JP6475071B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置および基板処理方法について図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板またはフォトマスク用基板等をいう。また、本実施の形態で用いられる基板は、少なくとも一部が円形の外周部を有する。例えば、位置決め用のノッチを除く外周部が円形を有する。
図2は、図1の塗布処理部121、塗布現像処理部131および洗浄乾燥処理部161の内部構成を示す模式的側面図である。図2に示すように、塗布処理部121には、塗布処理室21,22,23,24が階層的に設けられる。各塗布処理室21〜24には、塗布処理ユニット129が設けられる。塗布現像処理部131には、現像処理室31,33および塗布処理室32,34が階層的に設けられる。各現像処理室31,33には、現像処理ユニット139が設けられ、各塗布処理室32,34には、塗布処理ユニット129が設けられる。
(a)ノズル機構
図4および図5は、図2の塗布処理ユニット129に設けられる一方の処理液ノズル210の固定手順を示す斜視図である。塗布処理ユニット129に設けられる他方の処理液ノズル210の固定手順は、図4および図5の処理液ノズル210の固定手順と同様である。
図6は、図2の塗布処理ユニット129に設けられる一方の位置検出ユニット300の模式的側面図である。図7は、図6の位置検出ユニット300の模式的平面図である。塗布処理ユニット129に設けられる他方の位置検出ユニット300の構成は、図6および図7の位置検出ユニット300の構成と同様である。
図8は、ローカルコントローラの構成を示すブロック図である。ローカルコントローラ400は、図1のメインコントローラ114からの指令に基づいてノズル機構200の動作を制御する。
図8のローカルコントローラ400による位置調整部241の制御について説明する。図9は、図8の位置設定部423および位置制御部424による位置調整部241の制御を説明するための図である。図10は、図8の位相制御部425による位置調整部241の制御を説明するための図である。
図11および図12は、基板周縁部処理を示すフローチャートである。以下、図3〜図8を参照しながらローカルコントローラ400の制御部420による基板周縁部処理を説明する。基板周縁部処理は、後述する基板処理において基板Wに反射防止液、レジスト液またはレジストカバー液が吐出されたときに実行される。
図13は、図1の熱処理部123,133および洗浄乾燥処理部162の内部構成を示す模式的側面図である。図13に示すように、熱処理部123は、上方に設けられる上段熱処理部301および下方に設けられる下段熱処理部302を有する。上段熱処理部301および下段熱処理部302には、複数の熱処理ユニットPHP、複数の密着強化処理ユニットPAHPおよび複数の冷却ユニットCPが設けられる。
図14は、搬送部122,132,163の内部構成を示す模式的側面図である。図14に示すように、搬送部122は、上段搬送室125および下段搬送室126を有する。搬送部132は、上段搬送室135および下段搬送室136を有する。上段搬送室125には搬送機構127が設けられ、下段搬送室126には搬送機構128が設けられる。また、上段搬送室135には搬送機構137が設けられ、下段搬送室136には搬送機構138が設けられる。
図1、図2、図13および図14を参照しながら基板処理を説明する。インデクサブロック11のキャリア載置部111(図1)には、未処理の基板Wが収容されたキャリア113が載置される。搬送機構115は、キャリア113から基板載置部PASS1,PASS3(図14)に未処理の基板Wを搬送する。また、搬送機構115は、基板載置部PASS2,PASS4(図14)に載置された処理済みの基板Wをキャリア113に搬送する。
本実施の形態に係る基板処理装置100においては、回転する基板Wの外周部の位置および処理液ノズル210の位置が位置検出ユニット300により検出される。スピンチャック25に対する処理液ノズル210の相対的な位置は、位置調整部241によりスピンチャック25の回転中心を通りかつ回転する基板Wに平行な方向において調整可能である。基板Wの回転中に検出される基板Wの外周部の位置の時間変化(基板変化)の振幅ΔAが変化量取得部422により取得される。
(a)上記実施の形態においては、図9(b)の周縁部処理幅ΔEを設定する処理で、処理液ノズル210の先端が最も外方の基板Wの外周部の位置を基準として位置決めされるが、本発明はこれに限定されない。処理液ノズル210の先端が基板Wの外周部の位置を追従し、所望の周縁部処理幅ΔEで基板Wの周縁部を処理可能である限り、処理液ノズル210の先端は、任意の時点における基板Wの外周部の位置を基準として位置決めされてもよい。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
(9)参考形態
