JP5717711B2 - 基板の基準画像作成方法、基板の欠陥検査方法、基板の基準画像作成装置、基板の欠陥検査ユニット、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

基板の基準画像作成方法、基板の欠陥検査方法、基板の基準画像作成装置、基板の欠陥検査ユニット、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP5717711B2
JP5717711B2 JP2012268203A JP2012268203A JP5717711B2 JP 5717711 B2 JP5717711 B2 JP 5717711B2 JP 2012268203 A JP2012268203 A JP 2012268203A JP 2012268203 A JP2012268203 A JP 2012268203A JP 5717711 B2 JP5717711 B2 JP 5717711B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
value
image
zernike
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012268203A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014115140A (ja
Inventor
泉 葉瀬川
泉 葉瀬川
浩 富田
浩 富田
修児 岩永
修児 岩永
直 西山
直 西山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2012268203A priority Critical patent/JP5717711B2/ja
Priority to US14/083,906 priority patent/US9146479B2/en
Priority to TW102144221A priority patent/TWI545524B/zh
Priority to KR1020130149777A priority patent/KR101951054B1/ko
Publication of JP2014115140A publication Critical patent/JP2014115140A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5717711B2 publication Critical patent/JP5717711B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/7065—Defects, e.g. optical inspection of patterned layer for defects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)

Description

本発明は、撮像された複数の基板画像に基づいて欠陥検査の際に基準となる基板の画像を作成する方法、作成された基板の基準画像に基づいて基板の欠陥検査を行なう方法、基板の基準画像を作成する装置、基板の欠陥検査ユニット、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。
例えば半導体デバイスの製造工程におけるフォトリソグラフィー工程では、ウェハ上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などの一連の処理が順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。これらの一連の処理は、ウェハを処理する各種処理部やウェハを搬送する搬送機構などを搭載した基板処理システムである塗布現像処理システムで行われている。
塗布現像処理システムにおいて一連のフォトリソグラフィー処理が行われたウェハについては、ウェハ表面に所望のレジスト膜が形成されているか否か、あるいは、傷や異物の付着の有無について検査を行う、いわゆるマクロ欠陥検査が行われる。
このようなマクロ欠陥検査では、ウェハを載置している載置台を移動させながら当該載置台上のウェハに照明を照らし、例えばＣＣＤラインセンサの撮像装置によりウェハの表面を撮像する。そして、当該撮像された画像を画像処理して、ウェハ表面の欠陥の有無を判定するようにしている（特許文献１）。
特開２００９−２１６５１５号公報
上述のような欠陥検査においては、基準となるウェハ（基準ウェハ）の画像と検査対象となるウェハの画像とを比較することで、欠陥の有無の判定を行なう。
ところで、ウェハの欠陥検査においては、実際には欠陥ではないものの、撮像された基板の画像（基板画像）上で色むらなどが生じることにより、欠陥と判定される、いわゆる疑似欠陥が発生することがある。そのため、基準となるウェハの画像（基準画像）は、欠陥を有しないウェハの標準的な基板画像に、疑似欠陥と判定されうる色むらを有する基板画像を合成して作成されている。これにより、基準画像に色むらを有する基板画像の要素が取り込まれ、欠陥検査の際に当該色むらが欠陥と判定されることが防止できる。換言すれば、前記の色むらをフィルタリングすることで、疑似欠陥を避けるようにしている。
この基準画像の合成に用いられる各基板画像は、予め処理された複数のウェハの画像の中から、作業員により経験則などに基づいて複数選択される。かかる場合、作業員の熟練度により、作成される基準ウェハが異なることがありうる。そのため、基準画像を作成する作業員の熟練度により、欠陥検査の結果に差が生じてしまうことがあった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、適切な基板の基準画像を作成し、基板の欠陥検査を適正に行なうことを目的としている。
前記の目的を達成するため、本発明は、基板を撮像し、当該撮像された複数の基板画像に基づいて、欠陥検査の基準となる基板の画像を作成する方法であって、前記撮像された基板画像内の画素値の平面分布を、前記基板画像ごとにゼルニケ多項式を用いて複数の画素値分布成分にそれぞれ分解する成分分解工程と、ゼルニケ多項式により分解された前記各画素値分布成分のゼルニケ係数をそれぞれ算出するゼルニケ係数算出工程と、前記算出された各ゼルニケ係数から、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとに（１）中央値（２）前記中央値から所定の値以上乖離した値、をそれぞれ抽出するゼルニケ係数抽出工程と、前記抽出された値を有する各基板画像を特定する画像特定工程と、当該特定された各基板画像を合成することで、欠陥検査の基準となる基板の画像を作成する画像作成工程と、を有することを特徴としている。
本発明によれば、ゼルニケ多項式を用いて基板画像内の画素値の平面分布を複数の画素値分布成分にそれぞれ分解し、その複数の画素値分布成分のゼルニケ係数をそれぞれ算出する。そして、算出された各ゼルニケ係数から、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとに中央値及び前記中央値から所定の値以上乖離した値をそれぞれ抽出し、抽出された値を有する基板画像を特定する。
この場合、中央値を有する基板画像は平均的な画素値分布成分を有する基板画像である。また、中央値から所定の値以上乖離した値を有する基板画像は、なんらかの色むらを有する、疑似欠陥と判定される可能性のある基板画像である。そのため、これら特定した基板画像を合成することで、色むらに対するフィルタリングの機能を有する、適切な基板の基準画像を作成できる。その結果、基板の欠陥検査を適正に行なうことができる。また、例えば作業員の熟練度に左右されることなく適切な基準画像を作成できるので、基板の欠陥検査を安定的に行うことができる。
前記ゼルニケ係数抽出工程では、前記算出された各ゼルニケ係数を、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとにグループ化し、前記ゼルニケ係数の各グループから前記の値の抽出を行ってもよい。
前記基板画像が複数の原色により構成されている場合は、前記ゼルニケ係数の算出及びグループ化を、さらに前記基板画像を構成する原色ごとに行い、前記原色のグループごとに前記算出されたゼルニケ係数の標準偏差を求め、前記ゼルニケ係数の次数ごとに、標準偏差の値が最も大きい原色を特定し、前記ゼルニケ係数抽出工程における値の抽出は、標準偏差が最も大きいと特定された原色のグループに属する値から行ってもよい。
