JP3616003B2 - Coating film forming method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハやLCD基板(液晶ディスプレイ用ガラス基板)等の基板表面に、例えばレジスト液等の塗布液を塗布して塗布膜を形成する方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスやLCDの製造プロセスにおいて行われるフォトリソグラフィと呼ばれる技術は、基板(例えば半導体ウエハ)にレジスト液を塗布して当該表面に塗布膜を形成し、フォトマスクを用いて当該レジスト膜を露光をした後、現像処理を行うことによりレジストパターンを得るものである。
【0003】
上述の工程におけるレジスト液の塗布工程は、例えばスピンコーティング法により行われている。この方法は回転自在なスピンチャックで基板を水平に吸着保持し、基板中央部上方のノズルからレジスト液を基板に供給すると共にスピンチャックを回転させる方法であり、遠心力によりレジスト液が拡散して基板全体に塗布膜が形成される。
【0004】
そして例えば一定枚数を処理するごとにウエハを抜き取り、この基板を塗布、現像装置の外部に設けられる膜厚測定ユニットに搬送してそこで膜厚測定を行い、その測定結果から得られる膜厚の平均値が予め定めた設定値に適合しない場合には前記塗布ユニットにおけるスピンチャックの回転数(振り切り回転数)などの見直しを行うようにしてレジスト膜が目標の膜厚分布に近づくようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの膜厚測定ユニットでは、例えばウエハをチャックに保持させ、上方側からウエハ表面に光を照射し、その反射光に基づいてレジスト膜の厚さを測定しその測定結果に基づいて膜厚分布が把握される。そして得られた膜厚分布が所定の分布でないと判断された場合に、例えば膜厚の最大値と最小値との差が予め定めた設定値以上である場合には、加熱ユニットにおけるウエハの乗り上げや加熱ユニットのヒータのトラブルといった異常事態であるとしてアラームを出力し、オペレータがトラブルの原因をチェックするようにしている。
【0006】
しかしながら上述方法では、ウエハが膜厚測定ユニットのチャックに水平に保持されていることを前提とした上で塗布膜の膜厚分布を把握するようにしているため、膜厚測定ユニットは、正常にレジスト膜が形成されているウエハであっても前記チャックに傾きがある場合には塗布膜の膜厚分布が所定の分布から外れているものと誤認し、アラームを出力してしまう問題があった。従って、膜厚分布が正常な塗布膜であってもオペレータはアラームの原因が判らぬままチェック作業を行うこととなり、無駄な労力を強いられる結果となっていた。
【0007】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、塗布膜の膜厚分布の異常を検出したときに、その原因究明のための作業者の負担を軽減することができる方法及び装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る塗布膜形成方法は、基板の表面に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布膜形成工程と、
塗布膜が形成された基板を基板保持部にて保持し、基板表面の多数の位置にプローブの光軸を夫々位置させてプローブから基板表面に光を照射すると共にその反射光に基づいて前記塗布膜の多数の位置における膜厚を測定する膜厚測定工程と、
膜厚の測定結果に基づいて求めた基板上の膜厚分布が、予め設定した条件を満たすか否かをコンピュータが判断する工程と、
前記膜厚分布が予め設定した条件を満たさないと判断したときに、コンピュータが前記基板保持部の傾き度合を調べる傾き検査工程と、を含むことを特徴とする。
【0009】
このような方法によれば、塗布膜の膜厚分布が条件を満たさないときに先ず基板保持部の傾き度合を調べるようにしているので、基板保持部が傾いているにもかかわらず各処理ユニットを調べるといった無駄な労力が軽減され、膜厚分布の異常を効率よく調べることができる。上述の条件としては、例えば膜厚の最大値と最小値の差が予め設定された設定値より小さいこと、或いは膜厚分布の標準偏差が予め設定された値よりも小さいこと、と設定することができる。
【0010】
また本発明は、膜厚分布が予め設定した条件を満たさないと判断したときに、警報を出力する構成としてもよく、このようにすることで例えばオペレータに膜厚異常の発生を知らせ、迅速に上述した傾き検査工程へ移行するよう促すことができる。
【0011】
上述の傾き検査工程における具体的な判断手法としては、例えば基板保持部により保持した基板表面の少なくとも4点に光の照射を行って各照射点における反射光の光強度を測定し、この測定結果に基づいて基板保持部の傾き度合が予め定めた度合よりも大きいか否かの判断を行う方法が挙げられる。そして傾き検査の結果、基板保持部の傾き度合が予め定めた度合よりも大きいときには、基板保持部に異常があると判断し、この基板保持部の水平度調整を行い、また基板保持部の傾き度合が予め定めた度合よりも小さいときには、塗布膜形成工程における処理条件の見直しを行う。
