JP4004248B2

JP4004248B2 - 基板処理装置および基板検査方法

Info

Publication number: JP4004248B2
Application number: JP2001209088A
Authority: JP
Inventors: 正佳志賀; 憲二枦木; 正美大谷; 讓一西村
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: EP1184895A2; JP2002151403A; EP1184895B1; US6790287B2; EP1184895A3; US20020189758A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の処理部間にて所定の処理手順に従って半導体基板、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）を順次搬送することによりレジスト塗布処理や現像処理等の処理を行うとともに、併せてその基板の検査を行う基板処理装置および基板検査方法に関する。
【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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、検査装置への搬入待ち時間が必要であるとともに検査結果が判明するまでにもある程度の時間を要していたため、ある基板についての検査結果が判明するまでに、当該基板よりも後に装置に払い出された基板の相当数の処理が終了していた。このため、検査結果に不具合があった場合には、相当数の基板について再処理を行う必要が生じ、処理全体としてのスループットが低下することとなっていた。
【０００５】
また、上記のコータ＆デベロッパのように、現像処理の最終工程にて基板の検査を行った場合には、検査結果に不具合があったとしても、その不具合の原因となった工程を特定するために相当の時間を要することとなり、このこともスループット低下の原因となっていた。
【０００６】
さらに、検査結果の判明に時間が要することに起因して、検査結果に基づいた処理条件の適切な変更（フィードフォワード制御またはフィードバック制御）も困難であった。
【０００７】
ここで、ある基板について１つの処理工程終了ごとに検査を行えば、問題となる処理工程の特定が確実に行えるとともに、再処理の必要な基板数も低減させることができるものの、装置のスループットが極度に低下することとなり、その結果処理のコストアップに繋がる。
【０００８】
すなわち、従来においては、スループットを低下させることなく適切な基板の検査を行うことができなかったのである。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、スループットの低下を抑制しつつも適切な基板の検査を行うことができる基板処理技術を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、基板に対する検査を自由度の高いものとすることができる基板処理技術を提供することを目的とする。
【００１１】
【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、複数の処理部間にて所定の処理手順に従って搬送部が基板を順次搬送することにより基板に処理を行う基板処理装置において、前記基板処理装置内にそれぞれが異なる内容の基板検査を行う複数の検査部を備え、前記搬送部に１組の複数の基板を同一の処理手順に従って順次搬送させることにより当該１組の複数の基板には同一の処理を行い、前記搬送部に前記１組の複数の基板の一部または全部のそれぞれを前記複数の検査部のうちから選択された１つの検査部に搬送させ、前記複数の検査部のそれぞれには前記１組の複数の基板のうちの少なくとも１枚を搬送している。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置において、前記処理手順に従った搬送経路を形成し、前記複数の検査部のそれぞれを、前記搬送経路の途中であって、その検査内容に応じた位置に配置している。
【００１５】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る基板処理装置において、前記複数の検査部による検査結果に基づいて、前記複数の処理部のいずれかにおける処理条件を変更している。
【００１６】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記基板処理装置に、基板に対してレジスト塗布処理および現像処理を行わせ、前記複数の検査部に、レジストの膜厚測定部、パターンの線幅測定部、パターンの重ね合わせ測定部およびマクロ欠陥検査部のうちの少なくとも２つを含ませている。
【００１７】
また、請求項５の発明は、１組の複数の基板を同一の処理手順に従って複数の処理部間で搬送することにより基板処理を行いつつ、当該１組の複数の基板に異なる内容の複数の基板検査を行う基板検査方法において、前記１組の複数の基板の一部または全部のそれぞれに対して前記複数の基板検査のうちから選択された１つの検査を行い、前記複数の検査のそれぞれが前記１組の複数の基板のうちの少なくとも１枚に対して行われるようにしている。
【００２５】
【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。
【００２６】
図１は、本発明に係る基板処理装置の配置構成を示す平面図である。この基板処理装置は、基板にフォトレジストの塗布処理および現像処理を行う装置であり、レジスト塗布処理を行う塗布処理ユニット１０と、現像処理を行う現像処理ユニット２０と、これら処理ユニットに基板を払い出すインデクサＩＤと、インデクサ受け渡し部ＩＤＦと、インターフェイスＩＦＢとを備えている。また、基板処理装置は、塗布処理ユニット１０と現像処理ユニット２０との接続部分に検査ユニット３０を配設している。さらに、基板処理装置の外部には露光処理を行う露光ユニットＳＴＰ（いわゆるステッパ）がインターフェイスＩＦＢに接して配置されている。
【００２７】
