JP7295861B2 - 基板検査装置及び基板検査方法 - Google Patents

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Description

本発明は、基板検査装置及び基板検査方法に係り、さらに詳しくは、基板をモニタリングして処理状態を判断し、異常有無を検査するための基板検査装置及び基板検査方法に関する。
半導体素子は、ウェハなどの基板の上に様々な形状のパターン層を形成して製造し、このようなパターン層の形成のためには、一般に、基板の上に化学気相蒸着法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ： ＣＶＤ）または物理的気相蒸着法（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ： ＰＶＤ）を用いて所定のパターン層を積層する工程を行う。
また、前記パターン層を積層する工程後にも、前記積層したパターン層を所望の形状にパターニングするために、フォトレジストをマスクとして用いて前記パターン層をエッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）する工程及び前記フォトレジストを剥がす（ｓｔｒｉｐ）工程を行う。
一方、デザインルール（ｄｅｓｉｇｎ ｒｕｌｅ）が縮小することに伴い、半導体製造プロセスは、前記プロセスの性能能力上の制限にさらに近く行われている可能性がある。また、さらに小さなデザインルールの一部の場合において、故障を引き起こすプロセスが組織的になる傾向にある。すなわち、障害を引き起こすプロセスでは、前記デザイン内においてしばしば多数回繰り返される予め決定されたデザインパターンにおいて障害が生じる傾向にある。空間的に組織的な、電気的に関連する欠陥の検出及び除去が重要であるが、それは、これらの欠陥を除去することが歩留まり率にかなり包括的な影響を及ぼすためである。
したがって、急速度に発展する半導体素子の製造技術、高集積化及び半導体素子への需要の増加などに伴う技術の発展に応えるべく、基板の処理状態を判断する基板検査の高速化が至急望まれるのが現状である。
大韓民国公開特許第１０－２０１７－００６８４１９号公報
本発明は、基板をモニタリングして処理状態及びこれに伴う異常有無を高速にて検査することのできる基板検査装置及び基板検査方法を提供する。
本発明の実施形態に係る基板検査装置は、基板を載置するための基板載置部と、前記基板に対して相対的に移動して、前記基板をモニタリングするための測定部と、複数枚の基板に対して少なくとも一部の領域が互いに異なる位置でモニタリングされるように前記測定部の移動経路を制御する制御部と、前記複数枚の基板のモニタリング情報から異常有無を判断する分析部と、を備える。
前記複数枚の基板は、同一の所定の処理が施された基板のうちから選択されてもよい。
前記基板検査装置は、前記基板載置部の上側に設けられる支持部をさらに備え、前記測定部は、前記支持部の下部に一方向に移動可能なように設けられてもよい。
前記基板載置部及び支持部のうちの少なくとも一方は、前記基板の中心軸を中心として回転可能なように設けられてもよい。
前記制御部は、前記測定部が線形の移動経路を有するように制御してもよい。
前記制御部は、前記測定部が前記基板の中心部を経由する移動経路を有するように制御してもよい。
前記制御部は、前記測定部が前記基板の中心部において折り曲げられる移動経路を有するように制御してもよい。
前記制御部は、前記測定部の移動経路が前記基板の直径以下の長さを有するように制御してもよい。
前記基板載置部は、所定の処理が施される工程チャンバから送り返された前記複数枚の基板を貯えるロードロックチャンバに設けられるか、あるいは、前記ロードロックチャンバに接続されて前記複数枚の基板が払い出されるフロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）内に設けられてもよい。
また、本発明の実施形態に係る基板検査方法は、複数枚の基板のうち第１の基板及び第２の基板を選択するステップと、前記第１の基板の一部の領域をモニタリングするステップと、前記第２の基板の一部の領域をモニタリングするステップと、前記第１の基板及び第２の基板のモニタリング情報から異常有無を判断するステップと、を含んでいてもよい。
前記第１の基板及び第２の基板を選択するステップにおいては、ある一つのロットに含まれる複数枚の基板のうちから前記第１の基板及び第２の基板を選択してもよい。
前記第１の基板及び第２の基板を選択するステップにおいては、同一のチャンバ内において所定の処理が施される複数枚の基板のうちから前記第１の基板及び第２の基板を選択してもよい。
前記第２の基板の一部の領域をモニタリングするステップにおいては、前記第２の基板のモニタリング領域は、前記第１の基板のモニタリング領域とは少なくとも一部の領域が異なっていてもよい。
前記第１の基板の一部の領域をモニタリングするステップは、前記第１の基板をモニタリングするための測定部を、前記第１の基板に対して前記第１の基板の中心部を経由する第１の方向に相対的に移動させて行われてもよい。
前記第２の基板の一部の領域をモニタリングするステップは、前記第２の基板をモニタリングするための測定部を、前記第２の基板に対して前記第２の基板の中心部を経由し、前記第１の方向とは異なる第２の方向に相対的に移動させて行われてもよい。
