JP4037573B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板(以下、単に「基板」という。)に対して、処理因子(処理室内の気圧など)を目標値に移行させて処理を行う基板処理技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、処理室内に設けられた処理槽にHF(フッ酸)等の薬液や純水等の処理液に基板を浸漬して処理し、その後、処理槽から基板を引き上げて乾燥する基板処理装置が用いられている。そして、このような装置において、より乾燥効率を上げるため最近では、基板を処理槽内に貯留した処理液から引き上げる際に処理室内の雰囲気を排気することにより、内部の気圧を減圧制御して基板を十分に乾燥させ、その後、処理室外に搬出している。
【0003】
この減圧制御として、排気を指定時間行えば減圧処理完了とみなして次の処理ステップに進む方法がある。また、他の減圧制御として、処理室内の圧力センサにより検出される圧力が減圧目標値に到達した後に次の処理ステップに進む方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、排気を指定時間行えば減圧完了とする減圧制御では、減圧が完了しているかどうかを確認できないため、減圧未完(乾燥不十分)のまま次の処理ステップに進んでしまい基板の処理品質が低下する場合がある。
【0005】
また、圧力センサによる減圧制御では、圧力センサや減圧ポンプなどが故障している場合には、検出圧力が減圧目標値に達しないため次の処理ステップに進めず、基板処理が渋滞することがある。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板の処理品質を安定化できるとともに基板処理の渋滞を防止できる基板処理技術を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、基板の所定の処理因子の値を初期値から目標値に移行させて前記基板の処理を行う基板処理装置であって、(a)前記処理因子の移行開始からの経過時間を計時する計時手段と、(b)前記処理因子の現在値を検出する検出手段と、(c) 所定の異常処理を行う異常処理手段と、を備え、前記経過時間が前記所定の閾値時間に到達する前に前記現在値が前記目標値に至った場合には前記基板の処理が正常と判断し、前記現在値が前記目標値に至る前に前記経過時間が所定の閾値時間に到達した場合には前記基板の処理が異常と判断して前記異常処理手段は所定の異常処理を行い、前記処理因子の移行開始から前記基板の処理が開始され、前記閾値時間は、前記処理因子の移行開始から前記基板の処理完了までの処理時間と別に設定されるとともに、前記処理時間より短い時間として設定されている。
【0008】
また、請求項2の発明は、基板の所定の処理因子の値を初期値から目標値に移行させて前記基板の処理を行う基板処理装置であって、(a) 前記移行を開始した後の経過時間を計時する計時手段と、(b) 前記処理因子の現在値を検出する検出手段と、(c) 所定の異常処理を行う異常処理手段と、を備え、前記経過時間が前記所定の閾値時間に到達する前に前記現在値が前記目標値に至った場合には前記基板の処理が正常と判断し、前記現在値が前記目標値に至る前に前記経過時間が所定の閾値時間に到達した場合には前記基板の処理が異常と判断して前記異常処理手段は所定の異常処理を行い、前記目標値は、前記処理因子の最終的な到達値よりも前記初期値に近い側に設定されている。
【0009】
また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明に係る基板処理装置において、前記処理因子は、前記基板の処理部空間における内部環境因子である。
【0010】
また、請求項4の発明は、請求項3の発明に係る基板処理装置において、前記処理因子は、前記処理部空間内の気圧である。
【0011】
また、請求項5の発明は、請求項4の発明に係る基板処理装置において、前記処理因子の前記目標値は、前記初期値よりも低圧側の値である。
【0012】
また、請求項6の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記目標値および前記閾値のうち少なくとも一方が、前記基板の処理条件に応じて可変である。
【0013】
また、請求項7の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記閾値時間として、1)第1閾値時間と、2)前記第1閾値時間よりも長い第2閾値時間と、が設定されており、前記異常処理手段が、(c-1)前記現在値が前記目標値に至る前に前記経過時間が前記第1閾値時間を越えた場合には、所定の警告処理を行うとともに前記基板の処理を続行させる警告処理手段と、(c-2)前記現在値が前記目標値に至る前に前記経過時間が前記第2閾値時間を越えた場合には、所定のエラー処理を行うとともに、前記基板の処理を中止させるエラー処理手段と、を備える。
