JP4316921B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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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、薬液の送液状態を制御することにより、ノズルの吐出状態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】
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、開閉バルブの開度、開閉速度、および送液ポンプの駆動速度などによる薬液の供給状態（送液状態）の影響を受ける。また、吐出量を高精度に制御したとしても、各時間ごとの吐出流量を適切に制御しなければ、サックバック量をも含めたいわゆるノズルの吐出状態の精度は低下する。
【０００５】
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となる。したがって、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、少量の吐出によって高精度の塗布処理を行うことが要求されるため、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。
【０００６】
このように、吐出精度が要求される基板処理装置では、送液状態を適切な状態に制御するために、開閉バルブや送液ポンプを適切に制御する必要がある。例えば、特許文献１に記載されている基板処理装置では、通常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予め調整しておくことによって、開閉バルブの開閉速度を制御している。
【０００７】
また、基板の生産性の向上を目的として、薬液を吐出するノズルを複数備えた基板処理装置も提案されているが、その場合、それぞれのノズルに対応する、薬液配管の長さおよび配置、フィルタ、送液ポンプなどに個体差があるため、いわゆるヘッド間差を生じる可能性がある。したがって、従来の基板処理装置では、上述の吐出調整を行う際に、さらにヘッド間調整を行って、基板品質の均一性を確保している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−３０３１１６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に記載されている基板処理装置において、高い吐出精度を維持するためには、理想的な吐出状態との間の許容誤差を小さくする必要があり、必然的に看過できない誤差を生じる頻度が増大する。この場合、開閉バルブの調整はオペレータによって行われているため、調整作業の頻度が増大し、オペレータの作業負担が増大するという問題があった。なお、オペレータによる作業を行わずに送液状態を制御するためには、レジストポンプを制御する方法も考えられるが、レジストポンプとノズルとの間にエア駆動式の開閉バルブが設けられているために、精度の向上に限界がある。
【００１０】
また、薬液処理の精度は、複数の要因（ノズルの吐出精度、環境温度・湿度、薬液温度、ダウンフロー状態、基板温度など）の影響を受けるものである。したがって、複数のノズルを備えた装置においてヘッド間差が生じている場合に、その原因の究明に手間取り、精度向上に対する要求が高まるとヘッド間調整の作業に費やされる時間が増大するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、オペレータの作業負担を軽減しつつ、ノズルから高精度に薬液を吐出することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、前記薬液配管内の圧力を検出する検出手段と、電動モータによって遮断部材の状態を変更することにより、前記薬液配管の開閉状況を調整する開閉手段と、基準となる圧力波形（基準圧力波形）を記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された前記薬液配管内の圧力に基づいて、前記ノズルが前記薬液を吐出している間の前記薬液配管内の圧力波形を求める演算手段と、前記記憶手段により記憶された前記基準圧力波形と、前記演算手段により求められた前記圧力波形とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に応じて、前記薬液の送液状態を制御する送液制御手段とを備え、前記検出手段は、前記開閉手段と前記ノズルとの間を連通接続している前記薬液配管部分内の圧力を検出するとともに、前記送液制御手段が、前記開閉手段を制御することにより、前記薬液の送液状態を制御する。
【００１５】
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、前記検出手段が、前記開閉手段と前記ノズルとの間に設けられている。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明に係る基板処理装置であって、複数の前記ノズルが設けられており、前記比較手段が、前記記憶手段に記憶された共通の基準圧力波形と前記演算手段により各ノズルに対応して求められたそれぞれの圧力波形とを比較する。
また、請求項４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、前記薬液配管内の圧力を検出する検出手段と、前記薬液配管の開閉状況を調整する開閉手段と、基準となる圧力波形（基準圧力波形）を記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された前記薬液配管内の圧力に基づいて、前記ノズルが前記薬液を吐出している間の前記薬液配管内の圧力波形を求める演算手段と、前記記憶手段により記憶された前記基準圧力波形と、前記演算手段により求められた前記圧力波形とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に応じて、前記薬液の送液状態を制御する送液制御手段とを備え、前記開閉手段は、前記薬液配管を開閉する遮断部材と、前記比較結果に応じた前記送液制御手段からの制御信号に基づいて、駆動力を生成する電動モータと、前記電動モータの駆動力を前記遮断部材に伝達することによって、前記遮断部材の状態を変更する駆動シャフトとを含み、前記遮蔽部材により前記薬液配管の開度を調整する。
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の基板処理装置であって、前記電動モータは、回転駆動力を生成し、前記駆動シャフトは、前記電動モータが生成した回転駆動力を略直線的な力に変換して前記遮断部材に伝達する。
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記送液制御手段は、前記電動モータの回転方向、回転速度および回転量を制御する。
また、請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記遮断部材は、可塑性部材で構成される。
【００１７】
【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。
【００１８】
＜１． 第１の実施の形態＞
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。
【００１９】
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ＳＣ１，ＳＣ２（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ＳＤ１，ＳＤ２（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。
【００２０】
また、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２および現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２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。
【００２１】
図２は、塗布処理ユニットＳＣ１と制御部２０とを示す図である。また、図３は、主に基板処理装置１においてフォトレジストを送液する各構成を示す図である。塗布処理ユニットＳＣ１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（１３ａ，１３ｂ）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、薬液配管１３内の圧力を検出する圧力センサ１９とを備えている。なお、塗布処理ユニットＳＣ２の機能・構成は、塗布処理ユニットＳＣ１とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００２２】
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ＳＣ１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。
【００２３】
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。
【００２４】
ノズル１２には薬液配管１３ｂが連通接続されている。また、薬液配管１３ｂの他端は、開閉バルブ１５に連通接続されている。さらに、開閉バルブ１５とレジストポンプ１４との間には薬液配管１３ａが設けられている。これによって、薬液配管１３（１３ａ，１３ｂ）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。
【００２５】
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る駆動部（図示せず）がピストンを駆動することにより、フォトレジストの吸引動作および吐出動作を行うポンプである。これによりレジストポンプ１４は、ノズル１２に向けてフォトレジストを送液する。
【００２６】
レジストポンプ１４は、前述の駆動部が制御部２０によって制御されるため、ピストンの移動速度および移動量が制御可能である。したがって、レジストポンプ１４の吐出流量および１ストローク当たりの吐出量は、制御部２０により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構造のポンプが用いられてもよい。
【００２７】
