KR20180003445A

KR20180003445A - 기판의 결함 검사 장치, 기판 결함 검사용 감도 파라미터 값의 조정 방법 및 기억 매체

Info

Publication number: KR20180003445A
Application number: KR1020170081011A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 기타다; 이즈미 하세가와; 히로시 도미타; 고오스게 나카야마; 다다시 니시야마
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2018-01-09
Also published as: TW201809644A; TWI731103B; US20180005370A1; JP6717081B2; CN107561872A; JP2018004393A; US10249034B2; KR102430186B1; CN107561872B; SG10201705284TA

Abstract

기판의 결함 검사 시에 사용되는 파라미터 값의 조정을 자동으로 행할 수 있고, 기판의 결함 검사 시에 있어서 의사 결함의 검출 저감을 도모하는 것.
선택된 가상 검사용 기판의 각 화소 값에 대해, 조정 후에 사용할 기준 화소 데이터를 사용하여, 각 화소 값이 그 위치에 대응하는 허용 범위로부터 벗어나 있을 때에는, 벗어남량과 조정 전의 감도 파라미터 값을 비교한다. 그리고, 벗어남량이 당해 감도 파라미터 값을 초과하고 있고, 또한 상기 벗어남량과 당해 감도 파라미터 값의 차이가 역치 이하일 때에는, 상기 벗어남량을 새로운 감도 파라미터 값으로서 갱신한다. 또한, 이 조작을 상기 과거에 검사한 복수의 기판의 화상 데이터에 대해 순차 행함과 함께 벗어남량의 비교 대상인 감도 파라미터 값이 갱신되어 있을 때에는 갱신된 감도 파라미터 값을 사용하고, 마지막으로 갱신된 감도 파라미터 값을 조정 후의 감도 파라미터로 한다.

Description

기판의 결함 검사 장치, 기판 결함 검사용 감도 파라미터 값의 조정 방법 및 기억 매체 {SUBSTRATE DEFECT INSPECTION APPARATUS, SENSITIVITY PARAMETER VALUE ADJUSTMENT METHOD FOR SUBSTRATE DEFECT INSPECTION AND STORAGE MEDIUM}

본 발명은, 기판을 촬상하여 얻어지는 화상 데이터를 사용하여 기판의 결함을 판단하는 결함 검사 장치, 기판 결함 검사용 감도 파라미터 값의 조정 방법 및 결함 검사 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램이 저장된 기억 매체에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조 공정 중 하나인 포토리소그래피 공정에서는, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재함)의 표면에 대해, 레지스트의 도포에 의한 레지스트막의 형성, 당해 레지스트막의 노광, 현상이 순차 행해져, 레지스트 패턴이 형성된다. 이 레지스트 패턴이 형성된 웨이퍼의 면 내의 각 부에 있어서, 결함의 유무를 판단하는 결함 검사가 행해지는 경우가 있다. 이 결함 검사는, 검사 대상인 웨이퍼를 촬상하여 취득한 화상 데이터와, 미리 준비한 기준 화상 데이터 및 다수의 파라미터에 기초하여 행해진다.

실제로는 결함은 아니지만, 상기한 검사 상에서 결함이라고 판단되는 것을 의사 결함이라고 한다. 상기한 파라미터는, 이 의사 결함의 발생이 억제되도록 설정되는 것이 요구된다. 그리고, 상기한 레지스트막을 형성하는 데 있어서, 신규의 반도체 디바이스를 제조하거나 수율을 향상시키거나 할 목적으로, 예를 들어 사용하는 레지스트의 재료의 변경 등의 각종의 처리 조건의 변경이 행해진 경우나, 검사 시에 사용되는 조명의 광원의 밝기가 변화된 경우에는, 이 파라미터를 새롭게 설정하는 것이 필요해지는 경우가 있다.

그러나 상기한 파라미터에 대해서는 다수 존재하므로, 장치의 작업자는 파라미터의 변경과, 이 변경에 의한 검사에의 영향을 확인하는 작업을 몇 회나 반복하게 되어, 이러한 시행착오의 결과, 많은 수고 및 시간을 요한다. 또한, 적절한 파라미터 값의 조합으로서는 1개가 아닌 점에서, 작업자의 숙련도에 의해 설정되는 각 파라미터 값이 상이한 경우가 있다. 즉, 파라미터 값을 설정하는 작업자의 숙련도에 의해, 검사의 정밀도가 영향을 받게 되어 버려, 충분히 의사 결함을 방지할 수 없을 우려가 있다. 특허문헌 1에는 기준 화상 데이터의 작성 방법에 대해 개시되어 있지만, 상기한 파라미터 값의 설정 방법에 대해서는 개시되어 있지 않아, 이 문제를 해결하기 위해서는 불충분하다.

일본 특허 공개 제2014-115140호 공보

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은, 기판의 결함 검사 시에 사용되는 파라미터 값의 조정을 자동으로 행할 수 있어, 기판의 결함 검사 시에 있어서 의사 결함의 검출 저감을 도모할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 기판의 검사 장치는, 검사 대상인 기판의 표면 전체를 촬상하여 얻어진 화상 데이터의 각 화소 값에 대해 각 위치와 화소 값의 허용 범위를 대응지은 기준 화소 데이터를 사용하여, 각 화소 값이 그 위치에 대응하는 상기 허용 범위로부터 벗어나 있을 때에는, 벗어남량과 벗어남 허용량인 감도 파라미터 값을 비교하여 벗어남량이 감도 파라미터 값을 초과하고 있을 때에 당해 기판을 결함 기판이라고 판단하는 기판의 결함 검사 장치에 있어서,

상기 감도 파라미터 값의 조정 시에, 조정 후에 사용할 기준 화소 데이터를 작성하는 기준 화소 데이터 작성부와,

상기 감도 파라미터 값을 조정하기 위한 감도 파라미터 값의 조정부와,

상기 감도 파라미터 값을 조정하기 위해 사용되고, 상기 기준 화소 데이터와 비교하여 가상 검사를 행하기 위한 가상 검사용 복수의 기판을, 상기 감도 파라미터 값의 조정 시보다 과거에 검사한 복수의 기판 중에서 선택하는 가상 검사용 기판 선택부를 구비하고,

상기 감도 파라미터 값의 조정부는,

선택된 가상 검사용 기판의 각 화소 값에 대해, 상기 조정 후에 사용할 기준 화소 데이터를 사용하여, 각 화소 값이 그 위치에 대응하는 허용 범위로부터 벗어나 있을 때에는, 벗어남량과 조정 전의 감도 파라미터 값을 비교하는 스텝과, 벗어남량이 당해 감도 파라미터 값을 초과하고 있고, 또한 상기 벗어남량과 당해 감도 파라미터 값의 차이가 역치 이하일 때에는, 상기 벗어남량을 새로운 감도 파라미터 값으로서 갱신하는 스텝과, 이 조작을 상기 과거에 검사한 복수의 기판의 화상 데이터에 대해 순차 행함과 함께 벗어남량의 비교 대상인 감도 파라미터 값이 갱신되어 있을 때에는 갱신된 감도 파라미터 값을 사용하고, 마지막으로 갱신된 감도 파라미터 값을 조정 후의 감도 파라미터로서 기억부에 기억시키는 스텝을 실행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판의 결함 검사 장치.

본 발명의 기판 결함 검사용 감도 파라미터 값의 조정 방법은, 검사 대상인 기판의 표면 전체를 촬상하여 얻어진 화상 데이터의 각 화소 값에 대해, 각 위치와 화소 값의 허용 범위를 대응시킨 기준 화소 데이터를 사용하여, 각 화소 값이 그 위치에 대응하는 상기 허용 범위로부터 벗어나 있을 때에는, 벗어남량과 벗어남 허용량인 감도 파라미터 값을 비교하여 벗어남량이 감도 파라미터 값을 초과하고 있을 때에 당해 기판을 결함 기판이라고 판단하는 결함 검사 장치에 사용되는 감도 파라미터 값을 조정하는 방법에 있어서,

상기 감도 파라미터 값의 조정 시에, 조정 후에 사용할 기준 화소 데이터를 작성하는 공정과,

상기 감도 파라미터 값을 조정하는 공정과,

상기 감도 파라미터 값을 조정하기 위해 사용되고, 상기 기준 화소 데이터와 비교하여 가상 검사를 행하기 위한 가상 검사용 기판을, 상기 감도 파라미터 값의 조정 시보다 과거에 검사한 복수의 기판 중에서 선택하는 공정과,

선택된 가상 검사용 기판의 각 화소 값에 대해, 상기 조정 후에 사용할 기준 화소 데이터를 사용하여, 각 화소 값이 그 위치에 대응하는 허용 범위로부터 벗어나 있을 때에는, 벗어남량과 조정 전의 감도 파라미터 값을 비교하는 공정과,