塗布処理ユニット１０は、搬送ロボットＴＲを配置した搬送路１１を挟み込むようにして４つの塗布処理部ＳＣを２つずつ設けている。各塗布処理部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。
【００２８】
図２は、図１の基板処理装置をＶ−Ｖ線から見た縦断面図である。同図に示すように、各塗布処理部ＳＣの上方には、３段に積層された熱処理部、すなわち下から順に冷却処理部ＣＰ、加熱処理部ＨＰ、加熱処理部ＨＰが設けられている。加熱処理部ＨＰ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である。冷却処理部ＣＰは、基板を冷却して所定の温度にまで降温するとともに、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である。
【００２９】
また、塗布処理部ＳＣの直上（塗布処理部ＳＣと冷却処理部ＣＰとの間）には塗布処理部ＳＣにクリーンエアを供給するための空調部ＡＣＵが設けられている。空調部ＡＣＵは、ファン１５およびウルパフィルタ１６を備えている。ファン１５を作動させることによって、搬送路１１に形成されているクリーンエアの空気流（ダウンフロー）から空調部ＡＣＵに強制的に空気を吸引する。空調部ＡＣＵ内に吸引されたクリーンエアは、ウルパフィルタ１６によってさらにパーティクルが除去された後、塗布処理部ＳＣへと供給される。
【００３０】
また、塗布処理部ＳＣの下方にはケミカルキャビネットＣＢが設けられている。ケミカルキャビネットＣＢは、その内部にフォトレジスト等の薬液瓶やフォトレジスト供給のための配管を収納している。
【００３１】
また、搬送ロボットＴＲは、図示を省略する駆動機構によって鉛直方向の上下移動および鉛直方向を軸とする回転動作を行うことができる。搬送ロボットＴＲは、基板を保持して水平面内にて進退移動を行うことにより上記の各処理部（塗布処理部ＳＣ、冷却処理部ＣＰおよび加熱処理部ＨＰ）にアクセスするための搬送アームＡＭを備えている。この搬送ロボットＴＲによって塗布処理ユニット１０の各処理部に基板を搬入するとともに、それら各処理部から基板を搬出することができる。なお、搬送アームＡＭは、スループット向上のため、ダブルアームとしておくのが好ましい。
【００３２】
図１に戻り、現像処理ユニット２０は、搬送ロボットＴＲを配置した搬送路２１を挟み込むようにして４つの現像処理部ＳＤを２つずつ設けている。現像処理部ＳＤ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。現像処理ユニット２０は、搬送路１１と搬送路２１とが一直線上に整列するように塗布処理ユニット１０と接続されている。
【００３３】
塗布処理ユニット１０と同様に、各現像処理部ＳＤの上方には、３段に積層された熱処理部、すなわち下から順に冷却処理部ＣＰ、加熱処理部ＨＰ、加熱処理部ＨＰが設けられている（図２参照）。そして、現像処理部ＳＤにクリーンエアを供給するための空調部ＡＣＵが設けられている点や搬送路２１に配置された搬送ロボットＴＲの構成についても塗布処理ユニット１０と同様である。但し、現像処理ユニット２０においては加熱処理部ＨＰの一部に替えて露光後加熱処理部ＰＥＢが設けられている。また、本実施形態においては、塗布処理ユニット１０および現像処理ユニット２０の双方の搬送ロボットＴＲが搬送部に相当する。
【００３４】
インデクサＩＤは、複数の基板を収納可能なキャリア（図示省略）を載置し、未処理基板を当該キャリアから塗布処理ユニット１０等に払い出すとともに処理済基板を塗布処理ユニット１０、現像処理ユニット２０等から受け取ってキャリアに格納する。なお、キャリアの形態としては、収納基板を外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良いし、基板を密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)であっても良い。
【００３５】
インデクサＩＤは、インデクサ受け渡し部ＩＤＦを挟み込むようにして塗布処理ユニット１０と接続されている。インデクサ受け渡し部ＩＤＦは、インデクサＩＤと塗布処理ユニット１０と間で基板の受け渡しを行う役割を担っている。具体的には、インデクサ受け渡し部ＩＤＦには、図示を省略する基板移載ロボットが設けられており、その基板移載ロボットがインデクサＩＤのキャリアに収納された未処理基板を取り出して塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲに渡すとともに、当該搬送ロボットＴＲから受け取った処理済基板をインデクサＩＤのキャリアに搬入する。
【００３６】
インターフェイスＩＦＢは、露光ユニットＳＴＰと現像処理ユニット２０との間に挟み込まれるようにして配置されている。インターフェイスＩＦＢは、露光ユニットＳＴＰと現像処理ユニット２０とを接続するとともに、それらの間で基板の受け渡しを行う役割を担っている。具体的には、インターフェイスＩＦＢには、図示を省略する基板移載ロボットやバッファカセットが設けられており、現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲからレジスト塗布済みの基板を受け取って露光ユニットＳＴＰに搬入するとともに、露光ユニットＳＴＰから露光済みの基板を受け取って現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲに渡す。また、インターフェイスＩＦＢは、処理待ち状態の基板をバッファカセットに待避させることによって、露光ユニットＳＴＰおよび基板処理装置における処理時間のずれを調整することもある。
【００３７】
露光ユニットＳＴＰは、フォトレジストが塗布された基板の主面にエキシマレーザ等を照射することによって所定のパターンを露光する装置である。
【００３８】
また、本実施形態の基板処理装置においては、塗布処理ユニット１０と現像処理ユニット２０との接続部分に、搬送路１１および搬送路２１の双方に跨るように検査ユニット３０が設置されている。
【００３９】
