JP2006237456A - 基板処理装置および基板飛散防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板処理時における基板の破損を防止し、基板の飛散を防止することができる基板処理装置および基板飛散防止方法を提供する。
【解決手段】 回転処理部５ａ〜５ｄは、基板Ｗを水平に保持するとともに基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸の周りで基板Ｗを回転させるためのスピンチャック１１を備える。スピンチャック１１は、モータＭのシャフト１２により水平に固定されている。基板Ｗは、洗浄処理および乾燥処理を行う場合に、スピンチャック１１により水平に保持された状態で回転される。ケーシングＫの外壁に振動検出センサ１０が取り付けられている。振動検出センサ１０は基板Ｗの回転時に発生するケーシングＫの振動を測定する。振動検出センサ１０は制御部４に接続されており、ケーシングＫの振動に関するデータを制御部４へ出力する。制御部４は、ケーシングＫの振動に関するデータに基づいてモータＭの動作を制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基板に種々の処理を行う基板処理装置および基板飛散防止方法に関する。

従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。

基板処理装置として、基板を回転させることにより、回転する基板に対して洗浄処理、現像処理、乾燥処理等の処理を行う基板回転処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。

回転する基板に処理を行う基板処理装置においては、基板の回転時に基板が破損すると、基板の破片が基板処理装置内で飛散することが問題とされてきた。基板の破片が基板処理装置内で飛散すると、基板処理装置内の種々の部品が損傷し、復旧作業に多大な時間を要する。

そこで、特許文献１の基板回転処理装置においては、基板を回転保持する回転支持台の周囲に、上部開口を有する飛散防止カップが配置されている。さらに、飛散防止カップの上部開口には円筒形状の部材が連結され、その部材の上部開口には閉塞部材が設けられている。

これにより、特許文献１の基板回転処理装置では、基板が破損し、基板の破片が遠心力により飛散した場合でも、基板の破片が飛散防止カップ、円筒形状の部材および閉塞部材の外側に飛散しない。それにより、基板処理装置内の部品の損傷および復旧作業の時間の増大が低減されている。
特開平８−３１７９０号公報

上記のような回転時における基板の破損は、研磨等の加工により基板内に残留する応力および歪に起因すると考えられている。しかしながら、基板の残留応力および歪は目視により判断することができないため、基板の破損の可能性を予測することはできない。したがって、基板の破損を未然に防止することはできなかった。

本発明の目的は、基板処理時における基板の破損を防止し、基板の飛散を防止することができる基板処理装置および基板飛散防止方法を提供することである。

そこで、本発明者は、回転時における基板の破損を未然に防止するために、回転中の基板の挙動および基板の回転時に発生する基板処理装置の振動に着目し、基板の破損時における基板の挙動および基板処理装置の振動について研究した。

その結果、本発明者は、回転する基板が破損する場合、その破損の直前で、基板が上下に振動するとともに、基板処理装置の振動が大きく変化することを見出し、以下の発明を案出した。

第１の発明に係る基板処理装置は、基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、基板を保持しつつ回転させる基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板が破損する前に発生する基板の振動を検出するための検出手段と、検出手段が基板が破損する前に発生する基板の振動を検出したときに、基板の回転を停止するように基板保持手段を制御する制御手段とを備えたものである。

この発明に係る基板処理装置においては、基板保持手段により、基板が保持されるとともに、基板が回転される。ここで、回転する基板が破損する際には、その破損の直前で基板の挙動が大きく変化する。検出手段は、基板の挙動に基づく基板の振動を検出する。

基板が破損する前に発生する基板の振動が検出手段により検出されると、制御手段は基板の回転を停止するように基板保持手段を制御する。

それにより、基板の破損が未然に防止され、基板処理装置内での基板の飛散が防止される。また、基板が破損した場合でも、基板の回転が停止することにより、基板処理装置内での基板の飛散を十分に低減することができる。

その結果、基板処理装置内の部品の損傷が十分に低減されるとともに、基板処理装置の復旧作業に必要な時間が十分に低減される。

検出手段は、基板が破損する前に発生する基板の振動により振動する部材の振動を検出することにより、基板が破損する前に発生する基板の振動を検出してもよい。

この場合、基板が破損する前に発生する基板の振動とともに部材が振動する。そこで、検出手段が部材の振動を検出することにより、基板が破損する前に発生する基板の振動が検出される。これにより、基板が破損する前に発生する基板の振動を容易に検出することができる。

