TW201428691A - 基板之基準影像製作方法、基板之缺陷檢查方法、基板之基準影像製作裝置、基板之缺陷檢查單元、程式及電腦記錄媒體 - Google Patents

基板之基準影像製作方法、基板之缺陷檢查方法、基板之基準影像製作裝置、基板之缺陷檢查單元、程式及電腦記錄媒體 Download PDF

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Abstract

本發明之目的在於製作適當的基板基準影像，以正確地進行基板的缺陷檢查。為了達成上述目的，本發明提供一種晶圓影像製作方法，其拍攝晶圓，根據所拍攝的複數張基板影像，製作出作為缺陷檢查基準的晶圓影像，其特徵為包含：分量分解步驟，其將所拍攝之基板影像內的畫素值的平面分布Z，針對每張基板影像用任尼克多項式分別分解為複數個畫素值分布分量；任尼克係數算出步驟，其分別算出利用任尼克多項式所分解的該各畫素值分布分量的任尼克係數；任尼克係數抽出步驟，其從該算出的各任尼克係數，針對具有相同次數的各個任尼克係數，將(1)中央值以及(2)從該中央值偏離既定數值以上的數值分別抽出；影像特定步驟，其特定出具有該抽出之數值的各基板影像；以及影像製作步驟，其將該特定出的各基板影像合成，藉此製作出作為缺陷檢查基準的晶圓影像。

Description

基板之基準影像製作方法、基板之缺陷檢查方法、基板之基準影像製作裝置、基板之缺陷檢查單元、程式及電腦記錄媒體
本發明係關於一種根據所拍攝之複數張基板影像製作出缺陷檢査時作為基準的基板影像的方法、根據所製作之基板的基準影像進行基板的缺陷檢査的方法、製作基板的基準影像的裝置、基板的缺陷檢査單元、程式以及電腦記錄媒體。
例如在半導體裝置的製造步驟的微影步驟中，於晶圓上塗布抗蝕劑液以形成抗蝕劑膜的抗蝕劑塗布處理、將抗蝕劑膜曝光成既定圖案的曝光處理、對所曝光之抗蝕劑膜進行顯影的顯影處理等的一連串處理依序進行，而在晶圓上形成既定的抗蝕劑圖案。該等一連串的處理，係在搭載了處理晶圓的各種處理部或搬運晶圓的搬運機構等的基板處理系統、亦即塗布顯影處理系統中進行。
接著會對在塗布顯影處理系統中已進行了一連串微影處理的晶圓，針對是否在晶圓表面上形成了所期望的抗蝕劑膜，或是有無傷痕或異物附著等進行檢査，亦即進行所謂的微小缺陷檢査。
該等微小缺陷檢査，係一邊使載置著晶圓的載置台移動，一邊對該載置台上的晶圓進行照明，並利用例如CCD線感測器的拍攝裝置以拍攝晶圓的表面。然後，對所拍攝之影像進行影像處理，以判定晶圓表面有無缺陷(專利文獻1)。
【習知技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2009-216515號公報
在上述的缺陷檢査中，比較作為基準的晶圓(基準晶圓)的影像與作為檢査對象的晶圓的影像，藉此判定有無缺陷。
另外，在晶圓的缺陷檢査中，有時會發生雖然實際上並非係具有缺陷的晶圓，但是會因為在所拍攝之基板的影像(基板影像)上產生了色斑等的原因而被判定為係具有缺陷的晶圓，這種所謂的疑似缺陷的情況。因此，吾人將沒有缺陷的晶圓的標準基板影像與具有會被判定為疑似缺陷之色斑的基板影像合成，進而製作出作為基準的晶圓的影像(基準影像)。藉此，於基準影像加入具有色斑之基板影像的要素，便可防止在缺陷檢査時將該色斑判定為缺陷。換言之，藉由過濾該色斑，以避免疑似缺陷的情況。
該基準影像的合成所使用的各基板影像，係從預先進行過處理的複數張晶圓的影像之中，由作業員根據經驗法則等方式選擇出來。此時，由於作業員的熟練度不同，所製作出的基準晶圓也不相同。因此，由於製作基準影像的作業員的熟練度不同，缺陷檢査的結果也會產生差異。
有鑑於相關問題點，本發明之目的在於製作出適當的基板基準影像， 以正確地進行基板的缺陷檢査。
為了達成該目的，本發明提供一種基板影像製作方法，其拍攝基板，根據所拍攝之複數張基板影像，製作出作為缺陷檢査基準的基板影像，該基板影像製作方法包含以下步驟：分量分解步驟，其將所拍攝之基板影像內的畫素值的平面分布，針對每張基板影像用任尼克多項式分別分解成複數個畫素值分布分量；任尼克係數算出步驟，其分別算出利用任尼克多項式所分解之該各畫素值分布分量的任尼克係數；任尼克係數抽出步驟，其從該算出之各任尼克係數，針對具有相同次數的各個任尼克係數，將(1)中央值以及(2)從該中央值偏離既定數值以上的數值分別抽出；影像特定步驟，其特定出具有該抽出之數值的各基板影像；以及影像製作步驟，其將該特定出之各基板影像合成，藉此製作出作為缺陷檢査基準的基板影像。
根據本發明，用任尼克多項式將基板影像內的畫素值的平面分布分別分解為複數個畫素值分布分量，並分別算出該複數個畫素值分布分量的任尼克係數。然後，從所算出之各任尼克係數，針對具有相同次數的各個任尼克係數，將中央值以及從該中央值偏離既定數值以上的數值分別抽出，並特定出具有所抽出之數值的基板影像。
此時，具有中央值的基板影像為具有平均畫素值分布分量的基板影像。另外，具有從中央值偏離既定數值以上的數值的基板影像，為具有若干色斑而可能會被判定為疑似缺陷的基板影像。因此，將該等特定出的基板影像合成，藉此便可製作出具有對色斑的過濾功能之適當的基板之基準影像。結果，便可正確的進行基板的缺陷檢査。另外，由於不會受到例如作業員的熟練度的影響而能夠製作出適當的基準影像，故可使基板的缺陷檢査穩定地進行。
該任尼克係數抽出步驟，亦可將所算出之各任尼克係數，針對具有相同次數的各個任尼克係數加以群組化，並從該任尼克係數的各群組抽出該 數值。
