JP6183720B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の基板処理装置は、たとえば、薬液が貯留された薬液処理槽と、リンス液が貯留されたリンス処理槽と、これらの処理槽の間で複数枚の基板を一括して搬送する搬送ロボットとを備えている(例えば特許文献1参照)。基板が処理されるときには、複数枚の基板が搬送ロボットによって薬液処理槽およびリンス処理槽に順次搬送される。
請求項2記載の発明は、処理液を吸収可能で弾性変形可能なスポンジと、前記スポンジに処理液を供給する処理液供給手段と、基板を保持する基板保持手段と、前記スポンジと前記基板保持手段に保持されている基板の主面とを相対移動させて両者を接触させることにより、前記スポンジに吸収されている処理液を前記基板の主面に供給させる接触手段と、前記スポンジと前記基板保持手段に保持されている基板の主面とが接触している状態で前記スポンジと前記基板とを相対移動させて、前記スポンジと前記基板とを摺動させる摺動手段と、基板の汚染状態を測定する汚染状態測定手段と、前記摺動手段を制御することにより、前記汚染状態測定手段の測定結果に基づいて前記スポンジと前記基板との摺動を制御する摺動制御手段と、基板の温度を変化させる温度変更手段とを含み、前記温度変更手段は、基板を加熱する加熱手段と、基板を冷却する冷却手段と、前記加熱手段および冷却手段によって基板の加熱および冷却を交互に実行させる温度制御手段とを含む、基板処理装置である。
基板の主面は、デバイス形成面である表面であってもよいし、表面とは反対側の裏面であってもよい。
さらに、請求項2の構成によれば、温度制御手段が加熱手段および冷却手段を制御することにより、基板の加熱および冷却が交互に実行される。したがって、基板の膨張率と異物の膨張率が異なる場合には、基板と異物との接触状態が変化し、異物が基板から取れ易くなる。特に、基板の加熱および冷却が交互に実行されるから、加熱だけまたは冷却だけが実行される場合に比べて、基板の温度差が大きくなる。そのため、異物が基板から一層取れ易くなる。これにより、異物の除去率を向上させることができる。
この構成によれば、スポンジ洗浄手段によってスポンジが洗浄される。これにより、スポンジから異物が除去される。そのため、スポンジと基板とが接触したときに、スポンジから基板に異物が移動して、基板が汚染されることを抑制または防止することができる。
この構成によれば、洗浄槽に貯留されている処理液が、循環配管に排出され、循環配管を通って再び洗浄槽に戻る。これにより、洗浄槽に貯留されている処理液が循環する。循環配管を流れる処理液に含まれる異物は、フィルタによって除去される。したがって、洗浄槽に貯留されている処理液に含まれる異物が、スポンジに付着することを抑制または防止することができる。これにより、スポンジと基板とが接触したときに、スポンジから基板に異物が移動して、基板が汚染されることを抑制または防止することができる。
この構成によれば、搬入・搬出ステーション、リンス・乾燥ステーション、および供給ステーションが、この順番で搬送路に沿って配置されている。搬送手段は、搬送路に沿って基板を搬送する。したがって、搬送手段によって搬送される基板は、搬入・搬出ステーションからリンス・乾燥ステーションを通って供給ステーションに移動する。その後、この基板は、供給ステーションからリンス・乾燥ステーションを通って搬入・搬出ステーションに移動する。すなわち、リンス・乾燥ステーションでリンス処理および乾燥処理が行われた基板は、供給ステーションを通過せずに、リンス・乾燥ステーションから搬入・搬出ステーションに移動する。したがって、供給ステーションに漂う処理液の雰囲気などが基板に付着することを抑制または防止することができる。これにより、基板の清浄度を向上させることができる。
基板の主面において部分処理スポンジが接触する部分が基板ごとに設定される場合、前記基板処理装置は、基板の汚染状態を測定する汚染状態測定手段と、前記汚染状態測定手段の測定結果に基づいて前記全面処理スポンジおよび部分処理スポンジのうちのいずれか一方のスポンジを選択するスポンジ選択手段と、前記スポンジ選択手段によって前記部分処理スポンジが選択されたときに、基板の主面において前記部分処理スポンジが接触する部分を、前記汚染状態測定手段の測定結果に基づいて基板ごとに設定する接触位置設定手段とをさらに含み、前記接触制御手段は、前記接触手段を制御することにより、前記接触位置設定手段により設定された部分と前記部分処理スポンジとが接触するように、前記部分処理スポンジと前記基板保持手段に保持されている基板の主面とを相対移動させてもよい。
