DE69801294T2

DE69801294T2 - Verfahren und Gerät zur Fotolackbeschichtung, Verfahren zur Prüfung des Fotolackfilms und Produktionsgerät mit diesem Prüfverfahren

Info

Publication number: DE69801294T2
Application number: DE69801294T
Authority: DE
Inventors: Masami Akimoto; Yuji Fukuda; Kosuke Yoshihara
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1997-03-05
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: KR100595082B1; DE69801294D1; TW383414B; US6004047A; EP0863438B1; EP0863438A1; KR19980079949A; SG68027A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zum Unterziehen eines Substrates einer Fotolackbearbeitung und auf ein Verfahren zur Auswertung eines Fotolackfilms und insbesondere auf ein Verfahren zur Auswertung eines Fotolackfilmes, bestehend aus einem chemisch verstärkten Schutzlack, und auf eine Bearbeitungsvorrichtung, bei dem dieses Verfahren eingesetzt wird.
Bei dem Halbleiterfertigungsverfahren wird in dem Fotolackbeschichtungsschritt ein Fotolackfilm durch das Auftragen einer Fotolacklösung auf die Oberfläche des Substrats, wie z. B. eine Halbleiterscheibe (nachstehend Wafer genannt), gebildet, indem die fotolackbeschichtete Oberfläche durch ein spezifisches Belichtungsmuster belichtet wird und dann die belichtete Oberflläche mit einer Entwicklungslösung entwickelt wird. In einer solchen Serie von Prozessschritten ist ein Fotolackbeschichtungssystem, nachfolgend Fotolackbearbeitungssystem genannt, verwendet worden.
Das Fotolackbearbeitungssystem umfasst Bearbeitungseinheiten, die separat voneinander die folgenden Prozessschritte durchführen: einen Haftprozess zum Verbessern der Fixierung des Fotolackes, einen Beschichtungsprozess zum Auftragen einer Fotolacklösung, einen Wärmebehandlungsprozess zum Aushärten des Fotolackfilms durch Einbringen des mit Fotolack beschichteten Substrats in eine Atmosphäre mit einer spezifischen Temperatur, einen Wärmebehandlungsprozess zum Einbringen des belichteten Substrats in eine zum Zuführen einer Entwicklungslösung zu dem belichteten Substrat zur Entwicklung. Das Fotolackbearbeitungssystem verwendet einen Transfermechanismus, wie z. B. einen Transferarm, zum Laden und Entladen eines Wafers oder Substrates in und aus jeder Bearbeitungseinheit.
Ein auf dem Wafer ausgebildeter Fotolackfilm muß nicht nur eine Solldicke haben, sondern diese muß auch sehr gleichmäßig sein. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist es erforderlich, die Dicke des in dem Fotolackbearbeitungssystems ausgebildeten Fotolackfilmes zu messen. Ein konventionelles Meßverfahren zum Messen der Dicke eines Fotolackfilms wird gemäß dem folgenden Arbeitsablauf durchgeführt.
Zuerst wird ein Fotolackfilm auf einem undotierten Wafer in dem Fotolackbearbeitungssystem gebildet. Danach wird der undotierte Wafer aus dem Fotolackbearbeitungssystem mittels eines Trägers entnommen. Die Dicke des Fotolackfilms auf dem undotierten Wafer wird dann mit einem Dickenmeßinstrument gemessen, das außerhalb des Systems vorgesehen ist. Der Feuchtegehalt in einer Fotolackbeschichtungseinheit und die Rotationsgeschwindigkeit des Wafers in der Fotolackbeschichtungseinheit innerhalb des Fotolackbearbeitungssystems werden auf Basis der Meßergebnisse justiert, so dass der Fotolackfilm eine gute gleichmäßige Sollfilmdicke hat.
Wenn der undotierte Wafer dem Fotolackbearbeitungssystem entnommen und die Filmdicke gemessen wird, ist es erforderlich, das Fotolackbearbeitungssystem vorübergehend zu stoppen. Außerdem muß die Dicke des Fotolackfilms regelmäßig, wie z. B. losweise, gemessen werden. Die zeitweise Unterbrechung und die periodische Messung führen zu einer Verringerung des Durchsatzes. Da die Umgebung, in der das Fotolackbearbeitungssystem den Betrieb nach der Messung der Dicke des Fotolackfilms wiederaufnimmt, nicht identisch mit der Systemumgebung zu dem Zeitpunkt ist, als der Fotolackfilm auf dem undotierten Wafer gebildet wurde, kann es vorkommen, dass das Ergebnis der Messung der Filmdicke für die Einstellung auf die Bedingungen der Schutzlackfilmbildung nicht ohne Änderungen angewendet werden kann.
Der Einsatz von chemisch verstärktem Fotolack ist für die Herstellung von besonders hochintegrierten LSI-Schaltungen bezüglich Empfindlichkeit und Auflösung geeignet. Wenn ein Fotolackfilm aus chemisch verstärktem Schutzlack hergestellt wird, taucht ein Problem auf: die Dicke des Fotolackfilms ändert sich mit Fortschreiten der Zeit. Angenommen, es werden z. B. 100 Wafer mit dem Fotolackfilm nacheinander beschichtet, und nach der Bildung des Fotolackfilms wird die Filmdicke jedes Wafers nacheinander gemessen, in der Reihenfolge, in der sie mit Fotolack beschichtet wurden. Von dem Zeitpunkt, an dem die Dicke des ersten Wafers gemessen wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der hundertste Wafer gemessen wird, ist die Zeit, die erforderlich ist, um 99 Wafer zu messen, verstrichen. Die Filmdickendaten verändern sich mit der verstrichenen Zeit. Wenn zum Beispiel ein chemisch verstärkter Fotolack verwendet wird, dessen Filmdicke sich um ungefähr 10 Angström pro Stunde bei einer Filmdicke von 8000 Angström unmittelbar nach dem Beschichten reduziert, dann wird bei 100 Wafern, die nacheinander mit Fotolack beschichtet werden und deren Filmdicke nacheinander gemessen wird, das Messen für die 100 Wafer fünf Stunden dauern, und dann wird der hundertste Schutzlackfilm um ungefähr 50 Angströms dünner sein, als der erste Schutzlackfilm.
Folglich reduziert sich die Filmdicke entsprechend der Zeit, die verstrichen ist, auch wenn an dem Beschichtungsprozess nichts falsch ist. Eine Abweichung in dem Beschichtungsprozess würde eine Veränderung der Dicke des Schutzlackfilmes verursachen, mit dem Resultat, dass sich die Dicke des darauffolgend gebildeten Fotolackfilms graduell verringert. Dadurch würde eine Untersuchung des Verhältnisses zwischen den Zeiten und den Filmdicken in der Reihenfolge, wie die Dicke gemessen wurde, nicht bei einer Ermittlung helfen, ob der Fotolackfilm in einem guten Zustand ist oder ob sich seine Filmdicke aufgrund einer eingetretenen Abweichung verändert hat.
Wenn ein Fotolackfilm, wie vorstehend beschrieben, aus einem chemisch verstärktem Schutzlack hergestellt wurde, dessen Filmdicke sich mit der Durchlaufzeit verändert, ist es sehr schwierig auf Grundlage einer einfachen Messung der Dicke des Fotolackfilmes festzustellen, ob sich die eigentliche Filmdicke verändert hat oder nicht. Dadurch entsteht das Problem, dass es nicht möglich ist, genau festzustellen, ob irgendeine Abweichung bei dem Beschichtungsverfahren oder bei dem Fotolackfilm aufgetreten ist oder nicht.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Fotolackbearbeitungsverfahren und ein Fotolackbearbeitungssystem bereitzustellen, das die Dicke eines Fotolackfilmes auf einem Substrat misst, ohne das Substrat, wie z. B. ein Wafer, aus dem Fotolackbearbeitungssystem herausnehmen zu müssen, um eine Einstellung der fotolackfilmbildenden Bedingungen in dem Fotolackbearbeitungssystem auf Basis der Messung zu ermöglichen und um dadurch einen hohen Durchsatz zu erzielen. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zur Prüfung einer Filmdicke, mit dem genau festgestellt werden kann, ob eine Abweichung bei dem Beschichtungsverfahren oder bei der Dicke des gebildeten Fotolackfilms vorliegt oder nicht, wenn ein Fotolackfilm auf einem Wafer gebildet wird, wobei ein Material verwendet wird, dessen Filmdicke mit der Durchlaufzeit variiert, wie es bei einem chemisch verstärkten Fotolack passiert, und eine Bearbeitungsvorrichtung das Verfahren zum Auswerten der Filmdicke anwendet.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Schutzlackbearbeitungsverfahren in einem Schutzlackbearbeitungssystem vorgesehen ist mit einem ersten Schritt, in dem das Substrat auf eine spezifische Temperatur gebracht wird, mit einem zweiten Schritt zum Bilden eines Schutzlackfilmes auf dem Substrat mittels Auftragen einer Schutzlacklösung auf das Substrat, während das auf eine spezifische Temperatur gebrachte Substrat sich dreht, mit einem dritten Schritt zum Erwärmen des Substrates, auf dem der Schutzlackfilm gebildet worden ist, mit einem vierten Schritt zum Kühlen des erwärmten Substrates auf eine spezifische Temperatur, und mit einem Schritt zum Messen der Dicke des Schutzlackfilms auf dem Substrat zwischen dem dritten Schritt und dem vierten Schritt in dem Schutzlackbearbeitungssystem.
Die Dicke des Schutzlackes auf dem Substrat kann nach dem vierten Schritt gemessen werden. Mit diesem Verfahren kann die Dicke des Schutzlackfilmes auf dem Substrat gemessen werden, ohne dass das Substrat aus dem Schutzlackbearbeitungssystem herausgenommen werden muß.
Wenn das Ergebnis der Messung der Schutzlackfilmdicke gezeigt hat, dass die Solldicke nicht erreicht wurde oder dass die Gleichmäßigkeit der Filmdicke außerhalb des zulässigen Bereiches liegt, werden wenigstens der Feuchtegehalt in der Schutzlackbeschichtungseinheit, die Rotationsgeschwindigkeit des Substrates in der Schutzlackbeschichtungseinheit, und entweder die Temperatur des Substrates oder die Temperatur der Schutzlacklösung in dem ersten Schritt eingestellt.
Bei diesem Verfahren ist es nicht erforderlich, das Schutzlackbearbeitungssystem während des Messens der Filmdicke anzuhalten, da die Dicke des Schutzlackfilms innerhalb des Schutzlackbearlbeitungssystems gemessen wird, wodurch die Umgebung innerhalb des Schutzlackbearbeitungssystems konstant gehalten werden kann. Dadurch kann das durch die Messung des Schutzlackfilms erhaltene Resultat direkt verwendet werden, wodurch die Einstellung der schutzlackformenden Bedingungen erleichtert wird.
