JP2017034230A - 基板処理装置、基板処理方法及び基板処理装置のメンテナンス方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気路と、
前記処理容器の内面及び前記排気路の少なくとも一方に形成され、加熱されることにより熱活性化されて、被処理基板の処理により当該被処理基板から発生する生成物を分解する熱触媒物質と、
前記熱触媒物質を加熱するための熱触媒用の加熱部と、を備えたことを特徴とする。
前記載置部に載置された被処理基板を加熱する基板加熱部と、
前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気路と、
前記載置部に載置された基板に対して光を照射する光源部と、
前記光源部と処理容器内の雰囲気とを仕切る光透過窓と、
メンテナンスモードを選択する選択部と、
加熱されることにより熱活性され、基板の処理により基板から発生する生成物である昇華物を分解する熱触媒物質を備えたメンテナンス用基板を、前記メンテナンスモードを選択したときに前記処理容器内に搬入するステップと、次いで前記メンテナンス用基板を前記熱触媒物質を熱活性化させるために前記基板加熱部により加熱するステップと、前記光透過窓に付着した前記昇華物を除去するために、加熱された前記メンテナンス用基板を前記光透過窓に接近させるステップと、を実行させるように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。
前記処理容器内の雰囲気を排気路を通じて排気する工程と、
前記処理容器の内面及び前記排気路の少なくとも一方に設けられた熱触媒物質を加熱して熱活性化し、被処理基板の処理により基板から発生する生成物を分解する工程と、を含むことを特徴とする。
前記載置部に載置された被処理基板を加熱する基板加熱部と、
前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気路と、
前記載置部に載置された基板に対して光を照射する光源部と、
前記光源部と処理容器内の雰囲気とを仕切る光透過窓と、を備えた基板処理装置をメンテナンスする方法であって、
加熱されることにより熱活性化され、基板の処理により基板から発生する生成物である昇華物を分解する熱触媒物質を備えたメンテナンス用基板を、前記処理容器内に搬入する工程と、
次いで前記メンテナンス用基板を前記熱触媒物質を熱活性化させるために前記基板加熱部により加熱する工程と、
前記光透過窓に付着した前記昇華物を除去するために、加熱された前記メンテナンス用基板を前記光透過窓に接近させる工程と、を含むことを特徴とする。
前記コンピュータプログラムは、上述の基板処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
前記コンピュータプログラムは、上述の基板処理装置のメンテナンス方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする
また他の発明は、処理容器内を排気しながら光源部からの光により基板に対して処理を行うにあたって、熱触媒物質が設けられたメンテナンス用基板を加熱して光透過窓に近づけて、光透過窓に付着した昇華物を除去するようにしているので、処理容器を分解せずに光透過窓を清掃することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置として、加熱処理装置に適用した例について説明する。
先ず本発明の加熱処理装置を組み込んだ基板処理システムである塗布、現像装置の全体について簡単に述べておく。塗布、現像装置は図1及び図2に示すようにキャリアブロックB1と、処理ブロックB2と、インターフェイスブロックB3と、を直線状に接続して構成されている。インターフェイスブロックB3には、更に露光ステーションB4が接続されている。
処理ブロックB2はウエハWに液処理を行うための第1〜第6の単位ブロックD1〜D6が下から順に積層されて構成され、各単位ブロックD1〜D6は、概ね同じ構成である。図1において各単位ブロックD1〜D6に付したアルファベット文字は、処理種別を表示しており、BCTは反射防止膜形成処理、COTはウエハWにレジストを供給してレジスト膜を形成するレジスト膜形成処理、DEVは現像処理を表している。
搬送領域R3のキャリアブロックB1側には、互いに積層された複数のモジュールにより構成されている棚ユニットU7が設けられている。搬送アーム103とメインアームA3との間のウエハWの受け渡しは、棚ユニットU7の受け渡しモジュールと搬送アーム104とを介して行なわれる。
塗布、現像装置及び露光ステーションB4からなるシステムのウエハWの搬送経路の概略について簡単に説明する。ウエハWは、キャリアC→搬送アーム103→棚ユニットU7の受け渡しモジュール→搬送アーム104→棚ユニットU7の受け渡しモジュール→単位ブロックD1(D2)→単位ブロックD3(D4)→インターフェイスブロックB3→露光ステーションB4→インターフェイスブロックB3→単位ブロックD5(D6)→棚ユニットU7の受け渡しモジュールTRS→搬送アーム103→キャリアCの順で流れていく。
