KR102400851B1 - 웨이퍼 관찰 장치 및 웨이퍼 관찰 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 웨이퍼 관찰 장치에 있어서, 갱신이 필요한 항목만을 자동 선택하고, 선택한 항목에 따라 레시피를 갱신할 수 있게 한다.
(해결 수단) 주사형 전자 현미경과 제어부와 기억부와 연산부를 구비한 웨이퍼 관찰 장치에 있어서, 제어부에는, 반도체 디바이스의 웨이퍼를 관찰하는 웨이퍼 관찰부와, 웨이퍼의 화상을 취득하는 화상 취득부를 구비하고, 기억부에는, 웨이퍼의 화상이나 템플릿 화상을 기억하는 화상 기억부와, 템플릿 화상에 부수(附隨)되는 매칭 성공 여부 판정용 임계값과 화상 처리 파라미터 세트와 사용 우선도를 포함하는 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 기억하는 레시피 기억부를 구비하고, 연산부에는, 템플릿 화상과 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 읽어들이는 레시피 읽어들임부와, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 레시피 갱신 필요 여부 판정부와, 레시피 갱신 필요 여부 판정부에 있어서의 판정 결과에 의거하여 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 갱신하는 레시피 갱신부를 구비하여 구성했다.

Description

웨이퍼 관찰 장치 및 웨이퍼 관찰 방법{WAFER OBSERVATION APPARATUS AND WAFER OBSERVATION METHOD}
본 발명은, 반도체 웨이퍼를 관찰하는 웨이퍼 관찰 장치 및 웨이퍼 관찰 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 수율 향상을 위해, 반도체 디바이스의 제조 공정 도중에 있어서 반도체 웨이퍼에 대하여 검사 혹은 관찰을 행하는 웨이퍼 관찰 장치가 사용되고 있다. 웨이퍼 관찰 장치는, 웨이퍼를 스테이지 상에 반송한 후, 설계상의 위치가 기지(旣知)인 유니크 패턴(얼라이먼트 마크)의 위치를 자동으로 검출함으로써, 스테이지에 대한 반도체 웨이퍼의 회전 각도와 위치 어긋남량을 산출한다(이후, 웨이퍼 얼라이먼트라고 기재).
일반적으로, 얼라이먼트 마크를 검출하기 위해서는, 템플릿 매칭법을 이용한다. 템플릿 매칭법에서는, 미리 얼라이먼트 마크를 시야 내에 포함하는 화상을 템플릿 화상으로서 레시피에 등록해 둔다. 웨이퍼 얼라이먼트 시에는, 반도체 웨이퍼 상의 얼라이먼트 마크를 시야 내에 포함하도록 화상(얼라이먼트용 화상)을 취득하고, 취득한 얼라이먼트용 화상에 대하여, 템플릿 화상을 시프트하면서 겹쳐, 화상끼리의 유사도를 산출하고, 유사도가 가장 높은 개소를 특정함으로써, 얼라이먼트 마크를 검출한다.
템플릿 매칭에서는, 템플릿 화상이나 얼라이먼트용 화상 중의 얼라이먼트 마크의 콘트라스트를 강조하여 검출 정밀도를 향상시키기 위해, 에지 추출과 같은 화상 처리를 적용하고, 화상 처리를 적용한 화상을 이용하여 유사도를 산출하는 것이 효과적이다.
또한, 템플릿 화상과 얼라이먼트용 화상과의 유사도가 낮을 경우에는, 얼라이먼트 마크의 위치 검출에 실패하여 있을 가능성이 높기 때문에, 유사도와 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 비교하여, 템플릿 매칭의 성공 여부를 판정하는 것이 일반적이다.
웨이퍼 얼라이먼트 시에 이용하는 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에는, 템플릿 화상 외에, 템플릿 매칭의 성공 여부를 판정하기 위한 매칭 성공 여부 판정용 임계값과, 화상 처리를 적용할 때에 이용하는 화상 처리 파라미터 세트가 템플릿 화상마다 보존되어 있다.
레시피를 용이하게 관리하는 한 방법으로서, 일본국 특개2011-174757호 공보(특허문헌 1)에는, 검사 레시피를 갱신하는 방법이 기재되어 있다.
일본국 특개2011-174757호 공보
반도체 제조 라인에 있어서는, 다수의 품종을 다수의 공정을 거쳐 제조하고 있다. 그 때문에, 웨이퍼 관찰 장치는, 이들 다양한 품종 및 공정의 웨이퍼를 관찰할 필요가 있다. 품종 및 공정이 서로 다르면 회로 패턴의 외관이 변화하기 때문에, 레시피는 품종과 공정의 조합마다 작성·관리하는 것이 바람직하다. 단, 이 경우 레시피 수가 방대한 수가 되기 때문에, 적절한 관리가 중요해진다.
레시피를 효율적으로 관리하기 위해서는, 레시피의 공통화가 중요해진다. 웨이퍼 얼라이먼트에 관한 레시피는, 얼라이먼트 마크의 외관이 유사하면 공통화할 수 있다. 일반적으로, 품종명 혹은 공정명이 일치할 경우에는, 얼라이먼트 마크가 유사할 경우가 많다. 그러나, 반드시 이에 한정되지 않고, 얼라이먼트 마크를 본 다음에 공통화 가능 여부를 판단할 필요가 있다. 또한, 경시적 혹은 돌발적인 제조 프로세스 변동에 의해, 레시피 내의 템플릿 화상과의 유사도가 저하할 경우도 있어, 템플릿 화상이나 매칭 성공 여부 판정용 임계값이나 화상 처리 파라미터 세트의 관리가 중요하다.
상술한 바와 같이 반도체 제조 라인에서는 다수의 품종·공정이 존재하기 때문에, 효율적인 레시피 관리를 행하기 위해서는, 장치가 레시피를 자동 작성 혹은 자동 갱신하는 것이 바람직하다. 단, 안정된 레시피 갱신을 실현하기 위해서는, 갱신이 필요한 항목만을 자동 선택하고, 선택한 항목에 따라 레시피를 갱신하는 것이 중요하다. 특허문헌 1에는, 웨이퍼 얼라이먼트에 관한 레시피의 갱신에 대한 상세한 기재는 없다. 특히, 갱신이 필요한 항목만을 자동 선택하는 방법에 대한 기재는 없다.
본 발명은, 상기한 종래 기술의 과제를 해결하여, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하고, 레시피에 포함되는 템플릿 화상 또는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 또는 화상 처리 파라미터 세트 중, 갱신이 필요한 1개 이상의 항목을 선택하고, 선택한 항목에 따라 레시피를 갱신함으로써, 효율적으로 레시피를 관리하는 것을 가능하게 하는 웨이퍼 관찰 장치 및 웨이퍼 관찰 방법을 제공하는 것이다.
상기한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 주사형 전자 현미경과 제어부와 기억부와 연산부를 구비하여 반도체 디바이스의 웨이퍼를 관찰하는 웨이퍼 관찰 장치를, 제어부에는, 주사형 전자 현미경을 제어하여 반도체 디바이스의 웨이퍼를 관찰하는 웨이퍼 관찰부와, 웨이퍼 관찰부에서 관찰한 웨이퍼의 화상을 취득하는 화상 취득부를 구비하고, 기억부에는, 화상 취득부에서 취득한 웨이퍼의 화상이나 템플릿 화상을 기억하는 화상 기억부와, 템플릿 화상에 부수(附隨)되는 매칭 성공 여부 판정용 임계값과 화상 처리 파라미터 세트와 사용 우선도를 포함하는 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 기억하는 레시피 기억부를 구비하고, 연산부에는, 화상 기억부에 기억한 템플릿 화상과 레시피 기억부에 기억한 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 읽어들이는 레시피 읽어들임부와, 레시피 기억부에 기억한 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 레시피 갱신 필요 여부 판정부와, 레시피 갱신 필요 여부 판정부에 있어서의 판정 결과에 의거하여 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 갱신하는 레시피 갱신부를 구비하여 구성했다.
또한, 상기한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 반도체 디바이스의 웨이퍼를 관찰하는 웨이퍼 관찰 장치를 이용하여 웨이퍼를 관찰하는 웨이퍼 관찰 방법을, 웨이퍼의 화상을 취득하는 화상 취득 스텝과, 템플릿 화상과 이 템플릿 화상에 부수되는 매칭 성공 여부 판정용 임계값과 화상 처리 파라미터 세트와 사용 우선도를 포함하는 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 읽어들이는 레시피 읽어들임 스텝과, 레시피 읽어들임 스텝에서 읽어들인 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 이용하여 웨이퍼 관찰 장치의 스테이지에 대한 웨이퍼의 회전 각도 및 위치 어긋남량을 산출하는 웨이퍼 얼라이먼트 실행 스텝과, 웨이퍼의 관찰을 행하는 웨이퍼 관찰 스텝과, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 레시피 갱신 필요 여부 판정 스텝과, 레시피 갱신 필요 여부 판정 스텝에 있어서의 판정의 결과에 의거하여 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 갱신하는 레시피 갱신 스텝을 구비하도록 했다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼 관찰 장치에 있어서, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 복수의 항목이 포함될 경우에 효율적으로 레시피를 갱신할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하고, 레시피에 포함되는 템플릿 화상 또는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 또는 화상 처리 파라미터 세트 중, 갱신이 필요한 1개 이상의 항목을 선택하고, 선택한 항목에 따라 레시피를 갱신함으로써, 효율적으로 레시피를 관리할 수 있게 되었다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 개략의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 제어부, 기억부 및 연산부의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 시료 웨이퍼의 관찰 방법에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 레시피 읽어들임부에서의 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 읽어들임 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 작성 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 작성 시에 있어서의 입출력 단말의 표시 화면의 예를 나타낸 표시 화면의 정면도.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 시료 웨이퍼와 웨이퍼 상의 칩의 관계를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 웨이퍼 얼라이먼트 실행부에서의 웨이퍼 얼라이먼트의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 따른 템플릿 매칭의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 10은 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 레시피 갱신 필요 여부 판정부에서의 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부 판정 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 11은 본 발명의 실시예 1에 따른 얼라이먼트 마크 주변의 영역과 주변 화상의 취득 범위를 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 얼라이먼트 마크 화상 생성부에서의 얼라이먼트 마크 화상을 생성하는 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 13은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 비(非)얼라이먼트 마크 화상 생성부에서의 비얼라이먼트 마크 화상을 생성하는 방법에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 14는 본 발명의 실시예 1 및 실시예 3 및 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 유사도 분포 산출부에서의 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하는 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 15는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 유사도 분포 산출부를 이용하여 산출한 유사도 분포를 나타낸 그래프.
도 16은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 분리 가능한 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포의 예를 나타낸 그래프.
도 17은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 분리 불가능한 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포의 예를 나타낸 그래프.
도 18은 본 발명의 실시예 1에 따른 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포의 분리 가능 여부 판정 결과를 표시한 입출력 단말의 화면의 예를 나타낸 표시 화면의 정면도.
도 19는 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 갱신 항목 선택부에서의 갱신이 필요한 항목을 선택하는 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 20은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 템플릿 화상 갱신 필요 여부 판정부에서의 템플릿 화상의 갱신 필요 여부를 판정하는 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 21은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 매칭 성공 여부 판정용 임계값 필요 여부 판정부에서의 매칭 성공 여부 판정용 임계값의 갱신 필요 여부를 판정하는 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 22는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 레시피 갱신부에서의 레시피 갱신 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 23은 본 발명의 실시예 2에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 유사도 분포 산출부에서의 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하는 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 24는 본 발명의 실시예 2에 따른 얼라이먼트 마크 화상 또는 비얼라이먼트 마크 화상에 대하여 가공을 실시한 화상의 예를 나타내는 표.
