JP2012194059A - 画像作成方法、基板検査方法、その画像作成方法又はその基板検査方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体及び基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誤って検出される擬似欠陥の数を低減できるとともに、欠陥の検出感度を落とすことなく、本来検出されるべき真の欠陥を検出できる基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法を提供する。
【解決手段】
基板の欠陥の有無を検査するために擬似欠陥を除去するためのフィルタ画像を作成する画像作成方法において、登録された画像の中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれかの画素の画素値を、円周上に位置する画素から選択した複数の画素の画素値のうちの最大値に置換することによって、フィルタ画像を作成するフィルタ画像作成工程Ｓ１４とを有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、画像作成方法、基板検査方法、その画像作成方法又はその基板検査方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体及び基板検査装置に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトグラフィー工程では、ウェハなどの基板表面にレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、基板表面にパターンを照射して露光する露光処理、露光後の基板に対して現像を行う現像処理等の各工程が行われる。そして、いずれかの工程を終了した基板は、基板検査装置によって、基板表面に所定のレジスト膜が形成されているか否か、あるいは適切な露光処理が行われているかどうかについて、さらには傷、異物の付着があるかどうかのいわゆるマクロ欠陥検査が行われている。

このようなマクロ欠陥検査は、基板を載置している載置台に対して、撮像装置、たとえばＣＣＤラインセンサが、相対的に移動して基板の画像を取り込み、この画像を画像処理して欠陥の有無を判定するようにしている（例えば特許文献１〜３参照。）。具体的には、撮像装置で撮像した画像を例えばコンピュータ等によりデジタル処理し、この画像データと基準画像の画像データの対応する画素の画素値の差を取り、差の絶対値が一定の閾値を越えた箇所を異常と判断するという手順によって検査することができる。

特開２００７−２４０５１９号公報 特開２００１−９１４７３号公報 特開２０１０−１９５６１号公報

ところが、基板に対してマクロ欠陥検査を行うための基板検査方法においては、次のような問題がある。

基板検査装置が検出する欠陥を欠陥候補とすると、欠陥候補の中には、半導体製造上で問題になる可能性のある真の欠陥と、半導体製造上の問題にならない擬似欠陥が含まれている。従って、基板検査装置が欠陥を検出した後、検出した欠陥を擬似欠陥と区別することが、実用上重要である。

例えば基板上に同心円状の斑が存在した場合、その斑が真の欠陥ではなく擬似欠陥であるにも関わらず、真の欠陥と誤って検出されることがある。このようにして誤って検出される擬似欠陥の数を低減することが、実際の基板検査の運用上望ましい。

誤って検出される擬似欠陥の数を低減するためには、相対的に大きな閾値を設定すればよいとも考えられる。しかしながら、例えば基板全面で閾値が同一である場合、相対的に大きな閾値を設定すると、本来検出されるべき真の欠陥が検出できなくなる。また、基板毎に斑の状態も変化するため、その斑の状態の変化も考慮して閾値を適切に設定するのが困難である。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、誤って検出される擬似欠陥の数を低減できるとともに、欠陥の検出感度を落とすことなく、本来検出されるべき真の欠陥を検出できる基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法を提供する。

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。

本発明の一実施例によれば、基板の欠陥の有無を検査するために擬似欠陥を除去するためのフィルタ画像を作成する画像作成方法において、登録された画像の中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれかの画素の画素値を、前記円周上に位置する画素から選択した複数の画素の画素値のうちの最大値に置換することによって、前記フィルタ画像を作成するフィルタ画像作成工程を有する、画像作成方法が提供される。

また、本発明の他の一実施例によれば、基板の欠陥の有無を検査する基板検査方法において、基板を撮像した画像に基づいて作成された被検査画像から、上述の画像作成方法により作成された前記フィルタ画像を減算することによって、除去画像を作成する除去画像作成工程と、作成した前記除去画像の各画素の画素値を基準値と比較し、いずれかの画素の画素値が前記基準値よりも大きいときに、前記基板に欠陥があると判定する判定工程とを有する、基板検査方法が提供される。

また、本発明の他の一実施例によれば、基板の欠陥の有無を検査するために、基板を撮像して画像データを取得する画像データ取得部と、取得した画像データを登録し、登録した前記画像データの画像の中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれかの画素の画素値を、前記円周上に位置する画素から選択した複数の画素の画素値のうちの最大値に置換することによって、擬似欠陥を除去するためのフィルタ画像を作成するフィルタ画像作成部と、前記画像における画素の位置座標を極座標変換し、前記画像の中心位置を中心とする円の半径と、前記円の円周上に位置する全ての画素の画素値のうちの最大値との関係を示す最大値データを作成するデータ作成部と、前記フィルタ画像作成部及び前記データ作成部により作成されたフィルタ画像及び前記最大値データを表示する表示部とを有する、基板検査装置が提供される。

本発明によれば、基板検査の際に、誤って検出される擬似欠陥の数を低減できるとともに、欠陥の検出感度を落とすことなく、本来検出されるべき真の欠陥を検出できる。

第１の実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す平面図である。 第１の実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す概略斜視図である。 第１の実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す側面図である。 第３のブロックの構成を示す斜視図である。 基板検査装置の一部断面を含む側面図である。 基板検査装置の一部断面を含む平面図である。 第１の実施の形態に係る基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法における各工程の手順を示すフローチャートである。 複数のウェハの各々を撮像した画像を加算合成して合成画像を作成する様子を示す概念図である。 作成した合成画像を示す概念図（その１）である。 作成した合成画像を示す概念図（その２）である。 作成した変換画像を模式的に示す図である。 変換画像から最大値データを作成する様子を示す概念図である。 最大値データを模式的に示すグラフである。 作成したフィルタ画像を示す概念図である。 第１の実施の形態（実施例）に係る基板検査方法により得られた除去画像を、比較例１、２に係る基板検査方法により得られた除去画像と比較しながら模式的に示す図である。 第１の実施の形態の変形例に係る基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法における各工程の手順を示すフローチャートである。 変更した最大値データを模式的に示すグラフである。 第２の実施の形態に係る基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法における各工程の手順を示すフローチャートである。 ３６枚の回転画像を示す概念図である。 ３６枚の回転画像に基づいてフィルタ画像を作成する様子を示す概念図である。 作成したフィルタ画像を示す概念図である。

