JP2008252006A - 基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板保持手段に基板が保持されているか否かに応じて、処理液供給手段の供給動作を適切に禁止することができる基板処理装置を提供すること。
【解決手段】 薬液表面側バルブ23の開成タイミングに至ったとき(ステップS1でYES)、CPU60は、ウエハ保持センサ9からの出力をチェックする(ステップS2)。スピンチャック3にウエハWが保持されていない場合には(ステップS3でNO)、薬液ノズル4が退避位置以外に位置していれは(ステップS4でNO)、CPU60は、薬液表面側バルブ23の開成を禁止する(ステップS5)、薬液ノズル4が退避位置に位置していれは(ステップS4でYES)、CPU60は、薬液表面側バルブ23の開成を許可する(ステップS7)。この場合、表面側プリディスペンス処理を実行することができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、複数種の薬液を用いた基板処理のための基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、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、フォトマスク用基板などが含まれる。
半導体装置の製造工程では、半導体ウエハの基板の表面に処理液による処理を施すために、基板を1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。この枚葉式の基板処理装置は、たとえば、複数本のチャックピンで基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させるスピンチャックと、スピンチャックによって回転される基板の表面に向けて処理液を供給するノズルとを備えている。
処理時には、スピンチャックによって基板が回転されつつ、その基板の表面に向けてノズルから処理液が吐出される。基板の表面に供給された処理液は、基板の回転力による遠心力を受けて、基板の表面上を周縁部に向けて流れる。これによって、基板の表面の全域に処理液が行き渡り、基板の表面に対する処理液処理が達成される。
処理の開始時には、搬送ロボットから基板が受け渡されて、スピンチャックに基板が保持される。搬送ロボットによる基板の受渡し動作が正常に実行されたことが検出された後、スピンチャックによって基板が回転される。
特開2006−140350号公報
しかしながら、何らかの異常のために、搬送ロボットによる基板の受渡し動作が正常に終了せずにスピンチャックの回転が開始されると、スピンチャックが基板を保持せずに回転するおそれがある。この状態で、ノズルから処理液が吐出されると、スピンチャックに供給された処理液がスピンチャックにダメージを与えたり、スピンチャックの回転による遠心力を受けて、ノズルから吐出された処理液が予定外の方向に飛散したりするおそれがある。
このような事態を防止するために、スピンチャックに基板が保持されていないときには、処理液の吐出を禁止することが考えられるが、基板が保持されていないときにノズルからの処理液の吐出を一切行えないとすれば、ノズルに残留する処理液を排出するためのプリディスペンス処理を行えないという問題がある。
そこで、この発明の目的は、基板保持手段に基板が保持されているか否かに応じて、処理液供給手段の供給動作を適切に禁止することができる基板処理装置を提供することである。
前記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、基板(W)を保持するための基板保持手段(3)と、前記基板保持手段に基板が保持されているか否かを検出する基板保持検出手段(9)と、前記基板を処理するための処理液を吐出する処理液ノズル(4,5,13)と、前記処理液ノズルに対して処理液を供給する処理液供給手段(16,17,23,28)と、前記処理液供給手段による処理液の供給動作に先立って、前記基板検出手段による検出内容を取得し、前記基板保持手段に基板が保持されている場合には第1の禁止条件に基づいて、また、前記基板保持手段に基板が保持されていない場合には第2の禁止条件に基づいて、前記処理液供給手段による供給動作を許可/禁止する供給動作許可/禁止手段(60)とを含むことを特徴とする、基板処理装置である。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、基板保持手段に基板が保持されているときには、第1の禁止条件に基いて処理液供給手段による処理液の供給動作が禁止/許可される。また、基板保持手段に基板が保持されているときには、第2の禁止条件に基いて処理液供給手段による処理液の供給動作が禁止/許可される。第1の禁止条件および第2の禁止条件をそれぞれ適切に設定しておけば、基板保持手段に基板が保持されているか否かに応じて、処理液供給手段による処理液の供給動作が禁止/許可することができる。
