JP6664274B2

JP6664274B2 - 基板処理装置および基板処理装置の洗浄方法

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Publication number: JP6664274B2
Application number: JP2016098599A
Authority: JP
Inventors: 仁司中井
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2036-05-17
Also published as: JP2017208404A

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置、および、基板処理装置を洗浄する洗浄方法に関する。

従来、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板に対して様々な処理が施される。例えば、表面上にレジストのパターンが形成された基板上に、ノズルから薬液を吐出することにより、基板の表面に対してエッチング等の薬液処理が行われる。特許文献１の塗布処理装置では、レジスト液吐出ノズルからスピンチャックに保持されたウエハ上にレジスト液が供給される。スピンチャックの周囲には、塗布処理に伴ってウエハから飛散するレジスト液等を受けるカップが配置される。カップ底面には、カップ内を排気する排気管、および、カップにて受けられたレジスト液等を排出する排液管が設けられる。

特開２００４−３０５９６６号公報

ところで、基板処理装置において、基板に対して複数種類の処理液を順次供給して処理を行う場合、カップから排出された複数種類の処理液の送液先を、切り替えバルブ等の機構により切り替えることがある。また、基板処理装置では、複数種類の処理液として、混ざることにより相分離を起こしたりゲル化するなどして粘度が高くなったり、凝固物を生じるものが使用される場合がある。このような高粘度のゲル状物質または凝固物等が切り替えバルブ内に生じると、切り替えバルブの内部構造は複雑であるため、切り替えバルブが詰まり、処理液の排出が阻害されるおそれがある。

そこで、切り替えバルブの詰まりを防止するために、ゲル状物質または凝固物等（以下、これらを総称して単に「ゲル状物質」という。）を溶かす少量の処理液を継続的に排液管に流すことも考えられるが、処理液に接触する部位以外のゲル状物質は溶けず、洗浄ムラが生じるおそれがある。また、ウエハの処理に使用されない処理液を継続的に流すことにより、環境への悪影響が生じるおそれもある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、切り替えバルブの内部の洗浄を容易に実現することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記チャンバの外部にて前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、前記切り替えバルブに洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存否を検出する液検出部と、前記切り替えバルブ、前記洗浄液供給部および前記液検出部を制御することにより、前記洗浄液を、前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに供給して前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填し、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認するとともに、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブを開放する制御部と、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブが開放された後、前記液検出部からの出力に基づいて前記切り替えバルブの洗浄結果を判断する洗浄判断部とを備え、前記切り替えバルブの開放から所定時間の経過後に前記液検出部が前記洗浄液の存在を検出した場合、前記洗浄判断部は、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する。
請求項２に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記チャンバの外部にて前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、前記切り替えバルブに洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存否を検出する液検出部と、前記切り替えバルブ、前記洗浄液供給部および前記液検出部を制御することにより、前記洗浄液を、前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに供給して前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填し、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認するとともに、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブを開放する制御部と、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブが開放された後、前記液検出部からの出力に基づいて前記切り替えバルブの洗浄結果を判断する洗浄判断部とを備え、前記液検出部が、前記共通排液管上の前記検出位置における前記洗浄液の液面の移動速度を測定可能であり、前記液検出部により測定された前記洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低い場合、前記洗浄判断部は、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板処理装置であって、前記洗浄判断部が前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断した場合、前記制御部による制御により、前記切り替えバルブが前記閉鎖状態とされ、前記洗浄液供給部が、前記切り替えバルブに前記洗浄液を供給して充填する。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記洗浄液供給部が、前記検出位置と前記切り替えバルブとの間にて前記共通排液管に接続される。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記液検出部により前記洗浄液の存在が検出された際に、前記洗浄液供給部が、前記洗浄液の供給を停止する。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記閉鎖状態の前記切り替えバルブに前記洗浄液を供給し始めてからの経過時間を計測するタイマをさらに備え、前記制御部は、前記タイマによる所定時間の計測後に前記切り替えバルブ側への前記洗浄液の供給を停止する。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記洗浄液が、前記複数種類の処理液のうちの一の処理液と同じである。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記共通排液管上の検出位置における液または内面の汚れを検出する汚れ検出部をさらに備える。

