KR101951054B1 - 기판의 기준 화상 작성 방법, 기판의 결함 검사 방법, 기판의 기준 화상 작성 장치, 기판의 결함 검사 유닛 및 컴퓨터 기억 매체 - Google Patents

기판의 기준 화상 작성 방법, 기판의 결함 검사 방법, 기판의 기준 화상 작성 장치, 기판의 결함 검사 유닛 및 컴퓨터 기억 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는, 적절한 기판의 기준 화상을 작성하고, 기판의 결함 검사를 적정하게 행하는 것이다. 웨이퍼를 촬상하고, 당해 촬상된 복수의 기판 화상에 기초하여, 결함 검사의 기준으로 되는 웨이퍼의 화상을 작성하는 방법이며, 촬상된 기판 화상 내의 화소값의 평면 분포 Z를, 기판 화상마다 제르니케 다항식을 사용하여 복수의 화소값 분포 성분으로 각각 분해하는 성분 분해 공정과, 제르니케 다항식에 의해 분해된 상기 각 화소값 분포 성분의 제르니케 계수를 각각 산출하는 제르니케 계수 산출 공정과, 상기 산출된 각 제르니케 계수로부터, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다 (1) 중앙값 및 (2) 상기 중앙값으로부터 소정의 값 이상 괴리된 값을 각각 추출하는 제르니케 계수 추출 공정과, 상기 추출된 값을 갖는 각 기판 화상을 특정하는 화상 특정 공정과, 당해 특정된 각 기판 화상을 합성함으로써, 결함 검사의 기준으로 되는 웨이퍼의 화상을 작성하는 화상 작성 공정을 갖고 있다.

Description

기판의 기준 화상 작성 방법, 기판의 결함 검사 방법, 기판의 기준 화상 작성 장치, 기판의 결함 검사 유닛 및 컴퓨터 기억 매체 {METHOD FOR REFERENCE IMAGE GENERATING ON SUBSTRATE, METHOD FOR INSPECTION OF DEFECTS ON SUBSTRATE, APPARATUS FOR REFERENCE IMAGE GENERATING ON SUBSTRATE, UNIT FOR INSPECTION OF DEFECTS ON SUBSTRATE AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM}
본 발명은, 촬상된 복수의 기판 화상에 기초하여 결함 검사 시에 기준으로 되는 기판의 화상을 작성하는 방법, 작성된 기판의 기준 화상에 기초하여 기판의 결함 검사를 행하는 방법, 기판의 기준 화상을 작성하는 장치, 기판의 결함 검사 유닛, 프로그램 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다.
예를 들어, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서의 포토리소그래피 공정에서는, 웨이퍼 상에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리, 레지스트막을 소정의 패턴에 노광하는 노광 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등의 일련의 처리가 순차 행해지고, 웨이퍼 상에 소정의 레지스트 패턴이 형성된다. 이들 일련의 처리는, 웨이퍼를 처리하는 각종 처리부나 웨이퍼를 반송하는 반송 기구 등을 탑재한 기판 처리 시스템인 도포 현상 처리 시스템에 의해 행해지고 있다.
도포 현상 처리 시스템에 있어서 일련의 포토리소그래피 처리가 행해진 웨이퍼에 대해서는, 웨이퍼 표면에 원하는 레지스트막이 형성되어 있는지의 여부, 혹은, 흠집이나 이물질의 부착의 유무에 대해 검사를 행하는, 소위 매크로 결함 검사가 행해진다.
이와 같은 매크로 결함 검사에서는, 웨이퍼를 적재하고 있는 적재대를 이동시키면서 당해 적재대 상의 웨이퍼에 조명을 비추고, 예를 들어 CCD 라인 센서의 촬상 장치에 의해 웨이퍼의 표면을 촬상한다. 그리고 당해 촬상된 화상을 화상 처리하여, 웨이퍼 표면의 결함의 유무를 판정하도록 하고 있다(특허문헌 1).
일본 특허 공개 제2009-216515호 공보
상술한 바와 같은 결함 검사에 있어서는, 기준으로 되는 웨이퍼(기준 웨이퍼)의 화상과 검사 대상으로 되는 웨이퍼의 화상을 비교함으로써, 결함의 유무의 판정을 행한다.
그런데, 웨이퍼의 결함 검사에 있어서는, 실제로는 결함이 아니지만, 촬상된 기판의 화상(기판 화상)상에서 색 불균일 등이 발생함으로써, 결함으로 판정되는, 소위 의사 결함이 발생하는 경우가 있다. 그로 인해, 기준으로 되는 웨이퍼의 화상(기준 화상)은, 결함을 갖지 않는 웨이퍼의 표준적인 기판 화상에, 의사 결함으로 판정될 수 있는 색 불균일을 갖는 기판 화상을 합성하여 작성되어 있다. 이에 의해, 기준 화상에 색 불균일을 갖는 기판 화상의 요소가 도입되어, 결함 검사 시에 당해 색 불균일이 결함으로 판정되는 것을 방지할 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기한 색 불균일을 필터링함으로써, 의사 결함을 피하도록 하고 있다.
이 기준 화상의 합성에 사용되는 각 기판 화상은, 미리 처리된 복수의 웨이퍼의 화상 중에서, 작업원에 의해 경험칙 등에 기초하여 복수 선택된다. 이러한 경우, 작업원의 숙련도에 의해, 작성되는 기준 웨이퍼가 다른 경우가 있을 수 있다. 그로 인해, 기준 화상을 작성하는 작업원의 숙련도에 의해, 결함 검사의 결과에 차이가 발생해 버리는 경우가 있었다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 적절한 기판의 기준 화상을 작성하고, 기판의 결함 검사를 적정하게 행하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기판을 촬상하고, 당해 촬상된 복수의 기판 화상에 기초하여, 결함 검사의 기준으로 되는 기판의 화상을 작성하는 방법이며, 상기 촬상된 기판 화상 내의 화소값의 평면 분포를, 상기 기판 화상마다 제르니케 다항식을 사용하여 복수의 화소값 분포 성분으로 각각 분해하는 성분 분해 공정과, 제르니케 다항식에 의해 분해된 상기 각 화소값 분포 성분의 제르니케 계수를 각각 산출하는 제르니케 계수 산출 공정과, 상기 산출된 각 제르니케 계수로부터, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다 (1) 중앙값 (2) 상기 중앙값으로부터 소정의 값 이상 괴리된 값을 각각 추출하는 제르니케 계수 추출 공정과, 상기 추출된 값을 갖는 각 기판 화상을 특정하는 화상 특정 공정과, 당해 특정된 각 기판 화상을 합성함으로써, 결함 검사의 기준으로 되는 기판의 화상을 작성하는 화상 작성 공정을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 따르면, 제르니케 다항식을 사용하여 기판 화상 내의 화소값의 평면 분포를 복수의 화소값 분포 성분으로 각각 분해하고, 그 복수의 화소값 분포 성분의 제르니케 계수를 각각 산출한다. 그리고 산출된 각 제르니케 계수로부터, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다 중앙값 및 상기 중앙값으로부터 소정의 값 이상 괴리된 값을 각각 추출하고, 추출된 값을 갖는 기판 화상을 특정한다.
이 경우, 중앙값을 갖는 기판 화상은 평균적인 화소값 분포 성분을 갖는 기판 화상이다. 또한, 중앙값으로부터 소정의 값 이상 괴리된 값을 갖는 기판 화상은, 어떠한 색 불균일을 갖는, 의사 결함으로 판정될 가능성이 있는 기판 화상이다. 그로 인해, 이들 특정한 기판 화상을 합성함으로써, 색 불균일에 대한 필터링의 기능을 갖는 적절한 기판의 기준 화상을 작성할 수 있다. 그 결과, 기판의 결함 검사를 적정하게 행할 수 있다. 또한, 예를 들어 작업원의 숙련도에 좌우되는 일 없이 적절한 기준 화상을 작성할 수 있으므로, 기판의 결함 검사를 안정적으로 행할 수 있다.
