KR102560788B1 - 주변 노광 장치, 주변 노광 방법, 프로그램, 및 컴퓨터 기억 매체 - Google Patents

주변 노광 장치, 주변 노광 방법, 프로그램, 및 컴퓨터 기억 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주변 노광 장치에 의해 적절히 더미 샷을 행하는 것을 목적으로 한다.
레지스트막이 도포된 웨이퍼의 둘레 가장자리부를 노광하는 주변 노광 장치(42)로서, 웨이퍼(W)의 표면을 촬상하는 촬상부와, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 척과, 웨이퍼 척에 유지된 웨이퍼의 둘레 가장자리부를 노광하는 노광부(130)와, 웨이퍼 척을 이동 및 회전시키는 척 구동부와, 노광부(130)를 이동시키는 노광 구동부와, 촬상부에 의해 촬상된 기판 화상으로부터, 웨이퍼(W) 상의 패턴의 샷의 배열 정보를 취득하고, 이 취득된 배열 정보에 기초하여 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부를 노광하도록, 척 구동부 및 노광 구동부를 제어하는 제어부(200)를 갖는다.

Description

주변 노광 장치, 주변 노광 방법, 프로그램, 및 컴퓨터 기억 매체{PERIPHERAL EXPOSURE APPARATUS, PERIPHERAL EXPOSURE METHOD, PROGRAM, COMPUTER STORAGE MEDIUM}
본 발명은 기판의 둘레 가장자리부에 대해 주변 노광 처리를 행하는 주변 노광 장치, 주변 노광 방법, 프로그램, 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다.
예컨대 반도체 디바이스의 제조에 있어서의 포토리소그래피 처리에서는, 예컨대 기판으로서의 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함) 상에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리, 레지스트막의 둘레 가장자리부를 선택적으로 노광하는 주변 노광 처리, 둘레 가장자리부가 노광된 레지스트막에 소정의 패턴을 노광하는 노광 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등이 순차 행해져, 웨이퍼 상에 소정의 레지스트의 패턴이 형성된다. 이들의 일련의 처리는, 웨이퍼를 처리하는 각종 처리 장치나 웨이퍼를 반송하는 반송 기구 등을 탑재한 기판 처리 시스템 및 노광 장치에 의해 행해진다.
그런데, 주변 노광에 있어서는, 웨이퍼를 스핀척에 유지한 상태에서 레지스트막의 둘레 가장자리부에 광을 조사하고, 스핀척을 연직축 주위로 회전시킴으로써, 웨이퍼 둘레 가장자리부가 소정폭으로 링 형상으로 노광된다. 그러나, 노광 장치에서는 직사각형 형상의 패턴의 노광이 행해지기 때문에, 웨이퍼의 둘레 가장자리부에는, 주변 노광과 패턴 노광의 어느 것도 행해지지 않는 영역이 존재하게 된다. 그 때문에, 노광 장치에서는, 이 노광이 행해지지 않는 영역에 대해, 이른바 더미 샷(du㎜y shot)이라고 불리는 노광 처리가 행해진다.
그러나, 실제 제품에 이용되지 않는 더미 샷을 노광 장치로 행하는 것은, 노광 장치의 스루풋의 저하를 의미한다. 그 때문에, 특허문헌 1에서는, 주변 노광 장치에 있어서 더미 샷을 행하는 것이 제안되어 있다. 구체적으로는, 주변 노광 장치에 있어서 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫이나 노치를 검출하여 웨이퍼의 위치를 인식하고, 웨이퍼의 위치 조정을 행한다. 그리고, 광원을 X방향 및 Y방향으로 주사함으로써, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 직사각형 형상의 더미 샷이 실시된다.
일본 특허 공개 평성 제10-256121호 공보
그런데, 일반적으로, 패턴의 샷의 배열 방향과, 노치와 웨이퍼의 중심을 연결한 선 또는 오리엔테이션 플랫은, 직교 혹은 평행의 관계에 있다. 그 때문에, 특허문헌 1에서는, 오리엔테이션 플랫과 평행 또는 직교하는 방향을 따라 주변 노광 처리를 행하고 있다.
그러나, 노광 장치에 의해 노광되는 패턴의 샷은, 반드시 오리엔테이션 플랫이나, 노치와 웨이퍼의 중심을 연결한 선과 평행, 직교한 상태로 배열되어 있다고는 할 수 없다. 이러한 경우, 더미 샷을 위해서 광원을 주사시키기 위한 정보로서는, 주변 노광 장치에 의해 검출한 오리엔테이션 플랫이나 노치의 위치만으로는 불충분하다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 주변 노광 장치에 의해 적절히 더미 샷을 행하는 것을 목적으로 하고 있다.
