JP6817860B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
特許文献1の基板処理装置は、基板に供給される処理液を貯留する処理液タンクと、処理液タンク内の処理液を循環させる循環路と、処理液タンク内の処理液を循環路に送る循環ポンプと、循環路を流れる処理液を加熱するヒーターとを備えている。この基板処理装置は、さらに、循環路から複数の処理ユニットへの処理液の供給を制御する複数の吐出バルブと、複数の処理ユニットの下流で循環路上に配置されたリリーフバルブとを備えている。
循環路を流れる処理液の温度は循環路の周囲の温度の影響を受けて変動する。影響の度合いは循環路を流れる処理液の流量に依存する。すなわち、処理液の流量が多い場合、処理液はその周囲の温度の影響をあまり受けないが、処理液の流量が少ない場合、処理液は周囲の温度の影響を受けて温度が大きく変動する。したがって、特許文献1のように、吐出バブルの開閉状態に応じて循環液の流量が大きく変動するようだと、循環液の温度もそれに応じて大きく変動してしまう問題がある。
そこで、本発明の目的の一つは、吐出バルブの開閉状態が変化しても循環路を流れる処理液の温度が大きく変動することがなく、安定した温度の処理液を基板に供給することのできる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
制御装置は、処理期間の全部において圧力設定値を処理用設定値に設定してもよいし、処理期間の一部だけにおいて圧力設定値を処理用設定値に設定してもよい。同様に、制御装置は、待機期間の全部において圧力設定値を待機用設定値に設定してもよいし、待機期間の一部だけにおいて圧力設定値を待機用設定値に設定してもよい。
リリーフバルブは、リリーフバルブの一次側圧力が設定リリーフ圧まで上昇すると一次側圧力を設定リリーフ圧未満まで低下させるバルブである。設定リリーフ圧は、リリーフバルブに加わる操作空気圧に応じて変化する。圧力制御バルブがリリーフバルブである場合、圧力制御ユニットは、リリーフバルブに加わる操作空気圧を変更する電空レギュレータをさらに含む。制御装置は、圧力センサーによって検出された処理液の圧力と圧力設定値との差に応じて電空レギュレータに操作空気圧を変更させることにより、接続位置での処理液の圧力を圧力設定値に維持する。
タンクからノズルに至るまでに処理液が通る流路の長さは、通常、ノズルごとに異なる。これは、圧力損失が流路ごとに異なることを意味する。この場合、処理液を同じ供給圧で複数の流路に送ったとしても、処理液の流量は、流路ごとに異なる。複数の流路間における流量の差を減らしたい場合は、処理液の供給圧を流路ごとに設定する必要がある。しかしながら、これは、供給圧の設定が複雑化することを意味する。
この構成によれば、制御装置は、基板処理装置にある全ての基板が処理された後に、別の未処理の基板が基板処理装置に搬入されたか否かを監視する。そして、予め定められた待機時間が経過するまでに別の未処理の基板が搬入されなければ、制御装置は、圧力設定値を処理用設定値から待機用設定値に変更する。したがって、全ての基板が処理された直後に、別の未処理の基板が搬入されたとしても、圧力設定値を頻繁に変更しなくてもよい。
この構成によれば、循環配管を流れる処理液の流量が、処理期間および待機期間において流量計に検出される。これにより、処理液の流量が安定しているか否かを監視でき、処理液の温度が安定しているか否かを監視できる。
この構成によれば、循環配管を流れる処理液の温度が、処理期間および待機期間において温度センサーに検出される。これにより、処理液の温度が安定しているか否かを監視できる。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1を上から見た模式図である。
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、FOUP(Front-Opening Unified Pod)などのキャリアCを保持する複数のロードポートLPと、複数のロードポートLPから搬送された基板Wを処理液や処理ガスなどの処理流体で処理する複数の処理ユニット2とを含む。ロードポートLPは、キャリアCが置かれるキャリア載置台LPaと、キャリアCがキャリア載置台LPaにあるか否かを検出するキャリア検出センサーLPbとを含む。
