JP6244329B2 - 基板の検査方法、基板処理システム及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、基板を検査する方法、基板処理システム及び前記基板の検査方法を実行する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工程では、基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）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ている。これらの一連の処理は、ウェハを処理する各種処理装置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。

このような塗布現像処理システムには、ウェハに対していわゆるマクロ欠陥検査を行う検査装置が設けられている（特許文献１）。マクロ欠陥検査においては、塗布現像処理システムで所定の処理を施されたウェハが、所定の照明下で例えばＣＣＤラインセンサなどの撮像装置により撮像され、当該ウェハの撮像画像が取得される。そして、取得された撮像画像を基準となるウェハの画像と比較することで、欠陥の有無が判定される。

特開２０１２−１０４５９３号公報

ところで、上述のマクロ欠陥検査においては、基準となるウェハの画像や、照明の照度、撮像速度といった検査レシピが設定されている。しかしながら、フォトリソグラフィ工程においてはウェハ表面に種々の膜が形成されるため、ウェハ表面の反射率等の表面状態は、工程毎に異なる。そのため、ウェハの表面状態により、マクロ欠陥検査の精度がばらつくという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板処理システムにおいて、基板の検査を適正に行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、基板に所定の処理を施す複数の処理装置を備えた基板処理システムにおける、基板の検査方法であって、前記処理装置で処理される前の基板の表面を撮像して第１の基板画像を取得し、前記第１の基板画像から所定の特徴量を抽出し、それぞれ異なる範囲の前記特徴量に対応して設定された複数の検査レシピが記憶された記憶部から、前記第１の基板画像から抽出された前記特徴量に対応する検査レシピを選択し、前記処理装置で処理された後の基板の表面を撮像して第２の基板画像を取得し、前記選択された検査レシピと前記第２の基板画像に基づいて、基板の欠陥の有無を判定することを特徴としている。

本発明によれば、先ず処理ステーションで処理される前の基板を撮像して第１の基板画像を取得し、当該第１の基板画像の特徴量に基づいて検査レシピを選択するので、最適な検査レシピに基づいて、第２の基板画像における欠陥の有無を適正に判定することができる。したがって、基板の表面状態によらず、常に最適な検査を行い、マクロ欠陥検査の精度のばらつきを抑制することができる。

前記記憶部内に、前記第１の基板画像の特徴量に対応する検査レシピが存在しないときは、前記第１の基板画像及び前記第２の基板画像を画像保管部に保管し、前記画像保管部に保管された複数の前記第１の基板画像を、当該第１の基板画像の特徴量に基づいて、複数のグループに分類し、前記各グループに分類された複数の前記第１の基板画像に対応する複数の前記第２の基板画像を合成して、欠陥検査の基準となる基準画像を生成し、前記生成された基準画像に基づいて検査レシピを生成して、前記記憶部に当該生成された検査レシピを記憶させ、前記基板の欠陥の有無の判定は、予め定められた検査レシピと前記第２の基板画像に基づいて行われてもよい。

前記第１の基板画像と、当該第１の基板画像に対応する前記第２の基板画像との差分画像を生成し、前記基板の欠陥の有無の判定は、前記選択された検査レシピと前記差分画像に基づいて行われ、前記記憶部に記憶された検査レシピは、前記差分画像に基づいて基板の欠陥の有無を判定するものであってもよい。

前記記憶部内に、前記第１の基板画像の特徴量に対応する検査レシピが存在しないときは、前記第１の基板画像、前記第２の基板画像及び前記差分画像を画像保管部に保管し、前記画像保管部に保管された複数の前記第１の基板画像を、当該第１の基板画像の特徴量に基づいて、複数のグループに分類し、前記各グループに分類された複数の前記第１の基板画像に対応する複数の前記差分画像を合成して、欠陥検査の基準となる基準画像を生成し、前記生成された基準画像に基づいて検査レシピを生成して、前記記憶部に当該生成された検査レシピを記憶させ、前記基板の欠陥の有無の判定は、予め定められた検査レシピと前記差分画像に基づいて行われてもよい。

前記所定の特徴量は、前記第１の基板画像の画素値であってもよい。

別の観点による本発明は、基板に所定の処理を施す複数の処理装置を備えた基板処理システムであって、前記処理装置で処理される前の基板の表面を撮像して第１の基板画像を取得する第１の撮像装置と、前記第１の基板画像から所定の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、それぞれ異なる範囲の前記特徴量に対応して設定された複数の検査レシピが記憶された記憶部と、前記記憶部に記憶された前記検査レシピから、前記特徴量抽出部で抽出された特徴量に対応する検査レシピを選択するレシピ選択部と、前記選択された検査レシピに基づいて、前記処理装置で処理された後の基板の表面を撮像して第２の基板画像を取得する第２の撮像装置と、前記第２の基板画像における欠陥の有無を判定する欠陥判定部と、を備えた検査装置と、を有することを特徴としている。