請求項９に記載の発明は、チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブとを備え、前記基板を処理する基板処理装置の洗浄方法であって、ａ）前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程と、ｂ）前記ａ）工程の後に、前記切り替えバルブを開放する工程と、ｃ）前記ｂ）工程から所定時間の経過後に、前記共通排液管上の検出位置において前記洗浄液の存在が検出された場合、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する工程とを備える。
請求項１０に記載の発明は、チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、を備え、前記基板を処理する基板処理装置の洗浄方法であって、ａ）前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程と、ｂ）前記ａ）工程の後に、前記切り替えバルブを開放する工程と、ｄ）前記ｂ）工程の後に、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の液面の移動速度を測定し、前記洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低い場合、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する工程とを備える。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の基板処理装置の洗浄方法であって、ｅ）前記ｄ）工程において前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断された場合、前記切り替えバルブを前記閉鎖状態として前記洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程をさらに備える。

請求項１２に記載の発明は、請求項９ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置の洗浄方法であって、前記ａ）工程が、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存在を検出することにより、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認する工程を含む。

請求項１３に記載の発明は、請求項９ないし１２のいずれかに記載の基板処理装置の洗浄方法であって、前記ａ）工程は、前記切り替えバルブを前記閉鎖状態にして前記基板保持部に前記基板を保持して当該基板に洗浄液を供給し、前記基板から前記チャンバに流れた前記洗浄液を前記共通排液管から前記切り替えバルブ内に供給して、充填して洗浄する工程である。

本発明では、切り替えバルブの内部の洗浄を容易に実現することができる。

一の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。処理液供給部および処理液排出部を示すブロック図である。切り替えバルブの洗浄の流れを示す図である。処理液供給部および処理液排出部を示すブロック図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す図である。基板処理装置１は、半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、基板９に処理液を供給して処理を行う。図１では、基板処理装置１の構成の一部を断面にて示す。

基板処理装置１は、チャンバ１１と、基板保持部３１と、基板回転機構３３と、カップ部４と、処理液供給部５と、処理液排出部６と、制御ユニット７とを備える。チャンバ１１の内部には、基板保持部３１およびカップ部４等が収容される。制御ユニット７は、基板処理装置１の各構成を制御する。制御ユニット７は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶するＲＯＭおよび各種情報を記憶するＲＡＭ等を含む一般的なコンピュータシステムである。制御ユニット７により、制御部７１および洗浄判断部７２の機能が実現される。換言すれば、制御ユニット７は、制御部７１と、洗浄判断部７２とを備える。

基板保持部３１は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする略円板状の部材である。基板９は、基板保持部３１の上方に配置される。基板９は、チャンバ１１内において水平状態にて基板保持部３１により保持される。基板回転機構３３は、基板保持部３１の下方に配置される。基板回転機構３３は、中心軸Ｊ１を中心として基板９を基板保持部３１と共に回転する。基板回転機構３３は、有蓋略円筒状の回転機構収容部３４の内部に収容される。

処理液供給部５は、基板９に複数種類の処理液を個別に供給する。処理液供給部５は、第１ノズル５１と、第２ノズル５２と、第３ノズル５３とを備える。第１ノズル５１および第２ノズル５２はそれぞれ、基板９の上方から基板９の上側の主面（以下、「上面９１」という。）に向けて処理液を供給する。第１ノズル５１から基板９に処理液の供給が行われている状態では、第２ノズル５２および第３ノズル５３は、基板９の径方向外側へと退避している。第２ノズル５２から基板９に処理液の供給が行われる際には、第１ノズル５１および第３ノズル５３が基板９の径方向外側へと退避し、第２ノズル５２が基板９の上方に位置する。第３ノズル５３は、基板９の上方から基板９の上面９１の周縁領域（すなわち、エッジ部）に向けて処理液を供給する。図１では、第１ノズル５１、第２ノズル５２および第３ノズル５３を、基板９の上方に描いている。図１に例示するように、処理液供給部５は、基板９の下方に配置されて基板９の下側の主面に処理液を供給する下部ノズルも備えてもよい。

カップ部４は、中心軸Ｊ１を中心とする環状の部材であり、基板９および基板保持部３１の周囲に配置される。カップ部４は、上カップ部４１と、下カップ部４２と、カップ移動機構４３とを備える。上カップ部４１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部材である。上カップ部４１は、基板９および基板保持部３１の径方向外側に配置され、基板９および基板保持部３１の側方を全周に亘って覆う。上カップ部４１は、回転中の基板９から周囲に向かって飛散する処理液等を受ける。カップ移動機構４３は、上カップ部４１を上下方向に移動する。上カップ部４１は、図１に示す基板９の周囲の位置である処理位置と、当該処理位置よりも下方の退避位置との間を、カップ移動機構４３により移動する。