(9−1)第1の参考形態に係る基板処理装置は、少なくとも一部が円形の外周部を有する基板に処理を行う基板処理装置であって、基板を保持して回転させるように構成された回転保持部と、回転保持部により回転される基板の周縁部に処理液を吐出する処理液ノズルを含むノズル機構と、回転保持部の回転中心を通りかつ回転保持部により回転される基板に平行な方向において回転保持部に対する処理液ノズルの相対的な位置を調整可能に設けられた位置調整部と、回転保持部により保持された基板の外周部の位置および処理液ノズルの位置を検出するように配置された位置検出ユニットと、回転保持部による基板の回転中に位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の振幅を第1の振幅として取得する変化量取得部と、回転保持部に対する処理液ノズルの相対的な位置が回転保持部の回転周波数と等しい周波数でかつ変化量取得部により取得された第1の振幅で周期的に変化するように位置調整部を制御する位置制御部と、位置検出ユニットにより検出される処理液ノズルの位置の時間変化の位相と位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の位相との差が予め定められた値以下になるように位置調整部を制御する位相制御部と、位相制御部による位置調整部の制御後、処理液ノズルから処理液が吐出されるようにノズル機構を制御する吐出制御部とを備える。
この基板処理装置においては、基板が回転保持部により保持して回転される。回転保持部により保持された基板の外周部の位置および処理液ノズルの位置が位置検出ユニットにより検出される。ここで、回転保持部に対する処理液ノズルの相対的な位置は、位置調整部により回転保持部の回転中心を通りかつ回転保持部により回転される基板に平行な方向において調整可能である。回転保持部による基板の回転中に位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の振幅が第1の振幅として取得される。
回転保持部に対する処理液ノズルの相対的な位置が位置調整部により回転保持部の回転周波数と等しい周波数でかつ第1の振幅で周期的に変化される。その後、位置検出ユニットにより検出される処理液ノズルの位置の時間変化の位相と位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の位相との差(以下、単に位相差と呼ぶ。)が位置調整部により予め定められた値以下にされる。位相差が予め定められた値以下になると、処理液ノズルは、基板の外周部の位置の変化に追従するように移動する。この状態で、回転する基板の周縁部に処理液ノズルから処理液が吐出される。
この構成によれば、回転保持部に対する処理液ノズルの相対的な位置の変化を基板の外周部の位置の変化に正確に同期させることができる。それにより、処理液ノズルを基板の周縁部の所望の位置に高い精度で配置することができる。その結果、基板の周縁部の処理を高い精度で行うことができる。
(9−2)変化量取得部は、回転保持部による基板の回転中に位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置と位置検出ユニットにより検出される処理液ノズルの位置との差分の時間変化の振幅を第2の振幅として取得し、位相制御部は、変化量取得部により取得される第2の振幅が予め定められたしきい値以下になるように位置調整部を制御してもよい。
この場合、位相差が小さくなるほど第2の振幅は小さくなるので、第2の振幅を用いて位相差が予め定められた値以下であるか否かを容易かつ高速に判定することができる。これにより、基板の周縁部の処理を効率よく行うことができる。
(9−3)しきい値は50μmであってもよい。この場合、基板の周縁部の処理を十分に高い精度で行うことができる。
(9−4)位相制御部は、変化量取得部により取得される第2の振幅が最小になるように位置調整部を制御してもよい。この場合、基板の周縁部の処理をより十分に高い精度で行うことができる。
(9−5)位置調整部の位置調整の分解能は50μm以下であってもよい。この場合、処理液ノズルを高い精度で移動させることができる。そのため、基板の周縁部の処理を高い精度で行うことが容易になる。
(9−6)位置調整部は、ピエゾ素子またはボイスモータコイルを含んでもよい。この場合、処理液ノズルを高い精度でかつ高い応答性で移動させることができる。そのため、基板の周縁部の処理を高い精度で行うことがより容易になる。
(9−7)ノズル機構は、処理液ノズルを支持するノズル支持部を含み、位置調整部は、ノズル支持部に設けられてもよい。この場合、ノズル支持部に大型の位置調整部を用いる必要がない。そのため、基板処理装置をコンパクト化することができる。また、処理液ノズルは軽量であるため、位置調整部を駆動するためのエネルギーを低減することができる。
(9−8)位置検出ユニットは、基板の外周部の位置および処理液ノズルの位置を検出する共通の検出装置を含んでもよい。この場合、基板処理装置に複数の検出装置を設ける必要がない。そのため、基板処理装置が大型化することを防止することができる。
(9−9)位置検出ユニットは、基板の外周部の位置を検出する第1の検出装置と、処理液ノズルの位置を検出する第2の検出装置とを含んでもよい。この場合、基板の外周部の位置および処理液ノズルの位置が別個の検出装置により検出される。そのため、基板の外周部と処理液ノズルとの位置関係の制約なしに処理液ノズルの配置の自由度を向上させることができる。
(9−10)位置検出ユニットは、基板の外周部および処理液ノズルの画像を示す画像データを生成し、生成した画像データに基づいて基板の外周部の位置および処理液ノズルの位置を検出し、変化量取得部は、位置検出ユニットにより生成された画像データを処理することにより第1の振幅を取得してもよい。この場合、画像処理を用いて第1の振幅を容易かつ正確に取得することができる。
(9−11)処理液ノズルは、基板の周縁部に塗布された液を除去する除去液を処理液として吐出してもよい。この場合、基板処理装置は基板の周縁部に塗布された液を除去する基板処理を行うことができる。