레지스트막이 도포된 기판의 둘레 가장자리부를 노광하는 주변 노광 장치로서, 기판의 표면을 촬상하는 촬상부와, 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 둘레 가장자리부를 노광하는 노광부와, 상기 기판 유지부를 이동 및 회전시키는 제1 이동 기구와, 상기 노광부를 이동시키는 제2 이동 기구와, 상기 촬상부에 의해 촬상된, 이미 패턴 노광이 행해진 기판의 기판 화상으로부터, 기판 상의 패턴의 샷의 배열 정보를 취득하고, 이 취득된 배열 정보에 기초하여 상기 기판의 둘레 가장자리부를 노광하도록, 상기 제1 이동 기구 및 상기 제2 이동 기구를 제어하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면, 패턴 노광이 행해진 기판의 기판 화상으로부터, 기판 상의 패턴의 샷의 배열 정보를 취득하고, 이 취득된 배열 정보에 기초하여 제1 이동 기구 및 제2 이동 기구를 제어하는 제어부를 갖고 있기 때문에, 가령, 노광 장치에 의해 노광되는 패턴의 샷의 배열이, 오리엔테이션 플랫이나, 노치와 웨이퍼의 중심을 연결한 선과 평행, 직교한 상태가 아닌 경우라도, 취득된 배열 정보에 기초하여, 둘레 가장자리부에 적절히 더미 샷을 행할 수 있다.
상기 제어부에서는, 상기 기판 화상으로부터 기판의 중심 위치 및 기판의 노치 위치를 검출하고, 이 기판의 중심 위치와 기판의 노치 위치를 연결하는 직선과, 상기 기판 상의 패턴의 샷의 배열 방향이 이루는 각을 구하며, 이 구해진 각도에 따라 상기 기판을 회전시키도록 상기 제1 이동 기구를 제어해도 좋다.
상기 제어부에서는, 상기 기판 화상으로부터 하나의 샷의 치수를 산출하고, 상기 기판의 외주 단부와 상기 샷이 겹쳐지는지의 여부를 판정하며, 상기 기판의 외주 단부와 상기 샷이 겹쳐지는 영역에 존재하는 샷의 좌표를 산출하고, 이 산출된 좌표에 기초하여, 상기 제1 이동 기구 또는 상기 제2 이동 기구 중 적어도 어느 하나를 제어해도 좋다.
상기 촬상부는, 복수의 상기 주변 노광 장치에 대해 공통으로 설치되어 있어도 좋다.
다른 관점에 의한 본 발명은, 주변 노광 장치를 이용한 주변 노광 방법으로서, 상기 주변 노광 장치는, 기판의 표면을 촬상하는 촬상부와, 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 둘레 가장자리부를 노광하는 노광부와, 상기 기판 유지부를 이동 및 회전시키는 제1 이동 기구와, 상기 노광부를 이동시키는 제2 이동 기구를 가지며, 상기 주변 노광 방법은, 상기 촬상에 의해 촬상된, 이미 패턴 노광이 행해진 기판의 기판 화상으로부터, 기판 상의 패턴의 샷의 배열 정보를 취득하고, 이 취득된 배열 정보에 기초하여 상기 기판의 둘레 가장자리부를 노광하도록, 상기 기판 유지부 및 상기 노광부를 이동시키는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 기판 화상으로부터 기판의 중심 위치 및 기판의 노치 위치를 검출하고, 이 기판의 중심 위치와 기판의 노치 위치를 연결하는 직선과, 상기 기판 상의 패턴의 샷의 배열 방향이 이루는 각을 구하며, 이 구해진 각도에 따라 상기 기판 유지부를 회전시켜도 좋다.
상기 기판 화상으로부터 하나의 샷의 치수를 산출하고, 상기 기판의 외주 단부와 상기 샷이 겹쳐지는지의 여부를 판정하며, 상기 기판의 외주 단부와 상기 샷이 겹쳐지는 영역에 존재하는 샷의 좌표를 산출하고, 이 산출된 좌표에 기초하여, 상기 기판 유지부 또는 노광부 중 적어도 어느 하나를 이동시켜도 좋다.
또한 다른 관점에 의한 본 발명에 의하면, 상기 주변 노광 방법을, 주변 노광 장치에 의해 실행시키도록, 상기 주변 노광 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램이 제공된다.
또 다른 관점에 의한 본 발명에 의하면, 상기 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체가 제공된다.
본 발명에 의하면, 주변 노광 장치에 의해 적절히 더미 샷을 행할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 도시한 평면도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 도시한 정면도이다.
도 3은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 도시한 배면도이다.
도 4는 주변 노광 장치의 구성의 개략을 도시한 횡단면도이다.
도 5는 주변 노광 장치의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 6은 검사 장치의 구성의 개략을 도시한 횡단면도이다.
도 7은 검사 장치의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 8은 웨이퍼 상의 패턴의 샷의 배열을 도시한 평면의 설명도이다.
도 9는 주변 노광 장치 내에서 웨이퍼를 소정 각도 회전시킨 상태를 도시한 횡단면의 설명도이다.
도 10은 웨이퍼 상의 패턴의 샷과 노광부의 위치 관계를 도시한 평면의 설명도이다.
도 11은 더미 샷 영역을 도시한 평면의 설명도이다.
도 12는 더미 샷 영역을 도시한 평면의 설명도이다.
도 13은 주변 노광 처리의 레시피를 도시한 설명도이다.
도 14는 아핀 변환을 행하기 위한 행렬식이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 주변 노광 장치를 구비한 기판 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 도시한 설명도이다. 도 2 및 도 3은, 각각 기판 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 모식적으로 도시한 정면도와 배면도이다. 한편, 본 실시형태에서의 기판 처리 시스템(1)은, 웨이퍼(W)에 대해 도포 현상 처리를 행하는 도포 현상 처리 시스템이다.
기판 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이 복수 매의 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(C)가 반입 및 반출되는 카세트 스테이션(10)과, 웨이퍼(W)에 소정의 처리를 실시하는 복수의 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(11)과, 처리 스테이션(11)에 인접하는 노광 장치(12)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 인터페이스 스테이션(13)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.
