欠陥検査装置
【課題】基板の欠陥検査をより少ないスペースで行うことを可能とする検査装置を提供する。
【解決手段】欠陥検査装置１は、回転自在なチャック１３を備え、チャック１３の上方に、載置されたウエハＷの回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置された照明装置２１を設置し、この照明装置２１の真下にウエハＷの反射光を反射させるハーフミラー２２が固定され、さらにハーフミラー２２の対向側にハーフミラー２２からの反射光を取り込む撮像装置２０が設置され、ウエハＷの回転と共にウエハ表面を撮像する。
【解決手段】欠陥検査装置１は、回転自在なチャック１３を備え、チャック１３の上方に、載置されたウエハＷの回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置された照明装置２１を設置し、この照明装置２１の真下にウエハＷの反射光を反射させるハーフミラー２２が固定され、さらにハーフミラー２２の対向側にハーフミラー２２からの反射光を取り込む撮像装置２０が設置され、ウエハＷの回転と共にウエハ表面を撮像する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を撮像することにより基板の欠陥を検査する、基板の欠陥検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー処理では、例えば半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という。）上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウエハ上に所定のレジストのパターンが形成される。
【０００３】
一連のフォトリソグラフィー処理が行われたウエハは、検査装置によって、ウエハ表面に所定のレジスト膜が形成されているか否か、あるいは適切な露光処理が行われているかどうかについて、さらには傷、異物の付着があるかどうか等を検査する、いわゆるマクロ欠陥検査が行われている。
【０００４】
図１２及び図１３は、従来のマクロ欠陥検査装置の構成と動作の概略を示している。これらの図に示されるように、従来マクロ欠陥検査は、ウエハＷを載置している載置台２０１をガイドレール２０２に沿って水平に移動させながら、照明装置２０３からハーフミラー２０４を介して載置台２０１上のウエハＷに照明を照らして、例えばＣＣＤカメラ等の撮像装置２０５によってウエハＷの画像を取り込み、この画像を画像処理して欠陥の有無を判定するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４０５１９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した検査方法においては、ウエハ表面全体の画像を撮像するために、載置台２０１を少なくともウエハＷの直径の長さだけ移動させなければならない。よって、検査装置は、ウエハＷの直径の２倍の長さを一辺とし、ウエハＷの直径の長さをもう一辺とする長方形の面積が最低でも必要となり、検査装置は必然的に大型となる。また、ウエハ口径は近年大口径化しており、検査装置はますます大型化することは避けられない。
【０００７】
一方、フットプリントを減少させるという観点からは、より省スペースを実現し、検査装置をできる限り小型化することが望まれる。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、ウエハの検査をより少ないスペースで行うことを可能とする検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、基板を撮像装置によって撮像して、前記基板の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、前記基板を載置する回転自在な載置台と、前記載置台の鉛直方向上方に設置され、かつ載置された前記基板の回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置された前記基板を照射する略直方体の照明装置と、前記照明装置の真下に固定され、前記照明装置からの照明を通過させて前記基板の反射光を反射させるハーフミラーと、前記ハーフミラーからの反射光を取り込む撮像装置と、を具備することを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
本発明によれば、基板が回転されながら、基板の回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置された照明装置からの反射光が撮像装置により取り込まれる。ここで、基板上の直線領域は、照射領域に含まれる場合もあるし、全く重なる場合もある。本発明では、基板の回転と共に照明装置の照射領域が撮像されるので、基板を載せた状態で載置台を水平移動させる従来の場合に比べて基板の水平移動分のスペースを省くことができる。
【００１１】
また、前記照明装置及び前記ハーフミラーの長手方向の長さは、前記基板の直径の長さに等しいか、またはそれよりも若干長くてもよい（請求項２）。
【００１２】
照明装置及びハーフミラーの長手方向の長さが基板の直径よりも大きく超えると、検査装置の大型化を招いてしまうので、これらの長さは、基板の直径の長さとほぼ同じ程度が好ましい。
【００１３】
また、前記照明装置及び前記ハーフミラーの長手方向の長さは、前記基板の半径の長さに等しいか、またはそれよりも長く、かつ前記基板の直径の長さよりも短くても良い（請求項３）。
【００１４】
照明装置及びハーフミラーの長さを短くすることで、照明装置やハーフミラーに要するスペース及びコストを削減することができる。
【００１５】
さらに、前記載置台の鉛直方向上方に略直方体のカバーをさらに備え、前記カバーは、その内部の一端部に前記照明装置と前記ハーフミラーとを備え、他端部に前記撮像装置を設置し、前記照明装置と前記ハーフミラーの下方に開口部を有する構成でも良い（請求項４）。
【発明の効果】
【００１６】
（１）請求項１記載の発明によれば、ウエハを載置する載置台を水平移動させてスキャン撮像するのではなく、ウエハを回転させて撮像することができるので、従来の検査装置と比較して、ウエハ１枚分の面積分、モジュールサイズを小さくすることができる。また、載置台を移動させないため、移動軸を必要とせず、装置構成が簡素化されるという効果が得られる。
【００１７】
（２）請求項２記載の発明によれば、基板を少なくとも１８０度回転させるだけで撮像が完了するため、撮像時間を短縮することができる。
【００１８】
（３）請求項３記載の発明によれば、照明装置及びハーフミラーの長手方向の長さが基板直径よりも短く、少なくとも基板の半径の長さ分の長さがあればよいため、従来の検査装置と比較して装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、撮像する範囲が狭くなるため、ワーキングディスタンスを短縮することができ、さらにモジュールサイズを減少させることができる。さらに、同じ解像度の撮像装置を用いても、撮像する範囲が狭くなるため、より高密度の画像が得られるという効果がある。
【００１９】
（４）請求項４記載の発明によれば、カバー内部にハーフミラー及び撮像装置を設置することにより、例えば載置台が回転する時に生じるパーティクル等の撮像装置及びハーフミラーへの付着を防止することができる。また、開口部以外の部分はカバーにより覆われているため、ハーフミラーからの反射光以外の反射光の影響を受けることがなく、より高精度の画像を撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す横断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置の動作を示す概略平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す横断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る欠陥検査装置の動作を示す概略平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す横断面図である。
【図８】本発明に係る欠陥検査装置を組み込んだレジストパターン形成システムの平面図である。
【図９】本発明に係る欠陥検査装置を組み込んだレジストパターン形成システムの斜視図である。
