JP2013168429A - 液処理装置、液処理方法及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】基板周縁部における液処理の結果を確認し、液処理の条件を変更する必要があるか否かを判断することが可能な液処理装置、液処理方法及びこの方法を記憶した記憶媒体を提供する。
【解決手段】液処理装置の基板保持部２３０は、円形の基板Ｗを水平に保持して鉛直軸周りに回転させ、薬液ノズル２４０は回転する基板Ｗの周縁部の膜を除去するために、当該周縁部に薬液を供給する。撮像部４Ａ〜４Ｃは前記周縁部を撮像し、判断部５はこの撮像結果に基づいて、前記膜の除去幅を求め、この除去幅が適切であるか否かの判断を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板の周縁部に薬液を供給して当該部の膜を除去する技術に関する。

例えば半導体装置の製造工程には、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハという）を水平に保持し、鉛直軸周りに回転させながらその周縁部に種々の薬液を供給して当該部に付着したレジスト膜や汚染物、酸化膜などを除去する枚葉式の液処理装置が用いられる。

その一例として特許文献１には、処理対象の基板に対向するように円盤状の遮断板を配置して当該基板を外部雰囲気から遮断し、この遮断板の周縁部に設けられた周縁処理ノズルから、回転する基板に向けて薬液を供給することにより、基板の周縁部の薄膜をエッチングする技術が記載されている。しかしながら特許文献１には、周縁処理ノズルから供給された薬液が基板の周縁部の所望の位置に供給されているか否か確かめる技術は記載されていない。

特開２００７−１４２０７７号公報：段落００３３〜００３６、００５７、図８（ａ）

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板周縁部の膜が除去された幅を確認し、その除去幅が適切であるか否かを判断することが可能な液処理装置、液処理方法及びこの方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。

本発明に係る液処理装置は、円形の基板を水平に保持して鉛直軸周りに回転させるための基板保持部と、
この基板保持部により回転する基板の周縁部の膜を除去するために、当該周縁部に薬液を供給するための薬液ノズルと、
前記周縁部を撮像するための撮像部と、
前記撮像部が撮像した撮像結果に基づいて、前記膜の除去幅を求め、この除去幅が適切であるか否かの判断を行う判断部と、を備えたことを特徴とする。

上述の液処理装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記薬液ノズルを移動させるための移動機構と、前記薬液の供給位置を変更するために、前記薬液ノズルを移動させるように前記移動機構に制御信号を出力するノズル制御部と、を備え、前記判断部が、前記除去幅の設定値と実測値との差が予め設定された許容差を超えると判断した場合には、前記ノズル制御部は、前記差が許容差よりも小さくなるように前記供給位置を変更すること。
（ｂ）前記基板保持部の回転中心と、この基板の中心との間のずれを相殺するために、前記撮像部は、基板の周縁を周方向にｎ箇所（ｎは２以上の自然数）の基板の端部にある撮像領域を撮像し、前記判断部は、これら複数の撮像領域における除去幅の平均値を前記除去幅の実測値とすること。
（ｃ）前記基板保持部に保持された基板を移動させて、当該基板が保持される位置を決める位置決め機構と、前記基板の中心を前記回転中心に一致させるために前記位置決め機構に制御信号を出力する位置決め制御部と、を備え、前記判断部が、前記除去幅の設定値と実測値との差が予め設定された許容差を越えると判断した場合には、前記位置決め制御部は、前記差が許容差よりも小さくなるように前記位置決め機構により基板を移動させること。
（ｄ）前記判断部は、前記除去幅の設定値と実測値との差から、前記薬液の供給位置に起因する第１の差を除いた残りの差を第２の差とし、この第２の差が予め設定された許容差を越える場合には、前記位置決め制御部は、前記第２の差が許容差よりも小さくなるように前記位置決め機構により基板を移動させること。
（ｅ）前記撮像部は、処理対象の基板を収容したキャリアと前記基板保持部との間の搬送経路に設けられていること。

本発明は、液処理が行われた基板の周縁部を撮像して得られた撮像結果に基づいて、薬液の供給位置に起因する基板の周縁部の膜の除去幅が適切であるかを判断することができる。

実施の形態に係わるウエハ処理システムの平面図である。 前記ウエハ処理システムの側面図である。 前記ウエハ処理システムに設けられているウエハ処理装置の縦断側面図である。 前記ウエハ処理装置に設けられている位置決め機構の説明図である。 前記ウエハ処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 ウエハに設定された撮像領域の位置を示す説明図である。 ウエハの中心と回転中心とがずれている場合におけるカット幅の輪郭線を示す説明図である。 撮像領域Ａにおけるカット幅を示す拡大図である。 撮像領域Ｂにおけるカット幅を示す拡大図である。 撮像領域Ｃにおけるカット幅を示す拡大図である。 前記ウエハ処理装置の動作の流れを示すフロー図である。 ウエハ処理時におけるウエハ処理装置の縦断側面図である。

本発明の液処理装置の実施の形態であるウエハ処理装置の構成について図１〜図５を参照しながら説明する。本例のウエハ処理装置は、ウエハ処理システム内に設けられている。図１の平面図、図２の側面図に示すように、このウエハ処理システムは、基板処理部１１０と、外部から搬送されてくるキャリアであり、複数枚、例えば２５枚のウエハを収容することのできるＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）１３１と前記基板処理部１１０との間でウエハＷの搬入出を行う搬入出部１２０と、を有している。

搬入出部１２０には、例えば３個のＦＯＵＰ１３１を載置することが可能な載置台１３０と、載置台１３０に載置されたＦＯＵＰ１３１と基板処理部１１０との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送室１４０とが設けられている。図中、１４１はＦＯＵＰ１３１の蓋体を取り外して、ＦＯＵＰ１３１と搬送室１４０とを連通させるシャッタである。

