JP2022174648A - 基板検査方法及び基板検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板裏面の異常を検知できる技術を提供する。【解決手段】本開示の一態様による基板検査方法は、フォークで基板を搬送しながら、搬送方向と直交する幅方向に沿って受光素子が複数配列したラインカメラで前記基板の裏面を撮像する工程と、前記基板を搬送しているときの前記フォークの軌跡情報に基づき、前記撮像する工程で撮像された画像を補正して補正画像を生成する工程と、前記補正画像に基づき、前記基板の裏面に存在する異常部の位置を含む特徴部情報を特定する工程と、を有する。【選択図】図4
Description
本開示は、基板検査方法及び基板検査装置に関する。
搬送中のウエハの裏面をラインスキャンカメラで撮影することで取得されるウエハ裏面の画像と、予め登録したウエハ裏面の基準画像とを比較し、異物の有無を判定する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
本開示は、基板裏面の異常を検知できる技術を提供する。
本開示の一態様による基板検査方法は、フォークで基板を搬送しながら、搬送方向と直交する幅方向に沿って受光素子が複数配列したラインカメラで前記基板の裏面を撮像する工程と、前記基板を搬送しているときの前記フォークの軌跡情報に基づき、前記撮像する工程で撮像された画像を補正して補正画像を生成する工程と、前記補正画像に基づき、前記基板の裏面に存在する異常部の位置を含む特徴部情報を特定する工程と、を有する。
本開示によれば、基板裏面の異常を検知できる。
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
〔処理システム〕
図1を参照し、実施形態の処理システムの一例について説明する。
図1を参照し、実施形態の処理システムの一例について説明する。
処理システムPSは、処理装置PM1~PM4、真空搬送室VTM、ロードロック室LL1~LL3、大気搬送室LM、ロードポートLP1~LP3、全体制御部CU等を備える。
処理装置PM1~PM4は、それぞれゲートバルブG11~G14を介して真空搬送室VTMと接続されている。処理装置PM1~PM4は、内部が真空雰囲気に減圧され、基板Wを収容して各種の処理を行う。基板Wは、例えば半導体ウエハを含む。各種の処理は、例えばプラズマ処理を含む。なお、処理装置PM1~PM4の数は4つに限定されず、3つ以下であってもよく、5つ以上であってもよい。
真空搬送室VTMは、内部が真空雰囲気に減圧されている。真空搬送室VTM内には、搬送機構TR1が設けられている。搬送機構TR1は、フォークFK11,FK12で基板Wを保持し、処理装置PM1~PM4及びロードロック室LL1~LL3に対して搬送する。
ロードロック室LL1~LL3は、それぞれゲートバルブG21~G23を介して真空搬送室VTMと接続され、ゲートバルブG31~G33を介して大気搬送室LMと接続されている。ロードロック室LL1~LL3は、内部が大気雰囲気と真空雰囲気との間で切替可能である。なお、ロードロック室LL1~LL3の数は3つに限定されず、2つ以下であってもよく、4つ以上であってもよい。
大気搬送室LMは、内部が大気雰囲気であり、例えば清浄空気のダウンフローが形成されている。大気搬送室LM内には、基板検査装置10及び搬送機構TR2が設けられている。搬送機構TR2は、フォークFK21で基板Wを保持し、ロードロック室LL1~LL3、ロードポートLP1~LP3のキャリアC、基板検査装置10に対して搬送する。なお、基板検査装置10は、大気搬送室LMの外部、例えば大気搬送室LMの短辺の壁面に設けられていてもよい。基板検査装置10については後述する。
ロードポートLP1~LP3は、大気搬送室LMの長辺の壁面に設けられている。ロードポートLP1~LP3には、キャリアCが取り付けられている。キャリアCは、例えばFOUP(Front Opening Unified Pod)を含む。
