特許第6439964号(P6439964)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6439964
(24)【登録日】2018年11月30日
(45)【発行日】2018年12月19日
(54)【発明の名称】基板処理装置
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/304 20060101AFI20181210BHJP
【FI】
   H01L21/304 648K
   H01L21/304 643A
【請求項の数】11
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2014-188946(P2014-188946)
(22)【出願日】2014年9月17日
(65)【公開番号】特開2016-63035(P2016-63035A)
(43)【公開日】2016年4月25日
【審査請求日】2017年6月26日
(73)【特許権者】
【識別番号】000207551
【氏名又は名称】株式会社SCREENホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】100087701
【弁理士】
【氏名又は名称】稲岡 耕作
(74)【代理人】
【識別番号】100101328
【弁理士】
【氏名又は名称】川崎 実夫
(74)【代理人】
【識別番号】100170324
【弁理士】
【氏名又は名称】安田 昌秀
(72)【発明者】
【氏名】岩尾 通矩
【審査官】 安田 雅彦
(56)【参考文献】
【文献】 特開2009−158597(JP,A)
【文献】 特開平11−114474(JP,A)
【文献】 特開2010−123709(JP,A)
【文献】 特開平11−000627(JP,A)
【文献】 特開2010−010348(JP,A)
【文献】 特開2013−030559(JP,A)
【文献】 特開2013−172079(JP,A)
【文献】 特開2006−329352(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/304−308
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出口を含む処理液ノズルと、
前記処理液ノズルに処理液を導く処理液配管と、
前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を通過させる開状態と、前記処理液配管から前記処理液ノズルへの処理液の供給を停止する閉状態と、に切替可能な開閉手段と、
前記開閉手段よりも下流でかつ前記処理液吐出口よりも上流の位置で前記処理液配管および処理液ノズルの少なくとも一方に接続された吸引配管と、
前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を前記吸引配管を介して吸引する吸引力を発生可能な吸引手段と、
前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記閉状態から前記開状態に切り替える制御装置とを含む、基板処理装置。
【請求項2】
前記開状態は、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を第1流量で通過させる第1開状態と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を前記第1流量よりも大きい第2流量で通過させる第2開状態とを含み、
前記吸引手段が吸引可能な処理液の流量は、前記第1流量以上、前記第2流量未満であり、
前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記閉状態から前記第1開状態に切り替え、その後、前記開閉手段を前記第1開状態から前記第2開状態に切り替える、請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第1開状態から前記第2開状態に切り替える、請求項2に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記開状態から前記閉状態に切り替える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記開状態は、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を第1流量で通過させる第1開状態と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を前記第1流量よりも大きい第2流量で通過させる第2開状態とを含み、
前記吸引手段が吸引可能な処理液の流量は、前記第1流量以上、前記第2流量未満であり、
前記制御装置は、前記開閉手段を前記第2開状態から前記第1開状態に切り替え、その後、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第1開状態から前記閉状態に切り替える、請求項4に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第2開状態から前記第1開状態に切り替える、請求項5に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記開閉手段は、前記処理液配管上に配置された開閉バルブを含み、
前記開閉バルブは、前記処理液ノズルに向かって流れる処理液が通過する流路が形成された弁座と、前記流路を開閉する弁体と、前記弁体を移動させるアクチュエータとを含み、
前記アクチュエータは、前記第1流量で処理液に前記流路を通過させる第1開位置と、前記第2流量で処理液に前記流路を通過させる第2開位置と、前記流路に対する処理液の通過を停止させる閉位置と、のいずれかに前記弁体を位置させ、
前記制御装置は、前記弁体が前記第1開位置に位置する前記第1開状態と、前記弁体が前記第2開位置に位置する前記第2開状態と、前記弁体が前記閉位置に位置する前記閉状態と、のいずれかに前記開閉手段を切り替える、請求項2、3、5、および6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記開閉手段は、前記処理液配管上で直列接続された流量調整バルブおよび開閉バルブを含み、
