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JP6664274B2 - 基板処理装置および基板処理装置の洗浄方法 - Google Patents

基板処理装置および基板処理装置の洗浄方法 Download PDF

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JP6664274B2 JP2016098599A JP2016098599A JP6664274B2 JP 6664274 B2 JP6664274 B2 JP 6664274B2 JP 2016098599 A JP2016098599 A JP 2016098599A JP 2016098599 A JP2016098599 A JP 2016098599A JP 6664274 B2 JP6664274 B2 JP 6664274B2
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Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置、および、基板処理装置を洗浄する洗浄方法に関する。
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、表面上にレジストのパターンが形成された基板上に、ノズルから薬液を吐出することにより、基板の表面に対してエッチング等の薬液処理が行われる。特許文献1の塗布処理装置では、レジスト液吐出ノズルからスピンチャックに保持されたウエハ上にレジスト液が供給される。スピンチャックの周囲には、塗布処理に伴ってウエハから飛散するレジスト液等を受けるカップが配置される。カップ底面には、カップ内を排気する排気管、および、カップにて受けられたレジスト液等を排出する排液管が設けられる。
特開2004−305966号公報
ところで、基板処理装置において、基板に対して複数種類の処理液を順次供給して処理を行う場合、カップから排出された複数種類の処理液の送液先を、切り替えバルブ等の機構により切り替えることがある。また、基板処理装置では、複数種類の処理液として、混ざることにより相分離を起こしたりゲル化するなどして粘度が高くなったり、凝固物を生じるものが使用される場合がある。このような高粘度のゲル状物質または凝固物等が切り替えバルブ内に生じると、切り替えバルブの内部構造は複雑であるため、切り替えバルブが詰まり、処理液の排出が阻害されるおそれがある。
そこで、切り替えバルブの詰まりを防止するために、ゲル状物質または凝固物等(以下、これらを総称して単に「ゲル状物質」という。)を溶かす少量の処理液を継続的に排液管に流すことも考えられるが、処理液に接触する部位以外のゲル状物質は溶けず、洗浄ムラが生じるおそれがある。また、ウエハの処理に使用されない処理液を継続的に流すことにより、環境への悪影響が生じるおそれもある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、切り替えバルブの内部の洗浄を容易に実現することを目的としている。
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、チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記チャンバの外部にて前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、前記切り替えバルブに洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存否を検出する液検出部と、前記切り替えバルブ、前記洗浄液供給部および前記液検出部を制御することにより、前記洗浄液を、前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに供給して前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填し、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認するとともに、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブを開放する制御部と、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブが開放された後、前記液検出部からの出力に基づいて前記切り替えバルブの洗浄結果を判断する洗浄判断部とを備え、前記切り替えバルブの開放から所定時間の経過後に前記液検出部が前記洗浄液の存在を検出した場合、前記洗浄判断部は、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する
請求項2に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記チャンバの外部にて前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、前記切り替えバルブに洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存否を検出する液検出部と、前記切り替えバルブ、前記洗浄液供給部および前記液検出部を制御することにより、前記洗浄液を、前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに供給して前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填し、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認するとともに、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブを開放する制御部と、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブが開放された後、前記液検出部からの出力に基づいて前記切り替えバルブの洗浄結果を判断する洗浄判断部とを備え、前記液検出部が、前記共通排液管上の前記検出位置における前記洗浄液の液面の移動速度を測定可能であり、前記液検出部により測定された前記洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低い場合、前記洗浄判断部は、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の基板処理装置であって、前記洗浄判断部が前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断した場合、前記制御部による制御により、前記切り替えバルブが前記閉鎖状態とされ、前記洗浄液供給部が、前記切り替えバルブに前記洗浄液を供給して充填する。
請求項に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記洗浄液供給部が、前記検出位置と前記切り替えバルブとの間にて前記共通排液管に接続される。
請求項に記載の発明は、請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記液検出部により前記洗浄液の存在が検出された際に、前記洗浄液供給部が、前記洗浄液の供給を停止する。
請求項に記載の発明は、請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記閉鎖状態の前記切り替えバルブに前記洗浄液を供給し始めてからの経過時間を計測するタイマをさらに備え、前記制御部は、前記タイマによる所定時間の計測後に前記切り替えバルブ側への前記洗浄液の供給を停止する。
請求項に記載の発明は、請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記洗浄液が、前記複数種類の処理液のうちの一の処理液と同じである。
請求項に記載の発明は、請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記共通排液管上の検出位置における液または内面の汚れを検出する汚れ検出部をさらに備える。
請求項に記載の発明は、チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブとを備え、前記基板を処理する基板処理装置の洗浄方法であって、a)前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程と、b)前記a)工程の後に、前記切り替えバルブを開放する工程と、c)前記b)工程から所定時間の経過後に、前記共通排液管上の検出位置において前記洗浄液の存在が検出された場合、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する工程とを備える。
請求項10に記載の発明は、チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、を備え、前記基板を処理する基板処理装置の洗浄方法であって、a)前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程と、b)前記a)工程の後に、前記切り替えバルブを開放する工程と、d)前記b)工程の後に、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の液面の移動速度を測定し、前記洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低い場合、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する工程とを備える。
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の基板処理装置の洗浄方法であって、e)前記d)工程において前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断された場合、前記切り替えバルブを前記閉鎖状態として前記洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程をさらに備える。
請求項12に記載の発明は、請求項9ないし11のいずれかに記載の基板処理装置の洗浄方法であって、前記a)工程が、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存在を検出することにより、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認する工程を含む。
請求項13に記載の発明は、請求項ないし12のいずれかに記載の基板処理装置の洗浄方法であって、前記a)工程は、前記切り替えバルブを前記閉鎖状態にして前記基板保持部に前記基板を保持して当該基板に洗浄液を供給し、前記基板から前記チャンバに流れた前記洗浄液を前記共通排液管から前記切り替えバルブ内に供給して、充填して洗浄する工程である。
本発明では、切り替えバルブの内部の洗浄を容易に実現することができる。
一の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。 処理液供給部および処理液排出部を示すブロック図である。 切り替えバルブの洗浄の流れを示す図である。 処理液供給部および処理液排出部を示すブロック図である。