카세트 스테이션(10)에는, 카세트 배치대(20)가 설치되어 있다. 카세트 배치대(20)에는, 기판 처리 시스템(1)의 외부에 대해 카세트(C)를 반입 및 반출할 때에, 카세트(C)를 배치하는 카세트 배치판(21)이 복수개 설치되어 있다.
카세트 스테이션(10)에는, 도 1에 도시된 바와 같이 X방향으로 연장되는 반송로(22) 상에서 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(23)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(23)는, 상하 방향 및 연직축 주위(θ방향)로도 이동 가능하며, 각 카세트 배치판(21) 상의 카세트(C)와, 후술하는 처리 스테이션(11)의 제3 블록(G3)의 전달 장치 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(11)에는, 각종 장치를 구비한 복수 예컨대 4개의 블록(G1, G2, G3, G4)이 설치되어 있다. 예컨대 처리 스테이션(11)의 정면측(도 1의 X방향 마이너스 방향측)에는, 제1 블록(G1)이 설치되고, 처리 스테이션(11)의 배면측(도 1의 X방향 플러스 방향측)에는, 제2 블록(G2)이 설치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(11)의 카세트 스테이션(10)측(도 1의 Y방향 마이너스 방향측)에는, 제3 블록(G3)이 설치되고, 처리 스테이션(11)의 인터페이스 스테이션(13)측(도 1의 Y방향 플러스 방향측)에는, 제4 블록(G4)이 설치되어 있다.
예컨대 제1 블록(G1)에는, 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 액처리 장치, 예컨대 웨이퍼(W)를 현상 처리하는 현상 처리 장치(30), 웨이퍼(W)의 레지스트막의 하층에 반사 방지막(이하 「하부 반사 방지막」이라고 함)을 형성하는 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 장치(32), 웨이퍼(W)의 레지스트막의 상층에 반사 방지막(이하 「상부 반사 방지막」이라고 함)을 형성하는 상부 반사 방지막 형성 장치(33)가 아래로부터 이 순서로 배치되어 있다.
예컨대 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)는, 각각 수평 방향으로 3개 나란히 배치되어 있다. 한편, 이들 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)의 수나 배치는, 임의로 선택할 수 있다.
이들 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)에서는, 예컨대 웨이퍼(W) 상에 소정의 도포액을 도포하는 스핀 코팅이 행해진다. 스핀 코팅에서는, 예컨대 도포 노즐로부터 웨이퍼(W) 상에 도포액을 토출하고, 웨이퍼(W)를 회전시켜, 도포액을 웨이퍼(W)의 표면에 확산시킨다.
예컨대 제2 블록(G2)에는, 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 가열이나 냉각과 같은 열처리를 행하는 열처리 장치(40)나, 레지스트액과 웨이퍼(W)와의 정착성을 높이기 위한 어드히젼(adhesion) 장치(41), 웨이퍼(W)의 외주부를 노광하는 주변 노광 장치(42)가 상하 방향과 수평 방향으로 나란히 설치되어 있다. 이들 열처리 장치(40), 어드히젼 장치(41), 주변 노광 장치(42)의 수나 배치에 대해서도, 임의로 선택할 수 있다. 한편, 주변 노광 장치(42)의 구성에 대해서는 후술한다.
예컨대 제3 블록(G3)에는, 검사 장치(50)와, 복수의 전달 장치(51, 52, 53, 54, 55, 56)가 아래로부터 순서대로 설치되어 있다. 또한, 제4 블록(G4)에는, 복수의 전달 장치(60, 61, 62)가 아래로부터 순서대로 설치되어 있다. 검사 장치(50)의 구성에 대해서는 후술한다.
도 1에 도시된 바와 같이 제1 블록(G1)∼제4 블록(G4)으로 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역(D)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(D)에는, 예컨대 Y방향, X방향, θ방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖는 웨이퍼 반송 장치(70)가 복수개 배치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는, 웨이퍼 반송 영역(D) 내에서 이동하여, 주위의 제1 블록(G1), 제2 블록(G2), 제3 블록(G3) 및 제4 블록(G4) 내의 소정의 장치에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한, 웨이퍼 반송 영역(D)에는, 제3 블록(G3)과 제4 블록(G4) 사이에서 직선적으로 웨이퍼(W)를 반송하는 셔틀 반송 장치(80)가 설치되어 있다.
셔틀 반송 장치(80)는, 예컨대 도 3의 Y방향으로 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 셔틀 반송 장치(80)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 Y방향으로 이동하여, 제3 블록(G3)의 전달 장치(52)와 제4 블록(G4)의 전달 장치(62) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 제3 블록(G3)의 X방향 플러스 방향측 옆에는, 웨이퍼 반송 장치(90)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(90)는, 예컨대 X방향, θ방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(90)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 상하로 이동하여, 제3 블록(G3) 내의 각 전달 장치에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
인터페이스 스테이션(13)에는, 웨이퍼 반송 장치(100)와 전달 장치(101)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예컨대 Y방향, θ방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예컨대 반송 아암에 웨이퍼(W)를 지지하여, 제4 블록(G4) 내의 각 전달 장치, 전달 장치(101) 및 노광 장치(12)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
다음으로, 주변 노광 장치(42)의 구성에 대해 설명한다. 주변 노광 장치(42)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 케이스(110)를 갖고 있다. 케이스(110)의 측면에는, 웨이퍼(W)를 반입 및 반출하는 도시하지 않은 반입 반출구가 형성되어 있다. 케이스(110)의 내부에는, 웨이퍼(W)를 흡착 유지하는 기판 유지부로서의 웨이퍼 척(120)이 설치되어 있다. 웨이퍼 척(120)은, 수평의 상면을 가지며, 이 상면에는, 예컨대 웨이퍼(W)를 흡인하는 흡인구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 흡인구로부터의 흡인에 의해, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 척(120) 상에 흡착 유지할 수 있다.
