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JP2023164633A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板の歩留まりを向上させること。【解決手段】実施形態に係る基板処理装置は、基板上に形成された液膜の液量を検出する液量検出部と、液膜による基板の被覆状態を検出する被覆検出部と、液膜を形成した基板に乾燥処理を行う乾燥部と、基板の重量を計測するロードセルとを備える。乾燥部は、基板を搬入出するための開口部を側面に形成した本体と、本体の外部に設けられ、基板搬送装置から液膜を形成した基板を受け取り、かつ乾燥処理が終了した基板を基板搬送装置に受け渡すリフターとを有する。ロードセルは、リフターに設けられる。【選択図】図１０Ａ

Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
従来、基板の表面に乾燥防止用の液膜を形成し、液膜が形成された基板を超臨界流体と接触させて乾燥処理を行う基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３－１２５３８号公報
しかしながら、上述した基板処理装置では、液膜が基板に適切に形成されていない状態で、乾燥処理が行われることがあり、乾燥処理後の基板の歩留まりが低下するおそれがある。
実施形態の一態様は、基板の歩留まりを向上させる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る基板処理装置は、基板上に形成された液膜の液量を検出する液量検出部と、液膜による基板の被覆状態を検出する被覆検出部と、液膜を形成した基板に乾燥処理を行う乾燥部と、基板の重量を計測するロードセルとを備える。乾燥部は、基板を搬入出するための開口部を側面に形成した本体と、本体の外部に設けられ、基板搬送装置から液膜を形成した基板を受け取り、かつ乾燥処理が終了した基板を基板搬送装置に受け渡すリフターとを有する。ロードセルは、リフターに設けられる。
実施形態の一態様によれば、基板の歩留まりを向上させることができる。
図１は、第１実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、受渡部の概略構成を示す断面図である。 図３は、洗浄処理ユニットの概略構成を示す断面図である。 図４は、乾燥処理ユニットの構成を示す外観斜視図である。 図５Ａは、受け渡し位置における乾燥処理ユニットの一部を示す概略断面図である。 図５Ｂは、待機位置における乾燥処理ユニットの一部を示す概略断面図である。 図６は、第１実施形態に係る制御装置の概略ブロック図である。 図７Ａは、ＩＰＡ液体の液膜に不良部が発生していない状態を示す模式図である。 図７Ｂは、ＩＰＡ液体の液膜に不良部が発生した状態を示す模式図である。 図８は、第１実施形態における基板処理を説明するフローチャートである。 図９は、第２実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す模式図である。 図１０Ａは、第２実施形態に係る乾燥処理ユニットの一部を示す概略断面図である。 図１０Ｂは、ウェハが保持板に載置された状態を示す乾燥処理ユニットの概略断面図である。 図１１は、第２実施形態に係る制御装置の概略ブロック図である。 図１２は、第２実施形態に係る基板処理を説明するフローチャートである。 図１３は、第３実施形態に係る乾燥処理ユニットの概略平面図である。 図１４は、図１３のXIV－XIV断面における乾燥処理ユニットの一部を示す概略断面図である。 図１５は、ＩＰＡ液体の液膜が形成されたウェハにおけるレーザー光の反射状態を示す模式図である。 図１６Ａは、ＩＰＡ液体の液膜に不良部が発生していない状態における反射光を示す模式図である。 図１６Ｂは、ＩＰＡ液体の液膜に不良部が発生した状態における反射光を示す模式図である。 図１７は、第３実施形態に係る制御装置の概略ブロック図である。 図１８は、第４実施形態に係る乾燥処理ユニットの概略平面図である。 図１９は、図１８のXIX－XIX断面における乾燥処理ユニットの一部を示す概略断面図である。 図２０は、干渉縞の発生原理を説明する図である。 図２１Ａは、ＩＰＡ液体の液膜に不良部が発生していない状態のウェハを斜め上方から見た模式図である。 図２１Ｂは、ＩＰＡ液体の液膜に不良部が発生していない状態のウェハを斜め上方から見た模式図である。 図２２は、変形例に係る基板処理システムの乾燥処理ユニットの概略平面図である。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す。
（第１実施形態）
＜基板処理システム１の概要＞
第１実施形態に係る基板処理システム１について図１を参照し説明する。図１は、第１実施形態に係る基板処理システム１の概略構成を示す模式図である。
基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。基板処理システム１は、基板処理装置に対応する。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと呼称する。）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。受渡部１４の構成例については後述する。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の洗浄処理ユニット１６と、複数の乾燥処理ユニット１７とを備える。複数の洗浄処理ユニット１６と複数の乾燥処理ユニット１７とは、搬送部１５の両側に並べて設けられる。なお、図１に示した洗浄処理ユニット１６および乾燥処理ユニット１７の配置や個数は一例であり、図示のものに限定されない。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１８を備える。基板搬送装置１８は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１８は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と、洗浄処理ユニット１６と、乾燥処理ユニット１７との間でウェハＷの搬送を行う。
洗浄処理ユニット１６は、基板搬送装置１８によって搬送されるウェハＷに対して所定の洗浄処理を行う。洗浄処理ユニット１６の構成例については後述する。
乾燥処理ユニット１７は、洗浄処理ユニット１６によって洗浄処理されたウェハＷに対して所定の乾燥処理を行う。乾燥処理ユニット１７の構成例については後述する。
また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４の構成例については後述する。
上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１８によって受渡部１４から取り出されて、洗浄処理ユニット１６へ搬入される。
洗浄処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、洗浄処理ユニット１６によって洗浄処理が施された後、基板搬送装置１８によって洗浄処理ユニット１６から搬出される。洗浄処理ユニット１６から搬出されたウェハＷは、基板搬送装置１８によって乾燥処理ユニット１７へ搬入され、乾燥処理ユニット１７によって乾燥処理が施される。
乾燥処理ユニット１７によって乾燥処理されたウェハＷは、基板搬送装置１８によって乾燥処理ユニット１７から搬出され、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
＜受渡部１４の概要＞
次に、受渡部１４について図２を参照し説明する。図２は、受渡部１４の概略構成を示す断面図である。
受渡部１４は、ケース４０と、台座４１と、複数の昇降部材４２と、ロードセル４３とを備える。ケース４０には、基板搬送装置１３、１８によってウェハＷを搬入出するための開口部４０Ａ、４０Ｂが形成される。台座４１は、ケース４０内に配置される。台座４１には、昇降部材４２が挿入される挿入孔が形成される。