當該基板影像由複數種原色所構成時，亦可將該任尼克係數的算出以及群組化，更進一步針對構成該基板影像的各種原色進行，並針對該各種原色的群組求出該算出之任尼克係數的標準偏差，然後針對該任尼克係數的各個次數，特定出標準偏差的數值最大的原色，在該任尼克係數抽出步驟中的數值的抽出，從被特定為標準偏差最大的原色的群組所屬的數值進行。
在該任尼克係數抽出步驟中，亦可從第1項~第4項的任尼克係數的相關群組抽出數值。
從該任尼克係數的中央值偏離既定數值的任尼克係數的數值，亦可為該群組化之任尼克係數的最大值以及最小值。另外，從該任尼克係數的中央值偏離既定數值的任尼克係數的數值，亦可為該群組化之任尼克係數的前5%以及後5%的範圍內的數值。
本發明的另一態樣提供一種為了使該基板的基準影像製作方法由基板處理系統實行，而在控制該基板處理系統的控制裝置的電腦上運作的程式。
本發明的另一態樣提供一種儲存了該程式的可讀取的電腦記錄媒體。
本發明的另一態樣係一種用該基準影像製作方法所製作的基準影像以檢査基板的缺陷的方法，包含以下步驟：拍攝待檢査基板；比較所拍攝之待檢査基板的影像與該影像製作步驟所製作的基準影像，以判定有無缺陷。
另外，本發明的另一態樣提供一種為了使該基板的缺陷檢査方法由基板處理系統實行，而在控制該基板處理系統的控制裝置的電腦上運作的程式。
本發明的另一種態樣提供一種儲存了該程式的可讀取的電腦記錄媒體。
本發明的另一態樣係一種基板的基準影像製作裝置，根據拍攝裝置所拍攝的複數張基板影像，製作出作為缺陷檢査基準的基板影像，該基板的基準影像製作裝置包含：分量分解部，其將所拍攝之基板影像內的畫素值的平面分布，針對該各基板影像用任尼克多項式分別分解為複數個畫素值分布分量；任尼克係數算出部，其分別算出利用任尼克多項式所分解的該各畫素值分布分量的任尼克係數；任尼克係數抽出部，其從該算出之各任尼克係數，針對具有相同次數的各個任尼克係數，將(1)中央值以及(2)從該中央值偏離既定數值以上的數值分別抽出；影像特定部，其特定出具有該抽出之數值的各基板影像；以及影像製作部，其將該特定出的各基板影像合成，藉此製作出作為缺陷檢査基準的基板影像。
該任尼克係數抽出部，亦可將該算出之各任尼克係數，針對具有相同次數的各個任尼克係數加以群組化，並從該任尼克係數的各群組抽出該數值。
上述基板的基準影像製作裝置尚包含：任尼克係數群組製作部，將該任尼克係數的算出以及群組化，針對構成該基板影像的各種原色進行；標準偏差算出部，針對該各種原色的群組求出該算出之任尼克係數的標準偏差；以及原色特定部，針對該任尼克係數的各個次數，特定出標準偏差的數值最大的原色。在該任尼克係數抽出部中的數值的抽出，從被特定為標準偏差最大的原色的群組所屬的數值進行。
在該任尼克係數抽出部中，亦可從第1項~第4項的任尼克係數的相關群組抽出數值。
從該任尼克係數的中央值偏離既定數值的任尼克係數的數值，亦可為該群組化之任尼克係數的最大值以及最小值。另外，從該任尼克係數的中 央值偏離既定數值的任尼克係數的數值，亦可為該群組化之任尼克係數的前5%以及後5%的範圍內的數值。
本發明的另一態樣係一種具備該基板的基準影像製作裝置的缺陷檢査單元，該缺陷檢査單元包含：拍攝部，其拍攝待檢査基板；以及缺陷判定部，其比較該拍攝裝置所拍攝之待檢査基板的影像以及該影像製作部所製作之基準影像，以判定有無缺陷。
根據本發明，便可製作出適當的基板基準影像，並正確地進行基板的缺陷檢査。
1‧‧‧基板處理系統
2‧‧‧匣盒站
3‧‧‧處理站
4‧‧‧曝光裝置
5‧‧‧介面站
6‧‧‧控制裝置
10‧‧‧匣盒搬入搬出部
11‧‧‧晶圓搬運部
12‧‧‧匣盒載置台
13‧‧‧載置板
20‧‧‧搬運路徑
21‧‧‧晶圓搬運裝置
30‧‧‧顯影處理單元
31‧‧‧下部反射防止膜形成單元
32‧‧‧抗蝕劑塗布單元
33‧‧‧上部反射防止膜形成單元
40‧‧‧熱處理單元
41‧‧‧附著單元
42‧‧‧周邊曝光單元
50、51、52、53、54、55、56‧‧‧傳遞單元
60、61、62‧‧‧傳遞單元
63‧‧‧缺陷檢査單元
70‧‧‧晶圓搬運裝置
80‧‧‧穿梭搬運裝置
90‧‧‧晶圓搬運裝置
100‧‧‧晶圓搬運裝置
110‧‧‧殼體
120‧‧‧載置台
121‧‧‧旋轉驅動部
122‧‧‧引導軌
123‧‧‧驅動裝置
130‧‧‧拍攝裝置
131‧‧‧半鏡
132‧‧‧照明裝置
150‧‧‧基準影像製作裝置
160‧‧‧分量分解部
161‧‧‧任尼克係數算出部
162‧‧‧任尼克係數群組製作部
163‧‧‧標準偏差算出部
164‧‧‧原色特定部
165‧‧‧任尼克係數抽出部
166‧‧‧影像特定部
167‧‧‧影像製作部
168‧‧‧通信部
169‧‧‧輸出顯示部
W‧‧‧晶圓
D‧‧‧晶圓搬運區域
C‧‧‧匣盒
F‧‧‧杯具
G1~G4‧‧‧第1區塊G1~第4區塊
θ‧‧‧方向
X、Y、Z‧‧‧軸
P‧‧‧像素
Z‧‧‧平面分布
圖1係表示本實施態樣之基板處理系統的內部構造的概略俯視圖。
圖2係表示本實施態樣之基板處理系統的內部構造的概略側視圖。
圖3係表示本實施態樣之基板處理系統的內部構造的概略側視圖。
圖4係表示缺陷檢査單元的構造的概略横剖面圖。
圖5係表示缺陷檢査單元的構造的概略縱剖面圖。
圖6係表示基準影像製作裝置的構造的概略說明圖。
圖7係表示畫素值的平面分布用任尼克多項式分解成複數個畫素值分布分量的分解狀態說明圖。
圖8係表示晶圓面內的各像素值的畫素值的說明圖。
圖9係晶圓面內的各像素值在晶圓面內的高度方向上表示的說明圖。
圖10係表示對複數片晶圓所求出的各任尼克係數的數值的說明圖。