図３は、検査ユニット３０を示す斜視図である。検査ユニット３０は、下から順に膜厚測定器３２と、線幅測定器３３と、重ね合わせ測定器３４と、マクロ欠陥検査器３５とを積層して配置している。なお、検査ユニット３０の最下段（膜厚測定器３２の下部）には受渡台３１が設けられている。また、塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲは図３中矢印ＡＲ１の向きから、現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲは矢印ＡＲ２の向きからそれぞれ検査ユニット３０に対してアクセスする。
【００４０】
受渡台３１は、基板を載せることができる台である。図３に示す如く、受渡台３１の周囲は開放されており、塗布処理ユニット１０および現像処理ユニット２０のそれぞれの搬送ロボットＴＲは受渡台３１に基板を載せることおよび受渡台３１に載せられている基板を取り出すことができる。これにより、塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲおよび現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲは、受渡台３１を介して相互に基板の受け渡しを行うことができる。但し、受渡台３１は、双方の搬送ロボットＴＲ間の単なる基板受け渡しのためだけに用いられるものである。
【００４１】
膜厚測定器３２は、基板上に塗布されたレジストの膜厚を測定する検査器である。膜厚測定器３２には、その側面に搬出入口３２ａが設けられており、塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲは搬出入口３２ａから膜厚測定器３２に基板を搬入／搬出することができる。膜厚測定器３２の搬出入口３２ａとは反対側の側面にも同様の搬出入口が設けられており、現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲはその搬出入口から膜厚測定器３２に基板を搬入／搬出することができる。従って、例えば塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲがレジスト塗布済みの基板を搬入して膜厚測定器３２がその基板の膜厚測定を行い、検査後の基板を現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲが搬出することができる。
【００４２】
線幅測定器３３は、基板上に形成されたパターンの線幅を測定する検査器である。線幅測定器３３には、その側面に搬出入口３３ａが設けられており、塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲは搬出入口３３ａから線幅測定器３３に基板を搬入／搬出することができる。線幅測定器３３の搬出入口３３ａとは反対側の側面にも同様の搬出入口が設けられており、現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲはその搬出入口から線幅測定器３３に基板を搬入／搬出することができる。従って、例えば現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲが現像処理済みの基板を搬入して線幅測定器３３がその基板の線幅測定を行い、検査後の基板を塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲが搬出することができる。
【００４３】
重ね合わせ測定器３４は、基板上に形成されたパターンのずれを測定する検査器である。上記と同様に、重ね合わせ測定器３４には、その側面に搬出入口３４ａが設けられており、塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲは搬出入口３４ａから重ね合わせ測定器３４に基板を搬入／搬出することができる。また、重ね合わせ測定器３４の搬出入口３４ａとは反対側の側面にも同様の搬出入口が設けられており、現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲはその搬出入口から重ね合わせ測定器３４に基板を搬入／搬出することができる。
【００４４】
マクロ欠陥検査器３５は、基板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器である。上記と同様に、マクロ欠陥検査器３５には、その側面に搬出入口３５ａが設けられており、塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲは搬出入口３５ａからマクロ欠陥検査器３５に基板を搬入／搬出することができる。また、マクロ欠陥検査器３５の搬出入口３５ａとは反対側の側面にも同様の搬出入口が設けられており、現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲはその搬出入口からマクロ欠陥検査器３５に基板を搬入／搬出することができる。
【００４５】
このように、本実施形態においては、基板処理装置内にそれぞれが異なる内容の基板検査を行う４つの検査部が設けられているのである。また、本実施形態においては現像処理部、塗布処理部、冷却処理部、加熱処理部および露光後加熱処理部を総称して「処理部」とする。さらに、本明細書において単に「処理」と言うときには、検査を除く基板の処理（例えば、塗布処理、現像処理、熱処理等）を意味するものとする。
【００４６】
図４は、上記基板処理装置の制御機構を説明するための機能ブロック図である。基板処理装置は、その内部に装置全体を制御するための制御部４０を備えている。制御部４０は、コンピュータによって構成されており、その本体部であって演算処理を行うＣＰＵ４１と、読み出し専用メモリーであるＲＯＭ４２と、読み書き自在のメモリーであるＲＡＭ４３と、制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスク４５と、基板処理装置の外部に設けられているホストコンピュータなどと通信を行う通信部４６とを備えている。ＣＰＵ４１と磁気ディスク４５や通信部４６等とはバスライン４９を介して電気的に接続されている。また、制御部４０のバスライン４９には、基板処理装置の操作パネル５１、表示部５２、処理部、搬送ロボットＴＲ等も電気的に接続されている。処理部および搬送ロボットＴＲについては上述した通りである。