Die Dicke des Schutzlackes kann in einer Filmdickenmessebene gemessen werden, die in dem Schutzlackbearbeitungssystem vorgesehen ist. Die Dicke kann gemessen werden, während der Transfermechanismus in dem Schutzlackbearbeitungssystem das Substrat festhält. Dadurch würde der Einbauplatz für die Filmdickenmessebene wegfallen, so dass dass Schutzlackbearbeitungssystem kompakter werden könnte. Außerdem wäre es mit diesem Ansatz nicht erforderlich, das Substrat an die Filmdickenmessebene weiterzuleiten.
Die Dicke des Schutzlackfilms kann an einem Testsubstrat gemessen werden, das in dem Schutzlackbearbeitungssystem vorgesehen ist. Das Testsubstrat kann in einem Behälter, wie z. B. einem Träger, in dem Schutzlackbearbeitungssystem gehalten werden, und es kann zum Zeitpunkt der Schutzlackfilmdickenmessung herausgenommen werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Schutzlackfilm auf dem Testsubstrat, dessen Filmdicke gemessen worden ist, an der Schutzlackbeschichtungseinheit abgewaschen werden. Das Testsubstrat, von dem der Schutzlackfilm abgewaschen wurde, kann auf dem Träger innerhalb des Bearbeitungssystems zum anschließenden Prüfen der Schutzlackfilmdicke aufbewahrt werden. Dadurch kann das Testsubstrat mehr als einmal verwendet werden.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Schutzlackbearbeitungssystems mit einer Schutzlackbeschichtungseinheit zum Bilden eines Schutzlackfilmes auf dem Substrat, indem eine Schutzlacklösung auf das Substrat während des Rotierens des Substrates aufgetragen wird, einer Heizeinheit zum Heizen des Substrates, einem Transfermechanismus zum Halten und Weiterleiten des Substrates und einem Filmdickenmessinstrument zum Messen der Dicke des auf dem Substrat ausgebildeten Schutzlackfilmes, das sich über einem Lade-/Entladeschlitz der Heizeinheit befindet.
Nach dem Beschichten mit einer Schutzlacklösung wird das Substrat im allgemeinen zum Aushärten der Schutzlacklösung dem Erwärmungsprozess zugeführt. Mit Hilfe des Filmdickenmessinstrumentes über der Heizeinheit wird das Substrat immer einen Filmdickenmesspunkt durchlaufen oder diesem nahekommen, wenn es aus der Heizeinheit entnommen wird. Daher kann die Dicke des Schutzlackfilmes unmittelbar nach dem Erwärmungsprozess bei der Heizeinheit ohne unnötige Bewegung des Substrates gemessen werden, was in einem verbesserten Durchsatz resultiert.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Schutzlackbearbeitungssystems mit einer Schutzlackbeschichtungseinheit zum Bilden eines Schutzlackfilms auf einem Substrat, indem eine Schutzlacklösung auf das Substrat während des Rotierens des Substrates aufgetragen wird; Heizeinheiten zum Erwärmen des Substrates auf eine erste Temperatur, Temperatureinstelleinheiten mit der Funktion zum Kühlen mindestens des Substrates auf eine zweite Temperatur, einem Transfermechanismus zum Halten und Transportieren des Substrates und einem Filmdickenmessinstrument, das über dem Lade-/Entladeschlitz mindestens entweder der Heizeinheiten oder der Temperatureinstelleinheiten vorgesehen ist, wobei die Heizeinheiten und die Temperatureinstelleinheiten übereinanderliegend angeordnet sind, und das die Dicke des auf dem Substrat gebildeten Schutzlackfilms misst.
Das Kühlen beinhaltet hierbei sowohl das starke Abkühlen mittels Zirkulation eines Kühlmittels als auch natürliches Abkühlen in Umgebungstemperatur. Bei dieser Konfiguration kann nach dem Erwärmungsprozess in der Heizeinheit oder nach der Temperatureinstellung an der Temperatureinstelleinheit der Schutzlackfilm sofort ohne unnötige Bewegung des Substrates gemessen werden, was zu einem verbesserten Durchsatz führt.
Ein Instrument zum Messen der Dicke des Schutzlackfilms kann über dem Transferpfad des Substrates vorgesehen werden. Bei dieser Konfiguration ist die Dicke des Schutzlackfilms im Verlauf des Transfers des Substrates durch den Transfermechanismus messbar.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zur Auswertung der Filmdicke mit den Schritten: Speichern von Daten bezüglich Variation der Dicke eines chemisch verstärkten Schutzlackfilms, der auf einem Substrat mit einer Durchlaufzeit gebildet ist, Messung der Dicke des auf dem Substrat gebildeten chemisch verstärkten Schutzlackfilms und Korrektur des Wertes der gemessenen Filmdicke auf Basis der gespeicherten Daten.
Bei dem Verfahren zur Auswertung der Filmdicke wird der Dickenwert des chemisch verstärkten Schutzlackfilms, der sich auf dem Substrat bildet, auf Basis der Daten bezüglich der Abweichung der Schutzlackfilmdicke mit der Durchlaufzeit korrigiert. Dadurch ist ein genauer Wert der Filmdicke erfassbar, ungeachtet der Durchlaufzeit.
Mit dem Verfahren zur Auswertung der Filmdicke wird festgestellt, ob die Filmdicke, die auf Basis der Daten über die Variation des auf dem Substrat gebildeten chemisch verstärkten Schutzlackfilms mit der Durchlaufzeit korrigiert wurde, außerhalb eines zulässigen, vorher auf Grundlage der Daten festgelegten Bereiches liegt oder nicht. Wenn die korrigierte Filmdicke außerhalb des zulässigen Bereiches liegt, wird ein Alarm ausgegeben. Dadurch erkennt der Bediener schnell und genau, dass eine Abweichung des gebildeten Schutzlackfilms vorliegt.
Mit dem Verfahren zur Auswertung der Filmdicke wird die Dicke eines chemisch verstärkten Schutzlackfilms, der sich auf dem Substrat ausgebildet hat, zuerst gemessen. Auf der Basis des Wertes der gemessenen Filmdicke werden die für die Korrektur verwendeten Daten angeglichen. Dadurch ist es möglich, einen genauen Wert der Filmdicke ungeachtet der Durchlaufzeit zu erfassen.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Bearbeitungseinrichtung mit Mitteln zum Bilden eines chemisch verstärkten Schutzlackfilms auf einem Substrat, Mitteln zum Speichern von Daten über die Dickenvariation des auf dem Substrat gebildeten chemisch verstärkten Schutzlackfilms mit Durchlaufzeit, Mitteln zum Messen der Dicke des auf dem Substrat gebildeten chemisch verstärkten Schutzlackfilms und Mitteln zur Korrektur des Wertes der gemessenen Filmdicke auf der Basis der gespeicherten Daten, wobei diese Mittel in eine einzige Struktur integriert sind.
Diese Erfindung wird anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung mit Referenz auf die beiliegenden Zeichnungen verständlicher, wobei
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Beschichtungs- /Entwicklungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Konfiguration einer Schutzlackbeschichtungseinheit ist, die in das Beschichtungssystem von Fig. 1 eingebaut ist;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Schutzlackfiilmdickenmesseinheit gemäß der Ausführungsform ist;
Fig. 4 eine perspektische Ansicht einer Schutzlackfilmdickenmesseinheit gemäß der Ausführungsform ist;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Schutzlackfilmdickenmesseinheit gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines auf einem Wafer mit dem Beschichtungs-/Entwicklungssystem der Fig. 1 gebildeten Schutzlackfilms ist;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht eines auf einem Wafer mit dem Beschichtungs-/Entwicklungssystem der Fig. 1 gebildeten Schutzlackfilms ist;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht eines auf einem Wafer mit dem Beschichtungs-/Entwicklungssystem der Fig. 1 gebildeten Schutzlackfilms ist;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht eines auf dem Wafer mit dem Beschichtungs-/Entwicklungssystem der Fig. 1 gebildeten Schutzlackfilms ist;
Fig. 10 eine Draufsicht des gesamten Beschichtungs- /Entwicklungssystems einschließlich eines Schutzlackbeschichtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 11 eine Vorderansicht des Beschichtungs-/Entwicklungssystems einschließlich eines Schutzlackbeschichtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 12 eine Rückansicht des Beschichtungs-/Entwicklungssystems einschließlich eines Schutzlackbeschichtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 13 eine Querschnittsansicht, teilweise schematisch, einer Schutzlackbeschichtungseinheit (COT) ist;
Fig. 14 eine Gesamtansicht der Schutzlackbeschichtungseinheit ist;
Fig. 15A schematisch die Konfiguration einer Filmdickenmesseinheit zeigt, die für das Einbringen eines Verfahrens zur Prüfung des Schutzlackfilms gemäß vorliegender Erfindung eingesetzt wird;
Fig. 15B Informationen zeigt, die in RAM gemäß Fig. 15A gespeichert werden;
Fig. 16 eine vergrößerte Ansicht eines Querschnittes eines Wafer W ist, der mit Schutzlack beschichtet ist;
Fig. 17 ein Flussdiagramm der Ausführungsschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auswertung der Filmdicke ist;
Fig. 18 ein Kurvendiagramm bezüglich des Verhältnis zwischen den Filmdickenwerten und der Durchlaufzeiten ist; und
Fig. 19 ein Kurvendiagramm bezüglich des Verhältnis zwischen Filmdickenwerten und der Durchlaufzeiten ist.
Fig. 1 zeigt ein Beschichtungs-/Entwicklungssystem 1, das mit verschiedenen Bearbeitungseinheiten ausgestattet ist, die separat die nachstehend aufgeführten Prozesse ausführen: das Reinigen eines Wafers W, einen Haftprozess zum verbesserten Fixieren des Schutzlackes, das Auftragen einer Schutzlacklösung, danach Erwärmungsprozesse, Kühlprozesse zum Abkühlen des Wafers W auf eine spezifische Temperatur nach den Erwärmungsprozessen und einen Entwicklungs- und ein Erwärmungsprozess nach dem Belichten.
