JP4490615B2 - 半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体の製造には、多くの測定処理が必要である。例えば、半導体製造には、半導体基板上に形成された微細パターンの線幅等を測定するCD（Critical Dimension）測定の工程が必要である。CD測定においては、フォト・リソグラフィの工程におけるレジスト・パターンの線幅、エッチングの工程によって形成された配線等のパターンの線幅やトレンチの溝の幅などが測定される。CD測定器は、測定対象である半導体基板の測定箇所を拡大してモニタリングしつつ、電子線を用いて線幅を測定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常、CD測定器によってモニタリングされた半導体基板の測定箇所の画像は、不良解析に用いられる。不良解析のために、この画像はデジタル変換されて画像データとして保存される。不良の原因を早期に発見するためには、その画像データによる画質は高画質であることが好ましい。
【０００４】
しかし、画像データによる画質が高画質であるほど、画像データの容量は大きくなる。画像データの容量が大きくなった場合には、画像をデジタル変換するための時間、画像データを入出力する時間、並びに、画像データを書き込みまたは読み出す時間等がより長くなる。それによって、ＣＤ測定器等の半導体処理装置が半導体基板を処理する時間が長くなる。即ち、半導体処理装置におけるスループットが低下する。それによって、半導体製造工程のサイクルタイムが長期化し、半導体素子の製造コストが上昇する結果となる。
【０００５】
図１１は、画像データのデータ量の大きさに対して、半導体処理装置のスループットおよび不良解析に要する時間を示したグラフである。尚、図１１は、理解を容易にするために模式的に示したものである。
【０００６】
図１１によれば、画像データの容量が大きくなるに伴い、画像が高画質になるため不良解析に要する時間が短くなっている。一方で、画像データのデータ量が大きくなるに伴い、半導体処理装置のスループットは低下している。
【０００７】
即ち、不良解析に要する時間と半導体処理装置のスループットとは、画像データのデータ量に関して、トレードオフの関係にある。
【０００８】
一般に、ＣＤ測定において、デジタル変換するときの画像データのデータ量の情報は、測定条件に含まれる。従って、画像データのデータ量の情報を変更するためには、この測定条件が変更されなければならない。
【０００９】
しかし、ある測定条件に従ってすでに測定を実行した後、当該測定条件内のファイル形式やデータ量をさらに変更して、処理を続行することは困難であり、手間が掛かる。
【００１０】
よって、従来においては、個々の画像を互いに異なるデータ量またはファイル形式の画像データへデジタル変換することが困難であった。
【００１１】
従って、本発明の目的は、個々の画像を互いに異なる容量またはファイル形式の画像データへデジタル変換することができる半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に従った実施の形態による半導体処理装置は、半導体基板を処理するための作業情報に従って該半導体基板を処理する処理部と、前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を処理ごとに撮像する撮像部と、前記画像の画質変換後の画像データのデータ量に関する情報を有する複数の画質コードを格納する画質コード記憶部と、前記半導体基板面内の位置に依存した不良率に基づいて、前記画像をいずれの画質コードに従って変換するかを示す一連の画像変換レシピを前記処理部による処理前に予め作成し、前記画像変換レシピにおいて前記画像ごとに選択された前記画質コードに従って、前記画像のうち任意の画像と他の画像とを互いに異なる画質の前記画像データへ変換し、並びに、前記処理部からの処理結果、前記作業情報および前記画像データを処理ごとに互いに関連付ける画像処理部と、少なくとも前記処理結果および前記画像データを出力することができる入出力部とを備えている。
【００１３】
本発明に係る実施形態に従った半導体処理システムは、半導体基板を処理するための作業情報に従って該半導体基板を処理する処理部と、前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を処理ごとに撮像する撮像部と、前記画像の画質変換後の画像データのデータ量に関する情報を有する画質コードを格納する画質コード記憶部と、前記半導体基板面内の位置に依存した不良率に基づいて、前記画像をいずれの画質コードに従って変換するかを示す一連の画像変換レシピを前記処理部による処理前に予め作成し、前記画像変換レシピにおいて前記画像ごとに選択された前記画質コードに従って、前記画像のうち任意の画像と他の画像とを互いに異なる画質の前記画像データへ変換し、並びに、前記処理部からの処理結果、前記作業情報および前記画像データを処理ごとに互いに関連付ける画像処理部と、少なくとも前記処理結果および前記画像データを出力する入出力部とを備えた半導体処理装置、並びに、前記半導体処理装置へ接続され、前記入出力部から出力された少なくとも前記処理結果および前記画像データを入力し保存するホストコンピュータを備えている。
【００１４】
本発明に係る実施形態に従った半導体処理管理方法は、半導体基板を処理する処理部と前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を撮像する撮像部と前記画像を処理する画像処理部とを備えた半導体処理装置を用いた半導体処理管理方法であって、
前記半導体基板面内の位置に依存した不良率に基づいて、前記画像をいずれの画質コードに従って変換するかを示す一連の画像変換レシピを作成するステップと、前記半導体基板を処理するための作業情報に従って前記半導体基板を処理する処理ステップと、前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を処理ごとに撮像する撮像ステップと、前記画像変換レシピにおいて前記画像ごとに選択された前記画質コードに従って、前記画像のうち任意の画像と他の画像とを互いに異なる画質の画像データへ変換する変換ステップと、前記処理部からの処理結果、前記作業情報および前記画像データを互いに関連付ける関連付けステップと、少なくとも前記処理結果および前記画像データを外部へ出力する出力ステップとを含む。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明による実施の形態を説明する。尚、本実施の形態は本発明を限定するものではない。
【００３１】
図１は、本発明に従った実施の形態による半導体処理装置２０の概略を示すブロック図である。
【００３２】
本実施の形態によれば、半導体処理装置２０は、測定ステージ９０上に搭載された半導体基板（図示せず）に形成されたパターンを測定処理する。半導体処理装置２０は、その測定処理と同時に、半導体基板の測定点の画像を撮像する。
【００３３】
より詳細には、半導体処理装置２０は、測定条件に従って半導体基板に形成されたパターンを測定する測定部２２を備えている。測定部２２は、半導体基板を測定する測定ユニット６０と、測定ユニット６０を制御する測定ユニット制御部５０とを有する。
【００３４】
また、半導体処理装置２０は、測定部２２による測定時の半導体基板上の測定点の画像を撮像する撮像部２４を備えている。撮像部２４は、その測定点の画像を撮像するカメラ８０と、カメラ８０と制御するカメラ制御部７０とを有する。半導体処理装置２０は、測定部２２および撮像部２４を制御する測定制御部４０をさらに備えている。
【００３５】
撮像部２４が撮像した画像は静止画または動画のいずれでもよい。また、画像はモノクロームまたはカラーのいずれでもよい。画像データのデータ量が多くとも高画質であることを優先する場合には、動画やカラー画像が採用され得る。一方、低画質であっても画像データのデータ量が少ないことを優先する場合には、静止画やモノクローム画像が採用され得る。
【００３６】
また、半導体処理装置２０は、画像処理部２６および画像記憶部２８を備えている。画像処理部２６は、撮像部２４により撮像された画像を処理する画像処理制御部１８０と、選択情報を格納することができる画像情報格納メモリ１９０とを有する。画像処理制御部１８０は、画像を画像データへデジタル変換する。画像処理制御部１８０は、また、測定部２２からの測定結果と撮像部２４により撮像された画像とを処理ごとに互いに関連付ける。
【００３７】
画像記憶部２８は、画像データのデータ量およびファイル形式等に関する情報を含む画質コードを格納する画質コード用ディスク２００と、画像処理部２６によってデジタル変換された画像データを記憶する画像データ用ディスク２１０と、画質コード用ディスク２００および画像データ用ディスク２１０を管理する画像情報管理部２２０とを有する。画像情報管理部２２０は、画質コード用ディスク２００に画質コードを書き込みまたは読み出す。また、画像情報管理部２２０は、画像データ用ディスク２１０に画像データを書き込みまたは読み出す。
【００３８】
半導体処理装置２０は、作業情報記憶部３２と結果情報記憶部３４とをさらに備えている。作業情報記憶部３２は、作業情報を記憶する作業情報用ディスク１７０と、作業情報用ディスク１７０に作業情報を書き込みまたは読み出す作業情報管理部１６０とを有する。作業情報は、測定対象である半導体基板や該半導体基板の測定点を特定し、並びに、測定条件を特定する情報である。
【００３９】
結果情報記憶部３４は、測定条件を記憶する測定条件用ディスク１１０と、測定結果を記憶する測定結果用ディスク１２０と、測定条件用ディスク１１０および測定結果用ディスク１２０を管理する測定情報管理部１００とを有する。測定情報管理部１００は、測定結果を測定結果用ディスク１２０に書き込みまたは読み出す。また、測定情報管理部１００は、測定条件を測定条件用ディスク１１０から読出しまたは測定条件用ディスク１１０に書込む。
