JP2020197509A - 基板検査方法、基板検査システム及び制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、レジストパターンの形成に際し、上記各膜の厚さ等を測定している。膜厚の測定手法としては、特許文献1のように、ウェハを撮像して得られた撮像画像から、当該ウェハ上に形成された膜の厚さを算出する方法がある。特許文献1に開示の膜厚測定方法では、具体的には、測定準備用ウェハ上に形成された不均一な厚みを有する膜について、測定準備用ウェハ上の複数点を予め測定した膜厚測定値と、膜厚測定値に対応する各座標とが取得される。次いで、予め撮像装置で測定準備用ウェハを撮像して得られた準備用撮像画像から、上記各座標における画素値が抽出される。続いて、各座標において抽出された画素値と、各座標における膜厚測定値との相関データが生成される。そして、膜厚測定対象となるウェハが撮像装置で撮像され撮像画像が取得され、当該撮像画像の画素値と相関データに基づき、膜厚測定対象となるウェハ上に形成された膜の膜厚が算出される。
図示するように、基板検査システム1は、2台の基板処理システム10、20を有している。なお、説明の容易化のために、基板検査システム1が有する基板処理システムの台数を2台としているが、3台以上であってもよい。
図5及び図6はそれぞれ、検査装置145の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。
検査装置145は、図5及び図6に示すように、ケーシング200を有している。ケーシング200内には、ウェハWが載置される載置台201が設けられている。この載置台201は、モータ等の回転駆動部202によって、回転、停止が自在である。ケーシング200の底面には、ケーシング200内の一端側(図6中のX方向負方向側)から他端側(図6中のX方向正方向側)まで延伸するガイドレール203が設けられている。載置台201と回転駆動部202は、ガイドレール203上に設けられ、駆動装置204によってガイドレール203に沿って移動できる。
図2に示すように第1のブロックG1〜第4のブロックG4に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Dが形成されている。ウェハ搬送領域Dには、例えばY方向、X方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム160aを有する、ウェハ搬送装置160が複数配置されている。ウェハ搬送装置160は、ウェハ搬送領域D内を移動し、周囲の第1のブロックG1、第2のブロックG2、第3のブロックG3及び第4のブロックG4内の所望の装置にウェハWを搬送できる。
搬送・プロセス制御部250(以下、「主制御部250」ということがある。)は、例えばCPUやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。このプログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置等の駆動系の動作を制御して、ウェハWに対して各種処理を行うためのプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から主制御部250にインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア(回路基板)で実現してもよい。
撮像制御部251は、主制御部250と同様、例えばCPUやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。このプログラム格納部には、各検査装置の撮像装置や駆動系の動作を制御して、検査装置に関する処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から撮像制御部251にインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア(回路基板)で実現してもよい。
基板検査システム1が有する第2の基板処理システム20の構成は、上述の第1の基板処理システム10の構成と同様である。
全体制御部30は、例えばCPUやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。このプログラム格納部には、後述の相関モデルを作成するためのプログラムや後述のオフセット量を算出するためのプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から全体制御部30にインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア(回路基板)で実現してもよい。
なお、全体制御部30は、ウェハWを撮像装置210で撮像した結果から取得されるウェハWの撮像画像が蓄積されるデータ格納部301を有する。データ格納部301は、コンピュータで読み取り可能な記憶装置で構成される。
