基板处理装置和基板处理方法与流程

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基板处理装置和基板处理方法与流程

本发明涉及对基板供给流体来对该基板进行处理的基板处理装置和基板处理方法。



背景技术:

在半导体器件的制造步骤中的光刻步骤中,对半导体晶圆(以下记作晶圆)供给抗蚀剂等各种药液来处理晶圆。像这样供给药液处理晶圆的药液供给装置例如构成为包括药液的供给源、对晶圆排出药液的喷嘴和连接喷嘴和供给源的供给路径。

有时在流过上述供给路径的药液中混入颗粒或气泡等微小的异物。当在抗蚀剂等用于在晶圆进行成膜的药液中混入气泡时,形成于晶圆的膜中可能产生缺陷,当混入颗粒时,在光刻步骤后的蚀刻步骤中,该颗粒有可能作为不期望的掩模发挥作用。当发生这样的成膜的异常和蚀刻的异常时,半导体器件的成品率下降,所以正在研究检测上述供给路径中的药液所包含的异物。例如,在专利文献1中记载:在药液供给装置的供给路径设置照射激光的照射部和受光部构成的检测机构,光学地检测流过该供给路径的药液中的气泡的数量。另外,在专利文献2中记载有在药液供给装置的供给路径和喷嘴设置检测变形的传感器进行气泡的检测的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-327638号公报

专利文献2:日本特开2011-181766号公报



技术实现要素:

发明想要解决的技术问题

然而,有时在一个药液供给装置中设置多个药液的供给路径。例如,作为药液供给装置,存在将作为药液的抗蚀剂涂布在晶圆上形成抗蚀剂膜的抗蚀剂涂布装置,在该装置中有时设置有多个抗蚀剂的供给路径,以能够在晶圆上涂布选自多个种类的抗蚀剂中的一种抗蚀剂。而且,在该抗蚀剂涂布装置中,如在本发明实施方式中所述的那样,有时还设置有对晶圆供给用于提高晶圆表面的润湿性的药液的供给路径。

像这样,在具有多个药液的供给路径的装置中,可以考虑能够给每个供给路径设置上述专利文献1中记载的光学的检测机构。然而,像这样给每个供给路径设置检测机构时,一般构成该检测机构的光学系统的尺寸比较大,所以导致药液供给装置大型化,装置的制造成本增加。在专利文献2中,也没有示出在药液供给装置具有多个供给路径的情况下,防止装置的大型化和制造成本的上升的对策。

说明了药液中混入异物的情况的问题,但在上述的药液供给装置等光刻步骤中使用的各种装置中,对晶圆的处理气氛供给气体。在该气体中混入异物的情况下,还可能与上述的药液中混入异物的情况一样发生异常。因此,也在研究对用于将该气体供给到处理气氛的供给路径中的异物进行检测。

本发明是鉴于这样的情况而做出的,其目的在于提供在包括对基板供给的流体所流过的多个供给路径的基板处理装置中,当检测流过各供给路径的流体所包含的异物时,能够防止装置的大型化和制造成本的上升的技术。

用于解决技术问题的方案

本发明的基板处理装置,用于对基板供给流体来对该基板进行处理,上述基板处理装置的特征在于,包括:

测定用的流路部,其为要供给到上述基板的流体的多个供给路径各自的一部分,构成流体中的异物的测定区域,彼此排成列地设置;

光照射部,其共用于上述多个流路部,用于在上述流路部形成光路;

移动机构,其为了在上述多个流路部中所选择的流路部内形成光路,使上述光照射部沿着上述流路部的排列方向相对移动;

受光部,其包括用于接收透射上述流路部的光的受光元件;和

检测部,其用于基于从上述受光元件输出的信号检测上述流体中的异物。

本发明的基板处理方法,用于对基板供给流体来对该基板进行处理,上述基板处理方法的特征在于,包括:

利用共用于测定用的流路部的光照射部在上述流路部形成光路的步骤,其中,上述流路部为要供给到上述基板的流体的多个供给路径各自的一部分,构成流体中的异物的测定区域,彼此排成列地设置;

为了在上述多个流路部中所选择的流路部内形成光路,利用移动机构使上述光照射部沿着上述流路部的排列方向相对移动的步骤;

由受光部所包含的受光元件接收透射上述流路部的光的步骤;和

利用检测部基于从上述受光元件输出的信号检测上述流体中的异物的步骤。

发明效果

根据本发明,设置有构成流体中的异物的测定区域并且彼此排成列的多个流路部、为了在所选择的流路部内形成光路沿着流路部的排列方向相对移动的光照射部、和与该光照射部对应的受光部。采用这样的结构,能够检测个流路部的流体中的异物,并且不必要给每个流路部设置光照射部,所以能够抑制装置的大型化和制造成本。