【0014】
また、請求項8の発明は、請求項1ないし請求項7のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記目標値は、前記処理因子の最終的な到達値よりも安全マージンだけ前記初期値に近い側に設定されている。
【0015】
また、請求項9の発明は、基板の所定の処理因子の値を初期値から目標値に移行させて前記基板の処理を行う基板処理方法であって、(a)前記処理因子の値を前記初期値から前記目標値に移行させるべく前記処理因子の変化を開始する工程と、(b)前記処理因子の移行開始からの経過時間を計時する工程と、(c)前記処理因子の現在値を検出する検出工程と、(d)前記経過時間が前記所定の閾値時間に到達する前に前記現在値が前記目標値に至った場合には前記基板の処理が正常と判断するが、前記現在値が前記目標値に至る前に前記経過時間が所定の閾値時間に到達した場合には前記基板の処理が異常と判断して所定の異常処理を行う異常処理工程と、を備え、前記処理因子の移行開始から前記基板の処理が開始され、前記閾値時間は、前記処理因子の移行開始から前記基板の処理完了までの処理時間と別に設定されるとともに、前記処理時間より短い時間として設定されている。
【0016】
【発明の実施の形態】
<第1実施形態>
<基板処理装置の概要>
図1は、本発明の第1実施形態に係る基板処理装置1の概略構成を示す斜視図である。なお、この基板処理装置1の全体構成は、後述する各実施形態に共通の例となっている。図示のように、このユニットは、未処理基板を収納しているカセットCが投入されるカセット搬入部2と、このカセット搬入部2からのカセットCが載置され内部から複数の基板が同時に取り出される基板取出部3と、カセットCから取り出された未処理基板が各種の処理液によって順次処理される基板処理部5と、処理後の複数の処理済み基板が同時にカセット中に収容される基板収容部7と、処理済み基板を収納しているカセットCが払い出されるカセット搬出部8とを備える。さらに、装置の前側には、基板取出部3から基板収納部7にわたって基板移載搬送機構9が配置されており、処理前、処理中及び処理後の基板を一箇所から別の箇所に搬送したり移載したりする。
【0017】
カセット搬入部2は、水平移動、昇降移動及び垂直軸回りの回転が可能なカセット移載ロボットCR1を備え、カセットステージ2a上の所定位置に載置された一対のカセットCを基板取出部3に移載する。
【0018】
基板取出部3は、昇降移動する一対のホルダ3a、3bを備える。そして、各ホルダ3a、3bの上面にはガイド溝が刻設されており、カセットC中の未処理基板を垂直かつ互いに平行に支持することを可能にする。したがって、ホルダ3a、3bが上昇すると、カセットC中から基板が取り出される。カセットC中から取り出された基板は、基板移載搬送機構9に設けた搬送ロボットTRに受け渡され、水平移動後に基板処理部5に投入される。
【0019】
基板処理部5は、薬液を収容する薬液槽CBを備える薬液処理部52と、純水を収容する水洗槽WBを備える水洗処理部54と、単一槽内で各種の薬液処理や水洗処理を行う処理槽562を備える多機能処理部56Aとから構成される。
【0020】
基板処理部5において、薬液処理部52及び水洗処理部54の後方側には、第1基板浸漬機構55が配置されており、これに設けた上下動及び横行可能なリフタヘッドLH1によって、搬送ロボットTRから受け取った基板を薬液処理部52の薬液槽CBに浸漬したり、水洗処理部54の水洗槽WBに浸漬したりする。また、多機能処理部56A内部にはリフタ563が配置されており、これに設けた上下動可能なリフタヘッド563aによって、搬送ロボットTRから受け取った基板を多機能処理部56Aの処理槽562内に支持する。
【0021】
基板収納部7は、基板取出部3と同様の構造を有し、昇降可能な一対のホルダ7a、7bによって、搬送ロボットTRに把持された処理済み基板を受け取ってカセットC内に収納する。
【0022】
また、カセット搬出部8は、カセット搬入部2と同様の構造を有し、移動自在のカセット移載ロボットCR2を備え、基板収納部7上に載置された一対のカセットをカセットステージ8a上の所定位置に移載する。
【0023】
基板移載搬送機構9は、水平移動及び昇降移動が可能な搬送ロボットTRを備える。そして、この搬送ロボットTRに設けた一対の回転可能なハンド91、92によって基板を把持することにより、基板取出部3のホルダ3a、3bに支持された基板を基板処理部5の第1基板浸漬機構55に設けたリフタヘッドLH1側に移載したり、このリフタヘッドLH1側から隣りの第2基板浸漬機構57に設けたリフタヘッド563a側に移載したり、このリフタヘッド563a側から基板収納部7のホルダ7a、7bに移載したりする。
【0024】
<多機能処理部56Aの要部構成>
図2および図3は、多機能処理部56Aの縦断面図である。これらの図を用いて、その機構的構成を説明する。