図1は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置1の構成を示す図である。基板処理装置1は、半導体基板9(以下、単に「基板9」という。)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処理を行う。図1では、基板処理装置1の構成の一部を断面にて示す。
基板処理装置1は、チャンバ11と、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、処理液排出部6と、制御ユニット7とを備える。チャンバ11の内部には、基板保持部31およびカップ部4等が収容される。制御ユニット7は、基板処理装置1の各構成を制御する。制御ユニット7は、各種演算処理を行うCPU、基本プログラムを記憶するROMおよび各種情報を記憶するRAM等を含む一般的なコンピュータシステムである。制御ユニット7により、制御部71および洗浄判断部72の機能が実現される。換言すれば、制御ユニット7は、制御部71と、洗浄判断部72とを備える。
基板保持部31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、基板保持部31の上方に配置される。基板9は、チャンバ11内において水平状態にて基板保持部31により保持される。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、有蓋略円筒状の回転機構収容部34の内部に収容される。
処理液供給部5は、基板9に複数種類の処理液を個別に供給する。処理液供給部5は、第1ノズル51と、第2ノズル52と、第3ノズル53とを備える。第1ノズル51および第2ノズル52はそれぞれ、基板9の上方から基板9の上側の主面(以下、「上面91」という。)に向けて処理液を供給する。第1ノズル51から基板9に処理液の供給が行われている状態では、第2ノズル52および第3ノズル53は、基板9の径方向外側へと退避している。第2ノズル52から基板9に処理液の供給が行われる際には、第1ノズル51および第3ノズル53が基板9の径方向外側へと退避し、第2ノズル52が基板9の上方に位置する。第3ノズル53は、基板9の上方から基板9の上面91の周縁領域(すなわち、エッジ部)に向けて処理液を供給する。図1では、第1ノズル51、第2ノズル52および第3ノズル53を、基板9の上方に描いている。図1に例示するように、処理液供給部5は、基板9の下方に配置されて基板9の下側の主面に処理液を供給する下部ノズルも備えてもよい。
カップ部4は、中心軸J1を中心とする環状の部材であり、基板9および基板保持部31の周囲に配置される。カップ部4は、上カップ部41と、下カップ部42と、カップ移動機構43とを備える。上カップ部41は、中心軸J1を中心とする略円筒状の部材である。上カップ部41は、基板9および基板保持部31の径方向外側に配置され、基板9および基板保持部31の側方を全周に亘って覆う。上カップ部41は、回転中の基板9から周囲に向かって飛散する処理液等を受ける。カップ移動機構43は、上カップ部41を上下方向に移動する。上カップ部41は、図1に示す基板9の周囲の位置である処理位置と、当該処理位置よりも下方の退避位置との間を、カップ移動機構43により移動する。
下カップ部42は、中心軸J1を中心とする有底略円筒状の部材である。下カップ部42は、上カップ部41の下方にて回転機構収容部34の径方向外側に配置される。下カップ部42は、例えば、回転機構収容部34の外側面に固定される。下カップ部42は、上カップ部41の下部に接続される。具体的には、上カップ部41の下端部が、下カップ部42の内部に挿入される。下カップ部42は、上カップ部41にて受けられた処理液等を受ける。下カップ部42の底部には、下カップ部42にて受けられた処理液等を排出する排液ポート44が設けられる。排液ポート44には、処理液等をチャンバ11の外部へと導く処理液排出部6の共通排液管61が接続される。共通排液管61は、排液ポート44から下方に延びる。共通排液管61は、例えば、略鉛直下方に延びてもよく、上下方向に対して傾斜しつつ下方に延びてもよい。
図2は、基板処理装置1の処理液供給部5および処理液排出部6を示すブロック図である。図2では、処理液供給部5および処理液排出部6以外の構成も併せて示す。第1ノズル51は、薬液供給源54、基板洗浄液供給源55およびIPA(イソプロピルアルコール)供給源56に接続される。第2ノズル52は、充填剤溶液供給源57に接続される。第3ノズル53は、IPA供給源56に接続される。
薬液供給源54から送出された薬液は、第1ノズル51を介して基板9の上面91の中央部に供給される。薬液としては、例えば、フッ酸または水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液等のエッチング液が利用される。基板洗浄液供給源55から送出された基板洗浄液も、第1ノズル51を介して基板9の上面91の中央部に供給される。基板洗浄液としては、例えば、純水(DIW:deionized water)や炭酸水が利用される。IPA供給源56から第1ノズル51へと送出されたIPAは、第1ノズル51を介して基板9の上面91の中央部に供給される。
第1ノズル51の下端には、例えば、薬液用、洗浄液用およびIPA用の複数の吐出口が設けられており、種類の異なる処理液は、異なる配管および吐出口を介して基板9の上面91に供給される。処理液供給部5では、例えば、第1ノズル51に代えて、薬液、洗浄液およびIPAを基板9の上面91の中央部にそれぞれ供給する複数の処理液ノズルが設けられてもよい。
