JP2015153903A - 液処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウエハの処理に際して異常が発生する蓋然性をより精度よく判定する。【解決手段】本開示の一つの観点に係る液処理方法は、下方に位置するウエハWの表面Waに対して液ノズルNの吐出口Naから処理液を吐出する吐出処理を、複数のウエハWについて液処理ユニットU1によって一つずつ順次実行する液処理方法である。液処理方法は、(A)一つのウエハWに対して吐出処理を実行するごとに、液ノズルNの吐出口Na部分を撮像し、得られた撮像画像に基づいて吐出口Na部分に存在する異物の大きさデータを取得することと、(B)大きさデータが経時的に並んだ履歴に基づいて、ウエハWの処理に際して異常が生じたか否かを判定することとを含む。上記B項において、第1の閾値以上の大きさデータが連続した連続回数が所定値を超えた場合、基板の処理に際して異常が生じたと判定する。【選択図】図4

Description

本開示は、液処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
現在、基板の微細加工を行うにあたり、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸パターン(例えば、レジストパターン)を基板(例えば、半導体ウエハ)上に形成することが広く一般に行われている。基板の微細加工を行うために、基板の表面に向けて各種の処理液が液ノズルの吐出口から吐出される。
処理液を液ノズルの吐出口から吐出する際に、吐出口部分に液滴や液だれが存在すると、処理液の吐出中に液滴や液だれが基板の表面に落下し、欠陥が生じうる。そこで、特許文献1に記載の基板処理装置は、液ノズルの吐出口部分を撮像する撮像手段と、撮像手段の撮像結果に基づいて吐出口部分からの処理液の液だれ又は滴下の発生を判断する判断手段と、判断手段が液だれ又は滴下の発生を判断したときに、液ノズルの搬送機構に所定の対処動作を実行させる制御手段とを備える。このように、特許文献1に記載の基板処理装置では、液だれ又は滴下の発生があった場合に、液ノズルの搬送機構を制御手段が適切に制御するので、処理された基板に異常が発生することを抑制しうる。
特許第5045218号
特許文献1に記載の基板処理装置は、判断手段において、所定の閾値と液だれの程度とを比較して液だれ又は滴下の発生を判断している。そのため、閾値の設定によっては、液だれの程度が小さい場合にも液だれ又は滴下が発生したと判定され、所定の対処動作が行われてしまうこともありうるし、液だれの程度が大きいにもかかわらず液だれ又は滴下が発生していないと判定され、所定の対処動作が行われないこともありうる。
そこで、本開示は、基板の処理に際して異常が発生する蓋然性をより精度よく判定することが可能な液処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を説明する。
本開示の一つの観点に係る液処理方法は、下方に位置する基板の表面に対して液ノズルの吐出口から処理液を吐出する吐出処理を、複数の基板について基板処理装置によって一つずつ順次実行する液処理方法であって、(A)一つの基板に対して吐出処理を実行するごとに、液ノズルの吐出口部分を撮像し、得られた撮像画像に基づいて吐出口部分に存在する異物の大きさデータを取得することと、(B)大きさデータが経時的に並んだ履歴に基づいて、基板の処理に際して異常が生じたか否かを判定することとを含み、上記B項において、第1の閾値以上の大きさデータが連続した連続回数が所定値を超えた場合、基板の処理に際して異常が生じたと判定する。
本開示の一つの観点に係る液処理方法では、大きさデータが経時的に並んだ履歴に基づいて、第1の閾値以上の大きさデータが連続した連続回数が所定値を超えた場合、基板の処理に際して異常が生じたと判定する。そのため、大きさデータが第1の閾値以上となると直ちに異常が生じたと判定されるわけではない。一方、基板の処理に際して異常が生じたと判定されるためには、大きさデータが第1の閾値以上であり、且つ、そのような大きさデータの連続回数が所定値を超えた、という2つの要素を満たす必要がある。この場合、ある程度の大きさを有する異物が液ノズルの吐出口部分に存在し続けたと推定される。そのため、液ノズルの吐出口部分に存在する異物が、基板の表面に落下する蓋然性が高いことを判定できる。よって、基板の処理に際して異常が生じたことをより精度よく判定することも可能となる。
上記B項において、連続回数が所定値に達したときに連続回数をリセットしてもよい。この場合、続く基板の液処理において、第1の閾値以上である大きさデータの連続回数が0回から改めて計数される。そのため、例えば、異常が発生したとの判定に応じて液ノズルの吐出口部分を清掃した後において、基板の処理に際して異常が生じたか否かの判定を改めて実行することが可能となる。
上記B項において、連続回数が所定値に達する前に大きさデータが第1の閾値を下回ったときに、連続回数をリセットしてもよい。この場合、液ノズルの吐出口部分に欠陥が存在する蓋然性が低くなる。従って、液ノズルの吐出口部分に欠陥が存在しないものとみなして、続く基板の液処理において、基板の処理に際して異常が生じたか否かの判定を改めて実行することが可能となる。
本開示の一つの観点に係る液処理方法は、(C)大きさデータが第1の閾値よりも大きな第2の閾値以上であるときに、基板の処理に際して異常が生じたと判定することをさらに含んでもよい。第2の閾値は、液ノズルの吐出口部分に欠陥が存在する蓋然性が高いことを示す第1の閾値よりも大きな値である。そのため、大きさデータが第2の閾値以上である場合には、基板の表面に落下する可能性が高い極めて大きな異物が、液ノズルの吐出口部分に存在していることを判定できる。
上記B項において、所定時点よりも一つ前の大きさデータに対する所定時点の大きさデータの減少量又は減少割合が所定の大きさ以上であるときに、基板の処理に際して異常が生じたと判定してもよい。この場合、時間的に一つ前の基板の処理時において液ノズルの吐出口部分に存在していた異物の大きさに比べて、続く基板の処理時において液ノズルの吐出口部分に存在していた異物の大きさが、急激に小さくなったと推定される。そのため、液ノズルの吐出口部分に存在していた異物が、基板の表面に落下した蓋然性が高いことを判定できる。