下部材25は加熱処理装置の外装体をなす図示しない筐体の底面部に相当する基台27の上に支持部材26を介して支持されている。下部材25には、基板加熱部である光源部をなすLEDアレイ41が設けられ、LEDアレイ41の上方側には、当該LEDアレイ41が置かれる雰囲気と処理雰囲気とを仕切るための例えば石英からなる光透過窓42が設けられている。LEDアレイ41は、その全周に亘って例えば銅(Cu)板に金メッキをした反射板43により囲まれており、照射方向(図3では上方向)とは違う方向に向かう光を反射して輻射光を有効に取り出すことができるようになっている。また光透過窓42の表面には、後述するクリーニング用基板を当該光透過窓42に接近した状態で保持するための突起部44が設けられている。
蓋部22の天井板の中央部には、排気口32が形成され、排気口32には、排気ダクトからなる排気路30の一端側の底部が接続されている。排気路30は、蓋部22の上面に沿って径方向に直線状に伸び出し、工場内の排気ダクトに接続されている。
そのため排気口32から排気される処理容器2内の雰囲気は、熱触媒層5の触媒作用により昇華物が分解された後、排気される。
なおクリーニング用基板6は塗布、現像装置内の保管部に載置しておいてもよい。保管部は例えば棚ユニットU7の一部を利用するようにしてもよい。
図7及び図8は、第2の実施の形態に係る基板処理装置を示している。この基板処理装置は図3に示した加熱処理装置において、排気路30における処理容器2の上方側に位置する部位を、当該部位よりも下流側の部位の圧力損失よりも大きな圧力損失となるように例えば迷路構造として構成されている。迷路構造として構成された部位には、熱触媒層5が形成されている。この例では下流側の部位とは、処理容器2の上方側に位置する部位よりも下流側の排気路を構成する排気管34に相当する。迷路構造として構成された部位は、圧損領域(圧損部)に相当し、説明の便宜上、排気路300として説明する。
このように処理容器2の直ぐ下流側に圧力損失が大きい排気路を設けてこの排気路に熱触媒層5を形成することが好ましいが、図1に示すように通常の排気路30のレイアウトに沿った排気路30に熱触媒層5を設けてもよく、この場合であっても、下流側の排気路における昇華物の付着が抑えられる効果がある。また処理容器2の内壁には熱触媒層5を設けずに、排気路に熱触媒層5を設ける構成であっても、下流側の排気路における昇華物の付着が抑えられる効果がある。
以上述べた実施の形態では、ウエハWを加熱する基板加熱部としてLEDアレイ41を用いているが、ウエハWが載置される載置板をなす、ヒータにより加熱される加熱板であってもよい。
本発明の第3の実施の形態に係る基板処理装置として、ウエハWの表面にUV(紫外線)を照射してUV処理する装置、例えばウエハWに成膜された塗布膜の表面を平坦化するUV処理装置に適用した例を説明する。
塗布膜としては例えば、ウエハWのパターン上に形成されたSOC膜が挙げられる。SOC膜の原料としては、酸素含有雰囲気下で紫外線を照射することにより発生する活性酸素やオゾンと反応して分解される炭素化合物を含む有機膜原料、例えばポリエチレン構造((−CH2−)n)の骨格を持つポリマー原料を溶媒に溶解させた液体が用いられる。
UV処理装置は、図11に示すように扁平で前後方向に細長い直方体形状の筐体70を備え、筐体70の前方側の側壁面にはウエハWを搬入出するための搬入出口71と、この搬入出口71を開閉するシャッタ72とが設けられている。
搬送アーム74が外部の搬送アームとの間でウエハWの受け渡しを行う位置の後方側にはウエハWの載置台81が配置されている。載置台81の内部には、ヒータ82が埋め込まれており、ウエハWを加熱する加熱部としての機能も有する。
昇降ピン83は、昇降機構85に接続され、載置台81の上方側まで移動した搬送アーム74におけるウエハWの載置面の下方側位置と、当該載置面の上方側位置との間を昇降することにより、搬送アーム74との間でウエハWの受け渡しを行い、載置台81に載置する。また昇降ピン83は、第1の実施の形態にて説明したクリーニング用基板6を支持したときに、クリーニング用基板6の上面と、天井面(詳しくは後述するUV透過部93の下面)との間の高さ寸法が、数mm〜十数mmの範囲内の例えば3mmとなる高さまで上昇できるように構成されている。
またランプ室91の下方の側壁には、筐体70内に清浄空気を供給するためのガス供給部94と、筐体70内の雰囲気を排気するための排気口95と、が互いに対向するように設けられている。排気口95には、排気管96を介して排気機構97が接続されている。またUV処理装置にも加熱処理装置と同様に制御部100が接続されている。
第3の実施形態においても、排気管96に熱触媒層を形成して下流側の排気路への昇華物の析出を抑えるようにしてもよいし、この場合、排気管96を第2の実施形態のように圧力損失が大きい構造としてもよい。
