JP2007149903A - 欠損基板の検出方法及びその検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハのクランプ位置に無視し得ない大きさの欠損が存在する場合にのみ、不良基板として扱う欠損基板の検出方法及び検出装置を提供すること。
【解決手段】回転するウエハＷの周辺部の欠損の有無を検出する光電式の検出器８と、この検出器により基板外周部の基準位置から周方向に欠損情報を取得する欠損情報取得手段１８と、取得した欠損情報を、予めメモリ１９に格納してある基板周方向の既知のクランプ予定位置情報２６と対比する手段２８と、上記対比手段による対比の結果、各クランプ予定位置のクランプ範囲に欠損が在ると判断された場合に、その欠損の周方向長さがクランプ範囲より長いとき、又は、その欠損の数が同一クランプ範囲内に２以上あるときに基板不良（欠損基板）と判定する手段２９と、基板不良と判定された基板を抜き取る手段３５とを有する構成とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば半導体ウエハ等の基板の周辺部にチッピング（割れ、欠け等）が存在する欠損基板の検出方法及び検出装置に関するものである。

半導体装置製造プロセスにおいて、複数枚の半導体ウエハをウエハカセットや石英ボート等に載置する際に、ウエハ周辺部に欠損（以下チッピングという）が生じることがある。このような周辺部にチッピングのあるウエハは、半導体製造装置へのセット時に、機械的なクランプ機構のホルダによるストレスを受けたり、装置の稼働時におけるウエハの移動や回転に伴うショックにより割れ易い。

例えば、半導体装置の製造工程の一つであるリソグラフィ工程すなわち表面処理，洗浄工程，レジスト塗布，露光，現像工程やエッチング工程においては、半導体ウエハの搬送や処理台への固定方法として、ウエハの周辺をクランプするメカニカル方式を採用している。このメカニカル方式のクランプ機構によってウエハ外周を３〜４箇所で把持して移送処理する場合、ウエハにピッチングがあると、機械的ストレスによって、チッピング発生個所からクラックが生じ、さらにはウエハの破損に至ってしまうといった問題があった。

このように製造装置の稼働時にウエハが割れた場合には、他のウエハや装置自体に損傷を与えるだけでなく、この装置のクリーニングや修理に多くの時間を費やすことになる。従って、予めチッピングのあるウエハを抜き取っておくことは、製造装置の被害を最小限に抑制してその稼働率を向上させる上で重要である。

これに関連して、従来、チッピングの有無を光照射による反射光の検出出力に基づいて検出する基板欠損検出方法が既に知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、ウエハの周辺部に光を照射し、上記周辺部からの反射光を受光部で検出し、この受光部の検出出力を予め設定した信号強度と比較してウエハ周辺部のチッピングの有無を検出するものである。
特開平１０−３１８９３３号公報

しかしながら、従来の基板欠損検出方法は、単にウエハの周辺部におけるチッピングの有無を検出するものであり、後の工程において実際にクランプ機構が把持する位置との関係までは考慮していない。従って、従来の基板欠損検出方法の場合、ウエハのクランプ位置にはクランプ範囲より小さい無視しうる欠損しか存在しない場合にも、不良の欠損基板として取り扱われるという課題がある。

この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ウエハのクランプ位置に無視し得ない大きさの欠損が存在する場合にのみ、不良基板として扱う欠損基板の検出方法及び検出装置を提供することを課題とする。

上記目的を達成するため、この発明の欠損基板の検出方法は、回転する基板の周辺部の欠損の有無を検出する光電式の検出器により基板外周部の基準位置から周方向に欠損情報を取得する工程と、 取得した欠損情報を、基板外周部の既知の基板を把持するためのクランプ予定位置の情報と対比する工程と、 上記対比により各クランプ予定位置のクランプ範囲に欠損が有ると判断された場合に、その欠損の周方向長さが上記クランプ範囲より長いときに基板不良と判定する工程と、 上記基板不良と判定された基板を抜き取る工程と、を有することを特徴とする（請求項１）。

この発明の欠損基板の検出方法において、上記の判定工程は、上記対比により各クランプ予定位置のクランプ範囲に欠損が有ると判断された場合に、その欠損の数が同一クランプ範囲内に２以上あるときに基板不良と判定する工程を含む方が好ましい（請求項２）。

また、この発明の欠損基板の検出装置は、上記欠損基板の検出方法を具現化するもので、回転する基板の周辺部の欠損の有無を検出する光電式の検出器と、 上記検出器により基板外周部の基準位置から周方向に（約一周分の）欠損情報を取得する欠損情報取得手段と、 取得した（約一周分の）欠損情報を、予めメモリに格納してある基板周方向の既知の基板を把持するためのクランプ予定位置情報と対比する手段と、 上記対比手段による対比の結果、各クランプ予定位置のクランプ範囲に欠損が有ると判断された場合に、その欠損の周方向長さが上記クランプ範囲より長いとき、又は、その欠損の数が同一クランプ範囲内に２以上あるときに基板不良（欠損基板）と判定する手段と、 上記基板不良と判定された基板を抜き取る手段と、を有することを特徴とする。

この発明の欠損基板の検出装置において、上記の判定手段は、上記対比により各クランプ予定位置のクランプ範囲に欠損が有ると判断された場合に、その欠損の数が同一クランプ範囲内に２以上あるときに基板不良と判定する手段を含む方が好ましい（請求項４）。

