(57)【要約】  半導体ウエーハ等の円盤状基板の表面に形成された処理領域についてのより精度の良い検査が可能となる検査装置及び検査方法を提供する。  回転するウエーハの外縁及びその近傍領域を撮影する撮影手段（１３０ａ）、（１３０ｂ）と、撮影手段（１３０ａ）、（１３０ｂ）にて得られる画像に基づいてウエーハの複数の回転角度位置θｎそれぞれでの外縁の径方向位置を計測する基板外縁位置計測手段（２００）と、撮影手段（１３０ａ）にて得られる画像に基づいて前記複数の回転角度位置θｎそれぞれでのウエーハの外縁と絶縁膜の縁との間の縁間距離Ｂθｎを計測する縁間距離計測手段（２００）と、ウエーハの外縁の径方向位置Ａθｎと縁間距離Ｂθｎとに基づいて所定の検査情報を生成する検査情報生成手段（２００）とを有する構成となる。
2008018537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に処理領域の形成された円盤状基板の検査装置であって、
所定の回転軸を中心にして回転可能となり、前記円盤状基板を保持する保持部と、
前記回転軸を中心にして前記保持部を回転させる回転駆動部と、
前記保持部の回転によって回転する前記円盤状基板の外縁及びその近傍領域を撮影する撮影手段と、
前記保持部の回転によって回転する前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの当該円盤状基板の外縁の径方向位置を計測する基板外縁位置計測手段と、
前記撮影手段にて得られる画像に基づいて前記複数の回転角度位置それぞれでの前記円盤状基板の外縁と前記処理領域の縁との間の縁間距離を計測する縁間距離計測手段と、
前記基板外縁位置計測手段にて得られた前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置と、前記縁間距離計測手段にて得られた前記複数の回転角度位置それぞれでの縁間距離とに基づいて所定の検査情報を生成する検査情報生成手段とを有することを特徴とする円盤状基板の検査装置。
【請求項２】
前記検査情報生成手段は、
前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置と対応する回転角度位置での前記縁間距離とに基づいて前記処理領域の前記複数の回転角度位置での縁の径方向位置を演算する処理領域縁位置演算手段を有し、
前記処理領域の前記複数の回転角度位置それぞれでの縁の径方向位置に基づいた検査情報生成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項３】
前記検査情報は、前記処理領域の前記円盤状基板に対する偏心度合に関する検査結果を表す情報を含むことを特徴とする請求項２記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項４】
前記検査情報は、前記処理領域の真円度合に関する検査結果を表す情報を含むことを特徴とする請求項２記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項５】
前記検査情報生成手段は、
前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置に基づいて当該円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの直径を演算する直径演算手段を有し、
前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの直径に基づいた検査情報を生成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項６】
前記検査情報は、前記円盤状基板の前記保持部の回転軸に対する偏心度合に関する検査結果を表す情報を含むことを特徴とする請求項５記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項７】
前記検査情報は、前記円盤状基板の真円度合に関する検査結果を表す情報を含むことを特徴とする請求項５記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項８】
前記検査情報生成手段は、
前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置と対応する回転角度位置での前記縁間距離とに基づいて前記処理領域の前記複数の回転角度位置での縁の径方向位置を演算する処理領域縁位置演算手段と、
前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置に基づいて前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの直径を演算する直径演算手段とを有し、
前記処理領域の前記複数の回転角度位置それぞれでの縁の径方向位置と、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの直径とに基づいた検査情報を生成することを特徴とする請求項１記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項９】
前記検査情報は、前記処理領域の前記複数の回転角度位置それぞれでの縁の径方向位置と、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの直径とに基づいて生成される前記円盤状基板及び前記処理領域に関する分類情報を含むことを特徴とする請求項８記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項１０】
前記基板外縁位置計測手段は、前記撮影手段にて得られる画像に基づいて前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの当該円盤状基板の外縁の径方向位置を測定することを特徴とする請求項１記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項１１】
前記撮影手段は、前記保持部に保持された前記円盤状基板の回りに配置されるように設置され、前記円盤状基板の外縁及びその近傍を撮影する複数のカメラユニットを有することを特徴とする請求項１０記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項１２】
前記複数のカメラユニットは、前記保持部に保持された前記円盤状基板の外縁及びその近傍領域を一方の面側から撮影する第１カメラユニットと、前記円盤状基板の外縁及びその近傍領域を他方の面側から撮影する第２カメラユニットとを有することを特徴とする請求項１１記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項１３】
前記第１カメラユニットと第２カメラユニットとは、前記円盤状基板の回転角度１８０度分ずれて配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項１４】
前記基板外縁位置計測手段は、前記第１カメラユニットにて得られる画像及び前記第２カメラユニットにて得られる画像双方に基づいて前記複数の回転角度位置それぞれでの前記円盤状基板の外縁の径方向位置を計測することを特徴とする請求項１２記載の円盤状基板の検査装置。
【請求項１５】
前記縁間距離計測手段は、前記第１カメラユニット及び第２カメラユニットのうち、前記処理領域の形成された面側から撮影する一方のカメラユニットから得られる画像に基づいて前記縁間距離を計測することを特徴とする請求項１２記載の検査装置。
【請求項１６】
表面に処理領域の形成された円盤状基板の検査方法であって、
所定の回転軸を中心にして回転する保持部に保持され、該保持部と共に回転する前記円盤状基板の外縁及びその近傍領域を撮影する撮影ステップと、
前記保持部の回転によって回転する前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの当該円盤状基板の外縁の径方向位置を計測する基板外縁位置計測ステップと、