前記異常有無を判断するステップにおいては、前記第１の基板のモニタリング情報及び前記第２の基板のモニタリング情報が両方とも誤差範囲内に属する場合に処理状態を良好と判定してもよい。
前記異常有無を判断するステップにおいては、前記第１の基板のモニタリング領域と前記第２の基板のモニタリング領域とが一部重なり合う場合、前記重なり合う領域のモニタリング情報間の偏差を用いて前記誤差範囲を修正してもよい。
本発明の実施形態に係る基板検査装置及び基板検査方法によれば、複数枚の基板に対して少なくとも一部の領域を互いに異なる位置においてモニタリングすることにより、基板の処理状態を早い時間内に判断して検査にかかる時間を短縮することができる。
このため、基板の処理状態に対する即座的なフィードバックを与えることができ、装備の異常に伴う使用中止、改善及びメンテナンスなどの事前措置を行うことにより、基板の製造に際しての不良率を最小化させ、装備の稼働率を向上させることができる。
本発明の実施形態に係る基板検査装置を概略的に示す図。 本発明の各実施形態に従って基板がモニタリングされる様子を示す図。 本発明の各実施形態に従って基板がモニタリングされる様子を示す図。 本発明の各実施形態に従って基板がモニタリングされる様子を示す図。 本発明の各実施形態に従って基板がモニタリングされる様子を示す図。 本発明の実施形態に係る異常有無を判断する様子を説明するための図。 本発明の実施形態に係る基板検査装置が設置される様子を示す図。 本発明の実施形態に係る基板検査方法を概略的に示す図。
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態をより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明を説明するに当たって、同じ構成要素に対しては同じ参照符号を付し、図面は、本発明の実施形態を正確に説明するために大きさが部分的に誇張されてもよく、図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。
図１は、本発明の実施形態に係る基板検査装置を概略的に示す図であり、図２から図５は、本発明の各実施形態に従って基板がモニタリングされる様子を示す図である。また、図６は、本発明の実施形態に係る異常有無を判断する様子を説明するための図である。
図１から図６を参照すると、本発明の実施形態に係る基板検査装置１０は、基板Ｓを載置するための基板載置部１００と、前記基板Ｓに対して相対的に移動して、前記基板をモニタリングするための測定部２００と、複数枚の基板に対して少なくとも一部の領域が互いに異なる位置においてモニタリングされるように前記測定部２００の移動経路を制御する制御部３００と、前記複数枚の基板のモニタリング情報から異常有無を判断する分析部４００と、を備える。
基板載置部１００は、モニタリングの対象となる基板Ｓを載置する。ここで、本発明の実施形態に係る基板検査装置１０は、積層工程などの所定の処理が施された基板Ｓをモニタリングし、処理状態を判断して異常有無を検査する。このような基板Ｓは、実際の使用のために製造される基板ではなく、モニタリングのみのためのダミー（ｄｕｍｍｙ）基板を含んでいてもよく、ダミー基板には、パターンが形成されていない薄膜が蒸着されていてもよい。このようなダミー基板は、モニタリングが行われた後に今後のモニタリング過程において再使用可能であるということはいうまでもない。
また、本発明の実施形態に係る基板検査装置１０は、エッチング工程、ストリップ工程などの処理が施された基板Ｓをモニタリングしてもよく、このとき、基板載置部１００には、上述したような工程によってパターンが形成された基板Ｓが載置されてもよい。
基板載置部１００は、上述したような所定の処理が施される工程チャンバから送り返された複数枚の基板を貯えるロードロックチャンバ、またはロードロックチャンバに貯えられた基板を払い出すためにロードロックチャンバに接続されるフロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ：Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）に配設されてもよい。ここで、基板載置部１００がロードロックチャンバに配設される場合、基板載置部１００は、ロードロックチャンバに設けられる複数本のスロットのうちの少なくとも１本のスロットを備えていてもよい。また、基板載置部１００がフロントエンドモジュールに配設される場合、基板載置部１００は、フロントエンドモジュール内の一部の空間に配設されてもよい。基板載置部１００がロードロックチャンバまたはフロントエンドモジュールに配設される場合の実施形態については、図７と結び付けて後述する。
測定部２００は、基板載置部１００の上に設けられて、基板Ｓをモニタリングする。ここで、測定部２００は、基板Ｓに対して相対的に移動する。すなわち、測定部２００が移動自在に設けられ、基板載置部１００の位置が固定されて測定部２００が基板Ｓに対して相対的に移動することができることはもとより、測定部２００の位置が固定され、基板載置部１００が移動自在に設けられて測定部２００が基板Ｓに対して相対的に移動することもできる。以下では、測定部２００が移動自在に設けられる場合を例にとって説明するが、基板載置部１００を移動させて測定部２００が基板Ｓに対して相対的に移動する場合にも本発明の実施形態が同様に適用可能であるということはいうまでもない。
