JP2009014409A - 基板の欠陥検査方法及び欠陥検査プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基準サンプルW1の表面画像を、処理単位となるダイ毎に分割するステップと、基準サンプルW1のダイ毎に、明度の平均値、彩度、明度の標準偏差からなる特徴量に基づく基準サンプル状態指標を算出するステップと、検査サンプルW2の表面画像を、処理単位となるダイ毎に分割するステップと、検査サンプルW2のダイ毎に、明度の平均値、彩度、明度の標準偏差からなる特徴量に基づく検査サンプル状態指標を算出するステップと、前記基準サンプル状態指標に対する前記検査サンプル状態指標の比率から全てのダイについての異常度を算出するステップと、ダイ毎に前記異常度と閾値とを比較し、欠陥の有無を判定するステップとを実行する。
【選択図】図1
Description
このような課題に対しては、色ムラの模様に対応したフィルタを適用することにより色ムラ成分を除去するという方法があるが、色ムラの模様は一様ではなく、全てのムラの模様に対応したフィルタを毎回、設計するのは困難であった。また、全ての色ムラの模様に対応したフィルタを設計したとしても、各フィルタを用いた高精度の処理に時間を要し、スループットが大幅に低下するという課題があった。
このように、各ダイに対する状態指標を算出する際に、その注目ダイと同心円状にある複数の近傍ダイの状態を含めて算出を行ない、明度の平均値、彩度、明度の標準偏差が近似した近傍ダイを加えることにより、同心円状に生じる色ムラを欠陥として誤検出することなく、正確な状態指標の算出を行なうことができる。
尚、基板中心から所定半径の円内の領域に前記注目ダイが存在する場合においては、前記注目ダイに隣接するダイが前記近傍ダイとして定義されることが望ましい。
このようなステップをさらに実行することにより、より正確に基板上の欠陥の有無を判定することができる。
図1に示すように、塗布現像装置100は、例えば25枚のウエハWをカセット単位で外部から搬入出したり、カセットCに対してウエハWを搬入出したりするカセットステーション20と、フォトリソグラフィ工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各処理ユニットを多段に配置している処理ステーション30と、この処理ステーション30に隣接して設けられ、露光装置(図示せず)との間でウエハの受け渡しをするインターフェイス部40とを一体に接続した構成を有している。
検査装置1は、所謂マクロ欠陥を検査する装置として構成されている。図2に示すように、検査装置1のケーシング2内には、検査サンプルである基板、例えばウエハW2(或いは基準サンプルのウエハW1)を吸着して保持するステージ3が設けられている。ステージ3は、回転部4によって、回転可能であり、任意の角度に回転、停止させることができる。ステージ3を支持する基台5は、ステージ3を回転させる回転駆動部、例えばサーボモータ等が収納されている。
また、記憶部14には、本発明に係る検査方法を処理するためのコンピュータプログラムが記憶されており、CPU15がこのプログラムを実行することによりウエハW2上の欠陥を検出できるようになされている。
所定サイズの半導体ウエハW2からなる検査サンプルに対し、欠陥の有無を検査する場合、先ず、基準となる正常なウエハ、即ち、欠陥を有さないウエハW1(基準サンプル)の取得・登録を行なう(図3のステップS1)。この作業では、検査装置1のステージ3に基準サンプルとなるウエハW1を吸着保持し、CCDカメラ11によりウエハ表面を撮影し、取得した画像データを制御部12の記憶部14に登録する。登録される画像データは、例えば図4に示すように、所定の方形状の画素エリア(図では2048×2048ピクセル)内にウエハ表面画像が記録され、その表面は半導体デバイスのサイズに基づき設定されたダイDの単位でエリアが区切られる(ダイマップと呼ぶ)。また、各ダイDは、ダイマップ上のxy座標に基づき、その位置、大きさ、番号が配置情報として登録される。このように各ダイDの配置情報が登録されることにより、ダイ単位での特徴量の算出、抽出が容易になされる。
欠陥検査はダイ毎に行われるが、検査するダイ(注目ダイと呼ぶ)と、その近傍ダイが抽出、指定される(図3のステップS3)。ここで、近傍ダイとは、ウエハ中心から注目ダイまでを結ぶ距離を半径r0(以下の式(1))とした円周(同心円)上に配置されているダイのうち、以下の式(2)〜式(5)で算出される座標位置(xi,yi)を含有する2n個(複数個、nは正の整数)のダイのことである。
また、ダイマップ上のウエハ外周部付近において、算出された座標(xi,yi)にダイDが存在しない場合は、そのダイ特徴量(V,S,σ)は、(0,0,0)とみなされる。また、ウエハ中心部付近において、算出された座標(xi,yi)が同一ダイに複数含まれる場合には、共にそのダイ特徴量(V,S,σ)が用いられる。尚、このような問題を避けるため、前記刻み幅角度θは任意の角度に可変であることが望ましい。
尚、注目ダイD0が図6に示すように基板中心から半径r1内の領域に存在する場合、円周方向に近傍ダイを定義することは困難である。このため、その場合には、図8に示すように注目ダイD0に隣接するダイ(図ではD1〜D8)が近傍ダイと定義される。
