JP6329923B2 - 基板の検査方法、コンピュータ記憶媒体及び基板検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板を検査する方法、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及び基板検査装置に関する。

例えば半導体デバイスなどの製造工程においては、基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）に対してイオン注入処理、成膜処理、フォトリソグラフィ処理、エッチング処理などの各種処理が行われる。ウェハ上に所定のレジストパターンを形成するフォトリソグラフィ処理は、ウェハ上にレジスト膜を形成するレジスト塗布装置、所定のパターンに露光されたレジスト膜を現像する現像処理装置といった各種処理装置や、ウェハを搬送する搬送装置などを搭載した塗布現像処理装置で行われる。

このような塗布現像処理装置には、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、半導体デバイスの製造工程は、上述のように多数の工程を経るため、塗布現像処理システムで行われるマクロ欠陥検査において欠陥を発見しても、その欠陥がどの工程に起因するものであるかを特定することは容易ではない。そのため、欠陥原因の特定と、その修復に多大な時間を要する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、基板処理における欠陥原因の特定に要する時間を短縮する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、複数種の異なる処理装置で所定の搬送順路に沿って繰り返し処理される基板を検査する方法であって、前記いずれか１の処理装置で処理され、当該１の処理装置から搬出された基板の表面を撮像して第１の基板画像を取得する第１の撮像工程と、前記第１の基板画像の撮像対象となった基板であって、且つ前記１の処理装置での処理後に当該１の処理装置とは別の処理装置でさらに処理され、前記１の処理装置に再び搬入される基板の表面を撮像して第２の基板画像を取得する第２の撮像工程と、前記第１の基板画像及び前記第２の基板画像に基づいて欠陥検査を行って、基板の欠陥の有無を判定する欠陥判定工程と、前記第２の基板画像から検出された欠陥が、前記第１の基板画像から検出されなかった場合には、当該欠陥は前記第１の基板画像を取得した後の処理で且つ前記第２の基板画像を取得する前の処理が原因であると特定し、前記第２の基板画像から検出された欠陥が、前記第１の基板画像からも検出された場合には、当該欠陥は前記第１の基板画像を取得する前の処理が原因であると特定する欠陥原因特定工程と、を有し、前記第１の撮像工程及び第２の撮像工程は前記１の処理装置に設けられた基板検査装置で行われることを特徴としている。

本発明によれば、処理装置で処理後の基板表面を撮像して第１の基板画像を取得し、同一の基板について後続の処理を行った後にさらに第２の基板画像を取得する。そして、前記第１の基板画像及び前記第２の基板画像に基づいて欠陥検査を行い、欠陥がどの時点で発生したものであるかを判定するので、欠陥の原因となった工程を特定するにあたり、調査対象となる工程を絞り込むことができる。したがって、基板処理における欠陥原因の特定に要する時間を短縮することができる。

前記処理装置で繰り返し処理される際の前記複数の処理装置間での基板の搬送順路を搬送順路記憶部に記憶し、前記欠陥判定工程及び前記欠陥原因特定工程で検出された欠陥の情報を欠陥情報記憶部に記憶し、前記欠陥情報記憶部に記憶された欠陥を複数の種類に分類し、前記搬送順路記憶部に記憶された基板の搬送順路と、前記分類された欠陥の種類とを対応づけた欠陥判定テーブルを生成し、その後の欠陥判定工程において欠陥が検出されたときは、前記欠陥原因特定工程において、前記前記欠陥判定テーブルに基づいて欠陥発生の原因となった処理装置を特定してもよい。

前記欠陥判定工程は、繰り返しの処理毎に同一の基板に対して行われ、前記欠陥情報記憶部には、同一の基板に対して繰り返し行われる前記欠陥判定工程で検出された欠陥の情報が記憶されてもよい。

別の観点による本発明は、前記の基板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。

また、別の観点による本発明は、複数種の異なる処理装置で所定の搬送順路に沿って繰り返し処理される基板を検査する基板検査装置であって、前記いずれか１の処理装置で処理され、当該１の処理装置から搬出された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の基板画像の撮像対象となった基板であって、且つ前記処理装置での処理後に当該処理装置とは別の処理装置でさらに処理され、前記１の処理装置に再び搬入される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１の基板画像及び前記第２の基板画像に基づいて基板の欠陥検査を行い、基板の欠陥の有無を判定する欠陥判定部と、前記第２の基板画像から検出された欠陥が、前記第１の基板画像から検出されなかった場合には、当該欠陥は前記第１の基板画像を取得した後の処理が原因であると特定し、前記第２の基板画像から検出された欠陥が、前記第１の基板画像から検出された場合には、当該欠陥は前記第１の基板画像を取得する前の処理が原因であると特定する、欠陥原因特定部と、を有し、前記基板検査装置は、前記１の処理装置に設けられていることを特徴としている。

