特許 6947190 異物検出装置、異物検出方法及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6947190

(24)【登録日】2021年9月21日

(45)【発行日】2021年10月13日

(54)【発明の名称】異物検出装置、異物検出方法及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/85 20060101AFI20210930BHJP

   G01V 8/12 20060101ALI20210930BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20210930BHJP

   G01N 21/49 20060101ALI20210930BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/85 B

   G01V8/12 D

   H01L21/30 564Z

   H01L21/30 569Z

   G01N21/49 A

【請求項の数】7

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2018-563337(P2018-563337)

(86)(22)【出願日】2018年1月16日

(86)【国際出願番号】JP2018001020

(87)【国際公開番号】WO2018135488

(87)【国際公開日】20180726

【審査請求日】2019年7月8日

(31)【優先権主張番号】特願2017-8751(P2017-8751)

(32)【優先日】2017年1月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002756

【氏名又は名称】特許業務法人弥生特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】林 聖人

(72)【発明者】

【氏名】野口 耕平

(72)【発明者】

【氏名】梶原 大介

(72)【発明者】

【氏名】東 広大

【審査官】 村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−２９２０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２２５５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１７３９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２３５０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−００４６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８８０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０００２７０４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７−２１／６１

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

Ｇ０１Ｖ ８／１２

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理体に供給される流体中の異物を検出する異物検出装置において、
前記被処理体に供給されるポリマーを含む薬液である流体が流れる流路部と、
前記流路部における流体の流れ方向と光路が交差するように、当該流路部内の異物検出領域にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記異物検出領域を透過する光を受光する受光素子と、
前記流路部と前記受光素子との間の光路上に設けられ、当該受光素子に集光して集光スポットを形成するための集光レンズと、
前記受光素子から出力される信号に基づいて、前記流体中の異物を検出するための検出部と、
前記受光素子において前記集光スポットに面する受光領域を形成するための開口部を備えたマスクと、
前記マスクを移動させる移動機構と、
前記マスクを構成し、前記集光レンズが形成する光路の方向を前後方向とすると、当該前後方向に互いに重なるように設けられると共に各々が前記開口部を備え、前記移動機構により互いの左右の相対位置が変更されて、前記受光領域の幅である前記各開口部の重なる領域の幅が変更される複数のマスク部材と、を備え、
前記受光領域の幅は、当該集光スポットの幅よりも小さく、前記流路部を流れる前記薬液の種類に応じて、当該受光領域の幅が変更されることを特徴とする異物検出装置。

【請求項2】

前記受光素子は左右方向に複数配置されており、
前記複数のマスク部材は、前記複数の受光素子に対応した複数の前記開口部を各々有し、
前記各受光素子における前記受光領域の幅が同時に変更されることを特徴とする請求項１記載の異物検出装置。

【請求項3】

前記流体は、前記被処理体に対して成膜を行うための薬液であることを特徴とする請求項１または２記載の異物検出装置。

【請求項4】

横軸、縦軸に前記受光領域の幅、前記受光素子から出力される信号の振幅を夫々設定したグラフにおいて、
前記異物を検出することにより前記受光素子より出力される信号の特性を表す曲線が、前記受光素子より出力されるノイズの信号の特性を表す直線よりも前記振幅について大きい範囲内において、前記受光領域の幅が設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の異物検出装置。

【請求項5】

前記グラフにおいて、
前記曲線の接線の傾きが、前記直線の傾きと揃うように前記受光領域の幅が設定されていることを特徴とする請求項４記載の異物検出装置。

【請求項6】

被処理体に供給されるポリマーを含む薬液である流体中の異物を検出する異物検出方法において、
前記被処理体に前記流体を供給するために流路部に当該流体を供給する工程と、
レーザー光照射部により、前記流路部における流体の流れ方向と光路が交差するように、当該流路部内の異物検出領域にレーザー光を照射する工程と、
前記異物検出領域を透過する光を受光素子により受光する工程と、
前記流路部と前記受光素子との間の光路上に設けられる集光レンズにより、当該受光素子に集光して集光スポットを形成する工程と、
前記受光素子から出力される信号に基づいて検出部により前記流体中の異物を検出する工程と、
を備え、
開口部を備えたマスクにより、前記受光素子において前記集光スポットに面する受光領域を形成する工程と、
移動機構により前記マスクを移動させる工程と、
前記マスクを構成し、前記集光レンズが形成する光路の方向を前後方向とすると、当該前後方向に互いに重なるように設けられると共に各々が前記開口部を備えるマスク部材について、前記移動機構により互いの左右の相対的位置を変更し、前記受光領域の幅である前記各開口部の重なる領域の幅を変更する工程と、
前記受光領域の幅は、当該集光スポットの幅よりも小さく、前記流路部を流れる前記薬液の種類に応じて、当該受光領域の幅を変更する工程と、
を備えることを特徴とする異物検出方法。

【請求項7】

被処理体に供給される流体中の異物を検出する異物検出装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項６記載の異物検出方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被処理体に供給される流体中の異物を光学的に検出する異物検出装置、異物検出方法及び当該方法を実行するコンピュータプログラムを備えた記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程においては、例えば半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対して液処理を行う工程がある。例えばレジストパターンを形成する工程では、レジストなどの各種の薬液が用いられ、薬液は薬液ボトルから、バルブなどの機器が介設された流路である配管を通ってノズルを介してウエハ上に吐出される。そのようにウエハに供給される薬液には配管あるいは各機器に付着していたパーティクルが混入する場合があり、また当該薬液中に気泡が発生する場合もある。更に樹脂材料を含む薬液例えばレジストにおいては、正常なポリマー成分よりも大きな、いわば異常なポリマー成分が含まれていることもある。

【0003】

例えばレジスト中にパーティクルや気泡あるいは異常なポリマーが混入していると、現像欠陥の要因になることから、これらの異物を監視して異物の量が設定値を下回るまで例えば配管を含む供給系内にて薬液の清浄化を図る処理技術が知られている。異物を監視する手法としては流路内の薬液にレーザー光を照射し、異物からの散乱光を受光して異物の量を計測するパーティクルカウンタを用いた手法がある。

【0004】

一方、半導体デバイスのデザインルールの微細化が進むにつれて許容されるパーティクルサイズが益々小さくなる傾向にあり、より微細な異物を精度よく検出する技術が要求されている。しかしながら検出対象の異物が小さいほど、Ｓ（信号レベル）／Ｎ（ノイズレベル）が小さくなるので、高精度な検出が困難になる。またレジスト中におけるサイズが大きい異常ポリマーを検出しようとすると、サイズが小さい正常なポリマーに対応するレーザー光の強度がノイズとなるので、異常ポリマーについての高精度な検出が難しい。例えば特許文献１には、流路にレーザー光を透過させて薬液中のパーティクルを検出する技術について記載されているが、より高精度に異物の検出を行うことが求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６−１０３５９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、流路部を流れる異物を精度よく検出することができる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の異物検出装置は、 被処理体に供給される流体中の異物を検出する異物検出装置において、
前記被処理体に供給されるポリマーを含む薬液である流体が流れる流路部と、
前記流路部における流体の流れ方向と光路が交差するように、当該流路部内の異物検出領域にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記異物検出領域を透過する光を受光する受光素子と、
前記流路部と前記受光素子との間の光路上に設けられ、当該受光素子に集光して集光スポットを形成するための集光レンズと、
前記受光素子から出力される信号に基づいて、前記流体中の異物を検出するための検出部と、
前記受光素子において前記集光スポットに面する受光領域を形成するための開口部を備えたマスクと、
前記マスクを移動させる移動機構と、
前記マスクを構成し、前記集光レンズが形成する光路の方向を前後方向とすると、当該前後方向に互いに重なるように設けられると共に各々が前記開口部を備え、前記移動機構により互いの左右の相対位置が変更されて、前記受光領域の幅である前記各開口部の重なる領域の幅が変更される複数のマスク部材と、を備え、
前記受光領域の幅は、当該集光スポットの幅よりも小さく、前記流路部を流れる前記薬液の種類に応じて、当該受光領域の幅が変更されることを特徴とする。

