位置ずれ量検出方法および該位置ずれ量検出方法を用いた外観検査方法
【課題】 メモリ容量が問題とならない位置ずれ量の検出を行い、位置ずれ量に基づき基板の位置を補正し基板の外観検査を行う。
【解決手段】 参照テーブル４２４に基づいて、推定基準点位置設定部４１３により推定基準点位置および仮基準点位置設定部４１５により仮基準点位置が設定される。距離指標値算出部４１４が推定基準点位置と仮基準点位置との距離の標準偏差を求め、該標準偏差が最小となるときの回転角および仮基準点位置と基準点位置との位置差分値を位置ずれ量４２５として取得する。該位置ずれ量４２５に基づき被検査基板６の位置合わせを行うことで、メモリの使用容量を増やすことなく、確実に位置合わせを行うことができるとともに、外観検査を行うことができる。
【解決手段】 参照テーブル４２４に基づいて、推定基準点位置設定部４１３により推定基準点位置および仮基準点位置設定部４１５により仮基準点位置が設定される。距離指標値算出部４１４が推定基準点位置と仮基準点位置との距離の標準偏差を求め、該標準偏差が最小となるときの回転角および仮基準点位置と基準点位置との位置差分値を位置ずれ量４２５として取得する。該位置ずれ量４２５に基づき被検査基板６の位置合わせを行うことで、メモリの使用容量を増やすことなく、確実に位置合わせを行うことができるとともに、外観検査を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査基板の位置ずれ量を検出するための基準位置を正確に検出し、該基準位置に基づき位置ずれ量を求める位置ずれ量検出方法および、該方法により検出された位置ずれ量に基づき被検査基板の位置合わせを行い、被検査基板の外観検査を行う外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの製造において、生産性を向上するため歩留まりの改善が求められている。しかし、製造プロセス等の複雑化によりデバイスの欠陥が増える傾向にあり、歩留まりを改善するためには、製造過程で発生する欠陥を正確に検出することが重要となっている。
【０００３】
製造過程での欠陥として配線パターンの変形、切断、短絡等や、パーティクル、レジスト残りによる膜厚変動等がある。これらの欠陥を検出するためには、欠陥を有しない参照基板を撮像した参照画像と対象基板を撮像した対象画像とを比較し、対象画像と参照画像との画素値の差分計算を行う。そして、対象画像に欠陥が含まれている場合、欠陥位置の画素情報と参照画像の画素情報とが異なるため差分量が大きくなる性質を利用して、一定値以上の差分値を持つ位置を欠陥として検出していた。
【０００４】
そのため、欠陥検査において参照基板と対象基板の位置合わせの精度が検査精度を左右する重要な要素となっている。参照基板と対象基板の位置合わせを行うための技術として、対象基板から位置合わせのための基準となる位置、例えばアライメントマークや、ステージの回転中心と対象基板から検出した基準点との相対位置を精度良く検出することで、該基準となる位置に基づき参照基板に対する対象基板の位置合わせを行う技術が知られている。
【０００５】
例えば、基準となる位置を検出する技術として、ウェハ上に形成されたアライメントマークの位置を検出するためのマーク検知技術が知られており、特許文献１には、検出したいアライメントマークをテンプレートとして用いてテンプレートマッチングを行い、ウェハ上のアライメントマークの位置を検知する技術が開示されている。この技術を利用することで、結果的に位置合わせを行うための位置ずれ量を検出することができる。しかし、テンプレートマッチングは、ＸＹ方向に対する位置ずれ量の検出精度が高いという特徴を有するが、対象基板の回転や変倍に弱く、演算量が多いため処理に時間がかかるという問題を有する。さらに、テンプレートマッチングは、照明等の変化による対象画像の濃淡やコントラストの変化に弱いという問題も有する。そのため、テンプレートマッチングにより検出されるアライメントマークの位置は必ずしも精度が高く検出されているとは限らない。
【０００６】
そこで、上述したように対象画像に濃淡のばらつき等が存在する場合でも、基準となる位置を検出し、基準となる位置に基づき位置ずれ量を検出することができる技術として、特許文献２に記載されたパターンマッチング方法が知られている。特許文献２に記載されたパターンマッチング方法は、参照画像から抽出された特徴パターンを用いて、対象画像から特徴パターンの位置をテンプレートマッチングの一種である正規化相関法により検出する。しかし、上述したように対象画像の状態等により必ずしも精度が高く検出されているとは限らない。そのため、参照画像中の基準点に対応する候補位置を対象画像から算出し、各候補位置に対して一般化ハフ変換により対象画像中の基準点としてもっとも適した候補位置を検出することで、参照画像に対するＸＹ方向、回転角、および倍率についての位置ずれ量を検出することでパターンマッチングを行うものである。
【０００７】
具体的には、参照画像から特徴的な領域を特徴パターンとして設定するとともに、参照画像に対する対象画像のパターンマッチングの際に基準となる基準点を設定し、各特徴パターンと基準点との相対的な位置情報を参照テーブルとして生成する。そして、対象画像から特徴パターンと近似する画像情報を有する位置を正規化相関法等により取得する。
【０００８】
続いて、正規化相関法により取得された対象画像における特徴パターンと近似する位置からみた基準点の候補位置を一般化ハフ変換により検出する。一般化ハフ変換では、対象画像の回転角θおよび伸縮倍率κの複数の組み合わせによる基準点の複数の候補位置を求めるためのパラメータ空間を投票空間として設定し、投票により最大得票位置となる候補位置の座標を基準点、およびその時の回転角θおよび伸縮倍率κを求める。
【０００９】
ここで、一般化ハフ変換および正規化相関法について簡単に説明する。図１２は一般化ハフ変換による画像のＸＹ方向の位置ずれ量、回転方向の位置ずれ量および伸縮倍率の変化による位置ずれ量の検出を説明するための図である。一般化ハフ変換では、まず、参照図形９１の輪郭上の各エッジ点９１１における接線の傾きＡを調べ、エッジ点９１１を原点とした参照図形９１の基準点９１０の相対位置が相対極座標（ｒ，α）として求められる。そして、傾きＡをインデックスとして相対位置を参照できるようにした表１に例示する参照テーブルが準備される。
【表１】
【００１０】
ここで、認識の対象となる対象図形の輪郭上にあるエッジ点のＸＹ座標が（ｘｎ，ｙｎ）であり、エッジ点における接線の傾きがＡｎである場合に、参照図形９１をθだけ回転し、κ倍伸縮したものが対象図形であると仮定すると、対象図形における基準点のＸＹ座標（ｘ，ｙ）は、数式１により求めることができる。
【数１】
【００１１】
そこで、数式１のθおよびκについて所定の刻み幅で全ての組み合わせについて計算し、（ｘ，ｙ，θ，κ）の４次元空間に投票を行う。このとき、数式１のｒ，αは、（Ａｎ−θ）をインデックスとして参照テーブル（表１）から該当する相対極座標を取得したものである。参照テーブルに（Ａｎ−θ）に対応するｒ，αが複数登録されている場合には、全ての組み合わせについて投票が行われる。対象図形の輪郭上の全てのエッジ点に対して投票を行うことにより、対象図形における基準点のＸＹ座標近傍に多数の投票が集まることとなり、最大の得票数を取得したエッジ点が対象図形における基準点ＸＹ座標であり、同時にθおよびκを求めることができる。
【００１２】
また、正規化相関法では、座標（ｘ，ｙ）における参照画像の画素値がｆ（ｘ，ｙ）であり、対象画像の画素値がｇ（ｘ，ｙ）と表されるものとすると、数式２により対象画像を参照画像から（ｍ，ｎ）だけずらして重ねたときの両者の類似度Ｃ（相関値とも呼ばれる）が求められる。
【数２】
【００１３】
数式２において、ｆａｖ，ｇａｖは、参照画像および対象画像において互いに対応する領域の画素値の平均値である。数式２による演算を全ての（ｍ，ｎ）に対して行い、類似度Ｃが最も大きくなるときの（ｍ，ｎ）が参照画像に対する対象画像の画像情報が近似する位置として求められる。
【００１４】
以上の手法を組み合わせることで特許文献２ではＸＹ方向の位置ずれ量、回転方向の位置ずれ量および倍率の変化による位置ずれ量を検出し、パターンマッチングを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００２−２１０５７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１９２５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献２のパターンマッチング法で用いられている基準点を検出する方法において検出精度を向上させるには、回転角θおよび倍率κの刻み幅を細かく（すなわち、分解能を高く）し、これに応じた投票空間を設定する必要がある。そのため、回転角や倍率の分解能を高くすると、該分解能に比例して投票空間を構成するために必要とするメモリ容量が増大するという問題があった。また、仮に分解能の高い投票空間を設定できたとしても、投票のための候補位置が多すぎることによって投票数の分散が起こりやすくなり最大得票位置が決まらないという問題があった。また、対象画像から特徴パターンと一致する位置を正規化相関法により取得する際、対象画像中の特徴パターンと一致する領域内に欠陥を有する場合、正しく取得することができない場合がある。そのため、誤検出された特徴パターンと一致する位置に基づき基準点の位置を算出するため、算出された基準点の位置の精度が低下するという問題があった。
【００１７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、使用するメモリ容量が問題とならない新規な手法により被検査基板の基準となる位置を検出し、基準となる位置に基づき位置ずれ量を検出することで検査対象物の位置合わせを行い、被検査基板上の外観検査を行う外観検査および位置ずれ量検出を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するため、ステージに載置された参照基板を撮像し取得した複数の基準画像に対応するステージ上での位置を示す基準画像位置と、ステージの回転中心である基準点位置とのそれぞれの相対位置情報を参照テーブルとして生成する準備工程と、被検査基板を撮像し取得した基準画像に画像情報が近似する特徴画像のステージ上での位置をあらわす特徴画像位置を取得する特徴画像位置取得工程と、参照テーブルを参照して、各特徴画像位置からみた基準点位置に相当するそれぞれのステージ上での位置を推定基準点位置として設定する推定基準点位置設定工程と、推定基準点位置設定工程で取得したそれぞれの推定基準点位置の平均位置を仮基準点位置として設定する仮基準位置設定工程と、基準点位置を中心とする回転角を所定の分解能で変位させつつ、回転角ごとに推定基準点位置と仮基準点位置との距離の標準偏差または距離の分散をそれぞれ算出する距離指標値算出工程と、距離指標値算出工程で算出される距離の標準偏差または距離の分散が最小となるときの回転角および仮基準点位置と基準点位置との位置差分値を位置ずれ量として取得する位置ずれ量取得工程と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
このように構成された発明では、回転角および推定基準点位置との複数の組み合わせごとに、距離指標値算出工程により距離の標準偏差または距離の分散を算出し、距離の標準偏差または距離の分散が最小となるときの位置ずれ量をメモリに記憶しておけば、メモリ空間上にすべての組み合わせに応じた投票空間を設ける必要がない。したがって、回転角の分解能を高くした場合でもメモリ容量が問題とならない処理を行うことができる。
【００２０】
また、本願発明に係る位置ずれ量検出方法において、特徴画像位置取得工程により取得された特徴画像位置が、基準画像の画像情報が近似する特徴画像の位置として取得されたか否かを判定する不正特徴画像位置判定工程とをさらに備え、不正特徴画像位置判定工程は、推定基準点位置と仮基準点位置との距離の値が、距離の標準偏差に基づき設定される閾値よりも大きい場合、推定基準点位置に対応する特徴画像位置を不正と判定し、不正な特徴画像位置を削除することを特徴とする。
【００２１】
このように構成された発明では、特徴画像位置取得工程において誤検出等により不正な特徴画像位置が取得されていた場合でも、不正特徴画像位置判定工程により、不正な特徴画像位置を削除することができ、仮基準点位置の算出精度を落とさないため、位置ずれ量の検出精度の低下を防ぐことができる。
【００２２】
また、本願発明に係る位置ずれ量検出方法において、特徴画像位置取得工程の前に、前記被検査基板に対してプリアライメントを行うプリアライメント工程を備えることを特徴とする。
【００２３】
このように構成された発明では、特徴画像位置取得工程の前にプリアライメントを行うことで、被検査基板の回転方向の位置ずれ量について、プリアライメントの性能に基づき回転角の変位させる範囲を決めることができるため、位置ずれ量の算出を高速に行うことができる。
また、本発明の外観検査方法は、上記した位置ずれ量検出方法を用いて、位置ずれ量取得工程により取得された位置ずれ量に基づき、被検査基板の位置合わせを行い、被検査基板の外観検査を行う検査工程と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
