膜厚測定裝置和膜厚測定方法
【專利說明】膜厚測定裝置和膜厚測定方法
[0001]交叉引用
[0002]本申請基于2014年5月8日在日本申請的特愿2014-097120號，主張優(yōu)先權(quán)，并在此援引其內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及基于所拍攝的多個基板圖像測定形成于基板上的膜的膜厚的裝置、測定膜厚的方法和非暫時性的計算機存儲介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0004]例如在半導(dǎo)體器件的制造步驟中的光刻步驟中，依次進行在晶片上涂敷抗蝕液形成抗蝕膜的抗蝕涂敷處理；將抗蝕膜曝光為規(guī)定的圖案的曝光處理；對所曝光的抗蝕膜進行顯影的顯影處理等一系列處理，在晶片上形成規(guī)定的抗蝕圖案。這些一系列的處理通過作為搭載有處理晶片的各種處理部、搬運晶片的搬運機構(gòu)等的基板處理系統(tǒng)的涂敷顯影處理系統(tǒng)進行。
[0005]通過如上所述的光刻處理所形成的抗蝕圖案規(guī)定半導(dǎo)體器件制造的之后的步驟中基底膜的加工形狀，以所期望的線寬形成極為重要。
[0006]作為影響抗蝕圖案的線寬的主要原因之一，能夠列舉抗蝕膜的膜厚。因此，為了確認在光刻處理中，抗蝕膜的膜厚在晶片的面內(nèi)是否均勻，通過膜厚檢查裝置進行抗蝕涂敷后的晶片上的抗蝕膜的膜厚測定。
[0007]膜厚的測定例如使用如日本特表2002 - 506198號公報所示的反射分光方式的膜厚計等。在該膜厚計的情況下，對于作為測定對象的膜照射光，從該反射光的波長等測定膜厚。
[0008]但是，使用上述那樣的反射分光方式等的膜厚測定，由于一點一點地以點測量晶片上的規(guī)定的位置，所以要想對于晶片整個面詳細地進行膜厚測定，例如在300mm晶片時，每一片就需要30分鐘以上的時間。因此，一般而言，例如在晶片上設(shè)定50點左右的測定點作為代表點，通過對于該代表點進行膜厚測定來實施膜厚的品質(zhì)確認。
[0009]然而，在代表點的測定中，存在無法檢測出測定點以外的部位產(chǎn)生的膜厚異常的風險，測定時間和品質(zhì)確認具有此消彼長(trade-off)的關(guān)系。而且，伴隨近年來的晶片尺寸向450mm的大口徑化，例如在進行與以往同樣的50點的測定時，沒有測定的部位的比例與300mm晶片時相比顯著增加，因此，獲得品質(zhì)的確保和測定時間的平衡變得困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明想要解決的技術(shù)問題
[0011]本發(fā)明是鑒于上述方面而完成的，其目的在于對于基板整個面以短時間進行基板上所形成的膜的膜厚測定。
[0012]為了達到上述目的，本發(fā)明為一種膜厚測定裝置，其對形成于基板上的膜的膜厚進行測定，上述膜厚測定裝置包括:拍攝裝置，其對基板表面進行拍攝；測定值存儲部，其存儲對形成于測定準備用基板上的具有不均勻的厚度的膜在該測定準備用基板上的多個坐標預(yù)先測定得到的多個膜厚測定值和與該膜厚測定值對應(yīng)的各坐標；圖像存儲部，其存儲預(yù)先由上述拍攝裝置拍攝上述測定準備用基板得到的準備用拍攝圖像；像素值提取部，其從存儲于上述圖像存儲部的準備用拍攝圖像中提取存儲于上述測定值存儲部的各坐標的像素值；相關(guān)數(shù)據(jù)生成部，其從上述測定值存儲部提取與上述提取出的像素值對應(yīng)的各坐標的膜厚測定值，生成該提取出的膜厚測定值與上述提取出的像素值的相關(guān)數(shù)據(jù)；和膜厚計算部，其根據(jù)成為膜厚測定對象的基板的拍攝圖像的像素值和由上述相關(guān)數(shù)據(jù)生成部所生成的相關(guān)數(shù)據(jù)，計算形成于作為上述膜厚測定對象的基板上的膜的膜厚。