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TWI871170B - 基板拍攝裝置及基板拍攝方法 - Google Patents

基板拍攝裝置及基板拍攝方法 Download PDF

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TWI871170B
TWI871170B TW113102655A TW113102655A TWI871170B TW I871170 B TWI871170 B TW I871170B TW 113102655 A TW113102655 A TW 113102655A TW 113102655 A TW113102655 A TW 113102655A TW I871170 B TWI871170 B TW I871170B
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古閑法久
西山直
野田康朗
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種基板拍攝裝置，抑制機器問題，並追求基板拍攝裝置之小型化及低成本化。本發明之檢查單元U3，具備：保持台，構成為保持晶圓W而使其旋轉；鏡構件430，具有反射面432，該反射面對保持台之旋轉軸傾斜，且與保持在保持台的晶圓W之端面Wc及背面Wb的邊緣區域Wd相對向；以及相機，具有拍攝元件，來自保持在保持台的晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd之光線、及以鏡構件430的反射面432反射之來自保持在保持台的晶圓W之端面Wc的光線之反射光，皆通過透鏡而輸入該拍攝元件。

Description

基板拍攝裝置及基板拍攝方法
本揭露係關於一種基板拍攝裝置。
現今，在施行基板(例如半導體晶圓)之微細加工時，利用光微影技術於基板上形成凹凸圖案之方法被廣為施行。例如，於半導體晶圓上形成抗蝕圖案之步驟，包含：在晶圓表面形成抗蝕膜、將此抗蝕膜沿著既定圖案予以曝光、以及使曝光後的抗蝕膜與顯影液反應而顯影。
近年，作為獲得線寬為40nm~45nm程度之極微細的抗蝕圖案所用之技術，前人提出液浸曝光技術。在將抗蝕膜液浸曝光時，以對晶圓與曝光用的投影透鏡之間，供給折射率較空氣更高的曝光液(純水等)之狀態，施行抗蝕膜的曝光。
然而，在施行晶圓之表面處理的過程，有因各式各樣的原因而在晶圓之表面(中央部或邊緣部)附著微小的微粒(異物)之情形。雖可藉由洗淨液將基板之表面洗淨以去除大部分的微粒，但仍有微粒殘留在基板之表面的情形。若將附著有微粒的晶圓搬入曝光機內，則曝光機被微粒汙染，在後續之晶圓曝光時除了期望圖案以外，轉印微粒之形狀。此外，若曝光機被微粒汙染，則有曝光機的清洗需要長時間之情況，生產力大幅降低。進一步，在晶圓之邊緣附近原本存在缺陷(例如破裂、缺口、傷痕等)的情況，無法適當地處理晶圓。因而，專利文獻1~3，揭露一種晶圓之檢查方法，包含：使用複數相機拍攝晶圓之邊緣部的步驟、將各拍攝影像予以影像處理的步驟、及依據影像處理後的處理影像掌握晶圓之邊緣部狀態的步驟。 [習知技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2007－251143號公報 專利文獻2：日本特開2008－135583號公報 專利文獻3：日本特開平11－339042號公報
[本發明所欲解決的問題] 然而，專利文獻1~3之檢查方法，為了檢查晶圓之邊緣附近的複數個表面(例如頂面及端面)，而使用複數相機個別拍攝各面。因此，必須有用於設置複數相機的空間，可能使檢查晶圓所用之裝置大型化，且該裝置的成本增加。
雖亦考慮使1台相機移動並檢查晶圓之邊緣附近的複數個表面，但因必須有用於設置使相機移動所用之機構的空間，故可能使該裝置大型化。此外，相機的移動速度並未如此快速，故晶圓的檢查可能需要時間。
進一步，在使用複數相機之情況，除了複數相機以外需要其等之組合機構等，構造變得複雜。在使1台相機移動之情況，除了1台相機以外亦需要相機之移動機構等，構造變得複雜。因此，專利文獻1~3之檢查方法中，提高故障等機器問題的可能性，而有無法有效率地施行檢查之擔憂。
因而，本揭露，說明一種可抑制機器問題，並追求小型化及低成本化之基板拍攝裝置。 [解決問題之技術手段]
本揭露的一觀點之基板拍攝裝置，具備：旋轉保持部，構成為保持基板而使其旋轉；鏡構件，具有反射面，該反射面對旋轉保持部之旋轉軸傾斜，且與保持在旋轉保持部的基板之端面及背面的邊緣區域相對向；以及相機，具有拍攝元件，來自受該旋轉保持部所保持的該基板之表面的邊緣區域之第1光線、及「由來自受該旋轉保持部所保持的該基板之端面的第2光線以該鏡構件的該反射面反射而得之反射光」，皆通過透鏡而輸入該拍攝元件。
