TW201705281A - 化學液供給裝置之調整方法、記錄媒體及化學液供給裝置 - Google Patents

化學液供給裝置之調整方法、記錄媒體及化學液供給裝置 Download PDF

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Abstract

一種化學液供給裝置之調整方法，係調整化學液供給裝置之方法，該化學液供給裝置對表面形成有塗佈膜且水平固持於固持台的基板之周緣部，經由噴嘴供給用以去除該塗佈膜之化學液，該方法包含：從該噴嘴噴注該化學液之步驟；藉由拍攝部，連續拍攝包含該噴嘴的前端及從該前端噴注的化學液在空中的液流形成區之區域之步驟；根據該拍攝部所得之拍攝結果，取得顯示拍攝區內化學液面積的時間變遷之面積變遷資料之步驟；及根據該面積變遷資料，調整設置於連接至該噴嘴的化學液供給路徑之供給控制設備之調整步驟。

Description

化學液供給裝置之調整方法、記錄媒體及化學液供給裝置
本發明係關於從噴嘴對基板供給化學液以進行液體處理之技術領域。
半導體製程之其一為於基板表面形成塗佈膜之製程，塗佈膜例如為：光阻膜、抗反射膜、成為蝕刻遮罩之有機膜或絕緣膜等。塗佈膜之形成製程，以令基板旋轉而使化學液擴散之旋轉塗佈為主流，藉由旋轉塗佈而於整個基板表面形成化學液之液膜。於形成液膜時，因液膜亦會旋轉進入基板周緣部，使得薄膜從周緣部剝離而成為微塵污染之主因。或者，於以搬運臂搬運基板時，薄膜附著於搬運臂，使得搬運臂於搬運後續基板時，有污染該基板之虞。
因此，於基板表面形成塗佈膜後，進行藉由去除塗佈膜之化學液(例如溶劑)而去除基板周緣部之塗佈膜之製程。於基板為半導體晶圓時，此製程係於旋轉塗佈結束後，藉由一邊利用旋轉夾盤使基板旋轉，一邊從噴嘴對基板周緣部噴注溶劑而進行。
另一方面，為了能有效運用基板，有使元件形成區儘可能靠近基板周端之需求，為了因應此需求，必須使基板周緣部之塗佈膜的去除寛度儘量窄縮且均勻地分布於圓周方向。因此，於進行塗佈膜形成裝置之運轉前，對於溶劑噴嘴之噴注狀態(含噴注停止狀態)，有必要進行細微調整。此調整係由作業員以目視觀察溶劑從噴嘴噴注狀態下進行，而塗佈膜形成裝置一般係與加熱單元或搬運系統共同配置於框體中。又，塗佈膜形成裝置亦構成為：在箱體中收納著進行旋轉塗佈的杯體模組、化學液噴注用噴嘴、閥等化學液供給控制設備之一部分。
因此，作業員必須於構件密集且狹窄昏暗的裝置內確認溶劑從噴嘴之噴注狀態，即使以手電筒照射內部，作業仍難以進行，特別是對於是否產生濺散等之判斷為困難。此外，因噴注狀態是否良好之判斷係依賴作業員之經驗，所以無法避免判斷中含有個別差異。於專利文獻1中，雖記載將塗佈膜去除液噴注於基板周緣部，並以CCD相機拍攝從該周緣部飛散之方向，以調整去除液之噴注方向之技術，然而，其並非調整從噴嘴之去除液的噴注狀態、噴注停止狀態之技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008－183559號
[發明欲解決之問題] 有鑑於上述背景，本發明之課題旨在提供一種技術，其於經由噴嘴對形成有塗佈膜之基板周緣部供給塗佈膜去除用化學液時，可容易進行噴嘴噴注狀態(含噴注停止狀態)之調整作業。 [解決問題之方法]
本發明之化學液供給裝置之調整方法，係調整化學液供給裝置之方法，該化學液供給裝置對表面形成有塗佈膜且水平固持於固持台的基板之周緣部，經由噴嘴供給用以去除該塗佈膜之化學液，該方法包含： 從該噴嘴噴注該化學液之步驟； 藉由拍攝部，連續拍攝包含該噴嘴的前端及從該前端噴注的化學液在空中的液流形成區之區域之步驟； 根據該拍攝部所得之拍攝結果，取得顯示拍攝區內化學液面積的時間變遷之面積變遷資料之步驟；及 根據該面積變遷資料，調整設置於連接至該噴嘴的化學液供給路徑之供給控制設備之調整步驟。
本發明之記錄媒體，記錄用於化學液供給裝置之電腦程式，該化學液供給裝置對表面形成有塗佈膜的基板之周緣部，供給用以去除該塗佈膜之化學液， 該電腦程式內建有步驟組，俾以執行本發明之化學液供給裝置之調整方法。
本發明之化學液供給裝置，對表面形成有塗佈膜的基板之周緣部，供給用以去除該塗佈膜之化學液，該化學液供給裝置具備： 固持台，水平固持該基板； 噴嘴，對該固持台上的該基板之周緣部，噴注該化學液； 驅動部，驅動該固持台，俾使從該噴嘴噴注的化學液之噴注位置沿該基板之外緣相對地移動； 供給控制設備，設置於連接至該噴嘴之化學液供給路徑，用以控制化學液之供給； 安裝部，用以安裝拍攝部，該拍攝部連續拍攝包含該噴嘴的前端及從該前端噴注的化學液在空中的液流形成區之區域；及 控制部，輸出控制信號，俾使執行以下步驟：根據該拍攝部所得之拍攝結果，取得顯示拍攝區內化學液面積的時間變遷之面積變遷資料；及根據該面積變遷資料，調整該供給控制設備。 [發明效果]
本發明於經由噴嘴對形成有塗佈膜之基板周緣部供給塗佈膜去除用化學液時，藉由以拍攝部連續拍攝包含噴嘴前端及從該前端噴注的化學液在空中的液流形成區之區域。接著，根據拍攝結果，取得顯示拍攝區內化學液面積之時間變遷之面積變遷資料，根據此資料，調整設於化學液供給路徑之供給控制設備。因此，可容易進行噴嘴噴注狀態(含噴注停止狀態)之調整作業。