前記ゼルニケ係数抽出工程において、第１項〜第４項のゼルニケ係数にかかるグループから値を抽出してもよい。
前記ゼルニケ係数の中央値から所定の値乖離したゼルニケ係数の値は、前記グループ化されたゼルニケ係数の最大値及び最小値であってもよい。また、前記ゼルニケ係数の中央値から所定の値乖離したゼルニケ係数の値は、前記グループ化されたゼルニケ係数の上位５％及び下位５％の範囲内の値であってもよい。
別の観点による本発明は、前記基板の基準画像作成方法を基板処理システムによって実行させるために、当該基板処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
また別の観点による本発明は、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
別の観点による本発明は、前記基準画像作成方法により作成された基準画像を用いて基板の欠陥を検査する方法であって、被検査基板を撮像し、当該撮像された被検査基板の画像と、前記画像作成工程で作成された基準画像とを比較して欠陥の有無を判定することを特徴としている。
また、別の観点による本発明は、前記基板の欠陥検査方法を基板処理システムによって実行させるために、当該基板処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
また別の観点による本発明は、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
さらに別の観点による本発明は、撮像装置で撮像された複数の基板画像に基づいて、欠陥検査の基準となる基板の画像を作成する装置であって、前記撮像された基板画像内の画素値の平面分布を、前記基板画像ごとにゼルニケ多項式を用いて複数の画素値分布成分にそれぞれ分解する成分分解部と、ゼルニケ多項式により分解された前記各画素値分布成分のゼルニケ係数をそれぞれ算出するゼルニケ係数算出部と、前記算出された各ゼルニケ係数から、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとに（１）中央値（２）前記中央値から所定の値以上乖離した値、をそれぞれ抽出するゼルニケ係数抽出部と、前記抽出された値を有する各基板画像を特定する画像特定部と、当該特定された各基板画像を合成することで、欠陥検査の基準となる基板の画像を作成する画像作成部と、を有することを特徴としている。
前記ゼルニケ係数抽出部では、前記算出された各ゼルニケ係数を、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとにグループ化し、前記ゼルニケ係数の各グループから前記の値の抽出を行ってもよい。
ゼルニケ係数グループ作成部は、前記ゼルニケ係数の算出及びグループ化を、前記基板画像を構成する原色ごとに行い、前記原色のグループごとに前記算出されたゼルニケ係数の標準偏差を求める標準偏差算出部と、前記ゼルニケ係数の次数ごとに、標準偏差の値が最も大きい原色を特定する原色特定部と、を更に有し、前記ゼルニケ係数抽出部における値の抽出は、標準偏差が最も大きいと特定された原色のグループに属する値から行ってもよい。
前記ゼルニケ係数抽出部において、第１項〜第４項のゼルニケ係数にかかるグループから値を抽出してもよい。
前記ゼルニケ係数の中央値から所定の値乖離したゼルニケ係数の値は、前記グループ化されたゼルニケ係数の最大値及び最小値であってもよい。また、前記ゼルニケ係数の中央値から所定の値乖離したゼルニケ係数の値は、前記グループ化されたゼルニケ係数の上位５％及び下位５％の範囲内の値であってもよい。
また別な観点による本発明は、前記基板の基準画像作成装置を備えた欠陥検査ユニットであって、被検査基板を撮像する撮像部と、前記撮像装置で撮像された被検査基板の画像と、前記画像作成部で作成された基準画像とを比較して欠陥の有無を判定する欠陥判定部を有することを特徴としている。
本発明によれば、適切な基板の基準画像を作成し、基板の欠陥検査を適正に行なうことができる。
本実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 欠陥検査ユニットの構成の概略を示す横断面図である。 欠陥検査ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 基準画像作成装置の構成の概略を示す説明図である。 画素値の平面分布をゼルニケ多項式を用いて複数の画素値分布成分に分解した状態を示す説明図である。 ウェハ面内の各ピクセル値の画素値を表した説明図である。 ウェハ面内の各ピクセル値をウェハ面内の高さ方向に表した説明図である。 複数のウェハについて求めた各ゼルニケ係数の値を表す説明図である。 各ゼルニケ係数の値を同じ項数のゼルニケ係数及び原色ごとにグループ化した状態を表す説明図である。 各ゼルニケ係数の値の標準偏差を各原色ごとに表したグラフである。 ゼルニケ係数の中央値を有するウェハの基板画像を示す説明図である。 ゼルニケ係数の最大値を有するウェハの基板画像を示す説明図である。 ゼルニケ係数の最小値を有するウェハの基板画像を示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる基準画像作成装置を備えた基板処理システム１の内部構成の概略を示す説明図である。図２及び図３は、基板処理システム１の内部構成の概略を示す側面図である。なお、本実施の形態では、基板処理システム１が、例えば基板のフォトリソグラフィー処理を行う塗布現像処理システムである場合を例にして説明する。
基板処理システム１は、図１に示すように例えば外部との間でカセットＣが搬入出される搬入出部としてのカセットステーション２と、フォトリソグラフィー処理の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理ユニットを備えた処理部としての処理ステーション３と、処理ステーション３に隣接する露光装置４との間でウェハＷの受け渡しを行う搬送部としてのインターフェイスステーション５とを一体に接続した構成を有している。また、基板処理システム１は、当該基板処理システム１の制御を行う制御装置６を有している。制御装置６には、後述する基準画像作成装置１５０が接続されている。
カセットステーション２は、例えばカセット搬入出部１０とウェハ搬送部１１に分かれている。例えばカセット搬入出部１０は、基板処理システム１のＹ方向負方向（図１の左方向）側の端部に設けられている。カセット搬入出部１０には、カセット載置台１２が設けられている。カセット載置台１２上には、複数、例えば４つの載置板１３が設けられている。載置板１３は、水平方向のＸ方向（図１の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらの載置板１３には、基板処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置することができる。
ウェハ搬送部１１には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２０上を移動自在なウェハ搬送装置２１が設けられている。ウェハ搬送装置２１は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各載置板１３上のカセットＣと、後述する処理ステーション３の第３のブロックＧ３の受け渡しユニットとの間でウェハＷを搬送できる。
処理ステーション３には、各種ユニットを備えた複数例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３のカセットステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション３のインターフェイスステーション５側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。
第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理ユニット、例えばウェハＷを現像処理する現像処理ユニット３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成ユニット３１、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布ユニット３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成ユニット３３が下から順に４段に重ねられている。
