JP2007258564A

JP2007258564A - 基板処理装置及びその方法

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Publication number: JP2007258564A
Application number: JP2006083140A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Honda; 康彦本田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】流量の瞬時値が短時間で変動することの影響を回避することにより、流量の適否を正確に判断することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】供給配管１７を流れる処理液の流量を瞬時値で捉えるのではなく、移動平均値算出部４５により平均流量値ＡＶを求め、この平均流量値ＡＶにより判断部５１が処理液の供給の適否について判断する。したがって、処理液の流量が短時間で変動しても均されるので、流量の適否を正確に判断することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板に対して処理液によって洗浄、エッチング、塗布等の処理をする基板処理装置及びその方法に関する。

従来、この種の装置として、基板を収容する処理槽と、処理槽に処理液を供給する配管と、配管を流通する処理液の流量を検出する検出手段と、検出手段から出力される流量の瞬時値により処理液の供給について適否を判断する制御部とを備えたものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−９３７７３号公報（段落番号「００２９」、「００３０」、図１）

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、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、処理液を流し始めてから流量が安定するまでの間、流量が短時間の間に上下に振れて、供給が不適切な状況であったとしても検出できないことがあったり、処理的に問題がないにもかかわらず、流量変化のグラフを処理後に見返すと処理に問題があったように誤解されたりするという問題がある。換言すると、処理液の供給の適否を正確に判断することができないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、流量の瞬時値が短時間で変動することの影響を回避することにより、流量の適否を正確に判断することができる基板処理装置及びその方法を提供することを目的とする。

本発明は、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、処理部に処理液を供給して基板に対する処理を行う基板処理装置において、処理部に処理液を供給する供給配管と、前記供給配管に設けられ、処理液の流量を流量瞬時値として検出する流量検出手段と、流量瞬時値について順次に移動平均値を求めて平均流量値を求める移動平均値算出手段と、前記平均流量値に基づき処理液の供給について適否を判断する判断手段と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、供給配管を流れる処理液の流量を瞬時値で捉えるのではなく、移動平均値算出手段により平均流量値を求め、この平均流量値により判断手段が処理液の供給の適否について判断する。したがって、流量が短時間で変動しても均されるので、流量の適否を正確に判断することができる。

また、本発明において、前記移動平均値の平均化個数を設定する設定手段と、前記平均化個数を記憶する記憶手段とをさらに備え、前記移動平均値算出手段は、前記平均化個数に応じて算出を行うことが好ましい（請求項２）。処理液の流量瞬時値の変動範囲に応じて適切な平均化個数を設定手段で設定し、それを記憶手段に記憶させておくことにより、処理液の供給の適否を適切に判断することができる。

また、本発明において、前記記憶手段は、さらに移動平均値を求めるか否かを規定する開始個数を記憶し、前記判断手段は、前記開始個数に達した後、処理液の供給の適否について判断することが好ましい（請求項３）。開始個数に達するまで判断しないことにより、充分に均されていない値に基づく誤判断を防止できる。

また、請求項４に記載の発明は、処理部に処理液を供給して基板に対する処理を行う基板処理装置において、処理部に処理液を供給する供給配管と、前記供給配管に設けられ、処理液の流量を流量瞬時値として出力する流量検出手段と、流量瞬時値について順次に積算を行って、所定時間内における積算流量値を求める積算流量値算出手段と、前記積算流量値に基づき処理液の供給について適否を判断する判断手段と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、供給配管を流れる処理液の流量を瞬時値で捉えるのではなく、積算流量値算出手段により積算流量値を求め、この積算流量値により判断手段が処理液の供給の適否について判断する。したがって、処理中における全体の総流量で判断するので、流量が短時間で変動することの影響がなくなり、流量の適否を正確に判断することができる。

また、請求項５に記載の発明は、処理部に処理液を供給して基板に対する処理を行う基板処理方法において、供給配管を流通する処理液について、処理液の流量を流量瞬時値として検出する過程と、流量瞬時値について順次に移動平均値を求めて平均流量値を求める過程と、前記平均流量値に基づき処理液の供給について適否を判断する過程と、を有することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項５に記載の発明によれば、供給配管を流れる処理液の流量を瞬時値で捉えるのではなく、流量を瞬時値で検出した後、その移動平均を算出する。そして、この平均流量値により処理液の供給の適否について判断する。したがって、流量が短時間で変動しても均されるので、流量の適否を正確に判断することができる。

