知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6884082
(24)【登録日】2021年5月13日
(45)【発行日】2021年6月9日
(54)【発明の名称】膜厚測定装置、基板検査装置、膜厚測定方法および基板検査方法
(51)【国際特許分類】
G01B 11/06 20060101AFI20210531BHJP
G01N 21/956 20060101ALI20210531BHJP
【ＦＩ】
G01B11/06 H
G01N21/956 A
【請求項の数】10
【全頁数】30
(21)【出願番号】特願2017-197782(P2017-197782)
(22)【出願日】2017年10月11日
(65)【公開番号】特開2019-70619(P2019-70619A)
(43)【公開日】2019年5月9日
【審査請求日】2020年6月22日
(73)【特許権者】
【識別番号】000207551
【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】100098305
【弁理士】
【氏名又は名称】福島 祥人
(74)【代理人】
【識別番号】100108523
【弁理士】
【氏名又は名称】中川 雅博
(74)【代理人】
【識別番号】100187931
【弁理士】
【氏名又は名称】澤村 英幸
(72)【発明者】
【氏名】松尾 友宏
(72)【発明者】
【氏名】清水 英樹
(72)【発明者】
【氏名】田中 淳
【審査官】
國田 正久
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１２−２４２３２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭６２−２６１００６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平９−５４０４４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｂ １１／０６
Ｇ０１Ｎ ２１／９５６
Ｈ０１Ｌ ２１／６６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に形成された膜の厚さを測定する膜厚測定装置であって、
前記基板を互いに９０度異なる第１および第２の向きで保持する保持部と、
第１の方向に並ぶ複数の画素を有するラインセンサを含む撮像部と、
前記第１の方向に直交する第２の方向において前記撮像部と前記保持部とを相対的に移動させる移動部と、
補正情報生成動作時に、膜の厚さの補正に用いられる補正情報を生成する補正情報生成部と、
膜厚測定動作時に、前記膜の厚さを測定する膜厚測定部と、
前記膜厚測定部により測定された厚さを前記補正情報を用いて補正する膜厚補正部とを備え、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で前記基板上の前記膜に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、
前記第１の線状領域は、前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で前記第２の方向と直交し、
前記補正情報生成部は、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記膜の前記第１の線状領域の厚さに対応する第１の線状データを生成する第１の線状データ生成部と、
前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で、前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記膜の前記第１の線状領域の厚さに対応する第２の線状データを生成する第２の線状データ生成部と、
前記第１の線状データと前記第２の線状データとの差分を示す情報を前記補正情報として算出する補正情報算出部とを含み、
前記第１の線状データ、前記第２の線状データおよび前記補正情報は、前記第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、
前記保持部により前記基板が保持された状態で前記基板上の前記膜に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、前記第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、
前記膜厚測定部は、
前記保持部により前記基板が保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記基板上の前記膜の厚さに対応する面状データを生成する面状データ生成部を含み、
前記膜厚補正部は、
前記面状データ生成部により生成された面状データから、前記膜の前記複数の帯状領域の厚さに対応する複数の帯状データを生成する帯状データ生成部と、
前記補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより前記膜の各位置の厚さに対応する値を含む膜厚データを算出する帯状データ補正部とを含む、膜厚測定装置。
前記基板を互いに９０度異なる第１および第２の向きで保持する保持部と、
第１の方向に並ぶ複数の画素を有するラインセンサを含む撮像部と、
前記第１の方向に直交する第２の方向において前記撮像部と前記保持部とを相対的に移動させる移動部と、
補正情報生成動作時に、膜の厚さの補正に用いられる補正情報を生成する補正情報生成部と、
膜厚測定動作時に、前記膜の厚さを測定する膜厚測定部と、
前記膜厚測定部により測定された厚さを前記補正情報を用いて補正する膜厚補正部とを備え、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で前記基板上の前記膜に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、
前記第１の線状領域は、前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で前記第２の方向と直交し、
前記補正情報生成部は、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記膜の前記第１の線状領域の厚さに対応する第１の線状データを生成する第１の線状データ生成部と、
前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で、前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記膜の前記第１の線状領域の厚さに対応する第２の線状データを生成する第２の線状データ生成部と、
前記第１の線状データと前記第２の線状データとの差分を示す情報を前記補正情報として算出する補正情報算出部とを含み、
前記第１の線状データ、前記第２の線状データおよび前記補正情報は、前記第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、
前記保持部により前記基板が保持された状態で前記基板上の前記膜に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、前記第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、
前記膜厚測定部は、
前記保持部により前記基板が保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記基板上の前記膜の厚さに対応する面状データを生成する面状データ生成部を含み、
前記膜厚補正部は、
前記面状データ生成部により生成された面状データから、前記膜の前記複数の帯状領域の厚さに対応する複数の帯状データを生成する帯状データ生成部と、
前記補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより前記膜の各位置の厚さに対応する値を含む膜厚データを算出する帯状データ補正部とを含む、膜厚測定装置。
【請求項2】
前記第１および第２の線状データの各々は、前記膜の前記第１の線状領域の画像を表す画像データの各画素の値を膜の厚さに変換することにより得られたデータであり、前記第１の線状領域の各位置に対応する厚さを示す値を含み、
前記面状データは、前記膜の画像を表す画像データの各画素の値を膜の厚さに変換することにより得られたデータであり、前記膜の各位置に対応する厚さを示す値を含み、
前記複数の帯状データは、前記膜の前記複数の帯状領域の厚さを表すデータであり、
前記膜厚データは、前記膜の各位置の厚さに対応する値として前記膜の各位置に対応する厚さを示す値を含む、請求項１記載の膜厚測定装置。
前記面状データは、前記膜の画像を表す画像データの各画素の値を膜の厚さに変換することにより得られたデータであり、前記膜の各位置に対応する厚さを示す値を含み、
前記複数の帯状データは、前記膜の前記複数の帯状領域の厚さを表すデータであり、
前記膜厚データは、前記膜の各位置の厚さに対応する値として前記膜の各位置に対応する厚さを示す値を含む、請求項１記載の膜厚測定装置。
【請求項3】
前記第１および第２の線状データの各々は、前記膜の前記第１の線状領域の画像を表すデータであり、
前記面状データは、前記膜の各位置の画像を表すデータであり、
前記複数の帯状データは、前記膜の前記複数の帯状領域の画像を表すデータであり、
前記膜厚データは、前記膜の各位置の厚さに対応する値として前記膜の各位置の画像を示す値を含む、請求項１記載の膜厚測定装置。
前記面状データは、前記膜の各位置の画像を表すデータであり、
前記複数の帯状データは、前記膜の前記複数の帯状領域の画像を表すデータであり、
前記膜厚データは、前記膜の各位置の厚さに対応する値として前記膜の各位置の画像を示す値を含む、請求項１記載の膜厚測定装置。
【請求項4】
前記補正情報の複数の値は、前記基板が前記第２の向きで保持されるときの前記第１の線状領域の前記第１の方向における前記複数の位置に対応付けられ、
前記帯状データ補正部は、各帯状領域の複数の部分の各々について、当該部分の厚さに対応する帯状データの値に、当該部分の前記第１の方向の位置に対応する差分情報の値を加算することにより各帯状データを補正する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の膜厚測定装置。
前記帯状データ補正部は、各帯状領域の複数の部分の各々について、当該部分の厚さに対応する帯状データの値に、当該部分の前記第１の方向の位置に対応する差分情報の値を加算することにより各帯状データを補正する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の膜厚測定装置。
【請求項5】
前記補正情報算出部は、前記第１の線状領域の複数の位置の各々に対応する前記第１の線状データの値と前記第２の線状データの値との差分を算出し、前記第１の線状領域の前記複数の位置に対応して算出された複数の差分の値について重回帰分析により前記補正情報を算出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の膜厚測定装置。
【請求項6】
一面を有する基板の外観検査を行う基板検査装置であって、
前記基板を互いに９０度異なる第１および第２の向きで保持する保持部と、
第１の方向に並ぶ複数の画素を有するラインセンサを含む撮像部と、
前記第１の方向に直交する第２の方向において前記撮像部と前記保持部とを相対的に移動させる移動部と、
補正情報生成動作時に、前記基板の前記一面の画像の補正に用いられる補正情報を生成する補正情報生成部と、
画像取得動作時に、前記基板の前記一面の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された画像を前記補正情報を用いて補正する画像補正部と、
判定部とを備え、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で前記基板の前記一面に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、
前記第１の線状領域は、前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で前記第２の方向と直交し、
前記補正情報生成部は、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記第１の線状領域の画像を表す第１の線状データを生成する第１の線状データ生成部と、
前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で、前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記第１の線状領域の画像を表す第２の線状データを生成する第２の線状データ生成部と、
前記第１の線状データと前記第２の線状データとの差分を示す情報を前記補正情報として算出する補正情報算出部とを含み、