前記処理装置で繰り返し処理される際の基板の搬送順路を記憶する搬送順路記憶部と、前記欠陥判定部で検出された欠陥の情報を記憶する欠陥情報記憶部と、前記欠陥情報記憶部に記憶された欠陥を複数の種類に分類する欠陥分類部と、前記搬送順路記憶部に記憶された基板の搬送順路と、前記分類された欠陥の種類とを対応づけた欠陥判定テーブルを生成する欠陥判定テーブル生成部と、をさらに有し、前記欠陥原因特定部は、欠陥判定部において欠陥が検出されたときに、前記前記欠陥判定テーブルに基づいて欠陥発生の原因となった処理装置を特定してもよい。

前記欠陥判定部での欠陥の有無の判定は、繰り返しの処理毎に同一の基板に対して行われ、前記欠陥情報記憶部には、同一の基板に対して繰り返し行われる前記欠陥判定部での欠陥の判定により検出された欠陥の情報が記憶されてもよい。

本発明によれば、基板処理における欠陥原因の特定に要する時間を短縮することができる。

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説明図である。 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。 搬送レシピを例示した説明図である。 欠陥判定テーブルを例示した説明図である。 他の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説明図である。 各処理装置に複数のモジュールが設けられた場合の基板処理システムの構成の概略を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる搬送レシピを例示した説明図である。 他の実施の形態にかかる欠陥判定テーブルを例示した説明図である。

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検査装置を備えた基板処理システム１の構成の概略を示す説明図である。なお、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、例えば図１に示すように、ウェハに成膜処理を行う成膜処理装置２、ウェハにフォトリソグラフィ処理を行う塗布現像処理装置３、ウェハにエッチング処理を行うエッチング処理装置４、ウェハにＣＭＰ処理（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を行ってウェハ表面を平坦化する平坦化処理装置５、ウェハの裏面を洗浄する裏面洗浄装置６、各装置の動作を制御する、後述の制御装置２００を有している。

成膜処理装置２としては、例えばプラズマ処理によりウェハに対して成膜処理を行うプラズマＣＶＤ装置や、処理容器内に処理ガスを供給して成膜処理を行ういわゆるＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置などが用いられる。

塗布現像処理装置３は、図２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、塗布現像処理装置３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。なお、成膜処理装置２、塗布現像処理装置３、エッチング処理装置４、平坦化処理装置５及び裏面洗浄装置６の間でのウェハＷの搬送は、ウェハＷを収容したカセットＣを搬送する搬送装置（図示せず）により行われる。

カセットステーション１０には、図２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２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２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２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２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３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４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で処理された後のウェハ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で処理される前のウェハＷを検査する検査装置５６が設けられている。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２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４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２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５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６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５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。

エッチング処理装置４としては、例えば例えばプラズマ処理によりウェハＷに対してエッチング処理を行うＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｃｈｉｎｇ）装置や、ウェハＷに対して所定の薬液を供給するウェットエッチング処理装置などが用いられる。

また、裏面洗浄装置６では、例えばウェハＷを保持した状態で当該ウェハＷの裏面に対して洗浄用のブラシを接触させ、当該ブラシをウェハＷに対して相対的に移動させることでウェハＷの裏面が洗浄される。

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へのフォトリソグラフィ処理、エッチング処理、ＣＭＰ処理、裏面洗浄処理といった各種の処理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７に示すように、検査装置５０、５６の撮像部１６０で撮像された第１の基板画像、第２の基板画像について欠陥の有無を判定する欠陥判定部２１０と、欠陥判定部２１０で検出された欠陥の情報を記憶する欠陥情報記憶部２１１と、欠陥情報記憶部２１１に記憶された欠陥を複数の種類に分類する欠陥分類部２１２と、基板処理システム１の各処理装置で繰り返し処理される際のウェハＷの搬送順路を記憶する搬送順路記憶部２１３と、搬送順路記憶部２１３に記憶されたウェハの搬送順路と、欠陥分類部２１２で分類された欠陥の種類とを対応づけた欠陥判定テーブルを生成する欠陥判定テーブル生成部２１４と、欠陥発生の原因となった処理装置を特定する欠陥原因特定部２１５と、を有している。

