JP2013120830A - 検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高度な機構およびシーケンス制御を要さずに、回転台に載置される半導体ウェハの偏心の程度を検出するための検出方法を提供する。
【解決手段】ウェハＷＦＲを載置しかつ回転させることが可能な回転台ＴＡＢと、任意のターゲットＴＧＴの位置を検出することが可能なセンサＳＳＲとを有する装置が準備される。上記センサＳＳＲからターゲットＴＧＴの位置を検出するためのエネルギ線を出射する出射部と、回転台ＴＡＢに対して偏心がないように載置されたウェハＷＦＲの最外周から偏心の許容量だけ離れた位置と、ターゲットＴＧＴの位置とが一直線上に並ぶようにセンサＳＳＲの位置が調整される。上記ウェハＷＦＲが回転台ＴＡＢに載置される。上記ウェハＷＦＲが載置された回転台ＴＡＢを回転させながら、出射部から出力されるエネルギ線のウェハＷＦＲでの反射の有無を検出することにより、ウェハＷＦＲの回転台に対する偏心の有無が検出される。
【選択図】図１

Description

本発明は検出方法に関し、特に、薬液処理時における半導体ウェハの偏心の有無を検出する方法に関するものである。

半導体ウェハの表面に供給されるたとえばフォトレジストは、半導体ウェハの表面のうち外周部の近傍において厚くなる傾向がある。半導体ウェハは、フォトレジストが半導体ウェハの表面に供給された後に回転される。この回転による遠心力が、供給されたフォトレジストを半導体ウェハの最外周側へ移動させるため、最外周の近傍（外周部）においてフォトレジストの量が多くなる。

たとえば半導体ウェハの表面上にめっき電極（コンタクトピン）を設置する場合、半導体ウェハの外周部（エッジ）におけるフォトレジストを除去する、エッジリンスと呼ばれる処理を行なう必要がある。これは仮に半導体ウェハの外周部にフォトレジストが残っていれば、半導体基板とコンタクトピンとの導通が取れなくなり、当該コンタクトピンがめっき電極として機能しなくなる可能性があるためである。なおエッジリンスは通常の写真製版（露光および現像）の際にも行なわれる。

ここで、半導体ウェハの最外周から当該ウェハの内側に向けてエッジリンスがなされる幅の管理精度が問題となる。具体的には、品質管理の観点から、半導体ウェハの最外周からエッジリンスがなされる幅が当該半導体ウェハの全体においてほぼ一定となることが好ましい。しかし実際には半導体ウェハは、半導体ウェハが載置される回転台に対して大きい偏心を有するように載置される場合がある。この場合、半導体ウェハの一部の領域と他の領域との間で、上記エッジリンスがなされる幅に大きな偏り（差）が生じることがある。

上記のように半導体ウェハの表面におけるエッジリンスの幅に大きな偏りが生じれば、後工程において当該半導体ウェハに形成される半導体装置の性能などに影響を及ぼす可能性がある。

したがって上記のような異常なエッジリンス幅を形成した半導体ウェハの後工程への流出を抑制するために、たとえば特開２００４−１７９２１１号公報（特許文献１）に開示の発明においては以下の手法が用いられる。すなわち回転するウェハのエッジ位置を検出するＣＣＤカメラと、エッジリンス液を供給するノズルをウェハの半径方向に移動させる機構とを有するエッジリンス機構が用いられ、エッジリンスを実行しながら、回転するウェハのエッジ位置がＣＣＤカメラにより計測される。上記計測結果の情報により、エッジリンス液を供給するノズルが、ウェハのエッジ位置に追随するように（ウェハの半径方向に）移動するよう制御される。

特開２００４−１７９２１１号公報

しかし特開２００４−１７９２１１号公報に開示のようにＣＣＤカメラで回転する半導体ウェハのエッジ位置を直接検出する方法は、特に当該ウェハが高速で回転するときの検出感度が低下する可能性がある。高速で回転する半導体ウェハのエッジを検出し、かつエッジリンス液を供給するノズルが当該半導体ウェハのエッジの形状に追随する性能を有するためには、高度な機構とシーケンス制御とが要求される。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものである。その目的は、高度な機構およびシーケンス制御を要さずに、回転台に載置される半導体ウェハの偏心の程度を検出し、エッジリンスがなされる幅を容易に管理するための検出方法を提供することである。

本発明の一実施例による検出方法は以下の構成を備えている。
まずウェハを載置しかつ回転させることが可能な回転台と、任意のターゲットの位置を検出することが可能なセンサとを有する装置が準備される。上記センサからターゲットの位置を検出するためのエネルギ線を出射する出射部と、回転台に対して偏心がないように載置されたウェハの最外周から偏心の許容量だけ離れた位置と、ターゲットの位置とが一直線上に並ぶようにセンサの位置が調整される。上記ウェハが回転台に載置される。上記ウェハが載置された回転台を回転させながら、出射部から出力されるエネルギ線のウェハでの反射の有無を検出することにより、ウェハの回転台に対する偏心の有無が検出される。