全体制御部CUは、例えばコンピュータであってよい。全体制御部CUは、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、補助記憶装置等を備える。CPUは、ROM又は補助記憶装置に格納されたプログラムに基づいて動作し、処理システムPSの各部を制御する。例えば、全体制御部CUは、処理装置PM1~PM4の動作、搬送機構TR1,TR2の動作、ゲートバルブG11~G14,G21~G23,G31~G33の開閉、ロードロック室LL1~LL3内の雰囲気の切り替え等を制御する。
〔基板検査装置〕
図2及び図3を参照し、実施形態の処理システムPSが備える基板検査装置10の一例について説明する。
図2及び図3を参照し、実施形態の処理システムPSが備える基板検査装置10の一例について説明する。
基板検査装置10は、基板Wの裏面を撮像することで、基板Wの裏面の異常を検知できるように構成される。また、基板検査装置10は、光センサにより基板Wのノッチ位置を検出することで、基板Wの位置合わせが可能なアライナとして機能するように構成されていてもよい。
基板検査装置10は、ベースプレート11、ペデスタル12、ラインカメラ13、コントローラ14、表示装置15等を有する。
ベースプレート11は、矩形板状を有し、ペデスタル12を支持する。ベースプレート11は、例えば窒化アルミニウム(AlN)により形成されている。
ペデスタル12は、ベースプレート11上に設けられている。ペデスタル12は、基板Wを支持した状態で回転可能に構成される。ただし、ペデスタル12は、基板Wを回転させる機能を有していなくてもよい。ペデスタル12は、例えばAlNにより形成されている。
ラインカメラ13は、フォークFK21が基板検査装置10に基板Wを搬入する際及び/又はフォークFK21が基板検査装置10から基板Wを搬出する際に、フォークFK21で搬送中の基板Wの裏面を撮像できる位置に設けられている。ラインカメラ13は、フォークFK21で搬送中の基板Wの裏面を1ラインごとに撮像し、1ラインごとに撮像画像をコントローラ14に送信する。ラインカメラ13は、例えば図2に示されるように、フォークFK21による基板Wの搬送方向と直交する幅方向(以下単に「幅方向」ともいう。)において300~350mmの撮像領域IRを有し、基板Wの全領域を撮像できるように構成されていることが好ましい。これにより、基板Wの中心位置及びノッチ(又はオリフラ)の位置を特定できるので、アライナを用いることなく基板Wを位置合わせでき、スループット及びスペース効率が向上する。ただし、ラインカメラ13は、例えば幅方向において150~250mmの撮像領域を有し、基板Wの裏面の中心を含む一部の領域を撮像できるように構成されていてもよい。ラインカメラ13は、受光素子、レンズ等を含む。受光素子は、幅方向に沿って複数配列する。ただし、レンズはラインカメラ13と別体で設けられてもよい。ラインカメラ13は、フォークFK21の移動速度に対応した高速撮像可能なカメラであり、例えばフレームレートが26000fpsである。
また、ラインカメラ13は、幅方向に複数設けられていてもよい。これにより、1つのラインカメラ13あたりの幅方向における撮像領域を小さく設定できるので、基板Wに近接した位置にラインカメラ13を設置できる。そのため、鉛直方向におけるスペース効率が向上する。
コントローラ14は、全体制御部CUから受信したフォークFK21の軌跡情報に基づいて、ラインカメラ13から受信した撮像画像を補正して補正画像を生成する。また、コントローラ14は、生成した補正画像に基づき、基板Wの裏面に存在する異常部を特定する。また、コントローラ14は、特定した異常部に関する情報を表示装置に出力する。
表示装置15は、コントローラ14に接続されており、コントローラ14の指令に基づいて、各種の情報、例えばコントローラ14が特定した異常部に関する情報を表示する。ただし、表示装置15は、コントローラ14、全体制御部CU等に含まれていてもよい。また、表示装置15は、コントローラ14、全体制御部CU等と通信可能なホストコンピュータ、クライアント端末等に含まれていてもよい。
〔基板検査方法〕
