JP2011119610A

JP2011119610A - 枚葉式の基板液処理装置における循環ラインの液交換方法

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Publication number: JP2011119610A
Application number: JP2009277856A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Ejima; 嶋和善江
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2029-12-07
Also published as: US8607730B2; JP5323661B2; KR20110065299A; TWI478223B; KR101404950B1; US20110132465A1; TW201137958A

Abstract

【課題】処理液補充方法と関連させることによって、より効率的に処理液を交換できるような、枚葉式の基板液処理装置における循環ラインの液交換方法を提供すること。
【解決手段】枚葉式の基板液処理装置１０であって、処理液を循環させる循環ライン１２と、前記循環ライン内に設けられたタンク１３と、前記タンクに設けられた液面レベルセンサ１４と、前記液面レベルセンサの出力に従って、前記タンク内に新しい処理液を補充する液補充部１５と、所定の液廃棄条件と連動して設定される所定の補充停止条件に従って、前記液補充部の作動を停止させると共に、前記所定の液廃棄条件で前記タンク内の処理液を全て廃棄させる液交換制御部１６と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、液を用いて被処理体を枚葉式に処理する枚葉式の基板液処理装置における循環ラインの液交換方法に関する。また、本発明は、液を用いて被処理体を枚葉式に処理する枚葉式の基板液処理装置における循環ラインの液交換方法を実行するためのプログラム、並びに、このプログラムを記録した記録媒体に関する。

半導体製品の製造プロセスやフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハやガラス基板に処理液を供給して液処理を行うプロセスが多用されている。このようなプロセスとして、例えば、基板に付着したパーティクルやコンタミネーション等を除去する洗浄処理などがある。

このような液処理を実施する液処理装置としては、半導体ウエハ等の基板をスピンチャックに保持し、基板を回転させた状態でウエハの表面または表裏面に処理液を供給して処理を行う枚葉式の複数の処理ユニットと、これら処理ユニットへの搬入出を行う搬送装置と、を備えたものが知られている。また、当該装置のフットプリントの増加を抑制しつつより高いスループットを実現するために、上記処理ユニットを多段に積層したレイアウトが多用されている（例えば特許文献１）。

このような液処理装置においては、処理液（薬液）を供給する処理液供給ユニットを処理液毎に設けて、各処理液毎に循環供給を行っている。

複数の処理ユニットを有する液処理装置において、省スペース化を実現した技術が、特許文献２に記載されている。

その他、液を用いて複数枚の被処理体をバッチ式に処理する液処理装置における液交換方法が、特許文献３に記載されている。

ところで、処理液（薬液）の循環ラインには、一般に、処理液を貯蔵するタンクが設けられている。循環ラインは、当該タンクから出て当該タンクに戻るように形成されている。そして、液処理の進行に従って、処理液は常にその全量がタンクに戻る訳ではなく、その一部量が廃棄されていくので、タンク内の処理液量は徐々に減少していく。ある程度までタンク内の処理液量が減少した時には、タンク内に新たな処理液を補充する必要がある。

従来のタンクには、図５に示すように、補充開始用の液面レベルセンサ１０１と、補充終了用の液面レベルセンサ１０２と、が設けられていて、補充開始用の液面レベルセンサによって補充開始用の液面レベルを下回ったことが検知された場合に、処理液の補充が開始されるようになっており、また、補充終了用の液面レベルセンサによって補充終了用の液面レベルを上回ったことが検知された場合に、処理液の補充が終了されるようになっていた。

また、タンク内の処理液は、所定量の基板処理に用いられた後、新しい処理液に交換されている。ここで、従来の処理液交換方法は、前記のような処理液補充方法と特に関連づけられていなかった。

特開２００５−９３７６９号公報特開２００８−３４４９０号公報特開平８−１０２４５７号公報

本件発明者は、前述したような、補充開始用の液面レベルセンサと、補充終了用の液面レベルセンサと、を用いた処理液の補充の方法について、次のような問題があることを見出した。すなわち、タンクに残存している（それまで循環されてきた）処理液の温度と、新たに補充される処理液の温度とに、ある程度以上の差異がある場合、循環される処理液の温度に変動が生じてしまって、基板処理に悪影響が生じてしまうことが知見されたのである。

更に、本件発明者は、前述したような補充開始用の液面レベルセンサと補充終了用の液面レベルセンサとを用いた処理液の補充の方法は、枚葉式の液処理装置には不向きであることを見出した。すなわち、バッチ式の液処理装置であれば、基板の入れ替えの間に処理液を補充する時間が十分に取れるが、枚葉式の液処理装置では基板の入れ替え時間が短いので、基板処理と処理液補充とが時間的に重なってしまって、前記温度差による悪影響が基板処理に反映され易いのである。