前記第１の基板画像及び前記第２の基板画像を保管する画像保管部と、前記画像保管部に保管された前記第１の基板画像を、前記特徴量抽出部で抽出された特徴量に基づいて、複数のグループに分類する画像分類部と、前記各グループに分類された複数の前記第１の基板画像に対応する複数の前記第２の基板画像を合成して、欠陥検査の基準となる基準画像を生成する基準画像生成部と、前記基準画像生成部で生成された基準画像に基づいて検査レシピを生成し、前記記憶部に記憶させる検査レシピ生成部と、をさらに有していてもよい。

前記第１の基板画像と、当該第１の基板画像に対応する前記第２の基板画像との差分画像を生成する差分画像生成部と、前記第１の基板画像、前記第２の基板画像及び前記差分画像を保管する画像保管部と、前記画像保管部に保管された前記第１の基板画像を、前記特徴量抽出部で抽出された特徴量に基づいて、複数のグループに分類する画像分類部と、前記各グループに分類された複数の前記第１の基板画像に対応する複数の前記差分画像を合成して、欠陥検査の基準となる基準画像を生成する基準画像生成部と、前記基準画像生成部で生成された基準画像に基づいて検査レシピを生成し、前記記憶部に記憶させる検査レシピ生成部と、をさらに有し、前記欠陥判定部では、前記第２の基板画像に対応する差分画像に基づいて、基板の欠陥の有無を判定してもよい。

前記所定の特徴量は、前記第１の基板画像の画素値であってもよい。

別の観点による本発明は、前記の欠陥の検査方法を基板処理システムによって実行させるように、当該基板処理システムを制御する制御部のコンピュータ上で動作する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。

本発明によれば、基板処理システムにおいて、基板の検査を適正に行うことができる。

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構成の概略を示す正面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す背面図である。 検査装置の構成の概略を示す横断面図である。 検査装置の構成の概略を示す縦断面図である。 制御装置の構成の概略を模式的に示すブロック図である。 画素値と検査レシピとの関係を示す説明図である。 ウェハの欠陥検査の工程の概略を示すフローチャートである。 画素値と検査レシピとの関係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板処理システム１の構成の概略を示す平面図である。図２及び図３は、各々基板処理システム１の内部構成の概略を模式的に示す、正面図と背面図である。なお、本実施の形態では、基板処理システム１がウェハＷに対して塗布現像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。また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０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を載置するカセット載置板２１が複数設けられている。

カセットステーション１０には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

処理ステーション１１には、各種装置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１１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１１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１１のカセットステーション１０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１１のインターフェイスステーション１３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。

例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置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装置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装置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装置３３が下からこの順に配置されている。

例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。

これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３では、例えばウェハＷ上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に塗布液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、塗布液をウェハＷの表面に拡散させる。

例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置４０や、レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１、周辺露光装置４２の数や配置についても、任意に選択できる。

例えば第３のブロックＧ３には、処理ステーション１１で処理される前のウェハＷを検査する検査装置５０と、複数の受け渡し装置５１、５２、５３、５４、５５、及び処理ステーション１１で処理された後のウェハＷを検査する検査装置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、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。検査装置５０、５６の構成については後述する。

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Ｙ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。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内の所定の装置にウェハ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の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置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方向正方向側の隣には、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Ｘ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内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１００と受け渡し装置１０１が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＹ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内の各受け渡し装置、受け渡し装置１０１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。

次に、上述した検査装置５０の構成について説明する。検査装置５０は、図４に示すようにケーシング１５０を有している。ケーシング１５０内には、図５に示すようにウェハＷを保持するウェハチャック１５１が設けられている。ケーシング１５０の底面には、ケーシング１５０内の一端側（図４中のＸ方向負方向側）から他端側（図４中のＸ方向正方向側）まで延伸するガイドレール１５２が設けられている。ガイドレール１５２上には、ウェハチャック１５１を回転させると共に、ガイドレール１５２に沿って移動自在な駆動部１５３が設けられている。