昇降部材４２は、昇降駆動部(不図示)によって昇降可能となるように台座４１に支持される。昇降部材４２は、基板搬送装置１３および基板搬送装置１８によって搬入されたウェハＷが昇降部材４２の先端部に載置されると、ウェハＷの下面を支持する。昇降部材４２がウェハＷを支持した状態で、所定の受渡位置から昇降駆動部によって降下されると、ウェハＷがロードセル４３上に載置される。また、ウェハＷがロードセル４３上に載置された状態で昇降駆動部によって昇降部材４２が上昇すると、昇降部材４２はウェハＷの下面に当接しウェハＷを支持し、ウェハＷを受渡位置まで上昇させる。
ロードセル４３は、キャリアＣから搬入されたウェハＷ、または乾燥処理ユニット１７によって乾燥処理されたウェハＷの重量を測定し、ウェハＷの重量に関する信号を制御装置４に出力する。
＜洗浄処理ユニット１６の概要＞
次に、洗浄処理ユニット１６について図３を参照し説明する。図３は、洗浄処理ユニット１６の概略構成を示す断面図である。洗浄処理ユニット１６は、例えば、スピン洗浄によりウェハＷを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄処理ユニット１６として構成される。
洗浄処理ユニット１６は、ウェハ保持機構２５と、ノズルアーム２６と、赤外線センサ２７とを備える。
ウェハ保持機構２５は、リフター２８と、ウェハ保持部２９とを備える。ウェハ保持機構２５は、処理空間を形成するアウターチャンバー２３内に配置され、ウェハ保持部２９によってウェハＷをほぼ水平に保持し、鉛直軸回りに回転することで、ウェハＷを回転させる。
リフター２８は、複数のリフターピン２８ａと、リフターピン２８ａの下端が接続されリフターピン２８ａを支持する支持部２８ｂと、支持部２８ｂの下面に設けられたロードセル２８ｃとを備える。
リフターピン２８ａは、伸縮駆動部（不図示）によって上下方向に伸縮する。リフターピン２８ａは、上方の受け渡し位置において基板搬送装置１８との間でウェハＷの受け渡しを行う。また、リフターピン２８ａは、下方の受け渡し位置においてウェハ保持部２９との間でウェハＷの受け渡しを行う。リフターピン２８ａは、ウェハＷの下面に当接し、ウェハＷを支持する。リフターピン２８ａは、ウェハ保持部２９にウェハＷが保持された状態からさらに縮むと、ウェハＷの下面から離間する。
ロードセル２８ｃは、リフターピン２８ａによってウェハＷを支持した状態でウェハＷの重量を計測する。ロードセル２８ｃは、ウェハＷに洗浄処理を行う前の重量、およびウェハＷに洗浄処理を行った後のウェハＷの重量を計測する。ロードセル２８ｃは、ウェハＷの重量に関する信号を制御装置４に出力する。
なお、リフターピン２８ａは、伸縮しない棒状の部材であってもよい。この場合、リフター２８では、リフターピン２８ａ、支持部２８ｂ、およびロードセル２８ｃが一体となり、上下方向に移動する。
ウェハ保持部２９は、ウェハＷをほぼ水平に保持する。ウェハ保持機構２５は、ウェハ保持部２９によってウェハＷを保持した状態で、鉛直軸回りに回転することで、ウェハＷを回転させる。
赤外線センサ２７は、洗浄処理が終了したウェハＷの温度を計測し、ウェハＷの温度に関する信号を制御装置４に出力する。赤外線センサ２７は、ウェハＷがウェハ保持部２９によって保持された状態でウェハＷの温度を計測する。なお、赤外線センサ２７は、リフターピン２８ａによってウェハＷが支持された状態でウェハＷの温度を計測してもよい。
また、赤外線センサ２７は、複数設けられてもよい。例えば、１つの赤外線センサ２７によってウェハＷの全領域の温度を検出できない場合であっても、赤外線センサ２７を複数設けることで、ウェハＷの全領域の温度を検出することができる。
ノズルアーム２６は、回転するウェハＷの上方に進入し、ノズルアーム２６の先端部に設けられる薬液ノズル２６ａから薬液、リンス液、酸性薬液、ＩＰＡを予め定められた順に供給することにより、ウェハＷの表面の洗浄処理を行う。ノズルアーム２６は、複数設けられてもよい。なお、ノズルアーム２６は、赤外線センサ２７によってウェハＷの温度を計測する場合には、赤外線センサ２７による計測を妨げないように、後退する。
また、洗浄処理ユニット１６には、ウェハ保持機構２５の内部にも薬液供給路２５ａが形成されている。そして、かかる薬液供給路２５ａから供給された薬液やリンス液などによって、ウェハＷの裏面洗浄が行われる。
上述のウェハＷの洗浄処理は、例えば、最初にアルカリ性の薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去が行われ、次に、リンス液である脱イオン水（DeIonized Water：以下、ＤＩＷと呼称する。）によるリンス洗浄が行われる。次に、酸性薬液である希フッ酸水溶液（Diluted HydroFluoric acid：以下、ＤＨＦと呼称する。）による自然酸化膜の除去が行われ、次に、ＤＩＷによるリンス洗浄が行われる。
上述の各種薬液は、アウターチャンバー２３や、アウターチャンバー２３内に配置されるインナーカップ２４に受け止められて、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排液口２３ａや、インナーカップ２４の底部に設けられる排液口２４ａから排出される。さらに、アウターチャンバー２３内の雰囲気は、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排気口２３ｂから排気される。
上述のウェハＷのリンス処理の後には、ウェハ保持機構２５を回転させながら、ウェハＷの表面および裏面に液体状態のＩＰＡ（以下、「ＩＰＡ液体」と呼称する。）を供給し、ウェハＷの両面に残存しているＤＩＷと置換する。その後、ウェハ保持機構２５の回転を緩やかに停止する。これにより、ウェハＷの表面には、ＩＰＡ液体が液盛りされ、ＩＰＡ液体による液膜Ｌ（図７Ａ、Ｂ参照）が形成される。液膜Ｌは、ウェハＷのパターン全体を覆うように形成される。
こうして洗浄処理を終えたウェハＷは、表面にＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成された状態のまま、リフター２８を介して基板搬送装置１８に受け渡され、洗浄処理ユニット１６から搬出される。
ウェハＷの表面に液盛りされたＩＰＡ液体は、洗浄処理ユニット１６から乾燥処理ユニット１７へのウェハＷの搬送中や、乾燥処理ユニット１７への搬入動作中に、ウェハＷ表面の液体が蒸発（気化）することによってパターン倒れが発生することを防ぐ、乾燥防止用の液体として機能する。
洗浄処理ユニット１６での洗浄処理を終え、表面にＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷは、乾燥処理ユニット１７に搬送される。そして、乾燥処理ユニット１７内においてウェハＷ表面のＩＰＡ液体に超臨界状態であるＣＯ2の処理流体（以下、「超臨界流体」とも呼称する。）を接触させることにより、かかるＩＰＡ液体を超臨界流体に溶解させて除去し、ウェハＷを乾燥する処理が行われる。
＜乾燥処理ユニット１７の概要＞
次に、乾燥処理ユニット１７の構成について図４を参照し説明する。図４は、乾燥処理ユニット１７の構成を示す外観斜視図である。
乾燥処理ユニット１７は、本体３１と、保持板３２と、蓋部材３３と、リフター３９とを備える。筐体状の本体３１には、ウェハＷを搬入出するための開口部３４が形成される。保持板３２は、処理対象のウェハＷを水平方向に保持する。蓋部材３３は、かかる保持板３２を支持するとともに、ウェハＷを本体３１内に搬入したときに、開口部３４を密閉する。
本体３１は、ウェハＷを収容可能な処理空間が内部に形成された容器であり、その壁部には、供給ポート３５Ａ、３５Ｂと排出ポート３６とが設けられる。供給ポート３５Ａは、処理空間内に超臨界流体を供給する供給ライン３５Ｃに接続される。供給ポート３５Ｂは、処理空間内に超臨界流体を供給する供給ライン３５Ｄに接続される。排出ポート３６は、処理空間から超臨界流体を排出する排出ライン３６Ａに接続される。
供給ポート３５Ａは、筐体状の本体３１において、開口部３４とは反対側の側面に接続されている。また、供給ポート３５Ｂは、本体３１の底面に接続されている。さらに、排出ポート３６は、開口部３４の下方側に接続されている。なお、図４には２つの供給ポート３５Ａ、３５Ｂと１つの排出ポート３６が図示されているが、供給ポート３５Ａ、３５Ｂや排出ポート３６の数は特に限定されない。
また、本体３１の内部には、流体供給ヘッダー３７Ａ、３７Ｂと、流体排出ヘッダー３８とが設けられる。流体供給ヘッダー３７Ａ、３７Ｂと流体排出ヘッダー３８とは、いずれも多数の開孔が形成されている。
流体供給ヘッダー３７Ａは、供給ポート３５Ａに接続され、筐体状の本体３１内部において、開口部３４とは反対側の側面に隣接して設けられる。また、流体供給ヘッダー３７Ａに形成される多数の開孔は、開口部３４側を向いている。
