WO2018135488A1 - 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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WO2018135488A1
WO2018135488A1 PCT/JP2018/001020 JP2018001020W WO2018135488A1 WO 2018135488 A1 WO2018135488 A1 WO 2018135488A1 JP 2018001020 W JP2018001020 W JP 2018001020W WO 2018135488 A1 WO2018135488 A1 WO 2018135488A1
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light receiving
foreign matter
receiving element
light
flow path
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PCT/JP2018/001020
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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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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/12—Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

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 a particle in a chemical solution by transmitting a laser beam through a flow path, but it is required to detect a foreign substance with higher accuracy.
  • 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 section through which a fluid supplied to the object to be processed flows;
  • a laser beam irradiating unit that irradiates a foreign substance detection region in the channel unit with a laser beam so that the flow direction of the fluid in the channel unit intersects the optical path;
  • a light receiving element that receives light transmitted through the foreign matter detection region;
  • a condensing lens that is provided on an optical path between the flow path portion and the light receiving element, and condenses on the light receiving element to form a condensing spot;
  • Based on a signal output from the light receiving element a detection unit for detecting foreign matter in the fluid; With In the light receiving element, the width of the light receiving region facing the focused spot is smaller than the width of the focused spot.
  • 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.
  • Receiving light that passes through the foreign object detection region by a light receiving element A step of condensing the light receiving element to form a condensed spot by a condensing lens provided on an optical path between the flow path portion and the light receiving element; Detecting a foreign substance in the fluid by a detection unit based on the signal;
  • the width of the light receiving region facing the focused spot is smaller than the width of the focused spot.
  • 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.
  • the laser beam is irradiated to the foreign matter detection region in the flow path so that the flow direction of the fluid in the flow path where the fluid supplied to the object flows flows and the optical path intersect.
  • a condensing lens for condensing the light transmitted through the foreign substance detection region to form a condensing spot on the light receiving element, and a light receiving region of the light receiving element facing the condensing spot.
  • the width is smaller than the width of the focused spot.
  • 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 the schematic which shows the structure of another foreign material detection unit. It is the schematic which shows the structure of the light-receiving part of a foreign material detection unit. It is a graph which shows the result of an evaluation test. 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 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 scattering 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.
  • 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 includes a cylindrical lens or a lens called, for example, a Powell lens or a laser line generator lens.
  • the condensing lens 53 condenses the laser light emitted from the collimator 42 onto the flow path 17A, and the flow direction of the chemical liquid in the cross section of the optical path
  • the laser beam is flattened so that the length in the direction orthogonal to the flow direction is longer than the length of the laser beam.
  • 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 channel 17A as described above, the detection region 50 is horizontally long, and the ratio of the area of the detection region 50 to the area of the flow channel 17A when viewed in a plane is relatively large. . 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, a mask 61, and a light detection unit 40, which are arranged in order from the front side to the rear side.
  • the optical system 54 includes an objective lens 56 and a condenser lens 57 disposed on the front side and the rear side, respectively.
  • the light transmitted through the cuvette 15A is converted into parallel light by the objective lens 56, and light is detected by the condenser lens 57.
  • the light is condensed on the portion 40.
  • the light detection unit 40 will be described with reference to the front view of FIG. 6 shows the light detection unit 40 viewed from the front position of the mask 61 toward the rear.
  • the light detection unit 40 is configured by, for example, 64 light receiving elements each formed of a photodiode, and the respective light receiving elements are configured in the same manner.
  • 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, and the light receiving element disposed on the lower side is referred to as a light receiving element 45B.
  • the left and right widths of the light receiving elements 45A and 45B indicated by L4 in the figure are 53 ⁇ m in this example.
  • the cross section of the optical path irradiated to the light detection unit 40 is also a flat ellipse whose long side extends in the left-right direction, the light receiving element 45A in the upper half of the optical path, and the light receiving element 45B in the lower half of the optical path.
  • These light receiving elements 45A and 45B are arranged so that each is positioned.
  • 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. 7.
  • 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 also be shown with the same channel number as the channel numbers 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.
  • the mask 61 is omitted for convenience of explanation.
  • 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 reaction light (light perturbed by the reaction) generated by reacting with a foreign substance in the divided detection region 59 is irradiated.
  • the light receiving element 45A of the corresponding channel the solid line arrows and the dotted line arrows indicate the optical paths of the reaction light irradiated from the divided detection areas 59 of the different channels to the light receiving elements 45A of the 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. . That is, as described above, the division detection area 59 and the light receiving element 45A are configured to correspond to each other, so that the foreign object detection accuracy is increased.
  • 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.
  • the division detection area 59 for one channel corresponds to the light receiving element 45B for 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 mask 61 includes, for example, 32 vertically elongated openings 62, which are arranged along the left and right, and in front of the light receiving elements 45A and 45B of the respective channels.
  • the left and right opening width L5 of the opening 62 is smaller than the width L4 of the light receiving elements 45A and 45B. Accordingly, a part of the light emitted from the divided detection region 59 to the light receiving elements 45A and 45B is blocked, and only the other part is received by the light receiving elements 45A and 45B.
  • An area of the light receiving elements 45A and 45B that overlaps with the opening 62 faces a condensing spot 63 described later, and forms a light receiving area for outputting a signal from the light receiving elements 45A and 45B.