【００４０】
画質コード用ディスク２００は、測定条件用ディスク１１０および作業情報用ディスク１７０とは独立して設けられている。それによって、半導体処理装置２０は、作業情報や測定条件を変更することなく、画質コード内のデータ量の情報を変更することによって、任意の画像データのデータ量を変更することができる。
【００４１】
半導体処理装置２０は、モニタ部３６をさらに備えている。モニタ部３６は、作業情報、測定条件、測定結果、画質コードまたは画像を出力することができるディスプレイ１４０と、ディスプレイ１４０を制御する画像表示制御部１３０とをさらに備えている。
【００４２】
入出力部３８は、インタフェース４２を介して半導体処理装置２０と半導体処理装置２０の外部にあるホストコンピュータ１０とを接続する。入出力部３８は、インタフェース４２を制御するＩＦ制御部１５０を有する。入出力部３８は、互いに関連付けられた処理結果および画像データをホストコンピュータ１０へ出力することを可能にする。
【００４３】
本実施の形態による半導体処理装置２０の各要素は、図１に示されている通り、ライン３０によって相互に接続されている。
【００４４】
しかし、半導体処理装置２０を構成する要素の全部または一部は、ホストコンピュータ１０内に設けられてもよい。また、半導体処理装置２０を構成する要素の全部または一部は、外部に設けられ、互いに接続されていることによって半導体処理ネットワークを構成してもよい。それによって、半導体処理装置２０の大きさ（容量）や設置面積を小さくすることができる。従って、半導体処理装置の配置の自由度が増す。
【００４５】
一方で、ホストコンピュータ１０を設けることなく、作業情報、画像データおよび測定結果等は半導体処理装置２０内に保存され、外部との接続がなされないように構成してもよい。
【００４６】
さらに、半導体処理装置２０は、半導体基板に形成されたパターンの線幅を測定する半導体検査装置でもよい。しかし、図１に示す構成要素が組み込まれた半導体製造装置、例えば、投影露光装置またはエッチャ等であってもよい。
【００４７】
本実施の形態において、ホストコンピュータ１０は、画質コードのうちいずれの画質コードを選択するかを決定する選択情報を予め格納している。この選択情報は、ホストコンピュータ１０にアクセスすることによって、容易に書き換えられ得る。また、ホストコンピュータ１０は、入出力部３８から入力した作業情報、画像データおよび測定結果を保存する。
【００４８】
ホストコンピュータ１０として、ファイル・サーバまたはデータベース・サーバが使用され得る。クライアント４４が、ファイル・サーバまたはデータベース・サーバに接続されるように構成してもよい。このようなクライアント・サーバ型の半導体処理システムによって、半導体処理装置２０の管理が容易になる。
【００４９】
尚、本実施の形態におけるネットワーク、半導体処理システムまたはインタフェース４２は、通信速度を考慮して電気通信、光通信のいずれを利用してもよく、また、設置場所の自由度や通信距離を考慮して有線、無線のいずれで通信してもよい。
【００５０】
また、測定時の画像データはモニタ部３６だけでなく入出力部４２を介してホストコンピュータ１０へ逐次送信されてもよい。それによって、半導体処理装置２０の外部において測定状況を随時監視することができる。
【００５１】
図２は、画質コードを概念的に示した図である。図２には、３つの画質コードが図示されている。画質コードは、互いに異なる情報を有する。本実施の形態において、それぞれの画質コードは、異なるファイル形式の情報またはデータ量の情報を有する。
【００５２】
より詳細には、画質コード０１においては、ファイル形式の情報がＴＩＦＦ（Tagged Image File Format）であり、データ量の情報が1MB（メガバイト）である。画質コード０２においては、ファイル形式の情報がJPEG（Joint Photographic Experts Group）であり、データ量の情報が50ｋB（キロバイト）である。画質コード０３においては、ファイル形式の情報がＴＩＦＦであり、データ量の情報が4MB（メガバイト）である。ファイル形式は、ＢＭＰ（Bit Map）、ＰIＣＴ(Macintosh Picture)またはＲＡＳ(Sun Rasfilter Format)等であってもよい。
【００５３】
画像情報格納メモリ１９０に格納されている画像のうち、高画質の画像データへの変換が必要である画像は、例えば、画質コード０３に従ってデジタル変換される。一方、低画質の画像データへの変換で足りる画像は、画質コード０２に従ってデジタル変換される。
【００５４】
また、高画質の画像データへの変換が必要である画像は、デジタル変換することなくアナログ信号として画像データ用ディスク２１０へ格納してもよい。それによって、より高画質の画像が得られる。画質コードは、データ量に代えて、または、それと伴に、画像データの圧縮率の情報を有してもよい。
【００５５】
また、画像が動画である場合には、ＪＰＥＧまたはＴＩＦＦに代えて、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）が使用される。それによって、静止画だけでなく、動画も任意のデータ量の画像データへ変換することができる。
【００５６】
尚、画質コードの数は、２つでもよく、また、３つよりも多くてもよい。また、画質コード内には、該画質コードが適用される製品名または工程名、若しくは、それらの製品または工程の管理者名等が含まれていてもよい。それによって、画質コードの管理が容易になる。
【００５７】
図３は、画像のそれぞれについて、画質コードを選択している様子を概念的に示した図である。画像処理制御部１８０は、ホストコンピュータ１０から入力した選択情報に従って画質コードを選択する。それによって、それぞれの画像をいずれの画質コードに従ってデジタル変換するかを示す一連の画像変換レシピが作成される。
【００５８】
本実施の形態によれば、半導体処理装置２０は、フォトリソグラフィの工程においてパターニングされたフォトレジストの線幅を測定する。測定ごとに測定点の画像が撮像部２４によって撮像される。
【００５９】
本実施の形態によれば、画像変換レシピは、半導体基板ごとに作成されている。また、投影露光装置のショット内における所定の位置のチップについて画質コード０２が選択され、他のチップについては画質コード０１が選択されている。
【００６０】
例えば、統計上、半導体基板内において不良率が高い位置のチップの画像は高画質で保存される。それによって、不良解析が容易になり、不良解析に要する時間が短縮される。一方、統計上、半導体基板内において不良率が低い位置のチップの画像は低画質で保存される。即ち、画像データのデータ量が少ない。それによって、画像データの入出力に要する時間が短縮される。
【００６１】
従って、不良解析に要する時間と半導体処理装置のスループットの時間とのトレードオフの関係が解消される。
【００６２】
本実施の形態においては、投影露光装置のショット内における所定の位置のチップのみが、他のチップと異なる画質コードによって処理されている。しかし、チップごとに画質コードが選択される必要は必ずしもない。
【００６３】
図４に示すように、例えば、ロットごとに画質コードが選択されてもよい。また、半導体基板ごとに画質コードが選択されてもよい。また、投影露光装置のショットごとに画質コードが選択されてもよい。さらに、１つのチップ内の測定点ごとに画質コードが選択されてもよい。
【００６４】
また、画像のうち、所定数の画像ごとに、他の画像と異なる画質コードが選択されてもよい。一方、ランダムに選択された画像が他の画像と異なる画質コードによって処理されてもよい。
【００６５】
次に、本発明による半導体処理管理方法を説明する。
図５は、本発明に従った実施の形態による半導体処理管理方法を示したフロー図である。
【００６６】
半導体処理装置２０は、ホストコンピュータ１０から作業情報および選択情報を受信する（Ｓ５００）。
【００６７】
作業情報は、作業情報記憶部２８に送られ、作業情報用ディスク１７０へ格納される。選択情報は、画像処理制御部１８０に送られ、画像情報格納メモリ１９０へ格納される（Ｓ５０２）。
【００６８】
次に、画質情報制御部１８０は、選択情報に従い、測定点ごとに対応した画質コードを、画質コード用ディスク２００から画質情報管理部２２０を介して受信する。画質情報制御部１８０は、測定点ごとに選択情報によって選択された画質コードを選択情報に従って配列し、画像変換レシピを作成する（Ｓ５０４）。尚、画像変換レシピは、画質コードを配列して形成されたデータである。画像変換レシピは、例えば、画像が撮像される順番に配列される。
【００６９】
次に、作業情報管理部１６０は、作業情報に従って測定条件用ディスク１１０から測定条件を取り出す。作業情報管理部１６０は、測定条件を測定制御部４０へ送る。測定制御部４０は、その測定条件に従って測定処理を開始する（Ｓ５０６）。
【００７０】
まず、作業情報に含まれるロット・ナンバに該当するロットから処理対象となる半導体基板がロードされる（Ｓ５０８）。次に、測定ユニット６０およびカメラ８０が測定条件で指定された測定点に位置するように、測定ステージ９０が半導体基板を移動させる（Ｓ５１０）。
【００７１】
次に、測定ユニット６０が半導体基板上のパターンを測定し、同時に、カメラ８０が半導体基板上の測定点を撮像する（Ｓ５１２ａ）。
【００７２】
より詳細には、半導体基板上のパターンのＣＤ測定において、測定部２２は、半導体基板上に形成されたパターンの幅を測定する。例えば、パターニングされたレジストの線幅、エッチングされた配線の線幅またはエッチングされたトレンチの溝幅などが測定される。カメラ８０は、測定処理の際に、測定点に焦点が合った瞬間にその測定点を撮像する。