벗어남량이 당해 감도 파라미터 값을 초과하고 있고, 또한 상기 벗어남량과 당해 감도 파라미터 값의 차이가 역치 이하일 때에는, 상기 벗어남량을 새로운 감도 파라미터 값으로서 갱신하는 공정과,

이 조작을 상기 과거에 검사한 복수의 기판의 화상 데이터에 대해 순차 행함과 함께 벗어남량의 비교 대상인 감도 파라미터 값이 갱신되어 있을 때에는 갱신된 감도 파라미터 값을 사용하고, 마지막으로 갱신된 감도 파라미터 값을 조정 후의 감도 파라미터로서 기억부에 기억시키는 공정,

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기억 매체는, 검사 대상인 기판의 표면 전체를 촬상하여 얻어진 화상 데이터의 각 화소 값에 대해, 각 위치와 화소 값의 허용 범위를 대응지은 기준 화소 데이터를 사용하여, 각 화소 값이 그 위치에 대응하는 상기 허용 범위로부터 벗어나 있을 때에는, 벗어남량과 벗어남 허용량인 감도 파라미터 값을 비교하여 벗어남량이 감도 파라미터 값을 초과하고 있을 때에 당해 기판을 결함 기판이라고 판단하는 기판의 결함 검사 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 기억하는 기억 매체이며,

상기 컴퓨터 프로그램은, 상기한 기판 결함 검사용 감도 파라미터 값의 조정 방법을 실행하도록 스텝 군이 짜여 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 기판의 표면 전체를 촬상하여 얻어진 화상 데이터와 기준 화소 데이터를 비교하여, 기판이 결함인지 여부를 판정하는 감도 파라미터 값을 자동 조정하고 있다. 구체적으로는, 감도 파라미터 값의 조정 시보다 과거에 검사한 복수의 기판 중에서 가상 검사용 복수의 기판을 선택하고, 감도 파라미터 조정 후의 새로운 기준 화소 데이터와 비교하여 가상 검사를 행하여, 어느 기판이 의사 결함이라고 판정된 경우에 당해 기판이 의사 결함으로 판정되지 않도록 감도 파라미터 값을 완만하게 하고 있다. 그리고 이 조작을, 선택된 가상 검사용 복수의 기판에 대해 순차 행하고, 최종적으로 얻어진 감도 파라미터 값을 새로운 감도 파라미터 값으로서 사용하도록 하고 있다. 따라서, 감도 파라미터 값의 조정을 시행착오로 행하고 있던 작업자의 부담이 없어지고, 게다가 안정된 기판 결함 검사를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 도포, 현상 장치의 개략 전체 구성도이다.
도 2는 도포, 현상 장치에 있어서 실시되는 실제 검사의 개략을 도시하는 설명도이다.
도 3은 촬상되는 웨이퍼의 표면의 모식도이다.
도 4는 웨이퍼의 표면의 화상을 취득하기 위해 상기 도포, 현상 장치에 설치되는 촬상 모듈이다.
도 5는 상기 도포, 현상 장치에 설치되는 웨이퍼에 대한 결함 검사 시스템의 구성도이다.
도 6은 상기 결함 검사 시스템을 구성하는 데이터 해석용 컴퓨터를 도시하는 블록도이다.
도 7은 상기 웨이퍼의 결함 검사의 흐름도이다.
도 8은 취득된 웨이퍼의 특징량의 일례를 나타내는 표도이다.
도 9는 웨이퍼의 기준 화상 데이터 및 가상 검사 대상이 되는 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 취득하는 순서를 도시하는 설명도이다.
도 10은 상기 가상 검사의 순서를 도시하는 설명도이다.
도 11은 취득된 웨이퍼의 특징량의 일례를 나타내는 표도이다.
도 12는 가상 검사의 개요를 나타내기 위한 설명도이다.
도 13은 상기 결함 검사를 행하기 위한 파라미터를 설정하기 위해 행하는 가상 검사의 흐름도이다.

본 발명이 적용된 도포, 현상 장치(1)에 대해, 도 1의 개략 평면도를 참조하여 설명한다. 이 도포, 현상 장치(1)는, 캐리어 블록(11)과, 중간 블록(12)과, 처리 블록(13)과, 인터페이스 블록(14)을 이 순서로, 수평 방향으로 직선상으로 접속하여 구성되어 있다. 인터페이스 블록(14)에는, 노광기(15)가 접속되어 있다. 캐리어 블록(11)에는 기판인 웨이퍼(W)가 격납된 캐리어(16)가 도시하지 않은 반송 기구에 의해 반송되어 적재된다. 처리 블록(13)에는, 웨이퍼(W)의 표면에 레지스트를 공급하여 레지스트막을 형성하는 레지스트막 형성 모듈(17)과, 노광기(15)에서 소정의 패턴을 따라 노광된 레지스트막에 현상액을 공급하여 레지스트 패턴을 형성하는 현상 모듈(18)이 설치되어 있다. 중간 블록(12)에는, 현상된 웨이퍼(W)의 표면 전체를 촬상하는 촬상 모듈(2)이 도시되어 있다. 또한, 이 웨이퍼(W)의 표면 전체라 함은, 반도체 디바이스가 형성되는 영역의 표면 전체이면 된다.

각 블록(11∼14)은, 도시하지 않은 웨이퍼(W)의 반송 기구를 구비하고 있고, 당해 반송 기구에 의해 캐리어(16)에 격납된 웨이퍼(W)는, 중간 블록(12)→레지스트막 형성 모듈(17)→인터페이스 블록(14)→노광기(15)→인터페이스 블록(14)→현상 모듈(18)→촬상 모듈(2)이 차례로 반송되어, 캐리어(16)로 되돌아간다. 도 1의 점선의 화살표는, 이 웨이퍼(W)의 반송 경로를 나타내고 있다. 이와 같이 웨이퍼(W)가 반송됨으로써, 당해 웨이퍼(W)의 표면에 있어서의 레지스트 패턴의 형성과, 당해 웨이퍼(W)의 표면 전체의 촬상이 행해진다. 촬상되어 얻어진 화상 데이터는, 웨이퍼(W)의 면 내에 있어서의 이상의 유무를 검사하기 위해 사용된다. 또한, 이 화상 데이터는, 화상 중의 각 위치의 화소에 대해, 삼원색인 R(적색), G(녹색), B(청색)의 각 화소 값의 정보가 포함된 데이터이다.

그런데, 이 도포, 현상 장치(1)에 있어서는, 상기한 검사, 즉 웨이퍼(W)에 실제로 이상이 있는지 여부를 판단하는 검사와, 당해 검사에 사용되는 후술하는 감도 파라미터 조정용 검사가 행해진다. 이후, 실제로 웨이퍼(W)에 이상이 있는지 여부를 판단하는 검사에 대해서는 실제 검사, 감도 파라미터의 조정용 검사를 가상 검사로서 각각 기재한다. 또한, 배경기술의 항목에서 설명한 검사, 파라미터는, 이들 실제 검사, 감도 파라미터에 각각 상당한다.

상기한 웨이퍼(W)의 실제 검사에 대해 설명한다. 실제 검사는, 미리 작성 완료된 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터(기준 웨이퍼(W)의 화상 데이터)와, 검사 대상이 되는 웨이퍼(W)로부터 취득된 화상 데이터를 비교함으로써 행한다. 이 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터(기준 화소 데이터)라 함은, RGB 각각에 대해, 웨이퍼의 화상 화소(픽셀)마다, 화소의 위치와 화소 값의 허용 범위가 대응된 데이터를 말한다. 그리고, 여기서 말하는 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터와 검사 대상 웨이퍼(W)의 화상 데이터의 비교라 함은, 기준 화상 데이터와 검사 대상 웨이퍼(W)의 화상 데이터 사이에서, 서로 동일한 위치의 화소에 대해, R, G, B마다의 화소 값을 비교하는 것을 말하며, 더욱 상세하게 설명하면, 기준 화상 데이터의 허용 범위의 화소 값과, 검사 대상 웨이퍼(W)의 화상 데이터의 화소 값의 차분 값을 구하는 것을 말한다. 즉, 이 차분값은, 당해 허용 범위로부터의 검사 대상 웨이퍼(W)의 화상 데이터의 화소 값의 벗어남량이다.

모든 위치의 화소에 있어서 R, G, B의 각 벗어남량이 0인 경우에는, 검사 대상 웨이퍼(W)에는 결함이 없다고 판단된다. 어느 한 위치의 화소에 있어서, R, G, B 중 어느 하나의 벗어남량이 0으로는 되지 않는 경우에는, 그와 같이 0으로는 되지 않는 벗어남량에 대해, RGB마다 각각 설정된 벗어남 허용량인 감도 파라미터 값과 비교된다. 비교 결과, 벗어남량이 이 감도 파라미터 값을 초과하고 있는 경우에는, 검사 대상 웨이퍼(W)에 있어서, 이 화소에 대응하는 위치에 결함이 발생되어 있고, 당해 검사 대상 웨이퍼(W)는 결함을 갖는 결함 웨이퍼(W)라고 판단된다. 벗어남량이 이 감도 파라미터 값을 초과하고 있지 않은 경우에는, 결함 웨이퍼(W)가 아니라고 판단된다.