【図１０】本発明に係る欠陥検査装置を組み込んだ塗布現像処理装置の縦断側面図である。
【図１１】本発明に係る欠陥検査装置を組み込んだレジストパターン形成システムの変形例の平面図である。
【図１２】従来の欠陥検査装置の構成及び動作の概略を示す縦断面図である。
【図１３】従来の欠陥検査装置の構成の概略を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置１の構成の概略を示す縦断面図であり、図２は、本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置１の構成の概略を示す横断面図である。
【００２２】
欠陥検査装置１は、図１に示すようにケーシング１０を有している。ケーシング１０の一端側（図１中のＸ方向負方向側）の側壁には、ウエハＷを搬入出させる搬入出口１１が形成されている。搬入出口１１には、開閉シャッタ１２が開閉可能に設けられている。
【００２３】
ケーシング１０内には、ウエハＷの裏面中央部を吸着してウエハＷを水平に保持する載置台であるチャック１３が設けられている。チャック１３は、モータなどの回転駆動部１４に接続されている。この回転駆動部１４によって、チャック１３は、後述する制御装置３０から送信される制御信号に従ってウエハＷを保持した状態で鉛直軸周りに回転し、停止する。
【００２４】
チャック１３の外周部には、ウエハＷを受け渡しする際の複数の支持ピン１５が設けられている。支持ピン１５は、例えばシリンダなどの昇降駆動部（図示せず）に昇降自在に取り付けられており、搬入出口１１からケーシング１０内に進入するウエハＷを搬送機構Ｄ（図１０参照）から受け取り、チャック１３上にウエハＷを載置する。
【００２５】
図１に示すように、チャック１３を挟んでケーシング１０の搬入出口１１の対向側には、チャック１３上のウエハＷのノッチ部の位置を検出するノッチ検出センサ１６が設けられている。ノッチ検出センサ１６によってウエハＷのノッチ部の位置を検出しながら、回転駆動部１４によってチャック１３を回転させて、ウエハＷのノッチ部の位置を調節することができる。このように、回転駆動部１４は、ウエハＷの位置を調節するアライメント機能を有している。
【００２６】
ケーシング１０の搬入出口１１の他端側（図１のＸ方向正方向側）の側面には、撮像装置２０が設けられている。撮像装置２０には、例えば広角型のＣＣＤカメラが用いられる。
【００２７】
また、ケーシング１０の天井には、チャック１３の鉛直方向上方に、ウエハＷに光を照射する略直方体の照明装置２１が固定されており、その照明装置２１の真下に、ハーフミラー２２が固定されている。ハーフミラー２２は、撮像装置２０と対向する位置に設けられ、鉛直方向から４５度傾斜して設けられている。
【００２８】
照明装置２１からの照明がハーフミラー２２を通過して下方に向けて照らされると、照明装置２１の照射領域にある物体が光を反射し、その反射光は、ハーフミラー２２で反射され、撮像装置２０に取り込まれる。すなわち、撮像装置２０は、照射領域にある物体を撮像することができる。
【００２９】
本実施形態に係る欠陥検査装置１の照明装置２１とハーフミラー２２は、図１及び図２に示すように、ウエハＷの回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置されており、照明装置２１と、ハーフミラー２２の長手方向の長さは、ウエハＷの直径よりも長く形成されている。この構成により、ウエハＷを少なくとも１８０度回転させることで、ウエハＷの表面全体を撮像することができる。もっとも、照明装置２１及びハーフミラー２２の寸法は、ウエハＷの直径の長さだけあればよい。
【００３０】
照明装置２１と撮像装置２０は、制御装置３０によって制御される。制御装置３０から照明装置２１に対して出力される信号によって、照明装置２１の照明の照度、照射時間等が制御される。また、制御装置３０から撮像装置２０に対して出力される信号によって、撮像装置２０による撮像、撮像タイミング、画像取り込み時間等が制御される。そして撮像した画像は、制御装置３０に出力され、当該制御装置３０において、必要な画像処理が施される。
【００３１】
また、制御装置３０は回転駆動部１４をも制御する。すなわち、制御装置３０から回転駆動部１４に対して出力される信号によって、回転駆動部１４の回転速度、回転開始及び停止等が制御される。
【００３２】
上述した制御装置３０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、欠陥検査装置１内のウエハＷの欠陥検査を制御するプログラムが格納されている。これに加えて、プログラム格納部には、上述した各種処理装置や搬送体などの駆動系の動作を制御して、後述する塗布現像処理装置１００の所定の作用、すなわちウエハＷへのレジスト液の塗布、現像、加熱処理、ウエハＷの受け渡し、各ユニットの制御などを実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばハードディスク（ＨＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置３０にインストールされたものであってもよい。
【００３３】
ところで、検査するウエハＷの状態によっては、ウエハＷ表面の反射率の違いによってウエハＷの輝度（明暗）が異なっている場合があり、全ての場合に同じ画像取り込み時間で撮像すると、取り込まれた画像が、いわゆる露出オーバーや、露出アンダーのような画像となってしまい、精度のよい画像が得られない。この場合には、例えば照明装置２１の照度をそれに応じて変更してもよいが、そのような変更が出来ない照明装置を使用した場合や、照度を変更すると条件が異なってしまい、例えば基準ウエハとの照合、比較等ができない場合もある。このような場合、画像の取り込み周期の長さを変更することになる。撮像装置２０による画像の取り込み周期の長さを変更する場合には、回転駆動部１４によるウエハＷの回転速度をも変更する必要がある。
【００３４】
図１を参照すると、欠陥検査装置１内には、ウエハＷの表面の反射率を測定する反射率測定センサ２３がチャック１３の上方に固定されている。この反射率測定センサ２３からの信号に基づいて、制御装置３０内の光量調整部（図示せず）が、撮像装置２０が取り込む画像の明るさが予め設定した所定の明るさの範囲に収まるように、画像の取り込み周期を補正する。こうして撮像装置２０による画像の取り込み周期の長さが自動的に補正され、またそれに応じて、回転駆動部１４に対する駆動信号も制御されて回転速度が変更される。
【００３５】
こうして、表面上の各部の反射率が異なったウエハＷを撮像する場合にも、撮像装置２０の画像取り込み周期の長さと回転駆動部１４の回転速度の変更により、高精度な画像を得ることができる。そして反射率が高いウエハＷであっても、反射率が低いウエハＷであっても、同一の基準で欠陥の検査を実施することが可能である。
【００３６】
なお検査対象となるウエハＷの表面の反射率が予め判明している場合には、前記した反射率測定センサ２３を用いる必要はなく、反射率が既知のウエハＷの情報を制御装置３０内に記憶して、必要に応じて光量調整部に読み出すとよい。
【００３７】
次に、本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置１を用いた欠陥検査手順について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００３８】
まず、搬送機構Ｄ（図１０参照）によってウエハＷが搬入出口１１からケーシング１０内に搬入され、支持ピン１５上に載置される。そして、支持ピン１５が下降してウエハＷはチャック１３上に載置される。その後、ノッチ検出センサ１６によりウエハＷのノッチ部が検出される。そのノッチ部の位置に基づいてウエハＷが回転されて、ウエハＷのノッチ部の位置が所定の設定角度に合わせ込まれてウエハＷがアライメントされる。このときの設定角度は、例えばウエハ処理のレシピに応じて予め定められており、最適な画像が取得できる角度が選択される。
【００３９】
その後、ウエハＷが時計回り（図２の矢印の方向）に回転されながら、撮像装置２０によって照明装置２１の照射領域にあるウエハＷの表面が撮像される。図３（ａ）乃至（ｄ）では、撮像装置２０によりウエハＷ表面が撮像される様子を示している。図中の網掛け部分は、撮像装置２０により撮像された範囲を表している。図３（ａ）乃至（ｄ）に示すように、ウエハＷの回転に合わせて撮像装置２０がハーフミラー２２からの反射光を取り込むことにより、二つの同一形状の扇形の中心角部分を重ね合わせたような照射領域が撮像される。ウエハＷが少なくとも１８０度回転することで、ウエハＷの全体が撮像されることになる。