搬送室１４０内には、ＦＯＵＰ１３１と基板処理部１１０内のウエハ受け渡しユニット１１４との間でウエハＷを搬送する第１のウエハ搬送機構１５０が設けられている。第１のウエハ搬送機構１５０は、ＦＯＵＰ１３１が並んでいる方向への移動や、進退、昇降、回転の全てが自在に構成された例えば２個のピック１５１を備えており、各ピック１５１上にウエハＷが保持されて搬送される。また、図２に示す１５２は、搬送室１４０内に清浄な空気のダウンフローを形成するためのファンフィルタユニット（ＦＦＵ）である。

基板処理部１１０は、搬送室１４０との間で受け渡しされるウエハＷを一時的に載置する載置棚１１４ａを備えたウエハ受け渡しユニット１１４と、ウエハＷに対する液処理が行われるウエハ処理ユニット１７１〜１７４と、基板処理部１１０においてウエハＷの搬送を行う第２のウエハ搬送機構１６０とが設けられている。第２のウエハ搬送機構１６０は、進退、昇降、回転の全てが自在に構成されたピック１６１を備えており、このピック１６１上にウエハＷが保持されて搬送される。

ウエハ処理ユニット１７１〜１７４には、本実施の形態のウエハ処理装置が組み込まれている。更に図１中の１１１はウエハ処理装置で使用される処理液（薬液やリンス液など）を貯蔵するための処理液貯蔵ユニット、１１２は基板処理システム全体に電力を供給するための電源ユニット、１１３は基板処理システム全体の制御を行う後述の制御部５を収容した制御ユニットである。また図２に示した１１６は、ウエハ処理ユニット１７１〜１７４や第２のウエハ搬送機構１６０が設けられている空間などに清浄な空気のダウンフローを形成するためのＦＦＵである。

次に、ウエハ処理ユニット１７１〜１７４内に設けられているウエハ処理装置について図３〜図５を参照しながら説明する。本例のウエハ処理装置は、ウエハＷの周縁部、詳細には当該周縁部に形成されウエハＷの端部が面取りされたベベル部に形成されているＳｉＯ_２膜やＳｉＮ膜、ポリシリコン膜等の不要な膜を薬液であるエッチング処理液により除去する。

図３に示すようにウエハ処理装置は、ウエハＷを水平に保持して鉛直軸周りに回転させるためのウエハ保持部２３０（基板保持部）と、回転するウエハＷに供給され、周囲に振り飛ばされた処理液を受け止めて、外部に排出するためのドレインカップ２１０と、ウエハＷの上方を覆うためのトッププレート２２０と、ウエハＷのベベル部の各々上面側及び下面側から処理液を供給するための第１、第２のノズル部２４０、２５０と、が設けられている。

ウエハ保持部２３０は、プーリーとベルトとなどからなる動力伝達部２３１を介してモータ２３２に接続され、鉛直方向に伸びる中心軸周りに回転自在に構成された回転軸２３５の上端部に、円板状の真空チャック部２３３を設けた構成となっている。図中、２３６は回転軸を保持する軸受である。

真空チャック部２３３及び回転軸２３５には、一端側が真空チャック部２３３の上面に開口する一方、他端側が不図示の真空ポンプ並びに窒素ガス供給部に切り替え自在に接続されたガス流路２３４が設けられている。そして、ウエハＷの処理を行う際には、真空ポンプによりガス流路２３４内を真空排気して、真空チャック部２３３上でウエハを吸着保持する。また、真空排気を停止してガス流路２３４内に窒素（Ｎ_２）ガスを供給することにより、真空チャック部２３３上のウエハＷを浮上させることも可能である。

トッププレート２２０は、ウエハ保持部２３０に保持されたウエハＷの上面を覆う円板状の部材であり、その下面にはベベル部に供給された処理液のミストや蒸気がウエハＷの中央部側に進入することを抑制するために、気体の流路を狭くするための円環状の凸部２２１が形成されている。また、トッププレート２２０の中央部には、上述のミストや蒸気の進入を防ぐために、清浄空気や窒素ガスを供給するためのガス供給路２２２が設けられており、ウエハＷの中央部側から周縁部側へと流れるガスの流れを形成することができる。

トッププレート２２０は、円板の外周部の一部が切り欠かれており、この切り欠き内には、ウエハＷのベベル部に上面側から処理液を供給するための第１のノズル部２４０が配置されている。第１のノズル部２４０は、エッチング処理液やリンス液といった複数種類の処理液を切り替えて供給することが可能となっている。ウエハＷのベベル部に薬液であるエッチング処理液を供給するという観点において、第１のノズル部２４０は、本例の薬液ノズルに相当する。

第１のノズル部２４０には、トッププレート２２０の直径方向、即ち、ウエハＷの直径方向に向けて第１のノズル部２４０を移動させるためのロッドやシリンダモータを含む移動機構２４１が設けられている。移動機構２４１は、後述する位置決め機構３によりウエハＷの直径を計測した結果に基づいて、ウエハＷの端部から予め設定された距離だけ中心側の位置に処理液を供給するように第１のノズル部２４０を移動させる役割を果たす。

ドレインカップ２１０は、ウエハ保持部２３０に保持されたウエハＷの周囲を囲むように配置される円環状の部材であり、その内周面に沿って、ウエハＷから振り切られた処理液を受け止める溝部２１１が形成されている。この溝部２１１には、不図示の排液管及び排気管が接続されており、ドレインカップ２１０に受け止められた処理液やウエハＷの上面側から流れ込んできたガスを外部に排出することができる。

ドレインカップ２１０の溝部２１１よりも内側の領域には、ウエハＷのベベル部に下面側から処理液を供給するための第２のノズル部２５０を配置するための切り欠きが形成されている。エッチング処理液やリンス液などの複数種類の処理液を切り替えて供給可能な点、処理液の供給位置をウエハＷの端部から予め設定された距離だけ中心側の位置に調節するための移動機構２５１が設けられている点において、第２のノズル２５０は、既述の第１のノズル２４０と共通の機能を備えている。ウエハＷのベベル部に薬液であるエッチング処理液を供給するという観点において、第２のノズル部２４０も本例の薬液ノズルに相当する。

