KR20130084624A

KR20130084624A - 외관 검사 장치 및 외관 검사 방법

Info

Publication number: KR20130084624A
Application number: KR1020130004688A
Authority: KR
Inventors: 유이치로 히키다; 타케시 사루와타리
Original assignee: 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2013-07-25
Also published as: CN103207187A; TW201337252A; US9196031B2; CN103207187B; US20130182941A1; TWI544212B; KR101454990B1

Abstract

[과제] 화상의 전송 효율의 저하를 억제하고, 결함 검사를 효율적으로 실시하는 기술을 제공한다.
[해결 수단] 외관 검사 장치(1)는, 촬영부(3)가 촬영한 패턴이 형성된 기판(9) 표면의 화상에 근거하여, 패턴의 결함을 검출하는 검사부(5)를 구비하고 있다. 검사부(5)는, 촬영부(3)가 기판(9) 상의 검사 대상의 영역을 촬영해 화상 보유 메모리(53)에 보존한 화상 데이터를, 복수의 화상 처리용 메모리(593)로 전송하는 화상 전송부(55)와, 화상 전송부(55)에 의해서 화상 처리용 메모리(53)로 전송된 전송이 끝난 화상 데이터 중에서, 각각의 처리 대상의 영역에 대응하는 화상 데이터를 취출하고, 결함 검출을 위한 검사 처리를 실행하는 복수의 GPU(591)를 갖추고 있다. 또, 검사부(5)는, 화상 전송부(55)에 의한 화상 전송과는 독립하여 검사 내용을 규정한 검사 태스크를 검사 태스크 보유부(51)로부터 취득하는 것과 동시에, 해당 검사 태스크에 따라서 복수의 GPU(591)를 제어하는 화상 처리 제어부(57)를 구비하고 있다.

Description

외관 검사 장치 및 외관 검사 방법{APPEARANCE INSPECTION APPARATUS AND APPEARANCE INSPECTION METHOD}

본 발명은, 기판에 형성된 패턴의 결함을 검사하는 기술에 관한 것이다.

종래, 반도체 웨이퍼 등의 기판상에 형성된 회로 패턴의 결함을 검출하는 경우, 회로 패턴의 화상을 취득하고, 기준이 되는 참조 화상과의 비교에 근거해서, 결함 개소를 추출하는 외관 검사가 행해지고 있다. 최근에는, 검사 처리를 고속으로 실시하기 위해, 복수의 프로세서 엘리먼트(processor element)를 구비한 병렬 데이터 처리형의 외관 검사 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).

구체적으로, 특허 문헌 1에 기재의 외관 검사 장치에서는, 라인 센서(line sensor)로 스캔 촬영한 화상을 분할할 때, 전체 제어 컴퓨터가, 복수의 프로세서 엘리먼트의 각각에 분할된 화상을 분배하는 조건을 설정한다. 그리고 화상 분배 처리부는, 그 분배 조건에 따라서 상기 화상을 분할하여, 각각을 프로세서 엘리먼트에 전송한다. 그리고 각 프로세서 엘리먼트는, 규정된 검사 처리를 실시해서, 회로 패턴의 결함을 추출한다.

또, 특허 문헌 1에 기재의 외관 검사 장치에서는, 프로세서 엘리먼트의 처리 능력이나, 검사 알고리즘 마다의 연산 부하에 근거해서, 잘라내는 화상의 범위를 조정하고 있다. 이것에 의해, 각 프로세서 엘리먼트에 부하가 균등하게 걸리도록 해서, 프로세서 엘리먼트의 처리 능력을 효율적으로 활용하도록 하고 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특개 2011－028410호 공보

근년, 파워 디바이스, 유기 EL 또는 LED 등의 미소한 다이(die)(칩)가 형성된 기판을 검사하는 요구가 많아지고 있지만, 특허 문헌 1에 기재의 외관 검사 장치에 있어서, 이러한 미소한 다이가 형성된 기판을 검사하는 경우, 분할된 화상의 사이즈가 매우 작아져 버리는 경우가 있다. 이러한 경우, 종래의 외관 검사 장치에서는, 화상 전송의 회수가 방대하게 되어 버리기 때문에, 화상 데이터의 전송 처리시에 발생하는 통신 등을 위한 오버헤드의 시간이, 화상 데이터 자체의 전송 시간에 대해서, 상대적으로 커져 버린다. 따라서, 이 오버헤드의 영향에 의해, 전송 효율이 큰폭으로 악화되는 우려가 있었다. 전송 효율이 저하하면, 결과적으로 검사 시간이 늘어나 버리기 때문에, 검사를 효율적으로 실시하는 것이 곤란해진다.

본 발명의 제1의 목적은, 화상의 전송 효율의 저하를 억제해서, 결함검사를 효율적으로 실시하는 기술을 제공하는 것이다.

또, 특허 문헌 1에 기재의 외관 검사 장치에서는, 복수의 프로세서 엘리먼트에 대해서, 균형(balance)있게 연산 처리의 부하를 걸기 위해서, 미리, 시험적으로 검사를 실시해서, 각 프로세서 엘리먼트에 대한 부하 비율을 조정할 필요가 있다. 또, 검사 시간의 단축을 위해서, 프로세서 엘리먼트를 늘리는 경우에는, 프로세서 엘리먼트에 대한 부하 비율을 재조정하는 번잡한 작업을 필요로 한다.

또, 특허 문헌 1에 기재의 외관 검사 장치에서는, 검사가 개시되기 전에, 잘라진 화상과, 그것을 처리하는 프로세서 엘리먼트가 연결될 수 있다. 이 때문에, 잘라진 화상에 포함되는 결함의 크기 또는 양에 따라, 처리 시간이 변화해 버리는 경우도 있고, 복수의 프로세서 엘리먼트에 걸리는 부하의 밸런스가 무너져 버릴 가능성이 높아지고 있다.

본 발명의 제2의 목적은, 번잡한 작업을 필요로 하지 않고 , 패턴의 결함 검사를 효율적으로 실시하는 기술을 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한, 제1 실시예는, 촬영부가 촬영한 패턴이 형성된 기판의 화상에 근거해서, 상기 패턴의 결함을 검출하는 외관 검사 장치에 있어서, 촬영부가 기판상의 검사 대상의 영역을 촬영해 화상 보유 메모리에 보존한 화상 데이터를, 복수의 화상 처리용 메모리에 전송하는 화상 전송부와, 상기 화상 전송부에 의해서 상기 화상 처리용 메모리로 전송된 전송이 끝난 화상 데이터 중에서, 각각의 처리대상의 영역에 대응하는 화상 데이터에 대해서, 결함 검출을 위한 검사 처리를 실행하는 복수의 화상 처리부와, 상기 화상 전송부에 의한 화상 전송과는 독립해서, 검사 내용을 규정한 검사 태스크를 취득하는 것과 동시에, 해당 검사 태스크에 따라서 복수의 상기 화상 처리부를 제어하는 화상 처리 제어부를 구비한다.

또, 제2 실시예는, 제1 실시예에 관련되는 외관 검사 장치로서, 상기 화상 처리 제어부는, 상기 화상 보존 메모리로 전송된 상기 전송이 끝난 화상 데이터에, 상기 화상 처리부가 검사하는 상기 화상 데이터가 포함되어 있는지 어떤지를 판정해서, 포함되지 않은 경우에는, 해당 화상 처리부가 검사하는 화상 데이터가 상기 화상 처리용 메모리로 전송될 때까지 해당 화상 처리부를 대기시킨다.

또, 제3 실시예는, 제1 또는 제2 실시예에 관한 외관 검사 장치로서, 상기 화상 전송부는, 미리 정해진 데이터량의 상기 화상 데이터가 상기 화상 보존 메모리에 보존되었을 경우에, 해당 화상 데이터를 상기 화상 처리용 메모리로 전송한다.

또, 제4 실시예는, 제3 실시예와 관련되는 외관 검사 장치로서, 상기 촬영부는, 라인 센서를 포함하고, 상기 전송부는, 상기 촬영부에 의해서, 미리 정해진 라인수의 화상 데이터가 취득되며, 상기 화상 보존 메모리에 보존되었을 경우에, 해당 화상 데이터를 상기 화상 처리용 메모리로 전송한다.

또, 제5 실시예는, 제1 내지 제4 실시예 중 어느 하나와 관련되는 외관 검사 장치에 있어서, 상기 화상 처리부는 GPU(Graphics Processing Unit)를 포함한다.

또, 제6 실시예는, 촬영부가 촬영한 패턴이 형성된 기판 표면의 화상에 근거해서, 상기 패턴의 결함을 검출하는 외관 검사 장치에 있어서, 검사 내용을 규정한 복수의 검사 태스크를 보유(保持)하는 검사 태스크 보유(保持)부와, 결함 검출에 관한 화상 처리를 실행하는 복수의 화상 처리부와, 상기 검사 태스크에 따라서, 복수의 상기 화상 처리부의 각각을 제어하는 화상 처리 제어부를 구비하고, 상기 화상 처리 제어부는, 복수의 상기 화상 처리부에 대해, 상기 검사 태스크에 근거해서 화상 처리를 끝낸 순서로, 상기 검사 태스크 보유부에 보유된 다음의 상기 검사 태스크에 따라서, 새로운 화상 처리를 순차 실행시킨다.

