JP4202176B2

JP4202176B2 - Substrate processing apparatus and discharge control method

Info

Publication number: JP4202176B2
Application number: JP2003121327A
Authority: JP
Inventors: 浩之小椋
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2004327775A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に薬液を吐出する技術に関する。より詳しくは、薬液の吐出流量を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板、液晶用ガラス基板あるいはフォトマスク用のガラス基板（以下、単に「基板」と称する）などを製造する工程では、必要に応じてレジスト液や現像液などの処理液が用いられる。例えば、特許文献１には、そのような処理液による処理を実行する基板処理装置が記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載されている基板処理装置では、送液ポンプからノズルまでの間にエア駆動式の開閉バルブ（エアオペレーションバルブ）が設けられており、ノズルから薬液を吐出する際には、送液ポンプを駆動するとともに、開閉バルブを開放状態にして薬液をノズルに送液する。
【０００４】
図９は、このような基板処理装置に用いられるエア駆動式の開閉バルブ１００を示す図である。開閉バルブ１００は、筐体１０１、移動部材１０２、バネ１０３、およびダイヤフラム１０４を備えている。
【０００５】
筐体１０１の内部には、エアが供給される空間１１０と、薬液の流路となる空間１１０とが設けられる。また、筐体１０１には、空間１１０にエアが出入りするための孔１０５，１０６と、空間１１１に対して、薬液の入口となる流入孔１０７と、薬液の出口となる流出孔１０８とが設けられている。
【０００６】
空間１１０は、移動部材１０２によって、（＋Ｚ）側および（−Ｚ）側の２つの小空間に分割されており、筐体１０１と移動部材１０２との間は、図示しないシール部材によって、気体の出入りがないようにされている。また、孔１０５から供給されるエアは（＋Ｚ）側の小空間に供給され、孔１０６から供給されるエアは（−Ｚ）側の小空間に供給される。
【０００７】
移動部材１０２の（＋Ｚ）側の面にはバネ１０３が取り付けられており、移動部材１０２はバネ１０３の付勢力によって（−Ｚ）方向に付勢されている。ダイヤフラム１０４は、ゴムや樹脂などの可塑性部材で構成されており、（−Ｚ）側に凸状の蓋部１０４ａを有している。
【０００８】
空間１１１を形成する筐体１０１の内壁には、流出孔１０８へと続く開口部１０９（図１０参照）が設けられている。この開口部１０９が設けられる位置は、筐体１０１とダイヤフラム１０４の蓋部１０４ａとがＺ方向に対向する位置とされている。したがって、図９に示すように、移動部材１０２がバネ１０３の付勢力によって（−Ｚ）側に付勢されている状態では、蓋部１０４ａが内壁の当該部分に密着する。これにより、開口部１０９が閉鎖されるために、開閉バルブ１００が閉鎖状態となり、薬液の流路が遮断される。
【０００９】
図１０は、開閉バルブ１００の開放状態を示す図である。開閉バルブ１００を開放状態にするには、図示しないエアポンプを駆動し、孔１０５から（＋Ｚ）側の小空間のエアを吸引して当該小空間の内部圧力を減少させるとともに、孔１０６から（−Ｚ）側の小空間にエアを供給して当該小空間の内部圧力を上昇させる。これによって２つの小空間の間に圧力差が生じ、移動部材１０２がバネ１０３の付勢力に抗って（＋Ｚ）方向に移動する。移動部材１０２が（＋Ｚ）方向に移動すると、ダイヤフラム１０４が（＋Ｚ）方向に引き上げられるように変形し、蓋部１０４ａが空間１１１の内壁から離間する。これにより、開口部１０９が開放され、開閉バルブ１００が開放状態となる。
【００１０】
このような基板処理装置では、ノズルから薬液が吐出される際の吐出流量や吐出量は、開閉バルブ１００の開度や開閉速度などによる薬液の送液状態（供給状態）の影響を受けるため、例えば開閉バルブ１００の開閉速度にバラツキが生じると、ノズルの吐出精度が低下することとなる。
【００１１】
一方、基板に対してフォトレジストを塗布する工程で用いられる基板処理装置（塗布装置）では、使用する薬液が極めて高価なものであるため、１ストローク当たりの吐出量を極力抑える（１ml以下の値が要求される場合もある）ことが望まれており、特に高い吐出精度が要求されている。また、昨今、基板上に形成される回路の微細化要求が高まっており、塗布精度のさらなる向上が要求されている。
【００１２】
このように、薬液を吐出する際の吐出精度が要求される基板処理装置では、開閉バルブ１００を適切に制御する必要があり、特許文献１に記載されている基板処理装置では、通常予めオペレータが専用のニードルを操作して、エア配管供給部に設けられた駆動用エアのスピードコントローラを調整しておくことによって、開閉バルブ１００の開閉速度を制御している。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１０−３０３１１６号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記基板処理装置では、エア配管の緩み、元圧の変動、他の系統からの圧の回り込みなどの要因により、開閉バルブ１００の開閉速度を長期的に安定させることが困難であるという問題があった。
【００１５】
また、エアを供給するスピードコントローラの調整はオペレータによる手動で行われ、数値的に調整することができないことから、昨今の精度向上の要求に応じることが難しいという問題があった。また、調整が狂う度にオペレータが作業する必要があるという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、オペレータの作業の軽減を図るとともに、薬液の吐出精度の向上を図ることを目的とする。
【００１７】
【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、基板に薬液による処理を行う基板処理装置であって、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に薬液を吐出するノズルと、前記ノズルに対して前記薬液を導く薬液配管と、前記薬液配管を介して前記ノズルに前記薬液を送液する送液手段と、電動モータによって遮断部材の位置を変更することにより、前記薬液配管を開閉する開閉手段と、前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に応じて、前記電動モータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記電動モータを駆動することにより、前記薬液配管を閉鎖する方向に前記遮断部材を移動させつつ、前記検出手段からの出力によって前記電動モータの脱調を検出し、前記電動モータの脱調が検出された位置から引き続き一定量だけ前記電動モータを駆動させた後、所定量だけ前記電動モータを逆方向に駆動させ、そのときの前記電動モータの位置を基準位置として、前記電動モータを制御する。
【００１８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置であって、前記制御手段が、前記送液手段によって前記薬液を送液する際の前記遮蔽部材の最大移動量（ストローク）を、前記薬液に応じて変更する。
【００１９】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る基板処理装置であって、前記制御手段が、前記薬液の粘度に応じて前記ストロークを変更する。
【００２０】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記ノズルが複数設けられているとともに、それら複数のノズルに対応して、前記電動モータおよび前記開閉手段も複数設けられており、前記制御手段が、各電動モータの駆動速度、駆動量がほぼ同じとなるように各電動モータを制御する。
【００２１】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、データを出力する出力手段を備え、前記制御手段が、前記検出手段の出力に応じて、前記ノズルの吐出状態を判定するとともに、前記出力手段に判定結果を出力させる。
【００２２】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記薬液がレジスト液であり、前記処理が、前記レジスト液を基板の主面に塗布する処理である。
【００２４】
また、請求項７の発明は、薬液をノズルへと導く薬液配管と、前記薬液配管を開閉する遮断部材と、前記遮断部材を移動させる電動モータとを備えた基板処理装置の吐出制御方法であって、前記電動モータの基準位置を取得する基準位置取得工程と、前記基準位置からの前記電動モータの駆動量を制御することによって、前記遮断部材による前記薬液配管の開度を制御する吐出制御工程とを有し、前記基準位置取得工程が、前記電動モータを駆動することにより、前記薬液配管を閉鎖する方向に前記遮断部材を移動させる第１移動工程と、前記電動モータの駆動位置を検出する検出手段の出力に基づいて、前記電動モータの脱調を検出する検出工程と、前記電動モータの脱調が検出された位置から、さらに同一の方向に前記電動モータを駆動させる第２移動工程と、前記第２移動工程の実行後に、前記遮蔽部材が前記薬液配管を開放する方向に所定量だけ前記電動モータを逆方向に駆動させる第３移動工程と、前記第３移動工程の実行後の前記電動モータの駆動位置を、基準位置として保存する保存工程とを有する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２６】
