TW202310109A - 基板厚度測定裝置、基板處理系統及基板厚度測定方法 - Google Patents

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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明旨在提供一種提升基板厚度之測定精度的技術。依本發明之基板厚度測定裝置，具備：基板固持部、厚度測定部、殼體、溫度測定部、以及厚度校正部。該基板固持部，固持基板。該厚度測定部，測定該基板固持部所固持之該基板的厚度。該殼體，收納該基板固持部、以及該厚度測定部之至少一部分。該厚度校正部，校正該厚度測定部所測定到的厚度。該厚度校正部，實施以下步驟：求取該厚度測定部所測定到的厚度、與所預先設定的修正係數之乘積，以作為校正後的厚度；以及在該溫度測定部所測定到的溫度超出預先設定的容許範圍的情況下，對該修正係數進行設定變更。

Description

基板厚度測定裝置、基板處理系統及基板厚度測定方法
本發明，係有關於基板厚度測定裝置、基板處理系統及基板厚度測定方法。
專利文獻1所記載的膜厚測定裝置，具有：膜厚測定部，測定形成在基板表面的膜層之膜厚；濕度測定部，測定膜厚測定部之周邊的濕度；存儲部，存儲有關濕度與膜厚之相關關係的資訊；以及修正部，從濕度測定部所測定到的濕度與存儲在存儲部之資訊算出用以修正膜厚之測定值的第1修正量，再藉由所算出之第1修正量來修正膜厚測定部所測定到的膜厚之測定值。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2019-062003號公報
[發明所欲解決的問題]
本發明之一態樣，提供一種技術，以應對基板之溫度變動，提升基板厚度的測定精度。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣的基板厚度測定裝置，具備：基板固持部、厚度測定部、殼體、溫度測定部、以及厚度校正部。該基板固持部，固持基板。該厚度測定部，測定該基板固持部所固持之該基板的厚度。該殼體，收納該基板固持部、以及該厚度測定部之至少一部分。該厚度校正部，校正該厚度測定部所測定到的厚度。該厚度校正部，實施以下步驟：求取該厚度測定部所測定到的厚度、與所預先設定的修正係數之乘積，以作為校正後的厚度；以及在該溫度測定部所測定到的溫度超出預先設定的容許範圍的情況下，對該修正係數進行設定變更。 [發明之效果]
依本發明之一態樣，可應對基板之溫度變動，提升基板厚度的測定精度。
以下針對本發明實施形態，參照圖式以進行說明。又，於各圖式中，對於相同或對應之構成，會有標注相同符號而省略說明的情形。於本說明書中，X軸方向、Y軸方向、Z軸方向係彼此垂直的方向。X軸方向及Y軸方向係水平方向，Z軸方向係鉛直方向。
首先，參照圖1～圖2，針對一實施形態之基板處理系統1，進行說明。基板處理系統1，會研磨基板W。於本說明書中，研磨包含拋光。基板處理系統1，具備：搬入搬出區塊2、清洗區塊3、以及研磨區塊5。搬入搬出區塊2、清洗區塊3、以及研磨區塊5，就按照此順序，從X軸負方向側排列至X軸正方向側。
搬入搬出區塊2，包含載置部21，以供收納基板W的晶圓匣盒C載置。晶圓匣盒C，水平地收納著在鉛直方向上隔著間隔而排列的複數片基板W之各片。基板W包含：矽晶圓或化合物半導體晶圓等的半導體基板、或是玻璃基板。基板W，亦可更進一步地包含形成在半導體基板或玻璃基板之表面的元件層。元件層，包含電子電路。再者，基板W，亦可係接合了複數片基板的重合基板。
清洗區塊3，如圖1及圖2所示，例如包含：清洗研磨後之基板W的清洗裝置31A、31B；蝕刻清洗後之基板W的蝕刻裝置32A、32B；測定蝕刻後之基板W之厚度的基板厚度測定裝置33；翻轉基板W的翻轉裝置34；暫時保管基板W的轉運裝置35；以及保管後述之校正用基板的保管裝置61。校正用基板，用於校正以基板厚度測定裝置33所測定之基板W的厚度。再者，清洗區塊3包含：第1搬運區域36、以及第2搬運區域37。於第1搬運區域36，設有第1搬運裝置38；於第2搬運區域37，設有第2搬運裝置39。第1搬運裝置38，在清洗裝置31A、31B與研磨區塊5之間，搬運基板W。第2搬運裝置39，在載置部21上的晶圓匣盒C與清洗區塊3之間，搬運基板W。
清洗裝置31A及31B、轉運裝置35、保管裝置61、以及基板厚度測定裝置33，係在鉛直方向上層疊，並配置在被第1搬運區域36、第2搬運區域37、以及研磨區塊5三面包圍的位置。清洗裝置31A及31B、轉運裝置35、保管裝置61、以及基板厚度測定裝置33，就按照此順序，由上到下層疊。但是，其順序並無特別限定。再者，蝕刻裝置32A、32B，係在鉛直方向上層疊，並配置成和第1搬運區域36及第2搬運區域37相鄰。
