以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
〔第一実施形態〕
(基板処理システム)
第一実施形態に係る基板処理システム1は、塗布・現像装置2と露光装置3とを備える。露光装置3は、レジスト膜(感光性被膜)の露光処理を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜の露光対象部分にエネルギー線を照射する。エネルギー線としては、例えばArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、g線、i線又はEUV(Extreme Ultraviolet、極端紫外線)が挙げられる。
塗布・現像装置2(基板処理装置)は、露光装置3による露光処理の前に、ウェハW(基板)の表面にレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。図1〜図4に示すように、塗布・現像装置2は、キャリアブロック4と、処理ブロック5と、インターフェースブロック6と、制御部100と、通信部200とを備える。キャリアブロック4、処理ブロック5及びインターフェースブロック6は、水平方向に並んでいる。
キャリアブロック4は、キャリアステーション12と搬入・搬出部13とを有する。搬入・搬出部13はキャリアステーション12と処理ブロック5との間に介在する。
キャリアステーション12は、複数のキャリア11を支持する。キャリア11は、複数枚のウェハWを密封状態で収容し、ウェハWを出し入れするための開閉扉(不図示)を一側面11a側に有する。キャリア11は、側面11aが搬入・搬出部13側に面するように、キャリアステーション12上に着脱自在に設置される。
搬入・搬出部13は、キャリアステーション12上の複数のキャリア11にそれぞれ対応する複数の開閉扉13aを有する。側面11aの開閉扉と開閉扉13aとを同時に開放することで、キャリア11内と搬入・搬出部13内とが連通する。搬入・搬出部13は受け渡しアームA1を内蔵している。受け渡しアームA1は、キャリア11からウェハWを取り出して処理ブロック5に渡し、処理ブロック5からウェハWを受け取ってキャリア11内に戻す。
処理ブロック5は、下層膜形成(BCT)モジュール14と、レジスト膜形成(COT)モジュール15と、上層膜形成(TCT)モジュール16と、現像処理(DEV)モジュール17とを有する。これらのモジュールは、床面側からDEVモジュール17、BCTモジュール14、COTモジュール15、TCTモジュール16の順に積層されている。
BCTモジュール14は、複数の塗布ユニット(不図示)と、複数の熱処理ユニット(不図示)と、これらのユニットにウェハWを搬送する搬送アームA2とを内蔵しており、ウェハWの表面上に下層膜を形成する。塗布ユニットは、下層膜形成用の薬液をウェハWの表面に塗布する。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウェハWを加熱し、加熱後のウェハWを例えば冷却板により冷却して熱処理を行う。BCTモジュール14において行われる熱処理の具体例としては、薬液を硬化させるための加熱処理が挙げられる。
図3に示すように、COTモジュール15は、複数の塗布ユニットU1と、複数の熱処理ユニットU2と、これらのユニットにウェハWを搬送する搬送アームA3とを内蔵しており、下層膜上にレジスト膜を形成する。すなわち、COTモジュール15は、感光性被膜を形成するための成膜部として機能する。塗布ユニットU1は、レジスト膜形成用の薬液を下層膜の上に塗布する。熱処理ユニットU2は、例えば熱板によりウェハWを加熱し、加熱後のウェハWを例えば冷却板により冷却して熱処理を行う。COTモジュール15において行われる熱処理の具体例としては、薬液を硬化させるための加熱処理(PAB:Pre Applied Bake)が挙げられる。
TCTモジュール16は、複数の塗布ユニット(不図示)と、複数の熱処理ユニット(不図示)と、これらのユニットにウェハWを搬送する搬送アームA4とを内蔵しており、レジスト膜上に上層膜を形成する。塗布ユニットは、上層膜形成用の薬液をウェハWの表面に塗布する。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウェハWを加熱し、加熱後のウェハWを例えば冷却板により冷却して熱処理を行う。TCTモジュール16において行われる熱処理の具体例としては、薬液を硬化させるための加熱処理が挙げられる。