図4~図8を参照し、実施形態の基板検査方法の一例について説明する。実施形態の基板検査方法は、例えば処理装置PM1~PM4に搬送する前の基板W及び処理装置PM1~PM4で各種の処理が施された基板Wの少なくともいずれか一方に対して行われる。実施形態の基板検査方法を、処理装置PM1~PM4に搬送する前の基板Wに対して行うことで、各種の処理が施される前の基板Wの裏面の異常を検知できる。また、実施形態の基板検査方法を、処理装置PM1~PM4で各種の処理が施された基板Wに対して行うことで、各種の処理が施された基板Wの裏面の異常を検知できる。また、実施形態の基板検査方法を、上記の両方のタイミングで行うことで、処理装置PM1~PM4で施された各種の処理に起因した基板Wの裏面の異常を検知できる。
図4~図8を参照し、実施形態の基板検査方法の一例について説明する。実施形態の基板検査方法は、例えば処理装置PM1~PM4に搬送する前の基板W及び処理装置PM1~PM4で各種の処理が施された基板Wの少なくともいずれか一方に対して行われる。実施形態の基板検査方法を、処理装置PM1~PM4に搬送する前の基板Wに対して行うことで、各種の処理が施される前の基板Wの裏面の異常を検知できる。また、実施形態の基板検査方法を、処理装置PM1~PM4で各種の処理が施された基板Wに対して行うことで、各種の処理が施された基板Wの裏面の異常を検知できる。また、実施形態の基板検査方法を、上記の両方のタイミングで行うことで、処理装置PM1~PM4で施された各種の処理に起因した基板Wの裏面の異常を検知できる。
まず、ステップS1において、全体制御部CUは、搬送機構TR2を制御して、基板Wを保持したフォークFK21を基板検査装置10内のペデスタル12の上方に搬送する。また、ラインカメラ13は、フォークFK21で搬送中の基板Wの裏面を撮像し、撮像画像をコントローラ14に送信する。撮像画像は、例えば図5に示されるように、ラインごとに撮像された複数の画像A11~A19を合成した画像A20を含む。各画像A11~A19は、X方向の長さが例えば300mm~350mmであり、Y方向の長さが例えば50μm~100μmである。また、全体制御部CUは、基板検査装置10内のペデスタル12の上方に基板Wを搬送しているときのフォークFK21の軌跡情報をコントローラ14に送信する。フォークFK21の軌跡情報は、時刻と、フォークFK21の水平位置(X位置及びY位置)及び鉛直位置(Z位置)とが対応付けされた時系列の位置情報を含む。ステップS1では、フォークFK21は高速(例えば2m/秒)で動作し、例えば図6に示されるように、水平方向(X方向及びY方向)及び鉛直方向(Z方向)に細かく蛇行しながら移動する軌跡Tを描く場合がある。
次いで、ステップS2において、コントローラ14は、全体制御部CUから受信したフォークFK21の軌跡情報に基づいて、ラインカメラ13から受信した撮像画像を補正して補正画像を生成する。例えば、コントローラ14は、図7に示されるように、各画像A11~A19が撮像された時刻におけるフォークFK21のX位置に基づいて、各画像A11~A19のX方向の中心位置を合わせる。また、コントローラ14は、図7に示されるように、各画像A11~A19が撮像された時刻におけるフォークFK21のY位置に基づいて、各画像A11~A19のY方向の位置を調整する。また、コントローラ14は、各画像A11~A19が撮像された時刻におけるフォークFK21のZ位置に基づいて、各画像A11~A19のサイズを調整する。補正画像では、図7に示されるように、複数の画像A11~A19における隣接する画像間で隙間Yaが生じる場合があるが、隙間Yaのサイズは異常部Qのサイズに比べて小さい。そのため、隙間Yaが生じても、後述するステップS3において異常部Qを特定できる。
次いで、ステップS3において、コントローラ14は、ステップS2で生成された補正画像に基づき、基板Wの裏面に存在する異常部を特定する。例えば、コントローラ14は、機械学習が行われた学習済みモデルを用いて、ステップS2で生成された補正画像に基づき、基板Wの裏面に存在する異常部を特定する。また、例えば、コントローラ14は、ステップS2で生成された補正画像に二値化処理等の画像処理を行って基板Wの裏面に存在する異常部を特定してもよい。異常部には、例えば放電痕、パーティクル、傷が含まれる。
次いで、ステップS4において、コントローラ14は、ステップS3で特定した異常部に関する情報を表示装置15に出力する。異常部に関する情報は、異常部の大きさ、位置等を含む。表示装置15は、コントローラ14からの指令に応じて画像を表示する。図8に示されるように、表示装置15の画像表示部Aは、基板画像表示部A20、異常表示部A30等を含む。ただし、画像表示部Aは、基板画像表示部A20及び異常表示部A30のいずれか一方のみを含む形態であってもよい。