圖11係表示將各任尼克係數的數值依照每個相同項數的任尼克係數以及原色群組化的狀態說明圖。
圖12係表示各任尼克係數的數值的標準偏差依照各原色表示的圖式。
圖13係表示具有任尼克係數的中央值的晶圓的基板影像的說明圖。
圖14係表示具有任尼克係數的最大值的晶圓的基板影像的說明圖。
圖15係表示具有任尼克係數的最小值的晶圓的基板影像的說明圖。
以下，說明本發明的實施態樣。圖1係表示具備本實施態樣之基準影像製作裝置的基板處理系統1的內部構造的概略說明圖。圖2以及圖3係表示基板處理系統1的內部構造的概略側視圖。另外，本實施態樣，係以基板處理系統1係進行基板微影處理的塗布顯影處理系統的情況為例作說明。
基板處理系統1，如圖1所示的，具備將以下構件連接成一體的構造：匣盒站2，其作為搬入搬出部，在其與例如外部之間將匣盒C搬入搬出；處理站3，其作為處理部，具備在微影處理中以枚葉式實施既定處理的複數個各種處理單元；以及介面站5，其作為搬運部，在相鄰的處理站3與曝光裝置4之間傳遞晶圓W。另外，基板處理系統1更具備控制該基板處理系統1的控制裝置6。控制裝置6與後述的基準影像製作裝置150連接。
匣盒站2，例如分為匣盒搬入搬出部10與晶圓搬運部11。例如匣盒搬入搬出部10設置在基板處理系統1的Y方向的負方向(圖1的左方向)側的端部。於匣盒搬入搬出部10設置了匣盒載置台12。在匣盒載置台12上，設置了複數個(例如4個)載置板13。載置板13設置成在水平方向的X方向(圖1的上下方向)上並排成一列。在相對於基板處理系統1的外部將匣盒C搬入搬出時，可將匣盒C載置於該等載置板13之上。
於晶圓搬運部11，如圖1所示的設置了可在X方向延伸的搬運路徑20上隨意移動的晶圓搬運裝置21。晶圓搬運裝置21，亦可朝上下方向以及繞垂直軸(θ方向)隨意移動，而在各載置板13上的匣盒C與後述的處理站3的第3區塊G3的傳遞單元之間搬運晶圓W。
於處理站3，設置了具備各種單元的複數個(例如4個)區塊G1、G2、G3、G4。例如於處理站3的正面側(圖1的X方向的負方向側)設置了第1區塊G1， 於處理站3的背面側(圖1的X方向的正方向側)設置了第2區塊G2。另外，於處理站3的匣盒站2側(圖1的Y方向的負方向側)設置了第3區塊G3，於處理站3的介面站5側(圖1的Y方向的正方向側)設置了第4區塊G4。
於第1區塊G1，如圖2所示的複數個液體處理單元，例如對晶圓W進行顯影處理的顯影處理單元30、在晶圓W的抗蝕劑膜的下層形成反射防止膜(以下稱為「下部反射防止膜」)的下部反射防止膜形成單元31、對晶圓W塗布抗蝕劑液以形成抗蝕劑膜的抗蝕劑塗布單元32、在晶圓W的抗蝕劑膜的上層形成反射防止膜(以下稱為「上部反射防止膜」)的上部反射防止膜形成單元33由下而上依序堆疊4段。
第1區塊G1的各單元30~33，在水平方向上設有複數個在處理時收納晶圓W的杯具F，可平行處理複數片晶圓W。
於第2區塊G2，如圖3所示的進行晶圓W的加熱處理或冷卻處理的熱處理單元40、對晶圓W進行疏水化處理而作為疏水化處理裝置的附著單元41、對晶圓W的外周圍部位進行曝光的周邊曝光單元42在上下方向與水平方向上並排設置。另外，熱處理單元40、附著單元41以及周邊曝光單元42的數量或配置可任意選擇設定。
於第3區塊G3，由下而上依序設置了複數個傳遞單元50、51、52、53、54、55、56。另外，於第4區塊G4，由下而上依序設置了複數個傳遞單元60、61、62與缺陷檢査單元63。
如圖1所示的於第1區塊G1~第4區塊G4所包圍的區域形成了晶圓搬運區域D。於晶圓搬運區域D例如配置了晶圓搬運裝置70。
晶圓搬運裝置70例如設有可在Y方向、前後方向、θ方向以及上下方向上隨意移動的搬運臂。晶圓搬運裝置70，可在晶圓搬運區域D內移動，而將晶圓W搬運到周圍的第1區塊G1、第2區塊G2、第3區塊G3以及第4區塊G4 內的既定單元。晶圓搬運裝置70，如圖3所示的例如可在上下配置複數台，而將晶圓W搬運到例如各區塊G1~G4的相同程度之高度的既定單元。
另外，於晶圓搬運區域D，設置了在第3區塊G3與第4區塊G4之間直線搬運晶圓W的穿梭搬運裝置80。
穿梭搬運裝置80，例如在圖3的Y方向上隨意直線移動。穿梭搬運裝置80，可在支持晶圓W的狀態下於Y方向上移動，而在第3區塊G3的傳遞單元52與第4區塊G4的傳遞單元62之間搬運晶圓W。
如圖1所示的在第3區塊G3的X方向的正方向側設置了晶圓搬運裝置90。晶圓搬運裝置90，例如設有在前後方向、θ方向以及上下方向上隨意移動的搬運臂。晶圓搬運裝置90，可在支持晶圓W的狀態下上下移動，而將晶圓W搬運到第3區塊G3內的各傳遞單元。
在介面站5設置了晶圓搬運裝置100。晶圓搬運裝置100，例如設有在前後方向、θ方向以及上下方向上隨意移動的搬運臂。晶圓搬運裝置100，例如以搬運臂支持晶圓W，而將晶圓W搬運到第4區塊G4內的各傳遞單元、曝光裝置4。
接著，說明缺陷檢査單元63的構造。
缺陷檢査單元63，如圖4所示的具有殼體110。在殼體110內，如圖5所示的設置了載置晶圓W的載置台120。該載置台120，可藉由馬達等的旋轉驅動部121而隨意旋轉、停止。在殼體110的底面，設置了從殼體110內的一端側(圖5中的X方向的負方向側)延伸到另一端側(圖5中的X方向的正方向側)的引導軌122。載置台120與旋轉驅動部121，設置在引導軌122上，可藉由驅動裝置123沿著引導軌122移動。
