JP2014154776A

JP2014154776A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2014154776A
Application number: JP2013024831A
Authority: JP
Inventors: Takehisa Kurashima; 毅尚倉嶋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2014-08-25
Also published as: US20140225335A1

Abstract

【課題】被処理基板が正常に保持された否かを適切に判定することができる基板処理装置を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る基板処理装置には、被処理基板を保持する基板保持手段が設けられる。基板保持手段には、被処理基板を保持する保持部と、保持部を周縁部上に有するベース部と、保持部及び前記ベース部とともに回転可能であり、ガス供給経路を備えた中空の回転軸と、が設けられる。ガス供給経路から供給されるガスを被処理基板に噴出させることにより被処理基板を保持される。回転軸にベルトを介して接続され、基板保持手段を回転させる基板回転手段が設けられる。基板回転手段の表面に接するように設けられ、回転する基板保持手段の回転数又は回転加速度を測定することにより、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第１の基板保持検出手段が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、基板処理装置に関する。

半導体装置の製造工程において、被処理基板である半導体ウェーハの表面に処理液を供給し、基板処理をする場合に、枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。このような基板処理装置に載置される被処理基板が正常に保持されているかは、様々な方法で判定されている。

特開２００５−２７７２１０号公報

本発明が解決しようとする課題は、被処理基板が正常に保持された否かを適切に判定することができる基板処理装置を提供することである。

実施形態に係る基板処理装置には、被処理基板を保持する基板保持手段が設けられる。基板保持手段には、被処理基板を保持する保持部と、保持部を周縁部上に有するベース部と、保持部及び前記ベース部とともに回転可能であり、ガス供給経路を備えた中空の回転軸と、が設けられる。ガス供給経路から供給されるガスを被処理基板に噴出させることにより被処理基板が保持される。回転軸にベルトを介して接続され、基板保持手段を回転させる基板回転手段が設けられる。基板回転手段の表面に接するように設けられ、回転する基板保持手段の回転数又は回転加速度を測定することにより、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第１の基板保持検出手段が設けられる。

本発明の実施形態に係る基板処理装置を説明する概略図。本発明の実施形態に係る基板処理装置の基板保持手段を示す断面図。

処理液により被処理基板を処理する基板処理装置においては、被処理基板が基板保持手段の保持部に正常に保持されず、基板が傾いた状態で保持されたり、基板が保持部の底面上に落ちたりするというエラーが発生することがある。このような基板保持の異常（エラー）は、基板保持手段に略水平方向から照射した光が被処理基板に遮られずに透過するか否かを光学センサにより測定することによって、検出されることがある。

ところで、被処理基板の裏面、すなわち回路が設けられた面（表面）の反対側の面を処理液により処理する際には、被処理基板の表面を非接触により、基板保持する必要がある。非接触による基板保持の方法としては、被処理基板の処理面とは反対側の面にガスを噴出させ、ベルヌーイ効果により被処理基板を保持するベルヌーイチャックが用いられることがある。ベルヌーイチャックにより基板保持をする基板処理装置においては、例えば被処理基板が、搬送装置から基板処理装置に搬送される際に、受け渡し動作が正常にいかない等の原因により、被処理基板が正常に基板保持されない状態においても、被処理基板は浮いた状態のままであるため、すなわち被処理基板が傾いたり、保持部に落ちたりしないため、従来の光学センサによっては基板保持のエラーが検出できなかった。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置を説明する概略図である。

基板処理装置１は、保持部２１と、ベース部２２と、回転軸２３から構成される基板保持手段２が設けられ、回転軸２３とモーター４（回転手段）を接続するベルト３１と、ベルト３１を接続させるためのプーリー３２及びプーリー３３と、が設けられる。さらに、基板処理装置１は、モーター４に接するように基板保持検出手段５と、基板保持検出手段５を制御する制御部６が設けられる。

基板保持手段２には、被処理基板Ｗをガイドし、保持する保持部２１が設けられる。さらに、基板保持手段２には、保持部２１の下端に接続されるベース部２２が設けられる。保持部２１は、ベース部２２の周縁部上に設けられる。保持部２１と、ベース部２２は、別々に分離していなくてもよく、一体なった機構であってもよい。

ベース部２２の内部には、後述するように、被処理基板Ｗをベルヌーイ効果により基板保持手段２に保持するために、ガス流を供給できるガス供給経路２２ａを有する。図２に示すように、ベース部２２内に設けられるガス供給経路２２ａは、回転軸２３から供給されるガスが、例えば２方向に分岐し、ベース部２２と被処理基板Ｗとの間に供給される。なお、ベース部２２内のガス供給経路２２ａは、被処理基板Ｗとベース部２２の間に均一にガスを供給するために、分岐させることが望ましいが、分岐しないものであってもよい。ガス供給経路２２ａに用いられるガスは、不活性ガス、例えば窒素ガス等が用いられる。

基板保持手段２において、ベース部２２の略中央部の下端部には、回転軸２３が設けられる。回転軸２３は、モーター４の動力が伝達されることにより回転し、基板保持手段２全体として、回転するものである。回転軸２３の内部には、ベース部２２のガス供給経路２２ａにガスを供給するために、回転軸２３の延伸方向にガス供給経路２３ａが設けられている。