流体供給ヘッダー３７Ｂは、供給ポート３５Ｂに接続され、筐体状の本体３１内部における底面の中央部に設けられる。また、流体供給ヘッダー３７Ｂに形成される多数の開孔は、上方を向いている。
流体排出ヘッダー３８は、排出ポート３６に接続され、筐体状の本体３１内部において、開口部３４側の側面に隣接するとともに、開口部３４よりも下方に設けられる。また、流体排出ヘッダー３８に形成される多数の開孔は、流体供給ヘッダー３７Ａ側を向いている。
流体供給ヘッダー３７Ａ、３７Ｂは、超臨界流体を本体３１内に供給する。また、流体排出ヘッダー３８は、本体３１内の超臨界流体を本体３１の外部に導いて排出する。なお、流体排出ヘッダー３８を介して本体３１の外部に排出される超臨界流体には、ウェハＷの表面から超臨界流体に溶け込んだＩＰＡ液体が含まれる。
リフター３９は、複数のリフターピン３９ａと、リフターピン３９ａの下端が接続され受け渡し部材を支持する支持部３９ｂとを備える。リフター３９は、昇降駆動部（不図示）によって昇降する。
リフター３９は、基板搬送装置１８との間でウェハＷの受け渡しを行う受け渡し位置と、待機位置との間を昇降する。待機位置は、蓋部材３３を開閉可能な下方側の位置である。
リフター３９は、図５Ａに示す受け渡し位置において基板搬送装置１８からウェハＷを受け取る。リフター３９は、リフターピン３９ａによってウェハＷの下面を支持する。リフター３９は、ウェハＷをリフターピン３９ａによって支持した状態で、図５Ｂに示す待機位置まで降下することでウェハＷを保持板３２に載置する。図５Ａは、受け渡し位置における乾燥処理ユニット１７の一部を示す概略断面図である。図５Ｂは、待機位置における乾燥処理ユニット１７の一部を示す概略断面図である。
また、リフター３９は、乾燥処理が終了した後に、図５Ｂに示す待機位置から上昇することでリフターピン３９ａによってウェハＷの下面を支持し、保持板３２からウェハＷを受け取る。リフター３９は、リフターピン３９ａによってウェハＷの下面を支持した状態で、図５Ａに示す受け渡し位置まで上昇し、ウェハＷを基板搬送装置１８に受け渡す。リフターピン３９ａは、保持板３２の挿入孔３２ａに挿入可能となるように設けられる。
乾燥処理ユニット１７は、さらに、不図示の押圧機構を備える。かかる押圧機構は、本体３１内部の処理空間内に供給された超臨界状態の超臨界流体によってもたらされる内圧に抗して、本体３１に向けて蓋部材３３を押し付け、処理空間を密閉する機能を有する。また、かかる処理空間内に供給された超臨界流体が所定の温度を保てるように、本体３１の表面には、断熱材やテープヒータなどが設けられていてもよい。
乾燥処理ユニット１７での乾燥処理を終えたウェハＷは、基板搬送装置１８によって受渡部１４に搬送される。
＜制御装置４の構成＞
次に、制御装置４の構成について図６を参照し説明する。図６は、第１実施形態に係る制御装置４の概略ブロック図である。
制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１９と記憶部２０とを備える。
制御部１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、搬送部１２（図１参照）や搬送部１５（図１参照）、洗浄処理ユニット１６、乾燥処理ユニット１７などの制御を実現する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置４の記憶部２０にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
記憶部２０は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置によって実現される。記憶部２０は、ロードセル２８ｃ、４３によって計測されたウェハＷの重量を記憶する。
制御部１９は、液量検出部１９Ａと、被覆状態検出部１９Ｂと、判定部１９Ｃと、信号生成部１９Ｄと、出力部１９Ｅとを備える。制御部１９には、ロードセル２８ｃ、４３からウェハＷの重量に関する信号が入力される。制御部１９には、赤外線センサ２７からウェハＷの温度に関する信号が入力される。また、制御部１９は、洗浄処理ユニット１６や、乾燥処理ユニット１７などを制御する信号を出力する。
液量検出部１９Ａは、洗浄処理によってウェハＷに形成されたＩＰＡ液体の液膜Ｌの液量（以下、「液膜Ｌの液量」という。）を検出する。具体的には、液量検出部１９Ａは、ロードセル２８ｃによって計測した洗浄処理後のウェハＷの重量と、ロードセル２８ｃによって計測した洗浄処理前のウェハＷの重量との差を算出し、算出した差に基づいて、ウェハＷに形成された液膜Ｌの液量を検出する。
また、液量検出部１９Ａは、乾燥処理後のウェハＷの乾燥状態を検出する。具体的には、液量検出部１９Ａは、ロードセル４３によって計測した乾燥処理後のウェハＷの重量とロードセル２８ｃによって計測した洗浄処理前のウェハＷの重量との差を算出し、算出した差に基づいて、ウェハＷの乾燥状態を検出する。
被覆状態検出部１９Ｂは、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷの被覆状態を検出する。具体的には、被覆状態検出部１９Ｂは、赤外線センサ２７によって計測したウェハＷの温度から温度分布を検出する。そして、被覆状態検出部１９Ｂは、温度分布に基づいて被覆状態を検出する。
液膜Ｌが形成されたウェハＷの温度を計測すると、液膜Ｌがある箇所と、液膜Ｌが無い箇所とでは温度が異なる。これは、ウェハＷは赤外線を透過し、液膜Ｌが無い箇所では、ウェハＷの下方側の部材、例えば、ウェハ保持機構２５の温度が計測されるためである。
例えば、ウェハＷに液膜Ｌが適切に形成されている場合には、ウェハＷにおいて予め設定された所定領域内では、図７Ａにおいてハッチングで示すように、液膜Ｌの温度が計測される。図７Ａは、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａ（図７Ｂ参照）が発生していない状態を示す模式図である。所定領域は、パターンが形成された領域を全て含む領域である。
一方、ウェハＷに液膜Ｌが適切に形成されておらず、図７Ｂに示すように、所定領域内に液膜Ｌが形成されていない不良部Ｗａが発生した場合には、不良部Ｗａでは、例えば、ウェハ保持機構２５の温度が計測される。図７Ｂは、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生した状態を示す模式図である。
このように、被覆状態検出部１９Ｂは、赤外線センサ２７によって計測したウェハＷの温度分布に基づいて、ウェハＷの被覆状態を検出する。
判定部１９Ｃは、ウェハＷに形成された液膜Ｌの液量が正常であるか否かを判定する。具体的には、判定部１９Ｃは、液膜Ｌの液量が、第１所定範囲内であるか否かを判定する。第１所定範囲は、予め設定された範囲であり、乾燥処理後のウェハＷに、不良ウェハとなるパターン倒れや、パーティクルが発生しない範囲である。判定部１９Ｃは、液膜Ｌの液量が第１所定範囲内である場合には、液膜Ｌの液量が正常であると判定する。判定部１９Ｃは、液膜Ｌの液量が第１所定範囲外である場合には、液膜Ｌの液量が正常ではないと判定する。
また、判定部１９Ｃは、ウェハＷの乾燥状態が正常であるか否かを判定する。具体的には、判定部１９Ｃは、乾燥処理後のウェハＷの重量と、洗浄処理前のウェハＷの重量との差が、第２所定範囲内であるか否かを判定する。第２所定範囲は、予め設定された範囲であり、ウェハＷが乾燥していると判定できる値である。判定部１９Ｃは、差が第２所定範囲内である場合には、ウェハＷが乾燥しており、乾燥状態が正常であると判定する。判定部１９Ｃは、差が第２所定範囲外である場合には、ウェハＷが乾燥しておらず、乾燥状態が正常ではないと判定する。
また、判定部１９Ｃは、ウェハＷの被覆状態が正常であるか否かを判定する。具体的には、判定部１９Ｃは、所定領域内に不良部Ｗａがあるか否かを判定する。判定部１９Ｃは、所定領域内に不良部Ｗａが無い場合には、ウェハＷの被覆状態が正常であると判定する。判定部１９Ｃは、所定領域内に不良部Ｗａがある場合には、ウェハＷの被覆状態が正常ではないと判定する。
信号生成部１９Ｄは、液膜Ｌの液量が正常ではない場合、または被覆状態が正常ではない場合には、洗浄処理ユニット１６に対し、ウェハＷの液膜Ｌを調整するための信号を生成する。例えば、信号生成部１９Ｄは、ＩＰＡ液体の供給をやり直すための信号を生成する。