本揭露的一觀點之基板拍攝裝置中，鏡構件，具有對旋轉保持部之旋轉軸傾斜且與保持在旋轉保持部的基板之端面及背面的邊緣區域相對向之反射面。此外，本揭露的一觀點之基板拍攝裝置中，來自保持在旋轉保持部的基板之表面的邊緣區域之第1光線、以及「由來自受該旋轉保持部所保持的該基板之端面的第2光線以該鏡構件的該反射面反射而得之反射光」，皆通過透鏡而輸入相機之拍攝元件。因此，以1台相機，同時拍攝基板之表面的邊緣區域與基板之端面雙方。因此，變得不需要複數相機，結果亦變得不需要用於設置複數相機的空間。此外，亦不需要用於使相機移動之機構，因而變得不需要用於設置該機構的空間。如此地，本揭露的一觀點之基板拍攝裝置，使裝置構造極為簡化。此一結果，可抑制機器問題，並追求基板拍攝裝置之小型化及低成本化。
反射面，可為朝向遠離保持在旋轉保持部之基板的端面之側而凹陷的彎曲面。此一情況，基板之端面映在反射面的鏡像較實像更為放大。因此，可獲得基板之端面的更為詳細之拍攝影像。因而，藉由將該拍攝影像予以影像處理，而可更為正確地檢查基板之端面。
本揭露的一觀點之基板拍攝裝置，可更具備焦點調整透鏡，其構成為配置在第2光線為鏡構件的反射面所反射而到達至透鏡為止之間的光路之途中，將基板之端面的成像位置對準拍攝元件。第2光線為鏡構件的反射面反射而到達至透鏡為止的光路長，相較於第1光線到達至透鏡為止的光路長，增長被鏡構件所反射之量。然而，此一情況，藉由焦點調整透鏡使基板之端面的成像位置對準拍攝元件，故拍攝影像中的基板之表面的邊緣區域與基板之端面雙方變得清晰。因而，藉由將該拍攝影像予以影像處理，而可更為正確地檢查基板之端面。
本揭露的一觀點之基板拍攝裝置，更具備照明部，其具有：光源；以及光擴散構件，使來自光源之光線往與其光軸垂直的第1方向擴散而產生擴散光；照明部，可對保持在旋轉保持部的基板之表面的邊緣區域照射擴散光，並以使擴散光的來自鏡構件之反射光到達至保持在旋轉保持部的基板之端面的方式，對鏡構件的反射面照射擴散光。此一情況，來自光源之光線往第1方向擴散，故擴散光從各種方向往基板之端面入射。因此，全體均一地照明基板之端面。因而，可更為清晰地拍攝基板之端面。
照明部，可更具有：光散射構件，將來自光源之光線散射而產生散射光；以及圓柱透鏡，朝向光擴散構件凸出，使來自光散射構件之散射光往光擴散構件透射；該圓柱透鏡，使該散射光往該第1方向擴大；該光散射構件，使由該圓柱透鏡所擴大的光往與來自該光源之光線的光軸及該第1方向雙方垂直的第2方向擴散。此一情況，由於散射光往第1方向及第2方向擴散，故擴散光從各種方向往基板之端面入射。因此，全體更為均一地照明基板之端面。因而，可更為清晰地拍攝基板之端面。 [本發明之效果]
若依本揭露之基板拍攝裝置，則可抑制機器問題，並追求小型化及低成本化。
以下說明的本揭露之實施形態係用於說明本發明的例示，因而本發明不應受限於下述內容。在下述說明中，對於同一元素或具有同一功能的元素使用同一符號，並省略重複的說明。
[基板處理系統] 如圖1所示，基板處理系統1(基板處理裝置)，具備塗布顯影裝置2(基板處理裝置)、及控制器10(控制部)。於基板處理系統1，併設曝光裝置3。曝光裝置3，具備可與基板處理系統1之控制器10通訊的控制器(未圖示)。曝光裝置3，構成為在與塗布顯影裝置2之間交換晶圓W(基板)，施行形成在晶圓W之表面Wa(參考圖10等)的感光性抗蝕膜之曝光處理(圖案曝光)。具體而言，藉由液浸曝光等方法，對感光性抗蝕膜(感光性被覆膜)的曝光對象部分選擇性地照射能量線。作為能量線，列舉例如ArF準分子雷射、KrF準分子雷射、g線、i線、或極紫外線(Extreme Ultraviolet，EUV)。
塗布顯影裝置2，在曝光裝置3所進行的曝光處理前，施行在晶圓W之表面Wa形成感光性抗蝕膜或非感光性抗蝕膜(以下一同稱作「抗蝕膜」)的處理。塗布顯影裝置2，在曝光裝置3所進行之感光性抗蝕膜的曝光處理後，施行該感光性抗蝕膜的顯影處理。
晶圓W，可呈圓板狀，亦可呈多角形等圓形以外的板狀。晶圓W，可具有一部分凹缺之缺口部。缺口部，例如可為凹槽(U字形、V字形等溝)，亦可為直線狀地延伸之直線部(所謂的定向平面)。晶圓W，例如可為半導體基板、玻璃基板、遮罩基板、FPD(Flat Panel Display，平面顯示器)基板或其他各種基板。晶圓W之直徑，例如可為200mm~450mm程度。另，在晶圓W的邊緣存在有斜面(倒角)之情況，本說明書的「表面」，亦包含從晶圓W之表面Wa側觀察時的斜面部分。同樣地，本說明書的「背面」，亦包含從晶圓W之背面Wb(參考圖10等)側觀察時的斜面部分。本說明書的「端面」，亦包含從晶圓W之端面Wc(參考圖10等)側觀察時的斜面部分。
如圖1~圖3所示，塗布顯影裝置2，具備載具區塊4、處理區塊5、及介面區塊6。載具區塊4、處理區塊5及介面區塊6，於水平方向排列。
載具區塊4，如圖1及圖3所示，具有載送站12及搬入搬出部13。載送站12支持複數載具11。載具11，將至少一片晶圓W以密封狀態收納。在載具11之側面11a，設置晶圓W出入所用的開閉扉(未圖示)。載具11，以側面11a面向搬入搬出部13側的方式，可任意裝卸地設置於載送站12上。
搬入搬出部13，位於載送站12及處理區塊5之間。搬入搬出部13，具有複數開閉扉13a。於載送站12上載置載具11時，使載具11的開閉扉呈面向開閉扉13a之狀態。藉由將開閉扉13a及側面11a的開閉扉同時開放，而使載具11內與搬入搬出部13內連通。搬入搬出部13，內建傳遞臂A1。傳遞臂A1，從載具11取出晶圓W而往處理區塊5遞送，從處理區塊5承接晶圓W而返回載具11內。
