JP3878441B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）に対して所定の検査、例えばレジストの膜厚測定等を行う検査部を組み込んだ基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、上記基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理、ダイシングなどの一連の諸処理を施すことにより製造されている。かかる半導体製品等の品質維持のため、上記各種処理のまとまったプロセスの後に、基板の各種検査を行って品質確認を行うことが重要である。
【０００３】
例えば、レジスト塗布処理および現像処理を行う基板処理装置（いわゆるコータ＆デベロッパ）においては、従来より現像処理の最終工程にて基板上のパターンの線幅測定等の検査を行うようにしていた。このときに、検査対象となる基板は一旦基板処理装置から搬出され、専用の検査装置に搬入されてから検査に供されることとなる。そして、その検査結果が基板処理装置にフィードバックされ、各種処理条件の調整が行われるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、検査対象となる基板を一旦基板処理装置から搬出し、別位置に設けられた検査装置に搬入してから検査を行っていたため、検査終了までに時間がかかり、仮に処理条件に問題があって不良基板が発生していたとしても、それが検査によって判明するまでに長時間を要し、検査結果がフィードバックされるまでに誤った処理条件にて大量に基板処理が進行することとなる。この場合、不良基板が大量に発生することとなり、特に近年のφ３００ｍｍの基板は単価が高いために、不良基板が大量に発生すると甚大な損失を出すこととなる。
【０００５】
このため、本願出願人は、基板処理装置と検査装置とをインラインし、検査終了までに要する時間を短縮して検査結果を迅速にフィードバックできる技術を提案している（特開平１１−１８６３５８号公報）。
【０００６】
ところが、上記従来のインライン方式では、基板処理装置の外部に検査装置を接続する構成としていたために、装置のフットプリント（装置が占める平面面積）が大きくなるという問題があった。このような装置は通常温度・湿度が管理された清浄なクリーンルームに配置されるものである。クリーンルームの環境を維持するためにも相応のコストを要し、その内部においてフットプリントの大きなシステムを構成することはランニングコストの増大につながる。
【０００７】
また、従来のインライン方式では、基板処理装置の外部に検査装置が突き出た複雑な形状となり、クリーンルーム内に多量の装置群を配置することが困難であった。このため、クリーンルーム内に無駄なスペースが生じ、上記と同様の理由によりランニングコストが増大するという問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フットプリントを増大させることなく基板の検査を行える機能を備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に所定の処理を行う処理ユニットを配置したユニット配置部と、複数の基板を収納可能なキャリアを載置して該キャリアから未処理の基板を取り出して前記ユニット配置部に渡すとともに、前記ユニット配置部から処理済の基板を受け取って前記キャリアに収納するインデクサ部とを備えた基板処理装置において、基板に対して所定の検査を行う検査部と、前記インデクサ部に清浄空気を供給するファンフィルタユニットと、を備え、前記検査部を前記インデクサ部に配置するとともに、前記検査部の下側に清浄空気吹き出し部を設け、前記清浄空気吹き出し部と前記ファンフィルタユニットとをダクトによって連通接続している。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記検査部を水平面に平行投影した検査部平面領域が、前記インデクサ部を水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるようにしている。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明にかかる基板処理装置において、前記インデクサ部に、前記キャリアを載置する載置ステージと、前記キャリア、前記ユニット配置部および前記検査部の間で基板の搬送を行う搬送手段と、を備え、前記検査部を、前記搬送手段が前記キャリアおよび前記ユニット配置部に対して基板の受け渡しを行うときに移動する移動経路と干渉しない位置に設けている。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明にかかる基板処理装置において、前記載置ステージに、複数のキャリアを水平方向に沿って配列して載置し、前記検査部を前記複数のキャリアの配列よりも高い位置に設けている。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、前記検査部に、レジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかを含ませている。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、前記検査部に、複数の検査ユニットを含ませ、前記複数の検査ユニットのそれぞれを、レジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかとしている。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、前記検査部に、第１の検査ユニットおよび第２の検査ユニットを含ませ、前記第１の検査ユニットに、レジストの膜厚測定、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定を行わせ、前記第２の検査ユニットに、マクロ欠陥検査を行わせている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明にかかる基板処理装置全体の概略を示す斜視図である。なお、図１および以降の各図にはそれらの方向関係を明確にするため必要に応じてＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。
【００１８】
図１の基板処理装置は、基板にレジスト塗布処理および現像処理を行う基板処理装置（いわゆるコータ＆デベロッパ）であり、大別してインデクサＩＤとユニット配置部ＭＰとインターフェイスＩＦＢとにより構成されている。インデクサＩＤは、複数の基板を収納可能なキャリアＣを載置して該キャリアＣから未処理の基板を取り出してユニット配置部ＭＰに渡すとともに、ユニット配置部ＭＰから処理済の基板を受け取ってキャリアＣに収納する。インデクサＩＤの詳細についてはさらに後述する。
【００１９】
ユニット配置部ＭＰには、基板に所定の処理を行う処理ユニットが複数配置されている。すなわち、ユニット配置部ＭＰの前面側（−Ｙ側）には２つの塗布処理ユニットＳＣが配置されている。塗布処理ユニットＳＣは、基板を回転させつつその基板主面にフォトレジストを滴下することによって均一なレジスト塗布を行う、いわゆるスピンコータである。
【００２０】
また、ユニット配置部ＭＰの背面側（＋Ｙ側）であって、塗布処理ユニットＳＣと同じ高さ位置には２つの現像処理ユニット（図示省略）が配置されている。現像処理ユニットは、露光後の基板上に現像液を供給することによって現像処理を行う、いわゆるスピンデベロッパである。塗布処理ユニットＳＣと現像処理ユニットとは搬送路を挟んで対向配置されている。
【００２１】
２つの塗布処理ユニットＳＣの上方および２つの現像処理ユニットの上方には、図示を省略するファンフィルタユニットを挟んで熱処理ユニット群５が配置されている。熱処理ユニット群５には、基板を加熱して所定の温度にまで昇温するいわゆるホットプレートおよび基板を冷却して所定の温度にまで降温するとともに該基板を当該所定の温度に維持するいわゆるクールプレートが組み込まれている。なお、ホットプレートには、レジスト塗布処理前の基板に密着強化処理を行うユニットや露光後の基板のベーク処理を行うユニットが含まれる。本明細書では、ホットプレートおよびクールプレートを総称して熱処理ユニットとし、塗布処理ユニットＳＣ、現像処理ユニットおよび熱処理ユニットを総称して処理ユニットとする。
【００２２】
塗布処理ユニットＳＣと現像処理ユニットとの間に挟まれた搬送路には搬送ロボット（図示省略）が配置されている。搬送ロボットは、２つの搬送アームを備えており、その搬送アームを鉛直方向に沿って昇降させることと、水平面内で回転させることと、水平面内にて進退移動を行わせることができる。これにより、搬送ロボットはユニット配置部ＭＰに配置された各処理ユニットの間で基板を所定の処理手順にしたがって循環搬送することができる。
【００２３】