도 25는 본 발명의 실시예 3에 따른 웨이퍼 관찰 장치에서의 웨이퍼 관찰부에서의 웨이퍼를 관찰하는 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 26은 본 발명의 실시예 3에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 레시피 갱신 필요 여부 판정부에서의 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부 판정 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 27은 본 발명의 실시예 3 및 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 갱신 항목 선택부에서의 갱신이 필요한 항목을 선택하는 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 28은 본 발명의 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치에서의 웨이퍼 관찰부에서의 웨이퍼를 관찰하는 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 29는 본 발명의 실시예 4에 따른 웨이퍼 관찰 장치의 레시피 갱신 필요 여부 판정부에서의 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부 판정 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
시료인 웨이퍼를 관찰하는 결함 리뷰 SEM(Scanning Electron Microscope: 주사형 전자 현미경)이나 측장 SEM 등의 웨이퍼 관찰 장치는, 웨이퍼를 스테이지 상에 반송한 후, 설계상의 위치가 기지인 얼라이먼트 마크를 시야 내에 포함하는 화상을 취득하고, 취득한 화상과, 미리 작성한 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피(이하, 단순히 레시피라고 기재할 경우도 있음) 내의 템플릿 화상과 매칭 성공 여부 판정용 임계값과 화상 처리 파라미터 세트를 이용하여, 설계상의 위치가 기지인 얼라이먼트 마크의 위치를 자동으로 검출함으로써, 스테이지에 대한 시료 웨이퍼의 회전 각도와 위치 어긋남량을 산출한다.
반도체 제조 라인에 있어서는, 다수의 품종을 다수의 공정을 거쳐 제조하고 있다. 그 때문에, 웨이퍼 관찰 장치는 이들 다양한 품종 및 공정의 웨이퍼를 관찰 할 필요가 있다. 품종 및 공정이 서로 다르면 회로 패턴의 외관이 변화하기 때문에, 레시피는 품종과 공정의 조합마다 작성·관리하는 것이 바람직하다. 단, 이 경우 레시피 수가 방대한 수가 되기 때문에, 적절한 관리가 중요해진다.
레시피를 효율적으로 관리하기 위해서는, 레시피의 공통화가 중요해진다. 웨이퍼 얼라이먼트에 관한 레시피는, 얼라이먼트 마크의 외관이 유사하면 공통화할 수 있다. 일반적으로, 품종명 혹은 공정명이 일치할 경우에는, 얼라이먼트 마크가 유사할 경우가 많다. 그러나, 반드시 이에 한정되지 않고, 얼라이먼트 마크를 본 다음에 공통화 가능 여부를 판단할 필요가 있다. 또한, 경시적 혹은 돌발적인 제조 프로세스 변동에 의해, 레시피 내의 템플릿 화상과의 유사도가 저하할 경우도 있어, 템플릿 화상이나 매칭 성공 여부 판정용 임계값이나 화상 처리 파라미터 세트의 관리가 중요하다.
본 발명은, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부 판정을 행하는 수단 및, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 내의 템플릿 화상 또는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 또는 화상 처리 파라미터 중 갱신하는 항목을 선택하는 수단, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 갱신하는 수단을 구비한 시료 관찰 장치 및 시료 관찰 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 템플릿 화상과 얼라이먼트 마크의 화상과의 유사도 분포의 정보와, 템플릿 화상과 비얼라이먼트 마크의 화상과의 유사도 분포의 정보를 이용하여, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부의 판정과, 갱신 항목의 선택과, 레시피의 갱신을 행하도록 한 것에 의해, 선택한 항목에 따른 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 갱신함으로써 효율적으로 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 관리를 행할 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 일 태양의 웨이퍼 관찰 장치는, 템플릿 화상 또는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 또는 화상 처리 파라미터 세트 중, 갱신이 필요한 1개 이상의 항목을 선택하고, 선택한 항목에 따라 레시피를 갱신하도록 구성하여, 템플릿 화상 또는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 또는 화상 처리 파라미터 세트 중, 갱신이 필요한 1개 이상의 항목을 선택하고, 선택한 항목에 따라 레시피를 갱신함으로써, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 내에 복수의 항목이 포함될 경우에 효율적으로 레시피를 갱신하는 것이 가능해지도록 한 것이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 본 실시형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서 동일 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 부여하도록 하고, 그 반복적인 설명은 원칙적으로 생략한다.
단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것이 아니다. 본 발명의 사상 내지 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서, 그 구체적 구성을 변경할 수 있는 것은 당업자라면 용이하게 이해된다.
[실시예 1]
본 실시예는, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 작성하는 방법 및 레시피의 갱신 필요 여부 판정을 행하는 방법 및 레시피 내의 템플릿 화상 또는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 또는 화상 처리 파라미터 세트 중 갱신하는 항목을 선택하는 방법 및 레시피를 갱신하는 방법 및 시료 웨이퍼를 관찰하는 방법에 관한 것이며, 본 실시예에 따라, 레시피 내에 복수의 항목이 포함될 경우에 효율적으로 레시피를 갱신하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 실시예에 따른 웨이퍼 관찰 장치(100)의 구성도를 나타내고 있다. 본 실시예에 따른 웨이퍼 관찰 장치(100)는, 화상의 촬상을 행하는 주사형 전자 현미경(SEM)(101)과, 전체의 제어를 행하는 제어부(102), 자기 디스크나 반도체 메모리 등에 정보를 기억하는 기억부(103), 프로그램에 따라 연산을 행하는 연산부(104), 장치에 접속된 외부의 기억 매체와의 정보의 입출력을 행하는 외부 기억 매체 입출력부(105), 유저와의 정보의 입출력을 제어하는 유저 인터페이스부(106), 네트워크를 통해 다른 장치 등과 통신을 행하는 네트워크 인터페이스부(107)를 구비하고 있다. 또한, 유저 인터페이스부(106)에는, 키보드나 마우스, 디스플레이 등으로 구성되는 입출력 단말(113)이 접속되어 있다.
SEM(101)은, 시료 웨이퍼(반도체 웨이퍼)(108)를 탑재하는 가동 스테이지(109), 시료 웨이퍼(108)에 전자 빔(115)을 조사하기 위해 전자원(110), 시료 웨이퍼(108)로부터 발생한 2차 전자(116)나 반사 전자(117) 등을 검출하는 검출기(111) 외, 전자 빔(115)을 시료 웨이퍼(108) 상에 수속(收束)시키는 전자 렌즈(도시 생략)나, 전자 빔(115)을 시료 웨이퍼(108) 상에서 주사하기 위한 편향기(도시 생략)나, 검출기(111)로부터의 신호를 디지털 변환하여 디지털 화상을 생성하는 화상화부(112) 등을 구비하고 있다. 또, 이들은 버스(114)를 통해 접속되어, 상호 정보를 주고받는 것이 가능하다.
도 2에 제어부(102), 기억부(103), 연산부(104)의 구성을 나타낸다.
제어부(102)는, 시료 웨이퍼(108)의 반송을 제어하는 웨이퍼 반송 제어부(201), 가동 스테이지(109)의 제어를 행하는 스테이지 제어부(202), 전자 빔(115)의 시료 웨이퍼(108)에의 조사 위치를 제어하는 빔 쉬프트 제어부(203), 전자 빔(115)의 주사를 제어하는 빔 스캔 제어부(204), 화상 취득부(205), 시료 웨이퍼(108)를 관찰하는 웨이퍼 관찰부(206)를 구비하고 있다.
기억부(103)는, 시료 웨이퍼(108)의 화상을 기억하는 화상 기억부(211), 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 기억하는 레시피 기억부(212), 시료 웨이퍼(108)의 화상으로부터 생성된 화상을 기억하는 생성 화상 기억부(213), 레시피 갱신에 관한 정보를 기억하는 레시피 갱신 정보 기억부(214)를 구비하고 있다.
레시피 기억부(212)에 기억하는 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피로서는, 촬상 조건(예를 들면, 가속 전압이나 프로브 전류, 가산 프레임 수, 촬상 시야 사이즈 등)이나 템플릿 화상 정보(템플릿 화상, 매칭 성공 여부 판정용 임계값, 화상 처리 파라미터 세트, 사용 우선도) 등이 포함된다.
연산부(104)는, 레시피 기억부(212)에 보존된 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 읽어들이는 레시피 읽어들임부(221), 가동 스테이지(109)에 대한 시료 웨이퍼(108)의 회전 각도 및 위치 어긋남량을 산출하는 웨이퍼 얼라이먼트 실행부(222), 레시피 기억부(212)에 기억된 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 레시피 갱신 필요 여부 판정부(223), 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 템플릿 화상 또는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 또는 화상 처리 파라미터 세트 중 갱신하는 1개 이상의 항목을 선택하는 갱신 항목 선택부(224), 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 갱신하는 레시피 갱신부(228), 얼라이먼트 마크 화상을 생성하는 얼라이먼트 마크 화상 생성부(233), 비얼라이먼트 마크 화상을 생성하는 비얼라이먼트 마크 화상 생성부(234), 얼라이먼트 마크의 유사도 분포 및 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하는 유사도 분포 산출부(235)를 구비한다.
갱신 항목 선택부(224)는, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 템플릿 화상의 갱신 필요 여부를 판정하는 템플릿 화상 갱신 필요 여부 판정부(225), 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 화상 처리 파라미터 세트의 갱신 필요 여부를 판정하는 화상 처리 파라미터 세트 갱신 필요 여부 판정부(226), 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 매칭 성공 여부 판정용 임계값의 갱신 필요 여부를 판정하는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 갱신 필요 여부 판정부(227)를 구비한다.
레시피 갱신부(228)는, 적합한 화상 처리 파라미터 세트를 결정하는 화상 처리 파라미터 세트 결정부(229), 적합한 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 결정하는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 결정부(230), 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 템플릿 화상을 추가하는 템플릿 화상 추가부(231), 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 내의 템플릿 화상에 부수되는 사용 우선도를 갱신하는 사용 우선도 갱신부(232)를 구비한다. 또, 레시피 읽어들임부(221) 내지 유사도 분포 산출부(235)는, 각 연산을 행하도록 설계된 하드웨어로서 구성되어도 되는 것 외에, 소프트웨어로서 실장(實裝)되고 범용적인 연산 장치(예를 들면 CPU나 GPU 등)를 이용하여 실행되도록 구성해도 된다.
다음으로, 화상 취득부(205)를 이용하여 지정된 좌표의 화상을 취득하기 위한 방법을 설명한다.
우선, 계측 대상이 되는 시료 웨이퍼(108)는, 웨이퍼 반송 제어부(201)의 제어에 의해, 도시하고 있지 않은 로보트 아암을 이용하여 가동 스테이지(109) 상에 설치된다. 다음으로, 시료 웨이퍼(108)의 촬상 시야가 전자 빔(115)의 조사 범위 내에 포함되도록, 스테이지 제어부(202)로 제어되어, 가동 스테이지(109)가 이동한다. 이때, 가동 스테이지(109)의 이동 오차를 흡수하기 위해, 도시하고 있지 않은 계측 수단을 이용하여 가동 스테이지(109)의 위치의 계측이 행해지고, 빔 쉬프트 제어부(203)에 의해 이동 오차를 제거하도록 빔 조사 위치의 조정이 행해진다.
다음으로, 전자원(110)으로부터 발사(發射)된 전자 빔(115)이 시료 웨이퍼(108)에 조사되고, 빔 스캔 제어부(204)에 의해 촬상 시야 내에 있어서 주사된다. 전자 빔(115)의 조사에 의해 시료 웨이퍼(108)로부터 생기는 2차 전자(116)나 반사 전자(117)는 검출기(111)에 의해 검출되고, 화상화부(112)를 통하여 디지털 화상화되고, 화상 기억부(211)에 기억된다.
레시피 기억부(212)에 기억되는 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피(300)의 데이터로서는, 품종 및 공정마다의 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피가 기억되어 있다. 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에는, 품종명과, 공정명과, 레시피 작성 일시와, 화상 촬상 조건과, 얼라이먼트점 수(NA)와, 레시피 갱신 필요 여부 확인 빈도(N)와, 유사도 분포 표준편차 계수(α)와, 레시피 갱신 필요 여부 판정 시에 취득하는 주변 화상 촬상 범위(R)와, 템플릿 화상 정보와, 템플릿 화상 매수(NT)와, 템플릿 화상 매수 상한(LT)과, 화상 처리 파라미터 정보가 포함된다.
웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 템플릿 화상 정보에는, 템플릿 매칭에 이용하는 1매 이상의 템플릿 화상에 관한 정보가 포함되어 있으며, 템플릿 화상마다, 템플릿 화상을 구별하기 위한 템플릿 번호와, 템플릿 화상 파일과, 매칭 성공 여부 판정용 임계값(TH)과, 화상 처리 파라미터 세트 번호와, 사용 우선도가 부수되어 있다.
