TWI823942B - 基板的缺陷檢測方法及基板的缺陷檢測裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]可以從先頭之基板起進行適當的缺陷檢測。 [解決手段]缺陷檢測裝置具有：對晶圓進行攝影的攝影部；從先頭之晶圓起依序，使用澤尼克多項式將攝影部(130)攝影的基板圖像中的像素值之平面分布分解成為複數個像素值分布成分，並算出與應檢測出的缺陷對應之像素值分布成分之澤尼克係數，依據算出的澤尼克係數對晶圓之缺陷之有無進行判斷的第1判斷部(160)；及從至少1片基板在上述第1判斷部中被判斷為無缺陷之後之規定之時序起，依據在第1判斷部(160)中被判斷為無缺陷的基板圖像，對判斷對象之上述基板之缺陷之有無進行判斷的第2判斷部(161)。

Description

基板的缺陷檢測方法及基板的缺陷檢測裝置
本發明關於基板的缺陷檢測方法及基板的缺陷檢測裝置。
例如半導體元件之製造工程中的微影成像工程中，係依序進行在晶圓上塗布阻劑液形成阻劑膜的阻劑塗布處理，將阻劑膜曝光成為規定之圖案的曝光處理，對已曝光的阻劑膜進行顯影的顯影處理等之一連串之處理，於晶圓上形成規定之阻劑圖案。彼等之一連串之處理，係在對晶圓進行處理的各種處理部或搭載有搬送晶圓的搬送機構等之基板處理系統亦即塗布顯影處理系統進行。
於該顯影處理系統中進行晶圓之缺陷之檢測。於晶圓之缺陷之檢測中，針對藉由阻劑塗布處理而形成的阻劑膜之缺陷之有無，或者對晶圓之損傷或異物之附著之有無，形成的阻劑圖案中的缺陷之有無進行檢測。
專利文獻1之檢測裝置，係對阻劑圖案之缺陷進行檢測者，對事先形成有判斷為良品之阻劑圖案的晶圓進行攝影，作為檢測用之基準圖像事先記憶。接著，對檢測對象之晶圓進行攝影，將該攝影的圖像與基準圖像進行比較，依據比較結果，判斷檢測對象之晶圓上之阻劑圖案是否正常。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開平1-287449號公報
[發明所欲解決之課題]
但是，顯影處理系統中，實施晶圓之處理配方與處理對象之晶圓所指定的工作而進行對晶圓的處理時，存在未將上述基準圖像事先記憶之情況。該情況下，例如將工作中的先頭之晶圓之攝影圖像作為基準圖像。如此般事先未記憶而使用先頭之晶圓之攝影圖像的理由在於，例如若在處理配方變化之每一次，製作無缺陷之晶圓並對該晶圓進行攝影作成基準圖像記憶的話，作業上極花功夫，生產性惡化。
但是，以工作中的先頭之晶圓之攝影圖像作為基準圖像進行缺陷檢測之情況下，無法對上述先頭之晶圓之缺陷進行檢測。又，上述先頭之晶圓存在缺陷之情況下，以後之晶圓之缺陷檢測無法適當地進行。另外，工作中的處理對象之晶圓為1片之情況下，針對該工作一概不進行缺陷檢測。
但是，專利文獻1記載的缺陷檢測方法中，未考慮上述點。
本發明有鑑於上述事情而完成者，目的在於可以從工作之先頭之基板適當地進行缺陷檢測。 [解決課題之手段]
解決上述課題之本發明，係實施指定有基板之處理配方與處理對象之上述基板的工作，對上述基板進行規定之處理時，對上述基板之缺陷進行檢測的方法，其特徵為具有：對上述基板依序進行攝影的攝影工程；從上述工作之先頭之上述基板起依序，使用澤尼克多項式(Zernike polynomials)將上述攝影工程中攝影的基板圖像中的像素值之平面分布分解成為複數個像素值分布成分，算出與應檢測出的缺陷對應之上述像素值分布成分之澤尼克係數，依據算出的上述澤尼克係數對該基板之缺陷之有無進行判斷的第1判斷工程；從至少1片基板在上述第1判斷工程中被判斷為無缺陷之後之規定之時序起，依據上述第1判斷工程中被判斷為無上述缺陷的上述基板圖像，對判斷對象之上述基板之缺陷之有無進行判斷的第2判斷工程。
依據本發明，使用澤尼克多項式將使用澤尼克多項式將攝影的基板圖像中的像素值之平面分布展開，算出與應檢測出的缺陷對應之澤尼克係數，直至在該判斷中出現被判斷為無缺陷的基板為止進行基於該算出結果的基板之缺陷之有無之判斷。因此，從工作之先頭起即使是規定片數之基板亦可以檢測出缺陷。又，即使工作中的處理對象之基板為1片，亦可以進行對該工作之缺陷檢測。另外，上述規定之時序以後，係由澤尼克係數之算出結果依據被判斷為無缺陷的基板圖像對缺陷之有無進行判斷，因此遍及工作全體可以適當進行基板之缺陷檢測。
上述規定之時序，可以是上述第1判斷工程中最初判斷為無缺陷的時序。
與上述應檢測出的缺陷對應之上述像素值分布成分之澤尼克係數，可以是澤尼克多項式之第4項、第12項、第13項者。