請求項2記載の発明は、前記処理液ノズルは、前記基板保持手段に保持された基板に向けて処理液を吐出する処理位置と、この処理位置から退避した退避位置との間で移動可能に設けられており、前記第2の禁止条件は、前記処理液ノズルが前記退避位置に位置しているという条件であり、前記供給動作許可/禁止手段は、前記第2の禁止条件が満たされていない場合に、前記処理液供給手段による供給動作を禁止することを特徴とする、請求項1記載の基板処理装置である。
この構成によれば、処理液ノズルが退避位置に位置しているときには、基板保持手段に基板が保持されていなくても、処理液供給手段による処理液の供給動作が許可される。このとき、処理液ノズルから吐出される処理液は基板保持手段には供給されないので、基板保持手段に対して汚染等の悪影響を与えない。また、基板保持手段が回転している場合には、処理液が基板保持手段に直接供給され、基板保持手段の遠心力により予定外の方向に処理液が飛散してしまうことを防止する。
請求項3記載の発明は、前記退避位置には、前記退避位置に位置する処理液ノズルから吐出される処理液を受け入れることができる廃液槽(56)が配置されており、この廃液槽には、廃液ライン(57)が接続されていることを特徴とする、請求項2記載の基板処理装置である。
この構成によれば、退避位置に位置した処理液ノズルから廃液槽に向けて処理液を吐出させることにより、処理液ノズルに残留する処理液を排出するプリディスペンス処理を行うことができる。これにより、基板が保持されていない基板保持手段に向けて処理液が吐出されることを防止しつつ、プリディスペンス処理を行うことができる。
請求項4記載の発明は、前記処理液供給手段は、前記処理ノズルに接続され、処理液が流通する供給ライン(12,14)を備えており、前記供給ラインの途中部に分岐して接続された廃液ライン(19)と、前記供給ラインを流通する処理液を、前記廃液ラインへと導くためのバルブ(18,20)とを、さらに含み、前記第2の禁止条件は、前記バルブによって、前記供給ラインを流通する処理液が前記廃液ラインに導かれるという条件であり、前記供給動作許可/禁止手段は、前記第2の禁止条件が満たされていない場合に、前記処理液供給手段による供給動作を禁止することを特徴とする、請求項1記載の基板処理装置である。
この構成によれば、供給ラインを流通する処理液が廃液ラインに導かれる場合には、処理液供給手段による処理液の供給動作が許可される。このため、供給ラインに残留する処理液を排出するプリディスペンス処理を行うことができる。これにより、基板が保持されていない基板保持手段に向けて処理液が吐出されることを防止しつつ、プリディスペンス処理を行うことができる。
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を概念的に示す断面図である。
基板処理装置1は、薬液およびDIW(deionized water)を用いて、基板の一例である半導体ウエハW(以下、単に「ウエハW」という。)から汚染物質を除去するための洗浄処理を実行するための装置である。この基板処理装置1は、隔壁(図示せず)により区画された処理室2内に、ウエハWをほぼ水平に保持して回転させるためのスピンチャック3と、スピンチャック3に保持されたウエハWの表面(上面)に向けて薬液を吐出するための薬液ノズル4と、スピンチャック3に保持されたウエハWの表面にDIWを供給するためのDIWノズル5とを備えている。
薬液ノズル4から吐出される薬液として、王水、硫酸、アンモニア過酸化水素水、塩酸過酸化水素水、ふっ酸などを例示することができる。
スピンチャック3は、ほぼ鉛直に延びるスピン軸6と、スピン軸6の上端にほぼ水平な姿勢で取り付けられたスピンベース7と、スピンベース7の周縁部に配置された複数の挟持部材8とを備えている。複数の挟持部材8は、スピン軸6の中心軸線を中心とする円周上にほぼ等角度間隔で配置されている。各挟持部材8をウエハWの端面に当接させて、複数の挟持部材8でウエハWを挟持することにより、ウエハWがほぼ水平な姿勢で保持され、ウエハWの中心がスピン軸6の中心軸線上に配置される。
各挟持部材8は、スピンチャック3によるウエハWの保持状態と、スピンチャック3にウエハWが保持されていない状態とで、その位置が異なるようにされている。各挟持部材8に関連して、ウエハ保持センサ9が設けられている。このウエハ保持センサ9は、挟持部材の位置を検出して、その位置に応じた検出信号を出力する。
スピン軸6には、モータ(図示せず)を含むチャック回転機構10から回転力が入力される。この回転力の入力により、スピン軸6が回転し、挟持部材8に挟持されたウエハWがスピンベースともにスピン軸6の中心軸線まわりに回転する。このスピン軸8に関連して回転速度センサ11が設けられていて、この回転速度センサ11によって、スピンチャック3によって回転されるウエハWの回転速度が検出されるようになっている。
