JP2005093695A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 処理液供給手段の共通管路を小径化することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】 複数の基板処理部１０における各開閉弁２５をまとめて制御することができる現像処理部制御装置３１を備えることで、複数個の開閉弁２５の開閉期間が時間的に重なった場合に、時間的に重なって開放する開閉弁２５の個数が、開閉弁２５の全個数よりも少ない所定個数以下になるように、開閉弁２５の開放タイミングを時間的にずらす。これにより、共通管路２３を流れる処理液の最大流量を、同時に全ての基板処理部１０に処理液を供給する場合に比べて小さい、一定量に制限することがきる。したがって、共通管路２３の口径は、従来に比べて小さくすることができる。
【選択図】 図４

Description

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、光ディスク用の基板など（以下、単に基板と称する）に対して、処理液を供給して所定の処理を行う基板処理装置に関する。

複数の基板に対して並列に処理することを目的として、複数の基板処理部が一つの基板処理装置に搭載されることが多い。この場合、基板処理部に処理液を供給する管路も、基板処理部の数に応じて必要となる。これに対し、基板処理装置の大型化を抑制するため、重複する管路を集約・共用して配管スペースを縮小することが図られている。

従来技術の基板処理装置について、図７を参照して説明する。図７は、従来技術に係る基板処理装置における処理液供給路の系統図である。

処理液供給源は、処理液を供給する圧送用タンク１０１であって、窒素供給源１０３より窒素ガスが加圧されている。また、基板に対して所定の処理を行う処理部１０５が複数（図７では４個）ある。圧送用タンク１０１から各処理部１０５に処理液を供給する系統は、共通管路１１１と複数の分岐管路１１３とから構成される。共通管路１１１は、圧送用タンク１０１に連通接続されており、全ての処理部１０５に供給される処理液を集約して通じる管路である。各分岐管路１１３の一端側はこの共通管路１１１に連通接続されており、他端側は各処理部１０５に連通接続されている。また、これら分岐管路１１３には、それぞれ開閉弁１１５が設けられている。このような共通管路１１１を備える処理液供給系統とすることにより、配管スペースのコンパクト化が図られている。

一方、各処理部１０５において好適に基板を処理するように制御するため、処理部制御装置１２１が各処理部１０５にそれぞれ設けられている。基板に処理液を供給するために開閉弁１１５を開放・閉止することも、この処理部制御装置１２１によって行われる。

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、共通管路１１１の口径が大きいといった問題がある。

共通管路１１１の口径は、処理液の最大流量に対応するよう決められる。そうしなければ、処理部１０５での吐出圧の不足、供給量の不足を招き、基板を適切に処理できなくなるからである。

従来の装置においては、各処理部制御装置１２１は互いに独立した関係にあり、対応する処理部１０５を制御するのみであるので、全ての開閉弁１１５が同時に開放される可能性がある。よって、共通管路１１１を流れる処理液は、全ての開閉弁１１５が開放されているときに最大流量となる。したがって、共通管路１１１の口径は、かかる最大流量に対応するよう設計される。このような共通管路１１１は、基板を適切に処理するために必要であるが、処理液が最大流量で流れることが稀であることを考慮すると過大な設備と言える。

さらに、近年の基板処理装置は、より多くの基板処理部を搭載する傾向にあり、かつ、より大口径の基板のサイズに対応するものに移っている。したがって、処理液の使用量が増加し、これに伴い共通管路１１１の口径がより大きなものとなることが懸念されている。

共通管路１１１の大口径化が進むと配管スペースが増大し、基板処理装置の大型化を招く。特に、現像液等、使用量が多い処理液の共通管路１１１は、比較的大きな口径の管路となるので、基板処理装置に与える不利益は大きい。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、開閉弁の開閉制御を工夫することで、処理液供給手段の共通管路を小径化することができる基板処理装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、基板に対して処理液を供給して所定の処理を行う複数個の基板処理部と、前記複数個の基板処理部に処理液を供給する処理液供給手段とを備え、前記処理液供給手段は、処理液供給源と、この処理液供給源に連通接続された共通管路と、この共通管路に各々の一端が接続されるとともに、各々の他端が前記各基板処理部に個別に連通接続された複数個の分岐管路と、これらの分岐管路にそれぞれ設けられた複数個の開閉弁とを含み、さらに、前記各開閉弁を開閉制御する制御手段とを備えた基板処理装置において、前記制御手段は、複数個の開閉弁の開放期間が時間的に重なった場合に、時間的に重なって開放する開閉弁の個数が、開閉弁の全個数よりも少ない所定個数以下になるように、開閉弁の開放タイミングを時間的にずらすことを特徴とするものである。