図1は、本発明の第1実施形態に係る基板処理装置1のレイアウトを示す模式図である。
基板処理装置1は、薬液やリンス液などの処理液によって半導体ウエハ等の円板状の基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置1は、基板Wが搬入されるインデクサブロック2と、インデクサブロック2に搬入された基板Wを処理する処理ブロック3と、基板処理装置1に備えられた装置や機器を制御する制御装置4(接触制御手段、スポンジ選択手段、接触位置設定手段、摺動制御手段、押し付け量制御手段、温度制御手段)とを備えている。
図2に示すように、全面処理ライン9は、基板Wが搬送される搬送路20と、搬送路20に沿って基板Wを搬送する基板搬送ロボット21(基板保持手段、接触手段、圧縮手段、摺動手段、押し付け量変更手段、乾燥手段、搬送手段)と、基板搬送ロボット21を収容する密閉された処理ケース22とを含む。搬送路20は、ライン延伸方向D2に延びている。搬入・搬出ステーション11、リンス・乾燥ステーション12、第1薬液供給ステーション13、およびスポンジ洗浄ロボット待機ステーション14は、搬送路20に沿って配置されている。搬入・搬出ステーション11は、処理ケース22の外に設けられており、リンス・乾燥ステーション12、第1薬液供給ステーション13、およびスポンジ洗浄ロボット待機ステーション14は、処理ケース22内に設けられている。処理ケース22は、開口部23aを有する箱形の本体23と、開口部23aを開閉するシャッター24と、開口部23aが開かれる開位置と開口部23aが閉じられる閉位置との間でシャッター24を移動させるシャッター移動機構(図示せず)とを含む。
搬入・搬出ステーション11は、基板Wを支持する基板支持部材32と、基板Wの表裏を反転させる反転機構33とを含む。反転機構33は、一対の挟持部材34と、開閉機構35と、昇降機構36と、回転機構37とを含む。一対の挟持部材34は、水平方向に対向している。挟持部材34は、一対の挟持部38を含む。一方の挟持部材34に設けられた一対の挟持部38は、他方の挟持部材34側に開いた溝39を有している。一対の挟持部38は、一対の挟持部材34が対向する方向に直交する水平な方向に間隔を空けて配置されている。挟持部材34は、水平方向および鉛直方向に移動可能であり、一対の挟持部材34が対向する方向に延びる水平な反転軸線L2まわりに回転可能である。
図7に示すように、第1薬液供給ステーション13の第1加熱ステーション16は、薬液を貯留している第1貯留槽40(処理液供給手段、洗浄槽)と、第1貯留槽40に貯留されている薬液に浸漬されている全面処理スポンジ41(スポンジ)と、全面処理スポンジ41を保持する第1保持部材42(スポンジ保持手段)と、第1保持部材42を鉛直方向に昇降させる昇降機構43と、第1貯留槽40に貯留されている薬液を循環させる循環配管44と、循環配管44に介装されたポンプ45およびフィルタ46と、循環配管44を流れる薬液を加熱するヒータ47a(温度変更手段、加熱手段)とを含む。また、第1薬液供給ステーション13の第1冷却ステーション17は、第1貯留槽40と、全面処理スポンジ41と、第1保持部材42と、昇降機構43と、循環配管44と、ポンプ45と、フィルタ46と、循環配管44を流れる薬液を冷却するクーラ47b(温度変更手段、冷却手段)とを含む。すなわち、第1冷却ステーション17は、ヒータ47aの代わりにクーラ47bを備えており、ヒータ47a以外は第1加熱ステーション16と同様の構成を備えている。
図7に示すように、第1貯留槽40は、基板Wよりも大きい上向きに開いた開口部を有している。第1保持部材42は、薬液中に配置されている。図7と図8とを比較すると分かるように、第2貯留槽48の開口部は、第1貯留槽40の開口部よりも大きい。また、第2保持部材50は、第2貯留槽48の開口部に対応する大きさを有しており、薬液中に配置されている。図7に示すように、第1保持部材42は、流体が第1保持部材42を通って上下に移動できるように構成された網状の部材である。第1保持部材42は、薬液の液面の下方に配置されている。第1保持部材42は、第1貯留槽40に対して鉛直方向に移動可能である。後述するように全面処理スポンジ41が洗浄されるときには、昇降機構43が第1保持部材42を昇降させる。
