特開 2023-140531 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023140531

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20230928BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20230928BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20230928BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648K

H01L21/304 648

H01L21/306 R

B05C11/10

B05C11/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022046416

(22)【出願日】2022-03-23

(71)【出願人】

【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】100110847

【弁理士】

【氏名又は名称】松阪 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100136526

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100136755

【弁理士】

【氏名又は名称】井田 正道

(72)【発明者】

【氏名】藤井 定

(72)【発明者】

【氏名】石川 秀和

(72)【発明者】

【氏名】テン ポーリン

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 圭将

【テーマコード（参考）】

4F042

5F043

5F157

【Ｆターム（参考）】

4F042AA06

4F042AB00

4F042BA09

4F042BA12

4F042CB08

4F042CB19

4F042DH09

4F042EB05

4F042EB09

4F042EB17

5F043DD07

5F043DD13

5F043DD30

5F043EE07

5F043EE08

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB49

5F157AB72

5F157AB90

5F157BB32

5F157CF14

5F157CF42

5F157CF60

5F157CF72

5F157DA21

5F157DA41

5F157DB32

(57)【要約】

【課題】サックバック後の処理液の液面を所望の位置に精度良く位置させる。
【解決手段】基板処理装置では、第１バルブ５２１が開放され、第２バルブ５３１が閉鎖された状態で、処理液供給源７１からノズル５１へと処理液が供給される。また、第１バルブ５２１が閉鎖され、第２バルブ５３１が開放された状態で、第１配管５２内の処理液が第２配管５３へと排出されてノズル５１内の処理液のサックバックが行われる。そして、流量センサ５６による測定結果に基づいて第１配管５２から第２配管５３へと排出された処理液の積算流量である積算排出流量が求められる。バルブ制御部は、積算排出流量が所定のサックバック閾値に達した際に第２バルブ５３１を閉鎖する。これにより、サックバック後の処理液の液面を所望の位置に精度良く位置させることができる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する基板処理装置であって、
基板に供給される処理液を吐出するノズルと、
処理液供給源と前記ノズルとを接続する第１配管と、
前記第１配管上に配置される第１バルブと、
前記ノズルと前記処理液供給源との間にて前記第１配管から分岐する第２配管と、
前記第２配管上に配置される第２バルブと、
前記第１配管から前記第２配管へと排出される処理液の瞬間流量を測定する流量センサと、
前記第１バルブおよび前記第２バルブを制御するバルブ制御部と、
を備え、
前記第１バルブが開放され、前記第２バルブが閉鎖された状態で、前記処理液供給源から前記ノズルへと処理液が供給され、
前記第１バルブが閉鎖され、前記第２バルブが開放された状態で、前記第１配管内の処理液が前記第２配管へと排出されて前記ノズル内の処理液のサックバックが行われ、
前記流量センサによる測定結果に基づいて前記第１配管から前記第２配管へと排出された処理液の積算流量である積算排出流量が求められ、
前記バルブ制御部は、前記積算排出流量が所定のサックバック閾値に達した際に前記第２バルブを閉鎖することを特徴とする基板処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記積算排出流量の算出は、前記第１バルブの閉鎖と並行して開始されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項3】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記積算排出流量の算出は、前記第１バルブの閉鎖から所定時間後に開始されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項4】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
サックバックが行われる際には、前記第１バルブの閉鎖よりも前に前記第２バルブが開放され、
前記積算排出流量の算出は、前記第２バルブの開放と並行して開始されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項5】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルを撮像する撮像部と、
前記撮像部からの出力に基づいて前記ノズルからの処理液の吐出の有無を判断する画像監視部と、
をさらに備え、
前記積算排出流量の算出は、前記画像監視部により前記ノズルからの処理液の吐出停止が判断された時点で開始されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
前記流量センサは前記第２配管上に配置されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項7】

請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
前記流量センサは前記第１配管上に配置され、
前記処理液供給源から前記ノズルに処理液が供給される際に、前記流量センサよって処理液の供給流量が測定されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
複数種類の処理液にそれぞれ対応する複数の前記サックバック閾値を記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。

【請求項9】

請求項８に記載の基板処理装置であって、
室温よりも高温にて供給される処理液に対応する前記サックバック閾値は、室温にて供給される処理液に対応する前記サックバック閾値よりも大きいことを特徴とする基板処理装置。

【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。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板に対して様々な処理が施される。例えば、基板処理装置において水平状態で保持された基板の表面に、エッチング液等の薬液が供給されて薬液処理が行われる。

【0003】

このような基板処理装置では、薬液等の処理液を基板に向けて吐出するノズルが、配管等を介して処理液供給源に接続されている。特許文献１の基板処理装置では、配管内の処理液の流動の有無を、処理液と配管の内壁面との摩擦により生じる電荷を測定することにより検出する技術が開示されている。特許文献２の基板処理装置では、処理液供給源である供給槽に、シリコンを含むリン酸水溶液が処理液として貯留されており、当該供給槽と新たな処理液を生成する新液調合槽とを接続する新液補充配管に、新液の供給量を測定する積算流量計が設けられている。一方、特許文献３では、基板に供給した後の薬液の回収と排液とを切り替え可能な基板処理装置において、排液流量の累積（廃液積算流量）が所定流量に達した際に、排液から回収への切替を行うことが提案されている。

【0004】

また、上述のような基板処理装置では、ノズルからの処理液の吐出が停止されると、ノズルからのボタ落ち（すなわち、ノズル先端からの意図しない処理液の落下）等を防止するために、ノズル内の処理液を吸引して処理液の液面をノズル先端から配管側に戻す動作（すなわち、サックバック）が行われる場合がある。

