JP3178129U - 基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査の機能を落とさず異なる表面検査を行う検査装置を統合し、塗布現像装置全体に搭載する基板の処理ユニットを増やして基板処理のスループットを向上させた基板検査装置を提供する。
【解決手段】基板であるウエハＷを保持する保持部１２０と、保持部に保持されたウエハを回転させる回転駆動部と、保持部を水平方向で二次元に移動させる移動機構と、保持部を収容する処理容器１１０内で、該処理容器の外部との間でウエハの受け渡しを行う受渡し位置Ｐ１とを有する。さらに、ウエハ上に成膜された塗布膜の膜厚を測定するためのプローブ１５６と、保持部に保持されたウエハの表面を撮像する撮像部１５０と、保持部に保持されたウエハの表面に向けて光を照射し、鉛直方向上方に反射された光の光路の方向を水平方向に設けられる撮像部に向かうように光を反射させる方向変換部１５７と、を備える。
【選択図】図３

Description

本考案は、基板の表面に施された処理の状態を検査するための基板検査装置に関する。

例えば半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィ処理では、例えば半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という。）上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウエハ上に所定のレジストのパターンが形成される。

また、上述のようにフォトリソグラフィ処理が行われるウエハには、検査装置によって、いわゆる基板の処理後の表面状態の検査である、塗布膜の膜厚検査や表面のマクロ欠陥検査が行われる。かかる場合、例えばウエハ表面に所定のレジスト膜の膜厚が形成されているか否か、基板面内の膜厚の均一性はどうか、あるいは傷、異物の付着があるかどうか等が検査される。

このようなマクロ欠陥検査は、検査装置において、例えばウエハを載置している載置台を移動させながら、照射部からハーフミラーを通って載置台上のウエハに照明を照らし、さらにウエハからの反射光を上記ハーフミラーで反射させて、例えばＣＣＤラインセンサの撮像装置によってウエハの画像を取り込む。そして、この画像を画像処理して欠陥の有無を判定するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

また、塗布膜の膜厚を測定する膜厚測定器は、例えばレジスト処理された基板の膜厚が設定される目標膜厚であるかどうか、面内のばらつき状態などを検査する。その場合に膜厚を測定する基板はテスト用基板を用いて膜厚を測定して、その結果の測定値が目標値の許容範囲内にある場合には生産用基板に対して塗布装置で所定の塗布処理を実施し、測定値が許容範囲から外れている場合には、塗布装置に対して必要な補正を行うことが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２４０５１９号公報 特開２００１−１９６２９８号公報

ところで、近年では半導体デバイスの微細化が求められており、例えば、特にパターン形成プロセスにおいて、一枚の基板に対して塗布現像処理と露光処理をそれぞれ２回行ってパターンを形成させるダブルパターニング技術（1つの回路パターンを２つの密集度の低いパターンに分割して露光する技術）が行われている。このような微細化な処理を連続して行う途中で基板の表面状態を検査して処理状態の不具合を確認すると同時に、生産量を落とさずに連続して検査を行うことが求められている。かかる場合に塗布現像装置のいずれかの場所に検査装置を取り付けることが要求される。

また、このような微細化対応に応える装置には生産中の基板の処理状態を検査する以外にも処理するウエハの種類が変われば処理液も変更されるために、最適な膜厚目標値が出る塗布条件（例えば、回転数、吐出量、排気量、温度など）を合わせ込む必要があり、これらの条件出しの膜厚検査を塗布現像装置内部で条件を変えながら連続的に行い装置の稼働時間の向上を図りたいとする要求もある。

従来から、塗布現像装置はクリーンルームの大きさに対する占有面積の影響度を下げるために塗布現像装置全体のフットプリントを小さくすることが求められている。また同時に生産性を上げるために装置内部に高密度、高積載して種々の複数の処理ユニットを搭載しなければ時間当たりの処理枚数の要求には応えられない。しかし、従来は検査の種類と検査を行う実行タイミングが異なることから基板の表面状態を検査する検査装置も別々に異なる位置に設けられていた。

本考案は、かかる点に鑑みてなされたものであり、検査の機能を落とさず異なる表面検査を行う検査装置を統合して筐体内に設けることで、塗布現像装置全体に搭載する基板の処理ユニットを増やして基板処理のスループットを向上させることを目的とする。