検出手段は、基板が破損する前に発生する基板の振動により振動する部材の速度または加速度を検出する振動センサを含んでもよい。この場合、基板が破損する前に発生する基板の振動とともに部材が振動する。そこで、振動センサにより振動する部材の速度または加速度が検出される。これにより、基板が破損する前に発生する基板の振動を部材の速度または加速度により容易に検出することができる。

検出手段は、基板が破損する前に発生する基板の振動により振動する部材の変位量を検出する変位センサを含んでもよい。この場合、基板が破損する前に発生する基板の振動とともに部材が振動する。そこで、変位センサにより振動する部材の変位量が検出される。これにより、基板が破損する前に発生する基板の振動を部材の変位量により容易に検出することができる。

基板が破損する前に発生する基板の振動により振動する部材の振動を増幅する振動増幅部材をさらに備え、検出手段は、振動増幅部材の振動を検出してもよい。この場合、基板の振動とともに振動する部材の振動が振動増幅部材により増幅される。それにより、検出手段は振動増幅部材により増幅された部材の振動を検出することができるので、基板が破損する前に発生する基板の振動が微弱であった場合でも、その振動を正確かつ容易に検出することができる。

基板保持手段は、基板を保持する保持手段と、基板を回転させるための回転駆動部と、回転駆動部により発生された回転力を保持手段に伝達する回転軸とを備え、検出手段は、基板が破損する前に発生する基板の振動とともに振動する回転軸または回転駆動部の振動を検出してもよい。

この場合、基板が保持手段により保持され、回転駆動手段により回転される。また、回転駆動部により発生された回転力が回転軸により保持手段に伝達される。基板が破損する前に基板の振動が発生した場合、回転軸または回転駆動部が振動する。

そこで、回転軸または回転駆動部の振動が検出手段により検出されるので、基板が破損する前に発生する基板の振動を回転軸または回転駆動部の振動を検出することにより容易に検出することができる。

検出手段は、振動する基板の表面の変位量を検出する変位センサを含み、変位センサは、基板保持手段に保持された基板の表面と対向するように配置され、変位センサと基板の表面との間の距離を検出することにより基板の表面の変位量を検出してもよい。

この場合、基板が破損する前に発生する基板の振動が、基板の表面と対向するように配置された変位センサにより検出される。これにより、基板が破損する前に発生する基板の振動を容易に検出することができる。

検出手段は、基板が破損する前に発生する基板の振動により発生する音を検出する音センサを含んでもよい。この場合、基板が破損する前に発生する基板の振動により発生する音が音センサにより検出される。これにより、基板が破損する前に発生する基板の振動を音により容易に検出することができる。

基板が破損しない振動の許容範囲を記憶する記憶手段をさらに備え、検出手段は、記憶手段に記憶された許容範囲に基づいて、基板が破損する前に発生する基板の振動を検出してもよい。

なお、振動の許容範囲とは、上述の振動センサや変位センサを用いた場合は、検出される速度、加速度、または変位量に基づいて求められる振幅の範囲である。また、上述の音センサを用いた場合は、検出される音の周波数の帯域または音量の範囲である。

この場合、記憶手段に記憶された許容範囲に基づいて、基板が破損する前に発生する基板の振動が検出手段により検出される。これにより、基板が破損に至らないような通常範囲での基板の振動が誤検出されることが防止される。また、基板が破損する前に発生する基板の振動の検出が正確に行われる。

第２の発明に係る基板飛散防止方法は、基板に所定の処理を行う基板処理装置における基板飛散防止方法であって、基板を保持しつつ回転させる工程と、保持された基板が破損する前に発生する基板の振動を検出する工程と、基板の振動が検出されたときに、基板の回転を停止する工程とを備えたものである。

この発明に係る基板飛散防止方法においては、基板が保持されるとともに、基板が回転される。ここで、回転する基板が破損する際には、その破損の直前で基板の挙動が大きく変化する。そこで、基板が破損する前に発生する基板の振動が検出されると、基板の回転が停止される。

それにより、基板の破損が未然に防止され、基板処理装置内での基板の飛散が防止される。また、基板が破損した場合でも、基板の回転が停止することにより、基板処理装置内での基板の飛散を十分に低減することができる。