在殼體110內的另一端側(圖5的X方向的正方向側)的側面設置了拍攝 裝置130。拍攝裝置130使用例如廣角型的CCD相機，其影像的bit數，例如為8bit(0~255的256色階)。在殼體110的上部中央附近設置了半鏡131。半鏡131，在與拍攝裝置130對向的位置，設置成鏡面從面向垂直下方的狀態向拍攝裝置130的方向朝45度上方傾斜的狀態。在半鏡131的上方設置了照明裝置132。半鏡131與照明裝置132固定於殼體110內部的頂面。來自照明裝置132的照明通過半鏡131向下方照射。因此，被位於照明裝置132的下方的物體所反射的光，被半鏡131再度反射，而為拍攝裝置130所攝入。亦即，拍攝裝置130，可拍攝位於照明裝置132的照射區域的物體。然後所拍攝之晶圓W的影像(基板影像)輸入控制裝置6，並透過控制裝置6輸入基準影像製作裝置150。
控制裝置6，例如由具備CPU或記憶體等構件的電腦所構成，且具有程式儲存部(圖中未顯示)。程式儲存部儲存了程式，其可控制根據缺陷檢査單元63所拍攝之基板影像所進行的晶圓W的缺陷檢査，控制裝置6，亦具有判定晶圓W有無缺陷的缺陷判定部的功能。除此之外，程式儲存部也儲存了控制上述各種處理單元或搬運裝置等的驅動系統的動作，以實現基板處理系統1的既定作用，亦即對晶圓W的抗蝕劑液的塗布、顯影、加熱處理、晶圓W的傳遞、各單元的控制等的程式。另外，該程式，亦可儲存於例如硬碟(HD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等的電腦可讀取記錄媒體H，並從該記錄媒體H安裝到控制裝置6。
控制裝置6的程式儲存部所儲存的控制缺陷檢査的程式，係判定例如稱為風切痕、彗星痕、刮痕、甜甜圈痕、熱點等會產生於晶圓W的缺陷的有無的程式。具體而言，其儲存後述的基準影像製作裝置150所製作的基準影像，並進行缺陷檢査單元63所拍攝的基板影像與該基準影像的比較。然後，當基板影像上的畫素值與基準影像上的畫素值相差既定數值以上時，便判斷晶圓W有某種缺陷，並進行缺陷的具體判定。在進行缺陷判定時，例如使用將模擬晶圓W的缺陷的樣板影像與沒有缺陷的晶圓W的影像合成所產生的缺陷模型，並進行被判斷存在有缺陷的基板影像與該缺陷模型的比較。然後，當基板影像與其中任一缺陷模型類似時便判斷有缺陷，當與其 中任一都不類似時便判斷無缺陷。另外，此時，在與基準影像的比較中雖被判斷為有缺陷，然而在與缺陷模型的比較中被判定為無缺陷者，係所謂的疑似缺陷。
接著，說明對缺陷檢査單元63所拍攝之基板影像進行處理的基準影像製作裝置150的構造。基準影像製作裝置150，例如係由具備CPU或記憶體等構件的通用電腦所構成。影像處理裝置150，如圖6所示的，包含：分量分解部160，其將缺陷檢査單元63的拍攝裝置130所拍攝之基板影像內的畫素值的平面分布，用任尼克多項式分解成複數個畫素值分布分量；任尼克係數算出部161，其算出所分解之各畫素值分布分量的任尼克係數；任尼克係數群組製作部162，其將所算出之各任尼克係數中具有相同次數的任尼克係數群組化；標準偏差算出部163，其求出所算出之任尼克係數的標準偏差；原色特定部164，其針對任尼克係數的各次數，特定出標準偏差最大的原色；任尼克係數抽出部165，其從各任尼克係數抽出既定的數值；影像特定部166，其特定出具有任尼克係數抽出部165所抽出之數值的基板影像；以及影像製作部167，其將所特定出的基板影像合成以製作出作為缺陷檢査基準的基板影像。另外，於基準影像製作裝置150設置了在其與控制裝置6之間進行基板影像等的各種資訊的輸入輸出的通信部168，以及將基板影像等輸出顯示用的輸出顯示部169。
另外，基板影像一般係由RGB(Red、Green、Blue)3原色所構成。因此雖然可針對各原色R、G、B求出畫素值分布分量Zi，然而在R、G、B之間影像處理的方法並無不同。因此，在本實施態樣中，當並未特別針對R、G、B進行特定時，係當作針對全部的原色R、G、B平行進行處理的態樣進行說明。
分量分解部160，將控制裝置6輸入基準影像製作裝置150的基板影像的顏色，先遍及晶圓W的整個表面以例如像素單位數位化成畫素值。藉此求出晶圓面內的畫素值的平面分布。然後分量分解部160，將該晶圓面內的畫素值的平面分布分解成複數個畫素值分布分量Zi(i為1以上的整數)。該複 數個畫素值分布分量Zi，如圖7所示的，係用任尼克(Zernike)多項式，將晶圓面內的畫素值的平面分布Z分解並表示為複數個分量者。
在此針對任尼克多項式進行說明。任尼克多項式，主要係用於光學領域的複變函數，具有二個次數(n，m)。另外，其亦為半徑為1的單位圓上的函數，具有極座標的引數(r，θ)。該任尼克多項式，在光學領域中係用來解析例如透鏡的像差分量，用任尼克多項式分解波面像差，藉此便可得知基於各自獨立的波面(例如山型、鞍型等的形狀)的像差分量。
接著，用圖8以及圖9說明在本實施態樣中用任尼克多項式求出畫素值分布分量Zi的方法。圖8係表示晶圓W面內的各像素P的畫素值的平面分布Z，各像素P的內側所記載的數值係表示該像素P的畫素值。另外，為了容易說明，在圖8以及圖9中，僅記載沿著X軸方向的一列像素P。然後，當對圖8所示之畫素值的平面分布Z應用任尼克多項式時，如圖9所示的，將各像素P的畫素值在晶圓W面上的高度方向(圖9的Z方向的正方向)上顯示。結果，便可將各像素P的畫素值的平面分布，顯示成3維描繪的既定形狀的曲線。然後，針對晶圓W面內全部的像素P的畫素值，以同樣方式在晶圓W面上的高度方向上顯示，藉此便可將晶圓W面內的畫素值的分布，顯示成3維的圓形波面。藉由像這樣顯示成3維的波面，便可應用任尼克多項式，用任尼克多項式將晶圓面內的畫素值的平面分布Z，分解成例如晶圓面內的上下左右方向的傾斜分量、凸狀或凹狀彎曲的彎曲分量等的複數個畫素值分布分量Zi。各畫素值分布分量Zi的大小，可利用任尼克係數表示。