このように構成された発明では、回転角および推定基準点位置との複数の組み合わせごとに、距離指標値算出工程により距離の標準偏差または距離の分散を算出し、距離の標準偏差または距離の分散が最小となるときの位置ずれ量をメモリに記憶しておけば、メモリ空間上にすべての組み合わせに応じた投票空間を設ける必要がない。したがって、回転角の分解能を高くした場合でもメモリ容量が問題とならない処理を行うことができる。その結果、該基板の外観検査を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、参照基板に対する被検査基板の位置ずれ量であるＸＹ軸方向の位置ずれ量および回転方向の位置ずれ量を検出するために、投票空間を設ける必要がないため、投票数が分散して最大得票数を有する仮基準点位置が決まらないことによる各位置ずれ量の検出が行えない事態の発生を防ぐことができるとともに、距離の標準偏差または距離の分散が最小となるときの位置ずれ量をメモリ領域に確保すればよく、メモリ容量が問題とならない位置ずれ量の検出を行うことができる。そして、検出された位置ずれ量に基づき基板の位置合わせを行い該基板の外観検査を確実に行うことができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】外観検査装置の構成を示す説明図である。
【図２】コンピュータの構造を示す図である。
【図３】コンピュータの機能構成を示すブロック図である。
【図４】準備作業のフローを示す図である。
【図５】参照基板の一例を示す図である。
【図６】参照基板の回転中心を示す外観図である。
【図７】外観検査の一連のフローを示す図である。
【図８】被検査基板の一例を示す図である。
【図９】第１の実施形態の位置ずれ量を取得する処理のフローを示す図である。
【図１０】第２の実施形態のコンピュータの機能構成を示すブロック図である。
【図１１】第２の実施形態の位置ずれ量を取得する処理のフローを示す図である。
【図１２】一般化ハフ変換による位置ずれ量の検出を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は本実施形態に係る外観検査装置１の構成を示す説明図である。外観検査装置１は、基板Ｗを保持するとともに移動する基板保持部２、基板Ｗを撮像することにより基板Ｗの全体あるいは一部を二次元画像の画像データとして取得する撮像部３、並びに、基板保持部２および撮像部３に接続されたコンピュータ４とから構成される。
【００２８】
基板保持部２は、基板Ｗを水平に保持するステージ２１およびステージ２１をＸ・Ｙ・θ方向に移動するステージ駆動部２２を有し、ステージ２１は平板状の外形を有しており、またステージ２１の上面には、図示しない吸着溝が設けられており、これらの吸着溝の内底部には図示しない複数の吸引孔が分散して形成されている。これらの吸引孔は、真空ポンプ等に接続されており、真空ポンプを動作することによって、吸着溝内の雰囲気を排気することができる。これにより、ステージ２１の上面に基板Ｗを載置する際には、吸引孔の吸引圧により基板Ｗを水平に保ちつつ、ステージ２１の上面に固定的に保持することができる。
【００２９】
また、ステージ駆動部２２は、ステージ２１を図１中のＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸周りの回転方向に移動させるための機構である。ステージ駆動部２２は、ステージ２１を回転させる回転機構２３、ステージ２１を回転可能に支持する支持プレート２４、支持プレート２４をＸ軸方向に移動させるＸ方向移動機構２５、Ｘ方向移動機構２５を介して支持プレート２４を支持するベースプレート２７をＹ軸方向に移動させるＹ方向移動機構２６から構成される。
【００３０】
回転機構２３は、リニアモータ２３１と、ステージ２１の中央部下面側と支持プレート２４との間に図示しない回転軸とを備える。リニアモータ２３１はステージ２１の端部に取り付けられた図示しない移動子と、支持プレート２４の上面に敷設された図示しない固定子とからなる。このため、リニアモータ２３１を動作させると、固定子に沿って移動子がＸ軸方向に移動し、支持プレート２４上の回転軸を中心としてステージ２１が所定の角度の範囲内で回転する。
【００３１】
Ｘ方向移動機構２５は、リニアモータ２５１と、支持プレート２４とベースプレート２７との間に、Ｘ方向に伸びる一対のガイド部２５２とを備える。リニアモータ２５１は、支持プレート２４の下面に取り付けられた図示しない移動子と、ベースプレート２７の上面に敷設された図示しない固定子とからなる。このため、リニアモータ２５１を動作させると、ベースプレート２７上のガイド部２５２に沿って支持プレート２４がＸ軸方向に移動する。
【００３２】
Ｙ方向移動機構２６は、リニアモータ２６１と、ベースプレート２７と基台２８との間に、ベースプレート２７の一部を案内するＹ軸方向に伸びる図示を省略するガイド部とを備える。リニアモータ２６１は、ベースプレート２７の下面に取り付けられた図示しない移動子と、外観検査装置１の基台２８上に敷設された図示しない固定子とからなる。このため、リニアモータ２６１を動作させると、基台２８上の図示しないガイド部に沿ってベースプレート２７がＹ軸方向に移動する。
【００３３】
撮像部３は、ステージ２１の上方に配設されており、ステージ２１に保持された基板Ｗを撮像するための機構である。撮像部３は、照明光を出射する光源３１、基板Ｗに照明光を導くとともに基板Ｗからの光が入射する光学系３２、および、光学系３２により結像された基板Ｗの像を電気信号に変換し、コンピュータ４へと出力する撮像デバイス３３を有する。撮像部３としては、例えば、ＣＣＤカメラなどを用いることができる。
【００３４】
コンピュータ４は、ステージ駆動部２２、撮像部３を制御するとともに、撮像部３によって撮像された基板Ｗの画像に基づいて所定の処理を行う。次に、コンピュータ４の構成について図２を用いて詳述する。
【００３５】
コンピュータ４は、図２に示すように、各種演算処理を行う演算部４１（例えば、ＣＰＵなど）、基本プログラムおよび各種情報を記憶する記憶部４２（例えば、ＲＯＭやＲＡＭなど）をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインはさらに情報記憶を行う固定ディスク４３（例えば、ハードディスクドライブなど）と、各種情報を表示する表示部４４（例えばディスプレイなど）、操作者からの入力を受け付ける入力部４５（例えば、キーボードおよびマウスなど）、コンピュータ読み取り可能な記録媒体４６（例えば、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等）から読み取りを行う読取装置４７、並びに、ステージ駆動部２２や撮像部３との間で通信を行う通信部４８が、適宜、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を介する等して接続される。なお、例えば表示部４４と入力部４５との機能が一体となったタッチパネルディスプレイなどを用いても良い。
【００３６】
コンピュータ４には、事前に読取装置４７を介して記録媒体４６からプログラム４６１が読み出され、固定ディスク４３に記憶される。そして、プログラム４６１が記憶部４２（例えば、ＲＡＭなど）にコピーされるとともに演算部４１が記憶部４２のプログラム４６１に従って演算処理を実行することにより（すなわち、コンピュータ４がプログラム４６１を実行することにより）、コンピュータ４が基板Ｗの検査を実行する。
【００３７】
図３は、演算部４１がプログラム４６１に従って動作することにより実現する機能構成を示すブロック図である。なお、これらの機能は専用の電気回路により実現されてもよく、部分的に電気回路が用いられてもよい。
【００３８】
演算部４１は、参照テーブル生成部４０２と、位置ずれ量取得部４０１と、補正量算出部４１６と、検査部４０４とからなる。参照テーブル生成部４０２は、あらかじめ取得された基準画像位置座標４２２と基準点位置座標４２３とから、これらの相対的な位置関係をあらわす相対位置情報を参照テーブル４２４として生成し、記憶部４２に記憶する機能を有する。また、位置ずれ量取得部４０１は、基準となる基板の位置と検査対象となる基板の位置とのＸＹ方向、回転方向および伸縮倍率による位置ずれ量４２５を取得するため、特徴画像位置取得部４１２、推定基準点位置設定部４１３、距離指標値算出部４１４、仮基準点位置設定部４１５とを備える。
【００３９】
特徴画像位置取得部４１２は、基準画像データ４２１を用いて検査対象となる基板から指定された画像と画像情報が一致する特徴画像を取得する機能を有する。推定基準点位置設定部４１３は、特徴画像位置取得部４１２で取得された特徴画像と参照テーブル４２４とから後述する推定基準点位置を取得し、仮基準点位置設定部４１５が推定基準点位置を用いて仮基準点位置を設定する。そして、距離指標値算出部４１４が各推定基準点位置と仮基準点位置との間の距離指標値を算出する。これらの各部が動作することで位置ずれ量取得部４０１は位置ずれ量４２５を取得することができる。位置ずれ量４２５に基づき実際にステージ２１を補正するための補正量の算出を補正量算出部４１６が行う。そして、検査部４０４は位置合わせが行なわれた基板に対して検査を行う。
【００４０】
コンピュータ４にて検査が行われる前の準備作業の流れについて図４で説明する。また、図５は半導体チップであるダイ５０が複数形成された参照基板５を説明するための図である。以下、図３、図４および図５を参照しつつ、準備作業について説明する。
【００４１】
準備作業では、別途検査が行われ欠陥や伸縮変化を有しない参照基板５が図示を省略するプリアライメント装置によってプリアライメントが行なわれる（ステップＳ１１）。そして、外観検査装置１のステージ２１上に搬入され載置される（ステップＳ１２）。プリアライメント装置では、例えば、基準と考える位置に対する基板の回転方向の大きな位置ずれ等を±１度程度の回転方向の位置ずれの精度までオリエンテーションフラットを基準として基板の回転補正等が行なわれる。そして、プリアライメント装置から搬送ロボット等によりステージ２１上に搬送される。
【００４２】
続いて、ダイ５０の連続した配置と、ステージ２１が移動するＸ方向およびＹ方向の移動方向とが垂直、水平となるようにプリアライメント装置から搬送ロボットによってステージ２１に参照基板５が搬送される際に発生する参照基板５の微小回転を補正する（ステップＳ１３）。その具体的な方法について、図６を用いて説明する。図６は参照基板５に対してステージ２１の回転中心を基準に撮像部３により撮像した外観図である。なお、説明の都合上、図６には点線にて参照基板５を図示しているが、後述する表示部４４には画像５０２が表示される。
【００４３】
ステージ２１の上方に配設された撮像部３は、Ｙ方向移動機構２６によりＹ方向に移動しているステージ２１に載置された参照基板５を撮像する。図６には参照基板５上に整列配置されたダイ５０間に形成されるスクライブラインが画像５０２として撮像されている。そして、撮像された画像５０２は表示部４４に表示される。操作者は、表示部４４に表示された画像５０２に対して、入力部４５を介して、参照基板５の一方の周端から他方の周端までスクライブラインに沿った基準線５０１を指定する。
【００４４】
すなわち、基準線５０１が指定されることで、基準線５０１の始点５０３と終点５０４とのステージ２１に対する座標位置、および始点５０３から下ろされた垂線５０５が参照基板５の周端で交わる交点５０６の座標位置とがステージ２１に対する座標位置としてあらわされ、三平方の定理を用いてステージ２１上に載置された参照基板５の基準と考える位置からの回転角（基準線５０１と垂線５０５とのなす角）を算出することができる。算出された回転角に基づきテージ２１を回転機構２３によりステージ２１の回転中心のまわりに終点５０４が交点５０６と一致する方向に回動させることで参照基板５の位置を補正する。
【００４５】
以上の動作により補正された参照基板５の配置された状態をステージ２１上に回転方向の位置ずれを有しない状態で配置されたと定義する。この配置を基準に後述する被検査基板６の位置ずれ量を検出する。なお、本発明において検出する位置ずれ量とは、参照基板５に対する被検査基板６のステージ２１上でのＸＹ方向の位置ずれ、回転方向の位置ずれおよび／または伸縮倍率の変化による位置ずれをさすものである。
【００４６】
次に、参照基板５の全体像が表示部４４に表示され、操作者によって入力部４５を介して、参照画像となる撮像領域が矩形領域として指定される（ステップＳ１４）。また、併せて指定された領域のステージ２１における座標を記憶部４２に記憶しておく。本実施例では、まず、図５（ａ）の参照基板５上の点線で示される撮像領域３０１ａが指定されている。ここで、参照画像４９の一例として撮像領域３０１ａを撮像した画像を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）は参照画像４９を拡大して示す外観図である。すなわち、図５（ｂ）で示すように、操作者によって指定された撮像領域が参照画像４９として表示部４４に拡大して表示される。なお、参照画像４９は、参照基板５上の回路パターンの設計データ等から直接生成されてもよい。
【００４７】
