JP2016192457A - 半導体検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体検査装置において、検査終了時刻を正確に計算することが可能となり、フープの搬入・回収時に発生する待機時間を削減することができる半導体検査装置を提供する。【解決手段】導体検査装置１０４は、フープ１０３の検査終了時刻の算出が完了すると上位ＨＯＳＴ１０７に当該ＦＯＵＰの検査終了時刻を予告する。この予告をすべてのロードポート１０５に保持されている各フープ１０３に対して行い、最後にすべてのロードポート１０５に保持されている各フープ１０３の処理時間を合計し、半導体検査装置全体の処理終了時刻を予告する。【選択図】図１

Description

本発明は半導体ウェーハの検査を行う半導体検査装置、または半導体ウェーハの処理を行う半導体処理装置、及びこれらが接続された自動搬送システムに関する。

半導体製造工場内には、複数台の半導体検査装置と、各半導体検査装置にフープを搬送するための自動搬送システムと、自動搬送システムを制御するための上位ＨＯＳＴが備えられている。フープとは複数枚の半導体ウェーハを収容するための容器である。半導体検査装置とは、半導体ウェーハの検査または半導体ウェーハに形成されたパターンの検査を行う装置を広く含む。半導体検査装置には、例えば測長SEM、光学式表面検査装置、レビュー装置等が含まれる。上記自動搬送システムは、フープが搬送される搬送レールと、フープを搬送・着脱するための天井走行無人搬送車（ＯＨＴ：Overhead Hoist Transfer）で構成される。

上記上位ＨＯＳＴは、例えば自動搬送システムにフープの搬入命令および回収命令を送信する。フープの搬入とは、ＯＨＴが、上位ＨＯＳＴに指定されたフープを上位ＨＯＳＴに指定された半導体検査装置のロードポートに搬送することである。また、フープの回収とは、ＯＨＴが、上位ＨＯＳＴに指定された半導体検査装置のロードポートからフープを取り外すことである。

半導体検査装置は、検査が終了した時点でフープの回収要求を上位ＨＯＳＴに送信する。回収要求を受信した上位ＨＯＳＴが自動搬送システムに回収命令を送信すると、ＯＨＴはフープの回収を開始する。

半導体検査装置は、フープが回収された時点で次のフープの搬入要求を上位ＨＯＳＴに送信する。搬入要求を受信した上位ＨＯＳＴが自動搬送システムに搬入命令を送信すると、ＯＨＴはフープの搬入処理を開始する。

特許文献１には、基板の膜厚を測定する膜厚測定器との間で基板の受け渡しを行いながら搬送用ロボットで基板を搬送する基板搬送方法において、膜厚測定終了予告信号の送受信により搬送用ロボットの待機時間を削除または減少するシステムについて開示されている。

特開２０１１−２４３９１１号公報

半導体検査装置は、第一のロードポートにあるフープの処理が終了すると、上位ＨＯＳＴに対しフープの回収要求を出す。要求を受けた上位ＨＯＳＴがＯＨＴにフープの回収命令を出し、ＯＨＴがフープの回収に向かっている間に、半導体検査装置は第二のロードポートのフープの検査を開始する。ここで、半導体検査装置のすべてのロードポートのフープの検査が終了した時点で、1つ目のロードポートのフープの回収および、次の検査対象となるフープの搬入が終了していない場合、半導体検査装置は稼動せずに待機することになり、このような待機時間が工場の稼働率向上の妨げとなっている。待機時間削減のために、フープ毎の検査終了時刻および半導体検査装置のすべてのフープの検査が終了する時刻を上位ＨＯＳＴに通知する仕組みが必要だが、エラーによる検査中断、オペレータによる検査内容の変更、装置自動校正の実行などにより予告する検査終了時刻の正確性が低下する恐れがある。

上記課題を解決するために、本発明は、フープ内の全てのウェーハに対する処理の終了前に、ウェーハに対して予め指定されたレシピの内容に基づいて、前記フープに対する前記処理の終了予定時刻を求め、当該終了予定時刻を上位ＨＯＳＴに出力する。

例えば、本発明の半導体検査装置は、複数のウェーハが収容されたフープをセットするロードポートと、前記フープから前記ウェーハの少なくとも１つを取り出し検査室内に搬送する搬送システムと、前記検査室内で前記搬送システムによって搬送されたウェーハに対して予め指定されたレシピに基づいて処理を行うウェーハ処理システムと、前記フープ内の全てのウェーハに対する処理の終了前に、前記レシピの内容に基づいて、前記フープに対する前記処理の終了予定時刻を求め、当該終了予定時刻を上位ＨＯＳＴに出力するコンピュータと、を有する。より具体的には、前記コンピュータは、各ウェーハに割り当てられた前記レシピの内容から当該ウェーハの処理に要する処理時間を求め、各ウェーハの処理に要する処理時間を合計することで前記フープに対する前記処理の終了予定時刻を求める。

本発明によれば、半導体検査装置において、検査終了時刻を正確に計算することが可能となり、フープの搬入・回収時に発生する待機時間を削減し、工場の稼働率が向上する。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

半導体製造工場における、半導体検査装置と自動搬送システムと上位ＨＯＳＴとの関係を示す概略図である。 半導体検査装置を上から見た構成図である。 検査室を横から見た走査型電子顕微鏡周辺の構成図である。 従来の制御例におけるフープの回収・搬入処理を示すタイミングチャートである。 実施例１におけるフープの回収・搬入処理を示すタイミングチャートである。 １つのフープに対する測長処理のフロー図である。 フープの搬入処理のフロー図である。 検査終了時間算出処理のフロー図である。 ウェーハのロード処理のフロー図である。 アライメント処理のフロー図である。 オートフォーカス処理のフロー図である。 パターン認証処理のフロー図である。 中間倍の処理のフロー図である。 高倍の処理のフロー図である。 ウェーハのアンロード処理のフロー図である。 実施例５における、来歴リストファイルを使用した際の検査終了時間算出処理のフロー図である。 実施例８における、データステーションを介して複数の半導体検査装置の来歴リストファイルを更新する処理のシーケンス図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

