基板処理装置
【課題】処理液バルブのリーク故障や吸引手段の故障を検出して、基板処理不良を抑制する。
【解決手段】この基板処理装置は、基板Ｗに処理液を吐出するノズル１２と、ノズル１２に接続された処理液供給管２５と、処理液供給管２５に介装された第１および第２処理液バルブ２８Ａ，２８Ｂとを備えている。第１処理液バルブ２８Ａとノズル１２との間に設定された分岐位置３６には、処理液吸引管３２が処理液供給管２５に分岐接続されている。処理液吸引管３２には吸引装置３４が接続されており、その途中部には吸引バルブ３３が介装されている。処理液供給管２５は、分岐位置３６とノズル１２との間において、鉛直方向に沿う液面検出部４０を有している。この液面検出部４０に設定された液面検出位置４２には、液面センサ４１が配置されている。
【解決手段】この基板処理装置は、基板Ｗに処理液を吐出するノズル１２と、ノズル１２に接続された処理液供給管２５と、処理液供給管２５に介装された第１および第２処理液バルブ２８Ａ，２８Ｂとを備えている。第１処理液バルブ２８Ａとノズル１２との間に設定された分岐位置３６には、処理液吸引管３２が処理液供給管２５に分岐接続されている。処理液吸引管３２には吸引装置３４が接続されており、その途中部には吸引バルブ３３が介装されている。処理液供給管２５は、分岐位置３６とノズル１２との間において、鉛直方向に沿う液面検出部４０を有している。この液面検出部４０に設定された液面検出位置４２には、液面センサ４１が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板に対して処理液を用いた処理を施す基板処理装置に関する。処理の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などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハ等の基板に対して処理液を用いた処理を施す基板処理装置が用いられる。このような基板処理装置には、複数枚の基板に対して一括して処理を施すバッチ型のものと、１枚ずつの基板に対して処理を施す枚葉型のものとがある。
枚葉型の基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板に対して処理液を供給する処理液ノズルとを備えている。たとえば、処理液ノズルとしては、一定の位置に吐出部が固定された固定ノズルや、スピンチャックに保持された基板に沿って揺動する揺動アームの先端付近に吐出部を保持し、揺動アームの揺動によって処理液供給位置を基板上でスキャンさせるスキャン型ノズルなどが用いられる。
【０００３】
図４は、処理液の供給のための構成を示す図解図である。処理液ノズル１には、処理液配管５が接続され、この処理液配管５には処理液バルブ６が介装されている。そして、この処理液バルブ６の開閉によって、基板Ｗへの処理液１０の供給および供給停止を制御するようになっている。
処理液ノズル１は、水平部２と、この水平部２から垂下した垂下部３とを有し、この垂下部３の下端が処理液吐出口４となっている。
【０００４】
処理液バルブ６と処理液ノズル１との間の処理液配管５からは、吸引配管７が分岐している。この吸引配管７は、吸引バルブ８を介して吸引装置（図示せず）に接続されている。
処理液バルブ６を閉じて処理液１０の供給を停止するときには、吸引バルブ８が開かれ、処理液バルブ６よりも処理液ノズル１側の処理液が吸引される。処理液の吸引は、処理液先端面が水平部２に後退するまで行われる。
【特許文献１】特開２００５−２７７２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、処理液バルブ６が故障して処理液のリークが生じると、処理液先端面が水平部２から垂下部３へと前進し、処理液吐出口４からぼた落ちする状態に至る懸念がある。これにより、処理液供給開始タイミング前や処理液供給停止タイミング後に基板Ｗ上に処理液がぼた落ちするおそれがある。その結果、基板処理が不良になる。
このような基板処理不良は、処理後の基板Ｗを検証して始めて発見されることが多く、ロット単位で多数の処理不良基板が生じ、大きな損失を招くという問題がある。
【０００６】
また、吸引バルブ８および吸引装置を含む吸引系統に故障が生じていると、処理液先端面を水平部２にまで後退させることができず、垂下部３に残留するおそれがある。したがって、処理液ノズル１内の残留処理液１０が基板Ｗ上にぼた落ちする場合がある。したがって、やはり、処理液の吐出開始および／または吐出停止タイミングを正確に規定することができず、基板の処理が不良になったり、基板毎に処理にばらつきが生じたりするおそれがある。
【０００７】
たとえば、スキャン型ノズルの場合には、スピンチャックの側方のプリディスペンスポッドにおいてプリディスペンスが行われ、その後に、揺動アームの揺動によって処理液ノズルが基板上に導かれる。この場合に、プリディスペンス直後の処理液ノズルから処理液がぼた落ちすれば、処理液による処理開始のタイミングを正確に規定することができない。より具体的には、吐出部が処理開始位置に達するまでに、基板上への処理液のぼた落ちが生じ、基板に対する処理が不良になるおそれがある。
【０００８】
そこで、この発明の一つの目的は、処理液バルブの故障を検出して、処理液のリークに起因する基板処理不良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。
また、この発明の他の目的は、吸引手段の故障を検出して、不用意な処理液供給に起因する基板処理不良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】
【０００９】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を処理するための処理液を吐出するノズル（１２）と、このノズルに接続され、当該ノズルに処理液を供給する処理液供給管（２５）と、この処理液供給管に介装され、前記ノズルへの処理液の供給およびその停止を切り換える処理液バルブ（２８Ａ）と、この処理液バルブと前記ノズルとの間に設定された分岐位置（３６）で前記処理液供給管に分岐接続され、前記処理液供給管内の処理液を吸引して排出するための処理液吸引管（３２）と、この処理液吸引管を介して前記処理液供給管内の処理液を吸引する吸引手段（３３，３４）と、前記分岐位置と前記ノズルとの間に設定された所定の液面検出位置で前記処理液供給管内の処理液先端面を検出する処理液先端面検出手段（４１）とを含む、基板処理装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【００１０】