  • the optical path from the 3ch divided detection area 59 to the 3ch light receiving element 45A in the upper half of the detection area 50 is schematically shown by a dotted line.
  • 9 and 6 show a laser beam condensing spot 63 formed by irradiating the 3ch light receiving element 45A from the 3ch divided detection region 59 when the mask 61 is not provided.
  • the left and right width L6 of the condensing spot 63 is equal to that of the light receiving elements 45A and 45B.
  • the width L5 of the opening 62 of the mask 61 is smaller than the width L6 of the focused spot 63. Therefore, the areas of the light receiving regions of the light receiving elements 45A and 45B are smaller than the area of the condensing spot 63 when viewed in the front-rear direction, which is the direction in which the optical path is formed.
  • the light receiving elements 45A and 45B other than the 3ch light receiving element 45A also face the condensing spot 63 formed by light irradiation from the corresponding divided detection regions 59 in the same manner. That is, light is irradiated from the condenser lens 57 so as to form a condensing spot so as to straddle the light receiving elements 45A and 45B of each channel, and the condensing spot 63 shown in FIGS. In this manner, an area corresponding to one divided detection area 59 in the condensed spot straddling each of the light receiving elements 45A and 45B is shown. That is, in this example, the 64 light receiving elements 45 are each irradiated with light from the 64 divided detection areas 59 constituting the foreign object detection areas, so that the condensed spots 63 are formed. It is smaller than the width of each light receiving element 45.
  • the reason for providing the mask 61 will be described.
  • the resist flowing through the flow paths 17A to 17J contains a normal polymer for forming a resist film, and the polymer passes through the above-described divided detection region 59 so that the light receiving elements 45A and 45B are made of the polymer.
  • background noise is generated in the signals output from the light receiving elements 45A and 45B.
  • the above-described mask 61 is provided so that the left and right widths of the light receiving elements 45A and 45B are smaller than the left and right widths of the light condensing spot 63, and light is received by the light receiving elements 45A and 45B. And the number of detected polymers is reduced. Thereby, the level of the noise signal output from the light receiving elements 45A and 45B is suppressed, the SN ratio is improved, relatively small foreign matter can be detected, and the foreign matter detection accuracy is improved.
  • the appropriate value of the opening width L5 of the mask 61 is the value of the chemical solution. It depends on the type.
  • the setting method will be described with reference to the graph of FIG. 10, assuming that the opening width L5 corresponding to the resist flowing through the flow path 17A is set.
  • the horizontal axis of the graph indicates the opening width L5 (unit: ⁇ m), and thus indicates the width of the light receiving region.
  • the vertical axis of the graph represents the amplitude of the voltage signal output from the light receiving element 45A or 45B.
  • a curve A1 of the graph shows the correspondence between the opening width L5 and the amplitude of the foreign matter to be detected in the resist having the smallest particle size, and shows the characteristics of the signal output from the light receiving element. It corresponds to the curve to represent.
  • the amplitude of the curve A1 gradually increases as the opening width L5 increases. However, the increase in the amplitude is gradually suppressed and eventually reaches a peak.
  • the correspondence between the aperture width L5 and the amplitude of noise output from the light receiving element 45A or 45B is expressed as a linear function as indicated by a straight line A2 in the graph, and the amplitude of the noise increases as the aperture width L5 increases. Becomes larger.
  • the straight line A2 corresponds to a straight line representing the characteristics of the noise signal output from the light receiving element. As described above, the inventors' experiments have revealed that the characteristics of the foreign object detection signal and the noise characteristics are different from each other. Note that these curve A1 and straight line A2 are calculated by, for example, the least square method based on data obtained through experiments.
  • the value of the opening width L5 is set within the range where the curve A1> the straight line A2 with respect to the signal intensity (amplitude). Set. That is, the range of B1 to B2 shown in the graph is a candidate for the opening width L5.
  • the smaller the opening width L5 the smaller the amount of detecting the polymer in the channel 17A, and the noise can be suppressed.
  • the slope of the curve A1 becomes steeper as the opening width L5 becomes smaller.
  • the detection signal decreases earlier than the noise. It is difficult to improve. Therefore, it is preferable to set the opening width L5 so that the tangent slope of the curve A1 and the slope of the straight line A2 are aligned with each other within the range of B1 to B2.
  • the above-mentioned inclinations are aligned with each other. If the inclination of the straight line A2 is Y1 / X1, the inclination of the tangent of the curve A1 is included in the range of 0.95 ⁇ (Y1 / X1) to 1.05 ⁇ (Y1 / X1). Say that. That is, in the curve A1, if the tangent of a point corresponding to the set opening width L5 is drawn and the inclination is included in the above range, the opening width L5 set in that way is a preferable value.
  • a tangent line of the curve A1 whose inclination matches the inclination of the straight line A2 is shown as A3
  • an opening width L5 corresponding to the tangent line A3 is shown as B3.
  • the appropriate opening width L5 differs depending on the type of the chemical solution, but the appropriate opening width L5 is the same for the resist flowing through the flow paths 17A to 17J. It is assumed that the mask 61 is shared by the flow paths 17A to 17J.
  • the control unit 6 (see FIG. 1) 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 module 1A.