本開示の一つの観点に係る液処理方法は、(D)上記A項において液ノズルの吐出口部分を撮像したときに得られた撮像画像を、当該撮像画像に基づいて取得した大きさデータと対応づけて記憶することと、(E)大きさデータが経時的に並んだ履歴を表示部に表示することと、(F)表示部に表示された複数の大きさデータのうちからいずれか一つを選択する信号を受信したときに、選択された大きさデータに対応する撮像画像を表示部に表示することとをさらに含んでもよい。この場合、例えば基板処理装置のオペレータに、大きさデータが経時的に並んだ履歴を呈示することができると共に、所望の大きさデータに対応する撮像画像を呈示することができる。そのため、基板に欠陥が発生した場合に、欠陥が発生した原因の特定に資することとなる。
本開示の他の観点に係る液処理方法は、下方に位置する基板の表面に対して液ノズルの吐出口から処理液を吐出する吐出処理を、複数の基板について基板処理装置によって一つずつ順次実行する液処理方法であって、(A)一つの基板に対して吐出処理を実行するごとに、液ノズルの吐出口部分を撮像し、得られた撮像画像に基づいて吐出口部分に存在する異物の高さ位置を示す位置データを取得することと、(B)位置データが経時的に並んだ履歴に基づいて、基板の処理に際して異常が生じたか否かを判定することとを含み、上記B項において、第1の閾値以下の位置データが連続した連続回数が所定値を超えた場合、基板の処理に際して異常が生じたと判定する。
本開示の他の観点に係る液処理方法では、位置データが経時的に並んだ履歴に基づいて、第1の閾値以下の位置データが連続した連続回数が所定値を超えた場合、基板の処理に際して異常が生じたと判定する。そのため、位置データが第1の閾値以下となると直ちに異常が生じたと判定されるわけではない。一方、基板の処理に際して異常が生じたと判定されるためには、位置データが第1の閾値以下であり、且つ、そのような位置データの連続回数が所定値を超えた、という2つの要素を満たす必要がある。この場合、異物が液ノズルの吐出口近傍に存在し続けたと推定される。そのため、液ノズルの吐出口部分に存在する異物が、基板の表面に落下する蓋然性が高いことを判定できる。よって、基板の処理に際して異常が生じたことをより精度よく判定することも可能となる。
上記B項において、連続回数が所定値に達したときに連続回数をリセットしてもよい。この場合、続く基板の液処理において、第1の閾値以下である位置データの連続回数が0回から改めて計数される。そのため、例えば、異常が発生したとの判定に応じて液ノズルの吐出口部分を清掃した後において、基板の処理に際して異常が生じたか否かの判定を改めて実行することが可能となる。
本開示の他の観点に係る液処理方法は、(C)位置データが第1の閾値よりも小さな所定の第2の閾値以下であるときに、基板の処理に際して異常が生じたと判定することをさらに含んでもよい。第2の閾値は、液ノズルの吐出口近傍に異物が存在する蓋然性が高いことを示す第1の閾値よりも小さな値である。そのため、位置データが第2の閾値以下である場合には、液ノズルの吐出口の間近に異物が存在し、当該異物が基板の表面に落下する蓋然性が極めて高いことを判定できる。
本開示の他の観点に係る液処理方法は、(D)上記A項において液ノズルの吐出口部分を撮像したときに得られた撮像画像を、当該撮像画像に基づいて取得した位置データと対応づけて記憶することと、(E)位置データが経時的に並んだ履歴を表示部に表示することと、(F)表示部に表示された複数の位置データのうちからいずれか一つを選択する信号を受信したときに、選択された位置データに対応する撮像画像を表示部に表示することとをさらに含んでもよい。この場合、例えば基板処理装置のオペレータに、位置データが経時的に並んだ履歴を呈示することができると共に、所望の位置データに対応する撮像画像を呈示することができる。そのため、基板に欠陥が発生した場合に、欠陥が発生した原因の特定に資することとなる。
本開示の他の観点に係る基板処理装置は、下方に位置する基板の表面に対して吐出口から処理液を吐出する液ノズルと、液ノズルの吐出口部分を撮像する撮像部と、制御部とを備え、制御部は、液ノズルの吐出口から処理液を吐出させる吐出処理を、複数の基板について一つずつ順次実行するに際し、(A)一つの基板に対して吐出処理を実行するごとに、液ノズルの吐出口部分を撮像部に撮像させ、得られた撮像画像に基づいて吐出口部分に存在する異物の大きさデータを取得する制御と、(B)制御Aにおいて取得された大きさデータが経時的に並んだ履歴に基づいて、基板の処理に際して異常が生じたか否かを判定する制御とを実行する。
本開示の他の観点に係る基板処理装置では、大きさデータが経時的に並んだ履歴に基づいて、第1の閾値以上の大きさデータが連続した連続回数が所定値を超えた場合、基板の処理に際して異常が生じたことを制御部が判定する。そのため、大きさデータが第1の閾値以上となると直ちに異常が生じたと判定されるわけではない。一方、基板の処理に際して異常が生じたと判定されるためには、大きさデータが第1の閾値以上であり、且つ、そのような大きさデータの連続回数が所定値を超えた、という2つの要素を満たす必要がある。この場合、ある程度の大きさを有する異物が液ノズルの吐出口部分に存在し続けたと推定される。そのため、液ノズルの吐出口部分に存在する異物が、基板の表面に落下する蓋然性が高いことを判定できる。よって、基板の処理に際して異常が生じたことをより精度よく判定することも可能となる。
本開示の他の観点に係る基板処理装置は、下方に位置する基板の表面に対して吐出口から処理液を吐出する液ノズルと、液ノズルの吐出口部分を撮像する撮像部と、制御部とを備え、制御部は、液ノズルの吐出口から処理液を吐出させる吐出処理を、複数の基板について一つずつ順次実行するに際し、(A)一つの基板に対して吐出処理を実行するごとに、液ノズルの吐出口部分を撮像部に撮像させ、得られた撮像画像に基づいて吐出口部分に存在する異物の高さ位置を示す位置データを取得する制御と、(B)制御Aにおいて取得された位置データが経時的に並んだ履歴に基づいて、基板の処理に際して異常が生じたか否かを判定する制御とを実行する。
本開示の他の観点に係る基板処理装置では、位置データが経時的に並んだ履歴に基づいて、第1の閾値以下の位置データが連続した連続回数が所定値を超えた場合、基板の処理に際して異常が生じたことを制御部が判定する。そのため、位置データが第1の閾値以下となると直ちに異常が生じたと判定されるわけではない。一方、基板の処理に際して異常が生じたと判定されるためには、位置データが第1の閾値以下であり、且つ、そのような位置データの連続回数が所定値を超えた、という2つの要素を満たす必要がある。この場合、異物が液ノズルの吐出口近傍に存在し続けたと推定される。そのため、液ノズルの吐出口部分に存在する異物が、基板の表面に落下する蓋然性が高いことを判定できる。よって、基板の処理に際して異常が生じたことをより精度よく判定することも可能となる。