欠陥判定部２１０には予め検査レシピが記憶されており、欠陥判定部２１０では、この検査レシピに基づいて、第１の基板画像、第２の基板画像についての欠陥の有無が判定される。検査レシピは、例えば撮像部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により構成されている。基準画像は、所定の処理を行った状態のウェハＷについての基板画像であって欠陥を有さないものを複数合成して生成される。また基準画像は、後述する搬送レシピに従って同一のウェハＷに対して繰り返し処理装置で処理され、撮像部１６０で基板画像が取得される段階ごとに作成され、欠陥判定部２１０には、各基準画像に対応する複数の検査レシピが記憶されている。そして、後述する搬送レシピに基づいて対応する検査レシピを選択し、選択された検査レシピに基づいて検査を行う。

欠陥情報記憶部２１１には、同一のウェハＷに対して処理の段階ごとに行われる欠陥判定部２１０での欠陥の判定において検出された欠陥の情報がそれぞれ記憶される。

欠陥分類部２１２では、欠陥情報記憶部２１１に記憶された欠陥情報の特徴量に基づいて、欠陥が複数の種類に分類される。ここで、欠陥情報の特徴量とは、例えば欠陥判定部２１０で検出された欠陥の大きさ、形状、位置、基板画像の画素値（輝度）といった情報であり、これらの特徴量が類似する欠陥ごとにグループに分類される。

搬送順路記憶部２１３には、基板処理システム１で処理されるウェハＷの搬送順路が、各ロットＲｎ（ｎは１以上の整数）単位で、例えば図８に示すような搬送レシピＴＲとして記憶されている。図８に示す搬送レシピＴＲの縦の行には、処理を行ったロットＲｎの番号が記載され、横の列には、例えば左側から右側に向かってウェハＷの処理を行った処理装置の番号、即ち、成膜処理装置２、塗布現像処理装置３、エッチング処理装置４、平坦化処理装置５、裏面洗浄装置６のいずれかの番号が、各ロットＲｎに対して処理順に記載されている。なお、ウェハＷの搬送順路は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、基板処理システム１に設置される処理装置の種類等に応じて任意に設定が可能である。

ここで、上述した欠陥判定部２１０に記憶される検査レシピ及びそのもととなる基準画像の取得ついてさらに説明する。上述のとおり、基準画像は、搬送レシピＴＲに従って同一のウェハＷに対して繰り返し処理装置で処理され、撮像部１６０で基板画像が取得される段階ごとに作成されるが、「基板画像が取得される段階」とは、撮像部１６０を備えた検査装置５０、５６を有する塗布現像処理装置３を通るときを意味している。そのため、例えばロットＲ１に係るウェハＷを例にして説明すると、当該ウェハＷは先ず成膜処理装置２から塗布現像処理装置３に搬送され、塗布現像処理装置３での処理後に検査装置５０でまず第１の基板画像が取得される。そのため、この段階における第１の基板画像に対応して予め作成された基準画像に基づいて、１の検査レシピが準備されている。また、塗布現像処理装置３から搬出されたウェハＷは、裏面洗浄装置６、エッチング処理装置４を介して再び塗布現像処理装置３に搬送される。したがって、塗布現像処理装置３に搬入されたウェハＷは、検査装置５６で第２の基板画像が取得される。そして、この段階における第２の基板画像に対応して予め作成された基準画像に基づいて、上記の１の検査レシピとはまた異なる検査レシピが準備されている。同様に、第２の基板画像を取得した後には、塗布現像処理装置３で処理されたウェハＷを検査装置５０で撮像して、同一のウェハＷについて２度目の第１の基板画像を取得し、その後、裏面洗浄装置６、成膜処理装置２を通って再び塗布現像処理装置３に搬入されたウェハＷについて検査装置５６で撮像を行い、２度目の第２の基板画像を取得する。そして、２度目の第１の基板画像及び２度目の第２の基板画像に対応してそれぞれ検査レシピが準備されている。なお、撮像部１６０で基板画像が取得される段階ごとに検査レシピを設けるのは、欠陥検査の精度を向上させるためであり、必ずしも本実施の形態のように撮像画像の取得段階ごとに検査レシピを設ける必要はない。