前記の目的を達成するため、本考案の基板検査装置は、基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された基板を回転させる回転駆動部と、前記保持部を水平方向で二次元に移動させる移動機構と、前記保持部を収容する筐体内で、該筐体の外部との間で基板の受け渡しを行う受渡し位置と、基板上に成膜された塗布膜の膜厚を測定するためのプローブと、前記保持部に保持された基板の表面を撮像する撮像部と、前記保持部に保持された基板の表面に向けて光を照射し、鉛直方向上方に反射された光の光路の方向を水平方向に設けられる前記撮像部に向かうように光を反射させる方向変換部を備えることを特徴としている。

このような構成にすることにより、膜厚測定時に使用されて測定対象の基板の表面の位置と膜厚測定するプローブ位置との位置設定を任意に対応できるように垂直方向を除く水平方向の移動および回転自在な構成の一方向の移動範囲を延ばして基板の移動範囲とし、その途中に基板の検査器の撮像部に対して基板から垂直に反射された光の角度を変える方向変換部を備えて共用することができる。

本考案の基板検査装置において、前記撮像部は前記受渡し位置と対向する側の位置に設けられ、前記方向変換部は前記撮像部と受渡し位置の間の位置に配置されているのが好ましい。

このような構成にすることにより、基板を受け渡す際、膜厚検査を行う位置との干渉が避けられ、撮像部を基板の受渡し位置の反対側にすることにより表面検査位置でパーティクルが基板面上に載るのを抑制できる。

本考案の基板検査装置において、前記方向変換部を少なくとも基板の直径と同じ長さとし、前記方向変換部の近傍にこの長さで光を一括照射する第１の光照射部と第２の光照射を備えているのが好ましい。また、前記第１の光照射部と第２の光照射部の一方はレジスト感光性の波長の光を除去するフィルターを備えているのが好ましい。

このような構成にすることにより、基板の表面に対して直線状の光を反射光の方向変換部の近傍で照射できるので、より撮像検査する上で精度の高い反射を返すことができる。

本考案の基板検査装置において、前記保持部に保持された基板を回転させながら基板端部の位置を検出する位置検出センサと、位置検出センサの検出結果に基づいて、基板の偏心量から基板の中央位置を演算し、同時に基板のノッチ位置を検出してから基板の位置を調整するように回転駆動部と移動機構とを制御する制御部とを更に備えるのが好ましい。この場合、前記制御部に前記基板の位置が調整された基板に基板表面の複数の測定位置が設定され、この複数の設定位置を測定するために制御部がプローブの測定位置に合わせて移動機構を水平方向に移動および基板を回転させて測定を行うのが好ましい。

このような構成にすることにより、基板の中心位置、基板の偏心量を制御部が認識するアライメントすることができて設定された膜厚測定位置とプローブとの相対位置を正確に合わせることができると共に、表面検査するときの基板の向きをノッチの位置を揃えることで測定する基板で合わせることができる。この場合、制御部に基板の位置が調整された基板に基板表面の複数の測定位置が設定され、この複数の設定位置を測定するために制御部がプローブの測定位置に合わせて移動機構を水平方向に移動および基板を回転させて測定を行うことにより、いかなる位置に複数の膜厚測定位置が設定されたとしても測定をすることができる。

本考案の基板検査装置において、前記プローブは前記筐体の内部に配置され、前記プローブと接続される膜厚測定器の本体は前記筐体の外部に配置されていることを特徴としている。

このような構成にすることにより、高密度に積層される処理ユニットでプローブのみは基板検査装置内に設置するが、膜厚検査器本体は外部に出して装置内のデットスペースに組み込むことが可能となる。

本考案の基板検査装置において、前記筐体は、前記受渡し位置に基板を受け入れるための搬入出口とこの搬入出口の開閉をする開閉シャッタと対向する位置に、筐体の内部を排気する排気部を有するのが好ましい。

このような構成にすることにより、パーティクルを速やかに排出することが可能となり、撮像手段自体へのパーティクルの付着や筐体内部でのパーティクルの舞い上がりなどを抑制することができる。

本考案によれば、膜厚検査装置と表面検査装置を一体化することにより種々の処理を行う処理ユニットを内部の限られた搭載スペースを増やすことができて、ひいては塗布現像装置の基板処理のスループットを向上させることができる。