下カップ部４２は、中心軸Ｊ１を中心とする有底略円筒状の部材である。下カップ部４２は、上カップ部４１の下方にて回転機構収容部３４の径方向外側に配置される。下カップ部４２は、例えば、回転機構収容部３４の外側面に固定される。下カップ部４２は、上カップ部４１の下部に接続される。具体的には、上カップ部４１の下端部が、下カップ部４２の内部に挿入される。下カップ部４２は、上カップ部４１にて受けられた処理液等を受ける。下カップ部４２の底部には、下カップ部４２にて受けられた処理液等を排出する排液ポート４４が設けられる。排液ポート４４には、処理液等をチャンバ１１の外部へと導く処理液排出部６の共通排液管６１が接続される。共通排液管６１は、排液ポート４４から下方に延びる。共通排液管６１は、例えば、略鉛直下方に延びてもよく、上下方向に対して傾斜しつつ下方に延びてもよい。

図２は、基板処理装置１の処理液供給部５および処理液排出部６を示すブロック図である。図２では、処理液供給部５および処理液排出部６以外の構成も併せて示す。第１ノズル５１は、薬液供給源５４、基板洗浄液供給源５５およびＩＰＡ（イソプロピルアルコール）供給源５６に接続される。第２ノズル５２は、充填剤溶液供給源５７に接続される。第３ノズル５３は、ＩＰＡ供給源５６に接続される。

薬液供給源５４から送出された薬液は、第１ノズル５１を介して基板９の上面９１の中央部に供給される。薬液としては、例えば、フッ酸または水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液等のエッチング液が利用される。基板洗浄液供給源５５から送出された基板洗浄液も、第１ノズル５１を介して基板９の上面９１の中央部に供給される。基板洗浄液としては、例えば、純水（ＤＩＷ：deionized water）や炭酸水が利用される。ＩＰＡ供給源５６から第１ノズル５１へと送出されたＩＰＡは、第１ノズル５１を介して基板９の上面９１の中央部に供給される。

第１ノズル５１の下端には、例えば、薬液用、洗浄液用およびＩＰＡ用の複数の吐出口が設けられており、種類の異なる処理液は、異なる配管および吐出口を介して基板９の上面９１に供給される。処理液供給部５では、例えば、第１ノズル５１に代えて、薬液、洗浄液およびＩＰＡを基板９の上面９１の中央部にそれぞれ供給する複数の処理液ノズルが設けられてもよい。

充填剤溶液供給源５７から第２ノズル５２へと送出された充填剤溶液は、第２ノズル５２を介して基板９の上面９１の中央部に供給される。充填剤溶液としては、例えば、固体の溶質であるポリマーを溶媒に溶かした溶液が利用される。ポリマーが非水溶性である場合、溶媒としては、例えばＩＰＡが利用される。当該ポリマーは、基板９上において溶媒が気化することにより固化し、基板処理装置１とは別の装置において昇華されるものであり、昇華剤とも呼ばれる。また、充填剤溶液は、溶媒とは異なる特定の液体（例えば、水）と混ざることにより、相分離を起こしてゲル状物質となる性質を有する。

ＩＰＡ供給源５６から第３ノズル５３へと送出されたＩＰＡは、第３ノズル５３を介して基板９の上面９１の周縁領域に供給される。

基板処理装置１における基板９の処理は、例えば、薬液処理、洗浄処理、ＩＰＡ置換処理、充填剤充填処理、エッジリンス処理および乾燥処理の順で行われる。具体的には、まず、回転中の基板９に対して第１ノズル５１から薬液が供給されることにより、基板９に対する薬液処理が行われる。続いて、薬液の供給が停止され、回転中の基板９に対して第１ノズル５１から洗浄液が供給されることにより、基板９に対する洗浄処理が行われる。次に、洗浄液の供給が停止され、回転中の基板９に対して第１ノズル５１からＩＰＡが供給されることにより、基板９上の洗浄液がＩＰＡに置換される。

さらに、ＩＰＡの供給が停止され、回転中の基板９に対して第２ノズル５２から充填剤溶液が所定時間だけ供給された後、基板９の回転速度が低下され、基板９の上面９１全体が充填剤溶液により覆われた状態が維持される。これにより、基板９の上面９１上のパターン間に充填剤溶液が充填される。その後、基板９の回転速度が増大され、基板９の上面９１の周縁領域に第３ノズル５３からＩＰＡが供給されることにより、基板９の周縁領域の充填剤溶液を除去するエッジリンス処理が行われる。そして、基板９の回転速度が増大され、基板９の乾燥処理が行われる。上記処理中に基板９上に供給された薬液、洗浄液、ＩＰＡおよび充填剤溶液は、カップ部４により受けられ、排液ポート４４を介して処理液排出部６の共通排液管６１へと排出される。