前記撮影ステップにて得られる画像に基づいて前記複数の回転角度位置それぞれでの前記円盤状基板の外縁と前記処理領域の縁との間の縁間距離を計測する縁間距離計測ステップと、
前記基板外縁位置計測ステップにて得られた前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置と、前記縁間距離計測ステップにて得られた前記複数の回転角度位置それぞれでの縁間距離とに基づいて所定の検査情報を生成する検査情報生成ステップとを有することを特徴とする円盤状基板の検査方法。
【請求項１７】
前記検査情報生成ステップは、
前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置と対応する回転角度位置での前記縁間距離とに基づいて前記処理領域の前記複数の回転角度位置での縁の径方向位置を演算する処理領域縁位置演算ステップと、
前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置に基づいて前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの直径を演算する直径演算ステップとを含み、
前記処理領域の前記複数の回転角度位置それぞれでの縁の径方向位置と、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの直径とに基づいた検査情報を生成することを特徴とする請求項１６記載の円盤状基板の検査方法。
【請求項１８】
前記基板外縁位置計測ステップは、前記撮影ステップにて得られる画像に基づいて前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの当該円盤状基板の外縁の径方向位置を測定することを特徴とする請求項１６記載の円盤状基板の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の円盤状基板の検査装置及び検査方法に係り、詳しくは、表面に絶縁膜や導電膜等の処理領域の形成された円盤状基板の検査を行なう検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハ（円盤状基板の一種）は、成膜プロセスやエッチングプロセスを経て表面に例えば同心的に絶縁膜や導電膜等の処理領域が形成される。従来、この半導体ウエーハに形成された処理領域（絶縁膜等）の縁部がめくれ上がり等のない正規の仕上がり状態となっているか否かを判定する手法が提案されている（特許文献１参照）。この手法では、半導体ウエーハにおける外縁部の複数箇所を撮影し、その撮影によって得られた画像から半導体ウエーハの複数箇所における外縁と処理領域の縁との間の露出幅を計測し、そして、その複数箇所での露出幅の状態から前記処理領域（絶縁膜等）の縁部がめくれ上がり等のない正規の仕上がり状態となっているか否かを判定するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１３４５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述したような従来の手法は、半導体ウエーハ（円盤状基板）の外縁とその表面に形成された処理領域の縁との間の露出幅の状態に基づいてその処理領域の縁部の仕上がり状態を検査、評価している。即ち、半導体ウエーハの外縁形状が常に正常（例えば、真円）であることを前提として、その露出幅をもって処理領域の形状を評価している。しかしながら、前記露出幅に影響を与える半導体ウエーハの外縁形状は、詳細に見ると必ずしも一定ではなく、変動し得るものである。このため、従来の手法では、円盤状基板の表面に形成された処理領域についての精度の良い評価ができない。【０００４】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、半導体ウエーハ等の円盤状基板の表面に形成された処理領域についてのより精度の良い検査が可能となる検査装置及び検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る円盤状基板の検査装置は、表面に処理領域の形成された円盤状基板の検査装置であって、所定の回転軸を中心にして回転可能となり、前記円盤状基板を保持する保持部と、前記回転軸を中心にして前記保持部を回転させる回転駆動部と、前記保持部の回転によって回転する前記円盤状基板の外縁及びその近傍領域を撮影する撮影手段と、前記保持部の回転によって回転する前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの当該円盤状基板の外縁の径方向位置を計測する基板外縁位置計測手段と、前記撮影手段にて得られる画像に基づいて前記複数の回転角度位置それぞれでの前記円盤状基板の外縁と前記処理領域の縁との間の縁間距離を計測する縁間距離計測手段と、前記基板外縁位置計測手段にて得られた前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置と、前記縁間距離計測手段にて得られた前記複数の回転角度位置それぞれでの縁間距離とに基づいて所定の検査情報を生成する検査情報生成手段とを有する構成となる。【０００６】
このような構成により、円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置が当該円盤状基板の外縁の形状を表し得る情報となるので、その円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置と、前記複数の回転角度位置それぞれでの前記円盤状基板の外縁と該円盤状基板の表面に形成された処理領域の縁との間の縁間距離とに基づいて生成される検査情報は、円盤状基板の外縁の形状を考慮してその円盤状基板の表面に形成された処理領域の形状について評価することのできる情報となり得る。【０００７】
また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記検査情報生成手段は、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置と対応する回転角度位置での前記縁間距離とに基づいて前記処理領域の前記複数の回転角度位置での縁の径方向位置を演算する処理領域縁位置演算手段を有し、前記処理領域の前記複数の回転角度位置それぞれでの縁の径方向位置に基づいた検査情報生成するように構成することができる。【０００８】
このような構成により、円盤状基板の表面に形成された処理領域の複数の回転角度位置それぞれでの縁の径方向位置に基づいた検査情報が生成されるので、該検査情報によって前記処理領域の縁の実際の形状及び円盤状基板に対する相対的な位置がどのような状態となっているかを評価することが可能となる。【０００９】
また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記検査情報は、前記処理領域の前記円盤状基板に対する偏心度合に関する検査結果を表す情報を含むことができる。【００１０】
このような構成により、円盤状基板の表面に形成された処理領域の当該円盤状基板に対する偏心度合を検査することができるようになる。【００１１】
更に、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記検査情報は、前記処理領域の真円度合に関する検査結果を表す情報を含むことができる。【００１２】
このような構成により、円盤状基板の表面に形成された処理領域の真円度合を検査することができるようになる。【００１３】
また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記検査情報生成手段は、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置に基づいて当該円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの直径を演算する直径演算手段を有し、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの直径に基づいた検査情報を生成するように構成することができる。【００１４】
