JP2006049630A - Coater and coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばレジストや層間絶縁膜などの塗布膜形成成分を含む所定の塗布液を基板の表面に塗布して成膜する塗布成膜装置及び塗布成膜方法に関する。 The present invention relates to a coating film forming apparatus and a coating film forming method for forming a film by applying a predetermined coating liquid containing a coating film forming component such as a resist or an interlayer insulating film on the surface of a substrate.
従来、半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、基板例えば半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の表面に所定の塗布液例えばレジストを塗布し、露光した後、現像液により現像して表面にマスクパターンを形成している。このような処理は、一般にレジストの塗布・現像を行う塗布・現像装置に、露光装置を接続したシステムを用いて行われる。 Conventionally, in a photoresist process, which is one of semiconductor manufacturing processes, a predetermined coating solution such as a resist is applied to the surface of a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”), exposed, and then developed with a developer. A mask pattern is formed on the surface. Such processing is generally performed using a system in which an exposure apparatus is connected to a coating / developing apparatus that performs resist coating / development.
前記ウエハの表面に例えばレジストなどの塗布液を塗布する手法の一つにスピンコーティング法がある。この手法に適用される塗布ユニットの概略について図１２を用いて簡単に説明しておく。先ず、ウエハＷをスピンチャック１上に水平姿勢に保持し、塗布液ノズル１０をウエハＷの表面と対向する位置に設定した状態にて、供給路１１を介して送られてくる塗布液供給源１２例えば塗布液タンクからの塗布液を塗布液ノズル１０からウエハＷの表面中央部に供給すると共に、当該ウエハＷを鉛直軸回りに回転させる。これにより回転するウエハＷの遠心力の作用を頼って当該ウエハＷの表面全体に塗布液を広げ、塗布膜を形成する。
One technique for applying a coating solution such as a resist to the surface of the wafer is a spin coating method. The outline of the coating unit applied to this method will be briefly described with reference to FIG. First, the coating liquid supply source sent through the
ところで、ウエハＷの表面に、所望の目標厚の塗布膜を形成しようとすると、塗布液に含まれる塗布膜形成成分の濃度の設定値などが重要なプロセスパラメータとなる。従来においては、種々の膜厚に対応付けた種々の濃度の塗布液を用意し、更に各濃度の塗布液を独立してウエハＷに供給可能なように複数の塗布系統を装置に組み込んでおき、予定とする膜厚の目標値に基づいてこの中から所定の供給系統を選択して最適な濃度の塗布液をウエハＷに供給していた。そのため、複数の塗布系統が装置内に存在することとなり、結果として装置構成が複雑になってしまうという問題が指摘されていた。 By the way, when a coating film having a desired target thickness is formed on the surface of the wafer W, the set value of the concentration of the coating film forming component contained in the coating liquid becomes an important process parameter. Conventionally, coating solutions of various concentrations corresponding to various film thicknesses are prepared, and a plurality of coating systems are incorporated in the apparatus so that coating solutions of various concentrations can be independently supplied to the wafer W. A predetermined supply system is selected from among the target film thickness target values, and an optimum concentration of coating solution is supplied to the wafer W. Therefore, a plurality of coating systems exist in the apparatus, and as a result, the problem that the apparatus configuration becomes complicated has been pointed out.
上記の問題を解決すべく、例えば図１４に示すように、供給路１１の上流側を分岐させて、塗布液の原液を貯留する原液タンク１３及び濃度調整液である溶剤例えばシンナを貯留する溶剤タンク１４に夫々分岐路を接続すると共に、原液の供給路と溶剤の供給路との合流点である混合ブロック１５ａの下流側に混合手段例えばラインミキサ１５を配置した構成としておき、原液と溶剤との混合比を変えることで膜厚の目標値に応じた最適な濃度の塗布液を調製する手法が知られている（特許文献１参照）。この手法を用いれば、原液及び溶剤を用意しておくだけで種々の濃度の塗布液を調製することができ、複数の供給系統を装置に設けなくともよいという利点がある。
In order to solve the above problem, for example, as shown in FIG. 14, the upstream side of the
しかしながら上述の手法では、供給路１１の長さにもよるが、混合比を変えた後、ラインミキサ１５から塗布液ノズル１０の吐出口に亘る流路内に介在する塗布液が置換されて、吐出口から予定とする濃度の塗布液が吐出されるまでに僅かではあるが時間を要し、仮に予定の濃度となっていない塗布液を誤ってウエハＷに塗布してしまうと、膜厚が面内で不均一な塗布膜が形成されてしまい、結果として製品にできない無駄なウエハＷが増えてコスト高となってしまう場合がある。従って、塗布液ノズル１０から吐出される塗布液が予定の濃度に落ち着いたか否か、つまり最適な塗布液がウエハＷに塗布できるか否かの見極めを行う必要がある。
However, in the above-described method, depending on the length of the
一方、塗布後のウエハＷの塗布状態を検査することは従来から行われており、その一例として例えば光学系のセンサを備えた検査ユニットを別途設けておき、このセンサで取得した塗布後のウエハＷの表面の画像を解析して塗布不良の有無を判定する手法が知られている（特許文献２参照）。この種の検査ユニットの概略について図１４を用いて簡単に説明しておく。先ず、塗布液が塗布されたウエハＷを検査ユニット内に設けられた載置台２に水平に載置し、照明２１によりウエハＷの表面に所定の光を照射する一方で、当該ウエハＷの表面に当たって反射した反射光をラインセンサ２２で受光することにより光を反射した部位の画像を取得する。そして載置台２をラインセンサ２２に対し相対的にスライド移動させることによりウエハＷの表面全体に亘る画像を取得する。取得した画像は画像処理部２３にて例えば２値化、アルゴリズムなどの所定の画像処理がなされ、この処理結果に基づいて塗布不良の有無を判断する。
On the other hand, inspecting the application state of the wafer W after application has been conventionally performed. As an example, for example, an inspection unit including an optical sensor is separately provided, and the wafer after application obtained by this sensor is provided. A method is known in which an image on the surface of W is analyzed to determine the presence or absence of coating failure (see Patent Document 2). An outline of this type of inspection unit will be briefly described with reference to FIG. First, the wafer W coated with the coating liquid is placed horizontally on the mounting table 2 provided in the inspection unit, and the surface of the wafer W is irradiated with predetermined light on the surface of the wafer W by the
しかしながら上述の手法では、多数枚のウエハＷを処理する場合に、先に塗布したウエハＷが検査ユニットに搬入されて検査結果が出るのを待ってから後続のウエハＷの塗布を開始していたのでは装置のスループットが低下してしまう。そのため先に塗布したウエハＷを検査ユニットにて検査を行う一方で、塗布ユニットでは後続のウエハＷの塗布処理が順次行われるのが実情である。従って、先のウエハＷの検査の結果において塗布不良が有りと判定されたときに、その塗布不良が起きた原因の如何によっては後続のウエハＷについても無駄になってしまう懸念がある。即ち、スループットを確保することと、検査結果を後続のウエハＷに有効に反映させることとのトレードオフの問題がある。 However, in the above-described method, when a large number of wafers W are processed, the application of the subsequent wafer W is started after waiting for the previously applied wafer W to be carried into the inspection unit and the inspection result to be output. In this case, the throughput of the apparatus is reduced. Therefore, while the previously applied wafer W is inspected by the inspection unit, the actual condition is that the application processing of subsequent wafers W is sequentially performed in the application unit. Therefore, when it is determined that there is a coating defect in the result of the inspection of the previous wafer W, there is a concern that the subsequent wafer W may be wasted depending on the cause of the coating defect. That is, there is a trade-off problem between ensuring the throughput and effectively reflecting the inspection result on the subsequent wafer W.
即ち、本発明の目的は、塗布膜形成成分を溶剤に溶かしてなる塗布液を基板の表面に塗布して成膜するにあたり、塗布後の基板に塗布むらの有無を速やかに検査することのできる塗布成膜装置及び塗布成膜方法を提供することにある。 That is, an object of the present invention is to quickly inspect whether or not there is uneven coating on a substrate after coating, when a coating solution obtained by dissolving a coating film forming component in a solvent is coated on the surface of the substrate. An object of the present invention is to provide a coating film forming apparatus and a coating film forming method.
本発明の塗布成膜装置は、塗布膜形成成分を溶剤に溶かしてなる塗布液を基板の表面に塗布して塗布膜を成膜する塗布成膜装置において、
基板を水平に保持する基板保持部を内部に有する筺体と、
この筺体に形成された搬送口を介して基板保持部に基板の受け渡しをするための基板移載手段と、
前記基板保持部に保持された基板の表面に塗布液を塗布する塗布液ノズルと、
前記搬送口の近傍に設けられ、塗布液が塗布された後の基板を前記基板移載手段が基板保持部から受け取って筺体から搬出しているときに、当該基板の表面の画像データを取得する画像取得手段と、
この画像データに基づいて基板の表面の塗布むらの有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
The coating film forming apparatus of the present invention is a coating film forming apparatus that forms a coating film by applying a coating solution obtained by dissolving a coating film forming component in a solvent to the surface of a substrate.
