JP2016039352A - 基板液処理装置及び基板液処理方法並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents

基板液処理装置及び基板液処理方法並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】基板を良好に液処理することができる基板液処理装置を提供すること。【解決手段】本発明では、基板（２）を処理液で処理する液処理部（３）と、前記処理液を供給する処理液供給部（４）と、前記処理液を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給部（５）とを有する基板液処理装置（１）において、前記処理液の濃度と大気圧とを検出させ、検出された前記処理液の濃度が予め設定された濃度（設定濃度）になるように前記希釈液供給部（５）から供給する前記希釈液の量を制御させることとし、前記設定濃度を、検出された大気圧に応じて補正させることにした。【選択図】図１

Description

本発明は、処理液を用いて基板を液処理する基板液処理装置及び基板液処理方法並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関するものである。
従来より、半導体部品やフラットパネルディスプレイなどを製造する際には、基板液処理装置を用いて半導体ウエハや液晶基板などの基板に対してエッチング液等の処理液を用いてエッチング等の処理を施す。
たとえば、特許文献１に開示された基板液処理装置では、処理槽に貯留した処理液（エッチング液：リン酸水溶液）に基板を浸漬させて、基板の表面に形成した窒化膜をエッチングする処理を行う。
この基板液処理装置では、処理液としてリン酸を純水で所定の濃度に希釈したリン酸水溶液を用いている。そして、基板液処理装置では、リン酸水溶液を所定の濃度とする際に、リン酸を純水で希釈したリン酸水溶液を所定の温度で加熱して沸騰させ、リン酸水溶液の濃度をその温度（沸点）における濃度となるようにしている。
特開２０１３−９３４７８号公報
基板を処理する処理液の濃度は、大気圧の影響を受ける。たとえば、大気圧が低下すると、処理液の沸点が低下し、処理液の沸点より高い温度で加熱されるため処理液中の希釈液（ここでは、純水）の蒸発量が増えてしまい処理液の濃度が増加する。そのため、基板を処理する処理液の濃度を一定にするには、処理液により多くの希釈液を供給する必要がある。
ところが、希釈液の供給量を増大させると、希釈液が過大に沸騰してしまい、基板を良好に液処理できなくなるおそれがある。
そこで、本発明では、基板液処理装置において、基板を処理液で処理する液処理部と、前記処理液を供給する処理液供給部と、前記処理液を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給部と、前記希釈液供給部を制御する制御部と、前記処理液の濃度を検出する濃度検出部と、大気圧を検出する大気圧検出部とを有し、前記制御部は、前記濃度検出部と大気圧検出部からの信号を取得し、取得した前記処理液の濃度が予め設定された濃度（設定濃度）になるように前記希釈液供給部から供給する前記希釈液の量を制御することとし、前記設定濃度を、取得した大気圧に応じて補正することにした。
また、前記処理液供給部は、前記処理液を所定温度で沸騰させることにより前記処理液の濃度を前記所定温度における濃度として前記液処理部に供給するように構成し、前記制御部は、前記設定濃度を、予め設定された大気圧における前記所定温度の濃度とすることにした。
また、前記制御部は、前記設定濃度を、取得した大気圧における前記処理液の沸点に対応する前記処理液の濃度に補正することにした。
また、前記希釈液として、前記処理液よりも沸点の低い液体を用いることにした。
また、前記制御部は、前記設定濃度を補正した場合に、補正した濃度に応じて前記液処理部で前記基板を処理する時間を変更することにした。
また、本発明では、基板液処理方法において、基板を処理する処理液の濃度と大気圧とを検出し、検出した前記処理液の濃度が予め設定された濃度（設定濃度）になるように前記処理液を希釈液で希釈して前記基板を処理することとし、前記設定濃度を、検出した大気圧に応じて補正することにした。
また、前記処理液を所定温度で沸騰させることにより前記処理液の濃度を前記所定温度における濃度として前記基板に供給して前記基板を処理することとし、前記設定濃度を、予め設定された大気圧における前記所定温度の濃度とすることにした。
また、前記設定濃度を、検出した大気圧における前記処理液の沸点に対応する前記処理液の濃度に補正することにした。
また、前記希釈液として、前記処理液よりも沸点の低い液体を用いることにした。
また、前記設定濃度を補正した場合に、補正した濃度に応じて前記液処理部で前記基板を処理する時間を変更することにした。
