JP6630213B2 - 基板処理装置、基板処理方法およびプログラム記録媒体 - Google Patents
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Description
基板を水平に保持しつつ回転させた上で基板洗浄処理を行ういわゆる枚葉洗浄装置においては、基板表面に処理液を供給した上でブラシが基板表面に適用され、ブラシによる洗浄処理が実施される。
この問題に対処するため、基板の端部を保持する複数のチャックピンの一部を適宜退避させ、基板の端部のうちチャックピンが退避した箇所についてブラシを進入させブラシ洗浄を行うという方法が提案されている。このようにチャックピンの一部を退避させる技術例が特許文献1に記載されている。
特許文献1では、エッジホールド方式にて基板が保持されているが、ブラシとチャックピンが干渉しないようにチャックピンを退避させ、これと基板主面のブラシ洗浄を同期させている。チャックピンが退避したところについて、ブラシは基板のエッジを超えた位置まで水平移動し、いわゆるブラシオーバースキャン走査がなされる。
前記複数の第1チャックピン(CA))と前記複数の第2チャックピン(CB)が交互に基板を保持するように開状態と閉状態を切り替えることを特徴とする、基板処理装置(1)である。
前記スピンベースを回転させるスピンベース回転機構(53)と、開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられてた複数の第1チャックピン(CA)と、開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられており、基板との当接面がブラシ素材で形成された複数の第2チャックピン(CB)と、を備えた基板処理装置において、前記複数の第1チャックピンを閉状態にし、かつ前記複数の第2チャックピンを開状態にする第1チャックピン保持工程と、前記複数の第1チャックピンを開状態にし、かつ前記複数の第2チャックピンを閉状態にする第2チャックピン保持工程とを実行し、前記第2チャックピン保持工程において、前記スピンベース(70)と前記基板(W)とが相対的に回転移動することを特徴とする。
前記第1チャックピン保持工程においては、前記スピンベース(70)と前記基板(W)とが互いに相対的に回転せず、前記第2チャックピン保持工程においては、前記スピンベースと前記基板とが互いに相対的に回転することを特徴とする。
<基板処理装置1の構成>
図1は、実施形態に係る基板処理装置1の構成の一例を表す模式図である。
まず、基板処理装置1を構成する各種部材や機構について説明する。
以下、図1に加えて適宜図2を参照して第1ノズル及び第2ノズルの配置構成および処理液供給機構200の構成について説明する。図2は、実施形態に係る処理液供給機構200の構成を模式的に示す側面図である。
第1ノズル10は、配管210を通じて処理液供給機構200から供給される処理液を吐出口10Aから吐出可能に構成されている。本実施形態においては、第1ノズル10は、基板Wの主面(上面)の中心に向けて処理液を吐出するように、図示しない固定具により基板Wの上部に固定される。
第1ノズル10の固定位置は、第2ノズル20やヘッド65の移動に伴い、これらと干渉しない高さに設定される。
図1及び図3を参照し、制御機構100の構成について説明する。
図3は、実施形態に係る制御機構100の構成を模式的に示す側面図である。
基板処理装置1は、更に制御機構100を有している。制御機構100は、チャックピン移動機構75、スピンベース回転機構53、アーム移動機構60の可動部61、処理液供給機構200におけるポンプP1及びP2、流量調整バルブ211及び221、開閉バルブ215及び225などの動作を制御する。
図4は、実施形態に係るチャックピンCA及びCBの構造を説明するための模式的な側面図である。図4では、簡単のため、記憶部110、制御機構100、処理液供給機構200、第1ノズル10、第2ノズル20、アーム移動機構60を図から省略している。
以下、図4を参照し、チャックピン移動機構75A及び75B、ならびに、チャックピンCA及びCBの構造について詳しく説明する。
スピンベース70の内部には、図4の点線で示すスピンチャック移動機構75が内蔵されている。スピンチャック移動機構75は、スピンチャック移動機構75Aとスピンチャック移動機構75Bとを有する。
独立した移動機構であるスピンチャック移動機構75A、75Bが、各々複数のチャックピンCA、CBに連結しているため、複数のチャックピンCAとCBを各々独立して移動させることができる。
チャックピンCAは、チャックピン本体CA1と、チャックピン本体CA1の側面にて基板Wに当接する当接面CA2と、スピンベース70の上面周縁部に設けられたスロットCA4と、スロットCA4とチャックピン本体CA1の下面を接続するCA3とを有する。
当接面CA2は、基板Wの端面と直接に接触するため、汚染の発生しやすさ、耐薬性、耐久性などを考慮して素材が決定される。チャックピンCAは、当接面CA2を基板Wの端面に当接させることにより、基板Wを確実に保持する必要がある。このため、基板Wに当接させた際に余り摩擦力が働かないような材料や表面形状とすることは望ましくない。