この構成によれば、処理液バルブを開くことによって、処理液供給管を介してノズルへと処理液を供給でき、このノズルから処理液を吐出させることができる。処理液バルブを閉じることによって、ノズルからの処理液吐出を停止することができる。処理液バルブを閉じた状態で吸引手段を作動させることで、処理液供給管の分岐位置からノズル側の処理液を処理液吸引管を介して吸引し、処理液配管内の処理液先端面を後退させることができる。
【００１１】
処理液先端面が液面検出位置よりも後退するまで処理液を吸引しておくと、その後に処理液先端面検出手段が処理液先端面を検出すれば、処理液バルブのリーク故障が生じていることが分かる。こうして、処理液バルブのリーク故障を検出できる。また、ノズルから液面検出位置にまで処理液先端面を後退させるのに十分な時間だけ吸引手段を作動させても処理液先端面が液面検出位置よりも後退したことが検出できなければ、吸引手段に不具合が生じていることが分かる。こうして、吸引手段の故障を検出できる。このようにして、処理液ノズルや吸引手段の故障を検出できるので、不所望なタイミングで不用意に基板に処理液が供給されてしまうことを抑制または防止できるから、基板処理不良を抑制することができる。
【００１２】
前記基板処理装置は、前記ノズルが配置された処理室と、前記処理液バルブ、前記吸引手段および前記処理液先端面検出手段が配置された処理液ユニットとをさらに含んでいてもよい。この場合に、処理液ユニットから処理室へと処理液供給管を通して処理液が供給されるようになっていて、液面検出位置が処理液ユニット内に設定されていてもよい。この場合、処理液ユニット内の液面検出位置より処理液先端面が後退するまで処理液を吸引するように吸引手段を作動させることになる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、前記処理液バルブを閉じた後に、前記吸引手段を作動させて前記処理液供給管内の処理液を吸引して排除する吸引工程（Ｓ１，Ｓ２）を行う制御手段（５５）をさらに含み、前記制御手段が、前記吸引工程の後に、前記処理液先端面検出手段が処理液先端面を検出したことに応答して、前記処理液バルブに異常が発生したものと判断し、所定の処理液バルブ異常処理を行う処理液バルブ異常処理手段（Ｓ６，Ｓ７）をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置である。
【００１４】
この構成によれば、処理液バルブを閉じ、吸引手段によって処理液供給管内の処理液が吸引（より具体的には、処理液先端面が液面検出位置よりも分岐位置側に後退するまで吸引）された後に、処理液先端面検出手段の出力が監視される。処理液バルブが閉じられているので、この処理液バルブが正常である限り、処理液の供給はなく、したがって、処理液先端面がノズル側に移動することはないはずである。それにも拘わらず処理液先端面検出手段が処理液先端面を検出したとすれば、処理液バルブにリーク故障が生じていることになる。そこで、処理液先端面検出手段が処理液先端面を検出したことに応答して、処理液バルブ異常処理が行われる。この処理液バルブ異常処理は、警報発生処理、基板処理停止処理などを含む処理であってもよい。
【００１５】
請求項３記載の発明は、前記処理液バルブである第１の処理液バルブに加えて、前記処理液供給管に介装され、前記ノズルへの処理液の供給およびその停止を切り換える第２の処理液バルブ（２８Ｂ）をさらに含み、前記処理液バルブ異常処理手段が行う処理液バルブ異常処理は、前記第２の処理液バルブを閉じて前記ノズルへの処理液の供給を停止させる処理を含む、請求項２記載の基板処理装置である。第１処理液バルブに異常が生じていない通常時には、前記第２の処理液バルブは、開状態に維持されることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、処理液供給管には、第１の処理液バルブに加えて第２の処理液バルブが介装されている。そして、第１の処理液バルブにリーク故障が生じていると判定されると、第２処理液バルブが閉じられる。これにより、ノズルへの処理液の供給を停止することができる。その結果、第１の処理液バルブのリーク故障に起因して不所望なタイミングで基板に処理液が供給されることを抑制または防止できる。こうして、基板の処理不良を一層確実に抑制または防止できる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、前記処理液バルブを閉じた後に、前記吸引手段を作動させて前記処理液供給管内の処理液を吸引して排除する吸引工程を行う制御手段をさらに含み、前記制御手段が、前記吸引工程中または前記吸引工程後に前記処理液先端面検出手段の出力を参照して、処理液先端面が前記液面検出位置よりも前記分岐位置側に後退したことが検出されないときに、前記吸引手段の異常が発生したものと判断し、所定の吸引異常処理を行う吸引異常処理手段（Ｓ３，Ｓ４）を含む、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。
【００１８】
この構成によれば、処理液先端面検出手段の出力を参照して、処理液先端面が液面検出位置よりも前記分岐位置側に後退したかどうかが検出される。このような処理液先端面の後退が検出されなければ、吸引手段に異常が発生しているものと判断されて吸引異常処理が行われる。この吸引異常処理は、警報発生、基板処理装置の停止などを含む処理であってもよい。
【００１９】
たとえば、吸引工程中に処理液先端面検出手段の出力を監視し、処理液先端面が液面検出位置を通過して分岐位置側へと後退したかどうかを検出してもよい。また、処理液先端面が液面検出位置よりも分岐位置側に後退させるのに十分な時間（ただし吸引手段が正常な場合に対応する時間）だけ吸引手段を作動させた後、処理液先端面検出手段の出力を参照し、処理液先端面が液面検出位置よりも分岐位置側に後退したかどうか（液面検出位置に処理液が存在するかどうか）を検出するようにしてもよい。
【００２０】