Das Beschichtungs-/Entwicklungssystem 1 umfasst einen Tischabschnitt 2, auf dem Kassetten C in einer Reihe angeordnet sind, und einen Transfermechanismus 4. Jede Kassette C dient als Behälter zum Unterbringen der Wafer W. Der Transfermechanismus 4 entnimmt einen Wafer W aus der Kassette C in dem Tischabschnitt 2 und transportiert ihn zu einem Transferarm 3, der als Transfereinheit agiert. Der Transfermechanismus 4 ist so konstruiert, dass er sich frei auf einem Transferpfad 5 bewegt, der in Richtung der reihenförmig angeordneten Kassetten C vorgesehen ist. Die unterschiedlichen Bearbeitungseinheiten, die bestimmte Prozesse an dem Wafer W ausführen, sind an beiden Seiten der Transferpfade 7 und 8 angeordnet, über denen sich zwei Transferarme 3 und 6 entsprechend bewegen. Ein Substrattischabschnitt 9 ist zwischen dem Transferpfad 7 und dem Transferpfad 8 vorgesehen.
Das Beschichtungs-/Entwicklungssystem 1 umfasst weiterhin eine Bürsteinheit 10 zum Bürsten des Wafers W während des Drehens des Wafers W, um die Oberfläche des aus der Kassette C genommenen Wafers W zu reinigen, eine Reinigungseinheit 11 zum Reinigen des Wafers W mit Wasser mittels Hochdruckstrahlbesprühung, einer Haftbearbeitungseinheit 12 zum Verbessern der Fixierung der Schutzlackes, indem die Oberfläche des Wafers W einem Haftprozess unterzogen wird, Kühleinheiten 13 und 16 zum Abkühlen des Wafers auf spezifische Temperaturen, eine Schutzlackfilmbeschichtungseinheit 14 zum Beschichten der Fläche des sich drehenden Wafers W mit einer Schutzlacklösung, Heizeinheiten 15 und 19 zum Erwärmen des mit Schutzlacklösung beschichteten Wafers W oder des belichteten Wafers W und eine Entwicklungseinheit 17 zum Entwickeln des belichteten Wafers W durch Zuführen bzw. Auftragen einer Entwicklerlösung auf die Oberflläche des Wafers, während der Wafer W gedreht wird. An dem oberen Teil der Heizeinheit 15 ist ein Filmdickenmessinstrument 18 vorgesehen. Die Prozesse, die mit diesen Bearbeitungseinheiten durchgeführt werden, sind bis zu einem gewissen Grade zusammengelegt. Das Gruppieren der Bearbeitungseinheiten in angemessene Bearbeitungseinheitsgruppen trägt dazu bei, den Platz für die Installation zu reduzieren und die Bearbeitungseffizienz zu erhöhen. Zwei Transferarme 3 und 6 werden zum Be- und Entladen des Wafers W in die und aus den Bearbeitungseinheiten eingesetzt. Die Bearbeitungseinheiten und die damit in Verbindung stehenden Komponententeile sind innerhalb einer Ummantelung 20 vorgesehen.
Die Schutzlackbeschichtungseinheit 14 befindet sich in dem Gehäuse 14a und ist, wie in Fig. 2 gezeigt, aufgebaut. Insbesondere ist ein drehbares Futter 22 zum horizontalen Halten des Wafers W durch Vakuumhaftung in einer Schale 21 zum Aufnehmen des Wafers W angeordnet. Das drehbare Futter 22 wird frei durch eine Antriebseinheit 23 gedreht, wie z. B. einen Schrittschaltmotor, der unterhalb der Schale 21 angeordnet ist. Seine Rotationsgeschwindigkeit kann durch eine Steuerungseinheit 24 gesteuert werden. Eine Atmosphäre in der Schale 21 wird von dem Zentrum des Bodens der Schale 21 durch eine Absaugeinrichtung (nicht gezeigt), wie z. B. eine Pumpe, die außerhalb des Systems vorgesehen ist, abgesaugt. Eine Schutzlacklösung und Lösungsmittel werden in einen Ablauftank 26 unterhalb der Schale 21 über ein Entwässerungsrohr 25 an dem Boden der Schale 21 abgelassen.
Die Schutzlacklösung wird dem Wafer W mittels einer Schutzlackdüse N zugeführt. Die Düse N wird in einer Düsenhalterung 31 gehalten. Die Schutzlacklösung wird der Schutzlackdüse N von einer Schutzlacklösungsversorgungsquelle R, wie z. B. einem sich außerhalb befindlichen Schutzlacklösungstank, über eine Schutzlacklösungszuleitung 41 zugeführt. Die Schutzlacklösungszuleitung 41 hat einen in der Mitte eingesetzten Filter 42, um Verunreinigungen, einschließlich Partikel, zu entfernen. Die Versorgung mit der Schutzlacklösung erfolgt durch eine Versorgungsmaschine 43, wie z. B. eine Balg-Pumpe, die eine konstante Menge Schutzlacklösung liefert.
Die Düsenhalterung 31 hat einen Ablauf 35a und einen Rücklauf 35b, wobei beide Rohrleitungen zum Durchströmen von temperaturregulierender Flüssigkeit aufweisen. Die in der Schutzlacklösungszuleitung 41 fließende Schutzlacklösung wird bei konstanter Temperatur gehalten und die zugeführte Schutzlacklösung hat immer eine spezifische Temperatur durch das Durchströmen der temperaturregulierenden Flüssigkeit, die extern über den Ablauf 35a zu dem Rücklauf 35b geleitet wird.
Das Lösungsmittel wird andererseits aus der Lösungsmittelversorgungsquelle T, wie z. B. ein Lösungsmitteltank, der Lösungsmitteldüse S durch eine Versorgungsmaschine 44, wie z. B. eine Pumpe, über eine Lösungsmittelrohrleitung 45 zugeführt. Die Düsenhalterung 31 hat weiterhin einen Ablauf 36a und einen Rücklauf 36b bestehend aus Rohrleitungen zum Durchströmen von temperaturregulierender Flüssigkeit, um das Lösungsmittel, das durch die Lösungsmittelrohrleitung 45 fließt, bei einer spezifischen Temperatur zu halten.
Die Düsenhalterung 31, die die Schutzlacklösungsdüse N und die Lösungsmitteldüse S paarweise hält, wird durch einen Abtastarm 37a eines Abtastmechanismus 37 in eine spezifische Position zum Wafer W bewegt. Der Abtastarm 37a ist für dreidimensionale Bewegungen ausgelegt, d. h. er ist in die Richtungen X, Y, und Z bewegbar.
An dem oberen Teil im Inneren des Gehäuses 14a, das die Außenwand der Schutzlackbeschichtungseinheit 14 bildet, ist eine Kammer 51 ausgebildet. Die Luft, deren Temperatur und Feuchtegehalt mit einer temperatur- /feuchtigkeitsregulierenden Einheit 52 eingestellt worden ist, wird der Kammer 51 über einen Hochleistungsfilter 54 zugeführt. Die temperatur- /feuchtigkeitsregulierende Einheit 52 wird durch die Steuerungseinheit 24 gesteuert. Eine gereinigte abwärtsfließende Luft wird aus einem Auslass 55 der Kammer 51 der Schale 21 zugeführt. Die Atmosphäre in der Schutzslackbeschichtungseinheit 14 wird über einen Entlüfter 56, der separat vorgesehen ist, abgesaugt.
Die Kühleinheit 13, Haftbearbeitungseinheit 12 und Heizeinheit. 15 sind übereinanderliegend in der Reihenfolge wie in Fig. 3 und 4 gezeigt angeordnet. Insbesondere ist die Kühleinheit 13 zum Abkühlen des Wafers auf eine spezifische Temperatur am Boden auf unterster Ebene vorgesehen. Auf der Kühleinheit 13 ist die Haftbearbeitungseinheit 12 zum Verbessern der Fixierung des Schutzlackes, indem die Oberfläche des Wafers W dem Haftprozess unterzogen wird, angeordnet. Auf der Haftbearbeitungseinheit 12 ist die Heizeinheit 15 zum Erwärmen des Wafers W, der mit der Schutzlacklösung in der Schutzlackbeschichtungseinheit 14 beschichtet worden ist, und zum Aushärten der aufgetragenen Schutzlacklösung vorgesehen.
Die Lade-/Entladeschlitze 12a, 13a, und 15a für die Wafer W der Haftbearbeitungseinheit 12, der Kühleinheit 13, und der Heizeinheit 15 befinden sich an der Vorderseite der entsprechenden Bearbeitungseinheiten, d. h. an der Seite des Transferpfades 7. Der Transferarm 3 ist den Lade-/Entladeschlitzen 12a, 13a, und 15a gegenüberliegend angeordnet. Der Transferarm 3 ist mit drei Greifern 3a, 3b und 3c ausgestattet, die vertikal angeordnet sind. Diese drei Greifer 3a, 3b und 3c halten die Wafer W direkt und gleiten an der Platte 3d oder in X-Richtung entlang. Die Platte 3d ist nach oben und unten oder in Z- Richtung mittels eines den Transferarm 3 tragenden Hebeständers 60 frei beweglich. Dadurch können die Wafer W, die von den Greifern 3a, 3b und 3c des Transferarmes 3 gehalten werden, frei in und aus der Haftbearbeitungseinheit 12, der Kühleinheit 13, und der Heizeinheit 15 be- und entladen werden. Der Transferarm 3 kann in Richtung θ durch einen geeigneten Antriebsmechanismus frei rotieren.
Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, ist das Filmdickenmessinstrument 18 oberhalb des Lade-/Entladeschlitzes 15a der Heizeinheit 15 angeordnet. Ein optischer Sensorkopf 18a ist an der Spitze des Filmdickenmessinstrumentes 18 vorgesehen. Der Sensorkopf 18a sendet einen Lichtstrahl von geeigneter Frequenz nach unten oder in Richtung Oberfläche des Wafers 1 N. Der gesendete Lichtstrahl streift die Oberfläche des Wafers W und erzeugt dass reflektierte Licht. Auf Grundlage des reflektierten Lichtes wird die Dicke des auf dem Wafer gebildeten Schutzlackfilms gemessen. Die Messdaten werden zu der Steuerungseinheit 24 gesendet und für das Korrigieren der schutzlackfilmbildenden Bedingungen verwendet. Dadurch ist die Dicke des Schutzlackfilms einstellbar, indem die Rotationsgeschwindigkeiit des Wafers entsprechend den Messdaten eingestellt wird. Insbesondere werden die Messdaten in die Steuerungseinheit 24 eingegeben. Die Steuerungseinheit 24 bestimmt die Rotationsgeschwindigkeit des Wafers auf Basis der gemessenen Filmdicke und der Sollfilmdicke und sendet Daten über die festgelegte Rotationsgeschwindigkeit an den Antriebsmechanismus 23. Dann dreht der Antriebsmechanismus 23 den Wafer entsprechend der Rotationsgeschwindigkeitsdaten. Dadurch wird bewirkt, dass die dem Wafer zugeführte Schutzlacklösung entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit des Wafers versprüht wird, wobei ein Schutzlackfilm mit einer Solldicke auf dem Wafer hergestellt wird.