スピン軸6は中空軸であり、その内部には裏面処理液供給管12が相対回転可能に挿通されている。裏面処理液供給管12の上端は、スピン軸6の上端に設けられた裏面ノズル13に接続されている。また、裏面処理液供給管12には、薬液供給ライン(図示せず)から薬液が供給される薬液裏面側供給管14と、DIW供給ライン(図示せず)からDIWが供給されるDIW裏面側供給管15とが接続されている。
薬液裏面側供給管14には、薬液裏面側バルブ16が介装されている。DIW裏面側供給管15には、DIW裏面側バルブ17が介装されている。
裏面処理液供給管12の途中部には、裏面側バルブ18が介装されている。裏面処理液供給管12の途中部には、裏面側バルブ18の上流側において裏面用廃液管19が分岐して接続されている。裏面用廃液管19は廃液を処理するための廃液設備へと延びており、裏面用廃液管19には廃液バルブ20が介装されている。
DIW裏面側バルブ17および廃液バルブ20が閉じられた状態で、薬液裏面側バルブ16および裏面側バルブ18が開かれると、薬液裏面側供給管14から裏面処理液供給管12に薬液が供給される。その薬液は、裏面処理液供給管12から裏面ノズル13に供給されて、裏面ノズル13から上方に向けて吐出される。スピンチャック3にウエハWが保持された状態で、裏面ノズル13から薬液を吐出させることにより、ウエハWの裏面(下面)に薬液を供給することができる。
薬液裏面側バルブ16および廃液バルブ20が閉じられた状態で、DIW裏面側バルブ17および裏面側バルブ18が開かれると、DIW裏面側供給管15から裏面処理液供給管12にDIWが供給される。そのDIWは、裏面処理液供給管12から裏面ノズル13に供給されて、裏面ノズル13から上方に向けて吐出される。スピンチャック3にウエハWが保持された状態で、裏面ノズル13からDIWを吐出させることにより、ウエハWの裏面(下面)にDIWを供給することができる。
また、DIW裏面側バルブ17および裏面側バルブ18が閉じられた状態で、薬液裏面側バルブ16および廃液バルブ20が開かれると、薬液裏面側供給管14から裏面処理液供給管12に薬液が供給される。その薬液は、裏面処理液供給管12から裏面用廃液管19に供給され、裏面用廃液管19を通して廃液設備へと導かれる。
このように、薬液裏面側バルブ16、DIW裏面側バルブ17、裏面側バルブ18および廃液バルブ20を所定の組み合わせで開くことにより、裏面ノズル13から薬液およびDIWを選択的に吐出させたり、薬液を廃液設備へと導いたりすることができる。
また、中空軸であるスピン軸6の内壁面と、裏面処理液供給管12の外壁面との間には窒素ガス下供給路21が形成されている。この窒素ガス下供給路21は、スピンベース7の上面に開口している。この窒素ガス下供給路21には、窒素ガス下バルブ35を介して不活性ガスとしての窒素ガスが供給されるようになっている。
薬液ノズル4には、薬液ラインから薬液が供給される薬液表面側供給管22が接続されている。この薬液表面側供給管22には、薬液表面側バルブ23が介装されている。薬液表面側バルブ23が開かれると、薬液表面側供給管22から薬液ノズル4に薬液が供給され、薬液ノズル4から薬液が吐出される。
薬液ノズル4は、スピンチャック3の上方でほぼ水平に延びるノズルアーム24の先端部に取り付けられている。ノズルアーム24の基端部は、カップ39(後述する)の側方においてほぼ鉛直に延びるアーム支持軸25の上端部に支持されている。アーム支持軸25には、モータ(図示せず)を含むノズル駆動機構26が結合されている。ノズル駆動機構26からアーム支持軸25に回転力を入力して、アーム支持軸25を回動させることにより、スピンチャック3の上方でノズルアーム24を揺動させることができる。
薬液ノズル4は、薬液の供給が行われないときには、カップ39の側方の退避位置(図1に実線で示す位置)に退避しており、薬液の供給時には、ウエハWの上面に対向する処理位置(図1に実線で示す位置)へと移動される。
アーム支持軸25に関連して、薬液ノズル4の位置情報を検出するためのノズル位置センサ37が設けられている。ノズル位置センサ37は、アーム支持軸25の回動角度や高さ位置を検出して、その回動角度や高さ位置に応じた検出信号を出力する。
スピンチャック3にウエハWが保持され、そのウエハWの上方に薬液ノズル4が配置された状態で、薬液ノズル4から薬液を吐出させることにより、ウエハWの表面に薬液を供給することができる。そして、この薬液ノズル4からウエハWの表面への薬液の供給時に、ノズルアーム24を所定の角度範囲内で揺動させることにより、ウエハWの表面における薬液の着液位置(供給位置)を、ウエハWの回転中心からウエハWの周縁部に至る範囲内を円弧状の軌跡を描きつつ移動させることができる。
DIWノズル5は、スピンチャック3の上方に、スピンチャック3に対して固定的に配置されている。
DIWノズル5には、DIW供給ライン(図示せず)からDIWが供給されるDIW表面側供給管27が接続されている。このDIW表面側供給管27には、DIW表面側バルブ28が介装されている。DIW表面側バルブ28が開かれると、DIW表面側供給管27からDIWノズル5にDIWが供給され、DIWノズル5からDIWが吐出される。スピンチャック3にウエハWが保持された状態で、DIWノズル5からDIWを吐出させることにより、ウエハWの表面にDIWを供給することができる。
