及相对于上述第一范围向预定方向偏移的第二范围；差分处理部，得到上述第一范围的图像和上述第二范围的图像在上述预定方向上对应的部分的信号的差分；和显示部，显示上述差分处理部的处理结果。
2. 根据权利要求l所述的观察装置，其特征在于，上述差分处理部使构成上述第一范围的图像的多个部分和构成上述第二范围的图像的多个部分在上述预定方向上对应，并得到各自的差分。
3. 根据权利要求1或2所述的观察装置，其特征在于，还具有相对移动部，使上述被检测物相对于上述摄像部向上述预定方向相对移动，上述摄像部根据上述相对移动而向上述预定方向连续地拍摄上述被检测物。
4. 根据权利要求3所述的观察装置，其特征在于，上述相对移动部将形成为大致圆盘状的上述被检测物的旋转对称轴作为旋转轴，以使上述被检测物的外周端部相对于上述摄像部的相对旋转方向为上述预定方向的方式旋转驱动上述被检测物，上述摄像部从与上述旋转轴正交的方向或平行的方向中的至少一个方向，连续地拍摄上述被检测物的外周端部或该外周端部附近的与该外周端部相连的部分。
5. 根据权利要求4所述的观察装置，其特征在于，上述摄像部在上述被检测物的全周进行上述拍摄。
6. 根据权利要求4所述的观察装置，其特征在于，上述摄像部在上述被检测物的圆周的一部分进行上述拍摄。
7. 根据权利要求1 6中任一项所述的观察装置，其特征在于，具有直方图制作部，用于制作表示由上述差分处理部得到的上述差分的值和与得到上述差分的图像对应的上述被检测物中的位置之间的关系的直方图。
8. 根据权利要求7所述的观察装置，其特征在于，能够根据上述直方图显示得到上述差分的图像。
9. 根据权利要求1 8中任一项所述的观察装置，其特征在于，上述摄像部具有用于对上述被检测物进行上述拍摄的线传感器，上述线传感器相对于上述被检测物向上述预定方向相对移动的同时连续地拍摄上述被检测物。
10. 根据权利要求9所述的观察装置，其特征在于，上述线传感器拍摄上述被检测物的端部或端部附近的明场像。
11. 根据权利要求9或10所述的观察装置，其特征在于，具有摄像位置设定部，用于设定上述线传感器相对于上述被检测物的相对移动范围。
12. 根据权利要求9 11中任一项所述的观察装置，其特征在于，上述摄像部具有用于拍摄上述被检测物的二维像的二维摄像器，上述显示部根据上述差分处理部的上述处理结果来设定上述二维摄像器的摄像范围。
13. —种检查装置，其特征在于，包括摄像部，拍摄被检测物中的第一范围以及相对于上述第一范围向预定方向偏移的第二 范围；差分处理部，得到上述第一范围的图像和上述第二范围的图像在上述预定方向上对应 的部分的信号的差分；禾口检查部，根据上述差分处理部的处理结果，检查上述被检测物。
14. 根据权利要求13所述的检查装置，其特征在于，上述差分处理部使构成上述第一范围的图像的多个部分和构成上述第二范围的图像 的多个部分在上述预定方向上对应，并得到各自的差分。
15. 根据权利要求13或14所述的检查装置，其特征在于， 还具有显示上述差分处理部的处理结果的显示部。
16. 根据权利要求13 15中任一项所述的检查装置，其特征在于， 具有直方图制作部，用于制作表示由上述差分处理部得到的上述差分的值和与得到上述差分的图像对应的上述被检测物中的位置之间的关系的直方图。
17. 根据权利要求16所述的检查装置，其特征在于，上述检查部在由上述差分处理部得到的上述差分的值大于预定的阈值时判定为存在 上述缺陷，并且根据由上述直方图制作部制作出的上述直方图来确定上述缺陷的位置。
18. 根据权利要求13 17中任一项所述的检查装置，其特征在于， 上述摄像部具有用于对上述被检测物进行上述拍摄的线传感器，上述线传感器相对于上述被检测物向上述预定方向相对移动的同时连续地拍摄上述 被检测物。