도 2는, 상기한 실제 검사의 순서를 모식적으로 도시한 것이며, 검사 대상 웨이퍼(W)의 화상 데이터 및 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터에 대해, 각 데이터에 있어서 임의의 동일한 위치의 화소를 P1로 하고 있다. 그리고, 검사 대상 웨이퍼(W)의 화소 P1에 있어서의 R, G, B는 각각 a1, a2, a3, 기준 화상 데이터의 화소 P1에 있어서의 R, G, B의 각 허용 범위는 각각 b1∼c1, b2∼c2, b3∼c3인 것으로 하고 있다. RGB 중 R에 대해서만, 허용 범위에 검사 대상 웨이퍼(W)의 화소 값이 포함되지 않고, b1∼c1＜a1이고, 벗어남량 a1-c1이 0으로는 되지 않는 것으로 한다.

그리고 R, G, B에 대한 감도 파라미터가 각각 q1, q2, q3으로서 설정되어 있는 것으로 하면, 벗어남량 a1-c1은, R에 대한 감도 파라미터 q1과 비교되어, q1＜a1-c1이면 결함으로서 판단되고, q1≥a1-c1이면 결함이 아니라고 판단된다. 또한, 도면의 번잡화를 방지하기 위해 화소 P1에 있어서만, 검사 대상 웨이퍼(W)의 화상 데이터와 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터의 비교가 행해지도록 나타내고 있지만, 이 비교는 웨이퍼(W)의 면 내 각 화소에 대해 행해진다. 또한, 이상의 실제 검사의 설명에 있어서의 각 비교, 각 판단 및 벗어남량의 산출은, 후술하는 컴퓨터에 의해 실시된다.

상기한 감도 파라미터에 대해 더 보충해 두면, 이 감도 파라미터로서는, RGB마다 D1∼D4의 4종류가 설정되어 있고, 상기한 벗어남량이 산출되는 화소의 위치에 따라서, D1∼D4 중 어느 하나 또는 복수가 사용되도록 설정되어 있다. 즉, D1, D2, D3, D4를 각각 사용한 상기한 결함 판단을 결함 판단 모드 1, 2, 3, 4로 하면, 웨이퍼(W)의 면 내에 있어서 각각 결함 판단이 행해지는 영역이 결함 판단 모드 1∼4마다 설정되어 있다. 예를 들어 D1∼D4 중 하나는 웨이퍼(W)의 중심부의 결함 판단에 적용되고, D1∼D4 중 다른 하나는 웨이퍼(W)의 주연부의 결함 판단에 적용된다.

이 도포, 현상 장치(1)에 있어서는, 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터 및 감도 파라미터 D1∼D4의 갱신이, 컴퓨터에 의해 자동으로 행해진다. 이들 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터 및 감도 파라미터 D1∼D4의 갱신은, 당해 갱신을 행하기 전에 촬상 모듈(2)에 의해 촬상됨으로써 미리 취득 완료된 다수의 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 사용하여 실시된다. 개략을 설명해 두면, 취득 완료된 다수의 화상 데이터로부터, 명백하게 결함이 포함되어 있다고 생각되는 화상 데이터를 제외하고, 그와 같이 제외가 행해진 다수의 화상 데이터로부터 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터를 새롭게 작성한다.

그리고, 제외가 행해진 다수의 웨이퍼(W)의 화상 데이터의 각각에 대해, 새롭게 작성된 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터를 사용하여 결함의 유무를 검사한다. 이 검사가 상기한 가상 검사이며, 당해 가상 검사에 있어서 웨이퍼(W)에 결함이 없다고 판단되면, 당해 웨이퍼(W)가 가령 실제 검사되었다고 한 경우에 이 웨이퍼(W)가 결함 웨이퍼(W)로 되지 않는 값으로 되도록 감도 파라미터 D1∼D4가 갱신된다. 그리고, 이러한 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터 및 감도 파라미터 D1∼D4의 갱신을 행하는 타이밍에 대해서는, 당해 갱신을 행하기 전에 취득된 다수의 웨이퍼(W)의 화상 데이터로부터 각각 취득되는 파라미터인 웨이퍼(W)의 특징량에 기초하여 결정된다. 더 상세하게는, 취득되는 특징량이, 당해 특징량에 대해 미리 설정된 상한 역치 또는 하한 역치를 벗어나 있는지 여부에 대해 컴퓨터에 의해 감시되고, 이 감시 결과에 기초하여 결정된다.

상기한 웨이퍼(W)의 특징량(특징점)으로서는, R, G, B마다 제르니케(Zernike) 다항식을 사용하여 웨이퍼 면 내의 화소 값의 평면 분포 Z를 제르니케 함수로 분해하여 나타낸 제르니케 계수 Zi(i는 1 이상의 정수)가 사용된다. 각 제르니케 계수 Zi는, 각각이 개별로 웨이퍼(W)의 면 내에 있어서의 화소 값의 분포 특성을 나타낸다. 이하의 설명에서는, 예를 들어 제르니케 계수 Zi 중, Z1∼Z4의 4개가 웨이퍼(W)의 특징량으로서 사용되는 것으로 하지만, 그와 같이 특징량으로서 사용하는 제르니케 계수 Zi를 선택하는 것에는 한정되지 않는다. 따라서, 예를 들어 Z1∼Z4 이외의 제르니케 계수 Zi를 웨이퍼(W)의 특징량으로서 사용할 수 있고, 사용하는 제르니케 계수 Zi의 수도 4개에 한정되지는 않는다.

이 제르니케 계수 Zi의 취득 방법에 대해 설명해 둔다. 상기한 바와 같이 제르니케 다항식을 사용하여 취득된다. 이 제르니케 다항식은, 주로 광학 분야에서 사용되는 복소 함수이며, 2개의 차수(n, m)를 갖고 있다. 또한, 반경이 1인 단위 원 상의 함수이며, 극좌표의 인수(r, θ)를 갖고 있다. 이 제르니케 다항식은, 광학 분야에서는 예를 들어 렌즈의 수차 성분을 해석하기 위해 사용되고 있고, 파면 수차를 제르니케 다항식을 사용하여 분해함으로써 각각 독립된 파면, 예를 들어 산형, 새들형 등의 형상에 기초하는 수차 성분을 알 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 설명을 계속한다. 도 3은, 웨이퍼(W)의 면 내에 있어서의 각 화소 P의 화소 값의 평면 분포 Z를 나타낸 것이며, 각 화소 P의 내측에 기재되어 있는 수치는 당해 화소(P)의 화소 값을 나타내고 있다. 또한, 설명을 용이하게 하기 위해, 도 3에 있어서는, X축 방향을 따른 1열의 화소(P)에 대해서만 기재하고 있다. 그리고, 이 화소 값의 평면 분포 Z에 대해 제르니케 다항식을 적용하는 데 있어서는, 각 화소(P)의 화소 값을 웨이퍼(W) 면 상의 높이 방향(도 3의 Z 방향 정방향)으로 나타낸다. 그 결과, 각 화소(P)의 화소 값의 평면 분포를, 3차원으로 그려지는 소정의 형상의 곡선으로서 파악할 수 있다. 그리고, 웨이퍼(W) 면 내 모든 화소(P)의 화소 값에 대해, 마찬가지로 웨이퍼(W) 면 상의 높이 방향으로 나타냄으로써, 웨이퍼(W) 면 내의 화소 값의 분포를, 3차원의 원형의 파면으로서 파악할 수 있다. 이와 같이 3차원의 파면으로서 파악함으로써 제르니케 다항식이 적용 가능해지고, 제르니케 다항식을 사용하여 웨이퍼 면 내의 화소 값의 평면 분포 Z를, 예를 들어 웨이퍼 면 내의 상하 좌우 방향의 기울기 성분, 볼록 형상 혹은 오목 형상으로 만곡되는 만곡 성분 등의 복수의 화소 값 분포 성분 Zi로 분해할 수 있다. 각 화소 값 분포 성분 Zi의 크기는, 제르니케 계수에 의해 나타낼 수 있다.

각 화소 값 분포 성분 Zi를 나타내는 제르니케 계수는, 구체적으로 극좌표의 인수(r, θ) 및 차수(n, m)를 사용하여 나타낼 수 있다. 이하에 일례로서 1항∼9항까지의 제르니케 계수를 나타낸다.