또, 제7 실시예는, 제6 실시예와 관련되는 외관 검사 장치로서, 상기 촬영부가 촬영한 화상 데이터를 보유하는 화상 데이터 보유부와, 상기 화상 처리부가 화상 처리를 실행하는 화상 데이터이며, 상기 촬영부가 촬영한 영역을 분할한 분할영역의 화상 데이터가 보존되는 화상 처리용 메모리를 더 구비하고, 상기 화상 처리 제어부는, 상기 화상 데이터 보유부에 보유된 화상 데이터에, 상기 화상 처리부가 처리하는 상기 분할 영역의 화상 데이터가 포함되어 있는지 아닌지 판정해, 포함되어 있는 경우에는, 해당 분할 영역의 화상 데이터를 상기 화상 처리용 메모리로 전송시킨다.

또, 제8 실시예는, 제6 또는 제7 실시예와 관련되는 외관 검사 장치로서, 상기 촬영부는, 라인 센서를 포함하고, 상기 화상 처리 제어부는, 상기 촬영부에 의해서, 미리 정해진 라인수의 화상 데이터가 취득되고, 화상 보존 메모리에 보존되었을 경우에, 해당 화상 데이터를 상기 화상 처리용 메모리로 전송시킨다.

또, 제9 실시예는, 제6 내지 제8 실시예 중 어느 하나와 관련되는 외관 검사 장치로서, 상기 화상 처리부는 GPU(Graphics Processing Unit)를 포함한다.

또, 제10 실시예는, 촬영부가 촬영한 패턴에 형성된 기판 표면의 화상에 근거해서, 상기 패턴의 결함을 검출하는 외관 검사 방법에 있어서, (a-1) 촬영부가 기판상의 검사 대상의 영역을 촬영하여 화상 보존 메모리에 보존한 화상 데이터를, 복수의 화상 처리용 메모리로 전송하는 공정과, (b-1) 상기 (a-1) 공정에서, 상기 화상 처리용 메모리로 전송된 전송이 끝난 화상 데이터 중에서, 각각의 처리 대상의 영역에 대응하는 화상 데이터에 대해서, 결함 검출을 위한 검사 처리를 실행하는 공정과, (c-1) 상기 (a-1) 공정과는 독립하여, 검사 내용을 규정한 검사 태스크를 취득하는 공정을 포함하며, 상기 (b-1) 공정은, 상기 (c-1) 공정에서 취득한 검사 태스크에 따라서 실행되는 공정이다.

또, 제11 실시예는, 촬영부가 촬영한 패턴이 형성된 기판 표면의 화상에 근거해서, 상기 패턴의 결함을 검출하는 외관 검사 방법에 있어서, (a-2) 검사 내용을 규정한 복수의 검사 태스크를 보유하는 공정과, (b-2) 상기 (a-2) 공정에서 보유된 상기 검사 태스크의 각각에 따라서, 결함 검출에 관한 화상 처리를 복수의 화상 처리부의 각각에 실행시키는 공정을 포함하며, 상기 (b-2) 공정은, 상기 복수의 화상 처리부에 대해서, 상기 검사 태스크에 근거하는 화상 처리를 끝낸 순서로, 상기 검사 태스크 보유부에 보유된 다음의 상기 검사 태스크에 따라서, 새로운 화상 처리를 순차 실행시키는 공정이다.

제1 실시예와 관련되는 외관 검사 장치에 의하면, 촬영부가 촬영한 화상 데이터의 전송과, 화상 처리부가 실행하는 검사 처리가, 독립해서 행해지기 때문에, 높은 전송 효율로, 화상 데이터를 화상 보유 메모리로부터 화상 처리용 메모리로 전송할 수 있다. 따라서, 화상 전송에 수반하는 오버헤드에 의한 전송 효율의 저하를 억제할 수 있어, 검사의 효율화를 도모할 수 있다.

제2 실시예와 관련되는 외관 검사 장치에 의하면, 화상 처리부가 검사하는 화상 데이터가 전송될 때까지, 화상 처리부를 대기시킬 수 있다. 따라서, 화상 처리부가 검사해야 할 화상 데이터의 검사 처리를 확실히 실행시킬 수 있다.

제3 실시예와 관련되는 외관 검사 장치에 의하면, 비교적 큰 데이터량의 화상 데이터를 1도(度)로 전송할 수 있기 때문에, 전송 효율의 저하가 일어나는 것을 억제할 수 있다.

제4 실시예와 관련되는 외관 검사 장치에 의하면, 라인 센서가 검출한 회수(라인수)에 따라, 화상 데이터의 전송을 실시할 수 있다.

제5 실시예와 관련되는 외관 검사 장치에 의하면, 화상 처리부로서 GPU를 이용하는 것으로써, 결함 검출에 관한 화상 처리 연산을 고속으로 실시할 수 있다. 여기서, 화상 처리의 연산 속도가 고속인 만큼, 화상 전송의 효율화가 요구되어지기 위해서는, 화상 전송시의 오버헤드의 영향을 가능한 한 줄이는 것이 바람직하다. 즉, 화상 처리부에 CPU를 적용하는 경우보다, 화상 처리가 고속인 GPU를 적용하는 경우에 있어서는, 검사 지연의 억제 효과가 커진다.

제6 실시예와 관련되는 외관 검사 장치에 의하면, 각 화상 처리부에 대해서, 화상 처리를 끝낸 순서로, 다음의 새로운 화상 처리를 실행시키기 때문에, 각 화상 처리부를 항상 가동 상태로 할 수 있다. 따라서, 복수의 화상 처리부의 처리 능력을 낭비 없게 활용할 수 있다. 또, 결함의 정도에 따라, 개개의 화상 처리 시간이 변동해도, 모든 화상 처리부에 대해서, 균형있게 부하를 걸 수 있다. 따라서, 검사전에 번잡한 준비를 필요로 하지 않고, 용이하게 검사 효율의 향상을 도모할 수 있다.

제7 실시예와 관련되는 외관 검사 장치에 의하면, 화상 처리부가 화상 처리를 실행하는 분할 영역의 촬영이 완료했을 경우에, 그 화상 데이터를 화상 처리용 메모리로 전송할 수 있다. 이것에 의해, 화상 처리를 실시하는 것이 가능해진다.

제8 실시예와 관련되는 외관 검사 장치에 의하면, 라인센서가 검출한 회수(라인수)에 따라, 화상 데이터의 전송을 실시할 수 있다.

제9 실시예와 관련되는 외관 검사 장치에 의하면, 화상 처리부로서 GPU를 이용하는 것으로써, 결함 검출에 관한 화상 처리 연산을 고속으로 실시할 수 있다.

[도 1] 제1 실시 형태에 관한 외관 검사 장치의 개략 구성도이다.
[도 2] 제1 실시 형태에 관한 외관 검사 장치의 기능 블럭도이다.
[도 3] 기판의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
[도 4] 도 3에 나타낸 1개의 다이의 개략 평면도이다.
[도 5] 검사 태스크 생성시에 있어서의, 촬영 영역의 분할예를 나타내는 설명도이다.
[도 6] 버퍼 메모리로부터 화상 처리 유닛을 구비한 화상 처리용 메모리로 다른 데이터량의 화상 데이터를 전송 했을 때의 전송 레이트를 나타내는 도이다.
[도 7] 복수의 화상 처리 유닛의 동작 순서를 나타내는 도이다.
[도 8] 제2 실시 형태에 관한 외관 검사 장치의 기능 블럭도이다.
[도 9] 복수의 다이에 걸쳐서, 스캔 촬영이 실행된 모양을 나타내는 도이다.
[도 10] 복수의 GPU의 동작 순서를 나타내는 도이다.
[도 11] 제1 실시 형태에 관한 외관 검사 장치의 동작을 나타내는 플로차트이다.
[도 12] 제2 실시 형태에 관한 외관 검사 장치의 동작을 나타내는 플로차트이다.

이하, 도면을 참조해 실시 형태를 상세하게 설명한다. 다만, 이 실시 형태에 기재되어 있는 구성은 어디까지나 예시이며, 본 발명의 범위를 그것만으로 한정하는 취지의 것은 아니다.

<1. 제1 실시 형태>

<1. 1. 외관 검사 장치(1)의 구성>

도 1은, 제1 실시 형태와 관련되는 외관 검사 장치(1)의 개략 구성도이다. 또 도 2는, 제1 실시 형태와 관련되는 외관 검사 장치(1)의 기능 블럭도이다. 또한, 도 1 및 이후의 각 도에 대해서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 필요에 따라서 각부의 치수나 수를 과장 또는 간략화해서 그리는 경우가 있다. 또, 도 1 및 이후의 각 도에 대해서는, 각각의 위치 관계의 이해를 용이하게 하기 위해, Z축방향을 연직 방향, XY평면을 수평면으로 하는 왼손계(左手系)의 XYZ 직교좌표계를 적당히 부치는 경우가 있다.