回転軸２３の下端には、プーリー３２が設けられる。プーリー３２は、モーター４に接続されるプーリー３３とベルト３１を介して接続され、モーター４の回転による動力を回転軸２３に伝達するものである。ベルト３１は、プーリー３２とプーリー３３とを周回するように設けられる。

モーター４の回転数又は回転加速度を測定する基板保持検出手段５が設けられる。基板保持検出手段５は、例えばモーター４の加速度を測定する加速度センサであり、またはモーター４の回転数を測定する回転数センサである。

本実施形態に係る基板保持検出手段５は、基板保持手段２が、被処理基板Ｗを保持しているか否かにより変化するモーター４の回転加速度又は回転数の値の変化を検出するものである。具体的には、予め基板保持手段２により被処理基板Ｗが保持されている場合と、保持されていない場合で、回転加速度又は回転数の値を測定し、その結果をライブラリ（図示なし）に保存する。そして、制御部６が、実際の半導体製造工程において測定した値と、ライブラリに保存されている値を関連付け、被処理基板Ｗが基板保持手段２に保持されているか否かを判定する。回転加速度は、例えば、モーター４を回転させ始めてから所定の時間における速度の変化を測定することにより、測定される。具体的には、基板保持検出手段５に測定された回転数又は回転加速度の大きさが、基板保持手段２により被処理基板Ｗが保持されているときと比較して、所定の値より大きい場合には、制御部６は、モーター４の回転を停止する。

被処理基板Ｗが保持されているか否かの判定を、回転軸２３上に基板保持検出手段５を設けることにより測定することも考えられる。しかし、回転軸２３の回転加速度又は回転数は、ベース部２２や被処理基板Ｗの重さに起因して揺らぎが大きくなるため、回転軸２３上の基板保持検出手段５によって回転軸２３の回転加速度又は回転数を測定し、被処理基板Ｗが基板保持手段２により保持されているか否か等の微小な値の差を判定することは困難である。

そこで、本実施形態に係る基板処理装置１においては、基板保持検出手段５は、回転軸２３とベルト３１を介して接続されたモーター４に接続され、回転数又は回転加速度を測定するように設けられる。基板保持手段２と、モーター４とは、ベルト３１を介して接続されているため、回転数や加速度に揺らぎが生じにくい。このため、分解能が高い基板保持検出手段５を用いれば、モーター４に接続された基板保持検出手段５によってモーター４の回転加速度又は回転数を測定することにより、被処理基板Ｗが基板保持手段２に保持されているか否かを正常に判定することができる。

基板処理装置１には、モーター４に接続するように設けられる基板保持検出手段５とは異なるものとして、光学センサ７が設けられてもよい。光学センサ７を用いた基板保持検出は、光照射部８から基板保持手段２に略水平方向から照射した光が被処理基板Ｗに遮られずに透過するか否かを光学センサ７により測定することによって行われる。これにより、上記基板保持検出手段５と併せて、より正確な基板保持検出が可能となる。

以上説明した基板処理装置１を用いて被処理基板Ｗが基板保持手段２に保持されていると判定された後、処理液供給ノズル（図示なし）から、被処理基板Ｗ上に処理液を供給し、被処理基板Ｗの処理を行う。

以上のように、本実施形態における基板処理装置では、基板保持検出手段は、回転軸とベルトを介して接続されたモーターに接するように設けられる。これにより、基板保持手段と、モーターとは、ベルトを介して接続されているため、回転数や加速度に揺らぎが生じにくく、被処理基板Ｗが基板保持手段に保持されているか否かを正常に判定することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…基板処理装置
２…基板保持手段
２１…保持部
２２…ベース部
２３…回転軸
３１…ベルト
３２、３３…プーリー
４…回転手段（モーター）
５…基板保持検出手段
６…制御部
７…光学センサ
８…光照射部
Ｗ…被処理基板

Claims

被処理基板を保持する保持部と、前記保持部を周縁部上に有するベース部と、前記保持部及び前記ベース部とともに回転可能であり、ガス供給経路を備えた中空の回転軸と、を備え、前記ガス供給経路から供給されるガスを前記被処理基板に供給させることにより前記被処理基板を保持する基板保持手段と、
前記回転軸にベルトを介して接続され、前記基板保持手段を回転させる基板回転手段と、
前記基板回転手段に接続され、回転する前記基板保持手段の回転数又は回転加速度を測定することにより、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第１の基板保持検出手段と、
を備えた基板処理装置。
前記第１の基板保持検出手段に測定された回転数又は回転加速度の大きさが、前記基板保持手段により前記被処理基板が保持されているときと比較して、所定の値より大きい場合には、前記回転手段の回転を停止する制御手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
前記基板保持手段に前記被処理基板が保持されているか否かを検出するために、前記基板保持手段において前記被処理基板と前記ベース部との間に照射された光を測定する第２の基板保持検出手段がさらに設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
前記ベルトは、前記回転部の下端に設けられた第１のプーリーと、前記回転手段に接続されるよう設けられた第２のプーリ―を周回するように設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
前記被処理基板は、ベルヌーイ効果によって前記基板保持手段により保持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。