第1搬運裝置38，係在第1搬運區域36搬運基板W。也就是說，第1搬運裝置38，在配置於第1搬運區域36旁的複數個裝置間，搬運基板W。第1搬運裝置38，具有獨立移動的複數隻傳送臂。各傳送臂，可往水平方向(X軸方向及Y軸方向這兩個方向)及鉛直方向移動、並且能以鉛直軸為中心旋轉。各傳送臂，從下方固持基板W。又，傳送臂的支數，並無特別限定。
同樣地，第2搬運裝置39，係在第2搬運區域37搬運基板W。也就是說，第2搬運裝置39，在配置於第2搬運區域37旁的複數個裝置間，搬運基板W。第2搬運裝置39，具有獨立移動的複數隻傳送臂。各傳送臂，可往水平方向(X軸方向及Y軸方向這兩個方向)及鉛直方向移動、並且能以鉛直軸為中心旋轉。各傳送臂，從下方固持基板W。
研磨區塊5如圖1所示，例如包含：4個固持部52A、52B、52C、52D，固持基板W；2個工具驅動部53A、53B，驅動研磨基板W的研磨工具D；以及內部搬運部54，在研磨區塊5內搬運基板W。研磨區塊5，亦可更進一步地包含以旋轉中心線R1為中心旋轉的旋轉台51。4個固持部52A、52B、52C、52D，在旋轉中心線R1的周圍隔著間隔設置，並與旋轉台51一同旋轉。再者，4個固持部52A、52B、52C、52D，以各自的旋轉中心線R2為中心而旋轉。
兩個固持部52A、52C，以旋轉台51的旋轉中心線R1為中心，呈對稱配置。各固持部52A、52C，在藉由內部搬運部54而搬入搬出基板W的第1搬入搬出位置A3、與藉由一個工具驅動部53A以研磨基板W的第1研磨位置A1之間移動。兩個固持部52A、52C，在旋轉台51每旋轉180°時，就會在第1搬入搬出位置A3、與第1研磨位置A1之間移動。
另外兩個固持部52B、52D，以旋轉台51的旋轉中心線R1為中心，呈對稱配置。各固持部52B、52D，在藉由內部搬運部54而搬入搬出基板W的第2搬入搬出位置A0、與藉由另一個工具驅動部53B以研磨基板W的第2研磨位置A2之間移動。另外兩個固持部52B、52D，在旋轉台51每旋轉180°時，就會在第2搬入搬出位置A0、與第2研磨位置A2之間移動。
由上方觀察時，第1搬入搬出位置A3、第2搬入搬出位置A0、第1研磨位置A1、以及第2研磨位置A2，就按照此順序，逆時針配置。在此情況下，由上方觀察時，固持部52A、固持部52B、固持部52C、以及固持部52D，就按照此順序，逆時針而相隔90°配置。
又，亦可使第1搬入搬出位置A3與第2搬入搬出位置A0的位置相反，且使第1研磨位置A1與第2研磨位置A2的位置也相反。也就是說，亦可係由上方觀察時，第1搬入搬出位置A3、第2搬入搬出位置A0、第1研磨位置A1、以及第2研磨位置A2，就按照此順序，順時針配置。在此情況下，由上方觀察時，固持部52A、固持部52B、固持部52C、以及固持部52D，就按照此順序，順時針而相隔90°配置。
但是，固持部的數量，並不限定於4個。工具驅動部的數量，亦不限定於2個。再者，沒有旋轉台51亦可。例如，亦可設置滑台以取代旋轉台51。
研磨區塊5，如圖2所示，包含暫時保管基板W的暫放部57A、57B、57C。暫放部57A、57B、57C，在內部搬運部54、與清洗區塊3的第1搬運裝置38之間，交付基板W。內部搬運部54，會從暫放部57A、57B，接收第1搬運裝置38交給暫放部57A、57B的基板W。再者，第1搬運裝置38，會從暫放部57C，接收內部搬運部54交給暫放部57C的基板W。
暫放部57A、57B，兼用作調節基板W之中心位置的對位部。對位部，會以導引件等等，使基板W的中心位置對準所要的位置。之後，只要藉由內部搬運部54將基板W搬運至預先設定的搬入位置，再於該搬入位置將基板W交給各固持部52A、52B、52C、52D，就能使各固持部52A、52B、52C、52D的中心與基板W的中心由上方觀察時會對準。
又，對位部亦可藉由光學系統等等來偵測基板W的中心位置。在此情況下，控制部9，藉由根據對位部的偵測結果以修正預先設定之上述搬入位置，就能使各固持部52A、52B、52C、52D的中心與基板W的中心由上方觀察時會對準。再者，對位部還可藉由光學系統等等來偵測基板W的結晶方位，具體而言，可以也偵測顯示基板W之結晶方位的缺口或定向平面。在與各固持部52A、52B、52C、52D一同旋轉的旋轉座標系，就能使基板W的結晶方位對準所要的方位。
暫放部57A、57B，可以為了減少基板處理系統1的設置面積，而在鉛直方向上層疊。層疊的順序，並不限於圖示的順序，亦可為相反。在暫放部57A、57B兼用作對位部的情況下，可以包含導引件以取代光學系統。這是由於相較於包含光學系統的情形，在暫放部57A、57B包含導引件的情況下，可以縮小暫放部57A、57B的Z軸方向尺寸。
暫放部57B、57C，係配置在：內部搬運部54在暫放部57B、57C與位於第2搬入搬出位置A0的固持部(例如固持部52D)之間搬運基板W的搬運路徑TR1、TR2的上方。由上方觀察時，暫放部57B、57C，會與搬運路徑TR1、TR2重疊。