외관 검사 장치(1)는, 피검사물인 반도체 기판(9)(이하, 단지 「기판(9)」라고 한다)에 형성된 패턴(회로 패턴 등)의 결함을, 촬영부(3)에 의해서 촬영된 화상에 근거해 검사하는 장치이다. 외관 검사 장치(1)는, 기판(9)을 보유(保持)하는 스테이지(2)(기판 보유(保持)부), 스테이지(2)를 수평 방향(X축방향 및 Y축방향)으로 이동시키는 스테이지 이동 기구(21), 기판(9)의 연직 방향 상측(＋Z측)의 주면(이하, 「상면」이라고 한다)을 촬영하는 촬영부(3), 스테이지(2) 등의 외관 검사 장치(1)의 각 구성의 동작을 제어하는 제어부(4), 촬영부(3)에 의해서 촬영된 화상에 근거해 패턴의 결함 검출을 실시하는 검사부(5), 및, 검사부(5)에 의해서 취득된 결함 데이터를 처리하는 결함 데이터 처리부(6)를 갖추고 있다.

스테이지 이동 기구(21)는, 스테이지(2)를, Y축방향으로 이동시키는 Y방향 이동 기구(22), X방향으로 이동하는 X방향 이동 기구(23), 및, 스테이지(2)를 Z축방향으로 이동시켜 포커스 조정을 실시하는 스테이지 승강기구(24)를 갖추고 있다. Y방향 이동 기구(22)는 모터(221)에 접속된 볼 나사(도시하지 않음)와, X방향 이동 기구(23)에 고정된 볼 나사에 나합(螺合)하는 너트 부재(도시하지 않음)를 가지고 있다. 모터(221)가 회전하는 것으로써, X방향 이동 기구(23)가 가이드 레일(222)에 따라서 Y축방향으로 이동한다. X방향 이동 기구(23)도 Y방향 이동 기구(22)와 동일한 구성을 갖추고 있고, 모터(231)에 의해 도시하지 않는 볼 나사를 회전시키는 것으로, 스테이지(2)를 한 쌍의 가이드 레일(232)에 따라서 X방향으로 이동시킨다. 또한, 스테이지 이동 기구(21)에는, 본 실시 형태와 같이 볼 나사를 이용하는 것 이외에, 리니어 모터 등의 직동기구(直動機構)를 이용하는 것도 생각할 수 있다.

기판(9)은, 검사중, 스테이지(2)의 상면에 흡착(吸着) 고정되어 있다. 이 때문에, 스테이지 이동 기구(21)에 의해 스테이지(2)를 X방향 또는 Y방향으로 이동시키는 것으로, 촬영부(3)에 대해서 기판(9)을 상대적으로 이동시킬 수 있다. 외관 검사 장치(1)에 대해서는, 기판(9)을 X축방향 또는 Y축방향으로 이동시키고, 도시를 생략하는 할로겐 램프나 LED 등의 조사부로부터, 가시광이 기판(9)에 면조사(面照射) 또는 라인상(line狀)으로 조사된다. 그리고, 그리고, 기판(9)에서 반사한 반사광이, 촬영부(3)를 구비한 검출기(여기에서는, 라인 센서(31))에 의해서 검출된다. 또한, 가시광을 대신하여, 자외광(紫外光), 적외광을 조사하도록 해도 좋다. 또, 광원으로서, 전자선 또는 레이저 광을 출사하는 것이 이용되어도 좋다.

또한, 본 실시 형태에서는, 스테이지 이동 기구(21)가 스테이지(2)를 이동시키는 것으로, 기판(9)을 촬영부(3)에 대해, XY평면내에서 상대적으로 이동시키고 있다. 그렇지만, 스테이지(2)를 고정하고, 촬영부(3)를 이동시켜도 좋다. 물론, 스테이지(2) 및 촬영부(3)의 쌍방을 개별적으로 이동시켜도 좋다. 즉, 촬영부(3)에 대해서 기판(9)을 상대적으로 이동시킬 수 있다면, 외관 검사 장치(1)는 어떻게 구성되어 있어도 좋다.

촬영부(3)는, 라인 센서(31)를 갖추고 있다. 라인 센서(31)는, 기판(9)에 조사된 전자선 또는 레이저 광 등을 검출하는 복수의 검출 소자가 일렬로 배열되는 것으로 구성되어 있다. 라인 센서(31)에 의해서 검출된 검출 신호는, 도시하지 않는 AD컨버터에 의해서 적절히 디지털 데이터화 되고, 보정 처리 등의 소정의 처리를 거쳐서, 화상 신호로서 검사부(5)의 버퍼 메모리(53)로 순차 송신된다. 버퍼 메모리(53)는, 화상 보존 메모리의 일례이다. 또한, 라인 센서(31) 대신에, CCD 등의 에어리어 센서(area sensor)를 적용하는 것도 생각할 수 있다.

제어부(4)는, CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory)를 구비한 일반적인 컴퓨터로서 구성되어 있다. 도 2에 나타나는, 검사 레시피 작성부(41), 검사 태스크 생성부(43) 및 스테이지 제어부(45)는, CPU가 프로그램에 따라서 동작하는 것으로써 소프트웨어적으로 실현되는 기능 블록이다. 또한, 이러한 기능의 일부 또는 전부가, 전용 회로 등에 의해서 하드웨어적으로 실현되어도 좋다.

검사 레시피 작성부(41)는, 오퍼레이터가 외관 검사 장치(1)에 있어서 실행하는 검사 내용을 결정하기 위해서, 검사 레시피를 작성하는 GUI를 제공하는 것이다. 검사 레시피는, 검사 전에 오퍼레이터로부터 주어지는 검사 조건이다. 오퍼레이터는, 조작부(49)를 통하여 검사 조건(예를 들면, 검사 범위나, 검사 방법, 검사에 이용되는 파라미터 등)을 설정한다. 검사 파라미터로서는, 예를 들면, 화상 상에 있어서의 노이즈 제거를 위한 필터의 설정치, 또는, 패턴 결함을 판단하기 위한 문턱치로 되는 설정치(예를 들면, 화소의 농도치) 등이 포함된다.

검사 태스크 생성부(43)는, 검사 레시피 작성부(41)에 의해서 작성된 검사 레시피에 근거해서, 검사 태스크를 생성한다. 검사 태스크는, 후술하는 화상 처리 유닛(59)이 실행하는 검사 처리의 단위이다. 검사 태스크에는, 예를 들면, 후술하는 각 화상 처리 유닛(59)이 검사 처리를 실시하는 부분의 좌표 정보, 검사 타입(후술하는 다이 비교 검사 또는 셀 비교 검사 등), 또는, 개개의 검사 처리에 적용되는 검사 파라미터 등이 포함된다.

스테이지 제어부(45)는, 모터(221, 231)의 구동을 제어하는 것에 의해, 스테이지(2)의 X축방향 또는 Y축방향의 이동량, 이동 속도 등을 제어한다. 스테이지 제어부(45)는, 검사 레시피에 의해서 지정된 기판(9) 상의 특정 영역을 촬영하도록, 스테이지(2)의 이동을 제어한다.

제어부(4)에는, 각종 정보를 표시하는 액정 모니터 등으로 구성되는 표시부(47), 및, 제어부(4)에 대해서 오퍼레이터가 각종 정보를 조작 입력하기 위한 마우스 또는 키보드 등으로 구성되는 조작부(49)가 접속되고 있다. 또한, 표시부(47)을 터치 패널로 구성하는 것에 의해, 표시부(47)가 조작부(49)의 기능의 일부 또는 전부를 겸하는 일도 생각할 수 있다. 표시부(47)에 표시되는 정보에 근거해서, 제어부(4)에 대해서, 조작부(49)를 통해서 각종 지시 입력을 실시할 수 있다.

검사부(5)는, 제어부(4)와 같이, CPU나 RAM 등을 구비한 일반적인 컴퓨터로서 구성되어 있고, 패턴 결함 검출에 관한 각종 연산 처리를 실시한다. 검사부(5)는, 검사 태스크 보유부(51), 버퍼 메모리(53), 화상 전송부(55)를 갖추고 있다. 또, 검사부(5)는, 복수의 GPU 제어부(57)와, 상기 복수의 GPU 제어부(57)의 각각에 의해서, 그 동작이 제어되는 화상 처리 유닛(59)을 복수로 갖추고 있다. 화상 전송부(55) 및 GPU 제어부(57)는, CPU가 도시하지 않는 프로그램에 따라서 동작하는 것에 의해 소프트웨어적으로 실현되는 기능 블록이다. 또한, 제어부(4) 및 검사부(5)는, LAN 등의 통신회선으로 접속된 2대의 컴퓨터로 구성되지만, 1대의 컴퓨터로 구성되는 것도 생각할 수 있다.