その結果、基板処理装置内の部品の損傷が十分に低減されるとともに、基板処理装置の復旧作業に必要な時間が十分に低減される。

本発明に係る基板処理装置および基板飛散防止方法においては、基板が保持されるとともに、基板が回転される。ここで、回転する基板が破損する際には、その破損の直前で基板の挙動が大きく変化する。そこで、基板が破損する前に発生する基板の振動が検出されると、基板の回転が停止される。

それにより、基板の破損が未然に防止され、基板処理装置内での基板の飛散が防止される。また、基板が破損した場合でも、基板の回転が停止されることにより、基板処理装置内での基板の飛散を十分に低減することができる。

その結果、基板処理装置内の部品の損傷が十分に低減されるとともに、基板処理装置の復旧作業に必要な時間が十分に低減される。

本発明の一実施の形態に係る基板処理装置および基板飛散防止方法について説明する。以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等をいう。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る基板処理システムの平面図である。図１に示すように、基板処理システム１００は、処理領域Ａ，Ｂを有し、処理領域Ａ，Ｂ間に搬送領域Ｃを有する。

処理領域Ａには、制御部４、流体ボックス部２ａ，２ｂおよび回転処理部５ａ，５ｂが配置されている。

図１の流体ボックス部２ａ，２ｂは、それぞれ回転処理部５ａ，５ｂへの洗浄液の供給および回転処理部５ａ，５ｂからの排液等に関する配管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器等の流体関連機器を収納する。回転処理部５ａ，５ｂの具体的な構成例については後述する。

回転処理部５ａ，５ｂでは、基板を回転させることにより洗浄処理および乾燥処理が行われる。洗浄処理の洗浄液としては、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）、ＤＨＦ（希フッ酸）、フッ酸、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸およびアンモニア等の薬液が用いられる。リンス液としては、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の有機溶剤または純水、炭酸水、水素水、電解イオン水等が用いられる。なお、回転処理部５ａ，５ｂにおいては、現像処理およびレジスト塗布処理等が行われてもよい。

回転処理部５ａ，５ｂにおいては、後述の振動検出センサ１０が設けられている。振動検出センサ１０は、基板が回転することにより発生する回転処理部５ａ，５ｂの振動を検出する。詳細は後述する。

処理領域Ｂには、流体ボックス部２ｃ，２ｄおよび回転処理部５ｃ，５ｄが配置されている。流体ボックス部２ｃ，２ｄおよび回転処理部５ｃ，５ｄの各々は、上記流体ボックス部２ａ，２ｂおよび回転処理部５ａ，５ｂと同様の構成を有し、回転処理部５ｃ，５ｄは回転処理部５ａ，５ｂと同様の処理を行う。

以下、回転処理部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを処理ユニットと総称する。搬送領域Ｃには、基板搬送ロボットＣＲが設けられている。

処理領域Ａ，Ｂの一端部側には、基板Ｗの搬入および搬出を行うインデクサＩＤが配置されており、インデクサロボットＩＲはインデクサＩＤの内部に設けられている。インデクサＩＤには、基板Ｗを収納するキャリア１が載置される。本実施の形態においては、キャリア１として、基板Ｗを密閉した状態で収納するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を用いているが、これに限定されるものではなく、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Inter Face）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）等を用いてもよい。

インデクサＩＤのインデクサロボットＩＲは、矢印Ｕの方向に沿って往復移動し、キャリア１から基板Ｗを取り出して基板搬送ロボットＣＲに渡し、逆に、一連の処理が施された基板Ｗを基板搬送ロボットＣＲから受け取ってキャリア１に戻す。

基板搬送ロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから渡された基板Ｗを指定された処理ユニットに搬送し、または、処理ユニットから受け取った基板Ｗを他の処理ユニットまたはインデクサロボットＩＲに搬送する。

本実施の形態においては、回転処理部５ａ〜５ｄのいずれかにおいて基板Ｗに洗浄処理および乾燥処理が行われた後に、基板搬送ロボットＣＲにより基板Ｗが回転処理部５ａ〜５ｄから搬出され、インデクサロボットＩＲを介してキャリア１に搬入される。

