JPH10151403A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】処理液の供給に関連する構成部分のコストを削
減すること。処理液の供給の開始／停止を迅速に検知す
ること。 【解決手段】薬液導入路５５に流量計Ｍが設けられてお
り、薬液導入路５５に分岐接続された複数の薬液供給路
Ｐ１，Ｐ２，・・・・・・には、それぞれニードルバルブＮＶ
１，ＮＶ２，・・・・・・およびセンサ付きエア弁ＡＶ１，Ａ
Ｖ２，・・・・・・が介装されている。エア弁ＡＶ１，ＡＶ
２，・・・・・・は、その開閉動作を直接的に検知するフォト
マイクロセンサを備えている。 【効果】エア弁に設けられたセンサによって弁の動作を
検知できるので、弁動作の検知のための圧力センサなど
を個々の処理液供給路に設ける必要がない。また、個々
のニードルバルブをあらかじめ調整しておけば、流量計
Ｍが計測する総流量に基づいて、個々の薬液供給路にお
ける流量を求めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、液
晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（ブラズマディス
プレイパネル）用ガラス基板などの各種の被処理基板に
対して処理を施すための基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】半導
体装置や液晶表示装置の製造工程には、半導体ウエハ
（以下、単に「ウエハ」という。）や液晶表示装置用ガ
ラス基板のような被処理基板に処理液を供給することに
より、被処理基板の表面やその表面に形成された薄膜に
対する処理を施す工程が含まれる。たとえば、ウエハに
処理を施すための基板処理装置のなかには、ウエハを水
平に保持した状態で鉛直軸まわりに回転することができ
るスピンチャックと、このスピンチャックに保持された
ウエハの上面および／または下面に薬液や純水などの処
理液を吐出する複数のスプレーノズルとを備えたものが
ある。

【０００３】図５は、薬液をスプレーノズルに供給する
ための構成を示す系統図である。薬液供給源からの薬液
は、薬液導入路１によって導かれ、複数のスプレーノズ
ルのそれぞれに対応した複数の薬液供給路１１，１２，
・・・・・・に分岐される。各薬液供給路１１，１２，・・・・・・
には、エア弁２１，２２，・・・・・・と、圧力センサ付き圧
力計３１，３２，・・・・・・とが介装されている。エア弁２
１，２２を開閉することによって、スプレーノズルへの
薬液の供給が開始または停止される。そして、エア弁２
１，２２，・・・・・・が正常に動作しているか否かは、圧力
計３１，３２，・・・・・・の圧力センサの出力をモニタする
ことによって検出される。すなわち、たとえば、エア弁
２１を開成すべきときに圧力計３１の圧力センサが所定
値以上の液圧を検知していれば、エア弁２１は正常に動
作していることが検知できる。一方、薬液導入路１に
は、ニードルバルブ付きの流量計４が介装されている。
これにより、薬液の流量管理を行うことができ、ウエハ
に対する処理量を管理することができる。

【０００４】しかし、この構成では、複数の薬液供給路
１１，１２，・・・・・・に圧力計３１，３２，・・・・・・を介装
しているうえに、薬液導入路１には流量計４が介装され
ており、装置のコストが高くなるという問題がある。ま
た、圧力計３１の応答性は必ずしも良くなく、薬液供給
の開始／停止を迅速に検知できないという問題もある。
また、エア弁２１，２２，・・・・・・の動作状態を判別する
ための基準液圧の設定についても、明確な基準がなく、
したがって、薬液供給の開始／停止を必ずしも正確に検
知することができない。

【０００５】一方、図６に示すように、薬液導入路１に
は流量計を設けずに、複数の薬液供給路１１，１２，・・
・・・・に流量センサ・ニードルバルブ付き流量計４１，４
２，・・・・・・を介装することが考えられる。こうすれば、
流量計４１，４２，・・・・・・の流量センサの出力を監視す
ることにより、薬液供給路１１，１２，・・・・・・に薬液が
流れているか否かを検知することができるから、図５の
構成において必要であった圧力計３１，３２，・・・・・・が
なくとも、エア弁２１，２２，・・・・・・の動作状態をモニ
タできる。

【０００６】ところが、この構成では、高価な流量計を
スプレーノズルの数だけ用いることになるから、必ずし
もコストを削減することができない。また、流量計４
１，４２，・・・・・・の流量センサの応答性にも問題があ
り、薬液供給の開始／停止を迅速に検知することができ
ない。さらには、薬液供給の開始／停止を検知するため
の基準流量値の設定については、明確な基準がなく、し
たがって、薬液供給の開始／停止を正確に検知できると
は限らない。

