JP3847457B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理レシピに基づいて制御される基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用基板などの製造工程では、種々の基板処理装置が用いられている。基板処理装置では、処理レシピに従って制御部が各動作部の動作を制御することによって基板に所定の処理を行う。
【０００３】
図８は従来の基板処理装置の一例としての現像装置の構成を示す模式図である。図８の現像装置は、基板Ｗを回転駆動する回転駆動機構３０Ａと、基板Ｗに現像液を供給する供給機構３０Ｂとを備える。回転駆動機構３０Ａは、基板Ｗを保持する基板保持部３１および基板保持部３１を回転駆動するモータ３２から構成される。また、供給機構３０Ｂは、現像液吐出ノズル３３、支持アーム３４、ノズル駆動機構３５、送液管３６、開閉弁３７および現像液タンク３８から構成される。現像液吐出ノズル３３は、ノズル駆動機構３５により基板Ｗの中央上方位置と基板Ｗの外方の待機位置との間を移動可能に形成されている。
【０００４】
待機位置には待機ポット３９が設けられている。待機ポット３９内には、円筒状の現像液吐出ノズル３３の先端に付着した現像液を吸引除去するための吸引ブロック４０および吸引ブロック４０に接続される吸引管路４１が設けられている。吸引管路４１中には開閉弁４１ａが設けられている。
【０００５】
現像装置における回転駆動機構３０Ａのモータ３２、ノズル駆動機構３５のモータ３５ａ、送液管３６中の開閉弁３７、吸引管路４１中の開閉弁４１ａ等の各動作部は制御部４２に接続されている。
【０００６】
また、現像装置は、処理レシピを格納している。処理レシピには、現像装置の各動作部の動作手順および動作条件が予め規定されている。そして、制御部４２は、処理レシピに従って各動作部の動作を制御する。
【０００７】
上記の現像装置の待機時には、現像液吐出ノズル３３が待機ポット３９内に静止している。また、現像液供給時には、現像液吐出ノズル３３が待機ポット３９から基板Ｗの中央上方位置に移動し、基板Ｗの表面に現像液を吐出する。さらに、現像液の吐出が終了すると、現像液吐出ノズル３３が再び基板Ｗの中央上方位置から待機ポット３９内に復帰し、待機する。
【０００８】
さらに、待機時には、現像液のディスペンス動作が行われる。ディスペンス動作とは、待機ポット３９内で現像液吐出ノズル３３から現像液を吐出して、現像液吐出ノズル３３の内部に貯留した現像液を廃棄する処理である。待機時には、外気と接触する現像液吐出ノズル３３の吐出口近傍の現像液が時間の経過により変質する場合がある。そこで、変質した現像液を廃棄し、常に現像液吐出ノズル３３から均質な現像液を吐出しうるようにディスペンス動作が行われる。特に、現像液吐出前の待機時におけるディスペンス動作をプリディスペンス動作と称し、現像液吐出後の待機時におけるディスペンス動作をアフタディスペンス動作と称する。
【０００９】
また、待機時には、ディスペンス動作とともに滴取り動作が行われる。滴取り動作は、現像液吐出ノズル３３の先端に付着した現像液の液滴を除去し、現像液吐出ノズル３３の先端の外表面を清浄な状態に保持するために行われる。滴取り動作では、制御部４２の制御により開閉弁４１ａを開き、破線で示すように、現像液吐出ノズル３３の先端近傍に対向配置した吸引ブロック４０から現像液吐出ノズル３３の先端に付着した現像液の液滴を吸引除去する。
【００１０】
上記のディスペンス動作および滴取り動作は処理レシピに従って行われる。処理レシピでは、ディスペンス動作のための送液管３６の開閉弁３７の開閉時間および滴取り動作のための吸引管路４１の開閉弁４１ａの開閉時間が規定されている。
【００１１】
図９は、処理レシピに基づく待機時の動作の説明図である。図９の横軸は各処理ステップごとの動作時間を示している。処理ステップは、各動作部が起動および停止されるごとに区分して設定される。すなわち、処理ステップｓ１は吸引管路４１の開閉弁４１ａが開放されてから、送液管３６の開閉弁３７が開放されるまでの処理期間を設定する。また、処理ステップｓ２は、送液管３６の開閉弁３７が開放された後、開閉弁３７が閉鎖されるまでの処理期間を設定する。さらに、処理ステップｓ３は、送液管３６の開閉弁３７が閉鎖された後、吸引管路４１の開閉弁４１ａが閉鎖されるまでの処理期間を設定する。