【0012】
また傾き検査工程における光の照射は前記プローブを用いて行うようにしてもよく、このようにすることで膜厚測定工程と傾き検査工程とを例えば同一のユニットで行うことができるようになるため、省スペース化に効果的である。
【0013】
本発明に係る塗布膜形成装置は、複数枚の基板を保持した基板キャリアが載置されるキャリア載置部と、
このキャリア載置部に載置されたキャリアから基板を受け取って搬送する搬送手段と、
この搬送手段から搬送された基板に塗布液を供給して表面に塗布膜を形成する塗布ユニットと、
塗布膜の形成された前記基板を保持するための基板保持部を備え、基板表面の多数の位置にプローブの光軸を夫々位置させてプローブから基板表面に光を照射すると共にその反射光に基づいて前記塗布膜の多数の位置における膜厚を測定する膜厚測定ユニットと、
膜厚分布が予め設定した条件を満たすか否かを判断し、条件を満たさないときに前記膜厚測定ユニットの基板保持部の傾き度合を調べる検査手段と、を備えることを特徴とする。また膜厚分布が予め設定した条件を満たさないと判断したときに、警報を出力するための警報出力手段を備えるようにしてもよいし、検査手段が基板保持部により保持された基板の表面の少なくとも4点に光の照射を行う手段と、各照射部位における反射光の光強度を測定し、その測定結果に基づいて基板が傾いているか否かを判断する手段と、を有するようにしてもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る方法を実施するための装置として、塗布膜形成装置を塗布、現像装置に適用したものを例に取って説明を行う。図1及び図2は、夫々この塗布、現像装置100を露光装置200に接続したレジストパターン形成装置の全体構成を示す平面図及び概略図である。
【0015】
図中、11は例えば25枚の基板である半導体ウエハ(以下ウエハという)Wが収納されたキャリアCを搬入出するためのキャリアステーションであり、このキャリアステーション11は前記キャリアCを載置するための載置部12と、ウエハWを取り出すための受け渡し手段13とを備えている。受け渡し手段13はキャリアCから基板であるウエハWを取り出し、取り出したウエハWをキャリアステーション11の奥側に設けられている処理部S1へと受け渡すように構成されている。
【0016】
処理部S1の中央には主搬送手段14が設けられており、これを取り囲むように例えばキャリアステーション11から奥を見て例えば右側には塗布ユニット2及び現像ユニット15が、左側、手前側、奥側には加熱・冷却系のユニット等を多段に積み重ねた棚ユニットU1,U2,U3が夫々配置されている。塗布ユニット2及び現像ユニット15はこの例では各々2個ずつ設けられ、塗布ユニット2は現像ユニット15の下段側に配置されている。棚ユニットU1,U2,U3においては、加熱ユニットや冷却ユニットの他、ウエハの受け渡しユニットや疎水化処理ユニット等が上下に割り当てされている。主搬送手段14は、昇降自在、進退自在及び鉛直軸まわりに回転自在に構成され、棚ユニットU1,U2,U3及び塗布ユニット2並びに現像ユニット15の間でウエハWを搬送する役割を持っている。但し図2では便宜上受け渡し手段13及び主搬送手段14は描いていない。
【0017】
前記処理部S1はインターフェイス部S2を介して露光装置200と接続されている。インターフェイス部S2は受け渡し手段16と、バッファカセットC0と、膜厚測定ユニット3とを備えており、受け渡し手段16は、例えば昇降自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成され、前記処理ブロックS1と露光装置200とバッファカセットC0と膜厚測定ユニット3との間でウエハWの受け渡しを行うものである。
【0018】
前記塗布ユニット2について図3を参照しながら簡単に述べておくと、21はスピンチャック、22はスピンチャック21の駆動部、23は液受けカップ、24は排気管、25はドレイン管、26はレジスト液供給ノズルである。前記主搬送手段14によりスピンチャック21にウエハWが受け渡されると、レジスト液供給ノズル26からレジスト液を供給すると共にスピンチャック21を回転させ、レジスト液はその遠心力によりウエハWの外方に広がってウエハW表面にレジスト液の液膜(塗布膜)が形成され、振り切られた分は液受けカップ23へと流れ落ちる。
【0019】