A housing having a substrate holding part for holding the substrate horizontally;
A substrate transfer means for transferring the substrate to the substrate holding portion via the transfer port formed in the housing;
A coating liquid nozzle for coating the coating liquid on the surface of the substrate held by the substrate holding unit;
Image data on the surface of the substrate is obtained when the substrate transfer means is provided near the transfer port and the substrate transfer means receives the substrate from the substrate holding unit and carries it out of the housing. Image acquisition means;
And determining means for determining presence / absence of uneven coating on the surface of the substrate based on the image data.
前記画像取得手段は、塗布液が塗布される前の基板を基板移載手段が筺体内に搬入して基板保持部に受け渡しているときに当該基板の表面の画像データを取得する画像取得手段を兼ねており、さらに、前記判定手段は、塗布後の基板の画像データと、塗布前の基板の画像データとの比較情報に基づいて当該基板の表面の塗布むらの有無を判定する構成であってもよい。 The image acquisition means is an image acquisition means for acquiring image data of the surface of the substrate when the substrate transfer means carries the substrate before the coating liquid is applied into the housing and transfers it to the substrate holding unit. Furthermore, the determination means is configured to determine whether there is uneven coating on the surface of the substrate based on comparison information between the image data of the substrate after coating and the image data of the substrate before coating. Also good.
他の発明に係る塗布成膜装置は、塗布膜形成成分を溶剤に溶かしてなる塗布液を基板の表面に塗布して塗布膜を成膜する塗布成膜装置において、
基板を水平に保持する基板保持部と、
この基板の表面に塗布液を塗布する塗布液ノズルと、
塗布液が塗布される前の基板の表面の画像データと、塗布液が塗布された後の基板の表面の画像データとを取得する画像取得手段と、
塗布後の基板の画像データと、塗布前の基板の画像データとの比較情報に基づいて当該基板の表面の塗布むらの有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
A coating film forming apparatus according to another invention is a coating film forming apparatus for forming a coating film by applying a coating solution obtained by dissolving a coating film forming component in a solvent to the surface of a substrate.
A substrate holder for holding the substrate horizontally;
A coating liquid nozzle for coating a coating liquid on the surface of the substrate;
Image acquisition means for acquiring image data of the surface of the substrate before the coating liquid is applied and image data of the surface of the substrate after the coating liquid is applied;
And determining means for determining whether or not there is uneven coating on the surface of the substrate based on comparison information between the image data of the substrate after coating and the image data of the substrate before coating.
前記基板保持部に保持された基板の周囲を囲む筺体と、この筺体に形成された搬送口を介して基板保持部に基板を受け渡しするための基板移載手段と、を備え、この基板移載手段が基板保持部との間で基板の受け渡しを行って筺体から搬入出しているときに、塗布前後の基板の表面の画像データを夫々取得する構成であってもよい。 A substrate surrounding the periphery of the substrate held by the substrate holding unit, and a substrate transfer means for delivering the substrate to the substrate holding unit via a transfer port formed in the housing, the substrate transfer The configuration may be such that image data on the surface of the substrate before and after application is acquired when the means transfers the substrate to and from the housing by transferring the substrate to and from the substrate holding unit.
また前記画像取得手段は、基板の有効領域の幅と同じか又はこの幅よりも長い受光部を有するラインセンサであり、さらに、前記基板移載手段により基板は当該ラインセンサの下方を通過して画像データが取得される構成であってもよい。更に前記塗布液ノズルに流路を介して接続され、塗布液とこの塗布液の濃度を調整するための濃度調整液とを混合するための液混合手段を備え、前記判定手段は、塗布むらの有無の結果に基づいて塗布液ノズルから基板の塗布される混合液が予定とする混合状態になっているか否かをさらに判定する構成であってもよい。この場合、基板の表面に塗布むら有りと判定したときに、塗布液ノズルから塗布液を排出して前記液混合手段から塗布液ノズルまでの間に介在する液の置換を行うように制御する手段を更に備えた構成であってもよい。更には、基板の表面に塗布むら有りと判定された基板にマーキングを行う手段を更に備えた構成であってもよい。なお、「マーキング」とは、制御部に記憶された基板の履歴情報に塗布むらがあるとの情報をソフト的に付加すること、或いは基板のいずれかの部位に物理的に印を付することを意味する。 Further, the image acquisition means is a line sensor having a light receiving portion that is equal to or longer than the width of the effective area of the substrate, and further, the substrate is moved below the line sensor by the substrate transfer means. The image data may be acquired. Furthermore, it is connected to the coating liquid nozzle via a flow path, and further comprises a liquid mixing means for mixing the coating liquid and a concentration adjusting liquid for adjusting the concentration of the coating liquid. It may be configured to further determine whether or not the mixed liquid applied to the substrate from the coating liquid nozzle is in a predetermined mixed state based on the presence / absence result. In this case, when it is determined that there is uneven coating on the surface of the substrate, means for controlling to discharge the coating liquid from the coating liquid nozzle and replace the liquid interposed between the liquid mixing means and the coating liquid nozzle May be provided. Furthermore, the structure which further provided the means to perform marking on the board | substrate determined with the application | coating nonuniformity on the surface of a board | substrate may be sufficient. In addition, “marking” means adding information that there is uneven coating to the history information of the substrate stored in the control unit, or physically marking any part of the substrate. Means.
本発明の塗布成膜方法は、塗布膜形成成分を溶剤に溶かしてなる塗布液を基板の表面に塗布して塗布膜を成膜する塗布成膜方法において、
基板保持部を囲む筺体内に基板移載手段に移載された基板を搬入し、この基板保持部に基板を水平に保持する工程と、
この基板保持部に保持された基板の表面に塗布液を塗布する工程と、
塗布液が塗布された後の基板を基板移載手段が基板保持部から取り出して筺体から搬出しているときに、当該基板の表面の画像データを取得する工程と、
この画像データに基づいて基板の表面の塗布むらの有無を判定する工程と、を含むことを特徴とする。
The coating film forming method of the present invention is a coating film forming method for forming a coating film by applying a coating solution obtained by dissolving a coating film forming component in a solvent to the surface of a substrate.
Carrying the substrate transferred to the substrate transfer means into a housing surrounding the substrate holder, and holding the substrate horizontally on the substrate holder;
Applying a coating solution to the surface of the substrate held by the substrate holding unit;
A step of acquiring image data of the surface of the substrate when the substrate transfer means takes out the substrate after the coating liquid is applied from the substrate holding unit and carries it out of the housing;
And determining whether or not there is uneven coating on the surface of the substrate based on the image data.
前記基板を筺体内に搬入して基板保持部に保持させるときに塗布前の基板の表面の画像データを取得し、さらに、前記塗布むらの有無を判定する工程において、塗布後の基板の画像データと、塗布前の基板の画像データとの比較情報に基づいて塗布むらの有無を判定するようにしてもよい。 When the substrate is carried into the housing and held by the substrate holding unit, image data of the surface of the substrate before coating is obtained, and further, in the step of determining the presence or absence of coating unevenness, the image data of the substrate after coating The presence or absence of coating unevenness may be determined based on comparison information with image data of the substrate before coating.
他の発明に係る塗布成膜方法は、塗布膜形成成分を溶剤に溶かしてなる塗布液を基板の表面に塗布して塗布膜を成膜する塗布成膜方法において、
塗布液が塗布される前の基板の表面の画像データを取得する工程と、
基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
この基板保持部に水平に保持した基板の表面に塗布液を塗布する工程と、
塗布液が塗布された後の基板の表面の画像データを取得する工程と、
塗布後の基板の画像データと、塗布前の基板の画像データとの比較情報に基づいて当該基板の表面の塗布むらの有無を判定する工程と、を含むことを特徴とする。
A coating film forming method according to another invention is a coating film forming method for forming a coating film by applying a coating solution obtained by dissolving a coating film forming component in a solvent to the surface of a substrate.
Acquiring image data of the surface of the substrate before the coating solution is applied;
Holding the substrate horizontally on the substrate holder;
Applying a coating solution to the surface of the substrate held horizontally in the substrate holding unit;
Acquiring image data of the surface of the substrate after the coating liquid has been applied;
And determining whether or not there is uneven coating on the surface of the substrate based on comparison information between the image data of the substrate after coating and the image data of the substrate before coating.