薬液配管１３ａと薬液配管１３ｂとの間には、開閉バルブ１５が取り付けられており、開閉バルブ１５は制御部２０からの制御信号に応じて、薬液配管１３を開閉する。図４は、主に開閉バルブ１５の構造を示す図である。図４では、開閉バルブ１５の筐体１５０および薬液配管１３のみ断面図として示している。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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（パラメータデータ２２４：図６）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、サーボモータなど、どのようなモータが使用されてもよい。
【００３１】
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の回転にともなって、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。このような機構により、電動モータ１５１の回転駆動力は、Ｚ軸方向の直線的な駆動力に変換される。すなわち、電動モータ１５１によって、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。
【００３２】
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、固定されている。
【００３３】
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。筐体１５０において、蓋部１５４ａと対向する位置には、流出孔１５６へと続く開口部１５７が設けられている。したがって、前述のように蓋部１５４ａが（−Ｚ）方向に移動して、筐体１５０と密着すると、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。このように、開閉バルブ１５は、電動モータ１５１により蓋部１５４ａのＺ軸方向の位置を変更することによって、薬液配管１３を開閉する。
【００３４】
このように、基板処理装置１では、ダイヤフラム１５４（蓋部１５４ａ）を電動モータ１５１で駆動することにより、これらをエア駆動する場合に比べて経時変化（エア圧の変化など）の影響を少なくすることができる。したがって、長期間に渡って開閉バルブ１５の動作を安定させることができ、開閉バルブ１５の調整作業の回数を減らすことができる。
【００３５】
図３に戻って、圧力センサ１９は、薬液配管１３内のフォトレジストの圧力を検出するセンサであって、開閉バルブ１５とノズルとの間の薬液配管１３ｂに設けられており、検出した結果を制御部２０に出力する。
【００３６】
詳細は後述するが、基板処理装置１は、このように圧力センサ１９がノズル１２の比較的近傍に設けられるため、吐出位置に近い位置で検出される結果（薬液の圧力）に基づいてフィードバック制御を行うことができるため、送液精度を向上させることができる。なお、基板処理装置１において、各時間ごとにノズル１２から吐出される薬液の吐出流量は、ノズル１２に送液される薬液の圧力による影響が大きく、圧力センサ１９の出力によって当該圧力値を監視することは吐出流量を制御するために重要である。
【００３７】
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ための操作部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。なお、図５では、制御部２０と接続される構成として、レジストポンプ１４、開閉バルブ１５および圧力センサ１９のみを示しているが、より詳しくは、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。
【００３８】
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。
【００３９】
図６は、ＣＰＵ２１がプログラムに従って動作することにより実現される機能構成をデータの流れとともに示す図である。図６に示すデータ取得部２１０、波形演算部２１１、波形比較部２１２、および送液制御部２１３がＣＰＵ２１により実現される機能構成である。
【００４０】
データ取得部２１０は、圧力センサ１９から薬液配管１３ｂ内のフォトレジストの圧力を取得し、その値に基づいて圧力データ２２０を生成する。圧力データ２２０は、各時間における薬液配管１３ｂ内のフォトレジストの圧力値をモニタしたデータであって、各塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２ごとに測定され生成される。
【００４１】
また、データ取得部２１０は、操作部２３からの指示入力に応じて、所定の圧力波形データ２２１（後述する）を基準圧力波形として取得し、基準圧力波形データ２２２を生成して記憶部２２に記憶させる機能を有してる。基準圧力波形データ２２２は、各塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２において共通に用いられるデータである。
【００４２】
波形演算部２１１は、圧力データ２２０に基づいて、当該圧力値を時間ごとにプロットした圧力波形を演算し、圧力波形データ２２１を生成する。すなわち、波形演算部２１１が主に本発明における演算手段に相当する。
【００４３】
波形比較部２１２は、圧力波形データ２２１と基準圧力波形データ２２２とを比較し、その比較結果を示す比較データ２２３を生成する。すなわち、波形比較部２１２が主に本発明における比較手段に相当する。
【００４４】
送液制御部２１３は、開閉バルブ１５の電動モータ１５１の回転方向、回転速度、および回転量をパラメータデータ２２４に示される値を用いて数値的に制御する機能を有する。さらに、比較データ２２３に基づいて、圧力波形が基準圧力波形と一致するようにパラメータデータ２２４を変更する。そして、以後の処理においては変更後の新たなパラメータデータ２２４に基づいて開閉バルブ１５を制御する。すなわち、送液制御部２１３は、測定値に基づいて演算される圧力波形を用いて、開閉バルブ１５に対するフィードバック制御を行う機能を有している。
【００４５】
なお、電動モータ１５１について、「回転方向」を制御することは薬液配管１３を開放するか閉鎖するかの指示を開閉バルブ１５に対して与えることに相当し、「回転速度」を制御することは開閉バルブ１５の開閉速度を制御することに相当し、「回転量」を制御することは開閉バルブ１５の開度を制御することに相当する。これらはいずれも、「薬液配管１３の開閉状況を調整する機能」に属する動作である。
【００４６】
このように、基板処理装置１において、開閉バルブ１５を制御することは、フォトレジストの送液状態を制御することに相当することから、送液制御部２１３が主に本発明における送液制御手段に相当する。なお、パラメータデータ２２４は、２つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２のそれぞれの開閉バルブ１５に対する個別のパラメータを示すデータである。
【００４７】
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。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。
【００４８】
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。基板処理装置１における初期設定では、使用するフォトレジストに合わせて、ノズル１２の吐出調整処理が行われる。この吐出調整処理は、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２のそれぞれのノズル１２ごとに行われる。
【００４９】
まず、オペレータにより各種パラメータに初期設定用の値が設定され、塗布処理ユニットＳＣ１が基板９０の塗布処理を行う。すなわち、送液制御部２１３が設定されたパラメータデータ２２４に基づいて塗布処理ユニットＳＣ１の開閉バルブ１５を制御しつつ、ノズル１２からフォトレジストを吐出させて塗布処理を行う。また、当該塗布処理中において、データ取得部２１０が、圧力センサ１９の出力に基づいて圧力データ２２０を生成する。
【００５０】
塗布処理が終了すると、波形演算部２１１が圧力データ２２０に基づいて圧力波形データ２２１を生成し、記憶部２２に記憶させる。また、オペレータが基板９０に塗布されたフォトレジストの状態評価（均一性や膜厚値などの評価）を行う。
【００５１】
実行した塗布処理において、所望の処理結果が得られていない場合には、オペレータがパラメータデータ２２４を適宜変更しつつ、さらに、塗布処理ユニットＳＣ１に塗布処理を実行させる。一方、所望の処理結果が得られている場合には、オペレータは基板処理装置１に対して、塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理を終了するよう指示を入力する。すなわち、塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理では、所望の処理結果が得られるまで（適切に吐出調整がされるまで）、塗布処理が行われ、その間の圧力波形データ２２１の生成および記憶が繰り返される。
【００５２】
オペレータによって塗布処理ユニットＳＣ１における吐出調整処理を終了するよう指示が入力されると、データ取得部２１０が、所望の処理結果が得られたときの圧力波形データ２２１を記憶部２２から取得して、当該圧力波形データ２２１に基づいて基準圧力波形データ２２２を生成する。すなわち、塗布処理ユニットＳＣ１によって正常な処理が行われたときの圧力波形が、基準圧力波形として記憶部２２に記憶される。また、このときのパラメータデータ２２４が塗布処理ユニットＳＣ１の開閉バルブ１５を制御する際の初期データとして記憶部２２に記憶される。これにより、塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整作業が終了する。
【００５３】
次に、塗布処理ユニットＳＣ２の吐出調整処理が開始される。まず、塗布処理ユニットＳＣ２が基板９０に対して塗布処理を行う。このとき、送液制御部２１３が、塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理において記憶されたパラメータデータ２２４に基づいて、開閉バルブ１５を制御する。また、この塗布処理においても、データ取得部２１０が、塗布処理ユニットＳＣ２の圧力センサ１９の出力に基づいて圧力データ２２０を生成する。
【００５４】
塗布処理ユニットＳＣ２における塗布処理が終了すると、波形演算部２１１が圧力データ２２０に基づいて圧力波形データ２２１を生成する。また、波形比較部２１２が、圧力波形データ２２１と基準圧力波形データ２２２とを比較して、その比較結果を示す比較データ２２３を生成する。
【００５５】
図７および図８は、基準圧力波形ＰＲおよび圧力波形ＰＳの例を示す図である。図７に示す例では、圧力波形ＰＳ（破線）が塗布処理ユニットＳＣ２における塗布処理において記録された圧力波形を示しており、基準圧力波形ＰＲ（実線）が塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理によって得られた基準圧力波形を示している。波形比較部２１２は、これら２つの波形を比較して、各時間ごとの圧力差を求め、比較データ２２３とする。