【００１２】
そして、処理ステップｓ１では、滴取り動作が行われ、処理ステップｓ２では現像液吐出動作および滴取り動作が行われ、さらに処理ステップｓ３では現像液吐出動作が終了し、滴取り動作が行われる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の基板処理装置では、処理レシピにおける処理時間などの動作条件が数値データとして与えられている。
【００１４】
一方、近年では基板が大径化するとともに、基板上に形成される素子構造の微細化が進展している。このため、現像装置では、基板の全面にわたって均一に現像処理を行うことが強く要求されている。そこで、大径の基板に均一に現像液を供給するのに適した直線状の吐出口を有するスリット状ノズルが提案されている。
【００１５】
しかしながら、このスリット状ノズルは、従来の円筒状の現像液吐出ノズル３３に比べると、従来必要とされていなかったノズル先端部の水洗い動作やノズル内部に発生する気泡の除去動作などの新たな動作が必要となり、待機時における現像装置の動作が複雑化する。このため、処理レシピの設定作業も煩雑化する。
【００１６】
また、基板の直径や処理プロセスの多様化に伴い、基板処理装置に要求される処理条件が多様化している。このため、基板の直径や処理プロセスの多様化に応じた多種の処理レシピを予め用意する必要が生じ、基板処理装置における処理レシピの設定作業が煩雑化する傾向にある。
【００１７】
本発明の目的は、データ内容の変更が容易な処理レシピを用いた基板処理装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明に係る基板処理装置は、基板に所定の処理を行うために動作する動作部と、動作部の動作を制御するための複数のデータを有する処理レシピを格納する格納手段と、格納手段に格納された処理レシピに基づいて動作部の動作を制御する制御手段とを備え、処理レシピは、１または複数のデータをそれぞれ含む複数の処理ステップを含むとともに、所定の処理ステップの繰り返し回数を表す変数または変数式を含むものである。
【００１９】
第１の発明に係る基板処理装置においては、制御手段が処理レシピに基づいて動作部の動作を制御する。処理レシピには、所定の処理ステップの繰り返し回数を表す変数または変数式を設定することができる。このため、基板の種類や処理条件などが変化する場合には、変化に応じた数値を変数または変数式に与えることにより、処理レシピを新たに作成することなく動作部に動作の繰り返し回数が異なる種々の動作を行わせることができる。これにより、簡単な操作で基板処理装置に多様な動作を行わせることができる。
【００２０】
第２の発明に係る基板処理装置は、第１の発明に係る基板処理装置の構成において、処理レシピに含まれる変数または変数式の変数に所定の数値を設定する設定手段をさらに備えたものである。
【００２１】
この場合、設定手段により数値を処理レシピの変数または変数式の変数に与えることにより、容易に処理レシピのデータを変更することができる。
【００２２】
第３の発明に係る基板処理装置は、第２の発明に係る基板処理装置の構成において、複数の数値を記憶する記憶手段をさらに備え、設定手段が、記憶手段に記憶された数値を変数または変数式の変数に設定するものである。
【００２８】
第６の発明に係る基板処理装置は、第５の発明に係る基板処理装置の構成において、複数の数値を記憶する記憶手段をさらに備え、設定手段は、記憶手段に記憶された数値を変数式の変数に設定するものである。
【００２９】
この場合、種々の条件の処理に対応した数値を記憶手段に記憶しておくことにより、処理レシピの変数式の変数に記憶手段から読み出した数値を与え、処理レシピのデータを変更して種々の動作を容易に切り換えて行わせることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施例による基板処理装置の一例としての現像装置の平面図であり、図２は図１中のＸ−Ｘ線断面図であり、図３は図１中のＹ−Ｙ線断面図であり、さらに図４は図１中のＺ−Ｚ線断面図である。