상기 제르니케 계수 추출 공정에서는, 상기 산출된 각 제르니케 계수를, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다 그룹화하고, 상기 제르니케 계수의 각 그룹으로부터 상기한 값의 추출을 행해도 된다.
상기 기판 화상이 복수의 원색에 의해 구성되어 있는 경우는, 상기 제르니케 계수의 산출 및 그룹화를, 상기 기판 화상을 구성하는 원색마다 더 행하고, 상기 원색의 그룹마다 상기 산출된 제르니케 계수의 표준 편차를 구하고, 상기 제르니케 계수의 차수마다, 표준 편차의 값이 가장 큰 원색을 특정하고, 상기 제르니케 계수 추출 공정에서의 값의 추출은, 표준 편차가 가장 크다고 특정된 원색의 그룹에 속하는 값으로부터 행해도 된다.
상기 제르니케 계수 추출 공정에 있어서, 제1 항 내지 제4 항의 제르니케 계수에 관한 그룹으로부터 값을 추출해도 된다.
상기 제르니케 계수의 중앙값으로부터 소정의 값 괴리된 제르니케 계수의 값은, 상기 그룹화된 제르니케 계수의 최대값 및 최소값이어도 된다. 또한, 상기 제르니케 계수의 중앙값으로부터 소정의 값 괴리된 제르니케 계수의 값은, 상기 그룹화된 제르니케 계수의 상위 5％ 및 하위 5％의 범위 내의 값이어도 된다.
다른 관점에 의한 본 발명은, 상기 기판의 기준 화상 작성 방법을 기판 처리 시스템에 의해 실행시키기 위해, 당해 기판 처리 시스템을 제어하는 제어 장치의 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램이 제공된다.
또한, 다른 관점에 의한 본 발명은, 상기 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체가 제공된다.
다른 관점에 의한 본 발명은, 상기 기준 화상 작성 방법에 의해 작성된 기준 화상을 사용하여 기판의 결함을 검사하는 방법이며, 피검사 기판을 촬상하고, 당해 촬상된 피검사 기판의 화상과, 상기 화상 작성 공정에서 작성된 기준 화상을 비교하여 결함의 유무를 판정하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 다른 관점에 의한 본 발명은, 상기 기판의 결함 검사 방법을 기판 처리 시스템에 의해 실행시키기 위해, 당해 기판 처리 시스템을 제어하는 제어 장치의 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램이 제공된다.
또한, 다른 관점에 의한 본 발명은, 상기 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체가 제공된다.
또 다른 관점에 의한 본 발명은, 촬상 장치에 의해 촬상된 복수의 기판 화상에 기초하여, 결함 검사의 기준으로 되는 기판의 화상을 작성하는 장치이며, 상기 촬상된 기판 화상 내의 화소값의 평면 분포를, 상기 기판 화상마다 제르니케 다항식을 사용하여 복수의 화소값 분포 성분으로 각각 분해하는 성분 분해부와, 제르니케 다항식에 의해 분해된 상기 각 화소값 분포 성분의 제르니케 계수를 각각 산출하는 제르니케 계수 산출부와, 상기 산출된 각 제르니케 계수로부터, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다 (1) 중앙값 (2) 상기 중앙값으로부터 소정의 값 이상 괴리된 값을 각각 추출하는 제르니케 계수 추출부와, 상기 추출된 값을 갖는 각 기판 화상을 특정하는 화상 특정부와, 당해 특정된 각 기판 화상을 합성함으로써, 결함 검사의 기준으로 되는 기판의 화상을 작성하는 화상 작성부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 제르니케 계수 추출부에서는, 상기 산출된 각 제르니케 계수를, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다 그룹화하고, 상기 제르니케 계수의 각 그룹으로부터 상기한 값의 추출을 행해도 된다.
제르니케 계수 그룹 작성부는, 상기 제르니케 계수의 산출 및 그룹화를, 상기 기판 화상을 구성하는 원색마다 행하고, 상기 원색의 그룹마다 상기 산출된 제르니케 계수의 표준 편차를 구하는 표준 편차 산출부와, 상기 제르니케 계수의 차수마다, 표준 편차의 값이 가장 큰 원색을 특정하는 원색 특정부를 더 갖고, 상기 제르니케 계수 추출부에 있어서의 값의 추출은, 표준 편차가 가장 크다고 특정된 원색의 그룹에 속하는 값으로부터 행해도 된다.
상기 제르니케 계수 추출부에 있어서, 제1 항 내지 제4 항의 제르니케 계수에 관한 그룹으로부터 값을 추출해도 된다.
상기 제르니케 계수의 중앙값으로부터 소정의 값 괴리된 제르니케 계수의 값은, 상기 그룹화된 제르니케 계수의 최대값 및 최소값이어도 된다. 또한, 상기 제르니케 계수의 중앙값으로부터 소정의 값 괴리된 제르니케 계수의 값은, 상기 그룹화된 제르니케 계수의 상위 5％ 및 하위 5％의 범위 내의 값이어도 된다.
또한, 다른 관점에 의한 본 발명은, 상기 기판의 기준 화상 작성 장치를 구비한 결함 검사 유닛이며, 피검사 기판을 촬상하는 촬상부와, 상기 촬상 장치에 의해 촬상된 피검사 기판의 화상과, 상기 화상 작성부에 의해 작성된 기준 화상을 비교하여 결함의 유무를 판정하는 결함 판정부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 따르면, 적절한 기판의 기준 화상을 작성하고, 기판의 결함 검사를 적정하게 행할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 도시하는 평면도.
도 2는 본 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도.
도 3은 본 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도.
도 4는 결함 검사 유닛의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도.
도 5는 결함 검사 유닛의 구성의 개략을 도시하는 종단면도.
도 6은 기준 화상 작성 장치의 구성의 개략을 도시하는 설명도.
도 7은 화소값의 평면 분포를 제르니케 다항식을 사용하여 복수의 화소값 분포 성분으로 분해한 상태를 도시하는 설명도.
도 8은 웨이퍼 면내의 각 픽셀값의 화소값을 나타낸 설명도.
도 9는 웨이퍼 면내의 각 픽셀값을 웨이퍼 면내의 높이 방향으로 나타낸 설명도.
도 10은 복수의 웨이퍼에 대해 구한 각 제르니케 계수의 값을 나타내는 설명도.
도 11은 각 제르니케 계수의 값을 동일한 항수의 제르니케 계수 및 원색마다 그룹화한 상태를 나타내는 설명도.
도 12는 각 제르니케 계수의 값의 표준 편차를 각 원색마다 나타낸 그래프.
도 13은 제르니케 계수의 중앙값을 갖는 웨이퍼의 기판 화상을 도시하는 설명도.
도 14는 제르니케 계수의 최대값을 갖는 웨이퍼의 기판 화상을 도시하는 설명도.
도 15는 제르니케 계수의 최소값을 갖는 웨이퍼의 기판 화상을 도시하는 설명도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 관한 기준 화상 작성 장치를 구비한 기판 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 도시하는 설명도이다. 도 2 및 도 3은, 기판 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(1)이, 예를 들어 기판의 포토리소그래피 처리를 행하는 도포 현상 처리 시스템인 경우를 예로 들어 설명한다.
기판 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들어 외부와의 사이에서 카세트(C)가 반출입되는 반출입부로서의 카세트 스테이션(2)과, 포토리소그래피 처리 중에서 매엽식으로 소정의 처리를 실시하는 복수의 각종 처리 유닛을 구비한 처리부로서의 처리 스테이션(3)과, 처리 스테이션(3)에 인접하는 노광 장치(4)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 반송부로서의 인터페이스 스테이션(5)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다. 또한, 기판 처리 시스템(1)은, 당해 기판 처리 시스템(1)의 제어를 행하는 제어 장치(6)를 갖고 있다. 제어 장치(6)에는, 후술하는 기준 화상 작성 장치(150)가 접속되어 있다.
