WO2018135487A1 - 異物検出装置、異物検出方法及び記憶媒体 - Google Patents

異物検出装置、異物検出方法及び記憶媒体 Download PDF

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foreign matter
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flow path
fluid
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林　聖人
耕平 野口
大介 梶原
広大 東
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東京エレクトロン株式会社
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    • G01N2015/0687—Investigating concentration of particle suspensions in solutions, e.g. non volatile residue

Definitions

  • the present invention relates to a foreign matter detection device that optically detects foreign matter in a fluid supplied to an object to be processed, a foreign matter detection method, and a storage medium that includes a computer program that executes the method.
  • a process of performing liquid processing on a semiconductor wafer for example, there is a process of performing liquid processing on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer).
  • various chemical solutions such as resist are used, and the chemical solution is discharged from the chemical solution bottle onto the wafer through a nozzle that is a flow path in which devices such as valves are provided. Is done.
  • the chemical solution supplied to the wafer may contain particles adhering to the pipe or each device, and bubbles may be generated in the chemical solution.
  • a chemical solution containing a resin material for example, a resist, may contain an abnormal polymer component larger than a normal polymer component.
  • a processing technique for purifying a chemical solution is known.
  • a method for monitoring foreign matter there is a method using a particle counter that measures the amount of foreign matter by irradiating a chemical solution in a flow path with laser light and receiving scattered light from the foreign matter.
  • Patent Document 1 describes a technique for detecting particles in a chemical solution by transmitting laser light through a flow path. However, more accurate detection is required.
  • the present invention has been made based on such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of accurately detecting a foreign substance flowing through a flow path.
  • the foreign matter detection device of the present invention is a foreign matter detection device that detects foreign matter in a fluid supplied to an object to be processed.
  • a flow path portion constituting a flow path through which a fluid supplied to the object to be processed flows;
  • a light receiving element provided on an optical path transmitted through the flow path portion; Based on a signal output from the light receiving element, a detection unit for detecting foreign matter in the fluid;
  • a filter section to be It is provided with.
  • the foreign matter detection method of the present invention is a foreign matter detection method for detecting foreign matter in a fluid supplied to an object to be processed.
  • the filter unit provided on the optical path between the light receiving element and the flow path unit blocks Raman scattered light generated when the fluid is irradiated with light from the laser light irradiation unit and receives the Rayleigh scattered light.
  • the storage medium of the present invention is a storage medium that stores a computer program used in a foreign matter detection device that detects foreign matter in a fluid supplied to an object to be processed.
  • the computer program includes a group of steps so as to execute the foreign object detection method of the present invention.
  • a flow path portion for measurement that is a part of a supply path of a fluid supplied to a substrate and constitutes a measurement region of a foreign substance in the fluid, and the flow path portion that is irradiated from the light irradiation portion
  • a light receiving element that receives light passing through the light source, and between the light receiving element and the flow path portion, the Raman scattered light generated by irradiating the fluid with the light is blocked and Rayleigh scattered light. Is provided to pass the light to the light receiving element. Therefore, it is possible to prevent the Raman scattered light from entering the light receiving element and to suppress the generation of noise in the signal output from the light receiving element, so that the foreign matter in the fluid can be detected with high accuracy. It can be carried out.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coating and developing apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view of a resist coating module included in the coating and developing apparatus. It is a schematic block diagram of the foreign material detection unit contained in the said coating and developing apparatus. It is a perspective view of the structural member of the flow path of the chemical
  • FIG. 2 is a plan view of the coating and developing apparatus.
  • FIG. It is a schematic longitudinal side view of the coating and developing apparatus. It is a top view which shows the light-receiving part of the foreign material detection unit of another structure. It is a graph which shows the result of an evaluation test.
  • FIG. 1 is a schematic view of a coating and developing apparatus 1 to which the foreign matter detection apparatus of the present invention is applied.
  • the coating and developing apparatus 1 includes resist coating modules 1A and 1B, antireflection film forming modules 1C and 1D, and protective film forming modules 1E and 1F that perform processing by supplying a chemical solution to a substrate to be processed, such as a wafer W, respectively. It has.
  • These modules 1A to 1F are chemical liquid supply modules that perform processing by supplying chemical liquid to the wafer W.
  • the coating and developing apparatus 1 supplies various chemical solutions to the wafer W by these modules 1A to 1F, and sequentially forms an antireflection film, a resist film, and a protective film for protecting the resist film during exposure. For example, the wafer W that has been subjected to immersion exposure is developed.
  • the above modules 1A to 1F are provided with a chemical solution supply path, and the coating and developing apparatus 1 is configured to detect foreign substances in the chemical solution flowing through the supply path.
  • the chemical solution flowing through the supply path is supplied to the wafer W. Accordingly, the supply of the chemical solution to the wafer W and the detection of the foreign matter are performed in parallel with each other.
  • the foreign matter is, for example, an abnormal polymer having a particle size larger than that of a normal polymer constituting particles, bubbles, and chemicals.
  • the foreign object detection is, for example, detection of the total number of foreign substances flowing through a predetermined detection region of the chemical liquid flow path and the size of each foreign substance during a predetermined period.
  • the coating / developing apparatus 1 is provided with a light supply unit 2, and the light supply unit 2 is a foreign substance detection unit provided in the modules 1 A to 1 F by a fiber 23 with a laser beam having a wavelength of, for example, 532 nm output from the light source 21. 4 is guided.
  • the modules 1A to 1F are configured in substantially the same manner, and here, a schematic configuration of the resist coating module 1A shown in FIG. 1 will be described.
  • the resist coating module 1A includes, for example, 11 nozzles 11A to 11K, and 10 nozzles 11A to 11J among them discharge resist as a chemical solution to the wafer W to form a resist film as a coating film.
  • the nozzle 11K discharges thinner on the wafer W.
  • the thinner is a prewetting chemical solution that is supplied to the wafer W before the resist is supplied, and improves the wettability of the resist, and is a solvent for the resist.
  • the nozzles 11A to 11J are connected to the downstream ends of the chemical solution supply pipes 12A to 12J forming the chemical solution supply path, and the upstream ends of the chemical solution supply tubes 12A to 12J are connected to the resist supply sources 13A to 13J via the valve V1. Each is connected.
  • Each of the resist supply sources 13A to 13J includes, for example, a bottle in which the resist is stored, and a pump that pumps the resist supplied from the bottle to the nozzles 11A to 11J.
  • the types of resist stored in the bottles of the supply sources 13A to 13J are different from each other, and one type of resist selected from ten types of resist is supplied to the wafer W.
  • the downstream end of the chemical liquid supply pipe 12K is connected to the nozzle 11K, and the upstream end of the chemical liquid supply pipe 12K is connected to the supply source 13K via the valve V1.
  • the supply source 13K is configured in the same manner as the supply sources 13A to 13J except that the thinner is stored instead of the resist. That is, when the wafer W is processed, the timing at which the chemical solution flows through the chemical solution supply pipes 12A to 12K is different from each other.
  • the chemical solution supply pipes 12A to 12K are made of a flexible material, for example, resin, and are configured not to prevent movement of nozzles 11A to 11K described later.
  • Cuvettes 15A to 15K are interposed between the nozzles 11A to 11K and the valve V1 in the chemical solution supply pipes 12A to 12K.
  • the cuvettes 15A to 15K are configured as a foreign matter measurement flow path section, and detect foreign matters passing through the cuvettes 15A to 15K.
  • the cuvettes 15A to 15K will be described in detail later.
  • FIG. 2 shows an example of a more detailed configuration of the resist coating module 1A.
  • reference numerals 31 and 31 denote spin chucks, which respectively horizontally hold and hold the center of the back surface of the wafer W, and rotate the held wafer W about the vertical axis.
  • reference numerals 32 and 32 denote cups that surround the lower and lateral sides of the wafer W held by the spin chucks 31 and 31 to suppress the scattering of the chemical solution.
  • reference numeral 33 denotes a rotary stage that rotates about a vertical axis. On the rotary stage 33, a vertical column 34 that is movable in the horizontal direction and a holder 35 for the nozzles 11A to 11K are provided.
  • Reference numeral 36 denotes an elevating unit that can be moved up and down along the support column 34
  • 37 is an arm that can move the elevating unit 36 in a horizontal direction perpendicular to the moving direction of the support column 34.
  • an attaching / detaching mechanism 38 for the nozzles 11A to 11K is provided at the tip of the arm 37.
  • the nozzles 11A to 11K move between the spin chucks 31 and the holder 35 by the cooperative operation of the rotary stage 33, the support column 34, the elevating unit 36, and the arm 37.
  • a foreign object detection unit 4 is provided on the side of the rotary stage 33 and the cup 32 so as not to interfere with the moving arm 37 and the support column 34.
  • the foreign object detection unit 4, the light supply unit 2, and the control unit 6 described later constitute a foreign object detection device of the present invention.
  • FIG. 3 shows a plan view of the foreign object detection unit 4.
  • the foreign object detection unit 4 includes a laser light irradiation unit 51, a light receiving unit 52, and a flow path array 16, and is configured as, for example, a light scattered light type particle counter using forward scattered light. That is, when scattered light generated by a foreign object is received by the light receiving element, the foreign object is detected based on a change in a signal output from the light receiving element.
  • the downstream end of the fiber 23 is connected to a laser beam irradiation unit 51 via a collimator 42.
  • a collimator 42 For example, during operation of the coating and developing apparatus 1, light is always supplied from the light supply unit 2 to the fiber 23, and light is supplied to the flow channel array 16 by opening and closing the optical path of the shutter 41, which will be described later. The state where the supply of light to the array 16 is stopped is switched.
  • the fiber 23 has flexibility so as not to hinder the movement of a laser beam irradiation unit 51 described later.
  • the flow channel array 16 will be described with reference to the perspective view of FIG.
  • the flow path array 16 that forms the flow path portion of the chemical solution is made of quartz, is configured as a rectangular horizontally long block, and includes 11 through holes formed in the vertical direction.
  • Each through-hole is arranged along the length direction of the flow path array 16, and each through-hole and a wall portion around the through-hole are configured as the cuvettes 15A to 15K. Therefore, the cuvettes 15A to 15K form an upright tube, and the chemical solution flows from the upper side to the lower side through the through holes constituting the cuvettes 15A to 15K.
  • the through holes of the cuvettes 15A to 15K are defined as flow paths 17A to 17K.
  • the flow paths 17A to 17K are configured in the same manner, and are respectively interposed in the chemical liquid supply pipes 12A to 12K as described above.
  • reference numeral 43 denotes a stage that supports the laser beam irradiation unit 51 and the light receiving unit 52 from below the flow path array 16, and is configured to be movable in the left-right direction by a drive mechanism (not shown).
  • the laser beam irradiation unit 51 can irradiate the light channel 17 selected from the channels 17A to 17K with the light guided from the fiber 23.
  • the part 52 receives the light that has been irradiated to the flow path 17 and transmitted through the flow path 17 in this manner. That is, an optical path is formed in the flow path 17 so as to intersect with the flow direction of the chemical solution.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the laser light irradiation unit 51 and the light receiving unit 52.
  • FIG. 5 shows a state in which light is radiated to 17A representatively among the flow paths 17A to 17K, and the arrows in the figure schematically show the optical path formed by the laser light.
  • the laser beam irradiation unit 51 includes an optical system, and the optical system includes, for example, a condenser lens 53.
  • the laser light irradiation unit 51 is provided with the shutter 41 as shown in FIG.
  • the collimator 42 irradiates laser light in the horizontal direction toward the rear side.
  • the shutter 41 shields the optical path between the collimator 42 and the condenser lens 53 (indicated by a chain line in FIG. 3) and an open position to retract from the optical path (indicated by a solid line in FIG. 3).
  • the optical path is opened and closed.
  • the condensing lens 53 is composed of, for example, a lens called a cylindrical lens, a Powell lens, or a laser line generator lens, and condenses the laser light emitted from the collimator 42 on the flow path 17A as shown in FIG.
  • the laser light is flattened so that the direction perpendicular to the length of the flow direction is longer than the length of the chemical solution in the cross section of the optical path.
  • the cross section of the optical path (cross section viewed in the front-rear direction) is, for example, a substantially perfect circle, and the cross section of the optical path in the cuvette 15 by the condensing lens 53 is, for example, It is an ellipse having a major axis along the left-right direction.