このような構成により、表面に処理領域の形成された円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの直径に基づいた検査情報が生成されるので、該検査情報に基づいて前記円盤状基板自体の外縁の形状がどのような状態となっているかを評価することができるようになる。【００１５】
また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記検査情報は、前記円盤状基板の前記保持部の回転軸に対する偏心度合に関する検査結果を表す情報を含むことができる。【００１６】
このような構成により、円盤状基板を保持する保持部の回転軸に対する当該円盤状基板の偏心度合、即ち、前記円盤状基板の保持部での保持状態が適正であるか否かを検査することができるようになる。【００１７】
更に、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記検査情報は、前記円盤状基板の真円度合に関する検査結果を表す情報を含むことができる。【００１８】
このような構成により、円盤状基板自体の真円度合を検査することができるようになる。【００１９】
また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記検査情報生成手段は、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置と対応する回転角度位置での前記縁間距離とに基づいて前記処理領域の前記複数の回転角度位置での縁の径方向位置を演算する処理領域縁位置演算手段と、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置に基づいて前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの直径を演算する直径演算手段とを有し、前記処理領域の前記複数の回転角度位置それぞれでの縁の径方向位置と、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの直径とに基づいた検査情報を生成するように構成することができる。【００２０】
このような構成により、円盤状基板の表面に形成された処理領域の複数の回転角度位置それぞれでの縁の径方向位置と、当該円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの直径とに基づいた検査情報が生成されるので、その検査情報によって円盤状基板の外縁形状の状態及び該円盤状基板の表面に形成された処理領域の縁形状の状態を評価することができるようになる。【００２１】
更に、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記検査情報は、前記処理領域の前記複数の回転角度位置それぞれでの縁の径方向位置と、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの直径とに基づいて生成される前記円盤状基板及び前記処理領域に関する分類情報を含むことができる。【００２２】
このような構成により、複数の回転角度位置それぞれでの処理領域の縁の径方向位置と円盤状基板の直径とに基づいて該円盤状基板及び前記処理領域に関する分類情報が検査情報として生成されるので、前記円盤状基板及び前記処理領域をその分類によって評価することができるようになる。【００２３】
また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記基板外縁位置計測手段は、前記撮影手段にて得られる画像に基づいて前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの当該円盤状基板の外縁の径方向位置を測定する構成とすることができる。【００２４】
このような構成により、円盤状基板の外縁及びその近傍領域の撮影により得られた画像が、縁間距離を測定するために利用されるほか、円盤状基板の複数の角度位置それぞれでの当該円盤状基板の外縁の計方向位置の測定にも利用されるので、装置構成をより簡素にし得る。【００２５】
また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記撮影手段は、前記保持部に保持された前記円盤状基板の回りに配置されるように設置され、前記円盤状基板の外縁及びその近傍を撮影する複数のカメラユニットを有する構成とすることができる。【００２６】
このような構成により、保持部の回転とともに回転する円盤状基板の回りに配置された複数のカメラユニットから画像が得られるので、前記円盤状基板を１回転させなくても、円盤状基板全周にわたる複数の回転角度位置それぞれでの当該円盤状基板の外縁の径方向位置を計測することができるようになる。また、円盤状基板を１回転させれば、複数のカメラユニットそれぞれから円盤状基板の１周分の画像が得られるので、前記複数の回転角度位置それぞれについて複数の径方向位置が得られる。従って、前記複数の回転角度位置それぞれに対して得られた複数の径方向位置から単一の径方向位置を決められる（例えば、平均値）ので、より精度の良い径方向位置を得ることができるようになる。【００２７】
更に、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記複数のカメラユニットは、前記保持部に保持された前記円盤状基板の外縁及びその近傍領域を一方の面側から撮影する第１カメラユニットと、前記円盤状基板の外縁及びその近傍領域を他方の面側から撮影する第２カメラユニットとを有する構成とすることができる。【００２８】
このような構成により、円盤状基板の両面についての画像を得ることができるので、双方の画像に基づいて前記円盤状基板の外縁の複数の回転角度位置それぞれでの径方向位置を計測することができるとともに、処理領域の形成された面を撮影するカメラユニットから得られる画像に基づいて前記複数の回転角度位置それぞれでの縁間距離を計測することができるようになる。更に、処理領域の形成されていない面の画像も得られるので、その画像に基づいた検査情報も生成することもできるようになる。【００２９】
また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記第１カメラユニットと第２カメラユニットとは、前記円盤状基板の回転角度１８０度分ずれて相互に対向するように配置されている構成とすることができるようになる。【００３０】
このような構成により、第１カメラユニット及び第２カメラユニットにて同じタイミングで得られた画像に基づいて計測された円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの径方向位置から、前記円盤所基板の外形形状を表し得る直径を算出することができるようになる。【００３１】
また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記基板外縁位置計測手段は、前記第１カメラユニットにて得られる画像及び前記第２カメラユニットにて得られる画像双方に基づいて前記複数の回転角度位置それぞれでの前記円盤状基板の外縁の径方向位置を計測するように構成することができる。【００３２】
更に、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記縁間距離計測手段は、前記第１カメラユニット及び第２カメラユニットのうち、前記処理領域の形成された面側から撮影する一方のカメラユニットから得られる画像に基づいて前記縁間距離を計測するように構成することができる。【００３３】