【００７３】
撮像部２４は、代表的には、ＣＤ測定に使用される走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope））である。尚、撮像部２４は、光学顕微鏡や透過型電子顕微鏡（TEM(Transmission Electron Microscope)）であってもよい。
【００７４】
測定部２２は、互いに材質の異なる材料により平面状に形成されたパターンの領域の幅を測定してもよい。かかる場合、測定部２２は焦点が合ったときにパターンの領域の色彩や材質の違いによる反射光を検出することによって、その領域の幅を測定する。それにより、配線の線幅やトレンチの溝幅だけでなく、平面パターンの領域の幅が測定され得る。
【００７５】
測定部２２および撮像部２４がパターンの測定およびパターンの撮像を処理する一方で、測定制御部４０は、撮像された画像を逐次、画像処理制御部１８０およびモニタ部３６へ送る。画像処理制御部１８０は、画像変換レシピに従ってその画像をデジタル変換する。例えば、その画像は、ＪＰＥＧまたはＴＩＦＦの形式に従い圧縮される（Ｓ５１２ｂ）。
【００７６】
デジタル変換された画像データは画像情報メモリ１９０に格納される。また、モニタ部３６は、画像表示制御部１３０によって、その画像をディスプレイ１４０に表示する（Ｓ５１２ｂ）。
【００７７】
画像処理制御部１８０は、処理結果、作業情報および画像データを受け取り、それらのそれぞれに同一のファイル名を付する。所定の測定点を測定したときの作業情報、画像データおよび測定結果は、同一のファイル名を有することによって互いに関連付けられる。従って、作業情報、画像データおよび測定結果は、それぞれ別個に保存されていても、どの測定点を測定したときの情報かを特定することができる。
【００７８】
ファイル名は、オペレータがロット・ナンバ、ウェハ・ナンバ、測定座標等を入力してもよい。しかし、画像処理制御部１８０がファイル名として測定日や測定時刻のデータを自動的に付するように設定することが好ましい。ファイル名が測定時の日時、例えば、測定年月日、時間、分、秒までのデータを有することによって、画像データ等がどの測定点における画像データ等であるかを特定することができる。それによって、オペレータがファイル名を入力するという労力が省略される。
【００７９】
一方で、作業情報、画像データおよび測定結果のファイル形式を異ならせること、例えば、ファイルの拡張子を異ならせることによって、同一の測定点を測定したときの作業情報、画像データおよび測定結果が互いに混同しないように区別する。動画データおよび測定結果を格納するディレクトリを異ならせることによって区別してもよい。
【００８０】
このようにして、同一の測定点を測定したときの作業情報、画像データおよび測定結果が互いに関連付けられる（Ｓ５１６）。
【００８１】
次に、画像データは画像データ用ディスク２１０へ格納される。測定結果は測定結果用ディスク１２０へ格納される（Ｓ５１８）。
【００８２】
ある測定点の処理が終了した後、測定の対象である半導体基板上における他の測定点がまだ測定されていない場合には、他の測定点においてＳ５１０からＳ５１８までのステップが繰り返される（Ｓ５２０）。
【００８３】
測定の対象である半導体基板の総ての測定点における測定が終了したときには、その半導体基板が、アンロードされ、測定ステージ９０から外される（Ｓ５２２）。
【００８４】
次に、他の半導体基板が測定ステージ９０にロードされ、Ｓ５０８からＳ５２２までのステップが繰り返される（Ｓ５２４）。
【００８５】
半導体基板の処理終了後、測定の対象であるロットの総ての半導体基板が測定された場合には、測定処理が終了する（Ｓ５２６）。
【００８６】
測定処理が終了した後、作業情報管理部１６０は、測定結果用ディスク１１０からＩＦ制御部１５０およびインタフェース４２を介して作業情報、画像データおよび測定結果をホストコンピュータ１０へ送信する（Ｓ５２８）。ホストコンピュータ１０は、ＩＦ制御部１５０から出力された処理結果および画像データを入力し保存する。
【００８７】
あるロットの処理が終了した後、次のロットの処理が開始される。
尚、画像変換レシピの作成（Ｓ５０４）は、画像がデジタル変換されるときに使用される。よって、Ｓ５０４は、ＳＴＡＲＴからＳ５１２ｂまでのいずれかの時点において実行されればよい。
【００８８】
また、画像のデジタル変換（Ｓ５１２ｂ）は、測定点の撮像（Ｓ５１２ａ）の後、画像データをホストコンピュータ１０へ送信する（Ｓ５２８）までのいずれかの時点においてに実行されればよい。例えば、画像処理制御部１８０は、測定処理が終了する（Ｓ５２６）まで画像をアナログ信号の状態で画像データ用ディスク２１０へ格納する。測定処理終了（Ｓ５２６）後に、画像処理制御部１８０は、画像データ用ディスク２１０に格納された総ての画像を一括してデジタル変換する。
【００８９】
本実施の形態によって、任意の画像は比較的データ量の多い高画質の画像データへ変換され、高画質の画像データは不良解析や製品の信頼性の担保に役立つ。他の画像は比較的データ量の少ない低画質の画像データへ変換され、画像データの入出力や格納する時間を短縮する。従って、不良解析に要する時間と半導体処理装置のスループットの時間とのトレードオフの関係が解消される。
【００９０】
尚、画質コードの数が多いほど、互いにデータ量やファイル形式の異なる画像データの数が多くなる。多くの画質コードを設けることによって、任意のデータ量の画像データが得られる。
【００９１】
図６は、本発明に従った他の実施の形態による半導体処理管理方法を示したフロー図である。本実施の形態は図５の実施の形態に類似する。以下異なる点を説明する。本実施の形態によれば、図５の実施の形態と異なり、画像処理制御部１８０は測定結果が所定の条件を満たすかの判定をする（Ｓ６１５）。その判定結果に依存して、画質コードが選択される。
【００９２】
測定結果が所定の条件を満たす正常測定結果である場合には、画像は比較的低画質でよい。従って、低画質の画質コードが選択される。低画質の画質コードにおいてはデータ量の数値が小さい。よって、画像処理制御部１８０は、画像をデータ量が比較的少ない画像データへデジタル変換する（Ｓ６１６ａ）。
【００９３】
一方で、測定結果が所定の条件を満たさない異常測定結果である場合には、画像は比較的高画質である必要がある。従って、高画質の画質コードが選択される。高画質の画質コードにおいてはデータ量の数値が大きい。よって、画像処理制御部１８０は、画像をデータ量が比較的多い画像データへデジタル変換する（Ｓ６１６ｂ）。
【００９４】
それにより、測定結果のうち、正常測定結果と関連付けられた画像データのデータ量は少ないので、画像データの読出しや書込みおよび送受信に要する時間が短縮される。また、測定結果のうち、異常測定結果と関連付けられた画像データのデータ量は多いので、高画質の画像が再現され、不良解析が容易になり、不良解析に要する時間が短縮され得る。
従って、不良解析に要する時間と半導体処理装置のスループットの時間とのトレードオフの関係が解消される。
【００９５】
また、本実施の形態によれば、図５の実施の形態と異なり、画像変換レシピや選択情報が不要である。それによって、オペレータは、選択情報を予め設定し、ホストコンピュータへ入力する必要がない。即ち、本実施の形態によれば、判定結果により自動的に画質コードが設定される。
【００９６】
また、画像処理制御部１８０は、正常測定結果のみをデジタル変換し、異常測定結果をデジタル変換しないようにすることもできる。
【００９７】
それによって、不良解析に必要な異常測定結果と関連付けられた画像は、高画質のアナログ信号の状態でホストコンピュータ１０へ送信される。一方、正常測定結果と関連付けられた画像は、デジタル変換され、データ量が小さい状態でホストコンピュータ１０へ送信される。
【００９８】
さらに、判定処理を設けることによって、半導体処理装置２０は、異常測定結果およびその異常測定結果に関連付けられた画像データのみをホストコンピュータ１０へ送信するようにすることもできる。
【００９９】
それによって、不良解析に必要な異常測定結果、作業情報および画像データのみをホストコンピュータ１０へ送信することができる。即ち、不良解析に不要な変換処理および送信処理が省略される。従って、さらに、半導体処理装置２０のスループットが向上する。
【０１００】
図７は、工程ごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図である。
【０１０１】
例えば、検査工程Ａ、Ｂ、ＣおよびＤのそれぞれにおいて、図５に示した半導体処理管理方法が実施されている。検査工程Ａ、Ｂ、ＣおよびＤにおいて、測定結果が良好である場合には、画像は比較的データ量の少ない画像データへデジタル変換される。即ち、検査工程Ａ、Ｂ、ＣおよびＤにおけるそれぞれの選択情報は、データ量の数値の小さい画質コードを選択するように設定される。選択情報は、ホストコンピュータ１０を操作するオペレータによって設定される。
【０１０２】
それによって、画像データのデータ量が少なくなり、画像データの入出力等が短時間できる。その結果、検査工程に掛かる時間が短くなる。
【０１０３】
しかし、検査工程Ｃにおいて、不良を示す測定結果が通常より多くなったと仮定する。この場合には、検査工程Ｃのみにおいて高画質の画像データにするために、選択情報は、データ量の数値が通常より大きな画質コードを選択するように変更される。
【０１０４】
それにより、検査工程Ａ、ＢおよびＤのスループットを維持しつつ、検査工程Ｃにおける画像はデータ量の比較的多い高画質の画像データへ変換される。または、検査工程Ｃにおける画像はアナログ信号のまま変換されない。検査工程Ｃにおける画像データは高画質の画像データであるので、不良解析の時間の短縮に役立つ。
