JP2004327775A

JP2004327775A - 基板処理装置および吐出制御方法

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Publication number: JP2004327775A
Application number: JP2003121327A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ogura; 浩之小椋
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP4202176B2

Abstract

【課題】オペレータの作業負担を軽減しつつ、薬液の吐出精度を向上させる。
【解決手段】薬液の流路を開閉する開閉バルブ１５に、電動モータ１５１、蓋部１５４ａを有するダイヤフラム１５４、電動モータ１５１の駆動位置を検出するエンコーダ１８を設ける。電動モータ１５１およびエンコーダ１８は、信号のやり取りが可能な状態で制御部２０と接続する。制御部２０は、エンコーダ１８の出力に基づいて電動モータ１５１の脱調を検出するまで、電動モータ１５１を駆動して蓋部１５４ａを（−Ｚ）方向に移動させる。電動モータ１５１の脱調を検出した位置からさらに、一定量だけ蓋部１５４ａを（−Ｚ）方向に移動させた後、所定量だけ蓋部１５４ａを（＋Ｚ）方向に移動させる。このときに得られた電動モータ１５１の駆動位置を基準位置（原点）として、以後、電動モータ１５１の駆動速度および駆動量を制御する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に薬液を吐出する技術に関する。より詳しくは、薬液の吐出流量を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板、液晶用ガラス基板あるいはフォトマスク用のガラス基板（以下、単に「基板」と称する）などを製造する工程では、必要に応じてレジスト液や現像液などの処理液が用いられる。例えば、特許文献１には、そのような処理液による処理を実行する基板処理装置が記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載されている基板処理装置では、送液ポンプからノズルまでの間にエア駆動式の開閉バルブ（エアオペレーションバルブ）が設けられており、ノズルから薬液を吐出する際には、送液ポンプを駆動するとともに、開閉バルブを開放状態にして薬液をノズルに送液する。
【０００４】
図９は、このような基板処理装置に用いられるエア駆動式の開閉バルブ１００を示す図である。開閉バルブ１００は、筐体１０１、移動部材１０２、バネ１０３、およびダイヤフラム１０４を備えている。
【０００５】
筐体１０１の内部には、エアが供給される空間１１０と、薬液の流路となる空間１１０とが設けられる。また、筐体１０１には、空間１１０にエアが出入りするための孔１０５，１０６と、空間１１１に対して、薬液の入口となる流入孔１０７と、薬液の出口となる流出孔１０８とが設けられている。
【０００６】
空間１１０は、移動部材１０２によって、（＋Ｚ）側および（−Ｚ）側の２つの小空間に分割されており、筐体１０１と移動部材１０２との間は、図示しないシール部材によって、気体の出入りがないようにされている。また、孔１０５から供給されるエアは（＋Ｚ）側の小空間に供給され、孔１０６から供給されるエアは（−Ｚ）側の小空間に供給される。
【０００７】
移動部材１０２の（＋Ｚ）側の面にはバネ１０３が取り付けられており、移動部材１０２はバネ１０３の付勢力によって（−Ｚ）方向に付勢されている。ダイヤフラム１０４は、ゴムや樹脂などの可塑性部材で構成されており、（−Ｚ）側に凸状の蓋部１０４ａを有している。
【０００８】
空間１１１を形成する筐体１０１の内壁には、流出孔１０８へと続く開口部１０９（図１０参照）が設けられている。この開口部１０９が設けられる位置は、筐体１０１とダイヤフラム１０４の蓋部１０４ａとがＺ方向に対向する位置とされている。したがって、図９に示すように、移動部材１０２がバネ１０３の付勢力によって（−Ｚ）側に付勢されている状態では、蓋部１０４ａが内壁の当該部分に密着する。これにより、開口部１０９が閉鎖されるために、開閉バルブ１００が閉鎖状態となり、薬液の流路が遮断される。
【０００９】
図１０は、開閉バルブ１００の開放状態を示す図である。開閉バルブ１００を開放状態にするには、図示しないエアポンプを駆動し、孔１０５から（＋Ｚ）側の小空間のエアを吸引して当該小空間の内部圧力を減少させるとともに、孔１０６から（−Ｚ）側の小空間にエアを供給して当該小空間の内部圧力を上昇させる。これによって２つの小空間の間に圧力差が生じ、移動部材１０２がバネ１０３の付勢力に抗って（＋Ｚ）方向に移動する。移動部材１０２が（＋Ｚ）方向に移動すると、ダイヤフラム１０４が（＋Ｚ）方向に引き上げられるように変形し、蓋部１０４ａが空間１１１の内壁から離間する。これにより、開口部１０９が開放され、開閉バルブ１００が開放状態となる。
【００１０】
このような基板処理装置では、ノズルから薬液が吐出される際の吐出流量や吐出量は、開閉バルブ１００の開度や開閉速度などによる薬液の送液状態（供給状態）の影響を受けるため、例えば開閉バルブ１００の開閉速度にバラツキが生じると、ノズルの吐出精度が低下することとなる。
【００１１】