【0025】
多機能処理部56Aは、主にケーシング560、シャッタ561、処理槽562、リフタ563、リフタ駆動部564、IPA/N2供給部566、および圧力センサ568を備えている。
【0026】
ケーシング560は、上面に基板搬出入口TOを備え、底面には排気用の配管560bを備えている。
【0027】
シャッタ561は、水平方向にスライドすることによって開閉する。なお、ケーシング560上面に設けられたシール部材560aにより、シャッタ561が閉じた状態ではケーシング560内は気密性が保たれる。
【0028】
処理槽562は、フッ酸(HF)および洗浄液である純水DIW(以下、併せて「処理液」という。)を満たすことが可能で、それらに基板Wが浸漬されて、それぞれエッチング処理や洗浄処理が行われる。また、処理槽562の底面には処理液の帰還用の配管562c、排液用の配管562d、処理液供給用の配管562eが連結されている。さらに、処理槽562の四方の外側面の上端には処理液回収槽562aが設けられており、それには処理液回収用の配管562bが連結されている。
【0029】
リフタ563は、リフタヘッド563aと保持板563bとの間に、基板Wが遊嵌され、保持される保持溝を多数備えた3本の基板ガイド563cを備えている。
【0030】
リフタ駆動部564は、サーボモータ564aに取り付けられたタイミングベルト564bに、シャフト564cが連結されるとともに、シャフト564cの上端はリフタ563のリフタヘッド563aに連結されており、サーボモータ564aの駆動によりリフタ563およびそれに保持された複数の基板Wを昇降させ、図2および図3に示した基板Wの搬送ロボットTRとの受け渡し位置TP、基板Wの乾燥位置DR、基板Wの上記処理液への浸漬位置DPに位置させることが可能となっている。
【0031】
IPA/N2供給部566は、不活性ガスであるN2ガスまたは溶剤蒸気であるIPAベーパーとN2ガスの混合ガスを供給するための複数の供給口NO(図3には一部にのみ参照符号を付した)を備えている。
【0032】
圧力センサ568は、ケーシング560の内壁に設けられており、基板の処理因子の現在値であるケーシング560内部空間の圧力(気圧)を検出する。
【0033】
図4は、多機能処理部56Aの配管等の構成を示す模式図である。多機能処理部56Aは上記機構的構成以外に、これから説明する配管、バルブ、制御部567A等を備えている。制御部567Aは、後述の三方弁V1、バルブV2〜V7およびディスプレイ567gのそれぞれに電気的に接続されており、制御部567Aの制御により三方弁V1は、その流路を切替えられるとともに、バルブV2〜V7は開閉される。
【0034】
配管562bには、三方弁V1、ポンプPおよびフィルタFが介挿されており、さらにフィルタFには配管562cが連結されている。また、三方弁V1の配管562bに連結されていないポートは配管562bcを通じて処理槽562および施設内の排液ラインを連通する配管562dに連結されており、さらに配管562dは、その下流側にバルブV2が介挿され、この装置が設置される施設内の排液ラインに接続されている。そして、制御部567Aは、バルブV2の開閉により処理槽562内の処理液の排出を制御でき、さらに三方弁V1の制御により、処理槽562から処理液回収槽562aに溢れた処理液を、フィルタFで濾過しつつ処理槽562へ帰還させたり、配管562bcを通じて処理槽562内の処理液とともに排液ラインに排出することができる。
【0035】
配管562eは、二股に分かれ、その一方はバルブV3を介してHF供給源567bに連結され、他方はバルブV4および純水温度調節部567dを介して純水供給源567cに連結されており、制御部567AはバルブV3、V4の制御によりHFと純水DIWのいずれかを処理槽562に所定のタイミングで供給する。
【0036】
配管560bは、バルブV5および減圧ポンプAPを介して施設内の排気ラインに連結されている。減圧ポンプAPは、制御部567Aに電気的に接続しており、制御部567Aの指令によって減圧ポンプAPの起動・停止が行われ、ケーシング560内の排気のON、OFFができる。
【0037】
配管566cは二股に分かれ、その一方はバルブV7を介してN2供給源567fに連結され、他方はバルブV6を介してIPA供給源567eおよびN2供給源567fに連結されている。そして、制御部567AはバルブV6,V7の制御によりガス供給管566aを通じてIPAベーパーをN2ガスをキャリアガスとして供給したり、N2ガスのみを供給したり、さらには停止することを所定のタイミングで行う。
【0038】
制御部567Aは、CPUおよびメモリ(図示せず)を有するとともに、計時部567hと異常処理部567iとを有している。計時部567hは、後述する減圧ステップの処理を開始してからの経過時間の計時を行う。また、異常処理部567iは、減圧ステップの処理において、減圧異常と判定すると所定の異常処理、つまり、ディスプレイ567gにアラーム表示させるとともに減圧ポンプAPの停止およびIPA/N2供給部566からのN2ブローを行う。