前記インターフェイス部S2に設けられる膜厚測定ユニット3は、図4に示すように側面に搬送口32を有する筐体31と、この筐体31内に設けられたウエハWを裏面側から吸着保持する基板保持部であるチャック33と、このチャック33を回転自在かつX及びY方向に移動自在とする駆動機構34と、後述するコンピュータ4からの指令に基づき駆動機構34の作動制御を行うコントローラ35と、光干渉式膜厚計36と、を備えている。この光干渉式膜厚計36はチャック33上のウエハWと対向するように設けられたプローブ36aと光ファイバ36bと分光器及びコントローラを含む分光器ユニット36cとを備えており、ウエハW表面に照射した光の反射光から得られるスペクトルに基づく膜厚の検出や、前記光の反射強度の測定などを行うことが可能となっている。
【0020】
この膜厚測定ユニット3は、ウエハWをX,Y方向に移動させると共にプローブ36aにより例えばウエハWの直径に沿った多数の位置に光軸を位置させることで、各位置の反射光の検知を行うようになっており、このような制御は図4中4で示すコンピュータにより行われる。また、プローブ36aを図示しない駆動機構によりX,Y方向に移動させることも可能である。
【0021】
このコンピュータ4について図5を用いて説明を行うと、バス41を介してメモリ42、CPU43、アラーム発生部(警報出力手段)44及びインターフェイス部45を接続した構成とされており、前記分光器ユニット36cとはバス41を介して、前記コントローラ35とはインターフェイス部45を介して夫々接続されている。
【0022】
メモリ42は例えばオペレータの選択に基づき膜厚測定ユニット3で所定の作業が行われるように予め作成された各種プログラムを記憶するための記憶部であり、例えば測定部位において得られたデータから膜厚分布曲線の作成を行うための膜厚分布作成プログラム42aと、この膜厚分布作成プログラム42aにより得られた膜厚分布に異常があるか否かを、例えば膜厚分布曲線の最大高低差を調べることで確認する膜厚分布チェックプログラム42bと、この膜厚分布チェックプログラム42bによるチェックの結果、前記膜厚分布に異常があることが判明したときに膜厚測定ユニット3内のチャック33の傾き状態を検査するための傾きチェックプログラム42cとが記憶されている。またCPU43はデータ処理部であり、アラーム発生部44は、例えば上述した膜厚分布チェックプログラム42bにより塗布膜の最大値と最小値との差が所定値を越えていることが判明した場合などに、アラーム(警報)を発生するためのものであり、例えばブザー音の鳴動、警報ランプの点灯、操作画面へのアラーム表示といったことを行うものである。
【0023】
ここで説明を図4に戻すと、膜厚測定ユニット3にはこの例では露光装置200にて露光されたウエハWについて、周縁部のレジストを除去するために当該周縁部の露光を行う周縁露光装置を共用するように構成されている。即ち筐体31内には露光手段37が設けられると共にウエハWの周縁部を検出するためのラインセンサ38がウエハWの通過領域を上下に挟むように設けられている。
【0024】
次いで本実施の形態の作用について説明する。はじめに塗布膜形成工程について簡単に説明しておく。先ず外部からキャリアCがキャリア載置部12に搬入され、受け渡し手段13によりこのキャリアC内からウエハWが取り出される。ウエハWは、受け渡し手段13から棚ユニットU2の受け渡しユニットEXT(図2参照)を介して主搬送手段14に受け渡されて、所定の処理例えば疎水化処理、冷却処理などが行われる。続いてこのウエハWは塗布ユニット2にてレジスト液が塗布され更に加熱処理されてレジスト液の溶剤が揮発された後、棚ユニットU3の図では見えない受け渡しユニットからインターフェイス部S2を経て露光装置200に送られる。
【0025】
露光装置200にて露光されたウエハWは逆の経路で処理部S1に戻され、主搬送手段14より現像ユニット15に搬送され、現像処理される。なお詳しくは、ウエハWは、現像処理の前後に加熱処理及び冷却処理される。現像処理されたウエハWは上述と逆の経路で受け渡し手段13に受け渡され、キャリア載置部12に載置されている元のキャリアCに戻される。
【0026】
こうして例えば一定枚数のウエハWの処理が終了すると、膜厚測定を行うレシピが選択される。これ以降の工程を図6に示すフロー図に基づいて説明していくと、例えば次のロットの1枚目のウエハWに上述した工程と同様に塗布膜の形成がおこなわれ(ステップ1)、露光処理を行う直前でインターフェイス部S2内の膜厚測定ユニットへと搬入される。そして膜厚分布作成プログラム42aに従って前記ウエハWに形成された塗布膜の膜厚測定がなされ(ステップ2)、その結果通常は例えば図7(a)に示すような膜厚分布曲線が得られる。この膜厚分布曲線は、測定により得られた膜厚測定値の集合から算出した当該分布の近似式から算出してもよい。
【0027】
そしてこの曲線が予め定めた分布になっているか否か例えば図7(a)中xで示す膜厚の最大値と最小値との差が予め定めた設定値内に収まっているか否かを判断し(ステップ3)、その差が設定値以内であれば塗布膜は正常に形成されていると判断され、膜厚のチェックは終了し、生産ラインが再開する。なおこのとき図6ではステップ3で終了となるように示しているが、実際には例えば膜厚平均値を算出し、この膜厚平均値が目標膜厚に対して許容される誤差範囲に収まっているか否かの判断を行い、誤差範囲から外れている場合にはスピンチャック31の回転数を膜厚の平均値と膜厚の目標値との差に応じて補正してレジスト膜の膜厚を目標膜厚に近づけるようにしてもよい。