【００５６】
比較データ２２３が求まると、送液制御部２１３が比較データ２２３を参照しつつ、基準圧力波形ＰＲと圧力波形ＰＳとの一致度を評価し、それらが一致しない場合には（図７に示す状態）、各時間における基準圧力波形ＰＲと圧力波形ＰＳとの圧力差が「０」となるように、パラメータデータ２２４を変更する。そして、送液制御部２１３が新たなパラメータデータ２２４で開閉バルブ１５を制御することにより、塗布処理ユニットＳＣ２において再度塗布処理が行われ、圧力波形ＰＳが測定される。
【００５７】
一方、基準圧力波形ＰＲと圧力波形ＰＳとが十分に一致している場合には（図８に示す状態）、このときのパラメータの値を塗布処理ユニットＳＣ２におけるパラメータの初期値としてパラメータデータ２２４を生成して記憶部２２に記憶させる。すなわち、基板処理装置１では、塗布処理ユニットＳＣ２における圧力波形ＰＳが、基準圧力波形ＰＲに一致するまで吐出調整処理が繰り返され、それらが一致したときのパラメータの値が、塗布処理ユニットＳＣ２の開閉バルブ１５を制御するための初期データとされる。
【００５８】
このように、基板処理装置１は、塗布処理ユニットＳＣ２の吐出調整作業を自動的に行うことができるため、複数のノズル１２の吐出調整におけるオペレータの作業負担を軽減することができる。
【００５９】
また、塗布処理ユニットＳＣ２の塗布処理における圧力波形が、他方の塗布処理ユニットＳＣ１の圧力波形（基準圧力波形ＰＲ）と一致するように、塗布処理ユニットＳＣ２のパラメータデータ２２４が設定されるため、ノズル１２間の吐出状態については、ヘッド間調整も自動的に行われ、オペレータの作業負担が軽減される。
【００６０】
初期設定が終了すると、基板処理装置１は、基板９０が搬入されるまで待機する。そして基板処理装置１に基板９０が搬入されると、インデクサＩＤが当該基板９０を受け取り、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ＳＣ１に搬入する。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ＳＣ１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、塗布処理ユニットＳＣ１において処理が実行されている場合には、搬送ロボットＴＲは塗布処理ユニットＳＣ２に基板９０を搬送するが、塗布処理ユニットＳＣ２における処理も、以下に示す塗布処理ユニットＳＣ１における処理と同様に実行されるため、詳細な説明を省略する。
【００６１】
基板９０が塗布処理ユニットＳＣ１に搬入されると、塗布処理ユニットＳＣ１にてフォトレジストの塗布処理が実行される。
【００６２】
塗布処理では、まず、搬送ロボットＴＲによって搬入された基板９０を、スピンチャック１１が所定の位置に保持し、図示しない移動機構がノズル１２を吐出位置に移動させる。
【００６３】
次に、制御部２０が、回転モータ１７を駆動してスピンチャック１１を回転させることにより、基板９０の回転を開始させるとともに、レジストポンプ１４を駆動する。また、送液制御部２１３が、吐出調整処理において初期値として記憶されたパラメータデータ２２４を記憶部２２から取得し、それらのパラメータに基づいて開閉バルブ１５を制御する。これにより、レジストポンプ１４からフォトレジストが薬液配管１３ａに吐出されるとともに、開閉バルブ１５が所定の開度に制御されて、薬液配管１３が開放状態にされる。
【００６４】
レジストポンプ１４から吐出されたフォトレジストは、薬液配管１３によってノズル１２に向かって導かれ（送液され）、ノズル１２から基板９０に対して吐出される。ノズル１２から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。
【００６５】
一方、データ取得部２１０は、塗布処理中の圧力センサ１９の出力に基づいて、圧力データ２２０を生成する。すなわち、塗布処理中の薬液配管１３ｂにおけるフォトレジストの圧力が検出され、モニタされる。
【００６６】
所定の時間が経過し、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がレジストポンプ１４の駆動を停止するとともに、送液制御部２１３が開閉バルブ１５を閉鎖状態とする。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。
【００６７】
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が、回転モータ１７を停止させることにより基板９０の回転を停止させ、ノズル１２を退避位置に移動させる。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。
【００６８】
これらの動作に並行して、波形演算部２１１が圧力データ２２０に基づいて圧力波形データ２２１を生成する。また、波形比較部２１２が、基準圧力波形データ２２２と圧力波形データ２２１とを参照しつつ、基準圧力波形と圧力波形とを比較し、比較データ２２３を生成する。さらに、送液制御部２１３が、比較データ２２３を参照し、基準圧力波形と圧力波形との一致度を評価する。
【００６９】
そして、送液制御部２１３は、基準圧力波形と圧力波形とが一致しない場合には、比較データ２２３に示される誤差に基づいて、当該誤差が「０」となるように開閉バルブ１５のパラメータデータ２２４を変更し、次回の塗布処理に用いる新たなパラメータとして記憶部２２に記憶させる。一方、基準圧力波形と圧力波形とが一致する場合には、パラメータデータ２２４を変更することなく、良好な結果が得られたパラメータの値を維持する。
【００７０】
このように、基板処理装置１では、塗布処理ユニットＳＣ１（ＳＣ２）において、開閉バルブ１５に対して、塗布処理における圧力波形を用いたいわゆるフィードバック制御を行うことにより、ノズル１２への送液状態を常に適切な状態に維持することができ、ノズル１２の吐出精度の長期安定性が向上する。また、これにより、基板処理装置１では、ノズル１２の吐出精度の信頼性が確保されるため、例えば、処理不良が発生した場合、オペレータは他の不良原因を先にチェックすることにより、早期に原因を特定できる可能性が高くなるため、作業効率を向上させることができる。
【００７１】
また、基板処理装置１において、ノズル１２の吐出精度を向上させるためには、基準圧力波形と圧力波形との一致度を厳密に要求すればよい。その場合、送液制御部２１３によるパラメータの変更が頻繁に行われるようになるが、これらの処理は自動的に行われるため、従来の装置のようにオペレータによる調整作業を必要としない。すなわち、基板処理装置１は、オペレータの負担を増大させることなく、送液精度を向上させることができるため、吐出精度の向上要求に応じることができる。
【００７２】
また、２つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２におけるノズル１２への送液状態が、共通の基準圧力波形データ２２２を参照しつつ制御されるため、ノズル１２の吐出状態についてはヘッド間差が抑制される。したがって、基板９０の品質の均一性が確保されるとともに、ヘッド間調整におけるオペレータの作業負担も抑制される。
【００７３】
塗布処理ユニットＳＣ１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ＳＤ１（ＳＤ２）に搬送され、現像処理が行われる。このとき、搬送ロボットＴＲは、２つの現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２のうち処理中でない方に基板９０を搬送する。
【００７４】
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、装置外に搬出される。基板処理装置１は、未処理の基板９０が存在する場合には、搬送ロボットＴＲにより当該未処理基板９０を塗布処理ユニットＳＣ１（ＳＣ２）に搬送し、処理を継続する。一方、未処理基板９０が存在しない場合には処理を終了する。
【００７５】
以上のように、本実施の形態における基板処理装置１では、ノズル１２が薬液を吐出している間の薬液配管１３内の圧力波形と基準圧力波形とを比較した結果に応じて、フォトレジスト（薬液）の送液状態を制御することにより、圧力波形を用いたフィードバック制御を行うことができるため、オペレータの作業負担を増大させることなく、ノズル１２への送液精度を向上させることができる。
【００７６】
また、送液制御部２１３が開閉バルブ１５をパラメータを用いて数値的に制御することにより、前述のフィードバック制御を容易に実現することができる。
【００７７】
また、基板処理装置１では、１つのノズル１２（実施例においては塗布処理ユニットＳＣ１のノズル１２）について、吐出調整処理が終了すると、そこで得られた基準圧力波形に基づいて、他のノズル１２（実施例においては塗布処理ユニットＳＣ２のノズル１２）の吐出調整処理を自動的に行うことができるため、オペレータの作業負担を軽減することができる。
【００７８】
また、従来の装置では、複数のノズル１２を設けた場合、各ノズル１２ごとに対応する、薬液配管１３の長さや配置、フィルタの経時変化、レジストポンプ１４などに個体差があり、開閉バルブ１５をそれぞれ同じパラメータで制御したとしても、各ノズル１２の吐出状態の均一性を確保することは難しかった。しかし、本実施の形態における基板処理装置１では、共通の基準圧力波形に基づいて、薬液の圧力波形が同じになるように開閉バルブ１５を制御することにより、ヘッド間差を抑制し、各ノズル１２の吐出状態の均一化を図ることができる。
【００７９】
なお、圧力センサ１９をレジストポンプ１４やフィルタに設置し、ポンプ内圧やフィルタ内圧をモニタして、その値に応じて送液状態をフィードバック制御することも可能である。その場合は、圧力センサ１９からノズル１２までの薬液の流路に個体差が生じないように、特に配管抵抗を同一にしなければならない。すなわち、薬液配管１３の長さや配置、フィルタにおける圧損を同一にするなどの措置が必要となる。
【００８０】
＜２． 第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、開閉バルブ１５を制御するためのパラメータを変更することによって、塗布処理ごとに得られる圧力波形が基準圧力波形と一致するように送液状態をフィードバック制御していたが、フィードバック制御する制御対象は開閉バルブ１５に限られるものではない。
【００８１】
図９は、このような原理に基づいて構成した第２の実施の形態における基板処理装置１のＣＰＵ２１によって実現される機能構成をデータの流れと共に示す図である。なお、第２の実施の形態における基板処理装置１において、第１の実施の形態における基板処理装置１とほぼ同様の機能を有する構成については、適宜同符号を付し、説明を省略する。