処理ユニット2は、内部空間を有する箱型のチャンバー6と、チャンバー6内で基板Wを水平に保持しながら基板Wの中央部を通る鉛直な回転軸線A1まわりに回転させるスピンチャック10と、基板Wから排出された処理液を受け止める筒状のカップ14と含む。
基板処理装置1は、基板処理装置1を制御する制御装置3を含む。制御装置3は、コンピュータ本体30と、コンピュータ本体30に接続された周辺装置33とを含む。コンピュータ本体30は、各種の命令を実行するCPU31(central processing unit:中央処理装置)と、情報を記憶する主記憶装置32とを含む。周辺装置33は、プログラムP等の情報を記憶する補助記憶装置34と、リムーバブルメディアMから情報を読み取る読取装置35と、ホストコンピュータHC等の制御装置3以外の装置と通信する通信装置36とを含む。
基板処理装置1によって基板Wが処理されるときは、チャンバー6内に基板Wを搬入する搬入工程が行われる(図4のステップS1)。
具体的には、ノズル移動ユニット26が、薬液ノズル21を処理位置に移動させ、カップ昇降ユニット15が、カップ14を上位置まで上昇させる。その後、吐出バルブ23が開かれ、薬液ノズル21が薬液の吐出を開始する。薬液ノズル21が薬液を吐出しているとき、ノズル移動ユニット26は、薬液ノズル21から吐出された薬液が基板Wの上面中央部に着液する中央処理位置と、薬液ノズル21から吐出された薬液が基板Wの上面外周部に着液する外周処理位置と、の間で薬液ノズル21を移動させてもよいし、薬液の着液位置が基板Wの上面中央部に位置するように薬液ノズル21を静止させてもよい。
具体的には、リンス液バルブ18が開かれ、リンス液ノズル16が純水の吐出を開始する。基板Wの上面に着液した純水は、回転している基板Wの上面に沿って外方に流れる。基板W上の薬液は、リンス液ノズル16から吐出された純水によって洗い流される。これにより、基板Wの上面全域を覆う純水の液膜が形成される。リンス液バルブ18が開かれてから所定時間が経過すると、リンス液バルブ18が閉じられ、純水の吐出が停止される。
具体的には、スピンモータ13が基板Wを回転方向に加速させ、薬液供給工程およびリンス液供給工程での基板Wの回転速度よりも大きい高回転速度(たとえば数千rpm)で基板Wを回転させる。これにより、液体が基板Wから除去され、基板Wが乾燥する。基板Wの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ13が回転を停止する。これにより、基板Wの回転が停止される。
具体的には、カップ昇降ユニット15が、カップ14を下位置まで下降させる。その後、センターロボットCR(図1参照)が、ハンドH2をチャンバー6内に進入させる。センターロボットCRは、複数のチャックピン11が基板Wの把持を解除した後、スピンチャック10上の基板WをハンドH2で支持する。その後、センターロボットCRは、基板WをハンドH2で支持しながら、ハンドH2をチャンバー6の内部から退避させる。これにより、処理済みの基板Wがチャンバー6から搬出される。
基板処理装置1は、基板Wに供給される薬液を貯留するタンク40と、タンク40内の薬液を循環させる循環配管41とを含む。循環配管41は、タンク40から下流に延びる上流配管42と、上流配管42から分岐した複数の個別配管43と、各個別配管43からタンク40まで下流に延びる下流配管44とを含む。
基板Wに適用されるレシピを最初に設定する場合、もしくは、基板Wに適用されるレシピを変更する場合は、未処理の基板Wが基板処理装置1に搬送される前に、基板Wに供給される薬液の流量が制御装置3に入力される(図6のステップS11)。薬液の流量は、ホストコンピュータHCなどの外部装置から制御装置3の通信装置36に入力されてもよいし、ユーザーによって制御装置3の入力装置37に入力されてもよい。
リリーフバルブ53の設定リリーフ圧が同じであったとしても、いずれかの吐出バルブ23が開かれると、個別配管43を流れる薬液の流量が増加する。個別配管43を流れる薬液の流量は、開いている吐出バルブ23の数が増えるにしたがって増加する。たとえば図7に示すように、第1吐出バルブ23A、第2吐出バルブ23B、および第3吐出バルブ23Cが順次開かれ、その後、順次閉じられる場合、個別配管43を流れる薬液の流量は、段階的に増加し、その後、段階的に減少する。
本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
たとえば、タンク40に貯留される液体は、薬液に限らず、リンス液などの他の液体であってもよい。
同じ個別配管43に接続されている供給配管22の数は、2本未満であってもよいし、4本以上であってもよい。