사용 우선도는, 웨이퍼 얼라이먼트 시에 템플릿 화상을 사용하는 순번을 나타낸 것으로, 값이 작을수록 우선도가 높은 것을 나타낸다. 또한, 템플릿 화상에 부수되는 화상 처리 파라미터 세트 번호가 나타내는 화상 처리 파라미터 세트도 템플릿 화상에 부수되고 있는 것으로 한다.
웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 화상 처리 파라미터 정보에는, 화상에 대하여 화상 처리를 적용할 때에 이용하는 파라미터 세트에 관한 정보가 포함되어 있으며, 미리 파라미터 세트 후보로서 복수의 파라미터 세트를 준비해 둘 경우가 많다.
예를 들면, 파라미터 세트마다, 파라미터 세트를 구별하기 위한 화상 처리 파라미터 세트 번호(템플릿 화상 정보의 화상 처리 파라미터 세트 번호와 같음), 화상에 대하여 적용하는 필터의 종류 및 필터 사이즈, 필터 적용 후에 2치화를 행할지의 여부를 나타내는 2치화 유무의 정보 및 2치화 임계값이 부수되어 있다. 필터의 종류에는, 예를 들면, 소벨 필터나, 가우시안 필터, 평균값 필터, 바이래터럴(bilateral) 필터 등이 있다.
도 3을 이용하여 시료 웨이퍼(108)의 관찰 방법에 대해서 설명한다.
우선, 레시피 읽어들임부(221)에서, 레시피 기억부(212)에 보존된 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 읽어들이고(S301), 관찰 대상의 품종·공정의 시료 웨이퍼(108)를 관찰한 매수(이후, 관찰 매수라고 기재) NW를 0으로 한다(S302).
계속해서, 관찰 대상인 시료 웨이퍼(108)마다, 시료 웨이퍼(108)를 가동 스테이지(109) 상에 로드한다(S303). 다음으로, 웨이퍼 얼라이먼트 실행부(222)에서, 가동 스테이지(109)에 대한 시료 웨이퍼(108)의 회전 각도와 위치 어긋남량을 산출하고, 이 산출 결과에 의거하여 스테이지 제어부(202) 또는 빔 쉬프트 제어부(203) 또는 빔 스캔 제어부(204)를 제어하여 웨이퍼 얼라이먼트를 행한다(S304).
다음으로, 웨이퍼 관찰부(206)에서, 시료 웨이퍼(108)를 관찰하고(S305), 레시피 갱신 필요 여부 판정부(223)에서, S301에서 읽어들인 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정한다(S306).
S306에서 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신이 필요하다고 판정되었을 경우(갱신 필요)에는, 갱신 항목 선택부(224)를 이용하여 갱신이 필요한 항목을 선택하고(S307), 레시피 갱신부(228)를 이용하여 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신을 행한다(S308).
한편, S306에서 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신이 필요없다고 판정되었을 경우(갱신 불필요), 또는, S308의 처리 실행 후는, 시료 웨이퍼(108)를 가동 스테이지(109) 상에서 언로드하고(S309), 관찰 매수 NW에 1을 가산한다(S310). 관찰 대상인 모든 시료 웨이퍼(108)에 있어서 S303 내지 S310의 처리를 실행하고 있으면 시료 웨이퍼(108)의 관찰을 종료한다.
S301에 있어서의 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 읽어들임 방법의 상세에 대해서, 도 4를 이용하여 설명한다.
우선, 유저가 시료 웨이퍼(108)의 관찰 정보로서 품종명과 공정명을 입력하고(S401), 레시피 기억부(212)에 기억된 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 중에, 관찰 정보의 품종명이 같으며, 또한 관찰 정보의 공정명이 같은 레시피(이후, 대응 레시피라고 기재)가 존재하는지의 여부를 판정한다(S402). 대응 레시피가 레시피 기억부(212)에 존재한다고 판정되었을 경우(S402에서 Yes인 경우)에는, 대응 레시피를 읽어들인다(S406).
시료 웨이퍼(108)의 웨이퍼 얼라이먼트에 있어서는, 품종명 또는 공정명이 같을 경우에는, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 유용(流用)할 수 있는 경우가 많다. 그래서, S402에 있어서, 대응 레시피가 레시피 기억부(212)에 존재하지 않는다고 판정되었을 경우(S402에서 No인 경우)에는, 레시피 기억부(212)에 기억된 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 중에, 관찰 정보의 품종명 또는 공정명 중 어느 쪽이 같은 레시피(이후, 유사 레시피라고 기재)가 존재하는지의 여부를 판정한다(S403).
S403에 있어서 유사 레시피가 레시피 기억부(212)에 존재하지 않는다고 판정되었을 경우(S403에서 No인 경우)에는, 관찰 대상의 품종명·공정명의 레시피를 새롭게 작성하고(S404), 작성한 레시피를 레시피 기억부(212)에 기억하고(S405), 레시피 기억부(212)로부터 대응 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 읽어들인다(S406).
한편, S403에 있어서 유사 레시피가 레시피 기억부(212)에 존재한다고 판정되었을 경우(S403에서 Yes인 경우)에는, 그 유사 레시피를, 관찰 대상의 품종명·공정명의 레시피로서 레시피 기억부(212)에 복사하고(S407), 레시피 기억부(212)로부터 대응 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 읽어들인다(S406).
웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 작성 방법(S404)에 대해서, 도 5 내지 도 6을 이용하여 설명한다.
레시피 작성 시에는, 우선 관찰 대상인 시료 웨이퍼(108)를 가동 스테이지(109)에 로드한다(S501). 다음으로, 설계상의 위치가 기지인 유니크 패턴(이후, 얼라이먼트 마크라고 기재)을 시야 내에 포함하는 화상을 취득하고(S502), 레시피 작성 화면을 표시하고, 유저가 레시피에 필요한 정보를 입력한다(S503).
도 6은, S503에 있어서 유저가 레시피에 필요한 정보를 입력하기 위한 입출력 단말(113)의 레시피 작성 화면(601)의 예를 나타낸 도면이다. 레시피 작성 화면(601)에는, 품종·공정 정보 표시부(602)와, 화상 촬상 조건 입력부(603)와, 레시피 갱신 파라미터 입력부(604)와, 화상 처리 파라미터 입력부(605)와, 웨이퍼의 화상 표시부(606)와, 템플릿 화상 정보 입력부(607)와, 얼라이먼트점 수 입력부(608)와, 템플릿 화상 매수 상한 입력부(609)와, OK 버튼(610) 등이 표시된다. 웨이퍼의 화상 표시부(606)에는, 얼라이먼트 마크부 주변의 화상(611)이 표시된다.
유저는, 화상 촬상 조건 입력부(603)에, 화상을 취득할 때의 가속 전압(6031)과 프로브 전류(6032)와 가산 프레임 수(6033)와 촬상 시야(6034)를 입력한다. 유저는, 또한, 레시피 갱신 파라미터 입력부(604)에, 레시피 갱신 필요 여부 확인 빈도 N:6041과 유사도 분포 표준편차 계수 α:6042와 레시피 갱신 필요 여부 판정 시의 화상 촬상 범위 R:6043을 입력한다. 또한, 유저는, 화상 처리 파라미터 입력부(605)에, 화상에 적용하는 필터의 종류(6051), 필터 사이즈(6052), 2치화 유무(6053), 2치화 임계값(6054)을 입력한다.
유저는 또한, 템플릿 화상 정보 입력부(607)에, 웨이퍼의 화상 표시부(606)에 표시된 얼라이먼트 마크부 주변의 화상(611) 중에서, 템플릿 매칭에 이용하기 위한 템플릿 화상으로 하는 영역(템플릿 좌상단 좌표(6071)와 템플릿 우하단 좌표(6072))과, 템플릿 매칭의 성공 여부를 판정하기 위한 매칭 성공 여부 판정용 임계값 TH:6073을 입력하고, 얼라이먼트점 수 입력부(608)에, 웨이퍼 얼라이먼트에 이용하는 점수 NA:608을 입력하고, 템플릿 화상 매수 상한 입력부(609)에, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 내의 템플릿 화상 매수의 상한 LT를 입력한다. 입력이 완료되면, OK 버튼(610)을 클릭함으로써 S504 이후의 처리를 실행한다.
템플릿 화상 정보 입력부(607)에서 템플릿 화상으로 하는 영역을 입력할 때에는, 웨이퍼의 화상 표시부(606)에 표시된 얼라이먼트 마크부 주변의 화상(611) 내를 드래그하여 영역(612)을 선택함으로써, 템플릿 좌상단 좌표(6071)와 템플릿 우하단 좌표(6072)에 수치를 입력하지 않고 템플릿 화상으로 하는 영역을 지정할 수 있게 해도 된다.
또한, S306에 있어서의 레시피 갱신 필요 여부 판정 시의 화상 촬상 범위 R:6043에 관해서는, 레시피 갱신 파라미터 입력부(604)에 유저가 입력하는 대신에, 시료 웨이퍼(108)를 가동 스테이지(109) 상에 설치할 때에 발생하는 웨이퍼 설치 오차 E1과, 가동 스테이지(109) 이동 시에 발생하는 스테이지 이동 오차 E2의 적어도 1개 이상을 고려하여 사전에 결정해도 된다. 웨이퍼 설치 오차 E1만을 고려할 경우에는 E1을 촬상 범위 R:6043에 입력하는 값 R로 하고, 스테이지 이동 오차 E2만을 고려할 경우에는 E2를 촬상 범위 R:6043에 입력하는 값으로 한다. 또한, 웨이퍼 설치 오차 E1과 스테이지 이동 오차 E2를 고려할 경우에는, E1+E2를 촬상 범위 R:6043에 입력하는 값으로 한다.
도 5의 설명으로 돌아간다. S503의 유저에 의한 레시피 정보 입력 처리를 실행 후, 유저가 입력한 템플릿 좌상단 좌표(6071)와 템플릿 우하단 좌표(6072)에 의거하여, S502에서 취득한 화상으로부터 잘라냄으로써 템플릿 화상을 생성하고(S504), 유저가 입력한 정보와 템플릿 화상을 레시피에 보존하고(S505), 시료 웨이퍼(108)를 언로드하고(S506), 레시피 작성에 관한 처리를 종료한다.
웨이퍼 얼라이먼트(S304)에 있어서의 웨이퍼 얼라이먼트 방법을, 도 7 내지 도 8을 이용하여 설명한다.
도 7은, 시료 웨이퍼(108)와 칩(701)의 관계를 나타낸 도면이다. 시료 웨이퍼(108) 상에 칩(701)이 복수 배치되어 있으며, S304의 웨이퍼 얼라이먼트 공정에서는, 설계상의 위치가 기지인 얼라이먼트 마크를, 웨이퍼 얼라이먼트에 이용하는 점수 NA분(예를 들면, 도 7의 영역(702)에서 나타난 3개소)만 검출하고, 검출한 위치 정보를 이용하여 웨이퍼의 회전 각도 및 위치 어긋남량을 산출한다.
웨이퍼 얼라이먼트(S304)에 있어서의 상세한 웨이퍼 얼라이먼트의 처리 플로우에 대해서, 도 8을 이용하여 설명한다.
우선, 얼라이먼트점의 인덱스를 나타내는 AI를 1로 세트하고(S801), 시료 웨이퍼(108) 상의 영역(702)이 화상 취득부(205)에서 얻어지는 촬상 시야에 들어가도록 가동 스테이지(109)를 이동한다(S802). 다음으로, 화상 취득부(205)를 이용하여 시료 웨이퍼(108) 상의 영역(702)을 촬상하고, 얼라이먼트용 화상을 취득한다(S803).
다음으로, 템플릿 화상의 인덱스를 나타내는 TI를 1로 세트하고(S804), S803에서 취득한 얼라이먼트용 화상을 피(被)매칭 화상으로서, 템플릿 화상 정보에 있어서의 사용 우선도가 TI인 템플릿 화상과 함께 입력하고, 템플릿 매칭을 행한다(S805).
도 9는, S805의 템플릿 매칭에 있어서의 템플릿 매칭 방법에 대해서 나타낸 도면이다. S805의 템플릿 매칭에서는, 입력된 템플릿 화상(902)에 부수되는 화상 처리 파라미터 세트를 이용하여, 입력된 피매칭 화상(901)에 대하여 화상 처리(S911)를 적용하고, 화상 처리를 적용한 피매칭 화상(904)을 얻는다. 또한, 입력된 템플릿 화상(902)에 대하여 화상 처리(S912)를 적용하고, 화상 처리를 적용한 템플릿 화상(905)을 얻는다.