本考案に係る基板検査装置を適用するウエハ処理装置を備えた塗布現像処理システムの内部構成を示す概略平面図である。 塗布現像処理システムの内部構成を示す概略側面図である。 本考案に係る基板検査装置の概略平面図である。 本考案に係る基板検査装置の概略側面図である。 本考案における基板の移動機構の配置を示す平面図である。 本考案に係る基板検査装置と制御部との関係を示す概略側面図である。 搬送装置が基板を保持する状態を示す概略平面図である。 本考案に係る表面検査の様子を示す概略側面図である。 基板を搬入してアライメントを行う様子を示す概略側面図である。 膜厚検査をする様子を示す概略平面図である。 表面検査をする様子を示す概略側面図である。

以下、本考案の実施の形態について説明する。ここでは、本実施の形態に係る基板処理装置としてのウエハ処理装置を備えた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。

塗布現像処理システム１は、図１に示すように、例えば外部との間で複数枚のウエハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション２と、フォトリソグラフィ処理の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション３と、処理ステーション３に隣接する露光装置４との間でウエハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション５とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０には、複数、例えば４つのカセット載置板１１が設けられている。カセット載置板１１は、水平方向のＸ方向（図１中の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらのカセット載置板１１には、塗布現像処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置することができる。

カセットステーション２には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２０上を移動自在なウエハ搬送装置２１が設けられている。ウエハ搬送装置２１は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板１１上のカセットＣと、後述する処理ステーション３の第３のブロックＧ３の受渡し装置との間でウエハＷを搬送できる。

処理ステーション３には、各種装置を備えた複数、例えば４つのブロックＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３のカセットステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション３のインターフェイスステーション５側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。

例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウエハＷを現像処理する現像装置（ＤＥＶ）３０、ウエハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下、「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置（ＢＣＴ）３１、ウエハＷにレジスト液を塗布して塗布膜としてのレジスト膜を形成するレジスト塗布装置（ＣＯＴ）３２、ウエハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下、「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置（ＴＣＴ）３３が下から順に４段に重ねられている。

例えば第１のブロックＧ１の各装置３０〜３３は、処理時にウエハＷを収容するカップＦを水平方向に複数有し、複数のウエハＷを並行して処理することができる。

例えば第２のブロックＧ２には、図１に示す液処理装置と搬送装置を挟んで対向する側に例えば、ウエハＷの熱処理を行う熱処理装置を備える熱処理ユニット群が配置されている。熱処理装置４０は、ウエハＷを載置して加熱する熱板と、ウエハＷを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。熱処理装置４０及び基板検査装置４２の数や配置は、任意に選択できる。なおまた、基板検査装置４２の詳細な構成については後述する。

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受渡し装置５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受渡し装置６０，６１，６２が下から順に設けられている。ここには、塗布処理が終了したウエハＷの欠陥と、現像処理が終了したウエハＷの欠陥を検査することのできる基板検査装置４２が例えば第３のブロックＧ３の最上段に設けられている。なお、基板検査装置４２を第４のブロックＧの最上段に設けてもよい。

図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウエハ搬送領域Ｄが形成されている。ウエハ搬送領域Ｄには、例えばウエハ搬送装置７０が配置されている。

ウエハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウエハ搬送装置７０は、ウエハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウエハＷを搬送できる。

ウエハ搬送装置７０は、例えば図２に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定の装置にウエハＷを搬送できる。

また、ウエハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウエハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。

シャトル搬送装置８０は、例えばＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウエハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受渡し装置６２との間でウエハＷを搬送できる。

図１に示すように，第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウエハ搬送装置９０が設けられている。ウエハ搬送装置９０は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウエハ搬送装置９０は、ウエハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受渡し装置５０〜５６にウエハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション５には、ウエハ搬送装置１００と受渡し装置１０１が設けられている。ウエハ搬送装置１００は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウエハ搬送装置１００は、例えば搬送アームにウエハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受渡し装置６０〜６２と受渡し装置１０１にウエハＷを搬送できる。

次に、上述した基板検査装置４２の構成について説明する。基板検査装置４２は、例えば図２のＧ３の最上段の載置棚に挿入される筐体で構成され、図４及び図５に示すように、筐体である処理容器１１０を有している。処理容器１１０の長手方向に向かうウエハ搬送領域となる図４及び図５のＸ方向の両側面の一方には、ウエハＷを搬入出させる搬入出口１１１が形成され、他方には後述する撮像手段１５０を備えている。なお搬入出口１１１には、開閉シャッタ１１２が設けられている。