請求項５記載の発明は、前記処理液供給管が、前記液面検出位置を含む区間に、前記分岐位置側よりも前記ノズル側が高くなるように高低差を付けた液面検出部（４０）を有しており、前記処理液先端面検出手段は、前記液面検出部において処理液先端面を検出するものである、請求項１〜４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、処理液供給管には、分岐位置よりもノズル側の方が高くなるように高低差を付けた液面検出部が液面検出位置を含む区間に設けられている。これにより、重力を利用して処理液先端面の位置を安定化できるので、処理液先端面が液面検出位置よりもノズル側にあるか否かを正確に検出できる。前記液面検出部は、鉛直方向に沿うように設けられていることが好ましい。これにより、より一層正確な検出が可能になる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、前記処理液供給管を保持することによって前記液面検出部を形成する保持部材（４３）をさらに含み、前記処理液先端面検出手段が、前記保持部材に取り付けられたセンサ（４１）を含む、請求項５記載の基板処理装置である。この構成によれば、保持部材によって、高低差を付けた液面検出部を処理液供給管の途中部に形成することができる。そして、この保持部材を利用して、処理液先端面検出のためのセンサが取り付けられている。これにより、処理液先端面検出手段は、確実に液面検出部で処理液先端面を検出できるうえ、センサ取り付けのための構成を簡単にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための概念図である。この基板処理装置は、半導体ウエハ等の円形の基板Ｗに処理液を供給して当該基板Ｗを処理するためのものである。この基板処理装置は、内部で基板Ｗが処理される処理室５１と、この処理室５１に向けて処理液を供給するための処理液ユニット５２とを備えている。
【００２３】
処理室５１内には、スピンチャック１１と、処理液ノズル１２と、リンス液ノズル１３と、ノズル保持機構１６とが収容されている。スピンチャック１１は、基板Ｗをほぼ水平に保持して鉛直軸線まわりに回転可能なスピンベース１４と、このスピンベース１４を鉛直軸線まわりに回転させる回転駆動機構１５とを含む。
ノズル保持機構１６は、ほぼ鉛直方向に沿って配置された回動軸１８と、この回動軸１８に対して水平方向に沿って取り付けられた揺動アーム１９と、回動軸１８を鉛直軸線まわりに所定の回動角度範囲で往復回動させることによって揺動アーム１９を揺動させる揺動駆動機構２０とを備えている。揺動アーム１９の先端部に、処理液ノズル１２が保持されている。したがって、揺動駆動機構２０を作動させて、揺動アーム１９を水平面に沿って揺動させることにより、処理液ノズル１２から供給される処理液の着液点は、スピンチャック１１に保持された基板Ｗの回転中心および周端縁を含む円弧形状の軌跡２２を描いて移動することになる。これによって、処理液吐出部１５によって基板Ｗの上面全域をスキャンしながら処理液を供給することができる。
【００２４】
処理ユニット５２には、処理液供給機構１７が収容されている。処理液供給機構１７は、処理液ノズル１２に処理液を供給する処理液配管２５と、処理液を貯留した処理液タンク２６と、処理液タンク２６から処理液を汲み出して処理液配管２５へと送り込むポンプ２７とを備えている。処理液配管２５には、処理液の流量を調節する流量調節バルブ２３、処理液の供給／停止を切り換えるための第１処理液バルブ２８Ａおよび第２の処理液バルブ２８Ｂ、処理液の流量を計測するための流量計２９、ならびに処理液配管２５に送り込まれる処理液の温度を調整するための温度調節器３０が介装されている。図１の構成では、第１処理液バルブ２８Ａよりも処理液供給方向上流側に第２処理液バルブ２８Ｂが配置されているが、これらの配置は逆であってもよい。
【００２５】
処理液配管２５は、処理液ユニット５２を出て処理室５１に入り、この処理室５１内で処理液ノズル１２に接続されている。処理液配管２５と処理液ノズル１２とは、別部品であってもよいし、処理液配管２５の先端部を処理液ノズル１２として用いてもよい。すなわち、同一部品で処理液配管２５および処理液ノズル１２を構成することもできる。
処理液配管２５において温度調節器３０と第１処理液バルブ２８Ａとの間には、処理液を処理液タンク２６へと帰還させるためのリターン配管３１が分岐接続されている。処理液バルブ２８が閉じられているときには、ポンプ２７によって汲み出された処理液は、温度調節器３０を通り、さらにリターン配管３１を通って処理液タンク２６へと帰還されることによって循環され、これにより、処理液の温度を基板Ｗの処理に適した一定の温度に保持することができるようになっている。
【００２６】
一方、第１処理液バルブ２８の下流側、この実施形態では流量計２９の下流側に設定された分岐位置３６には、それよりも下流側の処理液配管２５内の処理液を吸引するための吸引配管３２が分岐接続されている。この吸引配管３２は、吸引バルブ３３および流量調節バルブ２４を介して吸引装置３４へと接続されている。この実施形態では、分岐位置３６は、処理液ユニット５２内に設定されている。
【００２７】
分岐位置３６よりも下流側には、処理液配管２５内の処理液先端面（液面）を検出するための液面検出部４０が設けられている。液面検出部４０は、処理液配管２５の一部の区間であり、この実施形態では、処理液ユニット５２内に配置されていて、分岐位置３６側よりも処理液ノズル１２側の方が高くなるように高低差を付けてある。より具体的には、この実施形態では、液面検出部４０は、処理液配管２５の途中部の区間を鉛直方向に沿う直管部をなすように保持して構成されている。そして、この液面検出部４０に近接する位置には、液面検出部４０内の処理液の液面（処理液先端面）を所定の液面検出位置（所定の液面検出高さ）４２で検出するための液面センサ４１が配置されている。この液面センサ４１は、具体的には、液面検出位置４２における処理液の有無を検出し、その検出結果に応じた信号を出力するものである。液面検出位置４２を処理液先端面が通過することにより、処理液の液面（処理液先端面）が検出されることになる。
【００２８】