前記流量調整バルブは、前記第1開状態と、前記第2開状態と、に切替可能であり、
前記開閉バルブは、前記第2開状態と、前記閉状態と、に切替可能であり、
前記制御装置は、前記流量調整バルブが前記第1開状態で、前記開閉バルブが前記第2開状態である前記第1開状態と、前記流量調整バルブが前記第2開状態で、前記開閉バルブが前記第2開状態である前記第2開状態と、前記開閉バルブが前記閉状態である前記閉状態と、のいずれかに前記開閉手段を切り替える、請求項2、3、5、および6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項9】
前記制御装置は、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記閉状態から前記開状態に切り替え、その後、前記開閉手段が前記開状態のときに、前記吸引手段に前記吸引力の発生を停止させる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項10】
基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出口を含む処理液ノズルと、
前記処理液ノズルに処理液を導く処理液配管と、
前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を通過させる開状態と、前記処理液配管から前記処理液ノズルへの処理液の供給を停止する閉状態と、に切替可能な開閉手段と、
前記開閉手段よりも下流でかつ前記処理液吐出口よりも上流の位置で前記処理液配管および処理液ノズルの少なくとも一方に接続された吸引配管と、
前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を前記吸引配管を介して吸引する吸引力を発生可能な吸引手段と、
前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記開状態から前記閉状態に切り替える制御装置とを含む、基板処理装置。
【請求項11】
前記制御装置は、前記開閉手段が前記開状態のときに、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力の発生を前記吸引手段に停止させ、その後、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記開状態から前記閉状態に切り替える、請求項10に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が開示されている。前記基板処理装置は、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持されている基板の上面に向けて処理液を吐出する処理液ノズルと、処理液ノズルに処理液を供給する処理液配管と、処理液配管に介装された処理液バルブとを含む。処理液バルブが開かれると、処理液配管内の処理液が処理液ノズルに供給され、処理液ノズルが閉じられると、処理液ノズルへの処理液の供給が停止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2012−026476号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
処理液バルブが開かれるとき、弁体が弁座から離れる。このとき、弁体が弁座に擦れるので、パーティクルが処理液バルブの内部に発生する場合がある。このパーティクルは、処理液と共に処理液ノズルに供給され、処理液ノズルから吐出される。そのため、処理液バルブ内に発生したパーティクルが基板に付着する場合がある。
処理液バルブが閉じられるときも同様に、パーティクルが処理液バルブの内部に発生する場合がある。処理液バルブが完全に閉じる前に発生したパーティクルは、処理液と共に処理液ノズルに供給される場合がある。また、パーティクルが、処理液バルブ内に残留し、処理液バルブが再び開かれたときに処理液と共に処理液ノズルに供給される場合がある。
【0005】
そこで、本発明の目的の一つは、処理液ノズルへの処理液の供給および供給停止を切り替える開閉手段内で発生したパーティクルが基板に供給されることを抑制または防止できる基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するための請求項1記載の発明は、基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、前記基板保持手段に保持されている基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出口を含む処理液ノズルと、前記処理液ノズルに処理液を導く処理液配管と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を通過させる開状態と、前記処理液配管から前記処理液ノズルへの処理液の供給を停止する閉状態と、に切替可能な開閉手段と、前記開閉手段よりも下流でかつ前記処理液吐出口よりも上流の位置で前記処理液配管および処理液ノズルの少なくとも一方に接続された吸引配管と、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を前記吸引配管を介して吸引する吸引力を発生可能な吸引手段と、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記閉状態から前記開状態に切り替える制御装置とを含む、基板処理装置である。
【0007】
この構成によれば、制御装置は、開閉手段と処理液吐出口との間の処理液を吸引する吸引力を吸引手段に発生させながら、開閉手段を閉状態から開状態に切り替える。吸引手段が吸引力を発生しているので、開閉手段が閉状態から開状態に切り替わる際にパーティクルが開閉手段内に発生したとしても、このパーティクルの少なくとも一部は、処理液ノズルの処理液吐出口から吐出される前に、開閉手段を通過した処理液と共に吸引手段に吸引される。したがって、開閉手段内に発生したパーティクルが処理液ノズルから吐出されることを抑制または防止できる。これにより、基板の汚染を低減できる。
