JP6708508B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Description
それを実現するべく、具体的には、処理ユニットを、回収空間からの液を排液(たとえば廃棄)するための排液配管と、前記回収空間を流通する液の流通先を、前記回収配管と前記排液配管とで切り換える切り換えユニットとをさらに備える構成にし、かつ、処理ユニットの処理条件を定めたレシピにおいて、長期間に亘る休止後の薬液供給の再開時に、前記回収空間に導かれる液を排液させる旨の指示を行うことが考えられる。このような指示がレシピに定められていると、処理ユニットは、回収空間に導かれる液が前記排液配管に導かれるような排液動作を行う。
そこで、この発明の目的は、変質薬液を含まない薬液を用いて基板を処理することができ、かつ薬液の消費量の低減をより一層図ることができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置は、前記薬液供給工程における薬液供給の条件を定めた薬液供給レシピを記憶するレシピ記憶部をさらに含む。そして、前記排液工程は、前記切り換えユニットを前記回収導出状態に制御すべき旨が前記薬液供給レシピにおいて指示されていても、その指示を無視して、前記切り換えユニットを前記排液導出状態に制御する工程を含む。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置は、前記薬液供給工程における薬液供給の条件を定めた薬液供給レシピを記憶するレシピ記憶部をさらに含む。そして、前記回収工程は、前記切り換えユニットを前記回収導出状態に制御すべき旨が指示された第1の薬液供給レシピを、前記薬液供給レシピとして前記レシピ記憶部に記憶させることに基づいて実行される。また、前記排液工程は、前記切り換えユニットを前記排液導出状態に制御すべき旨が指示された第2の薬液供給レシピを、前記薬液供給レシピとして前記レシピ記憶部に記憶させることに基づいて実行される。
この方法によれば、前記切り換えユニットが前記排液導出状態に制御されている期間の累積が予め定める第2の期間に達すると、切り換えユニットは回収導出状態に切り換えられる。
この発明の一実施形態では、前記排液工程は、複数の前記薬液供給工程に跨って実行可能に設けられている。
この方法によれば、薬液供給工程の期間の長短にかかわらず、切り換えユニットが排液導出状態に保持されている期間を一定に保つことが可能である。
図1は、この発明の第1の実施形態に係る基板処理装置1の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。基板処理装置1は、半導体ウエハなどの円板状の基板Wを、処理液や処理ガスによって一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、処理液を用いて基板Wを処理する複数の処理ユニット2と、処理ユニット2で処理される複数枚の基板Wを収容するキャリヤCが載置されるロードポートLPと、ロードポートLPと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する搬送ロボットIRおよびCRと、基板処理装置1を制御する制御装置3とを含む。搬送ロボットIRは、キャリヤCと基板搬送ロボットCRとの間で基板Wを搬送する。基板搬送ロボットCRは、搬送ロボットIRと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する。複数の処理ユニット2は、たとえば、同様の構成を有している。
図2に示すように、処理ユニット2は、内部空間を有する箱形のチャンバ4と、チャンバ4内で一枚の基板Wを水平な姿勢で保持して、基板Wの中心を通る鉛直な回転軸線A1まわりに基板Wを回転させるスピンチャック5と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面(表面)に薬液を供給するための薬液供給ユニット6と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面(表面)にリンス液を供給するためのリンス液供給ユニット7と、スピンチャック5を取り囲む筒状の処理カップ(回収カップ)8とを含む。
図2に示すように、FFU10は隔壁9の上方に配置されており、隔壁9の天井に取り付けられている。FFU10は、隔壁9の天井からチャンバ4内に清浄空気を送る。排気装置(図示しない)は、処理カップ8内に接続された排気ダクト11を介して処理カップ8の底部に接続されており、処理カップ8の底部から処理カップ8の内部を吸引する。FFU10および排気装置(図示しない)により、チャンバ4内にダウンフロー(下降流)が形成される。