第１のブロックＧ１の各ユニット３０〜３３は、処理時にウェハＷを収容するカップＦを水平方向に複数有し、複数のウェハＷを並行して処理することができる。
第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱処理や冷却処理を行う熱処理ユニット４０、ウェハＷを疎水化処理する疎水化処理装置としてのアドヒージョンユニット４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光ユニット４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。なお、熱処理ユニット４０、アドヒージョンユニット４１及び周辺露光ユニット４２の数や配置は、任意に選択できる。
第３のブロックＧ３には、複数の受け渡しユニット５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡しユニット６０、６１、６２と、欠陥検査ユニット６３が下から順に設けられている。
図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばウェハ搬送装置７０が配置されている。
ウェハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定のユニットにウェハＷを搬送できる。ウェハ搬送装置７０は、例えば図３に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定のユニットにウェハＷを搬送できる。
また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。
シャトル搬送装置８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５２と第４のブロックＧ４の受け渡しユニット６２との間でウェハＷを搬送できる。
図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側には、ウェハ搬送装置９０が設けられている。ウェハ搬送装置９０は、例えば前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置９０は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡しユニットにウェハＷを搬送できる。
インターフェイスステーション５には、ウェハ搬送装置１００が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えば前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１００は、例えば搬送アームにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡しユニット、露光装置４にウェハＷを搬送できる。
次に、欠陥検査ユニット６３の構成について説明する。
欠陥検査装置６３は、図４に示すようにケーシング１１０を有している。ケーシング１１０内には、図５に示すようにウェハＷを載置する載置台１２０が設けられている。この載置台１２０は、モータなどの回転駆動部１２１によって、回転、停止が自在である。ケーシング１１０の底面には、ケーシング１１０内の一端側（図５中のＸ方向負方向側）から他端側（図５中のＸ方向正方向側）まで延伸するガイドレール１２２が設けられている。載置台１２０と回転駆動部１２１は、ガイドレール１２２上に設けられ、駆動装置１２３によってガイドレール１２２に沿って移動できる。
ケーシング１１０内の他端側（図５のＸ方向正方向側）の側面には、撮像装置１３０が設けられている。撮像装置１３０には、例えば広角型のＣＣＤカメラが用いられ、その画像のｂｉｔ数は、例えば８ｂｉｔ（０〜２５５の２５６階調）である。ケーシング１１０の上部中央付近には、ハーフミラー１３１が設けられている。ハーフミラー１３１は、撮像装置１３０と対向する位置に、鏡面が鉛直下方を向いた状態から撮像装置１３０の方向に向けて４５度上方に傾斜した状態で設けられている。ハーフミラー１３１の上方には、照明装置１３２が設けられている。ハーフミラー１３１と照明装置１３２は、ケーシング１１０内部の上面に固定されている。照明装置１３２からの照明は、ハーフミラー１３１を通過して下方に向けて照らされる。したがって、照明装置１３２の下方にある物体によって反射した光は、ハーフミラー１３１でさらに反射して、撮像装置１３０に取り込まれる。すなわち、撮像装置１３０は、照明装置１３２による照射領域にある物体を撮像することができる。そして撮像したウェハＷの画像（基板画像）は、制御装置６、及び制御装置６を介して基準画像作成装置１５０にそれぞれ入力される。
制御装置６は、例えばＣＰＵやメモリなどを備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、欠陥検査ユニット６３で撮像された基板画像に基づいて行われるウェハＷの欠陥検査を制御するプログラムが格納されており、制御装置６は、ウェハＷの欠陥の有無を判定する欠陥判定部としても機能する。これに加えて、プログラム格納部には、上述した各種処理ユニットや搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１の所定の作用、すなわちウェハＷへのレジスト液の塗布、現像、加熱処理、ウェハＷの受け渡し、各ユニットの制御などを実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばハードディスク（ＨＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御装置６にインストールされたものであってもよい。
制御装置６のプログラム格納部に格納された欠陥検査を制御するプログラムは、例えば風きり、コメット、スクラッチ、センターモード、ホットスポットといった、ウェハＷに生じうる欠陥の有無を判定するものである。具体的には、後述する基準画像作成装置１５０で作成された基準画像を記憶しており、欠陥検査ユニット６３で撮像された基板画像と当該基準画像との比較を行う。そして、基板画像上の画素値が、基準画像上の画素値と所定の値以上異なる場合は、ウェハＷに何らかの欠陥があると判断し、具体的な欠陥判定を行なう。欠陥判定にあたっては、例えばウェハＷの欠陥を模したテンプレートの画像と欠陥のないウェハＷの画像とを合成することにより生成した欠陥モデルが用いられ、欠陥があると判断された基板画像と当該欠陥モデルとの比較を行う。そして、基板画像といずれかの欠陥モデルとが類似する場合は欠陥有り、いずれにも類似しない場合は欠陥無し、と判定する。なお、この場合、基準画像との比較においては欠陥があると判断されたものの、欠陥モデルとの比較により欠陥無しと判定されるものが、いわゆる疑似欠陥である。
次に、欠陥検査ユニット６３で撮像された基板画像の処理を行う基準画像作成装置１５０の構成について説明する。基準画像作成装置１５０は、例えばＣＰＵやメモリなどを備えた汎用コンピュータにより構成されている。画像処理装置１５０は例えば図６に示すように、欠陥検査ユニット６３の撮像装置１３０で撮像された基板画像内の画素値の平面分布を、ゼルニケ多項式を用いて複数の画素値分布成分に分解する成分分解部１６０と、分解された各画素値分布成分のゼルニケ係数を算出するゼルニケ係数算出部１６１と、算出された各ゼルニケ係数を、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとにグループ化するゼルニケ係数グループ作成部１６２と、算出されたゼルニケ係数の標準偏差を求める標準偏差算出部１６３と、ゼルニケ係数の各次数ごとに、標準偏差の最も大きい原色を特定する原色特定部１６４と、各ゼルニケ係数から、所定の値を抽出するゼルニケ係数抽出部１６５と、ゼルニケ係数抽出部１６５で抽出された値を有する基板画像を特定する画像特定部１６６と、特定された基板画像を合成して欠陥検査の基準となる基板の画像を作成する画像作成部１６７を有している。また、基準画像作成装置１５０には、制御装置６との間で基板画像などの各種情報の入出力を行なう通信部１６８、基板画像などを出力表示するための出力表示部１６９が設けられている。
なお、基板画像は一般的にＲＧＢ（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ）の３原色で構成されている。そのため各原色Ｒ、Ｇ、Ｂごとに画素値分布成分Ｚｉを求めることができるが、Ｒ、Ｇ、Ｂ間において画像処理の手法に相違はない。したがって、本実施の形態において特にＲ、Ｇ、Ｂについて特定しない場合は、全ての原色Ｒ、Ｇ、Ｂについて並行して処理を行っているものとして説明する。