研磨區塊5，亦可包含翻轉基板W的翻轉部58。翻轉部58，配置在搬運路徑TR1、TR2的上方。翻轉部58與暫放部57A、57B、57C，在鉛直方向上層疊。例如，翻轉部58、暫放部57C、暫放部57B、以及暫放部57A，就按照此順序，由上到下層疊。又，層疊的順序，並無特別限定。
基板處理系統1，如圖1所示，更具備控制部9。控制部9，係例如電腦，具備：CPU(Central Processing Unit；中央處理器)91、以及記憶體等的儲存媒體92。儲存媒體92，儲存著對於在基板處理系統1執行之各種處理進行控制的程式。控制部9，藉由使CPU91執行記憶在儲存媒體92的程式，而控制基板處理系統1的動作。
接下來，參照圖3，針對以基板處理系統1實施的基板處理方法，進行說明。基板處理方法，例如包含圖3所示之步驟S101～S111。步驟S101～S111，係在控制部9的控制下實施。又，基板處理方法，可以不包含圖3所示之所有步驟，亦可包含圖3未圖示的步驟。
首先，第2搬運裝置39從晶圓匣盒C取出基板W，搬運至轉運裝置35。接著，第1搬運裝置38從轉運裝置35接收基板W，再搬運至研磨區塊5的暫放部57A。基板W，具有彼此相反方向的第1主面與第2主面，而使第1主面朝上搬運。
接下來，暫放部57A調節基板W的中心位置(步驟S101)。暫放部57A，亦可偵測基板W的中心位置。再者，暫放部57A，除了基板W的中心位置，還可偵測基板W的結晶方位，具體而言，可以偵測顯示基板W之結晶方位的缺口或定向平面。
接下來，內部搬運部54從暫放部57A接收基板W，並搬運至位於第1搬入搬出位置A3的固持部(例如固持部52C)。基板W，以第1主面朝上，而被載置在固持部52C上。此時，會使基板W的中心、與固持部52C的旋轉中心線R2對準。之後，旋轉台51被旋轉180°，固持部52C就會從第1搬入搬出位置A3被移動至第1研磨位置A1。
接下來，工具驅動部53A驅動研磨工具D，研磨基板W的第1主面(步驟S102)。之後，旋轉台51被旋轉180°，固持部52C就會從第1研磨位置A1被移動至第1搬入搬出位置A3。接著，內部搬運部54從位於第1搬入搬出位置A3的固持部52C接收基板W，再搬運至翻轉部58。
接下來，翻轉部58翻轉基板W(步驟S103)。基板W被上下翻轉，而使第1主面變為朝下，第2主面變為朝上。之後，清洗區塊3的第1搬運裝置38，從翻轉部58接收基板W，再搬運至清洗裝置31A。
接下來，清洗裝置31A清洗基板W的第1主面(步驟S104)。藉由清洗裝置31A，可去除研磨碎屑等等的微塵顆粒。清洗裝置31A，例如會刷擦清洗基板W。清洗裝置31A，可以不只清洗基板W的第1主面，而也清洗第2主面。基板W乾燥後，第1搬運裝置38從清洗裝置31A接收基板W，再搬運至研磨區塊5的暫放部57B。
接下來，暫放部57B調節基板W的中心位置(步驟S105)。暫放部57B，亦可偵測基板W的中心位置。再者，暫放部57B，除了基板W的中心位置，還可偵測基板W的結晶方位，具體而言，可以偵測顯示基板W之結晶方位的缺口或定向平面。
接下來，內部搬運部54從暫放部57B接收基板W，並搬運至位於第2搬入搬出位置A0的固持部(例如固持部52D)。基板W，以第2主面朝上，而被載置在固持部52D上。此時，會使基板W的中心、與固持部52D的旋轉中心線R2對準。之後，旋轉台51被旋轉180°，固持部52D就會從第2搬入搬出位置A0被移動至第2研磨位置A2。
接下來，工具驅動部53B驅動研磨工具D，研磨基板W的第2主面(步驟S106)。之後，旋轉台51被旋轉180°，固持部52D就會從第2研磨位置A2被移動至第2搬入搬出位置A0。接著，內部搬運部54從位於第2搬入搬出位置A0的固持部52D接收基板W，再搬運至暫放部57C。之後，清洗區塊3的第1搬運裝置38，從暫放部57C接收基板W，再搬運至清洗裝置31B。
接下來，清洗裝置31B清洗基板W的第2主面(步驟S107)。藉由清洗裝置31B，可去除研磨碎屑等等的微塵顆粒。清洗裝置31B，例如會刷擦清洗基板W。清洗裝置31B，可以不只清洗基板W的第2主面，而也清洗第1主面。基板W乾燥後，第2搬運裝置39從清洗裝置31B接收基板W，再搬運至蝕刻裝置32B。
接下來，蝕刻裝置32B蝕刻基板W的第2主面(步驟S108)。藉由蝕刻裝置32B，可以去除第2主面的研磨刮痕。基板W乾燥後，第2搬運裝置39從蝕刻裝置32B接收基板W，再搬運至翻轉裝置34。
接下來，翻轉裝置34翻轉基板W(步驟S109)。基板W被上下翻轉，而使第1主面變為朝上，第2主面變為朝下。之後，第2搬運裝置39從翻轉裝置34接收基板W，再搬運至蝕刻裝置32A。
接下來，蝕刻裝置32A蝕刻基板W的第1主面(步驟S110)。藉由蝕刻裝置32A，可以去除第1主面的研磨刮痕。基板W乾燥後，第2搬運裝置39從蝕刻裝置32A接收基板W，再搬運至基板厚度測定裝置33。