圖1及圖2係裝設有化學液供給裝置之光阻膜形成裝置1之縱剖面側視圖及頂視圖。此光阻膜形成裝置1於在圓形基板之半導體晶圓(以下記為晶圓)W表面整體形成光阻膜後，對晶圓周緣部供給光阻膜溶劑亦即稀釋劑作為化學液，而以沿著該周緣部的環狀，去除晶圓W周緣部之多餘光阻膜。於未對晶圓W進行如此之光阻膜形成及周緣部之光阻膜去除(以下記為一般處理)時，此光阻膜形成裝置1構成為可進行供給控制設備之調整，該供給控制設備設置於連接至供給上述稀釋劑的噴嘴之配管。於該實施形態中，此供給控制設備之調整，係由設於光阻膜形成裝置1之控制部自動進行。
以下，說明光阻膜形成裝置1之各部。圖1中，11為成為晶圓W之固持台之旋轉夾盤，吸附晶圓W之背面中央部，而水平固持該晶圓W。12係旋轉驅動部，使固持於旋轉夾盤11之晶圓W繞垂直軸旋轉。13、14分別為光阻噴注噴嘴、稀釋劑噴注噴嘴，分別往鉛直下方噴注光阻、稀釋劑。此稀釋劑噴注噴嘴14係為了提高晶圓W表面光阻之濕潤性而噴注稀釋劑之噴嘴，與上述用以去除多餘光阻膜之噴嘴，分別設成不同的噴嘴。
如圖2所示，光阻噴注噴嘴13、稀釋劑噴注噴嘴14經由支撐構件，分別連接於移動機構15、16。如此，光阻噴注噴嘴13、稀釋劑噴注噴嘴14構成為可分別藉由移動機構15、16而水平且自由地升降，可於晶圓W之中心部上及杯體21外側之待機區間自由移動。圖2中，17、18係分別使移動機構15、16移動之導引件。
杯體21以圍住固持於旋轉夾盤11的晶圓W之方式設置。圖1中之22為排氣管，使杯體21內排氣。23係排出液管，於杯體21底部開口，而去除該底部之液體。圖中之24為導引構件，設於晶圓W之下方側，將從晶圓W溢出之液體導引至杯體21底部，並限制杯體21內氣流之流向。
圖中之31係光阻膜去除用之稀釋劑噴注噴嘴，形成為往斜下方延伸之棒狀，從其前端噴出作為化學液之稀釋劑。圖中之32係成為用以對稀釋劑噴注噴嘴31供給稀釋劑之化學液供給路徑之供給管，其上游側依序經由流量檢測部33、供給控制設備5而連接至稀釋劑供給源34。從稀釋劑噴注噴嘴31所噴注之稀釋劑，去除上述晶圓W周緣部之光阻膜。因此，上述供給控制設備之調整，係針對此供給控制設備5進行，稀釋劑噴注噴嘴31、供給控制設備5及稀釋劑供給源34構成化學液供給裝置。供給控制設備5於後詳述。又，上述之流量檢測部33對應所供給之稀釋劑流量，對控制部6傳送檢測信號。
以下，亦參考稀釋劑噴注噴嘴31之立體圖之圖3而加以說明。稀釋劑噴注噴嘴31支撐於水平延伸之臂件35之前端側。臂件35之基端側，連接於圖1之垂直的旋轉軸36，該旋轉軸36利用旋轉機構37而旋轉。藉由旋轉軸36之旋轉，稀釋劑噴注噴嘴31於用以對載置於杯體21內之晶圓W周緣部上噴注稀釋劑之一般處理用噴注位置、及用以對設於杯體21外側之排出液用杯體38噴注稀釋劑之測試用噴注位置之間移動。於排出液用杯體38內，設置用以排出該稀釋劑之未圖示之排出液路徑。
先針對上述一般處理加以說明。從稀釋劑噴注噴嘴14噴注於晶圓W中心部之稀釋劑，利用旋轉驅動部12所導致之晶圓W旋轉的離心力，而往周緣部散佈。其後，從光阻噴注噴嘴13往晶圓W中心部所噴注之光阻，與稀釋劑相同，藉由晶圓W之旋轉所導致的離心力，往周緣部散佈，而於晶圓W表面整體形成光阻膜。如此，稀釋劑及光阻藉由旋轉塗佈而塗佈於晶圓W表面。然後，從位於一般處理用噴注位置之稀釋劑噴注噴嘴31，藉由旋轉驅動部12，對旋轉中之晶圓W之周緣部供給稀釋劑，稀釋劑之噴注位置沿著晶圓W周緣移動，藉此，而去除該周緣部之光阻膜。
再回到圖3之說明。圖中之41係作為拍攝部之相機，42係相機41之安裝部。相機41可相對於安裝部42任意拆裝，例如，於對晶圓W進行一般處理時從相機安裝部42拆下；於進行供給控制設備5之調整時，則安裝於相機安裝部42。因此，相機41可於複數個光阻膜形成裝置1間巡迴使用。
安裝於安裝部42之相機41的拍攝區，包含：稀釋劑噴注噴嘴31的前端、及從該稀釋劑噴注噴嘴31朝著排出液用杯體38往空中噴注之稀釋劑之液流所形成之區域。所拍攝之資料經由信號電纜43傳送至後述之控制部6。圖3中之44係如由LED所構成之照明部，對上述拍攝區照射光，俾以進行拍攝。又，為了使圖示不要太複雜，於圖2中，省略照明部44之顯示。又，圖1、圖2中之10為框體，用以收容前述杯體21及各噴嘴。
於供給控制設備5之調整中，自開始從稀釋劑噴注噴嘴31噴注稀釋劑起至噴注結束為止，利用相機41連續拍攝上述拍攝區。於此拍攝中檢測到噴注狀態異常之情形時，進行供給控制設備5之調整。從稀釋劑噴注噴嘴31之噴注狀態之異常，如為濺散，此濺散瞬間產生。以可拍攝如此瞬間產生之異常之方式，上述連續拍攝以1／200秒～1／1000秒間隔重複進行拍攝為佳，於此例中，以1／500秒間隔重複進行拍攝。
接著，參考圖4，說明供給控制設備5之構成。此供給控制設備5包含流量調整閥51及回吸閥52，依此順序往供給管32下游側插設。利用流量調整閥51之開度，調整供給至下游側之稀釋劑流量。又，此流量調整閥51從開放狀態變成關閉，因此，於稀釋劑噴注噴嘴31中，產生所噴注稀釋劑之液體停供。此流量調整閥51從開放狀態起至成為關閉狀態之速度，可記載為「液體停供速度」。