ここで、測定部２００は、基板Ｓの厚さ及び反射率、並びにパーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）の有無及び分布範囲などをモニタリングする。このために、測定部２００は、基板Ｓとの距離、基板Ｓの画像、スペクトル、抵抗値を測定するための様々なユニットから構成されてもよく、基板Ｓの厚さ及び反射率並びにパーティクルの有無及び分布範囲などを測定するためのユニットは種々に公知となっているため、これについての詳しい説明は省略する。
測定部２００は、支持部５００の下部に一方向に移動可能なように設けられてもよい。すなわち、本発明の実施形態に係る基板検査装置１０は、基板載置部１００の上側、すなわち、基板載置部１００から上方へと一定の間隔だけ離れた位置に設けられる支持部５００をさらに備え、前記測定部２００が支持部５００の下部、例えば、下面に一方向に移動可能なように設けられてもよい。支持部５００の下部において一方向に移動する測定部２００により様々な移動経路が形成される構成と関しては、図２から図５に基づいて後述する。
制御部３００は、積層工程、エッチング工程、ストリップ工程など所定の処理が施された複数枚の基板に対して少なくとも一部の領域が互いに異なる位置においてモニタリングされるように測定部２００の移動経路を制御する。
ここで、本発明の実施形態に係る基板検査装置１０は、同一の所定の処理が施された基板のうちから選択された複数枚の基板をそれぞれモニタリングするため、複数枚の基板のうち第１の基板に対して取得されたモニタリング情報は、複数枚の基板のうち第２の基板に対してもそのまま適用可能であり、逆に、複数枚の基板のうち第２の基板に対して取得されたモニタリング情報は、複数枚の基板のうち第１の基板に対してもそのまま適用可能であることを利用する。ここで、同一の所定の処理が施された基板のうちから選択された複数枚の基板は、所定の処理が施された基板の全部であってもよく、所定の処理が施された基板のうちの一部の基板であってもよい。
したがって、制御部３００は、これらの複数枚の基板に対して少なくとも一部の領域が互いに異なる位置においてモニタリングされるように測定部２００の移動経路を制御する。ここで、制御部３００は、複数枚の基板の周縁部にそれぞれ形成される切り欠きＮ（ｎｏｔｃｈ）を基準として少なくとも一部の領域が互いに異なる位置においてモニタリングされるように測定部２００の移動経路を制御してもよい。ここで、切り欠きＮは、基板の上面と下面とを区分し、基板が回転したかどうか、その回転角度及び回転方向などを把握する上で一般的に用いられるものであり、複数枚の基板において互いに異なる位置とは、図６に示すように、複数枚の基板に対して各切り欠きＮを同様に位置させて重なり合わせる場合における互いに異なる位置を意味する。
また、制御部３００は、複数枚の基板に対して互いに異なる別個の位置においてモニタリングされるように測定部２００の移動経路を制御してもよいが、一部の領域は重なり合う位置においてモニタリングされ、残りの領域は互いに異なる位置においてモニタリングされるように測定部２００の移動経路を制御してもよい。このように、複数枚の基板に対してモニタリングされる領域が一部重なり合う場合、重なり合う領域のモニタリング情報を用いて各基板の処理状態を比較することが可能になり、後述するように、重なり合う領域のモニタリング情報間の偏差を用いて異常有無を判断するための誤差範囲などを修正することが可能になる。
以下、図２から図５に基づいて、制御部３００が測定部２００の移動経路を制御して複数枚の基板に対してそれぞれモニタリングする各実施形態について詳しく説明する。図２から図５において、点線にて示す矢印は、測定部２００の移動経路を意味する。
図２に示すように、制御部３００は、複数枚の基板に含まれる第１の基板及び第２の基板に対して測定部２００を互いに異なる方向に移動させて少なくとも一部の領域が互いに異なる位置においてモニタリングされるようにしてもよい。ここで、互いに異なる方向とは、例えば、切り欠きＮが上部に位置するように各基板を配置する場合における互いに異なる方向を意味する。
すなわち、制御部３００は、第１の基板Ｓ１に対して測定部２００を基板の上周縁部から第１の基板Ｓ１の下周縁部へと移動させて第１のモニタリング領域Ｍ１を形成してもよい。また、制御部３００は、第２の基板Ｓ２に対して測定部２００を基板の左側の周縁部から第２の基板Ｓ２の右側の周縁部へと移動させて第２のモニタリング領域Ｍ２を形成してもよい。
このように、測定部２００を互いに異なる方向に移動させるために、上述した基板載置部１００及び支持部５００のうちの少なくとも一方は、基板の中心軸を中心として回転可能なように設けられてもよい。すなわち、制御部３００は、測定部２００を第１の基板Ｓ１の上周縁部から下周縁部へと一方向に沿って移動させて第１のモニタリング領域Ｍ１を形成する。次いで、基板載置部１００及び支持部５００のうちの少なくとも一方を９０°回転させ、測定部２００を第２の基板Ｓ２の左側の周縁部から右側の周縁部へと一方向に沿って移動させて第２のモニタリング領域Ｍ２を形成してもよい。この場合、第１の基板及び第２の基板に対する測定部２００の移動経路は、前記第１の基板及び第２の基板の直径と同じ長さを有する。