【００４０】
撮像が完了すると、支持ピン１５がチャック１３の上方に上昇し、チャック１３上のウエハＷは、支持ピン１５上に支持されて持ち上げられる。支持ピン１５上に支持されているウエハＷは、搬送機構Ｄ（図１０参照）に受け取られて搬入出口１１から搬出され、次のウエハＷが支持ピン１５上に受け渡される。これらの動作が繰り返されて複数のウエハが連続して検査される。
【００４１】
以上のように、本実施形態に係る欠陥検査装置１においては、チャック１３を水平移動させることなくウエハＷの表面を撮像することができるため、ケーシング１０の長手方向（図２のＸ方向）の長さを、水平移動するために必要であったウエハ２枚分の長さよりも短くすることができ、モジュールサイズを小さくすることができる。また、水平移動に必要な駆動部、ガイドレールも不要となり、装置構成が簡素になる。さらに、基板を１８０度回転させるだけで撮像が完了するため、撮像時間を短縮することができる。
【００４２】
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る欠陥検査装置２について、以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図４に示すように、第２実施形態に係る欠陥検査装置２において、照明装置２１とハーフミラー２２はウエハＷの回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置されている。照明装置２１とハーフミラー２２の長手方向の長さは、少なくともウエハＷの半径に等しい長さであり、好適にはウエハＷの半径よりも若干長く形成される。
【００４４】
図４に示すように、撮像装置２０は、ケーシング１０の搬入出口１１に対向する側壁上に設置され、ハーフミラー２２から反射するウエハＷの少なくとも半径領域部分の反射光を取り込むことができる位置に固定される。すなわち、撮像装置２０は、ケーシング１０の上記側壁の中心部よりも照明装置２１側（Ｙ方向正方向側）に設置される。
【００４５】
次に、本発明の第２実施形態に係る欠陥検査装置２を用いた欠陥検査手順について、図４及び図５を参照して説明する。
【００４６】
まず、搬送機構Ｄ（図１０参照）によってウエハＷが搬入出口１１からケーシング１０内に搬入され、支持ピン１５を介してチャック１３に受け渡されると、まずウエハＷのアライメントが行われる。
【００４７】
その後、ウエハＷが時計回り（図４の矢印の方向）に回転されながら、撮像装置２０によって照明装置２１の照射領域にあるウエハＷの表面が撮像される。図５（ａ）乃至（ｄ）に示す通り、ウエハＷが回転すると共に、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のようにウエハＷの表面の網掛け部分が撮像されていく。そして、ウエハＷが少なくとも３６０度回転することで、ウエハＷの全体が撮像されることになる。
【００４８】
ウエハＷの表面全体が撮像されると、支持部１５がチャック１３の上方に上昇し、チャック１３上のウエハＷは、支持ピン１５上に支持されて持ち上げられる。支持ピン１５上に支持されているウエハＷは、搬送機構Ｄに受け取られて搬入出口１１から搬出される。
【００４９】
この実施形態では、照明装置２１及びハーフミラーは、少なくともウエハＷの半径分の長さがあれば良いため、高価な照明装置のサイズを小さくすることができ、コストを削減することができる。また、図２及び図４を比較して理解されるように、第２実施形態では、従来の欠陥検査装置だけでなく第１実施形態と比べても、ワーキングディスタンスを短くすることができるため、モジュールのサイズをより小さくすることが可能となる。更に、ワーキングディスタンスが短いことから、解像度が同じカメラを用いても、より精細な画像を得ることができる。
【００５０】
図６は、本発明の第３実施形態に係る欠陥検査装置３の概略を示す縦断面図である。
【００５１】
本実施形態に係る欠陥検査装置３は、ケーシング１０内の上方空間に撮像ユニット４０を有している。この撮像ユニット４０は、略直方体の外形を有するカバー４１内の一端部に、撮像装置２０を設置している。カバー４１内の他端部側には、照明装置２１が設けられている。そして、照明装置２１の真下には、ハーフミラー２２が設けられている。カバー４１には、ハーフミラー２２の下方に、開口部４２が形成されており、照明装置２１からの照明は、ハーフミラー２２を通過して、開口部４２から撮像ユニット４０の下方に向けて照射される。この照明装置２１の照射領域にある物体の反射光は、ハーフミラー２２で反射して、撮像装置２０に取り込まれる。すなわち、撮像装置２０は、ハーフミラー２２で反射される反射光の範囲にある物体を撮像することができる。
【００５２】
なお、図７の示す例によれば、撮像ユニット４０の短手方向（図７のＹ方向）の寸法は、平面視でウエハＷの直径の長さか若しくはそれよりも長い。しかし、本発明では、ウエハＷの４分の１の領域（図７でウエハＷの第２象限部分）を撮像ユニット４０が覆うように、撮像ユニット４０の短手方向の寸法をウエハＷの半径の長さと等しいか、またはそれよりも若干長く構成してもよい。また、撮像ユニット４０の開口部４２を、透明なガラス板等で塞いでカバー内を密閉状態としてもよい。
【００５３】
次に、本発明の第３実施形態に係る欠陥検査装置３を用いた欠陥検査手順について、図６及び図７を参照して説明する。
【００５４】
まず、搬送機構Ｄ（図１０参照）によってウエハＷが搬入出口１１からケーシング１０内に搬入され、チャック１３上に載置されると、チャックは図７中の矢印の方向に回転を開始する。すると、ウエハＷが回転されながら、照明装置２１がウエハＷに光を照射し、その照射光をハーフミラー２２により反射させ、撮像装置２０がその反射光を取り込む。ウエハＷが少なくとも１８０度回転することにより、ウエハＷの表面全体が撮像装置２０により撮像されることになる。
【００５５】
本実施形態では、撮像ユニット４０を構成する撮像装置２０、照明装置２１及びハーフミラー２２がカバー４１の中に配置されているため、ウエハＷの搬入出や回転時に生じるパーティクルが撮像装置２０等に付着せず、より正確な画像を得ることができる。また、開口部以外の部分はカバー４１により覆われているため、ハーフミラーからの反射光以外の反射光の影響を受けることがなく、より高精度の画像を撮像することができる。
【００５６】
次に、前記欠陥検査装置１，２，３を組み込んだ塗布現像処理装置１００に、露光部（露光装置）Ｓ４を接続したレジストパターン形成システムの一例について簡単に説明する。図８は前記システムの平面図であり、図９は同システムの斜視図である。また、図１０は前記塗布現像処理装置１００の縦断側面図である。
【００５７】
この塗布現像処理装置１００には、図８に示すように、キャリアブロックＳ１から露光ブロックＳ４まで順に、キャリアブロックＳ１、検査ブロックＳ５、処理ブロックＳ２、インターフェイスブロックＳ３、露光ブロックＳ４が連結されている。
【００５８】
キャリアブロックＳ１では、搬送機構Ｂが、載置台１０１上に載置された密閉型のキャリア１０２からウエハＷを取り出して、キャリアブロックＳ１に隣接された検査ブロックＳ５を介して処理ブロックＳ２に受け渡す。また、搬送機構Ｂは、処理ブロックＳ２にて処理され、検査ブロックＳ５にて検査された後のウエハＷを受け取ってキャリア１０２に戻すように構成されている。
【００５９】
検査ブロックＳ５は、図１０に示すように受け渡しユニットＴＲＳ１と、受け渡しユニットＴＲＳ２と、本発明に係る検査装置１，２，３に相当する検査モジュール５とを備えている。また検査ブロックＳ５には、受け渡しユニットＴＲＳ１と処理ブロックＳ２との間でウエハＷを搬送する搬送機構Ｃと、処理ブロックＳ２と検査モジュール７と受け渡しユニットＴＲＳ２との間でウエハＷを搬送する搬送機構Ｄが設けられている。
【００６０】
処理ブロックＳ２は、図９に示すように、現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行なうための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト液の塗布処理を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成処理を行なうための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を下から順に積層して構成されている。