尚、前記半径r1はダイの大きさ等に応じて、任意の長さ寸法に設定可能とするのが望ましい。
全ての注目ダイD0及び近傍ダイ(例えばD1〜D8)が抽出されると、続いて各ダイについて状態指標DGが計算される(図3のステップS4)。
この状態指標DGでは、以下の式(6)に示す指標D1(注目ダイと近傍ダイとの違いを評価する指標)と、式(7)に示す指標D2(近傍ダイのばらつきを評価する指標)と、式(8)に示す指標D1と指標D2の比率に基づき算出される。
このように基準サンプルに関する状態指標DGが求められると、続いて検査サンプルとなる半導体ウエハW2の取得・登録作業を行う(図3のステップS5)。この作業では、検査装置1のステージ3に検査サンプルとなるウエハW2を吸着保持し、CCDカメラ11によりウエハ表面を撮影し、取得した画像データを制御部12の記憶部14に登録する。
そして、基準サンプルW1のときと同様に、制御部12において、取得した画像データから各ダイDについて、取り扱うデータをRGB表色系からHSV表色系に変換し、明度の平均値V、彩度S、明度の標準偏差σからなる特徴量(V,S,σ)を抽出する(図3のステップS6)。
基準サンプルW1についての状態指標DG(基準サンプル状態指標)及び検査サンプルW2についての状態指標DT(検査サンプル状態指標)が求められると、式(9)に基づき異常度Sが求められる(図3のステップS9)。この異常度Sの算出は全てのダイDについて行なわれる。
ここで、図9に、各ダイについて求められた異常度Sの値と、閾値THS>1.2とした場合の異常と判定されたダイ(ハッチングで示すダイ)を例示する。即ち、この例の場合、図4のダイマップに対応させると、図10にハッチングで示すダイDが欠陥を有することになる。
最後に、ステップS10での一次判定とステップS11での二次判定の結果がマージされ、最終判定がなされる(図3のステップS12)。この最終判定では、例えば、一次判定と二次判定が共に正常であった場合に正常と判定され、いずれか一方が異常と判定されている場合には、他方が正常の判定であっても最終的に異常と判定される。
また、各ダイに対する状態指標を算出する際に、その注目ダイと同心円状にある複数の近傍ダイの状態を含めて算出が行なわれる。即ち、明度の平均値、彩度、明度の標準偏差が近似した近傍ダイを加えることにより、同心円状に生じる色ムラを欠陥として誤検出することなく、正確な状態指標の算出を行なうことができる。
また、本発明に係る欠陥検査方法は、レジストパターン形成後のウエハの欠陥検査のみならず、パターン形成前の半導体ウエハに対する欠陥検査にも適用することができる。
また、本発明において検査可能な基板は半導体ウエハに限るものではなく、LCD基板、CD基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。
2 ケーシング
3 ステージ
4 回転部
5 基台
6 レール
7 レール
11 CCDカメラ
12 制御部
13 画像処理部
14 記憶部
15 CPU
D ダイ
W1 基準サンプル
W2 検査サンプル(基板)
Claims (7)
- 基板表面の欠陥を検査する方法であって、
表面に欠陥のない基板である基準サンプルの表面画像を、処理単位となるダイ毎に分割するステップと、
基準サンプルのダイ毎に、明度の平均値、彩度、明度の標準偏差からなる特徴量に基づく基準サンプル状態指標を算出するステップと、
検査対象となる基板である検査サンプルの表面画像を、処理単位となるダイ毎に分割するステップと、
検査サンプルのダイ毎に、明度の平均値、彩度、明度の標準偏差からなる特徴量に基づく検査サンプル状態指標を算出するステップと、
前記基準サンプル状態指標に対する前記検査サンプル状態指標の比率から全てのダイについての異常度を算出するステップと、
ダイ毎に前記異常度と閾値とを比較し、欠陥の有無を判定するステップとを実行することを特徴とする基板の欠陥検査方法。 - 前記基準サンプル状態指標及び検査サンプル状態指標は、基板中心から当該指標を求める注目ダイまでを結ぶ距離を半径とした円周上であって前記注目ダイの近傍に存在する複数の近傍ダイの前記特徴量をさらに含めた情報に基づき算出されることを特徴とする請求項1に記載された基板の欠陥検査方法。
- 基板中心から所定半径の円内の領域に前記注目ダイが存在する場合においては、
前記注目ダイに隣接するダイが前記近傍ダイとして定義されることを特徴とする請求項2または請求項3に記載された基板の欠陥検査方法。 - さらに全てのダイについて、前記基準サンプルにおける明度と前記検査サンプルにおける明度との明度差を算出するステップと、
ダイ毎に前記明度差と閾値とを比較し、欠陥の有無を判定するステップと、
前記異常度に基づく判定結果と、前記明度差に基づく判定結果とに基づき最終的に欠陥の有無を判定するステップとを実行することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載された基板の欠陥検査方法。 - 前記請求項1乃至請求項6のいずれかに記載されたステップをコンピュータに実行させることを特徴とする基板の欠陥検査プログラム。
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