TWI746736B - 光處理裝置、塗布顯影裝置、光處理方法及記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

預先針對每個發光模塊取得照度分布響應量記憶到記憶部，而該照度分布響應量則是照射區域在長度方向上的位置與驅動電流的變化部分所相對之照度的變化量兩者對應起來之照度分布圖案的變化量。而為了要使照度區域目前在長度方向上的照度分布圖案趨近作為目標的照度分布圖案而設置運算處理部，以根據發光模塊各個目前的電流指令值及各發光模塊之該照度分布圖案的變化量求出(推估)各發光模塊的電流指令值。

Description

光處理裝置、塗布顯影裝置、光處理方法及記錄媒體
本發明係關於對工件的表面照射光以進行處理之技術。
為配合半導體元件的電路圖案細微化，而要求電路圖案的高解像度。與該要求對應的手法，例如已知有極紫外線(EUV)曝光，不過EUV曝光由於加大曝光光源的發光強度致裝置變龐大且成本增加，故必須將裝置小型化，造成發光強度變小且生產量變低。
因而，專利文獻1中公開了一種曝光裝置，其用圖案光罩對已塗佈光敏化學增幅型光阻劑之半導體晶圓(以下簡稱為「晶圓」)進行圖案曝光後，再將圖案曝光區域批次曝光以使晶圓上圖案(電路圖案)的線幅在面內的一致性變良好。該所言及的批次型曝光裝置係用LED(Light Emitting Diode：發光二極體)作為光源，在晶圓上形成比晶圓直徑稍長之帶狀的照射區域，使晶圓在與照射區域的延伸方向正交的方向上移動，藉以將晶圓的整個表面曝光。
在用LED形成帶狀的照射區域的情況下，由於圖案微細化，為了要使線幅在面內的一致性變良好，要求照射區域在長度方向上的照度要一致。另外，實際的半導體製造廠也必須盡其可能抑制批次型曝光裝置中個體間的照度差異(設備間的誤差)。然而，LED的特性會因製造誤差等而在各個之間有微妙的偏差，還會隨之老化等，故僅靠使LED的驅動電流調整成設定值的這種單純作業是無法滿足這樣的要求。因而必須確立一種技術以因應上述的要求。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-156472號公報
[發明所欲解決的課題] 本發明是在這種情況下提案，其目的為提供一種藉由呈直線狀配列由發光二極體組成的多個發光模塊之光源部形成帶狀的照射區域以對工件進行光處理，可輕易且又高精度地將照射區域在長度方向上的照度分布圖案調整成作為目的的照度分布圖案之技術。
[解決課題的技術手段] 本發明的光處理裝置，其特徵為，具備： 載置部，係用以載置藉由光處理之工件； 光照射單元，係用以使由1個或彼此串聯的多個發光二極體組成之發光模塊多個在左右方向上呈直線狀配列，形成在左右方向上延伸之帶狀的照射區域； 移動機構，係用以使該載置部與該光照射單元在前後方向上彼此相對移動； 記憶部，係針對該各個發光模塊，記憶照射區域在左右方向上的位置與各位置每單位電流之照度的變化量兩者對應起來之照度分布圖案的變化量；及 運算處理部，係為了要使該照射區域目前在長度方向上的照度分布圖案趨近作為目標的照度分布圖案，根據各個該發光模塊目前的電流指令值和記憶在該記憶部的各發光模塊之該照度分布圖案的變化量，求出各發光模塊的電流指令值。 本發明的塗布顯影裝置，其特徵為，具備：用以用塗佈液在基板上形成光阻膜之模組；將圖案曝光後的基板顯影之模組；基板在模組間進行搬送之搬送機構及本發明的光處理裝置。
本發明的用光處理工件之光處理方法，其特徵為利用： 光照射單元，係用以使由1個或彼此串聯的多個發光二極體組成之發光模塊多個在左右方向上呈直線狀配列，形成帶狀的照射區域；及 記憶部，係針對該各個發光模塊，記憶照射區域在左右方向上的位置與各位置每單位電流之照度的變化量兩者對應起來之照度分布圖案的變化量， 包含：為了要使該照射區域目前在長度方向上的照度分布圖案趨近作為目標的照度分布圖案，根據各個該發光模塊目前的電流指令值及記憶在記憶部的各發光模塊之照度分布圖案的變化量，求出各發光模塊的電流指令值之程序、使各發光模塊依據上述程序所求出的電流指令值發光之程序、及之後使已載置工件之載置部與光照射單元在前後方向上彼此相對移動之程序。 本發明的記錄媒體，記錄有使用於下列裝置的程式， 該裝置具備：光照射單元，用以使由1個或彼此串聯的多個發光二極體所組成之發光模塊多個在左右方向上呈直線狀配列，形成帶狀的照射區域；及記憶部，係針對各個該發光模塊，記憶照射區域在左右方向上的位置與各位置每單位電流之照度的變化量兩者對應起來之照度分布圖案的變化量； 該裝置對工件照射光以進行處理； 該電腦程式之特徵為：包含執行申請專利範圍第9至11項中任一項所述的光處理方法之步驟群。