スピンベース14は、基板Wの外径よりも大きな外径を有する水平な円形の上面14aを含む。上面14aには、その周縁部に複数個(3個以上。たとえば6個)の挟持部材15が配置されている。複数個の挟持部材15は、スピンベース14の上面周縁部において、基板Wの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けてたとえば等間隔に配置されている。
図2に示すように、薬液供給ユニット6は、薬液ノズル16と、薬液ノズル16に接続された薬液配管17と、処理ユニット2(処理カップ8)から回収された回収薬液を、薬液配管17に供給するための回収薬液供給ユニット18と、薬液配管17から薬液ノズル16への薬液の供給および供給停止を切り替える薬液バルブ19とを含む。薬液ノズル16は、たとえば薬液ノズル16の吐出口が静止された状態で薬液を吐出する固定ノズルである。薬液バルブ19が開かれると、薬液配管17から薬液ノズル16に供給された薬液が、薬液ノズル16から基板Wの上面中央部に向けて吐出される。薬液供給ユニット6は、薬液ノズル16を移動させることにより、基板Wの上面に対する薬液の着液位置を基板Wの面内で走査させる薬液ノズル移動装置を備えていてもよい。
図2および図3A〜3Cに示すように、処理カップ8は、円筒部材30と、円筒部材30の内側においてスピンチャック5を2重に取り囲むように固定的に配置された複数のカップ31,32と、基板Wの周囲に飛散した処理液(薬液またはリンス)を受け止めるための複数のガード33〜35(第1、第2および第3のガード33,34,35)と、個々のガード33〜35を独立して昇降させるガード昇降ユニット36とを含む。ガード昇降ユニット36は、たとえはボールねじ機構を含む構成である。
図2に示すように、第1のカップ31は、円環状をなし、スピンチャック5と円筒部材30との間でスピンチャック5の周囲を取り囲んでいる。第1のカップ31は、基板Wの回転軸線A1に対してほぼ回転対称な形状を有している。第1のカップ31は、断面U字状をなしており、基板Wの処理に使用された処理液を集めて排液するための第1の溝40を区画している。第1の溝40の底部の最も低い箇所には、排液口41が開口しており、排液口41には、第1の排液配管42が接続されている。第1の排液配管42に導入される処理液は、排液装置(図示しない。廃棄装置であってもよい)に送られ、当該装置で処理される。
図2に示すように、最も外側の第3のガード35は、第2のガード34の外側において、スピンチャック5の周囲を取り囲み、スピンチャック5による基板Wの回転軸線A1に対してほぼ回転対称な形状を有している。第3のガード35は、第2のガード34と同軸の円筒部60と、円筒部60の上端から中心側(基板Wの回転軸線A1に近づく方向)斜め上方に延びる上端部61とを有している。上端部61の内周端は、平面視で、スピンチャック5に保持される基板Wよりも大径の円形をなしている。なお、上端部61は、図2等に示すようにその断面形状が直線状であってもよいし、また、たとえば滑らかな円弧を描きつつ延びていてもよい。
図3Bに示すように、内側から2番目の第2のガード34を基板Wの周端面に対向させる場合には、第2および第3のガード34,35が上位置(図2に示す位置)に配置され、かつ第1のガード33が下位置(図3に示す位置)に配置される。
図4は、基板処理装置1の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御装置3は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御装置3には、基板処理装置1のユーザなどにより操作される操作キー71が接続されている。制御装置3はCPU等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニット(図示しない)を有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。
具体的には、基板Wを保持している基板搬送ロボットCRのハンドHをチャンバ4の内部に進入させることにより、基板Wがその表面(薬液処理対象面)を上方に向けた状態でスピンチャック5に受け渡される。その後、スピンチャック5に基板Wが保持される。また、ハンドHをチャンバ4の内部に進入させる際には、図2に示すように、第1〜第3のガード33〜35の上端が、いずれも基板Wの保持位置よりも下方に配置されている。