【００６１】
前記第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、各々反射防止膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する塗布部を３つ含んだ液処理モジュール１１０と、この液処理モジュール１１０にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却処理ユニット群１２０と、液処理モジュール１１０と加熱・冷却処理ユニット群１２０との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行なう搬送機構Ａ２、Ａ４とを備えている。
【００６２】
第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３においては、前記薬液がレジスト液であり、疎水化処理ユニットが組み込まれることを除けば同様の構成である。一方、第１の処理ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については、例えば一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像ユニットが２段に積層されている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像ユニットにウエハＷを搬送するための共通の搬送機構Ａ１が設けられている。さらに処理ブロックＳ２には、図８及び図１０に示すように、棚ユニットＵ５が設けられ、この棚ユニットＵ５の各部同士の間では、棚ユニットＵ５の近傍に設けられた昇降自在な搬送機構ＥによってウエハＷが搬送される。
【００６３】
このような塗布現像処理装置１００において、欠陥検査を行う場合には、キャリア１０２からのウエハＷが、搬送機構Ｂ、受け渡しステージＴＲＳ１、搬送機構Ｃを順に介して、棚ユニットＵ５の一つの受け渡しユニット、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に搬送される。ここから、ウエハＷは搬送機構Ｅ、受け渡しユニットＣＰＬ３及び搬送機構Ａ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、疎水化処理ユニットにおいてウエハ表面が疎水化された後、液処理モジュール１１０にてレジスト膜が形成される。レジスト膜形成後のウエハＷは、搬送機構Ａ３により、棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ３に受け渡される。
【００６４】
その後、ウエハＷ２は受け渡しユニットＢＦ３→搬送機構Ｅ→受け渡しユニットＣＰＬ４を介して搬送機構Ａ４に受け渡され、レジスト膜の上に反射防止膜が形成された後、搬送機構Ａ４により受け渡しユニットＴＲＳ４に受け渡される。なおレジスト膜の上の反射防止膜を形成しない場合や、ウエハＷに対して疎水化処理を行う代わりに、第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２にて反射防止膜が形成される場合もある。
【００６５】
一方、ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ５に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ６に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＦが設けられている。レジスト膜やさらに反射防止膜が形成されたウエハＷは、搬送機構Ｅにより受け渡しユニットＢＦ３やＴＲＳ４を介して受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアームＦにより棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送され、インターフェイスブロックＳ３に取り込まれることになる。図１０中のＣＰＬが付されている受け渡しユニットは、温調用の冷却ユニットを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しユニットは、複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットを兼ねている。なお、ここでは図示していないが、ウエハＷがインターフェイスブロックＳ３に取り込まれる前に、ウエハＷの周縁部を予め露光するための、周辺露光モジュールが設置される場合もある。
【００６６】
次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＧにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、搬送機構Ａ１により受け渡しユニットＴＲＳ３に受け渡される。
【００６７】
その後、搬送機構Ｄにより検査モジュール５に搬送されて、既述の検査を受ける。そして検査モジュール５→受け渡しユニットＴＲＳ２の順に搬送され、搬送機構Ｂを介してキャリア１０２に戻される。なお、図８において符号Ｕ１〜Ｕ４は各々加熱部と冷却部等を積層した加熱・冷却処理ユニット群である。
【００６８】
前記実施の形態においては、欠陥検査装置１，２，３が図１１に示すようにキャリアブロックＳ１に設けられていてもよい。この場合、欠陥検査装置１，２，３に対するウエハＷの搬送は、搬送機構Ｂによって行うようにしてもよい。
【００６９】
また、上記の実施の形態においては、本発明に係る欠陥検査装置１，２，３を単独の検査モジュール５として塗布現像装置１００の所定位置に配置していたが、単独のモジュールではなく、回転自在な載置台を有する他のモジュール、例えば、塗布現像を行う液処理モジュールや周辺露光モジュール内に、本発明に係る欠陥検査装置１，２，３を組み込むようにしてもよい。
【００７０】
このように、欠陥検査装置１，２，３と、液処理モジュールや周辺露光モジュールとを一体化することによって、塗布現像装置１００内でのモジュール占有面積、及びモジュール数を削減することができるため、塗布現像装置１００自体のサイズを縮小し、フットプリントの低減が可能となる。さらには、塗布現像装置１００のメンテナンス工数が削減される。
【００７１】
なお、前記した実施形態においては、撮像装置２０によって撮像する基板は半導体ウエハであったが、これに限らず他の基板、例えば各種のフラットディスプレイ用の基板やフォトマスク基板、さらには、太陽電池パネル用の基板、ナノインプリント用の基板プレート等を検査対象として本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１，２，３ 欠陥検査装置
１３ チャック（載置台）
１４ 回転駆動部
２０ 撮像装置
２１ 照明装置
２２ ハーフミラー
４０ 撮像ユニット
４１ カバー
４２ 開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を撮像することにより基板の欠陥を検査する、基板の欠陥検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー処理では、例えば半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という。）上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウエハ上に所定のレジストのパターンが形成される。
【０００３】
一連のフォトリソグラフィー処理が行われたウエハは、検査装置によって、ウエハ表面に所定のレジスト膜が形成されているか否か、あるいは適切な露光処理が行われているかどうかについて、さらには傷、異物の付着があるかどうか等を検査する、いわゆるマクロ欠陥検査が行われている。
【０００４】