[發明功效] 本發明中，針對將用LED的多個發光模塊呈直線狀配列之光照射單元，預先針對每個發光模塊取得照射區域在長度方向上的位置與電流(驅動電流)的變化部分所相對之照度的變化量兩者對應起來之照度分布圖案(照度輪廓)的變化量(響應量)。然後當改變各發光模塊的電流時，用該照度分布圖案的變化量(實施形態的說明中，用「照度分布響應量」表示)求出各發光模塊的照度分布圖案，求出這些的和以推估整個發光模塊群組在長度方向上的照度分布圖案。因此可取得目前整個在長度方向上的照度分布圖案，用照度分布響應量使該照度分布圖案趨近作為目標的照度分布圖案，故可輕易且高精度地將照射區域在長度方向上的照度分布圖案調整成作為目的的照度分布圖案，還抑制設備間(多個光處理裝置之間)之照度分布圖案的差異。
圖1為本發明的實施形態之光處理裝置的外觀圖(立體圖)，光處理裝置具備正面側形成有搬入搬出口31之殼體30。圖1中，繪成透明的殼體30以使也看得見殼體30的內部。殼體30的底面設有載置台32，而該載置台32載置進行光處理(例如，曝光)之作為工件的晶圓W。載置台32沿著從搬入搬出口31側晶圓W的移轉位置(圖1中記載的位置)延伸至殼體30於深度側的待機位置之導軌33移動自如，而透過旋轉軸連接於用以使載置台32載置的晶圓W圍繞垂直軸旋轉之驅動部34。此外，驅動部34以使載置台32旋轉之馬達與保持馬達並沿著導軌33移動之移動機構的組合記載。
殼體30於深處的待機位置設有眾所皆知之並未圖示的對位機構(具備隔著晶圓W的周緣部上下對向的發光部和受光部之機構)，檢測被形成在晶圓W的周緣部之對位部位也就是凹口的方向，藉由驅動部34致載置台32旋轉，被控制在進行曝光處理之晶圓W的方向維持一定。
另外，晶圓W移動的區域之晶圓W的移轉位置與已述說過的待機位置之間的上方設有對晶圓W照射紫外線之光照射單元4。晶圓W的移動方向為前後方向，光照射單元4則如圖1和圖2所示具備橫向寬度比晶圓W移動區域的左右幅寬長之矩形箱體40，也如圖3和圖4所示，箱體40的內部設有光源部也就是LED光源群組400。LED光源群組400係由多個(例如4個)的LED41並排在前後方向上所構成之發光模塊42並排多個(例如88個)在左右方向上而構成。此外，由於作圖的困難度及結構掌握的容易度優先考慮，圖面上LED的配列以便於說明的個數記載。
LED光源群組400以固定於箱體40內所設置之共同的LED基板43並朝向下方照射紫外線的方式配置。箱體40的底面形成有在左右方向上延伸且比晶圓W的移動區域在左右方向的幅寬長之照射口也就是狹縫44，從LED光源群組400發出的紫外線透過狹縫44朝向光照射單元4的下方照射。LED基板43的上面側設有構成LED控制部之控制電路部45，控制電路部45如同後述以對每個發光模塊42控制光強度的方式構成。 回到圖1，光處理裝置的的外觀體也就是殼體30的外部透過訊號纜線60a連接著控制器60。控制器60具備操作畫面，操作畫面係在當要開始使用裝置時取得後述每個發光模塊42的照度分布圖案時或操作員在校正時操作時使用。
如圖2至圖4所示，箱體40的下端部設有晶圓W的移動區域在左右方向上延伸之金屬製的閘門46和容納閘門46之閘門收納部47(參考圖3)。閘門46在由驅動部(未圖示)阻塞狹縫44之位置與被收納在閘門收納部47而張開狹縫44的下方之位置之間移動。
另外，如圖2至圖4所示，光處理裝置具備照度測定部5，而該照度測定部5用以測定從LED光源群組400射出之紫外線(光)的照度。照度測定部5具備照度感測器52、光纖53及聚光部54，而該照度感測器52被設成在箱體400的背面側藉由移動機構51在左右方向上移動自如，該光纖53將光傳輸至照度感測器52，該聚光部54被設置在光纖53的前端部。聚光部54為了要將從LED光源群組400射出的光聚光，以光照射單元4的下方側可從照射區域在長度方向上的一端到另一端隨著照度感測器52的移動而移動的方式構成。聚光部54除照射區域在測定時外，在從晶圓W的移動區域向左右方向偏離的位置待機。
該聚光部54具備在前後方向上延伸之角筒狀的殼體55，如圖4所示殼體55上的狹縫56在聚光部54的長度方向，即前後方向上延伸。該狹縫56形成為比由LED光源群組400形成之帶狀的照射區域在幅寬方向上的尺寸長。