處理區塊5，如圖1及圖2所示，具有單位處理區塊14~17。單位處理區塊14~17，從底面側起依序排列單位處理區塊17、單位處理區塊14、單位處理區塊15、單位處理區塊16。單位處理區塊14~17，如圖3所示，具有液處理單元U1、熱處理單元U2、及檢查單元U3。
液處理單元U1，構成為對晶圓W之表面Wa供給各種處理液。熱處理單元U2，構成為例如藉由熱板將晶圓W加熱，將加熱後的晶圓W例如藉由冷卻板冷卻而施行熱處理。檢查單元U3，構成為檢查晶圓W之各面(表面Wa、背面Wb及端面Wc)(詳細內容於後描述)。
單位處理區塊14，係構成為在晶圓W之表面Wa上形成下層膜的下層膜形成區塊(BCT區塊)。單位處理區塊14，內建有於各單元U1~U3搬運晶圓W的搬運臂A2(參考圖2)。單位處理區塊14的液處理單元U1，將下層膜形成用的塗布液於晶圓W之表面Wa塗布以形成塗布膜。單位處理區塊14之熱處理單元U2，施行伴隨下層膜的形成之各種熱處理。作為熱處理的具體例，列舉用於使塗布膜硬化而將其作為下層膜之加熱處理。作為下層膜，例如列舉反射防止(SiARC)膜。
單位處理區塊15，係構成為在下層膜上形成中間膜的中間膜(硬罩)形成區塊(HMCT區塊)。單位處理區塊15，內建有於各單元U1~U3搬運晶圓W的搬運臂A3(參考圖2)。單位處理區塊15之液處理單元U1，將中間膜形成用的塗布液於下層膜上塗布以形成塗布膜。單位處理區塊15之熱處理單元U2，施行伴隨中間膜的形成之各種熱處理。作為熱處理的具體例，列舉用於使塗布膜硬化而將其作為中間膜之加熱處理。作為中間膜，例如列舉SOC(Spin On Carbon，旋塗碳)膜、非晶碳膜。
單位處理區塊16，係構成為將具有熱硬化性之抗蝕膜形成在中間膜上的抗蝕膜形成區塊(COT區塊)。單位處理區塊16，內建有於各單元U1~U3搬運晶圓W的搬運臂A4(參考圖2)。單位處理區塊16之液處理單元U1，將抗蝕膜形成用的塗布液(抗蝕劑)於中間膜上塗布以形成塗布膜。單位處理區塊16之熱處理單元U2，施行伴隨抗蝕膜的形成之各種熱處理。作為熱處理的具體例，列舉用於使塗布膜硬化而將其作為抗蝕膜之加熱處理(Pre Applied Bake，PAB：預烘烤)。
單位處理區塊17，係構成為施行經曝光的抗蝕膜之顯影處理的顯影處理區塊(DEV區塊)。單位處理區塊17，內建有於各單元U1~U3搬運晶圓W的搬運臂A5、及不經由此等單元地搬運晶圓W的直接搬運臂A6(參考圖2)。單位處理區塊17之液處理單元U1，對曝光後之抗蝕膜供給顯影液而將抗蝕膜顯影。單位處理區塊17之液處理單元U1，對顯影後之抗蝕膜供給清洗液，將抗蝕膜的溶解成分與顯影液一同洗去。藉此，將抗蝕膜部分地去除，形成抗蝕圖案。單位處理區塊16之熱處理單元U2，施行伴隨顯影處理之各種熱處理。作為熱處理的具體例，列舉顯影處理前之加熱處理(Post Exposure Bake，PEB：曝光後烘烤)、顯影處理後之加熱處理(Post Bake，PB：後烘烤)等。
於處理區塊5內的載具區塊4側，如圖2及圖3所示，設置棚架單元U10。棚架單元U10，從底面起涵蓋至單位處理區塊16地設置，區隔為在上下方向排列的複數格子。於棚架單元U10附近設置升降臂A7。升降臂A7，在棚架單元U10的格子彼此之間使晶圓W升降。
在處理區塊5內的介面區塊6側，設置棚架單元U11。棚架單元U11從底面起涵蓋至單位處理區塊17之上部地設置，區隔為在上下方向排列的複數格子。
介面區塊6，內建有傳遞臂A8，與曝光裝置3連接。傳遞臂A8，構成為將棚架單元U11之晶圓W取出而往曝光裝置3遞送，從曝光裝置3承接晶圓W而返回棚架單元U11。
控制器10，部分或全體地控制基板處理系統1。關於控制器10的細節將於之後描述。另，控制器10可在與曝光裝置3的控制器之間接收發送訊號，藉由各控制器的協同而控制基板處理系統1及曝光裝置3。
[檢查單元的構造] 接著，參考圖4~圖20，對檢查單元U3進一步詳細地說明。檢查單元U3，如圖4~圖6所示，具有筐體100、旋轉保持次單元200(旋轉保持部)、表面拍攝次單元300、邊緣拍攝次單元400(基板拍攝裝置)、及背面拍攝次單元500。各次單元200~500，配置於筐體100內。在筐體100中之一端壁，形成將晶圓W往筐體100之內部搬入及往筐體100之外部搬出所用的搬出入口101。
旋轉保持次單元200，包含保持台201、致動器202與203、及導軌204。保持台201，例如，係藉由吸附等將晶圓W略水平地保持之吸附吸盤。保持台201(吸附吸盤)之形狀雖未特別限定，但例如可為圓形。保持台201之尺寸，可較晶圓W更小。
致動器202，例如為電動馬達，旋轉驅動保持台201。亦即，致動器202，使保持在保持台201的晶圓W旋轉。致動器202，可包含用於檢測保持台201之旋轉位置的編碼器。此一情況，可施行各拍攝次單元300、400、500的晶圓W之各面的拍攝位置，與旋轉位置之對應。在晶圓W具有缺口部之情況，依據以藉由各拍攝次單元300、400、500判別出之該缺口部與編碼器所檢測到的旋轉位置，而可確認晶圓W的位態。