웨이퍼 척(120)에는, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 이동 기구로서의 척 구동부(121)가 부착되어 있다. 케이스(110)의 바닥면에는, 케이스(110) 내의 일단측(도 5 중의 X방향 마이너스 방향측)으로부터 타단측(도 5 중의 X방향 플러스 방향측)까지 연장되는 가이드 레일(122)이 설치되어 있다. 척 구동부(121)는, 가이드 레일(122) 상에 설치되어 있다.
척 구동부(121)에는, 예컨대 모터(도시하지 않음)가 내장되어 있으며, 웨이퍼 척(120)을 회전시키고, 가이드 레일(122)을 따라, 주변 노광 장치(42)의 외부와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 전달 위치(P1)와, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 대해 주변 노광 처리를 행하는 주변 노광 위치(P2) 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있다.
케이스(110)의 내부에는, 웨이퍼 척(120)에 유지된 웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 둘레 가장자리부에 광을 조사하여 노광하는 노광부(130)가 설치되어 있다. 노광부(130)에는, 이 노광부(130)에 광을 공급하는 광원으로서 램프 하우스(131)가 설치되어 있다. 램프 하우스(131)의 내부에는, 초고압 수은 램프(도시하지 않음)나 초고압 수은 램프로부터의 광을 집광하는 집광 미러(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 또한, 노광부(130)에는, 도시하지 않은 직사각형 형상의 슬릿이 형성되어 있고, 이 슬릿을 통과한 직사각형 형상의 광이 노광부(130)로부터 조사되도록 구성되어 있다. 한편, 직사각형 형상의 광을 생성하는 슬릿의 개구는, 후술하는 패턴의 샷(SH)의 치수와 동일하거나 또는 작아지도록 설정되어 있다. 이들 노광부(130)와 램프 하우스(131)는, 주변 노광 위치(P2)보다 X방향 플러스 방향측, 즉 케이스(110)의 X방향 플러스 방향측의 단부에 배치되어 있다.
램프 하우스(131)는, 예컨대 그 하면이 제2 이동 기구로서의 노광 구동부(132)에 의해 지지되어 있다. 또한, 노광 구동부(132)의 하면에는, 가이드 레일(122)과 직교하는 방향(도 5 중의 Y방향)을 따라 연장되는 가이드 레일(133)이 설치되어 있다. 노광 구동부(132)에는, 예컨대 모터(도시하지 않음)가 내장되어 있고, 가이드 레일(133)을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다. 이에 의해, 노광부(130)는, Y방향을 따라 웨이퍼(W)의 일단부로부터 타단부 상까지 이동 가능하게 되어 있다.
케이스(110)의 내부이며 주변 노광 위치(P2)에는, 웨이퍼 척(120)에 유지된 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 위치를 검출하는 위치 검출 센서(134)가 설치되어 있다. 위치 검출 센서(134)는 예컨대 CCD 카메라(도시하지 않음)를 가지며, 주변 노광 위치(P2)에 있어서, 웨이퍼 척(120)에 유지된 웨이퍼(W)의 중심으로부터의 편심량이나, 웨이퍼(W)의 노치부(N)의 위치를 검출한다. 또한, 위치 검출 센서(134)에 의해 노치부(N)의 위치를 검출하면서, 척 구동부(121)에 의해 웨이퍼 척(120)을 회전시켜, 웨이퍼(W)의 노치부(N)의 위치를 조정할 수 있다.
이들 척 구동부(121), 노광 구동부(132)나, 노광부(130), 위치 검출 센서(134)와 같은 주변 노광 장치(42) 내의 각 기기는, 후술하는 제어부(200)와 접속되어 있고, 제어부(200)에 의해 그 동작이 제어된다.
다음으로, 검사 장치(50)의 구성에 대해 설명한다.
검사 장치(50)는, 도 6에 도시된 바와 같이 케이싱(150)을 갖고 있다. 케이싱(150) 내에는, 도 7에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 척(151)이 설치되어 있다. 케이싱(150)의 바닥면에는, 케이싱(150) 내의 일단측(도 5 중의 X방향 마이너스 방향측)으로부터 타단측(도 5 중의 X방향 플러스 방향측)까지 연장되는 가이드 레일(152)이 설치되어 있다. 가이드 레일(152) 상에는, 웨이퍼 척(151)을 회전시키고, 가이드 레일(152)을 따라 이동 가능한 구동부(153)가 설치되어 있다.