本発明において「半導体検査装置」とは光または荷電粒子線を用いて試料の状態を検査又は観察する装置を広く含むものとする。半導体検査装置の一例として、走査型電子顕微鏡を用いた検査装置、レビュー装置、パターン計測装置が挙げられる。以下、半導体検査装置の一例として走査型電子顕微鏡（以降、測長ＳＥＭと呼ぶ）を説明するが、これは本発明の単なる一例であって、本発明は以下説明する実施の形態に限定されるものではない。

図１は、半導体製造工場における、半導体検査装置と自動搬送システムと上位ＨＯＳＴとの関係を示す概略図である。図１に示すように半導体検査工場には、複数の半導体検査装置１０４と、搬送レール１０１と、搬送レール上に設置された複数のＯＨＴ１０２と、ＯＨＴに搬送される複数のフープ１０３と、ＯＨＴの動作を指示する上位ＨＯＳＴ１０７と、データステーション１０８とが設置されている。なお、図１では半導体検査装置１０４、ＯＨＴ１０２、フープ１０３は各一つを代表して図示している。フープ１０３とは、複数のウェーハを収容した容器であり、ウェーハは複数の半導体検査装置１０４の間をフープ１０３に格納された状態で移動する。半導体検査装置１０４は、半導体ウェーハの搬入および搬出のためにフープが設置されるロードポート１０５と、半導体検査装置の制御を行うコンピュータ１０６とを有している。半導体検査装置１０４は複数のロードポート１０５を有する。

図２（ａ）に本実施例の走査型電子顕微鏡を用いた半導体検査装置を上から見た構成図を示す。半導体検査装置１０４は、検査室２０１、ロードロック室２０７、ミニエンバイロメント方式の搬送装置２１０を備える。検査室２０１には走査電子顕微鏡２０２、光学電子顕微鏡２０３、試料ステージ２０６、及び、真空ロボット２０４が設けられている。試料ステージ２０６には静電チャック２０５が設けられている。試料ステージ２０６はＸＹ方向の移動と回転移動が可能である。ロードロック室２０７には、プリアライナ２０８が設けられている。搬送装置２１０には、搬送ロボット２０９が設けられている。搬送装置２１０の外側にはロードポート１０５が設けられ、そこに、フープ１０３が配置されている。フープ１０３内部は高い清浄度に保持されており、そこに複数のウェーハ２１１が収納されている。ロードロック室２０７は予備真空排気室であり、試料室２０１と接続されるときは、真空排気され、搬送装置２１０と接続されるときは、大気圧となる。

搬送レール１０１は、フープ１０３を半導体検査装置１０４のロードポート１０５に搬送するために、ロードポート１０５の上部に張り巡らされている。

上位ＨＯＳＴ１０７は、演算処理部、メモリを備えるコンピュータである。上位ＨＯＳＴ１０７は半導体検査装置１０４からフープ１０３の搬入要求または回収要求を受信し、適切なＯＨＴ１０２に対してフープの搬入命令または回収命令を送信する。命令の送受信方法は無線でも有線でもよい。

フープの搬入要求とは、未検査ウェーハの収容されたフープ１０３をロードポート１０５にセットするように、半導体検査装置１０４から上位ＨＯＳＴ１０７に向けて発せられる要求である。また、この搬入要求を受けた上位ＨＯＳＴ１０７がＯＨＴ１０２に対して所定の位置に移動しフープ１０３をロードポート１０５にセットするようにする命令を搬入命令という。

フープの回収要求とは、検査終了後のフープ１０３をロードポート１０５から取り外すように半導体検査装置１０４から上位ＨＯＳＴ１０７に向けて発せられる要求である。また、この回収要求を受けた上位ＨＯＳＴ１０７がＯＨＴ１０２に対して所定の位置に移動しフープ１０３をロードポート１０５から取り外すようにする命令を回収命令という。

ＯＨＴ１０２は、上位ＨＯＳＴ１０７からフープの搬入要求を受けると、搬送レール１０１を移動してフープ１０３を半導体検査装置１０４のロードポート１０５の上部まで搬送し、フープ１０３をロードポート１０５にセットする。

また、上位ＨＯＳＴ１０６からフープの回収要求を受けるとＯＨＴ１０２は、搬送レール１０１を移動して半導体検査装置１０４のロードポート１０５の上部まで搬送しフープ１０３をロードポート１０５から取り外す。

ＯＨＴ１０２の代表的な制御には２通りある。１つは、上位ＨＯＳＴ１０７から命令を受信していないＯＨＴ１０２は待機場所で待機しており、命令を受信すると上位ＨＯＳＴ１０７に指定されたロードポート１０５にフープ１０３を搬送するというものである。もう一つは、上位ＨＯＳＴ１０７からの命令の有無に関わらず、全てのＯＨＴ１０２が搬送レール１０１を常に一定速度で移動し続けており、上位ＨＯＳＴ１０７からの命令を受信すると上位ＨＯＳＴ１０７から指定されたロードポート１０５にフープ１０３を搬送するというものである。このとき上位ＨＯＳＴは搬入要求または回収要求のあった半導体検査装置１０４に最も早く到達できるＯＨＴ１０２を選択し、命令を送信する。

なお、システムの構成はこれに限られず、システムを構成する装置の一部または全部が共通の装置であってもよい。

また以下に説明するコンピュータ１０６、上位ＨＯＳＴ１０７等における処理は、ハードウェア、ソフトウェアいずれの方式でも実現可能である。ハードウェアにより構成する場合には、処理を実行する複数の演算器を配線基板上、または半導体チップもしくはパッケージ内に集積することにより実現できる。ソフトウェアにより構成する場合には、システムを構成する装置に搭載された中央演算処理装置（ＣＰＵ）またはシステムに接続された汎用のコンピュータに搭載された汎用ＣＰＵにより、所望の演算処理を実行するプログラムを実行することで実現できる。このプログラムが記録された記録媒体により、既存の装置をアップグレードすることも可能である。