【0008】

本発明の異物検出方法は、被処理体に供給されるポリマーを含む薬液である流体中の異物を検出する異物検出方法において、
前記被処理体に前記流体を供給するために流路部に当該流体を供給する工程と、
レーザー光照射部により、前記流路部における流体の流れ方向と光路が交差するように、当該流路部内の異物検出領域にレーザー光を照射する工程と、
前記異物検出領域を透過する光を受光素子により受光する工程と、
前記流路部と前記受光素子との間の光路上に設けられる集光レンズにより、当該受光素子に集光して集光スポットを形成する工程と、
前記受光素子から出力される信号に基づいて検出部により前記流体中の異物を検出する工程と、
を備え、
開口部を備えたマスクにより、前記受光素子において前記集光スポットに面する受光領域を形成する工程と、
移動機構により前記マスクを移動させる工程と、
前記マスクを構成し、前記集光レンズが形成する光路の方向を前後方向とすると、当該前後方向に互いに重なるように設けられると共に各々が前記開口部を備えるマスク部材について、前記移動機構により互いの左右の相対的位置を変更し、前記受光領域の幅である前記各開口部の重なる領域の幅を変更する工程と、
前記受光領域の幅は、当該集光スポットの幅よりも小さく、前記流路部を流れる前記薬液の種類に応じて、当該受光領域の幅を変更する工程と、
を備えることを特徴とする。

【0009】

本発明の記憶媒体は、被処理体に供給される流体中の異物を検出する異物検出装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、本発明の異物検出方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の異物検出装置においては、被処理体に供給される流体が流れる流路部における流体の流れ方向と光路が交差するように、当該流路部内の異物検出領域にレーザー光を照射するためのレーザー光照射部と、前記異物検出領域を透過する光を集光して集光スポットを受光素子に形成する集光レンズとを備え、当該受光素子において前記集光スポットに面する受光領域の幅は、集光スポットの幅よりも小さい。このように構成されることで、受光素子から出力される信号にノイズが含まれることを抑え、精度高く異物の検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態に係る塗布、現像装置の概略構成図である。

【図2】前記塗布、現像装置に含まれるレジスト塗布モジュールの斜視図である。

【図3】前記塗布、現像装置に含まれる異物検出ユニットの概略構成図である。

【図4】前記異物検出ユニットを構成する薬液の流路の構成部材の斜視図である。

【図5】前記異物検出ユニットの平面図である。

【図6】前記異物検出ユニットを構成する光検出部及びマスクの正面図である。

【図7】前記異物検出ユニットに含まれる回路構成を示すブロック図である。

【図8】前記異物検出ユニットにおける光路を示す概略図である。

【図9】前記流路から前記光検出部をなす受光素子に至る光路を示す上面図である。

【図10】前記マスクの適切な開口幅を説明するためのグラフ図である。

【図11】塗布、現像装置の各部の動作を示すタイミングチャートである。

【図12】前記塗布、現像装置の平面図である。

【図13】前記塗布、現像装置の概略縦断側面図である。

【図14】他の異物検出ユニットの構成を示す概略図である。

【図15】異物検出ユニットの受光部の構成を示す概略図である。

【図16】評価試験の結果を示すグラフ図である。

【図17】評価試験の結果を示すグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１は、本発明の異物検出装置が適用された塗布、現像装置１の概略図である。この塗布、現像装置１は、被処理体である基板例えばウエハＷに夫々薬液を供給して処理を行うレジスト塗布モジュール１Ａ、１Ｂ、反射防止膜形成モジュール１Ｃ、１Ｄ、保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆを備えている。これらのモジュール１Ａ〜１Ｆ（レジスト塗布モジュール１Ａ、１Ｂ、反射防止膜形成モジュール１Ｃ、１Ｄ、保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆ）は、ウエハＷに薬液を供給して処理を行う薬液供給モジュールである。塗布、現像装置１は、これらモジュール１Ａ〜１ＦにてウエハＷに各種の薬液を供給し、反射防止膜の形成、レジスト膜の形成、露光時にレジスト膜を保護するための保護膜の形成を順に行った後、例えば液浸露光されたウエハＷを現像する。

【0013】

上記のモジュール１Ａ〜１Ｆは薬液の供給路を備えており、塗布、現像装置１はこの供給路を流通する薬液中の異物を検出できるように構成されている。上記の供給路を流通した薬液は、ウエハＷに供給される。従って、ウエハＷへの薬液の供給と異物の検出とが互いに並行して行われる。異物とは、例えばパーティクル、気泡、及び薬液を構成する正常なポリマーよりも粒径が大きい異常なポリマーなどである。異物の検出とは具体的には、例えば所定の期間中に薬液の流路の所定の検出領域を流れる異物の総数と各異物の大きさとについての検出である。塗布、現像装置１には光供給部２が設けられており、光供給部２は、光源２１から出力される例えば波長５３２ｎｍのレーザー光をファイバー２３により、モジュール１Ａ〜１Ｆに設けられる異物検出ユニット４に導光する。

【0014】

モジュール１Ａ〜１Ｆは略同様に構成されており、ここでは図１に示したレジスト塗布モジュール１Ａの概略構成について説明する。レジスト塗布モジュール１Ａは、例えば１１本のノズル１１Ａ〜１１Ｋを備えており、そのうちの１０本のノズル１１Ａ〜１１ＪはウエハＷに薬液としてレジストを吐出し、塗布膜であるレジスト膜を形成する。ノズル１１ＫはウエハＷにシンナーを吐出する。シンナーは、レジストが供給される前のウエハＷに供給され、レジストの濡れ性を高めるプリウエット用の薬液であり、レジストの溶剤である。

【0015】

ノズル１１Ａ〜１１Ｊには薬液の供給路をなす薬液供給管１２Ａ〜１２Ｊの下流端が接続され、薬液供給管１２Ａ〜１２Ｊの上流端は、バルブＶ１を介して、レジストの供給源１３Ａ〜１３Ｊに夫々接続されている。各レジストの供給源１３Ａ〜１３Ｊは、例えばレジストが貯留されたボトルと、ボトルから供給されたレジストをノズル１１Ａ〜１１Ｊに圧送するポンプと、を備えている。供給源１３Ａ〜１３Ｊの各ボトルに貯留されるレジストの種類は互いに異なり、ウエハＷには１０種類のレジストから選択された１種類のレジストが供給される。

【0016】

ノズル１１Ｋには薬液供給管１２Ｋの下流端が接続され、薬液供給管１２Ｋの上流端はバルブＶ１を介して、供給源１３Ｋに接続されている。供給源１３Ｋはレジストの代わりに上記のシンナーが貯留されることを除いて、供給源１３Ａ〜１３Ｊと同様に構成されている。即ち、ウエハＷを処理するにあたり、薬液供給管１２Ａ〜１２Ｋを薬液が流れるタイミングは互いに異なる。薬液供給管１２Ａ〜１２Ｋは可撓性を有する材質、例えば樹脂により構成され、後述するノズル１１Ａ〜１１Ｋの移動を妨げないように構成されている。薬液供給管１２Ａ〜１２Ｋにおけるノズル１１Ａ〜１１ＫとバルブＶ１との間にはキュベット１５Ａ〜１５Ｋが介設されている。キュベット１５Ａ〜１５Ｋは、異物の測定用の流路部として構成され、その内部を通過する異物について検出される。キュベット１５Ａ〜１５Ｋについては後に詳述する。