成分分解部１６０では、制御装置６から基準画像作成装置１５０に入力された基板画像の色を、先ずウェハＷの全面にわたって例えばピクセル単位で画素値として数値化する。これによりウェハ面内の画素値の平面分布を求める。そして成分分解部１６０では、このウェハ面内の画素値の平面分布を複数の画素値分布成分Ｚｉ（ｉは１以上の整数）に分解する。この複数の画素値分布成分Ｚｉは、図７に示すように、ゼルニケ（Ｚernike）多項式を用いて、ウェハ面内の画素値の平面分布Ｚを複数の成分に分解して表したものである。
ここでゼルニケ多項式について説明する。ゼルニケ多項式は、主に光学分野で用いられる複素関数であり、二つの次数（ｎ，ｍ）を有している。また、半径が１の単位円上の関数でもあり、極座標の引数（ｒ，θ）を有している。このゼルニケ多項式は、光学分野では例えばレンズの収差成分を解析するために使用されており、波面収差をゼルニケ多項式を用いて分解することで各々独立した波面、例えば山型、鞍型等の形状に基づく収差成分を知ることができる。
次に、本実施の形態における、ゼルニケ多項式を用いた画素値分布成分Ｚｉの求め方について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、ウェハＷの面内における各ピクセルＰの画素値の平面分布Ｚを表したものであり、各ピクセルＰの内側に記載されている数値は当該ピクセルＰの画素値を示している。なお、説明を容易にするために、図８及び図９においては、Ｘ軸方向に沿った一列のピクセルＰについてのみ記載している。そして、図８に示す画素値の平面分布Ｚに対してゼルニケ多項式を適用するにあたっては、例えば図９に示すように、各ピクセルＰの画素値をウェハＷ面上の高さ方向（図９のＺ方向正方向）に表す。その結果、各ピクセルＰの画素値の平面分布を、３次元に描かれる所定の形状の曲線として捉えることができる。そして、ウェハＷ面内全てのピクセルＰの画素値について、同様にウェハＷ面上の高さ方向に表すことで、ウェハＷ面内の画素値の分布を、３次元の円形の波面として捉えることができる。このように３次元の波面として捉えることでゼルニケ多項式が適用可能となり、ゼルニケ多項式を用いてウェハ面内の画素値の平面分布Ｚを、例えばウェハ面内の上下左右方向の傾き成分、凸状或いは凹状に湾曲する湾曲成分などの複数の画素値分布成分Ｚｉに分解できる。各画素値分布成分Ｚｉの大きさは、ゼルニケ係数により表すことができる。
各画素値分布成分Ｚｉを表すゼルニケ係数は，具体的に極座標の引数（ｒ，θ）及び次数（ｎ，ｍ）を用いて表せられる。以下に一例として１項〜９項までのゼルニケ係数を示す。
Ｚ１，ｎ＝０，ｍ＝０
（１）
Ｚ２，ｎ＝１，ｍ＝１
（ｒ・ｃｏｓθ）
Ｚ３，ｎ＝０，ｍ＝−１
（ｒ・ｓｉｎθ）
Ｚ４，ｎ＝２，ｍ＝０
（２ｒ２−１）
Ｚ５，ｎ＝２，ｍ＝２
（ｒ２・ｃｏｓ２θ）
Ｚ６，ｎ＝２，ｍ＝−２
（ｒ２・ｓｉｎ２θ）
Ｚ７，ｎ＝３，ｍ＝１
（（３ｒ３−２ｒ）・ｃｏｓθ）
Ｚ８，ｎ＝３，ｍ＝−１
（（３ｒ３−２ｒ）・ｓｉｎθ）
Ｚ９，ｎ＝４，ｍ＝０
（６ｒ４−６ｒ２＋１）
・
・
・
本実施の形態において、例えば１項目のゼルニケ係数であるゼルニケ係数Ｚ１はウェハ面内の画素値の平均値を意味し、２番目のゼルニケ係数Ｚ２はウェハ面内における画素値の左右方向の傾き成分、３番目のゼルニケ係数Ｚ３はウェハ面内の画素値の前後方向（ゼルニケ係数Ｚ２の傾きの方向と直交する方向）の傾き成分、４番目のゼルニケ係数はウェハの中心を原点とする画素値の湾曲成分を意味している。
ゼルニケ係数算出部１６１では、成分分解部１６０で求めた各画素値分布成分Ｚｉの値を算出する。具体的には、各画素値分布成分Ｚｉの大きさは上述のとおりゼルニケ係数により表されるので、例えば図１０に示すように、各ゼルニケ係数の値を求めることで各画素値分布成分Ｚｉの値を算出する。なお、図１０では、８枚のウェハＷについて、第１項〜第５項のゼルニケ係数Ｚ１〜Ｚ５を求めた場合について例示している。
ゼルニケ係数グループ作成部１６２では、ゼルニケ係数算出部１６１で算出した各ゼルニケ係数の値を一旦記録し、例えば図１１に示すように、複数の基板画像の各ゼルニケ係数から同じ次数を有するゼルニケ係数、即ち同じ項数のゼルニケ係数を抽出して各原色ごとにグループ化する。例えば図１１に示すように、ゼルニケ係数Ｚ１の原色Ｒについてのグループには、ウェハ番号１の原色Ｒにおけるゼルニケ係数Ｚ１の値「１９９．０７２」からウェハ番号８の原色Ｒにおけるゼルニケ係数Ｚ１の値「１８９．１８３１」までが含まれるようにグループ化される。
次に、標準偏差算出部１６３では、各原色のグループごとで且つ同じ項数を有する各ゼルニケ係数の値ごとに例えば図１２に示すように標準偏差を求める。図１２は、各原色及び各項数について各ゼルニケ係数の標準偏差を求め、横軸をゼルニケ係数の項数、縦軸を標準偏差として各原色Ｒ、Ｇ、Ｂごとにグラフに表したものである。
原色特定部１６４では、ゼルニケ係数の各項ごとに、標準偏差が最も大きい原色を特定する。例えば図１２に示す各原色Ｒ、Ｇ、Ｂの各ゼルニケ係数についての標準偏差の場合、例えばゼルニケ係数Ｚ１においては、原色Ｒ、Ｇ、Ｂの間で比較すると原色Ｇの標準偏差が他の２色の原色Ｒ、Ｂよりも大きいので、ゼルニケ係数Ｚ１については、原色Ｇが最も標準偏差の大きい原色であると特定する。そして、この原色の特定を、例えば第１項〜第４項のゼルニケ係数について行なう。図１２に示す例においては、Ｚ２〜Ｚ４のいずれの原色においても原色Ｇの標準偏差が他の標準偏差より大きいため、Ｚ２〜Ｚ４においても、原色Ｇが最も標準偏差の大きい原色であると特定する。
ここで、原色の特定を第１項〜第４項までとするのは、本発明者らの検証により、第５項目以降のゼルニケ係数を抽出しても、後述の画像作成部１６５における基準画像の合成にあまり影響を与えないことが確認されたためである。これは、第１項〜第４項までのゼルニケ係数により、ウェハＷ面内の画素値の平面分布の上下左右方向の傾き及びウェハＷ面内の凸状或いは凹状に湾曲する湾曲成分が網羅され、ウェハＷ面内の画素値分布の概ねの傾向を捉えることができるためであると推察される。しかしながら、値の抽出を第何項について行なうかについては任意に設定が可能であり、本実施の形態の内容に限定されるものではない。
次に、ゼルニケ係数抽出部１６５では、グループ化された各ゼルニケ係数から、各グループごとに、例えば当該グループにおける中央値、最大値及び最小値を抽出する。また、この値の抽出は、上述の原色特定部１６４で特定された原色についてのみ行なう。図１１に示す各ゼルニケ係数のうち、ゼルニケ係数が第１項（Ｚ１）の場合を例にすると、原色Ｇのグループの各ゼルニケ係数から、中央値としてウェハ番号「６」の値である「１８６．５９５１」、最大値としてウェハ番号「３」の値である「１９１．４６０２」、最小値としてウェハ番号「２」の値である「１７２．６８９」を抽出する。ゼルニケ係数抽出部１６３では、このような値の抽出を、例えば、原色特定部１６４で原色が特定された第１項〜第４項までのゼルニケ係数Ｚ１〜Ｚ４について行う。
ゼルニケ係数抽出部１６５における各ゼルニケ係数の値の抽出を、原色特定部１６４で特定された原色について行なうのは次の理由による。即ち、本発明者らの検証によれば、例えばある基板画像の原色Ｒの画素値が他の基板画像の原色Ｒの画素値よりも相対的に大きい場合は、他の原色Ｇ、Ｂの画素値についても同様に他の基板画像の原色Ｇ、Ｂの画素値より相対的に大きくなる傾向があることが確認された。したがって、本発明者らは、標準偏差の最も大きな原色、即ち基板画像間の相対的な画素値のばらつきが最も大きい原色についてゼルニケ係数抽出部１６５で値を抽出すれば、各基板画像間での画素値のばらつきを最も精度よく抽出できると共に、他の原色についてもそのばらつきの傾向が当該ゼルニケ係数抽出部１６５で特定される値に反映されると考えた。そのため、本実施の形態では、標準偏差の最も大きな原色についてのみゼルニケ係数の値を抽出することとしている。
画像特定部１６６では、ゼルニケ係数抽出部１６５で抽出された中央値、最大値及び最小値を有する基板画像を特定する。例えば原色Ｇ、ゼルニケ係数Ｚ４の場合においては、中央値「−０．２７１２７」を有する基板画像は、ウェハ番号「１」の基板画像、最大値「０．２１５３６５」を有する基板画像はウェハ番号「２」の基板画像、最小値「−０．５０２８１」を有する基板画像はウェハ番号「６」の基板画像と、それぞれ特定される。この場合、ゼルニケ係数Ｚ４のグループにおいて中央値を有する基板画像は、例えば図１３に示すように、ウェハＷ面内の画素値がほぼむらなく均一なものとなる。また、ゼルニケ係数Ｚ４のグループにおいて最大値、最小値を有する基板画像は、例えば図１４、図１５にそれぞれ示すように、ウェハＷの外周部近傍や中心部近傍に色むらを有し、外周部近傍と中心部近傍との間で画素値の値が大きく異なるものとなる。