また、本発明では、基板を処理液で処理する液処理部と、前記処理液を供給する処理液供給部と、前記処理液を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給部とを有する基板液処理装置を用いて前記基板を液処理する基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、前記処理液の濃度と大気圧とを検出させ、検出された前記処理液の濃度が予め設定された濃度（設定濃度）になるように前記希釈液供給部から供給する前記希釈液の量を制御させることとし、前記設定濃度を、検出された大気圧に応じて補正させることにした。
本発明では、大気圧が変動しても基板の液処理を良好に行うことができる。
基板液処理装置を示す説明図。 基板液処理プログラムを示すフローチャート。 基板液処理装置を示す動作説明図。 基板液処理装置を示す動作説明図。
以下に、本発明に係る基板液処理装置及び基板液処理方法並びに基板液処理プログラムの具体的な構成について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、基板液処理装置１は、基板２を処理液で処理する液処理部３と、液処理部３に処理液を供給する処理液供給部４と、処理液を希釈するための希釈液を液処理部３に供給する希釈液供給部５と、液処理部３から処理液を排出する処理液排出部６と、これら液処理部３と処理液供給部４と希釈液供給部５と処理液排出部６とを制御する制御部７とを有する。
液処理部３は、基板２を処理液で処理する液処理室８と、液処理室８に基板２を搬送する基板搬送機構９とを有する。
液処理室８は、上端部を開口させた処理槽10の上端外周部に上端部を開口させたオーバーフロー槽11を形成する。
基板搬送機構９は、昇降可能なアーム12の下端部に複数枚の基板２を垂直に並べて支持する基板支持体13を取付けている。基板搬送機構９は、制御部７で昇降制御される。
そして、液処理部３は、処理槽10に処理液を貯留し、基板搬送機構９を用いて基板２を処理液に浸漬させることで、基板２を処理液で処理する。なお、処理槽10から溢れ出た処理液はオーバーフロー槽11に流入する。オーバーフロー槽11の内部の処理液は、後述するように再び処理槽10に供給される。
処理液供給部４は、液処理室８のオーバーフロー槽11に処理液を供給する処理液供給流路14と、オーバーフロー槽11から処理槽10に処理液を循環させる処理液循環流路15とを有する。
処理液供給流路14は、基端部に処理液供給源（ここでは、リン酸の供給源）16が設けられるとともに、中途部に流量調整器17が設けられている。流量調整器17は、制御部７で流量制御される。
処理液循環流路15は、中途部に上流側（オーバーフロー槽11側）から順にポンプ18とヒーター19とフィルター20と濃度センサー21（濃度検出部）とが設けられている。ポンプ18とヒーター19は、制御部７で駆動制御される。また、濃度センサー21は、制御部７に接続され、処理液循環流路15を流れる処理液の濃度を検出して制御部７に通知する。
そして、処理液供給部４は、処理液供給源16から処理液を処理液供給流路14を介してオーバーフロー槽11に供給するとともに、オーバーフロー槽11の処理液を処理液循環流路15を介して循環させて処理槽10に供給する。その際に、処理液をヒーター19で所定温度に加熱する。
希釈液供給部５は、液処理室８のオーバーフロー槽11に希釈液を供給する希釈液供給流路22を有する。
希釈液供給流路22は、基端部に希釈液供給源（ここでは、純水の供給源）23が設けられるとともに、中途部に流量調整器24が設けられている。流量調整器24は、制御部７で流量制御される。
そして、希釈液供給部５は、希釈液供給源23から希釈液を希釈液供給流路22を介してオーバーフロー槽11に供給する。なお、オーバーフロー槽11に供給された希釈液は、オーバーフロー槽11から処理槽10に処理液循環流路15を介して処理液とともに供給される。その際に、処理液と希釈液とが混合され、処理液が希釈液で希釈される。
処理液排出部６は、液処理室８の処理槽10の底部に処理液を排出する処理液排出流路25を有する。
処理液排出流路25は、中途部に開閉弁26が設けられ、先端部が外部のドレインに接続されている。開閉弁26は、制御部７で開閉制御される。
そして、処理液排出部６は、処理槽10に貯留された処理液を処理液排出流路25を介して外部のドレインに排出する。
制御部７は、コンピュータからなり、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体27に記憶した基板液処理プログラムにしたがって基板液処理装置１を制御して、基板２の液処理を行う。この制御部７には、大気圧を検出するための大気圧センサー28（大気圧検出部）が接続されている。制御部７は、濃度センサー21や大気圧センサー28から検出された濃度や大気圧に対応する信号を取得する。なお、記憶媒体27は、基板液処理プログラム等の各種プログラムを記憶できる媒体であればよく、ＲＯＭやＲＡＭなどの半導体メモリー型の記憶媒体であってもハードディスクやＣＤ−ＲＯＭなどのディスク型の記憶媒体であってもよい。