インターフェイスＩＦＢは、レジスト塗布処理済の基板をユニット配置部ＭＰから受け取って図外の露光装置（ステッパ）に渡すとともに、露光後の基板を該露光装置から受け取ってユニット配置部ＭＰに戻す機能を有する。この機能を実現するためにインターフェイスＩＦＢには基板の受け渡しを行うための受け渡しロボットが配置されている。また、インターフェイスＩＦＢにはユニット配置部ＭＰでの処理時間と露光装置での処理時間との差を解消するために基板を一時収納するバッファ部も設けられている。
【００２４】
次に、インデクサＩＤの詳細について説明する。図２はインデクサＩＤの要部構成を示す正面図であり、図３はインデクサＩＤの側面図である。インデクサＩＤは、主として載置ステージ３０、移載ロボットＴＦ（搬送手段）および検査ユニット１０，２０を備えている。
【００２５】
載置ステージ３０には、４つのキャリアＣを水平方向（Ｙ軸方向）に沿って配列して載置することができる。それぞれのキャリアＣには、多段の収納溝が刻設されており、それぞれの溝には１枚の基板Ｗを水平姿勢にて（主面を水平面に沿わせて）収容することができる。従って、各キャリアＣには、複数の基板Ｗ（例えば２５枚）を水平姿勢かつ多段に所定の間隔を隔てて積層した状態にて収納することができる。なお、本実施形態のキャリアＣの形態としては、基板を密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)を採用しているが、これに限定されるものではなく、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板を外気に曝すＯＣ(open casette)であっても良い。
【００２６】
各キャリアＣの正面側（図中（−Ｘ）側）には蓋が設けられており、当該蓋は基板Ｗの出し入れを行えるように着脱可能とされている。キャリアＣの蓋の着脱は、図示を省略するポッドオープナーによって行われる。キャリアＣから蓋を取り外すことにより、図３に示すように、開口部８が形成される。キャリアＣに対する基板Ｗの搬入搬出はこの開口部８を介して行われる。なお、キャリアＣの載置ステージ３０への載置および載置ステージ３０からの搬出は、通常ＡＧＶ(Automatic Guided Vehicle)やＯＨＴ(over-head hoist transport)等によって自動的に行うようにしている。
【００２７】
図４は、移載ロボットＴＦの外観斜視図である。移載ロボットＴＦは、伸縮体４０の上部に移載アーム７５を備えたアームステージ３５を設けるとともに、伸縮体４０によってテレスコピック型の多段入れ子構造を実現している。
【００２８】
伸縮体４０は、上から順に４つの分割体４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄによって構成されている。分割体４０ａは分割体４０ｂに収容可能であり、分割体４０ｂは分割体４０ｃに収容可能であり、分割体４０ｃは分割体４０ｄに収容可能である。そして、分割体４０ａ〜４０ｄを順次に収納していくことによって伸縮体４０は収縮し、逆に分割体４０ａ〜４０ｄを順次に引き出していくことによって伸縮体４０は伸張する。すなわち、伸縮体４０の収縮時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂに収容され、分割体４０ｂが分割体４０ｃに収容され、分割体４０ｃが分割体４０ｄに収容される。一方、伸縮体４０の伸張時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂから引き出され、分割体４０ｂが分割体４０ｃから引き出され、分割体４０ｃが分割体４０ｄから引き出される。
【００２９】
伸縮体４０の伸縮動作は、その内部に設けられた伸縮昇降機構によって実現される。伸縮昇降機構としては、例えば、ベルトとローラとを複数組み合わせたものをモータによって駆動する機構を採用することができる。移載ロボットＴＦは、このような伸縮昇降機構によって移載アーム７５の鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿った昇降動作を行うことができる。
【００３０】
また、図４に示すように、移載ロボットＴＦの搬送アーム７５は、雄ねじ７７，ガイドレール７６等からなるＹ軸方向の駆動機構であるＹ駆動機構によってＹ軸方向に沿って移動することが可能となっている。すなわち、図外の電動モータによって雄ねじ７７を回転させることにより、雄ねじ７７に螺合する分割体４０ｄをＹ軸方向に沿ってスライド移動させることができるのである。
【００３１】
さらに、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５の水平進退移動および回転動作を行うこともできる。具体的には、分割体４０ａの上部にアームステージ３５が設けられており、そのアームステージ３５によって移載アーム７５の水平進退移動および回転動作を行う。すなわち、アームステージ３５が移載アーム７５のアームセグメントを屈伸させることにより移載アーム７５が水平進退移動を行い、アームステージ３５自体が伸縮体４０に対して回転動作を行うことにより移載アーム７５が回転動作を行う。
【００３２】
従って、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５を高さ方向に昇降動作させること、Ｙ軸方向に沿って水平移動させること、回転動作させることおよび水平方向に進退移動させることができる。つまり、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５を３次元的に移動させることができるのである。
【００３３】
移載ロボットＴＦの第１の役割は、キャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出してユニット配置部ＭＰの搬送ロボットに渡すことと、処理済の基板Ｗをユニット配置部ＭＰの搬送ロボットから受け取ってキャリアＣに収容することである。なお、移載ロボットＴＦと上記搬送ロボットとの間の基板の受け渡しは、キャリアＣの高さ位置とほぼ同じ高さ位置にて行われる。従って、移載ロボットＴＦがキャリアＣおよびユニット配置部ＭＰに対して基板Ｗの受け渡しを行うときに移動する移動経路は、図２中矢印ＡＲ１にて示すように、４つのキャリアＣの配列方向と平行であって、かつキャリアＣの高さ位置とほぼ同じ高さ位置の直線経路となる。
【００３４】
また、本実施形態の移載ロボットＴＦの第２の役割は、ユニット配置部ＭＰにおける所定の処理工程が終了した基板Ｗを搬送ロボットから受け取って検査ユニット１０または検査ユニット２０に搬入するとともに、検査後の基板Ｗを検査ユニット１０または検査ユニット２０から搬出してキャリアＣに収容またはユニット配置部ＭＰの搬送ロボットに渡すことである。
【００３５】
ここで、本実施形態の検査ユニット１０はマクロ欠陥検査を行う検査ユニット（マクロ欠陥検査ユニット）である。「マクロ欠陥検査」は、基板Ｗ上に現出した比較的大きな欠陥、例えばパーティクルの付着の有無を判定する検査である。一方、検査ユニット２０は、レジストの膜厚測定、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定を行う検査ユニットである。すなわち、検査ユニット２０は、１つの検査ユニットで３種類の検査を行うことができるのである。「レジストの膜厚測定」は、基板Ｗ上に塗布されたレジストの膜厚を測定する検査である。「パターンの線幅測定」は、露光および現像処理によって基板Ｗ上に形成されたパターンの線幅を測定する検査である。「パターンの重ね合わせ測定」は、露光および現像処理によって基板Ｗ上に形成されたパターンのずれを測定する検査である。
【００３６】
検査ユニット１０および検査ユニット２０はいずれもインデクサＩＤの内部に配置されている。より正確には、検査ユニット１０，２０を水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサＩＤを水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるように、検査ユニット１０および検査ユニット２０は配置されている。これについて図５を参照しつつ説明する。
【００３７】
図５は、検査ユニット１０およびその検査部平面領域について説明する図である。検査ユニット１０の外観は直方体形状の筐体であって、これを水平面に平行投影（投影線が互いに平行となるような投影）すると該水平面には検査ユニット１０の検査部平面領域１５が描き表されることとなる。同様に、インデクサＩＤを水平面に平行投影すると該水平面にはインデクサＩＤのインデクサ平面領域が描き表されるのである。本実施形態では、検査部平面領域１５がインデクサ平面領域に包含されるように、検査ユニット１０をインデクサＩＤに配置しており、検査ユニット２０についても同様である。さらに敷衍すると、上方から見たときに（（−Ｚ）向きに見たときに）、インデクサＩＤの中に検査ユニット１０および検査ユニット２０が完全に包含される関係となるのである。
【００３８】
また、検査ユニット１０および検査ユニット２０は、移載ロボットＴＦがキャリアＣおよびユニット配置部ＭＰに対して基板Ｗの受け渡しを行うときに移動する移動経路（図２中矢印ＡＲ１）と干渉しない位置に設けられている。すなわち、該移動経路はキャリアＣの配列の高さ位置とほぼ同じ高さ位置に形成されるものであり、検査ユニット１０および検査ユニット２０は、４つのキャリアＣの配列よりも高い位置、より具体的にはインデクサＩＤ内部の上側の両隅に設けられている。