【0005】

特許文献４の基板処理装置では、サックバック不良を防止するために、サックバックに用いられる吸い戻しバルブの動作速度の変動を抑制することが提案されている。当該基板処理装置では、ノズルから処理液を吸い戻す吸い戻しバルブの気圧が、圧力計で測定される。そして、吸い戻しバルブに駆動を指示するトリガ信号の出力タイミングと、測定された気圧が基準圧まで低下したタイミングとの間の時間を、吸い戻しバルブの実働時間として、吸い戻しバルブの動作速度が求められる。

【0006】

また、特許文献５の基板処理装置では、サックバック後においてノズルまたは配管内に残存する処理液先端面の位置のばらつきを抑制するために、配管上の所定位置において液面を検出する液面センサを設け、液面センサからの出力に基づいてサックバックの停止タイミングが決定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第６８９９２２８号公報

【特許文献2】特許第６９１７８６８号公報

【特許文献3】特許第６７０８５０８号公報

【特許文献4】特許第６９３２０００号公報

【特許文献5】特開２０１６－７２３３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、基板処理装置における処理液のサックバックでは、処理液の粘度等により吸引される処理液の量が変化し、ノズル先端から配管側へと移動した処理液の液面の位置が変動する。特許文献５では、上述のように、液面センサを用いた液面位置のばらつき抑制が提案されているが、サックバック時に液切れ（すなわち、吸引される処理液の液柱が途中で途切れて２つの液柱に分かれる現象）が生じている場合等、液面センサにより検出された液面よりもノズルの先端側に処理液が残存していることがある。この場合、本来検出すべき処理液の液面（すなわち、ノズルの先端に最も近い処理液の液面）を検出することができず、当該処理液の液面が所望の位置からずれるおそれがある。また、液面センサは、所望の液面位置近傍に配置することが必要となるため、基板処理装置の設計の自由度が低くなる。

【0009】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、サックバック後の処理液の液面を所望の位置に精度良く位置させることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

請求項１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、基板に供給される処理液を吐出するノズルと、処理液供給源と前記ノズルとを接続する第１配管と、前記第１配管上に配置される第１バルブと、前記ノズルと前記処理液供給源との間にて前記第１配管から分岐する第２配管と、前記第２配管上に配置される第２バルブと、前記第１配管から前記第２配管へと排出される処理液の瞬間流量を測定する流量センサと、前記第１バルブおよび前記第２バルブを制御するバルブ制御部とを備え、前記第１バルブが開放され、前記第２バルブが閉鎖された状態で、前記処理液供給源から前記ノズルへと処理液が供給され、前記第１バルブが閉鎖され、前記第２バルブが開放された状態で、前記第１配管内の処理液が前記第２配管へと排出されて前記ノズル内の処理液のサックバックが行われ、前記流量センサによる測定結果に基づいて前記第１配管から前記第２配管へと排出された処理液の積算流量である積算排出流量が求められ、前記バルブ制御部は、前記積算排出流量が所定のサックバック閾値に達した際に前記第２バルブを閉鎖する。

【0011】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記積算排出流量の算出は、前記第１バルブの閉鎖と並行して開始される。

【0012】

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記積算排出流量の算出は、前記第１バルブの閉鎖から所定時間後に開始される。

【0013】

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、サックバックが行われる際には、前記第１バルブの閉鎖よりも前に前記第２バルブが開放され、前記積算排出流量の算出は、前記第２バルブの開放と並行して開始される。

【0014】

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記ノズルを撮像する撮像部と、前記撮像部からの出力に基づいて前記ノズルからの処理液の吐出の有無を判断する画像監視部とをさらに備え、前記積算排出流量の算出は、前記画像監視部により前記ノズルからの処理液の吐出停止が判断された時点で開始される。

【0015】

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記流量センサは前記第２配管上に配置される。

【0016】

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記流量センサは前記第１配管上に配置され、前記処理液供給源から前記ノズルに処理液が供給される際に、前記流量センサよって処理液の供給流量が測定される。

【0017】

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、複数種類の処理液にそれぞれ対応する複数の前記サックバック閾値を記憶する記憶部をさらに備える。

【0018】

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の基板処理装置であって、室温よりも高温にて供給される処理液に対応する前記サックバック閾値は、室温にて供給される処理液に対応する前記サックバック閾値よりも大きい。

【発明の効果】

【0019】

本発明では、サックバック後の処理液の液面を所望の位置に精度良く位置させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１の実施の形態に係る基板処理装置を備える基板処理システムの平面図である。

【図2】基板処理装置の側面図である。

【図3】制御部の構成を示す図である。

【図4】制御部の機能を示すブロック図である。

【図5】処理液供給部を示すブロック図である。

【図6】基板処理装置の側面図である。

【図7】制御部の機能を示すブロック図である。

【図8】第２の実施の形態にかかる基板処理装置の処理液供給部を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置を備える基板処理システム１０のレイアウトを示す図解的な平面図である。基板処理システム１０は、半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）を処理するシステムである。基板処理システム１０は、インデクサブロック１０１と、インデクサブロック１０１に結合された処理ブロック１０２とを備える。

【0022】

インデクサブロック１０１は、キャリア保持部１０４と、インデクサロボット１０５（すなわち、基板搬送手段）と、ＩＲ移動機構１０６とを備える。キャリア保持部１０４は、複数枚の基板９をそれぞれ収容できる複数のキャリア１０７を保持する。複数のキャリア１０７（例えば、ＦＯＵＰ）は、水平なキャリア配列方向（すなわち、図１中の上下方向）に配列された状態でキャリア保持部１０４に保持される。ＩＲ移動機構１０６は、キャリア配列方向にインデクサロボット１０５を移動させる。インデクサロボット１０５は、基板９をキャリア１０７から搬出する搬出動作、および、キャリア保持部１０４に保持されたキャリア１０７に基板９を搬入する搬入動作を行う。基板９は、インデクサロボット１０５によって水平な姿勢で搬送される。