(9−12)処理液ノズルは、基板の周縁部に処理膜を形成するための処理液を吐出してもよい。この場合、基板処理装置は基板の周縁部に処理膜を形成する基板処理を行うことができる。
(9−13)第2の参考形態に係る基板処理方法は、少なくとも一部が円形の外周部を有する基板に処理を行う基板処理方法であって、基板を回転保持部により保持して回転させるステップと、回転保持部により保持された基板の外周部の位置および処理液ノズルの位置を位置検出ユニットにより検出するステップと、回転保持部による基板の回転中に位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の振幅を第1の振幅として取得するステップと、回転保持部の回転中心を通りかつ回転保持部により回転される基板に平行な方向において、回転保持部に対する処理液ノズルの相対的な位置を位置調整部により回転保持部の回転周波数と等しい周波数でかつ第1の振幅で周期的に変化させるステップと、位置検出ユニットにより検出される処理液ノズルの位置の時間変化の位相と位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の位相との差を位置調整部により予め定められた値以下にするステップと、位相の差が予め定められた値以下になった後、回転する基板の周縁部に処理液ノズルから処理液を吐出するステップとを含む。
この基板処理方法によれば、基板が回転保持部により保持して回転される。回転保持部により保持された基板の外周部の位置および処理液ノズルの位置が位置検出ユニットにより検出される。ここで、回転保持部に対する処理液ノズルの相対的な位置は、位置調整部により回転保持部の回転中心を通りかつ回転保持部により回転される基板に平行な方向において調整可能である。回転保持部による基板の回転中に位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の振幅が第1の振幅として取得される。
回転保持部に対する処理液ノズルの相対的な位置が位置調整部により回転保持部の回転周波数と等しい周波数でかつ第1の振幅で周期的に変化される。その後、位置検出ユニットにより検出される処理液ノズルの位置の時間変化の位相と位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の位相との差が位置調整部により予め定められた値以下にされる。位相差が予め定められた値以下になると、処理液ノズルは、基板の外周部の位置の変化に追従するように移動する。この状態で、回転する基板の周縁部に処理液ノズルから処理液が吐出される。
この方法によれば、回転保持部に対する処理液ノズルの相対的な位置の変化を基板の外周部の位置の変化に正確に同期させることができる。それにより、処理液ノズルを基板の周縁部の所望の位置に高い精度で配置することができる。その結果、基板の周縁部の処理を高い精度で行うことができる。
12 第1の処理ブロック
13 第2の処理ブロック
14 インターフェイスブロック
14A 洗浄乾燥処理ブロック
14B 搬入搬出ブロック
15 露光装置
15a 基板搬入部
15b 基板搬出部
20 待機部
21〜24,32,34 塗布処理室
25,35 スピンチャック
27,37 カップ
28,210 処理液ノズル
29 ノズル搬送機構
31,33 現像処理室
38 スリットノズル
39 移動機構
100 基板処理装置
111 キャリア載置部
112,122,132,163 搬送部
113 キャリア
114 メインコントローラ
115,127,128,137,138,141,142,146 搬送機構
121 塗布処理部
123,133 熱処理部
125,135 上段搬送室
126,136 下段搬送室
129 塗布処理ユニット
131 塗布現像処理部
139 現像処理ユニット
161,162 洗浄乾燥処理部
200 ノズル機構
220 リンス液供給系
230 ノズル支持部
230A 前面
230B 背面
230C 一側面
230D 他側面
230E 上面
230F 下面
231,233,235,251 貫通孔
232 切欠
234,242a ねじ孔
236,244 固定ねじ
240 ノズル固定部
241 位置調整部
242,243 固定部材
243a フランジ部
243b 雄ねじ
245 ナット
250 ノズル取付部
300 位置検出ユニット
301,303 上段熱処理部
302,304 下段熱処理部
310 撮像装置
311 照明部
312 反射ミラー
313 CCDラインセンサ
400,500 ローカルコントローラ
410 記憶部
420 制御部
421 回転制御部
422 変化量取得部
423 位置設定部
424 位置制御部
425 位相制御部
426 吐出制御部
CP 冷却ユニット
EEW エッジ露光部
PAHP 密着強化処理ユニット
PASS1〜PASS9 基板載置部
P−BF1,P−BF2 載置兼バッファ部
P−CP 載置兼冷却部
PHP 熱処理ユニット
SD1,SD2 洗浄乾燥処理ユニット
W 基板
Claims (13)
- 少なくとも一部が円形の外周部を有する基板に処理を行う基板処理装置であって、
基板を保持して回転させるように構成された回転保持部と、
前記回転保持部により回転される基板の周縁部に処理液を吐出する処理液ノズルを含むノズル機構と、
前記回転保持部の回転中心を通りかつ前記回転保持部により回転される基板に平行な方向において前記回転保持部に対する前記処理液ノズルの相対的な位置を調整可能に設けられた位置調整部と、