スピンチャック3の上方には、ウエハWとほぼ同じ径を有する円板状の遮断板29が設けられている。遮断板29の上面には、スピンチャック3のスピン軸6と共通の軸線に沿う回転軸30が固定されている。この回転軸30は中空に形成されていて、その内部には、ウエハWの中心部に向けて不活性ガスとしての窒素ガスを供給するための窒素ガス上供給路31が形成されている。この窒素ガス上供給路31は、遮断板29の下面に開口している。窒素ガス上供給路31には、窒素ガス上バルブ32を介して窒素ガスが供給されるようになっている。回転軸30には、遮断板29をスピンチャック3に保持されたウエハWの表面に近接した近接位置とスピンチャック3の上方に大きく退避した退避位置との間で昇降させたり、遮断板29をスピンチャック3によるウエハWの回転にほぼ同期させて回転させたりするための遮断板動機構34が結合されている。
また、スピンチャック3は、有底円筒容器状のカップ39内に収容されている。このカップ39の上方には、カップ39に対して昇降可能なスプラッシュガード40が設けられている。
カップ39の底部には、DIWを廃液するための廃液溝41が、ウエハWの回転軸線(スピン軸6の中心軸線)を中心とする円環状に形成されている。また、カップ39の底部には、廃液溝41を取り囲むように、薬液を回収するための回収溝42が形成されている。廃液溝41、回収溝42には、それぞれ廃液路43および回収路44が接続されている。
スプラッシュガード40は、互いに大きさが異なる2つの傘状部材45,46を重ねて構成されている。スプラッシュガード40には、たとえば、サーボモータやボールねじ機構などを含むガード昇降機構47が結合されている。このガード昇降機構47によって、スプラッシュガード40をカップ39に対して昇降(上下動)させることができる。
傘状部材45,46は、ウエハWの回転軸線に対してほぼ回転対称な形状を有している。
傘状部材45は、ウエハWの回転軸線を中心軸線とする同軸円筒状の円筒部48,49と、これら円筒部48,49の上端を連結し、ウエハWの回転軸線に近づくほど高くなるように傾斜する傾斜部50とを一体的に備えている。内側(中心側)の円筒部48の下端は、廃液溝41上に位置している。外側の円筒部49の下端は、回収溝42上に位置している。また、円筒部48,49は、スプラッシュガード40が最下方の退避位置に下降したときに、それぞれの下端がカップ39の底面に接触しないような長さを有している。
傘状部材46は、傘状部材45を取り囲むように設けられ、ウエハWの回転軸線を中心軸線とする同軸円筒状の円筒部51と、これら円筒部51の上端を連結し、ウエハWの回転軸線に近づくほど高くなるように傾斜する傾斜部53とを一体的に備えている。円筒部51の下端は、回収溝42上に位置している。また、円筒部51は、スプラッシュガード40が最下方の退避位置に下降したときに、それぞれの下端がカップ39の底面に接触しないような長さを有している。
傾斜部50,53の上端縁は、ウエハWの回転軸線を中心軸線とする円筒面上において、そのウエハWの回転軸線に沿う方向(鉛直方向)に間隔を空けて位置している。これにより、傾斜部50の上端縁と傾斜部53の上端縁との間には、ウエハWから飛散する薬液を飛入させて捕獲するための回収捕獲口54が形成されている。
回収捕獲口54に捕獲された薬液は、傘状部材45の円筒部49と傘状部材46の円筒部51との間を通して、回収溝42に集められる。回収溝42に集められた薬液は、回収ライン44を通して、薬液回収処理設備(図示せず)に回収される。
また、傾斜部53の上端縁とスピンベース7の上面の端縁との間には、ウエハWから飛散するDIWを飛入させて捕獲するための廃液捕獲口55が形成されている。
傘状部材45の円筒部48および傾斜部50の内側の面は、ウエハWから飛散するDIWを廃液溝41に導くための案内面となっている。廃液捕獲口55に捕獲されたDIWは、円筒部48および傾斜部50の内側の面によって廃液溝41へと導かれ、廃液路43を通して、廃液される。
薬液ノズル4の退避位置(図1に破線で図示)には、有底容器からなるプリディスペンスポッド56がその開口部を上方に向けた状態で配置されている。このプリディスペンスポッド56は、薬液ノズル4に残留して劣化した薬液を廃液するために用いられるものである。薬液ノズル4を退避位置に位置させた状態で、薬液ノズル4からプリディスペンスポッド56に向けて薬液を吐出させることにより、薬液ノズル4に残留する薬液を排除することができる。プリディスペンスポッド56の底面には、プリディスペンス用廃液管57が接続されており、このプリディスペンス用廃液管57は、廃液を処理するための廃液設備へと延びている。なお、図示はしていないが、プリディスペンスポッド56の底面には、液回収管が接続されており、この液回収管は、薬液を回収して再度ウエハWの処理に利用するための回収機構へと延びている。