【００４７】
操作パネル５１は、基板処理装置の外壁面に設けられたキーボード等によって構成されている。表示部５２は、操作パネル５１に併設されたディスプレイである。オペレータは、表示部５２に表示された内容を確認しつつ、操作パネル５１からコマンドやパラメータ等を入力することができる。なお、操作パネル５１と表示部５２とをタッチパネルとして一体に構成するようにしても良い。
【００４８】
また、オペレータは、操作パネル５１から基板処理の手順を記述したフローレシピを設定入力することができる。入力されたフローレシピは、磁気ディスク４５に記憶される。制御部４０のＣＰＵ４１は、磁気ディスク４５に記憶されているフローレシピに従って搬送ロボットＴＲを制御し、該フローレシピに記述された処理手順に沿って基板を搬送させる。なお、フローレシピの詳細についてはさらに後述する。
【００４９】
次に、上記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、検査を除く一般的な処理手順の概略について説明する。図５は、基板処理装置における処理手順の一例を示す図である（但し、検査は除く）。
【００５０】
インデクサＩＤのキャリア内に収納されている未処理基板はインデクサ受け渡し部ＩＤＦによって塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲに渡され、塗布処理ユニット１０内の加熱処理部ＨＰに搬入される。その加熱処理部ＨＰにおいては、主としてレジスト塗布の密着強化のための加熱処理が行われる。加熱処理の終了した基板は塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲによって冷却処理部ＣＰに搬入されて冷却された後、塗布処理部ＳＣに搬入される。なお、４つの塗布処理部ＳＣは並列的な処理が可能な処理部であって、これらのいずれに基板を搬入するかは任意であり、この点については他の処理部も同様である。
【００５１】
塗布処理部ＳＣにおけるレジスト塗布処理が終了した基板には、塗布処理ユニット１０内の加熱処理部ＨＰおよび冷却処理部ＣＰによって塗布後熱処理が行われる。その後、当該基板は現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲおよびインターフェイスＩＦＢを介して露光ユニットＳＴＰに搬入される。露光ユニットＳＴＰによってパターン露光がなされた基板は、インターフェイスＩＦＢを介して現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲに戻され、現像処理ユニット２０内の露光後加熱処理部ＰＥＢに搬入される。露光後加熱処理部ＰＥＢにおいては、主として露光後の酸反応を活性化させるための加熱処理が行われる。露光後加熱処理の終了した基板は現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲによって冷却処理部ＣＰに搬入されて冷却された後、現像処理部ＳＤに搬入される。
【００５２】
現像処理部ＳＤにおける現像処理が終了した基板には、現像処理ユニット２０内の加熱処理部ＨＰおよび冷却処理部ＣＰによって現像後熱処理が行われる。その後、当該基板は現像処理ユニット２０の搬送ロボットＴＲから塗布処理ユニット１０の搬送ロボットＴＲに渡され、さらにインデクサ受け渡し部ＩＤＦを介してインデクサＩＤのキャリア内に処理済基板として収容される。
【００５３】
以上のように、本実施形態においては、複数の処理部間にて図５に示す基本処理手順に従って搬送部たる２つの搬送ロボットＴＲが基板を搬送することによりその基板にレジスト塗布処理および現像処理を行っている。そして、インデクサＩＤに載置された１つのキャリアに収納されている１組の複数の基板（例えば２５枚の基板）については全て図５に示す処理手順に従って２つの搬送ロボットＴＲが基板を順次搬送することにより、同一の処理を施している。
【００５４】
上述したような２つの搬送ロボットＴＲによる基板搬送は、制御部４０のＣＰＵ４１が磁気ディスク４５に記憶されているフローレシピに従って搬送ロボットＴＲを制御することにより実行される。次の表１は、図５に示した処理手順を記述したフローレシピの例である。
【００５５】
【表１】

【００５６】
このようなフローレシピは、オペレータによって操作パネル５１から制御部４０に設定入力されるものである。また、基板処理装置外のホストコンピュータから通信部４６を介して制御部４０に表１の如きフローレシピを送信するようにしても良い。いずれであっても、設定入力されたフローレシピは制御部４０の磁気ディスク４５に記憶される。そして、表１のフローレシピに従って基板を順次搬送するように、ＣＰＵ４１が搬送ロボットＴＲを制御することにより、上記の処理が実現される。すなわち、本実施形態では、操作パネル５１が処理順序設定手段に相当し、ＣＰＵ４１が搬送制御手段に相当する。
【００５７】
次に、検査工程を考慮した基板の処理手順について説明する。図６は、基板処理装置における検査工程を考慮した処理手順の一例を示す図であって、図５に示した処理手順に検査工程を加えたものである。既述したように、本実施形態の検査ユニット３０にはそれぞれが異なる内容の基板検査を行う４つの検査部が設けられている。図６に示すように、４つの検査のうち膜厚測定についてはレジスト塗布後の熱処理の後、露光処理前に行われる。一方、膜厚測定以外の検査、すなわち線幅測定、重ね合わせ測定およびマクロ欠陥検査については現像後の熱処理の後、インデクサＩＤに戻される前に行われる。
【００５８】
ここで、本実施形態においては、４つの検査を選択的に行うことができる。例えば、ある基板については、図６に示す手順に従って検査ユニット３０の４つの検査部の全てに搬入して全ての検査を行うようにしても良い。また、図６に示す手順に従って検査ユニット３０の一部の検査部に搬入して一部の検査のみを行うようにしても良い。さらに、検査ユニット３０のいかなる検査部にも搬入せずに、当該基板については全く検査を行わないようにすることもできる。具体的には、図６の（）内に示した検査の一部または全部を選択した搬送手順を記述した後述のフローレシピを各基板について設定しておくことにより、その搬送手順に従って必要な検査部に搬入され、所定の検査が行われることとなる。
