TW202403948A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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李水根
丸本洋
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種技術,其能夠偵測基板中的旋轉方向之滑移。本發明一態樣之基板處理裝置包含:基板固持部;拍攝裝置;及控制部。基板固持部將處理的基板加以固持並使其旋轉。拍攝裝置,拍攝基板固持部所固持的基板。控制部控制各部位。又,控制部具有:執行部;取得部;及偵測部。執行部對於自外部搬入並固持在基板固持部的基板執行一系列的基板處理。取得部以拍攝裝置拍攝基板處理後的基板來取得影像資料。偵測部根據所取得的影像資料與所記憶的參考資料,偵測基板處理後的基板之旋轉方向的位置偏差。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明之實施形態係關於基板處理裝置及基板處理方法。
以往,對半導體晶圓(以下亦稱為晶圓。)等基板進行逐片處理的所謂單片處理方式,係於將基板固持在基板固持部的狀態下,一邊旋轉一邊進行(參考專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5847661號公報
(發明所欲解決之問題)
本發明提供一種技術,其能夠偵測基板中的旋轉方向之滑移。 (解決問題之方式)
本發明一態樣之基板處理裝置具備:基板固持部;拍攝裝置;及控制部。基板固持部將處理的基板加以固持並使其旋轉。拍攝裝置拍攝前述基板固持部所固持的前述基板。控制部控制各部位。又,前述控制部具有:執行部、取得部、及偵測部。執行部對於自外部搬入並固持在前述基板固持部的前述基板,執行一系列的基板處理。取得部以前述拍攝裝置拍攝基板處理後的前述基板而取得影像資料。偵測部根據所取得的前述影像資料與所記憶的參考資料,偵測基板處理後的前述基板之旋轉方向的位置偏差。 (發明之效果)
依據本發明,能夠偵測基板中的旋轉方向之滑移。
(實施發明之較佳形態)
以下參考附加圖式,詳細說明本發明揭示之基板處理裝置及基板處理方法的實施形態。另外,本發明並非由以下所示的實施形態來限定。又,圖式係示意性,須注意各元件的尺寸關係、各元件的比例等,將有與現實不同之情形。再者,有時圖式彼此之間亦含有彼此的尺寸關係或比例不同的部分。
以往,逐片處理半導體晶圓(以下亦稱為晶圓。)等基板的所謂單片處理方式,在基板固持部中將基板加以固持的狀態下使其一邊旋轉一邊進行。因此,在未充分固持基板的狀態進行基板處理時,因為基板將會沿著旋轉方向滑動,所以有可能產生無法充分進行基板處理、處理液大幅飛散至腔室內壁等問題。
另一方面,在習知技術中,雖能夠偵測自搬運裝置載置於基板固持部的基板之位置偏差,但無法偵測可能於單片處理後發生的旋轉方向之滑移。
所以,吾人期待能夠實現克服上述問題點,偵測基板中的旋轉方向之滑移的技術。
<基板處理系統的概要> 首先,參考圖1來說明實施形態之基板處理系統1的概略構成。圖1係顯示實施形態之基板處理系統1的概略構成。此基板處理系統1係基板處理裝置的一例。以下為了使位置關係明確,規定X軸、Y軸及Z軸係互相垂直,並且Z軸正向為鉛直向上的方向。
如圖1所示,基板處理系統1具備搬入搬出站2及處理站3。搬入搬出站2與處理站3為相鄰設置。
搬入搬出站2具備晶圓傳送盒載置部11及搬運部12。於晶圓傳送盒載置部11載置有:多數晶圓傳送盒H,以水平狀態收納多片基板,在實施形態中為半導體晶圓W(以下稱呼為晶圓W。)。
搬運部12與晶圓傳送盒載置部11相鄰設置,內部具備基板搬運裝置13及傳遞部14。基板搬運裝置13具備固持晶圓W的晶圓固持機構。又,基板搬運裝置13能夠往水平方向及鉛直方向移動,以及以鉛直軸為中心轉動,使用晶圓固持機構在晶圓傳送盒H與傳遞部14之間進行晶圓W的搬運。
處理站3與搬運部12相鄰設置。處理站3具備搬運部15及多數之處理單元16。多數之處理單元16排列設置於搬運部15兩側。
搬運部15於內部具備基板搬運裝置17。基板搬運裝置17具備固持晶圓W的晶圓固持機構。又,基板搬運裝置17可往水平方向及鉛直方向移動,以及以鉛直軸為中心轉動,使用晶圓固持機構在傳遞部14與處理單元16之間進行晶圓W的搬運。
處理單元16對於基板搬運裝置17所搬運的晶圓W進行既定的基板處理。
又,基板處理系統1具備控制裝置4。控制裝置4例如係電腦,具備控制部18與記憶部19。於記憶部19存放有控制在基板處理系統1中執行的各種處理之程式。控制部18藉由讀出並執行記憶部19所記憶的程式來控制基板處理系統1的動作。