카세트 스테이션(2)은, 예를 들어 카세트 반출입부(10)와 웨이퍼 반송부(11)로 나뉘어져 있다. 예를 들어, 카세트 반출입부(10)는, 기판 처리 시스템(1)의 Y 방향 부방향(도 1의 좌측 방향)측의 단부에 설치되어 있다. 카세트 반출입부(10)에는, 카세트 적재대(12)가 설치되어 있다. 카세트 적재대(12) 상에는, 복수, 예를 들어 4개의 적재판(13)이 설치되어 있다. 적재판(13)은, 수평 방향의 X 방향(도 1의 상하 방향)으로 일렬로 배열되어 설치되어 있다. 이들 적재판(13)에는, 기판 처리 시스템(1)의 외부에 대해 카세트(C)를 반출입할 때에 카세트(C)를 적재할 수 있다.
웨이퍼 반송부(11)에는, 도 1에 도시한 바와 같이 X 방향으로 연장되는 반송로(20) 상을 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(21)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(21)는, 상하 방향 및 연직축 주위(θ 방향)로도 이동 가능하고, 각 적재판(13) 상의 카세트(C)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제3 블록(G3)의 전달 유닛 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(3)에는, 각종 유닛을 구비한 복수, 예를 들어 4개의 블록(G1, G2, G3, G4)이 설치되어 있다. 예를 들어, 처리 스테이션(3)의 정면측(도 1의 X 방향 부방향측)에는, 제1 블록(G1)이 설치되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 1의 X 방향 정방향측)에는, 제2 블록(G2)이 설치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 카세트 스테이션(2)측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는, 제3 블록(G3)이 설치되고, 처리 스테이션(3)의 인터페이스 스테이션(5)측(도 1의 Y 방향 정방향측)에는, 제4 블록(G4)이 설치되어 있다.
제1 블록(G1)에는, 도 2에 도시한 바와 같이 복수의 액 처리 유닛, 예를 들어 웨이퍼(W)를 현상 처리하는 현상 처리 유닛(30), 웨이퍼(W)의 레지스트막의 하층에 반사 방지막(이하, 「하부 반사 방지막」이라 함)을 형성하는 하부 반사 방지막 형성 유닛(31), 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 유닛(32), 웨이퍼(W)의 레지스트막의 상층에 반사 방지막(이하, 「상부 반사 방지막」이라 함)을 형성하는 상부 반사 방지막 형성 유닛(33)이 아래부터 순서대로 4단으로 겹쳐져 있다.
제1 블록(G1)의 각 유닛(30 내지 33)은, 처리시에 웨이퍼(W)를 수용하는 컵(F)을 수평 방향으로 복수 갖고, 복수의 웨이퍼(W)를 병행하여 처리할 수 있다.
제2 블록(G2)에는, 도 3에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 가열 처리나 냉각 처리를 행하는 열처리 유닛(40), 웨이퍼(W)를 소수화 처리하는 소수화 처리 장치로서의 어드히전 유닛(41), 웨이퍼(W)의 외주부를 노광하는 주변 노광 유닛(42)이 상하 방향과 수평 방향으로 배열되어 설치되어 있다. 또한, 열처리 유닛(40), 어드히전 유닛(41) 및 주변 노광 유닛(42)의 수나 배치는, 임의로 선택할 수 있다.
제3 블록(G3)에는, 복수의 전달 유닛(50, 51, 52, 53, 54, 55, 56)이 아래부터 순서대로 설치되어 있다. 또한, 제4 블록(G4)에는, 복수의 전달 유닛(60, 61, 62)과, 결함 검사 유닛(63)이 아래부터 순서대로 설치되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 제1 블록(G1) 내지 제4 블록(G4)에 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역 D가 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역 D에는, 예를 들어 웨이퍼 반송 장치(70)가 배치되어 있다.
웨이퍼 반송 장치(70)는, 예를 들어 Y 방향, 전후 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는, 웨이퍼 반송 영역 D 내를 이동하고, 주위의 제1 블록(G1), 제2 블록(G2), 제3 블록(G3) 및 제4 블록(G4) 내의 소정의 유닛에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이 상하로 복수대 배치되고, 예를 들어 각 블록(G1 내지 G4)의 동일한 정도의 높이의 소정의 유닛에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한, 웨이퍼 반송 영역 D에는, 제3 블록(G3)과 제4 블록(G4) 사이에서 직선적으로 웨이퍼(W)를 반송하는 셔틀 반송 장치(80)가 설치되어 있다.
셔틀 반송 장치(80)는, 예를 들어 도 3의 Y 방향으로 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 셔틀 반송 장치(80)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 Y 방향으로 이동하고, 제3 블록(G3)의 전달 유닛(52)과 제4 블록(G4)의 전달 유닛(62) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 제3 블록(G3)의 X 방향 정방향측에는, 웨이퍼 반송 장치(90)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(90)는, 예를 들어 전후 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(90)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 상하로 이동하여, 제3 블록(G3) 내의 각 전달 유닛에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
인터페이스 스테이션(5)에는, 웨이퍼 반송 장치(100)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예를 들어 전후 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예를 들어 반송 아암에 웨이퍼(W)를 지지하여, 제4 블록(G4) 내의 각 전달 유닛, 노광 장치(4)에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
이어서, 결함 검사 유닛(63)의 구성에 대해 설명한다.
결함 검사 장치(63)는, 도 4에 도시한 바와 같이 케이싱(110)을 갖고 있다. 케이싱(110) 내에는, 도 5에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)를 적재하는 적재대(120)가 설치되어 있다. 이 적재대(120)는, 모터 등의 회전 구동부(121)에 의해, 회전, 정지가 자유롭다. 케이싱(110)의 바닥면에는, 케이싱(110) 내의 일단부측(도 5 중의 X 방향 부방향측)으로부터 타단부측(도 5 중의 X 방향 정방향측)까지 연신되는 가이드 레일(122)이 설치되어 있다. 적재대(120)와 회전 구동부(121)는, 가이드 레일(122) 상에 설치되고, 구동 장치(123)에 의해 가이드 레일(122)을 따라 이동할 수 있다.
케이싱(110) 내의 타단부측(도 5의 X 방향 정방향측)의 측면에는, 촬상 장치(130)가 설치되어 있다. 촬상 장치(130)에는, 예를 들어 광각형의 CCD 카메라가 사용되고, 그 화상의 bit수는, 예를 들어 8bit(0 내지 255의 256계조)이다. 케이싱(110)의 상부 중앙 부근에는, 하프 미러(131)가 설치되어 있다. 하프 미러(131)는, 촬상 장치(130)와 대향하는 위치에, 경면이 연직 하방을 향한 상태로부터 촬상 장치(130)의 방향을 향해 45도 상방으로 경사진 상태로 설치되어 있다. 하프 미러(131)의 상방에는, 조명 장치(132)가 설치되어 있다. 하프 미러(131)와 조명 장치(132)는, 케이싱(110) 내부의 상면에 고정되어 있다. 조명 장치(132)로부터의 조명은, 하프 미러(131)를 통과하여 하방을 향해 비추어진다. 따라서 조명 장치(132)의 하방에 있는 물체에 의해 반사된 광은, 하프 미러(131)에서 다시 반사되어, 촬상 장치(130)에 도입된다. 즉, 촬상 장치(130)는, 조명 장치(132)에 의한 조사 영역에 있는 물체를 촬상할 수 있다. 그리고 촬상한 웨이퍼(W)의 화상(기판 화상)은, 제어 장치(6) 및 제어 장치(6)를 통해 기준 화상 작성 장치(150)에 각각 입력된다.