本発明に係る円盤状基板の検査方法は、表面に処理領域の形成された円盤状基板の検査方法であって、所定の回転軸を中心にして回転する保持部に保持され、該保持部と共に回転する前記円盤状基板の外縁及びその近傍領域を撮影する撮影ステップと、前記保持部の回転によって回転する前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの当該円盤状基板の外縁の径方向位置を計測する基板外縁位置計測ステップと、前記撮影ステップにて得られる画像に基づいて前記複数の回転角度位置それぞれでの前記円盤状基板の外縁と前記処理領域の縁との間の縁間距離を計測する縁間距離計測ステップと、前記基板外縁位置計測ステップにて得られた前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置と、前記縁間距離計測ステップにて得られた前記複数の回転角度位置それぞれでの縁間距離とに基づいて所定の検査情報を生成する検査情報生成ステップとを有する構成となる。【００３４】
また、本発明に係る円盤状基板の検査方法において、前記検査情報生成ステップは、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置と対応する回転角度位置での前記縁間距離とに基づいて前記処理領域の前記複数の回転角度位置での縁の径方向位置を演算する処理領域縁位置演算ステップと、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの外縁の径方向位置に基づいて前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの直径を演算する直径演算ステップとを含み、前記処理領域の前記複数の回転角度位置それぞれでの縁の径方向位置と、前記円盤状基板の前記複数の回転角度位置それぞれでの直径とに基づいた検査情報を生成するように構成することができる。【００３５】
更に、本発明に係る円盤状基板の検査方法において、前記基板外縁位置計測ステップは、前記撮影ステップにて得られる画像に基づいて前記円盤状基板の複数の回転角度位置それぞれでの当該円盤状基板の外縁の径方向位置を測定する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る円盤状基板の検査装置及び検査方法によれば、その生成される検査情報が円盤状基板の外縁の形状を考慮してその円盤状基板の表面に形成された処理領域の形状について評価することのできる情報となり得るので、前記円盤状基板の表面に形成された処理領域についてのより精度の良い検査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の一形態に係る半導体ウエーハ（円盤状基板）の検査装置の機構系の構成（第１の構成例）を示す図である。
【図２】図１に示す検査装置を上方から見た状態を示す図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る半導体ウエーハの検査装置の処理系の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す処理系における処理ユニットでの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】半導体ウエーハ及びその表面に形成された絶縁膜（処理領域）に対して定義されるパラメータを示す図である。
【図６】半導体ウエーハの表面に形成された絶縁膜に対して定義される各パラメータを示す図である。
【図７】ウエーハの分類を示す図である（その１）
【図８】ウエーハの分類を示す図である（その２）
【図９】各分類におけるウエーハと絶縁膜の状態を模式的に示す図である。
【図１０】表示ユニットに表示されたウエーハエッジ位置Ａθn、膜エッジ位置Ｃθn及び縁間距離Ｂθnの回転角度位置θｎに対するプロファイルを示す図である。
【図１１】表示ユニットに表示されたウエーハの外縁線及び絶縁膜の縁線の一例を示す図である。
【図１２】表示ユニットに表示されたウエーハの外縁線及び絶縁膜の縁線の他の一例を示す図である。
【図１３】表面に複数の絶縁膜が積層された半導体ウエーハの断面構造と各絶縁膜に対する縁間距離を示す図である。
【図１４】半導体ウエーハの検査装置の機構系の第２の構成例を示す図である。
【図１５】半導体ウエーハの検査装置の機構系の第３の構成例を示す図である。
【図１６】半導体ウエーハの検査装置の機構系の第４の構成例を示す図である。
【図１７】図１６に示す検査装置を上方から見た状態を示す図である。
【図１８】図１６及び図１７に示す機構系となる検査装置における処理系の構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１５に示す処理系における処理ユニットでの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ウエーハ（円盤状基板）
１１  絶縁膜（処理領域）
１００  ステージ（保持部）
１１０  回転駆動モータ（回転駆動部）
１２０ａ、１２０ｂ  エッジセンサ
１３０ａ  第１カメラユニット
１３０ｂ  第２カメラユニット
１３１、１３１ａ、１３１ｂ  ＣＣＤラインセンサ
１３２  エッジセンサ
２００  処理ユニット
２１０  操作ユニット
２２０  表示ユニット
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。【００４０】
本発明の実施の一形態に係る半導体ウエーハ（円盤状基板）の検査装置の機構系（第１の構成例）は、図１及び図２に示すように構成される。図１は、検査装置の機構系を側方から見た図であり、図２は、当該検査装置の機構系を上方から見た図である。【００４１】
図１及び図２において、ステージ１００（保持部）が回転駆動モータ１１０（回転駆動部）の回転軸１１０ａに保持され、一方向（本実施の形態では矢印Ｓで示す時計方向）に連続回転させられるようになっている。ステージ１００に円盤状基板となる半導体ウエーハ（以下、単にウエーハという）１０が水平状態にセットされる。なお、ステージ１００にはアライメント機構（図示略）が設けられており、ウエーハ１０の中心がステージ１００の回転中心（回転軸１１０ａの軸芯）に極力合致するように当該ウエーハ１０がステージ１００にセットされるようになっている。【００４２】
ウエーハ１０の表面には例えば絶縁膜１１（図２における網掛け部分：処理領域図）が形成されている。ステージ１００の上方所定位置には、ステージ１００にセットされたウエーハ１０の外縁及びその近傍領域を当該ウエーハ１０の表面側から撮影する第１カメラユニット１３０ａが設置され、ステージ１００の下方所定位置にはウエーハ１０の外縁及びその近傍を当該ウエーハ１０の裏面側から撮影する第２カメラ１３０ｂが設置されている。これら対になる第１カメラユニット１３０ａ及び第２カメラユニット１３０ｂは、ステージ１００にセットされるウエーハ１０の回転角度１８０度分ずれて、即ち、ウエーハ１０の直径線の方向に並ぶように配置されている。第１カメラユニット１３０ａ及び第２カメラユニット１３０ｂは、ＣＣＤラインセンサ１３１ａ、１３１ｂを含み、ＣＣＤラインセンサ１３１ａ、１３１ｂによるライン状の撮影領域がステージ１００上のウエーハ１０の外縁及び絶縁膜１１の縁を横切ってステージ１００の回転中心に向かうように設定されている。【００４３】
前述した構成の機構系を有する評価装置の処理系は、図３に示すように構成される。【００４４】
図３において、第１カメラユニット１３０ａ及び第２カメラユニット１３０ｂからの撮像信号が処理ユニット２００に入力される。処理ユニット２００は、ステージ１００を所定の速度にて回転させるように回転駆動モータ１１０の駆動制御を行なうと共に、操作ユニット２１０からの操作信号に従って第１カメラユニット１３０ａ及び第２カメラユニット１３０ｂからの撮像信号を後述するように処理する。また、処理ユニット２００は、その処理の過程で得られた情報を表示ユニット２２０に表示させることができる。【００４５】
次に検査装置での処理について説明する。【００４６】