【００５９】
各基板についていかなる検査を行うかについては、その基板の処理内容や目的等に応じて任意に設定することができる。例えば、完璧な品質維持を求める場合には、４つの検査の全てを行うことが望ましい。一方、高いスループットを得たい場合には、なるべく検査項目を少なくすることが望ましい。一般的には、適度に良好なスループットと必要十分な検査とを両立できるように各基板について検査を行うのが好ましい。ここで、本実施形態では、１つのキャリアに収納されている１組の複数の基板については同一の処理手順（検査を除く処理の手順）に従って基板を順次搬送することにより、同一の処理を施している。このような場合には、以下のようにすることによって適度に良好なスループットと必要十分な検査とを両立することができる。
【００６０】
１つのキャリアに収納されている１組の複数の基板が２５枚であるとして、それら各基板の検査内容を次の表２のようにする。
【００６１】
【表２】

【００６２】
なお、表２中に記載している数字は、１組の複数の基板のそれぞれを示すウェハ番号である。表２に示すように、１番目の基板についてはレジスト塗布後の熱処理の後、検査ユニット３０の膜厚測定器３２に搬入して膜厚測定を行う。また、２番目の基板については現像後の熱処理の後、検査ユニット３０の線幅測定器３３に搬入して線幅測定を行う。また、３番目の基板については現像後の熱処理の後、重ね合わせ測定器３４に搬入して重ね合わせ測定を行う。さらに、４番目の基板については現像後の熱処理の後、マクロ欠陥検査器３５に搬入してマクロ欠陥検査を行う。以降、同様にして１組の複数の基板のそれぞれについて４つの検査のうちの１つを順次行う。
【００６３】
このようにすれば、各基板については図５に示す基本処理手順に検査のための１工程を追加するだけで、１組の複数の基板全体について見れば４つの検査の全てを順次に行うことができる。すなわち、適度に良好なスループットと必要十分な検査とを両立することができるのである。
【００６４】
以上のような基本処理手順への検査のための工程追加は操作パネル５１から容易に行うことができる。例えば、表２に示す３番目の基板については、表１に示したフローレシピのステップ１１とステップ１２との間に、操作パネル５１から新たなステップ１２として線幅測定器３３への基板搬送を組み込むだけで、次の表３に示すようなフローレシピを設定することができる。
【００６５】
【表３】

【００６６】
設定入力されたフローレシピは制御部４０の磁気ディスク４５に記憶される。操作パネル５１によって設定された表３のフローレシピに従って基板を順次搬送するように、ＣＰＵ４１が搬送ロボットＴＲを制御することにより、表２に示す３番目の基板についての処理が実現される。
【００６７】
同様に、表２に示す１番目の基板については、表１に示したフローレシピのステップ５とステップ６との間に、操作パネル５１から新たなステップ６として膜厚測定器３２への基板搬送を組み込むだけで、次の表４に示すようなフローレシピを設定することができる。
【００６８】
【表４】

【００６９】
設定入力されたフローレシピは制御部４０の磁気ディスク４５に記憶される。操作パネル５１によって設定された表４のフローレシピに従って基板を順次搬送するように、ＣＰＵ４１が搬送ロボットＴＲを制御することにより、表２に示す１番目の基板についての処理が実現される。
【００７０】
このように、本実施形態では、４つの検査部を通常の処理部（塗布処理部ＳＣ等）と同様の扱いとし、フローレシピに記述された処理手順における任意の順序位置に４つの検査部への基板搬送を操作パネル５１から個別に組み込むことができるようにしている。そして、検査部への基板搬送を組み込んだ処理手順を記述したフローレシピに従って基板を順次搬送するように、ＣＰＵ４１が搬送ロボットＴＲを制御しているのである。また、本実施形態では、表２に示すように、基板ごとに検査部への基板搬送を組み込んだ処理手順を記述したフローレシピを操作パネル５１から設定している。
【００７１】
以上のようにすれば、基板処理装置内にそれぞれが異なる内容の基板検査を行う４つの検査部が設けられているため、検査のために逐一基板を装置外に搬送することなく適宜必要な基板検査を行うことができる。その結果、スループットの低下を抑制しつつも適切な基板の検査を行うことができる。特に、近年は半導体基板の径が２００ｍｍから３００ｍｍへと大径化される傾向にあり、装置外への基板の搬送が困難になりつつあるため、基板処理装置内に検査部を設けて装置内で検査を行うことができればスループットの向上に繋がる。
【００７２】
また、基板処理装置内に検査部を設けることによって検査に要する時間が短縮され、仮に検査結果に不具合があった場合でも従来よりも著しく少数の基板について再処理を行うだけで足り、スループットをさらに向上させることができる。
【００７３】
また、それぞれが異なる内容の基板検査を行う４つの検査部を設けているため、必要に応じて適切な内容の検査を適宜行うことができ、検査結果に不具合があった場合でも、その不具合の原因となった工程を比較的容易に特定することができる。
【００７４】
また、４つの検査を選択的に行うことによって、スループットの低下を抑制することができる。特に、１組の複数の基板について同一の処理手順を行っている場合には、例えば表２に示した如き検査を実行することにより、適度に良好なスループットと必要十分な検査とを両立することができる。
【００７５】
また、本実施形態においては、図５に示す処理手順に従って基板を搬送することにより、基板処理装置内に基板の搬送経路が形成されることとなる。具体的には、インデクサＩＤから塗布処理ユニット１０に基板が搬入され、現像処理ユニット２０およびインターフェイスＩＦＢを通過して露光ユニットＳＴＰに搬送され、再び現像処理ユニット２０に戻された後、塗布処理ユニット１０を通過してインデクサＩＤに戻されるという搬送経路である。