以上に説明したトッププレート２２０及びドレインカップ２１０は、不図示の昇降機構を備えており、ウエハ保持部２３０へウエハＷを載置する際には、トッププレート２２０を上方側へ、ドレインカップ２１０を下方側へ退避させる。そして、ベベル部の処理を実行する際には図１２に示すようにこれらの部材２２０、２１０が上下に重なり合うように退避位置から処理位置まで移動し、ウエハＷの処理を行う処理空間を形成する。

さらにウエハ処理装置は、ウエハ保持部２３０の回転中心と、ウエハＷの中心とを一致させるための位置決め機構３を備えている。位置決め機構３は、ウエハＷの側周面に当接する第１の位置決め部材３１１が設けられた第１の位置決め機構部３１と、ウエハ保持部２３０の回転中心を挟んで第１の位置決め部材３１１と対向する位置に配置され、ウエハＷの側周面に当接する第２の位置決め部材３２１が設けられた第２の位置決め機構部３２と、を備えている。

図４に示すように第１の位置決め部材３１１は、上面から見てＶ字状の切り欠きを有した部材である。第１の位置決め部材３１１は、前記切り欠き内の側面である接触面３１４にて円形のウエハＷの側面の２点と当接する。

図３に示すように第１の位置決め部材３１１は、レール３１２ａ上を移動自在に構成された支持部３１２を介して第１の駆動部３１３に接続されている。第１の駆動部３１３は、ウエハ保持部２３０の回転中心に近づく方向と、遠ざかる方向との間で第１の位置決め部材３１１を直線的に移動させ、所望の位置で停止させることができる。第１の駆動部３１３は、例えば伸縮ロッドや、この伸縮ロッドを比較的正確な長さに伸縮させることが可能なステッピングモータなどを備えている。

図３、図４に示す第２の位置決め部材３２１は、中心軸周りに回転可能に保持された部材である。第２の位置決め部材３２１は、円筒の側周面をウエハＷの側周面と当接させることができるように、前記中心軸を上下方向に向けて保持されている。この結果、当該部材３２１がウエハＷの側周面と接触する際に、ウエハＷの中心がウエハ保持部２３０における回転中心と第２の位置決め部材３２１とを結ぶ直線上からずれていたとしても、ウエハＷの移動に合わせて第２の位置決め部材３２１が回転することで、ウエハＷは滑らかに移動することができる。

図３に示すように第２の位置決め部材３２１は、後述するウエハＷの直径の計測機構３２４を介して、レール３２２ａ上を移動自在に構成された支持部３２２に支持されている。この支持部３２２の基端部には、第２の駆動部３２３が設けられている。第２の駆動部３２３は、前述の第１の位置決め部材３１１の移動方向と、ウエハ保持部２３０の回転中心とを結ぶ直線の延長線の上で、第２の位置決め部材３２１を、ウエハ保持部２３０の回転中心に近づく方向と、遠ざかる方向とに移動させ、所望の位置で停止させることができる。第２の駆動部３２３は、例えば伸縮ロッドや、この伸縮ロッドを比較的正確な長さに伸縮させることが可能なステッピングモータなどを備えている。

以上の構成を備えることにより、図４に示すようにウエハ保持部２３０の回転中心（Ｏ’点）を挟んで互いに対向する位置に配置された第１の位置決め部材３１１及び第２の位置決め部材３２１は、前記回転中心を通る直線上を移動することができる。そして、第１の位置決め部材３１１、第２の位置決め部材３２１をウエハＷの側周面に当接させて、ウエハＷを挟むことにより、前記回転中心にウエハＷの中心を一致させることができる。

しかしながらウエハＷは、製造誤差などの理由により、例えば直径±０．２ｍｍ程度の公差があるため、第１、第２の位置決め部材３１１、３２１が当接する側周面から中心までの距離がウエハＷ毎に変化する。そこで、位置決め機構３の例えば第２の位置決め機構部３２には、ウエハＷの直径を計測するための計測機構３２４が設けられている。

図３に示すように計測機構３２４は、その先端部に第２の位置決め部材３２１を保持した状態で支持部３２２に支持されている。図４に示すように計測機構３２４は、本体３２７と、その先端部がウエハ保持部２３０の回転中心側に飛び出した状態で第２の位置決め部材３２１を上面側から保持する連結部３２９と、前記本体３２７内に収容され、前記連結部３２９の基端部と本体３２７の内壁面との間に介設されたバネ部３２６と、前記連結部３２９の先端部であって、第２の位置決め部材３２１の上方位置から側方に伸び出すように設けられた板状の部材からなる可動部３２５と、この可動部３２５の板面と対向するように前記連結部３２９の側方位置に配置された位置センサ３２８と、を備えている。位置センサ３２８は、接触式のセンサ、または、磁気センサや光学センサ等の非接触センサを用いることが可能である。

バネ部３２６は、連結部３２９を、ウエハ保持部２３０の回転中心側へ押し出す方向に付勢されており、第２の位置決め部材３２１はウエハＷの側周面より中心側に伸び出している。そして、直径３００ｍｍに正確に加工された位置決め用のウエハＷを、当該ウエハＷの中心がウエハ保持部２３０の回転中心（回転軸２３５の中心）と一致するようにウエハ保持部２３０に保持させる。

そして、第１の位置決め部材３１１の２つの接触面３１４に位置決めウエハＷの側周面を接触させた状態で第２の位置決め部材３２１を位置決めウエハＷの側周面に当接させると、バネ部３２６により押し出されている連結部３２９が押し戻される。この連結部３２９の動きに伴って可動部３２５が移動し、位置センサ３２８は当該可動部３２５までの距離を検出する。

そこで後述の制御部５では、第１の位置決め部材３１１が位置決めウエハＷに当接しているときにおける第１の駆動部３１３の伸縮ロッドの伸び幅と、例えば位置センサ３２８から可動部３２５までの距離が１ｍｍとなる位置に第２の位置決め部材３２１が配置されるときの第２の駆動部３２３の伸縮ロッドの伸び幅とを記憶しておく。