表示各畫素值分布分量Zi的任尼克係數，具體而言係用極座標的引數(r，θ)以及次數(n，m)表示。以下揭示1項到9項的任尼克係數作為一例。
Z1，n=0，m=0
(1)
Z2，n=1，m=1
(r．cosθ)
Z3，n=0，m=-1
(r．sinθ)
Z4，n=2，m=0
(2r2-1)
Z5，n=2，m=2
(r2．cos2θ)
Z6，n=2，m=-2
(r2．sin2θ)
Z7，n=3，m=1
((3r3-2r)．cosθ)
Z8，n=3，m=-1
((3r3-2r)．sinθ)
Z9，n=4，m=0
(6r4-6r2+1)
．
．
．
在本實施態樣中，例如第1項的任尼克係數亦即任尼克係數Z1意味著晶圓面內的畫素值的平均值，第2項的任尼克係數Z2為晶圓面內的畫素值的左右方向的傾斜分量，第3項的任尼克係數Z3為晶圓面內的畫素值的前後方向(與任尼克係數Z2的傾斜方向正交的方向)的傾斜分量，第4項的任尼克係數係意味著以晶圓的中心為原點的畫素值的彎曲分量。
任尼克係數算出部161算出分量分解部160所求出的各畫素值分布分量Zi的數值。具體而言，由於各畫素值分布分量Zi的大小如上所述的係由任尼克係數所表示，故如圖10所示的，藉由求出各任尼克係數的數值以算出各畫素值分布分量Zi的數值。另外，圖10係例示出針對8片晶圓W求出第1項~第5項的任尼克係數Z1~Z5的情況。
任尼克係數群組製作部162，將任尼克係數算出部161所算出的各任尼克係數的數值暫時記錄，如圖11所示的，從複數個基板影像的各任尼克係數將具有相同次數的任尼克係數(亦即相同項數的任尼克係數)抽出並按照各原色群組化。如圖11所示的，任尼克係數Z1的原色R的群組，以包含從晶圓編號1的原色R的任尼克係數Z1的數值「199.072」到晶圓編號8的原色R的任尼克係數Z1的數值「189.1831」的方式群組化。
接著，標準偏差算出部163，針對各原色的每個群組且具有相同項數的各任尼克係數的每個數值求出如圖12所示的標準偏差。圖12，係針對各原色以及各項數求出各任尼克係數的標準偏差，並以横軸為任尼克係數的項數，縱軸為標準偏差，就各原色R、G、B繪圖表示者。
原色特定部164，針對任尼克係數的各項，特定出標準偏差最大的原色。當例如為圖12所示之各原色R、G、B的各任尼克係數的標準偏差時，例如在任尼克係數Z1中，若在原色R、G、B之間作比較，則原色G的標準偏差比其他2色的原色R、B更大，故就任尼克係數Z1而言，便特定出原色G為標準偏差最大的原色。然後，例如針對第1項~第4項的任尼克係數進行該原色的特定。在圖12所示之例中，由於在Z2~Z4的原色中都是原色G的標準偏差比其他標準偏差更大，故在Z2~Z4中，亦特定出原色G為標準偏差最大的原色。
在此，將特定出原色的動作只進行第1項到第4項，是因為本發明人驗證確認出，即使將第5項以後的任尼克係數抽出，也不會對後述的影像製作部165中的基準影像的合成造成太大的影響。這是因為，吾人推知，藉由第1項到第4項的任尼克係數，便可網羅晶圓W面內的畫素值的平面分布的上下左右方向的傾斜以及晶圓W面內的凸狀或凹狀彎曲的彎曲分量，並掌握晶圓W面內的畫素值分布的大概的傾向。然而，數值的抽出進行到第幾項可任意設定，不限於本實施態樣所揭示的內容。
接著，任尼克係數抽出部165，從群組化的各任尼克係數，針對各群組， 例如抽出該群組中的中央值、最大值以及最小值。另外，該數值的抽出，係針對上述的原色特定部164所特定出的原色進行。在圖11所示的各任尼克係數之中，若以任尼克係數為第1項(Z1)的情況為例，從原色G的群組的各任尼克係數，抽出晶圓編號「6」的數值「186.5951」為中央值，晶圓編號「3」的數值「191.4602」為最大值，晶圓編號「2」的數值「172.689」為最小值。任尼克係數抽出部163，將該等數值的抽出，例如，針對以原色特定部164特定出原色的第1項到第4項的任尼克係數Z1~Z4進行。
任尼克係數抽出部165的各任尼克係數的數值的抽出，針對原色特定部164所特定出的原色進行，係基於以下的理由。亦即，根據本發明人的驗證，確認出例如當某基板影像的原色R的畫素值比其他基板影像的原色R的畫素值相對更大時，其他的原色G、B的畫素值也會有同樣比其他基板影像的原色G、B的畫素值相對更大的傾向。因此，本發明人認為，若針對標準偏差最大的原色，亦即基板影像之間的相對的畫素值的差異最大的原色以任尼克係數抽出部165抽出數值的話，便可將各基板影像之間的畫素值的差異以最良好的精度抽出，同時就其他的原色而言該差異的傾向也會反映在該任尼克係數抽出部165所特定出的數值。因此，本實施態樣，便只針對標準偏差最大的原色抽出任尼克係數的數值。
影像特定部166，特定出具有任尼克係數抽出部165所抽出之中央值、最大值以及最小值的基板影像。例如在原色G、任尼克係數Z4的情況中，分別特定出具有中央值「-0.27127」的基板影像為晶圓編號「1」的基板影像，具有最大值「0.215365」的基板影像為晶圓編號「2」的基板影像，具有最小值「-0.50281」的基板影像為晶圓編號「6」的基板影像。此時，在任尼克係數Z4的群組中具有中央值的基板影像，如圖13所示的，為晶圓W面內的畫素值幾乎沒有差異的平均態樣。另外，在任尼克係數Z4的群組中具有最大值、最小值的基板影像，分別如圖14、圖15所示的，為在晶圓W的外周圍部位附近或中心部位附近具有色斑而在外周圍部位附近與中心部位附近之間畫素值的數值差異很大的態樣。