【0039】
<多機能処理部56Aの動作>
図5は、多機能処理部56Aの基本動作を説明するタイムチャートである。既述したように、多機能処理部56Aは薬液処理と洗浄処理との双方を連続して行うことができるが、ここでは多機能処理部56Aを水洗槽単体として使用する場合を例として説明を行う。薬液処理と洗浄処理とを引き続いて行う場合には、図5のタームチャートの水洗処理の前に薬液処理が入る。なお、この基本動作における各部の制御は制御部567Aにより行われる。以下、同図を参照して説明を行う。
【0040】
まず、1群の基板Wが多機能処理部56A内に搬入された後、IPA/N2供給部566の供給口NOから、ケーシング560内にN2の供給を行う。そして、リフタ駆動部564を駆動させて、基板Wを処理槽562に徐々に降下させる。浸漬位置DP(図2、図3)に到達すると、処理槽562に純水の供給を行い、処理液回収溝562a中に溢れた純水を排出しつつ、基板Wの水洗処理が開始される。
【0041】
次に、N2の供給を停止して、IPA/N2供給部566からIPAの供給を行う。その後、リフタ駆動部564を駆動させて、基板Wを処理槽562から徐々に引き上げる。乾燥位置DRに到達すると、処理槽562への純水の供給を停止してから、処理槽562を排水して空にするとともに、IPA/N2供給部566からはIPAの代わりにN2ガスが供給される。そして、減圧ポンプAPを起動してケーシング560内を減圧する減圧ステップの処理が行われる。この減圧ステップの処理が完了すると、N2の供給を停止して基板Wを多機能処理部56Aから搬出する。
【0042】
以上が、多機能処理部56Aの基本動作であるが、以下では本発明の特徴に対応する減圧ステップの動作を説明する。
【0043】
図6は、多機能処理部56Aの減圧ステップの動作を説明するフローチャートである。また、図7は、減圧ステップにおけるケーシング560内の圧力変化の概要を示すタイムチャートである。以下では、これらの図を参照して、減圧ステップの動作を説明する。
【0044】
ステップS1では、基板の一連の処理条件が記述されているレシピ(処理プログラム)のデジタルファイルから、減圧ステップの処理時間Tvの値を取り出す。
【0045】
次のステップS2では減圧目標値Prを設定する。この減圧目標値Prは、初期値(大気圧)よりも低圧側に設定される。これについては、デフォルトとして直前に処理した基板についての減圧目標値が設定されており、別のレシピの基板が処理されるような場合に、その新たな基板についてのレシピの記述に基づいてその値が変更される。もっとも、減圧目標値Prを固定的に定めておくことを禁じるものではない。
【0046】
ステップS3では、減圧異常と判断するための基準時間となる異常閾値時間Tsを設定する。異常閾値時間Tsの値の決定には以下のようないくつかの方式がある。
【0047】
(1) ステップS1で読出すべきレシピに、異常閾値時間Tsの値を記述しておく。
【0048】
(2) ステップS1でレシピから取り出した減圧ステップ時間Tvに基づいて異常閾値時間Tsの値を決定する。たとえば、減圧ステップ時間Tvに係数k(0<k≦1)を乗じたものや、減圧ステップ時間Tvから所定の時間ΔTを差し引いたものを異常閾値時間Tsとしてもよい。
【0049】
(3) 異常閾値時間Tsの値を固定的に設定する。
【0050】
ステップS4では、減圧ポンプAPを起動し、計時部567hにおいてタイマーの計時を開始する。これにより、基板の処理因子であるケーシング560内の圧力の初期値(ほぼ大気圧)を減圧目標値Prに移行させる減圧ステップの処理が開始されるとともに、減圧ステップ開始後の経過時間のカウントが開始される。
【0051】
ステップS5では、圧力センサ568によりケーシング560内の圧力の現在値を検出する。
【0052】
ステップS6では、ステップS5で検出された圧力の現在値が減圧目標値Prに到達したかを判定する。減圧目標値Prに到達した場合には、ステップS7に進み、到達していない場合には、ステップS8に進む。
【0053】
ステップS7では、ステップS1でレシピから取り出した減圧ステップ時間Tvに達するまで減圧ポンプAPにより継続して減圧を行う。
【0054】
図7(a)は、このステップS7に至る動作の例を示す図である。異常閾値時間Tsが経過する前に、検出圧力Paが大気圧(初期値)から減圧目標値Prまで減圧されているため、減圧が正常と判断して減圧ステップ時間Tvの間、減圧ポンプAPを駆動する処理が行われる。これにより、処理室内の圧力は減圧目標値よりも低い最終到達圧力値Peまで下がり、その圧力状態で確実な基板の乾燥処理が行える。
【0055】
ステップS8では、減圧ステップ処理開始後の経過時間(計時部567hのタイマー値)が異常閾値時間Tsに到達したかどうかを判定する。異常閾値時間Tsを経過している場合にはステップS9に進み、経過していない場合にはステップS5に戻る。