充填剤溶液供給源57から第2ノズル52へと送出された充填剤溶液は、第2ノズル52を介して基板9の上面91の中央部に供給される。充填剤溶液としては、例えば、固体の溶質であるポリマーを溶媒に溶かした溶液が利用される。ポリマーが非水溶性である場合、溶媒としては、例えばIPAが利用される。当該ポリマーは、基板9上において溶媒が気化することにより固化し、基板処理装置1とは別の装置において昇華されるものであり、昇華剤とも呼ばれる。また、充填剤溶液は、溶媒とは異なる特定の液体(例えば、水)と混ざることにより、相分離を起こしてゲル状物質となる性質を有する。
IPA供給源56から第3ノズル53へと送出されたIPAは、第3ノズル53を介して基板9の上面91の周縁領域に供給される。
基板処理装置1における基板9の処理は、例えば、薬液処理、洗浄処理、IPA置換処理、充填剤充填処理、エッジリンス処理および乾燥処理の順で行われる。具体的には、まず、回転中の基板9に対して第1ノズル51から薬液が供給されることにより、基板9に対する薬液処理が行われる。続いて、薬液の供給が停止され、回転中の基板9に対して第1ノズル51から洗浄液が供給されることにより、基板9に対する洗浄処理が行われる。次に、洗浄液の供給が停止され、回転中の基板9に対して第1ノズル51からIPAが供給されることにより、基板9上の洗浄液がIPAに置換される。
さらに、IPAの供給が停止され、回転中の基板9に対して第2ノズル52から充填剤溶液が所定時間だけ供給された後、基板9の回転速度が低下され、基板9の上面91全体が充填剤溶液により覆われた状態が維持される。これにより、基板9の上面91上のパターン間に充填剤溶液が充填される。その後、基板9の回転速度が増大され、基板9の上面91の周縁領域に第3ノズル53からIPAが供給されることにより、基板9の周縁領域の充填剤溶液を除去するエッジリンス処理が行われる。そして、基板9の回転速度が増大され、基板9の乾燥処理が行われる。上記処理中に基板9上に供給された薬液、洗浄液、IPAおよび充填剤溶液は、カップ部4により受けられ、排液ポート44を介して処理液排出部6の共通排液管61へと排出される。
処理液排出部6は、上述の共通排液管61に加えて、切り替えバルブ62と、バルブ洗浄液供給部63と、液検出部64とを備える。共通排液管61は、処理液供給部5から基板9に供給された複数種類の処理液をチャンバ11の外部へと導く排液管である。切り替えバルブ62は、チャンバ11の外部にて共通排液管61に接続される。切り替えバルブ62は、共通排液管61によりチャンバ11から導かれた複数種類の処理液の送液先を切り替える。
図2に示す例では、切り替えバルブ62には、3本の送液管621a,621b,621cが接続されている。切り替えバルブ62は、3つのバルブ62a,62b,62cを有する、いわゆる三連バルブである。切り替えバルブ62では、内蔵されたバルブ62a,62b,62cを切り替えることにより、共通排液管61から流入する液体を、3本の送液管621a,621b,621cの任意のいずれか(複数の送液管が選択されてもよい。)へと導くことができる。また、切り替えバルブ62のバルブ62a,62b,62cの全てを閉鎖状態とすることにより、3本の送液管621a,621b,621cのいずれにも液体を導かず、切り替えバルブ62内に液体を一時的に貯溜することもできる。切り替えバルブ62では、例えば、チャンバ11から排出されたIPAは、図中の最も上側の送液管621aへと導かれる。また、チャンバ11から排出された充填剤溶液は、図中の上側から2番目の送液管621bへと導かれる。さらに、チャンバ11から排出された薬液および基板洗浄液は、図中の最も下側の送液管621cへと導かれる。
バルブ洗浄液供給部63は、バルブ洗浄液を切り替えバルブ62に供給する洗浄液供給部である。バルブ洗浄液は、切り替えバルブ62の洗浄に利用される洗浄液である。バルブ洗浄液としては、ゲル状物質と化したポリマーを溶かす性質を有する様々な液体が利用されてよい。バルブ洗浄液は、例えば、充填剤溶液の溶媒と同じ液体である。上述の例では、バルブ洗浄液としてIPAが利用される。この場合、バルブ洗浄液は、処理液供給部5から基板9に供給される複数種類の処理液のうち一の処理液と同じである。
液検出部64は、例えば、共通排液管61を挟んで向かい合う投光部および受光部を備えた光学センサ、あるいは、共通排液管61の壁面に取り付けられた静電容量センサ等のセンサを備えており、共通排液管61上の検出位置におけるバルブ洗浄液の存否を検出する。当該検出位置は、排液ポート44と切り替えバルブ62とを接続する共通排液管61上のいずれの位置であってもよい。好ましくは、液検出部64による検出位置は、チャンバ11の外部である。液検出部64は、例えば、チャンバ11の外部にて共通排液管61に取り付けられる。液検出部64の取り付け位置が、上述の検出位置である。図2に示す例では、バルブ洗浄液供給部63は、液検出部64による検出位置と切り替えバルブ62との間にて、共通排液管61に接続される。
基板処理装置1では、例えば、充填剤溶液と純水とが混ざって生じたゲル状物質により切り替えバルブ62が詰まりそうになった場合、制御ユニット7によりバルブ洗浄液供給部63等が制御され、切り替えバルブ62の内部の洗浄が行われる。また、切り替えバルブ62の洗浄は、切り替えバルブ62が詰まっていない場合であっても、切り替えバルブ62の詰まり予防のために、定期的に行われてもよい。
以下、切り替えバルブ62の洗浄の流れについて、図3を参照しつつ説明する。切り替えバルブ62の洗浄が行われる際には、まず、制御ユニット7の制御部71により、切り替えバルブ62が制御され、切り替えバルブ62のバルブ62a,62b,62cの全てが閉鎖状態とされる(ステップS11)。また、制御部71により液検出部64が制御されることにより、液検出部64による液体の検出が開始される。