本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記の液処理方法を基板洗浄装置に実行させるためのプログラムを記録している。本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記の液処理方法と同様に、基板の処理に際して異常が発生する蓋然性をより精度よく判定することが可能となる。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体(non-transitory computer recording medium)(例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置)や、伝播信号(transitory computer recording medium)(例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号)が含まれる。
本開示に係る液処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、基板の処理に際して異常が発生する蓋然性をより精度よく判定することが可能となる。
図1は、塗布・現像システムを示す斜視図である。 図2は、図1のII−II線断面図である。 図3は、図2のIII−III線断面図である。 図4は、基板処理装置を示す断面図である。 図5は、異物の大きさデータに関する履歴の第1の例を示す図である。 図6は、異物の大きさデータに関する履歴の第2の例を示す図である。 図7は、異物の大きさデータに関する履歴の第3の例を示す図である。 図8は、異物の大きさデータに関する履歴の第4の例を示す図である。 図9は、異物の大きさデータに関する履歴の第5の例を示す図である。 図10は、異物の位置データに基づく異常発生の判定方法を説明するための図である。 図11は、撮像画像の呈示方法を説明するための図である。
本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
まず、図1〜図3に示される塗布・現像装置1の構成の概要について説明する。塗布・現像装置1は、露光装置E1による露光処理の前に、ウエハ(基板)Wの表面Waにレジスト材料を塗布してレジスト膜を形成する処理を行う。塗布・現像装置1は、露光装置E1による露光処理の後に、ウエハWの表面Waに形成されたレジスト膜の現像処理を行う。本実施形態において、ウエハWは円板状を呈するが、円形の一部が切り欠かれていたり、多角形などの円形以外の形状を呈するウエハを用いてもよい。
塗布・現像装置1は、図1及び図2に示されるように、キャリアブロックS1と、処理ブロックS2と、インターフェースブロックS3と、塗布・現像装置1の制御手段として機能する制御装置CUと、制御装置CUによる処理結果を表示可能な表示部Dとを備える。本実施形態において、キャリアブロックS1、処理ブロックS2、インターフェースブロックS3及び露光装置E1は、この順に直列に並んでいる。
キャリアブロックS1は、図1及び図3に示されるように、キャリアステーション12と、搬入・搬出部13とを有する。キャリアステーション12は、複数のキャリア11を支持する。キャリア11は、複数枚のウエハWを密封状態で収容する。キャリア11は、ウエハWを出し入れするための開閉扉(図示せず)を一側面11a側に有する。キャリア11は、側面11aが搬入・搬出部13側に面するように、キャリアステーション12上に着脱自在に設置される。
搬入・搬出部13は、図1〜図3に示されるように、キャリアステーション12上の複数のキャリア11にそれぞれ対応する開閉扉13aを有する。側面11aの開閉扉と搬入・搬出部13の開閉扉13aとが同時に開放されると、キャリア11内と搬入・搬出部13内とが連通する。搬入・搬出部13は、図2及び図3に示されるように、受け渡しアームA1を内蔵している。受け渡しアームA1は、キャリア11からウエハWを取り出して処理ブロックS2に渡す。受け渡しアームA1は、処理ブロックS2からウエハWを受け取ってキャリア11内に戻す。
処理ブロックS2は、図1〜図3に示されるように、キャリアブロックS1に隣接すると共に、キャリアブロックS1と接続されている。処理ブロックS2は、図1及び図2に示されるように、下層反射防止膜形成(BCT)ブロック14と、レジスト膜形成(COT)ブロック15と、上層反射防止膜形成(TCT)ブロック16と、現像処理(DEV)ブロック17とを有する。DEVブロック17、BCTブロック14、COTブロック15及びTCTブロック16は、底面側からこの順に並んで配置されている。
BCTブロック14は、図2に示されるように、塗布ユニット(図示せず)と、加熱・冷却ユニット(図示せず)と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA2とを内蔵している。塗布ユニットは、反射防止膜形成用の薬液をウエハWの表面Waに塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウエハWを加熱し、その後例えば冷却板によりウエハWを冷却する。こうして、ウエハWの表面Wa上に下層反射防止膜が形成される。
COTブロック15は、図2に示されるように、塗布ユニット(図示せず)と、加熱・冷却ユニット(図示せず)と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA3とを内蔵している。塗布ユニットは、レジスト膜形成用の薬液(レジスト材料)を下層反射防止膜の上に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウエハWを加熱し、その後例えば冷却板によりウエハWを冷却する。こうして、ウエハWの下層反射防止膜上にレジスト膜が形成される。レジスト材料は、ポジ型でもよいし、ネガ型でもよい。