제어 장치(6)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터에 의해 구성되고, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 결함 검사 유닛(63)에 의해 촬상된 기판 화상에 기초하여 행해지는 웨이퍼(W)의 결함 검사를 제어하는 프로그램이 저장되어 있고, 제어 장치(6)는, 웨이퍼(W)의 결함의 유무를 판정하는 결함 판정부로서도 기능한다. 이 외에, 프로그램 저장부에는, 상술한 각종 처리 유닛이나 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 기판 처리 시스템(1)의 소정의 작용, 즉 웨이퍼(W)에의 레지스트액의 도포, 현상, 가열 처리, 웨이퍼(W)의 전달, 각 유닛의 제어 등을 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크(HD), 콤팩트 디스크(CD), 마그네트 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있었던 것이며, 그 기억 매체(H)로부터 제어 장치(6)에 인스톨된 것이어도 된다.
제어 장치(6)의 프로그램 저장부에 저장된 결함 검사를 제어하는 프로그램은, 예를 들어 두께 불균일, 코멧, 스크래치, 센터 모드, 핫스폿 등의, 웨이퍼(W)에 발생할 수 있는 결함의 유무를 판정하는 것이다. 구체적으로는, 후술하는 기준 화상 작성 장치(150)에 의해 작성된 기준 화상을 기억하고 있고, 결함 검사 유닛(63)에 의해 촬상된 기판 화상과 당해 기준 화상의 비교를 행한다. 그리고 기판 화상상의 화소값이, 기준 화상상의 화소값과 소정의 값 이상 다른 경우는, 웨이퍼(W)에 어떠한 결함이 있다고 판단하고, 구체적인 결함 판정을 행한다. 결함 판정시에는, 예를 들어 웨이퍼(W)의 결함을 모의한 템플릿의 화상과 결함이 없는 웨이퍼(W)의 화상을 합성함으로써 생성한 결함 모델이 사용되고, 결함이 있다고 판단된 기판 화상과 당해 결함 모델의 비교를 행한다. 그리고 기판 화상과 어느 하나의 결함 모델이 유사한 경우에는 결함 있음, 어느 것도 유사하지 않은 경우에는 결함 없음으로 판정한다. 또한, 이 경우, 기준 화상과의 비교에 있어서는 결함이 있다고 판단되었지만, 결함 모델과의 비교에 의해 결함 없음으로 판정되는 것이, 소위 의사 결함이다.
이어서, 결함 검사 유닛(63)에 의해 촬상된 기판 화상의 처리를 행하는 기준 화상 작성 장치(150)의 구성에 대해 설명한다. 기준 화상 작성 장치(150)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 구비한 범용 컴퓨터에 의해 구성되어 있다. 화상 처리 장치(150)는, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, 결함 검사 유닛(63)의 촬상 장치(130)에 의해 촬상된 기판 화상 내의 화소값의 평면 분포를, 제르니케 다항식을 사용하여 복수의 화소값 분포 성분으로 분해하는 성분 분해부(160)와, 분해된 각 화소값 분포 성분의 제르니케 계수를 산출하는 제르니케 계수 산출부(161)와, 산출된 각 제르니케 계수를, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다 그룹화하는 제르니케 계수 그룹 작성부(162)와, 산출된 제르니케 계수의 표준 편차를 구하는 표준 편차 산출부(163)와, 제르니케 계수의 각 차수마다, 표준 편차가 가장 큰 원색을 특정하는 원색 특정부(164)와, 각 제르니케 계수로부터, 소정의 값을 추출하는 제르니케 계수 추출부(165)와, 제르니케 계수 추출부(165)에 의해 추출된 값을 갖는 기판 화상을 특정하는 화상 특정부(166)와, 특정된 기판 화상을 합성하여 결함 검사의 기준으로 되는 기판의 화상을 작성하는 화상 작성부(167)를 갖고 있다. 또한, 기준 화상 작성 장치(150)에는, 제어 장치(6)와의 사이에서 기판 화상 등의 각종 정보의 입출력을 행하는 통신부(168), 기판 화상 등을 출력 표시하기 위한 출력 표시부(169)가 설치되어 있다.
또한, 기판 화상은 일반적으로 RGB(Red, Green, Blue)의 3원색으로 구성되어 있다. 그로 인해, 각 원색 R, G, B마다 화소값 분포 성분 Zi를 구할 수 있지만, R, G, B간에 있어서 화상 처리의 방법에 차이는 없다. 따라서 본 실시 형태에 있어서 특히 R, G, B에 대해 특정하지 않는 경우에는, 모든 원색 R, G, B에 대해 병행하여 처리를 행하고 있는 것으로서 설명한다.
성분 분해부(160)에서는, 제어 장치(6)로부터 기준 화상 작성 장치(150)에 입력된 기판 화상의 색을, 우선 웨이퍼(W)의 전체면에 걸쳐, 예를 들어 픽셀 단위로 화소값으로서 수치화한다. 이에 의해 웨이퍼 면내의 화소값의 평면 분포를 구한다. 그리고 성분 분해부(160)에서는, 이 웨이퍼 면내의 화소값의 평면 분포를 복수의 화소값 분포 성분 Zi(i는 1 이상의 정수)로 분해한다. 이 복수의 화소값 분포 성분 Zi는, 도 7에 도시한 바와 같이, 제르니케(Zernike) 다항식을 사용하여, 웨이퍼 면내의 화소값의 평면 분포 Z를 복수의 성분으로 분해하여 나타낸 것이다.
여기서 제르니케 다항식에 대해 설명한다. 제르니케 다항식은, 주로 광학 분야에서 사용되는 복소 함수이며, 2개의 차수(n, m)를 갖고 있다. 또한, 반경이 1인 단위원상의 함수이며, 극좌표의 인수(r, θ)를 갖고 있다. 이 제르니케 다항식은, 광학 분야에서는, 예를 들어 렌즈의 수차 성분을 해석하기 위해 사용되고 있고, 파면수차를 제르니케 다항식을 사용하여 분해함으로써 각각 독립된 파면, 예를 들어 산형, 새들형 등의 형상에 기초하는 수차 성분을 알 수 있다.
이어서, 본 실시 형태에 있어서의, 제르니케 다항식을 사용한 화소값 분포 성분 Zi의 구하는 방법에 대해, 도 8 및 도 9를 사용하여 설명한다. 도 8은, 웨이퍼(W)의 면내에 있어서의 각 픽셀(P)의 화소값의 평면 분포 Z를 나타낸 것이며, 각 픽셀(P)의 내측에 기재되어 있는 수치는 당해 픽셀(P)의 화소값을 나타내고 있다. 또한, 설명을 용이하게 하기 위해, 도 8 및 도 9에 있어서는, X축 방향을 따른 일렬의 픽셀(P)에 대해서만 기재하고 있다. 그리고 도 8에 나타내는 화소값의 평면 분포 Z에 대해 제르니케 다항식을 적용하는 데 있어서는, 예를 들어 도 9에 나타내는 바와 같이, 각 픽셀(P)의 화소값을 웨이퍼(W) 면상의 높이 방향(도 9의 Z 방향 정방향)으로 나타낸다. 그 결과, 각 픽셀(P)의 화소값의 평면 분포를, 3차원으로 그려지는 소정의 형상의 곡선으로서 파악할 수 있다. 그리고 웨이퍼(W) 면내 모든 픽셀(P)의 화소값에 대해, 마찬가지로 웨이퍼(W) 면상의 높이 방향으로 나타냄으로써, 웨이퍼(W) 면내의 화소값의 분포를, 3차원의 원형의 파면으로서 파악할 수 있다. 이와 같이 3차원의 파면으로서 파악함으로써 제르니케 다항식이 적용 가능하게 되고, 제르니케 다항식을 사용하여 웨이퍼 면내의 화소값의 평면 분포 Z를, 예를 들어 웨이퍼 면내의 상하 좌우 방향의 기울기 성분, 볼록 형상 혹은 오목 형상으로 만곡하는 만곡 성분 등의 복수의 화소값 분포 성분 Zi로 분해할 수 있다. 각 화소값 분포 성분 Zi의 크기는, 제르니케 계수에 의해 나타낼 수 있다.