  • a condensing region having a relatively high energy density becomes a foreign matter detection region 50, and the foreign matter that has entered the detection region 50 is detected. Since the optical path is formed in the flow path 17A as described above, the detection area 50 is horizontally long, and the ratio of the area of the detection area 50 to the area of the flow path 17A when compared with the plane is compared. Big. By forming such a detection region 50, the ratio of the number of detected foreign matters out of the total number of foreign matters flowing in the flow path 17A is increased.
  • the light receiving unit 52 includes an optical system 54 and a light detection unit 40.
  • the optical system 54 is provided on the front side, and the light detection unit 40 is provided on the rear side.
  • the optical system 54 includes, for example, an objective lens 56, a band pass filter 57, and an imaging lens 58 arranged in this order from the front to the rear.
  • the light that has passed through the cuvette 15A is converted into parallel light by the objective lens 56, passes through a band-pass filter 57 that is a filter unit, and is condensed on the light detection unit 40 by the imaging lens 58.
  • the light detection unit 40 includes a light receiving element.
  • the band-pass filter 57 is provided at a position where parallel light is incident as described above, because its action has an incident angle dependency. Although the optical path formed when the light is applied to the flow path 17A has been described so far, the optical path is similarly formed when the other light paths 17B to 17K are irradiated with light.
  • the resist flowing through the flow paths 17A to 17J contains a large number of polymers 61 for forming a resist film on the wafer W.
  • This polymer 61 is a polymer that does not cause aggregation or the like and is normally contained in the resist.
  • Stokes light and anti-Stokes light due to Raman scattering and Rayleigh light due to Rayleigh scattering are generated.
  • the Rayleigh light is light having a wavelength of 532 nm, the same as the light before being irradiated on the polymer 61, the Stokes light has a wavelength shifted to a longer wavelength side than 532nm, and the anti-Stokes light has a shorter wavelength than 532nm. It has a wavelength shifted to the side.
  • the wavelength component of the laser light after passing through the channels 17A to 17J includes a wavelength shift component in addition to the wavelength of the light source.
  • Rayleigh light and Stokes light and anti-Stokes light which are Raman scattered light, are generated.
  • a thinner that is a solvent of the resist Rayleigh light, Stokes light, and anti-Stokes light are generated.
  • the foreign matter is detected based on the change in the light received by the light receiving element of the light detection unit 40 when the foreign matter 62 is irradiated with the laser beam.
  • the scattered light (Rayleigh light, Stokes light, and anti-Stokes light generated from the foreign matter 62 is detected.
  • the light receiving element is irradiated with scattered light generated from the normal polymer 61 and scattered light generated from the thinner.
  • the voltage signal output from the light detection unit 40 is caused by the scattered light. Amplitude appears. That is, it becomes background noise.
  • the minimum particle size (minimum measurable particle size) of the foreign matter that can be measured is determined by the level of the noise signal.
  • FIG. 7 is a graph showing an outline of the Raman spectrum of the light guided to the light detection unit 40 when the band-pass filter 57 is not provided.
  • the horizontal axis of the graph indicates the Raman shift (unit: cm ⁇ 1 ), that is, the wavelength of light (unit: nm), and the vertical axis of the graph indicates the Raman intensity.
  • the relatively large peak seen at a wavelength near +800 cm ⁇ 1 is due to Stokes light of the contaminants, that is, the resist 61 (including thinner) that is not a foreign substance other than the polymer 61 and the polymer 61
  • the relatively large peak seen at a wavelength around ⁇ 800 cm ⁇ 1 is due to anti-Stokes light for the contaminant.
  • a component having a relatively large peak in this manner causes a relatively large level of noise.
  • the band-pass filter 57 by providing a band-pass filter 57, the Stokes light and anti-Stokes light components due to the contaminants are removed as shown in FIG. 6, and the foreign substances 62, the polymer 61, and the resist constituent members other than the polymer 61 such as thinner are used.
  • the generated Rayleigh light is guided to the light detection unit 40 including the light receiving element. That is, the Stokes light and the anti-Stokes light by the polymer 61 and the Stokes light and the anti-Stokes light by the thinner are removed by the bandpass filter 57 from the scattered light of the polymer 61 and the thinner that cause the noise.
  • the band-pass filter 57 is configured to have a half-value width of 4 nm so as to have such an action.
  • the half width is assumed to be the full width at half maximum (full ⁇ width at half maximum).
  • the center wavelength of the bandpass filter 57 is 532 nm, which is the wavelength of the laser output from the light supply unit 2 in this example.
  • the light detection unit 40 is composed of, for example, 64 light receiving elements each formed of a photodiode.
  • the light receiving elements are arranged at intervals from each other so as to form a 2 ⁇ 32 matrix, for example.
  • the light receiving element disposed on the upper side is referred to as a light receiving element 45A
  • the light receiving element disposed on the lower side is referred to as a light receiving element 45B.
  • the light receiving elements 45A and 45B at the same position in the left-right direction form one set.
  • the light receiving elements 45A and 45B may be shown with channel (ch) numbers as 1 channel, 2 channels, 3 channels,..., 32 channels (ch) in order from the left side when viewed from the rear side. .
  • the foreign object detection unit 4 includes a total of 32 circuit units 46 provided corresponding to the respective channels of the light receiving elements 45A and 45B.
  • the circuit unit 46 will be described with reference to FIG. 9.
  • the circuit unit 46 is provided in the subsequent stages of transimpedance amplifiers (TIAs) 47A and 47B and TIAs 47A and 47B provided in the subsequent stages of the light receiving elements 45A and 45B, respectively.
  • Difference circuit 48 The light receiving elements 45A and 45B supply currents corresponding to the intensity of received light to the TIAs 47A and 47B, and the TIAs 47A and 47B output voltage signals corresponding to the supplied currents to the difference circuit 48, respectively.
  • the difference circuit 48 outputs a voltage signal of a difference between the voltage signal from the TIA 47A and the voltage signal from the TIA 47B to the control unit 6 described later.
  • the control unit 6 detects foreign matter based on the signal output from the difference circuit 48.
  • the reason for detecting the foreign matter based on the signal corresponding to the difference between the outputs from the light receiving elements 45A and 45B is to remove the noise detected in common by the light receiving elements 45A and 45B.
  • the circuit unit 46 may be indicated with the same channel number as the channel number of the light receiving elements 45A and 45B to be connected.
  • a two-dot chain line arrow in the figure indicates an optical path from the laser light irradiation unit 51 to the light receiving element 45A group when light is irradiated toward the flow path 17A of the cuvette 15A.
  • Each of the divided detection areas obtained by dividing the upper half of the detection area 50, which is a condensing area into 32 in the length direction, in the optical path of the flow path 17A is divided into 1ch in order from the right end. It is assumed to be called a divided detection region of region to 32ch.
  • the left and right widths of one division detection area indicated by L21 in the figure are, for example, 0.85 ⁇ m, and each division detection area is denoted by reference numeral 59.
  • the 1ch division detection area 59 and the 1ch light receiving element 45A correspond to each other 1: 1, the 2ch division detection area 59 and the 2ch light reception element 45A correspond one to one, and 3ch division.
  • the detection areas 59 and the light receiving elements 45A of 3ch correspond to each other one by one, and similarly, the divided detection areas 59 and the light receiving elements 45A of the same channel correspond to one to one in order. That is, the 1ch light receiving element 45A is irradiated with almost all of the reaction light (light perturbed by the reaction) generated by reacting with the foreign substance in the 1ch divided detection area 59, and the 2ch light receiving element 45A is irradiated with 2ch.
  • the solid-line arrows and the dotted-line arrows indicate the optical paths of reaction light irradiated from the divided detection regions 59 of different channels to the light-receiving elements 45A of different channels.
  • a signal corresponding to the foreign matter that has entered the detection region 50 is generated from the light receiving element 45A of any one channel. For example, if this reaction light is incident on the light receiving element 45A of another channel without being irradiated only to the light receiving element 45A of the corresponding channel, the level of the current flowing through the light receiving element 45A is lowered and the detection accuracy is lowered. . In other words, the foreign object detection accuracy is increased by configuring the divided detection region and the light receiving element 45A to correspond as described above.
  • each of the divided detection areas 59 obtained by dividing the lower half of the detection area 50, which is a condensing area, into 32 in the length direction is referred to as a divided detection area 59 of 1ch divided detection areas 59 to 32ch in order.
  • the division detection area 59 of one channel corresponds to the light receiving element 45B of one channel. That is, the optical system 54 is configured so that the reaction light of the division detection region 59 of one channel is irradiated to the light receiving element 45B of one channel.
  • the configuration having the light receiving elements 45A and 45B of a plurality of channels suppresses the energy of laser light received by one light receiving element 45 (45A and 45B), thereby reducing the photon of the laser light. This is to reduce shot noise caused by fluctuations and improve the S / N ratio (S / N). By suppressing the number of normal polymers flowing in the detection region corresponding to one light receiving element 45, it is caused by the polymer. This is also to suppress noise and improve the SN ratio.
  • the optical path in the case where the detection area 50 is formed in the cuvette 15A is illustrated, the optical path is similarly formed in the other cuvettes 15B to 15K to detect foreign matter. Is called.
  • the control unit 6 (see FIGS. 1 and 9) that is a foreign matter detection unit provided in the coating and developing apparatus 1 will be described.
  • the control unit 6 is composed of a computer, for example, and has a program storage unit (not shown).
  • the program storage unit processing of the wafer W in each module, detection of foreign matter based on the signal output from each channel of the light receiving element as described above, coating by a transport mechanism, which will be described later, in the developing device 1
  • a program in which instructions (step groups) are set so that each operation such as transfer of the wafer W is performed is stored.
  • a control signal is output from the control unit 6 to each unit of the coating and developing apparatus 1, so that each operation described above is performed.
  • This program is stored in the program storage unit while being stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magnetic optical disk, or a memory card.
  • the resist coating module 1B is configured in the same manner as the resist coating module 1A.
  • the anti-reflection film forming modules 1C and 1D and the protective film forming modules 1E and 1F are, for example, resist coating modules except that a chemical solution for forming an anti-reflection film and a chemical solution for forming a protective film are supplied instead of a resist and a thinner.
  • the configuration is the same as 1A and 1B.
  • the chemical solution for forming the antireflection film contains a polymer in the same manner as the resist.
  • the chemical solution is supplied to the wafer W in the same manner as the resist coating modules 1A and 1B.
  • timing chart of FIG. 1 the timing at which the pump pressure at one of the supply sources 13 among 13A to 13K is set, and one nozzle 11 corresponding to one of the supply sources 13 among 11A to 11K is moved by the arm 37.
  • Timing timing at which the valve V1 of the chemical solution supply pipe 12 corresponding to one of the supply sources 13A to 12K opens and closes, a state in which laser light is irradiated from the laser light irradiation unit 51, and irradiation of the laser light is stopped
  • the timing at which the state is switched and the timing at which the signal from each channel of the light detection unit 40 is acquired by the control unit 6 are shown.
  • the timing at which the laser light irradiation state and the irradiation stopped state can be said to be the timing at which the shutter 41 of the foreign object detection unit 4 opens and closes.
  • coating is performed on the wafer W in the order of thinner and resist.
  • the operation when the resist is coated will be described.
  • the nozzle 11A is transported onto the wafer W, and the pump of the supply source 13A sucks the resist.
  • settling is started (time t1).
  • the laser beam irradiation unit 51 and the light receiving unit 52 move to positions where the cuvette 15A is sandwiched.
  • the shutter 41 of the foreign object detection unit 4 is closed.
  • the nozzle 11A stops on the wafer W (time t2), and the wafer W is rotated at a predetermined rotational speed. Subsequently, the valve V1 of the chemical solution supply pipe 12K is opened, the resist is pumped from the pump toward the nozzle 11A at a predetermined flow rate, the shutter 41 is opened, the laser beam is irradiated from the laser beam irradiation unit 51, and the cuvette 15A is opened. Transparent. That is, the detection region 50 by the optical path described in FIGS. 5 and 10 is formed in the flow path 17A of the cuvette 15A (time t3). Then, as described with reference to FIG.
