本发明涉及光学检测要供给到被处理体的流体中的异物的异物检测装置和异物检测方法。
背景技术：
在半导体器件的制造工序中，例如具有对半导体晶片(以下记为“晶片”)进行液处理的步骤。例如在形成抗蚀剂图案的步骤中，使用抗蚀剂等的各种药液，使药液从药液瓶流过设置有阀等器件的流路即配管，并经由喷嘴排出到晶片上。在这样供给到晶片上的药液中有可能混入有附着于配管或各设备的颗粒，或者有可能在该药液中产生气泡。此外，在包含树脂材料的药液例如抗蚀剂中，有时会包含比正常的聚合物成分大的所谓的异常的聚合物成分。
例如在抗蚀剂中混入有颗粒、气泡或者异常的聚合物时，成为显影缺陷的主要原因，对此，已知监视这些异物直到异物的量低于设定定值为止，例如在包含配管的供给系统内实现药液的清洁的处理技术。作为监视异物的方法，具有对流路内的药液照射激光并接收来自异物的散射光来计测异物的量的使用颗粒计数的方法。
另一方面，伴随半导体器件的设计规则的微细化的进展，具有容许的颗粒尺寸逐渐变小的倾向，要求高精度地检测更微小的异物的技术。但是，检测对象的异物越小，s(信号电平)/n(噪声电平)变得越小，所以难以进行高精度的检测。另外，当要检测抗蚀剂中的尺寸大的异常聚合物时，与尺寸小的正常的聚合物对应的激光的强度成为噪声，因此，难以高精度地检测异常聚合物。例如在专利文献1记载有使激光透射流路，设置多个接收来自颗粒的散射光的受光元件，从而提高计数效率的技术，但是与本发明检测原理不同。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5719473号公报
技术实现要素：
发明要解决的技术问题
本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种能够高精度地检测在流路部流动的微小的异物的技术。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的异物检测装置，其检测要供给到被处理体的流体中的异物，其特征在于，包括：
构成供上述要供给到被处理体的流体流动的流路的流路部；
激光照射部，其以光路与上述流路部中的流体的流动方向交叉的方式设置，用于对该流路部内照射来自激光光源的激光，并且上述激光照射部具有光学系统，该光学系统使激光以在与上述流路部的流体的流动方向交叉的方向上变长的方式扁平化；
光检测部，其设置在透射上述流路部的光路上，且包含排列在光路的横截面中的长度方向上的多个受光元件；和
异物检测部，其将根据上述多个受光元件各自接收的光的强度所对应的电信号的信号电平而得到的信号电平，与因上述流体中的异物而产生了干涉条纹时的电信号的信号电平所对应的阈值进行比较，基于比较结果检测上述异物。
本发明的异物检测方法检测在流路部流动的要供给到被处理体的流体中的异物，其特征在于，包括：
使所述要供给到被处理体的流体在流路部流动的步骤；
通过激光照射部中包含的光学系统，使来自激光光源的激光以在与上述流路部中的流体的流动方向交叉的方向上变长的方式扁平化的步骤；
使扁平化后的激光以光路与上述流路部中的流体的流动方向交叉的方式照射到该流路部内的步骤；
通过设置在透射所述流路部的光路上的、在光路的横截面中的长度方向上排列的多个受光元件，来接收照射到上述流路部内的激光的步骤；和
将根据上述多个受光元件各自接收的光的强度所对应的电信号的信号电平而得到的信号电平，与因上述流体中的异物而产生了干涉条纹时的电信号的信号电平所对应的阈值进行比较，基于比较结果检测上述异物的步骤。
发明效果
本发明设置有：使来自激光光源的激光以在与供流体流动的流路部中的流体的流动方向交叉的方向上变长的方式扁平化的光学系统；和在流路部的后段排列在光路的横截面中的长度方向上的多个受光元件。而且，构成为将根据受光元件各自接收的光的强度所对应的电信号的信号电平而得到的信号电平，与因流体中包含的异物而产生了干涉条纹时的电信号的信号电平所对应的阈值进行比较，基于比较结果检测异物。因此，能够高精度地检测粒径小的异物。
附图说明
图1是本发明的实施方式的涂敷、显影装置的概略结构图。
图2是上述涂敷、显影装置所包含的光供给部的概略结构图。
图3是上述涂敷、显影装置所包含的抗蚀剂涂敷组件的立体图。
图4是构成液处理系统的异物检测单元的概略结构图。
图5是构成上述异物检测单元的流路阵列的立体图。
图6是构成上述异物检测单元的激光照射部、受光部和流路阵列的侧视图。
图7是表示上述激光的光路的横截面变化的样子的说明图。
图8是示意地表示上述光路的说明图。
图9是表示由上述光路形成的异物的测定区域的能量分布的线形图。
图10是构成上述受光部的受光元件的平面图。
图11是表示与上述受光元件连接的电路部的块图。
图12是表示上述异物检测单元的异物的检测原理的说明图。
图13是表示上述测定区域与受光元件的关系的说明图。
图14是上述异物检测单元的动作的时序图。
图15是上述涂敷、显影装置的平面图。
图16是上述涂敷、显影装置的概略纵截侧视图。
图17是表示评价试验的结果的模式图。
图18是表示评价试验的结果的模式图。
图19是表示评价试验的结果的模式图。
具体实施方式
图1是使用本发明的异物检测装置的涂敷、显影装置1的概略图。该涂敷、显影装置1包括对作为被处理体的基片例如晶片w分别供给药液来进行处理的抗蚀剂涂敷组件1a、1b、防反射膜形成组件1c、1d、保护膜形成组件1e、1f。这些组件1a～1f是对晶片w供给药液来进行处理的药液供给组件。涂敷、显影装置1通过这些组件1a～1f对晶片w供给各种的药液，依次进行防反射膜的形成、抗蚀剂膜的形成、用于在曝光时保护抗蚀剂膜的保护膜的形成，之后，例如对浸液曝光后的晶片w进行显影。