［作用・効果］制御手段は、基板処理部において基板処理が開始されると、予め決められた基板処理を好適に行うための工程・スケジュールに基づいて、基板処理部に対応する開閉弁の開閉制御を行う。ここで、請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、複数の基板処理部に対応する開閉弁の制御を行い、この際これらから複数個の開閉弁の開放期間が時間的に重なるかどうかを事前に判断するものである。すなわち、複数の基板処理部で並行処理が行われるなか、各時間帯において同時に開放状態になる開閉弁の個数を予め想定することができる。このとき、複数個の開閉弁の開放期間が時間的に重ならなければ、制御手段はスケジュールどおりに開閉弁の開閉制御を行うようにする。一方、複数個の開閉弁の開放期間が時間的に重なるように想定される場合は、制御手段は時間的に重なって開放する開閉弁の個数が、開閉弁の全個数よりも少ない所定個数以下になるように、開閉弁の開放タイミングを時間的にずらすように制御する。すなわち、同時に所定個数より多い開閉弁が開放状態になることが予期されるときは、制御手段がこれら開閉弁の一部の開放タイミングを遅延させて、同時に開放する開閉弁の個数が所定個数以下になるように調整する。このような制御手段とすることで、共通管路を流れる処理液の最大流量を、同時に全ての開閉弁が開放する場合に流れる流量に比べて小さくすることができる。したがって、共通管路の口径は、このような最大流量に対応すれば十分であり、従来に比べてより小さいものとすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記処理液供給制御手段は、同時刻には単一の開閉弁だけが開放するように制御することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、共通管路に流れる処理液の最大流量は、単一の開閉弁を開放したときに流れる流量であり、単一の分岐管路に流れる流量と等しい。したがって、共通管路の口径は分岐管路と同じサイズにまで小さくすることができる。

この発明に係る基板処理装置によれば、従来に比べて処理液供給手段の共通管路を小径化することができる。これにより、共通管路の設置スペースを縮小することができ、基板処理装置の高密度化に寄与する。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る基板処理装置の概略構成を示した平面図である。また、図２は、基板処理装置の概略構成を示した垂直断面図である。

この基板処理装置は、半導体ウエハなどの基板Ｗに薬液処理、熱処理等を行う装置であり、大きく分けて、基板保管部１と処理ユニット部２とインターフェイス部３とから構成される。

基板保管部１は、載置台４と第１搬送機構５とを備えている。載置台４には、複数枚の基板Wを多段に収納した複数個のカセットCが並べて載置される。第１搬送機構５は、載置台４に沿って移動可能に構成されている。第1搬送機構５は、基板Ｗを水平姿勢で保持する支持アーム５ａを備え、この支持アーム５ａを昇降および前後移動させることにより、カセットＣに対して基板Ｗを出し入れする。また、支持アーム５ａを旋回移動させることにより、処理ユニット部２内に配置される第２搬送機構６に対して基板Ｗの受け渡しを行う。

処理ユニット部２は、このほか、第２搬送機構６が移動するための搬送路７、及びレジスト塗布処理部や現像処理部、加熱処理部や冷却処理ユニット等を備えている。ここで、これら各処理部については、以後の説明において、特に明示しない限り、基板処理部１０と総称することとする。また、図１，図２においても同符号を付して示している。搬送路７は、第１搬送機構５の搬送路に直交するように、処理ユニット部２の中央部に設けられている。また、基板処理部１０は、搬送路７の両側に、多段に積層して配備されている。そして、複数の基板Ｗに対して所定の処理を並行して行う。第２搬送機構６は、基板Ｗを水平姿勢で保持する支持アーム６ａを備え、この支持アーム６ａを昇降・旋回および前後移動させることにより、第１搬送機構５に対する基板Ｗの受け渡しのほか、これら基板処理部１０に対して基板Ｗの搬出入を行う。また、インターフェイス部３に対して基板Ｗの受け渡しを行う。