【0028】
一方、前記最大値と最小値の差xが前記設定値よりも大きいときは、膜厚測定ユニット3に何等かの異常が存在して本来水平に保持されるはずのウエハWが水平に保持されないまま膜厚測定が行われてしまったか、或いはプロセス上の不具合によりウエハWの全面に亘って塗布膜が均一に形成されなかったか、大きく分けてこの2つの要因が考えられ、アラーム発生部44は、例えばオペレータに膜厚分布の状況が異常であることを知らせると共にその原因究明を促すべく、アラームの出力を行う(ステップ4)。
【0029】
また、上述ステップ3に示した塗布膜が予め定めた分布になっているか否かの判断は、膜厚測定値の標準偏差を用いる方法をとることも可能であり、例えばこの標準偏差に3を掛けた3σが予め設定された値より小さいか否かにより判断する。この場合、前記3σが設定値より小さければ塗布膜は正常に形成されていると判断し、前記設定値よりも大きければ上述した膜厚の最大値と最小値の差xが設定値よりも大きかったときと同様に、何等かの異常が発生したと判断してステップ4へと進む。
【0030】
ここで上述した2つの要因の具体例を挙げると、前者の具体例としては膜厚測定ユニット3におけるチャックの不具合、または加熱ユニットにおけるウエハの乗り上げが発生した場合などがあり、この場合の膜厚分布は例えば図7(b)に示すような片上がりの曲線となる。また後者の具体例としては、例えば棚ユニットU1,U2,U3内の加熱ユニットにおいて用いられるホットプレート表面に温度勾配が生じ、ウエハWの中央部と周縁部とで処理条件の異なる加熱処理が行われていた場合や、塗布ユニット2におけるレジスト液の吐出状況等により、ウエハW表面の各部位ごとに供給されたレジスト液の量にむらが生じていた場合などがあり、この場合の膜厚分布は図7(a)のようなすり鉢状の曲線となる。
【0031】
ところで、塗布膜は均一に形成されているにも拘らず、膜厚測定ユニット3の異常例えばチャック33が傾いていたときにはどのような処理が行われるか、図8を例に説明する。このとき膜厚の最大値と最小値の差xは、図示するウエハWの中央部及び両端近傍の3点において予め定めた設定値内に収まっているものの、前記各部位におけるプローブ36aからウエハW表面までの距離はA,B,Cのように変わるため、この距離の変化が光の反射強度に影響を与えることとなり、結果として実際の値と異なる測定結果が表われる。従ってコンピュータ4は上述した場合と同様に、xの値が前記の設定値内に収まっているか否かの判断を行うことでアラーム出力の有無を決定できる。この場合はxの値が設定値内に収まっていないと判断されるのでステップ4にてアラームが出力される。
【0032】
そして例えばオペレータは、このアラームに基づき膜厚測定ユニット3内のチャック33に異常がないかどうかの検査を開始する。具体的にはオペレータの指示により傾きチェックプログラム42cを動作させ、例えば表面にレジスト膜の形成されていないウエハ(基準基板=ベアウエハ)W1が例えばインターフェイス部S2内のバッファカセットC0から膜厚測定ユニット3内へと搬送され、チャック33に保持された後、傾き検査工程(ステップ5)を開始する。
【0033】
この傾き検査工程は膜厚測定ユニット3に設けられる既述のプローブ36aを用い、ウエハ表面の複数ポイントに光を照射してその反射強度を調べ、当該反射強度が予め定めた設定範囲内に収まっているか否かによりチャック33の傾き度合、正確にはチャック33に保持された状態におけるウエハW1表面の傾き度合を判断しようとするものであり、光の照射は、この傾き度合を検出できるように、例えば周方向に並ぶ少なくとも4点以上の部位に行われる。具体例を挙げると例えば4点照射の場合には、図9に示すようにウエハW1を周方向に等分した4点のポイントP1〜P4の部位が選択される。なお、ここで塗布膜の形成されていないウエハW1を用いるのは反射条件が変わらないようにするためである。またウエハW1としては反りのないウエハを用いることが好ましい。
【0034】
こうして各ポイントごとの光の反射強度を得、当該反射強度が設定範囲内に収まっているか否かの判断が行われる(ステップ6)。ここで設定範囲とは、例えば各反射強度の平均値を中心とした場合における許容し得る誤差幅を表すものであり、この反射強度の差に基づいて前記傾き度合が判断され、例えば図10(a)で示すようにすべてのポイントにおける反射強度がこの設定範囲内に収まっていればチャック33の傾きはない(水平)か或いはそれに近い許容範囲内であることが分かり、前記アラームの原因はチャック33の異常ではなく、塗布膜形成工程(ステップ1)における各プロセス上の問題であると考えられる。従ってこの場合は、オペレータがプロセスユニットの状況確認を行う(ステップ7)。