リンス・乾燥ステーション12は、基板搬送ロボット21に保持されている基板Wの下面に向けてリンス液の一例である純水(脱イオン水)を吐出するリンス液ノズル51(リンス液供給手段)と、リンス液ノズル51に純水を供給するリンス液配管52と、リンス液配管52に介装されたリンス液バルブ53と、リンス液ノズル51を水平方向に移動させるノズル移動機構54と、基板Wから排出された液体を受け止めるカップ55と、カップ55内に溜まった液体をカップ55の外に排出する排出配管(図示せず)とを含む。カップ55は、有底筒状である。カップ55は、基板Wよりも大きい上向きに開いた開口部を有している。リンス液ノズル51およびノズル移動機構54は、カップ55内に配置されている。基板搬送ロボット21に保持されている基板Wは、基板Wがカップ55の上方に位置している状態で鉛直伸縮部26が伸長することにより、カップ55内に搬送される。また、基板Wがカップ55内に位置している状態で、鉛直伸縮部26が収縮することにより、基板Wがカップ55の外に搬送される。
図10に示すように、全面処理ライン9は、全面処理スポンジ41を洗浄するスポンジ洗浄装置56(スポンジ洗浄手段)をさらに備えている。スポンジ洗浄装置56は、洗浄槽としての第1貯留槽40と、第1保持部材42と、昇降機構43と、循環配管44と、フィルタ46と、全面処理スポンジ41を圧縮するスポンジ洗浄ロボット57とを含む。昇降機構43は、処理位置(実線で示す位置)の下方に設けられた洗浄位置(一点鎖線で示す位置)と、処理位置の上方に設けられた絞り位置(二点鎖線で示す位置)との間で第1保持部材42を移動させる。洗浄位置は、全面処理スポンジ41の全体が薬液に浸かっている位置であり、絞り位置は、全面処理スポンジ41の全体が薬液に浸かっていない位置である。図示はしないが、部分処理ライン10も、全面処理ライン9と同様に、部分処理スポンジ49を洗浄するスポンジ洗浄装置56を備えている。部分処理ライン10に設けられたスポンジ洗浄装置56の構成は、全面処理ライン9に設けられたスポンジ洗浄装置56の構成と同様であるので、以下では、全面処理ライン9に設けられたスポンジ洗浄装置56の構成について説明する。
基板処理装置1で基板Wが処理されるときには、制御装置4が、一枚の基板Wをインデクサロボット6によってキャリアCから搬出させる(S1)。そして、制御装置4は、この基板Wをインデクサロボット6によって測定ユニット8に搬送させる。これにより、表面が上に向けられた水平な姿勢で基板Wが測定ユニット8に搬入され、基板Wの表面の汚染状態が測定ユニット8によって測定される(S2)。制御装置4は、測定ユニット8の測定結果を取得し、この測定結果に基づいて全面処理スポンジ41および部分処理スポンジ49のうちのいずれか一方のスポンジを選択する(S3)。すなわち、たとえば汚染されている部分が広い場合には、制御装置4は、全面処理ライン9を選択し、インデクサロボット6によって測定ユニット8から全面処理ライン9に基板Wを搬入させる。一方、汚染されている部分が狭い場合には、制御装置4は、部分処理ライン10を選択し、インデクサロボット6によって測定ユニット8から部分処理ライン10に基板Wを搬送させる。
第1加熱ステーション16および第1冷却ステーション17のいずれのステーションにおいても、制御装置4は、全面処理スポンジ41と基板Wの下面とが接触している状態で全面処理スポンジ41と基板Wとが相対移動するように基板搬送ロボット21を制御して、基板Wの汚染状態に応じて全面処理スポンジ41と基板Wとを摺動させてもよい。
第2加熱ステーション18および第2冷却ステーション19のいずれのステーションにおいても、制御装置4は、部分処理スポンジ49と基板Wとが接触している状態で、基板搬送ロボット21をライン延伸方向D2に往復させることにより、部分処理スポンジ49と基板Wとを摺動させてもよい。また、制御装置4は、部分処理スポンジ49と基板Wとが接触している状態で、基板搬送ロボット21によって基板Wを回転させることにより、部分処理スポンジ49と基板Wとを摺動させてもよい。さらに、制御装置4は、基板Wの汚染状態に応じて基板Wの下面に対する部分処理スポンジ49の押し付け量を制御してもよい。
基板処理装置201は、枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置201は、インデクサブロック2と、インデクサブロック2に搬入された基板Wを処理する処理ブロック203と、基板処理装置201に備えられた装置や機器を制御する制御装置4とを備えている。
処理ブロック203は、基板Wを一枚ずつ処理する複数(たとえば、4つ)の処理ライン209、210を含む。各処理ライン209、210は、ライン延伸方向D2に延びている。4つの処理ライン209、210は、基板Wの上面の全域に薬液を供給する2つの全面処理ライン209と、基板Wの上面の一部に薬液を供給する2つの部分処理ライン210とを含む。2つの全面処理ライン209は、上下に重ねられており、2つの部分処理ライン210は、上下に重ねられている。上段の全面処理ライン209と上段の部分処理ライン210とは、同じ高さに配置されており、水平方向に対向している。同様に、下段の全面処理ライン209と下段の部分処理ライン210とは、同じ高さに配置されており、水平方向に対向している。
