JP2022139303A - 基板処理装置、および、基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】処理槽内で基板を回転させる構成の簡素化を図りつつ、基板処理の面内均一性の向上を図ることができる基板処理装置、および、基板処理方法を提供する。【解決手段】基板処理装置1は、エッチング液を貯留する第2薬液処理槽6と、水平方向に互いに平行に延びる一対のバー状部材30であって、第2薬液処理槽6内において、鉛直姿勢で基板Wを保持する一対のバー状部材30と、一対のバー状部材30に対して昇降するリフタ60であって、下降する際に一対のバー状部材30から鉛直姿勢の基板Wを渡し、上昇する際に一対のバー状部材30から鉛直姿勢の基板Wを受け取るリフタ60とを含む。一対のバー状部材30が、延長方向EDに沿って延び対応する第1バー状部材30Aの内部を通り一対の回転軸線A1をそれぞれ有し、各バー状部材30が、対応する回転軸線A1のまわりに回転することによって鉛直姿勢のW基板の回転を駆動する。【選択図】図2
Description
この発明は、基板を処理する基板処理装置、および、基板を処理する基板処理方法に関する。
処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウェハ、液晶表示装置および有機EL(Electroluminescence)表示装置等のFPD(Flat Panel 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、セラミック基板、太陽電池用基板等が含まれる。
処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウェハ、液晶表示装置および有機EL(Electroluminescence)表示装置等のFPD(Flat Panel 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、セラミック基板、太陽電池用基板等が含まれる。
下記特許文献1には、ウェハを処理液に浸漬させて処理を行うウェハ処理装置が開示されている。このウェハ処理装置では、複数枚のウェハを起立姿勢で保持する保持機構が、処理槽内の処理位置と処理槽よりも上方の待機位置との間で昇降する。保持機構は、一対の保持フレームと、一対の保持フレームに取り付けられた二本の係止部材と、一対の保持フレームに着脱自在に取り付けられた係止部材とを備えている。各係止部材は、その両端部が前側の保持フレームおよび後側の保持フレームに取り付けられて、複数枚のウェハの外周三箇所を係止することにより複数枚のウェハを安定保持する。
特許文献1の基板処理装置によれば、保持機構は、昇降機構によって昇降され、昇降機構の昇降片に設けられたモータによって回転される。これにより、処理槽内の処理液の流れの均一性を向上させて、ウェハの処理の均一性が向上される。
しかしながら、特許文献1の基板処理装置には、保持機構を回転させて基板を回転させるための機構として、モータに連結された第1回転軸と、第1回転軸と平行に延びる第2回転軸と、これらの回転軸間で動力を伝達するためのギヤと、第2回転軸の回転を保持機構に伝達するタイミングベルトとが設けられている。そのため、処理槽内で基板を回転させるための構成が大型化するおそれがある。
しかしながら、特許文献1の基板処理装置には、保持機構を回転させて基板を回転させるための機構として、モータに連結された第1回転軸と、第1回転軸と平行に延びる第2回転軸と、これらの回転軸間で動力を伝達するためのギヤと、第2回転軸の回転を保持機構に伝達するタイミングベルトとが設けられている。そのため、処理槽内で基板を回転させるための構成が大型化するおそれがある。
そこで、この発明の1つの目的は、処理槽内で基板を回転させる構成の簡素化を図りつつ、基板処理の面内均一性の向上を図ることができる基板処理装置、および、基板処理方法を提供することである。
この発明の一実施形態は、基板を処理する処理液を貯留する処理槽と、鉛直方向に対して交差して互いに平行に延びる複数のバー状部材であって、前記処理槽内において、前記バー状部材の延長方向に基板の主面が向く処理姿勢で前記基板を保持する複数のバー状部材と、姿勢が前記処理姿勢である基板を支持し複数の前記バー状部材に対して昇降する昇降部材であって、下降する際に複数の前記バー状部材に前記基板を渡し、上昇する際に複数の前記バー状部材から前記基板を受け取る昇降部材とを含む、基板処理装置を提供する。
この基板処理装置では、複数の前記バー状部材が、前記延長方向に沿って延びる複数の回転軸線をそれぞれ有する。各前記バー状部材が、対応する前記回転軸線のまわりに回転することによって複数の前記バー状部材に保持されている前記基板の回転を駆動する。
この基板処理装置によれば、昇降部材は、複数のバー状部材に対して昇降する際に、複数のバー状部材に基板を渡したり、複数のバー状部材から基板を受け取ったりすることができる。そのため、複数のバー状部材を昇降させることなく、基板を複数のバー状部材に保持させて、基板を処理槽内の処理液に浸漬させることができる。
この基板処理装置によれば、昇降部材は、複数のバー状部材に対して昇降する際に、複数のバー状部材に基板を渡したり、複数のバー状部材から基板を受け取ったりすることができる。そのため、複数のバー状部材を昇降させることなく、基板を複数のバー状部材に保持させて、基板を処理槽内の処理液に浸漬させることができる。
複数のバー状部材の昇降が不要であるため、複数のバー状部材を回転させるために必要な機構を昇降部材とともに昇降させる必要がない。そのため、処理槽内で基板を回転させる構成の簡素化を図れる。
また、複数のバー状部材を複数の回転軸線のまわりに回転することで処理姿勢の基板の回転が駆動される。処理姿勢の基板を処理槽内で回転させることによって、処理槽中の処理液に形成される流れの均一性の向上が図れる。その結果、基板処理の面内均一性の向上を図ることができる。
また、複数のバー状部材を複数の回転軸線のまわりに回転することで処理姿勢の基板の回転が駆動される。処理姿勢の基板を処理槽内で回転させることによって、処理槽中の処理液に形成される流れの均一性の向上が図れる。その結果、基板処理の面内均一性の向上を図ることができる。
この発明の一実施形態では。複数の前記バー状部材が、前記回転軸線と平行に延びる所定の中心軸線まわりの周方向に間隔を空けて配置される。各前記バー状部材が、前記処理姿勢の前記基板の周縁部を収容する収容溝を有する。
この構成によれば、各バー状部材に基板の周縁部を収容する収容溝が設けられている。そのため、所定の中心軸線まわりの周方向の複数箇所において基板の周縁部を収容溝に収容させることができる。これにより、基板の姿勢の安定性の向上を図れるため、基板処理の面内均一性を一層向上させることができる。
この構成によれば、各バー状部材に基板の周縁部を収容する収容溝が設けられている。そのため、所定の中心軸線まわりの周方向の複数箇所において基板の周縁部を収容溝に収容させることができる。これにより、基板の姿勢の安定性の向上を図れるため、基板処理の面内均一性を一層向上させることができる。
この発明の一実施形態では、各前記バー状部材は、前記収容溝を複数有し、複数の前記収容溝は、前記延長方向に等間隔で設けられている。そのため、複数の基板を、延長方向に等間隔に配列させた状態で、複数のバー状部材に保持させることができる。そのため、複数のバー状部材によって、複数の基板を安定性高く保持することができる。ひいては、基板間での処理むらを低減できる。
この発明の一実施形態では、複数の前記バー状部材が、互いに間隔を空けて配置された第1バー状部材および第2バー状部材を含む。前記昇降部材が、前記第1バー状部材および前記第2バー状部材の間を通って昇降する。そのため、処理槽内における第1バー状部材と第2バー状部材との間の空間を、昇降部材の昇降のための経路として活用できる。したがって、処理槽の大型化を抑制できる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記バー状部材と一体回転するように前記処理槽内に設けられた羽根部材と、前記処理槽内に処理液を吐出する吐出部材とをさらに含む。そのため、吐出部材から吐出される処理液によって処理槽内に液流を形成することができる。羽根部材がこの液流を受けることによって、羽根部材が回転する。羽根部材およびバー状部材は一体回転するため、液流の形成によってバー状部材が回転し、バー状部材の回転によって基板が回転される。そのため、バー状部材を回転させるための電動モータ等を設けることなく、バー状部材を回転させることができる。したがって、基板を回転させる構成の簡素化を図れる。
昇降部材は、基板を処理姿勢で支持する。そのため、昇降部材を下降させて基板を処理槽内の処理液に浸漬する際には、基板の下端部が最も早いタイミングで処理槽内の処理液に浸漬され始め、基板の上端部が最も遅いタイミングで処理槽内の処理液に浸漬され始める。処理槽内での基板の処理を終えた後、昇降部材を上昇させて基板を処理槽から取り出す際には、処理液への基板の上端部の浸漬が最も早いタイミングで終了し、処理液への基板の下端部の浸漬が最も遅いタイミングで終了する。したがって、処理液に浸漬されている時間は、基板の下端部が最も長く、基板の上端部が最も短い。そのため、処理液に浸漬する際の基板の回転位相と処理液への浸漬を終了する際の基板の回転位相とを変化させなければ、基板の主面に処理むらが発生するおそれがある。
