JP2016134508A - 基板処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】より精度よくパーティクルを検出する。【解決手段】基板処理方法は、基板の周縁部に回収液を接させ、その後の回収液中に含まれるパーティクルの数をカウンタで計数する第１の工程と、カウンタによって計数された計測値が所定の閾値以下であるか否かを判定する第２の工程とを含む。【選択図】図５

Description

本開示は、基板処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

現在、基板の微細加工を行うにあたり、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸パターンを基板（例えば、半導体ウエハ）上に形成することが広く行われている。例えば、半導体ウエハ上にレジストパターンを形成する工程は、半導体ウエハの表面にレジスト膜を形成することと、このレジスト膜を所定のパターンに沿って露光することと、露光後のレジスト膜と現像液とを反応させて現像することとを含む。

近年、線幅が４０ｎｍ〜４５ｎｍ程度の極めて微細なレジストパターンを得るための技術として、液浸露光技術が提案されている。レジスト膜を液浸露光する際には、ウエハと露光用の投影レンズとの間に、空気よりも屈折率の高い露光液（純水等）が供給された状態で、レジスト膜の露光が行われる。

ところで、ウエハの表面処理を行う過程では、様々な原因によりウエハの表面（中央部又は周縁部）に微小なパーティクル（異物）が付着することがある。基板の表面を洗浄液で洗浄することで大部分のパーティクルを除去することができるが、なお基板の表面にパーティクルが残ることがある。パーティクルが付着したウエハが露光機内に搬入されると、露光機がパーティクルによって汚染され、後続のウエハの露光時に所望パターン以外にパーティクルの形状が転写されてしまい得る。加えて、露光機がパーティクルで汚染されると、露光機のクリーニングに長時間要することがあり、生産性が大幅に低下してしまう。そこで、特許文献１は、カメラを用いてウエハの周縁部を撮像し、画像処理する工程と、処理画像に基づいてウエハの周縁部の状態を把握する工程と、その状態が許容範囲にあるか否かを判断する工程とを含むウエハの検査方法を開示している。

特開２００８−１３５５８２号公報

しかしながら、カメラを用いた画像処理では、大きさが例えば５００ｎｍを下回るような微小なパーティクルに対する感度が低いため、パーティクルの大きさが小さくなるほど検査が困難な傾向にある。また、基板の周縁部に対して面取りがなされている場合には、基板の周縁部が平坦でなくなるため、さらに検査が困難となりうる。そのため、デバイスパターンの更なる微小化を進めるにあたり、より小さなパーティクルを検出する手法が求められている。

本開示は、より精度よくパーティクルを検出することが可能な基板処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を説明する。

本開示の一つの観点に係る基板処理方法は、基板の周縁部に回収液を接させ、その後の回収液中に含まれるパーティクルの数をカウンタで計数する第１の工程と、カウンタによって計数された計測値が所定の閾値以下であるか否かを判定する第２の工程とを含む。

本開示の一つの観点に係る基板処理方法では、液体である回収液が基板の周縁部に接するので、基板の周縁部に存在するパーティクルの多くが容易に回収液に回収される。本開示の一つの観点に係る基板処理方法では、回収液によって回収されたパーティクルの数はカウンタによって計数されるが、カウンタでは数十ｎｍ程度（例えば２０ｎｍ程度）の大きさのパーティクルが検出可能であり、カメラを用いた検査と比較して極めて感度が高い。従って、基板の周縁部に存在するパーティクルの数がカウンタによって極めて正確に把握でき、カメラを用いた検査と比較してより精度よくパーティクルを検出することが可能となる。その結果、カウンタの計測値を所定の閾値と比較することにより、パーティクルに起因する基板の異常をより正確に判断でき、さらに、基板に存在するパーティクルによって基板処理装置の各所が汚染されることを抑制できる。

第１の工程では、基板の周縁部に対し回収液を連続的に流して基板の周縁部を洗浄しながら、基板の周縁部に接した後の回収液中に含まれるパーティクルの数をカウンタで経時的に計数してもよい。この場合、基板の周縁部の回収液による洗浄と同時に、基板の周縁部に存在するパーティクルが回収液によって回収される。そのため、基板の処理をより効率的に行うことができる。

第２の工程では、カウンタによる計数の開始から所定の時間内に計測値が所定の閾値以下となるか否かを判定し、所定の時間内に計測値が所定の閾値以下となるときに基板の洗浄を完了してもよい。この場合、基板の洗浄が遅くとも所定の時間までに終了するので、パーティクルの数が少なくなる見込みが低い基板に対し長時間洗浄が行われることが避けられる。従って、基板の処理を全体として効率化できる。