処理液排出部６は、上述の共通排液管６１に加えて、切り替えバルブ６２と、バルブ洗浄液供給部６３と、液検出部６４とを備える。共通排液管６１は、処理液供給部５から基板９に供給された複数種類の処理液をチャンバ１１の外部へと導く排液管である。切り替えバルブ６２は、チャンバ１１の外部にて共通排液管６１に接続される。切り替えバルブ６２は、共通排液管６１によりチャンバ１１から導かれた複数種類の処理液の送液先を切り替える。

図２に示す例では、切り替えバルブ６２には、３本の送液管６２１ａ，６２１ｂ，６２１ｃが接続されている。切り替えバルブ６２は、３つのバルブ６２ａ，６２ｂ，６２ｃを有する、いわゆる三連バルブである。切り替えバルブ６２では、内蔵されたバルブ６２ａ，６２ｂ，６２ｃを切り替えることにより、共通排液管６１から流入する液体を、３本の送液管６２１ａ，６２１ｂ，６２１ｃの任意のいずれか（複数の送液管が選択されてもよい。）へと導くことができる。また、切り替えバルブ６２のバルブ６２ａ，６２ｂ，６２ｃの全てを閉鎖状態とすることにより、３本の送液管６２１ａ，６２１ｂ，６２１ｃのいずれにも液体を導かず、切り替えバルブ６２内に液体を一時的に貯溜することもできる。切り替えバルブ６２では、例えば、チャンバ１１から排出されたＩＰＡは、図中の最も上側の送液管６２１ａへと導かれる。また、チャンバ１１から排出された充填剤溶液は、図中の上側から２番目の送液管６２１ｂへと導かれる。さらに、チャンバ１１から排出された薬液および基板洗浄液は、図中の最も下側の送液管６２１ｃへと導かれる。

バルブ洗浄液供給部６３は、バルブ洗浄液を切り替えバルブ６２に供給する洗浄液供給部である。バルブ洗浄液は、切り替えバルブ６２の洗浄に利用される洗浄液である。バルブ洗浄液としては、ゲル状物質と化したポリマーを溶かす性質を有する様々な液体が利用されてよい。バルブ洗浄液は、例えば、充填剤溶液の溶媒と同じ液体である。上述の例では、バルブ洗浄液としてＩＰＡが利用される。この場合、バルブ洗浄液は、処理液供給部５から基板９に供給される複数種類の処理液のうち一の処理液と同じである。

液検出部６４は、例えば、共通排液管６１を挟んで向かい合う投光部および受光部を備えた光学センサ、あるいは、共通排液管６１の壁面に取り付けられた静電容量センサ等のセンサを備えており、共通排液管６１上の検出位置におけるバルブ洗浄液の存否を検出する。当該検出位置は、排液ポート４４と切り替えバルブ６２とを接続する共通排液管６１上のいずれの位置であってもよい。好ましくは、液検出部６４による検出位置は、チャンバ１１の外部である。液検出部６４は、例えば、チャンバ１１の外部にて共通排液管６１に取り付けられる。液検出部６４の取り付け位置が、上述の検出位置である。図２に示す例では、バルブ洗浄液供給部６３は、液検出部６４による検出位置と切り替えバルブ６２との間にて、共通排液管６１に接続される。

基板処理装置１では、例えば、充填剤溶液と純水とが混ざって生じたゲル状物質により切り替えバルブ６２が詰まりそうになった場合、制御ユニット７によりバルブ洗浄液供給部６３等が制御され、切り替えバルブ６２の内部の洗浄が行われる。また、切り替えバルブ６２の洗浄は、切り替えバルブ６２が詰まっていない場合であっても、切り替えバルブ６２の詰まり予防のために、定期的に行われてもよい。

以下、切り替えバルブ６２の洗浄の流れについて、図３を参照しつつ説明する。切り替えバルブ６２の洗浄が行われる際には、まず、制御ユニット７の制御部７１により、切り替えバルブ６２が制御され、切り替えバルブ６２のバルブ６２ａ，６２ｂ，６２ｃの全てが閉鎖状態とされる（ステップＳ１１）。また、制御部７１により液検出部６４が制御されることにより、液検出部６４による液体の検出が開始される。