검사 태스크 보유부(51)는, 검사 태스크 생성부(43)가 생성한 검사 태스크를 보존하기 위한 기억부(RAM 등의 일시적으로 정보를 기억하는 것도 포함한다)로 구성되고, 최초로 들어간 것을 최초로 꺼내는 데이터 구조를 가지는 것이다. 검사 태스크 보유부(51)에 대해서는, 복수의 GPU 제어부(57)가 비동기 그리고 배타적으로 액세스 하는 것에 의해서, 복수인 검사 태스크 중 하나가 차례로 취득된다.

버퍼 메모리(53)는, 상술한 바와 같이, 라인 센서(31)가 순차(順次) 검출하는 검출 신호에 근거한, 화상 신호(화상 데이터)를 순서대로 보존하는 기억부이다. 버퍼 메모리(53)에 축적되는 화상 신호는, 라인 센서(31)가 검출한 회수(즉 라인수)에 따른 데이터량의 화상 데이터가 된다. 버퍼 메모리(53)는, 화상 데이터 보유부의 일례이다.

화상 전송부(55)는, 버퍼 메모리(53)에 보존된 화상 데이터를, 각 화상 처리 유닛(59)에 각각 전송한다. 화상 전송부(55)는, 버퍼 메모리(53)에 보존된 화상 데이터의 용량이, 미리 정해진 데이터량에 도달하면, 자동적으로 전송을 실행하도록 구성되어 있다.

구체적인 예로서, 예를 들면 라인 센서(31)가 8192개의 검출 소자를 갖추고 있고, 각 검출 소자에 대응하는 1 화소 당의 정보량을 1바이트(=8비트 혹은 256 계조(階調))로 하고, 또한 라인 센서(31)가 1024 라인의 스캔을 실시할 때 마다, 화상 전송부(55)가 화상 전송을 실시하도록 설정했다고 한다. 그러면, 이 경우, 화상 전송부(55)는, 1도(度)의 전송 처리로, 데이터량이 약 8 메가 바이트(=8192×1024)인 화상 데이터를 전송하게 된다. 이러한 비교적 큰 단위로 화상 데이터를 전송하도록 하는 것으로, 전송 처리시에 발생하는 간접적 또는 부가적인 처리(오버헤드)의 시간을 상대적으로 작게 할 수 있다. 따라서, 전송 효율의 저하를 억제할 수 있으므로, 검사 효율의 향상을 도모할 수 있다.

GPU 제어부(57)는, 화상 처리 유닛(59)이 구비하는 GPU(591)를 제어하는 기능을 가진다. GPU 제어부(57)는, 검사 태스크 보유부(51)에 액세스하여 검사 태스크를 취득하고, 상기 검사 태스크에 기술된 지시에 따라서, GPU(591)를 동작시킨다. 상술한 바와 같이, 검사 태스크에는, 처리 대상 영역의 좌표 위치, 검사 타입(다이 비교 검사 또는 셀 비교 검사 등), 검사 파라미터 등에 관한 정보가 기술되고 있으므로, GPU 제어부(57)는, 상기 검사 정보를 해석해서 그 내용에 따른 화상 처리를 GPU(591)에 실행시킨다.

화상 처리 유닛(59)은, GPU(591)와 화상 처리용 메모리(593)를 갖추고 있다. 화상 처리 유닛(59)은, 예를 들면 비디오 카드(그래픽 카드)로 구성되어 있고, PCI Express 규격의 시리얼 버스 등을 통해서, 화상 처리 유닛(59)이 화상 전송부(55)또는 GPU 제어부(57)와 통신 가능하게 접속된다.

GPU(591)는, 예를 들면, 미국 nVIDA사 등이 제공하는 GPGPU(General Purpose Computing on Graphics Processing Unit) 등을 이용할 수 있다. GPU(591)는, 복수의 프로그래머블 셰이더(programmable shader, 3D 그래픽스에 대해 정의된 3D 모델이나 광원의 정보를 바탕으로, 그 보이는 방법을 계산하는 프로그램의 코드(소프트웨어) 및 그것을 실행하는 하드웨어이며, 처리 내용이 프로그램 가능한 것)를 갖추고 있고, 해당 프로그래머블 셰이더가 소정의 프로그램에 따라서 동작하는 것에 의해, 패턴 결함 검출에 관련되는 병렬성이 높은 연산 처리를 실시한다. 프로그래머블 셰이더를 동작시키기 위한 프로그램 개발에는, 예를 들면, 미국 nVIDIA사가 제공하는 CUDA(Compute Unified Deｖice Architecture), OpenCL등의 여러가지 개발 환경을 이용할 수 있다. GPU(591)는, 화상 처리부의 일례이다.

화상 처리용 메모리(593)는, GPU(591)가 작업을 실시하는 영역을 제공하는 기억부이다. 화상 처리용 메모리(593)는, 예를 들면, 일반적인 비디오 카드에 탑재되고, 그래픽 처리에 적절한 GDDR(Graphics Double Data Rate) 규격의 메모리가 사용된다. 또한 본 실시 형태에서는, 상술한 것처럼, 화상 처리용 메모리(593)에는, GPU(591)의 처리 시에 제공하는 것만이 아니고, 촬상부(3)가 촬영해 취득된 화상 데이터 전체가 화상 전송부(55)에 의해 전송될 수 있다. 따라서, 화상 처리용 메모리(593)는, 수백 메가 바이트 ~ 수(數) 기가 바이트 정도의 비교적 대용량의 메모리인 것이 바람직하다. 또한 근년 시판되고 있는 비디오 카드에는, 수 기가바이트의 비디오 메모리가 탑재되고 있는 것이 다수이며, 화상 처리용 메모리(593)로서는 충분한 용량을 갖추고 있다.

도 1에 나타낸 결함 데이터 처리부(6)는, 각 화상 처리 유닛(59)에 대해 검출된 결함 정보를 수집하고, 검사 결과를 도시하지 않는 기억부(RAM 등의 일시적으로 정보를 기억하는 것도 포함한다)에 보존한다. 결함 정보로서는, 구체적으로는, 패턴 결함이 검출된 위치의 좌표 정보, 결함 개소의 면적 정보, 또는, 결함 화소의 농도치 등이 포함된다. 물론, 결함 정보는 이와 같은 것으로 한정되는 것은 아니다. 또한 결함 데이터 처리부(6)는, CPU 및 RAM를 구비한 1대의 컴퓨터로 구성되어도 괜찮지만, 제어부(4) 또는 검사부(5)가 결함 데이터 처리부(6)의 기능을 겸비하도록 하는 것도 생각할 수 있다.

<1. 2. 패턴 결함의 검사 처리>

외관 검사 장치(1)에 대해 검사 처리가 개시되는 경우, 우선, 오퍼레이터의 조작 입력에 근거해서, 검사 레시피 작성부(41)에 의해 검사 레시피가 생성된다. 이 검사 레시피 작성시에, 오퍼레이터는, 검사 범위나, 적용하는 검사 방법 등의 각종 검사 조건의 지정을 실시한다. 검사 태스크 생성부(43)는, 이 작성된 검사 레시피에 근거해서, 검사 태스크를 작성한다. 작성된 검사 태스크는, 검사 태스크 보유부(51)에 보존된다. 또, 외관 검사 장치(1)는, 스테이지 제어부(45)에 의해서, 검사 레시피에 따라서 스테이지(2)를 이동시키는 것과 동시에, 촬영부(3)에 의해 검사 범위의 촬영을 실시한다.

도 3은, 기판(9)의 일례를 나타내는 개략 평면도이다. 도 3에 나타낸 기판(9)은, 원형 형상의 반도체 웨이퍼이며, 그 표면에는, 복수의 다이(91)이 형성되고 있다. 도 3에 나타낸 촬영 영역(300)은, 라인 센서(31)가 Y축방향에 따라서 스캔 촬영한 영역을 나타내고 있다.

도 4는, 도 3에 나타낸 1개의 다이(91)의 개략 평면도이다. 도 4에 나타낸 다이(91)는, 동일 영역내에서 회로 패턴의 반복성이 낮은 영역(이하, 비반복 패턴 영역(93)이라고 한다)과, 메모리 셀 등과 같이 동일 영역 내에서 회로 패턴의 반복성이 있는 영역(이하, 반복 패턴 영역(95)라고 한다)이 혼재하고 있다.

도 5는, 검사 태스크 생성시에 있어서의, 촬영 영역(300)의 분할 예를 나타내는 설명도이다. 또한, 도 5에 대해서는, 특정의 다이(91)에 대해서, 비반복 패턴 영역(93)과 반복 패턴 영역(95)에 촬영 영역(300)이 걸치고 있는 예를 도시하고 있다.