另外,此程式亦可係記錄在電腦可讀取的記憶媒體,並從該記憶媒體安裝至控制裝置4之記憶部19者。就電腦可讀取的記憶媒體而言,例如有硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。
在如上所述構成的基板處理系統1中,首先,搬入搬出站2的基板搬運裝置13自載置於晶圓傳送盒載置部11的晶圓傳送盒H取出晶圓W,並將取出的晶圓W載置於傳遞部14。載置於傳遞部14的晶圓W,藉由處理站3的基板搬運裝置17自傳遞部14取出,往處理單元16搬入。
往處理單元16搬入的晶圓W,由處理單元16處理後,藉由基板搬運裝置17自處理單元16搬出,載置於傳遞部14。並且,載置於傳遞部14的處理完之晶圓W,藉由基板搬運裝置13回到晶圓傳送盒載置部11的晶圓傳送盒H。
<處理單元之構成> 其次,參考圖2來說明實施形態之處理單元16之構成。圖2係顯示處理單元16之具體構成的一例之示意圖。如圖2所示,處理單元16具備:腔室20、基板處理部30、液體供給部40、回收杯50、及拍攝裝置60。
腔室20收納基板處理部30、液體供給部40、回收杯50、及拍攝裝置60。於腔室20的頂部設有FFU(風扇過濾裝置,Fan Filter Unit)21。FFU21在腔室20內形成沉降氣流。
基板處理部30具備:基板固持部31、支柱部32、及驅動部33,對於載置的晶圓W施加既定的基板處理。基板固持部31水平地固持晶圓W。支柱部32係在鉛直方向上延展的構件,基端部由驅動部33支持成可以旋轉,在前端部水平地支持基板固持部31。驅動部33使支柱部32繞鉛直軸旋轉。
此基板處理部30藉由使用驅動部33旋轉支柱部32而使支柱部32所支持的基板固持部31旋轉,藉此使固持在基板固持部31的晶圓W旋轉。
於基板處理部30具備的基板固持部31的頂面,設有自側面固持晶圓W的固持構件31a。晶圓W藉由此固持構件31a而水平固持在稍微離開基板固持部31上表面的狀態。另外,晶圓W被基板固持部31固持成進行基板處理的表面朝向上方的狀態。
基板固持部31不限定於由固持構件31a固持基板之情形,例如,亦可藉由吸附晶圓W的下表面而水平固持此晶圓W。再者,基板固持部31亦可係靜電夾頭等。
液體供給部40將處理流體供給至晶圓W。液體供給部40具備:噴嘴41a、41b;臂部42,水平地支持噴嘴41a、41b;及轉動昇降機構43,使臂部42轉動及昇降。
噴嘴41a,經由閥門44a及流量調整器45a而連接至處理液供給源46a。處理液供給源46a係貯存處理液的儲槽。此處理液例如用於晶圓W之液體處理(例如、蝕刻處理或清洗處理等)。
噴嘴41b經由閥門44b及流量調整器45b連接至DIW供給源46b。DIW供給源46b例如係貯存去離子水(DeIonized Water,DIW)的儲槽。此DIW例如用於晶圓W的清洗處理。
在圖2之例中,係顯示液體供給部40將處理液及清洗液(DIW)供給至晶圓W之例,但本發明不限於此例,亦可構成為將其它化學液供給至晶圓W。
回收杯50配置成圍繞基板固持部31,捕集由於基板固持部31的旋轉而自晶圓W飛散的處理液。於回收杯50的底部形成有排液口51,由回收杯50所捕集的處理液,自排液口51往處理單元16外部排出。又,於回收杯50的底部形成有將自FFU21供給的氣體往處理單元16外部排出的排氣口52。
拍攝裝置60配置於例如晶圓W的周緣部附近,較晶圓W更上方,用以拍攝固持於基板固持部31的晶圓W。拍攝裝置60配置在例如能夠拍攝晶圓W的外周端的輪廓Wa(參考圖4)之位置。
<偵測處理的細節> 其次參考圖3~圖7,說明實施形態之偵測處理的細節。圖3係顯示實施形態之控制裝置4之構成的一例之方塊圖。如圖3所示,控制裝置4具備控制部18及記憶部19。
於控制裝置4連接有上述基板處理部30、液體供給部40、及拍攝裝置60。另外,控制裝置4在圖3所示的功能部以外,亦可具有已知電腦所具有的各種功能部,例如各種輸入設備或聲音輸出設備等功能部。
記憶部19例如藉由RAM、快閃記憶體等半導體記憶體元件、硬碟或光碟等記憶裝置來實現。記憶部19具有:參考資料記憶部19a、拍攝影像記憶部19b、及位置偏差角度記憶部19c。此等記憶部之細節將敘述於後。又,記憶部19記憶有控制部18之各種處理所用的資訊。
控制部18例如由CPU、MPU(Micro Processing Unit,微處理單元)、GPU(Graphics Processing Unit,圖像處理單元)等,以RAM作為工作區域來執行記憶部19所記憶的程式而實現。
又,控制部18亦可藉由例如ASIC(Application Specific Integrated Circuit,特殊應用積體電路)或FPGA(Field Programmable Gate Array,現場可程式化邏輯閘陣列)等積體電路來實現。