ケーシング１５０内の他端側（図４のＸ方向正方向側）の側面には、第１の撮像装置としての撮像部１６０が設けられている。撮像部１６０としては、例えば広角型のＣＣＤカメラが用いられる。ケーシング１５０の上部中央付近には、ハーフミラー１６１が設けられている。ハーフミラー１６１は、撮像部１６０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部１６０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１６１の上方には、照明装置１６２が設けられている。ハーフミラー１６１と照明装置１６２は、ケーシング１５０内部の上面に固定されている。照明装置１６２からの照明は、ハーフミラー１６１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１６２の下方にある物体によって反射した光は、ハーフミラー１６１でさらに反射して、撮像部１６０に取り込まれる。すなわち、撮像部１６０は、照明装置１６２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、検査装置５０の撮像部１６０で撮像されたウェハＷの画像（第１の基板画像）は、後述する制御装置２００に入力される。

検査装置５６は、検査装置５０と同一の構成を有しているので、検査装置５６についての説明は省略する。なお、検査装置５６の撮像部１６０は、本発明の第２の撮像装置として機能し、検査装置５６の撮像部１６０で撮像されたウェハＷの画像（第２の基板画像）も、同様に制御装置２００に入力される。

以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御装置２００が設けられている。制御装置２００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、検査装置５０、５６で撮像された基板画像に基づいて行われるウェハＷの検査を制御するプログラムが格納されている。これに加えて、プログラム格納部には、上述した各種処理装置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、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（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２００にインストールされたものであってもよい。

また、制御装置２００は、図６に示すように、検査装置５０の撮像部１６０で撮像された第１の基板画像から所定の特徴量を抽出する特徴量抽出部２１０と、所定範囲の特徴量に対応して設定された検査レシピが複数記憶された記憶部２１１と、記憶部２１１に記憶された複数の検査レシピから、特徴量抽出部２１０で抽出された特徴量に対応する検査レシピを選択するレシピ選択部２１２と、選択された検査レシピと、検査装置５６の撮像部１６０で撮像された第２の基板画像に基づいて欠陥の有無を判定する欠陥判定部２１３と、を有している。また、制御装置２００には、撮像部１６０で撮像された第１の基板画像及び第１の基板画像を保管する画像保管部２１４、画像保管部２１４に保管された第１の基板画像を、特徴量抽出部２１０で抽出された特徴量に基づいて、複数のグループに分類する画像分類部２１５と、画像分類部２１５で各グループに分類された複数の第１の基板画像に対応する第２の基板画像を合成して、基準画像を生成する基準画像生成部２１６と、基準画像生成部２１６で生成された基準画像に基づいて検査レシピを生成し、記憶部２１１に記憶させる検査レシピ生成部２１７と、がさらに設けられている。

特徴量抽出部２１０で抽出される特徴量は、本実施の形態では例えば基板画像の画素値である。そして、特徴量抽出部２１０では、例えば基板画像の全面の画素値について平均値を算出して、当該平均値をその基板画像の特徴量として求める。なお、本実施の形態では、基板画像が、例えば２５６階調（０〜２５５）の８ｂｉｔ画像である場合を例に説明する。

記憶部２１１には、例えば図７に示すように、異なる範囲の画素値に対応して設定された、例えば３種類の検査レシピ２３０、２３１、２３２が記憶されている。検査レシピ２３０は、例えば第１の基板画像の特徴量（画素値の平均値）が「１０〜７０」の範囲であった場合に使用されるものであり、検査レシピ２３１、２３２は、それぞれ特徴量が「９０〜１４０」、「２００〜２４０」であった場合に使用されるものである。各検査レシピ２３０、２３１、２３２には、例えば各撮像部１６０で撮像する際の撮像条件や、欠陥検査の基準となる基準画像などにより構成されている。なお、記憶部２１１に記憶される検査レシピの数や検査レシピのカバーする範囲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。

レシピ選択部２１２では、特徴量抽出部２１０で抽出された特徴量に対応する検査レシピが記憶部２１１から選択される。例えば任意のロットのウェハＷを検査装置５０で撮像して取得された第１の基板画像の特徴量が「６０」であった場合、レシピ選択部２１２では、記憶部２１１から特徴量「１０〜７０」の基板画像に対応する検査レシピ２３０を選択する。