そこで、吐出部材から吐出される処理液の流量を調整して、複数のバー状部材に保持されている基板を基板中心軸線まわりに所定角度回転させれば、基板の主面において、昇降部材が下降する際に最も遅いタイミングで処理液に浸漬された部分が、昇降部材が上昇する際に最も早いタイミングで処理液から取り出されることを防止できる。たとえば、所定角度は、90°よりも大きく270°よりも小さい角度であれば、基板の処理むらを効果的に抑制できる。ただし、基板の回転変位は、180°に近いほど処理むらの低減効果は高く、基板の回転変位は、150°以上210°以下であることが好ましく、180°であることが一層好ましい。
基板を基板中心軸線まわりに180°回転させれば、基板の主面において、昇降部材が下降する際に最も早いタイミングで処理液に浸漬された部分が、昇降部材が上昇する際に最も早いタイミングで処理液から取り出される。したがって、基板の主面の各位置における処理液に浸漬される時間の差を低減できる。その結果、基板処理の面内均一性を向上させることができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記吐出部材から吐出される処理液の流量を制御することによって、前記処理姿勢の基板を、当該基板の中心部を通る基板中心軸線まわりに所定角度回転させるコントローラをさらに含む。
処理姿勢の基板を基板中心軸線まわりに所定角度回転するように、コントローラによって吐出部材から吐出される処理液の流量を制御すれば、基板処理の面内均一性をより精度良く向上させることができる。
処理姿勢の基板を基板中心軸線まわりに所定角度回転するように、コントローラによって吐出部材から吐出される処理液の流量を制御すれば、基板処理の面内均一性をより精度良く向上させることができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記バー状部材を対応する前記回転軸線まわりに回転させる回転アクチュエータをさらに含む。そのため、バー状部材を精度良く回転させることができる。また、この構成では、バー状部材が昇降部材とともに昇降しない。そのため、回転アクチュエータの回転の伝達に必要な構成、すなわち、基板を回転させるための構成を簡素化することができる。
回転アクチュエータによってバー状部材の回転変位を調整して、複数のバー状部材に保持されている基板を基板中心軸線まわりに所定角度回転させれば、基板の主面において、昇降部材が下降する際に最も遅いタイミングで処理液に浸漬された部分が、昇降部材が上昇する際に最も早いタイミングで処理液から取り出されることを防止できる。
上述したように、基板を基板中心軸線まわりに180°回転させれば、基板の主面において、昇降部材が下降する際に最も早いタイミングで処理液に浸漬された部分が、昇降部材が上昇する際に最も早いタイミングで処理液から取り出される。したがって、基板の主面の各位置における処理液に浸漬される時間の差を低減できる。その結果、基板処理の面内均一性を向上させることができる。
上述したように、基板を基板中心軸線まわりに180°回転させれば、基板の主面において、昇降部材が下降する際に最も早いタイミングで処理液に浸漬された部分が、昇降部材が上昇する際に最も早いタイミングで処理液から取り出される。したがって、基板の主面の各位置における処理液に浸漬される時間の差を低減できる。その結果、基板処理の面内均一性を向上させることができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記回転アクチュエータを制御して複数の前記バー状部材を回転させることによって、前記処理姿勢の基板を、当該基板の中心部を通る基板中心軸線まわりに所定角度回転させるコントローラをさらに含む。
処理姿勢の基板を基板中心軸線まわりに所定角度回転するように、コントローラによって回転アクチュエータを制御すれば、基板処理の面内均一性をより精度良く向上させることができる。
処理姿勢の基板を基板中心軸線まわりに所定角度回転するように、コントローラによって回転アクチュエータを制御すれば、基板処理の面内均一性をより精度良く向上させることができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、基板の周縁部に設けられた被検出部を検出する周縁検出センサをさらに含む。
そのため、基板の周方向における所定位置に設けられた被検出部が検出されたタイミングでバー状部材の回転を停止させれば、基板が適切な回転位相に位置するように基板の回転を停止させることができる。これにより、基板処理の面内均一性を向上させることができる。
そのため、基板の周方向における所定位置に設けられた被検出部が検出されたタイミングでバー状部材の回転を停止させれば、基板が適切な回転位相に位置するように基板の回転を停止させることができる。これにより、基板処理の面内均一性を向上させることができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記バー状部材の回転変位を検出する回転変位センサをさらに含む。このように、バー状部材の回転変位を検出することで、基板が適切な回転位相に位置するように基板の回転を停止させることができる。
この発明の他の実施形態は、処理液を貯留する処理槽内で鉛直方向に対して交差して互いに平行に延びる複数のバー状部材の延長方向に主面を向ける処理姿勢の基板を支持する昇降部材を下降させることによって、前記処理槽内の処理液への基板の浸漬を開始する浸漬開始工程と、前記浸漬開始工程後に前記昇降部材をさらに下降させることによって、前記処理槽内において、前記昇降部材から複数の前記バー状部材に前記処理姿勢の前記基板が受け渡され、前記処理姿勢の前記基板が複数の前記バー状部材に保持される第1受渡工程と、複数の前記バー状部材の内部をそれぞれ通り前記延長方向に延びる複数の回転軸線のまわりに複数の前記バー状部材をそれぞれ回転させることによって、前記処理姿勢の前記基板を当該基板の中心部を通る基板中心軸線まわりに所定角度回転させる基板回転工程と、前記基板回転工程の後に前記昇降部材を上昇させることによって、複数の前記バー状部材から前記昇降部材が前記処理姿勢の前記基板が受け渡される第2受渡工程と、前記第2受渡工程の後に前記昇降部材をさらに上昇させることによって、前記処理槽に貯留されている処理液への前記基板の浸漬を終了する浸漬終了工程とを含む、基板処理方法を提供する。
この発明の他の実施形態は、処理液を貯留する処理槽内で鉛直方向に対して交差して互いに平行に延びる複数のバー状部材の延長方向に主面を向ける処理姿勢の基板を支持する昇降部材を下降させることによって、前記処理槽内の処理液への基板の浸漬を開始する浸漬開始工程と、前記浸漬開始工程後に前記昇降部材をさらに下降させることによって、前記処理槽内において、前記昇降部材から複数の前記バー状部材に前記処理姿勢の前記基板が受け渡され、前記処理姿勢の前記基板が複数の前記バー状部材に保持される第1受渡工程と、複数の前記バー状部材の内部をそれぞれ通り前記延長方向に延びる複数の回転軸線のまわりに複数の前記バー状部材をそれぞれ回転させることによって、前記処理姿勢の前記基板を当該基板の中心部を通る基板中心軸線まわりに所定角度回転させる基板回転工程と、前記基板回転工程の後に前記昇降部材を上昇させることによって、複数の前記バー状部材から前記昇降部材が前記処理姿勢の前記基板が受け渡される第2受渡工程と、前記第2受渡工程の後に前記昇降部材をさらに上昇させることによって、前記処理槽に貯留されている処理液への前記基板の浸漬を終了する浸漬終了工程とを含む、基板処理方法を提供する。
この基板処理方法によれば、昇降部材は、複数のバー状部材に対して昇降する際に、複数のバー状部材に基板を渡したり、複数のバー状部材から基板を受け取ったりすることができる。そのため、複数のバー状部材を昇降させることなく、基板を複数のバー状部材に保持させて、基板を処理槽内の処理液に浸漬させることができる。
複数のバー状部材の昇降が不要であるため、複数のバー状部材を回転させるために必要な機構を昇降部材とともに昇降させる必要がない。そのため、処理槽内で基板を回転させる構成の簡素化を図れる。
複数のバー状部材の昇降が不要であるため、複数のバー状部材を回転させるために必要な機構を昇降部材とともに昇降させる必要がない。そのため、処理槽内で基板を回転させる構成の簡素化を図れる。
また、複数のバー状部材がそれぞれの内部を通る複数の回転軸線のまわりに回転することで処理姿勢の基板の回転を駆動する。処理姿勢の基板を処理槽内で回転させることによって、処理槽中の処理液に形成される流れの均一性の向上が図れる。その結果、基板処理の面内均一性の向上を図ることができる。
さらに、昇降部材から複数のバー状部材に基板が受け渡された後、複数のバー状部材に保持されている基板が基板中心軸線まわりに所定角度回転する。そのため、基板の主面において、昇降部材が下降する際に最も遅いタイミングで処理液に浸漬された部分が、昇降部材が上昇する際に最も早いタイミングで処理液から取り出されることを防止できる。
