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JP4326751B2 - Substrate processing unit - Google Patents
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JP4326751B2 - Substrate processing unit - Google Patents

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JP4326751B2 JP2002150269A JP2002150269A JP4326751B2 JP 4326751 B2 JP4326751 B2 JP 4326751B2 JP 2002150269 A JP2002150269 A JP 2002150269A JP 2002150269 A JP2002150269 A JP 2002150269A JP 4326751 B2 JP4326751 B2 JP 4326751B2
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等(以下、単に「基板」と称する)に対して膜厚測定やエッジ露光を行う処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、上記基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理、ダイシングなどの一連の処理を施すことによって製造される。そして、かかる半導体製品の品質維持のため、レジスト塗布処理後などにおいて、基板の膜厚測定が行われる。
【0003】
基板の膜厚測定を行う測定位置は様々であるが、パターンの形成されない膜厚の平坦な領域を測定位置とする場合がある。膜厚測定時、基板は搬送ロボット等により搬送されて膜厚測定を行うための所定位置に保持されるわけであるが、装置の動作精度にも限界があり、保持位置にわずかなズレが生じることがある。したがって、所望の位置の膜厚測定を行うためには、膜厚測定の処理に先立って、保持された基板の正確な位置を知る必要がある。
【0004】
従来、基板の位置測定、および、膜厚測定は以下の方法で行われていた。まず、カメラを使用して所定位置に保持された膜厚測定対象の基板を撮影する。そして、撮影した画像を解析することにより、基板上にパターンとして形成されたアライメントマークやダイの位置を抽出し、これにより基板の保持状態やパターンの位置を把握するのである。そして、測定した基板の保持状態から基板の測定領域を算出し、当該測定位置に光学ヘッドを移動させて膜厚測定を行う、という方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した画像解析を利用した膜厚測定位置の決定方法は、実際に基板上に形成されたパターンを基準として測定位置を算出しているため、精度が高いというメリットがある。しかしながら、当該方法は、画像の取り込み処理に高価なハードウェアが必要となり、また、画像解析を行うために非常に演算処理能力の高いハードウェアを必要とする。
【0006】
また、カメラや画像処理関連の制御部を設置するスペースが必要となる。さらに、予め登録されたパターンと撮影された基板上のパターンとの間で画像の照合処理を行うため、処理の条件によってはパターン照合でエラーが発生し、測定対象のロット全てを検出不能とする可能性がある。
【0007】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、低コスト且つ省スペースな装置構成により、基板の膜厚測定を精度よく行うことを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、膜厚測定手段と基板の周縁部を露光する露光手段とが搭載された基板処理ユニットであって、円周状の周縁部の一部に変形した特異周縁部が形成された基板を回転保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板の位置を検出する検出手段と、基板のパターンが形成されない領域に含まれる所定の領域を測定領域として特定する測定領域特定手段と、露光領域を特定する露光領域特定手段と、前記膜厚測定手段を制御して前記測定領域の膜厚測定を行わせるとともに、前記露光手段を制御して前記露光領域の露光処理を行わせる駆動機構と、を備え、前記検出手段は、前記保持手段の回転中心に対して略半径方向に沿って前記保持手段に保持された基板の周縁部を検出するラインセンサと、前記保持手段によって前記基板を回転させつつ前記保持手段の回転中心から前記基板の周縁部までの距離情報を複数回取得する距離取得手段と、前記保持手段の回転位置を取得する回転位置取得手段と、前記距離取得手段取得した複数の距離情報から前記保持手段に保持された前記基板の基板中心位置を算出するとともに、前記距離取得手段が取得した複数の距離情報に含まれる前記特異周縁部における距離情報と、前記距離取得手段が前記特異周縁部における距離情報を取得した際に前記回転位置取得手段が取得した回転位置とから、前記保持手段に保持された前記基板の前記特異周縁部の位置を算出する算出手段と、を備え、前記算出手段が算出した前記基板中心位置および前記特異周縁部の位置に基づいて、前記測定領域特定手段が前記測定領域を、前記露光領域特定手段が前記露光領域を、それぞれ特定し、前記駆動機構が、前記算出手段が算出した前記基板中心位置および前記特異周縁部の位置に基づいて、前記膜厚測定手段に膜厚測定を、前記露光手段に露光処理を、それぞれ行わせることを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の基板処理ユニットにおいて、前記測定領域が、基板の周縁部から所定の距離だけ基板中心に向かう幅を持った領域であることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
<1.装置の全体的な構成>
図1は本発明の実施の形態に係る基板処理装置1の全体概略を示す斜視図であり、図2はその基板処理装置1の概略構成を示す平面図である。この基板処理装置1は、基板Wにレジスト塗布処理及び現像処理を行う基板処理装置(いわゆるコータ&デベロッパ)であり、大別してインデクサIDとユニット配置部MPとを備えて構成されている。
【0018】
インデクサIDは、移載ロボットTF及び載置ステージ15を備えている。載置ステージ15には、4つのキャリアCを水平方向に沿って配列して載置することができる。それぞれのキャリアCには、多段の収納溝が刻設されており、それぞれの溝には1枚の基板Wを水平姿勢にて(主面を水平面に沿わせて)収容することができる。従って、各キャリアCには、複数の基板W(例えば25枚)を水平姿勢かつ多段に所定の間隔を隔てて積層した状態にて収納することができる。
【0019】
移載ロボットTFは、1本の移載アームを備えており、その移載アームを高さ方向に昇降動作させること、回転動作させること、及び、水平方向に進退移動させることができる。また、移載ロボットTF自身がキャリアCの配列方向に沿って移動することにより、移載アームをキャリアCの配列方向に沿って水平移動させることができる。つまり、移載ロボットTFは、移載アームを3次元的に移動させることができるのである。
【0020】
このような移載ロボットTFの動作により、インデクサIDは、複数の基板Wを収納可能なキャリアCから未処理の基板Wを取り出してユニット配置部MPに渡すとともに、ユニット配置部MPから処理済の基板Wを受け取ってキャリアCに収納することができる。
【0021】
ユニット配置部MPには、基板Wに所定の処理を行う処理ユニットが2列構成で複数配置されている。すなわち、ユニット配置部MPの図1における手前側の列には、2つの塗布処理ユニットSCが配置されている。塗布処理ユニットSCは、基板Wを回転させつつその基板主面にフォトレジストを滴下することによって均一なレジスト塗布を行う、いわゆるスピンコータである。
【0022】
また、ユニット配置部MPの図1における奥側の列であって、塗布処理ユニットSCと同じ高さ位置には2つの現像処理ユニットSDが配置されている。現像処理ユニットSDは、露光後の基板W上に現像液を供給することによって現像処理を行う、いわゆるスピンデベロッパである。塗布処理ユニットSCと現像処理ユニットSDとは搬送路14を挟んで対向配置されている。
【0023】
2つの塗布処理ユニットSC及び2つの現像処理ユニットSDのそれぞれの上方には、図示を省略するファンフィルタユニットを挟んで熱処理ユニット群13が配置されている(図示の便宜上、図2では熱処理ユニット群13及び後述する基板処理ユニット11等を省略)。熱処理ユニット群13には、基板Wを加熱して所定の温度にまで昇温させるいわゆるホットプレート及び基板Wを冷却して所定の温度にまで降温させるとともに該基板Wを当該所定の温度に維持するいわゆるクールプレートが組み込まれている。なお、ホットプレートには、レジスト塗布処理前の基板Wに密着強化処理を行う密着強化ユニットや露光後の基板のベーク処理を行う露光後ベークユニットが含まれる。
【0024】
そして、図1に示すように、熱処理ユニット群13の一角には、基板Wのエッジ部分を検出してエッジ露光および膜厚測定を行う基板処理ユニット11が配置されている。基板処理ユニット11の詳細については後述するが、基板Wのエッジを検出するための装置群や、レジストが塗布された基板Wに対してその周辺領域の露光を行う周辺露光機能と、基板Wに塗布された塗布膜であるレジスト膜の膜厚を測定する膜厚測定機能とを有している。なお、この基板処理ユニット11の配置位置については、図1に図示された位置に限定されるものではない。