【００７６】
そして、検査ユニット３０は、塗布処理ユニット１０と現像処理ユニット２０との接続部分に設けられている。ここで、例えば膜厚測定についてはレジスト塗布後の熱処理の後、露光処理前に行われるものであり（図６参照）、検査ユニット３０の膜厚測定器３２は上記搬送経路の途中であって塗布処理ユニット１０から露光ユニットＳＴＰに至るまでの位置に設けられていることとなる。また、線幅測定、重ね合わせ測定およびマクロ欠陥検査のそれぞれについては、現像後の熱処理の後、インデクサＩＤに戻される前に行われるものであり（図６参照）、検査ユニット３０の線幅測定器３３、重ね合わせ測定器３４およびマクロ欠陥検査器３５はいずれも上記搬送経路の途中であって現像処理ユニット２０からインデクサＩＤに戻るまでの位置に設けられていることとなる。
【００７７】
すなわち、４つの検査部のそれぞれは、上記搬送経路の途中であって、その検査内容に応じた位置に配置されていることとなる。従って、基板の検査を行うために搬送経路を変更する必要がなくなり、スループットの低下を抑制することができる。
【００７８】
また、本実施形態においては、検査ユニット３０内の４つの検査部における検査結果に応じた処理が実行される。例えば、膜厚測定器３２において測定されたレジスト膜厚に基づいてレジスト膜厚に影響を与える因子、すなわち塗布処理部ＳＣにおけるスピン回転数、レジスト温度、雰囲気温度やその塗布処理部ＳＣに対応する空調部ＡＣＵの温湿度等がフィードバック制御される。より具体的には、例えば膜厚測定器３２において測定されたレジスト膜厚が目標値よりも厚い場合には、塗布処理部ＳＣにおけるスピン回転数を大きくし、目標値よりも薄い場合には、塗布処理部ＳＣにおけるスピン回転数を小さくする。また、膜厚測定器３２において測定されたレジスト膜厚に基づいて、露光後加熱処理部ＰＥＢにおけるベーク温度がフィードフォワード制御される。
【００７９】
同様に、線幅測定器３３において測定されたパターンの線幅に基づいて線幅に影響を与える因子、具体的には露光後加熱処理部ＰＥＢにおけるベーク温度や現像処理部ＳＤにおける現像液温度等がフィードバック制御される。
【００８０】
また、重ね合わせ測定器３４における検査結果に不具合がある場合には、露光ユニットＳＴＰでの処理に異常がある旨のアラームを発する。さらに、マクロ欠陥検査器３５における検査結果に不具合がある場合には、塗布処理部ＳＣや現像処理部ＳＤにおいて異常がある旨のアラームを装置が発したり、空調部ＡＣＵのウルパフィルタ１６の交換を要求する。
【００８１】
このように、各検査部による検査結果に基づいて、基板処理装置の各処理部のいずれかにおける処理条件を適宜変更したり、アラームを発生して作業者に迅速に異常を知らせることにより、基板処理内容が安定する状態に装置を維持することができるとともに、検査結果に不具合があった場合でも再処理の必要な基板を最小数に抑制することができる。
【００８２】
また、フローレシピに記述された処理手順における任意の順序位置に４つの検査部への基板搬送を個別に組み込むことができるため、基板に対する検査を自由度の高いものとすることができ、基板の全数検査や抜き取り検査を容易に行うことができる。
【００８３】
＜変形例＞
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、基板処理装置の配置構成を図１に示す如きとしていたが、これを図７に示すようにしても良い。図７において、図１と同じ符号を付しているものは同様の機能を有するものであり、その詳説は省略する。図７に示す基板処理装置を構成する要素のうち図１の装置に存在しないものはインターフェイスＩＦＣである。インターフェイスＩＦＣには、図示を省略する移載ロボットと、検査ユニット３０とが設けられている。インターフェイスＩＦＣは、インデクサ受け渡し部ＩＤＦ、インターフェイスＩＦＢおよび塗布処理ユニット１０の間で基板の受け渡しを行うとともに、検査ユニット３０に対する基板の搬入／搬出を担当する。
【００８４】
また、図７に示す基板処理装置は、図１の装置とユニット配置が異なり、露光ユニットＳＴＰがインターフェイスＩＦＢを介して基板処理装置の側方に配置されている。図７の基板処理装置における基本的な処理手順は、図５に示したのと同じである。但し、ユニット配置が異なるため、基板処理装置内に形成される搬送経路は図１の装置とは異なる。具体的には、インデクサＩＤからインデクサ受け渡し部ＩＤＦ、インターフェイスＩＦＣを通って塗布処理ユニット１０に基板が搬入され、再びインターフェイスＩＦＣおよびインターフェイスＩＦＢを通過して露光ユニットＳＴＰに搬送され、さらにインターフェイスＩＦＢ、インターフェイスＩＦＣおよび塗布処理ユニット１０を通過して現像処理ユニット２０に搬送された後、塗布処理ユニット１０を通過してインデクサＩＤに戻されるという搬送経路となる。
【００８５】
図７の基板処理装置においても、装置内にそれぞれが異なる内容の基板検査を行う４つの検査部が設けられているため、上述した図１の基板処理装置によるのと同様の効果を得ることができる。換言すれば、ユニット配置にかかわらず、それぞれが異なる内容の基板検査を行う複数の検査部を装置内に設けることによって上記実施形態と同様の効果を得ることができるのである。
【００８６】
また、図７の装置において検査ユニット３０はインターフェイスＩＦＣに設けられており、膜厚測定器３２は上記搬送経路の途中であって塗布処理ユニット１０から露光ユニットＳＴＰに至るまでの位置に設けられていることとなる。さらに、線幅測定器３３、重ね合わせ測定器３４およびマクロ欠陥検査器３５はいずれも上記搬送経路の途中であって現像処理ユニット２０からインデクサＩＤに戻るまでの位置に設けられていることとなる。すなわち、図１の基板処理装置と同様に４つの検査部のそれぞれは、上記搬送経路の途中であって、その検査内容に応じた位置に配置されていることとなる。従って、基板の検査を行うために搬送経路を変更する必要がなくなり、スループットの低下を抑制することができる。
【００８７】