欠陥判定テーブル生成部２１４では、搬送順路記憶部２１３に記憶されている搬送レシピＴＲと、欠陥分類部２１２で分類された欠陥の種類とを対応づけた、例えば図９に示す欠陥判定テーブルＤＴが生成される。図９に示す欠陥判定テーブルＤＴに示す「ウェハ番号」は、例えばロットＲｎの何番目のウェハＷにおいて欠陥が検出したかを意味しており、例えば「Ｒ１−４」とは、ロットＲ１の４番目のウェハを意味している。「基板画像種類」は、何番目に取得された第１の基板画像Ｐ１、第２の基板画像Ｐ２であるかを意味しており、例えば「Ｐ２−１」は、第２の基板画像Ｐ２のうち、１番目に取得されたものを意味している。「欠陥
グループ」は、欠陥分類部２１２で特徴量が類似する欠陥ごとに分類されたグループＥｎを意味しており、図９では例えば３種類の欠陥グループＥ１、Ｅ２、Ｅ３が検出された場合を描図している。また、「搬送ルート」は、欠陥が検出された基板画像が取得される直前に通過した処理装置、具体的には、欠陥が検出された基板画像の直前に撮像された基板画像と、当該欠陥が検出された基板画像との間に通過した処理装置の番号が記載されている。例えば図９に記載されている第２の基板画像「Ｐ２−４」を例にすると、第２の基板画像「Ｐ２−４」の直前の基板画像は第１の基板画像「Ｐ１−４」となるため、この第１の基板画像Ｐ１−４が取得された後に、第２の基板画像Ｐ２−４が取得されるまでに通過した処理装置は「４」のエッチング処理装置４であることを意味している。なお、基板画像の取得に際しては、塗布現像処理装置３を必ず通過するため、図９では、番号「３」については表記を省略している。

欠陥原因特定部２１５では、欠陥判定部２１０で欠陥が検出されたときに、欠陥発生の原因となった処理装置の特定を行う。欠陥原因特定部２１５では、欠陥が検出された基板が第２の基板画像Ｐ２−ｎであった場合、その直前に取得された第１の基板画像Ｐ１−（ｎ−１）において欠陥が検出されたか否かを先ず判定する。そして、第２の基板画像Ｐ２−ｎから検出された欠陥が、第１の基板画像Ｐ１−（ｎ−１）から検出されなかった場合は、この欠陥は、第１の基板画像Ｐ１−（ｎ−１）が取得された後の処理で且つ第２の基板画像Ｐ２−ｎを取得する前の処理が原因であると特定する。また、第２の基板画像Ｐ２−ｎから検出された欠陥が、第１の基板画像Ｐ１−（ｎ−１）から検出された場合は、この欠陥は、第１の基板画像Ｐ１−（ｎ−１）が取得される前の処理が原因であると特定する。これにより、どの時点、即ちどの処理装置を通過したことにより欠陥が発生したかを特定することができる。

次に、欠陥原因特定部２１５では、欠陥判定テーブルＤＴに基づいて、欠陥の原因となった処理装置の特定を行う。例えば図９のウェハ番号「Ｒ１−４」の基板画像「Ｐ２−１」と、ウェハ番号「Ｒ４−３」の基板画像「Ｐ２−４」では、同一の欠陥グループＥ１に分類され、共通してエッチング処理装置４を通過している。そのため、欠陥グループＥ１に係る欠陥は、エッチング処理装置４に起因するものであると推定することができる。そして、このような欠陥情報を蓄積したり、欠陥グループＥ１発生時にエッチング処理装置４を検査したりして、結果の原因であることが概ね確からしいことが確認された場合は、欠陥発生の原因となった処理装置をエッチング処理装置４であると特定する。

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の処理及びウェハＷの検査方法について説明する。

先ず、同一ロットＲｎ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に搬送され、例えば成膜処理装置２で成膜処理が順次行われる。次いで成膜処理が終了したウェハＷは、塗布現像処理装置３のカセットステーション１０に搬入された後に、処理ステーション１１に搬送され、熱処理装置４０で温度調節された後、下部反射防止膜形成装置３１で下部反射防止膜形成が形成され、次いで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。なお、処理ステーション１１に搬送された際に、検査装置５６で第２の基板画像を撮像しておいてもよい。