각 화소값 분포 성분 Zi를 나타내는 제르니케 계수는, 구체적으로 극좌표의 인수(r, θ) 및 차수(n, m)를 사용하여 나타낼 수 있다. 이하에 일례로서 1항 내지 9항까지의 제르니케 계수를 나타낸다.
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)
·
·
·
본 실시 형태에 있어서, 예를 들어 1항목의 제르니케 계수인 제르니케 계수 Z1은 웨이퍼 면내의 화소값의 평균값을 의미하고, 2번째의 제르니케 계수 Z2는 웨이퍼 면내에 있어서의 화소값의 좌우 방향의 기울기 성분, 3번째의 제르니케 계수 Z3은 웨이퍼 면내의 화소값의 전후 방향(제르니케 계수 Z2의 기울기의 방향과 직교하는 방향)의 기울기 성분, 4번째의 제르니케 계수는 웨이퍼의 중심을 원점으로 하는 화소값의 만곡 성분을 의미하고 있다.
제르니케 계수 산출부(161)에서는, 성분 분해부(160)에서 구한 각 화소값 분포 성분 Zi의 값을 산출한다. 구체적으로는, 각 화소값 분포 성분 Zi의 크기는 상술한 바와 같이 제르니케 계수에 의해 나타나므로, 예를 들어 도 10에 나타내는 바와 같이, 각 제르니케 계수의 값을 구함으로써 각 화소값 분포 성분 Zi의 값을 산출한다. 또한, 도 10에서는, 8매의 웨이퍼(W)에 대해, 제1 항 내지 제5 항의 제르니케 계수 Z1 내지 Z5를 구한 경우에 대해 예시하고 있다.
제르니케 계수 그룹 작성부(162)에서는, 제르니케 계수 산출부(161)에서 산출한 각 제르니케 계수의 값을 일단 기록하고, 예를 들어 도 11에 나타내는 바와 같이, 복수의 기판 화상의 각 제르니케 계수로부터 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수, 즉 동일한 항수의 제르니케 계수를 추출하여 각 원색마다 그룹화한다. 예를 들어, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제르니케 계수 Z1의 원색 R에 관한 그룹에는, 웨이퍼 번호 1의 원색 R에 있어서의 제르니케 계수 Z1의 값 「199.072」로부터 웨이퍼 번호 8의 원색 R에 있어서의 제르니케 계수 Z1의 값 「189.1831」까지가 포함되도록 그룹화된다.
이어서, 표준 편차 산출부(163)에서는, 각 원색의 그룹마다 또한 동일한 항수를 갖는 각 제르니케 계수의 값마다, 예를 들어 도 12에 나타내는 바와 같이 표준 편차를 구한다. 도 12는, 각 원색 및 각 항수에 대해 각 제르니케 계수의 표준 편차를 구하고, 횡축을 제르니케 계수의 항수, 종축을 표준 편차로 하여 각 원색 R, G, B마다 그래프에 나타낸 것이다.
원색 특정부(164)에서는, 제르니케 계수의 각 항마다, 표준 편차가 가장 큰 원색을 특정한다. 예를 들어, 도 12에 나타내는 각 원색 R, G, B의 각 제르니케 계수에 관한 표준 편차의 경우, 예를 들어 제르니케 계수 Z1에 있어서는, 원색 R, G, B의 사이에서 비교하면 원색 G의 표준 편차가 다른 2색의 원색 R, B보다도 크기 때문에, 제르니케 계수 Z1에 대해서는, 원색 G가 가장 표준 편차가 큰 원색이라고 특정한다. 그리고 이 원색의 특정을, 예를 들어 제1 항 내지 제4 항의 제르니케 계수에 대해 행한다. 도 12에 나타내는 예에 있어서는, Z2 내지 Z4 중 어느 원색에 있어서도 원색 G의 표준 편차가 다른 표준 편차보다 크기 때문에, Z2 내지 Z4에 있어서도, 원색 G가 가장 표준 편차가 큰 원색이라고 특정한다.
여기서, 원색의 특정을 제1 항 내지 제4 항까지로 하는 것은, 본 발명자들의 검증에 의해, 제5 항째 이후의 제르니케 계수를 추출해도, 후술하는 화상 작성부(167)에 있어서의 기준 화상의 합성에 그다지 영향을 미치지 않는 것이 확인되었기 때문이다. 이것은, 제1 항 내지 제4 항까지의 제르니케 계수에 의해, 웨이퍼(W) 면내의 화소값의 평면 분포의 상하 좌우 방향의 기울기 및 웨이퍼(W) 면내의 볼록 형상 혹은 오목 형상으로 만곡하는 만곡 성분이 망라되어, 웨이퍼(W) 면내의 화소값 분포의 대략의 경향을 파악할 수 있기 때문이라고 추정된다. 그러나 값의 추출을 제 몇항에 대해 행하는지에 대해서는 임의로 설정이 가능하고, 본 실시 형태의 내용으로 한정되는 것은 아니다.
이어서, 제르니케 계수 추출부(165)에서는, 그룹화된 각 제르니케 계수로부터, 각 그룹마다, 예를 들어 당해 그룹에 있어서의 중앙값, 최대값 및 최소값을 추출한다. 또한, 이 값의 추출은, 상술한 원색 특정부(164)에 의해 특정된 원색에 대해서만 행한다. 도 11에 나타내는 각 제르니케 계수 중, 제르니케 계수가 제1 항(Z1)인 경우를 예로 들면, 원색 G의 그룹의 각 제르니케 계수로부터, 중앙값으로서 웨이퍼 번호 「6」의 값인 「186.5951」, 최대값으로서 웨이퍼 번호 「3」의 값인 「191.4602」, 최소값으로서 웨이퍼 번호 「2」의 값인 「172.689」를 추출한다. 제르니케 계수 추출부(165)에서는, 이와 같은 값의 추출을, 예를 들어 원색 특정부(164)에 의해 원색이 특정된 제1 항 내지 제4 항까지의 제르니케 계수 Z1 내지 Z4에 대해 행한다.
제르니케 계수 추출부(165)에 있어서의 각 제르니케 계수의 값의 추출을, 원색 특정부(164)에 의해 특정된 원색에 대해 행하는 것은 다음 이유에 의한다. 즉, 본 발명자들의 검증에 의하면, 예를 들어 어느 기판 화상의 원색 R의 화소값이 다른 기판 화상의 원색 R의 화소값보다도 상대적으로 큰 경우는, 다른 원색 G, B의 화소값에 대해서도 마찬가지로 다른 기판 화상의 원색 G, B의 화소값보다 상대적으로 커지는 경향이 있는 것이 확인되었다. 따라서 본 발명자들은, 표준 편차가 가장 큰 원색, 즉 기판 화상간의 상대적인 화소값의 편차가 가장 큰 원색에 대해 제르니케 계수 추출부(165)에서 값을 추출하면, 각 기판 화상간에서의 화소값의 편차를 가장 고정밀도로 추출할 수 있는 동시에, 다른 원색에 대해서도 그 편차의 경향이 당해 제르니케 계수 추출부(165)에 의해 특정되는 값에 반영된다고 생각하였다. 그로 인해, 본 실시 형태에서는, 표준 편차가 가장 큰 원색에 대해서만 제르니케 계수의 값을 추출하는 것으로 하고 있다.
화상 특정부(166)에서는, 제르니케 계수 추출부(165)에 의해 추출된 중앙값, 최대값 및 최소값을 갖는 기판 화상을 특정한다. 예를 들어, 원색 G, 제르니케 계수 Z4의 경우에 있어서는, 중앙값 「-0.27127」을 갖는 기판 화상은, 웨이퍼 번호 「1」의 기판 화상, 최대값 「0.215365」를 갖는 기판 화상은 웨이퍼 번호 「2」의 기판 화상, 최소값 「-0.50281」을 갖는 기판 화상은 웨이퍼 번호 「6」의 기판 화상으로, 각각 특정된다. 이 경우, 제르니케 계수 Z4의 그룹에 있어서 중앙값을 갖는 기판 화상은, 예를 들어 도 13에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W) 면내의 화소값이 거의 불균일없이 균일한 것으로 된다. 또한, 제르니케 계수 Z4의 그룹에 있어서 최대값, 최소값을 갖는 기판 화상은, 예를 들어 도 14, 도 15에 각각 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 외주부 근방이나 중심부 근방에 색 불균일을 갖고, 외주부 근방과 중심부 근방 사이에서 화소값의 값이 크게 상이한 것으로 된다.