【0025】
塗布処理ユニットSCと現像処理ユニットSDとの間に挟まれた搬送路14には搬送ロボットTRが配置されている。搬送ロボットTRは、2つの搬送アームを備えており、その搬送アームを鉛直方向に沿って昇降させることと、水平面内で回転させることと、水平面内にて進退移動を行わせることができる。これにより、搬送ロボットTRは、インデクサIDの移載ロボットTFとの間で基板Wの受け渡しを行いつつ、ユニット配置部MPに配置された各処理ユニットの間で基板Wを所定の処理手順にしたがって循環搬送することができる。また、搬送ロボットTRは、レジスト塗布後の基板Wを基板処理ユニット11に搬送するとともに、基板処理ユニット11から露光又は膜厚測定後の基板Wを受け取って所定の位置に搬送する役割も担っている。
【0026】
図3は、本実施形態に係る基板処理装置1及びその制御システムのブロック構成図である。基板処理装置1は、コントローラ10の制御下において、塗布、現像、膜厚測定等の検査処理を実行する。また、コントローラ10では、基板Wのエッジを検出するための様々な演算処理が行われる。
【0027】
コントローラ10は、その本体部であって演算処理を行うCPUと、ROM、RAM、ハードディスクなどを備えており、ROM若しくはハードウェアには制御用ソフトウェアが記憶されている。
【0028】
また、基板処理装置1の側面には、オペレータ操作用の操作部16と、操作ガイダンスやメニューを表示するためのモニタ17が設けられている。コントローラ10は、ハードディスク等に記録されたレシピデータに基づく処理手順に従って、基板処理装置1を制御する。
【0029】
<2.基板処置ユニットの構成>
図4は基板処理ユニット11を上方から見たときの構成を模式的に示す図であり、図5は基板処理ユニット11を側面から見たときの構成を模式的に示す図である。この基板処理ユニット11は、図4又は図5に示すように、基板Wを保持する保持手段であるスピンチャック21と、スピンチャック21の回転駆動手段である回転駆動部22と、露光手段である露光装置23と、膜厚測定手段である膜厚測定装置24と、駆動手段であるXY駆動機構25と、エッジ検出手段であるラインセンサ26とを備えている。
【0030】
図5に示すように、スピンチャック21は、回転軸21cの上端に設けられており、回転軸21cは、回転駆動部22によって駆動されることにより、略鉛直方向の回転中心軸Rの回りに回転可能としている。これにより、スピンチャック21の上面において基板Wを吸着した状態で回転駆動部22を駆動させることによって、基板Wが回転中心軸Rを中心に回転駆動される。基板Wの吸着は、エアの通流路21a,21bを介して図示しない吸引ポンプにより与えられる真空吸引力を用いて行われる。スピンチャック21上への基板Wの搬入、及びスピンチャック21上からの基板Wの排出は、搬送ロボットTRによって行われる。
【0031】
露光装置23は、図示しない第1の光源ユニットと、露光ヘッド部23aと、照度センサ23bを備えている。第1の光源ユニットとしては、例えば水銀ランプユニットが用いられる。露光ヘッド部23aは、第1の光源ユニットから与えられる露光用の光を、内蔵した図示しないレンズを介してスピンチャック21の基板Wの表面に選択的に照射し、レジストが塗布された基板Wのエッジ領域の露光を行う。照度センサ23bは、露光ヘッド部23aから基板Wに照射される光量を測定するために用いられる。
【0032】
なお、本実施形態では、第1の光源ユニットは基板処理ユニット11内に固定的に設けられており、露光ヘッド部23aは後述するXY駆動機構25によりXY移動可能に設けられている。このため、第1の光源ユニットによって与えられる露光用の光は、図示しない第1の光ファイバを介して第1の光源ユニットから露光ヘッド部23aに与えられる。また、照度センサ23bも基板処理ユニット11内に固定的に設けられている。
【0033】
以上の如く、基板処理ユニット11において、基板Wのエッジ領域の露光を行う。本実施の形態においては、エッジ領域の露光処理を行い、後の工程で現像処理を行うことによって、エッジ領域をベアの状態とするのである。これにより、その他の処理工程において、エッジ部分からパーティクルが発生するのを防止するようにしている。
【0034】
膜厚測定装置24は、図示しない第2の光源ユニットと、光学ヘッド部24aと、図示しない測定処理部とを備えている。第2の光源ユニットとしては、例えばハロゲンランプユニットが用いられる。光学ヘッド部24aは、第2の光源ユニットから与えられる膜厚測定用の光をスピンチャック21に保持された基板Wの表面に選択的に照射するとともに、その膜厚測定用の光の基板Wからの反射光を受光する。測定処理部は、光学ヘッド部24aが受光した前記反射光に基づいて基板W表面に設けられたレジスト膜の膜厚測定を行う。
【0035】
なお、本実施形態では、第2の光源ユニットおよび測定処理部は基板処理ユニット11内に固定的に設けられており、光学ヘッド部24aは、後述するXY駆動機構25によりXY移動可能に設けられている。このため、第2の光源ユニットによって与えられる膜厚測定用の光は、図示しない第2の光ファイバを介して第2の光源ユニットから光学ヘッド部24aに与えられ、光学ヘッド部24aによって受光された反射光は、図示しない第3の光ファイバを介して光学ヘッド部24aから測定処理部に与えられる。或いは、変形例として、測定処理部を光ヘッド部24aと一体的に設け、XY駆動機構25にXY移動されるようにしてもよい。この場合、第3の光ファイバは省略可能である。
【0036】
以上の如く構成された膜厚測定装置24によって、本実施形態においては、測定領域の一例として基板Wのエッジ領域の膜厚測定を行う。基板Wのエッジ領域には、全くパターンの形成されない領域が存在する。したがって、このパターンの形成されないエッジ部分において膜厚を測定することとしている。
【0037】
XY駆動機構25は、Xネジ軸25aと、Xネジ軸25aを回転駆動するX回転駆動部25bと、Yネジ軸25cと、Yネジ軸25cを回転駆動するY回転駆動部25dと、第1および第2の可動台25e,25fとを備えている。
【0038】
Xネジ軸25aとYネジ軸25bとは、スピンチャック21に保持された基板Wと平行な方向であって、かつ互いに直交するX,Y方向に沿って設けられている。第1の可動台25eは、Xネジ軸25aに螺合されており、Xネジ軸25aが正逆転されるのに伴ってX方向に進退移動される。第2の可動台25fは、Yネジ軸25cに螺合されており、Xネジ軸25cが正逆転されるのに伴ってY方向に進退移動される。
【0039】
また、Xネジ軸25a、X回転駆動部25b及び第1の可動台25eは、第2の可動台25eがY方向に進退移動されるのに伴って、第2の可動台25eと一体にY方向に移動される。従って、X回転駆動部25b及びY回転駆動部25dによりXネジ軸25a及びYネジ軸25cを正逆転駆動することにより、第1の可動台25eが基板Wと平行なXY平面内において2次元的に移動される。
【0040】
第1の可動台25eには、露光装置23の露光ヘッド部23a及び膜厚測定装置24の光学ヘッド部24aが保持されている。このため、XY駆動機構25によって、露光ヘッド部23a及び光学ヘッド部24aを2次元的に駆動することにより、基板W上における露光用の光の照射位置及び膜厚測定位置を2次元的に移動することができる。
【0041】
ラインセンサ26は、スピンチャック21に保持された基板Wの周縁部を部分的に上下から挟み込むようにして設けられており、挟み込んだ基板Wの周縁部の位置を検出する。より詳細には、ラインセンサ26には、矢視L方向(図4)に沿ってライン状に配設された複数の光センサ(図示省略)を備えている。矢視L方向は、回転中心軸Rと略垂直な平面上において回転中心軸Rを通る方向、つまり、回転中心軸Rに対する半径方向である。そして、複数の光センサのうちの回転中心軸R側から何番目までの光センサが基板Wを検出しているかを検出することにより、基板Wの周縁部の回転中心軸Rからの距離が検出される。
【0042】
このため、ラインセンサ26で基板Wの周縁部を検出しつつ、回転駆動部22により基板Wを回転させることによりスピンチャック21の回転軸と基板Wの中心との位置関係、例えば回転中心軸Rに対する基板Wの中心の偏心位置を検知することができ、さらにはその位置関係に基づいてスピンチャック21に保持された基板Wの位置を検出することができる。
【0043】
<3.基板中心および特異周縁部の検出>
次に、上述したラインセンサ26の検出情報に基づいて、スピンチャック21に保持されている基板Wの中心位置等を算出する処理について説明する。図6は、コントローラ10の機能ブロックであり、特に、基板Wの中心位置算出処理に関わる機能を図示したものである。図中、距離取得手段101、算出手段102、領域特定手段103、露光領域特定手段104は、コントローラ10の制御ソフトウェアが実行されることにより、各種ハードウェア資源を利用して実現される機能である。
【0044】
前述の如く、ラインセンサ26により、基板Wの周縁部の回転中心軸Rからの距離(この距離を以下、エッジ距離と呼ぶ)が検出される。そして、距離取得手段101は、スピンチャック21により基板Wが1回転される間、所定の間隔でラインセンサ26からエッジ距離を取得する。つまり、基板Wが1回転する間に複数回のエッジ距離を取得する。
【0045】