その後ウェハＷは、レジスト塗布装置３２でレジスト膜が形成され、次に上部反射防止膜形成装置３３で上部反射防止膜が形成される。その後、ウェハＷは周辺露光装置４２で周辺露光処理され、露光装置１２で露光処理される。次にウェハＷは、現像処理装置３０に搬送され、現像処理が行われ、処理ステーション１１での一連のフォトリソグラフィ処理が終了する。フォトリソグラフィ処理を終えたウェハＷは、検査装置５０に搬送され、撮像部１６０により第１の基板画像Ｐ１−１が取得される（第１の撮像工程）。検査装置５０で撮像を終えたウェハＷは、順次カセットＣに収容される。

それと共に、制御装置２００の欠陥判定部２１０では、第１の基板画像Ｐ１−１に基づいて欠陥の有無が判定される。そして、例えばこの時点で欠陥有と判定され、且つ欠陥の程度が許容できないものである場合、カセットＣに収容された当該ウェハＷについてはその後の処理を中止する。欠陥が許容可能な程度である場合は、そのウェハＷについては引き続き処理が続行される。

次いで、塗布現像処理装置３で処理を終えたウェハＷは、搬送レシピＴＲに従って次の処理を行う処理装置に搬送されて、所定の処理が行われる。そして、所定の処理が行われたウェハＷは再び塗布現像処理装置３に搬送されて一連のフォトリソグラフィ処理が行われる。塗布現像処理装置３に搬送されたウェハＷは、処理ステーション１１に搬送される際に、検査装置５６で第２の基板画像Ｐ２−１が取得される（第２の撮像工程）。

そして、欠陥判定部２１０では、第２の基板画像Ｐ２−１に基づいて欠陥の有無が判定される。そして、例えばこの時点で欠陥有と判定された場合であって、その欠陥の程度が許容できないものである場合、当該ウェハＷについてはその後の処理を中止してカセットＣに収容される。欠陥が許容可能な程度である場合は、そのウェハＷについては引き続き処理が続行される。それと共に、欠陥原因特定部２１５では、この欠陥が第１の基板画像Ｐ１−１で検出されたものであったか否かを判定する。そして、例えば第２の基板画像Ｐ２−１から検出された欠陥が第１の基板画像Ｐ１−１で検出されたもののみであった場合、第１の基板画像Ｐ１−１の取得から第２の基板画像Ｐ２−１の取得の間の処理では、特に欠陥が発生していないものと特定する。反対に、第２の基板画像Ｐ２−１から検出された欠陥が第１の基板画像Ｐ１−１で検出されていないものを含んでいた場合、当該欠陥は、第１の基板画像Ｐ１−１の取得から第２の基板画像Ｐ２−１の取得の間の処理に起因して発生したものと特定する（欠陥原因特定工程）。またこの際、欠陥原因特定部２１５では、欠陥判定テーブルＤＴに基づいて、欠陥発生の原因となった処理装置の特定を行う。なお、欠陥判定テーブルＤＴに蓄積されている情報が十分ではない場合は、欠陥判定テーブルＤＴへの情報の蓄積を継続し、後続のウェハＷの欠陥検査において順次欠陥判定テーブルＤＴに基づく原因特定を行ってもよい。

そして、搬送レシピＴＲに従って各種処理装置での処理を繰り返し行うと共に、塗布現像処理装置３を通過する都度、基板画像を取得して欠陥検査を繰り返し行うことで、一連のウェハ処理が終了する。

以上の実施の形態によれば、基板処理システム１において各種の処理装置で処理後のウェハＷの表面を撮像して第１の基板画像Ｐ１を取得し、同一のウェハＷについて後続の処理を行った後にさらに第２の基板画像Ｐ２を取得する。そして、第１の基板画像Ｐ１及び第２の基板画像Ｐ２に基づいて欠陥検査を行い、欠陥がどの時点で発生したものであるかを判定するので、欠陥の原因となった工程を特定するにあたり、調査対象となる工程を絞り込むことができる。したがって、基板処理システム１の処理における欠陥原因の特定に要する時間を短縮することができる。

また、欠陥検査の結果に基づいて欠陥判定テーブル生成部２１４で欠陥判定テーブルＤＴを生成し、欠陥判定テーブルＤＴに基づいて欠陥発生の原因となった処理装置の特定を行うことで、速やかに欠陥の原因となった処理及びそれに係る処理装置を特定することができる。