図２は、試料室を横から見た走査型電子顕微鏡の構成図である。走査電子顕微鏡１０１の電子銃２１２から発生した一次電子線２１４は、一次電子加速電源２２６から電圧が印加された一次電子加速電極２１３によって加速される。一次電子線２１４は、ウェーハ２１１Ｃに印加されたリターディング電圧２２７により減速され、かつ制御用計算機２２３の制御信号２２４で対物レンズ２１８により集束されてウェーハ上に照射される。ウェーハに一次電子線２１４が照射されると、ウェーハ表面から二次電子２２５が発生し、二次電子２２５はリターディング電圧２２７により電子銃２１２側に加速される。二次電子２２５は反射板２１６にあたり反射板２１６で反射した二次電子２２５が二次電子検出器２１９で捕捉される。捕捉された情報は、増幅器２２０で増幅され、出力される信号を画像処理プロセッサ２２１内でＡＤ変換し、デジタル画像データを作る。コンピュータ２２２は、入力装置、出力又は表示装置、及び、演算装置を備えており、画像処理プロセッサ２２１で作成されたデジタル画像データ、二次電子プロファイルや寸法情報等を表示することができる。

図３（ａ）は従来の制御例におけるフープの回収・搬入処理を示すタイミングチャートである。

半導体検査装置１０４は検査を終えると、上位ＨＯＳＴ１０７にフープの回収要求を送信する。ここで検査の終了とは、当該フープ内の最後の検査ウェーハが半導体検査装置１０４の検査室からロードポート１０５のフープ内にアンロードされた状態のことである。半導体検査装置１０４から回収要求を受けた上位ＨＯＳＴ１０７はＯＨＴ１０２にフープ１０３の回収命令を送信し、ＯＨＴ１０２は指定されたフープ１０３を回収に向かう。フープ１０３が回収されると、その後、半導体検査装置１０４は上位ＨＯＳＴ１０７に次の検査フープ１０３の搬入要求を送信する。要求を受けた上位ＨＯＳＴはＯＨＴ１０２にフープ１０３の搬入要求を出し、ＯＨＴ１０２がフープ１０３の搬入に向かう。このとき、図３（ａ）に示すように、半導体検査装置１０４のすべてのロードポート１０５のフープ１０３の検査が終了した時点で、次の検査フープ１０３が搬入されていない場合、搬入されるまでの間半導体検査装置１０４は稼動せず待機状態となる。そのため、工場のライン全体としてはスループットが低下してしまう。

図３（ｂ）は、本実施例のフープの回収・搬入処理を示すタイミングチャートである。

半導体検査装置１０４は、フープ１０３が搬入されるとフープ１０３に割り当てられたＪｏｂを取得する。Ｊｏｂとは、フープ１０３内にあるウェーハのうち検査を実施するウェーハと、そのウェーハに割り当てられたレシピを示すファイルである。レシピとは、ウェーハ上のチップの配列情報を示したウェーハ情報ファイル、検査プロセスに関する情報を示したプロセス情報ファイル、ウェーハ情報ファイルとプロセス情報ファイルの組み合わせ情報などを示したレシピファイルで構成される。チップとは、ウェーハ上にマス目状に配置された複数の集積回路の一つ一つのことを指す。

Ｊｏｂの取得が完了すると半導体検査装置１０４は、実行予定のレシピの内容から各ウェーハの処理時間を計算し、検査対象であるすべてのウェーハの処理時間を合計することで、フープ１０３全体の検査終了時刻を計算する。具体的な算出方法については図６のフロー図の説明と合わせて後述する。

半導体検査装置１０４は、フープ１０３の検査終了時刻の算出が完了すると上位ＨＯＳＴ１０７に当該ＦＯＵＰの検査終了時刻を予告する。この予告をすべてのロードポート１０５に保持されている各フープ１０３に対して行い、最後にすべてのロードポート１０５に保持されている各フープ１０３の処理時間を合計し、半導体検査装置全体の処理終了時刻を予告する。また、最初に予告した後に検査終了時間が変更されるような場合については、実施例２以降に記載する。

半導体検査装置１０４からフープ１０３の検査終了時間の予告を受けた上位ＨＯＳＴ１０７は、ＯＨＴ１０２が、検査終了時刻にちょうど検査を終了したフープ１０３の上部に到達するようにＯＨＴ１０２を制御する。また、フープ１０３が回収された後にすぐ次の検査フープ１０３を搬入できるように、第二のＯＨＴ１０２を制御する。次の検査フープの搬入は、遅くとも半導体検査装置全体の処理終了時刻までには完了するように制御される必要がある。

半導体検査装置１０４は検査を終えると、上位ＨＯＳＴ１０７にフープ１０３の回収要求を送信する。要求を受けた上位ＨＯＳＴ１０７はＯＨＴ１０２にフープ１０３の回収命令を送信する。回収命令を受けたＯＨＴ１０２は指定されたフープ１０３を取り外しに向かう。上記のとおり、ＯＨＴ１０２は予告されたフープの終了予定時刻にちょうど回収されるフープ１０３の上部に到達するよう上位ＨＯＳＴ１０７に制御されているため、フープ１０３は速やかに回収される。半導体検査装置１０４はフープ１０３が回収されたことを確認すると、次の検査フープ１０３の搬入要求を上位ＨＯＳＴ１０７に送信する。要求を受けた上位ＨＯＳＴ１０７は第二のＯＨＴ１０２に第二の検査フープ１０３の搬入命令を送信する。回収のときと同様に、第二のＯＨＴ１０２もフープ１０３回収後にすぐに搬入できるよう制御されている。したがって、図３（ａ）に示される待ち時間が図３（ｂ）のとおり減少するため、フープ１０３の回収・搬入の際に生じていた工場のライン全体としてのスループットを向上することができる。