また、信号生成部１９Ｄは、以降の洗浄処理において、液膜Ｌの液量や、被覆状態が正常となるように、ＩＰＡ液体の供給量を調整するための信号を生成してもよい。例えば、信号生成部１９Ｄは、液膜Ｌの液量が少ない場合には、液膜Ｌの液量が第１所定範囲内となるように、ウェハＷに供給するＩＰＡ液体の液量を多くする信号を生成する。これにより、以降の洗浄処理において液膜Ｌの液量や、被覆状態を正常にすることができ、基板処理を効率よく行うことができる。
信号生成部１９Ｄは、ウェハＷの乾燥状態が正常ではない場合には、ウェハＷを洗浄処理ユニット１６に戻し、洗浄処理から処理をやり直すための信号を生成する。また、信号生成部１９Ｄは、以降の乾燥処理において、ウェハＷの乾燥状態が正常となるように、乾燥処理を調整するための信号を生成してもよい。信号生成部１９Ｄは、例えば、乾燥処理を長くするための信号を生成する。
出力部１９Ｅは、信号生成部１９Ｄによって生成された信号を、洗浄処理ユニット１６や、乾燥処理ユニット１７などに出力する。
＜基板処理＞
次に、第１実施形態に係る基板処理について図８を参照し説明する。図８は、第１実施形態における基板処理を説明するフローチャートである。
基板処理システム１は、第１搬送処理を行う（Ｓ１０）。基板処理システム１は、基板搬送装置１３、および基板搬送装置１８を用いて、キャリアＣから受渡部１４を経由してウェハＷを洗浄処理ユニット１６に搬送する。基板処理システム１は、ウェハＷをリフター２８のリフターピン２８ａに載置する。
基板処理システム１は、ロードセル２８ｃを用いて、洗浄処理を行う前、すなわちＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成される前のウェハＷの重量を計測する（Ｓ１１）。
基板処理システム１は、洗浄処理を行う（Ｓ１２）。基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成される前のウェハＷの重量を計測した後に、ウェハＷをリフターピン２８ａからウェハ保持部２９に受け渡し、ウェハ保持部２９によってウェハＷを保持する。基板処理システム１は、汚染物質の除去を行った後に、リンス洗浄を行う。そして、基板処理システム１は、設定された時間および流量でＩＰＡ液体を供給し、ウェハＷの表面にＩＰＡ液体の液膜Ｌを形成する。
基板処理システム１は、被覆状態を検出する（Ｓ１３）。基板処理システム１は、赤外線センサ２７を用いてウェハＷの温度を計測し、ウェハＷの温度分布に基づいて被覆状態を検出する。
基板処理システム１は、被覆状態が正常であるか否かを判定する（Ｓ１４）。基板処理システム１は、被覆状態が正常である場合には（Ｓ１４；Ｙｅｓ）、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷの重量を、ロードセル２８ｃを用いて計測する（Ｓ１５）。基板処理システム１は、ウェハＷをウェハ保持部２９からリフターピン２８ａに受け渡し、リフターピン２８ａによってウェハＷを支持し、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷの重量を計測する。
基板処理システム１は、液膜Ｌの液量が正常であるか否かを判定する（Ｓ１６）。基板処理システム１は、被覆状態が正常ではない場合（Ｓ１４；Ｎｏ）、または液膜Ｌの液量が正常ではない場合には（Ｓ１６；Ｎｏ）、ウェハＷに形成されたＩＰＡ液体の液膜Ｌを調整する（Ｓ１７）。基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの調整を行った後に、被覆状態を検出する（Ｓ１３）。
基板処理システム１は、液膜Ｌの液量が正常である場合には（Ｓ１６；Ｙｅｓ）、第２搬送処理を行う（Ｓ１８）。基板処理システム１は、基板搬送装置１８を用いてウェハＷを洗浄処理ユニット１６から乾燥処理ユニット１７に搬送し、ウェハＷを乾燥処理ユニット１７に搬入する。
基板処理システム１は、乾燥処理を行い（Ｓ１９）、乾燥処理後に、第３搬送処理を行う（Ｓ２０）。基板処理システム１は、基板搬送装置１８を用いてウェハＷを乾燥処理ユニット１７から受渡部１４に搬送し、ウェハＷを受渡部１４に搬入する。
基板処理システム１は、ロードセル４３を用いて乾燥処理後のウェハＷの重量を計測する（Ｓ２１）。
基板処理システム１は、ウェハＷの乾燥状態が正常であるか否かを判定する（Ｓ２２）。基板処理システム１は、ウェハＷの乾燥状態が正常ではない場合には（Ｓ２２；Ｎｏ）、再び洗浄処理を行う（Ｓ１２）。基板処理システム１は、基板搬送装置１８を用いてウェハＷを受渡部１４から洗浄処理ユニット１６に搬送し、ウェハＷの表面にＩＰＡ液体の液膜Ｌを形成する。
基板処理システム１は、ウェハＷの乾燥状態が正常である場合には（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、第４搬送処理を行う（Ｓ２３）。基板処理システム１は、基板搬送装置１３を用いてウェハＷを受渡部１４からキャリアＣに搬送する。
基板処理システム１は、ウェハＷに形成された液膜Ｌの液量を液量検出部１９Ａによって検出し、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷの被覆状態を被覆状態検出部１９Ｂによって検出する。これにより、基板処理システム１は、ウェハＷにＩＰＡ液体の液膜Ｌが適切に形成されているか否かを検知することができ、乾燥処理後のウェハＷの歩留まりを向上させることができる。
基板処理システム１は、同一のロードセル２８ｃを用いて、ＩＰＡ液体の液膜Ｌを形成する前後におけるウェハＷの重量を計測し、計測した重量に基づいて液膜Ｌの液量を検出する。これにより、異なるロードセルを用いて液膜Ｌの液量を検出する場合と比較して、ロードセルにおける測定誤差の影響を抑制し、液膜Ｌの液量を正確に検出することができる。
基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌを形成したウェハＷに乾燥処理を行う。具体的には、基板処理システム１は、ウェハＷの被覆状態が正常であり、かつ液膜Ｌの液量が正常である場合に、乾燥処理を行う。これにより、基板処理システム１は、乾燥処理後のウェハＷにおけるパターン倒れの発生を抑制し、乾燥処理後のウェハＷにおけるパーティクルの発生を抑制することができ、ウェハＷの歩留まりを向上させることができる。
基板処理システム１は、ウェハＷが乾燥処理ユニット１７に搬送される前、具体的には、洗浄処理ユニット１６内にウェハＷがある状態で、液膜Ｌの液量を検出する。これにより、基板処理システム１は、液膜Ｌの液量が正常ではない場合には、洗浄処理ユニット１６においてＩＰＡ液体の液膜Ｌの調整を行うことができる。そのため、基板処理システム１は、ウェハＷを洗浄処理ユニット１６から搬送することなく、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの調整を行うことができ、調整時間を短くすることができる。
基板処理システム１は、ウェハＷが乾燥処理ユニット１７に搬送される前、具体的には、洗浄処理ユニット１６内にウェハＷがある状態で、ウェハＷの被覆状態を検出する。これにより、基板処理システム１は、ウェハＷの被覆状態が正常ではない場合には、洗浄処理ユニット１６においてＩＰＡ液体の液膜Ｌの調整を行うことができる。そのため、基板処理システム１は、ウェハＷを洗浄処理ユニット１６から搬送することなく、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの調整を行うことができ、調整時間を短くすることができる。
基板処理システム１は、赤外線センサ２７を用いてウェハＷの被覆状態を検出する。これにより、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生した場合に、不良部Ｗａの発生を正確に検出することができる。
（第２実施形態）
＜基板処理システム１の概要＞
次に、第２実施形態に係る基板処理システム１について図９を参照し説明する。図９は、第２実施形態に係る基板処理システム１の概略構成を示す模式図である。ここでは、第１実施形態に係る基板処理システム１と異なる箇所について説明し、第１実施形態と同じ構成についての説明は省略する。
基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌを調整する調整ユニット５０を備える。調整ユニット５０は、液膜Ｌの液量が正常ではない場合や、被覆状態が正常ではない場合に、ＩＰＡ液体の液膜Ｌを調整する。