そこで、基板検査システム1では、各相関モデルを、第1の基板処理システム10で取得されたウェハWの撮像画像に基づいて全体制御部30で予め作成する。そして、作成された各相関モデルを、第1の基板処理システム10及び第2の基板処理システム20の両方で、膜の特徴量の推定に用いる。ただし、第1の基板処理システム10と第2の基板処理システム20とでは、膜の推定特徴量の利用態様が異なる。具体的には、例えば、第1の基板処理システム10では、相関モデルを用いた推定開始直後から、膜の推定特徴量に基づいて、各種処理の処理条件の補正等が行われる。それに対し、第2の基板処理システム20については、例えば、相関モデルを用いた膜の特徴量の推定の開始後、予め定められたタイミングで、後述のオフセット量が算出される。そして、第2の基板処理システム20では、膜の推定特徴量を上記オフセット量で補正し、補正された膜の推定特徴量に基づいて、各種処理の処理条件の補正等が行われる。
以下、具体的に説明する。
図7に示すように、基板検査システム1では、各基板処理システム10、20においてレジストパターンの形成処理を量産的に行う前に、第1の基板処理システム10の撮像装置210での撮像結果に基づいて、膜の特徴量の種類毎に、相関モデルが予め作成される(ステップS1)。
相関モデル作成工程では、まず、第1の基板処理システム10において、下層膜等の各種膜を形成する前の、すなわち、初期状態の、相関モデル作成用のウェハW(以下、「モデル作成用ウェハW」という。)の撮像が行われる。
具体的には、例えば、主制御部250の制御の下、カセット載置台110に載置されたカセットCに収容されたモデル作成用ウェハWが取り出され、検査装置145に搬送される。次いで、撮像制御部251の制御の下、モデル作成用ウェハWの表面が検査装置145の撮像装置210により撮像される。そして、撮像制御部251により、撮像装置210での撮像結果に基づいて、初期状態のモデル作成用ウェハWの撮像画像が取得される。たとえば、撮像装置210での撮像結果におけるモデル作成用ウェハWが、437個の領域に区画され、各領域において、R(赤)、G(緑)、B(青)それぞれの画素値の平均値が算出される。そして、領域(ピクセル)それぞれについて、当該領域の座標と、上記画素値の平均値すなわちRGBデータの平均値とを対応付けたテーブルが作成される。また、該テーブルが検査装置145における光学系等に合わせて較正される。較正されたテーブルに基づいて、図8に示すような画像Imを、初期状態のモデル作成用ウェハWの撮像画像(以下、「初期状態撮像画像」という。)として取得することができる。以下では、特に明記しない限り、撮像装置210での撮像結果から上述のようにして取得される図8に示すような画像を「撮像画像」という。
初期状態撮像画像、具体的には、当該撮像画像を生成するための上述のテーブル(以下、「撮像画像生成テーブル」という。)は、撮像制御部251から、全体制御部30へ送られ、データ格納部301に記憶される。
なお、モデル作成用ウェハWは、例えば、半導体デバイスの量産処理時すなわちレジストパターンを量産的に形成する時に用いられる生産ウェハであり、ウェハ表面にパターンが形成されている。
初期状態撮像工程後、第1の基板処理システム10において、モデル作成用ウェハW上に下層膜が形成される。具体的には、主制御部250の制御の下、モデル作成用ウェハWが、下層膜形成装置121に搬送され、予め定められた塗布処理条件で、モデル作成用ウェハW上に下層膜が形成される。
その後、モデル作成用ウェハWに対し、下層膜の加熱処理すなわち下層膜ベーク処理が行われる。具体的には、主制御部250の制御の下、モデル作成用ウェハWが、下層膜ベーク処理用の熱処理装置130に搬送され、予め定められた熱処理条件で、下層膜ベーク処理が行われる。
続いて、下層膜が形成されたモデル作成用ウェハWの撮像が行われる。
具体的には、例えば、主制御部250の制御の下、検査装置153へ搬送される。次いで、撮像制御部251の制御の下、モデル作成用ウェハWの表面が検査装置153の撮像装置210により撮像される。そして、撮像制御部251により、初期状態撮像工程と同様にして、撮像装置210での撮像結果に基づいて、下層膜形成後のモデル作成用ウェハWの撮像画像(以下、「下層膜形成後撮像画像」という。)が取得され、具体的には、撮像画像生成テーブルが取得される。
取得された撮像画像(具体的には、撮像画像生成テーブル)は、撮像制御部251から、全体制御部30へ送られ、データ格納部301に記憶される。
下層膜形成後撮像工程に続いて、モデル作成用ウェハWに形成された下層膜の厚さが、第1の基板処理システム10の外部に設けられた、計測器としての膜厚測定手段(図示せず)によって測定される。