【0023】

一方、処理ブロック１０２は、基板９を処理する複数（たとえば、４つ以上）の処理ユニット１０８と、センターロボット１０９（すなわち、基板搬送手段）とを備えている。複数の処理ユニット１０８は、平面視において、センターロボット１０９を取り囲むように配置されている。複数の処理ユニット１０８では、基板９に対する様々な処理が施される。後述する基板処理装置は、複数の処理ユニット１０８のうちの１つである。センターロボット１０９は、処理ユニット１０８に基板９を搬入する搬入動作、および、基板９を処理ユニット１０８から搬出する搬出動作を行う。さらに、センターロボット１０９は、複数の処理ユニット１０８間で基板９を搬送する。基板９は、センターロボット１０９によって水平な姿勢で搬送される。センターロボット１０９は、インデクサロボット１０５から基板９を受け取るとともに、インデクサロボット１０５に基板９を渡す。

【0024】

図２は、基板処理装置１の構成を示す側面図である。基板処理装置１は、基板９を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、基板９に処理液を供給して液処理を行う。図２では、基板処理装置１の構成の一部を断面にて示す。

【0025】

基板処理装置１は、基板保持部３１と、基板回転機構３３と、カップ部４と、処理液供給部５と、制御部８と、チャンバ１１と、を備える。基板保持部３１、基板回転機構３３およびカップ部４等は、チャンバ１１の内部空間に収容される。チャンバ１１の天蓋部には、当該内部空間にガスを供給して下方に流れる気流（いわゆる、ダウンフロー）を形成する気流形成部１２が設けられる。気流形成部１２としては、例えば、ＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）が利用される。制御部８は、チャンバ１１の外部に配置され、基板保持部３１、基板回転機構３３および処理液供給部５等を制御する。

【0026】

図３に示すように、制御部８は、例えば、プロセッサ８１と、メモリ８２と、入出力部８３と、バス８４とを備える通常のコンピュータシステムである。バス８４は、プロセッサ８１、メモリ８２および入出力部８３を接続する信号回路である。メモリ８２は、プログラムおよび各種情報を記憶する。プロセッサ８１は、メモリ８２に記憶されるプログラム等に従って、メモリ８２等を利用しつつ様々な処理（例えば、数値計算）を実行する。入出力部８３は、操作者からの入力を受け付けるキーボード８５およびマウス８６、プロセッサ８１からの出力等を表示するディスプレイ８７、並びに、プロセッサ８１からの出力等を送信する送信部等を備える。なお、制御部８は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）、または、回路基板等であってもよい。制御部８は、コンピュータシステム、ＰＬＣおよび回路基板等のうち、任意の複数の構成を含んでいてもよい。

【0027】

図４は、制御部８により実現される機能を示すブロック図である。制御部８は、記憶部８０１と、バルブ制御部８０２と、演算部８０３とを備える。記憶部８０１は、主にメモリ８２（図３参照）により実現され、基板処理装置１に係る様々な情報を記憶する。バルブ制御部８０２は、主にプロセッサ８１（図３参照）により実現され、処理液供給部５の後述する第１バルブ５２１および第２バルブ５３１を制御する。演算部８０３は、主にプロセッサ８１により実現され、基板処理装置１に係る様々な演算を行う。

【0028】

図２に示す基板保持部３１および基板回転機構３３はそれぞれ、基板９を保持して回転させるスピンチャックの一部である。基板保持部３１は、水平状態の基板９を下側から保持する。基板保持部３１は、例えば、基板９を機械的に支持するメカニカルチャックである。基板保持部３１は、ベース部３１１と、複数のチャック３１２とを備える。ベース部３１１は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする略円板状の部材である。基板９は、ベース部３１１の上方にベース部３１１から離間して配置される。

【0029】

複数のチャック３１２は、ベース部３１１の上面の外周部において、中心軸Ｊ１を中心とする周方向（以下、単に「周方向」とも呼ぶ。）に配置される。複数のチャック３１２は、例えば、周方向において略等角度間隔に配置される。基板保持部３１では、複数のチャック３１２により、基板９の外縁部が保持される。なお、基板保持部３１は、バキュームチャック等、他の構造を有するチャックであってもよい。

【0030】

基板回転機構３３は、基板保持部３１の下方に配置される。基板回転機構３３は、中心軸Ｊ１を中心として基板９を基板保持部３１と共に回転する。基板回転機構３３は、シャフト３３１と、モータ３３２とを備える。シャフト３３１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状または略円筒状の部材である。シャフト３３１は、上下方向に延び、基板保持部３１のベース部３１１の下面中央部に接続される。モータ３３２は、シャフト３３１を回転させる電動回転式モータである。なお、基板回転機構３３は、他の構造を有するモータ（例えば、中空モータ等）であってもよい。

【0031】

処理液供給部５は、基板９に対して処理液を供給し、基板９に対する液処理を行う。処理液供給部５は、ノズル５１と、第１配管５２とを備える。ノズル５１は、基板９の上方から基板９の上側の主面（以下、「上面９１」とも呼ぶ。）に向けて処理液を吐出する。当該処理液は、例えば、基板９のエッチング処理に利用されるエッチング液である。当該エッチング液は、例えば、室温（例えば、２５℃）よりも高温にて基板９の上面９１に供給される。なお、ノズル５１からは、エッチング液以外の薬液が吐出されてもよく、薬液以外の様々な種類の処理液（例えば、リンス液）が吐出されてもよい。これらの処理液は、室温よりも高温にて基板９に供給されてもよく、室温以下の温度にて基板９に供給されてもよい。

【0032】

処理液供給部５は、ノズル５１を移動するノズル移動機構を備えていてもよい。当該ノズル移動機構は、例えば、基板９の上方の供給位置と、基板９の外縁よりも中心軸Ｊ１を中心とする径方向（以下、単に「径方向」とも呼ぶ。）の外側の退避位置との間で、ノズル５１を略水平に移動する。ノズル移動機構は、例えば、電動リニアモータ、エアシリンダ、または、ボールネジおよび電動回転式モータを備える。また、処理液供給部５は、ノズル５１に加えて、ノズル５１から吐出される処理液とは異なる種類の処理液を基板９に吐出する他のノズルを備えていてもよい。