インターフェイス部３は、処理ユニット部２を挟んで、基板保管部１と反対側の側面に付設されている。また、図示しない基板受け渡し機構を備えている。これにより、第２搬送機構６に対する基板Ｗの受け渡しのほか、本基板処理装置に並設される図示しない露光装置に対して基板Ｗの受け渡しを行う。

次に、基板処理部１０について説明する。ここで、現像処理部を例に挙げて、具体的に説明する。

図３、図４を参照する。図３は、現像処理部の概略構成を示した斜視図、図４は、４個の現像処理部１０に対応した、実施例にかかる現像液供給路の系統図である。

現像処理部１０は、基板Ｗを水平姿勢で保持するスピンチャック１１と、このスピンチャック１１を回転駆動するモータ１３とを備えている。スピンチャック１１の周囲には、基板Ｗから振り切られた純水や現像液を回収するための図示しないカップが設けられている。

基板Ｗの上方には、現像液を帯状に流下・供給するスリット型の現像ノズル１５が配置されている。この現像ノズル１５は、図示しない移動機構によって図中に二点鎖線で示す方向に、基板Ｗの表面に沿って移動する。その他、図示しないリンスノズル等の種々の部品が配設されている。

現像ノズル１５には現像液を供給する分岐管路２１が連通接続されている。分岐管路２１の他端側は、電磁開閉弁２５を介して共通管路２３に連通接続されている。共通管路２３は、図４に示すように他の現像処理部１０の分岐管路２１とそれぞれ連通するとともに、圧送用タンク４１に連通接続されている。

電磁開閉弁２５は、モータ１３や現像ノズル１５の移動機構等とともに現像処理部制御装置３１によって基板Ｗを好適に処理するように制御されている。なお、詳細は後述する。

次に、現像液供給系統について説明する。図４を参照する。

現像液を収容する圧送用タンク４１が、この発明における処理液供給源に相当する。この圧送用タンク４１内には共通管路２３の一端が底部近傍まで挿入されている。また、圧送用タンク４１内に窒素供給源４３から一定圧力の窒素ガスが供給されている。それによって、圧送用タンク４１内の現像液が共通管路２３内に送り出され、共通管路２３内は加圧された現像液で満されている。

共通管路２３は、圧送用タンク４１から各現像処理部１０に近接する位置まで敷設され、各現像処理部１０に対応する分岐管路２１の一端とそれぞれ連通接続している。各分岐管路２１には、電磁開閉弁２５が設けられており、これらを介して、各現像処理部１０の現像ノズル１５に連通接続されている。なお、分岐管路２１と共通管路２３と電磁開閉弁２５と圧送用タンク４１とは、この発明における処理液供給手段に相当する。

現像処理部制御装置３１は、このような現像処理部１０における処理を好適に行うように制御をする。なお、現像処理部制御装置３１は、この発明における制御手段に相当する。

一例を挙げると、以下のようになる。現像処理前の基板Ｗが、第２搬送機構６によっていずれかの現像処理部１０に搬入されると、スピンチャック１１に載置される。現像処理部制御装置３１はこれを検知すると、予め決められた基板処理スケジュールに基づいた制御を行う。すなわち、現像処理部制御装置３１は、カップを上昇させた後、電磁開閉弁２５を開放し、現像液を現像ノズル１５より吐出させながら、現像ノズル１５の移動機構を制御して基板Ｗの表面に沿って移動させる。これにより一定量の現像液が基板W上に液盛りされる。この状態を一定時間だけ保持した後、モータ１３を始動して基板Wを回転させる。続けて、図示しないリンスノズルに連通する電磁開閉弁を開放し、現像液がまだ残っている基板W上にリンス液を吐出させながら、リンスノズルの移動機構を制御して基板Ｗの表面に沿って移動させる。そして、基板W上の現像液とリンス液を振り切り、乾燥させる。このような一連の現像処理が終了すると、カップを下げる。その後は、第２搬送機構６が処理済みの基板Ｗをスピンチャック１１から取り上げ、現像処理部１０から搬出する。

さらに、現像処理部制御装置３１は、複数の現像処理１０をまとめて制御するので、時間的に重なって開放する電磁開閉弁２５の個数が、電磁開閉弁の全個数よりも少ない所定個数以下になるように、電磁開閉弁２５の開放タイミングを時間的にずらすように制御する。