具体的には、例えば、まず、主制御部250の制御の下、モデル作成用ウェハWがカセット載置台110に載置されたカセットCに戻される。次いで、当該カセットが膜厚測定手段の下へ移動されモデル作成用ウェハWが取り出され、膜厚測定手段において下層膜の膜厚が測定される。例えば、モデル作成用ウェハWが撮像画像の区画領域数と同じ437個の領域に区画され、各領域において、当該領域上の下層膜の膜厚が測定される。
測定結果は、全体制御部30へ入力される。なお、膜厚測定手段としては、例えば、反射分光方式等を利用した膜厚計が用いられる。
膜厚実測工程後、モデル作成用ウェハWに形成された下層膜の厚さの、膜厚測定手段による測定結果と、下層膜形成後のモデル作成用ウェハWの撮像画像とに、基づいて、下層膜の厚さの相関モデルが作成される。
具体的には、全体制御部30において、当該モデル作成用ウェハWの上述の437個の領域それぞれの、膜厚測定手段による測定結果と、下層膜形成後撮像画像における画素値とから、下層膜の膜厚と当該下層膜が形成されたウェハWの撮像画像における画素値との対応関係を示す、下層膜の膜厚の相関モデルが作成される。
なお、下層膜の膜厚の相関モデルの作成に際し、初期状態撮像画像の影響が除去されるように、初期状態撮像画像における画素値に基づいて下層膜形成後撮像画像における画素値を補正するようにしてもよい。
また、膜厚実測工程後、第1の基板処理システム10において、モデル作成用ウェハWの下層膜上に中間層膜が形成される。
具体的には、モデル作成用ウェハWが収容されたカセットCが第1の基板処理システム10に戻され、主制御部250の下、モデル作成用ウェハWが、当該カセットCから取り出され、中間層膜形成装置122に搬送され、予め定められた塗布処理条件で、モデル作成用ウェハWの下層膜上に中間層膜が形成される。
その後、モデル作成用ウェハWに対し、中間層膜の加熱処理すなわち中間層膜ベーク処理が行われる。具体的には、主制御部250の制御の下、モデル作成用ウェハWが、中間層膜ベーク処理用の熱処理装置130に搬送され、予め定められた熱処理条件で、中間層膜ベーク処理が行われる。
続いて、中間層膜が形成されたモデル作成用ウェハWの撮像が行われる。
具体的には、例えば、主制御部250の制御の下、モデル作成用ウェハWが、検査装置146へ搬送される。次いで、撮像制御部251の制御の下、モデル作成用ウェハWの表面が検査装置146の撮像装置210により撮像される。そして、撮像制御部251により、初期状態撮像工程と同様にして、撮像装置210での撮像結果に基づいて、中間層膜形成後のモデル作成用ウェハWの撮像画像(以下、「中間層膜形成後撮像画像」という。)が取得され、具体的には、撮像画像生成テーブルが取得される。
取得された撮像画像(具体的には、撮像画像生成テーブル)は、撮像制御部251から、全体制御部30へ送られ、データ格納部301に記憶される。
中間層膜形成後撮像工程に続いて、モデル作成用ウェハWに形成された中間層膜の厚さが、下層膜の膜厚実測工程と同様に、第1の基板処理システム10の外部に設けられた膜厚測定手段(図示せず)によって測定される。なお、中間層膜の厚さを、ここでの膜厚測定手段での測定結果と、下層膜の厚さの測定結果とから算出してもよい。
中間層膜の厚さの測定結果は、全体制御部30へ入力される。
上記膜厚実測工程後、下層膜の厚さの相関モデル作成工程と同様に、モデル作成用ウェハWに形成された中間層膜の厚さの、膜厚測定手段による測定結果と、中間層膜形成後のモデル作成用ウェハWの撮像画像とに、基づいて、中間層膜の厚さの相関モデルが作成される。
また、中間層膜の膜厚実測工程後、第1の基板処理システム10において、モデル作成用ウェハWの中間層膜上にレジスト膜が形成される。
具体的には、モデル作成用ウェハWが収容されたカセットCが第1の基板処理システム10に戻され、主制御部250の下、モデル作成用ウェハWが、当該カセットCから取り出され、レジスト塗布装置123に搬送され、予め定められた塗布処理条件で、モデル作成用ウェハWの中間層膜上にレジスト膜が形成される。
その後、モデル作成用ウェハWに対し、レジスト膜の露光前加熱処理すなわちプリベーク(PAB:Pre-Applied Bake)処理が行われる。具体的には、主制御部250の下、モデル作成用ウェハWが、PAB処理用の熱処理装置130に搬送され、予め定められた熱処理条件で、PAB処理が行われる。
続いて、レジスト膜が形成されたモデル作成用ウェハWの撮像が行われる。
具体的には、例えば、主制御部250の制御の下、モデル作成用ウェハWが、検査装置153へ搬送される。次いで、撮像制御部251の制御の下、モデル作成用ウェハWの表面が検査装置153の撮像装置210により撮像される。そして、撮像制御部251により、初期状態撮像工程と同様にして、撮像装置210での撮像結果に基づいて、レジスト膜形成後のモデル作成用ウェハWの撮像画像(以下、「レジスト膜形成後撮像画像」という。)が取得され、具体的には、撮像画像生成テーブルが取得される。
取得された撮像画像(具体的には、撮像画像生成テーブル)は、撮像制御部251から、全体制御部30へ送られ、データ格納部301に記憶される。
