JP6534578B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、基板に対して処理液を供給することにより基板を処理する基板処理装置に関する。

有機ＥＬ表示装置用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、太陽電池用パネル基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、半導体ウエハ等の基板を処理する基板処理装置においては、処理液等の液体や不活性ガス等の気体等の各種の処理液が使用される。この処理液は、バルブの開閉動作により供給を制御される。

このような基板処理装置においては、バルブからの処理液の漏洩を検出する必要がある。特許文献１には、サックバック方式により処理液の漏洩を検出する基板処理装置が開示されている。この特許文献１に記載の基板処理装置においては、バルブを閉止した後に吸引装置により処理液配管の吸引動作を実行する。そして、液面センサにより処理液を検出するか否かにより、処理液の漏洩を検出する構成を採用している。

特許第５０３０７６７号公報

特許文献１に記載の基板処理装置においては、処理液の漏洩を防止するときに処理液配管の吸引動作を実行する必要があることから、吸引に要する時間が必要となるばかりではなく、処理液配管内の処理液が無駄に消費されるという問題が生ずる。

一方、このような処理液の供給路には、一般的に、流量計が配設されていることが多く、この流量計を利用して処理液の漏洩を検出することも不可能ではない。しかしながら、処理液のわずかな漏洩を検知するためには、微小流量を検出しうる高価な流量計を使用する必要がある。また、処理液が一定量流れているときには、流量計により流量を正確に検出することが可能であるが、処理液の流れを停止した状態においては、処理液における発泡により、流量計が誤検知を起こす場合がある。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成でありながら処理液の漏洩を正確に検出することが可能な基板処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板に対して処理液を供給することにより基板を処理する基板処理装置であって、基板に処理液を供給するためのノズルと、処理液の供給源と前記ノズルとを連結する管路と、前記管路中に配設された開閉バルブと、前記ノズルの待機時に、前記ノズルの先端の下方に配設された液受け部と、前記液受け部に滴下した処理液を排出するための、少なくともその一部が鉛直方向に対して傾斜した傾斜部を有する排液管と、前記排液管における傾斜部において処理液を検出するセンサと、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記排液管の傾斜部は透光性の部材から構成されるとともに、前記センサは、投光部と受光部とを有し、前記傾斜部の内壁の下面を流下する処理液を検出する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記液受け部は、基板に処理液を供給する前に前記ノズルから処理液を吐出するプリディスペンス時に、前記ノズルから吐出される処理液を受けるプリディスペンスポットである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記開閉バルブを閉鎖して前記ノズルから処理液の吐出の停止から所定の時間が経過した後に、前記センサにより処理液を検出したときに、警告表示を行う制御部を備える。

請求項１に記載の発明によれば、傾斜部を流下する処理液をセンサにより検出することにより、簡易な構成でありながら、処理液の漏洩を正確に検出することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、傾斜部の内壁の下面に集まって流下する少量の処理液を光学的に確実に検出することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、プリディスペンスのために使用されるポットを利用することにより、処理液の漏洩を正確に検出することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、処理液の吐出動作が終了した後に、処理液の漏洩を正確に検出することが可能となる。

この発明に係る基板処理装置の構成を説明するための概要図である。 処理液の漏洩を検出に使用するプリディスペンスポット３１からの排液機構を、処理液ノズル１５等とともに示す概要図である。 排液管とセンサとの配置を示す断面概要図である。 図３の矢印部分での断面図である。 この基板処理装置における主要な制御系を示すブロック図である。 処理液の漏洩を検出に使用するプリディスペンスポット３１からの排液機構を、処理液ノズル１５、１６等とともに示す概要図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る基板処理装置の構成を説明するための概要図である。

この基板処理装置は、半導体ウエハ等の円形の基板１００に処理液を供給することにより、この基板１００を処理するためのものである。この基板処理装置は、基板１００を端縁で支持する支持ピン１１を備え、基板１００とともに鉛直方向を向く軸を中心に回転するスピンチャック１２を備える。