케이싱(150) 내의 타단측(도 5의 X방향 플러스 방향측)의 측면에는, 촬상부(160)가 설치되어 있다. 촬상부(160)로서는, 예컨대 광각형의 CCD 카메라가 이용된다. 케이싱(150)의 상부 중앙 부근에는, 하프 미러(161)가 설치되어 있다. 하프 미러(161)는, 촬상부(160)와 대향하는 위치에, 경면이 연직 하방을 향한 상태로부터 촬상부(160)의 방향으로 향해 45도 상방으로 경사진 상태로 설치되어 있다. 하프 미러(161)의 상방에는, 조명 장치(162)가 설치되어 있다. 하프 미러(161)와 조명 장치(162)는, 케이싱(150) 내부의 상면에 고정되어 있다. 조명 장치(162)로부터의 조명은, 하프 미러(161)를 통과하여 하방을 향해 비춰진다. 따라서, 조명 장치(162)의 하방에 있는 물체에 의해 반사된 광은, 하프 미러(161)에서 또한 반사되어, 촬상부(160)에 받아들여진다. 즉, 촬상부(160)는, 조명 장치(162)에 의한 조사 영역에 있는 물체를 촬상할 수 있다. 그리고 촬상한 웨이퍼(W)의 화상(기판 화상)은, 후술하는 제어부(200)에 입력된다.
한편, 본 실시형태에서는, 검사 장치(50) 내에 배치된 촬상부(160)가, 본 발명의 주변 노광 장치(42)의 촬상부로서 기능하는 것이며, 이 촬상부(160)는, 본 실시형태와 같이 주변 노광 장치(42)의 외부에 배치되어 있어도 좋다.
이상의 기판 처리 시스템(1)에는, 도 1에 도시된 바와 같이 제어부(200)가 설치되어 있다. 제어부(200)는, 예컨대 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리나 반송, 웨이퍼(W)의 주변 노광 등을 실행하는 프로그램이 저장되어 있다. 한편, 상기 프로그램은, 예컨대 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(200)에 인스톨된 것이어도 좋다.
다음으로, 이상과 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)을 이용하여 행해지는 웨이퍼(W)의 처리 방법에 대해 설명한다.
먼저, 복수의 웨이퍼(W)를 수납한 카세트(C)가, 기판 처리 시스템(1)의 카세트 스테이션(10)에 반입된다. 이 카세트(C) 내의 각 웨이퍼(W)에는 이미 패턴 노광이 행해져, 예컨대 기판 처리 시스템(1) 외부의 각종 처리 장치에 의해, 소정의 패턴이 형성되어 있다. 카세트(C) 내의 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(23)에 의해, 먼저 처리 스테이션(11)의 검사 장치(50)에 반송된다.
검사 장치(50)에서는, 웨이퍼(W)의 표면이 촬상부(160)에 의해 순차 촬상되어, 웨이퍼(W) 표면의 화상(기판 화상)이 취득된다. 촬상부(160)에 의해 촬상된 기판 화상은, 제어부(200)에 입력된다.
제어부(200)에서는, 기판 화상에 기초하여, 웨이퍼(W) 상에 형성된 패턴의 정보를 취득한다. 구체적으로는, 웨이퍼(W) 상에 도 8에 도시된 바와 같이 패턴의 샷(SH)이 배열되어 있는 경우, 제어부(200)에서는, 웨이퍼(W)의 기판 화상(IM)으로부터, 웨이퍼(W)의 중심 위치(CT), 하나의 샷(SH)의 치수, 노치부(N)의 위치, 및 샷(SH)의 배열 방향을 취득한다. 여기서, 샷(SH)의 배열 방향은, 웨이퍼(W)의 중심 위치(CT)와 노치부(N)의 위치를 연결하는 직선과, 샷(SH)의 배열 방향이 이루는 각(θ)을 산출함으로써 구해진다. 한편, 도 8에서는, 예컨대 직경 300 ㎜의 웨이퍼(W)에, 한 변 15 ㎜의 정사각형 형상으로 샷(SH)이 형성되어 있는 경우의 예를 도시하고 있다.
다음으로 웨이퍼(W)는, 제2 블록(G2)의 열처리 장치(40)에 반송되어 온도 조절 처리된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 제1 블록(G1)의 하부 반사 방지막 형성 장치(31)에 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 하부 반사 방지막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 제2 블록(G2)의 열처리 장치(40)에 반송되고, 가열 처리되어, 온도 조절된다.
다음으로 웨이퍼(W)는 어드히젼 장치(41)에 반송되어, 어드히젼 처리된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 제1 블록(G1)의 레지스트 도포 장치(32)에 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성된다.
웨이퍼(W)에 레지스트막이 형성되면, 다음으로 웨이퍼(W)는, 제1 블록(G1)의 상부 반사 방지막 형성 장치(33)에 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 상부 반사 방지막이 형성된다. 그 후, 웨이퍼(W)는 제2 블록(G2)의 열처리 장치(40)에 반송되어, 가열 처리가 행해진다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해, 주변 노광 장치(42)에 반송되어, 주변 노광 처리된다.
주변 노광 장치(42)에 있어서의 주변 노광 처리에 대해 상세히 설명한다. 주변 노광 장치(42)에 반송된 웨이퍼(W)는, 먼저, 전달 위치(P1)에 있어서 웨이퍼 척(120)에 전달된다. 이때, 제어부(200)에 의해 기판 화상(IM)로부터 취득한 웨이퍼(W)의 중심 위치(CT)와, 웨이퍼 척(120)의 회전 중심이 일치하도록, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 웨이퍼(W)가 전달된다. 그 후, 척 구동부(121)에 의해, 웨이퍼 척(120)을 전달 위치(P1)로부터 주변 노광 위치(P2)측으로 이동시킨다.