画像作成部１６７では、画像特定部１６６で特定された基板画像を合成して欠陥検査の基準となる基板画像（基準画像）を作成する。即ち、画像特定部１６６で特定された第１項〜第４項のゼルニケ係数Ｚ１〜Ｚ４のそれぞれの中央値、最大値及び最小値を有する計１２枚の基板画像を合成して、１枚の基準画像を作成する。このように作成された基準画像は、上述のような色むらの要素を含み、その結果、当該色むらに対してフィルタリングの機能を有するものとなる。
本実施の形態に係る基板処理システム１は以上のように構成されており、次に、以上のように構成された基板処理システム１で行われる基準画像の作成、及びウェハＷの処理について説明する。
ウェハＷの処理においては、先ず、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣがカセットス搬入出部１０の所定の載置板１３に載置される。その後、ウェハ搬送装置２１によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション３の第３のブロックＧ３の例えば受け渡しユニット５３に搬送される。
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理ユニット４０に搬送され、温度調節される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成ユニット３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理ユニット４０に搬送され、加熱処理が行われる。その後第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５３に戻される。
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって同じ第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５４に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２のアドヒージョンユニット４１に搬送され、疎水化処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によってレジスト塗布ユニット３２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理ユニット４０に搬送されて、プリベーク処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５５に搬送される。
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって上部反射防止膜形成ユニット３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理ユニット４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハＷは、周辺露光ユニット４２に搬送され、周辺露光処理される。
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５６に搬送される。
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって受け渡しユニット５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡しユニット６２に搬送される。その後、ウェハＷは、インターフェイスステーション７のウェハ搬送装置１００によって露光装置４に搬送され、露光処理される。次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって第４のブロックＧ４の受け渡しユニット６０に搬送される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理ユニット４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理ユニット３０に搬送され、現像される。現像終了後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって熱処理ユニット４０に搬送され、ポストベーク処理される。
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第４のブロックＧ４の受け渡しユニット６２に搬送される。そして、ウェハＷはウェハ搬送機構１００によって欠陥検査ユニット６３に搬送され、ウェハＷの検査が行われる。欠陥検査ユニット６３の撮像装置１３０で撮像された基板画像のデータは、制御装置６及び制御装置６を介して基準画像作成装置１５０に入力される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５０に搬送され、その後カセットステーション２のウェハ搬送装置２１によって所定の載置板１３のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー処理が終了する。
また、このような一連のフォトリソグラフィー処理が、カセットＣに収容されている同一ロットの他のウェハＷについても繰り返し行われる。そして、欠陥検査ユニット６３で所定の枚数のウェハＷが撮像されると、基準画像作成装置１５０の成分分解部１６０で各ウェハＷの基板画像がそれぞれ複数の画素値分布成分Ｚｉに分解される。そして、ゼルニケ係数算出部１６１で各画素値分布成分Ｚｉの大きさがゼルニケ係数の値として算出される。
その後、ゼルニケ係数グループ作成部１６２でグループ化された各ゼルニケ係数の値について標準偏差算出部１６３で標準偏差が算出される。次いで、算出された各ゼルニケ係数の標準偏差に基づいて原色特定部１６４で最も標準偏差が大きい原色が特定され、ゼルニケ係数抽出部１６５では、当該特定された原色にかかるゼルニケ係数ついて所定の値を抽出する。そして、画像特定部１６６ではゼルニケ係数抽出部１６５で抽出された値を有する基板画像を特定し、画像作成部１６７で当該特定された基板画像が合成されて基準画像が作成される。
そして、制御装置６では、この基準画像と欠陥検査ユニット６３で撮像された各ウェハＷの基板画像との比較を行い、基板画像の各ピクセルにおける画素値と、基準画像の各ピクセルにおける画素値との差が所定の値以内に収まっていれば欠陥無しと判断される。また、この画素値の差が所定の値以上となっているピクセルが所定の範囲以上に存在していれば、欠陥有りと判断される。そして、欠陥有りと判断された基板画像については欠陥モデルとの比較が行われ、具体的な欠陥が特定される。この際、基準画像は基準画像作成装置１５０により所定の色むらを含んだものとなっているため、この欠陥検査において色むらに起因する疑似欠陥の発生を避けることができる。
そして、この欠陥検査が同一ロットの他のウェハＷについても行われ、一連の欠陥検査が終了する。
以上の実施の形態によれば、基準画像作成装置１５０の成分分解部１６０によりゼルニケ多項式を用いて基板画像内の画素値の平面分布Ｚを複数の画素値分布成分Ｚｉにそれぞれ分解し、その複数の画素値分布成分Ｚｉをゼルニケ係数の値としてそれぞれ算出する。そして、算出された各ゼルニケ係数の値から、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとに中央値、最大値及び最小値をそれぞれ抽出し、抽出された値を有する基板画像を特定する。そして、これら特定した基板画像を合成することで、色むらに対するフィルタリングの機能を有する、適切なウェハＷの基準画像を作成できる。その結果、疑似欠陥の発生を避け、ウェハＷの欠陥検査を適正に行なうことができる。また、適切なフィルタリング機能を有する基準画像を作成することにより、例えば本来は欠陥であるものが、欠陥無しと判断されることも防止できる。さらには、例えば作業員の熟練度に左右されることなく適切な基準画像を作成できるので、基板の欠陥検査を安定的に行うことができる。