図１２及び図１３は、従来のマクロ欠陥検査装置の構成と動作の概略を示している。これらの図に示されるように、従来マクロ欠陥検査は、ウエハＷを載置している載置台２０１をガイドレール２０２に沿って水平に移動させながら、照明装置２０３からハーフミラー２０４を介して載置台２０１上のウエハＷに照明を照らして、例えばＣＣＤカメラ等の撮像装置２０５によってウエハＷの画像を取り込み、この画像を画像処理して欠陥の有無を判定するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４０５１９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した検査方法においては、ウエハ表面全体の画像を撮像するために、載置台２０１を少なくともウエハＷの直径の長さだけ移動させなければならない。よって、検査装置は、ウエハＷの直径の２倍の長さを一辺とし、ウエハＷの直径の長さをもう一辺とする長方形の面積が最低でも必要となり、検査装置は必然的に大型となる。また、ウエハ口径は近年大口径化しており、検査装置はますます大型化することは避けられない。
【０００７】
一方、フットプリントを減少させるという観点からは、より省スペースを実現し、検査装置をできる限り小型化することが望まれる。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、ウエハの検査をより少ないスペースで行うことを可能とする検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、基板を撮像装置によって撮像して、前記基板の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、前記基板を載置する回転自在な載置台と、前記載置台の鉛直方向上方に設置され、かつ載置された前記基板の回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置された前記基板を照射する略直方体の照明装置と、前記照明装置の真下に固定され、前記照明装置からの照明を通過させて前記基板の反射光を反射させるハーフミラーと、前記ハーフミラーからの反射光を取り込む撮像装置と、を具備することを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
本発明によれば、基板が回転されながら、基板の回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置された照明装置からの反射光が撮像装置により取り込まれる。ここで、基板上の直線領域は、照射領域に含まれる場合もあるし、全く重なる場合もある。本発明では、基板の回転と共に照明装置の照射領域が撮像されるので、基板を載せた状態で載置台を水平移動させる従来の場合に比べて基板の水平移動分のスペースを省くことができる。
【００１１】
また、前記照明装置及び前記ハーフミラーの長手方向の長さは、前記基板の直径の長さに等しいか、またはそれよりも若干長くてもよい（請求項２）。
【００１２】
照明装置及びハーフミラーの長手方向の長さが基板の直径よりも大きく超えると、検査装置の大型化を招いてしまうので、これらの長さは、基板の直径の長さとほぼ同じ程度が好ましい。
【００１３】
また、前記照明装置及び前記ハーフミラーの長手方向の長さは、前記基板の半径の長さに等しいか、またはそれよりも長く、かつ前記基板の直径の長さよりも短くても良い（請求項３）。
【００１４】
照明装置及びハーフミラーの長さを短くすることで、照明装置やハーフミラーに要するスペース及びコストを削減することができる。
【００１５】
さらに、前記載置台の鉛直方向上方に略直方体のカバーをさらに備え、前記カバーは、その内部の一端部に前記照明装置と前記ハーフミラーとを備え、他端部に前記撮像装置を設置し、前記照明装置と前記ハーフミラーの下方に開口部を有する構成でも良い（請求項４）。
【発明の効果】
【００１６】
（１）請求項１記載の発明によれば、ウエハを載置する載置台を水平移動させてスキャン撮像するのではなく、ウエハを回転させて撮像することができるので、従来の検査装置と比較して、ウエハ１枚分の面積分、モジュールサイズを小さくすることができる。また、載置台を移動させないため、移動軸を必要とせず、装置構成が簡素化されるという効果が得られる。
【００１７】
（２）請求項２記載の発明によれば、基板を少なくとも１８０度回転させるだけで撮像が完了するため、撮像時間を短縮することができる。
【００１８】
（３）請求項３記載の発明によれば、照明装置及びハーフミラーの長手方向の長さが基板直径よりも短く、少なくとも基板の半径の長さ分の長さがあればよいため、従来の検査装置と比較して装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、撮像する範囲が狭くなるため、ワーキングディスタンスを短縮することができ、さらにモジュールサイズを減少させることができる。さらに、同じ解像度の撮像装置を用いても、撮像する範囲が狭くなるため、より高密度の画像が得られるという効果がある。
【００１９】
（４）請求項４記載の発明によれば、カバー内部にハーフミラー及び撮像装置を設置することにより、例えば載置台が回転する時に生じるパーティクル等の撮像装置及びハーフミラーへの付着を防止することができる。また、開口部以外の部分はカバーにより覆われているため、ハーフミラーからの反射光以外の反射光の影響を受けることがなく、より高精度の画像を撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す横断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置の動作を示す概略平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す横断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る欠陥検査装置の動作を示す概略平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す横断面図である。
【図８】本発明に係る欠陥検査装置を組み込んだレジストパターン形成システムの平面図である。
【図９】本発明に係る欠陥検査装置を組み込んだレジストパターン形成システムの斜視図である。
【図１０】本発明に係る欠陥検査装置を組み込んだ塗布現像処理装置の縦断側面図である。
【図１１】本発明に係る欠陥検査装置を組み込んだレジストパターン形成システムの変形例の平面図である。
【図１２】従来の欠陥検査装置の構成及び動作の概略を示す縦断面図である。
【図１３】従来の欠陥検査装置の構成の概略を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置１の構成の概略を示す縦断面図であり、図２は、本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置１の構成の概略を示す横断面図である。
【００２２】
欠陥検査装置１は、図１に示すようにケーシング１０を有している。ケーシング１０の一端側（図１中のＸ方向負方向側）の側壁には、ウエハＷを搬入出させる搬入出口１１が形成されている。搬入出口１１には、開閉シャッタ１２が開閉可能に設けられている。
【００２３】
ケーシング１０内には、ウエハＷの裏面中央部を吸着してウエハＷを水平に保持する載置台であるチャック１３が設けられている。チャック１３は、モータなどの回転駆動部１４に接続されている。この回転駆動部１４によって、チャック１３は、後述する制御装置３０から送信される制御信号に従ってウエハＷを保持した状態で鉛直軸周りに回転し、停止する。
【００２４】
チャック１３の外周部には、ウエハＷを受け渡しする際の複数の支持ピン１５が設けられている。支持ピン１５は、例えばシリンダなどの昇降駆動部（図示せず）に昇降自在に取り付けられており、搬入出口１１からケーシング１０内に進入するウエハＷを搬送機構Ｄ（図１０参照）から受け取り、チャック１３上にウエハＷを載置する。
【００２５】
図１に示すように、チャック１３を挟んでケーシング１０の搬入出口１１の対向側には、チャック１３上のウエハＷのノッチ部の位置を検出するノッチ検出センサ１６が設けられている。ノッチ検出センサ１６によってウエハＷのノッチ部の位置を検出しながら、回転駆動部１４によってチャック１３を回転させて、ウエハＷのノッチ部の位置を調節することができる。このように、回転駆動部１４は、ウエハＷの位置を調節するアライメント機能を有している。
【００２６】
ケーシング１０の搬入出口１１の他端側（図１のＸ方向正方向側）の側面には、撮像装置２０が設けられている。撮像装置２０には、例えば広角型のＣＣＤカメラが用いられる。
【００２７】