＜１．実施の形態＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１を示す概略平面図である。この基板処理装置１は、基板にレジスト塗布処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理を行う装置である。なお、図１において、図示および説明の都合上、Ｚ軸方向が鉛直方向を表し、ＸＹ平面が水平面を表すものとして定義するが、それらは位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。以下の図についても同様である。
【００２７】
基板処理装置１は、未処理の基板をキャリアから払い出すとともに処理済の基板を受け取ってキャリアに収納するインデクサＩＤ、基板を回転させつつその基板主面にフォトレジストを滴下してレジスト塗布処理を行う塗布処理ユニットＳＣ（いわゆるスピンコータ）、露光後の基板上に現像液を供給することによって現像処理を行う現像処理ユニットＳＤ（いわゆるスピンデベロッパ）、インデクサＩＤおよび各処理ユニット間で基板の搬送を行う搬送ロボットＴＲ、基板処理装置１の内部に設けられ各構成を制御する制御部２０を備えている。
【００２８】
また、塗布処理ユニットＳＣおよび現像処理ユニットＳＤの上方には図示を省略する熱処理ユニットがファンフィルタユニットを挟んで配置されている。熱処理ユニットとしては、基板に加熱処理を行う加熱ユニット（いわゆるホットプレート）および加熱された基板を一定温度にまで冷却する冷却ユニット（いわゆるクールプレート）が設けられている。
【００２９】
図２は、塗布処理ユニットＳＣと制御部２０とを示す図である。塗布処理ユニットＳＣは、基板９０を保持するスピンチャック（保持台）１１と、スピンチャック１１に保持された基板９０にフォトレジスト（薬液）を吐出するノズル１２と、ノズル１２に対してフォトレジストを導く薬液配管１３と、薬液配管１３を介してノズル１２にフォトレジストを送液するレジストポンプ１４と、薬液配管１３を開閉する開閉バルブ１５とを備えている。なお、それぞれの塗布処理ユニットＳＣの機能・構成は、ほぼ同様である。
【００３０】
スピンチャック１１の（−Ｚ）側には支持シャフト１６の（＋Ｚ）側の端部が取り付けられており、支持シャフト１６の（−Ｚ）側の端部は回転モータ１７に接続されている。回転モータ１７は、制御部２０からの制御信号によって制御可能な電動モータであって、軸Ｐを中心とした回転駆動力を生成する。塗布処理ユニットＳＣでは、回転モータ１７が回転することにより、支持シャフト１６を介してスピンチャック１１が回転するため、スピンチャック１１に保持された基板９０も軸Ｐを中心として回転する。
【００３１】
ノズル１２は、図示しない駆動機構により、その位置が変更可能とされており、スピンチャック１１に保持された基板９０の主面にフォトレジストを吐出する際には、基板９０の中央部と対向する位置（吐出位置）に進出する。また、基板９０が搬出入される際には、搬出入される基板９０や搬送ロボットＴＲと干渉することのない位置（退避位置）に退避する。
【００３２】
ノズル１２には薬液配管１３が連通接続されている。また、薬液配管１３の他端は、レジストポンプ１４に連通接続されており、薬液配管１３は、レジストポンプ１４から吐出されたフォトレジストをノズル１２に導く機能を有している。すなわち、薬液配管１３がフォトレジストの流路を形成する。
【００３３】
本実施の形態におけるレジストポンプ１４は、いわゆるシリンジポンプであって、制御部２０からの制御信号によって駆動され、図示しないレジスト供給部（レジストボトルなど）からノズル１２に向けてフォトレジストを送液する機能を有する。レジストポンプ１４は、制御部２０によって１ストローク当たりの吐出量を数値的に制御することが可能とされている。なお、レジストポンプ１４は、シリンジポンプに限定されるものではなく、制御部２０によって吐出量を数値的に制御することができる電動ポンプであれば、ベローズポンプ、ダイヤフラムポンプ、あるいはチューブポンプなどの周知のポンプが用いられてもよい。
【００３４】
薬液配管１３には、開閉バルブ１５が取り付けられている。開閉バルブ１５は制御部２０からの制御信号に応じて、後述の動作により薬液配管１３を開閉する。図３は、開放状態の開閉バルブ１５、エンコーダ１８および制御部２０を示す図である。また、図４は、閉鎖状態の開閉バルブ１５、エンコーダ１８および制御部２０を示す図である。図３および図４では、開閉バルブ１５の筐体１５０のみ断面図として示している。
【００３５】
開閉バルブ１５は、フォトレジストの流路の一部（薬液配管１３の一部）を構成する筐体１５０、回転駆動力を生成する電動モータ１５１、電動モータ１５１の回転駆動力を伝達する駆動シャフト１５２、駆動シャフト１５２と螺合するナット部材１５３、およびダイヤフラム１５４を備えている。
【００３６】
筐体１５０には、フォトレジストの入口となる流入孔１５５と、フォトレジストの出口となる流出孔１５６とが設けられ、それらの間に設けられた内部空間がフォトレジストの流路となる。
【００３７】
電動モータ１５１は、Ｚ軸と平行な軸Ｑを中心とした回転駆動力を生成するモータであって、制御部２０との間で信号のやり取りが可能な状態で接続されており、筐体１５０の（＋Ｚ）側に固設される。電動モータ１５１は制御部２０からの制御信号によって、回転方向、回転速度、および回転量が制御可能な、いわゆるステッピングモータである。なお、電動モータ１５１は、ステッピングモータに限られるものではなく、前述のように、回転方向、回転速度、および回転量が制御可能であれば、どのようなモータが使用されてもよい。
【００３８】
電動モータ１５１の（−Ｚ）側には、軸Ｑに沿うように駆動シャフト１５２が取り付けられる。駆動シャフト１５２は、電動モータ１５１が回転することにより、軸Ｑを中心として回転する。駆動シャフト１５２の円筒表面にはナット部材１５３と螺合するためのネジ山が形成されており、駆動シャフト１５２はナット部材１５３に設けられたネジ穴に螺入される。
【００３９】
電動モータ１５１は筐体１５０に固設されているため、電動モータ１５１と筐体１５０との相対位置は変化しない。したがって、電動モータ１５１が回転駆動することにより、駆動シャフト１５２を回転させると、ナット部材１５３がＺ軸方向に移動する。
【００４０】
ダイヤフラム１５４は、ゴムや樹脂などの可塑性部材で構成されており、（−Ｚ）側に凸状の蓋部１５４ａを有している。ダイヤフラム１５４は、ナット部材１５３の（−Ｚ）側の端部に取り付けられており、ダイヤフラム１５４の周辺端部は筐体１５０に設けられた溝にはめ込まれている。
【００４１】
図４に示すように、開閉バルブ１５では、電動モータ１５１が回転駆動され、ナット部材１５３が（−Ｚ）方向に移動すると、ダイヤフラム１５４がナット部材１５３によって（−Ｚ）方向に押し出されて変形し、蓋部１５４ａが（−Ｚ）方向に移動する。蓋部１５４ａが（−Ｚ）方向に所定量移動すると、筐体１５０の内部に設けられた空間の内壁に密着する。当該内壁の蓋部１５４ａが密着する部分には、流出孔１５６へと続く開口部１５７が設けられており、前述のように蓋部１５４ａが内壁の当該部分に密着すると、開口部１５７が閉鎖されるために、フォトレジストの流路が遮断される。すなわち、蓋部１５４ａが主に本発明における遮断部材に相当し、開閉バルブ１５は、電動モータ１５１によって蓋部１５４ａの位置を変更することにより薬液配管１３を開閉する。
【００４２】
このように、本実施の形態における基板処理装置１では、開閉バルブ１５を開閉するために、従来の装置のようにエア駆動式の開閉バルブ１００（図９）を用いる必要がないため、エア配管およびエア配管用電磁弁などの構成が不要となり、装置構成を簡略化（小型化）することができる。
【００４３】
また、ダイヤフラム１５４を電動モータ１５１を用いて駆動するため、エア駆動する場合に比べて経時変化の影響を少なくすることができ、長期間に渡って開閉バルブ１５の動作の安定性を確保することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態における基板処理装置１では、ナット部材１５３を（−Ｚ）方向に移動させるときの電動モータ１５１の回転方向を「正方向」、ナット部材１５３を（＋Ｚ）方向に移動させるときの電動モータ１５１の回転方向を「逆方向」として定義する。すなわち、電動モータ１５１を「正方向」に回転させると、蓋部１５４ａが（−Ｚ）方向に移動し、薬液配管１３が閉鎖され、開閉バルブ１５の開度が小さくなる。また、電動モータ１５１を「逆方向」に回転させると、蓋部１５４ａが（＋Ｚ）方向に移動し、薬液配管１３が開放され、開閉バルブ１５の開度が大きくなる。
【００４５】
エンコーダ１８は、電動モータ１５１の（＋Ｚ）側に固設されており、電動モータ１５１の駆動位置を検出して、制御部２０に出力する。すなわち、エンコーダ１８が主に本発明における検出手段に相当する。
【００４６】
図５は、制御部２０が備える構成を示すブロック図である。制御部２０は、主に演算処理を行うＣＰＵ２１、設定値やプログラムなどの各種データを記憶する記憶部２２を備える。また、制御部２０は、オペレータが基板処理装置１に対して指示を入力する操作部２３、およびオペレータにデータを出力する出力部２４を備えている。
【００４７】
