JP6669560B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
上記の目的を達成するための請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載の基板処理装置であって、 前記第2流路が循環流路であることを特徴とする。
上記の目的を達成するための請求項4記載の発明は、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、前記フィードバック・オンオフ切替により、(A)前記第2開閉バルブにおいて前記開状態が開始してから前記閉状態に切り替わるまでの少なくとも一部の期間をフィードバック・オフ状態とし、かつ、(B)前記第2開閉バルブにおいて前記閉状態が開始してから前記開状態に切り替わるまでの少なくとも一部の期間をフィードバック・オン状態とする、ようにフィードバック制御を実行することを特徴とする。
有する部分に同じ符号が付され、下記説明では重複説明が省略される。また、各図面は模式的に示されたものである。また、図面を援用した実施形態の説明において、紙面の上下方向は基板処理装置1における鉛直方向に対応する。
<基板処理装置1の構成>
図1は、第1実施形態に係る基板処理装置1の構成を示す模式的な側面図である。
図1を参照して第1の実施形態にかかる基板処理装置1の構成について説明する。
基板処理装置1における処理室C1の構成について説明する。
処理室C1では、基板Wに処理液を吐出するなどの基板処理が行われる。処理室C1には、基板Wを保持回転するためのスピンチャック50が設置されている。スピンチャック50は、略円板形状のスピンベース51と、スピンベース51の下方に連結された円柱状の支軸52と、支軸52と連結するスピンベース回転機構53を備える。
当該ノズルN1は、スピンベース55に載置された基板Wの所定位置へと処理液を吐出可能となるようにスピンベース55の上方に固定配置されても良い。また、基板処理装置1において、基板Wの上方にてノズルN1を平行移動させつつ処理液を吐出するスキャン吐出が必要とされる場合には、基板処理装置1において、ノズルN1を移動させるため、ノズルN1と連結したアーム62と、アーム62と連結した図示しないアーム移動機構60とを有する構成としても良い。こうしたアーム移動機構60(図示しない)は可動部61を備えており、稼働部61は例えばノズルN1を基板Wの主面に平行に揺動可能とするための軸回転機構61Aを備えている。加えて、可動部61は、ノズルN1を、スピンベース51に対して上下移動させるための上下移動機構61Bを備えている。可動部61は、ノズルN1をアーム62の長軸方向に前後させるための図示しない前後移動機構61Cを、軸回転機構61Aの代わりに、または軸回転機構61Aに加えて備えている構成としても良い。
基板処理装置1における処理液供給機構FU1の構成について説明する。
処理液供給機構FU1により、タンクT1から汲み上げた処理液が、流量や温度を調節・制御された上でノズルN1を通じて基板Wへと吐出される。
タンクT1は、処理液を貯留する。処理液の種類は、基板Wの処理の目的等に応じて貯留される。例えば、基板Wのエッチングに用いる処理液としては、HCL、HF、H2SO4、燐酸などの酸性の薬液、基板Wの洗浄に用いる処理液としては、SC1、SC2、各種弱アルカリ性薬液や、純水などのリンス液が例として挙げられる。
流路F1は、タンクT1に接続し、流路F1を流通する処理液を加熱するためのヒータH1、タンクT1から処理液を汲み上げるためのポンプP1が流路F1上に設置されている。
図2は、第1実施形態に係る基板処理装置1の構成と制御機構との関係を示す模式的な側面図である。図2を参照して、基板処理装置1における記憶部7と制御機構8について説明する。
フィードバックは、本実施形態1においては流量制御について実行されるが、ヒータ制御などに用いても良い。
引き続き、図2を参照し、フィードバック制御のオンオフ切替について説明する。
本実施形態1においては、流路F1における流量調整バルブAV1のバルブ開度のフィードバック制御を、所定の条件下において、オフ状態とする。つまり、流路F1の流量制御について、フィードバック・オフ状態とフィードバック・オン状態の切替を実行する。
この切替を実現するための記憶部7および制御機構8の構成等について詳しく説明する。
図3は、第1実施形態に係る基板処理装置1におけるフィードバックのオンオフ切替を説明するためのタイムチャート例である。図3を参照し、フィードバックのオンオフ切替の動作例を説明する。当該タイムチャートには、流路F1上の開閉バルブFV1及び流路F2上の開閉バルブFV2の開閉状態の変化、ならびに、流路F1上の調整バルブAV1の開度のフィードバック制御についてのオンオフ状態の変化を時系列で示している。
フィードバック・オフ状態への切替は、開閉バルブFV1が閉状態かつ開閉バルブFV2が開状態となったときから所定時間DT1経過した後に行われる。当該所定時間DT1の値は、記憶部8に格納されたオンオフ切替パラメータで指定される。このタイムチャート例においては、DT1>0としており、t2の時点ではまだフィードバック・オフ状態への切替は行われない。よって、t2時点においては、フィードバック制御は引き続きオン状態である。