예를 들어 1항째의 제르니케 계수인 제르니케 계수 Z1은 웨이퍼 면 내의 화소 값의 평균값을 의미하고, 2번째의 제르니케 계수 Z2는 웨이퍼 면 내에 있어서의 화소 값의 좌우 방향의 기울기 성분, 3번째의 제르니케 계수 Z3은 웨이퍼 면 내의 화소 값의 전후 방향(제르니케 계수 Z2의 기울기의 방향과 직교하는 방향)의 기울기 성분, 4번째의 제르니케 계수 Z4는 웨이퍼의 중심을 원점으로 하는 화소 값의 만곡 성분을 의미하고 있다.

이하, 도포, 현상 장치(1)의 구성의 설명으로 되돌아가, 상기한 촬상 모듈(2)에 대해 도 4의 종단 측면도를 참조하여 설명한다. 촬상 모듈(2)은 하우징(21)을 구비하고 있고, 하우징(21) 내에 웨이퍼(W)의 이면측 중앙부를 흡착하여, 웨이퍼(W)를 수평으로 보유 지지하는 적재대(22)가 설치되어 있다. 도면 중 부호 23은, 하우징(21)의 측방에 개구된 웨이퍼(W)의 반송구이다. 하우징(21) 내에 있어서 반송구(23)가 개구되어 있는 측을 전방측으로 하면, 적재대(22)는 전방측과 안쪽측 사이에서 수평 이동 가능하게 구성되어 있다. 도면 중 부호 24는, 이 적재대(22)의 수평 이동을 위한 가이드이며 전방측으로부터 안쪽측으로 신장되어 있다.

가이드(24) 상에는 하우징(21) 내를 좌우로 신장하는 가로로 긴 하프 미러(25)가 설치되어 있고, 이 하프 미러(25)는 당해 가이드(24)의 신장 방향에 대해 측면에서 보아 비스듬히 설치되어 있다. 또한, 하프 미러(25)의 상방에는 당해 하프 미러(25)를 통해 하방으로 광을 조사하는 조명(26)이 설치되어 있다. 하프 미러(25)의 안쪽측에는 카메라(27)가 설치되어 있다. 조명(26)으로부터의 조명이 하프 미러(25)를 통과하여, 하프 미러(25)의 하방의 조사 영역에 조사된다. 그리고, 이 조사 영역에 있어서의 물체의 반사광이 하프 미러(25)에서 반사하여, 카메라(27)에 도입된다. 즉, 카메라(27)는, 하프 미러(25)의 하방에 위치하는 물체를 촬상할 수 있다. 그리고, 웨이퍼(W)가 가이드(24)를 따라 하프 미러(25)의 하방을 전방측으로부터 안쪽측을 향해 이동하고 있을 때, 카메라(27)가 간헐적으로 촬상을 행하고, 웨이퍼(W)의 표면 전체를 촬상하여 화상 데이터를 작성할 수 있다.

이 촬상 모듈(2)의 카메라(27)는, 도 5에 도시한 바와 같이 데이터 축적용 컴퓨터(3)에 접속되어 있고, 취득한 각 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 당해 데이터 축적용 컴퓨터(3)에 송신한다. 데이터 축적용 컴퓨터(3)는, 이 수신한 화상 데이터를, 당해 컴퓨터(3)에 포함되는 메모리 내에 저장하여 축적한다. 그리고, 이 데이터 축적용 컴퓨터(3)는, 데이터 해석용 컴퓨터(4)에 접속되어 있다. 데이터 해석용 컴퓨터(4)는, 데이터 축적용 컴퓨터(3)에 축적된 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 사용하여, 상기한 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터 및 감도 파라미터 D1∼D4의 갱신을 행하기 위한 컴퓨터이다. 촬상 모듈(2), 데이터 축적용 컴퓨터(3) 및 데이터 해석용 컴퓨터(4)에 의해, 기판의 결함 검사 장치가 구성된다.

계속해서, 도 6을 사용하여 데이터 해석용 컴퓨터(4)의 구성에 대해 설명한다. 도면 중 부호 41은 버스이며, 프로그램(42∼46)을 저장하는 프로그램 저장부(47)와 버스(41)에는 메모리(48)가 접속되어 있다. 또한, 데이터 축적용 컴퓨터(3)도 이 버스(41)에 접속되어 있고, 데이터 해석용 컴퓨터(4)에 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 송신할 수 있도록 구성되어 있다.

프로그램(42)은, 데이터 축적용 컴퓨터(3)로부터 송신되는 각 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 사용하여, 상기한 특징량인 제르니케 계수 Zi(Z1∼Z4)를 산출하는 감시용 역치 작성부를 이루는 웨이퍼의 특징량 산출 프로그램이다. 또한, 이 프로그램(42)은 제르니케 계수 Zi가 메모리(48)에 기억되는 역치로부터 벗어나 있는지 여부를 감시함으로써, 상기한 감도 파라미터 D의 갱신의 타이밍을 결정하는 감시부로서도 구성되어 있다.

프로그램(43)은, 데이터 축적용 컴퓨터(3)에 축적되는 각 웨이퍼(W)의 화상 데이터 중에서 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터를 작성하기 위한 화상 데이터를 선택하는 기준 화상 데이터 작성용 화상 데이터 선택 프로그램이다. 프로그램(44)은, 프로그램(43)이 선택한 화상 데이터를 사용하여 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터를 작성하는 기준 화상 데이터 작성 프로그램이며, 기준 화소 데이터 작성부로서 구성되어 있다.

프로그램(45)은, 데이터 축적용 컴퓨터(3)에 축적되는 각 웨이퍼(W)의 화상 데이터 중에서 가상 검사를 행하기 위한 화상 데이터를 선택하여, 당해 가상 검사를 실시하는 가상 검사 실시 프로그램이다. 또한, 이 프로그램(45)에 의해, 감도 파라미터 D의 갱신 및 제르니케 계수 Zi의 역치의 갱신도 행해지고, 당해 프로그램(45)은 파라미터 값의 조정부로서 구성되어 있다. 프로그램(46)은 이미 설명한 실제 검사를 실시하는 실제 검사 실시 프로그램이다.

이들 프로그램(42∼46)은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크 또는 메모리 카드 등의 기억 매체에 수납된 상태에서 프로그램 저장부(47)가 저장된다. 그리고, 이미 설명한 실제 검사나, 후술하는 감도 파라미터의 조정 등의 각 처리를 행할 수 있도록, 스텝 군이 짜여 있다.

기억부인 메모리(48)는, 기억 영역(48A∼48C)을 구비하고 있다. 기억 영역(48A)에는, 도 3에서 설명한 각 웨이퍼(W)의 화상 데이터로부터 취득되는 RGB마다의 웨이퍼(W)의 제르니케 계수 Zi가, 당해 화상 데이터를 취득한 웨이퍼(W)에 대응되어 기억된다. 도 7에서는 일례로서, 가장 최근에 취득된 100매의 웨이퍼(W)(편의상, 1∼100의 번호를 붙여 나타내고 있음)에 대해, 취득된 제르니케 계수 Z1을 나타내고 있다. 또한, Z1 이외의 제르니케 계수 Z2∼Z4에 대해서도 Z1과 마찬가지로 기억 영역(48A)에 기억되지만, 도면 중의 표시를 생략하고 있다.

기억 영역(48B)에는, 상기한 제르니케 계수에 대한 허용 범위를 이루는 상한의 역치와 하한의 역치가 기억된다. 이들 상한 역치 및 하한 역치는, 웨이퍼(W)의 제르니케 계수 Zi의 각각에 대해 RGB마다 설정되어 있다. 상기한 바와 같이 감도 파라미터 값 및 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터의 갱신이 행해지면, 이 기억 영역(48B)에 기억되는 상한 역치 및 하한 역치는 재설정된다. 기억 영역(48C)에는, 감도 파라미터 D1∼D4가 RGB마다 기억된다.

계속해서, 상기한 도포, 현상 장치(1) 및 컴퓨터(3, 4)에 의해 행해지는 처리의 순서에 대해, 도 8의 흐름도를 참조하여 설명한다. 도 1에서 설명한 바와 같이, 도포, 현상 장치(1) 내를 웨이퍼(W)가 반송되어, 레지스트 패턴이 형성된 웨이퍼(W)가 촬상되어 화상 데이터(검사 대상 웨이퍼(W)의 화상 데이터)가 취득되고, 이 화상 데이터가 데이터 축적용 컴퓨터(3)에 순차 송신된다. 또한, 이 화상 데이터는, 데이터 축적용 컴퓨터(3)로부터 데이터 해석용 컴퓨터(4)로도 송신되고, 도 2에서 설명한 바와 같이 웨이퍼 기준 화상 데이터와 비교되어, 당해 화상 데이터의 웨이퍼(W)의 실제 검사가 행해진다. 또한, 이 실제 검사와 병행하여, 검사 대상으로 된 웨이퍼(W)의 화상 데이터에 대해, RGB마다 제르니케 계수 Z1∼Z4의 산출이 행해진다.