【００３９】
また、インデクサＩＤの上部にはファンフィルタユニット９が設けられている。ファンフィルタユニット９は、送風ファンおよびウルパフィルタを内蔵しており、クリーンルーム内の空気を取り込んでインデクサＩＤ内に洗浄空気のダウンフローを形成するものである。但し、本実施形態ではインデクサＩＤ内部の上側両隅にそれぞれ検査ユニット１０および検査ユニット２０が設けられている。このため、インデクサＩＤの上部からそのまま清浄空気のダウンフローを供給したとしても検査ユニット１０および検査ユニット２０の下方ではダウンフローが形成されないこととなる。そこで、本実施形態では、検査ユニット１０および検査ユニット２０のそれぞれの下側に清浄空気吹き出し部７を設け、清浄空気吹き出し部７と清浄空気供給源たるファンフィルタユニット９とをダクト６によって連通接続している。ダクト６は、インデクサＩＤの内部であって、検査ユニット１０および検査ユニット２０のそれぞれの背面側（（−Ｘ）側）に配設されている。
【００４０】
このようにすれば、ファンフィルタユニット９からダクト６を経由して清浄空気吹き出し部７に清浄空気が送給され、図２に示すように、検査ユニット１０および検査ユニット２０の下方であっても、清浄空気吹き出し部７から清浄空気のダウンフローを形成することができる。なお、検査ユニット１０および検査ユニット２０が存在しない領域（検査ユニット１０と検査ユニット２０との間の隙間）においては、ファンフィルタユニット９から直接清浄空気のダウンフローを形成することができる。その結果、インデクサＩＤの全体に清浄空気のダウンフローを供給することができるのである。
【００４１】
次に、上記の構成を有する基板処理装置における処理について説明する。まず、インデクサＩＤの移載ロボットＴＦが未処理の基板ＷをキャリアＣから取り出して、ユニット配置部ＭＰの搬送ロボットに渡す。未処理の基板Ｗを取り出すときには、該基板Ｗを収納したキャリアＣの正面に移載ロボットＴＦが移動し、移載アーム７５を基板Ｗの下方に差し入れる。そして、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５を若干上昇させて基板Ｗを保持し、移載アーム７５を退出させることによって未処理の基板Ｗを取り出す。
【００４２】
ユニット配置部ＭＰに渡された基板Ｗは、所定の処理手順に従って搬送ロボットにより各処理ユニット間で循環搬送される。具体的には、密着強化処理を行った基板Ｗにレジスト塗布処理を行い、その後プリベーク処理を行ってレジスト膜を形成した基板ＷをインターフェイスＩＦＢを介して露光装置に渡す。露光処理が終了した基板Ｗは露光装置からインターフェイスＩＦＢを介して再びユニット配置部ＭＰに戻される。露光後の基板Ｗに対しては露光後ベーク処理を行った後、現像処理を行う。現像処理が終了した基板Ｗは、さらにベーク処理が行われた後、ユニット配置部ＭＰの搬送ロボットからインデクサＩＤの移載ロボットＴＦに渡される。処理済の基板Ｗを受け取った移載ロボットＴＦは、その基板ＷをキャリアＣに収納する。
【００４３】
以上は、基板Ｗに行われる基本的な処理を簡潔に述べたものであるが、本実施形態の基板処理装置では、基板の検査も装置内にて行われる。各種検査のうちレジストの膜厚測定はプリベーク後の露光装置に搬入する前の基板Ｗに対して行うのが好ましい。この場合、プリベーク処理が終了した基板Ｗを一旦ユニット配置部ＭＰからインデクサＩＤに戻し、移載ロボットＴＦが該基板Ｗを検査ユニット２０に搬入する。レジストの膜厚測定が終了した基板Ｗは移載ロボットＴＦによって検査ユニット２０から再びユニット配置部ＭＰに渡され、ユニット配置部ＭＰの搬送ロボットからインターフェイスＩＦＢに渡され、露光装置に搬入されることとなる。
【００４４】
また、マクロ欠陥検査、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定については、全ての処理が終了してインデクサＩＤに戻ってきた基板Ｗに対して行うのが好ましい。マクロ欠陥検査については、全ての処理が終了してインデクサＩＤに戻ってきた基板Ｗを移載ロボットＴＦが検査ユニット１０に搬入して行うようにする。一方、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定については、全ての処理が終了してインデクサＩＤに戻ってきた基板Ｗを移載ロボットＴＦが検査ユニット２０に搬入して行うようにする。いずれの場合も、検査が終了した基板Ｗは検査ユニット１０または検査ユニット２０から移載ロボットＴＦによってキャリアＣに収納される。
【００４５】
検査対象の基板Ｗを検査ユニット１０に搬入するときは、図２中矢印ＡＲ２にて示すように、移載ロボットＴＦが該基板Ｗを載せた移載アーム７５を検査ユニット１０と検査ユニット２０との間の隙間に上昇させて検査ユニット１０に相対向させ、その後移載アーム７５を前進させて搬入口１１（図５参照）から基板Ｗを搬入する。検査終了後の基板Ｗを検査ユニット１０から搬出するときには、上記と逆の動作を行う。
【００４６】
同様に、検査対象の基板Ｗを検査ユニット２０に搬入するときは、図２中矢印ＡＲ３にて示すように、移載ロボットＴＦが該基板Ｗを載せた移載アーム７５を検査ユニット１０と検査ユニット２０との間の隙間に上昇させて検査ユニット２０に相対向させ、その後移載アーム７５を前進させて検査ユニット２０の搬入口から基板Ｗを搬入する。また、検査終了後の基板Ｗを検査ユニット２０から搬出するときには、上記と逆の動作を行う。
【００４７】
以上のように、本実施形態の基板処理装置では、インデクサＩＤの中に検査ユニット１０および検査ユニット２０が完全に包含されるため、検査装置のためのフットプリントは不要となり、基板処理装置全体のフットプリントの増大を抑制することができる。
【００４８】
また、インデクサＩＤの中に検査ユニット１０および検査ユニット２０が完全に包含されるため、基板処理装置の形状を単純なものとすることができ、クリーンルーム内に多量の基板処理装置を効率良く配置することができる。従って、フットプリントの増大や無駄なスペースに起因したランニングコストの増大を抑制することができる。
【００４９】
また、基板処理装置の内部に検査ユニット１０および検査ユニット２０を備えているため、検査終了までに要する時間を短縮して検査結果を迅速にユニット配置部ＭＰにフィードバックすることができる。このため、不適切な処理条件により不良基板が発生していたとしても、それが検査によって不良であることが判明する間に不適切な処理条件にて処理される基板枚数を最小限に抑制することができる。
【００５０】
また、検査ユニット１０および検査ユニット２０をインデクサＩＤの中に配置しているため、検査ユニット１０，２０に対してのみ基板を搬入又は搬出する機能をインデクサＩＤに兼用させることもできる。
【００５１】
また、検査ユニット１０および検査ユニット２０のそれぞれの下側に清浄空気吹き出し部７を設け、清浄空気吹き出し部７とファンフィルタユニット９とをダクト６によって連通接続しているため、検査ユニット１０および検査ユニット２０の下方であっても清浄空気のダウンフローを形成することができる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、２つの検査ユニット（検査ユニット１０および検査ユニット２０）をインデクサＩＤの内部に配置するようにしていたが、これに限定されるものではなく、検査ユニットは１つであっても良いし、２つ以上であっても良い。そして、各検査ユニットはレジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかとすれば良い。
【００５３】
図６は、インデクサＩＤの内部に４つの検査ユニットを配置した例を示す図である。検査ユニット５１はマクロ欠陥検査を行うマクロ欠陥検査ユニットであり、検査ユニット５２はレジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニットであり、検査ユニット５３はパターンの線幅を測定する線幅測定ユニットであり、検査ユニット５４はパターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットである。
【００５４】
図６の例においても、検査ユニット５１，５２，５３，５４を水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサＩＤを水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるように、検査ユニット５１，５２，５３，５４は配置されている。ファンフィルタユニット９と連通接続された清浄空気吹き出し部７を設けている点等残余の点については上記実施形態と同じである。
【００５５】