【0056】
ステップS9では、減圧異常が生じた旨をディスプレイ567gに表示する第1異常処理を行う。これにより、オペレータが減圧処理の異常を認識でき、その後の適切な処理を迅速に行うことができる。
【0057】
ステップS10では、減圧ポンプAPを停止して、IPA/N2供給部566からN2をケーシング560内に供給(ブロー)する第2異常処理を行う。
【0058】
図7(b)は、このステップS10に至る動作の例を示す図である。検出圧力Pbが減圧目標値Prに至る前に異常閾値時間Tsに到達した場合には、排気をOFF、つまり減圧ポンプAPを停止する処理が行われる。これにより、減圧異常の場合、減圧ステップを強制的に終了できる。
【0059】
以上の動作により、圧力センサ568によりケーシング560内の圧力を確認できるため、基板の減圧(乾燥)処理が確実に行え、基板の処理品質を安定化できる。また、減圧ポンプAPや圧力センサ568などが異常である場合には、異常処理時間Ts経過後に減圧ステップを強制的に終了させるため、基板処理における渋滞を防止できる。
【0060】
ここにおいて、減圧による処理室内の最終到達値Peではなく、それよりも高い圧力値Prを減圧目標値としているのは以下のような理由による。すなわち、基板の減圧乾燥に置いては、好ましい圧力値Peはある程度の安全マージンを考慮して定められており、実際にはそれよりも圧力が若干高くても一応の減圧乾燥の目的が達成できるようになっている。したがって、最終到達値Peよりも少し高い圧力値にまで減圧される程度の減圧能力が確保されていれば、仮に最終到達値Pe到達していなくても基板の乾燥は可能である。
【0061】
そこで、この実施形態における減圧目標値Prとしては、最終到達値Peよりも少し高い圧力値(一般的に言えば、処理因子の最終的な到達値よりも初期値に近い側の値)を減圧目標値Prとして設定し、実際の圧力検出値が異常閾値時間Tsまでに減圧目標値Prにまで下がれば、仮にそれ以上の減圧ができなくても、基板処理に実質的障害はないとして異常処理は行わないようにしている。
【0062】
最終到達値Peそのものを減圧目標値Prとすることもできるが、この場合には減圧能力が若干低下しただけで異常処理がなされてしまう可能性があり、異常検出の感度が高すぎることもある。したがって、上記のように一定のマージンを考慮して、最終到達値Peよりも高い圧力値Prを減圧目標値としておくことが好ましい。
【0063】
<第2実施形態の多機能処理部の要部構成>
本発明の第2実施形態の多機能処理部は、第1実施形態の装置における多機能処理部56Aの代わりに、それとハードウェア構成は同じであるが、制御部における減圧制御のための構成が異なった多機能処理部56Bを用いている。
【0064】
図8は、第2実施形態の多機能処理部56Bの配管等の構成を示す模式図である。
【0065】
制御部567Bは、異常処理部567j、および第1実施形態と同様に計時部567hを備えている。第2実施形態の異常処理部567jは、警告処理部567kとエラー処理部567mとを有している。
【0066】
警告処理部567kは、減圧ステップの処理において、警告閾値時間Taを基準に減圧異常の兆候ありと判定すると、ディスプレイ567gに警告表示を行う警告処理をする。
【0067】
エラー処理部567kは、減圧ステップの処理において、第1実施形態の異常処理部567iと同様に、エラー閾値時間Teを基準に減圧異常と判定すると所定の異常処理、つまり、ディスプレイ567gに減圧エラーの表示させるとともに減圧ポンプAPの停止およびIPA/N2供給部566からのN2ブローを行う。
【0068】
第2実施形態の多機能処理部56Bの構成は、上記以外については第1実施形態の多機能処理部56Aと同様である。
【0069】
<多機能処理部56Bの動作>
図9は、多機能処理部56Bの減圧ステップの動作を説明するフローチャートである。また、図10は、減圧ステップの動作におけるケーシング560内の圧力変化の概要を示すタイムチャートである。図9に示すフローチャートは、図6に示すフローチャートと類似しているが、上記の警告処理部567kに係る動作が、主に追加されている。以下では、図9および図10を参照しながら、図6に示すフローチャートと相違する動作を説明する。
【0070】
ステップS21、S22は、図6のステップS1,S2と同じである。
【0071】
次のステップS23では、エラー閾値時間Teと、このエラー閾値時間Teより短い警告閾値時間Ta(すなわちTa<Te)とが設定される。
【0072】
図6のステップS3と同様に、これらの閾値時間Ta,Teは、以下のような方法で定めることができる。
【0073】
(1) ステップS21で読出すべきレシピに、閾値時間Ta,Te警告閾値時間Taの値をそれぞれ記述しておく。
【0074】