上述第1判斷工程，係依據算出的上述澤尼克係數是否大於臨界值對上述基板之缺陷之有無進行判斷，上述第2判斷工程，係由被判斷為無上述缺陷的基板圖像設定基準圖像，對上述基準圖像與檢測對象之上述基板之上述基板圖像進行比較，依據上述基板圖像是否位於上述基準圖像之容許範圍內，對缺陷之有無進行判斷亦可。
依據上述澤尼克係數與上述臨界值之差值，進行上述容許範圍之補正亦可。
依據上述澤尼克係數與上述臨界值之差值，進行上述基準圖像之補正亦可。
依據另一觀點的本發明，為了使基板處理系統執行上述基板的缺陷檢測方法，提供儲存有程式的電腦可讀取的記憶媒體，該程式為在對該基板處理系統進行控制的控制部之電腦上動作者。
再另一觀點的本發明的缺陷檢測裝置，係在實施指定有基板之處理配方與處理片數的工作，並對上述基板進行規定之處理的基板處理系統中，對上述基板之缺陷進行檢測的缺陷檢測裝置，其特徵為具有：攝影部，對基板進行攝影；第1判斷部，從上述工作之先頭之上述基板起依序，使用澤尼克多項式將上述攝影部所攝影的基板圖像中的像素值之平面分布分解成為複數個像素值分布成分，算出與應檢測出的缺陷對應之上述像素值分布成分之澤尼克係數，依據算出的上述澤尼克係數對上述基板之缺陷之有無進行判斷；及第2判斷部，從至少1片基板在上述第1判斷部中被判斷為無缺陷之後之規定之時序起，依據上述第1判斷部中被判斷為無上述缺陷的上述基板圖像，對判斷對象之上述基板之缺陷之有無進行判斷。 [發明效果]
依據本發明，可以從工作之先頭之基板起適當地進行缺陷檢測。
以下，參照圖面說明本發明之實施形態。又，本說明書及圖面中，對實質上具有同一功能構成的要素附加同一符號並省略重複說明。 圖1表示具備本實施形態之基準圖像作成裝置的基板處理系統1之內部構成之概略的說明圖。圖2及圖3表示基板處理系統1之內部構成之概略的側面圖。又，本實施形態中，基板處理系統1例如以進行基板之微影成像處理的塗布顯影處理系統之情況為例進行說明。
基板處理系統1具有將以下連接為一體之構成：如圖1所示例如在與外部之間進行載具C之搬出入的作為搬出入部之載具站2；具備在微影成像處理之中以群集式實施規定之處理的複數個各種處理裝置的作為處理部之處理站3；在與和處理站3鄰接的曝光裝置4之間進行作為基板之晶圓W之交接的作為搬送部之介面站5。又，基板處理系統1具有控制該基板處理系統1之控制部6。
載具站2，例如區分為載具搬出入部10與晶圓搬送部11。例如載具搬出入部10設置於基板處理系統1之Y方向負方向(圖1之左方向)側之端部。於載具搬出入部10設置有載具載置台12。於載具載置台12上設置有複數個例如4個載置板13。載置板13在水平方向之X方向(圖1之上下方向)沿著一列並排設置。於彼等之載置板13，在對基板處理系統1之外部進行載具C之搬出入時，可以載置載具C。
晶圓搬送部11如圖1所示設置有在X方向延伸的搬送路20上移動自如的晶圓搬送裝置21。晶圓搬送裝置21亦可以在上下方向及繞鉛直軸(θ方向)移動自如，在各載置板13上之載具C與後述的處理站3之第3區塊G3之交接裝置之間可以搬送晶圓W。
於處理站3設置有具備各種裝置的複數個例如4個區塊G1、G2、G3、G4。例如於處理站3之正面側(圖1之X方向負方向側)設置有第1區塊G1，於處理站3之背面側(圖1之X方向正方向側)設置有第2區塊G2。又，於處理站3之載具站2側(圖1之Y方向負方向側)設置有第3區塊G3，於處理站3之介面站5側(圖1之Y方向正方向側)設置有第4區塊G4。
於第1區塊G1，如圖2所示複數個液處理裝置例如對晶圓W進行顯影處理的顯影處理裝置30，於晶圓W之阻劑膜之下層形成抗反射膜(以下稱為「下部抗反射膜」)的下部抗反射膜形成裝置31，於晶圓W塗布阻劑液並形成阻劑膜的阻劑塗布裝置32，於晶圓W之阻劑膜之上層形成抗反射膜(以下稱為「上部抗反射膜」)的上部抗反射膜形成裝置33由下依序重疊為4段。
第1區塊G1之各液處理裝置30~33，在水平方向具有複數個處理時收納晶圓W的杯子F，可以並行處理複數片晶圓W。
於第2區塊G2，如圖3所示進行晶圓W之加熱處理或冷卻處理的熱處理裝置40，進行晶圓W的疏水化處理的作為疏水化處理裝置之密接裝置41，晶圓W之外周部進行曝光的周邊曝光裝置42係在上下方向與水平方向並排被設置。又，熱處理裝置40、密接裝置41及周邊曝光裝置42之數目或配置可以任意選擇。
於第3區塊G3，複數個交接裝置50、51、52、53、54、55、56由下起依序被設置。又，於第4區塊G4，複數個交接裝置60、61、62及缺陷檢測裝置63由下起依序被設置。
如圖1所示，在被第1區塊G1~第4區塊G4包圍的區域形成晶圓搬送區域D。於晶圓搬送區域D例如配置有晶圓搬送裝置70。