控制部18具有:執行部18a、取得部18b、製作部18c、偵測部18d、通知部18e、及預測部18f,實現或執行以下說明的控制處理之功能或作用。另外,控制部18的內部構成不限於圖3所示的構成,只要能進行以下說明的控制處理之構成即可。
執行部18a對於自處理單元16外部搬入並固持於基板固持部31的晶圓W,執行一系列的基板處理。執行部18a因應於例如由操作員等所指定的配方,控制基板處理部30等使晶圓W以既定的轉速旋轉,並控制液體供給部40等以既定的供給量將處理液供給至晶圓W上。
又,執行部18a對於處理液所致的液體處理已結束的晶圓W,實施DIW所致的清洗處理。再者,執行部18a對於清洗處理已結束的晶圓W,實施旋轉乾燥等所致的乾燥處理。
取得部18b以拍攝裝置60拍攝藉由執行部18a施加基板處理後的晶圓W而取得影像資料。又,取得部18b亦可以拍攝裝置60拍攝藉由執行部18a施加基板處理前的晶圓W,而取得其它影像資料。取得部18b所致的取得處理的細節將參考圖4來說明。
圖4係說明實施形態之取得處理的一例。如圖4(a)所示,取得部18b於基板處理前,藉由拍攝裝置60(參考圖2)拍攝固持於基板固持部31(參考圖2)的晶圓W,取得晶圓W的拍攝影像。
於此基板處理前的拍攝影像記錄有例如晶圓W的外周端的輪廓Wa與形成於晶圓W的外周端的缺口N。另外,此基板處理前的影像資料,例如記憶於記憶部19的參考資料記憶部19a作為參考資料。
又,取得部18b如圖4(b)所示,於基板處理後,藉由拍攝裝置60拍攝固持於基板固持部31的晶圓W,取得晶圓W的拍攝影像。於此基板處理後的拍攝影像,亦記錄有晶圓W的外周端的輪廓Wa與形成於晶圓W的外周端的缺口N。
另外,為了使輪廓Wa或缺口N更清楚,亦可對於此等拍攝影像施加各種影像處理(例如邊緣偵測處理等)。
回到圖3之說明。製作部18c使用取得部18b所取得的基板處理後的晶圓W之影像資料與參考資料記憶部19a所記憶的參考資料,製作晶圓W的外周端的輪廓Wa之差異資料。
製作部18c於製作處理之際所用的參考資料,例如係取得部18b所取得的基板處理前的晶圓W之影像資料。此製作處理之細節,將參考圖4及圖5來說明。
首先,製作部18c辨識記憶於參考資料(例如,基板處理前的晶圓W之影像資料)的輪廓Wa所在的複數點之X座標及Y座標。又,製作部18c同樣辨識記憶於基板處理後的晶圓W之影像資料的輪廓Wa所在的複數點之X座標及Y座標。
其次,製作部18c在相同值的X座標上,自基板處理前的晶圓W之影像資料之中的輪廓Wa的Y座標之值,減去基板處理後的晶圓W之影像資料之中的輪廓Wa的Y座標之值。亦即,製作部18c在相同值的X座標上,取得基板處理前的輪廓Wa的Y座標之值與基板處理後的輪廓Wa的Y座標之值的差異。
在此,假如於基板處理後的晶圓W並未發生旋轉方向之滑移的情形,基板處理前的晶圓W之輪廓Wa與基板處理後的晶圓W之輪廓Wa基本上完全一致。因此,此種情形,在相同值的X座標上,基板處理前的輪廓Wa的Y座標之值與基板處理後的輪廓Wa的Y座標之值大致相等(亦即,差異幾乎為零)。
另一方面,如圖4所示,於基板處理後晶圓W發生旋轉方向之滑移的情形,在缺口N所在的X座標上,基板處理前晶圓W之輪廓Wa與基板處理後晶圓W之輪廓Wa變得不一致。
圖5係顯示實施形態之差異資料的一例,其中顯示在基板處理前後獲得如圖4所示的兩個影像資料之情形的差異資料的一例。並且,圖5係以移動平均法將差異的變遷平滑化的資料。
如圖5所示,位於X=X1的峰值P1,係起因於基板處理前(參考圖4(a))的缺口N之峰值。此係因為,在X=X1,基板處理前因為缺口N位於此處,所以Y之值較大,相對於此,基板處理後因為缺口N不位於此處,所以Y之值較小。
又,在圖5之例中,位於X=X2的負向峰值P2,係起因於基板處理後(參考圖4的(b))的缺口N之峰值。此係因為,在X=X2,基板處理前因為缺口N不位於此處,所以Y之值較小,相對於此,基板處理後因為缺口N位於此處,所以Y之值較大。
回到圖3的說明。偵測部18d根據基板處理後所取得的影像資料與參考資料記憶部19a所記憶的參考資料,偵測基板處理後的晶圓W之旋轉方向的位置偏差。
例如,偵測部18d,可於如圖5所示,既定閾值A以上的峰值P1及既定閾值-A以下的峰值P2由差異資料偵測出的情形,判斷為基板處理後的晶圓W發生旋轉方向之位置偏差。
再者,偵測部18d能夠根據差異資料偵測出的兩個峰值P1、P2之中的X之值(在此為X1、X2)之差異,推測基板處理後的缺口N之偏差量,亦即,旋轉方向的位置偏差量。
圖6係顯示起因於缺口N的峰值之X座標與晶圓W的旋轉方向之位置的相關性。另外,在圖6所示的資料中,缺口N位於影像資料的大致中央之情形(例如,圖4(a)所示之情形)下,晶圓W之旋轉方向的位置定為180(deg)。