웨이퍼 척(120)에 유지된 웨이퍼(W)가 주변 노광 위치(P2)로 이동하면, 척 구동부(121)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키고, 위치 검출 센서(134)에 의해 웨이퍼(W)의 노치부(N)의 위치를 확인한다. 노치부(N)의 위치가 확인되면, 계속해서, 제어부(200)에 의해, 웨이퍼 척(120)에 유지된 웨이퍼(W)의 노치부(N)의 위치가, 예컨대 도 9에 도시된 바와 같이, 가이드 레일(122)이 연장되는 방향으로부터 각도(θ)만큼 어긋나도록 웨이퍼 척(120)이 회전된다. 이에 의해, 예컨대 도 10에 도시된 바와 같이, 샷(SH)의 배열 방향과 가이드 레일(133)이 연장되는 방향, 즉 노광부(130)가 이동하는 방향이 평행하게 되고, 노광부(130)를 가이드 레일(133) 상에서 이동시킴으로써, 샷(SH)의 단부를 따라 노광부(130)를 이동시킬 수 있게 된다.
그 후, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 대해 노광부(130)로부터 광이 조사되어, 더미 샷이 행해진다. 이 더미 샷은, 기판 화상(IM)에 기초하여 제어부(200)에서 작성된 레시피에 기초하여 행해진다. 레시피의 작성에 대해 구체적으로 설명한다.
레시피의 작성에 있어서 제어부(200)에서는, 검사 장치(50)에 의해 촬상된 기판 화상(IM)으로부터 구한 치수의 샷(SH)에 의해, 예컨대 도 11에 도시된 바와 같이 기판 화상(IM)의 전면(全面)을 덮은 경우에, 기판 화상(IM)의 외주 단부, 즉 웨이퍼(W)의 외주 단부와 샷(SH)이 겹쳐지는지의 여부를 판정한다. 그리고, 외주 단부와 겹쳐지는 부분을 도 11에 사선으로 나타낸 바와 같이 더미 샷 영역(DM)이라고 판정하고, 각 더미 샷 영역(DM)의 좌표를 산출한다. 한편, 도 11에서는, 예컨대 도 12에 사선으로 나타낸, 웨이퍼(W)의 외주 단부와 겹쳐지지 않는 영역(A)에 대해서도 더미 샷 영역(DM)으로서 표시하고 있으나, 불요 부분의 레지스트를 제거한다고 하는 주변 노광 처리의 목적으로부터는, 도 12에 사선으로 나타낸 영역(A)에 대해서는 패턴의 샷(SH)이 형성되어 있지 않기 때문에 더미 샷을 행할 필요가 있다. 그 때문에, 제어부(200)에서는, 이 영역(A)에 대해서도 더미 샷 영역(DM)으로서 판정한다. 즉, 도 12에 사선으로 나타낸 영역(A)은, 예컨대 외주 단부와 겹쳐지지 않는 부분 및 샷(SH)의 어디에도 속하지 않는 영역이며, 이러한 영역(A)도 더미 샷 영역(DM)으로서 판정된다.
제어부(200)에서는, 각 더미 샷 영역(DM)의 좌표를 산출한 후에, 각 더미 샷 영역(DM)에 대해 주변 노광 처리를 행하는 순서를 결정한다. 구체적으로는, 예컨대 도 12에 파선으로 나타낸 STEP1∼STEP4와 같이, 노광부(130)를 가이드 레일(133)을 따라, 웨이퍼 척(120)을 가이드 레일(122)을 따라 각각 이동시킴으로써 노광 가능한 더미 샷 영역(DM)에 대해, 먼저 노광을 행하도록 레시피가 작성된다. 이때, 예컨대 도 13에 도시된 바와 같이, 각 STEP1∼STEP4에 있어서 더미 샷이 행해지는 더미 샷 영역(DM)의 노광 개시 위치 및 노광 종료 위치의 좌표가 기판 화상(IM)에 기초하여 산출된다. 한편, 도 13에서는, 편의상, 각 더미 샷 영역(DM)의 우측 상의 정점의 좌표를 기재하고 있다.
도 12에 나타낸 STEP5∼STEP7에 대해서는, 예컨대 웨이퍼(W)를 시계 방향으로 90도 회전시켜 주변 노광 처리를 행하는 것이 바람직하기 때문에, 노광 순서는 STEP4 후로 설정된다. 이 STEP5∼STEP7에 대해서도, 마찬가지로 더미 샷 영역(DM)의 노광 개시 위치 및 노광 종료 위치의 좌표가 산출된다. 그리고, STEP7 이후도, 순차 더미 샷 영역(DM)의 노광 개시 위치 및 노광 종료 위치의 좌표가 산출되어, 주변 노광 처리의 레시피가 작성된다. 이 레시피의 작성은, 검사 장치(50)에 의해 기판 화상(IM)이 취득된 웨이퍼(W)가 주변 노광 장치(42)에 반입되기 전에 미리 행해진다. 한편, 위치 검출 센서(134)에서의 검출 결과로부터, 웨이퍼 척(120)의 회전 중심과 웨이퍼(W)의 중심 위치(CT)가 어긋나 편심한 상태에 있는 경우에는, 도 13에 나타낸 X좌표, Y좌표에, X방향으로의 편심량(ΔX) 및 Y방향으로의 편심량(ΔY)을 각각 더하여 보정해도 좋다.