さらに、図３に示すように、制御部３００は、第１の基板Ｓ１に対して測定部２００を基板の上周縁部から第１の基板Ｓ１の中心部へと移動させて第１のモニタリング領域Ｍ１を形成してもよい。また、制御部３００は、第２の基板Ｓ２に対して測定部２００を基板の中心部から第２の基板Ｓ２の下周縁部へと移動させて第２のモニタリング領域Ｍ２を形成してもよい。この場合、基板載置部１００及び支持部５００は、回転する必要がなく、制御部３００は、測定部２００の移動経路の長さのみを調節し、第１の基板及び第２の基板に対する測定部２００の移動経路は、前記第１の基板及び第２の基板の直径よりも小さな前記第１の基板及び第２の基板の半径と同じ長さを有する。
さらにまた、図４に示すように、制御部３００は、第１の基板Ｓ１に対して測定部２００を第１の基板Ｓ１の上周縁部から第１の基板Ｓ１の中心部へと移動させ、再び測定部２００を第１の基板Ｓ１の中心部から第１の基板Ｓ１の右側の周縁部へと移動させて第１のモニタリング領域Ｍ１を形成してもよい。また、制御部３００は、第２の基板Ｓ２に対して測定部２００を第２の基板Ｓ２の上部と左側との間の周縁部から第２の基板Ｓ２の中心部へと移動させ、再び測定部２００を第２の基板Ｓ２の中心部から第２の基板Ｓ２の下部へと移動させて第２のモニタリング領域Ｍ２を形成してもよい。すなわち、測定部２００は、基板の中心部において折り曲げられる移動経路を有する。このために、制御部３００は、測定部２００を第１の基板Ｓ１の上周縁部から第１の基板Ｓ１の中心部へと移動させ、基板載置部１００及び支持部５００のうちの少なくとも一方を一部回転させた後、測定部２００を第１の基板Ｓ１の中心部から第１の基板Ｓ１の右側の周縁部へと移動させてもよい。次いで、制御部３００は、基板載置部１００を一部回転させて測定部２００を第２の基板Ｓ２の上部と右側との間の周縁部から第２の基板Ｓ２の中心部へと移動させ、基板載置部１００を再び一部回転させて測定部２００を第２の基板Ｓ２の中心部から第２の基板Ｓ２の下部へと移動させてもよい。この場合、第１の基板及び第２の基板に対する測定部２００の移動経路は、前記第１の基板及び第２の基板の直径と同じ長さを有する。
のみならず、測定部２００は、移動経路に沿う全体の領域においてモニタリングを行うことなく、特定の個所においてのみモニタリングを行うように構成されてもよい。すなわち、測定部２００は、第１の基板Ｓ１及び第２の基板Ｓ２内の特定の位置をモニタリングしてもよく、この場合、特定の位置は、基板の中心部または中心部の外側に位置する一つまたは複数の個所であってもよい。
図５に示すように、測定部２００が複数の個所をモニタリングする場合、測定部２００は、例えば、第１の基板Ｓ１及び第２の基板Ｓ２において図２に示す移動経路に沿って移動するが、移動経路上の位置または間隔が指定されて当該特定の個所Ｍ１、Ｍ２においてのみモニタリングを行ってもよい。すなわち、測定部２００は、第１の基板Ｓ１及び第２の基板Ｓ２の移動経路上において各基板を間欠的にモニタリングしてもよい。ここで、図５には、５個からなる特定の個所Ｍ１、Ｍ２において各基板をモニタリングすることを想定して示されているが、モニタリングされる個所の数はこれに何ら制限されず、第１の基板Ｓ１において中心部を含めて３個の特定の個所をモニタリングし、測定部２００の移動経路を異ならせて第２の基板Ｓ２において中心部を含めて３個の特定の個所をモニタリングするように構成されてもよく、この場合、第１の基板Ｓ１と第２の基板Ｓ２とを重なり合わせる場合、中心部において交差する十字形状に沿って合計で５個の特定の個所がモニタリングされてもよい。
図２から図５に示す第１の基板Ｓ１のモニタリング領域Ｍ１と第２の基板のモニタリング領域Ｍ２は、単なる例示に過ぎず、各モニタリング領域は、少なくとも一部の領域が互いに異なる位置においてモニタリングされるように種々に構成可能であるということはいうまでもない。しかし、制御部３００は、モニタリングにかかる時間を最小化させるために、図２から図５でのように、測定部２００が基板の直径以下の長さの線形の移動経路を有するように制御してもよく、各基板は、中心部を中心として互いに対称的な特性を有するため、測定部２００が基板の中心部を経由する移動経路を有するように制御してもよい。
また、図２から図５においては、測定部２００が第１の基板Ｓ１と第２の基板Ｓ２に対してこの順にモニタリングする構成を例にとって説明したが、本発明の実施形態に係る測定部２００は、複数配備されて、一つの測定部２００においては第１の基板Ｓ１に対してモニタリングを行い、もう一つの測定部２００においては第２の基板Ｓ２に対してモニタリングを行うように構成されてもよいことはいうまでもない。
分析部４００は、複数枚の基板のモニタリング情報から処理状態の異常有無を判断する。すなわち、分析部４００は、第１の基板のモニタリング情報及び第２の基板のモニタリング情報が両方とも誤差範囲内に属する場合、処理状態を良好と判定し、第１の基板のモニタリング情報及び第２の基板のモニタリング情報のうちの少なくとも一方が誤差範囲を外れる場合に処理状態を不良と判定する。
図６には、図２における第１の基板Ｓ１と第２の基板Ｓ２とが同じ位置の切り欠きＮを基準として重なり合う場合が例示されている。図６に示すように、第１の基板Ｓ１と第２の基板Ｓ２とが重なり合った仮想の基板Ｓ０においては、基板Ｓ０の上周縁部から下周縁部へと第１のモニタリング領域Ｍ１が形成され、左側の周縁部から右側の周縁部へと第２のモニタリング領域Ｍ２が形成される。前述したように、本発明の実施形態に係る基板検査装置１０は、同一の所定の処理が施された基板のうちから選択された複数枚の基板をそれぞれモニタリングするため、第１の基板に対して取得されたモニタリング情報は、複数枚の基板のうち第２の基板に対してもそのまま適用可能であり、逆に、複数枚の基板のうち第２の基板に対して取得されたモニタリング情報は、複数枚の基板のうち第１の基板に対してもそのまま適用可能である。このため、同一の所定の処理が施された基板は、いずれも図６に示す仮想の基板Ｓ０のような処理状態を有することが認められ、分析部４００は、図６に示す仮想の基板Ｓ０に対して処理状態の異常有無を判断する。
