JP6887280B2 - 基板処理装置、基板処理方法およびプログラム記録媒体 - Google Patents
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Description
基板を水平に保持しつつ回転させた上で基板洗浄処理を行ういわゆる枚葉洗浄装置においては、基板表面に処理液を供給した上でブラシが基板表面に適用され、ブラシによる洗浄処理が実施される。
特に基板裏面洗浄工程ではその工程の性質上、殆どの場合においてエッジホールド方式が使われる。
この問題に対処するため、基板の端部を保持する複数のチャックピンの一部を適宜退避させ、基板の端部のうちチャックピンが退避した箇所についてブラシを進入させブラシ洗浄を行うという方法が提案されている。このようにチャックピンの一部を退避させる技術例が特許文献2に記載されている。
特許文献2では、エッジホールド方式にて基板が保持されているが、ブラシとチャックピンが干渉しないようにチャックピンを退避させ、これと基板主面のブラシ洗浄を同期させている。チャックピンが退避したところについて、ブラシは基板のエッジを超えた位置まで水平移動し、いわゆるブラシオーバースキャンがなされる。
<基板処理装置1の構成>
図1は、実施形態に係る基板処理装置1の構成の一例を表す模式図である。
まず、基板処理装置1を構成する各種部材や機構について説明する。
スピンベース70の内部には、点線で示すチャックピン移動機構75A及び75Bが格納されている。チャックピン移動機構75Aは、複数のチャックピンCAを開状態と閉状態とに切り替える動作を実現する。チャックピン移動機構75Bは、複数のチャックピンCBを開状態と閉状態とに切り替える動作を実現する。これら動作は、制御機構100におけるアーム移動機構制御部122(図3参照)からの制御信号により実現される。
以下、図1に加えて適宜図2を参照して第1ノズル及び第2ノズルの配置構成および処理液供給機構200の構成について説明する。図2は、実施形態に係る処理液供給機構200の構成を模式的に示す側面図である。
第1ノズル10は、配管210を通じて処理液供給機構200から供給される処理液を吐出口10Aから吐出可能に構成されている。本実施形態においては、第1ノズル10は、基板Wの主面(上面)の中心に向けて処理液を吐出するように、図示しない固定具により基板Wの上部に固定される。
第1ノズル10の固定位置は、第2ノズル20やヘッド65の移動に伴い、これらと干渉しない高さに設定される。
図1及び図3を参照し、制御機構100の構成について説明する。
図3は、実施形態に係る制御機構100の構成を模式的に示すブロック図である。
基板処理装置1は、更に制御機構100を有している。制御機構100は、チャックピン移動機構75A及び75B、スピンベース回転機構53、アーム移動機構60の可動部61、処理液供給機構200におけるポンプP1及びP2、流量調整バルブ211及び221、開閉バルブ215及び225などの動作を制御する。
図4は、実施形態に係るチャックピンCA及びCBの構造を説明するための模式的な側面図である。図4では、簡単のため、記憶部110、制御機構100、処理液供給機構200、第1ノズル10、第2ノズル20、アーム移動機構60を図から省略している。
チャックピンCAとチャックピンCBとは、基板Wに当接させた際にチャックピンの上面が基板Wの上面よりも高い位置にあるか、そうでないかという点において相違する。
チャックピン移動機構75Aによる当該移動は、別の態様、例えば、当該支軸CA3がその下方において水平方向に設けられた軸周りに回転することによって、当接面CA2の基板Wに対する当接または離反を実現するものであっても良い。支軸CA3を移動させ、チャックピンCAに開状態と閉状態とを実現させるためのチャックピン移動機構75Aの機械構成としては、従来からカム機構により部材の変位を実現する構成や、磁石を活用して非接触で部材の変位を実現する構成など様々な構成が公知であり、いずれの構成を用いても良い。
独立した移動機構であるチャックピン移動機構75A、75Bが、各々複数のチャックピンCA、CBに連結しているため、複数のチャックピンCAとCBとを各々独立して移動させることができる。
チャックピンCAは、チャックピン本体CA1と、チャックピン本体CA1の側面にて基板Wに当接する当接面CA2と、スピンベース70の上面周縁部に設けられたスロットCA4と、スロットCA4とチャックピン本体CA1の下面を接続する支軸CA3とを有する。
図4に模式的に示すように、チャックピンCAを基板Wに当接させた状態において、チャックピンCAの上面は、基板Wの上面よりも高い位置となる。
当接面CA2は、基板Wの端面と直接に接触するため、汚染の発生しやすさ、耐薬性、耐久性などを考慮して素材が決定される。チャックピンCAは、当接面CA2を基板Wの端面に当接させることにより、基板Wを確実に保持する必要がある。このため、基板Wに当接させた際に余り摩擦力が働かないような材料や表面形状とすることは望ましくない。当接面CA2の材料としては、例えばPVA(ポリビニルアルコール)やウレタンなどの弾性変形可能な材料で形成されたスポンジ材(多孔質部材)などが選択される。
チャックピンCBは、チャックピン本体CB1と、チャックピン本体CB1の側面にて基板Wに当接する当接面CB2と、スピンベース70の上面周縁部に設けられたスロットCB4と、スロットCB4とチャックピン本体CB1の下面を接続する支軸CB3とを有する。
図4に模式的に示すように、チャックピンCBを基板Wに当接させた状態において、チャックピンCBの上面は、基板Wの上面よりも低い位置となる。