また、基板処理装置の配置構成を図８に示すようにしても良い。図８において、図１と同じ符号を付しているものは同様の機能を有するものであり、その詳説は省略する。図８に示す基板処理装置が図１と異なるのは検査ユニット３０に代えて、２つの検査部８０，９０をインデクサ受け渡し部ＩＤＦに設けている点である。検査部８０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ことができる。すなわち、検査部８０は、上記の膜厚測定器３２、線幅測定器３３および重ね合わせ測定器３４の３つの検査部の機能を併せ持つ。一方、検査部９０は、上記のマクロ欠陥検査器３５と同じであり、基板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の判定（マクロ欠陥検査）を行う。
【００８８】
検査部８０，９０への基板の受け渡しはインデクサ受け渡し部ＩＤＦに設けられた基板移載ロボットが行う。すなわち、当該基板移載ロボットが搬送部として機能する。図８の基板処理装置におけるフローレシピに検査工程を組み込むときは、フローレシピに記述された処理手順における任意の順序位置に検査部８０および／または検査部９０への基板搬送を操作パネル５１から個別に組み込む。検査部８０への基板搬送をフローレシピに組み込んだときに、如何なる検査を行うかについては別のレシピを検査部８０に渡すこととなる。このようにしても、基板処理装置内に基板検査を行う検査部が設けられているため、検査のために逐一基板を装置外に搬送することなく適宜必要な基板検査を行うことができる。その結果、スループットの低下を抑制しつつも適切な基板の検査を行うことができる。また、フローレシピに記述された処理手順における任意の順序位置に検査部への基板搬送を組み込むことができるため、基板に対する検査を自由度の高いものとすることができる。
【００８９】
また、上記実施形態においては、現像処理部、塗布処理部、冷却処理部、加熱処理部および露光後加熱処理部を総称して処理部としていたが、処理部はこれらに限定されるものではなく、装置の処理内容に応じて適宜に組み合わせることができ、例えば上記以外にも基板の端縁部の露光処理を行うエッジ露光処理部やブラシ等を用いて基板の表面洗浄を行う洗浄処理部を含ませるようにしても良い。
【００９０】
また、上記実施形態においては、装置内にそれぞれが異なる内容の基板検査を行う４つの検査部を設けていたが、検査部は必要な検査内容に応じて１つ以上設けるようにしておけば良い。また、検査部における検査内容についても上記実施形態に限定されるものでないことは勿論である。
【００９１】
検査部が１つの場合であっても、フローレシピに記述された処理手順における任意の順序位置に検査部への基板搬送を組み込み、フローレシピに従って基板を順次搬送するようにＣＰＵ４１が搬送ロボットＴＲを制御すれば、基板に対する検査を自由度の高いものとすることができる。
【００９２】
また、上記実施形態においては、１組の複数の基板について同一の処理手順に従って基板を順次搬送する場合に、１組の複数の基板のそれぞれについて４つの検査のうちの１つを順次行うようにしていたが、これに限定されるものではなく、１組の複数の基板の一部または全部のそれぞれを４つの検査部のうちから選択された１つの検査部に搬送することにより、４つの検査部のそれぞれには少なくとも１組の複数の基板のうちの１枚が搬送されるようにしておいても良い。このようにすれば、若干の検査工程の追加だけで全ての検査を行うことができ、適度に良好なスループットと必要十分な検査とを両立することができる。
【００９３】
また、上記実施形態においては、４つの検査部を積層して平面的には１箇所に配置していたが、４つの検査部の配置形態はこれに限定されるものではなく、装置内の任意の位置に設けることが可能であり、さらに４つの検査部を積層するのではなくそれぞれを別個の位置に設けるようにしても良い。但し、スループットの低下を抑制するべく、各検査部のそれぞれを搬送経路の途中であって、その検査内容に応じた位置に配置しておくのが好ましい。
【００９４】
また、上記実施形態においては、基板ごとに検査部への基板搬送を組み込んだ処理手順を記述したフローレシピを操作パネル５１から設定していたが、所定枚数の１組の基板ごと、例えばインデクサＩＤに載置されるキャリアごとに検査部への基板搬送を組み込んだ処理手順を記述したフローレシピを設定するようにしても良い。この場合、あるキャリアについて例えば表３のフローレシピを設定したとすると、そのキャリアに収納されている全ての基板について表３のフローレシピに従って基板を順次搬送するように、ＣＰＵ４１が搬送ロボットＴＲを制御する。
【００９５】
また、フローレシピに記述された処理手順における任意の順序位置に４つの検査部への基板搬送を操作パネル５１から個別に組み込むことができるものであるため、２つ以上の検査内容を組み込んだフローレシピを設定するようにしても良い。例えば、表１に示したフローレシピのステップ５とステップ６との間に新たなステップ６として膜厚測定器３２への基板搬送を組み込むとともに、ステップ１１とステップ１２との間に線幅測定器３３への基板搬送を組み込むと、次の表５に示すようなフローレシピを設定することができる。
【００９６】
【表５】

【００９７】
表５のフローレシピに従って基板を順次搬送するように、ＣＰＵ４１が搬送ロボットＴＲを制御することにより、レジストの膜厚測定およびパターンの線幅測定を実行することができる。
【００９８】
また、上記実施形態においては、検査部への基板搬送を組み込んだフローレシピの設定を操作パネル５１から行うようにしていたが、これに限定されるものではなく、基板処理装置の外部、例えばホストコンピュータから検査部への基板搬送を組み込んだフローレシピの設定を行い、それを通信部４６を介して送信し、制御部４０の磁気ディスク４５に記憶するようにしても良い。
【００９９】