制御部４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含むコンピュータ等からなり、処理領域Ａ，Ｂの各処理ユニットの動作、搬送領域Ｃの基板搬送ロボットＣＲの動作、インデクサＩＤのインデクサロボットＩＲおよび流体ボックス部２ａ〜２ｄの動作を制御する。また、制御部４には図示しない記憶部４Ｒ（図２参照）が接続されている。制御部４および記憶部４Ｒの詳細については後述する。

図２は、第１の実施の形態に係る基板処理システム１００の回転処理部５ａ〜５ｄの構成を説明するための図である。

図２の回転処理部５ａ〜５ｄは、流体ボックス部２ａ〜２ｄより供給される洗浄液およびリンス液を用いて基板Ｗの表面に付着した不純物を洗浄処理により除去し、清浄な基板Ｗの表面を乾燥させる。

図２に示すように、回転処理部５ａ〜５ｄは、基板Ｗを水平に保持するとともに基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸の周りで基板Ｗを回転させるためのスピンチャック１１を備える。スピンチャック１１は、モータＭのシャフト１２により水平に固定されている。

基板Ｗは、洗浄処理および乾燥処理を行う場合に、スピンチャック１１により水平に保持された状態で回転される。

スピンチャック１１の上方には、ノズルＮが設けられている。ノズルＮには流体ボックス部２ａ〜２ｄから薬液等の洗浄液または純水等のリンス液が供給される。これにより、ノズルＮから洗浄液およびリンス液を吐出させることができる。

図２の回転処理部５ａ〜５ｄにおいては、スピンチャック１１およびノズルＮを取囲むようにケーシングＫが設けられている。これにより、ケーシングＫが基板Ｗの処理空間を形成している。

ケーシングＫの外壁に振動検出センサ１０が取り付けられている。振動検出センサ１０は基板Ｗの回転時に発生するケーシングＫの振動を測定する。振動検出センサ１０は制御部４に接続されており、ケーシングＫの振動に関するデータを制御部４へ出力する。

図２において、振動検出センサ１０は、対象物の加速度を検出できる加速度センサである。この場合、振動検出センサ１０はケーシングＫの振動に関するデータとして、ケーシングＫの加速度を制御部４へ出力する。制御部４は与えられた加速度に基づいて、振動によって生ずるケーシングＫの変位を算出する。

それにより、制御部４は、ケーシングＫの振動、および記憶部４Ｒに予め設定されるしきい値に基づいてモータＭの動作を制御する。ここで、基板Ｗの回転時におけるケーシングＫの振動、記憶部４Ｒに設定されるしきい値および制御部４の動作について説明する。

図３は、基板Ｗの回転時における図２のケーシングＫの振動および記憶部４Ｒに設定されるしきい値を説明するための図である。

図３（ａ）に、基板Ｗが破損する直前のケーシングＫの振動の変化が示されている。縦軸は振動によって生ずるケーシングＫの変位を表し、横軸は時間を表す。なお、振動がないときを変位０と設定し、０より上をプラス方向の変位とし、０より下をマイナス方向の変位と設定した。

回転する基板Ｗが破損する際には、その破損の直前で基板Ｗの挙動およびケーシングＫの振動が大きく変化する。

本例では、予め記憶部４Ｒに２つのしきい値ＴＨ１，ＴＨ２が設定されている。しきい値ＴＨ１は基板Ｗが正常に回転する際の振動に伴ってケーシングＫに生ずるマイナス方向の変位の上限値であり、しきい値ＴＨ２は基板Ｗが正常に回転する際の振動に伴ってケーシングＫに生ずるプラス方向の変位の上限値である。

したがって、制御部４は、振動によって生ずる変位がしきい値ＴＨ１，ＴＨ２間の許容範囲ＡＭ１内にある場合に基板Ｗが正常に回転していると判別し、振動によって生ずる変位が許容範囲ＡＭ１を超えた場合に基板Ｗに異常が発生していると判別することができる。

これにより、図３（ａ）では、期間Ｎに基板が正常に回転していると判別され、期間Ｅに基板に異常が発生していると判別される。そこで、制御部４は基板Ｗの回転時に基板に異常が発生していると判別した場合、そのタイミングＳＴでモータＭの動作を制御し、基板Ｗの回転を停止させる。