調整ユニット５０は、搬送部１５に隣接して設けられており、基板搬送装置１８によりウェハＷが搬送可能に構成される。
受渡部１４に設けられたロードセル４３（図２参照）は、キャリアＣから搬送されたウェハＷの重量を計測する。すなわち、ロードセル４３は、洗浄処理が行われる前のウェハＷの重量を計測する。
また、第２実施形態に係る基板処理システム１の洗浄処理ユニット１６は、第１実施形態に係る洗浄処理ユニット１６に対して、ロードセル２８ｃ、および赤外線センサ２７を備えていない。
＜乾燥処理ユニット１７の概要＞
乾燥処理ユニット１７は、図１０Ａに示すように、ロードセル３９ｃと、赤外線センサ６０とをさらに備える。図１０Ａは、第２実施形態に係る乾燥処理ユニット１７の一部を示す概略断面図である。
ロードセル３９ｃは、リフター３９の支持部３９ｂの下面に設けられ、図１０Ａに示すように、リフターピン３９ａによってウェハＷを支持した状態でウェハＷの重量を計測する。ロードセル３９ｃは、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷの重量、および乾燥処理後のウェハＷの重量を計測する。
赤外線センサ６０は、支持アーム６１を介して本体３１の上部側に取り付けられる。赤外線センサ６０は、図１０Ｂに示すように、ウェハＷが保持板３２に載置された状態でウェハＷの温度を計測する。図１０Ｂは、ウェハＷが保持板３２に載置された状態を示す乾燥処理ユニット１７の概略断面図である。
＜制御装置４の概要＞
制御装置４の制御部１９には、図１１に示すように、ロードセル３９ｃ、４３からウェハＷの重量に関する信号が入力される。また、制御部１９には、赤外線センサ６０からウェハＷの温度に関する信号が入力される。図１１は、第２実施形態に係る制御装置４の概略ブロック図である。
液量検出部１９Ａは、ロードセル３９ｃによって計測した洗浄処理後のウェハＷの重量と、ロードセル４３によって計測した洗浄処理前のウェハＷの重量との差を算出し、ウェハＷに形成された液膜Ｌの液量を検出する。
また、液量検出部１９Ａは、ロードセル３９ｃによって計測した乾燥処理後のウェハＷの重量と、ロードセル４３によって計測した洗浄処理前のウェハＷの重量との差を算出し、ウェハＷの乾燥状態を検出する。
第２実施形態に係る基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されウェハＷが基板搬送装置１８によって乾燥処理ユニット１７に搬送された後に、液膜Ｌの液量および被覆状態を計測する。
次に、第２実施形態に係る基板処理について図１２を参照し説明する。図１２は、第２実施形態に係る基板処理を説明するフローチャートである。
基板処理システム１は、第１搬送処理を行う（Ｓ３０）。基板処理システム１は、基板搬送装置１３を用いて、ウェハＷをキャリアＣから受渡部１４に搬送する。
基板処理システム１は、ロードセル４３を用いて、洗浄処理を行う前、すなわちＩＰＡ液体の液膜Ｌを形成する前のウェハＷの重量を計測する（Ｓ３１）。
基板処理システム１は、第２搬送処理を行う（Ｓ３２）。基板処理システム１は、基板搬送装置１８を用いて、ウェハＷを受渡部１４から洗浄処理ユニット１６に搬送する。
基板処理システム１は、洗浄処理を行う（Ｓ３３）。基板処理システム１は、汚染物質の除去を行った後に、リンス洗浄を行う。そして、基板処理システム１は、ＩＰＡ液体をウェハＷに供給し、ウェハＷの表面にＩＰＡ液体の液膜Ｌを形成する。
基板処理システム１は、第３搬送処理を行う（Ｓ３４）。基板処理システム１は、基板搬送装置１８を用いて、ウェハＷを洗浄処理ユニット１６から乾燥処理ユニット１７に搬送する。基板処理システム１は、ウェハＷを基板搬送装置１８からリフター３９のリフターピン３９ａに受け渡す。
基板処理システム１は、ロードセル３９ｃを用いて、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷの重量を計測する（Ｓ３５）。
基板処理システム１は、液膜Ｌの液量が正常であるか否かを判定する（Ｓ３６）。基板処理システム１は、液膜Ｌの液量が正常である場合には（Ｓ３６；Ｙｅｓ）、被覆状態を検出する（Ｓ３７）。基板処理システム１は、赤外線センサ６０を用いてウェハＷの温度を計測し、ウェハＷの温度分布に基づいて被覆状態を検出する。
基板処理システム１は、被覆状態が正常であるか否かを判定する（Ｓ３８）。基板処理システム１は、被覆状態が正常である場合には（Ｓ３８；Ｙｅｓ）、乾燥処理を行う（Ｓ３９）。
基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液量が正常ではない場合（Ｓ３６；Ｎｏ）、または被覆状態が正常ではない場合には（Ｓ３８；Ｎｏ）、ウェハＷを調整ユニット５０に搬送し、ウェハＷに形成されたＩＰＡ液体の液膜Ｌを調整する（Ｓ４０）。基板処理システム１は、調整が終わったウェハＷを乾燥処理ユニット１７に搬送し、ウェハＷの重量を計測する（Ｓ３５）。
基板処理システム１は、乾燥処理後に、ロードセル３９ｃによって乾燥処理後のウェハＷの重量を計測する（Ｓ４１）。
基板処理システム１は、乾燥状態が正常であるか否かを判定する（Ｓ４２）。基板処理システム１は、ウェハＷの乾燥状態が正常ではない場合には（Ｓ４２；Ｎｏ）、再び洗浄処理を行う（Ｓ３３）。
基板処理システム１は、ウェハＷの乾燥状態が正常である場合には（Ｓ４２；Ｙｅｓ）、第４搬送処理を行う（Ｓ４３）。基板処理システム１は、基板搬送装置１８を用いてウェハＷを受渡部１４に搬送し、基板搬送装置１３を用いてウェハＷを受渡部１４からキャリアＣに搬送する。
基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷが乾燥処理ユニット１７に搬送された後に液膜Ｌの液量を検出する。これにより、基板処理システム１は、乾燥処理を行う直前の液膜Ｌの液量を検出することができる。そのため、例えば、基板搬送装置１８によって乾燥処理ユニット１７までウェハＷを搬送している間に、ＩＰＡ液体がこぼれた場合や、ＩＰＡ液体が揮発した場合など液膜Ｌの液量が少ない状態で、乾燥処理が行われることを抑制することができる。従って、基板処理システム１は、パターン倒れの発生を抑制することができる。
基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷが乾燥処理ユニット１７に搬送された後にウェハＷの被覆状態を検出する。これにより、基板処理システム１は、乾燥処理を行う直前のウェハＷの被覆状態を検出することができる。そのため、例えば、基板搬送装置１８によって乾燥処理ユニット１７までウェハＷを搬送している間に、ＩＰＡ液体がこぼれた場合や、ＩＰＡ液体が揮発した場合などＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａ（図７Ｂ参照）が発生した状態で、乾燥処理が行われることを抑制することができる。従って、基板処理システム１は、パターン倒れの発生を抑制することができる。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る基板処理システム１について説明する。ここでは、第２実施形態に係る基板処理システム１に対して異なる箇所を中心に説明し、第２実施形態に係る基板処理システム１と同じ構成についての説明は省略する。第３実施形態に係る基板処理システム１は、赤外線センサ６０の代わりに、撮像装置７２を用いてＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷの被覆状態を検出する。
＜乾燥処理ユニット１７の概要＞
乾燥処理ユニット１７は、図１３、１４に示すように、レーザー照射部７０と、スクリーン７１と、撮像装置７２とをさらに備える。図１３は、第３実施形態に係る乾燥処理ユニット１７の概略平面図である。図１４は、図１３のXIV－XIV断面における乾燥処理ユニット１７の一部を示す概略断面図である。
レーザー照射部７０は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成され、保持板３２に保持されたウェハＷに向けてレーザー光を照射する。レーザー照射部７０は、複数のレーザー光をウェハＷに向けて照射する。レーザー照射部７０は、保持板３２に保持されたウェハＷに対し、斜め上方からレーザー光を照射する。