循環配管41に設けられている個別配管43の数は、3本未満であってもよいし、5本以上であってもよい。
たとえば、未処理の基板Wが基板処理装置1に搬入されることを予告する予告情報が、有線通信または無線通信によって、ホストコンピュータHCなどの外部装置から通信装置36に入力されるのであれば、制御装置3は、予告情報が通信装置36に入力されるのと同時にまたはその後に、圧力設定値を待機用設定値から処理用設定値に増加させてもよい。この場合、キャリアCがロードポートLPに置かれる前に、圧力設定値を変更することができる。
全ての流量計48が省略されてもよい。同様に、全ての温度センサー49が省略されてもよい。また、全ての流量計48および全ての温度センサー49が省略されてもよい。もしくは、4本未満の個別配管43から流量計48および温度センサー49の少なくとも一方が省略され、残りの個別配管43だけに流量計48および温度センサー49の少なくとも一方が設けられていてもよい。
前述の全ての構成の2つ以上が組み合わされてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
2 :処理ユニット
3 :制御装置
10 :スピンチャック(基板保持手段)
21 :薬液ノズル(ノズル、第2ノズル)
22 :供給配管(第2供給配管)
23 :吐出バルブ(第2吐出バルブ)
24 :流量計
25 :流量調整バルブ
26 :ノズル移動ユニット
40 :タンク
41 :循環配管
42 :上流配管
43 :個別配管
44 :下流配管
45 :ポンプ(送液装置)
46 :フィルター
47 :温度調節器
48 :流量計
49 :温度センサー
51 :圧力制御ユニット
52 :圧力センサー
53 :リリーフバルブ
54 :電空レギュレータ
C :キャリア
LP :ロードポート
LPa :キャリア載置台
LPb :キャリア検出センサー
P1 :検出位置
P2 :接続位置(第2接続位置)
P3 :介装位置
W :基板
Claims (9)
- 処理液を貯留するタンクと、
基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記タンクから供給された処理液を前記基板保持手段に保持されている基板に向けて吐出するノズルと、
前記タンク内の処理液を循環させる循環配管と、
前記タンク内の処理液を前記循環配管に送る送液装置と、
前記送液装置によって前記循環配管に送られた前記処理液の温度を加熱および冷却の少なくとも一方によって変更する温度調節器と、
前記循環配管から前記ノズルに処理液を案内する供給配管と、
前記供給配管に介装されており、前記供給配管から前記ノズルへの処理液の供給が実行される吐出実行状態と、前記供給配管から前記ノズルへの処理液の供給が停止される吐出停止状態と、の間で切り替わる吐出バルブと、
前記循環配管および供給配管が互いに接続された接続位置での処理液の圧力を検出する圧力センサーと、前記接続位置の下流の介装位置で前記循環配管に介装された圧力制御バルブとを含み、前記循環配管内の処理液の圧力を前記圧力センサーの検出値に応じて前記圧力制御バルブに変更させることにより、前記接続位置での処理液の圧力を圧力設定値に維持する圧力制御ユニットと、
未処理の基板が基板処理装置にある処理期間の少なくとも一部において、前記圧力設定値を処理用設定値に設定し、前記未処理の基板が前記基板処理装置にない待機期間の少なくとも一部において、前記圧力設定値を前記処理用設定値よりも小さい待機用設定値に設定することにより、前記待機期間中に前記循環配管を流れる処理液の流量を前記処理期間中に前記循環配管を流れる処理液の流量に一致させるまたは近づける制御装置とを備える、基板処理装置。 - 前記タンクから供給された処理液を吐出する第2ノズルと、
前記接続位置と前記介装位置との間の第2接続位置で前記循環配管に接続されており、前記循環配管から前記第2ノズルに処理液を案内する第2供給配管と、
前記第2供給配管に介装されており、前記第2供給配管から前記第2ノズルへの処理液の供給が実行される吐出実行状態と、前記第2供給配管から前記第2ノズルへの処理液の供給が停止される吐出停止状態と、の間で切り替わる第2吐出バルブと、をさらに備える、請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記基板保持手段が、複数設けられており、
前記ノズルが、前記基板保持手段ごとに設けられており、