第２の工程では、ｔをカウンタによる計数の開始から経過した時間とし、ｆ（ｔ）を時間ｔにおいてカウンタで検出されたパーティクルの数としたときに、ｆ（ｔ）の微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が所定の値以下となるか否かを判定し、微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が所定の値以下となるときに基板の洗浄を完了してもよい。ところで、カウンタによるパーティクルの計測値は、回収液による基板の周縁部の洗浄当初において大きく、時間が経過するにつれて小さくなると想定される。そのため、微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が大きいほど、基板に対する付着力が弱いパーティクルが基板の周縁に存在し、これらのパーティクルが回収液によって回収されやすい状態にあることが把握できる。一方、微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が小さいほど、基板からパーティクルがほとんど除去された状態にあるか、又は、基板に対する付着力が強いパーティクルが基板の周縁に存在し、これらのパーティクルが回収液によって回収され難い状態にあることが把握できる。従って、微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値を所定の値と比較することにより、パーティクルが基板の周縁部から脱落しやすいか否かを判断することができる。

第１の工程では、基板の周縁部を囲繞可能な治具内に貯留された回収液を基板の周縁部に接させ、その後治具内の回収液をカウンタに導入することによって、回収液中に含まれるパーティクルの数をカウンタで計数してもよい。この場合、回収液を流し続ける必要がないので、回収液を排液するための構造が極めて簡素化される。そのため、基板処理装置の各所に治具を導入することができ、治具を用いてパーティクルの数を把握することが可能となる。

回収液は、基板の表面に形成されたレジスト膜を露光するための液浸露光装置で用いられる露光液と同じ液体であってもよい。この場合、回収液が付着したままの基板が液浸露光装置に搬入されたときに、回収液による露光液の汚染を防止することができる。

本開示の他の観点に係る基板処理装置は、基板の周縁部に回収液を接させる接液部と、基板の周縁部に接した後の回収液中に含まれるパーティクルの数を計数するカウンタと、カウンタによって計数された計測値が所定の閾値以下であるか否かを判定する判定部とを備える。

本開示の他の観点に係る基板処理装置では、接液部が液体である回収液を基板の周縁部に接させるので、基板の周縁部に存在するパーティクルの多くが容易に回収液に回収される。本開示の他の観点に係る基板処理装置では、回収液によって回収されたパーティクルの数をカウンタが計数するが、カウンタでは数十ｎｍ程度（例えば２０ｎｍ程度）の大きさのパーティクルが検出可能であり、カメラを用いた検査と比較して極めて感度が高い。従って、基板の周縁部に存在するパーティクルの数がカウンタによって極めて正確に把握でき、カメラを用いた検査と比較してより精度よくパーティクルを検出することが可能となる。その結果、カウンタの計測値を所定の閾値と比較することにより、パーティクルに起因する基板の異常をより正確に判断でき、さらに、基板に存在するパーティクルによって基板処理装置の各所が汚染されることを抑制できる。

本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記の基板処理方法を基板処理装置に実行させるためのプログラムを記録している。本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体では、上記の基板処理方法と同様に、より精度よくパーティクルを検出することが可能となる。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体（non-transitory computer recording medium）（例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置）や、伝播信号（transitory computer recording medium）（例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号）が含まれる。

本開示に係る基板処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、より精度よくパーティクルを検出することが可能となる。

図１は、基板処理システムを示す斜視図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、洗浄ユニットを概略的に示す図である。 図５は、洗浄ユニットを概略的に示す図である。 図６の（ａ）は、時間とパーティクル数との関係を示し、図６の（ｂ）は、時間と微分係数の絶対値との関係を示す。 図７は、洗浄ユニットによるウエハの洗浄工程を説明するためのフローチャートである。 図８は、他の例に係る塗布ユニットを概略的に示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

基板処理システム１は、塗布現像装置２と、露光装置３と、制御部ＣＵ（制御手段、判定部）とを備える。露光装置３は、ウエハＷ（基板）の表面Ｗａ（図４参照）に形成されたレジスト膜の露光処理を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜（感光性被膜）の露光対象部分に選択的にエネルギー線を照射する。エネルギー線としては、例えばＡｒＦエキシマレーザー、ＫｒＦエキシマレーザー、ｇ線、ｉ線、又は極端紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultraviolet）が挙げられる。

塗布現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、ウエハＷ（基板）の表面にレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。本実施形態において、ウエハＷは円板状を呈するが、円形の一部が切り欠かれていたり、多角形など円形以外の形状を呈するウエハを用いてもよい。ウエハＷは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Flat Panel Display）基板その他の各種基板であってもよい。ウエハＷの直径は、例えば２００ｍｍ〜４５０ｍｍ程度であってもよい。

図１〜図３に示されるように、塗布現像装置２は、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インターフェースブロック６とを備える。キャリアブロック４、処理ブロック５及びインターフェースブロック６は、水平方向に並んでいる。

キャリアブロック４は、図３に示されるように、キャリアステーション１２と搬入搬出部１３とを有する。キャリアステーション１２は、複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、例えば複数枚のウエハＷを密封状態で収容し、ウエハＷを出し入れするための開閉扉（不図示）を側面１１ａ側に有する。キャリア１１は、側面１１ａが搬入搬出部１３側に面するように、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。