19. 根据权利要求18所述的检查装置，其特征在于， 上述摄像部具有用于拍摄上述被检测物的二维像的二维摄像器，上述显示部根据上述检查部进行的上述检查的结果来设定上述二维摄像器的摄像范围。
20. 根据权利要求19所述的检查装置，其特征在于，具有记录部，用于记录由上述二维摄像器拍摄的反映上述缺陷的二维图像， 上述检查部根据基于记录在上述记录部中的上述二维图像而分类的上述缺陷的种类， 由通过上述差分处理部得到的上述差分的值来判别上述缺陷的种类。
21. 根据权利要求20所述的检查装置，其特征在于，上述检查部根据由上述差分处理部得到的上述差分而提取颜色信息，并根据提取出的 上述颜色信息检查有无预定的干涉色，从而检查有无因形成于上述被检测物上的薄膜引起 的上述缺陷。
22. —种观察方法，其特征在于，包括摄像处理，拍摄被检测物中的第一范围以及相对于上述第一范围向预定方向偏移的第 二范围；差分处理，得到上述第一范围的图像和上述第二范围的图像在上述预定方向上对应的 部分的信号的差分；禾口显示处理，显示上述差分处理的处理结果。
23. 根据权利要求22所述的观察方法，其特征在于，在上述差分处理中，使构成上述第一范围的图像的多个部分和构成上述第二范围的图 像的多个部分在上述预定方向上对应，并得到各自的差分。
24. —种检查方法，其特征在于，包括摄像处理，拍摄被检测物中的第一范围以及相对于上述第一范围向预定方向偏移的第 二范围；差分处理，得到上述第一范围的图像和上述第二范围的图像在上述预定方向上对应的 部分的信号的差分；禾口检查处理，根据上述差分处理的处理结果，检查上述被检测物。
25. 根据权利要求24所述的检查方法，其特征在于，在上述差分处理中，使构成上述第一范围的图像的多个部分和构成上述第二范围的图 像的多个部分在上述预定方向上对应，并得到各自的差分。
26. 根据权利要求24或25所述的检查方法，其特征在于，在上述检查处理中，在由上述差分处理得到的上述差分的值大于预定的阈值时判定为 存在上述缺陷。
27. 根据权利要求26所述的检查方法，其特征在于，用于进行上述摄像处理的摄像部具有用于拍摄上述被检测物的二维图像传感器和线 传感器，根据对由上述线传感器拍摄的上述被检测物的图像进行的上述差分处理的处理结 果，进行上述检查处理，该检查方法还具有阈值设定处理，求出通过对由上述二维图像传感器拍摄的上述被检测物的图像进行的 上述差分处理而得到的上述差分的值、和能够在由上述二维图像传感器拍摄的上述被检测 物的上述图像中识别的上述被检测物的缺陷之间的相互关系，并设定与上述二维图像传感 器对应的上述阈值；禾口阈值修正处理，根据通过对由上述线传感器拍摄的上述被检测物的图像进行的上述差 分处理而得到的上述差分的值，进行在上述阈值设定处理中设定的上述阈值的修正，设定 与上述线传感器对应的上述阈值。
28. 根据权利要求27所述的检查方法，其特征在于， 利用能够进行预先设定的运算处理的电路基板进行上述检查处理。
全文摘要
本发明提供一种观察装置和观察方法以及检查装置和检查方法。本发明的检查装置具有摄像部(30)，拍摄被检测物中的第一范围以及相对于该第一范围向预定方向偏移的第二范围；差分处理部(44)，得到第一范围的图像和第二范围的图像在上述预定方向上对应的部分的信号的差分；和检查部(46)，根据差分处理部(44)的处理结果，检查被检测物中有无缺陷。
文档编号G01N21/89GK101796399SQ20088010581
公开日2010年8月4日 申请日期2008年9月4日 优先权日2007年9月5日
发明者坂口直史, 渡部贵志, 高桥正史 申请人:株式会社尼康