フープの処理時間とは、図４に示す検査処理のフローの開始から終了までの処理時間を指す。半導体検査装置全体の処理時間とは、半導体検査装置のすべてのフープの処理時間の合計を指す。次に。図４の半導体検査装置１０４における検査処理のフロー図の説明をする。

半導体検査装置のコンピュータ１０６はまずフープの搬入処理（４０１）を行う。フープ１０３が搬入されると、半導体検査装置１０４はＪｏｂを取得する。Ｊｏｂを取得した後、Ｊｏｂに紐づくレシピ情報から検査終了時刻を計算し（４０２）、算出した検査終了時刻を上位ＨＯＳＴに予告する（４０３）。検査終了時刻の予告（４０３）は、検査終了時刻の計算が終了した時点で行えばよく、Ｊｏｂに基づくレシピ情報の取得後であればどのタイミングで行っても構わない。例えば図４中の（４０４）以降に行ってもよい。

ウェーハのロード処理（４０４）は、フープ１０３内のウェーハを半導体検査装置内部の検査室に運び入れる処理である。その後、ウェーハ上にあるアライメント用マークを検出し、ウェーハ上の座標系と装置の座標系を合わせるアライメント処理（４０５）を行う。その後、電子ビームの走査範囲に検査対象とするパターンが来るようにステージを動かして検査する測長位置に移動する（４０６）。その後、比較的低倍率の画像によって検査対象の目印となるパターンを探し出す中間倍の処理（４０７）を行う。ここで、中間倍の処理（４０７）とはアドレッシング処理のことである。また、中間倍とは、アライメント処理（４０５）を行った低倍率と計測処理である高倍処理（４０６）での高倍率との間の倍率という意味であるが、実際には低倍、中間倍、高倍の倍率値は大小関係が異なっていてもよい。その後、検査対象とするパターンにフォーカスを合わせた後電子線を走査して、パターンをスキャンし、比較的高倍率の画像を取得する高倍の処理（４０８）を行う。ここで、高倍の処理（４０８）は実際の計測に用いる画像を取得する処理である。その後、スキャン結果の画像をコンピュータ１０６のハードディスクに保存する画像保存処理（４０９）を行う。半導体検査装置１０４は、最後の測長位置になるまで４０６から４０９の処理を繰り返し、最後の測長位置での検査が終了したら、ウェーハのアンロード処理（４１０）をする。ウェーハのアンロード処理は、検査が終了したウェーハを半導体検査装置内部の検査室からロードポートのフープに戻す処理である。半導体検査装置１０４は、最後のウェーハになるまで（４０５）から（４１０）を繰り返し、最後のウェーハの処理が終了したら、フープの回収処理（４１１）をする。次に各処理の詳細を説明する。

図５は、フープの搬入処理のフロー図である。まず半導体検査装置１０４の制御部はフープ１０３の搬入要求を出す（５０１）。搬入要求を受けた上位ＨＯＳＴ１０７はＯＨＴ１０２に搬入命令を出す。ＯＨＴ１０２がフープ１０３を指定されたロードポート１０５の上部まで搬送し（５０２）、ロードポート１０５にセットする（５０３）。その後、半導体検査装置１０４の制御部はフープ１０３を認証し（５０４）、フープに紐付いたＪｏｂを取得する（５０５）。ここで取得したＪｏｂには実行レシピ情報が付随しており、検査終了時間算出処理ではここからレシピを取得してレシピ毎の処理時間を算出する。

図６は、検査終了時間算出処理のフロー図である。検査終了時間計算処理では、実行する各レシピの処理時間を求め、最後に全実行レシピの処理時間を加算することで当該フープ全体の検査終了時間を求める。まず初めに、ステップ５０５で取得したＪｏｂからレシピを取得する（６０１）。次に、予め登録されているウェーハロードの処理時間を取得し（６０２）する。次にアライメントの処理時間を求める（６０３）。具体的には図８のフロー図の処理（ステップ）毎の時間を予め求めておきこれらをすべて加算すればよい。次に中間倍の処理時間を求める（６０４）。具体的には図１１のフロー図の処理（ステップ）毎の時間を予め求めておきこれらをすべて加算すればよい。次に高倍の処理時間を求める（６０５）。具体的には図１２のフロー図の処理（ステップ）毎の時間を予め求めておきこれらをすべて加算すればよい。次に画像保存の処理時間を求める（６０６）。画像保存の処理時間は、予めレシピで設定されている撮像枚数に基づいて決定することができる。次に予め登録されているウェーハンロードの処理時間を求める（６０７）。最後にステップ６０２〜６０７で算出した各処理時間をすべて加算する（６０８）。これを全実行レシピ分繰り返し、最後のレシピに対してステップ６０８の処理が終了したら、各レシピの処理時間を加算して（６０９）、当該フープ全体の処理時間を算出する。

半導体検査装置１０４は、ステップ６０９の当該フープの処理時間の算出処理が終了すると、算出結果を上位ＨＯＳＴ１０７に予告する（４０３）。

次に、図７から図１３を用いて、図６のステップ６０２から６０７の算出処理の詳細を説明する。

図７は、ウェーハのロード処理（４０４）のフロー図である。ウェーハは最初フープ１０３に収容された状態である。搬送ロボット２０９は、フープ１０３よりウェーハ２１１を取り出し（７０１）、それをプリアライナ２０８に配置する（７０２）。プリアライナ２０８ではウェーハの向きを決定するプリアライメント処理が実行される（７０３）。真空ロボット２０４は、プリアライナ２０８に配置されたウェーハ２１１Ａを試料ステージ２０６にロードし（７０４）、静電チャック２０５に電圧を印加してウェーハ２１１Ｂを静電チャック２０５に吸着させる（７０５）。なお、ここで説明のためウェーハ２１１，２１１Ａ，２１１Ｂを分けて説明したが、実際にはステップ７０１から７０５までの処理は各ウェーハに対してシーケンシャルに行われる。ここで、ステップ７０１からステップ７０５の処理時間の合計がウェーハロード処理の処理時間となる。ウェーハロード処理はウェーハによらずほぼ同じ処理時間を要するため、予め処理時間を半導体検査装置のコンピュータに登録しておくことが望ましい。