晶圓搬送裝置70例如具有在Y方向、前後方向、θ方向及上下方向移動自如的搬送臂部70a。晶圓搬送裝置70，在晶圓搬送區域D內移動，可以在周圍之第1區塊G1、第2區塊G2、第3區塊G3及第4區塊G4內之規定之裝置搬送晶圓W。晶圓搬送裝置70，例如圖3所示在上下配置複數台，例如可以在各區塊G1~G4之同一程度之高度之規定之裝置搬送晶圓W。
又，於晶圓搬送區域D設置有在第3區塊G3與第4區塊G4之間線性搬送晶圓W的穿梭搬送裝置80。
穿梭搬送裝置80，例如在圖3之Y方向線性移動自如。穿梭搬送裝置80，在支撐晶圓W的狀態下沿著Y方向移動，在第3區塊G3之交接裝置52與第4區塊G4之交接裝置62之間可以搬送晶圓W。
如圖1所示，在第3區塊G3之X方向正方向側設置有晶圓搬送裝置90。晶圓搬送裝置90，例如具有在前後方向、θ方向及上下方向移動自如的搬送臂部90a。晶圓搬送裝置90，在支撐晶圓W的狀態下沿著上下移動，而在第3區塊G3內之各交接裝置可以搬送晶圓W。
於介面站5設置有晶圓搬送裝置100。晶圓搬送裝置100，例如具有在前後方向、θ方向及上下方向移動自如的搬送臂部。晶圓搬送裝置100，例如藉由搬送臂部支撐晶圓W，而在第4區塊G4內之各交接裝置、曝光裝置4可以搬送晶圓W。
接著，說明缺陷檢測裝置63之構成。
缺陷檢測裝置63，如圖4所示具有殼體110。於殼體110內，如圖5所示設置有載置晶圓W的載置台120。該載置台120藉由馬達等之旋轉驅動部121自由旋轉、停止。於殼體110之底面設置有從殼體110內之一端側(圖5中之X方向負方向側)至另一端側(圖5中之X方向正方向側)延伸的導軌122。載置台120與旋轉驅動部121設置於導軌122上，藉由驅動部123可以沿著導軌122移動。
在殼體110內之另一端側(圖5之X方向正方向側)之側面設置有攝影部130。攝影部130例如使用廣角型之CCD照相機，其圖像之位元(bit)數例如為8位元(0~255之256階層)。於殼體110之上部中央附近設置有半鏡131。半鏡131，係在與攝影部130對置之位置，從鏡面朝垂直下方的狀態向攝影部130之方向以沿著45度上方傾斜之狀態被設置。於半鏡131之上方設置有照明部132。半鏡131與照明部132被固定於殼體110內部之上面。來自照明部132之照明，係通過半鏡131而照射至下方。因此，被位於照明部132之下方的物體反射之光進一步被半鏡131反射，被取入攝影部130。亦即，攝影部130可以對位於照明部132的照射區域的物體進行攝影。攝影的晶圓W之圖像(基板圖像)被輸入至控制部6。
控制部6例如由具備CPU或記憶體等的電腦構成，具有程式儲存部(未圖示)。於程式儲存部儲存有程式，該程式對依據缺陷檢測裝置63攝影的基板圖像進行的晶圓W之缺陷檢測進行控制。此外，於程式儲存部亦儲存有，對上述各種處理裝置或搬送裝置等之驅動系之動作進行控制，而實現基板處理系統1之規定之作用，亦即實現對晶圓W之阻劑液之塗布、顯影、加熱處理、晶圓W之交接、各裝置之控制等之程式。又，控制部6係對各晶圓W之處理按照工作(製程工作)單位進行管理。各製程工作中指定晶圓W之處理配方，以及按照該處理配方進行處理的對象之晶圓W等，具體言之，晶圓W之處理配方，以及處理對象之晶圓W之於載具C內的位置(插槽)等被指定。又，各製程工作，例如經由操作面板(未圖示)由作業者作成並記憶於控制部6之記憶體等。又，前述之程式例如可以是記錄於硬碟(HD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等之電腦可讀取的記憶媒體H，而從該記憶媒體H安裝於控制部6者。
又，控制部6，例如圖6所示，具有：從製程工作之先頭之晶圓W起依序對缺陷之有無進行判斷的第1判斷部160；及按照至少1片晶圓W在第1判斷部160中被判斷為無缺陷之後之規定之時序從第1判斷部160中之判斷被切換，針對切換以後之晶圓W進行缺陷之有無之判斷的第2判斷部161。
第1判斷部160，針對檢測對象之晶圓W，係使用澤尼克多項式將缺陷檢測裝置63之攝影部130攝影的基板圖像內之像素值之平面分布分解成為複數個像素值分布成分。又，第1判斷部160算出已分解的各像素值分布成分之中至少與應檢測出的缺陷對應之澤尼克係數。第1判斷部160依據算出的澤尼克係數對檢測對象之晶圓W之缺陷之有無進行判斷。
又，基板圖像通常由RGB(Red(紅)、Green(綠)、Blue(藍))之3原色構成。因此可以按照各原色R、G、B之每一個算出像素值分布成分Zi，在R、G、B間圖像處理之手法無差異。因此，以下中，只要未特別明記之情況下，設為對全部之原色R、G、B並行進行處理。