【0008】
請求項2に記載の発明は、前記開状態は、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を第1流量で通過させる第1開状態と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を前記第1流量よりも大きい第2流量で通過させる第2開状態とを含み、前記吸引手段が吸引可能な処理液の流量は、前記第1流量以上、前記第2流量未満であり、前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記閉状態から前記第1開状態に切り替え、その後、前記開閉手段を前記第1開状態から前記第2開状態に切り替える、請求項1に記載の基板処理装置である。
【0009】
この構成によれば、開閉手段が、3つの状態(閉状態、第1開状態、および第2開状態)に切り替わる。第1開状態において開閉手段を通過する処理液の流量(第1流量)は、第2開状態において開閉手段を通過する処理液の流量(第2流量)よりも小さい。制御装置は、開閉手段を閉状態から第1開状態に切り替え、その後、開閉手段を第1開状態から第2開状態に切り替える。これにより、開閉手段を通過する処理液の流量が、零、第1流量、第2流量の順番で、段階的に増加する。
【0010】
制御装置は、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を閉状態から第1開状態に切り替える。吸引手段が吸引可能な処理液の流量が第1流量以上なので、このとき開閉手段を通過した全ての処理液は吸引手段に吸引される。そのため、パーティクルが発生し易い閉状態から第1開状態への切替の際に開閉手段内に発生したパーティクルが処理液ノズルから吐出されることを防止できる。さらに、吸引手段が吸引可能な処理液の流量が第2流量未満なので、吸引手段の吸引力を抑えながら、全ての処理液を吸引手段に吸引できる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第1開状態から前記第2開状態に切り替える、請求項2に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、制御装置は、開閉手段を閉状態から第1開状態に切り替えた後、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を第1開状態から第2開状態に切り替える。第2開状態において開閉手段を通過する処理液の流量(第2流量)が、吸引手段が吸引可能な処理液の流量よりも大きいので、開閉手段を通過した処理液の一部は、処理液ノズルから吐出されるものの、残りの処理液は、処理液ノズルから吐出されずに吸引手段に吸引される。したがって、開閉手段が第1開状態から第2開状態に切り替わる際に開閉手段内に発生したパーティクルの少なくとも一部を吸引手段に吸引できる。これにより、基板の汚染を低減できる。
【0012】
請求項4に記載の発明は、前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記開状態から前記閉状態に切り替える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、制御装置は、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を開状態から閉状態に切り替える。吸引手段が吸引力を発生しているので、弁体が弁座に向かって移動している際や、弁体が弁座に接触する際に、パーティクルが開閉手段内に発生したとしても、このパーティクルの少なくとも一部は、処理液ノズルの処理液吐出口から吐出される前に、開閉手段を通過した処理液と共に吸引手段に吸引される。これにより、基板の汚染を低減できる。
【0013】
請求項5に記載の発明は、前記開状態は、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を第1流量で通過させる第1開状態と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を前記第1流量よりも大きい第2流量で通過させる第2開状態とを含み、前記吸引手段が吸引可能な処理液の流量は、前記第1流量以上、前記第2流量未満であり、前記制御装置は、前記開閉手段を前記第2開状態から前記第1開状態に切り替え、その後、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第1開状態から前記閉状態に切り替える、請求項4に記載の基板処理装置である。
【0014】
この構成によれば、制御装置は、開閉手段を第2開状態から第1開状態に切り替える。その後、制御装置は、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を第1開状態から閉状態に切り替える。第1開状態において開閉手段を通過する処理液の流量(第1流量)が、吸引手段が吸引可能な処理液の流量以下なので、パーティクルが発生し易い第1開状態から閉状態への切替の際は、開閉手段を通過した全ての処理液が吸引手段に吸引される。そのため、このとき開閉手段内に発生したパーティクルが処理液ノズルから吐出されることを防止できる。さらに、比較的小さな吸引力で全ての処理液を吸引できるので、吸引手段の吸引力を抑えながら、全ての処理液を吸引手段に吸引できる。
【0015】
請求項6に記載の発明は、前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第2開状態から前記第1開状態に切り替える、請求項5に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、制御装置は、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を第2開状態から第1開状態に切り替える。第2開状態において開閉手段を通過する処理液の流量(第2流量)が、吸引手段が吸引可能な処理液の流量よりも大きいので、開閉手段を通過した処理液の一部は、処理液ノズルから吐出されるものの、残りの処理液は、処理液ノズルから吐出されずに吸引手段に吸引される。したがって、開閉手段が第2開状態から第1開状態に切り替わる際に開閉手段内に発生したパーティクルの少なくとも一部を吸引手段に吸引できる。これにより、基板の汚染を低減できる。