前記第１の線状データ、前記第２の線状データおよび前記補正情報は、前記第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、
前記保持部により前記基板が保持された状態で前記基板の前記一面に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、前記第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、
前記画像取得部は、
前記保持部により前記基板が保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記基板の前記一面の画像を表す面状データを生成する面状データ生成部を含み、
前記画像補正部は、
前記面状データ生成部により生成された面状データから、前記一面の前記複数の帯状領域の画像を表す複数の帯状データを生成する帯状データ生成部と、
前記補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより前記一面の各位置の画像を表す値を含む判定画像データを算出する帯状データ補正部とを含み、
前記判定部は、前記判定画像データに基づいて前記基板の表面状態の欠陥の有無を判定する、基板検査装置。
前記基板を互いに９０度異なる第１および第２の向きで保持する保持部と、
第１の方向に並ぶ複数の画素を有するラインセンサを含む撮像部と、
前記第１の方向に直交する第２の方向において前記撮像部と前記保持部とを相対的に移動させる移動部と、
補正情報生成動作時に、前記基板の前記一面の画像の補正に用いられる補正情報を生成する補正情報生成部と、
画像取得動作時に、前記基板の前記一面の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された画像を前記補正情報を用いて補正する画像補正部と、
判定部とを備え、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で前記基板の前記一面に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、
前記第１の線状領域は、前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で前記第２の方向と直交し、
前記補正情報生成部は、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記第１の線状領域の画像を表す第１の線状データを生成する第１の線状データ生成部と、
前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で、前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記第１の線状領域の画像を表す第２の線状データを生成する第２の線状データ生成部と、
前記第１の線状データと前記第２の線状データとの差分を示す情報を前記補正情報として算出する補正情報算出部とを含み、
前記第１の線状データ、前記第２の線状データおよび前記補正情報は、前記第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、
前記保持部により前記基板が保持された状態で前記基板の前記一面に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、前記第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、
前記画像取得部は、
前記保持部により前記基板が保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記基板の前記一面の画像を表す面状データを生成する面状データ生成部を含み、
前記画像補正部は、
前記面状データ生成部により生成された面状データから、前記一面の前記複数の帯状領域の画像を表す複数の帯状データを生成する帯状データ生成部と、
前記補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより前記一面の各位置の画像を表す値を含む判定画像データを算出する帯状データ補正部とを含み、
前記判定部は、前記判定画像データに基づいて前記基板の表面状態の欠陥の有無を判定する、基板検査装置。
【請求項7】
前記補正情報の複数の値は、前記基板が前記第２の向きで保持されるときの前記第１の線状領域の前記第１の方向における複数の位置に対応付けられ、
前記帯状データ補正部は、各帯状領域の複数の部分の各々について、当該部分の画像を示す帯状データの値に、当該部分の前記第１の方向の位置に対応する差分情報の値を加算することにより各帯状データを補正する、請求項６記載の基板検査装置。
前記帯状データ補正部は、各帯状領域の複数の部分の各々について、当該部分の画像を示す帯状データの値に、当該部分の前記第１の方向の位置に対応する差分情報の値を加算することにより各帯状データを補正する、請求項６記載の基板検査装置。
【請求項8】
前記補正情報算出部は、前記第１の線状領域の複数の位置の各々に対応する前記第１の線状データの値と前記第２の線状データの値との差分を算出し、前記第１の線状領域の前記複数の位置に対応して算出された複数の差分の値について重回帰分析により前記補正情報を算出する、請求項６または７記載の基板検査装置。
【請求項9】
膜が形成された基板を保持する保持部と、第１の方向に並ぶ複数の画素を有するラインセンサを含む撮像部と、前記第１の方向に直交する第２の方向において前記撮像部と前記保持部とを相対的に移動させる移動部とを用いて、前記基板上に形成された前記膜の厚さを測定する膜厚測定方法であって、
前記膜の厚さの補正に用いられる補正情報を生成するステップと、
前記膜の厚さを測定するステップと、
前記測定するステップにより測定された厚さを前記補正情報を用いて補正するステップとを含み、
前記保持部により前記基板が第１の向きで保持された状態で前記基板上の前記膜に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、
前記第１の線状領域は、前記保持部により前記基板が前記第１の向きと９０度異なる第２の向きで保持された状態で前記第２の方向と直交し、
前記補正情報を生成するステップは、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記膜の前記第１の線状領域の厚さに対応する第１の線状データを生成するステップと、
前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で、前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記膜の前記第１の線状領域の厚さに対応する第２の線状データを生成するステップと、
前記第１の線状データと前記第２の線状データとの差分を示す情報を前記補正情報として算出するステップとを含み、
前記第１の線状データ、前記第２の線状データおよび前記補正情報は、前記第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、
前記保持部により前記基板が保持された状態で前記基板上の前記膜に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、前記第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、
前記膜の厚さを測定するステップは、
前記保持部により前記基板が保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記基板上の前記膜の厚さに対応する面状データを生成するステップを含み、
前記測定された厚さを補正するステップは、
生成された面状データから、前記膜の前記複数の帯状領域の厚さに対応する複数の帯状データを生成するステップと、
前記補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより前記膜の各位置の厚さに対応する値を含む膜厚データを算出するステップとを含む、膜厚測定方法。
前記膜の厚さの補正に用いられる補正情報を生成するステップと、
前記膜の厚さを測定するステップと、
前記測定するステップにより測定された厚さを前記補正情報を用いて補正するステップとを含み、
前記保持部により前記基板が第１の向きで保持された状態で前記基板上の前記膜に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、
前記第１の線状領域は、前記保持部により前記基板が前記第１の向きと９０度異なる第２の向きで保持された状態で前記第２の方向と直交し、
前記補正情報を生成するステップは、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記膜の前記第１の線状領域の厚さに対応する第１の線状データを生成するステップと、
前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で、前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記膜の前記第１の線状領域の厚さに対応する第２の線状データを生成するステップと、
前記第１の線状データと前記第２の線状データとの差分を示す情報を前記補正情報として算出するステップとを含み、
前記第１の線状データ、前記第２の線状データおよび前記補正情報は、前記第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、
前記保持部により前記基板が保持された状態で前記基板上の前記膜に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、前記第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、
前記膜の厚さを測定するステップは、
前記保持部により前記基板が保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記基板上の前記膜の厚さに対応する面状データを生成するステップを含み、
前記測定された厚さを補正するステップは、
生成された面状データから、前記膜の前記複数の帯状領域の厚さに対応する複数の帯状データを生成するステップと、
前記補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより前記膜の各位置の厚さに対応する値を含む膜厚データを算出するステップとを含む、膜厚測定方法。
【請求項10】
一面を有する基板を保持する保持部と、第１の方向に並ぶ複数の画素を有するラインセンサを含む撮像部と、前記第１の方向に直交する第２の方向において前記撮像部と前記保持部とを相対的に移動させる移動部とを用いて、前記基板の外観検査を行う基板検査方法であって、
前記基板の前記一面の画像の補正に用いられる補正情報を生成するステップと、
前記基板の前記一面の画像を取得するステップと、
前記取得するステップにより取得された画像を前記補正情報を用いて補正するステップと、
判定するステップとを含み、
前記保持部により前記基板が第１の向きで保持された状態で前記基板の前記一面に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、
前記第１の線状領域は、前記保持部により前記基板が前記第１の向きと９０度異なる第２の向きで保持された状態で前記第２の方向と直交し、
前記補正情報を生成するステップは、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記第１の線状領域の画像を表す第１の線状データを生成するステップと、
前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で、前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記第１の線状領域の画像を表す第２の線状データを生成するステップと、
前記第１の線状データと前記第２の線状データとの差分を示す情報を前記補正情報として算出するステップとを含み、
前記第１の線状データ、前記第２の線状データおよび前記補正情報は、前記第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、
前記保持部により前記基板が保持された状態で前記基板の前記一面に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、前記第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、
前記画像を取得するステップは、
前記保持部により前記基板が保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記基板の前記一面の画像を表す面状データを生成するステップを含み、