화상 처리를 적용한 피매칭 화상(904)에 대하여, 화상 처리를 적용한 템플릿 화상(905)을 래스터 스캔(906)으로 시프트하면서 겹쳐, 화상끼리의 유사도를 산출하고(S913), S913에서 산출한 유사도를 화소값으로서 가지는 유사도 화상(908)을 얻는다. 도 9의 유사도 화상(908)에 있어서는, 유사도가 높은 개소(909, 910)일수록 검게 표시하고 있다.
계속해서, 유사도 화상(908)에 있어서, 주위보다 유사도가 높아지는 개소(909 내지 910)를 검출 위치 후보로서 유사도와 함께 출력한다(S914). 유사도로서는 예를 들면 정규화 상호 상관값을 이용하면 된다. 또한, 화상끼리의 차이가 클수록 값이 커지는 상이도를, 유사도 대신에 이용해도 되고, 그 경우, 유사도와는 대소 관계가 반대가 된다.
S914에서 출력되는 데이터의 예로서는, 검출 위치 후보 번호, 검출 후보 위치, 검출 후보 위치에 있어서의 유사도의 정보가, 검출 위치 후보마다 출력된다.
도 8의 처리 플로우도의 설명으로 돌아간다. S805의 템플릿 매칭에서 출력되는 템플릿 화상과의 유사도가 낮을 경우, 얼라이먼트 마크의 위치를 올바르게 검출하지 못하고 있을 가능성이 높다. 그 때문에, S304의 웨이퍼 얼라이먼트에서는, S805의 템플릿 매칭 후, 템플릿 매칭에 성공했는지의 여부의 성공 여부를 판정한다(S806).
구체적으로는, S805의 템플릿 매칭에 있어서, 도 9에서 설명한 S914에서 출력된 데이터에 있어서, 검출 후보 위치 중, 유사도의 최대값이, 템플릿 매칭에 이용한 템플릿 화상(902)에 부수되는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 TH 이상이면 성공이라고 판정하고(성공), 유사도의 최대값이 매칭 성공 여부 판정용 임계값 TH 미만이면 실패라고 판정한다.
성공 여부 판정(S806)에 의해 템플릿 매칭 실패라고 판정되었을 경우(실패), TI에 1을 가산하고(S807), TI가 템플릿 화상 매수 NT 이하인지의 여부를 확인한다(S808).
TI가 NT 이하인 경우(S808에서 Yes인 경우), S805로 돌아가 다시 처리를 실행한다. 한편, TI가 NT보다 클 경우(S1108에서 No인 경우), 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 어떤 템플릿 화상(902)을 이용해도 얼라이먼트 마크의 검출이 어렵다고 생각되기 때문에, 유저가 얼라이먼트용 화상 내의 얼라이먼트 마크의 위치를 입력하고(S809), 그 위치를 검출 위치로 하고, S803에서 취득한 얼라이먼트용 화상을 검출 위치의 정보와 함께 화상 기억부(211)에 보존한다.
성공 여부 판정(S806)에 의해 템플릿 매칭 성공이라고 판정되었을 경우, 또는, 유저에 의한 얼라이먼트 마크 위치 입력(S809)의 실행 후, 얼라이먼트점의 인덱스 AI에 1을 가산하고(S810), AI가 얼라이먼트점 수 NA 이하인지를 확인한다(S811).
AI가 NA 이하인 경우(S811에서 Yes인 경우), S802부터 다시 처리를 실행한다. 한편, AI가 NA보다 클 경우(S811에서 No인 경우), 미리 입력된 얼라이먼트점 수에서의 얼라이먼트 마크의 검출이 종료됐다고 판단하고, 검출 위치의 정보를 이용하여 가동 스테이지(109)에 대한 시료 웨이퍼(108)의 회전 각도 및 위치 어긋남량을 산출하고(S812), 도 3에 나타낸 처리 플로우도에 있어서의 웨이퍼 얼라이먼트(S304)를 종료한다.
웨이퍼 얼라이먼트(S304)를 실행 후의 화상 기억부(211)에 보존된 얼라이먼트용 화상에 부수되는 웨이퍼 얼라이먼트의 결과의 예로서는, 얼라이먼트용 화상마다, 얼라이먼트점을 구별하기 위한 얼라이먼트점 번호, S805 또는 S809에 의해 검출된 얼라이먼트용 화상 상에서의 얼라이먼트 마크 위치 정보, 웨이퍼 상에서의 얼라이먼트용 화상의 취득 위치가 부수되어 있다.
시료 웨이퍼(108)를 가동 스테이지(109) 상에 로드할 때에는 웨이퍼 설치 오차가, 가동 스테이지(109)가 이동할 때에는 스테이지 이동 오차가 발생한다. 웨이퍼 얼라이먼트(S304)에서는, 오차의 크기에 상관없이, 얼라이먼트용 화상 중에 어떠한 얼라이먼트 마크 이외의 패턴(이후, 비얼라이먼트 마크라고 기재)이 포함되어 있어도 얼라이먼트 마크를 검출할 필요가 있다. 그러나, 제조 프로세스의 변동이나 제조 품종·공정의 차이에 의해, 얼라이먼트 마크의 검출이 곤란할 경우에는, 레시피 기억부(212)에 기억된 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신을 행할 필요가 있다.
웨이퍼 설치 오차 또는 스테이지 이동 오차 또는 유저로부터의 입력 정보의 적어도 1개 이상을 이용하여, 웨이퍼 얼라이먼트 시에 시야 내에 포함될 가능성이 있는 범위에서, 얼라이먼트 마크 주변의 화상(이후, 주변 화상이라고 기재)을 취득하고, 주변 화상을 이용하여, 어떠한 비얼라이먼트 마크가 포함될 경우여도 얼라이먼트 마크를 검출할 수 있을지를 판정하고, 레시피 기억부(212)에 기억된 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부 판정(S306)을 행한다.
S306에 있어서, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 방법의 상세에 대해서, 도 10을 이용하여 설명한다. 우선, 관찰 매수 NW가 소정의 매수 N의 정수배(NW／N＝i:N은 레시피 갱신 필요 여부 확인 빈도, i는 정수)인지의 여부를 판정한다(S1001). S1001에서 관찰 매수가 소정의 매수 N의 정수배라고 판정되었을 경우(S1001에서 Yes인 경우)에는, S803에서 취득한 얼라이먼트용 화상 중의 얼라이먼트 마크의 검출 위치를 중심으로, 도 6의 레시피 작성 화면(601)에 있어서의 촬상 범위 R:6043에서 나타나는 범위에서 주변 화상을 취득한다(S1002).
S1002에 있어서의 주변 화상 취득 방법에 대해서 도 11을 이용하여 설명한다. 도 11은, 얼라이먼트 마크 주변의 영역을 나타낸 도면이다. 웨이퍼 얼라이먼트(S304)에 있어서 검출한 얼라이먼트 마크 검출 위치를 1101로 하면, 이 얼라이먼트 마크 검출 위치(1101)를 중심으로 2R×2R의 범위에서, 스테이지 이동과 화상 취득을 반복하여, 주변 화상(1102)을 취득한다. 도 11의 예에서는, 주변 화상을 4매 취득하고 있지만, 얼라이먼트 마크 검출 위치(1101)를 중심으로 2R×2R의 범위의 화상을 취득하는 것이면, 임의의 매수의 화상을 취득해도 된다. 또한, 도 11에서는, 웨이퍼 상의 1개소에서의 주변 화상의 취득 방법에 대해서 설명했지만, 웨이퍼 상의 복수의 개소, 예를 들면 도 7의 영역(702)에서 나타난 3개소 각각에서 주변 화상을 취득해도 된다.
도 10의 설명으로 돌아간다. 주변 화상 취득 공정(S1002)을 실행 후, 얼라이먼트 마크 화상 생성부(233)를 이용하여, 주변 화상으로부터 얼라이먼트 마크 화상을 생성하고(S1003), 비얼라이먼트 마크 화상 생성부(234)를 이용하여, 주변 화상으로부터 비얼라이먼트 마크 화상을 생성한다(S1004). 생성된 얼라이먼트 마크 화상과 비얼라이먼트 마크 화상은, 생성 화상 기억부(213)에 보존한다.
얼라이먼트 마크 화상을 생성 공정(S1003)에 있어서의 얼라이먼트 마크 화상의 생성 방법에 대해서, 도 12를 이용하여 설명한다.
우선, 주변 화상 취득 공정(S1002)에서 취득한 주변 화상(1102)을 피매칭 화상으로서, 템플릿 화상(902)을 이용하여, 템플릿 매칭을 행하고(S1211), 유사도 화상(1201)을 얻는다. 다음으로, 주변 화상(1102)에 있어서, 유사도 화상(1201) 중에서 유사도가 최대가 되는 개소(1202)와 대응하는 영역(1203)의 화상을 잘라내고(S1212), 얼라이먼트 마크 화상(1204)을 얻는다.
도 12에서는, 주변 화상(1102)을 이용하여 얼라이먼트 마크 화상(1204)을 생성하는 방법에 대해서 설명했지만, 주변 화상(1102) 대신에, 도 8에서 설명한 얼라이먼트용 화상 취득 공정(S803)에서 취득한 얼라이먼트용 화상을 이용하여 얼라이먼트 마크 화상을 생성해도 된다. 얼라이먼트용 화상 취득 공정(S803)에서 취득한 얼라이먼트용 화상을 이용할 경우, 템플릿 매칭 공정(S1211)을 행하지 않고, 웨이퍼 얼라이먼트 공정(S304)에 있어서 웨이퍼 얼라이먼트 시에 검출한 얼라이먼트 마크 위치에서 나타나는 영역을, 얼라이먼트용 화상으로부터 잘라내어, 얼라이먼트 마크 화상으로 해도 된다.
계속해서, 비얼라이먼트 마크 화상의 생성 공정(S1004)에 있어서의 비얼라이먼트 마크 화상의 생성 방법에 대해서, 도 13을 이용하여 설명한다.
우선, 주변 화상 취득 공정(S1002)에서 취득한 주변 화상(1102)을 피매칭 화상으로서, 템플릿 화상(902)을 이용하여, 템플릿 매칭을 행하고(S1311), 유사도 화상(1301)을 얻는다. 다음으로, 주변 화상(1102)에 있어서, 유사도 화상(1301) 중에서 유사도가 최대가 되는 개소(1302) 이외에서, 주변보다 유사도가 높은 개소(1303)에 대응하는 영역(1304)의 화상을 잘라내고(S1312), 비얼라이먼트 마크 화상(1305)을 얻는다.
도 13에서는, 주변 화상(1102)과 템플릿 화상(902)을 이용하여 템플릿 매칭(S1311)을 행하고, 비얼라이먼트 마크 화상(1305)을 생성하는 방법에 대해서 설명했지만, 도 12에서 설명한 템플릿 매칭 공정(S1211)에 있어서 산출한 유사도 화상(1201)을 이용하여 비얼라이먼트 마크 화상을 생성해도 된다.
도 13에서 설명한 방법을 이용하여, 주변 화상 취득 공정(S1002)에서 취득한 모든 주변 화상으로부터 비얼라이먼트 마크 화상을 생성하고, 1매 이상의 비얼라이먼트 마크 화상을 얻는다.
얼라이먼트 마크 화상 생성 공정(S1003) 및 비얼라이먼트 마크 화상 생성 공정(S1004)을 실행한 후의, 생성 화상 기억부(213)에 보존된 얼라이먼트 마크 화상과 비얼라이먼트 마크 화상에 부수되는 정보로서, 생성된 얼라이먼트 마크 화상 및 비얼라이먼트 마크 화상마다, 생성 화상 번호와, 얼라이먼트 마크 화상인지 비얼라이먼트 마크 화상인지를 나타내는 속성이 보존되어 있다.
도 10의 설명으로 돌아간다. 비얼라이먼트 마크 화상 생성 공정(S1004)을 실행 후, 유사도 분포 산출 공정(S1005)에 있어서, 레시피에 포함되는 템플릿 화상 T마다, 템플릿 화상 T와, 템플릿 화상 T에 부수되는 화상 처리 파라미터 세트를 입력으로 하여, 유사도 분포 산출부(235)에서 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출한다.