また、ケーシング１０の天井には、チャック１３の鉛直方向上方に、ウエハＷに光を照射する略直方体の照明装置２１が固定されており、その照明装置２１の真下に、ハーフミラー２２が固定されている。ハーフミラー２２は、撮像装置２０と対向する位置に設けられ、鉛直方向から４５度傾斜して設けられている。
【００２８】
照明装置２１からの照明がハーフミラー２２を通過して下方に向けて照らされると、照明装置２１の照射領域にある物体が光を反射し、その反射光は、ハーフミラー２２で反射され、撮像装置２０に取り込まれる。すなわち、撮像装置２０は、照射領域にある物体を撮像することができる。
【００２９】
本実施形態に係る欠陥検査装置１の照明装置２１とハーフミラー２２は、図１及び図２に示すように、ウエハＷの回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置されており、照明装置２１と、ハーフミラー２２の長手方向の長さは、ウエハＷの直径よりも長く形成されている。この構成により、ウエハＷを少なくとも１８０度回転させることで、ウエハＷの表面全体を撮像することができる。もっとも、照明装置２１及びハーフミラー２２の寸法は、ウエハＷの直径の長さだけあればよい。
【００３０】
照明装置２１と撮像装置２０は、制御装置３０によって制御される。制御装置３０から照明装置２１に対して出力される信号によって、照明装置２１の照明の照度、照射時間等が制御される。また、制御装置３０から撮像装置２０に対して出力される信号によって、撮像装置２０による撮像、撮像タイミング、画像取り込み時間等が制御される。そして撮像した画像は、制御装置３０に出力され、当該制御装置３０において、必要な画像処理が施される。
【００３１】
また、制御装置３０は回転駆動部１４をも制御する。すなわち、制御装置３０から回転駆動部１４に対して出力される信号によって、回転駆動部１４の回転速度、回転開始及び停止等が制御される。
【００３２】
上述した制御装置３０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、欠陥検査装置１内のウエハＷの欠陥検査を制御するプログラムが格納されている。これに加えて、プログラム格納部には、上述した各種処理装置や搬送体などの駆動系の動作を制御して、後述する塗布現像処理装置１００の所定の作用、すなわちウエハＷへのレジスト液の塗布、現像、加熱処理、ウエハＷの受け渡し、各ユニットの制御などを実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばハードディスク（ＨＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置３０にインストールされたものであってもよい。
【００３３】
ところで、検査するウエハＷの状態によっては、ウエハＷ表面の反射率の違いによってウエハＷの輝度（明暗）が異なっている場合があり、全ての場合に同じ画像取り込み時間で撮像すると、取り込まれた画像が、いわゆる露出オーバーや、露出アンダーのような画像となってしまい、精度のよい画像が得られない。この場合には、例えば照明装置２１の照度をそれに応じて変更してもよいが、そのような変更が出来ない照明装置を使用した場合や、照度を変更すると条件が異なってしまい、例えば基準ウエハとの照合、比較等ができない場合もある。このような場合、画像の取り込み周期の長さを変更することになる。撮像装置２０による画像の取り込み周期の長さを変更する場合には、回転駆動部１４によるウエハＷの回転速度をも変更する必要がある。
【００３４】
図１を参照すると、欠陥検査装置１内には、ウエハＷの表面の反射率を測定する反射率測定センサ２３がチャック１３の上方に固定されている。この反射率測定センサ２３からの信号に基づいて、制御装置３０内の光量調整部（図示せず）が、撮像装置２０が取り込む画像の明るさが予め設定した所定の明るさの範囲に収まるように、画像の取り込み周期を補正する。こうして撮像装置２０による画像の取り込み周期の長さが自動的に補正され、またそれに応じて、回転駆動部１４に対する駆動信号も制御されて回転速度が変更される。
【００３５】
こうして、表面上の各部の反射率が異なったウエハＷを撮像する場合にも、撮像装置２０の画像取り込み周期の長さと回転駆動部１４の回転速度の変更により、高精度な画像を得ることができる。そして反射率が高いウエハＷであっても、反射率が低いウエハＷであっても、同一の基準で欠陥の検査を実施することが可能である。
【００３６】
なお検査対象となるウエハＷの表面の反射率が予め判明している場合には、前記した反射率測定センサ２３を用いる必要はなく、反射率が既知のウエハＷの情報を制御装置３０内に記憶して、必要に応じて光量調整部に読み出すとよい。
【００３７】
次に、本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置１を用いた欠陥検査手順について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００３８】
まず、搬送機構Ｄ（図１０参照）によってウエハＷが搬入出口１１からケーシング１０内に搬入され、支持ピン１５上に載置される。そして、支持ピン１５が下降してウエハＷはチャック１３上に載置される。その後、ノッチ検出センサ１６によりウエハＷのノッチ部が検出される。そのノッチ部の位置に基づいてウエハＷが回転されて、ウエハＷのノッチ部の位置が所定の設定角度に合わせ込まれてウエハＷがアライメントされる。このときの設定角度は、例えばウエハ処理のレシピに応じて予め定められており、最適な画像が取得できる角度が選択される。
【００３９】
その後、ウエハＷが時計回り（図２の矢印の方向）に回転されながら、撮像装置２０によって照明装置２１の照射領域にあるウエハＷの表面が撮像される。図３（ａ）乃至（ｄ）では、撮像装置２０によりウエハＷ表面が撮像される様子を示している。図中の網掛け部分は、撮像装置２０により撮像された範囲を表している。図３（ａ）乃至（ｄ）に示すように、ウエハＷの回転に合わせて撮像装置２０がハーフミラー２２からの反射光を取り込むことにより、二つの同一形状の扇形の中心角部分を重ね合わせたような照射領域が撮像される。ウエハＷが少なくとも１８０度回転することで、ウエハＷの全体が撮像されることになる。
【００４０】
撮像が完了すると、支持ピン１５がチャック１３の上方に上昇し、チャック１３上のウエハＷは、支持ピン１５上に支持されて持ち上げられる。支持ピン１５上に支持されているウエハＷは、搬送機構Ｄ（図１０参照）に受け取られて搬入出口１１から搬出され、次のウエハＷが支持ピン１５上に受け渡される。これらの動作が繰り返されて複数のウエハが連続して検査される。
【００４１】
以上のように、本実施形態に係る欠陥検査装置１においては、チャック１３を水平移動させることなくウエハＷの表面を撮像することができるため、ケーシング１０の長手方向（図２のＸ方向）の長さを、水平移動するために必要であったウエハ２枚分の長さよりも短くすることができ、モジュールサイズを小さくすることができる。また、水平移動に必要な駆動部、ガイドレールも不要となり、装置構成が簡素になる。さらに、基板を１８０度回転させるだけで撮像が完了するため、撮像時間を短縮することができる。
【００４２】
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る欠陥検査装置２について、以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図４に示すように、第２実施形態に係る欠陥検査装置２において、照明装置２１とハーフミラー２２はウエハＷの回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置されている。照明装置２１とハーフミラー２２の長手方向の長さは、少なくともウエハＷの半径に等しい長さであり、好適にはウエハＷの半径よりも若干長く形成される。
【００４４】
図４に示すように、撮像装置２０は、ケーシング１０の搬入出口１１に対向する側壁上に設置され、ハーフミラー２２から反射するウエハＷの少なくとも半径領域部分の反射光を取り込むことができる位置に固定される。すなわち、撮像装置２０は、ケーシング１０の上記側壁の中心部よりも照明装置２１側（Ｙ方向正方向側）に設置される。
【００４５】
次に、本発明の第２実施形態に係る欠陥検査装置２を用いた欠陥検査手順について、図４及び図５を参照して説明する。
【００４６】
まず、搬送機構Ｄ（図１０参照）によってウエハＷが搬入出口１１からケーシング１０内に搬入され、支持ピン１５を介してチャック１３に受け渡されると、まずウエハＷのアライメントが行われる。