Das Beschichtungs-/Entwicklungssystem 1 gemäß der Ausführungsform ist von vorstehend genannter Konfiguration. Wenn in dem System ein Transferroboter (nicht gezeigt) einen Träger C plaziert, auf dem sich ein Substrat zum Messen der Dicke des Schutzlackfilms befindet, d. h. einen nicht dotierten Wafer W auf dem Tisch 2, wird der Wafer W aus dem Träger C von dem Transfermechanismus 4 entnommen und dem Transferarm 3 übergeben. Der Transferarm 3 befördert den Wafer W zu der Bürsteinheit 10 und Wasserreinigungseinheit 11 und lädt den Wafer W in diese Einheiten. Die Bürsteinheit 10 bürstet den Wafer und die Reinigungseinheit 11 reinigt den Wafer W mit Wasser. Danach nimmt der Transferarm 3 den Wafer W heraus, befördert ihn zur Haftbearbeitungseinheit 12 und lädt ihn in die Einheit 12. In der Haftbearbeitungseinheit 12 wird die Oberfläche des Wafers W dem Haftprozess unterzogen. Dann lädt der Transferarm 3 den Wafer W in die Kühleinheit 13, die den Wafer W auf eine spezifische Temperatur abkühlt. Danach bringt der Transferarm den Wafer W zur Schutzlackbeschichtungseinheit 14, wo eine Schutzlacklösung auf den Wafer W aufgetragen wird, während er sich dreht. Nach dem Schutzlackbeschichtungsprozess nimmt der Transferarm 3 den Wafer W aus der Schutzlackbeschichtungseinheit 14 und transportiert ihn zu der Heizeinheit 15. In der Heizeinheit 15 wird der Wafer einem spezifischen Erwärmungsprozess unterzogen, der die Schutzlacklösung härtet, wobei sich ein Schutzlackfilm auf dem Wafer W bildet.
Nach dem Erwärmungsprozess entnimmt der Transferarm 3 den Wafer W aus der Heizeinheit 15. Gleichzeitig während der Entnahme des Wafers W misst das Filmdickenmessinstrument 18, das über dem Lade-/Entladeschlitz 15a der Heizeinheit 15 angeordnet ist, die Dicke des Schutzlackfilms. Die Position, an der die Dicke des Schutzlackfilms zu messen ist, kann willkürlich eingestellt werden, sofern sie sich auf der X-Achse befindet, wenn der Wafer W aus der Heizeinheit 15 entladen wird. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der Messpositionen nicht begrenzt. Bei der Ausführungsform wird eine Anzahl von fünf Messpositionen angenommen. Wenn der Messabstand oder der Abstand zwischen dem Filmdickenmessinstrument 18 und dem Wafer W auf eine Distanz eingestellt wird, die dem Abstand zwischen dem Instrument 18 und der Oberfläche des Wafers W zu dem Zeitpunkt, wenn der Wafer W aus dem Lade- /Entladeschlitz 15a der Heizeinheit 15 entnommen wird, entspricht, ist es nicht erforderlich, dass sich der Transferarm 3 in Z-Richtung während des Messens der Filmdicke bewegt, wodurch das Messverfahren vereinfacht wird. Wenn der Messabstand auf der Oberfläche des entnommenen Wafers W nicht eingestellt werden kann, zieht der Transferarm 3 den erwärmten Wafer W ausreichend aus der Heizeinheit 15 in X-Richtung heraus und hebt dann den Wafer in Z-Richtung, bis er sich innerhalb des Filmdickenmessabstandbereiches befindet. Dann wird die Dicke der Schutzlackfilm gemessen, während der Transferarm den Wafer wieder in Richtung X bewegt.
Bei dem Beschichtungs-/Entwicklungssystem 1 gemäß der Ausführungsform kann die Dicke des Schutzlackfilms gemessen werden, ohne dass der Wafer W aus dem Beschichtungs-/Entwicklungssystem 1 herausbefördert werden muss. Weiterhin ist es nicht erforderlich, das Beschichtungs-/Entwicklungssystem 1 zum Messen der Filmdicke zu stoppen. Das Resultat ist ein verbesserter Durchsatz. Da die Dicke des Schutzlackfilms innerhalb des Beschichtungs- /Entwicklungssystems gemessen wird, werden die Umgebungbedingungen im Inneren konstant gehalten, so dass dadurch ermöglicht wird, die Resultate der Messung der Schutzlackfilmdicke zu verwenden, wodurch die Einstellung der schutzlackfilmbildenden Bedingungen erleichtert wird.
Da die Dicke des auf dem Wafer W ausgebildeten Schutzlackfilms gemessen wird, während der Transferarm 3 den Wafer festhält, wird ein besonderer Platz für den Wafer W während des Messens der Filmdicke eingespart. Dadurch kann das Filmdickenmessverfahren hinzugefügt werden, ohne dass sich der Gesamtumfang des Beschichtungs-/Entwicklungssystems 1 vergrößert. Außerdem ist es nicht erforderlich, ein besonderes Transferverfahren für das Messen der Dicke des Schutzlackfilms auf dem Wafer W hinzuzufügen. Da ein konventionelles Filmdickenmessinstrument, das sich außerhalb des Beschichtungs-/Entwicklungssystems 1 befindet, nicht erforderlich ist, kann die Grundfläche des Reinraumes verringert werden.
In der Ausführungsform ist das Filmdickenmessinstrument 18 oberhalb des Lade- /Entladeschlitzes 15a der Heizeinheit 15 angeordnet und die Dicke des Schutzlackfilms wird an fünf Positionen in einer Flucht in X-Richtung, in die der Wafer aus der Heizeinheit 15 entnommen wird, gemessen. Bei diesem Messverfahren wird im allgemeinen die Dicke des Schutzlackfilmes auf dem Wafer W an ungefähr 25 Stellen oder Punkten gemessen. Wie in Fig. 5 gezeigt, können fünf Filmdickenmessinstrumente 18 Seite an Seite oberhalb des Lade- /Entladeschlitzes 15a der Heizeinheit 15 vorgesehen sein. Bei dieser Anordnung können die Filmdicken an 5 · 5 = 25 Positionen gemessen werden, indem einfach das gleiche Messverfahren wie oben beschrieben ausgeführt wird. Überdies kann die Dicke des Schutzlackfilms an weiteren Stellen gemessen werden, wenn der Transferarm in Richtung θ gedreht wird, woraus ein detaillierteres Messergebnis der Filmdicke resultiert.
Die Dicke des Schutzlackfilms auf dem Wafer W kann nach dem Kühlprozess, der dem Erwärmungsprozess folgt, an der Kühleinheit 13 gemessen werden, anstatt nach dem Erwärmungsprozess an der Heizeinheit 15. Nach dem Erwärmungsverfahren wird der dem Kühlungsverfahren ausgesetzten Wafer W von dem Transferarm 3 aus der Kühleinheit 13 entladen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Dicke des Schutzlackfilms durch das Filmdickenmessinstrument 18, das oberhalb des Lade-/Entladeschlitzes 15a der Heizeinheit 15 angeordnet ist, gleichzeitig beim Entladen des Wafer W gemessen werden. Weiterhin kann das Filmdickenmessinstrument 18 oberhalb des Transferpfades 7 und Transferpfades 8 (nicht gezeigt) vorgesehen sein, und die Dicke des Schutzlackfilms kann während der Beförderung des Wafers W durch den Transferarm 3 gemessen werden.
Nachdem die Dicke des Schutzlackfilms gemessen worden ist, lädt der Transferarm 3 den Wafer W wieder in die Schutzlackbeschichtungseinheit 14, wobei ein Lösungsmittel aus einer Lösungsmitteldüse S dem Wafer W zugeführt wird, während dieser sich dreht, wobei der Schutzlackfilm entfernt wird. Der von dem Schutzlackfilm befreite Wafer W kann von dem Transfermechanismus 4 zu dem Träger C zurückgeführt werden und so lange gelagert werden, bis die Dicke des nächsten Schutzlackfilmes gemessen wird. Dies ermöglicht es, den Filmdickenmessungs-Wafer W mehr als einmal zu benutzen, wodurch es nicht erforderlich ist, einen Wafer jedes Mal vorzubereiten, wenn die Dicke des Schutzlackfilms gemessen wird, was zu einer Kostenreduktion führt. Zusätzlich zu dem Entfernen des auf dem Wafer W gebildeten Schutzlackfilms an der Schutzlackbeschichtungseinheit, kann der Schutzlackfilm durch den Einsatz eines Schutzlacklösungsmittelabziehbades in einer Abziehbadeinheit (nicht gezeigt) entfernt werden.
Wenn das Ergebnis der Messung der Dicke des Schutzlackfilmes 70 ergeben hat, dass die Dicke des auf dem Wafer W gebildeten Schutzlackfilms sich innerhalb des zulässigen Bereichs von der maximalen Filmdicke tmax bis zur minimalen Filmdicke tmin, wie in Fig. 6 dargestellt, befindet, brauchen die schutzlackfilmbildenden Bedingungen in dem Beschichtungs- /Entwicklungssystem nicht eingestellt zu werden. Wenn der Schutzlackfilm 70 den höchsten Filmdickenwert tmax, wie in Fig. 7 dargestellt, überschritten hat, oder wenn der Schutzlackfilm 70 unterhalb des niedrigsten Filmdickenwertes tmin, wie in Fig. 8 gezeigt, gefallen ist, wird wenigstens entweder die Temperatur des Wafers unmittelbar vor Zuführung der Schutzlacklösung oder die Temperatur der aus der Schutzlacklösungsdüse N zugeführten Schutzlacklösung durch geeignete Mittel in einer späteren Phase eingestellt. Dies schafft die Bedingungen für die Bildung eines Schutzlackfilms mit der Solldicke.
Wenn der Schutzlackfilm 70 auf dem Wafer W andererseits dicker als der obere Grenzwert des zulässigen Bereiches an Stellen der Linie L und dünner als der untere Grenzwert des zulässigen Bereiches an anderen Stellen ist, wird zumindest entweder die Anzahl der Umdrehungen des Wafers W während des Auftragens der Schutzlacklösung geändert oder der Feuchtegehalt in der Schutzlackbeschichtungseinheit eingestellt, um die Gleichmäßigkeit der Filmdicke zu verbessern.
Danach wird, falls erforderlich, wenigstens die Temperatur des Wafers unmittelbar vor dem Auftragen der Schutzlacklösung oder die Temperatur der von der Schutzlacklösungsdüse zugeführten Schutzlacklösung eingestellt, wenn z. B. die Filmdicke den höchsten Filmdickenwert tmax überschritten hat oder die Filmdicke sich unterhalb des niedrigsten Filmdickenwertes tmin. befindet. Dies schafft die Bedingungen für die Bildung eines Schutzlackfilmes mit gleichmäßiger Dicke.
Die Temperatur des Wafers kann unmittelbar vor dem Auftragen der Schutzlacklösung durch die Kühleinheit 13 eingestellt werden. Die Temperatur der von der Schutzlacklösungsdüse N zugeführten Schutzlacklösung kann durch die Temperatureinsteüflüssigkeit, mit der die Düsenhalterung 31 versorgt wird, gesteuert werden. Die Anzahl der Umdrehungen des Wafers W während des Auftragens der Schutzlacklösung kann durch den von der Steuerungseinheit 24 gesteuerten Antriebsmechanismus 23, wie z. B. einem Schrittschaltmotor, eingestellt werden. Der Feuchtegehalt in der Schutzlackbeschichtungseinheit 14 ist durch die Feuchtegehalteinstelleinheit 52, die von der Steuerungseinheit 24 gesteuert wird, einstellbar.