また、この基板処理装置は、基板１００に対して処理液を供給するための処理液ノズル１５を備える。この処理液ノズル１５は、回転軸１３に連結された揺動アーム１４により支持されており、揺動アーム１４とともに、回転軸１３を中心として揺動する。また、この処理液ノズル１５は、処理液供給機構２０と接続されている。この処理液ノズル１５の先端を、スピンチャック１２に保持された基板１００の回転中心および端縁を含む円弧形状の軌跡を描いて移動させることにより、基板１００の表面をスキャンしながらその表面全域に対して処理液を供給することが可能となる。

また、この基板処理装置は、基板１００に対して処理液を塗布する前に、処理液ノズル１５内の処理液をプリディスペンスするためのプリディスペンスポット３１を備える。このプリディスペンスポット３１は、第１流下部３２と、傾斜部３３と、第２流下部３４とから成る排液管を介して、図示を省略した処理液の回収部と接続されている。

処理液供給機構２０は、処理液を貯留した処理液タンク２１から処理液ノズル１５に対して処理液を送液するための処理液配管２７を備える。この処理液配管２７には、処理液タンク２１内の処理液を圧送するためのポンプ２２と、処理液の供給および停止を行うための開閉バルブ２３と、処理液ノズル１５に供給される処理液の流量を調整するための流量調整バルブ２４および流量計２５とが配設されている。

図２は、処理液の漏洩を検出に使用するプリディスペンスポット３１からの排液機構を、処理液ノズル１５等とともに示す概要図である。また、図３は、排液管とセンサとの配置を示す断面概要図である。さらに、図４は、図３の矢印部分での断面図である。なお、図２においては、図１に示す流量調整バルブ２４および流量計２５の図示を省略している。

このプリディスペンスポット３１は、スピンチャック１２に保持されて回転する基板１００に対して処理液を塗布する前に、処理液ノズル１５内に残存する古い処理液を排出するプリディスペンスを実行するときに処理液の回収のために使用されるとともに、基板１００に処理液を塗布しないときに、処理液ノズル１５の先端部を収納して処理液ノズル１５の汚染や処理液の固化を防止するために使用される。この発明に係る基板処理装置においては、このプリディスペンスポット３１への処理液の滴下を監視することにより処理液の漏洩を検出する構成となっている。

このプリディスペンスポット３１の下端部には、プリディスペンスポット３１に滴下した処理液を回収するための、鉛直方向を向く第１流下部３２と、鉛直方向に対して傾斜した傾斜部３３と、鉛直方向を向く第２流下部３４とから成る排液管が接続されている。この排液管は、少なくとも傾斜部３３を含む一部が透光性を有する樹脂等から構成されており、図示を省略した処理液の回収部と接続されている。

排液管における傾斜部３３の両側には、投光部５１と受光部５２とから成るセンサ５３（後述する図５参照）が配設されている。このセンサ５３のうち、投光部５１は、排液管における傾斜部３３の直下の位置に、傾斜部３３の中心に向けて検出光を出射するような状態で配設されている。また、受光部５２は、傾斜部３３に対して、投光部５１と対向する位置に配設されている。

図５は、この基板処理装置における主要な制御系を示すブロック図である。なお、この図においては、主として、漏洩検出に係る制御系のみを示している。

この基板処理装置は、論理演算を実行するＣＰＵ、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ等を備え、装置全体を制御する制御部５０を備える。この制御部５０は、処理液ノズル１５を移動させるためのモータ等を具備するノズル駆動部１９と接続されている。また、この制御部５０は、上述した開閉バルブ２３と、投光部５１および受光部５２より成るセンサ５３とに接続されている。さらに、この制御部５０は、警告表示や警告音を発生させる警告表示部５９とも接続されている。