続いて、制御部７１によりバルブ洗浄液供給部６３が制御されることにより、閉鎖状態の切り替えバルブ６２に対するバルブ洗浄液の供給が開始される。バルブ洗浄液供給部６３から供給されるバルブ洗浄液は、切り替えバルブ６２内に充填される（ステップＳ１２）。切り替えバルブ６２内がバルブ洗浄液により満たされると、バルブ洗浄液は、共通排液管６１に貯溜される。共通排液管６１では、バルブ洗浄液の供給に伴い、バルブ洗浄液の液面が、切り替えバルブ６２から液検出部６４に向かって移動する（すなわち、上昇する）。

そして、液検出部６４により、検出位置におけるバルブ洗浄液の存在が検出されることにより、切り替えバルブ６２内へのバルブ洗浄液の充填が間接的に確認される（ステップＳ１３）。基板処理装置１では、例えば、液検出部６４によりバルブ洗浄液の存在が検出された際に、制御部７１によりバルブ洗浄液供給部６３が制御され、バルブ洗浄液の供給が停止される。あるいは、バルブ洗浄液供給部６３によるバルブ洗浄液の供給開始から所定時間を計時するタイマ（図示省略）を設け、当該所定時間の経過後にバルブ洗浄液の供給が停止され、液検出部６４にてバルブ洗浄液の存在が検出されることにより、切り替えバルブ６２内へのバルブ洗浄液の充填が確認されてもよい。換言すれば、閉鎖状態の切り替えバルブ６２にバルブ洗浄液を供給し始めてからの経過時間を計測するタイマが設けられ、制御部７１が、当該タイマによる所定時間の計測後に切り替えバルブ６２側へのバルブ洗浄液の供給を停止する。このような制御を追加、併用することにより、洗浄液が存在するにもかかわらず液検出部６４が誤って洗浄液を検出できなかった等の場合であっても、洗浄液を供給し続けて無駄にすることを防止することができる。なお、バルブ洗浄液の供給開始から当該所定時間の経過前に液検出部６４がバルブ洗浄液を検出した場合、制御部７１によりバルブ洗浄液供給部６３が制御され、バルブ洗浄液の供給が停止される。

基板処理装置１では、切り替えバルブ６２内にバルブ洗浄液が充填された状態が維持されることにより、切り替えバルブ６２の洗浄が行われる。そして、ステップＳ１３から所定時間の経過後、切り替えバルブ６２が開放され、切り替えバルブ６２内および共通排液管６１内のバルブ洗浄液が排出される（ステップＳ１４）。バルブ洗浄液は、例えば、充填剤溶液が導かれる図中の最も下側の送液管６２１ｃから排出される。

基板処理装置１では、バルブ洗浄液が充填された切り替えバルブ６２が開放された後、制御ユニット７の洗浄判断部７２により、液検出部６４からの出力に基づいて、切り替えバルブ６２の洗浄結果の良否が判断される（ステップＳ１５）。具体的には、ステップＳ１４における切り替えバルブ６２の開放から所定時間の経過後に、検出位置におけるバルブ洗浄液の存否を示す情報が、液検出部６４から洗浄判断部７２へと送られる。当該所定時間は、切り替えバルブ６２が正常に機能している場合に、バルブ洗浄液が検出位置よりも下方に（すなわち、切り替えバルブ６２側に）移動するために必要な時間以上の時間に設定される。

切り替えバルブ６２の開放から当該所定時間の経過後、液検出部６４によりバルブ洗浄液の存在が検出されない場合、洗浄判断部７２は、切り替えバルブ６２内のバルブ洗浄液が正常に排出されたと判断し、切り替えバルブ６２の洗浄が好適に終了したと判断する。一方、切り替えバルブ６２の開放から当該所定時間の経過後であっても、液検出部６４がバルブ洗浄液の存在を検出した場合、洗浄判断部７２は、切り替えバルブ６２内のバルブ洗浄液が正常に排出されていないと判断し、切り替えバルブ６２の洗浄が不良であると判断する。