一方、基板に対してフォトレジストを塗布する工程で用いられる基板処理装置（塗布装置）では、使用する薬液が極めて高価なものであるため、１ストローク当たりの吐出量を極力抑える（１ｍｌ以下の値が要求される場合もある）ことが望まれており、特に高い吐出精度が要求されている。また、昨今、基板上に形成される回路の微細化要求が高まっており、塗布精度のさらなる向上が要求されている。
【００１２】
このように、薬液を吐出する際の吐出精度が要求される基板処理装置では、開閉バルブ１００を適切に制御する必要があり、特許文献１に記載されている基板処理装置では、通常予めオペレータが専用のニードルを操作して、エア配管供給部に設けられた駆動用エアのスピードコントローラを調整しておくことによって、開閉バルブ１００の開閉速度を制御している。
【００１３】
【特許文献１】特開平１０−３０３１１６号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記基板処理装置では、エア配管の緩み、元圧の変動、他の系統からの圧の回り込みなどの要因により、開閉バルブ１００の開閉速度を長期的に安定させることが困難であるという問題があった。
【００１５】
また、エアを供給するスピードコントローラの調整はオペレータによる手動で行われ、数値的に調整することができないことから、昨今の精度向上の要求に応じることが難しいという問題があった。また、調整が狂う度にオペレータが作業する必要があるという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、オペレータの作業の軽減を図るとともに、薬液の吐出精度の向上を図ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に薬液による処理を行う基板処理装置であって、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に薬液を吐出するノズルと、前記ノズルに対して前記薬液を導く薬液配管と、前記薬液配管を介して前記ノズルに前記薬液を送液する送液手段と、電動モータによって遮断部材の位置を変更することにより、前記薬液配管を開閉する開閉手段と、前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に応じて、前記電動モータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記電動モータを駆動することにより、前記薬液配管を閉鎖する方向に前記遮断部材を移動させつつ、前記検出手段からの出力によって前記電動モータの脱調を検出し、前記電動モータの脱調が検出された位置から引き続き一定量だけ前記電動モータを駆動させた後、所定量だけ前記電動モータを逆方向に駆動させ、そのときの前記電動モータの位置を基準位置として、前記電動モータを制御する。
【００１８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置であって、前記制御手段が、前記送液手段によって前記薬液を送液する際の前記遮蔽部材の最大移動量（ストローク）を、前記薬液に応じて変更する。
【００１９】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る基板処理装置であって、前記制御手段が、前記薬液の粘度に応じて前記ストロークを変更する。
【００２０】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記ノズルが複数設けられているとともに、それら複数のノズルに対応して、前記電動モータおよび前記開閉手段も複数設けられており、前記制御手段が、各電動モータの駆動速度、駆動量がほぼ同じとなるように各電動モータを制御する。
【００２１】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、データを出力する出力手段を備え、前記制御手段が、前記検出手段の出力に応じて、前記ノズルの吐出状態を判定するとともに、前記出力手段に判定結果を出力させる。
【００２２】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記薬液がレジスト液であり、前記処理が、前記レジスト液を基板の主面に塗布する処理である。
【００２３】
また、請求項７の発明は、基板に所定の処理液を塗布する基板処理装置であって、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に前記所定の処理液を吐出するノズルと、前記ノズルに対して前記所定の処理液を導く薬液配管と、前記薬液配管を介して前記所定の処理液を送液する送液手段と、電動モータによって遮断部材の位置を変更することにより、前記薬液配管を開閉する開閉手段と、前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段と、前記検出手段からの出力に応じて、前記電動モータを制御する制御手段とを備える。
【００２４】