加えて、開閉バルブFV1が閉状態かつ開閉バルブFV2が開状態となったときから所定時間DT1経過している。従って、t3時点において、フィードバック・オン状態からオフ状態への切替が行われる。フィードバック・オフ状態においては、流量計M1で測定された流量値に基づくフィードバック制御信号は調整バルブAV1に送信されない。このため、フィードバック・オフ状態において、流路F1を流れる処理液の流量が変化しても調整バルブAV1のバルブ開度は変化しない。
なお、記憶部7に調整バルブAV1の開度情報を含めたフィードバックオフ時の制御パラメータを格納させておき、フィードバックオフ状態において、当該制御パラメータを調整バルブAV1に送信することにより調整バルブAV1のバルブ開度を調整しても良い。バルブ開度は実験的に予め求めておく。フィードバック制御では無いため、動的な制御はできないが、調整バルブAV1のバルブ開度調整の頻度が少ないため、バルブの消耗が少ない。
この時点では、フィードバック・オフ状態からオン状態への切替は行われない。
その一方、開閉バルブFV1が閉状態かつ開閉バルブFV2が開状態となったとき(t2)から所定時間DT2経過している。この場合、フィードバック・オフ状態からオン状態への切替が行われる。所定時間DT2は0より大きく、かつ、DT1より大きな値が設定される。
t5時点から、流量計M1で測定された流量値に基づき、調整バルブAV1のバルブ開度がフィードバック制御される。
図4は、第1実施形態に係る基板処理装置1の処理工程を説明するためのフローチャートである。以下、図1の側面図及び図4のフローチャートを参照し、第1実施形態に係る第1実施形態に係る基板処理装置1の動作例について説明する。
STEP1では、図示しない搬送機構により基板Wが処理室C1内に搬入される。
搬送機構としては、例えば、基板をピックアップするハンド部及びハンド部を3次元移動可能な駆動部を備えた基板搬送用のロボットハンドが用いられる。
STEP2では、基板Wを処理室C1内に搬入するのと並行して、複数のチャックピン55が開状態となる。チャックピン55の開閉は、チャックピン55と接続するチャックピン移動機構54により行われる。
次に、複数のチャックピン55を閉状態とする。これにより、チャックピン55の当接面55Bがスピンベース51の径方向内側に向けて接触し、基板Wの保持動作が完了する。
基板Wが保持された後、スピンベース回転機構53は支軸52及びこれに接続するスピンベース51をレシピに規定された所定の回転数で回転させる。
STEP1〜2と並行し、STEP3が実行される。
STEP3では、処理液の吐出前の準備作業として、処理液供給機構FU1で処理液を加温しつつ内部循環させる。
STEP3の段階でフィードバック・オフ状態が維持される。その主な理由は、(1)処理液供給機構FU1を立ち上げる際は、ポンプP1を稼働開始した直後は、処理液流量が激しく変動するため、フィードバック制御が困難である一方で、(2)STEP3の段階では処理液が内部循環していることである。フィードバックを意図的にオフ状態とすることで、好適に流量制御を行い、同時にバルブの消耗を防ぐことができる。
STEP4では、ノズルN1は、スピンチャック50に隣接して配置される図示しないアーム62に連結する。アーム62は図示しないアーム移動機構60に連結する。アーム移動機構60は、例えば軸回転機構61A及び上下移動機構61Bを備えており、ノズルN1をスピンベース51の上方で平行移動させることや、ノズルN1をスピンチャック55に隣接する退避位置に移動させることが可能である。
STEP5では、基板Wへの処理液の吐出が開始される。
STEP5の開始タイミング、持続時間、処理液の流量、処理液の温度等の情報は、処理工程を規定するレシピと共に記憶部7に格納されている。制御機構8は、これら情報に基づきSTEP5を実行する。
P1で汲み上げられた処理液が再び流路F2へと流入する循環状態が終了し、ノズルN1の先端から基板Wの主面へと処理液が吐出される吐出状態が開始する。
逆に、フィードバック・オン状態からフィードバック・オフ状態への切替は、開閉バルブFV1が閉状態かつ開閉バルブFV2が開状態となったときから所定時間DT1経過した後に行われる。当該所定時間DT1の値は、記憶機構8に格納されており、0以上の値をとる。
STEP6では、基板Wへの処理液の吐出が停止される。
STEP7では、ノズルN1を退避位置に移動する。
なお、ノズルN1からの処理液の吐出は、STEP6において既に停止されている。
STEP7においては、アーム移動機構60(図示しない)を動作させることにより、ノズルN1が基板Wの主面の上方から、スピンチャック50に隣接する退避位置へと移動される。
STEP8では、先ず、基板Wの回転を停止させる。すなわち、制御機構8の制御により、スピンベース回転機構53が回転を停止し、スピンベース回転機構53に連結する支軸52及びこれに連結するスピンベース51もまた回転を停止する。スピンベース51と一体的に回転する複数のチャックピン55及びこれらチャックピン55により保持される基板Wもまた回転を停止する。