回吸閥52具備可自由改變容積之流路，於上述之從稀釋劑噴注噴嘴31之稀釋劑之液體停供後，藉由擴大該流路之容積，使回吸閥52下游側之稀釋劑往該回吸閥52被吸引，使得附著於稀釋劑噴注噴嘴31前端之稀釋劑液滴被吸引而去除。此回吸閥52所致之吸引動作，可記載為「回吸」；往回吸閥52被吸引之稀釋劑之量，可記載為「回吸量」；進行吸引之回吸閥52之動作速度，可記載為「回吸速度」。流量調整閥51之開關動作及回吸閥52之回吸與回吸量，係由從控制部6所輸出之控制信號所控制。
圖中之53係空氣供給管線，其下游端分歧而分別連接於流量調整閥51、回吸閥52。圖中之54、55為插設於分歧之空氣供給管線53之速度控制器，分別調整供給至流量調整閥51、回吸閥52之空氣流量。流量調整閥51藉由供給空氣，使該流量調整閥51關閉，而造成稀釋劑噴注噴嘴31之液體停供。此液體停供速度，亦即流量調整閥51之關閉速度，係對應於供給至該流量調整閥51之空氣流量。亦即，利用速度控制器54控制上述液體停供速度。
回吸閥52中，藉由供給空氣，而進行上述回吸，上述回吸速度係對應供給至回吸閥52之空氣流量。亦即，利用速度控制器55控制回吸速度。利用速度控制器54、55而供給至各閥之空氣流量，係根據從控制部6所輸出之控制信號而被控制。
接著，說明圖4之控制部6。控制部6係電腦，具備用以進行各種運算之CPU61、記憶體62、程式儲存部63、及由如顯示器所成之顯示部64，此等構件連接於該控制部6所含之匯流排60。又，匯流排60上，連接著上述照明部44或未圖示之已述之移動機構15、16、旋轉驅動部12、旋轉機構37及供給控制設備5等之構成光阻膜形成裝置1之各部。
程式儲存部63係儲存程式之記錄媒體，例如由軟碟、光碟、硬碟、MO(磁光碟)或記憶卡等所構成。程式以儲存於程式儲存部63之狀態安裝於控制部6，經由匯流排60對光阻膜形成裝置1之各部輸出控制信號，可分別進行上述一般處理、供給控制設備5之調整。圖4中，儲存於程式儲存部63之用以進行供給控制設備5之調整之程式，以65、66表示。程式65係將由相機41所取得之圖像資料加以圖像處理，而製作後述之面積變遷資料及累加圖像資料，並進行對顯示部64之各種顯示之程式。程式66係根據圖像資料及由圖像資料所製作之面積變遷資料，修正記憶體62內之資料，而控制供給控制設備5之動作之程式。
例如，由相機41所取得之各圖像資料，記憶於記憶體62。又，於記憶體62中，記憶著用以控制速度控制器54、55之動作之設定值，根據此設定值，控制速度控制器54、55之動作。再者，於記憶體62中，記憶著有關回吸量之設定值。亦即，於此記憶體62中，記憶著界定上述液體停供速度、回吸量及回吸速度之參數。又，於記憶體62中，亦記憶著界定開放時之流量調整閥51之開度之參數，亦即界定穩定噴注時之稀釋劑流量之參數。
若液體停供速度、回吸速度、回吸量之設定不適當，則稀釋劑之噴注狀態會變成異常。又，供給至稀釋劑噴注噴嘴31之稀釋劑若含有氣泡，噴注狀態會變成異常。供給控制設備5之調整之進行，係藉由根據此等參數設定適當值，並去除供給管32內之稀釋劑之氣泡，而使稀釋劑之噴注狀態成為正常。又，所謂稀釋劑之噴注狀態，亦包含從控制部6輸出用以使稀釋劑之噴注停止之控制信號後之狀態。
於進行供給控制設備5之調整時，於稀釋劑噴注噴嘴31位於排出液用杯體38上之測試用噴注位置之狀態下，用以使稀釋劑之噴注開始之控制信號(噴注開始觸發信號)被輸出至流量調整閥51；於稀釋劑噴注後，用以使噴注停止之控制信號(噴注結束觸發信號)被輸出至流量調整閥51。於此稀釋劑之噴注同時，進行已述連續拍攝。此連續拍攝之開始時點，為較噴注開始觸發信號之輸出時為早之時點，而連續拍攝之結束之時點，為較噴注結束觸發信號之輸出時為晚之時點。
連續拍攝結束後，對於所取得之各圖像資，進行圖像處理，而算出圖像資料中稀釋劑之液流面積。此計算之進行係藉由將拍攝區內既定設定區所含液流概略視為1個長方形或複數個長方形，而求得長方形面積之總和。圖5(a)～(c)顯示不同形狀液流所拍得之圖像資料，以下，說明有關各液流面積之計算方法。
於如圖5(a)所示之液流為直線狀而形成液柱之情形時，以上述設定區所含之液流長度L×液流寛度＝液流面積之方式計算。於如圖5(b)所示之液流為曲線狀之情形時，於上述設定區內中，例如以曲率大於既定值之點劃分設定區內之液流。接著，將所劃分之液流各視為長方形，以各長方形之面積總和值作為液流面積。圖5(b)中，液流劃分成4區。所劃分之液流若從靠近稀釋劑噴注噴嘴31側起分為第1區、第2區、第3區及第4區，則液流面積之算法為：第1區長度L1×第1區寛度＋第2區長度L2×第2區寛度＋第3區長度L3×第3區寛度＋第4區長度L4×第4區寛度。
於如圖5(c)所示複數液滴成點狀液流之情形時，將設定區內之各液滴視為長方形，算出各個液滴之該液滴面積，將所算出之面積加總而算出液流面積。亦即，算出圖5(c)之例中以箭頭所示之各液滴之面積，將所算出之面積加總，以作為液流面積。又，於如此複數液滴成點狀之情形時，亦可設定圍住全部液滴群之長方形，算出此長方形面積以作為液流面積。