さらに、昇降部材から複数のバー状部材に基板が受け渡された後、複数のバー状部材に保持されている基板が基板中心軸線まわりに所定角度回転する。そのため、基板の主面において、昇降部材が下降する際に最も遅いタイミングで処理液に浸漬された部分が、昇降部材が上昇する際に最も早いタイミングで処理液から取り出されることを防止できる。
上述したように、基板を基板中心軸線まわりに180°回転させれば、その後に昇降部材が上昇する際には、基板の主面において、昇降部材が下降する際に最も早いタイミングで処理液に浸漬された部分が、最も早いタイミングで処理液から取り出される。したがって、基板の主面の各位置における処理液に浸漬される時間の差を低減できる。その結果、基板処理の面内均一性を向上させることができる。
この発明の他の実施形態では、前記基板回転工程が、前記処理槽内に吐出部材から処理液を吐出することによって、前記バー状部材と一体回転するように前記処理槽内に設けられた羽根部材を回転させる工程を含む。そのため、吐出部材から吐出される処理液によって処理槽内に液流を形成することができる。羽根部材がこの液流を受けることによって、羽根部材が回転する。羽根部材およびバー状部材は一体回転するため、液流の形成によってバー状部材が回転し、バー状部材の回転によって基板が回転される。そのため、バー状部材を回転させるための電動モータ等を設けることなく、バー状部材を回転させることができる。したがって、基板を回転させる構成の簡素化を図れる。
この発明の他の実施形態では、前記基板回転工程が、回転アクチュエータが前記バー状部材を前記回転軸線まわりに回転させる工程を含む。そのため、バー状部材を精度良く回転させることができる。また、この方法では、バー状部材が昇降部材とともに昇降しないため、回転アクチュエータの回転の伝達に必要な構成、すなわち、基板を回転させるための構成を簡素化することができる。
この発明の他の実施形態では、前記基板処理方法が、前記基板の周方向に設けられた被検出部が所定位置に位置することを周縁検出センサが検出したタイミングで、前記バー状部材の回転を停止させる回転停止工程をさらに含む。そのため、基板が適切な回転位相に位置するように基板の回転を停止させることができる。これにより、基板処理の面内均一性を向上させることができる。したがって、基板の主面の各位置における処理液に浸漬される時間の差を一層低減できる。その結果、基板処理の面内均一性を一層向上させることができる。
この発明の他の実施形態では、前記基板処理方法が、前記バー状部材の回転変位が所定の回転変位となるタイミングで、前記バー状部材の回転を停止させる回転停止工程をさらに含む。このように、バー状部材の回転変位を検出することで、基板が適切な回転位相に位置するように基板の回転を停止させることができる。したがって、基板の主面の各位置における処理液に浸漬される時間の差を低減できる。その結果、基板処理の面内均一性を一層向上させることができる。
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
<基板処理装置1の全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1のレイアウトを示す図解的な平面図である。
基板処理装置1は、複数枚の基板Wを一括して処理するバッチ式の装置である。基板処理装置1は、半導体ウェハなどの円板状の基板Wを収容するキャリアCが搬送されるロードポートLPと、ロードポートLPから搬送された基板Wを薬液やリンス液等の処理液で処理する処理ユニット2と、ロードポートLPと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する複数の搬送ロボットと、基板処理装置1を制御するコントローラ3とを含む。
<基板処理装置1の全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1のレイアウトを示す図解的な平面図である。
基板処理装置1は、複数枚の基板Wを一括して処理するバッチ式の装置である。基板処理装置1は、半導体ウェハなどの円板状の基板Wを収容するキャリアCが搬送されるロードポートLPと、ロードポートLPから搬送された基板Wを薬液やリンス液等の処理液で処理する処理ユニット2と、ロードポートLPと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する複数の搬送ロボットと、基板処理装置1を制御するコントローラ3とを含む。
処理ユニット2は、複数枚の基板Wが浸漬される第1薬液を貯留する第1薬液処理槽4と、複数枚の基板Wが浸漬される第1リンス液を貯留する第1リンス処理槽5と、複数枚の基板Wが浸漬される第2薬液を貯留する第2薬液処理槽6と、複数枚の基板Wが浸漬される第2リンス液を貯留する第2リンス処理槽7とを含む。処理ユニット2は、複数枚の基板Wを乾燥させる乾燥処理槽8をさらに含む。
第1薬液は、たとえば、アンモニア過酸化水素混合液(APM液:Ammonium Hydrogen-peroxide mixture)またはフッ酸である。第2薬液は、たとえば、エッチング液である。エッチング液は、たとえば、リン酸、酢酸、硝酸、および水の混合液である混酸(PAN液:Phosphoric Acetic and Nitric acid)である。第1リンス液および第2リンス液は、たとえば、脱イオン水(DIW:Deionized water)である。
第1薬液は、APM液およびフッ酸以外の薬液であってもよい。同様に、第1リンス液および第2リンス液は、純水以外のリンス液であってもよい。第1リンス液および第2リンス液は、互いに異なる種類のリンス液であってもよい。
基板処理装置1の処理対象となる基板Wは、たとえば、主面からタングステン等の金属層が露出する基板である。
基板処理装置1の処理対象となる基板Wは、たとえば、主面からタングステン等の金属層が露出する基板である。
複数の搬送ロボットは、ロードポートLPと処理ユニット2との間でキャリアCを搬送し、複数のキャリアCを収容するキャリア搬送装置9と、キャリア搬送装置9に保持されているキャリアCに対して複数枚の基板Wの搬入および搬出を行い、水平姿勢および鉛直姿勢のいずれかに基板Wの姿勢を変更する姿勢変換ロボット10とを含む。
水平姿勢とは、基板Wの主面が水平面となる姿勢である。鉛直姿勢とは、基板Wの主面が鉛直面となる姿勢である。鉛直姿勢は、起立姿勢ともいう。
水平姿勢とは、基板Wの主面が水平面となる姿勢である。鉛直姿勢とは、基板Wの主面が鉛直面となる姿勢である。鉛直姿勢は、起立姿勢ともいう。
姿勢変換ロボット10は、複数のキャリアCから取り出した複数枚(たとえば50枚)の基板Wで1つのバッチを形成するバッチ組み動作と、1つのバッチに含まれる複数枚の基板Wを複数のキャリアCに収容するバッチ解除動作とを行う。
複数の搬送ロボットは、さらに、姿勢変換ロボット10と処理ユニット2との間で1バッチの基板Wを搬送する主搬送ロボット11と、主搬送ロボット11と処理ユニット2との間で1バッチの基板Wを搬送する複数の副搬送ロボット12とを含む。複数の副搬送ロボット12は、第1薬液処理槽4と第1リンス処理槽5との間で1バッチの基板Wを搬送する第1副搬送ロボット12Aと、第2薬液処理槽6と第2リンス処理槽7との間で複数枚の基板Wを搬送する第2副搬送ロボット12Bとを含む。
複数の搬送ロボットは、さらに、姿勢変換ロボット10と処理ユニット2との間で1バッチの基板Wを搬送する主搬送ロボット11と、主搬送ロボット11と処理ユニット2との間で1バッチの基板Wを搬送する複数の副搬送ロボット12とを含む。複数の副搬送ロボット12は、第1薬液処理槽4と第1リンス処理槽5との間で1バッチの基板Wを搬送する第1副搬送ロボット12Aと、第2薬液処理槽6と第2リンス処理槽7との間で複数枚の基板Wを搬送する第2副搬送ロボット12Bとを含む。
主搬送ロボット11は、1バッチの基板Wを姿勢変換ロボット10から受け取る。主搬送ロボット11は、姿勢変換ロボット10から受け取った1バッチの基板Wを第1副搬送ロボット12Aおよび第2副搬送ロボット12Bに渡し、第1副搬送ロボット12Aおよび第2副搬送ロボット12Bに保持されている1バッチの基板Wを受け取る。主搬送ロボット11は、さらに、1バッチの基板Wを乾燥処理槽8に搬送する。
第1副搬送ロボット12Aは、主搬送ロボット11から受け取った1バッチの基板Wを第1薬液処理槽4と第1リンス処理槽5との間で搬送し、第1薬液処理槽4内の第1薬液または第1リンス処理槽5内の第1リンス液に浸漬させる。同様に、第2副搬送ロボット12Bは、主搬送ロボット11から受け取った1バッチの基板Wを第2薬液処理槽6と第2リンス処理槽7との間で搬送し、第2薬液処理槽6内の第2薬液または第2リンス処理槽7内の第2リンス液に浸漬させる。
<処理ユニット2の構成>
図2は、第2薬液処理槽6およびその周辺に備えられる部材の縦断面図である。図3は、図2のIII-III線に沿う断面図である。図示はしないが、第1薬液処理槽4、第1リンス処理槽5、および第2リンス処理槽7についても、第2薬液処理槽6と同様の構成を備えている。
図2は、第2薬液処理槽6およびその周辺に備えられる部材の縦断面図である。図3は、図2のIII-III線に沿う断面図である。図示はしないが、第1薬液処理槽4、第1リンス処理槽5、および第2リンス処理槽7についても、第2薬液処理槽6と同様の構成を備えている。
第2薬液処理槽6は、この実施形態では、二重槽構造を有している。具体的には、第2薬液処理槽6は、エッチング液を貯留し、1バッチの基板Wを浸漬させる内槽20と、内槽20の少なくとも上端部を取り囲み、内槽20とエッチング液を交換可能な外槽21とを含む。
内槽20は、薬液に対する耐食性に優れた石英またはフッ素樹脂材料によって形成された平面視矩形状の容器である。内槽20は、上端部に開口を有しており、V字状の底壁20aと、底壁20aに連結された複数(この実施形態では4つ)の側壁20bとを有する。外槽21は、内槽20と同様の材料によって形成されている。
内槽20は、薬液に対する耐食性に優れた石英またはフッ素樹脂材料によって形成された平面視矩形状の容器である。内槽20は、上端部に開口を有しており、V字状の底壁20aと、底壁20aに連結された複数(この実施形態では4つ)の側壁20bとを有する。外槽21は、内槽20と同様の材料によって形成されている。
処理ユニット2は、第2薬液処理槽6内で1バッチの基板Wを保持する一対のバー状部材30さらに含む。一対のバー状部材30は、互いに平行して水平に延びている。各バー状部材30は、円筒状または円柱状である。一対のバー状部材30は、バー状部材30が延びる方向(延長方向ED)に対して直交する水平方向(直交方向OD)に互いに間隔を空けて第2薬液処理槽6内に設けられた第1バー状部材30Aおよび第2バー状部材30Bを含む。一対のバー状部材30は、内槽20の複数の側壁20bによって、内槽20に対して回転可能に支持されている。
一対のバー状部材30は、延長方向EDに沿って延びる一対の回転軸線A1をそれぞれ有する。各回転軸線A1は、対応するバー状部材30の内部を通っており、対応するバー状部材30の中心軸線でもある。そのため、各バー状部材30は、延長方向EDに沿って延びる回転軸線A1のまわりを自転可能である。
一対のバー状部材30が、回転軸線A1と平行に延びる所定の中心軸線A2まわりの周方向CDに間隔を空けて配置されている。基板Wは、基板Wの中心部を通る中心軸線(基板中心軸線A3)が、中心軸線A2と一致するように、一対のバー状部材30に保持される。
一対のバー状部材30が、回転軸線A1と平行に延びる所定の中心軸線A2まわりの周方向CDに間隔を空けて配置されている。基板Wは、基板Wの中心部を通る中心軸線(基板中心軸線A3)が、中心軸線A2と一致するように、一対のバー状部材30に保持される。
図4は、一対のバー状部材30の構成を説明するための斜視図である。各バー状部材30は、1バッチの基板Wの周縁部の一部をそれぞれ収容する複数の収容溝31を有する。各バー状部材30において、複数の収容溝31は、延長方向EDに等間隔で設けられている。各基板Wの周縁部は、延長方向EDにおいて同じ位置に位置する複数(この実施形態では2つ)の収容溝31に収容されている。これにより、基板Wが鉛直姿勢(処理姿勢)で一対のバー状部材30に保持される。
収容溝31は、たとえば、バー状部材30の中心側に向かって幅狭となる断面視V字状の溝である。収容溝31は、断面視U字状の溝であってもよい。収容溝31内において、基板Wの周縁部は、バー状部材30に接触している。たとえば、バー状部材30は、延長方向EDの両側から基板Wの周縁部に接している。そのため、バー状部材30の回転が基板Wに伝達される。また、収容溝31の底部が延長方向EDから見て円形状であれば、バー状部材30の外周面は必ずしも円筒状でなくてもよい。
処理ユニット2は、一対のバー状部材30のうちの一方のバー状部材30(たとえば、第1バー状部材30A)と一体回転するように第2薬液処理槽6内に設けられた羽根部材40をさらに含む。この実施形態では、羽根部材40は、第1バー状部材30Aにおいて複数の収容溝31が設けられている溝形成領域32の外側において、第1バー状部材30Aに接合されている。
羽根部材40は、たとえば、図4に示すように、第1バー状部材30Aと一体に形成されていてもよく、第1バー状部材30Aの外周面に取り付けられた複数の羽根部41を含んでいてもよい。
羽根部材40は、図4とは異なり、第1バー状部材30Aとは別体で形成されており、延長方向EDから第1バー状部材30Aに連結されていてもよい。あるいは、羽根部材40は、複数の羽根部41と、複数の羽根部41を支持する環状部とを含んでおり、当該環状部に第1バー状部材30Aが挿入されていてもよい。
羽根部材40は、図4とは異なり、第1バー状部材30Aとは別体で形成されており、延長方向EDから第1バー状部材30Aに連結されていてもよい。あるいは、羽根部材40は、複数の羽根部41と、複数の羽根部41を支持する環状部とを含んでおり、当該環状部に第1バー状部材30Aが挿入されていてもよい。
図2および図3を再び参照して、処理ユニット2は、第2薬液処理槽6内にエッチング液吐出する一対の吐出部材50をさらに含む。吐出部材50は、たとえば、延長方向EDに延びるバー状ノズルである。一対の吐出部材50は、直交方向ODに互いに間隔を空けて設けられている。一対の吐出部材50は、たとえば、内槽20の底壁20aと側壁20bとの境界付近に設けられている。吐出部材50は、内槽20内へ向けてエッチング液を吐出する複数の吐出口51を有している。複数の吐出口51は、延長方向EDに所定の間隔で配置されている。少なくとも一つの吐出口51が、羽根部材40に対向していることが好ましい(図2を参照)。
処理ユニット2は、各吐出部材50に接続される処理液配管52と、処理液供給源(図示せず)からのエッチング液等の第2薬液を一対の処理液配管52に第2薬液を供給する主配管53と、主配管53に介装された処理液バルブ54および流量調整バルブ55とを含む。処理液バルブ54は、主配管53内の流路を開閉する。流量調整バルブ55は、主配管53を流れる第2薬液の流量を調整する。処理液バルブ54が開かれると、処理液供給源から一対の吐出部材50に第2薬液が供給され、2つの吐出部材50から第2薬液が吐出される。詳しくは、両方の吐出部材50の複数の吐出口51から第2薬液が吐出される。
第2副搬送ロボット12Bは、第2薬液処理槽6に対して昇降するリフタ60と、リフタ60を昇降させる昇降機構70と、リフタ60を水平方向に移動(スライド)させるスライド機構80とを含む。昇降機構70は、リフタ60に連結された昇降軸71と、昇降軸71を昇降させる駆動力を発生させる昇降アクチュエータ72とを含む。昇降機構70は、昇降アクチュエータ72の駆動力を昇降軸71に伝達する動力伝達機構(図示せず)を含んでいてもよい。動力変換機構は、たとえば、ボールねじ機構、または、ラックアンドピニオン機構である。
スライド機構80は、昇降軸71を水平方向に移動させる駆動力を発生させるスライドアクチュエータ81を含む。スライド機構80は、スライドアクチュエータ81の駆動力を昇降軸71に伝達する動力伝達機構(図示せず)を含んでいてもよい。
リフタ60は、1バッチの基板Wを下方から支持する複数の支持部61と、延長方向EDにおける複数の支持部61の一端に連結され複数の支持部61を昇降させる昇降部62とを有する。リフタ60は、延長方向EDにおける複数の支持部61の他端を連結するフレーム部63を含んでいてもよい。
リフタ60は、1バッチの基板Wを下方から支持する複数の支持部61と、延長方向EDにおける複数の支持部61の一端に連結され複数の支持部61を昇降させる昇降部62とを有する。リフタ60は、延長方向EDにおける複数の支持部61の他端を連結するフレーム部63を含んでいてもよい。
各支持部61は、延長方向EDに沿って等間隔で設けられた複数の収容溝64を有している。各基板Wの周縁部は、延長方向EDにおいて同じ位置に位置する複数の収容溝64に収容される。そのため、リフタ60は、1バッチの基板Wの姿勢を鉛直姿勢に維持しながら1バッチの基板Wを昇降させることができる。
リフタ60は、スライド機構80によって、第2薬液処理槽6上に位置する第2薬液処理位置と、第2リンス処理槽7上に位置する第2リンス処理位置とに水平移動することができる。
リフタ60は、スライド機構80によって、第2薬液処理槽6上に位置する第2薬液処理位置と、第2リンス処理槽7上に位置する第2リンス処理位置とに水平移動することができる。
リフタ60は、第2薬液処理位置に位置する状態で、昇降機構70によって、支持部61が第2薬液処理槽6内の第2薬液の液面よりも上側に位置する上位置(後述する図8Aを参照)と、支持部61が複数のバー状部材30よりも下側に位置する下位置(後述する図8Dを参照)との間で昇降可能である。リフタ60は、上位置と下位置との間の受渡位置(後述する図8Cを参照)を下降して通過する際に、1バッチの基板Wを一対のバー状部材30に渡す。リフタ60は、上昇して受渡位置(後述する図8Eを参照)を通過する際に、1バッチの基板Wを一対のバー状部材30から受け取る。リフタ60は、第1バー状部材30Aと第2バー状部材30Bとの間を通って昇降する。リフタ60は、複数のバー状部材30に対して昇降する昇降部材の一例である。
図示しないが、第1副搬送ロボット12Aについても、第2副搬送ロボット12Bと同様の構成を有していてもよい。
基板処理装置1は、基板Wの周縁部に設けられた切り欠きW1,W2(被検出部)を検出する周縁検出センサ90をさらに含む。切り欠きW1,W2は、全ての基板Wに設けられていてもよいが、周縁検出センサ90は、1バッチの基板Wのうちの1枚の基板Wの切り欠きW1,W2を検出する。
基板処理装置1は、基板Wの周縁部に設けられた切り欠きW1,W2(被検出部)を検出する周縁検出センサ90をさらに含む。切り欠きW1,W2は、全ての基板Wに設けられていてもよいが、周縁検出センサ90は、1バッチの基板Wのうちの1枚の基板Wの切り欠きW1,W2を検出する。
周縁検出センサ90は、たとえば、基板Wの上端部(基板Wの周縁部の一部)に向けてレーザを発振するレーザ発振器(図示せず)と、基板Wの上端部から反射するレーザを検出する反射光検出器(図示せず)とを含む。周縁検出センサ90は、基板Wの周縁部において切り欠きW1,W2が設けられていない部分から反射する光の強度と、基板Wの周縁部において切り欠きW1,W2が設けられている部分から反射する光の強度との差に基づいて、基板Wが所定の回転位相に位置することを検出する。
基板Wの切り欠きW1,W2は、基板Wの周縁部において等間隔に設けられていることが好ましい。基板Wの切り欠きW1,W2は、周縁部に2箇所設けられていることが特に好ましい。すなわち、2つの切り欠きW1,W2の位相差は180°(所定角度)であることが好ましい。
周縁検出センサ90は、一対のバー状部材30および第2薬液処理槽6よりも上方に配置されており、一対のバー状部材30に保持されている基板Wの切り欠きW1,W2を上方から検出する。周縁検出センサ90は、切り欠きW1,W2が基板Wの上端部に位置するときに切り欠きW1,W2を検出する。図2は、切り欠きW1が基板Wの上端部に位置する状態を示している。
周縁検出センサ90は、一対のバー状部材30および第2薬液処理槽6よりも上方に配置されており、一対のバー状部材30に保持されている基板Wの切り欠きW1,W2を上方から検出する。周縁検出センサ90は、切り欠きW1,W2が基板Wの上端部に位置するときに切り欠きW1,W2を検出する。図2は、切り欠きW1が基板Wの上端部に位置する状態を示している。
図3に二点鎖線で示すように、周縁検出センサ90は、第2薬液処理槽6の側方に設けられていて、かつ、一対のバー状部材30に保持されている基板Wの切り欠きW1,W2を延長方向EDから検出するように構成されていてもよい。この場合、レーザを透過する透過部材(図示せず)を側壁20bに受けることで、周縁検出センサ90を、第2薬液処理槽6の側壁20bに外側から取り付けることができる。
この実施形態とは異なり、周縁検出センサ90は、延長方向EDに沿って等間隔に複数配置されていてもよい。複数の周縁検出センサ90は、1バッチの基板Wと同数設けられていてもよいし、1バッチの基板Wよりも少ない個数設けられていてもよい。
<電気的構成>
図5は、基板処理装置1の制御に関する構成例を説明するためのブロック図である。
<電気的構成>
図5は、基板処理装置1の制御に関する構成例を説明するためのブロック図である。
コントローラ3は、マイクロコンピュータを備えており、所定のプログラムに従って、基板処理装置1に備えられた制御対象を制御する。より具体的には、コントローラ3は、プロセッサ(CPU)3aと、プログラムが格納されたメモリ3bとを含み、プロセッサ3aがプログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御処理を実行するように構成されている。
特に、コントローラ3は、複数の搬送ロボット(キャリア搬送装置9、姿勢変換ロボット10、主搬送ロボット11、および、複数の副搬送ロボット12)、処理液バルブ54、流量調整バルブ55等の動作を制御する。コントローラ3には、周縁検出センサ90が接続されており、周縁検出センサ90の検出結果が入力される。
また、第2薬液処理槽6以外の処理槽(第1薬液処理槽4、第1リンス処理槽5、第2リンス処理槽7、および、乾燥処理槽8)に関連する部材(バルブ等)についてもコントローラ3によって制御される。
また、第2薬液処理槽6以外の処理槽(第1薬液処理槽4、第1リンス処理槽5、第2リンス処理槽7、および、乾燥処理槽8)に関連する部材(バルブ等)についてもコントローラ3によって制御される。
<基板処理の一例>
図6は、基板処理装置1によって実行される基板処理の一例について説明するための流れ図である。以下では、図1および図6を参照する。
主搬送ロボット11は、複数枚の基板Wからなる1バッチの基板Wを姿勢変換ロボット10から受け取る。主搬送ロボット11は、姿勢変換ロボット10から受け取った1バッチの基板Wを第1副搬送ロボット12Aに搬送し、第1副搬送ロボット12Aに渡す。主搬送ロボット11から受け取った1バッチの基板Wを第1副搬送ロボット12Aが第1薬液処理槽4内の第1薬液に浸漬させる(第1薬液処理:図6のステップS1)。その後、第1副搬送ロボット12Aが、第1リンス処理槽5内の第1リンス液に1バッチの基板Wを浸漬させる(第1リンス処理:図6のステップS2)。その後、第1副搬送ロボット12Aは、1バッチの基板Wを主搬送ロボット11に渡す。
図6は、基板処理装置1によって実行される基板処理の一例について説明するための流れ図である。以下では、図1および図6を参照する。
主搬送ロボット11は、複数枚の基板Wからなる1バッチの基板Wを姿勢変換ロボット10から受け取る。主搬送ロボット11は、姿勢変換ロボット10から受け取った1バッチの基板Wを第1副搬送ロボット12Aに搬送し、第1副搬送ロボット12Aに渡す。主搬送ロボット11から受け取った1バッチの基板Wを第1副搬送ロボット12Aが第1薬液処理槽4内の第1薬液に浸漬させる(第1薬液処理:図6のステップS1)。その後、第1副搬送ロボット12Aが、第1リンス処理槽5内の第1リンス液に1バッチの基板Wを浸漬させる(第1リンス処理:図6のステップS2)。その後、第1副搬送ロボット12Aは、1バッチの基板Wを主搬送ロボット11に渡す。
主搬送ロボット11は、第1副搬送ロボット12Aから受け取った1バッチの基板Wを第2副搬送ロボット12Bに渡す。その後、第2副搬送ロボット12Bが、主搬送ロボット11から受け取った1バッチの基板Wを第2薬液処理槽6内のエッチング液等の第2薬液に浸漬させる(第2薬液処理(エッチング処理):図6のステップS3)。さらにその後、第2副搬送ロボット12Bが、第2リンス処理槽7内の第2リンス液に1バッチの基板Wを浸漬させる(第2リンス処理:図6のステップS4)。その後、第2副搬送ロボット12Bは、1バッチの基板Wを主搬送ロボット11に渡す。主搬送ロボット11は、第2副搬送ロボット12Bから受け取った1バッチの基板Wを乾燥処理槽8に搬送する。
乾燥処理槽8内では、1バッチの基板Wを減圧乾燥等の手法によって乾燥される(乾燥処理:図6のステップS5)。その後、主搬送ロボット11は、1バッチの基板Wを姿勢変換ロボット10に渡す。姿勢変換ロボット10は、主搬送ロボット11から受け取った1バッチの基板Wの姿勢を鉛直姿勢から水平姿勢に変更し、その後、1バッチの基板Wをキャリア搬送装置9に保持されている複数のキャリアCに収容する。この一連の動作が繰り返されることにより、基板処理装置1に搬送された複数枚の基板Wが処理される。
次に、基板処理において実行されるエッチング処理(図6のステップS3)について詳しく説明する。
図7は、エッチング処理の一例について説明するための流れ図である。図8A~図8Eは、基板処理装置1のエッチング処理を説明するための模式図である。図8Aに示すように、第2副搬送ロボット12Bが主搬送ロボット11から受け取った1バッチの基板Wは、リフタ60の複数の支持部61に下方から支持されている。このとき、基板Wは、一対の切り欠きW1,W2のうちのいずれか一方が上端に位置するようにリフタ60に支持されている。図8Aでは、切り欠きW1が上端に位置している。
図7は、エッチング処理の一例について説明するための流れ図である。図8A~図8Eは、基板処理装置1のエッチング処理を説明するための模式図である。図8Aに示すように、第2副搬送ロボット12Bが主搬送ロボット11から受け取った1バッチの基板Wは、リフタ60の複数の支持部61に下方から支持されている。このとき、基板Wは、一対の切り欠きW1,W2のうちのいずれか一方が上端に位置するようにリフタ60に支持されている。図8Aでは、切り欠きW1が上端に位置している。
昇降機構70は、1バッチの基板Wを支持するリフタ60を下降させる。これにより、図8Bに示すように、基板Wの下端部が、第2薬液処理槽6内のエッチング液の液面に接触し、基板Wの浸漬が開始される(浸漬開始工程:図7のステップS11)。昇降機構70は、リフタ60をさらに下降させる。リフタ60が下降して受渡位置を通過する際に、図8Cに示すように、リフタ60から一対のバー状部材30に1バッチの基板Wが受け渡われる(第1受渡工程:図7のステップS12)。これにより、各基板Wの主面の全体がエッチング液に浸漬される。リフタ60は、受渡位置を通過した後、下位置に達するまで下降する。
1バッチの基板Wが一対のバー状部材30に渡された後、処理液バルブ54が開かれる。これにより、吐出部材50からエッチング液が吐出される(処理液吐出工程、エッチング液吐出工程)。エッチング液の吐出によって、第2薬液処理槽6内のエッチング液に液流が形成され、液流によって羽根部材40の回転が開始される。羽根部材40が回転することによって、第1バー状部材30Aが回転(自転)し、第1バー状部材30Aの回転によって、1バッチの基板Wの回転が駆動される。すなわち、図8Dに示すように、中心軸線A2まわりの基板Wの回転が開始される(基板回転工程:図7のステップS13)。1バッチの基板Wの回転によって、第2バー状部材30Bの回転軸線A1まわりの回転が駆動される。
周縁検出センサ90が基板Wの切り欠きW2を検出すると、処理液バルブ54が閉じられる。これにより、基板Wが中心軸線A2まわりに180°(所定角度)回転したときに液流が形成されなくなる。液流の形成が停止されることによって、基板Wの回転が停止される(回転停止工程)。
基板Wの回転が停止された後、昇降機構70が、下位置に位置するリフタ60の上昇を開始する。リフタ60が上昇して受渡位置を通過する際に、図8Eに示すように、一対のバー状部材30からリフタ60に1バッチの基板Wが受け渡される(第2受渡工程:図7のステップS14)。昇降機構70は、リフタ60をさらに上昇させる。リフタ60が上位置にまで移動することによって、第2薬液処理槽6内のエッチング液への1バッチの基板Wの浸漬が終了する(浸漬終了工程:図7のステップS15)。以上により、エッチング処理が終了する。
基板Wの回転が停止された後、昇降機構70が、下位置に位置するリフタ60の上昇を開始する。リフタ60が上昇して受渡位置を通過する際に、図8Eに示すように、一対のバー状部材30からリフタ60に1バッチの基板Wが受け渡される(第2受渡工程:図7のステップS14)。昇降機構70は、リフタ60をさらに上昇させる。リフタ60が上位置にまで移動することによって、第2薬液処理槽6内のエッチング液への1バッチの基板Wの浸漬が終了する(浸漬終了工程:図7のステップS15)。以上により、エッチング処理が終了する。
このエッチング処理では、リフタ60は、一対のバー状部材30に対して昇降する際に、一対のバー状部材30に1バッチの基板Wを渡したり、一対のバー状部材30から1バッチの基板Wを受け取ったりすることができる。そのため、一対のバー状部材30を昇降させることなく、一対のバー状部材30に基板Wを保持させて、1バッチの基板Wを第2薬液処理槽6内のエッチング液に浸漬させることができる。
一対のバー状部材30の昇降が不要であるため、一対のバー状部材30を回転させるために必要な機構(電動モータ等)をリフタ60とともに昇降させる必要がない。そのため、第2薬液処理槽6内で基板Wを回転させる構成の簡素化を図れる。
また、一対のバー状部材30がそれぞれの内部を通る複数の回転軸線A1のまわりに回転することで1バッチの基板Wの回転を駆動する。1バッチの基板Wを第2薬液処理槽6内で回転させることによって、第2薬液処理槽6中のエッチング液に形成される流れの均一性の向上が図れる。その結果、エッチング処理の面内均一性の向上を図ることができる。
また、一対のバー状部材30がそれぞれの内部を通る複数の回転軸線A1のまわりに回転することで1バッチの基板Wの回転を駆動する。1バッチの基板Wを第2薬液処理槽6内で回転させることによって、第2薬液処理槽6中のエッチング液に形成される流れの均一性の向上が図れる。その結果、エッチング処理の面内均一性の向上を図ることができる。
また、この実施形態によれば、一対のバー状部材30が、中心軸線A2まわりの周方向CDに間隔を空けて配置される。各バー状部材30が、鉛直姿勢の基板Wの周縁部を収容する収容溝31を有する。そのため、周方向CDの複数箇所において基板Wの周縁部を収容溝31に収容させることができる。これにより、基板Wの姿勢の安定性の向上を図れるため、基板処理の面内均一性を一層向上させることができる。
また、この実施形態によれば、各バー状部材30は、収容溝31を複数有し、複数の収容溝31は、延長方向EDに等間隔で設けられている。そのため、1バッチの基板Wを、延長方向EDに等間隔に配列させた状態で、一対のバー状部材30に保持させることができる。そのため、一対のバー状部材30によって、1バッチの基板Wを安定性高く保持することができる。ひいては、基板W間での処理むらを低減できる。
また、この実施形態によれば、リフタ60の複数の支持部61が、第1バー状部材30Aおよび第2バー状部材30Bの間を通って昇降する。そのため、第2薬液処理槽6内における第1バー状部材30Aと第2バー状部材30Bとの間の空間を、リフタ60の昇降のための経路として活用できる。したがって、第2薬液処理槽6の大型化を抑制できる。
また、この実施形態によれば、羽根部材40が第1バー状部材30Aと一体回転するように第2薬液処理槽6内に設けられている。また、吐出部材50から吐出されるエッチング液によって第2薬液処理槽6内に液流を形成することができる。羽根部材40がこの液流を受けることによって、羽根部材40が回転する。羽根部材40および第1バー状部材30Aは一体回転するため、液流の形成によって第1バー状部材30Aが回転し、第1バー状部材30Aの回転によって基板Wが回転される。そのため、第1バー状部材30Aを回転させるための電動モータ等を設けることなく、第1バー状部材30Aを回転させることができる。
また、この実施形態によれば、羽根部材40が第1バー状部材30Aと一体回転するように第2薬液処理槽6内に設けられている。また、吐出部材50から吐出されるエッチング液によって第2薬液処理槽6内に液流を形成することができる。羽根部材40がこの液流を受けることによって、羽根部材40が回転する。羽根部材40および第1バー状部材30Aは一体回転するため、液流の形成によって第1バー状部材30Aが回転し、第1バー状部材30Aの回転によって基板Wが回転される。そのため、第1バー状部材30Aを回転させるための電動モータ等を設けることなく、第1バー状部材30Aを回転させることができる。
リフタ60と一対のバー状部材30との間で受け渡される基板Wの姿勢は、鉛直姿勢である。そのため、リフタ60を下降させて基板Wを第2薬液処理槽6内のエッチング液に浸漬する際には、基板Wの下端部が最も早いタイミングで第2薬液処理槽6内のエッチング液に浸漬され始め、基板Wの上端部が最も遅いタイミングで第2薬液処理槽6内のエッチング液に浸漬され始める。第2薬液処理槽6内での基板Wのエッチング処理を終えた後、リフタ60を上昇させて基板Wを第2薬液処理槽6から取り出す際には、エッチング液への基板Wの上端部の浸漬が最も早いタイミングで終了し、エッチング液への基板Wの下端部の浸漬が最も遅いタイミングで終了する。したがって、エッチング液に浸漬されている時間は、基板Wの下端部が最も長く、基板Wの上端部が最も短い。そのため、エッチング液に浸漬する際の基板Wの回転位相とエッチング液への浸漬を終了する際の基板Wの回転位相とを変化させなければ、基板Wの主面に処理むらが発生するおそれがある。
そこで、吐出部材50から吐出されるエッチング液の流量を調整して、一対のバー状部材30に保持されている基板Wを基板中心軸線A3まわりに180°回転させれば、基板Wの主面において、リフタ60が下降する際に最も早いタイミングでエッチング液に浸漬された部分が、リフタ60が上昇する際に最も早いタイミングでエッチング液から取り出される。したがって、基板Wの主面の各位置におけるエッチング液に浸漬される時間の差を低減できる。その結果、エッチング処理の面内均一性を向上させることができる。
鉛直姿勢の基板Wを基板中心軸線A3まわりに180°回転するように、コントローラ3によって吐出部材50から吐出されるエッチング液の流量を制御すれば、エッチング処理の面内均一性をより精度良く向上させることができる。
周縁検出センサ90は、基板Wの周縁部に設けられた切り欠きW1,W2を検出する。そのため、切り欠きW1,W2が検出されたタイミングでバー状部材30の回転を停止させれば、基板Wが適切な回転位相に位置するように基板Wの回転を停止させることができる。これにより、エッチング処理の面内均一性を向上させることができる。
周縁検出センサ90は、基板Wの周縁部に設けられた切り欠きW1,W2を検出する。そのため、切り欠きW1,W2が検出されたタイミングでバー状部材30の回転を停止させれば、基板Wが適切な回転位相に位置するように基板Wの回転を停止させることができる。これにより、エッチング処理の面内均一性を向上させることができる。
この実施形態に係るエッチング処理であれば、エッチングの面内均一性の向上が要求されている三次元NANDデバイスの製造工程におけるタングステンのエッチング処理において、面内均一性を充分に向上させることができる。とくに、基板Wの主面に、ライン状のトレンチが互いに直交して延びており、そのトレンチにタングステンが埋設された基板Wを用いた場合において、羽根部材40の回転によって形成される液流によって、互いに直交するトレンチ内のタングステンのエッチングの均一性を良好に向上させることができる。
<その他の実施形態>
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
たとえば、図9に示すように、処理ユニット2は、第1バー状部材30Aを回転軸線A1まわりに回転させる回転アクチュエータ100と、回転アクチュエータ100の第1バー状部材30Aの回転変位(回転量ともいう。)を検出する回転変位センサ101とを含んでいてもよい。回転アクチュエータ100は、たとえば、電動モータであり、回転変位センサ101は、たとえば、エンコーダである。回転変位センサ101は、回転アクチュエータ100の回転変位を検出することで第1バー状部材30Aの回転変位を算出してもよいし、第1バー状部材30Aの回転変位を直接検出してもよい。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
たとえば、図9に示すように、処理ユニット2は、第1バー状部材30Aを回転軸線A1まわりに回転させる回転アクチュエータ100と、回転アクチュエータ100の第1バー状部材30Aの回転変位(回転量ともいう。)を検出する回転変位センサ101とを含んでいてもよい。回転アクチュエータ100は、たとえば、電動モータであり、回転変位センサ101は、たとえば、エンコーダである。回転変位センサ101は、回転アクチュエータ100の回転変位を検出することで第1バー状部材30Aの回転変位を算出してもよいし、第1バー状部材30Aの回転変位を直接検出してもよい。
コントローラ3は、回転変位センサ101の検出結果に基づいて回転アクチュエータ100を制御する(図5を参照)。回転アクチュエータ100が設けられている場合であっても、同様のエッチング処理が可能である。
エッチング処理において、1バッチの基板Wが一対のバー状部材30に渡された後、回転アクチュエータ100が第1バー状部材30Aを回転させる。これにより、中心軸線A2まわりの基板Wの回転が開始される(基板回転工程:図7のステップS13)。回転アクチュエータ100は、基板Wを180°回転させるために必要な回転変位(必要回転変位)だけ、第1バー状部材30Aを回転させる。第1バー状部材30Aが1回転よりも多く回転する場合、必要回転変位が360°を超える。そして、第1バー状部材30Aの回転変位が必要回転変位となるタイミングで、第1バー状部材30Aの回転が停止される。これにより、基板Wの回転が停止される(回転停止工程)。
エッチング処理において、1バッチの基板Wが一対のバー状部材30に渡された後、回転アクチュエータ100が第1バー状部材30Aを回転させる。これにより、中心軸線A2まわりの基板Wの回転が開始される(基板回転工程:図7のステップS13)。回転アクチュエータ100は、基板Wを180°回転させるために必要な回転変位(必要回転変位)だけ、第1バー状部材30Aを回転させる。第1バー状部材30Aが1回転よりも多く回転する場合、必要回転変位が360°を超える。そして、第1バー状部材30Aの回転変位が必要回転変位となるタイミングで、第1バー状部材30Aの回転が停止される。これにより、基板Wの回転が停止される(回転停止工程)。
回転アクチュエータ100によって第1バー状部材30Aの回転変位を調整して、一対のバー状部材30に保持されている基板Wを基板中心軸線A3まわりに180°回転させれば、基板Wの主面において、リフタ60が下降する際に最も早いタイミングでエッチング液に浸漬された部分が、リフタ60が上昇する際に最も早いタイミングでエッチング液から取り出される。したがって、基板Wの主面の各位置におけるエッチング液に浸漬される時間の差を低減できる。その結果、エッチング処理の面内均一性を向上させることができる。
回転アクチュエータ100によって第1バー状部材30Aの回転を駆動することで、第1バー状部材30Aを精度良く回転させることができる。また、この構成では、一対のバー状部材30がリフタ60とともに昇降しない。そのため、回転アクチュエータ100の回転の伝達に必要な構成、すなわち、基板Wを回転させるための構成を簡素化することができる。
回転アクチュエータ100が設けられている場合、羽根部材40を省略することが可能である。回転変位センサ101が設けられている場合、周縁検出センサ90および基板Wの切り欠きW1,W2を省略することが可能である。
回転アクチュエータ100を用いて基板Wを回転させる場合であっても、周縁検出センサ90を用いて基板Wの回転を停止させることが可能である。この場合、周縁検出センサ90が切り欠きW2を検出した時点で回転アクチュエータ100が停止されれば、基板Wが180°回転した時点で、基板Wの回転を停止させることができる。
回転アクチュエータ100を用いて基板Wを回転させる場合であっても、周縁検出センサ90を用いて基板Wの回転を停止させることが可能である。この場合、周縁検出センサ90が切り欠きW2を検出した時点で回転アクチュエータ100が停止されれば、基板Wが180°回転した時点で、基板Wの回転を停止させることができる。
同様に、羽根部材40を用いて基板Wを回転させる場合であっても、回転変位センサ101を用いて基板Wの回転を停止させることが可能である。この場合、第1バー状部材30Aが必要回転量だけ回転した時点で吐出部材50からのエッチング液の吐出が停止されれば、基板Wが180°回転した時点で、基板Wの回転を停止させることができる。
また、羽根部材40は、各バー状部材30に設けられていてもよい。この場合、第1バー状部材30Aに設けられた羽根部材40と第2バー状部材30Bに設けられた羽根部材40が同じ方向に回転するように、第2薬液処理槽6内のエッチング液に液流を発生させる必要がある。同様に、回転アクチュエータ100を各バー状部材30に設けることも可能である。また、羽根部材40を一定の方向に回転させる液流を形成できるのであれば、吐出口51が羽根部材40に対向している必要はなく、全ての吐出口51が羽根部材40に対向していない構成であってもよい。たとえば、第2薬液処理槽6内において吐出口51は、内槽20の底壁20aに対向していてもよいし、内槽20の側壁20bに対向していてもよい。
また、羽根部材40は、各バー状部材30に設けられていてもよい。この場合、第1バー状部材30Aに設けられた羽根部材40と第2バー状部材30Bに設けられた羽根部材40が同じ方向に回転するように、第2薬液処理槽6内のエッチング液に液流を発生させる必要がある。同様に、回転アクチュエータ100を各バー状部材30に設けることも可能である。また、羽根部材40を一定の方向に回転させる液流を形成できるのであれば、吐出口51が羽根部材40に対向している必要はなく、全ての吐出口51が羽根部材40に対向していない構成であってもよい。たとえば、第2薬液処理槽6内において吐出口51は、内槽20の底壁20aに対向していてもよいし、内槽20の側壁20bに対向していてもよい。
図2に示す例とは異なり、一対の処理液配管52に一対のバルブがそれぞれ介装されており、エッチング液の吐出が吐出部材50毎に制御されてもよい。
切り欠きW2が基板Wの下端部に位置するように基板Wをリフタ60の複数の支持部61に載置することができれば、切り欠きW1は不要である。すなわち、基板Wの周縁部には、必ずしも切り欠きを2つ設ける必要はない。
切り欠きW2が基板Wの下端部に位置するように基板Wをリフタ60の複数の支持部61に載置することができれば、切り欠きW1は不要である。すなわち、基板Wの周縁部には、必ずしも切り欠きを2つ設ける必要はない。
また、基板Wが第2薬液処理槽6内で180°回転できれば、基板Wの回転前後において切り欠きW1,W2が上端部および下端部に位置している必要はなく、切り欠きW1,W2は、センサによって検出可能な位置に位置していればよい。
また、基板Wは、エッチング処理(図6のステップS3)において、第2薬液処理槽6内において必ずしも180°回転する必要はない。たとえば、基板Wの回転変位が90°よりも大きく270°よりも小さい所定角度(所定変位)であれば、基板Wの処理むらを効果的に抑制できる。ただし、基板Wの回転変位は、180°に近いほど処理むらの低減効果は高く、基板Wの回転変位は、150°以上210°以下であることが好ましく、180°であることが一層好ましい。
また、基板Wは、エッチング処理(図6のステップS3)において、第2薬液処理槽6内において必ずしも180°回転する必要はない。たとえば、基板Wの回転変位が90°よりも大きく270°よりも小さい所定角度(所定変位)であれば、基板Wの処理むらを効果的に抑制できる。ただし、基板Wの回転変位は、180°に近いほど処理むらの低減効果は高く、基板Wの回転変位は、150°以上210°以下であることが好ましく、180°であることが一層好ましい。
また、周縁検出センサ90によって検出される被検出部は、切り欠きW1,W2に限られない。被検出部は、光の反射強度が基板Wの周縁部のその他の部分と異なっていれば、基板Wの周縁部に形成された構造物であってもよい。
一対のバー状部材30は、必ずしも鉛直姿勢で基板Wを保持する必要はなく、基板Wの主面が鉛直方向に対して僅かに傾斜していてもよい。すなわち、処理姿勢は、鉛直姿勢に限られない。
一対のバー状部材30は、必ずしも鉛直姿勢で基板Wを保持する必要はなく、基板Wの主面が鉛直方向に対して僅かに傾斜していてもよい。すなわち、処理姿勢は、鉛直姿勢に限られない。
また、上述の実施形態では、バー状部材30が2つ設けられている。しかしながら、バー状部材30の数は2つに限られず、3つ以上設けられていてもよい。ただし、複数のバー状部材30は、中心軸線A2まわりの周方向CDに間隔を空けて配置されていることが好ましく、リフタ60が、複数のバー状部材30と干渉することなく昇降できることが好ましい。
また、上述の実施形態では、第2副搬送ロボット12Bによって、リフタ60をスライド移動させる。しかしながら、単一の処理槽に対して複数枚の基板Wを搬送するロボットが基板処理装置1に備えられている場合には、当該ロボットに備えられるリフタ60はスライド移動不能であってもよい。
また、上述の実施形態に係る基板処理とは異なり、第1薬液処理(図6のステップS1)および第1リンス処理(図6のステップS2)を省略することも可能である。
また、上述の実施形態に係る基板処理とは異なり、第1薬液処理(図6のステップS1)および第1リンス処理(図6のステップS2)を省略することも可能である。
また、上述の実施形態では、エッチング処理中において、基板Wを回転させる際にのみ処理液バルブ54が開かれる。しかしながら、処理液バルブ54が常時開かれていて、流量調整バルブ55によってエッチング液の流量を調整することによって、基板Wの回転の開始および停止が制御されてもよい。
また、上述の実施形態では、基板処理装置1が、ロードポートLPと、複数の搬送ロボットと、処理ユニット2と、コントローラ3とを含んでいる。しかしながら、基板処理装置1は、単一の処理ユニット2とコントローラ3とによって構成されており、複数の搬送ロボットやロードポートLPを含んでいなくてもよい。あるいは、基板処理装置1は、単一の処理ユニット2のみによって構成されていてもよい。言い換えると、処理ユニット2が基板処理装置の一例であってもよい。
また、上述の実施形態では、基板処理装置1が、ロードポートLPと、複数の搬送ロボットと、処理ユニット2と、コントローラ3とを含んでいる。しかしながら、基板処理装置1は、単一の処理ユニット2とコントローラ3とによって構成されており、複数の搬送ロボットやロードポートLPを含んでいなくてもよい。あるいは、基板処理装置1は、単一の処理ユニット2のみによって構成されていてもよい。言い換えると、処理ユニット2が基板処理装置の一例であってもよい。
なお、上述の実施形態では、「水平」、「鉛直」といった表現を用いているが、厳密に「水平」、「鉛直」であることを要しない。すなわち、これらの各表現は、製造精度、設置精度等のずれを許容するものである。
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
1 :基板処理装置
2 :処理ユニット(基板処理装置)
3 :コントローラ
4 :第1薬液処理槽
5 :第1リンス処理槽
6 :第2薬液処理槽
7 :第2リンス処理槽
30 :バー状部材
30A :第1バー状部材
30B :第2バー状部材
31 :収容溝
40 :羽根部材
50 :吐出部材
60 :リフタ(昇降部材)
90 :周縁検出センサ
100 :回転アクチュエータ
101 :回転変位センサ
A1 :回転軸線
A2 :中心軸線
A3 :基板中心軸線(基板の中心軸線)
CD :周方向
ED :延長方向
W :基板
W1 :切り欠き(被検出部)
W2 :切り欠き(被検出部)
2 :処理ユニット(基板処理装置)
3 :コントローラ
4 :第1薬液処理槽
5 :第1リンス処理槽
6 :第2薬液処理槽
7 :第2リンス処理槽
30 :バー状部材
30A :第1バー状部材
30B :第2バー状部材
31 :収容溝
40 :羽根部材
50 :吐出部材
60 :リフタ(昇降部材)
90 :周縁検出センサ
100 :回転アクチュエータ
101 :回転変位センサ
A1 :回転軸線
A2 :中心軸線
A3 :基板中心軸線(基板の中心軸線)
CD :周方向
ED :延長方向
W :基板
W1 :切り欠き(被検出部)
W2 :切り欠き(被検出部)
Claims (15)
- 基板を処理する処理液を貯留する処理槽と、
鉛直方向に対して交差して互いに平行に延びる複数のバー状部材であって、前記処理槽内において、前記バー状部材の延長方向に基板の主面が向く処理姿勢で前記基板を保持する複数のバー状部材と、
姿勢が前記処理姿勢である基板を支持し複数の前記バー状部材に対して昇降する昇降部材であって、下降する際に複数の前記バー状部材に前記基板を渡し、上昇する際に複数の前記バー状部材から前記基板を受け取る昇降部材とを含み、
複数の前記バー状部材は、前記延長方向に沿って延びる複数の回転軸線をそれぞれ有し、
各前記バー状部材が、対応する前記回転軸線のまわりに回転することによって複数の前記バー状部材に保持されている前記基板の回転を駆動する、基板処理装置。 - 複数の前記バー状部材が、前記回転軸線と平行に延びる所定の中心軸線まわりの周方向に間隔を空けて配置され、
各前記バー状部材が、前記処理姿勢の前記基板の周縁部を収容する収容溝を有する、請求項1に記載の基板処理装置。 - 各前記バー状部材は、前記収容溝を複数有し、
複数の前記収容溝は、前記延長方向に等間隔で設けられている、請求項2に記載の基板処理装置。 - 複数の前記バー状部材が、互いに間隔を空けて配置された第1バー状部材および第2バー状部材を含み、
前記昇降部材が、前記第1バー状部材および前記第2バー状部材の間を通って昇降する、請求項1~3のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記バー状部材と一体回転するように前記処理槽内に設けられた羽根部材と、
前記処理槽内に処理液を吐出する吐出部材とをさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記吐出部材から吐出される処理液の流量を制御することによって、前記処理姿勢の基板を、当該基板の中心部を通る基板中心軸線まわりに所定角度回転させるコントローラをさらに含む、請求項5に記載の基板処理装置。
- 前記バー状部材を対応する前記回転軸線まわりに回転させる回転アクチュエータをさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記回転アクチュエータを制御して複数の前記バー状部材を回転させることによって、前記処理姿勢の基板を、当該基板の中心部を通る基板中心軸線まわりに所定角度回転させるコントローラをさらに含む、請求項7に記載の基板処理装置。
- 基板の周縁部に設けられた被検出部を検出する周縁検出センサをさらに含む、請求項5~8のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記バー状部材の回転変位を検出する回転変位センサをさらに含む、請求項5~9のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 処理液を貯留する処理槽内で鉛直方向に対して交差して互いに平行に延びる複数のバー状部材の延長方向に主面を向ける処理姿勢の基板を支持する昇降部材を下降させることによって、前記処理槽内の処理液への基板の浸漬を開始する浸漬開始工程と、
前記浸漬開始工程後に前記昇降部材をさらに下降させることによって、前記処理槽内において、前記昇降部材から複数の前記バー状部材に前記処理姿勢の前記基板が受け渡され、前記処理姿勢の前記基板が複数の前記バー状部材に保持される第1受渡工程と、
複数の前記バー状部材の内部をそれぞれ通り前記延長方向に延びる複数の回転軸線のまわりに複数の前記バー状部材をそれぞれ回転させることによって、前記処理姿勢の前記基板を当該基板の中心部を通る基板中心軸線まわりに所定角度回転させる基板回転工程と、
前記基板回転工程の後に前記昇降部材を上昇させることによって、複数の前記バー状部材から前記昇降部材に前記処理姿勢の前記基板が受け渡される第2受渡工程と、
前記第2受渡工程の後に前記昇降部材をさらに上昇させることによって、前記処理槽内の処理液への前記基板の浸漬を終了する浸漬終了工程とを含む、基板処理方法。 - 前記基板回転工程が、前記処理槽内に吐出部材から処理液を吐出することによって、前記バー状部材と一体回転するように前記処理槽内に設けられた羽根部材を回転させる工程を含む、請求項11に記載の基板処理方法。
- 前記基板回転工程が、回転アクチュエータが前記バー状部材を前記回転軸線まわりに回転させる工程を含む、請求項11に記載の基板処理方法。
- 前記基板の周方向に設けられた被検出部が所定位置に位置することを周縁検出センサが検出したタイミングで、前記バー状部材の回転を停止させる回転停止工程をさらに含む、請求項11~13のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記バー状部材の回転変位が所定の回転変位となるタイミングで、前記バー状部材の回転を停止させる回転停止工程をさらに含む、請求項11~13のいずれか一項に記載の基板処理方法。
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