記憶部２２は、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ハードディスクなどが該当するが、可搬性の光磁気ディスクやメモリカードなどの読取装置などであってもよい。また、操作部２３は、キーボード、マウス、タッチパネルなどが該当し、出力部２４は、ディスプレイ、表示ランプ、プリンタ、スピーカなどが該当する。
【００４８】
制御部２０は、基板処理装置１の各構成と信号のやり取りが可能な状態で接続されており、予め記憶部２２に記憶されているプログラムに基づいて動作することによりそれらの構成を制御する。特に、エンコーダ１８からの入力に基づいて、開閉バルブ１５の電動モータ１５１の回転方向、回転速度、および回転量を制御する。
【００４９】
以上が、本実施の形態における基板処理装置１の構成および機能の説明である。次に、基板処理装置１の動作について説明する。図６は、基板処理装置１の動作を示す流れ図である。なお、以下における制御は、特に断らない限り、制御部２０からの制御信号に基づいて行われるものである。
【００５０】
基板処理装置１では、基板９０に対する具体的な処理を開始する前に、種々の初期設定が行われる。詳細は省略するが、基板処理装置１における初期設定には、オペレータが操作部２３を操作することにより、基板９０や薬液の種類などを入力する処理なども含まれる。
【００５１】
この初期設定において、基板処理装置１では、基準位置取得処理が行われる。図７は、基準位置取得処理の詳細を示す流れ図である。なお、基準位置取得処理とは、制御部２０が電動モータ１５１を制御する際の原点となる位置（基準位置）を取得する処理である。
【００５２】
基準位置取得処理では、まず、制御部２０が、電動モータ１５１を正方向に駆動し（ステップＳ１１）、電動モータ１５１の脱調を検出するまでステップＳ１１を繰り返す（ステップＳ１２）。なお、電動モータ１５１の脱調とは、電動モータ１５１が制御部２０からの制御信号に応じた駆動量で駆動しなくなる状態をいう。
【００５３】
ステップＳ１１により電動モータ１５１を正方向に回転させると、ダイヤフラム１５４の蓋部１５４ａが（−Ｚ）方向に移動し、蓋部１５４ａが筐体１５０の内壁に接触したときに電動モータ１５１の脱調が発生する。なお、電動モータ１５１の脱調は、制御部２０から出力された制御信号に対する電動モータ１５１の駆動量を、エンコーダ１８から得られる電動モータ１５１の駆動位置に基づいて演算することによって検出することができる。
【００５４】
制御部２０が電動モータ１５１の脱調を検出すると（ステップＳ１２においてＹｅｓ）、さらに電動モータ１５１を正方向に一定量σだけ駆動する（ステップＳ１３）。ダイヤフラム１５４は、ゴムや樹脂などの可塑性部材で構成されているため、ステップＳ１３が実行されることによって、蓋部１５４ａが変形し、筐体１５０との接触位置よりもさらに押し込まれた位置（押し込み位置）に移動する。
【００５５】
次に、制御部２０が電動モータ１５１を逆方向に所定量δだけ駆動して（ステップＳ１４）、蓋部１５４ａを（＋Ｚ）方向に移動させる。なお、一定量σおよび所定量δは、ダイヤフラム１５４の材質などに応じて予め設定される値であって、σ＞δの関係となるように設定されている。また、電動モータ１５１が一定量σおよび所定量δだけ駆動したか否かは、制御部２０がエンコーダ１８からの出力に基づいて演算することによって判定することができる。
【００５６】
ステップＳ１４により電動モータ１５１が所定量δだけ駆動されると、制御部２０は、駆動後の電動モータ１５１の駆動位置を基準位置として記憶部２２に保存し（ステップＳ１５）、基準位置取得処理を終了して、図６に示す処理に戻る。
【００５７】
このように、本実施の形態における基板処理装置１では、オペレータが介入することなく、開閉バルブ１５の基準位置を自動的に決定することができる。したがって、オペレータの作業が軽減されるとともに、調整作業において個々のオペレータの経験差などの影響を排除することができるため、調整作業の正確性が向上する。したがって、フォトレジストの送液精度を向上させることができる。
【００５８】
また、エア駆動式の開閉バルブ１００を用いた従来の装置の場合、調整作業にオペレータが介入する必要があるだけでなく、前述のように開閉バルブ１００の開閉速度などを手動のニードルによって調整していたため、エアの速度を調整するスピードコントローラの位置をオペレータが作業できる位置に配置する必要があった。したがって、従来の装置では装置設計の自由度が制限されるという問題もあったが、本実施の形態における基板処理装置１では、手作業が可能な位置に特定の構成を配置しなければならないといった制限がなく、より自由に装置を設計することができる。
【００５９】
また、本実施の形態における基板処理装置１の制御部２０は、以後、基準位置を開閉バルブ１５が閉鎖している位置（閉鎖位置）とし、閉鎖位置に対する電動モータ１５１の駆動量によって開閉バルブ１５の開度、および開閉速度を制御する。電動モータ１５１の駆動量は、制御部２０からの制御信号によって数値的に制御可能な量であるから、基板処理装置１は開閉バルブ１５を数値的に制御することができ、制御の再現性、および持続性が担保される。これによって、薬液の送液精度を向上させることができるため、ノズル１２からの吐出精度を向上させることができる。
【００６０】
初期設定が終了すると、基板９０が搬入されるまで待機する（ステップＳ２）。基板処理装置１に基板９０が搬入されると、当該基板９０をインデクサＩＤが受け取り所定の位置に保持する。さらに、搬送ロボットＴＲがインデクサＩＤから基板９０を搬出し、塗布処理ユニットＳＣに搬入する（ステップＳ３）。なお、より詳しくは、インデクサＩＤから搬出された基板９０は、塗布処理ユニットＳＣに搬入される前に、図示しないホットプレートおよびクールプレートにて密着強化処理および冷却処理が行われる。また、搬送ロボットＴＲは、２つの塗布処理ユニットＳＣのうち基板に対する処理が終了している方を選択して基板９０を搬入する。
【００６１】
基板９０が塗布処理ユニットＳＣに搬入されると、塗布処理ユニットＳＣにてフォトレジストの塗布処理が実行される（ステップＳ４）。図８は、基板処理装置１における塗布処理の詳細を示す流れ図である。
【００６２】
塗布処理では、まず、搬送ロボットＴＲが塗布処理ユニットＳＣに搬入した基板９０を、スピンチャック１１が所定の位置に保持し（ステップＳ２１）、ノズル１２を吐出位置に移動させる（ステップＳ２２）。
【００６３】
次に、制御部２０が、回転モータ１７を駆動して基板９０の回転を開始する（ステップＳ２３）。さらに、レジストポンプ１４の駆動を開始するとともに、電動モータ１５１を逆方向に所定量φだけ回転駆動させる。これによって、開閉バルブ１５が開放状態になり、フォトレジストがノズル１２から基板９０に対して吐出される（ステップＳ２４）。吐出されたフォトレジストは、基板９０の回転による遠心力によって基板９０の表面に広がり、基板９０の表面に塗布される。
【００６４】
本実施の形態における基板処理装置１において、開閉バルブ１５の開度は、蓋部１５４ａが閉鎖位置（基準位置）から（＋Ｚ）方向へ移動したときの移動量によって定まる。また、蓋部１５４ａの（＋Ｚ）方向への移動量は、電動モータ１５１を逆方向に回転させたときの駆動量によって定まる。電動モータ１５１の駆動量は、制御部２０によって数値的に制御可能である。したがって、ステップＳ２４において、制御部２０は、基準位置からの電動モータ１５１の駆動量が所定量φとなるように制御することによって、ダイヤフラム１５４の蓋部１５４ａによる薬液配管１３の開度を制御する。前述のように、ノズル１２からのフォトレジストの吐出は、薬液配管１３の開度の影響を受けることから、開閉バルブ１５の開度を制御することにより、薬液配管１３の開度を制御することは、ノズル１２の吐出を制御することに相当する。すなわち、ステップＳ２４が本発明における吐出制御工程に相当する。
【００６５】
なお、所定量φは使用される薬液に応じて予め定められる値であり、オペレータがステップＳ１の初期設定において使用する薬液を指定することにより、指定された薬液に応じて適切な値が選択され設定される。すなわち、ステップＳ２４において、制御部２０が所定量φに応じて電動モータ１５１の駆動量を制御することは、蓋部１５４ａの最大移動量（ストローク）を、フォトレジストの種類に応じて制御することに相当する。このように、基板処理装置１は、薬液の種類に応じて柔軟に開閉バルブ１５のストロークを制御することができるため、吐出精度を向上させることができる。
【００６６】
前述のような構造を有する開閉バルブ１５において、蓋部１５４ａがＺ軸方向に移動すると、その間、筐体１５０内のフォトレジストの流路（薬液配管１３の一部）が減圧され、薬液配管１３内のフォトレジストに脈動を生じることとなる。この現象は、使用される薬液の粘度が低く、送液時の開閉バルブ１５のストロークが大きいほど顕著となる。
【００６７】
基板処理装置１では、薬液の粘度に応じて所定量φを定めることにより、粘度の低い薬液を使用する場合にはストロークが比較的小さくなり、粘度の高い薬液を使用する場合にはストロークが比較的大きくなるように開閉バルブ１５を制御することができる。すなわち、基板処理装置１は、薬液の粘度に応じてストロークを変更することにより、送液される薬液が流路内で脈動することを防止することができる。
【００６８】
なお、制御部２０による開閉バルブ１５の制御は、数値的に行われるため、再現性が確保されており、毎回ほぼ同様の制御を繰り返し行うことができるとともに、同様の構造を有する複数の塗布処理ユニットＳＣを同一の数値で制御することによって処理の均一化を図ることも可能である。すなわち、制御部２０は、２つの塗布処理ユニットＳＣのいずれで基板９０が処理される場合であっても、塗布処理中の電動モータ１５１の駆動速度、駆動量がほぼ同じとなるようにそれぞれの電動モータ１５１を制御する。これにより、本実施の形態における基板処理装置１のように、２つの塗布処理ユニットＳＣによって基板９０が製造された場合であっても、基板９０の品質を均一化させることができる。