上述组件1a～1f包括药液的供给路径，涂敷、显影装置1构成为能够检测在该供给路径流通的药液中的异物。上述的在给路径流通的药液被供给到晶片w。因此，向晶片w的药液供给和异物的检测彼此并行地进行。异物是指例如颗粒、气泡和粒径比构成药液的正常聚合物大的异常的聚合物等。异物的检测具体来讲是指例如在规定的期间在药液流路的规定检测区域流动的异物的总数和各异物的大小的检测。
在涂敷、显影装置1设置有光供给部2，图2表示光供给部2的结构。光供给部2包括输出激光的光源21和作为分光路形成部的分光器22，利用分光器22将从光源21输出的激光分为6道，经由6根光纤23分别被导向设置在组件1a～1f中的异物检测单元4。在图1中由虚线的箭头表示这样地被分光的激光。
组件1a～1f大致同样地构成，在此，对图1所示的抗蚀剂涂敷组件1a的概略结构进行说明。抗蚀剂涂敷组件1a包括例如11个喷嘴11a～11k，其中10个喷嘴11a～11j向晶片w排出作为药液的抗蚀剂，形成作为涂敷膜的抗蚀剂膜。喷嘴11k向晶片w排出稀释剂。稀释剂是在供给抗蚀剂之前向晶片w供给的用于提高抗蚀剂的润湿性的预润湿用的药液。
喷嘴11a～11j与成为药液的供给路径的药液供给管12a～12j的下游端连接，药液供给管12a～12j的上游端经由阀v1分别与抗蚀剂的供给源13a～13j连接。各抗蚀剂的供给源13a～13j例如包括贮存有抗蚀剂的瓶和将从瓶供给的抗蚀剂压送到喷嘴11a～11j的泵。抗蚀剂供给源13a～13j的各瓶所贮存的抗蚀剂的种类相互不同，向晶片w供给选自10种抗蚀剂中的1种抗蚀剂。
喷嘴11k与药液供给管12k的下游端连接，药液供给管12k的上游端经阀v1与供给源13k连接。供给源13k除了替代抗蚀剂而贮存上述的稀释剂之外，与供给源13a～13j同样地构成。即，在处理晶片w时，在药液供给管12a～12k中药液流动的时刻彼此不同。药液供给管12a～12k由具有挠性的材质例如树脂构成，且构成为不妨碍后述的喷嘴11a～11k的移动。在药液供给管12a～12k中的喷嘴11a～11k与阀v1之间设置有透明管15a～15k。透明管15a～15k构成为异物的测定用的流路部，检测通过其内部的异物。透明管15a～15k在后面详述。
图3中表示抗蚀剂涂敷组件1a的更详细的结构的一例。图中31、31是旋转吸盘，水平地吸附保持各晶片w的背面中央部，并且，使保持的晶片w绕铅垂轴旋转。图中32、32是杯体，将保持于旋转吸盘31、31的晶片w的下方和侧方包围，抑制药液的飞散。
图中33是绕铅垂轴旋转的旋转台，在旋转台33上设置有可在水平方向移动的垂直的支柱34和喷嘴11a～11k的保持架35。图中36是可沿支柱34升降的升降部，37是可在升降部36的与支柱34的移动方向正交的水平方向上移动的臂。臂37的前端设置有喷嘴11a～11k的装卸机构38。通过旋转台33、支柱34、升降部36和臂37的协同动作，喷嘴11a～11k在各旋转吸盘31与保持架35之间移动。
在上述的旋转台33和杯体32的侧方以不与移动的臂37、支柱34干渉的方式设置有异物检测单元4。由该异物检测单元4、上述的光供给部2和后述的控制部6构成本发明的异物检测装置。图4表示该异物检测单元4的平面图。异物检测单元4包括激光照射部51、受光部52和流路阵列16。上述的光纤23的下游端经由准直器42与激光照射部51连接，准直器42将从光纤23引导来的激光作为平行光引导至激光照射部51。光纤23被牵引到该异物检测单元4内。
例如在涂敷、显影装置1的工作中，从光供给部2总是向光纤23供给光，通过后述的光闸41所进行的光路的开闭，来切换向流路阵列16供给光的状态和停止向流路阵列16供给光的状态。光闸41从上述的遮蔽位置和打开位置中的一个位置向另一个位置移动的速度例如为100毫秒。另外，为了不妨碍后述的激光照射部51的移动，光纤23具有挠性。
参照图5的立体图说明流路阵列16。形成药液的流路部的流路阵列16是石英制，构成为方形的横长的块，具有分别形成在上下方向的11个贯通孔。各贯通孔沿流路阵列16的长度方向排列，各贯通孔和该贯通孔的周围的壁部构成为上述的透明管15a～15k。因此，透明管15a～15k构成为立起的管，药液在构成该透明管15a～15k的各贯通孔中从上方向下方流动。令透明管15a～15k的各贯通孔为流路17a～17k。流路17a～17k彼此同样地构成，如上述那样分别设置在药液供给管12a～12k。
令流路17a～17k的排列方向为左右方向时，流路17a～17k的横截面形成为各边沿着左右方向和前后方向的长方形状。当表示各流路17a～17k的尺寸的一例时，左右方向的宽度l1为2mm、前后方向的宽度l2为200μm，高度h1为25mm。另外，相邻的流路17间的宽度l3为3mm。
返回图4继续说明。上述的激光照射部51和受光部52设置成从前后夹着流路阵列16彼此相对。图4中43是从流路阵列16的下方侧支承激光照射部51和受光部52的台，通过未图示的驱动机构可在左右方向移动。这样，通过使台43移动，激光照射部51能够将从光纤23引导来的光照射到选自流路17a～17k中的一个流路17。受光部52对这样地照射到流路17且透射该流路17的光进行接收。即，在流路17以与药液的流动方向交叉的方式形成光路。