【0035】
一方、例えば図10(b)に示すように設定範囲から外れた反射強度を示すポイントがあると判断した場合には、チャック33は傾きがあるものとみなされ、アラーム発生部44からアラームが出力される(ステップ8)。しかる後、例えばオペレータはこのアラームによりウエハの水平度に問題があることを認識し、チャック33に対し必要な調整を行う。この調整は、正確にはチャック33のみならず、膜厚測定ユニット3内におけるウエハを保持するすべての部位、例えばチャック33のウエハ保持部や軸部の傾きに加えて、チャック33を下方側から支持する駆動機構34の設置状況等の確認及び調整も行われる。こうして一連の工程が終了し、通常の処理が再開されるが、その前に再度膜厚分布の確認を行うことが好ましい。
【0036】
上述実施の形態によれば、ウエハに形成された塗布膜の膜厚分布が所定の分布から外れているときに、例えば膜厚の最大値と最小値の差が所定値以上であるかあるいは膜厚分布の標準偏差が予め設定された値よりも小さいときに、膜厚測定ユニット3のチャック33に例えばベアウエハを保持させてその表面の反射強度を測定することによりチャック33の傾きの有無を調べるようにしているため、その要因が膜厚測定ユニット3にあるのか、塗布膜形成工程を行うプロセスユニットにあるのかを判断することができ、チャック33が傾いているにもかかわらず各処理ユニットを調べるといった無駄な労力が軽減され、膜厚分布の異常を効率よく調べることができる。
【0037】
また本実施の形態においては、膜厚測定工程(ステップ2)とチャック33の傾き検査度工程(ステップ5)とを同一の膜厚測定ユニット3にて行うようにしているため、省スペース化に効果的である。
【0038】
なお、傾き検査工程(ステップ5)においてウエハW1の傾き検査を行う方法は、例えば図11に示すように行うことも可能である。この方法はウエハ(ベアウエハ)W1をチャック33に保持させ、プローブ36aから連続して光の照射を行うと共に駆動機構34によりチャック33を回転させ、このとき光の軌跡である図中X1で示す部分の反射強度を測定するものであり、例えば回転時に前記反射強度が所定の変化幅に入っていれば水平であり、外れていればこの測定結果に基づいてウエハW1表面の傾き度合を判断する。
【0039】
また、図6に示すステップ4におけるアラームの出力後のステップ5及び6はオペレータが行う方法に限られず、例えば自動的に傾きチェックプログラム42cが起動されて傾き検査工程が行われるようにしてもよい。更にまた、ステップ6においてチャック33の傾き度合を判断する方法は、例えば4点で測定した光の反射強度の最大値と最小値との差が一定値以上である場合にチャック33に傾きがあるものと判断するようにしてもよい。
【0040】
以上において本実施の形態で用いられる基板はLCD基板であってもよい。また塗布液としてはレジスト液に限らず層間絶縁材料、低誘電体材料、強誘電体材料、配線材料、有機金属材料、金属ペースト等を用いるようにしてもよい。
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、膜厚測定ユニットにて塗布膜の異常を検出したときに、その原因究明のための作業者の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる塗布膜形成装置の実施の形態を示す平面図である。
【図2】本発明にかかる塗布膜形成装置の実施の形態を示す概略図である。
【図3】塗布ユニットの主要部について説明する断面図である。
【図4】膜厚測定ユニットの主要部について説明する断面図である。
【図5】前記膜厚測定ユニットに設けられるコンピュータの概略構成を示す説明図である。
【図6】本発明に係る塗布膜形成方法のフローを説明するための工程図である。
【図7】ウエハに形成される塗布膜について、断面形状の例を示す説明図である。
【図8】本実施の形態における作用を説明すための説明図である。
【図9】本実施の形態における作用を説明すための説明図である。
【図10】本実施の形態における作用を説明すための説明図である。
【図11】他の実施の形態における作用を説明すための説明図である。
【符号の説明】
W,W1 ウエハ
S1 処理部
2 塗布ユニット
3 膜厚測定ユニット
33 チャック
36 光干渉式膜厚計
36a プローブ
36c 分光器ユニット
4 コンピュータ
42 メモリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for forming a coating film by coating a coating solution such as a resist solution on a substrate surface such as a semiconductor wafer or an LCD substrate (glass substrate for liquid crystal display).