次に、表示部４４に表示された参照画像４９から操作者によって入力部４５を介して、操作者が参照画像４９中の特徴的な領域と認識する領域を基準画像４９１ａとして１箇所指定する（ステップＳ１５）。指定された基準画像４９１ａは、基準画像データ４２１として記憶部４２に記憶される。なお、矩形領域の指定については、特徴的な領域を包含するように指定すればよいが、矩形領域が大きすぎると以降の処理において演算時間の増大に繋がるため、経験的には画像を構成する画素として３２画素角程度とすることが好ましい。
【００４８】
続いて、基準画像４９１ａを示す画像領域における右下の位置を基準画像位置４９２ａとして設定する（ステップＳ１６）。この設定は、操作者によらず、あらかじめ基準画像４９１ａ内で右下の位置を基準画像位置４９２ａとするように決めている。なお、基準画像位置として設定する位置は、右下の位置に限られるものではなく、例えば、基準画像内の重心位置や他の四隅の点を基準画像位置として設定してもよい。また、操作者によって基準画像の設定とあわせて基準画像位置を設定する構成としてもよい。
【００４９】
次に、所定の数の基準画像が指定されていなければステップＳ１４に戻り（ステップＳ１７）、所定の数の基準画像が指定されるまで、ステップＳ１４からステップ１６が繰り返される。したがって、図５（ａ）に示すとおり、撮像領域３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄの３箇所についても、基準画像４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄを指定し、基準画像位置４９２ｂ、４９２ｃ、４９２ｄが設定されることとなる。なお、設定された４つの基準画像位置４９１ａ、４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄについては、基準画像位置座標４２２として記憶部４２にステージ２１上の位置をあらわす座標として記憶される。
【００５０】
４箇所の撮像領域３０１ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０１ｄのそれぞれについて基準画像４９１ａ、４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄが指定されると、参照テーブル生成部４０２は、それぞれの基準画像４９１ａ、４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄに対応する４つの基準画像位置４９２ａ、４９２ｂ、４９２ｃ、４９２ｄについてステージ２１の回転中心である（ステージ２１上の座標系における原点でもある）基準点位置４９０との相対的な位置関係をあらわす相対位置情報を参照テーブル４２４として生成する（ステップＳ１８）。具体的には、ステージ２１の回転中心である基準点位置４９０は、ステージ２１上の位置をあらわす座標として記憶部４２に基準点位置座標４２３として記憶されている。
【００５１】
そして、ステップＳ１６で記憶部４２に記憶している基準画像位置座標４２２と基準点位置座標４２３とから、それぞれの相対位置を極座標として求め、記憶部４２に参照テーブル４２４として記憶される。これにより、各基準画像位置４９２ａ、４９２ｂ、４９２ｃ、４９２ｄと基準点位置４９０の相対位置情報を参照テーブル４２４として生成することができる。表２は参照テーブル４２４の内容を例示しており、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は４つの基準画像４９１ａ、４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄに対応し、極座標の距離と角度は、ｒ，αに添字を付して示している。なお、参照テーブル４２４の構造は実質的に同様であれば表２に示されるものには限定されず、例えば、ＸＹ座標系であってもよく、基準点位置４９０を基準とした各基準画像位置４９２ａ、４９２ｂ、４９２ｃ、４９２ｄとの相対位置をあらわすものであってもよい。
【表２】
【００５２】
なお、本実施例では、撮像領域として４箇所の撮像領域３０１ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０１ｄを指定した。その理由は、例えば１箇所について基準画像の情報が後述する被検査基板から取得できなかったとしても、残りの基準画像を用いて精度よく位置ずれ量の検出を行うことができるためである。したがって、４箇所以上の撮像領域を指定してもよい。また、少なくとも２箇所以上の撮像領域が指定されれば、本発明を実施することができる。
【００５３】
次に、外観検査装置１において基板Ｗの検査が行われる際の動作について説明する。図７は外観検査の一連のフローを示す図である。また、図８（ａ）は検査対象となる被検査基板６の一例を示す図であり、反時計回り方向にわずかに回転した例を示している。また、図面を用いた説明の便宜上、被検査基板６上に形成されているダイ５０は図示を省略している。図８（ｂ）は被検査基板６を撮像して取得した対象画像５１の一例を示す図である。以下に、図３、図７および図８を参照して外観検査の一連の流れを説明する。
【００５４】
検査に際して、図示しないプリアライメント装置によって被検査基板６の位置合わせが行なわれ（ステップＳ２１）、プリアライメント装置から図示しない搬送ロボット等により外観検査装置１に被検査基板６が搬入されるとともに、基板保持部２を構成するステージ２１上に載置される（ステップＳ２２）。したがって、ステージ２１上に載置された被検査基板６は回転方向の位置ずれ量はプリアライメント装置の位置合わせ精度および搬送ロボットの搬送精度に依存し、例えばプリアライメント装置の回転方向の位置合わせ精度が±１．０度以内であれば、経験的におよそ±１．５度以内に回転方向の位置ずれ量がおさまっていると仮定することができる。
【００５５】
ステージ駆動部２２が被検査基板６を撮像部３の下方へ移動させるとともに、記憶部４２に記憶されている基準画像位置座標４２２に基づき撮像部３が被検査基板６を撮像し対象画像５１を取得する（ステップＳ２３）。取得された対象画像５１は、コンピュータ４へと転送される。本実施例では、図８（ａ）に示すとおり、４つの基準画像位置座標４２２を撮像部３により撮像することで、不要な領域を撮像する必要がなくなり処理の高速化を行うことができる。
【００５６】
４箇所の撮像領域３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄにおいて対象画像５１が取得されると、コンピュータ４の位置ずれ量取得部４０１により、参照基板５に対する被検査基板６の位置ずれ量４２５が取得される（ステップＳ２４）。位置ずれ量取得部４０１による位置ずれ量４２５の取得については後で詳細に説明を行う。
【００５７】
位置ずれ量４２５が取得されると、補正量算出部４１６が位置ずれ量４２５に基づきステージ２１の位置を補正するための補正量を算出する。そして、算出された補正量に基づきステージ駆動部２２を駆動させることで被検査基板６を載置するステージ２１を駆動し、被検査基板６の参照基板５に対する位置ずれを補正するように位置合わせを行う（ステップＳ２５）。
【００５８】
補正量はステップＳ２４で算出されたＸＹ方向の位置ずれ量（ｘ，ｙ）と、回転方向の位置ずれ量θと、伸縮倍率の変化による位置ずれ量κとから数式３により算出することができる。そして、回転機構２３によりステージ２１を回転方向の位置ずれ量θだけ回動させた後、ＸＹ方向の位置ずれについては数式３によって算出されたＸ方向の補正値Ｘａと、Ｙ方向の補正値Ｙａに基づきＸ方向移動機構２５、Ｙ方向移動機構２６によりステージ２１をＸＹ方向に移動することで位置合わせを行うことができる。すなわち、補正量とは、参照基板５に対する被検査基板６の位置ずれに対して、ステージ２１を移動させることによって位置ずれを補正するためのステージ２１のＸＹ方向および回転方向の移動量を示すものである。
【数３】
【００５９】
そして、被検査基板６に対して所定の検査が行われる（ステップＳ２６）。所定の検査としては、例えば、被検査基板６を撮像して得られた検査画像と、欠陥を有しないマスタ画像との画素値の差分を求めることで欠陥を検出する方法や、他の既知の検査方法を適用することができる。
【００６０】
検査後の被検査基板６は図示しない搬送ロボット等により外観検査装置１から搬出される（ステップＳ２７）。
【００６１】
続いて、位置ずれ量取得部４０１による位置ずれ量４２５を取得する処理の流れについ図８、図９を用いて詳細に説明する。
【００６２】
位置ずれ量取得部４０１は、基準となる参照基板に対して検査対象となる被検査基板が、ＸＹ方向、回転方向および／または伸縮によりどれだけずれているかを取得する機能を有し、特徴画像位置取得部４１２と、推定基準点位置設定部４１３と、距離指標値算出部４１４、仮基準点位置設定部４１５から構成されている。
【００６３】
特徴画像位置取得部４１２は、記憶部４２に記憶されている基準画像データ４２１に基づき対象画像５１から正規化相関法により基準画像と画像情報が近似する画像領域を特徴画像として取得する機能を有する。なお、画像情報としては、基準画像を構成する各画素における階調値等を用いることができる。そして、特徴画像位置取得部４１２は対象画像から特徴画像を取得することで特徴画像位置を取得する（ステップＳ２３１）。
【００６４】
本実施例を用いて具体的に説明する。図８（ｂ）は対象画像５１を拡大して示す外観図である。ステップＳ２２で取得された対象画像５１に対して、記憶部４２に記憶されている基準画像データ４２１に基づき基準画像４９１ａを左上から順に画素単位で逐次移動させつつ、基準画像４９１ａと重複する対象画像の画像領域での類似している割合を類似度Ｃ（数式２により算出される値）として算出していく。数式２によって算出される類似度Ｃは、基準画像４９１ａと対象画像５１の画像領域との相関が高ければ１．０に近づき、相関が低ければ−１．０に近づく。すなわち、基準画像４９１ａと対象画像５１の画像領域が似ている（すなわち、類似度が高い）領域であれば１．０に近づき、似ていない（すなわち、類似度が低い）領域では−１．０に近づくものである。
【００６５】
基準画像４９１ａを対象画像５１に対して走査した結果、最も類似度Ｃが１．０に近づいた領域で決定される画像領域を特徴画像とし、特徴画像位置を取得することができる。なお、最も類似度Ｃが１．０に近づいた領域を特徴画像としているのは、対象画像において基準画像と一致する画像領域に欠陥や撮像不良等が存在する場合、類似度Ｃが１．０とはならないためである。したがって、どの程度類似していれば特徴画像とするか、あらかじめ操作者等の経験則に基づき類似度Ｃの閾値を設定することが好ましい。このようにすることで、所定の類似度を有する画像領域を特徴画像として取得することができ、位置ずれ量の取得を好適に行うことができる。
【００６６】
本実施例では、図８（ｂ）において特徴画像５１１ａが取得されたことを示している。同様に他の３つの基準位置画像４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄを用いて特徴画像５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄが取得された様子を図８（ａ）に示している。したがって、最終的に４つの特徴画像５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄが取得される。なお、図示の都合上、取得された各特徴画像をあらわす特徴的なパターンは省略している。
【００６７】
そして、４つの特徴画像５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄに対して、右下の位置が特徴画像位置５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄ（極座標）として取得される。なお、特徴画像位置としては、基準画像における基準画像位置に相当する特徴画像内での位置が特徴画像位置として取得される。そして、取得された４つの特徴画像位置５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄは基準画像位置と同様にステージ２１上の位置をあらわす座標として記憶部４２に一時的に記憶される。
【００６８】
前述した手法により取得された特徴画像５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄは、上述したように被検査基板６の回転や被検査基板６上の欠陥等により必ずしも基準画像と完全に一致した画像領域として見つかるとは限らない。そのため、高精度に位置ずれ量を取得するため以降の処理ステップにより仮基準点位置５１０を設定する必要がある。
【００６９】
被検査基板６の伸縮や回転による参照基板５に対する位置ずれ量を検出するため、伸縮倍率κと回転角θとの複数の組み合わせを設定する（ステップＳ２３２、ステップＳ２３３）。すなわち、伸縮倍率κ、回転角θを所定の分解能Δκ、Δθで変位させる。なお、伸縮倍率κを考慮する必要がない場合は、回転角θのみ設定するようにしてもよい。また、伸縮倍率κは参照基板に対する被検査基板の伸縮率をあらわすものであり、回転角θは、ステージ２１の回転中心である基準点位置４９０を中心とする回転角をあらわす。
【００７０】