なお、例えば基板処理システム１で処理された後のウェハＷを検査装置５０、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、その欠陥がどの処理に起因するものであるかを特定できなければ、リワークを行っても当該欠陥が解消されないか、あるいは欠陥のない部分についてもリワークを行ってしまうこととなる。この点、本発明では、欠陥原因特定部２１５により欠陥の原因を特定することで、効率的にリワーク処理を行い、ウェハ処理の歩留まり及び生産性を向上させることができる。

なお、以上の実施の形態では、基板処理システム１内の各装置に対して共通の制御装置２００が設けられていたが、例えば成膜処理装置２、塗布現像処理装置３、エッチング処理装置４、平坦化処理装置５、裏面洗浄装置６に個別の制御装置（図示せず）を設けると共に当該制御装置により各装置をローカル制御し、制御装置２００との間で必要な情報のやり取りのみを行うようにしてもよい。

また、以上の実施の形態では、第１の基板画像Ｐ１及び第２の基板画像Ｐ２についてそれぞれ欠陥判定部２１０で検査を行ったが、第１の基板画像Ｐ１の取得から第２の基板画像Ｐ２の取得の間の処理で欠陥が発生したか否かを調べるという観点からは、第１の基板画像Ｐ１及び第２の基板画像Ｐ２との差分画像を用いてもよい。かかる場合、例えば図７に示すように、第１の基板画像Ｐ１及び第２の基板画像Ｐ２を保管する画像保管部２１６と、画像保管部２１６に保管された第１の基板画像Ｐ１と第２の基板画像Ｐ２との差分画像を生成する差分画像生成部２１７が設けられる。そして、検査レシピとしては、この差分画像を合成して生成された基準画像に基づいたものが用いられる。

そして、差分画像を基準画像とすることで、欠陥判定部２１０で欠陥有りと判定された場合に、その欠陥が第１の基板画像Ｐ１の取得から第２の基板画像Ｐ２の取得の間の処理で発生した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の第１の基板画像Ｐ１に欠陥が存在していた場合、その欠陥は第２の基板画像にも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、差分画像からは、第１の基板画像Ｐ１に元々存在していた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、第１の基板画像Ｐ１の取得から第２の基板画像Ｐ２の取得の間の処理に起因するものであると判断できる。
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Ｐ１と第２の基板画像Ｐ２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、より正確な欠陥検査を行うことができる。

また、以上の実施の形態では、撮像部１６０を塗布現像処理装置３にのみ設けていたが、撮像部１６０の設置場所や設置数は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、任意に設定できる。即ち、例えば図１０に示すように、検査装置５０、５６と同一の構成を有する検査装置２２０を塗布現像処理装置３の外部にも設け、各検査装置２２０においても適宜基板画像を取得するようにしてもよい。例えば撮像部１６０が塗布現像処理装置３にのみ設置されている場合、図９の欠陥判定テーブルＤＴに示すように、塗布現像処理装置３から搬出され、再度塗布現像処理装置３に搬入されるまで複数の処理装置を通るので、欠陥判定テーブルＤＴに基づいて特定の処理装置が欠陥原因であると断定できるようになるまでは、欠陥情報を蓄積する必要がある。具体的には、例えば図９の欠陥判定テーブルＤＴのウェハ番号Ｒ１−４の場合のように、「搬送ルート」に記載される処理装置の数が多いと、欠陥判定テーブルＤＴにより欠陥を特定するために必要となる欠陥の情報は多くなる。その一方で、撮像部１６０の設置数を増やし、例えば１の処理装置で処理を行うごとに基板画像を取得し、基板画像に基づく欠陥検査を行うようにすれば、欠陥が検出された基板画像の直前に行われた処理が、当該欠陥の原因であると直ちに判定できるようになる。

以上の実施の形態では、基板処理システム１に、成膜処理装置２、塗布現像処理装置３、エッチング処理装置４、平坦化処理装置５、裏面洗浄装置６が１つずつ設けられていたが、例えば実際にクリーンルーム内に設置される基板処理システム１においては、例えば図１１に示すように、各処理装置２、３、４、５、６が複数台設けられ、並列的に処理が行われる場合もある。なお、図１１では、各処理装置２、３、４、５、６がそれぞれ３つずつ設けられ、３つの各処理装置をそれぞれモジュールＡ、Ｂ、Ｃとして区別した状態を描図している。かかる場合、欠陥の原因を解消するには、欠陥の原因となった処理装置が各処理装置２、３、４、５、６のいずれかであるかを特定した後に、さらに３つのモジュールＡ、Ｂ、Ｃのいずれかであるかを特定する必要がある。