若如上所述從各圖像資料算出液流面積，則針對該面積，製作顯示時間所致變遷之面積變遷資料。將上述連續拍攝進行之期間(設為拍攝全期)依時間序列順序分成噴注開始時期、噴注持續時期、噴注結束時期之3個期間，於此等期間分別製作面積變遷資料。各期間長度事先予以設定，於噴注持續時期中，流量調整閥51之開度成為與記憶於記憶體62之開度相對應之固定開度，包含於噴注狀態為穩定之期間。如此，噴注開始時期包含：噴注開始觸發信號被輸出之時點、及其後之噴注狀態為穩定之期間。而噴注結束時期包含：噴注結束觸發信號被輸出之時點、及該時點後之期間。
圖6、圖7之圖表係表示噴注開始時期、噴注結束時期之各面積變遷資料之一例，圖之橫軸表示從既定時刻起之所經時間(單位：秒)；圖之縱軸表示面積。圖6、圖7表示稀釋劑之噴注狀態為正常之情形，為了圖之說明，將不同時刻所取得之複數圖像資料，與圖之橫軸相對應而顯示之。
於噴注開始時期中，當稀釋劑噴注為正常之情形時，如圖6之各圖像資料所示，稀釋劑液柱從稀釋劑噴注噴嘴31逐漸延伸而形成直線狀液流。因此，圖6之面積變遷資料為：液流面積逐漸上升後成為既定值，並維持該既定值而變遷。又，噴注結束時期中，當稀釋劑之噴注為正常之情形時，如圖7之各圖像資料所示，從稀釋劑噴注噴嘴31所噴注之稀釋劑，由形成液柱狀態變成液柱中斷而噴注液滴之狀態，並且隨著時間經過，所噴注的液滴變小且液滴的間隔變大。其後，從稀釋劑噴注噴嘴31之液滴噴注停止，而成為液體停供，附著於稀釋劑噴注噴嘴31前端的液滴藉由回吸而去除。因此，圖7之時間序列資料，從液流面積穩定變遷之狀態，變成該面積逐漸下降而變成0。
圖8、圖9之圖表，與圖6、圖7相同，為噴注開始時期、噴注結束時期之面積變遷資料，但其顯示稀釋劑之噴注狀態為異常之例。於圖8之圖表所示之所經時間10×1／500秒附近，液流面積急遽上升，然後急遽下降，而形成波峰。如圖像資料所示，於此液流面積之上升時，來自噴嘴31之稀釋劑之噴注流量過剩，而成為液流寛度較稀釋劑噴注噴嘴31寛度膨大之濺散。又，於液流面積急遽下降時，成為液柱產生中斷之狀態。成為如此噴注狀態係因：取得此面積變遷資料之稀釋劑噴注之前一次稀釋劑噴注之後的回吸量過多、及／或於所噴注之稀釋劑中含有氣泡。
又，於所經時間13×1／500秒～15×1／500秒中，液流面積開始穩定，但其後，於所經時間16×1／500秒～20×1／500秒中，產生液流面積下降之狀況。如圖像資料所示，於此面積下降時，產生液柱中斷。此係因於供給至稀釋劑噴注噴嘴31之稀釋劑中含有氣泡。而於所經時間21×1／500秒以後，液流面積再度上升而變穩定。又，於圖8中，雖未顯示為圖像資料，但於噴注含有氣泡之稀釋劑時，有時會成為微細液滴飛散於較廣範圍之濺散。於此情形時，亦如於圖5(c)所述，分別算出該微細液滴之各面積，故液流面積以與正常時不同之方式變遷。
又，於圖9之面積變遷資料圖所示之所經時間1×1／500秒～15×1／500秒中，於液流面積急遽下降成為0後，於所經時間55×1／500秒～90×1／500秒之間，液流面積於0及僅略大於0之值之間變動而變遷。如此期間中之所經時間63×1／500秒之圖像資料所示，於該期間中，從稀釋劑噴注噴嘴31噴注液滴。又，於所經時間110×1／500秒，出現較大液流面積之波峰，如圖像資料所示，於此波峰之出現時，形成直線狀液流。
如此，液流面積產生變遷，係由於關閉流量調整閥51之速度過大所致。具體而言，因關閉速度快，故於較早時點，先產生從稀釋劑噴注噴嘴31所噴注之稀釋劑之液體停供。然而，由於水錘現象，於流量調整閥51之下游側，稀釋劑朝上游側移動，於此往上游側之移動之後，該稀釋劑往下游側移動而從稀釋劑噴注噴嘴31噴注，因此，如上所述於噴注少量液滴之後，以較大流量噴注稀釋劑。又，於所經時間130×1／500秒～150×1／500秒之間，液流面積以較低值不穩定地變遷。如圖像資料所示，於此所經時間中，從稀釋劑噴注噴嘴31繼續滴下液滴。此係因回吸量不足所致。
關於噴注持續時期之面積變遷資料圖之例並未圖示，但因若噴注狀態為正常，則從稀釋劑噴注噴嘴31持續形成液柱，故為液流面積值固定之圖形。而於所噴注稀釋劑中含有氣泡之情形時，噴注狀態變異常，因液柱產生中斷、或產生濺散，而使得液流面積值變動。
又，於圖8、圖9中，對於液體停供速度過小時之不佳狀況並未圖示，於此情形時，於噴注結束時期，仍會從稀釋劑噴注噴嘴31持續滴下稀釋劑液滴。因此，面積變遷資料之圖表中，液流面積大於0，且以較低值於較長時間持續變遷。如上所述，稀釋劑噴注狀態異常會反映於面積變遷資料。使用此面積變遷資料，可進行供給控制設備5之調整。
又，從各圖像資料，除了上述面積變遷資料之外，還可製作累加圖像資料。此累加圖像資料，係將複數圖像資料之液流圖像予以重疊而製作。亦即，將於不同時刻所形成之稀釋劑之液流圖像資料合成，而作為1個圖像資料。此累加圖像資料，製作成噴注開始時期之累加圖像資料、噴注持續時期之累加圖像資料、噴注結束時期之累加圖像資料及拍攝全期之累加圖像資料之4個累加圖像資料。拍攝全期之累加圖像資料之液流，係由噴注開始時期、噴注持續時期、噴注結束時期之各累加圖像資料之液流合成而成。從各累加圖像資料所得之圖像(累加圖像)顯示於顯示部64，藉此，裝置之使用者可確認稀釋劑之噴注狀態有無異常。