도 5에 나타낸 것처럼, 검사 태스크 생성부(43)가 검사 태스크를 생성할 때, 촬영 영역(300)을 복수의 부분 영역(여기에서는, 분할 영역(70a~70d))으로 분할한다. 구체적으로는, 검사 태스크 생성부(43)는, 우선, 비반복 패턴 영역(93)에 대응하는 영역(여기에서는, 분할 영역 70a, 70b, 70c)과, 반복 패턴 영역(95)에 대응하는 영역(여기에서는, 분할 영역(70d))으로 분할한다. 그리고, 검사 태스크 생성부(43)는, 분할한 각각 영역을, 한층 더 구형 모양의 영역으로 분할한다. 이것에 의해, 구형 모양의 분할 영역(70a~70d)이 개별의 검사 대상 영역으로서 설정된다. 다만, 촬영 영역(300)을 분할하는 방법은, 상기와 같은 것으로 한정되는 것은 아니고, 여러 가지 방법을 생각할 수 있다. 예를 들면, 검사 태스크 생성부(43)가, 촬영 영역(300)을 임의의 형상으로 균등한 크기로 분할해 각각을 분할 영역으로 설정하는 것도 생각할 수 있다.

이와 같이 하여 분할된 각 분할 영역(70a~70d)에 대한 좌표 정보가, 검사 태스크에 등록된다. 또, 각 분할 영역(70a~70d)의 각각에 대하여, 적용해야 할 결함 처리의 검사 타입에 관한 정보도, 검사 태스크에 등록된다.

예를 들면 분할 영역(70a~70c)에 대해서는 비반복 패턴 영역(93)이므로, 이른바 다이(die) 비교 검사가 적용된다. 다이 비교 검사란, 라인 센서(31)의 긴 방향과 평행한 방향으로 인접하는 두 개의 다이(91, 91)을 비교하는 것에 의해서, 패턴 결함을 검출하는 검사 방법이다.

또, 분할 영역(70d)에 대해서는, 반복 패턴 영역(95)이며, 해당 분할 영역(70d) 내에 있어서도 같은 회로 패턴이 반복 출현한다. 거기서, 분할 영역(70d)에 대해서는, 이른바 셀(cell) 비교 검사가 적용된다. 셀 비교 검사란, 인접하는 반복 패턴끼리를 비교해서, 패턴 결함을 검출하는 검사 방법이다.

이와 같이, 분할된 분할 영역(70a~70d)이, 비반복 패턴 영역(93)이 반복 패턴 영역(95)의 어느 쪽으로 대응할까에 따라, 검사 타입이 결정되고, 검사 태스크에 등록된다.

또한, 검사 태스크 생성부(43)는, 생성한 복수의 검사 태스크를, 촬영부(3)의 스캔 방향에 맞추어 정리하여, 검사 태스크 보유부(51)에 보존한다. 즉, 촬영부(3)에 의해 스캔 촬영이 보다 빨리 행해지는 영역이, 우선해서 화상 처리 유닛(59)에서 처리되도록, 복수의 검사 태스크의 실행권을 할당할 수 있다(큐잉; queuing). 이것에 의해, 촬영부(3)가 스캔한 촬영 영역(300)의 검사 처리를 효율적으로 진행할 수 있다.

촬영부(3)는, 촬영에 의해서 취득한 화상 데이터를 버퍼 메모리(53)에 보존한다. 버퍼 메모리(53)에 미리 정해진 화상 데이터가 보존되면, 화상 전송부(55)는, 복수의 화상 처리 유닛(59)이 구비하는 화상 처리용 메모리(593)에 대해서, 버퍼 메모리(53)에 보존된 화상 데이터의 전송을 실시한다. 또, 이 화상 전송부(55)에 의한 화상 전송과는 비동기로(독립해서), 복수의 GPU 제어부(57)가 검사 태스크 보유부(51)에 각각 액세스해서, 검사 태스크를 1개 취득한다.

각 GPU 제어부(57)는, 취득한 검사 태스크를 바탕으로, 우선, 자신이 제어하는 화상 처리 유닛(59)의 화상 처리용 메모리(593)에 전송된 화상 데이터(여기에서는, 전송된 라인수)에, 해당 화상 처리 유닛(59)이 검사하는 영역(분할 영역)의 화상 데이터가 포함되는지 여부를 판정한다(전송된 데이터의 판정). 전송된 화상 데이터 중에, 화상 처리 유닛(59)이 검사하는 분할 영역의 화상 데이터가 포함되는 경우는, GPU 제어부(57)는 GPU(591)에 대해서, 검사 파라미터를 넘겨주는 것과 동시에, 검사 태스크에 등록되어 있는 검사 타입의 검사를 실행시킨다. 한편, 전송된 화상 데이터에 화상 처리 유닛(59)이 검사하는 분할 영역의 화상 데이터가 포함되지 않은 경우, GPU 제어부(57)는, 검사 대상 영역의 화상 데이터가 전송될 때까지, GPU(591)를 대기시킨다.

상기 전송된 화상 데이터의 판정을 실시하기 위해, 화상 전송부(55)가, 각 화상 처리 유닛(59)에 화상 데이터의 전송을 실시할 때마다, 각 화상 처리 유닛(59)에 대해서 전송한 화상 데이터에 관한 정보를 대응하는 GPU 제어부(57)에 통지하도록 해도 좋다. 혹은, GPU 제어부(57)의 각각이, 상기 전송된 화상 데이터의 판정을 실시할 때에, 화상 전송부(55)에 대해서, 전송된 화상 데이터에 관한 정보를 조회하도록 해도 좋다. 또한 후자의 경우, 전송된 화상 데이터에 관한 정보의 관리가 용이해진다. 따라서, 화상 처리 유닛(59)을 추가하는 것으로, GPU 제어부(57)의 수가 증가하는 경우에도 대응이 용이해진다.

GPU(591)는, GPU 제어부(57)로부터 검사 처리의 지시를 받으면, 화상 처리용 메모리(593)에 액세스하고, 검사하는 분할 영역의 화상 데이터와, 참조 영역의 화상 데이터를 꺼낸다. 그리고, GPU(591)는, 검사하는 분할 영역과 참조 영역의 화상 데이터에 대해서, 노이즈의 제거나 콘트라스트 조정 등의 소정의 화상 처리를 실시한 후, 패턴 결함 검출을 위한 비교 처리를 실시한다. 이 비교 처리는, 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 화소 비교의 농도치의 차이를 해 문턱치로 2치화(2値化)하고, 결함의 유무를 판정하도록 해도 좋다. 또, 2치화에 의해 흑백화(monochrome)된 화상간의 화소 비교에 근거해서, 차이 부분(패턴 결함)이 추출되도록 해도 좋다. 또, 각 화상에 대해서 엣지 추출을 실시해, 추출된 엣지의 형상 비교에 근거해서, 차이 부분이 추출되도록 해도 좋다. GPU(591)는, 이러한 처리에 의해 취득되는 결함 정보의 결과를, 화상 처리용 메모리(593)에 적당히 기록한다.

GPU(591)에 의한 검사 처리가 완료하면, GPU 제어부(57)는, 화상 처리용 메모리(593)에 보존된 결함 정보를 결함 데이터 처리부(6)에 전송한다. 그리고, GPU 제어부(57)는, 다시 검사 태스크 보유부(51)에 액세스해서, 다른 검사 태스크를 취득한다. 이와 같이 해서, 검사부(5)는, 복수의 화상 처리 유닛(59)에 의해서, 검사 태스크 보유부(51)에 보존된 전검사 태스크를 병렬적으로 실행한다.

결함 데이터 처리부(6)는, 복수의 화상 처리 유닛(59)이 추출한 패턴 결함의 좌표 정보, 결함 개소의 면적 정보, 또는, 결함 화소의 농도치 등의 결함 정보를 수집하고, 기억부에 보존한다. 이 때, 결함의 타입 구분(예를 들면, 이물의 부착에 의한 패턴 이상(異常), 또는, 회로의 감퇴 등의 패턴 형성 그 자체의 이상)를 하도록 해도 좋다. 또, 복수의 하나의 패턴 결함이, 복수의 스캔 화상에 걸쳐 존재하는 경우에, 이들의 복수의 스캔 화상을 연결하여 맞추고, 결함 개소의 전체가 포함되는 1개의 화상을 생성하는 처리(머지(merge) 처리)를 결함 데이터 처리부(6)가 실시하도록 해도 좋다.

<1. 3. 효과>

본 실시 형태와 관련되는 외관 검사 장치(1)에 의하면, 화상 전송부(55)는, 촬영부(3)가 검사 대상의 영역을 촬영해서 버퍼 메모리(53)에 보존된 화상 데이터를, 복수의 화상 처리 유닛(59)으로 순차 전송한다. 한편, GPU 제어부(57)는, 화상 전송부(55)에 의한 화상 데이터의 전송과는 독립해서, 검사 태스크를 취득하는 것과 동시에, 취득한 검사 태스크에 근거한 검사 처리를, 화상 처리 유닛(59)에 실행시킨다. 따라서, 화상 전송부(55)가 1도(度)로 전송하는 화상 데이터의 데이터량을, 비교적 크게 설정할 수 있다. 이것에 의해, 데이터 전송시에 발생하는 통신을 위한 오버헤드의 시간을 상대적으로 작게 하는 것이 가능하므로, 검사의 효율화를 도모할 수 있다.