レジスト膜形成後撮像工程に続いて、モデル作成用ウェハWに形成されたレジスト膜の厚さが、下層膜の膜厚実測工程と同様に、第1の基板処理システム10の外部に設けられた膜厚測定手段(図示せず)によって測定される。なお、レジスト膜の厚さを、ここでの膜厚測定手段での測定結果と、下層膜の厚さの測定結果と、中間層膜の厚さの測定結果とから算出してもよい。
レジスト膜の厚さの測定結果は、全体制御部30へ入力される。
上記膜厚実測工程後、下層膜の厚さの相関モデル作成工程と同様に、モデル作成用ウェハWに形成されたレジスト膜の厚さの、膜厚測定手段による測定結果と、レジスト膜形成後のモデル作成用ウェハWの撮像画像とに、基づいて、レジスト膜の厚さの相関モデルが作成される。
また、レジスト膜の膜厚実測工程後、第1の基板処理システム10において、モデル作成用ウェハWに対する露光処理が行われる。
具体的には、モデル作成用ウェハWが収容されたカセットCが第1の基板処理システム10に戻され、主制御部250の制御の下、モデル作成用ウェハWが、当該カセットCから取り出され、露光装置102に搬送され、当該ウェハWに対し、予め定められた露光条件で露光処理が行われ、レジスト膜が予め定められたパターンに露光される。
その後、モデル作成用ウェハWに対し、レジスト膜の露光後加熱処理すなわちポストベーク(PEB:Post-Exposure Bake)処理が行われる。具体的には、主制御部250の制御の下、モデル作成用ウェハWが、PEB処理用の熱処理装置130に搬送され、予め定められた熱処理条件で、PEB処理が行わる。
次に、モデル作成用ウェハWに対し、現像処理が行われる。具体的には、主制御部250の制御の下、モデル作成用ウェハが、現像処理装置120に搬送され、予め定められた処理条件で、現像処理が行われ、当該ウェハW上にレジストパターンが形成される。
次いで、レジスト膜が形成されたモデル作成用ウェハWの撮像が行われる。
具体的には、例えば、主制御部250の制御の下、モデル作成用ウェハWが、検査装置147へ搬送される。次いで、撮像制御部251の制御の下、モデル作成用ウェハWの表面が検査装置147の撮像装置210により撮像される。そして、撮像制御部251により、初期状態撮像工程と同様にして、撮像装置210での撮像結果に基づいて、レジストパターン形成後のモデル作成用ウェハWの撮像画像(以下、「パターン形成後撮像画像」という。)が取得され、具体的には、撮像画像生成テーブルが取得される。
取得された撮像画像(具体的には、撮像画像生成テーブル)は、撮像制御部251から、全体制御部30へ送られ、データ格納部301に記憶される。
パターン形成後撮像工程に続いて、モデル作成用ウェハWに形成されたレジストパターンの線幅が、第1の基板処理システム10の外部に設けられた線幅測定手段(図示せず)によって測定される。
具体的には、例えば、まず、主制御部250の制御の下、モデル作成用ウェハWがカセット載置台110に載置されたカセットCに戻される。次いで、当該カセットが線幅測定手段の下へ移動されモデル作成用ウェハWが取り出され、線幅測定手段においてレジストパターンの線幅が測定される。例えば、モデル作成用ウェハWが撮像画像の区画領域数と同じ437個の領域に区画され、各領域において、当該領域上のレジストパターンの線幅が測定される。
測定結果は、全体制御部30へ入力される。なお、線幅測定手段としては、例えばSEM(SEM:Scanning Electron
Microscope)が用いられる。
上記線幅実測工程後、下層膜の厚さの相関モデル作成工程と同様に、モデル作成用ウェハWに形成されたレジストパターンの線幅の、線幅測定手段による測定結果と、レジストパターン形成後のモデル作成用ウェハWの撮像画像とに、基づいて、レジストパターンの相関モデルが作成される。
ステップS1の相関モデル作成工程において、事前の相関モデルの作成が完了すると、第1の基板処理システム10では、レジストパターンの形成処理が量産的に行われると共に、作成された相関モデルに基づく各膜の推定特徴量の算出が行われる(ステップS2)。
ステップS2の工程では、具体的には、レジストパターンの形成処理として、上述の1.2.下層膜形成工程、1.3.下層膜ベーク工程、1.7.中間層膜形成工程、1.8.中間層膜ベーク工程、1.12.レジスト膜形成工程、1.13.PAB工程、1.17.露光工程、1.18.PEB工程及び1.19.現像工程と同様な処理が、ウェハWに対し行われる。これにより、ウェハW上に、下層膜、中間層膜、レジスト膜が積層された後、レジストパターンが形成される。量産時には、多数のウェハWに対し、ウェハW毎に、上述のレジストパターンの形成処理が行われる。