  • the Stokes light and the anti-Stokes light generated by irradiating the resist component such as the polymer 61 with light are shielded by the bandpass filter 57, and the wavelength of 532 nm and its nearby wavelengths are reduced.
  • the light having is selectively irradiated to the light receiving unit 52, and signals are output from the light receiving elements 45A and 45B of the respective channels. Since the Stokes light and the anti-Stokes light are shielded as described above, the noise included in the signals output from the light receiving elements 45A and 45B to the circuit unit 46 is small.
  • the pressure-fed resist passes through the cuvette 15A and is discharged from the nozzle 11A to the center of the wafer W.
  • the opening of the valve V1 increases and reaches a predetermined opening, the increase in the opening stops (time t4).
  • acquisition of an output signal from the circuit unit 46 of each channel by the control unit 6 is started (time t5).
  • the generated scattered light is received by the light receiving element 45A or the light receiving element of the channel corresponding to the location where the foreign substance flows.
  • the foreign matter is counted for each channel of the light receiving element based on the output signal acquired from the circuit unit 46 of each channel. Further, the particle size of the foreign matter is measured based on the output signal, and classification is performed. That is, the number of foreign matters is counted for each of a plurality of ranges set for the particle size.
  • the bandpass filter 57 suppresses the level of noise included in this output signal. That is, the S / N ratio in the output signal is relatively large. Therefore, the counting and particle size measurement are performed with high accuracy.
  • the number of foreign matters detected for each channel is summed, and the number of foreign matters detected in the entire detection region 50 (the total number of foreign matters) is calculated. Thereafter, it is determined whether or not the total number of foreign matters is equal to or greater than a threshold value and whether or not the number of foreign matters larger than a predetermined particle size is equal to or greater than the threshold value.
  • an alarm is output and the module
  • the operation of 1A is stopped, and the processing of the wafer W is stopped.
  • this alarm is, for example, a predetermined display on a monitor constituting the control unit 6 or an output of a predetermined sound from a speaker constituting the control unit 6.
  • the alarm output includes, for example, a display for notifying the user of the cuvette 15 in which an abnormality has been detected among 15A to 15K and an output of sound.
  • the nozzle 11K When discharging the thinner onto the wafer W, the nozzle 11K is transferred onto the wafer W instead of the nozzle 11A, the pump of the supply source 13K is operated instead of the pump of the supply source 13A, and the chemical solution supply pipe 12A
  • the valve V1 of the chemical solution supply pipe 12K opens and closes instead of the valve V1 and the cuvette 15K is irradiated with light instead of being irradiated with light. .
  • the foreign matter in the thinner is detected in parallel with the supply of the wafer W to the thinner.
  • the thinner does not contain the polymer 61, but the scattered light is generated by irradiating the thinner with laser light, and the bandpass filter 57 can block the Raman scattered light. Therefore, as in the case of detecting foreign matter in the resist, foreign matter is detected with high accuracy.
  • the thinner supplied to the wafer W is supplied to the entire surface of the wafer W by the rotation of the wafer W, like the resist.
  • the resist supplied through the flow path 17A is supplied to the wafer W to which the thinner is supplied.
  • the nozzle for discharging the used resist is transferred onto the wafer W.
  • the pump of the supply source corresponding to the resist to be used operates, the valve V1 of the supply pipe corresponding to the resist to be used opens and closes, and the cuvette corresponding to the resist to be used is irradiated with light. Except for the above, the same operation as when the resist of the supply source 13A is supplied to the wafer W is performed.
  • the timing of opening and closing the valve V1 as described above The timing at which the control unit 6 starts and ends the acquisition of the output signal is shifted from each other.
  • the period between the times t4 and t5 is 10 to 1000 milliseconds
  • the period between the times t6 and t7 is 10 to 100 milliseconds.
  • the laser light irradiation unit 51 irradiates the cuvettes 15 A to 15 K, which are a part of the flow path of the chemical solution supplied to the wafer W and constitute the measurement area of the foreign matter in the chemical solution.
  • a light detection unit 40 for receiving the light transmitted through the cuvettes 15A to 15K.
  • the downstream of the cuvettes 15A to 15K blocks Raman scattered light generated by irradiating the chemical liquid with the light.
  • a band-pass filter 57 that allows Rayleigh scattered light to pass through to the light detection unit 40 is provided.
  • the cleanliness of the chemical supplied to the wafer W is monitored by detecting the foreign matter in this way. Then, when the cleanliness of the chemical solution falls below a predetermined standard, the operation of the module is stopped as described above, whereby the processing of the subsequent wafer W is stopped in the module. Accordingly, it is possible to prevent the chemical liquid having a low cleanliness from being supplied to the subsequent wafer W, and thus it is possible to prevent the yield from being lowered. Furthermore, since the chemical liquid supply pipe 12 in which the foreign matter is detected is specified among the chemical liquid supply pipes 12A to 12K, the user of the coating and developing apparatus 1 can quickly perform maintenance and repair after the operation of the module is stopped. it can. Accordingly, it is possible to prevent the module operation from being stopped for a long time, and as a result, it is possible to suppress a decrease in productivity of the semiconductor product in the coating and developing apparatus 1.
  • Actions to be taken when it is determined that there is an alarm are not limited to alarm output and module operation stop.
  • the chemical liquid is supplied from the supply source 13 corresponding to the cuvette 15 thus determined to the nozzle 11 as the cleaning liquid for the chemical liquid supply pipe 12, and the foreign matter contained in the chemical liquid supply pipe 12 is removed from the nozzle 11. To do. That is, the chemical solution supply pipe 12 is automatically cleaned. After this operation, the processing may be resumed for the subsequent wafer W.
  • the Rayleigh light caused by the resist 61 other than the polymer 61 and the polymer 61 such as thinner is guided to the light detection unit 40.
  • the Stokes light and the anti-Stokes light resulting from the resist composition other than the polymer 61 and the polymer 61 are also radiated toward the light detection unit 40.
  • a component having a relatively large peak as shown in FIG. Relatively large noise is generated in the output signals from the light receiving elements 45A and 45B. Therefore, as shown in FIG. 12, even if the bandpass filter 57 is configured to have a wider pass band than the example described in FIG. Noise can be suppressed.
  • the center wavelength is 532 nm
  • the half width (FWHM) is 40 nm, for example.
  • the level of the detection signal of the foreign material is relatively growing. That is, by using the bandpass filter 57 having a relatively wide pass band shown in FIG. 12, most of Rayleigh light and Raman scattered light generated by the foreign matter are guided to the light receiving elements 45A and 45B, and foreign matter detection is performed. There is an advantage that the sensitivity can be improved.
  • the half-width of the band-pass filter 57 is, for example, 100 nm or less. It is preferable that In addition, since the molecular structure of the polymer contained according to the kind of chemical
  • FIGS. 13 and 14 are a plan view and a schematic longitudinal side view of the coating and developing apparatus 1, respectively.
  • the coating and developing apparatus 1 is configured by connecting a carrier block D1, a processing block D2, and an interface block D3 in a straight line.
  • An exposure apparatus D4 is connected to the interface block D3.
  • the carrier block D ⁇ b> 1 applies the carrier C, carries it in and out of the developing device 1, and carries the wafer C from the carrier C via the mounting table 71, the opening / closing unit 72, and the opening / closing unit 72. And a mechanism 73.
  • the processing block D2 is configured by laminating first to sixth unit blocks E1 to E6 for performing liquid processing on the wafer W in order from the bottom.
  • Each of the unit blocks E1 to E6 is partitioned from each other, and each of the unit blocks E1 to E6 is provided with transfer mechanisms F1 to F6, and the wafer W is transferred and processed in parallel in each of the unit blocks E (first to sixth unit blocks E1 to E6). Is done.
  • the third unit block E3 will be described with reference to FIG.
  • a transfer region 74 is formed to extend from the carrier block D1 toward the interface block D3, and the transfer mechanism F3 is provided in the transfer region 74.
  • a shelf unit U is arranged on the left side of the transport area 74 when viewed from the carrier block D1 toward the interface block D3.
  • the shelf unit U includes a heating module.
  • the resist coating module 1A and the protective film forming module 1E are provided along the transport region 74 on the right side of the transport region 74 when viewed from the carrier block D1 toward the interface block D3.
  • the fourth unit block E4 is configured similarly to the third unit block E3, and is provided with a resist coating module 1B and a protective film forming module 1F.
  • the unit blocks E1 and E2 have the same configuration as the unit blocks E3 and E4 except that the resist coating modules 1A and 1B and the protective film forming modules 1E and 1F are provided in place of the resist coating modules 1A and 1B, respectively. Is done.
  • the unit blocks E5 and E6 include a developing module that supplies a developing solution to the wafer W to develop the resist film.
  • the developing module is configured in the same manner as the modules 1A to 1F except that the developing solution is supplied to the wafer W as a chemical solution.
  • the tower T1 On the carrier block D1 side in the processing block D2, there are provided a tower T1 extending up and down across the unit blocks E1 to E6, and a transport mechanism 75 capable of moving up and down for delivering the wafer W to the tower T1. ing.
  • the tower T1 is composed of a plurality of modules stacked on each other. The modules provided at the respective heights of the unit blocks E1 to E6 are connected to the wafers W between the transfer mechanisms F1 to F6 of the unit blocks E1 to E6. Can be handed over.
  • a delivery module TRS provided at the height position of each unit block, a temperature control module CPL for adjusting the temperature of the wafer W, a buffer module for temporarily storing a plurality of wafers W, and a wafer W
  • a hydrophobizing module for hydrophobizing the surface of the surface is included.
  • the hydrophobic treatment module, the temperature control module, and the buffer module are not shown.
  • the interface block D3 includes towers T2, T3, and T4 extending vertically across the unit blocks E1 to E6.
  • the interface block D3 is a transfer mechanism that can be moved up and down to transfer the wafer W to and from the tower T2 and the tower T3.
  • a transport mechanism 78 is provided.
  • the tower T2 includes a delivery module TRS, a buffer module for storing and retaining a plurality of wafers W before exposure processing, a buffer module for storing a plurality of wafers W after exposure processing, and a temperature for adjusting the temperature of the wafers W.
  • a delivery module TRS a delivery module for storing and retaining a plurality of wafers W before exposure processing
  • a buffer module for storing a plurality of wafers W after exposure processing
  • a temperature for adjusting the temperature of the wafers W is stacked on each other, illustration of the buffer module and the temperature adjustment module is omitted here.
  • the light supply unit 2 described above is provided above the processing block D2, and the fiber 23 is routed downward so that the light supply unit 2 is connected to the modules 1A to 1F of the unit blocks E1 to E4. Yes.
  • the control unit 6 is configured above the processing block D2, and the calculation of the number of foreign matters for each channel, the calculation of the total number of foreign matters based on the output signal from the circuit unit 46 of each channel described above, A calculation unit 60 for calculating the particle size of the foreign matter is provided, and the calculation unit 60 and the modules 1A to 1F are connected by a wiring (not shown).
  • the transfer path of the wafer W in the coating and developing apparatus 1 will be described.
  • the wafer W is transferred from the carrier C by the transfer mechanism 73 to the transfer module TRS0 of the tower T1 in the processing block D2.
  • the wafer W is transferred from the delivery module TRS0 to the unit blocks E1 and E2 and transferred.
  • the transfer module TRS1 corresponding to the unit block E1 the transfer module capable of transferring the wafer W by the transfer mechanism F1).
  • the wafer W is transferred from the TRS0.
  • the wafer W is transferred to the unit block E2
  • the wafer W is transferred from the TRS0 to the transfer module TRS2 corresponding to the unit block E2 among the transfer modules TRS of the tower T1. Delivery of these wafers W is performed by the transfer mechanism 75.
  • the wafer W thus distributed is transferred in the order of TRS1 (TRS2) ⁇ antireflection film forming module 1C (1D) ⁇ heating module ⁇ TRS1 (TRS2), and then transferred by the transfer mechanism 75 to the unit block E3.
  • TRS1 TRS2
  • TRS1 antireflection film forming module 1C (1D)
  • TRS1 TRS2
  • TRS3 delivery module TRS4 corresponding to the unit block E4 are distributed.