欠陥判定部２１３では、この検査レシピ２３０と第２の基板画像に基づいて欠陥の有無が判定される。具体的には、第１の基板画像の特徴量が「６０」であったウェハＷが処理ステーション１１で所定の処理を終えると、検査装置５６の撮像部１６０で撮像されて第２の基板画像が取得される。そして、欠陥判定部２１３では、第１の基板画像の特徴量「６０」に基づいて選択された検査レシピ２３０により、同一のウェハＷの第２の基板画像について欠陥の有無を判定する。なお、他の画像保管部２１４、画像分類部２１５、基準画像生成部２１６、検査レシピ生成部２１７の機能については、後述する。

次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハＷの処理方法及びウェハＷの検査方法について説明する。図８は、かかるウェハＷの検査方法の主な工程の例を示すフローチャートであり、検査方法についてはこの図８に基づいて説明する。

先ず、同一ロットの複数のウェハＷを収納したカセットＣが、基板処理システム１のカセットステーション１０に搬入され、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次第３のブロックＧ３の検査装置５０に搬送されて、第１の基板画像が取得される（図８の工程Ｓ１）。次いで、特徴量抽出部２１０では、この第１の基板画像から特徴量を抽出する（図８の工程Ｓ２）。そして、第１の基板画像の特徴量に対応する検査レシピが記憶部２１１に存在すれば、レシピ選択部２１２により所定の検査レシピが選択される（図８の工程Ｓ３、Ｓ４）。具体的には、例えば特徴量としての画素値の平均値が「６０」であった場合は、レシピ選択部２１２により記憶部２１１から、特徴量「６０」に対応する検査レシピ２３０が選択される。また、例えば特徴量が「１５０」であり、記憶部２１１内に対応する検査レシピが存在しない場合は（図８の工程Ｓ３のＮＯ）、特徴量が「１５０」である第１の基板画像は、画像保管部２１４に保管される（図８の工程Ｓ５）と共に、予め定められた検査レシピが選択される（図８の工程Ｓ４）。画像保管部２１４に第１の基板画像が保管された後の処理については、後述する。ここで、予め定められた検査レシピとは、例えば記憶部２１１に記憶された複数の検査レシピのうち任意の検査レシピであればよく、例えば本実施の形態では、検査レシピ２３１が予め定められた検査レシピであるものとして説明する。即ち、第１の基板画像の特徴量が「１５０」であった場合、記憶部２１１内に対応する検査レシピが存在しないので、予め定められた検査レシピ２３１が選択される。

次にウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置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の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理され、温度調節される。

次にウェハＷはアドヒージョン装置４１に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハＷは、第１のブロックＧ１のレジスト塗布装置３２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。

ウェハＷにレジスト膜が形成されると、次にウェハＷは、第１のブロックＧ１の上部反射防止膜形成装置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は第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。その後、ウェハＷは、周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって受け渡し装置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の受け渡し装置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１３のウェハ搬送装置１１０によって露光装置１２に搬送され、所定のパターンで露光処理される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。これにより、レジスト膜の露光部において発生した酸により脱保護反応させる。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理装置３０に搬送され、現像処理が行われる。

現像処理の終了後、ウェハＷは熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。次いで、ウェハＷは、熱処理装置４０により温度調整される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０により第３のブロックＧ３の検査装置５６に搬送され、撮像部１６０により第２の基板画像が取得される（図８の工程Ｓ６）。

次いで、制御装置２００の欠陥判定部２１３では、例えば特徴量「６０」に対応して選択された検査レシピ２３０に基づいて、第２の基板画像中の欠陥の有無を判定する。欠陥の有無の判定は、例えば検査レシピ２３０中の基準画像と第２の基板画像とを比較し、例えば基準画像と第２の基板画像との間の画素値に規定値以上の差異がある場合は欠陥有りと、差異が規定値より小さければ欠陥無しと判定される（図８の工程Ｓ７）。同様に、第１の基板画像の特徴量が「１５０」であった場合においても、選択された検査レシピ２３１と第２の基板画像に基づいて欠陥の有無が判定される。

ウェハＷの欠陥検査が終了すると、当該ウェハＷはウェハ搬送装置２３を介して所定のカセット載置板２１のカセットＣに搬送され、一連のフォトリソグラフィ工程が完了する。そして、この一連のフォトリソグラフィ工程が、同一ロットの後続のウェハＷについても実施される。

次に、工程Ｓ５で画像保管部２１４に第１の基板画像が保管された後の処理について説明する。例えば、ロットの先頭のウェハＷの第１の基板画像において、検査レシピ２３０、２３１、２３２のいずれにも該当しない特徴量「１５０」が抽出されると、後続のウェハＷについても、概ね特徴量は「１５０」前後の値となる。かかる場合、例えば図９に破線で示すように、検査レシピ２３０、２３１、２３２に対応しない第１の基板画像は画像保管部２１４に相当数、即ち、前記のロットに含まれるウェハＷの数だけ記憶される。なお、図９の破線の縦軸は、記憶部２１１に保管される基板画像の数を表している。