前記取得された画像を補正するステップは、
生成された面状データから、前記一面の前記複数の帯状領域の画像を表す複数の帯状データを生成するステップと、
前記補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより前記一面の各位置の画像を表す値を含む判定画像データを算出するステップとを含み、
前記判定するステップは、前記判定画像データに基づいて前記基板の表面状態の欠陥の有無を判定することを含む、基板検査方法。
前記基板の前記一面の画像の補正に用いられる補正情報を生成するステップと、
前記基板の前記一面の画像を取得するステップと、
前記取得するステップにより取得された画像を前記補正情報を用いて補正するステップと、
判定するステップとを含み、
前記保持部により前記基板が第１の向きで保持された状態で前記基板の前記一面に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、
前記第１の線状領域は、前記保持部により前記基板が前記第１の向きと９０度異なる第２の向きで保持された状態で前記第２の方向と直交し、
前記補正情報を生成するステップは、
前記保持部により前記基板が前記第１の向きで保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記第１の線状領域の画像を表す第１の線状データを生成するステップと、
前記保持部により前記基板が前記第２の向きで保持された状態で、前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記第１の線状領域の画像を表す第２の線状データを生成するステップと、
前記第１の線状データと前記第２の線状データとの差分を示す情報を前記補正情報として算出するステップとを含み、
前記第１の線状データ、前記第２の線状データおよび前記補正情報は、前記第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、
前記保持部により前記基板が保持された状態で前記基板の前記一面に前記第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、前記第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、
前記画像を取得するステップは、
前記保持部により前記基板が保持された状態で、前記移動部により前記撮像部と前記保持部とが相対的に移動するときに前記ラインセンサから出力される検出信号に基づいて前記基板の前記一面の画像を表す面状データを生成するステップを含み、
前記取得された画像を補正するステップは、
生成された面状データから、前記一面の前記複数の帯状領域の画像を表す複数の帯状データを生成するステップと、
前記補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより前記一面の各位置の画像を表す値を含む判定画像データを算出するステップとを含み、
前記判定するステップは、前記判定画像データに基づいて前記基板の表面状態の欠陥の有無を判定することを含む、基板検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板上に形成された膜の厚さを測定する膜厚測定装置および膜厚測定方法、ならびに基板の検査を行う基板検査装置および基板検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
基板処理装置においては、スピンチャックにより水平に支持された基板が回転される。この状態で、基板の上面の中央部にレジスト液等の塗布液が吐出されることにより、基板の表面全体に塗布膜が形成される。塗布膜が露光された後、現像されることにより、塗布膜に所定のパターンが形成される。ここで、基板の表面が不均一な状態であると、基板の部分ごとに露光後の状態にばらつきが生じ、基板の処理不良が発生する。そこで、基板の表面状態の検査が行われることがある。
【0003】
特許文献１には、半導体ウェハ等の試料をマクロ検査する検査装置が記載されている。その検査装置においては、ステージ上に載置された試料に向けて試料の表面に平行なＹ方向へ線状に延びる照明光が照射され、試料の表面の線状の領域から反射される光が結像レンズにより検出器（ラインセンサカメラ）の受光面に結像される。Ｙ方向に直交するとともに試料の表面に平行なＸ方向にステージが移動されることにより、試料の表面上の複数の線状の領域で反射される光が検出器により撮像される。それにより、試料の表面の全体の画像が生成される。生成された画像の輝度値に基づいて、試料の表面に形成された膜の厚さが検出され、あるいは試料の表面に形成されたパターンの線幅の良否が判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１５−１２７６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
基板の表面に形成された膜の厚さを従来よりも高い精度で測定することができれば、基板に対するより精密な処理が可能になる。また、基板の表面状態の欠陥の有無を従来よりも高い精度で判定することができれば、基板の処理不良および歩留まりの低下を抑制することができる。
【0006】
本発明の目的は、基板の表面に形成された膜の厚さを高い精度で測定可能な膜厚測定装置および膜厚測定方法を提供することである。
【0007】
本発明の他の目的は、基板の表面状態の欠陥の有無を高い精度で判定可能な基板検査装置および基板検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
（１）第１の発明に係る膜厚測定装置は、基板上に形成された膜の厚さを測定する膜厚測定装置であって、基板を互いに９０度異なる第１および第２の向きで保持する保持部と、第１の方向に並ぶ複数の画素を有するラインセンサを含む撮像部と、第１の方向に直交する第２の方向において撮像部と保持部とを相対的に移動させる移動部と、補正情報生成動作時に、膜の厚さの補正に用いられる補正情報を生成する補正情報生成部と、膜厚測定動作時に、膜の厚さを測定する膜厚測定部と、膜厚測定部により測定された厚さを補正情報を用いて補正する膜厚補正部とを備え、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で基板上の膜に第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、第１の線状領域は、保持部により基板が第２の向きで保持された状態で第２の方向と直交し、補正情報生成部は、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で、移動部により撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて膜の第１の線状領域の厚さに対応する第１の線状データを生成する第１の線状データ生成部と、保持部により基板が第２の向きで保持された状態で、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて膜の第１の線状領域の厚さに対応する第２の線状データを生成する第２の線状データ生成部と、第１の線状データと第２の線状データとの差分を示す情報を補正情報として算出する補正情報算出部とを含み、第１の線状データ、第２の線状データおよび補正情報は、第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、保持部により基板が保持された状態で基板上の膜に第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、膜厚測定部は、保持部により基板が保持された状態で、移動部により撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて基板上の膜の厚さに対応する面状データを生成する面状データ生成部を含み、膜厚補正部は、面状データ生成部により生成された面状データから、膜の複数の帯状領域の厚さに対応する複数の帯状データを生成する帯状データ生成部と、補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより膜の各位置の厚さに対応する値を含む膜厚データを算出する帯状データ補正部とを含む。
【0009】
その膜厚測定装置においては、膜の厚さの補正に用いられる補正情報を生成するために、基板上の膜の第１の線状領域の厚さに対応する第１および第２の線状データが生成される。第１の線状データは、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で、撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて生成される。第２の線状データは、保持部により基板が第２の向きで保持された状態で、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて生成される。第１の線状データと第２の線状データとの差分を示す情報が補正情報として算出される。
【0010】
ここで、基板が第１の向きで保持された状態で、基板上の膜の第１の線状領域の端部からラインセンサに入射する光の入射角と第１の線状領域の中央部からラインセンサに入射する光の入射角とは異なる。そのため、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて算出される厚さに対応する値は、ラインセンサに平行な方向における位置に依存して異なる。一方、基板が第２の向きで保持された状態で、基板上の膜の第１の線状領域の端部からラインセンサに入射する光の入射角と第１の線状領域の中央部からラインセンサに入射する光の入射角とは略等しい。そのため、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて算出される厚さに対応する値は、ラインセンサに直交する方向における位置にほとんど依存しない。補正情報は、ラインセンサに直交する方向における位置にほとんど依存しない値とラインセンサに平行な方向における位置に依存する値との差分を表す。したがって、補正情報を用いてラインセンサに平行な方向における位置に依存して異なる値をラインセンサに平行な方向における位置に依存しない値に補正することができる。
【0011】
膜の厚さを測定する際には、保持部により基板が保持された状態で、撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて基板上の膜の厚さに対応する面状データが生成される。生成された面状データから、膜の複数の帯状領域の厚さに対応する複数の帯状データが生成される。
【0012】
補正情報に基づいて各帯状データが補正される。それにより、補正後の各帯状データにおける各位置に対応する値は、ラインセンサに平行な方向における位置に依存した変動分を有しない。したがって、膜の各位置の厚さに対応する値を含む膜厚データが正確に算出される。その結果、算出された膜厚データに基づいて基板の表面に形成された膜の厚さを高い精度で測定することが可能になる。
【0013】
（２）第１および第２の線状データの各々は、膜の第１の線状領域の画像を表す画像データの各画素の値を膜の厚さに変換することにより得られたデータであり、第１の線状領域の各位置に対応する厚さを示す値を含み、面状データは、膜の画像を表す画像データの各画素の値を膜の厚さに変換することにより得られたデータであり、膜の各位置に対応する厚さを示す値を含み、複数の帯状データは、膜の複数の帯状領域の厚さを表すデータであり、膜厚データは、膜の各位置の厚さに対応する値として膜の各位置に対応する厚さを示す値を含んでもよい。
【0014】
この場合、膜厚データに基づいて、基板上に形成された膜の各位置に対応する厚さを容易に取得することができる。
【0015】
（３）第１および第２の線状データの各々は、膜の第１の線状領域の画像を表すデータであり、面状データは、膜の各位置の画像を表すデータであり、複数の帯状データは、膜の複数の帯状領域の画像を表すデータであり、膜厚データは、膜の各位置の厚さに対応する値として膜の各位置の画像を示す値を含んでもよい。
【0016】
この場合、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて第１の線状データ、第２の線状データおよび面状データを容易に生成することができる。また、面状データから複数の帯状データを容易に生成することができる。さらに、膜厚データに基づいて、基板上に形成された膜の画像を取得することが可能になる。
【0017】
（４）補正情報の複数の値は、基板が第２の向きで保持されるときの第１の線状領域の第１の方向における複数の位置に対応付けられ、帯状データ補正部は、各帯状領域の複数の部分の各々について、当該部分の厚さに対応する帯状データの値に、当該部分の第１の方向の位置に対応する差分情報の値を加算することにより各帯状データを補正してもよい。
【0018】
