JP4448082B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
補正データの一例は、前工程から当該基板処理装置での処理が開始されるまでの基板の待機時間である。たとえば、レジストをマスクとしたドライエッチング(前工程)を行った後の基板表面に残るレジスト残渣(ポリマー)を除去する基板処理装置の場合には、基板上に残留している微少量のエッチングガスのために、基板の待機時間中に化学反応が徐々に進む。この化学反応は、むろん、基板の待機時間が長くなるほど進行する。そこで、基板の待機時間を補正データとしてメインコントローラに与えると、メインコントローラは、その化学反応の進行に合わせてレシピデータを補正する。
一方、基板上に形成されるパターンの微細化および高精細化に伴い、基板処理装置の形態は、複数枚の基板を一括して処理するバッチ型から、基板を一枚ずつ処理する枚葉型へと移行しつつある。枚葉型の基板処理装置は、たとえば、インデクサ部と基板処理部とを備えている。インデクサ部は、複数枚(たとえば25枚)の基板を収容可能なキャリヤ(カセット、ポッドその他の基板収容容器)を保持するキャリヤ保持部と、このキャリヤ保持部に保持されたキャリヤに対して基板を出し入れするインデクサロボットとを備えている。基板処理部は、複数の処理ユニットと、この複数の処理ユニットに対して基板を出し入れする基板搬送ロボットとを備えている。この基板搬送ロボットとインデクサロボットとは、基板の受け渡しを行えるように配置される。
それにも拘わらず、前述の先行技術では、メインコントローラで補正されたレシピデータに従う共通の処理が複数枚の基板に対して施されるようになっている。したがって、個々の基板に対して最適化された処理を施すことができない。
したがって、前述の先行技術では、この観点からも、個々の基板に対して最適化された処理を施すことができているとは言えない。
この構成によれば、個々の処理ユニットにおけるレシピデータの補正内容がメインコントローラに通知されるので、メインコントローラでは、個々の基板または基板群に対する処理の履歴を管理することができる。処理ユニットにおけるレシピデータの補正内容は、メインコントローラにおいて保持され、必要に応じて、ホストコントローラ(55)や使用者によって参照できるようになっていることが好ましい。
この構成によれば、個々の処理ユニットにおける基板処理雰囲気の状態に応じてレシピデータに補正を施すことができる。その結果、個々の基板毎または個々の基板群毎の処理状況に応じて基板処理内容を最適化することができ、基板処理品質を一層向上できる。例えば、当該基板処理装置に処理対象の基板が搬入されてから、処理ユニットにおいて実際に基板が処理されるまでの間に、処理ユニットにおける基板処理雰囲気(基板処理環境)が変動する場合もある。このような場合であっても、個々の基板または基板群毎に適切な処理を施すことができる。また、逆に、処理ユニットにおける雰囲気管理を厳密に行う必要がなくなることから、高価な空気調和ユニットを省くことが可能になり、装置のコストダウンを図ることができる。
この構成によれば、前工程から実際に処理を受けるまでの待機時間に応じてレシピデータを補正することができる。したがって、前工程の後に基板上で何らかの化学反応が進行し、時間経過に伴って基板表面の状態が刻々と変化していくような場合であっても、処理ユニットでの処理直前の基板の状態に応じた適切な内容の基板処理を行うことができる。これにより、基板処理品質を一層向上することができる。
前記補正関数の係数または補正テーブルの内容は、たとえば、ホストコントローラや使用者によって変更できるようになっていることが好ましい。これにより、レシピデータの補正の態様を変更することができる。
補正データに基づくレシピデータの補正は、メインコントローラにおいて行ってもよいし、ユニットコントローラにおいて行ってもよい。ユニットコントローラにおいて少なくとも一部の補正データに基づくレシピデータの補正を行う場合には、当該補正データは、メインコントローラからユニットコントローラへと送信される。
補正データ受付手段は、ホストコントローラからの補正データを受け付けるものであってもよいし、使用者による補正データの入力を受け付けるものであってもよいし、それらの両方を受け付けるものであってもよい。
この構成により、ユニットコントローラにおいて、外部から与えられた補正データに基づくレシピデータの補正を行うことができる。
この構成により、ユニットコントローラにおいて、待機時間データに基づくレシピデータの補正を行うことができる。たとえば、請求項5の構成と組み合わせる場合には、ユニットコントローラにおいて、個々の基板または基板群が実際に処理を受けるまでの前工程からの待機時間を演算することができるので、個々の基板または基板群の実際の待機時間に応じた適切な処理を行うことができる。