前述のように、部分処理ライン210は、全面処理ライン209と同様の構成を備えている。したがって、以下では、全面処理ライン209について主として説明する。部分処理ライン210については、全面処理ライン209と異なる点についてのみ説明する。
基板処理装置201で基板Wが処理されるときには、制御装置4が、一枚の基板Wをインデクサロボット6によってキャリアCから搬出させる(S1)。そして、制御装置4は、この基板Wをインデクサロボット6によって測定ユニット8に搬送させる。これにより、表面が上に向けられた水平な姿勢で基板Wが測定ユニット8に搬入され、基板Wの表面の汚染状態が測定ユニット8によって測定される(S2)。制御装置4は、測定ユニット8の測定結果を取得し、この測定結果に基づいて全面処理スポンジ41および部分処理スポンジ49のうちのいずれか一方のスポンジを選択する(S3)。すなわち、たとえば汚染されている部分が広い場合には、制御装置4は、全面処理ライン209を選択し、インデクサロボット6によって測定ユニット8から全面処理ライン209に基板Wを搬入させる。一方、汚染されている部分が狭い場合には、制御装置4は、部分処理ライン210を選択し、インデクサロボット6によって測定ユニット8から部分処理ライン210に基板Wを搬送させる。
たとえば、前述の第1および第2実施形態では、循環配管を流れる薬液を加熱および冷却することにより、基板を加熱および冷却する場合について説明した。しかし、貯留槽に貯留されている薬液を加熱および冷却することにより、基板を加熱および冷却してもよい。また、スポンジを直接加熱および冷却してもよいし、基板を直接加熱および冷却してもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、基板処理装置が、円板状の基板を処理する装置である場合について説明した。しかし、基板処理装置は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。
4 制御装置(接触制御手段、スポンジ選択手段、接触位置設定手段、摺動制御手段、押し付け量制御手段、温度制御手段)
8 測定ユニット(汚染状態測定手段)
11 搬入・搬出ステーション
12 リンス・乾燥ステーション
13 第1薬液供給ステーション(供給ステーション)
15 第2薬液供給ステーション(供給ステーション)
20 搬送路
21 基板搬送ロボット(基板保持手段、接触手段、圧縮手段、摺動手段、押し付け量変更手段、乾燥手段、搬送手段)
40 第1貯留槽(処理液供給手段、洗浄槽)
41 全面処理スポンジ(スポンジ)
41a 全面処理スポンジの上面(第1基板接触面)
41b 全面処理スポンジの下面(第1基板接触面)
42 第1保持部材(スポンジ保持手段)
43 昇降機構(圧縮手段)
44 循環配管
46 フィルタ
47a ヒータ(温度変更手段、加熱手段)
47b クーラ(温度変更手段、冷却手段)
48 第2貯留槽(処理液供給手段、洗浄槽)
49 部分処理スポンジ(スポンジ)
49a 部分処理スポンジの上面(第2基板接触面)
49b 部分処理スポンジの下面(第2基板接触面)
50 第2保持部材(スポンジ保持手段)
51 リンス液ノズル(リンス液供給手段)
56 スポンジ洗浄装置(スポンジ洗浄手段)
201 基板処理装置
221 スポンジ搬送ロボット(接触手段、摺動手段、押し付け量変更手段)
225 スポンジ保持部(スポンジ保持手段)
247 温度調整装置(温度変更手段)
260 スピンチャック(基板保持手段)
Claims (9)
- 基板の主面以上の大きさを有する平面状の基板接触面を含み、処理液を吸収可能で弾性変形可能なスポンジと、
前記スポンジに処理液を供給する処理液供給手段と、
基板を保持する基板保持手段と、
前記スポンジと前記基板保持手段に保持されている基板の主面とを相対移動させて前記基板接触面を前記基板の主面に接触させることにより、前記スポンジに吸収されている処理液を前記基板の主面に供給させる接触手段と、
前記スポンジと前記基板保持手段に保持されている基板の主面とが接触している状態で前記スポンジと前記基板とを相対移動させて、前記スポンジと前記基板とを摺動させる摺動手段と、
基板の汚染状態を測定する汚染状態測定手段と、
前記摺動手段を制御することにより、前記汚染状態測定手段の測定結果に基づいて前記スポンジと前記基板との摺動を制御する摺動制御手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板の主面に対する前記スポンジの押し付け量を変更する押し付け量変更手段と、