本実施例の製造方法によれば、ウェハが回転台に対して（最大）許容量以上の偏心を有するように配置されれば、センサの出射部から、たとえば装置を構成する部品の一部など任意の位置に向けて出射されるエネルギ線が、途中のウェハにおいて反射されるようになる。したがって、このウェハからの反射の有無を検出することにより、回転するウェハの外周部の状態を追随することなく、ウェハが回転台に対して許容量以上の偏心を有するか否かを判定することができる。

本発明に用いられる処理装置の一部分の構成を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１において用いられる調整用ウェハの概略平面図である。 図２中、特に丸点線で囲んだ領域ＩＩＩ、すなわち突起部の態様を示す概略平面図である。 変位センサＳＳＲからの出射光が調整用ウェハによって反射される態様を示す概略断面図（Ａ）と、変位センサＳＳＲからの出射光が整流板によって反射される態様を示す概略断面図（Ｂ）とである。 図１の処理装置に実際の処理を行なう半導体ウェハがセットされ、供給液が供給される態様を示す概略断面図である。 回転台ＴＡＢに対する偏心を有さないように半導体ウェハＷＦＲが載置された場合の変位センサＳＳＲからの出射光の態様を示す概略断面図である。 回転台ＴＡＢに対して許容量以上の偏心を有するように半導体ウェハＷＦＲが載置された場合に、変位センサＳＳＲからの出射光が半導体ウェハＷＦＲによって反射される態様を示す概略断面図（Ａ）と、変位センサＳＳＲからの出射光が整流板ＴＧＴによって反射される態様を示す概略断面図（Ｂ）とである。 図１の処理装置を用いてフォトレジストおよび裏面からのリンス液が供給される態様を示す概略断面図である。 図８の処理態様によりフォトレジストおよびリンス液が供給される工程を行ないながら検出されるパルス数の時間変化を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態に用いられる装置の構成について図１を用いて説明する。

図１を参照して、本実施の形態の処理装置は、半導体ウェハの表面にフォトレジストやリンス液などの供給液を塗布供給するための装置である。当該装置は、回転台ＴＡＢと、変位センサＳＳＲ（センサ）と、整流板ＴＧＴ（ターゲット）と、塗布カップＣＰとを主に有している。

回転台ＴＡＢは、処理を行なう半導体ウェハなどを載置し、かつ載置された半導体ウェハなどの外周部に対してエッジリンスを行なうために当該半導体ウェハを回転させる部材である。回転台ＴＡＢは、半導体ウェハなどが直接載置されるテーブルと、回転台ＴＡＢが回転する中心軸ＡＸＳとを有し、さらに回転台ＴＡＢには、図示されないがスピンチャックなどの、載置された半導体ウェハなどを回転台ＴＡＢに吸着固定させるための設備が搭載されている。図１においては、後述する調整用ウェハＭ−ＷＦＲが回転台ＴＡＢのテーブルに載置されている。

ここで回転台ＴＡＢのうち半導体ウェハなどが直接載置されるテーブルは、たとえば円形状を有しており、当該テーブルの半径は、処理を行なおうとする半導体ウェハの半径とテーブルに対して半導体ウェハに許容される偏心量との和よりも小さいことが好ましい。言い換えれば当該テーブルの直径は、処理を行なおうとする半導体ウェハの直径と、テーブルに対して半導体ウェハに許容される偏心量の２倍との和よりも小さいことが好ましい。したがって図１に示すように、当該テーブルの直径は、たとえば処理しようとする半導体ウェハの直径よりも小さくてもよい。

整流板ＴＧＴは、たとえば回転台ＴＡＢの中心軸ＡＸＳの近傍に開口を有する環状の平面形状を有している。整流板ＴＧＴは、回転台ＴＡＢが高速で回転することにより当該処理装置の塗布カップＣＰの内部に発生する気流を整流する役割を有する。したがって整流板ＴＧＴは上記の整流作用を向上することが可能な任意の形状を有することが好ましい。

塗布カップＣＰは、半導体ウェハに塗布されるフォトレジストなどの供給液が、半導体ウェハの回転の際に装置の外部へ飛散することを抑制し、当該供給液の飛散物（ミスト）をたとえば回転台ＴＡＢの下方に配置された廃液管など所望の方向へ導く役割を有する。

変位センサＳＳＲは、たとえば電磁波、荷電粒子、音波などのエネルギ線を出射しこれを任意のターゲットに照射することにより、当該ターゲットの位置または変位を計測することが可能な設備である。上記のエネルギ線を用いれば、ターゲットに接触することなく精密な計測を行なうことができる。