화상 작성부(167)에서는, 화상 특정부(166)에 의해 특정된 기판 화상을 합성하여 결함 검사의 기준으로 되는 기판 화상(기준 화상)을 작성한다. 즉, 화상 특정부(166)에 의해 특정된 제1 항 내지 제4 항의 제르니케 계수 Z1 내지 Z4 각각의 중앙값, 최대값 및 최소값을 갖는 합계 12매의 기판 화상을 합성하여, 1매의 기준 화상을 작성한다. 이와 같이 작성된 기준 화상은, 상술한 바와 같은 색 불균일의 요소를 포함하고, 그 결과, 당해 색 불균일에 대해 필터링의 기능을 갖는 것으로 된다.
본 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템(1)은 이상과 같이 구성되어 있고, 이어서, 이상과 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서 행해지는 기준 화상의 작성 및 웨이퍼(W)의 처리에 대해 설명한다.
웨이퍼(W)의 처리에 있어서는, 우선, 복수매의 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(C)가 카세트 반출입부(10)의 소정의 적재판(13)에 적재된다. 그 후, 웨이퍼 반송 장치(21)에 의해 카세트(C) 내의 각 웨이퍼(W)가 순차 취출되고, 처리 스테이션(3)의 제3 블록(G3)의, 예를 들어 전달 유닛(53)에 반송된다.
다음에 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제2 블록(G2)의 열처리 유닛(40)에 반송되고, 온도 조절된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해, 예를 들어 제1 블록(G1)의 하부 반사 방지막 형성 유닛(31)에 반송되고, 웨이퍼(W) 상에 하부 반사 방지막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 제2 블록(G2)의 열처리 유닛(40)에 반송되고, 가열 처리가 행해진다. 그 후 제3 블록(G3)의 전달 유닛(53)으로 복귀된다.
다음에 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(90)에 의해 동일한 제3 블록(G3)의 전달 유닛(54)에 반송된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제2 블록(G2)의 어드히전 유닛(41)에 반송되고, 소수화 처리된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 레지스트 도포 유닛(32)에 반송되고, 웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 유닛(40)에 반송되고, 프리베이크 처리된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제3 블록(G3)의 전달 유닛(55)에 반송된다.
다음에 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 상부 반사 방지막 형성 유닛(33)에 반송되고, 웨이퍼(W) 상에 상부 반사 방지막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 유닛(40)에 반송되어, 가열되고, 온도 조절된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 주변 노광 유닛(42)에 반송되고, 주변 노광 처리된다.
그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제3 블록(G3)의 전달 유닛(56)에 반송된다.
다음에 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(90)에 의해 전달 유닛(52)에 반송되고, 셔틀 반송 장치(80)에 의해 제4 블록(G4)의 전달 유닛(62)에 반송된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 인터페이스 스테이션(7)의 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해 노광 장치(4)에 반송되고, 노광 처리된다. 이어서, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해 제4 블록(G4)의 전달 유닛(60)에 반송된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 유닛(40)에 반송되고, 노광 후 베이크 처리된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 현상 처리 유닛(30)에 반송되고, 현상된다. 현상 종료 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(90)에 의해 열처리 유닛(40)에 반송되고, 포스트 베이크 처리된다.
그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제4 블록(G4)의 전달 유닛(62)에 반송된다. 그리고 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 기구(100)에 의해 결함 검사 유닛(63)에 반송되고, 웨이퍼(W)의 검사가 행해진다. 결함 검사 유닛(63)의 촬상 장치(130)에 의해 촬상된 기판 화상의 데이터는, 제어 장치(6) 및 제어 장치(6)를 통해 기준 화상 작성 장치(150)에 입력된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제3 블록(G3)의 전달 유닛(50)에 반송되고, 그 후 카세트 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(21)에 의해 소정의 적재판(13)의 카세트(C)에 반송된다. 이와 같이 하여, 일련의 포토리소그래피 처리가 종료된다.
또한, 이와 같은 일련의 포토리소그래피 처리가, 카세트(C)에 수용되어 있는 동일 로트의 다른 웨이퍼(W)에 대해서도 반복해서 행해진다. 그리고 결함 검사 유닛(63)에 의해 소정의 매수의 웨이퍼(W)가 촬상되면, 기준 화상 작성 장치(150)의 성분 분해부(160)에 의해 각 웨이퍼(W)의 기판 화상이 각각 복수의 화소값 분포 성분 Zi로 분해된다. 그리고 제르니케 계수 산출부(161)에 의해 각 화소값 분포 성분 Zi의 크기가 제르니케 계수의 값으로서 산출된다.
그 후, 제르니케 계수 그룹 작성부(162)에 의해 그룹화된 각 제르니케 계수의 값에 대해 표준 편차 산출부(163)에 의해 표준 편차가 산출된다. 계속해서, 산출된 각 제르니케 계수의 표준 편차에 기초하여 원색 특정부(164)에 의해 가장 표준 편차가 큰 원색이 특정되고, 제르니케 계수 추출부(165)에서는, 당해 특정된 원색에 관한 제르니케 계수에 대해 소정의 값을 추출한다. 그리고 화상 특정부(166)에서는 제르니케 계수 추출부(165)에 의해 추출된 값을 갖는 기판 화상을 특정하고, 화상 작성부(167)에 의해 당해 특정된 기판 화상이 합성되어 기준 화상이 작성된다.
그리고 제어 장치(6)에서는, 이 기준 화상과 결함 검사 유닛(63)에 의해 촬상된 각 웨이퍼(W)의 기판 화상의 비교를 행하고, 기판 화상의 각 픽셀에 있어서의 화소값과, 기준 화상의 각 픽셀에 있어서의 화소값의 차가 소정의 값 이내에 들어가 있으면 결함 없음으로 판단된다. 또한, 이 화소값의 차가 소정의 값 이상으로 되어 있는 픽셀이 소정의 범위 이상에 존재하고 있으면, 결함 있음으로 판단된다. 그리고 결함 있음으로 판단된 기판 화상에 대해서는 결함 모델과의 비교가 행해지고, 구체적인 결함이 특정된다. 이때, 기준 화상은 기준 화상 작성 장치(150)에 의해 소정의 색 불균일을 포함한 것으로 되어 있으므로, 이 결함 검사에 있어서 색 불균일에 기인하는 의사 결함의 발생을 피할 수 있다.
그리고 이 결함 검사가 동일 로트의 다른 웨이퍼(W)에 대해서도 행해지고, 일련의 결함 검사가 종료된다.
이상의 실시 형태에 의하면, 기준 화상 작성 장치(150)의 성분 분해부(160)에 의해 제르니케 다항식을 사용하여 기판 화상 내의 화소값의 평면 분포 Z를 복수의 화소값 분포 성분 Zi로 각각 분해하고, 그 복수의 화소값 분포 성분 Zi를 제르니케 계수의 값으로서 각각 산출한다. 그리고 산출된 각 제르니케 계수의 값으로부터, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다 중앙값, 최대값 및 최소값을 각각 추출하고, 추출된 값을 갖는 기판 화상을 특정한다. 그리고 이들 특정한 기판 화상을 합성함으로써, 색 불균일에 대한 필터링의 기능을 갖는, 적절한 웨이퍼(W)의 기준 화상을 작성할 수 있다. 그 결과, 의사 결함의 발생을 피하여, 웨이퍼(W)의 결함 검사를 적정하게 행할 수 있다. 또한, 적절한 필터링 기능을 갖는 기준 화상을 작성함으로써, 예를 들어 본래는 결함인 것이, 결함 없음으로 판단되는 것도 방지할 수 있다. 또한, 예를 들어 작업원의 숙련도에 좌우되는 일 없이 적절한 기준 화상을 작성할 수 있으므로, 기판의 결함 검사를 안정적으로 행할 수 있다.