한편, 본 실시형태에서는, 도 11이나 도 12에 도시된 바와 같이, 더미 샷 영역(DM)이 X방향 및 Y방향을 따라 배열되도록, 노치부(N)를 각도(θ)만큼 기울인 상태에서 노광 개시 위치 및 노광 종료 위치의 좌표를 산출하였으나, 이 좌표의 산출 방법은 본 실시형태의 내용에 한정되지 않는다. 예컨대, 웨이퍼(W)의 중심 위치(CT)와 노치부(N)의 위치를 연결하는 직선과, 도 12의 Y방향이 평행한 상태의 기판 화상(IM)에 기초하여 이 좌표를 산출해도 좋다. 이러한 경우, 예컨대 도 13에 나타낸 좌표를, 도 14에서 나타낸 행렬식으로 아핀 변환함으로써, 각도(θ)를 가미한 좌표(Xθ, Yθ)를 얻을 수 있다. 한편, 도 14 내의 ΔX 및 ΔY는, 전술한 편심량이다.
그리고, 주변 노광 장치(42)에 있어서, 제어부(200)에서 작성한 레시피에 기초하여 척 구동부(121) 및 노광 구동부(132)가 조작되어, 레시피에 의해 지정된 더미 샷 영역(DM)의 주변 노광 처리가 행해진다.
그 후 웨이퍼(W)는, 주변 노광 장치(42)로부터 제4 블록(G4)의 전달 장치(62)에 반송된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 인터페이스 스테이션(13)의 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해 노광 장치(12)에 반송되어, 노광 처리된다.
다음으로, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해 노광 장치(12)로부터 제4 블록(G4)의 전달 장치(60)에 반송된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 장치(40)에 반송되어, 노광 후 베이크 처리된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 현상 처리 장치(30)에 반송되어, 현상된다. 현상 종료 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 장치(40)에 반송되어, 포스트 베이크 처리된다.
그 후 웨이퍼(W)는, 카세트 스테이션(10)의 카세트(C)에 반송된다. 이렇게 해서, 일련의 포토리소그래피 공정이 종료된다.
이상의 실시형태에 의하면, 패턴 노광이 행해진 웨이퍼(W)를 촬상부(160)에 의해 촬상하여 기판 화상(IM)을 취득하고, 이 기판 화상(IM)으로부터 웨이퍼(W) 상의 패턴의 샷(SH)의 배열 정보를 취득한다. 그리고, 제어부(200)에 의해, 이 취득된 샷(SH)의 배열 정보에 기초하여 주변 노광 처리의 레시피를 작성하고, 레시피에 기초하여 척 구동부(121) 및 노광 구동부(132)를 제어한다. 따라서, 가령, 노광 장치(12)에 의해 노광되는 패턴의 샷(SH)의 배열이, 노치부(N)와 웨이퍼(W)의 중심 위치(CT)를 연결한 선과 평행, 직교한 상태가 아닌 경우라도, 환언하면, 웨이퍼(W) 상의 샷(SH)의 배열이, 웨이퍼(W)의 노치부(N)의 위치에 대해 각도(θ)만큼 기울어져 있었다고 해도, 취득된 배열 정보에 기초하여, 주변 노광 장치(42)에 있어서 적절히 더미 샷을 행할 수 있다.
또한, 이상의 실시형태에서는, 복수의 주변 노광 장치(42)에 대해 하나의 검사 장치(50), 즉 하나의 촬상부(160)를 공통으로 설치하고, 이 하나의 촬상부(160)에 의해 웨이퍼(W) 상의 패턴의 샷(SH)의 배열 정보를 취득했기 때문에, 각 주변 노광 장치(42)에 개별적으로 촬상부(160)를 설치할 필요가 없다. 따라서, 기판 처리 시스템(1)의 설비 비용을 저감할 수 있다. 한편, 촬상부(160)의 설치수는 본 실시형태의 내용에 한정되는 것은 아니며, 임의로 설정할 수 있다.
나아가서는, 웨이퍼(W)가 주변 노광 장치(42)에 반입되기 전에, 미리 검사 장치(50)에 의해 취득한 기판 화상(IM)에 기초하여 제어부(200)에 의해 레시피를 작성하기 때문에, 웨이퍼(W)가 주변 노광 장치(42)에 반입된 후, 즉시 주변 노광 처리를 행할 수 있다. 따라서, 주변 노광 장치(42)에서의 스루풋이 저하되는 일도 없다.
이상의 실시형태에서는, 검사 장치(50)는, 처리 스테이션(11)의 제3 블록(G3)에 배치되어 있었으나, 이 검사 장치(50)는, 주변 노광 장치(42)에 웨이퍼(W)가 반입되기 전에 웨이퍼(W)의 촬상을 행할 수 있는 위치에 배치되어 있으면, 설치 장소는 임의로 선택할 수 있다. 예컨대 검사 장치(50)를 제2 블록(G2)에 배치해도 좋다. 마찬가지로, 주변 노광 장치(42)에 대해서도, 웨이퍼(W)를 노광 장치(12)에 반입하기 전에 주변 노광 처리를 행할 수 있으면 그 배치는 임의로 선택할 수 있고, 예컨대 제3 블록(G3)이나 제4 블록(G4)에 배치해도 좋다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 청구범위에 기재된 사상의 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 분명하고, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다. 본 발명은 이 예에 한정되지 않고 여러 가지 양태를 채용할 수 있는 것이다. 본 발명은 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용 가능하다.