また、請求項８の発明は、薬液をノズルへと導く薬液配管と、前記薬液配管を開閉する遮断部材と、前記遮断部材を移動させる電動モータとを備えた基板処理装置の吐出制御方法であって、前記電動モータの基準位置を取得する基準位置取得工程と、前記基準位置からの前記電動モータの駆動量を制御することによって、前記遮断部材による前記薬液配管の開度を制御する吐出制御工程とを有し、前記基準位置取得工程が、前記電動モータを駆動することにより、前記薬液配管を閉鎖する方向に前記遮断部材を移動させる第１移動工程と、前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段の出力に基づいて、前記電動モータの脱調を検出する検出工程と、前記電動モータの脱調が検出された位置から、さらに同一の方向に前記電動モータを駆動させる第２移動工程と、前記第２移動工程の実行後に、前記遮蔽部材が前記薬液配管を開放する方向に所定量だけ前記電動モータを逆方向に駆動させる第３移動工程と、前記第３移動工程の実行後の前記電動モータの駆動位置を、基準位置として保存する保存工程とを有する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２６】
＜１．実施の形態＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１を示す概略平面図である。この基板処理装置１は、基板にレジスト塗布処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理を行う装置である。なお、図１において、図示および説明の都合上、Ｚ軸方向が鉛直方向を表し、ＸＹ平面が水平面を表すものとして定義するが、それらは位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。以下の図についても同様である。
【００２７】
基板処理装置１は、未処理の基板をキャリアから払い出すとともに処理済の基板を受け取ってキャリアに収納するインデクサＩＤ、基板を回転させつつその基板主面にフォトレジストを滴下してレジスト塗布処理を行う塗布処理ユニットＳＣ（いわゆるスピンコータ）、露光後の基板上に現像液を供給することによって現像処理を行う現像処理ユニットＳＤ（いわゆるスピンデベロッパ）、インデクサＩＤおよび各処理ユニット間で基板の搬送を行う搬送ロボットＴＲ、基板処理装置１の内部に設けられ各構成を制御する制御部２０を備えている。
【００２８】
また、塗布処理ユニットＳＣおよび現像処理ユニットＳＤの上方には図示を省略する熱処理ユニットがファンフィルタユニットを挟んで配置されている。熱処理ユニットとしては、基板に加熱処理を行う加熱ユニット（いわゆるホットプレート）および加熱された基板を一定温度にまで冷却する冷却ユニット（いわゆるクールプレート）が設けられている。
【００２９】
図２は、塗布処理ユニットＳＣと制御部２０とを示す図である。塗布処理ユニットＳＣは、基板９０を保持するスピンチャック（保持台）１１と、スピンチャック１１に保持された基板９０にフォトレジスト（薬液）を吐出するノズル１２と、ノズル１２に対してフォトレジストを導く薬液配管１３と、薬液配管１３を介してノズル１２にフォトレジストを送液するレジストポンプ１４と、薬液配管１３を開閉する開閉バルブ１５とを備えている。なお、それぞれの塗布処理ユニットＳＣの機能・構成は、ほぼ同様である。
【００３０】
スピンチャック１１の（−Ｚ）側には支持シャフト１６の（＋Ｚ）側の端部が取り付けられており、支持シャフト１６の（−Ｚ）側の端部は回転モータ１７に接続されている。回転モータ１７は、制御部２０からの制御信号によって制御可能な電動モータであって、軸Ｐを中心とした回転駆動力を生成する。塗布処理ユニットＳＣでは、回転モータ１７が回転することにより、支持シャフト１６を介してスピンチャック１１が回転するため、スピンチャック１１に保持された基板９０も軸Ｐを中心として回転する。
【００３１】
ノズル１２は、図示しない駆動機構により、その位置が変更可能とされており、スピンチャック１１に保持された基板９０の主面にフォトレジストを吐出する際には、基板９０の中央部と対向する位置（吐出位置）に進出する。また、基板９０が搬出入される際には、搬出入される基板９０や搬送ロボットＴＲと干渉することのない位置（退避位置）に退避する。
【００３２】
ノズル１２には薬液配管１３が連通接続されている。また、薬液配管１３の他端は、レジストポンプ１４に連通接続されており、薬液配管１３は、レジストポンプ１４から吐出されたフォトレジストをノズル１２に導く機能を有している。すなわち、薬液配管１３がフォトレジストの流路を形成する。
【００３３】
本実施の形態におけるレジストポンプ１４は、いわゆるシリンジポンプであって、制御部２０からの制御信号によって駆動され、図示しないレジスト供給部（レジストボトルなど）からノズル１２に向けてフォトレジストを送液する機能を有する。レジストポンプ１４は、制御部２０によって１ストローク当たりの吐出量を数値的に制御することが可能とされている。なお、レジストポンプ１４は、シリンジポンプに限定されるものではなく、制御部２０によって吐出量を数値的に制御することができる電動ポンプであれば、ベローズポンプ、ダイヤフラムポンプ、あるいはチューブポンプなどの周知のポンプが用いられてもよい。
【００３４】
薬液配管１３には、開閉バルブ１５が取り付けられている。開閉バルブ１５は制御部２０からの制御信号に応じて、後述の動作により薬液配管１３を開閉する。図３は、開放状態の開閉バルブ１５、エンコーダ１８および制御部２０を示す図である。また、図４は、閉鎖状態の開閉バルブ１５、エンコーダ１８および制御部２０を示す図である。図３および図４では、開閉バルブ１５の筐体１５０のみ断面図として示している。
【００３５】
開閉バルブ１５は、フォトレジストの流路の一部（薬液配管１３の一部）を構成する筐体１５０、回転駆動力を生成する電動モータ１５１、電動モータ１５１の回転駆動力を伝達する駆動シャフト１５２、駆動シャフト１５２と螺合するナット部材１５３、およびダイヤフラム１５４を備えている。