  • the wafer W distributed to TRS3 is TRS3 (TRS4) ⁇ resist coating module 1A (1B) ⁇ heating module ⁇ protective film forming module 1E (1F) ⁇ heating module ⁇ tower T2 delivery module TRS. Transported in order. Thereafter, the wafer W is loaded into the exposure apparatus D4 via the tower T3 by the transfer mechanisms 76 and 78. The exposed wafer W is transferred between the towers T2 and T4 by the transfer mechanisms 78 and 77, and transferred to the transfer modules TRS15 and TRS16 of the tower T2 corresponding to the unit blocks E5 and E6, respectively. Then, after being transported to the heating module ⁇ developing module ⁇ heating module ⁇ delivery module TRS5 (TRS6), it is returned to the carrier C via the transport mechanism 73.
  • FIG. 15 shows an example in which a band-pass filter 57 is provided so as to correspond to the chemical solution in the light receiving unit 52 of the foreign object detection unit 4.
  • chemical solutions containing polymers of different compounds flow through the cuvettes 15A to 15K of the foreign matter detection unit 4.
  • the light receiving section 52 is provided with eleven band-pass filters 57 (only four are shown for convenience) along the left-right direction so as to correspond to the cuvettes 15A to 15K.
  • the eleven band-pass filters 57 are configured to be movable in the left-right direction in the light-receiving unit 52 by a filter moving mechanism (not shown) provided in the light-receiving unit 52, and each band-pass filter 57 circulates through each cuvette 15A-15K. Depending on the chemical to be used, it has a separate passband.
  • the band pass filter corresponding to the cuvette 15 on which the light irradiation is performed among the 11 bandpass filters is irradiated with the light.
  • the light detection unit 40 to block the Raman scattered light.
  • each of the bandpass filters 57 is configured to shield both Stokes light and anti-Stokes light in the Raman scattered light, but may be configured to shield only one of them. It is included in the scope of rights of the present invention.
  • the present invention detects diffracted light (diffraction fringes) generated by irradiating a foreign object with laser light as a light detection unit. 40 is received, and can be applied to a particle counter in which foreign matter is detected based on a change in an output signal due to reception of the diffraction fringes, and is also applied to a particle counter that detects by a technique called an IPSA method. be able to. That is, the application of the present invention is not limited to a particle counter having a specific measurement principle.
  • medical solution used as the object which detects a foreign material is not restricted to said resist and thinner.
  • the present invention may be applied to the protective film forming modules 1E and 1F and the developing module to detect foreign substances in the chemical solution for forming the protective film and foreign substances in the developing solution.
  • a chemical solution supply module (chemical solution supply device) for forming an insulating film on the wafer W, a cleaning device that supplies a cleaning solution that is a chemical solution for cleaning the wafer W, and a plurality of wafers W are bonded together.
  • the present invention can be applied to each chemical solution supply device such as a device for supplying the adhesive as a chemical solution to the wafer W.
  • this invention is not restricted to being applied to a chemical solution supply apparatus.
  • a gas flow cuvette 15 different from the cuvette 15 through which the chemical solution flows is provided in the flow path array 16.
  • an atmosphere in a region where the wafer W is transferred such as the transfer region 74 in the coating and developing apparatus 1 can be supplied to the gas flow cuvette 15 by a suction pump or the like.
  • the region where the wafer W is transferred includes a region where the wafer W such as the resist coating module 1A is processed.
  • an optical path is formed in the cuvette while the gas is flowing through the gas flow cuvette to detect the foreign matter.
  • the present invention can detect not only foreign substances contained in the liquid supplied to the wafer W but also foreign substances contained in the surrounding environment. That is, foreign matter contained in the fluid can be detected.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the embodiments can be changed as appropriate.
  • the evaluation test 1 conducted in connection with the present invention will be described.
  • the chemical solution is allowed to flow through the flow path 17 of the foreign matter detection unit 4 and the laser light is irradiated from the laser light irradiation unit 51 to the flow path 17 so that the noise level (unit: mV) of the signal output to the control unit 6 is set. It was measured.
  • This noise level is the difference between the peaks of the voltage waveform.
  • a bandpass filter 57 is provided between the cuvette 15 and the light receiving elements 45A and 45B, as in the above-described embodiment.
  • the bandpass filter 57 has a center wavelength of 532 nm and a full width at half maximum of 4 nm.
  • the chemical solution supplied to the flow path 17 was selected from a thinner, a chemical solution for forming an antireflection film, and a resist.
  • this evaluation test 1 those using thinner were evaluated in test 1-1, 1-4, those using chemicals for forming an antireflection film were evaluated in test 1-2, 1-5, and those using resist were evaluated.
  • Tests 1-3 and 1-6 Further, as a comparative test 1, a test similar to the evaluation test 1 was performed without providing the band pass filter 57. A test conducted under the same conditions as those of the evaluation tests 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, and 1-6 except that the bandpass filter 57 is not provided. The comparative tests 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, and 1-6 are used, respectively.
  • FIG. 16 is a bar graph showing the results of Evaluation Test 1 and Comparative Test 1, and the vertical axis shows the noise level.