聚光部54的殼體55內部設有由長方體的螢光玻璃組成之聚光體57(參考圖2、圖3)，聚光體57以與穿過狹縫56進入之光的照度對應之照度發光。聚光體57依照已吸收光的總照度，即構成各發光模塊42之4個LED41(如已述說過，圖5中為了便於說明以2個記載)的總計照度發光。聚光體57的受光面也就是上表面，於本例中則是一致於載置台32上晶圓W表面的高度，但不一致亦可。
可經由將已由聚光體57聚光過的光透過光纖53導引至照度感測器52並測定光強度，測定構成發光模塊42之4個LED41的總照度。即，欲由照度感測器52取得的照度，與由發光模塊42的群組形成之針對在左右方向上延伸之帶狀的照射區域(晶圓W上的照射區域)在左右方向上各位置的照度對應著。由發光模塊42各個形成的照射區域，不僅在左右方向上也在前後方向上延伸，用聚光部54將在前後方向上延伸之照射區域的光聚光而用照度感測器52測定照度，可評估在已述說過的左右方向上各位置的照度。
具體而言，由照度感測器52測定的照度雖為面照度(單位W/cm2 )，但該面照度的測定值乘以預先用成為基準的照度感測器測定的結果得到的係數，藉以轉換成線照度(單位W/cm)。該係數的單位為(cm)，單位長度為左右方向(上述照射區域的長度方向)的長度。求出線照度的理由是因使晶圓W相對於與晶圓W的直徑對應之帶狀的照射區域在與該照射區域正交的方向上移動(照射區域相對於晶圓W相對掃描)的手法，累積光量的線照度變重要之故。 此外，圖2中實線所示之照度測定部5的位置表示當對晶圓W進行光處理(例如批次型曝光處理)時照度測定部5待機的位置。
其次，參考圖5說明光處理裝置的控制系統。之後的說明，便於說明，雖從發光模塊並排的一端側朝向另一端側附註B1、B2----Bn(n為整數，相當於發光模塊的配列個數)，作為發光模塊的圖號，但也有附註圖號「42」的情況。圖5中，圖號61為用以驅動LED41之驅動電路，在各驅動電路61串聯多個(例如4個(圖5則為2個))LED41。即，驅動電路61設於每個發光模塊42。驅動電路61例如具備相位控制電路，藉由與電流指令值對應的控制訊號控制開關元件的點弧角以控制交流波形的導通角，調整直流電流的大小以成為電流指令值。各驅動電路61被含在圖2和圖3所示的控制電路部45。
控制電路部45具備匯流排62、CPU63及作業用的記憶體64。進而，控制電路部45還具備第1記憶部65、第2記憶部66、程式儲存部67及第3記憶部68，而該第1記憶部65記憶驅動各發光模塊42(B1~Bn)之電流的指令值，該第2記憶部66記憶後述每單位電流的照度變化量，該程式儲存部67儲存後述的程式，該第3記憶部68記憶作為目的的照度分布圖案。此外，便於說明，雖對每種記憶資料區分記憶部，但實際上各記憶部65、66、68例如由與相同記憶元件中彼此不同的位址對應之記憶區域構成。另外，匯流排62連接著圖1所示的具備操作畫面之控制器60。
圖6中，橫軸為晶圓W表面的通過區域在左右方向上的位置，縱軸為已述說過的線照度之圖形，「O」為通過晶圓W中心的位置。圖形下側波形的各個線為與各個發光模塊42(B1~Bn)對應之線照度的分布圖案，圖形上側之橫寬扁平狀的梯形形狀的線(晶圓的直徑範圍則為直線狀的線)為發光模塊42(B1~Bn)的所有線照度加總之照度分布圖案。 從圖6得知，經由調整各發光模塊42(B1~Bn)的光強度，即調整各發光模塊42(B1~Bn)之電流(驅動)的電流值，可調整與發光模塊42(B1~Bn)對應之在晶圓W面上的照度分布圖案。因此，可調整發光模塊42(B1~Bn)的電流值，藉以調整各發光模塊42(B1~Bn)的所有線照度加總之照度分布圖案。
針對LED作說明，LED的特性會因製造誤差等而在各個之間有若干偏差，即使各LED流入相同電流，各LED的照度分布圖案也不一定會相同。另外還會因LED老化，即使流入LED的電流值相同，發光強度仍會逐漸降低。因而最好是設計上包括選定LED的整體結構，以使在開始使用時當流入比能流入LED的容許最大電流值小的電流(例如容許最大電流值70％的電流)時獲得必要的照度分布。這樣的話，即使LED的發光強度降低，仍可經由增加電流值來確保必要的發光強度，並可達到更長的使用壽命。
第2記憶部66記憶著當流入各發光模塊42的電流(驅動電流)在容許最大電流值的例如70％~100％的範圍內例如增大電流值時各位置的照度變化量。照度變化量是指使電流改變時各位置之電流的變化部分所相對之照度的變化(亦可稱為每單位電流值之照度的變化量)，而「位置」是指晶圓W上在左右方向上的位置。因此，各位置與照度變化量兩者對應起來的資料，概略表示在圖5中第2記憶部66的旁邊，以照度的輪廓(照度分布圖案)表示。第2記憶部66中各發光模塊B1~Bn的照度分布響應量以P1~Pn記載。