図８は、アライメント処理（４０５）のフロー図である。アライメント処理ではまず、ステージ２０６をアライメント位置へ移動する（８０１）。アライメント位置移動後、アライメントを行う画像が電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）か光学顕微鏡像（ＯＭ像）か判断する。ＯＭ像の場合明るさ調整（８０２）を行う。ＳＥＭ像の場合まず初めにＺセンサの設定（８０３）を行い、その後オートフォーカス処理（８０４）を行う。Ｚセンサの設定は電子銃２１２とウェーハ２１１Ｃの距離を設定するもので、あらかじめ登録されている値を設定する。オートフォーカスは、電子線２１４を対物レンズ２０７で集束する際、集束点がウェーハ面になり検出器２１９で検出される反射電子や二次電子２２０などが最大になるように集束点を上下に移動させて調整する処理である。

図９に、オートフォーカス処理（８０４）の詳細フロー図を示す。所定の刻み幅でフォーカスを上下に変動させることによりフォーカス調整（９０１）を行い、調整したフォーカスにピーク点が存在するかどうかで最適かどうかを判断する。最適である場合は処理を終了し、最適でない場合はフォーカス調整が飽和しているか判断する。飽和していなければ調整位置を変えて再度フォーカス調整（９０１）を行う。飽和している場合は処理を終了する。ここで、調整位置を変えるとは、ウェーハ面内（正確にはフォーカス調整専用のサンプル面内）の場所を変えるという意味である。

図８でＯＭ像の明るさ調整またはＳＥＭ像のオートフォーカス処理が終了すると、パターン認証処理（８０５）を行う。図１０に、パターン認証処理（８０５）の詳細フロー図を示す。パターン認証では、初めにパターンの照合を行う。パターンの照合はあらかじめ取得しておいたモデル画像と撮像された画像を比較して画像が一致するかどうか調べる処理である。一致度が基準値以上であれば一致、基準値以下であれば不一致と判断する。一致の場合処理を終了し、不一致の場合は別の場所に移動（１００２）してパターン照合を繰り返す。パターン照合の最大実施回数が決まっているため、最大実施回数に達するまで処理を続ける。ステップ８０１からステップ805の各処理の処理時間の合計がアライメント処理の処理時間となる。

図１１は、中間倍の処理（４０７）の詳細フロー図である。中間倍の処理はＺセンサ（１１０１）、PreDose（１１０２）、オートフォーカス（１１０３）、パターン認識（１１０４）の順で行われる。PreDose以外の各処理は、アライメント処理で説明した各処理と同一である。PreDose（１１０２）は、画像のコントラストを安定させるために、画像の取得前に電子線２１４を指定した時間照射させる処理である。ステップ１１０１からステップ１１０４の処理時間の合計が中間倍の処理（４０７）の処理時間となる。

図１２は、高倍の処理（４０８）の詳細フロー図である。高倍の処理はオートフォーカス（１２０１）、パターン認識（１２０２）、測長（１２０３）の順に行われる。測長以外の各処理は、アライメント処理で説明した各処理と同一である。測長（１２０３）は、撮像された画像においてあらかじめ登録された測長条件に従ってパターンの幅や形状などを測定する処理である。ステップ１２０１からステップ1203の処理時間の合計が高倍の処理（４０８）の処理時間となる。

図１３は、ウェーハのアンロード処理（４１０）のフロー図である。ウェーハのアンロード処理を説明するため、図２の走査型電子顕微鏡を上から見た構成図を用いる。ウェーハは最初、静電チャックに吸着された状態である。まず、静電チャックに印加していた電圧を切り（１３０１）、試料ステージ２０６上に配置されたウェーハ２１１Ｂをプリアライナ２０８にアンロードする（１３０２）。搬送ロボット２０９は、プリアライナ２０８上のウェーハ２１１Ａをフープ１０３内にアンロードする。ステップ１３０１からステップ１３０３の処理時間の合計がウェーハのアンロード処理（４１０）の処理時間となる。

半導体検査装置１０４は、図４に示した検査処理をロードポート１０５のすべてのフープに対して実行して各フープの処理時間算出し、フープ毎の処理時間を上位ＨＯＳＴに予告する。そしてフープ毎の処理時間を合計して装置全体の終了予定時刻を算出し、上位ＨＯＳＴ１０７に予告する。レシピを用いて、ウェーハロード・アライメント・中間倍の処理・高倍の処理・画像保存・ウェーハンロードの各処理毎に、また各処理をさらに細分化して処理時間の算出することで、処理時間を正確に算出することができる。

半導体検査装置１０４の検査処理において、フープ１０３内の特定のウェーハのみを検査する場合がある。本実施例では、上記のような場合であっても、フープ内のすべてのウェーハの検査を行う場合と同様の計算手法で当該フープ全体の検査終了時刻を算出することができる。以下では、実施例１と同様の部分については説明を省略する。

図４の検査終了時間算出処理（４０２）において、例えば、ロードポートＡのスロット１から１０にウェーハが収容されており、取得したＪｏｂにはロードポートＡのスロット１および５のウェーハに対して「Recipe A」というレシピを実行するよう示されていたとする。半導体検査装置のコンピュータ１０６はＪｏｂを取得するとＪｏｂの内容から検査対象であるウェーハがスロット１および５の２枚のウェーハで、実行レシピはRecipe Aであることを判断する。そしてRecipe Aの内容から処理時間を計算し、当該フープの処理終了時刻を計算する。半導体検査装置のコンピュータ１０６はこの終了予定時刻を上位ＨＯＳＴに予告する。