TCTブロック16は、図2に示されるように、塗布ユニット(図示せず)と、加熱・冷却ユニット(図示せず)と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA4とを内蔵している。塗布ユニットは、反射防止膜形成用の薬液をレジスト膜の上に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウエハWを加熱し、その後例えば冷却板によりウエハWを冷却する。こうして、ウエハWのレジスト膜上に上層反射防止膜が形成される。
DEVブロック17は、図2及び図3に示されるように、複数の現像処理ユニット(基板処理装置)U1と、複数の加熱・冷却ユニット(熱処理部)U2と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA5と、これらのユニットを経ずに処理ブロックS2の前後間でウエハWを搬送する搬送アームA6とを内蔵している。
現像処理ユニットU1は、後述するように、露光されたレジスト膜の現像処理を行う。加熱・冷却ユニットU2は、例えば熱板によるウエハWの加熱を通じて、ウエハW上のレジスト膜を加熱する。加熱・冷却ユニットU2は、加熱後のウエハWを例えば冷却板により冷却する。加熱・冷却ユニットU2は、ポストエクスポージャベーク(PEB)、ポストベーク(PB)等の加熱処理を行う。PEBは、現像処理前にレジスト膜を加熱する処理である。PBは、現像処理後にレジスト膜を加熱する処理である。
図1〜図3に示されるように、処理ブロックS2のうちキャリアブロックS1側には、棚ユニットU10が設けられている。棚ユニットU10は、複数のセルC30〜C38を有する。セルC30〜C38は、DEVブロック17とTCTブロック16との間において上下方向に並んで配置されている。棚ユニットU10の近傍には、昇降アームA7が設けられている。昇降アームA7は、セルC30〜C38の間でウエハWを搬送する。
処理ブロックS2のうちインターフェースブロックS3側には、棚ユニットU11が設けられている。棚ユニットU11は、複数のセルC40〜C42を有する。セルC40〜C42は、DEVブロック17に隣接して、上下方向に並んで配置されている。
インターフェースブロックS3は、図1〜図3に示されるように、処理ブロックS2及び露光装置E1の間に位置すると共に、処理ブロックS2及び露光装置E1のそれぞれに接続されている。インターフェースブロックS3は、図2及び図3に示されるように、受け渡しアームA8を内蔵している。受け渡しアームA8は、処理ブロックS2の棚ユニットU11から露光装置E1にウエハWを渡す。受け渡しアームA8は、露光装置E1からウエハWを受け取り、棚ユニットU11にウエハWを戻す。
制御装置CUは、制御用のコンピュータであり、図1に示されるように、記憶部CU1と、制御部CU2とを有する。記憶部CU1は、塗布・現像装置1の各部や露光装置E1の各部を動作させるためのプログラムを記憶している。詳しくは後述するが、記憶部CU1は、各種のデータ(例えば、異物の大きさデータ、異物の位置データ)や、撮像部26によって撮像された撮像画像も記憶している。記憶部CU1は、例えば半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクである。当該プログラムは、記憶部CU1とは別体の外部記憶装置や、伝播信号などの無形の媒体にも含まれ得る。これらの他の媒体から記憶部CU1に当該プログラムをインストールして、記憶部CU1に当該プログラムを記憶させてもよい。制御部CU2は、記憶部CU1から読み出したプログラムに基づいて、塗布・現像装置1の各部や露光装置E1の各部の動作を制御する。
制御装置CUは、表示部Dと接続されており、処理条件の設定画面や、塗布・現像装置1によるウエハWの処理経過、処理結果等を表示部Dに表示させてもよい。塗布・現像装置1は、処理条件を作業者が入力可能な入力部(図示せず)をさらに有してもよい。この場合、制御装置CUは、入力部を通じて制御装置CUに入力された条件に従って、塗布・現像装置1の各部や露光装置E1の各部を動作させてもよい。入力部としては、例えば、マウス、タッチパネル、ペンタブレット、キーボードを挙げることができる。
次に、塗布・現像装置1の動作の概要について説明する。まず、キャリア11がキャリアステーション12に設置される。このとき、キャリア11の一側面11aは、搬入・搬出部13の開閉扉13aに向けられる。続いて、キャリア11の開閉扉と、搬入・搬出部13の開閉扉13aとが共に開放され、受け渡しアームA1により、キャリア11内のウエハWが取り出され、処理ブロックS2の棚ユニットU10のうちいずれかのセルに順次搬送される。
ウエハWが受け渡しアームA1により棚ユニットU10のいずれかのセルに搬送された後、ウエハWは、昇降アームA7により、BCTブロック14に対応するセルC33に順次搬送される。セルC33に搬送されたウエハWは、搬送アームA2によってBCTブロック14内の各ユニットに搬送される。搬送アームA2によってウエハWがBCTブロック14内を搬送される過程で、ウエハWの表面Wa上に下層反射防止膜が形成される。
下層反射防止膜が形成されたウエハWは、搬送アームA2によってセルC33の上のセルC34に搬送される。セルC34に搬送されたウエハWは、昇降アームA7によって、COTブロック15に対応するセルC35に搬送される。セルC35に搬送されたウエハWは、搬送アームA3によりCOTブロック15内の各ユニットに搬送される。搬送アームA3によってウエハWがCOTブロック15内を搬送される過程で、下層反射防止膜上にレジスト膜が形成される。
レジスト膜が形成されたウエハWは、搬送アームA3によってセルC35の上のセルC36に搬送される。セルC36に搬送されたウエハWは、昇降アームA7によって、TCTブロック16に対応するセルC37に搬送される。セルC37に搬送されたウエハWは、搬送アームA4によってTCTブロック16内の各ユニットに搬送される。搬送アームA4によってウエハWがTCTブロック16内を搬送される過程で、レジスト膜上に上層反射防止膜が形成される。
上層反射防止膜が形成されたウエハWは、搬送アームA4によってセルC37の上のセルC38に搬送される。セルC38に搬送されたウエハWは、昇降アームA7によってセルC32に搬送された後、搬送アームA6によって棚ユニットU11のセルC42に搬送される。セルC42に搬送されたウエハWは、インターフェースブロックS3の受け渡しアームA8により露光装置E1に渡され、露光装置E1においてレジスト膜の露光処理が行われる。露光処理が行われたウエハWは、受け渡しアームA8によりセルC42の下のセルC40,C41に搬送される。