続いて、制御部71によりバルブ洗浄液供給部63が制御されることにより、閉鎖状態の切り替えバルブ62に対するバルブ洗浄液の供給が開始される。バルブ洗浄液供給部63から供給されるバルブ洗浄液は、切り替えバルブ62内に充填される(ステップS12)。切り替えバルブ62内がバルブ洗浄液により満たされると、バルブ洗浄液は、共通排液管61に貯溜される。共通排液管61では、バルブ洗浄液の供給に伴い、バルブ洗浄液の液面が、切り替えバルブ62から液検出部64に向かって移動する(すなわち、上昇する)。
そして、液検出部64により、検出位置におけるバルブ洗浄液の存在が検出されることにより、切り替えバルブ62内へのバルブ洗浄液の充填が間接的に確認される(ステップS13)。基板処理装置1では、例えば、液検出部64によりバルブ洗浄液の存在が検出された際に、制御部71によりバルブ洗浄液供給部63が制御され、バルブ洗浄液の供給が停止される。あるいは、バルブ洗浄液供給部63によるバルブ洗浄液の供給開始から所定時間を計時するタイマ(図示省略)を設け、当該所定時間の経過後にバルブ洗浄液の供給が停止され、液検出部64にてバルブ洗浄液の存在が検出されることにより、切り替えバルブ62内へのバルブ洗浄液の充填が確認されてもよい。換言すれば、閉鎖状態の切り替えバルブ62にバルブ洗浄液を供給し始めてからの経過時間を計測するタイマが設けられ、制御部71が、当該タイマによる所定時間の計測後に切り替えバルブ62側へのバルブ洗浄液の供給を停止する。このような制御を追加、併用することにより、洗浄液が存在するにもかかわらず液検出部64が誤って洗浄液を検出できなかった等の場合であっても、洗浄液を供給し続けて無駄にすることを防止することができる。なお、バルブ洗浄液の供給開始から当該所定時間の経過前に液検出部64がバルブ洗浄液を検出した場合、制御部71によりバルブ洗浄液供給部63が制御され、バルブ洗浄液の供給が停止される。
基板処理装置1では、切り替えバルブ62内にバルブ洗浄液が充填された状態が維持されることにより、切り替えバルブ62の洗浄が行われる。そして、ステップS13から所定時間の経過後、切り替えバルブ62が開放され、切り替えバルブ62内および共通排液管61内のバルブ洗浄液が排出される(ステップS14)。バルブ洗浄液は、例えば、充填剤溶液が導かれる図中の最も下側の送液管621cから排出される。
基板処理装置1では、バルブ洗浄液が充填された切り替えバルブ62が開放された後、制御ユニット7の洗浄判断部72により、液検出部64からの出力に基づいて、切り替えバルブ62の洗浄結果の良否が判断される(ステップS15)。具体的には、ステップS14における切り替えバルブ62の開放から所定時間の経過後に、検出位置におけるバルブ洗浄液の存否を示す情報が、液検出部64から洗浄判断部72へと送られる。当該所定時間は、切り替えバルブ62が正常に機能している場合に、バルブ洗浄液が検出位置よりも下方に(すなわち、切り替えバルブ62側に)移動するために必要な時間以上の時間に設定される。
切り替えバルブ62の開放から当該所定時間の経過後、液検出部64によりバルブ洗浄液の存在が検出されない場合、洗浄判断部72は、切り替えバルブ62内のバルブ洗浄液が正常に排出されたと判断し、切り替えバルブ62の洗浄が好適に終了したと判断する。一方、切り替えバルブ62の開放から当該所定時間の経過後であっても、液検出部64がバルブ洗浄液の存在を検出した場合、洗浄判断部72は、切り替えバルブ62内のバルブ洗浄液が正常に排出されていないと判断し、切り替えバルブ62の洗浄が不良であると判断する。
以上に説明したように、基板処理装置1は、チャンバ11と、基板保持部31と、処理液供給部5と、共通排液管61と、切り替えバルブ62と、バルブ洗浄液供給部63と、液検出部64とを備える。基板保持部31は、チャンバ11内において基板9を保持する。処理液供給部5は、基板9に複数種類の処理液を個別に供給する。共通排液管61は、基板9に供給された複数種類の処理液をチャンバ11の外部へと導く。切り替えバルブ62は、チャンバ11の外部にて共通排液管61に接続され、当該複数種類の処理液の送液先を切り替える。バルブ洗浄液供給部63は、切り替えバルブ62にバルブ洗浄液を供給する。液検出部64は、共通排液管61上の検出位置におけるバルブ洗浄液の存否を検出する。これにより、上述のように、切り替えバルブ62の内部の洗浄を容易に実現することができる。
また、制御部71により、切り替えバルブ62、バルブ洗浄液供給部63および液検出部64が制御されることにより、閉鎖状態の切り替えバルブ62にバルブ洗浄液が供給され、切り替えバルブ62内へのバルブ洗浄液の充填が確認される。これにより、切り替えバルブ62にバルブ洗浄液を確実に充填することができ、その結果、切り替えバルブ62の内部の洗浄をさらに容易に実現することができる。
バルブ洗浄液供給部63は、上記検出位置と切り替えバルブ62との間にて共通排液管61に接続される。これにより、バルブ洗浄液供給部63から切り替えバルブ62へと供給される途上のバルブ洗浄液が液検出部64により検出されることを防止することができる。このため、切り替えバルブ62へのバルブ洗浄液の供給中に液検出部64を停止する必要がない。その結果、切り替えバルブ62の洗浄工程を簡素化することができる。
上述のように、基板処理装置1では、液検出部64によりバルブ洗浄液の存在が検出された際に、バルブ洗浄液供給部63が、バルブ洗浄液の供給を停止する。これにより、バルブ洗浄液の過剰供給を防止することができる。また、バルブ洗浄液は、処理液供給部5から供給される複数種類の処理液のうちの一の処理液と同じである。これにより、基板処理装置1における液体の供給機構を簡素化することができる。
基板処理装置1は、バルブ洗浄液が充填された切り替えバルブ62が開放された後、液検出部64からの出力に基づいて切り替えバルブ62の洗浄結果を判断する洗浄判断部72をさらに備える。洗浄判断部72は、切り替えバルブ62の開放から所定時間の経過後に液検出部64がバルブ洗浄液の存在を検出した場合、切り替えバルブ62の洗浄が不良であると判断する。これにより、上述のステップS15において、切り替えバルブ62の洗浄結果を自動的に判断することができる。