그리고, n(n은 정수)매째의 웨이퍼(W)의 화상 데이터로부터 RGB마다의 각 제르니케 계수 Z1∼Z4가 취득되면, 취득한 각 제르니케 계수 Zi가 특징량의 상한 역치 및 하한 역치 중 한쪽을 초과하고 있는지 여부가 판단된다. 각 제르니케 계수 Zi 중 모두 상한 역치 및 하한 역치 중 한쪽을 초과하고 있지 않다고 판단되면, n+1매째의 웨이퍼(W)의 화상 데이터에 대해, 각 제르니케 계수 Zi의 취득, 취득한 각 제르니케 계수 Zi가 상한 역치 및 하한 역치 중 한쪽을 초과하고 있는지 여부의 판단이 순차 행해진다.

n매째의 웨이퍼(W)의 화상 데이터로부터 취득한 각 제르니케 계수 Zi 중 어느 하나가 상한 역치 및 하한 역치 중 한쪽을 초과하고 있다고 판단되면, 그와 같이 상한 역치 및 하한 역치 중 한쪽을 초과한 제르니케 계수 Zi에 대해서, 상한 역치 및 하한 역치 중 한쪽을 초과하는 것이 소정의 횟수를 초과하여 연속해서 발생하였는지 여부가 판단된다(스텝 S1). 이 스텝 S1에서, 소정의 횟수를 초과하여 연속해서 발생하고 있지 않다고 판단된 경우에는, n+1매째의 웨이퍼(W) 화상 데이터에 대해, 각 제르니케 계수 Zi의 취득, 취득한 각 제르니케 계수 Zi가 상한 역치 및 하한 역치 중 한쪽을 초과하고 있는지 여부의 판단이 순차 행해진다.

스텝 S1에 있어서, 소정의 횟수를 초과하여 연속해서 제르니케 계수 Zi 중 어느 하나가 상한 역치 및 하한 역치 중 한쪽을 초과하고 있다고 판단된 경우, 데이터 축적용 컴퓨터(3)에 축적된 웨이퍼(W)의 화상 데이터 중, 가장 최근에 취득된 소정의 매수의 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 사용하여, 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터와, 감도 파라미터 값과, 제르니케 계수 Zi의 상한 역치 및 하한 역치에 대해 갱신이 이루어진다(스텝 S2). 즉, 제르니케 계수 Zi가 소정의 횟수를 초과하여 연속해서 상한 역치 또는 하한 역치를 초과하고 있다고 판단되어 스텝 S2가 실시될 때까지, 스텝 S1은 반복하여 실행된다.

그리고, 상기한 스텝 S2의 실시 후에는, 갱신된 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터와, 감도 파라미터 값과, 제르니케 계수 Zi의 상한 역치 및 하한 역치를 사용하여, 웨이퍼(W)의 실제 검사가 재개된다(스텝 S3). 즉, 이들 갱신된 웨이퍼(W) 기준 화상 데이터와, 감도 파라미터 값과, 제르니케 계수 Zi의 상한 역치 및 하한 역치를 사용하여, 스텝 S1이 다시 행해진다. 이들 스텝 S1∼S3은, 상기한 프로그램(42∼46)에 의해 실행된다.

이하, 상기한 플로우 스텝 S2의 구체적인 순서에 대해, 도 9, 도 10의 모식도를 참조하여 설명한다. 이 설명 예에서는, 당해 스텝 S2는 도 7에 나타낸 웨이퍼 1∼100의 화상 데이터가 사용되는 것으로 한다. 도 9의 좌측 상부의 프레임(E1로서 표시하고 있음)은, 상기한 플로우의 스텝 S1에서 취득된 웨이퍼 1∼웨이퍼 100의 화상 데이터를 나타내고 있고, 프레임 E1로부터의 화살표의 끝의 표 E2는, 그 웨이퍼 1∼웨이퍼 100의 화상 데이터로부터 취득된 웨이퍼의 특징량을 나타내고 있다. 즉, 표시를 간략화하고 있지만, 표 E2는 도 7의 표와 동일한 것이다.

스텝 S2가 개시되면, 취득된 특징량인 제르니케 계수 Zi에 대해, 제르니케 계수의 차수(항수)가 동일한 것이 추출되어, RGB마다 그룹화된다. 도 11에서는, 대표하여 Z1에 대한 R, G, B의 각 그룹의 특징량을 나타내고 있다. 이하, 각 그룹에 대해 마찬가지의 처리가 행해지므로, 대표하여, R에 대한 제르니케 계수 Z1의 그룹(R-Z1 그룹이라고 기재함)에 대해 행해지는 처리를 설명한다. 도 9에 있어서, 표 E2로부터의 화살표의 끝에는, R-Z1 그룹의 정규 분포 곡선을 E3으로서 나타내고 있다.

우선, 이 정규 분포 곡선 E3에 있어서의 벗어남 값이 검출된다. 정규 분포 곡선 E3 중에, 이 벗어남 값이 되는 영역을 점선의 원으로 둘러싸고 나타내고 있다. 그리고, 이 벗어남 값에 대응하는 웨이퍼(W)에 대해서는, 결함이 존재하는 결함 웨이퍼(W)라고 간주하고, 이후의 처리에서는, 이 결함 웨이퍼(W)의 제르니케 계수는 사용되지 않는다. R-Z1 그룹으로부터 결함 웨이퍼(W)의 Z1을 제외한 그룹을 결함 제외 완료 R-Z1 그룹으로서 기재한다. 도 9 중에는, 결함 제외 완료 R-Z1 그룹으로부터 작성되는 정규 분포 곡선을 E4로서 나타내고 있다.

그리고, 이 결함 제외 완료 R-Z1 그룹의 제르니케 계수 Z1에 대해, 평균값에 대해 가장 가까운 값의 제르니케 계수 Z1을 갖는 웨이퍼(W)의 화상 데이터가 추출된다. 또한, 당해 제르니케 계수 Z1의 평균값-1.5σ 이상, 또한 당해 제르니케 계수 Z1의 평균값+1.5σ 이하의 범위 내에 포함되는 제르니케 계수 Z1 중, 각각 최댓값, 최솟값을 나타내는 웨이퍼(W)의 화상 데이터가 추출된다. 또한, σ는 표준 편차이다. 따라서, 개략적으로는 도 9 중의 우측 상부에 나타내는 정규 분포 곡선 E4에 있어서, 점선의 원으로 둘러싸는 영역에 있어서의 제르니케 계수 Z1을 갖는 웨이퍼(W)의 화상 데이터가 추출된다.

상기한 바와 같이 R-Z1 그룹 이외의 각 그룹에 대해서도 마찬가지의 처리가 행해지므로, 당해 각 그룹에 대해서도 R-Z1 그룹과 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 화상 데이터의 추출이 행해진다. 그와 같이 각 그룹으로부터 추출된 다수의 웨이퍼(W)의 화상 데이터가 합성됨으로써, 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터가 작성된다. 여기서 말하는 합성이라 함은, 구체적으로는 웨이퍼(W)의 화상 데이터의 화소마다, 선택된 웨이퍼(W)의 화상 데이터 중에서 RGB마다의 화소 값의 최솟값과 최댓값을 결정하는 것을 말한다. 그리고, 이 최솟값∼최댓값이, 도 2에서 설명한 화소 값의 허용 범위로서 설정되어, 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터가 작성된다. 이와 같이 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터는, 복수의 웨이퍼(W)에 대해 동일한 제르니케 계수의 값을 보았을 때, 당해 복수의 웨이퍼(W)의 제르니케 계수의 평균값으로부터 미리 설정한 이격 정도보다 작은 웨이퍼(W) 군이 선택되고, 당해 선택된 웨이퍼(W) 군에 기초하여 작성된다. 즉, 기준 화상 데이터는, 다수의 화상 데이터 중, 결함 웨이퍼(W)일 가능성이 매우 낮은 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 사용하여 작성된다.

여기서 다시, 결함 제외 완료 R-Z1 그룹에 대해 설명한다. 이 그룹에 있어서 예를 들어, 당해 그룹에 있어서의 제르니케 계수 Z1의 평균값-1.5σ 이하, 또한 당해 제르니케 계수 Z1의 평균값+1.5σ 이상의 범위에 있어서의 각 화상 데이터를 가상 검사 대상의 웨이퍼(W) 화상 데이터로서 추출한다. 구체적으로는 예를 들어, 제르니케 계수 Z1이 최댓값, 최솟값이 되는 각 화상 데이터와, 제르니케 계수 Z1이 최댓값에 가장 가까운 값, 최솟값에 가장 가까운 값이 되는 화상 데이터를 가상 검사 대상의 웨이퍼(W)의 화상 데이터로서 추출한다. 따라서, 추출된 화상 데이터는, 개략적으로는, 도 9 중의 우측 하부에 나타내는 정규 분포 곡선 E4에 있어서 점선의 원으로 둘러싸이는 영역에 대응하는 웨이퍼(W)의 화상 데이터이다.