次いで、制御装置3は、基板Wの上面に薬液を供給する薬液供給工程(図5のステップS3)を行う。制御装置3は、ガード昇降ユニット36を制御して、第2および第3のガード34,35をそれぞれ上位置に上昇させて、図3Bに示すように、第2のガード34を基板Wの周端面に対向させる。その後、制御装置3は、薬液バルブ19を開いて、薬液ノズル16から基板Wの上面中央部に向けて薬液を吐出する。基板Wの上面に供給された薬液は、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの周縁部に移動し、基板Wの周縁部から基板Wの側方に向けて飛散する。
薬液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、薬液供給工程S3が終了する。具体的には、制御装置3は、薬液バルブ19を閉じて、薬液ノズル16からの薬液の吐出を停止する。また、制御装置3は、ガード昇降ユニット36を制御して、第2および第3のガード34,35をそれぞれ上位置に保ちながら、第1のガード33を上位置に上昇させて、図3Aに示すように、第1のガード33を基板Wの周端面に対向させる。
薬液供給工程S3において、予め定める薬液吐出開始タイミングになると(図6AのステップT1でYES)、制御装置3は、回収バルブ48および排液バルブ49のうち開閉対象バルブに設定されている側のバルブを、開閉対象バルブに設定されていない側のバルブを閉じながら開き(図6AのステップT2)、かつ薬液バルブ19を開く(図6AのステップT3)。
また、薬液バルブ19が開かれることにより、薬液ノズル16の薬液吐出が開始される。排液バルブ49が開閉対象バルブに設定されている場合には、排液累積タイマ75による計時が開始する(図6AのステップT4)。
また、薬液の吐出開始から、薬液供給レシピREに指示された薬液吐出期間が経過すると、経過期間タイマ74による計時が開始する(経過期間計測工程の開始。図6BのステップT7)。また、排液累積タイマ75による計時が行われている場合には、その計時を終了する(図6BのステップT8)。
排液フラグ80の値が00[H](排液フラグオフ)である場合には(図7のステップE1でNO)、制御装置3の演算ユニットは、薬液供給レシピREの内容に基づいて開閉対象バルブを設定する(図7のステップE2)。前述のように薬液供給レシピREには排液バルブ49を閉じながら回収バルブ48を開くような制御を行うことが指定されているので、この指定に従い、制御装置3の演算ユニットは、回収バルブ48を開閉対象バルブに設定する。
排液フラグ80のオンオフは、経過期間タイマ74を用いて切り換えられる。
図8に示すように、制御装置3の演算ユニットは、経過期間タイマ74および排液累積タイマ75の計時値を常時監視している。
各薬液処理において、薬液供給工程S3の開始時において、前回の薬液供給工程S3の終了から予め定める第1の期間taが経過しているか否か(すなわち、経過期間タイマ74による計時値t≧taであるか否か)が調べられる。前回の薬液供給工程S3の終了から予め定める第1の期間taが経過していないときには、排液バルブ49を閉じながら回収バルブ48を開くような制御(切り換えユニットが回収導出状態に制御)が実行され、一方、前回の薬液供給工程S3の終了から予め定める第1の期間taを経過しているときには、回収バルブ48を閉じながら排液バルブ49を開くような制御(切り換えユニットが排液導出状態に制御)が実行される。
図10では、長期間に亘る休止状態から薬液処理を再開させた場合に、最初の薬液処理では、回収バルブ48を閉じながら排液バルブ49を開くような制御(切り換えユニットが排液導出状態に制御)に保たれる。そして、2回目以降の薬液処理の途中において、回収バルブ48を閉じながら排液バルブ49を開くような制御(切り換えユニットが排液導出状態に制御)から、排液バルブ49を閉じながら回収バルブ48を開くような制御(切り換えユニットが回収導出状態に制御)に戻される。換言すると、排液バルブ49を閉じながら回収バルブ48を開くような制御(切り換えユニットが回収導出状態に制御:排液工程)は、複数(たとえば2つ)の薬液供給工程S3に跨って(複数枚に対する薬液処理に跨って)実行可能に設けられている。