当接面CA2の材料としては、例えば、例えばPVA(ポリビニルアルコール)やウレタンなどの弾性変形可能な材料で形成されたスポンジ材(多孔質部材)などが選択される。
チャックピンCBは、チャックピン本体CB1と、チャックピン本体CB1の側面にて基板Wに当接する当接面CB2と、スピンベース70の上面周縁部に設けられたスロットCB4と、スロットCB4とチャックピン本体CB1の下面を接続するCB3とを有する。当接面CB2は、チャックピン本体CB1の一部分を構成しても良いし、チャックピン本体CB1と独立した部材であっても良い。すなわち、チャックピン本体CB1と当接面CB2が独立した部材であっても良いし、一体的に成型された部材であっても良い。後者の場合、チャックピン本体CB1全体が後述するようにブラシ洗浄に適し、かつ、チャックピンCAの当接面CA2よりも基板Wに対する摩擦力が低くなるように材料・形状を設計する必要がある。
当接面CB2は、基板Wの端面と直接に接触するため、汚染の発生しやすさ、耐薬性、耐久性などを考慮して素材が決定される。
次に、図5〜図8を参照し、チャックピンCA及びCBの動作について説明する。
既に説明したように、チャックピンCAは、チャックピン移動機構75Aにより、チャックピンCBはチャックピン移動機構75Bにより、それぞれ独立に「開状態」と「閉状態」との間で移動可能である。
図9は、実施形態に係る処理のタイムチャートである。
図10は、実施形態に係る処理のフローチャートである。
先ず、基板Wに所定の処理を加えるために、基板Wがスピンチャック50に保持される。基板Wが、図示しない基板搬送機構により基板処理装置1へと搬送されてくる。
このとき、チャックピンCAおよびCBは、既に説明した開状態となっている。
基板搬送機構は、記憶部110に既に格納されている位置情報に基づき、基板Wの端面がチャックピンCAおよびCBにより保持可能な位置、換言すると基板Wを水平移動させ、搬送する基板Wの端面がチャックピンCAおよびCBの当接面CA2およびCB2の全てに対向する位置へと水平移動させる。
この段階においては、スピンベース70は回転を停止している。
STEP2では、チャックピンCAおよびチャックピンCBが「閉状態」となる。この結果、基板Wの端部(ベベルまたはエッジ)がチャックピンCAおよびCBにより保持される。
チャックピンCAおよびCBは、いずれも「閉状態」を維持したままで、スピンベース70が回転開始する。本実施形態においては、スピンベース70は少なくとも「停止」「低速」「中速」「高速」の4段階の速度切替が可能であるものとする。例えば、「低速」の回転数は数10から数百rpm、「中速」の回転数は数百から1000rpm、「高速」の回転数は1000から3000rpmの値をとる。STEP3においては、スピンベース70は低速回転数に至るまで加速する。
STEP4では、STEP3に引き続き、スピンベース70の回転数がさらに増大し続ける。ここで、複数のチャックピンCAと複数のチャックピンCBが、交互に開閉する。図9のタイムチャートに例示するように、先ずチャックピンCAが「閉状態」かつチャックピンCBが「開状態」となる。つまり、STEP4においてはこれらチャックピンが図6の状態であったのが、図7の状態となる。
なお、当該チャックピン切替の間、基板Wを保持するチャックピンが無くなってしまうと基板Wがスピンベース70から飛び出してしまうおそれがある。チャックピンCA、CBの開閉タイミングを同時に設定すると、チャックピンCA、CBの開閉完了までには一定の時間がかかるため、切替実行の間に基板Wがいずれのチャックピンにも保持されないタイミングが生じてしまうおそれがある。
STEP5では、チャックピンCAとCBはいずれも「閉状態」となる。すなわち、図6の状態となり、基板Wとスピンベース70はともに一定の速度で回転する。このときのスピンベース70の回転数(中速)は、例えば、数百から1000rpmである。
STEP5に引き続き、以下に説明するようにチャックピンCA、CBの切替を行うことによるブラシ洗浄をおこなっても良い。
STEP6におけるブラシ洗浄では、図9のタイムチャートに例示するようにチャックピンCAとCBの切替を行い、図7の状態と図8の状態が交互に実現される。この結果、STEP4のブラシ洗浄で説明したのと同様に、図8の状態において、チャックピンCBの当接面CB2が基板Wの端面(ベベルまたはエッジ周辺)を保持しつつ当該端面に沿って滑るように移動し、この結果、当接面CB2が基板Wの端面を保持しつつブラシ洗浄する効果が生ずる。
STEP7では、スピンベース70の回転数が、中速回転から低速回転へと減速される。例えば、「中速」の回転数は数百から1000rpm、「低速」の回転数は数10から数百rpmの値をとる。
チャックピンCBからチャックピンCAに切り替える際、チャックピンCAとチャックピンCBが共に基板Wを保持するようにすることが望ましい。チャックピン切替の際にチャックピンCAとチャックピンCBが共に基板Wを保持する時間(オーバーラップ保持時間)は、チャックピンの開閉タイミングの精度、開閉にかかる時間等と、基板飛び出しのリスクを勘案して設定され、例えば0.1秒〜数秒程度の時間とする。チャックピンCAからチャックピンCBに切り替える際も同様である。