【００３６】
筐体１５０には、フォトレジストの入口となる流入孔１５５と、フォトレジストの出口となる流出孔１５６とが設けられ、それらの間に設けられた内部空間がフォトレジストの流路となる。
【００３７】
電動モータ１５１は、Ｚ軸と平行な軸Ｑを中心とした回転駆動力を生成するモータであって、制御部２０との間で信号のやり取りが可能な状態で接続されており、筐体１５０の（＋Ｚ）側に固設される。電動モータ１５１は制御部２０からの制御信号によって、回転方向、回転速度、および回転量が制御可能な、いわゆるステッピングモータである。なお、電動モータ１５１は、ステッピングモータに限られるものではなく、前述のように、回転方向、回転速度、および回転量が制御可能であれば、どのようなモータが使用されてもよい。
【００３８】
電動モータ１５１の（−Ｚ）側には、軸Ｑに沿うように駆動シャフト１５２が取り付けられる。駆動シャフト１５２は、電動モータ１５１が回転することにより、軸Ｑを中心として回転する。駆動シャフト１５２の円筒表面にはナット部材１５３と螺合するためのネジ山が形成されており、駆動シャフト１５２はナット部材１５３に設けられたネジ穴に螺入される。
【００３９】
電動モータ１５１は筐体１５０に固設されているため、電動モータ１５１と筐体１５０との相対位置は変化しない。したがって、電動モータ１５１が回転駆動することにより、駆動シャフト１５２を回転させると、ナット部材１５３がＺ軸方向に移動する。
【００４０】
ダイヤフラム１５４は、ゴムや樹脂などの可塑性部材で構成されており、（−Ｚ）側に凸状の蓋部１５４ａを有している。ダイヤフラム１５４は、ナット部材１５３の（−Ｚ）側の端部に取り付けられており、ダイヤフラム１５４の周辺端部は筐体１５０に設けられた溝にはめ込まれている。
【００４１】
図４に示すように、開閉バルブ１５では、電動モータ１５１が回転駆動され、ナット部材１５３が（−Ｚ）方向に移動すると、ダイヤフラム１５４がナット部材１５３によって（−Ｚ）方向に押し出されて変形し、蓋部１５４ａが（−Ｚ）方向に移動する。蓋部１５４ａが（−Ｚ）方向に所定量移動すると、筐体１５０の内部に設けられた空間の内壁に密着する。当該内壁の蓋部１５４ａが密着する部分には、流出孔１５６へと続く開口部１５７が設けられており、前述のように蓋部１５４ａが内壁の当該部分に密着すると、開口部１５７が閉鎖されるために、フォトレジストの流路が遮断される。すなわち、蓋部１５４ａが主に本発明における遮断部材に相当し、開閉バルブ１５は、電動モータ１５１によって蓋部１５４ａの位置を変更することにより薬液配管１３を開閉する。
【００４２】
このように、本実施の形態における基板処理装置１では、開閉バルブ１５を開閉するために、従来の装置のようにエア駆動式の開閉バルブ１００（図９）を用いる必要がないため、エア配管およびエア配管用電磁弁などの構成が不要となり、装置構成を簡略化（小型化）することができる。
【００４３】
また、ダイヤフラム１５４を電動モータ１５１を用いて駆動するため、エア駆動する場合に比べて経時変化の影響を少なくすることができ、長期間に渡って開閉バルブ１５の動作の安定性を確保することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態における基板処理装置１では、ナット部材１５３を（−Ｚ）方向に移動させるときの電動モータ１５１の回転方向を「正方向」、ナット部材１５３を（＋Ｚ）方向に移動させるときの電動モータ１５１の回転方向を「逆方向」として定義する。すなわち、電動モータ１５１を「正方向」に回転させると、蓋部１５４ａが（−Ｚ）方向に移動し、薬液配管１３が閉鎖され、開閉バルブ１５の開度が小さくなる。また、電動モータ１５１を「逆方向」に回転させると、蓋部１５４ａが（＋Ｚ）方向に移動し、薬液配管１３が開放され、開閉バルブ１５の開度が大きくなる。
【００４５】
エンコーダ１８は、電動モータ１５１の（＋Ｚ）側に固設されており、電動モータ１５１の駆動位置を検出して、制御部２０に出力する。すなわち、エンコーダ１８が主に本発明における検出手段に相当する。
【００４６】
図５は、制御部２０が備える構成を示すブロック図である。制御部２０は、主に演算処理を行うＣＰＵ２１、設定値やプログラムなどの各種データを記憶する記憶部２２を備える。また、制御部２０は、オペレータが基板処理装置１に対して指示を入力する操作部２３、およびオペレータにデータを出力する出力部２４を備えている。
【００４７】
記憶部２２は、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ハードディスクなどが該当するが、可搬性の光磁気ディスクやメモリカードなどの読取装置などであってもよい。また、操作部２３は、キーボード、マウス、タッチパネルなどが該当し、出力部２４は、ディスプレイ、表示ランプ、プリンタ、スピーカなどが該当する。
【００４８】
制御部２０は、基板処理装置１の各構成と信号のやり取りが可能な状態で接続されており、予め記憶部２２に記憶されているプログラムに基づいて動作することによりそれらの構成を制御する。特に、エンコーダ１８からの入力に基づいて、開閉バルブ１５の電動モータ１５１の回転方向、回転速度、および回転量を制御する。
【００４９】
以上が、本実施の形態における基板処理装置１の構成および機能の説明である。次に、基板処理装置１の動作について説明する。図６は、基板処理装置１の動作を示す流れ図である。なお、以下における制御は、特に断らない限り、制御部２０からの制御信号に基づいて行われるものである。