基板画像表示部A20は、ステップS2で生成された補正画像を表示する。図8の例では、補正画像として、異常部Qの一例である2つの異常部#1,#2を含む円形状の基板Wの裏面画像が示され、異常部#1,#2がマーカで囲まれることで強調表示されている。これにより、管理者等は、基板画像表示部A20に表示された画像を確認することで、基板Wの裏面に2つの異常部#1、#2が存在することを確認できる。
異常表示部A30は、ステップS3で特定された異常部に関する情報を表示する。図8の例では、異常部に関する情報として、異常があることを表す「異常:有」が示されている。また、図8の例では、異常部に関する情報として、異常部#1の大きさ及び位置を表す「#1:Φ400μm,X120.5,Y120」、異常部#2の大きさ及び位置を表す「#2:Φ350μm,X170.3,Y180.5」が示されている。これにより、管理者等は、異常表示部A30に表示された画像を確認することで、異常があること及び2つの異常部#1、#2の大きさ及び位置等を把握できる。また、異常部に関する情報は、異常部が生じた原因、異常部を取り除くための対策を含むことが好ましい。これにより、管理者等は、異常表示部A30に表示された画像を確認することで、異常部を取り除くための対策を容易に把握できる。異常部を取り除くための対策は、例えば処理装置PM1~PM4で各種の処理を行うためのパラメータ(例えばプラズマパラメータ)を含む。
また、ステップS4では、コントローラ14は、ステップS3で特定された異常部に応じて警報を発することが好ましい。これにより、管理者等は、基板Wに異常があることを迅速に把握できる。
また、ステップS4では、コントローラ14は、ステップS3で特定された異常部に応じて、フォークFK21で基板Wをダミーストレージ(図示せず)に搬送するように全体制御部CUに指令を送信することが好ましい。これにより、異常がある基板Wが次工程に持ち込まれることを防止できる。
以上に説明したように、実施形態の基板検査方法では、基板Wを搬送しているときのフォークFK21の軌跡情報に基づき、ラインカメラ13が撮像した基板Wの裏面の画像を補正して補正画像を生成し、次いで、生成した補正画像に基づき異常部を特定する。これにより、基板Wの裏面に存在する異常部の大きさ、位置等を正確に特定できる。
特に、フォークFK21で基板Wを保持して高速(例えば2m/秒)で搬送する場合、水平方向(X方向及びY方向)及び鉛直方向(Z方向)に細かく蛇行しながら移動する軌跡Tを描く場合がある。フォークFK21がXYZ方向に蛇行すると、ラインカメラ13で撮像される1ラインごとの画像に基づき全体画像を生成すると、該全体画像にブレが生じるため、異常部の正確な大きさ、位置等を特定することが困難である。
これに対し、実施形態の基板検査方法では、基板Wを搬送しているときのフォークFK21の軌跡情報に基づき、ラインカメラ13が撮像した基板Wの裏面の画像を補正して補正画像を生成し、次いで、生成した補正画像に基づき異常部を特定する。これにより、フォークFK21で基板Wを保持して高速で搬送する場合であっても、基板Wの裏面に存在する異常部の大きさ、位置等を正確に特定できる。
なお、実施形態の基板検査方法では、コントローラ14が、基板Wを搬送しているときのフォークFK21の軌跡情報に基づき、ラインカメラ13が撮像した基板Wの裏面の画像を補正して補正画像を生成する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、コントローラ14に代えて、全体制御部CUが補正画像の生成を行ってもよい。また、実施形態の基板検査方法では、コントローラ14が、生成した補正画像に基づき異常部を特定する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、コントローラ14に代えて、全体制御部CUが異常部の特定を行ってもよい。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