Nachdem das Beschichtungs-/Entwicklungssystem 1 eingestellt worden ist, kann die Dicke des Schutzlackfilms wieder gemessen werden, um den Einstellungsinhalt zu überprüfen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Schutzlackfilmdickenmessungs-Wafer W verwendet werden. Der Wafer W zum Messen der Filmdicke ist für die vorhergehende Messung des Schutzlackfilms verwendet worden und in der Kassette C abgelegt. Das Messen der Schutzlackfilmdicke und die Einstellung des Beschichtungs- /Entwicklungssystems auf Basis des Messergebnisses kann so lange wiederholt werden, bis die Dicke des Schutzlackfilms und die Gleichmäßigkeit der Filmdicke innerhalb der zulässigen Bereiche liegt.
Während bei dieser Ausführungsform das Substrat ein Wafer ist, kann es sich auch um ein anderes geeignetes Substrat handeln.
Bei dem Verfahren zum Schutzlackbearbeiten gemäß der Ausführungsform ist die Dicke des Schutzlackfilmes messbar, ohne dass das Substrat ausserhalb des Beschichtungs-/Entwicklungssystems befördert werden muß. Dadurch entfällt der Schritt zum Befördern des Substrates aus dem Schutzlackbearbeitungssystem zum Messen des Schutzlackfilmes. Weiterhin ist es nicht erforderlich, das Schutzlackbearbeitungssystem zum Messen der Filmdicke zu stoppen. Daraus resultiert ein erhöhter Durchsatz. Da die Dicke des Schutzlackfilms innerhalb des Schutzlackbearbeitungssystems gemessen wird, sind die Ergebnisse der Messung der Schutzlackfilmdicke direkt verwendbar, wodurch die Einstellung der schutzlackfilmbildenden Bedingungen ermöglicht wird. Da die Schutzlackfilmdicke gemessen wird, während der Transfermechanismus das Substrat festhält, fällt ein besonderer Platz für das Substrat während des Messens der Schutzlackfilmdicke weg. Dadurch ist es möglich, ein Messverfahren zum Messen der Schutzlackfilmdicke hinzuzufügen, ohne den Gesamtumfang des Schutzlackbearbeitungssystems zu erweitern. Außerdem ist ein zusätzliches besonderes Transferverfahren zum Messen der Dicke des Schutzlackfilms auf dem Substrat nicht erforderlich. Weiterhin wird durch das Messen der Dicke des Testsubstrates, das in dem Schutzlackbearbeitungssystem gehalten wird, nicht mehr erforderlich, ein Messsubstrat in das Schutzlackbearbeitungssystem jedesmal beim Messen der Dicke des Schutzlackfilms zu laden. Dies erhöht die Betriebsleistung des Schutzlackbearbeitungssystems. Durch das Abwaschen des Schutzlackfilms von dem Testsubstrat, dessen Filmdicke gemessen wurde, kann das Messsubstrat mehrmals verwendet werden, so dass es nicht erforderlich ist, ein Substrat für jedes Messen der Filmdicke vorzubereiten, was zu einer Kostenreduktion führt.
Wenn ein Filmdickenmessinstrument zum Messen der Dicke des Schutzlackfilmes auf dem Substrat oberhalb des Lade-/Entladeschlitzes der Heizeinheit angeordnet ist, ist ein konventionelles Filmdickenmessinstrument, das sich außerhalb des Beschichtungs-/Entwicklungssystems 1 befindet, nicht erforderlich, was zu einer Reduzierung der Grundfläche des Reinraumes beiträgt.
Anhand einer anderen Ausführungsform werden ein Verfahren zur Auswertung eines auf einer Halbleiterscheibe ausgebildeten Schutzlackfilmes, insbesondere ein Verfahren zur Auswertung der Dicke eines Schutzlackfilmes, der aus einem chemisch verstärktem Schutzlack besteht, und eine Bearbeitungseinrichtung unter Einsatz des Verfahrens erklärt. Das Auswerteverfahren und die Bearbeitungseinrichtung sind für ein Beschichtungs-/Entwicklungssystem seitlichen Typs, wie vorstehend beschrieben, anwendbar. Bei der vorliegenden Ausführungsform folgt eine Erklärung unter der Voraussetzung der Anwendung auf ein Beschichtungs-/Entwicklungssystem vertikalen Typs.
Das Beschichtungs-/Entwicklungssystem vertikalen Typs wird mit Bezug auf die Zeichnungen 10 bis 13 beschrieben.
Das Bearbeitungsystem umfasst eine Kassettenstation 110, eine Bearbeitungsstation 112 und eine Übergabestation 114. Bei diesem System sind die Komponententeile miteinander verbunden, um eine integrale Struktur zu bilden. Die Kassettenstation 110 lädt und entlädt die Halbleiterscheiben W in das und aus dem System in Blöcken von 25 Wafern, die sich in einer Wafer-Kassette CR befinden.
Die Kassettenstation 110 lädt und entlädt ebenfalls eine Halbleiterscheibe W in oder aus der Wafer-Kassette CR. Die Bearbeitungsstation 112 umfasst verschiedene Bearbeitungseinheiten der Beschichtung (sheeting type), die spezifische Bearbeitungen an den Wafern W nacheinander in den Beschichtungs- und Entwicklungsprozessen ausführen. Die Bearbeitungseinheiten sind mehrstufig in spezifischen Positionen angeordnet. In dem Übergabeteil 114 wird eine Halbleiterscheibe W an die und von der Belichtungseinheit (nicht gezeigt) neben der Bearbeitungsstation 112 übergeben und empfangen.
In der Kassettenstation 110 werden mehr als eine Wafer-Kassette C (z. B. vier Kassetten) in einer Reihe auf die Vorsprünge 120a auf einem Kassettentisch 120 in X-Richtung gesetzt, wobei der Wafer-Lade-/Entladeschlitz jeder Wafer- Kassette der Bearbeitungsstation 112, wie in Fig. 10 gezeigt, zugewandt ist. Eine Wafer-Transfermaschine 122 kann in Richtung der Kassettenanordnung (d. h. in X-Richtung) und in Richtung, in welche die Wafer innerhalb der Wafer- Kassette CR angeordnet sind (d. h. in Z-Richtung), bewegt werden. Die Wafer- Transfermaschine 122 hat wahlweise Zugang zu einer der Wafer-Kassetten CR. Die Wafer-Transfermaschine 122 ist zur Drehung in θ-Richtung ausgelegt. Die Transfermaschine hat ebenfalls Zugang zu einer Ausrichtungseinheit (ALIM) und eine Anbaueinheit (EXT), die zu dem Abschnitt mit mehrstufig angeordneten Einheiten mit einer dritten Bearbeitungseinheitengruppe G3 auf der Seite der Bearbeitungsstation 112, wie später erklärt wird, gehören. In dem Zentrum der Bearbeitungsstation 112 ist eine Haupt-Wafertransfer-Maschine 124 vertikalen Transfertyps vorhanden. Alle Bearbeitungseinheiten sind in einer Gruppe oder Gruppen um die Haupt-Wafertransfer-Maschine angeordnet. Jede Gruppe wird aus Bearbeitungseinheiten, die mehrstufig angeordnet sind, gebildet.
Bei dem System der Ausführungsform sind fünf Bearbeitungseinheitengruppen G1, G2, G3, G4 und G5 mehrstufig angeordnet. Eine erste und zweite Bearbeitungseinheitengruppe G1 und G2 sind im vorderen Teil des Systems (d. h. in dem unteren Teil der Fig. 10) angeordnet. Eine dritte Bearlbeitungseinheitengruppe G3 ist neben der Kassettenstation 110 angeordnet. Eine vierte Bearbeitungseinheitengruppe G4 befindet sich neben dem Übergabeteil 114. Eine fünfte Bearbeitungsgruppe G5 ist am rückwärtigen Teil des Systems angeordnet.
Wie in Fig. 11 gezeigt, sind in der ersten Bearbeitungseinheitengruppe G1 zwei Bearbeitungseinheiten des Rotationstyps übereinanderliegend angeordnet. Sie führen spezifische Prozesse an der Halbleiterscheibe W auf einem drehbaren Futter in einer Schale CP durch. Dabei handelt es sich z. B. um eine Fotolackbeschichtungseinheit (COT) und eine Entwicklungseinheit (DEV), die in dieser Reihenfolge von unten gesehen übereinanderliegend angeordnet sind. Gleichzeitig sind in der zweiten Bearbeitungseinheitengruppe G2 eine Fotolackbeschichtungseinheit (COT) und eine Entwicklungseinheit (DEV) in dieser Reihenfolge von unten gesehen übereinanderliegend angeordnet. Vorzugsweise sollte sich die Fotolackbeschichtungseinheit (COT) auf der unteren Ebene befinden, da das Ablassen der Schutzlacklösung ein großes Problem hinsichtlich Aufbau und Wartung ist. Die Fotolackbeschichtungseinheit (COT) kann erforderlichenfalls auf der oberen Ebene angeordnet werden.
In der dritten Bearbeitungseinheitengruppe G3 sind offene Bearbeitungseinheiten übereinanderliegend auf acht Ebenen, wie in Fig. 12 gezeigt, angeordnet. Diese Einheiten führen spezifische Prozesse an dem Wafer W auf einem Tisch SP aus. Zum Beispiel sind in der dritten Bearbeitungseinheitengruppe G3 eine Kühleinheit (COL), eine Haftbearbeitungseinheit (AD), eine Ausrichtungsmaschine (ALIM), eine Anbaueinheit (EXT), zwei Vortrocknungseinheiten (PREBAICE), und zwei Nachtrocknungseinheiten (POBAKE) in der Reihenfolge von unten aus gesehen übereinanderliegend angeordnet. Gleichzeitig sind in der vierten Bearbeitungseinheitengruppe G4 offene Bearbeitungseinheiten auf acht Ebenen übereinanderliegend angeordnet. Zum Beispiel sind in der vierten Bearbeitungseinheitengruppe G4 eine Kühleinheit (COL), eine Anbau-/Kühleinheit (EXTCOL), eine Anbaueinheit (EXT), eine Kühleinheit (COL), zwei Vortrocknungseinheiten (PREBAKE), und zwei Nachtrocknungseinheiten (POBAKE) in dieser Reihenfolge von unten aus gesehen übereinanderliegend angeordnet.
Thermische Störungen zwischen den Einheiten können derartig reduziert werden, indem die Kühleinheit (COL) und die Anbau-/Kühleinheit (EXTCOL), deren Bearbeitungstemperaturen niedrig sind, auf den unteren Ebenen angeordnet und die Vortrocknungseinheit (PREBAKE), die Nachtrocknungseinheit (POBAKE) und die Haftbearbeitungseinheit (AD), deren Bearbeitungstemperaturen hoch sind, auf den oberen Ebenen angeordnet werden.
Der Übergabeteil 14 hat die gleiche Tiefe wie die Bearbeitungsstation 12, ist jedoch kürzer in der Breite. Im vorderen Teil des Übergabeteils 14 sind eine tragbare Aufnahmekassette CR und eine stationäre Speicherkassette BR übereinanderliegend angeordnet. Eine periphere Belichtungseinheit 128 ist an dem rückwärtigen Teil des Übergabeteils angeordnet. In der Mitte des Übergabeteils ist eine Wafer-Transfermaschine 126 vorgesehen. Die Wafer- Transfermaschine 126 bewegt sich in die X- und Y-Richtung, um sowohl die Kassetten CR und BR als auch die periphere Belichtungseinheit 128 zu erreichen.