前記塗布前の基板の画像データは、基板移載手段が基板保持部を囲む筺体内に基板を搬入し、この基板保持部に基板を受け渡しているときに取得され、また、塗布後の基板の画像データは、基板移載手段が基板保持部から基板を受け取って筺体から搬出しているときに取得されるようにしてもよい。 The image data of the substrate before coating is acquired when the substrate transfer means carries the substrate into the housing surrounding the substrate holding unit and delivers the substrate to the substrate holding unit, and the image data of the substrate after coating is also obtained. The image data may be acquired when the substrate transfer means receives the substrate from the substrate holder and carries it out of the housing.
また基板の有効領域の幅と同じか又はこの幅よりも長い受光部を有するラインセンサの下方を通過させて表面の画像データを取得するようにしてもよい。また塗布液を基板の表面に塗布する工程において、塗布液と、この塗布液の濃度を調整するための濃度調整液とを液混合手段により混合した液を塗布し、前記塗布むらの有無の結果に基づいて塗布液が予定とする混合状態となっているか否かを判定するようにしてもよい。この場合、基板の表面に塗布むらがあると判定したときに、塗布液ノズルから塗布液を排出して液混合手段から塗布液ノズルまでの間に介在する液の置換を行う工程を更に含むようにしてもよい。更には基板の表面に塗布むらが有りと判定された基板にマーキングを行う工程を更に含むようにしてもよい。 Alternatively, the image data of the surface may be acquired by passing under a line sensor having a light receiving portion that is equal to or longer than the width of the effective area of the substrate. Also, in the step of applying the coating liquid to the surface of the substrate, a liquid obtained by mixing the coating liquid and a concentration adjusting liquid for adjusting the concentration of the coating liquid by a liquid mixing means is applied, and the result of the presence or absence of the coating unevenness Based on the above, it may be determined whether or not the coating liquid is in a planned mixed state. In this case, when it is determined that there is uneven coating on the surface of the substrate, the method further includes a step of discharging the coating liquid from the coating liquid nozzle and replacing the liquid interposed between the liquid mixing means and the coating liquid nozzle. Also good. Further, it may further include a step of marking the substrate that is determined to have coating unevenness on the surface of the substrate.
本発明によれば、基板移載手段により塗布後の基板を基板載置部から取り出しているときに当該基板の表面の画像データを取得し、この画像データに基づいて塗布むらの有無を判定する構成としたことにより、基板の表面の塗布むらを速やかに検出することができ、その結果を次に処理される後続の基板に有効に反映させることができる。 According to the present invention, the image data of the surface of the substrate is acquired when the substrate after application is taken out from the substrate platform by the substrate transfer means, and the presence or absence of coating unevenness is determined based on the image data. By adopting the configuration, it is possible to quickly detect the coating unevenness on the surface of the substrate, and to effectively reflect the result on the subsequent substrate to be processed next.
本発明の実施の形態に係る塗布成膜装置について図１及び図２を参照しながら説明する。図中３は、基板例えばウエハＷを搬入出するためのウエハ搬送口３０を側面に備えた装置外装体をなす筺体であり、この筺体３内にはウエハＷの裏面側中央部を吸引吸着して水平に保持するための基板載置部をなすスピンチャック３１が昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在に設けられている。スピンチャック３１は軸部３２を介して駆動機構３３と接続されており、この駆動機構３３によりウエハＷを支持した状態で昇降及び回転可能なように構成されている。
A coating film forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure,
スピンチャック３１に保持されたウエハＷの周縁外側には、当該ウエハＷを囲むようにして上部側が開口するカップ体４が設けられており、このカップ体４の側周面上端部は内側に傾斜し、更にその先端部は下方に折り曲げられている。またカップ体４の底部は凹部状をなす液受け部４１が全周に亘って形成されている。この液受け部４１は仕切り壁４２によりその内部領域を全周に亘って外側領域と内側領域とに区画されており、外側領域の底部には貯留した塗布液などのドレインを排出するための排液口４３が設けられ、また内側領域には排気口４４が設けられている。
A
またウエハＷの下方側には円形板４５が設けられており、この円形板４５の外側を囲むようにしてリング部材４６が設けられている。当該リング部材４６の外端面は下方に折り曲げられており、ウエハＷからこぼれ落ちた液例えば塗布液は当該リング部材４６の表面を伝って液受け部４１の外側領域内に案内されるように構成されている。なお図示は省略するが、ウエハＷの裏面側を支持して昇降可能な例えば３本の基板支持ピン４７が円形板４５を上下に貫通して突没自在に設けられており、この基板支持ピン４７はウエハ搬送口３０を介して筺体３の外部から進入してくる基板移載手段である搬送アームＡとの協働作用によりスピンチャック３１へのウエハＷの受け渡しがなされるように構成されている。
A
更に、スピンチャック３１に保持されたウエハＷの表面の中央部と隙間を介して対向する細径の吐出口５０を有する塗布液ノズル５が昇降自在及び進退自在に設けられている。この塗布液ノズル５は供給路５１例えば配管の一端と接続されており、更に供給路５１の他端は途中で分岐され、各分岐路は塗布液の供給源５２例えば塗布液タンク及び、この塗布液の濃度を調整するための濃度調整液例えばシンナなどの溶剤の供給源５３例えば溶剤タンクと夫々接続されている。また更に、塗布液と溶剤の流路の合流点に設けられた混合ブロック５４ａと、塗布液ノズル５との間に介在する供給路５１の途中には、塗布液と溶剤とを混合するための混合手段例えばラインミキサ５４が設けられている。また供給路５１のうち各分岐路の途中には、吐出ストロークを変えることにより流量調整自在な液移送手段例えばベローズポンプ５５，５６が夫々設けられている。前記ラインミキサ５４は、図示は省略するが例えば円筒管の長さ方向に、複数のじゃま板を配置して構成されている。これらじゃま板は、例えば円筒管内径と略同じ幅の板状体を長さ方向に９０度右ねじり又は左ねじりして形成されている。但し、本発明においては液の混合ができればよく、混合手段はラインミキサ５４に限定されることはない。またラインミキサ５４と混合ブロック５４ａを別個に設けた構成に限られず、一体的に構成することもある。
Further, a coating
塗布液ノズル５は、ノズルアーム６の一端側に着脱自在に支持されており、このノズルアーム６の他端側には図示しない昇降機構を備えた移動基体６１と接続されている（図２参照）。更に、移動基体６１は例えば筺体３の底面にて長手方向（Ｙ方向）に沿って配置されたガイド部材６２に沿って横方向にスライド移動可能なように構成されている。即ち、塗布液ノズル５は、ウエハＷの中央部と対向する位置と、スピンチャック３１上のウエハＷの外周縁よりも外側にあるノズル待機位置との間を移動可能なように構成されている。このノズル待機位置には、例えば吐出口５０から塗布液を排出（吐出）して供給路５１内の液を置換する際に、排出液を受けるための図示しない排出液受け部が設けられている。
The coating
また筺体３内におけるウエハ搬送口３０の上方側近傍には、当該ウエハ搬送口３０を介して搬送アームＡにより筺体３内に搬入出されるウエハＷの、塗布液が塗布される前の表面の画像データと、塗布液が塗布された後の表面の画像データとを取得するための、画像取得手段の一部をなす光照射手段例えば所定の波長の単色光を照射可能な照明７１及びこの照明７１によりウエハＷに照射された光の反射光を受光する受光部７２ａを例えばその下端部に有するラインセンサ７２が設けられている。より詳しくは、ラインセンサ７２は、ウエハＷの有効領域（デバイス形成領域）の幅と同じか又はこの幅以上の長さに形成されており、また照明７１もウエハＷの有効領域の幅と同じか又はこの幅以上の長さに形成され、これらはウエハ搬送口３０の長さ方向に沿って並んで配置されている。なお、本例においては、ラインセンサ７２はウエハＷの直径よりも長く形成されている。また照明７１からの光は特に制限されないが、塗布液中の成分が変質されない波長の単色光を選択するのが好ましい。またラインセンサ７２とウエハＷとの間、及び照明７１とウエハＷとの間の少なくとも一方に光学フィルタを設けるようにしてもよい。
Further, in the vicinity of the upper side of the
そしてラインセンサ７２の例えば下方に位置されたウエハＷの表面に対し照明７１から帯状の光が照射されると、その反射光をラインセンサ７２で受光することにより、ウエハＷの表面のうち光を反射した部位の画像を取得する。さらにウエハＷは搬送アームＡによりラインセンサ７２の長さ方向と交差する方向に間欠移動され、移動方向における次の部位の画像が取得される。この繰り返しによりウエハＷの表面全体の画像が取得される。これらの画像は制御部７３内に設けられた画像処理部７４に有線又は無線送信され、この画像処理部７４にて画像データとして記憶され、さらに詳しくは後述する所定の画像処理例えば２値化処理がなされることによりウエハＷの表面状態を数値化した表面情報を取得する。即ち、照明７１、ラインセンサ７２及び画像処理部７４は、ウエハＷの表面の画像データを取得するための画像取得手段を構成する。なお、前記制御部７３は、駆動機構３３、移動基体６１、ベローズポンプ５４，５５、基板支持ピン４７、搬送アームＡなどの動作を制御する機能も有している。
When, for example, a strip-shaped light is irradiated from the