【００８２】
本実施の形態における送液制御部２１３ａは、レジストポンプ１４（より詳しくはその駆動部）をパラメータデータ２２５に基づいて、その駆動方向、駆動速度、および駆動量を制御する。レジストポンプ１４について、「駆動方向」を制御することはフォトレジストを吸引するか吐出するかの指示を与えることに相当し、「駆動速度」を制御することはレジストポンプ１４の送液速度（フォトレジストの流速）を制御することに相当し、「駆動量」を制御することはレジストポンプ１４の吐出量を制御することに相当する。
【００８３】
このように、第２の実施の形態における基板処理装置１において、レジストポンプ１４を制御することは、フォトレジストの送液状態を制御することに相当することから、送液制御部２１３ａが主に本発明における送液制御手段に相当する。なお、記憶部２２は、２つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２のそれぞれのレジストポンプ１４に対してそれぞれ個別にパラメータデータ２２５を記憶している。
【００８４】
第２の実施の形態における基板処理装置１において、パラメータデータ２２５の設定と変更は、第１の実施の形態における基板処理装置１のパラメータデータ２２４と同様の処理により行われる。
【００８５】
簡単に説明すると、まず、オペレータが入力した値に基づいてパラメータデータ２２５が生成され、送液制御部２１３ａが当該パラメータデータ２２５を参照しつつ、塗布処理ユニットＳＣ１のレジストポンプ１４を制御することによって塗布処理が行われる。
【００８６】
当該塗布処理の処理結果をオペレータが評価し、所望の処理結果が得られるまでパラメータデータ２２５を変更しつつ塗布処理ユニットＳＣ１における塗布処理を繰り返す。所望の処理結果が得られたとオペレータによって判断されると、そのときのパラメータデータ２２５が塗布処理ユニットＳＣ１のレジストポンプ１４を制御するための初期値として記憶されるとともに、圧力波形データ２２１がデータ取得部２１０により基準圧力波形データ２２２として記憶部２２に記憶される。
【００８７】
次に、送液制御部２１３ａが、塗布処理ユニットＳＣ１において求めたパラメータデータ２２５を参照しつつ、塗布処理ユニットＳＣ２のレジストポンプ１４を制御して、塗布処理を行う。
【００８８】
波形演算部２１１が、当該塗布処理において測定される圧力データ２２０に基づいて圧力波形データ２２１を生成し、波形比較部２１２が圧力波形データ２２１と基準圧力波形データ２２２とを参照しつつ、圧力波形と基準圧力波形とを比較して、比較データ２２３を生成する。送液制御部２１３ａは、比較データ２２３を参照することにより、圧力波形と基準圧力波形とが一致するようにパラメータデータ２２５を変更しつつ塗布処理を繰り返す。
【００８９】
圧力波形と基準圧力波形とが一致すると、そのときのパラメータデータ２２５が塗布処理ユニットＳＣ２のレジストポンプ１４を制御するための初期値として記憶される。
【００９０】
このようにして各塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２のレジストポンプ１４を制御するためのパラメータデータ２２５の初期値が求められ、以後、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２における塗布処理が開始される。また、第２の実施の形態における基板処理装置１においても、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２において塗布処理が実行されるたびに、波形演算部２１１により圧力波形データ２２１が生成される。そして、生成された圧力波形が波形比較部２１２によって基準圧力波形と比較され、比較結果に応じて送液制御部２１３ａによってパラメータデータ２２５が変更される。
【００９１】
以上のように、第２の実施の形態における基板処理装置１においても、塗布処理ごとに得られる圧力波形を用いてレジストポンプ１４をフィードバック制御することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
＜３． 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。
【００９３】
例えば、基板処理装置１が備えるノズル１２の数は、２つに限られるものではなく、さらに多くのノズル１２を備えていてもよい。
【００９４】
また、上記実施の形態では、基板処理装置１における処理が、ＣＰＵ２１によるソフトウェア的処理により実行されているが、そのすべてまたは一部を専用の回路によるハードウェア的処理によって実現することも可能である。
【００９５】
また、基板処理装置１の動作順序は、上記実施の形態に示した順序に限られるものではない。例えば、初期設定における塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理では、データ取得部２１０により圧力データ２２０が生成されるたびに圧力波形データ２２１が生成されると説明したが、オペレータによって所望の処理結果が得られたと判断されたときのみ圧力波形データ２２１を生成して、それを基準圧力波形データ２２２としてもよい。すなわち、同様の効果が得られる順序であれば、どのような順序で処理が実行されてもよい。
【００９６】
また、上記実施の形態では、基板９０に対する塗布処理が実行されるたびに圧力波形データ２２１を生成して、基準圧力波形データ２２２との比較が行われると説明した。しかし、本実施の形態における基板処理装置１では、レジストポンプ１４および開閉バルブ１５がパラメータを用いて数値的に制御され、吐出状態の安定性が従来の装置に比べて確保されているため、所定回数ごとにフィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００９７】
また、基準圧力波形ＰＲの取得方法は、本実施の形態における基板処理装置１における手法に限られるものではない。例えば、予め実験により基準圧力波形ＰＲを求めて記憶部２２に記憶させておいてもよい。その場合、塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理についても塗布処理ユニットＳＣ２と同様に自動的に行うことができ、さらにオペレータの作業負担が軽減される。
【００９８】
また、基準圧力波形と圧力波形との一致度が著しく低い場合には、フォトレジストの供給不足などが生じている可能性があるため、送液制御部２１３が警告データを作成することにより、制御部２０が出力部２４に警告メッセージなどを表示するようにしてもよい。
【００９９】
【発明の効果】
請求項１ないし７に記載の発明では、記憶手段により記憶された基準圧力波形と、演算手段により求められた圧力波形とを比較し、比較結果に応じて、薬液の送液状態を制御することにより、オペレータの作業負担を増大させることなく、ノズルへの送液精度を向上させることができる。
【０１００】
また、請求項１ないし３および７に記載の発明では、送液制御手段が、開閉手段を制御することにより、薬液の送液状態を容易に制御することができる。
【０１０２】
請求項２に記載の発明では、検出手段が、開閉手段とノズルとの間に設けられていることにより、吐出位置に近い位置で検出される圧力波形に基づいて制御を行うことができるため、送液精度を向上させることができる。
【０１０３】
請求項３に記載の発明では、比較手段が、記憶手段により記憶された基準圧力波形と演算手段により各ノズルに対応して求められた圧力波形とを比較することにより、複数のノズルに対する送液状態を共通の基準圧力波形に基づいて制御することができるため、ヘッド間差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における基板処理装置を示す概略平面図である。
【図２】塗布ユニットと制御部２０とを示す図である。
【図３】基板処理装置においてフォトレジストを送液するための各構成の詳細を示す図である。
【図４】主に開閉バルブの構造を示す図である。
【図５】制御部が備える構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施の形態における基板処理装置のＣＰＵがプログラムに従って動作することにより実現される機能構成をデータの流れとともに示す図である。
【図７】基準圧力波形および圧力波形の例を示す図である。
【図８】基準圧力波形および圧力波形の例を示す図である。
【図９】第２の実施の形態における基板処理装置のＣＰＵがプログラムに従って動作することにより実現される機能構成をデータの流れとともにに示す図である。
【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
１３，１３ａ，１３ｂ 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）
１９ 圧力センサ（検出手段）
２０ 制御部
２１ ＣＰＵ
２２ 記憶部
２１０ データ取得部
２１１ 波形演算部
２１２ 波形比較部
２１３，２１３ａ 送液制御部
２２０ 圧力データ
２２１ 圧力波形データ
２２２ 基準圧力波形データ
２２３ 比較データ
２２４，２２５ パラメータデータ
９０ 基板
ＰＲ 基準圧力波形
ＰＳ 圧力波形
【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、薬液の送液状態を制御することにより、ノズルの吐出状態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】
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、開閉バルブの開度、開閉速度、および送液ポンプの駆動速度などによる薬液の供給状態（送液状態）の影響を受ける。また、吐出量を高精度に制御したとしても、各時間ごとの吐出流量を適切に制御しなければ、サックバック量をも含めたいわゆるノズルの吐出状態の精度は低下する。
【０００５】
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となる。したがって、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、少量の吐出によって高精度の塗布処理を行うことが要求されるため、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。
【０００６】
このように、吐出精度が要求される基板処理装置では、送液状態を適切な状態に制御するために、開閉バルブや送液ポンプを適切に制御する必要がある。例えば、特許文献１に記載されている基板処理装置では、通常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予め調整しておくことによって、開閉バルブの開閉速度を制御している。
【０００７】