R-Z1 이외의 각 그룹으로부터도 R-Z1 그룹과 마찬가지로 가상 검사 대상 화상 데이터가 추출된다. 즉, 복수의 웨이퍼(W)에 대해 동일한 제르니케 계수의 값을 보았을 때, 당해 복수의 웨이퍼(W)의 평균값으로부터 미리 설정한 이격 정도보다 크게 이격된 웨이퍼(W) 군의 화상 데이터가, 가상 검사 대상 화상 데이터가 된다. 이와 같이 제르니케 계수가 평균값으로부터 비교적 크게 이격되는 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 가상 검사 대상 화상 데이터로서 추출하는 것은, 후술하는 바와 같이 가상 검사의 결과에 기초하여 감도 파라미터 D1∼D4를 갱신하는 데 있어서, 실제 검사에 있어서 결함의 검출을 확실하게 행할 수 있는 범위에서, 가능한 한 의사 결함을 방지할 수 있는 값으로 하기 위해서이다.

또한, 가상 검사를 개시하는 데 있어서 각 제르니케 계수의 그룹으로부터, 당해 그룹에 대응하는 제르니케 계수 Zi의 상한 역치, 하한 역치가 재설정된다. 구체적으로, 상기한 결함 제외 완료 R-Z1 그룹으로부터 제르니케 계수 Z1의 평균값+1.5σ, 제르니케 계수 Z1의 평균값-1.5σ이 각각 취득되고, 이들 각 값이, R의 Z1의 상한 역치, 하한 역치로서 각각 설정된다.

이와 같이 기준 화상 데이터와, 다수의 가상 검사 대상의 웨이퍼(W) 화상 데이터가 취득되고, 제르니케 계수의 Zi의 상한 역치 및 하한 역치가 설정되면, 가상 검사가 실시된다. 도 10은, 이 가상 검사의 개략을 도시한 것이다. 우선, 도면에 도시한 바와 같이, 가상 검사 대상인 웨이퍼(W) 군의 화상 데이터로부터 1매의 웨이퍼(W)의 화상 데이터가 선택되고, 이 선택된 화상 데이터와 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터의 비교가 행해진다. 즉, 도 10 중앙에 도시한 바와 같이, 각 위치의 화소에 대해 기준 화상 데이터로서 설정되는 화소 값의 허용 범위와, 검사 대상의 웨이퍼(W)의 화소 값의 차분(허용 범위로부터의 벗어남량)이 산출된다.

모든 위치의 화소에 있어서 벗어남량이 0인 경우에는, 당해 검사 대상 웨이퍼(W)는 이상 없음이 된다. 또한, 벗어남량이 0이 아닌 화소가 있는 경우, 도 10에 도시한 바와 같이, 당해 화소의 벗어남량과 당해 화소에 적용되도록 설정된 감도 파라미터 D(도 2 참조)가 비교된다. 비교 결과, 벗어남량이 감도 파라미터 D 이하이면, 검사 대상의 웨이퍼(W)는 이상 없음이 된다. 벗어남량이 감도 파라미터 D보다 크면, 벗어남량이 미리 설정된 역치(최종 판단 역치로 함)를 초과하고 있는지 여부가 판단된다. 이 최종 판단 역치는, 예를 들어 RGB마다 D1∼D4에 대해 미리 각각 설정되어 있다. 그리고, 당해 최종 판단 역치를 초과하고 있지 않다고 판단된 경우, 검사 대상의 웨이퍼(W)는, 가령 실제 검사되었다고 한 경우에는 의사 결함이 되는 의사 결함 웨이퍼(W)라고 판단된다. 즉, 실제로는 결함이 없는 웨이퍼(W)로서 판단된다. 이와 같이 검사 대상의 웨이퍼(W)가 의사 결함 웨이퍼(W)라고 판단된 경우, 당해 검사 대상의 웨이퍼(W)가 가령 실제 검사되었다고 한 경우에 결함 웨이퍼(W)라고 판단되는 것을 방지하기 위해, 비교에 사용된 파라미터 D가 상기한 벗어남량이 되도록 갱신된다.

그리고, 가상 검사 대상 웨이퍼(W)가 이상 없음이라고 판단된 경우 및 의사 결함 웨이퍼(W)라고 판단된 경우는, 당해 가상 검사 대상의 웨이퍼(W)가 실제 검사되었다고 하였을 때에 당해 웨이퍼(W)로부터 취득되는 제르니케 계수 Zi가, 제르니케 계수 Zi의 상한 역치 및 하한 역치를 초과하지 않도록 하기 위해, 이들 상한 역치 및 하한 역치가 갱신된다. 이 갱신은, 예를 들어 상한 역치와 하한 역치 사이의 Zi의 허용 범위가 넓어지도록, 상한 역치 및 하한 역치의 양방이 동일한 수치씩 변위되도록 행해진다.

그러나, 상기한 벗어남량과 최종 판정 역치를 사용한 비교에 있어서, 벗어남량이 최종 판정 역치를 초과하고 있다고 판단된 경우는, 검사 대상의 웨이퍼(W)는 결함 웨이퍼(W)인 것이라고 판단되고, 파라미터 D의 갱신 및 제르니케 계수 Zi의 상한 역치 및 하한 역치의 갱신은 행해지지 않는다.

이 가상 검사에 의한 R의 결함 감도 파라미터 D와 R의 Z1의 상한값 및 하한값의 갱신의 예에 대해, 도 12를 참조하면서 구체적인 수치를 사용하여 설명한다. 이 설명에 있어서의 검사 대상의 웨이퍼(W)의 화상 데이터는, 1매째에 검사되는 웨이퍼(W)의 화상 데이터이며, 따라서 도 9의 정규 분포 곡선 E4에 있어서의 제르니케 계수 Z1의 평균값-1.5σ, 제르니케 계수 Z1의 평균값+1.5σ이, 각각 당해 제르니케 계수 Z1의 하한 역치, 상한 역치로서 설정되어 있는 것으로 한다. 여기서는, 예를 들어 하한 역치를 160, 상한 역치를 170으로 한다.

또한, 화상 데이터 중의 3개의 서로 다른 위치의 화소를 P1, P2, P3으로 하고, 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터의 화소 P1, P2, P3의 R의 허용 범위가, 모두 200∼210이고, R의 감도 파라미터 D1, D2에 대한 최종 판정 역치는, 각각 12인 것으로 한다. 또한, 이 검사 대상 웨이퍼(W)에 대해 R의 제르니케 계수 Z1은, 158이며, 가상 검사 대상의 웨이퍼(W) 화상 데이터의 화소 P1, P2, P3의 R은, 각각 218, 219, 221인 것으로 한다. R의 감도 파라미터 D1은 6이며, 화소 P1, P2에는 적용되지만, 화소 P3에는 적용 외인 것으로 한다. R의 감도 파라미터 D2는 10이며, 화소 P1, P3에는 적용되지만, 화소 P3에는 적용 외인 것으로 한다.

상기한 바와 같이 가상 검사가 행해짐으로써, 화소 P1, P2, P3에 있어서, 가상 검사 대상의 웨이퍼(W)의 화상 데이터의 화소 값에 대해서, 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터의 허용 범위로부터의 벗어남량이 산출된다. 즉, 200∼210과 218의 차분인 8, 200∼210과 219의 차분인 9, 200∼210과 221의 차분인 11이, 각각 화소 P1, P2, P3에 있어서의 벗어남량으로서 산출된다. 파라미터 D1이 적용되는 화소 P1, P2의 벗어남량 8, 9는, 최종 판정 역치인 12보다 낮다. 또한, 감도 파라미터 D2가 적용되는 화소 P1, P3의 벗어남량 8, 9는, 최종 판정 역치인 12보다 낮다.

따라서, 검사 대상의 웨이퍼(W)는 의사 결함 웨이퍼(W)라고 판단된다. 그리고, 이 검사 대상의 웨이퍼(W)가 실제 검사에서 결함 웨이퍼(W)로서 판단되지 않도록, 감도 파라미터 D1은, 상기한 벗어남량인 8, 9 중 큰 쪽인 9로 갱신되고, 감도 파라미터 D2는, 상기한 벗어남량인 11로 갱신된다. 설명의 복잡화를 방지하기 위해, 감도 파라미터 D1, D2의 보정만 나타냈지만, 감도 파라미터 D3, D4에 대해서도 D1, D2와 마찬가지로, 가상 검사의 결과에 따라서, 의사 결함을 방지할 수 있도록 갱신된다. 또한 다른 위치의 화소에 대해서도 P1∼P3과 마찬가지로 검사가 행해진다.