Die Wafer-Transfermaschine 126 ist so ausgelegt, dass sie in Richtung θ drehbar ist und nicht nur Zugang zu der der vierten Bearbeitungseinheitengruppe G4 in der Bearbeitungsstation 12 zugehörigen Anbaueinheit (EXT) hat, sondern auch zu dem Wafer-Ablagetisch (nicht gezeigt) an der angrenzenden Belichtungseinheit.
In dem Beschichtungs-/Entwicklungssystem mit vorstehend beschriebenem Aufbau wird eine Halbleiterscheibe W entsprechend der Bearbeitungen wie nachfolgend beschrieben schrittweise weiterbefördert.
Zuerst entnimmt die Wafer-Transfermaschine 122 die unbehandelten Halbleiterscheiben W nacheinander aus der Wafer-Kassette CR und lädt sie in die Ausrichtungseinheit (ALIM). Die Haupt-Wafertransfermaschine 124 entlädt die Halbleiterscheibe W, die von der Ausrichtungseinheit positioniert wurde, und lädt sie in die Haftbearbeitungseinheit (AD), wo der Wafer einem Haftprozess unterzogen wird. Nach dem Haftprozess entlädt die Haupt-Wafertransfermaschine 124 die Halbleiterscheibe W und befördert sie zu der Kühleinheit (COL), die den Wafer W kühlt. Danach wird die Halbleiterscheibe W über die Fotolackbeschichtungseinheit (COT), Vortrocknungseinheit (PRIEBAKE), Anbau- /Kühleinheit (EXTCOL), und Übergabeteil 144 bis zur Belichtungseinheit befördert. Dann wird der Wafer zu der Anbaueinheit (EXT), Entwicklungseinheit (DEV) und Nachtrocknungseinheit (POBAKE) in der vierten Bearbeitungseinheitengruppe G4 und der Anbaueinheit (EXT) in der dritten Bearbeitungseinheitengruppe G3 für die entsprechenden Bearbeitungen weitergeleitet. Dann wird die bearbeitete Halbleiterscheibe W in der Wafer- Kassette CR gespeichert.
Mit der Fig. 13 wird die Schutzlackbeschichtungseinheit (COT) der Ausführungsform erklärt. Es wird angenommen, dass eine Schutzlackbeschichtungseinheit (COT) einen chemisch verstärkten Schutzlackfilm bildet.
In der Schutzlackbeschichtungseinheit (COT) ist eine kreisförmige Schale CP in dem zentralen Teil des Bodens der Einheit angeordnet. Innerhalb der Schale ist ein drehbares Futter 152 vorgesehen. Das drehbare Futter 152 ist so ausgelegt, dass es von einem Antriebsmotor 154 gedreht wird, der von einem Drehfuttersteuerungsteils 184 gesteuert wird, während die Halbleiterscheibe W durch Haftung mittels Vakuumkraft gehalten wird. Der Antriebsmotor 154 ist an einer Öffnung 150a angeordnet, die in einer Einheiten-Bodenplatte 150 ausgebildet ist, so dass er sich aufwärts und abwärts bewegen kann. Der Antriebsmotor ist mit einer auf- und abwärts antreibenden Einheit 160, die sich z. B. aus einem Luftzylinder und einer vertikal führenden Einheit 162 zusammensetzt, über ein schalenförmiges Flanschelement 158 verbunden, das z. B. aus Aluminium ist. An der Seite des Antriebsmotors 154 ist ein rohrförmiger Kühlmantel 164 aus z. B. SUS (nichtrostender Stahl) angeordnet. Das Flanschelement 158 ist derartig angeordnet, dass die obere Hälfte des Kühlmantels 164 abgedeckt ist.
Beim Schutzlackbeschichten treten das untere Ende 158a des Flanschelementes 158 und die Einheiten-Bodenplatte 150 nahe der Öffnung 150a in engen Kontakt, wodurch der Innenraum der Einheit abgedichtet wird. Wenn eine Halbleiterscheibe W von dem drehbaren Futter 152 und den Greifern 124a des Haupt-Wafertransfermechanismus übergeben und empfangen wird, bewegt sich das untere Ende des Flanschelementes 158 von der Einheiten-Bodenplatte 150 nach oben, da die vertikal bewegbare Antriebseinheit den Teil einschließlich des Antriebsmotors 154 und des drehbaren Futters 152 aufwärts bewegt.
In Fig. 14 ist eine Schutzlackdüse 186 zum Zuführen einer Schutzlacklösung auf die Oberfläche der Halbleiterscheibe W über eine Versorgungsrohrleitung 188 mit einem Schutzlackversorgungsteil (nicht gezeigt) verbunden. Die Schutzlackdüse 186 ist an der Spitze eines Düsenabtastarmes 192 in einer Düsen-Standby- Einheit 200 an der Außenseite der Schale CP derartig angeordnet, dass die Düse eingebaut und wieder entfernt werden kann. Die Düse ist so konstruiert, dass sie in eine spezifische Lösungszuführungsposition in dem oberen Teil des drehbaren Futters 152 gebracht werden kann. Der Schutzlackdüsenabtastarm 192 ist an dem oberen Ende eines vertikalen Haltegliedes 196 angeordnet, das horizontal über eine Führungsschiene 194, die in eine Richtung (in Richtung Y) auf der Einheitsbodenplatte 150 verlegt ist, bewegbar ist. Der Abtastarm wird durch einen in Y-Richtung antreibenden Mechanismus (nicht gezeigt) derartig angetrieben, dass der Arm sich zusammen mit dem vertikalen Halteglied 196 in X-Richtung bewegt. Der Schutzlackdüsenabtastarm 192 kann ebenfalls mittels eines Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) in X-Richtung senkrecht zur Y- Richtung bewegt werden, um wahlweise an der Schutzlackdüse 186 an der Schutzlackdüsen-Standby-Einheit 190 angepasst zu werden.
Beim Schutzlackbeschichten in der Schutzlackbeschichtungseinheit (COT), bewegt sich der Schutzlackdüsenabtastarm 192 in X-Richtung zu der Position, die der zum Einsatz kommenden Schutzlackdüse 186 entspricht. Dann bewegt er sich in Y-Richtung oder entsprechend in der Figur aufwärts und wird an die einzusetzende Schutzlackdüse 186 angepasst. Nach dem Anpassen an die kompatible Schutzlackdüse 186 bewegt sich der Schutzlackdüsenabtastarm 192 in die Y-Richtung oder wie in der Figur gezeigt abwärts bis zu einer geeigneten Position über dem Wafer W und dicht an dem Zentrum des Wafers. Der Wafer W wird durch einen Motor (nicht gezeigt) gedreht. Die Schutzlackdüse bleibt in der oberen Position und tröpfelt zuerst einen Verdünner auf den sich drehenden Wafer W. Der Verdünner wird verwendet, damit ein Schutzlackmaterial leicht an der Fläche des Wafers W haftet.
Der auf die Oberfläche des Wafers W getröpfelte Verdünner wird sofort radial durch die Fliehkraft derartig nach außen verteilt, dass die vollständige Oberfläche des Wafers W bedeckt wird. Übermäßiger Verdünner fliegt durch die Fliehkraft in Richtung Kante des Wafers und wird in der Schale CP aufgefangen.
Dann sprüht die Schutzlackdüse 186 die Schutzlacklösung auf die Oberfläche des Wafers W. Die getröpfelte Schutzlacklösung wird sofort radial in Richtung Außenseite des Wafers W durch die Fliehkraft derartig verteilt, dass die gesamte Fläche des Wafers W damit bedeckt wird. Überschüssige Schutzlacklösung wird durch die Fliehkraft ebenfalls zu der äußeren Kante des Wafers W gedrängt und in der Schale CP aufgefangen. Die die Waferfläche abdeckende Schutzlacklösung wird sofort durch einen Luftstrom, der durch die Rotation des Wafers entsteht, und einen Luftstrom zum Trocknen getrocknet.
Nachdem die Schutzlacklösung fertig aufgetröpfelt worden ist, bewegt sich der Schutzlackdüsenabtastarm 192 in Richtung der Schutzlackdüsen-Standby- Einheit 190 oder in der Figur aufwärts und kehrt zur Schutzlackdüsen-Standby- Einheit 190 zurück.
Gleichzeitig bewegt sich ein Spülungsdüsenabtastarm 220 in Y-Richtung, oder mit Bezug auf die Figur aufwärts, und stoppt genau über dem äußeren Umfang des Wafers W. Der Spülungsdüsenabtastarm 220 wird zum Entfernen des dicken Schutzlackfilms, der sich an dem äußeren Umfang des Wafers UV gebildet hat, eingesetzt. Eine Spülungsdüse 222 ist an der Spitze des Spülungsdüsenabtastarms 220 angebracht. Die Spülungsdüse 222 führt einen Verdünner zu. Der von der Spülungsdüse 222 zugeführte Verdünner löst den sich an dem Rand des Wafers gebildeten dicken Schutzlackfilm auf und entfernt ihn.
Nach dem Auftragen des Verdünners, der Schutzlackbeschichtung und dem Spülvorgang ist der Formungsprozess abgeschlossen.
Nachdem der Formungsprozess abgeschlossen ist, wird der Wafer W, auf dessen Fläche der Schutzlackfilm gebildet wurde, zum Übergabeteil weiterbefördert und in der Wafer-Kassette CR gehalten. Wenn eine spezifische Anzahl der in der Wafer-Kassette gespeicherten schutzlackfilmbeschichteten Wafer erreicht wurde, zum Beispiel 25, wird die die schutzlackfilmbeschichteten Wafer W beinhaltende Wafer-Kassette CR zu dem Filmdickenmessinstrument befördert, das die Filmdicke misst.
Die Dicke des chemisch verstärkten Schutzlackfilms verändert sich ab dem Zeitunkt der Bildung des Schutzlackfilms. Demzufolge wird der Wert der Filmdicke, die mit dem Filmdickenmessinstrument gemessen wird, ungenau sein, wenn der Zeitraum ab dem Zeitpunkt der Schutzlackfilmbifdung auf dem Wafer W bis zum Messen der Filmdicke lang ist. Insbesondere wenn die Wafer- Kassette CR weitergeleitet wird und die Filmdicke losweise gemessen wird, unterscheidet sich das Messergebnis der Filmdicke des ersten Wafers W von dem Messergebnis der Filmdicke des letzten Wafers bedeutend.
Um dieses Problem zu überwinden, wird der Wert der Filmdicke bei der vorliegenden Erfindung durch das folgende Verfahren korrigiert.
Fig. 15A zeigt schematisch die Konfiguration eines Filmdicken[mess]- instrumentes, bei dem das Verfahren angewandt wurde.
Mit Bezug auf Fig. 15A umfasst das Filmdicken[mess]instrument einen Abtastteil 101, eine CPU 102, einen Displayteil 103 und eine Speichervorrichtung 104. Ein Muster, dessen Filmdicke gemessen werden soll (ein schutzlackfilmbeschichteter Wafer W), wird auf einen Mustertisch 105, der dicht bei dem Abtastteil 101 angeordnet ist, befestigt.
Der Abtastteil 101 beleuchtet das Muster und tastet das reflektierende Licht ab. Die CPU 102 gibt Befehle an den Abtastteil 101 weiter, berechnet die Filmdicke auf Basis des Signals aus dem Abtastteil 101, schreibt und liest Daten in die und aus der Speichervorrichtung ein und aus, z. B. RAM 104, korrigiert den Wert der Filmdicke und gibt an das Displayteil 103 Befehle aus. Das Displayteil 103 zeigt verschiedene Parameter- und Datenelemente an, einschließlich der Ergebnisse der Messungen der Filmdicke und der Bedingungen für die Messung. Die Speichervorrichtung 104 speichert Daten über die Schwankungen der Dicke des auf dem Wafer W gebildeten chemisch verstärkten Schutzlackfilms in Bezug auf die Durchlaufzeit, wie in Fig. 15B gezeigt.