【００６９】
ノズル１２から所定量のフォトレジストが吐出されると、制御部２０は、レジストポンプ１４の駆動を停止するとともに、電動モータ１５１を正方向に回転させて基準位置に移動させ、開閉バルブ１５を閉鎖状態とする（ステップＳ２５）。これにより、ノズル１２からのフォトレジストの吐出が停止する。
【００７０】
なお、ステップＳ２４，２５が実行されている間、制御部２０が、エンコーダ１８の出力に基づいて、電動モータ１５１の駆動位置を随時取得し、電動モータ１５１が意図した制御どおりに駆動しているか否かを監視する。基板処理装置１において取得された電動モータ１５１の駆動位置と、制御部２０の意図する電動モータ１５１の駆動位置との一致度が低い（ずれている）場合には、開閉バルブ１５の開度が適切な値ではなく、フォトレジストがノズル１２から正常に吐出されていない可能性が高い。したがって、基板処理装置１は、前述の一致度を出力部２４に出力することにより、基板９０に対する処理結果をオペレータに通知することができる。これにより、ノズル１２の吐出状態が異常である可能性が高い場合には、オペレータが迅速に対応することができる。また、基板９０の処理中に異常を検出することができるため、異常処理された基板９０を容易に特定することができる。なお、前述の一致度が低い場合にのみ、警告の目的で出力部２４に結果を出力するようにしてもよい。
【００７１】
ノズル１２からのフォトレジストの吐出が停止されると、制御部２０は基板９０の回転を停止し（ステップＳ２６）、ノズル１２を退避位置に移動させ（ステップＳ２７）、図６の処理に戻る。これにより、搬送ロボットＴＲが基板９０を搬出することができる状態になる。
【００７２】
塗布処理ユニットＳＣから搬送ロボットＴＲにより搬出された基板９０は、図示しないホットプレートにてプリベーグ処理、図示しない露光装置にて露光処理、図示しないホットプレートにてポストエクスポージャー処理がそれぞれ行われた後、現像処理ユニットＳＤに搬送され（ステップＳ５）、現像処理が行われる（ステップＳ６）。このとき、搬送ロボットＴＲは、２つの現像処理ユニットＳＤのうち処理中でない現像処理ユニットＳＤに基板９０を搬送する。
【００７３】
現像処理が終了した基板９０は、再び搬送ロボットＴＲによりインデクサＩＤに搬送され（ステップＳ７）、装置外に搬出される。基板処理装置１は、処理を終了するか否かを判定した後、さらに処理を行う場合にのみ、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す（ステップＳ８）。
【００７４】
以上のように、本実施の形態における基板処理装置１は、制御部２０が、電動モータ１５１を駆動することにより、薬液配管１３を閉鎖する方向に蓋部１５４ａを移動させつつ、エンコーダ１８からの出力によって電動モータ１５１の脱調を検出し、電動モータ１５１の脱調が検出された位置から引き続き一定量σだけ電動モータ１５１を駆動させた後、所定量δだけ電動モータ１５１を逆方向に駆動させ、そのときの電動モータ１５１の位置を、基準位置として電動モータ１５１を制御することにより、オペレータを介することなく、基準位置を自動的に決定することができる。したがって、オペレータの作業を削減することができる。
【００７５】
また、制御部２０が、レジストポンプ１４によって薬液を送液する際の蓋部１５４ａの最大移動量（ストローク）を、薬液に応じて変更することにより、薬液の性質に応じて柔軟にストロークを制御することができるため、吐出精度を向上させることができる。
【００７６】
また、制御部２０が、薬液の粘度に応じてストロークを変更することにより、送液される薬液が流路内で脈動することを防止することができ、さらに吐出精度を向上させることができる。
【００７７】
また、制御部２０が、複数の塗布処理ユニットＳＣの各電動モータ１５１の塗布処理中の駆動速度および駆動量を、互いにほぼ同じとなるように各電動モータ１５１を制御することにより、複数の塗布処理ユニットＳＣによって基板９０が製造される場合であっても、品質を均一化させることができる。
【００７８】
また、本発明は、基板に対して薬液を吐出させる装置に広く応用可能であるが、薬液の膜厚や均一性などに高い精度が要求されるために、ノズルの吐出精度の向上が望まれている塗布処理に用いることにより、特に高い効果が得られる。
【００７９】
＜２．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００８０】
例えば、上記実施の形態に示したフローチャートにおける基板処理装置１の動作順序は、これに限られるものではなく、同様の効果が得られる順序であれば、どのような順序で実行されてもよい。
【００８１】
また、本実施の形態における基板処理装置１は、基板９０を回転させつつ塗布するスピンコータであるが、スリットノズルと基板９０とを一方向に相対的に移動させつつ薬液を吐出するスリットコータであってもよい。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１ないし６に記載の発明では、制御手段が、電動モータを駆動することにより、薬液配管を閉鎖する方向に遮断部材を移動させつつ、検出手段からの出力によって電動モータの脱調を検出し、電動モータの脱調が検出された位置から引き続き一定量だけ電動モータを駆動させた後、所定量だけ電動モータを逆方向に駆動させ、そのときの電動モータの位置を基準位置として、電動モータを制御することにより、オペレータを介することなく、基準位置を自動的に決定することができる。
【００８３】
請求項２に記載の発明では、制御手段が、送液手段によって薬液を送液する際の遮蔽部材の最大移動量（ストローク）を、薬液に応じて変更することにより、薬液の性質に応じて柔軟にストロークを制御することができるため、ノズルの吐出精度を向上させることができる。
【００８４】
請求項３に記載の発明では、制御手段が、薬液の粘度に応じてストロークを変更することにより、送液される薬液が流路内で脈動することを防止することができる。
【００８５】
請求項４に記載の発明では、制御手段が、各電動モータの駆動速度、駆動量が互いにほぼ同じとなるように各電動モータを制御することにより、複数の薬液処理ユニットによって基板が製造される場合であっても、品質を均一化させることができる。
【００８６】
請求項５に記載の発明では、制御手段が、検出手段の出力に応じて、ノズルの吐出状態を判定するとともに、出力手段に判定結果を出力させることにより、基板に対する処理結果をオペレータに通知することができるため、異常が発生した場合に、オペレータが迅速に対応することができる。また、異常処理された基板を容易に特定することができる。
【００８８】
請求項７に記載の発明では、第３移動工程の実行後の電動モータの駆動位置を、基準位置として保存する保存工程を有することにより、オペレータを介することなく、基準位置を自動的に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置を示す概略平面図である。
【図２】塗布処理ユニットと制御部とを示す図である。
【図３】開放状態の開閉バルブ、エンコーダおよび制御部を示す図である。
【図４】閉鎖状態の開閉バルブ、エンコーダおよび制御部を示す図である。
【図５】制御部が備える構成を示すブロック図である。
【図６】基板処理装置の動作を示す流れ図である。
【図７】基準位置取得処理の詳細を示す流れ図である。
【図８】塗布処理の詳細を示す流れ図である。
【図９】従来の基板処理装置に用いられるエア駆動式の開閉バルブを示す図である。
【図１０】従来の基板処理装置に用いられる開閉バルブの開放状態を示す図である。
【符号の説明】
１基板処理装置
１１スピンチャック（保持手段）
１２ノズル
１３薬液配管
１４レジストポンプ（送液手段）
１５開閉バルブ（開閉手段）
１５０筐体
１５１電動モータ
１５４ダイヤフラム
１５４ａ蓋部（遮断部材）
１８エンコーダ（検出手段）
２０制御部
２２記憶部
２４出力部
９０基板
ＳＣ塗布処理ユニット
δ 所定量
σ 一定量[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for discharging a chemical solution onto a substrate. More specifically, the present invention relates to a technique for controlling the discharge flow rate of a chemical solution.
[0002]
[Prior art]
In the process of manufacturing a semiconductor substrate, a glass substrate for liquid crystal, a glass substrate for photomask (hereinafter simply referred to as “substrate”), a processing solution such as a resist solution or a developer is used as necessary. For example, Patent Document 1 describes a substrate processing apparatus that performs processing using such a processing liquid.