半導体検査装置１０４の検査処理において、１枚のウェーハに対して複数のレシピが割り当てられている場合がある。本実施例では、上記のような場合であっても、それぞれのレシピ毎に処理時間を計算し、それらを合計することで当該フープ全体の検査終了時刻を算出することができる。以下では、実施例１、２と同様の部分については説明を省略する。

図４の検査終了時間算出処理（４０２）において、例えば、ロードポートＡのスロット１から１０にウェーハが収容されており、取得したＪｏｂにはロードポートＡのスロット１のウェーハに対して「Recipe A」、「Recipe B」という２つのレシピを実行するよう示されていたとする。半導体検査装置のコンピュータ１０６はＪｏｂを取得するとＪｏｂの内容から検査対象であるウェーハがスロット１のウェーハであり、実行レシピがRecipe A、Recipe Bであることを判断する。そしてRecipe A、Recipe Bの内容からそれぞれの処理時間を計算し、当該フープの処理終了時刻を計算する。半導体検査装置のコンピュータ１０６はこの終了予定時刻を上位ＨＯＳＴに予告する。

なお、実施例２と実施例３を組み合わせれば、同一フープ内のあるウェーハに対してRecipe Aの処理を行い、別のウェーハに対してRecipe Bの処理を行う場合にも、同様にして終了予定時刻を求めることができる。

以下では、実施例１〜３と同様の部分については説明を省略する。

半導体検査装置は、過去に装置校正を実施してから一定以上の時間が経過している場合に自動で装置校正を実行することがある。これを自動装置校正と呼ぶ。装置校正とは例えば、電子銃から照射された電子線をウェーハに対して垂直にする軸調整や、電子線の非点を調整する非点調整のことである。半導体検査装置は、レシピに装置校正の実行命令が記載されていない場合であっても、前回の装置校正から一定以上の時間が経過していれば自動装置校正をする。本実施例では、前回の装置校正から一定以上の時間が経過している場合、あるいは、処理の途中で自動装置校正が実行されると判断した場合には、装置校正の処理時間をフープの処理時間に加算して最終的な処理終了時刻を予告することができる。装置校正の処理時間の取得にはいくつかの方法がある。１つには、予め平均的な装置校正時間を半導体検査装置のコンピュータ１０６に記憶しておき、その時間を使用する方法がある。他の方法としては、前回の自動装置校正時に装置自動校正が開始された直後にタイマーを稼動して処理時間を計測しておき、その値を使用する方法がある。自動装置校正の処理時間を加算することで、処理終了時刻の正確性を向上させることができる。

以下では、実施例１〜４と同様の部分については説明を省略する。

同一レシピを複数回繰り返し実行する場合、半導体検査装置のコンピュータ１０６は処理終了時刻を算出するために同一レシピの処理時間を複数回繰り返し計算することとなる。本実施例では、半導体検査装置のコンピュータが、過去に計算したレシピの処理時間などの情報を来歴リストファイルに記憶し、次回同一レシピを実行する際に前記来歴リストファイルに記憶された処理時間を使用することができる。これにより、計算時間の短縮およびコンピュータの負荷低減が可能となる。以下に本実施例の詳細を説明する。

来歴リストファイルとは、レシピ毎に、インデックスNo、ウェーハ情報ファイル名、ウェーハ情報ファイルの最終更新日時、プロセス情報ファイル名、プロセス情報ファイルの最終更新日時、レシピファイル名、レシピファイルの最終更新日時、レシピ処理時間の7項目のレシピ情報が示されたファイルである。保存できるレシピの情報の最大数はインデックスNoの最大値と等しい。ウェーハ情報ファイルは、ウェーハ上のチップの配列情報を示したファイルである。プロセス情報ファイルは、検査プロセスに関する情報を示したファイルである。レシピファイルは、ウェーハ情報ファイルとプロセス情報ファイルの組み合わせ情報などを示したファイルである。

図１４に、来歴リストファイルを用いた検査終了時間計算処理のフロー図を示す。まず、半導体検査装置のコンピュータ１０６は、取得したレシピの情報と来歴リストファイルの７項目とを照合する。例えば、来歴リストファイルのインデックスＮｏ．３のデータのウェーハ情報ファイルの最終更新日時、プロセス情報ファイルの最終更新日時、レシピファイルの最終更新日時が取得したレシピのものと等しいと判断した場合、取得したレシピは以前当該半導体検査装置で実施したインデックスＮｏ．３のレシピと同一ということになる。したがってこのレシピの処理時間は、来歴リストファイルのレシピ処理時間と等しく、再度計算する必要はないため、来歴リストファイルの処理時間を取得する（１４０９）。

もし上記３つの最終更新日時のうちどれか一つでも異なっていると判断した場合は、以前実行した時点から変更が加わっているためステップ１４０２からステップ１４０８の手順で処理時間を計算する。ここでステップ１４０２からステップ１４０８の処理は図６のステップ６０２からステップ６０８の処理と同一である。

ここで、例えば、実行するレシピが２つあり、第１のレシピは来歴リストファイルから処理時間を取得して使用でき、第２のレシピはステップ１４０２からステップ１４０８の手順で処理時間を計算する必要があった場合であれば、来歴リストファイルから取得した処理時間と計算した各処理時間を最後に合計する(１４１０）ことで、フープ全体の処理時間を求めることができる。来歴リストファイルの使用により、同一レシピの計算を複数回行う必要がなくなり、計算時間の短縮が可能となる。

