KR20200140201A - 기판 검사 방법, 기판 검사 시스템 및 제어 장치 - Google Patents

기판 검사 방법, 기판 검사 시스템 및 제어 장치 Download PDF

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KR20200140201A
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도요히사 즈루다
히로시 도미타
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판을 검사하는 기판 검사 방법이며, 모델 형성용 기판에 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 모델 형성용 기판을 제1 기판 처리 시스템의 촬상 장치로 촬상하여 생성된 모델 형성용 촬상 화상에 기초하여, 기판의 촬상 화상에 있어서의 화소값과 당해 기판에 형성된 막의 특징량과의 관계를 나타내는 상관 모델을 작성하는 공정과, 특징량 취득 대상의 기판을 제2 기판 처리 시스템의 촬상 장치로 촬상하여 촬상 화상을 생성하고, 당해 촬상 화상과 상기 상관 모델에 기초하여, 상기 특징량 취득 대상의 기판에 형성된 막의 추정 특징량을 산출하는 공정과, 복수 매의 상기 특징량 취득 대상의 기판에 대하여 산출된 상기 추정 특징량의 통계값을 산출하는 공정과, 상기 추정 특징량이 산출된 막의 형성 처리와 동일한 처리가 상기 제2 기판 처리 시스템에서 오프셋 산출용 기판에 대해 행해져 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 추정 특징량의 통계값으로부터, 상기 추정 특징량의 오프셋양을 산출하는 공정을 포함한다.

Description

기판 검사 방법, 기판 검사 시스템 및 제어 장치{SUBSTRATE INSPECTION METHOD, SUBSTRATE INSPECTION SYSTEM AND CONTROL DEVICE}
본 개시는, 기판 검사 방법, 기판 검사 시스템 및 제어 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 기판 위에 형성된 막의 막 두께 측정을 행하는 막 두께 측정 방법이 개시되어 있다. 이 막 두께 측정 방법은, 막 두께 좌표 취득 공정, 화소값 추출 공정, 상관 데이터 생성 공정, 막 두께 산출 공정을 갖는다. 막 두께 좌표 취득 공정은, 측정 준비용 웨이퍼 위에 형성된 불균일한 두께를 갖는 막에 대하여, 측정 준비용 웨이퍼 위의 복수 점을 미리 측정한 막 두께 측정값과, 막 두께 측정값에 대응하는 각 좌표를 취득한다. 화소값 추출 공정은, 미리 촬상 장치에서 측정 준비용 웨이퍼를 촬상하여 얻어진 준비용 촬상 화상으로부터, 막 두께 좌표 취득 공정에서 취득한 각 좌표에 있어서의 화소값을 추출한다. 상관 데이터 생성 공정은, 각 좌표에 있어서 추출된 화소값과, 각 좌표에 있어서의 막 두께 측정값의 상관 데이터를 생성한다. 막 두께 산출 공정은, 막 두께 측정 대상으로 되는 웨이퍼를 촬상 장치로 촬상하여 촬상 화상을 취득하고, 당해 촬상 화상의 화소값과 상관 데이터에 기초하여, 막 두께 측정 대상으로 되는 웨이퍼 위에 형성된 막의 막 두께를 산출한다.
일본 특허 공개 제2015-215193호 공보
본 개시에 따른 기술은, 기판에 형성된 막의 특징량을 간단하고도 정확하게 취득한다.
본 개시의 일 양태는, 기판을 검사하는 기판 검사 방법이며, 모델 형성용 기판에 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 모델 형성용 기판을 제1 기판 처리 시스템의 촬상 장치로 촬상하여 생성된 모델 형성용 촬상 화상에 기초하여, 기판의 촬상 화상에 있어서의 화소값과 당해 기판에 형성된 막의 특징량과의 관계를 나타내는 상관 모델을 작성하는 공정과, 특징량 취득 대상의 기판을 제2 기판 처리 시스템의 촬상 장치로 촬상하여 촬상 화상을 생성하고, 당해 촬상 화상과 상기 상관 모델에 기초하여, 상기 특징량 취득 대상의 기판에 형성된 막의 추정 특징량을 산출하는 공정과, 복수 매의 상기 특징량 취득 대상의 기판에 대하여 산출된 상기 추정 특징량의 통계값을 산출하는 공정과, 상기 추정 특징량이 산출된 막의 형성 처리와 동일한 처리가 상기 제2 기판 처리 시스템에서 오프셋 산출용 기판에 대해 행해져 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 추정 특징량의 통계값으로부터, 상기 추정 특징량의 오프셋양을 산출하는 공정을 포함한다.
본 개시에 의하면, 기판에 형성된 막의 특징량을 간단하고도 정확하게 취득 할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 검사 시스템의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 제1 기판 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 4는 제1 기판 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 배면도이다.
도 5는 검사 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 6은 검사 장치의 구성의 개략을 나타내는 횡단면도이다.
도 7은 도 1의 기판 검사 시스템에 있어서의 처리의 흐름과 데이터의 흐름의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 상관 모델의 작성 시 등에 작성되는 웨이퍼(W)의 촬상 화상의 일례를 나타내는 도면이다.
반도체 디바이스 등의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 하는 경우가 있음) 위에 레지스트 패턴을 형성하기 위해 미리 정해진 처리가 행해진다. 상기 미리 정해진 처리는, 예를 들어 웨이퍼 위에 레지스트액을 공급하고 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리나, 레지스트막을 미리 정해진 패턴에 노광하는 노광 처리, 노광 후에 레지스트막 내의 화학 반응을 촉진시키는 PEB 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등이다. 그리고, 레지스트 패턴의 형성 처리 후에, 이 레지스트 패턴을 마스크로 한 처리 대상막의 에칭이 행해지고, 당해 처리 대상막에 미리 정해진 패턴이 형성된다. 또한, 레지스트 패턴의 형성 시에, 레지스트막의 하지막 등, 레지스트막 이외의 막을 웨이퍼 위에 형성하기도 한다.
원하는 형상의 레지스트 패턴을 형성하고 처리 대상막에 적절하게 패턴을 전사하기 위해서는, 레지스트 패턴의 형성 시에 웨이퍼 위에 형성되는 각 막의 두께 등을 관리할 필요가 있다.
그 때문에, 레지스트 패턴의 형성 시에, 상기 각 막의 두께 등을 측정하고 있다. 막 두께의 측정 방법으로서는, 특허문헌 1과 같이, 웨이퍼를 촬상하여 얻어진 촬상 화상으로부터, 당해 웨이퍼 위에 형성된 막의 두께를 산출하는 방법이 있다. 특허문헌 1에 개시된 막 두께 측정 방법에서는, 구체적으로는, 측정 준비용 웨이퍼 위에 형성된 불균일한 두께를 갖는 막에 대하여, 측정 준비용 웨이퍼 위의 복수 점을 미리 측정한 막 두께 측정값과, 막 두께 측정값에 대응하는 각 좌표가 취득된다. 다음으로, 미리 촬상 장치로 측정 준비용 웨이퍼를 촬상하여 얻어진 준비용 촬상 화상으로부터, 상기 각 좌표에 있어서의 화소값이 추출된다. 계속해서, 각 좌표에 있어서 추출된 화소값과, 각 좌표에 있어서의 막 두께 측정값의 상관 데이터가 생성된다. 그리고, 막 두께 측정 대상으로 되는 웨이퍼가 촬상 장치로 촬상되어 촬상 화상이 취득되고, 당해 촬상 화상의 화소값과 상관 데이터에 기초하여, 막 두께 측정 대상으로 되는 웨이퍼 위에 형성된 막의 막 두께가 산출된다.
그런데, 반도체 제조 공장에는, 웨이퍼에 대해서 시스템간에 공통의 처리를 행하는 기판 처리 시스템이 복수 도입되는 경우가 있다. 이 경우, 기판 처리 시스템 각각에 촬상 장치가 마련되고, 각 기판 처리 시스템에 있어서, 당해 시스템에 마련된 촬상 장치를 사용하여, 상기 공통의 처리에 의해 형성된 막의 두께가 예를 들어 특허문헌 1과 같이 하여 산출된다. 또한, 이 경우, 기판 장소 시스템마다 촬상 장치의 상태가 다른 점 등에서, 기판 처리 시스템 간에, 상술한 상관 데이터를 공통으로 하면, 막 두께를 정확하게 산출할 수 없는 경우가 있기 때문에, 종래, 기판 처리 시스템마다, 상술한 상관 데이터를 생성하고 있었다. 그러나, 기판 처리 시스템마다 상술한 상관 데이터를 생성하는 것은 매우 수고스럽다. 예를 들어, 공통의 처리를 행하는 기판 처리 시스템을 복수 대 동시에 도입한 경우 등에 있어서, 기판 처리 시스템마다 상술한 상관 데이터를 생성하기 위해서는, 상관 데이터 생성용 웨이퍼를, 하나의 기판 처리 시스템으로부터 다른 기판 처리 시스템으로 운반하는 것 등이 필요하다.
그래서, 본 개시에 따른 기술은, 기판에 형성된 막의 두께 등의 특징량을 간단하고도 정확하게 취득한다.
이하, 본 실시 형태에 관한 기판 검사 방법, 기판 검사 시스템 및 제어 장치에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 기판 검사 시스템의 구성 개략을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도시한 바와 같이, 기판 검사 시스템(1)은, 2대의 기판 처리 시스템(10, 20)을 갖고 있다. 또한, 설명의 용이화를 위해서, 기판 검사 시스템(1)이 갖는 기판 처리 시스템의 대수를 2대로 하고 있지만, 3대 이상이어도 된다.
제1 및 제2 기판 처리 시스템(10, 20)에서는, 웨이퍼(W)에 대해서 포토리소그래피 처리 등이 행해진다.
도 2는, 제1 기판 처리 시스템(10)의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 3 및 도 4는, 제1 기판 처리 시스템(10)의 내부 구성의 개략을 모식적으로 나타내는, 각각 정면도와 배면도이다.