【００３１】
図１〜図４に示すように、現像装置は、基板Ｗを水平姿勢で吸引保持する基板保持部１を備える。基板保持部１は、モータ２の回転軸３の先端部に固定され、鉛直方向の軸の周りで回転可能に構成されている。基板保持部１の周囲には、基板Ｗを取り囲むように円形の内側カップ４ａが上下動自在に設けられている。また、内側カップ４ａの周囲には、正方形の外側カップ４ｂが設けられている。
【００３２】
図１に示すように、外側カップ４ｂの両側にはそれぞれ待機ポット６ａ，６ｂが配置され、外側カップ４ｂの一方の側部側にはガイドレール８が配設されている。また、ノズルアーム９がアーム駆動部１０によりガイドレール８に沿って走査方向Ａおよびその逆方向に移動可能に設けられている。外側カップ４ｂの他方の側部側には、純水を吐出する純水吐出ノズル１２が矢印Ｒの方向に回動可能に設けられている。
【００３３】
ノズルアーム９には、現像液吐出ノズル１１がガイドレール８と垂直に取り付けられている。これにより、現像液吐出ノズル１１は、待機ポット６ａの位置から基板Ｗ上を通過して待機ポット６ｂの位置まで走査方向Ａに沿って直線状に平行移動可能となっている。
【００３４】
図２に示すように、現像液吐出ノズル１１には、現像液供給系１４により現像液が供給される。現像液供給系１４には、現像液タンク１７が収納されている。現像液タンク１７には、現像液吐出ノズル１１に現像液を供給する送液管１８が連結されており、送液管１８の途中には開閉弁１６が設けられている。
【００３５】
図２および図４において、現像液吐出ノズル１１は直線状に延びるスリット状吐出口１５を有するスリット状ノズルから構成されている。現像液吐出ノズル５の内部には中空の現像液溜まり１１ａが形成されている。現像液溜まり１１ａの上面は、現像液溜まり１１ａ内に生じた気泡２４が廃液管７に導かれるように廃液管７の開口部に向かって傾斜して形成されている。送液管１８を通して供給された現像液は、この現像液溜まり１１ａを通り、スリット状吐出口１５から吐出される。現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出量は、現像液タンク１７に加えられる圧力および開閉弁１６の開度等により調整される。
【００３６】
現像液吐出ノズル１１の上面には廃液管７が接続されている。廃液管７の上流端は現像液吐出ノズル１１の現像液溜まり１１ａに連通している。また、廃液管７の下流端は外部の廃液処理設備に接続されている。廃液管７の途中には廃液管開閉弁１９が設けられており、廃液管開閉弁１９の開閉動作により現像液吐出ノズル１１からの空気抜き動作が制御される。
【００３７】
図３に示すように、現像液吐出ノズル１１は待機ポット６ａの内部で静止して待機する。待機ポット６ａの内部には待機ブロック２０が配置されている。待機ブロック２０の上面には現像液吐出ノズル１１の先端形状に沿ったＶ字状の凹部２０ａが形成されている。待機ブロック２０には吸引管路２３が接続されている。吸引管路２３の上流端は現像液吐出ノズル１１の下部先端に対応する凹部２０ａの底部に開口され、下流端は外部の吸引源に接続されている。また、吸引管路２３中には吸引開閉弁２３ａが配置されている。この吸引管路２３を通して吸引することにより、現像液吐出ノズル１１の先端に付着した滴（現像液や純水）を吸引して現像液吐出ノズル１１の先端から除去することができる。
【００３８】
また、待機ブロック２０には純水供給管２１が接続されている。純水供給管２１の下流端は待機ブロック２０の凹部２０ａの傾斜面に開口された複数の吐出孔に連通され、上流端は外部の純水供給源に接続されている。また、純水供給管２１中には供給開閉弁２１ａが配置されている。この純水供給管２１を通して待機ブロック２０に純水を供給すると、待機ブロック２０の凹部２０ａの傾斜面に形成された吐出孔から純水が現像液吐出ノズル１１に噴出される。これにより、現像液吐出ノズル１１の先端部表面を洗浄することができる。
【００３９】
なお、図１の待機ポット６ｂ内にも、図３の待機ブロック２０と同様の構成を有する待機ブロックが設けられている。
【００４０】
処理レシピは、ハードディスク装置、フロッピィディスク装置、半導体メモリ等からなる記憶装置５０に記憶されており、現像装置の各動作部の動作手順および動作条件のデータが規定されている。
【００４１】
制御部１３は、記憶装置５０から処理レシピを読み込み、処理レシピに従ってモータ２、アーム駆動部１０、送液管１８中の開閉弁１６、廃液管７の廃液管開閉弁１９、吸引管路２３の吸引開閉弁２３ａおよび純水管供給管２１の供給開閉弁２１ａの動作を制御する。
【００４２】
本実施例においては、モータ２、アーム駆動部１０、送液管１８中の開閉弁１６、廃液管７の廃液管開閉弁１９、吸引管路２３の吸引開閉弁２３ａおよび純水管供給管２１の供給開閉弁２１ａが本発明の動作部に相当し、記憶装置５０が格納手段および記憶手段に相当し、制御部１３が制御手段および設定手段に相当する。
【００４３】
以下、処理レシピに従う現像装置の動作について説明する。ここでは、現像装置の動作例として、待機時のディスペンス動作について説明する。ディスペンス動作には、基板Ｗへの現像液の吐出工程の前に行われる処理（プリディスペンス動作）、吐出後に行われる処理（アフタディスペンス動作）および待機時に定期的に行われる処理（オートディスペンス動作）がある。
【００４４】
図５はディスペンス動作の処理レシピを示す説明図であり、図６は図５のディスペンス動作を示す説明図である。ディスペンス動作では、現像液吐出動作とともに、滴取り、空気抜きおよび水洗いの各動作が個別にまたは重複して行われる。
【００４５】
現像液吐出動作は、現像液吐出ノズル１１から現像液を吐出し、現像液吐出ノズル１１の先端に貯溜した現像液を廃棄する動作である。滴取り動作は、現像液吐出ノズル１１の先端に付着した現像液の液滴や水洗いの滴を吸引して取り去る動作である。空気抜き動作は、現像液吐出ノズル１１の現像液溜まり１１ａ内に生じた気泡を廃液管７を通して外部へ排出する動作である。さらに、水洗い動作は、現像液吐出ノズル１１の先端部に純水を噴出して洗浄する動作である。
【００４６】
図５の処理レシピ２５は、上記の現像液吐出、滴取り、空気抜きおよび水洗いの各動作手順および動作条件を規定している。処理レシピ２５において、処理ステップは動作の順序を示している。この処理ステップは、各動作部が起動および停止されるごとに区分して設定される。Ｔ１は各処理ステップにおける時間を示している。Ｃ１〜Ｃ４は処理液の種別を示し、Ｃ１〜Ｃ４の各欄における番号１０１は現像液吐出を示し、１１９は滴取りを示し、１２３は空気抜きを示し、１０５は水洗いを示している。
【００４７】
さらに、繰り返し数は当該処理ステップまでの各処理を繰り返し行う回数を規定し、ジャンプ先は繰り返す処理の先頭の処理ステップの番号を示している。
【００４８】
この処理レシピ２５においては、処理ステップＳ３の処理時間Ｔ１が変数式（ｘ−３）で示され、さらに、繰り返し数が変数式（ｙ−１）で示されている。
【００４９】
図５および図６において、ディスペンス動作時には、最初に滴取り動作が開始される。滴取り動作は処理ステップＳ１から処理ステップＳ５にわたって行われる。
【００５０】
滴取り動作の開始から１秒経過後に、現像液吐出動作および空気抜き動作が開始される。現像液吐出動作はｘ（＝３．０＋ｘ−３）秒間継続される（処理ステップＳ２，Ｓ３）。また、空気抜き動作は３秒間継続される（処理ステップＳ２）。さらに、処理ステップＳ１から処理ステップＳ４までの各動作はさらに（ｙ−１）回繰り返し行われる。
【００５１】
その後、水洗い処理が開始される。水洗い処理は５秒間継続される（処理ステップＳ５，Ｓ６）。また、滴取り動作は水洗い動作の開始後１秒間で停止される。
【００５２】
さらに、水洗い動作の停止後、５秒間滴取り動作が行われる（処理ステップＳ７）。
【００５３】
上記の処理レシピ２５において、処理ステップ３における現像液吐出動作の継続時間（ｘ−３）および処理ステップＳ１〜Ｓ４の繰り返し数（ｙ−１）が変数式を用いて規定されている。このため、制御部１３は変数式の各変数ｘ，ｙに所望の数値を設定することにより、各処理ステップの動作を任意に制御することができる。それにより、１つの処理レシピ２５を用いて現像液吐出時間および現像液吐出、滴取り、空気抜きの各動作の繰り返し数が異なる処理を行わせることができる。
【００５４】