搬入搬出部１３は、キャリアステーション１２と処理ブロック５との間に位置する。搬入搬出部１３は、キャリアステーション１２上の複数のキャリア１１にそれぞれ対応する複数の開閉扉１３ａを有する。側面１１ａの開閉扉と開閉扉１３ａとを同時に開放することで、キャリア１１内と搬入搬出部１３内とが連通する。搬入搬出部１３は受け渡しアームＡ１を内蔵している。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウエハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウエハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。

処理ブロック５は、図１及び図２に示されるように、ＢＣＴモジュール１４と、ＣＯＴモジュール１５と、ＴＣＴモジュール１６と、ＤＥＶモジュール１７とを有する。ＢＣＴモジュール１４は下層膜形成モジュールである。ＣＯＴモジュール１５はレジスト膜形成モジュールである。ＴＣＴモジュール１６は上層膜形成モジュールである。ＤＥＶモジュール１７は現像処理モジュールである。これらのモジュールは、床面側からＤＥＶモジュール１７、ＢＣＴモジュール１４、ＣＯＴモジュール１５、ＴＣＴモジュール１６の順に並んでいる。

ＢＣＴモジュール１４は、ウエハＷの表面上に下層膜を形成するように構成されている。ＢＣＴモジュール１４は、複数の塗布ユニット（不図示）と、複数の熱処理ユニット（不図示）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ２（図２参照）とを内蔵している。塗布ユニットは、下層膜形成用の塗布液をウエハＷの表面に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＢＣＴモジュール１４において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて下層膜とするための加熱処理が挙げられる。

ＣＯＴモジュール１５は、下層膜上に熱硬化性且つ感光性のレジスト膜を形成するように構成されている。ＣＯＴモジュール１５は、複数の塗布ユニット（不図示）と、複数の熱処理ユニット（不図示）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ３（図２参照）とを内蔵している。塗布ユニットは、レジスト膜形成用の処理液（レジスト剤）を下層膜の上に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＣＯＴモジュール１５において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させてレジスト膜とするための加熱処理（ＰＡＢ：Pre Applied Bake）が挙げられる。

ＴＣＴモジュール１６は、レジスト膜上に上層膜を形成するように構成されている。ＴＣＴモジュール１６は、複数の塗布ユニット（不図示）と、複数の熱処理ユニット（不図示）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ４（図２参照）とを内蔵している。塗布ユニットは、上層膜形成用の塗布液をウエハＷの表面に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＴＣＴモジュール１６において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて上層膜とするための加熱処理が挙げられる。

ＤＥＶモジュール１７は、露光されたレジスト膜の現像処理を行うように構成されている。ＤＥＶモジュール１７は、図２及び図３に示されるように、複数の現像ユニットＵ１と、複数の熱処理ユニットＵ２と、洗浄ユニット（基板処理装置）Ｕ３と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ５と、これらのユニットを経ずにウエハＷを搬送する直接搬送アームＡ６とを内蔵している。現像ユニットＵ１は、レジスト膜を部分的に除去してレジストパターンを形成するように構成されている。熱処理ユニットＵ２は、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行う。ＤＥＶモジュール１７において行われる熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：Post Bake）等が挙げられる。洗浄ユニットＵ３は、露光装置３によるレジスト膜の露光前に、ウエハＷを洗浄するように構成されている。洗浄ユニットＵ３の詳細については後述する。

処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には棚ユニットＵ１０が設けられている（図２及び図３参照）。棚ユニットＵ１０は、床面からＴＣＴモジュール１６に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でウエハＷを昇降させる。

処理ブロック５内におけるインターフェースブロック６側には棚ユニットＵ１１が設けられている（図２及び図３参照）。棚ユニットＵ１１は床面からＤＥＶモジュール１７の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。

インターフェースブロック６は、受け渡しアームＡ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。受け渡しアームＡ８は、棚ユニットＵ１１のウエハＷを取り出して露光装置３に渡し、露光装置３からウエハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻すように構成されている。

制御部ＣＵは、一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成され、基板処理システム１を部分的又は全体的に制御する。制御部ＣＵは、制御条件の設定画面を表示する表示部（図示せず）と、制御条件を入力する入力部（図示せず）と、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取る読取部（図示せず）とを有する。記録媒体は、基板処理システム１に各種動作を実行させるためのプログラムを記録している。このプログラムが制御部ＣＵの読取部によって読み取られる。記録媒体としては、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。制御部ＣＵは、入力部に入力された制御条件と、読取部により読み取られたプログラムとに応じて基板処理システム１を制御し、各種動作を基板処理システム１に実行させる。

［洗浄ユニットの構成］
続いて、図４及び図５を参照して、洗浄ユニットＵ３について説明する。洗浄ユニットＵ３は、回転保持部２０と、カップ３０と、洗浄液供給部４０とを備える。