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，由于預(yù)先生成像素值與膜厚測定值的相關(guān)數(shù)據(jù)，所以能夠根據(jù)拍攝成為膜厚測定對象的基板而得到的拍攝圖像的像素值和上述相關(guān)數(shù)據(jù)，計算形成于成為膜厚測定對象的基板上的膜的膜厚。由此，例如能夠從使用CCD照相機這樣的拍攝裝置取得的圖像求取膜厚。因此，例如能夠不使用以往那樣的反射分光方式的膜厚計等，在短時間求取關(guān)于基板的整個面的膜厚。
[0014]根據(jù)另一方面的本發(fā)明為一種膜厚測定方法，其用于對形成于在基板上的膜的膜厚進行測定，上述膜厚測定方法包括:膜厚坐標取得步驟，取得對形成于測定準備用基板上的具有不均勻的厚度的膜在該測定準備用基板上的多個點預(yù)先測定而得到的膜厚測定值和與該膜厚測定值對應(yīng)的各坐標；像素值提取步驟，從預(yù)先由拍攝裝置拍攝上述測定準備用基板得到的準備用拍攝圖像中，提取在上述膜厚坐標取得步驟中取得的各坐標的像素值；相關(guān)數(shù)據(jù)生成步驟，生成上述各坐標中提取出的上述像素值與上述各坐標的膜厚測定值的相關(guān)數(shù)據(jù)；和膜厚計算步驟，用上述拍攝裝置拍攝成為膜厚測定對象的基板取得拍攝圖像，根據(jù)該拍攝圖像的像素值和上述相關(guān)數(shù)據(jù)，計算形成于成為上述膜厚測定對象的基板上的膜的膜厚。
[0015]根據(jù)又一個方面的本發(fā)明為一種可讀取的非暫時性計算機存儲介質(zhì)，其存儲有以通過膜厚測定裝置執(zhí)行形成于測定基板上的膜的膜厚的膜厚測定方法的方式控制該膜厚測定裝置的控制裝置的在計算機上運行的程序，上述膜厚測定方法包括:膜厚坐標取得步驟，
[0016]取得對形成于測定準備用基板上的具有不均勻的厚度的膜在該測定準備用基板上的多個點預(yù)先測定而得到的膜厚測定值和與該膜厚測定值對應(yīng)的各坐標；像素值提取步驟，從預(yù)先由拍攝裝置拍攝上述測定準備用基板得到的準備用拍攝圖像中，提取在上述膜厚坐標取得步驟中取得的各坐標的像素值；相關(guān)數(shù)據(jù)生成步驟，生成上述各坐標中提取出的上述像素值與上述各坐標的膜厚測定值的相關(guān)數(shù)據(jù)；和膜厚計算步驟，用上述拍攝裝置拍攝成為膜厚測定對象的基板取得拍攝圖像，根據(jù)該拍攝圖像的像素值和上述相關(guān)數(shù)據(jù)，計算形成于成為上述膜厚測定對象的基板上的膜的膜厚。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)τ诨逭麄€面以短時間進行基板上所形成的膜的膜厚測定。
【附圖說明】
[0018]圖1是表示本實施方式的基板處理系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)成的概略的俯視圖。
[0019]圖2是表示本實施方式的基板處理系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)成的概略的側(cè)視圖。
[0020]圖3是表示本實施方式的基板處理系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)成的概略的側(cè)視圖。
[0021]圖4是表示拍攝單元的構(gòu)成的概略的橫剖視圖。