(2) ステップS21でレシピから取り出した減圧ステップ時間Tvに基づいて閾値時間Ta,Teの値を決定する。たとえば、減圧ステップ時間Tvに係数k1,k2(0<k1<k2≦1)を乗じたものを、それぞれ警告閾値時間Ta、エラー閾値時間Teとしてもよい。また、減圧ステップ時間Tvから所定の時間ΔTa、ΔTeをそれぞれ差し引いたものを、警告閾値時間Ta、エラー閾値時間Teとしてもよい。
【0075】
(3) 警告閾値時間Ta、エラー閾値時間Teの値を固定的に設定する。
【0076】
次のステップS24、S25では、図6のステップS4,S5とそれぞれ同様の処理を行い、ステップS26において圧力検出値が減圧目標値Prに到達していると判断されれば、ステップS27において図6のステップS7と同じ工程を実行する。
【0077】
ステップS28では、計時部567hのタイマー値がエラー閾値時間Teを経過したかどうかを判定する。エラー閾値時間Teを経過している場合にはステップS29に進み、経過していない場合にはステップS31に進む。
【0078】
ステップS29、S30では、図6に示すフローチャートのステップS9、S10と同様に、減圧異常の旨をディスプレイ567gに表示するとともに、減圧ポンプAPを停止してIPA/N2供給部566からN2をケーシング560内にブローする。
【0079】
図10(c)は、このステップS30に至る動作の例を示す図である。検出圧力P3が減圧目標値Prに至る前にエラー閾値時間Teに到達した場合には、排気をOFF、つまり減圧ポンプAPを停止する処理が行われる。これにより、減圧異常の場合、減圧ステップを強制的に終了できる。
【0080】
ステップS31では、エラー閾値時間Teにはまだ至っていなくても、既に警告閾値時間Taを経過したかどうかを判定する。そして、警告閾値時間Taを経過している場合にはステップS32に進み、経過してない場合にはステップS25に戻る。
【0081】
ステップS32では、減圧異常の警告をディスプレイ567gに表示する。
【0082】
図10(b)は、このステップS32を通りステップS27に至る動作の例を示す図である。検出圧力P2が減圧目標値Prに至る前に警告閾値時間Taに到達した場合には、警告を表示してオペレータの注意を喚起するとともに減圧動作を継続する。これにより、オペレータは減圧異常の兆候を察知でき、減圧異常によって基板処理に支障が生じる前に、適切な処置を実施できる。
【0083】
なお、図10(a)は、正常な減圧動作、つまりステップS32を通らずにステップS27に至る動作の例を示す図である。警告閾値時間Taが経過する前に、検出圧力P1が大気圧から減圧目標値Prまで減圧されている場合には、減圧が正常であるとして減圧ステップ時間Tvの間、減圧ポンプAPを継続して駆動する処理が行われる。
【0084】
第2実施形態の装置の多機能処理部56Bは、第1実施形態におけるものと同様の効果を奏するだけでなく、さらに第2実施形態の場合、警告閾値時間Taを設定することにより、減圧異常で基板処理に支障が生じる前に、適切な処置が行える。これは、シール部材560aなどの経年劣化により、ケーシング560内の密閉度が徐々に低下する場合などに、特に有効である。
【0085】
<他の適用例、およびそれらと上記実施形態との比較>
◎基板処理室(ケーシング)内の減圧については、減圧ポンプを用いるのは必須ではなく、基板処理装置外部に設けた減圧源から排気させるようにしてもよい。また、処理室を加圧して基板処理を行う基板装置の場合には、加圧過程がこの発明の適用対象となる。
【0086】
◎本発明に係る基板処理技術については、基板処理室内の気圧だけでなく以下のような基板の処理因子についても適用可能である。
【0087】
すなわち、基板の処理因子としては、
(a) 処理液の温度・濃度・流速などのように、基板に直接作用する処理液や熱輻射の条件に関係する処理因子(作用因子)と、
(b) 環境の気圧・温度・湿度・風速などのように、基板処理の環境を規定する処理因子(環境因子)と、
があり、これらについてこの発明を適用可能である。上記実施形態は、環境因子のひとつとしての環境気圧を異常検出の対象としている。
【0088】
◎上記の各実施形態では、処理室内の減圧過程そのものが基板の処理(減圧乾燥)の過程の一部分となっているという特質を有している。すなわち、この減圧過程の開始時において既に基板は処理室内に存在し、減圧の過程自身も基板の処理内容(乾燥)に影響する。
【0089】
このことは、この発明を適用することにとって特に大きな意味がある。その説明のために、上記実施形態とは異なって、処理因子の調整が完了してから基板がその処理因子の影響を受けるような装置(以下「後入れ型装置」)を考える。たとえば処理室の温度を処理因子とし、処理室の温度を初期温度から目標温度まで昇温させてから基板を処理室に搬入するような装置である。
【0090】