このようにしても、インデクサＩＤの中に検査ユニット５１，５２，５３，５４が完全に包含されるため、検査装置のためのフットプリントは不要となり、基板処理装置全体のフットプリントの増大を抑制することができ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、上記実施形態の検査ユニット２０を１種類の検査だけを行うユニットとしても良い。さらに、上記実施形態の検査ユニット１０および検査ユニット２０をインデクサＩＤの上側片隅に縦方向に積層するようにしても良い。この場合であっても、検査ユニット１０，２０を水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサＩＤを水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるようにする。
【００５７】
換言すれば、レジストの膜厚を測定する膜厚測定、パターンの線幅を測定する線幅測定、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定およびマクロ欠陥検査のうちの少なくとも１種類以上の検査を行う検査ユニットを単数または複数インデクサＩＤの内部に配置するとともに、検査ユニットを水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサＩＤを水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるようにする形態であれば、上記実施形態と同様に、フットプリントを増大させることなく基板の検査を行える機能を備えた基板処理装置を実現することができる。
【００５８】
また、検査ユニットとユニット配置部ＭＰとの間で処理時間に相違がある場合にはバッファカセットを設けるようにしても良い。図７は、インデクサＩＤにバッファカセットＢを配置した例を示す図である。検査ユニット１０および検査ユニット２０のそれぞれの下側にバッファカセットＢを配置している。バッファカセットＢの構成はキャリアＣと同様に、基板Ｗを多段に収容できる形態であれば公知の種々のものを採用することができる。検査ユニット１０，２０とユニット配置部ＭＰとの間で処理時間に相違がある場合、例えば検査ユニット２０での処理時間の方が長い場合には、検査待ちの基板Ｗを一旦バッファカセットＢに格納しておくことで、処理時間差に起因したユニット配置部ＭＰでの処理遅延を防止することができる。なお、専用のバッファカセットＢを設けることなく、載置ステージ３０に載置されたいずれかのキャリアＣをバッファカセットとして兼用するようにしても良い。
【００５９】
また、上記実施形態においては、インデクサＩＤの移載ロボットＴＦに１本の移載アーム７５を備えるいわゆるシングルアームとしていたが（図４参照）、２本の移載アームを備えるいわゆるダブルアームの形態としても良い。インデクサＩＤに検査ユニットを備えると、従来よりも当然に移載ロボットＴＦのアクセス頻度が多くなるため、２本の移載アームを備える移載ロボットＴＦとする方が、基板Ｗの搬送効率が向上し、基板処理装置のスループットが向上する。
【００６０】
また、上記実施形態においては、基板処理装置を基板にレジスト塗布処理および現像処理を行う装置とし、検査ユニットの機能はいわゆるフォトリソグラフィに関連する検査を行う形態としていたが、本発明にかかる技術はこれに限定されるものではない。例えば、検査ユニットとしてはアミンまたはアンモニア濃度を測定する検査機能を備えたものを採用するようにしても良い。また、基板に付着したパーティクル等を除去する基板処理装置（いわゆるスピンスクラバ等）において、そのインデクサにパーティクル検査を行う検査ユニットを配置するようにしても良い。また、基板にＳＯＤ(Spin-on-Dielectronics)を塗布して層間絶縁膜を形成する装置において、その層間絶縁膜の焼成状態を検査する検査ユニットをインデクサに配置するようにしても良い。さらに、他の基板処理装置にて処理された基板を搬入して、その検査を行った後に検査結果を処理条件にフィードフォワードするような基板処理装置のインデクサに検査ユニットを配置するようにしても良い。いずれの場合であっても、検査ユニットを水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサを水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるようにする形態であれば、上記実施形態と同様に、フットプリントを増大させることなく基板の検査を行える機能を備えた基板処理装置を実現することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明によれば、基板に対して所定の検査を行う検査部をインデクサ部に配置するため、検査部が基板処理装置から突き出ることがなくなり、フットプリントを増大させることなく基板の検査を行える機能を基板処理装置に付与することができる。また、検査部の下側に清浄空気吹き出し部を設け、清浄空気吹き出し部とファンフィルタユニットとをダクトによって連通接続しているため、検査部の下方であっても清浄空気のダウンフローを形成することができる。
【００６２】
また、請求項２の発明によれば、検査部を水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサ部を水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるため、請求項１の発明による効果を確実に得ることができる。
【００６３】
また、請求項３の発明によれば、搬送手段がキャリアおよびユニット配置部に対して基板の受け渡しを行うときに移動する移動経路と干渉しない位置に検査部を設けるため、搬送手段による基板搬送が検査部によって阻害されるのを防止することができる。
【００６４】
また、請求項４の発明によれば、複数のキャリアの配列よりも高い位置に検査部を設けるため、請求項３の発明による効果を確実に得ることができる。
【００６５】
また、請求項５の発明によれば、検査部がレジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかを含むため、フォトリソグラフィに関連する検査を行う機能を基板処理装置に付与することができる。
【００６６】
また、請求項６の発明によれば、複数の検査ユニットのそれぞれが、レジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかであるため、フォトリソグラフィに関連する複数の検査を行う機能を基板処理装置に付与することができる。
【００６７】
また、請求項７の発明によれば、第１の検査ユニットがレジストの膜厚測定、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定を行い、第２の検査ユニットがマクロ欠陥検査を行うため、フォトリソグラフィに関連する４つの検査を行う機能を基板処理装置に付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置全体の概略を示す斜視図である。
【図２】インデクサの要部構成を示す正面図である。
【図３】図２のインデクサの側面図である。
【図４】移載ロボットの外観斜視図である。
【図５】検査ユニットおよびその検査部平面領域について説明する図である。
【図６】インデクサの内部に４つの検査ユニットを配置した例を示す図である。
【図７】インデクサにバッファカセットを配置した一例を示す図である。
【符号の説明】
９ ファンフィルタユニット
７ 清浄空気吹き出し部
１０，２０，５１，５２，５３，５４ 検査ユニット
１５ 検査部平面領域
３０ 載置ステージ
７５ 移載アーム
Ｃ キャリア
ＩＤ インデクサ
ＭＰ ユニット配置部
ＴＦ 移載ロボット
Ｗ 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）に対して所定の検査、例えばレジストの膜厚測定等を行う検査部を組み込んだ基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、上記基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理、ダイシングなどの一連の諸処理を施すことにより製造されている。かかる半導体製品等の品質維持のため、上記各種処理のまとまったプロセスの後に、基板の各種検査を行って品質確認を行うことが重要である。
【０００３】
例えば、レジスト塗布処理および現像処理を行う基板処理装置（いわゆるコータ＆デベロッパ）においては、従来より現像処理の最終工程にて基板上のパターンの線幅測定等の検査を行うようにしていた。このときに、検査対象となる基板は一旦基板処理装置から搬出され、専用の検査装置に搬入されてから検査に供されることとなる。そして、その検査結果が基板処理装置にフィードバックされ、各種処理条件の調整が行われるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、検査対象となる基板を一旦基板処理装置から搬出し、別位置に設けられた検査装置に搬入してから検査を行っていたため、検査終了までに時間がかかり、仮に処理条件に問題があって不良基板が発生していたとしても、それが検査によって判明するまでに長時間を要し、検査結果がフィードバックされるまでに誤った処理条件にて大量に基板処理が進行することとなる。この場合、不良基板が大量に発生することとなり、特に近年のφ３００ｍｍの基板は単価が高いために、不良基板が大量に発生すると甚大な損失を出すこととなる。