圖10(a)、(b)、(c)、(d)分別顯示噴注開始時期之累加圖像、噴注持續時期之累加圖像、噴注結束時期之累加圖像、拍攝全期之累加圖像之例。圖10(a)、(c)、(d)中，分別於上側顯示噴注狀態正常之例，並於下側顯示噴注狀態異常之例。於噴注開始時期之累加圖像中，圖10(a)上段未觀察到濺散；圖10(a)下段則觀察到濺散。亦即，使用者可藉由累加圖像中有無濺散，來判斷噴注狀態為正常或異常。又，此濺散，除液滴飛散外，亦包含如圖8所示之液流膨大之狀況。
噴注持續時期之累加圖像中，與噴注開始時期相同，有「未觀察到濺散」之情形、及「觀察到濺散」之情形。使用者於如圖10(b)所示之「未觀察到濺散」之情形時，可判斷噴注狀態為正常；於「觀察到濺散」之情形時，可判斷噴注狀態為異常。圖10(c)之噴注結束時期之累加圖像中，因於從稀釋劑噴注噴嘴31產生液體垂滴時，會觀察到垂直性高之液流，故使用者於未觀察到如此液流之情形時，可判斷噴注狀態為正常；而於觀察到此液流之情形時，可判斷噴注狀態為異常。如上所述，圖10(d)之拍攝全期之累加圖像，係由噴注開始時期、噴注持續時期、噴注結束時期之液流圖像所合成，故於未觀察到濺散及垂直性高之液流時，可判斷噴注狀態為正常，於未觀察到濺散或垂直性高之液流時，可判斷噴注狀態為異常。
此實施形態中，因供給控制設備5之調整係自動進行，故噴注狀態是否正常之判定係由控制部6進行。因此，使用者並未根據已述累加圖像進行判斷，但如後所述，使用如此累加圖像進行噴注狀態是否正常之判定，於使用者以手動進行供給控制設備5之調整時為有效。
接著，為了說明自動進行之供給控制設備5之調整，先進行圖11之說明。此圖表係顯示，從稀釋劑噴注噴嘴31正常噴注稀釋劑時之時間、與從該稀釋劑噴注噴嘴31所噴注的稀釋劑之流量之關係圖。圖之橫軸表示從既定時刻起之所經時間；縱軸表示從稀釋劑噴注噴嘴31所噴注的稀釋劑之流量。進行供給控制設備5之調整，使稀釋劑之流量如此圖所示變遷。
若具體說明圖表之流量變遷，則從噴注開始觸發信號被輸出起至經過既定時間後之時點t1為止，因流量調整閥51之開度上升，而使得流量上升。接著，從時點t1起至噴注結束觸發信號被輸出時點為止，因流量調整閥51之開度成為固定，使得流量成為固定。其後，從噴注結束觸發信號被輸出時點起，因流量調整閥51之開度下降，而使流量下降，最後流量調整閥51被關閉，而流量成為0。若將從時點t1起至噴注結束觸發信號被輸出之時點設為噴注穩定區間(圖表中以虛線箭頭所示區間)，則上述噴注持續時期包含於噴注穩定區間，而上述記憶體62所記憶之流量調整閥51之開度，界定噴注穩定區間之開度。
以下，說明供給控制設備5之自動調整之步驟。首先，進行圖12所示之流程，以使供給至噴嘴31之稀釋劑成為不含氣泡之狀態(夾帶氣泡之去除)，且使噴注穩定區間之稀釋劑流量成為目標流量。當使用者對控制部6設定期望目標流量，則與此設定相對應之流量調整閥51之閥開度，記憶於記憶體62(步驟S1)。
其後，如上所述，以相機41開始進行連續拍攝，較此拍攝開始略微稍後，噴注開始觸發信號被輸出，而從位於測試用噴注位置之稀釋劑噴注噴嘴31，開始進行稀釋劑之噴注。流量調整閥51之開度成為記憶於記憶體62之開度，另一方面來自流量檢測部33之檢測信號，則被傳送至控制部6(步驟S2)。之後，噴注結束觸發信號被輸出，而結束稀釋劑之噴注，較此噴注結束略為稍後，連續拍攝停止。
拍攝停止後，對所取得之各圖像資料進行圖像處理，而製作成：拍攝全期之累加圖像資料；噴注開始時期、噴注持續時期、噴注結束時期之累加圖像資料；及噴注開始時期、噴注持續時期、噴注結束時期之各面積變遷資料。又，與此等累加圖像資料及面積變遷資料之製作同步進行，根據從流量檢測部33所傳送之檢測信號，檢測噴注穩定區間之流量值(步驟S3)。然後，根據噴注持續時期之面積變遷資料，判定從稀釋劑噴注噴嘴31所噴注之稀釋劑是否含有氣泡(步驟S4)。
關於此步驟S4之判定，參考圖13加以說明。圖13係顯示於噴注穩定區間所取得之圖像資料。又，於此圖13及後述之圖15、圖17中，為了便於說明，係將稀釋劑噴注噴嘴31內所含之稀釋劑顯示為可拍攝，然而，亦可如圖6～圖9所示，稀釋劑噴注噴嘴31內之稀釋劑為不可拍攝。於噴注持續時期所噴注之稀釋劑不含氣泡而於正常狀態下噴注之情形時，於所取得之全部圖像資料中，如圖13(a)所示，稀釋劑之液流無中斷，而該液流成柱狀。因此，噴注持續時期之面積變遷資料之液流面積成為固定。
然而，於所噴注之稀釋劑含有氣泡而噴注狀態為異常之情形時，如圖13(b)、圖13(c)所示，得到液柱斷裂成複數個或液柱變短之圖像資料，故噴注持續時期之面積變遷資料之液流面積為變動。如上所述，因含有氣泡，除了使液流斷裂或變短外，於產生濺散時，液流面積亦會變動。因此，於步驟S4中，於噴注持續時期之液流面積為固定時，判定「不含氣泡(無夾帶氣泡)」；於液流面積變動時，則判定「含有氣泡(有夾帶氣泡)」。
若於步驟S4判定為「不含氣泡」，則從稀釋劑噴注噴嘴31以事先設定次數，對排出液用杯體38噴注既定量稀釋劑，而去除供給管32內之稀釋劑。於該稀釋劑含有氣泡之情形時，因為此氣泡亦與稀釋劑共同去除，故此稀釋劑去除為供給管32內稀釋劑之脫泡作業(步驟S5)。步驟S5之執行後，實施步驟S2以後之各步驟S。