[0022]圖5是表示拍攝單元的構(gòu)成的概略的縱剖視圖。
[0023]圖6是表示膜厚計算機構(gòu)的構(gòu)成的概略的說明圖。
[0024]圖7是表示形成于準備用晶片的上表面的膜的形狀的縱剖面的說明圖。
[0025]圖8是表示準備用晶片上的膜厚的測定點的平面的說明圖。
[0026]圖9是例示存儲于測定值存儲部的測定值表格的說明圖。
[0027]圖10是表示晶片的膜厚測定的主要步驟的流程圖。
[0028]圖11是表不存儲于圖像存儲部的準備用拍攝圖像的說明圖。
[0029]圖12是例不像素值提取表格的說明圖。
[0030]圖13是例示相關(guān)數(shù)據(jù)表格的說明圖。
[0031]圖14是表示像素值與膜厚測定值的相關(guān)關(guān)系的曲線圖。
[0032]圖15是例示像素值數(shù)據(jù)表格的說明圖。
[0033]圖16是例不I旲厚計算表格的說明圖。
[0034]圖17是將由膜厚計算表格計算的膜厚繪制在晶片上而生成的膜厚分布圖。
[0035]圖18是將由膜厚測定單元實測的膜厚繪制在晶片上生成的膜厚分布圖。
[0036]圖19是示意性地表示生成旋轉(zhuǎn)準備用圖像的方法的說明圖。
[0037]圖20是示意性地表示生成平均圖像的方法的說明圖。
[0038]圖21是示意性地表示生成差圖像的方法的說明圖。
[0039]圖22是示意性地表示另一生成差圖像的方法的說明圖。
[0040]圖23是示意性地表示生成拍攝誤差圖像的方法的說明圖。
[0041]圖24是示意性地表示生成修正拍攝圖像的方法的說明圖。
[0042]圖25是表示另一實施方式的晶片的膜厚測定的主要步驟的流程圖。
【具體實施方式】
[0043]以下，對于本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是表示具備本實施方式的膜厚測定裝置的基板處理系統(tǒng)I的內(nèi)部構(gòu)成的概略的說明圖。圖2和圖3是表示基板處理系統(tǒng)I的內(nèi)部構(gòu)成的概略的側(cè)視圖。此外，在本實施方式中，以基板處理系統(tǒng)I例如為進行基板的光刻處理的涂敷顯影處理系統(tǒng)、通過膜厚測定裝置測定在直徑300mm的晶片W上涂敷的抗蝕膜的膜厚的情況為例進行說明。
[0044]如圖1所示，基板處理系統(tǒng)I具備將例如作為將盒C在與外部之間搬入搬出的搬入搬出部的載盒臺2、具備在光刻處理中以單片式實施規(guī)定的處理的多個各種處理單元的處理臺3和在與跟處理臺3相鄰的曝光裝置4之間進行晶片W的交接的接口站5 —體地連接而成的構(gòu)成。另外，基板處理系統(tǒng)I具有進行該基板處理系統(tǒng)I的控制的控制裝置6?？刂蒲b置6與后述的膜厚計算機構(gòu)150連接。
[0045]載盒臺2分為例如盒搬入搬出部10和晶片搬運部11。例如盒搬入搬出部10設(shè)置在基板處理系統(tǒng)I的Y方向負方向(圖1的左方向)側(cè)的端部。在盒搬入搬出部10設(shè)置有盒載置臺12。在盒載置臺12上設(shè)置有多個例如4個載置板13。載置板13在水平方向的X方向(圖1的上下方向)上排列成一列設(shè)置。在這些載置板13，在相對于基板處理系統(tǒng)I的外部搬入搬出盒C時，能夠載置盒C。
[0046]在晶片搬運部11，如圖1所示，設(shè)置有能夠在X方向上延伸的搬運路徑20上自由移動的晶片搬運裝置21。晶片搬運裝置21也在上下方向上和繞著鉛直軸(Θ方向)自由移動，能夠在各載置板13上的盒C與后述的處理臺3的第三模塊G3的交接單元之間搬運晶片W。
[0047]在處理臺3設(shè)置有具備各種單元的多個例如4個