  • the anti-reflection film forming modules 1C and 1D and the protective film forming modules 1E and 1F are modules 1A, except that, for example, 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 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 as in the 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.
  • 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 12A 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 light is irradiated from the laser light irradiation unit 51, and the cuvette 15A is opened. Transparent. That is, the detection region 50 is formed in the flow path 17A of the cuvette 15A as described with reference to FIGS. 8 and 9, and the light receiving portions 45A and 45B are irradiated with light (time t3). As described with reference to FIG.
  • 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).
  • a signal corresponding to this foreign substance is output from the light receiving element 45A or the light receiving element 45B of the channel corresponding to the divided detection area 59 where the foreign substance has flowed.
  • the level of the output signal from the circuit unit 46 changes.
  • the acquisition of the output signal from the light receiving element 45 of each channel by the control unit 6 is stopped (time t6).
  • the shutter 41 is closed to stop the light irradiation from the laser light irradiation unit 51 and the chemical solution supply pipe.
  • the 12A valve V1 is closed (time t7), and the discharge of the resist onto the wafer W is stopped.
  • the discharged resist is spread on the peripheral edge of the wafer W by a centrifugal force to form a resist film.
  • the foreign matter is counted for each channel of the light receiving element 45 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. Then, 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 a predetermined sound output 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 a polymer, the noise is reduced by appropriately setting the opening width L5 of the mask 61 as in the case of detecting foreign matter in the resist, as shown in an evaluation test described later. It has been confirmed that the detection accuracy of foreign matter can be improved.
  • 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.
  • a nozzle for discharging the resist to be used 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 is opened and closed, and the cuvette corresponding to the resist to be used is irradiated with light. Except for this, 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 from the time t4 to t5 is 10 milliseconds to 1000 milliseconds
  • the period from the time t6 to t7 is 10 milliseconds to 100 milliseconds.
  • the laser light irradiation unit 51 irradiates the cuvettes 15 A to 15 K, which are part of the flow path of the resist supplied to the wafer W and constitute the measurement area of the foreign matter in the resist.
  • a mask 61 is provided to reduce the width of the region where 45A and 45B light can be detected.
  • an appropriate correspondence between the width of the focused spot 63 and the width of the light receiving elements 45A and 45B is determined according to the chemical solution. That is, when the mask 61 is not provided, the widths of the appropriate condensing lens 57 and the light receiving elements 45A and 45B are different for each chemical solution, so that these widths are adjusted to obtain an appropriate correspondence as described above.
  • the above-mentioned appropriate correspondence is obtained by performing simple adjustment of adjusting the opening width (slit width) of the mask 61 according to the chemical solution used in the apparatus. be able to. Therefore, there is an advantage that the condensing lens 57 and the light receiving elements 45A and 45B can be prevented from being enlarged, the apparatus configuration can be simplified, and the manufacturing cost of the apparatus can be reduced.
  • the cleanliness of the resist supplied to the wafer W is monitored by detecting the foreign matter in this way.
  • 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 resist having a low cleanliness from being supplied to the subsequent wafer W, and thus it is possible to prevent the yield from decreasing.
  • the 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 stopping the operation of the module. 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.
  • the threshold value when it is determined that the total number of foreign matters flowing through the detection region 50 is equal to or greater than the threshold value as described above, and / or the number of foreign matters having a particle size larger than a predetermined particle size is the threshold value.
  • Actions to be taken when it is determined as described above are not limited to alarm output and module operation stop.
  • the resist supply sources 13A to 13J the resist is supplied from the supply source 13 corresponding to the cuvette 15 thus determined to the nozzle 11 as the cleaning liquid of the supply pipe 12, and is contained in the chemical supply pipe 12. Foreign matter is removed from the nozzle 11. That is, the chemical solution supply pipe 12 is automatically cleaned. After this operation, the processing may be resumed for the subsequent wafer W.
  • FIGS. 12 and 13 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. It is conveyed 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.
  • the width L4 of the light receiving elements 45A and 45B may be configured to be smaller than the width L6 of the focused spot 63.
  • 14 is a spot formed on the front surface of the light receiving element 45 and on the same plane as the front surface. That is, even if the mask 61 is not provided, the width of the light receiving region in which light can be detected in the light receiving elements 45A and 45B is made smaller than the width L6 of the light condensing spot 63, and scattered light from a normal polymer or solvent is received by the light receiving element 45A. , 45B can be suppressed.
  • the number of light receiving elements 45A corresponding to one condensing spot 63 is not limited to one, and a plurality of minute light receiving elements 45A are arranged so as to correspond to one condensing spot 63, and each light receiving element Detection may be performed by adding the output signals of the element 45A.
  • a plurality of light receiving elements 45B may be provided for one condensing spot 63.
  • a plurality of light receiving elements 45 are provided and condensed on each light receiving element 45, but only one light receiving element 45 is provided so that the light receiving element 45 faces. 1 may be configured so that the light receiving area of the light receiving element 45 is smaller than the width of the light condensed spot 63.
  • the above-described mask 61 is provided in the light receiving section 52 shown in FIG. 15 so as to overlap in the front-rear direction.
  • the light receiving portion is provided with a moving mechanism 64 for moving these masks 61 in the left-right direction.
  • the width of the region where the opening 62 of each mask 61 overlaps changes.