また載置台81を昇降自在に構成し、載置台81を上昇させて、除去用基板をUV透過部93の下面に近づけるようにしてもよい、この例においてはクリーニング用基板6の少なくとも表面側が熱触媒層5により被覆されていればよいが、表面及び裏面の両面に被覆されていてもよい。
本発明の基板処理装置は、基板を加熱する装置に限らず、例えば処理ガスにより基板をエッチングする装置であってもよい。
また熱触媒体を処理容器の内面、あるいは排気管の内面に設けるにあたっては、例えば熱触媒体を板状に成形した成形体を設置するようにしてもよい。またメンテナンス用基板は熱触媒体からなる板状体であってもよい。
以下に述べる第4〜6の実施形態は、本発明に係る基板処理装置を加熱処理装置に適用した例を示す。
本発明は、多孔質の熱触媒体(熱触媒物質)を排気路に配置して当該熱触媒体の中に排気流を通過させるようにしてもよく、本発明の第4の実施形態は、このような手法を採用した加熱処理装置の構成例である。図15及び図16に示す例は、既述の図7に示した加熱処理装置における排気路300を含む構造部位に代えて、多孔質の熱触媒をブロック状に形成した成形体であるブロック体322を含む構造体310を備えている。
構造体310は、蓋部22に形成された排気口32に一端が接続された排気路312を含む本体部分311と、当該排気路312の他端側に形成された排気ポート313から当該排気路312内に挿入されるカートリッジ320と、を備えている。
この例の加熱処理装置においては、例えば蓋体22に設けられたヒータ10が本体部分311を介して、排気路312内のブロック体322を加熱し、熱触媒体が活性化される。なお本体部分311にヒータを設け、当該ヒータによりブロック体322を加熱してもよい。そして処理容器2内の雰囲気を排気すると、排気流は排気路312を流れるときにブロック体322を構成する多孔質体の空隙を通過し、ダクトを介して排気される。
そして例えば所定の枚数のウエハWの処理毎あるいは、加熱処理装置の所定の稼働時間毎にダクトから排気ポート313を切り離し、排気路312からカートリッジ320を取り出し、ブロック体322を新しいブロック体322と交換する。
さらに排気路312の内部にブロック体322を設けるにあたって、ブロック体322を排気路312の上流側(排気口32側)に配置される部位から下流側(ダクト側)に配置される部位に向かって、ブロック体322の構成材料であるセラミックの密度が高くなるように(上流側ほど空隙率が高くなるように)形成してもよい。このように構成することでブロック体322を排気が通過するときの圧力損失が小さくなるため、排気路312を排気流がスムーズに流れ、所要の排気流量を容易に確保できる。
さらに熱触媒用の加熱部は、ブロック体322の内部に埋設されてもよい。例えば図17に示すようにブロック体322の内部に長さ方向に複数回屈曲するヒータ325を設ける構成を挙げることができる。
また複数の加熱処理装置の個々の排気路を共通の排気路である集合ダクトに接続して排気するように構成した基板処理装置に対して、本発明を適用した実施の形態について図18を用いて説明する。図18においては、加熱処理装置1に接続された300は、加熱処理装置1の個別の排気路を、330は共通の集合ダクトを示し、集合ダクト330の下流側は工場用力に接続されている。そしてこの実施の形態では、集合ダクト330に図18に示すような熱触媒物質を備えた熱触媒ユニット340を着脱自在に設けている。
図19、図20は、本発明の第6の実施形態に係る加熱処理装置を示している。この加熱処理装置は、ウエハWが載置される載置台360を、加熱部であるヒータ361が埋設された熱板362と、この熱板362が嵌入される基体370と、により、載置台360の周縁部である基体370の表面に周方向に沿って複数の排気口363が全周に亘って開口している。基体370内には、各排気口363を開口端とする排気路364が下方に伸び更に載置台360の中央部に向けて屈曲して形成されている。
一方、載置台360の下面中央部には、排気管365が接続され、この排気管365の開口部をその下面により塞ぐように、また排気路364の下流側をその周面により塞ぐように例えば円柱状のブロック体366が設けられている。即ち、排気管365と排気路364との間はブロック体366により塞がれており、ブロック体366の上面は熱板362の下面に接している。ブロック体366は、第4の実施の形態で用いたブロック体322と同様に例えば多孔質のセラミックフィルターに熱触媒体を付着させて構成される。
なお、排気路364は、各排気口363に対応して上下に伸びる排気路とこれら排気路の下端が開口する共通の排気室とからなり、この排気室内にブロック体366が設けられている構成としてもよい。
また載置台360の上方には、蓋部367が設けられ、蓋部367は、天井部中央に例えば窒素ガス(N2ガス)などのパージガスを供給するためのパージガス供給路368が接続されている。従ってこの実施の形態では、ヒータ361は、熱触媒用の加熱部を兼用している。