前記画像処理部７４について図３を用いて詳しく説明する。なお、説明の便宜上、図３では画像処理部７４を機能別に模式化した記載としてあるが、実際には画像処理部７４はＣＰＵを備えたコンピュータシステムにより構成されている。図中８は、ラインセンサ７２で取得した画像を一時的に記憶させるメモリである。また、８０は、塗布前のウエハＷの表面の画像と、塗布後のウエハＷの表面の画像とを画像データとしてウエハ毎に記憶するための画像データ記憶部である。８１は、ウエハＷに対し施されたプロセス処理の種類やその処理条件などの情報、つまり処理履歴の情報をウエハ毎に記憶するための履歴情報記憶部である。８２は、塗布液と溶剤との混合比を変えた際に吐出口５０から吐出される塗布液が所定の濃度に落ち着いたか否か、つまり液の混合具合及び流路内の置換具合を検査する第１の検査モードと、プロセス処理時において処理されたウエハＷが製品としての用いることが出来るか否かを検査する第２の検査モードとの切り替えを例えばオペレータが行うためのモード切替部である。
The
また、図中８３は、第１の検査モードが選択された際に読み出される処理プログラムを格納する格納部であり、この格納部８３には、塗布前及び塗布後のウエハＷの画像データを取得する画像取得プログラム８３ａ、取得した画像データを画像処理例えば２値化してウエハＷの表面状態の情報を取得する表面情報取得プログラム８３ｂ、表面状態の情報に基づいて塗布液の濃度が落ち着いたか否かを判定する判定プログラム８３ｃが格納されている。８４は、第２の検査モードが選択された際に読み出される処理プログラムを格納する格納部であり、この格納部８４には、塗布前及び塗布後のウエハＷの画像データを取得する画像取得プログラム８４ａ、取得した画像データを画像処理例えば２値化してウエハＷの表面状態の情報を取得する表面情報取得プログラム８４ｂ、表面状態の情報に基づいてこのウエハＷを製品とすることができるか否かを判定する判定プログラム８４ｃ、判定結果を履歴情報記憶部８１に記憶する履歴情報作成プログラム８４ｄが格納されている。
更に、図中８５は、詳しくは後述するが、画像データを例えば２値化処理する際に読み出されるしきいの設定値を記憶する記憶部である。また８６は、検査した結果を例えばオペレータが目視により確認するための例えばディスプレイなどの表示部である。８７は、ＣＰＵである。８８は、照明７１の点灯動作や搬送アームＡの移載動作などを制御するためのユニットコントローラである。８９はバスである。
Furthermore,
ここで画像処理部７４にて行われる画像処理の一例として、画像データを２値化処理する手法について図４を用いて説明しておく。図４（ａ）は、塗布液が塗布されたウエハＷの表面を模式的に示したものであり、仮に領域Ｑにあたる部位の膜厚はその外側にある部位の膜厚よりも厚くなっているとする。つまり領域Ｑは塗布むらに相当する。ここで、前記したようにしてウエハＷの表面の一端から他端に亘ってラインセンサ７２をスキャンさせると、例えばラインセンサ７２の画素に対応する分割領域２００に分割されたウエハＷ表面の画像が取得される。取得した画像は画像処理部７４に送信され、画像を構成する要素の一つである輝度の情報に基づいて各分割領域２００の２値化処理が行われる。即ち、図４（ｂ）に示すように、予め決めておいた上限のしきい値と下限のしきい値との間にある輝度については例えば「０」を割り当て、この間にないものについては例えば「１」を割り当てることにより、ウエハＷの表面全体に亘る分割領域の各々に対して「０」又は「１」の２数値化情報が割り当てられる。なお厚みが大きいと輝度は小さくなり、反対に厚みが小さいと輝度は大きくなるので、領域Ｑ内の領域は輝度が下限のしきい値を下回って論理「１」が割り当てられることとなる。反対に厚みが小さい場合には上限のしきい値を超えて論理「１」が割り当てられることとなる。
Here, as an example of the image processing performed by the
即ち、前記上下の輝度のしきい値は、ウエハＷ表面に形成しようとする膜厚の許容範囲の上限及び下限に対応する。このしきい値をどのように設定するかは、例えば予め清浄なパターンの形成されていないウエハＷの表面に種々の厚みの塗布膜を実際に形成し、このウエハＷの輝度を予め測定することにより決めるのが好ましい。なお塗布膜の膜厚が変われば輝度も変わるので、膜厚の目標値により最適なしきい値の設定値も変わる。更に、例えば塗布液（つまり塗布膜）の種類に応じて面内均一性の許容範囲が変わる場合には上下限のしきい値の幅の大きさを変えることもある。従って、例えば膜厚の目標値又は塗布液の種類或いはこれらの組み合わせに対応するしきい値を例えば実験を行って決めておき、そのしきい値の情報を記憶部８５に記憶させて検査を行うときに読み出すようにするようにしてもよい。
That is, the upper and lower luminance threshold values correspond to the upper and lower limits of the allowable range of film thickness to be formed on the surface of the wafer W. How to set this threshold is, for example, by actually forming coating films of various thicknesses on the surface of the wafer W on which a clean pattern is not formed in advance, and measuring the brightness of the wafer W in advance. It is preferable to decide by Note that since the brightness changes as the thickness of the coating film changes, the optimum threshold setting value also changes depending on the target thickness value. Furthermore, when the allowable range of in-plane uniformity varies depending on the type of coating liquid (that is, coating film), the upper and lower threshold widths may be changed. Therefore, for example, a threshold value corresponding to the target value of the film thickness, the type of coating solution, or a combination thereof is determined by performing an experiment, for example, and information on the threshold value is stored in the
また塗布前のウエハＷの表面を撮像した情報についても同様の処理が行われ、各分割領域２００の各々に対して「０」又は「１」の２数値化情報が割り当てられる。但し、塗布前のウエハＷの場合、面内の輝度のばらつきは塗布むらによるものではなく、表面の汚れ、パターンが形成されているときにはパターンの形状などに起因するものである。従って、しきい値の設定値も塗布後のものと同じである必要はなく、例えば予め清浄なパターンの形成されていないウエハＷの表面の輝度を測定しておき、この輝度の上下に適宜決められた幅を持たせて上限のしきい値とし、下限のしきい値を設定するようにすることもある。
The same processing is performed on information obtained by imaging the surface of the wafer W before coating, and “0” or “1” binary information is assigned to each of the divided
続いて、上述の塗布成膜装置を用いて基板例えばウエハＷを処理するにあたり、例えばあるロットのウエハＷが処理され、続いて次のロットのウエハＷを処理するに先んじて、この次のロットのウエハＷの膜厚の目標値に応じた最適な濃度となるように塗布液と溶剤との混合比を変えた際に、吐出口５０からの塗布液が予定とする濃度に落ち着いたか否かを第１の検査モードを用いて検査する工程について図５を用いて説明する。先ず、多数枚例えば２５枚のベアシリコンからなるテスト用のウエハＷを収納したキャリアを用意すると共に、例えばオペレータの手によりモード切替部８２を第１の検査モードに設定して検査が開始される。なおテスト用のウエハＷはベアシリコンに限られず、透明でなければいずれの基板を用いてもよい。
Subsequently, when the substrate, for example, the wafer W is processed using the above-described coating film forming apparatus, for example, the wafer W of a certain lot is processed, and then the next lot of wafers W is processed before the next lot. Whether or not the coating liquid from the
続いて、搬送アームＡがキャリア内からウエハＷを１枚取り出し、ウエハ搬送口３０を介して筺体３内にウエハＷは搬入され（ステップＳ１）、そしてスピンチャック３１にウエハＷを受け渡しするときに、このウエハＷは照明７１及びラインセンサ７２の下方側を通過して塗布前のウエハＷの表面画像が取得される（ステップＳ２）。より詳しくは、先ず、ウエハＷ１の一端をラインセンサ７２の下方位置（画像取得開始位置）に位置させると、画像取得プログラム８３ａが読み出され、照明７１が点灯されてウエハＷの表面に帯状の光が照射され、このウエハＷの表面に当たって反射した反射光をラインセンサ７２で受光することによりこの光を反射した部位の画像を取得する。さらにウエハＷを移動させて移動方向における次の部位の画像を順次取得していく。このときラインセンサ７２による画像取得は充分に高速のため、実質的にウエハＷは連続移動されながら画像が取得される。この操作をウエハＷの他端に至るまで行うことにより、ウエハＷの表面全体の画像が取得されると、照明７１は消灯される。取得した画像は、図示しない変換器によりデジタル情報に変換されて画像処理部７４に送信され、塗布前の画像データとして画像データ記憶部８０に記憶される。さらに画像処理部７４内では、表面情報取得プログラム８３ｂが読み出されて画像データの２値化処理がなされ、処理結果は塗布前の表面情報として画像データ記憶部８０に記憶される（ステップＳ３）。
Subsequently, when the transfer arm A takes out one wafer W from the carrier, the wafer W is loaded into the
続いて、搬送アームＡと、図示しない基板支持ピン４７との協働作用によりウエハＷはスピンチャック３１に受け渡しされ、その裏面側を吸引吸着されて水平姿勢に保持される。その一方でウエハＷを受け渡した搬送アームＡはウエハ搬送口３０を介して後退する。その後、ウエハＷの表面の中央部と対向する位置に塗布液ノズル５が設定されると、吐出口５０から塗布液を吐出すると共に、駆動機構３３によりウエハＷを所定の回転速度で鉛直軸回りに回転させる。塗布液は回転するウエハＷの遠心力の作用により周縁部に向かって広がり、更に余分な塗布液が振り飛ばされることにより、ウエハＷの表面には薄膜状に塗布液が塗布され、塗布膜が形成される（ステップＳ４）。
Subsequently, the wafer W is transferred to the spin chuck 31 by the cooperative action of the transfer arm A and the substrate support pins 47 (not shown), and the back side thereof is sucked and sucked and held in a horizontal posture. On the other hand, the transfer arm A that has transferred the wafer W moves backward through the
しかる後、搬送アームＡがウエハ搬送口３０を介して筺体３内に進入し、スピンチャック３１からウエハＷを受け取って筺体３から搬出するときに、画像取得プログラム８３ａが読み出され、ウエハＷはラインセンサ７２及び照明７１の下方を通過して塗布後のウエハＷの表面画像が取得される（ステップＳ５）。塗布後のウエハＷの画像の情報は画像処理部７４に送信され、塗布後の画像データとして画像データ記憶部８０に記憶され、さらに画像データの２値化処理がなされ、処理結果は塗布後のウエハＷの表面情報として画像データ記憶部８０に記憶される（ステップＳ６）。なお、塗布前及び塗布後の各々において取得する画像データは１つに限られず、搬送アームＡによりラインセンサ７２の下方を往復させて複数のデータを取得するようにしてもよい。また画像を取得しているときには搬送アームＡの搬送速度を遅くし、それ以外では搬送速度を元の速度に戻すようにしてもよい。