附图说明

图1是本发明的实施方式的涂布显影装置的概略结构图。

图2是上述涂布显影装置所包含的光供给部的概略结构图。

图3是上述涂布显影装置所包含的抗蚀剂涂布模块的立体图。

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检测部主体的立体图。

图6是在上述检测部主体中表示各部移动的情形的说明图。

图7是上述抗蚀剂涂布模块的各部的动作的时序图。

图8是表示检测部主体的另一结构例的概略结构图。

图9是表示检测部主体的另一结构例的概略结构图。

图10是表示检测部主体的另一结构例的概略结构图。

图11是表示构成上述检测部主体的流路阵列的另一结构例的立体图。

图12是上述流路阵列的分解立体图。

图13是上述涂布显影装置的详细平面图。

图14是上述涂布、显影装置的概略纵截侧面图。

附图标记说明

1 涂布显影装置

1A、1B 抗蚀剂涂布模块

11A~11J 喷嘴

12A~12K 药液供给管

13A~13K 药液供给源

15 试管

16 流路阵列

2 光供给部

21 光源

22 分光器

23 光纤

4 异物检测单元

43 快门

5 控制部

51 光照射部

52 受光部

53 物镜

57 受光用透镜。

具体实施方式

图1是应用本发明的基板处理装置的一实施方式的涂布显影装置1的概略图。该涂布显影装置1包括对晶圆W分别供给药液来对其进行处理抗蚀剂涂布模块1A、1B、防反射膜形成模块1C、1D、保护膜形成模块1E、1F。这些模块1A~1F相当于背景技术中描述的药液供给装置,抗蚀剂涂布模块1A、1B相当于抗蚀剂涂布模块。涂布显影装置1利用这些模块1A~1F对晶圆W供给各种药液,依次进行防反射膜的形成、抗蚀剂膜的形成、曝光时用于保护抗蚀剂膜的保护膜的形成后,使例如液浸曝光的晶圆W显影。

上述的模块1A~1F包括药液的供给路径,涂布显影装置1构成为能够检测流过该供给路径的药液中的异物。流过上述的供给路径的药液供给到晶圆W。即,对晶圆W的药液供给和异物检测彼此并行进行。异物是指例如颗粒或气泡,异物的检测具体而言指例如规定期间内流过供给路径的规定部位的异物的总数和各异物的大小的检测以及异物的类别的判断。异物的类别的判断是指例如判断异物是气泡还是颗粒。

涂布显影装置1设有光供给部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和作为分束路径形成部的分光器22,从光源21输出的激光通过分光器22分为六束,并经由六条光纤23分别分束到设置于模块1A~1F的异物检测单元4。图1中虚线的箭头表示所分束的激光。

模块1A~1F大致同样地构成,此处,对图1所示的抗蚀剂涂布模块1A的概略结构进行说明。抗蚀剂涂布模块1A例如包括11个喷嘴11A~11K,其中10个喷嘴11A~11J向晶圆W排出抗蚀剂作为药液,形成抗蚀剂膜。喷嘴11K向晶圆W排出稀释剂。稀释剂是在供给抗蚀剂前供给到晶圆W提高抗蚀剂的浸润性的预湿用的药液。

在喷嘴11A~11J连接有成为药液的供给路径的药液供给管12A~12J的下游端,药液供给管12A~12J的上游端经由阀们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例如包括贮留抗蚀剂的瓶子、和将从瓶子供给来抗蚀剂压送到喷嘴11A~11J的泵。抗蚀剂供给源13A~13J的各瓶子中贮留的抗蚀剂的种类彼此不同,晶圆W被供给从10种抗蚀剂中选择的1种抗蚀剂。

喷嘴11K与药液供给管12K的下游端,药液供给管12K的上游端经由喷嘴V1与供给源13K连接。供给源13K除了替代抗蚀剂贮留上述稀释剂之外,与供给源13A~13J同样构成。即,当处理晶圆W时,药液流经药液供给管12A~12K的时刻彼此相同。药液供给管12A~12J由具有可挠性的材质、例如树脂构成,防止后述的喷嘴11A~11J的移动。

另外,在模块1A社会只有与药液供给管12A~12K同样构成的试验液供给管12L,该试验液供给管12L的下游端与例如未图示的排液路连接。试验液供给管12L的上游端例如经由阀门V1分支成n个(n=整数),与多个试验液供给源14分别连接。另外,图1中n表示为3个以上,但也可以是两个。试验液供给源14中的抗蚀剂的供给源13A~13J的不同点能够列举贮留替代抗蚀剂由存水构成的试验液,在该试验液中作为异物以规定的比率包含具有规定的粒径的试验用颗粒。试验液中所包含的试验中颗粒的粒径、比率按每个试验液供给源14不同。各试验液如后所述在不进行晶圆W的处理时,用于校正用于检测异物的基准数据。

药液供给管12A~12K中的喷嘴11A~11K与阀门V1之间以及试验液供给管12L中的阀门V1的下游侧设置有试管15A~15L。试管15A~15K用作异物测定用的流路部,其内部作为异物的测定区域。试管15L用作试验用颗粒测定用的流路部,成为试验液中的试验用颗粒的测定区域。试管15A~15L在后文详述。

图3示出抗蚀剂涂布模块1A的更详细的结构的一例。图中31、31是旋转吸盘,其水平地吸附保持各晶圆W的背面中央部并且使所保持的晶圆W绕铅垂轴旋转。图中32、32是杯,其包围保持在旋转吸盘31、31上的晶圆W的下方和侧方,抑制药液的飞溅。

图中33是绕铅垂轴旋转的旋转台,旋转台33上设置有以在水平方向能够移动的方式与水平方向垂直设置的支柱34和喷嘴11A~11K的保持架35。36是能够沿着支柱34升降的升降部36,37是能够在与支柱34的移动方向正交的水平方向移动的臂。在臂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上和保持架35之间移动。