【0033】

図５は、基板処理装置１の処理液供給部５の構成を模式的に示すブロック図である。処理液供給部５は、上述のノズル５１および第１配管５２に加えて、第１バルブ５２１と、第２配管５３と、第２バルブ５３１と、流量センサ５６とを備える。

【0034】

ノズル５１は、第１配管５２を介して処理液供給源７１に接続される。図５に示す例では、第１配管５２は、処理液供給源７１から略水平に延び、第１屈曲部５２２にて略９０°向きを変えて略鉛直上方へと延び、第２屈曲部５２３にて略９０°向きを変えて略水平に延びてノズル５１に接続される。以下の説明では、第１配管５２のうち、処理液供給源７１と第１屈曲部５２２との間の部位を「第１部位５２４」とも呼び、第１屈曲部５２２と第２屈曲部５２３との間の部位を「第２部位５２５」とも呼び、第２屈曲部５２３とノズル５１との間の部位を「第３部位５２６」とも呼ぶ。ノズル５１は、第１配管５２との接続部から略水平に延び、先端部近傍にて略９０°向きを変えて略鉛直下方へと延びる。第１バルブ５２１は、第１配管５２上に配置される。図５に示す例では、第１バルブ５２１は、第１配管５２の第１部位５２４に設けられる。

【0035】

第２配管５３は、サックバック用の配管である。第２配管５３は、ノズル５１と処理液供給源７１との間にて、第１配管５２から分岐する。図５に示す例では、第２配管５３は、第１配管５２の第１屈曲部５２２にて第１配管５２に接続される。すなわち、第２配管５３は、第１バルブ５２１とノズル５１との間にて第１配管５２から分岐する。第２配管５３は、第１屈曲部５２２から略鉛直下方へと延びる。第２配管５３の下方には、処理液が貯留されるドレンボックス５５が配置される。第２配管５３の下端部は、ドレンボックス５５内に貯留されている処理液に浸漬されている。

【0036】

第２バルブ５３１は、第２配管５３上に配置される。図５に示す例では、第２バルブ５３１は、第１屈曲部５２２とドレンボックス５５との間に設けられる。また、第２配管５３には、オリフィス５３２が、第２バルブ５３１の上側（すなわち、第２バルブ５３１と第１屈曲部５２２との間）にて第２バルブ５３１に近接した位置に設けられる。

【0037】

バルブ制御部８０２（図４参照）の制御により、第２バルブ５３１が閉鎖され、第１バルブ５２１が開放されることによって、基板９の処理に利用される処理液が、処理液供給源７１から第１配管５２を介してノズル５１へと供給され、ノズル５１の先端（すなわち、ノズル５１の下端）から基板９の上面９１へと吐出される。そして、バルブ制御部８０２により第１バルブ５２１が閉鎖されることによって、ノズル５１からの処理液の吐出が停止される。

【0038】

また、バルブ制御部８０２（図４参照）の制御により、第１バルブ５２１が閉鎖され、第２バルブ５３１が開放されることによって、第２配管５３内の処理液が、オリフィス５３２とノズル５１の先端との高低差によるサイフォン効果によって、ドレンボックス５５に向かって流れる。これにより、第１配管５２内の処理液が第１屈曲部５２２から第２配管５３へと排出され、ノズル５１内の処理液のサックバックが行われる。サックバックが開始されると、ノズル５１内の処理液の液面（すなわち、処理液と周囲の雰囲気との界面）は、ノズル５１の先端から第１配管５２に向かって移動する。なお、サックバックが開始される際には、第１バルブ５２１が閉鎖された後に第２バルブ５３１が開放されてもよく、第１バルブ５２１が閉鎖されるよりも少し前に第２バルブ５３１が開放されてもよく、第１バルブ５２１の閉鎖と略同時に第２バルブ５３１が開放されてもよい。

【0039】

処理液供給部５では、バルブ制御部８０２により第２バルブ５３１が閉鎖されることにより、処理液のサックバックが停止される。処理液供給部５では、第２配管５３、第２バルブ５３１およびオリフィス５３２により、ノズル５１内の処理液をサックバックするサイフォン式（自重式ともいう。）のサックバック機構５０が構成される。なお、ドレンボックス５５も当該サックバック機構に含まれてもよい。

【0040】

上述のサックバックは、例えば、基板処理装置１において複数の基板９に対する連続処理が行われる場合、１枚の基板９に対するノズル５１からの処理液の供給が終了した時点で行われる。これにより、基板９への処理液の供給終了時点でノズル５１の先端に位置している処理液の液面が、当該先端から離れて処理液供給源７１側へと移動し、ノズル５１内または第１配管５２内の所定位置に位置する。また、上述のサックバックは、例えば、ノズル５１からの処理液の供給が比較的長期間停止された後に再開される場合、ノズル５１から処理液のプリディスペンスが実施された後に行われる。この場合も同様に、プリディスペンス終了時点でノズル５１の先端に位置している処理液の液面が、当該先端から離れて処理液供給源７１側へと移動し、ノズル５１内または第１配管５２内の所定位置に位置する。

【0041】

流量センサ５６は、サックバック機構５０によるサックバックが行われる際に、第１配管５２から第２配管５３へと排出される処理液の瞬間流量（すなわち、サックバック速度）を測定する。図５に示す例では、流量センサ５６は、第２配管５３上において第１屈曲部５２２とオリフィス５３２との間に配置される。流量センサ５６は、第２配管５３を下方に向かって流れる処理液の瞬間流量を測定する。流量センサ５６としては、例えば、超音波式の流量センサが利用される。