제1 기판 처리 시스템(10)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수 매의 웨이퍼(W)를 수용한 카세트 C가 반출입되는 카세트 스테이션(100)과, 웨이퍼(W)에 미리 정해진 처리를 실시하는 복수의 처리 장치를 갖는 처리 스테이션(101)을 갖는다. 이 제1 기판 처리 시스템(10)은, 카세트 스테이션(100)과, 처리 스테이션(101)과, 처리 스테이션(101)에 인접하는 노광 장치(102)의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 행하는 인터페이스 스테이션(103)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.
카세트 스테이션(100)에는, 카세트 적재대(110)가 마련되어 있다. 카세트 적재대(110)에는, 기판 처리 시스템(10)의 외부에 대해서 카세트 C를 반출입할 때 카세트 C를 적재하는 카세트 적재판(111)이 복수 마련되어 있다.
카세트 스테이션(100)에는, X방향으로 연장되는 반송로(112) 위를 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(113)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(113)는, 상하 방향 및 연직축 주위(θ방향)로도 이동 가능하며, 각 카세트 적재판(111) 위의 카세트 C와, 후술하는 처리 스테이션(101)의 제3 블록 G3의 수수 장치의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(101)에는, 각종 장치를 구비한 복수 예를 들어 4개의 블록, 즉 제1 블록 G1 내지 제4 블록 G4가 마련되어 있다. 예를 들어 처리 스테이션(101)의 정면측(도 2의 X방향 부방향측)에는, 제1 블록 G1이 마련되고, 처리 스테이션(101)의 배면측(도 2의 X방향 정방향측, 도면의 상측)에는, 제2 블록 G2가 마련되어 있다. 또한, 처리 스테이션(101)의 카세트 스테이션(100)측(도 2의 Y방향 부방향측)에는, 이미 기술한 제3 블록 G3이 마련되고, 처리 스테이션(101)의 인터페이스 스테이션(103)측(도 2의 Y방향 정방향측)에는, 제4 블록 G4가 마련되어 있다.
제1 블록 G1에는, 처리액을 사용하여 웨이퍼(W)를 처리하는 처리 장치인 액 처리 장치가 배열되어 있다. 구체적으로는, 제1 블록 G1에는, 액 처리 장치로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들어 현상 처리 장치(120), 하층막 형성 장치(121), 중간층막 형성 장치(122), 레지스트 도포 장치(123)가 아래부터 이 순으로 배치되어 있다.
현상 처리 장치(120)는, 웨이퍼(W)를 현상 처리한다. 구체적으로는, 현상 처리 장치(120)는, 웨이퍼(W)의 레지스트막 위에 현상액을 공급하고, 레지스트 패턴을 형성한다.
하층막 형성 장치(121)는, 웨이퍼(W)의 레지스트막의 하지막인 하층막을 형성한다. 구체적으로는, 하층막 형성 장치(121)는, 하층막을 형성하기 위한 재료로 되는 하층막 재료를 웨이퍼(W) 위에 도포하고, 하층막을 형성한다. 하층막은 예를 들어 SOC(스핀 온 카본)막이다.
중간층막 형성 장치(122)는, 웨이퍼(W)의 하층막 위이며 레지스트막의 하방의 위치에 중간층막을 형성한다. 구체적으로는, 중간층막 형성 장치(122)는, 웨이퍼(W)의 하층막 위에, 중간층막을 형성하기 위한 재료로 되는 중간층막 재료를 도포하고, 중간층막을 형성한다. 중간층막은 예를 들어 SOG(스핀 온 글라스)막이다.
레지스트 도포 장치(123)는, 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성한다. 구체적으로는, 레지스트 도포 장치(123)는, 웨이퍼(W)의 중간층막의 위에 레지스트액을 도포하고, 레지스트막을 형성한다.
예를 들어 현상 처리 장치(120), 하층막 형성 장치(121), 중간층막 형성 장치(122), 레지스트 도포 장치(123)는, 각각 수평 방향으로 3개 배열되어 배치되어 있다. 또한, 이들 현상 처리 장치(120), 하층막 형성 장치(121), 중간층막 형성 장치(122), 레지스트 도포 장치(123)의 수나 배치는, 임의로 선택할 수 있다.
이들 현상 처리 장치(120), 하층막 형성 장치(121), 중간층막 형성 장치(122), 레지스트 도포 장치(123)에서는, 예를 들어 스핀 도포법에 의해, 미리 정해진 처리액이 웨이퍼(W) 위에 도포된다. 스핀 도포법에서는, 예를 들어 도포 노즐로부터 웨이퍼(W) 위에 처리액을 토출함과 함께, 웨이퍼(W)를 회전시켜, 처리액을 웨이퍼(W)의 표면에 확산시킨다.
제2 블록 G2에는, 웨이퍼(W)가 적재되는 열판이나 냉각판을 사용하여 웨이퍼(W)의 가열이나 냉각과 같은 열처리를 행하는 처리 장치인 열처리 장치(130)가 상하 방향과 수평 방향으로 나열되어 마련되어 있다. 이들 열처리 장치(130)의 수나 배치는, 임의로 선택할 수 있다. 또한, 열처리 장치(130)에는, 각각 공지된 장치를 사용할 수 있다.
제3 블록 G3에는, 복수의 수수 장치(140, 141, 142, 143, 144)가 아래부터 순서대로 마련되고, 그 위에 검사 장치(145, 146, 147)가 아래부터 순서대로 마련되어 있다. 또한, 제4 블록 G4에는, 복수의 수수 장치(150, 151, 152)가 아래부터 순서대로 마련되고, 그 위에 검사 장치(153, 154)가 마련되어 있다.
여기서, 검사 장치(145)의 구성에 대하여 설명한다.
도 5 및 도 6은 각각, 검사 장치(145)의 구성의 개략을 나타내는 종단면도 및 횡단면도이다.
검사 장치(145)는, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 케이싱(200)을 갖고 있다. 케이싱(200) 내에는, 웨이퍼(W)가 적재되는 적재대(201)가 마련되어 있다. 이 적재대(201)는, 모터 등의 회전 구동부(202)에 의해, 회전, 정지가 자유 자재 가능하다. 케이싱(200)의 저면에는, 케이싱(200) 내의 일단부측(도 6 중의 X방향 부방향측)으로부터 타단부측(도 6중의 X방향 정방향측)까지 연신하는 가이드 레일(203)이 마련되어 있다. 적재대(201)와 회전 구동부(202)는, 가이드 레일(203)위에 마련되고, 구동 장치(204)에 의해 가이드 레일(203)을 따라 이동할 수 있다.
케이싱(200) 내의 타단부측(도 6의 X방향 정방향측)의 측면에는, 촬상 장치(210)가 마련되어 있다. 촬상 장치(210)에는, 예를 들어 광각형의 CCD 카메라가 사용되어 있다.
케이싱(200)의 상부 중앙 부근에는, 하프 미러(211)가 마련되어 있다. 하프 미러(211)는, 촬상 장치(210)와 대향하는 위치에, 경면이 연직 하방을 향한 상태로부터 촬상 장치(210)의 방향을 향해 45도 상방으로 경사진 상태에서 마련되어 있다. 하프 미러(211)의 상방에는, 조명 장치(212)가 마련되어 있다. 하프 미러(211)와 조명 장치(212)는, 케이싱(200) 내부의 상면에 고정되어 있다. 조명 장치(212)로부터의 조명은, 하프 미러(211)를 통과해서 하방을 향해 비춰진다. 따라서, 조명 장치(212)의 하방에 있는 물체에 의해 반사된 광은, 하프 미러(211)에서 더 반사되어, 촬상 장치(210)에 들어간다. 즉, 촬상 장치(210)는, 조명 장치(212)에 의한 조사 영역에 있는 물체를 촬상할 수 있다.
또한, 검사 장치(146, 147, 153, 154)의 구성은, 상술한 검사 장치(145)의 구성과 마찬가지이다.
도 2 내지 도 4를 이용한 제1 기판 처리 시스템(10)의 설명으로 되돌아간다.
도 2에 도시한 바와 같이 제1 블록 G1 내지 제4 블록 G4로 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역 D가 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역 D에는, 예를 들어 Y방향, X방향, θ방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(160a)을 갖는 웨이퍼 반송 장치(160)가 복수 배치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(160)는, 웨이퍼 반송 영역 D 내를 이동하고, 주위의 제1 블록 G1, 제2 블록 G2, 제3 블록 G3 및 제4 블록 G4 내의 원하는 장치로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한, 웨이퍼 반송 영역 D에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 제3 블록 G3과 제4 블록 G4의 사이에서 직선적으로 웨이퍼(W)를 반송하는 셔틀 반송 장치(170)가 마련되어 있다.
셔틀 반송 장치(170)는, 예를 들어 도 4의 Y방향으로 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 셔틀 반송 장치(170)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 Y방향으로 이동하고, 제3 블록 G3의 수수 장치(142)와 제4 블록 G4의 수수 장치(152)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이 제3 블록 G3의 X방향 정방향측의 옆에는, 웨이퍼 반송 장치(180)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(180)는, 예를 들어 X방향, θ방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(180a)을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(180)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 상하로 이동하여, 제3 블록 G3 내의 각 수수 장치로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
인터페이스 스테이션(103)에는, 웨이퍼 반송 장치(190)와 수수 장치(191)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(190)는, 예를 들어 Y방향, θ방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(190a)을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(190)는, 예를 들어 반송 암(190a)에 웨이퍼(W)를 지지하여, 제4 블록 G4 내의 각 수수 장치, 수수 장치(191) 및 노광 장치(102)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한, 제1 기판 처리 시스템(10)에는, 반송·프로세스 제어부(250)와, 촬상 제어부(251)가 마련되어 있다.