그리고, 검사 대상 웨이퍼(W)가 의사 결함 웨이퍼(W)라고, 즉, 결함 웨이퍼(W)가 아니라고 판단됨으로써, R의 Z1의 상한 역치, 하한 역치에 대해서도 갱신된다. 상한 역치와 하한 역치 사이의 Z1의 허용 범위는, 170∼160이고, 검사 대상의 웨이퍼(W)의 Z1은 158로, 허용 범위로부터 2 이격되어 있으므로, 상한 역치 및 하한 역치가 각각 2씩 변위되어, 상한 역치가 172, 하한 역치가 158로서 갱신된다. R의 Z1 이외의 제르니케 계수에 대해 설정되는 상한 역치, 하한 역치도, 이 R의 Z1에 대한 상한 역치 및 하한 역치와 마찬가지로 갱신된다. 또한, 이 도 12에 모식적으로 도시한 가상 검사에서는 도시 및 설명이 번잡해지는 것을 방지하기 위해, 검사 대상 웨이퍼(W)의 화상 데이터의 RGB 중 R의 화소 값만을 취출하여 검사가 행해지도록 나타내고 있지만, 실제 검사와 동일하게, R, G, B에 대해 서로 마찬가지로 검사가 행해지고, 이 검사 결과에 따라서 감도 파라미터 D 및 제르니케 계수의 역치(상한 역치 및 하한 역치)의 갱신이 행해진다.

이상의 가상 검사는, 가상 검사 대상으로서 추출한 모든 웨이퍼(W)의 화상 데이터에 대해 순차 행해지고, 감도 파라미터 D1∼D4 및 각 제르니케 계수 Zi의 역치에 대해 순차 갱신되어 간다. 따라서, 먼저 한 가상 검사의 결과, 감도 파라미터 D1∼D4가 갱신된 경우에는, 다음 가상 검사에서는 갱신된 감도 파라미터 D1∼D4가 사용된다. 그리고, 스텝 S2의 실행 중에 산출되는 감도 파라미터 D1∼D4 및 각 제르니케 계수 Zi의 역치에 대해서는, 이들 감도 파라미터 D1∼D4 및 각 제르니케 계수 Zi의 역치의 후보 값이며, 모든 화상 데이터의 가상 검사가 종료되고, 최종적으로 취득된 감도 파라미터 D1∼D4 및 각 제르니케 계수 Zi의 역치의 후보 값이, 상기한 플로우의 스텝 S3의 실제 검사에서 사용되는 감도 파라미터 D1∼D4 및 각 제르니케 계수 Zi의 역치로서 결정된다.

이하, 상기한 스텝 S2에 있어서의 처리를 정리한 플로우인 도 13을 참조하면서 설명한다. 우선, 데이터 축적용 컴퓨터(3)에 기억되어 있는 과거에 취득된 소정의 매수의 웨이퍼(W)의 화상 데이터로부터 결함이라고 간주되는 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 제외한 후, 웨이퍼(W)의 특징량인 제르니케 계수 Z1∼Z4의 평균값 및 평균값±1.5σ가 산출된다(스텝 T1). 그리고, 이들 평균값 및 평균값±1.5σ에 가장 가까운 제르니케 계수를 갖는 웨이퍼를 선택하여 합성하고, 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터(기준 웨이퍼의 화상 데이터)가 작성된다(스텝 T2). 계속해서 제르니케 계수가 최댓값, 최솟값에 각각 가까운 웨이퍼를 소정 매수 선택하여, 가상 검사 대상의 웨이퍼 군으로 한다(스텝 T3). 즉, 이 스텝 T1∼T3은, 도 9에서 설명한 처리를 행하는 스텝이다.

그리고, 선택된 1매의 가상 검사 대상의 웨이퍼의 각 화소에 있어서의 화소 값과 기준 화상 데이터에 있어서의 허용 범위의 화소 값을 RGB마다 비교하여 차분(허용 범위로부터의 벗어남량)을 산출한다(스텝 T4). 각 차분과 감도 파라미터 값을 비교하여, 각 차분의 쪽이 크면 감도 파라미터 값을 보정하고(스텝 T5), 제르니케 계수의 상한 역치 및 하한 역치를, 당해 가상 검사의 웨이퍼 제르니케 계수에 기초하여 갱신한다(스텝 T6). 즉, 이 스텝 T4∼T6은, 도 10, 도 12에서 설명한 처리를 행하는 스텝이다. 그 후, 가상 검사 대상 웨이퍼(W)로서 추출한 모든 웨이퍼(W)에 대해 가상 검사가 종료되었는지의 여부가 판단되고(스텝 T7), 가상 검사가 종료되었다고 판단된 경우에는, 도 8에서 설명한 상기한 플로우의 스텝 S3이 실행된다. 즉, 실제 검사가 개시된다. 모든 웨이퍼(W)에 대해 가상 검사가 종료되어 있지 않다고 판단된 경우에는, 미검사 웨이퍼(W)에 대해, 스텝 T4 이후의 스텝이 행해진다.

이 도포, 현상 장치(1)에 의하면, 웨이퍼(W)의 표면 전체를 촬상하여 얻어진 화상 데이터와 웨이퍼(W)의 기준 화소 데이터를 비교하여 웨이퍼(W)가 결함인지 여부를 판정하는 감도 파라미터 D1∼D4를 자동 조정하고 있다. 구체적으로는, 감도 파라미터 D1∼D4의 조정 시보다 과거에 검사한 복수의 웨이퍼(W) 중에서 가상 검사용 복수의 웨이퍼(W)를 선택하고, 감도 파라미터 D1∼D4의 조정 후의 새로운 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터와 비교하여 가상 검사를 행하여, 어느 웨이퍼(W)가 의사 결함 웨이퍼(W)라고 판단된 경우에는, 실제 검사에 있어서 당해 웨이퍼(W)가 결함 웨이퍼(W)로서 판단되지 않도록 감도 파라미터 D1∼D4를 완만하게 하고 있다. 그리고 이 조작을, 선택된 가상 검사용 복수의 웨이퍼(W)에 대해 순차 행하고, 최종적으로 얻어진 감도 파라미터 D1∼D4를 새로운 감도 파라미터 D1∼D4로서 사용하도록 하고 있다. 따라서, 감도 파라미터 D1∼D4의 조정에 요하는 수고와 시간을 단축화할 수 있고, 또한 의사 결함의 발생을 억제하여 안정된 웨이퍼(W)의 결함 검사를 실현할 수 있다.

감도 파라미터의 갱신은, 상기한 바와 같이 특징량 Z가 역치를 초과하였는지 초과하지 않는지를 감시함으로써 행해지는 것에는 한정되지 않는다. 이 감도 파라미터의 갱신에 대해서는, 예를 들어 가장 최근의 갱신 시점으로부터 소정의 로트 수의 웨이퍼(W)에 대해 실제 검사가 종료하면 개시되어도 되고, 당해 가장 최근의 갱신 시점으로부터 소정의 매수의 웨이퍼(W)에 대해 실제 검사가 종료되면 개시되어도 되고, 가장 최근의 갱신 시점으로부터 소정의 일수가 경과하면 개시되어도 되고, 작업자의 지시에 의해 개시되어도 된다. 또한, 실제 검사에 있어서 웨이퍼(W)의 면 내에 있어서의 결함수가 기억되고, 실제 검사를 행할 때마다 당해 결함수가 축적되어, 축적된 결함수가 소정의 역치를 초과하면, 당해 갱신이 개시되도록 해도 된다. 또한, 최초에 취득된 1매의 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 기준 화상 데이터로 하고, 당해 기준 화상 데이터를 사용하여 복수 매의 웨이퍼(W)에 대해 실제 검사를 행한다. 그리고, 어느 시점에서, 상기한 복수 매의 웨이퍼(W)로부터 취득된 화상 데이터를 사용하여, 새로운 웨이퍼(W)의 기준 화상 데이터의 제작과 감도 파라미터 D의 갱신을 행하도록 해도 된다.

또한, 상기한 예에서는, 특징량 Z의 평균값으로부터 미리 설정한 이격 정도보다 작은 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 기준 화상 데이터 작성용 화상 데이터로 하고, 특징량 Z의 평균값으로부터 미리 설정한 이격 정도보다 크게 이격된 웨이퍼(W)의 화상 데이터를 가상 검사 대상의 화상 데이터로 하고, 각 이격 정도에 대해서는 Z의 표준 편차에 기초하여 설정하고 있지만, 이 이격 정도에 대해서는 Z의 평균 편차에 기초하여 설정해도 된다.