図4に示すように、DEVモジュール17は、複数の現像ユニットU3と、複数の熱処理ユニットU4と、これらのユニットにウェハWを搬送する搬送アームA5と、これらのユニットを経ずにウェハWを搬送する直接搬送アームA6とを内蔵している。現像ユニットU3は、露光されたレジスト膜の現像処理を行う。熱処理ユニットU4は、例えば熱板によりウェハWを加熱し、加熱後のウェハWを例えば冷却板により冷却して熱処理を行う。DEVモジュール17において行われる熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理(PEB:Post Exposure Bake)、現像処理後の加熱処理(PB:Post Bake)等が挙げられる。
処理ブロック5内におけるキャリアブロック4側には棚ユニットU10が設けられている。棚ユニットU10は、床面からTCTモジュール16に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットU10の近傍には昇降アームA7が設けられている。昇降アームA7は、棚ユニットU10のセル同士の間でウェハWを昇降させる。処理ブロック5内におけるインターフェースブロック6側には棚ユニットU11が設けられている。棚ユニットU11は床面からDEVモジュール17の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。
インターフェースブロック6は、受け渡しアームA8及びBSI(Back Surface Inspection)ユニット20を内蔵しており、露光装置3に接続される。受け渡しアームA8は、棚ユニットU11からBSIユニット20にウェハWを搬送した後、そのウェハWを露光装置3に渡し、露光装置3からウェハWを受け取って棚ユニットU11に戻す。インターフェースブロック6は、COTモジュール15(成膜部)及び露光装置3の間に介在する中継部に相当する。
BSIユニット20は、ウェハWの反りに関する計測データを取得するための反りデータ取得部として機能する。図5に示すように、BSIユニット20は、移送部30と、保持部40と、裏面検査部50と、計測部60と、基準検出部70とを有する。
移送部30は、スライドテーブル31と、アクチュエータ32とを有する。アクチュエータ32は、例えば電動モータ等の動力源を内蔵し、水平な直状の軸線L1に沿ってスライドテーブル31を移動させる。
保持部40は、複数の支柱33を介してスライドテーブル31上に固定されており、ウェハWの周縁部を保持するために用いられる。保持部40は、支持板41と、回転板42と、アクチュエータ43とを有する。支持板41は水平に配置され、複数の支柱33上に固定されている。支持板41において複数の支柱33に囲まれる領域には開口41aが形成されている。開口41aの内径は、ウェハWの外径に比べ大きい。
回転板42は支持板41上に水平に配置されており、開口41aに対応する開口42aを有する。開口42aの内径は、ウェハWの外径に比べ大きい。回転板42は、開口41a,42aの中心軸線まわりに回転自在となっている。アクチュエータ43は例えば電動モータ等の動力源を内蔵し、回転板42を回転させる。
開口42aの周縁部には、複数(例えば6個)の保持爪44が形成されている。複数の保持爪44は、開口42aを囲むように配置され、それぞれ開口42aの中心側に突出している。開口42a上には、表面Waを上にした状態でウェハWが配置される。複数の保持爪44は、開口42a上に配置されたウェハWの周縁部を支持する。なお、ウェハWの周縁部は、例えばウェハWの周縁から3mm以内の部分を意味する。保持部40は、保持爪44により支持するのみでウェハWを保持し、保持爪44上にウェハWを拘束しない。
裏面検査部50は、保持部40の下方に配置されており、ウェハWの裏面に対する付着物を検出するために用いられる。裏面検査部50は撮像画像を用いて異物を検出する画像検査装置であり、照明光源51と、撮像部52と、複数のミラー53,54を有する。
照明光源51は、保持部40に保持されたウェハWの裏面Wbを照射する。ミラー53,54は、裏面Wbの画像を撮像部52に導く。撮像部52は、ミラー53,54により導かれた画像を取得する。照明光源51、撮像部52及びミラー53,54は、スライドテーブル31、支柱33及び保持部40の移送を妨げない位置に固定されている。従って、上記移送部30がウェハWを移送すると、裏面検査部50の撮像部52による撮像箇所が変わる。
計測部60は、保持部40により保持されたウェハWの反りに関する計測を行うために用いられる。具体例として、計測部60は、保持部40により保持されたウェハWの下方(裏面側)に配置され、裏面Wbまでの距離を計測する。計測部60は、スライドテーブル31、支柱33及び保持部40の移送を妨げない位置に固定されている。従って、上記移送部30がウェハWを移送すると、計測部60による計測箇所が変わる。
計測部60は、例えばレーザー光を用いて裏面Wbまでの距離を計測するレーザー変位計であり、レーザー光源61と受光部62とを有する(図11参照)。レーザー光源61及び受光部62は、水平方向に沿って並置されている。レーザー光源61及び受光部62が並ぶ方向は、移送部30によるウェハWの移送方向に交差(例えば直交)している。