【００５０】
基板処理装置１では、基板９０に対する具体的な処理を開始する前に、種々の初期設定が行われる。詳細は省略するが、基板処理装置１における初期設定には、オペレータが操作部２３を操作することにより、基板９０や薬液の種類などを入力する処理なども含まれる。
【００５１】
この初期設定において、基板処理装置１では、基準位置取得処理が行われる。図７は、基準位置取得処理の詳細を示す流れ図である。なお、基準位置取得処理とは、制御部２０が電動モータ１５１を制御する際の原点となる位置（基準位置）を取得する処理である。
【００５２】
基準位置取得処理では、まず、制御部２０が、電動モータ１５１を正方向に駆動し（ステップＳ１１）、電動モータ１５１の脱調を検出するまでステップＳ１１を繰り返す（ステップＳ１２）。なお、電動モータ１５１の脱調とは、電動モータ１５１が制御部２０からの制御信号に応じた駆動量で駆動しなくなる状態をいう。
【００５３】
ステップＳ１１により電動モータ１５１を正方向に回転させると、ダイヤフラム１５４の蓋部１５４ａが（−Ｚ）方向に移動し、蓋部１５４ａが筐体１５０の内壁に接触したときに電動モータ１５１の脱調が発生する。なお、電動モータ１５１の脱調は、制御部２０から出力された制御信号に対する電動モータ１５１の駆動量を、エンコーダ１８から得られる電動モータ１５１の駆動位置に基づいて演算することによって検出することができる。
【００５４】
制御部２０が電動モータ１５１の脱調を検出すると（ステップＳ１２においてＹｅｓ）、さらに電動モータ１５１を正方向に一定量σだけ駆動する（ステップＳ１３）。ダイヤフラム１５４は、ゴムや樹脂などの可塑性部材で構成されているため、ステップＳ１３が実行されることによって、蓋部１５４ａが変形し、筐体１５０との接触位置よりもさらに押し込まれた位置（押し込み位置）に移動する。
【００５５】
次に、制御部２０が電動モータ１５１を逆方向に所定量δだけ駆動して（ステップＳ１４）、蓋部１５４ａを（＋Ｚ）方向に移動させる。なお、一定量σおよび所定量δは、ダイヤフラム１５４の材質などに応じて予め設定される値であって、σ＞δの関係となるように設定されている。また、電動モータ１５１が一定量σおよび所定量δだけ駆動したか否かは、制御部２０がエンコーダ１８からの出力に基づいて演算することによって判定することができる。
【００５６】
ステップＳ１４により電動モータ１５１が所定量δだけ駆動されると、制御部２０は、駆動後の電動モータ１５１の駆動位置を基準位置として記憶部２２に保存し（ステップＳ１５）、基準位置取得処理を終了して、図６に示す処理に戻る。
【００５７】
このように、本実施の形態における基板処理装置１では、オペレータが介入することなく、開閉バルブ１５の基準位置を自動的に決定することができる。したがって、オペレータの作業が軽減されるとともに、調整作業において個々のオペレータの経験差などの影響を排除することができるため、調整作業の正確性が向上する。したがって、フォトレジストの送液精度を向上させることができる。
【００５８】
また、エア駆動式の開閉バルブ１００を用いた従来の装置の場合、調整作業にオペレータが介入する必要があるだけでなく、前述のように開閉バルブ１００の開閉速度などを手動のニードルによって調整していたため、エアの速度を調整するスピードコントローラの位置をオペレータが作業できる位置に配置する必要があった。したがって、従来の装置では装置設計の自由度が制限されるという問題もあったが、本実施の形態における基板処理装置１では、手作業が可能な位置に特定の構成を配置しなければならないといった制限がなく、より自由に装置を設計することができる。
【００５９】
また、本実施の形態における基板処理装置１の制御部２０は、以後、基準位置を開閉バルブ１５が閉鎖している位置（閉鎖位置）とし、閉鎖位置に対する電動モータ１５１の駆動量によって開閉バルブ１５の開度、および開閉速度を制御する。電動モータ１５１の駆動量は、制御部２０からの制御信号によって数値的に制御可能な量であるから、基板処理装置１は開閉バルブ１５を数値的に制御することができ、制御の再現性、および持続性が担保される。これによって、薬液の送液精度を向上させることができるため、ノズル１２からの吐出精度を向上させることができる。
【００６０】
初期設定が終了すると、基板９０が搬入されるまで待機する（ステップＳ２）。基板処理装置１に基板９０が搬入されると、当該基板９０をインデクサＩＤが受け取り所定の位置に保持する。さらに、搬送ロボットＴＲがインデクサＩＤから基板９０を搬出し、塗布処理ユニットＳＣに搬入する（ステップＳ３）。なお、より詳しくは、インデクサＩＤから搬出された基板９０は、塗布処理ユニットＳＣに搬入される前に、図示しないホットプレートおよびクールプレートにて密着強化処理および冷却処理が行われる。また、搬送ロボットＴＲは、２つの塗布処理ユニットＳＣのうち基板に対する処理が終了している方を選択して基板９０を搬入する。
【００６１】
基板９０が塗布処理ユニットＳＣに搬入されると、塗布処理ユニットＳＣにてフォトレジストの塗布処理が実行される（ステップＳ４）。図８は、基板処理装置１における塗布処理の詳細を示す流れ図である。
【００６２】
塗布処理では、まず、搬送ロボットＴＲが塗布処理ユニットＳＣに搬入した基板９０を、スピンチャック１１が所定の位置に保持し（ステップＳ２１）、ノズル１２を吐出位置に移動させる（ステップＳ２２）。