以下では、実施例１〜５と同様の部分については説明を省略する。

半導体検査装置が検査処理をしている途中に処理が中断してしまった場合、もしすでに上位ＨＯＳＴ１０７に終了時刻を予告していれば一旦予告をキャンセルし、検査が再開されてから終了時刻を再計算し、結果を再予告する必要がある。本実施例では、再計算をする際に実施例５に説明を記載した来歴リストファイルおよびプロセスリストファイルを使用することで、計算時間を短縮することができる。ここで、プロセスリストファイルとは、半導体検査装置がプロセス毎に算出した処理時間、すなわちアライメント処理におけるＺセンサ（８０３）、オートフォーカス（８０４）、パターン認識（８０５）、中間倍の処理におけるＺセンサ（１１０１）、PreDoes（１１０２）、オートフォーカス（１１０３）、パターン認識（１１０４）、高倍の処理におけるオートフォーカス(１２０１)、パターン認識（１２０２）、測長（１２０３）の各処理時間を、リストとして記録したファイルである。以下に本実施例の詳細を説明する。

例えば、半導体検査装置が１枚のウェーハに対してRecipe Aの処理を２点、Recipe Bの処理を１点行う場合、Recipe A、Recipe Bそれぞれに対して前記の各処理時間をプロセスリストファイルに記録する。そして以下の式によってウェーハの処理時間を計算する。

（ウェーハの処理時間）＝（Recipe Aの各処理時間の合計）×２＋（Recipe Bの各処理時間の合計）×１
ここで、Recipe Aの１点目のアライメント処理のオートフォーカス中にエラーで検査が中断された場合、検査が再開されると半導体検査装置は、検査再開時刻にRecipe Aの1点目のアライメント処理のオートフォーカス処理からの処理時間を加算して残りの検査時間を求める。この場合、プロセスリストファイルの記録を用いて以下の計算式で検査時間を算出する。
（残りの処理時間）＝（Recipe Aのアライメント処理におけるオートフォーカス処理時間）＋（Recipe Aのアライメント処理におけるパターン認識の処理時間）＋（Recipe Aの各処理時間の合計）×１＋（Recipe Bの各処理時間の合計）×１
この方法を用いることによって、再計算をせずにファイルに記録された処理時間の加算によって計算できることから、計算の負荷を低減することができる。また、処理毎に細分化して処理時間を求めることでより正確に検査終了時刻を求めることができる。

以下では、実施例１〜６と同様の部分については説明を省略する。

実施例６の半導体検査装置において、半導体検査装置が検査処理をしている途中にオペレータにより検査が一時中断され、その後の検査内容が変更された場合、もしすでに上位ＨＯＳＴ１０７に終了時刻を予告していた場合一旦予告をキャンセルし、検査が再開されてから終了時刻を再計算し、結果を再予告する必要がある。本実施例では、再計算をする際に変更箇所を認識し、変更のあった箇所は再計算を実施し、変更のない箇所は、実施例５，６に記した来歴リストファイルおよびプロセスリストファイルの記録内容を使用する。これにより計算時間を短縮することができる。

例えば、半導体検査装置が１枚のウェーハに対してRecipe Aの処理を２点、Recipe Bの処理を１点行う例を考える。このとき、Recipe Aの１点目のアライメント処理のオートフォーカス中に検査が中断され、次に検査が再開されたときに、Recipe Bの中間倍の処理におけるパターン認証処理部分のみに変更が加えられた場合を考える。半導体検査装置のコンピュータは、プロセスリストファイルの更新時間から変更の有無を認識する。この場合、プロセスリストファイルの記録と再計算により算出した処理時間を用いて、残りの処理時間を以下の式で求める。

（残りの処理時間）＝（Recipe Aのアライメント処理におけるオートフォーカス処理時間）＋（Recipe Aのアライメント処理におけるパターン認識の処理時間）＋（Recipe Aの各処理時間の合計）×１＋（Recipe Bのアライメント処理の処理時間）＋（Recipe Bの中間倍の処理におけるZセンサの処理時間）＋（Recipe Bの中間倍の処理におけるPreDoseの処理時間）＋（Recipe Bの中間倍の処理におけるオートフォーカスの処理時間）＋（Recipe Bの中間倍の処理におけるパターン認証の処理時間（※再計算によって求める））＋（Recipe Bの高倍の処理時間）
この方法を用いることによって、変更のあった場所のみ再計算を実施すればよいことから計算の負荷を低減することができる。また、処理毎に細分化して処理時間を求めることで計算精度が向上する。

以下では、実施例１〜７と同様の部分については説明を省略する。

本実施例では、工場内の半導体検査装置１０４それぞれが保有する来歴リストファイルおよびプロセスリストファイルを、データステーション１０８を介して共有することができる。データステーション１０８とは、例えば、工場内のすべての半導体検査装置とネットワークで繋がり、データの通信を行うことができるコンピュータである。来歴リストファイルおよびプロセスリストファイルの共有により、工場内の半導体検査装置のどれか１台が一度でも処理時間を算出したことのあるレシピであれば、他の半導体検査装置がその処理時間を取得できるため、計算時間の短縮が可能となる。以下に本実施例の詳細を説明する。

工場内の複数の半導体検査装置のコンピュータ１０６がそれぞれ所有している来歴リストファイルは、データステーション１０８と呼ばれるコンピュータによって一括管理され、工場内のすべての半導体検査装置間で共有することができる。ここでデータステーション１０８が管理する来歴リストファイルとプロセスリストファイルを、来歴マスタファイル、プロセスマスタファイルと呼ぶこととする。