以下，詳細說明第1判斷部160。 第1判斷部160中，在從製程工作之先頭被切換為第2判斷部中之判斷為止，針對各晶圓W，針對攝影部130攝影的基板圖像，首先遍及晶圓W之全面例如按照畫像元素單位實施數值化並作為像素值。據此，算出晶圓面內之像素值之平面分布。接著，在第1判斷部160中，將該晶圓面內之像素值之平面分布分解成為複數個像素值分布成分Zi(i為1以上之整數)。該複數個像素值分布成分Zi，如圖7所示，係使用澤尼克(Zernike)多項式將晶圓面內之像素值之平面分布Z分解成為複數個成分而表示者。
於此說明澤尼克多項式。澤尼克多項式主要為光學領域中使用的複變函數(Complex FUnction)，具有二個次數(n、m)。又，亦有半徑為1之單位圓上之函數，具有極座標之引數(r、θ)。該澤尼克多項式在光學領域中例如解析透鏡之像差成分時被使用，因此，藉由澤尼克多項式分解波面像差可以得知各個獨立的波面、例如基於山型、鞍型等之形狀的像差成分。
接著，參照圖8、9說明本實施形態中使用澤尼克多項式的像素值分布成分Zi之計算方法。圖8表示晶圓W之面內的各畫像元素P之像素值之平面分布Z，各畫像元素P之內側記載之數值表示該畫像元素P之像素值。又，為了說明容易，於圖8及圖9中，僅記載沿著X軸方向之一列之畫像元素P。將圖8所示像素值之平面分布Z適用於澤尼克多項式時，例如圖9所示，將各畫像元素P之像素值表示為晶圓W面上之高度方向(圖9之Z方向正方向)。其結果，各畫像元素P之像素值之平面分布可以作為3維描繪的規定之形狀之曲線把握。針對晶圓W面內全部之畫像元素P之像素值，同樣地可以表示為晶圓W面上之高度方向，晶圓W面內之像素值之分布可以作為3維之圓形之波面予以把握。如此般作為3維之波面把握即可適用澤尼克多項式，可以使用澤尼克多項式將晶圓面內之像素值之平面分布Z分解成為例如晶圓面內之上下左右方向之傾斜成分、彎曲為凸狀或者凹狀的彎曲成分等之複數個像素值分布成分Zi。各像素值分布成分Zi之大小可以藉由澤尼克係數表示。
各像素值分布成分Zi的澤尼克係數，具體而言可以使用極座標之引數(r、θ)及次數(n、m)表示，以下作為一例而示出1項~13項的澤尼克係數。
本實施形態中，例如第1項之澤尼克係數亦即澤尼克係數Z1意味著晶圓面內之像素值之平均值，第2項之澤尼克係數Z2意味著晶圓面內的像素值之左右方向之傾斜成分，第3項之澤尼克係數Z3意味著晶圓面內之像素值之前後方向(與澤尼克係數Z2之傾斜之方向正交的方向)之傾斜成分，第4項之澤尼克係數意味著以晶圓之中心作為原點在圓周方向均勻在徑向逐漸增加的像素值之彎曲成分。又，第12項之澤尼克係數意味著以晶圓之中心作為原點在圓周方向按照cosθ之形式週期性增減在徑向最外周為絕對值最高在原點與最外周之間具有第2高的絕對值之像素值之彎曲成分。第13項之澤尼克係數意味著以晶圓之中心作為原點在圓周方向按照sinθ之形式週期性增減在徑向最外周為絕對值最高在原點與最外周之間具有第2高的絕對值之像素值之彎曲成分。
第1判斷部160中進一步算出與應檢測出的缺陷對應之像素值分布成分Zi各別之值。例如本實施形態中的缺陷檢測設為曝光前之阻劑膜之缺陷之檢測時，像素值分布成分Zi之大小如上述藉由澤尼克係數表示，作為曝光前之阻劑膜之缺陷而應檢測出的缺陷係對應於第4項、第12項及第13項之像素值分布成分。因此，第1判斷部160中，例如圖10所示，藉由算出第4項、第12項及第13項各別之澤尼克係數Z4、Z12、Z13之值，而算出與應檢測出的缺陷對應之像素值分布成分Zi各別之值。
接著，第1判斷部160依據算出的澤尼克係數對檢測對象之晶圓W之缺陷之有無進行判斷。例如第1判斷部160依據算出的澤尼克係數Z4、Z12、Z13是否大於臨界值而對檢測對象之晶圓W之缺陷之有無進行判斷。更具體言之，RGB之其中任一的澤尼克係數Z4、Z12、Z13之其中任一超出臨界值之情況下，判斷為檢測對象之晶圓W之阻劑膜存在缺陷，任一都未超出之情況下判斷為無缺陷。
接著，說明第2判斷部161。 從第1判斷部160中之判斷切換為第2判斷部161中之判斷，如前述般，為至少1片基板在第1判斷部160中被判斷為無缺陷之後之規定之時序。該規定之時序係指例如在第1判斷部160中最初判斷為無缺陷的時序。