該照度的輪廓也就是照度分布圖案，表示決定每單位電流(例如單位電流)以0.1mA則該每單位電流、各位置的照度會有多少變化，可稱作電流的變化所相對之照度分布圖案的「響應」或者照度分布圖案相對電流值的「斜率」。以下的說明中使用將該「響應(斜率)」統稱為「照度分布響應量」。 照度變化量因與已述說過之線照度的變化量對應，單位成為能量(W)除以單位長度(cm)及單位電流值(A)所得到的維度(W/cm．A)，但是被寫入第2記憶部66之照度分布響應量的資料，例如為0.1mA變化時的照度變化量本身的值，照度變化量的單位為(W/cm)亦可。即，圖5中第2記憶部66的旁邊所示之圖形的縱軸亦可(W/cm．A)乘以電流值(A)而為(W/cm)的維度。
若知道發光模塊42(B1~Bn)的照度分布響應量的話，就會知道要使目前的驅動電流變化多少，目前得到之各發光模塊42(B1~Bn)的照度分布圖案(每個發光模塊B1~Bn的照度分布圖案)會有多少變化。藉由LED光源群組400形成在晶圓W的整個通過區域之照度分布圖案，因以各個發光模塊B1~Bn之照度分布圖案的和表示，結果，可掌握整個照度分布圖案變化多少。 本實施形態中，上述作用應用於光處理裝置在開始使用時的光量調整或定期、不定期的校正。
針對照度分布響應量的取得手法作說明，例如光處理裝置在開始使用時，發光模塊B1~Bn僅1個點亮，驅動電流設定在最大容許電流值的例如70％，使驅動電流例如以0.1mA刻度增加，對每個電流值藉由照度感測器52測定各位置的照度以取得照度分布圖案。此操作針對所有發光模塊B1~Bn依序進行。當使驅動電流例如以0.1mA刻度增加時，即使驅動電流的任何一個值，照度變化量仍為相同。但是為了要考慮到測定誤差以取得更高精度的照度變化量，將每個電流值的變化所取得之照度變化量予以平均，作為該發光模塊42的照度變化量，記憶在第2記憶部66。
另外，導通(ON)LED41需要一段時間來使發光穩定，故以將所有發光模塊B1~Bn設定在最大容許電流值的例如90％，在此狀態下逐個使驅動電流以0.1mA刻度依序減少到最大容許電流值的例如70％為止，對每個電流值藉由照度感測器52測定各位置的照度以取得照度分布圖案的方式構成亦可。使驅動電流減少藉以減少與成為測定對象的發光模塊42對應之區域的照度，但該減少部分相當於已使驅動電流增加時的增加部分，同樣可取得各發光模塊B1~Bn的照度分布響應量。依據此手法，由於不需關閉(OFF)LED41，可縮短作業時間。
回到圖5，程式儲存部67儲存有資料取得程式67a、照度調整程式67b及校正程式67c，而該資料取得程式67a用以取得已述說過的照度分布響應量，照度調整程式67b用以在裝置開始使用時調整各發光模塊B1~Bn的光量(光強度)，校正程式67c用以執行定期或不定期進行的校正。資料取得程式67a為用以在取得各發光模塊B1~Bn的照度變化量時執行驅動電流的增減、控制照度感測器52的移動、寫入各位置的照度變化量的資料等之步驟以取得照度分布響應量之程式。
如同後述，照度調整程式67b和校正程式67c具備步驟群組，而該步驟群組用以使照度區域目前在長度方向上的照度分布圖案趨近作為目標的照度分布圖案。步驟群組用以根據發光模塊B1~Bn各個目前的電流指令值和照度分布圖案的變化量求出新的電流指令值，不過這些步驟群組相當於本發明的構成要件之運算處理部。此外，程式儲存部67還包含控制晶圓W搬入殼體30內後搬出為止載置台32等的一連串動作之程式。 上述的程式被儲存在(例如軟碟、光碟、硬碟、磁光碟(MO)及記憶卡等)記錄媒體，從記錄媒體透過控制器60安裝到程式儲存部67。
其次說明上述實施形態的作用。現今當組裝新的光處理裝置完成後要開始運轉裝置時，先進行光量調整作業，以使被形成在晶圓W上之照度區域(整個)在長度方向上的照度分布圖案一致於作為目標的照度分布圖案。「使其一致」並不完全僅意味著使其一致，還包含在進行良好的光處理程度下使照明分布圖案彼此趨近的情況。
光量調整作業係將各發光模塊B1~Bn開啟(經驅動而成為發光狀態)，經過發光穩定時間後，藉由資料取得程式67a取得各發光模塊B1~Bn的照度分布響應量(步驟S1)。有關照度分布響應量的取得動作已經詳細說明過故省略。之後如圖7所示針對照射區域(整個)在長度方向上的照度分布圖案，由圖1和圖5所示的控制器60將作為目的之照度分布圖案的資料輸入控制電路部45的第3記憶部68(步驟S2)。