다음으로, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 매칭 성공 여부 판정용 임계값 TH를 이용하여, 유사도 분포 산출 공정(S1005)에서 산출한 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포와의 유사도 분포의 분리 가능 여부를 판정한다(S1006).
유사도 분포 산출 공정(S1005)에 있어서, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하는 방법의 상세에 대해서, 도 14의 플로우도를 이용하여 설명한다.
우선, 입력된 템플릿 화상과, 생성 화상 기억부(213)에 보존된 얼라이먼트 마크 화상에 대하여, 입력된 화상 처리 파라미터 세트를 이용하여 화상 처리를 적용한다(S1401). 계속해서, 화상 처리를 적용한 얼라이먼트 마크 화상마다, 화상 처리를 적용한 템플릿 화상과의 유사도를 산출한다(S1402).
그 후, 산출한 1개 이상의 유사도의 평균값 M1과 표준편차 σ1을 산출하고(S1403), 평균값 M1과 표준편차 σ1을 가지는 정규 분포를, 템플릿 화상과 얼라이먼트 마크 화상과의 유사도 분포(이후, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포라고 기재)로 한다. 계속해서, 입력된 템플릿 화상과, 생성 화상 기억부(213)에 보존된 비얼라이먼트 마크 화상에 대하여, 입력된 화상 처리 파라미터 세트를 이용하여 화상 처리를 적용하고(S1404), 화상 처리를 적용한 비얼라이먼트 마크 화상마다, 화상 처리를 적용한 템플릿 화상과의 유사도를 산출한다(S1405).
그 후, 산출한 1개 이상의 유사도의 평균값 M2와 표준편차 σ2를 산출하고(S1406), 평균값 M2와 표준편차 σ2를 가지는 정규 분포를, 템플릿 화상과 비얼라이먼트 마크 화상과의 유사도 분포(이후, 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포라고 기재)로 한다.
도 15는, 유사도 분포 산출부(235)에 있어서 S1401∼S1406까지의 처리를 거쳐 산출한 유사도 분포를 나타낸 그래프이다. 횡축에 유사도, 종축에 도수를 나타낸다. 도 15의 그래프에 있어서는, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 그 평균값 M1, 및 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)와 그 평균값 M2를 나타내고 있다.
다음으로, 도 21의 유사도 분포 분리 가능 여부 판정 공정(S1006)에 있어서, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포의 분리 가능 여부를 판정하는 방법에 대해서 설명한다. 유사도 분포의 분리 가능 여부는, 유사도 분포 분리 가능 여부 판정부(236)에 있어서, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포가, 매칭 성공 여부 판정용 임계값 TH에 의해 분리할 수 있는지의 여부로 판정한다.
구체적으로는, 유사도 분포 분리 가능 여부 판정부(236)에 있어서, (M1-α×σ1)을 얼라이먼트 마크의 유사도 분포의 하한값으로 하고, M2+α×σ2를 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포의 상한값으로 하고, 도 16과 같이, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501-1)에 있어서 (M1-α×σ1)이 매칭 성공 여부 판정용 임계값 TH 이상이며, 또한, 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502-1)에 있어서 (M2+α×σ2)가 매칭 성공 여부 판정용 임계값 TH 이하이면, 2개의 유사도 분포는 분리 가능하다고 판정한다.
한편, 도 17과 같이, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501-2)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502-2)와의 관계가, 도 16과 같은 관계일 경우 이외이면, 분리 불가능하다고 판정한다.
그 후, 유사도 분포 분리 가능 여부 판정 공정(S1006)에 있어서의 유사도 분포 분리 가능 여부 판정부(236)에서의 판정 결과를, 레시피 갱신 정보 기억부(214)에 보존한다.
레시피에 포함되는 모든 템플릿 화상에 관해서 S1005 내지 S1006을 실행한 후의 레시피 갱신 정보 기억부(214)에 보존된 레시피 갱신 정보에는, 템플릿 화상마다, 템플릿 번호, 유사도 분포 분리 가능 여부 판정 공정(S1006)에서의 유사도 분포의 유사도 분포 분리 가능 여부(분리 가능 여부 판정 결과), 유사도 분포가 분리 불가능할 경우에 갱신하는 갱신 항목이 보존되어 있다.
도 10의 설명으로 돌아간다. 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 모든 템플릿 화상에 관해서 유사도 분포 산출 공정(S1005)과 유사도 분포 분리 가능 여부 판정 공정(S1006)을 실행한 후, 레시피 갱신 정보 기억부(214)에 보존된 레시피 갱신 정보를 이용하여, 유사도 분포가 분리 불가능한 템플릿 화상이 존재하는지의 여부를 확인한다(S1007).
S1007에서 확인한 결과, 유사도 분포가 분리 불가능한 템플릿 화상이 1매 이상 존재할 경우(S1007에서 Yes인 경우)에는, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신이 필요하다고 판정한다(S1009).
한편, S1007에서 확인한 결과, 유사도 분포가 분리 불가능하다는 조건에 해당하는 템플릿 화상이 존재하지 않을 경우(S1007에서 No인 경우), 즉, 레시피에 포함되는 모든 템플릿 화상에 관해서 유사도 분포가 분리 가능하다고 판정되었을 경우에는, 레시피의 갱신은 불필요하다고 판정한다(S1008). 또한, S1001에서 관찰 매수 NW가 소정의 매수 N의 정수배가 아니라고 판정되었을 경우(S1001에서 No인 경우)에도, S1008로 진행되어, 레시피의 갱신은 불필요하다고 판정한다.
또, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신이 필요하다고 판정(S1009)했을 경우에는, 도 18과 같이, 템플릿 화상마다의 유사도 분포의 분리 가능 여부 판정 결과 화면(1801)을 입출력 단말(113)에 표시하고, 유저가 유사도 분포의 분리 가능 여부 판정 결과를 확인할 수 있게 한다.
도 18에 나타낸 입출력 단말(113)에 표시되는 유사도 분포의 분리 가능 여부 판정 결과 화면(1801)에는, 결과 표시부(1802)와, 템플릿 화상 표시부(1803)와, 얼라이먼트 마크 화상 표시부(1804)와, 비얼라이먼트 마크 화상 표시부(1805)와, 유사도 분포 표시부(1806)와 Close 버튼(1807)이 표시된다.
결과 표시부(1802)에 표시된 템플릿 번호를 선택하면, 템플릿 화상 표시부(1803)에는 선택된 템플릿 번호에 대응하는 템플릿 화상이 표시되고, 얼라이먼트 마크 화상 표시부(1804)에는 얼라이먼트 마크 화상이 표시되고, 비얼라이먼트 마크 화상 표시부(1805)에는 비얼라이먼트 마크 화상이 표시되고, 유사도 분포 표시부(1806)에는 유사도 분포와 평균값 M1 및 M2와 매칭 성공 여부 판정용 임계값 TH의 관계가 표시된다.
유저는, 유사도 분포의 분리 가능 여부 판정 결과 화면(1801)상에서 유사도 분포의 확인이 종료되면, Close 버튼(1807)을 클릭하면, 유사도 분포의 분리 가능 여부 판정 결과 화면(2501)을 닫고, 이후의 처리를 실행한다.
다음으로, 도 3의 플로우도에 있어서의 갱신 항목의 선택 공정(S307)에 있어서의 갱신 항목의 선택 방법의 상세에 대해서, 도 19의 플로우도를 이용하여 설명한다.
갱신 항목의 선택 공정(S307)에 있어서는, 우선, 템플릿 화상 갱신 필요 여부 판정부(225)를 이용하여 템플릿 화상 T의 갱신 필요 여부를 판정한다(S1901). S1901에서 템플릿 화상 T의 갱신이 필요하다고 판정되었을 경우에는, 템플릿 화상을 갱신 항목으로서 선택한다(S1902).
한편, 템플릿 화상 갱신 필요 여부 판정 공정(S1901)에서 템플릿 화상 T의 갱신이 불필요하다고 판정되었을 경우에는, 화상 처리 파라미터 세트 갱신 필요 여부 판정부(226)에 있어서 화상 처리 파라미터 세트의 갱신 필요 여부를 판정한다(S1903). S1903에 있어서 화상 처리 파라미터 세트의 갱신이 필요하다고 판정되었을 경우(갱신 필요)에는, 화상 처리 파라미터 세트를 갱신 항목으로서 선택한다(S1904).
한편, S1903에 있어서 화상 처리 파라미터 세트의 갱신이 불필요하다고 판정되었을 경우(갱신 불필요), 또는, S1903에 있어서 화상 처리 파라미터 세트의 갱신이 필요하다고 판정되어 S1904에 있어서 화상 처리 파라미터 세트를 갱신 항목으로서 선택한 후, 매칭 성공 여부 판정용 임계값 갱신 필요 여부 판정부(227)에 있어서 매칭 성공 여부 판정용 임계값의 갱신 필요 여부를 판정한다(S1905).
S1905에 있어서 매칭 성공 여부 판정용 임계값의 갱신이 필요하다고 판정되었을 경우(갱신 필요)에는, 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 갱신 항목으로서 선택한다(S1906).
S1902의 실행 후, 또는, S1905에서 매칭 성공 여부 판정용 임계값의 갱신이 불필요하다고 판정되었을 경우(갱신 불필요), 또는, S1906의 실행 후, 레시피에 포함되는 모든 템플릿 화상에 대하여 S1901 내지 S1906의 처리를 실행하여 있었을 경우에는, 갱신 항목의 선택을 종료로 한다.
템플릿 화상 갱신 필요 여부 판정 공정(S1901)에 있어서 템플릿 화상 T의 갱신 필요 여부를 판정하는 방법에 대해서, 도 20의 플로우도를 이용하여 설명한다. 템플릿 화상 T의 갱신 필요 여부를 판정할 때에는, 화상 처리 파라미터 정보(312)에 포함되는 화상 처리 파라미터 세트 중에서, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(2101)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(2102)가 겹치지 않는 화상 처리 파라미터 세트를 탐색한다.
구체적으로는, 화상 처리 파라미터 세트 P마다, 화상 처리 파라미터 세트 P와, 템플릿 화상 T를 입력으로 하여 유사도 분포 산출부(235)에서 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)를 산출한다(S2001:S1005와 마찬가지).
다음으로, 유사도 분포 산출 공정(S2001)에서 산출한 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)가 겹쳐 있는지의 여부를 판정한다(S2002). S2002에서는, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)의 하한값(M1-α×σ1)이, 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)의 상한값(M2+α×σ2) 이상이면, 2개의 유사도 분포는 겹쳐 있지 않다고 판정하고(S2002에서 No), 그 이외의 경우, 즉, (M1-α×σ1)이 (M2+α×σ2) 미만인 경우에는 2개의 유사도 분포는 겹쳐 있다고 판정한다(S2002에서 Yes).
화상 처리 파라미터 정보(312)에 포함되는 모든 화상 처리 파라미터 세트에 관해서, S2002에서 2개의 유사도 분포가 겹쳐 있다고 판정되었을 경우(S2002에서 Yes), 어떠한 화상 처리 파라미터 세트를 이용해도 유사도 분포의 분리가 곤란하다고 판단하고, 템플릿 화상이 갱신 필요하다고 판정한다(S2003). S2002에서 2개의 유사도 분포는 겹쳐 있지 않다고 판정되었을 경우(S2002에서 No)에는, 템플릿 화상 T가 갱신 불필요하다고 판정한다(S2004).
계속해서, 도 19의 플로우도로 돌아가, 화상 처리 파라미터 세트 갱신 필요 여부 판정 공정(S1903)에 있어서, 화상 처리 파라미터 세트의 갱신 필요 여부를 판정하는 방법에 대해서 설명한다.
화상 처리 파라미터 세트 갱신 필요 여부 판정 공정(S1903)에서는, 템플릿 화상 T와, 템플릿 화상 T에 부수되는 화상 처리 파라미터 세트를 입력으로 하여 유사도 분포 산출부(235)에서, S2001에서 설명한 것과 마찬가지로, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)를 산출한다.
다음으로, S2002에서 설명한 것과 마찬가지로, 이 산출한 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)가 겹쳐 있는지의 여부를 판정한다. 그 결과, 2개의 유사도 분포가 겹쳐 있다고 판정되었을 경우(S2002에서 Yes인 경우에 상당)에는, 화상 처리 파라미터 세트의 갱신이 필요하다고 판정하고, 2개의 유사도 분포가 겹쳐 있지 않다고 판정되었을 경우(S2002에서 No인 경우에 상당)에는, 화상 처리 파라미터 세트의 갱신이 불필요하다고 판정한다.