【０１０５】
図８は、ロットごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図である。
【０１０６】
例えば、ロットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧのそれぞれにおいて、図６に示した半導体処理管理方法が実施される。ロットＡ、Ｂ、Ｃ、ＥおよびＧの測定結果は、所定のスペックの範囲内である。従って、判定処理（図６におけるＳ６１５）において、測定結果が所定の条件を満たす。即ち、ロットＡ、Ｂ、Ｃ、ＥおよびＧの測定結果は、正常測定結果である。よって、ロットＡ、Ｂ、Ｃ、ＥおよびＧの画像はデータ量の比較的少ない画像データへ変換される（Ｓ６１６ａ）。
【０１０７】
それによって、画像データのデータ量が少なくなり、画像データの入出力等が短時間できる。
【０１０８】
一方、ロットＤおよびＦの測定結果は、スペックの範囲外である。従って、判定処理（Ｓ６１５）において、測定結果が所定の条件を満たさない。即ち、ロットＤおよびＦの測定結果は、異常測定結果である。よって、ロットＤおよびＦの画像はデータ量の比較的多い画像データへ変換される（Ｓ６１６ｂ）。または、ロットＤおよびＦの画像はアナログ信号のまま変換されない。ロットＤおよびＦの画像は、高画質の画像データであるので、ロットＤおよびＦの不良解析が容易になる。
【０１０９】
図９は、投影露光装置のショットにおいて所定の位置のチップごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図である。本実施の形態によれば、半導体基板上の１つのショット内に、製品になる製品用チップと品質を管理するための品質管理用チップが含まれている。
【０１１０】
半導体処理装置２０は、製品用チップを測定している時の画像を比較的データ量の多い高画質の画像データへデジタル変換する。それによって、製品用チップが不良品であった場合に、高画質の画像データが不良解析の時間を短縮するのに役立つ。また、半導体処理装置２０は、品質管理用チップを測定している時の画像を比較的データ量の少ない低画質の画像データへデジタル変換する。それによって、半導体処理装置２０がホストコンピュータ１０へ送信するデータ量は少なくなる。よって、半導体処理装置２０におけるスループットが向上する。
【０１１１】
図１０は、半導体処理装置からホストコンピュータへ画像データを送信する送信時間を示す図である。投影露光装置の露光ショットごとに製品用チップの送信時間と品質管理用チップの送信時間とが区別されている。図１０（A）、図１０（B）および図１０（C）は、ともに３つの露光ショット内のチップを測定した時における画像データを送信する時間を示す。
【０１１２】
図１０（A）および図１０（B）は、従来の半導体処理管理方法による画像データを送信するための所要時間を示す。図１０（A）によれば、製品用チップの画像および品質管理用チップの画像はともにデータ量の少ない画像データへデジタル変換されている。従って、画像データを送信するための所要時間Ａは短い。しかし、製品用チップの画像データおよび品質管理用チップの画像データにより再現された画像の画質は悪い。即ち、製品用チップの画像データおよび品質管理用チップの画像データはともに低画質の画像データである。よって、製品用チップが不良品であるときに、不良解析に画像データを使用することが困難な場合がある。
【０１１３】
図１０（B）によれば、製品用チップの画像および品質管理用チップの画像はともにデータ量の多い画像データへデジタル変換されている。即ち、製品用チップの画像データおよび品質管理用チップの画像データはともに高画質の画像データである。従って、製品用チップが不良品であるときに、画像データが不良解析の時間を短縮するのに役立つ。
【０１１４】
しかし、画像データを送信するための所要時間Ｂは比較的長くなる。よって、半導体処理装置２０のスループットが低下する。
【０１１５】
図１０（C）は、本発明による図９の実施の形態に従った半導体処理管理方法による画像データを送信するための所要時間を示す。図１０（C）によれば、製品用チップの画像および品質管理用チップの画像はそれぞれ異なるデータ量の画像データへデジタル変換され得る。例えば、製品用チップの画像はデータ量の多い画像データへデジタル変換され、品質管理用チップの画像はデータ量の少ない画像データへデジタル変換されている。即ち、製品用チップの画像データは高画質の画像データであり、品質管理用チップの画像データは低画質の画像データである。
従って、製品用チップが不良品であるときに、画像データが不良解析の時間を短縮するのに役立つ。また、製品用チップにおける画像データを送信する所要時間Ｃは、図１０（Ｂ）の画像データの所要時間Ｂと比較して短い。
【０１１６】
通常、半導体基板内において測定点は非常に多い。特に、近年において半導体素子の微細化が進んでいる。それに伴い、半導体基板内に製造されるチップの数が益々増加しているので、測定点はさらに多くなっている。従って、図１０（B）の所要時間Ｂが本実施の形態の所要時間Ｃへ短縮されるという効果は大きい。
【０１１７】
尚、本明細書において、画像という語は、画像のアナログ信号も含むものとする。また、半導体処理装置２０は、投影露光装置の内部に設けられていてもよく、または、投影露光装置と独立した検査装置であってもよい。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明に従った半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法によれば、個々の画像を互いに異なる容量またはファイル形式の画像データへデジタル変換することができる。それによって、不良解析に要する時間と半導体処理装置のスループットの時間とのトレードオフの関係が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った実施の形態による半導体処理装置２０の概略を示すブロック図。
【図２】画質コードを概念的に示した図。
【図３】画像のそれぞれについて、画質コードを選択している様子を概念的に示した図。
【図４】画質コードが選択されている様子を示す図。
【図５】本発明に従った他の実施の形態による半導体処理管理方法を示したフロー図。
【図６】本発明に従った他の実施の形態による半導体処理管理方法を示したフロー図。
【図７】工程ごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図。
【図８】ロットごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図。
【図９】投影露光装置のショットにおいて所定の位置のチップごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図。
【図１０】半導体処理装置からホストコンピュータへ画像データを送信する送信時間を示す図。
【図１１】従来において、画像データの容量の大きさに対して、半導体処理装置のスループットの時間および不良解析に要する時間を示したグラフ。
【符号の説明】
１０ ホストコンピュータまたはサーバ
２０ 半導体処理装置
２２ 測定部
２４ 撮像部
２６ 画像処理部
２８ 画像記憶部
３０ ライン
３２ 記憶部
３４ 結果情報記憶部
３６ モニタ部
３８ 入出力部
４０ 測定制御部
４２ インタフェース
４４ クライアント
９０ 測定ステージ
１００ 測定情報管理部
１１０ 測定条件用ディスク
１２０ 測定結果用ディスク
１８０ 画像処理制御部
１９０ 画像情報格納メモリ
２００ 画質コード用ディスク
２１０ 画像データ用ディスク
２２０ 画像情報管理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体の製造には、多くの測定処理が必要である。例えば、半導体製造には、半導体基板上に形成された微細パターンの線幅等を測定するCD（Critical Dimension）測定の工程が必要である。CD測定においては、フォト・リソグラフィの工程におけるレジスト・パターンの線幅、エッチングの工程によって形成された配線等のパターンの線幅やトレンチの溝の幅などが測定される。CD測定器は、測定対象である半導体基板の測定箇所を拡大してモニタリングしつつ、電子線を用いて線幅を測定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常、CD測定器によってモニタリングされた半導体基板の測定箇所の画像は、不良解析に用いられる。不良解析のために、この画像はデジタル変換されて画像データとして保存される。不良の原因を早期に発見するためには、その画像データによる画質は高画質であることが好ましい。
【０００４】
しかし、画像データによる画質が高画質であるほど、画像データの容量は大きくなる。画像データの容量が大きくなった場合には、画像をデジタル変換するための時間、画像データを入出力する時間、並びに、画像データを書き込みまたは読み出す時間等がより長くなる。それによって、ＣＤ測定器等の半導体処理装置が半導体基板を処理する時間が長くなる。即ち、半導体処理装置におけるスループットが低下する。それによって、半導体製造工程のサイクルタイムが長期化し、半導体素子の製造コストが上昇する結果となる。
【０００５】
図１１は、画像データのデータ量の大きさに対して、半導体処理装置のスループットおよび不良解析に要する時間を示したグラフである。尚、図１１は、理解を容易にするために模式的に示したものである。
【０００６】
図１１によれば、画像データの容量が大きくなるに伴い、画像が高画質になるため不良解析に要する時間が短くなっている。一方で、画像データのデータ量が大きくなるに伴い、半導体処理装置のスループットは低下している。