また第1〜第5の実施の形態に示した加熱処理装置の載置台として、図19、図20に示す載置台360を適用してもよい。
さらに例えば所定の枚数のウエハWの処理毎、あるいは装置の稼働時間が所定の時間を経過するごとに一定時間、熱触媒用の加熱部の加熱温度を昇温するようにしてもよい。このように構成することで定期的に成形体に付着する難分解性の物質を除去することができ、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。
Cr2O3により被覆した基板に対し、表面にポリマー(FRP)を付着させたサンプルを参考例、表面にポリマーを付着させないサンプルを比較例とし、参考例及び比較例に係るサンプルを0℃から600℃まで徐々に温度を上げたときの質量の変化と、熱流とを測定した。熱流の測定には、示差走査熱量測定器を用いた。
図22及び図23は夫々参考例及び比較例における、温度に対応したサンプルの質量の変化率(質量%)と熱流(μV)の値とを示す特性図である。この結果によれば、参考例においては、温度が300℃〜350℃付近において熱流が増加し、質量が減少している。これは、Cr2O3が熱触媒として作用し、ポリマーを分解したためと考えられる。従って、熱触媒層として、Cr2O3を用いた場合に300℃程度まで加熱することにより付着したポリマーを分解することができると言える。
2 処理容器
4 LEDモジュール
5 熱触媒層
6 クリーニング用基板
9 昇華物
10 ヒータ
23 昇降ピン
30 排気路
100 制御部
W ウエハ
Claims (22)
- 内部に被処理基板を載置する載置部が設けられた処理容器と、
前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気路と、
前記処理容器の内面及び前記排気路の少なくとも一方に設けられ、加熱されることにより熱活性化されて、被処理基板の処理により当該被処理基板から発生する生成物を分解する熱触媒物質と、
前記熱触媒物質を加熱するための熱触媒用の加熱部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 前記載置部に載置された被処理基板を加熱する基板加熱部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記被処理基板から発生する生成物は昇華物であることを特徴とする請求項2記載の基板処理装置。
- 前記排気路は、その下流側よりも圧力損失が大きい圧損領域を備え、
前記圧損領域には、前記熱触媒物質が設けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記載置部に載置された被処理基板に対して光を照射する光源部と、
前記光源部と処理容器内の雰囲気とを仕切る光透過窓と、
メンテナンスモードを選択する選択部と、
前記熱触媒物質を備えたメンテナンス用基板を、前記メンテナンスモードを選択したときに前記処理容器内に搬入するステップと、次いで前記メンテナンス用基板を前記熱触媒物質を熱活性化させるために前記基板加熱部により加熱するステップと、前記光透過窓に付着した前記生成物を除去するために、加熱された前記メンテナンス用基板を前記光透過窓に接近させるステップと、を実行させるように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の基板処理装置 - 内部に被処理基板を載置する載置部が設けられた処理容器と、
前記載置部に載置された被処理基板を加熱する基板加熱部と、
前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気路と、
前記載置部に載置された基板に対して光を照射する光源部と、
前記光源部と処理容器内の雰囲気とを仕切る光透過窓と、
メンテナンスモードを選択する選択部と、
加熱されることにより熱活性され、基板の処理により基板から発生する生成物である昇華物を分解する熱触媒物質を備えたメンテナンス用基板を、前記メンテナンスモードを選択したときに前記処理容器内に搬入するステップと、次いで前記メンテナンス用基板を前記熱触媒物質を熱活性化させるために前記基板加熱部により加熱するステップと、前記光透過窓に付着した前記昇華物を除去するために、加熱された前記メンテナンス用基板を前記光透過窓に接近させるステップと、を実行させるように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 前記光源部は、前記基板加熱部を兼用していることを特徴とする請求項5または6に記載の基板処理装置。
- 前記光源部は、紫外線を照射するランプであることを特徴とする請求項5または6に記載の基板処理装置。