上記の実施形態では、基板Wの裏面に存在する異常部を特定する場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、異常部に代えて又は加えて、基板Wの中心位置、基板Wに形成されたノッチ(又はオリフラ)位置等の別の特徴部情報を特定してもよい。例えば、コントローラ14は、補正画像に対して画像処理を行うことで基板Wの外周位置を検出し、検出した外周位置に基づいて基板Wの中心位置を特定する。例えば、コントローラ14は、補正画像に対して画像処理を行うことで基板Wのノッチ位置を特定する。このように、基板Wの中心位置及びノッチ位置を特定することで、基板Wの水平方向及び回転方向の位置合わせを行うことができ、基板検査装置10をアライナとして機能させることができる。より具体的には、まず、ペデスタル12に基板Wを載置し、該基板Wのノッチ位置が所定の方向を向くようにペデスタル12を回転させる。続いて、フォークFK21の中心が基板Wの中心位置と一致する位置にフォークFK21を進入させ、ペデスタル12に載置された基板WをフォークFK21で受け取る。これにより、基板Wの水平方向及び回転方向の位置合わせを行うことができ、基板検査装置10をアライナとして機能させることができる。
13 ラインカメラ
FK21 フォーク
W 基板
FK21 フォーク
W 基板
Claims (10)
- フォークで基板を搬送しながら、搬送方向と直交する幅方向に沿って受光素子が複数配列したラインカメラで前記基板の裏面を撮像する工程と、
前記基板を搬送しているときの前記フォークの軌跡情報に基づき、前記撮像する工程で撮像された画像を補正して補正画像を生成する工程と、
前記補正画像に基づき、前記基板の裏面に存在する異常部の位置を含む特徴部情報を特定する工程と、
を有する、基板検査方法。 - 前記生成する工程において、前記撮像する工程で撮像された画像を1ラインごとに補正する、
請求項1に記載の基板検査方法。 - 前記特徴部情報は、前記異常部のサイズを含む、
請求項1又は2に記載の基板検査方法。 - 前記特徴部情報は、前記基板に形成されたノッチ又はオリフラの位置を含む、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基板検査方法。 - 前記軌跡情報は、前記フォークの水平方向及び鉛直方向の位置情報を含む、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の基板検査方法。 - 前記撮像する工程において、前記ラインカメラで前記基板の全領域を撮像する、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の基板検査方法。 - 前記撮像する工程において、前記ラインカメラで前記基板の一部の領域を撮像する、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の基板検査方法。 - 前記ラインカメラは、前記幅方向に複数設けられており、
前記撮像する工程において、前記複数設けられた前記ラインカメラで前記基板の裏面を撮像する、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の基板検査方法。 - 前記基板は、プラズマ処理が施された基板であり、
前記特徴部情報は、放電痕の位置及びサイズを含む、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の基板検査方法。 - 基板を搬送するフォークと、
前記基板の搬送方向と直交する幅方向に沿って受光素子が複数配列したラインカメラと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記フォークで前記基板を搬送しながら、前記ラインカメラで前記基板の裏面を撮像する工程と、
前記基板を搬送しているときの前記フォークの軌跡情報に基づき、前記撮像する工程で撮像された画像を補正して補正画像を生成する工程と、
前記補正画像に基づき、前記基板の裏面に存在する異常部の位置を含む特徴部情報を特定する工程と、
を行うように前記フォーク及び前記ラインカメラを制御するよう構成される、
基板検査装置。
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