基板液処理装置１は、基板２を液処理室８に搬入する基板搬入工程と、液処理室８で基板２を液処理する基板液処理工程と、基板２を液処理室８から搬出する基板搬出工程とを順に繰返し実行して、基板２の液処理を行う。
ここで、基板搬入工程では、制御部７によってアーム12を上昇させて、基板支持体13で基板２を受取り、その後、アーム12を降下させて、基板保持体13で支持した基板２を処理槽10の内部に搬入する。
また、基板液処理工程では、制御部７によってアーム12を所定時間停止した状態に保持させて、処理槽10に貯留された処理液に基板２を所定時間浸漬させる。これにより、基板２は、処理液で液処理される。
また、基板搬出工程では、制御部７によってアーム12を上昇させ、基板支持体13で支持した基板２を処理槽10の外部に搬出する。
そして、基板液処理装置１では、上記基板液処理工程を行う際（最初に基板液処理工程を行う前や、繰返し基板液処理工程を行った後の、基板搬入工程を行う前）に、所定濃度に調整した処理液を処理槽10に貯留する。
処理液の濃度調整は、図２に示す基板液処理プログラムにしたがって実行される。処理液の濃度調整を実行する際には、予め基準となる大気圧（設定大気圧）、処理液の温度（設定温度）、処理液の濃度（設定濃度）を設定しておく。ここでは、基準となる大気圧として1013hPa、処理液の温度として温度T1（1013hPaにおける処理液の沸点）、処理液の濃度として濃度C1（1013hPa、温度T1における処理液の濃度）に設定する。
基板液処理プログラムでは、処理液の濃度を濃度センサー21で検出する（濃度検出ステップS1）。また、大気圧を大気圧センサー28で検出する（大気圧検出ステップS2)。
その際に、基板液処理装置１は、図３に示すように、処理液供給部４の処理液供給流路14から液処理部３のオーバーフロー槽11に処理液を供給するとともに、オーバーフロー槽11と処理槽10との間で処理液を処理液循環流路15を介して循環させる。
次に、大気圧検出ステップS2で検出された大気圧（検出大気圧）と予め設定された大気圧（設定大気圧）とが相違するか否かを比較する（大気圧比較ステップS3）。ここで、検出大気圧と設定大気圧とが同一の場合に限られず、検出大気圧が設定大気圧に対して予め設定した所定の範囲内（たとえば、±5hPa以内）であっても、検出大気圧と設定大気圧とが相違しないと判断してもよい。
大気圧比較ステップS3において、検出大気圧と設定大気圧とが相違すると判断された場合には、検出大気圧に応じて設定濃度を補正（変更）する（設定濃度補正ステップS4）。
この設定濃度補正ステップS4では、予め大気圧と補正する濃度とを対応させた対応表を作成しておき、対応表に沿って設定濃度を補正することができる。なお、対応表は、大気圧に応じて濃度が連続的に変化するようにしてもよく、或いは、大気圧に応じて濃度が段階的に変化するようにしてもよい。ここでは、検出大気圧が設定大気圧よりも10hPa高い場合には、処理液の沸点が温度T1よりも高い温度T2となって、その時の処理液の濃度が濃度C1よりも低い濃度C2となるため、その濃度C2に設定濃度を補正する。一方、検出大気圧が設定大気圧よりも10hPa低い場合には、処理液の沸点が温度T1よりも低い温度T3となって、その時の処理液の濃度が濃度C1よりも高い濃度C3となるため、その濃度C3に設定濃度を補正する。なお、設定濃度を補正した場合には、その補正後の設定濃度に対応した処理時間に変更して基板液処理工程において基板２を補正後の設定濃度の処理液で処理するようにしてもよい。
次に、濃度検出ステップS1で検出された処理液の濃度（検出濃度）と予め設定された処理液の濃度（設定濃度）とが相違するか否かを比較する（濃度比較ステップS5）。ここで、検出濃度と設定濃度とが同一の場合に限られず、検出濃度が設定濃度に対して予め設定した所定の範囲内（たとえば、±0.02wt％以内）であっても、検出濃度と設定濃度とが相違しないと判断してもよい。
濃度比較ステップS5において、検出濃度と設定濃度とが相違すると判断された場合には、検出濃度と設定濃度との差から算出した量の希釈液を希釈液供給部５から供給する（希釈液供給ステップS6）。なお、検出濃度と設定濃度とが相違しないと判断されるまで希釈液供給部５から一定量の希釈液を供給し続けてもよい。
その際に、基板液処理装置１は、図４に示すように、希釈液供給部５の希釈液供給流路22から液処理部３のオーバーフロー槽11に希釈液を供給するとともに、オーバーフロー槽11と処理槽10との間で希釈液を処理液とともに処理液循環流路15を介して循環させて、処理液を希釈液で希釈する。
これにより、基板液処理装置１では、基板２を処理する処理液の濃度を所定の濃度に調整することができる。