ステップS15では、上記とは異なる方法で洗浄結果の良否が判断されてもよい。例えば、液検出部64として、共通排液管61上の検出位置におけるバルブ洗浄液の液面の移動速度を測定可能なものが設けられ、バルブ洗浄液が充填された切り替えバルブ62が開放された後、検出位置におけるバルブ洗浄液の液面の下向きの移動速度(すなわち、切り替えバルブ62へと向かう方向への移動速度)が、液検出部64から洗浄判断部72へと送られる。
そして、液検出部64により測定されたバルブ洗浄液の液面の移動速度が、予め設定された閾値速度よりも低い場合、洗浄判断部72は、切り替えバルブ62内のバルブ洗浄液が正常に排出されていないと判断し、切り替えバルブ62の洗浄が不良であると判断する。当該閾値速度は、例えば、切り替えバルブ62が正常に機能している場合に、バルブ洗浄液の液面が下向きに移動する速度、あるいは、当該速度よりも僅かに遅い速度である。一方、液検出部64により測定されたバルブ洗浄液の液面の移動速度が当該閾値速度以上である場合、洗浄判断部72は、切り替えバルブ62内のバルブ洗浄液が正常に排出されていると判断し、切り替えバルブ62の洗浄が好適に終了したと判断する。
このように、基板処理装置1では、液検出部64により測定されたバルブ洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低い場合に、洗浄判断部72により切り替えバルブ62の洗浄が不良であると判断されるため、切り替えバルブ62の洗浄結果を自動的に判断することができる。また、切り替えバルブ62からバルブ洗浄液が排出されるようになったとしても、正常な流量で排出できていない場合、切り替えバルブ62の洗浄が不良であると判断することができる。
基板処理装置1では、バルブ洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低く、洗浄判断部72が切り替えバルブ62の洗浄が不良であると判断した場合、制御部71による制御により、切り替えバルブ62が再び閉鎖状態とされ、バルブ洗浄液供給部63が、切り替えバルブ62にバルブ洗浄液を供給して充填する。そして、切り替えバルブ62内にバルブ洗浄液が充填された状態が維持されることにより、切り替えバルブ62の洗浄が再び行われる。このように、基板処理装置1では、切り替えバルブ62の洗浄が不良であると判断された場合、切り替えバルブ62の洗浄を繰り返し行うことができる。
上述の基板処理装置1では、様々な変更が可能である。
例えば、上述の実施の形態では、切り替えバルブ62を閉鎖状態とするために、切り替えバルブ62のバルブ62a,62b,62cの全てを閉鎖状態としているが、これには限定されない。例えば、図4に示すように、送液管621b上に単独のバルブ622を設け、バルブ62においてバルブ62a,62cを閉鎖するとともにバルブ62bを閉鎖せず、バルブ62bに代えてバルブ622を閉鎖することによっても、バルブ62の上述と同様の閉鎖状態を実現することができ、同様の作用効果を奏する。
また、バルブ洗浄液供給部63は、液検出部64の検出位置と排液ポート44との間にて共通排液管61に接続されてもよい。あるいは、バルブ洗浄液供給部63は、共通排液管61には接続されず、カップ部4内にバルブ洗浄液を供給することにより、カップ部4、排液ポート44および共通排液管61を介して、切り替えバルブ62にバルブ洗浄液を供給してもよい。
基板処理装置1では、洗浄判断部72は必ずしも設けられる必要はない。例えば、制御ユニット7から洗浄判断部72が省略され、洗浄終了後に切り替えバルブ62を開放した際に、切り替えバルブ62からのバルブ洗浄液の排出状態を作業者が目視し、作業者により切り替えバルブ62の洗浄結果が判断されてもよい。
基板処理装置1では、処理液供給部5から基板9に供給される複数種類の処理液は、上述の例には限定されず、様々に変更されてよい。また、バルブ洗浄液供給部63から切り替えバルブ62に供給されるバルブ洗浄液も、様々に変更されてよい。例えば、上記複数種類の処理液に、混ざることにより析出物を生じる酸性処理液およびアルカリ性処理液が含まれてもよい。この場合、バルブ洗浄液として、当該析出物を溶かす液体が利用される。
基板処理装置1では、バルブ洗浄液供給部63からのバルブ洗浄液以外の液体が、洗浄液として切り替えバルブ62に供給されてもよい。例えば、上述のエッジリンス処理において、切り替えバルブ62を閉鎖状態とした後に、基板保持部31に保持されている基板9上にIPA供給源56から第3ノズル53を介してIPAが供給される。そして、基板9からチャンバ11に流れたIPAが、共通排液管61から閉鎖状態の切り替えバルブ62内に供給されて充填されることにより、切り替えバルブ62の洗浄が行われてもよい。この場合、第3ノズル53は、切り替えバルブ62に洗浄液を供給する洗浄液供給部でもある。また、この場合、バルブ洗浄液供給部63は、上述の第3ノズル53からの洗浄液の供給と並行して、同時に洗浄液を供給してもよく、あるいは、基板処理装置1から省略されてもよい。