そこで、各処理装置に例えば複数のモジュールＡ、Ｂ、Ｃが設けられている場合は、例えば図１２に示すように、各ウェハＷが、搬送された各処理装置のモジュールＡ、Ｂ、Ｃのうちどのモジュールにより処理が行われたかを搬送レシピＴＲに記憶しておく。なお、図１２では、例えば成膜処理装置２のモジュールＡを「２Ａ」と、成膜処理装置２のモジュールＢを「２Ｂ」といったように、処理装置の番号とモジュールの番号を組み合わせて、どの処理装置のどのモジュールで処理されたかを表記している。

そして、上述の場合と同様に、ウェハ番号「Ｒ１−４」の基板画像「Ｐ２−１」と、ウェハ番号「Ｒ４−３」の基板画像「Ｐ２−４」から同一の欠陥グループＥ１に分類される欠陥が検出され、且つ共通してエッチング処理装置４を通過しているとする。かかる場合、欠陥グループＥ１に係る欠陥は、欠陥判定テーブルＤＴに基づいて、欠陥原因特定部２１５によりエッチング処理装置４に起因するものであると推定される。そして、欠陥原因特定部２１５では、さらに図１２の搬送レシピＴＲを参照する。そうすると、第２の基板画像Ｐ２−１は、図１２に斜線で示す、２回目に塗布現像処理装置３Ｂに搬送された際に取得されたもの（１回目の塗布現像処理装置３Ｃでは、上述のように第１の基板画像Ｐ１−１が取得される）であるため、第１の基板画像Ｐ１−１と第２の基板画像Ｐ２−１との間に行われたエッチング処理は、エッチング処理装置４のモジュールＡによるものであることが分かる。そのため、欠陥原因特定部２１５では、これらの情報から、エッチング処理装置４のうち、モジュールＡが欠陥の原因となったモジュールであると特定することができる。

なお、欠陥の原因となったモジュールの特定方法は、上記の方法に限られるものではなく、当業者であれば、搬送レシピＴＲ及び欠陥判定テーブルＤＴの情報に基づいて、様々なモジュールの特定方法に想到し得る。一例として、欠陥判定テーブル生成部２１４により欠陥判定テーブルＤＴを生成する際に、搬送レシピＴＲから各モジュールＡ、Ｂ、Ｃについての情報も取得することで、図９に示す欠陥判定テーブルＤＴに、さらにモジュールの情報を追加した欠陥判定テーブルＤＴを、図１３に示すように生成することが考えられる。そして、例えば図１３に示すウェハ番号「Ｒ１−１５」と、ウェハ番号「Ｒ２−６」にかかる基板画像からは、共に欠陥グループＥ２に分類される欠陥が検出されており、両ウェハは共に平坦化処理装置５及び裏面洗浄装置６を通っているものの、裏面洗浄装置６については、番号「Ｒ１−１５」のウェハＷはモジュールＣを、番号「Ｒ２−６」のウェハＷはモジュールＢを通過しており、異なるモジュールにより処理されていることが分かる。その一方で、平坦化処理装置５については、共にモジュールＢを通過している。そのため、欠陥原因特定部２１５では、図１３に示す欠陥判定テーブルに基づいて、両ウェハＷにおいて共通して通過している平坦化処理装置５のモジュールＢが欠陥の原因となったモジュールであると特定することができる。

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
２ 成膜処理装置
３ 塗布現像処理装置
４ エッチング処理装置
５ 平坦化処理装置
６ 裏面洗浄装置
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 欠陥判定部
２１１ 欠陥情報記憶部
２１２ 欠陥分類部
２１３ 搬送順路記憶部
２１４ 欠陥判定テーブル生成部
２１５ 欠陥原因特定部
Ｗ ウェハ
ＴＲ 搬送レシピ
ＤＴ 欠陥判定テーブル

Claims (7)