仮に、スピンチャック21上に保持された基板Wの基板中心が、スピンチャック21の回転中心軸Rと全く同じ位置である場合には、距離取得手段101が複数回取得するエッジ距離は、特異周縁部(特異周縁部については後述する)を除いて一定となる。しかし、前述の如く、基板Wのスピンチャック21に対する保持位置は、わずかなズレが生じている場合があるため、この場合には、複数回取得されたエッジ距離はばらつきが生じていることになる。
【0046】
したがって、距離取得手段101は、複数回取得したエッジ距離のデータを算出手段102に送出する。算出手段102では、複数のエッジ距離データから偏心して配置された基板Wの偏心距離を算出するのである。この算出方法は、特に、限定されないが、たとえば、エッジ距離の最大値もしくは最小値における基板Wの半径との差分で求められる。もしくは、これら最大値と最小値から求められた差分の平均をとるようにしてもよい。
【0047】
また、算出手段102は、回転駆動部22からスピンチャック21の回転角度(この回転角度は、たとえば、スピンチャック21上の特定点について、装置内の基準点に対する相対回転角度として決定される。)を入力可能としている。したがって、算出手段102は、ラインセンサ26によってエッジ距離を検出する間、各検出時点における基板Wの回転角度を入力することができるので、基板Wの回転位置とエッジ距離との関係を持たせた上でデータを取得させることが可能である。これにより、算出手段102は、算出した偏心距離と、取得した回転角度のデータから、スピンチャック21に保持されている基板Wの中心位置を把握することができるのである。
【0048】
さらに、算出手段102は、特異周縁部を検出することによって、基板Wの結晶方向を検出することが可能である。図7は、特異周縁部としてオリフラ31が形成された基板Wの平面図、図8は、特異周縁部としてノッチ32が形成された基板Wの平面図である。
【0049】
これらオリフラ31、ノッチ32は、基板Wの結晶方向と特定の関係を持たせて形成されているため、基板処理装置1の各処理部は、これら特異周縁部を検出することにより、基板Wの結晶方向を考慮した処理を行うことができるのである。
【0050】
そして、基板Wに特異周縁部が形成されているため、距離取得手段101が取得する複数のエッジ距離の中には、特異周縁部におけるエッジ距離が含まれることになる。つまり、中心位置のずれによりわずかなばらつきが生じているものの特異周縁部以外の部分はエッジ距離データは、略基板Wの半径に近い値であるが、その中に、大きく値の異なる部分が特異周縁部として検出されるのである。そこで、算出手段102は、この特異周縁部が検出された回転角度を取得することにより、基板Wのオリフラ形成位置もしくはノッチ形成位置を検出可能としているのである。オリフラ位置とノッチ位置は、連続した時間の間検出されることになるが、たとえば、それらの時間の中央の時間をとるという方法でオリフラもしくはノッチの中央位置を把握することが可能である。また、オリフラもしくはノッチが図7、図8に示したような形状である場合には、エッジ距離の最も大きくズレた位置をオリフラもしくはノッチの中央位置として把握することも可能である。
【0051】
このようにして、オリフラ位置やノッチ位置を検出すると、前述の如く、これら特異周縁部は、基板結晶方向と特定の関係を持たせて形成されているので、算出手段102は、この検出位置を基準として基板の結晶方向を算出することが可能である。
【0052】
算出手段102が、基板Wの中心位置および特異周縁部位置を算出すると、この情報をもとに、領域特定手段103が、膜厚測定領域を特定する。前述の如く、本実施の形態においては、エッジ部分の膜厚を測定するため、膜厚測定領域は、基板Wの周縁部近傍の領域である。具体的には、基板Wの周縁部から所定の距離だけ基板中心に向かう幅を持った領域である。この所定の距離は、たとえば、膜厚測定領域が基板Wに形成されるパターンとは重複しない領域として選択されるような距離であればよい。もしくは、より確実な測定を行うために、基板エッジ近傍、および、パターン形成領域との境界近傍とを除いた領域を選択するようにしてもよい。また、領域特定手段103は、基板の結晶方向も考慮して膜厚測定に適した領域を選択するようにしている。
【0053】
領域特定手段103が、膜厚測定領域を特定すると、この特定情報が膜厚測定装置23、および、XY駆動機構25に送出される。これによって、XY駆動機構部25が膜厚測定装置23を目的位置に移動させ、膜厚測定装置23が、膜厚測定領域である基板Wのエッジ部において膜厚測定を行うのである。
【0054】
また、算出手段102が、基板Wの中心位置および特異周縁部位置を算出すると、この情報をもとに、露光領域特定手段103が、露光領域を特定する。前述の如く、本実施の形態においては、エッジ領域の露光を行うため、露光領域は、基板Wの周縁部近傍の領域である。具体的には、基板Wの周縁部から所定の距離だけ基板中心に向かう幅を持った領域であり、膜厚測定領域と同様に、所定の距離とは、露光領域が基板に形成されたパターンの領域と重複しないように選択される。また、より確実な測定を行うために、基板エッジ近傍、および、パターン形成領域との境界近傍とを除いた領域を選択するようにしてもよい。
【0055】
露光位置特定手段104が、露光領域を特定すると、この特定情報が露光装置24、および、XY駆動機構25に送出される。これによって、XY駆動機構部25が露光装置24を目的位置に移動させ、露光装置24が、露光領域である基板Wのエッジ部において露光処理を行うのである。
【0056】
<4.処理の流れ>
次に、図9のフローチャートを参照しながら基板処理ユニット11の動作について説明する。搬送ロボットTRによって、基板処理ユニット11内に基板Wが搬送され、基板Wがスピンチャック21に吸引保持される(ステップS1)。
【0057】
次に、コントローラ10からの指示に応じてスピンチャック21が1回転する。これにより、スピンチャック21に保持された基板Wも1回転し、ラインセンサ26により複数のエッジ距離が検出される(ステップS2)。ラインセンサ26により複数回検出されたエッジ距離のデータは、算出手段102に送出される。
【0058】
次に、算出手段102が、複数のエッジ距離データから、上述した処理を行い基板Wの中心位置と特異周縁部の位置を算出する。つまり、基板Wの偏心位置と、結晶方向を計算によって求める(ステップS3)。
【0059】
ステップS3において、特異周縁部の位置、つまり、オリフラ位置もしくはノッチ位置が検出されなかった場合(ステップS4の判定でNO)には、ステップS8に移行し、警報を発報して、測定を中止する。
【0060】
ステップS3において、特異周縁部の位置が検出された場合(ステップS4の判定でYES)には、さらに、基板中心および結晶方向が算出されたかどうかの判定を行う(ステップS5)。
【0061】
基板中心および結晶方向が算出されなかった場合(ステップS5でNO)には、ステップS8に移行し、警報を発報して、測定を中止する。
【0062】
基板中心および結晶方向が算出された場合(ステップS5でYES)には、算出手段103は、算出された基板中心および結晶方向に関する情報を領域特定手段103に送出し、領域特定手段103により、膜厚測定領域が特定される。そして、膜厚測定領域に関する情報がXY駆動部25および膜厚測定装置24に送出され、エッジ領域の膜厚測定が行われる(ステップS6)。
【0063】
膜厚測定領域における所定ポイントにおいて膜厚測定が終了するまで、ステップS6の処理を繰り返し、全てのポイントで測定が終了すると(ステップS7でYES)、処理が終了する。
【0064】
以上の処理により、基板Wに対して膜厚測定処理が行われるが、このエッジ領域の検出のために用いられたデータは、膜厚測定処理のみに使用されるものではなく、前述したように、エッジ露光処理を行う際に、露光領域を特定するためにも利用されるものである。
【0065】
したがって、本実施の形態の基板処理装置1は、エッジ露光を行う露光装置23と膜厚測定を行う膜厚測定装置24を同一のユニット内に収容して装置のコンパクト化を図るだけでなく、基板Wのエッジ部分を検出するための装置として同一の装置を利用しているので、さらなる装置のコンパクト化を図ることが可能である。
【0066】
しかも、共通の測定処理および算出処理によって得られた基板中心および特異周縁部の情報を利用して、エッジ露光および膜厚測定を行うことにより、処理工程の短縮を図ることも可能である。
【0067】
また、本実施の形態においては、露光装置23および膜厚測定装置24を同一のXY駆動機構25によって制御しているので、この点からも装置のコンパクト化とコストダウンを図ることを可能としている。
【0068】
以上の処理により膜厚測定が行われると、コントローラ10は、その測定値が予め設定された要求水準、例えば規定値の範囲内にあるか否かを判定する。そして、レジスト膜の膜厚が予め設定された要求水準の範囲内にないと判定した場合には、基板Wにレジスト膜を形成する際の処理条件を変更する。
【0069】
処理条件を変更する際のコントローラ10の制御モードとしては、自動変更モードと、手動変更モードとが備えられている。自動変更モードは、基板処理ユニット11によるレジスト膜の測定値に基づいて、コントローラ10が自動的に処理条件の変更処理を行うモードである。
【0070】
一方、手動変更モードは、基板処理ユニット11により測定したレジスト膜の膜厚値をコントローラ10にモニタ17等を介して出力させ、その出力された膜厚値に基づいて、ユーザの判断で処理条件の変更内容を決定し、その変更内容を装置1に対して入力するモードである。その変更内容の入力は、操作部16等を介して行われ、変更内容が入力されると、コントローラ10がその変更内容を処理条件に反映させる。自動変更モードと、手動変更モードとの間のモード切り替えは、操作部16を介して行われる。