スクリーン７１は、保持板３２に保持されたウェハＷを挟んでレーザー照射部７０と対峙するように配置される。スクリーン７１には、ウェハＷ、および保持板３２によって反射されたレーザー光の反射光が映される。
撮像装置７２は、例えば、レーザー照射部７０の上方に配置される。撮像装置７２は、例えば、デジタルカメラであり、スクリーン７１に映された反射光を撮影する。撮像装置７２によって撮影された反射光の画像データは、制御装置４に送信される。
レーザー照射部７０、および撮像装置７２と、スクリーン７１とは、Ｘ軸方向に沿って並んで配置される。なお、レーザー照射部７０、および撮像装置７２と、スクリーン７１との位置は、これに限られることはなく、例えば、Ｙ軸方向に沿ってレーザー照射部７０、および撮像装置７２と、スクリーン７１とが配置されてもよい。
乾燥処理ユニット１７は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷをリフター３９（図１０Ａなど参照）によって保持板３２に載置した後に、レーザー照射部７０からレーザー光をウェハＷに向けて照射する。そして、乾燥処理ユニット１７は、スクリーン７１に映された反射光を撮像装置７２によって撮影する。
なお、乾燥処理ユニット１７は、リフター３９によって支持されたウェハＷに対してレーザー光を照射し、反射光を撮影してもよい。
ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷに対し、斜め上方からレーザー光を照射すると、レーザー光は、ＩＰＡ液体と空気との境界で屈折し、ウェハＷによって反射する。そして、反射光は、図１５において実線で示すようにＩＰＡ液体から出射される。図１５は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷにおけるレーザー光の反射状態を示す模式図である。
ＩＰＡ液体の液膜Ｌの縁部Ｌ１に入射したレーザー光は、縁部Ｌ１よりもウェハＷの中心側に入射したレーザー光に対し、入射角や、屈折角など各種光学条件が異なる。そのため、例えば、レーザー照射部７０側のＩＰＡ液体の液膜Ｌの縁部Ｌ１から入射したレーザー光は、図１５において破線で示すように、ＩＰＡ液体の液膜Ｌと空気との境界面で全反射する。
このように、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの縁部Ｌ１から入射したレーザー光の反射光は、縁部Ｌ１よりもウェハＷの中心側から入射したレーザー光の反射光に対して、異なる挙動を示す。そのため、スクリーン７１に映される反射光には、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの縁部Ｌ１に応じて光の強度が小さい領域や、反射光の乱れが生じる領域（以下、「乱れ領域」と称する。）が現れる。
例えば、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生していない場合には、スクリーン７１には、図１６Ａにおいてドットで示すように、円形のＩＰＡ液体の液膜Ｌの縁部Ｌ１に応じて略楕円形状の乱れ領域が映される。図１６Ａは、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生していない状態における反射光を示す模式図である。なお、図１６Ａでは、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの縁部Ｌ１よりも中心側における反射光を点線で示し、保持板３２によって反射した反射光を実線で示す。
これに対し、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生している場合には、乱れ領域が略楕円形状とはならず、図１６Ｂにおいて丸で囲むように、不良部Ｗａに応じた凹凸状の乱れ領域が現れる。図１６Ｂは、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生した状態における反射光を示す模式図である。なお、図１６Ｂでは、乱れ領域をドットで示し、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの縁部Ｌ１よりも中心側における反射光を点線で示し、保持板３２またはウェハＷによって反射した反射光を実線で示す。
このように、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷにレーザー光を照射し、スクリーン７１に映された反射光を撮影することで、不良部Ｗａの発生の有無を検出することができる。
＜制御装置４の構成＞
制御装置４の制御部１９には、図１７に示すように、反射光を撮影して得られた画像データが撮像装置７２から入力される。図１７は、第３実施形態に係る制御装置４の概略ブロック図である。
被覆状態検出部１９Ｂは、撮像装置７２によって得られた反射光の画像データに基づいてウェハＷの被覆状態を検出する。具体的には、被覆状態検出部１９Ｂは、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生していない状態で撮影された反射光の画像データと、今回の処理で撮影された反射光の画像データとを比較し、ウェハＷの被覆状態を検出する。なお、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生していない状態で撮影された反射光の画像データは、予め記憶部２０に記憶されている。
判定部１９Ｃは、ウェハＷの被覆状態が正常であるか否かを判定する。具体的には、判定部１９Ｃは、被覆状態検出部１９Ｂによる検出結果に基づいて所定領域に不良部Ｗａがあるか否かを判定する。
＜基板処理＞
第３実施形態に係る基板処理については、図１２のフローチャートを用い、第２実施形態に係る基板処理とは異なる箇所について説明し、第２実施形態に係る基板処理と同じ処理についての説明は省略する。
第３実施形態に係る基板処理では、基板処理システム１は、被覆状態を検出する場合に（Ｓ３７）、撮像装置７２によって撮影して得られた反射光の画像データに基づいて被覆状態を検出する。
基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷにレーザー照射部７０によってレーザー光を照射し、スクリーン７１に映された反射光を撮像装置７２によって撮影する。そして、基板処理システム１は、得られた反射光の画像データに基づいてウェハＷの被覆状態を検出する。
これにより、基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生した場合に、不良部Ｗａの発生を正確に検出することができる。また、基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生した状態で、乾燥処理が行われることを抑制することができる。従って、基板処理システム１は、パターン倒れの発生を抑制することができる。
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る基板処理システム１について説明する。ここでは、第２実施形態に係る基板処理システム１に対して異なる箇所を中心に説明し、第２実施形態に係る基板処理システム１と同じ構成についての説明は省略する。第４実施形態に係る基板処理システム１は、赤外線センサ６０の代わりに、撮像装置７２を用いてＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷの被覆状態を検出する。
＜乾燥処理ユニット１７の概要＞
乾燥処理ユニット１７は、図１８、１９に示すように、単色光照射部７５と、撮像装置７２とをさらに備える。図１８は、第４実施形態に係る乾燥処理ユニット１７の概略平面図である。図１９は、図１９のXIX－XIX断面における乾燥処理ユニット１７の一部を示す概略断面図である。
単色光照射部７５は、例えば、ナトリウムランプである。単色光照射部７５は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成され、保持板３２に保持されたウェハＷに向けて単色光を照射する。単色光照射部７５は、保持板３２に保持されたウェハＷに対し、斜め上方から単色光を照射する。
撮像装置７２は、保持板３２に保持されたウェハＷを挟んで単色光照射部７５と対峙するように配置される。撮像装置７２は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷを撮影する。撮像装置７２によって撮影されたウェハＷの画像データは、制御装置４に送信される。