반송·프로세스 제어부(250)(이하, 「주 제어부(250)」라고 하는 경우가 있음)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시생략)를 갖고 있다. 이 프로그램 저장부에는, 상술한 각종 처리 장치나 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 웨이퍼(W)에 대해서 각종 처리를 행하기 위한 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있는 것으로서, 당해 기억 매체로부터 주 제어부(250)에 인스톨된 것이어도 된다. 프로그램의 일부 또는 전부는 전용 하드웨어(회로 기판)로 실현해도 된다.
촬상 제어부(251)는, 주 제어부(250)와 마찬가지로, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시생략)를 갖고 있다. 이 프로그램 저장부에는, 각 검사 장치의 촬상 장치나 구동계의 동작을 제어하고, 검사 장치에 관한 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있는 것으로서, 당해 기억 매체로부터 촬상 제어부(251)에 인스톨된 것이어도 된다. 프로그램의 일부 또는 전부는 전용 하드웨어(회로 기판)로 실현해도 된다.
도 1을 이용한 기판 검사 시스템(1)의 설명으로 되돌아간다.
기판 검사 시스템(1)이 갖는 제2 기판 처리 시스템(20)의 구성은, 상술한 제1 기판 처리 시스템(10)의 구성과 마찬가지이다.
기판 검사 시스템(1)은, 제어 장치로서의 전체 제어부(30)를 더 갖는다.
전체 제어부(30)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시생략)를 갖고 있다. 이 프로그램 저장부에는, 후술하는 상관 모델을 작성하기 위한 프로그램이나 후술하는 오프셋양을 산출하기 위한 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있는 것으로서, 당해 기억 매체로부터 전체 제어부(30)에 인스톨된 것이어도 된다. 프로그램의 일부 또는 전부는 전용 하드웨어(회로 기판)로 실현해도 된다.
또한, 전체 제어부(30)는, 웨이퍼(W)를 촬상 장치(210)로 촬상한 결과로 취득되는 웨이퍼(W)의 촬상 화상이 축적되는 데이터 저장부(301)를 갖는다. 데이터 저장부(301)는, 컴퓨터로 판독 가능한 기억 장치로 구성된다.
이상의 기판 검사 시스템(1)에 있어서, 기판 처리 시스템(10, 20)은, 웨이퍼(W) 위에 레지스트 패턴을 형성하는 처리를 행함과 함께, 처리 중에 형성된 하층막 등의 각 막의 두께나, 형성된 레지스트 패턴의 선 폭 등과 같은, 막의 특징량을 추정하고, 취득한다. 또한, 기판 처리 시스템(10, 20)에서는, 상기 막의 특징량은, 당해 막이 형성된 웨이퍼(W)를 당해 막에 대응하는 촬상 장치로 촬상한 결과로부터 취득되는, 웨이퍼(W)의 촬상 화상의 화소값과, 상관 모델에 기초하여 산출된다. 상관 모델은, 막의 특징량과 당해 막이 형성된 웨이퍼(W)의 촬상 화상에 있어서의 화소값의 대응 관계를 나타내는 모델이며, 보다 구체적으로는, 예를 들어 막의 특징량을, 웨이퍼(W)의 촬상 화상의 화소값을 변수로 하는 n(n은 1 이상의 정수)차 함수로 나타낸 것이다. 이, 「검량선」이라고도 칭해지는 상관 모델은, 레지스트 패턴을 형성하는 처리가 행해지기 전에 미리 작성된다. 또한, 상관 모델은, 막의 특징량의 종류마다 미리 작성되고, 구체적으로는, 예를 들어 하층막의 두께, 중간층막의 두께, 레지스트막의 두께 및 레지스트 패턴의 선 폭 각각에 대하여 미리 작성된다.
종래라면, 제1 기판 처리 시스템(10)과, 제2 기판 처리 시스템(20)에서, 각 상관 모델이 개별로 작성된다. 그러나, 개별로 작성하는 것은 수고스러움이 크다. 이 점에 관하여, 본 발명자들이 예의 검토한바, 기판 처리 시스템간에서, 웨이퍼(W)의 촬상 화상의 화소값 변화에 대한 막의 특징량의 변화는 마찬가지의 경향을 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 구체적으로는, 상관 모델로서, 막의 특징량을, 웨이퍼(W)의 촬상 화상의 화소값을 변수로 하는 n(n은 1 이상의 정수)차 함수로 나타낸 모델을 이용하는 경우, 기판 처리 시스템간에서 다른 것은, 상기 n차 함수의 상수항의 부분 즉 절편의 부분임을 알 수 있었다.
그래서, 기판 검사 시스템(1)에서는, 각 상관 모델을, 제1 기판 처리 시스템(10)에서 취득된 웨이퍼(W)의 촬상 화상에 기초하여 전체 제어부(30)에서 미리 작성한다. 그리고, 작성된 각 상관 모델을, 제1 기판 처리 시스템(10) 및 제2 기판 처리 시스템(20)의 양쪽에서, 막의 특징량의 추정에 사용한다. 단, 제1 기판 처리 시스템(10)과 제2 기판 처리 시스템(20)은, 막의 추정 특징량의 이용 양태가 상이하다. 구체적으로는, 예를 들어 제1 기판 처리 시스템(10)에서는, 상관 모델을 사용한 추정 개시 직후부터, 막의 추정 특징량에 기초하여, 각종 처리의 처리 조건의 보정 등이 행해진다. 그에 반하여, 제2 기판 처리 시스템(20)에 대해서는, 예를 들어 상관 모델을 사용한 막의 특징량의 추정의 개시 후, 미리 정해진 타이밍에, 후술하는 오프셋양이 산출된다. 그리고, 제2 기판 처리 시스템(20)에서는, 막의 추정 특징량을 상기 오프셋양으로 보정하고, 보정된 막의 추정 특징량에 기초하여, 각종 처리의 처리 조건의 보정 등이 행해진다.
이하, 구체적으로 설명한다.
도 7은, 기판 검사 시스템(1)에 있어서의 처리의 흐름과 데이터의 흐름의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은, 상관 모델의 작성 시 등에 작성되는 웨이퍼(W)의 촬상 화상의 일례를 나타내는 도면이다.
(1. 상관 모델 작성 공정)
도 7에 도시한 바와 같이, 기판 검사 시스템(1)에서는, 각 기판 처리 시스템(10, 20)에 있어서 레지스트 패턴의 형성 처리를 양산적으로 행하기 전에, 제1 기판 처리 시스템(10)의 촬상 장치(210)에서의 촬상 결과에 기초하여, 막의 특징량의 종류마다, 상관 모델이 미리 작성된다(스텝 S1).
(1.1. 초기 상태 촬상 공정)
상관 모델 작성 공정에서는, 우선, 제1 기판 처리 시스템(10)에 있어서, 하층막 등의 각종 막을 형성하기 전의, 즉, 초기 상태의, 상관 모델 작성용 웨이퍼(W)(이하, 「모델 작성용 웨이퍼(W)」라고 함)의 촬상이 행해진다.
구체적으로는, 예를 들어 주 제어부(250)의 제어하에 카세트 적재대(110)에 적재된 카세트 C에 수용된 모델 작성용 웨이퍼(W)가 취출되고, 검사 장치(145)로 반송된다. 다음으로, 촬상 제어부(251)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)의 표면이 검사 장치(145)의 촬상 장치(210)에 의해 촬상된다. 그리고, 촬상 제어부(251)에 의해, 촬상 장치(210)에서의 촬상 결과에 기초하여, 초기 상태의 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 화상이 취득된다. 예를 들어, 촬상 장치(210)에서의 촬상 결과에 있어서의 모델 작성용 웨이퍼(W)가, 437개의 영역으로 구획되고, 각 영역에 있어서, R(적), G(녹), B(청) 각각의 화소값의 평균값이 산출된다. 그리고, 영역(픽셀) 각각에 대하여, 당해 영역의 좌표와, 상기 화소값의 평균값 즉 RGB 데이터의 평균값을 대응지은 테이블이 작성된다. 또한, 해당 테이블이 검사 장치(145)에 있어서의 광학계 등에 맞춰서 교정된다. 교정된 테이블에 기초하여, 도 8에 도시한 바와 같은 화상 Im을, 초기 상태의 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 화상(이하, 「초기 상태 촬상 화상」이라고 함)으로서 취득할 수 있다. 이하에서는, 특별히 명기하지 않는 한, 촬상 장치(210)에서의 촬상 결과로부터 상술한 바와 같이 하여 취득되는 도 8에 도시한 바와 같은 화상을 「촬상 화상」이라고 한다.
초기 상태 촬상 화상, 구체적으로는, 당해 촬상 화상을 생성하기 위한 상술한 테이블(이하, 「촬상 화상 생성 테이블」이라고 함)은, 촬상 제어부(251)로부터, 전체 제어부(30)로 보내지고, 데이터 저장부(301)에 기억된다.
또한, 모델 작성용 웨이퍼(W)는, 예를 들어 반도체 디바이스의 양산 처리 시 즉 레지스트 패턴을 양산적으로 형성할 때 사용되는 생산 웨이퍼이며, 웨이퍼 표면에 패턴이 형성되어 있다.
(1.2. 하층막 형성 공정)
초기 상태 촬상 공정 후, 제1 기판 처리 시스템(10)에 있어서, 모델 작성용 웨이퍼(W) 위에 하층막이 형성된다. 구체적으로는, 주 제어부(250)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가, 하층막 형성 장치(121)로 반송되고, 미리 정해진 도포 처리 조건에서, 모델 작성용 웨이퍼(W) 위에 하층막이 형성된다.
(1.3. 하층막 베이크 공정)
그 후, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 대해서, 하층막의 가열 처리 즉 하층막 베이크 처리가 행해진다. 구체적으로는, 주 제어부(250)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가, 하층막 베이크 처리용 열처리 장치(130)로 반송되고, 미리 정해진 열처리 조건에서, 하층막 베이크 처리가 행해진다.
(1.4. 하층막 형성 후 촬상 공정)
계속해서, 하층막이 형성된 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상이 행해진다.