도 6은, 버퍼 메모리(53)로부터 화상 처리 유닛(59)으로 다른 데이터량의 화상 데이터를 전송했을 때의 전송 레이트를 나타내는 도이다. 도 6중, 가로축은, 화상 전송부(55)가 1회의 데이터 전송으로 전송하는 데이터의 용량을 나타내고 있고, 세로축은, 전송 레이트를 나타내고 있다. 도 6에 나타낸 예에 있어서는, 1회의 데이터 전송의 데이터 용량이 1 메가 바이트 이상의 경우, 전송 레이트의 저하는 일어나기 어렵지만, 1 메가 바이트보다 작아지면, 전송 레이트가 현저하게 저하해 버린다. 따라서, 화상 전송부(55)가 1회의 데이터 전송으로 전송하는 데이터량을 1 메가 바이트(즉, 전송 레이트의 저하가 일어나는 데이터량)보다 크게 하는 것으로, 고효율의 데이터 전송을 실현할 수 있다.

도 7은, 복수의 화상 처리 유닛(59)의 동작 순서를 나타내는 도이다. 도 7중, 가장 상단에 나타낸 복수의 블록(81)은, 촬영부(3)가 스캔을 실시하는 시간을 나타내고 있다. 또한 블록(81)에 기입된 01~16의 숫자는, 각각, 1개의 검사 태스크에 규정된 분할 영역에 상당하는 것이다. 즉 도시의 예에서는, 복수의 블록(81)은, 16개의 분할 영역에 대한 스캔 촬영 시간을 나타내고 있다. 또, PE00~PE03은, 4개의 화상 처리 유닛(59)의 각각에 대응하고 있다.

또, 도 7중, 사선으로 해칭된 블록(83)은, 화상 전송부(55)에 의한 1회의 데이터 전송시에 발생하는 오버헤드의 시간에 상당하고, 흰색의 블록(85)은, 1회의 데이터 전송시에 있어서의, 화상 데이터 자체의 전송 시간에 상당한다. 또, 도트(dot) 무늬로 해칭된 블록(87)은, 1개의 검사 태스크에 규정된 검사 처리를 GPU(591)가 실행하는데 관계되는 시간에 상당한다. 또한 블록(81)에 기입되어 있는 숫자 01~16과, 블록(85, 87)에 기입된 숫자와는 각각 대응하는 것으로 되고 있다.

외관 검사 장치(1)에 대해서는, 블록(85)(예를 들면, 「01~04」가 기입된 블록(85))으로 나타나듯이, 버퍼 메모리(53)에 축적된 화상 데이터(예를 들면, 01~04의 분할 영역에 대응하는 화상 데이터)가, 모든 화상 처리 유닛(59)(PE00~PE04)에 대해서, 같은 타이밍에 전송 되고 있다. 그리고, 블록(87)에 나타낸 것처럼, 각 화상 처리 유닛(59)(PE00~PE04)에 대해서는, 다른 분할 영역에 대한 검사 처리가 병렬적으로 실시된다. 따라서, 외관 검사 장치(1)에 대해서는, 검사 처리와 화상 데이터의 전송 처리가 독립해 행해지기 때문에, 검사 처리와 전송 처리가 시간적으로 오버랩하여 실행할 수 있다. 따라서, 화상 처리 유닛(59)이 검사하는 화상 데이터의 전송이 이미 완료하고 있는 경우에는, 화상 처리 유닛(59)은 곧바로 검사 처리를 실행할 수 있기 때문에, 효율적으로 검사를 실시할 수 있다.

<2. 제2 실시 형태>

다음으로, 제2 실시 형태와 관련되는 외관 검사 장치(1A)에 대해 설명한다. 도 8은, 제2 실시 형태와 관련되는 외관 검사 장치(1A)의 기능 블럭도이다.

본 실시 형태와 관련되는 검사부(5)는, 검사 태스크 보유부(51), 버퍼 메모리(53) 및 화상 처리 제어부(55A)를 갖추고 있다. 화상 처리 제어부(55A)는, 복수의 GPU 제어부(57)를 포함하고 있다. 또, 검사부(5)는, 복수의 GPU 제어부(57)의 각각에 의해서, 그 동작이 제어되는 화상 처리 유닛(59)을 복수 갖추고 있다. 화상 처리 제어부(55A)는, CPU가 도시하지 않는 프로그램에 따라서 동작하는 것에 의해 소프트웨어적으로 실현되는 기능 블록이다.

본 실시 형태에서는, 검사 태스크 보유부(51)에 대해서는, 화상 처리 제어부(55A)가 액세스 한다(구체적으로는, 복수의 GPU 제어부(57)가 비동기 그리고 배타적으로 액세스 한다). 그리고, 검사 태스크 보유부(51)에 대하여, 소정의 순서로 늘어놓은 복수의 검사 태스크 중 하나가 적당히 취출된다.

화상 처리 제어부(55A)는, 복수의 화상 처리 유닛(59)에 대해서, 검사 태스크에 근거하는 화상 처리를 완료한 순서로, 검사 태스크 보유부(51)에 보유된 다음의 새로운 검사 태스크에 따라서, 새로운 화상 처리를 순차 실행시킨다. 따라서, 화상 처리를 끝낸 화상 처리부(59)에 대해서, 차례 차례로, 새로운 검사 태스크에 따른 화상 처리의 지시가 주어진다. 이와 같이, 외관 검사 장치(1A)에 대해서는, 복수의 검사 태스크가 어느 화상 처리부(59)에서 실행되는가는 미리 정해지지 않았다. 따라서, 외관 검사 장치(1A)에 대해서는, 복수의 검사 태스크 중 하나를 실행하는 화상 처리 유닛(59)이, 실제로 검사가 개시되고 나서 순차 결정되게 되어 있다.

또, 본 실시 형태에서는, 화상 처리 유닛(59)은, PCI Express 규격의 시리얼 버스 등을 통해서, 화상 처리 유닛(59)이 버퍼 메모리(53) 또는 GPU 제어부(57)와 통신 가능하게 접속되고 있다.

<2. 2. 패턴 결함의 검사 처리>

본 실시 형태와 관련되는 외관 검사 장치(1A)는, 제1 실시 형태와 관련되는 외관 검사 장치(1)과 같이, 검사 레시피(recipe)를 생성한다. 구체적으로는, 도 5에서와 같이, 검사 태스크 생성부(43)가 검사 태스크를 생성할 때, 촬영 영역(300)을 복수의 부분 영역(여기에서는, 분할 영역(70a~70d))으로 분할한다. 그리고, 분할된 분할영역(70a~70d)이, 비반복 패턴 영역(93) 또는 반복 패턴 영역(95)의 어느 쪽으로 대응하는 것에 따라, 검사 타입이 결정되어, 검사 태스크에 등록된다.

그리고, 검사 태스크 생성부(43)는, 생성한 복수의 검사 태스크를, 촬영부(3)의 스캔 방향에 맞추어 정리하여, 검사 태스크 보유부(51)에 보존한다. 즉, 촬영부(3)에 의해 스캔 촬영이 보다 빨리 행해지는 영역이, 우선하여 화상 처리 유닛(59)에서 처리되도록, 복수의 검사 태스크의 실행권을 할당할 수 있다(큐잉). 화상 처리 제어부(55A)(구체적으로는, 복수의 GPU 제어부(57))는, 이 큐잉(queuing)된 순서로 검사 태스크를 취득한다. 이 때문에, 검사 대상인 각 분할 영역은, 촬영을 끝낸 순서로, 각 GPU(591)에 의해서 화상 처리되게 된다. 따라서, 검사부(5)는, 촬영부(3)가 스캔한 촬영 영역(300)의 검사 처리를 효율적으로 진행할 수 있다.

촬영부(3)는, 라인 센서(31)에 의한 촬영에 의해서 취득되는 화상 데이터를 버퍼 메모리(53)에 순차 보존한다. 한편, 화상 처리 제어부(55A)가 구비하는 복수의 GPU 제어부(57)의 각각은, 대응하는 화상 처리 유닛(59)에 대해 결함 검사에 관한 화상 처리를 실행시킬 수 있도록, 검사 태스크 보유부(51)에 비동기 그리고 배타적으로 액세스하고, 검사 태스크를 1개씩 취득한다.

각 GPU 제어부(57)는, 취득한 검사 태스크를 바탕으로, 우선, 버퍼 메모리(53)에, 검사 태스크에 규정된 검사 대상인 분할 영역(예를 들면, 도 5에 나타낸 분할 영역 70a, 70b, 70c 또는 70d)의 화상 데이터가, 이미 촬영된 상태인지를 판정한다(촬영 끝난 화상 데이터에 관한 판정). 구체적으로는, 버퍼 메모리(53)에 취입된 라인수와, 분할 영역에 대응하는 라인수를 비교한다. 그리고, GPU 제어부(57)는, 취입된 라인수가 큰 경우(즉, 촬영 끝난 화상 데이터에, 분할 영역의 화상 데이터가 포함되어 있는 경우)에, 해당 분할 영역의 화상 데이터를, 대응하는 화상 처리용 메모리(593)로 전송시킨다. 그리고, GPU 제어부(57)는, GPU(591)에 대해서, 검사 파라미터를 넘겨주는 것과 동시에, 검사 태스크에 등록되어 있는 검사 타입의 검사에 관한 화상 처리를 실행시킨다.