【０００７】そこで、本発明の目的は、処理液の供給に
関連する構成部分のコストを削減することができる基板
処理装置を提供することである。また、本発明の他の目
的は、処理液の供給の開始／停止を迅速に検知すること
ができる基板処理装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板に対
して処理を施すための処理液を処理液供給源から導く処
理液導入路と、この処理液導入路の上記処理液供給源と
は反対側に分岐接続され、基板に対して上記処理液を供
給するための複数の処理液供給路と、上記複数の処理液
供給路のそれぞれに介装され、基板に対する処理液の供
給を開始するために開成され、基板に対する処理液の供
給を停止するために閉成される処理液供給弁と、この処
理液供給弁に設けられ、この処理液供給弁の開閉動作を
検出するための弁動作検出手段とを含むことを特徴とす
る基板処理装置である。

【０００９】上記の構成によれば、処理液供給弁には、
その開閉動作を検出するための弁動作検出手段が設けら
れている。そのため、圧力センサや流量センサを用いる
ことなく処理液供給の開始／停止を検出できるから、装
置を安価に構成することができる。しかも、弁動作を直
接的に検知できるので、圧力センサや流量センサを用い
る場合よりも、処理液供給の開始／停止を迅速に検知す
ることができる。さらには、圧力や流量の検知を通して
処理液供給の開始／停止を検知する構成では、圧力値や
流量値の設定基準が曖昧になるという問題があるのに対
して、弁動作が検知される本発明の構成では、このよう
な問題がない。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記処理液導入路
に介装され、この処理液導入路を流れる処理液の流量を
計測するための流量計測手段と、上記複数の処理液供給
路にそれぞれ介装され、各処理液供給路を流れる処理液
の流量を制御する流量制御手段とをさらに含むことを特
徴とする請求項１記載の基板処理装置である。

【００１１】この構成によれば、処理液供給路に介装さ
れた流量制御手段を個々に調整しておけば、処理液導入
路に介装された流量計測手段によって検出される総流量
に基づいて、各処理液供給路における流量を求めること
ができる。そのため、各処理液供給路を通って供給され
る処理液の流量を正確に管理することが可能になる。し
かも、各処理液供給路に流量計を配置する必要がないか
ら、装置のコストを低く抑えることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す系統
図であり、主として処理液を供給するための構成が表さ
れている。この基板処理装置は、処理対象の基板である
ウエハＷを水平に保持した状態で、このウエハＷの中心
を通る鉛直軸まわりに高速回転することができるスピン
チャック５０を備えている。このスピンチャック５０に
関連して、保持されているウエハＷの上面や下面に向け
て処理液としての薬液を供給するためのスプレーノズル
Ｎ１，Ｎ２，・・・・・・が設けられている。

【００１３】スプレーノズルＮ１，Ｎ２，・・・・・・には、
薬液供給源５１から、薬液導入路５５および薬液供給路
Ｐ１，Ｐ２，・・・・・・を介して薬液が供給されるようにな
っている。詳しく説明すれば、薬液供給源５１からの薬
液を導く薬液導入路５５には、薬液供給源５１とは反対
側において、複数の薬液供給路Ｐ１，Ｐ２，・・・・・・が分
岐接続されている。そして、各薬液供給路Ｐ１，Ｐ２，
・・・・・・の薬液導入路５５とは反対側に、スプレーノズル
Ｎ１，Ｎ２，・・・・・・が結合されている。

【００１４】薬液導入路５５には、流量計Ｍが介装され
ている。この流量計Ｍは、流量調整機能を有するもので
ある必要はなく、単に、薬液の流量を検知するためのも
のであってもよい。また、各薬液供給路Ｐ１，Ｐ２，・・
・・・・には、流量制御弁としてのニードルバルブＮＶ１，
ＮＶ２，・・・・・・と、処理液供給弁としてのセンサ付きエ
ア弁ＡＶ１，ＡＶ２，・・・・・・（以下、総称するときに
は、「センサ付きエア弁ＡＶ」などという。）とが介装
されている。センサ付きエア弁ＡＶ１，ＡＶ２，・・・・・・
は、当該エア弁が開成状態にあるのか閉成状態にあるの
かを表す信号を出力するセンサを有するものであり、こ
のセンサの出力信号は、制御部６０に入力されている。

【００１５】図２は、センサ付きエア弁ＡＶの構成例を
示す断面図であり、図３はその平面図である。このセン
サ付きエア弁ＡＶは、本体７１と、この本体７１に接続
されたインレット７２と、同じく本体７１に接続された
アウトレット７３と、インレット７２とアウトレット７
３との間を開閉する弁体としてのダイアフラム７４と、
このダイヤフラム７４を駆動するピストンロッド７５
と、ピストンロッド７５を内部に収容しているシリンダ
７６と、シリンダ７６のカバー７７の外面に取り付けら
れたフォトマイクロセンサ８０とを備えている。