於步驟S4判定為「不含氣泡」時，判定所檢測之流量「相對於目標流量為一致」？「多於目標流量」？「少於目標流量」？ (步驟S6)。於此步驟S6中，當判定為「多於目標流量」時，對於記憶於記憶體62之流量調整閥51之開度，以減掉既定量調整值而修正(步驟S7)，其後，實施步驟S2後之各步驟S。於步驟S6中，於判定為「少於目標流量」時，對於記憶於記憶體62之閥之開度，則以加上既定量之調整值而修正(步驟S8)。其後，實施步驟S2後之各步驟S。於步驟S6中，於判定為「所檢測之流量相對於目標值為一致」時，則移至下一步驟之流程，亦即進行液體停供調整之流程。
接著，關於進行液體停供調整之流程，參考圖14之流程圖加以說明。記憶於記憶體62之回吸量、回吸速度之各設定值，例如從初始值變成0。亦即，設定為：從稀釋劑噴注噴嘴31噴注稀釋劑後，不進行回吸。又，記憶於記憶體62之速度控制器54之液體停供速度之設定值，例如設定為任意之初始值(步驟T1)。
然後，與已述之夾帶氣泡之去除流程之步驟S2相同，進行利用相機41之連續拍攝，於此連續拍攝期間，進行稀釋劑之噴注(步驟T2)。接著，與步驟S3相同，對各圖像資料進行圖像處理，而製作各期間之累加圖像資料及各期間之面積變遷資料(步驟T3)。例如，於步驟T2所取得之圖像資料中，根據最後取得(即最新取得)之圖像資料，而判定「液體停供是否適當？」(步驟T4)。於此步驟T4中，例如，為於稀釋劑噴注噴嘴31前端附著有稀釋劑之狀態時(如圖15中央所示)，判定「液體停供為適當」。而於稀釋劑噴注噴嘴31的前端未附著液滴之情形(如圖15左側所示)、及從前端滴落之情形時(如圖15右側所示)，則判定「液體停供為不適當」。於此步驟T4中，於判定「液體停供為適當」之情形時，則移至下一步驟之回吸之調整流程。
於步驟T4中判定「液體停供為不適當」之情形時，根據於步驟T3所取得之噴注結束時期之面積變遷資料，針對液體垂滴是否延續進行判定(步驟T5)。針對此步驟T5之判定之具體例，加以說明。若產生液體垂滴，則於噴注結束觸發信號之輸出後出現液流面積以大於0之較小值變遷之波形。若流量調整閥51之關閉速度過大，則如圖9之55×1／500秒～90×1／500秒所示，如此波形出現期間較短；若流量調整閥之關閉速度過小，則如此波形出現期間較長。因此，例如，於噴注結束觸發信號之輸出後，液流面積成為大於0且為既定值以下之期間為超過臨界值之情形時，判定「液體垂滴為延續」；為不超過臨界值之情形時，則判定「液體垂滴為非延續」。
於步驟T5中，若判定「液體垂滴為延續」，則進行修正，以使記憶於記憶體62之液體停供速度之設定值增加既定量。亦即，修正控制速度控制器54動作之設定值，以使流量調整閥51之關閉速度大於既定量(步驟T6)。於步驟T5中，若判定「液體垂滴為非延續」，則進行修正，以使記憶於記憶體62之液體停供速度之設定值下降既定量。亦即，修正控制速度控制器54動作之設定值， 以使流量調整閥51之關閉速度小於既定量(步驟T7)。於步驟T6、T7之執行後，進行步驟T2以後之步驟T，於步驟T4中判定「液體停供為適當」之情形時，開始進行回吸之調整流程。
接著，參考圖16之流程圖，說明回吸之調整流程。於此調整流程中進行各部之調整，以使從液體停供起1秒後以適當量回吸。首先，將記憶於記憶體62之回吸量之設定值變更為初始值A0，將回吸速度之設定值變更為初始值B0(步驟U1)。亦即，設定為於稀釋劑噴注後進行回吸。然後，從稀釋劑噴注噴嘴31進行稀釋劑之噴注，於噴注後進行回吸。
接著，與已述步驟S2、T2相同，藉由相機41進行連續拍攝，於此連續拍攝期間進行稀釋劑之噴注(步驟U2)。之後，與步驟S3、T3相同，對各圖像資料進行圖像處理，而製作各期間之累加圖像資料及各期間之面積變遷資料(步驟U3)。其後，根據噴注開始時期之面積變遷資料，判定該噴注開始時期是否產生濺散(步驟U4)。
以下，具體說明此判定之一例。若如圖8所述產生濺散，則產生液柱膨大或液柱中斷。又，有時亦會產生液滴飛散。若液柱膨大則液流面積急遽上升。又，若產生液柱中斷或液滴成飛散狀態，則液流面積會急遽減少。因此，於此步驟U4中，例如，將面積變遷資料之圖表加以微分，於該微分值不超過上限臨界值且不超過下限臨界值之情形時，判定為「未產生濺散」；於微分值超過上限臨界值或下限臨界值之情形時，則判定為「已產生濺散」。
於步驟U4判定為「已產生濺散」之情形時，使記憶體62之回吸量之設定值減少既定量亦即A1(步驟U5)。於此步驟U5之實施後，進行步驟U2以後之步驟U。於步驟U4中判定「未產生濺散」之情形時，根據噴注結束時期之各圖像資料，進行是否進行回吸之判定(步驟U6)。參考圖17，說明此判定。如圖17之左側所示，於取得於稀釋劑噴注噴嘴31的前端附著液滴之狀態之圖像後，若取得如圖17之右側所示之前端液滴被去除之圖像，則判定為「已進行回吸」。若未取得如此之液滴被去除之圖像，則判定為「未進行回吸」。
於步驟U6中，判定為「未進行回吸」之情形時，則進行修正，以使記憶體62之回吸量設定值增加既定量亦即A2，同時使回吸速度增加既定量亦即B2(步驟U7)。於此修正後，進行步驟U2以後之步驟U。