【0071】
このように、コントローラ10は、レジスト膜の膜厚値の測定結果に基づいて処理条件の変更の要否、及び変更が必要な場合の変更内容を決定する。そして、処理条件の変更が必要な場合には、変更した処理条件に従ってレジスト膜を形成し、そのレジスト膜の膜厚を測定し、処理条件の変更の要否を再検討するというサイクルを、レジスト膜の膜厚値が所定の要求水準を満たすまで繰り返す。
【0072】
レジスト膜の膜厚の測定結果に基づいて変更される処理条件としては、レジストを基板Wに回転塗布する際のスピン回転数を想定しているが、これはあくまでも一例であり、変更される処理条件に後述するプリベークの温度等の他の条件を含めるようにしてもよい。また、上記の実施の形態においては、基板Wの膜厚測定を基板Wのエッジ領域で行っていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、基板中心と結晶方向性を基準として基板W中におけるアライメントマーク等の形成される回路パターンの形成されない領域を領域特定手段により膜厚の測定領域として特定し、かかる領域の膜厚を測定するようにしてもよい。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明では、基板の周縁部を検出し、基板の膜厚測定を行うので、測定領域の検出、特定処理が容易である。これにより、膜厚測定工程を簡素化させることが可能である。
【0074】
また、請求項1記載の発明では、パターンの形成されていない領域において精度の高い膜厚測定処理が可能である。
【0075】
また、請求項1記載の発明では、ラインセンサを用いて基板の周縁部と基板の回転保持手段との距離を測定することにより、基板中心位置を測定するので、画像解析などの処理を行うことなく基板の周縁部を検出可能である。これにより、カメラや画像解析を行うための高価なハードウェアを不要とすることが可能である。
【0076】
また、請求項1記載の発明では、基板の周縁部に形成されている特異周縁部を検出するので、基板の結晶方向を検出することが可能である。
【0077】
請求項1記載の発明では、検出した基板の周縁部に関する情報をもとに、エッジ露光と膜厚測定を行うので、装置のコンパクト化とコストダウンを図ることが可能である。
【0078】
また、請求項1記載の発明では、膜厚測定装置と露光装置とは、同一の駆動機構により制御されるので、さらなる装置のコンパクト化とコストダウンを図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の全体概略を示す斜視図である。
【図2】図1の基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図3】図1の基板処理装置及びその制御システムのブロック構成図である。
【図4】基板処理ユニットを上方から見たときの構成を模式的に示す図である。
【図5】基板処理ユニットを側面から見たときの構成を模式的に示す図である。
【図6】コントローラの機能ブロック図である。
【図7】基板Wに設けられたオリフラを示す図である。
【図8】基板Wに設けられたノッチを示す図である。
【図9】図1の基板処理装置を用いた処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 基板処理装置
10 コントローラ
11 基板処理ユニット
21 スピンチャック
22 回転駆動部
23 周辺露光装置
23a 露光ヘッド部
23b 照度センサ
24 膜厚測定装置
25 光学ヘッド部
26 ラインセンサ
W 基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing apparatus that performs film thickness measurement and edge exposure on a semiconductor substrate, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask, a substrate for an optical disk (hereinafter simply referred to as “substrate”).
[0002]
[Prior art]
A product such as a semiconductor or a liquid crystal display is manufactured by subjecting the substrate to a series of processes such as cleaning, resist coating, exposure, development, etching, formation of an interlayer insulating film, heat treatment, and dicing. In order to maintain the quality of the semiconductor product, the film thickness of the substrate is measured after the resist coating process.
[0003]
There are various measurement positions at which the film thickness of the substrate is measured, but a flat area having a film thickness where no pattern is formed may be used as the measurement position. During film thickness measurement, the substrate is transported by a transport robot or the like and held at a predetermined position for film thickness measurement. However, there is a limit to the operation accuracy of the apparatus, and a slight shift occurs in the holding position. Sometimes. Therefore, in order to measure the film thickness at a desired position, it is necessary to know the exact position of the held substrate prior to the film thickness measurement process.
[0004]
Conventionally, substrate position measurement and film thickness measurement have been performed by the following methods. First, the film thickness measurement target substrate held at a predetermined position is photographed using a camera. Then, by analyzing the photographed image, the position of the alignment mark or die formed as a pattern on the substrate is extracted, thereby grasping the holding state of the substrate and the position of the pattern. Then, the measurement region of the substrate is calculated from the measured holding state of the substrate, and the film thickness is measured by moving the optical head to the measurement position.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The method for determining the film thickness measurement position using the image analysis described above has an advantage of high accuracy because the measurement position is calculated based on the pattern actually formed on the substrate. However, this method requires expensive hardware for image capture processing, and also requires hardware with very high processing capability in order to perform image analysis.