图4示出设置在抗蚀剂涂布模块1A的异物检测单元4的概略结构。异物检测单元4包括光给断部41和检测部主体42。光给断部41例如设置在上述的光纤23,并包括快门(shutter)43。快门43在遮蔽光纤23的上游侧和下游侧之间的光路的遮蔽位置(图4中双点划线所示)与从该光路退避的开放位置(图4中实线所示)之间移动,使该光路开闭。例如,在涂布显影装置1工作时,从光供给部2总是对光纤23供给光,通过快门43的光路开闭,能够切换光供给到检测部主体42的状态和停止光向检测部主体42的供给的状态。快门43从上述的遮蔽位置和开放位置中的一方移动到另一方的速度例如为100毫秒。

检测部主体42例如包括壳体44,该壳体44以不与移动的臂37或支柱34干涉的方式设置在旋转台33和杯32的侧方。检测部主体42在壳体44内设有作为移动机构的滑动机构45、光照射部51和受光部52。还参照作为详细示出壳体44的结构的立体图的图5进行说明。在壳体44内铺设有上述的供给管12A~12L,配置有试管15A~15L。试管15A~15L作为细长的直立的管,彼此同样地构成。

另外,试管15A~15L例如由透明的石英构成,以透射从光供给部2引导到检测部主体42的光,并且在水平方向彼此靠近配置成一列,构成流路阵列16。例如在图4中,作为L1表示的彼此相邻的试管15的间隔为10mm以下。

在图5中,17、18是用于将试管15A~15L的上游侧、下游侧分别连接到供给管12A~12L的接头。试管15A~15L和接头17、18设置在支承台19上。上述滑动机构45例如由设置在支承台19的下方的移动台46、包括电动机的驱动机构47、连接到移动台46并且通过利用驱动机构47进行旋转而使该动态46移动的滚珠丝杠48、和引导移动台46的移动的导轨46构成。利用这种结构,能够使移动台46沿着试管15A~15L的排列方向水平移动。在移动台46上以从侧方夹着试管15A~15L并且彼此相对的方式设置有光照射部51和受光部52。

光照射部51构成光照射用的光学系统,如图4所示包括作为聚光透镜的物镜53和移动反射镜54。不过,在壳体44内设置有成为光纤23的下游端的准直仪55和固定反射镜56。从准直仪55向固定反射镜56水平照射例如光束直径为7mm的平行光。然后,由该固定反射镜56反射的光向上述的光照射部51的移动反射镜54沿着试管15A的排列方向水平照射。并且,该光被移动反射镜54反射,经由物镜53水平照射到试管15A~15L中的一个。另外,在图5中省略了准直仪55和固定反射镜56的图示。

受光部52构成受光用的光学系统,并包括受光用透镜57和例如由光二极管构成的受光元件58。从光照射部51照射到试管15A~15L中的一者的光经由受光用透镜57引导到受光元件58,接收到该光的受光元件58将电信号输出到后述的控制部5。当以光照射部51的光的照射方向为前后方向时,物镜53、受光用透镜57各自的焦点位于各试管15A~15L的前后的中心部。另外,图5中51A、52A是分别设置在光照射部51、受光部52的开口部,从物镜53照射到试管15的光、透射试管15的光分别通过。

通过滑动机构45,如图6所示,光照射部51和受光部52能够移动到夹着15A~15L中任意的试管15的位置。并且,通过这样移动,物镜53、受光用透镜57各自的交点位于该任意的试管15的左右方向(试管15A~15L的排列方向)的中心部。并且,在焦点的位置如上的状态下,光照射部51经由该试管15向受光部52照射光,在光照射部51和受光部52之间形成透射试管15的光路。

然而,移动反射镜54位于与照射光的试管15相应的位置,所以在向各试管15A~15L照射光时,移动反射镜54和固定反射镜56之间的距离彼此不同。但是,利用上述的准直仪55,这些反射镜54/56之间的光成为平行光,所以即使像这样反射镜54/56之间的距离不同也能够抑制引导到物镜53的光的变化。因此,当光从光照射部51照射到各试管15A~15L时,在该光照射部51和受光部52之间分别形成同样的光路。代表性地,图4中以点划线概略地示出形成在试管15A的光路。该来自光照射部51的光照射在作为光照射对象的试管15中流过液体时进行,后述的控制部5在该光照射时获取从受光元件58输出的信号。

然后,当流过从光照射部51照射光的试管15的液中含有异物,位于光路上时,根据该异物的大小,从寿光元件58输出的信号发生变化。另外,此时输出的信号根据异物的类别而不同。因此,来自受光元件58的输出信号包含阻挡光的异物的粒径、该异物的数量和异物的类别的信息,控制部5基于该输出信号能够进行异物的数量和异物的大小的检测以及异物的类别的判断。另外,作为异物检测,仅进行这些异物的数量的检测、异物大小的检测和异物的类别的判断中的一者时,例如即便仅执行异物的类别的判断的情况,也包含在本发明的权利要求范围。基于来自该受光元件58的输出的异物的数量、异物大小的检测以及异物的类别的判断,例如利用PML(Particle Monitoring Technologies Ltd.)公司的IPSA(注册商标)法,或者也可以基于光散射法。

对上述的壳体44进行补充说明,如图4所示,进行向壳体44内的N2气体的供给和壳体44内的排气,以防止从各喷嘴11A~11K排出飞溅的药液进入到上述的壳体44内,且防止驱动机构47和受光部52等的各动作受到该药液的影响。不过,也可以通过对壳体44内的各部进行其他的覆液对策,而不进行该N2气体的供给和排气。

对抗蚀剂涂布模块1A以外的模块进行说明,抗蚀剂涂布模块1B与模块1A结构相同。防反射膜形成模块1C、1D和保护膜形成模块1E、1F除了例如替代抗蚀剂和稀释剂供给防反射膜形成用的药液、保护膜形成用的药液之外,与模块1A、1B同样构成。例如在模块1C~1F中,也与模块1A、1B一样,对晶圆W供给从多个药液中选择的一个药液。

接着,对设置在涂布显影装置1的控制部5进行说明。控制部5例如由计算机构成,具有未图示的程序保存部。在该程序保存部中保存有组合命令(步骤组)的程序,以进行各模块中的晶圆W的处理和异物的检测、由后述的搬送机构进行的涂布显影装置1内的晶圆W的搬送等各动作,利用该程序,将控制信号从控制部5输出到涂布显影装置1的各部来进行上述的各动作。该程序例如在收纳于硬盘、CD、磁光盘或存储卡等存储介质的状态下收纳于程序保存部。

另外,在控制部5所包含的存储器中,保存有用于进行上述的异物检测的基准数据。作为该基准数据,包含基于来自受光元件58的输出信号,规定用于计算异物的粒径的该输出信号与粒径之间的关系的第一对应关系。然而,如上所述,物镜53的焦点为试管15的前后、左右的各中心部,光路形成在试管15内的限定的区域。因此,仅流过试管15的一部分的异物位于光路上被检测。为了按每个异物的粒径计算流过试管15整体的异物的数量,作为上述的基准数据,包括规定了像这样按每个异物的粒径的流过试管15的一部分检测到的异物的数量与实际流过试管15整体的异物的数量之间的关系的第二对应关系。基准数据针对模块1A~1F分别设定,并且分别校正。在后文描述该校正。

接着,一边参照图7的时序图,一边对上述的抗蚀剂涂布模块1A进行的晶圆W的处理和异物的检测进行说明。在该时序图中,分别示出了13A~13L中的一个供给源13中的泵的压力建立的定时、光照射部51和受光部52移动的定时、12A~12L中的一个供给源13所对应的供给管12的阀门V1开闭的定时、激光从光照射部51照射的状态和该激光的照射停止的状态被切换的定时、由控制部5获取来自受光元件58的信号的定时。上述照射激光的状态和照射停止的状态被切换的定时也可以称作异物检测单元4的快门43开闭的定时。

首先,由设置在涂布显影装置1的后述的搬送机构F3将晶圆W搬送到旋转吸盘31上,保持在该旋转吸盘31上。由臂37将供给稀释剂的喷嘴11J搬送到晶圆W上,并且供给源13K的泵进行稀释剂的吸引,由此开始进行建立以达到规定的压力(时刻t1)。另外,在该泵的建立开始的同时,光照射部51和受光部52开始向夹着试管15K的位置移动。此时,异物检测单元4的快门43关闭。

光照射部51和受光部52在夹着试管15K的位置停止(时刻t2),接着,供给管12K的阀门V1打开,稀释剂被从泵向喷嘴11J以规定的流量压送,并且快门43打开,从光照射部51照射光,在光照射部51和受光部52之间形成透射试管15J的光路(时刻t3)。然后,被压送的稀释剂通过试管15K,从喷嘴11J排出到晶圆W的中心部。阀门V1的开度增加,成为规定的开度时,开度的上升停止(时刻t4),然后,开始由控制部5进行的来自受光元件58的输出信号的获取(时刻t5)。然后,利用控制部5的输出信号的获取停止(时刻t6),接着快门43关闭,来自光照射部51的光照射停止并且供给管12J的阀门V1被关闭(时刻t7),稀释剂向晶圆W的排出停止。然后,晶圆W旋转,利用离心力将稀释剂延展到晶圆W的周缘部。

基于在时刻t5~t6期间获取的输出信号和基准数据,计算在时刻t5~时刻t6流过试管15K的异物的总数和各异物的粒径,并且进行异物的类别的判断。然后,例如针对每个异物类别,执行计算出的异物的总数是否为阈值以上的判定和大于规定粒径的异物的数量是否为阈值以上的判定。然后,当判定为上述的异物的总数为阈值以上时和/或当判定为大于规定粒径的异物的数量为阈值以上时,输出警告并且停止模块1A的动作,中止对晶圆W的处理。该警告具体而言是例如向构成控制部5的监视器的规定的显示和来自构成控制部5的扬声器的规定的声音的输出。另外,警告的输出包括用于向用户告知例如15A~15K中检测出异常的试管15或所检测出的异物的类别的显示和声音的输出。

当判断为异物的总数在阈值以上且判断为大于规定的粒径的异物的总数不在阈值以上时,不进行警告的输出,也不停止模块1A的动作。另外,由控制部5进行上述的各运算和各判定。另外,关于计算出的异物的总数和大于规定粒径的异物的总数的判定结果并非异常,也可以通过上述的屏幕显示和声音输出向用户告知例如所检测出的异物的类别、分类别的异物的总数和/或分类别的大于规定粒径的异物的数量。另外,上述的计算出的异物的总数是否为阈值以上的判定和大于规定粒径的异物的数量是否为阈值以上的判定不限于如上所述那样按每个异物类别进行,也可以对所有类别的异物的总数和所有类别的异物,将具有规定大小以上的粒径的数量与阈值进行比较。

接着,抗蚀剂向晶圆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一样,按照图7的时序图进行。例如,作为供给源13A的抗蚀剂排出到晶圆W的情况说明时,喷嘴11A移动到涂布有稀释剂的晶圆W上,并且建立供给源13A的泵的压力(时刻t1)。另一方面,光照射部51和受光部52开始向夹着试管15A的位置移动(时刻t2),在该位置停止。然后,供给管12A的阀门V1打开,从泵向喷嘴11A压送抗蚀剂,并且快门43打开,经由试管15A在光照射部51和受光部52之间形成光路(时刻t3)。

抗蚀剂通过试管15A,被排出到晶圆W的中心部,阀门V1的开度达到规定的开度(时刻t4),开始获取来自受光元件58的输出信号(时刻t5)。停止输出信号的获取后(时刻t6),关闭快门43,并且关闭阀门V1,停止向晶圆W排出抗蚀剂(时刻t7)。晶圆W旋转,借助于离心力,抗蚀剂延展到晶圆W的周缘部,形成抗蚀剂膜。像这样形成抗蚀剂膜,另一方面,基于在时刻t5~t6间获取的输出信号和基准数据,计算在时刻t5~t6流过试管15A的异物的总数和各异物的粒径,并且进行这些计算值是否如上所述那样为阈值以上的判定。并且,根据判定结果,存在如上所述输出警告和停止模块动作的情况。

当除供给源13A之外的所包含的抗蚀剂被排出到晶圆W时,除了与供给源13A不同的供给源的泵工作、与供给管12A不同的供给管12A的阀门V1开闭、光被照射到与试管15A不同的试管这三点之外,也与在抗蚀剂涂布模块1A中涂布供给源13A的抗蚀剂的情况一样的动作。

另外,上述的警告输出和模块的动作停止不限于基于一次的测定结果进行。例如,每次如上所述进行药液向晶圆W的排出和异物的检测时,使计算出的异物的总数和大于规定粒径的异物的数量按每个进行异物检测的试管15存储在控制部5的存储器中。并且,也可以针对一个试管15,计算新获取的测定值和过去获取的规定次数的测定值的移动平均,并且将该计算出的移动平均值与阈值进行比较进行上述各判定。另外,也可以将新获取的测定值与过去获取的规定次数的测定值的累计值与阈值进行比较,进行上述判定。

在上述的图7的时序图中说明的异物的检测中,为了通过进行试管15J的液流稳定的状态下的异物的检测来提高测定精度,如上所述开闭阀门V1的定时与控制部5开始和结束输出信号的获取的定时彼此偏离。例如上述的时刻t4~t5间为10毫秒~1000毫秒,时刻t6~t7间为10~100毫秒。

接着,对抗蚀剂涂布模块1A进行的基准数据的校正进行说明。该校正是为了即使发生由于设置在透镜53/57的表面的防反射膜的劣化等导致的光学系统的经时变化、光源21的强度的下降、受光元件58的灵敏度的下降等,也能高精度地进行上述的异物检测而进行的。用于进行该校正的模块1A的动作例如在晶圆W不被搬送到晶圆1A,模块1A处于待机状态时自动进行。但是,不限于在这样的定时进行,也可以在涂布显影装置1的电源投入后的开机时或涂布显影装置1的用户指定的任意的定时进行。

以下,对校正的步骤进行说明。例如,光照射部51和受光部52移动到夹着试管15L的位置,从试验液供给源(成为第一试管液供给源)14向试管15L供给试验液,在试验液流过该试管15L期间,在光照射部51和受光部52之间形成光路,以通过试管15L,并且获取来自受光元件58的输出信号。

接着,从与第一试验液供给源14不同的试验液供给源(成为第二试验液供给源)14以规定的流速向试管15L供给该试验液。然后,与从第一试验液供给源14供给试验液的情况一样,光照射到试管15L,获取来自受光元件58的输出信号。此后也每当从彼此不同的试验液供给源14依次以规定的流速供给试验液,向试管15L供给试验液时形成光路使得透射试管15L,并且获取来自受光元件58的输出信号。像这样,从所有n个试验液供给源14向试管15L供给试验液,并且获取来自受光元件58的信号。该向试管15L的试验液的供给、来自光照射部51的光照射和输出信号的获取与上述的稀释剂和抗蚀剂的异物的检测时一样,按照图7的时序图进行。

作为各试验液所包含的异物的试验用例子的粒径是已知的,所以控制部5基于将各试验液供给到试管15L取得的各输出信号,能够获取该输出信号与异物的粒径的关系即上述的第一对应关系。另外,关于各试验液所包含的试验用粒子,除了粒径外,所含比率也是已知的,试验液以规定的流速流过溶剂固定的试管15L,所以控制部5能够基于该所包含的比率在获取来自受光元件58的输出信号时计算出流经试管15L的试验用粒子的总数。进而,控制部5如上所述那样在获取输出信号时能够检测位于光路上的试验用粒子的数量。因此,控制部5能够获取针对每个异物的粒径的流过光路而检测的异物的数量与流过整个试管15L的异物的总数的对应关系即上述的第二对应关系。另外,未供给到试管15L的粒径的异物和从该粒径的异物得到的输出信号的对应关系根据规定的算法,从如上所述供给到试管15L的已知的粒径的异物与从该粒径的异物得到的输出信号的对应关系计算出,从而获取上述的第一对应关系和第二对应关系。