또한, 구체적인 결함 판정을 행하기 위한 결함 판정 모델에 포함되는 결함 정보, 즉 두께 불균일, 코멧, 스크래치 등의 결함은, 웨이퍼(W)의 처리 레시피에 의하지 않고 그 결함의 내용은 크게 변화하지 않지만, 한편 의사 결함의 원인으로 되는 색 불균일의 발생 상태는, 웨이퍼(W)의 처리 레시피의 영향을 크게 받는다. 그로 인해, 종래, 의사 결함을 피하기 위해서는 각 레시피마다 사전에 기준 화상을 작성할 필요가 있어, 다대한 노력이 들고 있었다. 이 점에 관해, 이상의 실시 형태와 같이, 제품으로 되는 웨이퍼(W)의 일련의 포토리소그래피 처리와 병행하여 기준 화상 작성 장치(150)에서 기준 화상의 작성을 행하면, 결함 검사 유닛(63)에서의 웨이퍼(W)의 검사 시에, 사전에 기준 화상을 작성해 둘 필요가 없다. 따라서 종래 행하고 있었던 사전의 기준 화상의 작성이 불필요하게 되어, 웨이퍼(W)의 결함 검사에 들어가는 노력이 크게 저감될 수 있다.
또한, 이상의 실시 형태에서는, 기준 화상 작성 장치(150)에 제르니케 계수 그룹 작성부(162)를 설치하고 있었지만, 이 제르니케 계수 그룹 작성부(162)는 반드시 설치할 필요는 없고, 예를 들어 제르니케 계수 산출부(161)에 있어서 구한 도 10에 나타내는 바와 같은 각 제르니케 계수로부터, 표준 편차 산출부(163), 원색 특정부(164) 및 제르니케 계수 추출부(165)를 통해 소정의 제르니케 계수를 직접 추출하도록 해도 된다.
또한, 상술한 바와 같이, 기판 화상의 소정의 원색의 화소값이 다른 기판 화상의 화소값보다도 상대적으로 큰 경우는, 다른 원색 G, B의 화소값에 대해서도 마찬가지로 다른 기판 화상의 화소값보다 상대적으로 커지는 경향이 있다. 따라서 표준 편차 산출부(163), 원색 특정부(164)는 반드시 설치할 필요는 없고, 예를 들어 제르니케 계수 추출부(165)에 있어서의 제르니케 계수의 값의 추출은, 미리 정해진 임의의 1색의 원색에 대해서만 행하도록 해도 된다. 또한, 본 발명은 기판 화상이 모노크롬인 경우에 대해서도 당연히 적용되고, 이러한 경우도 표준 편차 산출부(163), 원색 특정부(164)에서의 처리는 불필요하다. 또한, 기판 화상이 모노크롬인 경우나 임의의 1색의 원색에 대해서만 제르니케 계수 추출부(165)에 의해 제르니케 계수의 값의 추출을 행하는 경우는, 제르니케 계수 그룹 작성부(162)에 있어서의 그룹화를, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다만으로 행하면 충분하다.
이상의 실시 형태에서는, 제르니케 계수 추출부(165)에 있어서, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다, 당해 제르니케 계수의 중앙값, 최대값 및 최소값을 추출하였지만, 제르니케 계수 추출부(165)에 의해 추출하는 값은 이상의 실시 형태의 내용으로 한정되지 않는다. 즉, 의사 결함을 피하기 위해 필터링의 대상으로 하고자 하는 색 불균일을 갖는 기판 화상은, 제르니케 계수의 중앙값으로부터 소정의 값 이상 괴리된 제르니케 계수의 값을 갖는 기판 화상이라고 바꿔 말할 수 있다. 따라서 어느 정도의 색 불균일에 대해 필터링을 행하는 것인지에 대해서는, 제르니케 계수의 중앙값으로부터 어느 정도 괴리된 값을 갖는 기판 화상을 기준 화상의 합성에 사용하는지를 결정하는 것과 등가이다. 이러한 경우, 예를 들어 이 소정의 값 괴리된 제르니케 계수의 값을, 이미 설명한 최대값, 최소값 대신에, 예를 들어 제르니케 계수 그룹 작성부(162)에 의해 그룹화된 제르니케 계수 중 상위 5％ 및 하위 5％의 범위 내의 값이라 하는 바와 같이 설정해도 된다. 당연히, 이 상위 및 하위의 범위에 대해서도 임의로 설정 가능하다.
또한, 예를 들어 상위 5％나 하위 5％의 범위 내의 값에는, 예를 들어 제르니케 계수의 동일항의 그룹 내에 제르니케 계수의 값이 40 존재하는 경우, 상위 5％의 범위 내의 값으로서, 값이 큰 것으로부터 순서대로 2개의 값이, 하위 5％의 범위 내의 값으로서, 값이 작은 것으로부터 순서대로 2개의 값이 각각 해당한다. 이때, 이들 2개의 값의 양쪽을 화상 특정부(166)에서의 화상의 특정에 사용해도 되고, 어느 한쪽만의 값을 사용해도 된다.
또한, 예를 들어 각 제르니케 계수의 분포가 정규 분포와는 크게 다르고, 당해 제르니케 계수의 중앙값이, 최대값측, 혹은 최소값측에 치우쳐 있는 경우도 상정된다. 그와 같은 경우에는, 단순하게 중앙값으로부터 소정의 값 이상 괴리된 값을 추출하도록 해도 된다. 그렇게 함으로써, 예를 들어 제르니케 계수의 최소값이 중앙값으로부터 가까운 경우에, 당해 제르니케 계수의 최소값을 갖는 기판 화상이 기준 화상의 합성에 사용되는 것을 피할 수 있다. 기준 화상은, 합성에 사용하는 기판 화상의 매수가 많을수록, 각 기판 화상의 특징, 즉 색 불균일 등이 평균화되고, 필터링의 효과가 약해져 간다. 그로 인해, 기준 화상의 합성에 사용하는 기판 화상의 매수는, 적은 쪽이 바람직하다. 따라서 중앙값으로부터 소정의 값 이상 괴리된 값을 적절하게 설정하고, 제르니케 계수 추출부(165)에 의해 추출하는 값의 수를 최소화함으로써, 보다 적절한 기준 화상을 작성할 수 있다.
또한, 기준 화상의 작성시에는, 결함 검사 유닛(63)의 촬상 장치(130)에 의해 촬상한 각 기판 화상을, 기준 화상 작성 장치(150)에 입력하기 전에 우선 제어 장치(6)에 있어서 결함 모델과 비교하고, 결함 모델과의 비교의 결과, 결함 없음으로 판정된 기판 화상만을 기준 화상 작성 장치(150)에 입력하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 의사 결함이 아닌 실제의 결함을 갖는 기판 화상이 기준 화상 작성 장치(150)에 입력되어 버려, 실제의 결함에 대해 필터링 기능을 갖는 기준 화상이 작성되어 버린다고 하는 것을 피할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 당업자라면 특허청구범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 본 발명은 이 예로 한정되지 않고 다양한 형태를 채용할 수 있는 것이다. 이상의 실시 형태에서는, 촬상 대상은 기판의 표면이었지만, 기판의 이면을 촬상한 경우에도 본 발명은 적용할 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태는, 반도체 웨이퍼의 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 예이었지만, 본 발명은, 반도체 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판의 도포 현상 처리 시스템인 경우에도 적용할 수 있다.
본 발명은, 기판의 결함 검사를 적정하게 행하기 위한 기준 화상의 작성시에 유용하다.