  • the bar graph of evaluation test 1 is hatched, and the bar graph of comparative test 1 is not hatched.
  • the noise levels are 75.8 mV, 63.6 mV, 89.5 mV, 75.6 mV, and 82.9 mV, respectively. It was 554.4 mV.
  • the noise levels were 103.1 mV, 98.3 mV, 119.6 mV, 103.1 mV, and 126.1 mV, respectively.

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Abstract

【課題】流路部を流れる異物を精度よく検出することができる技術を提供すること。 【解決手段】被処理体Ｗに供給される流体が流れる流路１７Ａ～１７Ｋを構成する流路部１５Ａ～１５Ｋと、流路部１５Ａ～１５Ｋにおける流体の流れ方向と光路が交差するように、当該流路部１５Ａ～１５Ｋ内にレーザー光を照射するためのレーザー光照射部５１と、流路部１５Ａ～１５Ｋを透過した光路上に設けられる受光素子４５Ａ、４５Ｂと、受光素子４５Ａ、４５Ｂから出力される信号に基づいて、流体中の異物を検出するための検出部６と、受光素子４５Ａ、４５Ｂと流路部１５Ａ～１５Ｋとの間の光路上に設けられ、流体に光照射部５１から光が照射されて生じたラマン散乱光を遮断すると共にレイリー散乱光を受光素子４５Ａ、４５Ｂへ透過させるフィルタ部５７と、を備えるように装置を構成する。

Description

異物検出装置、異物検出方法及び記憶媒体
　本発明は、被処理体に供給される流体中の異物を光学的に検出する異物検出装置、異物検出方法及び当該方法を実行するコンピュータプログラムを備えた記憶媒体に関する。
　半導体装置の製造工程においては、例えば半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対して液処理を行う工程がある。例えばレジストパターンを形成する工程では、レジストなどの各種の薬液が用いられ、薬液は薬液ボトルから、バルブなどの機器が介設された流路である配管を通ってノズルを介してウエハ上に吐出される。そのようにウエハに供給される薬液には配管あるいは各機器に付着していたパーティクルが混入する場合があり、また当該薬液中に気泡が発生する場合もある。更に樹脂材料を含む薬液例えばレジストにおいては、正常なポリマー成分よりも大きな、いわば異常なポリマー成分が含まれていることもある。
　例えばレジスト中にパーティクルや気泡あるいは異常なポリマーが混入していると、現像欠陥の要因になることから、これらの異物を監視して異物の量が設定値を下回るまで例えば配管を含む供給系内にて薬液の清浄化を図る処理技術が知られている。異物を監視する手法としては流路内の薬液にレーザー光を照射し、異物からの散乱光を受光して異物の量を計測するパーティクルカウンタを用いた手法がある。
　一方、半導体デバイスのデザインルールの微細化が進むにつれて許容されるパーティクルサイズが益々小さくなる傾向にあり、より微細な異物を精度よく検出する技術が要求されている。しかしながら検出対象の異物が小さいほど、Ｓ（信号レベル）／Ｎ（ノイズレベル）が小さくなるので、高精度な検出が困難になる。またレジスト中におけるサイズが大きい異常ポリマーを検出しようとすると、サイズが小さい正常なポリマーに対応するレーザー光の強度がノイズとなるので、異常ポリマーについての高精度な検出が難しい。例えば特許文献１には、流路にレーザー光を透過させて薬液中のパーティクルを検出する技術について記載されているが、より高精度な検出を行うことが求められている。
特開２０１６－１０３５９０号公報
　本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、流路部を流れる異物を精度よく検出することができる技術を提供することである。
　本発明の異物検出装置は、被処理体に供給される流体中の異物を検出する異物検出装置において、
　前記被処理体に供給される流体が流れる流路を構成する流路部と、
　前記流路部における流体の流れ方向と光路が交差するように、当該流路部内にレーザー光を照射するためのレーザー光照射部と、
　前記流路部を透過した光路上に設けられる受光素子と、
　前記受光素子から出力される信号に基づいて、前記流体中の異物を検出するための検出部と、
　前記受光素子と前記流路部との間の光路上に設けられ、前記流体に前記レーザー光照射部から光が照射されて生じたラマン散乱光を遮断すると共にレイリー散乱光を前記受光素子へ透過させるフィルタ部と、
を備えたことを特徴とする。
　本発明の異物検出方法は、被処理体に供給される流体中の異物を検出する異物検出方法において、
　前記被処理体に供給される流体が流れる流路を構成する流路部に、当該流体を供給する工程と、
　レーザー光照射部により、前記流路部における流体の流れ方向と光路が交差するように、当該流路部内にレーザー光を照射する工程と、
　前記流路部を透過した光路上に設けられる受光素子により受光する工程と、
　前記受光素子から出力される信号に基づいて、検出部により前記流体中の異物を検出するための工程と、
　前記受光素子と前記流路部との間の光路上に設けられるフィルタ部により、前記流体に前記レーザー光照射部から光が照射されて生じたラマン散乱光を遮断すると共にレイリー散乱光を前記受光素子へ透過させる工程と、
を備えたことを特徴とする。
　本発明の記憶媒体は、被処理体に供給される流体中の異物を検出する異物検出装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
　前記コンピュータプログラムは、本発明の異物検出方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
　本発明によれば、基板に供給される流体の供給路の一部であって流体中の異物の測定領域を構成する測定用の流路部と、光照射部から照射されて当該流路部を透過する光を受光する受光素子とが設けられ、受光素子と流路部との間には、前記流体に上記の光が照射されることで生じたラマン散乱光を遮断すると共にレイリー散乱光を前記受光素子へ通過させるフィルタ部が設けられる。従って、ラマン散乱光が受光素子へ入射することを防ぐことができ、受光素子から出力される信号中にノイズが発生することを抑制することができるため、流体中の異物について精度の高い検出を行うことができる。
本発明の実施の形態に係る塗布、現像装置の概略構成図である。 前記塗布、現像装置に含まれるレジスト塗布モジュールの斜視図である。 前記塗布、現像装置に含まれる異物検出ユニットの概略構成図である。 前記異物検出ユニットを構成する薬液の流路の構成部材の斜視図である。 前記異物検出ユニットの平面図である。 前記異物検出ユニットに含まれるバンドパスフィルタの作用を説明するための模式図である。 前記バンドパスフィルタの特性を示すためのグラフ図である。 前記異物検出ユニットを構成する光検出部の平面図である。 前記異物検出ユニットに含まれる回路構成を示すブロック図である。 前記異物検出ユニットにおける光路を示す概略図である。 塗布、現像装置の各部の動作を示すタイミングチャートである。 前記バンドパスフィルタの他の特性を示すためのグラフ図である。 前記塗布、現像装置の平面図である。 前記塗布、現像装置の概略縦断側面図である。 他の構成の異物検出ユニットの受光部を示す平面図である。 評価試験の結果を示すグラフ図である。
　図１は、本発明の異物検出装置が適用された塗布、現像装置１の概略図である。この塗布、現像装置１は、被処理体である基板例えばウエハＷに夫々薬液を供給して処理を行うレジスト塗布モジュール１Ａ、１Ｂ、反射防止膜形成モジュール１Ｃ、１Ｄ、保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆを備えている。これらのモジュール１Ａ～１Ｆ（レジスト塗布モジュール１Ａ、１Ｂ、反射防止膜形成モジュール１Ｃ、１Ｄ、保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆ）は、ウエハＷに薬液を供給して処理を行う薬液供給モジュールである。塗布、現像装置１は、これらモジュール１Ａ～１ＦにてウエハＷに各種の薬液を供給し、反射防止膜の形成、レジスト膜の形成、露光時にレジスト膜を保護するための保護膜の形成を順に行った後、例えば液浸露光されたウエハＷを現像する。
　上記のモジュール１Ａ～１Ｆは薬液の供給路を備えており、塗布、現像装置１はこの供給路を流通する薬液中の異物を検出できるように構成されている。上記の供給路を流通した薬液は、ウエハＷに供給される。従って、ウエハＷへの薬液の供給と異物の検出とが互いに並行して行われる。異物とは、例えばパーティクル、気泡、及び薬液を構成する正常なポリマーよりも粒径が大きい異常なポリマーなどである。異物の検出とは具体的には、例えば所定の期間中に薬液の流路の所定の検出領域を流れる異物の総数と各異物の大きさとについての検出である。塗布、現像装置１には光供給部２が設けられており、光供給部２は、光源２１から出力される例えば波長５３２ｎｍのレーザー光をファイバー２３により、モジュール１Ａ～１Ｆに設けられる異物検出ユニット４に導光する。
　モジュール１Ａ～１Ｆは略同様に構成されており、ここでは図１に示したレジスト塗布モジュール１Ａの概略構成について説明する。レジスト塗布モジュール１Ａは、例えば１１本のノズル１１Ａ～１１Ｋを備えており、そのうちの１０本のノズル１１Ａ～１１ＪはウエハＷに薬液としてレジストを吐出し、塗布膜であるレジスト膜を形成する。ノズル１１ＫはウエハＷにシンナーを吐出する。シンナーは、レジストが供給される前のウエハＷに供給され、レジストの濡れ性を高めるプリウエット用の薬液であり、レジストの溶剤である。
　ノズル１１Ａ～１１Ｊには薬液の供給路をなす薬液供給管１２Ａ～１２Ｊの下流端が接続され、薬液供給管１２Ａ～１２Ｊの上流端は、バルブＶ１を介して、レジストの供給源１３Ａ～１３Ｊに夫々接続されている。各レジストの供給源１３Ａ～１３Ｊは、例えばレジストが貯留されたボトルと、ボトルから供給されたレジストをノズル１１Ａ～１１Ｊに圧送するポンプと、を備えている。供給源１３Ａ～１３Ｊの各ボトルに貯留されるレジストの種類は互いに異なり、ウエハＷには１０種類のレジストから選択された１種類のレジストが供給される。
　ノズル１１Ｋには薬液供給管１２Ｋの下流端が接続され、薬液供給管１２Ｋの上流端はバルブＶ１を介して、供給源１３Ｋに接続されている。供給源１３Ｋはレジストの代わりに上記のシンナーが貯留されることを除いて、供給源１３Ａ～１３Ｊと同様に構成されている。即ち、ウエハＷを処理するにあたり、薬液供給管１２Ａ～１２Ｋを薬液が流れるタイミングは互いに異なる。薬液供給管１２Ａ～１２Ｋは可撓性を有する材質、例えば樹脂により構成され、後述するノズル１１Ａ～１１Ｋの移動を妨げないように構成されている。薬液供給管１２Ａ～１２Ｋにおけるノズル１１Ａ～１１ＫとバルブＶ１との間にはキュベット１５Ａ～１５Ｋが介設されている。キュベット１５Ａ～１５Ｋは、異物の測定用の流路部として構成され、その内部を通過する異物について検出される。キュベット１５Ａ～１５Ｋについては後に詳述する。
図２ではレジスト塗布モジュール１Ａについて、より詳しい構成の一例を示している。図中３１、３１はスピンチャックであり、各々ウエハＷの裏面中央部を水平に吸着保持すると共に、保持したウエハＷを鉛直軸回りに回転させる。図中３２、３２はカップであり、スピンチャック３１、３１に保持されたウエハＷの下方及び側方を囲み、薬液の飛散を抑える。図中３３は鉛直軸回りに回転する回転ステージであり、回転ステージ３３上には、水平方向に移動自在で垂直な支柱３４と、ノズル１１Ａ～１１Ｋのホルダ３５とが設けられている。３６は支柱３４に沿って昇降自在な昇降部であり、３７は昇降部３６を支柱３４の移動方向とは直交する水平方向に移動自在なアームである。アーム３７の先端には、ノズル１１Ａ～１１Ｋの着脱機構３８が設けられている。回転ステージ３３、支柱３４、昇降部３６及びアーム３７の協働動作により、各スピンチャック３１上とホルダ３５との間でノズル１１Ａ～１１Ｋが移動する。
上記の回転ステージ３３及びカップ３２の側方に、移動するアーム３７や支柱３４に干渉しないように異物検出ユニット４が設けられている。この異物検出ユニット４と、上記の光供給部２と、後述の制御部６と、によって本発明の異物検出装置が構成されている。図３は、この異物検出ユニット４の平面図を示している。異物検出ユニット４は、レーザー光照射部５１と、受光部５２と、流路アレイ１６と、を備え、例えば前方散乱光を利用した光散乱光方式のパーティクルカウンタとして構成されている。つまり、異物によって生じた散乱光を受光素子で受光したときに、当該受光素子から出力される信号の変化に基づいて異物の検出が行われる。
上記のファイバー２３の下流端は、コリメータ４２を介してレーザー光照射部５１に接続されている。例えば塗布、現像装置１の稼働中、光供給部２からは常時ファイバー２３に光が供給され、後述するシャッタ４１の光路の開閉によって、流路アレイ１６へ光が供給された状態と、流路アレイ１６への光の供給が停止した状態とが切り替えられる。ファイバー２３は、後述するレーザー光照射部５１の移動を妨げないように可撓性を有している。
流路アレイ１６について、図４の斜視図を参照して説明する。薬液の流路部をなす流路アレイ１６は石英製であり、角形の横長のブロックとして構成され、上下方向に各々形成された１１個の貫通口を備えている。各貫通口は流路アレイ１６の長さ方向に沿って配列されており、各貫通口と当該貫通口の周囲の壁部とが上記のキュベット１５Ａ～１５Ｋとして構成されている。従って、キュベット１５Ａ～１５Ｋは起立したチューブをなし、このキュベット１５Ａ～１５Ｋを構成する各貫通口を上方から下方へ向けて薬液が流れる。キュベット１５Ａ～１５Ｋの各貫通口を流路１７Ａ～１７Ｋとする。流路１７Ａ～１７Ｋは互いに同様に構成されており、既述のように薬液供給管１２Ａ～１２Ｋに各々介設される。