実際にウエーハ１０についての処理がなされる前に、まず、当該検査装置の初期設定がなされる。この初期設定では、例えば、真円であること及びそのサイズ（例えば、直径３００mm）が正確に確認されているダミーウエーハがステージ１００にその中心が当該ステージ１００の回転中心に正確に合致するようにアライメント機構（不図示）を用いてセットされる。処理ユニット２００は、ステージ１００を回転させた状態で、第１カメラユニット１３０ａ及び第２カメラユニット１３０ｂからの撮像信号に基づいた画像データ（画素単位の輝度データまたは濃度データ）を取り込む。そして、第１カメラユニット１３０ａの撮影による取り込み画像（画像データ）及び第２カメラユニット１３０ｂの撮影による取り込み画像（画像データ）それぞれから所定間隔の各回転角度位置θｎでの前記ダミーウエーハの外縁（エッジ）に対応した画素位置が検出され、各回転角度位置θｎでの当該画素位置がダミーウエーハの半径（例えば、１５０mm）に相当する中心からの径方向位置として認識されるように処理ユニット２００におけるパラメータの初期設定等がなされる。【００４７】
なお、本実施の形態においてこの初期設定は、検査装置の使用開始前に１度だけ実施され、また検査対象であるウエーハ１０の大きさが変更される毎に実施するようにしているが、１枚のウエーハ１０の検査を行なう毎、あるいは予め設定した枚数のウエーハ１０の検査が行なわれる毎に実施するようにしてもよい。【００４８】
初期設定が終了した後、ダミーウエーハに代えて検査対象となるウエーハ１０が、アライメント機構（不図示）により、極力その中心がステージ１００の回転中心に合致するようにして当該ステージ１００にセットされる。そして、操作ユニット２１０にて所定操作がなされると、処理ユニット２００は図４に示す手順に従って処理を実行する。【００４９】
図４において、処理ユニット２００は、ウエーハ１０が定速にて１回転する間に、第１カメラユニット１３０ａ及び第２カメラユニット１３０ｂそれぞれからの撮像信号を入力し、対応する撮影画像（画像データ）を取り込む（Ｓ１）。そして、処理ユニット２００は、所謂エッジ抽出処理により、各取り込み画像において所定角度間隔毎の各回転角度位置θｎでのウエーハ１０の外縁に対応した画素位置を図５に示すウエーハ１０の外縁の径方向位置（以下、ウエーハエッジ位置という）Ａθnとして各回転角度位置θｎに対応付けて保存する（Ｓ２：基板外縁位置計測ステップ）。【００５０】
ここで、回転角度位置θｎについて説明する。図５に示すように、ウエーハ１０にはその外周にノッチ１０ａが形成されている。そこで本実施の形態では、このウエーハ１０におけるノッチ１０ａが形成されている位置を回転角度０度の位置（＝θ0）として設定される。従って、図５に示すウエーハ１０において、回転角度位置（θ0）から反時計方向に例えばｔ度離れた位置の回転角度位置はθtと定義され、この回転角度位置でのウエーハエッジ位置ＴはＡθtと表される。【００５１】
ところで、ウエーハ１０が１回転する間に得られる２つの第１カメラユニット１３０ａ及び第２カメラユニット１３０ｂからの撮影信号に対応する画像に基づいて各回転角度位置θｎに対して２つのウエーハエッジ位置Ａθnが得られる場合、それらの平均値を真のウエーハエッジ位置Ａθnとして回転角度位置θｎに対応付けて保存することができる。また、ウエーハ１０の半周分の各回転角度位置θｎに対応するウエーハエッジ位置Ａθnを第１カメラユニット１３０ａの撮影による画像から取得し、ウエーハ１０の残りの半周分の各回転角度位置θｎに対応するウエーハエッジ位置Ａθnを第２カメラユニット１３０ｂの撮影による画像から取得することもできる。【００５２】
次いで、処理ユニット２００は、ウエーハ１０の絶縁膜１１の形成された面側からその外縁及びその近傍領域を撮影する第１カメラユニット１３０ａからの撮像信号に基づいた画像データにて表される画像上で各回転角度位置θｎでのウエーハ１０の外縁と絶縁膜１１の縁との間の縁間距離Ｂθnを計測する（Ｓ３：縁間距離計測ステップ）。具体的には、例えば、メモリ上に展開された画像上でウエーハ１０の外縁と絶縁膜１１の縁との間の画素数が計測され、その画素数が距離（縁間距離）に換算される。【００５３】
このようにして、ウエーハエッジ位置Ａθn及びウエーハ１０の外縁と絶縁膜１１の縁との間の縁間距離Ｂθnがウエーハ１０の１周分について得られると、処理ユニット２００は、各回転角度位置θｎでのウエーハ１０の直径Ｄθn及び絶縁膜１１の縁の径方向位置（以下、膜エッジ位置という）Ｃθnを演算する（Ｓ４）。具体的には、各回転角度位置θｎに対応して保存されているウエーハエッジ位置Ａθnとその回転角度位置から１８０°回転させた回転角度位置θｎ＋１８０°に対応して保存されているウエーハエッジ位置Ａθn+180°との和が直径Ｄθnとして演算される（図５参照）。
Ｄθn＝Ａθn＋Ａθn+180°【００５４】
また、処理ユニット２００において、各回転角度位置θｎに対応して保存されているウエーハエッジ位置Ａθnから対応する回転角度位置θｎでの縁間距離Ｂθnを減じて膜エッジ位置Ｃθnが演算される（図５参照）。
Ｃθn＝Ａθn−Ｂθn【００５５】
その後、処理ユニット２００は、前述したようにして得られた各回転角度位置θｎでのウエーハエッジ位置Ａθn、直径Ｄθn、及び膜エッジ位置Ｃθnに基づいてウエーハ１０の検査情報（評価情報）を生成する（Ｓ５：検査情報生成ステップ）。次のような検査情報を生成することができる。【００５６】
各回転角度位置θｎでのウエーハエッジ位置Ａθnとその回転角度位置θｎから１８０°回転させた回転角度位置θｎ＋１８０°でのウエーハエッジ位置Ａθn+180°との差の絶対値
｜Ａθn−Ａθn+180°｜
をウエーハ１０のステージ１００（保持部）の回転中心（回転軸１１０ａの軸芯）に対する偏心度合を評価する情報として生成することができる。例えば、各回転角度位置θｎでの前記絶対値が全て基準値ａより小さい場合に、
｜Ａθn−Ａθn+180°｜＜ａ
ウエーハ１０はステージ１００の回転中心に対して偏心することなくステージ１００に適正にセットされていると判定することができる。【００５７】
また、各回転角度位置θｎでの直径Ｄθnとその回転角度位置θｎから９０°回転させた回転角度位置θｎ＋９０°での直径Ｄθn+90°との差の絶対値
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜
をウエーハ１０の真円度合を評価する情報として生成することができる。例えば、各回転角度位置θｎでの前記絶対値が全て基準値ｄより小さい場合に、
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜＜ｄ
ウエーハ１０は正規の形状（真円）であると判定することができる。【００５８】
更に、各回転角度位置θｎでの膜エッジ位置Ｃθnとその回転角度位置θｎから１８０°回転させた回転角度位置θｎ＋１８０°での膜エッジ位置Ｃθn+180°との差の絶対値
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜
を絶縁膜１１のウエーハ１０に対する偏心度合を評価する情報として生成することができる。例えば、各回転角度位置θｎでの前記絶対値が全てｃ１より小さい場合に、
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜＜ｃ１
絶縁膜１１はウエーハ１０（の中心）に対して偏心することなくウエーハ１０の表面に適正に形成されていると判定することができる。【００５９】
また、各回転角度位置θｎでの膜エッジ位置Ｃθn、その回転角度位置θｎから９０°、１８０°、更に２７０°回転させた回転角度位置θｎ＋９０°、θｎ＋１８０°、θｎ＋９０°＋１８０°それぞれでの膜エッジ位置Ｃθn+90°、Ｃθn+180°、Ｃθn+90°+180°に基づいて図６に示すように定義される絶縁膜１１の半径Ｃｒθi、Ｃｒθjの差の絶対値
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜
Ｃｒθi＝（（（Ｃθn＋Ｃθn+180°）／２）2
＋（（Ｃθn+90°−Ｃθn+90°+180°）／２）2）1/2
Ｃｒθj＝（（（Ｃθn+90°＋Ｃθn+90°+180°）／２）2
＋（（Ｃθn+180°−Ｃθn）／２）2）1/2
を絶縁膜１１の真円度合を評価する情報として生成することができる。例えば、各回転角度位置θｎでの膜エッジ位置Ｃθn等に基づいて得られた前記絶縁膜１１の半径ＣｒθiとＣｒθjとの差の絶対値が全てｃ２より小さい場合に、