以上に説明したように、基板処理装置１は、チャンバ１１と、基板保持部３１と、処理液供給部５と、共通排液管６１と、切り替えバルブ６２と、バルブ洗浄液供給部６３と、液検出部６４とを備える。基板保持部３１は、チャンバ１１内において基板９を保持する。処理液供給部５は、基板９に複数種類の処理液を個別に供給する。共通排液管６１は、基板９に供給された複数種類の処理液をチャンバ１１の外部へと導く。切り替えバルブ６２は、チャンバ１１の外部にて共通排液管６１に接続され、当該複数種類の処理液の送液先を切り替える。バルブ洗浄液供給部６３は、切り替えバルブ６２にバルブ洗浄液を供給する。液検出部６４は、共通排液管６１上の検出位置におけるバルブ洗浄液の存否を検出する。これにより、上述のように、切り替えバルブ６２の内部の洗浄を容易に実現することができる。

また、制御部７１により、切り替えバルブ６２、バルブ洗浄液供給部６３および液検出部６４が制御されることにより、閉鎖状態の切り替えバルブ６２にバルブ洗浄液が供給され、切り替えバルブ６２内へのバルブ洗浄液の充填が確認される。これにより、切り替えバルブ６２にバルブ洗浄液を確実に充填することができ、その結果、切り替えバルブ６２の内部の洗浄をさらに容易に実現することができる。

バルブ洗浄液供給部６３は、上記検出位置と切り替えバルブ６２との間にて共通排液管６１に接続される。これにより、バルブ洗浄液供給部６３から切り替えバルブ６２へと供給される途上のバルブ洗浄液が液検出部６４により検出されることを防止することができる。このため、切り替えバルブ６２へのバルブ洗浄液の供給中に液検出部６４を停止する必要がない。その結果、切り替えバルブ６２の洗浄工程を簡素化することができる。

上述のように、基板処理装置１では、液検出部６４によりバルブ洗浄液の存在が検出された際に、バルブ洗浄液供給部６３が、バルブ洗浄液の供給を停止する。これにより、バルブ洗浄液の過剰供給を防止することができる。また、バルブ洗浄液は、処理液供給部５から供給される複数種類の処理液のうちの一の処理液と同じである。これにより、基板処理装置１における液体の供給機構を簡素化することができる。

基板処理装置１は、バルブ洗浄液が充填された切り替えバルブ６２が開放された後、液検出部６４からの出力に基づいて切り替えバルブ６２の洗浄結果を判断する洗浄判断部７２をさらに備える。洗浄判断部７２は、切り替えバルブ６２の開放から所定時間の経過後に液検出部６４がバルブ洗浄液の存在を検出した場合、切り替えバルブ６２の洗浄が不良であると判断する。これにより、上述のステップＳ１５において、切り替えバルブ６２の洗浄結果を自動的に判断することができる。

ステップＳ１５では、上記とは異なる方法で洗浄結果の良否が判断されてもよい。例えば、液検出部６４として、共通排液管６１上の検出位置におけるバルブ洗浄液の液面の移動速度を測定可能なものが設けられ、バルブ洗浄液が充填された切り替えバルブ６２が開放された後、検出位置におけるバルブ洗浄液の液面の下向きの移動速度（すなわち、切り替えバルブ６２へと向かう方向への移動速度）が、液検出部６４から洗浄判断部７２へと送られる。

そして、液検出部６４により測定されたバルブ洗浄液の液面の移動速度が、予め設定された閾値速度よりも低い場合、洗浄判断部７２は、切り替えバルブ６２内のバルブ洗浄液が正常に排出されていないと判断し、切り替えバルブ６２の洗浄が不良であると判断する。当該閾値速度は、例えば、切り替えバルブ６２が正常に機能している場合に、バルブ洗浄液の液面が下向きに移動する速度、あるいは、当該速度よりも僅かに遅い速度である。一方、液検出部６４により測定されたバルブ洗浄液の液面の移動速度が当該閾値速度以上である場合、洗浄判断部７２は、切り替えバルブ６２内のバルブ洗浄液が正常に排出されていると判断し、切り替えバルブ６２の洗浄が好適に終了したと判断する。

このように、基板処理装置１では、液検出部６４により測定されたバルブ洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低い場合に、洗浄判断部７２により切り替えバルブ６２の洗浄が不良であると判断されるため、切り替えバルブ６２の洗浄結果を自動的に判断することができる。また、切り替えバルブ６２からバルブ洗浄液が排出されるようになったとしても、正常な流量で排出できていない場合、切り替えバルブ６２の洗浄が不良であると判断することができる。