【0017】

図２ではレジスト塗布モジュール１Ａについて、より詳しい構成の一例を示している。図中３１、３１はスピンチャックであり、各々ウエハＷの裏面中央部を水平に吸着保持すると共に、保持したウエハＷを鉛直軸回りに回転させる。図中３２、３２はカップであり、スピンチャック３１、３１に保持されたウエハＷの下方及び側方を囲み、薬液の飛散を抑える。図中３３は鉛直軸回りに回転する回転ステージであり、回転ステージ３３上には、水平方向に移動自在で垂直な支柱３４と、ノズル１１Ａ〜１１Ｋのホルダ３５とが設けられている。３６は支柱３４に沿って昇降自在な昇降部であり、３７は昇降部３６を支柱３４の移動方向とは直交する水平方向に移動自在なアームである。アーム３７の先端には、ノズル１１Ａ〜１１Ｋの着脱機構３８が設けられている。回転ステージ３３、支柱３４、昇降部３６及びアーム３７の協働動作により、各スピンチャック３１上とホルダ３５との間でノズル１１Ａ〜１１Ｋが移動する。

【0018】

上記の回転ステージ３３及びカップ３２の側方に、移動するアーム３７や支柱３４に干渉しないように異物検出ユニット４が設けられている。この異物検出ユニット４と、上記の光供給部２と、後述の制御部６と、によって本発明の異物検出装置が構成されている。図３は、この異物検出ユニット４の平面図を示している。異物検出ユニット４は、レーザー光照射部５１と、受光部５２と、流路アレイ１６と、を備え、例えば前方散乱光を利用した光散乱方式のパーティクルカウンタとして構成されている。つまり、異物によって生じた散乱光を受光素子で受光したときに、当該受光素子から出力される信号の変化に基づいて異物の検出が行われる。

【0019】

上記のファイバー２３の下流端は、コリメータ４２を介してレーザー光照射部５１に接続されている。例えば塗布、現像装置１の稼働中、光供給部２からは常時ファイバー２３に光が供給され、後述するシャッタ４１の光路の開閉によって、流路アレイ１６へ光が供給された状態と、流路アレイ１６への光の供給が停止した状態とが切り替えられる。ファイバー２３は、後述するレーザー光照射部５１の移動を妨げないように可撓性を有している。

【0020】

流路アレイ１６について、図４の斜視図を参照して説明する。薬液の流路部をなす流路アレイ１６は石英製であり、角形の横長のブロックとして構成され、上下方向に各々形成された１１個の貫通口を備えている。各貫通口は流路アレイ１６の長さ方向に沿って配列されており、各貫通口と当該貫通口の周囲の壁部とが上記のキュベット１５Ａ〜１５Ｋとして構成されている。従って、キュベット１５Ａ〜１５Ｋは起立したチューブをなし、このキュベット１５Ａ〜１５Ｋを構成する各貫通口を上方から下方へ向けて薬液が流れる。キュベット１５Ａ〜１５Ｋの各貫通口を流路１７Ａ〜１７Ｋとする。流路１７Ａ〜１７Ｋは互いに同様に構成されており、既述のように薬液供給管１２Ａ〜１２Ｋに各々介設される。

【0021】

図３に戻って説明を続ける。上記のレーザー光照射部５１及び受光部５２は、流路アレイ１６を前後から挟んで互いに対向するように設けられる。図中４３は、レーザー光照射部５１と受光部５２とを流路アレイ１６の下方側から支持するステージであり、図示しない駆動機構によって左右方向に移動自在に構成されている。このようにステージ４３が移動することによって、レーザー光照射部５１はファイバー２３から導光された光を流路１７Ａ〜１７Ｋのうちの選択された一つの流路１７に照射することができ、受光部５２はそのように流路１７に照射され、当該流路１７を透過した光を受光する。つまり、薬液の流れ方向に対して交差するように流路１７に光路が形成される。

【0022】

図５はレーザー光照射部５１及び受光部５２の概略構成図である。説明の便宜上、レーザー光照射部５１から受光部５２へ向かう方向を後方とする。レーザー光照射部５１は光学系を備え、この光学系には例えば集光レンズ５３が含まれる。また、図５では図示を省略しているが、図３に示すようにレーザー光照射部５１には、上記のシャッタ４１が設けられている。

【0023】

上記のコリメータ４２は、後方側に向けて水平方向にレーザー光を照射する。シャッタ４１は、コリメータ４２と集光レンズ５３との間の光路を遮蔽する遮蔽位置（図３中に鎖線で表示している）と、当該光路から退避する開放位置（図３中に実線で表示している）との間で移動し、当該光路を開閉する。集光レンズ５３は、シリンドリカルレンズや例えばパウエルレンズまたはレーザーラインジェネレーターレンズと呼ばれるレンズを含み、コリメータ４２から照射されたレーザー光を流路１７Ａに集光させると共に、光路の横断面について薬液の流れ方向の長さよりも当該流れ方向に直交する方向の長さが長くなるように、レーザー光を扁平化させる。集光レンズ５３よりも前方側では、光路の横断面（前後方向に向かって見た断面）は例えば略真円の円形であり、集光レンズ５３によってキュベット１５内における光路の横断面は、例えば左右方向に沿った長径を有する楕円形とされる。

【0024】

流路１７Ａに形成される光路において、エネルギー密度が比較的高い集光領域が異物の検出領域５０となり、当該検出領域５０に進入した異物に対して検出が行われる。上記のように流路１７Ａに光路が形成されているので、この検出領域５０は左右に横長であり、平面で見たときに流路１７Ａの面積に対する検出領域５０の面積の割合は比較的大きい。このような検出領域５０を形成することで、流路１７Ａ内を流れる異物の総数のうち、検出される異物の数の割合が高くなるようにしている。

【0025】

続いて、受光部５２について説明する。この受光部５２は、前方側から後方側に向かって順に配列された、光学系５４と、マスク６１と、光検出部４０とを備えている。光学系５４は、前方側、後方側に夫々配置された対物レンズ５６、集光レンズ５７を備えており、キュベット１５Ａを透過した光は対物レンズ５６により平行光となり、集光レンズ５７によって光検出部４０に集光される。

【0026】

続いて光検出部４０について、図６の正面図を参照して説明する。なお、図６は、マスク６１の前方位置から後方に向けて見た光検出部４０を示している。光検出部４０は、例えば各々フォトダイオードからなる６４個の受光素子によって構成されており、各受光素子は互いに同様に構成されている。受光素子は、例えば２×３２の行列をなすように互いに間隔をおいて配置されている。上側に配置された受光素子を受光素子４５Ａ、下側に配置された受光素子を受光素子４５Ｂとする。図中Ｌ４で示す受光素子４５Ａ、４５Ｂの左右の幅は、この例では５３μｍである。この光検出部４０に照射される光路の横断面についても、長辺が左右方向に沿った扁平な楕円であり、当該光路の上半分に受光素子４５Ａが、当該光路の下半分に受光素子４５Ｂが各々位置するように、これらの各受光素子４５Ａ、４５Ｂが配置されている。左右方向の同じ位置における受光素子４５Ａ、受光素子４５Ｂは１つの組をなしている。これらの受光素子４５Ａ、４５Ｂについて、後方側に向かって見て左側から順に１チャンネル、２チャンネル、３チャンネル・・・３２チャンネル（ｃｈ）として、チャンネル（ｃｈ）番号を付して示す場合が有る。

【0027】

異物検出ユニット４は、受光素子４５Ａ、４５Ｂの各チャンネルに対応して各々設けられる計３２個の回路部４６を備えている。図７を参照してこの回路部４６について説明すると、回路部４６は、受光素子４５Ａ及び受光素子４５Ｂの後段に夫々設けられるトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）４７Ａ、４７Ｂと、ＴＩＡ４７Ａ、４７Ｂの後段に設けられる差分回路４８と、を備えている。受光素子４５Ａ及び受光素子４５Ｂは受光する光の強度に応じた電流をＴＩＡ４７Ａ、４７Ｂに供給し、ＴＩＡ４７Ａ、４７Ｂは各々供給された電流に対応する電圧信号を差分回路４８に出力する。差分回路４８は、ＴＩＡ４７Ａからの電圧信号とＴＩＡ４７Ｂからの電圧信号との差分の電圧信号を後述の制御部６に出力する。制御部６は、上記の差分回路４８から出力される信号に基づいて異物の検出を行う。このように受光素子４５Ａ、４５Ｂからの各出力の差分に対応する信号に基づいて異物の検出を行うのは、受光素子４５Ａ、４５Ｂで共通に検出されるノイズを除去するためである。上記の回路部４６についても、接続される受光素子４５Ａ、４５Ｂのチャンネル番号と同じチャンネル番号を付して示す場合が有る。