[0002]
[Prior art]
A technique called photolithography performed in a manufacturing process of a semiconductor device or an LCD involves applying a resist solution to a substrate (for example, a semiconductor wafer) to form a coating film on the surface, and exposing the resist film using a photomask. After that, a resist pattern is obtained by performing development processing.
[0003]
The resist liquid coating process in the above process is performed by, for example, a spin coating method. In this method, the substrate is sucked and held horizontally by a rotatable spin chuck, the resist solution is supplied to the substrate from the nozzle above the center of the substrate and the spin chuck is rotated. The resist solution is diffused by centrifugal force. A coating film is formed on the entire substrate.
[0004]
Then, for example, every time a certain number of sheets are processed, the wafer is extracted, and this substrate is applied and transported to a film thickness measuring unit provided outside the developing device, where the film thickness is measured, and the average film thickness obtained from the measurement results If the value does not conform to a predetermined setting value, the spin film rotation speed (swing rotation speed) in the coating unit is reviewed so that the resist film approaches the target film thickness distribution.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in this film thickness measurement unit, for example, the wafer is held on the chuck, the wafer surface is irradiated with light from the upper side, the thickness of the resist film is measured based on the reflected light, and the film thickness distribution is based on the measurement result. Is grasped. When it is determined that the obtained film thickness distribution is not a predetermined distribution, for example, when the difference between the maximum value and the minimum value of the film thickness is equal to or larger than a predetermined set value, the wafer is loaded on the heating unit. An alarm is output as an abnormal situation such as a trouble in the heater or the heater of the heating unit, and the operator checks the cause of the trouble.
[0006]
However, in the above method, since the film thickness distribution of the coating film is grasped on the assumption that the wafer is held horizontally on the chuck of the film thickness measurement unit, Even if the wafer has a resist film, if the chuck is tilted, the film thickness distribution of the coating film may be mistaken as being out of the predetermined distribution and an alarm may be output. . Therefore, even if the coating film has a normal film thickness distribution, the operator performs a check operation without knowing the cause of the alarm, resulting in a wasteful effort.
[0007]
The present invention has been made based on such circumstances, and its purpose is to reduce the burden on the operator for investigating the cause when an abnormality in the film thickness distribution of the coating film is detected. It is to provide a method and apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A coating film forming method according to the present invention includes a coating film forming step of forming a coating film by supplying a coating liquid to the surface of a substrate;
The substrate on which the coating film is formed is held by the substrate holding unit, and the optical axis of the probe is positioned at a number of positions on the substrate surface to irradiate the substrate surface with light, and the coating is performed based on the reflected light. A film thickness measuring step for measuring the film thickness at a number of positions of the film;
A step in which the computer determines whether the film thickness distribution on the substrate obtained based on the measurement result of the film thickness satisfies a preset condition;
A tilt inspection step in which the computer checks the tilt degree of the substrate holding portion when it is determined that the film thickness distribution does not satisfy a preset condition.
[0009]
According to such a method, when the film thickness distribution of the coating film does not satisfy the condition, first, the inclination degree of the substrate holding unit is checked, so that each processing unit is in spite of the substrate holding unit being inclined. It is possible to efficiently check for abnormalities in the film thickness distribution. As the above-mentioned condition, for example, the difference between the maximum value and the minimum value of the film thickness is set to be smaller than a preset value, or the standard deviation of the film thickness distribution is set to be smaller than a preset value. Can do.