そして、実際のウエハＷ処理時に、上述の位置決めウエハＷを用いて予め記憶しておいた位置まで第１、第２の位置決め部材３１１、３２１を移動させる。このとき、位置センサ３２８から可動部３２５までの距離が１ｍｍよりも大きく、例えば１．１ｍｍとなった場合には、当該ウエハＷの直径は３００ｍｍよりも小さく、２９９．９ｍｍであることが分かる。また、位置センサ３２８から可動部３２５までの距離が１ｍｍよりも小さく、例えば０．９ｍｍとなった場合には、当該ウエハＷの直径は３００ｍｍよりも大きく、３００．１ｍｍであることが分かる。

計測機構３２４は上述の原理でウエハＷの直径を計測し、第１、第２の位置決め機構部３１、３２は、計測機構３２４にて計測されたウエハＷの直径の中心位置が回転中心と一致するようにウエハＷを移動させることにより位置決めが完了する。以上に説明した位置決めは、例えばガス流路２３４から窒素ガスを吐出させて、ウエハＷを浮上させた状態で行っている。

また、各第１、第２のノズル２４０、２５０の移動機構２４１、２５１は、計測機構３２４にて計測された直径に基づいて特定される各ウエハＷの端部の位置に基づき、この端部から予め設定された距離だけ中心側の位置に各ノズル２４０、２５０を移動させ、その位置から各処理液が供給される。これにより、公差の範囲内でウエハＷの直径が変化しても、各ノズル２４０、２５０はウエハＷの端部から一定の除去幅（以下、カット幅という）でベベル部の膜を除去することができる。

また、図５のブロック図に示すように、本例のウエハ処理システムに設けられた各機器やウエハ処理装置は、制御部５に接続されている。制御部５はＣＰＵ５１と記憶部５２とを備えたコンピュータからなり、記憶部５２には制御部５の作用、つまり、ウエハ処理システム内にウエハＷを搬入して、ウエハ処理ユニット１７１〜１７４内のウエハ処理装置に受け渡し、位置決め機構３による位置合わせを行ってからトッププレート２２０とドレインカップ２１０を昇降させて処理空間を形成し、ウエハＷのベベル部の液処理を行ってから当該ウエハＷを搬出するまでの動作に係わる制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。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、メモリカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。

ここで、上述の位置決め機構３や計測機構３２４を用いたウエハＷの中心の位置合わせ（以下センタリングという）や、ウエハＷの直径を計測した結果に基づく第１、第２のノズル２４０、２５０の位置調節に関する動作に関するステップは、各々センタリングプログラム５２２やノズル位置調節プログラム５２１に組まれている。この観点において、制御部５は、ウエハ処理装置のノズル制御部や位置決め制御部の機能を備えているといえる。

以上に説明したように、本例のウエハ処理装置はウエハの位置決め機構３やウエハＷの直径の計測機構３２４を備え、これらの機構３、３２４を用いてウエハＷの中心とウエハ保持部２３０の回転中心とを一致させた状態で処理液の供給位置を調節している。
第１、第２のノズル２４０、２５０の移動機構２４１、２５１や第１、第２の位置決め部材３１１、３２１の駆動部３１３、３２３は、例えばステッピングモータを利用して位置調節を行っている。しかしながら例えば環境温度の変化による機器の膨張、伸縮や、ステッピングモータのパルスずれなどの影響で、第１、第２のノズル２４０、２５０の位置ずれやセンタリングのずれが徐々に生じる場合がある。

このようなノズル２４０、２５０の移動機構２４１、２５１や位置決め部材３１１、３２１の駆動部３１３、３２３に起因する位置ずれは、位置決め機構３や計測機構３２４にて計測することが困難である。一方で、近年のベベルの液処理においては、液処理後におけるカット幅の精度を予め設定した距離に対して例えば±１００μｍ以下に低減することが求められる場合がある。

そこで本例のウエハ処理装置は、液処理が行われた後のベベル部の状態をＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラ４Ａ〜４Ｃで撮像し、この撮像結果に基づいてカット幅を計測することにより、第１、第２のノズル部２４０、２５０の位置ずれと、ウエハＷのセンタリングのずれと、を特定する機能を備えている。以下、ＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃを用いた各ずれ量の特定方法について説明する。

本例のウエハ処理装置においては、ＦＯＵＰ１３１から各ウエハ処理装置へのウエハＷの搬送経路を成す搬送室１４０の空間内に、複数のウエハ処理装置に共通のＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃが３台設けられている。図１、図２に示すようにＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃは、第１のウエハ搬送機構１５０がＦＯＵＰ１３１とウエハ受け渡しユニット１１４との間でウエハＷを搬送する軌道と干渉しない位置、例えば載置台１３０から見て右手側の搬送室１４０の側壁部近傍であって、ＦＯＵＰ１３１の開口部よりも高い位置に配置されている。

ＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃは、レンズを下方側に向けた状態で配置されており、図５、図６に示すようにＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃのレンズから焦点距離だけ離れた撮像位置に、第１のウエハ搬送機構１５０のピック１５１に保持されたウエハＷを位置させることにより、液処理後のウエハＷの撮像が行われる。ＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃは、本実施の形態の撮像部に相当する。

本例のＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃは、例えば２００万画素のものが用いられ、等倍レンズで５ｍｍ四方の視野を撮像し１０μｍ以下の解像度で被写体を撮像することができる。
またＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃの近傍位置には、不図示の照明が配置されており、この照明を用いて被写体となるウエハＷのベベル部を照らすことができる。

一方、図６に示すように、各ＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃは、液処理後のウエハＷを保持したピック１５１を予め設定された位置に移動させたときウエハＷを撮像する。そして各ＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃによって撮像された３ヶ所の位置を撮像領域Ａ〜Ｃとする。