[0003]
In the substrate processing apparatus described in Patent Document 1, an air-driven open / close valve (air operation valve) is provided between the liquid feed pump and the nozzle. The liquid pump is driven and the on-off valve is opened to feed the chemical liquid to the nozzle.
[0004]
FIG. 9 is a view showing an air-driven open / close valve 100 used in such a substrate processing apparatus. The opening / closing valve 100 includes a housing 101, a moving member 102, a spring 103, and a diaphragm 104.
[0005]
Inside the housing 101, there are provided a space 110 to which air is supplied and a space 110 to be a chemical flow path. In addition, the housing 101 is provided with holes 105 and 106 through which air enters and exits the space 110, and an inflow hole 107 that serves as a chemical solution inlet and an outflow hole 108 that serves as a chemical solution outlet with respect to the space 111. It has been.
[0006]
The space 110 is divided into two small spaces on the (+ Z) side and the (−Z) side by the moving member 102, and the gas between the housing 101 and the moving member 102 is not sealed by a sealing member (not shown). There is no entry or exit. Air supplied from the hole 105 is supplied to a small space on the (+ Z) side, and air supplied from the hole 106 is supplied to a small space on the (−Z) side.
[0007]
A spring 103 is attached to the (+ Z) side surface of the moving member 102, and the moving member 102 is biased in the (−Z) direction by the biasing force of the spring 103. The diaphragm 104 is made of a plastic member such as rubber or resin, and has a convex lid 104a on the (−Z) side.
[0008]
An opening 109 (see FIG. 10) that continues to the outflow hole 108 is provided on the inner wall of the housing 101 that forms the space 111. The position where the opening 109 is provided is a position where the casing 101 and the lid 104a of the diaphragm 104 face each other in the Z direction. Therefore, as shown in FIG. 9, in a state where the moving member 102 is urged to the (−Z) side by the urging force of the spring 103, the lid portion 104 a is in close contact with the portion of the inner wall. Thereby, since the opening 109 is closed, the opening / closing valve 100 is closed, and the flow path of the chemical solution is blocked.
[0009]
FIG. 10 is a diagram illustrating an open state of the opening / closing valve 100. In order to open the on-off valve 100, an air pump (not shown) is driven to suck air in the small space on the (+ Z) side from the hole 105 to reduce the internal pressure of the small space, and from the hole 106 (- Z) Air is supplied to the small space on the side to increase the internal pressure of the small space. As a result, a pressure difference is generated between the two small spaces, and the moving member 102 moves in the (+ Z) direction against the biasing force of the spring 103. When the moving member 102 moves in the (+ Z) direction, the diaphragm 104 is deformed so as to be pulled up in the (+ Z) direction, and the lid portion 104 a is separated from the inner wall of the space 111. As a result, the opening 109 is opened, and the open / close valve 100 is opened.
[0010]
In such a substrate processing apparatus, the discharge flow rate and the discharge amount when the chemical liquid is discharged from the nozzle are affected by the liquid supply state (supply state) of the chemical liquid depending on the opening degree and the opening / closing speed of the opening / closing valve 100. For example, if the opening / closing speed of the opening / closing valve 100 varies, the discharge accuracy of the nozzles decreases.
[0011]
On the other hand, in the substrate processing apparatus (coating apparatus) used in the process of applying the photoresist to the substrate, the chemical liquid to be used is extremely expensive, so that the discharge amount per stroke is suppressed as much as possible (value of 1 ml or less). In some cases, high discharge accuracy is required. Recently, there is an increasing demand for miniaturization of circuits formed on a substrate, and further improvement in coating accuracy is required.
[0012]
As described above, in a substrate processing apparatus that requires discharge accuracy when discharging a chemical solution, it is necessary to appropriately control the on-off valve 100. In the substrate processing apparatus described in Patent Document 1, an operator normally The opening / closing speed of the opening / closing valve 100 is controlled by operating a dedicated needle and adjusting a speed controller for driving air provided in the air pipe supply unit.
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-10-303116
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the substrate processing apparatus, it is difficult to stabilize the opening / closing speed of the opening / closing valve 100 in the long term due to factors such as loose air piping, fluctuations in the original pressure, and wraparound of pressure from other systems. was there.
[0015]
Further, since the speed controller for supplying air is manually adjusted by an operator and cannot be numerically adjusted, there is a problem that it is difficult to meet the recent demand for accuracy improvement. Further, there is a problem that an operator needs to work every time adjustment is out of order.
[0016]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and aims to reduce the operator's work and improve the discharge accuracy of the chemical solution.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is a substrate processing apparatus for performing processing on a substrate with a chemical solution, and discharges the chemical solution to the substrate held by the holding device and the substrate held by the holding device. By changing the position of the blocking member by the nozzle, the chemical liquid pipe for guiding the chemical liquid to the nozzle, the liquid feeding means for feeding the chemical liquid to the nozzle through the chemical liquid pipe, and the electric motor, Opening and closing means for opening and closing the chemical solution pipe, detection means for detecting the drive position of the electric motor, and control means for controlling the electric motor according to the detection result by the detection means, the control means, By driving the electric motor, the stepping member of the electric motor is detected by the output from the detection means while moving the blocking member in the direction of closing the chemical solution pipe, and the electric motor After continuously driving the electric motor by a certain amount from the position where the step-out of the motor is detected, the electric motor is driven in the reverse direction by a predetermined amount, and the position of the electric motor at that time is used as a reference position. The electric motor is controlled.
[0018]
Further, the invention of claim 2 is the substrate processing apparatus according to the invention of claim 1, wherein the control means moves the maximum movement amount (stroke) of the shielding member when the chemical solution is supplied by the liquid supply device. ) Is changed according to the chemical solution.
[0019]
The invention according to claim 3 is the substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the control means changes the stroke in accordance with the viscosity of the chemical solution.
[0020]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein a plurality of the nozzles are provided and the electric motor corresponds to the plurality of nozzles. Also, a plurality of opening / closing means are provided, and the control means controls each electric motor so that the driving speed and driving amount of each electric motor are substantially the same.
[0021]
A fifth aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, further comprising output means for outputting data, wherein the control means is responsive to the output of the detection means. The discharge state of the nozzle is determined and the determination result is output to the output unit.
[0022]
The invention according to claim 6 is the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the chemical solution is a resist solution, and the processing is performed by applying the resist solution to the main surface of the substrate. It is processing to do.
[0024]
Claims 7 The invention provides a discharge control method for a substrate processing apparatus, comprising: a chemical liquid pipe that guides a chemical liquid to a nozzle; a blocking member that opens and closes the chemical liquid pipe; and an electric motor that moves the blocking member. A reference position acquisition step of acquiring the reference position, and a discharge control step of controlling the opening of the chemical liquid pipe by the blocking member by controlling the driving amount of the electric motor from the reference position, In the reference position acquisition step, by driving the electric motor, the first moving step of moving the blocking member in the direction of closing the chemical solution piping, and the output of the detecting means for detecting the driving position of the electric motor Based on the detection step of detecting the step-out of the electric motor, and the second movement for driving the electric motor in the same direction from the position where the step-out of the electric motor is detected. After the execution of the second movement step, the third movement step of driving the electric motor in the reverse direction by a predetermined amount in the direction in which the shielding member opens the chemical pipe, and after the execution of the third movement step And a storage step of storing the drive position of the electric motor as a reference position.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0026]
<1. Embodiment>
FIG. 1 is a schematic plan view showing a substrate processing apparatus 1 according to the present invention. The substrate processing apparatus 1 is an apparatus that performs resist coating processing, development processing, and heat treatment associated therewith on a substrate. In FIG. 1, for the sake of illustration and explanation, the Z-axis direction is defined as the vertical direction and the XY plane is defined as the horizontal plane, but these are defined for convenience in order to grasp the positional relationship. The directions described below are not limited. The same applies to the following figures.
[0027]
The substrate processing apparatus 1 dispenses an unprocessed substrate from the carrier, receives an already processed substrate and stores it in the carrier, an indexer ID, and rotates the substrate to drop a photoresist onto the main surface of the substrate and perform a resist coating process. A coating processing unit SC (so-called spin coater) to be performed, a development processing unit SD (so-called spin developer) that performs development processing by supplying a developer onto the substrate after exposure, an indexer ID, and a substrate are transported between the processing units. A transport robot TR and a control unit 20 provided inside the substrate processing apparatus 1 for controlling each component are provided.
[0028]
A heat treatment unit (not shown) is disposed above the coating processing unit SC and the development processing unit SD with the fan filter unit interposed therebetween. As the heat treatment unit, a heating unit (so-called hot plate) for performing heat treatment on the substrate and a cooling unit (so-called cool plate) for cooling the heated substrate to a certain temperature are provided.