接下來，基板厚度測定裝置33測定蝕刻後之基板W的厚度(步驟S111)。例如，檢査基板W的厚度、以及厚度的變異量(TTV：Total Thickness Variation；總厚度變異)是否在預先設定的容許範圍內。之後，第2搬運裝置39從基板厚度測定裝置33接收基板W，並將所接收的基板W，收納於晶圓匣盒C。之後，就結束本輪處理。
於圖3的說明，著眼於1片基板W而說明了基板處理方法。基板處理系統1，為提升處理量，亦可在複數之位置，同時實施複數之處理。例如，基板處理系統1，在第1研磨位置A1及第2研磨位置A2，各自同時研磨基板W。於該期間，基板處理系統1，在第1搬入搬出位置A3及第2搬入搬出位置A0，各自按照如下順序實施例如：基板W的噴霧清洗、基板W之板厚分布的測定、基板W的搬出、固持部之基板吸附面(頂面)的清洗、以及基板W的搬入等等。
之後，基板處理系統1，使旋轉台51旋轉180°。接著，基板處理系統1，在第1研磨位置A1及第2研磨位置A2，各自再次同時研磨基板W。於該期間，基板處理系統1，在第1搬入搬出位置A3及第2搬入搬出位置A0，各自再次按照如下順序實施：基板W的噴霧清洗、基板W之板厚分布的測定、基板W的搬出、固持部之基板吸附面(頂面)的清洗、以及基板W的搬入等等。
接下來，參照圖4～圖6，針對一實施形態之基板厚度測定裝置33進行說明。基板厚度測定裝置33，例如具備：殼體100、基板固持部110、旋轉部120、移動部130、厚度測定部140、對位部150、溫度測定部160、濕度測定部161、排氣部170、內部罩蓋180、以及控制部190。又，控制部190，亦可為控制部9之一部分。
殼體100，例如係平面觀察下為矩形的箱體。殼體100，例如收納著：基板固持部110、旋轉部120、移動部130、厚度測定部140之至少一部分(例如後述之探針141)、對位部150、溫度測定部160、濕度測定部161、排氣部170之至少一部分(例如後述之排氣導管171)、以及內部罩蓋180。
在殼體100之面向第2搬運區域37的側面，形成有搬入搬出口101。基板W及校正用基板WA，經由搬入搬出口101而被搬入搬出。在搬入搬出口101亦可不設置開閉閘門，而是讓搬入搬出口101常態性開放。可使得穩定的氣流經由搬入搬出口101而從第2搬運區域37流入殼體100內部，可以使殼體100內部的溫度維持穩定。
基板固持部110，如圖5所示地在殼體100內部固持基板W。基板固持部110，亦可固持校正用基板WA而非基板W。校正用基板WA，用於校正厚度測定部140所測定之基板W的厚度。基板固持部110的直徑，例如係基板W之直徑的一半以下。基板W，被固持成水平。
旋轉部120，以鉛直的旋轉軸121為中心，使基板固持部110旋轉。旋轉部120，包含馬達122。作為馬達122，例如使用步進馬達。步進馬達，在旋轉中心線的周圍有複數之線圈，藉由對複數之線圈依序供給電流而使基板固持部110旋轉。步進馬達，在停止基板固持部110的旋轉之際，會對特定之線圈持續供給電流。
移動部130，在正交於旋轉軸121的水平方向(例如Y軸方向)上，使基板固持部110移動。移動部130例如若圖4所示，包含：馬達131、以及將馬達131的旋轉運動轉換成基板固持部110之直線運動的滾珠螺桿132。移動部130，具有在Y軸方向上延伸的導軌133、以及沿著導軌133移動的滑件134。於滑件134，固定有旋轉部120。移動部130，藉由使旋轉部120與滑件134一同移動，而使基板固持部110移動。
厚度測定部140，測定基板固持部110所固持之基板W的厚度。亦可使用厚度測定部140，測定基板W之徑向上的厚度變異量。厚度的測定點，例如為3處：基板W的中心、基板W的周緣、以及基板W的中心與周緣的中點。厚度的測定點，可藉由移動部130而在基板W的徑向上移動。再者，厚度的測定點，可藉由旋轉部120而在基板W的周向上移動。亦可使用厚度測定部140，測定基板W之周向上的厚度變異量。又，亦可取代基板固持部110而藉由使厚度測定部140的探針141移動或迴旋，以移動厚度的測定點。
厚度測定部140，可以係接觸式、亦可係非接觸式，但較佳係非接觸式。厚度測定部140，例如係分光干涉式，其使基板W之頂面所反射的光、與基板W之底面所反射的光產生干涉，再分析干涉波的波形，藉此以測定基板W的厚度。厚度測定部140，會將所測定到的數據資料，傳送至控制部190。
厚度測定部140，例如若圖6所示，包含：探針141、光源143、光偵測器145、以及盒體146；該探針141，朝基板W照射光的同時，接收基板W所反射的光；該光源143，經由光纖142而連接探針141；該光偵測器145，經由光纖144而連接探針141；該盒體146，收納光源143及光偵測器145。厚度測定部140，包含算出部1401，其藉由分析光偵測器145所偵測到的光的波形，以算出基板W的厚度。算出部1401，設在盒體146外。