図５、図６を参照して、上述した制御を具体的に説明する。図５は、動作説明に供するフローチャートである。図６は各電磁開閉弁２５の開閉状態を示すタイムチャートである。

ここで、現像処理部制御装置３１は、時間的に重なって開放する電磁開閉弁２５の個数が１個になるように制御するものとする。また、以下では必要に応じて各現像処理部１０を「１０ａ、１０ｂ、・・・」のように区別して呼ぶと共に、各現像処理部１０ａ、１０ｂ、・・・にある電磁開閉弁を「２５ａ、２５ｂ、・・・」と区別して呼ぶことにする。

＜ステップＳ１＞
まず、ステップＳ１においては、現像処理部制御装置３１は、次のように電磁開閉弁２５を開放すべきタイミングとその期間を取得する。

図６を参照する。基板Ｗが第２搬送機構６によって現像処理部１０ａに搬入されると、現像処理部制御装置３１は、基板Ｗが現像処理部１０ａ内のスピンチャック１１に載置されたことを時刻ｔ１において検知する。すると、予め決められた現像処理スケジュールに基づき、電磁開閉弁２５ａを開放する期間が時刻ｔ３から時刻ｔ５までの間であることを想定し、この開放期間を現像処理部制御装置３１が取得する。

＜ステップＳ２＞
ステップＳ２においては、取得した電磁開閉弁２５の開放期間に基づき、同時に開放状態となる電磁開閉弁２５の個数が、１個より多くなることがあるかを現像処理部制御装置３１が判断する。

図６を参照する。時刻ｔ１の時点では、他の現像処理部１０ｂ、・・・には基板Ｗがない。よって、取得した開放期間は電磁開閉弁２５ａに関するもののみである。したがって、開放状態にある電磁開閉弁２５の個数は、時刻ｔ３までは０個、時刻ｔ３から時刻ｔ５までは１個、時刻ｔ５以降は０個となる。このことから、同時に開放状態となる電磁開閉弁２５の個数が、１個より多くなることはない。このように判断すると、ステップＳ１で取得された電磁開閉弁２５ａの開放期間（初期のスケジュール）が確定する。そして、現像処理部制御装置３１の処理は、ステップＳ３を飛ばしてステップＳ４に移行する。

＜ステップＳ４＞
ステップＳ４においては、初期の、または変更したスケジュールに基づく開放・閉止命令を現像処理部制御装置３１が行う。

図６に示すように、かかる命令によって、時刻ｔ３において電磁開閉弁２５ａを開放し、時刻ｔ５において電磁開閉弁２５ａを閉止する。そして、ステップＳ１に戻る。

＜ステップＳ１＞
以上のような処理を繰り返して、時刻ｔ２になると、現像処理部制御装置３１は現像処理部１０ｂに基板Ｗがあることを検知する。すると、電磁開閉弁２５ｂを開放する期間が時刻ｔ４から時刻ｔ６までの間であることを想定し、この開放期間を現像処理部制御装置３１が取得する。なお、この初期のスケジュールは、電磁開閉弁２５ｂ（１）のタイムチャートに図示される。

＜ステップＳ２＞
ステップＳ１で取得した各電磁開閉弁２５ａ、２５ｂの開放期間より、開放状態にある電磁開閉弁２５の個数は、時刻ｔ３までは０個、時刻ｔ３から時刻ｔ４までは１個、時刻ｔ４から時刻ｔ５までは２個、時刻ｔ５から時刻ｔ６までは１個、時刻ｔ６以降は０個となる。したがって、同時に開放状態となる電磁開閉弁２５の個数が、１個より多くなる期間（時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間）があると判断する。このように判断すると、ステップＳ１で取得された電磁開閉弁２５ｂの開放期間（初期のスケジュール）は確定せず、ステップＳ３に移行する。

＜ステップＳ３＞
ステップＳ３においては、ステップＳ２で開放期間が確定しなかった電磁開閉弁２５について、ステップＳ１で取得した開放期間（初期のスケジュール）を放棄し、時間的に重なって開放する電磁開閉弁２５の個数が１個になるように、ずらした開放タイミングとその期間を付与する。