乾燥処理ユニット１７は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷをリフター３９（図１０Ａなど参照）によって保持板３２に載置した後に、単色光照射部７５から単色光をウェハＷに向けて照射する。そして、乾燥処理ユニット１７は、ウェハＷを撮像装置７２によって撮影する。
なお、乾燥処理ユニット１７は、リフター３９によって支持されたウェハＷに対して単色光を照射し、ウェハＷを撮影してもよい。
ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷに対し、斜め上方から単色光を照射すると、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの表面で反射した反射光と、ウェハＷによって反射し、ＩＰＡ液体の液膜Ｌから出射した反射光との干渉により、干渉縞が生じる。撮像装置７２は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌによって生じた干渉縞を撮影する。
例えば、図２０に示すＥ点の先に撮像装置７２が配置された場合には、経路差（ＡＣＤ－ＢＤ）に応じて干渉縞が発生する。図２０は、干渉縞の発生原理を説明する図である。
上記した経路差に応じた光路差は、液膜Ｌの膜厚を「ｄ」とし、液膜Ｌの屈折率を「ｎ」とし、空気の屈折率を「１．０」とし、入射角を「θ」とすると、光路差は、「２ｎｄｃｏｓθ」となる。
光路差が、式（１）の条件を満たす場合には、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの表面で反射する反射光と、ウェハＷによって反射し、ＩＰＡ液体の液膜Ｌから出射する反射光との干渉により、明線が生じる。
２ｎｄｃｏｓθ＝（ｍ＋１／２）λ・・・（１）
なお、「λ」は、単色光の波長である。「ｍ」は、整数である。
一方、光路差が、式（２）の条件を満たす場合には、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの表面で反射する反射光と、ウェハＷによって反射し、ＩＰＡ液体の液膜Ｌから出射する反射光との干渉により、暗線が生じる。
２ｎｄｃｏｓθ＝ｍλ・・・（２）
このように、光路差が、単色光の波長λの整数倍となる箇所に暗線が生じ、単色光の波長λから半波長ずれた箇所に明線が生じる。これにより、干渉縞が生じる。また、干渉縞は、ウェハＷに形成されるＩＰＡ液体の膜厚ｄに応じて生じる。
そのため、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生していない場合には、円形のウェハＷに形成されたＩＰＡ液体に単色光を照射すると、図２１Ａにおいて一点鎖線で示すように、略楕円形の干渉縞が生じる。図２１Ａは、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生していない状態のウェハＷを斜め上方から見た模式図である。
これに対し、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生している場合には、円形のウェハＷに形成されたＩＰＡ液体に単色光を照射すると、図２１Ｂにおいて一点鎖線で示すように、不良部Ｗａに応じてウェハＷの中心側に向けて一部が窪んだ干渉縞が生じる。図２１Ｂは、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生していない状態のウェハＷを斜め上方から見た模式図である。
このように、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷに単色光を照射し、発生する干渉縞を撮影することで、不良部Ｗａの発生の有無を検出することができる。
＜制御装置４の構成＞
第４実施形態に係る制御装置４の構成については、図１７のブロック図を用い、第３実施形態に係る制御装置４とは異なる箇所について説明し、第３実施形態に係る制御装置４と同じ構成についての説明は省略する。
制御装置４の制御部１９には、ウェハＷを撮影して得られた画像データが撮像装置７２から入力される。
被覆状態検出部１９Ｂは、撮像装置７２によって得られたウェハＷの画像データに基づいてウェハＷの被覆状態を検出する。具体的には、被覆状態検出部１９Ｂは、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生していない状態で撮影されたウェハＷの画像データと、今回の処理で撮影されたウェハＷの画像データとを比較し、ウェハＷの被覆状態を検出する。なお、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生していない状態で撮影されたウェハＷの画像データは、予め記憶部２０に記憶されている。
基板処理システム１は、ナトリウムランプなどの単色光照射部７５から単色光をＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷに照射し、撮像装置７２によってウェハＷを撮影する。そして、基板処理システム１は、得られた画像データに基づいてウェハＷの被覆状態を検出する。
これにより、基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生した場合に、不良部Ｗａの発生を正確に検出することができる。また、基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに不良部Ｗａが発生した状態で、乾燥処理が行われることを抑制することができる。従って、基板処理システム１は、パターン倒れの発生を抑制することができる。
＜変形例＞
変形例に係る基板処理システム１は、液膜Ｌの液量が少なすぎる場合や、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに発生した不良部Ｗａが大きい場合や、ＩＰＡ液体の液膜Ｌに発生した不良部Ｗａが多い場合などには、ウェハＷにパターン倒れが発生していると判定し、そのウェハＷを不良ウェハとして処理してもよい。例えば、変形例に係る基板処理システム１は、設定された各閾値と比較することで、パターン倒れの発生を判定する。これにより、パターン倒れが発生したウェハＷに対してＩＰＡ液体の調整が行われることを抑制し、基板処理を効率よく行うことができる。
変形例に係る基板処理システム１は、例えば、液膜Ｌの液量が第１所定範囲の上限値よりも多い場合には、乾燥処理ユニット１７における超臨界流体の排気量を多くしてもよい。これにより、変形例に係る基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の調整を行うことなく、パーティクルの発生を抑制することができる。
変形例に係る基板処理システム１は、洗浄処理ユニット１６および乾燥処理ユニット１７にロードセルおよび赤外線センサなどを設けてもよい。これにより、変形例に係る基板処理システム１は、液膜Ｌの液量および被覆状態が正常な状態で、ウェハＷを洗浄処理ユニット１６から搬送することができる。そのため、乾燥処理ユニット１７にウェハＷが搬送された後に、液膜Ｌの液量、または被覆状態が正常ではない場合には、洗浄処理ユニット１６から乾燥処理ユニット１７までの間で不具合が発生していると判断することができる。すなわち、不具合の発生原因を容易に特定することができる。
変形例に係る基板処理システム１は、ロードセルを、基板搬送装置１８に設けてもよい。これにより、基板処理システム１で使用されるロードセルを少なくすることができる。また、変形例に係る基板処理システム１は、洗浄処理ユニット１６に赤外線センサ２７や、撮像装置７２などを設け、乾燥処理ユニット１７にロードセル３９ｃを設けてもよい。
変形例に係る基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷの重量と、予め設定された第１所定重量とを比較することで、液膜Ｌの液量が正常であるか否かを判定してもよい。また、変形例に係る基板処理システム１は、乾燥処理後のウェハＷの重量と、予め設定された第２所定重量とを比較することで、乾燥状態が正常であるか否かを判定してもよい。これにより、受渡部１４にロードセル４３を設けずに、液膜Ｌの液量や、乾燥状態が正常であるか否かを判定することができ、基板処理システム１で使用されるロードセルを少なくすることができる。