【００６３】
次に、制御部２０が、回転モータ１７を駆動して基板９０の回転を開始する（ステップＳ２３）。さらに、レジストポンプ１４の駆動を開始するとともに、電動モータ１５１を逆方向に所定量φだけ回転駆動させる。これによって、開閉バルブ１５が開放状態になり、フォトレジストがノズル１２から基板９０に対して吐出される（ステップＳ２４）。吐出されたフォトレジストは、基板９０の回転による遠心力によって基板９０の表面に広がり、基板９０の表面に塗布される。
【００６４】
本実施の形態における基板処理装置１において、開閉バルブ１５の開度は、蓋部１５４ａが閉鎖位置（基準位置）から（＋Ｚ）方向へ移動したときの移動量によって定まる。また、蓋部１５４ａの（＋Ｚ）方向への移動量は、電動モータ１５１を逆方向に回転させたときの駆動量によって定まる。電動モータ１５１の駆動量は、制御部２０によって数値的に制御可能である。したがって、ステップＳ２４において、制御部２０は、基準位置からの電動モータ１５１の駆動量が所定量φとなるように制御することによって、ダイヤフラム１５４の蓋部１５４ａによる薬液配管１３の開度を制御する。前述のように、ノズル１２からのフォトレジストの吐出は、薬液配管１３の開度の影響を受けることから、開閉バルブ１５の開度を制御することにより、薬液配管１３の開度を制御することは、ノズル１２の吐出を制御することに相当する。すなわち、ステップＳ２４が本発明における吐出制御工程に相当する。
【００６５】
なお、所定量φは使用される薬液に応じて予め定められる値であり、オペレータがステップＳ１の初期設定において使用する薬液を指定することにより、指定された薬液に応じて適切な値が選択され設定される。すなわち、ステップＳ２４において、制御部２０が所定量φに応じて電動モータ１５１の駆動量を制御することは、蓋部１５４ａの最大移動量（ストローク）を、フォトレジストの種類に応じて制御することに相当する。このように、基板処理装置１は、薬液の種類に応じて柔軟に開閉バルブ１５のストロークを制御することができるため、吐出精度を向上させることができる。
【００６６】
前述のような構造を有する開閉バルブ１５において、蓋部１５４ａがＺ軸方向に移動すると、その間、筐体１５０内のフォトレジストの流路（薬液配管１３の一部）が減圧され、薬液配管１３内のフォトレジストに脈動を生じることとなる。この現象は、使用される薬液の粘度が低く、送液時の開閉バルブ１５のストロークが大きいほど顕著となる。
【００６７】
基板処理装置１では、薬液の粘度に応じて所定量φを定めることにより、粘度の低い薬液を使用する場合にはストロークが比較的小さくなり、粘度の高い薬液を使用する場合にはストロークが比較的大きくなるように開閉バルブ１５を制御することができる。すなわち、基板処理装置１は、薬液の粘度に応じてストロークを変更することにより、送液される薬液が流路内で脈動することを防止することができる。
【００６８】
なお、制御部２０による開閉バルブ１５の制御は、数値的に行われるため、再現性が確保されており、毎回ほぼ同様の制御を繰り返し行うことができるとともに、同様の構造を有する複数の塗布処理ユニットＳＣを同一の数値で制御することによって処理の均一化を図ることも可能である。すなわち、制御部２０は、２つの塗布処理ユニットＳＣのいずれで基板９０が処理される場合であっても、塗布処理中の電動モータ１５１の駆動速度、駆動量がほぼ同じとなるようにそれぞれの電動モータ１５１を制御する。これにより、本実施の形態における基板処理装置１のように、２つの塗布処理ユニットＳＣによって基板９０が製造された場合であっても、基板９０の品質を均一化させることができる。
【００６９】
ノズル１２から所定量のフォトレジストが吐出されると、制御部２０は、レジストポンプ１４の駆動を停止するとともに、電動モータ１５１を正方向に回転させて基準位置に移動させ、開閉バルブ１５を閉鎖状態とする（ステップＳ２５）。これにより、ノズル１２からのフォトレジストの吐出が停止する。
【００７０】
なお、ステップＳ２４，２５が実行されている間、制御部２０が、エンコーダ１８の出力に基づいて、電動モータ１５１の駆動位置を随時取得し、電動モータ１５１が意図した制御どおりに駆動しているか否かを監視する。基板処理装置１において取得された電動モータ１５１の駆動位置と、制御部２０の意図する電動モータ１５１の駆動位置との一致度が低い（ずれている）場合には、開閉バルブ１５の開度が適切な値ではなく、フォトレジストがノズル１２から正常に吐出されていない可能性が高い。したがって、基板処理装置１は、前述の一致度を出力部２４に出力することにより、基板９０に対する処理結果をオペレータに通知することができる。これにより、ノズル１２の吐出状態が異常である可能性が高い場合には、オペレータが迅速に対応することができる。また、基板９０の処理中に異常を検出することができるため、異常処理された基板９０を容易に特定することができる。なお、前述の一致度が低い場合にのみ、警告の目的で出力部２４に結果を出力するようにしてもよい。
【００７１】
ノズル１２からのフォトレジストの吐出が停止されると、制御部２０は基板９０の回転を停止し（ステップＳ２６）、ノズル１２を退避位置に移動させ（ステップＳ２７）、図６の処理に戻る。これにより、搬送ロボットＴＲが基板９０を搬出することができる状態になる。
【００７２】