また、請求項６に記載の発明は、処理部に処理液を供給して基板に対する処理を行う基板処理方法において、供給配管を流通する処理液について、処理液の流量を流量瞬時値として検出する過程と、流量瞬時値について順次に積算を行って、所定時間内における積算流量値を求める過程と、前記積算流量値に基づき処理液の供給について適否を判断する過程と、を有することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、供給配管を流れる処理液の流量を瞬時値で捉えるのではなく、流量を瞬時値で検出した後、積算流量値を求める。そして、この積算流量値により判断手段が処理液の供給の適否について判断する。したがって、処理中における全体の総流量で判断するので、流量が短時間で変動することの影響がなくなり、流量の適否を正確に判断することができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、供給配管を流れる処理液の流量を瞬時値で捉えるのではなく、移動平均値算出手段により平均流量値を求め、この平均流量値により判断手段が処理液の供給の適否について判断する。したがって、流量が短時間で変動しても均されるので、流量の適否を正確に判断できる。

以下、図面を参照して本発明の実施例1について説明する。
図１は、実施例１に係る基板処理装置の概略構成図であり、図２は、平均流量値の説明に供するタイムチャートである。

この基板処理装置は処理部としての処理槽１を備え、処理槽１は、内槽３と、内槽３から溢れた処理液を回収する外槽５とを備えている。内槽３には、基板Ｗを内槽１内の処理位置と、内槽１の上方にあたる待機位置とにわたって昇降可能な保持アーム７が付設されている。保持アーム７は、鉛直姿勢のアーム９と、このアーム９の下部に備えられ、基板Ｗを起立姿勢で当接支持する支持部材１１とを備えている。

内槽３は、底部に処理液を供給するための噴出管１３を備えている。また、外槽５は、回収した処理液を排出するための排出口１５を備えている。噴出管１３と排出口１５とは、供給配管１７で連通接続されている。この供給配管１７には、排出口１５側から順に、ポンプ１９と、インラインヒータ２１と、フィルタ２３と、流量計２５とが配設されている。インラインヒータ２１は、流通する処理液を加熱する機能を備え、フィルタ２３は、処理液中のパーティクル等を除去する機能を備えている。また、流量計２５は、リアルタイム値である流量の瞬時値を検出し、流量瞬時値ＲＶとして出力する。

なお、上記の処理槽１が本発明における処理部に相当し、上記の流量計２５が本発明における流量検出手段に相当する。

排出口１５とポンプ１９との間には、処理液供給源２７が連通接続されている。処理液としては、例えば、燐酸（Ｈ₃ＰＯ₄）が挙げられる。ここから供給配管１７へ供給された処理液は、インラインヒータ２１により、例えば、１６０℃や１７０℃の高温に加熱された上で内槽３へ供給される。処理液供給源２７と排出口１５との間における供給配管１７の一部位には、分岐管２９が連通接続されている。分岐管２９には、開閉弁３１が取り付けられている。開閉弁３１は、供給配管１７や外槽５に貯留している処理液を排出する際に開放される。

内槽３の底部中央付近には、排液口３３が形成されている。この排液口３３には、排出管３５が連通接続されている。排出管３５は、内槽３に処理液を貯留する際に閉止され、貯留している処理液を排出する際に開放される開閉弁３７を備えている。

制御部３９は、上述した保持アーム７の昇降、ポンプ１９の駆動、インラインヒータ２１の温調、開閉弁３１，３７の開閉などを制御する。制御部３９は、ポンプ１９を制御して、供給配管１７における処理液の流量を制御したり、ポンプ１９の異常発生を検出し、異常発生信号を出力端子４１に出力したりする。出力端子４１には、アラーム４３が接続されている。アラーム４３は、例えば、装置のオペレータに対して異常が発生したことを報知するものであり、例えば、ブザーやランプなどが挙げられる。また、制御部３９は、異常を検出した場合に装置による処理を停止させる。