한편, 분할 영역에 대응하는 라인수보다도, 취입된 라인수보다도 작은 경우(즉, 촬영이 끝난 화상 데이터에, 분할 영역의 화상 데이터가 포함되지 않은 경우)에는, GPU 제어부(57)는, 검사 대상의 분할 영역이 촬영될 때까지, GPU(591)를 대기시킨다.

상기 촬영된 화상 데이터에 관한 판정을 실시하기 위해, 촬영부(3)가 버퍼 메모리(53)에 취입한 라인수에 관한 정보를, 버퍼 메모리(53)에 보존해 두고, 이 정보를 각 GPU 제어부(57)가 적당히 참조하도록 해도 좋다. 또, 촬영부(3)가 버퍼 메모리(53)에 취입한 라인수에 관한 정보를, 적당히 화상 처리 제어부(55A)에 통지하도록 하는 것도 생각할 수 있다.

GPU(591)는, GPU 제어부(57)로부터 검사 처리를 개시하는 취지의 지시를 받으면, 화상 처리용 메모리(593)에 액세스하고, 검사하는 분할 영역의 화상 데이터와, 참조 영역의 화상 데이터를 취출하여, 패턴 결함 검출을 위한 비교 처리를 실시한다. 이 비교 처리에 대해서는, 상술한 대로이다. GPU(591)는, 이러한 처리에 의해 취득되는 결함 정보의 결과를, 화상 처리용 메모리(593)에 적당 기입한다.

<2. 3. 효과>

도 9는, 복수의 다이(911~915)에 걸쳐서, 스캔 촬영이 실행된 모양을 나타내는 도이다. 도 6에 대하여, 다이(911~915)는, 도 3에 나타낸 다이(91)와 동일한 칩이며, 비반복 패턴 영역(93) 및 반복 패턴 영역(95)을 가지고 있다. 또, 도시의 예에서는, 촬영 영역(300)이, 분할 영역 71a~71d, 72a~72d, 73a~73d, 74a~74d, 및, 75a~75d에 각각 분할되고 있다. 이러한 분할 영역의 각각에 대해서는, 검사 태스크가 개별적으로 설정된다.

도 10은, 복수의 GPU(591)의 동작 순서를 나타내는 도이다. 도 7 중, GPU00, GPU01, GPU02는, 3개의 GPU(591)에 각각 대응하고 있다. 또, 각 블록(81A)는, 도 9에 나타낸 각 분할 영역 화상 데이터에 대해서, 각 GPU00~GPU02의 각각이 화상 처리에 대응하는 것이고, 각 블록(81A)의 가로폭은, 각 화상 처리에 걸리는 처리 시간의 크기에 상당하고 있다. 또, 각 블록(81A)에 기입된 문자는, 각각, 도 9에 나타낸 분할 영역 71a~71d, 72a~72d, 73a~73d, 74a~74d, 75a~75d에 대응하는 것이다. 예를 들면, 「71a」가 기입된 블록(81A)는, 분할 영역 71a에 대한 화상 처리에 대응하는 것으로 되어 있다.

도 10에 나타낸 것처럼, 각 GPU 제어부(57)는, 대응하는 각 GPU(591)(GPU00~GPU02 중 어느 하나)가 1개의 화상 처리를 완료했을 경우, 검사 태스크 보유부(51)로부터 다음의 검사 태스크를 취득하여, 대응하는 GPU(591)에 대해서, 그 검사 처리를 실행시킨다. 이 때문에, 모든 GPU(591)는, 검사 태스크 보유부(51)로부터 검사 태스크가 없어질 때까지, 정지하는 일 없이 항상 검사 처리를 계속 실행하게 된다.

여기서, 예를 들면, 1개의 검사 처리의 처리 시간이, 통상보다 길어졌을 경우를 상정한다. 그 구체적인 예로서 분할 영역 73c에 관한 화상 처리에 관해서, 해당 영역에 결함 등이 다수 발생하는 것 때문에, 도 10에 있어서의 해칭으로 나타내 보인 것처럼 화상 처리의 처리 시간이 통상보다 길어지게 된다.

특허 문헌 1에 기재된 외관 검사 장치와 같이, 각 화상 처리부(본 실시 형태의 GPU(591)에 대응한다)의 각각이 실행하는 검사 처리가, 미리 결정되고 있는 경우, 각 GPU(591)는 자신에게 미리 할당된 검사 태스크밖에 실행하지 않게 된다. 이 때문에, 1개의 GPU(591)에 대해서, 처리 시간의 연장이 발생했을 경우, 그 GPU(591)에 할당된 모든 검사 처리의 완료 시간이, 그만큼 지연 되게 된다. 전(全)검사 태스크가 종료하는 시간은, 모든 GPU(591)가 각각에 할당된 처리를 완료하는 시간이 되기 때문에, 1개의 GPU(591)의 처리 시간이 길어지게 되어 처리 전체의 완료 시간도 길어지게 된다.

이에 대해서, 본 실시 형태와 관련되는 외관 검사 장치(1A)에 있어서는, 1개의 GPU(591)에 대해서, 처리 시간의 연장이 발생했다고 해도, 다른 GPU(591)가 차례차례로 다음의 검사 태스크를 실행해 나간다. 즉, 1개의 GPU(591)의 지연을, 다른 GPU(591)의 작업으로 커버하는 것이 가능해지고 있다. 그 결과, 모든 GPU(591)에 걸리는 부하가 균형있게 유지된 상태를 유지할 수 있기 때문에, 전(全)검사 태스크의 완료 시간을 단축할 수 있다.

또, 본 실시 형태와 관련되는 외관 검사 장치(1A)의 경우, 특허 문헌 1에 기재된 외관 검사 장치와 같이, 각 GPU(591)에 대한 검사의 할당을 실시하는 것 같이, 검사전의 번잡한 준비를 실시할 필요가 없다. 또, GPU(591)의 수를 늘리도록(즉, 병렬처리의 스레드(thread)수를 늘리는 것)한 경우에도, 용이하게 대응할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태와 관련되는 외관 검사 장치(1A)에 의하면, 각 GPU(591)에 대해서, 화상 처리를 끝낸 순으로, 다음의 새로운 화상 처리를 순차 실행시키기 때문에, 각 GPU(591)는, 항상 가동 상태가 된다. 따라서, 복수의 GPU(591)의 처리 능력을 낭비 없이 최대한으로 활용할 수 있게 된다. 또, 결함의 정도에 따라, 개개의 화상 처리 시간이 변동해도, 모든 GPU(591)에 대해서, 균형있게 부하를 거는 것이 가능하다. 즉, 검사 태스크마다 걸리는 처리 시간의 증대에도 유연하게 대응할 수 있기 때문에, 검사 효율의 향상을 도모할 수 있다.

도 11은, 제1 실시 형태에 관한 외관 검사 장치(1)의 동작을 나타내는 플로차트이다. 설명이 중복되므로, 상세한 설명은 생략하지만, 도 11에 나타나듯이, 촬영부(3)에 의한 촬영이 개시되면(스텝 S11), 화상 데이터의 전송에 관한 처리(스텝 S12, S13), 및, 각 화상 처리 유닛(59)에 의한 검사에 관한 처리(스텝 S14, S15 및 S16)가, 각각 독립적으로 실행된다.

화상 데이터의 전송에 관한 처리는, 버퍼 메모리(53)로부터, 각 화상 처리용 메모리(593)로의 화상 데이터를 전송하는 공정(스텝 S12)과, 전(全) 화상 데이터의 전송이 완료됐는지 여부를 판정하는 공정(스텝 S13)을 포함한다. 또, 각 화상 처리 유닛(59)에 의한 검사에 관한 처리는, 검사 태스크를 취득하는 공정(스텝 S14), GPU(591)가 화상 처리하는 공정(스텝 S15), 및, 전(全) 검사가 완료됐는지 여부를 판정하는 공정(스텝 S16)을 포함한다.

도 12는, 제2 실시 형태에 관한 외관 검사 장치(1A)의 동작을 나타내는 플로차트이다. 설명이 중복되므로, 자세한 것은 생략하지만, 도 12에 나타나듯이, 검사 태스크 보유부(51)에 검사 태스크가 보유된다(스텝 S21). 그리고, 촬영부(3)에 의한 촬영이 개시되면(스텝 S22), 각 화상 처리 유닛(59)의 각각에 있어서, 검사에 관한 처리(스텝 S23, S24 및 S25)가 병렬로 실행된다. 또한, 도 12에 있어서는, 1개의 화상 처리 유닛(59)에 의한 검사의 처리(스텝 S23 ~ S25)의 흐름만이 도시되고 있다.