【0016】
請求項7に記載の発明は、前記開閉手段は、前記処理液配管上に配置された開閉バルブを含み、前記開閉バルブは、前記処理液ノズルに向かって流れる処理液が通過する流路が形成された弁座と、前記流路を開閉する弁体と、前記弁体を移動させるアクチュエータとを含み、前記アクチュエータは、前記第1流量で処理液に前記流路を通過させる第1開位置と、前記第2流量で処理液に前記流路を通過させる第2開位置と、前記流路に対する処理液の通過を停止させる閉位置と、のいずれかに前記弁体を位置させ、前記制御装置は、前記弁体が前記第1開位置に位置する前記第1開状態と、前記弁体が前記第2開位置に位置する前記第2開状態と、前記弁体が前記閉位置に位置する前記閉状態と、のいずれかに前記開閉手段を切り替える、請求項2、3、5、および6のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【0017】
請求項8に記載の発明は、前記開閉手段は、前記処理液配管上で直列接続された流量調整バルブおよび開閉バルブを含み、前記流量調整バルブは、前記第1開状態と、前記第2開状態と、に切替可能であり、前記開閉バルブは、前記第2開状態と、前記閉状態と、に切替可能であり、前記制御装置は、前記流量調整バルブが前記第1開状態で、前記開閉バルブが前記第2開状態である前記第1開状態と、前記流量調整バルブが前記第2開状態で、前記開閉バルブが前記第2開状態である前記第2開状態と、前記開閉バルブが前記閉状態である前記閉状態と、のいずれかに前記開閉手段を切り替える、請求項2、3、5、および6のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【0018】
請求項9に記載の発明は、前記制御装置は、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記閉状態から前記開状態に切り替え、その後、前記開閉手段が前記開状態のときに、前記吸引手段に前記吸引力の発生を停止させる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
請求項10に記載の発明は、基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、前記基板保持手段に保持されている基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出口を含む処理液ノズルと、前記処理液ノズルに処理液を導く処理液配管と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を通過させる開状態と、前記処理液配管から前記処理液ノズルへの処理液の供給を停止する閉状態と、に切替可能な開閉手段と、前記開閉手段よりも下流でかつ前記処理液吐出口よりも上流の位置で前記処理液配管および処理液ノズルの少なくとも一方に接続された吸引配管と、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を前記吸引配管を介して吸引する吸引力を発生可能な吸引手段と、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記開状態から前記閉状態に切り替える制御装置とを含む、基板処理装置である。
【0019】
この構成によれば、制御装置は、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を開状態から閉状態に切り替える。吸引手段が吸引力を発生しているので、弁体が弁座に向かって移動している際や、弁体が弁座に接触する際に、パーティクルが開閉手段内に発生したとしても、このパーティクルの少なくとも一部は、処理液ノズルの処理液吐出口から吐出される前に、開閉手段を通過した処理液と共に吸引手段に吸引される。これにより、基板の汚染を低減できる。
請求項11に記載の発明は、前記制御装置は、前記開閉手段が前記開状態のときに、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力の発生を前記吸引手段に停止させ、その後、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記開状態から前記閉状態に切り替える、請求項10に記載の基板処理装置である。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】本発明の一実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの内部を水平に見た模式図である。
図2】基板処理装置に備えられた薬液バルブの内部構造を示す模式的な断面図である。
図3】待機中、吐出開始前、および吐出中の各状態における薬液の流れを示す模式図である。図3(a)は、待機中の薬液の流れを示し、図3(b)は、吐出開始前の薬液の流れを示し、図3(c)は、吐出中の薬液の流れを示す。
図4】薬液の吐出が開始されるときと薬液の吐出が停止されるときの薬液バルブおよび吸引装置の状態を示すタイムチャートである。
図5】薬液の吐出が開始されるときの薬液バルブおよび吸引装置の状態を示す、本発明の他の実施形態に係るタイムチャートである。
図6】薬液の吐出が停止されるときの薬液バルブおよび吸引装置の状態を示す、本発明のさらに他の実施形態に係るタイムチャートである。
図7】本発明のさらに他の実施形態に係る薬液バルブの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1に備えられた処理ユニット2の内部を水平に見た模式図である。
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、処理液を用いて基板Wを処理する処理ユニット2と、処理ユニット2に基板Wを搬送する搬送ロボット(図示せず)と、基板処理装置1を制御する制御装置3とを含む。
【0022】