【0042】

流量センサ５６は、例えば、処理液の瞬間流量および積算流量を測定可能な積算流量センサである。流量センサ５６は、その取付位置における処理液の瞬間流量を測定し、測定結果に基づいて（すなわち、瞬間流速の測定結果を積分することにより）、所定の測定開始タイミング以降に当該取付位置を通過した処理液の積算流量（すなわち、第１配管５２から第２配管５３へと排出された処理液の積算流量であり、以下、「積算排出流量」とも呼ぶ。）を求める。

【0043】

上述の積算排出流量の測定開始タイミングは、処理液のサックバックが実質的に開始されたと考えられるタイミングであり、基板処理装置１の使用者等により適宜設定される。例えば、積算排出流量の算出は、第１バルブ５２１の閉鎖と並行して行われる。ここで言う「第１バルブ５２１の閉鎖」とは、例えば、「制御部８からの第１バルブ５２１に対する閉鎖指令信号の発信」という意味であってもよく、第１バルブ５２１の開閉動作を監視する開閉センサが設けられている場合は、「当該開閉センサからの第１バルブ５２１の閉鎖開始信号または閉鎖完了信号の受信」という意味であってもよい。あるいは、「第１バルブ５２１の閉鎖」は、第１バルブ５２１が実質的に閉鎖されたと見なされる他の状態を意味してもよい。

【0044】

また、サックバック時における第１配管５２から第２配管５３への処理液の排出が、上述の「第１バルブ５２１の閉鎖」から少し遅れて始まる場合等、積算排出流量の算出は、「第１バルブ５２１の閉鎖」から所定時間後に開始されてもよい。

【0045】

あるいは、サックバックが行われる際に、第１バルブ５２１の閉鎖よりも前に第２バルブ５３１が開放される場合、積算排出流量の算出は、第２バルブ５３１の開放と並行して開始されてもよい。ここで言う「第２バルブ５３１の開放」とは、例えば、「制御部８からの第２バルブ５３１に対する開放指令信号の発信」という意味であってもよく、第２バルブ５３１の開閉動作を監視する開閉センサが設けられている場合は、「当該開閉センサからの第２バルブ５３１の開放開始信号または開放完了信号の受信」という意味であってもよい。あるいは、「第２バルブ５３１の開放」は、第２バルブ５３１が実質的に開放されたと見なされる他の状態を意味してもよい。

【0046】

流量センサ５６により取得された瞬間流量および積算排出流量は、制御部８（図４参照）へと送信される。流量センサ５６では、サックバックが行われている間、瞬間流量および積算排出流量の取得および送信が継続的に行われる。制御部８では、記憶部８０１に予め記憶されている所定のサックバック閾値と、当該積算排出流量とが比較される。そして、積算排出流量が漸次増大してサックバック閾値に達すると、バルブ制御部８０２により第２バルブ５３１が閉鎖され、サックバックが停止される。これにより、所定の体積の処理液がサックバックされ、処理液の液面が、ノズル５１内または第１配管５２内の所定の位置に位置する。また、サックバックの停止と並行して、流量センサ５６による積算排出流量の取得も停止される。すなわち、積算排出流量がサックバック閾値に到達するタイミングが、積算排出流量の測定終了タイミングである。流量センサ５６では、積算排出流量の測定値がリセットされて０に戻される。

【0047】

なお、流量センサ５６は、第２配管５３上において、オリフィス５３２と第２バルブ５３１との間に配置されてもよく、第２バルブ５３１とドレンボックス５５との間に配置されてもよい。

【0048】

あるいは、流量センサ５６は、第１配管５２上において、ノズル５１と第１屈曲部５２２との間に配置されてもよい。この場合、流量センサ５６は、サックバック時の処理液の瞬間流量および積算排出流量の測定に加えて、基板９への処理液供給時の処理液の瞬間流量の測定にも利用されてよい。具体的には、処理液供給源７１からノズル５１に処理液が供給されて基板９の処理が行われている状態（すなわち、第１バルブ５２１が開放され、第２バルブ５３１が閉鎖されている状態）では、流量センサ５６により、ノズル５１から基板９に向けて吐出される処理液の瞬間流量が継続的に測定される。そして、測定された瞬間流量に基づいてバルブ制御部８０２（図４参照）により第１バルブ５２１の開度等が制御されることにより、基板９へと吐出される処理液の瞬間流量が、所望の目標流量に好適に維持される。なお、サックバック時と、ノズル５１への処理液供給時とは、例えば、バルブ制御部８０２により制御されている第１バルブ５２１および第２バルブ５３１の開閉状態等に基づいて区別される。

【0049】

また、第１配管５２上においてノズル５１と第１屈曲部５２２との間に配置される流量センサ５６が、流量だけではなく、処理液の流れの方向も検出可能である場合、サックバック時と、ノズル５１への処理液供給時とは、流量センサ５６により検出される処理液の流れの方向により区別されてもよい。この場合、流量センサ５６により検出される処理液の流れの方向が、第１屈曲部５２２からノズル５１へと向かう方向から、ノズル５１から第１屈曲部５２２へと向かう方向に変化したタイミングが、ノズル５１への処理液供給時からサックバック時への遷移タイミングである。したがって、積算排出流量の算出は、流量センサ５６により検出される処理液の流れの方向の変化と並行して開始される。

【0050】

流量センサ５６は、処理液の瞬間流量を測定可能であればよく、必ずしも処理液の積算流量を求める機能を有している必要はない。流量センサ５６において瞬間流量のみが測定される場合、測定された瞬間流量は継続的に制御部８（図４参照）へと送信され、記憶部８０１に記憶される。そして、記憶部８０１に記憶された瞬間流量の測定値が、演算部８０３によって上述の測定開始タイミングから積分されることにより、積算排出流量が求められる。

【0051】

基板処理装置１では、上述のように、基板９に対して複数種類の処理液が供給可能とされてよい。この場合、記憶部８０１では、当該複数種類の処理液にそれぞれ対応する複数のサックバック閾値が記憶される。当該複数のサックバック閾値は、処理液の種類に合わせて互いに異なっていてもよく、同じ値が含まれていてもよい。これにより、各処理液に適したサックバック量（すなわち、サックバックされる処理液の体積）にてサックバックを行うことができる。