【０００７】
即ち、不良解析に要する時間と半導体処理装置のスループットとは、画像データのデータ量に関して、トレードオフの関係にある。
【０００８】
一般に、ＣＤ測定において、デジタル変換するときの画像データのデータ量の情報は、測定条件に含まれる。従って、画像データのデータ量の情報を変更するためには、この測定条件が変更されなければならない。
【０００９】
しかし、ある測定条件に従ってすでに測定を実行した後、当該測定条件内のファイル形式やデータ量をさらに変更して、処理を続行することは困難であり、手間が掛かる。
【００１０】
よって、従来においては、個々の画像を互いに異なるデータ量またはファイル形式の画像データへデジタル変換することが困難であった。
【００１１】
従って、本発明の目的は、個々の画像を互いに異なる容量またはファイル形式の画像データへデジタル変換することができる半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に従った実施の形態による半導体処理装置は、半導体基板を処理するための作業情報に従って該半導体基板を処理する処理部と、前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を処理ごとに撮像する撮像部と、前記画像の画質変換後の画像データのデータ量に関する情報を有する複数の画質コードを格納する画質コード記憶部と、前記半導体基板面内の位置に依存した不良率に基づいて、前記画像をいずれの画質コードに従って変換するかを示す一連の画像変換レシピを前記処理部による処理前に予め作成し、前記画像変換レシピにおいて前記画像ごとに選択された前記画質コードに従って、前記画像のうち任意の画像と他の画像とを互いに異なる画質の前記画像データへ変換し、並びに、前記処理部からの処理結果、前記作業情報および前記画像データを処理ごとに互いに関連付ける画像処理部と、少なくとも前記処理結果および前記画像データを出力することができる入出力部とを備えている。
【００１３】
本発明に係る実施形態に従った半導体処理システムは、半導体基板を処理するための作業情報に従って該半導体基板を処理する処理部と、前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を処理ごとに撮像する撮像部と、前記画像の画質変換後の画像データのデータ量に関する情報を有する画質コードを格納する画質コード記憶部と、前記半導体基板面内の位置に依存した不良率に基づいて、前記画像をいずれの画質コードに従って変換するかを示す一連の画像変換レシピを前記処理部による処理前に予め作成し、前記画像変換レシピにおいて前記画像ごとに選択された前記画質コードに従って、前記画像のうち任意の画像と他の画像とを互いに異なる画質の前記画像データへ変換し、並びに、前記処理部からの処理結果、前記作業情報および前記画像データを処理ごとに互いに関連付ける画像処理部と、少なくとも前記処理結果および前記画像データを出力する入出力部とを備えた半導体処理装置、並びに、前記半導体処理装置へ接続され、前記入出力部から出力された少なくとも前記処理結果および前記画像データを入力し保存するホストコンピュータを備えている。
【００１４】
本発明に係る実施形態に従った半導体処理管理方法は、半導体基板を処理する処理部と前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を撮像する撮像部と前記画像を処理する画像処理部とを備えた半導体処理装置を用いた半導体処理管理方法であって、
前記半導体基板面内の位置に依存した不良率に基づいて、前記画像をいずれの画質コードに従って変換するかを示す一連の画像変換レシピを作成するステップと、前記半導体基板を処理するための作業情報に従って前記半導体基板を処理する処理ステップと、前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を処理ごとに撮像する撮像ステップと、前記画像変換レシピにおいて前記画像ごとに選択された前記画質コードに従って、前記画像のうち任意の画像と他の画像とを互いに異なる画質の画像データへ変換する変換ステップと、前記処理部からの処理結果、前記作業情報および前記画像データを互いに関連付ける関連付けステップと、少なくとも前記処理結果および前記画像データを外部へ出力する出力ステップとを含む。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明による実施の形態を説明する。尚、本実施の形態は本発明を限定するものではない。
【００３１】
図１は、本発明に従った実施の形態による半導体処理装置２０の概略を示すブロック図である。
【００３２】
本実施の形態によれば、半導体処理装置２０は、測定ステージ９０上に搭載された半導体基板（図示せず）に形成されたパターンを測定処理する。半導体処理装置２０は、その測定処理と同時に、半導体基板の測定点の画像を撮像する。
【００３３】
より詳細には、半導体処理装置２０は、測定条件に従って半導体基板に形成されたパターンを測定する測定部２２を備えている。測定部２２は、半導体基板を測定する測定ユニット６０と、測定ユニット６０を制御する測定ユニット制御部５０とを有する。
【００３４】
また、半導体処理装置２０は、測定部２２による測定時の半導体基板上の測定点の画像を撮像する撮像部２４を備えている。撮像部２４は、その測定点の画像を撮像するカメラ８０と、カメラ８０と制御するカメラ制御部７０とを有する。半導体処理装置２０は、測定部２２および撮像部２４を制御する測定制御部４０をさらに備えている。
【００３５】
撮像部２４が撮像した画像は静止画または動画のいずれでもよい。また、画像はモノクロームまたはカラーのいずれでもよい。画像データのデータ量が多くとも高画質であることを優先する場合には、動画やカラー画像が採用され得る。一方、低画質であっても画像データのデータ量が少ないことを優先する場合には、静止画やモノクローム画像が採用され得る。
【００３６】
また、半導体処理装置２０は、画像処理部２６および画像記憶部２８を備えている。画像処理部２６は、撮像部２４により撮像された画像を処理する画像処理制御部１８０と、選択情報を格納することができる画像情報格納メモリ１９０とを有する。画像処理制御部１８０は、画像を画像データへデジタル変換する。画像処理制御部１８０は、また、測定部２２からの測定結果と撮像部２４により撮像された画像とを処理ごとに互いに関連付ける。
【００３７】
画像記憶部２８は、画像データのデータ量およびファイル形式等に関する情報を含む画質コードを格納する画質コード用ディスク２００と、画像処理部２６によってデジタル変換された画像データを記憶する画像データ用ディスク２１０と、画質コード用ディスク２００および画像データ用ディスク２１０を管理する画像情報管理部２２０とを有する。画像情報管理部２２０は、画質コード用ディスク２００に画質コードを書き込みまたは読み出す。また、画像情報管理部２２０は、画像データ用ディスク２１０に画像データを書き込みまたは読み出す。
【００３８】
半導体処理装置２０は、作業情報記憶部３２と結果情報記憶部３４とをさらに備えている。作業情報記憶部３２は、作業情報を記憶する作業情報用ディスク１７０と、作業情報用ディスク１７０に作業情報を書き込みまたは読み出す作業情報管理部１６０とを有する。作業情報は、測定対象である半導体基板や該半導体基板の測定点を特定し、並びに、測定条件を特定する情報である。
【００３９】
結果情報記憶部３４は、測定条件を記憶する測定条件用ディスク１１０と、測定結果を記憶する測定結果用ディスク１２０と、測定条件用ディスク１１０および測定結果用ディスク１２０を管理する測定情報管理部１００とを有する。測定情報管理部１００は、測定結果を測定結果用ディスク１２０に書き込みまたは読み出す。また、測定情報管理部１００は、測定条件を測定条件用ディスク１１０から読出しまたは測定条件用ディスク１１０に書込む。
【００４０】
画質コード用ディスク２００は、測定条件用ディスク１１０および作業情報用ディスク１７０とは独立して設けられている。それによって、半導体処理装置２０は、作業情報や測定条件を変更することなく、画質コード内のデータ量の情報を変更することによって、任意の画像データのデータ量を変更することができる。
【００４１】
半導体処理装置２０は、モニタ部３６をさらに備えている。モニタ部３６は、作業情報、測定条件、測定結果、画質コードまたは画像を出力することができるディスプレイ１４０と、ディスプレイ１４０を制御する画像表示制御部１３０とをさらに備えている。
【００４２】
入出力部３８は、インタフェース４２を介して半導体処理装置２０と半導体処理装置２０の外部にあるホストコンピュータ１０とを接続する。入出力部３８は、インタフェース４２を制御するＩＦ制御部１５０を有する。入出力部３８は、互いに関連付けられた処理結果および画像データをホストコンピュータ１０へ出力することを可能にする。
【００４３】
本実施の形態による半導体処理装置２０の各要素は、図１に示されている通り、ライン３０によって相互に接続されている。
【００４４】
しかし、半導体処理装置２０を構成する要素の全部または一部は、ホストコンピュータ１０内に設けられてもよい。また、半導体処理装置２０を構成する要素の全部または一部は、外部に設けられ、互いに接続されていることによって半導体処理ネットワークを構成してもよい。それによって、半導体処理装置２０の大きさ（容量）や設置面積を小さくすることができる。従って、半導体処理装置の配置の自由度が増す。
【００４５】
一方で、ホストコンピュータ１０を設けることなく、作業情報、画像データおよび測定結果等は半導体処理装置２０内に保存され、外部との接続がなされないように構成してもよい。
【００４６】