一例として、図１における変位センサＳＳＲはエネルギ線として赤外線センサを用いていわゆる距離検出を行なう設備を用いるものとする。具体的には、まず変位センサＳＳＲの出射部から波長が約６５０ｎｍの赤外光を出射し、当該赤外光を計測しようとするターゲットに照射する。当該赤外光はターゲットに照射されることによりそこで反射される。ターゲットから反射される当該赤外光を変位センサＳＳＲが受ける。図１において図示されない変位センサＳＳＲに接続された分析装置を用いて、変位センサＳＳＲが受けた赤外光を分析することにより、変位センサＳＳＲ（出射部）から赤外光が照射されたターゲットまでの距離を検出する。

本実施の形態における変位センサＳＳＲは、回転台ＴＡＢに載置された半導体ウェハが回転台ＴＡＢのテーブルに対して有する偏心の有無を検出するために用いられる。なおここで「偏心の有無」とは、許容量以上の偏心を有するか否かを意味するものとする。

そのためには変位センサＳＳＲの特に出射部の位置が精密に調整される必要がある。すなわち実際の半導体ウェハの処理に先立ち、変位センサＳＳＲの位置が精密に調整されることが好ましい。次に図２〜図４を用いて変位センサＳＳＲの位置の調整について説明する。まず図２および図３を用いて、変位センサＳＳＲの位置の調整に用いるウェハについて説明する。

図２を参照して、変位センサＳＳＲの位置を調整するためには、調整用ウェハＭ−ＷＦＲが用いられる。調整用ウェハＭ−ＷＦＲは上記の調整専用のウェハであり、実際に処理しようとする半導体ウェハの直径とほぼ同じ直径を有することが好ましく、たとえば直径が１５０ｍｍのシリコン製のウェハが用いられることが好ましい。

調整用ウェハＭ−ＷＦＲは基本的には上記の直径を有するが、一部に半径が他の領域よりも大きくなるように最外周が外側に突出した領域である突起部ＰＲＴが形成されている。一例として突起部ＰＲＴは、図２において調整用ウェハＭ−ＷＦＲの最外周の左側および右側の２か所に形成されているが、突起部ＰＲＴの形成される数などの態様はこれに限られない。

突起部ＰＲＴにおける他の領域との半径の差は突出量として表わせる。すなわち図２および図３を参照して、図に示す調整用ウェハＭ−ＷＦＲは基本的に処理しようとする半導体ウェハと同じ直径１５０ｍｍであるが、突起部ＰＲＴの突出量が０．５ｍｍであるため、突起部ＰＲＴにおいては半径が７５．５ｍｍとなっている。また一例として、図２の突起部ＰＲＴの描く円弧は当該ウェハＭ−ＷＦＲの中心に対する角度が１０°となっている。

突起部ＰＲＴの突出量は、回転台ＴＡＢのテーブルに対して処理用の半導体ウェハを載置した際における当該テーブルに対しての偏心の（最大）許容量とほぼ等しいことが好ましい。したがって図２および図３の態様を有する調整用ウェハＭ−ＷＦＲは、偏心の（最大）許容量が０．５ｍｍである直径１５０ｍｍの半導体ウェハを処理する際に用いられることが好ましい。

次に図４を用いて、変位センサＳＳＲの位置の調整方法について説明する。図４（Ａ）を参照して、まず回転台ＴＡＢのテーブルに所望の大きさであり所望の突起部ＰＲＴを有する調整用ウェハＭ−ＷＦＲが載置される。この調整用ウェハＭ−ＷＦＲは、たとえばクランプ機構を調整するための治具（図示せず）を用いて、テーブルに対して偏心をほぼまったく有さないように載置することができる。

調整用ウェハＭ−ＷＦＲが図示されないスピンチャックにより回転台ＴＡＢのテーブルに吸着された上で、回転台ＴＡＢに備え付けの図示されないモータを駆動させ、回転台ＴＡＢをその中心軸ＡＸＳを中心として回転させる。これに伴い調整用ウェハＭ−ＷＦＲは任意の回転速度、たとえば１分間に３０００回転する速さで、回転台ＴＡＢの中心軸ＡＸＳを中心として回転する。

上記のように回転台ＴＡＢ（調整用ウェハＭ−ＷＦＲ）を回転させながら、変位センサＳＳＲからターゲットに向けて、赤外光などのエネルギ線を出射する。ここでターゲットとしては変位センサＳＳＲの周囲に存在する任意の場所を用いることができるが、当該装置に固定され動かない場所とすることが好ましく、たとえば整流板ＴＧＴの表面の１点Ｄとすることが好ましい。

より具体的には、図４（Ａ）、（Ｂ）のように変位センサＳＳＲ、調整用ウェハＭ−ＷＦＲ、整流板ＴＧＴがこの順に上から下へ並ぶように配置される場合、変位センサＳＳＲの出射部から直下の方向を向くベクトルと整流板ＴＧＴの表面との交点に、変位センサＳＳＲからのエネルギ線が照射されるターゲットＤが配置される。ここで直下とは、出射部から（回転台ＴＡＢに載置された）調整用ウェハＭ−ＷＦＲの主表面に垂直な方向（出射部からターゲットの方向）に関する真下を意味する。さらに言い換えれば、平面視において変位センサＳＳＲの出射部とターゲットの１点Ｄとは同じ位置となるように重なる。

たとえば出射部が、平面視において、調整用ウェハＭ−ＷＦＲの突起部ＰＲＴ以外の領域の最外周よりも外側でありかつ突起部ＰＲＴの最外周よりも内側の位置にある場合には、調整用ウェハＭ−ＷＦＲの回転による変位に応じて、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す態様の双方が出現する。

すなわち、回転により調整用ウェハＭ−ＷＦＲの突起部ＰＲＴが出射部の直下およびその近傍（図４（Ａ）の丸点線で囲んだ領域Ａ）に現れた際には、図４（Ａ）のように変位センサＳＳＲからの出射光は突起部ＰＲＴの１点Ｃにおいて反射される。このとき変位センサＳＳＲに接続された図示されない分析装置は、変位センサＳＳＲから調整用ウェハＭ−ＷＦＲまでの距離ｄ１を測定する。なおここでは図を見やすくするため反射光は出射光に対して僅かに角度を有するように描写している。一方、回転により調整用ウェハＭ−ＷＦＲの突起部ＰＲＴが領域Ａに現れない際には、図４（Ｂ）のように変位センサＳＳＲからの出射光は整流板ＴＧＴの１点Ｄにおいて反射される。このとき上記分析装置は、変位センサＳＳＲから整流板ＴＧＴまでの距離ｄ２を測定する。

この場合、上記距離の測定を一定時間継続すれば、変位センサＳＳＲの分析装置は、図４（Ａ）に示す距離ｄ１と図４（Ｂ）に示す距離ｄ２とのデータを交互に繰り返し検出する。このように距離の測定結果が時間変化する場合、距離が変化する瞬間ごとに（ｄ１からｄ２へ変わる場合、ｄ２からｄ１へ変わる場合ともに）ｄ１とｄ２との間での距離の変化を示すパルスが出力される。このようなパルスが検出された場合、変位センサＳＳＲは平面視において、処理しようとする半導体ウェハに偏心がまったくない場合の最外周よりも偏心の許容量以下だけ外側に配置されていると判断することができる。

一方、出射部が平面視において、調整用ウェハＭ−ＷＦＲの突起部ＰＲＴ以外の領域の最外周よりも内側の位置である場合には、調整用ウェハＭ−ＷＦＲの回転による変位にかかわらず、常時図４（Ａ）のように変位センサＳＳＲからの出射光は調整用ウェハＭ−ＷＦＲにおいて反射される。この場合、上記距離の測定を一定時間継続すれば、変位センサＳＳＲの分析装置は、常時一定の距離ｄ１を検出する。この場合は上記のように計測される距離が変化することによるパルスが出力されない。すなわちこのようなデータが検出された場合、変位センサＳＳＲは平面視において、処理しようとする半導体ウェハに偏心がまったくない場合の最外周またはそれよりも内側に配置されていると判断することができる。

さらに、出射部が平面視において、調整用ウェハＭ−ＷＦＲの突起部ＰＲＴの最外周よりも外側の位置である場合には、調整用ウェハＭ−ＷＦＲの回転による変位にかかわらず、常時図４（Ｂ）のように変位センサＳＳＲからの出射光は整流板ＴＧＴにおいて反射される。この場合、上記距離の測定を一定時間継続すれば、変位センサＳＳＲの分析装置は、常時一定の距離ｄ２を検出する。この場合も上記のように計測される距離が変化することによるパルスが出力されない。すなわちこのようなデータが検出された場合、変位センサＳＳＲは平面視において、処理しようとする半導体ウェハに偏心がまったくない場合の最外周よりも偏心許容量を越える量だけ外側に配置されていると判断することができる。

以上の測定結果を用いて、変位センサＳＳＲの出射部の平面視における位置が、調整用ウェハＭ−ＷＦＲの突起部ＰＲＴの最外周の位置とほぼ重なるように、変位センサＳＳＲの位置が調整される。すなわち上記所望の位置に変位センサＳＳＲを合わせることができるまで、上記の調整用ウェハＭ−ＷＦＲを回転させながらエネルギ線の調整用ウェハＭ−ＷＦＲでの反射の有無および、調整用ウェハＭ−ＷＦＲでの反射がある状態とない状態とが切り替わる際に出力されるパルスの有無を検出する処理を繰り返す。調整用ウェハＭ−ＷＦＲの位置に対するエネルギ線の位置を判定し、その結果（エネルギ線の位置）に応じてセンサＳＳＲの位置を変更する処理を繰り返す。このような方法で変位センサＳＳＲの位置が調整できるのは、調整用ウェハＭ−ＷＦＲがその外周部の一部に突起部ＰＲＴを有するためである。調整用ウェハＭ−ＷＦＲの突起部ＰＲＴを利用することにより、エネルギ線の反射の変化の有無を検出することができる。エネルギ線の反射の変化の有無と、変位センサＳＳＲと出射光が反射された箇所までの距離のデータとを参照することにより、変位センサＳＳＲの調整用ウェハＭ−ＷＦＲに対する位置関係および、変位センサＳＳＲの位置をどのように調整すべきであるかを把握することができる。

変位センサＳＳＲの出射部の平面視における位置が、調整用ウェハＭ−ＷＦＲの突起部ＰＲＴの最外周の位置とほぼ重なるように調整された状態で、実際に処理を行なう半導体ウェハを用いた処理がなされる。次に図５〜図７を用いて実際に処理を行なう半導体ウェハの偏心量の測定について説明する。まず図５を用いて、実際に処理を行なう半導体ウェハが載置された処理装置について説明する。

図５を参照して、図１の処理装置の回転台ＴＡＢのテーブルには実際に処理を行なう半導体ウェハＷＦＲが載置される。図５の処理装置はリンス液ノズルＲ−ＮＺＬを有している。リンス液ノズルＲ−ＮＺＬは、半導体ウェハＷＦＲの特に外周部に塗布されたフォトレジストを除去するエッジリンスを行なうためのリンス液ＲＩＳを供給するノズルである。したがってリンス液ノズルＲ−ＮＺＬはその先端部が（フォトレジストが塗布された）半導体ウェハＷＦＲの外周部を向くように固定されている。

次に図６〜図７を用いて、半導体ウェハＷＦＲの位置の調整方法について説明する。図６を参照して、たとえば半導体ウェハＷＦＲが回転台ＴＡＢのテーブルに対してまったく偏心を有さないように（回転台ＴＡＢの中心軸ＡＸＳと半導体ウェハＷＦＲのウェハ中心ＷＣとが平面視においてほぼ重なるように）載置される場合には、半導体ウェハＷＦＲの最外周より（最大の）偏心許容量（たとえば０．５ｍｍ）だけ外側（図６の左側）に出射光が出射される。これは変位センサＳＳＲの出射部が平面視において、偏心なく載置された半導体ウェハＷＦＲの最外周から偏心許容量だけ外側の位置に配置されるように、事前に調整されているためである。すなわちここでは出射部と、偏心なく回転台ＴＡＢに載置された半導体ウェハＷＦＲの最外周から（最大の）偏心許容量だけ外側に離れた位置と、任意のターゲット（たとえば整流板ＴＧＴの表面の１点Ｄ）の位置とが一直線上に並ぶようにセンサＳＳＲの位置が調整されていることを前提としている。

図６の場合は回転台ＴＡＢが中心軸ＡＸＳを中心に回転すれば、変位センサＳＳＲの出射光は、半導体ウェハＷＦＲの回転による変位にかかわらず整流板ＴＧＴの１点Ｄにおいて反射され、常時一定の距離ｄ２が測定される。半導体ウェハＷＦＲが回転台ＴＡＢに対して偏心を有さない（（最大）許容量未満の偏心を有する）ように載置された場合についても同様である。このため、測定される距離の変化により発生するパルスは検出されない。

これに対して、半導体ウェハＷＦＲが回転台ＴＡＢに対して偏心許容量以上の偏心を有するように載置された場合には、半導体ウェハＷＦＲの回転による変位に応じて、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す態様の双方が出現する。

具体的には、中心軸ＡＸＳを中心に回転するために、半導体ウェハＷＦＲが出射部の直下およびその近傍（図７（Ａ）の丸点線で囲んだ領域Ｂ）に現れる場合がある。この場合には変位センサＳＳＲからの出射光は半導体ウェハＷＦＲの１点Ｃにおいて反射され、分析装置は距離ｄ１を測定する。一方、回転により半導体ウェハＷＦＲが領域Ｂに現れない場合には、図７（Ｂ）のように変位センサＳＳＲからの出射光は整流板ＴＧＴの１点Ｄにおいて反射され、分析装置は距離ｄ２を測定する。

この場合、上記距離の測定を一定時間継続すれば、変位センサＳＳＲの分析装置は、図７（Ａ）に示す距離ｄ１と図７（Ｂ）に示す距離ｄ２とのデータを交互に繰り返し検出する。このように距離の測定結果が時間変化するため、距離が変化する瞬間ごとにをパルスが出力される。このようなパルスが検出された場合、当該装置はアラームを発報することにより作業者に対して偏心量が異常であることを知らせる。この場合は一旦装置を停止し、半導体ウェハＷＦＲの偏心量がより少なくなるように載置し直した上で、再度上記と同様に半導体ウェハＷＦＲを回転させながら半導体ウェハＷＦＲ上における変位センサＳＳＲからのエネルギ線の反射の有無を検出する。この工程を繰り返すことにより、偏心が許容範囲内となるように半導体ウェハＷＦＲが載置される。

以上のように本実施の形態においては、半導体ウェハＷＦＲを回転台ＴＡＢに載置し、これを回転させながら変位センサＳＳＲの出射部から出力されるエネルギ線が半導体ウェハＷＦＲで反射される場合（図７（Ａ）参照）の有無を検出することにより、半導体ウェハＷＦＲが許容量以上の偏心を有するか否かを検出する。

上記のパルスが検出されアラームが発報される場合には、半導体ウェハＷＦＲは許容量以上の偏心を有するように載置されていることが判断できる。逆に上記のパルスが検出されない場合には、半導体ウェハＷＦＲの偏心量は許容範囲内に収まっていることがわかる。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態においては、変位センサＳＳＲが処理装置に固定された任意のターゲット（ここでは整流板ＴＧＴの１点Ｄ）までの距離を測定する際に、回転する半導体ウェハＷＦＲが変位センサＳＳＲの出射光を遮ることによるパルスの発生を検出することにより、半導体ウェハＷＦＲの偏心量を判定する。変位センサＳＳＲの出射光は回転する半導体ウェハＷＦＲの最外周を追随するわけではなく、整流板ＴＧＴの１点Ｄなど固定された位置をターゲットとして測定し、その際偏心に起因して偶発的に発生する計測距離の変化をパルスとして検出する。このため、当該偏心量を高精度に判定することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１で述べた半導体ウェハＷＦＲの回転台ＴＡＢに対する偏心の有無の検出は、実際にはフォトレジストやリンス液などの供給液が塗布供給された上で行なわれる。このため特に、当該供給液が供給された半導体ウェハＷＦＲを処理装置内で回転させると、供給液が処理装置内で飛散するために当該供給液のミストが装置内に漂う場合がある。

図８を参照して、当該処理装置はフォトレジストＰＨＲを供給するノズルであるレジストノズルＰ−ＮＺＬおよび裏面リンス液ノズルＢＲ−ＮＺＬを有している。回転台ＴＡＢのテーブルに載置された半導体ウェハＷＦＲには、レジストノズルＰ−ＮＺＬから供給されるフォトレジストＰＨＲが塗布される。また塗布されたフォトレジストＰＨＲのうち半導体ウェハＷＦＲの裏面側に回り裏面に付着したフォトレジストＰＨＲが、裏面リンス液ノズルＢＲ−ＮＺＬから供給されるリンス液ＲＩＳにより除去される。

これらのフォトレジストＰＨＲおよびリンス液ＲＩＳが半導体ウェハＷＦＲに供給される間、半導体ウェハＷＦＲは回転台ＴＡＢにより回転している。また変位センサＳＳＲは実施の形態１と同様に位置を調整された上で、任意のターゲット（１点Ｄ）に向けて出射部からエネルギ線を出射する。

図９の縦軸は測定する距離が変化することにより変位センサＳＳＲの分析装置が出力するパルスが検出される（１分間当たりの）回数を示しており、横軸は変位センサＳＳＲの分析装置が上記モニタリングを行なう時間（秒）を示している。

図９を参照して、図８の状態で、回転台ＴＡＢ（半導体ウェハＷＦＲ）を１分間に３０００回転させながら、時刻ｔ＝０から、載置された半導体ウェハＷＦＲの表面にフォトレジストＰＨＲが供給され始める。フォトレジストが供給された後、時刻ｔ＝７．５頃から、半導体ウェハＷＦＲの回転により半導体ウェハＷＦＲの表面のフォトレジストＰＨＲが振り切られて飛散する。ただしｔ＝０から、既に供給されたフォトレジストが振り切られて飛散し始めている。その後、時刻ｔ＝３１．３頃から、裏面リンス液ノズルＢＲ−ＮＺＬから半導体ウェハＷＦＲの裏面にリンス液ＲＩＳが供給される。リンス液ＲＩＳが供給されつつ半導体ウェハＷＦＲの裏面から振り切られて飛散する状態が、およそｔ＝５５まで続く。リンス液ＲＩＳの飛散が終わった後、時刻ｔ＝５５頃から、引き続き半導体ウェハＷＦＲが１分間に３０００回転の速さで回転することにより、裏面上のリンス液ＲＩＳを乾燥させる。

図９より、フォトレジストＰＨＲを塗布する段階では１分間に約１５０００回のパルスが検出され、リンス液でウェハを裏面洗浄する段階では最高でｔ＝３１．３前後に約４５００回、その後ｔ＝４７．１前後においても最高で約２０００回のパルスが検出された。しかしｔ＝５５以降はパルスがまったく検出されなかった。

半導体ウェハＷＦＲは１分間に３０００回転するため、半導体ウェハＷＦＲの許容偏心量以上の偏心に起因するパルスは、図７（Ａ）、（Ｂ）の各状態が交互に１分間に３０００回発生することを考慮すれば、１分間に３０００回出現することがわかる。しかし特にフォトレジストおよびリンス液の供給時には、パルスの検出回数が上記の３０００回よりもはるかに多くなっている。

フォトレジストおよびリンス液の供給時には、供給したフォトレジストまたはリンス液が半導体ウェハＷＦＲの回転により飛散する。この飛散した供給液（ミスト）が処理装置内の空中に漂う。このとき変位センサＳＳＲの出射部から出射されるエネルギ線が、たとえば整流板ＴＧＴにおいて反射する場合とは異なる位置であるミストに当たって反射するため、変位センサＳＳＲが検出する距離のデータが変化する。このためにミストに起因するパルスが多数発生する。したがって半導体ウェハＷＦＲの偏心に起因するパルスに加えてミストに起因するパルスが発生する分だけパルスの発生する回数が増加し、図９のようなデータを出力しているものと考えられる。

すなわちミストに起因するパルスは、半導体ウェハＷＦＲの偏心の有無を判定するデータを検出するうえではノイズとなる。したがって偏心の有無の判定は、供給液のミストの振り切り（飛散）が終わった後（図９におけるｔ＝５５以降）に行なうことが好ましい。逆に言えば、偏心の有無の判定の前に、半導体ウェハＷＦＲにフォトレジストＰＨＲなどの供給液を供給し、当該半導体ウェハＷＦＲを回転させて供給液を飛散させる工程を行なうことが好ましい。このようにすれば、ミストに起因するノイズが取り除かれた状態で半導体ウェハＷＦＲの偏心に起因するパルスのみを検出することができるため、より信頼性の高いデータを検出することができる。

たとえば図９においては、ｔ＝５５以降はパルスの検出がほとんどなくなっている。ｔ＝５５以降においてはミストの飛散がほとんどないため、パルスの検出は半導体ウェハＷＦＲの偏心に起因するもののみとなる。したがって、ｔ＝５５以降にパルスの検出がほとんどないことから、半導体ウェハＷＦＲは回転台ＴＡＢに対して偏心を有さない（許容量未満の偏心を有する）ことがわかる。逆にたとえばｔ＝５５以降においてパルスを検出する場合、これは半導体ウェハＷＦＲの偏心に起因するものであるため、その検出量は半導体ウェハＷＦＲの回転数と同じ、１分間に約３０００回となる。このように、供給液のミストの飛散が終了した後にパルスを検出すれば、半導体ウェハＷＦＲの偏心の有無に応じた信頼度の高いデータを出力することができる。

（実施の形態３）
実施の形態２の図９におけるミストに起因するパルスは、変位センサＳＳＲの位置が適正であるか否かを判断するために用いることができる。以下においてそのことについて説明する。

実施の形態１，２で変位センサＳＳＲを調整用ウェハＭ−ＷＦＲにより適正な位置に調整した状態で半導体ウェハＷＦＲの偏心の有無を判断する。しかしたとえば、図９に示す時間Ｅ（裏面からリンス液を供給する工程を行なう間）において検出される、主にミストに起因するエネルギ線の反射の位置の変化を示すパルスの時間変化（波形）が想定外の波形を示す場合がある。

ミストに起因するパルスが適正な波形を有するか否かは、出力されたデータ（パルスの波形）を、あらかじめ半導体ウェハＷＦＲの偏心の量ごとに蓄積されたミストによるパルスのデータ（基準データ）と比較することにより判断することができる。

基準データは、変位センサＳＳＲを適正な位置（実施の形態１において調整用ウェハＭ−ＷＦＲにより調整された位置）に調整した状態で、半導体ウェハＷＦＲの回転台ＴＡＢのテーブルに対する偏心の量を様々に変化させ（たとえば偏心量０から０．０５ｍｍずつ増加させ）たそれぞれに対して、実施の形態２と同様の処理を行ない、それぞれの偏心の量に対して図９と同様に作成されたデータである。このときいずれのデータを検出する際にも、フォトレジストＰＨＲやリンス液ＲＩＳなどの供給液を供給する量やタイミングなどの条件をほぼ同じにすることが好ましい。

上記の基準データを準備した上で、実際に処理しようとする半導体ウェハＷＦＲに対して、実施の形態２と同様の処理を行なう。このとき供給されるリンス液ＲＩＳなどの供給液を供給する量やタイミングなどの条件は、基準データの作成の際とほぼ同様となるようにすることが好ましい。

このときのミストに起因するパルスのデータが、予め半導体ウェハＷＦＲの偏心の量ごとに蓄積された基準データのいずれとも大きく異なる場合がある。たとえばパルスの検出される回数が基準データのいずれよりも極度に多い場合、あるいはパルスの検出される回数の高低差が非常に大きく、その高低の周期が非常に短い場合などである。

上記の場合には、変位センサＳＳＲの位置が基準データを取得したときの変位センサＳＳＲの位置（すなわち適正な位置）とは異なると判断することができる。この場合は再度、実施の形態１と同様に調整用ウェハＭ−ＷＦＲを用いて変位センサＳＳＲの位置を調整することにより、当該装置が検出する半導体ウェハＷＦＲの偏心の量をより信頼性の高いものとすることができる。

このような供給液に起因するミストの波形の判断は、供給液を供給する（飛散させる）工程の最中に行なってもよいし、その後の偏心の有無を判断する工程まで一通り終えた後に行なってもよい。

一方、ミストに起因するパルスのデータが、基準データのいずれかとほぼ同様の傾向を示す場合には、変位センサＳＳＲは所望の位置に配置されていると判断することができる。この場合には、ミストを振り切った後に出力される、半導体ウェハＷＦＲの偏心の量に応じたパルス出力のデータの信頼性は高く、当該データを用いて実施の形態２と同様に半導体ウェハＷＦＲの偏心の有無を判定することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、半導体ウェハの表面に塗布されたフォトレジストをエッジリンスする際に、特に有利に利用され得る。

ＡＸＳ 中心軸、ＢＲ−ＮＺＬ 裏面リンス液ノズル、ＣＰ 塗布カップ、Ｍ−ＷＦＲ 調整用ウェハ、Ｐ−ＮＺＬ レジストノズル、ＲＩＳ リンス液、Ｒ−ＮＺＬ リンス液ノズル、ＳＳＲ 変位センサ、ＴＡＢ 回転台、ＴＧＴ 整流板、ＷＣ ウェハ中心、ＷＦＲ 半導体ウェハ。

Claims (5)

1. ウェハを載置しかつ回転させることが可能な回転台と、任意のターゲットの位置を検出することが可能なセンサとを有する装置を準備する工程と、
   前記センサから前記ターゲットの位置を検出するためのエネルギ線を出射する出射部と、前記回転台に対して偏心がないように載置された前記ウェハの最外周から偏心の許容量だけ離れた位置と、前記ターゲットの位置とが一直線上に並ぶように前記センサの位置を調整する工程と、
   前記ウェハを前記回転台に載置する工程と、
   前記ウェハが載置された前記回転台を回転させながら、前記出射部から出力される前記エネルギ線の前記ウェハでの反射の有無を検出することにより、前記ウェハの前記回転台に対する偏心の有無を検出する工程とを備える、検出方法。
2. 前記センサの位置を調整する工程は、
   調整用ウェハを前記回転台に対して偏心がないように前記回転台に載置する工程と、
   前記調整用ウェハが載置された前記回転台を回転させながら、前記出射部から前記ターゲットの方向に出射される前記エネルギ線の前記調整用ウェハでの反射の有無を検出することにより、前記調整用ウェハの位置に対する前記エネルギ線の位置を判定する工程と、
   前記エネルギ線の位置を判定する工程において得られた前記エネルギ線の位置に応じて前記センサの前記調整用ウェハに対する位置を変更する工程とを有する、請求項１に記載の検出方法。
3. 前記調整用ウェハは、外周の一部に、平面視における突起部を有し、
   前記エネルギ線の位置を判定する工程においては、前記出射部から出力される前記エネルギ線が反射する場所が前記突起部である場合と前記突起部以外である場合との間の前記エネルギ線の反射の変化の有無を検出する、請求項２に記載の検出方法。
4. 前記偏心の有無を検出する工程の前に、
   前記ウェハに供給液を供給する工程と、
   前記供給液が供給された前記ウェハが載置された前記回転台を回転させ、前記ウェハから前記供給液を飛散させる工程とを行なう、請求項１〜３のいずれかに記載の検出方法。
5. 前記供給液を飛散させる工程における前記エネルギ線の反射の位置の時間変化を示すデータを基準データと比較することにより、前記センサの位置を再確認する、請求項４に記載の検出方法。

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