始めに、図１から図１５を参照し、本発明の第１の実施の形態に係る基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法について説明する。

また、以下では、本実施の形態に係る基板検査方法を行うための基板検査装置を備えた基板処理装置を、塗布現像装置に適用した場合を例示して説明する。

先ず、図１から図４を参照し、塗布現像装置に露光装置を接続したレジストパターン形成装置について、図面を参照しながら簡単に説明する。

図１は、本実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す平面図である。図２は、本実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す概略斜視図である。図３は、本実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す側面図である。図４は、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３の構成を示す斜視図である。

レジストパターン形成装置は、図１及び図２に示すように、キャリアブロックＳ１、処理ブロックＳ２、インターフェイスブロックＳ３を有する。また、レジストパターン形成装置のインターフェイスブロックＳ３側に、露光装置Ｓ４が設けられている。処理ブロックＳ２は、キャリアブロックＳ１に隣接するように設けられている。インターフェイスブロックＳ３は、処理ブロックＳ２のキャリアブロックＳ１側と反対側に、処理ブロックＳ２に隣接するように設けられている。露光装置Ｓ４は、インターフェイスブロックＳ３の処理ブロックＳ２側と反対側に、インターフェイスブロックＳ３に隣接するように設けられている。

キャリアブロックＳ１は、キャリア２０、載置台２１及び受け渡し手段Ｃを有する。キャリア２０は、載置台２１上に載置されている。受け渡し手段Ｃは、キャリア２０からウェハＷを取り出し、処理ブロックＳ２に受け渡すとともに、処理ブロックＳ２において処理された処理済みのウェハＷを受け取り、キャリア２０に戻すためのものである。

処理ブロックＳ２は、図２に示すように、棚ユニットＵ１、棚ユニットＵ２、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を有する。第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１は、現像処理を行うためのものである。第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２は、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うためのものである。第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３は、レジスト液の塗布処理を行うためのものである。第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４は、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うためのものである。

棚ユニットＵ１は、各種のモジュールが積層されて構成されている。棚ユニットＵ１は、図３に示すように、例えば下から順に積層された、受け渡しモジュールＴＲＳ１、ＴＲＳ１、ＣＰＬ１１、ＣＰＬ２、ＢＦ２、ＣＰＬ３、ＢＦ３、ＣＰＬ４、ＴＲＳ４を有する。また、図１に示すように、棚ユニットＵ１の近傍には、昇降自在な受け渡しアームＤが設けられている。棚ユニットＵ１の各処理モジュール同士の間では、受け渡しアームＤによりウェハＷが搬送される。

棚ユニットＵ２は、各種の処理モジュールが積層されて構成されている。棚ユニットＵ２は、図３に示すように、例えば下から順に積層された、受け渡しモジュールＴＲＳ６、ＴＲＳ６、ＣＰＬ１２を有する。

なお、図３において、ＣＰＬが付されている受け渡しモジュールは、温調用の冷却モジュールを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しモジュールは、複数枚のウェハＷを載置可能なバッファモジュールを兼ねている。

第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１は、図１及び図３に示すように、現像モジュール２２、搬送アームＡ１及びシャトルアームＥを有する。現像モジュール２２は、１つの第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１内に、上下２段に積層されている。搬送アームＡ１は、２段の現像モジュール２２にウェハＷを搬送するためのものである。すなわち、搬送アームＡ１は、２段の現像モジュール２２にウェハＷを搬送する搬送アームが共通化されているものである。シャトルアームＥは、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＣＰＬ１１から棚ユニットＵ２の受け渡しモジュールＣＰＬ１２にウェハＷを直接搬送するためのものである。

第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、及び第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４は、各々塗布モジュール、加熱・冷却系の処理モジュール群、及び搬送アームＡ２、Ａ３、Ａ４を有する。処理モジュール群は、塗布モジュールにおいて行われる処理の前処理及び後処理を行うためのものである。搬送アームＡ２、Ａ３、Ａ４は、塗布モジュールと処理モジュール群との間に設けられており、塗布モジュール及び処理モジュール群の各処理モジュールの間でウェハＷの受け渡しを行う。

第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２から第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４の各ブロックは、第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２及び第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４における薬液が反射防止膜用の薬液であり、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３における薬液がレジスト液であることを除き、同様の構成を有する。

ここで、図４を参照し、第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、及び第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を代表し、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３の構成を説明する。

第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３は、塗布モジュール２３、棚ユニットＵ３及び搬送アームＡ３を有する。棚ユニットＵ３は、加熱モジュール、冷却モジュール等の熱処理モジュール群を構成するように積層された、複数の処理モジュールを有する。棚ユニットＵ３は、塗布モジュール２３と対向するように配列されている。また、棚ユニットＵ３には、複数の処理モジュールのいずれかと隣接するように、後述する基板検査装置３０が設けられている。

搬送アームＡ３は、塗布モジュール２３と棚ユニットＵ３との間に設けられている。図４中２４は、各処理モジュールと搬送アームＡ３との間でウェハＷの受け渡しを行うための搬送口である。