致動器203，例如為線性致動器，使保持台201沿著導軌204移動。亦即，致動器203，將保持在保持台201的晶圓W，於導軌204的一端側與另一端側之間搬運。因此，保持在保持台201的晶圓W，可在接近搬出入口101的第1位置，與接近邊緣拍攝次單元400及背面拍攝次單元500的第2位置之間移動。導軌204，在筐體100內線狀(例如直線狀)地延伸。
表面拍攝次單元300，包含相機310(拍攝手段)及照明模組320。相機310及照明模組320，構成一組拍攝模組。相機310，包含透鏡及一個拍攝元件(例如CCD影像感測器、CMOS影像感測器等)。相機310，與照明模組320(照明部)相對向。
照明模組320，包含半反射鏡321及光源322。半反射鏡321，以對水平方向傾斜約45°之狀態，配置於筐體100內。半反射鏡321，從上方觀察時以與導軌204之延伸方向交叉的方式，位於導軌204之中間部分的上方。半反射鏡321，呈矩形。半反射鏡321之長度，較晶圓W之直徑更大。
光源322，位於半反射鏡321之上方。光源322，較半反射鏡321更長。從光源322射出的光線，全體通過半反射鏡321而朝向下方(導軌204側)照射。通過半反射鏡321的光線，被位於半反射鏡321之下方的物體反射後，被半反射鏡321再度反射，而通過相機310之透鏡，往相機310之拍攝元件入射。亦即，相機310，藉由半反射鏡321，而可拍攝存在於光源322之照射區域的物體。例如，在保持晶圓W之保持台201藉由致動器203沿著導軌204移動時，相機310，可拍攝通過光源322之照射區域的晶圓W之表面Wa。將以相機310拍攝到的拍攝影像之資料，往控制器10發送。
邊緣拍攝次單元400，如圖4~圖10所示，包含相機410(拍攝手段)、照明模組420、及鏡構件430。相機410、照明模組420(照明部)、及鏡構件430，構成一組拍攝模組。相機410，包含透鏡411及一個拍攝元件412(例如CCD影像感測器、CMOS影像感測器等)。相機410，與照明模組420相對向。
照明模組420，如圖7~圖13所示，配置於保持在保持台201的晶圓W之上方。照明模組420，包含光源421、光散射構件422、及保持構件423。光源421，如圖11~圖13所示，例如係以筐體421a、及配置於筐體421a內之複數LED點光源421b構成。複數LED點光源421b，沿著晶圓W的徑方向而排列為一列。
光散射構件422，如圖7~圖13所示，以與光源421重合的方式與光源421相連接。於光散射構件422，如圖11~圖13所示，形成有在光源421與光散射構件422重合之方向中延伸的貫通孔422a。於貫通孔422a之內壁面，施行鏡面加工。作為鏡面加工的方法，列舉例如對內壁面施行無電解鍍鎳，於內壁面形成鍍膜422b。藉此，若來自光源421之光線入射至光散射構件422的貫通孔422a內，則如圖12及圖13所示，入射光在鍍膜422b中漫反射。藉此，在光散射構件422中產生散射光(參考圖14(a))。
保持構件423，如圖7~圖13所示，以與光散射構件422重合的方式與光散射構件422相連接。於保持構件423，如圖10~圖13所示，形成有貫通孔423a、及與貫通孔423a交叉的交叉孔423b。貫通孔423a，在光散射構件422與保持構件423重合之方向中延伸。交叉孔423b，從保持構件423之一側面起朝向貫通孔423a而沿著與貫通孔423a垂直之方向延伸。交叉孔423b，與貫通孔423a連通而連接。在此，交叉孔423b與貫通孔423a，係用以使光線通過之光路孔。
保持構件423，如圖7~圖13所示，於內部保持半反射鏡424、圓柱透鏡425、光擴散構件426、及焦點調整透鏡427。半反射鏡424，如圖10及圖12所示，以對水平方向傾斜約45°之狀態，配置於貫通孔423a及交叉孔423b的交叉部分。半反射鏡424，呈矩形。
圓柱透鏡425，如圖10~圖13所示，配置於光散射構件422與半反射鏡424之間。圓柱透鏡425，如圖10~圖12所示，係朝向半反射鏡424突出的凸型之圓柱透鏡。圓柱透鏡425的軸，往複數LED點光源421b排列之方向延伸。若來自光散射構件422的散射光入射至圓柱透鏡425，則該散射光沿著圓柱透鏡425之圓柱面的圓周方向而擴大(參考圖14(b))。
光擴散構件426，如圖10~圖13所示，配置於圓柱透鏡425與半反射鏡424之間。光擴散構件426，係呈矩形之薄片構件，使透射過圓柱透鏡425之光線擴散。藉此，在光擴散構件426中產生擴散光(參考圖14(c))。例如，光擴散構件426，可具有使入射的光線往光擴散構件426的面之全部方向擴散的等向性擴散功能，亦可具有使入射的光線朝向圓柱透鏡425之軸方向(圓柱透鏡425之與圓柱面的圓周方向垂直之方向)擴散的非等向性擴散功能。
焦點調整透鏡427，如圖7、圖8、圖11及圖12所示，以堵塞交叉孔423b之一部分的方式，配置於交叉孔423b內。焦點調整透鏡427，若為具有改變與透鏡411之組合焦距的功能則無特別限定。焦點調整透鏡427，例如係呈直方體形狀的透鏡。