探針141，包含使光朝基板W聚光的透鏡141a。透鏡141a的光軸係例如水平，而在透鏡141a的前方設置反射鏡140a。反射鏡140a，會朝基板W向下反射光。反射鏡140a，將基板W所反射的光，朝透鏡141a反射，而導向光纖144。又，亦可沒有反射鏡140a，而使透鏡141a配置成光軸呈鉛直。但是，若使用反射鏡140a，就可以使探針141的高度降低，而可以使殼體100的高度降低。
相對於探針141設在殼體100的內部，盒體146則設在殼體100的外部。在殼體100的外部，設有光源143及光偵測器145。光源143及光偵測器145，係發熱源。藉由使發熱源配置在殼體100的外部，可以抑制殼體100內部的溫度變動，而可以抑制基板W的溫度變動，可以提升基板W的厚度之測定精度。
調溫部147，將盒體146之內部的溫度調節成所要的溫度。調溫部147，吸收盒體146內部之發熱源的熱。光源143的發熱量，大於光偵測器145的發熱量。藉由調溫部147，可以抑制盒體146內部的溫度變動，而可以抑制光偵測器145的溫度變動。其結果，可以抑制光偵測器145之溫度變動所造成的基板W之厚度測定值變動。
調溫部147，例如具備：調溫板148、以及調溫媒體供給器149。調溫板148，例如與盒體146的底面相接，而吸收盒體146內部的熱。又，調溫板148，亦可配置於盒體146的內部。調溫媒體供給器149，會對調溫板148供給已調節至所要溫度的調溫媒體。調溫媒體會一邊在調溫板148內部的流路流動，一邊吸收調溫板148的熱。亦可使調溫媒體從調溫板148排出後，在調溫媒體供給器149受到冷卻，再回到調溫板148。
對位部150，偵測顯示基板W之結晶方位的缺口位置。可以在與基板固持部110一同旋轉的旋轉座標系，偵測缺口的徑向座標與角度座標。對位部150，例如藉由對基板W的周緣照射光，再接收所照射之光，以偵測缺口的位置。可以使用對位部150與厚度測定部140，以調查基板W的結晶方位與基板W的厚度之變異量間的關係。又，在基板W的周緣，亦可形成定向平面以取代缺口。對位部150，亦可偵測定向平面的位置以取代缺口。
溫度測定部160，測定殼體100內的溫度。溫度測定部160，會將所測定到的數據資料，傳送至控制部190。濕度測定部161，測定殼體100內的濕度。要測定的濕度，係例如相對濕度。濕度測定部161，會將所測定到的數據資料，傳送至控制部190。溫度測定部160與濕度測定部161，於圖4係已一體化，但亦可分別設置。
排氣部170，排出殼體100內的氣體。在殼體100的內部，有可能由於基板固持部110的旋轉及移動，而產生微塵顆粒。排氣部170將在殼體100內部所產生的微塵顆粒，與氣體一同排出至殼體100外部，以抑制微塵顆粒對基板W的附著。排氣部170，例如具備：排氣導管171、以及連接至排氣導管171的排氣源172。排氣導管171具有：例如在Y軸方向延伸的一對第1排氣導管171a、171b，以及連接一對第1排氣導管171a、171b的第2排氣導管171c。一對第1排氣導管171a、171b，各自在Y軸方向上，隔著間隔而具有複數之排氣口171d。排氣源172，例如係真空泵。
內部罩蓋180，如圖5所示，藉由在殼體100的內部加以區隔，以抑制基板固持部110的旋轉及移動所產生的微塵顆粒之流出。內部罩蓋180，例如具有：側壁181，沿著殼體100的側面配置，呈四方框狀；以及頂板182，從上方覆蓋側壁181。於頂板182，形成有開口部，該開口部係旋轉軸121的移動通道。在頂板182的下方，設有旋轉部120、移動部130、以及排氣導管171。在頂板182的上方，設有搬入搬出口101。藉由以頂板182隔開旋轉部120等和搬入搬出口101，可以抑制微塵顆粒之流出。
接下來，參照圖7，針對控制部190的構成要素之一例，進行說明。又，於圖7所圖示的各功能方塊屬概念性，未必要物理地如圖示般構成。可使各功能方塊的全部或一部分，以任意的單位，功能性地、或物理性地加以分散、整合而構成。以各功能方塊進行的各處理功能，其全部或任意之一部分，可由CPU所執行之程式加以實現，或由線結邏輯所建構的硬體加以實現。
控制部190，係電腦。控制部190，例如若圖7所示，具有：旋轉控制部191、移動控制部192、排氣控制部193、厚度取得部194、溫度取得部195、濕度取得部196、以及厚度校正部197。旋轉控制部191，控制旋轉部120。移動控制部192，控制移動部130。排氣控制部193，控制排氣部170。厚度取得部194，取得厚度測定部140所測定到的厚度。溫度取得部195，取得溫度測定部160所測定到的溫度。濕度取得部196，取得濕度測定部161所測定到的濕度。厚度校正部197，校正厚度測定部140所測定到的厚度。
旋轉控制部191，在使基板固持部110停止旋轉時，對馬達122之供給電流I STOP，控制為：使基板固持部110旋轉時，對馬達122之供給電流I ROTATE的5%～20%以下。於下文中，使基板固持部110停止旋轉時，對馬達122之供給電流I STOP，有時也稱為停止用的電流I STOP。使基板固持部110旋轉時，對馬達122之供給電流I ROTATE，有時也稱為旋轉用的電流I ROTATE。