【0052】

例えば、室温よりも高温にてノズル５１に供給される処理液（例えば、ＳＣ－１等のエッチング液）に対応するサックバック閾値は、室温にてノズル５１に供給される処理液に対応するサックバック閾値よりも大きい。このように、高温の処理液の場合、サックバック量を多くすることにより、サックバック後にノズル５１および第１配管５２、または、第１配管５２のみに残留する処理液（以下、「残留処理液」とも呼ぶ。）の量を少なくすることができる。残留処理液は、時間経過に従って降温するため、サックバック後に基板９の処理を行う際に、処理液供給源７１から送出される高温の処理液と混ざり、基板９に供給される処理液の温度を所定の処理温度から低下させる可能性がある。そこで、残留処理液を少なくすることにより、サックバック後に基板９に供給される処理液の温度低下が抑制される。

【0053】

基板処理装置１では、図６および図７に示すように、ノズル５１を撮像する撮像部６が設けられ、制御部８が画像監視部８０４を備えていてもよい。撮像部６は、ノズル５１の先端部（すなわち、吐出口近傍）を撮像し、取得した画像を制御部８へと送る。撮像部６は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラ、または、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラである。画像監視部８０４は、撮像部６により取得されたノズル５１の先端部の画像（すなわち、撮像部６からの出力）に基づいて、ノズル５１からの処理液の吐出の有無を判断する。制御部８では、例えば、処理液を吐出しているノズル５１の画像、および、処理液の吐出が停止されているノズル５１の画像が、基準画像群として記憶部８０１に予め記憶されており、画像監視部８０４は、撮像部６からの出力と当該基準画像群とを公知の画像解析方法にて比較して、ノズル５１からの処理液の吐出の有無を判断する。この場合、流量センサ５６（図５参照）による積算排出流量の算出は、例えば、画像監視部８０４によりノズル５１からの処理液の吐出停止が判断された時点で開始される。

【0054】

次に、本発明の第２の実施の形態にかかる基板処理装置１ａについて説明する。図８は、基板処理装置１ａの処理液供給部５ａを示すブロック図であり、上述の図５に対応する。基板処理装置１ａの構成は、図５に示す処理液供給部５に代えて、処理液供給部５とは異なる構造を有する処理液供給部５ａを備える点を除き、図１に示す基板処理装置１と同様である。以下の説明では、基板処理装置１ａの構成のうち、基板処理装置１と同様の構成には同符号を付す。

【0055】

図８に示すように、処理液供給部５ａは、上述のノズル５１を備え、また、第１配管５２ａと、第１バルブ５２１ａとを備える。上述のように、ノズル５１は、基板９に向けて処理液を吐出する。第１配管５２ａは、処理液供給源７１とノズル５１とを接続する。図８に示す例では、第１配管５２ａは、図５に示す第１配管５２とは形状が多少異なる。第１バルブ５２１ａは、第１配管５２ａ上に配置され、バルブ制御部８０２（図４参照）により制御される。処理液供給部５ａは、また、上述の流量センサ５６を備える。

【0056】

処理液供給部５ａでは、上述のサックバック機構５０とは構造が異なるサックバック機構５０ａが、ノズル５１と第１バルブ５２１ａとの間にて第１配管５２ａに接続される。サックバック機構５０ａは、エジェクタ式のサックバック機構である。サックバック機構５０ａは、第２配管５３ａと、第２バルブ５３１ａと、ニードルバルブ５３３ａと、第３配管５４ａと、第３バルブ５４１ａと、逆止バルブ５４２ａとを備える。第２配管５３ａは、ノズル５１と第１バルブ５２１および処理液供給源７１との間にて第１配管５２ａから分岐する。また、第２配管５３ａの第１配管５２ａ側とは反対側の端部は、第３配管５４ａに接続される。第２バルブ５３１ａおよびニードルバルブ５３３ａは、第２配管５３ａ上に配置される。第２バルブ５３１ａは、バルブ制御部８０２により制御される。

【0057】

第３配管５４ａの一方の端部はガス供給源７２に接続され、他方の端部はドレンボックス５５ａに接続される。第３バルブ５４１ａおよび逆止バルブ５４２ａは、第３配管５４ａ上に配置される。第３バルブ５４１ａは、バルブ制御部８０２により制御される。第２配管５３ａは、第３バルブ５４１ａよりも下流側（すなわち、第３バルブ５４１ａとドレンボックス５５ａとの間）にて第３配管５４ａに接続される。

【0058】

処理液供給部５ａでは、バルブ制御部８０２の制御により、第２バルブ５３１ａおよび第３バルブ５４１ａが閉鎖され、第１バルブ５２１ａが開放されることによって、基板９の処理に利用される処理液が、処理液供給源７１から第１配管５２ａを介してノズル５１へと供給され、ノズル５１の先端（すなわち、ノズル５１の下端）から基板９の上面９１へと吐出される。そして、バルブ制御部８０２により第１バルブ５２１ａが閉鎖されることによって、ノズル５１からの処理液の吐出が停止される。

【0059】

処理液供給部５ａでは、バルブ制御部８０２の制御により第３バルブ５４１ａが開放されることによって、ガス供給源７２から第３配管５４ａへとガス（例えば、圧縮空気）が供給され、ドレンボックス５５ａへと比較的高速にて流れる。これにより、第２配管５３ａと第３配管５４ａとの接続部５３５ａ近傍において、第２配管５３ａ内に負圧が生じる。そして、バルブ制御部８０２の制御により、第１バルブ５２１ａが閉鎖され、第２バルブ５３１ａが開放されると、第２配管５３ａ内の処理液が当該負圧により第３配管５４ａへと流入し、上記ガスと共にドレンボックス５５ａへと流れる。これにより、第１配管５２ａ内の処理液が第２配管５３ａへと排出され、ノズル５１内の処理液のサックバックが行われる。