請求項１又は３記載の発明によれば、後の工程でクランプ機構により把持されると予想される各クランプ予定位置との関係で、欠損の有無を判断し、しかも、その欠損の周方向長さがクランプ範囲より長いときに基板不良と判定するので、クラックの発生する基板を高い確率で予知することができる。また、そのような不良基板は抜き取られるが、欠損の周方向長さがクランプ範囲より小さい無視しうる欠損の場合は抜き取りを行わないので、クラックの発生する可能性が大きい不良基板だけを取り除くことができる。

請求項２又は４記載の発明によれば、欠損の周方向長さがクランプ範囲より小さい場合でも、欠損の数が同一クランプ範囲内に２以上あるときには基板不良と判定するので、より正確に、クラックの発生する可能性が大きい不良基板だけを取り除くことができる。

以下、この発明の最良の形態について、添付図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態に係る欠損基板の検出装置を示したもので、円板状の載置台５に、被処理体基板としての半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）が、真空吸引されて吸着保持されている。載置台５は、例えば回転角度がパルス制御可能なステッピングモータを備える回転機構６の回転軸に連結されて回転可能とされており、この載置台５の回転により、これに吸着保持されたウエハＷが回転させられるようになっている。この場合、載置台５の回転中心位置とウエハＷの中心位置とが一致する状態で、ウエハＷは載置台５上に載置されるものである。また、回転機構６の回転軸にはエンコーダ７が連結されており、所定の分解能でウエハＷの回転角度位置を検出する構成となっている。

載置台５の近傍には、回転するウエハＷの周辺部の欠損の有無を検出するため、光電式検出器８（光電式検出手段）が設けられている。この光電式検出器８はウエハＷの外周面を検知可能なように、光源９と光センサ１１とがウエハＷの外周端面を挟むように設けられる。この例では、光源９は光源駆動回路１２により駆動される赤色ＬＥＤランプ１３からなるが、レーザ光源であってもよい。また、一次元配列されたＬＥＤでもよく、面光源でもよい。一方、光センサ１１は、ＣＣＤ（電荷結合ディバイス）の素子をウエハＷの外周縁を半径方向に交差するようにライン状に並べられたＣＣＤラインセンサ１４からなるが、ＢＢＤ（バケットブリゲートディバイス）などの他の個体撮像素子で構成してもよい。

光電式検出器８はセンサ駆動回路１５を内蔵しており、このセンサ駆動回路１５は、ウエハＷを回転させている間、ウエハＷの回転角度α（図２参照）ごとに、ＣＣＤラインセンサ１４の構成素子を走査し、ＣＣＤラインセンサ１４へ当たる光の位置（境目）を検出するサンプリングを行う。一方、光電式検出器８は二値化回路を備えており、一直線上に並んだＣＣＤラインセンサ１４の構成素子に光が当たる素子と当たらない素子が存在し、両者で出力レベルが異なることから、ウエハＷの外周部の欠損状態を認識し、ＣＣＤラインセンサ１４の境目についての変化量を取得する。従って、この変化量で、ソフトウエアにより、ウエハ外周の欠損やノッチやオリエンテーションフラットといった部分を判断することができる。

この実施形態の場合、ウエハ外周部１６（図２参照）に欠損がなければ、ウエハ外周部１６より内側に臨むＣＣＤラインセンサ部分（図１中の斜線部）には光源９からの光が到達しないため、光センサ１１の出力は例えばＬレベルにある。しかし、ウエハ外周部１６に図２に示すような欠損１７がある場合には、この部分を透過して光がＣＣＤの光センサ１１に受光されるため、その区間だけ光センサ１１の出力が例えばＨレベルとなる。

本実施形態に係る欠損基板の検出装置は、主として、回転するウエハＷの周辺部の欠損１７の有無を検出する上記光電式検出器８と、この光電式検出器８によりウエハ外周部１６の基準位置から周方向に約一周分の欠損情報Ａを取得する欠損情報取得手段１８と、取得した約一周分の欠損情報Ａを、予めメモリ１９に格納してある基板周方向の既知のウエハＷを把持するためのクランプ予定位置Ｂの情報（クランプ予定位置情報２６）と対比する対比手段２８と、この対比手段２８による対比の結果、各クランプ予定位置Ｂのクランプ範囲Ｃに、図２に示すように欠損１７が有ると判断された場合に、予めメモリに記憶された既知の許容欠損長さ、許容欠損数のデータ２６ａと比較し、その欠損１７の周方向長さが上記クランプ範囲Ｃより長いとき、又は、その欠損１７の数が同一クランプ範囲Ｃ内に２以上あるときに基板不良（欠損基板）と判定する判定手段２９と、この基板不良と判定されたウエハＷを抜き取る抜き取り手段３５とを有して構成される。

これらの構成要素のうち、特に、上記欠損情報取得手段１８、対比手段２８、及び判定手段２９は、具体的にはコンピュータの演算制御部やメモリ１９を主体として構成される。

次に、上記欠損基板の検出装置の動作を、図３のフローにより説明する。

まずウエハＷを載置台５に載せて吸着保持して固定し、回転機構６のモータを起動してウエハＷを回転し（ステップＳ１〜Ｓ２）、ウエハ外周部１６の基準位置が光電式の検出器により検出されるのを待つ（ステップＳ３）。このウエハ外周部１６の基準位置は、例えばノッチ又はオリエンテーションフラットの位置である。