  • These two masks 61 form one mask 65, and the opening width L5 of the mask 65 can be changed by moving each mask 61.
  • the position of each mask 61 in the light receiving section 52 is adjusted so as to have an opening width L5 corresponding to the chemical liquid flowing through the flow path for detecting foreign matter among the flow paths 17A to 17K.
  • the size of the opening width L5 is changed in accordance with the chemical solution that is a detection target of the foreign matter. Therefore, it is possible to detect the foreign matter in the chemical solution in each flow path with higher accuracy.
  • 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 device for forming an insulating film on the wafer W, a cleaning device for supplying a cleaning solution that is a chemical solution for cleaning the wafer W, and an adhesive for bonding a plurality of wafers W to each other are used as a chemical solution.
  • the present invention can be applied to each chemical solution supply apparatus such as an apparatus that supplies 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 combined with each other or appropriately changed.
  • Evaluation test 1 An evaluation test conducted in connection with the present invention will be described.
  • the evaluation test 1 in the foreign matter detection unit 4 provided with the mask 61, the light receiving unit 52 is irradiated with laser light from the laser light irradiation unit 51 via the flow path 17 (17A to 17K), and the light receiving element 45A, The noise level output from 45B was measured. This noise level is the difference between peaks in the voltage waveform. Moreover, the distribution
  • evaluation test 1-1 A test in which pure water is circulated at a flow rate of 5 mL / min is referred to as an evaluation test 1-2.
  • a test sample in which thinner was circulated through the flow channel 17 at a rate of 5 mL / min is referred to as Evaluation Test 1-3.
  • a test solution in which a chemical solution for forming an antireflection film was circulated through the flow channel 17 at 5 mL / min is referred to as Evaluation Test 1-4.
  • Each of these evaluation tests 1-1 to 1-4 is performed a plurality of times using a mask 61 having a different opening width L5, and the opening width L5 is 5 ⁇ m, 15 ⁇ m, or 53 ⁇ m.
  • the graph of FIG. 16 shows the result of the evaluation test 1, the horizontal axis of the graph shows the opening width (unit: ⁇ m) of the mask 61, and the vertical axis of the graph shows the noise level (unit: mVpp).
  • the noise level is smaller as the opening width is smaller, and there is a substantially linear relationship between the noise level and the opening width. I understand that. Therefore, it can be seen that the straight line A2 described in FIG. 10 can be acquired.
  • the SN ratio can be increased by reducing the noise level by appropriately setting the opening width.
  • the evaluation test 2-1 pure water is supplied to the flow path 17, the evaluation test 2-2 is thinner to the flow path 17, and the evaluation test 2-3 is a chemical solution for forming an antireflection film in the flow path 17.
  • the evaluation test 2-4 resists were circulated through the flow paths 17, respectively.
  • particles made of PSL (polystyrene latex) having a particle diameter of 46 nm were mixed as foreign substances in each chemical solution flowing through the flow path 17 in these evaluation tests 2-1 to 2-4.
  • measurements were performed using masks 61 having an opening width L5 of 5 ⁇ m, 25 ⁇ m, and 53 ⁇ m, respectively.
  • the width L6 of the focused spot 63 in this evaluation test is 53 ⁇ m, the same as in the embodiment of the invention.
  • the graph of FIG. 17 shows the result of the evaluation test 2, the horizontal axis of the graph shows the opening width L5 (unit: ⁇ m) of the mask 61, and the vertical axis of the graph shows the SN ratio (no unit).
  • the SN ratio is larger and the opening width is 25 ⁇ m when the opening width is 25 ⁇ m and 5 ⁇ m than when the opening width is 53 ⁇ m.
  • the signal-to-noise ratio is particularly large.
  • the minimum measurable particle size is on the order of 60 nm, but when the opening width is 25 ⁇ m, the minimum measurable particle size is on the order of 40 nm.
  • the SN ratio is increased by setting the opening width L5 to be smaller than the width L6 of the condensing spot 63, and thus the effect of the present invention is shown.