【０００５】
このため、本願出願人は、基板処理装置と検査装置とをインラインし、検査終了までに要する時間を短縮して検査結果を迅速にフィードバックできる技術を提案している（特開平１１−１８６３５８号公報）。
【０００６】
ところが、上記従来のインライン方式では、基板処理装置の外部に検査装置を接続する構成としていたために、装置のフットプリント（装置が占める平面面積）が大きくなるという問題があった。このような装置は通常温度・湿度が管理された清浄なクリーンルームに配置されるものである。クリーンルームの環境を維持するためにも相応のコストを要し、その内部においてフットプリントの大きなシステムを構成することはランニングコストの増大につながる。
【０００７】
また、従来のインライン方式では、基板処理装置の外部に検査装置が突き出た複雑な形状となり、クリーンルーム内に多量の装置群を配置することが困難であった。このため、クリーンルーム内に無駄なスペースが生じ、上記と同様の理由によりランニングコストが増大するという問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フットプリントを増大させることなく基板の検査を行える機能を備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に所定の処理を行う処理ユニットを配置したユニット配置部と、複数の基板を収納可能なキャリアを載置して該キャリアから未処理の基板を取り出して前記ユニット配置部に渡すとともに、前記ユニット配置部から処理済の基板を受け取って前記キャリアに収納するインデクサ部とを備えた基板処理装置において、基板に対して所定の検査を行う検査部と、前記インデクサ部に清浄空気を供給するファンフィルタユニットと、を備え、前記検査部を前記インデクサ部に配置するとともに、前記検査部の下側に清浄空気吹き出し部を設け、前記清浄空気吹き出し部と前記ファンフィルタユニットとをダクトによって連通接続している。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記検査部を水平面に平行投影した検査部平面領域が、前記インデクサ部を水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるようにしている。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明にかかる基板処理装置において、前記インデクサ部に、前記キャリアを載置する載置ステージと、前記キャリア、前記ユニット配置部および前記検査部の間で基板の搬送を行う搬送手段と、を備え、前記検査部を、前記搬送手段が前記キャリアおよび前記ユニット配置部に対して基板の受け渡しを行うときに移動する移動経路と干渉しない位置に設けている。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明にかかる基板処理装置において、前記載置ステージに、複数のキャリアを水平方向に沿って配列して載置し、前記検査部を前記複数のキャリアの配列よりも高い位置に設けている。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、前記検査部に、レジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかを含ませている。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、前記検査部に、複数の検査ユニットを含ませ、前記複数の検査ユニットのそれぞれを、レジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかとしている。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、前記検査部に、第１の検査ユニットおよび第２の検査ユニットを含ませ、前記第１の検査ユニットに、レジストの膜厚測定、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定を行わせ、前記第２の検査ユニットに、マクロ欠陥検査を行わせている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明にかかる基板処理装置全体の概略を示す斜視図である。なお、図１および以降の各図にはそれらの方向関係を明確にするため必要に応じてＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。
【００１８】
図１の基板処理装置は、基板にレジスト塗布処理および現像処理を行う基板処理装置（いわゆるコータ＆デベロッパ）であり、大別してインデクサＩＤとユニット配置部ＭＰとインターフェイスＩＦＢとにより構成されている。インデクサＩＤは、複数の基板を収納可能なキャリアＣを載置して該キャリアＣから未処理の基板を取り出してユニット配置部ＭＰに渡すとともに、ユニット配置部ＭＰから処理済の基板を受け取ってキャリアＣに収納する。インデクサＩＤの詳細についてはさらに後述する。
【００１９】
ユニット配置部ＭＰには、基板に所定の処理を行う処理ユニットが複数配置されている。すなわち、ユニット配置部ＭＰの前面側（−Ｙ側）には２つの塗布処理ユニットＳＣが配置されている。塗布処理ユニットＳＣは、基板を回転させつつその基板主面にフォトレジストを滴下することによって均一なレジスト塗布を行う、いわゆるスピンコータである。
【００２０】
また、ユニット配置部ＭＰの背面側（＋Ｙ側）であって、塗布処理ユニットＳＣと同じ高さ位置には２つの現像処理ユニット（図示省略）が配置されている。現像処理ユニットは、露光後の基板上に現像液を供給することによって現像処理を行う、いわゆるスピンデベロッパである。塗布処理ユニットＳＣと現像処理ユニットとは搬送路を挟んで対向配置されている。
【００２１】
２つの塗布処理ユニットＳＣの上方および２つの現像処理ユニットの上方には、図示を省略するファンフィルタユニットを挟んで熱処理ユニット群５が配置されている。熱処理ユニット群５には、基板を加熱して所定の温度にまで昇温するいわゆるホットプレートおよび基板を冷却して所定の温度にまで降温するとともに該基板を当該所定の温度に維持するいわゆるクールプレートが組み込まれている。なお、ホットプレートには、レジスト塗布処理前の基板に密着強化処理を行うユニットや露光後の基板のベーク処理を行うユニットが含まれる。本明細書では、ホットプレートおよびクールプレートを総称して熱処理ユニットとし、塗布処理ユニットＳＣ、現像処理ユニットおよび熱処理ユニットを総称して処理ユニットとする。
【００２２】
塗布処理ユニットＳＣと現像処理ユニットとの間に挟まれた搬送路には搬送ロボット（図示省略）が配置されている。搬送ロボットは、２つの搬送アームを備えており、その搬送アームを鉛直方向に沿って昇降させることと、水平面内で回転させることと、水平面内にて進退移動を行わせることができる。これにより、搬送ロボットはユニット配置部ＭＰに配置された各処理ユニットの間で基板を所定の処理手順にしたがって循環搬送することができる。
【００２３】
インターフェイスＩＦＢは、レジスト塗布処理済の基板をユニット配置部ＭＰから受け取って図外の露光装置（ステッパ）に渡すとともに、露光後の基板を該露光装置から受け取ってユニット配置部ＭＰに戻す機能を有する。この機能を実現するためにインターフェイスＩＦＢには基板の受け渡しを行うための受け渡しロボットが配置されている。また、インターフェイスＩＦＢにはユニット配置部ＭＰでの処理時間と露光装置での処理時間との差を解消するために基板を一時収納するバッファ部も設けられている。
【００２４】
次に、インデクサＩＤの詳細について説明する。図２はインデクサＩＤの要部構成を示す正面図であり、図３はインデクサＩＤの側面図である。インデクサＩＤは、主として載置ステージ３０、移載ロボットＴＦ（搬送手段）および検査ユニット１０，２０を備えている。
【００２５】
載置ステージ３０には、４つのキャリアＣを水平方向（Ｙ軸方向）に沿って配列して載置することができる。それぞれのキャリアＣには、多段の収納溝が刻設されており、それぞれの溝には１枚の基板Ｗを水平姿勢にて（主面を水平面に沿わせて）収容することができる。従って、各キャリアＣには、複数の基板Ｗ（例えば２５枚）を水平姿勢かつ多段に所定の間隔を隔てて積層した状態にて収納することができる。なお、本実施形態のキャリアＣの形態としては、基板を密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)を採用しているが、これに限定されるものではなく、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板を外気に曝すＯＣ(open casette)であっても良い。
【００２６】