[0010]
Further, the present invention may be configured to output an alarm when it is determined that the film thickness distribution does not satisfy the preset condition, and in this way, for example, the operator is notified of the occurrence of the film thickness abnormality and quickly It can be urged to shift to the inclination inspection process described above.
[0011]
As a specific determination method in the above-described tilt inspection process, for example, the light intensity of the reflected light at each irradiation point is measured by irradiating at least four points on the surface of the substrate held by the substrate holding unit, and this measurement result Based on the above, there is a method for determining whether or not the degree of inclination of the substrate holder is larger than a predetermined degree. As a result of the tilt inspection, when the degree of inclination of the substrate holder is larger than a predetermined degree, it is determined that there is an abnormality in the substrate holder, the level of the substrate holder is adjusted, and the inclination of the substrate holder is adjusted. When the degree is smaller than a predetermined degree, the processing conditions in the coating film forming step are reviewed.
[0012]
In addition, the irradiation of light in the tilt inspection process may be performed using the probe. By doing so, the film thickness measurement process and the tilt inspection process can be performed in, for example, the same unit. It is effective for space saving.
[0013]
A coating film forming apparatus according to the present invention includes a carrier mounting unit on which a substrate carrier holding a plurality of substrates is mounted;
Transport means for receiving and transporting the substrate from the carrier placed on the carrier placement section;
A coating unit for supplying a coating liquid to the substrate transported from the transport means to form a coating film on the surface;
A substrate holding unit for holding the substrate on which the coating film is formed is provided, and the optical axis of the probe is positioned at many positions on the surface of the substrate to irradiate the substrate surface with light, and based on the reflected light. a film thickness measuring unit for measuring the film thickness at a number of positions of the coating film Te,
An inspection unit that determines whether or not the film thickness distribution satisfies a preset condition and checks the degree of inclination of the substrate holder of the film thickness measurement unit when the condition is not satisfied. Further, when it is determined that the film thickness distribution does not satisfy a preset condition, an alarm output means for outputting an alarm may be provided, or the inspection means may be provided on the surface of the substrate held by the substrate holder. And means for irradiating at least four points with light, and means for measuring the light intensity of the reflected light at each irradiation site and determining whether the substrate is tilted based on the measurement result. Good.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, as an apparatus for carrying out the method according to the present invention, an apparatus in which a coating film forming apparatus is applied to a coating and developing apparatus will be described as an example. FIGS. 1 and 2 are a plan view and a schematic view showing the overall configuration of a resist pattern forming apparatus in which the coating and developing
[0015]
In the figure,
[0016]
A main conveying
[0017]
The processing unit S1 is connected to the
[0018]
Briefly describing the
[0019]
As shown in FIG. 4, the film
[0020]
The film
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
Returning now to FIG. 4, the film
[0024]
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the coating film forming process will be briefly described. First, the carrier C is carried into the
[0025]
The wafer W exposed by the
[0026]
Thus, for example, when processing of a certain number of wafers W is completed, a recipe for measuring the film thickness is selected. When the subsequent steps are described based on the flowchart shown in FIG. 6, for example, a coating film is formed on the first wafer W of the next lot in the same manner as described above (step 1). Immediately before performing the exposure process, the film is carried into the film thickness measuring unit in the interface section S2. Then, the film thickness of the coating film formed on the wafer W is measured according to the film thickness
[0027]
Then, it is determined whether or not the curve has a predetermined distribution, for example, whether or not the difference between the maximum value and the minimum value of the film thickness indicated by x in FIG. 7A is within a predetermined set value. However, if the difference is within the set value, it is determined that the coating film is formed normally, the film thickness check is completed, and the production line is restarted. In this case, FIG. 6 shows that the process ends in
[0028]
On the other hand, when the difference x between the maximum value and the minimum value is larger than the set value, the wafer W that should be held horizontally is not held horizontally due to some abnormality in the film
[0029]
The determination of whether or not the coating film shown in
[0030]
Here, specific examples of the two factors described above include the case where the chuck of the film
[0031]
By the way, FIG. 8 is used as an example to explain what processing is performed when the film
[0032]
Then, for example, the operator starts an inspection based on this alarm whether there is any abnormality in the
[0033]