また、制御部３９は、移動平均値算出部４５と、設定値メモリ４７と、ログメモリ４９と、判断部５１と、アラーム値メモリ５３とを備えている。移動平均値算出部４５は、流量計２５からの流量瞬時値ＲＶを順次に取り込み、所定の移動平均個数による移動平均値を求め、順次に平均流量値ＡＶとして順次に判断部５１へ出力する。流量瞬時値ＲＶや平均流量値ＡＶは、ログメモリ４９に順次に記憶され、適宜に参照可能になっている。移動平均個数Ｎは、設定部５５を介して設定値メモリ４７に予め設定されている。移動平均個数Ｎは、例えば、５や１０などが設定されるが、流量瞬時値ＲＶの変動傾向に応じて適宜に設定するのが好ましい。また、設定値メモリ４７には、何回目の移動平均値を求めてから判断部５１が判断を開始するかを規定する開始個数Ｓも予め設定されている。これにより、ポンプ１９の作動開始時における流量の不安定さに起因するアラームの誤作動を防止できる。

なお、上記の移動平均値算出部４５が本発明における移動平均算出手段に相当し、設定部５５が本発明における設定手段に相当し、設定値メモリ４７が本発明における記憶手段に相当する。

判断部５１は、平均流量値ＡＶに基づき、処理液の供給について適否を判断する。具体的には、平均流量値ＡＶと、アラーム値メモリ５３に記憶されているパラメータ値（上限値ＵＬと下限値ＬＬ）とを比較して、その範囲外であるか否かを順次に比較する。範囲外である場合には、上述したアラーム４３を作動させる。なお、その判断は、平均流量値ＡＶが上述した開始個数Ｓ以降である場合において行われる。

なお、上記の判断部５１が本発明における判断手段に相当する。

ここで図２を参照する。図２は、詳細には、ポンプ１９を作動させ始めた時点から、流量瞬時値ＲＶと、各流量瞬時値ＲＶについて移動平均個数Ｎ＝５により求めた平均流量値ＡＶとをプロットしてグラフ化したものである。また、図２中には、流量目標値ＴＶと、上限値ＵＬと、下限値ＬＬとの一例も同時に示してある。このタイムチャートから明らかなように、流量瞬時値ＲＶは、処理液の供給開始から急激に上昇するものの、目標流量値ＴＶを大きく越えてオーバーシュートした後、目標流量値ＴＶより下回ってアンダーシュートし、その後、目標流量値ＴＶを中心にして上下にある程度振れることがわかる。その一方、移動平均値をとった平均流量値ＡＶは、それらが均されている関係上、流量瞬時値ＲＶよりも滑らかに変動していることが分かる。そして、例えば、上限値ＵＬと下限値ＬＬを図２に示すように設定すると、流量瞬時値ＲＶ（ｎ）がｎ＝１，２３では下限値ＬＬを下回り、ｎ＝３〜５，４０，８１では上限値ＵＬを上回っていることがわかる。一方、平均流量値ＡＶ（ｎ）では、ｎ＝１〜３において下限値ＵＬを下回るものの、その他は全て上限値ＵＬと下限値ＬＬの範囲内に収まっていることがわかる。なお、流量が瞬時値的に範囲外となっても、それが瞬間的なものである限り、一般的には基板の処理に悪影響を与えるものではない。

次に、図３を参照して、上述した装置の動作について説明する。なお、図３は、動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、ポンプ１９が作動開始し、流量計２５から瞬時流量値ＲＶが出力された時点からの動作を示し、その値が出力される度に以下の処理が繰り返し実行される。

ステップＳ１〜Ｓ３
移動平均値算出部４５は、流量計２５からの流量瞬時値ＲＶを受け取るとともに、それに番号を付してゆく。例えば、流量瞬時値ＲＶ（１）、流量瞬時値ＲＶ（２）、……、流量瞬時値（ｎ）である。そして、その番号ｎと開始個数Ｓとを比較し、開始個数Ｓより小さければステップＳ２へ移行して、その１〜ｎまでの通常の平均値を平均流量値ＡＶ（ｎ）とする。一方、その番号ｎが開始個数Ｓ以上となった場合には、ｎ−（Ｎ−１）からｎまでの流量瞬時値ＲＶ（ｎ）について平均流量値ＡＶ（ｎ）を求める。つまり、Ｎ＝５であれば、ｎ＝１〜５までの流量瞬時値ＲＶ（ｎ）から平均流量値ＡＶ（５）を求める。次に、ｎ＝２〜６までの流量瞬時値ＲＶ（ｎ）から平均流量値ＡＶ（６）を求める。