又，第2判斷部161中，係依據在第1判斷部160中被判斷為無缺陷的晶圓W之基板圖像，對判斷對象之晶圓W之缺陷之有無進行判斷。 具體言之，第2判斷部161中，首先，以在第1判斷部160中被判斷為無缺陷的晶圓W之基板圖像，作為成為該第2判斷部161中的缺陷判斷之基準的基板圖像(基準圖像)。例如在第1判斷部160中被判斷為無缺陷的晶圓W有複數片之情況下，將彼等晶圓W之基板圖像合成作成1片基準圖像。接著，於第2判斷部161中，將上述基準圖像與判斷對象之晶圓W之基板圖像進行比較，依據該基板圖像與基準圖像之差異是否在容許值內，對缺陷之有無進行判斷。具體言之，基板圖像之各畫像元素中的像素值與基準圖像之各畫像元素中的像素值之差收斂在容許範圍內時第2判斷部161判斷為無缺陷。又，像素值之差收斂在容許範圍內之畫像元素存在規定之範圍以上時第2判斷部161判斷為有缺陷。
又，控制部6具有將基板圖像或基準圖像等輸出表示之輸出表示部(未圖示)亦可。
本實施形態的基板處理系統1構成為以上，實施製程工作對晶圓W進行規定之處理。接著，說明藉由如以上般構成的基板處理系統1進行的晶圓W之處理。
晶圓W之處理中，首先，收納有複數片晶圓W的載具C被載置於載具搬出入部10之規定之載置板13。之後，藉由晶圓搬送裝置21依序取出載具C內之各晶圓W，搬送至處理站3之第3區塊G3之例如交接裝置53。
接著，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至第2區塊G2之熱處理裝置40，進行溫度調節。之後，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至例如第1區塊G1之下部抗反射膜形成裝置31，於晶圓W上形成下部抗反射膜。之後，晶圓W被搬送至第2區塊G2之熱處理裝置40，進行加熱處理。之後，返回第3區塊G3之交接裝置53。
接著，晶圓W藉由晶圓搬送裝置90被搬送至同一第3區塊G3之交接裝置54。之後，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至第2區塊G2之密接裝置41，進行疏水化處理。之後，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至阻劑塗布裝置32，於晶圓W上形成阻劑膜。之後，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至熱處理裝置40，進行預烘乾處理。之後，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至第3區塊G3之交接裝置55。
接著，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至上部抗反射膜形成裝置33，於晶圓W上形成上部抗反射膜。之後，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至熱處理裝置40，進行加熱、溫度調節。之後，晶圓W被搬送至周邊曝光裝置42，進行周邊曝光處理。
之後，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至第3區塊G3之交接裝置56。
接著，晶圓W藉由晶圓搬送裝置90被搬送至交接裝置52，藉由穿梭搬送裝置80被搬送至第4區塊G4之交接裝置62。接著，晶圓W藉由晶圓搬送裝置100被搬送至缺陷檢測裝置63。
於缺陷檢測裝置63中，藉由攝影部130對晶圓W進行攝影。在第1判斷部160中使用澤尼克多項式將該晶圓W之基板圖像分解成為複數個像素值分布成分Zi。接著，在第1判斷部160中，針對RGB分別算出與應檢測出的缺陷對應之第4項、第12項及第13項之像素值分布成分之澤尼克係數Z4、Z12、Z13。之後，於第1判斷部160中，依據RGB之其中任一的澤尼克係數Z4、Z12、Z13之其中任一是否大於臨界值，而對該晶圓W之缺陷之有無進行判斷。
判斷為有缺陷之情況下，晶圓W不進行以後之曝光處理等，藉由晶圓搬送裝置70搬送至第3區塊G3之交接裝置50之後，藉由載具站2之晶圓搬送裝置21搬送至規定之載置板13之載具C。製程工作中指定的晶圓W之片數為1片之情況下，結束該製程工作的處理，複數片之情況下，之後，對新的晶圓W進行和上述同樣的處理。又，第1判斷部160中之判斷之結果中，從製程工作之先頭起規定片數之晶圓W被連續判斷為有缺陷之情況下，終止該製程工作的以後之處理亦可。上述規定片數例如經由操作面板(未圖示)透過作業者設定並記憶於控制部6之記憶體等。