セルC40,C41に搬送されたウエハWは、搬送アームA5により、DEVブロック17内の各ユニットに搬送され、現像処理が行われる。これにより、ウエハWの表面Wa上にレジストパターン(凹凸パターン)が形成される。レジストパターンが形成されたウエハWは、搬送アームA5によって棚ユニットU10のうちDEVブロック17に対応したセルC30,C31に搬送される。セルC30,C31に搬送されたウエハWは、昇降アームA7によって、受け渡しアームA1がアクセス可能なセルに搬送され、受け渡しアームA1によって、キャリア11内に戻される。
上述した塗布・現像装置1の構成及び動作は一例にすぎない。塗布・現像装置1は、塗布ユニットや現像処理ユニット等の液処理ユニットと、加熱・冷却ユニット等の前処理・後処理ユニットと、搬送装置とを備えていればよい。すなわち、これら各ユニットの個数、種類、レイアウト等は適宜変更可能である。
次に、液処理ユニット(基板処理装置)U1について、さらに詳しく説明する。液処理ユニットU1は、ウエハWの表面Waに処理液を吐出する吐出処理を、複数のウエハWについて一つずつ順次実行する。液処理ユニットU1は、図4に示されるように、回転保持部20と、昇降装置22と、処理液供給部24とを備える。
回転保持部20は、電動モータ等の動力源を内蔵した本体部20aと、本体部20aから鉛直上方に延びる回転軸20bと、回転軸20bの先端部に設けられたチャック20cとを有する。本体部20aは、動力源により回転軸20b及びチャック20cを回転させる。チャック20cは、ウエハWの中心部を支持し、例えば吸着によりウエハWを略水平に保持する。すなわち、回転保持部20は、ウエハWの姿勢が略水平の状態で、ウエハWの表面Waに対して垂直な中心軸(鉛直軸)周りでウエハWを回転させる。図4に示されるように、回転保持部20は、上方から見て例えば正時計回りにウエハWを回転させる。
昇降装置22は、回転保持部20に取り付けられており、回転保持部20を昇降させる。具体的には、昇降装置22は、搬送アームA5とチャック20cとの間でウエハWの受け渡しを行うための上昇位置(受け渡し位置)と、液処理を行うための下降位置(現像位置)との間で、回転保持部20(チャック20c)を昇降させる。
回転保持部20の周囲には、カップ30が設けられている。ウエハWが回転すると、ウエハWの表面Waに供給された処理液が周囲に振り切られて落下するが、カップ30は、当該落下した処理液を受け止める収容器として機能する。カップ30は、回転保持部20を囲む円環形状の底板31と、底板31の外縁から鉛直上方に突出した円筒状の外壁32と、底板31の内縁から鉛直上方に突出した円筒状の内壁33とを有する。
外壁32の全部分は、チャック20cに保持されたウエハWよりも外側に位置する。外壁32の上端32aは、下降位置にある回転保持部20に保持されたウエハWよりも上方に位置する。外壁32の上端32a側の部分は、上方に向かうにつれて内側に傾いた傾斜壁部32bとなっている。内壁33の全部分は、チャック20cに保持されたウエハWの周縁よりも内側に位置する。内壁33の上端33aは、下降位置にある回転保持部20に保持されたウエハWよりも下方に位置する。
内壁33と外壁32との間には、底板31の上面から鉛直上方に突出した仕切壁34が設けられている。すなわち、仕切壁34は、内壁33を囲んでいる。底板31のうち、外壁32と仕切壁34との間の部分には、液体排出孔31aが形成されている。液体排出孔31aには、排液管35が接続されている。底板31のうち、仕切壁34と内壁33との間の部分には、気体排出孔31bが形成されている。気体排出孔31bには、排気管36が接続されている。
内壁33の上には、仕切壁34よりも外側に張り出す傘状部37が設けられている。ウエハW上から外側に振り切られて落下した処理液は、外壁32と仕切壁34との間に導かれ、液体排出孔31aから排出される。仕切壁34と内壁33との間には、処理液から発生したガス等が進入し、当該ガスが気体排出孔31bから排出される。
内壁33に囲まれる空間の上部は、仕切板38により閉塞されている。回転保持部20の本体部20aは仕切板38の下方に位置する。チャック20cは仕切板38の上方に位置する。回転軸20bは仕切板38の中心部に形成された貫通孔内に挿通されている。
処理液供給部24は、図4に示されるように、処理液の供給源24aと、ヘッド部24cと、移動体24dと、撮像部26とを有する。供給源24aは、処理液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。処理液は、例えば洗浄液(リンス液)や現像液である。洗浄液は、例えば純水又はDIW(Deionized Water)である。ヘッド部24cは、供給管24bを介して供給源24aに接続される。ヘッド部24cは、処理液の供給の際に、ウエハWの表面Waの上方に位置している。ヘッド部24cに設けられた液ノズルNは、ウエハWの表面Waに向けて下方に開口している。従って、ヘッド部24cは、制御装置CUからの制御信号を受けて供給源24aから供給された処理液を、液ノズルNからウエハWの表面Waに吐出する。
移動体24dは、アーム24eを介してヘッド部24cに接続されている。移動体24dは、制御装置CUからの制御信号を受けて、ガイドレール(図示せず)上を水平方向に移動する。これにより、ヘッド部24cは、ウエハWの表面Waに対して液ノズルNの吐出口Naから処理液を吐出する吐出処理において、下降位置にあるウエハWの上方で且つウエハWの中心軸に直交する直線上を、ウエハWの径方向に沿って水平方向に移動する。移動体24dは、制御装置CUからの制御信号を受けて、アーム24eを昇降させる。これにより、ヘッド部24cは、上下方向に移動し、ウエハWの表面Waに対して近接又は離間する。
撮像部26は、図4に示されるようにヘッド部24cの先端近傍に設けられており、ヘッド部24cと共に移動する。撮像部26は、液ノズルNの吐出口Na部分を撮像する。撮像部26によって撮像された撮像画像は、制御装置CUの制御部CU2に送信される。制御部CU2は、受信した撮像画像を画像処理して、液ノズルNの吐出口Na部分に存在する異物の大きさデータ(例えば、最大径データや面積データ)を取得する。本実施形態における異物としては、例えば、液滴、固形物(汚れ)、液ノズルNの吐出口Na部分における傷が挙げられる。傷を異物として扱う理由は、傷の窪み部分に液などが溜まりやすいことによる。制御部CU2は、取得した大きさデータが経時的に並んだ履歴に基づいて、ウエハWの処理に際して異常が発生したか否かを次の条件1,2を用いて判定する。