前記循環配管が、前記送液装置によって前記タンクから送られた処理液を案内する上流配管と、前記上流配管から分岐した複数の個別配管とを含み、
前記供給配管が、前記個別配管ごとに設けられており、前記個別配管から前記ノズルに延びており、
前記吐出バルブが、前記供給配管ごとに設けられており、
前記圧力センサーが、前記個別配管ごとに設けられており、
前記圧力制御バルブが、前記個別配管ごとに設けられ、前記個別配管および供給配管が互いに接続された前記接続位置の下流の前記介装位置で前記個別配管に介装されており、
前記制御装置は、前記処理期間の少なくとも一部において、前記複数の個別配管の少なくとも一つの個別配管における前記圧力設定値を前記処理用設定値に設定し、前記待機期間の少なくとも一部において、前記少なくとも一つの個別配管における前記圧力設定値を前記待機用設定値に設定することにより、前記待機期間中に前記少なくとも一つの個別配管を流れる処理液の流量を前記処理期間中に前記少なくとも一つの個別配管を流れる処理液の流量に一致させるまたは近づける、請求項1または2に記載の基板処理装置。 - 前記基板処理装置は、前記未処理の基板を収容したキャリアが置かれるキャリア載置台と、前記キャリアが前記キャリア載置台にあるか否かを検出するキャリア検出センサーと、を含むロードポートをさらに備え、
前記制御装置は、前記未処理の基板を収容した前記キャリアが前記キャリア載置台に載置されると、前記圧力設定値を前記待機用設定値から前記処理用設定値に変更する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記制御装置は、前記基板処理装置にある全ての基板の処理が完了してから予め定められた待機時間が経過するまでに、別の未処理の基板が前記基板処理装置に搬入されなければ、前記圧力設定値を前記処理用設定値から前記待機用設定値に変更する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記制御装置は、前記基板処理装置以外の外部装置と通信する通信装置を含み、前記未処理の基板が前記基板処理装置に搬入されることを予告する予告情報が前記外部装置から前記通信装置に入力された後、前記圧力設定値を前記待機用設定値から前記処理用設定値に変更する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記循環配管を流れる処理液の流量を検出する流量計をさらに備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記循環配管を流れる処理液の温度を検出する温度センサーをさらに備える、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- タンクで処理液を貯留する工程と、
基板保持手段で基板を水平に保持する工程と、
前記タンクから供給された処理液を前記基板保持手段に保持されている基板に向けてノズルに吐出させる工程と、
循環配管に前記タンク内の処理液を循環させる工程と、
送液装置に前記タンク内の処理液を前記循環配管に送らせる工程と、
前記送液装置によって前記循環配管に送られた前記処理液の温度を加熱および冷却の少なくとも一方を行う温度調節器によって変更させる工程と、
供給配管に処理液を前記循環配管から前記ノズルに案内させる工程と、
前記供給配管に介装された吐出バルブを、前記供給配管から前記ノズルへの処理液の供給が実行される吐出実行状態と、前記供給配管から前記ノズルへの処理液の供給が停止される吐出停止状態と、の間で切り替える工程と、
前記循環配管および供給配管が互いに接続された接続位置での処理液の圧力を圧力センサーで検出する工程と、
前記接続位置の下流の介装位置で前記循環配管に介装された圧力制御バルブに、前記循環配管内の処理液の圧力を前記圧力センサーの検出値に応じて変更させることにより、前記接続位置での処理液の圧力を圧力設定値に維持する工程と、
未処理の基板が基板処理装置にある処理期間の少なくとも一部において、前記圧力設定値を処理用設定値に設定する工程と、
前記未処理の基板が前記基板処理装置にない待機期間の少なくとも一部において、前記圧力設定値を前記処理用設定値よりも小さい待機用設定値に設定することにより、前記待機期間中に前記循環配管を流れる処理液の流量を前記処理期間中に前記循環配管を流れる処理液の流量に一致させるまたは近づける工程とを含む、基板処理方法。
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