【００４７】
その後、ウエハＷが時計回り（図４の矢印の方向）に回転されながら、撮像装置２０によって照明装置２１の照射領域にあるウエハＷの表面が撮像される。図５（ａ）乃至（ｄ）に示す通り、ウエハＷが回転すると共に、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のようにウエハＷの表面の網掛け部分が撮像されていく。そして、ウエハＷが少なくとも３６０度回転することで、ウエハＷの全体が撮像されることになる。
【００４８】
ウエハＷの表面全体が撮像されると、支持部１５がチャック１３の上方に上昇し、チャック１３上のウエハＷは、支持ピン１５上に支持されて持ち上げられる。支持ピン１５上に支持されているウエハＷは、搬送機構Ｄに受け取られて搬入出口１１から搬出される。
【００４９】
この実施形態では、照明装置２１及びハーフミラーは、少なくともウエハＷの半径分の長さがあれば良いため、高価な照明装置のサイズを小さくすることができ、コストを削減することができる。また、図２及び図４を比較して理解されるように、第２実施形態では、従来の欠陥検査装置だけでなく第１実施形態と比べても、ワーキングディスタンスを短くすることができるため、モジュールのサイズをより小さくすることが可能となる。更に、ワーキングディスタンスが短いことから、解像度が同じカメラを用いても、より精細な画像を得ることができる。
【００５０】
図６は、本発明の第３実施形態に係る欠陥検査装置３の概略を示す縦断面図である。
【００５１】
本実施形態に係る欠陥検査装置３は、ケーシング１０内の上方空間に撮像ユニット４０を有している。この撮像ユニット４０は、略直方体の外形を有するカバー４１内の一端部に、撮像装置２０を設置している。カバー４１内の他端部側には、照明装置２１が設けられている。そして、照明装置２１の真下には、ハーフミラー２２が設けられている。カバー４１には、ハーフミラー２２の下方に、開口部４２が形成されており、照明装置２１からの照明は、ハーフミラー２２を通過して、開口部４２から撮像ユニット４０の下方に向けて照射される。この照明装置２１の照射領域にある物体の反射光は、ハーフミラー２２で反射して、撮像装置２０に取り込まれる。すなわち、撮像装置２０は、ハーフミラー２２で反射される反射光の範囲にある物体を撮像することができる。
【００５２】
なお、図７の示す例によれば、撮像ユニット４０の短手方向（図７のＹ方向）の寸法は、平面視でウエハＷの直径の長さか若しくはそれよりも長い。しかし、本発明では、ウエハＷの４分の１の領域（図７でウエハＷの第２象限部分）を撮像ユニット４０が覆うように、撮像ユニット４０の短手方向の寸法をウエハＷの半径の長さと等しいか、またはそれよりも若干長く構成してもよい。また、撮像ユニット４０の開口部４２を、透明なガラス板等で塞いでカバー内を密閉状態としてもよい。
【００５３】
次に、本発明の第３実施形態に係る欠陥検査装置３を用いた欠陥検査手順について、図６及び図７を参照して説明する。
【００５４】
まず、搬送機構Ｄ（図１０参照）によってウエハＷが搬入出口１１からケーシング１０内に搬入され、チャック１３上に載置されると、チャックは図７中の矢印の方向に回転を開始する。すると、ウエハＷが回転されながら、照明装置２１がウエハＷに光を照射し、その照射光をハーフミラー２２により反射させ、撮像装置２０がその反射光を取り込む。ウエハＷが少なくとも１８０度回転することにより、ウエハＷの表面全体が撮像装置２０により撮像されることになる。
【００５５】
本実施形態では、撮像ユニット４０を構成する撮像装置２０、照明装置２１及びハーフミラー２２がカバー４１の中に配置されているため、ウエハＷの搬入出や回転時に生じるパーティクルが撮像装置２０等に付着せず、より正確な画像を得ることができる。また、開口部以外の部分はカバー４１により覆われているため、ハーフミラーからの反射光以外の反射光の影響を受けることがなく、より高精度の画像を撮像することができる。
【００５６】
次に、前記欠陥検査装置１，２，３を組み込んだ塗布現像処理装置１００に、露光部（露光装置）Ｓ４を接続したレジストパターン形成システムの一例について簡単に説明する。図８は前記システムの平面図であり、図９は同システムの斜視図である。また、図１０は前記塗布現像処理装置１００の縦断側面図である。
【００５７】
この塗布現像処理装置１００には、図８に示すように、キャリアブロックＳ１から露光ブロックＳ４まで順に、キャリアブロックＳ１、検査ブロックＳ５、処理ブロックＳ２、インターフェイスブロックＳ３、露光ブロックＳ４が連結されている。
【００５８】
キャリアブロックＳ１では、搬送機構Ｂが、載置台１０１上に載置された密閉型のキャリア１０２からウエハＷを取り出して、キャリアブロックＳ１に隣接された検査ブロックＳ５を介して処理ブロックＳ２に受け渡す。また、搬送機構Ｂは、処理ブロックＳ２にて処理され、検査ブロックＳ５にて検査された後のウエハＷを受け取ってキャリア１０２に戻すように構成されている。
【００５９】
検査ブロックＳ５は、図１０に示すように受け渡しユニットＴＲＳ１と、受け渡しユニットＴＲＳ２と、本発明に係る検査装置１，２，３に相当する検査モジュール５とを備えている。また検査ブロックＳ５には、受け渡しユニットＴＲＳ１と処理ブロックＳ２との間でウエハＷを搬送する搬送機構Ｃと、処理ブロックＳ２と検査モジュール７と受け渡しユニットＴＲＳ２との間でウエハＷを搬送する搬送機構Ｄが設けられている。
【００６０】
処理ブロックＳ２は、図９に示すように、現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行なうための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト液の塗布処理を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成処理を行なうための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を下から順に積層して構成されている。
【００６１】
前記第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、各々反射防止膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する塗布部を３つ含んだ液処理モジュール１１０と、この液処理モジュール１１０にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却処理ユニット群１２０と、液処理モジュール１１０と加熱・冷却処理ユニット群１２０との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行なう搬送機構Ａ２、Ａ４とを備えている。
【００６２】
第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３においては、前記薬液がレジスト液であり、疎水化処理ユニットが組み込まれることを除けば同様の構成である。一方、第１の処理ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については、例えば一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像ユニットが２段に積層されている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像ユニットにウエハＷを搬送するための共通の搬送機構Ａ１が設けられている。さらに処理ブロックＳ２には、図８及び図１０に示すように、棚ユニットＵ５が設けられ、この棚ユニットＵ５の各部同士の間では、棚ユニットＵ５の近傍に設けられた昇降自在な搬送機構ＥによってウエハＷが搬送される。
【００６３】
このような塗布現像処理装置１００において、欠陥検査を行う場合には、キャリア１０２からのウエハＷが、搬送機構Ｂ、受け渡しステージＴＲＳ１、搬送機構Ｃを順に介して、棚ユニットＵ５の一つの受け渡しユニット、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に搬送される。ここから、ウエハＷは搬送機構Ｅ、受け渡しユニットＣＰＬ３及び搬送機構Ａ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、疎水化処理ユニットにおいてウエハ表面が疎水化された後、液処理モジュール１１０にてレジスト膜が形成される。レジスト膜形成後のウエハＷは、搬送機構Ａ３により、棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ３に受け渡される。