続いて、推定基準位置設定部４１３により、それぞれの回転角θおよび伸縮倍率κの複数の組み合わせについて、参照テーブル４２４に記述されている相対位置情報を参照して、それぞれの特徴画像位置５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄからみた参照基板５における各基準点位置に相当する位置である４つの推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄをステージ２１における位置をあらわす座標として設定する（ステップＳ２３４）。
【００７１】
具体的には、被検査基板６における複数の特徴画像位置の座標（ｘ（Ｐi），ｙ（Ｐi））に対して、参照テーブル４２４に記述された相対位置情報である（ｒ（Ｐi），α（Ｐi））が関連づけられており、被検査基板６をθだけ回転させて、κだけ伸縮することで参照基板５に一致する場合、被検査基板６中の推定基準点位置となる座標（ｘi，ｙi）は数式４により算出することができる。ここで、iは特徴画像位置に付けられたインデックス番号をあらわす添字であり、本実施例では０≦ｉ≦３の範囲をとる。
【数４】
【００７２】
さらに、仮基準点位置設定部４１５により、各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄから仮基準点位置５１０を算出する（ステップＳ２３５）。仮基準点位置５１０の座標（Ｏｘ，Ｏｙ）は、各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄの座標からｘ座標，ｙ座標についてそれぞれの平均を求めることで算出される平均位置の座標である。具体的には数式５を用いて算出することができる。したがって、仮基準点位置５１０は、ステージ２１における位置をあらわす座標として算出される。
【数５】
【００７３】
次に距離指標値算出部４１４が各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄと仮基準点位置５１０とから距離指標値を算出する（ステップＳ２３６）。距離指標値とは、ステージ２１上における各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄの座標（ｘi，ｙi）と仮基準点位置５１０の座標（Ｏｘ，Ｏｙ）との位置ずれを評価するためのものであり、例えば、各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄと仮基準点位置５１０との距離の標準偏差を用いることができる。距離指標値として標準偏差を用いる場合の算出式を数式６に示す。ここで、ｈは推定基準点位置と仮基準点位置との距離をあらわす。なお、距離指標値として各推定基準点位置と仮基準点位置との距離の分散を用いてもよい。
【数６】
【００７４】
なお、ここで数式７は数式６における各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄと仮基準点位置５１０との各座標間の距離から算出される平均をあらわし、数式８は数式６における推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄと仮基準点位置５１０との各座標間の距離の平均をあらわしている。
【数７】
【数８】
【００７５】
位置ずれ量取得部４０１は距離指標値を変数である評価値ｆに代入するとともに、距離指標値が算出された時の回転角θ、伸縮倍率κおよび、基準点位置４９０と仮基準点位置５１０との位置差分値を位置ずれ量４２５として記憶部４２に記憶する（ステップＳ２３７）。なお、位置差分値とは、基準点位置４９０のＸＹ座標と、仮基準点位置５１０のＸＹ座標の符号付きの差分値である。そして、回転角θおよび／または伸縮倍率κについて所定の分解能Δκ、Δθで変位させるとともに、すべての回転角θおよび／または伸縮倍率κの組み合わせについて繰り返し処理が完了するまで処理が行なわれる（ステップＳ２３８、ステップＳ２３９）。
【００７６】
ここで、処理が繰り返されるごとに、記憶部４２に記憶されている評価値ｆと、直近で算出した距離指標値とを比較し、距離指標値の方が小さい場合は、評価値ｆに新たな距離指標値を代入するとともに、回転角θおよび／または伸縮倍率κおよび仮基準点位置の座標（Ｏｘ，Ｏｙ）を用いて位置ずれ量４２５を更新する。すなわち、記憶部４２に記憶される位置ずれ量４２５は、逐次更新されるため回転角θと伸縮倍率κとのすべての組み合わせ数に応じたメモリ空間を確保する必要がない。したがって、回転角θと伸縮倍率κの組み合わせの数を増やしたとしても（すなわち、分解能を高くしたとしても）、位置ずれ量４２５を記憶可能にするメモリ空間だけでよく、使用するメモリ容量を増大することはない。
【００７７】
上記ステップＳ２３２からステップＳ２３９までの処理を繰り返すことで、伸縮倍率κと回転角θのすべての組み合わせにおける最小の評価値ｆとなるときの位置ずれ量４２５を求めることができる（ステップＳ２４０）。位置ずれ量４２５が取得されるとステップＳ２５に戻りステージ２１の位置合わせのための補正量を算出し位置合わせが行なわれる。
【００７８】
以上に説明したように、外観検査装置１では距離指標値を用いることで、回転角θと伸縮倍率κの組み合わせに応じた投票空間を確保する必要がなく、位置ずれ量４２５のみをメモリ領域に確保することで、最終的に被検査基板６の位置合わせを行うことができる。したがって、例えば位置合わせを高精度に行うため回転角θや伸縮倍率κの分解能を高くした場合でも、大きなメモリ容量を確保する必要がなく、メモリ容量が問題とならないため、分解能を高くした場合でも位置ずれ量を取得することができ、基板の位置合わせを確実におこなうことができる。
【００７９】
次に図１０および図１１を用いて第２の実施形態について説明する。第１の実施形態とは、図１０における位置ずれ量取得部４０１に不正特徴画像位置判定部５１４を備える点で異なり、残余の点については同様であるため、図３と同一の構成については同一符号を用いるとともに説明を省略する。また、図１１においてもステップＳ３３７を有する点で異なり、残余の点については同様であるため、図９と同一のステップについては同一符号を用いるとともに説明を省略する。すなわち、第２の実施形態は、特徴画像位置取得部４１２において取得された特徴画像位置の有効性について判定を行う点に特徴を有するものである。以下に、第２の実施形態について説明を行う。
【００８０】
第２の実施形態では、位置ずれ量取得部４０１に不正特徴画像位置判定部５１４を備える。不正特徴画像位置判定部５１４は、特徴画像位置取得部４１２で取得された特徴画像位置が適正か否かを判定する機能を有する。すなわち、特徴画像位置取得部４１２で取得された特徴画像位置が誤検出等により不正な特徴画像位置であると判定された場合、以後の処理に用いないようにするため削除される。
【００８１】
また、第２の実施形態では、処理の流れとしてステップＳ３３７が追加されている。ステップ３３７は取得された特徴画像位置の有効性について判定を行うものである。具体的には、推定基準点位置と仮基準点位置との距離の値が、推定基準点位置と仮基準点位置と特徴画像位置を不正と判定し、不正な特徴画像位置を削除する。の距離の標準偏差に基づき設定される閾値よりも大きい場合、推定基準点位置に対応する
次に閾値の設定について説明する。特徴画像の位置を検出するための誤差を［−０．５，＋０．５］の一様乱数と仮定すると、その標準偏差は約０．２８５５５となる。したがって、特徴画像の位置がすべて正常に検出できているならば、推定される推定基準点位置のばらつきについても、標準偏差の１．７５（０．５００００÷０．２８５５５）倍以内に収まっていると期待できる。そして、実験的に閾値としては推定基準点位置と仮基準点位置との距離の標準偏差に１．４０ないし１．５０倍の係数を掛けた値を用いることが適切であるという結果を得ることができた。さらに最適な値として、推定基準点位置と仮基準点位置との距離の標準偏差を√２（ルート２）倍した閾値を用いることが適切である。
このように閾値を設定し、不正な特徴画像位置を削除することで、以降の繰り返し処理では不正な特徴画像位置を用いないようにする。これにより、特徴画像位置として取得された位置が誤検出等であった場合の位置ずれ量の精度低下を防ぐことができる。
なお、閾値において係数を適宜設定することで、不正な特徴画像位置を削除する精度を調整することが可能である。例えば、係数を大きくすることで特徴画像位置を不正か否かを判定する基準を緩和することができる。
＜変形例＞
【００８２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記の実施の形態に限られるものではなく様々な変形が可能である。
【００８３】
また、上記実施形態では、半導体基板の外観検査方法において位置合わせを行うための位置ずれ量の検出が行なわれているが、検査の対象となる対象物はこれに限られない。例えば、プリント配線基板、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板やフォトマスク等の検査において上述の位置ずれ量検出方法および外観検査方法が用いられてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、表示部に表示された画像に対して操作者が特徴的な画像領域である基準画像を指定しているがこれに限られるものではない。例えば、既知のアライメントマークを基準画像として用いることも可能である。
【００８５】
また、位置ずれ量の検出技術については外観検査以外の分野に利用されてもよく、例えば、半導体基板や、プリント配線基板、フラットパネルディスプレイ基板の配線パターン等の露光に利用されてもよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、特徴画像位置を取得するための好適な例として正規化相関法を用いているが、これに限られず他の既知の手法を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明に係る外観検査方法および位置ずれ量の検出方法は、被検査基板の外観検査を行うために、基準となる位置に対してＸＹ方向、回転方向について高い分解能で位置合わせを必要とするような場合に有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 外観検査装置
２ 基板保持部
３ 撮像部
４ コンピュータ
５ 参照基板
６ 被検査基板
２１ ステージ
２２ ステージ駆動部
４１ 演算部
４２ 記憶部
４４ 表示部
４５ 入力部
４９ 参照画像
５１ 対象画像
４０１ 位置ずれ量取得部
４０２ 参照テーブル生成部
４０３ 検査部
４１２ 特徴画像位置取得部
４１３ 推定基準位置設定部
４１４ 距離指標値算出部
４１５ 仮基準点位置設定部
４２１ 基準画像データ
４２２ 基準画像位置座標
４２３ 基準点位置座標
４２４ 参照テーブル
４２５ 位置ずれ量
４９０ 基準点位置
４９１ａ、４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄ 基準画像
４９２ａ、４９２ｂ、４９２ｃ、４９２ｄ 基準画像位置
５１０ 仮基準点位置
５１１ａ、５１１ｂ，５１１ｃ、５１１ｄ 特徴画像
５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄ 特徴画像位置
５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄ 推定基準点位置
５１４ 不正特徴画像位置判定部
Ｗ 基板
θ 回転角
κ 伸縮倍率
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査基板の位置ずれ量を検出するための基準位置を正確に検出し、該基準位置に基づき位置ずれ量を求める位置ずれ量検出方法および、該方法により検出された位置ずれ量に基づき被検査基板の位置合わせを行い、被検査基板の外観検査を行う外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの製造において、生産性を向上するため歩留まりの改善が求められている。しかし、製造プロセス等の複雑化によりデバイスの欠陥が増える傾向にあり、歩留まりを改善するためには、製造過程で発生する欠陥を正確に検出することが重要となっている。
【０００３】
製造過程での欠陥として配線パターンの変形、切断、短絡等や、パーティクル、レジスト残りによる膜厚変動等がある。これらの欠陥を検出するためには、欠陥を有しない参照基板を撮像した参照画像と対象基板を撮像した対象画像とを比較し、対象画像と参照画像との画素値の差分計算を行う。そして、対象画像に欠陥が含まれている場合、欠陥位置の画素情報と参照画像の画素情報とが異なるため差分量が大きくなる性質を利用して、一定値以上の差分値を持つ位置を欠陥として検出していた。
【０００４】
そのため、欠陥検査において参照基板と対象基板の位置合わせの精度が検査精度を左右する重要な要素となっている。参照基板と対象基板の位置合わせを行うための技術として、対象基板から位置合わせのための基準となる位置、例えばアライメントマークや、ステージの回転中心と対象基板から検出した基準点との相対位置を精度良く検出することで、該基準となる位置に基づき参照基板に対する対象基板の位置合わせを行う技術が知られている。
【０００５】