また、回収バルブ48を閉じながら排液バルブ49を開くような制御(切り換えユニットが排液導出状態に制御)が開始された後、すなわち、回収バルブ48を閉じながら排液バルブ49を開くような制御(切り換えユニットが排液導出状態に制御)が実行されている期間の累積が予め定める第2の期間tbに達すると(予め定める排液終了条件が成立すると)、制御装置3は、排液バルブ49を閉じながら回収バルブ48を開くような制御(切り換えユニットが回収導出状態に制御)に戻す。第2の期間tbとして、たとえば3分間が設定されている。その後は、予め定める枚数の基板Wの処理が終了するまで、第1の期間ta未満の間隔で薬液供給の開始が繰り返されるので、薬液処理の終了に至るまで、排液バルブ49を閉じながら回収バルブ48を開くような制御(切り換えユニットが回収導出状態に制御)が維持される。したがって、長期間に亘る休止後の薬液供給の再開時において、長期間に亘る休止後の薬液供給の再開後の1枚あるいは数枚の基板Wに対する処理においてのみ回収空間100に導入される薬液を排液し、それ以降においては、回収空間100に導入される薬液が回収されて再利用される。したがって、薬液供給再開後、1ロット(たとえば25枚)の全ての基板Wに対する処理において回収空間100に導入される薬液を排液する場合と比較して、薬液の回収量を増大することができ、これにより、薬液の消費量の低減をより一層図ることができる。
図11は、本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置201の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。図11において、第1の実施形態に示された各部に対応する部分には、図1〜図10の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
第1の薬液供給レシピ202には、第1の実施形態における薬液供給レシピREと同様に、薬液供給工程S3において、排液バルブ49を閉じながら回収バルブ48を開くような制御(切り換えユニットを回収導出状態に制御)を行うことが指定されている。
それ以外の処理条件(基板Wの回転速度、各ガード33〜35の高さ位置、薬液吐出期間等の処理条件)については、第1の薬液供給レシピ202と、第2の薬液供給レシピ203との間で異なる点はない。
薬液処理の実行中は、排液フラグ80(図4参照)の値が00[H]および5A[H]のいずれであるかが、制御装置3によって常時監視されている。
一方、排液フラグ80の値が5A[H](排液フラグオン)である場合には、制御装置3は、レシピ記憶部72に記憶されている薬液供給レシピREとして第2の薬液供給レシピ203を記憶する。その後、回収バルブ48を閉じながら排液バルブ49を開くような制御(切り換えユニットが排液導出状態に制御)が実行される。
以上、この発明の2つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することできる。
たとえば、前述の各実施形態において、制御装置3の記憶ユニットに記憶されている第1の期間taおよび第2の期間tbの値は、操作キー71の操作により変更可能に設けられていてもよい。この場合、ユーザが、第1の期間taおよび第2の期間tbの値を適宜変更することができる。
また、前述の各実施形態において、回収バルブ48を閉じながら排液バルブ49を開くような制御(切り換えユニットが排液導出状態に制御)から、排液バルブ49を閉じながら回収バルブ48を開くような制御(切り換えユニットが回収導出状態に制御)への切り換えの排液終了条件として、このような制御が実行されている期間の累積が第2の期間tbに達するという排液終了条件に代えて(あるいは併せて)、他の排液終了条件が設けられていてもよい。たとえば、回収バルブ48を閉じながら排液バルブ49を開くような制御(切り換えユニットが排液導出状態に制御)の実行中における、排液流量の累積(廃液積算流量)が、予め定める流量に達することが、他の排液終了条件として設けられていてもよい。
また、各実施形態において、回収配管46および第2の排液配管47が第2の溝43に接続されていてもよい。この場合には、共用配管45が存在しない。この場合、共用配管45の内部を含まず、カップおよび33によって区画された空間によって構成される。
また、処理カップ8が3段のものを例に挙げて説明したが、処理カップ8は、1段(単カップ)や2段であってもよいし、4段以上の多段カップであってもよい。
また、前述の各実施形態では、基板処理装置1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が、基板処理装置1は、液晶表示装置用ガラス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。