本例のウエハ処理装置においては、上下２段に配置されたピック１５１のうち、上段側のピック１５１上に保持されたウエハＷのベベル部を撮像する構成となっている。但し、例えば上段側のピック１５１に保持されたウエハＷの撮像を終えた後、当該ウエハＷをＦＯＵＰ１３１に収容してから下段側のピック１５１に保持されたウエハＷのベベル部の撮像を行ってもよい。さらにまた、ピック１５１を１個だけ備えるウエハ搬送機構１５０を用いて、すべてのウエハＷの撮像を行ってもよいことは勿論である。

ここで既述のウエハ保持部２３０は、例えば真空チャック部２３３にウエハＷが載置された際のウエハＷの向きと同じ向きでウエハＷの回転を停止することができる。従って、ウエハ保持部２３０と第２のウエハ搬送機構１６０との間では、液処理の前後で同じ向きを向いた状態のウエハＷが受け渡され、このウエハＷが載置棚１１４ａを介して第１のウエハ搬送機構１５０のピック１５１に保持される。従って、当該ピック１５１上のウエハＷは、センタリング方向に対して常に決まった位置で保持された状態となっており、この結果、各ウエハＷの撮像領域Ａ〜Ｃを正確に撮像することが可能となっている。

図７は、ウエハＷにおける撮像領域Ａ〜Ｃの設定位置と、センタリング方向との関係を示した説明図である。図中、一点鎖線で示した直線は、ウエハＷの中心（図中のＯ点）を挟んで第１の位置決め部材３１１と第２の位置決め部材３２１とが対向し、センタリングが行われる方向（センタリング方向）を示す直線（センタリング直線）である。ｖ点及びｚ点はこの直線とウエハＷの外周（端部）との交点であり、ｚ点は第１の位置決め部材３１１側、ｖ点は第２の位置決め部材３２１側に位置している。

そして、ｖ点からウエハＷの外周に沿って、前記Ｏ点を中心として時計回りに３５°回転する方向に移動した位置にａ点、このａ点から時計回りに１２０°ずつ移動した位置にｂ点、ｃ点が設定されている。これらａ〜ｃ点は、液処理後の膜のカット幅の計測が行われる計測点である。

既述の撮像領域Ａ〜Ｃは、３００ｍｍのウエハＷにおける上述の各計測点（ａ〜ｃ点）が、ＣＣＤカメラ４で撮像された画像内の予め設定された位置に配置されるように、その位置が設定されている。なお、図７中に示したＸ方向、Ｙ方向は、図６に示したピック１５１が移動する方向に対応している。

このように各計測点が設定されたウエハＷについて、第１のノズル２４０のずれ、及びウエハＷのセンタリングずれの各ずれ量を特定する手法について説明する。ここで図２等に示しているように、本例のＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃは、ウエハＷの上面側からベベル部を撮像するように配置されているので、当該上面側に処理液を供給する第１のノズル部２４０の位置ずれ量が把握される。

まず、第１のノズル部２４０のずれ量を把握する手法について説明する。図７中の実線ＯＬは、ウエハＷの中心Ｏ点から、センタリング方向のｚ点側にずれ量ｅだけずれた状態でウエハＷがウエハ保持部２３０に載置された場合において、エッチングでカットされなかった膜の輪郭線を示している。この場合は、ウエハＷはＯ’点を回転中心として液処理が行われている。

一方、同図中に示した破線ＯＬ_Ｔは、ウエハＷの中心Ｏ点と回転中心とが一致している場合における理想的な輪郭線を示している。このとき、第１のノズル部２４０は、ウエハＷの端部からｘｍｍのカット幅でベベル部のエッチングを行うことを目標として配置されているものとする。なお、説明の便宜上、図７においては両輪郭線（ＯＬ、ＯＬ_Ｔ）のずれ幅を実際よりも誇張して示してある。

ウエハＷ中心（Ｏ点）からの回転中心（Ｏ’点）のずれ方向がセンタリング方向と一致しているとき、輪郭線ＯＬとウエハＷの端部との間のカット幅は、センタリング直線上のｚ点で最小となり、ｖ点で最大となる。例えば、第１のノズル部２４０の位置ずれを含むカット幅がｘ’（＝ｘ＋Δｘ）であるときｚ点におけるカット幅は「ｘ’−ｅ」、ｖ点におけるカット幅は「ｘ’＋ｅ」となる。Δｘは、本発明の第１の差に相当する。

そして、これらｚ点、ｖ点以外の位置のカット幅は、下記（１）式で表される。
ｘ’（θ）＝（ｘ’−ｅ）＋ｅ（１−ｃｏｓθ） …（１）
ここでθは、ｚ点を始点、Ｏ点を中心とした時計回りの方向の回転角である。

このとき、撮像領域Ａ〜Ｃのベベル部のエッチングの状態を撮像すると、図８〜図１０に示すように各々異なるカット幅ｘ_ａ〜ｘ_ｃが観察される。そこで撮像された画像データの例えば各画素の階調変化からウエハＷの端部（外周）、及び輪郭線ＯＬを特定する。

そして、各撮像領域Ａ〜Ｃ中に予め設定されているａ〜ｃ点の各点からウエハＷの半径方向に直線を引き（図８〜図１０中に破線で示してある）、この直線と輪郭線ＯＬとの交点までの距離ｘａ〜ｘｃを求める。この距離は例えば、前記半径方向の直線上の画素数などから特定できる。ここで既述のように、実際にはウエハＷの直径は公差の範囲で変化するが、上述の画像処理で特定したウエハＷの輪郭線と、予め設定した半径方向の直線との交点をａ〜ｃ点として把握すればよい。

一方、図７に示すように、これらａ〜ｃ点の各点は、ｚ点から２１５°（ａ点）、３３５°（ｂ点）、９５°（ｃ点）回転した位置に配置されているので、上記（１）式からｘａ〜ｘｃは以下のように表される。
ｘ_ａ＝ｘ’（２１５°）＝（ｘ’−ｅ）＋ｅ（１−ｃｏｓ（２１５°））
…（２）
ｘ_ｂ＝ｘ’（３３５°）＝（ｘ’−ｅ）＋ｅ（１−ｃｏｓ（３３５°））
…（３）
ｘ_ｃ＝ｘ’（９５°）＝（ｘ’−ｅ）＋ｅ（１−ｃｏｓ（９５°））
…（４）