화상 처리 유닛(59)에 의한 검사에 관한 처리는, 구체적으로는, 검사 태스크 보유부(51)로부터 검사 태스크를 취득하는 공정(스텝 S23), GPU(591)가 화상 처리 하는 공정(스텝 S24), 및, 전 검사가 완료됐는지 여부를 판정하는 공정(스텝 S25)을 포함한다.

<3. 변형예>

이상, 실시 형태에 대해 설명해 왔지만, 본 발명은 상기와 같은 것으로 한정되는 것이 아니고, 여러 가지 변형이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 복수의 GPU(591)를 이용하고, 검사 처리를 병렬로 실시하도록 하고 있지만, 예를 들면, 이것을 복수의 CPU로 대행시키는 일도 생각할 수 있다. 이 경우, 예를 들면 CPU와 RAM를 구비한 복수대의 컴퓨터를 준비해, GPU(591)를 CPU로 대용하고, 또, 화상 처리용 메모리(593)를 RAM로 대용하면 좋다. 1대의 컴퓨터에, 복수의 CPU를 탑재하는 이른바 멀티 CPU로 대용하는 일도 생각할 수 있다. 다만, GPU(591)를 이용하는 것이, CPU를 이용하는 것보다도, 일반적으로는, 결함 검출에 관한 화상 처리 연산을 고속으로 실시할 수 있다. 여기서, 화상 처리의 연산 속도가 고속인 만큼, 화상 전송의 효율화가 요구되기 위해, 화상 전송시의 오버헤드의 영향을 가능한 한 줄이는 것이 바람직하다. 즉, 화상 처리 유닛(59)에 CPU를 적용하는 경우보다, 화상 처리가 고속인 GPU(591)를 적용하는 경우에 있어서, 검사 지연의 억제 효과가 커진다.

또, 상기 실시 형태에서는, 화상 처리 유닛(59)의 어느 것이, 화상 처리용 메모리(593)를 구비하고 있지만, 복수의 GPU(591)가, 동일한 화상 처리용 메모리(593)에 액세스하도록 하는 것도 생각할 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는, 기판(9)을 반도체 기판으로 하고 있지만, 본 발명은, 포토마스크(photomask)용 유리 기판, 표시장치용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 프린트 기판, 또는, 태양전지용 기판 등의 각종 기판의 외관 검사를 실시하는 경우에도 유효하다.

또한, 상기 실시 형태 및 변형예로 나타내 보인 각 구성은, 모순이 생기지 않는 한 서로 조합하거나 또는, 생략하거나 할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

1 외관 검사 장치
2 스테이지
21 스테이지 이동 기구
22 Y방향 이동 기구
221, 231 모터
222 가이드 레일
23 X방향 이동 기구
232 가이드 레일
24 스테이지 승강기구
3 촬영부
300 촬영 영역
31 라인 센서
4 제어부
41 검사 레시피 작성부
43 검사 태스크 생성부
5 검사부
51 검사 태스크 보유부
53 버퍼 메모리
55 화상 전송부
55A 화상 처리 제어부
57 GPU 제어부
59 화상 처리 유닛
591 GPU
593 화상 처리용 메모리
6 결함 데이터 처리부
70a~70d 분할 영역
9 기판
91 다이
93 비반복 패턴 영역
95 반복 패턴 영역

Claims

촬영부가 촬영한 패턴이 형성된 기판 표면의 화상에 근거해서, 상기 패턴의 결함을 검출하는 외관 검사 장치에 있어서,
촬영부가 기판상의 검사 대상의 영역을 촬영해 화상 보유 메모리에 보존한 화상 데이터를, 복수의 화상 처리용 메모리로 전송하는 화상 전송부와,
상기 화상 전송부에 의해서 상기 화상 처리용 메모리로 전송된 전송이 끝난 화상 데이터 중에서, 각각의 처리 대상의 영역에 대응하는 화상 데이터에 대해서, 결함 검출을 위한 검사 처리를 실행하는 복수의 화상 처리부와,
상기 화상 전송부에 의한 화상 전송과는 독립하여, 검사 내용을 규정한 검사 태스크를 취득하는 것과 동시에, 해당 검사 태스크에 따라서 복수의 상기 화상 처리부를 제어하는 화상 처리 제어부를
구비하는 외관 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 화상 처리 제어부는,
상기 화상 보존 메모리로 전송된 상기 전송이 끝난 화상 데이터에, 상기 화상 처리부가 검사하는 상기 화상 데이터가 포함되어 있는지 어떤지를 판정하여, 포함되지 않은 경우에는, 해당 화상 처리부가 검사하는 화상 데이터가 상기 화상 처리용 메모리로 전송될 때까지 해당 화상 처리부를 대기시키는 외관 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 화상 전송부는,
미리 정해진 데이터량의 상기 화상 데이터가 상기 화상 보존 메모리에 보존되었을 경우에, 해당 화상 데이터를 상기 화상 처리용 메모리로 전송하는 외관 검사 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 촬영부는, 라인 센서를 포함하고,
상기 전송부는, 상기 촬영부에 의해서, 미리 정해진 라인수의 화상 데이터가 취득되어, 상기 화상 보존 메모리에 보존되었을 경우에, 해당 화상 데이터를 상기 화상 처리용 메모리로 전송하는 외관 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 화상 처리부가 GPU(Graphics Processing Unit)를 포함하는 외관 검사 장치.
촬영부가 촬영한 패턴이 형성된 기판 표면의 화상에 근거하여, 상기 패턴의 결함을 검출하는 외관 검사 장치에 있어서,
검사 내용을 규정한 복수의 검사 태스크를 보유하는 검사 태스크 보유부와,
결함 검출에 관한 화상 처리를 실행하는 복수의 화상 처리부와,
상기 검사 태스크에 따라서, 복수의 상기 화상 처리부의 각각을 제어하는 화상 처리 제어부를 구비하며,
상기 화상 처리 제어부는,
복수의 상기 화상 처리부에 대해, 상기 검사 태스크에 근거하여 화상 처리를 끝낸 순서로, 상기 검사 태스크 보유부에 보유된 다음의 상기 검사 태스크에 따라서, 새로운 화상 처리를 순차 실행시키는 외관 검사 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 촬영부가 촬영한 화상 데이터를 보유하는 화상 데이터 보유부와,
상기 화상 처리부가 화상 처리를 실행하는 화상 데이터이며, 상기 촬영부가 촬영한 영역을 분할한 분할 영역의 화상 데이터가 보존되는 화상 처리용 메모리를
더 구비하고,
상기 화상 처리 제어부는,
상기 화상 데이터 보유부에 보유된 화상 데이터에, 상기 화상 처리부가 처리하는 상기 분할 영역의 화상 데이터가 포함되어 있는지 아닌지를 판정하여, 포함되어 있는 경우에는, 해당 분할 영역의 화상 데이터를 상기 화상 처리용 메모리로 전송시키는 외관 검사 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 촬영부는, 라인 센서를 포함하고,
상기 화상 처리 제어부는, 상기 촬영부에 의해서, 미리 정해진 라인수의 화상 데이터가 취득되어, 화상 보존 메모리에 보존되었을 경우에, 해당 화상 데이터를 상기 화상 처리용 메모리로 전송시키는 외관 검사 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화상 처리부가 GPU(Graphics Processing Unit)를 포함하는 외관 검사 장치.
촬영부가 촬영한 패턴이 형성된 기판 표면의 화상에 근거해서, 상기 패턴의 결함을 검출하는 외관 검사 방법에 있어서,
(a-1) 촬영부가 기판상의 검사 대상의 영역을 촬영하여 화상 보존 메모리에 보존한 화상 데이터를, 복수의 화상 처리용 메모리로 전송하는 공정과,
(b-1) 상기 (a-1) 공정에서, 상기 화상 처리용 메모리로 전송된 전송이 끝난 화상 데이터 중에서, 각각의 처리 대상의 영역에 대응하는 화상 데이터에 대해서, 결함 검출을 위한 검사 처리를 실행하는 공정과,
(c-1) 상기 (a-1) 공정과는 독립하여, 검사 내용을 규정한 검사 태스크를 취득하는 공정을 포함하고,
상기 (b-1) 공정은, 상기 (c-1) 공정에서 취득한 검사 태스크에 따라서 실행되는 공정인, 외관 검사 방법.
촬영부가 촬영한 패턴이 형성된 기판 표면의 화상에 근거해서, 상기 패턴의 결함을 검출하는 외관 검사 방법에 있어서,
(a-2) 검사 내용을 규정한 복수의 검사 태스크를 보유하는 공정과,
(b-2) 상기 (a-2) 공정에서 보유된 상기 검사 태스크의 각각에 따라서, 결함 검출에 관한 화상 처리를 복수의 화상 처리부에 대해 각각 실행시키는 공정을 포함하고,
상기 (b-2) 공정은, 상기 복수의 화상 처리부에 대해서, 상기 검사 태스크에 근거하는 화상 처리를 끝낸 순서로, 상기 검사 태스크 보유부에 보유된 다음의 상기 검사 태스크에 따라서, 새로운 화상 처리를 순차 실행시키는 공정인, 외관 검사 방법.