基板処理装置の各部を制御するために、制御ユニット５５が備えられている。この制御ユニット５５には、液面センサ４１の出力が与えられるようになっている。制御ユニット５５は、さらに、回転駆動機構１５、揺動駆動機構２０、吸引装置３４および温度調節器３０の動作を制御し、また、第１および第２処理液バルブ２８Ａ，２８Ｂおよび吸引バルブ３３を開閉制御し、流量計２９の出力をモニタする。
【００２９】
スピンチャック１１の側方には、基板Ｗの処理に先立ち、処理液ノズル１２から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ド３８が配置されている。このプリディスペンスポッド３８は、処理液ノズル１２からプリディスペンスされる処理液を受けて、排液配管３９へと導くようになっている。処理液のプリディスペンスを行うことにより、処理液配管２５内に非温度調節状態の処理液が存在していれば、これを予め排出し尽くした後に、適切に温度調節された処理液を処理開始当初から基板Ｗに供給することができる。
【００３０】
図２は、液面検出部４０に関連する構成を説明するための図解図である。処理液ユニット５２内には、処理液配管２５の途中部の液面検出部４０を鉛直方向に沿う姿勢で保持する配管ブラケット４３が設けられ、処理液ユニット５２内の適所に固定されている。配管ブラケット４３は、たとえば、鉛直方向に沿う長尺形状の本体部４４と、この本体部４４の両端に設けられた一対の配管クランプ４５，４６とを備えた横向きＵ字状に形成されている。一対の配管クランプ４５，４６は、鉛直方向に沿って上下に配置されており、上下方向に所定の間隔を開けて配置されている。一方の配管クランプ４５は、液面検出部４０の上端部を保持し、他方の配管クランプ４６は、液面検出部４０の下端部を保持している。これにより、液面検出部４０は、鉛直方向に沿う直管状を成している。
【００３１】
液面センサ４１は、本体部４４の中間部付近に結合されたセンサブラケット４８に固定されている。センサブラケット４８は液面検出位置４２付近で処理液配管２５を抱きかかえるように配置されている。このように、センサブラケット４８を配管ブラケット４３に取り付けた構造により、液面センサ４１の位置ずれを効果的に抑制または防止できる。
液面センサ４１は、処理液を光学的に検出する光学センサであってもよいし、超音波を用いて処理液を検出する超音波センサであってもよいし、液面検出位置４２付近での静電容量の変化を検出する静電容量センサであってもよい。光学センサは、たとえば、発光素子と受光素子との対で構成されてもよい。このような光学センサとしては、発光素子から発生して処理液配管２５を通過した光を検出する透過型のセンサと、発光素子から発生して処理液配管２５から反射してくる光を検出する反射型のセンサとがあり、いずれも処理液配管２５内の処理液の検出のために用いることができる。
【００３２】
次に、基板処理装置の動作について説明する。
未処理の基板Ｗは、基板搬送ロボット（図示せず）によって、処理室５１内へと搬入され、スピンチャック１１に受け渡される。基板搬送ロボットのハンドが処理室５１から退出した後、回転駆動機構１５によってスピンチャック１１のスピンベース１４が回転される。したがって、スピンチャック１に保持された基板Ｗが鉛直軸線まわりに回転される。
【００３３】
揺動アーム１９は、初期状態において、処理液ノズル１２をプリディスペンスポッド３８上に配置した退避位置にある。この状態で、第１処理液バルブ２８Ａが一定時間だけ開かれることにより、第１処理液バルブ２８Ａよりも上流側の処理液が処理液配管２５を介して処理液ノズル１２へと導かれ、処理液配管２５内は温度調節された状態の処理液で満たされる。
【００３４】
このプリディスペンスを終了すると、第１処理液バルブ２８Ａが閉じられ、代わって、吸引バルブ３３が開かれる。これにより、常時作動状態とされている吸引装置３４の働きが有効化され、分岐位置３６と処理液ノズル１２との間の処理液配管２５内に存在する処理液が吸引して排除される。吸引バルブ３３は、所定時間だけ開成状態とされた後に閉成される。その後、揺動駆動機構２０が作動され、揺動アーム１９がスキャン開始位置へと移動させられる。スキャン開始位置は、たとえば、処理液ノズル１２が基板Ｗの回転中心の直上に配置される位置であってもよいし、処理液ノズル１２が基板Ｗの周縁部の直上に配置される位置であってもよい。
【００３５】
この状態から、第１処理液バルブ２８Ａが開かれる。それとともに、揺動駆動機構２０は、基板Ｗの回転中心およびその周端部を含む所定の揺動範囲（基板Ｗの半径に相当する範囲または直径に相当する範囲）にわたって処理液の着液点が移動するように、往復揺動させられる。これにより、処理液配管２５を介して処理液ノズル１２から吐出される処理液が基板Ｗの全域に導かれ、この基板Ｗの表面に対する処理が行われる。
【００３６】
処理液タンク２６に処理液としてふっ酸などの薬液を貯留し、この薬液を処理液ノズル１２から基板Ｗ上に吐出した後には、揺動アーム１９は、上述の退避位置へと退避させられ、その後、リンス液ノズル１３から基板Ｗの回転中心に向けて純水（脱イオン水）その他のリンス液が供給される。このリンス液は、回転状態の基板Ｗ上で遠心力を受けてその全域へと広がり、基板Ｗ上の薬液を置換することになる。
【００３７】
こうして一定時間のリンス処理を行った後には、リンス液の供給を停止するとともに、回転駆動機構１２によりスピンチャック１１を高速回転させて、基板Ｗの表面の液滴を振り切るための乾燥処理が行われる。この乾燥処理の後、基板搬送ロボットにより、処理済の基板Ｗが処理室５１から払い出される。
第２処理液バルブ２８Ｂは、第１処理液バルブ２８Ａが正常に動作している限り、常時、開成状態に保持される。
【００３８】
図３は、第１処理液バルブ２８Ａが閉成されたときに制御ユニット５５によって行われる吸引・異常判定処理を説明するためのフローチャートである。制御ユニット５５は、第１処理液バルブ２８Ａを閉じた後、吸引バルブ３３を開いて、吸引装置３４による処理液配管２５に対する吸引動作を有効化する（ステップＳ１）。その後、制御ユニット５５は、所定時間Ｔの経過を待機する（ステップＳ２）。所定時間Ｔは、正常状態の吸引装置３４による処理液配管２５内の吸引により、処理液配管２５内の処理液先端面を処理液ノズル１２から後退させて、液面検出位置４２よりも分岐位置３６側に至らせるのに十分な時間に設定されている。
【００３９】