Die Dicke des Schutzlackfilms wird nach folgendem Prinzip gemessen.
Wie in der Fig. 16 gezeigt, fällt das Licht, wenn Licht aus dem Lichtaussendungsteil 115a von einem Sensor 115 ausgestrahlt wird, in den Schutzlackfilm in einem Eintrittswinkel α auf die Oberfläche des Wafers W. Wenn das Licht durch die Luft in den Schutzlackfilm R eintritt, wird das Licht an der Schnittstelle R1 gebrochen. Wenn der Brechungswinkel β ist und der Brechungskoeffizient des Schutzlackfilms n ist, ergibt sich folgende Gleichung zwischen dem Eintrittswinkel α, dem Brechungswinkel β, und dem Brechungskoeffizienten n:
n = Sin α/sin β
Nach dem Eintritt in den Schutzlackfilm dringt das Licht geradewegs in das Innere des Schutzlackfilms vor und wird an der Schnittstelle R2 zu dem Wafer W reflektiert. Das reflektierte Licht dringt innerhalb des Schutzlackfilms weiter bis zu der Schnittstelle R1 durch. Beim Durchgang durch die Schnittstelle R1 wird das Licht wieder gebrochen und legt eine Strecke in dem Eintrittswinkel α in der freien Luft zurück und wird durch ein Lichtempfangsteil 115b von dem Sensor 115 aufgefangen.
Fig. 16 zeigt den Weg, den das aus dem Lichtaussendeteil 115a des Sensors 115 ausgestrahlte Licht durch den Schutzlackfilm R zurücklegt, wo es an der Schnittstelle R2 reflektiert wird, wieder in die freie Luft eintritt und durch den Lichtempfangsteil 115b des Sensors 115 aufgefangen wird. Wie in Fig. 16 dargestellt, ist der Weg symmetrisch bezüglich einer mit einer unterbrochenen Linie dargestellten Normalen. Wie aus der Fig. 16 ersichtlich ist, wird die Filmdicke d eines Schutzlackfilms R durch folgende Gleichung bestimmt:
d = 1/2 tanβ
Da n = Sin α/sin β ist, wird der Wert d mittels:
d = sin α/2 (n² - sin²α)1/2
ermittelt.
Da die Werte von α und n bekannt sind, wenn der Wert 1 durch den Sensor 115 abgetastet wird, kann der Wert der Filmdicke d bestimmt werden.
Der Grund, warum die Dicke des chemisch verstärkten Schutzlackfilms sich mit Verstreichen der Zeit ab dem Zeitpunkt der Bildung des Schutzlackfilms verändert, liegt teilweise an der Variation des Brechungskoeffizienten n des Schutzlackfilms R mit Verstreichen der Zeit ab der Bildung des Schutzlackfilms unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Filmdicke d anhand des oben beschriebenen Prinzips berechnet wird.
Die in der Speichervorrichtung 104 gespeicherten Daten werden wie folgt erhalten.
Ein oder mehrere Wafer W werden als Testmuster verwendet. Mit der Schutzlackbeschichtungseinheit wird ein Schutzlackfilm auf dem Wafer unter den gleichen Bedingungen wie die für die Produkte gebildet. Die Filmdicke wird mit dem Filmdicken[mess]instrument jedes Mal, wenn ein bestimmter Zeitraum abgelaufen ist, gemessen. Auf Basis des Messergebnisses werden Daten über die Variation des chemisch verstärkten Schutzlackfilms, der auf dem Wafer gebildet ist, mit Bezug auf die Durchlaufzeit erhalten.
Fig. 18 zeigt das Verhältnis zwischen den so erhaltenenen Werten der Filmdicken und der Durchlaufzeiten. Fig. 19 ist eine vergrößerte Ansicht eines Anteils zwischen 0 bis 7 Stunden in Fig. 18. Die schwarzen Punkte in Fig. 19 stellen Daten dar, die durch die tatsächliche Messung der Filmdicke erhalten werden. Die gepunkteten Linien in Fig. 19 stellen die Kurven dar, die den aktuellen Messungen entsprechen. Wenigstens das Quadratnäherungsverfahren darf als Näherung verwendet werden.
Ein Verfahren zum Auswerten der Filmdicke mit dem Instrument wird mit Bezug auf die Fig. 17 erklärt.
Eine Wafer-Kassette mit 25 schutzlackbeschichteten Wafern W wird aus dem Beschichtungs-/Entwicklungssystem zu dem Filmdickenmessinstrument befördert.
Dann werden die Wafer W aus der Wafer-Kassette CR nacheinander herausgenommen. Danach wird der Wafer W in das Filmdickenrnessinstrument (Schritt 801) gesetzt, das die Filmdicke (Schritt 802) misst.
Der Wert, der mit der Zeit variierenden Filmdicke (nachstehend wird der Filmdickenwert als die Variation bezeichnet) wird auf Basis der Filmdickenmessungen und der Durchlaufzeit berechnet. Dann wird eine genaue Filmdicke durch Subtrahieren der Variation von der Filmdickenmessung oder Addieren der Variation zur Filmdickenmessung (Schritt 803) berechnet.
Bei der Ausführungsform wird der Wert der Dicke des chemisch verstärkten auf dem Substrat gebildeten Schutzlackes auf Basis der Variationsdaten hinsichtlich Schutzlackfilmdicke in Bezug auf die Durchlaufzeit korrigiert. Dadurch kann der Wert der Filmdicke ungeachtet der verstrichenen Zeit genau bewertet werden.
Nachstehend wird eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Diese Ausführungsform ist von gleicher Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform, ausgenommen, dass das Filmdickenmessinstrument in dem Beschichtungs-/Entwicklungssystem eingebaut ist und dass eine Alarmvorrichtung vorgesehen ist, die den zulässigen Wertebereich der Filmdicke auf Basis der Daten im voraus festlegt, die feststellt, ob der datenkorrigierte Wert der Filmdicke den Bereich überschritten hat oder nicht und einen Alarm ausgibt, wenn der Wert den Bereich überschritten hat. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Filmdicken[mess]instrument in der Nähe der peripheren Belichtungseinheit 128 vorgesehen. Die mit einem Schutzlackfülm ausgebildeten Wafer sind in einer Speicherkassette BR untergebracht. Die Wafer- Transfermaschine 126 nimmt die Wafer nacheinander aus der Speicherkassette BR und setzt die Wafer auf den Mustertisch in das Filmdicken[mess]instrument, das die Schutzlackfilmdicke des Wafers misst.
Wie bei der ersten Ausführungsform wird die Filmdicke bei der vorliegenden Ausführungsform zu einem späteren Zeitpunkt gemessen und zwar dementsprechend, wie sich die Ordnungszahl der Wafer erhöht, d. h. der erste Wafer, der zweite Wafer, ..., der fünfundzwanzigste Wafer, wodurch die Variation vergrößert wird. Um dieses Problem zu überwinden, wird ein genauer Wert der Filmdicke durch Korregieren der gemessenen Filmdicke auf Basis der sich aus den vorangehenden Testmessungen resultierenden Daten festgelegt.
Weiterhin wird bei der vorliegenden Ausführungsform der zulässige Wertebereich der Filmdicke nach Korrektur auf Basis der sich aus der Variation der Dicke des chemisch verstärkten Schutzlackfilms resultierenden Daten mit Bezug auf die Durchlaufzeit eingegrenzt. Es wird bestimmt, ob der Wert der Filmdicke nach Korrektur den Bereich überschritten hat oder nicht. Wenn der Bereich überschritten worden ist, wird die Alarmvorrichtung einen Alarm ausgeben. Dadurch kann der Bediener schnell über das Auftreten einer Abweichung in Kenntnis gesetzt werden, sobald eine Abweichung bei dem Schutzlackfilmaufbringungsvorgang auftritt und die Filmdicke außerhalb des zugelassenen Bereiches liegt.
Obwohl bei dieser Ausführungsform die Erklärungen anhand des Auftragens eines chemisch verstärkten Schutzlackfilmes auf einen Wafer erfolgten, kann diese Erfindung auch für andere Substrate, wie LCDs, angewandt werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei dem Verfahren zur Auswertung der Filmdicke der Wert der Dicke des chemisch verstärkten Schutzlackfilms, der auf einem Substrat gebildet wird, auf Basis der Daten über die Variation der Dicke des gleichen Schutzlackfilms mit Bezug auf die Durchlaufzeit korrigiert. Dadurch ist es möglich, einen genauen Filmdickenwert ungeachtet der Durchlaufzeit zu erfassen.
Weiterhin wird festgestellt, ob die Filmdicke, die auf Basis der Daten über die Variation der Filmdicke des chemisch verstärkten Schutzlackfilms, der auf dem Substrat gebildet ist, mit Bezug auf die Durchlaufzeit korrigiert wurde, den zulässigen Bereich überschritten hat, der vorher auf Basis der Daten festgelegt worden ist. Wenn die korrigierte Filmdicke den zulässigen Bereich überschritten hat, wird die Alarmvorrichtung einen Alarm ausgeben, wodurch der Bediener schnell über das Auftreten einer Abweichung des ausgebildeten Schutzlackfilms prompt und genau in Kenntnis gesetzt werden kann.
Zudem wird die Dicke des chemisch verstärkten Schutzlackfilms, der auf dem Substrat ausgebildet ist, gemessen. Auf Basis der Werte der gemessenen Filmdicke werden Daten, die für die Korrektur verwendet werden, angeglichen. Dadurch wird das genauere Erfassen des Filmdickenwertes ungeachtet der Durchlaufzeit ermöglicht.
Mit der vorgesehenen Auswerteeinheit in dem Bearbeitungssystem wird es ermöglicht, den Filmdickenwert schneller und genauer zu erfassen und zu verhindern, dass Partikel an dem Substrat kleben.
Da festgestellt wird, ob die Filmdicke innerhalb des Bereiches liegt oder nicht, kann der Bediener über das Auftreten einer Abweichung des gebildeten Schutzlackfilms genau und prompt in Kenntnis gesetzt werden und verhindern, dass Partikel an dem Substrat haften bleiben.
Da Mittel zum Kompensieren der gespeicherten Daten auf Basis der gemessenen Filmdicke vorgesehen sind, können die Daten rechtzeitig angeglichen werden und es kann verhindert werden, dass Partikel an dem Substrat haften bleiben.
Wenn der Schutzlackfilm wie vorstehend beschrieben gemessen wird, kann die Dicke des Schutzlackfilms durch Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit des drehbaren Futters durch die Elemente des Drehfuttersteuerungsteils 184 in Übereinstimmung mit der gemessenen Filmdicke, wie bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, eingestellt werden.