ある。
3 :制御装置
6 :薬液供給ユニット
8 :処理カップ(回収カップ)
46 :回収配管
47 :排液配管
48 :回収バルブ(切り換えユニット)
49 :排液バルブ(切り換えユニット)
72 :レシピ記憶部
74 :経過期間タイマ(経過期間計測ユニット)
80 :排液フラグ
100 :回収空間
101 :内壁
201 :基板処理装置
202 :第1の薬液供給レシピ
203 :第2の薬液供給レシピ
RE :薬液供給レシピ
RE1 :薬液供給レシピ
Claims (6)
- 基板の処理に用いられた薬液が導かれる回収空間が内部に区画された回収カップと、前記回収空間に導かれる薬液を回収するために用いられる回収配管と、前記回収空間に導かれる液を排出するために用いられる排液配管と、前記回収空間に導かれる液を、前記回収配管と前記排液配管とに切り換えるための切り換えユニットとを含む基板処理装置で実行される基板処理方法であって、
前記基板に薬液を供給する薬液供給工程と、
前記薬液供給工程の開始前に終了した前回の薬液供給の終了後からの経過期間である終了後経過期間を計測する経過期間計測工程と、
前記薬液供給工程の開始時において、前記終了後経過期間が予め定める第1の期間未満であるときに、前記切り換えユニットを、前記回収空間に導かれる液が前記回収配管に導かれる回収導出状態に制御する回収工程と、
前記薬液供給工程の開始時において、前記終了後経過期間が前記第1の期間以上であるときに、前記切り換えユニットを、前記回収空間に導かれる液が前記排液配管に導かれる排液導出状態に制御し、予め定める排液終了条件の成立に基づいて前記回収導出状態に切り換える排液工程とを含む、基板処理方法。 - 前記基板処理装置は、前記薬液供給工程における薬液供給の条件を定めた薬液供給レシピを記憶するレシピ記憶部をさらに含み、
前記排液工程は、前記切り換えユニットを前記回収導出状態に制御すべき旨が前記薬液供給レシピにおいて指示されていても、その指示を無視して、前記切り換えユニットを前記排液導出状態に制御する工程を含む、請求項1に記載の基板処理方法。 - 前記基板処理装置は、前記薬液供給工程における薬液供給の条件を定めた薬液供給レシピを記憶するレシピ記憶部をさらに含み、
前記回収工程は、前記切り換えユニットを前記回収導出状態に制御すべき旨が指示された第1の薬液供給レシピを、前記薬液供給レシピとして前記レシピ記憶部に記憶させることに基づいて実行され、
前記排液工程は、前記切り換えユニットを前記排液導出状態に制御すべき旨が指示された第2の薬液供給レシピを、前記薬液供給レシピとして前記レシピ記憶部に記憶させることに基づいて実行される、請求項1に記載の基板処理方法。 - 前記排液終了条件は、前記切り換えユニットが前記排液導出状態に制御されている期間の累積が予め定める第2の期間に達することである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記排液工程は、複数の前記薬液供給工程に跨って実行可能に設けられている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 基板に薬液を供給する薬液供給ユニットと、
基板の処理に用いられた薬液が導かれる回収空間が内部に区画された回収カップと、
前記回収空間に導かれる薬液を回収するために用いられる回収配管と、
前記回収空間に導かれる液を廃棄するために用いられる排液配管と、
前記回収空間に導かれる液を、前記回収配管と前記排液配管とに切り換えるための切り換えユニットと、
前記薬液供給ユニットを制御して、薬液を前記基板に供給する薬液供給工程を実行する薬液供給制御ユニットと、
前記薬液供給工程の開始前に終了した前回の薬液供給の終了後からの経過期間である終了後経過期間を計測する経過期間計測ユニットと、
前記薬液供給工程の開始時において、前記終了後経過期間が予め定める第1の期間未満であるときに、前記切り換えユニットを制御して、前記回収空間に導かれる液を前記回収配管に導く回収導出状態を実現する回収工程と、前記薬液供給工程の開始時において、前記終了後経過期間が前記第1の期間以上であるときに、前記切り換えユニットを制御して、前記回収空間に導かれる液を前記排液配管に導く排液導出状態を実現し、予め定める排液終了条件の成立に基づいて前記回収導出状態に切り換える排液工程とを実行する切り換え制御ユニットとを含む、基板処理装置。
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