すなわち、分析部４００は、第１のモニタリング領域Ｍ１と第２のモニタリング領域Ｍ２とが重なり合った領域ＭＣを除く第１のモニタリング領域Ｍ１においては、第１のモニタリングによって測定された値である第１のモニタリング情報が所定の処理工程に対する結果値の誤差範囲内に属するか否かを判断する。また、分析部４００は、第１のモニタリング領域Ｍ１と第２のモニタリング領域Ｍ２とが重なり合った領域ＭＣを除く第２のモニタリング領域Ｍ２においては、第２のモニタリングによって測定された値である第２のモニタリング情報が所定の処理工程に対する結果値の誤差範囲内に属するか否かを判断する。ここで、分析部４００は、第１のモニタリング領域Ｍ１と第２のモニタリング領域Ｍ２とが重なり合った領域ＭＣに対しては、第１のモニタリング情報及び第２のモニタリング情報が両方とも誤差範囲内に属する場合に処理状態を良好と判断し、第１のモニタリング情報及び第２のモニタリング情報のうちの少なくとも一方が誤差範囲を外れる場合に不良と判定する。
また、分析部４００は、第１のモニタリング領域Ｍ１と第２のモニタリング領域Ｍ２とが重なり合った領域ＭＣにおいて第１のモニタリング情報と第２のモニタリング情報との偏差を用いて所定の処理工程に対する結果値の誤差範囲を調節してもよい。ここで、第１のモニタリング領域Ｍ１と第２のモニタリング領域Ｍ２とが重なり合った領域ＭＣは、基板の中心部を含んでいてもよい。所定の処理工程は、基板の中心部においてほとんどの場合に良好に行われるが、基板の周縁部に向かって進むにつれて不良と判定される可能性が高くなる。したがって、第１のモニタリング領域Ｍ１の誤差範囲は、第１のモニタリングが行われる第１の基板の中心部のモニタリング情報を基準として設定され、第２のモニタリング領域Ｍ２の誤差範囲は、第２のモニタリングが行われる第２の基板の中心部のモニタリング情報を基準として設定される。このとき、第１の基板と第２の基板の中心部のモニタリング情報は互いに異なることがあるため、この場合、いずれか一方の基板から測定されたモニタリング情報に対して第１の基板と第２の基板の中心部に関するモニタリング情報の偏差を加算したり減算したりするなどして結果値の誤差範囲を修正すればよい。
図７は、本発明の実施形態に係る基板検査装置が設置される様子を示す図である。図７においては、本発明の実施形態に係る基板検査装置１０がロードロックチャンバに設置される場合を例示しているが、基板検査装置１０がフロントエンドモジュールに設置される場合にも全体的なプロセスは同様に適用可能である。
上述したように、本発明の実施形態に係る基板載置部１００は、所定の処理が施される工程チャンバＰ１、Ｐ２から送り返された複数枚の基板を貯えるロードロックチャンバＬ、またはロードロックチャンバＬに貯えられた基板を払い出すためにロードロックチャンバＬに接続されるフロントエンドモジュールＥ（ＥＦＥＭ：Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）に配設されてもよい。ここで、基板載置部１００がロードロックチャンバＬに配設される場合、基板載置部１００は、ロードロックチャンバＬに設けられる複数本のスロットのうちの少なくとも１本のスロットを備えていてもよい。ここで、測定部２００は、ロードロックチャンバＬの内部に設けられてもよいが、ロードロックチャンバＬの外部に設けられてロードロックチャンバＬに設けられるビューポート（ｖｉｅｗ ｐｏｒｔ）を介してロードロックチャンバＬに設けられる複数本のスロットのうち最上端のスロットに載置された基板に対してモニタリングを行うように構成されてもよいことはいうまでもない。これに対し、基板載置部１００がフロントエンドモジュールＥに配設される場合、基板載置部１００は、フロントエンドモジュールＥ内の一部の空間またはフロントエンドモジュールＥの一方の側に配設されてもよい。
前記基板処理設備において、基板は、各カセットＣ１、Ｃ２に積載されてフロントエンドモジュールＥに与えられる。一般に、基板処理設備において、各処理工程の場合、一定の枚数の基板を集めてロット（ｌｏｔ）単位で当該工程を行う。また、枚葉式工程の場合にも、実際に工程は１枚の基板単位で行われるが、これに対する管理はロット単位で行われる。このため、例えば、ロット単位の基板の枚数は２５枚であってもよく、２５枚の基板はある一つのカセットに積載されてもよい。
フロントエンドモジュールＥにおいて、基板は、ロードロックチャンバＬに与えられて貯えられる。ロードロックチャンバＬは、各カセットＣ１、Ｃ２に積載された基板のうちの一部の基板を貯え、基板検査装置１０の基板載置部１００がロードロックチャンバＬに配設される場合、ロードロックチャンバＬに与えられた基板に対して初期の状態を測定するためのモニタリングが行われてもよい。この場合、分析部４００は、工程チャンバＰ１、Ｐ２において所定の処理が行われる前の初期の状態のモニタリング情報と、工程チャンバＰ１、Ｐ２において所定の処理が行われた後のモニタリング情報とを比較して、処理状態を良好または不良と判定するための誤差範囲を設定してもよいことはいうまでもない。