そして、検査レシピ２３０、２３１、２３２のいずれにも該当しない第１の基板画像を画像保管部２１４に蓄積していった結果、例えば図９に示すように、例えば画素値が７５〜８５の範囲と、１４５〜１６０の範囲に相当数存在する場合、例えば画像分類部２１５で、画素値が７５〜８５の範囲の基板画像を第１のグループと、画素値が１４５〜１６０の範囲の基板画像を第２のグループとに分類する（図８の工程Ｓ８）。

そして、基準画像生成部２１６では、第１のグループに属する第１の基板画像に対応するウェハＷの第２の基板画像を合成して、この第１のグループに対応する基準画像を生成する（図８の工程Ｓ９）。同様に、第２のグループに対応する基準画像も生成する。次いで、検査レシピ生成部２１７では、この生成された基準画像に基づいて各グループに対応するレシピを生成し、記憶部２１１に、新たな検査レシピとして記憶させる（図８の工程Ｓ１０）。

そして、後続のロットにおける第１の基板画像の特徴量が、新たな検査レシピに対応するものであれば、工程Ｓ４において、この新たな検査レシピが選択され、ウェハＷの欠陥検査が行われる。

以上の実施の形態によれば、先ず処理ステーション１１で処理される前のウェハＷを検査装置５０の撮像部１６０で撮像して第１の基板画像を取得し、当該第１の基板画像の特徴量に基づいて検査レシピを選択するので、最適な検査レシピに基づいて、第２の基板画像における欠陥の有無を適正に判定することができる。したがって、ウェハＷの表面状態が、例えばロット毎に異なるような場合であっても、常に最適な検査を行い、マクロ欠陥検査の精度のばらつきを抑制することができる。

また、第１の基板画像の特徴量に対応する検査レシピが記憶部２１１に存在しない場合であっても、第１の基板画像を画像保管部２１４に一旦記憶して、所定数を有するグループに分類された時点で新たな検査レシピを生成するので、記憶部２１１に記憶される検査レシピが徐々に増加する。そのため、基板処理システム１でウェハＷ処理を継続することで、ほとんどの第１の基板画像が記憶部２１１に記憶された検査レシピに対応するようになるため、マクロ欠陥検査の精度を向上させることができる。

特に、検査レシピを作成する過程では、作業員が複数の基板画像を選択し、選択された基板画像を合成して基準画像を作成する必要があるが、この基準画像の作成には多大な労力を有すると共に、作業員の熟練度により基準画像の品質にばらつきが生じるという問題があった。この点、本実施の形態のように、画像分類部２１５で基板画像をグループに分類し、当該分類された基板画像に基づいて新たな検査レシピを生成するので、作業員の熟練度によらず、且つ多大な労力を費やすことなく、適正に検査レシピを生成することができる。

なお、以上の実施の形態では、記憶部２１１に予め複数の検査レシピ２３０、２３１、２３２が記憶されていたが、記憶部２１１には、最低限１つの検査レシピが記憶されていればよい。即ち、基板処理システム１の運用の初期状態においては、この１つの検査レシピにより検査が行われるが、上述のように新たな検査レシピを順次生成し、記憶部２１１に記憶される検査レシピを増加させることで、基板処理システム１に搬入されるほとんどすべてのウェハＷに対応してマクロ欠陥検査を行うことが可能となる。

特に、基板処理システム１に搬送されるウェハＷの表面状態は、例えば基板処理システム１を含めた、クリーンルーム内などに設置された他の処理装置での処理レシピにより変化するものであるが、ウェハＷの表面状態を逐一基板処理システム１に入力するためには、基板処理システム１やその他の処理装置を一括管理する、いわゆるホストコンピュータの負荷の増大につながる。この点、本発明のように、順次基板画像に基づいて新たな検査レシピを生成し、処理ステーション１１で処理が行われる前のウェハＷを検査装置５０の撮像部１６０で撮像して表面状態を確認することで、ホストコンピュータとのやり取りを行うことなく、常にウェハＷの表面状態に応じた欠陥の検査を行うことができる。