구체적으로는, 예를 들어 주 제어부(250)의 제어하에 검사 장치(153)로 반송된다. 다음으로, 촬상 제어부(251)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)의 표면이 검사 장치(153)의 촬상 장치(210)에 의해 촬상된다. 그리고, 촬상 제어부(251)에 의해, 초기 상태 촬상 공정과 마찬가지로 하여, 촬상 장치(210)에서의 촬상 결과 에 기초하여, 하층막 형성 후의 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 화상(이하, 「하층막 형성 후 촬상 화상」이라고 함)이 취득되고, 구체적으로는, 촬상 화상 생성 테이블이 취득된다.
취득된 촬상 화상(구체적으로는, 촬상 화상 생성 테이블)은, 촬상 제어부(251)로부터, 전체 제어부(30)로 보내지고, 데이터 저장부(301)에 기억된다.
(1.5. 하층막의 막 두께 실측 공정)
하층막 형성 후 촬상 공정에 이어서, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 형성된 하층막의 두께가, 제1 기판 처리 시스템(10)의 외부에 마련된, 계측기로서의 막 두께 측정 수단(도시생략)에 의해 측정된다.
구체적으로는, 예를 들어 우선, 주 제어부(250)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가 카세트 적재대(110)에 적재된 카세트 C로 되돌려진다. 다음으로, 당해 카세트가 막 두께 측정 수단의 아래로 이동되어 모델 작성용 웨이퍼(W)가 취출되고, 막 두께 측정 수단에 있어서 하층막의 막 두께가 측정된다. 예를 들어, 모델 작성용 웨이퍼(W)가 촬상 화상의 구획 영역 수와 동일한 437개의 영역으로 구획되고, 각 영역에 있어서, 당해 영역 위의 하층막의 막 두께가 측정된다.
측정 결과는, 전체 제어부(30)에 입력된다. 또한, 막 두께 측정 수단으로서는, 예를 들어 반사 분광 방식 등을 이용한 막 두께 측정기가 사용된다.
(1.6. 하층막의 두께의 상관 모델 작성 공정)
막 두께 실측 공정 후, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 형성된 하층막의 두께의, 막 두께 측정 수단에 의한 측정 결과와, 하층막 형성 후의 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 화상에 기초하여, 하층막의 두께의 상관 모델이 작성된다.
구체적으로는, 전체 제어부(30)에 있어서, 당해 모델 작성용 웨이퍼(W)의 상술한 437개의 영역 각각의, 막 두께 측정 수단에 의한 측정 결과와, 하층막 형성 후 촬상 화상에 있어서의 화소값으로부터, 하층막의 막 두께와 당해 하층막이 형성된 웨이퍼(W)의 촬상 화상에 있어서의 화소값의 대응 관계를 나타내는, 하층막의 막 두께의 상관 모델이 작성된다.
또한, 하층막의 막 두께의 상관 모델의 작성 시에, 초기 상태 촬상 화상의 영향이 제거되도록, 초기 상태 촬상 화상에 있어서의 화소값에 기초하여 하층막 형성 후 촬상 화상에 있어서의 화소값을 보정하도록 해도 된다.
(1.7. 중간층막 형성 공정)
또한, 막 두께 실측 공정 후, 제1 기판 처리 시스템(10)에 있어서, 모델 작성용 웨이퍼(W)의 하층막 위에 중간층막이 형성된다.
구체적으로는, 모델 작성용 웨이퍼(W)가 수용된 카세트 C가 제1 기판 처리 시스템(10)으로 되돌려지고, 주 제어부(250)하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가, 당해 카세트 C로부터 취출되어, 중간층막 형성 장치(122)로 반송되고, 미리 정해진 도포 처리 조건에서, 모델 작성용 웨이퍼(W)의 하층막 위에 중간층막이 형성된다.
(1.8. 중간층막 베이크 공정)
그 후, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 대해서, 중간층막의 가열 처리 즉 중간층막 베이크 처리가 행해진다. 구체적으로는, 주 제어부(250)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가, 중간층막 베이크 처리용 열처리 장치(130)로 반송되고, 미리 정해진 열처리 조건에서, 중간층막 베이크 처리가 행해진다.
(1.9. 중간층막 형성 후 촬상 공정)
계속해서, 중간층막이 형성된 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상이 행해진다.
구체적으로는, 예를 들어 주 제어부(250)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가, 검사 장치(146)로 반송된다. 다음으로, 촬상 제어부(251)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)의 표면이 검사 장치(146)의 촬상 장치(210)에 의해 촬상된다. 그리고, 촬상 제어부(251)에 의해, 초기 상태 촬상 공정과 마찬가지로 하여, 촬상 장치(210)에서의 촬상 결과에 기초하여, 중간층막 형성 후의 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 화상(이하, 「중간층막 형성 후 촬상 화상」이라고 함)이 취득되고, 구체적으로는, 촬상 화상 생성 테이블이 취득된다.
취득된 촬상 화상(구체적으로는, 촬상 화상 생성 테이블)은, 촬상 제어부(251)로부터, 전체 제어부(30)로 보내지고, 데이터 저장부(301)에 기억된다.
(1.10. 중간층막의 막 두께 실측 공정)
중간층막 형성 후 촬상 공정에 이어서, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 형성된 중간층막의 두께가, 하층막의 막 두께 실측 공정과 마찬가지로, 제1 기판 처리 시스템(10)의 외부에 마련된 막 두께 측정 수단(도시생략)에 의해 측정된다. 또한, 중간층막의 두께를, 여기에서의 막 두께 측정 수단에서의 측정 결과와, 하층막의 두께의 측정 결과로부터 산출해도 된다.
중간층막의 두께의 측정 결과는, 전체 제어부(30)에 입력된다.
(1.11. 중간층막의 두께의 상관 모델 작성 공정)
상기 막 두께 실측 공정 후, 하층막의 두께의 상관 모델 작성 공정과 마찬가지로, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 형성된 중간층막의 두께, 막 두께 측정 수단에 의한 측정 결과와, 중간층막 형성 후의 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 화상에 기초하여, 중간층막의 두께의 상관 모델이 작성된다.
(1.12. 레지스트막 형성 공정)
또한, 중간층막의 막 두께 실측 공정 후, 제1 기판 처리 시스템(10)에 있어서, 모델 작성용 웨이퍼(W)의 중간층막 위에 레지스트막이 형성된다.
구체적으로는, 모델 작성용 웨이퍼(W)가 수용된 카세트 C가 제1 기판 처리 시스템(10)으로 되돌려지고, 주 제어부(250)하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가, 당해 카세트 C로부터 취출되어, 레지스트 도포 장치(123)로 반송되고, 미리 정해진 도포 처리 조건에서, 모델 작성용 웨이퍼(W)의 중간층막 위에 레지스트막이 형성된다.
(1.13. PAB 공정)
그 후, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 대해서, 레지스트막의 노광 전 가열 처리 즉 프리베이크(PAB: Pre-Applied Bake) 처리가 행해진다. 구체적으로는, 주 제어부(250)하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가, PAB 처리용 열처리 장치(130)로 반송되고, 미리 정해진 열처리 조건에서, PAB 처리가 행해진다.
(1.14. 레지스트막 형성 후 촬상 공정)
계속해서, 레지스트막이 형성된 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상이 행해진다.
구체적으로는, 예를 들어 주 제어부(250)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가, 검사 장치(153)로 반송된다. 다음으로, 촬상 제어부(251)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)의 표면이 검사 장치(153)의 촬상 장치(210)에 의해 촬상된다. 그리고, 촬상 제어부(251)에 의해, 초기 상태 촬상 공정과 마찬가지로 하여, 촬상 장치(210)에서의 촬상 결과에 기초하여, 레지스트막 형성 후의 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 화상(이하, 「레지스트막 형성 후 촬상 화상」이라고 함)이 취득되고, 구체적으로는, 촬상 화상 생성 테이블이 취득된다.
취득된 촬상 화상(구체적으로는, 촬상 화상 생성 테이블)은, 촬상 제어부(251)로부터, 전체 제어부(30)로 보내지고, 데이터 저장부(301)에 기억된다.
(1.15. 레지스트막의 막 두께 실측 공정)
레지스트막 형성 후 촬상 공정에 이어서, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 형성된 레지스트막의 두께가, 하층막의 막 두께 실측 공정과 마찬가지로, 제1 기판 처리 시스템(10)의 외부에 마련된 막 두께 측정 수단(도시생략)에 의해 측정된다. 또한, 레지스트막의 두께를, 여기에서의 막 두께 측정 수단에서의 측정 결과와, 하층막의 두께의 측정 결과와, 중간층막의 두께의 측정 결과로부터 산출해도 된다.
레지스트막의 두께의 측정 결과는, 전체 제어부(30)에 입력된다.
(1.16. 레지스트막의 두께의 상관 모델 작성 공정)
상기 막 두께 실측 공정 후, 하층막의 두께의 상관 모델 작성 공정과 마찬가지로, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 형성된 레지스트막의 두께, 막 두께 측정 수단에 의한 측정 결과와, 레지스트막 형성 후의 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 화상에 기초하여, 레지스트막의 두께의 상관 모델이 작성된다.
(1.17. 노광 공정)
또한, 레지스트막의 막 두께 실측 공정 후, 제1 기판 처리 시스템(10)에 있어서, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 대한 노광 처리가 행해진다.
구체적으로는, 모델 작성용 웨이퍼(W)가 수용된 카세트 C가 제1 기판 처리 시스템(10)으로 되돌려지고, 주 제어부(250)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가, 당해 카세트 C로부터 취출되어, 노광 장치(102)로 반송되고, 당해 웨이퍼(W)에 대해서, 미리 정해진 노광 조건에서 노광 처리가 행해지고, 레지스트막이 미리 정해진 패턴에 노광된다.
(1.18. PEB 공정)
그 후, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 대해서, 레지스트막의 노광 후 가열 처리 즉 포스트베이크(PEB: Post-Exposure Bake) 처리가 행해진다. 구체적으로는, 주 제어부(250)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가, PEB 처리용 열처리 장치(130)로 반송되고, 미리 정해진 열처리 조건에서, PEB 처리가 행해진다.