ロードロックチャンバＬに貯えられた基板は、搬送チャンバＴから工程チャンバＰ１、Ｐ２へとそれぞれ搬送される。ここで、工程チャンバは複数配備されてもよく、工程チャンバＰ１、Ｐ２内において、基板は複数枚が同時に処理されてもよい。工程チャンバＰ１、Ｐ２内において所定の処理が施された基板は、再びロードロックチャンバＬに貯えられる。ここで、測定部２００は、基板をモニタリングし、制御部３００は、所定の処理が施された基板のうち、ロードロックチャンバＬに順次に貯えられるか、あるいは、同時に貯えられる複数枚の基板に対して少なくとも一部の領域が互いに異なる位置においてモニタリングされるように測定部２００の移動経路を制御する。ここで、複数枚の基板は、ロードロックチャンバＬに貯えられる基板の全部であってもよいが、上述したある一つのロットに含まれる基板のうちから選択された複数枚の基板であってもよい。また、複数枚の基板は、同一の工程チャンバ内において所定の処理が施される基板のうちから選択されてもよい。複数枚の基板がある一つのロットに含まれる基板のうちから選択される場合、基板処理設備の全体にわたって異常有無を判断することが可能になり、特に、複数枚の基板が同一の工程チャンバ内において所定の処理が施される基板のうちから選択される場合、当該工程チャンバの異常有無を手軽に判断することが可能になる。
ここで、図７においては、ロードロックチャンバＬに一つの測定部２００を有する基板検査装置１０が単数で設けられて複数枚の基板を順次に検査する構成を例示しているが、ロードロックチャンバＬに複数の測定部２００を有するように基板検査装置１０が複数で設けられて複数枚の基板を同時に検査してもよいことはいうまでもない。
また、分析部４００は、ロードロックチャンバＬに順次に貯えられるか、あるいは、同時に貯えられる複数枚の基板に関するモニタリング情報から工程チャンバＰ１、Ｐ２において行われた処理状態の異常有無を判断する。すなわち、複数枚の基板のモニタリング情報から処理状態が良好と判断される場合、工程チャンバＰ１、Ｐ２における処理を行い続け、逆に、複数枚の基板のモニタリング情報から処理状態が不良と判断される場合、基板処理設備に問題が生じたと判断して、基板処理設備の工程を一時的に中断し、当該チャンバが修理及び整備できるようにアラームなどによって警告してもよい。
このように、基板載置部１００がロードロックチャンバＬに設けられる複数本のスロットのうちの少なくとも１本のスロットを備える場合には、基板の搬送経路を変更することなく、基板の検査工程を行うことが可能になり、搬送チャンバＴ内に組み込まれる搬送ロボットのシーケンスを調節する必要がない。また、基板載置部１００がフロントエンドモジュールＥ内の一部の空間または一方の側に配設される場合、所定の処理済みの基板のうちから任意の基板を選択することに制約がなく、基板検査装置１０を設置するための空間を確保しやすい。このように、基板載置部１００がロードロックチャンバＬまたはフロントエンドモジュールＥに配設される場合、複数の工程チャンバＰ１、Ｐ２と接続された搬送チャンバＴと基板の出入りのためのロードロックチャンバＬとから構成される基板処理設備において、工程チャンバＰ１、Ｐ２において基板に対する所定の処理を施しながら、処理済みの基板の処理状態に対するモニタリングを基板の移動に支障を与えることを極力抑えながら行うことができる。なお、モニタリング結果に応じて、特定の工程チャンバや基板処理設備の全体に対する処理を中断したり、処理過程を変更したりすることが手軽に行われる。
以下、本発明の実施形態に係る基板検査方法について詳しく説明する。ここで、本発明の実施形態に係る基板検査方法を説明するにあたって、上述した基板検査装置の内容と重複する内容についての説明は省略する。
図８は、本発明の実施形態に係る基板検査方法を概略的に示す図である。
図８を参照すると、本発明の実施形態に係る基板検査方法は、複数枚の基板のうち第１の基板及び第２の基板を選択するステップ（Ｓ１００）と、前記第１の基板の一部の領域をモニタリングするステップ（Ｓ２００）と、前記第２の基板の一部の領域をモニタリングするステップ（Ｓ３００）と、前記第１の基板及び第２の基板のモニタリング情報から異常有無を判断するステップ（Ｓ４００）と、を含む。
複数枚の基板のうち第１の基板及び第２の基板を選択するステップ（Ｓ１００）においては、まず、所定の処理が施される複数枚の基板のうちからモニタリングの対象となる第１の基板及び第２の基板を選択する。ここで、第１の基板及び第２の基板は、複数枚の基板が積載されるある一つのカセットから選択されてもよく、この場合、ある一つのロットに含まれる複数枚の基板のうちから第１の基板及び第２の基板を選択することができて、基板処理設備の全体にわたって異常有無を判断することが可能になる。また、第１の基板及び第２の基板は、同一の工程チャンバ内において所定の処理が施される複数枚の基板のうちから選択されてもよい。すなわち、同一の工程チャンバ内において、例えば、３枚から６枚の基板が同時に処理される場合、３枚から６枚の基板の全部またはそれらのうちの一部に対して第１の基板及び第２の基板を選択してもよく、これにより、当該工程チャンバの異常有無を手軽に判断することが可能になる。