【００１６】さらに詳細に説明すると、本体７１には、
インレット７２に連なる流入路７８が形成されている。
この流入路７８は、その途中部において、ダイヤフラム
７４に向けて直角に曲がっており、そのダイヤフラム７
４に対向する端部は、ダイヤフラム７４が着座する弁座
７８ａを形成している。この弁座７８ａとダイヤフラム
７４との間に間隙があるとき、流入路７８からの薬液
は、流出路７９を通ってアウトレット７３に流れ込む。

【００１７】シリンダ７６の本体７１に臨む端部には、
ダイヤフラム７４の変位を許容するための空間８１が形
成されており、さらに、空間８１に連なるガイド孔にピ
ストンロッド７５が挿通している。ピストンロッド７５
においてシリンダ７６の内部空間に配置された部位に
は、ピストン８２が取り付けられている。このピストン
８２よりも本体７１側の空間８３には、供給ポート８４
から圧縮空気が供給されるようになっており、この圧縮
空気の供給によって、ピストン８２が本体７１から離反
する方向に変位する。

【００１８】シリンダ７６の本体７１とは反対側には、
カバー７７が取り付けられており、このカバー７７の内
面に形成された円筒状のボス８５に、ピストンロッド７
５がスライド自在に挿通している。ボス８５を取り囲む
ように、圧縮コイルばね８６が配置されており、この圧
縮コイルばね８６は、ピストン８２を本体７１に向けて
弾発的に付勢している。したがって、供給ポート８４へ
の圧縮空気が開放されれば、圧縮コイルばね８６のばね
力により、ピストンロッド７５は、本体７１に向けて変
位する。この圧縮コイルばね８６が収容されている空間
８７は、排気ポート８８を介して大気と連通している。

【００１９】ピストンロッド７５のダイヤフラム７４と
は反対側の端部には、軸に直角な断面がほぼ長円形であ
るように形成された検知部７５ａが形成されている。こ
の検知部７５ａは、カバー７７に形成された挿通孔８９
を挿通している。この挿通孔８９に関連して、カバー７
７の外面に、弁動作検出手段としてのフォトマイクロセ
ンサ８０が設けられている。９０は配線である。

【００２０】フォトマイクロセンサ８０は、平面形状が
ほぼコ字状に形成されており、挿通孔８９を挟んで配置
された発光素子および受光素子の対を有している。ピス
トンロッド７５がカバー７７の外側に突出すると、発光
素子と受光素子との間の光路が遮断される。ピストンロ
ッド７５がカバー７７の外側に突出していなければ、発
光素子からの光は受光素子によって受光される。

【００２１】この構成により、供給ポート８４への圧縮
空気の供給／開放によって、ダイヤフラム７４を変位さ
せることができ、その結果、インレット７２とアウトレ
ット７３との間を開閉することができる。そして、ダイ
ヤフラム７４とともに変位するピストンロッド７５の位
置は、フォトマイクロセンサ８０によって検知されるの
で、結局、弁の開閉動作が直接的に検知されることにな
る。すなわち、開成状態においては、ピストンロッド７
５の検知部７５ａは、カバー７７の外側に突出して、フ
ォトマイクロセンサ８０によって検知される。また、閉
成状態においては、検知部７５ａは、カバー７７の外方
には突出しておらず、フォトマイクロセンサ８０によっ
て検知されることはない。

【００２２】以上のようにこの実施形態の基板処理装置
によれば、複数の薬液供給路Ｐ１，Ｐ２，・・・・・・に介装
されたエア弁ＡＶ１，ＡＶ２，・・・・・・には、その開閉状
態を検知するためのセンサが備えられている。したがっ
て、圧力センサや流量センサを個々の薬液供給路に設け
ることなく、各エア弁ＡＶ１，ＡＶ２，・・・・・・の動作状
態を検知することができる。これにより、従来装置に比
較してコストを格段に低減できる。また、エア弁ＡＶの
動作を直接的にフォトマイクロセンサ８０で検知してい
るので、薬液供給の開始および終了のタイミングを正確
に、かつ、迅速に検知できるから、薬液によるウエハＷ
の処理量を正確に管理することができる。

【００２３】さらに、この実施形態の装置では、各薬液
供給路Ｐ１，Ｐ２，・・・・・・に、ニードルバルブＮＶ１，
ＮＶ２，・・・・・・が設けられている。そのため、ニードル
バルブＮＶ１，ＮＶ２，・・・・・・をあらかじめ調整してお
けば、１つの流量計Ｍが検出する総流量に基づいて、各
薬液供給路Ｐ１，Ｐ２，・・・・・・における薬液の流量を計
算することができる。これにより、制御部６０による薬
液処理量の管理を一層正確に行うことができる。しか
も、高価な流量計を１つしか用いていないので、装置の
コストが高くつくこともない。