然後將各發光模塊B1~Bn的驅動電流暫設定為比最大容許電流值小的電流值(例如最大容許電流值70％的電流值)(步驟S3)。具體而言，以該電流值作為各發光模塊B1~Bn的電流指令值寫入第1記憶部65。然後使照度測定部5從照射區域的一端移動到另一端以測定各位置的照度，將被測定過的照度如已述說過轉換成線照度以取得整個照度區域在長度方向上的照度分布圖案(步驟S4)。 然後求出步驟2所輸入之作為目的的照度分布圖案與步驟S4所取得的照度分布圖案兩者的差分，調整各發光模塊B1~Bn的電流指令值，以使該差分趨近零，即各位置的照度差分趨近零(步驟S5)。
使發光模塊B1~Bn目前的電流指令值增減，則依據其增減部分及各發光模塊B1~Bn的照度分布響應量決定各發光模塊B1~Bn的照度分布圖案，求出藉以這些照度分布圖案的和，藉以得到整個照射區域的照度分布圖案。因此電流指令值的調整作業為改變各發光模塊B1~Bn之電流值的種種增減量以探討上述的差分變零的增減量之處理，藉由相當於運算處理部的照度調整程式67b執行。
此處圖8中表示的概略圖為用以直覺地掌握藉由電流指令值調整照度分布圖案的模樣。藉由連續並排的3個發光模塊Bk、B(k+1)、B(k+2)形成在晶圓W上之照射區域的照度分布圖案，分別以Ak、A(k+1)、A(k+2)表示。這些發光模塊Bk、B(k+1)、B(k+2)之並排在兩側的發光模塊所形成的照度分布圖案則省略。圖號500為作為目的的照度分布圖案，圖號600為由各發光模塊形成的照度分布圖案。由於照度分布圖案A(k+1)特別低，與整個照度分布圖案的發光模塊(k+1)對應的部位變成特別低。
因而用發光模塊Bk、B(k+1)、B(k+2)的各個照度分布響應量Pk、P(k+1)、P(k+2)，使目前發光模塊Bk、B(k+1)、B(k+2)的電流指令值增減以使各照度分布圖案Ak、A(k+1)、A(k+2)增減。這個例子的情況，使發光模塊Bk、B(k+1)、B(k+2)的電流指令值增加，以如虛線所示使各照度分布圖案Ak、A(k+1)、A(k+2)增加。因此照度分布圖案600往上推，成為與作為目的的照度分布圖案500近似的照度分布圖案。 此電流指令值的調整作業，例如以最小平方法進行，針對作為目的的照度分布圖案之各位置的照度和目前的照度分布圖案之各位置的照度，藉由將相同位置的照度差分平方，求出各位置經平方過後的值之總計值變最小之各發光模塊B1~Bn的電流指令值之組合進行。
求出各發光模塊B1~Bn的電流指令值，使各電流指令值記憶在第1記憶部65(步驟S6)。圖5中的第1記憶部65中以I1~In記載各電流指令值。然後當光處理裝置作動時，從第1記憶部65讀出的電流指令值被傳輸到各驅動電路61，藉由與電流指令值對應的電流驅動各發光模塊B1~Bn。 說明光處理裝置的動作，構成工件也就是基板之晶圓W，藉由外部的搬送臂經由圖1所示的搬入搬出口31，移轉給殼體30內的移轉位置上的載置台32。然後例如在光照射單元4關閉閘門的狀態下使載置台32移動到移轉位置，進行晶圓的對位。因此例如晶圓W上的電路晶片區域的配列方向與照射區域的長度方向一致。
之後開啟光照射單元4的閘門46，使載置台32從待機位置朝向移轉位置(朝向前方)移動，晶圓W因此逐漸通過光照射單元4下方之帶狀的照射區域。即，變成帶狀的照射區域逐漸相對掃描晶圓的表面。帶狀的照射區域當中晶圓W的移動區域內，調整成作為目的的照度分布圖案(例如在長度方向上高精度且一致的照度分布圖案)，故整個晶圓W的曝光變一致。然後已回到待機位置的晶圓W藉由外部的搬送臂取出。
光處理裝置開始作動後，例如定期進行LED光源群組400的校正。如同已說明過，LED持續使用則會降低發光量，因而必須使驅動電流增加。校正與裝置開始作動時進行的光量調整作業同樣的方式進行，但各發光模塊42的照度分布響應量和作為目的的照度分布圖案已被輸入，電流指令值也被設定了，因此變成進行圖7所示流程的步驟S4~S6。即，藉由照度感測器52測定目前的照度區域在長度方向上的照度以取得照度分布圖案，求出該照度分布圖案盡可能趨近作為目標的照度分布圖案之電流值，將該電流值作為新的電流指令值。
上述的實施形態中，預先對每個發光模塊42取得照度區域在長度方向上的位置與電流(驅動電流)的變化部分所相對之照度的變化量兩者對應起來之照度分布圖案(照度輪廓)的變化量也就是照度分布響應量。然後用照度分布響應量求出各發光模塊42的照度分布圖案，求出這些的和以推估整個發光模塊群組在長度方向上的照度分布圖案。因此可用照度感測器52取得目前在整個長度方向上的照度分布圖案，用照度分布響應量使該照度分布圖案趨近作為目標的照度分布圖案，所以可輕易且又高精度地將照射區域在長度方向上的照度分布圖案調整成作為目的的照度分布圖案，還抑制多個光處理裝置之間照度分布圖案的差異。