第１の基板の一部の領域をモニタリングするステップ（Ｓ２００）においては、第１の基板の一部の領域に対して測定部２００から厚さ、反射率並びにパーティクルの有無及び分布範囲などをモニタリングする。また、第２の基板の一部の領域をモニタリングするステップ（Ｓ３００）においては、第２の基板の一部の領域に対して測定部２００から厚さ、反射率並びにパーティクルの有無及び分布範囲などをモニタリングする。
ここで、制御部３００は、第１の基板及び第２の基板に対して少なくとも一部の領域が互いに異なる位置においてモニタリングされるように測定部２００の移動経路を制御してもよく、これにより、第２の基板の一部の領域をモニタリングするステップ（Ｓ３００）においては、第１の基板のモニタリング領域とは少なくとも一部の領域が互いに異なる。
さらに、第１の基板をモニタリングするステップは、第１の基板をモニタリングするための測定部２００を前記第１の基板の中心部を経由する第１の方向に移動させて行われてもよく、測定部２００が前記第１の基板の中心部を経由する第１の方向に移動する間に測定部２００の移動経路上において前記第１の基板を間欠的にモニタリングして行われてもよい。また、第２の基板の一部の領域をモニタリングするステップは、第２の基板をモニタリングするための測定部２００を第２の基板の中心部を経由し、第１の方向とは異なる第２の方向に移動させて行われてもよく、測定部２００が前記第２の基板の中心部を経由する第２の方向に移動する間に測定部２００の移動経路上において前記第２の基板を間欠的にモニタリングして行われてもよい。このために、上述したように、基板載置部１００及び支持部５００のうちの少なくとも一方は、基板の中心軸を中心として回転可能なように設けられてもよい。すなわち、制御部３００は、測定部２００を第１の方向に沿って移動させて第１の基板に中心部を含む第１のモニタリング領域を形成し、基板載置部１００及び支持部５００のうちの少なくとも一方を回転させて測定部２００を第１の方向とは異なる第２の方向に沿って移動させて第２の基板に中心部を含む第２のモニタリング領域を形成してもよい。
第１の基板の一部の領域をモニタリングするステップ（Ｓ２００）及び第２の基板の一部の領域をモニタリングするステップ（Ｓ３００）に関しては、図２から図５と結び付けて説明したところと同様に適用可能であり、図２から図５に示す第１の基板のモニタリング領域と第２の基板のモニタリング領域は、単なる例示に過ぎず、各モニタリング領域は、上述したように、少なくとも一部の領域が互いに異なる位置においてモニタリングされるように種々に構成可能である。
第１の基板及び第２の基板のモニタリング情報から異常有無を判断するステップ（Ｓ４００）は、分析部４００によって行われる。すなわち、分析部４００は、第１の基板の一部の領域に関するモニタリング情報が所定の処理工程に対する結果値の誤差範囲内に属するか否かを判断する。また、分析部４００は、第２の基板の一部の領域に関するモニタリング情報が所定の処理工程に対する結果値の誤差範囲内に属するか否かを判断する。このため、第１の基板及び第２の基板のモニタリング情報から異常有無を判断するステップ（Ｓ４００）においては、第１の基板のモニタリング情報及び第２の基板のモニタリング情報がどちらか一方でも誤差範囲を外れる場合に処理状態を不良と判定して、基板処理設備に異常が生じた旨を報知し、第１の基板のモニタリング情報及び第２の基板のモニタリング情報が両方とも誤差範囲内に属する場合に処理状態を良好と判定して、基板処理設備を用いた処理工程を行い続ける。
さらにまた、第１の基板及び第２の基板のモニタリング情報から異常有無を判断するステップ（Ｓ４００）においては、前記第１の基板のモニタリング領域と前記第２の基板のモニタリング領域とが一部重なり合う場合、前記重なり合う領域のモニタリング情報間の偏差を用いて前記誤差範囲を修正してもよい。すなわち、分析部４００は、第１のモニタリング領域と第２のモニタリング領域とが重なり合った領域、例えば、基板の中心部において第１のモニタリング情報と第２のモニタリング情報との偏差を用いて所定の処理工程に対する結果値の誤差範囲を修正してもよい。これは、所定の処理工程は、基板の中心部においてはほとんどの場合に良好に行われるが、基板の周縁部に向かって進むにつれて不良と判定される可能性が高くなるためであり、所定の処理工程に対する結果値は、上述したように、基板の中心部のモニタリング情報を基準として設定されるため、この場合、結果値の誤差範囲は、第１のモニタリング情報と第２のモニタリング情報との偏差を加算した値に調節されてもよい。
このように、本発明の実施形態に係る基板検査装置及び基板検査方法によれば、複数枚の基板に対して少なくとも一部の領域を互いに異なる位置においてモニタリングすることにより、基板の処理状態を早い時間内に判断して検査にかかる時間を短縮することができる。
このため、基板の処理状態に対する即座的なフィードバックを与えることができ、装備の異常に伴う使用中止、改善及びメンテナンスなどの事前措置を行うことにより、基板の製造に際しての不良率を最小化させ、装備の稼働率を向上させることができる。
以上、本発明の好適な実施形態が特定の用語を用いて説明及び図示されたが、これらの用語は、単に本発明を明確に説明するためのものに過ぎず、本発明の実施形態及び記述された用語は、特許請求の範囲の技術的思想及び範囲から逸脱することなく、種々の変更及び変化が加えられるということは明らかである。これらの変形された実施形態は、本発明の思想及び範囲から個別的に理解されてはならず、本発明の特許請求の範囲内に属するものというべきである。