レーザー光源61は、裏面Wbにレーザー光を照射する。受光部62は、レーザー光の照射箇所の反射光を取得する。計測部60は、レーザー光源61から裏面Wbへのレーザー光の出射方向と、上記照射箇所から受光部62への光の入射方向とを用いた三角測量により、上記照射箇所までの距離を計測する。計測部60は、レーザー光源61及び受光部62の対向方向(移送部30によるウェハWの移送方向に直交する方向)に沿ってレーザー光の照射箇所を移動させながら、当該照射箇所までの距離を計測する。
BSIユニット20は、計測部60による計測値を取得する。この計測値には、ウェハWの自重の影響が含まれている。そこでBSIユニット20は、計測部60による計測値からウェハWの自重による影響を除去する演算を行い、この演算結果を反りに関する計測データとして取得する。
基準検出部70は、ウェハWの位置決め基準を検出するために用いられる。具体例として、基準検出部70は、ウェハWの周縁部に設けられたノッチWcを位置決め基準として検出する。基準検出部70は、光源71及び受光部72を有し、光源71の出射光が受光部72に到達しているかどうかに基づいてノッチWcを検出する。
通信部200は、露光装置3との間でデータ通信を行うために用いられる。
制御部100は1又は複数の制御用コンピュータにより構成され、塗布・現像装置2を制御するために用いられる。制御部100は、各処理の条件設定画面を表示する表示部(不図示)と、各処理の条件を入力する入力部(不図示)と、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取る読取部(不図示)とを有する。記録媒体は、塗布・現像装置2に基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録している。このプログラムが制御部100の読取部によって読み取られる。記録媒体としては、例えばハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、メモリーカード等が挙げられる。制御部100は、入力部に入力された各処理の条件と、読取部により読み取られたプログラムとに応じて塗布・現像装置2を制御する。
図6は、プログラムの実行により実現される個々の機能を仮想的な構成要素(以下、「機能ブロック」という。)として示したブロック図である。図6に示すように、制御部100は、機能ブロックとして、成膜制御部111と、現像制御部112と、裏面検査制御部113と、位置決め制御部114と、計測制御部115と、通信制御部116と、中継制御部117とを備える。
成膜制御部111は、ウェハWの表面Wa上に下層膜を形成するようにBCTモジュール14を制御し、下層膜上にレジスト膜を形成するようにCOTモジュール15を制御し、レジスト膜上に上層膜を形成するようにTCTモジュール16を制御する。
現像制御部112は、露光後のレジスト膜の現像処理を行うようにDEVモジュール17を制御する。
裏面検査制御部113は、成膜制御部111による制御の後、計測制御部115による制御の前に、ウェハWの裏面Wbに対する付着物を裏面検査部50に探索させるようにBSIユニット20を制御する。
位置決め制御部114は、計測制御部115による制御の前に、ウェハWのノッチWcを基準検出部70に検出させることで、ウェハWの位置決めを行うようにBSIユニット20を制御する。
計測制御部115は、成膜制御部111による制御の後、中継制御部117による制御の前に、反りに関する計測データを取得するようにBSIユニット20を制御する。
通信制御部116は、BSIユニット20が取得した計測データを露光装置3に送信するように通信部200を制御する。
中継制御部117は、ウェハWを受け渡しアームA8によって露光装置3に送り出し、ウェハWを受け渡しアームA8によって露光装置3から受け入れるようにインターフェースブロック6を制御する。
(基板処理方法)
以下、図7を参照し、基板処理システム1を用いた基板処理方法について説明する。まず、成膜制御部111により塗布・現像装置2を制御し、ウェハWの表面Wa上に下層膜、レジスト膜及び上層膜を形成する(ステップS1)。具体的に、塗布・現像装置2は以下のように動作する。
すなわち、受け渡しアームA1がキャリア11内のウェハWを棚ユニットU10に搬送する。このウェハWを、昇降アームA7がBCTモジュール14用のセルに配置し、搬送アームA2がBCTモジュール14内の各ユニットに搬送する。塗布ユニットは、下層膜の形成用の薬液を表面Wa上に塗布する。熱処理ユニットは、薬液を硬化させるための加熱処理等を行う。下層膜の形成が完了すると、搬送アームA2がウェハWを棚ユニットU10に戻す。