図６を参照する。現像処理部制御装置３１は電磁開閉弁２５ｂの初期のスケジュールを放棄する。そして、時刻ｔ５以降である時刻ｔ７にまで開放タイミングをずらしたスケジュールを電磁開閉弁２５ｂに付与する。この変更したスケジュールは、電磁開閉弁２５ｂ（２）のタイムチャートに図示される。なお、時刻ｔ４から時刻ｔ７までの時間が、この変更によってずらした時間に相当する。これにより、時間的に重なって開放する電磁開閉弁２５の個数を１個より多くなることはない。ここで、電磁開閉弁２５ｂの開放タイミングは遅延するが、次善のタイミングを付与することで、スループットの低下をできる限り抑えるようにする。そして、ステップＳ３で付与された電磁開閉弁２５ｂの開放期間（変更したスケジュール）は確定したものと扱い、ステップＳ４に移行する。

＜ステップＳ４＞
変更したスケジュールに基づいて、時刻ｔ７において電磁開閉弁２５ｂを開放し、時刻ｔ８において電磁開閉弁２５ｂを閉止する。そして、ステップＳ１に戻り、再び一連の処理を繰り返す。

ステップＳ４により電磁開閉弁２５ａ、２５ｂ、・・・を開放すると、共通管路２３内に加圧状態で満たされている現像液が分岐管路２１を通じて、現像ノズル１５に供給され、基板Ｗ上に滴下される。

さらに、上述のような開放タイミングで電磁開閉弁２５ａ、２５ｂ、・・・を開放すると、共通管路２３内に流れる現像液の最大流量は、１個の電磁開閉弁２５を開放したときに流れる流量に等しい。したがって、共通管路２３の口径は、この最大流量に対応するもので十分であり、分岐管路２１の口径と同等なサイズにまで小さくすることができる。

この発明は、上記実施形態に限られることなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、現像処理部１０の現像液供給の制御を例に挙げて説明したが、当然これに限られず、現像処理部１０のリンス液供給や、レジスト塗布処理部、洗浄処理部等であってもよい。

（２）上述した実施例では、現像処理部制御装置３１において、時間的に重なって開放する電磁開閉弁２５の個数が１個となるように制御したが、１個に限らず複数個であってもよい。

（３）上述した実施例では、現像処理部制御装置３１の制御は、先入れ先出しを原則として、スピンチャック１１に基板Ｗが載置されたタイミングの早い順に、対応する電磁開閉弁２５ａ、２５ｂ、・・・を優先して開放するものとしていた。しかし、これに限らず、特定の現像処理部１０を優先する等の目的に応じた制御をおこなってもよい。

実施例に係る基板処理装置の概略構成を示した平面図である。 実施例に係る基板処理装置の概略構成を示した垂直断面図である。 現像処理部の概略構成を示した斜視図である。 実施例に係る現像液供給路の系統図である。 動作説明に供するフローチャートである。 各電磁開閉弁の開閉状態を示すタイムチャートである。 従来技術に係る基板処理装置における処理液供給路の系統図である。

符号の説明

１０ …基板処理部、現像処理部
２１ …分岐管路
２３ …共通管路
２５ …電磁開閉弁
３１ …現像処理部制御装置
４１ …圧送用タンク
４３ …窒素供給源
Ｗ …基板

Claims (2)

1. 基板に対して処理液を供給して所定の処理を行う複数個の基板処理部と、
   前記複数個の基板処理部に処理液を供給する処理液供給手段とを備え、
   前記処理液供給手段は、処理液供給源と、この処理液供給源に連通接続された共通管路と、この共通管路に各々の一端が接続されるとともに、各々の他端が前記各基板処理部に個別に連通接続された複数個の分岐管路と、これらの分岐管路にそれぞれ設けられた複数個の開閉弁とを含み、
   さらに、前記各開閉弁を開閉制御する制御手段とを備えた基板処理装置において、
   前記制御手段は、複数個の開閉弁の開放期間が時間的に重なった場合に、時間的に重なって開放する開閉弁の個数が、開閉弁の全個数よりも少ない所定個数以下になるように、開閉弁の開放タイミングを時間的にずらすことを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記処理液供給制御手段は、同時刻には単一の開閉弁だけが開放するように制御することを特徴とする基板処理装置。
   
   

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