そして、円を周方向に均等に３分割した角度の余弦値の和（本例では「ｃｏｓ（２１５°）＋ｃｏｓ（３３５°）＋ｃｏｓ（９５°）」）は０なので、（２）〜（４）式の両辺の和をとって整理すると、ずれ量ｅが相殺されて下記（５）式が得られる。
ｘ’＝（ｘ_ａ＋ｘ_ｂ＋ｘ_ｃ）／３ …（５）
この結果、Δｘ＝ｘ’−ｘから、第１のノズル部２４０の位置ずれ量が把握される。

ここで、第１のノズル部２４０のずれ量を把握するために必要な撮像領域の数は３箇所に限定されるものではない。ウエハＷの外周を周方向に等間隔でｎ分割（ｎは２以上の自然数）して特定される位置（分割点）におけるカット幅を特定して上述の例と同様の計算を行えばよい。この場合は、分割点を含む位置にｎ個の撮像領域が設定される。

次に、センタリングのずれ量を把握する手法について説明する。既述の（２）式を計算すると下記（６）式が得られ、ずれ量ｅを算出できる。
ｅ＝（ｘ_ａ−ｘ’）／（−ｃｏｓ（２１５°））
＝｛ｘ_ａ−（ｘ＋Δｘ）｝／０．１８ …（６）
ｅが正の値であれば、回転中心（Ｏ’点）は、ウエハＷの中心（Ｏ点）の右方向にずれており、負の値であれば左方向にずれていることになる。この方法により特定されたずれ量ｅは、本発明の第２の差に相当する。

本例のウエハ処理装置の制御部５の記憶部５２には、上述のＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃにて撮像した撮像結果から、ウエハＷの外周や輪郭線ＯＬを検出する画像処理プログラム５２３、この画像処理の結果からベベル部のカット幅ｘ_ａ〜ｘ_ｃを求めるカット幅検出プログラム５２４、カット幅の検出結果から第１のノズル部２４０のずれ量を算出するノズルずれ量算出プログラム５２５、位置決め機構３によるセンタリングのずれ量を算出するセンタリングずれ量算出プログラム５２６が記憶されている。そして、これらのプログラム５２３〜５２６には、上述の手法を用いて各ずれ量を把握し、予め設定された許容差（例えばノズルずれ量とセンタリングずれ量との合計が±１００μｍ以下となる値が設定される）とを比較して、液処理によるカット幅が適切であるか否かを判断するステップが組まれている。この観点において制御部５は、本発明の判断部に相当しているといえる。

以下、上述のウエハ処理装置の動作について図１１のフロー図を参照しながら説明する。まず、実際のウエハＷの処理を始める前に位置決め用の治具ウエハＷを用いて位置決め機構３を移動させる位置を決定し、当該位置のデータを記憶する（ステップＳ１）。

位置決め機構３を移動させる位置が決定されたら、位置決め用の治具ウエハＷを取り出した後、処理対象のウエハＷを収容したＦＯＵＰ１３１を載置台１３０に載置し、搬送室１４０にＦＯＵＰ１３１を接続する。そして、第１の搬送機構１５０によりウエハＷを取り出してウエハ受け渡しユニット１１４の載置棚１１４ａに載置する。

第２の搬送機構１６０は、載置棚１１４ａから処理対象のウエハＷを取り出して、液処理が行われていないウエハ処理ユニットに搬入する（ステップＳ２）。ウエハ処理ユニット１７１〜１７４内では、図３に示すようにウエハ処理装置がトッププレート２２０及びドレインカップ２１０を上下に退避させた状態で待機しており、第２の搬送機構１６０は、ウエハ保持部２３０の真空チャック部２３３にウエハＷを受け渡した後、ウエハ処理ユニット１７１〜１７４から退避する。

ウエハ保持部２３０にウエハＷが受け渡されたら、ガス流路２３４から窒素ガスを供給しながらウエハＷを浮かせた状態で位置決め機構３を予め記憶した位置に移動させ、ウエハＷの直径を測定する（ステップＳ３）。しかる後、測定された直径に基づき、ウエハＷのセンタリングを行い、予め設定されたカット幅だけベベル部のエッチングが行われるように第１、第２のノズル部２４０、２５０が移動する位置データの設定を行う（ステップＳ４）。

こうして、ウエハＷのセンタリング、第１、第２のノズル部２４０、２５０の位置決めが行われたら、ウエハＷを真空チャック部２３３に吸着保持し、第１、第２の位置決め機構部３１、３２を退避させた後、トッププレート２２０及びドレインカップ２１０を処理位置まで下降、上昇させ、処理空間を形成する。このとき、第１、第２のノズル部２４０、２５０は、ウエハＷの外方位置に退避している（図１２）。

しかる後、トッププレート２２０のガス供給路２２２からガスを供給し、予め設定された回転速度までウエハ保持部２３０上のウエハＷを回転させる。そして、薬液であるエッチング処理液の吐出を行いながら、第１、第２のノズル部２４０、２５０は、先に設定された位置まで移動する。

エッチング処理液としては、フッ酸（ＨＦ）、アンモニア（ＮＨ３）と過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）との混合溶液、フッ硝酸（フッ酸と硝酸（ＨＮＯ_３）との混合液）等が用いられる。
こうして第１、第２のノズル部２４０、２５０が所定の位置に到達したら、予め設定した時間、ウエハＷの上下面側からベベル部にエッチング処理液を供給して、当該部からの不要な膜の除去を行う（ステップＳ５）。

しかる後、第１、第２のノズル部２４０、２５０から供給される処理液をリンス液であるＤＩＷに切り替えてベベル部のリンス処理を実行する。所定時間リンス処理を行ったら、ＤＩＷの供給を停止し、ウエハＷの回転を継続し、ＤＩＷの振り切り乾燥を実行する。