各キャリアＣの正面側（図中（−Ｘ）側）には蓋が設けられており、当該蓋は基板Ｗの出し入れを行えるように着脱可能とされている。キャリアＣの蓋の着脱は、図示を省略するポッドオープナーによって行われる。キャリアＣから蓋を取り外すことにより、図３に示すように、開口部８が形成される。キャリアＣに対する基板Ｗの搬入搬出はこの開口部８を介して行われる。なお、キャリアＣの載置ステージ３０への載置および載置ステージ３０からの搬出は、通常ＡＧＶ(Automatic Guided Vehicle)やＯＨＴ(over-head hoist transport)等によって自動的に行うようにしている。
【００２７】
図４は、移載ロボットＴＦの外観斜視図である。移載ロボットＴＦは、伸縮体４０の上部に移載アーム７５を備えたアームステージ３５を設けるとともに、伸縮体４０によってテレスコピック型の多段入れ子構造を実現している。
【００２８】
伸縮体４０は、上から順に４つの分割体４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄによって構成されている。分割体４０ａは分割体４０ｂに収容可能であり、分割体４０ｂは分割体４０ｃに収容可能であり、分割体４０ｃは分割体４０ｄに収容可能である。そして、分割体４０ａ〜４０ｄを順次に収納していくことによって伸縮体４０は収縮し、逆に分割体４０ａ〜４０ｄを順次に引き出していくことによって伸縮体４０は伸張する。すなわち、伸縮体４０の収縮時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂに収容され、分割体４０ｂが分割体４０ｃに収容され、分割体４０ｃが分割体４０ｄに収容される。一方、伸縮体４０の伸張時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂから引き出され、分割体４０ｂが分割体４０ｃから引き出され、分割体４０ｃが分割体４０ｄから引き出される。
【００２９】
伸縮体４０の伸縮動作は、その内部に設けられた伸縮昇降機構によって実現される。伸縮昇降機構としては、例えば、ベルトとローラとを複数組み合わせたものをモータによって駆動する機構を採用することができる。移載ロボットＴＦは、このような伸縮昇降機構によって移載アーム７５の鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿った昇降動作を行うことができる。
【００３０】
また、図４に示すように、移載ロボットＴＦの搬送アーム７５は、雄ねじ７７，ガイドレール７６等からなるＹ軸方向の駆動機構であるＹ駆動機構によってＹ軸方向に沿って移動することが可能となっている。すなわち、図外の電動モータによって雄ねじ７７を回転させることにより、雄ねじ７７に螺合する分割体４０ｄをＹ軸方向に沿ってスライド移動させることができるのである。
【００３１】
さらに、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５の水平進退移動および回転動作を行うこともできる。具体的には、分割体４０ａの上部にアームステージ３５が設けられており、そのアームステージ３５によって移載アーム７５の水平進退移動および回転動作を行う。すなわち、アームステージ３５が移載アーム７５のアームセグメントを屈伸させることにより移載アーム７５が水平進退移動を行い、アームステージ３５自体が伸縮体４０に対して回転動作を行うことにより移載アーム７５が回転動作を行う。
【００３２】
従って、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５を高さ方向に昇降動作させること、Ｙ軸方向に沿って水平移動させること、回転動作させることおよび水平方向に進退移動させることができる。つまり、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５を３次元的に移動させることができるのである。
【００３３】
移載ロボットＴＦの第１の役割は、キャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出してユニット配置部ＭＰの搬送ロボットに渡すことと、処理済の基板Ｗをユニット配置部ＭＰの搬送ロボットから受け取ってキャリアＣに収容することである。なお、移載ロボットＴＦと上記搬送ロボットとの間の基板の受け渡しは、キャリアＣの高さ位置とほぼ同じ高さ位置にて行われる。従って、移載ロボットＴＦがキャリアＣおよびユニット配置部ＭＰに対して基板Ｗの受け渡しを行うときに移動する移動経路は、図２中矢印ＡＲ１にて示すように、４つのキャリアＣの配列方向と平行であって、かつキャリアＣの高さ位置とほぼ同じ高さ位置の直線経路となる。
【００３４】
また、本実施形態の移載ロボットＴＦの第２の役割は、ユニット配置部ＭＰにおける所定の処理工程が終了した基板Ｗを搬送ロボットから受け取って検査ユニット１０または検査ユニット２０に搬入するとともに、検査後の基板Ｗを検査ユニット１０または検査ユニット２０から搬出してキャリアＣに収容またはユニット配置部ＭＰの搬送ロボットに渡すことである。
【００３５】
ここで、本実施形態の検査ユニット１０はマクロ欠陥検査を行う検査ユニット（マクロ欠陥検査ユニット）である。「マクロ欠陥検査」は、基板Ｗ上に現出した比較的大きな欠陥、例えばパーティクルの付着の有無を判定する検査である。一方、検査ユニット２０は、レジストの膜厚測定、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定を行う検査ユニットである。すなわち、検査ユニット２０は、１つの検査ユニットで３種類の検査を行うことができるのである。「レジストの膜厚測定」は、基板Ｗ上に塗布されたレジストの膜厚を測定する検査である。「パターンの線幅測定」は、露光および現像処理によって基板Ｗ上に形成されたパターンの線幅を測定する検査である。「パターンの重ね合わせ測定」は、露光および現像処理によって基板Ｗ上に形成されたパターンのずれを測定する検査である。
【００３６】
検査ユニット１０および検査ユニット２０はいずれもインデクサＩＤの内部に配置されている。より正確には、検査ユニット１０，２０を水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサＩＤを水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるように、検査ユニット１０および検査ユニット２０は配置されている。これについて図５を参照しつつ説明する。
【００３７】
図５は、検査ユニット１０およびその検査部平面領域について説明する図である。検査ユニット１０の外観は直方体形状の筐体であって、これを水平面に平行投影（投影線が互いに平行となるような投影）すると該水平面には検査ユニット１０の検査部平面領域１５が描き表されることとなる。同様に、インデクサＩＤを水平面に平行投影すると該水平面にはインデクサＩＤのインデクサ平面領域が描き表されるのである。本実施形態では、検査部平面領域１５がインデクサ平面領域に包含されるように、検査ユニット１０をインデクサＩＤに配置しており、検査ユニット２０についても同様である。さらに敷衍すると、上方から見たときに（（−Ｚ）向きに見たときに）、インデクサＩＤの中に検査ユニット１０および検査ユニット２０が完全に包含される関係となるのである。
【００３８】
また、検査ユニット１０および検査ユニット２０は、移載ロボットＴＦがキャリアＣおよびユニット配置部ＭＰに対して基板Ｗの受け渡しを行うときに移動する移動経路（図２中矢印ＡＲ１）と干渉しない位置に設けられている。すなわち、該移動経路はキャリアＣの配列の高さ位置とほぼ同じ高さ位置に形成されるものであり、検査ユニット１０および検査ユニット２０は、４つのキャリアＣの配列よりも高い位置、より具体的にはインデクサＩＤ内部の上側の両隅に設けられている。
【００３９】
また、インデクサＩＤの上部にはファンフィルタユニット９が設けられている。ファンフィルタユニット９は、送風ファンおよびウルパフィルタを内蔵しており、クリーンルーム内の空気を取り込んでインデクサＩＤ内に洗浄空気のダウンフローを形成するものである。但し、本実施形態ではインデクサＩＤ内部の上側両隅にそれぞれ検査ユニット１０および検査ユニット２０が設けられている。このため、インデクサＩＤの上部からそのまま清浄空気のダウンフローを供給したとしても検査ユニット１０および検査ユニット２０の下方ではダウンフローが形成されないこととなる。そこで、本実施形態では、検査ユニット１０および検査ユニット２０のそれぞれの下側に清浄空気吹き出し部７を設け、清浄空気吹き出し部７と清浄空気供給源たるファンフィルタユニット９とをダクト６によって連通接続している。ダクト６は、インデクサＩＤの内部であって、検査ユニット１０および検査ユニット２０のそれぞれの背面側（（−Ｘ）側）に配設されている。
【００４０】