それにより、本実施の形態に係る基板処理システム１００においては、基板Ｗの破損の直前で基板Ｗの回転が停止されるので、基板Ｗの破損が未然に防止され、基板処理システム１００内での基板Ｗの飛散が防止される。また、基板Ｗが破損した場合でも、基板Ｗの回転が停止するので、基板Ｗの飛散を十分に低減することができる。その結果、基板Ｗが破損した場合であっても、基板処理システム１００内の部品の損傷が十分に低減されるとともに、基板処理システム１００の復旧作業に必要な時間が十分に低減される。

なお、しきい値ＴＨ１，ＴＨ２は、予め正常に基板Ｗの回転が行われる場合の振動を試験的に測定して設定することが好ましい。

図３（ａ）の例では、しきい値ＴＨ１，ＴＨ２により１つの許容範囲ＡＭ１が設定されている。しかしながら、しきい値および許容範囲は以下のように設定されてもよい。

図３（ｂ）および図３（ｃ）に、基板Ｗの処理時間に応じて設定されるしきい値および許容範囲の一例が示されている。

図３（ｂ）では、初めの期間ｓ１には、しきい値ＴＨ１，ＴＨ２により許容範囲ＡＭ１が設定されている。次の期間ｓ２には、しきい値ＴＨ３，ＴＨ４により許容範囲ＡＭ２が設定されている。さらに、次の期間ｓ３には、しきい値ＴＨ５，ＴＨ６により許容範囲ＡＭ３が設定されている。

このように、期間ｓ１〜ｓ３ごとにしきい値ＴＨ１〜ＴＨ６により、異なる許容範囲ＡＭ１〜ＡＭ３を設定することにより、基板Ｗの処理内容（処理工程）に依存するケーシングＫの振動の変化に応じた許容範囲を適切に設定することができる。例えば、期間ｓ１では基板に対する薬液処理、期間ｓ２ではリンス処理、期間ｓ３ではスピン乾燥処理がそれぞれ行われる。

図３（ｃ）では、基板Ｗの処理時間の経過とともに、しきい値ＴＨ１，ＴＨ２が連続的に変化するように設定されている。これにより、基板Ｗの処理内容（処理工程）に依存するケーシングＫの振動の変化に応じた許容範囲を適切に設定することができる。

図３（ｂ）および図３（ｃ）の例においても、制御部４は基板Ｗの回転時に基板に異常が発生していると判別した場合、そのタイミングＳＴでモータＭの動作を制御し、基板Ｗの回転を停止させる。

上記の他、しきい値ＴＨ１，ＴＨ２は、基板Ｗの回転速度や回転加速度に応じて設定されてもよい。この場合、基板Ｗの回転速度や回転加速度に依存するケーシングＫの振動の変化に応じた許容範囲を適切に設定することができる。例えば、基板Ｗの回転速度が低い場合または回転加速度が小さい場合には、正常に基板Ｗが回転している時のケーシングＫの振動による変位は少ない。したがって、振幅の許容範囲を小さく設定する。一方、基板Ｗの回転速度が高い場合または、回転加速度が大きい場合には、正常に基板Ｗが回転している時のケーシングＫの振動による変位は大きい。したがって、振幅の許容範囲を大きく設定する。

図４は、第１の実施の形態に係る基板処理システム１００の制御部４の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。

初めに、制御部４は、モータＭを駆動することにより基板Ｗを回転させるとともに、振動検出センサ１０から出力されるケーシングＫの振動に関するデータを受信する（ステップＳ１１）。振動検出センサ１０が加速度センサである場合、出力されるケーシングＫの振動に関するデータは、ケーシングＫの加速度である。

そこで、制御部４は、加速度のデータを時間で２回積分してケーシングＫの変位のデータに変換する。そして、制御部４は、振動によって生ずる変位が許容範囲ＡＭ１を超えたか否かを判別する（ステップＳ１２）。制御部４は、振動によって生ずる変位が許容範囲ＡＭ１を超えた場合、モータＭの駆動を停止し、基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ１３）。

一方、制御部４は、振動によって生ずる変位が許容範囲ＡＭ１内にある場合、モータＭの駆動を継続し、基板Ｗの回転を継続させる（ステップＳ１４）。その後、予め設定された基板Ｗの処理手順等に基づいて、基板Ｗの処理を終了するか否かを判別する（ステップＳ１５）。