[0006]
In addition, a space for installing a camera and a control unit related to image processing is required. Furthermore, since the image matching process is performed between the pre-registered pattern and the imaged pattern on the substrate, an error occurs in the pattern matching depending on the processing conditions, and all the lots to be measured cannot be detected. there is a possibility.
[0007]
In view of the above problems, it is an object of the present invention to accurately measure the thickness of a substrate with a low-cost and space-saving apparatus configuration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 Film thickness measuring means and exposure means for exposing the peripheral edge of the substrate; Is a substrate processing unit equipped with A deformed singular rim was formed on a part of the circumferential rim Board rotation Holding means for holding, and a substrate held by the holding means position And a detection unit for detecting a predetermined region included in a region where a substrate pattern is not formed is specified as a measurement region Measurement Area identification means; An exposure area specifying means for specifying an exposure area, and a drive mechanism for controlling the film thickness measuring means to measure the film thickness of the measurement area and for controlling the exposure means to perform exposure processing of the exposure area. When, The detection means includes a substantially radial direction with respect to a rotation center of the holding means. A line sensor for detecting a peripheral portion of the substrate held by the holding means; While rotating the substrate by the holding means , Distance acquisition means for acquiring distance information from the rotation center of the holding means to the peripheral edge of the substrate a plurality of times; Rotational position acquisition means for acquiring the rotational position of the holding means; The distance acquisition means But From the acquired plurality of distance information to the holding means Retained Calculate the substrate center position of the substrate In addition, the rotational position acquisition unit acquires the distance information in the specific peripheral portion included in the plurality of distance information acquired by the distance acquisition unit and the distance acquisition unit acquires the distance information in the specific peripheral portion. From the rotation position, the position of the specific peripheral edge portion of the substrate held by the holding means is calculated. A calculating means, Based on the substrate center position calculated by the calculation means and the position of the specific peripheral edge, the measurement area specifying means specifies the measurement area, the exposure area specifying means specifies the exposure area, and the driving mechanism. However, based on the substrate center position calculated by the calculation unit and the position of the specific peripheral portion, the film thickness measurement unit performs film thickness measurement and the exposure unit performs exposure processing. It is characterized by that.
[0009]
The invention described in claim 2 is described in claim 1. Substrate processing unit The measurement area is an area having a width from the peripheral edge of the substrate toward the center of the substrate by a predetermined distance.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<1. Overall configuration of the device>
FIG. 1 is a perspective view showing an overall outline of a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the substrate processing apparatus 1. The substrate processing apparatus 1 is a substrate processing apparatus (so-called coater & developer) that performs resist coating processing and development processing on a substrate W, and is roughly configured to include an indexer ID and a unit arrangement unit MP.
[0018]
The indexer ID includes a transfer robot TF and a mounting stage 15. Four carriers C can be arranged and placed on the placement stage 15 along the horizontal direction. Each carrier C is provided with a multi-stage storage groove, and a single substrate W can be stored in each groove in a horizontal posture (main surface along a horizontal plane). Accordingly, a plurality of substrates W (for example, 25 sheets) can be stored in each carrier C in a state of being stacked in a horizontal posture at a predetermined interval in multiple stages.
[0019]
The transfer robot TF includes a single transfer arm, and the transfer arm can be moved up and down in the height direction, rotated, and moved forward and backward in the horizontal direction. Further, the transfer robot TF itself moves along the arrangement direction of the carrier C, whereby the transfer arm can be moved horizontally along the arrangement direction of the carrier C. That is, the transfer robot TF can move the transfer arm three-dimensionally.
[0020]
By such an operation of the transfer robot TF, the indexer ID takes out the unprocessed substrate W from the carrier C that can store a plurality of substrates W, passes it to the unit placement unit MP, and has processed it from the unit placement unit MP. The substrate W can be received and stored in the carrier C.
[0021]
In the unit arrangement unit MP, a plurality of processing units that perform predetermined processing on the substrate W are arranged in a two-row configuration. That is, two coating processing units SC are arranged in the front side row in FIG. 1 of the unit arrangement unit MP. The coating processing unit SC is a so-called spin coater that applies a uniform resist by dropping a photoresist onto the main surface of the substrate while rotating the substrate W.
[0022]
Further, two development processing units SD are arranged at the same height position as the coating processing unit SC in the rear row of the unit arrangement unit MP in FIG. The development processing unit SD is a so-called spin developer that performs development processing by supplying a developer onto the exposed substrate W. The coating processing unit SC and the development processing unit SD are arranged to face each other with the conveyance path 14 therebetween.
[0023]
Above each of the two coating processing units SC and the two development processing units SD, a heat treatment unit group 13 is arranged with a fan filter unit (not shown) interposed therebetween (for convenience of illustration, the heat treatment unit group is shown in FIG. 13 and a substrate processing unit 11 to be described later are omitted). The heat treatment unit group 13 includes a so-called hot plate that heats the substrate W to raise the temperature to a predetermined temperature and cools the substrate W to lower the temperature to the predetermined temperature and maintains the substrate W at the predetermined temperature. A so-called cool plate is incorporated. The hot plate includes an adhesion strengthening unit that performs an adhesion strengthening process on the substrate W before the resist coating process and a post-exposure bake unit that performs a baking process on the substrate after the exposure.
[0024]
As shown in FIG. 1, a substrate processing unit 11 that detects edge portions of the substrate W and performs edge exposure and film thickness measurement is arranged at one corner of the heat treatment unit group 13. Although details of the substrate processing unit 11 will be described later, a device group for detecting the edge of the substrate W, a peripheral exposure function for exposing the peripheral region of the substrate W coated with a resist, And a film thickness measuring function for measuring the film thickness of a resist film which is a coated film. The arrangement position of the substrate processing unit 11 is not limited to the position illustrated in FIG.
[0025]
A transport robot TR is disposed on the transport path 14 sandwiched between the coating processing unit SC and the development processing unit SD. The transfer robot TR includes two transfer arms, and the transfer arm can be moved up and down along the vertical direction, rotated in the horizontal plane, and moved forward and backward in the horizontal plane. Thus, the transfer robot TR delivers the substrate W to and from the processing units arranged in the unit arrangement unit MP while delivering the substrate W to and from the transfer robot TF with the indexer ID. It can be circulated and conveyed. The transport robot TR also has a role of transporting the resist-coated substrate W to the substrate processing unit 11 and receiving the substrate W after exposure or film thickness measurement from the substrate processing unit 11 and transporting it to a predetermined position. Yes.
[0026]
FIG. 3 is a block configuration diagram of the substrate processing apparatus 1 and its control system according to the present embodiment. The substrate processing apparatus 1 executes inspection processes such as coating, developing, and film thickness measurement under the control of the controller 10. Further, the controller 10 performs various arithmetic processes for detecting the edge of the substrate W.
[0027]
The controller 10 is a main body unit and includes a CPU that performs arithmetic processing, a ROM, a RAM, a hard disk, and the like, and control software is stored in the ROM or hardware.
[0028]
Further, on the side surface of the substrate processing apparatus 1, an operation unit 16 for operator operation and a monitor 17 for displaying operation guidance and menus are provided. The controller 10 controls the substrate processing apparatus 1 according to a processing procedure based on recipe data recorded on a hard disk or the like.