此處，在僅使用透鏡411之情況，如圖15(a)所示，來自接近透鏡411的A點之光線通過透鏡411而收斂於拍攝元件412，但來自遠離透鏡411的B點之光線通過透鏡411而收斂於偏離拍攝元件412的位置(較拍攝元件412更為裡側)。因此，A點的像在拍攝元件412中清晰地映出，但B點的像在拍攝元件412中有模糊映出之傾向。相對於此，若焦點調整透鏡427存在，則如圖15(b)所示，來自遠離透鏡411的B點之光線在焦點調整透鏡427中折射後，通過透鏡411而收斂於拍攝元件412。藉由焦點調整透鏡427的存在，在通過焦點調整透鏡427觀察B點的像之情況，可看見該像存在於與A點同一面的C點。因此，若從透鏡411觀察，則A點的位置與B點之外觀上的位置(C點的位置)，與從透鏡411起的距離皆成為相等，故來自A點及B點之光線皆收斂於拍攝元件412。因此，A點及B點的像皆在拍攝元件412中清晰地映出。另，上述說明，於焦點調整透鏡427係在1片透鏡內具有折射力相異的2個部分之雙重焦點透鏡(bifocal lens，雙焦透鏡)的情況，亦同樣地適用。
鏡構件430，如圖7、圖10、圖12、圖13及圖16所示，配置於照明模組420之下方。鏡構件430，如圖7、圖10、圖12、圖13、圖16及圖17所示，包含本體431及反射面432。本體431，係藉由鋁塊構成。
反射面432，如圖7、圖13及圖17所示，在保持在保持台201的晶圓W位於第2位置之情況，與保持在保持台201的晶圓W之端面Wc及背面Wb的邊緣區域Wd相對向。反射面432，對保持台201之旋轉軸傾斜。於反射面432，施行鏡面加工。例如，於反射面432，可貼附鏡片，可施行鍍鋁，亦可蒸鍍鋁材。
反射面432，係朝向遠離保持在保持台201之晶圓W的端面Wc之側而凹陷的彎曲面。亦即，鏡構件430係凹面鏡。因此，若晶圓W之端面Wc映在反射面432，則其鏡像較實像更為放大。反射面432的曲率半徑，例如可為10mm~30mm程度。反射面432的開口角度θ(參考圖17)，可為100°~150°程度。另，反射面432的開口角度θ，係指與反射面432外切之2個平面所構成的角度。
在照明模組420中，從光源421射出的光線，被光散射構件422散射，被圓柱透鏡425擴大，進一步被光擴散構件426擴散後，全體通過半反射鏡424而朝向下方照射。通過半反射鏡424的擴散光，被位於半反射鏡424的下方之鏡構件430的反射面432反射。在保持在保持台201的晶圓W位於第2位置之情況，被反射面432反射的擴散光之反射光，如圖13及圖18(a)所示，主要照射在晶圓W之端面Wc(在晶圓W的邊緣存在斜面之情況，特別為斜面部分之上端側)與表面Wa的邊緣區域Wd。
從晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd反射之反射光，並未朝向鏡構件430的反射面432而係被半反射鏡424再度反射(參考圖18(b))，未通過焦點調整透鏡427而通過相機410之透鏡411，入射至相機410之拍攝元件412。另一方面，從晶圓W之端面Wc反射的反射光，被鏡構件430的反射面432與半反射鏡424依序反射，而依序通過焦點調整透鏡427與相機410之透鏡411，入射至相機410之拍攝元件412。因此，從晶圓W之端面Wc起至到達相機410之拍攝元件412的光線之光路長，較從晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd起至到達相機410之拍攝元件412的光線之光路長更長。此等光路的光路差，例如可為1mm~10mm程度。如此地，對相機410之拍攝元件412，輸入來自晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd之光線、及來自晶圓W之端面Wc之光線雙方。亦即，在保持在保持台201的晶圓W位於第2位置之情況，相機410，可拍攝晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd與晶圓W之端面Wc雙方。將以相機410拍攝到的拍攝影像之資料，往控制器10發送。
另，在焦點調整透鏡427不存在而聚焦於晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd之情況，由於該光路差的存在，而在以相機410拍攝到的拍攝影像中，雖清晰地映出晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd，但晶圓W之端面Wc有模糊映出之傾向(參考圖19(a))。另一方面，在焦點調整透鏡427不存在而聚焦於晶圓W之端面Wc的情況，由於該光路差的存在，而在以相機410拍攝到的拍攝影像中，雖清晰地映出晶圓W之端面Wc，但晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd有模糊映出之傾向(參考圖19(b))。然而，因焦點調整透鏡427存在於被鏡構件430的反射面432所反射的反射光至到達透鏡411為止之間，故即便該光路差存在，晶圓W之端面Wc的成像位置仍對準拍攝元件412(參考圖15(b))。因此，在以相機410拍攝到的拍攝影像中，晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd與晶圓W之端面Wc皆清晰地映出(參考圖19(c))。