於習知技術中，停止用的電流I STOP被設定在旋轉用的電流I ROTATE的50%左右，馬達122的發熱量大，從馬達122經由基板固持部110而到基板W的熱能的移動量很多。所以，基板W的溫度變動大，基板W的厚度之測定精度低。尤其，在使基板固持部110僅固持著基板W之中央部的情況下，會在基板W的徑向產生溫度梯度，基板W的厚度之測定精度低。
若依本實施形態，旋轉控制部191，會將停止用的供給電流I STOP，控制在旋轉用的供給電流I ROTATE的5%～20%以下。藉此，可以抑制馬達122之發熱，抑制基板W之溫度變動，而可以提升基板W的厚度之測定精度。尤其，在使基板固持部110僅固持著基板W之中央部的情況下，可以抑制在基板W的徑向產生溫度梯度的情形，而可以提升基板W的厚度之測定精度。
接下來，參照圖8，針對修正係數的設定之一例，進行說明。首先，第2搬運裝置39，從保管裝置61取出校正用基板WA，並搬入基板厚度測定裝置33的殼體100之內部(步驟S201)。第2搬運裝置39，將校正用基板WA交給基板固持部110，再退出至殼體100的外部。基板固持部110，固持校正用基板WA。校正用基板WA，可以具有與基板W相同的直徑、相同的厚度、以及相同的材質。
接下來，厚度測定部140，測定校正用基板WA的厚度(步驟S202)。亦可在測定校正用基板WA的厚度前，使對位部150偵測校正用基板WA的缺口位置。厚度之測定點的位置，係預先設定，並根據對位部150的偵測結果，以旋轉部120與移動部130來調節。
接下來，厚度校正部197設定以下比率以作為修正係數：預先記憶的校正用基板WA的標準厚度t0，相對於在上述步驟S202所測定到的校正用基板WA的厚度t1之比率(t0/t1)(步驟S203)。校正用基板WA的標準厚度t0，係使用例如不同於基板厚度測定裝置33的測定裝置來測定，並與測定點的位置加以對應而記憶於儲存媒體。當測定點的數量為複數的情況下，可以應每一測定點來求取修正係數，亦可求取複數之測定點所共通的修正係數。作為後者的修正係數，例如使用比率(t0/t1)的平均值。
接下來，第2搬運裝置39，從基板固持部110接收校正用基板WA，再搬出至殼體100的外部(步驟S204)。第2搬運裝置39，將校正用基板WA搬運至保管裝置61。保管裝置61，再次保管校正用基板WA。之後，就結束本次處理。步驟S204(搬出校正用基板WA)，只要是在步驟S202(測定校正用基板WA的厚度)後進行即可，亦可在步驟S203(設定修正係數)前就進行。
本實施形態的基板厚度測定裝置33，測定蝕刻後之基板W的厚度。在此情況下，亦可在圖8的步驟S201(搬入校正用基板WA)前，使第2搬運裝置39從保管裝置61取出校正用基板WA，並搬運至蝕刻裝置32A或32B。校正用基板WA，藉由蝕刻裝置32A或32B而以純水清洗，接著被乾燥後，再藉由第2搬運裝置39搬入基板厚度測定裝置33的殼體100之內部。可在與基板W相同之狀態，測定校正用基板WA的厚度t1，設定修正係數亦即比率(t0/t1)。
又，溫度取得部195，使用溫度測定部160，取得測定校正用基板WA的厚度t1時的殼體100內的溫度T0，並記憶於儲存媒體。再者，濕度取得部196，使用濕度測定部161，取得測定校正用基板WA的厚度t1時的殼體100內的濕度H0，並記憶於儲存媒體。
接下來，參照圖9，針對基板厚度的校正之一例，進行說明。首先，溫度取得部195，會使用溫度測定部160，取得殼體100內的溫度T(步驟S301)。接下來，厚度校正部197，會檢視溫度取得部195所取得的溫度T是否在容許範圍內(步驟S302)。容許範圍，係以下限值Tmin與上限值Tmax表示。下限值Tmin與上限值Tmax，分別根據測定校正用基板WA之厚度t1時的殼體100內之溫度T0而設定，例如設定成使該溫度T0居於該下限值Tmin與該上限值Tmax之間。
在溫度取得部195所取得的溫度T在容許範圍內的情況下(步驟S302，是)，會實施後述之步驟S303～S306，而進行基板W的厚度之測定、及校正。
首先，在步驟S303，第2搬運裝置39將基板W搬入基板厚度測定裝置33的殼體100之內部(步驟S303)。第2搬運裝置39，將基板W交給基板固持部110，再退出至殼體100的外部。基板固持部110，固持基板W。
接下來，厚度測定部140，測定基板W的厚度t2(步驟S304)。亦可在測定基板W的厚度t2前，使對位部150偵測基板W的缺口位置。厚度之測定點的位置，係預先設定，並根據對位部150的偵測結果，以旋轉部120與移動部130來調節。
接下來，厚度校正部197，校正在上述步驟S304所測定到的基板W的厚度t2(步驟S305)。具體而言，厚度校正部197求取：厚度測定部140所測定到的厚度t2、與所預先設定的修正係數(t0/t1)之乘積(t2×t0/t1)，以作為校正後的厚度。藉此，可以提升基板W的厚度之測定精度。