前記所定時間Ｔの経過後には、制御ユニット５５は、液面センサ４１の出力信号を監視する。この液面センサ４１の出力信号に基づいて、制御ユニット５５は、液面検出位置４２に処理液が存在するかどうかを判断する（ステップＳ３）。処理液の存在が検出されると、制御ユニット５５は、吸引装置３４等を含む吸引系統（吸引手段）に故障が生じているものと判定し、吸引異常処理を行う（ステップＳ４）。吸引異常処理は、たとえば、警報（警報音および／または警報表示）を発生させたり、基板処理装置をシステム停止させたりする処理を含む。「システム停止」とは、現在仕掛かり中の基板Ｗがあれば、その処理が終わり次第、基板処理装置の運転を停止させることをいう。仕掛かり中の基板Ｗがなければ、ただちに基板処理装置の運転が停止される。
【００４０】
ステップＳ４において、処理液配管２５内の処理液の存在が検出されないときには、吸引系統の故障はないものと判断され、制御ユニット５５は、第１処理液バルブ２８Ａのリーク故障の有無を判定するための処理を実行する。すなわち、第１処理液バルブ２８Ａを開いて処理液を吐出させるべきかどうかを判断し（ステップＳ５）、第１処理液バルブ２８Ａを開いていないときには、液面センサ４１によって処理液が検出されるかどうかを判断する（ステップＳ６）。処理液が検出されれば、第１処理液バルブ２８Ａにリーク故障が生じているものとして、バルブ異常処理を実行する（ステップＳ７）。バルブ異常処理は、たとえば、警報（警報音および／または警報表示を発生させたり、基板処理装置をシステム停止させたりする処理を含む処理であってもよい。この実施形態では、バルブ異常処理は、常時開成状態に制御されている第２処理液バルブ２８Ｂを閉成する処理を含む。
【００４１】
ステップＳ６で、液面センサ４１によって処理液が検出されていないと判断されると、ステップＳ５の処理に戻る。
ステップＳ５で、第１処理液バルブ２８Ａが開かれたと判断されると、吸引・異常判定処理を終える。
このように、この実施形態によれば、液面センサ４１の出力をモニタすることによって、制御ユニット５５により、第１処理液バルブ２８Ａのリーク故障および吸引系統の故障を検出し、それを報知することができる。これにより、それらの故障に早期に対処することができるので、処理液ノズル１２からの処理液のぼた落ちを効果的に抑制または防止することができる。その結果、処理不良基板の発生を抑制できるから、基板を用いて作製される製品のコストを低減することができる。
【００４２】
また、この実施形態では、第１処理液バルブ２８Ａのリーク故障が発生すると、第２処理液バルブ２８Ｂを閉じるようにしている。これにより、第１処理液バルブ２８Ａにリーク故障が生じても、処理液ノズル１２へと処理液が供給されないので、リーク故障に起因する基板処理不良を一層効果的に抑制または防止できる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
【００４３】
たとえば、前述の実施形態では、処理液配管２５に第１および第２処理液バルブ２８Ａ，２８Ｂを介装し、第１処理液バルブ２８Ａのリーク故障時に第２処理液バルブ２８Ｂを閉じるようにしているが、第２処理液バルブ２８Ｂを省いてもよい。この場合でも、第１処理液バルブ２８Ａのリーク故障を検出し、それを報知することができるので、使用者が速やかに対処することによって、処理不良基板の発生を抑制できる。
【００４４】
また、第１処理液バルブ２８Ａにリーク故障が発生したときは、警報を発生する一方で、この第１処理液バルブ２８Ａを常時開成状態に制御し、第２処理液バルブ２８Ｂの制御によって、処理液ノズル１２への処理液の供給／停止を切り換えるようにしてもよい。
さらに、前述の実施形態では、吸引バルブ３３を所定時間開いた後に、液面検出位置４２で処理液の有無を検出するようにしているが、液面センサ４１が液面検出位置４２で処理液を検出しなくなるまで吸引バルブ３３を開くようにしてもよい。そして、吸引バルブ３３を開いてから所定時間の経過後にも液面センサ４１が処理液を検出し続けている場合に、吸引系の異常が発生したものと判断して、吸引異常処理を行うようにしてもよい。この場合の所定時間は、吸引バルブ３３を開いてから処理液先端面が液面検出位置４２よりも分岐位置３６側まで後退するのに必要な時間以上に設定すればよい。
【００４５】
さらに、上記の実施形態では、スキャン型ノズルにこの発明が適用される例について説明したが、この発明は、処理室内に固定配置される固定ノズルに対しても同様に適用することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための概念図である。
【図２】液面検出部に関連する構成を説明するための図解図である。
【図３】異常判定処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】処理液の供給のための従来技術を示す図解図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１ スピンチャック
１２ 処理液ノズル
１３ リンス液ノズル
１４ スピンベース
１５ 回転駆動機構
１６ ノズル保持機構
１７ 処理液供給機構
１８ 回転軸
１９ 揺動アーム
２０ 揺動駆動機構
２１ 保持部
２３ 流量調節バルブ
２４ 流量調節バルブ
２５ 処理液配管
２６ 処理液タンク
２７ ポンプ
２８Ａ 第１処理液バルブ
２８Ｂ 第２処理液バルブ
２９ 流量計
３０ 温度調節器
３１ リターン配管
３２ 吸引配管
３３ 吸引バルブ
３４ 吸引装置
３６ 分岐位置
３８ プリディペンスポッド
３９ 排液配管
４０ 液面検出部
４１ 液面センサ
４２ 液面検出位置
４３ 配管ブラケット
４４ 本体部
４５，４６ 配管クランプ
４８ センサブラケット
５１ 処理室
５２ 処理液ユニット
５５ 制御ユニット
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板に対して処理液を用いた処理を施す基板処理装置に関する。処理の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などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハ等の基板に対して処理液を用いた処理を施す基板処理装置が用いられる。このような基板処理装置には、複数枚の基板に対して一括して処理を施すバッチ型のものと、１枚ずつの基板に対して処理を施す枚葉型のものとがある。