振り切り乾燥を終えたら、ウエハＷの回転を停止し、トッププレート２２０及びドレインカップ２１０を上下方向に退避させてから、真空チャック部２３３による吸着保持を解除する。そして、第２のウエハ搬送機構１６０をウエハ処理ユニット１７１〜１７４に進入させてウエハＷを受け渡し、ウエハ処理ユニットからウエハＷを搬出する（ステップＳ６）。

液処理を終えたウエハＷは、搬入時とは反対の動作で第２のウエハ搬送機構１６０→ウエハ受け渡しユニット１１４→第１のウエハ搬送機構１５０と受け渡される。そして、ピック１５１上に液処理後のウエハＷを保持した第１のウエハ搬送機構１５０は、ＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃの下方の撮像位置にピックを移動させる（ステップＳ７）。しかる後、撮像領域Ａ〜Ｃを撮像してその撮像結果からベベル部のカット幅を検出した後（ステップＳ８）、当該ウエハＷをＦＯＵＰ１３１に収容する。

一方で制御部５は、カット幅の検出が行われたウエハＷがいずれのウエハ処理ユニット１７１〜１７４内のウエハ処理装置で処理されたものであるかを把握している。そして、既述の計測点ａ〜ｃ点のカット幅の検出結果に基づき、そのエッチング処理液の供給位置が適切であるか、本例では、第１のノズル部２４０の位置に起因するカット幅の位置ずれの量Δｘが予め定めた許容差以内の値であるか否かを判断する（ステップＳ９）。

適切と判断される場合には（ステップＳ９：ＹＥＳ）、次の判断のステップへと進む一方、適切でないと判断された場合にはノズル位置調節プログラム５２１により調節される第１のノズル部２４０の位置の設定を調節する（ステップＳ１０）。例えば、カット幅がｘに設定されており、位置ずれ量がΔｘであった場合には、この位置ずれ量を解消するようにカット幅をｘ−Δｘとする調節が行われる。

これらのステップの後、ウエハＷのセンタリングの位置が適切であるか、本例では、ウエハＷの中心と回転中心とのずれ量ｅが予め定めた許容差以内の値であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。

適切と判断される場合には、当該ウエハ処理装置に次のウエハＷが搬入される（ステップＳ１１：ＹＥＳ）。このとき、センタリングがずれていることは、計測点ａ〜ｃ点のカット幅にばらつきがあることで判断できることから、このばらつきが予め設定した値の範囲にある場合には、センタリングのずれ量ｅを算出せずに適切であるとの判断を行い、制御部５の負荷を軽減してもよい。

一方、センタリングの位置が適切でないと判断された場合にはセンタリングプログラム５２２により調節される位置決め機構３の設定を調節する（ステップＳ１２）。例えば、センタリングのずれ量がｅであった場合には、この位置ずれ量を解消する位置に第１、第２の位置決め機構部３１、３２による位置決め位置を修正する。
そして、当該設定を終えたら、このウエハ処理装置に次のウエハＷが搬入されるまで待機する。

本実施の形態に係わるウエハ処理装置によれば以下の効果がある。液処理が行われたウエハＷのベベル部を撮像して得られた撮像結果に基づいて、エッチング処理液の供給に起因する不要な膜のカット幅が適切であるかを判断する。そして、カット幅が不適切である場合には、そのずれ量を解消する方向に第１のノズル部２４０の配置位置の設定を修正するので、ベベル部の液処理を常に高い精度で行うことができる。

また、撮像領域Ａの撮像結果を利用して、センタリングのずれ量を把握し、検出されたずれ量を解消する方向にウエハＷのセンタリングの設定を修正することにより、この観点でもベベル部の液処理を常に高い精度で行うことができる。

ここで、ＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃを利用したカット幅の検出、及び修正は第１のウエハ搬送機構１５０にて搬送されるすべてのウエハＷで行わなくてもよい。例えば各ウエハ処理装置で予め設定された枚数のウエハＷの液処理を行う度に、この作業を行ってもよい。

また、撮像領域４Ａ〜４Ｃに対応する位置に３台のＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃを設けることに代えて、１台のＣＣＤカメラの撮像位置にて液処理後のウエハＷを移動させ、これら撮像領域４Ａ〜４Ｃの撮影を順番に行うようにしてもよい。

そして、本例では配置スペースの都合や腐食性のあるエッチング処理液からＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃを遠ざける趣旨で、これらのＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃをトッププレート２２０及びドレインカップ２１０の間に形成される処理空間から離れた、ウエハＷの搬送経路上に配置した。これに対し、例えばトッププレート２２０の一部または全部を透明な部材で構成し、その上方位置にＣＣＤカメラを配置して、ウエハＷが処理空間に置かれている状態のまま撮像を行ってもよい。

このほか、ウエハ処理装置は、ＣＣＤカメラ４Ａ〜４Ｃによる撮像結果から、第１のノズル部２４０の位置やセンタリング位置のずれ量が予め設定された許容差以内であるか否かの判断のみを行い、その修正を行わなくてもよい。例えば、第１のノズル部２４０の配置位置に起因してカット幅のずれ量が大きくなっていることを示すアラームのみを発報し、手動で修正を行ってもよい。また、位置決め機構３を使わないウエハ処理装置では、センタリングの位置ずれ量を第２のウエハ搬送機構１６０の制御部に出力し、当該搬送機構１６０からウエハ保持部２３０へのウエハＷの受け渡し位置の調節によりセンタリングを行ってもよい。

また、ウエハ処理装置は第１のノズル部２４０の配置位置に起因するカット幅のずれ量と、センタリングに起因するカット幅のずれ量とのどちらか一方のずれ量の判断を行ってもよい。そして、ＣＣＤカメラ４を用いたカット幅の撮像は、ウエハ処理装置にて行う場合に限定されず、ＦＯＵＰ１３１にてウエハ処理システムからウエハＷを搬送した後、スタンドアローンの装置にて判定を行ってもよい。