接下來，第2搬運裝置39，從基板固持部110接收基板W，再搬出至殼體100的外部(步驟S306)。之後，就結束本次處理。步驟S306(搬出基板W)，只要是在步驟S304(測定基板W厚度)後進行即可，亦可在步驟S305(校正基板W厚度)前就進行。
另一方面，在溫度取得部195所取得的溫度T在容許範圍外的情況下(步驟S302，否)，會實施圖8所示之步驟S201～S204，再次求取修正係數(t0/t1)，進行設定變更。之後，再次進行圖9所示之步驟S301以後的處理。
若依本實施形態，如上所述，厚度校正部197在溫度測定部160所測定到的溫度T超出預先設定的容許範圍的情況下，會對修正係數進行設定變更。之後，厚度校正部197，使用已進行過設定變更的修正係數，校正厚度測定部140所測定到的基板W的厚度t2。可以相對於基板W的溫度變動，對修正係數適度進行設定變更，而可以提升基板W的厚度之測定精度。
厚度校正部197，亦可根據濕度測定部161所測定到的濕度，校正厚度測定部140所測定到的厚度t2。如圖10所示，濕度越高，厚度測定值會有越小的傾向。該傾向，係以一次方程式近似表示。相對於濕度之變動的厚度測定值之變動的斜率a，例如為負。藉由因應濕度以校正厚度t2，可以提升厚度t2的測定精度。
例如，厚度校正部197，首先算出測定到校正用基板WA的厚度t1時的殼體100內之濕度H0、以及測定到基板W的厚度t2時的殼體100內之濕度H的差ΔH(ΔH＝H-H0)。接下來，厚度校正部197，算出上述差(ΔH＝H-H0)、與圖10所示之相對於濕度之變動的厚度測定值之變動的斜率a的積(ΔH×a)。作為校正後的厚度，厚度校正部197求取厚度測定部140所測定到的厚度t2、與上述積(ΔH×a)的差(t2-ΔH×a)。
接下來，參照圖11，針對相對於探針141與基板W之距離L之變動的厚度測定值之變動之一例，進行說明。於圖11中，距離L為零(0)，意指透鏡141a的焦點對準基板W。如圖11所示，距離L離零越遠，厚度測定值就越容易變動。
有時在探針141固定的狀態下，距離L會變動。作為距離L變動的要因而言，可舉例如：(1)起因於溫度變動的構件之伸縮，(2)基板W間的厚度之變動，(3)導軌133的傾斜，(4)基板固持部110的面精度，以及(5)基板W的自重彎曲等等。
為了要盡可能地縮小上述(1)～(5)致使距離L變動所造成的厚度測定值之變動幅度，探針141設置在距離L為零的位置。具體而言，是在光偵測器145偵測到光強度為最大的位置，設置探針141。
圖12顯示：相對於探針141與基板W之距離L之變動，以光偵測器145所偵測之光強度之變動、與厚度測定值之變動幅度的變動之一例。於圖12中，厚度測定值之變動幅度，係起因於上述(1)～(5)。
由圖12可知，若將探針141設置在光偵測器145所偵測之光強度會最大的位置，也就是說，若距離L為零，則厚度測定值之變動幅度會盡可能地縮小。故而，能以良好的精度，測定基板W的厚度。
以上，針對本發明之基板厚度測定裝置、基板處理系統及基板厚度測定方法之實施形態等，進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態。在申請專利範圍所記載的範疇內，可進行各種變更、修正、置換、附加、刪除、及組合。該等理所當然也包含在本發明之技術範圍內。
1:基板處理系統 100:殼體 101:搬入搬出口 10:抑制殼體 110:基板固持部 120:旋轉部 121:旋轉軸 122:馬達 130:移動部 131:馬達 132:滾珠螺桿 133:導軌 134:滑件 140:厚度測定部 140a:反射鏡 1401:算出部 141:探針 141a:透鏡 142:光纖 143:光源 144:光纖 145:光偵測器 146:盒體 147:調溫部 148:調溫板 149:調溫媒體供給器 150:對位部 160:溫度測定部 161:濕度測定部 170:排氣部 171:排氣導管 171a,171b:第1排氣導管 171c:第2排氣導管 171d:排氣口 172:排氣源 180:內部罩蓋 181:側壁 182:頂板 190:控制部 191:旋轉控制部 192:移動控制部 193:排氣控制部 194:厚度取得部 195:溫度取得部 196:濕度取得部 197:厚度校正部 2:搬入搬出區塊 21:載置部 3:清洗區塊 31A,31B:清洗裝置 32A,32B:蝕刻裝置 33:基板厚度測定裝置 34:翻轉裝置 35:轉運裝置 36:第1搬運區域 37:第2搬運區域 38:第1搬運裝置 39:第2搬運裝置 5:研磨區塊 51:旋轉台 52A,52B,52C,52D:固持部 53A,53B:工具驅動部 54:內部搬運部 57A,57B,57C:暫放部 58:翻轉部 61:保管裝置 9:控制部 91:CPU(中央處理器) 92:儲存媒體 a:斜率 A0:第2搬入搬出位置 A1:第1研磨位置 A2:第2研磨位置 A3:第1搬入搬出位置 C:晶圓匣盒 D:研磨工具 H,H0:濕度 IROTATE:電流 ISTOP:電流 L:距離 R1,R2:旋轉中心線 S101~S111:步驟 S201~S204:步驟 S301~S306:步驟 T0:溫度 T:溫度 TR1,TR2:搬運路徑 Tmax:上限值 Tmin:下限值 t0:標準厚度 t1:厚度 W:基板 WA:校正用基板