塗布処理ユニットＳＣから搬送ロボットＴＲにより搬出された基板９０は、図示しないホットプレートにてプリベーグ処理、図示しない露光装置にて露光処理、図示しないホットプレートにてポストエクスポージャー処理がそれぞれ行われた後、現像処理ユニットＳＤに搬送され（ステップＳ５）、現像処理が行われる（ステップＳ６）。このとき、搬送ロボットＴＲは、２つの現像処理ユニットＳＤのうち処理中でない現像処理ユニットＳＤに基板９０を搬送する。
【００７３】
現像処理が終了した基板９０は、再び搬送ロボットＴＲによりインデクサＩＤに搬送され（ステップＳ７）、装置外に搬出される。基板処理装置１は、処理を終了するか否かを判定した後、さらに処理を行う場合にのみ、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す（ステップＳ８）。
【００７４】
以上のように、本実施の形態における基板処理装置１は、制御部２０が、電動モータ１５１を駆動することにより、薬液配管１３を閉鎖する方向に蓋部１５４ａを移動させつつ、エンコーダ１８からの出力によって電動モータ１５１の脱調を検出し、電動モータ１５１の脱調が検出された位置から引き続き一定量σだけ電動モータ１５１を駆動させた後、所定量δだけ電動モータ１５１を逆方向に駆動させ、そのときの電動モータ１５１の位置を、基準位置として電動モータ１５１を制御することにより、オペレータを介することなく、基準位置を自動的に決定することができる。したがって、オペレータの作業を削減することができる。
【００７５】
また、制御部２０が、レジストポンプ１４によって薬液を送液する際の蓋部１５４ａの最大移動量（ストローク）を、薬液に応じて変更することにより、薬液の性質に応じて柔軟にストロークを制御することができるため、吐出精度を向上させることができる。
【００７６】
また、制御部２０が、薬液の粘度に応じてストロークを変更することにより、送液される薬液が流路内で脈動することを防止することができ、さらに吐出精度を向上させることができる。
【００７７】
また、制御部２０が、複数の塗布処理ユニットＳＣの各電動モータ１５１の塗布処理中の駆動速度および駆動量を、互いにほぼ同じとなるように各電動モータ１５１を制御することにより、複数の塗布処理ユニットＳＣによって基板９０が製造される場合であっても、品質を均一化させることができる。
【００７８】
また、本発明は、基板に対して薬液を吐出させる装置に広く応用可能であるが、薬液の膜厚や均一性などに高い精度が要求されるために、ノズルの吐出精度の向上が望まれている塗布処理に用いることにより、特に高い効果が得られる。
【００７９】
＜２．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００８０】
例えば、上記実施の形態に示したフローチャートにおける基板処理装置１の動作順序は、これに限られるものではなく、同様の効果が得られる順序であれば、どのような順序で実行されてもよい。
【００８１】
また、本実施の形態における基板処理装置１は、基板９０を回転させつつ塗布するスピンコータであるが、スリットノズルと基板９０とを一方向に相対的に移動させつつ薬液を吐出するスリットコータであってもよい。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１ないし６に記載の発明では、制御手段が、電動モータを駆動することにより、薬液配管を閉鎖する方向に遮断部材を移動させつつ、検出手段からの出力によって電動モータの脱調を検出し、電動モータの脱調が検出された位置から引き続き一定量だけ電動モータを駆動させた後、所定量だけ電動モータを逆方向に駆動させ、そのときの電動モータの位置を基準位置として、電動モータを制御することにより、オペレータを介することなく、基準位置を自動的に決定することができる。
【００８３】
請求項２に記載の発明では、制御手段が、送液手段によって薬液を送液する際の遮蔽部材の最大移動量（ストローク）を、薬液に応じて変更することにより、薬液の性質に応じて柔軟にストロークを制御することができるため、ノズルの吐出精度を向上させることができる。
【００８４】
請求項３に記載の発明では、制御手段が、薬液の粘度に応じてストロークを変更することにより、送液される薬液が流路内で脈動することを防止することができる。
【００８５】
請求項４に記載の発明では、制御手段が、各電動モータの駆動速度、駆動量が互いにほぼ同じとなるように各電動モータを制御することにより、複数の薬液処理ユニットによって基板が製造される場合であっても、品質を均一化させることができる。
【００８６】
請求項５に記載の発明では、制御手段が、検出手段の出力に応じて、ノズルの吐出状態を判定するとともに、出力手段に判定結果を出力させることにより、基板に対する処理結果をオペレータに通知することができるため、異常が発生した場合に、オペレータが迅速に対応することができる。また、異常処理された基板を容易に特定することができる。
【００８７】
請求項７に記載の発明では、電動モータによって遮断部材の位置を変更することにより、薬液配管を開閉する開閉手段を備えることにより、薬液配管の開度を数値的に制御することが可能となることから、ノズルの吐出精度を向上させることができ、塗布精度が向上する。
【００８８】
請求項８に記載の発明では、第３移動工程の実行後の電動モータの駆動位置を、基準位置として保存する保存工程を有することにより、オペレータを介することなく、基準位置を自動的に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置を示す概略平面図である。
【図２】塗布処理ユニットと制御部とを示す図である。