(条件1)
制御部CU2は、取得した大きさデータと閾値TH1(第2の閾値)とを比較して、取得した大きさデータが閾値TH1以上のときは、ウエハWの処理に際して異常が発生したと直ちに判定する。例えば、取得した大きさデータが最大径データである場合には、閾値TH1は1.5mm程度に設定されてもよい。
(条件2)
制御部CU2は、取得した大きさデータが閾値TH1よりも小さな閾値TH2(第1の閾値)以上であることと、そのような大きさデータ(閾値TH2以上である大きさデータ)が連続した連続回数が所定値を超えたことと、の2つの要素を満たしたときは、ある程度の大きさを有する異物が液ノズルNの吐出口Na部分に存在し続けたと推定される。そのため、液ノズルNの吐出口Na部分に存在する異物が、ウエハWの表面Waに落下する蓋然性が高いとみなして、ウエハWの処理に際して異常が発生したと判定する。例えば、取得した大きさデータが最大径データである場合には、閾値TH2は1.0mm程度に設定されてもよい。例えば、連続回数の所定値は9回程度に設定されてもよい。この場合、閾値TH2以上である大きさデータの連続回数が10回に達すると、制御部CU2はウエハWの処理に際して異常が発生したと判定する。
続いて、上記の条件1,2に照らして、以下の仮想事例1〜5の場合にどのような処理が行われるかについて、事例ごとに具体的に説明する。
(仮想事例1)
仮想事例1は、図5に示されるように、大きさデータのいずれもが閾値TH2以上で且つ閾値TH1以下の場合である。この場合、例えば10枚目のウエハWを処理する際に、閾値TH2以上である大きさデータの連続回数が10回に達し、条件2に該当するので、制御部CU2はウエハWの処理に際して異常が発生したと判定する。
制御部CU2は、異常が発生したとの判定結果に基づき、液処理ユニットU1の動作を停止させると共に、図示しないスピーカから警報音を発して欠陥発生の蓋然性があることの注意をオペレータ等に促してもよい。警報音の発生があった場合、液ノズルNの吐出口Na部分の検査や、液ノズルNの吐出口Na部分に存在する異物の除去などが実施されてもよい。異物の除去は、オペレータ等が手作業で実施してもよいし、液処理ユニットU1が備える清掃装置(図示せず)が実施してもよい。この場合、液ノズルNの吐出口Naには異物が付着していないので、液処理ユニットU1の動作を再開して続く11枚目のウエハWを処理するにあたり、制御部CU2は計数された連続回数を0回にリセットしてもよい。
(仮想事例2,3)
仮想事例2,3は、図6及び図7にそれぞれ示されるように、当初は大きさデータが閾値TH2以上で且つ閾値TH1以下であったが、閾値TH2以上である大きさデータの連続回数が10回に達する以前に大きさデータが閾値TH2未満となった場合である。仮想事例2の場合には、大きさデータが徐々に小さくなり最終的に0に達しているので、異物としての液滴が蒸発して大きさが小さくなったと推定される。仮想事例3の場合には、大きさデータが閾値TH2を跨いで上下動しており、撮像画像のぶれや撮像画像へのノイズの混入が推定される。これらの場合には、液ノズルNの吐出口Na部分に存在する異物がウエハWの表面Waに落下する可能性が低い。
このように、仮想事例2,3では、条件1,2の双方に該当しないので、制御部CU2はウエハWの処理に際して異常が発生したとは判定されない。仮想事例2,3のように、閾値TH2以上である大きさデータの連続回数が10回に達する前に、大きさデータが閾値TH2以下となったきには、続くウエハWを処理するにあたり、制御部CU2は計数された連続回数を0回にリセットしてもよい。
(仮想事例4)
仮想事例4は、図8に示されるように、閾値TH1以上の大きさデータが発生した場合である。この場合、条件1に該当するので、制御部CU2はウエハWの処理に際して異常が発生したと直ちに判定する。
(仮想事例5)
仮想事例5は、図9に示されるように、当初は大きさデータが閾値TH2以上で且つ閾値TH1以下であったが、閾値TH2以上である大きさデータの連続回数が10回に達する以前に大きさデータが閾値TH2以下となった場合である。仮想事例5は、この点において仮想事例2,3と同じであるが、大きさデータの変化が急激である点で仮想事例2,3とは異なる。より具体的には、仮想事例5の場合、8枚目のウエハWを処理する際の大きさデータは1.42mmであり、9枚目のウエハWを処理する際の大きさデータは0mmである。そのため、前後の大きさデータを比較すると、減少量及び減少割合は共に1.42ポイントである。
この場合、8枚目のウエハWの処理時において液ノズルNの吐出口Na部分に存在していた異物の大きさに比べて、続く9枚目のウエハWの処理時において液ノズルNの吐出口Na部分に存在していた異物の大きさが、急激に小さくなったと推定される。そのため、液ノズルNの吐出口Na部分に存在していた異物が、ウエハWの表面Waに落下した蓋然性が高い。従って、仮想事例5では条件1,2の双方に該当しないものの、制御部CU2は、減少量が所定の大きさ以上であるか又は減少割合が所定の大きさ以上であることを条件として(条件3)、ウエハWの処理に際して異常が発生したと判定する。減少量を用いて判定する場合には、所定の大きさを例えば1.0mmに設定してもよい。減少割合を用いて判定する場合には、所定の大きさを例えば50パーセンテージポイントに設定してもよい。