制御部４は、基板Ｗの処理を終了する場合にステップＳ１３の動作を行い、基板Ｗの処理を終了しない場合にステップＳ１２の動作を繰り返す。

本実施の形態において、振動検出センサ１０は加速度センサであるとしているが、振動検出センサ１０は対象物の速度を検出できる速度センサであってもよいし、対象物の変位量を検出できる変位センサであってもよい。なお、速度センサが取り付けられた場合は、ステップＳ１１において、制御部４は、速度センサからケーシングＫの速度のデータを受信する。そして、ステップＳ１２において、制御部４は、受信した速度のデータを時間で積分してケーシングＫの変位のデータに変換する。

加速度センサとしては、例えば、圧電素子の特性を利用した接触式のセンサが用いられる。速度センサとしては、例えば、渦電流の原理を利用した非接触式のセンサが用いられる。変位センサとしては、例えば、渦電流の原理を利用した非接触式のセンサまたはレーザ光、超音波もしくは赤外線等を利用した非接触式のセンサが用いられる。

振動検出センサ１０として、非接触式のセンサを用いる場合、振動検出センサ１０はケーシングＫの周囲でケーシングＫと接触しないように配置される。

上記のように、振動検出センサ１０として用いられるセンサは対象物の振動を検出できるものであればよい。

なお、振動検出センサ１０が加速度センサである場合、ケーシングＫの振動に関するデータはケーシングＫの加速度を表す。また、振動検出センサ１０が速度センサである場合、ケーシングＫの振動に関するデータはケーシングＫの速度を表す。さらに、振動検出センサ１０が変位センサである場合、ケーシングＫの振動に関するデータはケーシングＫの変位量を表す。

上記の例では、振動検出センサ１０がケーシングＫの振動を検出している。ここで、回転処理部５ａ〜５ｄにおいては、基板Ｗの回転時にケーシングＫが振動するとともにモータＭも振動している。したがって、振動検出センサ１０をモータＭに取り付けて、モータＭの振動を検出してもよい。

また、複数種の振動検出センサ１０を組み合わせて用いてもよい。例えば、ケーシングＫの外壁に速度センサまたは加速度センサを取り付けて、ケーシングＫの振動を検出すると同時に、モータＭに変位センサを取り付けて、モータＭの振動を検出してもよい。

図５は、図２の振動検出センサ１０がモータＭの振動を検出する場合の回転処理部５ａ〜５ｄの構成例を示す図である。図５において、振動検出センサ１０はレーザ光Ｌにより対象物との距離を検出する測長センサ（変位センサ）である。

図５において、モータＭの下端面には断面Ｌ字状の振動増幅部材１０Ｘが取り付けられている。振動増幅部材１０Ｘの一端がモータＭの下方に延びている。振動検出センサ１０は振動増幅部材１０Ｘの下端部との距離を検出するように配置されている。

これにより、振動増幅部材１０Ｘの下端部は、モータＭが振動することにより矢印Ｄの方向に大きく振動する。換言すれば、モータＭの振動の振幅は、振動増幅部材１０Ｘの下端部に近づくにつれてより大きく増幅される。

それにより、振動検出センサ１０はモータＭの振動の振幅を増幅して検出することができるので、しきい値ＴＨ１，ＴＨ２の設定が容易になるとともに、振動によって生ずる変位が許容範囲ＡＭ１内であるか否かの制御部４による判別が正確かつ容易に行われる。その結果、基板Ｗの破損が正確かつ容易に防止され、基板処理システム１００内での基板の飛散が防止される。

なお、振動増幅部材１０Ｘは、モータＭの振動の振幅をより大きく増幅するために、高い弾力性を有する材料により形成されることが好ましい。したがって、振動増幅部材１０Ｘとしては、金属製もしくは樹脂製の棒状部材または板状部材等を用いることが好ましい。

さらに、上記では、振動検出センサ１０はモータＭの振動を検出している。しかしながら、これに限定されず、振動検出センサ１０はシャフト１２またはケーシングＫの振動を検出してもよい。この場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。