以上のような構成を有する基板処理装置により基板１００に処理液を供給するときには、最初にプリディスペンスを実行する。このときには、制御部５０の制御により開閉バルブ２３を開放し、処理液ノズル１５より所定量の処理液を吐出した後、開閉バルブ２３を閉止して処理液の吐出を停止する。処理液ノズル１５より吐出された処理液は、プリディスペンスポット３１により回収され、第１流下部３２と傾斜部３３と第２流下部３４とから成る排液管を介して、図示を省略した処理液の回収部に回収される。このときには、後述する処理液の漏洩時と同様、投光部５１と受光部５２より成るセンサ５３が傾斜部３３を流下する処理液を検出するが、制御部５０は、これを通常動作であると判断する。

続いて、制御部５０の制御によりノズル駆動部１９を制御し、処理液ノズル１５をスピンチャック１２に支持されて回転する基板１００の表面と対向する位置に移動させる。そして、開閉バルブ２３を開放して基板１００の表面に処理液を供給する。基板１００に対する処理が終了すれば、制御部５０の制御で開閉バルブ２３を閉鎖することにより処理液の吐出を終了するとともに、処理液ノズル１５を、その先端がプリディスペンスポット３１と対向する待機位置に移動させる。

この状態で、センサ５３は、開閉バルブ２３による処理液の漏洩を監視する。このときには、センサ５３における投光部５１から照射された光が、受光部５２により受光されている。開閉バルブ２３において処理液の漏洩が生じた場合においては、この処理液は、処理液配管２７、処理液ノズル１５を介してプリディスペンスポット３１に滴下する。そして、この処理液は、プリディスペンスポット３１から排液管における第１流下部３２内を滴下する。このときには、漏洩による処理液はごく少量であることから、図３において符合Ｄ１で示すように、処理液は第１流下部３２のどこかの壁面に付着して流下するか、第１流下部３２内を落下する。

そして、この処理液は、排液管における傾斜部３３に到達する。この傾斜部３３は、鉛直方向に対して傾斜していることから、傾斜部３３に滴下した処理液は、傾斜部３３の内周面における下側の領域に移動する。そして、この処理液は、図３において符合Ｄ２に示すように、液流となって傾斜部３３の内周面における下側の領域を流下する。このときの処理液の流速は、傾斜部３３が鉛直方向に対して傾斜していることから、遅い速度となっている。

センサ５３における投光部５１から照射された光は、この傾斜部３３の内周面を流下する処理液Ｄ２による遮断や反射、屈折などにより、その光量が変化する。その光量の変化が受光部５２によって検知される。このときには、上述したように、排液管における傾斜部３３が鉛直方向に対して傾斜していることから、処理液Ｄ２の流下速度は低速となっている。そして、この処理液Ｄ２は傾斜部３３の内周面における下側の領域に集まり（図４参照）、かつ、上述したように、投光部５１は、傾斜部３３の直下の位置に、傾斜部３３の中心に向けて検出光を出射するような状態で配設されている。このため、投光部５１および受光部５２より成るセンサ５３により、処理液Ｄ２が少量であったとしても、この処理液を確実に検出することが可能となる。

制御部５０は、開閉バルブ２３を閉鎖して処理液ノズル１５から処理液の吐出の停止から所定の時間が経過した後に、センサ５３により処理液を検出したときには、警告表示部５９に対して、警告表示を行うための信号を送信する。警告表示部５９は、ディスプレイ等への警告表示や、警告音を発生する。

なお、排液管における傾斜部３３を通過した処理液Ｄ２は、図３において符合Ｄ３に示すように、第２流下部３４の内周面に沿って速度を上げて流下し、図示しない処理液の回収部に排出される。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図６は、処理液の漏洩を検出に使用するプリディスペンスポット３１からの排液機構を、処理液ノズル１５、１６等とともに示す概要図である。なお、図２に示す第１実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