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜＜ｃ２
絶縁膜１１は正規の形状（真円）であると判定することができる。【００６０】
更に、前述した直径ＤθnとＤθn+90°との差の絶対値、
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜
前述した膜エッジ位置ＣθnとＣθn+180°との差の絶対値、
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜
及び前述した絶縁膜１１の半径ＣｒθiとＣｒθjとの差の絶対値
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜
に基づいて、対象となるウエーハ１０を分類することができる。この分類情報を検査情報（評価情報）として用いることができる。【００６１】
具体的には、図７（ａ）に示す分類ＮＯ．１は、
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜＜ｄ
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜＜ｃ１
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜＜ｃ２
という条件を満たすウエーハ１０を表す。この場合、図９（ａ）に模式的に示すように、ウエーハ１０外縁形状、絶縁膜１１の縁形状及び絶縁膜１１の形成位置の全てを正常なものとして評価することができる。なお、図９（ａ）はあくまでも模式的に示したものであって、図７（ａ）の条件のものは全て図９（ａ）に示すようになるものではないことは当然であるが、ウエーハ１０の評価結果として、ウエーハ形状、絶縁膜偏心状態、絶縁膜形状を図９（ａ）のような模式図的に表示ユニット２２０に表示させれば、オペレータは、それを見ることで、３者の傾向を即座に感じ取ることができる。このことは、図９（ｂ）以降も同様である。【００６２】
図７（ｂ）に示す分類ＮＯ．２は、
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜＞ｄ
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜＜ｃ１
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜＜ｃ２
という条件を満たすウエーハ１０を表す。この場合、図９（ｂ）に模式的に示すように、絶縁膜１１の縁形状及び絶縁膜１１の形成位置は正常なものとして評価され得る一方、ウエーハ１０の外縁形状は正常ではないものとして評価され得る。【００６３】
図７（ｃ）に示す分類ＮＯ．３は、
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜＞ｄ
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜＜ｃ１
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜＞ｃ２
という条件を満たすウエーハ１０を表す。この場合、図９（ｃ）に模式的に示すように、絶縁膜１１の形成位置は正常なものとして評価され得る一方、ウエーハ１０の外縁形状及び絶縁膜１１の縁形状は正常ではないものとして評価され得る。【００６４】
図７（ｄ）に示す分類ＮＯ．４は、
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜＜ｄ
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜＜ｃ１
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜＞ｃ２
という条件を満たすウエーハ１０を表す。この場合、図９（ｄ）に模式的に示すように、ウエーハ１０の外縁形状及び絶縁膜１１の形成位置は正常なものとして評価され得る一方、絶縁膜１１の縁形状は正常ではないものとして評価され得る。【００６５】
図８（ａ）に示す分類ＮＯ．５は、
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜＜ｄ
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜＞ｃ１
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜＜ｃ２
という条件を満たすウエーハ１０を表す。この場合、図９（ｅ）に模式的に示すように、ウエーハ１０の外縁形状及び絶縁膜１１の縁形状は正常なものとして評価され得る一方、絶縁膜１１の形成位置は正常ではないものとして評価され得る。【００６６】
図８（ｂ）に示す分類ＮＯ．６は、
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜＞ｄ
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜＞ｃ１
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜＜ｃ２
という条件を満たすウエーハ１０を表す。この場合、図９（ｆ）に模式的に示すように、絶縁膜１１の縁形状は正常なものとして評価され得る一方、ウエーハ１０の外縁形状及び絶縁膜１１の形成位置は正常ではないものとして評価され得る。【００６７】
図８（ｃ）に示す分類ＮＯ．７は、
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜＞ｄ
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜＞ｃ１
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜＞ｃ２
という条件を満たすウエーハ１０を表す。この場合、図９（ｇ）に模式的に示すように、ウエーハ１０の外縁形状、絶縁膜１１の縁形状及び絶縁膜１１の形成位置の全てを正常ではないものとして評価することができる。【００６８】
図８（ｄ）に示す分類ＮＯ．８は、
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜＜ｄ
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜＞ｃ１
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜＞ｃ２
という条件を満たすウエーハ１０を表す。この場合、図９（ｈ）に模式的に示すように、ウエーハ１０の外縁形状は正常なものとして評価され得る一方、絶縁膜１１の縁形状及び絶縁膜１１の形成位置は正常ではないものとして評価され得る。【００６９】
図４に戻って、処理ユニット２００は、前述したように検査情報を生成すると、表示ユニット２２０に所定の情報を表示させるための出力処理を行なう（Ｓ６）。この出力処理では、前述したような検査情報をそのまま表示させることができる。例えば、複数の回転角度位置のそれぞれにおけるウエーハエッジ位置ＡθnとＡθn+180°との差の絶対値、
｜Ａθn−Ａθn+180°｜
ウエーハ１０の直径ＤθnとＤθn+90°との差の絶対値、
｜Ｄθn−Ｄθn+90°｜
膜エッジ位置ＣθnとＣθn+180°との差の絶対値、
｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜
及び、絶縁膜１１の半径ＣｒθiとＣｒθjの差の絶対値
｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜
の全てまたはいくつかを表示ユニット２２０に、例えば、回転角度位置θｎ毎の値を表形式にて、表示させることができる。このように表示ユニット２２０に表示されるこれらの情報により、作業者は、検査対象となるウエーハ１０の偏心度合及び真円度合や絶縁膜１１の偏心度合及び真円度合をより具体的、かつ精度良く評価することができるようになる。これらの評価に基づいて更に絶縁膜１１の成膜プロセスの適否やウエーハ１０の基板（例えば、シリコン基板）形成プロセスの適否についてより詳細に評価することができるようになる。【００７０】