これにより、簡単な処理で各帯状データを補正することができる。
【0019】
（５）補正情報算出部は、第１の線状領域の複数の位置の各々に対応する第１の線状データの値と第２の線状データの値との差分を算出し、第１の線状領域の複数の位置に対応して算出された複数の差分の値について重回帰分析により補正情報を算出してもよい。
【0020】
これにより、複数の帯状データの補正に適切な補正情報が取得される。
【0021】
（６）第２の発明に係る基板検査装置は、一面を有する基板の外観検査を行う基板検査装置であって、基板を互いに９０度異なる第１および第２の向きで保持する保持部と、第１の方向に並ぶ複数の画素を有するラインセンサを含む撮像部と、第１の方向に直交する第２の方向において撮像部と保持部とを相対的に移動させる移動部と、補正情報生成動作時に、基板の一面の画像の補正に用いられる補正情報を生成する補正情報生成部と、画像取得動作時に、基板の一面の画像を取得する画像取得部と、画像取得部により取得された画像を補正情報を用いて補正する画像補正部と、判定部とを備え、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で基板の一面に第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、第１の線状領域は、保持部により基板が第２の向きで保持された状態で第２の方向と直交し、補正情報生成部は、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で、移動部により撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて第１の線状領域の画像を表す第１の線状データを生成する第１の線状データ生成部と、保持部により基板が第２の向きで保持された状態で、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて第１の線状領域の画像を表す第２の線状データを生成する第２の線状データ生成部と、第１の線状データと第２の線状データとの差分を示す情報を補正情報として算出する補正情報算出部とを含み、第１の線状データ、第２の線状データおよび補正情報は、第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、保持部により基板が保持された状態で基板の一面に第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、画像取得部は、保持部により基板が保持された状態で、移動部により撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて基板の一面の画像を表す面状データを生成する面状データ生成部を含み、画像補正部は、面状データ生成部により生成された面状データから、一面の複数の帯状領域の画像を表す複数の帯状データを生成する帯状データ生成部と、補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより一面の各位置の画像を表す値を含む判定画像データを算出する帯状データ補正部とを含み、判定部は、判定画像データに基づいて基板の表面状態の欠陥の有無を判定する。
【0022】
その基板検査装置においては、基板の一面の画像の補正に用いられる補正情報を生成するために、基板の一面の第１の線状領域の画像を表す第１および第２の線状データが生成される。第１の線状データは、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で、撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて生成される。第２の線状データは、保持部により基板が第２の向きで保持された状態で、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて生成される。第１の線状データと第２の線状データとの差分を示す情報が補正情報として算出される。
【0023】
ここで、基板が第１の向きで保持された状態で、基板の一面の第１の線状領域の端部からラインセンサに入射する光の入射角と第１の線状領域の中央部からラインセンサに入射する光の入射角とは異なる。そのため、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて算出される画像の値は、ラインセンサに平行な方向における位置に依存して異なる。一方、基板が第２の向きで保持された状態で、基板の一面の第１の線状領域の端部からラインセンサに入射する光の入射角と第１の線状領域の中央部からラインセンサに入射する光の入射角とは略等しい。そのため、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて算出される画像の値は、ラインセンサに直交する方向における位置にほとんど依存しない。補正情報は、ラインセンサに直交する方向における位置にほとんど依存しない値とラインセンサに平行な方向における位置に依存する値との差分を表す。したがって、補正情報を用いてラインセンサに平行な方向における位置に依存して異なる値をラインセンサに平行な方向における位置に依存しない値に補正することができる。
【0024】
基板の一面の画像を取得する際には、保持部により基板が保持された状態で、撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて基板の一面の画像を表す面状データが生成される。生成された面状データから、基板の一面上の複数の帯状領域の画像を表す複数の帯状データが生成される。
【0025】
補正情報に基づいて各帯状データが補正される。それにより、補正後の各帯状データにおける各位置に対応する値は、ラインセンサに平行な方向における位置に依存した変動分を有しない。したがって、基板の一面上の各位置の画像を表す判定画像データが正確に算出される。その結果、算出された判定画像データに基づいて基板の表面状態の欠陥の有無を高い精度で判定することが可能になる。
【0026】
（７）補正情報の複数の値は、基板が第２の向きで保持されるときの第１の線状領域の第１の方向における複数の位置に対応付けられ、帯状データ補正部は、各帯状領域の複数の部分の各々について、当該部分の画像を示す帯状データの値に、当該部分の第１の方向の位置に対応する差分情報の値を加算することにより各帯状データを補正してもよい。
【0027】
これにより、簡単な処理で各帯状データを補正することができる。
【0028】
（８）補正情報算出部は、第１の線状領域の複数の位置の各々に対応する第１の線状データの値と第２の線状データの値との差分を算出し、第１の線状領域の複数の位置に対応して算出された複数の差分の値について重回帰分析により補正情報を算出してもよい。
【0029】
これにより、複数の帯状データの補正に適切な補正情報が取得される。
【0030】
（９）第３の発明に係る膜厚測定方法は、膜が形成された基板を保持する保持部と、第１の方向に並ぶ複数の画素を有するラインセンサを含む撮像部と、第１の方向に直交する第２の方向において撮像部と保持部とを相対的に移動させる移動部とを用いて、基板上に形成された膜の厚さを測定する膜厚測定方法であって、膜の厚さの補正に用いられる補正情報を生成するステップと、膜の厚さを測定するステップと、測定するステップにより測定された厚さを補正情報を用いて補正するステップとを含み、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で基板上の膜に第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、第１の線状領域は、保持部により基板が第１の向きと９０度異なる第２の向きで保持された状態で第２の方向と直交し、補正情報を生成するステップは、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で、移動部により撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて膜の第１の線状領域の厚さに対応する第１の線状データを生成するステップと、保持部により基板が第２の向きで保持された状態で、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて膜の第１の線状領域の厚さに対応する第２の線状データを生成するステップと、第１の線状データと第２の線状データとの差分を示す情報を補正情報として算出するステップとを含み、第１の線状データ、第２の線状データおよび補正情報は、第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、保持部により基板が保持された状態で基板上の膜に第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、膜の厚さを測定するステップは、保持部により基板が保持された状態で、移動部により撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて基板上の膜の厚さに対応する面状データを生成するステップを含み、測定された厚さを補正するステップは、生成された面状データから、膜の複数の帯状領域の厚さに対応する複数の帯状データを生成するステップと、補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより膜の各位置の厚さに対応する値を含む膜厚データを算出するステップとを含む。
【0031】
その膜厚測定方法においては、膜の厚さの補正に用いられる補正情報を生成するために、基板上の膜の第１の線状領域の厚さに対応する第１および第２の線状データが生成される。第１の線状データは、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で、撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて生成される。第２の線状データは、保持部により基板が第２の向きで保持された状態で、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて生成される。第１の線状データと第２の線状データとの差分を示す情報が補正情報として算出される。
【0032】
ここで、補正情報は、ラインセンサに直交する方向における位置にほとんど依存しない値とラインセンサに平行な方向における位置に依存する値との差分を表す。したがって、補正情報を用いてラインセンサに平行な方向における位置に依存して異なる値をラインセンサに平行な方向における位置に依存しない値に補正することができる。
【0033】
膜の厚さを測定する際には、保持部により基板が保持された状態で、撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて基板上の膜の厚さに対応する面状データが生成される。生成された面状データから、膜の複数の帯状領域の厚さに対応する複数の帯状データが生成される。
【0034】
補正情報に基づいて各帯状データが補正される。それにより、補正後の各帯状データにおける各位置に対応する値は、ラインセンサに平行な方向における位置に依存した変動分を有しない。したがって、膜の各位置の厚さに対応する値を含む膜厚データが正確に算出される。その結果、算出された膜厚データに基づいて基板の表面に形成された膜の厚さを高い精度で測定することが可能になる。
【0035】
（１０）第４の発明に係る基板検査方法は、一面を有する基板を保持する保持部と、第１の方向に並ぶ複数の画素を有するラインセンサを含む撮像部と、第１の方向に直交する第２の方向において撮像部と保持部とを相対的に移動させる移動部とを用いて、基板の外観検査を行う基板検査方法であって、基板の一面の画像の補正に用いられる補正情報を生成するステップと、基板の一面の画像を取得するステップと、取得するステップにより取得された画像を補正情報を用いて補正するステップと、判定するステップとを含み、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で基板の一面に第１の方向と直交する直径方向に延びる第１の線状領域が定義され、第１の線状領域は、保持部により基板が第１の向きと９０度異なる第２の向きで保持された状態で第２の方向と直交し、補正情報を生成するステップは、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で、移動部により撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて第１の線状領域の画像を表す第１の線状データを生成するステップと、保持部により基板が第２の向きで保持された状態で、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて第１の線状領域の画像を表す第２の線状データを生成するステップと、第１の線状データと第２の線状データとの差分を示す情報を補正情報として算出するステップとを含み、第１の線状データ、第２の線状データおよび補正情報は、第１の線状領域の複数の位置に対応する複数の値をそれぞれ含み、保持部により基板が保持された状態で基板の一面に第１の方向と直交する直径方向に延びる第２の線状領域が定義されるとともに、第２の線状領域に直交する複数の帯状領域が定義され、画像を取得するステップは、保持部により基板が保持された状態で、移動部により撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて基板の一面の画像を表す面状データを生成するステップを含み、取得された画像を補正するステップは、生成された面状データから、一面の複数の帯状領域の画像を表す複数の帯状データを生成するステップと、補正情報に基づいて各帯状データを補正することにより一面の各位置の画像を表す値を含む判定画像データを算出するステップとを含み、判定するステップは、判定画像データに基づいて基板の表面状態の欠陥の有無を判定することを含む。