このような「後入れ型装置」においては、処理因子が目標値に達する時間と、実質的な処理時間とは別であり、処理因子の値の移行についての異常閾値時間(警告閾値時間、エラー閾値時間に分ける場合にはそれらの双方)は、準備過程での異常検出閾値としての意味を有するだけである。したがって、一連の基板処理のスループットの維持において許容できる時間内に目標値まで処理因子が移行しさえすればよく、異常閾値時間は主としてそのような観点から定めることになる。つまり、異常閾値時間の設定によって「異常」と判断されるのは、所定のスループットが維持できそうにない程度の能力低下である。
【0091】
ところが、上記実施形態のような場合には、圧力が減圧目標値Prや最終到達値Peになってから以後に初めて減圧乾燥の作用が生するのではなく、それに至るまでの減圧過程においても基板に対する減圧乾燥作用が機能している。したがって、減圧乾燥の全処理時間(図7の減圧ステップ時間Tv)は、減圧が完了してからではなく、減圧を開始してからの全時間として設定される。
【0092】
このような装置において、減圧ステップ時間Tvとは別に異常閾値時間を設定していない場合を考える。このときには、「最終的には減圧目標値Prないしは最終到達値Peに至るだけの減圧能力は持っているが、正常な場合と比較して減圧能力がかなり低下した」というような場合において、減圧目標値Prないしは最終到達値Peに至るまでの時間が相対的に長くなる。その結果、減圧後の状態での基板放置時間が短くなって、減圧乾燥処理が不十分になる可能性がある。
【0093】
これに対して上記の実施形態のように、減圧ステップ時間Tvとは別に異常閾値時間を定めておけば、仮に減圧ステップ時間Tvが経過するまでには目標値まで減圧できたとしても、異常閾値時間までにはその目標値まで減圧されないような状態も「異常」として検出できることになる。したがって、この事態に対して早期に減圧系統の修理などの対策が可能になり、スループットの維持だけでなく、処理品質も維持にも大きく貢献できるのである。
【0094】
このように、「基板の処理中に(つまり基板がその処理因子の影響を受ける状態で)、処理因子を初期値から目標値へ移行させる」とともに、「異常閾値時間を、その処理因子の移行開始からその処理の完了までの処理時間(上記の例では減圧ステップ時間Tv)とは別に設定する」ことは、特に大きな技術的効果を奏するものである。
【0095】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1ないし請求項9の発明によれば、検出手段により基板の処理因子の現在値を検出し、その現在値が目標値に至る前に処理因子の移行開始からの経過時間が所定の閾値時間に到達した場合に所定の異常処理を行う。その結果、検出手段により処理因子の現在値を確認できるため基板の処理品質を安定化できるとともに、現在値が閾値時間内に目標値に到達しない場合には所定の異常処理を行うため基板処理の渋滞を防止できる。
【0097】
また、請求項3の発明によれば、処理因子は、基板の処理部空間における内部環境因子であるため、基板処理への影響が大きい内部環境因子について、適切な基板処理が行える。
【0098】
また、請求項4の発明によれば、処理因子は処理部空間内の気圧であるため、基板処理への影響が大きい気圧について、適切な基板処理が行える。
【0099】
また、請求項5の発明によれば、処理因子の目標値は初期値よりも低圧側の値であるため、基板に対する減圧処理が確実に行える。
【0100】
また、請求項6の発明によれば、目標値および閾値のうち少なくとも一方が、基板の処理条件に応じて可変であるため、基板の処理条件ごとに適切な目標値、閾値の設定ができる。
【0101】
また、請求項7の発明によれば、現在値が目標値に至る前に経過時間が第1閾値時間を越えた場合には、所定の警告処理を行うとともに基板の処理を続行させる。また、現在値が目標値に至る前に経過時間が第2閾値時間を越えた場合には、所定のエラー処理を行うとともに、基板の処理を中止させる。その結果、確実な基板の処理が行えるとともに、基板処理の異常を察知でき、基板処理に支障が生じる前に適切な処置を行うことができる。
【0102】
また、請求項2の発明によれば、目標値は処理因子の最終的な到達値よりも初期値に近い側に設定されているため、適切な感度で異常処理の判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る基板処理装置1の概略構成を示す斜視図である。
【図2】第1実施形態の装置に含まれる多機能処理部56Aの縦断面図である。
【図3】多機能処理部56Aの別の縦断面図である。
【図4】多機能処理部56Aの配管等の構成を示す模式図である。
【図5】多機能処理部56Aの基本動作を説明するタイムチャートである。
【図6】減圧ステップの動作を説明するフローチャートである。
【図7】ケーシング560内の圧力変化の概要を示すタイムチャートである。
【図8】第2実施形態の基板処理装置に含まれる多機能処理部56Bの配管等の構成を示す模式図である。
【図9】減圧ステップの動作を説明するフローチャートである。