また、ステップS2の工程では、レジストパターンの形成処理の際に、上述の1.1.初期状態撮像工程、1.4.下層膜形成後撮像工程、1.9.中間層膜形成後撮像工程、1.14.レジスト膜形成後撮像工程及び1.20.パターン形成後撮像工程と同様な処理も、各ウェハWに対し行われる。これにより、量産時において、初期状態撮像画像、下層膜形成後撮像画像、中間層膜形成後撮像画像、レジスト膜形成後撮像画像及びパターン形成後撮像画像がウェハW毎に取得される。そして、ウェハWそれぞれについて、第1の基板処理システム10の撮像制御部251により、量産時における、下層膜形成後撮像画像と、ステップS1で取得された下層膜の厚さの相関モデルとに基づいて、下層膜の厚さの推定値が算出される。具体的には、ウェハWそれぞれについて、量産時における下層膜形成後撮像画像の各区画領域の画素値と上記相関モデルとに基づいて、当該ウェハWの区画領域毎に、下層膜の厚さの推定値、言い換えると、下層膜の推定特徴量が算出される。同様にして、ステップS2の工程では、量産時に用いられたウェハWそれぞれについて、他の推定特徴量、具体的には、中間層膜の厚さの推定値や、レジスト膜の厚さの推定値、レジストパターンの線幅の推定値も算出される。
また、ウェハWそれぞれについて算出された各膜の推定特徴量は、撮像制御部251の記憶部(図示せず)に記憶される。
なお、量産時に用いられるウェハWは、上述のように、当該ウェハWについて特徴量が算出され取得されるため、特徴量取得対象ウェハWということができる。
第1の基板処理システム10では、ステップS2の工程開始後、予め定められたタイミングで、算出された各膜の推定特徴量に基づいて、当該基板処理システム10における、ウェハWに対する処理の処理条件が、主制御部250により補正される(ステップS3)。上記予め定められたタイミングとは、メンテナンス時や、ステップS2の工程開始後予め定められた時間を超えた時である。
この工程では、例えば、ウェハW内の特定の区画領域について、量産期間中の下層膜の膜厚推定値の統計値(例えば平均値等)が算出され、その算出結果に基づいて、下層膜の形成処理の処理条件(例えば、下層膜形成工程でのウェハ回転数や下層膜ベーク工程でのウェハ温度)が補正される。
第1の基板処理システム10と同様、第2の基板処理システム20では、ステップS1の相関モデル作成工程後、レジストパターンの形成処理が量産的に行われると共に、相関モデルに基づく各膜の推定特徴量の算出が行われる(ステップS4)。具体的には、第2の基板処理システム20において、上述の2.1.レジストパターン量産形成工程、2.2.推定特徴量算出工程と同様な処理が行われ、また、各膜の推定特徴量の算出には、第1の基板処理システム10で用いられたものと同じ相関モデルが用いられる。
ただし、第2の基板処理システム20では、算出された各膜の推定特徴量はそのままの状態では第2の基板処理システム20におけるウェハWに対する処理の処理条件の補正には用いられない。
また、第2の基板処理システム20において、ウェハWそれぞれについて算出された各膜の推定特徴量は、当該システム20の撮像制御部251の記憶部(図示せず)に記憶されるだけでなく、全体制御部30に送られる。
第2の基板処理システム20では、ステップS4の開始後、予め定められたタイミングで、膜の特徴量の種類毎に、推定特徴量のオフセット量が算出される。上記予め定められたタイミングとは、メンテナンス時や、ステップS2の工程開始後予め定められた時間を超えた時である。
オフセット量算出工程では、まず、例えば、第2の基板処理システム20において、オフセット量算出用のウェハW(以下、「オフセット用ウェハW」という。)上に下層膜が形成される。具体的には、主制御部250の制御の下、カセット載置台110に載置されたカセットCに収容されたオフセット用ウェハWが取り出され、下層膜形成装置121に搬送される。そして、推定特徴量が算出されている下層膜を形成したときの処理と同じ塗布処理条件で、オフセット用ウェハW上に下層膜が形成される。
なお、オフセット用ウェハWは例えばベアウェハである。
その後、オフセット用ウェハWに対し、第2の基板処理システム20において、下層膜ベーク処理が行われる。具体的には、主制御部250の制御の下、オフセット用ウェハWが、下層膜ベーク処理用の熱処理装置130に搬送され、推定特徴量が算出されている下層膜を形成したときの処理と同じ熱処理条件で、下層膜ベーク処理が行われる。
下層膜ベーク工程に続いて、オフセット用ウェハWに形成された下層膜の厚さが、第2の基板処理システム20の外部に設けられた、計測器としての膜厚測定手段(図示せず)によって測定される。具体的には、例えば、前述の1.5.下層膜の膜厚実測工程と同様の処理が行われ、オフセット用ウェハWが撮像画像の区画領域数と同じ437個の領域に区画され、各領域において、当該領域上の下層膜の膜厚が測定される。測定結果は、全体制御部30へ入力される。
膜厚実測工程後、下層膜の推定特徴量のオフセット量が算出される。具体的には、まず、ステップS4において複数枚のウェハWそれぞれについて算出された下層膜の推定特徴量の統計値が、全体制御部30により算出される。上記統計値とは例えば平均値である。そして、下層膜の推定特徴量の統計値すなわち下層膜の厚さの推定値の統計値(例えば80nm)と、膜厚測定手段によって測定された下層膜の厚さ(例えば100nm)とから、下層膜の推定特徴量のオフセット量(+20nm)が、全体制御部30により、算出される。より具体的には、例えば、下層膜の推定特徴量の面内平均値の全体平均と、膜厚測定手段によって測定された下層膜の厚さという特徴量の面内平均とから、下層膜の推定特徴量のオフセット量が算出される。