(1.19. 현상 공정)
다음으로, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 대해서, 현상 처리가 행해진다. 구체적으로는, 주 제어부(250)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼가, 현상 처리 장치(120)로 반송되고, 미리 정해진 처리 조건에서, 현상 처리가 행해지고, 당해 웨이퍼(W) 위에 레지스트 패턴이 형성된다.
(1.20. 패턴 형성 후 촬상 공정)
다음으로, 레지스트막이 형성된 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상이 행해진다.
구체적으로는, 예를 들어 주 제어부(250)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가, 검사 장치(147)로 반송된다. 다음으로, 촬상 제어부(251)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)의 표면이 검사 장치(147)의 촬상 장치(210)에 의해 촬상된다. 그리고, 촬상 제어부(251)에 의해, 초기 상태 촬상 공정과 마찬가지로 하여, 촬상 장치(210)에서의 촬상 결과에 기초하여, 레지스트 패턴 형성 후의 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 화상(이하, 「패턴 형성 후 촬상 화상」이라고 함)이 취득되고, 구체적으로는, 촬상 화상 생성 테이블이 취득된다.
취득된 촬상 화상(구체적으로는, 촬상 화상 생성 테이블)은, 촬상 제어부(251)로부터, 전체 제어부(30)로 보내지고, 데이터 저장부(301)에 기억된다.
(1.21. 레지스트 패턴의 선 폭 실측 공정)
패턴 형성 후 촬상 공정에 이어서, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 형성된 레지스트 패턴의 선 폭이, 제1 기판 처리 시스템(10)의 외부에 마련된 선 폭 측정 수단(도시생략)에 의해 측정된다.
구체적으로는, 예를 들어 우선, 주 제어부(250)의 제어하에 모델 작성용 웨이퍼(W)가 카세트 적재대(110)에 적재된 카세트 C로 되돌려진다. 다음으로, 당해 카세트가 선 폭 측정 수단의 아래로 이동되어 모델 작성용 웨이퍼(W)가 취출되고, 선 폭 측정 수단에 있어서 레지스트 패턴의 선 폭이 측정된다. 예를 들어, 모델 작성용 웨이퍼(W)가 촬상 화상의 구획 영역 수와 동일한 437개의 영역으로 구획되고, 각 영역에 있어서, 당해 영역 위의 레지스트 패턴의 선 폭이 측정된다.
측정 결과는, 전체 제어부(30)에 입력된다. 또한, 선 폭 측정 수단으로서는, 예를 들어 SEM(SEM: Scanning Electron Microscope)이 사용된다.
(1.22. 레지스트 패턴의 선 폭의 상관 모델 작성 공정)
상기 선 폭 실측 공정 후, 하층막의 두께의 상관 모델 작성 공정과 마찬가지로, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 형성된 레지스트 패턴의 선 폭의, 선 폭 측정 수단에 의한 측정 결과와, 레지스트 패턴 형성 후의 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 화상에 기초하여, 레지스트 패턴의 상관 모델이 작성된다.
또한, 스텝 S1의 상관 모델 작성 공정에서 상술한 바와 같이 하여 작성된 각종 상관 모델은, 제1 기판 처리 시스템(10) 및 제2 기판 처리 시스템(20)으로 보내진다.
(2. 양산 및 추정 특징량의 산출 공정)
스텝 S1의 상관 모델 작성 공정에 있어서, 사전의 상관 모델의 작성이 완료되면, 제1 기판 처리 시스템(10)에서는, 레지스트 패턴의 형성 처리가 양산적으로 행해짐과 함께, 작성된 상관 모델에 기초하는 각 막의 추정 특징량의 산출이 행해진다(스텝 S2).
(2.1. 레지스트 패턴 양산 형성 공정)
스텝 S2의 공정에서는, 구체적으로는, 레지스트 패턴의 형성 처리로서, 상술한 1.2. 하층막 형성 공정, 1.3. 하층막 베이크 공정, 1.7. 중간층막 형성 공정, 1.8. 중간층막 베이크 공정, 1.12. 레지스트막 형성 공정, 1.13. PAB 공정, 1.17. 노광 공정, 1.18. PEB 공정 및 1.19. 현상 공정과 마찬가지의 처리가, 웨이퍼(W)에 대해 행해진다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 위에, 하층막, 중간층막, 레지스트막이 적층된 후, 레지스트 패턴이 형성된다. 양산 시에는, 다수의 웨이퍼(W)에 대해서, 웨이퍼(W)마다, 상술한 레지스트 패턴의 형성 처리가 행해진다.
(2.2. 추정 특징량 산출 공정)
또한, 스텝 S2의 공정에서는, 레지스트 패턴의 형성 처리 시에, 상술한 1.1. 초기 상태 촬상 공정, 1.4. 하층막 형성 후 촬상 공정, 1.9. 중간층막 형성 후 촬상 공정, 1.14. 레지스트막 형성 후 촬상 공정 및 1.20. 패턴 형성 후 촬상 공정과 마찬가지의 처리도, 각 웨이퍼(W)에 대해 행해진다. 이에 의해, 양산 시에 있어서, 초기 상태 촬상 화상, 하층막 형성 후 촬상 화상, 중간층막 형성 후 촬상 화상, 레지스트막 형성 후 촬상 화상 및 패턴 형성 후 촬상 화상이 웨이퍼(W)마다 취득된다. 그리고, 웨이퍼(W) 각각에 대하여, 제1 기판 처리 시스템(10)의 촬상 제어부(251)에 의해, 양산 시에 있어서의, 하층막 형성 후 촬상 화상과, 스텝 S1에서 취득된 하층막의 두께의 상관 모델에 기초하여, 하층막의 두께 추정값이 산출된다. 구체적으로는, 웨이퍼(W) 각각에 대하여, 양산 시에 있어서의 하층막 형성 후 촬상 화상의 각 구획 영역의 화소값과 상기 상관 모델에 기초하여, 당해 웨이퍼(W)의 구획 영역마다, 하층막의 두께의 추정값, 바꿔 말하면, 하층막의 추정 특징량이 산출된다. 마찬가지로 하여, 스텝 S2의 공정에서는, 양산 시에 사용된 웨이퍼(W) 각각에 대하여, 다른 추정 특징량, 구체적으로는, 중간층막의 두께 추정값이나, 레지스트막의 두께 추정값, 레지스트 패턴의 선 폭의 추정값도 산출된다.
또한, 웨이퍼(W) 각각에 대해서 산출된 각 막의 추정 특징량은, 촬상 제어부(251)의 기억부(도시생략)에 기억된다.
또한, 양산 시에 사용되는 웨이퍼(W)는, 상술한 바와 같이, 당해 웨이퍼(W)에 대하여 특징량이 산출되어 취득되기 때문에, 특징량 취득 대상 웨이퍼(W)라고 할 수 있다.
(3. 처리 조건 보정 공정)
제1 기판 처리 시스템(10)에서는, 스텝 S2의 공정 개시 후, 미리 정해진 타이밍에, 산출된 각 막의 추정 특징량에 기초하여, 당해 기판 처리 시스템(10)에 있어서의, 웨이퍼(W)에 대한 처리의 처리 조건이, 주 제어부(250)에 의해 보정된다 (스텝 S3). 상기 미리 정해진 타이밍이란, 메인터넌스 시나, 스텝 S2의 공정 개시 후 미리 정해진 시간을 초과했을 때를 의미한다.
이 공정에서는, 예를 들어 웨이퍼(W) 내의 특정한 구획 영역에 대하여, 양산 기간 중의 하층막의 막 두께 추정값의 통계값(예를 들어 평균값 등)이 산출되고, 그 산출 결과에 기초하여, 하층막의 형성 처리의 처리 조건(예를 들어, 하층막 형성 공정에서의 웨이퍼 회전 수나 하층막 베이크 공정에서의 웨이퍼 온도)이 보정된다.
제1 기판 처리 시스템(10)에서는, 상술한 스텝 S2 및 스텝 S3이 반복해서 행해진다.
(4. 양산 및 추정 특징량의 산출 공정)
제1 기판 처리 시스템(10)과 마찬가지로, 제2 기판 처리 시스템(20)에서는, 스텝 S1의 상관 모델 작성 공정 후, 레지스트 패턴의 형성 처리가 양산적으로 행해짐과 함께, 상관 모델에 기초하는 각 막의 추정 특징량의 산출이 행해진다(스텝 S4). 구체적으로는, 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서, 상술한 2.1. 레지스트 패턴 양산 형성 공정, 2.2. 추정 특징량 산출 공정과 마찬가지의 처리가 행해지고, 또한, 각 막의 추정 특징량의 산출에는, 제1 기판 처리 시스템(10)에서 사용된 것과 동일한 상관 모델이 사용된다.
단, 제2 기판 처리 시스템(20)에서는, 산출된 각 막의 추정 특징량은 그대로의 상태에서는 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서의 웨이퍼(W)에 대한 처리의 처리 조건의 보정에는 사용되지 않는다.
또한, 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서, 웨이퍼(W) 각각에 대하여 산출된 각 막의 추정 특징량은, 당해 시스템(20)의 촬상 제어부(251)의 기억부(도시생략)에 기억될 뿐만 아니라, 전체 제어부(30)로 보내진다.
(5. 오프셋양 산출 공정)
제2 기판 처리 시스템(20)에서는, 스텝 S4의 개시 후, 미리 정해진 타이밍에, 막의 특징량의 종류마다, 추정 특징량의 오프셋양이 산출된다. 상기 미리 정해진 타이밍이란, 메인터넌스 시나, 스텝 S2의 공정 개시 후 미리 정해진 시간을 초과했을 때를 의미한다.