【0028】

受光素子４５Ａ、４５Ｂと上記のキュベットの検出領域５０との関係について、図８の模式図を用いてさらに詳しく説明する。図中の二点鎖線の矢印は、キュベット１５Ａの流路１７Ａに向けて光照射したときにおけるレーザー光照射部５１から受光素子４５Ａ群に至る光路を示したものである。なお、この図８では説明の便宜上、マスク６１を省略している。流路１７Ａの光路において前方側に向かって見て、集光領域である検出領域５０の上半分を長さ方向に３２個に分割した分割検出領域の各々を、右端から順番に１ｃｈの分割検出領域〜３２ｃｈの分割検出領域と呼ぶものとする。図中Ｌ２１で示す１つの分割検出領域の左右の幅は、例えば０．８５μｍであり、各分割検出領域には符号５９を付している。

【0029】

光学系５４は、１ｃｈの分割検出領域５９と１ｃｈの受光素子４５Ａとが１対１に対応し、２ｃｈの分割検出領域５９と２ｃｈの受光素子４５Ａとが１対１に対応し、３ｃｈの分割検出領域５９と３ｃｈの受光素子４５Ａとが１対１に対応し、同様に順番に同じチャンネルの分割検出領域５９と受光素子４５Ａとが１対１に対応するように構成されている。即ち、１ｃｈの受光素子４５Ａには１ｃｈの分割検出領域５９で異物と反応して生じた反応光（反応によって摂動を受けた光）のほぼ全部が照射され、２ｃｈの受光素子４５Ａには２ｃｈの分割検出領域５９で異物と反応して生じた反応光（反応によって摂動を受けた光）のほぼ全部が照射される。このように受光が行われるように、各チャンネルの分割検出領域５９を透過したレーザー光の例えば８５％以上が対応するチャンネルの受光素子４５Ａに受光される。図８では、実線の矢印、点線の矢印で互いに異なるチャンネルの分割検出領域５９から互いに異なるチャンネルの受光素子４５Ａに照射される反応光の光路を示している。

【0030】

このように光照射が行われることで、検出領域５０に進入した異物に対応する信号が、いずれか一つのチャンネルの受光素子４５Ａから発生する。例えばこの反応光が対応するチャンネルの受光素子４５Ａだけに照射されずに他のチャンネルの受光素子４５Ａに跨って入光されると、受光素子４５Ａに流れる電流レベルが低くなり、検出精度が低くなる。つまり、上記のように分割検出領域５９と受光素子４５Ａとが対応するように構成することで、異物の検出精度を高くしている。

【0031】

同様に、集光領域である検出領域５０の下半分を長さ方向に３２個に分割した分割検出領域５９の各々を、１ｃｈの分割検出領域５９〜３２ｃｈの分割検出領域５９と呼ぶものとすると、１つのチャンネルの分割検出領域５９は、１つのチャンネルの受光素子４５Ｂに対応する。つまり１つのチャンネルの分割検出領域５９の反応光が１つのチャンネルの受光素子４５Ｂに照射されるように光学系５４が構成されている。

【0032】

また、上記のように複数のチャンネルの受光素子４５Ａ、４５Ｂを持つように構成するのは、１つの受光素子４５（４５Ａ、４５Ｂ）が受けるレーザー光のエネルギーを抑えることで、レーザー光のフォトンの揺らぎに起因するショットノイズを低減させ、ＳＮ比（Ｓ／Ｎ）を向上させるためであり、１つの受光素子４５に対応する検出領域を流れる正常なポリマーの数を抑えることで、当該ポリマーに起因するノイズを抑え、ＳＮ比を向上させるためでもある。なお、キュベット１５Ａに検出領域５０が形成される場合の光路を例示したが、他のキュベット１５Ｂ〜１５Ｋに検出領域５０が形成される場合も、同様に光路が形成されて、異物の検出が行われる。

【0033】

ここでマスク６１について、さらに詳しく説明する。マスク６１は図６に示すように、例えば３２個の上下に細長の開口部６２を備えており、これらの開口部６２は左右に沿って配列され、各チャンネルの受光素子４５Ａ、４５Ｂの前方に位置する。開口部６２の左右の開口幅Ｌ５は、上記の受光素子４５Ａ、４５Ｂの幅Ｌ４よりも小さい。従って、上記の分割検出領域５９から受光素子４５Ａ、４５Ｂに照射される光のうちの一部は遮光され、他の一部のみが受光素子４５Ａ、４５Ｂにより受光される。受光素子４５Ａ、４５Ｂのうち開口部６２に重なる領域が、後述の集光スポット６３に面し、当該受光素子４５Ａ、４５Ｂから信号を出力させる受光領域をなす。

【0034】

図９では、検出領域５０の上半分における３ｃｈの分割検出領域５９から３ｃｈの受光素子４５Ａに向かう光路を点線で模式的に示している。この図９及び図６では、マスク６１が設けられないとした場合における３ｃｈの分割検出領域５９から３ｃｈの受光素子４５Ａに照射されて形成されるレーザー光の集光スポット６３を示している。上記のように一つの分割検出領域５９の光のほぼ全てが、当該分割検出領域５９に対応する受光素子４５Ａに照射されるため、集光スポット６３の左右の幅Ｌ６は受光素子４５Ａ、４５Ｂの幅Ｌ４と同じ、例えば５３μｍである。つまり、上記のマスク６１の開口部６２の幅Ｌ５は、この集光スポット６３の幅Ｌ６よりも小さい。従って、光路の形成方向である前後方向に見たときに、集光スポット６３の面積よりも受光素子４５Ａ及び４５Ｂの受光領域の面積は小さい。

【0035】

なお、３ｃｈの受光素子４５Ａ以外の受光素子４５Ａ、４５Ｂについても対応する分割検出領域５９から、同様に光照射されて形成される集光スポット６３に面する。つまり、集光レンズ５７からは各チャンネルの受光素子４５Ａ、４５Ｂに跨がるように集光スポットが形成されるように光照射され、図６、図９に示す集光スポット６３とは、そのように各受光素子４５Ａ、４５Ｂに跨がる集光スポット中の一つの分割検出領域５９に対応する領域を示している。つまり、この例では異物検出領域を各々構成する６４個の分割検出領域５９から、６４個の受光素子４５に各々光が照射されて集光スポット６３が形成され、各集光スポット６３の幅が各受光素子４５の幅よりも小さい。

【0036】

上記のマスク６１を設ける理由について説明する。流路１７Ａ〜１７Ｊを流れるレジストには、レジスト膜を形成するための正常なポリマーが含まれており、このポリマーが上記の分割検出領域５９を通過することで受光素子４５Ａ，４５Ｂに当該ポリマーによる散乱光が照射されて、当該受光素子４５Ａ、４５Ｂから出力される信号にバックグラウンドノイズが発生する。１つの受光素子４５Ａまたは４５Ｂに対応する分割検出領域５９が大きいほど、この正常なポリマーによる影響を受けるので、そのノイズ信号の振幅が大きくなる。

【0037】

分割検出領域５９を異物が通過し、異物の検出信号が出力されても、このノイズ信号の振幅より小さい振幅を持つ信号の検出は困難である。つまり、ノイズの信号により異物の測定可能な最小の粒径（最小可測粒径）が決まることになる。そこで、上記のマスク６１を設けて受光素子４５Ａ、４５Ｂの左右の幅を集光スポット６３の左右の幅より小さくし、受光素子４５Ａ、４５Ｂにおいて光を受光することで信号を出力可能な受光領域の面積を抑え、検出されるポリマーの数を抑える。それによって、受光素子４５Ａ、４５Ｂから出力されるノイズ信号のレベルを抑えてＳＮ比を向上させ、比較的小さな異物も検出可能とし、異物の検出精度を高める。