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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、流路部１５Ａ～１５Ｋ内の異物検出領域５０にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、異物検出領域５０を透過する光を受光する受光素子４５Ａ、４５Ｂと、流路部１５Ａ～１５Ｋと受光素子４５Ａ、４５Ｂとの間の光路上に設けられ、受光素子４５Ａ、４５Ｂに集光して集光スポット６３を形成するための集光レンズ５７と、前記受光素子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、を備えるように異物検出装置を構成する。上記の受光素子４５Ａ、４５Ｂにおいて集光スポット６３に面する受光領域の幅は、集光スポット６３の幅よりも小さい。

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、より高精度に異物の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、当該流路部内の異物検出領域にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
　前記異物検出領域を透過する光を受光する受光素子と、
　前記流路部と前記受光素子との間の光路上に設けられ、当該受光素子に集光して集光スポットを形成するための集光レンズと、
　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、
　を備え、
　前記受光素子において前記集光スポットに面する受光領域の幅は、当該集光スポットの幅よりも小さいことを特徴とする。
　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、
　前記被処理体に前記流体を供給するために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、当該流路部内の異物検出領域にレーザー光を照射する工程と、
　前記異物検出領域を透過する光を受光素子により受光する工程と、
　前記流路部と前記受光素子との間の光路上に設けられる集光レンズにより、当該受光素子に集光して集光スポットを形成する工程と、
　前記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工程と、
を備え、
　前記受光素子において前記集光スポットに面する受光領域の幅は、当該集光スポットの幅よりも小さいことを特徴とする。
　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。
　本発明の異物検出装置においては、被処理体に供給される流体が流れる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、当該流路部内の異物検出領域にレーザー光を照射するためのレーザー光照射部と、前記異物検出領域を透過する光を集光して集光スポットを受光素子に形成する集光レンズとを備え、当該受光素子において前記集光スポットに面する受光領域の幅は、集光スポットの幅よりも小さい。このように構成されることで、受光素子から出力される信号にノイズが含まれることを抑え、精度高く異物の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を構成する光検出部及びマスクの正面図である。 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。 前記流路から前記光検出部をなす受光素子に至る光路を示す上面図である。 前記マスクの適切な開口幅を説明するためのグラフ図である。 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。 他の異物検出ユニットの構成を示す概略図である。 異物検出ユニットの受光部の構成を示す概略図である。 評価試験の結果を示すグラフ図である。 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。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では図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、シリンドリカルレンズや例えば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を含み、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に直交する方向の長さが長くなるように、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。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。この受光部５２は、前方側から後方側に向かって順に配列された、光学系５４と、マスク６１と、光検出部４０とを備えている。光学系５４は、前方側、後方側に夫々配置された対物レンズ５６、集光レンズ５７を備えており、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、集光レンズ５７によって光検出部４０に集光される。
続いて光検出部４０について、図６の正面図を参照して説明する。なお、図６は、マスク６１の前方位置から後方に向けて見た光検出部４０を示している。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おり、各受光素子は互いに同様に構成されている。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。図中Ｌ４で示す受光素子４５Ａ、４５Ｂの左右の幅は、この例では５３μｍである。この光検出部４０に照射される光路の横断面についても、長辺が左右方向に沿った扁平な楕円であり、当該光路の上半分に受光素子４５Ａが、当該光路の下半分に受光素子４５Ｂが各々位置するように、これらの各受光素子４５Ａ、４５Ｂが配置されている。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７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。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８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。なお、この図８では説明の便宜上、マスク６１を省略している。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。このように受光が行われるように、各チャンネルの分割検出領域５９を透過したレーザー光の例えば８５％以上が対応するチャンネルの受光素子４５Ａに受光される。図８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。