さらに、半導体処理装置２０は、半導体基板に形成されたパターンの線幅を測定する半導体検査装置でもよい。しかし、図１に示す構成要素が組み込まれた半導体製造装置、例えば、投影露光装置またはエッチャ等であってもよい。
【００４７】
本実施の形態において、ホストコンピュータ１０は、画質コードのうちいずれの画質コードを選択するかを決定する選択情報を予め格納している。この選択情報は、ホストコンピュータ１０にアクセスすることによって、容易に書き換えられ得る。また、ホストコンピュータ１０は、入出力部３８から入力した作業情報、画像データおよび測定結果を保存する。
【００４８】
ホストコンピュータ１０として、ファイル・サーバまたはデータベース・サーバが使用され得る。クライアント４４が、ファイル・サーバまたはデータベース・サーバに接続されるように構成してもよい。このようなクライアント・サーバ型の半導体処理システムによって、半導体処理装置２０の管理が容易になる。
【００４９】
尚、本実施の形態におけるネットワーク、半導体処理システムまたはインタフェース４２は、通信速度を考慮して電気通信、光通信のいずれを利用してもよく、また、設置場所の自由度や通信距離を考慮して有線、無線のいずれで通信してもよい。
【００５０】
また、測定時の画像データはモニタ部３６だけでなく入出力部４２を介してホストコンピュータ１０へ逐次送信されてもよい。それによって、半導体処理装置２０の外部において測定状況を随時監視することができる。
【００５１】
図２は、画質コードを概念的に示した図である。図２には、３つの画質コードが図示されている。画質コードは、互いに異なる情報を有する。本実施の形態において、それぞれの画質コードは、異なるファイル形式の情報またはデータ量の情報を有する。
【００５２】
より詳細には、画質コード０１においては、ファイル形式の情報がＴＩＦＦ（Tagged Image File Format）であり、データ量の情報が1MB（メガバイト）である。画質コード０２においては、ファイル形式の情報がJPEG（Joint Photographic Experts Group）であり、データ量の情報が50ｋB（キロバイト）である。画質コード０３においては、ファイル形式の情報がＴＩＦＦであり、データ量の情報が4MB（メガバイト）である。ファイル形式は、ＢＭＰ（Bit Map）、ＰIＣＴ(Macintosh Picture)またはＲＡＳ(Sun Rasfilter Format)等であってもよい。
【００５３】
画像情報格納メモリ１９０に格納されている画像のうち、高画質の画像データへの変換が必要である画像は、例えば、画質コード０３に従ってデジタル変換される。一方、低画質の画像データへの変換で足りる画像は、画質コード０２に従ってデジタル変換される。
【００５４】
また、高画質の画像データへの変換が必要である画像は、デジタル変換することなくアナログ信号として画像データ用ディスク２１０へ格納してもよい。それによって、より高画質の画像が得られる。画質コードは、データ量に代えて、または、それと伴に、画像データの圧縮率の情報を有してもよい。
【００５５】
また、画像が動画である場合には、ＪＰＥＧまたはＴＩＦＦに代えて、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）が使用される。それによって、静止画だけでなく、動画も任意のデータ量の画像データへ変換することができる。
【００５６】
尚、画質コードの数は、２つでもよく、また、３つよりも多くてもよい。また、画質コード内には、該画質コードが適用される製品名または工程名、若しくは、それらの製品または工程の管理者名等が含まれていてもよい。それによって、画質コードの管理が容易になる。
【００５７】
図３は、画像のそれぞれについて、画質コードを選択している様子を概念的に示した図である。画像処理制御部１８０は、ホストコンピュータ１０から入力した選択情報に従って画質コードを選択する。それによって、それぞれの画像をいずれの画質コードに従ってデジタル変換するかを示す一連の画像変換レシピが作成される。
【００５８】
本実施の形態によれば、半導体処理装置２０は、フォトリソグラフィの工程においてパターニングされたフォトレジストの線幅を測定する。測定ごとに測定点の画像が撮像部２４によって撮像される。
【００５９】
本実施の形態によれば、画像変換レシピは、半導体基板ごとに作成されている。また、投影露光装置のショット内における所定の位置のチップについて画質コード０２が選択され、他のチップについては画質コード０１が選択されている。
【００６０】
例えば、統計上、半導体基板内において不良率が高い位置のチップの画像は高画質で保存される。それによって、不良解析が容易になり、不良解析に要する時間が短縮される。一方、統計上、半導体基板内において不良率が低い位置のチップの画像は低画質で保存される。即ち、画像データのデータ量が少ない。それによって、画像データの入出力に要する時間が短縮される。
【００６１】
従って、不良解析に要する時間と半導体処理装置のスループットの時間とのトレードオフの関係が解消される。
【００６２】
本実施の形態においては、投影露光装置のショット内における所定の位置のチップのみが、他のチップと異なる画質コードによって処理されている。しかし、チップごとに画質コードが選択される必要は必ずしもない。
【００６３】
図４に示すように、例えば、ロットごとに画質コードが選択されてもよい。また、半導体基板ごとに画質コードが選択されてもよい。また、投影露光装置のショットごとに画質コードが選択されてもよい。さらに、１つのチップ内の測定点ごとに画質コードが選択されてもよい。
【００６４】
また、画像のうち、所定数の画像ごとに、他の画像と異なる画質コードが選択されてもよい。一方、ランダムに選択された画像が他の画像と異なる画質コードによって処理されてもよい。
【００６５】
次に、本発明による半導体処理管理方法を説明する。
図５は、本発明に従った実施の形態による半導体処理管理方法を示したフロー図である。
【００６６】
半導体処理装置２０は、ホストコンピュータ１０から作業情報および選択情報を受信する（Ｓ５００）。
【００６７】
作業情報は、作業情報記憶部２８に送られ、作業情報用ディスク１７０へ格納される。選択情報は、画像処理制御部１８０に送られ、画像情報格納メモリ１９０へ格納される（Ｓ５０２）。
【００６８】
次に、画質情報制御部１８０は、選択情報に従い、測定点ごとに対応した画質コードを、画質コード用ディスク２００から画質情報管理部２２０を介して受信する。画質情報制御部１８０は、測定点ごとに選択情報によって選択された画質コードを選択情報に従って配列し、画像変換レシピを作成する（Ｓ５０４）。尚、画像変換レシピは、画質コードを配列して形成されたデータである。画像変換レシピは、例えば、画像が撮像される順番に配列される。
【００６９】
次に、作業情報管理部１６０は、作業情報に従って測定条件用ディスク１１０から測定条件を取り出す。作業情報管理部１６０は、測定条件を測定制御部４０へ送る。測定制御部４０は、その測定条件に従って測定処理を開始する（Ｓ５０６）。
【００７０】
まず、作業情報に含まれるロット・ナンバに該当するロットから処理対象となる半導体基板がロードされる（Ｓ５０８）。次に、測定ユニット６０およびカメラ８０が測定条件で指定された測定点に位置するように、測定ステージ９０が半導体基板を移動させる（Ｓ５１０）。
【００７１】
次に、測定ユニット６０が半導体基板上のパターンを測定し、同時に、カメラ８０が半導体基板上の測定点を撮像する（Ｓ５１２ａ）。
【００７２】
より詳細には、半導体基板上のパターンのＣＤ測定において、測定部２２は、半導体基板上に形成されたパターンの幅を測定する。例えば、パターニングされたレジストの線幅、エッチングされた配線の線幅またはエッチングされたトレンチの溝幅などが測定される。カメラ８０は、測定処理の際に、測定点に焦点が合った瞬間にその測定点を撮像する。
【００７３】
撮像部２４は、代表的には、ＣＤ測定に使用される走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope））である。尚、撮像部２４は、光学顕微鏡や透過型電子顕微鏡（TEM(Transmission Electron Microscope)）であってもよい。
【００７４】
測定部２２は、互いに材質の異なる材料により平面状に形成されたパターンの領域の幅を測定してもよい。かかる場合、測定部２２は焦点が合ったときにパターンの領域の色彩や材質の違いによる反射光を検出することによって、その領域の幅を測定する。それにより、配線の線幅やトレンチの溝幅だけでなく、平面パターンの領域の幅が測定され得る。
【００７５】
測定部２２および撮像部２４がパターンの測定およびパターンの撮像を処理する一方で、測定制御部４０は、撮像された画像を逐次、画像処理制御部１８０およびモニタ部３６へ送る。画像処理制御部１８０は、画像変換レシピに従ってその画像をデジタル変換する。例えば、その画像は、ＪＰＥＧまたはＴＩＦＦの形式に従い圧縮される（Ｓ５１２ｂ）。
【００７６】
デジタル変換された画像データは画像情報メモリ１９０に格納される。また、モニタ部３６は、画像表示制御部１３０によって、その画像をディスプレイ１４０に表示する（Ｓ５１２ｂ）。
【００７７】
画像処理制御部１８０は、処理結果、作業情報および画像データを受け取り、それらのそれぞれに同一のファイル名を付する。所定の測定点を測定したときの作業情報、画像データおよび測定結果は、同一のファイル名を有することによって互いに関連付けられる。従って、作業情報、画像データおよび測定結果は、それぞれ別個に保存されていても、どの測定点を測定したときの情報かを特定することができる。
【００７８】