(5.1. 하층막 형성 공정)
오프셋양 산출 공정에서는, 우선, 예를 들어 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서, 오프셋양 산출용의 웨이퍼(W)(이하, 「오프셋용 웨이퍼(W)」라고 함) 위에 하층막이 형성된다. 구체적으로는, 주 제어부(250)의 제어하에 카세트 적재대(110)에 적재된 카세트 C에 수용된 오프셋용 웨이퍼(W)가 취출되고, 하층막 형성 장치(121)로 반송된다. 그리고, 추정 특징량이 산출되어 있는 하층막을 형성했을 때의 처리와 동일한 도포 처리 조건에서, 오프셋용 웨이퍼(W) 위에 하층막이 형성된다.
또한, 오프셋용 웨이퍼(W)는 예를 들어 베어 웨이퍼이다.
(5.2. 하층막 베이크 공정)
그 후, 오프셋용 웨이퍼(W)에 대해서, 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서, 하층막 베이크 처리가 행해진다. 구체적으로는, 주 제어부(250)의 제어하에 오프셋용 웨이퍼(W)가, 하층막 베이크 처리용 열처리 장치(130)로 반송되고, 추정 특징량이 산출되어 있는 하층막을 형성했을 때의 처리와 동일한 열처리 조건에서, 하층막 베이크 처리가 행해진다.
(5.3. 하층막의 막 두께 실측 공정)
하층막 베이크 공정에 이어, 오프셋용 웨이퍼(W)에 형성된 하층막의 두께가, 제2 기판 처리 시스템(20)의 외부에 마련된, 계측기로서의 막 두께 측정 수단(도시생략)에 의해 측정된다. 구체적으로는, 예를 들어 전술한 1.5. 하층막의 막 두께 실측 공정과 마찬가지의 처리가 행해지고, 오프셋용 웨이퍼(W)가 촬상 화상의 구획 영역 수와 동일한 437개의 영역으로 구획되고, 각 영역에 있어서, 당해 영역 위의 하층막의 막 두께가 측정된다. 측정 결과는, 전체 제어부(30)에 입력된다.
(5.4. 하층막의 추정 특징량의 오프셋양 산출 공정)
막 두께 실측 공정 후, 하층막의 추정 특징량의 오프셋양이 산출된다. 구체적으로는, 우선, 스텝 S4에 있어서 복수 매의 웨이퍼(W) 각각에 대하여 산출된 하층막의 추정 특징량의 통계값이, 전체 제어부(30)에 의해 산출된다. 상기 통계값이란 예를 들어 평균값이다. 그리고, 하층막의 추정 특징량의 통계값 즉 하층막의 두께 추정값 통계값(예를 들어 80㎚)과, 막 두께 측정 수단에 의해 측정된 하층막의 두께(예를 들어 100㎚)로부터, 하층막의 추정 특징량의 오프셋양(+20㎚)이, 전체 제어부(30)에 의해 산출된다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 하층막의 추정 특징량의 면내 평균값의 전체 평균과, 막 두께 측정 수단에 의해 측정된 하층막의 두께라고 하는 특징량의 면내 평균으로부터, 하층막의 추정 특징량의 오프셋양이 산출된다.
(5.5. 중간층막 형성 공정)
또한, 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서, 오프셋용 웨이퍼(W)의 하층막 위가 아니라, 당해 웨이퍼(W) 위에 직접 중간층막이 형성된다. 구체적으로는, 주 제어부(250)의 제어하에 카세트 적재대(110)에 적재된 카세트 C에 수용된 오프셋용 웨이퍼(W)가 취출되고, 중간층막 형성 장치(122)로 반송된다. 그리고, 추정 특징량이 산출되어 있는 중간층막을 형성했을 때의 처리와 동일한 도포 처리 조건에서, 오프셋용 웨이퍼(W) 위에 중간층막이 형성된다.
(5.6. 중간층막 베이크 공정)
그 후, 오프셋용 웨이퍼(W)에 대해서, 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서, 중간층막 베이크 처리가 행해진다. 구체적으로는, 주 제어부(250)의 제어하에 오프셋용 웨이퍼(W)가, 중간층막 베이크 처리용 열처리 장치(130)로 반송되고, 추정 특징량이 산출되어 있는 중간층막을 형성했을 때의 처리와 동일한 열처리 조건에서, 중간층막 베이크 처리가 행해진다.
(5.6. 중간층막의 막 두께 실측 공정)
중간층막 베이크 공정에 이어서, 오프셋용 웨이퍼(W)에 형성된 중간층막의 두께가, 제2 기판 처리 시스템(20)의 외부에 마련된, 계측기로서의 막 두께 측정 수단(도시생략)에 의해 측정된다. 구체적으로는, 예를 들어 전술한 1.10. 중간층막의 막 두께 실측 공정과 마찬가지의 처리가 행해진다. 측정 결과는, 전체 제어부(30)에 입력된다.
(5.7. 중간층막의 추정 특징량의 오프셋양 산출 공정)
중간층막의 막 두께 실측 공정 후, 전체 제어부(30)에 의해, 중간층막의 추정 특징량의 오프셋양이 산출된다. 구체적으로는, 5.4. 하층막의 오프셋양 산출 공정과 마찬가지의 처리가 행해진다.
(5.8. 레지스트막 형성 공정)
또한, 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서, 중간층막과 마찬가지로, 오프셋용 웨이퍼(W) 위에 직접, 레지스트막이 형성된다. 구체적으로는, 주 제어부(250)의 제어하에 카세트 적재대(110)에 적재된 카세트 C에 수용된 오프셋용 웨이퍼(W)가 취출되고, 중간층막 형성 장치(122)로 반송된다. 그리고, 추정 특징량이 산출되어 있는 레지스트막을 형성했을 때의 처리와 동일한 도포 처리 조건에서, 오프셋용 웨이퍼(W) 위에 레지스트막이 형성된다.
(5.9. 레지스트막 베이크 공정)
그 후, 오프셋용 웨이퍼(W)에 대해서, 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서, PAB 처리가 행해진다. 구체적으로는, 주 제어부(250)의 제어하에 오프셋용 웨이퍼(W)가, PAB 처리용 열처리 장치(130)로 반송되고, 추정 특징량이 산출되어 있는 레지스트막을 형성했을 때의 처리와 동일한 열처리 조건에서, PAB 처리가 행해진다.
(5.10. 레지스트막의 막 두께 실측 공정)
레지스트막 베이크 공정에 이어서, 오프셋용 웨이퍼(W)에 형성된 레지스트막의 두께가, 제2 기판 처리 시스템(20)의 외부에 마련된, 계측기로서의 막 두께 측정 수단(도시생략)에 의해 측정된다. 구체적으로는, 예를 들어 전술한 1.16. 레지스트막의 막 두께 실측 공정과 마찬가지의 처리가 행해진다. 측정 결과는, 전체 제어부(30)에 입력된다.
(5.11. 레지스트막의 추정 특징량의 오프셋양 산출 공정)
레지스트막의 막 두께 실측 공정 후, 전체 제어부(30)에 의해, 레지스트막의 추정 특징량의 오프셋양이 산출된다. 구체적으로는, 5.4. 하층막의 오프셋양 산출 공정과 마찬가지의 처리가 행해진다.
(5.12. 레지스트 패턴의 선 폭 실측 공정)
또한, 레지스트 패턴의 추정 특징량이 산출된 웨이퍼(W)에 형성된 레지스트 패턴의 선 폭이, 제2 기판 처리 시스템(20)의 외부에 마련된 SEM 등의 선 폭 측정 수단(도시생략)에 의해 측정된다.
구체적으로는, 예를 들어 스텝 S4의 양산 중에, 레지스트 패턴의 형성 후에 카세트 C 내로 되돌려진 웨이퍼(W)가 취출되고, 선 폭 측정 수단에 반입되어, 당해 웨이퍼(W)의 레지스트 패턴 선 폭이 측정된다. 예를 들어, 웨이퍼(W)가 촬상 화상의 구획 영역 수와 동일한 437개의 영역으로 구획되고, 각 영역에 있어서, 당해 영역 위의 레지스트 패턴의 선 폭이 측정된다.
측정 결과는, 전체 제어부(30)에 입력된다.
(5.13. 레지스트 패턴의 선 폭의 오프셋양 산출 공정)
선 폭 실측 공정 후, 전체 제어부(30)에 의해, 레지스트 패턴의 추정 특징량의 오프셋양이 산출된다. 구체적으로는, 레지스트 패턴의 선 폭의 측정 결과에 기초하여, 5.4. 하층막의 오프셋양 산출 공정과 마찬가지의 처리가 행해진다.
또한, 제2 기판 처리 시스템(20)에는, 처리 장치의 종류마다, 복수 대 마련되어 있다. 상술한 바와 같이 각종 특징량의 오프셋양을 산출하는 경우, 특징량이 실측되는 웨이퍼(W)에 대해서 처리를 행한 처리 장치와, 오프셋양의 산출에 사용되는 추정 특징량이 취득된 웨이퍼(W)에 대해서 처리를 행한 처리 장치를 공통으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 스텝 S5의 오프셋양 산출 공정에서 상술한 바와 같이 하여 작성된 각종 오프셋양은, 제2 기판 처리 시스템(20)으로 보내진다.
(6. 추정 특징량의 보정 공정)
스텝 S5의 오프셋양 산출 공정 후, 제2 기판 처리 시스템(20)에서는, 촬상 제어부(251)에 의해, 산출된 각 막의 추정 특징량이, 오프셋양에 기초하여 보정된다(스텝 S6). 구체적으로는, 예를 들어 스텝 S4에 있어서, 막의 특징량의 종류마다 웨이퍼(W) 각각에 대하여 산출되고 촬상 제어부(251)의 기억부에 기억된 막의 추정 특징량에, 당해 추정 특징량에 관한 오프셋양이 가산되어, 보정 후의 막의 추정 특징량으로 되고, 상기 기억부에 기억된다. 또한, 보정 후의 막의 추정 특징량은, 전체 제어부(30)로 보내도록 해도 된다.