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。この基板処理装置は、半導体ウエハ等の基板に対して処理液を用いた処理を施すための枚葉型の装置であり、半導体製造工場等のクリーンルーム内に設置されて用いられるものである。
インデクサ部1は、複数のキャリヤCを所定の水平方向に沿って保持することができるようになっている。このインデクサ部1は、保持された複数のキャリヤCに対して、未処理基板の搬出および処理済み基板の搬入を実行するインデクサロボット3を備えている。キャリヤCは、基板を密閉した状態で収納するFOUP(Front Opening Unified Pod)であってもよく、SMIF(Standard Mechanical Inter Face)ポッドであってもよく、また、OC(Open Cassette)であってもよい。
処理ユニット11〜14は、基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式のポリマー除去処理ユニットであり、基板Wを水平に保持して回転させるためのスピンチャック20を処理室21内に備え、さらに、スピンチャック20に保持された基板Wの上面にポリマー除去のための薬液であるポリマー除去液を供給するための薬液ノズル22と、スピンチャック20に保持された基板Wの上面に純水を供給するための純水ノズル23とを備えている。
また、回収液捕獲部32を基板Wの周端面に対向させた状態では、基板Wから飛散する処理液(主として薬液)を回収液捕獲部32で捕獲することができる。回収液捕獲部32で捕獲された処理液は、回収液捕獲部32を伝って流下し、処理カップ24の回収溝26に集められて、この回収溝26から、使用後の処理液を帰還させる処理液帰還配管である回収配管26Aを通って、薬液キャビネット(図示せず)へと回収される。
処理ユニット11〜14には、ユニット内の各部を制御するためのユニットコントローラ41〜44がそれぞれ備えられている。このユニットコントローラ41〜44は、スピンチャック20に回転力を与える回転駆動機構45およびスプラッシュガード30を昇降させる昇降駆動機構46の動作を制御し、薬液供給バルブ37および純水供給バルブ40の開閉を制御し、さらに、温度調節器36の通電制御を行う。また、ユニットコントローラ41〜44には、個々の処理ユニット11〜14の処理室21内の雰囲気の状態を検出する少なくとも1つの雰囲気状態センサ48が接続されている。雰囲気状態センサ48は、基板処理に影響を与える雰囲気状態を検出するものであり、その例としては、処理室内21の温度を検出する温度センサ、処理室21内の湿度を検出する湿度センサ、処理室21内の気圧を検出する気圧センサ、処理室21の排気流量(処理室内排気ダクト19内の排気風量)を検出する排気流量センサを挙げることができる。
補正制御部62は、ホストコントローラ55または操作部58から、外部入力としての補正データを受け付け、これを補正データ記憶部61に格納する。また、補正処理部63は、レシピデータベース60から基本レシピデータを読み出し、これに対して補正データに基づく補正を施して実行レシピデータを作成して、実行レシピデータ記憶部64に格納する。データ送信部65は、実行レシピデータ記憶部64から実行レシピデータを読み出して、ユニットコントローラ41〜44へと送信する。
図4は、ユニットコントローラ41〜44の電気的構成を説明するためのブロック図である。ユニットコントローラ41〜44は、センサデータ入力部70と、経過時間計測部71と、補正データ処理部72と、補正関数データ保持部73と、メイン補正データ保持部74と、ローカル補正データ保持部75と、実行レシピデータ保持部76と、最終実行レシピデータ保持部77と、基板処理制御部78と、前工程終了から当該処理ユニットにおいて基板Wの処理が開始されるまでの総経過時間を演算する総経過時間演算部79を備えている。さらに、ユニットコントローラ41〜44は、メインコントローラ51からローカルエリアネットワーク50を介してデータを受信するデータ受信部68と、ローカルエリアネットワーク50を介してメインコントローラ51にデータを送信するデータ送信部69とを備えている。
補正関数データ保持部73には、状態パラメータに基づいて実行レシピデータに対して施すべき補正量を表すローカル補正データを計算するための関数式またはテーブルが保存されている。基板処理に適用される処理レシピ毎(または使用薬液毎)にローカル補正データの計算方法が異なる場合には、処理レシピ毎(または使用薬液毎)に、関数式またはテーブルが補正関数データ保持部73に保持されることになる。補正関数データ保持部73に保持される関数の係数またはテーブルの内容は、たとえば、ホストコントローラ55からの指示または操作部58を介する使用者の入力によって、変更可能とされていることが好ましい。