【0036】
その基板検査方法においては、基板の一面の画像の補正に用いられる補正情報を生成するために、基板の一面の第１の線状領域の画像を表す第１および第２の線状データが生成される。第１の線状データは、保持部により基板が第１の向きで保持された状態で、撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて生成される。第２の線状データは、保持部により基板が第２の向きで保持された状態で、ラインセンサから出力される検出信号に基づいて生成される。第１の線状データと第２の線状データとの差分を示す情報が補正情報として算出される。
【0037】
ここで、補正情報は、ラインセンサに直交する方向における位置にほとんど依存しない値とラインセンサに平行な方向における位置に依存する値との差分を表す。したがって、補正情報を用いてラインセンサに平行な方向における位置に依存して異なる値をラインセンサに平行な方向における位置に依存しない値に補正することができる。
【0038】
基板の一面の画像を取得する際には、保持部により基板が保持された状態で、撮像部と保持部とが相対的に移動するときにラインセンサから出力される検出信号に基づいて基板の一面の画像を表す面状データが生成される。生成された面状データから、基板の一面上の複数の帯状領域の画像を表す複数の帯状データが生成される。
【0039】
補正情報に基づいて各帯状データが補正される。それにより、補正後の各帯状データにおける各位置に対応する値は、ラインセンサに平行な方向における位置に依存した変動分を有しない。したがって、基板の一面上の各位置の画像を表す判定画像データが正確に算出される。その結果、算出された判定画像データに基づいて基板の表面状態の欠陥の有無を高い精度で判定することが可能になる。
【発明の効果】
【0040】
本発明によれば、基板の表面に形成された膜の厚さを高い精度で測定することが可能になる。また、本発明によれば、基板の表面状態の欠陥の有無を高い精度で判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】第１の実施の形態に係る膜厚測定装置の外観斜視図である。
【図5】補正情報の生成方法を説明するための図である。
【図6】補正情報の生成方法を説明するための図である。
【図7】膜の厚さの測定時に基板上の膜に定義される第２の線状領域および複数の帯状領域の一例を示す平面図である。
【図8】一の帯状データの補正例を示す図である。
【図9】第１の実施の形態に係る膜厚測定装置の制御系を示すブロック図である。
【図10】膜厚測定処理のフローチャートである。
【図11】第２の実施の形態に係る基板検査装置の制御系を示すブロック図である。
【図12】第２の実施の形態に係る欠陥判定処理のフローチャートである。
【図13】判定画像データ生成処理のフローチャートである。
【図14】第３の実施の形態に係る基板処理装置の全体構成を示す模式的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下、本発明の実施の形態に係る膜厚測定装置、基板検査装置、膜厚測定方法および基板検査方法について図面を用いて説明する。以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置もしくは有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板または太陽電池用基板等をいう。
【0043】
［１］第１の実施の形態本実施の形態では、膜厚測定装置および膜厚測定方法を説明する。第１の実施の形態に係る膜厚測定装置は、基板上に形成された膜の厚さを測定する。したがって、本実施の形態において測定対象として用いられる基板の主面には膜が形成されている。基板上に形成される膜としては、例えばレジスト膜、反射防止膜、レジストカバー膜等が挙げられる。
【0044】
（１）膜厚測定装置の構成図１は第１の実施の形態に係る膜厚測定装置の外観斜視図であり、図２は図１の膜厚測定装置２００の内部の構成を示す模式的側面図であり、図３は図１の膜厚測定装置２００の内部の構成を示す模式的平面図である。図１に示すように、膜厚測定装置２００は筐体部２１０を有する。筐体部２１０は、矩形状の底面部２１１および矩形状の４つの側面部２１２〜２１５を含む。側面部２１２，２１４は底面部２１１の長手方向における両端部にそれぞれ位置し、側面部２１３，２１５は底面部２１１の短手方向（幅方向）における両端部にそれぞれ位置する。筐体部２１０は、略矩形状の上部開口を有する。筐体部２１０は、上部開口を閉塞する上面部をさらに含んでもよい。
【0045】
以下、底面部２１１の短手方向を左右方向と呼び、底面部２１１の長手方向を前後方向と呼ぶ。また、左右方向において、側面部２１５から側面部２１３に向かう方向を右方と定義し、その逆方向を左方と定義する。さらに、前後方向において、側面部２１４から側面部２１２に向かう方向を前方と定義し、その逆方向を後方と定義する。側面部２１２から側面部２１３の前部に至る部分には、筐体部２１０の外部と内部との間で基板Ｗを搬送するためのスリット状の開口部２１６が形成されている。
【0046】
筐体部２１０内には、投光部２２０、反射部２３０、撮像部２４０、基板保持装置２５０、移動部２６０およびノッチ検出部２７０が収容されている。
【0047】
投光部２２０は、例えば１または複数の光源を含み、左右方向に延びるように筐体部２１０の側面部２１３，２１５の内面に取り付けられる。反射部２３０は、例えばミラーを含み、投光部２２０の後方でかつ左右方向に延びるように筐体部２１０の側面部２１３，２１５の内面に取り付けられる。
【0048】
撮像部２４０は、反射部２３０よりも後方の位置で筐体部２１０の底面部２１１上に取り付けられる。撮像部２４０は、複数の画素が左右方向に延びるように線状に配列された画素を有するラインセンサ２４１と１または複数の集光レンズとを含む。本例のラインセンサ２４１は、カラーのＣＣＤ（電荷結合素子）ラインセンサである。なお、ラインセンサ２４１としては、カラーのＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）ラインセンサを用いることもできる。あるいは、ラインセンサ２４１としては、カラーに限らず、単一の波長領域の光を受光する複数の画素のみで構成されるラインセンサを用いてもよい。
【0049】
反射部２３０は斜め下後方に向く反射面を有し、撮像部２４０の前方に配置されている。反射部２３０の反射面により、投光部２２０および反射部２３０の下方に撮像部２４０の撮像領域が形成される。撮像部２４０の撮像領域は、左右方向に線状に延びる。
【0050】
後述するように、開口部２１６から筐体部２１０内に基板Ｗが搬入され、搬入された基板Ｗが投光部２２０の下方を通過する。投光部２２０は、左右方向に基板Ｗの直径よりも長く延びる断面線状の光を斜め下後方に出射する。図２に示すように、投光部２２０から斜め下後方に出射された光の一部は、撮像部２４０の撮像領域で基板Ｗの上面により斜め上後方に反射され、反射部２３０により後方に向かって水平に反射され、撮像部２４０により受光される。
【0051】
基板保持装置２５０は、例えばスピンチャックであり、駆動装置２５１および回転保持部２５２を含む。駆動装置２５１は、例えば電動モータであり、回転軸２５１ａを有する。駆動装置２５１には、図示しないエンコーダが設けられる。回転保持部２５２は、駆動装置２５１の回転軸２５１ａの先端に取り付けられ、基板Ｗを保持した状態で鉛直軸の周りで回転駆動される。
【0052】
図３に示すように、移動部２６０は、複数（本例では２つ）のガイド部材２６１および移動保持部２６２を含む。複数のガイド部材２６１は、左右方向に並ぶようにかつ前後方向に延びるように筐体部２１０の底面部２１１に取り付けられる。移動保持部２６２は、基板保持装置２５０を保持しつつ複数のガイド部材２６１に沿って前後方向に移動可能に構成される。基板保持装置２５０が基板Ｗを保持する状態で移動保持部２６２が前後方向に移動することにより、基板Ｗが投光部２２０の下方を通過する。
【0053】
ノッチ検出部２７０は、例えば投光素子および受光素子を含む反射型光電センサであり、筐体部２１０の側面部２１５における内面の前上部に取り付けられる。基板Ｗの周縁部がノッチ検出部２７０の下方に位置するときに、ノッチ検出部２７０は、下方に光を出射するとともに基板Ｗからの反射光を受光する。ここで、ノッチ検出部２７０の下方に位置する基板Ｗの部分にノッチが形成されている場合には、ノッチ検出部２７０の受光量が低下する。ノッチ検出部２７０は、基板保持装置２５０により回転される基板Ｗからの反射光の受光量に基づいて基板Ｗのノッチの有無を検出する。なお、ノッチ検出部２７０として透過型光電センサが用いられてもよい。
【0054】
図１に示すように、筐体部２１０の外部に制御装置４００および表示部２８０が設けられている。制御装置４００は、投光部２２０、撮像部２４０、基板保持装置２５０、移動部２６０、ノッチ検出部２７０および表示部２８０を制御する。表示部２８０は、基板Ｗ上の膜の厚さの測定結果等を表示する。制御装置４００の詳細は後述する。なお、図２および図３では、制御装置４００および表示部２８０の図示を省略している。
【0055】
上記の膜厚測定装置２００においては、例えば基板Ｗ上の膜の厚さの測定時にその基板Ｗ上の膜の全体が撮像される。この撮像時の動作について説明する。初期状態では、図１に示すように、基板保持装置２５０が筐体部２１０内における前部に位置する。この状態で、基板Ｗが開口部２１６を通して筐体部２１０内に搬入され、基板保持装置２５０により保持される。
【0056】
次に、基板保持装置２５０により基板Ｗが１回転されつつノッチ検出部２７０により基板Ｗの周縁部に光が出射され、その反射光がノッチ検出部２７０により受光される。これにより、基板Ｗのノッチが検出され、基板Ｗの向きが判定される。その後、基板Ｗが特定の方向を向くように、基板保持装置２５０により基板Ｗが回転される。
【0057】
次に、投光部２２０から光が出射された状態で、移動部２６０により基板Ｗが後方に移動される。このとき、基板Ｗが投光部２２０の下方を通過することにより、基板Ｗ上の膜の全体に左右方向に延びる断面線状の光が照射される。上記のように、撮像部２４０の撮像領域で基板Ｗから反射される光は反射部２３０によりさらに反射されて撮像部２４０に導かれる。撮像部２４０のラインセンサ２４１は、基板Ｗからの光を所定のサンプリング周期で受光することにより、基板Ｗ上の膜の前後方向における複数の部分を順次撮像する。ラインセンサ２４１を構成する各画素は受光量に応じた値を示す検出信号を出力する。これにより、撮像部２４０から順次出力される検出信号に基づいて、基板Ｗ上の膜の全体の画像を表す画像データが生成される。
【0058】
画像データの各画素の値は、基板Ｗ上の膜の厚さに対して略一定の相関関係を有する。この相関関係は、ラインセンサ２４１を構成する画素の種類および基板Ｗ上に形成される膜の種類によって異なる。したがって、測定対象となる膜の厚さと撮像に用いられる画素の値との間の相関関係を予め実験またはシミュレーション等により求めておくことにより、求められた相関関係に基づいて画像データの各画素の値を、当該画素に対応する基板Ｗ上の位置の膜の厚さに変換することができる。それにより、画像データに基づいて基板Ｗ上の膜の厚さを測定することができる。本実施の形態では、撮像部２４０から出力される検出信号に基づいて画像データが生成されるごとに、当該画像データを構成する画素の値が膜の厚さに変換される。以下の説明では、上記のように、画像データに含まれる画素の値を膜の厚さを示す値に変換する処理を厚さ変換処理と呼ぶ。
【0059】
なお、本実施の形態では、ラインセンサ２４１にカラーのＣＣＤラインセンサが用いられる。この場合、ラインセンサ２４１の各画素は、複数の波長領域にそれぞれ対応するＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素で構成される。そのため、厚さ変換処理では、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のうちいずれか１つの種類の画素の値が厚さを示す値に変換される。