도 19의 플로우도로 돌아가, 매칭 성공 여부 판정용 임계값 갱신 필요 여부 판정 공정(S1905)에 있어서, 매칭 성공 여부 판정용 임계값의 갱신 필요 여부를 판정하는 방법에 대해서, 도 21을 이용하여 설명한다. 매칭 성공 여부 판정용 임계값 갱신 필요 여부 판정 공정(S1905)에 있어서는, 템플릿 화상 갱신 필요 여부 판정 공정(S1901)에 있어서의 유사도 분포 산출 공정(S2001)과 마찬가지로, 화상 처리 파라미터 세트 P마다, 화상 처리 파라미터 세트 P와, 템플릿 화상 T를 입력으로 하여 유사도 분포 산출부(235)에서 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)를 산출한다(S2101).
다음으로, 도 14를 이용하여 상세를 설명한 유사도 분포 분리 가능 여부 판정 공정(S1006)과 마찬가지로, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)가, 템플릿 화상에 부수되는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 TH에 의해 분리할 수 있는지의 여부를 판정한다(S2102).
화상 처리 파라미터 정보에 포함되는 모든 화상 처리 파라미터 세트에 관해서, S2102에서 2개의 유사도 분포의 분리를 할 수 없다고 판정되었을 경우(분리 불가능), 어떠한 화상 처리 파라미터 세트를 이용해도 유사도 분포의 분리가 곤란하다고 판단하고, 매칭 성공 여부 판정용 임계값이 갱신 필요하다고 판정한다(S2103). 한편, S2102에서 2개의 유사도 분포의 분리를 할 수 있다고 판정되었을 경우(분리 가능)에는, 매칭 성공 여부 판정용 임계값이 갱신 불필요하다고 판정한다(S2104).
갱신 항목의 선택 후의 레시피 갱신 정보 기억부(214)에 보존된 레시피 갱신 정보에는, 템플릿 번호에 대응하는 정보로서, 유사도 분포 분리 가능 여부의 정보 및 갱신 항목의 정보가 보존되어 있다. 즉, 템플릿 화상을 갱신할지의 여부에 관한 정보, 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 갱신할지의 여부에 관한 정보, 화상 처리 파라미터 세트를 갱신할지의 여부에 관한 정보가 포함된다.
도 3의 플로우도에 있어서의 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 방법(S308)에 대해서 도 22를 이용하여 설명한다.
우선, 레시피에 포함되는 템플릿 화상 T마다, 레시피 갱신 정보 기억부(214)에 보존된 레시피 갱신 정보에 있어서의 갱신 항목에, 템플릿 화상이 포함되는지의 여부를 판정한다(S2201).
S2201에서 갱신 항목에 템플릿 화상이 포함되지 않는다고 판정되었을 경우(S2201에서 No인 경우)에는, 갱신 항목에 화상 처리 파라미터 세트가 포함되는지의 여부를 판정한다(S2202). 화상 처리 파라미터 세트가 포함된다고 판정되었을 경우(S2202에서 Yes인 경우), 화상 처리 파라미터 세트 결정 공정(S2203)에 있어서, 화상 처리 파라미터 세트 결정부(229)를 이용하여 적합한 화상 처리 파라미터 세트를 결정한다.
한편, S2202에서 화상 처리 파라미터 세트가 포함되지 않는다고 판정되었을 경우(S2202에서 No인 경우), 또는, S2203의 실행 후, 갱신 항목에 매칭 성공 여부 판정용 임계값이 포함되는지의 여부를 판정한다(S2204). 그 결과, 매칭 성공 여부 판정용 임계값이 포함된다고 판정되었을 경우(S2204에서 Yes인 경우), 매칭 성공 여부 판정용 임계값 결정 공정(S2205)에 있어서, 매칭 성공 여부 판정용 임계값 결정부(230)를 이용하여 적합한 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 결정한다.
화상 처리 파라미터 세트 결정 공정(S2203)에 있어서, 적합한 화상 처리 파라미터 세트를 결정하는 방법에 대해서 설명한다. 화상 처리 파라미터 세트를 결정할 때에는, 화상 처리 파라미터 정보에 포함되는 화상 처리 파라미터 세트 중에서, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)가 겹치지 않는 화상 처리 파라미터 세트를 탐색하고, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)가 겹치지 않는 화상 처리 파라미터 세트를 적합한 화상 처리 파라미터 세트로 한다. 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)가 겹치지 않는다는 것은, 도 16을 이용하여 설명한 바와 같이, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501-1)의 하한값(M1-α×σ1)이, 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502-1)의 상한값(M2+α×σ2) 이상인 것이다.
매칭 성공 여부 판정용 임계값 결정 공정(S2205)에 있어서, 적합한 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 결정하는 방법에 대해서 설명한다. 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 결정할 때에는, 화상 처리 파라미터 세트 결정 공정(S2203)에서 결정한 화상 처리 파라미터 세트와, 템플릿 화상 T를 입력으로 하여 유사도 분포 산출부(235)에서 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하고, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포의 하한값을 L1＝M1-α×σ1, 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포의 상한값을 U2＝M2+α×σ2로 하고, (L1+U2)／2를 적합한 매칭 성공 여부 판정용 임계값으로 한다.
도 22의 설명으로 돌아간다. 모든 템플릿 화상에 관해서, S2201 내지 S2205를 실행 후, 템플릿 화상 추가부(231)를 이용하여, 생성 화상 기억부(213)에 보존된 생성 화상 중, 속성이 얼라이먼트 마크 화상인 화상을 템플릿 화상 TA로서, 레시피에 추가하고(S2206), 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 템플릿 화상 매수 NT에 1을 가산한다. 생성 화상 기억부(213)에 속성이 얼라이먼트 마크 화상인 화상이 복수 존재할 경우에는, 임의의 1매를 레시피에 보존한다.
계속해서, 화상 처리 파라미터 세트 결정부(229)를 이용하여, S2206에서 레시피에 추가한 템플릿 화상 TA에 관해서 적합한 화상 처리 파라미터 세트를 결정한다(S2207:S2203과 마찬가지). 또한, 매칭 성공 여부 판정용 임계값 결정부(230)를 이용하여, S2206에서 레시피에 추가한 템플릿 화상 TA에 관해서 적합한 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 결정한다(S2208:S2205와 마찬가지).
다음으로, 사용 우선도 갱신 공정(S2209)에 있어서, 사용 우선도 갱신부(232)에서, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 템플릿 화상 정보에 부수되는 사용 우선도를 갱신한다. 그 후, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 템플릿 화상 매수 NT가 템플릿 화상 매수 상한 LT 이상인지를 판정한다(S2210).
S2210에 있어서의 판정의 결과, 템플릿 화상 매수 NT가 템플릿 화상 매수 상한 LT 이상이라고 판정되었을 경우(S2210에서 Yes인 경우), 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 내의 템플릿 화상 매수 NT가 템플릿 화상 매수 상한 LT 미만이 되도록, 템플릿 화상에 부수되는 사용 우선도가 낮은 것부터 순서대로 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피부터 삭제한다(S2211). NT가 LT 이상이 아니라고 판정되었을 경우(S2210에서 No인 경우), 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신을 종료한다.
사용 우선도 갱신 공정(S2209)에 있어서, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 템플릿 화상 정보에 부수되는 사용 우선도를 갱신하는 방법에 대해서 설명한다.
우선, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 템플릿 화상 T마다, 템플릿 화상 T와, 템플릿 화상 T에 부수되는 화상 처리 파라미터 세트를 입력으로 하여 유사도 분포 산출부(235)에서 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)를 산출하고, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)의 분리도를 산출한다.
얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1501)와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포(1502)의 분리도로서는, 예를 들면, L1-U2(L1:얼라이먼트 마크의 유사도 분포의 하한값(M1-α×σ1), U2:비얼라이먼트 마크의 유사도 분포의 상한값(M2+α×σ2))나, L1／U2를 이용한다.
계속해서, 템플릿 화상 T마다 산출한 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포의 분리도가 높은 순서대로, 템플릿 화상에 부수되는 사용 우선도가 높아지도록 갱신한다.
웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 후의 레시피에 포함되는 템플릿 화상 정보의 데이터에는, 템플릿 번호에 대응시켜, 템플릿 화상 파일, 매칭 성공 여부 판정용 임계값(TH), 화상 처리 파라미터 번호, 사용 우선도의 정보가 등록되어 있다.
레시피 갱신 전의 템플릿 화상 정보의 데이터 구성과 레시피 갱신 후의 템플릿 화상 정보의 데이터 구성을 비교하면, 레시피 갱신 후의 템플릿 화상 정보의 데이터 구성에 있어서는, 레시피 갱신 전의 템플릿 화상 정보의 데이터 구성에 대하여, 사용 우선도가 변경되거나, 매칭 성공 여부 판정용 임계값(TH) 및 화상 처리 파라미터 번호 및 사용 우선도가 변경되거나, 일부의 템플릿 화상이 삭제되고, 새로운 템플릿 화상이 추가되거나 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 얼라이먼트 마크 주변에서 취득한 주변 화상을 이용하여 얼라이먼트 마크 화상과 비얼라이먼트 마크 화상을 생성하고, 템플릿 화상과 얼라이먼트 마크 화상과 비얼라이먼트 마크 화상을 이용하여 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하고, 산출한 2개의 유사도 분포를 이용하여 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하도록 했다.
그리고, 이 판정한 결과에 의거하여, 템플릿 화상, 또는, 템플릿 화상에 부수되는 매칭 성공 여부 판정 임계값, 또는, 템플릿 화상에 부수되는 화상 처리 파라미터 세트 중, 갱신이 필요한 적어도 1개 이상의 갱신 항목을 선택하고, 선택한 갱신 항목에 의거하여 레시피를 갱신하도록 했다.
이에 따라, 본 실시예에 따르면, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 내에 복수의 항목이 포함될 경우에 효율적으로 레시피를 갱신하는 것이 가능해진다.
[실시예 2]
다음으로, 실시예 1과는 다른 방법으로, 시료 웨이퍼(108)를 관찰하는 장치에 대해서 설명한다. 본 실시예에 따른 장치 구성은, 실시예 1에서 나타낸 도 1 및 도 2와 마찬가지이다. 상이한 것은, 도 14를 이용하여 설명한 도 10의 유사도 분포 산출 공정(S1005)으로서, 유사도 분포 산출부(235)에서, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포 및 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하는 방법이다. 이후에 있어서는, 실시예 1과 다른 부분에 대해서만 설명한다.
실시예 1의 유사도 분포 산출부(235)에서는, 도 14의 S1402에 있어서 템플릿 화상과 얼라이먼트 마크 화상을 이용하여 얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하고, S1405에 있어서 템플릿 화상과 비얼라이먼트 마크 화상을 이용하여 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출한다. 이때, 얼라이먼트 마크 화상 및 비얼라이먼트 마크 화상의 매수가 많을수록, 유사도 분포의 산출 정밀도는 높아진다.
이에 대하여 본 실시예에서는, 얼라이먼트 마크 화상에 가공을 실시하고, 템플릿 화상과 가공 전의 얼라이먼트 마크 화상과 가공을 실시한 얼라이먼트 마크 화상을 이용하여, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하고, 템플릿 화상과 가공 전의 비얼라이먼트 마크 화상과 가공을 실시한 비얼라이먼트 마크 화상을 이용하여, 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하도록 했다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 얼라이먼트 마크 화상 생성부(233)에서 생성된 얼라이먼트 마크 화상 및 비얼라이먼트 마크 화상 생성부(234)에서 생성된 비얼라이먼트 마크 화상의 매수가 적을 경우여도, 높은 정밀도로 유사도 분포의 산출이 가능해지도록 했다.
유사도 분포 산출부(235)에서 얼라이먼트 마크의 유사도 분포 및 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하는 본 실시예에 따른 방법에 대해서, 도 23을 이용하여 설명한다.
우선, 생성 화상 기억부(213)에 보존된 얼라이먼트 마크 화상에 대하여 가공을 실시하고 얼라이먼트 마크 가공 화상을 얻는다(S2301). 가공의 종류로서는, 예를 들면, 노이즈 부여, 휘도값 반전, 블러링 등이 있다.