ステップＳ４
流量瞬時値ＲＶ（ｎ）と流量平均値ＡＶ（ｎ）をログメモリ３９に記憶する。これらは、処理後にユーザが念のために確認する際などに利用される。

ステップＳ５〜Ｓ７
番号ｎと開始個数Ｓを比較し、処理を分岐する。
すなわち、番号ｎが開始個数Ｓ以上であれば、ステップＳ６においてパラメータ値との比較を行い、その範囲外ならばステップＳ７においてアラーム動作を行う。また、同時に処理を停止させる等の処理を行わせるようにしてもよい。一方、範囲内ならば処理を終了する。

上述したように、供給配管１７を流れる処理液の流量を瞬時値で捉えるのではなく、移動平均値算出部４５により平均流量値ＡＶを求め、この平均流量値ＡＶにより判断部５１が処理液の供給の適否について判断する。したがって、処理液の流量が短時間で変動しても均されるので、流量の適否を正確に判断することができる。つまり、図２における一時的な変動である流量瞬時値ＲＶ（５）、ＲＶ（２３）、ＲＶ（４０）、ＲＶ（８１）についてはアラーム４３が動作しないようにできる。

また、開始個数Ｓに達するまで異常について判断しないことにより、充分に均されていない、処理開始時の値に基づく誤判断を防止できる。つまり、図２における立ち上がり時の流量瞬時値ＲＶ（１）〜ＲＶ（４）に基づく平均流量値ＡＶ（１）〜ＡＶ（４）については異常判断の対象外にできる。

さらに、移動平均個数Ｎを設定部５５を介して設定値メモリ４７に予め設定可能に構成されているので、処理液の流量瞬時値の変動範囲に応じて適切な平均化個数Ｎを適宜に設定することで、処理液の供給の適否を適切に判断することができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２について説明する。
図４は、実施例２に係る基板処理装置の概略構成図である。なお、実施例１と共通する構成については同符号を付すことにより、詳細な説明については省略する。

制御部３９Ａは、積算流量値算出部６１と、ログメモリ４９Ａと、判断部５１Ａと、アラーム値メモリ５３Ａとを備えている。積算流量値算出部６１は、流量計２５からの流量瞬時値ＲＶを順次に取り込み、順次に積算を行って所定時間内における積算流量値ＩＶを求め、これを所定時間の経過後に判断部５１Ａへ出力する。流量瞬時値ＲＶや積算流量値ＩＶは、ログメモリ４９Ａに順次に記憶され、適宜に参照可能になっている。アラーム値メモリ５３Ａには、積算流量値ＩＶの上下限を示すパラメータ値（上限値ＵＬと下限値ＬＬ）が予め記憶されている。判断部５１Ａは、積算流量値ＩＶと、パラメータ値（上限値ＵＬと下限値ＬＬ）とを比較して、その範囲外であるか否かを処理後に比較する。積算流量値ＩＶがその範囲外である場合には、アラーム４３を作動させる。

なお、上記の判断部５１Ａが本発明における判断手段に相当し、上記の積算流量値算出部６１が本発明における積算流量値算出手段に相当する。

次に、図５を参照して、上述した装置の動作について説明する。なお、図５は、動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、ポンプ１９が作動開始し、流量計２５から瞬時流量値ＲＶが出力された時点からの動作を示す。

ステップＳ１０
積算流量値ＩＶを初期化する。処理の開始時に積算流量値ＩＶをゼロにしておく。

ステップＳ１１〜Ｓ１３
処理が開始された場合には、処理が終了するまでの間、積算流量値ＩＶに流量瞬時値ＲＶ（ｎ）を加算して新たな積算流量値ＩＶとし、流量瞬時値ＲＶ（ｎ）をログメモリ４９Ａに記憶する。