1 : 기판 처리 시스템
2 : 카세트 스테이션
3 : 처리 스테이션
4 : 노광 장치
5 : 인터페이스 스테이션
6 : 제어 장치
10 : 카세트 반출입부
11 : 웨이퍼 반송부
12 : 카세트 적재대
13 : 적재판
20 : 반송로
21 : 웨이퍼 반송 장치
30 : 현상 처리 유닛
31 : 하부 반사 방지막 형성 유닛
32 : 레지스트 도포 유닛
33 : 상부 반사 방지막 형성 유닛
40 : 열처리 유닛
41 : 어드히전 유닛
42 : 주변 노광 유닛
63 : 결함 검사 유닛
70 : 웨이퍼 반송 장치
80 : 셔틀 반송 장치
90 : 웨이퍼 반송 장치
100 : 웨이퍼 반송 장치
110 : 케이싱
120 : 적재대
121 : 회전 구동부
122 : 가이드 레일
123 : 구동 장치
130 : 촬상 장치
131 : 하프 미러
132 : 조명 장치
150 : 기준 화상 작성 장치
160 : 성분 분해부
161 : 제르니케 계수 산출부
162 : 제르니케 계수 그룹 작성부
163 : 표준 편차 산출부
164 : 원색 특정부
165 : 제르니케 계수 추출부
166 : 화상 특정부
167 : 화상 작성부
168 : 통신부
169 : 출력 표시부
W : 웨이퍼
D : 웨이퍼 반송 영역
C : 카세트

Claims (16)

  1. 기판을 촬상하고, 당해 촬상된 복수의 기판 화상에 기초하여, 결함 검사의 기준으로 되는 기판의 화상을 작성하는 방법이며,
    상기 촬상된 기판 화상 내의 화소값의 평면 분포를, 상기 기판 화상마다 제르니케 다항식을 사용하여 복수의 화소값 분포 성분으로 각각 분해하는 성분 분해 공정과,
    제르니케 다항식에 의해 분해된 상기 각 화소값 분포 성분의 제르니케 계수를 각각 산출하는 제르니케 계수 산출 공정과,
    상기 산출된 각 제르니케 계수로부터, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다
    (1) 중앙값
    (2) 상기 중앙값으로부터 소정의 값 이상 괴리된 값
    을 각각 추출하는 제르니케 계수 추출 공정과,
    상기 추출된 값을 갖는 각 기판 화상을 특정하는 화상 특정 공정과,
    당해 특정된 각 기판 화상을 합성함으로써, 결함 검사의 기준으로 되는 기판의 화상을 작성하는 화상 작성 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제르니케 계수 추출 공정에서는, 상기 산출된 각 제르니케 계수를, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다 그룹화하고, 상기 제르니케 계수의 각 그룹으로부터 상기한 값의 추출을 행하는 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판 화상이 복수의 원색에 의해 구성되어 있는 경우는, 상기 제르니케 계수의 산출 및 그룹화를, 상기 기판 화상을 구성하는 원색마다 더 행하고,
    상기 원색의 그룹마다 상기 산출된 제르니케 계수의 표준 편차를 구하고,
    상기 제르니케 계수의 차수마다, 표준 편차의 값이 가장 큰 원색을 특정하고,
    상기 제르니케 계수 추출 공정에서의 값의 추출은, 표준 편차가 가장 크다고 특정된 원색의 그룹에 속하는 값으로부터 행하는 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제르니케 계수 추출 공정에 있어서, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 제르니케 계수에 관한 그룹으로부터 값을 추출하는 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 방법.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제르니케 계수의 중앙값으로부터 소정의 값 괴리된 제르니케 계수의 값은, 상기 그룹화된 제르니케 계수의 최대값 및 최소값인 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 방법.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제르니케 계수의 중앙값으로부터 소정의 값 괴리된 제르니케 계수의 값은, 상기 그룹화된 제르니케 계수의 상위 5％ 및 하위 5％의 범위 내의 값인 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 기판의 기준 화상 작성 방법을 기판 처리 시스템에 의해 실행시키기 위해, 당해 기판 처리 시스템을 제어하는 제어 장치의 컴퓨터상에서 동작하는, 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 기판의 기준 화상 작성 방법에 의해 작성된 기준 화상을 사용하여 기판의 결함을 검사하는 방법이며,
    피검사 기판을 촬상하고,
    당해 촬상된 피검사 기판의 화상과, 상기 화상 작성 공정에서 작성된 기준 화상을 비교하여 결함의 유무를 판정하는 것을 특징으로 하는, 기판의 결함 검사 방법.
  9. 제8항에 기재된 기판의 결함 검사 방법을 기판 처리 시스템에 의해 실행시키기 위해, 당해 기판 처리 시스템을 제어하는 제어 장치의 컴퓨터상에서 동작하는, 프로그램을 저장한 판독 가능한, 컴퓨터 기억 매체.
  10. 촬상 장치에 의해 촬상된 복수의 기판 화상에 기초하여, 결함 검사의 기준으로 되는 기판의 화상을 작성하는 장치이며,
    상기 촬상된 기판 화상 내의 화소값의 평면 분포를, 상기 기판 화상마다 제르니케 다항식을 사용하여 복수의 화소값 분포 성분으로 각각 분해하는 성분 분해부와,
    제르니케 다항식에 의해 분해된 상기 각 화소값 분포 성분의 제르니케 계수를 각각 산출하는 제르니케 계수 산출부와,
    상기 산출된 각 제르니케 계수로부터, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다
    (1) 중앙값
    (2) 상기 중앙값으로부터 소정의 값 이상 괴리된 값
    을 각각 추출하는 제르니케 계수 추출부와,
    상기 추출된 값을 갖는 각 기판 화상을 특정하는 화상 특정부와,
    당해 특정된 각 기판 화상을 합성함으로써, 결함 검사의 기준으로 되는 기판의 화상을 작성하는 화상 작성부를 갖는 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제르니케 계수 추출부에서는, 상기 산출된 각 제르니케 계수를, 동일한 차수를 갖는 제르니케 계수마다 그룹화하고, 상기 제르니케 계수의 각 그룹으로부터 상기한 값의 추출을 행하는 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    제르니케 계수 그룹 작성부는, 상기 기판 화상이 복수의 원색에 의해 구성되어 있는 경우는, 상기 제르니케 계수의 산출 및 그룹화를, 상기 기판 화상을 구성하는 원색마다 더 행하고,
    상기 원색의 그룹마다, 상기 산출된 제르니케 계수의 표준 편차를 구하는 표준 편차 산출부와,
    상기 제르니케 계수의 차수마다, 표준 편차의 값이 가장 큰 원색을 특정하는 원색 특정부를 더 갖고,
    상기 제르니케 계수 추출부에 있어서의 값의 추출은, 표준 편차가 가장 크다고 특정된 원색의 그룹에 속하는 값으로부터 행하는 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제르니케 계수 추출부에 있어서, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 제르니케 계수에 관한 그룹으로부터 값을 추출하는 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 장치.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제르니케 계수의 중앙값으로부터 소정의 값 괴리된 제르니케 계수의 값은, 상기 그룹화된 제르니케 계수의 최대값 및 최소값인 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 장치.
  15. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제르니케 계수의 중앙값으로부터 소정의 값 괴리된 제르니케 계수의 값은, 상기 그룹화된 제르니케 계수의 상위 5％ 및 하위 5％의 범위 내의 값인 것을 특징으로 하는, 기판의 기준 화상 작성 장치.
  16. 제11항 또는 제12항에 기재된 기판의 기준 화상 작성 장치를 구비한 결함 검사 유닛이며,
    피검사 기판을 촬상하는 촬상부와,
    상기 촬상 장치에 의해 촬상된 피검사 기판의 화상과, 상기 화상 작성부에 의해 작성된 기준 화상을 비교하여 결함의 유무를 판정하는 결함 판정부를 갖는 것을 특징으로 하는, 기판의 결함 검사 유닛.
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