- 加熱された前記メンテナンス用基板を前記光透過窓に接近させるステップは、基板を裏面側から保持して昇降させる昇降ピンにより行われることを特徴とする請求項5ないし8のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記熱触媒物質は、層状に形成されたことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記熱触媒物質は、多孔質の担持体に熱触媒を担持してブロック体、あるいは粒子体として構成され、前記排気路を塞ぐように設けられたことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記熱触媒物質がケース体に収納されたカートリッジを排気路に着脱自在に装着できるように構成されたことを特徴とする請求項11に記載の基板処理装置。
- 前記排気路の排気圧または排気流量を測定する測定部と、
前記測定部にて測定された排気圧が設定値を超えるか、あるいは測定された排気流量が設定値よりも下回ったときに、熱触媒用の加熱部の加熱温度を上昇させるように制御する制御部と、を備えることを特徴とする請求項11または12に記載の基板処理装置。 - 基板処理の積算時間毎または基板の処理枚数毎に一時的に熱触媒用の加熱部の加熱温度を上昇させるように制御する制御部を備えることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記処理容器は複数設けられ、各処理容器に個別に設けられた前記排気路に相当する個別排気路の各々が合流する共通排気路を備え、
前記個別排気路に前記熱触媒物質が設けられ、さらに多孔質の担持体に熱触媒を担持したブロック体、あるいは粒子体として構成された熱触媒物質が共通排気路を塞ぐように設けられたことを特徴とする請求項1ないし14のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 被処理基板を処理容器内の載置部に載置して処理する工程と、
前記処理容器内の雰囲気を排気路を通じて排気する工程と、
前記処理容器の内面及び前記排気路の少なくとも一方に設けられた熱触媒物質を加熱して熱活性化し、被処理基板の処理により基板から発生する生成物を分解する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 前記載置部に載置された被処理基板の処理は、基板加熱部により加熱されながら行われることを特徴とする請求項16に記載の基板処理方法。
- 前記熱触媒物質は、多孔質の担持体に熱触媒を担持したブロック体、あるいは粒子体として構成され、前記排気路を塞ぐように設けられ、
前記排気路の排気圧または排気流量を測定する測定部にて測定された排気圧が設定値を超えるか、あるいは測定された排気流量が設定値を下回ったときには、熱触媒物質の加熱温度を上昇させる工程を含むこと、を特徴とする請求項16または17に記載の基板処理方法。 - 基板処理の積算時間毎または基板の処理枚数毎に一時的に熱触媒用の加熱部の加熱温度を上昇させる工程、を含むことを特徴とする請求項16ないし18のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 内部に被処理基板を載置する載置部が設けられた処理容器を備えた基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項16ないし19のいずれか一項に記載された基板処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。 - 内部に被処理基板を載置する載置部が設けられた処理容器と、
前記載置部に載置された被処理基板を加熱する基板加熱部と、
前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気路と、
前記載置部に載置された基板に対して光を照射する光源部と、
前記光源部と処理容器内の雰囲気とを仕切る光透過窓と、を備えた基板処理装置をメンテナンスする方法であって、
加熱されることにより熱活性化され、基板の処理により基板から発生する生成物である昇華物を分解する熱触媒物質を備えたメンテナンス用基板を、前記処理容器内に搬入する工程と、
次いで前記メンテナンス用基板を前記熱触媒物質を熱活性化させるために前記基板加熱部により加熱する工程と、
前記光透過窓に付着した前記昇華物を除去するために、加熱された前記メンテナンス用基板を前記光透過窓に接近させる工程と、を含むことを特徴とする基板処理装置のメンテナンス方法。 - 内部に被処理基板を載置する載置部が設けられた処理容器を備えた基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項21に記載された基板処理装置のメンテナンス方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
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