[0029]
FIG. 2 is a diagram illustrating the coating processing unit SC and the control unit 20. The coating processing unit SC includes a spin chuck (holding table) 11 that holds the substrate 90, a nozzle 12 that discharges a photoresist (chemical solution) to the substrate 90 held by the spin chuck 11, and a photoresist applied to the nozzle 12. A chemical solution pipe 13 for guiding, a resist pump 14 for sending a photoresist to the nozzle 12 through the chemical solution pipe 13, and an opening / closing valve 15 for opening and closing the chemical solution pipe 13 are provided. The functions and configurations of the respective coating processing units SC are substantially the same.
[0030]
An end portion on the (+ Z) side of the support shaft 16 is attached to the (−Z) side of the spin chuck 11, and an end portion on the (−Z) side of the support shaft 16 is connected to the rotary motor 17. The rotary motor 17 is an electric motor that can be controlled by a control signal from the control unit 20, and generates a rotational driving force about the axis P. In the coating processing unit SC, when the rotation motor 17 rotates, the spin chuck 11 rotates via the support shaft 16, so that the substrate 90 held by the spin chuck 11 also rotates about the axis P.
[0031]
The position of the nozzle 12 can be changed by a driving mechanism (not shown). When the photoresist is discharged onto the main surface of the substrate 90 held by the spin chuck 11, the nozzle 12 faces the central portion of the substrate 90. Advances to the position (discharge position). Further, when the substrate 90 is carried in and out, the substrate 90 is retreated to a position (retreat position) that does not interfere with the substrate 90 to be carried in and out and the transfer robot TR.
[0032]
A chemical liquid pipe 13 is connected to the nozzle 12 in communication. The other end of the chemical liquid pipe 13 is connected to a resist pump 14, and the chemical liquid pipe 13 has a function of guiding the photoresist discharged from the resist pump 14 to the nozzle 12. That is, the chemical solution pipe 13 forms a photoresist flow path.
[0033]
The resist pump 14 in the present embodiment is a so-called syringe pump, which is driven by a control signal from the control unit 20 and feeds the photoresist toward the nozzle 12 from a resist supply unit (resist bottle or the like) (not shown). It has a function. The registration pump 14 can numerically control the discharge amount per stroke by the control unit 20. The resist pump 14 is not limited to a syringe pump, and any known bellows pump, diaphragm pump, tube pump, or the like may be used as long as it is an electric pump capable of numerically controlling the discharge amount by the control unit 20. The pump may be used.
[0034]
An open / close valve 15 is attached to the chemical liquid pipe 13. The open / close valve 15 opens and closes the chemical liquid pipe 13 by an operation described later in response to a control signal from the control unit 20. FIG. 3 is a diagram illustrating the open / close valve 15, the encoder 18, and the control unit 20 in an open state. FIG. 4 is a diagram showing the on-off valve 15, the encoder 18, and the control unit 20 in the closed state. 3 and 4, only the casing 150 of the on-off valve 15 is shown as a cross-sectional view.
[0035]
The on-off valve 15 includes a casing 150 that forms a part of the photoresist flow path (a part of the chemical liquid pipe 13), an electric motor 151 that generates rotational driving force, and a drive shaft that transmits the rotational driving force of the electric motor 151. 152, a nut member 153 screwed into the drive shaft 152, and a diaphragm 154.
[0036]
The casing 150 is provided with an inflow hole 155 that serves as an inlet of the photoresist and an outflow hole 156 that serves as an outlet of the photoresist, and an internal space provided between them serves as a flow path for the photoresist.
[0037]
The electric motor 151 is a motor that generates a rotational driving force about an axis Q parallel to the Z axis, and is connected in a state where signals can be exchanged with the control unit 20. Of (+ Z) side. The electric motor 151 is a so-called stepping motor in which the rotation direction, the rotation speed, and the rotation amount can be controlled by a control signal from the control unit 20. The electric motor 151 is not limited to a stepping motor, and any motor may be used as long as the rotation direction, rotation speed, and rotation amount can be controlled as described above.
[0038]
A drive shaft 152 is attached along the axis Q to the (−Z) side of the electric motor 151. The drive shaft 152 rotates about the axis Q as the electric motor 151 rotates. A screw thread for screwing with the nut member 153 is formed on the cylindrical surface of the drive shaft 152, and the drive shaft 152 is screwed into a screw hole provided in the nut member 153.
[0039]
Since the electric motor 151 is fixed to the housing 150, the relative position between the electric motor 151 and the housing 150 does not change. Therefore, when the drive shaft 152 is rotated by rotating the electric motor 151, the nut member 153 moves in the Z-axis direction.
[0040]
The diaphragm 154 is made of a plastic member such as rubber or resin, and has a convex lid 154a on the (−Z) side. The diaphragm 154 is attached to an end portion on the (−Z) side of the nut member 153, and the peripheral end portion of the diaphragm 154 is fitted in a groove provided in the housing 150.
[0041]
As shown in FIG. 4, in the opening / closing valve 15, when the electric motor 151 is driven to rotate and the nut member 153 moves in the (−Z) direction, the diaphragm 154 is pushed out in the (−Z) direction by the nut member 153 and deformed. Then, the lid 154a moves in the (−Z) direction. When the lid portion 154a moves a predetermined amount in the (−Z) direction, the lid portion 154a comes into close contact with the inner wall of the space provided inside the housing 150. An opening 157 that continues to the outflow hole 156 is provided at a portion where the lid portion 154a of the inner wall is in close contact, and when the lid portion 154a is in close contact with the portion of the inner wall as described above, the opening 157 is closed. Therefore, the photoresist flow path is blocked. That is, the lid portion 154a mainly corresponds to the blocking member in the present invention, and the opening / closing valve 15 opens and closes the chemical liquid pipe 13 by changing the position of the lid portion 154a by the electric motor 151.
[0042]
As described above, in the substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment, it is not necessary to use the air-driven open / close valve 100 (FIG. 9) as in the conventional apparatus in order to open / close the open / close valve 15, so that the air pipe In addition, the configuration of a solenoid valve for air piping or the like is not necessary, and the device configuration can be simplified (downsized).
[0043]
In addition, since the diaphragm 154 is driven using the electric motor 151, the influence of the change over time can be reduced as compared with the case of air driving, and the operation stability of the opening / closing valve 15 can be ensured over a long period of time. Can do.
[0044]
In the substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment, the rotation direction of the electric motor 151 when the nut member 153 is moved in the (−Z) direction is the “positive direction”, and the nut member 153 is moved in the (+ Z) direction. The rotation direction of the electric motor 151 is defined as “reverse direction”. That is, when the electric motor 151 is rotated in the “forward direction”, the lid portion 154a moves in the (−Z) direction, the chemical solution pipe 13 is closed, and the opening degree of the opening / closing valve 15 is reduced. When the electric motor 151 is rotated in the “reverse direction”, the lid 154a moves in the (+ Z) direction, the chemical liquid pipe 13 is opened, and the opening degree of the opening / closing valve 15 is increased.
[0045]
The encoder 18 is fixed on the (+ Z) side of the electric motor 151, detects the drive position of the electric motor 151, and outputs it to the control unit 20. That is, the encoder 18 mainly corresponds to the detection means in the present invention.
[0046]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration included in the control unit 20. The control unit 20 includes a CPU 21 that mainly performs arithmetic processing, and a storage unit 22 that stores various data such as setting values and programs. The control unit 20 includes an operation unit 23 for an operator to input an instruction to the substrate processing apparatus 1 and an output unit 24 for outputting data to the operator.
[0047]
The storage unit 22 corresponds to a RAM, a ROM, a hard disk, or the like, but may be a reading device such as a portable magneto-optical disk or a memory card. The operation unit 23 corresponds to a keyboard, a mouse, a touch panel, and the like, and the output unit 24 corresponds to a display, a display lamp, a printer, a speaker, and the like.
[0048]
The control unit 20 is connected to each component of the substrate processing apparatus 1 in a state where signals can be exchanged, and controls those components by operating based on a program stored in the storage unit 22 in advance. In particular, the rotation direction, rotation speed, and rotation amount of the electric motor 151 of the open / close valve 15 are controlled based on the input from the encoder 18.
[0049]
The above is the description of the configuration and function of the substrate processing apparatus 1 in the present embodiment. Next, the operation of the substrate processing apparatus 1 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the substrate processing apparatus 1. The control below is performed based on a control signal from the control unit 20 unless otherwise specified.
[0050]
In the substrate processing apparatus 1, various initial settings are performed before starting specific processing on the substrate 90. Although details are omitted, the initial setting in the substrate processing apparatus 1 includes a process in which the operator operates the operation unit 23 to input the substrate 90, the type of the chemical solution, and the like.
[0051]
In this initial setting, the substrate processing apparatus 1 performs a reference position acquisition process. FIG. 7 is a flowchart showing details of the reference position acquisition process. The reference position acquisition process is a process of acquiring a position (reference position) that is the origin when the control unit 20 controls the electric motor 151.