前記回転保持部により保持された基板の外周部の位置および前記処理液ノズルの位置を検出するように配置された位置検出ユニットと、
前記回転保持部による基板の回転中に前記位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の振幅を第1の振幅として取得する変化量取得部と、
前記回転保持部に対する前記処理液ノズルの相対的な位置が前記回転保持部の回転周波数と等しい周波数でかつ前記変化量取得部により取得された第1の振幅で周期的に変化するように前記位置調整部を制御する位置制御部と、
前記回転保持部に対する前記処理液ノズルの相対的な位置が周期的に変化するように前記位置制御部が前記位置調整部を制御した後に、前記位置検出ユニットにより検出される前記処理液ノズルの位置の時間変化の位相と前記位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の位相との差が予め定められた値以下になるように前記位置調整部を制御する位相制御部と、
前記位相制御部による前記位置調整部の制御後、前記処理液ノズルから処理液が吐出されるように前記ノズル機構を制御する吐出制御部とを備える、基板処理装置。 - 前記変化量取得部は、前記回転保持部による基板の回転中に前記位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置と前記位置検出ユニットにより検出される前記処理液ノズルの位置との差分の時間変化の振幅を第2の振幅として取得し、
前記位相制御部は、前記変化量取得部により取得される前記第2の振幅が予め定められたしきい値以下になるように前記位置調整部を制御することにより、前記処理液ノズルの位置の時間変化の位相と基板の外周部の位置の時間変化の位相との差を前記予め定められた値以下にする、請求項1記載の基板処理装置。 - 前記しきい値は50μmである、請求項2記載の基板処理装置。
- 前記位相制御部は、前記変化量取得部により取得される前記第2の振幅が最小になるように前記位置調整部を制御する、請求項2または3記載の基板処理装置。
- 前記位置調整部の位置調整の分解能は50μm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記位置調整部は、ピエゾ素子またはボイスモータコイルを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記ノズル機構は、前記処理液ノズルを支持するノズル支持部を含み、
前記位置調整部は、前記ノズル支持部に設けられる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記位置検出ユニットは、基板の外周部の位置および前記処理液ノズルの位置を検出する共通の検出装置を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記位置検出ユニットは、基板の外周部の位置を検出する第1の検出装置と、前記処理液ノズルの位置を検出する第2の検出装置とを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記位置検出ユニットは、基板の外周部および前記処理液ノズルの画像を示す画像データを生成し、生成した画像データに基づいて基板の外周部の位置および前記処理液ノズルの位置を検出し、
前記変化量取得部は、前記位置検出ユニットにより生成された画像データを処理することにより前記第1の振幅を取得する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記処理液ノズルは、基板の周縁部に塗布された液を除去する除去液を処理液として吐出する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記処理液ノズルは、基板の周縁部に処理膜を形成するための処理液を吐出する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 少なくとも一部が円形の外周部を有する基板に処理を行う基板処理方法であって、
基板を回転保持部により保持して回転させるステップと、
前記回転保持部により保持された基板の外周部の位置および処理液ノズルの位置を位置検出ユニットにより検出するステップと、
前記回転保持部による基板の回転中に前記位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の振幅を第1の振幅として取得するステップと、
前記回転保持部の回転中心を通りかつ前記回転保持部により回転される基板に平行な方向において、前記回転保持部に対する前記処理液ノズルの相対的な位置を位置調整部により前記回転保持部の回転周波数と等しい周波数でかつ第1の振幅で周期的に変化させるステップと、
前記回転保持部に対する前記処理液ノズルの相対的な位置が前記位置調整部により周期的に変化された後に、前記位置検出ユニットにより検出される前記処理液ノズルの位置の時間変化の位相と前記位置検出ユニットにより検出される基板の外周部の位置の時間変化の位相との差を前記位置調整部により予め定められた値以下にするステップと、
位相の差が予め定められた値以下になった後、回転する基板の周縁部に前記処理液ノズルから処理液を吐出するステップとを含む、基板処理方法。
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