このように光照射が行われることで、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５９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、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。
ここでマスク６１について、さらに詳しく説明する。マスク６１は図６に示すように、例えば３２個の上下に細長の開口部６２を備えており、これらの開口部６２は左右に沿って配列され、各チャンネルの受光素子４５Ａ、４５Ｂの前方に位置する。開口部６２の左右の開口幅Ｌ５は、上記の受光素子４５Ａ、４５Ｂの幅Ｌ４よりも小さい。従って、上記の分割検出領域５９から受光素子４５Ａ、４５Ｂに照射される光のうちの一部は遮光され、他の一部のみが受光素子４５Ａ、４５Ｂにより受光される。受光素子４５Ａ、４５Ｂのうち開口部６２に重なる領域が、後述の集光スポット６３に面し、当該受光素子４５Ａ、４５Ｂから信号を出力させる受光領域をなす。
図９では、検出領域５０の上半分における３ｃｈの分割検出領域５９から３ｃｈの受光素子４５Ａに向かう光路を点線で模式的に示している。この図９及び図６では、マスク６１が設けられないとした場合における３ｃｈの分割検出領域５９から３ｃｈの受光素子４５Ａに照射されて形成されるレーザー光の集光スポット６３を示している。上記のように一つの分割検出領域５９の光のほぼ全てが、当該分割検出領域５９に対応する受光素子４５Ａに照射されるため、集光スポット６３の左右の幅Ｌ６は受光素子４５Ａ、４５Ｂの幅Ｌ４と同じ、例えば５３μｍである。つまり、上記のマスク６１の開口部６２の幅Ｌ５は、この集光スポット６３の幅Ｌ６よりも小さい。従って、光路の形成方向である前後方向に見たときに、集光スポット６３の面積よりも受光素子４５Ａ及び４５Ｂの受光領域の面積は小さい。
なお、３ｃｈの受光素子４５Ａ以外の受光素子４５Ａ、４５Ｂについても対応する分割検出領域５９から、同様に光照射されて形成される集光スポット６３に面する。つまり、集光レンズ５７からは各チャンネルの受光素子４５Ａ、４５Ｂに跨がるように集光スポットが形成されるように光照射され、図６、図９に示す集光スポット６３とは、そのように各受光素子４５Ａ、４５Ｂに跨がる集光スポット中の一つの分割検出領域５９に対応する領域を示している。つまり、この例では異物検出領域を各々構成する６４個の分割検出領域５９から、６４個の受光素子４５に各々光が照射されて集光スポット６３が形成され、各集光スポット６３の幅が各受光素子４５の幅よりも小さい。
上記のマスク６１を設ける理由について説明する。流路１７Ａ～１７Ｊを流れるレジストには、レジスト膜を形成するための正常なポリマーが含まれており、このポリマーが上記の分割検出領域５９を通過することで受光素子４５Ａ，４５Ｂに当該ポリマーによる散乱光が照射されて、当該受光素子４５Ａ、４５Ｂから出力される信号にバックグラウンドノイズが発生する。１つの受光素子４５Ａまたは４５Ｂに対応する分割検出領域５９が大きいほど、この正常なポリマーによる影響を受けるので、そのノイズ信号の振幅が大きくなる。
分割検出領域５９を異物が通過し、異物の検出信号が出力されても、このノイズ信号の振幅より小さい振幅を持つ信号の検出は困難である。つまり、ノイズの信号により異物の測定可能な最小の粒径（最小可測粒径）が決まることになる。そこで、上記のマスク６１を設けて受光素子４５Ａ、４５Ｂの左右の幅を集光スポット６３の左右の幅より小さくし、受光素子４５Ａ、４５Ｂにおいて光を受光することで信号を出力可能な受光領域の面積を抑え、検出されるポリマーの数を抑える。それによって、受光素子４５Ａ、４５Ｂから出力されるノイズ信号のレベルを抑えてＳＮ比を向上させ、比較的小さな異物も検出可能とし、異物の検出精度を高める。
ところで、上記のノイズ信号の振幅は、薬液に含まれているポリマーのサイズやポリマーと溶媒との屈折率差に影響されるため、上記のマスク６１の開口幅Ｌ５の適切な値は、薬液の種類によって異なる。ここでは代表して、流路１７Ａを流通するレジストに対応する開口幅Ｌ５を設定するものとして、図１０のグラフを参照しながらその設定方法を説明する。グラフの横軸は開口幅Ｌ５（単位：μｍ）を示しており、従って受光領域の幅を示している。グラフの縦軸は受光素子４５Ａまたは４５Ｂから出力される電圧信号の振幅である。
グラフの曲線Ａ１はレジスト中の検出対象の異物のうち、最も小さい粒径を持つものについて、開口幅Ｌ５と振幅との対応関係を示したものであり、受光素子より出力される信号の特性を表す曲線に相当する。この曲線Ａ１について、グラフに示すように開口幅Ｌ５が大きくなるにつれて振幅は次第に大きくなるが、次第に振幅の上昇は抑えられ、やがて頭打ちになる。また、開口幅Ｌ５と受光素子４５Ａまたは４５Ｂから出力されるノイズの振幅との対応関係は、グラフ中に直線Ａ２として示すように一次関数として表され、開口幅Ｌ５が大きくなるにつれて当該ノイズの振幅が大きくなる。直線Ａ２は、受光素子より出力されるノイズの信号の特性を表す直線に相当する。このように異物の検出信号の特性とノイズの特性とは互いに異なることが、発明者の実験により明らかになっている。なお、これらの曲線Ａ１、直線Ａ２は例えば実験により取得したデータに基づき、例えば最小二乗法などにより算出する。
ノイズの振幅よりも異物の検出信号の振幅が小さいと当該検出信号とノイズとの区別が困難であるため、信号強度（振幅）について曲線Ａ１＞直線Ａ２となる範囲内に開口幅Ｌ５の値を設定する。つまり、グラフで示すＢ１～Ｂ２の範囲内が開口幅Ｌ５の候補となる。ところで、上記のように開口幅Ｌ５は小さい方が流路１７Ａのポリマーを検出する量が少なく、ノイズを抑えることができる。しかし、グラフに示すように開口幅Ｌ５が小さくなるほど曲線Ａ１の傾きは急峻であり、曲線Ａ１の傾きが直線Ａ２の傾きよりも大きくなると、ノイズよりも検出信号が早く低下するので、ＳＮ比を向上させることが難しい。そこで、上記のＢ１～Ｂ２の範囲内で、曲線Ａ１の接線の傾きと直線Ａ２の傾きとが互いに揃うように開口幅Ｌ５を設定することが好ましい。
上記の傾きが互いに揃うとは、直線Ａ２の傾きをＹ１／Ｘ１とすると、曲線Ａ１の接線の傾きが０．９５×（Ｙ１／Ｘ１）～１．０５×（Ｙ１／Ｘ１）の範囲に含まれることを言う。つまり曲線Ａ１において、設定した開口幅Ｌ５に対応する点の接線を引いたときにその傾きが上記の範囲に含まれていれば、そのように設定した開口幅Ｌ５は好ましい値である。図中には直線Ａ２に傾きが揃う接線の一例として、直線Ａ２の傾きにその傾きが一致する曲線Ａ１の接線をＡ３として示しており、この接線Ａ３に対応する開口幅Ｌ５をＢ３として示している。なお、上記のように薬液の種類によって、適切な開口幅Ｌ５は異なるが、流路１７Ａ～１７Ｊを流通するレジストについては、適切な開口幅Ｌ５が一致しており、この実施形態では、これらの流路１７Ａ～１７Ｊでマスク６１が共用されるものとする。