Thereafter, when the transfer arm A enters the
続いて、判定プログラム８３ｃが読み出され、先ず前記ステップＳ６にて取得した塗布後の表面情報と、ステップ３にて取得した塗布前の表面情報との位置合わせ（ウエハ画像の軸合わせ及び位相合わせ）がなされた後、塗布後の表面情報から塗布前の表面情報を差し引いた比較情報である差分情報を取得すると共に、この差分情報に基づいて塗布むらの有無を判断する（ステップ７）。このことについて例えば図６を用いて詳しく説明する。先ず、塗布前の画像を取得したとき、例えば図６（ａ）に示すように、仮にウエハＷの表面に汚れた領域（領域Ｑ１）がある場合、汚れの程度にもよるが、２値化処理したときにこの領域に論理「１」が割り当てられることがある。また当該ウエハＷに塗布液を塗布したとき、例えば図６（ｂ）に示すように、仮に塗布むら（領域Ｑ２）が生じた場合、当該ウエハＷの画像を２値化すると領域Ｑ２及び領域Ｑ１の両方に「１」の数値が割り当てられることがある。この場合、領域Ｑ１を塗布むらであると判定すると誤認検出となってしまうが、塗布後の画像情報から塗布前の画像情報を差し引くことで、塗布むら以外の要因で論理「１」が割り当てられたものを除外し、例えば図６（ｃ）に示すように、残ったものを表面情報（差分情報）とする。
Subsequently, the
そして上記表面情報（差分情報）に論理「１」が割り当てられた分割領域２００がない場合には塗布むらなしと判定し、反対に論理「１」が割り当てられた領域が有る場合には塗布むら有りと判定される。但し、論理「１」が割り当てられた領域があったとしても、例えば該当する領域の数が予め決めておいた許容範囲以下であったり、例えば該当する領域のある場所がデバイス形成領域外にある場合には、塗布むらなしと判定することもある。
If there is no divided
但し、塗布前後の差分情報を得る手法は必ずしも上記した手法を用いなくともよい。つまり塗布むら以外の要因に起因して論理「１」が割り当てられたものを除外することができればどのような手法であってもよい。他の手法の一例としては、例えば塗布前のウエハＷの輝度の面内のばらつきに基づいて塗布後のウエハの輝度を補正した後、この補正された輝度に基づいて２値化処理を行って差分情報を得ることが挙げられる。 However, the method for obtaining the difference information before and after coating does not necessarily need to use the method described above. In other words, any method can be used as long as it can exclude those assigned with logic “1” due to factors other than uneven coating. As an example of another method, for example, after correcting the brightness of the wafer after coating based on the in-plane variation of the brightness of the wafer W before coating, binarization processing is performed based on the corrected brightness. Obtaining difference information can be mentioned.
ここで前記ステップＳ７にて塗布むらなしと判定されたときには、テスト用のウエハＷから製品用のウエハＷに切り替えてプロセス処理（ステップＳ４に相当）が開始される（ステップＳ８）。なおプロセス処理においては、詳しくは後述するが、モード切り替え部８２を切り替えて第２の検査モードにより塗布むらの検出が行われる。また反対にステップＳ７において塗布むらが有りと判定された場合には、次のテスト用のウエハＷを装置に搬入してステップＳ２からＳ７までの処理が行われる（ステップＳ９）。なお次のウエハＷを処理する前に、ノズル待機位置にて塗布液ノズル５から所定の量例えばウエハＷの１枚分の使用量の塗布液を排出（吐出）することにより、供給路５１内の液の置換を行うようにしてもよい。このような構成とすれば、テスト用のウエハＷの枚数を少なくすることができる点で得策である。
If it is determined in step S7 that there is no coating unevenness, the process wafer (corresponding to step S4) is started by switching from the test wafer W to the product wafer W (step S8). In the process process, as will be described later in detail, the
上述の実施の形態によれば、筺体３内におけるウエハ搬送口３０の近傍に画像取得手段を配置しておき、搬送アームＡによりウエハＷを搬入出しているときに取得したウエハＷの表面の画像データに基づいて塗布むらの有無を検出する構成としたことにより、例えば別途設けられた検査ユニットにて検査する場合に比べて短い時間でウエハＷの検査を行うことができ、その結果、検査結果を後続のウエハＷの処理に有効に反映させることができる。特に、搬送アームＡによりウエハＷを搬入出しているときに画像データを取得することでウエハＷの搬入出動作と画像取得動作とを兼用させることができるので、塗布むらの検査に要する時間の短縮化を図ることができるので、より確実に検査結果を後続のウエハＷの処理に反映させることができる点において本発明は極めて有効である。
According to the above-described embodiment, the image acquisition means is disposed in the vicinity of the
更に上述の実施の形態によれば、テスト用のウエハＷを用いて実際に塗布処理を行い、その表面の塗布むらの検査結果に基づいて塗布液ノズル５から吐出される塗布液が予定とする濃度に落ちついたか否か、つまり液の混合状態及び流路内の液の置換具合を判定する構成としたことにより、高い正確性をもってその見極めをすることができる。このため例えば濃度調整液との混合が充分でない塗布液や、濃度の異なる塗布液が混入した液を誤って製品用のウエハＷに塗布することを抑えることができるので、無駄になるウエハＷを極めて少なくすることができる。このことを言い換えると、ウエハＷにとって最適な状態の塗布液を塗布して成膜することができるので、膜厚の精度が高い塗布膜を面内均一に形成することができる。
Further, according to the above-described embodiment, the coating process is actually performed using the test wafer W, and the coating liquid discharged from the coating
高い正確性をもって液の状態の見極めができることの理由について、例えば濃度調整液の量を増やして塗布液の濃度を下げた場合を一例に挙げて図７を参照しながら説明する。但し、これにより本発明はなんら限定されることはない。先ず、混合比を切り替えた直後は供給路５１内には濃度の高い塗布液が介在しているため、１枚目のウエハＷに形成された塗布膜の膜厚は大きいが、２枚目からは膜厚は略目標値近くなり、３枚目のウエハＷからは許容範囲内に収まっている。これに対し、膜厚の面内均一性は少し遅れて４枚目のウエハから許容範囲内に収まってくる。このように膜厚と、膜厚の面内均一性との間には許容範囲内に収まるのに時間差が生じる。本発明者らは、混合や置換が不充分で膜厚の面内均一性が許容範囲外にあるときにはウエハＷの表面に塗布むらがでることに着目し、塗布後のウエハＷの画像データを取得して塗布むらを検出することで高い正確性をもって液の混合状態の見極めをすることを実現したのである。なお、本発明者らは供給路５１の途中に粘度計を設けておき、予め把握しておいた粘度と濃度の関係に基づいて塗布液の濃度をチェックするようにすると、膜厚の指標にはなり得るが、面内均一性までも見極めることはかなり難しいことを実験を行って確認している。
The reason why the state of the liquid can be determined with high accuracy will be described with reference to FIG. 7, taking as an example a case where the concentration of the concentration adjusting liquid is increased to lower the concentration of the coating liquid. However, this does not limit the present invention. First, immediately after switching the mixing ratio, a coating solution having a high concentration is present in the
更に上述の実施の形態によれば、塗布前後のウエハＷの表面の画像データを夫々取得し、これらの比較情報に基づいて塗布むらの有無を判定する構成としたことにより、例えば汚れがあるウエハＷや、パターン付きのウエハＷを用いても、下地の状態に起因して判定精度が低下することを抑えることができる。即ち、筺体３内にウエハＷが搬入され、そして搬出されるまでの間に筺体３内で行われた事実、即ち塗布行為のみを検査対象とすることができるので、結果として、より高い精度で塗布むらの検出をすることができる。従って、本例によれば、ウエハＷの下地の他に、例えば照明７１の光の当たり具合が面内でばらついたとしても、これらのことにより判定精度は影響を受けないので、検査装置について気を使わなくてすむ点において本発明は極めて有効である。即ち、それら要因によるノイズがキャンセルされるので高精度な検出をすることができる。
Further, according to the above-described embodiment, the image data of the surface of the wafer W before and after coating is acquired, and the presence / absence of coating unevenness is determined based on the comparison information. Even if W or a wafer W with a pattern is used, it is possible to prevent the determination accuracy from being lowered due to the state of the substrate. That is, since only the fact that the wafer W is carried into the
但し、上述の実施の形態においては、必ずしもテスト用のウエハＷを用いて第１の検査モードを行う構成に限られず、例えば製品用のウエハＷを用いるようにしてもよい。この場合、例えばパターン付きの製品ウエハＷであったとしても、塗布前後の差分をとることで下地の影響を除外することができるので、上述の場合と同様の効果を得ることができる。 However, in the above-described embodiment, the configuration is not necessarily limited to the configuration in which the first inspection mode is performed using the test wafer W. For example, the product wafer W may be used. In this case, even if it is a product wafer W with a pattern, for example, it is possible to eliminate the influence of the base by taking the difference between before and after the application, so that the same effect as in the above case can be obtained.