例えば、基準となる位置を検出する技術として、ウェハ上に形成されたアライメントマークの位置を検出するためのマーク検知技術が知られており、特許文献１には、検出したいアライメントマークをテンプレートとして用いてテンプレートマッチングを行い、ウェハ上のアライメントマークの位置を検知する技術が開示されている。この技術を利用することで、結果的に位置合わせを行うための位置ずれ量を検出することができる。しかし、テンプレートマッチングは、ＸＹ方向に対する位置ずれ量の検出精度が高いという特徴を有するが、対象基板の回転や変倍に弱く、演算量が多いため処理に時間がかかるという問題を有する。さらに、テンプレートマッチングは、照明等の変化による対象画像の濃淡やコントラストの変化に弱いという問題も有する。そのため、テンプレートマッチングにより検出されるアライメントマークの位置は必ずしも精度が高く検出されているとは限らない。
【０００６】
そこで、上述したように対象画像に濃淡のばらつき等が存在する場合でも、基準となる位置を検出し、基準となる位置に基づき位置ずれ量を検出することができる技術として、特許文献２に記載されたパターンマッチング方法が知られている。特許文献２に記載されたパターンマッチング方法は、参照画像から抽出された特徴パターンを用いて、対象画像から特徴パターンの位置をテンプレートマッチングの一種である正規化相関法により検出する。しかし、上述したように対象画像の状態等により必ずしも精度が高く検出されているとは限らない。そのため、参照画像中の基準点に対応する候補位置を対象画像から算出し、各候補位置に対して一般化ハフ変換により対象画像中の基準点としてもっとも適した候補位置を検出することで、参照画像に対するＸＹ方向、回転角、および倍率についての位置ずれ量を検出することでパターンマッチングを行うものである。
【０００７】
具体的には、参照画像から特徴的な領域を特徴パターンとして設定するとともに、参照画像に対する対象画像のパターンマッチングの際に基準となる基準点を設定し、各特徴パターンと基準点との相対的な位置情報を参照テーブルとして生成する。そして、対象画像から特徴パターンと近似する画像情報を有する位置を正規化相関法等により取得する。
【０００８】
続いて、正規化相関法により取得された対象画像における特徴パターンと近似する位置からみた基準点の候補位置を一般化ハフ変換により検出する。一般化ハフ変換では、対象画像の回転角θおよび伸縮倍率κの複数の組み合わせによる基準点の複数の候補位置を求めるためのパラメータ空間を投票空間として設定し、投票により最大得票位置となる候補位置の座標を基準点、およびその時の回転角θおよび伸縮倍率κを求める。
【０００９】
ここで、一般化ハフ変換および正規化相関法について簡単に説明する。図１２は一般化ハフ変換による画像のＸＹ方向の位置ずれ量、回転方向の位置ずれ量および伸縮倍率の変化による位置ずれ量の検出を説明するための図である。一般化ハフ変換では、まず、参照図形９１の輪郭上の各エッジ点９１１における接線の傾きＡを調べ、エッジ点９１１を原点とした参照図形９１の基準点９１０の相対位置が相対極座標（ｒ，α）として求められる。そして、傾きＡをインデックスとして相対位置を参照できるようにした表１に例示する参照テーブルが準備される。
【表１】
【００１０】
ここで、認識の対象となる対象図形の輪郭上にあるエッジ点のＸＹ座標が（ｘｎ，ｙｎ）であり、エッジ点における接線の傾きがＡｎである場合に、参照図形９１をθだけ回転し、κ倍伸縮したものが対象図形であると仮定すると、対象図形における基準点のＸＹ座標（ｘ，ｙ）は、数式１により求めることができる。
【数１】
【００１１】
そこで、数式１のθおよびκについて所定の刻み幅で全ての組み合わせについて計算し、（ｘ，ｙ，θ，κ）の４次元空間に投票を行う。このとき、数式１のｒ，αは、（Ａｎ−θ）をインデックスとして参照テーブル（表１）から該当する相対極座標を取得したものである。参照テーブルに（Ａｎ−θ）に対応するｒ，αが複数登録されている場合には、全ての組み合わせについて投票が行われる。対象図形の輪郭上の全てのエッジ点に対して投票を行うことにより、対象図形における基準点のＸＹ座標近傍に多数の投票が集まることとなり、最大の得票数を取得したエッジ点が対象図形における基準点ＸＹ座標であり、同時にθおよびκを求めることができる。
【００１２】
また、正規化相関法では、座標（ｘ，ｙ）における参照画像の画素値がｆ（ｘ，ｙ）であり、対象画像の画素値がｇ（ｘ，ｙ）と表されるものとすると、数式２により対象画像を参照画像から（ｍ，ｎ）だけずらして重ねたときの両者の類似度Ｃ（相関値とも呼ばれる）が求められる。
【数２】
【００１３】
数式２において、ｆａｖ，ｇａｖは、参照画像および対象画像において互いに対応する領域の画素値の平均値である。数式２による演算を全ての（ｍ，ｎ）に対して行い、類似度Ｃが最も大きくなるときの（ｍ，ｎ）が参照画像に対する対象画像の画像情報が近似する位置として求められる。
【００１４】
以上の手法を組み合わせることで特許文献２ではＸＹ方向の位置ずれ量、回転方向の位置ずれ量および倍率の変化による位置ずれ量を検出し、パターンマッチングを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００２−２１０５７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１９２５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献２のパターンマッチング法で用いられている基準点を検出する方法において検出精度を向上させるには、回転角θおよび倍率κの刻み幅を細かく（すなわち、分解能を高く）し、これに応じた投票空間を設定する必要がある。そのため、回転角や倍率の分解能を高くすると、該分解能に比例して投票空間を構成するために必要とするメモリ容量が増大するという問題があった。また、仮に分解能の高い投票空間を設定できたとしても、投票のための候補位置が多すぎることによって投票数の分散が起こりやすくなり最大得票位置が決まらないという問題があった。また、対象画像から特徴パターンと一致する位置を正規化相関法により取得する際、対象画像中の特徴パターンと一致する領域内に欠陥を有する場合、正しく取得することができない場合がある。そのため、誤検出された特徴パターンと一致する位置に基づき基準点の位置を算出するため、算出された基準点の位置の精度が低下するという問題があった。
【００１７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、使用するメモリ容量が問題とならない新規な手法により被検査基板の基準となる位置を検出し、基準となる位置に基づき位置ずれ量を検出することで検査対象物の位置合わせを行い、被検査基板上の外観検査を行う外観検査および位置ずれ量検出を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するため、ステージに載置された参照基板を撮像し取得した複数の基準画像に対応するステージ上での位置を示す基準画像位置と、ステージの回転中心である基準点位置とのそれぞれの相対位置情報を参照テーブルとして生成する準備工程と、被検査基板を撮像し取得した基準画像に画像情報が近似する特徴画像のステージ上での位置をあらわす特徴画像位置を取得する特徴画像位置取得工程と、参照テーブルを参照して、各特徴画像位置からみた基準点位置に相当するそれぞれのステージ上での位置を推定基準点位置として設定する推定基準点位置設定工程と、推定基準点位置設定工程で取得したそれぞれの推定基準点位置の平均位置を仮基準点位置として設定する仮基準位置設定工程と、基準点位置を中心とする回転角を所定の分解能で変位させつつ、回転角ごとに推定基準点位置と仮基準点位置との距離の標準偏差または距離の分散をそれぞれ算出する距離指標値算出工程と、距離指標値算出工程で算出される距離の標準偏差または距離の分散が最小となるときの回転角および仮基準点位置と基準点位置との位置差分値を位置ずれ量として取得する位置ずれ量取得工程と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
このように構成された発明では、回転角および推定基準点位置との複数の組み合わせごとに、距離指標値算出工程により距離の標準偏差または距離の分散を算出し、距離の標準偏差または距離の分散が最小となるときの位置ずれ量をメモリに記憶しておけば、メモリ空間上にすべての組み合わせに応じた投票空間を設ける必要がない。したがって、回転角の分解能を高くした場合でもメモリ容量が問題とならない処理を行うことができる。
【００２０】
また、本願発明に係る位置ずれ量検出方法において、特徴画像位置取得工程により取得された特徴画像位置が、基準画像の画像情報が近似する特徴画像の位置として取得されたか否かを判定する不正特徴画像位置判定工程とをさらに備え、不正特徴画像位置判定工程は、推定基準点位置と仮基準点位置との距離の値が、距離の標準偏差に基づき設定される閾値よりも大きい場合、推定基準点位置に対応する特徴画像位置を不正と判定し、不正な特徴画像位置を削除することを特徴とする。
【００２１】
このように構成された発明では、特徴画像位置取得工程において誤検出等により不正な特徴画像位置が取得されていた場合でも、不正特徴画像位置判定工程により、不正な特徴画像位置を削除することができ、仮基準点位置の算出精度を落とさないため、位置ずれ量の検出精度の低下を防ぐことができる。
【００２２】
また、本願発明に係る位置ずれ量検出方法において、特徴画像位置取得工程の前に、前記被検査基板に対してプリアライメントを行うプリアライメント工程を備えることを特徴とする。
【００２３】
このように構成された発明では、特徴画像位置取得工程の前にプリアライメントを行うことで、被検査基板の回転方向の位置ずれ量について、プリアライメントの性能に基づき回転角の変位させる範囲を決めることができるため、位置ずれ量の算出を高速に行うことができる。
また、本発明の外観検査方法は、上記した位置ずれ量検出方法を用いて、位置ずれ量取得工程により取得された位置ずれ量に基づき、被検査基板の位置合わせを行い、被検査基板の外観検査を行う検査工程と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
このように構成された発明では、回転角および推定基準点位置との複数の組み合わせごとに、距離指標値算出工程により距離の標準偏差または距離の分散を算出し、距離の標準偏差または距離の分散が最小となるときの位置ずれ量をメモリに記憶しておけば、メモリ空間上にすべての組み合わせに応じた投票空間を設ける必要がない。したがって、回転角の分解能を高くした場合でもメモリ容量が問題とならない処理を行うことができる。その結果、該基板の外観検査を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、参照基板に対する被検査基板の位置ずれ量であるＸＹ軸方向の位置ずれ量および回転方向の位置ずれ量を検出するために、投票空間を設ける必要がないため、投票数が分散して最大得票数を有する仮基準点位置が決まらないことによる各位置ずれ量の検出が行えない事態の発生を防ぐことができるとともに、距離の標準偏差または距離の分散が最小となるときの位置ずれ量をメモリ領域に確保すればよく、メモリ容量が問題とならない位置ずれ量の検出を行うことができる。そして、検出された位置ずれ量に基づき基板の位置合わせを行い該基板の外観検査を確実に行うことができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】外観検査装置の構成を示す説明図である。
【図２】コンピュータの構造を示す図である。
【図３】コンピュータの機能構成を示すブロック図である。
【図４】準備作業のフローを示す図である。
【図５】参照基板の一例を示す図である。
【図６】参照基板の回転中心を示す外観図である。
【図７】外観検査の一連のフローを示す図である。
【図８】被検査基板の一例を示す図である。
【図９】第１の実施形態の位置ずれ量を取得する処理のフローを示す図である。
【図１０】第２の実施形態のコンピュータの機能構成を示すブロック図である。
【図１１】第２の実施形態の位置ずれ量を取得する処理のフローを示す図である。
【図１２】一般化ハフ変換による位置ずれ量の検出を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は本実施形態に係る外観検査装置１の構成を示す説明図である。外観検査装置１は、基板Ｗを保持するとともに移動する基板保持部２、基板Ｗを撮像することにより基板Ｗの全体あるいは一部を二次元画像の画像データとして取得する撮像部３、並びに、基板保持部２および撮像部３に接続されたコンピュータ４とから構成される。
【００２８】
基板保持部２は、基板Ｗを水平に保持するステージ２１およびステージ２１をＸ・Ｙ・θ方向に移動するステージ駆動部２２を有し、ステージ２１は平板状の外形を有しており、またステージ２１の上面には、図示しない吸着溝が設けられており、これらの吸着溝の内底部には図示しない複数の吸引孔が分散して形成されている。これらの吸引孔は、真空ポンプ等に接続されており、真空ポンプを動作することによって、吸着溝内の雰囲気を排気することができる。これにより、ステージ２１の上面に基板Ｗを載置する際には、吸引孔の吸引圧により基板Ｗを水平に保ちつつ、ステージ２１の上面に固定的に保持することができる。
【００２９】