(7. 처리 조건 보정 공정)
제2 기판 처리 시스템(20)에서는, 스텝 S6의 추정 특징량의 보정 공정 후, 보정된 각 막의 추정 특징량에 기초하여, 당해 기판 처리 시스템(20)에 있어서의, 웨이퍼(W)에 대한 처리의 처리 조건이, 주 제어부(250)에 의해 보정된다(스텝 S7). 구체적으로는, 보정된 각 막의 추정 특징량에 기초하여, 스텝 S3과 마찬가지의 보정이 행해진다.
제2 기판 처리 시스템(20)에 대해서는, 상술한 스텝 S4 내지 스텝 S7이 반복해서 행해지고, 단, 2회째 이후의 스텝 S4의 추정 특징량의 산출에는, 과거의 스텝 S5에서 산출된 오프셋양을 사용해도 된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 기판 검사 방법은, 모델 작성용 웨이퍼(W)에 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 모델 작성용 웨이퍼(W)를 제1 기판 처리 시스템(10)의 촬상 장치(210)로 촬상하여 생성된 모델 형성용 촬상 화상에 기초하여, 웨이퍼(W)의 촬상 화상에 있어서의 화소값과 당해 웨이퍼(W)에 형성된 막의 특징량과의 관계를 나타내는 상관 모델을 작성하는 공정과, 특징량 취득 대상의 웨이퍼를 제2 기판 처리 시스템(20)의 촬상 장치(210)로 촬상하여 촬상 화상을 생성하고, 당해 촬상 화상과 상기 특징량 모델에 기초하여, 특징량 취득 대상의 웨이퍼(W)에 형성된 막의 추정 특징량을 산출하는 공정과, 복수 매의 특징량 취득 대상의 웨이퍼(W)에 대하여 산출된 추정 특징량의 통계값을 산출하는 공정과, 추정 특징량이 산출된 막의 형성 처리와 동일한 처리가 제2 기판 처리 시스템(20)에서 오프셋용 웨이퍼(W)에 대해 행해져 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 추정 특징량의 통계값으로부터, 추정 특징량의 오프셋양을 산출하는 공정을 포함한다. 즉, 제2 기판 처리 시스템(20)에서는, 제1 기판 처리 시스템(10)의 촬상 장치(210)에 의한 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 결과에 기초하여 작성된 상관 모델을 사용하여, 특징량 취득 대상의 웨이퍼(W)에 형성된 막의 특징량을 산출하고 있다. 그 때문에, 제2 기판 처리 시스템(20)의 촬상 장치(210)에 의한 모델 작성용 웨이퍼(W)의 촬상 결과에 기초하는 상관 모델의 작성이 불필요하다. 따라서, 간단하게 특징량을 산출할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서 상관 모델을 사용하여 산출된 추정 특징량에 대하여, 오프셋양이 산출된다. 그 때문에, 당해 오프셋양을 사용하여 추정 특징량을 보정할 수 있어, 정확한 특징량을 취득할 수 있다.
이상에서는, 각 막의 추정 특징량의 오프셋양을 산출하기 위해 당해 추정 특징량의 통계값을 산출할 때, 산출된 추정 특징량의 값에 의하지 않고, 통계값의 산출에 사용하고 있었다. 이 대신에, 산출된 추정 특징량에 대하여, 미리 정해진 범위 외의 것을 제외하고 상기 통계값을 산출해도 된다. 미리 정해진 범위는, 예를 들어 산출된 추정 특징량의 상위 5％와 하위 5％를 제외한 범위이다.
또한, 제2 기판 처리 시스템(20)에서는, 양산 시에 있어서, 검사 장치(145, 146, 147, 153, 154)를 사용하여, 촬상 제어부(251)에 의해, 웨이퍼(W)의 결함 유무를 판정하는 결함 검사를 행할 수 있다. 예를 들어, 검사 장치(147)의 촬상 장치(210)의 촬상 결과로부터 취득되는 패턴 형성 후 촬상 화상에 기초하여, 해당하는 웨이퍼(W) 내의 결함의 유무를 판정할 수 있다. 그리고, 상기 추정 특징량의 통계값을 산출할 때 결함 검사에 있어서 결함이 검출된 웨이퍼(W)에 대한 추정 특징량을 제외하도록 해도 된다. 이에 의해, 원래 이상이 있는 웨이퍼(W)나 처리 중에 이상이 발생한 웨이퍼(W)의 영향을 방지할 수 있기 때문에, 적절한 오프셋양을 산출할 수 있어, 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서의 처리 조건을 적절하게 보정 할 수 있다.
또한, 상기 추정 특징량의 통계값을 산출할 때 양산 시의 초기 상태 촬상 화상에 있어서의 화소값이 미리 정해진 범위 외로 되는 웨이퍼(W)에 대한 추정 특징량을 제외하도록 해도 된다. 상기 미리 정해진 범위는, 예를 들어 상관 모델 작성 시에 취득된 초기 상태 촬상 화상의 화소값 면내 평균의 ±30％의 범위 내이다. 이에 의해, 원래 이상이 있는 웨이퍼(W)의 영향을 방지할 수 있기 때문에, 적절한 오프셋양을 산출할 수 있어, 제2 기판 처리 시스템(20)에 있어서의 처리 조건을 적절하게 보정할 수 있다.
또한, 스텝 S5에 있어서 산출된 오프셋양이, 미리 정해진 범위 외인 경우에 통지하도록 해도 된다. 상기 미리 정해진 범위는, 예를 들어 오프셋양의 절댓값이 목표의 특징량 이하로 되는 범위이다. 이러한 통지를 행함으로써, 오프셋양이 이상인 것을 유저에게 인식시킬 수 있다. 또한, 스텝 S5에 있어서 산출된 오프셋양이, 미리 정해진 범위 외인 경우에, 당해 오프셋양을 스텝 S6의 추정 특징량의 보정 등에 적용하지 않도록 하면 된다. 이에 의해, 제2 기판 처리 시스템(20)에서의 처리 조건의 보정 등을 적절하게 행할 수 있다.
또한, 전체 제어부(30)로 행해지는 처리는, 기판 처리 시스템(10, 20)의 촬상 제어부(251)로 행해도 되고, 또한, 기판 처리 시스템(10, 20)의 촬상 제어부(251)로 행해지는 처리는, 전체 제어부(30)로 행해도 된다.
이상의 예에서는, 추정 특징량의 보정 시에, 당해 추정 특징량에 대한 오프셋양을 가산하고 있었지만, 이 가산 시, 당해 오프셋양에, 1 이하의 미리 정해진 비율을 곱한 다음에, 가산하도록 해도 된다. 이에 의해, 보정 전후에 크게 추정 특징량이 변화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이상에서는, 추정 특징량의 오프셋양의 산출, 산출된 오프셋양에 기초하는 추정 특징량의 보정 등을, 제2 기판 처리 시스템(20)에 대해서만 행하고 있었지만, 제1 기판 처리 시스템(10)에 대해서도 행하도록 해도 된다.
또한, 이상의 예에서는, 생산 웨이퍼 자신을 측정하여 상관 모델을 작성하고 있었다. 막 두께의 상관 모델의 경우, 생산 웨이퍼 대신에, 생산 시와 동일 조건에서 도포·베이크 처리한 베어 웨이퍼의 막 두께를 사용하여 작성하도록 해도 된다.
또한, 선 폭에 대해서는, 생산 웨이퍼의 다음 공정(에칭 등)의 후에 측정한 측정값을 이용하여 상관 모델을 작성하고, 당해 상관 모델에 기초하여 다음 공정 후의 선 폭을 추정하도록 해도 된다.
또한, 이상의 예에서는, 오프셋용 웨이퍼(W)로서, 베어 웨이퍼를 사용하고 있었지만, 생산 웨이퍼(W)를 사용하도록 해도 된다.
이상의 예에서는, 막의 특징량과 관계가 있는 화소값으로서 촬상 화상의 RGB 데이터를 사용하는 것으로 하고 있었지만, 상기 화소값은 R, G, B 전부에 대한 것이어도 되고, 임의의 1색 또는 2색의 것이어도 된다. 또한, 상기 화소값은, R, G, B 이외의 색의 것이어도 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이지 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
또한, 이하와 같은 구성도 본 개시의 기술적 범위에 속한다.
(1) 기판을 검사하는 기판 검사 방법이며,
모델 형성용 기판에 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 모델 형성용 기판을 제1 기판 처리 시스템의 촬상 장치로 촬상하여 생성된 모델 형성용 촬상 화상에 기초하여, 기판의 촬상 화상에 있어서의 화소값과 당해 기판에 형성된 막의 특징량과의 관계를 나타내는 상관 모델을 작성하는 공정과,
특징량 취득 대상의 기판을 제2 기판 처리 시스템의 촬상 장치로 촬상하여 촬상 화상을 생성하고, 당해 촬상 화상과 상기 상관 모델에 기초하여, 상기 특징량 취득 대상의 기판에 형성된 막의 추정 특징량을 산출하는 공정과,
복수 매의 상기 특징량 취득 대상의 기판에 대하여 산출된 상기 추정 특징량의 통계값을 산출하는 공정과,
상기 추정 특징량이 산출된 막의 형성 처리와 동일한 처리가 상기 제2 기판 처리 시스템에서 오프셋 산출용 기판에 대해 행해져 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 추정 특징량의 통계값으로부터, 상기 추정 특징량의 오프셋양을 산출하는 공정을 포함하는, 기판 검사 방법.
상기 (1)에서는, 제2 기판 처리 시스템에 있어서, 제1 기판 처리 시스템의 촬상 장치에 의한 모델 작성용 기판의 촬상 결과에 기초하여 작성된 상관 모델을 사용하여, 특징량 취득 대상의 웨이퍼(W)에 형성된 막의 특징량을 산출하고 있다. 그 때문에, 제2 기판 처리 시스템의 촬상 장치에 의한 모델 작성용 기판의 촬상 결과에 기초한 상관 모델의 작성이 불필요하다. 따라서, 간단하게 특징량을 산출할 수 있다. 또한, 상기 (1)에서는, 상술한 바와 같이, 제2 기판 처리 시스템에 있어서 상기 상관 모델을 사용하여 산출된 추정 특징량에 대하여, 오프셋양이 산출된다. 그 때문에, 당해 오프셋양을 사용하여 추정 특징량을 보정할 수 있어, 정확한 특징량을 취득할 수 있다.