また、第2の基板処理システム20において、オフセット用ウェハWの下層膜上ではなく、当該ウェハW上に直接、中間層膜が形成される。具体的には、主制御部250の制御の下、カセット載置台110に載置されたカセットCに収容されたオフセット用ウェハWが取り出され、中間層膜形成装置122に搬送される。そして、推定特徴量が算出されている中間層膜を形成したときの処理と同じ塗布処理条件で、オフセット用ウェハW上に中間層膜が形成される。
その後、オフセット用ウェハWに対し、第2の基板処理システム20において、中間層膜ベーク処理が行われる。具体的には、主制御部250の制御の下、オフセット用ウェハWが、中間層膜ベーク処理用の熱処理装置130に搬送され、推定特徴量が算出されている中間層膜を形成したときの処理と同じ熱処理条件で、中間層膜ベーク処理が行われる。
中間層膜ベーク工程に続いて、オフセット用ウェハWに形成された中間層膜の厚さが、第2の基板処理システム20の外部に設けられた、計測器としての膜厚測定手段(図示せず)によって測定される。具体的には、例えば、前述の1.10.中間層膜の膜厚実測工程と同様の処理が行われる。測定結果は、全体制御部30へ入力される。
中間層膜の膜厚実測工程後、全体制御部30により、中間層膜の推定特徴量のオフセット量が算出される。具体的には、5.4.下層膜のオフセット量算出工程と同様の処理が行われる。
さらに、第2の基板処理システム20において、中間層膜と同様、オフセット用ウェハW上に直接、レジスト膜が形成される。具体的には、主制御部250の制御の下、カセット載置台110に載置されたカセットCに収容されたオフセット用ウェハWが取り出され、中間層膜形成装置122に搬送される。そして、推定特徴量が算出されているレジスト膜を形成したときの処理と同じ塗布処理条件で、オフセット用ウェハW上にレジスト膜が形成される。
その後、オフセット用ウェハWに対し、第2の基板処理システム20において、PAB処理が行われる。具体的には、主制御部250の制御の下、オフセット用ウェハWが、PAB処理用の熱処理装置130に搬送され、推定特徴量が算出されているレジスト膜を形成したときの処理と同じ熱処理条件で、PAB処理が行われる。
レジスト膜ベーク工程に続いて、オフセット用ウェハWに形成されたレジスト膜の厚さが、第2の基板処理システム20の外部に設けられた、計測器としての膜厚測定手段(図示せず)によって測定される。具体的には、例えば、前述の1.16.レジスト膜の膜厚実測工程と同様の処理が行われる。測定結果は、全体制御部30へ入力される。
レジスト膜の膜厚実測工程後、全体制御部30により、レジスト膜の推定特徴量のオフセット量が算出される。具体的には、5.4.下層膜のオフセット量算出工程と同様の処理が行われる。
さらにまた、レジストパターンの推定特徴量が算出されたウェハWに形成されたレジストパターンの線幅が、第2の基板処理システム20の外部に設けられたSEM等の線幅測定手段(図示せず)によって測定される。
具体的には、例えば、ステップS4の量産中に、レジストパターンの形成後にカセットC内に戻されたウェハWが取り出され、線幅測定手段に搬入され、当該ウェハWのレジストパターンの線幅が測定される。例えば、ウェハWが撮像画像の区画領域数と同じ437個の領域に区画され、各領域において、当該領域上のレジストパターンの線幅が測定される。
測定結果は、全体制御部30へ入力される。
線幅実測工程後、全体制御部30により、レジストパターンの推定特徴量のオフセット量が算出される。具体的には、レジストパターンの線幅の測定結果に基づいて、5.4.下層膜のオフセット量算出工程と同様の処理が行われる。
なお、第2の基板処理システム20には、処理装置の種類毎に、複数台設けられている。上述のように各種特徴量のオフセット量を算出する場合、特徴量が実測されるウェハWに対し処理を行った処理装置と、オフセット量の算出に用いられる推定特徴量が取得されたウェハWに対し処理を行った処理装置と、を共通にすることが好ましい。
ステップS5のオフセット量算出工程後、第2の基板処理システム20では、撮像制御部251により、算出された各膜の推定特徴量が、オフセット量に基づいて補正される(ステップS6)。具体的には、例えば、ステップS4において、膜の特徴量の種類毎に、ウェハWそれぞれについて算出され撮像制御部251の記憶部に記憶された膜の推定特徴量に、当該推定特徴量についてのオフセット量が加算され、補正後の膜の推定特徴量とされ、上記記憶部に記憶される。また、補正後の膜の推定特徴量は、全体制御部30に送るようにしてもよい。