当接面CB2は、基板Wの端面と直接に接触するため、汚染の発生しやすさ、耐薬性、耐久性などを考慮して素材が決定される。チャックピンCBは、当接面CB2を基板Wの端面に当接させることにより、基板Wを確実に保持する必要がある。このため、基板Wに当接させた際に余り摩擦力が働かないような材料や表面形状とすることは望ましくない。当接面CB2の材料としては、例えば、例えばPVA(ポリビニルアルコール)やウレタンなどの弾性変形可能な材料で形成されたスポンジ材(多孔質部材)などが選択される。
次に、図5〜図8を参照し、チャックピンCA及びCBの動作について説明する。
図5〜図8は、いずれも実施形態に係るチャックピンCA及びCBの動作を説明するための模式的な平面図である。
図5は、実施形態に係るチャックピンCA及びCBの動作を説明するための模式的な平面図である。図5は、チャックピンCAとCBがともに開状態となっている場合の模式図である。
図6は、図5と同様な模式図な平面図である。図6では、複数のチャックピンCA及びCBの全てが「閉状態」となっている。
図7もまた、図5と同様な模式図な平面図である。図7では、複数のチャックピンCAが「閉状態」である一方で、複数のチャックピンCBが「開状態」となっている。
このとき、基板Wは複数のチャックピンCAのみで挟持された状態となっている。
図8もまた、図5と同様な模式図な平面図である。図8では、複数のチャックピンCAが「開状態」である一方で、複数のチャックピンCBが「閉状態」となっている。
このとき、基板Wは複数のチャックピンCBのみで挟持された状態となっている。
この状態において、チャックピンCBの上面の高さは基板Wの上面の高さよりも低いため、ブラシBR1により基板Wのベベルを洗浄する際にブラシBR1が基板WのベベルにおいてチャックピンCBと衝突することがない。従って、従来技術にあるようにチャックピンの持ち替え制御を行うなどの複雑な制御を行わずに、ブラシオーバースキャンを実行することが可能である。
図9は、実施形態に係る処理のフローチャートである。
先ず、基板Wに所定の処理を加えるために、基板Wがスピンチャック50に保持される。基板Wが、図示しない基板搬送機構により基板処理装置1へと搬送されてくる。
このとき、チャックピンCAおよびCBは、既に説明した開状態(図5参照)となっている。
基板搬送機構は、記憶部110に既に格納されている位置情報に基づき、基板Wを移動させる。より具体的には、基板搬送機構は、基板Wの端面がチャックピンCAおよびCBにより保持可能な位置、換言すると、基板Wの端面がチャックピンCAおよびCBの当接面CA2およびCB2の全てに対向する位置へと基板Wを水平移動させる。
この段階においては、スピンベース70は回転を停止している。
STEP2では、チャックピンCAおよびチャックピンCBが「閉状態」となる。つまり、図6に模式的に示す状態となる。この結果、基板Wの端部(ベベルまたはエッジ)がチャックピンCAおよびCBにより保持される。すべてのチャックピンにより基板Wが保持されることで、基板Wがスピンベース70に対して偏心ずれが少ない状態で保持される。
次に、チャックピンCAのみが、「開状態」となる。つまり、図8に模式的に示す状態となる。この状態にてスピンベース70が回転開始する。本実施形態においては、スピンベース70は少なくとも「停止」「低速」「中速」「高速」の4段階の速度切替が可能であるものとする。例えば、「低速」の回転数は数10から数百rpm、「中速」の回転数は数百から1000rpm、「高速」の回転数は1000から3000rpmの値をとる。
STEP3においては、スピンベース70は低速回転数に至るまで加速する。
STEP3に引き続き、リンス処理を実施する。ブラシによる基板洗浄においては、通常、ブラシ洗浄とリンス処理のいずれも純水が用いられる。基板の要求によっては、ブラシ洗浄において、低濃度の炭酸水や、弱オゾン水、SC1、SC2、FOMなどの洗浄液を用いる一方で、リンス処理においては純水または低濃度の炭酸水などを用いても良い。
リンス処理においては、ブラシBR1がスピンベース70周縁にある図示しない退避位置に移動し、第1ノズル10からリンス液が吐出される。
リンス処理液の吐出と同時または平行して、基板Wの回転数が「低速」から「中速」に変化する。以上の動作により、基板Wの上面をリンス液が基板Wの回転中心から外周方向へと拡がりつつブラシ洗浄により生じた汚れを基板Wの外周から洗い流す。
STEP4に引き続き、乾燥処理が行われる。
STEP5の乾燥処理においては、チャックピンCBに加えてチャックピンCAが基板Wを保持する。つまり、図6に模式的に示す状態となる。基板WがチャックピンCAおよびCBの両方により保持されることで、基板Wがより安定して保持される。
次に、スピンベース70の回転数が、中速回転から高速回転に変化する。このことによりチャックピンCAおよびCBに保持された基板Wが高速回転し、基板W上に残存するリンス液が振り切り乾燥(スピン乾燥)される。
STEP5の乾燥処理が完了した後、スピンベース70の回転は徐々に減速され、最終的にスピンベース70の回転は停止する。
スピンベース70の回転が停止した後、チャックピンCAおよびCBは共に開状態となる。つまり、図5に模式的に示す状態となり、図示しない搬送手段により基板Wが搬出可能な状態となる。
STEP6において、図示しない搬送機構のハンド部が基板Wの下面とスピンベース70の上面との間に侵入し、基板Wの解放に備える。この後、チャックピンCAおよびCBがいずれも「開状態」となる。これにより基板Wはチャックピンから解放され、基板Wの下方で待ち受けていた搬送機構のハンド部へと受け渡される。