影像製作部167，將影像特定部166所特定出的基板影像合成以製作出作為缺陷檢査基準的基板影像(基準影像)。亦即，將影像特定部166所特定出的具有第1項~第4項的任尼克係數Z1~Z4的各自的中央值、最大值以及最小值的合計12張基板影像合成，製作出1張基準影像。像這樣製作出的基準影像，包含如上所述的色斑的要素，結果，對該該色斑便具有過濾的功能。
本實施態樣之基板處理系統1以上述方式構成，接著，針對以上述方式構成的基板處理系統1所進行的基準影像的製作，以及晶圓W的處理進行説明。
在晶圓W的處理中，首先，將收納了複數枚晶圓W的匣盒C載置於匣盒搬入搬出部10的既定載置板13。之後，利用晶圓搬運裝置21將匣盒C內的各晶圓W依序取出，並搬運到處理站3的第3區塊G3的例如傳遞單元53。
接著晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到第2區塊G2的熱處理單元40，進行溫度調節。之後，晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到例如第1區塊G1的下部反射防止膜形成單元31，在晶圓W上形成下部反射防止膜。之後晶圓W被搬運到第2區塊G2的熱處理單元40，進行加熱處理。之後回到第3區塊G3的傳遞單元53。
接著晶圓W被晶圓搬運裝置90搬運到相同的第3區塊G3的傳遞單元54。之後晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到第2區塊G2的附著單元41，進行疏水化處理。之後，晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到抗蝕劑塗布單元32，在晶圓W上形成抗蝕劑膜。之後晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到熱處理單元40，進行預烤處理。之後，晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到第3區塊G3的傳遞單元55。
接著晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到上部反射防止膜形成單元33，在晶圓W上形成上部反射防止膜。之後晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到熱處理 單元40，進行加熱，以調節溫度。之後，晶圓W被搬運到周邊曝光單元42，進行周邊曝光處理。
之後，晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到第3區塊G3的傳遞單元56。
接著晶圓W被晶圓搬運裝置90搬運到傳遞單元52，並被穿梭搬運裝置80搬運到第4區塊G4的傳遞單元62。之後，晶圓W被介面站5的晶圓搬運裝置100搬運到曝光裝置4，進行曝光處理。接著，晶圓W被晶圓搬運裝置100搬運到第4區塊G4的傳遞單元60。之後，晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到熱處理單元40，進行曝後烤處理。之後，晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到顯影處理單元30，進行顯影。顯影終了後，晶圓W被晶圓搬運裝置90搬運到熱處理單元40，進行硬烤處理。
之後，晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到第4區塊G4的傳遞單元62。然後，晶圓W被晶圓搬運機構100搬運到缺陷檢査單元63，進行晶圓W的檢査。缺陷檢査單元63的拍攝裝置130所拍攝的基板影像的資料，輸入控制裝置6，並透過控制裝置6輸入基準影像製作裝置150。之後，晶圓W被晶圓搬運裝置70搬運到第3區塊G3的傳遞單元50，之後被匣盒站2的晶圓搬運裝置21搬運到既定載置板13的匣盒C。如是，結束一連串的微影處理。
另外，該等一連串的微影處理，對於匣盒C所收納的同一批次的其他晶圓W反覆進行。然後，在缺陷檢査單元63拍攝既定枚數的晶圓W之後，基準影像製作裝置150的分量分解部160將各晶圓W的基板影像分別分解為複數個畫素值分布分量Zi。然後，任尼克係數算出部161算出各畫素值分布分量Zi的大小作為任尼克係數的數值。
之後，針對任尼克係數群組製作部162所群組化的各任尼克係數的數值以標準偏差算出部163算出標準偏差。接著，根據所算出的各任尼克係數的標準偏差以原色特定部164特定出標準偏差最大的原色，任尼克係數抽出部165針對與該特定出的原色相關的任尼克係數抽出既定的數值。然後，影像 特定部166特定出具有任尼克係數抽出部165所抽出的數值的基板影像，影像製作部167將該特定出的基板影像合成以製作出基準影像。
然後，控制裝置6，比較該基準影像與缺陷檢査單元63所拍攝的各晶圓W的基板影像，若基板影像的各像素的畫素值與基準影像的各像素的畫素值的差收斂在既定數值以內，便判斷沒有缺陷。另外，若該畫素值的差在既定數值以上的像素存在既定範圍以上的話，便判斷具有缺陷。然後，針對判斷為具有缺陷的基板影像與缺陷模型進行比較，特定出具體的缺陷。此時，由於基準影像因為基準影像製作裝置150而包含既定的色斑，故可在該缺陷檢査中避免因為色斑而發生的疑似缺陷。
然後，該缺陷檢査針對同一批次的其他晶圓W也進行，完成一連串的缺陷檢査。