【0038】

ところで、上記のノイズ信号の振幅は、薬液に含まれているポリマーのサイズやポリマーと溶媒との屈折率差に影響されるため、上記のマスク６１の開口幅Ｌ５の適切な値は、薬液の種類によって異なる。ここでは代表して、流路１７Ａを流通するレジストに対応する開口幅Ｌ５を設定するものとして、図１０のグラフを参照しながらその設定方法を説明する。グラフの横軸は開口幅Ｌ５（単位：μｍ）を示しており、従って受光領域の幅を示している。グラフの縦軸は受光素子４５Ａまたは４５Ｂから出力される電圧信号の振幅である。

【0039】

グラフの曲線Ａ１はレジスト中の検出対象の異物のうち、最も小さい粒径を持つものについて、開口幅Ｌ５と振幅との対応関係を示したものであり、受光素子より出力される信号の特性を表す曲線に相当する。この曲線Ａ１について、グラフに示すように開口幅Ｌ５が大きくなるにつれて振幅は次第に大きくなるが、次第に振幅の上昇は抑えられ、やがて頭打ちになる。また、開口幅Ｌ５と受光素子４５Ａまたは４５Ｂから出力されるノイズの振幅との対応関係は、グラフ中に直線Ａ２として示すように一次関数として表され、開口幅Ｌ５が大きくなるにつれて当該ノイズの振幅が大きくなる。直線Ａ２は、受光素子より出力されるノイズの信号の特性を表す直線に相当する。このように異物の検出信号の特性とノイズの特性とは互いに異なることが、発明者の実験により明らかになっている。なお、これらの曲線Ａ１、直線Ａ２は例えば実験により取得したデータに基づき、例えば最小二乗法などにより算出する。

【0040】

ノイズの振幅よりも異物の検出信号の振幅が小さいと当該検出信号とノイズとの区別が困難であるため、信号強度（振幅）について曲線Ａ１＞直線Ａ２となる範囲内に開口幅Ｌ５の値を設定する。つまり、グラフで示すＢ１〜Ｂ２の範囲内が開口幅Ｌ５の候補となる。ところで、上記のように開口幅Ｌ５は小さい方が流路１７Ａのポリマーを検出する量が少なく、ノイズを抑えることができる。しかし、グラフに示すように開口幅Ｌ５が小さくなるほど曲線Ａ１の傾きは急峻であり、曲線Ａ１の傾きが直線Ａ２の傾きよりも大きくなると、ノイズよりも検出信号が早く低下するので、ＳＮ比を向上させることが難しい。そこで、上記のＢ１〜Ｂ２の範囲内で、曲線Ａ１の接線の傾きと直線Ａ２の傾きとが互いに揃うように開口幅Ｌ５を設定することが好ましい。

【0041】

上記の傾きが互いに揃うとは、直線Ａ２の傾きをＹ１／Ｘ１とすると、曲線Ａ１の接線の傾きが０．９５×（Ｙ１／Ｘ１）〜１．０５×（Ｙ１／Ｘ１）の範囲に含まれることを言う。つまり曲線Ａ１において、設定した開口幅Ｌ５に対応する点の接線を引いたときにその傾きが上記の範囲に含まれていれば、そのように設定した開口幅Ｌ５は好ましい値である。図中には直線Ａ２に傾きが揃う接線の一例として、直線Ａ２の傾きにその傾きが一致する曲線Ａ１の接線をＡ３として示しており、この接線Ａ３に対応する開口幅Ｌ５をＢ３として示している。なお、上記のように薬液の種類によって、適切な開口幅Ｌ５は異なるが、流路１７Ａ〜１７Ｊを流通するレジストについては、適切な開口幅Ｌ５が一致しており、この実施形態では、これらの流路１７Ａ〜１７Ｊでマスク６１が共用されるものとする。

【0042】

続いて、塗布、現像装置１に設けられる異物の検出部である制御部６（図１を参照）について説明する。制御部６は例えばコンピュータからなり、不図示のプログラム格納部を有している。このプログラム格納部には、各モジュールでのウエハＷの処理、及び上記のように受光素子の各チャンネルから出力される信号に基づいた異物の検出、後述する搬送機構による塗布、現像装置１内でのウエハＷの搬送などの各動作が行われるように命令（ステップ群）が組まれたプログラムが格納されている。当該プログラムによって、制御部６から塗布、現像装置１の各部に制御信号が出力されることで、上記の各動作が行われる。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。

【0043】

図１に示したレジスト塗布モジュール１Ａ以外のモジュールについても説明しておくと、レジスト塗布モジュール１Ｂは、モジュール１Ａと同様に構成されている。反射防止膜形成モジュール１Ｃ、１Ｄ及び保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆは、例えばレジスト及びシンナーの代わりに反射防止膜形成用の薬液、保護膜形成用の薬液を供給することを除いて、モジュール１Ａ、１Ｂと同様に構成されている。反射防止膜形成用の薬液はレジストと同様にポリマーを含有している。例えばモジュール１Ｃ〜１Ｆ（反射防止膜形成モジュール１Ｃ、１Ｄ及び保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆ）においても、モジュール１Ａ、１Ｂと同様に薬液がウエハＷに供給される。

【0044】

続いて図１１のタイミングチャートを参照しながら、上記のレジスト塗布モジュール１Ａにおいて行われるウエハＷの処理及び異物の検出について説明する。このタイミングチャートでは、１３Ａ〜１３Ｋのうちの一の供給源１３におけるポンプの圧力が整定されるタイミング、１１Ａ〜１１Ｋのうちの一の供給源１３に対応する一のノズル１１がアーム３７により移動するタイミング、１２Ａ〜１２Ｋのうちの一の供給源１３に対応する薬液供給管１２のバルブＶ１が開閉するタイミング、レーザー光照射部５１からレーザー光が照射される状態と当該レーザー光の照射が停止した状態とが切り替えられるタイミング、制御部６により光検出部４０の各チャンネルからの信号が取得されるタイミングを夫々示している。上記のレーザー光が照射される状態と照射が停止した状態とが切り替えられるタイミングは、異物検出ユニット４のシャッタ４１が開閉するタイミングとも言える。

【0045】

実際には、ウエハＷにはシンナー、レジストの順で塗布が行われるが、説明の便宜上、レジストが塗布されるときの動作から説明する。先ず、ウエハＷがスピンチャック３１上に搬送されて保持された状態で、例えばノズル１１ＡがウエハＷ上に搬送されると共に、供給源１３Ａのポンプがレジストの吸引を行い、それによって所定の圧力となるように整定が開始される（時刻ｔ１）。例えばこのノズルの移動及びポンプの動作に並行して、レーザー光照射部５１及び受光部５２がキュベット１５Ａを挟む位置に移動する。このとき異物検出ユニット４のシャッタ４１は閉じられている。

【0046】

ノズル１１ＡがウエハＷ上で静止し（時刻ｔ２）、ウエハＷが所定の回転数で回転した状態となる。続いて薬液供給管１２ＡのバルブＶ１が開かれ、ポンプからレジストがノズル１１Ａへ向けて所定の流量で圧送されると共にシャッタ４１が開かれ、レーザー光照射部５１からレーザー光が照射され、キュベット１５Ａを透過する。即ち、キュベット１５Ａの流路１７Ａに、図８、図９で説明したように検出領域５０が形成され、受光部４５Ａ、４５Ｂへ光照射される（時刻ｔ３）。図９で説明したように、マスク６１により検出領域５０を構成する分割検出領域５９における光の一部は遮光され、各受光素子４５Ａ、４５Ｂから回路部４６へ出力される信号中に含まれる、レジスト中の正常なポリマーに起因するノイズは小さいものとなる。

【0047】

そして、圧送されたレジストはキュベット１５Ａを通過し、ノズル１１ＡからウエハＷの中心部へ吐出される。バルブＶ１の開度が上昇して、所定の開度になると開度の上昇が停止する（時刻ｔ４）。然る後、制御部６による各チャンネルの回路部４６からの出力信号の取得が開始される（時刻ｔ５）。異物が流路１７Ａを流れ、検出領域５０を上方から下方に流れると、異物が流れた分割検出領域５９に対応するチャンネルの受光素子４５Ａまたは受光素子４５Ｂから、この異物に対応する信号が出力され、回路部４６からの出力信号のレベルが変化する。その後、制御部６による各チャンネルの受光素子４５からの出力信号の取得が停止し（時刻ｔ６）、続いてシャッタ４１が閉じられてレーザー光照射部５１からの光照射が停止すると共に薬液供給管１２ＡのバルブＶ１が閉じられ（時刻ｔ７）、ウエハＷへのレジストの吐出が停止する。吐出されたレジストは、遠心力によりウエハＷの周縁部に展伸されて、レジスト膜が形成される。

【0048】

上記の時刻ｔ５〜ｔ６間において、各チャンネルの回路部４６から取得された出力信号に基づいて、受光素子４５のチャンネル毎の異物の計数が行われる。さらにこの出力信号に基づいて、異物の粒径が測定され、分級が行われる。つまり、粒径について設定された複数の範囲毎に、異物の数がカウントされる。そして、チャンネル毎に検出された異物の数は合計され、検出領域５０全体で検出された異物の数（異物の総数とする）が算出される。然る後、異物の総数がしきい値以上であるか否かの判定と、所定の粒径より大きい異物の数がしきい値以上であるか否かの判定とが行われる。

【0049】

そして、上記の異物の総数がしきい値以上であると判定された場合または所定の粒径より大きい異物の数がしきい値以上であると判定された場合、アラームが出力されると共に、モジュール１Ａの動作が停止し、ウエハＷの処理が中止される。このアラームは、具体的には例えば制御部６を構成するモニターへの所定の表示や、制御部６を構成するスピーカーからの所定の音声の出力である。また、このアラームの出力には、例えば１５Ａ〜１５Ｋのうち異常が検出されたキュベット１５をユーザーに報知するための表示や音声の出力が含まれる。異物の総数がしきい値以上ではないと判定され、且つ所定の粒径より大きい異物の数がしきい値以上では無いと判定された場合、アラームの出力は行われず、モジュール１Ａの動作の停止も行われない。なお、上記の各演算及び各判定は、計数部をなす制御部６により行われる。

【0050】

シンナーをウエハＷに吐出する際には、ノズル１１Ａの代わりにノズル１１ＫがウエハＷ上に搬送されること、供給源１３Ａのポンプの代わりに供給源１３Ｋのポンプが動作すること、薬液供給管１２ＡのバルブＶ１の代わりに薬液供給管１２ＫのバルブＶ１が開閉すること、及びキュベット１５Ａに光照射される代わりにキュベット１５Ｋに光照射されることを除いて、図１１のタイミングチャートに従って各部が動作する。その動作によって、ウエハＷのシンナーへの供給に並行して、当該シンナー中の異物の検出が行われる。なお、シンナーにはポリマーが含まれていないが、後述の評価試験で示すように、レジスト中の異物を検出する場合と同様に、マスク６１の開口幅Ｌ５を適切に設定することでノイズを低下させて異物の検出精度を向上させることができることが確認されている。ウエハＷに供給されたシンナーはレジストと同様にウエハＷの回転により、ウエハＷの表面全体に供給される。上記の流路１７Ａを介して供給されたレジストは、そのようにシンナーが供給されたウエハＷに対して供給される。

【0051】

ウエハＷへのシンナーの供給後、当該ウエハＷに供給源１３Ａ以外の供給源に含まれるレジストが供給される場合には、使用されるレジストを吐出するノズルがウエハＷ上に搬送されること、使用されるレジストに対応する供給源のポンプが動作すること、使用されるレジストに対応する供給管のバルブＶ１が開閉すること、及び使用されるレジストに対応するキュベットに光が照射されることを除いて、供給源１３ＡのレジストがウエハＷに供給される場合と同様の動作が行われる。

【0052】

上記の図１１のチャートで説明した異物の検出では、キュベット１５Ａの液流が安定した状態での異物の検出を行うことで測定精度を高めるために、上記のようにバルブＶ１を開閉するタイミングと、制御部６が出力信号の取得を開始及び終了するタイミングとが互いにずれている。例えば上記の時刻ｔ４〜ｔ５間は１０ミリ秒〜１０００ミリ秒であり、時刻ｔ６〜ｔ７間は１０ミリ秒〜１００ミリ秒である。代表してモジュール１Ａの動作について説明したが、他のモジュール１Ｂ〜１Ｆについてもモジュール１Ａと同様に、ウエハＷへの薬液の供給及び異物の検出が行われる。

【0053】

この塗布、現像装置１によれば、ウエハＷに供給されるレジストの流路の一部であってレジスト中の異物の測定領域を構成するキュベット１５Ａ〜１５Ｋと、レーザー光照射部５１から照射されて当該キュベット１５Ａ〜１５Ｋを透過する光を受光する受光素子４５Ａ、４５Ｂと、キュベット１５Ａ〜１５Ｋに形成される検出領域５０の各分割検出領域５９に対応する集光スポット６３の幅よりも受光素子４５Ａ、４５Ｂの光を検出可能な領域の幅を小さくするためのマスク６１が設けられている。従って、受光素子４５Ａ、４５Ｂからの出力信号に含まれるノイズのレベルが抑えられ、結果として当該出力信号のＳＮ比を大きくすることができる。従って、塗布、現像装置１に設けられる制御部６は、レジスト中の異物について精度の高い検出を行うことができる。ところで集光スポット６３の幅と受光素子４５Ａ、４５Ｂの幅との適切な対応関係は薬液に応じて決まる。つまりマスク６１を設けない場合、薬液毎に適切な集光レンズ５７及び受光素子４５Ａ、４５Ｂの幅が異なるので、上記のように適切な対応関係とするためにこれらの幅を調整することになるが、本実施形態のようにマスク６１を設ける場合、マスク６１の開口幅（スリットの幅）を装置で使用する薬液に応じて調整という簡易な調整を行うことで上記の適切な対応関係とすることができる。従って、集光レンズ５７及び受光素子４５Ａ、４５Ｂの大型化を防いで装置構成を簡素にすることができ、装置の製造コストを低くすることができるという利点が有る。

【0054】

また、このように異物の検出を行うことで、ウエハＷに供給するレジストの清浄度が監視される。そしてレジストの清浄度が所定の基準より低下したときには、上記のようにモジュールの動作が停止され、それによって当該モジュールで後続のウエハＷの処理が中止される。従って、当該後続のウエハＷに清浄度が低いレジストが供給されることを防ぐことができるので、歩留りが低下することを防ぐことができる。さらに、薬液供給管１２Ａ〜１２Ｋのうち、異物が検出された供給管１２が特定されるため、塗布、現像装置１のユーザーはモジュールの動作停止後のメンテナンスや修理を速やかに行うことができる。従って、モジュールの動作が停止している時間が長くなることを抑えることができ、その結果として、塗布、現像装置１における半導体製品の生産性の低下を抑えることができる。

【0055】

さらに、上記のように検出領域５０を通流する異物の総数がしきい値以上であると判定された場合、及び／または、所定の粒径より大きい粒径を有する異物の数がしきい値以上であると判定された場合の対処としては、アラームの出力及びモジュールの動作停止に限られない。例えば、レジストの供給源１３Ａ〜１３Ｊのうち、そのように判定がなされたキュベット１５に対応する供給源１３から、レジストを供給管１２の洗浄液としてノズル１１に供給し、薬液供給管１２に含まれる異物をノズル１１から除去するようにする。即ち、自動で薬液供給管１２が洗浄されるようにする。この動作後、後続のウエハＷに対して処理が再開されるようにしてもよい。