このウェハWを、昇降アームA7がCOTモジュール15用のセルに配置し、搬送アームA3がCOTモジュール15内の各ユニットに搬送する。塗布ユニットU1は、レジスト膜の形成用の薬液を表面Wa上に塗布する。熱処理ユニットU2は、薬液を硬化させるための加熱処理(PAB)等を行う。レジスト膜の形成が完了すると、搬送アームA3がウェハWを棚ユニットU10に戻す。
このウェハWを、昇降アームA7がTCTモジュール16用のセルに配置し、搬送アームA4がTCTモジュール16内の各ユニットに搬送する。塗布ユニットは、上層膜の形成用の薬液を表面Wa上に塗布する。熱処理ユニットは、薬液を硬化させるための加熱処理等を行う。上層膜の形成が完了すると、搬送アームA4がウェハWを棚ユニットU10に戻す。
次に、裏面検査制御部113により塗布・現像装置2を制御し、ウェハWの裏面Wbに対する付着物を探索する(ステップS2)。具体的に、塗布・現像装置2は以下のように動作する。
すなわち、搬送アームA4により棚ユニットU10に戻されたウェハWを、昇降アームA7がDEVモジュール17用のセルに配置し、直接搬送アームA6が棚ユニットU11に搬送する。このウェハWを受け渡しアームA8がBSIユニット20内に搬入し、保持部40上に配置する。
BSIユニット20は、移送部30によりウェハWを移送して撮像箇所を変えながら、裏面検査部50により付着物を探索する(図8参照)。裏面検査部50の照明光源51は、裏面Wbを照明する。ミラー53,54は、照明光源51により照明された箇所の画像を撮像部52に導き、撮像部52がこの画像を取得する。裏面検査部50は、撮像部52による撮像画像から付着物を検出する画像処理を実行する。
次に、位置決め制御部114により塗布・現像装置2を制御し、ウェハWの位置決めを行う(ステップS3)。具体的に、塗布・現像装置2は以下のように動作する。すなわち、付着物の探索が完了した後、基準検出部70の光源71及び受光部72の間にウェハWの周縁部を位置させるように、移送部30がウェハWを移送する(図9参照)。光源71及び受光部72の間にノッチWcが位置する場合を除き、光源71からの光はウェハWの周縁部により遮られ、受光部72に到達しない。この状態で、アクチュエータ43が回転板42を回転させ、光源71からの光が受光部72に到達するのに応じて回転を止める(図12(a)及び図12(b)参照)。これにより、ウェハWのノッチWcが光源71及び受光部72の間に配置され、ウェハWの位置決めがなされる。
次に、計測制御部115により塗布・現像装置2を制御し、ウェハWの反りに関する計測データを取得する(ステップS4)。具体的に、塗布・現像装置2は以下のように動作する。すなわち、保持部40がウェハWの周縁部を保持した状態で、移送部30が複数の計測位置にウェハWを移送する。ウェハWが各計測位置に配された状態で、計測部60は、裏面Wbまでの距離を計測する(図10参照)。
計測部60のレーザー光源61は裏面Wbにレーザー光を照射し、計測部60の受光部62は照射箇所の反射光を取得する(図11参照)。計測部60は、レーザー光源61から裏面Wbへのレーザー光の出射方向と、照射箇所から受光部62への光の入射方向とを用いた三角測量により、照射箇所までの距離を計測する。計測部60は、レーザー光源61及び受光部62を駆動し、軸線L1(移送部30によるウェハWの移送方向)に直交する方向に沿ってレーザー光の照射箇所を移動させながら、当該照射箇所までの距離を計測する。軸線L1に沿ったウェハWの移送と、軸線L1に直交する線に沿った照射箇所の移動とを組み合わせることで、軸線L1に直交する複数の計測線L2に沿って計測が行われる(図12(c)参照)。
計測線L2に沿ったデータの取得が完了すると、アクチュエータ43が回転板42及びウェハWを90°回転させる(図12(d)参照)。その後、上述の手順と同様に、移送部30が複数の計測位置にウェハWを移送し、ウェハWが各計測位置に配された状態で計測部60が裏面Wbまでの距離を計測する。これにより、計測線L2に直交する複数の計測線L3に沿って計測が行われる(図12(e))参照。このように、軸線L1に沿ったウェハWの移送と、軸線L1に直交する線に沿った照射箇所の移動とに、ウェハWの回転を更に組み合わせることで、格子状の線に沿って計測が行われる。なお、ステップS2において取得された付着物を避けるように計測線L2,L3の位置を設定してもよい。
BSIユニット20は、計測部60による計測値からウェハWの自重の影響を除去する演算を行い、この演算結果を反りに関する計測データとして取得する。
次に、通信制御部116により塗布・現像装置2を制御し、ウェハWの反りに関する計測データを露光装置3に送信する(ステップS5)。具体的に、塗布・現像装置2は以下のように動作する。すなわち、BSIユニット20により取得されたウェハWの反りに関する計測データを、通信部200が露光装置3に送信する。