W : 웨이퍼
1 : 도포, 현상 장치
2 : 촬상 모듈
3 : 데이터 축적용 컴퓨터
4 : 데이터 해석용 컴퓨터
42∼46 : 프로그램

Claims

검사 대상인 기판의 표면 전체를 촬상하여 얻어진 화상 데이터의 각 화소 값에 대해, 각 위치와 화소 값의 허용 범위를 대응지은 기준 화소 데이터를 사용하여, 각 화소 값이 그 위치에 대응하는 상기 허용 범위로부터 벗어나 있을 때에는, 벗어남량과 벗어남 허용량인 감도 파라미터 값을 비교하여 벗어남량이 감도 파라미터 값을 초과하고 있을 때에 당해 기판을 결함 기판이라고 판단하는 기판의 결함 검사 장치에 있어서,
상기 감도 파라미터 값의 조정 시에, 조정 후에 사용할 기준 화소 데이터를 작성하는 기준 화소 데이터 작성부와,
상기 감도 파라미터 값을 조정하기 위한 감도 파라미터 값의 조정부와,
상기 감도 파라미터 값을 조정하기 위해 사용되고, 상기 기준 화소 데이터와 비교하여 가상 검사를 행하기 위한 가상 검사용 복수의 기판을, 상기 감도 파라미터 값의 조정 시보다 과거에 검사한 복수의 기판 중에서 선택하는 가상 검사용 기판 선택부를 구비하고,
상기 감도 파라미터 값의 조정부는,
선택된 가상 검사용 기판의 각 화소 값에 대해, 상기 조정 후에 사용할 기준 화소 데이터를 사용하여, 각 화소 값이 그 위치에 대응하는 허용 범위로부터 벗어나 있을 때에는, 벗어남량과 조정 전의 감도 파라미터 값을 비교하는 스텝과, 벗어남량이 당해 감도 파라미터 값을 초과하고 있고, 또한 상기 벗어남량과 당해 감도 파라미터 값의 차이가 역치 이하일 때에는, 상기 벗어남량을 새로운 감도 파라미터 값으로서 갱신하는 스텝과, 이 조작을 상기 과거에 검사한 복수의 기판의 화상 데이터에 대해 순차 행함과 함께 벗어남량의 비교 대상인 감도 파라미터 값이 갱신되어 있을 때에는 갱신된 감도 파라미터 값을 사용하고, 마지막으로 갱신된 감도 파라미터 값을 조정 후의 감도 파라미터로서 기억부에 기억시키는 스텝을 실행하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 기판의 결함 검사 장치.
제1항에 있어서,
검사 대상인 기판의 표면 전체를 촬상하여 얻어진 화상 데이터의 각 화소 값은, 삼원색인 R(적색), G(녹색), B(청색)의 각각의 화소 값이며,
기준 화소 데이터는, R, G, B마다 각 위치와 화소 값의 허용 범위를 대응지은 데이터인 것을 특징으로 하는, 기판의 결함 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기준 화소 데이터 작성부는, 상기 감도 파라미터 값의 조정 시보다 과거에 검사한 복수의 기판의 각각에 대해, 화소의 평면 분포를 제르니케 함수로 분해하여 제르니케 계수를 취득하고, 각 기판의 동일한 제르니케 계수에 대해 당해 복수의 기판의 평균값으로부터 미리 설정한 이격 정도보다 작은 기판 군을 선택하고, 선택된 기판 군에 기초하여 기준 화소 데이터를 작성하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 기판의 결함 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가상 검사용 기판 선택부는, 상기 감도 파라미터 값의 조정 시보다 과거에 검사한 복수의 기판의 각각에 대해, 화소의 평면 분포를 제르니케 함수로 분해하여 제르니케 계수를 취득하고, 각 기판의 동일한 제르니케 계수인 특징점에 대해 당해 복수의 기판의 평균값으로부터 미리 설정한 이격 정도보다도 이격된 기판 군을 선택하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 기판의 결함 검사 장치.
제4항에 있어서,
상기 감도 파라미터 값의 조정 후에, 실제로 검사되는 검사 대상 기판에 대해 화소의 평면 분포를 제르니케 함수로 분해하여 제르니케 계수인 특징점을 취득하고, 이 특징점이 역치로부터 벗어나 있는지 여부를 감시하고, 이 감시 결과에 기초하여, 상기 감도 파라미터 값의 조정 타이밍을 결정하는 감시부와,
상기 감시부에서 사용되는 감시용 역치를 작성하는 감시용 역치 작성부를 구비하고,
상기 감시용 역치 작성부는, 상기 감도 파라미터 값의 조정 시에 행해지는 가상 검사 시에 있어서, 상기 선택된 가상 검사용 기판에 대해, 상기 허용 범위로부터 벗어나 있지 않은지, 벗어나 있어도 상기 벗어남량이 상기 감도 파라미터 값을 초과하고 있지 않은지, 혹은 상기 벗어남량과 당해 감도 파라미터 값의 차이가 상기 역치 이하인 경우에는, 당해 기판의 상기 특징점을 상기 감시용 역치의 후보 값으로 하고, 이 조작을 상기 선택된 가상 검사용 기판에 대해 순차 행하여, 최종적으로 얻어진 후보 값을, 상기 감시용 역치로서 결정하는 것을 특징으로 하는, 기판의 결함 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 감도 파라미터 값은, 기판의 영역에 따라서 정해져 있는 것을 특징으로 하는, 기판의 결함 검사 장치.
검사 대상인 기판의 표면 전체를 촬상하여 얻어진 화상 데이터의 각 화소 값에 대해, 각 위치와 화소 값의 허용 범위를 대응지은 기준 화소 데이터를 사용하여, 각 화소 값이 그 위치에 대응하는 상기 허용 범위로부터 벗어나 있을 때에는, 벗어남량과 벗어남 허용량인 감도 파라미터 값을 비교하여 벗어남량이 감도 파라미터 값을 초과하고 있을 때에 당해 기판을 결함 기판이라고 판단하는 결함 검사 장치에 사용되는 감도 파라미터 값을 조정하는 방법에 있어서,
상기 감도 파라미터 값의 조정 시에, 조정 후에 사용할 기준 화소 데이터를 작성하는 공정과,
상기 감도 파라미터 값을 조정하는 공정과,
상기 감도 파라미터 값을 조정하기 위해 사용되고, 상기 기준 화소 데이터와 비교하여 가상 검사를 행하기 위한 가상 검사용 기판을, 상기 감도 파라미터 값의 조정 시보다 과거에 검사한 복수의 기판 중에서 선택하는 공정과,
선택된 가상 검사용 기판의 각 화소 값에 대해, 상기 조정 후에 사용할 기준 화소 데이터를 사용하여, 각 화소 값이 그 위치에 대응하는 허용 범위로부터 벗어나 있을 때에는, 벗어남량과 조정 전의 감도 파라미터 값을 비교하는 공정과,
벗어남량이 당해 감도 파라미터 값을 초과하고 있고, 또한 상기 벗어남량과 당해 감도 파라미터 값의 차이가 역치 이하일 때에는, 상기 벗어남량을 새로운 감도 파라미터 값으로서 갱신하는 공정과,
이 조작을 상기 과거에 검사한 복수의 기판의 화상 데이터에 대해 순차 행함과 함께 벗어남량의 비교 대상인 감도 파라미터 값이 갱신되어 있을 때에는 갱신된 감도 파라미터 값을 사용하고, 마지막으로 갱신된 감도 파라미터 값을 조정 후의 감도 파라미터로서 기억부에 기억시키는 공정,
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 결함 검사용 감도 파라미터 값의 조정 방법.
제7항에 있어서,
검사 대상인 기판의 표면 전체를 촬상하여 얻어진 화상 데이터의 각 화소 값은, 삼원색인 R(적색), G(녹색), B(청색)의 각각의 화소 값이며,
기준 화소 데이터는, R, G, B마다 각 위치와 화소 값의 허용 범위를 대응지은 데이터인 것을 특징으로 하는, 기판 결함 검사용 감도 파라미터 값의 조정 방법.
검사 대상인 기판의 표면 전체를 촬상하여 얻어진 화상 데이터의 각 화소 값에 대해, 각 위치와 화소 값의 허용 범위를 대응지은 기준 화소 데이터를 사용하여, 각 화소 값이 그 위치에 대응하는 상기 허용 범위로부터 벗어나 있을 때에는, 벗어남량과 벗어남 허용량인 감도 파라미터 값을 비교하여 벗어남량이 감도 파라미터 값을 초과하고 있을 때에 당해 기판을 결함 기판이라고 판단하는 기판의 결함 검사 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 기억하는 기억 매체이며,
상기 컴퓨터 프로그램은, 제7항 또는 제8항에 기재된 기판 결함 검사용 감도 파라미터 값의 조정 방법을 실행하도록 스텝 군이 짜여 있는 것을 특징으로 하는, 기억 매체.