[0029]
<2. Configuration of substrate treatment unit>
4 is a diagram schematically showing a configuration when the substrate processing unit 11 is viewed from above, and FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration when the substrate processing unit 11 is viewed from the side. As shown in FIG. 4 or 5, the substrate processing unit 11 is a spin chuck 21 that is a holding unit that holds the substrate W, a rotation driving unit 22 that is a rotation driving unit of the spin chuck 21, and an exposure unit. The exposure apparatus 23 includes a film thickness measuring device 24 that is a film thickness measuring unit, an XY driving mechanism 25 that is a driving unit, and a line sensor 26 that is an edge detecting unit.
[0030]
As shown in FIG. 5, the spin chuck 21 is provided at the upper end of the rotation shaft 21 c, and the rotation shaft 21 c is driven by the rotation drive unit 22, thereby rotating around the rotation center axis R in the substantially vertical direction. It can be rotated. Thereby, the substrate W is driven to rotate about the rotation center axis R by driving the rotation driving unit 22 in a state where the substrate W is adsorbed on the upper surface of the spin chuck 21. The adsorption of the substrate W is performed using a vacuum suction force provided by a suction pump (not shown) through the air flow paths 21a and 21b. Loading of the substrate W onto the spin chuck 21 and discharge of the substrate W from the spin chuck 21 are performed by the transfer robot TR.
[0031]
The exposure apparatus 23 includes a first light source unit (not shown), an exposure head unit 23a, and an illuminance sensor 23b. For example, a mercury lamp unit is used as the first light source unit. The exposure head unit 23a selectively irradiates the surface of the substrate W of the spin chuck 21 with exposure light provided from the first light source unit via a built-in lens (not shown), and the substrate W coated with a resist. The edge region is exposed. The illuminance sensor 23b is used to measure the amount of light emitted from the exposure head portion 23a to the substrate W.
[0032]
In the present embodiment, the first light source unit is fixedly provided in the substrate processing unit 11, and the exposure head unit 23a is provided so as to be movable in the XY direction by an XY drive mechanism 25 described later. For this reason, the exposure light provided by the first light source unit is provided from the first light source unit to the exposure head unit 23a via a first optical fiber (not shown). The illuminance sensor 23b is also fixedly provided in the substrate processing unit 11.
[0033]
As described above, the substrate processing unit 11 performs the exposure of the edge region of the substrate W. In the present embodiment, the edge region is exposed by performing exposure processing of the edge region and performing development processing in a later process. This prevents particles from being generated from the edge portion in other processing steps.
[0034]
The film thickness measurement device 24 includes a second light source unit (not shown), an optical head unit 24a, and a measurement processing unit (not shown). For example, a halogen lamp unit is used as the second light source unit. The optical head unit 24a selectively irradiates the surface of the substrate W held by the spin chuck 21 with the film thickness measuring light provided from the second light source unit, and the substrate W of the film thickness measuring light. The reflected light from is received. The measurement processing unit measures the film thickness of the resist film provided on the surface of the substrate W based on the reflected light received by the optical head unit 24a.
[0035]
In the present embodiment, the second light source unit and the measurement processing unit are fixedly provided in the substrate processing unit 11, and the optical head unit 24a is provided so as to be movable in an XY manner by an XY drive mechanism 25 described later. ing. For this reason, the light for film thickness measurement given by the second light source unit is given from the second light source unit to the optical head unit 24a via the second optical fiber (not shown) and received by the optical head unit 24a. The reflected light is given from the optical head unit 24a to the measurement processing unit via a third optical fiber (not shown). Alternatively, as a modification, the measurement processing unit may be provided integrally with the optical head unit 24 a and moved to the XY drive mechanism 25 by XY. In this case, the third optical fiber can be omitted.
[0036]
In the present embodiment, the film thickness measurement device 24 configured as described above measures the film thickness of the edge region of the substrate W as an example of the measurement region. In the edge region of the substrate W, there is a region where no pattern is formed. Therefore, the film thickness is measured at the edge portion where this pattern is not formed.
[0037]
The XY drive mechanism 25 includes an X screw shaft 25a, an X rotation drive unit 25b that rotates the X screw shaft 25a, a Y screw shaft 25c, a Y rotation drive unit 25d that rotates the Y screw shaft 25c, and a first And second movable bases 25e and 25f.
[0038]
The X screw shaft 25a and the Y screw shaft 25b are provided along the X and Y directions that are parallel to the substrate W held by the spin chuck 21 and orthogonal to each other. The first movable base 25e is screwed to the X screw shaft 25a, and is moved forward and backward in the X direction as the X screw shaft 25a is rotated forward and backward. The second movable base 25f is screwed to the Y screw shaft 25c, and is moved forward and backward in the Y direction as the X screw shaft 25c is rotated forward and backward.
[0039]
In addition, the X screw shaft 25a, the X rotation driving unit 25b, and the first movable base 25e are integrated with the second movable base 25e as the second movable base 25e is moved back and forth in the Y direction. Moved in the direction. Accordingly, the X movable shaft 25a and the Y rotational shaft 25c are driven forward and backward by the X rotational driving unit 25b and the Y rotational driving unit 25d, so that the first movable base 25e is two-dimensionally within the XY plane parallel to the substrate W. Moved to.
[0040]
The first movable base 25e holds the exposure head portion 23a of the exposure device 23 and the optical head portion 24a of the film thickness measuring device 24. For this reason, the exposure head portion 23a and the optical head portion 24a are driven two-dimensionally by the XY drive mechanism 25, thereby moving the exposure light irradiation position and the film thickness measurement position on the substrate W two-dimensionally. can do.
[0041]
The line sensor 26 is provided so as to partially sandwich the peripheral edge of the substrate W held by the spin chuck 21 from above and below, and detects the position of the peripheral edge of the sandwiched substrate W. More specifically, the line sensor 26 includes a plurality of optical sensors (not shown) arranged in a line along the arrow L direction (FIG. 4). The arrow L direction is a direction passing through the rotation center axis R on a plane substantially perpendicular to the rotation center axis R, that is, a radial direction with respect to the rotation center axis R. The distance from the rotation center axis R of the peripheral edge of the substrate W is detected by detecting how many of the plurality of optical sensors from the rotation center axis R side detect the substrate W. Is done.
[0042]
Therefore, the positional relationship between the rotation axis of the spin chuck 21 and the center of the substrate W, for example, the rotation center axis R, by rotating the substrate W by the rotation drive unit 22 while detecting the peripheral edge of the substrate W by the line sensor 26. It is possible to detect the eccentric position of the center of the substrate W with respect to the substrate, and it is possible to detect the position of the substrate W held on the spin chuck 21 based on the positional relationship.
[0043]
<3. Detection of substrate center and specific peripheral edge>
Next, processing for calculating the center position of the substrate W held on the spin chuck 21 based on the detection information of the line sensor 26 described above will be described. FIG. 6 is a functional block of the controller 10 and particularly illustrates functions related to the center position calculation processing of the substrate W. In the figure, a distance acquisition unit 101, a calculation unit 102, an area specifying unit 103, and an exposure area specifying unit 104 are functions realized by using various hardware resources when the control software of the controller 10 is executed. .
[0044]
As described above, the line sensor 26 detects the distance from the rotation center axis R of the peripheral edge of the substrate W (this distance is hereinafter referred to as an edge distance). The distance acquisition unit 101 acquires the edge distance from the line sensor 26 at a predetermined interval while the substrate W is rotated once by the spin chuck 21. That is, the edge distance is acquired a plurality of times while the substrate W rotates once.
[0045]
If the substrate center of the substrate W held on the spin chuck 21 is exactly the same position as the rotation center axis R of the spin chuck 21, the edge distance acquired by the distance acquisition unit 101 a plurality of times is the specific peripheral edge. It becomes constant except for the portion (the specific peripheral portion will be described later). However, as described above, since the holding position of the substrate W with respect to the spin chuck 21 may be slightly shifted, in this case, the edge distance acquired a plurality of times has variations. .