背面拍攝次單元500，如圖4~圖9及圖20所示，包含相機510(拍攝手段)及照明模組520(照明部)。相機510及照明模組520，構成一組拍攝模組。相機510，包含透鏡511及一個拍攝元件512(例如CCD影像感測器、CMOS影像感測器等)。相機510，與照明模組520(照明部)相對向。
照明模組520，配置於照明模組420之下方，且位於保持在保持台201的晶圓W之下方。照明模組520，如圖20所示，包含半反射鏡521及光源522。半反射鏡521，以對水平方向傾斜約45°之狀態配置。半反射鏡521，呈矩形。
光源522，位於半反射鏡521之下方。光源522，較半反射鏡521更長。從光源522射出的光線，全體通過半反射鏡521而朝向上方照射。通過半反射鏡521的光線，被位於半反射鏡521之上方的物體反射後，被半反射鏡521再度反射，而通過相機510之透鏡511，入射至相機510之拍攝元件512。亦即，相機510，藉由半反射鏡521，而可拍攝存在於光源522之照射區域的物體。例如，在保持在保持台201的晶圓W位於第2位置之情況，相機510，可拍攝晶圓W之背面Wb。將藉由相機510拍攝到的拍攝影像之資料，往控制器10發送。
[控制器的構造] 控制器10，如圖21所示，作為功能模組，具有讀取部M1、記憶部M2、處理部M3、及指示部M4。此等功能模組，僅為了方便將控制器10之功能區分為複數模組，並非指構成控制器10之硬體必須劃分為此等模組。各功能模組，不限於藉由程式的實行而實現，亦可藉由專用的電氣電路(例如邏輯電路)、或將其整合的積體電路(ASIC：Application Specific Integrated Circuit)予以實現。
讀取部M1，從電腦可讀取之記錄媒體RM讀取程式。記錄媒體RM，記錄有使基板處理系統1之各部動作所用的程式。作為記錄媒體RM，例如可為半導體記憶體、光碟、磁碟、磁光碟。
記憶部M2，儲存各種資料。記憶部M2，例如除了儲存在讀取部M1中從記錄媒體RM讀取的程式、在相機310、410、510中拍攝到的拍攝影像之資料以外，儲存用於處理晶圓W的各種資料(所謂的處理配方)、藉由外部輸入裝置(未圖示)由操作人員輸入的設定資料等。
處理部M3，處理各種資料。處理部M3，例如依據儲存在記憶部M2的各種資料，而產生用於使液處理單元U1、熱處理單元U2、及檢查單元U3(例如旋轉保持次單元200，相機310、410、510，照明模組320、420、520)動作的訊號。此外，處理部M3，將在相機310、410、510中拍攝到的拍攝影像之資料予以影像處理，判斷晶圓W是否存在缺陷等。處理部M3，在判斷為晶圓W存在缺陷等之情況，產生用於中止對於該晶圓W之處理的訊號。
指示部M4，將在處理部M3中產生的訊號往各種裝置發送。
控制器10之硬體，例如係藉由一個或複數個控制用的電腦構成。控制器10，作為硬體上的構造，例如具有如圖22所示之電路10A。電路10A，可由電氣電路元素(circuitry)構成。電路10A，具體而言，具有處理器10B、記憶體10C(記憶部)、儲存器10D(記憶部)、驅動器10E、及輸出入埠10F。處理器10B，與記憶體10C及儲存器10D之至少一方協同而實行程式，實行通過輸出入埠10F之訊號的輸出入，藉以構成上述各功能模組。記憶體10C及儲存器10D，作為記憶部M2而作用。驅動器10E，係將基板處理系統1之各種裝置分別驅動的電路。輸出入埠10F，在驅動器10E與基板處理系統1的各種裝置(例如，液處理單元U1，熱處理單元U2，保持台201，致動器202、203，相機310、410、510，光源322、421、522等)之間，施行訊號的輸出入。
本實施形態中，基板處理系統1，雖具備一個控制器10，但亦可具備以複數個控制器10構成之控制器群(控制部)。在基板處理系統1具備控制器群的情況，上述各個功能模組，可藉由一個控制器10實現，亦可藉由2個以上之控制器10的組合予以實現。在控制器10係由複數台電腦(電路10A)構成之情況，上述各個功能模組，可藉由一台電腦(電路10A)實現，亦可藉由2台以上之電腦(電路10A)的組合予以實現。控制器10，可具有複數個處理器10B。此一情況，上述各個功能模組，可藉由一個處理器10B實現，亦可藉由2個以上之處理器10B的組合予以實現。
[作用] 本實施形態中，鏡構件430具有反射面432，該反射面對保持台201之旋轉軸傾斜且與保持在保持台201的晶圓W之端面Wc及背面Wb的邊緣區域Wd相對向。此外，本實施形態中，來自保持在保持台201的晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd之光線、及以鏡構件430的反射面432反射之來自保持在保持台201的晶圓W之端面Wc的光線之反射光，皆通過透鏡411而輸入至相機410之拍攝元件412。因此，可藉由1台相機410，同時拍攝晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd與晶圓W之端面Wc雙方。因此，變得不需要複數相機，結果亦變得不需要用於設置複數相機的空間。此外，亦不需要用於使相機410移動之機構，因而變得不需要用於設置該機構的空間。如此地，本實施形態，使檢查單元U3之裝置構造極為簡化。此一結果，可抑制機器問題，並追求檢查單元U3之小型化及低成本化。