【図３】開放状態の開閉バルブ、エンコーダおよび制御部を示す図である。
【図４】閉鎖状態の開閉バルブ、エンコーダおよび制御部を示す図である。
【図５】制御部が備える構成を示すブロック図である。
【図６】基板処理装置の動作を示す流れ図である。
【図７】基準位置取得処理の詳細を示す流れ図である。
【図８】塗布処理の詳細を示す流れ図である。
【図９】従来の基板処理装置に用いられるエア駆動式の開閉バルブを示す図である。
【図１０】従来の基板処理装置に用いられる開閉バルブの開放状態を示す図である。
【符号の説明】
１基板処理装置
１１スピンチャック（保持手段）
１２ノズル
１３薬液配管
１４レジストポンプ（送液手段）
１５開閉バルブ（開閉手段）
１５０筐体
１５１電動モータ
１５４ダイヤフラム
１５４ａ蓋部（遮断部材）
１８エンコーダ（検出手段）
２０制御部
２２記憶部
２４出力部
９０基板
ＳＣ塗布処理ユニット
δ 所定量
σ 一定量

Claims

基板に薬液による処理を行う基板処理装置であって、
基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に薬液を吐出するノズルと、
前記ノズルに対して前記薬液を導く薬液配管と、
前記薬液配管を介して前記ノズルに前記薬液を送液する送液手段と、
電動モータによって遮断部材の位置を変更することにより、前記薬液配管を開閉する開閉手段と、
前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に応じて、前記電動モータを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、
前記電動モータを駆動することにより、前記薬液配管を閉鎖する方向に前記遮断部材を移動させつつ、前記検出手段からの出力によって前記電動モータの脱調を検出し、前記電動モータの脱調が検出された位置から引き続き一定量だけ前記電動モータを駆動させた後、所定量だけ前記電動モータを逆方向に駆動させ、そのときの前記電動モータの位置を基準位置として、前記電動モータを制御することを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記制御手段が、
前記送液手段によって前記薬液を送液する際の前記遮蔽部材の最大移動量（ストローク）を、前記薬液に応じて変更することを特徴とする基板処理装置。
請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記制御手段が、
前記薬液の粘度に応じて前記ストロークを変更することを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記ノズルが複数設けられているとともに、それら複数のノズルに対応して、前記電動モータおよび前記開閉手段も複数設けられており、
前記制御手段が、
各電動モータの駆動速度、駆動量がほぼ同じとなるように各電動モータを制御することを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
データを出力する出力手段を備え、
前記制御手段が、
前記検出手段の出力に応じて、前記ノズルの吐出状態を判定するとともに、前記出力手段に判定結果を出力させることを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記薬液がレジスト液であり、
前記処理が、前記レジスト液を基板の主面に塗布する処理であることを特徴とする基板処理装置。
基板に所定の処理液を塗布する基板処理装置であって、
基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に前記所定の処理液を吐出するノズルと、
前記ノズルに対して前記所定の処理液を導く薬液配管と、
前記薬液配管を介して前記所定の処理液を送液する送液手段と、
電動モータによって遮断部材の位置を変更することにより、前記薬液配管を開閉する開閉手段と、
前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段と、
前記検出手段からの出力に応じて、前記電動モータを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
薬液をノズルへと導く薬液配管と、
前記薬液配管を開閉する遮断部材と、
前記遮断部材を移動させる電動モータと、
を備えた基板処理装置の吐出制御方法であって、
前記電動モータの基準位置を取得する基準位置取得工程と、
前記基準位置からの前記電動モータの駆動量を制御することによって、前記遮断部材による前記薬液配管の開度を制御する吐出制御工程と、
を有し、
前記基準位置取得工程が、
前記電動モータを駆動することにより、前記薬液配管を閉鎖する方向に前記遮断部材を移動させる第１移動工程と、
前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段の出力に基づいて、前記電動モータの脱調を検出する検出工程と、
前記電動モータの脱調が検出された位置から、さらに同一の方向に前記電動モータを駆動させる第２移動工程と、
前記第２移動工程の実行後に、前記遮蔽部材が前記薬液配管を開放する方向に所定量だけ前記電動モータを逆方向に駆動させる第３移動工程と、
前記第３移動工程の実行後の前記電動モータの駆動位置を、基準位置として保存する保存工程と、
を有することを特徴とする吐出制御方法。