なお、以上の実施の形態では、工程Ｓ３において「ＮＯ」と判定された第１の基板画像についてのみ画像保管部２１４に保管したが、工程Ｓ３において「ＹＥＳ」と判定された第１の基板画像についても、画像保管部２１４に保管してもよい。

また、全ての第１の基板画像を保管した場合、例えば画像保管部２１４に保管された第１の基板画像のうち、同一ロットの先頭のウェハＷを基準画像として採用し、検査レシピ生成部２１７でこの基準画像に基づいて暫定的な検査レシピを生成するようにしてもよい。また、同一ロットの先頭のウェハＷを基準画像として採用して検査レシピ生成部２１７で暫定的な検査レシピを生成する場合、記憶部２１１には、必ずしも予め検査レシピを記憶させておく必要はない。

また、以上の実施の形態では、基準画像生成部２１６において第２の基板画像を合成して基準画像を生成したが、基準画像としてどのような基板画像を用いるかについては本実施の形態の内容に限定されない。例えば、図６に示すように、制御装置２００に、第１の基板画像と第２の基板画像との差分画像を生成する差分画像生成部２１８を設け、画像保管部２１４にこの差分画像を複数保管し、複数の差分画像に基づいて、基準画像生成部２１６で基準画像を生成するようにしてもよい。そして、検査レシピ生成部２１７では、この差分画像に基づく基準画像を用いて検査レシピが生成される。

そして、差分画像に基づく基準画像を用いて生成された検査レシピを用いる場合、欠陥検査の対象となるウェハＷの差分画像を差分画像生成部２１８で生成し、欠陥判定部２１３においては、当該生成された差分画像と、差分画像に基づいて生成された上記の検査レシピに基づいて、ウェハＷの欠陥の有無が判定される。この場合、第１の基板画像と第２の基板画像についても、画像保管部２１４に保管しておくことが好ましい。

そして、このように差分画像を基準画像とすることで、欠陥判定部２１３で欠陥有りと判定された場合に、その欠陥が基板処理システム１に起因するものであると判断することが可能となる。即ち、検査対象となるウェハＷに、処理ステーション１１での処理以前に欠陥が存在していた場合、その欠陥は第１の基板画像と第２の基板画像の双方に存在することとなるが、第１の基板画像と第２の基板画像の差分画像を生成することで、当該差分画像から処理ステーション１１での処理以前に存在していたそれらの欠陥を除去することができる。したがって、差分画像上の欠陥は処理ステーション１１での処理に起因するものであると判断できる。また、欠陥の原因によらず、基板処理システム１から搬出される全てのウェハＷについて欠陥の有無を判定する必要がある場合は、例えば画像保管部２１４に保管された第１の基板画像または第２の基板画像の少なくともいずれかについて欠陥の有無を確認し、差分画像に欠陥が存在しない場合でも、第１の基板画像や第２の基板画像に欠陥が存在する場合は、そのウェハＷには欠陥が有ると判定するようにしてもよい。第１の基板画像または第２の基板画像から欠陥が検出された場合、その欠陥は処理ステーション１１での処理に起因しないものと判断できる。

なお、基準画像生成部２１６で差分画像に基づいて基準画像を生成するにあたっては、検査装置５０の撮像部１６０により取得された第１の基板画像についても欠陥の有無を判定し、欠陥有りと判定された第１の基板画像については、画像保管部２１４に保管しないか、あるいは、基準画像生成部２１６で基準画像を生成する際に、除外することが好ましい。欠陥を含んだ基板画像を合成して基準画像を生成した場合、基準画像に含まれた欠陥を検出できなくなる可能性があるが、基準画像を生成する際に欠陥を含む画像を除外することで、より正確な欠陥の検査を行うことができる。

また、欠陥が処理ステーション１１での処理に起因するか否かを判断するに際しては、必ずしも差分画像を用いる必要はなく、例えば第１の基板画像と第２の基板画像のそれぞれについて欠陥の判定を行い、それらの判定結果を比較するようにしてもよい。具体的には、既述のように第２の基板画像に基づいてウェハＷの欠陥の有無を判定し、欠陥有と判定された場合は、第１の基板画像の欠陥の判定結果と比較する。そして、第２の基板画像に存在する欠陥が、この第１の基板画像にも存在する場合には、当該欠陥は処理ステーション１１での処理以前に存在していたものであると判断できる。その一方、第２の基板画像に存在する欠陥が、第１の基板画像に存在しない場合には、当該欠陥は処理ステーション１１での処理に起因するものであると判断できる。またこのように、欠陥が処理ステーション１１での処理に起因するか否かを判断する場合には、必ずしも第１の基板画像と第２の基板画像そのものを全て保管しておく必要はなく、例えば欠陥検査の判定結果のみを保管しておき、その判定結果同士を比較するようにしてもよい。そうすることで、画像を保管するための制御装置２００の負荷を低減できる。