[0046]
Therefore, the distance acquisition unit 101 sends edge distance data acquired a plurality of times to the calculation unit 102. The calculating means 102 calculates the eccentric distance of the substrate W arranged eccentrically from a plurality of edge distance data. Although this calculation method is not particularly limited, for example, it can be obtained by a difference from the radius of the substrate W at the maximum value or the minimum value of the edge distance. Or you may make it take the average of the difference calculated | required from these maximum values and minimum values.
[0047]
Further, the calculation means 102 determines the rotation angle of the spin chuck 21 from the rotation drive unit 22 (this rotation angle is determined as a relative rotation angle with respect to a reference point in the apparatus, for example, for a specific point on the spin chuck 21). Can be entered. Therefore, since the calculation means 102 can input the rotation angle of the substrate W at each detection time while the line sensor 26 detects the edge distance, the relationship between the rotation position of the substrate W and the edge distance is given. It is possible to get data on the above. Thereby, the calculation means 102 can grasp the center position of the substrate W held on the spin chuck 21 from the calculated eccentric distance and the acquired rotation angle data.
[0048]
Furthermore, the calculation means 102 can detect the crystal direction of the substrate W by detecting the specific peripheral edge. FIG. 7 is a plan view of the substrate W on which the orientation flat 31 is formed as the specific peripheral portion, and FIG. 8 is a plan view of the substrate W on which the notch 32 is formed as the specific peripheral portion.
[0049]
Since the orientation flat 31 and the notch 32 are formed to have a specific relationship with the crystal direction of the substrate W, each processing unit of the substrate processing apparatus 1 detects the specific peripheral portion of the substrate W. It is possible to perform processing in consideration of the crystal direction.
[0050]
Since the specific peripheral edge portion is formed on the substrate W, the edge distances in the specific peripheral edge portion are included in the plurality of edge distances acquired by the distance acquisition unit 101. In other words, although the edge position data is a value close to the radius of the substrate W in the portions other than the specific peripheral portion, although the slight variation occurs due to the deviation of the center position, the portions having greatly different values are unique. It is detected as a peripheral part. Therefore, the calculation means 102 can detect the orientation flat formation position or the notch formation position of the substrate W by acquiring the rotation angle at which this specific peripheral edge is detected. The orientation flat position and the notch position are detected for a continuous time. For example, the center position of the orientation flat or the notch can be grasped by taking a time in the middle of these times. Further, when the orientation flat or notch has a shape as shown in FIGS. 7 and 8, it is also possible to grasp the position where the edge distance is shifted most as the center position of the orientation flat or notch.
[0051]
When the orientation flat position or the notch position is detected in this way, as described above, these specific peripheral portions are formed with a specific relationship with the substrate crystal direction, so that the calculation means 102 determines the detection position. It is possible to calculate the crystal direction of the substrate as a reference.
[0052]
When the calculation means 102 calculates the center position and the specific peripheral edge position of the substrate W, the area specifying means 103 specifies the film thickness measurement area based on this information. As described above, in the present embodiment, the film thickness measurement region is a region near the peripheral portion of the substrate W in order to measure the film thickness of the edge portion. Specifically, this is a region having a width from the peripheral edge of the substrate W toward the center of the substrate by a predetermined distance. For example, the predetermined distance may be a distance that allows the film thickness measurement region to be selected as a region that does not overlap the pattern formed on the substrate W. Alternatively, in order to perform more reliable measurement, an area excluding the vicinity of the substrate edge and the vicinity of the boundary with the pattern formation area may be selected. Further, the region specifying means 103 selects a region suitable for film thickness measurement in consideration of the crystal direction of the substrate.
[0053]
When the region specifying unit 103 specifies the film thickness measurement region, this specifying information is sent to the film thickness measuring device 23 and the XY drive mechanism 25. As a result, the XY drive mechanism 25 moves the film thickness measuring device 23 to the target position, and the film thickness measuring device 23 measures the film thickness at the edge portion of the substrate W that is the film thickness measuring region.
[0054]
Further, when the calculating means 102 calculates the center position and the specific peripheral edge position of the substrate W, the exposure area specifying means 103 specifies the exposure area based on this information. As described above, in this embodiment, since the edge region is exposed, the exposure region is a region near the peripheral edge of the substrate W. Specifically, it is a region having a width from the peripheral edge of the substrate W toward the center of the substrate by a predetermined distance. Like the film thickness measurement region, the predetermined distance is a pattern in which an exposure region is formed on the substrate. Is selected so that it does not overlap with any other area. In order to perform more reliable measurement, an area excluding the vicinity of the substrate edge and the vicinity of the boundary with the pattern formation area may be selected.
[0055]
When the exposure position specifying means 104 specifies the exposure area, this specifying information is sent to the exposure device 24 and the XY drive mechanism 25. Thereby, the XY drive mechanism unit 25 moves the exposure device 24 to a target position, and the exposure device 24 performs an exposure process at the edge portion of the substrate W that is an exposure region.
[0056]
<4. Process flow>
Next, the operation of the substrate processing unit 11 will be described with reference to the flowchart of FIG. The substrate W is transported into the substrate processing unit 11 by the transport robot TR, and the substrate W is sucked and held by the spin chuck 21 (step S1).
[0057]
Next, the spin chuck 21 rotates once in response to an instruction from the controller 10. As a result, the substrate W held on the spin chuck 21 also rotates once, and a plurality of edge distances are detected by the line sensor 26 (step S2). The edge distance data detected a plurality of times by the line sensor 26 is sent to the calculation means 102.
[0058]
Next, the calculation means 102 performs the above-described processing from a plurality of edge distance data, and calculates the center position of the substrate W and the position of the specific peripheral edge. That is, the eccentric position of the substrate W and the crystal direction are obtained by calculation (step S3).
[0059]
In step S3, if the position of the specific peripheral edge, that is, the orientation flat position or the notch position is not detected (NO in step S4), the process proceeds to step S8, an alarm is issued, and the measurement is stopped. To do.
[0060]
If the position of the specific peripheral edge is detected in step S3 (YES in the determination in step S4), it is further determined whether the substrate center and the crystal direction are calculated (step S5).
[0061]
If the substrate center and the crystal direction are not calculated (NO in step S5), the process proceeds to step S8, an alarm is issued, and the measurement is stopped.
[0062]
When the substrate center and the crystal direction are calculated (YES in step S5), the calculation unit 103 sends information regarding the calculated substrate center and crystal direction to the region specifying unit 103, and the region specifying unit 103 causes the film A thickness measurement region is identified. Then, information regarding the film thickness measurement region is sent to the XY drive unit 25 and the film thickness measurement device 24, and the film thickness measurement of the edge region is performed (step S6).
[0063]
The process in step S6 is repeated until the film thickness measurement is completed at a predetermined point in the film thickness measurement region. When the measurement is completed at all points (YES in step S7), the process ends.
[0064]
Through the above processing, the film thickness measurement process is performed on the substrate W. However, the data used for the detection of the edge region is not used only for the film thickness measurement process, as described above. When performing edge exposure processing, it is also used for specifying an exposure region.
[0065]
Therefore, the substrate processing apparatus 1 of the present embodiment not only accommodates the exposure apparatus 23 that performs edge exposure and the film thickness measurement apparatus 24 that performs film thickness measurement in the same unit, but also makes the apparatus compact. Since the same device is used as the device for detecting the edge portion of the substrate W, it is possible to further reduce the size of the device.
[0066]
In addition, it is possible to shorten the processing steps by performing edge exposure and film thickness measurement using the information on the substrate center and the specific peripheral edge obtained by the common measurement process and calculation process.
[0067]
In the present embodiment, since the exposure apparatus 23 and the film thickness measuring apparatus 24 are controlled by the same XY drive mechanism 25, it is possible to reduce the size and cost of the apparatus from this point. .
[0068]
When the film thickness is measured by the above processing, the controller 10 determines whether or not the measured value is within a predetermined required level, for example, a specified value range. If it is determined that the film thickness of the resist film is not within the predetermined required level, the processing conditions for forming the resist film on the substrate W are changed.