図2は、基板処理装置1の電気的構成を示すブロック図である。
基板処理装置1は、CPU60およびメモリ61を含む構成のコンピュータ62を備えている。このコンピュータ62には、制御対象として、薬液裏面側バルブ16、DIW裏面側バルブ17、裏面側バルブ18、廃液バルブ20、薬液表面側バルブ23、DIW表面側バルブ28、窒素ガス上バルブ32、窒素ガス下バルブ35、チャック回転機構10、ノズル駆動機構26、遮断板駆動機構34およびガード昇降機構47が接続されている。また、コンピュータ62には、計時のためのタイマ64が接続されている。
コンピュータ62には、ウエハ保持センサ9から出力される検出信号、回転速度センサ11から出力される検出信号、およびノズル位置センサ37から出力される検出信号が入力されるようになっている。
メモリ61には、ウエハWの洗浄処理における処理の実行内容を規定するレシピが保持されている。CPU60は、メモリ61に保持されたレシピに従って処理工程が実行されるように、制御対象の各部の動作を制御する。
基板処理装置1の処理工程には、次の(1)〜(5)の処理工程が含まれている。この基板処理装置1の処理工程では、たとえば、まず(1)の処理工程と(2)の処理工程とが並行して行われ、その後(3)の処理工程と(4)の処理工程とが並行して行われ、最後に(5)の処理工程が開始される。
基板処理装置1の処理工程の開始に際して、図示しない搬送ロボットからスピンチャック3にウエハWが受け渡され、スピンチャックに基板が保持される。ウエハWがスピンチャック3に保持されて、搬送ロボットによる基板の受渡し動作の正常な実行が検出された後、スピンチャック3によるウエハWの回転が開始される。その後、(1)の処理工程および(2)の処理工程が実行される。
(1)薬液表面処理工程
薬液表面処理工程は、薬液ノズル4からウエハWの表面に薬液を供給して、ウエハWの表面を薬液により処理する工程である。この薬液表面処理工程では、スピンチャック3に保持されたウエハWの周端面に回収捕獲口54が対向するように、スプラッシュガード40が配置される。そして、スピンチャック3によりウエハWが所定の回転速度(たとえば、500rpm)で回転されつつ、そのウエハWの表面に薬液ノズル4から薬液が供給される。また、この薬液の供給時には、ノズルアーム24が所定の角度範囲内で揺動される。これにより、ウエハWの表面における薬液の着液位置が、ウエハWの回転中心からウエハWの周縁部に至る範囲内を円弧状の軌跡を描きつつ移動する。この結果、ウエハWの表面の全域に薬液がむらなく供給される。ウエハWの表面に供給された薬液は、ウエハWの回転による遠心力によって、ウエハWの周縁から側方へ飛散する。このとき、ウエハWの端面に回収捕獲口54が対向しているので、ウエハWから飛散する薬液は、回収捕獲口54に飛入して捕獲される。
また、長時間にわたって薬液表面処理工程が行われていないときは、薬液ノズル4に残留している薬液が劣化しているおそれがある。このため、前回の薬液表面処理工程の終了から所定時間が経過しているときには、薬液表面処理の開始時に、退避位置に位置する薬液ノズル4からプリディスペンスポッド56に向けて薬液を吐出させる表面側プリディスペンス処理が行われる。プリディスペンスポッド56に流入した薬液は、プリディスペンス用廃液管57を通って廃液設備へと導かれる。
(2)薬液裏面処理工程
薬液裏面処理工程は、裏面ノズル13からウエハWの裏面に薬液を供給して、ウエハWの裏面を薬液により処理する工程である。この薬液裏面処理工程では、スピンチャック3に保持されたウエハWの周端面に回収捕獲口54が対向するように、スプラッシュガード40が配置される。そして、スピンチャック3によりウエハWが所定の回転速度(たとえば、500rpm)で回転されつつ、そのウエハWの裏面の中央部に裏面ノズル13から薬液が供給される。ウエハWの裏面に供給された薬液は、ウエハWの回転による遠心力を受けて、ウエハWの中央部から周縁に向けて流れる。これにより、ウエハWの裏面の全域に薬液がむらなく供給される。ウエハWの裏面の周縁に達した薬液は、ウエハWの周縁から側方へ飛散する。このとき、ウエハWの端面に回収捕獲口54が対向しているので、ウエハWから飛散する薬液は、回収捕獲口54に飛入して捕獲される。
また、長時間にわたって薬液裏面処理工程が行われていないときは、薬液裏面側供給管14に残留している薬液が劣化しているおそれがある。このため、前回の薬液表面処理工程の終了から所定時間が経過しているときには、薬液表面処理工程の開始時に、裏面側プリディスペンス処理が行われる。この裏面側プリディスペンス処理では、DIW裏面側バルブ17および裏面側バルブ18が閉じられ、かつ、廃液バルブ20が開かれた状態で薬液裏面側バルブ16が開かれる。これにより、薬液裏面側供給管14に残留している薬液が、裏面処理液供給管12および裏面用廃液管19を通って廃液設備へと導かれる。
(3)表面リンス工程
表面リンス工程は、DIWノズル5からウエハWの表面にDIWを供給して、ウエハWの表面をDIWで水洗する工程である。この表面リンス工程では、スピンチャック3に保持されたウエハWの周端面に廃液捕獲口55が対向するように、スプラッシュガード40が配置される。そして、スピンチャック3によりウエハWが所定の回転速度(たとえば、500rpm)で回転されつつ、そのウエハWの表面の中央部にDIWノズル5からDIWが供給される。ウエハWの表面に供給されたDIWは、ウエハWの回転による遠心力を受けて、ウエハWの中央部から周縁に向けて流れる。これにより、ウエハWの表面の全域にDIWがむらなく供給される。ウエハWの表面の周縁に達したDIWは、ウエハWの周縁から側方へ飛散する。このとき、ウエハWの端面に廃液捕獲口55が対向しているので、ウエハWから飛散するDIWは、傘状部材45の円筒部48および傾斜部50の内側の面を伝って、廃液溝41へと導かれる。
(4)裏面リンス工程
裏面リンス工程は、裏面ノズル13からウエハWの裏面にDIWを供給して、ウエハWの裏面をDIWで水洗する工程である。この裏面リンス工程では、スピンチャック3に保持されたウエハWの周端面に廃液捕獲口55が対向するように、スプラッシュガード40が配置される。そして、スピンチャック3によりウエハWが所定の回転速度(たとえば、500rpm)で回転されつつ、そのウエハWの裏面の中央部に裏面ノズル13からDIWが供給される。ウエハWの裏面に供給されたDIWは、ウエハWの回転による遠心力を受けて、ウエハWの中央部から周縁に向けて流れる。これにより、ウエハWの裏面の全域にDIWがむらなく供給される。ウエハWの裏面の周縁に達したDIWは、ウエハWの周縁から側方へ飛散する。このとき、ウエハWの端面に廃液捕獲口55が対向しているので、ウエハWから飛散するDIWは、傘状部材45の円筒部48および傾斜部50の内側の面を伝って、廃液溝41へと導かれる。
(5)スピンドライ工程
スピンドライ工程は、ウエハWの表面および裏面に付着しているDIWの液滴を振り切ることができる速度でウエハWを回転させて、DIWの液滴を除去させる工程である。このスピンドライ工程では、遮断板29がウエハWの表面に近接する近接位置まで下降される。
このスピンドライ工程では、スピンチャック3によりウエハWが所定の高回転速度(たとえば、1000rpm)で回転されつつ、遮断板29がウエハWと同じ方向にほぼ同速度で高速回転される。また、窒素ガス上バルブ32が開かれて、窒素ガス上供給路31の開口からウエハWと遮断板29との間の空間に窒素ガスが供給される。また、窒素ガス下バルブ35が開かれて、窒素ガス下供給路21の開口からウエハWとスピンベース7との間の空間に窒素ガスが供給される。これにより、ウエハWと遮断板29の間の空間、およびウエハWとスピンベース7との間の空間に、窒素ガスの安定した気流が生じ、ウエハWの表面にDIWの跡などを残すことなく、ウエハWを良好に乾燥させることができる。
(5)のスピンドライ工程終了後は、スピンチャック3の回転が停止されて、基板処理装置1の処理工程がすべて終了する。スプラッシュガード40が退避位置まで下げられた後、処理済みのウエハWが図示しない搬送ロボットにより搬出されていく。
通常は、前述のように、搬送ロボットによるウエハWの受渡し動作の正常な実行が検出された後に、スピンチャック3の回転が開始される。
しかしながら、何らかの異常のために、搬送ロボットによるウエハWの受渡し動作が正常に終了せずにスピンチャック3の回転が開始されると、スピンチャック3がウエハWを保持せずに回転するおそれがある。
この状態で、薬液ノズル4から薬液が吐出されると、薬液ノズル4から吐出された薬液が、窒素ガス下供給路21の開口から、窒素ガス下供給路21の内部に進入して、この窒素ガス下供給路21にダメージを与えるおそれがある。
また、薬液ノズル4からスピンベース7の上面に供給された薬液は、そのスピンベース7の端縁から側方に向けて飛散する。回収捕獲口54の高さ位置は、ウエハWの高さ位置に合わせて設定されており、このため、ウエハWの高さ位置より一段低いスピンベース7の上面の端縁から飛散する薬液を、上手く回収捕獲口54に飛び入らせることができないという問題もある。
さらに、スピンチャック3にウエハWが保持されていない状態で裏面ノズル13から吐出された薬液はシャワー状に吹き上がり、遮断板29に形成された窒素ガス上供給路31の開口から、窒素ガス上供給路31の内部に進入して、この窒素ガス上供給路31にダメージを与えるおそれもある。
そこで、この基板処理装置1では、ウエハWがスピンチャック3に保持されていない状態で、薬液ノズル4、DIWノズル5および裏面ノズル13から薬液およびDIWが吐出されるのを防止するために、以下のインターロック処理が実行される。インターロック処理は、前述の(1)〜(5)の処理工程のうち、薬液表面処理工程および薬液裏面処理工程の開始時に実行される。
図3は、薬液表面処理工程の開始時に実行されるインターロック処理の流れを示すフローチャートである。
薬液表面側バルブ23の開成タイミングに至ったとき(ステップS1でYES)、CPU60は、ウエハ保持センサ9からの出力をチェックし(ステップS2)、スピンチャック3にウエハWが保持されているか否かを調べる(ステップS3)。
スピンチャック3にウエハWが保持されていない場合には(ステップS3でNO)、次に、薬液ノズル4が退避位置に位置しているか否かかが調べられる(ステップS4)。薬液ノズル4が退避位置以外に位置しているとき(ステップS4でNO)、CPU60は、薬液表面側バルブ23の開成を禁止し(ステップS5)、その薬液表面側バルブ23の開成が禁止された旨の警報を出力した後(ステップS6)、このインターロック処理を終了する。また、薬液ノズル4が退避位置に位置しているとき(ステップS4でYES)、CPU60は、薬液表面側バルブ23の開成を許可する(ステップS7)。したがって、この場合には、表面側プリディスペンス処理を実行することができる。その後、このインターロック処理を終了する。
一方、スピンチャック3にウエハWが保持されている場合には(ステップS3でYES)、CPU60は、回転速度センサ11の出力をチェックし(ステップS8)、ウエハWの回転速度が回転速度範囲、たとえば15〜2000rpmの範囲内か否かを調べる(ステップS9)。ウエハWの回転速度が回転速度範囲外であれば(ステップS9でYES)、CPU60は、薬液表面側バルブ23の開成を禁止し(ステップS5)、その薬液表面側バルブ23の開成が禁止された旨の警報を出力した後(ステップS6)、このインターロック処理を終了する。また、ウエハWの回転速度が回転速度範囲内であれば(ステップS9でNO)、CPU60は、薬液表面側バルブ23の開成を許可する(ステップS10)。その後、このインターロック処理を終了する。
スピンチャック3にウエハWが保持されていないときには、薬液ノズル4が退避位置に位置しているときを除いて、薬液表面側バルブ23の開成が禁止される。これにより、スピンチャック3にウエハWが保持されていない状態で薬液ノズル4からスピンチャック3(スピンベース7)に向けて薬液が吐出されることを確実に防止することができる。
図4は、薬液裏面処理工程の開始時に実行されるインターロック処理の流れを示すフローチャートである。
薬液裏面側バルブ16の開成タイミングに至ったとき(ステップS21でYES)、CPU60は、ウエハ保持センサ9からの出力をチェックし(ステップS22)、スピンチャック3にウエハWが保持されているか否かを調べる(ステップS23)。
スピンチャック3にウエハWが保持されていない場合には(ステップS23でNO)、次に、CPU60は、裏面側バルブ18が閉じられ、かつ、廃液バルブ20が開かれた状態であるか否かを調べる(ステップS24)。裏面側バルブ18が開かれ、かつ、廃液バルブ20が閉じられた状態であるとき(ステップS24でNO)、CPU60は、薬液表面側バルブ23の開成を禁止し(ステップS25)、その薬液裏面側バルブ16の開成が禁止された旨の警報を出力した後(ステップS26)、このインターロック処理を終了する。また、裏面側バルブ18が閉じられ、かつ、廃液バルブ20が開かれた状態であるとき(ステップS24でYES)、CPU60は、薬液裏面側バルブ16の開成を許可する(ステップS27)。したがって、この場合には、裏面側プリディスペンス処理を実行することができる。その後、このインターロック処理を終了する。
一方、スピンチャック3にウエハWが保持されている場合には(ステップS23でYES)、CPU60は、回転速度センサ11からの出力をチェックし(ステップS28)、ウエハWの回転速度が回転速度範囲、たとえば15〜2000rpmの範囲内か否かを調べる(ステップS29)。ウエハWの回転速度が回転速度範囲外であれば(ステップS29でYES)、CPU60は薬液裏面側バルブ16の開成を禁止し(ステップS25)、その薬液裏面側バルブ16の開成が禁止された旨の警報を出力した後(ステップS26)、このインターロック処理を終了する。また、ウエハWの回転速度が回転速度範囲内であれば(ステップS29でNO)、CPU60は、薬液裏面側バルブ16の開成を許可する(ステップS30)。その後、このインターロック処理を終了する。
スピンチャック3にウエハWが保持されていないときには、裏面側バルブ18が閉じられ、かつ、廃液バルブ20が開かれた状態であるときを除いて、薬液裏面側バルブ16の開成が禁止される。これにより、スピンチャック3にウエハWが保持されていない状態で薬液ノズル4から上方に向けて薬液が吐出されることを確実に防止することができる。
また、裏面側バルブ18が閉じられ、かつ、廃液バルブ20が開かれた状態であるときは、薬液裏面側バルブ16の開成が許可される。このため、薬液裏面側供給管14に残留している薬液を廃液設備へ排出する裏面側プリディスペンス処理を良好に行うことができる。これにより、インターロック処理によって裏面側プリディスペンス処理の実行が妨げられない。
以上、この実施形態によれば、スピンチャック3にウエハWが保持されていないときは、薬液表面側バルブ23、薬液裏面側バルブ16、DIW表面側バルブ28およびDIW裏面側バルブ17の開成が禁止される。これにより、ウエハWが保持されていないスピンチャック3に向けて薬液やDIWが吐出されることを確実に防止することができる。これにより、窒素ガス上供給路31や窒素ガス下供給路21に薬液が進入して、薬液が窒素ガス上供給路31および窒素ガス下供給路21にダメージ(汚染等による悪影響)を与えることを防止することができる。
また、スピンチャック3が回転している場合、薬液ノズル4から吐出された薬液は、ウエハWに供給され、ウエハWの周辺から飛散する。このため、ウエハWから飛散する薬液を、回収開口部54に良好に飛び入らせることもできる(予定外の方向に薬液が飛散しない)。
さらに、薬液ノズル4が退避位置に位置するとき、または、裏面側バルブ18が閉じられ、かつ、廃液バルブ20が開かれた状態であるときは、薬液表面側バルブ23および薬液裏面側バルブ16の開成が許可される。これにより、残留薬液を排出するためのプリディスペンス処理を良好に行うことができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
薬液として1種類の薬液を用いる場合を例にとって説明したが、互いに種類の異なる第1薬液および第2薬液を用いることもできる。この第1薬液および第2薬液を個別に回収する場合には、回収溝42を取り囲むように第2回収溝を設けるとともに、傘状部材46に第2回収溝上に位置する円筒部を追加して設け、また、第2回収溝上に位置する円筒部と、円筒部の上端からウエハWの回転軸線に近づくほど高くなるように傾斜する傾斜部とを一体的に備える傘状部材を、その傘状部材46を取り囲むように設けることができる。
その他、特許請求の範囲内で種々の変更が可能である。
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を概念的に示す断面図である。 基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 薬液表面処理工程の開始時に実行されるインターロック処理の流れを示すフローチャートである。 薬液裏面処理工程の開始時に実行されるインターロック処理の流れを示すフローチャートである。
符号の説明
1 基板処理装置
3 スピンチャック(基板保持手段)
4 薬液ノズル(処理液ノズル)
5 DIWノズル(処理液ノズル)
9 ウエハ保持センサ
12 裏面処理液供給管(供給ライン)
13 裏面ノズル(処理液ノズル)
14 薬液裏面側供給管(供給ライン)
16 薬液裏面側バルブ
17 DIW裏面側バルブ
18 裏面バルブ(バルブ)
19 裏面用廃液管
20 廃液バルブ(バルブ)
23 薬液表面側バルブ
28 DIW表面側バルブ
56 プリディスペンスポッド(廃液槽)
57 プリディスペンス用廃液管

Claims (4)

  1. 基板を保持するための基板保持手段と、
    前記基板保持手段に基板が保持されているか否かを検出する基板保持検出手段と、
    前記基板を処理するための処理液を吐出する処理液ノズルと、
    前記処理液ノズルに対して処理液を供給する処理液供給手段と、
    前記処理液供給手段による処理液の供給動作に先立って、前記基板検出手段による検出内容を取得し、前記基板保持手段に基板が保持されている場合には第1の禁止条件に基づいて、また、前記基板保持手段に基板が保持されていない場合には第2の禁止条件に基づいて、前記処理液供給手段による供給動作を許可/禁止する供給動作許可/禁止手段とを含むことを特徴とする、基板処理装置。
  2. 前記処理液ノズルは、前記基板保持手段に保持された基板に向けて処理液を吐出する処理位置と、この処理位置から退避した退避位置との間で移動可能に設けられており、
    前記第2の禁止条件は、前記処理液ノズルが前記退避位置に位置しているという条件であり、
    前記供給動作許可/禁止手段は、前記第2の禁止条件が満たされていない場合に、前記処理液供給手段による供給動作を禁止することを特徴とする、請求項1記載の基板処理装置。
  3. 前記退避位置には、前記退避位置に位置する処理液ノズルから吐出される処理液を受け入れることができる廃液槽が配置されており、この廃液槽には、廃液ラインが接続されていることを特徴とする、請求項2記載の基板処理装置。
  4. 前記処理液供給手段は、前記処理ノズルに接続され、処理液が流通する供給ラインを備えており、
    前記供給ラインの途中部に分岐して接続された廃液ラインと、
    前記供給ラインを流通する処理液を、前記廃液ラインへと導くためのバルブとを、さらに含み、
    前記第2の禁止条件は、前記バルブによって、前記供給ラインを流通する処理液が前記廃液ラインに導かれるという条件であり、
    前記供給動作許可/禁止手段は、前記第2の禁止条件が満たされていない場合に、前記処理液供給手段による供給動作を禁止することを特徴とする、請求項1記載の基板処理装置。
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