【0060】
上記のように画像データが生成された後、投光部２２０による光の出射が停止され、移動部２６０により基板Ｗが反射部２３０よりも後方の位置から投光部２２０よりも前方の位置まで移動される。膜の厚さが測定された基板Ｗは、開口部２１６を通して筐体部２１０の外部に搬出される。
【0061】
（２）ラインセンサ２４１に入射する光の入射角と検出信号との関係図４は、図１の膜厚測定装置２００において撮像部２４０により基板Ｗ上の膜を撮像する状態を示す模式的平面図である。図４に示すように、撮像部２４０は、ラインセンサ２４１の中心が基板保持装置２５０（図１）により保持される基板Ｗの中心ＷＣを通って前後方向に延びかつ基板Ｗに直交する仮想面ＶＳ上に位置するように配置される。
【0062】
基板Ｗ上の膜の一部分からラインセンサ２４１に入射する光の強さは、当該一部分からラインセンサ２４１に入射する光の入射角が変化することにより変動する。本例の入射角は、ラインセンサ２４１に向かう光の進行方向とラインセンサ２４１が延びる方向に直交する仮想面ＶＳとの間の角度を意味する。上記の変動の程度は、基板Ｗ上に形成される膜の特性（膜の種類、光の屈折率、透過率および反射率等）あるいは基板Ｗの表面の形状等によって異なる。
【0063】
入射角による光の強さの変動について具体例を説明する。ここで、図４に示される基板Ｗ上の膜に直径方向に延びる線状領域ＬＡ０を定義する。図４に示される基板Ｗ上の膜は全体に渡って均一な厚みおよび表面状態を有するものとする。
【0064】
図４に二点鎖線で示すように、線状領域ＬＡ０がラインセンサ２４１に平行な左右方向に延びるように基板Ｗが保持された状態を仮定する。この場合、基板Ｗ上の膜の線状領域ＬＡ０の端部からラインセンサ２４１に入射する光の入射角と線状領域ＬＡ０の中央部からラインセンサ２４１に入射する光の入射角とは異なる。そのため、ラインセンサ２４１から出力される検出信号が示す画素の値は、ラインセンサ２４１に平行な左右方向における位置に依存して異なる。
【0065】
一方、図４に点線で示すように、線状領域ＬＡ０がラインセンサ２４１に直交する前後方向に延びるように基板Ｗが保持された状態を仮定する。この場合、基板Ｗ上の膜の線状領域ＬＡ０の端部からラインセンサ２４１に入射する光の入射角と線状領域ＬＡ０の中央部からラインセンサ２４１に入射する光の入射角とは略等しい。そのため、ラインセンサ２４１から出力される検出信号が示す画素の値は、ラインセンサ２４１に直交する前後方向における位置にほとんど依存しない。
【0066】
そこで、本実施の形態では、基板Ｗ上の膜の厚さの測定時に、左右方向における位置に依存した変動分が含まれないように、後述する補正情報を用いて画像データが補正される。それにより、測定結果として高い精度で基板Ｗ上の膜の各部の厚さを示す膜厚データが生成される。
【0067】
（３）基板Ｗ上の膜の厚さの測定（ａ）補正情報の生成
上記のように、基板Ｗ上の膜の厚さの測定時には、補正情報を用いて画像データが補正される。そこで、本実施の形態に係る膜厚測定装置２００においては、測定対象となる基板Ｗの膜の厚さを測定する前に、補正情報を生成する必要がある。
【0068】
図５および図６は、補正情報の生成方法を説明するための図である。補正情報を生成するために、測定対象となる膜が形成された基板Ｗを用意する。また、用意した基板Ｗ上の膜に直径方向に延びる第１の線状領域ＬＡ１を定義する。本例では、第１の線状領域ＬＡ１は、基板ＷのノッチＮと基板Ｗの中心ＷＣとを結ぶ直線に対して直交する。
【0069】
図５（ａ）に示すように、基板Ｗを基板保持装置２５０（図１）に保持させる。また、基板保持装置２５０の回転保持部２５２（図２）を回転させることにより、第１の線状領域ＬＡ１がラインセンサ２４１に直交する前後方向に延びるように基板Ｗの向きを調整する。このときの基板Ｗの向きを第１の向きと呼ぶ。図５（ａ）および後述する図５（ｂ）では、点線の矢印で示すように、第１の線状領域ＬＡ１における一端部から他端部までの複数の部分が符号ｐ１〜ｐｋ（ｋは左右方向に並ぶラインセンサ２４１の画素数）で示される。
【0070】
その後、基板Ｗの向きが第１の向きに保持された状態で、基板Ｗ上の膜の全体を撮像する。具体的には、基板Ｗが投光部２２０の下方を前後方向に移動するときにラインセンサ２４１から出力される検出信号に基づいて基板Ｗ上の膜の全体の画像を表す画像データを生成する。また、その画像データから第１の線状領域ＬＡ１を表す画素の値を抽出し、抽出された複数の値を含む画像データを第１の線状データとして生成する。さらに、生成された第１の線状データについて厚さ変換処理を行う。それにより、第１の線状領域ＬＡ１の各部分ｐ１〜ｐｋの厚さを示す第１の線状データが生成される。
【0071】
続いて、図５（ｂ）に示すように、基板保持装置２５０の回転保持部２５２（図２）を回転させることにより、第１の線状領域ＬＡ１がラインセンサ２４１に平行な左右方向に延びるように基板Ｗの向きを調整する。このときの基板Ｗの向きを第２の向きと呼ぶ。第１の向きと第２の向きとは互いに９０度異なる。
【0072】
その後、基板Ｗの向きが第２の向きに保持された状態で、基板Ｗ上の膜の全体を撮像する。撮像により生成された画像データから第１の線状領域ＬＡ１を表す画素の値を抽出し、抽出された複数の値を含む画像データを第２の線状データとして生成する。さらに、生成された第２の線状データについて厚さ変換処理を行う。それにより、第１の線状領域ＬＡ１の各部分ｐ１〜ｐｋの厚さを示す第２の線状データが生成される。
【0073】
図６（ａ）に第１の線状データおよび第２の線状データの一例が示される。図６（ａ）では、縦軸が膜の厚さを示し、横軸が第１の線状領域ＬＡ１内の複数の部分ｐ１〜ｐｋの位置を示す。第１の線状データが点線で示され、第２の線状データが実線で示される。
【0074】
図６（ａ）に示すように、第１および第２の線状データは、基板Ｗの中心ＷＣに重なる部分ｐ（ｋ／２）およびその周辺部で略等しい。一方、第１および第２の線状データは、第１の線状領域ＬＡ１の両端部の部分ｐ１，ｐｋに近いほど大きく異なる。
【0075】
ここで、第１の向きで保持された基板Ｗを撮像する際には、第１の線状領域ＬＡ１の複数の部分ｐ１〜ｐｋがラインセンサ２４１に直交する前後方向に並ぶので、第１の線状領域ＬＡ１の複数の部分からラインセンサ２４１に向かう光の入射角は略等しい。したがって、第１の線状データが示す膜の厚さは、左右方向における位置に依存していない値であるといえる。一方、第２の向きで保持された基板Ｗを撮像する際には、第１の線状領域ＬＡ１の複数の部分ｐ１〜ｐｋがラインセンサ２４１に平行な左右方向に並ぶので、第１の線状領域ＬＡ１の複数の部分ｐ１〜ｐｋからラインセンサ２４１に向かう光の入射角が互いに異なる。したがって、第２の線状データが示す膜の厚さは、左右方向における位置に依存する変動成分を有するといえる。
【0076】
そこで、第１の線状領域ＬＡ１の各部分ｐ１〜ｐｋごとに、第１の線状データと第２の線状データとの差分を算出することにより実差分データを生成する。また、生成された実差分データを重回帰分析により二次関数に近似することにより補正情報を生成する。
【0077】
図６（ｂ）に図６（ａ）の第１および第２の線状データから算出される実差分データおよび補正情報が示される。図６（ｂ）では、縦軸が差分を示し、横軸が第１の線状領域ＬＡ１内の部分ｐ１〜ｐｋの位置を示す。さらに、実差分データが一点鎖線で示され、補正情報が実線で示される。
【0078】
第１の線状領域ＬＡ１内の複数の部分ｐ１〜ｐｋについてそれぞれ生成される複数の補正情報の値は、基板Ｗが第２の向きで保持されるときの第１の線状領域ＬＡ１の左右方向における複数の部分ｐ１〜ｐｋの位置に対応付けられる。
【0079】
補正情報は、ラインセンサ２４１に直交する前後方向における位置にほとんど依存しない値とラインセンサ２４１に平行な左右方向における位置に依存する値との差分を表す。したがって、補正情報を用いてラインセンサ２４１に平行な左右方向における位置に依存して異なる値をラインセンサ２４１に平行な左右方向における位置に依存しない値に補正することができる。
【0080】
上記のように、本実施の形態では、実差分データを重回帰分析を用いて二次関数に近似することにより補正情報を生成している。それにより、ノイズ等の成分が低減された補正に適切な補正情報を取得することができる。なお、実差分データを補正情報として用いてもよい。
【0081】
（ｂ）膜の厚さの測定および補正補正情報が取得された後、基板Ｗの膜の厚さを測定する際には、その対象となる基板Ｗを基板保持装置２５０（図１）に保持させる。また、基板Ｗの向きを予め定められた向きに調整する。ここで、基板Ｗ上の膜にラインセンサ２４１に直交する直径方向に延びる第２の線状領域を定義する。また、基板Ｗ上の膜に第２の線状領域に直交する複数の帯状領域を定義する。
【0082】
図７は、膜の厚さの測定時に基板Ｗ上の膜に定義される第２の線状領域および複数の帯状領域の一例を示す平面図である。図７に示すように、本例の第２の線状領域ＬＡ２は仮想面ＶＳ上に位置する。図７では、点線の矢印で示すように、第２の線状領域ＬＡ２における一端部から他端部までの複数の部分が符号ｑ１〜ｑｋ（ｋは左右方向に並ぶラインセンサ２４１の画素数）で示される。複数の帯状領域ＢＡの各々は、第２の線状領域ＬＡ２の各部分ｑ１〜ｑｋから左右方向に延びる。
【0083】
次に、基板Ｗが予め定められた向きに保持された状態で、基板Ｗ上の膜の全体を撮像することにより基板Ｗ上の膜の全体の画像を表す画像データを面状データとして生成する。さらに、生成された面状データについて厚さ変換処理を行う。それにより、基板Ｗ上の膜の全体の厚さを示す面状データが生成される。
【0084】
その後、生成された面状データから、基板Ｗ上の膜の複数の帯状領域ＢＡの厚さを表す複数の帯状データを生成する。また、生成された各帯状データを上記の補正情報により補正する。この補正は、各帯状領域ＢＡの複数の部分の各々について、当該部分の厚さを示す帯状データの値に、当該部分の左右方向の位置に対応する差分情報を加算することにより行う。それにより、簡単な処理で各帯状データを補正することができる。
【0085】
図８は、一の帯状データの補正例を示す図である。図８では、縦軸が膜の厚さを示し、横軸が帯状データに対応する帯状領域ＢＡにおける複数の部分の位置を示す。また、補正前の帯状データが一点鎖線で示され、補正後の帯状データが実線で示される。さらに、一の帯状データに対応しかつ左右方向における位置に依存しない非依存データを点線で表す。本例の非依存データは、一の帯状データに対応する帯状領域ＢＡを仮想面ＶＳに沿うように配置して撮像し、撮像により得られる画像データについて厚さ変換処理を行うことにより生成されたものである。
【0086】
図８によれば、補正前の帯状データの大部分は非依存データから大きく乖離している。一方、補正後の帯状データは非依存データに略等しい。したがって、補正後の各帯状データにおける各位置に対応する値は、ラインセンサ２４１に平行な左右方向における位置に依存した変動分をほとんど有しないことがわかる。
【0087】
最後に、補正後の複数の帯状データを合成することにより、測定結果として基板Ｗ上の膜の各部の厚さを示す膜厚データを生成する。膜厚データに基づく基板Ｗ上の膜の厚さの測定結果は、例えば表示部２８０に表示される。
【0088】
（４）膜厚測定装置２００の制御系図９は、第１の実施の形態に係る膜厚測定装置２００の制御系を示すブロック図である。第１の実施の形態に係る制御装置４００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）およびＲＯＭ（リードオンリメモリ）により構成され、図９に示すように、制御部４０１、補正情報生成部４１０、膜厚測定部４２０および膜厚補正部４３０を有する。また、補正情報生成部４１０は、第１の線状データ生成部４１１、第２の線状データ生成部４１２および補正情報算出部４１３を含む。さらに、膜厚測定部４２０は面状データ生成部４２１を含み、膜厚補正部４３０は帯状データ補正部４３１および帯状データ生成部４３２を含む。
【0089】
制御装置４００においては、ＣＰＵがＲＯＭまたは他の記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、上記の各機能部が実現される。なお、制御装置４００の機能的な構成要素の一部または全てが電子回路等のハードウェアにより実現されてもよい。
【0090】
基板保持装置２５０およびノッチ検出部２７０に関して、制御部４０１は、基板保持装置２５０の駆動装置２５１（図２）のエンコーダから出力信号を取得して駆動装置２５１の回転角度（基板Ｗの回転角度）を検出するとともに、ノッチ検出部２７０によるノッチの検出結果を取得する。制御部４０１は、ノッチが検出されたときの駆動装置２５１の回転角度に基づいて基板Ｗの向きを判定し、判定結果に基づいて基板保持装置２５０の動作を制御する。
【0091】
投光部２２０、移動部２６０および撮像部２４０に関して、制御部４０１は、基板保持装置２５０に保持される基板Ｗ上の膜の全体が撮像されるように、投光部２２０、移動部２６０および撮像部２４０を制御する。