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、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、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、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１２Ａ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８、図９で説明したように検出領域５０が形成され、受光部４５Ａ、４５Ｂへ光照射される（時刻ｔ３）。図９で説明したように、マスク６１により検出領域５０を構成する分割検出領域５９における光の一部は遮光され、各受光素子４５Ａ、４５Ｂから回路部４６へ出力される信号中に含まれる、レジスト中の正常なポリマーに起因するノイズは小さいものとなる。
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を流れ、検出領域５０を上方から下方に流れると、異物が流れた分割検出領域５９に対応するチャンネルの受光素子４５Ａまたは受光素子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４５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。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。なお、シンナーにはポリマーが含まれていないが、後述の評価試験で示すように、レジスト中の異物を検出する場合と同様に、マスク６１の開口幅Ｌ５を適切に設定することでノイズを低下させて異物の検出精度を向上させることができることが確認されている。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以外の供給源に含まれるレジストが供給される場合には、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ミリ秒～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に供給されるレジストの流路の一部であってレジスト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受光素子４５Ａ、４５Ｂと、キュベット１５Ａ～１５Ｋに形成される検出領域５０の各分割検出領域５９に対応する集光スポット６３の幅よりも受光素子４５Ａ、４５Ｂの光を検出可能な領域の幅を小さくするためのマスク６１が設けられている。従って、受光素子４５Ａ、４５Ｂからの出力信号に含まれるノイズのレベルが抑えられ、結果として当該出力信号のＳＮ比を大きくすることができる。従って、塗布、現像装置１に設けられる制御部６は、レジスト中の異物について精度の高い検出を行うことができる。ところで集光スポット６３の幅と受光素子４５Ａ、４５Ｂの幅との適切な対応関係は薬液に応じて決まる。つまりマスク６１を設けない場合、薬液毎に適切な集光レンズ５７及び受光素子４５Ａ、４５Ｂの幅が異なるので、上記のように適切な対応関係とするためにこれらの幅を調整することになるが、本実施形態のようにマスク６１を設ける場合、マスク６１の開口幅（スリットの幅）を装置で使用する薬液に応じて調整という簡易な調整を行うことで上記の適切な対応関係とすることができる。従って、集光レンズ５７及び受光素子４５Ａ、４５Ｂの大型化を防いで装置構成を簡素にすることができ、装置の製造コストを低くすることができるという利点が有る。
　また、このように異物の検出を行うことで、ウエハＷに供給するレジストの清浄度が監視される。そしてレジスト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に清浄度が低いレジスト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、及び／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、レジストの供給源１３Ａ～１３Ｊのうち、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、レジストを供給管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。
続いて、塗布、現像装置１の具体的な構成例について、図１２、図１３を参照しながら説明する。図１２、１３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１２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、図１４に示すように上記の集光スポット６３の幅Ｌ６よりも、受光素子４５Ａ、４５Ｂの幅Ｌ４が小さくなるように構成してもよい。なお、この図１４に示す集光スポット６３は、受光素子４５の前面及び当該前面と同一平面上に形成されるスポットである。つまり、マスク６１が設けられなくても集光スポット６３の幅Ｌ６よりも受光素子４５Ａ、４５Ｂにおける光を検出可能な受光領域の幅を小さくし、正常なポリマーや溶媒による散乱光が受光素子４５Ａ、４５Ｂに照射されることを抑制することができる。
なお、１つの集光スポット６３に対応する受光素子４５Ａの数は１つであることに限られず、複数の微小な受光素子４５Ａを１つの集光スポット６３に対応するように配置し、各受光素子４５Ａの出力信号を足し合わせて検出を行ってもよい。同様に受光素子４５Ｂについても１つの集光スポット６３に対して複数設けてもよい。また、既述の例では受光素子４５が複数設けられ、各受光素子４５に集光されるように構成されているが、受光素子４５が１つのみ設けられ、当該受光素子４５が面するように既述の集光スポット６３が１つ形成され、当該集光スポット６３の幅よりも当該受光素子４５の受光領域の幅が小さくなるように構成されていてもよい。
ところで、図１５に示す受光部５２には、既述のマスク６１が前後方向に重なるように設けられている。受光部にはこれらのマスク６１を左右方向に各々移動させる移動機構６４が設けられている。各移動機構６４により、マスク６１が移動することで各マスク６１の開口部６２の重なる領域の幅が変化する。この２つのマスク６１は、１つのマスク６５を形成しており、各マスク６１が移動することで当該マスク６５の開口幅Ｌ５が変更可能である。このような構成によって、流路１７Ａ～１７Ｋのうち、異物の検出を行う流路を流れる薬液に対応した開口幅Ｌ５となるように受光部５２における各マスク６１の位置が調整される。このように、マスク６５においては、異物の検出対象となる薬液に応じて、開口幅Ｌ５の大きさが変更される。従って、各流路における薬液中の異物の検出を、より精度高く行うことができる
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、各実施形態は互いに組み合わせたり、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について説明する。