処理容器１１０の内部には、ウエハＷを吸着保持するチャックである保持部１２０が設けられている。保持部１２０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウエハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられ、チャックモータである回転駆動部１２１によって水平方向に回転自在に構成されている。この吸引口からの吸引により、ウエハＷを保持部１２０上に吸着保持できる。

図５は保持部１２０を水平方向に自在に移動させる移動機構１１９を説明する図である。移動機構１１９は、保持部ステージ１２７と保持部１２０を処理容器１１０の幅方向（図５のＹ方向側）に移動自在にさせるＹ駆動ボールねじ１２９とＹ軸モータ１２８を備えている。また、保持部ステージ１２７は、処理容器１１０のＸ方向にも移動自在とさせるために保持部ステージ１２７の両端に摺動部１２５ａ，１２５ｂを備える。この場合、摺動部１２５ａは、Ｘ方向に延びる直動ガイド１２２に摺動自在に嵌装され、摺動部１２５ｂは直動ガイド１２２と並行して設けられるＸ駆動ボールねじ１２４とその駆動源となるＸ軸モータ１２６の駆動によってＸ正負方向に移動自在に構成されている。これにより、保持部１２０は、水平に回転方向、進退方向、左右方向に自在となり、よってウエハＷを二次元に自在移動させることができる。これら全てを移動機構１１９と称する。

処理容器１１０には、内部の雰囲気を排気する排気部１４５ａ、１４５ｂがウエハＷの搬入出口１１１の開閉シャッタ１１２と逆側の両側部に設けられており、各排気部１４５ａ，１４５ｂにはそれぞれ排気ファン１４６ａ，１４６ｂが取り付けられ、排気ファン１４６ａ，１４６ｂにより排気を行っている。

また、受渡し位置Ｐ１において、処理容器１１０の外部との間でウエハＷを受け渡す際、図６に示すように、保持部１２０は、基板検査装置４２の外部に設けられたウエハ搬送装置７０と干渉しないようになっている。ここで、ウエハ搬送装置７０は、図７に示すように、例えばウエハＷより僅かに大きい径の略Ｃ字型のアーム部７０ａを有している。アーム部７０ａの内側には、内側に向かって突出し、ウエハＷの外周部を支持する支持部７０ｂが複数箇所、例えば３箇所に設けられている。保持部１２０は、ウエハＷの径よりも小さい径を有し、ウエハＷの中心部を吸着保持する。したがって、保持部１２０はウエハ搬送装置７０と干渉しない。

処理容器１１０の内部であってアライメント位置Ｐ２には、保持部１２０に保持されたウエハＷの周縁部の位置を検出する位置検出センサ１３０が設けられている。位置検出センサ１３０は例えばＣＣＤカメラ（図示せず）を有し、保持部１２０に保持されたウエハＷの中心からの偏心量やウエハＷのノッチ部の位置を検出する。そして、ウエハＷの偏心量に基づいて、基板の中心位置を制御部２００で演算し記憶する。また、位置検出センサ１３０によってノッチ部の位置を検出しながら、駆動部１２１によって保持部１２０を回転させて、ウエハＷのノッチ部の位置を記憶させる。

図６に示される処理容器１１０の内部には、保持部１２０に保持されたウエハＷを撮像する撮像部１５０が設けられている。撮像部１５０は、処理容器１１０のＸ方向正方向端部に設けられ、表面検査装置の本体である検査部１５１は処理容器１１０の外部の塗布現像装置の空きスペースを有効利用する位置に設けられる。撮像部１５０には、例えばＣＣＤカメラが用いられる。また、撮像部１５０には、当該撮像部１５０で撮像した画像が出力され、この画像に基づいてウエハＷの表面欠陥が検査される検査部１５１が設けられている。