接着，参照图6说明激光照射部51。为了说明的方便，令从激光照射部51起的向受光部52去的方向为后方。另外，在图6中用虚线的箭头表示光路。激光照射部51具有光学系统53，该光学系统53例如由聚光部55构成。另外，在图6中省略图示，但是，如图4所示在激光照射部51设置有上述的光闸41。
上述的准直器42向后方侧在水平方向照射激光。光闸41在遮蔽准直器42与光学系统53之间的光路的遮蔽位置(图4中用虚线表示)和从该光路退避的打开位置(图4中用实线表示)之间移动，打开和关闭该光路。
聚光部55为了将从准直器42照射的激光聚光到透明管15，例如包含透镜，该透镜包含例如被称为鲍威尔透镜或者激光线性发生器透镜的透镜。该聚光部55除了透镜以外还可以包含反射镜、棱镜等的部件。另外，包含的透镜可以为一个，也可以为多个。但是，图7表示在激光的行进中其光路的横截面变化的样子。该横截面是将光路的形成方向横向截断的截面，进一步详细说明时，是在前后方向观看的该光路的截面。图7的上部表示从准直器42向聚光部55去的光路的横截面，该横截面例如是直径3mm的圆斑。
但是，当将从准直器42照射的激光的上侧一半称为第一激光、下侧一半称为第二激光，即将激光中的位于在透明管15的药液的流动方向看时的一侧(上侧)和另一侧(下侧)的激光分别称为第一激光、第二激光时，上述第一激光、第二激光分别照射到后述的上层侧受光元件45a、下层侧受光元件45b。图7的上部的圆斑中的虚线表示划分第一激光和第二激光的假想的边界线。此外，图7的中部、下部表示后述那样从激光照射部51照射的光，对于它们也同样用虚线表示第一激光与第二激光之间的边界。
图7的中部表示由从聚光部55照射的光形成的透明管15内的光路的横截面，该横截面是长轴沿着左右方向的椭圆形的光斑。这样，聚光部55将激光以相对于药液的流动方向而言在与药液的流动方向正交的方向上变长的方式扁平化。在图8中概略地表示从聚光部55照射的光的光路。在该光路中，形成在透明管15的流路17的能量密度比较高的区域为异物(在图中作为p表示)的检测区域。即，对通过药液而在该流路17流动的进入作为聚光区域的该检测区域的异物p进行检测。
如在图7中说明的那样透明管15内的激光的光斑是椭圆形。而且，在光路方向(前后方向)观看时，该光斑内的中心部中的横长的方形区域设为上述的检测区域，该检测区域的光被照射到后述的受光元件45a、45b。令该检测区域为50，在图8中，对该检测区域50添加阴影进行表示。该检测区域50的左右宽度l11是10μm～200μm，在该例中是120μm。高度h11例如是1.88μm。另外，前后宽度l12例如是15.6μm，该l12是从聚光部55照射的激光的瑞利长度。
图9是表示该检测区域50的左右方向的能量分布的线形图。线形图的横轴的各位置与图中线形图上所示的光路的形成方向上观看到的检测区域50的左右的各位置对应。线形图的纵轴表示能量的大小，越位于纵轴的上方位置，能量越大。如该线形图所示，检测区域50的左右中的各位置的能量分布大致相等，由此，表示能量分布的线形图的波形大致成为矩形状。形成具有这样的能量分布的横长的检测区域50是为了增大在俯视观看时的检测区域50的面积相对于透明管15的流路17的面积的比例，提高在流路17内流动的异物p的总数之中被检测出的异物p的数量的比例，提高异物p的检测精度。
返回图6，说明受光部52。受光部52包括光学系统56，该光学系统56包括由1个或多个聚光透镜构成的聚光部57和设置在聚光部57的后方侧的光检测部58。这样从激光照射部51照射到透明管15并透射该透明管15的光被聚光部57聚光，照射到光检测部58。聚光部57与上述的聚光部55同样，除了透镜以外还可以包含反射镜、棱镜等的部件。另外，从图6所示的准直器42至光检测部58的距离l4例如在100mm以下。图7的下部表示光检测部58上的光路的横截面。
参照图10的俯视图说明光检测部58。光检测部58例如由分别由光电二极管形成的64个受光元件构成。受光元件例如以形成2×32的矩阵的方式彼此隔着间隔地配置。令配置在上侧的受光元件为上层侧受光元件45a，配置在下侧的受光元件为下层侧受光元件45b时，上层侧受光元件45a、下层侧受光元件45b分别位于上述的第一激光的光路上、第二激光的光路上。进一步详细说明时，多个第一受光元件即上层侧受光元件45a在第一激光的受光区域中，沿着该第一激光的光路的横截面中的长度方向排列，多个第二受光元件即下层侧受光元件45b在第二激光的受光区域中，沿着该第二激光的光路的横截面中的长度方向排列。
左右方向上的相同位置的上层侧受光元件45a、下层侧受光元件45b形成一个组。该受光元件的组，向后方侧看时从左侧起依次设为1波道、2波道、3波道……32波道(ch)，并标注波道(ch)序号进行表示。另外，1ch的受光元件45a、45b有时记为第一受光元件45a、45b，2ch的受光元件45a、45b有时记为第二受光元件45a、45b，3ch的受光元件45a、45b有时记为第一受光元件45a、45b……32ch的受光元件45a、45b有时记为第三十二受光元件45a、45b。
异物检测单元4具有与受光元件45a、45b的各波道对应地分别设置的共计32个电路部46。参照图11说明该电路部46时，电路部46具有分别设置在受光元件45a、45b的后段的跨阻放大器(tia)47a、47b和设置在tia47a、47b的后段的差分电路48。受光元件45a、45b将与接收到的光的强度对应的电流供给到tia47a、47b，tia47a、47b将与分别供给来的电流对应的电压信号输出到差分电路48。差分电路48将来自tia47a的电压信号和来自tia47b的电压信号的差分的电压信号输出到后述的控制部6。