以上のような本実施形態では、大きさデータが経時的に並んだ履歴に基づいて、閾値TH2以上の大きさデータが連続した連続回数が所定値を超えた場合、ウエハWの処理に際して異常が生じたと判定する。そのため、大きさデータが閾値TH2以上となると直ちに異常が生じたと判定されるわけではない。一方、ウエハWの処理に際して異常が生じたと判定されるためには、大きさデータが閾値TH2以上であり、且つ、そのような大きさデータの連続回数が所定値を超えた、という2つの要素を満たす必要がある。この場合、ある程度の大きさを有する異物が液ノズルNの吐出口Na部分に存在し続けたと推定される。そのため、液ノズルNの吐出口Na部分に存在する異物が、ウエハWの表面Waに落下する蓋然性が高いことを判定できる。よって、ウエハWの処理に際して異常が生じたことをより精度よく判定することも可能となる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、制御部CU2は、大きさデータの代わりに又は大きさデータと共に、異物の位置データが経時的に並んだ履歴に基づいて、ウエハWの処理に際して異常が生じたか否かを判定してもよい。ここで用いられる位置データは、液ノズルNの吐出口Na部分に存在する異物の高さ位置を示すデータである。異物の高さ位置として、異物の重心位置G(図10(a)〜(c)参照)を用いてもよい。本明細書では高さ位置を表すにあたり上向きを正とする。制御部CU2は、撮像部26から受信した撮像画像を画像処理して、液ノズルNの吐出口Na部分に存在する異物の位置データを取得する。制御部CU2は、取得した位置データが経時的に並んだ履歴に基づいて、ウエハWの処理に際して異常が発生したか否かを次の条件4,5を用いて判定する。
(条件4)
制御部CU2は、取得した位置データと閾値TH3(第2の閾値)とを比較して、取得した位置データが閾値TH3以下のときは、ウエハWの処理に際して異常が発生したと直ちに判定する。例えば、高さ位置の基準点(原点)を液ノズルNの吐出口Naの先端に設定する場合には、閾値TH3は1.0mm程度に設定されてもよい。
(条件5)
制御部CU2は、取得した位置データが閾値TH3よりも大きな閾値TH4(第1の閾値)以下であることと、そのような位置データ(閾値TH4以下である位置データ)が連続した連続回数が所定値を超えたことと、の2つの要素を満たしたときは、異物が液ノズルNの吐出口Na近傍に存在し続けたと推定される。そのため、液ノズルNの吐出口Na部分に存在する異物が、ウエハWの表面Waに落下する蓋然性が高いとみなして、ウエハWの処理に際して異常が発生したと判定する。例えば、高さ位置の基準点(原点)を液ノズルNの吐出口Naの先端に設定する場合には、閾値TH4は1.5mm程度に設定されてもよい。例えば、連続回数の所定値は9回程度に設定されてもよい。この場合、閾値TH4以下である大きさデータの連続回数が10回に達すると、制御部CU2はウエハWの処理に際して異常が発生したと判定する。
続いて、上記の条件1,2に照らして、以下の仮想事例6〜8の場合にどのような処理が行われるかについて、事例ごとに具体的に説明する。
(仮想事例6)
仮想事例6は、図10(b)に示されるように、位置データのいずれもが閾値TH4以下で且つ閾値TH3以上の場合である。この場合、例えば10枚目のウエハWを処理する際に、閾値TH2以上である大きさデータの連続回数が10回に達し、条件5に該当するので、制御部CU2はウエハWの処理に際して異常が発生したと判定する。異常が発生したとの判定後は、仮想事例1に準じて処理を行ってもよい。
(仮想事例7)
仮想事例7は、位置データが当初は閾値TH4以下で且つ閾値TH3以上であったが(図10(b)参照)、閾値TH4以下である位置データの連続回数が10回に達する以前に位置データが閾値TH4を超えた場合(図10(a)参照)である。例えば、位置データが閾値TH4を跨いで上下動しているような場合であり、撮像画像のぶれや撮像画像へのノイズの混入が推定される。この場合には、液ノズルNの吐出口Na部分に存在する異物がウエハWの表面Waに落下する可能性が低い。
このように、仮想事例7では、条件1,2の双方に該当しないので、制御部CU2はウエハWの処理に際して異常が発生したとは判定されない。仮想事例7のように、閾値TH4以下である位置データの連続回数が10回に達する前に、位置データが閾値TH4未満となったきには、続くウエハWを処理するにあたり、制御部CU2は計数された連続回数を0回にリセットしてもよい。
(仮想事例8)
仮想事例8は、図10(c)に示されるように、閾値TH3以下の位置データが発生した場合である。この場合、条件4に該当するので、制御部CU2はウエハWの処理に際して異常が発生したと直ちに判定する。
以上の条件4,5に基づく判定は、異物の高さ位置を示す位置データを用いて行ったが、液ノズルNの吐出口Naの先端を基準点(原点)として異物の高さ位置を算出してもよいし、液ノズルNの吐出口Naの先端とは異なる点を基準点(原点)としてもよい。異物の高さ位置に加えて、位置データは異物の水平位置も含んでいてもよい。
以上の実施形態では、1つの撮像部26を用いて異物の撮像を行っていたが、2つ以上の撮像部26を用いて異物を撮像して制御部CU2が異物の立体視画像を生成してもよい。この場合、制御部CU2は、立体視画像に基づいて大きさデータや位置データを取得する。
以上の実施形態では、液ノズルNの吐出口Na部分に1つの異物が存在している場合を中心に説明した。しかしながら、液ノズルNの吐出口Na部分に複数の異物が存在している場合にも、それぞれの異物について個別に同様の判定を行ってもよい。液ノズルNの吐出口Na部分に複数の異物が存在している場合に、大きさデータが最も大きい異物のみを判定対象としてもよい。液ノズルNの吐出口Na部分に複数の異物が存在している場合に水平位置を含む位置データを用いると、複数の異物の動きを個々に監視することができ、例えばある異物が水平方向に移動して他の異物と結合するような場合を判定することができる。
制御部CU2は、取得した大きさデータや位置データが経時的に並んだ履歴を表示部Dに表示させてもよい。図11(a)に、大きさデータが経時的に並んだ履歴の一例を示す。このとき、記憶部CU1は、液ノズルNの吐出口Na部分を撮像したときにえられた撮像画像を、当該撮像画像に基づいて取得した大きさデータと対応付けて記憶していてもよい。例えば、記憶部CU1は、図11(a)に示される各大きさデータA〜Fと対応付けて、図11(b)に示される撮像画像A〜Fを記憶している。この場合、制御部CU2が、表示部に表示された各大きさデータのいずれか一つを選択する入力部からの信号を受信したときに、選択された大きさデータに対応する撮像画像を表示部に表示させてもよい。具体的には、制御部CU2は、図11(a)に示される大きさデータのうち大きさデータCを選択する入力部からの信号を受信すると、当該信号に基づいて記憶部CU1を参照し、対応する撮像画像Cを表示部に表示させる。このようにすると、ウエハWに欠陥が発生した場合に、欠陥が発生した原因の特定に資することとなる。
上記条件1〜5を満たし、ウエハWの処理に際して異常が発生したと判定された場合、オペレータ等に注意を促すためのマークを当該判定時の大きさデータの近傍に表示させてもよい。例えば、図11(a)に示されるように、大きさデータC近傍に警告マークMを表示させてもよい。