このようにすれば、ファンフィルタユニット９からダクト６を経由して清浄空気吹き出し部７に清浄空気が送給され、図２に示すように、検査ユニット１０および検査ユニット２０の下方であっても、清浄空気吹き出し部７から清浄空気のダウンフローを形成することができる。なお、検査ユニット１０および検査ユニット２０が存在しない領域（検査ユニット１０と検査ユニット２０との間の隙間）においては、ファンフィルタユニット９から直接清浄空気のダウンフローを形成することができる。その結果、インデクサＩＤの全体に清浄空気のダウンフローを供給することができるのである。
【００４１】
次に、上記の構成を有する基板処理装置における処理について説明する。まず、インデクサＩＤの移載ロボットＴＦが未処理の基板ＷをキャリアＣから取り出して、ユニット配置部ＭＰの搬送ロボットに渡す。未処理の基板Ｗを取り出すときには、該基板Ｗを収納したキャリアＣの正面に移載ロボットＴＦが移動し、移載アーム７５を基板Ｗの下方に差し入れる。そして、移載ロボットＴＦは、移載アーム７５を若干上昇させて基板Ｗを保持し、移載アーム７５を退出させることによって未処理の基板Ｗを取り出す。
【００４２】
ユニット配置部ＭＰに渡された基板Ｗは、所定の処理手順に従って搬送ロボットにより各処理ユニット間で循環搬送される。具体的には、密着強化処理を行った基板Ｗにレジスト塗布処理を行い、その後プリベーク処理を行ってレジスト膜を形成した基板ＷをインターフェイスＩＦＢを介して露光装置に渡す。露光処理が終了した基板Ｗは露光装置からインターフェイスＩＦＢを介して再びユニット配置部ＭＰに戻される。露光後の基板Ｗに対しては露光後ベーク処理を行った後、現像処理を行う。現像処理が終了した基板Ｗは、さらにベーク処理が行われた後、ユニット配置部ＭＰの搬送ロボットからインデクサＩＤの移載ロボットＴＦに渡される。処理済の基板Ｗを受け取った移載ロボットＴＦは、その基板ＷをキャリアＣに収納する。
【００４３】
以上は、基板Ｗに行われる基本的な処理を簡潔に述べたものであるが、本実施形態の基板処理装置では、基板の検査も装置内にて行われる。各種検査のうちレジストの膜厚測定はプリベーク後の露光装置に搬入する前の基板Ｗに対して行うのが好ましい。この場合、プリベーク処理が終了した基板Ｗを一旦ユニット配置部ＭＰからインデクサＩＤに戻し、移載ロボットＴＦが該基板Ｗを検査ユニット２０に搬入する。レジストの膜厚測定が終了した基板Ｗは移載ロボットＴＦによって検査ユニット２０から再びユニット配置部ＭＰに渡され、ユニット配置部ＭＰの搬送ロボットからインターフェイスＩＦＢに渡され、露光装置に搬入されることとなる。
【００４４】
また、マクロ欠陥検査、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定については、全ての処理が終了してインデクサＩＤに戻ってきた基板Ｗに対して行うのが好ましい。マクロ欠陥検査については、全ての処理が終了してインデクサＩＤに戻ってきた基板Ｗを移載ロボットＴＦが検査ユニット１０に搬入して行うようにする。一方、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定については、全ての処理が終了してインデクサＩＤに戻ってきた基板Ｗを移載ロボットＴＦが検査ユニット２０に搬入して行うようにする。いずれの場合も、検査が終了した基板Ｗは検査ユニット１０または検査ユニット２０から移載ロボットＴＦによってキャリアＣに収納される。
【００４５】
検査対象の基板Ｗを検査ユニット１０に搬入するときは、図２中矢印ＡＲ２にて示すように、移載ロボットＴＦが該基板Ｗを載せた移載アーム７５を検査ユニット１０と検査ユニット２０との間の隙間に上昇させて検査ユニット１０に相対向させ、その後移載アーム７５を前進させて搬入口１１（図５参照）から基板Ｗを搬入する。検査終了後の基板Ｗを検査ユニット１０から搬出するときには、上記と逆の動作を行う。
【００４６】
同様に、検査対象の基板Ｗを検査ユニット２０に搬入するときは、図２中矢印ＡＲ３にて示すように、移載ロボットＴＦが該基板Ｗを載せた移載アーム７５を検査ユニット１０と検査ユニット２０との間の隙間に上昇させて検査ユニット２０に相対向させ、その後移載アーム７５を前進させて検査ユニット２０の搬入口から基板Ｗを搬入する。また、検査終了後の基板Ｗを検査ユニット２０から搬出するときには、上記と逆の動作を行う。
【００４７】
以上のように、本実施形態の基板処理装置では、インデクサＩＤの中に検査ユニット１０および検査ユニット２０が完全に包含されるため、検査装置のためのフットプリントは不要となり、基板処理装置全体のフットプリントの増大を抑制することができる。
【００４８】
また、インデクサＩＤの中に検査ユニット１０および検査ユニット２０が完全に包含されるため、基板処理装置の形状を単純なものとすることができ、クリーンルーム内に多量の基板処理装置を効率良く配置することができる。従って、フットプリントの増大や無駄なスペースに起因したランニングコストの増大を抑制することができる。
【００４９】
また、基板処理装置の内部に検査ユニット１０および検査ユニット２０を備えているため、検査終了までに要する時間を短縮して検査結果を迅速にユニット配置部ＭＰにフィードバックすることができる。このため、不適切な処理条件により不良基板が発生していたとしても、それが検査によって不良であることが判明する間に不適切な処理条件にて処理される基板枚数を最小限に抑制することができる。
【００５０】
また、検査ユニット１０および検査ユニット２０をインデクサＩＤの中に配置しているため、検査ユニット１０，２０に対してのみ基板を搬入又は搬出する機能をインデクサＩＤに兼用させることもできる。
【００５１】
また、検査ユニット１０および検査ユニット２０のそれぞれの下側に清浄空気吹き出し部７を設け、清浄空気吹き出し部７とファンフィルタユニット９とをダクト６によって連通接続しているため、検査ユニット１０および検査ユニット２０の下方であっても清浄空気のダウンフローを形成することができる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、２つの検査ユニット（検査ユニット１０および検査ユニット２０）をインデクサＩＤの内部に配置するようにしていたが、これに限定されるものではなく、検査ユニットは１つであっても良いし、２つ以上であっても良い。そして、各検査ユニットはレジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかとすれば良い。
【００５３】
図６は、インデクサＩＤの内部に４つの検査ユニットを配置した例を示す図である。検査ユニット５１はマクロ欠陥検査を行うマクロ欠陥検査ユニットであり、検査ユニット５２はレジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニットであり、検査ユニット５３はパターンの線幅を測定する線幅測定ユニットであり、検査ユニット５４はパターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットである。
【００５４】
図６の例においても、検査ユニット５１，５２，５３，５４を水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサＩＤを水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるように、検査ユニット５１，５２，５３，５４は配置されている。ファンフィルタユニット９と連通接続された清浄空気吹き出し部７を設けている点等残余の点については上記実施形態と同じである。
【００５５】
このようにしても、インデクサＩＤの中に検査ユニット５１，５２，５３，５４が完全に包含されるため、検査装置のためのフットプリントは不要となり、基板処理装置全体のフットプリントの増大を抑制することができ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、上記実施形態の検査ユニット２０を１種類の検査だけを行うユニットとしても良い。さらに、上記実施形態の検査ユニット１０および検査ユニット２０をインデクサＩＤの上側片隅に縦方向に積層するようにしても良い。この場合であっても、検査ユニット１０，２０を水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサＩＤを水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるようにする。
【００５７】
換言すれば、レジストの膜厚を測定する膜厚測定、パターンの線幅を測定する線幅測定、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定およびマクロ欠陥検査のうちの少なくとも１種類以上の検査を行う検査ユニットを単数または複数インデクサＩＤの内部に配置するとともに、検査ユニットを水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサＩＤを水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるようにする形態であれば、上記実施形態と同様に、フットプリントを増大させることなく基板の検査を行える機能を備えた基板処理装置を実現することができる。
【００５８】