控制部6基于如上所述从电路部46的差分电路48输出的信号进行异物的检测。这样地基于来自受光元件45a、45b的各输出的差分所对应的信号进行异物的检测，是为了除去用受光元件45a、45b同样地检测时的噪声。该电路部46有时附加与连接的受光元件45a、45b的波道序号相同的波道序号。
药液(抗蚀剂或稀释剂)在透明管15的流路17中从上侧向下侧流动，随着该药液的流动，如图12所示异物p进入到检测区域50时，在该检测区域50中的与异物p的位置相应的位置产生干涉条纹s。由此，与该干涉条纹s的位置对应的波道的上层侧受光元件45a和下层侧受光元件45b接收到的光的强度发生变化，与该变化对应的电流信号被输出。因此，基于该信号被输出的次数，能够计数异物p的个数。另外，如上所述上层侧受光元件45a和下层侧受光元件45b因异物p而接收的光的强度的变化的大小，与异物p的粒径的大小对应，因此，从上层侧受光元件45a和下层侧受光元件45b输出的电流信号的强度中包含了关于异物p的粒径的信息，所以也能够检测异物的粒径。因此，能够进行被检测的异物的分级。即，能够取得被检测的异物的粒径包含于预先设定的多个范围中的哪个范围的信息和各范围中的异物的数量是多少的信息。
使用图13的示意图进一步详细说明受光元件45与检测区域50的关系。在该图13中，从上方看透明管15a和构成激光照射部51和受光部52的各部。另外，图中的两点划线的箭头表示从准直器24的上侧输出的第一激光的光路。在透明管15a的流路17内的第一激光的光路中向前方侧观看时作为聚光区域的检测区域50在长度方向上划分为多个的分聚光区域分别从左端起依次称为第一区域～第三十二区域。在图13中用虚线表示相邻的分聚光区域的边界，l21所示的1个分聚光区域的左右宽度例如是1μm～10μm。
构成聚光部57的聚光透镜设为第一区域与第一受光元件45a一对一地对应，第二区域与第二受光元件45a一对一地对应，第三区域与第三受光元件45a一对一地对应，同样地依次使相同序号的区域与元件一对一地对应。即，当以第一受光元件45a为例时，第一受光元件45a接收在第一区域与异物反应而生成的反应光(因反应而接收摄动的光)的大致全部，第二受光元件45a接收在第二区域与异物反应而生成的反应光的大致全部。以这样的方式进行受光时，透射各序号区域的激光的例如85％以上被对应序号的元件接收。例如透射各序号区域的激光不仅聚光在对应的序号的受光元件45a还跨其他序号的受光元件45a被接收光时，在受光元件45a流动的电流电平变低，检测精度变低。
关于流路部内的第一激光的光路(上层侧光路)，述说了将聚光区域在长度方向划分为多个的分聚光区域的各区域与对应的受光元件45a之间的光路，关于第二激光的光路(下层侧光路)也具有同样的关系。即，按照第一区域与第一受光元件45b一对一地对应的关系，依次将相同序号的区域与受光元件45b一对一地对应。此外，例示了在透明管15a形成检测区域50的情况下的光路，但是在其他的透明管15b～15k形成检测区域50的情况下也同样形成光路。
通过这样的结构，在图12中说明的干涉条纹s的产生所对应的信号，基本上从任一波道的受光元件45a、45b产生。此外，在相邻的分聚光区域的边界产生了干涉条纹的情况下，从相邻的2个波道的受光元件输出与干涉条纹s的产生对应的信号，对于一个异物，异物的数量被计数为2个，但是由于受光元件间的间隙(无感应区域)与受光元件的尺寸相比非常小，因此与这样地在边界产生干涉条纹的比例相比，仅在任意的分聚光区域中产生干涉条纹的比例非常大。因此，即使如上所述将1个异物计数为2个，也不会损失检测的精度。
另外，可以考虑替代设置上述的32波道的受光元件45a、45b，而使用横长的受光元件45a、45b将波道数仅设置一个。但是，当采用这样的结构时，导致每一个受光元件接收的激光的能量变大。而且，已知向受光元件供给的激光的输出越大，该激光的光子的波动导致的散粒噪声增大，s/n降低。即，通过如上述那样设置多个受光元件45a、45b的波道，能够抑制向一个受光元件供给的能量，由此，能够抑制散粒噪声导致的s/n降低，能够提高异物的检测精度。
对使受光元件45a、45b的波道为多个的其他理由进行说明。在抗蚀剂涂敷组件1a中的被测定异物的抗蚀剂和稀释剂之中，抗蚀剂包含聚合物。如上述的方式，作为该聚合物，具有不为异物的粒径比较小的正常的聚合物和作为异物的粒径比较大的异常的聚合物。正常的聚合物在检测区域50流动时，受光元件45a、45b接收的光的强度稍微变化，来自受光元件45a、45b的输出信号包含噪声。而且，在由受光元件45a、45b进行检测的区域流动的正常的聚合物的数量越多，该噪声的电平越变大，s/n降低，异物的检测精度降低。
因此，这样将受光元件45a、45b的波道仅设置1个，要检测在检测区域50整体流动的异物时，来自受光元件45a、45b的输出信号所包含的噪声的电平变高，异物的检测变得困难。对此，如在图13中说明的那样设置多个受光元件45a、45b的波道，在各波道对检测区域50之中的相互不同的分聚光区域进行检测的结构中，通过如上所述地划分检测区域50，由此能够抑制在1个分聚光区域流动的正常的聚合物的数量，从而能够抑制来自各受光元件45的输出信号中包含的噪声的电平。即，通过使受光元件45的波道为多个，能够抑制正常的聚合物引起的s/n的降低，能够提高异物的检测精度。因此，为了提高异物的检测精度，优选检测区域50被划分为更多数量的分聚光区域，通过更多的波道的受光元件45来进行检测。其中，分聚光区域的数量和受光元件45的波道数为2以上时，则包含于本发明的权利范围内。