第2の基板処理システム20では、ステップS6の推定特徴量の補正工程後、補正された各膜の推定特徴量に基づいて、当該基板処理システム20における、ウェハWに対する処理の処理条件が、主制御部250により補正される(ステップS7)。具体的には、補正された各膜の推定特徴量に基づいて、ステップS3と同様な補正が行われる。
(1)基板を検査する基板検査方法であって、
モデル形成用基板に形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、前記モデル形成用基板を第1の基板処理システムの撮像装置で撮像して生成されたモデル形成用撮像画像と、に基づいて、基板の撮像画像における画素値と当該基板に形成された膜の特徴量との関係を示す相関モデルを作成する工程と、
特徴量取得対象の基板を第2の基板処理システムの撮像装置で撮像して撮像画像を生成し、当該撮像画像と前記相関モデルとに基づいて、前記特徴量取得対象の基板に形成された膜の推定特徴量を算出する工程と、
複数枚の前記特徴量取得対象の基板について算出された前記推定特徴量の統計値を算出する工程と、
前記推定特徴量が算出された膜の形成処理と同じ処理が前記第2の基板処理システムでオフセット算出用基板に対し行われ形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、前記推定特徴量の統計値とから、前記推定特徴量のオフセット量を算出する工程と、を含む、基板検査方法。
前記(1)では、第2の基板処理システムにおいて、第1の基板処理システムの撮像装置によるモデル作成用基板の撮像結果に基づいて作成された相関モデルを用いて、特徴量取得対象のウェハWに形成された膜の特徴量を算出している。そのため、第2の基板処理システムの撮像装置によるモデル作成用基板の撮像結果に基づく相関モデルの作成が不要である。したがって、簡単に特徴量を算出することができる。また、前記(1)では、上述のように、第2の基板処理システムにおいて上記相関モデルを用いて算出された推定特徴量について、オフセット量が算出される。そのため、当該オフセット量を用いて推定特徴量を補正することができ、正確な特徴量を取得することができる。
基板を撮像する撮像装置と基板を処理する処理装置と有する第1及び第2の基板処理システムと、
制御部と、を備え、
制御部は、
モデル形成用基板を前記第1の基板処理システムの前記撮像装置で撮像した結果から、モデル形成用撮像画像を生成し、
前記モデル形成用基板に形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、前記モデル形成用撮像画像と、に基づいて、基板の撮像画像における画素値と当該基板に形成された膜の特徴量との関係を示す相関モデルを作成し、
特徴量取得対象の基板を前記第2の基板処理システムの前記撮像装置で撮像して撮像画像を生成し、当該撮像画像と前記相関モデルとに基づいて、前記特徴量取得対象の基板に形成された膜の推定特徴量を算出し、
複数枚の前記特徴量取得対象の基板について算出された前記推定特徴量の統計値を算出し、
前記推定特徴量が算出された膜の形成処理と同じ処理が前記第2の基板処理システムでオフセット算出用基板に対し行われ形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、前記推定特徴量の統計値とから、前記推定特徴量のオフセット量を算出するように構成されている、基板検査システム。
前記基板検査システムは、基板を撮像する撮像装置と基板を処理する処理部とを有する第1及び第2の基板処理システムを備え、
前記制御装置は、
モデル形成用基板に形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、前記モデル形成用基板を前記第1の基板処理システムの前記撮像装置で撮像して生成されたモデル形成用撮像画像と、に基づいて、基板の撮像画像における画素値と当該基板に形成された膜の特徴量との関係を示す相関モデルを作成し、
特徴量取得対象の基板を前記第2の基板処理システムの前記撮像装置で撮像して生成された撮像画像の画素値と前記相関モデルとに基づいて算出される、前記特徴量取得対象の基板に形成された膜の推定特徴量の、オフセット量を算出するように構成され、さらに、
前記オフセット量の算出の際、前記推定特徴量が算出された膜の形成処理と同じ処理が前記第2の基板処理システムでオフセット算出用基板に対し行われ形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、複数枚の前記特徴量取得対象の基板について算出された前記推定特徴量の統計値とから、前記オフセット量を算出するように構成されている、制御装置。
10 第1の基板処理システム
20 第2の基板処理システム
30 全体制御部
120 現像処理装置
121 下層膜形成装置
122 中間層膜形成装置
123 レジスト塗布装置
130 熱処理装置
210 撮像装置
250 搬送・プロセス制御部
251 撮像制御部
W ウェハ
Claims (8)
- 基板を検査する基板検査方法であって、