また、基板処理装置1では、液検出部64として、共通排液管61上の検出位置におけるバルブ洗浄液の存否を検出するものを使用しているが、液検出部64は、バルブ洗浄液の在否を検出するだけでなく、共通排液管61上の検出位置における処理液や洗浄液の汚れ、および/または、共通排液管61上の検出位置における内面の汚れを検出する汚れ検出部としても機能してよい。例えば、液検出部64として用いられる光学センサに、液の存否を検出する第1の閾値と、液の汚れを検出する第2の閾値とが設定される。この場合、液検出部64は汚れ検出部としての機能を有し、汚れ検出部を兼用することになる。当該構成により、基板9の処理中において共通排液管61内の処理液や洗浄液の汚れ、あるいは、共通排液管61の内面の汚れの程度がひどくなり、共通排液管61や切り替えバルブ62に詰まりが生じる懸念が高くなったときに、その汚れの程度を検出し、その検出結果をトリガーにして、上述した切り替えバルブ62の洗浄を開始することができる。その結果、切り替えバルブ62に詰まりが生じる前に洗浄動作を行い、詰まりの発生を事前に防止することができる。基板処理装置1では、上述の汚れを検出する汚れ検出部が、液検出部64とは別に設けられることも好ましい。当該構成によっても、上記と同様の作用効果を奏する。
上述の基板処理装置1は、半導体基板以外に、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、FED(field emission display)等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。あるいは、上述の基板処理装置1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。
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。
1 基板処理装置
5 処理液供給部
9 基板
11 チャンバ
31 基板保持部
61 共通排液管
62 切り替えバルブ
63 バルブ洗浄液供給部
64 液検出部
71 制御部
72 洗浄判断部
91 (基板の)上面
J1 中心軸
S11〜S15 ステップ

Claims (13)

  1. 基板を処理する基板処理装置であって、
    チャンバと、
    前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、
    前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、
    前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、
    前記チャンバの外部にて前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、
    前記切り替えバルブに洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
    前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存否を検出する液検出部と、
    前記切り替えバルブ、前記洗浄液供給部および前記液検出部を制御することにより、前記洗浄液を、前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに供給して前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填し、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認するとともに、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブを開放する制御部と、
    前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブが開放された後、前記液検出部からの出力に基づいて前記切り替えバルブの洗浄結果を判断する洗浄判断部と、
    を備え
    前記切り替えバルブの開放から所定時間の経過後に前記液検出部が前記洗浄液の存在を検出した場合、前記洗浄判断部は、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断することを特徴とする基板処理装置。
  2. 基板を処理する基板処理装置であって、
    チャンバと、
    前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、
    前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、
    前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、
    前記チャンバの外部にて前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、
    前記切り替えバルブに洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
    前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存否を検出する液検出部と、
    前記切り替えバルブ、前記洗浄液供給部および前記液検出部を制御することにより、前記洗浄液を、前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに供給して前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填し、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認するとともに、前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブを開放する制御部と、
    前記洗浄液が充填された前記切り替えバルブが開放された後、前記液検出部からの出力に基づいて前記切り替えバルブの洗浄結果を判断する洗浄判断部と、
    を備え、
    前記液検出部が、前記共通排液管上の前記検出位置における前記洗浄液の液面の移動速度を測定可能であり、