本實施形態中，反射面432，係朝向遠離保持在保持台201之晶圓W的端面Wc之側而凹陷的彎曲面。因此，晶圓W之端面Wc映在反射面432的鏡像較實像更為放大。例如，在反射面432並非彎曲面之情況，拍攝影像中的晶圓W之端面Wc的寬度為20像素程度，但若反射面432為如同上述之彎曲面，則拍攝影像中的晶圓W之端面Wc的寬度在晶圓W的厚度方向中放大為1.5倍程度。因而，可獲得晶圓W之端面Wc的更為詳細之拍攝影像。此一結果，藉由將該拍攝影像予以影像處理，而可更為正確地檢查晶圓W之端面Wc。
而來自晶圓W的端面Wc之光線被鏡構件430的反射面432所反射而到達至透鏡411為止的光路長，相較於來自晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd之光線到達至透鏡411為止的光路長，增長被鏡構件430所反射之量。然而，本實施形態中，在來自晶圓W的端面Wc之光線被鏡構件430的反射面432所反射而到達至透鏡411為止之間的光路之途中，配置焦點調整透鏡427。焦點調整透鏡427，構成為將晶圓W之端面Wc的成像位置對準拍攝元件412。因此，藉由焦點調整透鏡427將晶圓W之端面Wc的成像位置對準拍攝元件412，故拍攝影像中的晶圓W之表面Wa的邊緣區域Wd與晶圓W之端面Wc雙方變得清晰。因而，藉由將該拍攝影像予以影像處理，而可更為正確地檢查晶圓W之端面Wc。
本實施形態中，照明模組420，以使被鏡構件430之反射面432反射的來自照明模組420之擴散光的反射光，到達保持在保持台201的晶圓W之端面Wc的方式，對鏡構件430的反射面432照射擴散光。因此，擴散光從各種方向往晶圓W之端面Wc入射。因而，全體均一地照明晶圓W之端面Wc。此一結果，可更為清晰地拍攝晶圓W之端面Wc。
本實施形態中，從光源421射出的光線，被光散射構件422散射，被圓柱透鏡425擴大，進一步被光擴散構件426擴散。因此，擴散光從各種方向往晶圓W之端面Wc入射。因而，全體均一地照明晶圓W之端面Wc。此一結果，可更為清晰地拍攝晶圓W之端面Wc。
[其他實施形態] 以上，針對本揭露之實施形態詳細地進行說明，但在本發明之要旨的範圍內亦可對上述實施形態加上各種變形。例如，反射面432，若為對保持台201之旋轉軸傾斜且與保持在保持台201的晶圓W之端面Wc及背面Wb的邊緣區域Wd相對向即可，亦可呈彎曲面以外的其他形狀(例如平坦面)。
邊緣拍攝次單元400，亦可不包含焦點調整透鏡427。
邊緣拍攝次單元400，亦可不包含光散射構件422、圓柱透鏡425及光擴散構件426之任一。
檢查單元U3，亦可配置於棚架單元U10、U11。例如，檢查單元U3，亦可設置於棚架單元U10、U11中之位於與單位處理區塊14~17對應位置的格子內。此一情況，晶圓W，在以機械臂A1~A8搬運的過程中直接傳遞至檢查單元U3。
1:基板處理系統(基板處理裝置) 2:塗布顯影裝置(基板處理裝置) 3:曝光裝置 4:載具區塊 5:處理區塊 6:介面區塊 10:控制器(控制部) 10A:電路 10B:處理器 10C:記憶體 10D:儲存器 10E:驅動器 10F:輸出入埠 11:載具 11a:側面 12:載送站 13:搬入搬出部 13a:開閉扉 14~17:單位處理區塊 100:筐體 101:搬出入口 200:旋轉保持次單元(旋轉保持部) 201:保持台 202,203:致動器 204:導軌 300:表面拍攝次單元 400:邊緣拍攝次單元(基板拍攝裝置) 500:背面拍攝次單元 310,410,510:相機(拍攝手段) 321,424,521:半反射鏡 411,511:透鏡 412,512:拍攝元件 320,420,520:照明模組(照明部) 322,421,522:光源 421a:筐體 421b:LED點光源 422:光散射構件 422a:貫通孔 422b:鍍膜 423:保持構件 423a:貫通孔 423b:交叉孔 425:圓柱透鏡 426:光擴散構件 427:焦點調整透鏡 430:鏡構件 431:本體 432:反射面 M1:讀取部 M2:記憶部 M3:處理部 M4:指示部 RM:記錄媒體 A1,A8:傳遞臂 A2,A3,A4:搬運臂 A5,A6:搬運臂 A7:升降臂 U1:液處理單元 U2:熱處理單元 U3:檢查單元 U10,U11:棚架單元 W:晶圓(基板) Wa:表面 Wb:背面 Wc:端面 Wd:邊緣區域