像这样,取得作为基准数据的第一对应关系和第二对应关系后,存储器内的基准数据校正为新获取的基准数据,在以后进行的抗蚀剂涂布模块1A的抗蚀剂和稀释剂的排出时的异物检测中,基于校正的基准数据进行。另外,上述的基准数据的获取和校正由控制部5进行。代表性地,对模块1A的动作进行了说明,但其他模块也与模块1A一样,进行药液的供给和异物的检测以及基准数据的校正。

在设置在该涂布显影装置1的模块1A~1F中,在连接药液的供给源13A~13K和喷嘴11A~11K的药液供给管12A~12K中,设置有试管15A~15K,该试管15A~15K彼此靠近配置。然后,光照射部51和受光部52构成为在试管15的排列方向可移动,根据从喷嘴11A~11K中一个喷嘴11排出药液的定时,在光照射部51和受光部52之间形成光路,以透射与该喷嘴对应的试管15,来进行光学异物检测。像这样,试管15A~15K彼此靠近,并且光照射部51和受光部52共用于各试管15,由此抑制各模块1A~1F的大型化,并且能够抑制制造成本的上升。另外,用于进行该异物检测用的数据的校正的试验液所流过的试管15L也靠近试管15A~15K设置,光照射部51和受光部52也共用于该试管15L,所以从这一点也能抑制模块1A~1F的大型化。

另外,像这样通过进行异物的检测,供给到晶圆W的药液的干净度得到监视。并且在药液的干净度低于规定基准时,如上所述那样停止模块的动作,由此中止该模块后续的晶圆W的处理。因此,防止了向该后续的晶圆W供给低干净度的药液,能够防止成品率下降。另外,能够指定药液供给管12A~12K中检测出异物的供给管12,所以涂布显影装置1的用户能够迅速进行模块的动作停止后的维修和修理。因此,能够抑制模块的动作停止的时间变长,能够抑制涂布显影装置1的半导体产品的生产性的下降。

但是,有时上述的阀门V1或泵成为异物的发生源。因此,在上述的药液供给管12A~12K中,在这些阀门V1和泵的下游侧设置有试管15A~15K,高精度地检测排出到晶圆W的药液中的异物。但是,在药液供给管12A~12K中,也可以在比阀门V1或泵靠上游侧的位置设置试管15A~15K,进行异物的检测。

另外,在上述的模块1A~1F中,利用准直仪55将光同样地照射到各试管15A~15L,所以能够抑制在各试管15A~15K间发生精测精度的偏差,并且能够更高精度地进行上述的校正。但是,也可以不像这样设置准直仪55,而例如将光纤23的下游端连接到光照射部51从该下游端直接导光到透镜53。因此,作为沿着试管15的排列方向移动的光照射用的光学系统,不限于将用于使光聚焦、发散、反射、折射的透镜、反射镜和棱镜等部件组合起来的结构,还包括由一个透镜构成的情况。作为同样沿着试管15的排列方向移动的受光用的光学系统,也包含不包括反射镜等而仅由一个透镜57构成的结构。

另外,替代在供给管12A~12L设置试管15,通过由能够透射来自光照射部51的光的材质构成供给管12A~12L,由此能够在光照射部51、受光部52间以透射供给管12A~12L的方式形成光路进行异物的检测。即,也可以不设置试管15A~15L。此外,在上述的模块1A中,替代光照射部51和受光部52相对于流路阵列16移动,也可以以流路阵列16相对于光照射部51和受光部52移动的方式构成滑动机构45。另外,例如也可以采用在上述的模块1A中,例如给每个试管15分别设置受光部52,不相对于试管15移动的结构。

另外,如上所述,作为当判定为流过试管15的异物的总数为阈值以上时和/或当判定为大于规定粒径的异物的数量为阈值以上时的对策,不限于警告的输出和模块的动作停止。例如,从像这样进行判定的试管15所对应的药液供给管13向喷嘴供给药液作为供给管12的清洗液,从喷嘴11除去药液供给管12所包含的异物。即,自动清洗供给管12。也可以在该动作后,再开始对后续的晶圆W进行处理。

此外,像这样进行供给管12的清洗时,也可以在向喷嘴供给清洗液时,与对晶圆W供给药液进行处理时同样,对试管15照射光,控制部5进行异物的总数是否为阈值以上的判定和大于规定粒径的异物的数量是否为阈值以上的判定。然后,也可以根据这些判定结果,控制部5进行是继续进行药液供给管12的清洗还是终止清洗的决定。

接着,一边参照图8,一边对检测部主体42的变形例进行说明。在该例中,在上述试管15的排列方向上移动的移动台46上,设置有构成透镜移位机构的移动台64、65和滑动机构66、67。滑动机构66、67与滑动机构45一样例如包括电动机、滚珠丝杠和导轨,分别在前后方向上水平移移动台64、65。在该移动台64、65上分别设置有光照射部51、受光部52。即,滑动机构66、67使光照射部51和受光部52分别在前后方向(光路方向)移动。

对像这样可移动地构成光照射部51和受光部52的原因进行说明。如上所述,各试管15中流过彼此不同种类的药液,但像这样因为种类不同,所以各药液的折射率有时不同。此时,当光照射部51和受光部52的前后的位置固定时,物镜53和受光用透镜57的焦点的位置按每个试管15前后偏移,在试管15间异物的测定精度有可能发生变动。然而,在图8中说明的检测部主体42中,光照射部51和受光部52之间形成光路时,为了物镜53和受光用透镜57的各焦点的位置位于试管15A~15L的前后的中心部,根据流过形成光路的试管15的液体的折射率,使光照射部51和受光部52的前后的位置移位。