【００２４】この実施形態の説明は以上のとおりである
が、この発明は他の実施形態を有することもできる。た
とえば、上記の実施形態においては、各薬液供給路にお
ける流量の調整のためにニードルバルブを用いている
が、エア弁に流量調整機能を付加することもできる。流
量調整機能を付加したエア弁の構成例は、図４に示され
ている。この図４において上述の図３に示された構成に
対応する各部には同一の参照符号を付して示す。このエ
ア弁においては、カバー７７の外面に、取付け部材９５
によって、流量調整ボルト９６が取り付けられている。
この流量調整ボルト９６は、ピストンロッド７５の検知
部７５ａの頭部に対向している。これにより、ピストン
ロッド７５が本体７１から離反する方向に変位する際
に、その変位幅は、ピストンロッド７５が流量調整ボル
ト９６に当接することによって、規制される。ダイヤフ
ラム７４と弁座７８ａとの間隔は、流量調整ボルト９６
を回して、この流量調整ボルト９６の取付け部材９５か
らの下方への突出量を調整することによって変化させる
ことができ、これにより流量を調整することができる。
こうして、エア弁に流量調整機能を付加することができ
る。

【００２５】一方、検知部７５ａは、図３に示された構
成の場合よりも長く形成されており、その途中部には、
フォトマイクロセンサ８０の発光素子と受光素子との間
の光路を確保するための孔９７が形成されている。たと
えば、このエア弁が閉成状態である場合には、孔９７は
上記発光素子と受光素子と間の光路上に位置する。すな
わち、受光素子は発光素子からの光を受光することがで
きる。これに対して、エア弁が開成状態となると、上記
孔９７は、発光素子と受光素子との間の光路からずれ、
この光路は検知部７５ａの他の部分によって遮断され
る。こうして、エア弁の開閉状態が直接的に検知でき
る。

【００２６】この構成のエア弁を図１の構成におけるセ
ンサ付きエア弁ＡＶに代えて用いれば、薬液供給路Ｐ
１，Ｐ２，・・・・・・にニードル弁ＮＶ１，ＮＶ２，・・・・・・
を配置する必要がないから、一層のコストダウンを図る
ことができる。また、上記の実施形態においては、エア
弁の動作の検知のためにフォトマイクロセンサが用いら
れているが、磁気センサによってエア弁のピストンロッ
ドのストロークを検出したり、また、図４のような構成
において流量調整ボルト９６とピストンロッド７５の検
知部７５ａの頭部とにそれぞれ電気接点を設け、この電
気接点間の導通／非導通によりエア弁の動作を検知する
ようにしてもよい。その他、種々のセンサが適用可能で
あるが、エア弁のピストンロッドの動作を直接的に検知
できる形態のセンサが用いられることが好ましい。

【００２７】また、上記の実施形態においては、薬液供
給系に本発明が適用された例を説明したが、同様な構成
を純水のような他の処理液の供給系に適用してもよい。
さらに、上記の実施形態においては、ウエハの処理を
するための基板処理装置を例にとったが、本発明は、液
晶表示装置用ガラス基板のような他の被処理基板の処理
を行う装置に対しても適用可能である。

【００２８】その他、特許請求の範囲に記載された範囲
で種々の変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構
成を図解的に示す系統図である。

【図２】上記実施形態の装置において用いられるセンサ
付きエア弁の構成を示す断面図である。

【図３】上記センサ付きエア弁の平面図である。

【図４】流量調整機能が付加されたセンサ付きエア弁の
構成を示す断面図である。

【図５】従来の基板処理装置の薬液供給に関連する構成
を示す系統図である。

【図６】他の従来例の装置の構成を示す系統図である。

【符号の説明】

５１ 薬液供給源 ５５ 薬液導入路 Ｐ１，Ｐ２，・・・・・・薬液供給路 ＡＶ１，ＡＶ２，・・・・・・センサ付きエア弁 ＮＶ１，ＮＶ２，・・・・・・ニードルバルブ Ｍ 流量計 ８０ フォトマイクロセンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板に対して処理を施すための処理液を処
   理液供給源から導く処理液導入路と、 この処理液導入路の上記処理液供給源とは反対側に分岐
   接続され、基板に対して上記処理液を供給するための複
   数の処理液供給路と、 上記複数の処理液供給路のそれぞれに介装され、基板に
   対する処理液の供給を開始するために開成され、基板に
   対する処理液の供給を停止するために閉成される処理液
   供給弁と、 この処理液供給弁に設けられ、この処理液供給弁の開閉
   動作を検出するための弁動作検出手段とを含むことを特
   徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】上記処理液導入路に介装され、この処理液
   導入路を流れる処理液の流量を計測するための流量計測
   手段と、 上記複数の処理液供給路にそれぞれ介装され、各処理液
   供給路を流れる処理液の流量を制御する流量制御手段と
   をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理
   装置。