如圖6所示,可知在輪廓Wa的影像資料中,起因於缺口N之峰值的X之值,與晶圓W的旋轉方向之位置,相關性非常地高。
所以,偵測部18d根據圖6所示的相關性,計算圖5所示的基板處理前的缺口N之位置(亦即,晶圓W的旋轉方向之位置)。再者,偵測部18d根據圖6所示的相關性,計算基板處理後之缺口N的位置(亦即,晶圓W的旋轉方向之位置)。
接著,偵測部18d可藉由取得計算出的基板處理前之晶圓W的旋轉方向之位置,與基板處理後之晶圓W的旋轉方向之位置的差異,來計算基板處理後的晶圓W中的旋轉方向之位置偏差角度。
如以上說明,在實施形態中,根據基板處理後的影像資料,偵測晶圓W之旋轉方向的位置偏差,藉而得以偵知晶圓W中的旋轉方向之滑移。
另外,在本發明中,用來計算晶圓W的旋轉方向之位置的相關性,不限於圖6所示的直線狀的相關性。例如,亦可預先準備「記憶有晶圓W之旋轉方向的位置,與峰值的X之值的相關性之資料」,並作成表格,於計算晶圓W的旋轉方向之位置時參考此表格。
回到圖3的說明。通知部18e於藉由偵測部18d計算出的晶圓W之位置偏差角度在既定閾值以上之情形,通知晶圓W發生位置偏差之事。藉此,操作員能夠認知基板固持部31的異常狀態。
又,通知部18e亦可於晶圓W之位置偏差角度在既定閾值以上之情形,保存此晶圓W之處理中的拍攝影像。此拍攝影像例如係影片,保存於記憶部19的拍攝影像記憶部19b。
再者,通知部18e亦可使如上所述地保存於拍攝影像記憶部19b的基板處理中的拍攝影像,與對於同一晶圓W通知異常狀態之事的日誌(log)資訊相對應。
如此,就偵測到旋轉方向之滑移的晶圓W,藉由將處理中的拍攝影像保存於記憶部19,操作員可於日後藉由所記憶的拍攝影像來確認問題的細節。又,藉由使基板處理中的拍攝影像與已通知異常狀態之事的日誌資訊相對應,操作員能夠簡易地確認異常時的拍攝影像。
上述偵測部18d,於上述偵測處理之外,更就後續搬入處理單元16的多數晶圓W,分別計算旋轉方向的位置偏差角度,並將此位置偏差角度記憶於記憶部19的位置偏差角度記憶部19c。
接著,預測部18f根據此位置偏差角度記憶部19c所記憶的多數位置偏差角度的隨時間經過的變化,預測基板固持部31的固持狀態。圖7係說明實施形態之預測處理。
如圖7所示,於實施形態之位置偏差角度記憶部19c,例如橫軸係時間(或晶圓W的處理片數)、縱軸係晶圓W的位置偏差角度之值的XY空間,描繪有多數晶圓W的資料。
預測部18f根據如圖7所示的位置偏差角度之隨時間經過的變化,預測基板固持部31的固持狀態。預測部18f例如藉由線性迴歸分析來預測基板固持部31的固持狀態。
例如,在圖7之例中,迄於時間T0為止的期間中,位置偏差角度的時間經過係迴歸至位置偏差角度=0的直線。亦即,在圖7之例中,迄於時間T0為止,晶圓W之位置偏差角度並無明顯的變化,推測為維持著良好的固持狀態。
另一方面,時間T0以後,位置偏差角度的時間經過係迴歸至具有傾斜的直線L。所以,預測部18f在時間T1的時點,預測在此直線L與「視為維持良好固持狀態的位置偏差角度之上限值(或下限值)」的交點之時間T2,固持狀態變得不正常。
如此,在實施形態中,根據位置偏差角度的隨時間經過的變化,能夠以良好的精度預測基板固持部31的固持狀態。所以,依據實施形態,根據所獲得的預測,操作員能夠事前準備基板固持部31等的零件,建立妥善的保養計畫。
另外,在圖7之例中,預測部18f已顯示藉由線性迴歸分析來預測基板固持部31的固持狀態之例,但本發明不限於此例,亦可使用各種分析法來預測基板固持部31的固持狀態。
<控制處理的另一例> 接著,參考圖8及圖9說明上述控制部18中的各種處理之別的例子。在上述實施形態中,已顯示根據以拍攝裝置60拍攝的影像資料所示的缺口N(參考圖4)之位置,來偵測旋轉方向的位置偏差之例,但本發明不限於此例。
圖8係說明實施形態之控制處理的另一例。在圖8之例中,根據形成於晶圓W表面的圖案形狀之線條C,偵測晶圓W中的旋轉方向之滑移。
例如,偵測部18d(參考圖3)因應於圖8(a)所示的基板處理前之晶圓W所示的圖案形狀之線條C的方向(例如,線條C的傾斜角),計算基板處理前的晶圓W中的旋轉方向之位置。
又,偵測部18d因應於如圖8(b)所示的基板處理後之晶圓W所示的圖案形狀之線條C的方向(例如,線條C的傾斜角),計算基板處理前的晶圓W中的旋轉方向之位置。晶圓W所示的圖案形狀之線條C例如藉由霍夫轉換(Hough transformation)處理等來偵測。
此種情形,線條C之傾斜角與晶圓W的旋轉方向之位置(旋轉角度)不一定為一致。所以,只要預先準備「記憶有晶圓W中的既定部位之線條C的傾斜角,與晶圓W的旋轉方向之位置(旋轉角度)之相關性的資料」,並作成表格,並於根據線條C之傾斜角計算晶圓W的旋轉方向之位置時參考此表格即可。