また、複数種の振動検出センサ１０を組み合わせて用いる場合にも、振動増幅部材１０Ｘを利用できる。例えば、ケーシングＫの外壁に振動増幅部材１０Ｘが取り付けられ、速度センサまたは加速度センサは振動増幅部材１０Ｘの振動を検出するように配置され、ケーシングＫの振動を検出する。さらに、モータＭに振動増幅部材１０Ｘは取り付けられ、変位センサは振動増幅部材１０Ｘの振動を検出するように取り付けられ、モータＭの振動を検出してもよい。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る基板処理システム１００は、以下の点で第１の実施の形態に係る基板処理システム１００と構成および動作が異なる。

回転する基板Ｗが破損する際には、その破損の直前で基板Ｗの挙動およびケーシングＫの振動が変化する。特に、基板Ｗは、破損の直前で上下に振動する。したがって、本実施の形態に係る基板処理システム１００においては、回転時における基板Ｗの上下方向の振動が検出される。

図６は、第２の実施の形態に係る基板処理システム１００の回転処理部５ａ〜５ｄの構成を説明するための図である。

図６に示すように、スピンチャック１１により保持される基板Ｗの上方に振動検出センサ１０が配置されている。ここで、図６の振動検出センサ１０は、例えばレーザ光Ｌにより振動検出センサ１０から対象物までの距離を検出する測長センサ（変位センサ）である。

これにより、スピンチャック１１の回転時に基板Ｗが上下方向（矢印Ｐ）に振動すると、振動検出センサ１０は、基板Ｗの上下動により生じる振動検出センサ１０から基板Ｗ表面までの距離を検出することにより、基板Ｗの振動を検出する。

したがって、第１の実施の形態と同様に、予め記憶部４Ｒにしきい値ＴＨ１，ＴＨ２を設定し、許容範囲ＡＭ１を設定しておくことにより、制御部４は基板Ｗが正常に回転しているか否かを判別することができる。

そこで、制御部４は基板Ｗの回転時に基板Ｗに異常が発生していると判別した場合、モータＭの動作を制御し、基板Ｗの回転を停止させる。それにより、本実施の形態に係る基板処理システム１００においても、基板Ｗの破損が未然に防止され、基板処理システム１００内での基板の飛散が防止される。

本実施の形態において、測長センサ（変位センサ）としては、例えば、レーザ光、超音波もしくは赤外線等を利用した非接触式のセンサが用いられる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る基板処理システム１００は、以下の点で第１の実施の形態に係る基板処理システム１００と構成および動作が異なる。

上述のように、回転する基板Ｗが破損する際には、その破損の直前で基板Ｗの挙動およびケーシングＫの振動が変化する。ここで、基板Ｗの回転時には、モータＭの駆動音の他、基板Ｗの挙動およびケーシングＫの振動に基づく音が発生する。すなわち、回転する基板Ｗが破損する際には、その破損の直前で異常な音が発生する。

そこで、本実施の形態では、回転処理部５ａ〜５ｄの動作時に、回転処理部５ａ〜５ｄの内部またはその周辺に発生する音を検出することにより、基板Ｗの挙動およびケーシングＫの振動の変化を検出する。

図７は、第３の実施の形態に係る基板処理システム１００の回転処理部５ａ〜５ｄの構成を説明するための図である。

図７に示すように、ケーシングＫの外部近傍に音検出センサ２０を配置する。これにより、音検出センサ２０は、スピンチャック１１の回転時にモータＭの駆動音ならびに基板Ｗの挙動およびケーシングＫの振動に基づく音の高さ（周波数）、大きさ（音量）を検出する。

音検出センサ２０は、例えば、マイクロフォンからなる。この場合、制御部４は、マイクロフォンの出力信号から音の周波数または大きさを算出する。

したがって、第１の実施の形態と同様に、予め記憶部４Ｒに音の周波数または大きさのしきい値ＴＨ１，ＴＨ２を設定しておくことにより、制御部４は、音の周波数および大きさの少なくとも一方に基づいて基板Ｗが正常に回転しているか否かを判別することができる。

なお、しきい値ＴＨ１，ＴＨ２は、予め正常に基板Ｗの回転が行われる場合に発生する音を試験的に測定して設定することが好ましい。

そこで、制御部４は基板Ｗの回転時に基板に異常が発生していると判別した場合、モータＭの動作を制御し、基板Ｗの回転を停止させる。それにより、本実施の形態に係る基板処理システム１００においても、基板Ｗの破損が未然に防止され、基板処理システム１００内での基板の飛散が防止される。