STEP9では、搬送機構(図示しない)が、処理室C1に入り、基板Wをチャックピン55から受け取る。例えば、搬送機構として、水平保持部を備えたハンド部を有する搬送機構の場合、当該ハンド部がチャックピン55の載置部55Aに載置された基板Wの下面とスピンベース51の上面との間に侵入した後、当該ハンド部が上昇されることにより、基板Wがチャックピン55の載置部55Aから当該ハンド部に受け渡される。
搬送機構は、基板Wを保持したまま、処理室C1外へと退出する。これにより、基板Wの搬出が終了する。
本発明にかかる装置およびその動作の実施形態については、様々な変形例が可能である。
以下、実施形態の変形例について説明する。
図5は、第2実施形態に係る基板処理装置1の構成を示す模式的な側面図である。
第2実施形態について図5を参照して説明する。
第2実施形態と第1実施形態との主な違いは、第1実施形態では処理液供給機構FU1で扱う処理液が1種類であったのに対して、第2実施形態においては処理液供給機構FU1で扱う処理液が複数種類(3種類)であることである。このため、第2実施形態における処理液供給機構FU1は、第1実施形態の構成に加えて、タンクT2とこれに接続する流路F3、流路F3上に設置されたポンプP2、流量計M3、調節バルブAV3、開閉バルブFV3を備える。更に、第2実施形態における処理液供給機構FU1は、第1実施形態の構成に加えて、タンクT3とこれに接続する流路F4、流路F4上に設置されたポンプP3、流量計M4、調節バルブAV4、開閉バルブFV4を備える。更に、第2実施形態における処理液供給機構FU1は、流路F1,F3,F4からの処理液を混合するミックスバルブMV1を備える。
第2実施形態においても、第1実施形態で説明したのと同様に、調整バルブのフィードバックを行い、かつ、所定の切替条件に応じて当該フィードバック制御のオンオフ切替を実行することが可能である。
このように、第2実施形態においても、第1実施形態で説明した方法に従い、フィードバックのオンオフ切替を実行することが可能である。
図6は、第3実施形態に係る基板処理装置1の構成を示す模式的な側面図である。
第3実施形態について図6を参照して説明する。
フィードバックオフ状態からフィードバックオン状態への切替は、開閉バルブFV11が開状態となったとき、または開閉バルブFV11が閉状態となったときから所定時間DT2経過した後に行われる。換言すると、ここでの切替条件では、原則として、タンクT11に貯留されている処理液が流通したときには、フィードバック制御が必要と判断し、フィードバックをオン状態に切り替える。
図7は、第4実施形態に係る基板処理装置1の構成を示す模式的な側面図である。
第4実施形態について図7を参照して説明する。
図1に例示される第1実施形態と、図7に例示される第4実施形態との主な違いは、後者では処理室が複数(図7の場合、2つ)備えられてある点である。
第4実施形態においては、処理室C100についての制御と、処理室C200についての制御は、従って、処理室C100、処理室C200それぞれについて、第1実施形態にて説明したのと同様な処理動作が実行される。
7 記憶部
8 制御機構
50 スピンチャック
51 スピンベース
52 支軸
53 スピンベース回転機構
54 チャックピン移動機構
55 チャックピン
55A チャックピンの載置面
55B チャックピンの当接面
AV1 調節バルブ
AV2 調節バルブ
AV3 調節バルブ
AV4 調節バルブ
AV11 調節バルブ
AV12 調節バルブ
AV13 調節バルブ
AV101 調節バルブ
AV201 調節バルブ
AX スピンベースの回転軸
BP 分岐点
BP100 分岐点
BP200 分岐点
C1 処理室
C100 処理室
C200 処理室
F1 流路
F2 流路
F3 流路
F4 流路
F11 流路
F12 流路
F13 流路
F101 流路
F102 流路
F201 流路
F202 流路
FU1 処理液供給機構
FU100 処理液供給機構
FU200 処理液供給機構
FV1 開閉バルブ
FV2 開閉バルブ
FV3 開閉バルブ
FV4 開閉バルブ
FV11 開閉バルブ
FV12 開閉バルブ
FV13 開閉バルブ
FV101 開閉バルブ
FV102 開閉バルブ
FV201 開閉バルブ
FV202 開閉バルブ
H1 ヒータ
M1 流量計
M100 流量計
M200 流量計
MV1 ミックスバルブ
N1 ノズル
P1 ポンプ
P2 ポンプ
P3 ポンプ
P11 ポンプ
P12 ポンプ
P13 ポンプ
T1 タンク
T2 タンク
T3 タンク
T11 タンク
T12 タンク
T13 タンク
W 基板
W100 基板
W200 基板
Claims (14)
- 基板の主面に処理液を吐出する基板処理装置であって、
基板に処理液を吐出するノズルに接続された第1流路と、
前記第1流路に設けられる第1開閉バルブと、
前記第1流路の流量を測定する流量計と、
前記第1流路に介挿され、前記第1流路の流量を調整する流量調整バルブと、
前記第1流路上の分岐点で分岐する第2流路と、
前記第2流路に介挿され、開状態と閉状態に切替可能な第2開閉バルブと、
前記流量計、前記流量調整バルブ、前記第1開閉バルブ、前記第2開閉バルブを制御可能な制御部と、を備えており、
前記制御部は、前記流量計による流量測定値に基づいて前記流量調整バルブにフィードバック制御を適用可能であり、
前記制御部は、前記第1流路または前記第2流路の流路状態が所定の切替条件を充足した場合に、フィードバック制御が前記流量調整バルブに適用されるオン状態と、フィードバック制御が前記流量調整バルブに適用されないオフ状態とを切り替えるフィードバック・オンオフ切替を実行し、フィードバック・オン状態からフィードバック・オフ状態への切替が、前記第2開閉バルブが開状態であり、かつ、前記第1開閉バルブが閉状態となったときから0より大きな所定時間DT1経過後に行われる、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、
フィードバック・オフ状態からフィードバック・オン状態への切替が、前記第2開閉バルブが開状態であり、かつ、前記第1開閉バルブが閉状態となったときから、前記DT1より大きな所定時間DT2経過後に行われ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、
前記第2流路が循環流路であ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、
前記フィードバック・オンオフ切替により、
(A)前記第2開閉バルブにおいて前記開状態が開始してから前記閉状態に切り替わるまでの少なくとも一部の期間をフィードバック・オフ状態とし、かつ、
(B)前記第2開閉バルブにおいて前記閉状態が開始してから前記開状態に切り替わるまでの少なくとも一部の期間をフィードバック・オン状態とする、
ようにフィードバック制御を実行することを特徴とする、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、
前記フィードバック・オンオフ切替が、前記第2開閉バルブの開閉状態に基づき行われ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、
フィードバック・オン状態からフィードバック・オフ状態への切替が、前記第2開閉バルブが開状態であるときに行われ、
フィードバック・オフ状態からフィードバック・オン状態への切替が、前記第2開閉バルブが開状態であるときに行われることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
フィードバック・オン状態からフィードバック・オフ状態への切替が、前記第1開閉バルブが閉状態であり、かつ、前記第2開閉バルブが開状態であるときに行われ、
フィードバック・オフ状態からフィードバック・オン状態への切替が、前記第1開閉バルブが閉状態であり、かつ、前記第2開閉バルブが開状態であるときに行われることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記分岐点が前記第1開閉バルブの上流にあることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記分岐点が前記第1開閉バルブの下流にあることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至9のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記分岐点が前記流量計の下流にあることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至9のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記分岐点が前記流量計の上流にあることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至11のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記分岐点が混合バルブであることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至12のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
前記流量調整バルブがニードルバルブであることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1乃至13のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、
フィードバック・オフ状態において、既定のバルブ開度となるように前記流量調整バルブを制御することを特徴とする、基板処理装置。
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