接著,偵測部18d可藉由取得計算出的基板處理前之晶圓W的旋轉方向之位置,與基板處理後之晶圓W的旋轉方向之位置的差異,計算基板處理後的晶圓W中的旋轉方向之位置偏差角度。
在本發明中,用於偵測晶圓W的旋轉方向之位置的指標不限於缺口N或圖案形狀的線條C。例如,亦可根據印於晶圓W背面側的批號等標記的位置,偵測晶圓W的旋轉方向之位置。此種情形,只要將拍攝裝置60配置成可拍攝晶圓W的背面側即可。
又,在上述實施形態中,係使用基板處理前的晶圓W之影像資料作為參考資料,但本發明不限於此例。圖9係說明實施形態之偵測處理的另一例。另外,在圖9中,為便於理解,以虛線顯示晶圓W的外周端的輪廓Wa及缺口N。
在圖9之例中,使用既定的橢圓近似曲線O作為參考資料。並且在此例中,偵測部18d藉由取得橢圓近似曲線O與基板處理後之晶圓W的輪廓Wa之差異,根據既定的相關性,計算基板處理後的缺口N之絕對位置(亦即,晶圓W之旋轉方向的絕對位置)。藉此,亦能夠偵測晶圓W中的旋轉方向之滑移。
再者,藉由如上所述地使用缺口N之絕對位置的偵測處理,能夠在處理單元16中,實施晶圓W之旋轉方向的對齊(所謂的對齊處理)。
具體而言,例如,控制部18以拍攝裝置60拍攝搬入並固持於基板固持部31的晶圓W,根據所獲得的晶圓W之拍攝資料,取得拍攝資料內之晶圓W的輪廓Wa與橢圓近似曲線O之差異。藉此,控制部18求取晶圓W之旋轉方向的絕對位置。
其次,控制部18判斷此晶圓W之旋轉方向的絕對位置相對於既定的設定位置是否符合。並且,於此晶圓W之旋轉方向的絕對位置相對於既定的設定位置符合時,控制部18視為晶圓W的對齊係符合,而結束一系列的對齊處理。
另一方面,於此晶圓W之旋轉方向的絕對位置偏離既定的設定位置之情形,控制部18使晶圓W暫時回到基板搬運裝置17,並調整基板固持部31的旋轉方向之位置。
此時,控制部18只要根據上述偵測出的晶圓W之旋轉方向的絕對位置,調整基板固持部31的旋轉方向之位置,俾使晶圓W之旋轉方向的絕對位置成為既定範圍內即可。
其次,控制部18以拍攝裝置60拍攝再度搬入並固持於基板固持部31的晶圓W,根據所獲得的晶圓W之拍攝資料,取得拍攝資料內之晶圓W的輪廓Wa與橢圓近似曲線O之差異。藉此,控制部18再度求取晶圓W之旋轉方向的絕對位置。
其次,控制部18再度判斷此晶圓W之旋轉方向的絕對位置相對於既定的設定位置是否符合。並且,控制部18重複進行上述處理,直到晶圓W之旋轉方向的絕對位置相對於既定的設定位置係符合為止。
藉此,在實施形態中,能夠在處理單元16中實施晶圓W之旋轉方向的對齊。所以,藉由實施形態,因為能夠在不使用專用的對齊調整裝置下,實施晶圓W之旋轉方向的對齊,所以能夠減少基板處理系統1的成本。
實施形態之基板處理裝置(基板處理系統1)具備:基板固持部31、拍攝裝置60、及控制部18。基板固持部31將處理的基板(晶圓W)加以固持並使其旋轉。拍攝裝置60拍攝固持於基板固持部31的基板(晶圓W)。控制部18控制各部位。又,控制部18具有:執行部18a、取得部18b、及偵測部18d。執行部18a對於自外部搬入並固持於基板固持部31的基板(晶圓W),執行一系列的基板處理。取得部18b以拍攝裝置60拍攝基板處理後的基板(晶圓W)而取得影像資料。偵測部18d根據所取得的影像資料與所記憶的參考資料,偵測基板處理後的基板(晶圓W)之旋轉方向的位置偏差。藉此,能夠偵知晶圓W中的旋轉方向之滑移。
又,在實施形態之基板處理裝置(基板處理系統1)中,偵測部18d根據影像資料與參考資料,計算基板處理後的基板(晶圓W)之旋轉方向的位置偏差角度。藉此,能夠以良好的精度偵知晶圓W中的旋轉方向之滑移。
又,在實施形態之基板處理裝置(基板處理系統1)中,取得部18b,於一系列的基板處理前,拍攝自外部搬入並固持於基板固持部31的基板(晶圓W),而取得其它影像資料。又,取得部18b將所取得的其它影像資料記憶作為參考資料。藉此,能夠偵測基板處理中發生的晶圓W中的旋轉方向之滑移。
又,在實施形態之基板處理裝置(基板處理系統1)中,控制部18更包含:製作部18c,使用影像資料及參考資料,製作基板(晶圓W)的外周端的輪廓Wa之差異資料。又,偵測部18d根據差異資料,偵測基板處理後的基板(晶圓W)之旋轉方向的位置偏差。藉此,能夠以良好的精度偵知晶圓W中的旋轉方向之滑移。
又,在實施形態之基板處理裝置(基板處理系統1)中,偵測部根據影像資料所示的基板表面之圖案形狀,與參考資料所示的基板表面之圖案形狀,偵測基板處理後的基板之旋轉方向的位置偏差。藉此,能夠偵知晶圓W中的旋轉方向之滑移。
又,在實施形態之基板處理裝置(基板處理系統1)中,控制部18更包含:通知部18e,於計算出的位置偏差角度係在既定閾值以上之情形,通知基板(晶圓W)發生位置偏差之事。藉此,操作員能夠認知到基板固持部31的異常狀態。