変形例に係る基板処理システム１は、例えば、第２実施形態の乾燥処理ユニット１７においてウェハＷを本体３１に収容しながら、赤外線センサ６０によってウェハＷの温度を計測してもよい。これにより、ウェハＷを保持板３２に載置した状態でウェハＷの全領域の温度を計測できない場合であっても、１つの赤外線センサ６０によってウェハＷの全領域の温度を計測することができる。
また、変形例に係る基板処理システム１は、例えば、第３実施形態の乾燥処理ユニット１７においてウェハＷを本体３１に収容しながら、レーザー照射部７０によってウェハＷに向けてレーザー光を照射してもよい。この場合、レーザー照射部７０は、図２２に示すように、本体３１側のウェハＷの先端に１本のレーザー光を照射可能となるように配置されればよい。図２２は、変形例に係る基板処理システム１の乾燥処理ユニット１７の概略平面図である。
そして、変形例に係る基板処理システム１は、ウェハＷを本体３１に収容しながら、スクリーン７１に映った反射光を撮像装置７２によって連続して撮影する。変形例に係る基板処理システム１は、このようにして得られた画像データをつなげることで、ウェハＷ全体における反射光の画像データを得ることができる。これにより、１本のレーザー光を照射するレーザー照射部７０を用いてウェハＷの被覆状態を検出することができる。
また、変形例に係る基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷを保持板３２に載置する前、例えば、リフター３９（図１０Ａなど参照）に載置した状態で、撮像装置７２によって、例えば、スクリーン７１に映った反射光を撮影してもよい。
また、変形例に係る基板処理システム１は、第４実施形態の乾燥処理ユニット１７において、干渉縞の変化に応じて被覆状態を検出してもよい。ウェハＷに形成されたＩＰＡ液体は、時間の経過に従って蒸発するため、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの膜厚ｄは、時間が経過すると薄くなる。すなわち、ＩＰＡ液体の液膜Ｌの膜厚ｄに応じて発生する干渉縞は、時間が経過すると発生する位置が変化する。これに対し、不良部Ｗａは、ＩＰＡ液体がなく、干渉縞が発生しないため、時間が経過しても画像上の変化がない。
このように、変形例に係る基板処理システム１は、干渉縞の変化に基づいて被覆状態を検出してもよい。これにより、変形例に係る基板処理システム１は、ウェハＷの被覆状態を検出することができる。
また、変形例に係る基板処理システム１は、撮像装置７２によりＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷを撮影し、撮影して得られた画像データに基づいてウェハＷの被覆状態を検出してもよい。また、変形例に係る基板処理システム１は、乾燥処理後のウェハＷをカメラなどの撮像装置によって撮影し、撮影して得られた画像データに基づいて乾燥処理後のウェハＷの表面状態を検出してもよい。これにより、基板処理システム１は、乾燥処理後のウェハＷの表面状態、具体的には、ウェハＷが十分に乾燥しているか否かをより正確に判定することができる。
さらに、変形例に係る基板処理システム１は、ＩＰＡ液体の液膜Ｌが形成されたウェハＷをカメラにより撮影し、撮影して得られた画像データに基づいてウェハＷに盛られた液膜Ｌの液量を推定してもよい。
変形例に係る基板処理システム１は、ウェハＷの乾燥状態が正常ではない場合には、乾燥状態が正常ではないウェハＷを不良ウェハとして廃棄してもよい。また、変形例に係る基板処理システム１は、ウェハＷの乾燥状態が正常ではない場合、例えば、ウェハＷが十分に乾燥していない場合には、再び乾燥処理を行ってもよい。
また、上記した液量の検出方法、被膜状態の検出方法、ウェハＷの乾燥状態の検出方法の適用は、超臨界流体を用いた乾燥処理ユニット１７を有する基板処理システム１に限定されることはない。ウェハＷに液体の液膜を形成して乾燥させる種々の基板処理システムに適用することができる。
また、上記実施形態に係る基板処理システム１と、変形例に係る基板処理システム１との構成を適宜組み合わせてもよい。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１ 基板処理システム（基板処理装置）
１６ 洗浄処理ユニット
１７ 乾燥処理ユニット（乾燥部）
１９ 制御部
１９Ａ 液量検出部
１９Ｂ 被覆状態検出部（被覆検出部）
２７ 赤外線センサ
２８ｃ ロードセル
３９ｃ ロードセル
４３ ロードセル
６０ 赤外線センサ
７０ レーザー照射部
７１ スクリーン
７２ 撮像装置
７５ 単色光照射部

Claims (9)

  1. 基板上に形成された液膜の液量を検出する液量検出部と、
    前記液膜による前記基板の被覆状態を検出する被覆検出部と、
    前記液膜を形成した前記基板に乾燥処理を行う乾燥部と、
    前記基板の重量を計測するロードセルと
    を備え、
    前記乾燥部は、
    前記基板を搬入出するための開口部を側面に形成した本体と、
    前記本体の外部に設けられ、基板搬送装置から前記液膜を形成した前記基板を受け取り、かつ乾燥処理が終了した前記基板を前記基板搬送装置に受け渡すリフターと
    を有し、
    前記ロードセルは、前記リフターに設けられる
    ことを特徴とする基板処理装置。
  2. 前記液量検出部は、
    前記ロードセルにより計測した前記基板の重量に基づいて、前記基板に形成された液膜の液量を検出する
    ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記液量検出部は、
    前記乾燥部に前記基板が搬送される前に前記液量を検出する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記液量検出部は、
    前記乾燥部前記基板が搬送された後に前記液量を検出する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
  5. 前記液量検出部は、
    前記液膜を形成した前記基板を前記乾燥部に搬入する前に、前記ロードセルにより前記基板の重量を計測し、
    前記計測した重量と予め設定された第１所定重量との差を算出し、
    前記基板に形成された液膜の液量を検出する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
  6. 前記液量検出部は、
    前記乾燥部の本体から搬出された前記基板の重量を前記ロードセルにより計測し、
    前記計測した重量と予め設定された第２所定重量との差を算出し、
    前記基板の乾燥状態を検出する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
  7. 前記ロードセルは、
    前記乾燥部の本体に搬入される前の前記液膜を形成した前記基板の重量と、前記乾燥部の本体から搬出された前記乾燥処理が終了した前記基板の重量とを計測し、
    前記液量検出部は、
    前記ロードセルにより計測した前記基板の重量に基づいて、前記基板に形成された液膜の液量または前記基板の乾燥状態を検出する
    ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  8. 請求項１または２に記載の基板処理装置を使って行う基板処理方法であって、
    乾燥処理前に基板の表面に液膜が形成された前記基板の重量を検出するステップと、
    前記乾燥処理前の前記基板における前記液膜による被覆状態を検出するステップと、
    前記液膜が形成された前記基板に前記乾燥処理を行う乾燥処理ステップと、
    前記乾燥処理後の前記基板の重量を検出するステップと、
    前記乾燥処理後の前記基板の表面状態を検出するステップと
    を含むことを特徴とする基板処理方法。
  9. 請求項１または２に記載の基板処理装置を使って行う基板処理方法であって、
    乾燥処理前に基板の表面に液膜が形成された前記基板の重量を検出するステップと、
    前記液膜が形成された前記基板に前記乾燥処理を行う乾燥処理ステップと、
    前記乾燥処理後の前記基板の重量を検出するステップと、
    を含むことを特徴とする基板処理方法。
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