基板処理装置１では、バルブ洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低く、洗浄判断部７２が切り替えバルブ６２の洗浄が不良であると判断した場合、制御部７１による制御により、切り替えバルブ６２が再び閉鎖状態とされ、バルブ洗浄液供給部６３が、切り替えバルブ６２にバルブ洗浄液を供給して充填する。そして、切り替えバルブ６２内にバルブ洗浄液が充填された状態が維持されることにより、切り替えバルブ６２の洗浄が再び行われる。このように、基板処理装置１では、切り替えバルブ６２の洗浄が不良であると判断された場合、切り替えバルブ６２の洗浄を繰り返し行うことができる。

上述の基板処理装置１では、様々な変更が可能である。

例えば、上述の実施の形態では、切り替えバルブ６２を閉鎖状態とするために、切り替えバルブ６２のバルブ６２ａ，６２ｂ，６２ｃの全てを閉鎖状態としているが、これには限定されない。例えば、図４に示すように、送液管６２１ｂ上に単独のバルブ６２２を設け、バルブ６２においてバルブ６２ａ，６２ｃを閉鎖するとともにバルブ６２ｂを閉鎖せず、バルブ６２ｂに代えてバルブ６２２を閉鎖することによっても、バルブ６２の上述と同様の閉鎖状態を実現することができ、同様の作用効果を奏する。

また、バルブ洗浄液供給部６３は、液検出部６４の検出位置と排液ポート４４との間にて共通排液管６１に接続されてもよい。あるいは、バルブ洗浄液供給部６３は、共通排液管６１には接続されず、カップ部４内にバルブ洗浄液を供給することにより、カップ部４、排液ポート４４および共通排液管６１を介して、切り替えバルブ６２にバルブ洗浄液を供給してもよい。

基板処理装置１では、洗浄判断部７２は必ずしも設けられる必要はない。例えば、制御ユニット７から洗浄判断部７２が省略され、洗浄終了後に切り替えバルブ６２を開放した際に、切り替えバルブ６２からのバルブ洗浄液の排出状態を作業者が目視し、作業者により切り替えバルブ６２の洗浄結果が判断されてもよい。

基板処理装置１では、処理液供給部５から基板９に供給される複数種類の処理液は、上述の例には限定されず、様々に変更されてよい。また、バルブ洗浄液供給部６３から切り替えバルブ６２に供給されるバルブ洗浄液も、様々に変更されてよい。例えば、上記複数種類の処理液に、混ざることにより析出物を生じる酸性処理液およびアルカリ性処理液が含まれてもよい。この場合、バルブ洗浄液として、当該析出物を溶かす液体が利用される。

基板処理装置１では、バルブ洗浄液供給部６３からのバルブ洗浄液以外の液体が、洗浄液として切り替えバルブ６２に供給されてもよい。例えば、上述のエッジリンス処理において、切り替えバルブ６２を閉鎖状態とした後に、基板保持部３１に保持されている基板９上にＩＰＡ供給源５６から第３ノズル５３を介してＩＰＡが供給される。そして、基板９からチャンバ１１に流れたＩＰＡが、共通排液管６１から閉鎖状態の切り替えバルブ６２内に供給されて充填されることにより、切り替えバルブ６２の洗浄が行われてもよい。この場合、第３ノズル５３は、切り替えバルブ６２に洗浄液を供給する洗浄液供給部でもある。また、この場合、バルブ洗浄液供給部６３は、上述の第３ノズル５３からの洗浄液の供給と並行して、同時に洗浄液を供給してもよく、あるいは、基板処理装置１から省略されてもよい。

また、基板処理装置１では、液検出部６４として、共通排液管６１上の検出位置におけるバルブ洗浄液の存否を検出するものを使用しているが、液検出部６４は、バルブ洗浄液の在否を検出するだけでなく、共通排液管６１上の検出位置における処理液や洗浄液の汚れ、および／または、共通排液管６１上の検出位置における内面の汚れを検出する汚れ検出部としても機能してよい。例えば、液検出部６４として用いられる光学センサに、液の存否を検出する第１の閾値と、液の汚れを検出する第２の閾値とが設定される。この場合、液検出部６４は汚れ検出部としての機能を有し、汚れ検出部を兼用することになる。当該構成により、基板９の処理中において共通排液管６１内の処理液や洗浄液の汚れ、あるいは、共通排液管６１の内面の汚れの程度がひどくなり、共通排液管６１や切り替えバルブ６２に詰まりが生じる懸念が高くなったときに、その汚れの程度を検出し、その検出結果をトリガーにして、上述した切り替えバルブ６２の洗浄を開始することができる。その結果、切り替えバルブ６２に詰まりが生じる前に洗浄動作を行い、詰まりの発生を事前に防止することができる。基板処理装置１では、上述の汚れを検出する汚れ検出部が、液検出部６４とは別に設けられることも好ましい。当該構成によっても、上記と同様の作用効果を奏する。