接着，说明设置在涂敷、显影装置1中的作为异物检测部的控制部6(参照图1)。控制部6例如由计算机构成，具有未图示的程序存储部。该程序存储部存储有被编入了命令(步骤组)的程序，以使得进行在各组件的晶片w的处理、如上述方式基于从受光元件的各波道输出的信号来进行的异物检测、由后述的输送机构进行的在涂敷、显影装置1内的晶片w的输送等的各动作。通过该程序，从控制部6向涂敷、显影装置1的各部输出控制信号，进行上述的各动作。该程序例以在存储于硬盘、光盘、磁盘或存储卡等的存储介质的状态存储于程序存储部。
对图1所示的抗蚀剂涂敷组件1a以外的组件进行说明时，抗蚀剂涂敷组件1b与组件1a同样地构成。防反射膜形成组件1c、1d和保护膜形成组件1e、1f例如除了替代抗蚀剂和稀释剂而供给防反射膜形成用的药液、保护膜形成用的药液之外，与组件1a、1b同样地构成。防反射膜形成用的药液与抗蚀剂同样含有聚合物。例如组件1c～1f中，与组件1a、1b同样将选自多种药液中的一种药液供给到晶片w。
接着，参照图14的时序图，对在上述的抗蚀剂涂敷组件1a中进行的晶片w的处理和异物的检测进行说明。在该时序图中分别表示有13a～13k中的一个供给源13的泵压力被调整的时刻、11a～11k中的一个供给源13所对应的一个喷嘴11通过臂37进行移动的时刻、12a～12k中的一个供给源13所对应的供给管12的阀v1开闭的时刻、切换激光照射部51照射激光的状态与停止该激光的照射的状态的时刻、通过控制部6取得来自光检测部58的各波道的信号的时刻。照射上述激光的状态与停止照射的状态被切换的时刻可以说是异物检测单元4的光闸41开闭的时刻。
首先，通过设置在涂敷、显影装置1的后述的输送机构f3，将晶片w输送到旋转吸盘31上，保持于该旋转吸盘31。通过臂37将供给稀释剂的喷嘴11k移动到晶片w上，并且使供给源13k的泵进行稀释剂的吸引，由此开始调整为规定的压力(时刻t1)。例如与该喷嘴的移动和泵的动作并行地使激光照射部51和受光部52移动到夹着透明管15k的位置。此时，异物检测单元4的光闸41关闭。
喷嘴11k在晶片w上静止(时刻t2)，接着，打开供给管12k的阀v1，从泵向喷嘴11k以规定的流量压送稀释剂，并且打开光闸41，激光从激光照射部51被照射，透射透明管15k后被供给到受光部52。即，在透明管15k的流路17k形成在图8、图9所说明的光路的检测区域50(时刻t3)。接着，被压送的稀释剂通过透明管15k，从喷嘴11k排出到晶片w的中心部。阀v1的开度上升，成为规定的开度时开度的上升停止(时刻t4)。然后，使控制部6开始取得图11所说明的来自各波道的电路部46的输出信号(时刻t5)。
异物与稀释剂一起在流路17k中流动，在检测区域50从上方向下方流动而产生干涉条纹时，从异物流动的部位所对应的波道的受光元件45a或45b输出与该干涉条纹对应的信号，来自电路部46的输出信号的电平发生变化。然后，停止使控制部6取得来自各波道的受光元件45的输出信号(时刻t6)，接着，关闭光闸41，停止来自激光照射部51的光照射，并且关闭供给管12k的阀v1(时刻t7)，停止稀释剂对晶片w的排出。然后，晶片w进行旋转，通过离心力，使稀释剂向晶片w的周缘部伸展。
在上述的时刻t5～t6间，将从各波道的电路部46取得的输出信号的电平与预先设定的阈值相比较，当输出信号的电平变得比该阈值大时判断为产生干涉条纹，按受光元件的每个波道进行异物的计数。因此，该阈值是因稀释剂中的异物而产生了干涉条纹时的电信号的信号电平所对应的阈值。另外，基于如上所述超过阈值时的输出信号，测定异物的粒径，进行分级。即，按照对粒径设定的多个范围中的每一范围，对异物的数量进行计数。
将每个波道检测出的异物的数量进行合计，计算整个检测区域50中检测出的异物的数量(作为异物的总数)。然后，进行异物的总数是否为阈值以上的判断和比规定的粒径大的异物的数量是否为阈值以上的判断。而且，在判断为上述异物的总数为阈值以上的情况下或者判断为比规定的粒径大的异物的数量为阈值以上的情况下，输出警报，并且使组件1a的工作停止，中止晶片w的处理。该警报具体来讲例如是对构成控制部6的监视器的规定显示、或来自构成控制部6的扬声器的规定声音的输出。另外，该警报的输出包括例如用于将15a～15k之中检测出异常的透明管15告知用户的显示和/或声音的输出。在判断为异物的总数不为阈值以上且比规定的粒径大的异物的数量不为阈值以上的情况下，不进行警报的输出，也不进行组件1a的动作的停止。此外，上述的各运算和各判断通过成为计数部的控制部6来进行。
接着，抗蚀剂向晶片w的排出和该抗蚀剂中的异物的检测，与上述的稀释剂的排出和稀释剂中的异物的检测同样地，按照图14的时序图进行。当例如说明将供给源13a的抗蚀剂排出到晶片w的情况时，喷嘴11a在涂敷有稀释剂的晶片w上移动，并且调整供给源13a的泵的压力(时刻t1)。另一方面，激光照射部51和受光部52移动到夹着透明管15a的位置。喷嘴11a静止(时刻t2)，之后，打开供给管12a的阀v1，从泵将抗蚀剂向喷嘴11a压送，并且打开光闸41，经由透明管15a在激光照射部51和受光部52之间形成光路的检测区域50(时刻t3)。