另一方面，第1判斷部160中之判斷之結果被判斷為無缺陷之情況下，晶圓W藉由介面站5之晶圓搬送裝置100被搬送至曝光裝置4，進行曝光處理。接著，晶圓W藉由晶圓搬送裝置100被搬送至第4區塊G4之交接裝置60。之後，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至熱處理裝置40，進行曝光後烘乾處理。之後，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至顯影處理裝置30，進行顯影。顯影結束後，晶圓W藉由晶圓搬送裝置90被搬送至熱處理裝置40，進行後烘乾處理。 之後，晶圓W藉由晶圓搬送裝置70被搬送至第3區塊G3之交接裝置50，之後，藉由載具站2之晶圓搬送裝置21搬送至規定之載置板13之載具C。如此而結束一連串之微影成像處理。
又，這樣的一連串之微影成像處理直至製程工作結束為止被重複進行。但是，一旦在第1判斷部160中被判斷為無缺陷以後，缺陷之有無之判斷則由第2判斷部161進行。
(試驗例) 藉由第1判斷部160依據澤尼克係數Z4、Z12、Z13是否大於臨界值而對缺陷之有無進行判斷，據此，進行了是否能夠適當地進行缺陷檢測之試驗。 試驗中使用曝光前之阻劑膜之典型的攝影圖像亦即圖11所示第1~第17基板圖像。第1及第2基板圖像W1、W2為無缺陷的晶圓之攝影圖像，像素值在面內大致均勻，比起第1基板圖像W1，第2基板圖像W2帶淺藍。另一方面，第3~第17基板圖像W3~W17為具有缺陷的晶圓之攝影圖像。
第3、第4及第9~第14基板圖像W3、W4、W9~W14為，具有從外周緣朝徑向內側延伸的狹縫(slit)狀之色斑或從內側朝外側沿著徑向延伸的鬚狀之色斑。 第3及第4基板圖像W3、W4為晶圓全體帶紅灰色，於外周緣形成有淺藍色之狹縫狀之色斑。 第9基板圖像W9係中心部為白色且外側為灰色，具有從白色之中心部朝外側延伸的白色之鬚狀之色斑。 第10基板圖像W9係中心部為紫色且外側緣為白色，具有由紫色之外側緣部朝中心側延伸的白色之狹縫狀之色斑。 第11基板圖像W11係中心部為水色且外側為濃灰色，具有由水色之中心部朝外側延伸的水色之鬚狀之色斑。 第12基板圖像W12係中心部為淺藍色且外側緣為橘色，具有由橘色之外側緣部朝中心側延伸的橘色之狹縫狀之色斑。 第13基板圖像W13係晶圓全體為紫色，於外周緣形成有水色之狹縫狀之色斑者。 第14基板圖像W14係晶圓全體為帶紅灰色，於外周緣形成有粉紅色之大的狹縫者。
第5~第7、第15及第16基板圖像W5~W7、W15、W16具有圓環狀之色斑。 第5基板圖像W5係在外周部具有複數個圓環狀之色斑。 第6基板圖像W6係於中心附近具有複數個圓環狀之色斑。 第7基板圖像W7，係外周部具有單色之圓環狀之色斑，中心部為帶紅灰色，外周部為水色。 第15基板圖像W15，係外周部具有單色之圓環狀之色斑，中心部為灰色，外周部為白色。 第16基板圖像W16，係外周部具有單色之圓環狀之色斑，中心部為淺藍色，外周部為濃淺藍色。
又，第8基板圖像W8，係晶圓全體為帶紅灰色，但左右方向之中心部分較其他部分顏色更濃。第17基板圖像W17，係全體為薄紫色，於外周緣中的右下部分具有白色之色斑。
圖12係表示第1~第17基板圖像W1~W17之澤尼克係數Z4與臨界值之關係的圖，圖13係表示第1~第17基板圖像W1~W17之澤尼克係數Z12與臨界值之關係的圖，圖14係表示第1~第17基板圖像W1~W17之澤尼克係數Z13與臨界值之關係的圖。 如圖12~圖14所示，第1及第2基板圖像W1、W2之澤尼克係數Z4、Z12、Z13不論RGB之任一均小於臨界值。另一方面，第3~第17基板圖像W3~W17之澤尼克係數Z4、Z12、Z13至少在RGB之其中一個為臨界值以上。 由該結果確認，藉由第1判斷部160所進行的依據澤尼克係數Z4、Z12、Z13是否大於臨界值來判斷缺陷之有無，可以適當地進行缺陷檢測。
依據本實施形態，在從製程工作之先頭之晶圓W被切換為第2判斷部161中之判斷為止，針對各晶圓W，使用澤尼克多項式將攝影的基板圖像中的像素值之平面分布展開，算出與應檢測出的缺陷對應之澤尼克係數Z4、Z12、Z13，依據該算出結果對該晶圓W之缺陷之有無進行判斷。因此即使是製程工作之先頭之晶圓W亦可以檢測出缺陷。又，即使製程工作中的處理對象之晶圓W為1片，亦可以對該製程工作進行缺陷檢測。另外，在切換為第2判斷部161以後，係依據由澤尼克係數之算出結果被判斷為無缺陷的基板圖像來設定基準圖像，依據該基準圖像，對判斷對象之晶圓W之缺陷之有無進行判斷。因此遍及製程工作全體可以適當地進行晶圓之缺陷檢測。
又，攝影部130進行攝影時，有可能獲得在面內在左右方向或者前後方向色之濃淡呈逐漸變化的基板圖像之情況。例如阻劑塗布後藉由熱處理裝置40之熱板加熱進行熱處理時，晶圓W載置於熱板以外之構造物，晶圓W未均勻地密接熱板之情況下，阻劑膜之厚度在面內成為不均勻而獲得如上述般之基板圖像。獲得這樣的基板圖像之晶圓W作為具有缺陷者被抽出，因此從基板圖像中的像素值之平面分布，除了澤尼克係數Z4、Z12、Z13以外，或者取代彼等改為算出澤尼克係數Z2及/或澤尼克係數Z3，依據該算出結果對晶圓W之缺陷之有無進行判斷亦可。