上述の基板処理装置１は、半導体基板以外に、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、ＦＥＤ（field emission display）等の表示装置に使用されるガラス基板の処理に利用されてもよい。あるいは、上述の基板処理装置１は、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、フォトマスク用基板、セラミック基板および太陽電池用基板等の処理に利用されてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１基板処理装置
５処理液供給部
９基板
１１チャンバ
３１基板保持部
６１共通排液管
６２切り替えバルブ
６３バルブ洗浄液供給部
６４液検出部
７１制御部
７２洗浄判断部
９１（基板の）上面
Ｊ１中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１５ステップ

Claims

基板を処理する基板処理装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、
前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、
前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、
前記チャンバの外部にて前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、
前記切り替えバルブに洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存否を検出する液検出部と、
前記切り替えバルブ、前記洗浄液供給部および前記液検出部を制御することにより、前記洗浄液を、前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに供給して前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填し、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認するとともに、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブを開放する制御部と、
前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブが開放された後、前記液検出部からの出力に基づいて前記切り替えバルブの洗浄結果を判断する洗浄判断部と、
を備え、
前記切り替えバルブの開放から所定時間の経過後に前記液検出部が前記洗浄液の存在を検出した場合、前記洗浄判断部は、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断することを特徴とする基板処理装置。
基板を処理する基板処理装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、
前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、
前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、
前記チャンバの外部にて前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、
前記切り替えバルブに洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存否を検出する液検出部と、
前記切り替えバルブ、前記洗浄液供給部および前記液検出部を制御することにより、前記洗浄液を、前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに供給して前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填し、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認するとともに、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブを開放する制御部と、
前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブが開放された後、前記液検出部からの出力に基づいて前記切り替えバルブの洗浄結果を判断する洗浄判断部と、
を備え、
前記液検出部が、前記共通排液管上の前記検出位置における前記洗浄液の液面の移動速度を測定可能であり、
前記液検出部により測定された前記洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低い場合、前記洗浄判断部は、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断することを特徴とする基板処理装置。
請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記洗浄判断部が前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断した場合、前記制御部による制御により、前記切り替えバルブが前記閉鎖状態とされ、前記洗浄液供給部が、前記切り替えバルブに前記洗浄液を供給して充填することを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記洗浄液供給部が、前記検出位置と前記切り替えバルブとの間にて前記共通排液管に接続されることを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記液検出部により前記洗浄液の存在が検出された際に、前記洗浄液供給部が、前記洗浄液の供給を停止することを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記閉鎖状態の前記切り替えバルブに前記洗浄液を供給し始めてからの経過時間を計測するタイマをさらに備え、
前記制御部は、前記タイマによる所定時間の計測後に前記切り替えバルブ側への前記洗浄液の供給を停止することを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記洗浄液が、前記複数種類の処理液のうちの一の処理液と同じであることを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記共通排液管上の検出位置における液または内面の汚れを検出する汚れ検出部をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、を備え、前記基板を処理する基板処理装置の洗浄方法であって、
ａ）前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程と、
ｂ）前記ａ）工程の後に、前記切り替えバルブを開放する工程と、
ｃ）前記ｂ）工程から所定時間の経過後に、前記共通排液管上の検出位置において前記洗浄液の存在が検出された場合、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する工程と、
を備えることを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、を備え、前記基板を処理する基板処理装置の洗浄方法であって、
ａ）前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程と、
ｂ）前記ａ）工程の後に、前記切り替えバルブを開放する工程と、
ｄ）前記ｂ）工程の後に、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の液面の移動速度を測定し、前記洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低い場合、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する工程と、
を備えることを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
請求項１０に記載の基板処理装置の洗浄方法であって、
ｅ）前記ｄ）工程において前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断された場合、前記切り替えバルブを前記閉鎖状態として前記洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程をさらに備えることを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
請求項９ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置の洗浄方法であって、
前記ａ）工程が、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存在を検出することにより、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認する工程を含むことを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
請求項９ないし１２のいずれかに記載の基板処理装置の洗浄方法であって、
前記ａ）工程は、前記切り替えバルブを前記閉鎖状態にして前記基板保持部に前記基板を保持して当該基板に洗浄液を供給し、前記基板から前記チャンバに流れた前記洗浄液を前記共通排液管から前記切り替えバルブ内に供給して、充填して洗浄する工程であることを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。