又,在實施形態之基板處理裝置(基板處理系統1)中,偵測部18d於計算出的位置偏差角度未達既定閾值之情形,將位置偏差角度記憶於記憶部19。藉此,能夠將位置偏差角度的隨時間經過的變化記憶於記憶部19。
又,在實施形態之基板處理裝置(基板處理系統1)中,控制部18更包含:預測部18f,根據所記憶的多數位置偏差角度的隨時間經過的變化,預測基板固持部31的固持狀態。藉此,能夠以良好的精度預測基板固持部31的固持狀態。
又,在實施形態之基板處理裝置(基板處理系統1)中,取得部18b取得固持在基板固持部31的基板處理前或基板處理後之基板(晶圓W)的影像資料。又,偵測部18d根據所取得的影像資料與所記憶的參考資料,偵測出基板(晶圓W)相對於基板固持部31而言的旋轉方向之位置(絕對位置)。藉此,即使不使用專用的對齊調整裝置,亦能實施晶圓W的旋轉方向之對齊,能夠降低基板處理系統1的成本。
<控制處理之步驟> 接著參考圖10~圖13,說明實施形態之控制處理的步驟。圖10係顯示實施形態之基板處理系統1所執行的控制處理之步驟的一例之流程圖。
在實施形態之控制處理中,首先,控制部18以基板固持部31將搬入至處理單元16的晶圓W加以固持(步驟S101)。
其次,控制部18記憶參考資料(步驟S102)。例如,控制部18以拍攝裝置60拍攝基板處理前的晶圓W,將此晶圓W的影像資料記憶作為參考資料。此參考資料例如記憶在記憶部19的參考資料記憶部19a。
其次,控制部18使固持於基板固持部31的晶圓W旋轉並且將處理液或清洗液等供給至晶圓W,對晶圓W進行既定的處理(步驟S103)。
其次,控制部18偵測固持於基板固持部31的晶圓W中的旋轉方向之位置偏差的偵測處理(步驟S104)。此位置偏差偵測處理之細節將敘述於後。
最後,控制部18偵測固持於基板固持部31的晶圓W之固持狀態的隨時間經過的變化之偵測處理(步驟S105),並結束一系列的控制處理。此隨時間經過的變化之偵測處理的細節將敘述於後。
圖11係顯示實施形態之基板處理系統1所執行的位置偏差偵測處理之步驟的一例之流程圖。在此位置偏差偵測處理中,首先,控制部18藉由拍攝裝置60取得固持於基板固持部31的基板處理後晶圓W之影像資料(步驟S201)。
其次,控制部18使用基板處理後晶圓W的影像資料與參考資料記憶部19a所記憶的參考資料,製作晶圓W的外周端的輪廓Wa之差異資料(步驟S202)。
其次,控制部18判斷所製作的輪廓Wa之差異資料是否偵測出兩個峰值P1、P2(步驟S203)。並且,於差異資料並未偵測出兩個峰值P1、P2之情形(步驟S203,否),控制部18判斷晶圓W並未發生旋轉方向之滑移(步驟S204),結束一系列的位置偏差偵測處理。
另一方面,於差異資料偵測出兩個峰值P1、P2之情形(步驟S203,是),控制部18根據偵測出的兩個峰值P1、P2,計算晶圓W的位置偏差角度(步驟S205)。並且,判斷控制部18計算出的晶圓W之位置偏差角度是否在既定範圍內(步驟S206)。
並且,於晶圓W之位置偏差角度係在既定範圍內之情形(步驟S206,是),結束一系列的位置偏差偵測處理。另一方面,於晶圓W的位置偏差角度不在既定範圍內之情形(步驟S206,否),控制部18通知固持於基板固持部31的晶圓W發生位置偏差之事(步驟S207)。
並且,控制部18將藉由拍攝裝置60拍攝的基板處理中的晶圓W之拍攝影像保存於記憶部19的拍攝影像記憶部19b(步驟S208),結束一系列的位置偏差偵測處理。
圖12係顯示實施形態之基板處理系統1所執行的隨時間經過的變化之偵測處理之步驟的一例之流程圖。
在此隨時間經過的變化之偵測處理中,首先,控制部18將上述步驟S205之處理中所偵測出的晶圓W之位置偏差角度記憶於記憶部19之位置偏差角度記憶部19c(步驟S301)。
另外,在上述步驟S203之處理中,於判斷為晶圓W未發生旋轉方向之滑移的情形,將晶圓W之位置偏差角度作為零而記憶於記憶部19之位置偏差角度記憶部19c。
其次,控制部18在描繪有多數晶圓W中的位置偏差角度之隨時間經過的變化的XY空間中,對於位置偏差角度之隨時間經過的變化進行線性迴歸分析(步驟S302)。
其次,控制部18判斷藉由線性迴歸分析製作的直線之斜率是否有顯著性差異(步驟S303)。並且,於判斷為藉由線性迴歸分析製作的直線之斜率有顯著性差異時(步驟S303,是),控制部18預測晶圓W之位置偏差角度跳脫容許範圍的時間(步驟S304)。
再者,控制部18將所預測的跳脫時間通知操作員(步驟S305),結束一系列的隨時間經過的變化之偵測處理。另一方面,於判斷為藉由線性迴歸分析製作的直線之斜率沒有顯著性差異之情形(步驟S303,否),結束一系列的隨時間經過的變化之偵測處理。
圖13係顯示實施形態之基板處理系統1所執行的控制處理之步驟的另一例之流程圖。在此控制處理中,在處理單元16中進行晶圓W的對齊處理。