另外，上述的光處理裝置以設置對每個發光模塊42監視動作狀態之LED監視部，檢測出異常發光模塊含有發光異常降低或不發光的發光二極體的方式構成亦可。LED監視部例如為一種監視各個發光模塊42的電流，當電流變成閾值以下時輸出異常檢測訊號之電路亦可，或者利用照度感測器52亦可。利用照度感測器52的情況，在每一次處理晶圓時或開始整批處理前等的時機，使照度感測器52移動以測定照度。然後可經由根據測定結果判斷與各發光模塊42對應的位置(例如與各發光模塊之LED的中心對應的位置)之照度是否下降到閾值以下，檢測異常的發光模塊42。
然後當LED監視部檢測出異常時，輸出異常檢測訊號，例如根據該輸出啟動相當於執行處理部之校正程式，進行圖7所示的步驟S4以後的流程。當利用照度感測器52作為LED監視部時，以測定用以檢測異常發光模塊的照度，取得目前的照度分布圖案的方式構成亦可。 採用這種構成的話，好處是即使任一發光模塊42發生異常仍可繼續光處理，可避免裝置發生停機，並可增長裝置的使用壽命。
上述的實施形態，雖以作為目的的照度分布圖案在晶圓W的移動區域為一致的情況為例，但作為目的的照度分布圖案可依據裝置所要求的需求設定。例如在前置處理的階段晶圓W一面上的圖案中線幅趨於太窄的情況，以設定為使得與一面對應之照射區域的照度小於相反的一面等的方式構成亦可。 另外，以使用備有透鏡陣列、複眼透鏡或稜鏡等之均質機使LED光源群組400的光束重疊而一致化，達到照射區域在長度方向(左右方向)上和在短邊方向(前後方向)上的照度分布一致化的方式構成亦可。依據這種構成，可更加使在短邊方向(前後方向)上的照度分布一致化。
上述的例子中，雖以構成照度測定部5可在左右方向上移動自如而藉由照度感測器52掃描照射區域之照度位置的照度的方式構成，但以照度檢測部設為固定型而批次測定照射區域的照度的方式構成亦可。 另外，光處理裝置並不限於塗佈光敏化學增幅型的光阻劑，對已塗佈普通的光阻劑之晶圓W進行光敏或線幅的調整之裝置亦可。另外，例如為照射光以使成為塗布膜也就是乾式蝕刻時的保護膜之碳膜中的交聯反應發展而使抗蝕性提高之裝置或加速光阻膜硬化之裝置亦可。另外，為用以使有機膜硬化之裝置或者藉由光對晶圓W照射來調整塗佈膜中下層膜的膜厚之裝置亦可。
其次，針對將光處理裝置應用於塗布顯影裝置的例子作說明，而該塗布顯影裝置係作為本發明的實施形態之該塗布顯影裝置，對晶圓W塗佈光敏化學增幅型的光阻劑，將曝光後的晶圓W顯影，形成光阻圖案。如圖9所示，塗布顯影裝置1係將裝載區塊D1、檢查區塊D2、處理區塊D3及介面區塊D4橫向呈直線狀相連接在一起而構成。另外，介面區塊D4連接著曝光裝置D5。裝載區塊D1具備載置台11，而該載置台11載置儲存圓形的基板也就是晶圓W之載具C。圖號12為開/關部，圖號13為載具C與檢查區塊D2之間用以搬送晶圓W之移載機構。
在檢查區塊D2中以從裝載區塊D1側看左右並排的方式設有2台檢查裝置23，檢查裝置23之間的在裝載區塊D1側設有暫時載置晶圓W之移轉台10，在裝載區塊D1側設有用以將晶圓W在移轉台10、檢查裝置23與處理區塊D3之間進行移轉之移動機構19。檢查裝置23係在顯影處理後對已被形成在晶圓W上之圖案的線幅進行檢查。具體而言，晶圓W在徑向上分割，檢測各分割區域圖案的線幅，將晶圓W內分割區域的位置與圖案的線幅兩者對應起來作為圖案資訊記憶在控制部100。
如圖10所示，處理區塊D3係從下方起依序堆疊對晶圓W進行液體處理的單位模塊E1~E6而構成，這些單位模塊E1~E6中晶圓W彼此並行進行搬送和處理。單位模塊E1、E2彼此構造相同，單位模塊E3、E4彼此構造相同，單位模塊E5、E6彼此構造相同。
參考圖9說明單位模塊當中作代表的E5。從裝載區塊D1到介面區塊D4之搬送區域F5左右其中一側在前後方向上配置多個棚架單元U，另一側則在前後方向上並排設置2個顯影模組21。顯影模組21對被形成在晶圓W的表面之光阻膜供應顯影液。棚架單元U具備將晶圓W加熱之加熱模組22及光處理裝置也就是批次型曝光裝置3。另外，上述的搬送區域F5設有晶圓W的搬送機構也就是搬送臂14，於被設置在該單位模塊E5之各模組和後述的塔部T1、T2中，晶圓W在與單位模塊E5相同高度設置之模組間搬送。
單位模塊E1~E4的結構上，除對晶圓W供應的液態溶劑不同外，與單位模塊E5~E6相同。單位模塊E1、E2具備對晶圓W供應防反射膜形成用的液態溶劑之防反射膜形成模組以取代顯影模組21，單位模塊E3、E4具備將光敏化學增幅型光阻劑作為液態溶劑供應給晶圓W形成光阻膜之光阻模形成模組以取代顯影模組21。