補正データ処理部72は、さらに、補正後のレシピデータである最終実行レシピデータを最終実行レシピデータ保持部77に格納する。この最終実行レシピデータの演算は、この実施形態では、1枚の基板Wを処理する毎に行われる。
経過時間データは、時間t1の形式で与えられる場合と、時間t1に対応した液処理補正時間T1の形式で与えられる場合とがある。液処理補正時間T1の形態で引き渡された場合、ユニットコントローラ41〜44の総経過時間演算部79は、実行レシピデータ保持部76に保持されている実行レシピデータを参照することによって処理レシピの種類(すなわち、使用薬液の種類)を特定し、さらに、当該処理レシピの種類(薬液の種類)に対応する補正関数を補正関数データ保持部73の保持データのなかから参照する。そして、この補正関数に基づいて、経過時間t1を求める。
図6は、前記基板処理装置による基板処理の流れを説明するためのフローチャートである。前工程(ドライエッチング工程)を終えた基板Wは、キャリヤCに収容された状態で基板処理装置に搬入される(S1)。その後、ホストコントローラ55または操作部58から、メインコントローラ51に対して、処理条件(レシピの指定および前工程からの経過時間データその他の補正データ)が入力され、さらに、処理開始指示が与えられる(S2)。
ユニットコントローラ41〜44では、センサデータ入力部70から雰囲気状態データを取り込む。また、メインコントローラ51から与えられる経過時間データと経過時間計測部71によって計測される経過時間t2とに基づいて、前工程からの総経過時間t3が算出される(S5)。
この基板処理装置は、露光機とインライン接続することができる、いわゆるコータ・デベロッパ装置であり、露光機と協働することによって、基板表面にフォトレジストパターンを形成する装置である。より具体的には、この基板処理装置は、基板表面にフォトレジストを塗布するコータユニット81と、基板表面のフォトレジスト膜を加熱するためのベークユニット82と、露光機によって露光された後のフォトレジスト膜を現像するためのデベロッパユニット83と、現像後のフォトレジストパターンをマスクとして、フォトレジストパターン下の薄膜等をエッチングするエッチングユニット84と、処理を終えた基板を検査するための検査ユニット85とを備えている。図7では、コータユニット81、熱処理ユニットとしてのベークユニット82、デベロッパユニット83およびエッチングユニット84が各1個ずつ図示されているが、実際のコータ・デベロッパ装置では、これらのユニットがそれぞれ複数個備えられ、メインコントローラ51は多数の処理ユニットの制御を司ることになる。
たとえば、ベークユニット82では、露光機による露光処理後のベーク処理(PEB:Post Exposure Bake)が行われる。このベークユニット82での露光後ベーク処理の条件を規定する基本レシピデータはメインコントローラ51のレシピデータベース60に予め格納されている。
メインコントローラ51では、補正制御部62によって、処理データ(たとえば露光量)に基づく基本レシピデータの補正が行われ、実行レシピデータが作成される。より具体的には、補正制御部62は、露光量が多いほどベーク処理時間を短くするように基本レシピデータを補正して実行レシピデータを作成する。この実行レシピデータが、ベークユニット82に対応したユニットコントローラ42に与えられる。また、前記経過時間データもユニットコントローラ42に与えられる。
このようにして、実行レシピデータをユニットコントローラ42において補正した最終実行レシピデータが得られ、基板処理制御部78は、その最終実行レシピデータに従って、露光後ベーク処理を実行する。
さらに、前述の実施形態では、基板処理装置に基板が投入されてから当該基板が処理ユニットで実際に処理されるまでの経過時間を計測するようにしているが、1枚の基板の処理に要する時間がほぼ一定とみなすことができる場合には、処理された基板の枚数を計数し、その計数結果に基づいて経過時間を推定するようにしてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
2 処理部
3 インデクサロボット
5 主搬送ロボット
6 搬送路
11〜14 処理ユニット
18 ファンフィルタユニット
19 処理室内排気ダクト
20 スピンチャック
21 処理室
22 薬液ノズル
23 純水ノズル
24 処理カップ
25 排液溝
25A 排液配管
26 回収溝
26A 回収配管