本発明は、このような事情に基づいて行われたものであり、その目的は、基板処理に悪影響を及ぼすことのない、枚葉式の基板液処理装置における循環ラインの液補充方法を提供することにある。

また、本発明の目的は、処理液補充方法と関連させることによって、より効率的に処理液を交換できるような、枚葉式の基板液処理装置における循環ラインの液交換方法を提供することにある。

本発明は、枚葉式の基板液処理装置であって、処理液を循環させる循環ラインと、前記循環ライン内に設けられたタンクと、前記タンクに設けられた液面レベルセンサと、前記液面レベルセンサの出力に従って、前記タンク内に新しい処理液を補充する液補充部と、所定の液廃棄条件と連動して設定される所定の補充停止条件に従って、前記液補充部の作動を停止させると共に、前記所定の液廃棄条件で前記タンク内の処理液を全て廃棄させる液交換制御部と、を備えたことを特徴とする基板液処理装置である。

本発明によれば、液交換制御部が、所定の液廃棄条件と連動して設定される所定の補充停止条件に従って、前記液補充部の作動を停止させることにより、廃液量を必要最小限に抑制することができ、すなわち、極めて効率的に処理液を交換することができる。

例えば、前記所定の液廃棄条件及び前記所定の補充停止条件は、交換１回あたりの処理液の基板処理枚数に基づいて決定されるようになっていることが好ましい。具体的には、例えば基板を１００枚処理する毎に処理液を交換する場合、基板を１００枚処理したことが所定の液廃棄条件となる。そして、それに連動して、例えばタンクの実質容量（処理液の循環を維持できる最小量と最大量との差）が、３０枚分の基板処理を行うことで減少する処理液の量に対応しているならば、基板を（１００−３０＝）７０枚処理したことが所定の補充停止条件となる。すなわち、基板が７０枚処理された後は、液補充部の作動が停止されて、処理液が補充されない。そして、その後の基板３０枚の処理が終了した時（１００枚目の基板の処理が終了した時）、タンクの容量は、処理液の循環を行える最小量となっている。従って、このタイミングで液廃棄が実施されれば、最も少ない量の処理液のみが廃棄されることとなり、極めて効率的な処理液の交換が実現できる。

あるいは、例えば、前記所定の液廃棄条件及び前記所定の補充停止条件は、交換１回あたりの処理液の使用時間に基づいて決定されるようになっていることが好ましい。具体的には、例えば１２時間利用される毎に処理液を交換する場合、当該１２時間だけ処理液を利用したことが所定の液廃棄条件となる。そして、それに連動して、例えばタンクの実質容量（処理液の循環を維持できる最小量と最大量との差）が、３時間分の基板処理を行うことで減少する処理液の量に対応しているならば、基板を（１２−３＝）９時間だけ処理したことが所定の補充停止条件となる。すなわち、基板が９時間処理された後は、液補充部の作動が停止されて、処理液が補充されない。そして、その後に基板が３時間分処理された時（１２時間目の基板の処理が終了した時）、タンクの容量は、処理液の循環を行える最小量となっている。従って、このタイミングで液廃棄が実施されれば、最も少ない量の処理液のみが廃棄されることとなり、極めて効率的な処理液の交換が実現できる。

なお、前記液補充部は、単一の液面レベルセンサの出力に従って、常時少量ずつ処理液を補充するようになっている（液面レベルセンサの検出レベルを下回るとすぐに液補充が開始され、液面レベルセンサの検出レベルを上回るとすぐに液補充が終了される）ことが好ましい。このような液補充方法は、循環される処理液の温度に変動が生じにくいので、好ましい。また、各々の液補充工程が極めて短時間で行われるので、枚葉式の液処理装置であっても、液補充工程が基板処理に悪影響を与えることが顕著に抑制される。

また、本発明は、枚葉式の基板液処理装置であって、処理液を循環させる循環ラインと、前記循環ライン内に設けられたタンクと、前記タンクに設けられた液面レベルセンサと、前記液面レベルセンサの出力に従って、前記タンク内に新しい処理液を補充する液補充部と、所定の液廃棄条件と連動して設定される所定の補充停止条件に従って、前記液補充部の作動を停止させると共に、前記所定の液廃棄条件で前記タンク内の処理液を全て廃棄させる液交換制御部と、を備えた液処理装置における液交換方法であって、所定の液廃棄条件及び所定の補充停止条件を設定する工程と、設定された所定の補充停止条件に従って、前記液補充部の作動を停止させる工程と、設定された所定の液廃棄条件に従って、前記タンク内の処理液を全て廃棄させる工程と、を備えたことを特徴とする基板液処理方法である。

本発明によれば、所定の液廃棄条件と連動して設定される所定の補充停止条件に従って、前記液補充部の作動が停止されることにより、廃液量を必要最小限に抑制することができ、すなわち、極めて効率的に処理液を交換することができる。

本発明の一態様によるプログラムは、液処理装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムであって、前記制御装置によって実行されることにより、上述した本発明の一態様による液処理方法のいずれかを、液処理装置に実施させる。

本発明の一態様による記録媒体は、液処理装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムが記録された記録媒体であって、前記プログラムが前記制御装置によって実行されることにより、上述した本発明の一態様による液処理方法のいずれかを、液処理装置に実施させる。

図１は、本発明の一実施の形態による液処理装置を概略的に示す図である。図２は、図１の液処理装置の液補充方法を概略的に示す図である。図３は、図１の液処理装置の液交換方法を概略的に示すフローチャートである。図４は、図１の液処理装置の他の液交換方法を概略的に示すフローチャートである。図５は、従来のタンクにおける処理液の補充方法を概略的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本発明は、典型的には、半導体ウエハ（被処理体の一例）の洗浄処理、とりわけ薬液を用いた処理（薬液処理）に適用できる。（もっとも、この適用に限定されるものではない。）

図１に示すように、液処理装置１０は、枚葉式の基板液処理装置であって、枚葉式に基板が搬入出されて処理される基板処理室１１を有している。基板処理室１１には、処理液を循環させる循環ライン１２が接続されており、循環ライン１２内には、処理液を貯蔵するタンク１３が設けられている。タンク１３には、液面レベルセンサ１４が設置されている。本実施例では、液面レベルセンサ１４は単一にのみ設けられている。そして、液補充部１５が、図２に示すように、処理液の液面が液面レベルセンサ１４の検出レベルを下回るとすぐに液補充を開始し、処理液の液面が液面レベルセンサ１４の検出レベルを上回るとすぐに液補充を終了するように構成されている。液補充部１５は、例えば、液供給部と供給制御弁とから構成される。

一方、液補充部１５は、所定の液廃棄条件と連動して設定される所定の補充停止条件に従って、液交換制御部１６によって作動が停止されるようになっている。液交換制御部１６は、さらに、当該所定の液廃棄条件に従って、例えばドレインバルブ１７を全開にする等して、タンク１３内の処理液を全て廃棄させるようになっている。

液交換方法の具体例について、図３を参照して説明する。図３の例では、所定の液廃棄条件及び所定の補充停止条件は、交換１回あたりの処理液の基板処理枚数に基づいて決定されている（図３（ａ））。具体的には、基板を１００枚処理する毎に処理液を交換することが予め定められている。この場合、基板を１００枚処理したことが所定の液廃棄条件として液交換制御部１６に設定される。そして、それに連動して、例えばタンク１３の実質容量（処理液の循環を維持できる最小量と最大量との差）が、３０枚分の基板処理を行うことで減少する処理液の量に対応しているならば、基板を（１００−３０＝）７０枚処理したことが所定の補充停止条件として液交換制御部１６に設定される。

このような条件の場合、基板が７０枚処理された時、液交換制御部１６によって液補充部の作動が停止される（図３（ｂ））。すなわち、その後の液交換がなされるまで、タンク１３への液補充はなされない。その後も、枚葉式の基板処理は継続され、基板を処理する度に、タンク１３内の処理液は減少していく（図３（ｃ））。そして、１００枚目の基板の処理が終了した時、タンクの容量は、処理液の循環を行える最小量となっている（図３（ｄ））。そしてこの時、所定の液廃棄条件が満たされることになるので、液交換制御部１６によって、液廃棄が実施される（図３（ｅ））。

以上のような態様によれば、最も少ない量の処理液のみが廃棄されることとなり、極めて効率的な処理液の交換が実現できる。

液交換方法の他の具体例について、図４を参照して説明する。図４の例では、所定の液廃棄条件及び所定の補充停止条件は、交換１回あたりの処理液の使用時間に基づいて決定されている（図４（ａ））。具体的には、基板を１２時間処理する毎に処理液を交換することが予め定められている。この場合、基板を１２時間処理したことが所定の液廃棄条件として液交換制御部１６に設定される。そして、それに連動して、例えばタンク１３の実質容量（処理液の循環を維持できる最小量と最大量との差）が、３時間分の基板処理を行うことで減少する処理液の量に対応しているならば、基板を（１２−３＝）９時間処理したことが所定の補充停止条件として液交換制御部１６に設定される。

このような条件の場合、基板が９時間処理された時、液交換制御部１６によって液補充部の作動が停止される（図４（ｂ））。すなわち、その後の液交換がなされるまで、タンク１３への液補充はなされない。その後も、枚葉式の基板処理は継続され、基板を処理する度に、タンク１３内の処理液は減少していく（図４（ｃ））。そして、１２時間目の基板の処理が終了した時、タンクの容量は、処理液の循環を行える最小量となっている（図４（ｄ））。そしてこの時、所定の液廃棄条件が満たされることになるので、液交換制御部１６によって、液廃棄が実施される（図４（ｅ））。

以上の各実施の形態では、液面レベルセンサ１４は単一にのみ設けられていた。しかし、従来技術（図５参照）のような２つの液面レベルセンサを有する態様にも、本発明の液交換方法は適用可能である。その場合、例えば、所定の補充停止条件が満たされたタイミングで、最終の液補充を実施することにより、前記実施の形態と同様のプロセスを辿らせることができる。

なお、液交換制御部１６には、工程管理者等が液処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、液処理装置１０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなる入出力装置が接続され得る。また、液交換制御部１６は、液処理装置１０で実行される処理を実現するためのプログラム等が記録された記録媒体１３にアクセス可能である。記録媒体１３は、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭおよびフレキシブルディスク等のディスク状記録媒体等、既知のプログラム記録媒体から構成され得る。

前記の液交換方法を実行するための各構成要素の動作は、予めプログラム記録媒体１３に格納されたプログラムに従った液交換制御部１６からの制御信号に基づいて、制御され得る。

１０基板液処理装置
１１基板処理室
１２循環ライン
１３タンク
１４液面レベルセンサ
１５液補充部
１６液交換制御部
１７ドレインバルブ
１０１補充開始用の液面レベルセンサ
１０２補充終了用の液面レベルセンサ

Claims

枚葉式の基板液処理装置であって、
処理液を循環させる循環ラインと、
前記循環ライン内に設けられたタンクと、
前記タンクに設けられた液面レベルセンサと、
前記液面レベルセンサの出力に従って、前記タンク内に新しい処理液を補充する液補充部と、
所定の液廃棄条件と連動して設定される所定の補充停止条件に従って、前記液補充部の作動を停止させると共に、前記所定の液廃棄条件で前記タンク内の処理液を全て廃棄させる液交換制御部と、
を備えたことを特徴とする基板液処理装置。
前記所定の液廃棄条件及び前記所定の補充停止条件は、交換１回あたりの処理液の基板処理枚数に基づいて決定されるようになっている
ことを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
前記所定の液廃棄条件及び前記所定の補充停止条件は、交換１回あたりの処理液の使用時間に基づいて決定されるようになっている
ことを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
前記液補充部は、単一の液面レベルセンサの出力に従って、常時少量ずつ処理液を補充ずるようになっている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板液処理装置。
枚葉式の基板液処理装置であって、
処理液を循環させる循環ラインと、
前記循環ライン内に設けられたタンクと、
前記タンクに設けられた液面レベルセンサと、
前記液面レベルセンサの出力に従って、前記タンク内に新しい処理液を補充する液補充部と、
所定の液廃棄条件と連動して設定される所定の補充停止条件に従って、前記液補充部の作動を停止させると共に、前記所定の液廃棄条件で前記タンク内の処理液を全て廃棄させる液交換制御部と、
を備えた液処理装置における液交換方法であって、
所定の液廃棄条件及び所定の補充停止条件を設定する工程と、
設定された所定の補充停止条件に従って、前記液補充部の作動を停止させる工程と、
設定された所定の液廃棄条件に従って、前記タンク内の処理液を全て廃棄させる工程と、
を備えたことを特徴とする基板液処理方法。
前記所定の液廃棄条件及び前記所定の補充停止条件は、交換１回あたりの処理液の基板処理枚数に基づいて決定されるようになっている
ことを特徴とする請求項５に記載の基板液処理方法。
前記所定の液廃棄条件及び前記所定の補充停止条件は、交換１回あたりの処理液の使用時間に基づいて決定されるようになっている
ことを特徴とする請求項５または６に記載の基板液処理方法。
設定された所定の補充停止条件が満たされるまで、前記液補充部は、単一の液面レベルセンサの出力に従って、常時少量ずつ処理液を補充ずるようになっている
ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の基板液処理方法。
液処理装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムであって、
前記制御装置によって実行されることにより、請求項５乃至８のいずれか一項に記載された液処理方法を、液処理装置に実施させる、プログラム。
液処理装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムが記録された記録媒体であって、
前記プログラムが前記制御装置によって実行されることにより、請求項５乃至８のいずれか一項に記載された液処理方法を、液処理装置に実施させる、記録媒体。