以上之例中，切換為第2判斷部161中之判斷之切換時序為，在第1判斷部160中最初判斷為無缺陷的時序，作為第2判斷部161中之判斷使用的基準圖像，係使用第1判斷部160中被判斷為無缺陷的晶圓W之基板圖像。 作為其之取代，亦可以將上述切換時序設為針對事先規定的片數之晶圓W在第1判斷部160中之判斷結束之時序。在第1判斷部160中被判斷為無缺陷的晶圓W為1片之情況下，以該基板圖像作為上述基準圖像，複數片之情況下，以將彼等晶圓W之基板圖像合成者作為基準圖像亦可。又，在第1判斷部160中被判斷為無缺陷的晶圓W有複數片之情況下，以各澤尼克係數與臨界值之差為最大(例如差值值之平均為最大)的基板圖像作為基準圖像亦可。 又，作為基準圖像，將在第1判斷部160中被判斷為無缺陷的晶圓W之基板圖像，與在第2判斷部161中被判斷為無缺陷的晶圓W之基板圖像與合成亦可。又，從第1判斷部160中被判斷為無缺陷的晶圓W之基板圖像，及第2判斷部161中被判斷為無缺陷的晶圓W之基板圖像之中，和上述同樣地，以各澤尼克係數與臨界值之差為最大的基板圖像作為基準圖像亦可。
以上之例中，係對阻劑膜形成後曝光前之晶圓W進行缺陷檢測。此外，或者，作為其之取代，例如對曝光後且顯影後之晶圓進行缺陷檢測，亦即對顯影後之阻劑圖案進行缺陷檢測亦可。顯影後之阻劑圖案之進行缺陷檢測，可以藉由和對曝光前之晶圓W進行的缺陷檢測同一手法進行。但是，顯影後之阻劑圖案之缺陷檢測中應檢測出的缺陷，若與對曝光前之晶圓W之缺陷檢測不同時，依據和曝光前之晶圓W之缺陷檢測中使用的澤尼克係數Z4、Z12、Z13不同的澤尼克係數來判斷缺陷之有無亦可。
又，第1判斷部160中缺陷之有無之判斷使用的臨界值，可以由作業者經由操作面板(未圖示)手動設定，或事先設定亦可，自動設定亦可。臨界值自動設定之情況下，例如依據被判斷為無缺陷的過去之基板圖像之澤尼克係數進行設定，更具體言之，例如將被判斷為無缺陷的過去之基板圖像之澤尼克係數之平均值的1.5倍之值設為臨界值。
又，第2判斷部161中缺陷之有無之判斷使用的「容許範圍」可以是固定，或依據第1判斷部160中的缺陷之有無之判斷時使用的澤尼克係數與臨界值之差值進行變更。例如基準圖像之澤尼克係數與臨界值之差值較大的情況下，針對第2判斷部161中的基板圖像之各畫像元素中的像素值與基準圖像之各畫像元素中的像素值之差之容許範圍不進行補正而使用，上述差值較小的情況下，對上述容許範圍進行補正使用。具體言之，澤尼克係數之上述差值為3(基準圖像之該澤尼克係數為+7)之情況下，將原本為-10~+10的上述容許範圍補正為-17~+3之範圍亦可。
又，作為對應於基準圖像之澤尼克係數與臨界值之差值來補正第2判斷部161中的容許範圍之取代，對應於上述差值對第2判斷部161使用的基準圖像進行補正亦可。例如澤尼克係數與臨界值之差值較小的情況下，以使基準圖像之像素值全體變小的方式進行補正亦可。又，設定與該臨界值不同的下限容許值，在基準圖像之澤尼克係數接近下限容許值之情況下，以使基準圖像之像素值全體變大的方式進行補正亦可。
如上述般，藉由對容許範圍或基準圖像進行補正，可以更適當地檢測出缺陷。
以上，參照圖面說明本發明之較佳實施形態，但本發明不限定於該例。只要是業者，在申請專利範圍記載的思想之範疇內，可以想到各種之變更例或者補正例，彼等當然亦屬於本發明之技術範圍。本發明不限定於該例，可以採取各種之態樣。以上之實施形態中，攝影對象為基板之表面，但對基板之背面進行攝影的情況亦可以適用於本發明。又，上述實施形態為半導體晶圓之塗布顯影處理系統中的例，但本發明亦適用於半導體晶圓以外之FPD(平板顯示器)、光罩用之倍縮光罩(Reticle)等其他基板之塗布顯影處理系統之情況。 [產業上之可利用性]
本發明在進行基板之缺陷檢測時有用。
1‧‧‧基板處理系統 2‧‧‧載具站 3‧‧‧處理站 4‧‧‧曝光裝置 5‧‧‧介面站 6‧‧‧控制裝置 10‧‧‧載具搬出入部 11‧‧‧晶圓搬送部 12‧‧‧載具載置台 13‧‧‧載置板 20‧‧‧搬送路 21‧‧‧晶圓搬送裝置 30‧‧‧顯影處理裝置 31‧‧‧下部抗反射膜形成裝置 32‧‧‧阻劑塗布裝置 33‧‧‧上部抗反射膜形成裝置 40‧‧‧熱處理裝置 41‧‧‧密接裝置 42‧‧‧周邊曝光裝置 63‧‧‧缺陷檢測裝置 70‧‧‧晶圓搬送裝置 80‧‧‧穿梭搬送裝置 90‧‧‧晶圓搬送裝置 100‧‧‧晶圓搬送裝置 110‧‧‧殼體 120‧‧‧載置台 121‧‧‧旋轉驅動部 122‧‧‧導軌 123‧‧‧驅動部 130‧‧‧攝影部 131‧‧‧半鏡 132‧‧‧照明部 160‧‧‧第1判斷部 161‧‧‧第2判斷部 W‧‧‧晶圓 D‧‧‧晶圓搬送區域 C‧‧‧載具