27 仕切壁
28 排気路
29 カップ内排気ダクト
30 スプラッシュガード
31 排液捕獲部
32 回収液捕獲部
33 仕切壁収納溝
35 薬液供給配管
36 温度調節器
37 薬液供給バルブ
38 薬液循環配管
39 純水供給配管
40 純水供給バルブ
41〜44 ユニットコントローラ
45 回転駆動機構
46 昇降駆動機構
48 雰囲気状態センサ
50 ローカルエリアネットワーク
51 メインコントローラ
52 インデクサコントローラ
53 主搬送コントローラ
55 ホストコントローラ
57 表示部
58 操作部
60 レシピデータベース
61 補正データ記憶部
62 補正制御部
63 補正処理部
64 実行レシピデータ記憶部
65 データ送信部
66 データ受信部
68 データ受信部
69 データ送信部
70 センサデータ入力部
71 経過時間計測部
72 補正データ処理部
73 補正関数データ保持部
74 メイン補正データ保持部
75 ローカル補正データ保持部
76 実行レシピデータ保持部
77 最終実行レシピデータ保持部
78 基板処理制御部
79 総経過時間演算部
81 コータユニット
82 ベークユニット
83 デベロッパユニット
84 エッチングユニット
85 検査ユニット
W 基板
Claims (9)
- 基板に対して処理を施すための処理ユニットと、
基板処理の内容を表すレシピデータを保持するメインコントローラと、
前記処理ユニットに備えられ、前記メインコントローラと通信可能に接続されたユニットコントローラと、
前記処理ユニットに備えられ、当該処理ユニットに供給されて処理される個々の基板毎または所定枚数の基板群毎の状態に関連する状態パラメータを検出する状態パラメータ検出手段とを含み、
前記ユニットコントローラは、
前記メインコントローラからレシピデータを受信するレシピデータ受信手段と、
このレシピデータ受信手段によって受信されたレシピデータに対して、前記状態パラメータ検出手段による検出結果に応じた補正を施して、最終実行レシピデータを作成するレシピデータ補正手段と、
このレシピデータ補正手段によって補正された最終実行レシピデータに従って基板処理を制御する基板処理制御手段とを含む、基板処理装置。 - 前記ユニットコントローラは、さらに、前記レシピデータ補正手段による補正内容を前記メインコントローラに通知する補正内容通知手段を含む、請求項1記載の基板処理装置。
- 前記状態パラメータ検出手段は、前記処理ユニットにおける基板処理雰囲気の状態を検出する雰囲気状態検出手段を含む、請求項1または2記載の基板処理装置。
- 前記状態パラメータ検出手段は、当該基板処理装置による処理前の工程である前工程の終了から当該処理ユニットにおいて処理されるまでの個々の基板または前記所定枚数の基板群の待機時間を求める待機時間演算手段を含む、請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置。
- 前記待機時間演算手段は、
前工程の終了から当該基板処理装置に搬入されて、当該基板処理装置による処理が開始されるまでの基板の待機時間である第1待機時間に相当するデータを取得する第1待機時間取得手段と、
当該基板処理装置による処理が開始されてから個々の基板または前記所定枚数の基板群に対する前記処理ユニットによる処理が開始されるまでの待機時間である第2待機時間を計測する第2待機時間計測手段と、
前記第1待機時間および第2待機時間を加算して総待機時間を求める総待機時間演算手段とを含む、請求項4記載の基板処理装置。 - 前記レシピデータ補正手段は、レシピデータによって指定される複数の処理種別にそれぞれ対応する複数の補正関数または補正テーブルを備え、この補正関数または補正テーブルに従って、前記状態パラメータ検出手段によって検出される状態パラメータに応じた補正をレシピデータに対して施すものである、請求項1ないし5のいずれかに記載の基板処理装置。
- 前記メインコントローラは、レシピデータに対する補正データを外部から受け付ける補正データ受付手段を含む、請求項1ないし6のいずれかに記載の基板処理装置。
- 前記メインコントローラは、前記補正データ受付手段によって受け付けられた補正データの一部または全部を前記ユニットコントローラに送信する補正データ送信手段をさらに含む、請求項7記載の基板処理装置。
- 前記補正データ受付手段は、前工程から当該基板処理装置による処理が開始されるまでの基板の待機時間を表す待機時間データを受け付ける手段を含み、
前記補正データ送信手段は、前記待機時間データを前記処理ユニットに送信する手段を含む、請求項8記載の基板処理装置。
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