1. 複数種の異なる処理装置で所定の搬送順路に沿って繰り返し処理される基板を検査する方法であって、
   前記いずれか１の処理装置で処理され、当該１の処理装置から搬出された基板の表面を撮像して第１の基板画像を取得する第１の撮像工程と、
   前記第１の基板画像の撮像対象となった基板であって、且つ前記１の処理装置での処理後に当該１の処理装置とは別の処理装置でさらに処理され、前記１の処理装置に再び搬入される基板の表面を撮像して第２の基板画像を取得する第２の撮像工程と、
   前記第１の基板画像及び前記第２の基板画像に基づいて欠陥検査を行って、基板の欠陥の有無を判定する欠陥判定工程と、
   前記第２の基板画像から検出された欠陥が、前記第１の基板画像から検出されなかった場合には、当該欠陥は前記第１の基板画像を取得した後の処理で且つ前記第２の基板画像を取得する前の処理が原因であると特定し、
   前記第２の基板画像から検出された欠陥が、前記第１の基板画像からも検出された場合には、当該欠陥は前記第１の基板画像を取得する前の処理が原因であると特定する欠陥原因特定工程と、を有し、
   前記第１の撮像工程及び第２の撮像工程は前記１の処理装置に設けられた基板検査装置で行われることを特徴とする、基板の検査方法。
2. 前記処理装置で繰り返し処理される際の前記複数の処理装置間での基板の搬送順路を搬送順路記憶部に記憶し、
   前記欠陥判定工程及び前記欠陥原因特定工程で検出された欠陥の情報を欠陥情報記憶部に記憶し、
   前記欠陥情報記憶部に記憶された欠陥を複数の種類に分類し、
   前記搬送順路記憶部に記憶された基板の搬送順路と、前記分類された欠陥の種類とを対応づけた欠陥判定テーブルを生成し、
   その後の欠陥判定工程において欠陥が検出されたときは、前記欠陥原因特定工程において、前記前記欠陥判定テーブルに基づいて欠陥発生の原因となった処理装置を特定す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. 前記欠陥判定工程は、繰り返しの処理毎に同一の基板に対して行われ、
   前記欠陥情報記憶部には、同一の基板に対して繰り返し行われる前記欠陥判定工程で検出された欠陥の情報が記憶されることを特徴とする、請求項２に記載の基板の検査方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の基板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。
5. 複数種の異なる処理装置で所定の搬送順路に沿って繰り返し処理される基板を検査する基板検査装置であって、
   前記いずれか１の処理装置で処理され、当該１の処理装置から搬出された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の基板画像の撮像対象となった基板であって、且つ前記処理装置での処理後に当該処理装置とは別の処理装置でさらに処理され、前記１の処理装置に再び搬入される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１の基板画像及び前記第２の基板画像に基づいて基板の欠陥検査を行い、基板の欠陥の有無を判定する欠陥判定部と、
   前記第２の基板画像から検出された欠陥が、前記第１の基板画像から検出されなかった場合には、当該欠陥は前記第１の基板画像を取得した後の処理が原因であると特定し、
   前記第２の基板画像から検出された欠陥が、前記第１の基板画像から検出された場合には、当該欠陥は前記第１の基板画像を取得する前の処理が原因であると特定する、欠陥原因特定部と、を有し、
   前記基板検査装置は、前記１の処理装置に設けられていることを特徴とする、基板検査装置。
6. 前記処理装置で繰り返し処理される際の基板の搬送順路を記憶する搬送順路記憶部と、
   前記欠陥判定部で検出された欠陥の情報を記憶する欠陥情報記憶部と、
   前記欠陥情報記憶部に記憶された欠陥を複数の種類に分類する欠陥分類部と、
   前記搬送順路記憶部に記憶された基板の搬送順路と、前記分類された欠陥の種類とを対応づけた欠陥判定テーブルを生成する欠陥判定テーブル生成部と、をさらに有し、
   前記欠陥原因特定部は、欠陥判定部において欠陥が検出されたときに、前記前記欠陥判定テーブルに基づいて欠陥発生の原因となった処理装置を特定することを特徴とする、請求項５に記載の基板検査装置。
7. 前記欠陥判定部での欠陥の有無の判定は、繰り返しの処理毎に同一の基板に対して行われ、
   前記欠陥情報記憶部には、同一の基板に対して繰り返し行われる前記欠陥判定部での欠陥の判定により検出された欠陥の情報が記憶されることを特徴とする、請求項６に記載の基板検査装置。

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