【0060】

サックバックが行われると、処理液の液面（すなわち、処理液と周囲の雰囲気との界面）は、ノズル５１の先端から第１配管５２ａに向かって移動する。なお、サックバックが開始される際には、第１バルブ５２１ａが閉鎖された後に第２バルブ５３１ａが開放されてもよく、第１バルブ５２１ａが閉鎖されるよりも少し前に第２バルブ５３１ａが開放されてもよく、第１バルブ５２１ａの閉鎖と略同時に第２バルブ５３１ａが開放されてもよい。その後、バルブ制御部８０２により第２バルブ５３１ａおおび第３バルブ５４１ａが閉鎖されることにより、処理液のサックバックが停止される。

【0061】

流量センサ５６は、サックバック機構５０ａによるサックバックが行われる際に、第１配管５２から第２配管５３へと排出される処理液の瞬間流量（すなわち、サックバック速度）を測定する。図８に示す例では、流量センサ５６は、第２配管５３ａ上において、第２配管５３ａと第１配管５２ａとの接続部５３４ａと、第２バルブ５３１ａとの間に配置される。流量センサ５６は、第２配管５３ａを第３配管５４ａに向かって流れる処理液の瞬間流量を測定する。上述のように、流量センサ５６として、処理液の瞬間流量および積算排出流量（すなわち、第１配管５２ａから第２配管５３ａへと排出された処理液の積算流量）を測定可能な超音波式の積算流量センサが利用可能である。

【0062】

なお、流量センサ５６は、第２配管５３ａ上において、第２配管５３ａと第３配管５４ａとの接続部５３５ａと、第２バルブ５３１ａとの間に配置されてもよい。また、流量センサ５６は、第３配管５４ａ上において、第２配管５３ａと第３配管５４ａとの接続部５３５ａと、ドレンボックス５５ａとの間に配置されてもよい。

【0063】

あるいは、流量センサ５６は、第１配管５２ａ上において、第１配管５２ａと第２配管５３ａとの接続部５３４ａと、ノズル５１との間に配置されてもよい。この場合、流量センサ５６は、サックバック時の処理液の瞬間流量および積算排出流量の測定に加えて、基板９への処理液供給時の処理液の瞬間流量の測定にも利用されてよい。具体的には、処理液供給源７１からノズル５１に処理液が供給されて基板９の処理が行われている状態（すなわち、第１バルブ５２１ａが開放され、第２バルブ５３１ａが閉鎖されている状態）では、流量センサ５６により、ノズル５１から基板９に向けて吐出される処理液の瞬間流量が継続的に測定される。そして、測定された瞬間流量に基づいてバルブ制御部８０２（図４参照）により第１バルブ５２１ａの開度等が制御されることにより、基板９へと吐出される処理液の瞬間流量が、所望の目標流量に好適に維持される。なお、サックバック時と、ノズル５１への処理液供給時とは、例えば、バルブ制御部８０２により制御されている第１バルブ５２１ａ、第２バルブ５３１ａおよび第３バルブ５４１ａの開閉状態等に基づいて区別される。

【0064】

流量センサ５６を用いた積算排出流量の算出開始タイミング（すなわち、測定開始タイミング）は、上記と同様に、処理液のサックバックが実質的に開始されたと考えられるタイミングに合わせて様々に設定されてよい。流量センサ５６では、サックバックが行われている間、瞬間流量および積算排出流量の取得、および、測定値の制御部８への送信が継続的に行われる。制御部８では、当該積算排出流量とサックバック閾値とが比較され、積算排出流量がサックバック閾値に達すると、バルブ制御部８０２により第２バルブ５３１ａおよび第３バルブ５４１ａが閉鎖され、サックバックが停止される。これにより、所定の体積の処理液がサックバックされ、処理液の液面が、ノズル５１内または第１配管５２ａ内の所定の位置に位置する。なお、積算排出流量は、上記と同様、流量センサ５６にて測定された瞬間流量に基づいて、制御部８の演算部８０３（図４参照）において求められてもよい。

【0065】

以上に説明したように、基板９を処理する基板処理装置１，１ａは、ノズル５１と、第１配管５２，５２ａと、第１バルブ５２１，５２１ａと、第２配管５３，５３ａと、第２バルブ５３１，５３１ａと、流量センサ５６と、バルブ制御部８０２とを備える。ノズル５１は、基板９に供給される処理液を吐出する。第１配管５２，５２ａは、処理液供給源７１とノズル５１とを接続する。第１バルブ５２１，５２１ａは、第１配管５２，５２ａ上に配置される。第２配管５３，５３ａは、ノズル５１と処理液供給源７１との間にて第１配管５２，５２ａから分岐する。第２バルブ５３１，５３１ａは、第２配管５３，５３ａ上に配置される。流量センサ５６は、第１配管５２，５２ａから第２配管５３，５３ａへと排出される処理液の瞬間流量を測定する。バルブ制御部８０２は、第１バルブ５２１，５２１ａおよび第２バルブ５３１，５３１ａを制御する。

【0066】

基板処理装置１，１ａでは、第１バルブ５２１，５２１ａが開放され、第２バルブ５３１，５３１ａが閉鎖された状態で、処理液供給源７１からノズル５１へと処理液が供給される。また、第１バルブ５２１，５２１ａが閉鎖され、第２バルブ５３１，５３１ａが開放された状態で、第１配管５２，５２ａ内の処理液が第２配管５３，５３ａへと排出されてノズル５１内の処理液のサックバックが行われる。そして、流量センサ５６による測定結果に基づいて第１配管５２，５２ａから第２配管５３，５３ａへと排出された処理液の積算流量である積算排出流量が求められる。バルブ制御部８０２は、積算排出流量が所定のサックバック閾値に達した際に第２バルブ５３１，５３１ａを閉鎖する。