また、ステージ駆動部２２は、ステージ２１を図１中のＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸周りの回転方向に移動させるための機構である。ステージ駆動部２２は、ステージ２１を回転させる回転機構２３、ステージ２１を回転可能に支持する支持プレート２４、支持プレート２４をＸ軸方向に移動させるＸ方向移動機構２５、Ｘ方向移動機構２５を介して支持プレート２４を支持するベースプレート２７をＹ軸方向に移動させるＹ方向移動機構２６から構成される。
【００３０】
回転機構２３は、リニアモータ２３１と、ステージ２１の中央部下面側と支持プレート２４との間に図示しない回転軸とを備える。リニアモータ２３１はステージ２１の端部に取り付けられた図示しない移動子と、支持プレート２４の上面に敷設された図示しない固定子とからなる。このため、リニアモータ２３１を動作させると、固定子に沿って移動子がＸ軸方向に移動し、支持プレート２４上の回転軸を中心としてステージ２１が所定の角度の範囲内で回転する。
【００３１】
Ｘ方向移動機構２５は、リニアモータ２５１と、支持プレート２４とベースプレート２７との間に、Ｘ方向に伸びる一対のガイド部２５２とを備える。リニアモータ２５１は、支持プレート２４の下面に取り付けられた図示しない移動子と、ベースプレート２７の上面に敷設された図示しない固定子とからなる。このため、リニアモータ２５１を動作させると、ベースプレート２７上のガイド部２５２に沿って支持プレート２４がＸ軸方向に移動する。
【００３２】
Ｙ方向移動機構２６は、リニアモータ２６１と、ベースプレート２７と基台２８との間に、ベースプレート２７の一部を案内するＹ軸方向に伸びる図示を省略するガイド部とを備える。リニアモータ２６１は、ベースプレート２７の下面に取り付けられた図示しない移動子と、外観検査装置１の基台２８上に敷設された図示しない固定子とからなる。このため、リニアモータ２６１を動作させると、基台２８上の図示しないガイド部に沿ってベースプレート２７がＹ軸方向に移動する。
【００３３】
撮像部３は、ステージ２１の上方に配設されており、ステージ２１に保持された基板Ｗを撮像するための機構である。撮像部３は、照明光を出射する光源３１、基板Ｗに照明光を導くとともに基板Ｗからの光が入射する光学系３２、および、光学系３２により結像された基板Ｗの像を電気信号に変換し、コンピュータ４へと出力する撮像デバイス３３を有する。撮像部３としては、例えば、ＣＣＤカメラなどを用いることができる。
【００３４】
コンピュータ４は、ステージ駆動部２２、撮像部３を制御するとともに、撮像部３によって撮像された基板Ｗの画像に基づいて所定の処理を行う。次に、コンピュータ４の構成について図２を用いて詳述する。
【００３５】
コンピュータ４は、図２に示すように、各種演算処理を行う演算部４１（例えば、ＣＰＵなど）、基本プログラムおよび各種情報を記憶する記憶部４２（例えば、ＲＯＭやＲＡＭなど）をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインはさらに情報記憶を行う固定ディスク４３（例えば、ハードディスクドライブなど）と、各種情報を表示する表示部４４（例えばディスプレイなど）、操作者からの入力を受け付ける入力部４５（例えば、キーボードおよびマウスなど）、コンピュータ読み取り可能な記録媒体４６（例えば、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等）から読み取りを行う読取装置４７、並びに、ステージ駆動部２２や撮像部３との間で通信を行う通信部４８が、適宜、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を介する等して接続される。なお、例えば表示部４４と入力部４５との機能が一体となったタッチパネルディスプレイなどを用いても良い。
【００３６】
コンピュータ４には、事前に読取装置４７を介して記録媒体４６からプログラム４６１が読み出され、固定ディスク４３に記憶される。そして、プログラム４６１が記憶部４２（例えば、ＲＡＭなど）にコピーされるとともに演算部４１が記憶部４２のプログラム４６１に従って演算処理を実行することにより（すなわち、コンピュータ４がプログラム４６１を実行することにより）、コンピュータ４が基板Ｗの検査を実行する。
【００３７】
図３は、演算部４１がプログラム４６１に従って動作することにより実現する機能構成を示すブロック図である。なお、これらの機能は専用の電気回路により実現されてもよく、部分的に電気回路が用いられてもよい。
【００３８】
演算部４１は、参照テーブル生成部４０２と、位置ずれ量取得部４０１と、補正量算出部４１６と、検査部４０４とからなる。参照テーブル生成部４０２は、あらかじめ取得された基準画像位置座標４２２と基準点位置座標４２３とから、これらの相対的な位置関係をあらわす相対位置情報を参照テーブル４２４として生成し、記憶部４２に記憶する機能を有する。また、位置ずれ量取得部４０１は、基準となる基板の位置と検査対象となる基板の位置とのＸＹ方向、回転方向および伸縮倍率による位置ずれ量４２５を取得するため、特徴画像位置取得部４１２、推定基準点位置設定部４１３、距離指標値算出部４１４、仮基準点位置設定部４１５とを備える。
【００３９】
特徴画像位置取得部４１２は、基準画像データ４２１を用いて検査対象となる基板から指定された画像と画像情報が一致する特徴画像を取得する機能を有する。推定基準点位置設定部４１３は、特徴画像位置取得部４１２で取得された特徴画像と参照テーブル４２４とから後述する推定基準点位置を取得し、仮基準点位置設定部４１５が推定基準点位置を用いて仮基準点位置を設定する。そして、距離指標値算出部４１４が各推定基準点位置と仮基準点位置との間の距離指標値を算出する。これらの各部が動作することで位置ずれ量取得部４０１は位置ずれ量４２５を取得することができる。位置ずれ量４２５に基づき実際にステージ２１を補正するための補正量の算出を補正量算出部４１６が行う。そして、検査部４０４は位置合わせが行なわれた基板に対して検査を行う。
【００４０】
コンピュータ４にて検査が行われる前の準備作業の流れについて図４で説明する。また、図５は半導体チップであるダイ５０が複数形成された参照基板５を説明するための図である。以下、図３、図４および図５を参照しつつ、準備作業について説明する。
【００４１】
準備作業では、別途検査が行われ欠陥や伸縮変化を有しない参照基板５が図示を省略するプリアライメント装置によってプリアライメントが行なわれる（ステップＳ１１）。そして、外観検査装置１のステージ２１上に搬入され載置される（ステップＳ１２）。プリアライメント装置では、例えば、基準と考える位置に対する基板の回転方向の大きな位置ずれ等を±１度程度の回転方向の位置ずれの精度までオリエンテーションフラットを基準として基板の回転補正等が行なわれる。そして、プリアライメント装置から搬送ロボット等によりステージ２１上に搬送される。
【００４２】
続いて、ダイ５０の連続した配置と、ステージ２１が移動するＸ方向およびＹ方向の移動方向とが垂直、水平となるようにプリアライメント装置から搬送ロボットによってステージ２１に参照基板５が搬送される際に発生する参照基板５の微小回転を補正する（ステップＳ１３）。その具体的な方法について、図６を用いて説明する。図６は参照基板５に対してステージ２１の回転中心を基準に撮像部３により撮像した外観図である。なお、説明の都合上、図６には点線にて参照基板５を図示しているが、後述する表示部４４には画像５０２が表示される。
【００４３】
ステージ２１の上方に配設された撮像部３は、Ｙ方向移動機構２６によりＹ方向に移動しているステージ２１に載置された参照基板５を撮像する。図６には参照基板５上に整列配置されたダイ５０間に形成されるスクライブラインが画像５０２として撮像されている。そして、撮像された画像５０２は表示部４４に表示される。操作者は、表示部４４に表示された画像５０２に対して、入力部４５を介して、参照基板５の一方の周端から他方の周端までスクライブラインに沿った基準線５０１を指定する。
【００４４】
すなわち、基準線５０１が指定されることで、基準線５０１の始点５０３と終点５０４とのステージ２１に対する座標位置、および始点５０３から下ろされた垂線５０５が参照基板５の周端で交わる交点５０６の座標位置とがステージ２１に対する座標位置としてあらわされ、三平方の定理を用いてステージ２１上に載置された参照基板５の基準と考える位置からの回転角（基準線５０１と垂線５０５とのなす角）を算出することができる。算出された回転角に基づきテージ２１を回転機構２３によりステージ２１の回転中心のまわりに終点５０４が交点５０６と一致する方向に回動させることで参照基板５の位置を補正する。
【００４５】
以上の動作により補正された参照基板５の配置された状態をステージ２１上に回転方向の位置ずれを有しない状態で配置されたと定義する。この配置を基準に後述する被検査基板６の位置ずれ量を検出する。なお、本発明において検出する位置ずれ量とは、参照基板５に対する被検査基板６のステージ２１上でのＸＹ方向の位置ずれ、回転方向の位置ずれおよび／または伸縮倍率の変化による位置ずれをさすものである。
【００４６】
次に、参照基板５の全体像が表示部４４に表示され、操作者によって入力部４５を介して、参照画像となる撮像領域が矩形領域として指定される（ステップＳ１４）。また、併せて指定された領域のステージ２１における座標を記憶部４２に記憶しておく。本実施例では、まず、図５（ａ）の参照基板５上の点線で示される撮像領域３０１ａが指定されている。ここで、参照画像４９の一例として撮像領域３０１ａを撮像した画像を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）は参照画像４９を拡大して示す外観図である。すなわち、図５（ｂ）で示すように、操作者によって指定された撮像領域が参照画像４９として表示部４４に拡大して表示される。なお、参照画像４９は、参照基板５上の回路パターンの設計データ等から直接生成されてもよい。
【００４７】
次に、表示部４４に表示された参照画像４９から操作者によって入力部４５を介して、操作者が参照画像４９中の特徴的な領域と認識する領域を基準画像４９１ａとして１箇所指定する（ステップＳ１５）。指定された基準画像４９１ａは、基準画像データ４２１として記憶部４２に記憶される。なお、矩形領域の指定については、特徴的な領域を包含するように指定すればよいが、矩形領域が大きすぎると以降の処理において演算時間の増大に繋がるため、経験的には画像を構成する画素として３２画素角程度とすることが好ましい。
【００４８】
続いて、基準画像４９１ａを示す画像領域における右下の位置を基準画像位置４９２ａとして設定する（ステップＳ１６）。この設定は、操作者によらず、あらかじめ基準画像４９１ａ内で右下の位置を基準画像位置４９２ａとするように決めている。なお、基準画像位置として設定する位置は、右下の位置に限られるものではなく、例えば、基準画像内の重心位置や他の四隅の点を基準画像位置として設定してもよい。また、操作者によって基準画像の設定とあわせて基準画像位置を設定する構成としてもよい。
【００４９】
次に、所定の数の基準画像が指定されていなければステップＳ１４に戻り（ステップＳ１７）、所定の数の基準画像が指定されるまで、ステップＳ１４からステップ１６が繰り返される。したがって、図５（ａ）に示すとおり、撮像領域３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄの３箇所についても、基準画像４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄを指定し、基準画像位置４９２ｂ、４９２ｃ、４９２ｄが設定されることとなる。なお、設定された４つの基準画像位置４９１ａ、４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄについては、基準画像位置座標４２２として記憶部４２にステージ２１上の位置をあらわす座標として記憶される。
【００５０】
４箇所の撮像領域３０１ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０１ｄのそれぞれについて基準画像４９１ａ、４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄが指定されると、参照テーブル生成部４０２は、それぞれの基準画像４９１ａ、４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄに対応する４つの基準画像位置４９２ａ、４９２ｂ、４９２ｃ、４９２ｄについてステージ２１の回転中心である（ステージ２１上の座標系における原点でもある）基準点位置４９０との相対的な位置関係をあらわす相対位置情報を参照テーブル４２４として生成する（ステップＳ１８）。具体的には、ステージ２１の回転中心である基準点位置４９０は、ステージ２１上の位置をあらわす座標として記憶部４２に基準点位置座標４２３として記憶されている。
【００５１】
そして、ステップＳ１６で記憶部４２に記憶している基準画像位置座標４２２と基準点位置座標４２３とから、それぞれの相対位置を極座標として求め、記憶部４２に参照テーブル４２４として記憶される。これにより、各基準画像位置４９２ａ、４９２ｂ、４９２ｃ、４９２ｄと基準点位置４９０の相対位置情報を参照テーブル４２４として生成することができる。表２は参照テーブル４２４の内容を例示しており、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は４つの基準画像４９１ａ、４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄに対応し、極座標の距離と角度は、ｒ，αに添字を付して示している。なお、参照テーブル４２４の構造は実質的に同様であれば表２に示されるものには限定されず、例えば、ＸＹ座標系であってもよく、基準点位置４９０を基準とした各基準画像位置４９２ａ、４９２ｂ、４９２ｃ、４９２ｄとの相対位置をあらわすものであってもよい。