[0069]
As a control mode of the controller 10 when changing the processing conditions, an automatic change mode and a manual change mode are provided. The automatic change mode is a mode in which the controller 10 automatically changes the processing condition based on the measured value of the resist film by the substrate processing unit 11.
[0070]
On the other hand, in the manual change mode, the resist film thickness value measured by the substrate processing unit 11 is output to the controller 10 via the monitor 17 or the like, and the processing condition is determined by the user based on the output film thickness value. This change mode is a mode in which the change content is determined and the change content is input to the apparatus 1. The change content is input via the operation unit 16 or the like. When the change content is input, the controller 10 reflects the change content in the processing conditions. Mode switching between the automatic change mode and the manual change mode is performed via the operation unit 16.
[0071]
As described above, the controller 10 determines whether or not the processing conditions need to be changed based on the measurement result of the film thickness value of the resist film, and the change contents when the change is necessary. If the processing conditions need to be changed, a resist film is formed in accordance with the changed processing conditions, the thickness of the resist film is measured, and the necessity of changing the processing conditions is reviewed. The process is repeated until the film thickness value satisfies a predetermined required level.
[0072]
As processing conditions to be changed based on the measurement result of the film thickness of the resist film, the spin rotation number when the resist is spin-coated on the substrate W is assumed, but this is merely an example, and the processing to be changed The conditions may include other conditions such as a pre-bake temperature described later. In the above embodiment, the film thickness of the substrate W is measured in the edge region of the substrate W. However, the present invention is not limited to this. For example, the substrate center and the crystal orientation are used as a reference. As an example, a region in the circuit board W on which an alignment mark or the like is not formed may be specified as a film thickness measurement region by a region specifying unit, and the film thickness of the region may be measured.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the peripheral portion of the substrate is detected and the film thickness of the substrate is measured, the measurement region can be easily detected and specified. Thereby, it is possible to simplify a film thickness measurement process.
[0074]
Claim 1 In the described invention, highly accurate film thickness measurement processing is possible in a region where no pattern is formed.
[0075]
Claim 1 In the described invention, since the center position of the substrate is measured by measuring the distance between the peripheral portion of the substrate and the rotation holding means of the substrate using a line sensor, the peripheral portion of the substrate is not subjected to processing such as image analysis. Can be detected. Thereby, it is possible to eliminate the need for expensive hardware for performing a camera and image analysis.
[0076]
Claim 1 In the described invention, since the specific peripheral edge formed on the peripheral edge of the substrate is detected, the crystal direction of the substrate can be detected.
[0077]
Claim 1 In the described invention, since edge exposure and film thickness measurement are performed based on the detected information about the peripheral edge of the substrate, it is possible to reduce the size and cost of the apparatus.
[0078]
Claim 1 In the described invention, since the film thickness measuring device and the exposure device are controlled by the same drive mechanism, it is possible to further reduce the size and cost of the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall outline of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a schematic configuration of the substrate processing apparatus of FIG. 1. FIG.
3 is a block configuration diagram of the substrate processing apparatus of FIG. 1 and its control system. FIG.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration when a substrate processing unit is viewed from above.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration when the substrate processing unit is viewed from the side.
FIG. 6 is a functional block diagram of a controller.
7 is a view showing an orientation flat provided on a substrate W. FIG.
FIG. 8 is a view showing notches provided in a substrate W. FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure using the substrate processing apparatus of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 Substrate processing equipment
10 Controller
11 Substrate processing unit
21 Spin chuck
22 Rotation drive
23 Peripheral exposure equipment
23a Exposure head
23b Illuminance sensor
24 Film thickness measuring device
25 Optical head
26 Line sensor
W substrate

Claims (2)

膜厚測定手段(24)と基板の周縁部を露光する露光手段(23)とが搭載された基板処理ユニットであって、
円周状の周縁部の一部に変形した特異周縁部が形成された基板を回転保持する保持手段(21)と、
前記保持手段に保持された基板の位置を検出する検出手段と、
基板のパターンが形成されない領域に含まれる所定の領域を測定領域として特定する測定領域特定手段(103)と、
露光領域を特定する露光領域特定手段(104)と、
前記膜厚測定手段を制御して前記測定領域の膜厚測定を行わせるとともに、前記露光手段を制御して前記露光領域の露光処理を行わせる駆動機構(25)と、
を備え、
前記検出手段は、
前記保持手段の回転中心に対して略半径方向に沿って前記保持手段に保持された基板の周縁部を検出するラインセンサ(26)と、
前記保持手段によって前記基板を回転させつつ前記保持手段の回転中心から前記基板の周縁部までの距離情報を複数回取得する距離取得手段(101)と、
前記保持手段の回転位置を取得する回転位置取得手段(22)と、
前記距離取得手段取得した複数の距離情報から前記保持手段に保持された前記基板の基板中心位置を算出するとともに、前記距離取得手段が取得した複数の距離情報に含まれる前記特異周縁部における距離情報と、前記距離取得手段が前記特異周縁部における距離情報を取得した際に前記回転位置取得手段が取得した回転位置とから、前記保持手段に保持された前記基板の前記特異周縁部の位置を算出する算出手段(102)と、
を備え、
前記算出手段が算出した前記基板中心位置および前記特異周縁部の位置に基づいて、前記測定領域特定手段が前記測定領域を、前記露光領域特定手段が前記露光領域を、それぞれ特定し、
前記駆動機構が、前記算出手段が算出した前記基板中心位置および前記特異周縁部の位置に基づいて、前記膜厚測定手段に膜厚測定を、前記露光手段に露光処理を、それぞれ行わせることを特徴とする基板処理ユニット。
A substrate processing unit on which a film thickness measuring means (24) and an exposure means (23) for exposing the peripheral edge of the substrate are mounted,
Holding means (21) for rotating and holding the substrate on which the deformed peripheral edge is formed in a part of the circumferential edge ;
Detection means for detecting the position of the substrate held by the holding means;
Measurement area specifying means (103) for specifying a predetermined area included in the area where the pattern of the substrate is not formed as a measurement area;
Exposure area specifying means (104) for specifying an exposure area;
A drive mechanism (25) for controlling the film thickness measurement means to measure the film thickness of the measurement area, and for controlling the exposure means to perform exposure processing of the exposure area;
With
The detection means includes
A line sensor (26) for detecting a peripheral edge of the substrate held by the holding means along a substantially radial direction with respect to the rotation center of the holding means;
While rotating the substrate by the holding means, a plurality of times acquired for distance acquisition unit distance information to the peripheral portion of the substrate from the rotation center of the holding means (101),
Rotational position acquisition means (22) for acquiring the rotational position of the holding means;
Calculates a substrate center position of the substrate held by the holding means from the plurality of distance information the distance acquisition section, the distance in the specific peripheral unit included in a plurality of distance information the distance acquisition section From the information and the rotational position acquired by the rotational position acquisition unit when the distance acquisition unit acquires distance information in the specific peripheral part, the position of the specific peripheral part of the substrate held by the holding unit is determined. A calculating means (102) for calculating;
With
Based on the substrate center position and the position of the specific peripheral edge calculated by the calculation means, the measurement area specifying means specifies the measurement area, and the exposure area specifying means specifies the exposure area,
The drive mechanism causes the film thickness measurement unit to perform film thickness measurement and the exposure unit to perform exposure processing based on the substrate center position and the position of the specific peripheral edge calculated by the calculation unit, respectively. A featured substrate processing unit.
請求項1に記載の基板処理ユニットにおいて、
前記測定領域が、基板の周縁部から所定の距離だけ基板中心に向かう幅を持った領域であることを特徴とする基板処理ユニット。
The substrate processing unit according to claim 1,
The substrate processing unit, wherein the measurement region is a region having a width from the peripheral edge of the substrate toward the center of the substrate by a predetermined distance.
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