回転保持部２０は、回転部２１と、シャフト２２と、保持部２３とを有する。回転部２１は、制御部ＣＵの指示に基づき、例えば電動モータ等を動力源としてシャフト２２を回転させる。シャフト２２は、回転部２１から上方に向けて鉛直方向に延びる。保持部２３は、シャフト２２の先端（上端）に設けられている。保持部２３上にはウエハＷが配置される。保持部２３は、制御部ＣＵの指示に基づき、例えば吸着等によりウエハＷを略水平に保持する。すなわち、回転保持部２０は、ウエハＷの姿勢が略水平の状態で、ウエハＷの表面Ｗａに対して垂直な軸（回転軸）周りでウエハＷを回転させる。本実施形態では、回転軸は、円形状を呈するウエハＷの中心を通っているので、中心軸でもある。本実施形態では、図４に示されるように、回転保持部２０は、上方から見て時計回りにウエハＷを回転させる。

カップ３０は、回転保持部２０の周囲に設けられている。ウエハＷが回転すると、洗浄液供給部４０からウエハＷの表面に供給された洗浄液（回収液）が周囲に振り切られて落下するが、カップ３０は、当該落下した洗浄液を受け止めるように構成されている。カップ３０は、回転部２１を囲む円環状の底板３１と、底板３１の外縁から鉛直上方に突出した円筒状の外壁３２と、底板３１の内縁から鉛直上方に突出した円筒状の内壁３３とを有する。

外壁３２の全部分は、保持部２３に保持されたウエハＷの周縁部よりも外側に位置する。外壁３２の上端側の部分３２ａは、上方に向かうにつれて内側に傾いている。内壁３３の全部分は、保持部２３に保持されたウエハＷの周縁部よりも内側に位置する。内壁３３の上端３３ａは、保持部２３に保持されたウエハＷよりも下方に位置する。

内壁３３と外壁３２との間には、底板３１の上面から鉛直上方に突出した仕切壁３４，３５が設けられている。仕切壁３４，３５は、円筒状を呈しており、内壁３３を囲んでいる。底板３１のうち、仕切壁３４と内壁３３との間の部分には、気体排出孔３１ａが形成されている。気体排出孔３１ａには、排気管３６が接続されている。底板３１のうち、仕切壁３４，３５の間の部分には、液体排出孔３１ｂが形成されている。液体排出孔３１ｂには、排液管３７が接続されている。底板３１のうち、外壁３２と仕切壁３５との間の部分には、液体排出孔３１ｃが形成されている。液体排出孔３１ｃには、排液管３８が接続されている。排液管３８上には、排液管３８を流通する洗浄液中に存在するパーティクルを計数するように構成されたカウンタＣＴが設けられている。

内壁３３の上には、傘状部３３ｂが設けられている。傘状部３３ｂは、内壁３３の上端３３ａの近傍から外方に向けて水平方向に張り出している。傘状部３３ｂの外縁は、仕切壁３４よりも外側で且つ仕切壁３５よりも内側に位置している。傘状部３３ｂは、中央部が上方に向けて突出した山型形状を呈している。傘状部３３ｂの頂部は、保持部２３に保持されたウエハＷの周縁部よりも内側に位置する。

外壁３２と傘状部３３ｂとの間には、流路切替部３９が設けられている。流路切替部３９は、制御部ＣＵの指示に基づき、鉛直方向に沿って上下動可能に構成されている。流路切替部３９は、中央部３９ａと、上端部３９ｂと、下端部３９ｃとを含む。中央部３９ａは、円筒状を呈しており、鉛直方向に沿って延びている。上端部３９ｂは、中央部３９ａの上端から上方に向けて延びている。上端部３９ｂは、上方に向かうにつれて内側に傾いている。上端部３９ｂの上端は、保持部２３に保持されたウエハＷの周縁部よりもやや外側に位置する。下端部３９ｃは、中央部３９ａの下端から二叉に分岐しつつ下方に向けて延びている。二叉状の下端部３９ｃは、仕切壁３５を間に置くように仕切壁３５の上端部分を覆っている。

図４に示されるように、流路切替部３９が上昇位置にあるときには、上端部３９ｂの上端は、保持部２３に保持されたウエハＷの周縁部よりも上方に位置する。そのため、ウエハＷから外側に振り切られて落下した洗浄液は、流路切替部３９と傘状部３３ｂとの間を通って、仕切壁３４，３５の間に導かれ、さらに液体排出孔３１ｂ及び排液管３７から排出される。一方、図５に示されるように、流路切替部３９が下降位置にあるときには、上端部３９ｂの上端は、保持部２３に保持されたウエハＷの周縁部よりも下方に位置する。そのため、ウエハＷから外側に振り切られて落下した洗浄液は、流路切替部３９と外壁３２との間を通って、仕切壁３５と外壁３２との間に導かれ、さらに液体排出孔３１ｃ及び排液管３８から排出される。このとき、カウンタＣＴは、排液管３８を流通する洗浄液中に存在するパーティクルを計数し、その計測値のデータを制御部ＣＵに送信する。