ファイル名は、オペレータがロット・ナンバ、ウェハ・ナンバ、測定座標等を入力してもよい。しかし、画像処理制御部１８０がファイル名として測定日や測定時刻のデータを自動的に付するように設定することが好ましい。ファイル名が測定時の日時、例えば、測定年月日、時間、分、秒までのデータを有することによって、画像データ等がどの測定点における画像データ等であるかを特定することができる。それによって、オペレータがファイル名を入力するという労力が省略される。
【００７９】
一方で、作業情報、画像データおよび測定結果のファイル形式を異ならせること、例えば、ファイルの拡張子を異ならせることによって、同一の測定点を測定したときの作業情報、画像データおよび測定結果が互いに混同しないように区別する。動画データおよび測定結果を格納するディレクトリを異ならせることによって区別してもよい。
【００８０】
このようにして、同一の測定点を測定したときの作業情報、画像データおよび測定結果が互いに関連付けられる（Ｓ５１６）。
【００８１】
次に、画像データは画像データ用ディスク２１０へ格納される。測定結果は測定結果用ディスク１２０へ格納される（Ｓ５１８）。
【００８２】
ある測定点の処理が終了した後、測定の対象である半導体基板上における他の測定点がまだ測定されていない場合には、他の測定点においてＳ５１０からＳ５１８までのステップが繰り返される（Ｓ５２０）。
【００８３】
測定の対象である半導体基板の総ての測定点における測定が終了したときには、その半導体基板が、アンロードされ、測定ステージ９０から外される（Ｓ５２２）。
【００８４】
次に、他の半導体基板が測定ステージ９０にロードされ、Ｓ５０８からＳ５２２までのステップが繰り返される（Ｓ５２４）。
【００８５】
半導体基板の処理終了後、測定の対象であるロットの総ての半導体基板が測定された場合には、測定処理が終了する（Ｓ５２６）。
【００８６】
測定処理が終了した後、作業情報管理部１６０は、測定結果用ディスク１１０からＩＦ制御部１５０およびインタフェース４２を介して作業情報、画像データおよび測定結果をホストコンピュータ１０へ送信する（Ｓ５２８）。ホストコンピュータ１０は、ＩＦ制御部１５０から出力された処理結果および画像データを入力し保存する。
【００８７】
あるロットの処理が終了した後、次のロットの処理が開始される。
尚、画像変換レシピの作成（Ｓ５０４）は、画像がデジタル変換されるときに使用される。よって、Ｓ５０４は、ＳＴＡＲＴからＳ５１２ｂまでのいずれかの時点において実行されればよい。
【００８８】
また、画像のデジタル変換（Ｓ５１２ｂ）は、測定点の撮像（Ｓ５１２ａ）の後、画像データをホストコンピュータ１０へ送信する（Ｓ５２８）までのいずれかの時点においてに実行されればよい。例えば、画像処理制御部１８０は、測定処理が終了する（Ｓ５２６）まで画像をアナログ信号の状態で画像データ用ディスク２１０へ格納する。測定処理終了（Ｓ５２６）後に、画像処理制御部１８０は、画像データ用ディスク２１０に格納された総ての画像を一括してデジタル変換する。
【００８９】
本実施の形態によって、任意の画像は比較的データ量の多い高画質の画像データへ変換され、高画質の画像データは不良解析や製品の信頼性の担保に役立つ。他の画像は比較的データ量の少ない低画質の画像データへ変換され、画像データの入出力や格納する時間を短縮する。従って、不良解析に要する時間と半導体処理装置のスループットの時間とのトレードオフの関係が解消される。
【００９０】
尚、画質コードの数が多いほど、互いにデータ量やファイル形式の異なる画像データの数が多くなる。多くの画質コードを設けることによって、任意のデータ量の画像データが得られる。
【００９１】
図６は、本発明に従った他の実施の形態による半導体処理管理方法を示したフロー図である。本実施の形態は図５の実施の形態に類似する。以下異なる点を説明する。本実施の形態によれば、図５の実施の形態と異なり、画像処理制御部１８０は測定結果が所定の条件を満たすかの判定をする（Ｓ６１５）。その判定結果に依存して、画質コードが選択される。
【００９２】
測定結果が所定の条件を満たす正常測定結果である場合には、画像は比較的低画質でよい。従って、低画質の画質コードが選択される。低画質の画質コードにおいてはデータ量の数値が小さい。よって、画像処理制御部１８０は、画像をデータ量が比較的少ない画像データへデジタル変換する（Ｓ６１６ａ）。
【００９３】
一方で、測定結果が所定の条件を満たさない異常測定結果である場合には、画像は比較的高画質である必要がある。従って、高画質の画質コードが選択される。高画質の画質コードにおいてはデータ量の数値が大きい。よって、画像処理制御部１８０は、画像をデータ量が比較的多い画像データへデジタル変換する（Ｓ６１６ｂ）。
【００９４】
それにより、測定結果のうち、正常測定結果と関連付けられた画像データのデータ量は少ないので、画像データの読出しや書込みおよび送受信に要する時間が短縮される。また、測定結果のうち、異常測定結果と関連付けられた画像データのデータ量は多いので、高画質の画像が再現され、不良解析が容易になり、不良解析に要する時間が短縮され得る。
従って、不良解析に要する時間と半導体処理装置のスループットの時間とのトレードオフの関係が解消される。
【００９５】
また、本実施の形態によれば、図５の実施の形態と異なり、画像変換レシピや選択情報が不要である。それによって、オペレータは、選択情報を予め設定し、ホストコンピュータへ入力する必要がない。即ち、本実施の形態によれば、判定結果により自動的に画質コードが設定される。
【００９６】
また、画像処理制御部１８０は、正常測定結果のみをデジタル変換し、異常測定結果をデジタル変換しないようにすることもできる。
【００９７】
それによって、不良解析に必要な異常測定結果と関連付けられた画像は、高画質のアナログ信号の状態でホストコンピュータ１０へ送信される。一方、正常測定結果と関連付けられた画像は、デジタル変換され、データ量が小さい状態でホストコンピュータ１０へ送信される。
【００９８】
さらに、判定処理を設けることによって、半導体処理装置２０は、異常測定結果およびその異常測定結果に関連付けられた画像データのみをホストコンピュータ１０へ送信するようにすることもできる。
【００９９】
それによって、不良解析に必要な異常測定結果、作業情報および画像データのみをホストコンピュータ１０へ送信することができる。即ち、不良解析に不要な変換処理および送信処理が省略される。従って、さらに、半導体処理装置２０のスループットが向上する。
【０１００】
図７は、工程ごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図である。
【０１０１】
例えば、検査工程Ａ、Ｂ、ＣおよびＤのそれぞれにおいて、図５に示した半導体処理管理方法が実施されている。検査工程Ａ、Ｂ、ＣおよびＤにおいて、測定結果が良好である場合には、画像は比較的データ量の少ない画像データへデジタル変換される。即ち、検査工程Ａ、Ｂ、ＣおよびＤにおけるそれぞれの選択情報は、データ量の数値の小さい画質コードを選択するように設定される。選択情報は、ホストコンピュータ１０を操作するオペレータによって設定される。
【０１０２】
それによって、画像データのデータ量が少なくなり、画像データの入出力等が短時間できる。その結果、検査工程に掛かる時間が短くなる。
【０１０３】
しかし、検査工程Ｃにおいて、不良を示す測定結果が通常より多くなったと仮定する。この場合には、検査工程Ｃのみにおいて高画質の画像データにするために、選択情報は、データ量の数値が通常より大きな画質コードを選択するように変更される。
【０１０４】
それにより、検査工程Ａ、ＢおよびＤのスループットを維持しつつ、検査工程Ｃにおける画像はデータ量の比較的多い高画質の画像データへ変換される。または、検査工程Ｃにおける画像はアナログ信号のまま変換されない。検査工程Ｃにおける画像データは高画質の画像データであるので、不良解析の時間の短縮に役立つ。
【０１０５】
図８は、ロットごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図である。
【０１０６】
例えば、ロットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧのそれぞれにおいて、図６に示した半導体処理管理方法が実施される。ロットＡ、Ｂ、Ｃ、ＥおよびＧの測定結果は、所定のスペックの範囲内である。従って、判定処理（図６におけるＳ６１５）において、測定結果が所定の条件を満たす。即ち、ロットＡ、Ｂ、Ｃ、ＥおよびＧの測定結果は、正常測定結果である。よって、ロットＡ、Ｂ、Ｃ、ＥおよびＧの画像はデータ量の比較的少ない画像データへ変換される（Ｓ６１６ａ）。
【０１０７】
それによって、画像データのデータ量が少なくなり、画像データの入出力等が短時間できる。
【０１０８】
一方、ロットＤおよびＦの測定結果は、スペックの範囲外である。従って、判定処理（Ｓ６１５）において、測定結果が所定の条件を満たさない。即ち、ロットＤおよびＦの測定結果は、異常測定結果である。よって、ロットＤおよびＦの画像はデータ量の比較的多い画像データへ変換される（Ｓ６１６ｂ）。または、ロットＤおよびＦの画像はアナログ信号のまま変換されない。ロットＤおよびＦの画像は、高画質の画像データであるので、ロットＤおよびＦの不良解析が容易になる。
【０１０９】
図９は、投影露光装置のショットにおいて所定の位置のチップごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図である。本実施の形態によれば、半導体基板上の１つのショット内に、製品になる製品用チップと品質を管理するための品質管理用チップが含まれている。
【０１１０】