根據以上的實施態樣，由基準影像製作裝置150的分量分解部160用任尼克多項式將基板影像內的畫素值的平面分布Z分別分解為複數個畫素值分布分量Zi，並分別算出該複數個畫素值分布分量Zi的任尼克係數的數值。然後，根據所算出的各任尼克係數的數值，針對具有相同次數的各個任尼克係數分別抽出中央值、最大值以及最小值，並特定出具有所抽出之數值的基板影像。然後，將該等特定出的基板影像合成，藉此便可製作出對色斑具有過濾功能的適當的晶圓W的基準影像。結果，便可避免疑似缺陷的發生，而使晶圓W的缺陷檢査能夠正確地進行。另外，藉由製作出具有適當的過濾功能的基準影像，亦可防止例如本來有缺陷者被判斷為無缺陷。再者，由於可不受例如作業員的熟練度的影響而製作出適當的基準影像，故可使基板的缺陷檢査穩定地進行。
另外，用來進行具體的缺陷判定的缺陷判定模型所包含的缺陷資訊，亦即所謂風切痕、彗星痕、刮痕的缺陷，不論晶圓W的處理配方為何其缺陷的內容不會有很大的變化，相反的，作為疑似缺陷之原因的色斑的發生狀態，會受到晶圓W的處理配方很大的影響。因此，以往，為了避免疑似 缺陷必須針對各配方事前製作出基準影像，而耗費許多功夫。關於此點，若如以上的實施態樣那樣，與作為產品的晶圓W的一連串微影處理平行以基準影像製作裝置150製作基準影像的話，當缺陷檢査單元63檢查晶圓W時，便無須事前先製作好基準影像。因此，便不需要以往所實行的事前的基準影像的製作，而可減少晶圓W的缺陷檢査所耗費的功夫。
另外，以上的實施態樣，係在基準影像製作裝置150設置任尼克係數群組製作部162，惟該任尼克係數群組製作部162並非一定必須設置，例如亦可從任尼克係數算出部161所求出的如圖10所示的各任尼克係數，透過標準偏差算出部163、原色特定部164以及任尼克係數抽出部165直接抽出既定的任尼克係數。
另外，如上所述的，當基板影像的既定原色的畫素值比其他基板影像的畫素值相對更大時，就其他原色G、B的畫素值而言同樣也會有比其他基板影像的畫素值相對更大的傾向。因此，標準偏差算出部163、原色特定部164並非一定必須設置，例如在任尼克係數抽出部165中的任尼克係數的數值的抽出，亦可僅針對預先設定好的任意的1個顏色的原色進行。另外，本發明在基板影像為黑白的情況當然也適用，在此情況下標準偏差算出部163、原色特定部164的處理也是不需要的。另外，當基板影像為黑白時或僅針對任意的1個顏色的原色以任尼克係數抽出部165進行任尼克係數的數值的抽出時，只要將任尼克係數群組製作部162的群組化，針對具有相同次數的各個任尼克係數進行即以為足。
以上的實施態樣，係在任尼克係數抽出部165中，針對具有相同次數的各個任尼克係數，將該任尼克係數的中央值、最大值以及最小值抽出，惟任尼克係數抽出部165所抽出的數值不限於以上實施態樣所揭示的內容。亦即，具有為了避免疑似缺陷而將其當作過濾對象的色斑的基板影像，換言之係具有從任尼克係數的中央值偏離既定數值以上的任尼克係數的數值的基板影像。因此，針對何種程度的色斑進行過濾，與決定將具有從任尼克係數的中央值偏離何種程度的數值的基板影像用於基準影像的合成，二者 係等價的。此時，例如亦可將該偏離既定數值的任尼克係數的數值，取代既述的最大值、最小值，設定成例如任尼克係數群組製作部162所群組化的任尼克係數之中的前5%以及後5%的範圍內的數值。當然，針對該上位以及下位的範圍亦可任意設定之。
另外，例如在前5%或後5%的範圍內的數值中，例如當在任尼克係數的同一項的群組內任尼克係數的數值存在40個時，前5%的範圍內的數值，係相當於從數值大者依序算下來2個數值，後5%的範圍內的數值，係相當於從數值小者依序算上去2個數值。此時，可將該等2個數值的雙方均用於影像特定部166的影像特定，亦可僅使用其中一方的數值。
另外，例如亦可料想到會有各任尼克係數的分布與正規分布差異很大，該任尼克係數的中央值偏向最大值側或最小值側的情況。此時，亦可單純地抽出從中央值偏離既定數值以上的數值。如是，例如當任尼克係數的最小值距離中央值較近時，便可避免具有該任尼克係數的最小值的基板影像用於基準影像的合成。就基準影像而言，合成所使用的基板影像的張數越多，各基板影像的特徴(亦即色斑等)越平均，過濾的效果越弱。因此，基準影像的合成所使用的基板影像的張數宜越少越好。因此，適當設定從中央值偏離既定數值以上的數值，使任尼克係數抽出部165所抽出的數值的數目最小化，藉此便可製作出更適當的基準影像。
另外，在製作基準影像時，宜使缺陷檢査單元63的拍攝裝置130所拍攝的各基板影像，在輸入基準影像製作裝置150之前先在控制裝置6中與缺陷模型比較，並僅將與缺陷模型比較之後判定為無缺陷的基板影像輸入基準影像製作裝置150。如是，便可避免並非疑似缺陷而係具有實際缺陷的基板影像輸入基準影像製作裝置150，而製作出對實際缺陷具有過濾功能的基準影像。
以上，係一邊參照所附圖式一邊說明本發明的較佳實施態樣，惟本發明並不限於上述的實施例。若為本領域從業人員，自可在專利請求範圍所 記載的思想範疇內，思及各種變化實施例或修正實施例，並了解該等實施例當然也屬於本發明的技術範圍。本發明不限於該等實施例，而可採用各種實施態樣。在以上的實施態樣中，拍攝對象為基板的表面，惟拍攝基板的背面的情況本發明亦可適用。另外，上述的實施態樣，係在半導體晶圓的塗布顯影處理系統中的例子，惟本發明亦可適用於半導體晶圓以外的FPD(平板顯示器)、光罩用的初縮遮罩等其他基板的塗布顯影處理系統。
[產業上的可利用性]
本發明，在製作用以正確地進行基板的缺陷檢査的基準影像時，有其用處。
W‧‧‧晶圓
X、Y‧‧‧軸
P‧‧‧像素
Z‧‧‧平面分布

Claims (18)