處理區塊D3的在檢查區塊D2側，設有在各單位模塊E1~E6的區間上下延伸之塔部T1及用以對塔部T1進行晶圓W移轉之升降自如的移轉機構也就是移轉臂15。塔部T1由彼此堆疊的模組構成，具備載置晶圓W之移轉模組。 介面區塊D4具備在各單位模塊E1~E6的區間上下延伸之塔部T2、T3、T4，設有用以對塔部T2及塔部T3進行晶圓W移轉之升降自如的移轉機構也就是介面臂16、用以對塔部T2及塔部T4進行晶圓W移轉之升降自如的移轉機構也就是介面臂17及用以進行晶圓W在塔部T2與曝光裝置D5之間移轉之介面臂18。曝光裝置D5用圖案光罩將晶圓W的表面曝光。塔部T2由移轉模組、儲存曝光處理前的多片晶圓W之緩衝模組、存放曝光處理後的多片晶圓W之緩衝模組及進行晶圓W的溫度調整之溫度調整模組等彼此堆疊構成。圖9中，圖號100為控制部，控制部100進行顯影裝置1內晶圓W的搬送控制或程序配方的管理。
針對由上述的塗佈、顯影裝置1和曝光裝置D5組成之系統中晶圓W的處理作說明，不過先針對塗佈、顯影裝置1和曝光裝置D5之整體的晶圓流動作說明。晶圓W藉由移載機構13從載具C移載到檢查區塊D2中的移轉台10，之後藉由移載機構19搬送到處理區塊D3中之塔部T1的移轉模組。晶圓W藉由移轉臂15從該移轉模組各個配送到與塔部T1中的單位模塊E1、E2分別對應的移轉模組。
如此已被分配的晶圓W依移轉模組→防反射膜形成模組→加熱模組→移轉模組的順序搬送，接著藉由移轉臂15分配到與單位模塊E3、E4分別對應之移轉模組。如此被分配到移轉模組之晶圓W分別搬送到對應之光阻膜形成模組，對整個表面塗佈增幅型光阻劑，形成光阻膜。之後晶圓W依加熱模組→塔部T2的移轉模組的順序搬送，透過塔部T3搬入晶圓W曝光裝置D5，用圖案光罩進行曝光處理。因此晶圓W受曝光處理而在圖案已被曝光之區域產生酸和光敏劑。
圖案曝光後的晶圓W分別搬送到單位模塊E5、E6。然後以光處理裝置也就是批次型曝光裝置3使晶圓W的整個表面曝光，已述說過的光敏劑吸收光，在被圖案曝光過的區域更加產生酸和光敏劑。如此進行批次曝光，藉以使酸在光阻膜中被圖案曝光過的區域增殖。之後晶圓W被搬送到加熱模組22加熱。藉由該加熱模組22被圖案曝光過的區域，因酸而變質並變得可溶於顯影液。接著晶圓W搬送到顯影模組21以供應顯像液，已變質的區域溶解在顯影液中而形成光阻圖案。之後晶圓W搬送到塔部T1後，通過檢查區塊D2被搬入裝載區塊D1，透過移載機構13回到載具C。 由上述的塗佈、顯影裝置1和曝光裝置D5組成之系統中，例如製品也就是晶圓W在處理之前用檢查用晶圓進行成膜，根據以檢查裝置23取得之檢查用晶圓的圖案資訊，決定批次型曝光裝置3之LED光源群組中每個單元的照度。
30‧‧‧殼體32‧‧‧載置台4‧‧‧光照射單元400‧‧‧LED光源群組41‧‧‧LED42‧‧‧發光模塊45‧‧‧控制電路部5‧‧‧照度測定部51‧‧‧移動機構52‧‧‧照度感測器54‧‧‧聚光部60‧‧‧控制器61‧‧‧驅動電路65、66、68‧‧‧記憶部Pk、P(k＋1)、P(k＋2)‧‧‧照度分布響應量Ak、A(k＋1)、A(k＋2)‧‧‧照度分布圖案
圖1係表示本發明的實施形態之光處理裝置的概略構成之立體圖。 圖2係表示用於光處理裝置的光照射單元之縱向前視圖。 圖3係表示用於光處理裝置的光照射單元之縱向側視圖。 圖4係表示用於光處理裝置的光照射單元之局部概略立體圖。 圖5係本發明的實施形態中光處理裝置進行發光模塊的電流控制的部位之結構圖。 圖6係表示該光照射單元之各發光模塊的照度分布圖案與整個發光模塊群組的照度分布圖案兩者對應起來之說明圖。 圖7係表示用本發明的實施形態之光處理裝置調整照度分布圖案的步驟之流程圖。 圖8係概略表示用本發明的實施形態之光處理裝置調整照度分布圖案的模樣之說明圖。 圖9係結合本發明的實施形態之光處理裝置時塗布顯影裝置之俯視圖。 圖10係表示上述塗布顯影裝置的外觀之立體圖。
S1~S6‧‧‧步驟

Claims (12)