抗蚀剂通过透明管15a，排出到晶片w的中心部，当阀v1的开度成为规定的开度时(时刻t4)，开始取得来自受光元件45的输出信号(时刻t5)。停止输出信号的取得后(时刻t6)，关闭光闸41并且关闭阀v1，停止向晶片w排出抗蚀剂(时刻t7)。晶片w旋转，利用离心力使抗蚀剂伸展至晶片w的周缘部，形成抗蚀剂膜。这样地形成抗蚀剂膜，另一方面，与向晶片w供给稀释剂的情况同样地，基于在时刻t5～t6间取得的输出信号，计算出异物的总数和异物的粒径，基于该异物的总数和异物的粒径，决定是输出警报停止组件1a的动作还是不输出警报而继续组件1a的动作。
即使在向晶片w排出供给源13a以外所包含的抗蚀剂的情况下，除了与供给源13a不同的供给源的泵的动作，与供给管12a不同的供给管12a的阀v1的开闭和光照射到与透明管15a不同的透明管之外，在抗蚀剂涂敷组件1a中进行与涂敷供给源13a的抗蚀剂的情况同样的动作。
在上述的图14的流程中说明的异物的检测中，为了进行透明管15k的液流稳定的状态下的异物的检测来提高测定精度，如上述方式开闭阀v1的时刻和控制部6开始和结束输出信号的取得的时刻相互错开。例如上述的时刻t4～t5间是10毫秒～1000毫秒，时刻t6～t7间是10～100毫秒。作为代表说明了组件1a的动作，但是其他的组件1b～1f也与组件1a同样，进行药液向晶片w的供给和异物的检测。
根据设置在该涂敷、显影装置1中的组件1a～1f，设置有：激光照射部51，其具有使从光供给部2经由光纤23供给的激光在与透明管15中的药液的流动方向交叉的方向上变长的方式扁平化的光学系统53；和在透明管15的后方侧排列在光路的横截面中的长度方向上的多个受光元件45的波道。而且，基于根据由受光元件45的波道各自接收到的光的强度所对应的电信号的信号电平而得到的信号电平和规定的阈值，来检测异物。因此，能够使在药液的流动方向看透明管15的流路17时的形成在该流路17内的聚光区域即检测区域50的面积比较大，且能够抑制来自受光元件45的输出信号中包含由散粒噪声或药液中的聚合物引起的噪声。其结果，能够高精度地检测粒径小的异物。
另外，通过如上述那样进行异物的检测，能够监视要供给到晶片w的药液的清净度。而且，当药液的清净度低于规定的基准时，如上述那样停止组件的动作，由此在该组件中止后续的晶片w的处理。因此，能够防止清净度低的药液供给到该后续的晶片w，所以能够防止生产效率降低。并且，由于能够确定在药液供给管12a～12k中被检测出异物的供给管12，因此涂敷、显影装置1的用户能够快速地进行组件的动作停止后的维护和修理。因此，能够抑制组件的动作停止的时间变长，其结果，能够抑制涂敷、显影装置1中的半导体产品的生产性的降低。
接着，参照图15、图16说明涂敷、显影装置1的具体构成例。图15、16分别是该涂敷、显影装置1的平面图、概略纵截侧视图。该涂敷、显影装置1通过将运载区d1、处理区d2和接口区d3直线状连接而构成。接口区d3与曝光装置d4连接。运载区d1包括：相对于涂敷、显影装置1内将载体c搬入搬出的载体c的载置台71；开闭部72；和用于经由开闭部72从载体c输送晶片w的输送机构73。
处理区d2由对晶片w进行液处理的第一～第六单位区e1～e6从下起依次层叠构成。各单位区e1～e6被相互分隔，并且分别具有输送机构f1～f6，在各单位区e中相互并行地进行晶片w的输送和处理。
在此，参照图15说明单位区中作为代表的第三单位区e3。输送区域74形成为从运载区d1向接口区d3延伸，在该输送区域74设置有上述的输送机构f3。另外，从运载区d1向接口区d3看时，在输送区域74的左侧配置棚单元u。棚单元u具有加热组件。另外，从运载区d1向接口区d3看时，在输送区域74的右侧沿输送区域74设置有上述的抗蚀剂涂敷组件1a、保护膜形成组件1e。
第四单位区e4与第三单位区e3同样地构成，设置有抗蚀剂涂敷组件1b和保护膜形成组件1f。在单位区e1、e2，除了替代抗蚀剂涂敷组件1a、1b和保护膜形成组件1e、1f分别设置防反射膜形成组件1c、1d之外，与单位区e3、e4同样地构成。单位区e5、e6具有向晶片w供给显影液对抗蚀剂膜进行显影的显影组件。显影组件除了向晶片w供给作为药液的显影液之外，与组件1a～1f同样地构成。
在处理区d2中的运载区d1侧设置有跨各单位区e1～e6上下延伸的塔架t1和用于对塔架t1交接晶片w的可升降的输送机构75。塔架t1由彼此层叠的多个组件构成，设置在单位区e1～e6的各高度位置的组件能够与该单位区e1～e6的各输送机构f1～f6之间交接晶片w。作为上述的组件，包括设置在各单位区的高度位置的交接组件trs、进行晶片w的温度调整的温度调整组件cpl、暂时保管多个晶片w的缓冲组件和对晶片w的表面进行疏水化处理的疏水化处理组件等。为了使说明简化，上述疏水化处理组件、温度调整组件、上述缓冲组件的图示省略。
接口区d3包括跨单位区e1～e6上下延伸的塔架t2、t3、t4，设置有：作为用于对塔架t2和塔架t3交接晶片w的可升降的交接机构的输送机构76；作为用于对塔架t2和塔架t4交接晶片w的可升降的交接机构的输送机构77；和用于在塔架t2与曝光装置d4之间进行晶片w的交接的输送机构78。
塔架t2由交接组件trs、用于收纳并留存曝光处理前的多个晶片w的缓冲组件、收纳曝光处理后的多个晶片w的缓冲组件和进行晶片w的温度调整的温度调整组件等相互层叠而构成，但在此省略缓冲组件和温度调整组件的图示。
在处理区d2的上方设置有上述的光供给部2，为了能够从光供给部2连接到单位区e1～e4的组件1a～1f，将光纤23向下方牵引。另外，在处理区d2的上方设置有构成上述的控制部6的运算部61，其基于来自上述的各波道的电路部46的输出信号进行每个波道的异物数量的计算、异物的总数的计算和各异物的粒径的计算，经由未图示的配线与运算部61和组件1a～1f连接。