洗浄液供給部４０（接液部）は、ノズル４１，４２と、液源部４３とを含む。ノズル４１は、ウエハＷの表面Ｗａのうち中央部の上方に位置しており、ウエハＷの表面Ｗａの中央部に向けて下方に開口している。ノズル４２は、ウエハＷの表面Ｗａのうち周縁部の上方に位置しており、ウエハＷの表面Ｗａの周縁部に向けて斜め下方に開口している。液源部４３は、液源（例えば洗浄液を貯留する液ボトル）と、ポンプとを含む。制御部ＣＵの指示に基づき、ポンプが動作すると、図示しない切り替えバルブによって、ノズル４１，４２のどちらか一方に液源から洗浄液が供給される。これにより、ノズル４１，４２からウエハＷに対して洗浄液が吐出される。洗浄液としては、ウエハＷの表面Ｗａに付着しているパーティクルの除去作用を有する液体であればよく、例えば純水が挙げられる。露光装置３が液浸露光装置である場合には、洗浄液は液浸露光装置において用いられる露光液と同じ液体であると好ましい。この場合、洗浄液が付着したままのウエハＷが液浸露光装置に搬入されたときでも、洗浄液による露光液の汚染を防止することができる。

［洗浄ユニットによる洗浄処理］
続いて、洗浄ユニットＵ３による洗浄処理方法（基板処理方法）について、図７を参照して説明する。まず、搬送アームＡ５によって洗浄ユニットＵ３にウエハＷが搬送されると、制御部ＣＵの指示に基づき、保持部２３によりウエハＷを吸着させる（ステップＳ１０）。これにより、ウエハＷが略水平の状態で回転保持部２０に保持される。次に、制御部ＣＵの指示に基づき、回転部２１によりシャフト２２を回転させる。これにより、シャフト２２を回転軸としてウエハＷが回転する（ステップＳ１１）。次に、流路切替部３９が上昇位置にある状態（図４参照）で、制御部ＣＵの指示に基づき、ノズル４１から洗浄液をウエハＷに連続的に供給させる（ステップＳ１２）。ウエハＷの表面Ｗａの中央部に吐出された洗浄液は、ウエハＷの周縁に向けて拡がりつつウエハＷの表面Ｗａを流れた後、ウエハＷの周縁から振り切られて落下する。このとき、ウエハＷの表面Ｗａに存在するパーティクルは、洗浄液に接することにより、洗浄液中に回収されうる。すなわち、洗浄液は、ウエハＷの表面Ｗａのパーティクルを回収する回収液としても機能する。その後、洗浄液は、流路切替部３９と傘状部３３ｂとの間を通り、排液管３７から排出される。

次に、制御部ＣＵの指示に基づき、流路切替部３９を下降位置に移動させる（図５参照）。次に、制御部ＣＵの指示に基づき、ノズル４２から洗浄液をウエハＷに連続的に供給させる（ステップＳ１３）。ウエハＷの表面Ｗａの周縁部に吐出された洗浄液は、ウエハＷの周縁に向けて拡がりつつウエハＷの表面Ｗａのうち周縁部を流れた後、ウエハＷの周縁から振り切られて落下する。このとき、ウエハＷの周縁部に存在するパーティクルは、洗浄液に接することにより、洗浄液中に回収されうる。すなわち、洗浄液は、ウエハＷの周縁部のパーティクルを回収する回収液としても機能する。その後、洗浄液は、流路切替部３９と外壁３２との間を通り、排液管３８から排出される。カウンタＣＴは、ウエハＷの周縁部に接した後の洗浄液が排液管３８を流れている間、洗浄液中に含まれるパーティクルの数を経時的に計数し、その計測値のデータを制御部ＣＵに送信する（ステップＳ１４）。

制御部ＣＵは、カウンタＣＴからデータを受信すると、パーティクルの計測値に基づく判断を行う。すなわち、制御部ＣＵは、パーティクルの計測値が所定の処理時間内に所定の閾値以下となったか否か（条件１）を判定する（ステップＳ１５）。処理時間は、ウエハＷの処理効率に基づいて適切な時間を設定してよい。閾値は、ウエハＷの周縁部に存在するパーティクルが後の工程に影響を与えるか否かの観点に基づいて適切な値を設定してよい。

具体的には、図６の（ａ）に例示されるグラフａ，ｂのように、カウンタＣＴにおいて計数された計測値が処理時間経過前に閾値以下となった場合には、制御部ＣＵは、ウエハＷの周縁部にパーティクルがほとんど存在せず、ウエハＷの周縁部に存在するパーティクルによって後の工程にほとんど影響を与えないと判断する。そのため、カウンタＣＴにおいて計数された計測値が閾値以下となった時点でウエハＷの周縁部の洗浄を完了し、制御部ＣＵの指示に基づき、ウエハＷが後の工程（本実施形態では露光装置３）に搬送される（ステップＳ１６）。一方、図６の（ａ）に例示されるグラフｃのように、カウンタＣＴにおいて計数された計測値が処理時間を経過しても閾値以下とならなかった場合には、制御部ＣＵは、洗浄液による洗浄によってもウエハＷの周縁部に多数のパーティクルが存在していることから、ウエハＷが異常であると判断する。そのため、制御部ＣＵの指示に基づき、ウエハＷが基板処理システム１による処理から除外される（例えば、ウエハＷがキャリア１１に戻される）（ステップＳ１７）。