在另一例之控制處理中,首先,控制部18以基板固持部31將搬入處理單元16的晶圓W加以固持(步驟S401)。並且,控制部18藉由拍攝裝置60取得固持於基板固持部31的晶圓W之影像資料(步驟S402)。
其次,控制部18使用基板處理後的晶圓W之影像資料,與參考資料記憶部19a所記憶的參考資料,製作晶圓W的外周端的輪廓Wa之差異資料(步驟S403)。另外,此種情形例如使用橢圓近似曲線O作為參考資料。
其次,控制部18根據製作的差異資料,偵測固持於基板固持部31的晶圓W之旋轉方向的絕對位置(步驟S404)。並且,控制部18判斷晶圓W之旋轉方向的絕對位置是否係在既定範圍內(步驟S405)。
並且,於晶圓W之旋轉方向的絕對位置係在既定範圍內之情形(步驟S405,是),結束一系列的控制處理。另一方面,於晶圓W之旋轉方向的絕對位置不在既定範圍內之情形(步驟S405,否),控制部18使晶圓W自基板固持部31回到基板搬運裝置17(步驟S406)。
再者,控制部18根據步驟S404之處理中所偵測出的晶圓W之旋轉方向的絕對位置,調整基板固持部31的旋轉方向之位置,俾使晶圓W之旋轉方向的絕對位置成為既定範圍內(步驟S407)。並且,回到步驟S401之處理。
實施形態之基板處理方法,包含:固持程序(步驟S101)、執行程序(步驟S103)、取得程序(步驟S201)、及偵測程序(步驟S203~S205)。固持程序(步驟S101)藉由基板固持部31將自外部搬入的基板(晶圓W)加以固持。執行程序(步驟S103)對於基板(晶圓W)執行一系列的基板處理。取得程序(步驟S201)以拍攝裝置60拍攝基板處理後的基板(晶圓W)而取得影像資料。偵測程序(步驟S203~S205),根據所取得的影像資料與所記憶的參考資料,偵測基板處理後的基板(晶圓W)之旋轉方向的位置偏差。藉此,能夠偵知晶圓W中的旋轉方向之滑移。
又,在實施形態之基板處理方法中,偵測程序(步驟S203~S205),根據影像資料與參考資料,計算基板處理後的基板(晶圓W)之旋轉方向的位置偏差角度。藉此,能夠以良好的精度偵知晶圓W中的旋轉方向之滑移。
又,實施形態之基板處理方法更包含記憶程序(步驟S102)。記憶程序(步驟S102)於一系列的基板處理前,以拍攝裝置60拍攝自外部搬入並固持於基板固持部31的基板(晶圓W),而取得其它影像資料,並將所取得的其它影像資料記憶作為參考資料。藉此,能夠偵測於基板處理中發生的晶圓W中的旋轉方向之滑移。
又,實施形態之基板處理方法更包含通知程序(步驟S207)。通知程序(步驟S207)於計算出的位置偏差角度係在既定閾值以上之情形,通知基板(晶圓W)發生位置偏差之事。藉此,操作員能夠認知基板固持部31的異常狀態。
又,在實施形態之基板處理方法中,偵測程序(步驟S203~S205)於計算出的位置偏差角度未達既定閾值之情形,將位置偏差角度記憶於記憶部19。藉此,能夠將位置偏差角度的隨時間經過的變化記憶於記憶部19。
又,實施形態之基板處理方法更包含:預測程序(步驟S304)。預測程序(步驟S304)根據所記憶的多數位置偏差角度的隨時間經過的變化,預測基板固持部31的固持狀態。藉此,能夠以良好的精度預測基板固持部31的固持狀態。
以上已說明本發明的實施形態,但本發明不限定於上述實施形態,只要不脫離其主旨精神,可進行各種變更。例如,在上述實施形態中係顯示將,參考資料、拍攝影像或位置偏差角度的隨時間經過的變化等,記憶於設在基板處理系統1之控制裝置4的記憶部19之例,但本發明不限於此例。例如,在本發明中,亦可將參考資料、拍攝影像、或位置偏差角度的隨時間經過的變化等記憶於與控制裝置4以網路連接的其它記憶裝置。
應認為本次揭示的實施形態在全部的點均係例示並非意圖限制。實際上,上述實施形態能以多種形態來具現。又,上述實施形態,只要不脫離附加申請專利範圍及其主旨精神,亦可用各種形態來進行省略、取代、及變更。
W:晶圓(基板的一例) Wa:輪廓 1:基板處理系統(基板處理裝置的一例) 4:控制裝置 11:晶圓傳送盒載置部 12:搬運部 13:基板搬運裝置 14:傳遞部 15:搬運部 16:處理單元 17:基板搬運裝置 18:控制部 18a:執行部 18b:取得部 18c:製作部 18d:偵測部 18e:通知部 18f:預測部 19:記憶部 19a:參考資料記憶部 19b:拍攝影像記憶部 19c:位置偏差角度記憶部 20:腔室 21:FFU 30:基板處理部 31:基板固持部 31a:固持構件 32:支柱部 33:驅動部 40:液體供給部 41a,41b:噴嘴 42:臂部 43:轉動昇降機構 44a,44b:閥門 45a,45b:流量調整器 46a,46b:處理液供給源 50:回收杯 51:排液口 52:排氣口 60:拍攝裝置 S101~S105,S201~S208,S301~S305,S401~S407:步驟