このように、基板液処理プログラムでは、設定濃度補正ステップS4において設定濃度を検出大気圧に応じて補正する。設定濃度の補正は、予め検出大気圧に対応する補正後の設定濃度を決定しておき、その設定濃度に補正してもよく、また、検出大気圧における処理液の沸点に対応する濃度（たとえば、飽和濃度）に補正してもよい。また、検出大気圧が設定大気圧に対して増加及び低下した場合に設定濃度を補正してもよいが、検出大気圧が設定大気圧に対して低下した場合にのみ設定濃度を補正するようにしてもよい。これにより、特に希釈液として処理液よりも沸点の低い液体を用いる場合には、希釈液の過剰な沸騰を防止することができる。
以上に説明したように、上記基板液処理装置１で実行する基板液処理プログラムに基づき基板液処理方法では、検出大気圧に応じて処理液の設定濃度を補正して希釈液で希釈することで、大気圧に変動が生じても処理液を過剰に沸騰させることがなく、基板２を良好に液処理することができる。
１ 基板液処理装置
２ 基板
３ 液処理部
４ 処理液供給部
５ 希釈液供給部
６ 処理液排出部
７ 制御部
21 濃度センサー（濃度検出部）
28 大気圧センサー（大気圧検出部）

Claims (11)

  1. 基板を処理液で処理する液処理部と、
    前記処理液を供給する処理液供給部と、
    前記処理液を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給部と、
    前記希釈液供給部を制御する制御部と、
    前記処理液の濃度を検出する濃度検出部と、
    大気圧を検出する大気圧検出部と
    を有し、
    前記制御部は、前記濃度検出部と大気圧検出部からの信号を取得し、取得した前記処理液の濃度が予め設定された濃度（設定濃度）になるように前記希釈液供給部から供給する前記希釈液の量を制御することとし、前記設定濃度を、取得した大気圧に応じて補正することを特徴とする基板液処理装置。
  2. 前記処理液供給部は、前記処理液を所定温度で沸騰させることにより前記処理液の濃度を前記所定温度における濃度として前記液処理部に供給するように構成し、
    前記制御部は、前記設定濃度を、予め設定された大気圧における前記所定温度の濃度とすることを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
  3. 前記制御部は、前記設定濃度を、取得した大気圧における前記処理液の沸点に対応する前記処理液の濃度に補正することを特徴とする請求項２に記載の基板液処理装置。
  4. 前記希釈液として、前記処理液よりも沸点の低い液体を用いることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の基板液処理装置。
  5. 前記制御部は、前記設定濃度を補正した場合に、補正した濃度に応じて前記液処理部で前記基板を処理する時間を変更することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の基板液処理装置。
  6. 基板を処理する処理液の濃度と大気圧とを検出し、
    検出した前記処理液の濃度が予め設定された濃度（設定濃度）になるように前記処理液を希釈液で希釈して前記基板を処理することとし、
    前記設定濃度を、検出した大気圧に応じて補正することを特徴とする基板液処理方法。
  7. 前記処理液を所定温度で沸騰させることにより前記処理液の濃度を前記所定温度における濃度として前記基板に供給して前記基板を処理することとし、
    前記設定濃度を、予め設定された大気圧における前記所定温度の濃度とすることを特徴とする請求項６に記載の基板液処理方法。
  8. 前記設定濃度を、検出した大気圧における前記処理液の沸点に対応する前記処理液の濃度に補正することを特徴とする請求項７に記載の基板液処理方法。
  9. 前記希釈液として、前記処理液よりも沸点の低い液体を用いることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の基板液処理方法。
  10. 前記設定濃度を補正した場合に、補正した濃度に応じて前記液処理部で前記基板を処理する時間を変更することを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載の基板液処理方法。
  11. 基板を処理液で処理する液処理部と、
    前記処理液を供給する処理液供給部と、
    前記処理液を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給部と、
    を有する基板液処理装置を用いて前記基板を液処理する基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、
    前記処理液の濃度と大気圧とを検出させ、検出された前記処理液の濃度が予め設定された濃度（設定濃度）になるように前記希釈液供給部から供給する前記希釈液の量を制御させることとし、前記設定濃度を、検出された大気圧に応じて補正させることを特徴とする基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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