また、具体的な欠陥判定を行なうための欠陥判定モデルに含まれる欠陥情報、即ち、風きり、コメット、スクラッチといった欠陥は、ウェハＷの処理レシピによらずその欠陥の内容は大きく変化しないが、その一方で疑似欠陥の原因となる色むらの発生状態は、ウェハＷの処理レシピの影響を大きくうける。そのため、従来、疑似欠陥を避けるためには各レシピごとに事前に基準画像を作成する必要があり、多大な労力が費やされていた。この点に関して、以上の実施の形態のように、製品となるウェハＷの一連のフォトリソグラフィー処理と並行して基準画像作成装置１５０で基準画像の作成を行えば、欠陥検査ユニット６３でのウェハＷの検査にあたって、事前に基準画像を作成しておく必要がない。したがって、従来行なっていた事前の基準画像の作成が不要となり、ウェハＷの欠陥検査に費やす労力が大きく低減できる。
なお、以上の実施の形態では、基準画像作成装置１５０にゼルニケ係数グループ作成部１６２を設けていたが、このゼルニケ係数グループ作成部１６２は必ずしも設ける必要はなく、例えばゼルニケ係数算出部１６１において求めた図１０に示すような各ゼルニケ係数から、標準偏差算出部１６３、原色特定部１６４及びゼルニケ係数抽出部１６５を介して所定のゼルニケ係数を直接抽出するようにしてもよい。
また、上述の通り、基板画像の所定の原色の画素値が他の基板画像の画素値よりも相対的に大きい場合は、他の原色Ｇ、Ｂの画素値についても同様に他の基板画像の画素値より相対的に大きくなる傾向がある。したがって、標準偏差算出部１６３、原色特定部１６４は必ずしも設ける必要はなく、例えばゼルニケ係数抽出部１６５におけるゼルニケ係数の値の抽出は、予め定められた任意の１色の原色についてのみ行うようにしてもよい。なお、本発明は基板画像がモノクロである場合についても当然適用であり、かかる場合も標準偏差算出部１６３、原色特定部１６４での処理は不要である。また、基板画像がモノクロである場合や任意の１色の原色についてのみゼルニケ係数抽出部１６５でゼルニケ係数の値の抽出を行なう場合は、ゼルニケ係数グループ作成部１６２におけるグループ化を、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとにのみ行なえば足りる。
以上の実施の形態では、ゼルニケ係数抽出部１６５において、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとに、当該ゼルニケ係数の中央値、最大値及び最小値を抽出したが、ゼルニケ係数抽出部１６５で抽出する値は以上の実施の形態の内容に限定されない。即ち、疑似欠陥を避けるためにフィルタリングの対象としたい色むらを有する基板画像は、ゼルニケ係数の中央値から所定の値以上乖離したゼルニケ係数の値を有する基板画像であると言い換えることができる。したがって、どの程度の色むらについてフィルタリングを行なうのかについては、ゼルニケ係数の中央値からどの程度乖離した値を有する基板画像を基準画像の合成に用いるかを決定することと等価である。かかる場合、例えばこの所定の値乖離したゼルニケ係数の値を、既述の最大値、最小値に代えて、例えばゼルニケ係数グループ作成部１６２でグループ化されたゼルニケ係数のうち上位５％及び下位５％の範囲内の値、というように設定してもよい。当然、この上位及び下位の範囲についても任意に設定可能である。
なお、例えば上位５％や下位５％の範囲内の値には、例えばゼルニケ係数の同一項のグループ内にゼルニケ係数の値が４０存在する場合、上位５％の範囲内の値として、値の大きいものから順に２つの値が、下位５％の範囲内の値として、値の小さいものから順に２つの値がそれぞれ該当する。この際、これら２つの値の両方を画像特定部１６６での画像の特定に用いてもよいし、いずれか一方のみの値を用いてもよい。
また、例えば各ゼルニケ係数の分布が正規分布とは大きく異なり、当該ゼルニケ係数の中央値が、最大値側、あるいは最小値側に偏っている場合も想定される。そのような場合は、単純に中央値から所定の値以上乖離した値を抽出するようにしてもよい。そうすることで、例えばゼルニケ係数の最小値が中央値から近い場合に、当該ゼルニケ係数の最小値を有する基板画像が基準画像の合成に用いられることを避けることができる。基準画像は、合成に用いる基板画像の枚数が多いほど、各基板画像の特徴、即ち色むら等が平均化され、フィルタリングの効果が弱まっていく。そのため、基準画像の合成に用いる基板画像の枚数は、少ないほうが好ましい。したがって、中央値から所定の値以上乖離した値を適切に設定し、ゼルニケ係数抽出部１６５で抽出する値の数を最小化することで、より適切な基準画像を作成することができる。
なお、基準画像の作成にあたっては、欠陥検査ユニット６３の撮像装置１３０で撮像した各基板画像を、基準画像作成装置１５０に入力する前に先ず制御装置６において欠陥モデルと比較し、欠陥モデルとの比較の結果、欠陥無しと判定された基板画像のみを基準画像作成装置１５０に入力することが好ましい。こうすることで、疑似欠陥ではない実際の欠陥を有する基板画像が基準画像作成装置１５０に入力されてしまい、実際の欠陥に対してフィルタリング機能を有する基準画像が作成されてしまうということを避けることができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。以上の実施の形態では、撮像対象は基板の表であったが、基板の裏面を撮像する場合にも本発明は適用できる。また、上述した実施の形態は、半導体ウェハの塗布現像処理システムにおける例であったが、本発明は、半導体ウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板の塗布現像処理システムである場合にも適用できる
本発明は、基板の欠陥検査を適正に行うための基準画像の作成の際に有用である。
１ 基板処理システム
２ カセットステーション
３ 処理ステーション
４ 露光装置
５ インターフェイスステーション
６ 制御装置
１０ カセット搬入出部
１１ ウェハ搬送部
１２ カセット載置台
１３ 載置板
２０ 搬送路
２１ ウェハ搬送装置
３０ 現像処理ユニット
３１ 下部反射防止膜形成ユニット
３２ レジスト塗布ユニット
３３ 上部反射防止膜形成ユニット
４０ 熱処理ユニット
４１ アドヒージョンユニット
４２ 周辺露光ユニット
６３ 欠陥検査ユニット
７０ ウェハ搬送装置
８０ シャトル搬送装置
９０ ウェハ搬送装置
１００ ウェハ搬送装置
１１０ ケーシング
１２０ 載置台
１２１ 回転駆動部
１２２ ガイドレール
１２３ 駆動装置
１３０ 撮像装置
１３１ ハーフミラー
１３２ 照明装置
１５０ 基準画像作成装置
１６０ 成分分解部
１６１ ゼルニケ係数算出部
１６２ ゼルニケ係数グループ作成部
１６３ 標準偏差算出部
１６４ 原色特定部
１６５ ゼルニケ係数抽出部
１６６ 画像特定部
１６７ 画像作成部
１６８ 通信部
１６９ 出力表示部
Ｗ ウェハ
Ｄ ウェハ搬送領域
Ｃ カセット

Claims (18)

  1. 基板を撮像し、当該撮像された複数の基板画像に基づいて、欠陥検査の基準となる基板の画像を作成する方法であって、
    前記撮像された基板画像内の画素値の平面分布を、前記基板画像ごとにゼルニケ多項式を用いて複数の画素値分布成分にそれぞれ分解する成分分解工程と、
    ゼルニケ多項式により分解された前記各画素値分布成分のゼルニケ係数をそれぞれ算出するゼルニケ係数算出工程と、
    前記算出された各ゼルニケ係数から、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとに
    （１）中央値
    （２）前記中央値から所定の値以上乖離した値、
    をそれぞれ抽出するゼルニケ係数抽出工程と、
    前記抽出された値を有する各基板画像を特定する画像特定工程と、
    当該特定された各基板画像を合成することで、欠陥検査の基準となる基板の画像を作成する画像作成工程と、を有することを特徴とする、基板の基準画像作成方法。
  2. 前記ゼルニケ係数抽出工程では、前記算出された各ゼルニケ係数を、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとにグループ化し、前記ゼルニケ係数の各グループから前記の値の抽出を行うことを特徴とする、請求項１に記載の基板の基準画像作成方法。
  3. 前記基板画像が複数の原色により構成されている場合は、前記ゼルニケ係数の算出及びグループ化を、さらに前記基板画像を構成する原色ごとに行い、
    前記原色のグループごとに前記算出されたゼルニケ係数の標準偏差を求め、
    前記ゼルニケ係数の次数ごとに、標準偏差の値が最も大きい原色を特定し、
    前記ゼルニケ係数抽出工程における値の抽出は、標準偏差が最も大きいと特定された原色のグループに属する値から行うことを特徴とする、請求項２に記載の基板の基準画像作成方法。