また、基板の生産性の向上を目的として、薬液を吐出するノズルを複数備えた基板処理装置も提案されているが、その場合、それぞれのノズルに対応する、薬液配管の長さおよび配置、フィルタ、送液ポンプなどに個体差があるため、いわゆるヘッド間差を生じる可能性がある。したがって、従来の基板処理装置では、上述の吐出調整を行う際に、さらにヘッド間調整を行って、基板品質の均一性を確保している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−３０３１１６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に記載されている基板処理装置において、高い吐出精度を維持するためには、理想的な吐出状態との間の許容誤差を小さくする必要があり、必然的に看過できない誤差を生じる頻度が増大する。この場合、開閉バルブの調整はオペレータによって行われているため、調整作業の頻度が増大し、オペレータの作業負担が増大するという問題があった。なお、オペレータによる作業を行わずに送液状態を制御するためには、レジストポンプを制御する方法も考えられるが、レジストポンプとノズルとの間にエア駆動式の開閉バルブが設けられているために、精度の向上に限界がある。
【００１０】
また、薬液処理の精度は、複数の要因（ノズルの吐出精度、環境温度・湿度、薬液温度、ダウンフロー状態、基板温度など）の影響を受けるものである。したがって、複数のノズルを備えた装置においてヘッド間差が生じている場合に、その原因の究明に手間取り、精度向上に対する要求が高まるとヘッド間調整の作業に費やされる時間が増大するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、オペレータの作業負担を軽減しつつ、ノズルから高精度に薬液を吐出することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、前記薬液配管内の圧力を検出する検出手段と、電動モータによって遮断部材の状態を変更することにより、前記薬液配管の開閉状況を調整する開閉手段と、基準となる圧力波形（基準圧力波形）を記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された前記薬液配管内の圧力に基づいて、前記ノズルが前記薬液を吐出している間の前記薬液配管内の圧力波形を求める演算手段と、前記記憶手段により記憶された前記基準圧力波形と、前記演算手段により求められた前記圧力波形とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に応じて、前記薬液の送液状態を制御する送液制御手段とを備え、前記検出手段は、前記開閉手段と前記ノズルとの間を連通接続している前記薬液配管部分内の圧力を検出するとともに、前記送液制御手段が、前記開閉手段を制御することにより、前記薬液の送液状態を制御する。
【００１５】
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、前記検出手段が、前記開閉手段と前記ノズルとの間に設けられている。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明に係る基板処理装置であって、複数の前記ノズルが設けられており、前記比較手段が、前記記憶手段に記憶された共通の基準圧力波形と前記演算手段により各ノズルに対応して求められたそれぞれの圧力波形とを比較する。
また、請求項４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、前記薬液配管内の圧力を検出する検出手段と、前記薬液配管の開閉状況を調整する開閉手段と、基準となる圧力波形（基準圧力波形）を記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された前記薬液配管内の圧力に基づいて、前記ノズルが前記薬液を吐出している間の前記薬液配管内の圧力波形を求める演算手段と、前記記憶手段により記憶された前記基準圧力波形と、前記演算手段により求められた前記圧力波形とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に応じて、前記薬液の送液状態を制御する送液制御手段とを備え、前記開閉手段は、前記薬液配管を開閉する遮断部材と、前記比較結果に応じた前記送液制御手段からの制御信号に基づいて、駆動力を生成する電動モータと、前記電動モータの駆動力を前記遮断部材に伝達することによって、前記遮断部材の状態を変更する駆動シャフトとを含み、前記遮蔽部材により前記薬液配管の開度を調整する。
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の基板処理装置であって、前記電動モータは、回転駆動力を生成し、前記駆動シャフトは、前記電動モータが生成した回転駆動力を略直線的な力に変換して前記遮断部材に伝達する。
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記送液制御手段は、前記電動モータの回転方向、回転速度および回転量を制御する。
また、請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記遮断部材は、可塑性部材で構成される。
【００１７】
【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。
【００１８】
＜１． 第１の実施の形態＞
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。
【００１９】
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ＳＣ１，ＳＣ２（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ＳＤ１，ＳＤ２（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。
【００２０】
また、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２および現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２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。
【００２１】
図２は、塗布処理ユニットＳＣ１と制御部２０とを示す図である。また、図３は、主に基板処理装置１においてフォトレジストを送液する各構成を示す図である。塗布処理ユニットＳＣ１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（１３ａ，１３ｂ）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、薬液配管１３内の圧力を検出する圧力センサ１９とを備えている。なお、塗布処理ユニットＳＣ２の機能・構成は、塗布処理ユニットＳＣ１とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００２２】
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ＳＣ１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。
【００２３】
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。
【００２４】
ノズル１２には薬液配管１３ｂが連通接続されている。また、薬液配管１３ｂの他端は、開閉バルブ１５に連通接続されている。さらに、開閉バルブ１５とレジストポンプ１４との間には薬液配管１３ａが設けられている。これによって、薬液配管１３（１３ａ，１３ｂ）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。
【００２５】
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る駆動部（図示せず）がピストンを駆動することにより、フォトレジストの吸引動作および吐出動作を行うポンプである。これによりレジストポンプ１４は、ノズル１２に向けてフォトレジストを送液する。
【００２６】
レジストポンプ１４は、前述の駆動部が制御部２０によって制御されるため、ピストンの移動速度および移動量が制御可能である。したがって、レジストポンプ１４の吐出流量および１ストローク当たりの吐出量は、制御部２０により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構造のポンプが用いられてもよい。
【００２７】
薬液配管１３ａと薬液配管１３ｂとの間には、開閉バルブ１５が取り付けられており、開閉バルブ１５は制御部２０からの制御信号に応じて、薬液配管１３を開閉する。図４は、主に開閉バルブ１５の構造を示す図である。図４では、開閉バルブ１５の筐体１５０および薬液配管１３のみ断面図として示している。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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（パラメータデータ２２４：図６）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、サーボモータなど、どのようなモータが使用されてもよい。
【００３１】
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の回転にともなって、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。このような機構により、電動モータ１５１の回転駆動力は、Ｚ軸方向の直線的な駆動力に変換される。すなわち、電動モータ１５１によって、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。
【００３２】
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、固定されている。
【００３３】
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。筐体１５０において、蓋部１５４ａと対向する位置には、流出孔１５６へと続く開口部１５７が設けられている。したがって、前述のように蓋部１５４ａが（−Ｚ）方向に移動して、筐体１５０と密着すると、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。このように、開閉バルブ１５は、電動モータ１５１により蓋部１５４ａのＺ軸方向の位置を変更することによって、薬液配管１３を開閉する。
【００３４】