なお、例えば処理ステーション１１で処理された後のウェハＷを検査装置５６で検査した結果、欠陥有りと判定されたウェハＷについては、基板処理システム１から搬出された後、リワークにより欠陥を修正して再度基板処理システム１に搬入される場合が有るが、その欠陥が処理ステーション１１での処理に起因するものではない場合、リワークを行っても当該欠陥が解消されない。かかる場合、生産に寄与しないウェハＷを繰り返し基板処理システム１で処理することになり、結果として生産性が低下することとなるが、処理ステーション１１での処理に起因しない欠陥を有するウェハＷについては、再度基板処理システム１に搬入しないようにすることで、そのような事態を避けることができる。

また、処理ステーション１１での処理に起因して欠陥が生じたと判定された場合、例えば欠陥有りと判定されたウェハＷの後続のウェハＷにおいて、処理ステーション１１内での搬送ルートを変更して、変更後のルートで処理したウェハＷについて欠陥の判定を行うことで、どのルートで欠陥が生じたかを検知することができる。即ち、変更後のルートにおいても欠陥が生じている場合、変更前のルートと変更後のルートのうち、ルートが重複する部分が存在すれば、その重複する部分で欠陥が生じていると判断できる。その反対に、変更後のルートにおいて欠陥が生じていない場合、重複する部分は欠陥の原因ではないと判断できる。

以上の実施の形態では、ウェハＷの欠陥を検査するにあたり、処理ステーション１１で処理前のウェハＷを検査する検査装置５０と、処理ステーション１１で処理後のウェハＷを検査する検査装置５６を用いたが、検査装置５０と検査装置５６における各機器の仕様は、同一であることが好ましい。即ち、検査装置５０と検査装置５６で各機器の仕様が同一であれば、その仕様の差に起因して第１の基板画像と第２の基板画像との間に差が生じてしまうことを避けることができる。その結果、より正確なマクロ欠陥検査や差分画像の生成が可能となる。

なお、以上の実施の形態では、第１の基板画像と第２の基板画像をそれぞれ異なる検査装置５０、５６で取得したが、第１の基板画像と第２の基板画像は必ずしも異なる検査装置で取得する必要はなく、同じ検査装置で取得するようにしてもよい。ただし、ウェハＷの搬送ルートの干渉や、スループットの観点からは、処理ステーション１１で処理される前のウェハＷと、処理後のウェハＷは別箇独立した検査装置で撮像することが好ましい。

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。本発明は、基板がウェハ以外の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である場合にも適用できる。

１ 基板処理システム
３０ 現像処理装置
３１ 下部反射防止膜形成装置
３２ レジスト塗布装置
３３ 上部反射防止膜形成装置
４０ 熱処理装置
４１ アドヒージョン装置
４２ 周辺露光検査装置
７０ ウェハ搬送装置
１１０ 処理容器
１５０ 撮像部
２００ 制御装置
２１０ 特徴量抽出部
２１１ 記憶部
２１２ レシピ選択部
２１３ 欠陥判定部
２１４ 画像保管部
２１５ 画像分類部
２１６ 基準画像生成部
２１７ 検査レシピ生成部
２１８ 差分画像生成部
２３０．２３１、２３２ 検査レシピ
Ｗ ウェハ

Claims (10)