Claims

1. Schutzlackbeschichtungsverfähren in einem Schutzlackbeschichtungssystem, gekennzeichnet durch:

einen ersten Schritt zum Bringen eines Substrates auf eine spezifische Temperatur;

einen zweiten Schritt zum Bilden eines Schutzlackfilms auf dem Substrat durch Auftragen einer Schutzlacklösung auf das Substrat, während das auf die spezifische Temperatur gebrachte Substrat rotiert;

einen dritten Schritt zum Erwärmen des Substrats, auf dem der Schutzlackfilm gebildet wurde;

einen vierten Schritt zum Kühlen des erwärmten Substrats auf eine spezifische Temperatur; und

einen Schritt zum Messen der Dicke des Schutzlackfilms auf dem Substrat zwischen dem dritten Schritt und dem vierten Schritt in dem Schutzlackbeschichtungssystem.

Schutzlackbeschichtungsverfahren nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch einen Justierschritt auf der Basis des Resultats der Messung der Schutzlackfilmdicke, des Feuchtegehalts in einer Schutzlackbeschichtungseinheit des Schutzlackbeschichtungssystems, der Umdrehungsgeschwindigkeit des Substrats in der Schutzlackbeschichtungseinheit, und mindestens der Temperaturen des Substrats oder der Temperatur der Schutzlacklösung in dem ersten Schritt.

3. Schutzlackbeschichtungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Justierschritt den Schritt zum Ändern nicht nur mindestens der Luftfeuchtigkeit in der Schutzlackbeschichtungseinheit oder der Rotationsgeschwindigkeit des Substrats in der Schutzlackbeschichtungseinheit, sondern auch mindestens der Temperatur des Substrats oder der Temperatur der Schutzlacklösung in dem ersten Schritt umfasst, wenn die gemessene Dicke des Schutzlackfilms größer als die obere Grenze eines zulässigen Bereichs an einer ersten Stelle auf dem Substrat und kleiner als die untere Grenze eines zulässigen Bereichs an einer zweiten Stelle auf dem Substrat ist.

4. Schutzlackbeschichtungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Messen der Filmdicke ausgeführt wird, während ein Transfermechanismus in dem Schutzlackbeschichtungssystem das Substrat festhält.

5. Schutzlackbeschichtungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Messen der Filmdicke an einem Testsubstrat ausgeführt wird, das in dem Schutzlackbeschichtungssystem vorgesehen ist.

6. Schutzlackbeschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Messen der Filmdicke ausgeführt wird, während ein Transportmechanismus in dem Schutzlackbeschichtungssystem das Substrat festhält.

7. Schutzlackbeschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Messen der Filmdicke an einem Testsubstrat ausgeführt wird, das in dem Schutzlackbeschichtungssystem bereitgestellt ist.

8. Schutzlackbeschichtungsverfahren in einem Schutzlackbeschichtungssystem, gekennzeichnet durch:

einen ersten Schritt zum Erwärmen eines Substrates auf eine erste Temperatur;

einen zweiten Schritt zum Bilden eines Schutzlackfilms auf dem Substrat durch Aufbringen einer Schützlacklösung auf das Substrat, während das auf eine erste Temperatur gebrachte Substrat rotiert;

einen dritten Schritt zum Erwärmen des Substrats, auf dein der Schutzlackfilm gebildet wurde;

einen vierten Schritt zum Abkühlen des erwärmten Substrats auf eine zweite Temperatur;

einen Schritt zum Messen der Dicke des Schutzlackfilms auf dem Substrat nach dem vierten Schritt in dem Schutzlackbeschichtungssystem.

9. Schutzlackbeschichtungsverfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch weiterhin den Justierschritt auf der Basis des Resultats der Messung der Dicke auf dem Schutzlackfilm, der Luftfeuchtigkeit in einer Schutzlackbeschichtungseinheit des Schutzlackbeschichtungssystems, der Rotationsgeschwindigkeit des Substrats in der Schutzlackbeschichtungseinheit und mindestens der ersten Temperatur des Substrats oder der Temperatur der Schutzlacklösung in dem ersten Schritt.

10. Schutzlackbeschichtungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Justierschritt den Schritt zum Ändern nicht nur mindestens der Luftfeuchtigkeit in der Schutzlackbeschichtungseinheit oder der Rotationsgeschwindigkeit des Substrats in der Schutzlackbeschichtungseinheit umfasst, sondern auch mindestens der ersten Temperatur des Substrats oder der Temperatur der Schutzlacklösung in dem ersten Schritt umfasst, wenn die gemessene Dicke des Schutzlackfilms größer als die obere Grenze eines zulässigen Bereichs auf einer ersten Steile des Substrats und kleiner als die untere Grenze eines zulässigen Bereichs in einer zweiten Stelle auf dem Substrat ist.

11. Schutzlackbeschichtungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Messen der Filmdicke ausgeführt wird, während ein Transfermechanismus in dem Schutzfackbeschichtungssystem das Substrat festhält.

12. Schutzlackbeschichtungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Messen der Filmdicke auf einem Testsubstrat ausgeführt wird, das in dem Schutzlackbeschichtungssystem bereitgestellt ist.

13. Schutzlackbeschichtungsverfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch weiterhin umfassend den Schritt zum Auswasches des Schutzlackfilms in der Schutzlackbeschichtungseinheit auf dem Testsubstrat, dessen Filmdicke gemessen wurde, um es wiederzuverwenden.

14. Schutzlackbeschichtungssystem gekennzeichnet durch:

eine Schutzlackbeschichtungseinheit (14) zum Bilden eines Schutzlackfilms auf einem Substrat durch Auftragen einer Schutzlacklösung auf das Substrat während der Rotation des Substrats;

eine Heizeinheit (15) zur Erwärmung des Substrats;

einen Transfermechanismus (6) zum Halten und Transportieren des Substrats; und ein Filmdicken-Meßinstrument (18), das oberhalb eines Lade-/Entladeschlitzes der Heizeinheit vorgesehen ist, um die Dicke des Schutzlackfilms zu messen, der auf dem Substrat gebildet ist.

15. Schutzlackbeschichtungssystem, gekennzeichnet durch:

eine Schutzlackbeschichtungseinheit (14) zum Bilden eines Schutzlackfilms auf einem Substrat durch Auftragen einer Schutzlacklösung auf das Substrat, während der Rotation des Substrats;

einer Heizeinheit (15) zum Heizen des Substrats auf eine erste Temperatur;

eine Temperatureinstelleinheit (13) mit einer Funktion zum Kühlen mindestens des Substrats auf eine zweite Temperatur;

einen Transfermechanismus (6) zum Halten und Transportieren des Substrats; und ein Filmdicken-Meßinstrument (18), das oberhalb von Lade- /Entladeschlitzen von mindestens entweder der Heizeinheit oder der Temperatureinstelleinheit vorgesehen ist, wobei die Heizeinheit und die Temperatureinstelleinheit übereinanderliegend angeordnet sind, und das die Dicke des Schutzlackfilms misst, der auf dem Substrat gebildet ist.

16. Schutzlackbeschichtungssystem, gekennzeichnet durch:

eine Heizeinheit (15) zum Heizen des Substrats auf eine erste Temperatur;

ein Transfermechanismus (6) zum Halten und Transportieren des Substrats; und

ein Filmdicken-Meßinstrument (18), das oberhalb eines Transferpfades des Transfermechanismus angeordnet ist, um die Dicke des Schutzlackfilms zu messen, das auf dem Substrat gebildet ist.

17. Filmdickenauswerteverfahren, gekennzeichnet durch die Schritte von:

Speichern von Daten der Variation der Dicke eines chemisch verstärkten Schutzlackfilms, der auf einem Substrat mit einer Durchlaufzeit gebildet ist;

Messen der Dicke des chemisch verstärkten Schutzlackfilms, der auf dem Substrat gebildet ist; und

Korrektur des Wertes der gemessenen Filmdicke auf der Basis der gespeicherten Daten;

18. Filmdickenauswerteverfahren nach Anspruch 17, weiterhin gekennzeichnet durch einen Schritt zum Ausgeben eines Alarms, wenn die korrigierte Filmdicke außerhalb eines zulässigen Bereichs ist.

19. Filmdickenauswerteverfahren nach Anspruch 17, weiterhin gekennzeichnet durch aufweisend einen Schritt zur Kompensation der gespeicherten Daten auf der Basis des Wertes der gemessenen Filmdicke.

20. Verarbeitungsvorrichtung, gekennzeichnet durch:

Mittel (COT) zum Bilden eines chemisch verstärkten Schutzlackfilms auf einem Substrat;

Mittel (104) zum Speichern von Daten der Variation der Dicke des auf dem Substrat mit einer Durchlaufzeit gebildeten chemisch verstärkten Schutzlackfilms;

Mittel (101) zum Messen der Dicke des chemisch verstärkten Schutzlackfilms, der auf dem Substrat gebildet ist; und

Mittel (184) zur Korrektur des Wertes der gemessenen Filmdicke auf der Basis der gespeicherten Daten, wobei diese Mittel in eine einzige Struktur integriert sind.

21. Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 20, weiterhin gekennzeichnet durch Mittel (102) zur Bestimmung, ob die korrigierte Filmdicke außerhalb eines festgelegten zulässigen Bereichs liegt oder nicht, und durch Mittel zum Ausgeben eines Alarms, wenn die korrigierte Filmdicke außerhalb des zulässigen Bereichs ist.

22. Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 20, weiterhin gekennzeichnet durch Mittel (102) zur Kompensation der gespeicherten Daten auf der Basis des Wertes der gemessenen Filmdicke.