This inclination inspection process uses the
[0034]
Thus, the reflection intensity of light at each point is obtained, and it is determined whether or not the reflection intensity is within the set range (step 6). Here, the setting range represents an allowable error width when the average value of each reflection intensity is used as a center, for example, and the degree of inclination is determined based on the difference in reflection intensity. For example, FIG. As shown in a), if the reflection intensities at all points are within the set range, it can be understood that the
[0035]
On the other hand, for example, as shown in FIG. 10B, when it is determined that there is a point indicating the reflection intensity outside the set range, the
[0036]
According to the above-described embodiment, when the film thickness distribution of the coating film formed on the wafer deviates from the predetermined distribution, for example, the difference between the maximum value and the minimum value of the film thickness is greater than or equal to the predetermined value, or the film When the standard deviation of the thickness distribution is smaller than a preset value, the
[0037]
Further, in the present embodiment, the film thickness measurement process (step 2) and the tilt inspection degree process (step 5) of the
[0038]
Note that the method for inspecting the inclination of the wafer W1 in the inclination inspection step (step 5) can also be performed, for example, as shown in FIG. In this method, the wafer (bare wafer) W1 is held on the
[0039]
Further, steps 5 and 6 after the alarm is output in
[0040]
In the above, the substrate used in the present embodiment may be an LCD substrate. The coating solution is not limited to a resist solution, and an interlayer insulating material, a low dielectric material, a ferroelectric material, a wiring material, an organic metal material, a metal paste, or the like may be used.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, when an abnormality of the coating film is detected by the film thickness measurement unit, the burden on the operator for investigating the cause can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a coating film forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of a coating film forming apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a main part of a coating unit.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a main part of a film thickness measuring unit.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a computer provided in the film thickness measurement unit.
FIG. 6 is a process diagram for explaining a flow of a coating film forming method according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory view showing an example of a cross-sectional shape of a coating film formed on a wafer.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the operation in the present embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the operation in the present embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining an operation in the present embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the operation in another embodiment.
[Explanation of symbols]
W, W1 Wafer
Claims (11)
塗布膜が形成された基板を基板保持部にて保持し、基板表面の多数の位置にプローブの光軸を夫々位置させてプローブから基板表面に光を照射すると共にその反射光に基づいて前記塗布膜の多数の位置における膜厚を測定する膜厚測定工程と、
膜厚の測定結果に基づいて求めた基板上の膜厚分布が、予め設定した条件を満たすか否かをコンピュータが判断する工程と、
前記膜厚分布が予め設定した条件を満たさないと判断したときに、コンピュータが前記基板保持部の傾き度合を調べる傾き検査工程と、を含むことを特徴とする塗布膜形成方法。A coating film forming step of forming a coating film by supplying a coating liquid to the surface of the substrate;
The substrate on which the coating film is formed is held by the substrate holding unit, and the optical axis of the probe is positioned at a number of positions on the substrate surface to irradiate the substrate surface with light, and the coating is performed based on the reflected light. A film thickness measuring step for measuring the film thickness at a number of positions of the film;
A step in which the computer determines whether the film thickness distribution on the substrate obtained based on the measurement result of the film thickness satisfies a preset condition;
And a tilt inspection step in which a computer checks the tilt degree of the substrate holder when it is determined that the film thickness distribution does not satisfy a preset condition.
このキャリア載置部に載置されたキャリアから基板を受け取って搬送する搬送手段と、
この搬送手段から搬送された基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布ユニットと、
塗布膜の形成された前記基板を保持するための基板保持部を備え、基板表面の多数の位置にプローブの光軸を夫々位置させてプローブから基板表面に光を照射すると共にその反射光に基づいて前記塗布膜の多数の位置における膜厚を測定する膜厚測定ユニットと、
膜厚分布が予め設定した条件を満たすか否かを判断し、条件を満たさないときに前記膜厚測定ユニットの基板保持部の傾き度合を調べる検査手段と、を備えることを特徴とする塗布膜形成装置。A carrier placement section on which a substrate carrier holding a plurality of substrates is placed;
Transport means for receiving and transporting the substrate from the carrier placed on the carrier placement section;
A coating unit that forms a coating film by supplying a coating solution to the substrate transported from the transporting means;
A substrate holding unit for holding the substrate on which the coating film is formed is provided, and the optical axis of the probe is positioned at many positions on the surface of the substrate to irradiate the substrate surface with light, and based on the reflected light. a film thickness measuring unit for measuring the film thickness at a number of positions of the coating film Te,
A coating film comprising: an inspection unit that determines whether or not the film thickness distribution satisfies a preset condition, and checks the inclination degree of the substrate holding portion of the film thickness measurement unit when the condition is not satisfied Forming equipment.
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