搬送アームＡ３は、２枚のフォーク３（３Ａ、３Ｂ）、基台２５、回転機構２６、及び昇降台２７を有する。

２枚のフォーク３Ａ、３Ｂは、上下に重なるように設けられている。基台２５は、回転機構２６により、鉛直軸周りに回転自在に設けられている。また、フォーク３Ａ、３Ｂは、図示しない進退機構により、基台２５から、例えば、後述する基板検査装置３０の載置台３２に進退自在に設けられている。

昇降台２７は、図４に示すように、回転機構２６の下方側に設けられている。昇降台２７は、上下方向（図４中Ｚ軸方向）に直線状に延びる図示しないＺ軸ガイドレールに沿って、昇降機構により昇降自在に設けられている。昇降機構としては、ボールネジ機構やタイミングベルトを用いた機構等、周知の構成を用いることができる。この例ではＺ軸ガイドレール及び昇降機構は夫々カバー体２８により覆われており、例えば上部側において接続されて一体となっている。またカバー体２８は、Ｙ軸方向に直線状に伸びるＹ軸ガイドレール２９に沿って摺動移動するように構成されている。

インターフェイスブロックＳ３は、図１に示すように、インターフェイスアームＦを有する。インターフェイスアームＦは、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ２の近傍に設けられている。棚ユニットＵ２の各処理モジュール同士の間及び露光装置Ｓ４との間では、インターフェイスアームＦによりウェハＷが搬送される。

キャリアブロックＳ１からのウェハＷは、棚ユニットＵ１の一つの受け渡しモジュール、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２に対応する受け渡しモジュールＣＰＬ２に、受け渡し手段Ｃにより、順次搬送される。受け渡しモジュールＣＰＬ２に搬送されたウェハＷは、第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の搬送アームＡ２に受け渡され、搬送アームＡ２を介して各処理モジュール（塗布モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群の各処理モジュール）に搬送され、各処理モジュールで処理が行われる。これにより、ウェハＷに反射防止膜が形成される。

反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ２、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＢＦ２、受け渡しアームＤ、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＣＰＬ３を介し、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３の搬送アームＡ３に受け渡される。そして、ウェハＷは、搬送アームＡ３を介して各処理モジュール（塗布モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群の各処理モジュール）に搬送され、各処理モジュールで処理が行われる。これにより、ウェハＷにレジスト膜が形成される。

レジスト膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ３を介し、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＢＦ３に受け渡される。

なお、レジスト膜が形成されたウェハＷは、後述するように、基板検査装置３０に搬送され、ウェハＷの表面の画像を撮像し、基板検査が行われてもよい。

また、レジスト膜が形成されたウェハＷは、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４において更に反射防止膜が形成される場合もある。この場合は、ウェハＷは受け渡しモジュールＣＰＬ４を介し、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４の搬送アームＡ４に受け渡され、搬送アームＡ４を介して各処理モジュール（塗布モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群の各処理モジュール）に搬送され、各処理モジュールで処理が行われる。これにより、ウェハＷに反射防止膜が形成される。そして、反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ４を介し、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＴＲＳ４に受け渡される。

レジスト膜が形成されたウェハＷ又はレジスト膜の上に更に反射防止膜が形成されたウェハＷは、受け渡しアームＤ、受け渡しモジュールＢＦ３、ＴＲＳ４を介して受け渡しモジュールＣＰＬ１１に受け渡される。受け渡しモジュールＣＰＬ１１に受け渡されたウェハＷは、シャトルアームＥにより棚ユニットＵ２の受け渡しモジュールＣＰＬ１２に直接搬送された後、インターフェイスブロックＳ３のインターフェイスアームＦに受け渡される。

インターフェイスアームＦに受け渡されたウェハＷは、露光装置Ｓ４に搬送され、所定の露光処理が行われる。所定の露光処理が行われたウェハＷは、インターフェイスアームＦを介し、棚ユニットＵ２の受け渡しモジュールＴＲＳ６に載置され、処理ブロックＳ２に戻される。処理ブロックＳ２に戻されたウェハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１において現像処理が行われる。現像処理が行われたウェハＷは、搬送アームＡ１、棚ユニットＵ１のいずれかの受け渡しモジュール、受け渡し手段Ｃを介し、キャリア２０に戻される。

次に、図５及び図６を参照し、レジストパターン形成装置に組み込まれた基板検査装置３０について説明する。図５は、基板検査装置３０の一部断面を含む側面図である。図６は、基板検査装置３０の一部断面を含む平面図である。

基板検査装置３０は、前述したように、例えば第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３の各モジュールで処理が行われ、レジスト膜が形成されたウェハＷの表面の画像を撮像し、基板検査を行うためのものである。基板検査装置３０は、レジストパターン形成装置のいずれかの場所に設けられていればよく、前述したように、例えば第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に、各処理モジュールと隣接して設けることができる。

基板検査装置３０は、ケーシング３１、載置台３２及び撮像ユニット４０を有する。

載置台３２は、ウェハＷを載置するためのものであり、外側を覆うケーシング３１内の下方空間に設けられている。載置台３２は、モータなどの回転駆動部３３によって、回転、停止が自在である。ケーシング３１の一端側には、載置台３２上のウェハＷのノッチ部の位置を検出するセンサ３４が設けられている。センサ３４によるノッチ部の位置の検出結果に基づいて、回転駆動部３３によって載置台３２を回転させて、ウェハＷの角度をアライメントすることができる。