(2) 상기 막의 추정 특징량을 산출하는 공정에서 산출된 상기 추정 특징량을, 상기 오프셋양에 기초하여 보정하는 공정을 포함하는, 상기 (1)에 기재된 기판 검사 방법.
(3) 보정된 상기 추정 특징량은, 상기 제2 기판 처리 시스템에 있어서의 기판 처리의 조건의 조정에 사용되는, 상기 (2)에 기재된 기판 검사 방법.
(4) 상기 막의 특징량은, 막 두께 또는 당해 막의 선 폭인, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 기판 검사 방법.
(5) 상기 추정 특징량의 통계값을 산출하는 공정은, 상기 추정 특징량을 산출하는 공정에서 산출된 상기 추정 특징량 중, 미리 정해진 범위 외의 것을 제외하고, 상기 통계값을 산출하는, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 기판 검사 방법.
(6) 상기 추정 특징량의 통계값을 산출하는 공정은, 상기 추정 특징량을 산출하는 공정에서 산출된 상기 추정 특징량 중, 상기 특징량 취득 대상의 기판의 상기 촬상 화상에 기초하는 결함 검사에 있어서 결함이 검출된 상기 특징량 취득 대상의 기판에 대한 것을 제외하고, 상기 통계값을 산출하는, 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 기판 검사 방법.
(7) 기판을 검사하는 기판 검사 시스템이며,
기판을 촬상하는 촬상 장치와 기판을 처리하는 처리 장치를 갖는 제1 및 제2 기판 처리 시스템과,
제어부를 구비하고,
제어부는,
모델 형성용 기판을 상기 제1 기판 처리 시스템의 상기 촬상 장치로 촬상한 결과로부터, 모델 형성용 촬상 화상을 생성하고,
상기 모델 형성용 기판에 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 모델 형성용 촬상 화상에 기초하여, 기판의 촬상 화상에 있어서의 화소값과 당해 기판에 형성된 막의 특징량과의 관계를 나타내는 상관 모델을 작성하고,
특징량 취득 대상의 기판을 상기 제2 기판 처리 시스템의 상기 촬상 장치로 촬상하여 촬상 화상을 생성하고, 당해 촬상 화상과 상기 상관 모델에 기초하여, 상기 특징량 취득 대상의 기판에 형성된 막의 추정 특징량을 산출하고,
복수 매의 상기 특징량 취득 대상의 기판에 대해서 산출된 상기 추정 특징량의 통계값을 산출하고,
상기 추정 특징량이 산출된 막의 형성 처리와 동일한 처리가 상기 제2 기판 처리 시스템에서 오프셋 산출용 기판에 대해 행해져 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 추정 특징량의 통계값으로부터, 상기 추정 특징량의 오프셋양을 산출하도록 구성되어 있는, 기판 검사 시스템.
(8) 기판을 검사하는 기판 검사 시스템의 제어 장치이며,
상기 기판 검사 시스템은, 기판을 촬상하는 촬상 장치와 기판을 처리하는 처리부를 갖는 제1 및 제2 기판 처리 시스템을 구비하고,
상기 제어 장치는,
모델 형성용 기판에 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 모델 형성용 기판을 상기 제1 기판 처리 시스템의 상기 촬상 장치로 촬상하여 생성된 모델 형성용 촬상 화상에 기초하여, 기판의 촬상 화상에 있어서의 화소값과 당해 기판에 형성된 막의 특징량과의 관계를 나타내는 상관 모델을 작성하고,
특징량 취득 대상의 기판을 상기 제2 기판 처리 시스템의 상기 촬상 장치로 촬상하여 생성된 촬상 화상의 화소값과 상기 상관 모델에 기초하여 산출되는, 상기 특징량 취득 대상의 기판에 형성된 막의 추정 특징량의, 오프셋양을 산출하도록 구성되고, 또한,
상기 오프셋양의 산출 시, 상기 추정 특징량이 산출된 막의 형성 처리와 동일한 처리가 상기 제2 기판 처리 시스템에서 오프셋 산출용 기판에 대해 행해져 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 복수 매의 상기 특징량 취득 대상의 기판에 대하여 산출된 상기 추정 특징량의 통계값으로부터, 상기 오프셋양을 산출하도록 구성되어 있는, 제어 장치.

Claims (8)

  1. 기판을 검사하는 기판 검사 방법이며,
    모델 형성용 기판에 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 모델 형성용 기판을 제1 기판 처리 시스템의 촬상 장치로 촬상하여 생성된 모델 형성용 촬상 화상에 기초하여, 기판의 촬상 화상에 있어서의 화소값과 당해 기판에 형성된 막의 특징량과의 관계를 나타내는 상관 모델을 작성하는 공정과,
    특징량 취득 대상의 기판을 제2 기판 처리 시스템의 촬상 장치로 촬상하여 촬상 화상을 생성하고, 당해 촬상 화상과 상기 상관 모델에 기초하여, 상기 특징량 취득 대상의 기판에 형성된 막의 추정 특징량을 산출하는 공정과,
    복수 매의 상기 특징량 취득 대상의 기판에 대하여 산출된 상기 추정 특징량의 통계값을 산출하는 공정과,
    상기 추정 특징량이 산출된 막의 형성 처리와 동일한 처리가 상기 제2 기판 처리 시스템에서 오프셋 산출용 기판에 대해 행해져 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 추정 특징량의 통계값으로부터, 상기 추정 특징량의 오프셋양을 산출하는 공정을
    포함하는, 기판 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 막의 추정 특징량을 산출하는 공정에서 산출된 상기 추정 특징량을, 상기 오프셋양에 기초하여 보정하는 공정을 포함하는, 기판 검사 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    보정된 상기 추정 특징량은, 상기 제2 기판 처리 시스템에 있어서의 기판 처리의 조건의 조정에 이용되는, 기판 검사 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막의 특징량은, 막 두께 또는 당해 막의 선 폭인, 기판 검사 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추정 특징량의 통계값을 산출하는 공정은, 상기 추정 특징량을 산출하는 공정에서 산출된 상기 추정 특징량 중, 미리 정해진 범위 외의 것을 제외하고, 상기 통계값을 산출하는, 기판 검사 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추정 특징량의 통계값을 산출하는 공정은, 상기 추정 특징량을 산출하는 공정에서 산출된 상기 추정 특징량 중, 상기 특징량 취득 대상의 기판의 상기 촬상 화상에 기초하는 결함 검사에 있어서 결함이 검출된 상기 특징량 취득 대상의 기판에 대한 것을 제외하고, 상기 통계값을 산출하는, 기판 검사 방법.
  7. 기판을 검사하는 기판 검사 시스템이며,
    기판을 촬상하는 촬상 장치와 기판을 처리하는 처리 장치를 갖는 제1 및 제2 기판 처리 시스템과,
    제어부를 구비하고,
    제어부는,
    모델 형성용 기판을 상기 제1 기판 처리 시스템의 상기 촬상 장치로 촬상한 결과로부터, 모델 형성용 촬상 화상을 생성하고,
    상기 모델 형성용 기판에 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 모델 형성용 촬상 화상에 기초하여, 기판의 촬상 화상에 있어서의 화소값과 당해 기판에 형성된 막의 특징량과의 관계를 나타내는 상관 모델을 작성하고,
    특징량 취득 대상의 기판을 상기 제2 기판 처리 시스템의 상기 촬상 장치로 촬상하여 촬상 화상을 생성하고, 당해 촬상 화상과 상기 상관 모델에 기초하여, 상기 특징량 취득 대상의 기판에 형성된 막의 추정 특징량을 산출하고,
    복수 매의 상기 특징량 취득 대상의 기판에 대하여 산출된 상기 추정 특징량의 통계값을 산출하고, 상기 추정 특징량이 산출된 막의 형성 처리와 동일한 처리가 상기 제2 기판 처리 시스템에서 오프셋 산출용 기판에 대해 행해져 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 추정 특징량의 통계값으로부터, 상기 추정 특징량의 오프셋양을 산출하도록 구성되어 있는, 기판 검사 시스템.
  8. 기판을 검사하는 기판 검사 시스템의 제어 장치이며,
    상기 기판 검사 시스템은, 기판을 촬상하는 촬상 장치와 기판을 처리하는 처리부를 갖는 제1 및 제2 기판 처리 시스템을 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    모델 형성용 기판에 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 상기 모델 형성용 기판을 상기 제1 기판 처리 시스템의 상기 촬상 장치로 촬상하여 생성된 모델 형성용 촬상 화상에 기초하여, 기판의 촬상 화상에 있어서의 화소값과 당해 기판에 형성된 막의 특징량과의 관계를 나타내는 상관 모델을 작성하고,
    특징량 취득 대상의 기판을 상기 제2 기판 처리 시스템의 상기 촬상 장치로 촬상하여 생성된 촬상 화상의 화소값과 상기 상관 모델에 기초하여 산출되는, 상기 특징량 취득 대상의 기판에 형성된 막의 추정 특징량의, 오프셋양을 산출하도록 구성되고, 또한,
    상기 오프셋양의 산출 시, 상기 추정 특징량이 산출된 막의 형성 처리와 동일한 처리가 상기 제2 기판 처리 시스템에서 오프셋 산출용 기판에 대해 행해져 형성된 막의 특징량의, 계측기에 의한 측정 결과와, 복수 매의 상기 특징량 취득 대상의 기판에 대하여 산출된 상기 추정 특징량의 통계값으로부터, 상기 오프셋양을 산출하도록 구성되어 있는, 제어 장치.
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