枚葉型の基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板に対して処理液を供給する処理液ノズルとを備えている。たとえば、処理液ノズルとしては、一定の位置に吐出部が固定された固定ノズルや、スピンチャックに保持された基板に沿って揺動する揺動アームの先端付近に吐出部を保持し、揺動アームの揺動によって処理液供給位置を基板上でスキャンさせるスキャン型ノズルなどが用いられる。
【０００３】
図４は、処理液の供給のための構成を示す図解図である。処理液ノズル１には、処理液配管５が接続され、この処理液配管５には処理液バルブ６が介装されている。そして、この処理液バルブ６の開閉によって、基板Ｗへの処理液１０の供給および供給停止を制御するようになっている。
処理液ノズル１は、水平部２と、この水平部２から垂下した垂下部３とを有し、この垂下部３の下端が処理液吐出口４となっている。
【０００４】
処理液バルブ６と処理液ノズル１との間の処理液配管５からは、吸引配管７が分岐している。この吸引配管７は、吸引バルブ８を介して吸引装置（図示せず）に接続されている。
処理液バルブ６を閉じて処理液１０の供給を停止するときには、吸引バルブ８が開かれ、処理液バルブ６よりも処理液ノズル１側の処理液が吸引される。処理液の吸引は、処理液先端面が水平部２に後退するまで行われる。
【特許文献１】特開２００５−２７７２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、処理液バルブ６が故障して処理液のリークが生じると、処理液先端面が水平部２から垂下部３へと前進し、処理液吐出口４からぼた落ちする状態に至る懸念がある。これにより、処理液供給開始タイミング前や処理液供給停止タイミング後に基板Ｗ上に処理液がぼた落ちするおそれがある。その結果、基板処理が不良になる。
このような基板処理不良は、処理後の基板Ｗを検証して始めて発見されることが多く、ロット単位で多数の処理不良基板が生じ、大きな損失を招くという問題がある。
【０００６】
また、吸引バルブ８および吸引装置を含む吸引系統に故障が生じていると、処理液先端面を水平部２にまで後退させることができず、垂下部３に残留するおそれがある。したがって、処理液ノズル１内の残留処理液１０が基板Ｗ上にぼた落ちする場合がある。したがって、やはり、処理液の吐出開始および／または吐出停止タイミングを正確に規定することができず、基板の処理が不良になったり、基板毎に処理にばらつきが生じたりするおそれがある。
【０００７】
たとえば、スキャン型ノズルの場合には、スピンチャックの側方のプリディスペンスポッドにおいてプリディスペンスが行われ、その後に、揺動アームの揺動によって処理液ノズルが基板上に導かれる。この場合に、プリディスペンス直後の処理液ノズルから処理液がぼた落ちすれば、処理液による処理開始のタイミングを正確に規定することができない。より具体的には、吐出部が処理開始位置に達するまでに、基板上への処理液のぼた落ちが生じ、基板に対する処理が不良になるおそれがある。
【０００８】
そこで、この発明の一つの目的は、処理液バルブの故障を検出して、処理液のリークに起因する基板処理不良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。
また、この発明の他の目的は、吸引手段の故障を検出して、不用意な処理液供給に起因する基板処理不良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】
【０００９】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を処理するための処理液を吐出するノズル（１２）と、このノズルに接続され、当該ノズルに処理液を供給する処理液供給管（２５）と、この処理液供給管に介装され、前記ノズルへの処理液の供給およびその停止を切り換える処理液バルブ（２８Ａ）と、この処理液バルブと前記ノズルとの間に設定された分岐位置（３６）で前記処理液供給管に分岐接続され、前記処理液供給管内の処理液を吸引して排出するための処理液吸引管（３２）と、この処理液吸引管を介して前記処理液供給管内の処理液を吸引する吸引手段（３３，３４）と、前記分岐位置と前記ノズルとの間に設定された所定の液面検出位置で前記処理液供給管内の処理液先端面を検出する処理液先端面検出手段（４１）とを含む、基板処理装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【００１０】
この構成によれば、処理液バルブを開くことによって、処理液供給管を介してノズルへと処理液を供給でき、このノズルから処理液を吐出させることができる。処理液バルブを閉じることによって、ノズルからの処理液吐出を停止することができる。処理液バルブを閉じた状態で吸引手段を作動させることで、処理液供給管の分岐位置からノズル側の処理液を処理液吸引管を介して吸引し、処理液配管内の処理液先端面を後退させることができる。
【００１１】
処理液先端面が液面検出位置よりも後退するまで処理液を吸引しておくと、その後に処理液先端面検出手段が処理液先端面を検出すれば、処理液バルブのリーク故障が生じていることが分かる。こうして、処理液バルブのリーク故障を検出できる。また、ノズルから液面検出位置にまで処理液先端面を後退させるのに十分な時間だけ吸引手段を作動させても処理液先端面が液面検出位置よりも後退したことが検出できなければ、吸引手段に不具合が生じていることが分かる。こうして、吸引手段の故障を検出できる。このようにして、処理液ノズルや吸引手段の故障を検出できるので、不所望なタイミングで不用意に基板に処理液が供給されてしまうことを抑制または防止できるから、基板処理不良を抑制することができる。
【００１２】
前記基板処理装置は、前記ノズルが配置された処理室と、前記処理液バルブ、前記吸引手段および前記処理液先端面検出手段が配置された処理液ユニットとをさらに含んでいてもよい。この場合に、処理液ユニットから処理室へと処理液供給管を通して処理液が供給されるようになっていて、液面検出位置が処理液ユニット内に設定されていてもよい。この場合、処理液ユニット内の液面検出位置より処理液先端面が後退するまで処理液を吸引するように吸引手段を作動させることになる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、前記処理液バルブを閉じた後に、前記吸引手段を作動させて前記処理液供給管内の処理液を吸引して排除する吸引工程（Ｓ１，Ｓ２）を行う制御手段（５５）をさらに含み、前記制御手段が、前記吸引工程の後に、前記処理液先端面検出手段が処理液先端面を検出したことに応答して、前記処理液バルブに異常が発生したものと判断し、所定の処理液バルブ異常処理を行う処理液バルブ異常処理手段（Ｓ６，Ｓ７）をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置である。