STEP8では、リンス処理に備えてスピンベース70の回転数が中速回転となるまで加速される。図9のタイムチャートに示すように、チャックピンCA及びCBは「閉状態」となっている。
スピンベース70の回転数が中速回転に達した後、基板Wの主面の中央部上方に配置した第1ノズル10から、基板Wの主面へと処理液を吐出させ、リンス処理を行う。
なお、ここでの実施形態では、ブラシ洗浄に用いる処理液とリンス処理の処理液を同じタンクから採取しているが、図示しない別タンクを処理液供給機構に接続し、ブラシ洗浄とリンス処理とで異なる処理液を用いる構成としても良い。
STEP9が終了すると、第1ノズル10からの処理液吐出が停止される。
STEP10では、STEP11のスピンドライ処理のためにスピンベース70の回転数が高速回転に達するまでスピンベース70の回転が加速される。「高速」の回転数は、例えば1000から3000rpmの値をとる。
STEP11では、いわゆるスピンドライ処理、すなわち基板Wを高速回転させることによる基板の乾燥が実行される。
STEP11が終了すると、スピンベース70の回転が高速回転から回転停止に至るまで減速される。この間、チャックピンCAとCBはいずれも「閉状態」が維持されている。
STEP13では、スピンベース70および基板Wの回転が停止する。
この後、図示しない搬送機構のハンド部が基板Wの下面とスピンベース70の上面の間に侵入し、基板Wの開放に備える。
この後、チャックピンCAとCBがいずれも「開状態」となる。これにより基板Wはチャックピンから開放され、基板Wの下方で待ち受けていた搬送機構のハンド部へと受け渡される。
STEP13の後、基板Wを受け取った搬送機構は、ハンド部に基板Wを載置した状態で、基板処理装置1の外部へと基板Wを搬送する。これにより、基板Wをブラシ洗浄する一連の工程が終了する。
1 基板処理装置
100 制御機構
110 記憶部
121 処理液供給機構制御部
122 アーム移動機構制御部
123 チャックピン移動機構制御部
124 スピンベース回転機構制御部
125 その他機構制御部
200 処理液供給機構
210 流路1
215 開閉バルブ
211 流量調節バルブ
P1 ポンプ
220 流路2
225 開閉バルブ
221 流量調節バルブ
P2 ポンプ
250 タンク
50 スピンチャック
53 スピンベース回転機構
AX スピンベース回転軸
52 支軸
70 スピンベース
75 チャックピン移動機構
75A チャックピン移動機構
75B チャックピン移動機構
CA チャックピン
CA1 チャックピン本体
CA2 当接面
CA3 支軸
CA4 スロット
60 アーム移動機構
61 可動部
61A 軸回転機構
61B 昇降機構
62 カバー
63 支軸
64 アーム
65 ヘッド
25 固定具
20 第2ノズル
10 第1ノズル
Claims (20)
- 基板のブラシ洗浄を行う基板処理装置であって、
回転軸線の周りで回転可能に設けられたスピンベースと、
前記スピンベースを回転させるスピンベース回転機構と、
開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第1チャックピンと、
開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第2チャックピンと、
を備えており、
前記複数の第1チャックピンの各々は、閉状態において基板の端部と当接する第1当接面を有しており、
前記複数の第2チャックピンの各々は、閉状態において基板の端部と当接する第2当接面を有しており、
前記第1当接面と第2当接面は異なる素材で形成されており、
前記第2当接面がブラシ素材で形成されてい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、
前記複数の第1チャックピンと前記複数の第2チャックピンが交互に基板を保持するように開状態と閉状態を切り替えることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至2のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記複数の第1チャックピンと前記複数の第2チャックピンが基板の周方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記第2当接面の基板に対する摩擦係数が、前記第1当接面の基板に対する摩擦係数よりも小さいことを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記複数の第1チャックピンと前記複数の第2チャックピンが交互に基板を保持するように開状態と閉状態を切り替えることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記スピンベースの回転数が一定速度であるときにおいて、
前記複数の第1チャックピンと前記複数の第2チャックピンが交互に基板を保持するように開状態と閉状態を切り替えることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記スピンベースの回転数が加速している間において、