前記押し付け量変更手段を制御することにより、前記汚染状態測定手段の測定結果に基づいて前記押し付け量を変更する押し付け量制御手段とを含む、基板処理装置。 - 処理液を吸収可能で弾性変形可能なスポンジと、
前記スポンジに処理液を供給する処理液供給手段と、
基板を保持する基板保持手段と、
前記スポンジと前記基板保持手段に保持されている基板の主面とを相対移動させて両者を接触させることにより、前記スポンジに吸収されている処理液を前記基板の主面に供給させる接触手段と、
前記スポンジと前記基板保持手段に保持されている基板の主面とが接触している状態で前記スポンジと前記基板とを相対移動させて、前記スポンジと前記基板とを摺動させる摺動手段と、
基板の汚染状態を測定する汚染状態測定手段と、
前記摺動手段を制御することにより、前記汚染状態測定手段の測定結果に基づいて前記スポンジと前記基板との摺動を制御する摺動制御手段と、
基板の温度を変化させる温度変更手段とを含み、
前記温度変更手段は、基板を加熱する加熱手段と、基板を冷却する冷却手段と、前記加熱手段および冷却手段によって基板の加熱および冷却を交互に実行させる温度制御手段とを含む、基板処理装置。 - 前記スポンジを洗浄するスポンジ洗浄手段をさらに含む、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記スポンジ洗浄手段は、
前記スポンジが浸漬される処理液を貯留する洗浄槽と、
前記洗浄槽に貯留されている処理液に前記スポンジが浸漬されている状態で前記スポンジを保持するスポンジ保持手段と、
前記スポンジ保持手段に保持されている前記スポンジを圧縮させる圧縮手段とを含む、請求項3記載の基板処理装置。 - 前記スポンジ洗浄手段は、前記洗浄槽に貯留されている処理液を循環させる循環配管と、前記循環配管を流れる処理液から異物を除去するフィルタとをさらに含む、請求項4記載の基板処理装置。
- 前記基板保持手段に保持されている基板の主面に対する前記スポンジの押し付け量を変更する押し付け量変更手段と、
前記押し付け量変更手段を制御することにより、前記汚染状態測定手段の測定結果に基づいて前記押し付け量を変更する押し付け量制御手段とをさらに含む、請求項2記載の基板処理装置。 - 基板にリンス液を供給するリンス液供給手段と、
基板を乾燥させる乾燥手段と、
前記スポンジから基板への処理液の供給が行われる供給ステーションと、
前記リンス液供給手段から基板へのリンス液の供給および前記乾燥手段による基板の乾燥が行われるリンス・乾燥ステーションと、
基板の搬入および搬出が行われる搬入・搬出ステーションとをさらに含み、
基板が、前記搬入・搬出ステーションから前記供給ステーションに移動し、その後、前記供給ステーションから前記リンス・乾燥ステーションを通って前記搬入・搬出ステーションに移動するように、前記基板を搬送する搬送手段とをさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記基板処理装置は、基板が搬送される搬送路をさらに含み、
前記搬入・搬出ステーション、前記リンス・乾燥ステーション、および前記供給ステーションは、この順番で前記搬送路に沿って配置されており、
前記搬送手段は、前記搬送路に沿って基板を搬送する、請求項7記載の基板処理装置。 - 基板の主面以上の大きさを有する平面状の基板接触面を含み、処理液を吸収可能で弾性変形可能なスポンジに処理液供給手段によって処理液を供給し、前記スポンジに処理液を吸収させるステップと、
汚染状態測定手段によって前記基板の汚染状態を測定するステップと、
処理液を吸収した前記スポンジと基板保持手段に保持されている基板の主面とを接触手段によって相対移動させて前記基板接触面を前記基板の主面に接触させ、前記スポンジに吸収されている処理液を前記基板の主面に供給させるステップと、
前記スポンジと前記基板の主面とが接触している状態で前記スポンジと前記基板とを相対移動させて摺動させる摺動手段を摺動制御手段が制御することにより、前記汚染状態測定手段の測定結果に基づいて前記スポンジと前記基板との摺動を制御するステップと、
前記基板保持手段に保持されている基板の主面に対する前記スポンジの押し付け量を変更する押し付け量変更手段を押し付け量制御手段が制御することにより、前記汚染状態測定手段の測定結果に基づいて前記押し付け量を変更するステップとを含む、基板処理方法。
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