【００１４】
この構成によれば、処理液バルブを閉じ、吸引手段によって処理液供給管内の処理液が吸引（より具体的には、処理液先端面が液面検出位置よりも分岐位置側に後退するまで吸引）された後に、処理液先端面検出手段の出力が監視される。処理液バルブが閉じられているので、この処理液バルブが正常である限り、処理液の供給はなく、したがって、処理液先端面がノズル側に移動することはないはずである。それにも拘わらず処理液先端面検出手段が処理液先端面を検出したとすれば、処理液バルブにリーク故障が生じていることになる。そこで、処理液先端面検出手段が処理液先端面を検出したことに応答して、処理液バルブ異常処理が行われる。この処理液バルブ異常処理は、警報発生処理、基板処理停止処理などを含む処理であってもよい。
【００１５】
請求項３記載の発明は、前記処理液バルブである第１の処理液バルブに加えて、前記処理液供給管に介装され、前記ノズルへの処理液の供給およびその停止を切り換える第２の処理液バルブ（２８Ｂ）をさらに含み、前記処理液バルブ異常処理手段が行う処理液バルブ異常処理は、前記第２の処理液バルブを閉じて前記ノズルへの処理液の供給を停止させる処理を含む、請求項２記載の基板処理装置である。第１処理液バルブに異常が生じていない通常時には、前記第２の処理液バルブは、開状態に維持されることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、処理液供給管には、第１の処理液バルブに加えて第２の処理液バルブが介装されている。そして、第１の処理液バルブにリーク故障が生じていると判定されると、第２処理液バルブが閉じられる。これにより、ノズルへの処理液の供給を停止することができる。その結果、第１の処理液バルブのリーク故障に起因して不所望なタイミングで基板に処理液が供給されることを抑制または防止できる。こうして、基板の処理不良を一層確実に抑制または防止できる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、前記処理液バルブを閉じた後に、前記吸引手段を作動させて前記処理液供給管内の処理液を吸引して排除する吸引工程を行う制御手段をさらに含み、前記制御手段が、前記吸引工程中または前記吸引工程後に前記処理液先端面検出手段の出力を参照して、処理液先端面が前記液面検出位置よりも前記分岐位置側に後退したことが検出されないときに、前記吸引手段の異常が発生したものと判断し、所定の吸引異常処理を行う吸引異常処理手段（Ｓ３，Ｓ４）を含む、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。
【００１８】
この構成によれば、処理液先端面検出手段の出力を参照して、処理液先端面が液面検出位置よりも前記分岐位置側に後退したかどうかが検出される。このような処理液先端面の後退が検出されなければ、吸引手段に異常が発生しているものと判断されて吸引異常処理が行われる。この吸引異常処理は、警報発生、基板処理装置の停止などを含む処理であってもよい。
【００１９】
たとえば、吸引工程中に処理液先端面検出手段の出力を監視し、処理液先端面が液面検出位置を通過して分岐位置側へと後退したかどうかを検出してもよい。また、処理液先端面が液面検出位置よりも分岐位置側に後退させるのに十分な時間（ただし吸引手段が正常な場合に対応する時間）だけ吸引手段を作動させた後、処理液先端面検出手段の出力を参照し、処理液先端面が液面検出位置よりも分岐位置側に後退したかどうか（液面検出位置に処理液が存在するかどうか）を検出するようにしてもよい。
【００２０】
請求項５記載の発明は、前記処理液供給管が、前記液面検出位置を含む区間に、前記分岐位置側よりも前記ノズル側が高くなるように高低差を付けた液面検出部（４０）を有しており、前記処理液先端面検出手段は、前記液面検出部において処理液先端面を検出するものである、請求項１〜４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、処理液供給管には、分岐位置よりもノズル側の方が高くなるように高低差を付けた液面検出部が液面検出位置を含む区間に設けられている。これにより、重力を利用して処理液先端面の位置を安定化できるので、処理液先端面が液面検出位置よりもノズル側にあるか否かを正確に検出できる。前記液面検出部は、鉛直方向に沿うように設けられていることが好ましい。これにより、より一層正確な検出が可能になる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、前記処理液供給管を保持することによって前記液面検出部を形成する保持部材（４３）をさらに含み、前記処理液先端面検出手段が、前記保持部材に取り付けられたセンサ（４１）を含む、請求項５記載の基板処理装置である。この構成によれば、保持部材によって、高低差を付けた液面検出部を処理液供給管の途中部に形成することができる。そして、この保持部材を利用して、処理液先端面検出のためのセンサが取り付けられている。これにより、処理液先端面検出手段は、確実に液面検出部で処理液先端面を検出できるうえ、センサ取り付けのための構成を簡単にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための概念図である。この基板処理装置は、半導体ウエハ等の円形の基板Ｗに処理液を供給して当該基板Ｗを処理するためのものである。この基板処理装置は、内部で基板Ｗが処理される処理室５１と、この処理室５１に向けて処理液を供給するための処理液ユニット５２とを備えている。
【００２３】
処理室５１内には、スピンチャック１１と、処理液ノズル１２と、リンス液ノズル１３と、ノズル保持機構１６とが収容されている。スピンチャック１１は、基板Ｗをほぼ水平に保持して鉛直軸線まわりに回転可能なスピンベース１４と、このスピンベース１４を鉛直軸線まわりに回転させる回転駆動機構１５とを含む。