次に、中継制御部117により塗布・現像装置2を制御し、ウェハWを露光装置3に送り出す(ステップS6)。具体的に、塗布・現像装置2は以下のように動作する。すなわち、インターフェースブロック6の受け渡しアームA8はBSIユニット20からウェハWを搬出し、露光装置3に送り出す(ウェハWを露光装置3内に搬入する)。
次に、露光装置3により、ウェハWの反りに関する計測データを受信し、その計測データに基づいて、ウェハWの解放領域を設定する(ステップS7)。例えば、予め設定した閾値に比べ変位量が大きい領域を解放領域R1とする(図13(a)参照)。
次に、露光装置3により、ウェハWを吸着する(ステップS8、図13(b)参照)。
このとき、解放領域R1の周縁が拘束された状態で、解放領域R1が強制的に平坦化させられる場合がある。このような場合、解放領域R1は強制的に狭小化されるので、吸着の前後で解放領域R1の面積が変化する。面積の変化は、露光処理の精度(例えば露光処理により形成されるパターンの寸法精度)を低下させる。
そこで、露光装置3により、解放領域R1と、解放領域R1からウェハWの周縁までの領域R2との吸着を解除する(ステップS9、図13(c)参照)。
次に、露光装置3により、ウェハWの吸着領域R3をウェハWの周縁側に広げて解放領域R1を再吸着する(ステップS10、図13(d)〜図13(f)参照)。これにより、解放領域R1は、ウェハWの周縁側に開放された状態で再吸着される。このため、解放領域R1の狭小化が抑制される。
次に、露光装置3により、レジスト膜の露光処理を実行する(ステップS11)。次に、中継制御部117により塗布・現像装置2を制御し、ウェハWを露光装置3から受け入れる(ステップS12)。具体的に、塗布・現像装置2は以下のように動作する。すなわち、インターフェースブロック6の受け渡しアームA8は露光処理後のウェハWを露光装置3から受け入れ、棚ユニットU11に搬送する。
次に、現像制御部112により塗布・現像装置2を制御し、レジスト膜の現像処理を行う(ステップS13)。具体的に、塗布・現像装置2は以下のように動作する。すなわち、搬送アームA5は、棚ユニットU11のウェハWをDEVモジュール17内の熱処理ユニットU4に搬送する。熱処理ユニットU4は、ウェハWの加熱処理(PEB)を行う。PEBが完了すると、搬送アームA5は、ウェハWを現像ユニットU3に搬送する。現像ユニットU3は、現像液及びリンス液をウェハWの表面に供給することで、レジスト膜の現像処理を行う。現像処理が完了すると、搬送アームA5はウェハWを再度熱処理ユニットU4に搬送する。熱処理ユニットU4は、ウェハWの加熱処理(PB)を行う。PBが完了すると、搬送アームA5は、ウェハWを棚ユニットU10に搬送する。このウェハWを、昇降アームA7が受け渡し用のセルに配置し、受け渡しアームA1がキャリア11内に戻す。
以上で基板処理方法が完了する。なお、ステップS7〜S11は、露光装置3を制御することで実行される。この制御は、露光装置3の制御部(不図示)が行う。ステップS7〜S11を露光装置3に実行させるためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、露光装置3の制御部に読み取られる。記録媒体としては、例えばハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、メモリーカード等が挙げられる。
以上に説明したように、塗布・現像装置2によれば、ウェハWの反りに関する計測データが露光装置3に送信される。反りに関する計測データは、成膜後(感光性被膜の形成後)に取得される。成膜後におけるウェハWの反り状態は、露光装置3の直前におけるウェハWの反り状態に近似する。このため、露光装置3に送信される計測データは、ウェハWの反りが露光処理に及ぼす影響を低減するのに有用である。また、反りに関する計測データは、露光装置3へのウェハWの送出前に測定される。このため、成膜後、露光装置3に送り出されるのを待機する間を利用して計測データを取得できる。従って、塗布・現像装置2は、スループットの低下を抑制しつつ、ウェハWの反りが露光処理に及ぼす影響を低減するのに有用である。
例えば、基板処理システム1を用いた基板処理方法において示したように、吸着に伴うウェハWの面積の変化を抑制し、露光処理の精度を向上させることができる。
BSIユニット20は、ウェハWの周縁部を保持するための保持部40と、保持部40により保持されたウェハWの反りに関する計測を行うための計測部60とを有する。反りに関する計測データはウェハWの自重の影響を受けるので、ウェハWの反り状態を求めるには、ウェハWの自重の影響を計測値から除去する演算が必要である。計測値を取得する際にウェハWの周縁部を保持すると、ウェハWの自重が計測値に及ぼす影響を推定し易い傾向がある。このため、ウェハWの反り状態を容易に求めることができる。