【0092】
補正情報生成部４１０は、補正情報の生成時に動作する。補正情報生成部４１０においては、第１の線状データ生成部４１１は、基板Ｗが第１の向きで保持された状態で撮像部２４０から出力される検出信号に基づいて第１の線状データを生成し、第１の線状データについて厚さ変換処理を行う。
【0093】
第２の線状データ生成部４１２は、基板Ｗが第２の向きで保持された状態で撮像部２４０から出力される検出信号に基づいて第２の線状データを生成し、第２の線状データについて厚さ変換処理を行う。
【0094】
補正情報算出部４１３は、生成された第１の線状データと第２の線状データとの差分を算出することにより実差分データを生成し、実差分データに基づいて補正情報を生成する。生成された補正情報は、膜厚補正部４３０の帯状データ補正部４３１に与えられる。
【0095】
膜厚測定部４２０は、基板Ｗ上の膜の厚さを測定する際に動作する。膜厚測定部４２０においては、面状データ生成部４２１は、基板Ｗが所定の向きで保持された状態で撮像部２４０から出力される検出信号に基づいて面状データを生成し、面状データについて厚さ変換処理を行う。
【0096】
膜厚補正部４３０は、膜厚測定部４２０により生成された面状データを補正する際に動作する。膜厚補正部４３０においては、帯状データ補正部４３１は、補正情報算出部４１３から与えられる補正情報を記憶する。帯状データ生成部４３２は、面状データ生成部４２１により生成された面状データから複数の帯状データを生成する。帯状データ補正部４３１は、記憶された補正情報に基づいて各帯状データを補正する。また、帯状データ補正部４３１は、補正後の複数の帯状データを合成することにより膜厚データを生成し、生成された膜厚データを記憶する。帯状データ補正部４３１に記憶された膜厚データに基づく膜の厚さの測定結果が表示部２８０に表示される。
【0097】
（５）膜厚測定処理上記のように、膜厚測定装置２００においては、膜厚データを生成するための補正情報が生成された後、膜の厚さの測定および補正が行われる。これらの一連の処理を膜厚測定処理と呼ぶ。図１０は、膜厚測定処理のフローチャートである。
【0098】
膜厚測定処理が開始されると、図９の補正情報生成部４１０は、帯状データ補正部４３１に補正情報が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。帯状データ補正部４３１に補正情報が記憶されている場合、補正情報生成部４１０は後述するステップＳ１５の処理に進む。一方、帯状データ補正部４３１に補正情報が存在しない場合、図９の制御部４０１および第１の線状データ生成部４１１は、投光部２２０、撮像部２４０、基板保持装置２５０および移動部２６０を制御し、基板Ｗを第１の向きで保持しつつ基板Ｗ上の膜の全体を撮像することにより第１の線状データを生成し、第１の線状データについて厚さ変換処理を行う（ステップＳ１２）。
【0099】
次に、図９の制御部４０１および第２の線状データ生成部４１２は、投光部２２０、撮像部２４０、基板保持装置２５０および移動部２６０を制御し、基板Ｗを第２の向きで保持しつつ基板Ｗ上の膜の全体を撮像することにより第２の線状データを生成し、第２の線状データについて厚さ変換処理を行う（ステップＳ１３）。
【0100】
次に、図９の補正情報算出部４１３は、生成された第１の線状データと第２の線状データとの差分に基づいて補正情報を生成し、生成された補正情報を帯状データ補正部４３１に記憶させる（ステップＳ１４）。
【0101】
次に、図９の制御部４０１および面状データ生成部４２１は、投光部２２０、撮像部２４０、基板保持装置２５０および移動部２６０を制御し、基板Ｗを所定の向きで保持しつつ基板Ｗ上の膜の全体を撮像することにより面状データを生成し、面状データについて厚さ変換処理を行う（ステップＳ１５）。また、図９の帯状データ生成部４３２は、面状データ生成部４２１により生成された面状データから複数の帯状データを生成する（ステップＳ１６）。
【0102】
次に、図９の帯状データ補正部４３１は、記憶された補正情報に基づいて生成された各帯状データを補正し、補正後の複数の帯状データを合成することにより膜厚データを生成し、生成された膜厚データを記憶する（ステップＳ１７）。
【0103】
最後に、帯状データ補正部４３１は、膜厚データに基づく膜の厚さの測定結果を表示部２８０に表示させる（ステップＳ１８）。これにより、膜厚測定処理が終了する。
【0104】
（６）第１の実施の形態の効果（ａ）上記の膜厚測定装置２００においては、膜の厚さの補正に用いられる補正情報を生成するために、基板Ｗ上の膜の第１の線状領域ＬＡ１の厚さに対応する第１および第２の線状データが生成される。第１の線状データは、基板Ｗが第１の向きで保持された状態で、投光部２２０の下方を基板保持装置２５０が前後方向に移動するときにラインセンサ２４１から出力される検出信号に基づいて生成される。第２の線状データは、基板Ｗが第２の向きで保持された状態で、投光部２２０の下方を基板保持装置２５０が前後方向に移動するときにラインセンサ２４１から出力される検出信号に基づいて生成される。第１の線状データと第２の線状データとの差分を示す情報が補正情報として算出される。
【0105】
算出された補正情報は、ラインセンサ２４１に直交する前後方向における位置にほとんど依存しない値とラインセンサ２４１に平行な左右方向における位置に依存する値との差分を表す。したがって、補正情報を用いて左右方向における位置に依存して異なる値を前後方向における位置に依存しない値に補正することができる。
【0106】
膜の厚さを測定する際には、基板保持装置２５０により基板Ｗが保持された状態で、投光部２２０の下方を基板保持装置２５０が前後方向に移動するときにラインセンサ２４１から出力される検出信号に基づいて基板Ｗ上の膜の厚さに対応する面状データが生成される。生成された面状データから、膜の複数の帯状領域ＢＡの厚さに対応する複数の帯状データが生成される。
【0107】
補正情報に基づいて各帯状データが補正される。それにより、補正後の各帯状データにおける各位置に対応する値は、ラインセンサ２４１に平行な左右方向における位置に依存した変動分を有しない。したがって、膜の各位置の厚さに対応する値を含む膜厚データが正確に算出される。その結果、算出された膜厚データに基づいて基板Ｗの表面に形成された膜の厚さを高い精度で測定することが可能になる。
【0108】
（ｂ）上記の膜厚測定装置２００においては、撮像部２４０の出力に基づいて画像データが生成されるごとに当該画像データについて厚さ変換処理が行われる。すなわち、第１の線状データ、第２の線状データおよび面状データの生成時に各データについて厚さ変換処理が行われる。それにより、膜厚データは基板Ｗ上の膜の各位置の厚さを示す値を含む。したがって、膜厚データに基づいて、基板Ｗ上の膜の各位置に対応する厚さを容易に取得することができる。
【0109】
［２］第２の実施の形態本実施の形態では、基板検査装置および基板検査方法を説明する。第２の実施の形態に係る基板検査装置は、基板の一面における表面状態の欠陥の有無を判定する。本実施の形態においては、基板の一面には、膜および配線等が形成されていない未処理の基板の主面、膜および配線等が形成された表面構造を有する基板の主面が含まれる。
【0110】
（１）基板検査装置の構成および基本動作第２の実施の形態に係る基板検査装置は、第１の実施の形態に係る図１の膜厚測定装置２００に対して基本的に同じ構成を有する。基板検査装置においては、欠陥がないサンプルの基板Ｗの一面が撮像され、そのサンプルの基板Ｗの一面の画像を表す判定画像データが生成される。また、検査対象の基板Ｗの一面が撮像され、その基板Ｗの一面の画像を表す判定画像データが生成される。その後、サンプルの基板Ｗの判定画像データおよび検査対象の基板Ｗの判定画像データに基づいて、検査対象の基板Ｗの表面状態の欠陥の有無が判定される。ここで、本実施の形態に係る判定画像データは、基板Ｗの一面上の各位置の画像を表す値を含むデータである。
【0111】
サンプルの基板Ｗおよび検査対象の基板Ｗの各々の判定画像データは、厚さ変換処理が行われない点を除いて第1の実施の形態に係る膜厚データと同様の方法で生成される。
【0112】
（２）基板検査装置の制御系図１１は、第２の実施の形態に係る基板検査装置の制御系を示すブロック図である。図１１に示すように、第２の実施の形態に係る基板検査装置３００の制御系は、制御装置４００の機能的な構成を除いて第１の実施の形態に係る図９の膜厚測定装置２００の制御系と同じ構成を有する。本実施の形態に係る制御装置４００は、制御部４０１、補正情報生成部４５０、画像取得部４６０、画像補正部４７０および判定部４８０を有する。また、補正情報生成部４５０は、第１の線状データ生成部４５１、第２の線状データ生成部４５２および補正情報算出部４５３を含む。さらに、画像取得部４６０は面状データ生成部４６１を含み、画像補正部４７０は帯状データ補正部４７１および帯状データ生成部４７２を含む。
【0113】
図１１の制御部４０１は、第１の実施の形態に係る図９の制御部４０１と同様に、投光部２２０、撮像部２４０、基板保持装置２５０および移動部２６０の動作を制御する。また、制御部４０１は、基板保持装置２５０の駆動装置２５１（図２）のエンコーダから出力信号を取得するとともに、ノッチ検出部２７０からノッチの検出結果を取得する。
【0114】
補正情報生成部４５０は、判定画像データの生成に用いる補正情報の生成時に動作する。補正情報生成部４５０においては、第１の線状データ生成部４５１は、基板Ｗが第１の向きで保持された状態で撮像部２４０から出力される検出信号に基づいて第１の線状データを生成する。本実施の形態では、第１の線状データ生成部４５１は、第１の線状データについて厚さ変換処理は行わない。
【0115】
第２の線状データ生成部４５２は、基板Ｗが第２の向きで保持された状態で撮像部２４０から出力される検出信号に基づいて第２の線状データを生成する。本実施の形態では、第２の線状データ生成部４５２は、第２の線状データについて厚さ変換処理を行わない。
【0116】
補正情報算出部４５３は、生成された第１の線状データと第２の線状データとの差分を算出することにより実差分データを生成し、実差分データに基づいて補正情報を生成する。生成された補正情報は、画像補正部４７０の帯状データ補正部４７１に与えられる。
【0117】
画像取得部４６０は、基板Ｗの一面の画像の取得時に動作する。画像取得部４６０においては、面状データ生成部４６１は、基板Ｗが所定の向きで保持された状態で撮像部２４０から出力される検出信号に基づいて面状データを生成する。面状データ生成部４６１は、面状データについて厚さ変換処理を行わない。
【0118】
画像補正部４７０は、面状データ生成部４６１により生成された面状データを補正する際に動作する。画像補正部４７０においては、帯状データ補正部４７１は、補正情報算出部４５３から与えられる補正情報を記憶する。帯状データ生成部４７２は、面状データ生成部４６１により生成された面状データから複数の帯状データを生成する。帯状データ補正部４７１は、記憶された補正情報に基づいて各帯状データを補正する。また、帯状データ補正部４７１は、補正後の複数の帯状データを合成することにより判定画像データを生成し、生成された判定画像データを記憶する。
【0119】
判定部４８０は、サンプルの基板Ｗの判定画像データおよび検査対象の基板Ｗの判定画像データに基づいて検査対象の基板Ｗの表面状態の欠陥の有無を判定する。具体的には、判定部４８０は、サンプルの基板Ｗの判定画像データと検査対象の基板Ｗの判定画像データとの画素ごとの差分を算出し、算出された差分が予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいて欠陥の有無を判定する。欠陥の判定結果が表示部２８０に表示される。
【0120】
（３）欠陥判定処理図１２は、第２の実施の形態に係る欠陥判定処理のフローチャートである。欠陥判定処理においては、図１１の制御装置４００は、まず欠陥がないサンプルの基板Ｗの判定画像データを生成する（ステップＳ２１）。次に、制御装置４００は、検査対象の基板Ｗの判定画像データを生成する（ステップＳ２２）。
【0121】
その後、制御装置４００は、サンプルの基板Ｗの判定画像データおよび検査対象の基板Ｗの判定画像データに基づいて、検査対象の基板Ｗの表面状態の欠陥の有無を判定する（ステップＳ２３）。最後に、制御装置４００は、判定結果を表示部２８０に表示し、欠陥判定処理を終了する。ステップＳ２３の処理で欠陥があると判定された基板Ｗは、精密検査または再生処理の対象となる。
【0122】
上記のステップＳ２１，Ｓ２２において、サンプルの基板Ｗおよび検査対象の基板Ｗの各々の判定画像データは、以下に説明する判定画像データ生成処理により生成される。
【0123】