上述した第１実施形態においては、開閉バルブ２３により処理液の供給を制御される単一の処理液ノズル１５からの処理液の漏洩を、プリディスペンスポット３１を介して検出する構成を採用している。これに対して、この第２実施形態に係る基板処理装置においては、処理液ノズル１５だけではなく、開閉バルブ２８により処理液の供給を制御される処理液ノズル１６からの処理液の漏洩をも、プリディスペンスポット３１を介して検出する構成となっている。

この実施形態においては、制御部５０は、開閉バルブ２３を閉鎖して処理液ノズル１５から処理液の吐出の停止から所定の時間が経過した後で、かつ、開閉バルブ２８を閉鎖して処理液ノズル１６から処理液の吐出の停止から所定の時間が経過した後に、センサ５３により処理液を検出したときに、警告表示部５９に対して、警告表示を行うための信号を送信する。警告表示部５９は、ディスプレイ等への警告表示や、警告音を発生する。

なお、上述した実施形態においては、いずれも、プリディスペンスポット３１において回収した処理液をセンサ５３により検出することで、処理液の漏洩を検出しているが、プリディスペンスポット３１とは別の待機部において処理液ノズル１５、１６を待機させ、これらの待機部を介して処理液を検出することにより、処理液の漏洩を検出するようにしてもよい。

また、上述した実施形態においては、図４に示すように、センサ５３のうち、投光部５１を排液管における傾斜部３３の直下の位置に配設し、受光部５２を投光部５１と対向する位置に配設しているが、受光部５２を傾斜部３３の直下の位置に配設し、投光部５１を受光部５２と対向する位置に配設してもよい。また、このような配置に限らず、図４に示す処理液Ｄ２を検出するためのセンサ５３の光路が、傾斜部３３を流下する処理液Ｄ２と交差してこれを検出する方向（例えば、直交する方向）に形成されるように、投光部５１と受光部５２とを配置すればよい。

また、上述した実施形態においては、いずれも、光学式のセンサ５３を使用しているが、処理液の静電容量を検出する静電容量センサや、処理液の熱を検出する熱センサなど、その他のセンサを使用するようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態においては、排液管における傾斜部３３を流下する処理液をセンサ５３により検出しているが、管状以外の形状を有する傾斜部を流下する処理液を検出する構成を採用してもよい。

１２ スピンチャック
１５ 処理液ノズル
１６ 処理液ノズル
１９ ノズル駆動部
２０ 処理液供給機構
２１ 処理液タンク
２２ ポンプ
２３ 開閉バルブ
２７ 処理液配管
３１ プリディスペンスポット
３２ 第１流下部
３３ 傾斜部
３４ 第２流下部
５０ 制御部
５１ 投光部
５２ 受光部
５３ センサ
５９ 警告表示部
１００ 基板

Claims (4)

1. 基板に対して処理液を供給することにより基板を処理する基板処理装置であって、
   基板に処理液を供給するためのノズルと、
   処理液の供給源と前記ノズルとを連結する管路と、
   前記管路中に配設された開閉バルブと、
   前記ノズルの待機時に、前記ノズルの先端の下方に配設された液受け部と、
   前記液受け部に滴下した処理液を排出するための、少なくともその一部が鉛直方向に対して傾斜した傾斜部を有する排液管と、
   前記排液管における傾斜部において処理液を検出するセンサと、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記排液管の傾斜部は透光性の部材から構成されるとともに、
   前記センサは、投光部と受光部とを有し、前記傾斜部の内壁の下面を流下する処理液を検出する基板処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記液受け部は、基板に処理液を供給する前に前記ノズルから処理液を吐出するプリディスペンス時に、前記ノズルから吐出される処理液を受けるプリディスペンスポットである基板処理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記開閉バルブを閉鎖して前記ノズルから処理液の吐出の停止から所定の時間が経過した後に、前記センサにより処理液を検出したときに、警告表示を行う制御部を備える基板処理装置。
   

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