  4. 前記ゼルニケ係数抽出工程において、第１項〜第４項のゼルニケ係数にかかるグループから値を抽出することを特徴とする、請求項２または３のいずれかに記載の基板の基準画像作成方法。
  5. 前記ゼルニケ係数の中央値から所定の値乖離したゼルニケ係数の値は、前記グループ化されたゼルニケ係数の最大値及び最小値であることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の基板の基準画像作成方法。
  6. 前記ゼルニケ係数の中央値から所定の値乖離したゼルニケ係数の値は、前記グループ化されたゼルニケ係数の上位５％及び下位５％の範囲内の値であることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の基板の基準画像作成方法。
  7. 請求項１〜６のいずれかに記載の基板の基準画像作成方法を基板処理システムによって実行させるために、当該基板処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラム。
  8. 請求項７に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
  9. 請求項１〜６のいずれかに記載の基板の基準画像作成方法により作成された基準画像を用いて基板の欠陥を検査する方法であって、
    被検査基板を撮像し、
    当該撮像された被検査基板の画像と、前記画像作成工程で作成された基準画像とを比較して欠陥の有無を判定することを特徴とする、基板の欠陥検査方法。
  10. 請求項９に記載の基板の欠陥検査方法を基板処理システムによって実行させるために、当該基板処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラム。
  11. 請求項１０に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
  12. 撮像装置で撮像された複数の基板画像に基づいて、欠陥検査の基準となる基板の画像を作成する装置であって、
    前記撮像された基板画像内の画素値の平面分布を、前記基板画像ごとにゼルニケ多項式を用いて複数の画素値分布成分にそれぞれ分解する成分分解部と、
    ゼルニケ多項式により分解された前記各画素値分布成分のゼルニケ係数をそれぞれ算出するゼルニケ係数算出部と、
    前記算出された各ゼルニケ係数から、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとに
    （１）中央値
    （２）前記中央値から所定の値以上乖離した値、
    をそれぞれ抽出するゼルニケ係数抽出部と、
    前記抽出された値を有する各基板画像を特定する画像特定部と、
    当該特定された各基板画像を合成することで、欠陥検査の基準となる基板の画像を作成する画像作成部と、を有することを特徴とする、基板の基準画像作成装置。
  13. 前記ゼルニケ係数抽出部では、前記算出された各ゼルニケ係数を、同じ次数を有するゼルニケ係数ごとにグループ化し、前記ゼルニケ係数の各グループから前記の値の抽出を行うことを特徴とする、請求項１２に記載の基板の基準画像作成装置。
  14. ゼルニケ係数グループ作成部は、前記基板画像が複数の原色により構成されている場合は、前記ゼルニケ係数の算出及びグループ化を、さらに前記基板画像を構成する原色ごとに行い、
    前記原色のグループごとに、前記算出されたゼルニケ係数の標準偏差を求める標準偏差算出部と、
    前記ゼルニケ係数の次数ごとに、標準偏差の値が最も大きい原色を特定する原色特定部と、を更に有し、
    前記ゼルニケ係数抽出部における値の抽出は、標準偏差が最も大きいと特定された原色のグループに属する値から行うことを特徴とする、請求項１３に記載の基板の基準画像作成装置。
  15. 前記ゼルニケ係数抽出部において、第１項〜第４項のゼルニケ係数にかかるグループから値を抽出することを特徴とする、請求項１３または１４のいずれかに記載の基板の基準画像作成装置。
  16. 前記ゼルニケ係数の中央値から所定の値乖離したゼルニケ係数の値は、前記グループ化されたゼルニケ係数の最大値及び最小値であることを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれかに記載の基板の基準画像作成装置。
  17. 前記ゼルニケ係数の中央値から所定の値乖離したゼルニケ係数の値は、前記グループ化されたゼルニケ係数の上位５％及び下位５％の範囲内の値であることを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれかに記載の基板の基準画像作成装置。
  18. 請求項１３〜１７のいずれかに記載の基板の基準画像作成装置を備えた欠陥検査ユニットであって、
    被検査基板を撮像する撮像部と、
    前記撮像装置で撮像された被検査基板の画像と、前記画像作成部で作成された基準画像とを比較して欠陥の有無を判定する欠陥判定部を有することを特徴とする、基板の欠陥検査ユニット。
JP2012268203A 2012-12-07 2012-12-07 基板の基準画像作成方法、基板の欠陥検査方法、基板の基準画像作成装置、基板の欠陥検査ユニット、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 Active JP5717711B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012268203A JP5717711B2 (ja) 2012-12-07 2012-12-07 基板の基準画像作成方法、基板の欠陥検査方法、基板の基準画像作成装置、基板の欠陥検査ユニット、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
US14/083,906 US9146479B2 (en) 2012-12-07 2013-11-19 Substrate reference image creation method, substrate defect inspection method, substrate reference image creation apparatus, substrate defect inspection unit and non-transitory computer storage medium
TW102144221A TWI545524B (zh) 2012-12-07 2013-12-03 基板之基準影像製作方法、基板之缺陷檢查方法、基板之基準影像製作裝置、基板之缺陷檢查單元、程式及電腦記錄媒體
KR1020130149777A KR101951054B1 (ko) 2012-12-07 2013-12-04 기판의 기준 화상 작성 방법, 기판의 결함 검사 방법, 기판의 기준 화상 작성 장치, 기판의 결함 검사 유닛 및 컴퓨터 기억 매체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012268203A JP5717711B2 (ja) 2012-12-07 2012-12-07 基板の基準画像作成方法、基板の欠陥検査方法、基板の基準画像作成装置、基板の欠陥検査ユニット、プログラム及びコンピュータ記憶媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014115140A JP2014115140A (ja) 2014-06-26
JP5717711B2 true JP5717711B2 (ja) 2015-05-13

Family

ID=50880622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012268203A Active JP5717711B2 (ja) 2012-12-07 2012-12-07 基板の基準画像作成方法、基板の欠陥検査方法、基板の基準画像作成装置、基板の欠陥検査ユニット、プログラム及びコンピュータ記憶媒体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9146479B2 (ja)
JP (1) JP5717711B2 (ja)
KR (1) KR101951054B1 (ja)