また、処理ユニット２００は、前述した分類情報（図７及び図８に示すＮＯ．１〜ＮＯ．８）及び対応する模式図形（図９（ａ）〜（ｈ））の少なくともいずれかをウエーハ１０の評価結果として表示ユニット２２０に表示させることができる。この場合、検査対象となるウエーハ１０をその絶縁膜１１と共にマクロ的に評価することができるようになる。【００７１】
更に、処理ユニット２００は、各回転角度位置θｎと前述したウエーハエッジ位置Ａθn、縁間距離Ｂθn及び膜エッジ位置Ｃθnとの関係を表したプロファイル情報を当該ウエーハ１０の評価情報（検査情報）として生成し、そのプロファイル情報を表示ユニット２２０に表示させることもできる。この場合、例えば、図１０に示すように、ウエーハ１０の一回転（０°〜３６０°）についてのウエーハエッジ位置ＡθnのプロファイルＱ１（Ａθn）、膜エッジ位置ＣθnのプロファイルＱ２（Ｃθn）及び縁間距離ＢθnのプロファイルＱ３（Ｂθn）が表示ユニット２２０に表示される。なお、図１０において、ウエーハエッジ位置Ａθn及び膜エッジ位置Ｃθnは、右側のスケール（１４７．００ｍｍ〜１５１．５０ｍｍ）が適用され、縁間距離Ｂθnは、左側のスケール（０．００ｍｍ〜４．５０ｍｍ）が適用される。このようなプロファイル情報によって、ウエーハ１０の外縁形状、絶縁膜１１の縁形状、及びウエーハ１０の外縁と絶縁膜の縁との間の距離（従来技術における露出幅に相当）を直接的に把握することができる。【００７２】
なお、各回転角度位置θｎでのウエーハエッジ位置Ａθnに基づいたウエーハ１０の外縁線Ｌ１と、各回転角度位置θｎでの膜エッジ位置Ｃθnに基づいた絶縁膜１１の縁線Ｌ２とをウエーハ１０の検査情報として生成することもできる。この場合、図１１に示すように、ウエーハ１０の外縁線Ｌ１と絶縁膜１１の縁線Ｌ２とが表示ユニット２２０に表示される。このように表示ユニット２２０に表示されるウエーハ１０の外縁線Ｌ１及び絶縁膜１１の縁線Ｌ２により、ウエーハ１０の形状、絶縁膜１１の形状及び絶縁膜１１の形成位置を的確に評価することができるようになる。【００７３】
更に、絶縁膜１１の縁線についてのスケール分解能をウエーハ１０の外縁線についてのスケール分解能より高く設定して、表示ユニット２２０に表示させることができる。つまり、絶縁膜１１の縁部分周辺だけをウエーハの直径方向にスケールを拡大して表示するものである。この場合、図１２に示すように、絶縁膜１１の縁線Ｌ２０の変動がウエーハ１０の外縁線Ｌ１に比べて強調されることになり、絶縁膜１１の形状や位置等をより精度良く、しかも評価者にとっても感覚的に鮮明に評価することができるようになる。【００７４】
なお、ウエーハ１０の検査情報については、前述したものに限定されず、各回転角度位置θｎでのウエーハエッジ位置Ａθn及び縁間距離Ｂθnに基づいて得られるウエーハ１０についての情報であれば、特に限定されない。【００７５】
前述した検査装置では、第２カメラユニット１３０ｂの撮影により得られた画像は、各回転角度位置θｎでのウエーハエッジ位置Ａθnを計測するため（直径Ｄθn）にしか用いられなかったが、その画像をウエーハ１０の裏面側の検査結果として利用することもできる。例えば、ウエーハ１０の絶縁膜１１を形成するプロセスにおいて、ウエーハ１０の外縁から逆側の面にその絶縁膜が回りこんでしまう場合がある。このような絶縁膜の回りこみによる欠陥を前記第２カメラユニット１３０ｂの撮影により得られた画像から検出することもできる。【００７６】
前述した検査装置は、半導体ウエーハ１０表面に絶縁膜１１が１層形成されていたものを検査対象としていたが、図１３に示すように、半導体ウエーハ１０表面に複数、例えば、３層の絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃが形成されたものを検査対象とすることができる。図１３示す例では、半導体ウエーハ１０の表面に、上層になるほど径が小さくなるような３つの絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃが順次積層された構造となっている。【００７７】
この例の場合、処理ユニット２００は、ウエーハ１０の３層の絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃの形成された面側からその外縁及びその近傍領域を撮影する第１カメラユニット１３０ａからの撮影信号を入力し、対応する撮影画像（画像データ）を取り込む（図４におけるＳ１参照）。そして、処理ユニット２００は、その撮影信号に基づいた画像データにて表される画像上で各回転角度位置θｎでのウエーハ１０の外縁と各絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃの縁との間の縁間距離Ｂａθn、Ｂｂθn、Ｂｃθnを計測する（図４におけるＳ３参照）。【００７８】
このようにして得られた各絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃについての縁間距離Ｂａθn、Ｂｂθn、Ｂｃθnは、前述した例と同様に、各絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃについての膜エッジ位置Ｃａθn、Ｃｂθn、Ｃｃθnの演算（図４におけるＳ４参照）に用いられる。そして、各絶縁膜についての検査情報（評価情報）、例えば、各絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃの偏心度合を評価する情報｜Ｃθn−Ｃθn+180°｜、各絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃが真円の度合いを評価する情報｜Ｃｒθi−Ｃｒθj｜（図４におけるＳ５参照）や、各絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃについての分類情報（図７、図８、図９参照）を得ることができる。また、各絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃについての縁間距離Ｂａθn、Ｂｂθn、Ｂｃθnやエッジ位置Ｃａθn、Ｃｂθn、Ｃｃθnから、上層の膜が下層の膜の領域に侵入して大きく覆いかぶさっているようなオーバーハングや、上層の膜が剥がれたり、捲れたりして、下層の膜が見えているようなアンダーテイクといった異常個所を表し得る検査情報を得ることもできる。【００７９】
このような各絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃについての各種検査情報に基づいて、その半導体ウエーハ１０の良否の評価を行うことができると共に、各絶縁膜１１ａ、１１ｂ、１１ｃの成膜プロセスの適否についてより詳細に評価することができるようになる。【００８０】
前述した検査装置では、第１カメラユニット１３０ａがウエーハ１０の絶縁膜１１の形成された表面側から撮影し、第２カメラユニット１３０ｂがウエーハ１０の絶縁膜１１の形成されていない裏面側から撮影する構成となっていたが、図１４に示すように、第１カメラユニット１３０ａ及び第２カメラユニット１３０ｂの双方がウエーハ１０の絶縁膜１１の形成された表面側から撮影するように構成することも可能である（機構系の第２の構成例）。この場合、ウエーハ１０が１回転する間に得られる２つの第１カメラユニット１３０ａ及び第２カメラユニット１３０ｂからの撮影信号に対応する画像に基づいて各回転角度位置θｎに対して２つのウエーハエッジ位置Ａθnが得られる場合、それらの平均値を真のウエーハエッジ位置Ａθnとすることがでる。更に、それらの画像に基づいて各回転角度位置θｎに対して２つの縁間距離Ｂθnが得られる場合、それらの平均値を真の縁間距離Ｂθnとすることができる。従って、より精度の良い検査を実現することができる。一方、ウエーハ１０を半回転するだけで、ウエーハ１０全周についてのウエーハエッジ位置Ａθn及び縁間距離Ｂθnを得ることもできる。この場合、ウエーハ１０のより効率的な検査を行なうことができるようになる。【００８１】