1: 기판 처리 시스템 30: 현상 처리 장치
31: 하부 반사 방지막 형성 장치 32: 레지스트 도포 장치
33: 상부 반사 방지막 형성 장치 40: 열처리 장치
42: 주변 노광 장치 50: 검사 장치
120: 웨이퍼 척 121: 척 구동부
130: 노광부 132: 노광 구동부
134: 위치 검출 센서 160: 촬상부
200: 제어부 P1: 전달 위치
P2: 주변 노광 위치 DM: 더미 샷 영역
IM: 기판 화상 N: 노치부
SH: 샷 W: 웨이퍼

Claims (9)

  1. 레지스트막이 도포된 기판의 둘레 가장자리부를 노광하는 주변 노광 장치를 구비한 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 주변 노광 장치의 외부에 배치되고, 상기 레지스트막의 도포 처리가 실시되기 전의, 이미 패턴 노광이 행해져 패턴이 형성되어 있는 기판의 표면을 촬상하여, 기판 화상을 취득하는 검사 장치를 포함하고,
    상기 주변 노광 장치는,
    상기 레지스트막이 도포된 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 둘레 가장자리부를 노광하는 노광부와,
    상기 기판 유지부를 이동 및 회전시키는 제1 이동 기구와,
    상기 노광부를 이동시키는 제2 이동 기구와,
    상기 레지스트막이 도포된 상기 기판의 둘레 가장자리부를 노광하도록, 상기 제1 이동 기구 및 상기 제2 이동 기구를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 레지스트막이 도포된 상기 기판이 이 주변 노광 장치에 반입되기 전에, 상기 검사 장치에 의해 취득된 기판 화상으로부터, 기판 상의 패턴의 샷의 배열 정보를 취득하고, 이 취득된 배열 정보에 기초하여, 상기 기판의 둘레 가장자리부를 노광하기 위한 상기 제1 이동 기구 및 상기 제2 이동 기구의 동작을 제어하는 처리 레시피를 작성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부에서는, 상기 기판 화상으로부터 기판의 중심 위치 및 기판의 노치 위치를 검출하고, 이 기판의 중심 위치와 기판의 노치 위치를 연결하는 직선과, 상기 기판 상의 패턴의 샷의 배열 방향이 이루는 각을 구하며, 이 구해진 각도에 따라 상기 기판을 회전시키도록 상기 제1 이동 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어부에서는,
    상기 기판 화상으로부터 하나의 샷의 치수를 산출하고, 산출한 치수의 상기 샷에 의해 기판의 전면(全面)을 덮은 경우에 상기 기판의 외주 단부와 상기 샷이 겹쳐지는지의 여부를 판정하며,
    상기 기판의 외주 단부와 상기 샷이 겹쳐지는 영역에 존재하는 샷의 좌표를 산출하고,
    이 산출된 좌표에 기초하여, 상기 처리 레시피를 작성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 검사 장치는, 복수의 상기 주변 노광 장치에 대해 공통으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 주변 노광 장치를 구비하는 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는,
    상기 주변 노광 장치의 외부에 배치되고, 기판의 표면을 촬상하여 기판 화상을 취득하는 검사 장치를 구비하고,
    상기 주변 노광 장치는,
    레지스트막이 도포된 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 둘레 가장자리부를 노광하는 노광부와,
    상기 기판 유지부를 이동 및 회전시키는 제1 이동 기구와,
    상기 노광부를 이동시키는 제2 이동 기구
    를 가지며,
    상기 기판 처리 방법은,
    상기 레지스트막의 도포 처리가 실시되기 전의, 이미 패턴 노광이 행해져 패턴이 형성되어 있는 기판의 표면을, 상기 검사 장치로 촬상하여, 기판 화상을 취득하고,
    상기 레지스트막이 도포된 상기 기판이 상기 주변 노광 장치에 반입되기 전에, 상기 검사 장치에 의해 취득된 기판 화상으로부터, 기판 상의 패턴의 샷의 배열 정보를 취득하고, 이 취득된 배열 정보에 기초하여 상기 레지스트막이 도포된 상기 기판의 둘레 가장자리부를 노광하도록, 상기 제1 이동 기구 및 상기 제2 이동 기구의 동작을 제어하는 처리 레시피를 작성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기판 화상으로부터 기판의 중심 위치 및 기판의 노치 위치를 검출하고,
    이 기판의 중심 위치와 기판의 노치 위치를 연결하는 직선과, 상기 기판 상의 패턴의 샷의 배열 방향이 이루는 각을 구하며,
    이 구해진 각도에 따라 상기 기판 유지부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 기판 화상으로부터 하나의 샷의 치수를 산출하고, 산출한 치수의 상기 샷에 의해 기판의 전면을 덮은 경우에 상기 기판의 외주 단부와 상기 샷이 겹쳐지는지의 여부를 판정하며,
    상기 기판의 외주 단부와 상기 샷이 겹쳐지는 영역에 존재하는 샷의 좌표를 산출하고,
    이 산출된 좌표에 기초하여, 상기 처리 레시피를 작성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 기재된 기판 처리 방법을, 기판 처리 장치에 의해 실행시키도록, 이 기판 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 매체에 저장된 프로그램.
  9. 제8항에 기재된 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
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