【表２】
【００５２】
なお、本実施例では、撮像領域として４箇所の撮像領域３０１ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０１ｄを指定した。その理由は、例えば１箇所について基準画像の情報が後述する被検査基板から取得できなかったとしても、残りの基準画像を用いて精度よく位置ずれ量の検出を行うことができるためである。したがって、４箇所以上の撮像領域を指定してもよい。また、少なくとも２箇所以上の撮像領域が指定されれば、本発明を実施することができる。
【００５３】
次に、外観検査装置１において基板Ｗの検査が行われる際の動作について説明する。図７は外観検査の一連のフローを示す図である。また、図８（ａ）は検査対象となる被検査基板６の一例を示す図であり、反時計回り方向にわずかに回転した例を示している。また、図面を用いた説明の便宜上、被検査基板６上に形成されているダイ５０は図示を省略している。図８（ｂ）は被検査基板６を撮像して取得した対象画像５１の一例を示す図である。以下に、図３、図７および図８を参照して外観検査の一連の流れを説明する。
【００５４】
検査に際して、図示しないプリアライメント装置によって被検査基板６の位置合わせが行なわれ（ステップＳ２１）、プリアライメント装置から図示しない搬送ロボット等により外観検査装置１に被検査基板６が搬入されるとともに、基板保持部２を構成するステージ２１上に載置される（ステップＳ２２）。したがって、ステージ２１上に載置された被検査基板６は回転方向の位置ずれ量はプリアライメント装置の位置合わせ精度および搬送ロボットの搬送精度に依存し、例えばプリアライメント装置の回転方向の位置合わせ精度が±１．０度以内であれば、経験的におよそ±１．５度以内に回転方向の位置ずれ量がおさまっていると仮定することができる。
【００５５】
ステージ駆動部２２が被検査基板６を撮像部３の下方へ移動させるとともに、記憶部４２に記憶されている基準画像位置座標４２２に基づき撮像部３が被検査基板６を撮像し対象画像５１を取得する（ステップＳ２３）。取得された対象画像５１は、コンピュータ４へと転送される。本実施例では、図８（ａ）に示すとおり、４つの基準画像位置座標４２２を撮像部３により撮像することで、不要な領域を撮像する必要がなくなり処理の高速化を行うことができる。
【００５６】
４箇所の撮像領域３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄにおいて対象画像５１が取得されると、コンピュータ４の位置ずれ量取得部４０１により、参照基板５に対する被検査基板６の位置ずれ量４２５が取得される（ステップＳ２４）。位置ずれ量取得部４０１による位置ずれ量４２５の取得については後で詳細に説明を行う。
【００５７】
位置ずれ量４２５が取得されると、補正量算出部４１６が位置ずれ量４２５に基づきステージ２１の位置を補正するための補正量を算出する。そして、算出された補正量に基づきステージ駆動部２２を駆動させることで被検査基板６を載置するステージ２１を駆動し、被検査基板６の参照基板５に対する位置ずれを補正するように位置合わせを行う（ステップＳ２５）。
【００５８】
補正量はステップＳ２４で算出されたＸＹ方向の位置ずれ量（ｘ，ｙ）と、回転方向の位置ずれ量θと、伸縮倍率の変化による位置ずれ量κとから数式３により算出することができる。そして、回転機構２３によりステージ２１を回転方向の位置ずれ量θだけ回動させた後、ＸＹ方向の位置ずれについては数式３によって算出されたＸ方向の補正値Ｘａと、Ｙ方向の補正値Ｙａに基づきＸ方向移動機構２５、Ｙ方向移動機構２６によりステージ２１をＸＹ方向に移動することで位置合わせを行うことができる。すなわち、補正量とは、参照基板５に対する被検査基板６の位置ずれに対して、ステージ２１を移動させることによって位置ずれを補正するためのステージ２１のＸＹ方向および回転方向の移動量を示すものである。
【数３】
【００５９】
そして、被検査基板６に対して所定の検査が行われる（ステップＳ２６）。所定の検査としては、例えば、被検査基板６を撮像して得られた検査画像と、欠陥を有しないマスタ画像との画素値の差分を求めることで欠陥を検出する方法や、他の既知の検査方法を適用することができる。
【００６０】
検査後の被検査基板６は図示しない搬送ロボット等により外観検査装置１から搬出される（ステップＳ２７）。
【００６１】
続いて、位置ずれ量取得部４０１による位置ずれ量４２５を取得する処理の流れについ図８、図９を用いて詳細に説明する。
【００６２】
位置ずれ量取得部４０１は、基準となる参照基板に対して検査対象となる被検査基板が、ＸＹ方向、回転方向および／または伸縮によりどれだけずれているかを取得する機能を有し、特徴画像位置取得部４１２と、推定基準点位置設定部４１３と、距離指標値算出部４１４、仮基準点位置設定部４１５から構成されている。
【００６３】
特徴画像位置取得部４１２は、記憶部４２に記憶されている基準画像データ４２１に基づき対象画像５１から正規化相関法により基準画像と画像情報が近似する画像領域を特徴画像として取得する機能を有する。なお、画像情報としては、基準画像を構成する各画素における階調値等を用いることができる。そして、特徴画像位置取得部４１２は対象画像から特徴画像を取得することで特徴画像位置を取得する（ステップＳ２３１）。
【００６４】
本実施例を用いて具体的に説明する。図８（ｂ）は対象画像５１を拡大して示す外観図である。ステップＳ２２で取得された対象画像５１に対して、記憶部４２に記憶されている基準画像データ４２１に基づき基準画像４９１ａを左上から順に画素単位で逐次移動させつつ、基準画像４９１ａと重複する対象画像の画像領域での類似している割合を類似度Ｃ（数式２により算出される値）として算出していく。数式２によって算出される類似度Ｃは、基準画像４９１ａと対象画像５１の画像領域との相関が高ければ１．０に近づき、相関が低ければ−１．０に近づく。すなわち、基準画像４９１ａと対象画像５１の画像領域が似ている（すなわち、類似度が高い）領域であれば１．０に近づき、似ていない（すなわち、類似度が低い）領域では−１．０に近づくものである。
【００６５】
基準画像４９１ａを対象画像５１に対して走査した結果、最も類似度Ｃが１．０に近づいた領域で決定される画像領域を特徴画像とし、特徴画像位置を取得することができる。なお、最も類似度Ｃが１．０に近づいた領域を特徴画像としているのは、対象画像において基準画像と一致する画像領域に欠陥や撮像不良等が存在する場合、類似度Ｃが１．０とはならないためである。したがって、どの程度類似していれば特徴画像とするか、あらかじめ操作者等の経験則に基づき類似度Ｃの閾値を設定することが好ましい。このようにすることで、所定の類似度を有する画像領域を特徴画像として取得することができ、位置ずれ量の取得を好適に行うことができる。
【００６６】
本実施例では、図８（ｂ）において特徴画像５１１ａが取得されたことを示している。同様に他の３つの基準位置画像４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄを用いて特徴画像５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄが取得された様子を図８（ａ）に示している。したがって、最終的に４つの特徴画像５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄが取得される。なお、図示の都合上、取得された各特徴画像をあらわす特徴的なパターンは省略している。
【００６７】
そして、４つの特徴画像５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄに対して、右下の位置が特徴画像位置５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄ（極座標）として取得される。なお、特徴画像位置としては、基準画像における基準画像位置に相当する特徴画像内での位置が特徴画像位置として取得される。そして、取得された４つの特徴画像位置５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄは基準画像位置と同様にステージ２１上の位置をあらわす座標として記憶部４２に一時的に記憶される。
【００６８】
前述した手法により取得された特徴画像５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄは、上述したように被検査基板６の回転や被検査基板６上の欠陥等により必ずしも基準画像と完全に一致した画像領域として見つかるとは限らない。そのため、高精度に位置ずれ量を取得するため以降の処理ステップにより仮基準点位置５１０を設定する必要がある。
【００６９】
被検査基板６の伸縮や回転による参照基板５に対する位置ずれ量を検出するため、伸縮倍率κと回転角θとの複数の組み合わせを設定する（ステップＳ２３２、ステップＳ２３３）。すなわち、伸縮倍率κ、回転角θを所定の分解能Δκ、Δθで変位させる。なお、伸縮倍率κを考慮する必要がない場合は、回転角θのみ設定するようにしてもよい。また、伸縮倍率κは参照基板に対する被検査基板の伸縮率をあらわすものであり、回転角θは、ステージ２１の回転中心である基準点位置４９０を中心とする回転角をあらわす。
【００７０】
続いて、推定基準位置設定部４１３により、それぞれの回転角θおよび伸縮倍率κの複数の組み合わせについて、参照テーブル４２４に記述されている相対位置情報を参照して、それぞれの特徴画像位置５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄからみた参照基板５における各基準点位置に相当する位置である４つの推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄをステージ２１における位置をあらわす座標として設定する（ステップＳ２３４）。
【００７１】
具体的には、被検査基板６における複数の特徴画像位置の座標（ｘ（Ｐi），ｙ（Ｐi））に対して、参照テーブル４２４に記述された相対位置情報である（ｒ（Ｐi），α（Ｐi））が関連づけられており、被検査基板６をθだけ回転させて、κだけ伸縮することで参照基板５に一致する場合、被検査基板６中の推定基準点位置となる座標（ｘi，ｙi）は数式４により算出することができる。ここで、iは特徴画像位置に付けられたインデックス番号をあらわす添字であり、本実施例では０≦ｉ≦３の範囲をとる。
【数４】
【００７２】
さらに、仮基準点位置設定部４１５により、各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄから仮基準点位置５１０を算出する（ステップＳ２３５）。仮基準点位置５１０の座標（Ｏｘ，Ｏｙ）は、各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄの座標からｘ座標，ｙ座標についてそれぞれの平均を求めることで算出される平均位置の座標である。具体的には数式５を用いて算出することができる。したがって、仮基準点位置５１０は、ステージ２１における位置をあらわす座標として算出される。
【数５】
【００７３】
次に距離指標値算出部４１４が各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄと仮基準点位置５１０とから距離指標値を算出する（ステップＳ２３６）。距離指標値とは、ステージ２１上における各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄの座標（ｘi，ｙi）と仮基準点位置５１０の座標（Ｏｘ，Ｏｙ）との位置ずれを評価するためのものであり、例えば、各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄと仮基準点位置５１０との距離の標準偏差を用いることができる。距離指標値として標準偏差を用いる場合の算出式を数式６に示す。ここで、ｈは推定基準点位置と仮基準点位置との距離をあらわす。なお、距離指標値として各推定基準点位置と仮基準点位置との距離の分散を用いてもよい。
【数６】
【００７４】
なお、ここで数式７は数式６における各推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄと仮基準点位置５１０との各座標間の距離から算出される平均をあらわし、数式８は数式６における推定基準点位置５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄと仮基準点位置５１０との各座標間の距離の平均をあらわしている。
【数７】
【数８】
【００７５】