1. 基板に所定の処理を施す複数の処理装置を備えた基板処理システムにおける、基板の検査方法であって、
   前記処理装置で処理される前の基板の表面を撮像して第１の基板画像を取得し、
   前記第１の基板画像から所定の特徴量を抽出し、
   それぞれ異なる範囲の前記特徴量に対応して設定された複数の検査レシピが記憶された記憶部から、前記第１の基板画像から抽出された前記特徴量に対応する検査レシピを選択し、
   前記処理装置で処理された後の基板の表面を撮像して第２の基板画像を取得し、
   前記選択された検査レシピと前記第２の基板画像に基づいて、基板の欠陥の有無を判定することを特徴とする、基板の検査方法。
2. 前記記憶部内に、前記第１の基板画像の特徴量に対応する検査レシピが存在しないときは、前記第１の基板画像及び前記第２の基板画像を画像保管部に保管し、
   前記画像保管部に保管された複数の前記第１の基板画像を、当該第１の基板画像の特徴量に基づいて、複数のグループに分類し、
   前記各グループに分類された複数の前記第１の基板画像に対応する複数の前記第２の基板画像を合成して、欠陥検査の基準となる基準画像を生成し、
   前記生成された基準画像に基づいて検査レシピを生成して、前記記憶部に当該生成された検査レシピを記憶させ、
   前記基板の欠陥の有無の判定は、予め定められた検査レシピと前記第２の基板画像に基づいて行われることを特徴とする、請求項１に記載の基板の検査方法。
3. 前記第１の基板画像と、当該第１の基板画像に対応する前記第２の基板画像との差分画像を生成し、
   前記基板の欠陥の有無の判定は、前記選択された検査レシピと前記差分画像に基づいて行われ、
   前記記憶部に記憶された検査レシピは、前記差分画像に基づいて基板の欠陥の有無を判定するものであることを特徴とする、請求項１に記載の基板の検査方法。
4. 前記記憶部内に、前記第１の基板画像の特徴量に対応する検査レシピが存在しないときは、前記第１の基板画像、前記第２の基板画像及び前記差分画像を画像保管部に保管し、
   前記画像保管部に保管された複数の前記第１の基板画像を、当該第１の基板画像の特徴量に基づいて、複数のグループに分類し、
   前記各グループに分類された複数の前記第１の基板画像に対応する複数の前記差分画像を合成して、欠陥検査の基準となる基準画像を生成し、
   前記生成された基準画像に基づいて検査レシピを生成して、前記記憶部に当該生成された検査レシピを記憶させ、
   前記基板の欠陥の有無の判定は、予め定められた検査レシピと前記差分画像に基づいて行われることを特徴とする、請求項３に記載の基板の検査方法。
5. 前記所定の特徴量は、前記第１の基板画像の画素値であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板の検査方法。
6. 基板に所定の処理を施す複数の処理装置を備えた基板処理システムであって、
   前記処理装置で処理される前の基板の表面を撮像して第１の基板画像を取得する第１の撮像装置と、
   前記第１の基板画像から所定の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
   それぞれ異なる範囲の前記特徴量に対応して設定された複数の検査レシピが記憶された記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記検査レシピから、前記特徴量抽出部で抽出された特徴量に対応する検査レシピを選択するレシピ選択部と、
   前記選択された検査レシピに基づいて、前記処理装置で処理された後の基板の表面を撮像して第２の基板画像を取得する第２の撮像装置と、前記第２の基板画像における欠陥の有無を判定する欠陥判定部と、を備えた検査装置と、を有することを特徴とする、基板処理システム。
7. 前記第１の基板画像及び前記第２の基板画像を保管する画像保管部と、
   前記画像保管部に保管された前記第１の基板画像を、前記特徴量抽出部で抽出された特徴量に基づいて、複数のグループに分類する画像分類部と、
   前記各グループに分類された複数の前記第１の基板画像に対応する複数の前記第２の基板画像を合成して、欠陥検査の基準となる基準画像を生成する基準画像生成部と、
   前記基準画像生成部で生成された基準画像に基づいて検査レシピを生成し、前記記憶部に記憶させる検査レシピ生成部と、をさらに有することを特徴とする、請求項６に記載の基板処理システム。
8. 前記第１の基板画像と、当該第１の基板画像に対応する前記第２の基板画像との差分画像を生成する差分画像生成部と、
   前記第１の基板画像、前記第２の基板画像及び前記差分画像を保管する画像保管部と、
   前記画像保管部に保管された前記第１の基板画像を、前記特徴量抽出部で抽出された特徴量に基づいて、複数のグループに分類する画像分類部と、
   前記各グループに分類された複数の前記第１の基板画像に対応する複数の前記差分画像を合成して、欠陥検査の基準となる基準画像を生成する基準画像生成部と、
   前記基準画像生成部で生成された基準画像に基づいて検査レシピを生成し、前記記憶部に記憶させる検査レシピ生成部と、をさらに有し、
   前記欠陥判定部では、前記第２の基板画像に対応する差分画像に基づいて、基板の欠陥の有無を判定することを特徴とする、請求項６に記載の基板処理システム。
9. 前記所定の特徴量は、前記第１の基板画像の画素値であることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載の基板処理システム。
10. 請求項１〜５のいずれかに記載の欠陥の検査方法を基板処理システムによって実行させるように、当該基板処理システムを制御する制御部のコンピュータ上で動作する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。

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