圖1係顯示實施形態之基板處理系統的概略構成之示意圖。 圖2係顯示實施形態之處理單元之具體構成的一例之示意圖。 圖3係顯示實施形態之控制裝置之構成的一例之方塊圖。 圖4(a)、(b)係說明實施形態之取得處理的一例。 圖5係顯示實施形態之差異資料的一例。 圖6係顯示起因於缺口的峰值之X座標與缺口的旋轉方向之位置的相關性。 圖7係說明實施形態之預測處理。 圖8(a)、(b)係說明實施形態之控制處理的另一例。 圖9係說明實施形態之控制處理的另一例。 圖10係顯示實施形態之基板處理系統所執行的控制處理之步驟的一例之流程圖。 圖11係顯示實施形態之基板處理系統所執行的位置偏差偵測處理之步驟的一例之流程圖。 圖12係顯示實施形態之基板處理系統所執行之隨時間經過的變化之偵測處理的步驟的一例之流程圖。 圖13係顯示實施形態之基板處理系統所執行的控制處理之步驟的另一例之流程圖。
4:控制裝置
18:控制部
18a:執行部
18b:取得部
18c:製作部
18d:偵測部
18e:通知部
18f:預測部
19:記憶部
19a:參考資料記憶部
19b:拍攝影像記憶部
19c:位置偏差角度記憶部
30:基板處理部
40:液體供給部
60:拍攝裝置

Claims (15)

  1. 一種基板處理裝置,其包含: 基板固持部,將處理的基板加以固持並使其旋轉; 拍攝裝置,拍攝該基板固持部所固持的該基板;及 控制部,控制各部位; 且該控制部包含: 執行部,對於自外部搬入並固持在該基板固持部的該基板執行一系列的基板處理; 取得部,以該拍攝裝置拍攝基板處理後的該基板而取得影像資料;及 偵測部,根據所取得的該影像資料與所記憶的參考資料,偵測基板處理後的該基板之旋轉方向的位置偏差。
  2. 如請求項1之基板處理裝置,其中, 該偵測部,根據該影像資料與該參考資料,計算基板處理後的該基板之旋轉方向的位置偏差角度。
  3. 如請求項1之基板處理裝置,其中, 該取得部,於一系列的基板處理前,拍攝自外部搬入並固持在該基板固持部的該基板,而取得其它影像資料,並將所取得的該其它影像資料記憶作為該參考資料。
  4. 如請求項1~3其中任一項之基板處理裝置,其中, 該控制部更包含: 製作部,使用該影像資料及該參考資料,製作該基板的外周端的輪廓之差異資料; 且該偵測部根據該差異資料,偵測基板處理後的該基板之旋轉方向的位置偏差。
  5. 如請求項1~3其中任一項之基板處理裝置,其中, 該偵測部根據,該影像資料所示的該基板表面之圖案形狀,與該參考資料所示的該基板表面之圖案形狀,偵測基板處理後的該基板之旋轉方向的位置偏差。
  6. 如請求項2之基板處理裝置,其中, 該控制部更包含: 通知部,於計算出的該位置偏差角度係在既定閾值以上之情形,通知該基板發生位置偏差之事。
  7. 如請求項2或6之基板處理裝置,其中, 該偵測部於計算出的該位置偏差角度係未達既定閾值之情形,將該位置偏差角度記憶於記憶部。
  8. 如請求項7之基板處理裝置,其中, 該控制部更包含: 預測部,根據所記憶的多數之該位置偏差角度的隨時間經過的變化,預測該基板固持部的固持狀態。
  9. 如請求項1之基板處理裝置,其中, 該取得部,取得固持在該基板固持部的基板處理前或基板處理後之該基板的影像資料, 該偵測部,根據所取得的該影像資料與所記憶的該參考資料,偵測該基板相對於該基板固持部而言的旋轉方向之位置。
  10. 一種基板處理方法,其包含以下步驟: 將自外部搬入的基板藉由基板固持部來固持; 對於該基板執行一系列的基板處理; 以拍攝裝置拍攝基板處理後的該基板而取得影像資料;及 根據所取得的該影像資料與所記憶的參考資料,偵測基板處理後的該基板之旋轉方向的位置偏差。
  11. 如請求項10之基板處理方法,其中, 該進行偵測的步驟,係根據該影像資料與該參考資料而計算基板處理後的該基板之旋轉方向的位置偏差角度。
  12. 如請求項10之基板處理方法,其中,更包含以下步驟: 於一系列的基板處理前,以該拍攝裝置拍攝自外部搬入並固持在該基板固持部的該基板,而取得其它影像資料,並將所取得的該其它影像資料記憶作為該參考資料。
  13. 如請求項11之基板處理方法,其中,更包含以下步驟: 於計算出的該位置偏差角度係在既定閾值以上之情形,通知該基板發生位置偏差之事。
  14. 如請求項11或13之基板處理方法,其中, 該進行偵測的步驟,於計算出的該位置偏差角度未達既定閾值之情形,將該位置偏差角度記憶於記憶部。
  15. 如請求項14之基板處理方法,其中,更包含以下步驟: 根據所記憶的多數之該位置偏差角度的隨時間經過的變化,預測該基板固持部的固持狀態。
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