[圖1]圖1係顯示一實施形態之基板處理系統的俯視圖。 [圖2]圖2係沿著圖1之II-II線的剖視圖。 [圖3]圖3係顯示一實施形態之基板處理方法的流程圖。 [圖4]圖4係顯示基板厚度測定裝置之一例的俯視圖，係沿著圖5之IV-IV線的剖視圖。 [圖5]圖5係沿著圖4之V-V線的剖視圖。 [圖6]圖6係顯示厚度測定部與調溫部之一例的側視圖。 [圖7]圖7係以功能方塊顯示控制裝置的構成要素之一例的圖示。 [圖8]圖8係顯示修正係數的設定之一例的流程圖。 [圖9]圖9係顯示基板厚度的校正之一例的流程圖。 [圖10]圖10係顯示相對於濕度之變動的厚度測定值之變動之一例的圖示。 [圖11]圖11係顯示相對於探針與基板之距離之變動的厚度測定值之變動之一例的圖示。 [圖12]圖12係顯示相對於探針與基板之距離之變動，以光偵測器所偵測之光強度之變動、與厚度測定值之變動幅度的變動之一例的圖示。
S201,S301~S306:步驟
Tmax:上限值
Tmin:下限值

Claims (12)

  1. 一種基板厚度測定裝置，包括： 基板固持部，固持基板； 厚度測定部，測定該基板固持部所固持之該基板的厚度； 殼體，收納該基板固持部、以及該厚度測定部之至少一部分； 溫度測定部，測定該殼體內的溫度；以及 厚度校正部，校正該厚度測定部所測定到的厚度； 該厚度校正部，實施以下步驟， 求取該厚度測定部所測定到的厚度、與所預先設定的修正係數之乘積，以作為校正後的厚度；以及 在該溫度測定部所測定到的溫度超出預先設定的容許範圍的情況下，對該修正係數進行設定變更。
  2. 如請求項1之基板厚度測定裝置，其中， 該厚度校正部，設定以下比率以作為該修正係數：預先記憶的校正用基板的標準厚度(t0)，相對於該厚度測定部所測定到的該校正用基板的厚度(t1)之比率(t0/t1)。
  3. 如請求項2之基板厚度測定裝置，其中， 該厚度校正部，在該溫度測定部所測定到的溫度超出預先設定的容許範圍的情況下，藉由以該厚度測定部對該校正用基板的厚度(t1)進行再次測定，以對該修正係數進行設定變更。
  4. 如請求項1至3項中任一項之基板厚度測定裝置，其中，該厚度測定部包括： 探針，朝該基板照射光的同時，接收該基板所反射的該光； 光源，經由光纖而連接該探針； 光偵測器，經由光纖而連接該探針；及 盒體，收納該光源及該光偵測器； 該探針設在該殼體的內部，該盒體設在該殼體的外部。
  5. 如請求項4之基板厚度測定裝置，更包括： 調溫部，調節該盒體之內部的溫度。
  6. 如請求項4或5之基板厚度測定裝置，其中， 在該光偵測器偵測到該光的強度為最大的位置，設置該探針。
  7. 如請求項1至6項中任一項之基板厚度測定裝置，更包括： 馬達，使該基板固持部旋轉；以及 旋轉控制部，控制該馬達； 該旋轉控制部，將在使該基板固持部停止旋轉時對該馬達之供給電流，控制成在使該基板固持部旋轉時對該馬達之供給電流的5%～20%以下。
  8. 如請求項1至7項中任一項之基板厚度測定裝置，更包括： 濕度測定部，測定該殼體內的濕度； 該厚度校正部，根據該濕度測定部所測定到的濕度，來校正該厚度測定部所測定到的厚度。
  9. 一種基板處理系統，包括： 如請求項1至8項中任一項之基板厚度測定裝置； 蝕刻裝置，蝕刻該基板；以及 搬運裝置，對該基板厚度測定裝置及該蝕刻裝置，搬運該基板； 該搬運裝置，將以該蝕刻裝置進行過蝕刻、清洗、及乾燥的該基板，搬運至該基板厚度測定裝置。
  10. 一種基板處理系統，包括： 如請求項2或3之基板厚度測定裝置； 保管裝置，收納該校正用基板；以及 搬運裝置，對該基板厚度測定裝置及該保管裝置，搬運該基板及該校正用基板。
  11. 如請求項10之基板處理系統，更包括： 蝕刻裝置，蝕刻該基板； 該搬運裝置，將以該蝕刻裝置進行過蝕刻、清洗、及乾燥的該基板，以及以該蝕刻裝置進行過清洗及乾燥的該校正用基板，搬運至該基板厚度測定裝置。
  12. 一種基板厚度測定方法，使用基板厚度測定裝置以測定基板的厚度；該厚度測定裝置具備：基板固持部，固持該基板；厚度測定部，測定該基板固持部所固持之該基板的厚度；殼體，收納該基板固持部、以及該厚度測定部之至少一部分；以及溫度測定部；測定該殼體內的溫度； 該基板厚度測定方法，包括以下步驟： 求取該厚度測定部所測定到的厚度、與所預先設定的修正係數之乘積，以作為校正後的厚度；以及 在該溫度測定部所測定到的溫度超出預先設定之容許範圍的情況下，對該修正係數進行設定變更。
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