・評価試験１
評価試験１として、上記のマスク６１が設けられた異物検出ユニット４において、レーザー光照射部５１から流路１７（１７Ａ～１７Ｋ）を介してレーザー光を受光部５２に照射し、受光素子４５Ａ、４５Ｂから出力されるノイズレベルを測定した。このノイズレベルは電圧波形におけるピーク間の差である。また、レーザー光の照射中における流路１７の薬液の流通状態を、試験毎に変更した。
評価試験１のうち、レーザー光の照射中、流路１７に純水を貯留させたまま液流を形成しなかったものを評価試験１－１とする。流路１７に純水を５ｍＬ／分で流通させたものを評価試験１－２とする。流路１７にシンナーを５ｍＬ／分で流通させたものを評価試験１－３とする。流路１７に反射防止膜形成用の薬液を５ｍＬ／分で流通させたものを評価試験１－４とする。また、これらの各評価試験１－１～１－４については、開口幅Ｌ５が異なるマスク６１を用いて複数回行っており、当該開口幅Ｌ５は５μｍ、１５μｍあるいは５３μｍである。
図１６のグラフは評価試験１の結果を示しており、グラフの横軸はマスク６１の開口幅（単位：μｍ）を示し、グラフの縦軸はノイズレベル（単位：ｍＶｐｐ）を示している。グラフより、流路１７に薬液が流通している評価試験１－２～１－４において、開口幅が小さいほどノイズレベルが小さく、ノイズレベルと開口幅との間には、概ね線形関係が有ることが分かる。従って、図１０で説明した直線Ａ２を取得することができることが分かる。また、開口幅を適切に設定することで、ノイズレベルを低下させてＳＮ比を高くすることができることが考えられる。
・評価試験２
異物検出ユニット４において、レーザー光照射部５１から流路１７を介してレーザー光を受光部５２に照射し、受光素子４５Ａ、４５Ｂから出力される信号についてＳＮ比を検出した。この受光部５２においても、評価試験１で用いた受光部５２と同様、マスク６１が設けられている。また、流路１７へのレーザー光の照射中において、流路１７を流通させる薬液を試験毎に変更した。評価試験２－１としては流路１７に純水を、評価試験２－２としては流路１７にシンナーを、評価試験２－３としては、流路１７に反射防止膜形成用の薬液を、評価試験２－４としては、流路１７にレジストを夫々流通させた。ただし、これらの評価試験２－１～２－４で流路１７を流通させる各薬液には、粒径が４６ｎｍであるＰＳＬ（ポリスチレンラテックス）からなる粒子を異物として混入させた。これらの評価試験２－１～２－４については、開口幅Ｌ５が５μｍ、２５μｍ、５３μｍであるマスク６１を各々用いて、測定を行った。この評価試験における集光スポット６３の幅Ｌ６は、発明の実施形態と同じ５３μｍである。
図１７のグラフは評価試験２の結果を示しており、グラフの横軸はマスク６１の開口幅Ｌ５（単位：μｍ）を示し、グラフの縦軸はＳＮ比（無単位）を示している。グラフに示されるように、評価試験２－１～２－４について、開口幅が５３μｍの場合よりも、開口幅が２５μｍ、５μｍである場合の方がＳＮ比が大きく、開口幅が２５μｍであるときにはＳＮ比が特に大きい。開口幅が５μｍあるいは５３μｍである場合には、最小可測粒径は６０ｎｍ台であるが、開口幅が２５μｍである場合には、最小可測粒径は４０ｎｍ台である。このように開口幅Ｌ５を、集光スポット６３の幅Ｌ６よりも小さく設定することでＳＮ比が高くなったことから、本発明の効果が示された。
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
４０　　　　　　　　光検出部
５０　　　　　　　　検出領域
５１　　　　　　　　レーザー光照射部
４５Ａ、４５Ｂ　　　受光素子
６　　　　　　　　　制御部
６１　　　　　　　　マスク
６２　　　　　　　　開口部

Claims (8)

  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、当該流路部内の異物検出領域にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
    　前記異物検出領域を透過する光を受光する受光素子と、
    　前記流路部と前記受光素子との間の光路上に設けられ、当該受光素子に集光して集光スポットを形成するための集光レンズと、
    　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、
    　を備え、
    　前記受光素子において前記集光スポットに面する受光領域の幅は、当該集光スポットの幅よりも小さいことを特徴とする異物検出装置。
  2. 　前記流体は、前記被処理体に対して成膜を行うためのポリマーを含む薬液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. 　前記受光領域を形成するための開口部を備えたマスクが設けられていることを特徴とする請求項１記載の異物検出装置。
  4. 　前記流体は前記ポリマーを含む薬液であり、
    前記流路部を流れる薬液の種類に応じて、前記開口部の幅が変更されることを特徴とする請求項３記載の異物検出装置。
  5. 　横軸、縦軸に前記受光領域の幅、前記受光素子から出力される信号の振幅を夫々設定したグラフにおいて、
    前記異物を検出することにより前記受光素子より出力される信号の特性を表す曲線が、前記受光素子より出力されるノイズの信号の特性を表す直線よりも前記振幅について大きい範囲内において、前記受光領域の幅が設定されていることを特徴とする請求項１記載の異物検出装置。
  6. 前記グラフにおいて、
    前記曲線の接線の傾きが、前記直線の傾きと揃うように前記受光領域の幅が設定されていることを特徴とする請求項５記載の異物検出装置。
  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方法において、
    　前記被処理体に前記流体を供給するために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、当該流路部内の異物検出領域にレーザー光を照射する工程と、
    　前記異物検出領域を透過する光を受光素子により受光する工程と、
    　前記流路部と前記受光素子との間の光路上に設けられる集光レンズにより、当該受光素子に集光して集光スポットを形成する工程と、
    　前記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工程と、
    を備え、
    　前記受光素子において前記集光スポットに面する受光領域の幅は、当該集光スポットの幅よりも小さいことを特徴とする異物検出方法。
  8. 　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７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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