処理ユニット2は、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まわりに基板Wを回転させるスピンチャック4(基板保持手段)と、スピンチャック4に保持されている基板Wに向けて処理液を吐出する複数の処理液ノズルとを含む。
スピンチャック4は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース5と、スピンベース5の上方で基板Wを水平な姿勢で保持する複数のチャックピン6と、スピンベース5の中央部から下方に延びるスピン軸7と、スピン軸7を回転させることにより基板Wおよびスピンベース5を回転軸線A1まわりに回転させるスピンモータ8とを含む。スピンチャック4は、複数のチャックピン6を基板Wの周端面に接触させる挟持式のチャックに限らず、非デバイス形成面である基板Wの裏面(下面)をスピンベース5の上面に吸着させることにより基板Wを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。
【0023】
処理ユニット2は、スピンチャック4に保持されている基板Wの上面に向けてリンス液を下方に吐出するリンス液ノズル9と、リンス液供給源からのリンス液をリンス液ノズル9に導くリンス液配管10と、リンス液配管10の内部を開閉するリンス液バルブ11とを含む。リンス液は、たとえば、純水(脱イオン水:Deionized water)である。リンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度(たとえば、10〜100ppm程度)の塩酸水のいずれかであってもよい。
【0024】
処理ユニット2は、スピンチャック4に保持されている基板Wの上面に向けて薬液を下方に吐出する薬液吐出口12aを含む薬液ノズル12と、薬液供給源からの薬液を薬液ノズル12に導く薬液配管13と、薬液配管13の内部を開閉する薬液バルブ14(開閉手段)とを含む。薬液バルブ14が開かれると、薬液配管13内の薬液が、薬液ノズル12に供給され、薬液ノズル12から吐出される。薬液ノズル12から吐出される薬液は、たとえば、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸(たとえばクエン酸、蓚酸など)、有機アルカリ(たとえば、TMAH:テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど)、有機溶剤(たとえば、IPA:イソプロピルアルコールなど)、および界面活性剤、腐食防止剤の少なくとも1つを含む液である。
【0025】
処理ユニット2は、薬液バルブ14よりも下流の位置で薬液配管13に接続された吸引配管15と、薬液バルブ14を通過した薬液配管13内の処理液を吸引配管15を介して吸引する吸引力を発生可能な吸引装置16(吸引手段)とを含む。吸引配管15の上流端は、薬液配管13に接続されており、吸引配管15の下流端は、吸引装置16に接続されている。吸引装置16は、吸引配管15を介して薬液配管13の内部に接続されている。吸引装置16が駆動されると、吸引装置16の吸引力が、吸引配管15を介して薬液配管13の内部に伝達され、薬液配管13内の流体が、吸引配管15を介して吸引装置16に吸引される。吸引装置16は、たとえば、吸引力を発生するエジェクターと、エジェクターへの気体の供給および供給停止を切り替える気体バルブとを含む。吸引装置16は、吸引ポンプであってもよい。
【0026】
基板Wが処理されるときには、制御装置3がスピンチャック4を制御することにより、基板Wを回転させる。その後、制御装置3は、回転している基板Wの上面に向けて薬液を薬液ノズル12に吐出させる。これにより、薬液が基板Wの上面全域に供給される(薬液供給工程)。制御装置3は、薬液ノズル12からの薬液の吐出を停止させた後、リンス液の一例である純水を回転している基板Wに向けてリンス液ノズル9に吐出させる。これにより、純水が基板Wの上面全域に供給され、基板Wに付着している薬液が洗い流される(リンス液供給工程)。制御装置3は、リンス液ノズル9からの純水の吐出を停止させた後、スピンチャック4に基板Wを高回転速度で回転させる。これにより、基板Wに付着している純水が遠心力によって基板Wの周囲に振り切られる。そのため、基板Wから純水が除去され、基板Wが乾燥する(乾燥工程)。
【0027】
図2は、基板処理装置1に備えられた薬液バルブ14の内部構造を示す模式的な断面図である。図2では、第2開状態(全開状態)の弁体21を実線で示し、第1開状態の弁体21を一点鎖線で示し、閉状態の弁体21を二点鎖線で示している。以下では、図2を参照して、薬液バルブ14の内部構造について説明する。
薬液バルブ14は、たとえば、ダイヤフラムバルブである。薬液バルブ14は、流路18が形成されたバルブ本体を含む。バルブ本体は、液体が流入する流入口17と、流入口17に流入した液体を吐出する流出口19と、流入口17と流出口19とを接続する流路18と、流路18を取り囲む環状の弁座20と、流路18内に配置された弁体21とを含む。弁体21は、ゴムや樹脂などの弾性材料で形成されたダイヤフラムである。薬液配管13は、薬液供給源から流入口17に薬液を導く上流配管13aと、流出口19から薬液ノズル12に薬液を導く下流配管13bとを含む。
【0028】
薬液バルブ14は、バルブ本体を開閉させるバルブアクチュエータを含む。バルブアクチュエータは、弁体21と一体的に移動するロッド22と、ロッド22を軸方向に移動させる動力を発生する電動モータ24と、電動モータ24の回転をロッド22の直線運動に変換する運動変換機構23とを含む。電動モータ24が回転すると、電動モータ24の回転角度に応じた移動量でロッド22がロッド22の軸方向に移動する。ロッド22は、弁体21が弁座20から離れた第2開位置(図2に示す位置)と、弁体21が弁座20に押し付けられた閉位置と、の間でロッド22の軸方向に移動可能である。
【0029】
弁体21が弁座20から離れている状態でロッド22が閉位置側に移動すると、弁体21の一部が弁座20に近づく。ロッド22が閉位置に達すると、弁体21が弁座20に接触し、流路18が閉じられる。その一方で、弁体21が弁座20に押し付けられている状態で、ロッド22が第2開位置側に移動すると、弁体21が弁座20から離れるため、流路18が開かれる。