【0056】

続いて、塗布、現像装置１の具体的な構成例について、図１２、図１３を参照しながら説明する。図１２、１３は夫々当該塗布、現像装置１の平面図、概略縦断側面図である。この塗布、現像装置１は、キャリアブロックＤ１と、処理ブロックＤ２と、インターフェイスブロックＤ３と、を直線状に接続して構成されている。インターフェイスブロックＤ３に露光装置Ｄ４が接続されている。キャリアブロックＤ１は、キャリアＣを塗布、現像装置１内に対して搬入出し、キャリアＣの載置台７１と、開閉部７２と、開閉部７２を介してキャリアＣからウエハＷを搬送するための搬送機構７３とを備えている。

【0057】

処理ブロックＤ２は、ウエハＷに液処理を行う第１〜第６の単位ブロックＥ１〜Ｅ６が下から順に積層されて構成されている。各単位ブロックＥ１〜Ｅ６は互いに区画されると共に、搬送機構Ｆ１〜Ｆ６を夫々備え、各単位ブロックＥ（第１〜第６の単位ブロックＥ１〜Ｅ６）において互いに並行してウエハＷの搬送及び処理が行われる。ここでは単位ブロックのうち代表して第３の単位ブロックＥ３を、図１２を参照しながら説明する。キャリアブロックＤ１からインターフェイスブロックＤ３へ向かって搬送領域７４が延びるように形成されており、当該搬送領域７４には、上記の搬送機構Ｆ３が設けられている。また、キャリアブロックＤ１からインターフェイスブロックＤ３へ向かって見て、搬送領域７４の左側には棚ユニットＵが配置されている。棚ユニットＵは、加熱モジュールを備えている。また、キャリアブロックＤ１からインターフェイスブロックＤ３へ向かって見て搬送領域７４の右側には、上記のレジスト塗布モジュール１Ａ、保護膜形成モジュール１Ｅが、搬送領域７４に沿って設けられている。

【0058】

第４の単位ブロックＥ４は第３の単位ブロックＥ３と同様に構成されており、レジスト塗布モジュール１Ｂ及び保護膜形成モジュール１Ｆが設けられている。単位ブロックＥ１、Ｅ２には、レジスト塗布モジュール１Ａ、１Ｂ及び保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆの代わりに反射防止膜形成モジュール１Ｃ、１Ｄが夫々設けられることを除き、単位ブロックＥ３、Ｅ４と同様に構成される。単位ブロックＥ５、Ｅ６は、ウエハＷに現像液を供給してレジスト膜を現像する現像モジュールを備える。現像モジュールは薬液としてウエハＷに現像液を供給することを除いてモジュール１Ａ〜１Ｆと同様に構成されている。

【0059】

処理ブロックＤ２におけるキャリアブロックＤ１側には、各単位ブロックＥ１〜Ｅ６に跨って上下に伸びるタワーＴ１と、タワーＴ１に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な搬送機構７５とが設けられている。タワーＴ１は互いに積層された複数のモジュールにより構成されており、単位ブロックＥ１〜Ｅ６の各高さに設けられるモジュールは、当該単位ブロックＥ１〜Ｅ６の各搬送機構Ｆ１〜Ｆ６との間でウエハＷを受け渡すことができる。これらのモジュールとしては、各単位ブロックの高さ位置に設けられた受け渡しモジュールＴＲＳ、ウエハＷの温度調整を行う温調モジュールＣＰＬ、複数枚のウエハＷを一時的に保管するバッファモジュール、及びウエハＷの表面を疎水化する疎水化処理モジュールなどが含まれている。説明を簡素化するために、前記疎水化処理モジュール、温調モジュール、前記バッファモジュールについての図示は省略している。

【0060】

インターフェイスブロックＤ３は、単位ブロックＥ１〜Ｅ６に跨って上下に伸びるタワーＴ２、Ｔ３、Ｔ４を備えており、タワーＴ２とタワーＴ３に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な受け渡し機構である搬送機構７６と、タワーＴ２とタワーＴ４に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な受け渡し機構である搬送機構７７と、タワーＴ２と露光装置Ｄ４の間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送機構７８が設けられている。

【0061】

タワーＴ２は、受け渡しモジュールＴＲＳ、露光処理前の複数枚のウエハＷを格納して滞留させるバッファモジュール、露光処理後の複数枚のウエハＷを格納するバッファモジュール、及びウエハＷの温度調整を行う温調モジュールなどが互いに積層されて構成されているが、ここでは、バッファモジュール及び温調モジュールの図示は省略する。

【0062】

処理ブロックＤ２の上方に既述の光供給部２が設けられ、光供給部２から単位ブロックＥ１〜Ｅ４のモジュール１Ａ〜１Ｆに接続されるように、ファイバー２３が下方へ向けて引き回されている。また、処理ブロックＤ２の上方には上記の制御部６を構成し、既述の各チャンネルの回路部４６からの出力信号に基づいたチャンネル毎の異物の数の算出、異物の総数の算出及び各異物の粒径の算出を行う演算部６０が設けられており、図示しない配線により演算部６０とモジュール１Ａ〜１Ｆとが接続されている。

【0063】

この塗布、現像装置１におけるウエハＷの搬送経路について説明する。ウエハＷは、キャリアＣから搬送機構７３により、処理ブロックＤ２におけるタワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳ０に搬送される。この受け渡しモジュールＴＲＳ０からウエハＷは、単位ブロックＥ１、Ｅ２に振り分けられて搬送される。例えばウエハＷを単位ブロックＥ１に受け渡す場合には、タワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳのうち、単位ブロックＥ１に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ１（搬送機構Ｆ１によりウエハＷの受け渡しが可能な受け渡しモジュール）に対して、前記ＴＲＳ０からウエハＷが受け渡される。またウエハＷを単位ブロックＥ２に受け渡す場合には、タワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳのうち、単位ブロックＥ２に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ２に対して、前記ＴＲＳ０からウエハＷが受け渡される。これらのウエハＷの受け渡しは、搬送機構７５により行われる。

【0064】

このように振り分けられたウエハＷは、ＴＲＳ１（ＴＲＳ２）→反射防止膜形成モジュール１Ｃ（１Ｄ）→加熱モジュール→ＴＲＳ１（ＴＲＳ２）の順に搬送され、続いて搬送機構７５により単位ブロックＥ３に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ３と、単位ブロックＥ４に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ４とに振り分けられる。

【0065】

このようにＴＲＳ３（ＴＲＳ４）に振り分けられたウエハＷは、ＴＲＳ３（ＴＲＳ４）→レジスト塗布モジュール１Ａ（１Ｂ）→加熱モジュール→保護膜形成モジュール１Ｅ（１Ｆ）→加熱モジュール→タワーＴ２の受け渡しモジュールＴＲＳの順で搬送される。然る後、このウエハＷは、搬送機構７６、７８により、タワーＴ３を介して露光装置Ｄ４へ搬入される。露光後のウエハＷは、搬送機構７８、７７によりタワーＴ２、Ｔ４間を搬送されて、単位ブロックＥ５、Ｅ６に対応するタワーＴ２の受け渡しモジュールＴＲＳ１５、ＴＲＳ１６に夫々搬送される。然る後、加熱モジュール→現像モジュール→加熱モジュール→受け渡しモジュールＴＲＳ５（ＴＲＳ６）に搬送された後、搬送機構７３を介してキャリアＣに戻される。

【0066】

ところで、図１４に示すように上記の集光スポット６３の幅Ｌ６よりも、受光素子４５Ａ、４５Ｂの幅Ｌ４が小さくなるように構成してもよい。なお、この図１４に示す集光スポット６３は、受光素子４５の前面及び当該前面と同一平面上に形成されるスポットである。つまり、マスク６１が設けられなくても集光スポット６３の幅Ｌ６よりも受光素子４５Ａ、４５Ｂにおける光を検出可能な受光領域の幅を小さくし、正常なポリマーや溶媒による散乱光が受光素子４５Ａ、４５Ｂに照射されることを抑制することができる。