【００６４】
その後、ウエハＷ２は受け渡しユニットＢＦ３→搬送機構Ｅ→受け渡しユニットＣＰＬ４を介して搬送機構Ａ４に受け渡され、レジスト膜の上に反射防止膜が形成された後、搬送機構Ａ４により受け渡しユニットＴＲＳ４に受け渡される。なおレジスト膜の上の反射防止膜を形成しない場合や、ウエハＷに対して疎水化処理を行う代わりに、第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２にて反射防止膜が形成される場合もある。
【００６５】
一方、ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ５に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ６に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＦが設けられている。レジスト膜やさらに反射防止膜が形成されたウエハＷは、搬送機構Ｅにより受け渡しユニットＢＦ３やＴＲＳ４を介して受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアームＦにより棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送され、インターフェイスブロックＳ３に取り込まれることになる。図１０中のＣＰＬが付されている受け渡しユニットは、温調用の冷却ユニットを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しユニットは、複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットを兼ねている。なお、ここでは図示していないが、ウエハＷがインターフェイスブロックＳ３に取り込まれる前に、ウエハＷの周縁部を予め露光するための、周辺露光モジュールが設置される場合もある。
【００６６】
次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＧにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、搬送機構Ａ１により受け渡しユニットＴＲＳ３に受け渡される。
【００６７】
その後、搬送機構Ｄにより検査モジュール５に搬送されて、既述の検査を受ける。そして検査モジュール５→受け渡しユニットＴＲＳ２の順に搬送され、搬送機構Ｂを介してキャリア１０２に戻される。なお、図８において符号Ｕ１〜Ｕ４は各々加熱部と冷却部等を積層した加熱・冷却処理ユニット群である。
【００６８】
前記実施の形態においては、欠陥検査装置１，２，３が図１１に示すようにキャリアブロックＳ１に設けられていてもよい。この場合、欠陥検査装置１，２，３に対するウエハＷの搬送は、搬送機構Ｂによって行うようにしてもよい。
【００６９】
また、上記の実施の形態においては、本発明に係る欠陥検査装置１，２，３を単独の検査モジュール５として塗布現像装置１００の所定位置に配置していたが、単独のモジュールではなく、回転自在な載置台を有する他のモジュール、例えば、塗布現像を行う液処理モジュールや周辺露光モジュール内に、本発明に係る欠陥検査装置１，２，３を組み込むようにしてもよい。
【００７０】
このように、欠陥検査装置１，２，３と、液処理モジュールや周辺露光モジュールとを一体化することによって、塗布現像装置１００内でのモジュール占有面積、及びモジュール数を削減することができるため、塗布現像装置１００自体のサイズを縮小し、フットプリントの低減が可能となる。さらには、塗布現像装置１００のメンテナンス工数が削減される。
【００７１】
なお、前記した実施形態においては、撮像装置２０によって撮像する基板は半導体ウエハであったが、これに限らず他の基板、例えば各種のフラットディスプレイ用の基板やフォトマスク基板、さらには、太陽電池パネル用の基板、ナノインプリント用の基板プレート等を検査対象として本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１，２，３ 欠陥検査装置
１３ チャック（載置台）
１４ 回転駆動部
２０ 撮像装置
２１ 照明装置
２２ ハーフミラー
４０ 撮像ユニット
４１ カバー
４２ 開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を撮像装置によって撮像して、前記基板の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、
前記基板を載置する回転自在な載置台と、
前記載置台の鉛直方向上方に設置され、かつ載置された前記基板の回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置された、前記基板を照射する略直方体の照明装置と、
前記照明装置の真下に固定され、前記照明装置からの照明を通過させて前記基板の反射光を反射させるハーフミラーと、
前記ハーフミラーからの反射光を取り込む撮像装置と、
を具備することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記照明装置及び前記ハーフミラーの長手方向の長さは、前記基板の直径の長さに等しいか、またはそれよりも若干長いことを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記照明装置及び前記ハーフミラーの長手方向の長さは、前記基板の半径の長さに等しいか、またはそれよりも長く、かつ前記基板の直径の長さよりも短いことを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記載置台の鉛直方向上方に略直方体のカバーをさらに備え、
前記カバーは、その内部の一端部に前記照明装置と前記ハーフミラーとを備え、他端部に前記撮像装置を設置し、前記照明装置と前記ハーフミラーの下方に開口部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の欠陥検査装置。
【請求項１】
基板を撮像装置によって撮像して、前記基板の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、
前記基板を載置する回転自在な載置台と、
前記載置台の鉛直方向上方に設置され、かつ載置された前記基板の回転中心から外縁部に延在する直線領域と平行に配置された、前記基板を照射する略直方体の照明装置と、
前記照明装置の真下に固定され、前記照明装置からの照明を通過させて前記基板の反射光を反射させるハーフミラーと、
前記ハーフミラーからの反射光を取り込む撮像装置と、
を具備することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記照明装置及び前記ハーフミラーの長手方向の長さは、前記基板の直径の長さに等しいか、またはそれよりも若干長いことを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記照明装置及び前記ハーフミラーの長手方向の長さは、前記基板の半径の長さに等しいか、またはそれよりも長く、かつ前記基板の直径の長さよりも短いことを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記載置台の鉛直方向上方に略直方体のカバーをさらに備え、
前記カバーは、その内部の一端部に前記照明装置と前記ハーフミラーとを備え、他端部に前記撮像装置を設置し、前記照明装置と前記ハーフミラーの下方に開口部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の欠陥検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１４５１９３（Ｐ２０１１−１４５１９３Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６６５２（Ｐ２０１０−６６５２）
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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