JP6978980B2 - ヒューム判定方法、基板処理方法、および基板処理装置 - Google Patents
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図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置100の平面図である。この基板処理装置100は、半導体ウェハの製造工程において、円板状の基板W(シリコン基板)の表面を処理する装置である。基板処理装置100は、基板Wの表面に処理液を供給する液処理と、基板Wの表面を乾燥させる乾燥処理とを行う。
続いて、処理ユニット102の構成について説明する。以下では、基板処理装置100が有する複数の処理ユニット102のうちの1つについて説明するが、他の処理ユニット102も同等の構成を有する。
次に、上記の処理ユニット102における基板Wの処理について、図6のフローチャートを参照しつつ、説明する。
上述したステップS3の処理液供給工程では、基板Wの上方の空間に、ヒュームと称される多数の微粒子からなる雰囲気が発生する場合がある。特に、図7の例のように、150℃以上の高温のSPM洗浄液を供給し、さらに、SPM洗浄液の供給後に過水押し出し処理を行うときには、ヒュームが多量に発生しやすいことが知られている。
外カップ53の高さは、定常時には、図8に示す第1位置に配置されている。第1位置では、外カップ53の第3案内板530が、基板Wの周囲に配置される。このとき、外カップ53と、外カップ53の外側に位置する環状壁55との間には、円環状の隙間56が存在する。チャンバ10内においてダウンフローを形成する空気は、図8中に破線矢印F1で示したように、主として、当該隙間56を通って、3つのカップ51〜53の下方の空間へ流れる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
なお、「カップを利用して、基板の上方の空間からヒュームを回収すること」を第1の課題として設定すれば、ヒュームの判定処理(撮影および撮影画像に基づく判定)を必須要件とせず、それに代えて、カップと環状壁との間の隙間寸法の変化を必須要件とする発明を、上記の実施形態(図8,図16など)から抽出することができる。
11 処理空間
15 ファンフィルタユニット
20 基板保持部
21 スピンベース
22 チャックピン
30 回転機構
40 処理液供給部
41,42,43,44 ノズル
45 給液部
50 処理液捕集部
51 内カップ
52 中カップ
53 外カップ
54 カップ昇降機構
55 環状壁
60 遮断板
61 遮断板昇降機構
62 吹出口
70 撮像部
71 光源
72 カメラ
80 制御部
100 基板処理装置
101 インデクサ
102 処理ユニット
103 主搬送ロボット
451 第1配管
452 第2配管
453 合流配管
454 硫酸供給源
455 過酸化水素水供給源
456,457 バルブ
A1 撮影領域
A2 評価領域
F ヒューム
Ir リファレンス画像
Is 撮影画像
Id 差分画像
W 基板
Claims (28)
- チャンバの内部で基板を水平に保持しつつ基板の上面に処理液を供給する装置におけるヒュームの発生状況を判定するヒューム判定方法であって、
a)前記チャンバ内の所定の撮影領域を撮影する工程と、
b)前記工程a)により取得された撮影画像の輝度値に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する工程と、
を有する、ヒューム判定方法。 - 請求項1に記載のヒューム判定方法であって、
前記工程b)は、
b−1)予め取得された前記撮影領域のリファレンス画像と、前記撮影画像との、輝度値の差分画像を生成する工程と、
b−2)前記差分画像に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する工程と、
を有する、ヒューム判定方法。 - 請求項2に記載のヒューム判定方法であって、
前記撮影領域は、少なくとも1つの評価領域を含み、
前記工程b−2)では、前記差分画像における前記評価領域の輝度値の合計値または平均値に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する、ヒューム判定方法。 - 請求項3に記載のヒューム判定方法であって、
前記工程b−2)では、前記差分画像における前記評価領域の輝度値の合計値または平均値と、予め設定された第1閾値との比較結果に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する、ヒューム判定方法。 - 請求項4に記載のヒューム判定方法であって、
前記工程a)では、前記撮影領域を繰り返し撮影し、
前記工程b−1)では、前記工程a)により取得された複数の撮影画像に基づいて、複数の前記差分画像を生成し、
前記工程b−2)では、前記評価領域の輝度値の合計値または平均値が、前記第1閾値以上となる場合に、前記合計値または前記平均値を積算対象値とし、前記積算対象値から前記第1閾値を引いた超過値または前記積算対象値を積算し、得られた積算値と、予め設定された第2閾値との比較結果に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する、ヒューム判定方法。 - 請求項3から請求項5までのいずれか1項に記載のヒューム判定方法であって、
前記評価領域は、水平に保持された基板の上方の空間を含む、ヒューム判定方法。 - 請求項6に記載のヒューム判定方法であって、
前記評価領域は、基板の上方に配置された円板状の遮断板の下面に近接する空間を含む、ヒューム判定方法。 - 請求項3から請求項7までのいずれか1項に記載のヒューム判定方法であって、
前記撮影領域は、複数の前記評価領域を含み、
前記工程b)では、複数の前記評価領域のそれぞれにおけるヒュームの発生状況を判定する、ヒューム判定方法。 - 請求項8に記載のヒューム判定方法であって、
複数の前記評価領域は、水平に保持された基板の上面に近接する空間を含む、ヒューム判定方法。 - 請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載のヒューム判定方法であって、