このように、基板処理装置１では、ダイヤフラム１５４（蓋部１５４ａ）を電動モータ１５１で駆動することにより、これらをエア駆動する場合に比べて経時変化（エア圧の変化など）の影響を少なくすることができる。したがって、長期間に渡って開閉バルブ１５の動作を安定させることができ、開閉バルブ１５の調整作業の回数を減らすことができる。
【００３５】
図３に戻って、圧力センサ１９は、薬液配管１３内のフォトレジストの圧力を検出するセンサであって、開閉バルブ１５とノズルとの間の薬液配管１３ｂに設けられており、検出した結果を制御部２０に出力する。
【００３６】
詳細は後述するが、基板処理装置１は、このように圧力センサ１９がノズル１２の比較的近傍に設けられるため、吐出位置に近い位置で検出される結果（薬液の圧力）に基づいてフィードバック制御を行うことができるため、送液精度を向上させることができる。なお、基板処理装置１において、各時間ごとにノズル１２から吐出される薬液の吐出流量は、ノズル１２に送液される薬液の圧力による影響が大きく、圧力センサ１９の出力によって当該圧力値を監視することは吐出流量を制御するために重要である。
【００３７】
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ための操作部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。なお、図５では、制御部２０と接続される構成として、レジストポンプ１４、開閉バルブ１５および圧力センサ１９のみを示しているが、より詳しくは、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。
【００３８】
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。
【００３９】
図６は、ＣＰＵ２１がプログラムに従って動作することにより実現される機能構成をデータの流れとともに示す図である。図６に示すデータ取得部２１０、波形演算部２１１、波形比較部２１２、および送液制御部２１３がＣＰＵ２１により実現される機能構成である。
【００４０】
データ取得部２１０は、圧力センサ１９から薬液配管１３ｂ内のフォトレジストの圧力を取得し、その値に基づいて圧力データ２２０を生成する。圧力データ２２０は、各時間における薬液配管１３ｂ内のフォトレジストの圧力値をモニタしたデータであって、各塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２ごとに測定され生成される。
【００４１】
また、データ取得部２１０は、操作部２３からの指示入力に応じて、所定の圧力波形データ２２１（後述する）を基準圧力波形として取得し、基準圧力波形データ２２２を生成して記憶部２２に記憶させる機能を有してる。基準圧力波形データ２２２は、各塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２において共通に用いられるデータである。
【００４２】
波形演算部２１１は、圧力データ２２０に基づいて、当該圧力値を時間ごとにプロットした圧力波形を演算し、圧力波形データ２２１を生成する。すなわち、波形演算部２１１が主に本発明における演算手段に相当する。
【００４３】
波形比較部２１２は、圧力波形データ２２１と基準圧力波形データ２２２とを比較し、その比較結果を示す比較データ２２３を生成する。すなわち、波形比較部２１２が主に本発明における比較手段に相当する。
【００４４】
送液制御部２１３は、開閉バルブ１５の電動モータ１５１の回転方向、回転速度、および回転量をパラメータデータ２２４に示される値を用いて数値的に制御する機能を有する。さらに、比較データ２２３に基づいて、圧力波形が基準圧力波形と一致するようにパラメータデータ２２４を変更する。そして、以後の処理においては変更後の新たなパラメータデータ２２４に基づいて開閉バルブ１５を制御する。すなわち、送液制御部２１３は、測定値に基づいて演算される圧力波形を用いて、開閉バルブ１５に対するフィードバック制御を行う機能を有している。
【００４５】
なお、電動モータ１５１について、「回転方向」を制御することは薬液配管１３を開放するか閉鎖するかの指示を開閉バルブ１５に対して与えることに相当し、「回転速度」を制御することは開閉バルブ１５の開閉速度を制御することに相当し、「回転量」を制御することは開閉バルブ１５の開度を制御することに相当する。これらはいずれも、「薬液配管１３の開閉状況を調整する機能」に属する動作である。
【００４６】
このように、基板処理装置１において、開閉バルブ１５を制御することは、フォトレジストの送液状態を制御することに相当することから、送液制御部２１３が主に本発明における送液制御手段に相当する。なお、パラメータデータ２２４は、２つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２のそれぞれの開閉バルブ１５に対する個別のパラメータを示すデータである。
【００４７】
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。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。
【００４８】
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。基板処理装置１における初期設定では、使用するフォトレジストに合わせて、ノズル１２の吐出調整処理が行われる。この吐出調整処理は、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２のそれぞれのノズル１２ごとに行われる。
【００４９】
まず、オペレータにより各種パラメータに初期設定用の値が設定され、塗布処理ユニットＳＣ１が基板９０の塗布処理を行う。すなわち、送液制御部２１３が設定されたパラメータデータ２２４に基づいて塗布処理ユニットＳＣ１の開閉バルブ１５を制御しつつ、ノズル１２からフォトレジストを吐出させて塗布処理を行う。また、当該塗布処理中において、データ取得部２１０が、圧力センサ１９の出力に基づいて圧力データ２２０を生成する。
【００５０】
塗布処理が終了すると、波形演算部２１１が圧力データ２２０に基づいて圧力波形データ２２１を生成し、記憶部２２に記憶させる。また、オペレータが基板９０に塗布されたフォトレジストの状態評価（均一性や膜厚値などの評価）を行う。
【００５１】
実行した塗布処理において、所望の処理結果が得られていない場合には、オペレータがパラメータデータ２２４を適宜変更しつつ、さらに、塗布処理ユニットＳＣ１に塗布処理を実行させる。一方、所望の処理結果が得られている場合には、オペレータは基板処理装置１に対して、塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理を終了するよう指示を入力する。すなわち、塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理では、所望の処理結果が得られるまで（適切に吐出調整がされるまで）、塗布処理が行われ、その間の圧力波形データ２２１の生成および記憶が繰り返される。
【００５２】
オペレータによって塗布処理ユニットＳＣ１における吐出調整処理を終了するよう指示が入力されると、データ取得部２１０が、所望の処理結果が得られたときの圧力波形データ２２１を記憶部２２から取得して、当該圧力波形データ２２１に基づいて基準圧力波形データ２２２を生成する。すなわち、塗布処理ユニットＳＣ１によって正常な処理が行われたときの圧力波形が、基準圧力波形として記憶部２２に記憶される。また、このときのパラメータデータ２２４が塗布処理ユニットＳＣ１の開閉バルブ１５を制御する際の初期データとして記憶部２２に記憶される。これにより、塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整作業が終了する。
【００５３】
次に、塗布処理ユニットＳＣ２の吐出調整処理が開始される。まず、塗布処理ユニットＳＣ２が基板９０に対して塗布処理を行う。このとき、送液制御部２１３が、塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理において記憶されたパラメータデータ２２４に基づいて、開閉バルブ１５を制御する。また、この塗布処理においても、データ取得部２１０が、塗布処理ユニットＳＣ２の圧力センサ１９の出力に基づいて圧力データ２２０を生成する。
【００５４】
塗布処理ユニットＳＣ２における塗布処理が終了すると、波形演算部２１１が圧力データ２２０に基づいて圧力波形データ２２１を生成する。また、波形比較部２１２が、圧力波形データ２２１と基準圧力波形データ２２２とを比較して、その比較結果を示す比較データ２２３を生成する。
【００５５】
図７および図８は、基準圧力波形ＰＲおよび圧力波形ＰＳの例を示す図である。図７に示す例では、圧力波形ＰＳ（破線）が塗布処理ユニットＳＣ２における塗布処理において記録された圧力波形を示しており、基準圧力波形ＰＲ（実線）が塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理によって得られた基準圧力波形を示している。波形比較部２１２は、これら２つの波形を比較して、各時間ごとの圧力差を求め、比較データ２２３とする。
【００５６】
比較データ２２３が求まると、送液制御部２１３が比較データ２２３を参照しつつ、基準圧力波形ＰＲと圧力波形ＰＳとの一致度を評価し、それらが一致しない場合には（図７に示す状態）、各時間における基準圧力波形ＰＲと圧力波形ＰＳとの圧力差が「０」となるように、パラメータデータ２２４を変更する。そして、送液制御部２１３が新たなパラメータデータ２２４で開閉バルブ１５を制御することにより、塗布処理ユニットＳＣ２において再度塗布処理が行われ、圧力波形ＰＳが測定される。
【００５７】
一方、基準圧力波形ＰＲと圧力波形ＰＳとが十分に一致している場合には（図８に示す状態）、このときのパラメータの値を塗布処理ユニットＳＣ２におけるパラメータの初期値としてパラメータデータ２２４を生成して記憶部２２に記憶させる。すなわち、基板処理装置１では、塗布処理ユニットＳＣ２における圧力波形ＰＳが、基準圧力波形ＰＲに一致するまで吐出調整処理が繰り返され、それらが一致したときのパラメータの値が、塗布処理ユニットＳＣ２の開閉バルブ１５を制御するための初期データとされる。
【００５８】
このように、基板処理装置１は、塗布処理ユニットＳＣ２の吐出調整作業を自動的に行うことができるため、複数のノズル１２の吐出調整におけるオペレータの作業負担を軽減することができる。
【００５９】
また、塗布処理ユニットＳＣ２の塗布処理における圧力波形が、他方の塗布処理ユニットＳＣ１の圧力波形（基準圧力波形ＰＲ）と一致するように、塗布処理ユニットＳＣ２のパラメータデータ２２４が設定されるため、ノズル１２間の吐出状態については、ヘッド間調整も自動的に行われ、オペレータの作業負担が軽減される。
【００６０】