ケーシング３１の底面には、ケーシング３１の一端側（図５の左側）から他端側（図５の右側）まで延びるガイドレール３５が設けられている。載置台３２は、ガイドレール３５上に設けられており、例えばパルスモータなどの駆動装置３６によってガイドレール３５に沿ってＸ方向に移動できる。載置台３２の駆動は、例えばパルスモータなどの駆動装置３６の駆動によって行なわれる。すなわち、駆動装置３６によって、載置台３２が、基板検査装置３０のケーシング３１内を直線移動する。

ケーシング３１内の端部には、搬送アームＡ３が載置台３２に対してフォーク３Ａ、３Ｂを進退駆動させ、ウェハＷを搬入、搬出するための搬送口３９（図４における２４と同じ）が設けられている。

撮像ユニット４０は、外側を覆うケーシング３１内の上方空間に設けられている。撮像ユニット４０は、撮像装置４２、ハーフミラー４３及び照明装置４４を有している。撮像装置４２は、撮像ユニット４０内の一端側（図５の左側）に固定されている。本実施の形態では、撮像装置４２として、広角型のＣＣＤカメラを使用している。また、ハーフミラー４３と照明装置４４は、ケーシング３１のＸ方向の中央付近に固定されている。照明装置４４は、ハーフミラー４３の背後に設けられている。照明装置４４からの照明は、ハーフミラー４３を通過して、ハーフミラー４３の下方に向けて照射される。そしてこの照射領域にある物体の反射光は、ハーフミラー４３で反射して、撮像装置４２に取り込まれる。すなわち、撮像装置４２は、照射領域にある物体を撮像することができる。

以上の構成を有する基板検査装置３０によれば、載置台３２がケーシング３１内の下方空間をガイドレール３５に沿ってＸ方向（又は−Ｘ方向）に移動する間に、ケーシング３１内の上方空間に固定された撮像ユニット４０が、載置台３２上のウェハＷの上面を走査する。これにより、ウェハＷ全面を撮像することができる。

なお、撮像ユニット４０は、本発明における画像データ取得部に相当する。

基板検査装置３０は、制御系として、駆動装置３６の駆動を制御する第１の制御装置５１と、撮像装置４２の撮像を制御する第２の制御装置５２と、第１の制御装置５１と第２の制御装置５２を制御する第３の制御装置５３を備えている。

駆動装置３６の駆動、例えばＯＮ、ＯＦＦ、速度などは、第１の制御装置５１によって制御される。すなわち第１の制御装置５１から駆動装置３６に対して出力される駆動信号によって、駆動装置３６は駆動、停止、さらには駆動の速度等が制御される。そして駆動信号によって駆動された駆動装置３６からは、そのときのエンコーダ信号が第１の制御装置５１に出力される。

撮像装置４２は、第２の制御装置５２によって制御される。本実施の形態においては、第２の制御装置５２から撮像装置４２に対して出力される外部同期信号によって、撮像装置４２による撮像、撮像タイミング、画像取り込み時間等が制御される。そして撮像した画像は、第２の制御装置５２に出力され、第２の制御装置５２又は第３の制御装置５３において、後述する画像処理及び基板検査が施される。

第１の制御装置５１、第２の制御装置５２は、レジストパターン形成装置全体を制御する、上位の第３の制御装置５３によって制御される。すなわち第３の制御装置５３から第１の制御装置５１に対して出力される駆動信号に基づいて、第１の制御装置５１は駆動装置３６に対して所定の駆動信号を出力する。一方第３の制御装置５３は、第１の制御装置５１に対して出力する駆動信号と同じタイミングで、駆動信号を第２の制御装置５２に対しても出力し、第２の制御装置５２は、当該駆動信号に基づいて外部同期信号を撮像装置４２に対して出力する。この場合、駆動信号と外部同期信号との関係は、例えば駆動信号が１パルスに対して１ショット（１ライン）の撮像を行う同期信号であってもよく、複数のパルスに対して１ショット（１ライン）の撮像を行う同期信号としてもよい。

以上のような制御は、たとえば第３の制御装置５３に記録されたコンピュータプログラム、又は、第３の制御装置５３において読み取り可能な各種の記憶媒体に記録されたコンピュータプログラムにしたがってなされる。

前述した画像処理及び基板検査が第２の制御装置５２において施される場合、第２の制御装置５２は、フィルタ画像作成部５２ａ、データ作成部５２ｂ及び表示部５２ｃを有する。

フィルタ画像作成部５２ａは、マイクロプロセッサ（コンピュータ）等よりなる。フィルタ画像作成部５２ａは、取得した画像データを登録し、登録した画像データの画像の中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれかの画素の画素値を、円周上に位置する画素から選択した複数の画素の画素値のうちの最大値に置換することによって、擬似欠陥を除去するためのフィルタ画像を作成する。データ作成部５２ｂは、マイクロプロセッサ（コンピュータ）等よりなる。データ作成部５２ｂは、画像における画素の位置座標を極座標変換し、画像の中心位置を中心とする円の半径と、円の円周上に位置する全ての画素の画素値のうちの最大値との関係を示す最大値データを作成する。表示部５２ｃは、ディスプレイ等よりなる。表示部５２ｃは、フィルタ画像作成部及びデータ作成部により作成されたフィルタ画像及び最大値データを表示する。