Claims (17)

  1. 基板を載置するための基板載置部と、
    前記基板に対して相対的に移動して、前記基板をモニタリングするための測定部と、
    第１の基板と第２の基板を含む複数枚の基板に対して一部の領域が互いに異なる位置においてモニタリングされるように前記測定部の移動経路を制御する制御部と、
    前記第１の基板を基準として設定された誤差範囲内に前記第１の基板のモニタリング情報が属するか否かと、前記第２の基板を基準として設定された誤差範囲内に前記第２の基板のモニタリング情報が属するか否かと、を判断して、前記複数枚の基板の異常有無を判断する分析部と、
    を備え、
    前記分析部は、
    前記第１の基板のモニタリング領域と前記第２の基板のモニタリング領域とが重なり合う領域のモニタリング情報間の偏差を用いて、前記第１の基板及び前記第２の基板のうちの少なくともどちらか一方に対して設定された誤差範囲を修正する基板検査装置。
  2. 前記複数枚の基板は、同一の所定の処理が施された基板のうちから選択される請求項１に記載の基板検査装置。
  3. 前記基板載置部の上側に設けられる支持部をさらに備え、
    前記測定部は、前記支持部の下部に一方向に移動可能なように設けられる請求項１に記載の基板検査装置。
  4. 前記基板載置部及び支持部のうちの少なくとも一方は、前記基板の中心軸を中心として回転可能なように設けられる請求項３に記載の基板検査装置。
  5. 前記制御部は、前記測定部が線形の移動経路を有するように制御する請求項１に記載の基板検査装置。
  6. 前記制御部は、前記測定部が前記基板の中心部を経由する移動経路を有するように制御する請求項１に記載の基板検査装置。
  7. 前記制御部は、前記測定部が前記基板の中心部において折り曲げられる移動経路を有するように制御する請求項１に記載の基板検査装置。
  8. 前記制御部は、前記測定部の移動経路が前記基板の直径以下の長さを有するように制御する請求項１に記載の基板検査装置。
  9. 前記測定部は、移動経路上において前記基板を間欠的にモニタリングする請求項１に記載の基板検査装置。
  10. 前記基板載置部は、
    所定の処理が施される工程チャンバから送り返された前記複数枚の基板を貯えるロードロックチャンバに設けられるか、あるいは、前記ロードロックチャンバに接続されて前記複数枚の基板が払い出されるフロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）内に設けられる請求項１に記載の基板検査装置。
  11. 複数枚の基板のうち第１の基板及び第２の基板を選択するステップと、
    前記第１の基板の一部の領域をモニタリングするステップと、
    前記第１の基板のモニタリング領域とは位置が異なる前記第２の基板の一部の領域をモニタリングするステップと、
    前記第１の基板を基準として設定された誤差範囲内に前記第１の基板のモニタリング情報が属するか否かと、前記第２の基板を基準として設定された誤差範囲内に前記第２の基板のモニタリング情報が属するか否かと、を判断して、前記複数枚の基板の異常有無を判断するステップと、
    を含み、
    前記異常有無を判断するステップにおいては、
    前記第１の基板のモニタリング領域と第２の基板のモニタリング領域とが重なり合う領域のモニタリング情報間の偏差を用いて、前記第１の基板及び前記第２の基板のうちの少なくともどちらか一方に対して設定された誤差範囲を修正する基板検査方法。
  12. 前記第１の基板及び第２の基板を選択するステップにおいては、
    ある一つのロットに含まれる複数枚の基板のうちから前記第１の基板及び第２の基板を選択する請求項１１に記載の基板検査方法。
  13. 前記第１の基板及び第２の基板を選択するステップにおいては、
    同一のチャンバ内において所定の処理が施される複数枚の基板のうちから前記第１の基板及び第２の基板を選択する請求項１１に記載の基板検査方法。
  14. 前記第１の基板の一部の領域をモニタリングするステップは、
    前記第１の基板をモニタリングするための測定部を、前記第１の基板に対して前記第１の基板の中心部を経由する第１の方向に相対的に移動させて行われる請求項１１に記載の基板検査方法。
  15. 前記第２の基板の一部の領域をモニタリングするステップは、
    前記第２の基板をモニタリングするための測定部を、前記第２の基板に対して前記第２の基板の中心部を経由し、前記第１の方向とは異なる第２の方向に相対的に移動させて行われる請求項１４に記載の基板検査方法。
  16. 前記第１の基板の一部の領域をモニタリングするステップは、
    前記第１の基板をモニタリングするための測定部が移動中に前記第１の基板を間欠的にモニタリングして行われ、
    前記第２の基板の一部の領域をモニタリングするステップは、
    前記第２の基板をモニタリングするための測定部が移動中に前記第２の基板を間欠的にモニタリングして行われる請求項１４に記載の基板検査方法。
  17. 前記異常有無を判断するステップにおいては、
    前記第１の基板のモニタリング情報及び前記第２の基板のモニタリング情報が両方とも誤差範囲内に属する場合に処理状態を良好と判定する請求項１１に記載の基板検査方法。
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