図３に戻って説明を続ける。上記のレーザー光照射部５１及び受光部５２は、流路アレイ１６を前後から挟んで互いに対向するように設けられる。図中４３は、レーザー光照射部５１と受光部５２とを流路アレイ１６の下方側から支持するステージであり、図示しない駆動機構によって左右方向に移動自在に構成されている。このようにステージ４３が移動することによって、レーザー光照射部５１はファイバー２３から導光された光を流路１７Ａ～１７Ｋのうちの選択された一つの流路１７に照射することができ、受光部５２はそのように流路１７に照射され、当該流路１７を透過した光を受光する。つまり、薬液の流れ方向に対して交差するように流路１７に光路が形成される。
図５はレーザー光照射部５１及び受光部５２の概略構成図である。この図５は、流路１７Ａ～１７Ｋのうち、代表して１７Ａに光照射した状態を示しており、図中の矢印は上記のレーザー光によって形成される光路の概略を示している。説明の便宜上、レーザー光照射部５１から受光部５２へ向かう方向を後方とする。レーザー光照射部５１は光学系を備え、この光学系には例えば集光レンズ５３が含まれる。また、図５では表示を省略しているが、図３に示すようにレーザー光照射部５１には、上記のシャッタ４１が設けられている。
上記のコリメータ４２は、後方側に向けて水平方向にレーザー光を照射する。シャッタ４１は、コリメータ４２と集光レンズ５３との間の光路を遮蔽する遮蔽位置（図３中に鎖線で表示している）と、当該光路から退避する開放位置（図３中に実線で表示している）との間で移動し、当該光路を開閉する。集光レンズ５３は、例えばシリンドリカルレンズやパウエルレンズまたはレーザーラインジェネレーターレンズと呼ばれるレンズにより構成されており、図５に示すようにコリメータ４２から照射されたレーザー光を流路１７Ａに集光させると共に、光路の横断面について薬液の流れ方向の長さよりも当該流れ方向の長さに直交する方向が長くなるように、レーザー光を扁平化させる。集光レンズ５３よりも前方側では、光路の横断面（前後方向に向かって見た断面）は例えば略真円の円形であり、集光レンズ５３によってキュベット１５内における光路の横断面は、例えば左右方向に沿った長径を有する楕円形とされる。
流路１７Ａに形成される光路において、エネルギー密度が比較的高い集光領域が異物の検出領域５０となり、当該検出領域５０に進入した異物に対して検出が行われる。そして、上記のように流路１７Ａに光路が形成されているので、この検出領域５０は左右に横長であり、平面で見たときに流路１７Ａの面積に対する検出領域５０の面積の割合は比較的大きい。このような検出領域５０を形成することで、流路１７Ａ内を流れる異物の総数のうち、検出される異物の数の割合が高くなるようにしている。
続いて、受光部５２について説明する。受光部５２は光学系５４及び光検出部４０を備えており、光学系５４が前方側に、光検出部４０が後方側に各々設けられている。光学系５４は、例えば対物レンズ５６、バンドパスフィルタ５７、結像レンズ５８が前方から後方に向けてこの順に配置されて構成されている。キュベット１５Ａを透過した光は対物レンズ５６により平行光となり、フィルタ部であるバンドパスフィルタ５７を通過して、結像レンズ５８によって光検出部４０に集光される。光検出部４０は後に詳しく説明するが、受光素子により構成される。バンドパスフィルタ５７は、その作用に入射角依存性が有るため、上記のように平行光が入射される位置に設けられている。なお、ここまで流路１７Ａに光照射したときに形成される光路について説明してきたが、他の流路１７Ｂ～１７Ｋに光照射する場合も同様に光路が形成される。
次に上記のバンドパスフィルタ５７の役割について、図６の模式図を参照しながら説明する。流路１７Ａ～流路１７Ｊを流通するレジストにはウエハＷにレジスト膜を形成するためのポリマー６１が多数含まれている。このポリマー６１は凝集などを起こしていない、レジスト中に正常に含まれるポリマーである。レーザー光照射部５１から流路１７Ａを流通するレジストに照射される光が、ポリマー６１に照射されると、ラマン散乱によるストークス光及び反ストークス光と、レイリー散乱によるレイリー光とが生じる。レイリー光は、ポリマー６１に照射される前の光と同じく波長が５３２ｎｍである光であり、ストークス光は５３２ｎｍよりも長波長側にシフトした波長を有し、反ストークス光は５３２ｎｍよりも短波長側にシフトした波長を有する。このように、流路１７Ａ～１７Ｊを透過した後のレーザー光の波長成分には、光源の波長以外に波長シフト成分が含まれている。同様に異物６２にレーザー光が照射されることによっても、レイリー光と、ラマン散乱光であるストークス光及び反ストークス光と、が生じる。また、ポリマー６１以外のレジストの構成物、例えばレジストの溶媒であるシンナーにレーザー光が照射されることによっても、レイリー光、ストークス光及び反ストークス光が生じる。
異物６２にレーザー光が照射されたときの光検出部４０の受光素子における受光の変化に基づいて異物の検出が行われるが、異物６２から生じた散乱光（レイリー光、ストークス光及び反ストークス光）の他に、正常なポリマー６１から生じた散乱光及びシンナーから生じた散乱光についても受光素子に照射される。しかし、上記のポリマー６１及びポリマー６１以外のシンナーなどのレジストの構成物の散乱光が受光素子に照射されると、当該光検出部４０から出力される電圧信号に、これらの散乱光に起因する振幅が現れる。つまりバックグラウンドノイズとなる。異物の検出信号について、このバックグラウンドのノイズ信号よりも振幅が小さいと、当該ノイズ信号との区別が困難である。つまり、このノイズ信号のレベルにより、測定可能な異物の最小粒径（最小可測粒径）が決まることになる。
図７は、バンドパスフィルタ５７を設けない場合において光検出部４０に導光される光のラマンスペクトルの概略を示すグラフである。グラフの横軸はラマンシフト（単位：ｃｍ－１）、即ち光の波長（単位：ｎｍ）を示しており、グラフの縦軸はラマン強度を示している。スペクトルにおいて、＋８００ｃｍ－１付近の波長に見られる比較的大きなピークは、夾雑物、即ちポリマー６１及びポリマー６１以外の異物では無いレジストの構成部材（シンナーを含む）についてのストークス光によるものであり、－８００ｃｍ－１付近の波長に見られる比較的大きなピークは当該夾雑物についての反ストークス光によるものである。このように比較的大きなピークを持つ成分は、比較的大きなレベルのノイズの原因となる。
そこでバンドパスフィルタ５７を設けることにより、図６に示すようにこの夾雑物によるストークス光及び反ストークス光の成分を除去し、異物６２、ポリマー６１及びシンナーなどのポリマー６１以外のレジストの構成部材から生じたレイリー光については受光素子を含む光検出部４０に導光されるようにする。つまり、上記したノイズの原因となるポリマー６１及びシンナーの散乱光のうち、ポリマー６１によるストークス光及び反ストークス光と、シンナーによるストークス光及び反ストークス光と、をバンドパスフィルタ５７によって除去する。このバンドパスフィルタ５７については、そのような作用を有するように半値幅が４ｎｍに構成されている。なお、特に記載の無い限り、本明細書において半値幅は半値全幅（full width at half maximum）であるものとする。また、バンドパスフィルタ５７の中心波長は、この例では光供給部２から出力されるレーザーの波長である５３２ｎｍである。
続いて光検出部４０について、図８の平面図を参照しながら説明する。光検出部４０は、例えば各々フォトダイオードからなる６４個の受光素子によって構成されている。受光素子は、例えば２×３２の行列をなすように互いに間隔をおいて配置されている。上側に配置された受光素子を受光素子４５Ａ、下側に配置された受光素子を受光素子４５Ｂとする。左右方向の同じ位置における受光素子４５Ａ、受光素子４５Ｂは１つの組をなしている。これらの受光素子４５Ａ、４５Ｂについて、後方側に向かって見て左側から順に１チャンネル、２チャンネル、３チャンネル・・・３２チャンネル（ｃｈ）として、チャンネル（ｃｈ）番号を付して示す場合が有る。
異物検出ユニット４は、受光素子４５Ａ、４５Ｂの各チャンネルに対応して各々設けられる計３２個の回路部４６を備えている。図９を参照してこの回路部４６について説明すると、回路部４６は、受光素子４５Ａ及び受光素子４５Ｂの後段に夫々設けられるトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）４７Ａ、４７Ｂと、ＴＩＡ４７Ａ、４７Ｂの後段に設けられる差分回路４８と、を備えている。受光素子４５Ａ及び受光素子４５Ｂは受光する光の強度に応じた電流をＴＩＡ４７Ａ、４７Ｂに供給し、ＴＩＡ４７Ａ、４７Ｂは各々供給された電流に対応する電圧信号を差分回路４８に出力する。差分回路４８は、ＴＩＡ４７Ａからの電圧信号とＴＩＡ４７Ｂからの電圧信号との差分の電圧信号を後述の制御部６に出力する。
制御部６は、上記の差分回路４８から出力される信号に基づいて異物の検出を行う。このように受光素子４５Ａ、４５Ｂからの各出力の差分に対応する信号に基づいて異物の検出を行うのは、受光素子４５Ａ、４５Ｂで共通に検出されるノイズを除去するためである。また、上記の回路部４６についても、接続される受光素子４５Ａ、４５Ｂのチャンネル番号と同じチャンネル番号を付して示す場合が有る。
受光素子４５Ａ、４５Ｂと上記のキュベットの検出領域５０との関係について、図１０の模式図を用いてさらに詳しく説明する。図中の二点鎖線の矢印は、キュベット１５Ａの流路１７Ａに向けて光照射したときにおけるレーザー光照射部５１から受光素子４５Ａ群に至る光路を示したものである。流路１７Ａの光路において前方側に向かって見て、集光領域である検出領域５０の上半分を長さ方向に３２個に分割した分割検出領域の各々を、右端から順番に１ｃｈの分割検出領域～３２ｃｈの分割検出領域と呼ぶものとする。図中Ｌ２１で示す１つの分割検出領域の左右の幅は、例えば０．８５μｍであり、各分割検出領域には符号５９を付している。
光学系５４は、１ｃｈの分割検出領域５９と１ｃｈの受光素子４５Ａとが１対１に対応し、２ｃｈの分割検出領域５９と２ｃｈの受光素子４５Ａとが１対１に対応し、３ｃｈの分割検出領域５９と３ｃｈの受光素子４５Ａとが１対１に対応し、同様に順番に同じチャンネルの分割検出領域５９と受光素子４５Ａとが１対１に対応するように構成されている。即ち、１ｃｈの受光素子４５Ａには１ｃｈの分割検出領域５９で異物と反応して生じた反応光（反応によって摂動を受けた光）のほぼ全部が照射され、２ｃｈの受光素子４５Ａには２ｃｈの分割検出領域５９で異物と反応して生じた反応光（反応によって摂動を受けた光）のほぼ全部が照射される。図１０では、実線の矢印、点線の矢印で互いに異なるチャンネルの分割検出領域５９から互いに異なるチャンネルの受光素子４５Ａに照射される反応光の光路を示している。
このように光が照射されるので、検出領域５０に進入した異物に対応する信号が、いずれか一つのチャンネルの受光素子４５Ａから発生する。例えばこの反応光が対応するチャンネルの受光素子４５Ａだけに照射されずに他のチャンネルの受光素子４５Ａに跨って入光されると、受光素子４５Ａに流れる電流レベルが低くなり、検出精度が低くなる。つまり、上記のように分割検出領域と受光素子４５Ａとが対応するように構成することで、異物の検出精度を高くしている。
同様に、集光領域である検出領域５０の下半分を長さ方向に３２個に分割した分割検出領域５９の各々を、順番に１ｃｈの分割検出領域５９～３２ｃｈの分割検出領域５９と呼ぶものとすると、１つのチャンネルの分割検出領域５９は、１つのチャンネルの受光素子４５Ｂに対応する。つまり１つのチャンネルの分割検出領域５９の反応光が１つのチャンネルの受光素子４５Ｂに照射されるように光学系５４が構成されている。
また、上記のように複数のチャンネルの受光素子４５Ａ、４５Ｂを持つように構成するのは、１つの受光素子４５（４５Ａ、４５Ｂ）が受けるレーザー光のエネルギーを抑えることで、レーザー光のフォトンの揺らぎに起因するショットノイズを低減させ、ＳＮ比（Ｓ／Ｎ）を向上させるためであり、１つの受光素子４５に対応する検出領域を流れる正常なポリマーの数を抑えることで、当該ポリマーに起因するノイズを抑え、ＳＮ比を向上させるためでもある。なお、キュベット１５Ａに検出領域５０が形成される場合の光路を例示したが、他のキュベット１５Ｂ～１５Ｋに検出領域５０が形成される場合も、同様に光路が形成されて、異物の検出が行われる。
続いて、塗布、現像装置１に設けられる異物の検出部である制御部６（図１、図９を参照）について説明する。制御部６は例えばコンピュータからなり、不図示のプログラム格納部を有している。このプログラム格納部には、各モジュールでのウエハＷの処理、及び上記のように受光素子の各チャンネルから出力される信号に基づいた異物の検出、後述する搬送機構による塗布、現像装置１内でのウエハＷの搬送などの各動作が行われるように命令（ステップ群）が組まれたプログラムが格納されている。当該プログラムによって、制御部６から塗布、現像装置１の各部に制御信号が出力されることで、上記の各動作が行われる。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。
図１に示したレジスト塗布モジュール１Ａ以外のモジュールについても説明しておくと、レジスト塗布モジュール１Ｂは、レジスト塗布モジュール１Ａと同様に構成されている。反射防止膜形成モジュール１Ｃ、１Ｄ及び保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆは、例えばレジスト及びシンナーの代わりに反射防止膜形成用の薬液、保護膜形成用の薬液を供給することを除いて、レジスト塗布モジュール１Ａ、１Ｂと同様に構成されている。反射防止膜形成用の薬液はレジストと同様にポリマーを含有している。例えばモジュール１Ｃ～１Ｆ（反射防止膜形成モジュール１Ｃ、１Ｄ及び保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆ）においても、レジスト塗布モジュール１Ａ、１Ｂと同様に薬液がウエハＷに供給される。