ステップＳ１４
処理が終了すると、積算流量値ＩＶをログメモリ４９Ａに記憶する。

ステップＳ１５，Ｓ１６
アラーム値メモリ５３Ａに記憶されている上限値ＵＬ及び下限値ＬＬを、積算流量値ＩＶと比較し、範囲外であればステップＳ１６においてアラーム４３を作動させ、範囲内であれば処理をそのまま終了する。

上述したように、供給配管１７を流れる処理液の流量を瞬時値で捉えるのではなく、積算流量値算出部６１により積算流量値ＩＶを求め、この積算流量値ＩＶにより判断部５１Ａが処理液の供給の適否について判断する。したがって、処理中における全体の総流量で判断するので、流量が短時間で変動することの影響がなくなり、流量の適否を正確に判断することができる。

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

（１）上述した各実施例１，２では、内槽３と外槽５を備えた処理槽１に処理液を循環供給させる装置を例に採って説明したが、非循環式の装置であっても本発明を適用することができる。

（２）上述した各実施例１，２が備えているアラーム４３は本発明の必須要件ではなく、必ずしも備える必要はない。平均流量値ＡＶや積算流量値ＩＶが範囲外であれば、処理を停止することによりアラーム動作に代えることができるからである。

（３）上述した各実施例１，２では、基板Ｗを処理液に浸漬させて処理する、いわゆるバッチ式の基板処理装置を例示しているが、例えば、基板Ｗを一枚ずつ処理する、いわゆる枚葉式の基板処理装置にも本発明を適用することができる。

実施例１に係る基板処理装置の概略構成図である。平均流量値の説明に供するタイムチャートである。動作を示すフローチャートである。実施例２に係る基板処理装置の概略構成図である。動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ … 処理槽
７ … 保持アーム
１７ … 供給配管
１９ … ポンプ
２５ … 流量計
４５ … 移動平均算出部
４７ … 設定値メモリ
５１ … 判断部
５３ … アラーム値メモリ
５５ … 設定部
ＲＶ … 流量瞬時値
ＡＶ … 平均流量値
Ｎ … 移動平均個数
Ｓ … 開始個数
ＴＶ … 流量目標値
ＵＬ … 上限値
ＬＬ … 下限値

Claims

処理部に処理液を供給して基板に対する処理を行う基板処理装置において、
処理部に処理液を供給する供給配管と、
前記供給配管に設けられ、処理液の流量を流量瞬時値として検出する流量検出手段と、
流量瞬時値について順次に移動平均値を求めて平均流量値を求める移動平均値算出手段と、
前記平均流量値に基づき処理液の供給について適否を判断する判断手段と、
を備えてい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において、
前記移動平均値の平均化個数を設定する設定手段と、
前記平均化個数を記憶する記憶手段とをさらに備え、
前記移動平均値算出手段は、前記平均化個数に応じて算出を行う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において、
前記記憶手段は、さらに移動平均値を求めるか否かを規定する開始個数を記憶し、
前記判断手段は、前記開始個数に達した後、処理液の供給の適否について判断することを特徴とする基板処理装置。
処理部に処理液を供給して基板に対する処理を行う基板処理装置において、
処理部に処理液を供給する供給配管と、
前記供給配管に設けられ、処理液の流量を流量瞬時値として出力する流量検出手段と、
流量瞬時値について順次に積算を行って、所定時間内における積算流量値を求める積算流量値算出手段と、
前記積算流量値に基づき処理液の供給について適否を判断する判断手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
処理部に処理液を供給して基板に対する処理を行う基板処理方法において、
供給配管を流通する処理液について、処理液の流量を流量瞬時値として検出する過程と、
流量瞬時値について順次に移動平均値を求めて平均流量値を求める過程と、
前記平均流量値に基づき処理液の供給について適否を判断する過程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
処理部に処理液を供給して基板に対する処理を行う基板処理方法において、
供給配管を流通する処理液について、処理液の流量を流量瞬時値として検出する過程と、
流量瞬時値について順次に積算を行って、所定時間内における積算流量値を求める過程と、
前記積算流量値に基づき処理液の供給について適否を判断する過程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。