計測部60は、保持部40により保持されたウェハWの裏面Wb側に配置され、裏面Wbまでの距離を計測する。このため、ウェハWの表面Waに形成される凹凸パターンの影響を受けることなく反りに関する計測を行うことができるので、より高い精度で基板の反り状態を求めることができる。
BSIユニット20は、裏面Wbに対する付着物を検出するための裏面検査部50を更に有する。このため、BSIユニット20を付着物の探索にも兼用し、装置の小型化を図ることができる。
BSIユニット20は、裏面検査部50による撮像箇所を変えるようにウェハWを移送する移送部30を更に有し、計測部60は、移送部30によるウェハWの移送方向に交差する方向にレーザー光の照射箇所を移動させながら、当該照射箇所までの距離を計測する。このため、移送方向に沿う方向においては、移送部30によりウェハWを移送することでレーザー光の照射箇所を移動させることができる。移送方向に交差する方向においては、計測部60によってレーザー光の照射箇所を移動させることができる。これにより、ウェハWに対するレーザー光の照射箇所をより広範囲に移動させることができる。従って、付着物の探索用の移送部30を有効活用し、より広範囲に対する計測を実行できる。
裏面検査制御部113は、計測制御部115による制御の前に、付着物を裏面検査部50に探索させるようにBSIユニット20を制御する。このため、付着物を避けるように計測部60による計測箇所を設定し、より高い精度でウェハWの反り状態を求めることができる。
計測部60は、ウェハWの表面Wa側に配置され、表面Waまでの距離を計測するものであってもよい。BSIユニット20は、必ずしもインターフェースブロック6に内蔵されていなくてよく、処理ブロック5のいずれかのモジュールに内蔵されていてもよい。塗布・現像装置2は、感光性被膜を形成するための成膜部と、中継部と、反りデータ取得部と、通信部と、これらを制御する制御部とを備えるものであればよいので、BCTモジュール14、TCTモジュール16及びDEVモジュール17は必須ではない。反りデータ取得部は、必ずしも裏面検査部50を有するものでなくてよく、反りに関する計測データの取得に専用されるユニットであってもよい。
基板処理方法の各ステップの実行手順は適宜変更可能である。例えば、ウェハWの位置決め(ステップS3)を裏面検査(ステップS2)に先立って実行してもよいし、ウェハWの送出(ステップS6)を計測データの送信(ステップS5)に先立って実行してもよいし、解放領域R1の設定(ステップS7)をウェハWの送出(ステップS6)に先立って実行してもよい。解放領域R1の設定(ステップS7)を計測データの送信(ステップS5)に先立って塗布・現像装置2において実行し、解放領域R1を反りに関する計測データとして露光装置3に送信してもよい。裏面検査(ステップS2)と距離計測(ステップS4)とを同時に実行してもよい。すなわち裏面検査制御部113は、計測制御部115による制御と同時に、付着物を裏面検査部50に探索させるようにBSIユニット20を制御してもよい。この場合、スループットの低下をより確実に抑制できる。
〔第二実施形態〕
(基板処理システム)
図14に示すように、第二実施形態に係る基板処理システム1Aは、基板処理システム1の塗布・現像装置2を塗布・現像装置2Aに置き換えたものである。塗布・現像装置2Aは、塗布・現像装置2に粗面加工ユニット300を付加すると共に、制御部100を制御部100Aに置き換えたものである。
粗面加工ユニット300は、ウェハWの裏面に粗面加工を施す粗面加工部の一例である。粗面加工とは、例えば研削等により、対象面を粗面化する加工を意味する。図15に示すように、粗面加工ユニット300は、周縁保持機構310と、中心保持機構320と、研削機構330とを有する。
周縁保持機構310は、ウェハWの周縁部分を保持し、水平な一直線に沿って搬送する。以下、当該一直線に沿う方向をウェハWの搬送方向という。周縁保持機構310は、支持板311と、一対の吸着保持部312,312と、一対の桁部材313,313と、一対の搬送部314,314とを有する。支持板311は環状を呈し、その内径はウェハWの外径に比べ大きい。支持板311の内縁部には、一対の吸着保持部312,312が設けられている。吸着保持部312,312は、ウェハWの搬送方向に直交する方向にて互いに対向するように配置されており、それぞれ支持板311の中心側に張り出している。
吸着保持部312,312はウェハWを下方から支持し、例えば真空吸着によって保持する。桁部材313,313は、ウェハWの搬送方向に並んでおり、それぞれウェハWの搬送方向に直交している。桁部材313,313は、それぞれ支持板311の外縁部を支持する。搬送部314,314は、桁部材313,313の両端部をそれぞれ支持し、ウェハWの搬送方向に沿って搬送する。これにより、吸着保持部312,312に保持されたウェハWが移動する。