作为一例,图8、图9示出在以供给折射率彼此不同的抗蚀剂的方式构成的试管15A、15B分别形成光路的状态,在各图中用点划线表示光路。在对试管15A形成光路时和对15B形成光路时,光照射部51的前后的位置和受光部52的前后的位置彼此不同,由此各透镜53、54的焦点的位置在透镜15A、15B间对齐。像这样,使焦点的位置对齐,由此能够抑制在试管15间的异物的检测精度的偏差。

另外,当流过试管15A~15L的各液体的折射率彼此不同时,也可以替代如图8、图9所示那样构成检测部主体42,如图10所示那样将彼此焦距不同的12个物镜53沿着试管15A~15L的排列方向配置,并且将彼此焦距不同的12个受光用透镜57沿着试管15A~15L的排列方向配置,由此在各试管15间使前后方向上的透镜53、54的焦点的位置对齐。在该图10所示的例子中,光照射部51与图4等中所说明的例子不同,物镜53和移动反射镜54中只有移动反射镜54在上述的排列方向移动,由移动反射镜54导光到各物镜53中任意一个。另外,受光部52构成为在受光用透镜57和受光元件58中仅使受光元件58的位置在排列方向移动。

一边参照图11、图12一边对流路阵列的另一结构进行说明。该图11、图12是流路阵列71的立体图、分解立体图。流路阵列71构成为长方体的区块,包括直立的板状的支承体72、73和夹在支承体72、73间设置的多个方形的直立的棒状的分隔壁形成部件74。分隔壁形成部件74排列成语配置支承体72、73的方向正交。支承体72、73和棒状部件74例如由石英构成。

通过将支承体72、73和棒状部件74彼此接合,形成有支承体72、73的表面和分隔壁形成部件74的侧面包围并且彼此分隔的多个流路。图11、图12中,将这些分隔的流路示出为试管15A~15L,在这些试管15A~15L,与上述的流路阵列16的试管15一样流过药液和试验液。该图11、图12的试管15A~15L构成为横截面呈长方形,各试管15的前后方向的宽度L2、左右方向(试管15的排列方向)的宽度L3、高度L4例如分别为0.2mm、2.0mm、25.0mm,相邻的试管15间的距离L5例如为3.0mm。

另外,关于流路阵列71,前后方向的宽度L6、左右方向的宽度L7、高度L8例如分别为3.2mm、63.0mm、25.0mm。该流路阵列71例如保存在由树脂或铝等金属构成的壳体中搭载于检测部主体42上。为了光照射部51和受光部52之间能够形成上述的光路,在该壳体中在与各试管15对应的位置设置开口部。

接着,参照图13、图14对涂布显影装置1的具体结构例进行说明。图13、图14是该涂布显影装置1的平面图和概略纵截侧面图。该涂布显影装置1通过将运载区块D1、处理区块D2、和接口区块D3直线状连接起来构成。接口区块D3与曝光装置D4连接。运载区块D1向涂布显影装置1内搬入或搬出运载器C,包括运载器C的载置台81、开闭部82、经由开闭部82从运载器C搬送晶圆W的搬送机构83。

处理区块D2通过对晶圆W进行液处理的第一~第六单位区块E1~E6从下方起依次层叠而构成。各单位区块E1~E6彼此分隔,并且分别包括搬送机构F1~F6,在各单位区块E中彼此并行晶圆W的搬送和处理。

此处,参照图15,对单位区块中的作为代表的第三单位区块E3进行说明。形成为搬送区域84从运载区块D1向接口区块D3延伸,在该搬送区域84设置有上述的搬送机构F3。另外,从运载区块D1向接口区块D3看,在搬送区域84的左侧配置有架单元U。架单元U包括加热模块。另外,从运载区块D1向接口区块D3看,在搬送区域84的右侧,沿着搬送区域84设置有上述的抗蚀剂涂布模块1A、保护膜形成模块1E。

第四单位区块E4与第三单位区块E3同样构成,设置有抗蚀剂涂布模块1B和保护膜形成模块1F。在单位区块E1、E2替代抗蚀剂涂布模块1A、1B和保护膜形成模块1E、1F,分别设置有防反射膜形成模块1C、1D,除了这一点外,与单位区块E3、E4同样构成。单位区块E5、E6包括对晶圆W供给显影液使抗蚀剂膜显影的显影模块。显影模块对晶圆W供给显影液作为药液,除了这一点外,与模块1A~1F同样地构成。

在处理区块D2的运载区块D1侧,设置有跨各单位区块E1~E6上下延伸的塔T1、对塔T1进行晶圆W的交接的能够升降的搬送机构85。塔T1由彼此层叠的多个模块构成,设置在单位区块E1~E6的各高度的模块能够在与该单位区块E1~E6的各搬送机构F1~F6之间交接晶圆W。作为这些模块,包括设置在各单位区块的高度位置的交接模块TRS、进行晶圆W的温度调整的调温模块CPL、临时保管多个晶圆W的缓冲模块和使晶圆W的表面疏水化的疏水化处理模块等。为了简化说明,省略了对上述疏水化处理模块、调温模块、上述缓冲模块的图示。

接口区块D3包括跨单位区块E1~E6上下延伸的塔T2、T3、T4,设置有对塔T2和塔T3进行晶圆W的交接的能够升降的交接机构即搬送机构86、对塔T2和塔T4进行晶圆W的交接的能够升降的交接机构即搬送机构87和在塔T2和曝光装置D4之间进行晶圆W的交接的搬送机构88。