前記複数の第1チャックピンと前記複数の第2チャックピンが交互に基板を保持するように開状態と閉状態を切り替えることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記スピンベースの回転数が減速している間において、
前記複数の第1チャックピンと前記複数の第2チャックピンが交互に基板を保持するように開状態と閉状態を切り替えることを特徴とする、基板処理装置。 - 基板のブラシ洗浄を行う基板処理方法であって、
回転軸線の周りで回転可能に設けられたスピンベースと、
前記スピンベースを回転させるスピンベース回転機構と、
開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられてた複数の第1チャックピンと、
開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに前記スピンベースに設けられており、基板との当接面がブラシ素材で形成された複数の第2チャックピンと、
を備えた基板処理装置において、
前記複数の第1チャックピンを閉状態にし、かつ前記複数の第2チャックピンを開状態にする第1チャックピン保持工程と、
前記複数の第1チャックピンを開状態にし、かつ前記複数の第2チャックピンを閉状態にする第2チャックピン保持工程とを実行し、
前記第2チャックピン保持工程において、前記スピンベースと前記基板とが相対的に回転移動することを特徴とする、基板処理方法。 - 前記請求項9に記載の基板処理方法であって、
前記第1チャックピン保持工程においては、前記スピンベースと前記基板とが互いに相対的に回転せず、
前記第2チャックピン保持工程においては、前記スピンベースと前記基板とが互いに相対的に回転することを特徴とする、基板処理方法。 - 前記請求項9乃至10のいずれか1つに記載の基板処理方法であって、
前記第2チャックピン保持工程が、前記スピンベースの回転数が一定速度であるときに行われることを特徴とする、基板処理方法。 - 前記請求項9乃至10のいずれか1つに記載の基板処理方法であって、
前記第2チャックピン保持工程が、前記スピンベースの回転数が加速しているときに行われることを特徴とする、基板処理方法。 - 前記請求項9乃至10のいずれか1つに記載の基板処理方法であって、
前記第2チャックピン保持工程が、前記スピンベースの回転数が減速しているときに行われることを特徴とする、基板処理方法。 - 前記請求項9乃至13のいずれか1つに記載の基板処理方法であって、
前記第1チャックピン保持工程と前記第2チャックピン保持工程が複数回繰り返されることを特徴とする、基板処理方法。 - 基板のブラシ洗浄を行う基板処理方法を実行するプログラムのプログラム記録媒体であって、当該プログラムが、
回転軸線の周りで回転可能に設けられたスピンベースと、
前記スピンベースを回転させるスピンベース回転機構と、
開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられてた複数の第1チャックピンと、
開状態と閉状態に切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられており、基板との当接面がブラシ素材で形成された複数の第2チャックピンと、
を備えた基板処理装置において、
前記複数の第1チャックピンを閉状態にし、かつ前記複数の第2チャックピンを開状態にする第1チャックピン保持工程と、
前記複数の第1チャックピンを開状態にし、かつ前記複数の第2チャックピンを閉状態にする第2チャックピン保持工程とを実行し、
前記第2チャックピン保持工程において、前記スピンベースと前記基板とが相対的に回転移動することを特徴とする、プログラム記録媒体。 - 前記請求項15に記載のプログラム記録媒体であって、
前記第1チャックピン保持工程においては、前記スピンベースと前記基板とが互いに相対的に回転せず、
前記第2チャックピン保持工程においては、前記スピンベースと前記基板とが互いに相対的に回転することを特徴とする、プログラム記録媒体。 - 前記請求項15乃至16のいずれか1つに記載のプログラム記録媒体であって、
前記第2チャックピン保持工程が、前記スピンベースの回転数が一定速度であるときに行われることを特徴とする、プログラム記録媒体。 - 前記請求項15乃至16のいずれか1つに記載のプログラム記録媒体であって、
前記第2チャックピン保持工程が、前記スピンベースの回転数が加速しているときに行われることを特徴とする、プログラム記録媒体。 - 前記請求項15乃至16のいずれか1つに記載のプログラム記録媒体であって、
前記第2チャックピン保持工程が、前記スピンベースの回転数が減速しているときに行われることを特徴とする、プログラム記録媒体。 - 前記請求項15乃至19のいずれか1つに記載のプログラム記録媒体であって、
前記第1チャックピン保持工程と前記第2チャックピン保持工程が複数回繰り返されることを特徴とする、プログラム記録媒体。
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