なお、フィルタ画像作成部５２ａ、データ作成部５２ｂ及び表示部５２ｃのいずれかは、第３の制御装置５３に含まれるものであってもよい。

ウェハＷの基板検査を行う際は、先ずウェハＷが搬送アームＡ３により搬送口３９から搬入され、載置台３２上に載置される。このとき、載置台３２は、予めケーシング３１内の他端側のウェハ搬入出位置Ｐ１（図５中点線で示す位置）に待機している。その後、駆動装置３６によって載置台３２がケーシング３１の一端側のアライメント位置Ｐ２（図５中実線で示す位置）に移動して停止する。次にセンサ３４によりウェハＷのノッチ部が検出され、そのノッチ部の位置に基づいてウェハＷが回転され、ウェハＷのノッチ部の位置が所定の設定角度に合わせ込まれる（ウェハＷのアライメント）。このときの設定角度は、例えばウェハ処理のレシピに応じて予め定められており、最適な画像が取得できる角度が選択される。その後、駆動装置３６によって載置台３２がウェハ搬入出位置Ｐ１側に所定速度で移動し、ウェハＷがハーフミラー４３の下を通過する際に、撮像装置４２によってウェハＷの表面が撮像される。載置台３２は、ウェハ搬入出位置Ｐ１で停止し、その後ウェハＷは搬送アームＡ３により搬送口３９から搬出される。

次に、図７から図１４を参照し、本実施の形態に係る基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法について説明する。

図７は、本実施の形態に係る基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法における各工程の手順を示すフローチャートである。図８は、複数のウェハＷの各々を撮像した画像を加算合成して合成画像を作成する様子を示す概念図である。図９及び図１０は、作成した合成画像を示す概念図である。図１１は、作成した変換画像を示す概念図である。図１２は、変換画像から最大値データを作成する様子を示す概念図である。図１３は、最大値データを模式的に示すグラフである。図１４は、作成したフィルタ画像を示す概念図である。

なお、図７に示すステップＳ１１〜ステップＳ１４が、本発明における画像作成方法に相当し、図７に示すステップＳ１１〜ステップＳ１７が、本発明における基板検査方法に相当する。

始めに、ステップＳ１１では、予め複数のウェハＷの各々を撮像した画像を合成することによって、合成画像を作成する（合成画像作成工程）。

撮像する画像の中心位置がウェハＷの中心位置に一致するように、複数のウェハＷの各々を撮像しておく。そして、図８に示すように、複数のウェハＷの各々を撮像した画像について、同一の画素の画素値の標準偏差値を計算し、その値を新しく画素値とする。全ての画素について、標準偏差値を計算して新しく画素値とすることによって、図９に示すような合成画像を作成する。そして、作成した合成画像を登録しておく。

また、予め撮像した画像の中心位置がウェハＷの中心位置に一致しているため、合成画像の中心位置もウェハＷの中心位置に一致している。

ここで、複数のウェハＷの各々とは、同一の装置を用いて基板処理したウェハ、例えば同一の塗布モジュール２３を用いて塗布処理した異なるロットに含まれるウェハ同士であってもよい。あるいは、複数のウェハＷの各々とは、異なる装置を用いて基板処理したウェハ、例えば異なる塗布モジュール２３を用いて塗布処理したウェハ同士であってもよい。複数のウェハＷが、例えば同一の塗布モジュール２３を用いて塗布処理した異なるロットに含まれるウェハ同士であるときは、異なるロットも含めた処理条件の範囲で、誤って検出される擬似欠陥の数を低減することができる。また、複数のウェハＷが、異なる装置を用いて基板処理したウェハ、例えば異なる塗布モジュール２３を用いて塗布処理したウェハ同士であるときは、異なる塗布モジュール２３も含めた処理条件の範囲で、誤って検出される擬似欠陥の数を低減することができる。

次いで、ステップＳ１２では、作成した合成画像における画素の位置座標を極座標変換することによって、変換画像を作成する（変換画像作成工程）。

図１０に示すように、合成画像において、画素Ｐの合成画像の中心位置ＣＰからの距離をＲとし、中心位置ＣＰから画素Ｐに向かう方向が＋Ｘ方向となす角をθとする。そして、合成画像における画素Ｐの位置座標（Ｘ，Ｙ）を、極座標（Ｒ，θ）に極座標変換する。次いで、横軸をＲとし、縦軸をθとする二次元座標において、各画素位置における画素値（輝度値）を等高線表示することによって、図１１に示すように、変換画像を作成する。

例えば、合成画像から、θを例えば０．１度間隔とし、図１０の直線Ｌに示す半径１ライン分の輝度値を抜き出していく。半径１ライン分の輝度値のピクセル数を例えば１０２４ピクセルとする。この抜き出し作業を、１周分、すなわち３６００ライン分繰り返し、各ラインに含まれるピクセルを平行に並べて長方形を作る。そうすると、図１１に示すような、３６００×１０２４ピクセルの画像を作成することができる。

なお、合成画像の中心位置がウェハＷの中心位置に一致しているとき、変換画像の左端のピクセル（各ラインの１ピクセル目）の位置もウェハＷの中心位置に一致している。

次いで、ステップＳ１３では、変換画像に基づいて、最大値データを作成する（データ作成工程）。

図１２に示す変換画像を縦方向（角度θ方向）にスキャンし、例えば３６００ライン分に相当する３６００ピクセルの輝度値のうちの最大値を取得し、最大値データとする。この取得作業を、横方向（半径Ｒ方向）に、例えば１０２４ピクセル分繰り返し、図１３に示すように、横軸を半径Ｒとし、縦軸を輝度値の最大値（画素値の最大値）である最大値データとするグラフを作成する。すなわち、最大値データは、変換画像に基づいて、合成画像の中心位置を中心とする円の半径と、円の円周上に位置する全ての画素の画素値のうちの最大値との関係を示すものである。

次いで、ステップＳ１４では、作成した最大値データに基づいて、フィルタ画像を作成する（フィルタ画像作成工程）。

図１３に示す最大値データの曲線を、合成画像の中心位置に相当する左端のピクセル（１ピクセル目）よりなるピクセル列を中心として、例えば０．１度間隔で回転させる。そして、この回転により得られる回転体の形状を、二次元分布として等高線表示することによって、図１４に示すような同心円状のフィルタ画像を得る。すなわち、フィルタ画像は、合成画像の中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれの画素の画素値をも、作成した最大値データに基づいて、円の半径に対応して定められた最大値に置換することによって、作成される。

なお、フィルタ画像を作成する際に、合成画像の中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれの画素の画素値を、その円の円周上に位置する全ての画素の画素値のうちの最大値に置換しなくてもよい。例えば、合成画像の中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれかの画素の画素値を、円周上に位置する画素から選択した複数の画素の画素値のうちの最大値に置換するようにしてもよい。そのような例を、第２の実施の形態において後述する。

次いで、ステップＳ１５では、被検査画像を作成する（被検査画像作成工程）。

前述したように、基板検査装置３０の載置台３２にウェハＷが載置されている状態で、載置台３２を例えばアライメント位置Ｐ２からウェハ搬入出位置Ｐ１の位置まで−Ｘ方向に移動させる。そして、載置台３２が移動する間に、撮像ユニット４０が、載置台３２上のウェハＷの上面を走査する。これにより、ウェハＷ全面を撮像し、検査対象画像を得る。そして、下記式（１）
被検査画像＝ＡＢＳ｛（検査対称画像）−（基準画像）｝ （１）
に示すように、検査対象画像から、例えば正常なウェハ等を撮像して得られる所定の基準画像を減算することによって、被検査画像を得る。なお、式（１）において、ＡＢＳ｛｝は、｛｝内の値の絶対値を取ることを意味する。すなわち、被検査画像のある画素（画素Ａとする。）の画素の画素値は、検査対象画像の画素Ａと同一位置の画素の画素値から、所定の基準画像の画素Ａと同一位置の画素の画素値を減算することによって、得られた値の絶対値である。

次いで、ステップＳ１６では、除去画像を作成する（除去画像作成工程）。

下記式（２）
除去画像＝被検査画像−フィルタ画像 （２）
に示すように、被検査画像からフィルタ画像を減算することによって、除去画像を得る。

次いで、ステップＳ１７では、除去画像の各画素の画素値を基準値と比較し、基板に欠陥があるか否かを判定する（判定工程）。

除去画像の各画素の画素値を、予め決められた基準値と比較し、いずれかの画素の画素値が、下記式（３）
除去画像の画素値−基準値＞０ （３）
に示すように基準値よりも大きいときに、ウェハＷに欠陥があると判定する。一方、いずれの画素の画素値も、下記式（４）
除去画像の画素値−基準値≦０ （４）
に示すように基準値と同じか又は基準値よりも小さいときは、ウェハＷには欠陥がないと判定する。

図１５は、本実施の形態（実施例）に係る基板検査方法により得られた除去画像を、比較例１、２に係る基板検査方法により得られた除去画像と比較しながら模式的に示す図である。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、それぞれ比較例１、２における除去画像を示し、図１５（ｃ）は、実施例に係る除去画像を示す。また、比較例１及び比較例２は、除去画像を作成するためのフィルタ画像として、全面が等しい閾値を画素値として有するフィルタ画像を用いた例を示す。比較例１は、基準値として相対的に小さい閾値を用いた例を示し、比較例２は、基準値として相対的に大きい閾値を用いた例を示す。

図１５に示す例では、ウェハＷの中心部には、半導体製造上で問題になる可能性のある真の欠陥があるものとし、ウェハＷの周縁部には、半導体製造上に問題にならない例えばレジスト膜の塗布ムラに起因する擬似欠陥があるものとする。すると、図１５（ａ）に示すように、フィルタ画像の画素値（閾値）として相対的に小さい閾値を用いるとき（比較例１）は、真の欠陥も検出されるものの、擬似欠陥も誤って検出されてしまう。そこで、図１５（ｂ）に示すように、誤って検出される擬似欠陥の数を低減するために、フィルタ画像の画素値（閾値）として相対的に大きい閾値を用いるとき（比較例２）は、擬似欠陥は検出されなくなるものの、真の欠陥も検出されなくなってしまう。

一方、フィルタ画像として実施例に示すフィルタ画像を用いるときは、図１５（ｃ）に示すように、擬似欠陥は検出されないものの、真の欠陥を検出することができる。これは、フィルタ画像が、擬似欠陥が検出されるときの画素値よりも大きな画素値を有する同心円状の分布を有するものであり、擬似欠陥を除去した除去画像が作成されたからである。従って、本実施の形態によれば、誤って検出される擬似欠陥の数を低減できるとともに、欠陥の検出感度を落とすことなく、本来検出されるべき真の欠陥を検出できる。
（第１の実施の形態の変形例）
次に、図１６及び図１７を参照し、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法について説明する。

本変形例に係る基板検査方法及び画像作成方法は、データ作成工程の後、確認用画像作成工程及びデータ変更工程を有する点で、第１の実施の形態に係る基板検査方法及び画像作成方法と相違する。

本変形例に係る基板検査方法を行うための基板検査装置、及び基板検査装置が組み込まれたレジストパターン形成装置も、第１の実施の形態で説明した基板検査装置及びレジストパターン形成装置とそれぞれ同一とすることができる。従って、レジストパターン形成装置及び基板検査装置についての説明は省略する。

図１６は、本変形例に係る基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法における各工程の手順を示すフローチャートである。図１７は、変更した最大値データを模式的に示すグラフである。

図１６に示すように、本変形例に係る基板検査方法及び画像作成方法は、確認用画像作成工程及びデータ変更工程を有する点以外は、第１の実施の形態に係る基板検査方法及び画像作成方法と同様である。そのため、確認用画像作成工程及びデータ変更工程以外の工程の説明を省略する。

本変形例では、ステップＳ１１（合成画像作成工程）からステップＳ１３（データ作成工程）の後、例えばステップＳ１３−２において、最大値データのままでよいか確認するために、新たなウェハＷを撮像して確認用画像を作成することができる（確認用画像作成工程）。

次いで、ステップＳ１３−３において、作成した確認用画像で新たに擬似欠陥が発生したときに、新たな擬似欠陥が発生した半径領域において最大値データが更に大きくなるように、図１７に示すように、最大値データを変更する（データ変更工程）。図１７に示す例では、点線ＣＬ１から実線ＣＬ２へ最大値データが変更されている。すなわち、撮像した確認用画像に擬似欠陥が発生したときに、擬似欠陥を除去するように、最大値データを変更する。

なお、ステップＳ１３−２（確認用画像作成工程）を行わず、ステップＳ１３−３（データ変更工程）で、例えばステップＳ１３（データ作成工程）で作成したデータを、予め決められている割合の分だけ増加させるようにしてもよい。

その後、ステップＳ１４（フィルタ画像作成工程）からステップＳ１７（判定工程）は、第１の実施の形態と同様である。

ただし、ステップＳ１４（フィルタ画像作成工程）では、フィルタ画像は、合成画像の中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれの画素の画素値をも、変更した最大値データに基づいて、円の半径に対応して定められた最大値に置換することによって、作成される。

本変形例によれば、最大値データを作成した後、プロセス条件の変動等によって擬似欠陥の数が増えたときに、増えた擬似欠陥を除去するように、フィルタ画像を作成することができる。従って、誤って検出される擬似欠陥の数を更に低減できるとともに、欠陥の検出感度を落とすことなく、本来検出されるべき真の欠陥を検出できる。
（第２の実施の形態）
次に、図１８から図２１を参照し、本発明の第２の実施の形態に係る基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法について説明する。

本実施の形態に係る基板検査方法及び画像作成方法は、データ作成工程に代え、回転画像作成工程を有する点、及び、変換画像作成工程がない点で、第１の実施の形態に係る基板検査方法及び画像作成方法と相違する。

本実施の形態に係る基板検査方法を行うための基板検査装置、及び基板検査装置が組み込まれたレジストパターン形成装置も、第１の実施の形態で説明した基板検査装置及びレジストパターン形成装置とそれぞれ同一とすることができる。従って、レジストパターン形成装置及び基板検査装置についての説明は省略する。

図１８は、本実施の形態に係る基板検査方法及びその基板検査用のフィルタ画像の画像作成方法における各工程の手順を示すフローチャートである。図１９は、３６枚の回転画像を示す概念図である。図２０は、３６枚の回転画像に基づいてフィルタ画像を作成する様子を示す概念図である。図２１は、作成したフィルタ画像を示す概念図である。

本実施の形態におけるステップＳ２１（合成画像作成工程）、ステップＳ２４（被検査画像作成工程）からステップＳ２６（判定工程）は、第１の実施の形態におけるステップＳ１１（合成画像作成工程）、ステップＳ１５（被検査画像作成工程）からステップＳ１７（判定工程）のそれぞれと同一であり、説明を省略する。

本実施の形態では、ステップＳ２１（合成画像作成工程）の後、ステップＳ２２では、回転画像を作成する（回転画像作成工程）。図１９に示すように、合成画像を、合成画像の中心位置ＣＰを回転中心として、１０度（°）、２０°、３０°・・・３６０°回転させた３６枚の回転画像を作成する。

次いで、ステップＳ２３では、フィルタ画像を作成する（フィルタ画像作成工程）。図２０では、３６枚の回転画像の各々における、図１９に示す合成画像の画素Ｂと同一位置の画素を結ぶ線を、点線Ｌで示す。そして、３６枚の回転画像を比較し、点線Ｌ上にある画素の画素値が最大になる回転画像の画素値を抽出し、抽出した画素値により合成画像の画素Ｂの画素値を置換する。この作業を合成画像の全ての画素に対して繰り返すことによって、図２１に示すようなフィルタ画像を作成する。すなわち、フィルタ画像は、合成画像の画素Ｂの画素値を、合成画像の３６枚の回転画像の各々における画素Ｂと同一位置の画素の画素値のうちの最大値に置換することによって、作成される。これは、合成画像の中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれかの画素の画素値を、円周上に位置する画素から中心角が１０°間隔になるように選択した複数の画素の画素値のうちの最大値に置換するものである。

なお、ステップＳ２２（回転画像作成工程）では、合成画像を、合成画像の中心位置を回転中心として、１０°、２０°、３０°・・・３６０°回転させた例を示したが、ｎを２以上の自然数として、３６０°回転するまで、（３６０／ｎ）°ずつ回転させたｎ枚の回転画像を作成してもよい。そして、ステップＳ２３（フィルタ画像作成工程）では、合成画像の一の画素の画素値を、ｎ枚の回転画像の各々における一の画素と同一位置の画素の画素値のうちの最大値に置換することによって、フィルタ画像を作成してもよい。

なお、ｎは３０以上の自然数であることが好ましい。これにより、フィルタ画像を略同心円状とすることができる。

その後、ステップＳ２４（被検査画像作成工程）からステップＳ２６（判定工程）は、第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態でも、フィルタ画像は、擬似欠陥が検出されるときの画素値よりも大きな画素値を有する略同心円状の分布を有するものであり、擬似欠陥を除去した除去画像が作成される。従って、誤って検出される擬似欠陥の数を低減できるとともに、欠陥の検出感度を落とすことなく、本来検出されるべき真の欠陥を検出できる。

なお、本実施の形態に係る基板検査方法及び画像作成方法は、ステップＳ２２（回転画像作成工程）の後、ステップＳ２３（フィルタ画像作成工程）の前に、第１の実施の形態の変形例で説明した、ステップＳ１３（データ作成工程）からステップＳ１３−３（データ変更工程）を有するものであってもよい。すなわち、ステップＳ２２（回転画像作成工程）で作成した回転画像を登録した画像データとして用い、画像データの画像における中心位置を中心とする円の半径と、円の円周上に位置する全ての画素の画素値のうちの最大値との関係を示す最大値データを作成する。その後、ウェハＷを撮像した画像に基づいて、作成した最大値データを変更する。これにより、第１の実施の形態の変形例と同様に、最大値データを作成した後、プロセス条件の変動等によって増えた擬似欠陥を除去するように、フィルタ画像を作成することができる。従って、誤って検出される擬似欠陥の数を更に低減できるとともに、欠陥の検出感度を落とすことなく、本来検出されるべき真の欠陥を検出できる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

上記した実施の形態では、複数のウェハＷの各々を撮像した画像により合成画像を作成してからフィルタ画像を作成したが、合成画像を作成せずに１枚のウェハＷの画像により、フィルタ画像を作成してもよい。この場合、ウェハＷの登録画像のうち１枚を選択し、変換画像または回転画像を作成した後にフィルタ画像を作成してもよい。

３０ 基板検査装置
３２ 載置台
４０ 撮像ユニット
４２ 撮像装置
５１ 第１の制御装置
５２ 第２の制御装置
５３ 第３の制御装置

Claims (10)

1. 基板の欠陥の有無を検査するために擬似欠陥を除去するためのフィルタ画像を作成する画像作成方法において、
   登録された画像の中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれかの画素の画素値を、前記円周上に位置する画素から選択した複数の画素の画素値のうちの最大値に置換することによって、前記フィルタ画像を作成するフィルタ画像作成工程を有する、画像作成方法。
2. 登録された画像における画素の位置座標を極座標変換することによって、変換画像を作成する変換画像作成工程と、
   作成した前記変換画像に基づいて、前記中心位置を中心とする円の半径と、前記円の円周上に位置する全ての画素の画素値のうちの最大値との関係を示す最大値データを作成するデータ作成工程と
   を有し、
   前記フィルタ画像作成工程は、前記中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれの画素の画素値をも、作成した前記最大値データに基づいて、前記円の半径に対応して定められた前記最大値に置換することによって、前記フィルタ画像を作成するものである、請求項１に記載の画像作成方法。
3. 登録された画像を、前記画像の中心位置を回転中心として、３６０／ｎ度（ｎは２以上の自然数）ずつ回転させて得られたｎ枚の回転画像を作成する回転画像作成工程を有し、
   前記フィルタ画像作成工程は、前記画像の一の画素の画素値を、前記ｎ枚の回転画像の各々における前記一の画素と同一位置の画素の画素値のうちの最大値に置換することによって、前記フィルタ画像を作成するものである、請求項１に記載の画像作成方法。
4. 予め複数の基板の各々を撮像した画像を合成することによって、合成画像を作成する合成画像作成工程を有し、
   前記登録された画像は、前記合成画像作成工程により作成した合成画像である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像作成方法。
5. 前記データ作成工程の後、基板を撮像した画像に基づいて、作成した前記最大値データを変更するデータ変更工程を有し、
   前記フィルタ画像作成工程は、前記中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれの画素の画素値をも、変更した前記最大値データに基づいて、前記円の半径に対応して定められた前記最大値に置換することによって、前記フィルタ画像を作成するものである、請求項２に記載の画像作成方法。
6. 前記データ変更工程は、撮像した前記画像に擬似欠陥が発生したときに、前記擬似欠陥を除去するように、前記最大値データを変更するものである、請求項５に記載の画像作成方法。
7. 基板の欠陥の有無を検査する基板検査方法において、
   基板を撮像した画像に基づいて作成された被検査画像から、請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像作成方法により作成された前記フィルタ画像を減算することによって、除去画像を作成する除去画像作成工程と、
   作成した前記除去画像の各画素の画素値を基準値と比較し、いずれかの画素の画素値が前記基準値よりも大きいときに、前記基板に欠陥があると判定する判定工程と
   を有する、基板検査方法。
8. 前記被検査画像の一の画素の画素値は、前記基板を撮像した画像の前記一の画素と同一位置の画素の画素値から、所定の基準画像の前記一の画素と同一位置の画素の画素値を減算して得た値の絶対値である、請求項７に記載の基板検査方法。
9. コンピュータに請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像作成方法又は請求項７若しくは請求項８に記載の基板検査方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
10. 基板の欠陥の有無を検査するために、基板を撮像して画像データを取得する画像データ取得部と、
    取得した画像データを登録し、登録した前記画像データの画像の中心位置を中心とする円の円周上に位置するいずれかの画素の画素値を、前記円周上に位置する画素から選択した複数の画素の画素値のうちの最大値に置換することによって、擬似欠陥を除去するためのフィルタ画像を作成するフィルタ画像作成部と、
    前記画像における画素の位置座標を極座標変換し、前記画像の中心位置を中心とする円の半径と、前記円の円周上に位置する全ての画素の画素値のうちの最大値との関係を示す最大値データを作成するデータ作成部と、
    前記フィルタ画像作成部及び前記データ作成部により作成されたフィルタ画像及び前記最大値データを表示する表示部と
    を有する、基板検査装置。

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