    前記液検出部により測定された前記洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低い場合、前記洗浄判断部は、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断することを特徴とする基板処理装置。
  3. 請求項2に記載の基板処理装置であって、
    前記洗浄判断部が前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断した場合、前記制御部による制御により、前記切り替えバルブが前記閉鎖状態とされ、前記洗浄液供給部が、前記切り替えバルブに前記洗浄液を供給して充填することを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記洗浄液供給部が、前記検出位置と前記切り替えバルブとの間にて前記共通排液管に接続されることを特徴とする基板処理装置。
  5. 請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記液検出部により前記洗浄液の存在が検出された際に、前記洗浄液供給部が、前記洗浄液の供給を停止することを特徴とする基板処理装置。
  6. 請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記閉鎖状態の前記切り替えバルブに前記洗浄液を供給し始めてからの経過時間を計測するタイマをさらに備え、
    前記制御部は、前記タイマによる所定時間の計測後に前記切り替えバルブ側への前記洗浄液の供給を停止することを特徴とする基板処理装置。
  7. 請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記洗浄液が、前記複数種類の処理液のうちの一の処理液と同じであることを特徴とする基板処理装置。
  8. 請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記共通排液管上の検出位置における液または内面の汚れを検出する汚れ検出部をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
  9. チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、を備え、前記基板を処理する基板処理装置の洗浄方法であって、
    a)前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程と、
    b)前記a)工程の後に、前記切り替えバルブを開放する工程と、
    c)前記b)工程から所定時間の経過後に、前記共通排液管上の検出位置において前記洗浄液の存在が検出された場合、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する工程と、
    を備えることを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
  10. チャンバと、前記チャンバ内において基板を保持する基板保持部と、前記基板に複数種類の処理液を個別に供給する処理液供給部と、前記基板に供給された前記複数種類の処理液を前記チャンバの外部へと導く共通排液管と、前記共通排液管に接続され、前記複数種類の処理液の送液先を切り替える切り替えバルブと、を備え、前記基板を処理する基板処理装置の洗浄方法であって、
    a)前記送液先に液体が導かれない閉鎖状態の前記切り替えバルブに洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程と、
    b)前記a)工程の後に、前記切り替えバルブを開放する工程と、
    d)前記b)工程の後に、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の液面の移動速度を測定し、前記洗浄液の液面の移動速度が閾値速度よりも低い場合、前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断する工程と、
    を備えることを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
  11. 請求項10に記載の基板処理装置の洗浄方法であって、
    e)前記d)工程において前記切り替えバルブの洗浄が不良であると判断された場合、前記切り替えバルブを前記閉鎖状態として前記洗浄液を供給し、前記切り替えバルブ内に前記洗浄液を充填して洗浄する工程をさらに備えることを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
  12. 請求項9ないし11のいずれかに記載の基板処理装置の洗浄方法であって、
    前記a)工程が、前記共通排液管上の検出位置における前記洗浄液の存在を検出することにより、前記切り替えバルブ内への前記洗浄液の充填を確認する工程を含むことを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
  13. 請求項ないし12のいずれかに記載の基板処理装置の洗浄方法であって、
    前記a)工程は、前記切り替えバルブを前記閉鎖状態にして前記基板保持部に前記基板を保持して当該基板に洗浄液を供給し、前記基板から前記チャンバに流れた前記洗浄液を前記共通排液管から前記切り替えバルブ内に供給して、充填して洗浄する工程であることを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
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