【0067】

このように、基板処理装置１，１ａでは、サックバックの開始からの処理液の積算排出流量を測定し、所定のサックバック閾値に等しい量の処理液をサックバックすることにより、サックバック後の処理液の液面を所望の位置に精度良く位置させることができる。その結果、サックバック後に基板９に対して供給される処理液の量（例えば、次の基板９に対する処理液の供給量）を、所望の量に精度良く調節することができる。したがって、基板９に対する処理の質を向上することができる。

【0068】

上述のように、積算排出流量の算出は、第１バルブ５２１，５２１ａの閉鎖と並行して開始されることが好ましい。これにより、積算排出流量の算出開始を、サックバックの実質的な開始タイミングに合わせることができる。その結果、積算排出流量を精度良く算出することができる。

【0069】

上述のように、積算排出流量の算出は、第１バルブ５２１，５２１ａの閉鎖から所定時間後に開始されることも好ましい。これにより、第１バルブ５２１，５２１ａの閉鎖から少し遅れて処理液の移動（すなわち、ノズル５１の先端から離れる方向への移動）が開始される場合であっても、積算排出流量を精度良く算出することができる。

【0070】

上述のように、サックバックが行われる際には、第１バルブ５２１，５２１ａの閉鎖よりも前に第２バルブ５３１，５３１ａが開放されることも好ましい。これにより、ウォータハンマー現象の発生を好適に抑制することができる。また、この場合、積算排出流量の算出は、第２バルブ５３１，５３１ａの開放と並行して開始されることが好ましい。これにより、積算排出流量を精度良く算出することができる。

【0071】

上述のように、基板処理装置１は、撮像部６と、画像監視部８０４とをさらに備えることも好ましい。撮像部６は、ノズル５１を撮像する。画像監視部８０４は、撮像部６からの出力に基づいてノズル５１からの処理液の吐出の有無を判断する。そして、積算排出流量の算出は、画像監視部８０４によりノズル５１からの処理液の吐出停止が判断された時点で開始されることが好ましい。これにより、積算排出流量の算出開始を、サックバックの実質的な開始タイミングに合わせることができる。その結果、積算排出流量を精度良く算出することができる。基板処理装置１ａにおいても同様である。

【0072】

上述のように、流量センサ５６は第２配管５３，５３ａ上に配置されることが好ましい。第２配管５３，５３ａでは、基板９に対する処理液の供給時には処理液の流れは実質的に生じず、サックバック時のみ処理液の流れが生じる。したがって、第２配管５３，５３ａ上に流量センサ５６を配置することにより、サックバック時における積算排出流量を精度良く算出することができる。なお、基板処理装置１ａでは、第３配管５４ａにおいてもサックバック時のみ処理液の流れが生じるが、第３配管５４ａでは処理液と圧縮空気等のガスとの混合流体が流れるため、積算排出流量を精度良く算出するという観点からは、流量センサ５６は第２配管５３ａ上に配置されることがより好ましい。

【0073】

上述のように、流量センサ５６は第１配管５２，５２ａ上に配置されることも好ましい。この場合、処理液供給源７１からノズル５１に処理液が供給される際に、流量センサ５６によって処理液の供給流量が測定されることが好ましい。このように、サックバック時における処理液の瞬間流量および積算排出流量の測定に利用される流量センサ５６を、ノズル５１への処理液供給時（すなわち、基板９に対する処理液供給時）の流量測定にも利用することにより、それぞれの測定用に別々の流量センサを設ける場合に比べて、基板処理装置１，１ａの装置構造を簡素化することができる。

【0074】

上述のように、基板処理装置１，１ａは、複数種類の処理液にそれぞれ対応する複数のサックバック閾値を記憶する記憶部８０１をさらに備えることが好ましい。これにより、処理液の種類に合わせた適切なサックバック量にてサックバックを行うことができる。

【0075】

より好ましくは、室温よりも高温にて供給される処理液に対応するサックバック閾値は、室温にて供給される処理液に対応するサックバック閾値よりも大きい。このように、処理液が室温よりも高温にて供給される場合、サックバック量を多くする（すなわち、残留処理液の量を少なくする）ことにより、サックバック後に基板９の処理を行う際に、降温した残留処理液が高温の処理液に混ざることを抑制することができる。その結果、基板９に供給される処理液の意図しない温度低下を抑制することができる。

【0076】

上述の基板処理装置１，１ａでは、様々な変更が可能である。

【0077】

例えば、基板処理装置１，１ａでは、積算排出流量の算出が開始されるタイミングは、必ずしも上述のものには限定されず、処理液のサックバックが実質的に開始されたと考えられるタイミングであれば様々なタイミングであってよい。

【0078】

流量センサ５６は、超音波式の流量センサには限定されず、他の種類の流量センサ（例えば、電磁式の流量センサ）であってもよい。また、流量センサ５６は、必ずしも、処理液の流れの方向を検出可能なタイプである必要はない。

【0079】

基板処理装置１，１ａでは、サイフォン式のサックバック機構５０、および、エジェクタ式のサックバック機構５０ａに代えて、他の構造を有するサックバック機構が設けられてもよい。

【0080】

上述の基板処理装置１，１ａは、半導体基板以外に、液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等の平面表示装置（Flat Panel Display）に使用されるガラス基板、あるいは、他の表示装置に使用されるガラス基板の処理に利用されてもよい。また、上述の基板処理装置１，１ａは、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、セラミック基板および太陽電池用基板等の処理に利用されてもよい。

【0081】

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

【符号の説明】

【0082】

１，１ａ 基板処理装置
６ 撮像部
９ 基板
５１ ノズル
５２，５２ａ 第１配管
５３，５３ａ 第２配管
５６ 流量センサ
７１ 処理液供給源
５２１，５２１ａ 第１バルブ
５３１，５３１ａ 第２バルブ
８０１ 記憶部
８０２ バルブ制御部
８０４ 画像監視部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】