1…塗布・現像装置、26…撮像部、CU…制御装置、CU1…記憶部、CU2…制御部、D…表示部、N…液ノズル、Na…吐出口、U1…液処理ユニット(基板処理装置)、W…ウエハ(基板)、Wa…表面。

Claims (13)

  1. 下方に位置する基板の表面に対して液ノズルの吐出口から処理液を吐出する吐出処理を、複数の前記基板について基板処理装置によって一つずつ順次実行する液処理方法であって、
    (A)一つの前記基板に対して前記吐出処理を実行するごとに、前記液ノズルの前記吐出口部分を撮像し、得られた撮像画像に基づいて前記吐出口部分に存在する異物の大きさデータを取得することと、
    (B)前記大きさデータが経時的に並んだ履歴に基づいて、前記基板の処理に際して異常が生じたか否かを判定することと
    を含み、
    前記B項において、第1の閾値以上の前記大きさデータが連続した連続回数が所定値を超えた場合、前記基板の処理に際して異常が生じたと判定する、方法。
  2. 前記B項において、前記連続回数が前記所定値に達したときに前記連続回数をリセットする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記B項において、前記連続回数が前記所定値に達する前に前記大きさデータが前記第1の閾値を下回ったときに、前記連続回数をリセットする、請求項1又は2に記載の方法。
  4. (C)前記大きさデータが前記第1の閾値よりも大きな第2の閾値以上であるときに、前記基板の処理に際して異常が生じたと判定すること
    をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記B項において、所定時点よりも一つ前の前記大きさデータに対する前記所定時点の前記大きさデータの減少量又は減少割合が所定の大きさ以上であるときに、前記基板の処理に際して異常が生じたと判定する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. (D)前記A項において前記液ノズルの前記吐出口部分を撮像したときに得られた前記撮像画像を、当該撮像画像に基づいて取得した前記大きさデータと対応づけて記憶することと、
    (E)前記大きさデータが経時的に並んだ履歴を表示部に表示することと、
    (F)前記表示部に表示された複数の前記大きさデータのうちからいずれか一つを選択する信号を受信したときに、選択された前記大きさデータに対応する前記撮像画像を前記表示部に表示することと
    をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 下方に位置する基板の表面に対して液ノズルの吐出口から処理液を吐出する吐出処理を、複数の前記基板について基板処理装置によって一つずつ順次実行する液処理方法であって、
    (A)一つの前記基板に対して前記吐出処理を実行するごとに、前記液ノズルの前記吐出口部分を撮像し、得られた撮像画像に基づいて前記吐出口部分に存在する異物の高さ位置を示す位置データを取得することと、
    (B)前記位置データが経時的に並んだ履歴に基づいて、前記基板の処理に際して異常が生じたか否かを判定することと
    を含み、
    前記B項において、第1の閾値以下の前記位置データが連続した連続回数が所定値を超えた場合、前記基板の処理に際して異常が生じたと判定する、方法。
  8. 前記B項において、前記連続回数が前記所定値に達したときに前記連続回数をリセットする、請求項7に記載の方法。
  9. (C)前記位置データが前記第1の閾値よりも小さな所定の第2の閾値以下であるときに、前記基板の処理に際して異常が生じたと判定すること
    をさらに含む、請求項7又は8に記載の方法。
  10. (D)前記A項において前記液ノズルの前記吐出口部分を撮像したときに得られた前記撮像画像を、当該撮像画像に基づいて取得した前記位置データと対応づけて記憶することと、
    (E)前記位置データが経時的に並んだ履歴を表示部に表示することと、
    (F)前記表示部に表示された複数の前記位置データのうちからいずれか一つを選択する信号を受信したときに、選択された前記位置データに対応する前記撮像画像を前記表示部に表示することと
    をさらに含む、請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 下方に位置する基板の表面に対して吐出口から処理液を吐出する液ノズルと、
    前記液ノズルの前記吐出口部分を撮像する撮像部と、
    制御部とを備え、
    前記制御部は、前記液ノズルの前記吐出口から処理液を吐出させる吐出処理を、複数の前記基板について一つずつ順次実行するに際し、
    (A)一つの前記基板に対して前記吐出処理を実行するごとに、前記液ノズルの前記吐出口部分を前記撮像部に撮像させ、得られた撮像画像に基づいて前記吐出口部分に存在する異物の大きさデータを取得する制御と、
    (B)前記制御Aにおいて取得された前記大きさデータが経時的に並んだ履歴に基づいて、前記基板の処理に際して異常が生じたか否かを判定する制御と
    を実行する、基板処理装置。
  12. 下方に位置する基板の表面に対して吐出口から処理液を吐出する液ノズルと、
    前記液ノズルの前記吐出口部分を撮像する撮像部と、
    制御部とを備え、
    前記制御部は、前記液ノズルの前記吐出口から処理液を吐出させる吐出処理を、複数の前記基板について一つずつ順次実行するに際し、
    (A)一つの前記基板に対して前記吐出処理を実行するごとに、前記液ノズルの前記吐出口部分を前記撮像部に撮像させ、得られた撮像画像に基づいて前記吐出口部分に存在する異物の高さ位置を示す位置データを取得する制御と、
    (B)前記制御Aにおいて取得された前記位置データが経時的に並んだ履歴に基づいて、前記基板の処理に際して異常が生じたか否かを判定する制御と
    を実行する、基板処理装置。
  13. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法を基板洗浄装置に実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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