位置ずれ量取得部４０１は距離指標値を変数である評価値ｆに代入するとともに、距離指標値が算出された時の回転角θ、伸縮倍率κおよび、基準点位置４９０と仮基準点位置５１０との位置差分値を位置ずれ量４２５として記憶部４２に記憶する（ステップＳ２３７）。なお、位置差分値とは、基準点位置４９０のＸＹ座標と、仮基準点位置５１０のＸＹ座標の符号付きの差分値である。そして、回転角θおよび／または伸縮倍率κについて所定の分解能Δκ、Δθで変位させるとともに、すべての回転角θおよび／または伸縮倍率κの組み合わせについて繰り返し処理が完了するまで処理が行なわれる（ステップＳ２３８、ステップＳ２３９）。
【００７６】
ここで、処理が繰り返されるごとに、記憶部４２に記憶されている評価値ｆと、直近で算出した距離指標値とを比較し、距離指標値の方が小さい場合は、評価値ｆに新たな距離指標値を代入するとともに、回転角θおよび／または伸縮倍率κおよび仮基準点位置の座標（Ｏｘ，Ｏｙ）を用いて位置ずれ量４２５を更新する。すなわち、記憶部４２に記憶される位置ずれ量４２５は、逐次更新されるため回転角θと伸縮倍率κとのすべての組み合わせ数に応じたメモリ空間を確保する必要がない。したがって、回転角θと伸縮倍率κの組み合わせの数を増やしたとしても（すなわち、分解能を高くしたとしても）、位置ずれ量４２５を記憶可能にするメモリ空間だけでよく、使用するメモリ容量を増大することはない。
【００７７】
上記ステップＳ２３２からステップＳ２３９までの処理を繰り返すことで、伸縮倍率κと回転角θのすべての組み合わせにおける最小の評価値ｆとなるときの位置ずれ量４２５を求めることができる（ステップＳ２４０）。位置ずれ量４２５が取得されるとステップＳ２５に戻りステージ２１の位置合わせのための補正量を算出し位置合わせが行なわれる。
【００７８】
以上に説明したように、外観検査装置１では距離指標値を用いることで、回転角θと伸縮倍率κの組み合わせに応じた投票空間を確保する必要がなく、位置ずれ量４２５のみをメモリ領域に確保することで、最終的に被検査基板６の位置合わせを行うことができる。したがって、例えば位置合わせを高精度に行うため回転角θや伸縮倍率κの分解能を高くした場合でも、大きなメモリ容量を確保する必要がなく、メモリ容量が問題とならないため、分解能を高くした場合でも位置ずれ量を取得することができ、基板の位置合わせを確実におこなうことができる。
【００７９】
次に図１０および図１１を用いて第２の実施形態について説明する。第１の実施形態とは、図１０における位置ずれ量取得部４０１に不正特徴画像位置判定部５１４を備える点で異なり、残余の点については同様であるため、図３と同一の構成については同一符号を用いるとともに説明を省略する。また、図１１においてもステップＳ３３７を有する点で異なり、残余の点については同様であるため、図９と同一のステップについては同一符号を用いるとともに説明を省略する。すなわち、第２の実施形態は、特徴画像位置取得部４１２において取得された特徴画像位置の有効性について判定を行う点に特徴を有するものである。以下に、第２の実施形態について説明を行う。
【００８０】
第２の実施形態では、位置ずれ量取得部４０１に不正特徴画像位置判定部５１４を備える。不正特徴画像位置判定部５１４は、特徴画像位置取得部４１２で取得された特徴画像位置が適正か否かを判定する機能を有する。すなわち、特徴画像位置取得部４１２で取得された特徴画像位置が誤検出等により不正な特徴画像位置であると判定された場合、以後の処理に用いないようにするため削除される。
【００８１】
また、第２の実施形態では、処理の流れとしてステップＳ３３７が追加されている。ステップ３３７は取得された特徴画像位置の有効性について判定を行うものである。具体的には、推定基準点位置と仮基準点位置との距離の値が、推定基準点位置と仮基準点位置と特徴画像位置を不正と判定し、不正な特徴画像位置を削除する。の距離の標準偏差に基づき設定される閾値よりも大きい場合、推定基準点位置に対応する
次に閾値の設定について説明する。特徴画像の位置を検出するための誤差を［−０．５，＋０．５］の一様乱数と仮定すると、その標準偏差は約０．２８５５５となる。したがって、特徴画像の位置がすべて正常に検出できているならば、推定される推定基準点位置のばらつきについても、標準偏差の１．７５（０．５００００÷０．２８５５５）倍以内に収まっていると期待できる。そして、実験的に閾値としては推定基準点位置と仮基準点位置との距離の標準偏差に１．４０ないし１．５０倍の係数を掛けた値を用いることが適切であるという結果を得ることができた。さらに最適な値として、推定基準点位置と仮基準点位置との距離の標準偏差を√２（ルート２）倍した閾値を用いることが適切である。
このように閾値を設定し、不正な特徴画像位置を削除することで、以降の繰り返し処理では不正な特徴画像位置を用いないようにする。これにより、特徴画像位置として取得された位置が誤検出等であった場合の位置ずれ量の精度低下を防ぐことができる。
なお、閾値において係数を適宜設定することで、不正な特徴画像位置を削除する精度を調整することが可能である。例えば、係数を大きくすることで特徴画像位置を不正か否かを判定する基準を緩和することができる。
＜変形例＞
【００８２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記の実施の形態に限られるものではなく様々な変形が可能である。
【００８３】
また、上記実施形態では、半導体基板の外観検査方法において位置合わせを行うための位置ずれ量の検出が行なわれているが、検査の対象となる対象物はこれに限られない。例えば、プリント配線基板、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板やフォトマスク等の検査において上述の位置ずれ量検出方法および外観検査方法が用いられてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、表示部に表示された画像に対して操作者が特徴的な画像領域である基準画像を指定しているがこれに限られるものではない。例えば、既知のアライメントマークを基準画像として用いることも可能である。
【００８５】
また、位置ずれ量の検出技術については外観検査以外の分野に利用されてもよく、例えば、半導体基板や、プリント配線基板、フラットパネルディスプレイ基板の配線パターン等の露光に利用されてもよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、特徴画像位置を取得するための好適な例として正規化相関法を用いているが、これに限られず他の既知の手法を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明に係る外観検査方法および位置ずれ量の検出方法は、被検査基板の外観検査を行うために、基準となる位置に対してＸＹ方向、回転方向について高い分解能で位置合わせを必要とするような場合に有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 外観検査装置
２ 基板保持部
３ 撮像部
４ コンピュータ
５ 参照基板
６ 被検査基板
２１ ステージ
２２ ステージ駆動部
４１ 演算部
４２ 記憶部
４４ 表示部
４５ 入力部
４９ 参照画像
５１ 対象画像
４０１ 位置ずれ量取得部
４０２ 参照テーブル生成部
４０３ 検査部
４１２ 特徴画像位置取得部
４１３ 推定基準位置設定部
４１４ 距離指標値算出部
４１５ 仮基準点位置設定部
４２１ 基準画像データ
４２２ 基準画像位置座標
４２３ 基準点位置座標
４２４ 参照テーブル
４２５ 位置ずれ量
４９０ 基準点位置
４９１ａ、４９１ｂ、４９１ｃ、４９１ｄ 基準画像
４９２ａ、４９２ｂ、４９２ｃ、４９２ｄ 基準画像位置
５１０ 仮基準点位置
５１１ａ、５１１ｂ，５１１ｃ、５１１ｄ 特徴画像
５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄ 特徴画像位置
５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ、５１３ｄ 推定基準点位置
５１４ 不正特徴画像位置判定部
Ｗ 基板
θ 回転角
κ 伸縮倍率
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージに載置された参照基板を撮像し取得した複数の基準画像に対応する前記ステージ上での位置を示す基準画像位置と、前記ステージの回転中心である基準点位置とのそれぞれの相対位置情報を参照テーブルとして生成する準備工程と、
被検査基板を撮像し取得した前記基準画像に画像情報が近似する特徴画像の前記ステージ上での位置をあらわす特徴画像位置を取得する特徴画像位置取得工程と、
前記参照テーブルを参照して、各前記特徴画像位置からみた前記基準点位置に相当するそれぞれの前記ステージ上での位置を推定基準点位置として設定する推定基準点位置設定工程と、
前記推定基準点位置設定工程で取得したそれぞれの前記推定基準点位置の平均位置を仮基準点位置として設定する仮基準位置設定工程と、
前記基準点位置を中心とする回転角を所定の分解能で変位させつつ、前記回転角ごとに前記推定基準点位置と前記仮基準点位置との距離の標準偏差または距離の分散をそれぞれ算出する距離指標値算出工程と、
前記距離指標値算出工程で算出される距離の標準偏差または距離の分散が最小となるときの回転角および仮基準点位置と前記基準点位置との位置差分値を位置ずれ量として取得する位置ずれ量取得工程と、を備えることを特徴とする位置ずれ量検出方法。
【請求項２】
前記特徴画像位置取得工程により取得された前記特徴画像位置が、前記基準画像の画像情報が近似する特徴画像の位置として取得されたか否かを判定する不正特徴画像位置判定工程とをさらに備え、
前記不正特徴画像位置判定工程は、前記推定基準点位置と前記仮基準点位置との距離の値が、前記距離の標準偏差に基づき設定される閾値よりも大きい場合、前記推定基準点位置に対応する特徴画像位置を不正と判定し、不正な特徴画像位置を削除することを特徴とする請求項４に記載の位置ずれ量検出方法。
【請求項３】
前記特徴画像位置取得工程の前に、前記被検査基板に対してプリアライメントを行うプリアライメント工程をさらに備えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の位置ずれ量検出方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の位置ずれ量検出方法を用い、
前記位置ずれ量取得工程により取得された前記位置ずれ量に基づき、前記被検査基板の位置合わせを行い、前記被検査基板の外観検査を行う検査工程と、
を備えることを特徴とする外観検査方法。
【請求項１】
ステージに載置された参照基板を撮像し取得した複数の基準画像に対応する前記ステージ上での位置を示す基準画像位置と、前記ステージの回転中心である基準点位置とのそれぞれの相対位置情報を参照テーブルとして生成する準備工程と、
被検査基板を撮像し取得した前記基準画像に画像情報が近似する特徴画像の前記ステージ上での位置をあらわす特徴画像位置を取得する特徴画像位置取得工程と、
前記参照テーブルを参照して、各前記特徴画像位置からみた前記基準点位置に相当するそれぞれの前記ステージ上での位置を推定基準点位置として設定する推定基準点位置設定工程と、
前記推定基準点位置設定工程で取得したそれぞれの前記推定基準点位置の平均位置を仮基準点位置として設定する仮基準位置設定工程と、
前記基準点位置を中心とする回転角を所定の分解能で変位させつつ、前記回転角ごとに前記推定基準点位置と前記仮基準点位置との距離の標準偏差または距離の分散をそれぞれ算出する距離指標値算出工程と、
前記距離指標値算出工程で算出される距離の標準偏差または距離の分散が最小となるときの回転角および仮基準点位置と前記基準点位置との位置差分値を位置ずれ量として取得する位置ずれ量取得工程と、を備えることを特徴とする位置ずれ量検出方法。
【請求項２】
前記特徴画像位置取得工程により取得された前記特徴画像位置が、前記基準画像の画像情報が近似する特徴画像の位置として取得されたか否かを判定する不正特徴画像位置判定工程とをさらに備え、
前記不正特徴画像位置判定工程は、前記推定基準点位置と前記仮基準点位置との距離の値が、前記距離の標準偏差に基づき設定される閾値よりも大きい場合、前記推定基準点位置に対応する特徴画像位置を不正と判定し、不正な特徴画像位置を削除することを特徴とする請求項４に記載の位置ずれ量検出方法。
【請求項３】
前記特徴画像位置取得工程の前に、前記被検査基板に対してプリアライメントを行うプリアライメント工程をさらに備えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の位置ずれ量検出方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の位置ずれ量検出方法を用い、
前記位置ずれ量取得工程により取得された前記位置ずれ量に基づき、前記被検査基板の位置合わせを行い、前記被検査基板の外観検査を行う検査工程と、
を備えることを特徴とする外観検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−４７４６３（Ｐ２０１２−４７４６３Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８６９５８（Ｐ２０１０−１８６９５８）
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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