初期設定が終了すると、基板処理装置１は、基板９０が搬入されるまで待機する。そして基板処理装置１に基板９０が搬入されると、インデクサＩＤが当該基板９０を受け取り、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ＳＣ１に搬入する。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ＳＣ１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、塗布処理ユニットＳＣ１において処理が実行されている場合には、搬送ロボットＴＲは塗布処理ユニットＳＣ２に基板９０を搬送するが、塗布処理ユニットＳＣ２における処理も、以下に示す塗布処理ユニットＳＣ１における処理と同様に実行されるため、詳細な説明を省略する。
【００６１】
基板９０が塗布処理ユニットＳＣ１に搬入されると、塗布処理ユニットＳＣ１にてフォトレジストの塗布処理が実行される。
【００６２】
塗布処理では、まず、搬送ロボットＴＲによって搬入された基板９０を、スピンチャック１１が所定の位置に保持し、図示しない移動機構がノズル１２を吐出位置に移動させる。
【００６３】
次に、制御部２０が、回転モータ１７を駆動してスピンチャック１１を回転させることにより、基板９０の回転を開始させるとともに、レジストポンプ１４を駆動する。また、送液制御部２１３が、吐出調整処理において初期値として記憶されたパラメータデータ２２４を記憶部２２から取得し、それらのパラメータに基づいて開閉バルブ１５を制御する。これにより、レジストポンプ１４からフォトレジストが薬液配管１３ａに吐出されるとともに、開閉バルブ１５が所定の開度に制御されて、薬液配管１３が開放状態にされる。
【００６４】
レジストポンプ１４から吐出されたフォトレジストは、薬液配管１３によってノズル１２に向かって導かれ（送液され）、ノズル１２から基板９０に対して吐出される。ノズル１２から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。
【００６５】
一方、データ取得部２１０は、塗布処理中の圧力センサ１９の出力に基づいて、圧力データ２２０を生成する。すなわち、塗布処理中の薬液配管１３ｂにおけるフォトレジストの圧力が検出され、モニタされる。
【００６６】
所定の時間が経過し、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がレジストポンプ１４の駆動を停止するとともに、送液制御部２１３が開閉バルブ１５を閉鎖状態とする。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。
【００６７】
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が、回転モータ１７を停止させることにより基板９０の回転を停止させ、ノズル１２を退避位置に移動させる。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。
【００６８】
これらの動作に並行して、波形演算部２１１が圧力データ２２０に基づいて圧力波形データ２２１を生成する。また、波形比較部２１２が、基準圧力波形データ２２２と圧力波形データ２２１とを参照しつつ、基準圧力波形と圧力波形とを比較し、比較データ２２３を生成する。さらに、送液制御部２１３が、比較データ２２３を参照し、基準圧力波形と圧力波形との一致度を評価する。
【００６９】
そして、送液制御部２１３は、基準圧力波形と圧力波形とが一致しない場合には、比較データ２２３に示される誤差に基づいて、当該誤差が「０」となるように開閉バルブ１５のパラメータデータ２２４を変更し、次回の塗布処理に用いる新たなパラメータとして記憶部２２に記憶させる。一方、基準圧力波形と圧力波形とが一致する場合には、パラメータデータ２２４を変更することなく、良好な結果が得られたパラメータの値を維持する。
【００７０】
このように、基板処理装置１では、塗布処理ユニットＳＣ１（ＳＣ２）において、開閉バルブ１５に対して、塗布処理における圧力波形を用いたいわゆるフィードバック制御を行うことにより、ノズル１２への送液状態を常に適切な状態に維持することができ、ノズル１２の吐出精度の長期安定性が向上する。また、これにより、基板処理装置１では、ノズル１２の吐出精度の信頼性が確保されるため、例えば、処理不良が発生した場合、オペレータは他の不良原因を先にチェックすることにより、早期に原因を特定できる可能性が高くなるため、作業効率を向上させることができる。
【００７１】
また、基板処理装置１において、ノズル１２の吐出精度を向上させるためには、基準圧力波形と圧力波形との一致度を厳密に要求すればよい。その場合、送液制御部２１３によるパラメータの変更が頻繁に行われるようになるが、これらの処理は自動的に行われるため、従来の装置のようにオペレータによる調整作業を必要としない。すなわち、基板処理装置１は、オペレータの負担を増大させることなく、送液精度を向上させることができるため、吐出精度の向上要求に応じることができる。
【００７２】
また、２つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２におけるノズル１２への送液状態が、共通の基準圧力波形データ２２２を参照しつつ制御されるため、ノズル１２の吐出状態についてはヘッド間差が抑制される。したがって、基板９０の品質の均一性が確保されるとともに、ヘッド間調整におけるオペレータの作業負担も抑制される。
【００７３】
塗布処理ユニットＳＣ１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ＳＤ１（ＳＤ２）に搬送され、現像処理が行われる。このとき、搬送ロボットＴＲは、２つの現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２のうち処理中でない方に基板９０を搬送する。
【００７４】
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、装置外に搬出される。基板処理装置１は、未処理の基板９０が存在する場合には、搬送ロボットＴＲにより当該未処理基板９０を塗布処理ユニットＳＣ１（ＳＣ２）に搬送し、処理を継続する。一方、未処理基板９０が存在しない場合には処理を終了する。
【００７５】
以上のように、本実施の形態における基板処理装置１では、ノズル１２が薬液を吐出している間の薬液配管１３内の圧力波形と基準圧力波形とを比較した結果に応じて、フォトレジスト（薬液）の送液状態を制御することにより、圧力波形を用いたフィードバック制御を行うことができるため、オペレータの作業負担を増大させることなく、ノズル１２への送液精度を向上させることができる。
【００７６】
また、送液制御部２１３が開閉バルブ１５をパラメータを用いて数値的に制御することにより、前述のフィードバック制御を容易に実現することができる。
【００７７】
また、基板処理装置１では、１つのノズル１２（実施例においては塗布処理ユニットＳＣ１のノズル１２）について、吐出調整処理が終了すると、そこで得られた基準圧力波形に基づいて、他のノズル１２（実施例においては塗布処理ユニットＳＣ２のノズル１２）の吐出調整処理を自動的に行うことができるため、オペレータの作業負担を軽減することができる。
【００７８】
また、従来の装置では、複数のノズル１２を設けた場合、各ノズル１２ごとに対応する、薬液配管１３の長さや配置、フィルタの経時変化、レジストポンプ１４などに個体差があり、開閉バルブ１５をそれぞれ同じパラメータで制御したとしても、各ノズル１２の吐出状態の均一性を確保することは難しかった。しかし、本実施の形態における基板処理装置１では、共通の基準圧力波形に基づいて、薬液の圧力波形が同じになるように開閉バルブ１５を制御することにより、ヘッド間差を抑制し、各ノズル１２の吐出状態の均一化を図ることができる。
【００７９】
なお、圧力センサ１９をレジストポンプ１４やフィルタに設置し、ポンプ内圧やフィルタ内圧をモニタして、その値に応じて送液状態をフィードバック制御することも可能である。その場合は、圧力センサ１９からノズル１２までの薬液の流路に個体差が生じないように、特に配管抵抗を同一にしなければならない。すなわち、薬液配管１３の長さや配置、フィルタにおける圧損を同一にするなどの措置が必要となる。
【００８０】
＜２． 第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、開閉バルブ１５を制御するためのパラメータを変更することによって、塗布処理ごとに得られる圧力波形が基準圧力波形と一致するように送液状態をフィードバック制御していたが、フィードバック制御する制御対象は開閉バルブ１５に限られるものではない。
【００８１】
図９は、このような原理に基づいて構成した第２の実施の形態における基板処理装置１のＣＰＵ２１によって実現される機能構成をデータの流れと共に示す図である。なお、第２の実施の形態における基板処理装置１において、第１の実施の形態における基板処理装置１とほぼ同様の機能を有する構成については、適宜同符号を付し、説明を省略する。
【００８２】
本実施の形態における送液制御部２１３ａは、レジストポンプ１４（より詳しくはその駆動部）をパラメータデータ２２５に基づいて、その駆動方向、駆動速度、および駆動量を制御する。レジストポンプ１４について、「駆動方向」を制御することはフォトレジストを吸引するか吐出するかの指示を与えることに相当し、「駆動速度」を制御することはレジストポンプ１４の送液速度（フォトレジストの流速）を制御することに相当し、「駆動量」を制御することはレジストポンプ１４の吐出量を制御することに相当する。
【００８３】
このように、第２の実施の形態における基板処理装置１において、レジストポンプ１４を制御することは、フォトレジストの送液状態を制御することに相当することから、送液制御部２１３ａが主に本発明における送液制御手段に相当する。なお、記憶部２２は、２つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２のそれぞれのレジストポンプ１４に対してそれぞれ個別にパラメータデータ２２５を記憶している。
【００８４】
第２の実施の形態における基板処理装置１において、パラメータデータ２２５の設定と変更は、第１の実施の形態における基板処理装置１のパラメータデータ２２４と同様の処理により行われる。
【００８５】
簡単に説明すると、まず、オペレータが入力した値に基づいてパラメータデータ２２５が生成され、送液制御部２１３ａが当該パラメータデータ２２５を参照しつつ、塗布処理ユニットＳＣ１のレジストポンプ１４を制御することによって塗布処理が行われる。
【００８６】
当該塗布処理の処理結果をオペレータが評価し、所望の処理結果が得られるまでパラメータデータ２２５を変更しつつ塗布処理ユニットＳＣ１における塗布処理を繰り返す。所望の処理結果が得られたとオペレータによって判断されると、そのときのパラメータデータ２２５が塗布処理ユニットＳＣ１のレジストポンプ１４を制御するための初期値として記憶されるとともに、圧力波形データ２２１がデータ取得部２１０により基準圧力波形データ２２２として記憶部２２に記憶される。