さらに、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３０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、検査部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）にパーティクル検査を行う検査部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、その層間絶縁膜の焼成状態を検査する検査部を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に検査部を配置するようにしても良い。いずれの場合であっても、基板処理装置内に基板検査を行う検査部が設けられているため、検査のために逐一基板を装置外に搬送することなく適宜必要な基板検査を行うことができる。その結果、スループットの低下を抑制しつつも適切な基板の検査を行うことができる。また、フローレシピに記述された処理手順における任意の順序位置に検査部への基板搬送を組み込むことにより、基板に対する検査を自由度の高いものとすることができる。
【０１００】
【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、基板処理装置内にそれぞれが異なる内容の基板検査を行う複数の検査部を備えているため、必要に応じて適宜に装置内にて基板の検査を行うことができ、スループットの低下を抑制しつつも適切な基板の検査を行うことができる。また、搬送部が１組の複数の基板を同一の処理手順に従って順次搬送することにより当該１組の複数の基板には同一の処理が行われ、搬送部がそれら１組の複数の基板の一部または全部のそれぞれを複数の検査部のうちから選択された１つの検査部に搬送して、複数の検査部のそれぞれには１組の複数の基板のうちの少なくとも１枚が搬送されるため、各基板については検査のための１工程を追加するだけで、１組の複数の基板全体については複数の検査の全てを順次に行うことができ、その結果、適度に良好なスループットと必要十分な検査とを両立することができる。
【０１０３】
また、請求項２の発明によれば、処理手順に従った搬送経路が形成され、複数の検査部のそれぞれは、当該搬送経路の途中であって、その検査内容に応じた位置に配置されるため、基板の検査を行うために搬送経路を変更する必要がなく、スループットの低下を抑制することができる。
【０１０４】
また、請求項３の発明によれば、複数の検査部による検査結果に基づいて、複数の処理部のいずれかにおける処理条件を変更しているため、基板処理内容が安定する状態に装置を維持することができる。
【０１０５】
また、請求項４の発明によれば、基板処理装置が基板に対してレジスト塗布処理および現像処理を行い、複数の検査部は、レジストの膜厚測定部、パターンの線幅測定部、パターンの重ね合わせ測定部およびマクロ欠陥検査部のうちの少なくとも２つを含むため、必要に応じて適宜に装置内にて膜厚測定等の基板検査を行うことができ、スループットの低下を抑制しつつも適切な基板の検査を行うことができる。
【０１０６】
また、請求項５の発明によれば、１組の複数の基板の一部または全部のそれぞれに対して複数の基板検査のうちから選択された１つの検査を行い、複数の検査のそれぞれは１組の複数の基板のうちの少なくとも１枚に対して行われるため、各基板については検査のための１工程を追加するだけで、１組の複数の基板全体については複数の検査の全てを順次に行うことができ、その結果、スループットの低下を抑制しつつも適切な基板の検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の配置構成を示す平面図である。
【図２】図１の基板処理装置をＶ−Ｖ線から見た縦断面図である。
【図３】図１の基板処理装置の検査ユニットを示す斜視図である。
【図４】図１の基板処理装置の制御機構を説明するための機能ブロック図である。
【図５】図１の基板処理装置における処理手順の一例を示す図である。
【図６】図１の基板処理装置における検査工程を考慮した処理手順の一例を示す図である。
【図７】本発明に係る基板処理装置の配置構成の他の例を示す平面図である。
【図８】本発明に係る基板処理装置の配置構成の他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０塗布処理ユニット
２０現像処理ユニット
３０検査ユニット
３２膜厚測定器
３３線幅測定器
３４重ね合わせ測定器
３５マクロ欠陥検査器
４０制御部
４１ＣＰＵ
４５磁気ディスク
４６通信部
８０，９０検査部
５１操作パネル
ＳＣ塗布処理部
ＳＤ現像処理部
ＴＲ搬送ロボット

Claims

複数の処理部間にて所定の処理手順に従って搬送部が基板を順次搬送することにより基板に処理を行う基板処理装置であって、
前記基板処理装置内にそれぞれが異なる内容の基板検査を行う複数の検査部を備え、
前記搬送部が１組の複数の基板を同一の処理手順に従って順次搬送することにより当該１組の複数の基板には同一の処理が行われ、
前記搬送部が前記１組の複数の基板の一部または全部のそれぞれを前記複数の検査部のうちから選択された１つの検査部に搬送して、前記複数の検査部のそれぞれには前記１組の複数の基板のうちの少なくとも１枚が搬送され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、
前記処理手順に従った搬送経路が形成され、
前記複数の検査部のそれぞれは、前記搬送経路の途中であって、その検査内容に応じた位置に配置されることを特徴とする基板処理装置。
請求項１または請求項２記載の基板処理装置において、
前記複数の検査部による検査結果に基づいて、前記複数の処理部のいずれかにおける処理条件を変更することを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記基板処理装置は、基板に対してレジスト塗布処理および現像処理を行い、
前記複数の検査部は、レジストの膜厚測定部、パターンの線幅測定部、パターンの重ね合わせ測定部およびマクロ欠陥検査部のうちの少なくとも２つを含むことを特徴とする基板処理装置。
１組の複数の基板を同一の処理手順に従って複数の処理部間で搬送することにより基板処理を行いつつ、当該１組の複数の基板に異なる内容の複数の基板検査を行う基板検査方法であって、
前記１組の複数の基板の一部または全部のそれぞれに対して前記複数の基板検査のうちから選択された１つの検査を行い、前記複数の検査のそれぞれは前記１組の複数の基板のうちの少なくとも１枚に対して行われることを特徴とする基板検査方法。