도 24의 표(2400)는, 가공 전의 화상과 가공 후의 화상의 예이며, 가공 전의 화상(2401)에 대하여 노이즈 부여를 실시하면 화상(2402)과 같은 화상을 얻을 수 있고, 화상(2401)에 대하여 휘도값 반전을 실시하면 화상(2403)과 같은 화상을 얻을 수 있고, 화상(2401)에 대하여 블러링을 실시하면 화상(2404)과 같은 화상을 얻을 수 있다.
계속해서, 입력된 템플릿 화상과, 생성 화상 기억부(213)에 보존된 얼라이먼트 마크 화상과, S2301에서 얻어진 얼라이먼트 마크 가공 화상에 대하여, 입력된 화상 처리 파라미터 세트를 이용하여 화상 처리를 적용하고(S2302), 화상 처리를 적용한 얼라이먼트 마크 화상과, 화상 처리를 적용한 얼라이먼트 마크 가공 화상마다, 화상 처리를 적용한 템플릿 화상과의 유사도를 산출한다(S2303).
S2303에서 산출한 1개 이상의 유사도의 평균값 M1과 표준편차 σ1을 산출하고(S2304), 평균값 M1과 표준편차 σ1을 가지는 정규 분포를, 템플릿 화상과 얼라이먼트 마크 화상과의 유사도 분포(이후, 얼라이먼트 마크의 유사도 분포라고 기재)로 한다.
계속해서, 생성 화상 기억부(213)에 보존된 비얼라이먼트 마크 화상에 대하여 가공을 실시하고 비얼라이먼트 마크 가공 화상을 얻는다(S2305). 계속해서, 입력된 템플릿 화상과, 생성 화상 기억부(213)에 보존된 비얼라이먼트 마크 화상과, S2305에서 얻어진 비얼라이먼트 마크 가공 화상에 대하여, 입력된 화상 처리 파라미터 세트를 이용하여 화상 처리를 적용하고(S2306), 화상 처리를 적용한 얼라이먼트 마크 화상과, 화상 처리를 적용한 비얼라이먼트 마크 화상마다, 화상 처리를 적용한 템플릿 화상과의 유사도를 산출한다(S2307).
S2307에서 산출한 1개 이상의 유사도의 평균값 M2와 표준편차 σ2를 산출하고(S2308), 평균값 M2와 표준편차 σ2를 가지는 정규 분포를, 템플릿 화상과 비얼라이먼트 마크 화상과의 유사도 분포(이후, 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포라고 기재)로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따라, 얼라이먼트 마크 화상 생성부(233)에서 생성된 얼라이먼트 마크 화상 및 비얼라이먼트 마크 화상 생성부(234)에서 생성된 비얼라이먼트 마크 화상의 매수가 적을 경우여도, 화상에 가공을 실시하고, 가공을 실시한 화상을 이용하여 유사도 분포를 산출함으로써, 높은 정밀도로 유사도 분포의 산출이 가능해지고, 실시예 1과 마찬가지로 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 내에 복수의 항목이 포함될 경우에 효율적으로 레시피를 갱신하는 것이 가능해진다.
[실시예 3]
다음으로, 실시예 1 및 실시예 2와는 다른 방법으로, 시료 웨이퍼를 관찰하는 장치에 대해서 설명한다. 본 실시예에 따른 장치 구성은 도 1 및 도 2와 마찬가지이다. 상이한 것은, 도 3에 나타낸 플로우도의 레시피 갱신 필요 여부 판정 공정(S306)에 있어서의 레시피 갱신 필요 여부 판정부(223)에서의 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부의 판정 방법과, 갱신 항목 선택 공정(S307)에 있어서의 갱신 항목 선택부(224)에서의 갱신이 필요한 항목을 선택하는 방법이다. 이후에 있어서는, 실시예 1 및 실시예 2와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
실시예 1 및 실시예 2에서는, 도 10의 플로우도를 이용하여, 얼라이먼트 마크 주변의 화상(주변 화상)을 취득하고, 주변 화상을 이용하여 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 방법에 대해서 설명했다. 이에 대하여 본 실시예에서는, 웨이퍼 관찰에 의해 얻어지는 정보, 특히 결함 부위를 검사할 경우에 얻어지는 정보를 이용하여 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하도록 했다. 방법에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따른 웨이퍼를 관찰할 때에 이용하는 웨이퍼 관찰 정보에는, 품종명과, 공정명과, 화상 촬상 조건과, 웨이퍼 관찰 좌표와, 결함 화상률 임계값이 포함된다.
실시예 1에 있어서, 도 3의 플로우도에서 설명한 웨이퍼 관찰 공정(S305)에 있어서 웨이퍼 관찰부(206)에서 웨이퍼를 관찰하는 방법에 대응하는 본 실시예에 있어서의 웨이퍼를 관찰하는 방법에 대해서, 도 25를 이용하여 설명한다.
본 실시예에 있어서는, 도 25에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 관찰 정보의 웨이퍼 관찰 좌표마다, 웨이퍼 관찰 좌표가 나타내는 좌표에 스테이지를 이동하고(S2501), 화상 취득부(205)를 이용하여 관찰용 화상을 취득하고(S2502), 취득한 관찰용 화상 중의 결함 유무를 판정한다(S2503).
웨이퍼 관찰 후의 결함 관찰 결과에서는, 웨이퍼 관찰 좌표마다, S2502에서 취득한 관찰용 화상의 파일명과, S2503에서 판정한 결함 유무의 정보가 부수되어 있다.
S2503에서의 결함 유무의 판정에서는, 관찰용 화상 외에, 관찰용 화상과 마찬가지의 패턴을 포함하여 결함이 존재하지 않는 화상(참조 화상)을 취득하고, 관찰용 화상과 참조 화상을 비교함으로써 결함 유무를 판정하는 방법을 이용해도 되고, 기계 학습형의 결함 유무 판정 방법을 이용해도 된다.
실시예 1에 있어서 설명한 레시피의 갱신 필요 여부 판정 방법(S306)에 대응하는 본 실시예에 따른 레시피의 갱신 필요 여부 판정 방법에 대해서, 도 26을 이용하여 설명한다.
우선, 관찰 매수 NW가 소정의 매수 N의 정수배(NW／N＝i:N은 레시피 갱신 필요 여부 확인 빈도, i는 정수)인지의 여부를 판정한다(S2601:실시예 1에 있어서의 S1001과 마찬가지).
S2601에서 관찰 매수가 소정의 매수 N의 정수배라고 판정되었을 경우(S2601에서 Yes인 경우)에는, S2502에서 취득한 관찰용 화상 중, S2503에서 결함이 존재한다고 판정된 화상의 비율(결함 화상률)을 산출하고(S2602), 산출한 결함 화상률이, 웨이퍼 관찰 정보의 결함 화상률 임계값 이상인지를 판정한다(S2603).
S2603에서 결함 화상률이 결함 화상률 임계값 이상이라고 판정되었을 경우(S2603에서 Yes인 경우)에는, 실시예 1에 있어서 설명한 웨이퍼 얼라이먼트 공정(S304)에서의 웨이퍼 얼라이먼트가 성공했다고 판단하고, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신은 불필요하다고 판정한다(S2604). 또한, S2601에서 관찰 매수가 소정의 매수가 아니라고 판정되었을 경우(S2601에서 No인 경우)에도, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신은 불필요하다고 판정한다(S2604).
S2603에서 결함 화상률이 결함 화상률 임계값 미만이라고 판정되었을 경우(S2603에서 No인 경우)에는, S304에서의 웨이퍼 얼라이먼트가 실패했다고 판단하고, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신은 필요하다고 판정한다(S2605).
실시예 1에 있어서 설명한 갱신 항목의 선택 방법(S307)에 대응하는 본 실시예에 따른 갱신 항목의 선택 방법에 대해서, 도 27을 이용하여 설명한다. 본 실시예에서는, 실시예 1의 경우와 달리, 레시피의 갱신 필요 여부 판정 시(S306)에, 주변 화상의 취득 및 얼라이먼트 마크 화상의 생성 및 비얼라이먼트 마크 화상의 생성을 행하고 있지 않다. 그래서, 본 실시예에 있어서는, 갱신 항목을 선택할 때에, 그것들의 처리를 실행한다.
우선, 본 실시예에 있어서는, 실시예 1의 웨이퍼 얼라이먼트 공정 S304의 상세한 스텝에 대해서 도 8을 이용하여 설명한 얼라이먼트용 화상 취득 공정(S803) 다음에, S803에서 취득한 얼라이먼트용 화상 중의 얼라이먼트 마크의 검출 위치를 중심으로 촬상 범위 R로 나타나는 범위에서 주변 화상을 취득하고(S2701), 얼라이먼트 마크 화상 생성부(233)를 이용하여, 주변 화상으로부터 얼라이먼트 마크 화상을 생성하고(S2702), 비얼라이먼트 마크 화상 생성부(234)를 이용하여, 주변 화상으로부터 비얼라이먼트 마크 화상을 생성하고(S2703), 얼라이먼트 마크 화상과 비얼라이먼트 마크 화상을 생성 화상 기억부(213)에 보존한다.
S2703 실행 후의 처리는, 실시예 1에 있어서 설명한 도 19의 S1901 내지 S1906의 처리와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따라, 결함 부위의 검사 결과를 이용함으로써 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 것이 가능해지고, 실시예 1 및 실시예 2와 마찬가지로 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 내에 복수의 항목이 포함될 경우에 효율적으로 레시피를 갱신하는 것이 가능해진다.
[실시예 4]
다음으로, 실시예 1 내지 실시예 3과는 다른 방법으로, 시료 웨이퍼(108)를 관찰하는 장치에 대해서 설명한다. 본 실시예에 따른 장치 구성은 실시예 3의 경우와 마찬가지로, 실시예 1에서 설명한 도 1 및 도 2와 마찬가지이다. 실시예 3과 다른 것은, 웨이퍼 관찰부(206)에서 시료 웨이퍼(108)를 관찰하는 방법과, 레시피 갱신 필요 여부 판정부(223)에서의 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피(300)의 갱신 필요 여부의 판정 방법이다. 이후에 있어서는, 실시예 3과 다른 부분에 대해서만 설명한다.
실시예 3에서는, 결함 부위를 검사할 때에 얻어지는 정보를 이용하여 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 방법에 대해서 설명했다. 본 실시예에서는, 시료 웨이퍼(108)에 형성된 패턴의 치수 계측을 행할 경우에 얻어지는 정보를 이용하여 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 방법에 대해서 설명한다.
패턴의 치수 계측을 행할 때에는, 계측 개소를 위치 어긋남 없이 촬상하기 위해, 시료 웨이퍼(108) 상의 좌표가 기지에 의해, 계측 개소 주변의 어드레싱용 패턴을 검출한다(이후, 어드레싱이라고 기재). 어드레싱에서는, 사전에 등록한 어드레싱용 템플릿 화상을 이용하여, 웨이퍼 얼라이먼트와 마찬가지로 템플릿 매칭에 의해, 어드레싱용 패턴을 검출한다.
본 실시예에 따른 웨이퍼를 관찰할 때에 이용하는 웨이퍼 관찰 정보에는, 품종명 정보와, 공정명 정보와, 화상 촬상 조건과, 어드레싱 좌표와, 어드레싱용 템플릿 화상과, 어드레싱 성공 여부 판정용 임계값과, 어드레싱 성공률 임계값이 포함된다.
실시예 1에서 설명한 웨이퍼 관찰 공정(S305)에 있어서의 웨이퍼 관찰부(206)에서 웨이퍼를 관찰하는 방법에 대응하는 본 실시예에 있어서의 웨이퍼 관찰 방법에 대해서, 도 28을 이용하여 설명한다.
우선, 웨이퍼 관찰 정보의 어드레싱 좌표마다, 어드레싱 좌표가 나타내는 좌표에 스테이지를 이동하고(S2801), 화상 취득부(205)를 이용하여 어드레싱용 화상을 취득한다(S2802). 다음으로, 취득한 어드레싱용 화상과 웨이퍼 관찰 정보에 기억되어 있는 어드레싱용 템플릿 화상을 이용하여, 템플릿 매칭을 행하고, 어드레싱용 패턴을 검출한다(S2803).