なお、本実施の形態においては、図７の破線で示すように、音検出センサ２０は、ケーシングＫの内部に配置されてもよい。

以上、第１〜第３の実施の形態においては、基板処理システム１００の回転処理部５ａ〜５ｄが基板処理装置に相当し、スピンチャック１１、シャフト１２およびモータＭが基板保持手段に相当し、振動検出センサ１０，音検出センサ２０が検出手段に相当し、制御部４が制御手段に相当する。

また、ケーシングＫ、モータＭ、シャフト１２が振動する部材に相当し、加速度センサおよび速度センサが振動センサに相当し、変位センサおよび測長センサが変位センサに相当し、振動増幅部材１０Ｘが振動増幅部材に相当する。

さらに、スピンチャック１１が保持手段に相当し、シャフト１２が回転軸に相当し、モータＭが回転駆動部に相当し、音検出センサ２０が音センサに相当し、許容範囲ＡＭ１〜ＡＭ３が振動の許容範囲に相当し、記憶部４Ｒが記憶手段に相当する。

本発明に係る基板処理装置および基板飛散防止方法は、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等の基板の製造に有効に利用できる。

第１の実施の形態に係る基板処理システムの平面図である。 第１の実施の形態に係る基板処理システムの回転処理部の構成を説明するための図である。 基板の回転時における図２のケーシングの振動および記憶部に設定されるしきい値を説明するための図である。 第１の実施の形態に係る基板処理システムの制御部の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。 図２の振動検出センサがモータの振動を検出する場合の回転処理部の構成例を示す図である。 第２の実施の形態に係る基板処理システムの回転処理部の構成を説明するための図である。 第３の実施の形態に係る基板処理システムの回転処理部の構成を説明するための図である。

符号の説明

４ 制御部
１０ 振動検出センサ
１１ スピンチャック
１２ シャフト
２０ 音検出センサ
１００ 基板処理システム
４Ｒ 記憶部
５ａ〜５ｄ 回転処理部
１０Ｘ 振動増幅部材
ＡＭ１〜ＡＭ６ 許容範囲
Ｋ ケーシング
Ｍ モータ

Claims (10)

1. 基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
   基板を保持しつつ回転させる基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板が破損する前に発生する基板の振動を検出するための検出手段と、
   前記検出手段が前記基板が破損する前に発生する基板の振動を検出したときに、基板の回転を停止するように前記基板保持手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記検出手段は、前記基板が破損する前に発生する基板の振動により振動する部材の振動を検出することにより、前記基板が破損する前に発生する基板の振動を検出することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記検出手段は、前記基板が破損する前に発生する基板の振動により振動する部材の速度または加速度を検出する振動センサを含むことを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記検出手段は、前記基板が破損する前に発生する基板の振動により振動する部材の変位量を検出する変位センサを含むことを特徴とする請求項２または３記載の基板処理装置。
5. 前記基板が破損する前に発生する基板の振動により振動する部材の振動を増幅する振動増幅部材をさらに備え、
   前記検出手段は、前記振動増幅部材の振動を検出することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記基板保持手段は、基板を保持する保持手段と、基板を回転させるための回転駆動部と、前記回転駆動部により発生された回転力を前記保持手段に伝達する回転軸とを備え、
   前記検出手段は、前記基板が破損する前に発生する基板の振動とともに振動する前記回転軸または前記回転駆動部の振動を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板処理装置。
7. 前記検出手段は、振動する基板の表面の変位量を検出する変位センサを含み、
   前記変位センサは、前記基板保持手段に保持された基板の表面と対向するように配置され、前記変位センサと基板の表面との間の距離を検出することにより基板の表面の変位量を検出することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
8. 前記検出手段は、前記基板が破損する前に発生する基板の振動により発生する音を検出する音センサを含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
9. 基板が破損しない振動の許容範囲を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記検出手段は、前記記憶手段に記憶された許容範囲に基づいて、前記基板が破損する前に発生する基板の振動を検出することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の基板処理装置。
10. 基板に所定の処理を行う基板処理装置における基板飛散防止方法であって、
    基板を保持しつつ回転させる工程と、
    保持された基板が破損する前に発生する基板の振動を検出する工程と、
    前記基板の振動が検出されたときに、基板の回転を停止する工程とを備えたことを特徴とする基板飛散防止方法。

Images