処理容器１１０の内部であって受渡し位置Ｐ１とアライメント位置Ｐ２との間の中間位置には、ウエハＷの直径と同じかもしくは長い長さを有してウエハＷの表面に光照明を照射する第１の光照射部１５２と第２の光照射部１５５の２つの照明が並設されている。第１の光照射部１５２と第２の光照射部１５５のいずれか一方には、レジスト感光性の波長の光をフィルターで除去して感光性レジストが感光されないで検査されるようになっている。例えば、本考案においては第２の光照射部１５５にフィルター（図示せず）が内蔵されている。第１の光照射部１５２は現像処理の完了したウエハＷの表面検査をするのでフィルターは内蔵されていない。なお、第１，第２の光照射部１５２，１５５のいずれかを選択する場合、塗布膜の種類によっては同一波長の光であっても良い。

第１，第２の光照射部１５２，１５５は、ウエハＷに照射した光の反射光を保持部１２０に保持されたウエハＷと撮像部１５０との間で形成される光路の方向Ｌを変更させる方向変換部１５７に設けられている。また、これら第１，第２の光照射部１５２，１５５を備える方向転換部１５７は、例えば支持部材１５３によって処理容器１１０に固定されている。

方向変換部１５７は、図８に示すように、反射鏡１５４、を有している。反射鏡１５４は、第１，第２の光照射部１５２，１５５の下方に設けられている。反射鏡１５４には例えばハーフミラーが用いられ、水平方向から４５度傾斜して設けられている。そして、第１，第２の光照射部１５２，１５５からの照明は反射鏡１５４を通過して鉛直方向下方に照射されウエハＷ上で反射する。また、ウエハＷから鉛直方向上方に反射された光は、反射鏡１５４で反射して図８のＸ方向の水平方向に進行する。

この塗布現像処理システム１には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板検査装置４２における膜厚の測定ポイントの数と基板面における座標の設定と該ウエハＷの膜厚検査を実行する処理レシピとなるプログラムが格納されている。

制御部２００と基板検査装置４２との関係を図６に示している。制御部２００は位置検出センサ１３０で得られた信号を取り込んで基板情報を演算して格納する。この演算情報を利用して制御部２００に設定された処理レシピによってウエハＷの移動機構１１９を構成するＸ軸モータ１２６、Ｙ軸モータ１２８、回転駆動部１２１の動作制御を行う。また、制御部２００は膜厚測定するプローブ１５６を接続した膜厚測定器本体１５９と表面検査器の本体である検査部１５１と接続されている。

次に、以上のように構成された塗布現像処理システム１を用いて行われるウエハＷの処理方法について説明する。

先ず、複数枚のテスト用のウエハＷを収容したカセットＣが、カセットステーション２の所定のカセット載置板１１に載置される。その後、ウエハ搬送装置２１によりカセットＣ内の各ウエハＷが順次取り出され、処理ステーション３の第３のブロックＧ３の例えば受渡し装置５３に搬送される。

次に、ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１のレジスト膜形成装置３２に搬送され、ウエハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウエハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱され、温度調節され、その後第３のブロックＧ３の受渡し装置５３に戻される。

次に、第３のブロックＧ３の最上段に設けられる基板検査装置４２にウエハ搬送装置９０を介して基板を搬送する。基板検査装置４２は、開閉シャッタ１１２を開き受渡し位置に待機する保持部１２０にウエハＷを載置し保持する。基板保持部１２０はアライメント位置Ｐ２位置に設けられる位置検出センサ１３０までウエハＷを移動機構１１９により移動させる。次いで保持部１２０を回転させながらウエハＷの周縁部を撮像してウエハＷの中心位置を演算し、同時にノッチＮの位置を検出する。

次にウエハＷを受渡し位置Ｐ１位置に戻して塗布されたレジストの膜厚をプローブ１５６を用いて測定することになる。例えば図１０はその測定の一例を図で示すものである。図１０（ａ）は代表して方向変換部１５７を示し、その中央付近に膜厚測定用のプローブ１５６が設けられており、ウエハＷのノッチ位置をＸ軸方向に合わせてプローブ１５６を最初に測定する測定位置に移動した図である。ウエハＷを十字に測定する例を図１０（ａ）から（ｆ）に示す。

先ず、移動機構１１９により保持部ステージ１２７により保持部１２０を設定された所定の位置に移動させて同時にノッチ位置が合わせられる。始めにウエハＷのノッチ位置からウエハＷの中心に対して９０°離れた直径方向の位置の膜厚を測定する。次に図１０（ｂ）に示すようにウエハＷを９０°回転させた位置を測定する。次に図１０（ｃ）に示すように再度９０°回転させて測定をする。同様に図１０（ｄ）に示すように再度９０°回転させて測定をする。最後に図１０（ｅ）に示すようにウエハＷの中心を測定する。このように移動機構１１９を制御することにより、図（ｆ）に示すように十字に測定できる。測定ポイントを増やす場合は、この動作中に測定箇所を増やせば足りるものである。