　続いて図１１のタイミングチャートを参照しながら、上記のレジスト塗布モジュール１Ａにおいて行われるウエハＷの処理及び異物の検出について説明する。このタイミングチャートでは、１３Ａ～１３Ｋのうちの一の供給源１３におけるポンプの圧力が整定されるタイミング、１１Ａ～１１Ｋのうちの一の供給源１３に対応する一のノズル１１がアーム３７により移動するタイミング、１２Ａ～１２Ｋのうちの一の供給源１３に対応する薬液供給管１２のバルブＶ１が開閉するタイミング、レーザー光照射部５１からレーザー光が照射される状態と当該レーザー光の照射が停止した状態とが切り替えられるタイミング、制御部６により光検出部４０の各チャンネルからの信号が取得されるタイミングを夫々示している。上記のレーザー光が照射される状態と照射が停止した状態とが切り替えられるタイミングは、異物検出ユニット４のシャッタ４１が開閉するタイミングとも言える。
実際には、ウエハＷにはシンナー、レジストの順で塗布が行われるが、説明の便宜上、レジストが塗布されるときの動作から説明する。先ず、ウエハＷがスピンチャック３１上に搬送されて保持された状態で、例えばノズル１１ＡがウエハＷ上に搬送されると共に、供給源１３Ａのポンプがレジストの吸引を行い、それによって所定の圧力となるように整定が開始される（時刻ｔ１）。例えばこのノズルの移動及びポンプの動作に並行して、レーザー光照射部５１及び受光部５２がキュベット１５Ａを挟む位置に移動する。このとき異物検出ユニット４のシャッタ４１は閉じられている。
ノズル１１ＡがウエハＷ上で静止し（時刻ｔ２）、ウエハＷが所定の回転数で回転した状態となる。続いて薬液供給管１２ＫのバルブＶ１が開かれ、ポンプからレジストがノズル１１Ａへ向けて所定の流量で圧送されると共にシャッタ４１が開かれ、レーザー光照射部５１からレーザー光が照射され、キュベット１５Ａを透過する。即ち、キュベット１５Ａの流路１７Ａに、図５、図１０で説明した光路による検出領域５０が形成される（時刻ｔ３）。そして図６で説明したように、ポリマー６１などのレジストの構成物に光が照射されることで生じたストークス光及び反ストークス光はバンドパスフィルタ５７により遮蔽され、波長５３２ｎｍ及びその付近の波長を有する光が選択的に受光部５２へ照射されて、各チャンネルの受光素子４５Ａ、４５Ｂから信号が出力される。上記のようにストークス光及び反ストークス光が遮蔽されているため、これらの受光素子４５Ａ、４５Ｂから回路部４６へ出力される信号に含まれるノイズは小さい。
そして、圧送されたレジストはキュベット１５Ａを通過し、ノズル１１ＡからウエハＷの中心部へ吐出される。バルブＶ１の開度が上昇して、所定の開度になると開度の上昇が停止する（時刻ｔ４）。然る後、制御部６による各チャンネルの回路部４６からの出力信号の取得が開始される（時刻ｔ５）。異物が流路１７Ａの検出領域５０を上方から下方に流れて、当該異物にレーザー光が照射されると、生じた散乱光が、異物が流れた箇所に対応するチャンネルの受光素子４５Ａまたは受光素子４５Ｂに照射され、当該受光素子４５Ａまたは４５Ｂから、この異物に対応する信号が出力され、回路部４６からの出力信号のレベルが変化する。その後、制御部６による各チャンネルの受光素子４５からの出力信号の取得が停止し（時刻ｔ６）、続いてシャッタ４１が閉じられてレーザー光照射部５１からの光照射が停止すると共に薬液供給管１２ＡのバルブＶ１が閉じられ（時刻ｔ７）、ウエハＷへのレジストの吐出が停止する。吐出されたレジストは、遠心力によりウエハＷの周縁部に展伸されて、レジスト膜が形成される。
上記の時刻ｔ５～ｔ６間において、各チャンネルの回路部４６から取得された出力信号に基づいて、受光素子のチャンネル毎の異物の計数が行われる。さらにこの出力信号に基づいて、異物の粒径が測定され、分級が行われる。つまり、粒径について設定された複数の範囲毎に、異物の数がカウントされる。上記のバンドパスフィルタ５７により、この出力信号に含まれるノイズのレベルは抑えられている。つまり、上記の出力信号におけるＳＮ比は、比較的大きい。従って、この計数及び粒径の測定が精度高く行われる。そして、チャンネル毎に検出された異物の数は合計され、検出領域５０全体で検出された異物の数（異物の総数とする）が算出される。然る後、異物の総数がしきい値以上であるか否かの判定と、所定の粒径より大きい異物の数がしきい値以上であるか否かの判定とが行われる。
そして、上記の異物の総数がしきい値以上であると判定された場合または所定の粒径より大きい異物の数がしきい値以上であると判定された場合、アラームが出力されると共に、モジュール１Ａの動作が停止し、ウエハＷの処理が中止される。このアラームは、具体的には、例えば制御部６を構成するモニターへの所定の表示や、制御部６を構成するスピーカーからの所定の音声の出力である。また、このアラームの出力には、例えば１５Ａ～１５Ｋのうち異常が検出されたキュベット１５をユーザーに報知するための表示や音声の出力が含まれる。異物の総数がしきい値以上ではないと判定され、且つ所定の粒径より大きい異物の数がしきい値以上では無いと判定された場合、アラームの出力は行われず、モジュール１Ａの動作の停止も行われない。なお、上記の各演算及び各判定は、計数部をなす制御部６により行われる。
シンナーをウエハＷに吐出する際には、ノズル１１Ａの代わりにノズル１１ＫがウエハＷ上に搬送されること、供給源１３Ａのポンプの代わりに供給源１３Ｋのポンプが動作すること、薬液供給管１２ＡのバルブＶ１の代わりに薬液供給管１２ＫのバルブＶ１が開閉すること、及びキュベット１５Ａに光照射される代わりにキュベット１５Ｋに光照射されることを除いて、図１１のタイミングチャートに従って各部が動作する。その動作によって、ウエハＷのシンナーへの供給に並行して、当該シンナー中の異物の検出が行われる。
シンナーにはポリマー６１が含まれていないが、当該シンナーにレーザー光が照射されることによってラマン散乱光が生じ、バンドパスフィルタ５７は、このラマン散乱光を遮断することができる。従って、レジスト中の異物を検出する場合と同様に、高い精度で異物の検出が行われる。ウエハＷに供給されたシンナーは、レジストと同様にウエハＷの回転により、ウエハＷの表面全体に供給される。上記の流路１７Ａを介して供給されたレジストは、そのようにシンナーが供給されたウエハＷに対して供給される。
ウエハＷへのシンナーの供給後、当該ウエハＷに供給源１３Ａ以外の薬液供給源に含まれるレジストが吐出される場合には、使用されるレジストを吐出するノズルがウエハＷ上に搬送されること、使用されるレジストに対応する供給源のポンプが動作すること、使用されるレジストに対応する供給管のバルブＶ１が開閉すること、及び使用されるレジストに対応するキュベットに光が照射されることを除いて、供給源１３ＡのレジストがウエハＷに供給される場合と同様の動作が行われる。
上記の図１１のチャートで説明した異物の検出では、キュベット１５Ａの液流が安定した状態での異物の検出を行うことで測定精度を高めるために、上記のようにバルブＶ１を開閉するタイミングと、制御部６が出力信号の取得を開始及び終了するタイミングとが互いにずれている。例えば上記の時刻ｔ４～ｔ５間は１０ミリ秒～１０００ミリ秒であり、時刻ｔ６～ｔ７間は１０～１００ミリ秒である。代表してモジュール１Ａの動作について説明したが、他のモジュール１Ｂ～１Ｆについてもモジュール１Ａと同様に、ウエハＷへの薬液の供給及び異物の検出が行われる。
　この塗布、現像装置１によれば、ウエハＷに供給される薬液の流路の一部であって薬液中の異物の測定領域を構成するキュベット１５Ａ～１５Ｋと、レーザー光照射部５１から照射されて当該キュベット１５Ａ～１５Ｋを透過する光を受光する光検出部４０と、が設けられ、キュベット１５Ａ～１５Ｋの後段には、薬液に上記の光が照射されることで生じたラマン散乱光を遮断すると共にレイリー散乱光を光検出部４０へ通過させるバンドパスフィルタ５７が設けられる。従って、ラマン散乱光であるストークス光及び反ストークス光が光検出部４０へ入射し、光検出部４０から出力される信号のノイズとなることを抑制することができる。従って、光検出部４０からの出力信号のＳＮ比を大きくすることができるため、薬液中の異物について、精度の高い検出を行うことができる。
　また、このように異物の検出を行うことで、ウエハＷに供給する薬液の清浄度が監視される。そして薬液の清浄度が所定の基準より低下したときには、上記のようにモジュールの動作が停止され、それによって当該モジュールで後続のウエハＷの処理が中止される。従って、当該後続のウエハＷに清浄度が低い薬液が供給されることを防ぐことができるので、歩留りが低下することを防ぐことができる。さらに、薬液供給管１２Ａ～１２Ｋのうち、異物が検出された薬液供給管１２が特定されるため、塗布、現像装置１のユーザーは、モジュールの動作停止後のメンテナンスや修理を速やかに行うことができる。従って、モジュールの動作が停止している時間が長くなることを抑えることができ、その結果として、塗布、現像装置１における半導体製品の生産性の低下を抑えることができる。
　さらに、上記のように検出領域５０を通流する異物の総数がしきい値以上であると判定された場合、または、所定の粒径より大きい粒径を有する異物の数がしきい値以上であると判定された場合の対処としては、アラームの出力及びモジュールの動作停止に限られない。例えば、そのように判定がなされたキュベット１５に対応する供給源１３から、薬液を薬液供給管１２の洗浄液としてノズル１１に供給し、薬液供給管１２に含まれる異物をノズル１１から除去するようにする。即ち、自動で薬液供給管１２が洗浄されるようにする。この動作後、後続のウエハＷに対して処理が再開されるようにしてもよい。
ところで、図６、図７で説明したようにポリマー６１及びシンナーなどのポリマー６１以外のレジストの構成物に起因するレイリー光が光検出部４０に導光される。そして当該ポリマー６１及びポリマー６１以外のレジストの構成物に起因するストークス光及び反ストークス光についても光検出部４０に向けて照射されるが、図７に示すように比較的大きなピークを持つ成分が、受光素子４５Ａ、４５Ｂからの出力信号における比較的大きなノイズとなる。そこで図１２に示すように、そのようなピークを持つ成分を除去することができるように、図７で説明した例よりも広い通過帯域を有するようにバンドパスフィルタ５７を構成しても上記のノイズを抑制することができる。このバンドパスフィルタ５７においては、中心波長は５３２ｎｍであり、半値幅（ＦＷＨＭ）は例えば４０ｎｍである。
レーザー光照射部５１からのレーザー光が異物に照射されて生じるストークス光及び反ストークス光について、比較的大きなピークがバンドパスフィルタ５７の通過帯域に含まれる場合、異物の検出信号のレベルは比較的大きくなる。つまり、図１２に示した比較的広い通過帯域を有するバンドパスフィルタ５７を用いることで、異物によって生じたレイリー光及びラマン散乱光の多くを受光素子４５Ａ、４５Ｂに導光し、異物の検出の感度を向上させることができるという利点がある。ただし、バンドパスフィルタ５７の通過帯域が広くなりすぎると、上記のポリマー６１やシンナーなどのレジストの構成物に起因するノイズを防ぐことができないため、当該バンドパスフィルタ５７の半値幅は例えば１００ｎｍ以下とすることが好ましい。なお、薬液の種類に応じて含まれるポリマーの分子構造は異なるため、薬液の種類毎に当該ポリマーに起因するストークス光、反ストークス光の各ピークが出現する波長は互いに異なる。また、薬液を構成する溶媒によっても当該ピークが出現する波長が異なる。従って、この半値幅は薬液の種類に応じて適宜設定することが好ましい。
続いて、塗布、現像装置１の具体的な構成例について、図１３、図１４を参照しながら説明する。図１３、図１４は夫々当該塗布、現像装置１の平面図、概略縦断側面図である。この塗布、現像装置１は、キャリアブロックＤ１と、処理ブロックＤ２と、インターフェイスブロックＤ３と、を直線状に接続して構成されている。インターフェイスブロックＤ３に露光装置Ｄ４が接続されている。キャリアブロックＤ１は、キャリアＣを塗布、現像装置１内に対して搬入出し、キャリアＣの載置台７１と、開閉部７２と、開閉部７２を介してキャリアＣからウエハＷを搬送するための搬送機構７３とを備えている。
　処理ブロックＤ２は、ウエハＷに液処理を行う第１～第６の単位ブロックＥ１～Ｅ６が下から順に積層されて構成されている。各単位ブロックＥ１～Ｅ６は互いに区画されると共に、搬送機構Ｆ１～Ｆ６を夫々備え、各単位ブロックＥ（第１～第６の単位ブロックＥ１～Ｅ６）において互いに並行してウエハＷの搬送及び処理が行われる。ここでは単位ブロックのうち代表して第３の単位ブロックＥ３を、図１３を参照しながら説明する。キャリアブロックＤ１からインターフェイスブロックＤ３へ向かって搬送領域７４が延びるように形成されており、当該搬送領域７４には、上記の搬送機構Ｆ３が設けられている。また、キャリアブロックＤ１からインターフェイスブロックＤ３へ向かって見て、搬送領域７４の左側には棚ユニットＵが配置されている。棚ユニットＵは、加熱モジュールを備えている。また、キャリアブロックＤ１からインターフェイスブロックＤ３へ向かって見て搬送領域７４の右側には、上記のレジスト塗布モジュール１Ａ、保護膜形成モジュール１Ｅが、搬送領域７４に沿って設けられている。
　第４の単位ブロックＥ４は第３の単位ブロックＥ３と同様に構成されており、レジスト塗布モジュール１Ｂ及び保護膜形成モジュール１Ｆが設けられている。単位ブロックＥ１、Ｅ２には、レジスト塗布モジュール１Ａ、１Ｂ及び保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆの代わりに反射防止膜形成モジュール１Ｃ、１Ｄが夫々設けられることを除き、単位ブロックＥ３、Ｅ４と同様に構成される。単位ブロックＥ５、Ｅ６は、ウエハＷに現像液を供給してレジスト膜を現像する現像モジュールを備える。現像モジュールは薬液としてウエハＷに現像液を供給することを除いてモジュール１Ａ～１Ｆと同様に構成されている。