【図10】ケーシング560内の圧力変化の概要を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1 基板処理装置
56A、56B 多機能処理部
567A、567B 制御部
567g ディスプレイ
567h 計時部
567i 異常処理部
567k 警告処理部
567m エラー処理部
568 圧力センサ
560 ケーシング(処理室)
566 IPA/N2供給部
W 基板
Claims (9)
- 基板の所定の処理因子の値を初期値から目標値に移行させて前記基板の処理を行う基板処理装置であって、
(a) 前記処理因子の移行開始からの経過時間を計時する計時手段と、
(b) 前記処理因子の現在値を検出する検出手段と、
(c) 所定の異常処理を行う異常処理手段と、
を備え、
前記経過時間が前記所定の閾値時間に到達する前に前記現在値が前記目標値に至った場合には前記基板の処理が正常と判断し、前記現在値が前記目標値に至る前に前記経過時間が所定の閾値時間に到達した場合には前記基板の処理が異常と判断して前記異常処理手段は所定の異常処理を行い、
前記処理因子の移行開始から前記基板の処理が開始され、
前記閾値時間は、前記処理因子の移行開始から前記基板の処理完了までの処理時間と別に設定されるとともに、前記処理時間より短い時間として設定されていることを特徴とする基板処理装置。 - 基板の所定の処理因子の値を初期値から目標値に移行させて前記基板の処理を行う基板処理装置であって、
(a) 前記移行を開始した後の経過時間を計時する計時手段と、
(b) 前記処理因子の現在値を検出する検出手段と、
(c) 所定の異常処理を行う異常処理手段と、
を備え、
前記経過時間が前記所定の閾値時間に到達する前に前記現在値が前記目標値に至った場合には前記基板の処理が正常と判断し、前記現在値が前記目標値に至る前に前記経過時間が所定の閾値時間に到達した場合には前記基板の処理が異常と判断して前記異常処理手段は所定の異常処理を行い、
前記目標値は、前記処理因子の最終的な到達値よりも前記初期値に近い側に設定されていることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載の基板処理装置において、
前記処理因子は、前記基板の処理部空間における内部環境因子であることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項3に記載の基板処理装置において、
前記処理因子は、前記処理部空間内の気圧であることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項4に記載の基板処理装置において、
前記処理因子の前記目標値は、前記初期値よりも低圧側の値であることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記目標値および前記閾値のうち少なくとも一方が、前記基板の処理条件に応じて可変であることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記閾値時間として、
1)第1閾値時間と、
2)前記第1閾値時間よりも長い第2閾値時間と、
が設定されており、
前記異常処理手段が、
(c-1) 前記現在値が前記目標値に至る前に前記経過時間が前記第1閾値時間を越えた場合には、所定の警告処理を行うとともに前記基板の処理を続行させる警告処理手段と、
(c-2) 前記現在値が前記目標値に至る前に前記経過時間が前記第2閾値時間を越えた場合には、所定のエラー処理を行うとともに、前記基板の処理を中止させるエラー処理手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記目標値は、前記処理因子の最終的な到達値よりも安全マージンだけ前記初期値に近い側に設定されていることを特徴とする基板処理装置。 - 基板の所定の処理因子の値を初期値から目標値に移行させて前記基板の処理を行う基板処理方法であって、
(a) 前記処理因子の値を前記初期値から前記目標値に移行させるべく前記処理因子の変化を開始する工程と、
(b) 前記処理因子の移行開始からの経過時間を計時する工程と、
(c) 前記処理因子の現在値を検出する検出工程と、
(d) 前記経過時間が前記所定の閾値時間に到達する前に前記現在値が前記目標値に至った場合には前記基板の処理が正常と判断するが、前記現在値が前記目標値に至る前に前記経過時間が所定の閾値時間に到達した場合には前記基板の処理が異常と判断して所定の異常処理を行う異常処理工程と、
を備え、
前記処理因子の移行開始から前記基板の処理が開始され、
前記閾値時間は、前記処理因子の移行開始から前記基板の処理完了までの処理時間と別に設定されるとともに、前記処理時間より短い時間として設定されていることを特徴とする基板処理方法。
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