对该涂敷、显影装置1中的晶片w的输送路径进行说明。晶片w从载体c经输送机构73被输送到处理区d2中的塔架t1的交接组件trs0。晶片w从该交接组件trs0被分配输送到单位区e1、e2。例如在将晶片w交接到单位区e1的情况下，从上述trs0将晶片w交接到塔架t1的交接组件trs中的、与单位区e1对应的交接组件trs1(可由输送机构f1进行晶片w的交接的交接组件)。另外，在将晶片w交接到单位区e2的情况下，从上述trs0将晶片w交接到塔架t1的交接组件trs中的、与单位区e2对应的交接组件trs2。这些晶片w的交接由输送机构75进行。
这样分配的晶片w按trs1(trs2)→防反射膜形成组件1c(1d)→加热组件→trs1(trs2)的顺序被输送，接着，由输送机构75分配到与单位区e3对应的交接组件trs3和与单位区e4对应的交接组件trs4。
这样分配到trs3(trs4)的晶片w以trs3(trs4)→抗蚀剂涂敷组件1a(1b)→加热组件→保护膜形成组件1e(1f)→加热组件→塔架t2的交接组件trs的顺序被输送。然后，该晶片w由输送机构76、78经由塔架t3被送入到曝光装置d4。曝光后的晶片w经由输送机构78、77在塔架t2、t4间被输送，分别被输送到与单位区e5、e6对应的塔架t2的交接组件trs15、trs16。然后，在被输送到加热组件→显影组件→加热组件→交接组件trs5(trs6)后，经由输送机构73返回载体c。
但是，可以将本发明应用于上述的单位区e5、e6的显影组件，进行显影液中的异物的检测。另外，例如用于在晶片w形成绝缘膜的药液供给组件(药液供给装置)、供给用于清洗晶片w的药液即清洗液的清洗装置、将用于使多个晶片w相互贴合的粘接剂作为药液供给到晶片w的装置等的各药液供给装置中也能够使用本发明。此外，在上述的清洗装置中，例如纯水、ipa(异丙醇)或者被称为sc1的氨水和氟酸的混合液作为清洗液被供给到晶片w。在此，可以为使上述纯水、ipa、sc1在构成一个流路阵列16的多个透明管15中分别流通的结构。另外，在1个流路阵列16的各透明管15中，不限于仅流通在1个组件中使用的药液，例如可以构成为在抗蚀剂涂敷组件1a中使用的抗蚀剂和在保护膜形成组件1e中使用的保护膜形成用的药液在1个流路阵列16的各透明管15中流通。
并且，作为如上所述判断检测区域50中流通的异物的总数为阈值以上的情况下，和/或判断比规定的粒径大的异物的数量为阈值以上的情况下的应对，不限于警报的输出和组件的动作停止。例如，从如上述方式进行了判断的透明管15所对应的药液供给源13，将药液作为供给管12的清洗液供给到喷嘴11，将药液的供给管12所含的异物从喷嘴11除去。即，自动地清洗供给管12。在该动作后，对后续的晶片w再次开始处理。
而且，在这样进行供给管12的清洗的情况下，与在向喷嘴的清洗液供给中向晶片w供给药液进行处理时同样，进行异物的检测，控制部6也可以进行异物的总数是否为阈值以上的判断和比规定的粒径大的异物的数量是否为阈值以上的判断。而且，通过上述的判断结果，控制部6可以继续进行药液供给管12的清洗或者决定是结束。通过这样的结构，能够使成为异常的组件快速地恢复为能够使用的状态。另外，例如在使装置停止使用后再次使用时或组装后，可以进行这样的供给管12的清洗。在该情况下，能够把握具有比较大的粒径的异物减少而使组件成为能够使用的时刻，所以能够快速开始组件的晶片w的处理。
另外，本发明不限于应用于药液供给装置。例如在流路阵列16设置有与供药液流通的透明管15不同的气体流通用的透明管15。而且，通过吸引泵等能够将涂敷、显影装置1的输送区域74等的输送晶片w的区域的气氛供给到该气体流通用的透明管15。输送晶片w的区域包含抗蚀剂涂敷组件1a等的处理晶片w的区域。而且，与检测药液中的异物的情况同样，当使气体在气体流通用的透明管中流通时，在该透明管形成光路进行异物的检测。因此，本发明能够检测要供给到晶片w的流体中包含的异物。
如上述方式形成晶片的输送气氛的气体之外，还可以实施进行晶片w的处理的气体中的异物的检测。例如，在上述的显影组件中，向晶片w供给显影液，并供给表面清洗用的纯水后，从喷嘴供给用于使晶片w表面干燥的n2(氮)气体。在向该喷嘴的供给路径中流动的n2气所包含的异物的检测也可以与上述的抗蚀剂所包含的异物的检测同样地进行。
此外，各透明管15不限于配置在直线上，也可以配置在曲线上。另外，可以在每个透明管15设置激光照射部51和受光部52。但是，如上所述地使激光照射部51和受光部52在透明管15的排列方向上移动，而使激光照射部51和受光部52由多个透明管15共用，从而能够防止激光照射部51和受光部52的大型化，所以优选。另外，在上述的例子中，在规定的期间进行透明管中流动的异物的计数，但是也可以不进行这样的计数而仅检测异物的有无，这样的情况也包含于本发明的权利范围内。此外，上述的各结构例能够彼此组合、置换或者变形。
(评价试验)
接着，说明与本发明相关联地进行的评价试验。
评价试验1
作为评价试验1-1，对上述的异物检测单元4的1个透明管15供给包含异物的比例和该异物的粒径已知的试验液，调查被检测到的颗粒与在透明管15中流动的全部的颗粒的比例(计数效率)。其中，该异物检测单元4中的激光照射部51的光学系统53以透明管15内的聚光区域中的光路的横截面为1.2μm的大致正圆的光斑的方式构成。作为上述的试验液，使用所包含的异物的粒径分别为60nm、46nm、29nm这3种试验液，上述的计数效率按试验液进行了测定。