於步驟U6中判定為「已進行回吸」之情形時，針對回吸時間，判定其為「1秒」、「慢1秒」及「快1秒」中之其一(步驟U8)。針對此判定加以說明，其係判定從取得如圖17右側所示之稀釋劑噴注噴嘴31前端之液滴被去除之圖像之時點起，至取得圖17左側所示之液滴附著而靜止之狀態之圖像之時點為止之時間，是否為1秒。圖像資料因係以既定間隔取得，故例如針對此回吸時間之判定，係根據從取得圖17右側圖像起至取得圖17左側圖像為止所取得之圖像數而進行。
於步驟U8中判定為「回吸時間短於1秒」時，則使記憶體62之回吸速度之設定值減少既定量亦即B1(步驟U9)。於步驟U8中判定為「回吸時間長於1秒」時，則使記憶體62之回吸速度之設定值增加既定量亦即B2(步驟U10)。又，於回吸速度過慢之情形時，有液體垂滴之虞；於回吸速度過早之情形時，因夾帶氣泡而使得於下次噴注稀釋劑時有產生濺散之虞。為了防止產生如此噴注異常，於步驟U8～U10中調整回吸速度。於此步驟U9、步驟U10結束後，執行步驟U2以後之各步驟U。於步驟U8中判定為「回吸時間為1秒」時，結束供給控制設備5之自動調整。自動調整之結束後，進行一般處理，於各流程中根據設定於記憶體62之參數，進行稀釋劑之供應或停止，而去除晶圓W周緣部之光阻膜。
依據此光阻膜形成裝置1，於經由稀釋劑噴注噴嘴31對形成有光阻膜之晶圓W之周緣部供給光阻膜去除用之稀釋劑時，藉由相機41連續拍攝包含稀釋劑噴注噴嘴31的前端及從該前端噴注的稀釋劑在空中的液流形成區之區域。接著，根據拍攝結果，取得顯示拍攝區內稀釋劑面積之時間變遷之面積變遷資料。根據此面積變遷資料，自動調整用以控制供給控制設備5動作之記憶體62內之各參數，俾使不產生稀釋劑之濺散或稀釋劑噴注結束後之液體垂滴，並自動進行供給管32內氣泡之去除。因此，不須如於先前技術項目所記載之作業員於狹窄昏暗之裝置內觀察來自稀釋劑噴注噴嘴31之稀釋劑之噴注狀態，故可容易調整稀釋劑之噴注狀態，並達到縮短調整所需作業時間之效果。又，於對稀釋劑之噴注狀態進行判定時，因可防止於作業員間產生差異，故可防止對供給控制設備5之調整作業於作業員間產生差異。
又，即使濺散瞬間產生、或因濺散而飛散之液滴為微細，藉由進行連續拍攝，可取得包含此等瞬間濺散及微細液滴之圖像資料。因此，所製作之面積變遷資料，可更確實地反映此濺散之產生，故可高精確地進行供給控制設備5之自動調整。因此，可更確實地抑制於一般處理時中稀釋劑之噴注狀態變成異常。
上述供給控制設備5之調整，不限於由控制部6自動進行，亦可由使用者手動進行。於此情形時，於上述各流程取得圖像資料之後，使從此圖像資料所得之圖像、累加圖像及面積變遷資料之圖表等判定所需之資料顯示於顯示部64。又，於進行如此手動調整之情形時，例如，於上述各步驟中，可藉由累加圖像取代面積變遷資料進行判定之步驟，亦可使用累加圖像進行判定。例如，對於圖16之回吸調整流程中步驟U4之有無濺散之判定，可使用累加圖像進行判定。又，於自動調整時，此步驟U6之判定，亦可根據累加圖像資料進行。
如此，於使用者以手動進行調整時，取得靜止圖像之累加圖像，對於達成作業效率化方面為有效。例如，亦可從所取得之圖像資料製作顯示稀釋劑噴注狀態之動畫。然而，為了於動畫確認噴注狀態有無異常，使用者必須從該動畫之開始時點起至結束時點，花時間觀看，而如圖10所例示之使用累加圖像之情形時，則可一眼確認有無異常。又，如上所述，因濺散瞬間產生，於以動畫難以確認濺散之情形時，亦可藉由使用累加圖像而可容易確認。再者，於上述例中，因取得噴注開始時期、噴注持續時期、噴注結束時期之各期間之累加圖像，故使用者可快速地確認於哪一期間產生異常。因此，藉由參考各累加圖像，可快速進行上述供給控制設備5之調整。
如此，使用者以手動進行供給控制設備5之調整之情形，與藉由目視來自稀釋劑噴注噴嘴31之液流以檢測噴注狀態異常之情形相比，亦可容易且確實地進行異常之檢測，故可減輕使用者之負擔。因此，可縮短上述參數調整及含氣泡稀釋劑去除所需之調整作業時間，及抑制因作業員間所致之調整誤差。
又，光阻膜形成裝置1中之驅動部，只要可對晶圓W之固持台使利用噴嘴31之稀釋劑之噴注位置相對移動即可，因此，即使為藉由該驅動部使噴嘴31移動於靜止之晶圓W上之裝置，亦可適用本發明。又，適用於本發明之基板亦可為矩形基板。具體而言，對於以藉由驅動部使從噴嘴噴注於矩形基板之化學液的噴注位置沿著該矩形基板的邊而相對移動之方式所構成之裝置，亦可應用本發明。
1‧‧‧光阻膜形成裝置
10‧‧‧框體
11‧‧‧旋轉夾盤
12‧‧‧旋轉驅動部
13‧‧‧光阻噴注噴嘴
14‧‧‧稀釋劑噴注噴嘴
15、16‧‧‧移動機構
17、18‧‧‧導引件
21‧‧‧杯體
22‧‧‧排氣管
23‧‧‧排出液管
24‧‧‧導引構件
31‧‧‧稀釋劑噴注噴嘴
32‧‧‧供給管
33‧‧‧流量檢測部
34‧‧‧稀釋劑供給源
35‧‧‧臂件
36‧‧‧旋轉軸
37‧‧‧旋轉機構
38‧‧‧排出液用杯體
41‧‧‧相機
42‧‧‧安裝部
43‧‧‧信號電纜
44‧‧‧照明部
5‧‧‧供給控制設備
51‧‧‧流量調整閥
52‧‧‧回吸閥
53‧‧‧空氣供給管線
54、55‧‧‧速度控制器