さらに除去される膜の種類もＳｉＯ_２膜やＳｉＮ膜、ポリシリコン膜に限定されるものではなく、レジスト膜を除去してもよい。
また、これらカット幅の検出に加え、ベベル部の撮像結果を他の判断、例えば、エッチング不足の判定や、ウエハＷの周縁部の膜を階段状にカットする場合などにおいて、カットされた膜の膜厚の検出を同時に行ってもよい。

Ｗ ウエハ
１１０ ウエハ処理部
１５０ 第１のウエハ搬送機構
１６０ 第２のウエハ搬送機構
２１０ ドレインカップ
２２０ トッププレート
２３０ ウエハ保持部
２４０ 第１のノズル部
２４１ 移動機構
２５０ 第２のノズル部
２５１ 移動機構
３ 位置決め機構
３１ 第１の位置決め機構部
３１１ 第１の位置決め部材
３１３ 第１の駆動部
３２ 第２の位置決め機構部
３２１ 第２の位置決め部材
３２３ 第２の駆動部
４ ＣＣＤカメラ
５ 制御部

Claims (14)

1. 円形の基板を水平に保持して鉛直軸周りに回転させるための基板保持部と、
   この基板保持部により回転する基板の周縁部の膜を除去するために、当該周縁部に薬液を供給するための薬液ノズルと、
   前記周縁部を撮像するための撮像部と、
   前記撮像部が撮像した撮像結果に基づいて、前記膜の除去幅を求め、この除去幅が適切であるか否かの判断を行う判断部と、を備えたことを特徴とする液処理装置。
2. 前記薬液ノズルを移動させるための移動機構と、
   前記薬液の供給位置を変更するために、前記薬液ノズルを移動させるように前記移動機構に制御信号を出力するノズル制御部と、を備え、
   前記判断部が、前記除去幅の設定値と実測値との差が予め設定された許容差を超えると判断した場合には、前記ノズル制御部は、前記差が許容差よりも小さくなるように前記供給位置を変更することを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
3. 前記基板保持部の回転中心と、この基板の中心との間のずれを相殺するために、前記撮像部は、基板の周縁を周方向にｎ箇所（ｎは２以上の自然数）の基板の端部にある撮像領域を撮像し、前記判断部は、これら複数の撮像領域における除去幅の平均値を前記除去幅の実測値とすることを特徴とする請求項２に記載の液処理装置。
4. 前記基板保持部に保持された基板を移動させて、当該基板が保持される位置を決める位置決め機構と、
   前記基板の中心を前記回転中心に一致させるために前記位置決め機構に制御信号を出力する位置決め制御部と、を備え、
   前記判断部が、前記除去幅の設定値と実測値との差が予め設定された許容差を越えると判断した場合には、前記位置決め制御部は、前記差が許容差よりも小さくなるように前記位置決め機構により基板を移動させることを特徴とする請求項２または３に記載の液処理装置。
5. 前記判断部は、前記除去幅の設定値と実測値との差から、前記薬液の供給位置に起因する第１の差を除いた残りの差を第２の差とし、この第２の差が予め設定された許容差を越える場合には、前記位置決め制御部は、前記第２の差が許容差よりも小さくなるように前記位置決め機構により基板を移動させることを特徴とする請求項４に記載の液処理装置。
6. 前記基板保持部に保持された基板を移動させて、当該基板が保持される位置を決める位置決め機構と、
   前記基板の中心を前記回転中心に一致させるために前記位置決め機構に制御信号を出力する位置決め制御部と、を備え、
   前記判断部が、前記除去幅の設定値と実測値との差が予め設定された許容差を越えると判断した場合には、前記位置決め制御部は、前記差が許容差よりも小さくなるように前記位置決め機構により基板を移動させることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
7. 前記撮像部は、処理対象の基板を収容したキャリアと前記基板保持部との間の搬送経路に設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の液処理装置。
8. 円形の基板を水平に保持して鉛直軸周りに回転させる工程と、
   この基板保持部により回転する基板の周縁部の膜を除去するために、当該周縁部に薬液を供給する工程と、
   前記周縁部を撮像する工程と、
   前記周縁部を撮像した結果に基づいて、前記膜の除去幅を求め、この除去幅に基づいて前記薬液の供給位置が適切であるか否かの判断を行う工程と、を含むことを特徴とする液処理方法。
9. 前記除去幅の設定値と実測値との差が予め設定された許容差を超える場合には、前記差が許容差よりも小さくなるように前記薬液の供給位置を移動させる工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の液処理方法。
10. 前記基板保持部の回転中心と、この基板の中心との間のずれを相殺するために、基板の周縁を周方向にｎ箇所（ｎは２以上の自然数）基板の端部にある撮像領域を撮像し、これら複数の撮像領域における除去幅の平均値を前記除去幅の実測値とすることを特徴とする請求項９に記載の液処理方法。
11. 前記除去幅の設定値と実測値との差が予め設定された許容差を越える場合には、前記差が許容差よりも小さくなるように前記基板保持部に保持された基板の中心を前記回転中心に一致させる方向に当該基板を移動させる工程を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の液処理方法。
12. 前記基板保持部に保持された基板の中心を前記回転中心に一致させる方向に当該基板を移動させる工程では、前記除去幅の設定値と実測値との差から、前記薬液の供給位置に起因する第１の差を除いた残りの差を第２の差とし、この第２の差が予め設定された許容差越える場合には、前記第２の差が許容差よりも小さくなるように前記基板を移動させることを特徴とする請求項１１に記載の液処理方法。
13. 前記除去幅の設定値と実測値との差が予め設定された許容差を越える場合には、前記差が許容差よりも小さくなるように前記基板保持部に保持された基板の中心を前記回転中心に一致させる方向に当該基板を移動させる工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の液処理方法。
14. 円形の基板を水平に保持して鉛直軸周りに回転させ、回転する基板の周縁部に薬液を供給して膜を除去する液処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
    前記プログラムは請求項８ないし１３のいずれか一つに記載された液処理方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。

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