モデル形成用基板に形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、前記モデル形成用基板を第1の基板処理システムの撮像装置で撮像して生成されたモデル形成用撮像画像と、に基づいて、基板の撮像画像における画素値と当該基板に形成された膜の特徴量との関係を示す相関モデルを作成する工程と、
特徴量取得対象の基板を第2の基板処理システムの撮像装置で撮像して撮像画像を生成し、当該撮像画像と前記相関モデルとに基づいて、前記特徴量取得対象の基板に形成された膜の推定特徴量を算出する工程と、
複数枚の前記特徴量取得対象の基板について算出された前記推定特徴量の統計値を算出する工程と、
前記推定特徴量が算出された膜の形成処理と同じ処理が前記第2の基板処理システムでオフセット算出用基板に対し行われ形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、前記推定特徴量の統計値とから、前記推定特徴量のオフセット量を算出する工程と、を含む、基板検査方法。 - 前記膜の推定特徴量を算出する工程で算出された前記推定特徴量を、前記オフセット量に基づいて補正する工程を含む、請求項1に記載の基板検査方法。
- 補正された前記推定特徴量は、前記第2の基板処理システムにおける基板処理の条件の調整に用いられる、請求項2に記載の基板検査方法。
- 前記膜の特徴量は、膜厚または当該膜の線幅である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の基板検査方法。
- 前記推定特徴量の統計値を算出する工程は、前記推定特徴量を算出する工程で算出された前記推定特徴量のうち、予め定められた範囲外のものを除外して、前記統計値を算出する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の基板検査方法。
- 前記推定特徴量の統計値を算出する工程は、前記推定特徴量を算出する工程で算出された前記推定特徴量のうち、前記特徴量取得対象の基板の前記撮像画像に基づく欠陥検査において欠陥が検出された前記特徴量取得対象の基板についてのものを除外して、前記統計値を算出する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の基板検査方法。
- 基板を検査する基板検査システムであって、
基板を撮像する撮像装置と基板を処理する処理装置と有する第1及び第2の基板処理システムと、
制御部と、を備え、
制御部は、
モデル形成用基板を前記第1の基板処理システムの前記撮像装置で撮像した結果から、モデル形成用撮像画像を生成し、
前記モデル形成用基板に形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、前記モデル形成用撮像画像と、に基づいて、基板の撮像画像における画素値と当該基板に形成された膜の特徴量との関係を示す相関モデルを作成し、
特徴量取得対象の基板を前記第2の基板処理システムの前記撮像装置で撮像して撮像画像を生成し、当該撮像画像と前記相関モデルとに基づいて、前記特徴量取得対象の基板に形成された膜の推定特徴量を算出し、
複数枚の前記特徴量取得対象の基板について算出された前記推定特徴量の統計値を算出し、
前記推定特徴量が算出された膜の形成処理と同じ処理が前記第2の基板処理システムでオフセット算出用基板に対し行われ形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、前記推定特徴量の統計値とから、前記推定特徴量のオフセット量を算出するように構成されている、基板検査システム。 - 基板を検査する基板検査システムの制御装置であって、
前記基板検査システムは、基板を撮像する撮像装置と基板を処理する処理部とを有する第1及び第2の基板処理システムを備え、
前記制御装置は、
モデル形成用基板に形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、前記モデル形成用基板を前記第1の基板処理システムの前記撮像装置で撮像して生成されたモデル形成用撮像画像と、に基づいて、基板の撮像画像における画素値と当該基板に形成された膜の特徴量との関係を示す相関モデルを作成し、
特徴量取得対象の基板を前記第2の基板処理システムの前記撮像装置で撮像して生成された撮像画像の画素値と前記相関モデルとに基づいて算出される、前記特徴量取得対象の基板に形成された膜の推定特徴量の、オフセット量を算出するように構成され、さらに、
前記オフセット量の算出の際、前記推定特徴量が算出された膜の形成処理と同じ処理が前記第2の基板処理システムでオフセット算出用基板に対し行われ形成された膜の特徴量の、計測器による測定結果と、複数枚の前記特徴量取得対象の基板について算出された前記推定特徴量の統計値とから、前記オフセット量を算出するように構成されている、制御装置。
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