更に、図１５に示すように、第２カメラユニット１３０ｂに代えてエッジセンサ１３２を設けることも可能である（機構系の第３の構成例）。このエッジセンサ１３２は、ステージ１００の回転中心に直交する直線上に配置され、ステージ１００上にセットされたウエーハ１０の外縁の径方向位置を表す検出信号を出力する。この場合、処理ユニット２００は、第１カメラユニット１３０ａの撮影により得られる画像から計測された各回転角度位置θｎでのウエーハエッジ位置Ａθnとエッジセンサ１３２からの検出信号から検出された各回転位置θｎでのウエーハエッジ位置Ａθnとから真のウエーハエッジ位置Ａθnを決めることができる。【００８２】
また、前述した検査装置では、ウエーハ１０を連続回転させ、その間、所定回転角度間隔毎に第１カメラユニット１３０ａ及び第２カメラユニット１３０ｂの撮影により得られた画像に基づいてウエーハ１０の検査・評価を行なうようにしたが、ステージ１００、つまりウエーハ１０を所定回転角度毎に間欠回転させるようにしてもよい。【００８３】
また、２つのカメラユニット１３０ａ、１３０ｂを、ステージ１００の回転角度で１８０度離隔させて対向配置したが、例えば、９０度離隔させて配置してもよく、その個数も１個でも、また３個以上配置するようにしてもよい。複数個の場合は、回転角度にして等配が望ましい。また、ウエーハ１０を固定配置とし、各カメラユニット１３０ａ、１３０ｂをウエーハ１０の外周に沿って回転動させるように構成することもできる。【００８４】
更に、検査装置の機構系は、図１６及び図１７に示すように構成することもできる（第４の構成例）。この例では、半導体ウエーハ１０の直径を計測するための専用の２つのエッジセンサ１２０ａ、１２０ｂが設けられ、半導体ウエーハ１０の外縁及びその近傍領域を撮影する単一のカメラユニット１３０が設けられている。
具体的には、ステージ１００の外縁近傍の所定位置に一対のエッジセンサ１２０ａ、１２０ｂが設置され、それらエッジセンサ１２０ａ、１２０ｂは、ステージ１００の回転中心に直交する直線上に配置されている。そして、各エッジセンサ１２０ａ、１２０ｂは、ステージ１００上にセットされたウエーハ１０の外縁の径方向位置を表す検出信号を出力する。また、ステージ１００の上方には、ステージ１００にセットされたウエーハ１０の外縁及びその近傍領域を撮影する単一のカメラ１３０が設置されている。カメラ１３０は、ＣＣＤラインセンサ１３１を含み、ＣＣＤラインセンサ１３１によるライン状の撮影領域がステージ１００上のウエーハ１０の外縁及び絶縁膜１１の縁を横切ってステージ１００の回転中心に向かうように設定されている。ＣＣＤラインセンサ１３１の並び方向に対し、エッジセンサ１２０ａ、１２０ｂは、ステージ１００の回転角度に換算して丁度±９０度ずれたところに配置されている。【００８５】
このような構造の機構系を有する評価装置の処理系は、図１８に示すように構成される。この処理系では、処理ユニット２００は、前述した例（図３参照）の第１のカメラユニット１３０ａ、１３０ｂからの撮影信号に代えて、カメラユニット１３０からの撮影信号及び２つのエッジセンサ１２０ａ、１２０ｂからの検出信号を処理し、前述したのと同様の各検査情報（評価情報）を演算する。【００８６】
具体的には、処理ユニット２００は、次のようにして処理を実行する。【００８７】
実際にウエーハ１０についての評価処理がなされる前に、前述した例と同様に、まず、当該評価装置の初期設定がなされる。この初期設定では、例えば、真円であること及びそのサイズ（例えば、直径３００mm）が正確に確認されているダミーウエーハがステージ１００にその中心が当該ステージ１００の回転中心に正確に合致するようにアライメント機構（不図示）を用いてセットされる。そして、ステージ１００を回転させた状態で各エッジセンサ１２０ａ、１２０ｂからの検出信号を常にダミーウエーハの半径（例えば、１５０ｍｍ）に相当する中心（回転軸）からの径方向位置として処理ユニット２００が正確に認識するようにエッジセンサ１２０ａ、１２０ｂの位置調整及び処理ユニット２００におけるパラメータの初期設定等がなされる。【００８８】
初期設定が終了して、操作ユニット２１０にて所定操作がなされ、そしてダミーウエーハに代わって、評価されるウエーハ１０が、アライメント機構（不図示）により、極力その中心がステージ１００の回転中心に合致するようにして当該ステージ１００にセットされると、処理ユニット２００は図１９に示す手順に従って処理を実行する。【００８９】
図９において、処理ユニット２００は、ウエーハ１０が定速にて１回転する間に、各エッジセンサ１２０ａ、１２０ｂからの検出信号を所定回転角度間隔毎に入力し、それら検出信号値を図５に示すウエーハ１０外縁の径方向位置（以下、ウエーハエッジ位置という）Ａθnとして各回転角度位置θｎに対応付けて保存する（Ｓ１１：基板外縁位置検出ステップ）。ここで、回転角度位置θｎは、前述した例と同様に、ノッチ１０ａからの回転角度をいう。【００９０】
ところで、ウエーハ１０が１回転する間に、２つのエッジセンサ１２０ａ、１２０ｂからの検出信号に基づいて各回転角度位置θｎに対して２つのウエーハエッジ位置Ａθnが得られる場合、それらの平均値を真のウエーハエッジ位置Ａθnとして回転角度位置θｎに対応付けて保存することができる。また、ウエーハ１０の半周分の各回転角度位置θｎに対応するウエーハエッジ位置Ａθnを一方のエッジセンサ１２０ａからの検出信号から取得し、ウエーハ１０の残りの半周分の各回転角度位置θｎに対応するウエーハエッジ位置Ａθnを他方のエッジセンサ１２０ｂからの検出信号から取得することもできる。【００９１】
処理ユニット２００は、前記所定回転角度間隔毎にウエーハ１０の外縁及びその近傍領域を撮影するカメラ１３０からの撮像信号を入力し、その撮像信号を画像データにして各回転角度位置θｎに対応付けて保存する（Ｓ１２：撮影ステップ）。そして、処理ユニット２００は、その画像データにて表される画像上で各回転角度位置θｎでのウエーハ１０の外縁と絶縁膜１１の縁との間の縁間距離Ｂθnを計測する（Ｓ３：縁間距離計測ステップ）。具体的には、例えば、メモリ上に展開された画像上でウエーハ１０の外縁と絶縁膜１１の縁との間の画素数が計測され、その画素数が距離（縁間距離）に換算される。【００９２】
以後、前述した例と同様に、前記各回転角度位置θｎでのウエーハエッジ位置Ａθn及び縁間距離Ｂθnとに基づいて、各回転角度位置θｎでのウエーハ直径Ｄθn及び絶縁膜１１についての膜エッジ位置Ｃθnが演算され（Ｓ４）、更に、前述したのと同様に各種検査情報（評価情報）が生成される（Ｓ５）。そして、その生成された検査情報が処理ユニット２００の制御のもと、前述した例と同様に、表示ユニット２２０に表示される（Ｓ６：出力処理）。【００９３】
なお、前述した各例においては、検査装置をウエーハにおける絶縁膜形成の評価に用いた例を説明したが、例えば評価を伴うことなく、各検査結果を絶縁膜などの膜製造装置にフィードバックし、膜形成時の諸データの修正に用いるようにしてもよい。【００９４】
また、前述した各例においては、表面に絶縁膜が形成された構造のウエーハについて説明したが、表面に導電膜が形成された構造のウエーハであってもよい。膜としては、金属膜、有機膜、化合物膜等が考えられる。【００９５】
また、円盤状基板として半導体ウエーハを例にとって説明したが、これに限られることなく、表面に処理領域が形成された円盤状基板、例えば記録層が形成されたディスク基板の検査装置とし適用するものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
以上、説明したように、本発明に係る円盤状基板の検査装置及び検査方法は、半導体ウエーハ等の円盤状基板の表面に形成された処理領域についてのより精度の良い検査が可能となるという効果を有し、表面に絶縁膜や導電膜等の処理領域の形成された円盤状基板の検査を行なう検査装置及び検査方法として有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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