半導体処理装置２０は、製品用チップを測定している時の画像を比較的データ量の多い高画質の画像データへデジタル変換する。それによって、製品用チップが不良品であった場合に、高画質の画像データが不良解析の時間を短縮するのに役立つ。また、半導体処理装置２０は、品質管理用チップを測定している時の画像を比較的データ量の少ない低画質の画像データへデジタル変換する。それによって、半導体処理装置２０がホストコンピュータ１０へ送信するデータ量は少なくなる。よって、半導体処理装置２０におけるスループットが向上する。
【０１１１】
図１０は、半導体処理装置からホストコンピュータへ画像データを送信する送信時間を示す図である。投影露光装置の露光ショットごとに製品用チップの送信時間と品質管理用チップの送信時間とが区別されている。図１０（A）、図１０（B）および図１０（C）は、ともに３つの露光ショット内のチップを測定した時における画像データを送信する時間を示す。
【０１１２】
図１０（A）および図１０（B）は、従来の半導体処理管理方法による画像データを送信するための所要時間を示す。図１０（A）によれば、製品用チップの画像および品質管理用チップの画像はともにデータ量の少ない画像データへデジタル変換されている。従って、画像データを送信するための所要時間Ａは短い。しかし、製品用チップの画像データおよび品質管理用チップの画像データにより再現された画像の画質は悪い。即ち、製品用チップの画像データおよび品質管理用チップの画像データはともに低画質の画像データである。よって、製品用チップが不良品であるときに、不良解析に画像データを使用することが困難な場合がある。
【０１１３】
図１０（B）によれば、製品用チップの画像および品質管理用チップの画像はともにデータ量の多い画像データへデジタル変換されている。即ち、製品用チップの画像データおよび品質管理用チップの画像データはともに高画質の画像データである。従って、製品用チップが不良品であるときに、画像データが不良解析の時間を短縮するのに役立つ。
【０１１４】
しかし、画像データを送信するための所要時間Ｂは比較的長くなる。よって、半導体処理装置２０のスループットが低下する。
【０１１５】
図１０（C）は、本発明による図９の実施の形態に従った半導体処理管理方法による画像データを送信するための所要時間を示す。図１０（C）によれば、製品用チップの画像および品質管理用チップの画像はそれぞれ異なるデータ量の画像データへデジタル変換され得る。例えば、製品用チップの画像はデータ量の多い画像データへデジタル変換され、品質管理用チップの画像はデータ量の少ない画像データへデジタル変換されている。即ち、製品用チップの画像データは高画質の画像データであり、品質管理用チップの画像データは低画質の画像データである。
従って、製品用チップが不良品であるときに、画像データが不良解析の時間を短縮するのに役立つ。また、製品用チップにおける画像データを送信する所要時間Ｃは、図１０（Ｂ）の画像データの所要時間Ｂと比較して短い。
【０１１６】
通常、半導体基板内において測定点は非常に多い。特に、近年において半導体素子の微細化が進んでいる。それに伴い、半導体基板内に製造されるチップの数が益々増加しているので、測定点はさらに多くなっている。従って、図１０（B）の所要時間Ｂが本実施の形態の所要時間Ｃへ短縮されるという効果は大きい。
【０１１７】
尚、本明細書において、画像という語は、画像のアナログ信号も含むものとする。また、半導体処理装置２０は、投影露光装置の内部に設けられていてもよく、または、投影露光装置と独立した検査装置であってもよい。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明に従った半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法によれば、個々の画像を互いに異なる容量またはファイル形式の画像データへデジタル変換することができる。それによって、不良解析に要する時間と半導体処理装置のスループットの時間とのトレードオフの関係が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った実施の形態による半導体処理装置２０の概略を示すブロック図。
【図２】画質コードを概念的に示した図。
【図３】画像のそれぞれについて、画質コードを選択している様子を概念的に示した図。
【図４】画質コードが選択されている様子を示す図。
【図５】本発明に従った他の実施の形態による半導体処理管理方法を示したフロー図。
【図６】本発明に従った他の実施の形態による半導体処理管理方法を示したフロー図。
【図７】工程ごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図。
【図８】ロットごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図。
【図９】投影露光装置のショットにおいて所定の位置のチップごとに画像データのデータ量を変更する実施の形態を示す図。
【図１０】半導体処理装置からホストコンピュータへ画像データを送信する送信時間を示す図。
【図１１】従来において、画像データの容量の大きさに対して、半導体処理装置のスループットの時間および不良解析に要する時間を示したグラフ。
【符号の説明】
１０ ホストコンピュータまたはサーバ
２０ 半導体処理装置
２２ 測定部
２４ 撮像部
２６ 画像処理部
２８ 画像記憶部
３０ ライン
３２ 記憶部
３４ 結果情報記憶部
３６ モニタ部
３８ 入出力部
４０ 測定制御部
４２ インタフェース
４４ クライアント
９０ 測定ステージ
１００ 測定情報管理部
１１０ 測定条件用ディスク
１２０ 測定結果用ディスク
１８０ 画像処理制御部
１９０ 画像情報格納メモリ
２００ 画質コード用ディスク
２１０ 画像データ用ディスク
２２０ 画像情報管理部
Claims (4)
- 半導体基板を処理するための作業情報に従って該半導体基板を処理する処理部と、
前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を処理ごとに撮像する撮像部と、
前記画像の画質変換後の画像データのデータ量に関する情報を有する複数の画質コードを格納する画質コード記憶部と、
前記半導体基板面内の位置に依存した不良率に基づいて、前記画像をいずれの画質コードに従って変換するかを示す一連の画像変換レシピを前記処理部による処理前に予め作成し、前記画像変換レシピにおいて前記画像ごとに選択された前記画質コードに従って、前記画像のうち任意の画像と他の画像とを互いに異なる画質の前記画像データへ変換し、並びに、前記処理部からの処理結果、前記作業情報および前記画像データを処理ごとに互いに関連付ける画像処理部と、
少なくとも前記処理結果および前記画像データを出力することができる入出力部とを備えた半導体処理装置。 - 半導体基板を処理するための作業情報に従って該半導体基板を処理する処理部と、
前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を処理ごとに撮像する撮像部と、
前記画像の画質変換後の画像データのデータ量に関する情報を有する画質コードを格納する画質コード記憶部と、
前記半導体基板面内の位置に依存した不良率に基づいて、前記画像をいずれの画質コードに従って変換するかを示す一連の画像変換レシピを前記処理部による処理前に予め作成し、前記画像変換レシピにおいて前記画像ごとに選択された前記画質コードに従って、前記画像のうち任意の画像と他の画像とを互いに異なる画質の前記画像データへ変換し、並びに、前記処理部からの処理結果、前記作業情報および前記画像データを処理ごとに互いに関連付ける画像処理部と、
少なくとも前記処理結果および前記画像データを出力する入出力部とを備えた半導体処理装置、並びに、
前記半導体処理装置へ接続され、前記入出力部から出力された少なくとも前記処理結果および前記画像データを入力し保存するホストコンピュータを備えた半導体処理システム。 - 半導体基板を処理する処理部と前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を撮像する撮像部と前記画像を処理する画像処理部とを備えた半導体処理装置を用いた半導体処理管理方法において、
前記半導体基板面内の位置に依存した不良率に基づいて、前記画像をいずれの画質コードに従って変換するかを示す一連の画像変換レシピを作成するステップと、
前記半導体基板を処理するための作業情報に従って前記半導体基板を処理する処理ステップと、
前記処理部による処理時の前記半導体基板における処理部分の画像を処理ごとに撮像する撮像ステップと、
前記画像変換レシピにおいて前記画像ごとに選択された前記画質コードに従って、前記画像のうち任意の画像と他の画像とを互いに異なる画質の画像データへ変換する変換ステップと、
前記処理部からの処理結果、前記作業情報および前記画像データを互いに関連付ける関連付けステップと、
少なくとも前記処理結果および前記画像データを外部へ出力する出力ステップとを含む半導体処理管理方法。 - 前記変換ステップ以前に、前記画像のそれぞれについて、前記画質コード記憶部に記憶された画質コードのうちいずれの画質コードを選択するかを決定する任意に変更可能な選択情報を外部のホストコンピュータから入力する入力ステップと、をさらに具備し、
前記変換ステップにおいて、前記画像のそれぞれについて選択された画質コードに含まれる情報に従って該画像を前記画像データへデジタル変換し、
前記出力ステップにおいて、少なくとも前記測定結果および前記画像データを前記半導体処理装置に接続されたホストコンピュータへ出力し、
該ホストコンピュータが該画像情報を保存する保存ステップとをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体処理管理方法。
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