TW (1) TWI545524B (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10127653B2 (en) * 2014-07-22 2018-11-13 Kla-Tencor Corp. Determining coordinates for an area of interest on a specimen
JP2016075554A (ja) * 2014-10-06 2016-05-12 株式会社ディスコ ウエーハ検査方法及びウエーハ検査装置
JP6717081B2 (ja) * 2016-06-30 2020-07-01 東京エレクトロン株式会社 基板の欠陥検査装置、基板欠陥検査用の感度パラメータ値の調整方法及び記憶媒体
JP2018036235A (ja) * 2016-09-02 2018-03-08 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板検査装置、基板処理装置、基板検査方法および基板処理方法
KR20180076592A (ko) 2016-12-28 2018-07-06 삼성전자주식회사 반도체 장치의 계측 방법
TWI786116B (zh) * 2017-06-05 2022-12-11 日商東京威力科創股份有限公司 基板處理系統之處理條件設定方法、基板處理系統及記憶媒體
JP7021886B2 (ja) * 2017-09-19 2022-02-17 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板検査装置、基板処理装置、基板検査方法および基板処理方法
JP6884082B2 (ja) * 2017-10-11 2021-06-09 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 膜厚測定装置、基板検査装置、膜厚測定方法および基板検査方法
JP6423064B2 (ja) * 2017-11-13 2018-11-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理システム
US11669955B2 (en) 2018-06-21 2023-06-06 Tokyo Electron Limited Substrate defect inspection method, storage medium, and substrate defect inspection apparatus
JP2020012665A (ja) * 2018-07-13 2020-01-23 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
CN113522688B (zh) * 2020-03-30 2022-12-30 中微半导体设备(上海)股份有限公司 耐等离子体腐蚀部件及其制备方法，等离子体处理设备

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4185789B2 (ja) * 2003-03-12 2008-11-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン検査方法及びその装置
EP1639342A4 (en) * 2003-05-19 2010-04-14 Kla Tencor Tech Corp DEVICE AND METHOD FOR ENABLING A ROBUST SEPARATION BETWEEN INTERESTING SIGNALS AND NOISE
JP4608224B2 (ja) * 2004-03-22 2011-01-12 オリンパス株式会社 欠陥画像検査装置及びその方法
JP2006118870A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Olympus Corp 検査条件設定方法及び検査条件設定装置並びにコンピュータプログラム
JP2007149837A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Tokyo Seimitsu Co Ltd 画像欠陥検査装置、画像欠陥検査システム及び画像欠陥検査方法
WO2007074770A1 (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Nikon Corporation 画像解析によって欠陥検査を行う欠陥検査装置
JP4647510B2 (ja) 2006-02-08 2011-03-09 東京エレクトロン株式会社 基板の欠陥検査方法及びプログラム
JP4914854B2 (ja) 2008-03-10 2012-04-11 東京エレクトロン株式会社 欠陥検査方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
KR101647010B1 (ko) * 2008-06-19 2016-08-10 케이엘에이-텐코어 코오포레이션 웨이퍼의 하나 이상의 특성들을 결정하기 위한 컴퓨터-구현 방법들, 컴퓨터-판독 가능 매체, 및 시스템들
JP5409677B2 (ja) * 2011-03-16 2014-02-05 東京エレクトロン株式会社 画像作成方法、基板検査方法、その画像作成方法又はその基板検査方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体及び基板検査装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI545524B (zh) 2016-08-11
TW201428691A (zh) 2014-07-16
US20140160451A1 (en) 2014-06-12
KR20140074214A (ko) 2014-06-17
JP2014115140A (ja) 2014-06-26
US9146479B2 (en) 2015-09-29
KR101951054B1 (ko) 2019-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5717711B2 (ja) 基板の基準画像作成方法、基板の欠陥検査方法、基板の基準画像作成装置、基板の欠陥検査ユニット、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP6035279B2 (ja) 膜厚測定装置、膜厚測定方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
KR102562020B1 (ko) 기판의 검사 방법, 기판 처리 시스템 및 컴퓨터 기억 매체
JP7012156B2 (ja) 基板の欠陥検査方法、記憶媒体及び基板の欠陥検査装置
JP5566265B2 (ja) 基板処理装置、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板の搬送方法
JP7204911B2 (ja) 基板検査装置、基板検査システム及び基板検査方法
JP6310263B2 (ja) 検査装置
US20140152807A1 (en) Substrate defect inspection method, substrate defect inspection apparatus and non-transitory computer-readable storage medium
WO2014091928A1 (ja) 基板の欠陥検査方法、基板の欠陥検査装置及びコンピュータ記憶媒体
JP5837649B2 (ja) 基板処理装置、異常処理部判定方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP6423064B2 (ja) 基板処理システム
JP6524185B2 (ja) 基板処理システム
JP2008225416A (ja) 補正パターン画像生成装置及び補正パターン画像生成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141008

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150317

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5717711

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250