中心保持機構320は、搬送部314,314の間に配置されており、ウェハWの中心部分を保持して回転させる。中心保持機構320は、吸着保持部321と昇降・回転部322とを有する。吸着保持部321は、ウェハWの中心部分を下方から支持し、例えば真空吸着によって保持する。昇降・回転部322は、吸着保持部321を下方から支持する。昇降・回転部322は、エアシリンダ又はソレノイド等の昇降用の動力源と、電動モータ等の回転用の動力源とを内蔵しており、吸着保持部321を昇降させ、回転させる。
研削機構330は、搬送方向に沿って中心保持機構320と並ぶように配置されており、周縁保持機構310又は中心保持機構320に保持されたウェハWの裏面Wbを研削して粗面化する。研削機構330は、研削板331と、回転駆動部332と、昇降部334と、搬送部335と、搬送部336とを有する。研削板331は円板状を呈し、その上面331aによって対象物を研削する。回転駆動部332は研削板331を下方から支持する。回転駆動部332は電動モータ等の動力源333を有する。動力源333は、鉛直な軸線まわりに研削板331を回転させる。昇降部334は、回転駆動部332を下方から支持する。昇降部334は、エアシリンダ又はソレノイド等の動力源を内蔵しており、回転駆動部332を昇降させる。これにより、研削板331が昇降する。搬送部335は、昇降部334を下方から支持する。搬送部335は電動モータ等の動力源を内蔵しており、ウェハWの搬送方向に沿って昇降部334を搬送する。これにより、研削板331がウェハWの搬送方向に沿って移動する。搬送部336は、搬送部335を下方から支持する。搬送部336は電動モータ等の動力源を内蔵しており、ウェハWの搬送方向に直交する方向に沿って搬送部335を搬送する。これにより、研削板331がウェハWの搬送方向に直交する方向に沿って移動する。
図16に示すように、制御部100Aは、制御部100に加工制御部118を付加したものである。加工制御部118も、ハードウェア構成上のブロックではなく、機能ブロックである。加工制御部118は、ウェハWの反りに関する計測データに基づいてウェハWの裏面Wbに粗面加工を施すように粗面加工ユニット300を制御する。
(基板処理方法)
図17に示すように、基板処理システム1Aを用いた基板処理方法は、上述したステップS1〜S4と同じステップS21〜S24と、上述したステップS5〜S13と同じステップS26〜S34との間に、ステップS25を含むものである。
ステップS25では、ステップS24において取得されたウェハWの反りに関する計測データに基づいてウェハWの裏面Wbに粗面加工を施すように、加工制御部118が粗面加工ユニット300を制御する。一例として、加工制御部118は、反りに関する計測データにより、裏面Wbが凹状となっていることが示されている場合には、裏面Wbに粗面加工を施し、その他の場合には裏面Wbに粗面加工を施さないように粗面加工ユニット300を制御する。
すなわち、基板処理システム1Aを用いた基板処理方法は、計測制御部115による制御の後、中継制御部117による制御の前に、ウェハWの反りに関する計測データに基づいてウェハWの裏面Wbに粗面加工を施すことを含む。この基板処理方法では、反りに関する計測データにより、ウェハWの裏面Wbが凹状となっていることが示されている場合にはウェハWの裏面Wbに粗面加工を施し、その他の場合にはウェハWの裏面Wbに粗面加工を施さない。
図18に示すように、加工制御部118は、裏面Wbに粗面加工を施す際に、まず吸着保持部312,312上にウェハWを載置するように受け渡しアームA8を制御し、吸着保持部312,312によりウェハWを吸着するように粗面加工ユニット300を制御する。
次に、加工制御部118は、図19に示すように、搬送部314,314によってウェハWを搬送し、ウェハWの中心部を研削板331上に位置させるように粗面加工ユニット300を制御する。次に、加工制御部118は、回転駆動部332によって研削板331を回転させ、昇降部334によって研削板331を上昇させることで、回転する研削板331の上面331aを裏面Wbに押し当てるように粗面加工ユニット300を制御する。
これにより、裏面Wbの中央部が研削され、粗面化される。更に加工制御部118は、搬送部335及び搬送部336により研削板331を移動させるように粗面加工ユニット300を制御する。これにより、粗面加工を施す範囲が広げられる。
次に、加工制御部118は、図20に示すように、昇降部334により研削板331を下降させ、搬送部314,314によってウェハWを搬送し、ウェハWの中心部を吸着保持部321上に位置させるように粗面加工ユニット300を制御する。次に、加工制御部118は、吸着保持部312,312による吸着を解除し、昇降・回転部322により吸着保持部321を上昇させ、吸着保持部321によりウェハWを吸着させるように粗面加工ユニット300を制御する。