[圖1]表示本實施形態之基板處理系統之內部構成之概略的平面圖。 [圖2]表示本實施形態之基板處理系統之內部構成之概略的側面圖。 [圖3]表示本實施形態之基板處理系統之內部構成之概略的側面圖。 [圖4]表示缺陷檢測裝置之構成之概略的橫剖面圖。 [圖5]表示缺陷檢測裝置之構成之概略的縱剖面圖。 [圖6]表示控制部之構成之概略的模式之方塊圖。 [圖7]表示使用澤尼克多項式將像素值之平面分布分解成為複數個像素值分布成分的狀態的說明圖。 [圖8]表示晶圓面內之各畫像元素(pixel)值之像素值的說明圖。 [圖9]將晶圓面內之各畫像元素值表示為晶圓面內之高度方向的說明圖。 [圖10]表示針對複數個晶圓算出的各澤尼克係數之值的說明圖。 [圖11]表示試驗例中使用的基板圖像的圖。 [圖12]表示試驗例之結果的圖。 [圖13]表示試驗例之結果的圖。 [圖14]表示試驗例之結果的圖。
6‧‧‧控制裝置
160‧‧‧第1判斷部
161‧‧‧第2判斷部

Claims (8)

  1. 一種基板的缺陷檢測方法，係實施指定有基板之處理配方與處理對象之上述基板的工作，對上述基板進行規定之處理時，對上述基板之缺陷進行檢測的方法，其特徵為具有： 對上述基板依序進行攝影的攝影工程； 從上述工作之先頭之上述基板起依序，使用澤尼克多項式將上述攝影工程中攝影的基板圖像中的像素值之平面分布分解成為複數個像素值分布成分，算出與應檢測出的缺陷對應之上述像素值分布成分之澤尼克係數，依據算出的上述澤尼克係數對該基板之缺陷之有無進行判斷的第1判斷工程；及 從至少1片基板在上述第1判斷工程中被判斷為無缺陷之後之規定之時序起，依據上述第1判斷工程中被判斷為無上述缺陷的上述基板圖像，對判斷對象之上述基板之缺陷之有無進行判斷的第2判斷工程。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板的缺陷檢測方法，其中 上述規定之時序為上述第1判斷工程中被判斷為無缺陷的時序。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板的缺陷檢測方法，其中 與上述應檢測出的缺陷對應之上述像素值分布成分之澤尼克係數，係澤尼克多項式之第4項、第12項、第13項。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板的缺陷檢測方法，其中 上述第1判斷工程，係依據算出的上述澤尼克係數是否大於臨界值對上述基板之缺陷之有無進行判斷， 上述第2判斷工程，係由被判斷為無上述缺陷的基板圖像設定基準圖像，對上述基準圖像與檢測對象之上述基板之上述基板圖像進行比較，依據上述基板圖像是否位於上述基準圖像之容許範圍內，對缺陷之有無進行判斷。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板的缺陷檢測方法，其中 依據上述澤尼克係數與上述臨界值之差值，進行上述容許範圍之補正。
  6. 如申請專利範圍第4項之基板的缺陷檢測方法，其中 依據上述澤尼克係數與上述臨界值之差值，進行上述基準圖像之補正。
  7. 一種儲存有程式的電腦可讀取的記憶媒體，該程式係為了使基板處理系統執行如申請專利範圍第1至6項中任一項之基板的缺陷檢測方法，而在對該基板處理系統進行控制的控制部之電腦上動作者。
  8. 一種缺陷檢測裝置，係在實施指定有基板之處理配方與處理片數的工作，並對上述基板進行規定之處理的基板處理系統中，對上述基板之缺陷進行檢測的缺陷檢測裝置，其特徵為具有： 攝影部，對基板進行攝影； 第1判斷部，從上述工作之先頭之上述基板起依序，使用澤尼克多項式將上述攝影部所攝影的基板圖像中的像素值之平面分布分解成為複數個像素值分布成分，算出與應檢測出的缺陷對應之上述像素值分布成分之澤尼克係數，依據算出的上述澤尼克係數對上述基板之缺陷之有無進行判斷；及 第2判斷部，從至少1片基板在上述第1判斷部中被判斷為無缺陷之後之規定之時序起，依據上述第1判斷部中被判斷為無上述缺陷的上述基板圖像，對判斷對象之上述基板之缺陷之有無進行判斷。
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