また、検査ユニットとユニット配置部ＭＰとの間で処理時間に相違がある場合にはバッファカセットを設けるようにしても良い。図７は、インデクサＩＤにバッファカセットＢを配置した例を示す図である。検査ユニット１０および検査ユニット２０のそれぞれの下側にバッファカセットＢを配置している。バッファカセットＢの構成はキャリアＣと同様に、基板Ｗを多段に収容できる形態であれば公知の種々のものを採用することができる。検査ユニット１０，２０とユニット配置部ＭＰとの間で処理時間に相違がある場合、例えば検査ユニット２０での処理時間の方が長い場合には、検査待ちの基板Ｗを一旦バッファカセットＢに格納しておくことで、処理時間差に起因したユニット配置部ＭＰでの処理遅延を防止することができる。なお、専用のバッファカセットＢを設けることなく、載置ステージ３０に載置されたいずれかのキャリアＣをバッファカセットとして兼用するようにしても良い。
【００５９】
また、上記実施形態においては、インデクサＩＤの移載ロボットＴＦに１本の移載アーム７５を備えるいわゆるシングルアームとしていたが（図４参照）、２本の移載アームを備えるいわゆるダブルアームの形態としても良い。インデクサＩＤに検査ユニットを備えると、従来よりも当然に移載ロボットＴＦのアクセス頻度が多くなるため、２本の移載アームを備える移載ロボットＴＦとする方が、基板Ｗの搬送効率が向上し、基板処理装置のスループットが向上する。
【００６０】
また、上記実施形態においては、基板処理装置を基板にレジスト塗布処理および現像処理を行う装置とし、検査ユニットの機能はいわゆるフォトリソグラフィに関連する検査を行う形態としていたが、本発明にかかる技術はこれに限定されるものではない。例えば、検査ユニットとしてはアミンまたはアンモニア濃度を測定する検査機能を備えたものを採用するようにしても良い。また、基板に付着したパーティクル等を除去する基板処理装置（いわゆるスピンスクラバ等）において、そのインデクサにパーティクル検査を行う検査ユニットを配置するようにしても良い。また、基板にＳＯＤ(Spin-on-Dielectronics)を塗布して層間絶縁膜を形成する装置において、その層間絶縁膜の焼成状態を検査する検査ユニットをインデクサに配置するようにしても良い。さらに、他の基板処理装置にて処理された基板を搬入して、その検査を行った後に検査結果を処理条件にフィードフォワードするような基板処理装置のインデクサに検査ユニットを配置するようにしても良い。いずれの場合であっても、検査ユニットを水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサを水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるようにする形態であれば、上記実施形態と同様に、フットプリントを増大させることなく基板の検査を行える機能を備えた基板処理装置を実現することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明によれば、基板に対して所定の検査を行う検査部をインデクサ部に配置するため、検査部が基板処理装置から突き出ることがなくなり、フットプリントを増大させることなく基板の検査を行える機能を基板処理装置に付与することができる。また、検査部の下側に清浄空気吹き出し部を設け、清浄空気吹き出し部とファンフィルタユニットとをダクトによって連通接続しているため、検査部の下方であっても清浄空気のダウンフローを形成することができる。
【００６２】
また、請求項２の発明によれば、検査部を水平面に平行投影した検査部平面領域が、インデクサ部を水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されるため、請求項１の発明による効果を確実に得ることができる。
【００６３】
また、請求項３の発明によれば、搬送手段がキャリアおよびユニット配置部に対して基板の受け渡しを行うときに移動する移動経路と干渉しない位置に検査部を設けるため、搬送手段による基板搬送が検査部によって阻害されるのを防止することができる。
【００６４】
また、請求項４の発明によれば、複数のキャリアの配列よりも高い位置に検査部を設けるため、請求項３の発明による効果を確実に得ることができる。
【００６５】
また、請求項５の発明によれば、検査部がレジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかを含むため、フォトリソグラフィに関連する検査を行う機能を基板処理装置に付与することができる。
【００６６】
また、請求項６の発明によれば、複数の検査ユニットのそれぞれが、レジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかであるため、フォトリソグラフィに関連する複数の検査を行う機能を基板処理装置に付与することができる。
【００６７】
また、請求項７の発明によれば、第１の検査ユニットがレジストの膜厚測定、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定を行い、第２の検査ユニットがマクロ欠陥検査を行うため、フォトリソグラフィに関連する４つの検査を行う機能を基板処理装置に付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置全体の概略を示す斜視図である。
【図２】インデクサの要部構成を示す正面図である。
【図３】図２のインデクサの側面図である。
【図４】移載ロボットの外観斜視図である。
【図５】検査ユニットおよびその検査部平面領域について説明する図である。
【図６】インデクサの内部に４つの検査ユニットを配置した例を示す図である。
【図７】インデクサにバッファカセットを配置した一例を示す図である。
【符号の説明】
９ ファンフィルタユニット
７ 清浄空気吹き出し部
１０，２０，５１，５２，５３，５４ 検査ユニット
１５ 検査部平面領域
３０ 載置ステージ
７５ 移載アーム
Ｃ キャリア
ＩＤ インデクサ
ＭＰ ユニット配置部
ＴＦ 移載ロボット
Ｗ 基板
Claims (7)
- 基板に所定の処理を行う処理ユニットを配置したユニット配置部と、複数の基板を収納可能なキャリアを載置して該キャリアから未処理の基板を取り出して前記ユニット配置部に渡すとともに、前記ユニット配置部から処理済の基板を受け取って前記キャリアに収納するインデクサ部とを備えた基板処理装置であって、
基板に対して所定の検査を行う検査部と、
前記インデクサ部に清浄空気を供給するファンフィルタユニットと、
を備え、
前記検査部を前記インデクサ部に配置するとともに、前記検査部の下側に清浄空気吹き出し部を設け、前記清浄空気吹き出し部と前記ファンフィルタユニットとをダクトによって連通接続することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１記載の基板処理装置において、
前記検査部を水平面に平行投影した検査部平面領域が、前記インデクサ部を水平面に平行投影したインデクサ平面領域に包含されることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項２記載の基板処理装置において、
前記インデクサ部は、
前記キャリアを載置する載置ステージと、
前記キャリア、前記ユニット配置部および前記検査部の間で基板の搬送を行う搬送手段と、
を備え、
前記検査部は、前記搬送手段が前記キャリアおよび前記ユニット配置部に対して基板の受け渡しを行うときに移動する移動経路と干渉しない位置に設けることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項３記載の基板処理装置において、
前記載置ステージには、複数のキャリアが水平方向に沿って配列して載置され、前記検査部は前記複数のキャリアの配列よりも高い位置に設けることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記検査部は、レジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかを含むことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記検査部は、複数の検査ユニットを含み、
前記複数の検査ユニットのそれぞれは、レジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット、パターンの線幅を測定する線幅測定ユニット、パターンの重ね合わせを測定する重ね合わせ測定ユニットまたはマクロ欠陥検査ユニットのいずれかであることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記検査部は、第１の検査ユニットおよび第２の検査ユニットを含み、
前記第１の検査ユニットは、レジストの膜厚測定、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定を行い、
前記第２の検査ユニットは、マクロ欠陥検査を行うことを特徴とする基板処理装置。
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