更に、上述の実施の形態においては、ロット毎に混合比の設定値を変えることを繰り返していけば、例えば図７に模式的に示したように、供給路５１内の液が置換されるのに排出しておけばよい液量が分かってくるので、テスト用のウエハＷを処理するに先だって、これに見合う量の塗布液を塗布液ノズル５から排出（吐出）する構成としてもよい。この場合、テスト枚数を少なくすることができるので得策である。
Furthermore, in the above-described embodiment, if the setting value of the mixing ratio is changed for each lot, the liquid in the
更に上述の実施の形態においては、必ずしも塗布前の画像データをウエハＷ毎に取得する構成に限られず、例えば表面が清浄でパターンのないテスト用のウエハＷを用いて塗布後の画像のみを取得し、取得した画像の処理結果に基づいて塗布むらを判定するようにしてもよい。この場合であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。更にこの例の場合、１枚目のテスト用のウエハＷのみ塗布前の画像データを取得するようにし、２枚目以降のウエハＷについては当該１枚目のウエハＷの画像データを用いるようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration is not necessarily limited to the configuration in which image data before coating is acquired for each wafer W, and for example, only the image after coating is acquired using a test wafer W with a clean surface and no pattern. Then, the coating unevenness may be determined based on the processing result of the acquired image. Even in this case, the same effects as those described above can be obtained. Further, in this example, image data before coating is acquired only for the first test wafer W, and image data of the first wafer W is used for the second and subsequent wafers W. May be.
続いて、プロセス処理時において処理後のウエハＷを製品とすることが出来るか否かを判定する第２の検査モードを用いて検査する工程について、図８を参照しながら説明する。但し、ウエハＷをテスト用のものから製品用のものに代えた点を除いては上述の第１の検査モードと具体的な処理を同じくするところについては、対応するステップの符号を参照として付すことにより詳しい説明は省略する。先ず、例えば上述の第１の検査モードにて塗布むらがないと判断されると、続いて、多数枚例えば２５枚の製品用のウエハＷを収納したキャリアを用意してプロセス処理を開始すると共に、例えばオペレータの手によりモード切替部８２を第２の検査モードに設定してプロセス処理されるウエハＷの検査が開始される。
Next, a process of inspecting using the second inspection mode for determining whether or not the processed wafer W can be used as a product during the process will be described with reference to FIG. However, with the exception of the fact that the wafer W is changed from a test one to a product one, the same steps as those in the first inspection mode described above are used, and the reference numerals of the corresponding steps are given as references. Detailed description will be omitted. First, for example, when it is determined that there is no coating unevenness in the first inspection mode, for example, a carrier containing a large number of wafers W for products, for example, 25 sheets, is prepared and process processing is started. For example, the inspection of the wafer W to be processed is started by setting the
先ず、搬送アームＡが図示しないキャリア内から製品用のウエハＷを１枚取り出し、ウエハ搬送口３０を介して筺体３内に搬入すると共に（ステップＳ１１（ステップＳ１参照））、ウエハＷは照明７１及びラインセンサ７２の下方側を通過して塗布前の表面画像が取得される（ステップＳ１２（ステップＳ２参照））。取得した塗布前の画像データは画像データ記憶部８０に記憶され、さらに画像処理部７４にて２値化処理がなされ、処理結果は塗布前の表面情報として画像データ記憶部８０に記憶される（ステップＳ１３（ステップＳ３参照））。続いて、ウエハＷはスピンチャック３１に受け渡しされ、塗布液ノズル５により塗布液が塗布される（ステップＳ４（ステップＳ４参照））。
First, the transfer arm A takes out one product wafer W from a carrier (not shown) and loads it into the
しかる後、搬送アームＡが筺体３内に進入し、スピンチャック３１からウエハＷを受け取り、このウエハＷは照明７１及びラインセンサ７２の下方側を通過して塗布後の表面画像が取得される（ステップＳ１５（ステップＳ５参照））。取得した画像データは画像データ記憶部８０に記憶され、さらに画像処理部７４にて２値化処理がなされ、処理結果は塗布後の表面情報として画像データ記憶部８０に記憶される（ステップＳ１６（ステップＳ６参照））。続いて、判定プログラム８３ｃが読み出され、塗布前後の表面情報の差分情報を取得すると共に、この差分情報に基づいて塗布むらの有無を判断する（ステップ１７（ステップＳ７））。なお、周囲の雰囲気に浮遊するパーティクルや塗布液から持ち込まれるパーティクルが万が一ウエハＷの表面に付着した場合にも実質的に塗布むらとなるので、本発明により検出される塗布むらにはパーティクル等の異物によるものも含まれる。
Thereafter, the transfer arm A enters the
ここで塗布むらなしと判定されたときには、履歴情報作成プログラム８４ｄが読み出され、「塗布むら無し」の情報が当該ウエハＷの履歴情報として履歴情報記憶部８１に記憶された後（ステップＳ１８）、未処理のウエハＷが残っていなければプロセス処理を終了し（ステップＳ１９）、未処理のウエハＷが残っていれば次のウエハＷが筺体３内に搬入されてステップＳ１２からステップＳ１７の処理が行われる（ステップＳ２０）。反対に塗布むら有りと判定されたときには履歴情報作成プログラム８４ｄが読み出され、「塗布むら有り」の情報が当該ウエハＷの履歴情報として履歴情報記憶部８１に記憶された後（ステップＳ１８）、未処理のウエハＷが残っていなければプロセス処理を終了し（ステップＳ１９）、未処理のウエハＷが残っていれば次のウエハＷが装置に搬入されてステップＳ１２からステップＳ１７の処理が行われる（ステップＳ２０）。そして同一ロットの全てのウエハＷの処理が終了したら上記履歴情報に基づいて塗布むらのあったウエハＷが抜き出され、塗布むらのないウエハＷは次工程に送られる。一方、塗布むらのあったウエハＷは精密検査を行うなどして処分するか否かの判断を行う（ステップＳ１８）。なお、塗布むら有りと判定された場合、アラームを鳴らしてオペレータに警告するようにすることもあり、更に塗布むらの程度が大きい場合、つまり論理「１」の割り当てられた領域の数が多すぎる場合には装置を停止するインターロックを制御部７３により作動させることもある。また塗布むらの有無の情報をウエハＷに割り当てることを「マーキング」と呼ぶものとすると、必ずしも本例のように履歴情報に塗布むらの有無をソフト的に付する構成でなくともよく、例えばウエハＷのいずれかの場所に印を付するようにしてもよい。
When it is determined that there is no coating unevenness, the history
このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができ、更に本例によれば、塗布むらの検出結果に基づいて、スピンチャック３１によるウエハ回転速度が予定とする設定値を維持しているか否かについても判定することができる。更に本例によれば、検査結果をウエハＷの履歴情報に記憶させる構成としたことにより、製品とできないウエハＷを簡単に区別することができる。多数枚のウエハＷを繰り返し処理する場合、例えば塗布むらのあったウエハＷを戻すキャリアと正常なウエハＷを戻すキャリアとを別個に設けて搬送アームＡにより分別するのは制御上かなり難しく、また塗布むらが発生したからといって作業員が装置を止めて当該ウエハＷを分別するのは作業者にとって負担が大きい。従って、本例のように同一ロットのウエハＷを一気に処理した後、塗布むらのあったものを履歴情報に基づいて抜き出す構成としたことで装置の制御系の構成を簡単することができ、また作業者の負担を軽減することができるので得策である。 Even with such a configuration, it is possible to obtain the same effect as in the above case. Further, according to this example, based on the detection result of the coating unevenness, the wafer rotation speed by the spin chuck 31 is set to a predetermined value. It is also possible to determine whether or not Further, according to the present example, since the inspection result is stored in the history information of the wafer W, it is possible to easily distinguish the wafer W which cannot be a product. When a large number of wafers W are repeatedly processed, for example, it is quite difficult to control and separate the carrier W for returning the uneven wafer W and the carrier for returning the normal wafer W by the transfer arm A in terms of control. Even if the coating unevenness occurs, it is burdensome for the worker to stop the apparatus and separate the wafer W. Therefore, the configuration of the control system of the apparatus can be simplified by adopting a configuration in which after the wafers W of the same lot are processed at once as shown in this example, those with uneven coating are extracted based on the history information. This is a good idea because it can reduce the burden on the operator.