【0067】

なお、１つの集光スポット６３に対応する受光素子４５Ａの数は１つであることに限られず、複数の微小な受光素子４５Ａを１つの集光スポット６３に対応するように配置し、各受光素子４５Ａの出力信号を足し合わせて検出を行ってもよい。同様に受光素子４５Ｂについても１つの集光スポット６３に対して複数設けてもよい。また、既述の例では受光素子４５が複数設けられ、各受光素子４５に集光されるように構成されているが、受光素子４５が１つのみ設けられ、当該受光素子４５が面するように既述の集光スポット６３が１つ形成され、当該集光スポット６３の幅よりも当該受光素子４５の受光領域の幅が小さくなるように構成されていてもよい。

【0068】

ところで、図１５に示す受光部５２には、既述のマスク６１が前後方向に重なるように設けられている。受光部にはこれらのマスク６１を左右方向に各々移動させる移動機構６４が設けられている。各移動機構６４により、マスク６１が移動することで各マスク６１の開口部６２の重なる領域の幅が変化する。この２つのマスク６１は、１つのマスク６５を形成しており、各マスク６１が移動することで当該マスク６５の開口幅Ｌ５が変更可能である。このような構成によって、流路１７Ａ〜１７Ｋのうち、異物の検出を行う流路を流れる薬液に対応した開口幅Ｌ５となるように受光部５２における各マスク６１の位置が調整される。このように、マスク６５においては、異物の検出対象となる薬液に応じて、開口幅Ｌ５の大きさが変更される。従って、各流路における薬液中の異物の検出を、より精度高く行うことができる

【0069】

なお、前方散乱光を利用した光散乱光方式のパーティクルカウンタに本発明が適用された例を説明したが、本発明はレーザー光が異物に照射されて生じる回折光（回折縞）を光検出部４０が受光し、この回折縞の受光による出力信号の変化に基づいて、異物が検出されるパーティクルカウンタにも適用することができるし、ＩＰＳＡ法と呼ばれる手法により検出を行うパーティクルカウンタにも適用することができる。つまり、本発明の適用は、特定の測定原理を持つパーティクルカウンタに限定されるものではない。

【0070】

ところで、異物を検出する対象となる薬液は、上記のレジスト及びシンナーに限られない。例えば、保護膜形成モジュール１Ｅ、１Ｆ、現像モジュールに本発明を適用し、保護膜形成用の薬液中の異物や現像液中の異物の検出を行ってもよい。その他に、例えばウエハＷに絶縁膜を形成するための薬液供給装置や、ウエハＷを洗浄するための薬液である洗浄液を供給する洗浄装置、複数のウエハＷを互いに貼り合わせるための接着剤を薬液としてウエハＷに供給する装置などの各薬液供給装置に本発明を適用することができる。

【0071】

また、本発明は、薬液供給装置に適用されることに限られない。例えば流路アレイ１６に、薬液が通流するキュベット１５とは別の気体通流用のキュベット１５を設ける。そして、塗布、現像装置１における搬送領域７４などのウエハＷが搬送される領域の雰囲気を吸引ポンプなどにより、当該気体通流用のキュベット１５に供給できるようにする。ウエハＷが搬送される領域には、レジスト塗布モジュール１ＡなどのウエハＷが処理される領域も含まれる。そして、薬液中の異物を検出する場合と同様に、気体通流用のキュベットを気体が通流中に、当該キュベットに光路を形成して異物の検出を行う。従って、本発明はウエハＷに供給される液体に含まれる異物を検出することができるだけでなく、周辺環境に含まれる異物を検出することができる。つまり、流体に含まれる異物を検出することができる。なお、本発明は既述した各実施形態に限られず、各実施形態は互いに組み合わせたり、適宜変更することができる。

【0072】

［評価試験］
本発明に関連して行われた評価試験について説明する。
・評価試験１
評価試験１として、上記のマスク６１が設けられた異物検出ユニット４において、レーザー光照射部５１から流路１７（１７Ａ〜１７Ｋ）を介してレーザー光を受光部５２に照射し、受光素子４５Ａ、４５Ｂから出力されるノイズレベルを測定した。このノイズレベルは電圧波形におけるピーク間の差である。また、レーザー光の照射中における流路１７の薬液の流通状態を、試験毎に変更した。

【0073】

評価試験１のうち、レーザー光の照射中、流路１７に純水を貯留させたまま液流を形成しなかったものを評価試験１−１とする。流路１７に純水を５ｍＬ／分で流通させたものを評価試験１−２とする。流路１７にシンナーを５ｍＬ／分で流通させたものを評価試験１−３とする。流路１７に反射防止膜形成用の薬液を５ｍＬ／分で流通させたものを評価試験１−４とする。また、これらの各評価試験１−１〜１−４については、開口幅Ｌ５が異なるマスク６１を用いて複数回行っており、当該開口幅Ｌ５は５μｍ、１５μｍあるいは５３μｍである。

【0074】

図１６のグラフは評価試験１の結果を示しており、グラフの横軸はマスク６１の開口幅（単位：μｍ）を示し、グラフの縦軸はノイズレベル（単位：ｍＶｐｐ）を示している。グラフより、流路１７に薬液が流通している評価試験１−２〜１−４において、開口幅が小さいほどノイズレベルが小さく、ノイズレベルと開口幅との間には、概ね線形関係が有ることが分かる。従って、図１０で説明した直線Ａ２を取得することができることが分かる。また、開口幅を適切に設定することで、ノイズレベルを低下させてＳＮ比を高くすることができることが考えられる。

【0075】

・評価試験２
異物検出ユニット４において、レーザー光照射部５１から流路１７を介してレーザー光を受光部５２に照射し、受光素子４５Ａ、４５Ｂから出力される信号についてＳＮ比を検出した。この受光部５２においても、評価試験１で用いた受光部５２と同様、マスク６１が設けられている。また、流路１７へのレーザー光の照射中において、流路１７を流通させる薬液を試験毎に変更した。評価試験２−１としては流路１７に純水を、評価試験２−２としては流路１７にシンナーを、評価試験２−３としては、流路１７に反射防止膜形成用の薬液を、評価試験２−４としては、流路１７にレジストを夫々流通させた。ただし、これらの評価試験２−１〜２−４で流路１７を流通させる各薬液には、粒径が４６ｎｍであるＰＳＬ（ポリスチレンラテックス）からなる粒子を異物として混入させた。これらの評価試験２−１〜２−４については、開口幅Ｌ５が５μｍ、２５μｍ、５３μｍであるマスク６１を各々用いて、測定を行った。この評価試験における集光スポット６３の幅Ｌ６は、発明の実施形態と同じ５３μｍである。

【0076】

図１７のグラフは評価試験２の結果を示しており、グラフの横軸はマスク６１の開口幅Ｌ５（単位：μｍ）を示し、グラフの縦軸はＳＮ比（無単位）を示している。グラフに示されるように、評価試験２−１〜２−４について、開口幅が５３μｍの場合よりも、開口幅が２５μｍ、５μｍである場合の方がＳＮ比が大きく、開口幅が２５μｍであるときにはＳＮ比が特に大きい。開口幅が５μｍあるいは５３μｍである場合には、最小可測粒径は６０ｎｍ台であるが、開口幅が２５μｍである場合には、最小可測粒径は４０ｎｍ台である。このように開口幅Ｌ５を、集光スポット６３の幅Ｌ６よりも小さく設定することでＳＮ比が高くなったことから、本発明の効果が示された。

【符号の説明】

【0077】

１ 塗布、現像装置
１Ａ、１Ｂ レジスト塗布モジュール
１５Ａ〜１５Ｋ キュベット
１７Ａ〜１７Ｋ 流路
４ 異物検出ユニット
４０ 光検出部
５０ 検出領域
５１ レーザー光照射部
４５Ａ、４５Ｂ 受光素子
６ 制御部
６１ マスク
６２ 開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】