次に、加工制御部118は、図21に示すように、昇降・回転部322によりウェハWを回転させるように粗面加工ユニット300を制御する。この状態で加工制御部118は、回転駆動部332によって研削板331を回転させ、昇降部334によって研削板331を上昇させることで、回転する研削板331の上面331aを裏面Wbに押し当てるように粗面加工ユニット300を制御する。これにより、裏面Wbの周縁部が研削され、粗面化される。更に加工制御部118は、搬送部335により研削板331を移動させるように粗面加工ユニット300を制御する。これにより、粗面加工を施す範囲が広げられる。上述したように、裏面Wbの中央部は既に粗面化されているので、裏面Wbの周縁部における加工範囲を広げることで、裏面Wbの全域に粗面加工が施される。以上で裏面Wbの粗面加工が完了する。
以上に説明したように、塗布・現像装置2Aは、ウェハWの裏面Wbに粗面加工を施すための粗面加工ユニット300を更に備える。制御部100Aは、計測制御部115による制御の後、中継制御部117による制御の前に、反りに関する計測データに基づいてウェハWの裏面Wbに粗面加工を施すように粗面加工ユニット300を制御する加工制御部118を更に有する。
反っているウェハWが露光装置3の載置面上に配置された場合であっても、ウェハWは吸着等によって強制的に平坦化される。このときに、露光装置3の載置面とウェハWの裏面Wbとの間の滑りが悪いと、平坦化に伴うウェハWの歪が大きくなり、露光精度が低下するおそれがある。これに対し、ウェハWの裏面Wbに粗面加工を施すことで、露光装置3の載置面とウェハWの裏面Wbとの間に生じるクーロン力を低下させ、これらの間の滑り性を向上させることができる。これにより、ウェハWの歪に起因する露光精度の低下を抑制できる。また、ウェハWの反りに関する計測データに基づいて粗面加工を行うことで、粗面加工の程度を適正化し、スループットの低下を抑制できる。従って、塗布・現像装置2Aも、スループットの低下を抑制しつつ、ウェハWの反りが露光処理に及ぼす影響を低減するのに有用である。
一例として、加工制御部118は、反りに関する計測データにより、ウェハWの裏面Wbが凹状となっていることが示されている場合にはウェハWの裏面Wbに粗面加工を施し、その他の場合にはウェハWの裏面Wbに粗面加工を施さないように粗面加工ユニット300を制御してもよい。
裏面Wbに反りが生じていない場合、露光装置3の載置面上におけるウェハWの歪は生じ難い。裏面Wbが凸状となっている場合には、ウェハWの中央部が露光装置3の載置面に先に到達する。このため、吸着に際してウェハWの周縁部の動きが拘束され難いので、ウェハWに歪みが生じ難い。裏面Wbが凹状となっている場合、露光装置3の載置面にはウェハWの周縁部が先に接する。このため、吸着に際してウェハWの周縁部の動きが拘束され易いので、ウェハWに歪みが生じ易い。従って、裏面Wbが凹状となっていることが示されている場合に限って粗面加工を施すことで、スループットの低下の抑制と、露光処理に及ぼす影響の低減との両立をより確実に図ることができる。
但し、加工制御部118は、裏面Wbに反りが生じていない場合及び裏面Wbが凸状となっている場合においても裏面Wbに粗面加工を施すように粗面加工ユニット300を制御してもよい。全ての場合において裏面Wbに粗面加工を施すことで、ウェハWの反りが露光処理に及ぼす影響を更に低減できる。なお、裏面Wbに反りが生じていない場合及び裏面Wbが凸状となっている場合における裏面Wbの粗面化の程度が、裏面Wbが凹状となっている場合における裏面Wbの粗面化の程度に比べ低くなるように粗面加工ユニット300を制御してもよい。全て場合において裏面Wbの粗面化の程度が同等になるように粗面加工ユニット300を制御してもよい。
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、塗布・現像装置2Aのように粗面加工ユニット300を備える構成において、通信制御部116及び通信部200を備えることは必須ではない。また、基板処理システム1Aを用いた基板処理方法においても、ウェハWの反りに関する計測データを露光装置3に送信すること(ステップS26)、及び当該計測データに応じて露光装置3におけるウェハWの再吸着を行うこと(ステップS28〜S31)は必須ではない。通信制御部116及び通信部200を備えていない場合であっても、塗布・現像装置2Aは、スループットの低下を抑制しつつ、ウェハWの反りが露光処理に及ぼす影響を低減するのに有用である。
処理対象の基板は半導体ウェハに限られず、例えばガラス基板、マスク基板、FPD(Flat Panel Display)であってもよい。