  1. 一種基板的基準影像製作方法，其拍攝基板，根據所拍攝之複數張基板影像，製作出作為缺陷檢査基準的基板影像，其特徵為包含：分量分解步驟，其將所拍攝之基板影像內的畫素值的平面分布，針對每張基板影像用任尼克多項式(Zernike polynomial)分別分解為複數個畫素值分布分量；任尼克係數算出步驟，其分別算出利用任尼克多項式所分解之該各畫素值分布分量的任尼克係數；任尼克係數抽出步驟，其從該算出之各任尼克係數，針對具有相同次數的各個任尼克係數，將(1)中央值以及(2)從該中央值偏離既定數值以上的數值分別抽出；影像特定步驟，其特定出具有該抽出之數值的各基板影像；以及影像製作步驟，其將該特定出的各基板影像合成，藉此製作出作為缺陷檢査基準的基板影像。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板的基準影像製作方法，其中，該任尼克係數抽出步驟，將該算出之各任尼克係數，針對具有相同次數的各個任尼克係數加以群組化，並從該任尼克係數的各群組抽出該數值。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板的基準影像製作方法，其中，當該基板影像由複數種原色所構成時，將該任尼克係數的算出以及群組化，更進一步針對構成該基板影像的各種原色進行，並針對該各種原色的群組求出該算出之任尼克係數的標準偏差，然後針對該任尼克係數的各個次數，特定出標準偏差的數值最大的原色，在該任尼克係數抽出步驟中的數值的抽出，從被特定為標準偏差最大的原色的群組所屬的數值進行。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之基板的基準影像製作方法，其中，在該任尼克係數抽出步驟中，從第1項~第4項的任尼克係數的相關群組將數值抽出。
  5. 如申請專利範圍第2或3項之基板的基準影像製作方法，其中，從該任尼克係數的中央值偏離既定數值的任尼克係數的數值，係該群組化之任尼克係數的最大值以及最小值。
  6. 如申請專利範圍第2或3項之基板的基準影像製作方法，其中，從該任尼克係數的中央值偏離既定數值的任尼克係數的數值，係該群組化之任尼克係數的前5%以及後5%的範圍內的數值。
  7. 一種程式，該程式係為了以基板處理系統執行申請專利範圍第1至6項中任一項之基板的基準影像製作方法，而在控制該基板處理系統之控制裝置的電腦上運作。
  8. 一種電腦可讀取記錄媒體，該記錄媒體儲存有申請專利範圍第7項之程式。
  9. 一種基板的缺陷檢査方法，其使用由申請專利範圍第1至6項中任一項之基板的基準影像製作方法所製作的基準影像檢查基板的缺陷，其特徵為包含以下步驟：拍攝待檢査基板；以及比較所拍攝之待檢査基板的影像與該影像製作步驟所製作之基準影像，以判定有無缺陷。
  10. 一種程式，該程式係為了以基板處理系統執行申請專利範圍第9項之基板的缺陷檢査方法，而在控制該基板處理系統之控制裝置的電腦上運作。
  11. 一種電腦可讀取記錄媒體，該記錄媒體儲存有申請專利範圍第10項之程式。
  12. 一種基板的基準影像製作裝置，其根據拍攝裝置所拍攝之複數張 基板影像，製作出作為缺陷檢査基準的基板影像，其特徵為包含：分量分解部，其將所拍攝之基板影像內的畫素值的平面分布，針對每張基板影像用任尼克多項式分別分解為複數個畫素值分布分量；任尼克係數算出部，其分別算出利用任尼克多項式所分解之該各畫素值分布分量的任尼克係數；任尼克係數抽出部，其從該算出之各任尼克係數，針對具有相同次數的各個任尼克係數，將(1)中央值以及(2)從該中央值偏離既定數值以上的數值分別抽出；影像特定部，其特定出具有該抽出之數值的各基板影像；以及影像製作部，其將該特定出的各基板影像合成，藉此製作出作為缺陷檢査基準的基板影像。
  13. 如申請專利範圍第12項之基板的基準影像製作裝置，其中，該任尼克係數抽出部，將該算出之各任尼克係數，針對具有相同次數的各個任尼克係數加以群組化，並從該任尼克係數的各群組抽出該數值。
  14. 如申請專利範圍第13項之基板的基準影像製作裝置，尚包含：任尼克係數群組製作部，在該基板影像由複數種原色所構成時，將該任尼克係數的算出以及群組化，更進一步針對構成該基板影像的各種原色進行；標準偏差算出部，針對該各種原色的群組，求出該算出之任尼克係數的標準偏差；以及原色特定部，針對該任尼克係數的各個次數，特定出標準偏差的數值最大的原色；在該任尼克係數抽出部中的數值的抽出，從被特定為標準偏差最大的原色的群組所屬的數值進行。
  15. 如申請專利範圍第13或14項之基板的基準影像製作裝置，其中，在該任尼克係數抽出部中，從第1項~第4項的任尼克係數的相關群組將數值抽出。
  16. 如申請專利範圍第13至15任一項之基板的基準影像製作裝置，其中，從該任尼克係數的中央值偏離既定數值的任尼克係數的數值，係該群組化之任尼克係數的最大值以及最小值。
  17. 如申請專利範圍第13至15任一項之基板的基準影像製作裝置，其中，從該任尼克係數的中央值偏離既定數值的任尼克係數的數值，係該群組化之任尼克係數的前5%以及後5%的範圍內的數值。
  18. 一種基板的缺陷檢査單元，其具備申請專利範圍第13項至17項中任一項之基板的基準影像製作裝置，其特徵為包含：拍攝部，其拍攝待檢査基板；以及缺陷判定部，其比較該拍攝裝置所拍攝之待檢査基板的影像與該影像製作部所製作之基準影像，以判定有無缺陷。
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