次に、測定が完了したウエハＷを基板測定装置４２から搬出して、カセットステーション２の搬出されたカセットＣもしくは別の空のカセットＣに戻される。この様にしてテスト用ウエハＷでの膜厚測定のみが完了される。また、膜厚測定と同時にウエハＷの塗布斑などの塗布状態を表面検査することもできるが、詳細は後述する現像後のウエハＷの記載中で説明するものとする。

次に、現像処理を完了したウエハＷの表面検査について説明する。先ず、製品用の複数枚のウエハＷを収容したカセットＣが、カセットステーション２の所定のカセット載置板１１に載置される。その後、ウエハ搬送装置２１によりカセットＣ内の各ウエハＷが順次取り出され、処理ステーション３の第３のブロックＧ３の例えば受渡し装置５３に搬送される。

次に、ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１のレジスト膜形成装置３２に搬送され、ウエハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウエハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱され、温度調節され、その後第３のブロックＧ３の受渡し装置５３に戻される。

次に、ウエハＷは、ウエハ搬送装置９０によって同じ第３のブロックＧ３の受渡し装置５４に搬送される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の図示しないアドヒージョン装置に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。

その後、ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によってレジスト塗布装置３２に搬送され、回転中のウエハＷ上にレジスト液を塗布し、ウエハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受渡し装置５５に搬送される。

次に、ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウエハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。

その後ウエハＷは、インターフェイスステーション５のウエハ搬送装置１００によって露光装置４に搬送され、露光処理される。

次に、ウエハＷは、ウエハ搬送装置１００によって露光装置４から第４のブロックＧ４の受渡し装置６０に搬送される。その後、ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後、ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって現像装置３０に搬送され、現像される。現像終了後、ウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。

その後、現像処理が完了したウエハＷは、ウエハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受渡し装置５０に搬送され、ウエハ搬送装置９０により基板検査装置４２に搬入される。搬入後に前述したウエハＷのアライメント動作が位置検出センサ１３０と制御部２００により完了される。この位置検出センサ１３０によって、保持部１２０に保持されたウエハＷの中心からの偏心量が検出され、当該ウエハＷの偏心量に基づいて中心位置が求められ、ウエハＷのノッチ部の位置を調整して、ウエハＷを所定の位置に配置することができる。

その後、アライメント位置Ｐ２のままで移動機構１１９を例えばノッチ位置を正確に方向変換部１５７の中心を通る位置になるように移動させる。必ず検査ウエハＷのノッチ位置を所定の位置に合わせることにより表面検査データのばらつきの判定を容易にできる。

次に、移動機構１１９によりをアライメント位置Ｐ２から受渡し位置Ｐ１側に所定速度で移動させる。そして、ウエハＷが反射鏡１５４の下を通過する際に、第１の光照射部１５２からウエハＷに対して照明を照らす。この照明によるウエハＷ上での反射光は、上述したように反射鏡１５４、光路Ｌに沿って進行し、撮像部１５０に取り込まれる。そして、撮像部１５０によってウエハＷが撮像される。撮像されたウエハＷの画像は検査部１５１に出力され、検査部１５１において、出力された画像に基づいてウエハＷの欠陥が検査される。

その後、図１１に示すように保持部１２０に保持されたウエハＷがウエハ搬送装置９０に受け渡される。そして、搬入出口１１１を介してウエハＷは基板検査装置４２から搬出される。測定が完了したウエハＷはウエハ搬送装置２１を介してカセットステーション２の搬出されたカセットＣもしくは別の空のカセットＣに戻される。この様にして生産用ウエハＷの表面検査が完了される。

なお、テスト用ウエハＷに対して膜厚測定と表面検査とをそれぞれ行うこともできる。前述の生産用ウエハＷが表面検査装置４２に搬入されて表面検査される手順と同様に検査を行うが、異なるのは表面検査する場合の照明の波長を変えることにある。テスト用ウエハＷは膜厚検査する状態がレジスト液などの感光性の液膜が塗布されているので表面検査時の影響を最小限に抑えるために感光作用を及ぼす波長を除去した方が好ましい。そのためにテスト用ウエハＷの表面検査をする場合の照明は図１１（ａ）に記載の第２の光照明部１５５を利用することができる。