【００８７】
次に、送液制御部２１３ａが、塗布処理ユニットＳＣ１において求めたパラメータデータ２２５を参照しつつ、塗布処理ユニットＳＣ２のレジストポンプ１４を制御して、塗布処理を行う。
【００８８】
波形演算部２１１が、当該塗布処理において測定される圧力データ２２０に基づいて圧力波形データ２２１を生成し、波形比較部２１２が圧力波形データ２２１と基準圧力波形データ２２２とを参照しつつ、圧力波形と基準圧力波形とを比較して、比較データ２２３を生成する。送液制御部２１３ａは、比較データ２２３を参照することにより、圧力波形と基準圧力波形とが一致するようにパラメータデータ２２５を変更しつつ塗布処理を繰り返す。
【００８９】
圧力波形と基準圧力波形とが一致すると、そのときのパラメータデータ２２５が塗布処理ユニットＳＣ２のレジストポンプ１４を制御するための初期値として記憶される。
【００９０】
このようにして各塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２のレジストポンプ１４を制御するためのパラメータデータ２２５の初期値が求められ、以後、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２における塗布処理が開始される。また、第２の実施の形態における基板処理装置１においても、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２において塗布処理が実行されるたびに、波形演算部２１１により圧力波形データ２２１が生成される。そして、生成された圧力波形が波形比較部２１２によって基準圧力波形と比較され、比較結果に応じて送液制御部２１３ａによってパラメータデータ２２５が変更される。
【００９１】
以上のように、第２の実施の形態における基板処理装置１においても、塗布処理ごとに得られる圧力波形を用いてレジストポンプ１４をフィードバック制御することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
＜３． 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。
【００９３】
例えば、基板処理装置１が備えるノズル１２の数は、２つに限られるものではなく、さらに多くのノズル１２を備えていてもよい。
【００９４】
また、上記実施の形態では、基板処理装置１における処理が、ＣＰＵ２１によるソフトウェア的処理により実行されているが、そのすべてまたは一部を専用の回路によるハードウェア的処理によって実現することも可能である。
【００９５】
また、基板処理装置１の動作順序は、上記実施の形態に示した順序に限られるものではない。例えば、初期設定における塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理では、データ取得部２１０により圧力データ２２０が生成されるたびに圧力波形データ２２１が生成されると説明したが、オペレータによって所望の処理結果が得られたと判断されたときのみ圧力波形データ２２１を生成して、それを基準圧力波形データ２２２としてもよい。すなわち、同様の効果が得られる順序であれば、どのような順序で処理が実行されてもよい。
【００９６】
また、上記実施の形態では、基板９０に対する塗布処理が実行されるたびに圧力波形データ２２１を生成して、基準圧力波形データ２２２との比較が行われると説明した。しかし、本実施の形態における基板処理装置１では、レジストポンプ１４および開閉バルブ１５がパラメータを用いて数値的に制御され、吐出状態の安定性が従来の装置に比べて確保されているため、所定回数ごとにフィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００９７】
また、基準圧力波形ＰＲの取得方法は、本実施の形態における基板処理装置１における手法に限られるものではない。例えば、予め実験により基準圧力波形ＰＲを求めて記憶部２２に記憶させておいてもよい。その場合、塗布処理ユニットＳＣ１の吐出調整処理についても塗布処理ユニットＳＣ２と同様に自動的に行うことができ、さらにオペレータの作業負担が軽減される。
【００９８】
また、基準圧力波形と圧力波形との一致度が著しく低い場合には、フォトレジストの供給不足などが生じている可能性があるため、送液制御部２１３が警告データを作成することにより、制御部２０が出力部２４に警告メッセージなどを表示するようにしてもよい。
【００９９】
【発明の効果】
請求項１ないし７に記載の発明では、記憶手段により記憶された基準圧力波形と、演算手段により求められた圧力波形とを比較し、比較結果に応じて、薬液の送液状態を制御することにより、オペレータの作業負担を増大させることなく、ノズルへの送液精度を向上させることができる。
【０１００】
また、請求項１ないし３および７に記載の発明では、送液制御手段が、開閉手段を制御することにより、薬液の送液状態を容易に制御することができる。
【０１０２】
請求項２に記載の発明では、検出手段が、開閉手段とノズルとの間に設けられていることにより、吐出位置に近い位置で検出される圧力波形に基づいて制御を行うことができるため、送液精度を向上させることができる。
【０１０３】
請求項３に記載の発明では、比較手段が、記憶手段により記憶された基準圧力波形と演算手段により各ノズルに対応して求められた圧力波形とを比較することにより、複数のノズルに対する送液状態を共通の基準圧力波形に基づいて制御することができるため、ヘッド間差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における基板処理装置を示す概略平面図である。
【図２】塗布ユニットと制御部２０とを示す図である。
【図３】基板処理装置においてフォトレジストを送液するための各構成の詳細を示す図である。
【図４】主に開閉バルブの構造を示す図である。
【図５】制御部が備える構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施の形態における基板処理装置のＣＰＵがプログラムに従って動作することにより実現される機能構成をデータの流れとともに示す図である。
【図７】基準圧力波形および圧力波形の例を示す図である。
【図８】基準圧力波形および圧力波形の例を示す図である。
【図９】第２の実施の形態における基板処理装置のＣＰＵがプログラムに従って動作することにより実現される機能構成をデータの流れとともにに示す図である。
【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
１３，１３ａ，１３ｂ 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）
１９ 圧力センサ（検出手段）
２０ 制御部
２１ ＣＰＵ
２２ 記憶部
２１０ データ取得部
２１１ 波形演算部
２１２ 波形比較部
２１３，２１３ａ 送液制御部
２２０ 圧力データ
２２１ 圧力波形データ
２２２ 基準圧力波形データ
２２３ 比較データ
２２４，２２５ パラメータデータ
９０ 基板
ＰＲ 基準圧力波形
ＰＳ 圧力波形
Claims (7)
- 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、
前記薬液配管内の圧力を検出する検出手段と、
電動モータによって遮断部材の状態を変更することにより、前記薬液配管の開閉状況を調整する開閉手段と、
基準となる圧力波形（基準圧力波形）を記憶する記憶手段と、
前記検出手段により検出された前記薬液配管内の圧力に基づいて、前記ノズルが前記薬液を吐出している間の前記薬液配管内の圧力波形を求める演算手段と、
前記記憶手段により記憶された前記基準圧力波形と、前記演算手段により求められた前記圧力波形とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に応じて、前記薬液の送液状態を制御する送液制御手段と、
を備え、
前記検出手段は、
前記開閉手段と前記ノズルとの間を連通接続している前記薬液配管部分内の圧力を検出するとともに、
前記送液制御手段が、
前記開閉手段を制御することにより、前記薬液の送液状態を制御することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記検出手段が、
前記開閉手段と前記ノズルとの間に設けら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２に記載の基板処理装置であって、
複数の前記ノズルが設けられており、
前記比較手段が、
前記記憶手段に記憶された共通の基準圧力波形と前記演算手段により各ノズルに対応して求められたそれぞれの圧力波形とを比較することを特徴とする基板処理装置。 - 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、
前記薬液配管内の圧力を検出する検出手段と、
前記薬液配管の開閉状況を調整する開閉手段と、
基準となる圧力波形（基準圧力波形）を記憶する記憶手段と、
前記検出手段により検出された前記薬液配管内の圧力に基づいて、前記ノズルが前記薬液を吐出している間の前記薬液配管内の圧力波形を求める演算手段と、
前記記憶手段により記憶された前記基準圧力波形と、前記演算手段により求められた前記圧力波形とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に応じて、前記薬液の送液状態を制御する送液制御手段と、
を備え、
前記開閉手段は、
前記薬液配管を開閉する遮断部材と、
前記比較結果に応じた前記送液制御手段からの制御信号に基づいて、駆動力を生成する電動モータと、
前記電動モータの駆動力を前記遮断部材に伝達することによって、前記遮断部材の状態を変更する駆動シャフトと、
を含み、前記遮蔽部材により前記薬液配管の開度を調整す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であって、
前記電動モータは、回転駆動力を生成し、
前記駆動シャフトは、前記電動モータが生成した回転駆動力を略直線的な駆動力に変換して前記遮断部材に伝達することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記送液制御手段は、
前記電動モータの回転方向、回転速度および回転量を制御することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項４ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記遮断部材は、可塑性部材で構成されることを特徴とする基板処理装置。
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