ウエハ外周部１６の基準位置が検出されると、その時から、欠損情報取得手段１８により、ウエハ外周部１６のウエハ周方向についての欠損情報Ａの取得が開始される（ステップＳ４）。基準位置からのウエハＷの回転に伴い、光電式の検出器の出力信号、つまりウエハ外周部１６に沿った欠損情報Ａが欠損情報取得手段１８に入力される。欠損情報取得手段１８は、上記光電式検出器８からの検出信号を受け、上記エンコーダ７から所定の分解能で出力されるパルスからなる回転角度位置信号のタイミング下で、ウエハ外周部１６の基準位置から周方向に約一周分の欠損情報Ａを取得し（ステップＳ４）、結果をメモリ１９の作業領域に保持する（ステップＳ５）。

このウエハ外周部１６の約一周分の欠損情報Ａは、対比手段２８に入力される。対比手段２８は、予めメモリ１９に格納してある基板周方向の既知のクランプ予定位置Ｂのデータを読み出し（ステップＳ６）、クランプ予定位置Ｂでのクランプ範囲Ｃを確定する（ステップＳ７）。

このクランプ予定位置Ｂは、下流工程で機械式クランパがウエハ外周部１６を把持する位置として予定されたクランプ位置（ここでは３箇所）であり、そのデータであるクランプ予定位置情報２６はメモリ１９に記憶されている。このクランプ予定位置Ｂのデータは、例えば図２に示すように、基板に刻まれたノッチ位置のセンターを基準とした中心角度から基板外周の位置座標（α、円周距離）のデータである。またクランプ範囲Ｃは、この各クランプ予定位置Ｂごとに、使用する機械式クランパの把持幅に応じて予め定めた周方向長さであり、ステップＳ７のタイミングでその都度算出するか、又は予め既知のデータとしてメモリに記憶しておき、これをステップＳ７のタイミングで読み出すことで確定する。

対比手段２８は、上記エンコーダ７からの回転角度位置信号のタイミング下で、逐次、上記したウエハ外周部１６の約一周分の欠損情報Ａを、上記読み出したクランプ予定位置Ｂごとのクランプ範囲Ｃと対比し、各クランプ予定位置Ｂのクランプ範囲Ｃに欠損１７が有るかどうか、照合して行く。最初は欠損情報Ａを１番目（カウンタの初期設定値ｎはｎ＝１）のクランプ範囲Ｃと対比する（ステップＳ８）。

上記対比手段２８による対比の結果、１番目のクランプ予定位置Ｂにおけるクランプ範囲Ｃに欠損１７が有ると判断された場合（ステップＳ９）、当該ウエハＷがクランプにより割れを生じるような欠損１７を持つ不良品かどうかの判定処理に移行する。この判定処理では、許容欠損長さ、許容欠損数のデータ２６ａが予め既知の値としてメモリ１９に記憶されている。

まず判定手段２９は、その欠損１７の周方向長さが上記したクランプ範囲Ｃより長いかどうか、その欠損１７の数が同一クランプ範囲Ｃ内に２以上あるかどうかを順次チェックして行く（ステップＳ１０、Ｓ１１）。そして欠損１７の周方向長さが上記したクランプ範囲Ｃより長いとき、又は欠損１７の数が同一クランプ範囲Ｃ内に２以上あるときは、基板不良（欠損基板）と判定し、適切な時期に、ウエハ抜き取り手段を作動させて自動にて当該ウエハＷを抜き取らせるか、又はオペレータに知らせて手動にて当該ウエハＷを抜き取らせる（ステップＳ１２）。

一方、欠損１７の周方向長さがクランプ範囲Ｃより短く、かつ、その欠損１７の数が同一クランプ範囲Ｃ内に１個しか存在しない場合、この１番目のクランプ予定位置Ｂには、後の工程でのクランプ時に割れの生じる恐れはないものと判断して、次の２番目のクランプ予定位置Ｂでのクランプ範囲Ｃとの対比に移行する。すなわち、プログラムはまだ３箇所のクランプ予定位置Ｂをチェックし終わっていないことを確認し（ステップＳ１３）、カウンタの数値ｎを＋１した後（ステップＳ１４）、ステップＳ８に戻る。

２番目のクランプ予定位置Ｂについて、上記ステップＳ８〜Ｓ１２を繰り返し、欠損１７の周方向長さがクランプ範囲Ｃより長いとき、又は欠損１７の数が同一クランプ範囲Ｃ内に２以上あるときは、基板不良（欠損基板）と判定し、ウエハ抜き取り手段によりウエハＷを抜き取る（ステップＳ１２）。また欠損１７の周方向長さがクランプ範囲Ｃより短く、かつ、その欠損１７の数が同一クランプ範囲Ｃ内に１個しか存在しない場合、この２番目のクランプ予定位置Ｂには、後の工程でのクランプ時に割れの生じる恐れはないものと判断して、次の３番目のクランプ予定位置Ｂでのクランプ範囲Ｃとの対比に移行する。その際、プログラムはまだ３箇所のクランプ予定位置Ｂをチェックし終わっていないことを確認し（ステップＳ１３）、カウンタの数値ｎを＋１した後（ステップＳ１４）、ステップＳ８に戻る。

そして３番目のクランプ予定位置Ｂについて、上記ステップＳ８〜Ｓ１２を繰り返し、基板不良（欠損基板）と判定した場合には、ウエハ抜き取り手段によりウエハＷを抜き取る（ステップＳ１２）。また、この３番目のクランプ予定位置Ｂについても、欠損１７の周方向長さがクランプ範囲Ｃより短く、かつ、その欠損１７の数が同一クランプ範囲Ｃ内に１個しか存在しない場合、つまり、第１番目から２番目のクランプ予定位置Ｂの全てについて、後の工程のクランプ時に割れの生じる恐れはないものと判断された場合には、ステップＳ１３の判断がＹｅｓとなり、処理を終了する。

上述した実施形態によれば、後の工程で機械式クランプ機構により把持されると予想される各クランプ予定位置Ｂとの関係で、欠損１７の有無を判断し、しかも、その欠損１７の周方向長さがクランプ範囲Ｃより長いとき、又はその欠損１７の数が同一クランプ範囲Ｃ内に２以上あるときに、基板不良と判定するので、クラックの発生する基板を高い確率で予知することができる。また、そのような不良基板は抜き取られるが、欠損１７の周方向長さがクランプ範囲Ｃより小さく１個のみという無視しうる欠損１７の場合は抜き取りを行わないので、クラックの発生する可能性が大きい不良基板だけを取り除くことができる。

以下に、この発明に係る欠損基板の検出方法を、半導体ウエハのレジスト液塗布・現像処理システムに適用した場合について説明する。

図４は、上記レジスト液塗布・現像処理システムの一実施形態の概略平面図、図５は、図４の正面図、図６は、図４の背面図である。

上記レジスト液塗布・現像処理システムは、被処理基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）をウエハカセット１で複数枚例えば２５枚単位で外部からシステムに搬入又はシステムから搬出したり、ウエハカセット１に対してウエハＷを搬出・搬入したりするためのカセットステーション１０と、塗布現像工程の中で１枚ずつウエハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置してなる処理装置を具備する処理ステーション２０と、この処理ステーション２０と隣接して設けられる露光装置との間でウエハＷを受け渡すためのインター・フェース部３０とで主要部が構成されている。

上記カセットステーション１０は、図４に示すように、カセット載置台２上の突起３の位置に複数個例えば４個までのウエハカセット１がそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション２０側に向けて水平のＸ方向に沿って一列に載置され、カセット配列方向（Ｘ方向）及びウエハカセット１内に垂直方向に沿って収容されたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用ピンセット４が各ウエハカセット１に選択的に搬送するように構成されている。また、ウエハ搬送用ピンセット４は、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション２０側の第３の組Ｇ３の多段ユニット部に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）及びエクステンションユニット（ＥＸＴ）にも搬送できるようになっている。

上記処理ステーション２０は、図４に示すように、中心部に垂直搬送型の主ウエハ搬送機構２１が設けられ、この主ウエハ搬送機構２１を収容する室２２の周りに全ての処理ユニットが１組又は複数の組に渡って多段に配置されている。この例では、５組Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４及びＧ５の多段配置構成であり、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２の多段ユニットはシステム正面側に並列され、第３の組Ｇ３の多段ユニットはカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の組Ｇ４の多段ユニットはインター・フェース部３０に隣接して配置され、第５の組Ｇ５の多段ユニットは背部側に配置されている。

この場合、図５に示すように、第１の組Ｇ１では、容器としてのカップ２３内でウエハＷと現像液供給手段（図示せず）とを対峙させてレジストパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）と、ウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置して所定の処理を行う基板処理装置にて構成されるレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）とが垂直方向の下から順に２段に重ねられている。第２の組Ｇ２も同様に、２台のレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）及び現像ユニット（ＤＥＶ）が垂直方向の下から順に２段に重ねられている。このようにレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を下段側に配置した理由は、レジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であるためである。しかし、必要に応じてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を上段に配置することも可能である。

図６に示すように、第３の組Ｇ３では、ウエハＷをウエハ載置台２４（図４参照）に載置して所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット例えばウエハＷを冷却するクーリングユニット（ＣＯＬ）、ウエハＷに疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、ウエハＷの位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、ウエハＷをベークする４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が垂直方向の下から順に例えば８段に重ねられている。第４の組Ｇ４も同様に、オーブン型処理ユニット例えばクーリングユニット（ＣＯＬ）、エクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、急冷機能を有する２つのチリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）及び２つのホットプレートユニット（ＨＰ）が垂直方向の下から順に例えば８段に重ねられている。

上記のように処理温度の低いクーリングユニット（ＣＯＬ）、エクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高いホットプレートユニット（ＨＰ）、チリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）及びアドヒージョンユニット（ＡＤ）を上段に配置することで、ユニット間の熱的な相互干渉を少なくすることができる。勿論、ランダムな多段配置とすることも可能である。

なお、図４に示すように、処理ステーション２０において、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２の多段ユニット（スピナ型処理ユニット）に隣接する第３及び第４の組Ｇ３，Ｇ４の多段ユニット（オーブン型処理ユニット）の側壁の中には、それぞれダクト２５，ダクト２５が垂直方向に縦断して設けられている。これらのダクト２５，２６には、ダウンフローの清浄空気又は特別に温度調整された空気が流されるようになっている。このダクト構造によって、第３及び第４の組Ｇ３，Ｇ４のオーブン型処理ユニットで発生した熱は遮断され、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２のスピナ型処理ユニットへは及ばないようになっている。

また、この処理システムでは、主ウエハ搬送機構２１の背部側にも図４に点線で示すように第５の組Ｇ５の多段ユニットが配置できるようになっている。この第５の組Ｇ５の多段ユニットは、案内レール２７に沿って主ウエハ搬送機構２１から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第５の組Ｇ５の多段ユニットを設けた場合でも、ユニットをスライドすることにより空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２１に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。

上記インター・フェース部３０は、奥行き方向では処理ステーション２０と同じ寸法を有するが、幅方向では小さなサイズに作られている。このインター・フェース部３０の正面部には可搬性のピックアップカセット３１と定置型のバッファカセット３２が２段に配置され、背面部には、ウエハＷの周辺部の露光及び識別マーク領域の露光を行う露光手段である周辺露光装置３３が配設され、中央部には、搬送手段であるウエハの搬送アーム３４が配設されている。この搬送アーム３４は、Ｘ，Ｚ方向に移動して両カセット３１，３２及び周辺露光装置３３に搬送するように構成されている。また、搬送アーム３４は、θ方向に回転可能に構成され、処理ステーション２０側の第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）及び隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示せず）にも搬送できるように構成されている。

上記のように構成される処理システムは、クリーンルーム４０内に設置されるが、更にシステム内でも効率的な垂直層流方式によって各部の清浄度を高めている。

上記周辺露光装置３３は、図７及び図８に示すように、一端にウエハＷの搬入・搬出口５１を有する露光処理室５２を形成する筐体５０を具備しており、この筐体５０の他端側の上部には露光手段６０が装着されている。また、筐体５０内には、ウエハＷを表面が上方になるように保持する保持手段例えば真空吸着によりウエハＷを保持するチャック８０と、このチャック８０を回転駆動する回転手段であるモータ８１と、チャック８０及びモータ８１をウエハ搬送アーム３４側すなわちウエハ搬入・搬出口５１側又は露光手段６０側に移動する移動手段９０と、チャック８０にて保持されたウエハＷの中心からの偏心量を検出する検出手段、例えばＣＣＤ個体撮像素子を有する位置検出器１００と、ウエハ搬入・搬出口５１を介して筐体５０内に挿入される上記搬送アーム３４とチャック８０との間で、ウエハＷを受け渡す受け渡し手段であるバッファ８５とを具備している。

このＣＣＤ個体撮像素子を有する位置検出器１００は、この発明の欠損基板の検出装置における回転する基板の周辺部の欠損１７の有無を検出する光電式の検出器として兼用されている。この位置検出器１００は、図９に示すように、赤色ＬＥＤランプ１３からなる光源９と、ＣＣＤラインセンサ１４からなる光センサ１１からなり、この両者は、ウエハＷの周辺部を上下から挟む形で上下に配置されている。下方のＣＣＤラインセンサ１４は、上記の露光手段６０が設けられている位置とはウエハＷの周方向に異なる位置、ここではウエハＷの直径方向に１８０°異なる位置において、ウエハＷの外周縁を半径方向に交差するように配向して設けられている。そして、上方の赤色ＬＥＤランプ１３からの光で、水平方向に回転するウエハＷの外周部を照射する構成となっている。このＬＥＤランプからの光のうち、ウエハＷの外周部で遮光されなかった光がＣＣＤラインセンサ１４の対応部分で受光される。

従って、例えばウエハＷのノッチ３６がこのＣＣＤラインセンサ１４の位置を通過した場合、ＣＣＤラインセンサ１４は、ウエハＷの通常の外周縁より内側に位置するＣＣＤ受光部分が光を感知し、ノッチ３６の周方向の大きさに応じた時間長さ、及びノッチ３６の半径方向の深さに対応したＣＣＤ受光部の位置変化を伴った出力が現れる。このためウエハ外周部１６のノッチ３６が計測の基準位置として検出できる。また、ウエハＷの外周部に欠損１７がある場合には、その周方向長さ及び半径方向深さに対応した出力変化が、ウエハＷが回転する時間軸上で得られる。

この実施形態の欠損基板の検出方法は、上記構成の位置検出器１００を光電式の検出器８として利用すること以外は、既に図１及び図２で説明したところと同じである。すなわち、位置検出器１００により、回転するウエハＷの周辺部の欠損１７の有無を検出し、これに基づいて欠損情報取得手段１８によりウエハ外周部１６の基準位置から周方向に約一周分の欠損情報Ａを取得する。そして、取得した約一周分の欠損情報Ａを、予めメモリ１９に格納してある基板周方向の既知のクランプ予定位置Ｂの情報（クランプ予定位置情報２６）と、対比手段２８により対比する。この対比手段２８による対比の結果、各クランプ予定位置Ｂのクランプ範囲Ｃに、欠損１７が有ると判断された場合には、その欠損１７が許容できる大きさであるかどうかを判定手段２９により判断する。すなわち、その欠損１７の周方向長さが上記クランプ範囲Ｃより長いとき、又は、その欠損１７の数が同一クランプ範囲Ｃ内に２以上あるときは、基板不良（欠損基板）と判定する。従って、正確かつ自動的に欠損基板を検出することができる。この基板不良と判定されたウエハＷは、適切な段階で自動的又は手動による抜き取り手段３５により抜き取られる。例えば、インター・フェース部３０内の搬送アーム３４を抜き取り手段として使用して周辺露光されるウエハＷ中の不良基板と判定されたウエハＷをバッファカセット（図示せず）に搬送する。このため、ウエハのクランプ位置に無視し得ない大きさの欠損１７が存在する場合にのみ、不良基板として扱うことができる。

上記露光手段６０は、図８及び図９に示すように、例えば超高圧水銀ランプにて形成される露光光源６１と、露光光源６１からの光を集光する集光ミラー６２と、露光光源６１と集光ミラー６２を収納する光源ボックス６３と、光源ボックス６３の下部に設けられて、露光光源６１からの光を下方のレンズ群からなる光学系６４に誘導するロッド６５と、ロッド６５の下端開口部の近傍に配設されて、露光面積を調節する矩形状スリット６６を有する第１のマスク６７と、ロッド６５と光学系６４との間に選択的に組み込まれる、露光面積を調節する矩形状スリット６６とは大きさの異なる例えばスリット６６より小径の円形スリット６８を有する第２のマスク６９と、第２のマスク６９の円形スリット６８を露光光源６１の直下位置又は露光光源６１の直下位置から外れた待機位置への切換移動を司るマスク移動機構であるマスク切換用モータ７０とを具備している。

この場合、第１のマスク６７に設けられる矩形状スリット６６の寸法は、例えば４ｍｍ×５ｍｍ、又は４ｍｍ×１０ｍｍに設定されている。また、第２のマスク６９の円形スリット６８の径は、ウエハＷに施されたアライメントマークＭの領域例えば５０〜２５０μｍをカバーできる寸法に設定されている。なお、第２のマスク６９に設けられるスリット６８は、必ずしも円形である必要はなく、アライメントマークＭの領域に光を誘導できる寸法を有するものであれば、例えば、楕円形、三角形や矩形等であってもよい。

このように構成される露光手段６０において、第２のマスク６９を待機位置においた状態では、露光光源６１からの光が、図９に示すように、第１のマスク６７に設けられた矩形状スリット６６によって誘導されて、ウエハＷ表面の周辺部の所定の領域に均一に照射される。この状態で、モータ８１によってウエハＷが回転することで、ウエハＷ表面の周辺部の余剰レジスト膜（部）に光を照射すなわち露光（周辺露光）｛第１の露光工程｝することができる。

また、第２のマスク６９の円形スリット６８を露光光源６１の直下位置においた状態では、第９図に示すように、露光光源６１からの光が円形スリット６８によって誘導され、ウエハＷ表面に形成されたアライメントマークＭの領域のレジスト膜に照射して露光（アライメントマーク露光）｛第２の露光工程｝することができる。

上記の移動手段９０は、図７及び図８に示すように、チャック８０とモータ８１を載置するチャック載置台９１と、このチャック載置台９１をウエハ搬送アーム３４側すなわちウエハ搬入・搬出口５１側又は露光手段６０側に移動するボールねじ機構９２とで主に構成されている。この場合、ボールねじ機構９２は、チャック載置台９１を軸方向に移動可能に係合（螺合）するねじ軸９３と、ねじ軸９３を正逆回転する移動用モータ９４とで構成されている。また、ねじ軸９３と平行に配設されて、チャック載置台９１を摺動可能に支持する一対のガイド軸９５が設けられている。このように構成される移動手段９０において、移動用モータ９４を正逆方向に回転駆動することによって、チャック８０及びモータ８１が、ウエハ搬送アーム３４側すなわちウエハ搬入・搬出口５１側又は露光手段６０側に移動される。

上記バッファ８５は、図７に示すように、平面視においてチャック８０の外方を包囲する円弧状の切欠き８６ａを有する支持板８６と、この支持板８６の円弧状の切欠き８６ａ側近傍の３箇所に起立する支持ピン８７と、支持板８６をチャック８０の上下方向に昇降する昇降機構例えば昇降用のエアーシリンダ８８とを具備している。このように構成されるバッファ８５は、エアーシリンダ８８の駆動によりチャック８０より上方に上昇した状態で、搬送アーム３４にて保持されたウエハＷを支持ピン８７で受け取り、その後、チャック８０より下方に下降することで、チャック８０にウエハＷを受け渡す。また、逆にチャック８０の下方位置から上昇することで、チャック８０に保持されたウエハＷをチャック８０から支持ピン８７が受け取り、その後、周辺露光装置３３の筐体５０内に進入してウエハＷの下方に位置する搬送アーム３４にウエハＷを受け渡すように構成されている。

上記モータ８１、マスク切換用モータ７０、移動用モータ９４、昇降用のエアーシリンダ８８及び位置検出器１００は、それぞれ制御手段例えば中央演算処理装置２００（以下にＣＰＵ２００という）に電気的に接続されており、ＣＰＵ２００に予め記憶された情報、例えばウエハＷの縁部から回路パターンのチップまでの距離、アライメント（図示せず）の位置や寸法等の情報に基づいて、あるいは、位置検出器１００からの検出信号に基づいてモータ８１、マスク切換用モータ７０、移動用モータ９４及び昇降用エアーシリンダ８８等が作動するようになっている。

次に、上記レジスト液塗布・現像処理システムの動作について説明する。この発明の欠損基板の検出処理は、下記の任意の工程間において行うことができる。

まず、カセットステーション１０において、ウエハ搬送用ピンセット４がカセット載置台２上の未処理のウエハＷを収容しているカセット１にアクセスして、そのカセット１から１枚のウエハＷを取り出す。ウエハ搬送用ピンセット４は、カセット１よりウエハＷを取り出すと、処理ステーション２０側の第３の組Ｇ３の多段ユニット内に配置されているアライメントユニット（ＡＬＩＭ）まで移動し、ユニット（ＡＬＩＭ）内のウエハ載置台２４上にウエハＷを載せる。ウエハＷは、ウエハ載置台２４上でオリフラ合せ及びセンタリングを受ける。その後、主ウエハ搬送機構２１がアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に反対側からアクセスし、ウエハ載置台２４からウエハＷを受け取る。

処理ステーション２０において、主ウエハ搬送機構２１はウエハＷを最初に第３の組Ｇ３の多段ユニットに属するアドヒージョンユニット（ＡＤ）に搬入する。このアドヒージョンユニット（ＡＤ）内でウエハＷは疎水化処理を受ける。疎水化処理が終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをアドヒージョンユニット（ＡＤ）から搬出して、次に第３の組Ｇ３又は第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するクーリングユニット（ＣＯＬ）へ搬入する。このクーリングユニット（ＣＯＬ）内でウエハＷはレジスト塗布処理前の設定温度例えば２３℃まで冷却される。冷却処理が終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをクーリングユニット（ＣＯＬ）から搬出し、次に第１の組Ｇ１又は第２の組Ｇ２の多段ユニットに属するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）へ搬入する。このレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）内でウエハＷはスピンコート法によりウエハ表面に一様な膜厚でレジストを塗布する。

レジスト塗布処理が終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）から搬出し、次にホットプレートユニット（ＨＰ）内へ搬入する。ホットプレートユニット（ＨＰ）内でウエハＷは載置台５上に載置され、所定温度例えば１００℃で所定時間プリベーク処理される。これによって、ウエハＷ上の塗布膜から残存溶剤を蒸発除去することができる。プリベークが終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをホットプレートユニット（ＨＰ）から搬出し、次に第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）へ搬送する。このユニット（ＥＸＴＣＯＬ）内でウエハＷは次工程すなわち周辺露光装置３３における周辺露光処理に適した温度例えば２４℃まで冷却される。この冷却後、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷを直ぐ上のエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ搬送し、このユニット（ＥＸＴ）内の載置台５（図示せず）の上にウエハＷを載置する。このエクステンションユニット（ＥＸＴ）の載置台５上にウエハＷが載置されると、インター・フェース部３０の搬送アーム３４が反対側からアクセスして、ウエハＷを受け取る。そして、搬送アーム３４はウエハＷをインター・フェース部３０内の周辺露光装置３３へ搬入する。

すなわち、搬送アーム３４にて保持されたウエハＷは、周辺露光装置３３の筐体５０内に搬入され、上昇されたバッファ８５の支持ピン８７に受け渡される。次いで、バッファ８５の支持板８６が下降し、支持ピン８７にて支持されたウエハＷは、チャック８０に保持される。すると、移動手段９０の移動用モータ９４が駆動して、チャック８０と共にウエハＷが露光手段６０側に移動される。この際、モータ８１を低速回転させて位置検出器１００から照射されるレーザー光によってウエハＷの縁部に設けられたノッチ３６（図示せず）が検出されると共に、チャック８０にて保持されたウエハＷの中心からの偏心量が検出され、検出信号がＣＰＵ２００に伝達される。これに基づいてＣＰＵ２００からの制御信号が移動用モータ９４に伝達されて、チャック８０にて保持されたウエハＷの周辺部を露光手段６０側の位置が設定される。この際、この発明の欠損基板の検出装置により、ウエハＷが不良基板か否か判定される。

ウエハＷが露光手段６０の下方すなわち露光手段６０の露光光源６１及びロッド６５の直下位置に移動されると、露光手段６０が作動して、図９に示すように、露光光源６１からの光が第１のマスク６７に設けられた矩形状スリット６６によって誘導されてウエハＷ表面の周辺部の所定の領域に均一に照射される。この状態で、モータ８１によってウエハＷが回転して、ウエハＷ表面の周辺部の余剰レジスト膜（部）に光が照射されて露光（周辺露光）｛第１の露光工程｝が行われる。

周辺露光が終了した後、ＣＰＵ２００からの制御信号に基づいて移動用モータ９４が駆動し、ウエハＷに施されたアライメントマークＭの領域を露光手段６０のロッド６５の直下位置に移動する一方、切換用モータ７０が駆動して第２のマスク６９の円形スリット６８をロッド６５と光学系６４との間に配設する。この状態で露光手段６０が作動して、露光光源６１からの光が第２のマスク６９の円形スリット６８によって誘導され、ウエハＷ表面に形成されたアライメントマークの領域のレジスト膜に照射されて露光（アライメントマーク露光）｛第２の露光工程｝が行われる。

上記のようにして、周辺露光とアライメントマーク露光が行われた後、移動用モータ９４が逆方向に回転駆動して、チャック８０と共にウエハＷを、周辺露光装置３３の搬入・搬出口５１側に移動する。次に、昇降用エアーシリンダ８８が駆動して支持板８６を上昇させ、支持ピン８７にてチャック８０上のウエハＷを受け取り、ウエハＷをチャック８０の上方位置に移動する。次に、搬送アーム３４が周辺露光装置３３の筐体５０内のウエハＷの下方に進入し、この状態で、支持板８６が下降することで、ウエハＷが搬送アーム３４に受け渡される。その後、搬送アーム３４が周辺露光装置３３から後退して、ウエハＷを搬出し、隣接する露光装置側のウエハ受取り台（図示せず）へ移送する。この場合、ウエハＷは、露光装置へ渡される前に、バッファカセット３２に一時的に収納されることもある。

露光装置で全面露光が済んで、ウエハＷが露光装置側のウエハ受取り台に戻されると、インター・フェース部３０の搬送アーム３４はそのウエハ受取り台へアクセスしてウエハＷを受け取り、受け取ったウエハＷを処理ステーション２０側の第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ搬入し、ウエハ受取り台上に載置する。この場合にも、ウエハＷは、処理ステーション２０側へ渡される前にインター・フェース部３０内のバッファカセット３２に一時的に収納されることもある。

ウエハ受取り台上に載置されたウエハＷは、主ウエハ搬送機構２１により、チリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）に搬送され、フリンジの発生を防止するため、あるいは化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）における酸触媒反応を誘起するためポストエクスポージャーベーク処理が施される。

その後、ウエハＷは、第１の組Ｇ１又は第２の組Ｇ２の多段ユニットに属する現像ユニット（ＤＥＶ）に搬入される。この現像ユニット（ＤＥＶ）内では、ウエハＷ表面のレジストに現像液が満遍なく供給されて現像処理が施される。この現像処理によって、ウエハＷ表面に形成されたレジスト膜が所定の回路パターンに現像されると共に、ウエハＷの周辺部の余剰レジスト膜が除去され、更に、ウエハＷ表面に形成された（施された）アライメントマークＭの領域に付着したレジスト膜が除去される。このようにして、現像が終了すると、ウエハＷ表面にリンス液がかけられて現像液が洗い落とされる。

現像工程が終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷを現像ユニット（ＤＥＶ）から搬出して、次に第３の組Ｇ３又は第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するホットプレートユニット（ＨＰ）へ搬入する。このユニット（ＨＰ）内でウエハＷは例えば１００℃で所定時間ポストベーク処理される。これによって、現像で膨潤したレジストが硬化し、耐薬品性が向上する。

ポストベークが終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをホットプレートユニット（ＨＰ）から搬出し、次にいずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）へ搬入する。ここでウエハＷが常温に戻った後、主ウエハ搬送機構２１は、次にウエハＷを第３の組Ｇ３に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ移送する。このエクステンションユニット（ＥＸＴ）の載置台５（図示せず）上にウエハＷが載置されると、カセットステーション１０側のウエハ搬送用ピンセット４が反対側からアクセスして、ウエハＷを受け取る。そして、ウエハ搬送用ピンセット４は、受け取ったウエハＷをカセット載置台２上の処理済みウエハ収容用のカセット１の所定のウエハ収容溝に入れて処理が完了する。

なお、上記実施形態では、この発明の欠損基板の検出装置をレジスト液塗布・現像処理システムに適用した場合について説明したが、この発明の欠損基板の検出装置は、上記レジスト液塗布・現像処理システム以外に例えばエッチング処理装置にも適用できる。

この発明に係る欠損基板の検出装置の概略構成を示した図である。 ウエハの欠損部分を示した図である。 この発明の欠損基板の検出方法を示したフローチャートである。 この発明に係る欠損基板の検出装置を適用したレジスト液塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図である。 上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略正面図である。 上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略背面図である。 この発明における欠損基板の検出装置と兼用した露光手段を示す横断面図である。 上記露光手段の縦断面図である。 上記露光手段と位置検出器の部分を示す概略斜視図である。

符号の説明

５ 載置台
６ 回転機構
７ エンコーダ
８ 光電式検出器
９ 光源
１１ 光センサ
１２ 光源駆動回路
１３ ＬＥＤランプ
１４ ＣＣＤラインセンサ
１５ センサ駆動回路
１６ ウエハ外周部
１７ 欠損
１８ 欠損情報取得手段
１９ メモリ
２６ クランプ予定位置情報
２８ 対比手段
２９ 判定手段
３５ 抜き取り手段
１００ 位置検出器
２００ 中央演算処理装置（ＣＰＵ）

Claims (4)

1. 回転する基板の周辺部の欠損の有無を検出する光電式の検出器により基板外周部の基準位置から周方向に欠損情報を取得する工程と、
   取得した欠損情報を、基板外周部の既知の基板を把持するためのクランプ予定位置の情報と対比する工程と、
   上記対比により各クランプ予定位置のクランプ範囲に欠損が有ると判断された場合に、その欠損の周方向長さが上記クランプ範囲より長いときに基板不良と判定する工程と、
   上記基板不良と判定された基板を抜き取る工程と、
   を有することを特徴とする欠損基板の検出方法。
2. 請求項１記載の欠損基板の検出方法において、
   上記の判定工程が、上記対比により各クランプ予定位置のクランプ範囲に欠損が有ると判断された場合に、その欠損の数が同一クランプ範囲内に２以上あるときに基板不良と判定する工程を含むことを特徴とする欠損基板の検出方法。
3. 回転する基板の周辺部の欠損の有無を検出する光電式の検出器と、
   上記検出器により基板外周部の基準位置から周方向に欠損情報を取得する欠損情報取得手段と、
   取得した欠損情報を、予めメモリに格納してある基板周方向の既知の基板を把持するためのクランプ予定位置情報と対比する手段と、
   上記対比手段による対比の結果、各クランプ予定位置のクランプ範囲に欠損が有ると判断された場合に、その欠損の周方向長さが上記クランプ範囲より長いときに基板不良と判定する手段と、
   上記基板不良と判定された基板を抜き取る手段と、
   を有することを特徴とする欠損基板の検出装置。
4. 請求項３記載の欠損基板の検出装置において、
   上記の判定手段が、上記対比により各クランプ予定位置のクランプ範囲に欠損が有ると判断された場合に、その欠損の数が同一クランプ範囲内に２以上あるときに基板不良と判定する手段を含むことを特徴とする欠損基板の検出装置。

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