【0030】
制御装置3は、マイクロコンピュータである。制御装置3は、電動モータ24の回転角度を制御することにより、ロッド22を3つの位置のいずれかで静止させる。3つの位置は、前述の第2開位置および閉位置と、第2開位置および閉位置の間の第1開位置である。ロッド22が閉位置、第1開位置、および第2開位置のいずれかに配置されると、薬液バルブ14は、閉状態(二点鎖線で示す状態)、第1開状態(一点鎖線で示す状態)、および第2開状態(実線で示す状態)のいずれかになる。薬液バルブ14の閉状態、第1開状態、および第2開状態は、それぞれ、ロッド22の閉位置、第1開位置、および第2開位置に対応している。
【0031】
薬液バルブ14の閉状態では、弁体21が弁座20に押し付けられる。薬液バルブ14の第1開状態および第2開状態では、弁体21が弁座20から離れる。第1開状態のときに流出口19から吐出される液体の流量(第1流量)は、第2開状態のときに流出口19から吐出される液体の流量(第2流量)よりも小さい。吸引装置16が吸引可能な流量は、第1流量以上であり、第2流量未満である。したがって、薬液バルブ14が第1開状態であり、吸引装置16が駆動されているときは、薬液バルブ14を通過した全ての薬液が、吸引配管15を介して吸引装置16に吸引される。
【0032】
図3(a)は、待機中の薬液の流れを示し、図3(b)は、吐出開始前の薬液の流れを示し、図3(c)は、吐出中の薬液の流れを示す。図4は、薬液の吐出が開始されるときと薬液の吐出が停止されるときの薬液バルブ14および吸引装置16の状態を示すタイムチャートである。以下では、図4を参照する。図3については適宜参照する。
薬液バルブ14を閉状態から第2開状態に切り替えるとき、制御装置3は、吸引装置16の駆動を開始させる(図4に示す時刻T1)。その後、制御装置3は、薬液バルブ14を閉状態から第1開状態に切り替える(図4に示す時刻T2)。その後、制御装置3は、薬液バルブ14を第1開状態から第2開状態に切り替える(図4に示す時刻T3)。その後、制御装置3は、吸引装置16の駆動を停止させる(図4に示す時刻T4)。
【0033】
一方、薬液バルブ14を第2開状態から閉状態に切り替えるとき、制御装置3は、吸引装置16の駆動を開始させる(図4に示す時刻T5)。その後、制御装置3は、薬液バルブ14を第2開状態から第1開状態に切り替える(図4に示す時刻T6)。その後、制御装置3は、薬液バルブ14を第1開状態から閉状態に切り替える(図4に示す時刻T7)。その後、制御装置3は、吸引装置16の駆動を停止させる(図4に示す時刻T8)。
【0034】
時刻T2〜時刻T3の期間は、薬液バルブ14が第1開状態に設定されている。吸引装置16が薬液配管13内の流体を吸引可能な流量は、薬液バルブ14が第1開状態のときに薬液バルブ14を通過する薬液の流量(第1流量)以上である。したがって、この期間は、薬液バルブ14を通過した全ての薬液が吸引装置16に吸引される。そのため、この期間は、図3(b)において太線で示すように、薬液ノズル12から薬液が吐出されない。
【0035】
また、時刻T3〜時刻T4の期間は、薬液バルブ14が第2開状態に設定されている。吸引装置16が薬液配管13内の流体を吸引可能な流量は、薬液バルブ14が第2開状態のときに薬液バルブ14を通過する薬液の流量(第2流量)未満である。そのため、この期間は、薬液バルブ14を通過した薬液の一部が吸引装置16に吸引され、残りの薬液が薬液ノズル12から吐出される。時刻T4〜時刻T5の期間は、吸引装置16の駆動が停止されているので、図3(c)において太線で示すように、薬液バルブ14を通過した全ての薬液が薬液ノズル12から吐出される。
【0036】
また、時刻T5〜時刻T6の期間は、薬液バルブ14が第2開状態であると共に、吸引装置16が吸引力を発生しているので、薬液バルブ14を通過した薬液の一部が吸引装置16に吸引され、残りの薬液が薬液ノズル12から吐出される。そのため、この期間は、第2流量よりも小さい流量で薬液が薬液ノズル12から吐出される。時刻T6〜時刻T7の期間は、薬液バルブ14が第1開状態であると共に、吸引装置16が吸引力を発生しているので、薬液バルブ14を通過した全ての薬液が吸引装置16に吸引される。そのため、この期間は、薬液ノズル12から薬液が吐出されない。時刻T7以降の期間は、薬液バルブ14が閉状態にあるので、図3(a)において太線で示すように、薬液ノズル12に向かって薬液配管13内を流れる薬液が、薬液バルブ14で堰き止められる。
【0037】
パーティクルは、弁体21と弁座20とが擦れ合うときに薬液バルブ14の内部に発生し易い。したがって、パーティクルは、弁体21が弁座20から離れるときや、弁体21が弁座20に接触するときに薬液バルブ14の内部に発生し易い。また、薬液バルブ14の開閉時に、弁座20と弁体21とが近接した状態で、微小な振動が発生する場合があり、その場合もパーティクルが発生し易い。また、弁座20以外の部分に弁体21が擦れて、薬液バルブ14の内部にパーティクルが発生する場合もある。ダイヤフラムバルブでは、弁体21(ダイヤフラム)の弾性変形によって、パーティクルが弁体21から剥がれ落ちる場合もある。
【0038】
制御装置3は、吸引装置16が吸引配管15を介して薬液配管13の内部を吸引しているときに、薬液バルブ14を閉状態から第1開状態に切り替えるので、薬液バルブ14内に残留していたパーティクルや、薬液バルブ14の切替に伴って発生したパーティクルは、薬液と共に吸引装置16に吸引され、薬液ノズル12に供給されない。したがって、薬液バルブ14が閉状態から第1開状態に切り替わるときに、パーティクルを含む薬液が基板Wに供給されることを抑制または防止できる。
【0039】
また、制御装置3は、吸引装置16が吸引配管15を介して薬液配管13の内部を吸引しているときに、薬液バルブ14を第1開状態から第2開状態に切り替えるので、薬液バルブ14の切替に伴って発生したパーティクルの少なくとも一部は、薬液と共に吸引装置16に吸引される。そのため、薬液バルブ14が第1開状態から第2開状態に切り替わるときに発生したパーティクルが、薬液と共に薬液ノズル12から吐出されることを防止できる。
【0040】