　処理ブロックＤ２におけるキャリアブロックＤ１側には、各単位ブロックＥ１～Ｅ６に跨って上下に伸びるタワーＴ１と、タワーＴ１に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な搬送機構７５とが設けられている。タワーＴ１は互いに積層された複数のモジュールにより構成されており、単位ブロックＥ１～Ｅ６の各高さに設けられるモジュールは、当該単位ブロックＥ１～Ｅ６の各搬送機構Ｆ１～Ｆ６との間でウエハＷを受け渡すことができる。これらのモジュールとしては、各単位ブロックの高さ位置に設けられた受け渡しモジュールＴＲＳ、ウエハＷの温度調整を行う温調モジュールＣＰＬ、複数枚のウエハＷを一時的に保管するバッファモジュール、及びウエハＷの表面を疎水化する疎水化処理モジュールなどが含まれている。説明を簡素化するために、前記疎水化処理モジュール、温調モジュール、前記バッファモジュールについての図示は省略している。
　インターフェイスブロックＤ３は、単位ブロックＥ１～Ｅ６に跨って上下に伸びるタワーＴ２、Ｔ３、Ｔ４を備えており、タワーＴ２とタワーＴ３に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な受け渡し機構である搬送機構７６と、タワーＴ２とタワーＴ４に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な受け渡し機構である搬送機構７７と、タワーＴ２と露光装置Ｄ４の間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送機構７８が設けられている。
　タワーＴ２は、受け渡しモジュールＴＲＳ、露光処理前の複数枚のウエハＷを格納して滞留させるバッファモジュール、露光処理後の複数枚のウエハＷを格納するバッファモジュール、及びウエハＷの温度調整を行う温調モジュールなどが互いに積層されて構成されているが、ここでは、バッファモジュール及び温調モジュールの図示は省略する。
処理ブロックＤ２の上方に既述の光供給部２が設けられ、光供給部２から単位ブロックＥ１～Ｅ４のモジュール１Ａ～１Ｆに接続されるように、ファイバー２３が下方へ向けて引き回されている。また、処理ブロックＤ２の上方には上記の制御部６を構成し、既述の各チャンネルの回路部４６からの出力信号に基づいたチャンネル毎の異物の数の算出、異物の総数の算出及び各異物の粒径の算出を行う演算部６０が設けられており、図示しない配線により演算部６０とモジュール１Ａ～１Ｆとが接続されている。
　この塗布、現像装置１におけるウエハＷの搬送経路について説明する。ウエハＷは、キャリアＣから搬送機構７３により、処理ブロックＤ２におけるタワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳ０に搬送される。この受け渡しモジュールＴＲＳ０からウエハＷは、単位ブロックＥ１、Ｅ２に振り分けられて搬送される。例えばウエハＷを単位ブロックＥ１に受け渡す場合には、タワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳのうち、単位ブロックＥ１に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ１（搬送機構Ｆ１によりウエハＷの受け渡しが可能な受け渡しモジュール）に対して、前記ＴＲＳ０からウエハＷが受け渡される。またウエハＷを単位ブロックＥ２に受け渡す場合には、タワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳのうち、単位ブロックＥ２に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ２に対して、前記ＴＲＳ０からウエハＷが受け渡される。これらのウエハＷの受け渡しは、搬送機構７５により行われる。
　このように振り分けられたウエハＷは、ＴＲＳ１（ＴＲＳ２）→反射防止膜形成モジュール１Ｃ（１Ｄ）→加熱モジュール→ＴＲＳ１（ＴＲＳ２）の順に搬送され、続いて搬送機構７５により単位ブロックＥ３に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ３と、単位ブロックＥ４に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ４とに振り分けられる。
　このようにＴＲＳ３（ＴＲＳ４）に振り分けられたウエハＷは、ＴＲＳ３（ＴＲＳ４）→レジスト塗布モジュール１Ａ（１Ｂ）→加熱モジュール→保護膜形成モジュール１Ｅ（１Ｆ）→加熱モジュール→タワーＴ２の受け渡しモジュールＴＲＳの順で搬送される。然る後、このウエハＷは、搬送機構７６、７８により、タワーＴ３を介して露光装置Ｄ４へ搬入される。露光後のウエハＷは、搬送機構７８、７７によりタワーＴ２、Ｔ４間を搬送されて、単位ブロックＥ５、Ｅ６に対応するタワーＴ２の受け渡しモジュールＴＲＳ１５、ＴＲＳ１６に夫々搬送される。然る後、加熱モジュール→現像モジュール→加熱モジュール→受け渡しモジュールＴＲＳ５（ＴＲＳ６）に搬送された後、搬送機構７３を介してキャリアＣに戻される。
ところで、レーザー光がポリマー６１に照射されたときの波長シフト量は、ポリマー６１の分子構造に依存する。従って、光検出部４０におけるＳＮ比を向上させるためのバンドパスフィルタ５７の適切な通過帯域は、薬液の種類毎に異なる。それ故に、薬液の種類に応じて、適切な通過帯域を有するバンドパスフィルタ５７を設けることが好ましい。図１５は、異物検出ユニット４の受光部５２においてそのように薬液に対応するようにバンドパスフィルタ５７を設けた例を示している。図示を省略しているが、この異物検出ユニット４のキュベット１５Ａ～１５Ｋには互いに異なる化合物のポリマーを含有した薬液が流れる。そして、各キュベット１５Ａ～１５Ｋに各々対応するように、受光部５２には１１個のバンドパスフィルタ５７（便宜上、４個のみ表示している）が左右方向に沿って設けられている。
１１個のバンドパスフィルタ５７は受光部５２に設けられる図示しないフィルタ移動機構により、当該受光部５２において左右方向に移動自在に構成されており、各バンドパスフィルタ５７は各キュベット１５Ａ～１５Ｋを流通する薬液に応じて、個別の通過帯域を有する。レーザー光照射部５１によるキュベット１５への光照射が行われる際には、１１個のバンドパスフィルタのうち、この光照射が行われるキュベット１５に対応するバンドパスフィルタが、光照射されるキュベット１５と光検出部４０との間に位置して、ラマン散乱光を遮蔽する。
ところで、上記の各バンドパスフィルタ５７は、ラマン散乱光のうちのストークス光及び反ストークス光の両方を遮蔽するように構成されているが、いずれか一方のみを遮蔽するように構成されていても本発明の権利範囲に含まれる。なお、本発明を構成するフィルタ部としては特定の波長帯域の光を通過させるバンドパスフィルタの他に、特定の波長帯域の光を遮断する帯域除去フィルタを用いてもよい。
なお、前方散乱光を利用した光散乱光方式のパーティクルカウンタに本発明が適用された例を説明したが、本発明はレーザー光が異物に照射されて生じる回折光（回折縞）を光検出部４０が受光し、この回折縞の受光による出力信号の変化に基づいて、異物が検出されるパーティクルカウンタにも適用することができるし、ＩＰＳＡ法と呼ばれる手法により検出を行うパーティクルカウンタにも適用することができる。つまり、本発明の適用は、特定の測定原理を持つパーティクルカウンタに限定されるものではない。
ところで、異物を検出する対象となる薬液は、上記のレジスト及びシンナーに限られない。例えば、保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆ、現像モジュールに本発明を適用し、保護膜形成用の薬液中の異物や現像液中の異物の検出を行ってもよい。その他に、例えばウエハＷに絶縁膜を形成するための薬液供給モジュール（薬液供給装置）や、ウエハＷを洗浄するための薬液である洗浄液を供給する洗浄装置、複数のウエハＷを互いに貼り合わせるための接着剤を薬液としてウエハＷに供給する装置などの各薬液供給装置に本発明を適用することができる。
また、本発明は、薬液供給装置に適用されることに限られない。例えば流路アレイ１６に、薬液が通流するキュベット１５とは別の気体通流用のキュベット１５を設ける。そして、塗布、現像装置１における搬送領域７４などのウエハＷが搬送される領域の雰囲気を吸引ポンプなどにより、当該気体通流用のキュベット１５に供給できるようにする。ウエハＷが搬送される領域には、レジスト塗布モジュール１ＡなどのウエハＷが処理される領域も含まれる。そして、薬液中の異物を検出する場合と同様に、気体通流用のキュベットを気体が通流中に、当該キュベットに光路を形成して異物の検出を行う。従って、本発明はウエハＷに供給される液体に含まれる異物を検出することができるだけでなく、周辺環境に含まれる異物を検出することができる。つまり、流体に含まれる異物を検出することができる。なお、本発明は既述した各実施形態に限られず、当該実施形態は適宜変更することができる。
（評価試験）
本発明に関連して行われた評価試験１について説明する。上記の異物検出ユニット４の流路１７に薬液を流すと共にレーザー光照射部５１から当該流路１７にレーザー光を照射して、制御部６へ出力される信号のノイズレベル（単位：ｍＶ）を測定した。このノイズレベルは、電圧波形のピーク間の差である。キュベット１５と受光素子４５Ａ、４５Ｂとの間には、既述の実施形態と同様に、バンドパスフィルタ５７を設けた。このバンドパスフィルタ５７の中心波長は、５３２ｎｍ、半値幅は４ｎｍである。
流路１７に供給する薬液については、シンナー、反射防止膜形成用の薬液、及びレジストのうちから選択して試験を行った。この評価試験１においてシンナーを使用したものを評価試験１－１、１－４、反射防止膜形成用の薬液を使用したものを評価試験１－２、１－５、レジストを使用したものを評価試験１－３、１－６とする。また、比較試験１として、バンドパスフィルタ５７を設けずに、評価試験１と同様の試験を行った。そのようにバンドパスフィルタ５７を設けないことを除いて評価試験１－１、１－２、１－３、１－４、１－５、１－６と同様の条件で行われた試験を、夫々比較試験１－１、１－２、１－３、１－４、１－５、１－６とする。
図１６は、評価試験１及び比較試験１の結果を示す棒グラフであり、縦軸が上記のノイズレベルを示す。評価試験１の棒グラフには斜線を付し、比較試験１の棒グラフには当該斜線を付していない。評価試験１－１、１－２、１－３、１－４、１－５、１－６では、各々ノイズレベルが７５．８ｍＶ、６３．６ｍＶ、８９．５ｍＶ、７５．６ｍＶ、８２．９ｍＶ、５５４．４ｍＶであった。比較試験１－１、１－２、１－３、１－４、１－５、１－６では、各々ノイズレベルが１０３．１ｍＶ、９８．３ｍＶ、１１９．６ｍＶ、１０３．１ｍＶ、１２６．１ｍＶ、５９４．１ｍＶであった。このように薬液がシンナー、反射防止膜形成用の薬液及びレジストのうちのいずれであっても、バンドパスフィルタ５７を設けることでノイズレベルが低減された。従って、この評価試験１から本発明の効果を確認することができた。
１　　　　　　　　　　塗布、現像装置
１Ａ、１Ｂ　　　　　レジスト塗布モジュール
１５Ａ～１５Ｋ　　　キュベット
１７Ａ～１７Ｋ　　　流路
４　　　　　　　　　異物検出ユニット
５０　　　　　　　　検出領域
５１　　　　　　　　レーザー光照射部
４５Ａ、４５Ｂ　　　受光素子
５７　　　　　　　　バンドパスフィルタ
６　　　　　　　　　制御部

 

Claims (7)

  1. 　被処理体に供給される流体中の異物を検出する異物検出装置において、
    　前記被処理体に供給される流体が流れる流路を構成する流路部と、
    　前記流路部における流体の流れ方向と光路が交差するように、当該流路部内にレーザー光を照射するためのレーザー光照射部と、
    　前記流路部を透過した光路上に設けられる受光素子と、
    　前記受光素子から出力される信号に基づいて、前記流体中の異物を検出するための検出部と、
    　前記受光素子と前記流路部との間の光路上に設けられ、前記流体に前記レーザー光照射部から光が照射されて生じたラマン散乱光を遮断すると共にレイリー散乱光を前記受光素子へ透過させるフィルタ部と、
    を備えたことを特徴とする異物検出装置。
  2. 前記フィルタ部によって遮断されるラマン散乱光は、ストークス光及び反ストークス光であることを特徴とする請求項１記載の異物検出装置。
  3. 前記流体は前記被処理体に塗布膜を形成するためのポリマーを含む薬液であり、
    前記フィルタ部は、前記ポリマーによるラマン散乱光を遮断することを特徴とする請求項１記載の異物検出装置。
  4. 前記流体は液体のシンナーであることを特徴とする請求項１記載の異物検出装置。
  5. 前記フィルタ部はバンドパスフィルタであり、当該バンドパスフィルタの半値幅は１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の異物検出装置。
  6. 　被処理体に供給される流体中の異物を検出する異物検出方法において、
    　前記被処理体に供給される流体が流れる流路を構成する流路部に、当該流体を供給する工程と、
    　レーザー光照射部により、前記流路部における流体の流れ方向と光路が交差するように、当該流路部内にレーザー光を照射する工程と、
    　前記流路部を透過した光路上に設けられる受光素子により受光する工程と、
    　前記受光素子から出力される信号に基づいて、検出部により前記流体中の異物を検出するための工程と、
    　前記受光素子と前記流路部との間の光路上に設けられるフィルタ部により、前記流体に前記レーザー光照射部から光が照射されて生じたラマン散乱光を遮断すると共にレイリー散乱光を前記受光素子へ透過させる工程と、
    を備えたことを特徴とする異物検出方法。
  7. 　被処理体に供給される流体中の異物を検出する異物検出装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
    　前記コンピュータプログラムは、請求項６記載の異物検出方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。

     
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