図１３は、判定画像データ生成処理のフローチャートである。判定画像データ生成処理が開始されると、図１１の補正情報生成部４５０は、帯状データ補正部４７１に補正情報が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ３１）。帯状データ補正部４７１に補正情報が記憶されている場合、補正情報生成部４５０は後述するステップＳ３５の処理に進む。一方、帯状データ補正部４７１に補正情報が存在しない場合、図１１の制御部４０１および第１の線状データ生成部４５１は、投光部２２０、撮像部２４０、基板保持装置２５０および移動部２６０を制御し、基板Ｗを第１の向きで保持しつつ基板Ｗ上の膜の全体を撮像することにより第１の線状データを生成する（ステップＳ３２）。
【0124】
次に、図１１の制御部４０１および第２の線状データ生成部４５２は、投光部２２０、撮像部２４０、基板保持装置２５０および移動部２６０を制御し、基板Ｗを第２の向きで保持しつつ基板Ｗ上の膜の全体を撮像することにより第２の線状データを生成する（ステップＳ３３）。
【0125】
次に、図１１の補正情報算出部４５３は、生成された第１の線状データと第２の線状データとの差分に基づいて補正情報を生成し、生成された補正情報を帯状データ補正部４７１に記憶させる（ステップＳ３４）。
【0126】
次に、図１１の制御部４０１および面状データ生成部４６１は、投光部２２０、撮像部２４０、基板保持装置２５０および移動部２６０を制御し、基板Ｗを所定の向きで保持しつつ基板Ｗ上の膜の全体を撮像することにより面状データを生成する（ステップＳ３５）。また、図１１の帯状データ生成部４７２は、面状データ生成部４６１により生成された面状データから複数の帯状データを生成する（ステップＳ３６）。
【0127】
次に、図１１の帯状データ補正部４７１は、記憶された補正情報に基づいて生成された各帯状データを補正し、補正後の複数の帯状データを合成することにより判定画像データを生成し、生成された判定画像データを記憶する（ステップＳ３７）。それにより、判定画像データ生成処理が終了する。
【0128】
（４）第２の実施の形態の効果上記の基板検査装置３００においては、サンプルの基板Ｗおよび検査対象の基板Ｗについて、それぞれ判定画像データが生成される。判定画像データの生成時には、基板Ｗの一面の画像の補正に用いられる補正情報を生成するために、基板Ｗの一面の第１の線状領域ＬＡ１の画像を表す第１および第２の線状データが生成される。第１の線状データと第２の線状データとの差分を示す情報が補正情報として算出される。
【0129】
面状データの生成時には、基板保持装置２５０により基板Ｗが保持された状態で、投光部２２０の下方を基板保持装置２５０が前後方向に移動するときにラインセンサ２４１から出力される検出信号に基づいて基板Ｗの一面の画像を表す面状データが生成される。生成された面状データから、膜の複数の帯状領域ＢＡの画像を表す複数の帯状データが生成される。
【0130】
補正情報に基づいて各帯状データが補正される。それにより、補正後の各帯状データにおける各位置に対応する値は、ラインセンサ２４１に平行な左右方向における位置に依存した変動分を有しない。したがって、基板Ｗの一面上の各位置の画像を表す判定画像データが正確に算出される。その結果、算出された判定画像データに基づいて基板Ｗの表面状態の欠陥の有無を高い精度で判定することが可能になる。
【0131】
［３］第３の実施の形態第３の実施の形態に係る基板処理装置は、第１の実施の形態に係る膜厚測定装置２００および第２の実施の形態に係る基板検査装置３００を備える。図１４は、第３の実施の形態に係る基板処理装置の全体構成を示す模式的ブロック図である。図１４に示すように、基板処理装置１００は、露光装置９００に隣接して設けられ、第１の実施の形態に係る膜厚測定装置２００および第２の実施の形態に係る基板検査装置３００を備えるとともに、制御装置１１０、搬送装置１２０、塗布処理部１３０、現像処理部１４０および熱処理部１５０を備える。
【0132】
制御装置１１０は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、搬送装置１２０、塗布処理部１３０、現像処理部１４０および熱処理部１５０の動作を制御する。また、制御装置１１０は、基板Ｗ上の膜の厚さを測定するための指令を膜厚測定装置２００に与える。さらに、制御装置１１０は、基板Ｗの一面の表面状態を検査するための指令を基板検査装置３００に与える。
【0133】
搬送装置１２０は、基板Ｗを塗布処理部１３０、現像処理部１４０、熱処理部１５０、膜厚測定装置２００、基板検査装置３００および露光装置９００の間で搬送する。
【0134】
塗布処理部１３０は複数の処理ユニットＰＵを含む。処理ユニットＰＵには、スピンチャック１３１により回転される基板Ｗにレジスト膜を形成するための処理液を供給する処理液ノズル１３２が設けられる。各処理ユニットＰＵは、未処理の基板Ｗの一面上にレジスト膜を形成する（塗布処理）。レジスト膜が形成された塗布処理後の基板Ｗには、露光装置９００において露光処理が行われる。
【0135】
現像処理部１４０は、露光装置９００による露光処理後の基板Ｗに現像液を供給することにより、基板Ｗの現像処理を行う。熱処理部１５０は、塗布処理部１３０による塗布処理、現像処理部１４０による現像処理、および露光装置９００による露光処理の前後に基板Ｗの熱処理を行う。
【0136】
膜厚測定装置２００は、塗布処理部１３０により基板Ｗ上のレジスト膜の厚さを測定（膜厚測定処理）する。例えば、膜厚測定装置２００は、塗布処理部１３０による塗布処理後かつ露光装置９００による露光処理前の基板Ｗについて、基板Ｗ上のレジスト膜の厚さを測定する。
【0137】
基板検査装置３００は、塗布処理部１３０によりレジスト膜が形成された後の基板Ｗの検査（欠陥判定処理）を行う。例えば、基板検査装置３００は、塗布処理部１３０による塗布処理後かつ露光装置９００による露光処理前の基板Ｗの検査を行う。
【0138】
搬送装置１２０は、欠陥がないと判定された基板Ｗを露光装置９００に搬送する。一方、搬送装置１２０は、欠陥があると判定された基板Ｗを露光装置９００に搬送しない。それにより、欠陥が存在する基板Ｗに露光処理が行われることが防止される。
【0139】
なお、基板検査装置３００は、塗布処理部１３０による塗布処理後かつ露光装置９００による露光処理後かつ現像処理部１４０による現像処理後の基板Ｗの検査を行ってもよい。あるいは、基板検査装置３００は、塗布処理部１３０による塗布処理後かつ露光装置９００による露光処理後かつ現像処理部１４０による現像処理前の基板Ｗの検査を行ってもよい。
【0140】
上記の基板処理装置１００においては、塗布処理部１３０には、基板Ｗに反射防止膜を形成する処理ユニットが設けられてもよい。この場合、熱処理部１５０は、基板Ｗと反射防止膜との密着性を向上させるための密着強化処理を行ってもよい。また、塗布処理部１３０には、基板Ｗ上のレジスト膜を保護するためのレジストカバー膜を形成する処理ユニットが設けられてもよい。
【0141】
基板Ｗの一面に上記の反射防止膜およびレジストカバー膜が形成される場合には、各膜の形成の後に膜厚測定装置２００により当該膜の厚さが測定されてもよい。また、各膜の形成の後に基板検査装置３００により基板Ｗの検査が行われてもよい。
【0142】
本実施の形態に係る基板処理装置１００は、第１の実施の形態に係る膜厚測定装置２００を備えるので、基板Ｗ上のレジスト膜、反射防止膜、レジストカバー膜等の膜の厚さを高い精度で測定することが可能である。それにより、測定結果に基づいて基板Ｗに対するより精密な処理を行うことが可能になる。
【0143】
また、基板処理装置１００は、第２の実施の形態に係る基板検査装置３００を備えるので、基板Ｗの表面状態の欠陥の有無を高い精度で判定することが可能である。それにより、判定結果に基づいて基板Ｗの処理不良および歩留まりの低下を抑制することができる。
【0144】
［４］他の実施の形態（１）第１の実施の形態に係る膜厚測定装置２００においては、撮像部２４０の出力に基づいて画像データが生成されるごとに当該画像データについて厚さ変換処理が行われるが、本発明はこれに限定されない。第１の線状データ、第２の線状データおよび面状データの生成時に各データについて厚さ変換処理を行わなくてもよい。この場合、膜厚データは基板Ｗ上の膜の各位置の厚さに対応する値として膜の各位置の画像を示す値を含むことになる。
【0145】
上記のように、厚さ変換処理を行わないことにより、ラインセンサ２４１から出力される検出信号に基づいて、第１の線状データ、第２の線状データおよび面状データを容易に生成することができる。さらに、膜厚データに基づいて、基板Ｗ上の膜の画像を表示部２８０に表示させることも可能になる。
【0146】
なお、膜厚測定装置２００においては、膜厚データの生成時にのみ当該膜厚データについて厚さ変換処理が行われてもよい。
【0147】
（２）第２の実施の形態に係る基板検査装置３００においては、検査対象の基板Ｗについて欠陥判定処理が行われるごとにサンプルの基板Ｗの判定画像データが生成されるが、本発明はこれに限定されない。共通の表面構造を有する複数の検査対象の基板Ｗについて欠陥判定処理を行う場合には、予めサンプルの基板Ｗの判定画像データを生成し、生成された判定画像データを制御装置４００内に記憶してもよい。あるいは、サンプルの基板Ｗの判定画像データとして予め定められた設計データを制御装置４００内に記憶してもよい。この場合、２枚目以降の検査対象の基板Ｗの欠陥判定処理を行う際には、ステップＳ２１の処理を省略することができる。したがって、欠陥判定処理の効率が向上する。
【0148】
（３）第３の実施の形態に係る基板処理装置１００は、第１の実施の形態に係る膜厚測定装置２００および第２の実施の形態に係る基板検査装置３００を備えるが、膜厚測定装置２００および基板検査装置３００のうちいずれか一方のみを備えてもよい。
【0149】
（４）第１および第２の実施の形態において、膜厚測定装置２００および基板検査装置３００には反射部２３０が設けられるが、本発明はこれに限定されない。撮像部２４０が基板Ｗからの光を直接受光するように構成される場合には、反射部２３０が設けられなくてもよい。
【0150】
（５）第１および第２の実施の形態において、移動部２６０は、投光部２２０、反射部２３０および撮像部２４０に対して基板保持装置２５０を前後方向に移動させるように構成されるが、本発明はこれに限定されない。移動部２６０は、撮像部２４０の撮像領域が基板Ｗの一面の全体を通過するように、基板保持装置２５０に対して投光部２２０、反射部２３０および撮像部２４０を前後方向に移動させるように構成されてもよい。
【0151】
［５］請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応関係以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【0152】
上記の実施の形態では、膜厚測定装置２００が膜厚測定装置の例であり、基板保持装置２５０および制御部４０１が保持部の例であり、撮像部２４０および制御部４０１が撮像部の例であり、移動部２６０および制御部４０１が移動部の例である。
【0153】
また、補正情報生成部４１０，４５０が補正情報生成部の例であり、膜厚測定部４２０が膜厚測定部の例であり、膜厚補正部４３０が膜厚補正部の例であり、第１の線状データ生成部４１１，４５１が第１の線状データ生成部の例であり、第２の線状データ生成部４１２，４５２が第２の線状データ生成部の例であり、補正情報算出部４１３，４５３が補正情報算出部の例である。
【0154】
また、面状データ生成部４２１，４６１が面状データ生成部の例であり、帯状データ生成部４３２，４７２が帯状データ生成部の例であり、帯状データ補正部４３１，４７１が帯状データ補正部の例であり、基板検査装置３００が基板検査装置の例であり、画像取得部４６０が画像取得部の例であり、画像補正部４７０が画像補正部の例であり、判定部４８０が判定部の例である。
【0155】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【0156】
本発明は、種々の基板の測定および検査に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【0157】
１００…基板処理装置，１１０，４００…制御装置，１２０…搬送装置，１３０…塗布処理部，１３１…スピンチャック，１３２…処理液ノズル，１４０…現像処理部，１５０…熱処理部，２００…膜厚測定装置，２１０…筐体部，２１１…底面部，２１２〜２１５…側面部，２１６…開口部，２２０…投光部，２３０…反射部，２４０…撮像部，２４１…ラインセンサ，２５０…基板保持装置，２５１…駆動装置，２５１ａ…回転軸，２５２…回転保持部，２６０…移動部，２６１…ガイド部材，２６２…移動保持部，２７０…ノッチ検出部，２８０…表示部，３００…基板検査装置，４０１…制御部，４１０，４５０…補正情報生成部，４１１，４５１…第１の線状データ生成部，４１２，４５２…第２の線状データ生成部，４１３，４５３…補正情報算出部，４２０…膜厚測定部，４２１，４６１…面状データ生成部，４３０…膜厚補正部，４３１，４７１…帯状データ補正部，４３２，４７２…帯状データ生成部，４６０…画像取得部，４７０…画像補正部，４８０…判定部，９００…露光装置，ＢＡ…帯状領域，ＬＡ０…線状領域，ＬＡ１…第１の線状領域，ＬＡ２…第２の線状領域，ＰＵ…処理ユニット，ＶＳ…仮想面，Ｗ…基板，ＷＣ…中心