上述の実施の形態においては、全てのウエハＷの塗布前の画像データを必ずしも取得しなくともよく、例えばロットの先頭のウエハＷのみ塗布前の画像データを取得し、同一ロットの他のウエハＷについてはこの先頭のウエハＷの画像データを用いて塗布不良を判定するようにしてもよい。製品ウエハについては清浄に保たれ汚れがついていることは少ないので、輝度に影響するのは下地の材質やパターンによるものが多い。従って、同一の下地に同一のパターンが形成されたものについては塗布前の画像データの取得を省略することでスループットの向上を図ることができる。 In the above-described embodiment, it is not always necessary to acquire image data before application of all wafers W. For example, image data before application of only the first wafer W of a lot is acquired, and other wafers W in the same lot are acquired. As for, application failure may be determined using the image data of the leading wafer W. Since product wafers are kept clean and rarely contaminated, the luminance is often influenced by the material and pattern of the substrate. Therefore, for the case where the same pattern is formed on the same base, throughput can be improved by omitting acquisition of image data before coating.
更に本発明においては、搬送アームＡに移載された状態で画像を取得する構成に限られず、例えばスピンチャック３１又は基板支持ピン４７にウエハＷを支持し、スライド移動可能な構成としたラインセンサ７２及び照明７１をウエハＷの一端から他端に亘ってスキャンさせて画像を取得するようにしてもよい。このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。但し、上述の例のように、搬送アームＡでウエハＷを搬入出しつつ画像を取得することにより、ウエハＷの搬入出動作と画像取得動作とを兼用することができるので、結果としてスループットの向上を図ることができ得策である。
Furthermore, in the present invention, the line sensor is not limited to the configuration in which an image is acquired while being transferred to the transfer arm A. For example, the line sensor is configured such that the wafer W is supported by the spin chuck 31 or the substrate support pins 47 and is slidable. 72 and the
更に本発明においては、画像取得手段はラインセンサ７２を備えた構成に限られず、例えばウエハＷの直径方向に伸びるラインセンサカメラを当該ウエハＷの上方に配置し、このラインセンサカメラをウエハＷに対し相対的に１８０°回転させて画像を取得するようにしてもよい。更に長さの短いラインセンサカメラを用い、カメラの下にレンズを配置してウエハＷの直径に跨る撮像領域を確保するようにしてもよい。また、その他にＣＣＤカメラを用いてウエハＷの表面を撮像することにより画像を取得するようにしてもよい。このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。更に、ＣＣＤカメラを用いる場合、搬送アームＡに支持した状態で画像を取得する構成に限られず、例えばスピンチャック３１に載置した状態で塗布前及び塗布後の画像データを取得するようにしてもよい。この場合の装置構成としては、例えば図９に示すように、スピンチャック３１上のウエハＷの一端側周縁部の上方にＣＣＤカメラ８を配置すると共に、ウエハＷの中心を挟んだ他端の上方に平面状の照明８１を配置しておき、この照明８１によりウエハＷの表面全体に光を照射する一方で、ＣＣＤカメラ８でウエハＷの表面全体を撮像して画像データを取得する。このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。
Further, in the present invention, the image acquisition means is not limited to the configuration provided with the
更に本発明においては、塗布後及び塗布前の画像データの差分情報に基づいて塗布むらの有無を判定する構成に限られず、塗布後の画像データのみに基づいて判定するようにしてもよい。このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。但し、下地の影響を受ける分において精度が変わることが懸念される場合には、例えば第１の検査モードにおいては清浄でパターンのないウエハＷを用い、また第２の検査モードにおいては予め試験を行って下地のパターン形状（パターンの密度など）によって輝度がどの程度変わるかを把握しておき、検査するウエハＷに形成されたパターン形状に応じて輝度の補正を行うようにすることにより、下地の影響を軽減することができる。 Furthermore, in the present invention, the present invention is not limited to the configuration in which the presence / absence of application unevenness is determined based on the difference information between the image data after application and before application, and may be determined based only on image data after application. Even if it is such a structure, the effect similar to the above-mentioned case can be acquired. However, if there is a concern that the accuracy may change due to the influence of the substrate, for example, a clean and unpatterned wafer W is used in the first inspection mode, and a test is performed in advance in the second inspection mode. By determining how much the brightness changes depending on the pattern shape (pattern density, etc.) of the base, and correcting the brightness according to the pattern shape formed on the wafer W to be inspected, the base Can reduce the effects of
更に本発明においては、２値化後に差分をとっているが、先に差分をとって後から２値化してもよい。また画像処理は２値化処理に限られず、例えばしきい値からの乖離の絶対値や２乗値をそのまま用いて乖離度合を考慮するなどの処理を行うようにしてもよい。更に本発明においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データを取得してカラーの画像データとするようにしてもよい。更に、この場合にはＲ，Ｇ，Ｂのデータの少なくとも一つに基づいて判定をするようにしてもよい。 Further, in the present invention, the difference is taken after binarization, but the difference may be taken first and binarized later. Further, the image processing is not limited to the binarization processing, and for example, processing such as considering the degree of deviation using the absolute value of the deviation from the threshold value or the square value as it is may be performed. Further, in the present invention, color image data may be obtained by acquiring R, G, and B image data. In this case, the determination may be made based on at least one of R, G, and B data.
また本発明は、被処理基板に半導体ウエハＷ以外の基板、例えばＬＣＤ基板、フォトマスク用レチクル基板の加熱処理にも適用できる。更に、塗布液はレジストに限られず、塗布膜形成成分を溶剤に溶かしてなるものであれば適用することができ、他の塗布液の具体例としては絶縁膜形成用の塗布液などが挙げられる。 The present invention can also be applied to a heat treatment of a substrate other than the semiconductor wafer W, such as an LCD substrate or a photomask reticle substrate, as the substrate to be processed. Furthermore, the coating solution is not limited to a resist, and any coating solution can be used as long as the coating film forming component is dissolved in a solvent. Specific examples of other coating solutions include a coating solution for forming an insulating film. .