さらに、制御装置3は、吸引装置16が吸引配管15を介して薬液配管13の内部を吸引しているときに、薬液バルブ14を第2開状態から第1開状態に切り替える。同様に、制御装置3は、吸引装置16が吸引配管15を介して薬液配管13の内部を吸引しているときに、薬液バルブ14を第1開状態から閉状態に切り替える。したがって、これらの切替に伴って発生した全てのパーティクルが基板Wに供給されることを防止できる。これにより、基板Wの汚染を低減できる。
【0041】
以上のように本実施形態では、薬液バルブ14が、3つの状態(閉状態、第1開状態、および第2開状態)に切り替わる。第1開状態において薬液バルブ14を通過する薬液の流量(第1流量)は、第2開状態において薬液バルブ14を通過する薬液の流量(第2流量)よりも小さい。制御装置3は、薬液バルブ14を閉状態から第1開状態に切り替え、その後、薬液バルブ14を第1開状態から第2開状態に切り替える。これにより、薬液バルブ14を通過する薬液の流量が、零、第1流量、第2流量の順番で、段階的に増加する。
【0042】
制御装置3は、吸引装置16に吸引力を発生させながら、薬液バルブ14を閉状態から第1開状態に切り替える。吸引装置16が吸引可能な薬液の流量が第1流量以上なので、このとき薬液バルブ14を通過した全ての薬液は吸引装置16に吸引される。そのため、パーティクルが発生し易い閉状態から第1開状態への切替の際に薬液バルブ14内に発生したパーティクルが薬液ノズル12から吐出されることを防止できる。これにより、基板Wの汚染を低減できる。さらに、吸引装置16が吸引可能な薬液の流量が第2流量未満なので、吸引装置16の吸引力を抑えながら、全ての薬液を吸引装置16に吸引できる。
【0043】
また本実施形態では、制御装置3は、薬液バルブ14を閉状態から第1開状態に切り替えた後、吸引装置16に吸引力を発生させながら、薬液バルブ14を第1開状態から第2開状態に切り替える。第2開状態において薬液バルブ14を通過する薬液の流量(第2流量)が、吸引装置16が吸引可能な薬液の流量よりも大きいので、薬液バルブ14を通過した薬液の一部は、薬液ノズル12から吐出されるものの、残りの薬液は、薬液ノズル12から吐出されずに吸引装置16に吸引される。したがって、薬液バルブ14が第1開状態から第2開状態に切り替わる際に薬液バルブ14内に発生したパーティクルの少なくとも一部を吸引装置16に吸引できる。これにより、基板Wの汚染を低減できる。
【0044】
また本実施形態では、制御装置3は、薬液バルブ14を第2開状態から第1開状態に切り替える。その後、制御装置3は、吸引装置16に吸引力を発生させながら、薬液バルブ14を第1開状態から閉状態に切り替える。第1開状態において薬液バルブ14を通過する薬液の流量(第1流量)が、吸引装置16が吸引可能な薬液の流量以下なので、パーティクルが発生し易い第1開状態から閉状態への切替の際は、薬液バルブ14を通過した全ての薬液が吸引装置16に吸引される。そのため、薬液バルブ14内に発生したパーティクルが薬液ノズル12から吐出されることを防止できる。さらに、比較的小さな吸引力で全ての薬液を吸引できるので、吸引装置16の吸引力を抑えながら、全ての薬液を吸引装置16に吸引できる。
【0045】
また本実施形態では、制御装置3は、吸引装置16に吸引力を発生させながら、薬液バルブ14を第2開状態から第1開状態に切り替える。第2開状態において薬液バルブ14を通過する薬液の流量(第2流量)が、吸引装置16が吸引可能な薬液の流量よりも大きいので、薬液バルブ14を通過した薬液の一部は、薬液ノズル12から吐出されるものの、残りの薬液は、薬液ノズル12から吐出されずに吸引装置16に吸引される。したがって、薬液バルブ14が第2開状態から第1開状態に切り替わる際に薬液バルブ14内に発生したパーティクルの少なくとも一部を吸引装置16に吸引できる。これにより、基板Wの汚染を低減できる。
【0046】
本発明の実施形態の説明は以上であるが、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、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の実施形態では、図5の例1Aに示すように、薬液バルブ14を第1開状態から第2開状態に切り替えた後に、吸引装置16の駆動を停止させる場合について説明した。しかし、薬液バルブ14の内部にパーティクルが発生し易い時期は、薬液バルブ14が閉状態から他の状態に切り替わるときなので、図5の例2Aに示すように、制御装置3は、吸引装置16の駆動を開始した後に、薬液バルブ14を閉状態から第1開状態に切り替え、吸引装置16の駆動を停止した後に、薬液バルブ14を第1開状態から第2開状態に切り替えてもよい。また、図5の例3Aに示すように、制御装置3は、吸引装置16に吸引力を発生させながら、薬液バルブ14を閉状態から第2開状態に切り替えてもよい。
【0047】
図5に示す例1A、例2A、例3Aのいずれにおいても、吸引装置16が吸引力を発生している状態で弁体21が弁座20から離れるので、薬液バルブ14の切替に伴って発生するパーティクルを効率的に吸引装置16に排出できる。
特に、例1A、例2Aでは、薬液バルブ14を通過する薬液の流量を多段階で増加させるので、例3Aと比較すると、弁体21が弁座20から離れた直後に薬液バルブ14を通過する薬液の流速が小さい。薬液バルブ14を通過した薬液の流れが速いと、パーティクルが吸引配管15を通り越して薬液ノズル12に到達してしまう可能性がある。したがって、例1A、例2Aでは、より確実にパーティクルを薬液配管13から排出できる。
【0048】
また、例1Aおよび例3Aでは、弁体21が弁座20から遠ざかる方向に移動している期間のいずれにおいても、吸引装置16が吸引力を発生している。その一方では、例2Aでは、薬液バルブ14が第1開状態から第2開状態に切り替わるときに、吸引装置16の駆動が停止されている。したがって、例2Aと比較すると、例1Aおよび例3Aでは、薬液バルブ14の切替に伴って発生するパーティクルを確実に吸引装置16に吸引できる。
【0049】