[0052]
In the reference position acquisition process, first, the control unit 20 drives the electric motor 151 in the forward direction (step S11), and repeats step S11 until a step-out of the electric motor 151 is detected (step S12). Note that the step-out of the electric motor 151 means a state in which the electric motor 151 is not driven with a driving amount corresponding to a control signal from the control unit 20.
[0053]
When the electric motor 151 is rotated in the forward direction in step S <b> 11, the lid portion 154 a of the diaphragm 154 moves in the (−Z) direction, and the electric motor 151 is stepped out when the lid portion 154 a contacts the inner wall of the housing 150. Will occur. The step-out of the electric motor 151 can be detected by calculating the drive amount of the electric motor 151 with respect to the control signal output from the control unit 20 based on the drive position of the electric motor 151 obtained from the encoder 18. it can.
[0054]
When the control unit 20 detects the step-out of the electric motor 151 (Yes in step S12), the controller 20 further drives the electric motor 151 by a fixed amount σ in the positive direction (step S13). Since the diaphragm 154 is formed of a plastic member such as rubber or resin, the position where the lid portion 154a is deformed and pushed further than the contact position with the housing 150 (push-in) by executing Step S13. Position).
[0055]
Next, the control unit 20 drives the electric motor 151 by a predetermined amount δ in the reverse direction (step S14), and moves the lid 154a in the (+ Z) direction. The constant amount σ and the predetermined amount δ are values set in advance according to the material of the diaphragm 154 and the like, and are set so as to satisfy the relationship σ> δ. Further, whether or not the electric motor 151 has been driven by the fixed amount σ and the predetermined amount δ can be determined by the control unit 20 performing a calculation based on the output from the encoder 18.
[0056]
When the electric motor 151 is driven by a predetermined amount δ in step S14, the control unit 20 stores the drive position of the electric motor 151 after driving in the storage unit 22 as a reference position (step S15), and performs reference position acquisition processing. Then, the process returns to the process shown in FIG.
[0057]
As described above, in the substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment, the reference position of the on-off valve 15 can be automatically determined without intervention of the operator. Therefore, the operator's work is reduced, and influences such as differences in experience among individual operators can be eliminated in the adjustment work, so that the accuracy of the adjustment work is improved. Accordingly, it is possible to improve the liquid feeding accuracy of the photoresist.
[0058]
Further, in the case of a conventional apparatus using the air-driven opening / closing valve 100, not only does the operator need to intervene in the adjustment work, but also the opening / closing speed of the opening / closing valve 100 is adjusted by a manual needle as described above. Therefore, it is necessary to arrange the position of the speed controller for adjusting the air speed at a position where the operator can work. Therefore, although the conventional apparatus has a problem that the degree of freedom of apparatus design is limited, the substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment has to arrange a specific configuration at a position where manual operation is possible. There is no limit, and the device can be designed more freely.
[0059]
Further, the control unit 20 of the substrate processing apparatus 1 in the present embodiment thereafter sets the reference position as the position where the opening / closing valve 15 is closed (closed position), and the opening / closing valve 15 according to the driving amount of the electric motor 151 with respect to the closing position. The opening degree and the opening / closing speed are controlled. Since the drive amount of the electric motor 151 is an amount that can be numerically controlled by a control signal from the control unit 20, the substrate processing apparatus 1 can numerically control the open / close valve 15, and the reproducibility of control, And sustainability is guaranteed. Thereby, since the liquid feeding precision of a chemical | medical solution can be improved, the discharge precision from the nozzle 12 can be improved.
[0060]
When the initial setting is completed, the process waits until the substrate 90 is loaded (step S2). When the substrate 90 is loaded into the substrate processing apparatus 1, the indexer ID receives the substrate 90 and holds it in a predetermined position. Further, the transfer robot TR unloads the substrate 90 from the indexer ID and loads it into the coating processing unit SC (step S3). More specifically, the substrate 90 unloaded from the indexer ID is subjected to adhesion strengthening processing and cooling processing using a hot plate and a cool plate (not shown) before being loaded into the coating processing unit SC. Further, the transfer robot TR selects the one of the two coating processing units SC that has completed the processing on the substrate and carries the substrate 90 in.
[0061]
When the substrate 90 is carried into the coating processing unit SC, a photoresist coating process is executed in the coating processing unit SC (step S4). FIG. 8 is a flowchart showing details of the coating process in the substrate processing apparatus 1.
[0062]
In the coating process, first, the spin chuck 11 holds the substrate 90 carried into the coating processing unit SC by the transport robot TR (step S21), and the nozzle 12 is moved to the discharge position (step S22).
[0063]
Next, the control unit 20 drives the rotation motor 17 to start the rotation of the substrate 90 (step S23). Further, the driving of the resist pump 14 is started, and the electric motor 151 is rotated by a predetermined amount φ in the reverse direction. As a result, the open / close valve 15 is opened, and the photoresist is discharged from the nozzle 12 to the substrate 90 (step S24). The discharged photoresist spreads on the surface of the substrate 90 due to the centrifugal force generated by the rotation of the substrate 90 and is applied to the surface of the substrate 90.
[0064]
In the substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment, the opening degree of the opening / closing valve 15 is determined by the amount of movement when the lid portion 154a moves from the closed position (reference position) to the (+ Z) direction. Further, the amount of movement of the lid portion 154a in the (+ Z) direction is determined by the drive amount when the electric motor 151 is rotated in the reverse direction. The driving amount of the electric motor 151 can be numerically controlled by the control unit 20. Therefore, in step S24, the control unit 20 controls the opening of the chemical liquid pipe 13 by the lid portion 154a of the diaphragm 154 by controlling the driving amount of the electric motor 151 from the reference position to be a predetermined amount φ. . As described above, since the discharge of the photoresist from the nozzle 12 is affected by the opening degree of the chemical liquid pipe 13, the opening degree of the chemical liquid pipe 13 is controlled by controlling the opening degree of the opening / closing valve 15. Corresponds to controlling the discharge of the nozzle 12. That is, step S24 corresponds to the discharge control process in the present invention.
[0065]
The predetermined amount φ is a value determined in advance according to the chemical solution to be used. When the operator designates the chemical solution to be used in the initial setting in step S1, an appropriate value is selected according to the designated chemical solution. Is set. That is, in step S24, when the control unit 20 controls the drive amount of the electric motor 151 according to the predetermined amount φ, the maximum movement amount (stroke) of the lid portion 154a is controlled according to the type of the photoresist. It corresponds to. Thus, since the substrate processing apparatus 1 can flexibly control the stroke of the on-off valve 15 according to the type of the chemical solution, the discharge accuracy can be improved.
[0066]
In the opening / closing valve 15 having the above-described structure, when the lid portion 154a moves in the Z-axis direction, the flow path of the photoresist (a part of the chemical liquid pipe 13) in the casing 150 is depressurized, and the chemical liquid pipe 13 This will cause pulsation in the inner photoresist. This phenomenon becomes more prominent as the viscosity of the chemical liquid used is lower and the stroke of the opening / closing valve 15 is larger during liquid feeding.
[0067]
In the substrate processing apparatus 1, the stroke is relatively small when a low-viscosity chemical solution is used, and the stroke is compared when a high-viscosity chemical solution is used, by determining a predetermined amount φ according to the viscosity of the chemical solution. The on-off valve 15 can be controlled to be as large as possible. That is, the substrate processing apparatus 1 can prevent pulsation of the chemical solution to be fed in the flow path by changing the stroke according to the viscosity of the chemical solution.
[0068]
Since the control of the opening / closing valve 15 by the control unit 20 is performed numerically, reproducibility is ensured, and almost the same control can be repeatedly performed each time, and a plurality of coating processes having the same structure are performed. It is also possible to achieve uniform processing by controlling the unit SC with the same numerical value. That is, the control unit 20 is configured so that the driving speed and driving amount of the electric motor 151 during the coating process are substantially the same regardless of which of the two coating processing units SC is used to process the substrate 90. The electric motor 151 is controlled. Thereby, even when the substrate 90 is manufactured by the two coating processing units SC as in the substrate processing apparatus 1 in the present embodiment, the quality of the substrate 90 can be made uniform.
[0069]
When a predetermined amount of photoresist is discharged from the nozzle 12, the control unit 20 stops driving the resist pump 14, rotates the electric motor 151 in the forward direction to move to the reference position, and closes the opening / closing valve 15. A state is set (step S25). Thereby, the discharge of the photoresist from the nozzle 12 is stopped.
[0070]
While steps S24 and S25 are being executed, whether the control unit 20 acquires the drive position of the electric motor 151 as needed based on the output of the encoder 18 and is the electric motor 151 driving as intended. Monitor whether or not. When the degree of coincidence between the drive position of the electric motor 151 acquired in the substrate processing apparatus 1 and the drive position of the electric motor 151 intended by the control unit 20 is low (deviation), the opening degree of the opening / closing valve 15 is It is not an appropriate value, and there is a high possibility that the photoresist is not normally ejected from the nozzle 12. Therefore, the substrate processing apparatus 1 can notify the operator of the processing result for the substrate 90 by outputting the degree of coincidence to the output unit 24. Thereby, when there is a high possibility that the discharge state of the nozzle 12 is abnormal, the operator can respond quickly. Further, since the abnormality can be detected during the processing of the substrate 90, the substrate 90 that has been subjected to the abnormality processing can be easily identified. Note that the result may be output to the output unit 24 for the purpose of warning only when the degree of coincidence is low.