STEP6の後、基板Wを受け取った搬送機構は、ハンド部に基板Wを載置した状態で、基板処理装置1の外部へと基板Wを搬送する。これにより、基板Wをブラシ洗浄する一連の工程が終了する。
1 基板処理装置
10 第1ノズル
20 第2ノズル
25 固定具
60 アーム移動機構
61 可動部
61A 軸回転機構
61B 昇降機構
62 カバー
63 支軸
64 アーム
65 ヘッド
BR1 ブラシ
50 スピンチャック
52 支軸
53 スピンベース回転機構
AX スピンベース回転軸
70 スピンベース
75 チャックピン移動機構
75A チャックピン移動機構
75B チャックピン移動機構
CA,CB チャックピン
CA1,CB1 チャックピン本体
CA2,CB2 当接面
CA3,CB3 支軸
CA4,CB4 スロット
100 制御機構
110 記憶部
121 処理液供給機構制御部
122 アーム移動機構制御部
123 チャックピン移動機構制御部
124 スピンベース回転機構制御部
125 その他機構制御部
200 処理液供給機構
210 配管
215 開閉バルブ
211 流量調整バルブ
P1 ポンプ
250 タンク
220 配管
225 開閉バルブ
221 流量調整バルブ
P2 ポンプ
Claims (8)
- 基板のブラシ洗浄を行う基板処理装置であって、
回転軸線の周りで回転可能に設けられたスピンベースと、
前記スピンベースを回転させるスピンベース回転機構と、
開状態と閉状態とに切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第1チャックピンと、
開状態と閉状態とに切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第2チャックピンとを備えており、
前記複数の第1チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面と同じまたは低い高さとなるように構成されており、
前記複数の第2チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面よりも高い高さとなるように構成されていることを特徴とする、基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置であって、
前記第1チャックピンの各々は、閉状態において基板に当接する当接面を有しており、当該当接面が少なくとも基板の周縁部の下面および側面に当接可能に構成されていることを特徴とする、基板処理装置。 - 基板のブラシ洗浄を行う基板処理方法であって、
開状態と閉状態とに切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、スピンベースに設けられた複数の第1チャックピンにより前記基板を挟持する第1挟持工程と、
開状態と閉状態とに切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第2チャックピンにより前記基板を挟持する第2挟持工程とを有しており、
前記複数の第1チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面と同じまたは低い高さとなるように構成されており、
前記複数の第2チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面よりも高い高さとなるように構成されていることを特徴とする、基板処理方法。 - 請求項3に記載の基板処理方法であって、
前記第1挟持工程においてブラシによる基板洗浄が行われることを特徴とする、基板処理方法。 - 請求項3または4に記載の基板処理方法であって、
前記第1挟持工程において、前記スピンベースが第1の回転数で回転され、
前記第2挟持工程において、前記スピンベースが前記第1の回転数よりも高い回転数で回転することを特徴とする、基板処理方法。 - 基板のブラシ洗浄を行う基板処理方法を実行するプログラムのプログラム記録媒体であって、前記基板処理方法が、
開状態と閉状態とに切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、スピンベースに設けられた複数の第1チャックピンにより前記基板を挟持する第1挟持工程と、
開状態と閉状態とに切替可能であり、閉状態において基板の端部を側面から挟持可能に構成されており、前記スピンベースに設けられた複数の第2チャックピンにより前記基板を挟持する第2挟持工程とを有しており、
前記複数の第1チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面と同じまたは低い高さとなるように構成されており、
前記複数の第2チャックピンの各々は、前記基板の端部を挟持した閉状態において、その上面が前記基板の上面よりも高い高さとなるように構成されていることを特徴とする、プログラム記録媒体。 - 請求項6に記載のプログラム記録媒体であって、
前記第1挟持工程においてブラシによる基板洗浄が行われることを特徴とする、プログラム記録媒体。 - 請求項6または7に記載のプログラム記録媒体であって、
前記第1挟持工程において、前記スピンベースが第1の回転数で回転され、
前記第2挟持工程において、前記スピンベースが前記第1の回転数よりも高い回転数で回転することを特徴とする、プログラム記録媒体。
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