另外，作为评价试验1-2，透明管15内的聚光区域中的光路的横截面的光斑如发明的实施方式所示成为椭圆形的方式构成光学系统53，除此之外在与评价试验1-1相同的条件下调查计数效率。该椭圆形的光斑的长轴为40μm，短轴为1.2μm。以该光斑中的每单位面积的能量密度在各部位相同的方式构成激光照射部51的光学系统53。
在评价试验1-1中，在使用异物的粒径为60nm、46nm、29nm的试验液时，计数效率分别为0.02％、0.004％、0.0003％。在评价试验1-2中，在使用异物的粒径为60nm、46nm、29nm的试验液时，计数效率分别为1％、0.2％、0.002％。根据该结果可知，通过以如发明的实施方式中说明的那样形成横长的检测区域50的方式构成光学系统53，能够提高异物的计数效率，所以能够提高异物的测定精度。
评价试验2
作为评价试验2在异物检测单元4中，将包含的聚合物的浓度彼此不同的药液供给到透明管15，测定从各波道的电路部46输出的信号强度。在该异物检测单元4中，如发明的实施方式中说明的那样，以透明管15内的聚光区域中的光路的横截面成为具有沿左右方向的长轴的椭圆形的光斑的方式构成激光照射部51的光学系统53。但是，能量分布在该光斑内的各部具有比较大的差，在越向光斑的中心部去能量越高这方面，与已述的构成例不同。即，在图13中说明的检测区域50中的各分聚光区域间，能量的分布不同。作为药液，使用含有规定的浓度的聚合物的抗蚀剂和分别含有5％、1.25％、0.5％、0％的作为聚合物的聚甲基丙烯酸甲酯树脂(pmma)的第一药液、第二药液、第三药液、第四药液。上述的信号强度的测定在使用的每种药液中进行。
图17的线形图表示该评价试验2的结果。线形图的横轴表示电路部46的波道序号，线形图的纵轴表示从各电路部46输出的信号强度。通过该线形图可知，在使用包含聚合物的抗蚀剂和第一～第三药液的情况下，具有分聚光区域中的能量越低，从与该分聚光区域对应的波道的电路部46输出的信号强度越低的趋势。另外，根据使用第一～第四药液的情况的结果可知，药液所包含的聚合物的比例越大，波道间的信号强度的差变得越大。
成为检测对象的异物的粒径越小，因该异物而从电路部46输出的检测信号的强度变得越小。因此，在该评价试验2中输出信号的强度比较低的波道中，在使用异物的粒径更小的药液的情况下，有可能无法进行异物的检测。因此，如发明的实施方式中说明的那样，以抑制光斑中的各部的能量分布的差的方式构成激光照射部51的光学系统53，并且将横长的椭圆形的中心部作为检测区域50，如图9中说明的那样以能量分布在检测区域50内的左右方向上变得大致均匀，即能量在各分聚光区域间变得大致均匀的方式构成光学系统53是有效的。
另外，对该图17的线形图进一步进行考察。如上所述，该线形图按受光元件45的每个波道表示从包含聚合物的各种的药液检测出的该聚合物的检测信号强度。该各药液在透明管15中流动时，通过各分聚光区域的聚合物的尺寸在各分聚光区域间应大致相同，但是，如图17的线形图所示，检测到的信号强度在每个波道中不同。
透明管15内的聚光区域中的光路的横截面，是如上所述以分聚光区域的排列方向为长轴的椭圆。从图17的线形图可知，与该椭圆中的能量密度低的椭圆的周缘部所对应的波道相比，从能量密度高的中心部所对应的波道输出更大强度的信号。基于这样地输出信号，考虑该椭圆的中心部所对应的波道的最小可测粒径比椭圆的周缘部所对应的波道的最小可测粒径小。
在各波道中均匀地进行精度高的检测，为了提高测定的精度，需要避免这样的波道间的不均。因此，需要使上述的椭圆的长轴方向的能量密度均等化。即，需要在分聚光区域的任一区域中具有比较高且适当的能量密度。包含上述的鲍威尔透镜的聚光部55能够进行这样的聚光。
此外，从该图17的线形图可知，药液中所包含的聚合物的浓度越高，检测信号强度变得越大。这表示，药液中所包含的聚合物的浓度越高，正常的聚合物引起的背景噪声(噪声层)变大。即，在与受光元件45的波道的对应的分聚光区域中流动的正常的聚合物的数量越多，噪声层越上升。因此，增加受光元件45的波道数，减少使用图13说明的那样在与一个受光元件45的波道对应的分聚光区域中流动的正常的聚合物的数量，由此，能够降低噪声层，提高s/n。
评价试验3
作为评价试验3，对在发明的实施方式中说明的异物检测单元4的透明管15供给包含大量以29nm为中心粒径具有规定分散值的异物的试验液，进行该异物的检测。图18的线形图表示在该检测时从一个波道的电路部46输出的信号的波形，线形图的横轴为时间(单位：μ秒)，线形图的纵轴为信号电压(单位：v)。线形图中在13μ秒～14μ秒出现的具有比较大的波峰的波形，是因异物而产生的干涉条纹引起的波形。图19的线形图是描绘从各波道的电路部46得到的波形中的比噪声层大的峰值而得到的。图19的线形图的横轴、纵轴与图18的线形图同样分别表示时间、信号电压。如线形图所示标注的描绘点有多个。此外，线形图中的虚线表示上述的噪声层。
从该评价试验3的结果确认出：根据异物检测单元4，能够检测出粒径为29nm的非常小的异物。此外，还使用包含粒径为46nm的异物的试验液、包含粒径为60nm的异物的试验液进行了与评价试验3同样的试验，也确认出能够进行异物的检测。
附图标记说明
w晶片
1a抗蚀剂涂敷组件
12a～12k药液供给管
15透明管
16流路阵列
17流路
21光源
4异物检测单元
45受光元件
46电路部
50检测区域
51光照射部
52受光部
6控制部。