最後に本発明の塗布成膜装置を塗布ユニットとして組み込んだ塗布・現像装置の一例について図１０及び図１１を参照しながら簡単に説明する。図中Ｂ１は基板であるウエハＷが例えば２５枚密閉収納された キャリアＣ１を搬入出するためのキャリア載置部であり、キャリアＣを複数個載置可能な載置部９０ａを備えた キャリアステーション９０と、この キャリアステーション９０から見て前方の壁面に設けられる開閉部９１と、開閉部９１を介してキャリアＣ１からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。
Finally, an example of a coating / developing apparatus incorporating the coating film forming apparatus of the present invention as a coating unit will be briefly described with reference to FIGS. In the figure, B1 is a carrier placement section for carrying in and out of carrier C1 in which, for example, 25 wafers W serving as substrates are hermetically stored, and a carrier station provided with a
キャリア載置部Ｂ１の奥側には筐体９２にて周囲を囲まれる処理部Ｂ２が接続されており、この処理部Ｂ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３と、後述する塗布・現像ユニットを含む各処理ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う基板移載手段である主搬送手段Ａ２，Ａ３（搬送アームＡに相当）とが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び主搬送手段Ａ２、Ａ３は キャリア載置部Ｂ１側から見て前後一列に配列されると共に、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されており、ウエハＷは処理部Ｂ１内を一端側の棚ユニットＵ１から他端側の棚ユニットＵ３まで自由に移動できるようになっている。また主搬送手段Ａ２、Ａ３は、 キャリア載置部Ｂ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁９３により囲まれる空間内に置かれている。また図中９４、９５は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
A processing unit B2 surrounded by a
液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図１１に示すように塗布液例えばレジスト液や現像液といった薬液供給用のスペースをなす収納部９６の上に、既述の塗布成膜装置をユニット化した塗布ユニットＣＯＴ、現像ユニットＤＥＶ及び反射防止膜形成ユニットＢＡＲＣ等を複数段例えば５段に積層した構成とされている。また既述の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば９段に積層した構成とされており、その組み合わせは、露光後加熱ユニット（ＰＥＢ）、ウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。
For example, as shown in FIG. 11, the liquid processing units U4 and U5 are coatings in which the above-described coating film forming apparatus is unitized on a
処理部Ｂ２における棚ユニットＵ３の奥側には、例えば第１の搬送室９７及び第２の搬送室９８からなるインターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４が接続されている。インターフェイス部Ｂ３の内部には処理部Ｂ２と露光部Ｂ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための２つの受け渡し手段Ａ４、Ａ５の他に、棚ユニットＵ６及びバッファキャリアＣ０が設けられている。
An exposure unit B4 is connected to an inner side of the shelf unit U3 in the processing unit B2 through an interface unit B3 including, for example, a
この装置におけるウエハの流れについて一例を示すと、先ず外部からウエハＷの収納されたキャリアＣ１が載置台９０ａに載置されると、開閉部９１と共に キャリアＣ１の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。そしてウエハＷは棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニット（図示せず）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡され、棚ユニットＵ１〜Ｕ３内の一の棚にて、塗布処理の前処理として例えば反射防止膜形成処理、冷却処理が行われ、しかる後、塗布ユニットにて塗布液が塗布され、更に塗布不良の検査が行われて履歴情報に記憶される。そして塗布膜が形成されたウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚をなす加熱ユニットで加熱（ベーク処理）され、更に冷却された後棚ユニットＵ３の受け渡しユニットを経由してインターフェイス部Ｂ３へと搬入される。このインターフェイス部Ｂ３においてウエハＷは例えば受け渡し手段Ａ４→棚ユニットＵ６→受け渡し手段Ａ５という経路で露光部Ｂ４へ搬送され、露光が行われる。露光後、ウエハＷは逆の経路で主搬送手段Ａ２まで搬送され、現像ユニットＤＥＶにて現像されることでレジストマスクが形成される。しかる後ウエハＷは載置台９０ａ上の元のキャリアＣ１へと戻され、塗布不良が有りと判定されたウエハＷの抜き出しがなされる。
An example of the wafer flow in this apparatus is as follows. First, when the carrier C1 storing the wafer W is placed on the mounting table 90a from the outside, the lid of the carrier C1 is removed together with the opening / closing
Ｗ ウエハ
Ａ 搬送アーム
３０ ウエハ搬送口
３１ スピンチャック
５ 塗布液ノズル
５２ 原液の供給源
５３ 溶剤の供給源
７１ 照明
７２ ラインセンサ
７４ 画像処理部
W Wafer
Claims (16)
基板を水平に保持する基板保持部を内部に有する筺体と、
この筺体に形成された搬送口を介して基板保持部に基板の受け渡しをするための基板移載手段と、
前記基板保持部に保持された基板の表面に塗布液を塗布する塗布液ノズルと、
前記搬送口の近傍に設けられ、塗布液が塗布された後の基板を前記基板移載手段が基板保持部から受け取って筺体から搬出しているときに、当該基板の表面の画像データを取得する画像取得手段と、
この画像データに基づいて基板の表面の塗布むらの有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする塗布成膜装置。 In a coating film forming apparatus for forming a coating film by applying a coating solution obtained by dissolving a coating film forming component in a solvent to the surface of a substrate,
A housing having a substrate holding part for holding the substrate horizontally;
A substrate transfer means for transferring the substrate to the substrate holding portion via the transfer port formed in the housing;
A coating liquid nozzle for coating the coating liquid on the surface of the substrate held by the substrate holding unit;
Image data on the surface of the substrate is obtained when the substrate transfer means is provided near the transfer port and the substrate transfer means receives the substrate from the substrate holding unit and carries it out of the housing. Image acquisition means;
A coating film forming apparatus comprising: a determination unit that determines presence or absence of uneven coating on the surface of the substrate based on the image data.
基板を水平に保持する基板保持部と、
この基板の表面に塗布液を塗布する塗布液ノズルと、
塗布液が塗布される前の基板の表面の画像データと、塗布液が塗布された後の基板の表面の画像データとを取得する画像取得手段と、
塗布後の基板の画像データと、塗布前の基板の画像データとの比較情報に基づいて当該基板の表面の塗布むらの有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする塗布成膜装置。 In a coating film forming apparatus for forming a coating film by applying a coating solution obtained by dissolving a coating film forming component in a solvent to the surface of a substrate,
A substrate holder for holding the substrate horizontally;
A coating liquid nozzle for coating a coating liquid on the surface of the substrate;
Image acquisition means for acquiring image data of the surface of the substrate before the coating liquid is applied and image data of the surface of the substrate after the coating liquid is applied;
A coating film comprising: determination means for determining presence / absence of coating unevenness on the surface of the substrate based on comparison information between image data of the substrate after coating and image data of the substrate before coating apparatus.
前記判定手段は、塗布むらの有無の結果に基づいて塗布液ノズルから基板の塗布される混合液が予定とする混合状態になっているか否かをさらに判定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の塗布成膜装置。 A liquid mixing means connected to the coating liquid nozzle via a flow path, for mixing the coating liquid and a concentration adjusting liquid for adjusting the concentration of the coating liquid;
The determination unit further determines whether or not the mixed liquid applied to the substrate from the coating liquid nozzle is in a predetermined mixed state based on the result of the presence or absence of coating unevenness. 5. The coating film forming apparatus according to any one of 5 above.
基板保持部を囲む筺体内に基板移載手段に移載された基板を搬入し、この基板保持部に基板を水平に保持する工程と、
この基板保持部に保持された基板の表面に塗布液を塗布する工程と、
塗布液が塗布された後の基板を基板移載手段が基板保持部から取り出して筺体から搬出しているときに、当該基板の表面の画像データを取得する工程と、
この画像データに基づいて基板の表面の塗布むらの有無を判定する工程と、を含むことを特徴とする塗布成膜方法。 In a coating film forming method for forming a coating film by applying a coating solution obtained by dissolving a coating film forming component in a solvent to the surface of a substrate,
Carrying the substrate transferred to the substrate transfer means into a housing surrounding the substrate holder, and holding the substrate horizontally on the substrate holder;
Applying a coating solution to the surface of the substrate held by the substrate holding unit;
A step of acquiring image data of the surface of the substrate when the substrate transfer means takes out the substrate after the coating liquid is applied from the substrate holding unit and carries it out of the housing;
And a step of determining the presence or absence of uneven coating on the surface of the substrate based on the image data.
塗布液が塗布される前の基板の表面の画像データを取得する工程と、
基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
この基板保持部に水平に保持した基板の表面に塗布液を塗布する工程と、
塗布液が塗布された後の基板の表面の画像データを取得する工程と、
塗布後の基板の画像データと、塗布前の基板の画像データとの比較情報に基づいて当該基板の表面の塗布むらの有無を判定する工程と、を含むことを特徴とする塗布成膜方法。 In a coating film forming method for forming a coating film by applying a coating solution obtained by dissolving a coating film forming component in a solvent to the surface of a substrate,
Acquiring image data of the surface of the substrate before the coating solution is applied;
Holding the substrate horizontally on the substrate holder;
Applying a coating solution to the surface of the substrate held horizontally in the substrate holding unit;
Acquiring image data of the surface of the substrate after the coating liquid has been applied;
And a step of determining whether or not there is uneven coating on the surface of the substrate based on comparison information between the image data of the substrate after coating and the image data of the substrate before coating.
The coating film forming method according to claim 9, further comprising a step of marking a substrate that is determined to have uneven coating on the surface of the substrate.
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