[0071]
When the discharge of the photoresist from the nozzle 12 is stopped, the control unit 20 stops the rotation of the substrate 90 (step S26), moves the nozzle 12 to the retracted position (step S27), and returns to the process of FIG. As a result, the transfer robot TR can carry out the substrate 90.
[0072]
The substrate 90 unloaded by the transfer robot TR from the coating processing unit SC is subjected to pre-bake processing using a hot plate (not shown), exposure processing using an exposure device (not shown), and post-exposure processing using a hot plate (not shown). It is transported to the development processing unit SD (step S5), and development processing is performed (step S6). At this time, the transport robot TR transports the substrate 90 to the development processing unit SD that is not in processing among the two development processing units SD.
[0073]
The substrate 90 that has been subjected to the development processing is again transported to the indexer ID by the transport robot TR (step S7) and is transported out of the apparatus. After determining whether or not to end the processing, the substrate processing apparatus 1 returns to step S2 and repeats the processing only when further processing is performed (step S8).
[0074]
As described above, in the substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment, the controller 20 drives the electric motor 151 to move the lid 154a in the direction of closing the chemical liquid pipe 13 while The step-out of the electric motor 151 is detected by the output, and the electric motor 151 is continuously driven by a certain amount σ from the position where the step-out of the electric motor 151 is detected, and then the electric motor 151 is driven in the reverse direction by a predetermined amount δ. Then, by controlling the electric motor 151 with the position of the electric motor 151 at that time as a reference position, the reference position can be automatically determined without intervention of an operator. Therefore, the operator's work can be reduced.
[0075]
Further, the control unit 20 changes the maximum movement amount (stroke) of the lid 154a when the chemical solution is fed by the resist pump 14 according to the chemical solution, thereby controlling the stroke flexibly according to the property of the chemical solution. Therefore, the discharge accuracy can be improved.
[0076]
In addition, by changing the stroke according to the viscosity of the chemical solution, the control unit 20 can prevent the delivered chemical solution from pulsating in the flow path, and can further improve the discharge accuracy.
[0077]
Further, the control unit 20 controls the electric motors 151 so that the driving speed and the driving amount of the electric motors 151 of the plurality of application processing units SC during the application process are substantially equal to each other. Even when the substrate 90 is manufactured by the processing unit SC, the quality can be made uniform.
[0078]
Further, the present invention can be widely applied to an apparatus for discharging a chemical solution onto a substrate. However, since high accuracy is required for the film thickness and uniformity of the chemical solution, improvement in nozzle discharge accuracy is desired. A particularly high effect can be obtained by using the coating process.
[0079]
<2. Modification>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made.
[0080]
For example, the operation order of the substrate processing apparatus 1 in the flowchart shown in the above embodiment is not limited to this, and may be executed in any order as long as the same effect can be obtained.
[0081]
The substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment is a spin coater that applies the substrate 90 while rotating it, but is a slit coater that discharges a chemical solution while relatively moving the slit nozzle and the substrate 90 in one direction. May be.
[0082]
【The invention's effect】
According to the first to sixth aspects of the present invention, the control means detects the step-out of the electric motor by the output from the detection means while driving the electric motor to move the blocking member in the direction of closing the chemical liquid piping. Then, after the electric motor is continuously driven from the position where the out-of-step of the electric motor is detected, the electric motor is driven in the reverse direction by a predetermined amount, and the electric motor position at that time is used as a reference position. By controlling the motor, the reference position can be automatically determined without using an operator.
[0083]
In the invention according to claim 2, the control means changes the maximum movement amount (stroke) of the shielding member when the chemical liquid is supplied by the liquid supply means according to the chemical liquid, thereby depending on the property of the chemical liquid. Since the stroke can be controlled flexibly, the discharge accuracy of the nozzle can be improved.
[0084]
In the invention according to claim 3, the control means can prevent the pulsating of the liquid medicine to be fed in the flow path by changing the stroke according to the viscosity of the liquid medicine.
[0085]
In the invention described in claim 4, the control means controls each electric motor so that the driving speed and driving amount of each electric motor are substantially the same, whereby the substrate is manufactured by a plurality of chemical treatment units. Even in this case, the quality can be made uniform.
[0086]
According to the fifth aspect of the present invention, the control means determines the discharge state of the nozzle according to the output of the detection means, and notifies the operator of the processing result for the substrate by causing the output means to output the determination result. Therefore, when an abnormality occurs, the operator can quickly respond. In addition, the abnormally processed substrate can be easily identified.
[0088]
Claim 7 In the invention described in (1), the reference position can be automatically determined without an operator by having a storage step of storing the drive position of the electric motor after execution of the third movement step as the reference position. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a coating processing unit and a control unit.
FIG. 3 is a diagram illustrating an open / close valve, an encoder, and a control unit in an open state.
FIG. 4 is a diagram illustrating an on-off valve, an encoder, and a control unit in a closed state.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration included in a control unit.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the substrate processing apparatus.
FIG. 7 is a flowchart showing details of a reference position acquisition process.
FIG. 8 is a flowchart showing details of a coating process.
FIG. 9 is a view showing an air-driven open / close valve used in a conventional substrate processing apparatus.
FIG. 10 is a view showing an open state of an opening / closing valve used in a conventional substrate processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Substrate processing equipment
11 Spin chuck (holding means)
12 nozzles
13 Chemical piping
14 Resist pump (liquid feeding means)
15 Open / close valve (open / close means)
150 housing
151 Electric motor
154 Diaphragm
154a Lid (blocking member)
18 Encoder (detection means)
20 Control unit
22 Memory unit
24 Output unit
90 substrates
SC coating unit
δ Predetermined amount
σ Fixed amount

Claims

A substrate processing apparatus for processing a substrate with a chemical solution,
Holding means for holding the substrate;
A nozzle for discharging a chemical liquid onto the substrate held by the holding means;
A chemical solution pipe for guiding the chemical solution to the nozzle;
A liquid feeding means for feeding the chemical liquid to the nozzle via the chemical liquid pipe;
Opening and closing means for opening and closing the chemical solution pipe by changing the position of the blocking member by an electric motor,
Detecting means for detecting a driving position of the electric motor;
Control means for controlling the electric motor according to a detection result by the detection means;
With
The control means is
By driving the electric motor, the stepping member of the electric motor is detected by the output from the detecting means while the blocking member is moved in the direction of closing the chemical solution pipe, and the stepping of the electric motor is detected. The electric motor is continuously driven from a given position by a certain amount, and then the electric motor is driven in a reverse direction by a predetermined amount, and the electric motor is controlled using the position of the electric motor at that time as a reference position. A substrate processing apparatus.

The substrate processing apparatus according to claim 1,
The control means is
The substrate processing apparatus, wherein a maximum movement amount (stroke) of the shielding member when the chemical solution is supplied by the liquid supply unit is changed according to the chemical solution.

The substrate processing apparatus according to claim 2,
The control means is
The substrate processing apparatus, wherein the stroke is changed according to the viscosity of the chemical solution.

A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of the nozzles are provided, and the electric motor and the opening / closing means are also provided in correspondence with the plurality of nozzles,
The control means is
A substrate processing apparatus that controls each electric motor so that the driving speed and driving amount of each electric motor are substantially the same.

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein:
An output means for outputting data;
The control means is
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the discharge state of the nozzle is determined according to the output of the detection unit, and the determination result is output by the output unit.

A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The chemical solution is a resist solution;
The substrate processing apparatus, wherein the processing is a processing of applying the resist solution to a main surface of a substrate.

A chemical pipe that leads the chemical to the nozzle;
A blocking member for opening and closing the chemical pipe;
An electric motor for moving the blocking member;
A discharge control method for a substrate processing apparatus comprising:
A reference position acquisition step of acquiring a reference position of the electric motor;
A discharge control step of controlling an opening degree of the chemical pipe by the blocking member by controlling a driving amount of the electric motor from the reference position;
Have
The reference position acquisition step includes
A first moving step of moving the blocking member in a direction to close the chemical solution pipe by driving the electric motor;
A detection step of detecting step-out of the electric motor based on an output of a detection means for detecting a drive position of the electric motor;
A second moving step of driving the electric motor in the same direction from the position where the step-out of the electric motor is detected;
A third moving step of driving the electric motor in the reverse direction by a predetermined amount in the direction in which the shielding member opens the chemical pipe after the second moving step;
A storage step of storing the drive position of the electric motor after the execution of the third movement step as a reference position;
A discharge control method characterized by comprising: