KR20200035352A - 기판 검사 방법, 기판 검사 장치 및 기록 매체 - Google Patents

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KR20200035352A
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카즈야 히사노
아키코 키요토미
야스아키 노다
케이스케 하마모토
타다시 니시야마
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

웨이퍼의 휨을 정밀도 좋게 측정하는 것이 가능한 기술을 제공한다. 기판 검사 방법은, 휨량이 이미 알려진 기준 기판을 유지하는 유지대를 회전하고, 기준 기판의 단면을 카메라에 의해 촬상하는 제 1 공정과, 제 1 공정에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 기준 기판의 단면의 형상 데이터를 기준 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 2 공정과, 피처리 기판을 유지하는 유지대를 회전하고, 피처리 기판의 단면을 카메라에 의해 촬상하는 제 3 공정과, 제 3 공정에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 피처리 기판의 단면의 형상 데이터를 피처리 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 4 공정과, 제 1 공정에 있어서의 유지대의 회전 위치와, 제 3 공정에 있어서의 유지대의 회전 위치가 일치하는 조건에서, 제 2 공정에서 취득된 형상 데이터와 제 4 공정에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구함으로써, 피처리 기판의 휨량을 산출하는 제 5 공정을 포함한다.

Description

기판 검사 방법, 기판 검사 장치 및 기록 매체 {SUBSTRATE INSPECTION METHOD, SUBSTRATE INSPECTION APPARATUS AND RECORDING MEDIUM}
본 개시는 기판 검사 방법, 기판 검사 장치 및 기록 매체에 관한 것이다.
기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼)의 미세 가공 시에 행해지는 레지스트막의 형성을 스핀 코트법으로 행하는 경우, 웨이퍼의 표면 전체에 레지스트막이 형성된다. 그러나, 이러한 웨이퍼를 반송 암에 의해 반송하면, 반송 암이 웨이퍼의 주연을 파지할 시에 반송 암에 레지스트막이 부착하는 경우가 있다. 이 때문에, 웨이퍼의 주연 영역에 존재하는 레지스트막을 제거하는 주연 제거 처리가 행해지는 경우가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조).
일본특허공개공보 평11-333355호 일본특허공개공보 2002-158166호
그런데, 웨이퍼는 다양한 공정을 거쳐 제조되기 때문에, 웨이퍼가 당초부터(미세 가공이 실시되기 전부터) 휨을 가지는 경우가 있다. 또한, 제조 공정의 도중에 웨이퍼가 휘어 버리는 경우도 있다. 웨이퍼가 휨을 가지는 경우, 웨이퍼의 처리에 있어서 웨이퍼가 회전하면, 웨이퍼의 주연의 높이 위치가 변동할 수 있다. 휨을 고려하지 않고 상기한 주연 제거 처리 등을 실시한 경우, 레지스트막의 주연부의 제거를 적절히 행할 수 없을 가능성이 상정된다.
본 개시의 예시적 실시 형태는, 웨이퍼의 휨을 정밀도 좋게 측정하는 것이 가능한 기술을 제공한다.
본 개시의 예시적 실시 형태는, 휨량이 이미 알려진 기준 기판을 유지하는 유지대를 회전하고, 상기 기준 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 상기 기준 기판의 단면(端面)을 카메라에 의해 촬상하는 제 1 공정과, 상기 제 1 공정에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 상기 기준 기판의 단면의 형상 데이터를 상기 기준 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 2 공정과, 피처리 기판을 유지하는 상기 유지대를 회전하고, 상기 피처리 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 상기 피처리 기판의 단면을 카메라에 의해 촬상하는 제 3 공정과, 상기 제 3 공정에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 상기 피처리 기판의 단면의 형상 데이터를 상기 피처리 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 4 공정과, 상기 제 1 공정에 있어서의 상기 유지대의 회전 위치와, 상기 제 3 공정에 있어서의 상기 유지대의 회전 위치가 일치하는 조건에서, 상기 제 2 공정에서 취득된 형상 데이터와, 상기 제 4 공정에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구함으로써, 상기 피처리 기판의 휨량을 산출하는 제 5 공정을 포함하는, 기판 검사 방법이다.
하나의 예시적 실시 형태에 따르면, 웨이퍼의 휨을 정밀도 좋게 측정하는 것이 가능한 기술을 제공한다.
도 1은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선 단면도이다.
도 3은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 단위 처리 블록(BCT 블록, HMCT 블록 및 DEV 블록)을 나타내는 상면도이다.
도 4는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 단위 처리 블록(COT 블록)을 나타내는 상면도이다.
도 5는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 액 처리 유닛을 나타내는 모식도이다.
도 6은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 검사 유닛을 상방에서 본 단면도이다.
도 7은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 검사 유닛을 측방에서 본 단면도이다.
도 8은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 검사 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 9는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 주연 촬상 서브 유닛을 전방에서 본 사시도이다.
도 10은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 주연 촬상 서브 유닛을 후방에서 본 사시도이다.
도 11은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 주연 촬상 서브 유닛의 상면도이다.
도 12는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 이면 촬상 모듈의 측면도이다.
도 13은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 미러 부재를 나타내는 사시도이다.
도 14는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 미러 부재를 나타내는 측면도이다.
도 15의 (a)는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서 조명 모듈로부터의 광이 미러 부재에 있어서 반사되는 모습을 설명하기 위한 도이며, 도 15의 (b)는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서 웨이퍼로부터의 광이 미러 부재에 있어서 반사되는 모습을 설명하기 위한 도이다.
도 16은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 이면 촬상 서브 유닛의 측면도이다.
도 17은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 주연 노광 유닛을 측방에서 본 단면도이다.
도 18은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 주연 노광 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 19는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 기판 처리 시스템의 주요부를 나타내는 블록도이다.
도 20은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에 있어서의 컨트롤러의 하드웨어 구성을 나타내는 개략도이다.
도 21은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서의 기준 웨이퍼의 프로파일선을 산출하는 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
도 22는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서의 웨이퍼의 처리 순서의 일례를 설명하기 위한 순서도이다.
도 23은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서의 웨이퍼 검사의 처리 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
도 24는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서의 휨량의 산출 방법을 설명하는 도이며, 유지대의 회전 위치에 따른 보정을 행하지 않는 경우에 대하여 설명하는 도이다.
도 25는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서의 휨량의 산출 방법을 설명하는 도이며, 유지대의 회전 위치에 따른 보정을 행하는 경우에 대하여 설명하는 도이다.
도 26은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서의 웨이퍼의 프로파일선을 산출하는 순서의 변형예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 다양한 예시적 실시 형태에 대하여 설명한다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 기판 검사 방법을 제공한다. 기판 검사 방법은, 휨량이 이미 알려진 기준 기판을 유지하는 유지대를 회전시키고, 당해 기준 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 상기 기준 기판의 단면을 카메라에 의해 촬상하는 제 1 공정과, 상기 제 1 공정에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 상기 기준 기판의 단면의 형상 데이터를 상기 기준 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 2 공정과, 피처리 기판을 유지하는 상기 유지대를 회전시키고, 당해 피처리 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 상기 피처리 기판의 단면을 카메라에 의해 촬상하는 제 3 공정과, 상기 제 3 공정에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 상기 피처리 기판의 단면의 형상 데이터를 상기 피처리 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 4 공정과, 상기 제 1 공정에 있어서의 상기 유지대의 회전 위치와, 상기 제 3 공정에 있어서의 상기 유지대의 회전 위치가 일치하는 조건에서, 상기 제 2 공정에서 취득된 형상 데이터와 상기 제 4 공정에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구함으로써, 상기 피처리 기판의 휨량을 산출하는 제 5 공정을 포함한다.
상기한 기판 검사 방법에 의하면, 피처리 기판의 휨량을 산출할 시에, 제 1 공정 및 제 3 공정에 있어서의 유지대의 회전 위치가 일치하는 조건에서, 제 2 공정에서 취득된 형상 데이터와 제 4 공정에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구한다. 이러한 구성으로 함으로써, 유지대의 회전 위치에 따라 형상의 변화에 대응하는 성분이 휨량에 포함되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 휨량을 보다 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
다른 예시적 실시 형태에 있어서, 상기 유지대는, 상기 유지대의 회전의 기준이 되는 기준점을 가지고, 상기 제 1 공정에 있어서, 상기 유지대를 회전했을 시의 상기 기준점의 위치를 특정하는 정보를 취득하고, 상기 제 3 공정에 있어서, 상기 유지대를 회전했을 시의 상기 기준점의 위치를 특정하는 정보를 취득하고, 상기 제 5 공정에 있어서, 상기 제 1 공정에서 상기 유지대를 회전했을 시의 상기 기준점의 위치를 특정하는 정보를 상기 제 2 공정에서 취득된 형상 데이터에 대응시키고, 또한 상기 제 3 공정에서 상기 유지대를 회전했을 시의 상기 기준점의 위치를 특정하는 정보를 상기 제 4 공정에서 취득한 형상 데이터에 대응시키고, 상기 제 1 공정에 있어서의 상기 유지대의 상기 기준점의 위치와, 상기 제 3 공정에 있어서의 상기 유지대의 상기 기준점의 위치가 일치하는 조건에서, 상기 제 2 공정에서 취득된 형상 데이터와 상기 제 4 공정에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구하는 태양으로 할 수 있다.
상기한 태양에서는, 유지대의 회전의 기준이 되는 기준점을 미리 정해 두고, 유지대를 회전했을 시의 기준점의 위치를 특정한 다음, 제 1 공정에 있어서의 유지대의 기준점의 위치와 제 3 공정에 있어서의 유지대의 기준점의 위치가 일치하는 조건에서, 형상 데이터의 차분을 구한다. 이러한 구성으로 한 경우, 기준점의 위치를 이용하여, 제 1 공정에 있어서의 유지대의 회전 위치와, 제 3 공정에 있어서의 유지대의 회전 위치가 일치하는 조건을 신속하게 찾아낼 수 있어, 형상 데이터의 차분을 구할 수 있다. 따라서, 보다 높은 정밀도에서의 휨량의 산출을 간단하게 행할 수 있다.
다른 예시적 실시 형태에 있어서, 상기 제 1 공정에 있어서의 상기 기준 기판을 유지하기 직전의 상기 유지대의 회전 위치와, 상기 제 3 공정에 있어서의 상기 피처리 기판을 유지하기 직전의 상기 유지대의 회전 위치를 일치시키고, 또한 상기 제 5 공정에 있어서, 상기 제 2 공정에서 취득된 형상 데이터와 상기 제 4 공정에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구하는 태양으로 할 수 있다.
상기한 태양에서는, 기준 기판 및 피처리 기판을 유지하기 직전에서의 유지대의 회전 위치가 일치되어 있다. 이 때문에, 제 5 공정에 있어서, 형상 데이터의 차분을 구할 때에, 보정 등을 행하지 않아도, 제 1 공정에 있어서의 유지대의 회전 위치와, 제 3 공정에 있어서의 유지대의 회전 위치가 일치하는 조건을 만들 수 있다. 따라서, 보다 높은 정밀도에서의 휨량의 산출을 간단하게 행할 수 있다.
다른 예시적 실시 형태에 있어서, 상기 기준 기판은 평탄하며, 상기 제 2 공정에서 취득되는 형상 데이터는, 상기 기준 기판의 단면의 중앙을 지나는 제 1 프로파일선의 데이터이며, 상기 제 4 공정에서 취득되는 형상 데이터는, 상기 피처리 기판의 단면의 중앙을 지나는 제 2 프로파일선의 데이터인 태양으로 할 수 있다. 이 경우, 제 1 및 제 2 프로파일선의 데이터로부터 피처리 기판의 휨량을 보다 간단하게 산출할 수 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 기판 검사 장치를 제공한다. 기판 검사 장치는, 상기 피처리 기판을 유지하여 회전시키도록 구성된 유지대와, 카메라를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 휨량이 이미 알려진 기준 기판을 유지하는 유지대를 회전고, 당해 기준 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 상기 기준 기판의 단면을 카메라에 의해 촬상하는 제 1 처리와, 상기 제 1 처리에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 상기 기준 기판의 단면의 형상 데이터를 상기 기준 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 2 처리와, 피처리 기판을 유지하는 상기 유지대를 회전시키고, 당해 피처리 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 상기 피처리 기판의 단면을 카메라에 의해 촬상하는 제 3 처리와, 상기 제 3 처리에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 상기 피처리 기판의 단면의 형상 데이터를 상기 피처리 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 4 처리와, 상기 제 1 처리에 있어서의 상기 유지대의 회전 위치와, 상기 제 3 처리에 있어서의 상기 유지대의 회전 위치가 일치하는 조건에서, 상기 제 2 처리에서 취득된 형상 데이터와 상기 제 4 처리에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구함으로써, 상기 피처리 기판의 휨량을 산출하는 제 5 처리를 실행한다.
상기한 기판 검사 장치에 의하면, 제어부에 있어서 피처리 기판의 휨량을 산출할 시에, 제 1 처리 및 제 3 처리에 있어서의 유지대의 회전 위치가 일치하는 조건에서, 제 2 처리에서 취득된 형상 데이터와 제 4 처리에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구하는 처리가 실행된다. 이러한 구성으로 함으로써, 유지대의 회전 위치에 따라 형상의 변화에 대응하는 성분이 휨량에 포함되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 휨량을 보다 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 기록 매체가 제공된다. 기록 매체는, 상기한 기판 처리 방법을 기판 처리 장치에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체이다.
이 경우, 상기한 기판 처리 방법과 동일한 작용 효과를 나타낸다. 본 명세서에 있어서, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에는, 일시적이지 않은 유형의 매체(non-transitory computer recording medium)(예를 들면, 각종의 주 기억 장치 또는 보조 기억 장치), 또는 전파 신호(transitory computer recording medium)(예를 들면, 네트워크를 통하여 제공 가능한 데이터 신호)가 포함된다.
이하, 도면을 참조하여 각종 예시적 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.
[기판 처리 시스템]
도 1에 나타나는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)(기판 검사 장치)은 도포 현상 장치(2)와, 컨트롤러(10)를 구비한다. 기판 처리 시스템(1)에는 노광 장치(3)가 병설되어 있다. 노광 장치(3)는 기판 처리 시스템(1)의 컨트롤러(10)와 통신 가능한 컨트롤러(도시하지 않음)를 구비한다. 노광 장치(3)는 도포 현상 장치(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)(기판)를 수수하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)(도 5 등 참조)에 형성된 감광성 레지스트막의 노광 처리(패턴 노광)를 행하도록 구성되어 있다. 구체적으로, 액침 노광 등의 방법에 의해 감광성 레지스트막(감광성 피막)의 노광 대상 부분에 선택적으로 에너지선을 조사한다. 에너지선으로서는, 예를 들면 ArF 엑시머 레이져, KrF 엑시머 레이져, g선, i선 또는 극단 자외선(EUV : Extreme Ultraviolet)을 들 수 있다.
도포 현상 장치(2)는 노광 장치(3)에 의한 노광 처리 전에, 감광성 레지스트막 또는 비감광성 레지스트막(이하, 아울러 '레지스트막(R)'(도 5 참조)이라고 함)을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 형성하는 처리를 행한다. 도포 현상 장치(2)는 노광 장치(3)에 의한 감광성 레지스트막의 노광 처리 후에, 당해 감광성 레지스트막의 현상 처리를 행한다.
웨이퍼(W)는 원판 형상을 나타내도 되며, 다각형 등 원형 이외의 판 형상을 나타내고 있어도 된다. 웨이퍼(W)는 일부가 노치된 노치부를 가지고 있어도 된다. 노치부는 예를 들면 노치(U자형, V자형 등의 홈)여도 되고, 직선 형상으로 연장되는 직선부(이른바, 오리엔테이션·플랫)여도 된다. 웨이퍼(W)는 예를 들면 반도체 기판, 글라스 기판, 마스크 기판, FPD(Flat Panel Display) 기판 그 외의 각종 기판이어도 된다. 웨이퍼(W)의 직경은 예를 들면 200 mm ~ 450 mm 정도여도 된다. 또한, 웨이퍼(W)의 가장자리에 베벨(목귀질)이 존재하는 경우, 본 명세서에 있어서의 '표면'에는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)측에서 봤을 때의 베벨 부분도 포함된다. 마찬가지로, 본 명세서에 있어서의 '이면'에는, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)(도 5 등 참조)측에서 봤을 때의 베벨 부분도 포함된다. 본 명세서에 있어서의 '단면'에는, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)(도 5 등 참조)측에서 봤을 때의 베벨 부분도 포함된다.
도 1 ~ 도 4에 나타나는 바와 같이, 도포 현상 장치(2)는 캐리어 블록(4)과, 처리 블록(5)과, 인터페이스 블록(6)을 구비한다. 캐리어 블록(4), 처리 블록(5) 및 인터페이스 블록(6)은 수평 방향으로 배열되어 있다.
캐리어 블록(4)은 도 1, 도 3 및 도 4에 나타나는 바와 같이, 캐리어 스테이션(12)과, 반입반출부(13)를 가진다. 캐리어 스테이션(12)은 복수의 캐리어(11)를 지지한다. 캐리어(11)는 적어도 하나의 웨이퍼(W)를 밀봉 상태로 수용한다. 캐리어(11)의 측면(11a)에는 웨이퍼(W)를 출입하기 위한 개폐 도어(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 캐리어(11)는 측면(11a)이 반입반출부(13)측에 면하도록, 캐리어 스테이션(12) 상에 착탈 가능하게 마련된다.
캐리어(11) 내에는 기록 매체(11b)가 마련되어 있다(도 1 참조). 기록 매체(11b)는 예를 들면 불휘발성 메모리이며, 캐리어(11) 내의 웨이퍼(W)와, 당해 웨이퍼(W)에 관한 정보(상세하게는 후술함)를 대응시켜 기억하고 있다. 캐리어(11)가 캐리어 스테이션(12) 상에 장착되어 있는 상태에 있어서, 기록 매체(11b)에는 컨트롤러(10)가 액세스 가능하며, 기록 매체(11b)의 정보의 읽어내기와, 기록 매체(11b)에의 정보의 작성을 행할 수 있다.
반입반출부(13)는 캐리어 스테이션(12) 및 처리 블록(5)의 사이에 위치하고 있다. 반입반출부(13)는 복수의 개폐 도어(13a)를 가진다. 캐리어 스테이션(12) 상에 캐리어(11)가 배치될 시에는, 캐리어(11)의 개폐 도어가 개폐 도어(13a)에 면한 상태가 된다. 개폐 도어(13a) 및 측면(11a)의 개폐 도어를 동시에 개방함으로써, 캐리어(11) 내와 반입반출부(13) 내가 연통한다. 반입반출부(13)는 전달 암(A1)을 내장하고 있다. 전달 암(A1)은 캐리어(11)로부터 웨이퍼(W)를 취출하여 처리 블록(5)으로 전달하고, 처리 블록(5)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(11) 내로 되돌린다.
처리 블록(5)은, 도 1 및 도 2에 나타나는 바와 같이 단위 처리 블록(14 ~ 17)을 가진다. 단위 처리 블록(14 ~ 17)은 바닥면측으로부터 단위 처리 블록(17), 단위 처리 블록(14), 단위 처리 블록(15), 단위 처리 블록(16)의 순으로 배열되어 있다. 단위 처리 블록(14, 15, 17)은, 도 3에 나타나는 바와 같이 액 처리 유닛(U1)과, 열 처리 유닛(U2)(가열부)과, 검사 유닛(U3)을 가진다. 단위 처리 블록(16)은, 도 4에 나타나는 바와 같이 액 처리 유닛(U1)과, 열 처리 유닛(U2)(가열부)과, 검사 유닛(U3)과, 주연 노광 유닛(U4)을 가진다.
액 처리 유닛(U1)은 각종의 처리액을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 공급하도록 구성되어 있다(상세하게는 후술함). 열 처리 유닛(U2)은, 예를 들면 열판에 의해 웨이퍼(W)를 가열하고, 가열 후의 웨이퍼(W)를 예를 들면 냉각판에 의해 냉각하여 열 처리를 행하도록 구성되어 있다. 검사 유닛(U3)은 웨이퍼(W)의 각 면(표면(Wa), 이면(Wb) 및 단면(Wc)(도 5 등 참조))을 검사하도록 구성되어 있다(상세하게는 후술함). 주연 노광 유닛(U4)은 레지스트막(R)이 형성된 웨이퍼(W)의 주연 영역(Wd)(도 5 등 참조)에 자외선을 조사하여, 레지스트막(R) 중 주연 영역(Wd)에 위치하는 부분에 대한 노광 처리를 행하도록 구성되어 있다.
단위 처리 블록(14)은 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 하층막을 형성하도록 구성된 하층막 형성 블록(BCT 블록)이다. 단위 처리 블록(14)은 각 유닛(U1 ~ U3)으로 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 암(A2)을 내장하고 있다(도 2 및 도 3 참조). 단위 처리 블록(14)의 액 처리 유닛(U1)은, 하층막 형성용의 도포액을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 도포하여 도포막을 형성한다. 단위 처리 블록(14)의 열 처리 유닛(U2)은 하층막의 형성에 수반하는 각종 열 처리를 행한다. 열 처리의 구체예로서는, 도포막을 경화시켜 하층막으로 하기 위한 가열 처리를 들 수 있다. 하층막으로서는, 예를 들면 반사 방지(SiARC)막을 들 수 있다.
단위 처리 블록(15)은 하층막 상에 중간막을 형성하도록 구성된 중간막(하드 마스크) 형성 블록(HMCT 블록)이다. 단위 처리 블록(15)은 각 유닛(U1 ~ U3)으로 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 암(A3)을 내장하고 있다(도 2 및 도 3 참조). 단위 처리 블록(15)의 액 처리 유닛(U1)은 중간막 형성용의 도포액을 하층막 상에 도포하여 도포막을 형성한다. 단위 처리 블록(15)의 열 처리 유닛(U2)은 중간막의 형성에 수반하는 각종 열 처리를 행한다. 열 처리의 구체예로서는, 도포막을 경화시켜 중간막으로 하기 위한 가열 처리를 들 수 있다. 중간막으로서는, 예를 들면 SOC(Spin On Carbon)막, 아몰퍼스 카본막을 들 수 있다.
단위 처리 블록(16)은 열 경화성을 가지는 레지스트막(R)을 중간막 상에 형성하도록 구성된 레지스트막 형성 블록(COT 블록)이다. 단위 처리 블록(16)은 각 유닛(U1 ~ U4)으로 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 암(A4)을 내장하고 있다(도 2 및 도 4 참조). 단위 처리 블록(16)의 액 처리 유닛(U1)은 레지스트막 형성용의 도포액(레지스트제)을 중간막 상에 도포하여 도포막을 형성한다. 단위 처리 블록(16)의 열 처리 유닛(U2)은 레지스트막의 형성에 수반하는 각종 열 처리를 행한다. 열 처리의 구체예로서는, 도포막을 경화시켜 레지스트막(R)으로 하기 위한 가열 처리(PAB : Pre Applied Bake)를 들 수 있다.
단위 처리 블록(17)은 노광된 레지스트막(R)의 현상 처리를 행하도록 구성된 현상 처리 블록(DEV 블록)이다. 단위 처리 블록(17)은 각 유닛(U1 ~ U3)으로 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 암(A5)과, 이들 유닛을 거치지 않고 웨이퍼(W)를 반송하는 직접 반송 암(A6)을 내장하고 있다(도 2 및 도 3 참조). 단위 처리 블록(17)의 액 처리 유닛(U1)은 노광 후의 레지스트막(R)에 현상액을 공급하여 레지스트막(R)을 현상한다. 단위 처리 블록(17)의 액 처리 유닛(U1)은 현상 후의 레지스트막(R)에 린스액을 공급하여, 레지스트막(R)의 용해 성분을 현상액과 함께 씻어낸다. 이에 의해, 레지스트막(R)이 부분적으로 제거되어, 레지스트 패턴이 형성된다. 단위 처리 블록(17)의 열 처리 유닛(U2)은 현상 처리에 수반하는 각종 열 처리를 행한다. 열 처리의 구체예로서는, 현상 처리 전의 가열 처리(PEB : Post Exposure Bake), 현상 처리 후의 가열 처리(PB : Post Bake) 등을 들 수 있다.
처리 블록(5) 내에 있어서의 캐리어 블록(4)측에는, 도 2 ~ 도 4에 나타나는 바와 같이 선반 유닛(U10)이 마련되어 있다. 선반 유닛(U10)은 바닥면으로부터 단위 처리 블록(15)에 걸쳐 마련되어 있고, 상하 방향으로 배열되는 복수의 셀로 구획되어 있다. 선반 유닛(U10)의 근방에는 승강 암(A7)이 마련되어 있다. 승강 암(A7)은 선반 유닛(U10)의 셀끼리의 사이에서 웨이퍼(W)를 승강시킨다.
처리 블록(5) 내에 있어서의 인터페이스 블록(6)측에는 선반 유닛(U11)이 마련되어 있다. 선반 유닛(U11)은 바닥면으로부터 단위 처리 블록(17)의 상부에 걸쳐 마련되어 있고, 상하 방향으로 배열되는 복수의 셀로 구획되어 있다.
인터페이스 블록(6)은 전달 암(A8)을 내장하고 있고, 노광 장치(3)에 접속된다. 전달 암(A8)은 선반 유닛(U11)의 웨이퍼(W)를 취출하여 노광 장치(3)로 전달하고, 노광 장치(3)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 선반 유닛(U11)으로 되돌리도록 구성되어 있다.
컨트롤러(10)는 기판 처리 시스템(1)을 부분적 또는 전체적으로 제어한다. 컨트롤러(10)의 상세에 대해서는 후술한다. 또한, 컨트롤러(10)는 노광 장치(3)의 컨트롤러와의 사이에서 신호의 송수신이 가능하며, 각 컨트롤러의 제휴에 의해 기판 처리 시스템(1) 및 노광 장치(3)가 제어된다.
[액 처리 유닛의 구성]
이어서, 도 5를 참조하여, 액 처리 유닛(U1)에 대하여 더 상세하게 설명한다. 액 처리 유닛(U1)은, 도 5에 나타나는 바와 같이 회전 유지부(20)와, 액 공급부(30)(도포액 공급부)와, 액 공급부(40)(용제 공급부)를 구비한다.
회전 유지부(20)는 회전부(21)와, 유지부(22)를 가진다. 회전부(21)는 상방으로 돌출된 샤프트(23)를 가진다. 회전부(21)는, 예를 들면 전동 모터 등을 동력원으로서 샤프트(23)를 회전시킨다. 유지부(22)는 샤프트(23)의 선단부에 마련되어 있다. 유지부(22) 상에는 웨이퍼(W)가 배치된다. 유지부(22)는, 예를 들면 흡착 등에 의해 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하는 흡착 척이다. 유지부(22)(흡착 척)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 원형이어도 된다. 유지부(22)의 사이즈는 웨이퍼(W)보다 작아도 된다. 유지부(22)가 원형인 경우, 유지부(22)의 사이즈는 예를 들면 직경이 80 mm 정도여도 된다.
회전 유지부(20)는 웨이퍼(W)의 자세가 대략 수평의 상태로, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대하여 수직인 축(회전축) 둘레로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 본 실시 형태에서는, 회전축은 원형 형상을 나타내는 웨이퍼(W)의 중심을 지나고 있으므로, 중심축이기도 하다. 본 실시 형태에서는, 도 5에 나타나는 바와 같이 회전 유지부(20)는, 상방에서 봤을 때 시계 방향으로 웨이퍼(W)를 회전시킨다.
액 공급부(30)는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 처리액(L1)을 공급하도록 구성되어 있다. 단위 처리 블록(14 ~ 16)에 있어서, 처리액(L1)은 하층막, 중간막 또는 레지스트막을 형성하기 위한 각종 도포액이다. 이 경우, 액 공급부(30)는 도포액 공급부로서 기능한다. 단위 처리 블록(17)에 있어서, 처리액(L1)은 현상액이다. 이 경우, 액 공급부(30)는 현상액 공급부로서 기능한다.
액 공급부(30)는 액원(31)과, 펌프(32)와, 밸브(33)와, 노즐(34)과, 배관(35)을 가진다. 액원(31)은, 처리액(L1)의 공급원으로서 기능한다. 펌프(32)는 액원(31)으로부터 처리액(L1)을 흡인하고, 배관(35) 및 밸브(33)를 거쳐 노즐(34)로 보낸다. 노즐(34)은 토출구가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 향하도록 웨이퍼(W)의 상방에 배치되어 있다. 노즐(34)은 도시하지 않은 구동부에 의해 수평 방향 및 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 노즐(34)은 펌프(32)로부터 보내진 처리액(L1)을, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 토출 가능하다. 배관(35)은 상류측으로부터 차례로 액원(31), 펌프(32), 밸브(33) 및 노즐(34)을 접속하고 있다.
액 공급부(40)는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 처리액(L2)을 공급하도록 구성되어 있다. 단위 처리 블록(14 ~ 16)에 있어서, 처리액(L2)은 하층막, 중간막 또는 레지스트막을 웨이퍼(W)로부터 제거하기 위한 각종 유기 용제이다. 이 경우, 액 공급부(40)는 용제 공급부로서 기능한다. 단위 처리 블록(17)에 있어서, 처리액(L2)은 린스액이다. 이 경우, 액 공급부(40)는 린스액 공급부로서 기능한다.
액 공급부(40)는 액원(41)과, 펌프(42)와, 밸브(43)와, 노즐(44)과, 배관(45)을 가진다. 액원(41)은 처리액(L2)의 공급원으로서 기능한다. 펌프(42)는 액원(41)으로부터 처리액(L2)을 흡인하고, 배관(45) 및 밸브(43)를 거쳐 노즐(44)로 보낸다. 노즐(44)은 토출구가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 향하도록 웨이퍼(W)의 상방에 배치되어 있다. 노즐(44)은 도시하지 않은 구동부에 의해 수평 방향 및 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 노즐(44)은 펌프(42)로부터 보내진 처리액(L2)을, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 토출 가능하다. 배관(45)은 상류측으로부터 차례로 액원(41), 펌프(42), 밸브(43) 및 노즐(44)을 접속하고 있다.
[검사 유닛의 구성]
이어서, 도 6 ~ 도 16을 참조하여, 검사 유닛(U3)에 대하여 더 상세하게 설명한다. 검사 유닛(U3)은, 도 6 ~ 도 8에 나타나는 바와 같이 하우징(100)과, 회전 유지 서브 유닛(200)(회전 유지부)과, 표면 촬상 서브 유닛(300)과, 주연 촬상 서브 유닛(400)(기판 촬상 장치)과, 이면 촬상 서브 유닛(500)을 가진다. 각 서브 유닛(200 ~ 500)은 하우징(100) 내에 배치되어 있다. 하우징(100) 중 일단 벽에는, 웨이퍼(W)를 하우징(100)의 내부로 반입 및 하우징(100)의 외부로 반출하기 위한 반입반출구(101)가 형성되어 있다.
회전 유지 서브 유닛(200)은 유지대(201)와, 액츄에이터(202, 203)와, 가이드 레일(204)을 포함한다. 유지대(201)는, 예를 들면 흡착 등에 의해 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하는 흡착 척이다. 유지대(201)(흡착 척)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 원형이어도 된다. 유지대(201)의 사이즈는 웨이퍼(W)보다 작아도 되며, 유지부(22)(흡착 척)의 사이즈와 동일한 정도여도 된다. 유지대(201)가 원형인 경우, 유지대(201)(흡착 척)의 사이즈는 예를 들면 직경이 80 mm 정도여도 된다.
액츄에이터(202)는 예를 들면 전동 모터이며, 유지대(201)를 회전 구동한다. 즉, 액츄에이터(202)는 유지대(201)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 액츄에이터(202)는 유지대(201)의 회전 위치를 검출하기 위한 엔코더를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 각 촬상 서브 유닛(300, 400, 500)에 의한 웨이퍼(W)의 각 면의 촬상 위치와, 회전 위치와의 대응시킴을 행할 수 있다. 웨이퍼(W)가 노치부를 가지는 경우에는, 각 촬상 서브 유닛(300, 400, 500)에 의해 판별된 당해 노치부와 엔코더에 의해 검출된 회전 위치에 기초하여, 웨이퍼(W)의 자세를 특정할 수 있다. 또한, 유지대(201)의 회전 위치란 유지대(201)의 회전 각도이다.
액츄에이터(203)는 예를 들면 리니어 액츄에이터이며, 유지대(201)를 가이드 레일(204)을 따라 이동시킨다. 즉, 액츄에이터(203)는 유지대(201)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를 가이드 레일(204)의 일단측과 타단측과의 사이에서 반송한다. 따라서, 유지대(201)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)는, 반입반출구(101)쪽의 제 1 위치와, 주연 촬상 서브 유닛(400) 및 이면 촬상 서브 유닛(500)쪽의 제 2 위치와의 사이에서 이동 가능하다. 가이드 레일(204)은 하우징(100) 내에 있어서 선 형상(예를 들면 직선 형상)으로 연장되어 있다.
표면 촬상 서브 유닛(300)은 카메라(310)(촬상 수단)와, 조명 모듈(320)을 포함한다. 카메라(310) 및 조명 모듈(320)은 1 조의 촬상 모듈을 구성하고 있다. 카메라(310)는 렌즈와, 하나의 촬상 소자(예를 들면, CCD 이미지 센서, CMOS 이미지 센서 등)를 포함한다. 카메라(310)는 조명 모듈(320)(조명부)에 대향하고 있다.
조명 모듈(320)은 하프 미러(321)와, 광원(322)을 포함한다. 하프 미러(321)는 수평 방향에 대하여 대략 45˚ 기운 상태로, 하우징(100) 내에 배치되어 있다. 하프 미러(321)는 상방에서 봤을 때 가이드 레일(204)의 연장 방향에 교차하도록, 가이드 레일(204)의 중간 부분의 상방에 위치하고 있다. 하프 미러(321)는 직사각형 형상을 나타내고 있다. 하프 미러(321)의 길이(길이 방향의 길이)는 웨이퍼(W)의 직경보다 크다.
광원(322)은 하프 미러(321)의 상방에 위치하고 있다. 도 6 등에 나타내는 바와 같이, 광원(322)은 하프 미러(321)와 동일한 직사각형 형상을 나타내고 있지만, 하프 미러(321)보다 길이 방향의 길이가 크다. 광원(322)으로부터 출사된 광은, 하프 미러(321)를 전체적으로 통과하여 하방(가이드 레일(204)측)을 향해 조사된다. 하프 미러(321)를 통과한 광은, 하프 미러(321)의 하방에 위치하는 물체에서 반사된 후, 하프 미러(321)에서 다시 반사되어, 카메라(310)의 렌즈를 통과하고, 카메라(310)의 촬상 소자에 입사한다. 즉, 카메라(310)는 하프 미러(321)를 개재하여, 광원(322)의 조사 영역에 존재하는 물체를 촬상할 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼(W)를 유지하는 유지대(201)가 액츄에이터(203)에 의해 가이드 레일(204)을 따라 이동할 시에, 카메라(310)는 광원(322)의 조사 영역을 통과하는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 촬상할 수 있다. 카메라(310)에 의해 촬상된 촬상 화상의 데이터는 컨트롤러(10)로 송신된다.
주연 촬상 서브 유닛(400)은, 도 6 ~ 도 12에 나타나는 바와 같이 카메라(410)(촬상 수단)와, 조명 모듈(420)과, 미러 부재(430)를 포함한다. 카메라(410), 조명 모듈(420)(조명부) 및 미러 부재(430)는 1 조의 촬상 모듈을 구성하고 있다. 카메라(410)는 렌즈(411)와, 하나의 촬상 소자(412)(예를 들면, CCD 이미지 센서, CMOS 이미지 센서 등)를 포함한다. 카메라(410)는 조명 모듈(420)에 대향하고 있다.
조명 모듈(420)은, 도 9 ~ 도 12에 나타나는 바와 같이 유지대(201)에 유지된 웨이퍼(W)의 상방에 배치되어 있다. 조명 모듈(420)은 광원(421)과, 광 산란 부재(422)와, 유지 부재(423)를 포함한다. 광원(421)은, 예를 들면 복수의 LED 점광원(421b)(도 12 참조)으로 구성되어 있어도 된다.
유지 부재(423)는, 도 9 ~ 도 12에 나타나는 바와 같이 하프 미러(424)와, 원주 렌즈(425)와, 광 확산 부재(426)와, 초점 조절 렌즈(427)를 내부에 유지하고 있다. 하프 미러(424)는, 도 12 및 도 14에 나타나는 바와 같이 수평 방향에 대하여 대략 45˚ 기운 상태로, 관통홀 및 교차홀의 교차 부분에 배치되어 있다. 하프 미러(424)는 직사각형 형상을 나타내고 있다.
초점 조절 렌즈(427)는, 도 9 및 도 10에 나타나는 바와 같이 교차홀 내에 배치되어 있다. 초점 조절 렌즈(427)는 렌즈(411)와의 합성 초점 거리를 변화시키는 기능을 가지는 렌즈이면 특별히 한정되지 않는다. 초점 조절 렌즈(427)는, 예를 들면 직육면체 형상을 나타내는 렌즈이다.
미러 부재(430)는, 도 9 및 도 12에 나타나는 바와 같이, 조명 모듈(420)의 하방에 배치되어 있다. 미러 부재(430)는, 도 9 및 도 12 ~ 도 14에 나타나는 바와 같이 본체(431)와, 반사면(432)을 포함한다. 본체(431)는 알루미늄 블록에 의해 구성되어 있다.
반사면(432)은, 도 9 및 도 14에 나타나는 바와 같이 유지대(201)에 유지된 웨이퍼(W)가 제 2 위치에 있는 경우, 유지대(201)에 유지된 웨이퍼(W)의 단면(Wc)과 이면(Wb)의 주연 영역(Wd)에 대향한다. 반사면(432)은 유지대(201)의 회전축에 대하여 경사져 있다. 반사면(432)에는 경면 가공이 실시되어 있다. 예를 들면, 반사면(432)에는 미러 시트가 부착되어 있어도 되며, 알루미늄 도금이 실시되어 있어도 되고, 알루미늄 재료가 증착되어 있어도 된다.
반사면(432)은 유지대(201)에 유지된 웨이퍼(W)의 단면(Wc)으로부터 멀어지는 측을 향해 오목한 만곡면이다. 즉, 미러 부재(430)는 요면경이다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)이 반사면(432)에 비치면, 그 경상(鏡像)이 실상보다 확대된다. 반사면(432)의 곡률 반경은, 예를 들면 10 mm ~ 30 mm 정도여도 된다. 반사면(432)의 개구각(θ)(도 14 참조)은 100˚ ~ 150˚ 정도여도 된다. 또한 반사면(432)의 개구각(θ)이란, 반사면(432)에 외접하는 2 개의 평면이 이루는 각을 말한다.
조명 모듈(420)에 있어서는, 광원(421)으로부터 출사된 광은, 광 산란 부재(422)에서 산란되고, 원주 렌즈(425)에서 확대되어, 또한 광 확산 부재(426)에서 확산된 후, 하프 미러(424)를 전체적으로 통과하여 하방을 향해 조사된다. 하프 미러(424)를 통과한 확산광은, 하프 미러(424)의 하방에 위치하는 미러 부재(430)의 반사면(432)에서 반사된다. 유지대(201)에 유지된 웨이퍼(W)가 제 2 위치에 있는 경우, 확산광이 반사면(432)에서 반사된 반사광은, 도 15의 (a)에 나타나는 바와 같이, 주로 웨이퍼(W)의 단면(Wc)과 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)에 조사된다. 반사광은 웨이퍼(W)의 가장자리에 베벨이 존재하는 경우에는, 특히 베벨 부분의 상단측에 대하여 조사된다.
웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)으로부터 반사된 반사광은, 미러 부재(430)의 반사면(432)을 향하지는 않고 직접 하프 미러(424)에 입사한다(도 15의 (b) 참조). 이 후, 반사광은 초점 조절 렌즈(427)는 통과하지 않고 카메라(410)의 렌즈(411)를 통과하여, 카메라(410)의 촬상 소자(412)에 입사한다. 한편, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)으로부터 반사된 반사광은, 미러 부재(430)의 반사면(432)의 방향을 향한다. 이 반사광은 반사면(432) 및 하프 미러(424)에서 순차 반사되어, 초점 조절 렌즈(427)에 입사한다. 그리고 초점 조절 렌즈(427)로부터 출사된 반사광은, 카메라(410)의 렌즈(411)를 통과하여, 카메라(410)의 촬상 소자(412)에 입사한다. 이와 같이, 웨이퍼(W)의 주연 영역(Wd)으로부터의 반사광과 웨이퍼(W)의 단면(Wc)으로부터의 반사광은, 서로 상이한 광로를 거쳐 촬상 소자(412)에 입사한다. 따라서, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)으로부터 카메라(410)의 촬상 소자(412)에 도달하는 광의 광로 길이는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)으로부터 카메라(410)의 촬상 소자(412)에 도달하는 광의 광로 길이보다 길다. 이들 광로의 광로 차는, 예를 들면 1 mm ~ 10 mm 정도여도 된다. 이와 같이, 카메라(410)의 촬상 소자(412)에는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)으로부터의 광과, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)으로부터의 광의 쌍방이 입력된다. 즉, 유지대(201)에 유지된 웨이퍼(W)가 제 2 위치에 있는 경우, 카메라(410)는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)과 웨이퍼(W)의 단면(Wc)의 쌍방을 촬상할 수 있다. 카메라(410)에 의해 촬상된 촬상 화상의 데이터는 컨트롤러(10)로 송신된다.
또한, 초점 조절 렌즈(427)가 존재하지 않는 경우, 카메라(410)에 의해 촬상된 촬상 화상의 일부가 흐릿하게 찍히는 경향이 있다. 예를 들면, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)에 초점을 맞춘 경우, 당해 광로 차의 존재에 의해, 카메라(410)에 의해 촬상된 촬상 화상에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)은 선명하게 찍히지만 웨이퍼(W)의 단면(Wc)은 흐릿하게 찍히는 경향에 있다. 한편, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)에 초점을 맞춘 경우, 당해 광로 차의 존재에 의해, 카메라(410)에 의해 촬상된 촬상 화상에 있어서, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)은 선명하게 찍히지만 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)은 흐릿하게 찍히는 경향에 있다. 그러나, 미러 부재(430)의 반사면(432)에서 반사된 반사광이 렌즈(411)에 이를 때까지의 동안에 초점 조절 렌즈(427)가 존재하고 있으므로, 당해 광로 차가 존재해도, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)의 결상 위치가 촬상 소자(412)에 맞는다. 따라서, 카메라(410)에 의해 촬상된 촬상 화상에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)과 웨이퍼(W)의 단면(Wc)이 모두 선명하게 찍힌다.
이면 촬상 서브 유닛(500)은, 도 6 ~ 도 11 및 도 16에 나타나는 바와 같이, 카메라(510)(촬상 수단)와, 조명 모듈(520)(조명부)을 포함한다. 카메라(510) 및 조명 모듈(520)은 1 조의 촬상 모듈을 구성하고 있다. 카메라(510)는 렌즈(511)와, 하나의 촬상 소자(512)(예를 들면, CCD 이미지 센서, CMOS 이미지 센서 등)를 포함한다. 카메라(510)는 조명 모듈(520)(조명부)에 대향하고 있다.
조명 모듈(520)은 조명 모듈(420)의 하방으로서, 유지대(201)에 유지된 웨이퍼(W)의 하방에 배치되어 있다. 조명 모듈(520)은, 도 16에 나타나는 바와 같이 하프 미러(521)와, 광원(522)을 포함한다. 하프 미러(521)는 수평 방향에 대하여 대략 45˚ 경사진 상태로 배치되어 있다. 하프 미러(521)는 직사각형 형상을 나타내고 있다.
광원(522)은 하프 미러(521)의 하방에 위치하고 있다. 광원(522)은 하프 미러(521)보다 길다. 광원(522)으로부터 출사된 광은, 하프 미러(521)를 전체적으로 통과하여 상방을 향해 조사된다. 하프 미러(521)를 통과한 광은, 하프 미러(521)의 상방에 위치하는 물체에서 반사된 후, 하프 미러(521)에서 다시 반사되어, 카메라(510)의 렌즈(511)를 통과하고, 카메라(510)의 촬상 소자(512)에 입사한다. 즉, 카메라(510)는 하프 미러(521)를 개재하여, 광원(522)의 조사 영역에 존재하는 물체를 촬상할 수 있다. 예를 들면, 유지대(201)에 유지된 웨이퍼(W)가 제 2 위치에 있는 경우, 카메라(510)는 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 촬상할 수 있다. 카메라(510)에 의해 촬상된 촬상 화상의 데이터는 컨트롤러(10)로 송신된다.
[주연 노광 유닛의 구성]
이어서, 도 17 및 도 18을 참조하여, 주연 노광 유닛(U4)에 대하여 더 상세하게 설명한다. 주연 노광 유닛(U4)은, 도 17에 나타나는 바와 같이 하우징(600)과, 회전 유지 서브 유닛(700)(회전 유지부)과, 노광 서브 유닛(800)(조사부)을 가진다. 각 서브 유닛(700, 800)은 하우징(600) 내에 배치되어 있다. 하우징(600) 중 일단 벽에는, 웨이퍼(W)를 하우징(600)의 내부로 반입 및 하우징(600)의 외부로 반출하기 위한 반입반출구(601)가 형성되어 있다.
회전 유지 서브 유닛(700)은, 도 17 및 도 18에 나타나는 바와 같이 유지대(701)와, 액츄에이터(702, 703)와, 가이드 레일(704)을 포함한다. 유지대(701)는 예를 들면 흡착 등에 의해 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하는 흡착 척이다. 유지대(701)(흡착 척)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 원형이어도 된다. 유지대(701)의 사이즈는 웨이퍼(W)보다 작아도 되며, 유지부(22)(흡착 척) 및 유지대(201)(흡착 척)의 사이즈와 동일한 정도여도 된다. 유지대(701)가 원형인 경우, 유지대(701)(흡착 척)의 사이즈는 예를 들면 직경이 80 mm 정도여도 된다.
액츄에이터(702)는 예를 들면 전동 모터이며, 유지대(701)를 회전 구동한다. 즉, 액츄에이터(702)는 유지대(701)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 액츄에이터(702)는 유지대(701)의 회전 위치를 검출하기 위한 엔코더를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 노광 서브 유닛(800)에 의한 웨이퍼(W)의 주연 영역(Wd)에 대한 노광 위치와 회전 위치와의 대응시킴을 행할 수 있다.
액츄에이터(703)는 예를 들면 리니어 액츄에이터이며, 유지대(701)를 가이드 레일(704)을 따라 이동시킨다. 즉, 액츄에이터(703)는 유지대(701)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를 가이드 레일(704)의 일단측과 타단측과의 사이에서 반송한다. 따라서, 유지대(701)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)는, 반입반출구(601)쪽의 제 1 위치와, 노광 서브 유닛(800)쪽의 제 2 위치와의 사이에서 이동 가능하다. 가이드 레일(704)은 하우징(600) 내에 있어서 선 형상(예를 들면 직선 형상)으로 연장되어 있다.
노광 서브 유닛(800)은 회전 유지 서브 유닛(700)의 상방에 위치하고 있다. 노광 서브 유닛(800)은, 도 18에 나타나는 바와 같이 광원(801)과, 광학계(802)와, 마스크(803)와, 액츄에이터(804)를 가진다. 광원(801)은 레지스트막(R)을 노광 가능한 파장 성분을 포함하는 에너지선(예를 들면 자외선)을 하방(유지대(701)측)을 향해 조사한다. 광원(801)으로서는, 예를 들면 초고압 UV 램프, 고압 UV 램프, 저압 UV 램프, 엑시머 램프 등을 사용해도 된다.
광학계(802)는 광원(801)의 하방에 위치하고 있다. 광학계(802)는 적어도 하나의 렌즈에 의해 구성되어 있다. 광학계(802)는 광원(801)으로부터의 광을 대략 평행광으로 변환하여, 마스크(803)에 조사한다. 마스크(803)는 광학계(802)의 하방에 위치하고 있다. 마스크(803)에는 노광 면적을 조절하기 위한 개구(803a)가 형성되어 있다. 광학계(802)로부터의 평행광은 개구(803a)를 통과하고, 유지대(701)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 주연 영역(Wd)에 조사된다.
액츄에이터(804)는 광원(801)에 접속되어 있다. 액츄에이터(804)는 예를 들면 승강 실린더이며, 광원(801)을 상하 방향으로 승강시킨다. 즉, 광원(801)은 액츄에이터(804)에 의해, 유지대(701)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)에 근접하는 제 1 높이 위치(하강 위치)와, 유지대(701)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)로부터 멀어지는 제 2 높이 위치(상승 위치)와의 사이에서 이동 가능하다.
[컨트롤러의 구성]
컨트롤러(10)는, 도 19에 나타나는 바와 같이 기능 모듈로서, 판독부(M1)와, 기억부(M2)와, 처리부(M3)와, 지시부(M4)를 가진다. 이들 기능 모듈은, 컨트롤러(10)의 기능을 편의상 복수의 모듈로 구획한 것에 불과하며, 컨트롤러(10)를 구성하는 하드웨어가 이러한 모듈로 나누어져 있는 것을 반드시 의미하는 것은 아니다. 각 기능 모듈은 프로그램의 실행에 의해 실현되는 것에 한정되지 않고, 전용의 전기 회로(예를 들면 논리 회로) 또는 이를 집적한 집적 회로(ASIC : Application Specific Integrated Circuit)에 의해 실현되는 것이어도 된다.
판독부(M1)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체(RM)로부터 프로그램을 판독한다. 기록 매체(RM)는 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 동작시키기 위한 프로그램을 기록하고 있다. 즉, 기록 매체(RM)는 본 실시 형태에서 설명한 기판 검사 방법을 기판 검사 장치에 실행시키기 위한 프로그램을 기록하고 있다. 기록 매체(RM)로서는, 예를 들면 반도체 메모리, 광 기록 디스크, 자기 기록 디스크, 광 자기 기록 디스크여도 된다. 또한, 기록 매체(RM)는 리무버블 미디어여도 된다.
기억부(M2)는 각종 데이터를 기억한다. 기억부(M2)가 기억하는 데이터로서는, 예를 들면 판독부(M1)에 있어서 기록 매체(RM)로부터 읽어낸 프로그램, 기록 매체(11b)로부터 읽어낸 웨이퍼(W)에 관한 정보 등을 들 수 있다. 또한, 기억부(M2)는 카메라(310, 410, 510)에 있어서 촬상된 촬상 화상의 데이터, 웨이퍼(W)에 처리액(L1, L2)을 공급할 시의 각종 데이터(이른바 처리 레시피), 외부 입력 장치(도시하지 않음)를 통하여 오퍼레이터로부터 입력된 설정 데이터 등을 기억한다.
처리부(M3)는 각종 데이터를 처리한다. 처리부(M3)는 예를 들면 기억부(M2)에 기억되어 있는 각종 데이터에 기초하여, 액 처리 유닛(U1), 열 처리 유닛(U2), 검사 유닛(U3) 및 주연 노광 유닛(U4)을 동작시키기 위한 동작 신호를 생성한다. 액 처리 유닛(U1)에는, 예를 들면 회전 유지부(20), 액 공급부(30, 40) 등이 포함된다. 또한, 검사 유닛(U3)에는 예를 들면 회전 유지 서브 유닛(200), 카메라(310, 410, 510), 조명 모듈(320, 420, 520) 등이 포함된다. 또한, 주연 노광 유닛(U4)에는 예를 들면 회전 유지 서브 유닛(700), 노광 서브 유닛(800)이 포함된다. 또한, 처리부(M3)는 카메라(310, 410, 510)에 있어서 촬상된 촬상 화상의 데이터에 기초하여 웨이퍼(W)에 관한 정보를 생성한다.
지시부(M4)는 처리부(M3)에서 생성된 동작 신호를 각종 장치로 송신한다. 지시부(M4)는 처리부(M3)에서 생성된 웨이퍼(W)에 관한 정보를 기록 매체(11b)에 기억시킨다. 지시부(M4)는 기록 매체(11b)에 기억되어 있는 웨이퍼(W)에 관한 정보를 읽어내는 지시 신호를 기록 매체(11b)로 송신한다.
컨트롤러(10)의 하드웨어는 예를 들면 하나 또는 복수의 제어용의 컴퓨터에 의해 구성된다. 컨트롤러(10)는 하드웨어 상의 구성으로서, 예를 들면 도 20에 나타나는 회로(10A)를 가진다. 회로(10A)는 전기 회로 요소(circuitry)로 구성되어 있어도 된다. 회로(10A)는 구체적으로 프로세서(10B)와, 메모리(10C)(기억부)와, 스토리지(10D)(기억부)와, 입출력 포트(10E)를 가진다. 프로세서(10B)는 메모리(10C) 및 스토리지(10D) 중 적어도 일방과 협동하여 프로그램을 실행하고, 입출력 포트(10E)를 개재한 신호의 입출력을 실행함으로써, 상술한 각 기능 모듈을 구성한다. 입출력 포트(10E)는 프로세서(10B), 메모리(10C) 및 스토리지(10D)와, 기판 처리 시스템(1)의 각종 장치와의 사이에서, 신호의 입출력을 행한다. 각종 장치로서는, 예를 들면 기록 매체(11b), 회전부(21), 유지부(22), 펌프(32, 42), 밸브(33, 43), 열 처리 유닛(U2), 유지대(201, 701), 액츄에이터(202, 203, 702, 703, 804), 카메라(310, 410, 510), 광원(322, 421, 522, 801) 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(1)은 하나의 컨트롤러(10)를 구비하고 있지만, 복수의 컨트롤러(10)로 구성되는 컨트롤러군(제어부)을 구비하고 있어도 된다. 기판 처리 시스템(1)이 컨트롤러군을 구비하고 있는 경우에는, 상기한 기능 모듈이 각각, 1 개의 컨트롤러(10)에 의해 실현되어 있어도 되며, 2 개 이상의 컨트롤러(10)의 조합에 의해 실현되어 있어도 된다. 컨트롤러(10)가 복수의 컴퓨터(회로(10A))로 구성되어 있는 경우에는, 상기한 기능 모듈이 각각, 하나의 컴퓨터(회로(10A))에 의해 실현되어 있어도 된다. 또한, 컨트롤러(10)는 2 개 이상의 컴퓨터(회로(10A))의 조합에 의해 실현되어 있어도 된다. 컨트롤러(10)는 복수의 프로세서(10B)를 가지고 있어도 된다. 이 경우, 상기한 기능 모듈이 각각, 1 개의 프로세서(10B)에 의해 실현되어 있어도 되며, 2 개 이상의 프로세서(10B)의 조합에 의해 실현되어 있어도 된다.
또한 본 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(1)이 도포 현상 장치(2) 및 컨트롤러(10)를 포함하는 경우에 대하여 설명하지만, 이 구성에는 한정되지 않는다. 즉, 컨트롤러(10)는 도포 현상 장치(2)에 대하여 외부로부터 접속 가능한 PC 또는 서버 장치에 의해 구성되어 있어도 된다. 컨트롤러(10)는 기판 검사 장치로서의 기능, 즉 유지대 및 카메라를 제어하는 제어부로서의 기능을 가지고 있다. 이 기판 검사 장치로서의 컨트롤러(10)는, 검사 유닛(U3)과 일체적으로 구성될 필요는 없고, 필요에 따라 유선 또는 무선으로 통신 접속이 가능한 외부 장치로서 실현되어도 된다. 이 경우에도, 컨트롤러(10)는 하드웨어 상의 구성으로서 프로세서(10B), 메모리(10C), 스토리지(10D) 및 입출력 포트(10E)를 가지는 회로(10A)를 포함한다.
[기준 웨이퍼의 프로파일선의 산출 방법]
이어서, 도 21을 참조하여, 검사 유닛(U3)을 이용하여 기준 웨이퍼의 프로파일선을 산출하는 방법에 대하여 설명한다. 기준 웨이퍼의 프로파일선을 산출하는 방법은, 웨이퍼(W)(피처리 기판)의 검사 방법의 일부가 된다. 여기서 기준 웨이퍼란, 휨량(특히 주연의 휨량)이 이미 알려진 웨이퍼를 말한다. 기준 웨이퍼는 평탄한 웨이퍼여도 된다. 웨이퍼(W)의 평탄도의 평가 지표로서는, 예를 들면 SEMI(Semiconductor equipment and materials international) 규격으로 정의되는 GBIR(Global Backside Ideal focal plane Range), SFQR(Site Frontsideleast sQuares focal plane Range), SBIR(Site Backside least sQuares focal plane Range), ROA(Roll Off Amount), ESFQR(Edge Site Frontsideleast sQuares focal plane Range), ZDD(Z-height Double Differentiation) 등을 들 수 있다. 기준 웨이퍼는, 예를 들면 SFQR의 최대값이 100 nm 정도인 평탄도를 가지고 있어도 되며, SFQR의 최대값이 42 nm 정도인 평탄도를 가지고 있어도 된다. 또한, 기준 웨이퍼는 예를 들면 SFQR의 최대값이 32 nm 정도인 평탄도를 가지고 있어도 되며, SFQR의 최대값이 16 nm 정도인 평탄도를 가지고 있어도 된다.
유지대(201)에 관한 편차 등을 원인으로서, 유지대(201)에 의해 회전되는 웨이퍼(W)는 편심 회전하고, 웨이퍼(W)의 주연은 상하로 편향될 수 있다. 유지대(201)에 관한 편차로서는, 회전축 자체의 축 편차, 회전 유지 서브 유닛(200)에 있어서의 기계적인 조립 공차에 따른 편차, 유지대(201)의 흡착면에 있어서의 공차에 따른 편차 등을 들 수 있다. 기준 웨이퍼를 이용하는 목적은, 회전 유지 서브 유닛(200)에 있어서의 웨이퍼(W)의 상하 방향에서의 편차 기준값을 얻는 것에 있다. 기판 처리 시스템(1)에 의한 웨이퍼(W)의 처리 개시 전에 기준 웨이퍼를 이용하여 기준값의 데이터를 취득해도 되고, 기판 처리 시스템(1)의 메인터넌스(조정, 청소 등) 후에 기준 웨이퍼를 이용하여 기준값의 데이터를 취득해도 된다. 또한, 정기적으로 기준 웨이퍼를 이용하여 기준값의 데이터를 취득해도 된다. 기준값의 데이터와, 실제로 처리되는 웨이퍼(W)(처리 웨이퍼)를 검사 유닛(U3)에서 검사하여 얻어진 데이터를 비교함으로써, 처리 웨이퍼의 정확한 휨량을 파악할 수 있다.
먼저, 컨트롤러(10)가 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 기준 웨이퍼를 검사 유닛(U3)으로 반송시킨다(단계(S11)). 이어서, 컨트롤러(10)가 회전 유지 서브 유닛(200)을 제어하여, 유지대(201)에 기준 웨이퍼를 유지시킨다. 이어서, 컨트롤러(10)가 회전 유지 서브 유닛(200)을 제어하여, 제 1 위치로부터 제 2 위치로 유지대(201)를 가이드 레일(204)을 따라 액츄에이터(203)에 의해 이동시킨다. 이에 의해, 기준 웨이퍼의 주연부가, 조명 모듈(420)과 미러 부재(430) 사이에 위치한다.
이어서, 컨트롤러(10)가 회전 유지 서브 유닛(200)을 제어하여, 유지대(201)를 액츄에이터(202)에 의해 회전시킨다. 이에 의해, 기준 웨이퍼가 회전한다. 이 상태에서, 컨트롤러(10)가 주연 촬상 서브 유닛(400)을 제어하여, 광원(421)을 ON시키면서, 카메라(410)에 의한 촬상을 행한다(단계(S12)). 이렇게 하여, 기준 웨이퍼의 주연 전 둘레에 걸쳐 기준 웨이퍼의 단면이 촬상된다.
이어서, 단계(S12)에서 얻어진 기준 웨이퍼의 단면의 촬상 화상에 기초하여, 기준 웨이퍼의 프로파일선을 처리부(M3)에서 산출한다(단계(S13)). 구체적으로, 컨트롤러(10)는 촬상 화상으로부터 기준 웨이퍼의 단면의 상연 및 하연을, 예를 들면 콘트라스트 차에 기초하여 처리부(M3)에서 판별한다. 그리고, 컨트롤러(10)는 당해 상연과 하연과의 중간 위치를 지나는 선을 프로파일선으로서, 처리부(M3)에서 산출한다. 이렇게 하여, 기준 웨이퍼의 단면의 형상이 취득된다.
여기서, 검사 유닛(U3)을 이용하여 기준 웨이퍼의 프로파일선을 산출하는 경우에는, 프로파일선에 대한 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 취득한다(단계 S14). 유지대(201)는 회전을 정지할 시의 정지 위치(정지 시의 회전 위치)는 특별히 제한되어 있지 않은 경우가 많다. 이 때문에, 일반적으로, 어느 회전 위치에 있어서 유지대(201)가 정지하고 있는지는, 통상의 검사 유닛에서는 파악하지 않는 구성으로 되어 있다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서 설명하는 검사 유닛(U3)에서는, 유지대(201)의 회전 위치를 파악 가능한 구성으로서, 프로파일선에 대하여 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 대응시킨다.
유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보로서는, 유지대(201)의 기준점의 위치를 특정하는 정보를 들 수 있다. 예를 들면, 유지대(201)가 회전할 시의 기준이 되는 점(기준점)을 미리 결정해 둔다. 그리고, 기준 웨이퍼를 유지한 유지대(201)를 360 도 회전시켜 기준 웨이퍼의 단면을 촬상했을 시, 유지대(201)의 기준점 또는 기준점에 대응하는 유지대(201)의 정해진 장소에 유지된 기준 웨이퍼의 단면을 언제 촬상했는지 특정한다. 언제 촬상했는지란, 촬상을 시작하고 나서 몇 번 회전시킨 단계에서 촬상했는가라고 하는 의미이다. 이를 특정함으로써, 프로파일선에 대응되는 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 취득할 수 있다.
또한 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보는, 상기한 프로파일선을 이용하여 후술하는 웨이퍼의 검사를 행하는 경우에 사용된다. 기준 웨이퍼의 단면 촬상을 행할 시의 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보의 취득 방법(유지대(201)의 기준점의 위치를 파악하는 방법)은 한정되지 않는다. 예를 들면, 액츄에이터(202)가, 유지대(201)의 회전 위치를 검출하기 위한 엔코더를 포함하고 있는 경우에는, 엔코더에서 얻어진 정보에 기초하여 기준점의 위치를 특정할 수 있지만, 엔코더를 이용하지 않고 기준점의 위치를 특정해도 된다. 또한, 유지대(201) 또는 그 주위에, 유지대(201)의 회전 위치를 검출하는 센서를 마련해 두고, 이 센서로부터 얻어지는 유지대(201)의 회전 위치의 정보를 회전 위치에 관한 정보로서 취득하는 방법을 이용해도 된다. 센서로 취득된 회전 위치에 관한 정보를 처리부(M3)에 대하여 보냄으로써, 기준 웨이퍼에 관한 프로파일선과의 대응시킴을 행할 수 있다. 또한, 센서를 이용하지 않는 방법으로서, 예를 들면 유지대(201)의 표면(상면)에, 유지대(201)의 기준점의 위치를 특정하는 구성을 미리 마련해 두고, 기준 웨이퍼를 유지하기 전의 유지대(201)에 있어서 기준점의 위치를 특정해 두는 방법을 들 수 있다. 구체적으로, 유지대(201)의 기준점의 위치를 특정하기 위한 개구 등을 미리 마련해 두고, 기준 웨이퍼를 유지하기 전의 유지대(201)를, 표면 촬상 서브 유닛(300) 등을 이용하여 촬상한다. 이에 의해, 기준 웨이퍼를 유지하기 전의 유지대(201)의 기준점이 어디에 있는지를 특정할 수 있기 때문에, 기준 웨이퍼를 실어 회전시켰을 시의 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 유지할 수도 있다. 또한 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 취득하는 방법은 상기한 방법에 한정되지 않는다.
상기와 같이, 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 취득하는 방법은 한정되지 않는다. 따라서, 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 취득하는(S14) 타이밍도 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 기준 웨이퍼를 검사 유닛으로 반송하기(S11) 전으로 해도 되고, 기준 웨이퍼의 단면의 촬상(S12)과 동시에 행해도 된다.
[웨이퍼 처리 방법]
이어서, 도 22를 참조하여, 웨이퍼(W)의 처리 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 컨트롤러(10)가 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 캐리어(11)로부터 검사 유닛(U3)으로 반송시켜, 웨이퍼(W)의 검사 처리를 행한다(단계(S21)). 웨이퍼(W)의 검사 처리의 상세에 대해서는 후술하는데, 웨이퍼(W)의 검사 처리에 있어서 웨이퍼(W)의 휨량이 산출된다. 산출된 당해 휨량은, 당해 웨이퍼(W)와 대응시켜 기억부(M2)에 기억된다.
이어서, 컨트롤러(10)는 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 액 처리 유닛(U1)으로 반송하고, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 레지스트막(R)을 형성한다(단계(S22)). 구체적으로, 컨트롤러(10)는 회전 유지부(20)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 유지부(22)에 유지시키고, 또한 정해진 회전수로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 이 상태에서, 컨트롤러(10)는 펌프(32), 밸브(33) 및 노즐(34)(보다 상세하게는 노즐(34)을 구동하는 구동부)을 제어한다. 구체적으로, 컨트롤러(10)의 제어에 의해, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대하여 처리액(L1)(레지스트액)을 노즐(34)로부터 토출하고, 고화되어 있지 않은 상태의 도포막(미고화막)을 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체에 형성한다.
이어서, 컨트롤러(10)는 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 미고화막 중 웨이퍼(W)의 주연 영역(Wd)에 위치하는 부분(미고화막의 주연부)을 제거한다(이른바, 엣지 린스 처리를 한다)(단계(S23)). 구체적으로, 컨트롤러(10)는 회전 유지부(20)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 유지부(22)에 유지시키고, 또한 정해진 회전수(예를 들면 1500 rpm 정도)로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 이 상태에서, 컨트롤러(10)는 펌프(42), 밸브(43) 및 노즐(44)(보다 상세하게는 노즐(44)을 구동하는 구동부)을 제어한다. 구체적으로, 컨트롤러(10)의 제어에 의해, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)에 대하여 처리액(L2)(유기 용제인 시너)을 노즐(44)로부터 토출시켜, 미고화막의 주연부를 녹인다.
이어서, 컨트롤러(10)는 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 액 처리 유닛(U1)으로부터 열 처리 유닛(U2)으로 반송한다. 이어서, 컨트롤러(10)는 열 처리 유닛(U2)을 제어하여, 웨이퍼(W)와 함께 미고화막을 가열하고(이른바 PAB), 미고화막이 고화된 고화막(레지스트막(R))을 형성한다(단계(S24)).
그런데, 웨이퍼(W)의 주연에 휨이 존재하면, 웨이퍼(W)의 회전에 있어서 웨이퍼(W)의 주연의 높이 위치가 변동할 수 있다. 웨이퍼(W)의 주연의 높이 위치가 변동하면, 엣지 린스 처리를 행했을 시의 레지스트막(R)의 제거 폭이 변동할 수 있다. 제거 폭이란, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)측에서 봤을 때, 웨이퍼(W)의 직경 방향에 있어서의 웨이퍼(W)의 주연과 레지스트막(R)의 주연과의 직선 거리를 말한다.
따라서 단계(S23)에 있어서는, 컨트롤러(10)는 단계(S21)에서 산출된 웨이퍼(W)의 주연의 휨량을 기억부(M2)로부터 읽어내고, 당해 휨량에 기초하여, 레지스트막(R)의 주연부에 대한 노즐(44)에 의한 처리액(L2)의 공급 위치 등을 결정한다. 액 처리 유닛(U1)의 처리 레시피에 있어서는, 휨을 가지지 않는 웨이퍼(W)를 상정하여 제거 폭의 설정값이 미리 설정되어 있다. 따라서, 컨트롤러(10)는 미고화막의 주연부의 실제의 제거 폭이 원하는 크기가 되도록, 휨량에 기초하여 당해 설정값을 보정한다. 보정 대상의 설정값으로서는, 예를 들면 노즐(44)의 토출구의 위치, 노즐(44)의 웨이퍼(W)에 대한 이동 속도, 노즐(44)로부터의 처리액(L2)의 토출 유량 등을 들 수 있다.
이에 의해, 상이한 웨이퍼(W)마다 노즐(44)에 의한 처리액(L2)의 공급 위치 등을 바꾸면서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)에 대하여 처리액(L2)(유기 용제)을 노즐(44)로부터 토출시킨다.
이어서, 컨트롤러(10)가 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 열 처리 유닛(U2)으로부터 주연 노광 유닛(U4)으로 반송시켜, 웨이퍼(W)의 주연 노광 처리를 행한다(단계(S25)). 구체적으로, 컨트롤러(10)는 회전 유지 서브 유닛(700)을 제어하여, 웨이퍼(W)를 유지대(701)에 유지시키고, 또한 정해진 회전수(예를 들면 30 rpm 정도)로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 이 상태에서, 컨트롤러(10)는 노광 서브 유닛(800)을 제어하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 주연 영역(Wd)에 위치하는 레지스트막(R)에 대하여 정해진 에너지선(자외선)을 광원(801)으로부터 조사시킨다. 또한, 유지대(701)의 중심축과 웨이퍼(W)의 중심축이 일치하고 있지 않은 경우에는, 웨이퍼(W)는 유지대(701)에 있어서 편심 회전한다. 이 때문에, 컨트롤러(10)는 액츄에이터(703)를 제어하여, 웨이퍼(W)의 편심량에 따라 유지대(701)를 가이드 레일(704)을 따라 이동시켜도 된다.
또한, 웨이퍼(W)의 주연의 휨이 존재하면, 웨이퍼(W)의 회전에 있어서 웨이퍼(W)의 주연의 높이 위치가 변동할 수 있다. 웨이퍼(W)의 주연의 높이 위치가 변동하면, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 주연 영역(Wd)에 에너지선을 조사시켰을 시의 노광량이 불충분해질 수 있다.
따라서 단계(S25)에 있어서는, 컨트롤러(10)는 단계(S21)에서 산출된 웨이퍼(W)의 주연의 휨량을 기억부(M2)로부터 읽어내고, 당해 휨량에 기초하여, 당해 주연 영역(Wd)에 대한 노광 서브 유닛(800)의 위치를 결정한다. 주연 노광 유닛(U4)의 처리 레시피에 있어서는, 휨을 가지지 않는 웨이퍼(W)를 상정하여 노광 폭의 설정값이 미리 설정되어 있다. 따라서, 컨트롤러(10)는 레지스트막(R)의 주연부의 실제의 노광 폭이 원하는 크기가 되도록, 휨량에 기초하여 당해 설정값을 보정한다. 보정 대상의 설정값으로서는, 예를 들면 웨이퍼(W)의 노광 서브 유닛(800)에 대한 수평 위치, 웨이퍼(W)의 노광 서브 유닛(800)에 대한 이간 거리(광로 길이) 등을 들 수 있다.
이에 의해, 상이한 웨이퍼(W)마다, 웨이퍼(W)에 대한 노광 서브 유닛(800)의 위치를 변경하면서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)에 대하여 에너지선이 조사된다. 또한, 하나의 웨이퍼(W)에 대하여 주연 노광 처리를 행할 시, 웨이퍼(W)의 회전수는 비교적 낮으므로(예를 들면 30 rpm 정도), 웨이퍼(W)의 주연의 좌표에 대한 휨량에 기초하여 웨이퍼(W)에 대한 노광 서브 유닛(800)의 위치를 결정해도 된다.
이어서, 컨트롤러(10)가 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 주연 노광 유닛(U4)으로부터 검사 유닛(U3)으로 반송시켜, 웨이퍼(W)의 검사 처리를 행한다(단계(S26)). 여기서의 웨이퍼(W)의 검사 처리는 단계(S21)와 동일하며, 상세에 대해서는 후술한다.
이어서, 컨트롤러(10)가 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 검사 유닛(U3)으로부터 노광 장치(3)로 반송시켜, 웨이퍼(W)의 노광 처리를 행한다(단계(S27)). 구체적으로, 노광 장치(3)에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 형성되어 있는 레지스트막(R)에 대하여 정해진 패턴으로 정해진 에너지선이 조사된다. 이 후, 단위 처리 블록(17)에 있어서의 현상 처리 등을 거쳐, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 레지스트 패턴이 형성된다.
[웨이퍼 검사 방법]
이어서, 도 23을 참조하여, 웨이퍼(W)(피처리 기판)의 검사 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 먼저, 컨트롤러(10)가 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 검사 유닛(U3)으로 반송시킨다(단계(S31)). 이어서, 컨트롤러(10)가 회전 유지 서브 유닛(200)을 제어하여, 유지대(201)에 웨이퍼(W)를 유지시킨다. 이어서, 컨트롤러(10)가 회전 유지 서브 유닛(200)을 제어하여, 제 1 위치로부터 제 2 위치로 유지대(201)를 가이드 레일(204)을 따라 액츄에이터(203)에 의해 이동시킨다. 이 때, 컨트롤러(10)가 표면 촬상 서브 유닛(300)을 제어하여, 광원(322)를 ON시키면서, 카메라(310)에 의한 촬상을 행한다(단계(S32) ; 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 촬상 공정). 이렇게 하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전면이 촬상된다. 웨이퍼(W)가 제 2 위치에 도달하고, 카메라(310)에 의한 촬상이 완료되면, 카메라(310)에 의한 촬상 화상의 데이터가 기억부(M2)로 송신된다. 카메라(310)에 의한 촬상 완료 시에 있어서, 웨이퍼(W)의 주연부는 조명 모듈(420)과 미러 부재(430) 사이에 위치한다.
이어서, 컨트롤러(10)가 회전 유지 서브 유닛(200)을 제어하여, 유지대(201)를 액츄에이터(202)에 의해 회전시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 회전한다. 이 상태에서, 컨트롤러(10)가 주연 촬상 서브 유닛(400)을 제어하여, 광원(421)을 ON시키면서, 카메라(410)에 의한 촬상을 행한다(단계(S32) ; 웨이퍼(W)의 단면(Wc)의 촬상 공정 및 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 주연 영역(Wd)의 촬상 공정). 이렇게 하여, 웨이퍼(W)의 주연 전 둘레에 걸쳐, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)과, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 주연 영역(Wd)이 촬상된다. 동시에, 컨트롤러(10)가 이면 촬상 서브 유닛(500)을 제어하여, 광원(522)를 ON시키면서, 카메라(510)에 의한 촬상을 행한다(단계(S32) ; 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 촬상 공정). 이렇게 하여, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)이 촬상된다. 웨이퍼(W)가 1 회전하여 카메라(410, 510)에 의한 촬상이 완료되면, 카메라(410, 510)에 의한 촬상 화상의 데이터가 기억부(M2)로 송신된다.
또한 이후의 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)의 단면을 촬상한 촬상 화상 데이터로부터, 웨이퍼의 프로파일선이 산출된다(후술하는 단계(S36)). 이 때, 기준 웨이퍼와 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 프로파일선에 대응하는 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 취득할 필요가 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)을 촬상할 시에, 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 취득해 둔다.
유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보로서는, 유지대(201)의 기준점의 위치를 특정하는 정보를 들 수 있다. 이 점은, 기준 웨이퍼의 프로파일선에 대응되는 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보와 동일하다. 웨이퍼(W)를 유지한 유지대(201)를 360도 회전시켜 웨이퍼(W)의 단면(Wc)을 촬상했을 시에, 유지대(201)의 기준점에 대응하는 단면(Wc)을 언제(촬상을 시작하고 나서 몇 번 회전시킨 단계에서) 촬상했는지 특정한다. 이에 의해, 후술하는 프로파일선에 대응되는 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 취득할 수 있다.
웨이퍼(W)의 단면(Wc)의 촬상을 행할 시의 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보의 취득 방법(유지대(201)의 기준점의 위치를 파악하는 방법)은 한정되지 않는다. 이 점은, 기준 웨이퍼의 프로파일선의 산출 시와 동일하다. 기준 웨이퍼의 프로파일선의 산출 시와 동일한 순서로 회전 위치에 관한 정보를 취득하는 구성으로 함으로써, 기준점의 위치의 특정에 따른 처리의 복잡화를 방지할 수 있다.
이어서, 컨트롤러(10)는 단계(S32)에 있어서 촬상된 촬상 화상의 데이터를 처리부(M3)에서 처리하고, 웨이퍼(W)의 결함을 검출한다(단계(S33)). 화상 처리에 의한 결함 검출은, 공지의 각종 방법을 이용할 수 있지만, 예를 들면 콘트라스트 차에 기초하여 결함을 검출해도 된다. 컨트롤러(10)는 검출된 결함의 크기, 형상, 장소 등에 기초하여, 결함의 종류(예를 들면 균열, 깨짐, 흠집, 도포막의 형성 불량 등)를 처리부(M3)에서 판정한다.
이어서, 컨트롤러(10)는, 단계(S33)에 있어서 검출된 결함이 허용 범위 내인지 여부를 처리부(M3)에서 판정한다. 판정 결과, 허용할 수 없는 결함이 웨이퍼(W)에 존재하는 경우에는(단계(S34)에서 NO), 당해 웨이퍼(W)에 대하여 이후의 처리를 행하지 않고, 컨트롤러(10)가 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 당해 웨이퍼(W)를 캐리어(11)로 반송한다(단계(S35)). 이 때문에, 당해 웨이퍼(W)에 대해서는, 단계(S26)의 노광 처리가 행해지지 않는다(도 22 및 도 23의 'A'표 참조).
한편, 판정 결과, 웨이퍼(W)에 결함이 존재하지 않는 경우 또는 허용 가능한 결함이 웨이퍼(W)에 존재하는 경우에는(단계(S34)에서 YES), 당해 웨이퍼(W)에 대한 처리를 계속한다. 즉, 컨트롤러(10)는, 단계(S32)에서 얻어진 웨이퍼(W)의 단면(Wc)의 촬상 화상에 기초하여, 웨이퍼(W)의 프로파일선을 처리부(M3)에서 산출한다(단계(S36)). 구체적으로, 컨트롤러(10)는 촬상 화상으로부터 웨이퍼(W)의 단면(Wc)의 상연 및 하연을, 예를 들면 콘트라스트 차에 기초하여 판별한다. 그리고, 컨트롤러(10)는 당해 상연과 하연과의 중간 위치를 지나는 선을 프로파일선으로서, 처리부(M3)에서 산출한다. 이렇게 하여, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)의 형상이 취득된다. 여기서, 기준 웨이퍼의 프로파일선을 산출할 시와 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 프로파일선에 대한 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 취득한다. 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)을 촬상할 시에, 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 취득해 둔다. 이 정보를 이용하여, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)의 프로파일선에 대하여, 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보를 대응시킨다.
이어서, 컨트롤러(10)에서는, 유지대(201)의 회전 위치에 기초하는 프로파일선의 보정을 행한다(단계(S37)). 이 때, 기준 웨이퍼의 프로파일선에 대응된 회전 위치에 관한 정보와, 휨량의 산출 대상이 되는 웨이퍼(W)의 프로파일선에 대응된 회전 위치에 관한 정보를 이용한다.
이 후, 컨트롤러(10)는, 단계(S13)에서 미리 취득한 프로파일선을 이용하여 단계(S36)에서 얻어진 프로파일선을 보정하여, 웨이퍼(W)의 휨량을 처리부(M3)에서 산출한다(단계(S38)). 구체적으로, 컨트롤러(10)는 처리부(M3)에 있어서, 웨이퍼(W)의 프로파일선으로부터 기준 웨이퍼의 프로파일선을 감산하여, 차분을 구함으로써, 웨이퍼(W)의 좌표(각도)에 대한 휨량을 산출한다. 웨이퍼(W)의 프로파일선으로부터 기준 웨이퍼의 프로파일선을 감산한 결과(차분)가 휨량에 대응한다.
단계(S37)에서 행해지는 처리 및 단계(S38)에서 행해지는 처리에 대하여, 더 설명한다. 도 24에서는, 촬상 데이터로부터 산출된 기준 웨이퍼의 프로파일선(P0) 및 웨이퍼(W)의 프로파일선(P1)을 나타내고 있다. 도 24에 있어서, 횡축의 각도란, 웨이퍼의 단부의 촬상을 개시하고 나서의 유지대(201)의 회전각을 나타내고 있다. 또한 도 24에서는, 프로파일선(P0)에 대응하는 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보로서, 유지대(201)의 기준점의 위치(T0)를 나타내고 있다. 기준 웨이퍼의 프로파일선(P0)을 취득했을 시에는, 유지대(201)의 기준점의 위치(T0)는 70˚ 부근인 것이 나타나 있다. 마찬가지로, 도 24에서는, 프로파일선(P1)에 대응하는 유지대(201)의 회전 위치에 관한 정보로서, 유지대(201)의 기준점의 위치(T1)를 나타내고 있다. 휨량의 산출 대상인 웨이퍼(W)의 프로파일선(P1)을 취득했을 시에는, 유지대(201)의 기준점의 위치(T1)는 250˚ 부근인 것이 나타나 있다. 이와 같이, 유지대(201)의 기준점의 위치는 프로파일선(P0)을 취득했을 시와 프로파일선(P1)을 취득했을 시에서 상이하다.
도 24에서 나타내는 프로파일선(P0) 및 프로파일선(P1)은 모두, 유지대(201)의 기울기 등에 유래하는 높이 위치의 변동에 관한 성분을 포함하고 있다. 가령, 유지대(201)가 수평이 아닌 약간의 기울기를 가지고 있는 경우, 유지대(201) 상에 배치되어 있는 웨이퍼가 평탄하다 하더라도, 유지대(201)의 경사에 의한 영향이 포함된 프로파일선이 얻어진다. 따라서, 프로파일선(P0) 및 프로파일선(P1)은, 모두 유지대(201)의 회전 위치에 유래한 경사를 포함하고 있다고 상정된다. 단, 유지대(201)의 기준점의 위치는 프로파일선(P0)을 취득했을 시와 프로파일선(P1)를 취득했을 시에서 상이하다. 이 때문에, 도 24에 나타내는 횡축의 각도가 동일해도, 프로파일선(P0)과 프로파일선(P1)과의 사이에서 유지대(201)의 경사에 의한 영향이 상이하게 된다.
여기서, 단계(S37)에서 나타내는 유지대(201)의 회전 위치에 기초하는 보정을 행하지 않고, 횡축의 각도가 동일한 데이터끼리에서 웨이퍼(W)의 프로파일선으로부터 기준 웨이퍼의 프로파일선의 감산을 행한다고 하자. 이 경우, 서로 상이한 유지대(201)의 회전 위치에서의 경사에 의한 영향이 포함된 데이터끼리의 차분이 되기 때문에, 차분 데이터에도 유지대(201)의 회전 위치에 따른 경사에 관한 성분이 포함되게 된다.
이에 대하여, 단계(S37)에서 나타내는 유지대(201)의 회전 위치에 기초하는 보정을 행한다. 구체적으로, 도 25에 나타내는 바와 같이, 기준점의 위치(T0)와 기준점의 위치(T1)가 횡축을 따라 동일한 각도가 되도록, 프로파일선(P0)을 횡축 방향을 따라 이동시킨다. 도 24 및 도 25에 나타내는 프로파일선은 웨이퍼 단면의 1 주분의 프로파일선이기 때문에, 횡축의 0˚와 360˚가 일치한다고 하여, 횡축 방향을 따라 데이터를 이동(슬라이드)시킨다. 이 후, 단계(S38)로서, 횡축의 각도가 동일한 데이터끼리에서 웨이퍼(W)의 프로파일선으로부터 기준 웨이퍼의 프로파일선의 감산을 행한다. 이 경우, 유지대(201)의 회전 위치에 기초하는 보정을 행한 후의 프로파일선끼리에서 감산을 행하게 된다. 즉, 유지대(201)의 회전 위치가 동일한 상태로 취득된 데이터끼리의 차분을 구하게 되기 때문에, 차분 데이터에서는, 유지대(201)의 회전 위치에 따른 경사에 관한 성분은 제거되게 된다. 따라서, 감산 후의 웨이퍼(W)의 좌표(각도)에 대한 휨량에는, 유지대(201)의 경사에 유래하는 성분이 포함되지 않게 되거나, 혹은 포함되어 있어도 그 양을 크게 줄일 수 있다.
도 23으로 돌아와, 컨트롤러(10)는, 단계(S38)에서 얻어진 휨량이 허용 범위 내인지 여부를 처리부(M3)에서 판정한다. 휨량의 허용 범위는, 예를 들면 노광 장치(3)의 오버레이(OL) 제어에 있어서의 수치에 의해 설정되어도 된다. 판정 결과, 휨량이 커 허용할 수 없는 경우에는(단계(S39)에서 NO), 컨트롤러(10)는, 당해 웨이퍼(W)에 대하여 노광 처리를 행하지 않는 취지의 정보를 당해 웨이퍼(W)와 대응시켜 기억부(M2)에 기억시킨다(단계(S39)). 이 때문에, 당해 웨이퍼(W)에 대해서는, 단계(S26)의 노광 처리가 행해지지 않는다(도 22 및 도 23의 'A'표 참조).
한편, 판정의 결과, 휨량이 작아 허용할 수 있는 경우에는(단계(S39)에서 YES), 컨트롤러(10)는 검사 처리를 완료한다. 이 때, 컨트롤러(10)가 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 검사 유닛(U3)으로부터 노광 장치(3)로 반송시킨다.
[작용]
본 실시 형태에서는, 단계(S38)에 있어서 웨이퍼(W)의 휨량을 산출할 시에, 기준 웨이퍼의 프로파일선(P0)을 이용하여 웨이퍼(W)의 프로파일선(P1)을 보정하여, 휨량을 산출하고 있다. 그 때에, 단계(S37)에 있어서 유지대의 회전 위치에 관한 정보에 기초하는 보정을 행하고 있다. 이 때문에, 유지대(201)의 회전 위치에 따른 변위에 관한 성분이 휨량에 포함되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 휨량을 보다 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 유지대(201)의 회전의 기준이 되는 기준점의 위치를 미리 정해 두고, 기준 웨이퍼 또는 웨이퍼(W)를 유지한 유지대(201)를 회전시켰을 시의 기준점이 어디에 있는지 특정하고 있다. 또한 그 결과에 기초하여, 제 1 공정에 있어서의 유지대의 기준점의 위치와 제 3 공정에 있어서의 유지대의 기준점의 위치가 일치하는 조건에서, 형상 데이터의 차분을 구한다. 이러한 구성으로 한 경우, 기준점의 위치를 이용하여, 제 1 공정에 있어서의 유지대의 회전 위치와, 제 3 공정에 있어서의 유지대의 회전 위치가 일치하는 조건을 신속하게 찾아낼 수 있어, 형상 데이터의 차분을 구할 수 있다. 따라서, 보다 높은 정밀도에서의 휨량의 산출을 간단하게 행할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 기준 웨이퍼는 평탄하게 되어 있다. 또한 기준 웨이퍼의 형상 데이터로서, 기준 웨이퍼의 단면의 중앙을 지나는 프로파일선의 데이터가 이용되고, 피처리 기판이 되는 웨이퍼(W)의 형상 데이터로서, 웨이퍼(W)의 단면의 중앙을 지나는 프로파일선의 데이터가 이용된다. 이 경우, 상기한 2 개의 프로파일선의 데이터를 이용하여 웨이퍼(W)의 휨량을 보다 간단하게 산출할 수 있다.
[변형예]
이어서, 상기 실시 형태의 변형예에 대하여 설명한다. 상기 실시 형태에서는, 기준 웨이퍼 및 휨량의 산출 대상이 되는 웨이퍼의 프로파일선을 산출한 후, 유지대의 회전 위치에 관한 정보에 기초하여 휨량의 산출 전에 보정을 행하는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 웨이퍼의 단면의 촬상을 행할 시의 유지대의 회전 위치를 미리 정해 둠으로써, 유지대의 회전 위치에 관한 정보에 기초하는 보정을 행하지 않는 구성으로 해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 기준 웨이퍼의 프로파일선을 취득할 시와, 휨량의 산출 대상이 되는 웨이퍼의 프로파일선을 취득할 시에서, 유지대(201)의 회전 위치가 상이하기 때문에, 회전 위치에 관한 정보에 기초한 보정을 행하고 있다. 이에 대하여, 기준 웨이퍼의 프로파일선을 취득할 시와, 휨량의 산출 대상이 되는 웨이퍼의 프로파일선을 취득할 시에서 유지대(201)의 회전 위치를 동일하게 한다. 그 결과, 회전 위치에 관한 정보에 기초하는 보정을 행하지 않아도, 유지대(201)의 회전 위치가 동일한 상태에서 취득된 데이터끼리의 차분을 구할 수 있다. 이 때문에, 차분 데이터에서는, 유지대(201)의 회전 위치에 따른 경사에 관한 성분은 제거되게 된다. 따라서, 감산 후의 웨이퍼(W)의 좌표(각도)에 대한 휨량에는, 유지대(201)의 경사에 유래하는 성분이 포함되지 않게 되거나, 혹은 포함되어 있어도 그 양을 크게 줄일 수 있다.
구체적인 순서를 도 26에 나타낸다. 먼저, 컨트롤러(10)가 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 유지대(201)의 회전 위치를 미리 지정한 위치에 세트한다(단계(S51)). 지정한 위치에 세트하는 방법으로서, 예를 들면 기준점이 정해진 배치가 되도록 유지대(201)를 회전시킨다고 하는 방법을 들 수 있지만, 정해진 회전 위치에 세트하는 방법은 특별히 한정되지 않는다.
이어서, 컨트롤러(10)가 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 촬상 대상의 웨이퍼를 검사 유닛(U3)으로 반송시킨다(단계(S52)). 이어서, 컨트롤러(10)가 회전 유지 서브 유닛(200)을 제어하여, 유지대(201)에 웨이퍼를 유지시킨다. 이어서, 컨트롤러(10)가 회전 유지 서브 유닛(200)을 제어하여, 제 1 위치로부터 제 2 위치로 유지대(201)를 가이드 레일(204)을 따라 액츄에이터(203)에 의해 이동시킨다. 이에 의해, 기준 웨이퍼의 주연부가, 조명 모듈(420)과 미러 부재(430) 사이에 위치한다.
이어서, 컨트롤러(10)가 회전 유지 서브 유닛(200)을 제어하여, 유지대(201)를 액츄에이터(202)에 의해 회전시킨다. 이에 의해, 유지대(201)에 지지된 웨이퍼가 회전한다. 이 상태에서, 컨트롤러(10)가 주연 촬상 서브 유닛(400)을 제어하여, 광원(421)을 ON시키면서, 카메라(410)에 의한 촬상을 행한다(단계(S53)). 이렇게 하여, 기준 웨이퍼의 주연 전 둘레에 걸쳐 기준 웨이퍼의 단면이 촬상된다.
이 후, 단계(S53)에서 얻어진 기준 웨이퍼의 단면의 촬상 화상에 기초하여, 웨이퍼의 프로파일선을 처리부(M3)에서 산출한다(단계(S54)). 구체적으로, 컨트롤러(10)는 촬상 화상으로부터 기준 웨이퍼의 단면 상연 및 하연을, 예를 들면 콘트라스트 차에 기초하여 처리부(M3)에서 판별한다. 그리고, 컨트롤러(10)는 당해 상연과 하연과의 중간 위치를 지나는 선을 프로파일선으로서 처리부(M3)에서 산출한다. 이렇게 하여, 웨이퍼의 단면의 형상이 취득된다.
도 26에 나타내는 일련의 순서는, 기준 웨이퍼에 관한 프로파일선의 취득 시, 및, 휨량 산출 대상이 되는 웨이퍼(W)에 관한 프로파일선의 취득 시의 양방에 이용할 수 있다.
상기한 변형예에서는, 기준 웨이퍼를 유지하기 직전의 유지대(201)의 회전 위치와, 웨이퍼(W)를 유지하기 직전의 유지대(201)의 회전 위치를 일치시키고 있다. 이 때문에, 프로파일선의 차분으로부터 휨량을 산출할 시에, 상기 실시 형태에서 설명한 회전 위치에 기초하는 보정 등을 행하지 않아도, 유지대(201)의 회전 위치가 일치하는 조건을 만들 수 있다. 따라서, 보다 높은 정밀도에서의 휨량의 산출을 간단하게 행할 수 있다. 또한, 이 변형예에 따른 제어는, 컨트롤러(10)에 있어서의 소프트웨어의 실장(實裝)이 용이하기 때문에, 설계 변경이 용이하다.
[다른 실시 형태]
이상, 본 개시에 따른 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 요지의 범위 내에서 각종 변형을 상기한 실시 형태에 더해도 된다. 예를 들면, 반사면(432)은 유지대(201)의 회전축에 대하여 경사지고 또한 유지대(201)에 유지된 웨이퍼(W)의 단면(Wc)과 이면(Wb)의 주연 영역(Wd)에 대향하고 있으면 되며, 만곡면 이외의 다른 형상(예를 들면, 평탄면)을 나타내고 있어도 된다.
주연 촬상 서브 유닛(400)은 초점 조절 렌즈(427)를 포함하고 있지 않아도 된다. 또한, 주연 촬상 서브 유닛(400)은 광 산란 부재(422), 원주 렌즈(425) 및 광 확산 부재(426) 중 어느 하나를 포함하고 있지 않아도 된다.
검사 유닛(U3)은 선반 유닛(U10, U11)에 배치되어 있어도 된다. 예를 들면, 검사 유닛(U3)은 선반 유닛(U10, U11) 중 단위 처리 블록(14 ~ 17)에 대응하여 위치하는 셀 내에 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 웨이퍼(W)는 암(A1 ~ A8)에 의해 반송되는 과정에서 검사 유닛(U3)으로 직접 전달된다.
웨이퍼(W)의 휨량을 산출함에 있어서, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)과 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)과의 쌍방을 촬상 가능한 주연 촬상 서브 유닛(400)을 이용하지 않고, 웨이퍼(W)의 단면(Wc)만을 촬상 가능한 촬상 모듈을 이용해도 된다. 웨이퍼(W)의 표면(Wa), 이면(Wb), 단면(Wc) 및 표면(Wa)의 주연 영역(Wd)이 각각 상이한 카메라에 의해 따로 촬상되어도 된다. 웨이퍼(W)의 표면(Wa), 이면(Wb), 단면(Wc) 및 표면(Wa)의 주연 영역(Wd) 중 적어도 2 개 이상의 개소가 1 개의 카메라로 동시에 촬상되어도 된다.
단계(S24)의 가열 처리의 전후에 있어서, 동일한 검사 유닛(U3)에서 웨이퍼 검사 처리를 행해도 되며, 상이한 검사 유닛(U3)에서 웨이퍼 검사 처리를 행해도 된다.
단계(S25)에 있어서의 웨이퍼(W)의 검사 처리는, 단계(S24)의 주연 노광 처리의 후가 아닌, 단계(S22)에 있어서의 열 처리 유닛(U2)에서의 가열 처리(이른바 PAB)의 후로 또한 단계(S26)에 있어서의 노광 처리 전에 행해도 된다.
또한, 검사 유닛(U3)에 의한 웨이퍼 검사 처리(재검사 처리)의 타이밍은 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 단계(S24)에서의 가열 처리와 단계(S25)에서의 주연 노광 처리와의 사이에 있어서, 검사 유닛(U3)에서 웨이퍼 검사 처리(재검사 처리 : 단계(S28))를 행해도 된다. 이 경우, 단계(S25)의 주연 노광 처리에서는, 단계(S28)의 웨이퍼 검사 처리에 있어서 산출된 휨량에 기초하여 노광 폭을 결정해도 된다.
또한, 단계(S23)의 엣지 린스 처리를 행하지 않고, 후속의 단계(S24 ~ S27)를 행해도 된다. 도시는 하고 있지 않지만, 단계(S24)에서 가열 처리를 한 후에 단계(S25)의 주연 노광 처리를 행하지 않고, 후속의 단계(S26, S27)를 행해도 된다.
검사 유닛(U3)에 있어서의 웨이퍼 검사 처리(단계(S21))에서 산출된 휨량을, 후속의 열 처리 유닛(U2)에 있어서의 가열 처리(단계(S24))에 이용해도 된다. 예를 들면, 웨이퍼(W)를 열 처리 유닛(U2)의 열판에 대하여 흡인시킬지 여부의 판단, 흡인량, 흡인 위치, 흡인 압력, 흡인의 타이밍 등을, 휨량에 기초하여 제어하도록 해도 된다.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 각종 실시 형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되고 있으며, 본 개시의 범위 및 주지로부터 일탈하지 않고 각종 변경을 할 수 있는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 각종 실시 형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않고, 진정한 범위와 주지는 첨부의 특허 청구의 범위에 의해 나타난다.

Claims (6)

  1. 휨량이 이미 알려진 기준 기판을 유지하는 유지대를 회전시키고, 상기 기준 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 상기 기준 기판의 단면을 카메라에 의해 촬상하는 제 1 공정과,
    상기 제 1 공정에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 상기 기준 기판의 단면의 형상 데이터를 상기 기준 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 2 공정과,
    피처리 기판을 유지하는 상기 유지대를 회전시키고, 상기 피처리 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 상기 피처리 기판의 단면을 카메라에 의해 촬상하는 제 3 공정과,
    상기 제 3 공정에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 상기 피처리 기판의 단면의 형상 데이터를 상기 피처리 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 4 공정과,
    상기 제 1 공정에 있어서의 상기 유지대의 회전 위치와, 상기 제 3 공정에 있어서의 상기 유지대의 회전 위치가 일치하는 조건에서, 상기 제 2 공정에서 취득된 형상 데이터와 상기 제 4 공정에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구함으로써, 상기 피처리 기판의 휨량을 산출하는 제 5 공정을 포함하는, 기판 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지대는, 상기 유지대의 회전의 기준이 되는 기준점을 가지고,
    상기 제 1 공정에 있어서, 상기 유지대를 회전했을 시의 상기 기준점의 위치를 특정하는 정보를 취득하고,
    상기 제 3 공정에 있어서, 상기 유지대를 회전했을 시의 상기 기준점의 위치를 특정하는 정보를 취득하고,
    상기 제 5 공정에 있어서, 상기 제 1 공정에서 상기 유지대를 회전했을 시의 상기 기준점의 위치를 특정하는 정보를 상기 제 2 공정에서 취득된 형상 데이터에 대응시키고, 또한 상기 제 3 공정에서 상기 유지대를 회전했을 시의 상기 기준점의 위치를 특정하는 정보를 상기 제 4 공정에서 취득된 형상 데이터에 대응시키고, 상기 제 1 공정에 있어서의 상기 유지대의 상기 기준점의 위치와, 상기 제 3 공정에 있어서의 상기 유지대의 상기 기준점의 위치가 일치하는 조건에서, 상기 제 2 공정에서 취득된 형상 데이터와 상기 제 4 공정에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구하는, 기판 검사 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공정에 있어서의 상기 기준 기판을 유지하기 직전의 상기 유지대의 회전 위치와, 상기 제 3 공정에 있어서의 상기 피처리 기판을 유지하기 직전의 상기 유지대의 회전 위치를 일치시키고, 또한
    상기 제 5 공정에 있어서, 상기 제 2 공정에서 취득된 형상 데이터와 상기 제 4 공정에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구하는, 기판 검사 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 기판은 평탄하며,
    상기 제 2 공정에서 취득되는 형상 데이터는, 상기 기준 기판의 단면의 중앙을 지나는 제 1 프로파일선의 데이터이며,
    상기 제 4 공정에서 취득되는 형상 데이터는, 상기 피처리 기판의 단면의 중앙을 지나는 제 2 프로파일선의 데이터인, 기판 검사 방법.
  5. 피처리 기판을 유지하여 회전시키도록 구성된 유지대와, 카메라를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    휨량이 이미 알려진 기준 기판을 유지하는 유지대를 회전시키고, 상기 기준 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 상기 기준 기판의 단면을 카메라에 의해 촬상하는 제 1 처리와,
    상기 제 1 처리에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 상기 기준 기판의 단면의 상 데이터를 상기 기준 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 2 처리와,
    피처리 기판을 유지하는 상기 유지대를 회전시키고, 상기 피처리 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 상기 피처리 기판의 단면을 카메라에 의해 촬상하는 제 3 처리와,
    상기 제 3 처리에서 얻어진 촬상 화상을 화상 처리하여, 상기 피처리 기판의 단면의 형상 데이터를 상기 피처리 기판의 주연 전 둘레에 걸쳐 취득하는 제 4 처리와,
    상기 제 1 처리에 있어서의 상기 유지대의 회전 위치와, 상기 제 3 처리에 있어서의 상기 유지대의 회전 위치가 일치하는 조건에서, 상기 제 2 처리에서 취득된 형상 데이터와 상기 제 4 처리에서 취득된 형상 데이터와의 차분을 구함으로써, 상기 피처리 기판의 휨량을 산출하는 제 5 처리를 실행하는, 기판 검사 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 검사 방법을 기판 검사 장치에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
KR1020190116148A 2018-09-26 2019-09-20 기판 검사 방법, 기판 검사 장치 및 기록 매체 KR20200035352A (ko)

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