塔T2通过交接模块TRS、保存并滞留曝光处理前的多个晶圆W的缓冲模块、保存曝光处理后的多个晶圆W的缓冲模块和进行晶圆W的温度调整的调温模块等彼此层叠构成,但此处省略了缓冲模块和调温模块的图示。

在处理区块D2的上方设置有上述的光供给部2,光纤23向下方拉设以使得从光供给部2连接到单位区块E1~E4的模块1A~1F。另外,在处理区块D2的上方构成上述控制部5,设置有基于上述的来自受光元件58的输出信号进行流过试管15的异物的总数和各异物的粒径的计算的运算部61,利用未图示的配线连接运算部61和模块1A~1F。由这样的结构,在彼此离开的部位配置的模块1A~1F中,分别进行上述的异物检测。

对该涂布显影装置1的晶圆W的搬送路径进行说明。晶圆W从运载器C由搬送机构83搬送到处理区块D2的塔T1的交接模块TRS0。从该交接模块TRS0,晶圆W被分为两份搬送到单位区块E1、E2。例如当将晶圆W交给单位区块E1时,从上述TRS0将晶圆W交给塔T1的交接模块TRS中与单位区块E1对应的交接区块TRS1(由搬送机构F1能够进行晶圆W的交接的交接模块)。另外,当将晶圆W交给单位区块E2时,从上述TRS0将晶圆W交给塔T1的交接模块TRS中与单位区块E2对应的交接区块TRS2。这些晶圆W的交接由搬送机构85进行。

这样分成两份的晶圆W按TRS1(TRS2)→防反射膜形成模块1C(1D)→加热模块→TRS1(TRS2)的顺序搬送,接着,由搬送机构85分成与单位区块E3对应的交接模块TRS3、和与单位区块E4对应的交接区块TRS4。

像这样,分到TRS3(TRS4)的晶圆W按TRS3(TRS4)→抗蚀剂涂布模块1A(1B)→加热模块→保护膜形成模块1E(1F)→加热模块→塔T2的交接模块TRS的顺序搬送。然后,该晶圆W由搬送机构86、88通过塔T3搬入到曝光装置D4。曝光后的晶圆W由搬送机构88、87在塔T2、T4间搬送,分别被搬送到与单位区块E5、E6对应的塔T2的交接模块TRS15、TRS16。然后,被版送到加热模块→显影模块→加热模块→交接模块TRS5(TRS6)后,通过搬送机构83回到运载器C。

也可以将本发明应用于上述的单位区块E5、E6的显影模块,进行显影液中的异物的检测。此外,也能够将本发明应用于例如供给用于在晶圆W形成绝缘膜的药液的装置、供给用于清洗晶圆W的药液即清洗液的清洗装置、向晶圆供给作为药液的用于将多个晶圆W彼此贴合的粘合剂的装置等各药液供给装置。另外,作为上述的清洗装置,例如纯水、IPA(异丙醇)、或称作SC1的氨水和氢氟酸的混合液被供给到晶圆W。此处,也可以是在构成一个流路阵列16的多个试管15分别流过这些纯水、IPA、SC1的结构。

另外,在一个流路阵列16的各试管15,不限于仅流过一个模块中使用的药液,例如也可以构成为将抗蚀剂涂布模块1A中使用的抗蚀剂荷载保护膜形成模块1E中使用的保护膜形成用的药液流过一个流路阵列16的各试管15。即,也可以在装置中设置分别对晶圆W供给药液进行液处理的第一处理部和第二处理部(多个处理部),例如在第一处理部设置对晶圆W分别供给药液的多个第一流路、在第二处理部设置有对晶圆W分别供给药液的多个第二流路的情况下,能够由共用于这些第一和第二流路的光供给部51和受光部52进行第一流路和第二流路的异物的检测。此时,既可以采用多个第一流路中的一个和多个第二流路中的一个共用光供给部51和受光部52的结构,也可以采用多个第一流路和多个第二流路共用光供给部51和受光部52的结构,还可以多个第一流路中的一个和多个第二流路共用光供给部51和受光部52。另外,如上所述,光供给部51和受光部52中共用的也可以仅仅是光供给部51。

另外,本发明不限于用于药液供给装置。例如在流路阵列16设置与药液流过的试管15不同的气体供给用的试管15。然后,将涂布显影装置1中的搬送区域84等搬送晶圆W的区域的气氛利用吸引泵等能够供给到该气体供给用的试管15中。搬送晶圆W的区域也包括抗蚀剂涂布模块1A等处理晶圆W的区域。并且,与检测药液中的异物的情况一样,气体流过气体供给用的试管的过程中,在该试管形成光路进行异物的检测。即,本发明能够检测供给到晶圆W的流体中所包含的异物。

除了如上所述形成晶圆的搬送气氛的气体之外,也可以进行对晶圆W进行处理的气体中的异物的检测。例如,在上述的显影模块中,向晶圆W供给显影液,供给表面清洗用的纯水后,从喷嘴供给用于干燥晶圆W表面的N2气体。也可以与上述的抗蚀剂所包含的异物的检测一样,进行流过去往该喷嘴的供给路径的N2气体所包含的异物的检测。另外,各试管15不限于在直线上配置,也可以在曲线上配置。另外,上述的各例也可以彼此组合。

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