以上の実施の形態によれば、プロセス条件出しを行う際の試験的に処理液の成膜処理を行うテスト用ウエハＷの膜厚を測定する膜厚検査装置と生産用ウエハＷのパターン形成処理後の表面検査を検査する表面検査装置とを合わせることで塗布現像装置内の処理ユニットに配分するスペースを増やすことができる。また、従来テスト用ウエハＷの膜厚検査のときにできなかった表面検査を行うことができるので、表面の検査結果により吐出状態やノズル汚れ状態などの不良原因を推測することができるようになる。

また、以上の実施形態では膜厚測定器本体１５９を基板検査装置４２の外部の塗布現像装置内の空きスペースに設けることで基板検査装置４２の高さを抑えることができる。これにより他の処理ユニットの搭載数を増やすことができる。また移動機構１１９を内部に据えて基板検査装置４２の高さを抑えたとしても内部を排気する排気部を有しているので検査に影響を及ぼすパーティクルの速やかな排出ができる。これにより膜厚検査および表面検査の信頼性が向上する。

以上、添付図面を参照しながら本考案の好適な実施の形態について説明したが、本考案
はかかる例に限定されない。本考案は、基板がウエハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディ
スプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクル、などの他の基板である場合にも適用できる
。

４２ 基板検査装置
１１０ 処理容器（筐体）
１１１ 搬入出口
１１２ 開閉シャッタ
１１９ 移動機構
１２０ 保持部
１２１ 回転駆動部
１３０ 位置検出センサ
１４５ａ，１４５ｂ 排気部
１４６ａ，１４６ｂ 排気ファン
１５０ 撮像部
１５２ 第１の光照射部
１５１ 膜厚測定器
１５４ 反射鏡
１５５ 第２の光照射部
１５６ プローブ
１５７ 方向変換部
１５９ 膜厚測定器
２００ 制御部
Ｐ１ 受渡し位置
Ｐ２ アライメント位置
Ｗ ウエハ

Claims (8)

1. 基板を保持する保持部と、
   前記保持部に保持された基板を回転させる回転駆動部と、
   前記保持部を水平方向で二次元に移動させる移動機構と、
   前記保持部を収容する筐体内で、該筐体の外部との間で基板の受け渡しを行う受渡し位置と、
   基板上に成膜された塗布膜の膜厚を測定するためのプローブと、
   前記保持部に保持された基板の表面を撮像する撮像部と、
   前記保持部に保持された基板の表面に向けて光を照射し、鉛直方向上方に反射された光の光路の方向を水平方向に設けられる前記撮像部に向かうように光を反射させる方向変換部と、を備えること特徴とする基板検査装置。
2. 前記撮像部は前記受渡し位置と対向する側の位置に設けられ、前記方向変換部は前記撮像部と受渡し位置の間の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
3. 前記方向変換部は少なくとも基板の直径と同じ長さを有し、前記方向変換部の近傍に前記長さで光を一括照射する第１の光照射部と第２の光照射部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板検査装置。
4. 前記第１の光照射部と第２の光照射部の一方はレジスト感光性の波長の光を除去するフィルターを備えていることを特徴とする請求項３に記載の基板検査装置。
5. 前記保持部に保持された基板を回転させながら基板端部の位置を検出する位置検出センサと、
   前記位置検出センサの検出結果に基づいて、基板の偏心量から基板の中央位置を演算し、同時に基板のノッチ位置を検出してから基板の位置を調整するように前記回転駆動部と前記移動機構とを制御する制御部と、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
6. 前記制御部に前記基板の位置が調整された基板に基板表面の複数の測定位置が設定され、前記複数の設定位置を測定するために前記制御部が前記プローブの測定位置に合わせて前記移動機構を水平方向に移動および基板を回転させて測定を行うことを特徴とする請求項５に記載の基板検査装置。
7. 前記プローブは前記筐体の内部に配置され、前記プローブと接続される膜厚測定器の本体は前記筐体の外部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
8. 前記筐体は、前記受渡し位置に基板を受け入れるための搬入出口とこの搬入出口の開閉をする開閉シャッタと対向する位置に、筐体の内部を排気する排気部を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板検査装置。

Images