前記装置は、基板の上面に、前記処理液として、硫酸および過酸化水素水を含む洗浄液を供給する、ヒューム判定方法。 - 請求項10に記載のヒューム判定方法であって、
前記装置は、基板の上面に前記洗浄液を供給した後、硫酸の供給を停止させて、基板の上面に過酸化水素水を供給する過水押し出し処理を行い、
少なくとも前記過水押し出し処理のときに、前記工程a)および前記工程b)が実行される、ヒューム判定方法。 - 請求項1から請求項11までのいずれか1項に記載のヒューム判定方法を含む基板処理方法であって、
前記装置は、
基板を包囲するカップと、
前記カップの内側の空間から前記チャンバの外部へ気体を排出する排気手段と、
を有し、
前記工程b)の判定結果に基づいて、前記カップの上下方向の位置を変更する、基板処理方法。 - 請求項12に記載の基板処理方法であって、
前記工程b)において、前記ヒュームの発生状況が異常と判定された場合に、前記カップを、第1位置から、前記第1位置よりも高い第2位置へ上昇させる、基板処理方法。 - 請求項13に記載の基板処理方法であって、
前記装置は、
前記カップの外側に位置する環状壁
をさらに有し、
前記第2位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間は、前記第1位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間よりも小さい、基板処理方法。 - 請求項12から請求項14までのいずれか1項に記載の基板処理方法であって、
前記装置は、
基板を多重に包囲する複数のカップ
を有し、
前記工程b)の判定結果に基づいて、前記複数のカップのうち最も外側のカップの上下方向の位置を変更する、基板処理方法。 - チャンバと、
前記チャンバの内部において基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板の上面に、処理液を供給する処理液供給部と、
前記チャンバ内の所定の撮影領域を撮影する撮像部と、
前記撮像部により取得された撮影画像の輝度値に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する判定部と、
を備える基板処理装置。 - 請求項16に記載の基板処理装置であって、
前記判定部は、予め取得された前記撮影領域のリファレンス画像と、前記撮影画像との、輝度値の差分画像を生成し、前記差分画像に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する、基板処理装置。 - 請求項17に記載の基板処理装置であって、
前記撮影領域は、少なくとも1つの評価領域を含み、
前記判定部は、前記差分画像における前記評価領域の輝度値の合計値または平均値に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する、基板処理装置。 - 請求項18に記載の基板処理装置であって、
前記評価領域は、水平に保持された基板の上方の空間を含む、基板処理装置。 - 請求項19に記載の基板処理装置であって、
基板の上方に配置された円板状の遮断板
をさらに備え、
前記評価領域は、前記遮断板の下面に近接する空間を含む、基板処理装置。 - 請求項20に記載の基板処理装置であって、
前記遮断板を、基板の上面から上方へ離れた上位置と、前記上位置よりも基板の上面に接近した下位置との間で移動させる遮断板昇降機構
をさらに備え、
前記判定部は、前記評価領域におけるヒュームの発生状況が異常と判定された場合に、前記遮断板昇降機構による前記上位置から前記下位置への前記遮断板の降下を禁止する、基板処理装置。 - 請求項16から請求項21までのいずれか1項に記載の基板処理装置であって、
前記チャンバ内に気流を発生させる気流発生機構
をさらに備え、
前記気流発生機構は、前記判定部の判定結果に応じて前記気流を変化させる、基板処理装置。 - 請求項16から請求項22までのいずれか1項に記載の基板処理装置であって、
前記処理液供給部は、前記処理液として、硫酸および過酸化水素水を含む洗浄液を供給する、基板処理装置。 - 請求項23に記載の基板処理装置であって、
前記処理液供給部は、基板の上面に前記洗浄液を供給した後、硫酸の供給を停止させて、基板の上面に過酸化水素水を供給する過水押し出し処理を行い、
前記撮像部は、少なくとも前記過水押し出し処理のときに、前記撮影を行う、基板処理装置。 - 請求項16から請求項24までのいずれか1項に記載の基板処理装置であって、
基板を包囲するカップと、
前記カップの内側の空間から前記チャンバの外部へ気体を排出する排気手段と、
前記カップを上下方向に移動させるカップ昇降機構と、
を有し、
前記カップ昇降機構は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記カップの上下方向の位置を変更する、基板処理装置。 - 請求項25に記載の基板処理装置であって、
前記カップ昇降機構は、前記判定部により前記ヒュームの発生状況が異常と判定された場合に、前記カップを、第1位置から、前記第1位置よりも高い第2位置へ上昇させる、基板処理装置。 - 請求項26に記載の基板処理装置であって、
前記カップの外側に位置する環状壁
をさらに有し、
前記第2位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間は、前記第1位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間よりも小さい、基板処理装置。 - 請求項25から請求項27までのいずれか1項に記載の基板処理装置であって、
基板を多重に包囲する複数のカップ
を有し、
前記カップ昇降機構は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記複数のカップのうち最も外側のカップの上下方向の位置を変更する、基板処理装置。
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