다음으로, S2803에서 검출한 어드레싱용 패턴의 위치를 기준으로 하여, 치수 계측을 행하는 개소에 스테이지를 이동하고(S2804), 화상 취득부(205)를 이용하여 치수 계측용 화상을 취득하고(S2805), 취득한 화상을 이용하여 패턴의 치수를 계측한다(S2806).
시료 웨이퍼(108)를 관찰 후의 어드레싱 결과에는, 어드레싱 좌표마다, 치수 계측을 행하는 개소의 좌표와, 어드레싱용 화상 파일명과, S2803의 템플릿 매칭에서 출력된 검출 위치 후보 중, 최대의 유사도가 부수되어 있다.
다음으로, 실시예 1에 있어서 설명한 레시피의 갱신 필요 여부 판정 방법(S306)에 대응하는 본 실시예에 따른 레시피의 갱신 필요 여부 판정 방법에 대해서, 도 29를 이용하여 설명한다.
우선, 관찰 매수 NW가 소정의 매수 N의 정수배(NW／N＝i:N은 레시피 갱신 필요 여부 확인 빈도, i는 정수)인지의 여부를 판정한다(S2901:실시예 1에 있어서의 S1001과 마찬가지). S2901에서 관찰 매수가 소정의 매수 N의 정수배라고 판정되었을 경우에는, S2802에서 취득한 어드레싱용 화상 중, 어드레싱용 템플릿 화상과의 유사도가, 어드레싱 성공 여부 판정용 임계값 이상인 화상의 비율(어드레싱 성공률)을 산출하고(S2902), 산출한 어드레싱 성공률이, 웨이퍼 관찰 정보의 어드레싱 성공률 임계값 이상인지를 판정한다(S2903).
S2903에서 어드레싱 성공률이 어드레싱 성공률 임계값 이상이라고 판정되었을 경우(S2903에서 Yes인 경우)에는, S304에서의 웨이퍼 얼라이먼트가 성공했다고 판단하고, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신은 불필요하다고 판정한다(S2904). 또한, S2901에서 관찰 매수가 소정의 매수의 정수배가 아니라고 판정되었을 경우에도, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신은 불필요하다고 판정한다(S2904).
한편, S2903에서 어드레싱 성공률이 어드레싱 성공률 임계값 미만이라고 판정되었을 경우에는, S304에서의 웨이퍼 얼라이먼트가 실패했다고 판단하고, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신은 필요하다고 판정한다(S2905).
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따라, 패턴의 치수 계측을 위한 어드레싱 결과를 이용함으로써 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 것이 가능해지고, 실시예 1 내지 실시예 3과 마찬가지로, 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 내에 복수의 항목이 포함될 경우에 효율적으로 레시피를 갱신하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경 가능한 것은 물론이다. 예를 들면, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것이 아니다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.
102: 제어부
103: 기억부
104: 연산부
205: 화상 취득부
206: 웨이퍼 관찰부
221: 레시피 읽어들임부
222: 웨이퍼 얼라이먼트 실행부
223: 레시피 갱신 필요 여부 판정부
224: 갱신 항목 선택부
225: 템플릿 화상 갱신 필요 여부 판정부
226: 화상 처리 파라미터 세트 갱신 필요 여부 판정부
227: 매칭 성공 여부 판정용 임계값 갱신 필요 여부 판정부
228: 레시피 갱신부
229: 화상 처리 파라미터 세트 결정부
230: 매칭 성공 여부 판정용 임계값 결정부
231: 템플릿 화상 추가부
232: 사용 우선도 갱신부
233: 얼라이먼트 마크 화상 생성부
234: 비얼라이먼트 마크 화상 생성부
235: 유사도 분포 산출부

Claims (15)

  1. 주사형 전자 현미경과 제어부와 기억부와 연산부를 구비하여 반도체 디바이스의 웨이퍼를 관찰하는 웨이퍼 관찰 장치로서,
    상기 제어부는, 상기 주사형 전자 현미경을 제어하여 상기 반도체 디바이스의 웨이퍼를 관찰하는 웨이퍼 관찰부와, 상기 웨이퍼 관찰부에서 관찰한 상기 웨이퍼의 화상을 취득하는 화상 취득부를 구비하고,
    상기 기억부는, 상기 화상 취득부에서 취득한 상기 웨이퍼의 화상이나 템플릿 화상을 기억하는 화상 기억부와, 상기 템플릿 화상에 부수(附隨)되는 매칭 성공 여부 판정용 임계값과 화상 처리 파라미터 세트와 사용 우선도를 포함하는 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 기억하는 레시피 기억부를 구비하고,
    상기 연산부는, 상기 화상 기억부에 기억한 템플릿 화상과 상기 레시피 기억부에 기억한 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 읽어들이는 레시피 읽어들임부와, 상기 레시피 기억부에 기억한 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 레시피 갱신 필요 여부 판정부와, 상기 레시피 갱신 필요 여부 판정부에 있어서의 판정 결과에 의거하여 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 갱신하는 레시피 갱신부와, 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 상기 템플릿 화상 또는 상기 매칭 성공 여부 판정용 임계값 또는 상기 화상 처리 파라미터 세트 중 갱신하는 항목을 선택하는 갱신 항목 선택부를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레시피 갱신부는,
    상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 관찰 장치의 스테이지에 설치할 때에 발생하는 웨이퍼 설치 오차 또는 상기 스테이지의 이동 오차 또는 유저로부터의 입력 정보의 적어도 1개 이상을 이용하여, 상기 화상 취득부에서 취득한 상기 웨이퍼의 화상으로부터 주변 화상을 취득하고, 취득한 상기 주변 화상으로부터 얼라이먼트 마크의 화상을 생성하는 얼라이먼트 마크 화상 생성부와,
    상기 얼라이먼트 마크 화상 생성부에서 취득한 상기 주변 화상 중에서, 상기 얼라이먼트 마크 이외의 개소의 화상을 비(非)얼라이먼트 마크의 화상으로서 생성하는 비얼라이먼트 마크 화상 생성부와,
    상기 템플릿 화상과 상기 얼라이먼트 마크의 상기 화상을 이용하여, 상기 얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하고, 상기 템플릿 화상과 상기 비얼라이먼트 마크의 상기 화상을 이용하여, 상기 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하는 유사도 분포 산출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 레시피 갱신부는,
    상기 얼라이먼트 마크의 상기 화상을 상기 템플릿 화상으로서 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 추가하는 템플릿 화상 추가부와,
    적합한 화상 처리 파라미터 세트를 결정하는 화상 처리 파라미터 세트 결정부와,
    적합한 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 결정하는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 결정부와,
    상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 내의 상기 템플릿 화상에 부수되는 사용 우선도를 갱신하는 사용 우선도 갱신부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레시피 갱신 필요 여부 판정부는, 상기 유사도 분포 산출부에서 산출한 상기 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 상기 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포와, 상기 매칭 성공 여부 판정용 임계값 결정부에서 결정한 상기 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 이용하여, 상기 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 상기 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 분리할 수 있는지의 여부를 판정하는 유사도 분포 분리 가능 여부 판정부를 구비하고, 상기 유사도 분포 분리 가능 여부 판정부에서의 판정 결과에 의거하여, 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 레시피 갱신 필요 여부 판정부는, 상기 웨이퍼 관찰부에서의 상기 웨이퍼의 관찰 결과를 이용하여, 상기 레시피 기억부에 기억된 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 갱신 항목 선택부는,
    상기 레시피 기억부에 기억된 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 상기 템플릿 화상의 갱신 필요 여부를 판정하는 템플릿 화상 갱신 필요 여부 판정부와,
    상기 레시피 기억부에 기억된 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 상기 매칭 성공 여부 판정용 임계값의 갱신 필요 여부를 판정하는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 갱신 필요 여부 판정부와,
    상기 레시피 기억부에 기억된 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 상기 화상 처리 파라미터 세트의 갱신 필요 여부를 판정하는 화상 처리 파라미터 세트 갱신 필요 여부 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 장치.
  8. 반도체 디바이스의 웨이퍼를 관찰하는 웨이퍼 관찰 장치를 이용하여 상기 웨이퍼를 관찰하는 웨이퍼 관찰 방법으로서,
    상기 웨이퍼의 화상을 취득하는 화상 취득 스텝과,
    템플릿 화상과, 상기 템플릿 화상에 부수되는 매칭 성공 여부 판정용 임계값과 화상 처리 파라미터 세트와 사용 우선도를 포함하는 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 읽어들이는 레시피 읽어들임 스텝과,
    상기 레시피 읽어들임 스텝에서 읽어들인 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 이용하여, 웨이퍼 관찰 장치의 스테이지에 대한 상기 웨이퍼의 회전 각도 및 위치 어긋남량을 산출하는 웨이퍼 얼라이먼트 실행 스텝과,
    상기 웨이퍼의 관찰을 행하는 웨이퍼 관찰 스텝과,
    상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 레시피 갱신 필요 여부 판정 스텝과,
    상기 레시피 갱신 필요 여부 판정 스텝에 있어서의 판정의 결과에 의거하여 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피를 갱신하는 레시피 갱신 스텝과,
    상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 상기 템플릿 화상 또는 상기 매칭 성공 여부 판정용 임계값 또는 상기 화상 처리 파라미터 세트 중 갱신하는 1개 이상의 항목을 선택하는 갱신 항목 선택 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 상기 스테이지에 설치할 때에 발생하는 웨이퍼 설치 오차 또는 상기 스테이지의 이동 오차 또는 유저로부터의 입력 정보의 적어도 1개 이상을 이용하여, 상기 화상 취득 스텝에서 취득한 상기 웨이퍼의 화상으로부터 주변 화상을 취득하고, 상기 취득한 상기 주변 화상으로부터 얼라이먼트 마크의 화상을 생성하는 얼라이먼트 마크 화상 생성 스텝과,
    상기 얼라이먼트 마크 화상 생성 스텝에서 상기 취득한 상기 주변 화상 중에서, 상기 얼라이먼트 마크 이외의 개소의 화상을 비얼라이먼트 마크의 화상으로서 생성하는 비얼라이먼트 마크 화상 생성 스텝과,
    상기 템플릿 화상과 상기 얼라이먼트 마크의 상기 화상을 이용하여 상기 얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하고, 상기 템플릿 화상과 상기 비얼라이먼트 마크의 상기 화상을 이용하여 상기 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 산출하는 유사도 분포 산출 스텝을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 레시피 갱신 스텝은,
    상기 얼라이먼트 마크의 상기 화상을 상기 템플릿 화상으로서 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 추가하는 템플릿 화상 추가 스텝과,
    적합한 화상 처리 파라미터 세트를 결정하는 화상 처리 파라미터 세트 결정 스텝과,
    적합한 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 결정하는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 결정 스텝과,
    상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피 내의 상기 템플릿 화상에 부수되는 사용 우선도를 갱신하는 사용 우선도 갱신 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 레시피 갱신 필요 여부 판정 스텝은, 상기 유사도 분포 산출 스텝에서 산출한 상기 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 상기 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 상기 매칭 성공 여부 판정용 임계값을 이용하여 상기 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 상기 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 분리할 수 있는지의 여부를 판정하는 유사도 분포 분리 가능 여부 판정 스텝을 구비하고, 상기 유사도 분포 분리 가능 여부 판정 스텝에서의 판정 결과에 의거하여 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 레시피 갱신 필요 여부 판정 스텝은, 상기 웨이퍼 관찰 스텝에서의 웨이퍼 관찰 결과를 이용하여 상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피의 갱신 필요 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 갱신 항목 선택 스텝은,
    상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 상기 템플릿 화상의 갱신 필요 여부를 판정하는 템플릿 화상 갱신 필요 여부 판정 스텝과,
    상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 상기 매칭 성공 여부 판정용 임계값의 갱신 필요 여부를 판정하는 매칭 성공 여부 판정용 임계값 갱신 필요 여부 판정 스텝과,
    상기 웨이퍼 얼라이먼트용 레시피에 포함되는 상기 화상 처리 파라미터 세트의 갱신 필요 여부를 판정하는 화상 처리 파라미터 세트 갱신 필요 여부 판정 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 유사도 분포 분리 가능 여부 판정 스텝에서 상기 얼라이먼트 마크의 유사도 분포와 상기 비얼라이먼트 마크의 유사도 분포를 분리할 수 있는지의 여부를 판정한 결과를 화면상에 표시하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 관찰 방법.
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