図１５にデータステーションを介して複数の半導体検査装置の来歴リストファイルを更新する処理のシーケンスを示す。例えば、第１の半導体検査装置ＡがレシピＡを変更してから実行すると、半導体検査装置のコンピュータはプロセス情報ファイルの内容を変更後の内容に更新する。そしてそれに伴って来歴リストファイルの内容を更新する（１５０１）。その後、第１の半導体検査装置Ａはネットワークを通じて、データステーション１０８の来歴マスタファイルおよびプロセスマスタファイルを、上記更新ファイルで上書きする（１５０２）。データステーション１０８は、来歴マスタファイルおよびプロセスマスタファイルが上書きされると、ネットワークで繋がっているその他の半導体検査装置１０４、例えば半導体検査装置Ｂ、Ｃに来歴マスタファイルをおよびプロセスマスタファイル送信する（１５０３）。この処理によって、最新の来歴リストファイルおよびプロセスリストファイルを工場内のすべての半導体検査装置１０４が共有することができる。これにより、工場内の半導体検査装置が一度でも処理時間を算出したことのあるレシピであればその処理時間を取得することができるので、計算時間の短縮が可能となる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、光ディスク等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０１…搬送レール、１０２…ＯＨＴ（天井走行無人搬送車）、１０３…フープ、１０４…半導体検査装置、１０５…ロードポート、１０６…半導体検査装置のコンピュータ、１０７…上位ＨＯＳＴ、１０８…データステーション
２０１…検査室、２０２…走査電子型電子顕微鏡、２０３…光学顕微鏡、２０４…真空ロボット、２０５…静電チャック、２０６…試料ステージ、２０７…ロードロック室、２０８…プリアライナ、２０９…搬送ロボット、２１０…搬送装置、２１１…ウェーハ、２１２…電子源、２１３…一次電子加速電極、２１４…一次電子線、２１５…第一コンデンサレンズ、２１６…反射板、２１７…操作コイル、２１８…対物レンズ、２１９…二次電子検出器、２２０…増幅器、２２１…画像処理プロセッサ、２２２…入出力および画像表示を備えたコンピュータ、２２３…制御用計算機、２２４…制御信号、２２５…二次電子、２２６…一次電子加速源、２２７…リターディング電圧、２２８…制御信号

Claims (10)

1. 複数のウェーハが収容されたフープをセットするロードポートと、
   前記フープから前記ウェーハの少なくとも１つを取り出し検査室内に搬送する搬送システムと、
   前記検査室内で前記搬送システムによって搬送されたウェーハに対して予め指定されたレシピに基づいて処理を行うウェーハ処理システムと、
   前記フープ内の全てのウェーハに対する処理の終了前に、前記レシピの内容に基づいて、前記フープに対する前記処理の終了予定時刻を求め、当該終了予定時刻を上位ＨＯＳＴに出力するコンピュータと、を有する半導体検査装置。
2. 請求項１に記載の半導体検査装置において、
   前記コンピュータは、各ウェーハに割り当てられた前記レシピの内容から当該ウェーハの処理に要する処理時間を求め、各ウェーハの処理に要する処理時間を合計することで前記フープに対する前記処理の終了予定時刻を求める半導体検査装置。
3. 請求項２に記載の半導体検査装置において、
   前記フープ内に検査対象ウェーハと非検査対象ウェーハとが含まれている場合には、
   前記コンピュータは、前記検査対象のウェーハに割り当てられたレシピの内容から当該フープの終了予定時刻を求める半導体検査装置。
4. 請求項２に記載の半導体検査装置において、
   前記フープ内のウェーハの少なくとも一つに複数のレシピが割り当てられている場合には、
   前記コンピュータは、当該ウェーハに割り当てられたそれぞれのレシピの内容からレシピごとに要する処理時間を求め、当該レシピごとに要する処理時間を合計することで当該ウェーハの処理に要する処理時間を求めることを特徴とした半導体検査装置。
5. 請求項１に記載の半導体検査装置において、
   当該半導体検査装置が装置校正を行う場合には、
   前記コンピュータは、直近に当該装置校正が行われた日時からの経過時間が所定の基準時間以上か否かを判断し、基準時間以上であると判断した場合に半導体検査装置に装置校正の実行命令を出し、前記フープに対する前記処理の終了予定時刻に当該装置校正に要する時間を加算し、当該加算結果の時刻を上位ＨＯＳＴに予告する半導体検査装置。
6. 請求項２に記載の半導体検査装置において、
   過去に処理時間を計算したことのあるレシピと当該レシピの処理に要した時間または当該レシピの処理に要すると計算された時間を記憶する記憶部を有し、
   前記コンピュータは、前記フープ内のウェーハに割り当てられたレシピと前記記憶部に記憶されているレシピとが等しいか否かを判断し、等しいと判断した場合に前記記憶部に記憶された前記レシピの処理に要した時間または前記レシピの処理に要すると計算された時間に基づいて、前記フープに対する前記処理の終了予定時刻を求める半導体検査装置。
7. 請求項６に記載の半導体検査装置において、
   前記コンピュータは、前記フープ内のウェーハに割り当てられたレシピと前記記憶部に記憶されているレシピとが等しくないと判断した場合には、前記フープ内のウェーハに割り当てられたレシピの内容からレシピに要する処理時間を求め、当該レシピに要する処理時間と前記フープ内のウェーハに割り当てられたレシピとを当該半導体検査装置に接続されたデータステーションコンピュータに送信する半導体検査装置。
8. 請求項７に記載の半導体検査装置において、
   前記コンピュータは、前記データステーションコンピュータから他の半導体検査装置での処理に用いられたレシピと当該レシピに要した処理時間もしくは当該レシピに要すると計算された処理時間を受信し、当該レシピに要した処理時間もしくは当該レシピに要すると計算された処理時間に基づいて、前記フープに対する前記処理の終了予定時刻を求める半導体検査装置。
9. 請求項２に記載の半導体検査装置において、
   前記コンピュータは、前記ウェーハに対する処理の中断を検知し、
   前記処理が中断されたことを検知した場合には、前記上位ＨＯＳＴに対して既に出力した終了予定時刻を取り消す処理を行う半導体検査装置。
10. 請求項２に記載の半導体検査装置において、
    前記コンピュータは、前記ウェーハに対する処理が中断されたのち再開されたことを検知し、
    前記処理が再開されたことを検知した場合には、当該処理が再開されたウェーハが属するフープの終了予定時刻を再計算し、当該再計算された終了予定時刻を前記上位ＨＯＳＴに出力する半導体検査装置。

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