また前述の実施形態では、図6の例1Bに示すように、吸引装置16の駆動を開始した後に、薬液バルブ14を第2開状態から第1開状態に切り替える場合について説明した。しかし、図6の例2Bに示すように、制御装置3は、吸引装置16の駆動を開始する前に、薬液バルブ14を第2開状態から第1開状態に切り替え、吸引装置16の駆動を開始した後に、薬液バルブ14を第1開状態から閉状態に切り替えてもよい。また、図6の例3Bに示すように、制御装置3は、吸引装置16の駆動を開始した後に、薬液バルブ14を第2開状態から閉状態に切り替えてもよい。
【0050】
図6に示す例1B、例2B、例3Bのいずれにおいても、吸引装置16が薬液配管13の内部を吸引している状態で弁体21が弁座20に接触するので、薬液バルブ14の切替に伴って発生するパーティクルを効率的に吸引装置16に排出できる。
特に、例1B、例2Bでは、薬液バルブ14を通過する薬液の流量を多段階で減少させるので、例3Bと比較すると、薬液の流速が確実に低下した状態で弁体21が弁座20に接触する。薬液バルブ14を通過した薬液の流れが速いと、パーティクルが吸引配管15を通り越して薬液ノズル12に到達してしまう可能性がある。したがって、例1B、例2Bでは、より確実にパーティクルを薬液配管13から排出できる。
【0051】
また、例1Bでは、吸引装置16に吸引力を発生させながら、薬液バルブ14を第2開状態から第1開状態に切り替えるので、このとき発生したパーティクルを吸引装置16に排出できる。その一方で、例2Bでは、薬液バルブ14を第2開状態から第1開状態に切り替えるときに、吸引装置16が駆動されていないので、このとき発生したパーティクルが吸引装置16に排出されないものの、吸引装置16の駆動を開始させるのとほぼ同時に薬液ノズル12からの薬液の吐出を停止させることができる。
【0052】
また、例1Bおよび例3Bでは、弁体21が弁座20に近づく方向に移動している期間のいずれにおいても、吸引装置16が吸引力を発生している。その一方では、例2Bでは、薬液バルブ14が第2開状態から第1開状態に切り替わるときに、吸引装置16の駆動が停止されている。したがって、例2Bと比較すると、例1Bおよび例3Bでは、薬液バルブ14の切替に伴って発生するパーティクルを確実に吸引装置16に吸引できる。
【0053】
前述の実施形態では、電動モータ24によって弁体21(ダイヤフラム)の形態を変化させる場合について説明したが、エアシリンダなどの電動モータ24以外のアクチュエータによって弁体21の形態を変化させてもよい。また、薬液バルブ14は、ニードルバルブなどの他の形式のバルブであってもよい。また、図7に示すように、薬液配管13上で直列接続された流量調整バルブ225および開閉バルブ226を含む薬液バルブ214が、薬液バルブ14の代わりに設けられていてもよい。
【0054】
図示はしないが、流量調整バルブ225および開閉バルブ226は、いずれも、薬液が通過する流路が形成された弁座と、流路を開閉する弁体と、弁体を移動させるアクチュエータとを含む。流量調整バルブ225は、第1開状態と第2開状態とに切替可能である。開閉バルブ226は、第2開状態と閉状態とに切替可能である。制御装置3は、流量調整バルブ225が第1開状態で、開閉バルブ226が第2開状態である第1開状態と、流量調整バルブ225が第2開状態で、開閉バルブ226が第2開状態である第2開状態と、開閉バルブ226が閉状態である閉状態と、のいずれかに薬液バルブ214を切り替える。
【0055】
流量調整バルブ225が第1開状態で、開閉バルブ226が第2開状態であるとき、第1流量の薬液が流量調整バルブ225および開閉バルブ226を通過し薬液ノズル12に供給される。流量調整バルブ225が第2開状態で、開閉バルブ226が第2開状態であるとき、第2流量の薬液が流量調整バルブ225および開閉バルブ226を通過し薬液ノズル12に供給される。開閉バルブ226が閉状態であるであるとき、流量調整バルブ225が第1開状態および第2開状態のいずれであっても、薬液ノズル12に向かって薬液配管13内を流れる薬液が開閉バルブ226で堰き止められるので、薬液ノズル12への薬液の供給が停止される。制御装置3は、流量調整バルブ225および開閉バルブ226を制御することにより、前述の動作を基板処理装置1に実行させる。
【0056】
前述の実施形態では、制御装置3は、薬液バルブ14を閉状態に切り替えるときと薬液バルブ14を閉状態から他の状態に切り替えるときの両方において、吸引装置16を駆動させる場合について説明した。しかし、制御装置3は、薬液バルブ14を閉状態に切り替えるときだけ、または薬液バルブ14を閉状態から他の状態に切り替えるときだけ、吸引装置16を駆動させてもよい。
【0057】
前述の実施形態では、開閉手段が薬液バルブ14である場合について説明したが、開閉手段を通過する処理液は、薬液以外の液体であってもよい。
前述の実施形態では、吸引配管15が薬液バルブ14よりも下流の位置で薬液配管13に接続されている場合について説明したが、吸引配管15は、薬液ノズル12に接続されていてもよいし、薬液ノズル12および薬液配管13の両方に接続されていてもよい。
【0058】
前述の実施形態では、薬液ノズル12が基板Wの上面に向けて薬液を吐出する場合について説明したが、薬液ノズル12は、基板Wの下面に向けて薬液を吐出してもよい。
前述の実施形態では、基板処理装置1が、円板状の基板W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、多角形の基板Wを処理する装置であってもよい。
前述の全ての実施形態のうちの二つ以上が組み合わされてもよい。
【符号の説明】
【0059】
1 :基板処理装置
2 :処理ユニット
3 :制御装置
4 :スピンチャック(基板保持手段)
5 :スピンベース
6 :チャックピン
7 :スピン軸
8 :スピンモータ
9 :リンス液ノズル
10 :リンス液配管
11 :リンス液バルブ
12 :薬液ノズル
12a :薬液吐出口
13 :薬液配管
13a :上流配管
13b :下流配管
14 :薬液バルブ(開閉手段、開閉バルブ)
15 :吸引配管
16 :吸引装置(吸引手段)
17 :流入口
18 :流路
19 :流出口
20 :弁座
21 :弁体
22 :ロッド
23 :運動変換機構
24 :電動モータ
214 :薬液バルブ(開閉手段)
225 :流量調整バルブ
226 :開閉バルブ
A1 :回転軸線
W :基板
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7