なお、処理レシピ２５に設定された変数式の変数に対しては、処理条件に応じた種々の数値データを格納したデータファイルを記憶装置５０に記憶し、記憶装置５０に記憶されたデータファイルから該当する数値データを制御部１３が選択して代入設定してもよく、あるいは作業者が基板処理装置の入力部から直接数値データを入力し、それに基づいて制御部１３が代入設定するようにしてもよい。
【００５５】
また、上記実施例では、現像装置のディスペンス動作を規定する処理レシピに変数を設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、処理レシピを使用する他の基板処理装置に対しても適用することができる。
【００５６】
例えば、図７は回転式塗布装置の処理レシピを示す説明図である。回転式塗布装置の処理レシピ２６では、回転時間、回転処理回数、回転数をそれぞれ変数ｘ，ｙ，ｚで設定している。また一方で、異なる数値データを有するデータファイル２７を準備する。データファイル２７は記憶装置５０に記憶される。そして、基板ごと、あるいは基板のロットごとにデータファイル２７から各変数ｘ，ｙ，ｚに順次数値データを入力し、基板を異なる状態で回転させることができる。
【００５７】
これにより、基板の回転処理状態を基板ごと、あるいはロットごとに変化させることが容易となる。また、この処理レシピ２６とデータファイル２７とを用いる方法は、基板の処理条件を決定するための試行処理を容易に行わせることが可能となる。
【００５８】
さらに、処理レシピ２６の各変数の代わりに、変数式を設定してもよい。例えば、処理ステップ数をｎとすると、処理ステップごとに回転数や回転時間が増減するような数式、例えば回転数として（１０００＋１０×ｎ（ｒｐｍ））、回転時間として（１０＋２×ｎ（秒））を設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による基板処理装置の一例としての現像装置の平面図である。
【図２】図１中のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】図１中のＹ−Ｙ線断面図である。
【図４】図１中のＺ−Ｚ線断面図である。
【図５】ディスペンス動作の処理レシピを示す説明図である。
【図６】図５のディスペンス動作の動作を示す説明図である。
【図７】回転式塗布装置の処理レシピの説明図である。
【図８】従来の基板処理装置の一例としての現像装置の構成を示す模式図である。
【図９】処理レシピに基づく待機時の動作の説明図である。
【符号の説明】
６ａ，６ｂ 待機ポット
７ 廃液管
１１ 現像液吐出ノズル
１８ 送液管
１６ 開閉弁
１９ 廃液管開閉弁
１３ 制御部
２０ 待機ブロック
２１ 純水供給管
２１ａ 供給開閉弁
２３ 吸引管路
２３ａ 吸引開閉弁
２５，２６ 処理レシピ
２７ データファイル
５０ 記憶装置

Claims (2)

1. 基板に所定の処理を行うために動作する複数の動作部と、
   前記複数の動作部の動作をそれぞれ制御するための処理レシピを格納する格納手段と、
   前記格納手段に格納された前記処理レシピに基づいて前記複数の動作部の動作をそれぞれ制御する制御手段とを備え、
   前記処理レシピは、前記複数の動作部の動作手順および動作条件をそれぞれ規定する複数の処理ステップを含むとともに、所定の処理ステップの繰り返し回数を表す変数または変数式および繰り返し範囲を含み、
   前記処理ステップは、各動作部が起動および停止されるごとに区分して設定され、
   前記格納手段に格納された前記処理レシピに含まれる前記変数または前記変数式の変数に所定の数値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 複数の数値を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記設定手段は、前記記憶手段に記憶された前記数値を前記変数または前記変数式の変数に設定することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。

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