圖1係顯示基板處理系統的立體圖。 圖2係圖1的II－II線剖面圖。 圖3係顯示單位處理區塊(BCT區塊、HMCT區塊、COT區塊及DEV區塊)的俯視圖。 圖4係從上方觀察檢查單元的剖面圖。 圖5係從側方觀察檢查單元的剖面圖。 圖6係顯示檢查單元的立體圖。 圖7係從前方觀察邊緣拍攝次單元的立體圖。 圖8係從後方觀察邊緣拍攝次單元的立體圖。 圖9係邊緣拍攝次單元的俯視圖。 圖10係顯示兩面拍攝模組的側視圖。 圖11係顯示照明模組的分解立體圖。 圖12係圖11的XII－XII線剖面圖。 圖13係圖11的XIII－XIII線剖面圖。 圖14(a)係顯示來自光源之光線通過光散射構件時的樣子之照片；圖14(b)係顯示來自光源之光線通過光散射構件及圓柱透鏡時的樣子之照片；圖14(c)係顯示來自光源之光線通過光散射構件、圓柱透鏡及光擴散構件時的樣子之照片。 圖15(a)係用於說明焦點調整透鏡不存在的情況之光路的圖；圖15(b)係用於說明焦點調整透鏡存在的情況之光路的圖。 圖16係顯示鏡構件的立體圖。 圖17係顯示鏡構件的側視圖。 圖18(a)係用於說明來自照明模組之光線在鏡構件中反射的樣子之圖；圖18(b)係用於說明來自晶圓之光線在鏡構件中反射的樣子之圖。 圖19(a)顯示在焦點調整透鏡不存在的情況聚焦於晶圓之表面時的拍攝影像；圖19(b)顯示在焦點調整透鏡不存在的情況聚焦於晶圓之端面時的拍攝影像；圖19(c)顯示在焦點調整透鏡存在的情況聚焦於晶圓之表面及端面雙方時的拍攝影像。 圖20係背面拍攝次單元的側視圖。 圖21係顯示基板處理系統之主要部的方塊圖。 圖22係顯示控制器之硬體構造的概略圖。
400:邊緣拍攝次單元(基板拍攝裝置)
420:照明模組(照明部)
421:光源
421b:LED點光源
422:光散射構件
422a:貫通孔
422b:鍍膜
423:保持構件
424:半反射鏡
425:圓柱透鏡
426:光擴散構件
430:鏡構件
431:本體
432:反射面
W:晶圓(基板)
Wa:表面
Wb:背面
Wc:端面
Wd:邊緣區域

Claims (6)

  1. 一種基板拍攝裝置，該裝置具備： 筐體； 旋轉保持部，收納於該筐體內，並將基板保持而使其旋轉； 第1拍攝次單元，收納於該筐體內，並拍攝受該旋轉保持部所保持之該基板的表面； 第2拍攝次單元，收納於該筐體內，並拍攝受該旋轉保持部所保持之該基板的表面的邊緣區域以及端面；以及 致動器，能夠驅動該旋轉保持部； 該致動器，係構成為使該旋轉保持部在該筐體內的第1位置與第2位置之間直線狀地移動； 該第1拍攝次單元，具有：第1相機、以及對水平方向傾斜之第1鏡構件； 該第1相機，係構成為：在該致動器使該旋轉保持部在該第1位置與該第2位置之間移動的期間，通過該第1鏡構件，而拍攝該基板的表面； 該第2拍攝次單元，具有：第2相機、包含對該旋轉保持部的旋轉軸傾斜的反射面之第2鏡構件、以及對水平方向傾斜且至少使來自該第2鏡構件的反射光反射之第3鏡構件； 該第2相機，係構成為：在保持該基板的狀態之該旋轉保持部位在該第2位置的情況下，根據通過該反射面及該第3鏡構件的光線、以及未通過該反射面而通過該第3鏡構件的光線，拍攝該基板的表面的邊緣區域及端面。
  2. 如請求項1所述之基板拍攝裝置，更具備： 第3拍攝次單元，收納於該筐體內，並拍攝受該旋轉保持部所保持之該基板的背面。
  3. 如請求項1所述之基板拍攝裝置，更具備： 第3拍攝次單元，收納於該筐體內； 該第3拍攝次單元，具有：第3相機、以及對水平方向傾斜之第4鏡構件； 該第3相機，係構成為：在保持該基板的狀態之該旋轉保持部位在該第2位置的情況下，通過該第4鏡構件，拍攝該基板的背面。
  4. 一種使用基板拍攝裝置之基板拍攝方法，該基板拍攝裝置具備：筐體；旋轉保持部，收納於該筐體內，並將基板保持而使其旋轉；第1拍攝次單元，收納於該筐體內；第2拍攝次單元，收納於該筐體內；以及致動器，能夠驅動該旋轉保持部；其中， 該第1拍攝次單元，具有：第1相機、以及對水平方向傾斜之第1鏡構件； 該第2拍攝次單元，具有：第2相機、包含對該旋轉保持部的旋轉軸傾斜之反射面之第2鏡構件、以及對水平方向傾斜且至少使來自該第2鏡構件的反射光反射之第3鏡構件； 該基板拍攝方法包含以下步驟： 在使該旋轉保持部保持該基板的狀態下，在該致動器使該旋轉保持部在該筐體內的第1位置與第2位置之間移動的期間，該第1相機通過該第1鏡構件，拍攝該基板的表面之步驟；以及 在使該旋轉保持部保持該基板的狀態下，在保持該基板的狀態的該旋轉保持部位在該第2位置的情況下，根據通過該反射面及該第3鏡構件的光線，以及未通過該反射面而通過該第3鏡構件的光線，該第2相機拍攝該基板的表面的邊緣區域及端面之步驟。
  5. 如請求項4所述之基板拍攝方法，其中， 該基板拍攝裝置，更具備：第3拍攝次單元，收納於該筐體內； 該基板拍攝方法，更包含：該第3拍攝次單元，拍攝受該旋轉保持部所保持之該基板的背面之步驟。
  6. 如請求項4所述之基板拍攝方法，其中， 該基板拍攝裝置，更具備：第3拍攝次單元，收納於該筐體內； 該第3拍攝次單元，具有：第3相機、以及對水平方向傾斜之第4鏡構件； 該基板拍攝方法，更包含：在保持該基板的狀態之該旋轉保持部位在該第2位置的情況下，該第3相機通過該第4鏡構件，拍攝該基板的背面之步驟。
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