制御部ＣＵは、カウンタＣＴからデータを受信すると、パーティクルの計測値の微分係数の絶対値に基づく判断を行う。すなわち、制御部ＣＵは、カウンタＣＴによる計数の開始から経過した時間をｔとし、時間ｔにおけるカウンタＣＴでの計測値（パーティクルの数）をｆ（ｔ）としたときに、微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が所定の処理時間内に所定の閾値以下となったか否か（条件２）を判定する（ステップＳ１５）。洗浄液によるウエハＷの周縁部の洗浄当初は多くのパーティクルがウエハＷから脱落しやすいので、微分係数ｆ’（ｔ）微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が大きいほど、基板に対する付着力が弱いパーティクルが基板の周縁に存在し、これらのパーティクルが回収液によって回収されやすい状態にあることが把握できる。一方、洗浄液によるウエハＷの周縁部の洗浄が進むとパーティクルはある程度ウエハＷから除去されるので、微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が小さいほど、ウエハＷからパーティクルがほとんど除去された状態にあるか、又は、ウエハＷに対する付着力が強いパーティクルがウエハＷの周縁に存在し、これらのパーティクルが回収液によって回収され難い状態にあることが把握できる。従って、微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値を所定の閾値と比較することにより、パーティクルがウエハＷの周縁部から脱落しやすいか否かを判断することができる。ウエハＷの周縁部からパーティクルから脱落し難いのであれば、当該パーティクルが付着しているウエハＷが後の工程に搬送されても当該パーティクルによる汚染が起こり難いと考えられる。そのため、閾値は、パーティクルのウエハＷの周縁からの脱落しやすさが後の工程に影響を与えるか否かの観点に基づいて適切な値を設定してよい。

具体的には、図６の（ｂ）に例示されるグラフｄのように、微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が処理時間経過前に閾値以下となった場合には、制御部ＣＵは、ウエハＷの周縁部にパーティクルがほとんど存在しないか、又は存在したとしてもウエハＷから脱落し難いので、当該パーティクルによって後の工程にほとんど影響を与えないと判断する。そのため、微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が閾値以下となった時点でウエハＷの周縁部の洗浄を完了し、制御部ＣＵの指示に基づき、ウエハＷが後の工程（本実施形態では露光装置３）に搬送される（ステップＳ１６）。一方、図６の（ｂ）に例示されるグラフｅのように、微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が処理時間を経過しても閾値以下とならなかった場合には、制御部ＣＵは、脱落しやすいパーティクルがウエハＷの周縁部に存在したままであることから、ウエハＷが異常であると判断する。そのため、制御部ＣＵの指示に基づき、ウエハＷが基板処理システム１による処理から除外される（例えば、ウエハＷがキャリア１１に戻される）（ステップＳ１７）。

本実施形態では、上記の条件１，２の双方を用いてウエハＷが異常であるか否かを判断してもよいし、上記の条件１，２の一方を用いてウエハＷが異常であるか否かを判断してもよい。上記の条件１，２の双方を用いる場合には、上記の条件１，２の少なくとも一方が満たされないときに、基板処理システム１による処理からウエハＷが除外される。上記の条件１を用いる場合には、条件１が満たされないときに、基板処理システム１による処理からウエハＷが除外される。上記の条件２を用いる場合には、条件２が満たされないときに、基板処理システム１による処理からウエハＷが除外される。

［作用］
以上のような本実施形態では、液体である洗浄液がウエハＷの周縁部に接するので、ウエハＷの周縁部に存在するパーティクルの多くが容易に洗浄液に回収される。本実施形態では、洗浄液によって回収されたパーティクルの数はカウンタＣＴによって計数されるが、カウンタＣＴでは数十ｎｍ程度（例えば２０ｎｍ程度）の大きさのパーティクルが検出可能であり、カメラを用いた検査と比較して極めて感度が高い。従って、ウエハＷの周縁部に存在するパーティクルの数がカウンタＣＴによって極めて正確に把握でき、カメラを用いた検査と比較してより精度よくパーティクルを検出することが可能となる。その結果、カウンタＣＴの計測値を所定の閾値と比較することにより、パーティクルに起因するウエハＷの異常をより正確に判断でき、さらに、ウエハＷに存在するパーティクルによって基板処理装置の各所が汚染されることを抑制できる。

本実施形態では、ウエハＷの周縁部に対し洗浄液を連続的に流してウエハＷの周縁部を洗浄しながら、ウエハＷの周縁部に接した後の洗浄液中に含まれるパーティクルの数をカウンタＣＴで経時的に計数している。そのため、ウエハＷの周縁部の回収液による洗浄と同時に、ウエハＷの周縁部に存在するパーティクルが回収液によって回収される。そのため、ウエハＷの処理を効率的に行うことができる。

本実施形態では、カウンタＣＴによる計数の開始から所定の処理時間内に計測値又は微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が所定の閾値以下となるか否かを判定し、所定の時間内にこれらが所定の閾値以下となるときにウエハＷの洗浄を完了している。そのため、ウエハＷの洗浄が遅くとも所定の処理時間までに終了するので、パーティクルの数が少なくなる見込みが低いウエハＷや、微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が小さくなる見込みが低いウエハＷに対して、長時間洗浄が行われることが避けられる。従って、ウエハＷの処理を全体として効率化できる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、ウエハＷの裏面側からウエハＷの周縁部に対して洗浄液を供給してもよい。

本実施形態では、後の工程における汚染の拡散を抑制するという観点から、最終的にウエハＷの周縁部に存在するパーティクルの状態を把握するために、ノズル４２からウエハＷの周縁部に供給された洗浄液中に含まれるパーティクルの数をカウンタＣＴで計数していた。しかしながら、流路切替部３９を下降位置に固定し、ノズル４１によってウエハＷ全体を洗浄する段階から、洗浄液中に含まれるパーティクルの数をカウンタＣＴで計数してもよい。

洗浄ユニットＵ３によるウエハＷの洗浄（ウエハＷの周縁におけるパーティクルの測定）は、露光装置３へのウエハＷの搬入前であってもよいし、それ以外の時点であってもよい。いずれの時点であっても、後続の工程における基板処理システム１の汚染を抑制することができる。

本実施形態では、洗浄液中に含まれるパーティクルの数をカウンタＣＴによって経時的に計数すると共に、制御部ＣＵによって経時的に閾値とカウンタＣＴの計測値とを比較していたが、制御部ＣＵは、所定の処理時間が経過した時点でのデータのみを閾値と比較してもよい。

制御部ＣＵは、ノズル４２から洗浄液を吐出してから所定の吐出量以内に計測値又は微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が所定の閾値以下となるか否かを判定してもよい。

図８に示されるように、ウエハＷの周縁部に存在するパーティクルの数を検出するための治具６０を用いてもよい。ここで、図８に示される形態の洗浄ユニットＵ３について、上記の実施形態との相違点を中心に説明する。洗浄ユニットＵ３は、回転保持部２０と、洗浄液供給部４０と、カップ５０と、治具６０とを備える。

回転保持部２０の構成は上記の実施形態と同じであるので、その説明を省略する。洗浄液供給部４０は、液源部４３を含み、ノズル４１，４２を含んでいない。カップ５０は、ウエハＷの周囲に設けられている。カップ５０の断面は、ウエハＷの周縁を囲むように略Ｃ字形状を呈している。すなわち、カップ５０の上端部は上方に向かうにつれて内側に傾いており、カップ５０の下端部は下方に向かうにつれて内側に傾いている。カップ５０は、制御部ＣＵの指示に基づき、水平方向に沿ってウエハＷに対して近接及び離間が可能に構成されている。

治具６０は、底壁部６０ａの両端からそれぞれ同じ方向に側壁部６０ｂが突出して構成されており、略Ｕ字形状を呈している。治具６０の大きさはウエハＷの厚さに応じて適宜設定してよいが、ウエハＷの厚さが例えば０．７ｍｍ程度の場合には、側壁部６０ｂ同士の間隙が例えば１ｍｍ程度、側壁部６０ｂの先端から底壁部６０ａまでの長さが２ｍｍ程度であってもよい。治具６０のうち側壁部６０ｂの先端側及び側端側が開放されているが、各壁部６０ａ，６０ｂで囲まれる空間Ｖが小さいため、表面張力により洗浄液が空間Ｖ内に保持される。すなわち、治具６０は、空間Ｖ内に洗浄液を貯留可能である。

治具６０の空間Ｖは洗浄液供給部４０と接続されており、制御部ＣＵの指示に基づき、洗浄液供給部４０から空間Ｖ内に洗浄液が供給される。空間Ｖ内の洗浄液は、制御部ＣＵの指示に基づき、図示しない吸引装置により吸引されて排出される。このとき、カウンタＣＴは、排出途中の洗浄液中に存在するパーティクルを計数し、その計測値のデータを制御部ＣＵに送信する。

治具６０は、側壁部６０ｂの先端側がウエハＷの周縁部を向くように、カップ５０の内側に取り付けられている。カップ５０がウエハＷに対して離間位置にあるときには（図８の（ａ）参照）、ウエハＷの周縁部は治具６０（各壁部６０ａ，６０ｂ）によって囲繞されない。一方、カップ５０がウエハＷに対して近接位置にあるときには（図８の（ｂ）参照）、ウエハＷの周縁部が治具６０（各壁部６０ａ，６０ｂ）によって囲繞される。

続いて、図８に示される形態の洗浄ユニットＵ３の動作について説明する。まず、搬送アームＡ５によって洗浄ユニットＵ３にウエハＷが搬送されると、制御部ＣＵの指示に基づき、保持部２３によりウエハＷを吸着させる。これにより、ウエハＷが略水平の状態で回転保持部２０に保持される。次に、カップ５０が離間位置にある状態（図８の（ａ）参照）で、制御部ＣＵの指示に基づき、洗浄液供給部４０が治具６０の空間Ｖ内に洗浄液を供給する。次に、制御部ＣＵの指示に基づき、カップ５０を近接位置に移動させ（図８の（ｂ）参照）、ウエハＷの周縁部が空間Ｖ内の洗浄液に接した状態とする。次に、制御部ＣＵの指示に基づき、回転部２１によりシャフト２２を所定時間回転させる。このとき、ウエハＷの周縁部に存在するパーティクルが洗浄液に回収される。次に、制御部ＣＵの指示に基づき、図示しない吸引装置により治具６０の空間Ｖ内の洗浄液を吸引排出する。その後、制御部ＣＵの指示に基づき、カップ５０を離間位置に移動させ、治具６０の洗浄を行う。

カウンタＣＴは、洗浄液中に含まれるパーティクルの数を計数し、その計測値のデータを制御部ＣＵに送信する。制御部ＣＵは、送信された計測値のデータに基づき、当該計測値が所定の閾値以下であるか否かを判定する。判定は、上記の実施形態と同様に行ってもよい。判定の結果、例えば計測値が閾値以下であった場合には、制御部ＣＵの指示に基づき、ウエハＷが後の工程に搬送される。一方、判定の結果、例えば計測値が閾値を超えた場合には、制御部ＣＵは、ウエハＷが異常であると判断する。

図８に示される形態の洗浄ユニットＵ３によれば、洗浄液をウエハＷに流し続ける必要がないので、洗浄液を排液するための構造が極めて簡素化される。そのため、基板処理システム１の各所に治具６０を導入することができ、ウエハＷ処理の様々な工程において治具６０を用いてパーティクル数の把握をすることが可能となる。塗布現像工程前のウエハＷの周縁部及び塗布現像工程後のウエハＷの周縁部のパーティクルを測定するために、図８に示される形態の洗浄ユニットＵ３を用いてもよい。

１…基板処理システム、３…露光装置、４０…洗浄液供給部（接液部）、４２…ノズル（接液部）、４３…液源部（接液部）、６０…治具（接液部）、ＣＴ…カウンタ、ＣＵ…制御部（判定部）、Ｕ３…洗浄ユニット（基板処理装置）、Ｗ…ウエハ（基板）。

Claims (8)

1. 基板の周縁部に回収液を接させ、その後の前記回収液中に含まれるパーティクルの数をカウンタで計数する第１の工程と、
   前記カウンタによって計数された計測値が所定の閾値以下であるか否かを判定する第２の工程とを含む、基板処理方法。
2. 前記第１の工程では、前記基板の周縁部に対し前記回収液を連続的に流して前記基板の周縁部を洗浄しながら、前記基板の周縁部に接した後の前記回収液中に含まれるパーティクルの数を前記カウンタで経時的に計数する、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記第２の工程では、前記カウンタによる計数の開始から所定の時間内に前記計測値が前記所定の閾値以下となるか否かを判定し、前記所定の時間内に前記計測値が前記所定の閾値以下となるときに前記基板の洗浄を完了する、請求項２に記載の基板処理方法。
4. 前記第２の工程では、ｔを前記カウンタによる計数の開始から経過した時間とし、ｆ（ｔ）を時間ｔにおいて前記カウンタで検出されたパーティクルの数としたときに、ｆ（ｔ）の微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が所定の値以下となるか否かを判定し、前記微分係数ｆ’（ｔ）の絶対値が所定の値以下となるときに前記基板の洗浄を完了する、請求項２又は３に記載の基板処理方法。
5. 前記第１の工程では、前記基板の周縁部を囲繞可能な治具内に貯留された前記回収液を前記基板の周縁部に接させ、その後前記治具内の前記回収液を前記カウンタに導入することによって、前記回収液中に含まれるパーティクルの数を前記カウンタで計数する、請求項１に記載の基板処理方法。
6. 前記回収液は、前記基板の表面に形成されたレジスト膜を露光するための液浸露光装置で用いられる露光液と同じ液体である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
7. 基板の周縁部に回収液を接させる接液部と、
   前記基板の周縁部に接した後の前記回収液中に含まれるパーティクルの数を計数するカウンタと、
   前記カウンタによって計数された計測値が所定の閾値以下であるか否かを判定する判定部とを備える、基板処理装置。
8. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法を基板処理装置に実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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