6‧‧‧控制部
60‧‧‧匯流排
61‧‧‧CPU
62‧‧‧記憶體
63‧‧‧程式儲存部
64‧‧‧顯示部
65‧‧‧圖像處理程式
66‧‧‧調整用程式
L‧‧‧液流長度
L1‧‧‧第1區長度
L2‧‧‧第2區長度
L3‧‧‧第3區長度
L4‧‧‧第4區長度
W‧‧‧晶圓
【圖1】本發明之光阻膜形成裝置之縱剖面側視圖。 【圖2】光阻膜形成裝置之頂視圖。 【圖3】設於光阻膜形成裝置之噴注稀釋劑的噴嘴之立體圖。 【圖4】對噴嘴供給稀釋劑的供給控制設備之構成圖。 【圖5】(a)~(c)液流狀態之說明圖。 【圖6】設於光阻膜形成裝置之控制部所取得資料的一例之說明圖。 【圖7】設於光阻膜形成裝置之控制部所取得資料的一例之說明圖。 【圖8】設於光阻膜形成裝置之控制部所取得資料的一例之說明圖。 【圖9】設於光阻膜形成裝置之控制部所取得資料的一例之說明圖。 【圖10】(a)~(d)藉由控制部之圖像處理所得資料的一例之說明圖。 【圖11】從噴嘴噴注的稀釋劑之流量與時間之關係圖。 【圖12】用以對噴嘴供給稀釋劑之控制設備之調整流程圖。 【圖13】(a)~(c)從噴嘴噴注的稀釋劑之液流狀態之示意圖。 【圖14】控制設備之調整流程圖。 【圖15】從噴嘴噴注的稀釋劑之液流狀態之示意圖。 【圖16】控制設備之調整流程圖。 【圖17】噴嘴前端狀態之示意圖。
無
31‧‧‧稀釋劑噴注噴嘴
35‧‧‧臂件
38‧‧‧排出液用杯體
41‧‧‧相機
42‧‧‧安裝部
43‧‧‧信號電纜
44‧‧‧照明部

Claims (9)

  1. 一種化學液供給裝置之調整方法，用於調整一化學液供給裝置，該化學液供給裝置經由噴嘴對表面形成有塗佈膜且水平固持於固持台的基板之周緣部，供給用以去除該塗佈膜之化學液，該方法包含： 從該噴嘴噴注該化學液之步驟； 藉由拍攝部，連續拍攝包含該噴嘴的前端及從該前端噴注的化學液在空中的液流形成區之區域的步驟； 根據該拍攝部所得之拍攝結果，取得顯示拍攝區內化學液面積的時間變遷之面積變遷資料之步驟；及 根據該面積變遷資料，調整設置於連接至該噴嘴的化學液供給路徑之供給控制設備之調整步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之化學液供給裝置之調整方法，其中， 該調整步驟包含下述步驟： 根據從開始進行來自該噴嘴之化學液的噴注而進入噴注穩定區間後，至發送出用以使噴注結束的控制信號為止期間之該面積變遷資料，判斷化學液中有無氣泡；及 於判斷有氣泡時，進行化學液中的脫泡作業。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之化學液供給裝置之調整方法，其中， 該調整步驟包含下述步驟： 根據用以使來自該噴嘴的化學液之噴注結束之控制信號發送後期間之該面積變遷資料，調整化學液之液體停供速度之步驟。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之化學液供給裝置之調整方法，其中， 該調整步驟包含下述步驟： 根據用以使來自該噴嘴的化學液之噴注結束之控制信號發送後期間之該面積變遷資料，求得化學液之液體停供時之利用回吸閥的回吸所需之回吸時間；及 根據該回吸時間及事先設定之設定時間，調整利用該回吸閥之回吸時間。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之化學液供給裝置之調整方法，其更包含以下步驟： 顯示包含從用以使來自該噴嘴之化學液之噴注開始之控制信號發送後起至噴注狀態成穩定期的期間之累加圖像。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之化學液供給裝置之調整方法，其更包含以下步驟： 顯示用以使來自該噴嘴之化學液之噴注結束之控制信號發送後之累加圖像。
  7. 如申請專利範圍第1項之化學液供給裝置之調整方法，其中， 該調整步驟以申請專利範圍第2項之步驟、申請專利範圍第3項之步驟及申請專利範圍第4項之步驟之順序進行。
  8. 一種記錄媒體，記錄用於化學液供給裝置之電腦程式，該化學裝置對表面形成有塗佈膜的基板之周緣部，供給用以去除該塗佈膜之化學液， 該電腦程式包含用以執行申請專利範圍第1或2項之化學液供給裝置之調整方法的步驟群。
  9. 一種化學液供給裝置， 其對在表面形成有塗佈膜之基板之周緣部，供給用以去除該塗佈膜之化學液，該化學液供給裝置具備： 固持台，水平固持該基板； 噴嘴，對該固持台上之該基板之周緣部，噴注該化學液； 驅動部，驅動該固持台，俾使從該噴嘴噴注的化學液之噴注位置沿該基板之外緣相對地移動； 供給控制設備，設置於連接至該噴嘴之化學液供給路徑，用以控制化學液之供給； 安裝部，用以安裝拍攝部，該拍攝部連續拍攝包含該噴嘴的前端及從該前端噴注的化學液在空中的液流形成區之區域；及 控制部，輸出控制信號，俾使執行以下步驟：根據該拍攝部所得之拍攝結果，取得顯示拍攝區內化學液面積的時間變遷之面積變遷資料；及根據該面積變遷資料，調整該供給控制設備。
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