  1. 一種光處理裝置，其特徵為，具備：載置部，係用以載置藉由光處理之工件；光照射單元，係用以使由1個或彼此串聯的多個發光二極體所組成之發光模塊多個在左右方向上呈直線狀配列，形成在左右方向上延伸之帶狀的照射區域；移動機構，係用以使該載置部與該光照射單元在前後方向上彼此相對移動；記憶部，係針對各個該發光模塊，記憶「照射區域在左右方向上的位置」與「在各位置之電流的變化部分所相對之照度的變化量」兩者對應起來之照度分布圖案的變化量；及運算處理部，係為了要使該照射區域目前在長度方向上的照度分布圖案趨近作為目標的照度分布圖案，根據各個該發光模塊目前的電流指令值和記憶在該記憶部的各發光模塊之該照度分布圖案的變化量，求出各發光模塊的電流指令值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光處理裝置，其中，電流的變化部分所相對之照度的變化量為根據各位置的面照度求出之在左右方向上之線照度的變化量。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之光處理裝置，其中，具備用以測定該照射區域的照度之照度測定部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之光處理裝置，其中，前述照度測定部以可沿著該發光模塊的配列方向移動的方式構成。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之光處理裝置，其中，該照度測定部，具備：殼體，具有在前後方向上延伸之狹縫；聚光體，設在該殼體之內部，以與穿過該狹縫進入之光的照度對應之照度發光；及照度感測器，接收從該聚光體射出的光。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之光處理裝置，其中，具備：LED監視部，係監視發光模塊的動作狀態；執行處理部，係執行以下的2個步驟：當該LED監視部檢測出含有發光量異常降低或不發光的發光二極體之異常發光模塊時，藉由照度感測部檢測由該光照射單元形成之照射領域的照度，以取得在長度方向上的照度分布圖案之步驟；及為了要使該步驟得到的照度分布圖案趨近作為目標的照度分布圖案，藉由該運算處理部，根據各個該發光模塊目前的電流指令值與記憶在該記憶部的各發光模塊之該照度分布圖案的變化量，求出各發光模塊的電流指令值之步驟。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之光處理裝置，其為對已形成光阻膜的基板，用圖案光罩進行圖案曝光後將圖案曝光區域曝光之裝置。
  8. 一種塗布顯影裝置，其特徵為，具備：用以用塗佈液在基板上形成光阻膜之模組、在模組間進行基板搬送之搬送機構、及申請專利範圍第1至7項中任一項所述之光處理裝置。
  9. 一種光處理方法，係藉由光處理工件的方法，其特徵為，利用：光照射單元，係使由1個或彼此串聯的多個發光二極體組成之發光模塊多個在左右方向上呈直線狀配列，形成在左右方向上延伸之帶狀的照射區 域；及記憶部，係針對各個該發光模塊記憶照射區域在左右方向上的位置與各位置電流的變化部分所相對之照度的變化量兩者對應起來之照度分布圖案的變化量，包含以下的3個程序：為了要使該照度區域目前在長度方向上的照度分布圖案趨近作為目標的照度分布圖案，根據各個該發光模塊目前的電流指令值及記憶在記憶部的各發光模塊之照度分布圖案的變化量，求出各發光模塊的電流指令值之程序；依據前述程序所求出之電流指令值，使各發光模塊發光之程序；及其後，使已載置工件之載置部和光照射單元在前後方向上彼此相對移動之程序。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光處理方法，其中，在求出該電流指令值的程序之前，進行測定該照射區域的照度之程序。
  11. 如申請專利範圍第9或10項所述之光處理方法，其中，更包含：監視發光模塊的動作狀態之程序；於前述程序檢測出含有發光量異常降低或不發光的發光二極體之異常發光模塊時，檢測由該光照射單元形成之照射區域的照度，以取得在長度方向上的照度分布圖案之程序；及為了要使由前述程序得到的照度分布圖案趨近作為目標的照度分布圖案，根據各個該發光模塊目前的電流指令值及記憶在記憶部的各發光模塊之該照度分布圖案的變化量，求出各發光模塊的電流指令值之程序。
  12. 一種記錄媒體，記錄有使用於下列裝置的程式， 該裝置具備：光照射單元，用以使由1個或彼此串聯的多個發光二極體所組成之發光模塊多個在左右方向上呈直線狀配列，形成帶狀的照射區域；及記憶部，係針對各個該發光模塊，記憶照射區域在左右方向上的位置與各位置每單位電流之照度的變化量兩者對應起來之照度分布圖案的變化量；該裝置對工件照射光以進行處理；該電腦程式之特徵為：包含執行申請專利範圍第9至11項中任一項所述的光處理方法之步驟群。
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