ノズル保持機構１６は、ほぼ鉛直方向に沿って配置された回動軸１８と、この回動軸１８に対して水平方向に沿って取り付けられた揺動アーム１９と、回動軸１８を鉛直軸線まわりに所定の回動角度範囲で往復回動させることによって揺動アーム１９を揺動させる揺動駆動機構２０とを備えている。揺動アーム１９の先端部に、処理液ノズル１２が保持されている。したがって、揺動駆動機構２０を作動させて、揺動アーム１９を水平面に沿って揺動させることにより、処理液ノズル１２から供給される処理液の着液点は、スピンチャック１１に保持された基板Ｗの回転中心および周端縁を含む円弧形状の軌跡２２を描いて移動することになる。これによって、処理液吐出部１５によって基板Ｗの上面全域をスキャンしながら処理液を供給することができる。
【００２４】
処理ユニット５２には、処理液供給機構１７が収容されている。処理液供給機構１７は、処理液ノズル１２に処理液を供給する処理液配管２５と、処理液を貯留した処理液タンク２６と、処理液タンク２６から処理液を汲み出して処理液配管２５へと送り込むポンプ２７とを備えている。処理液配管２５には、処理液の流量を調節する流量調節バルブ２３、処理液の供給／停止を切り換えるための第１処理液バルブ２８Ａおよび第２の処理液バルブ２８Ｂ、処理液の流量を計測するための流量計２９、ならびに処理液配管２５に送り込まれる処理液の温度を調整するための温度調節器３０が介装されている。図１の構成では、第１処理液バルブ２８Ａよりも処理液供給方向上流側に第２処理液バルブ２８Ｂが配置されているが、これらの配置は逆であってもよい。
【００２５】
処理液配管２５は、処理液ユニット５２を出て処理室５１に入り、この処理室５１内で処理液ノズル１２に接続されている。処理液配管２５と処理液ノズル１２とは、別部品であってもよいし、処理液配管２５の先端部を処理液ノズル１２として用いてもよい。すなわち、同一部品で処理液配管２５および処理液ノズル１２を構成することもできる。
処理液配管２５において温度調節器３０と第１処理液バルブ２８Ａとの間には、処理液を処理液タンク２６へと帰還させるためのリターン配管３１が分岐接続されている。処理液バルブ２８が閉じられているときには、ポンプ２７によって汲み出された処理液は、温度調節器３０を通り、さらにリターン配管３１を通って処理液タンク２６へと帰還されることによって循環され、これにより、処理液の温度を基板Ｗの処理に適した一定の温度に保持することができるようになっている。
【００２６】
一方、第１処理液バルブ２８の下流側、この実施形態では流量計２９の下流側に設定された分岐位置３６には、それよりも下流側の処理液配管２５内の処理液を吸引するための吸引配管３２が分岐接続されている。この吸引配管３２は、吸引バルブ３３および流量調節バルブ２４を介して吸引装置３４へと接続されている。この実施形態では、分岐位置３６は、処理液ユニット５２内に設定されている。
【００２７】
分岐位置３６よりも下流側には、処理液配管２５内の処理液先端面（液面）を検出するための液面検出部４０が設けられている。液面検出部４０は、処理液配管２５の一部の区間であり、この実施形態では、処理液ユニット５２内に配置されていて、分岐位置３６側よりも処理液ノズル１２側の方が高くなるように高低差を付けてある。より具体的には、この実施形態では、液面検出部４０は、処理液配管２５の途中部の区間を鉛直方向に沿う直管部をなすように保持して構成されている。そして、この液面検出部４０に近接する位置には、液面検出部４０内の処理液の液面（処理液先端面）を所定の液面検出位置（所定の液面検出高さ）４２で検出するための液面センサ４１が配置されている。この液面センサ４１は、具体的には、液面検出位置４２における処理液の有無を検出し、その検出結果に応じた信号を出力するものである。液面検出位置４２を処理液先端面が通過することにより、処理液の液面（処理液先端面）が検出されることになる。
【００２８】
基板処理装置の各部を制御するために、制御ユニット５５が備えられている。この制御ユニット５５には、液面センサ４１の出力が与えられるようになっている。制御ユニット５５は、さらに、回転駆動機構１５、揺動駆動機構２０、吸引装置３４および温度調節器３０の動作を制御し、また、第１および第２処理液バルブ２８Ａ，２８Ｂおよび吸引バルブ３３を開閉制御し、流量計２９の出力をモニタする。
【００２９】
スピンチャック１１の側方には、基板Ｗの処理に先立ち、処理液ノズル１２から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ド３８が配置されている。このプリディスペンスポッド３８は、処理液ノズル１２からプリディスペンスされる処理液を受けて、排液配管３９へと導くようになっている。処理液のプリディスペンスを行うことにより、処理液配管２５内に非温度調節状態の処理液が存在していれば、これを予め排出し尽くした後に、適切に温度調節された処理液を処理開始当初から基板Ｗに供給することができる。
【００３０】
図２は、液面検出部４０に関連する構成を説明するための図解図である。処理液ユニット５２内には、処理液配管２５の途中部の液面検出部４０を鉛直方向に沿う姿勢で保持する配管ブラケット４３が設けられ、処理液ユニット５２内の適所に固定されている。配管ブラケット４３は、たとえば、鉛直方向に沿う長尺形状の本体部４４と、この本体部４４の両端に設けられた一対の配管クランプ４５，４６とを備えた横向きＵ字状に形成されている。一対の配管クランプ４５，４６は、鉛直方向に沿って上下に配置されており、上下方向に所定の間隔を開けて配置されている。一方の配管クランプ４５は、液面検出部４０の上端部を保持し、他方の配管クランプ４６は、液面検出部４０の下端部を保持している。これにより、液面検出部４０は、鉛直方向に沿う直管状を成している。
【００３１】
液面センサ４１は、本体部４４の中間部付近に結合されたセンサブラケット４８に固定されている。センサブラケット４８は液面検出位置４２付近で処理液配管２５を抱きかかえるように配置されている。このように、センサブラケット４８を配管ブラケット４３に取り付けた構造により、液面センサ４１の位置ずれを効果的に抑制または防止できる。
液面センサ４１は、処理液を光学的に検出する光学センサであってもよいし、超音波を用いて処理液を検出する超音波センサであってもよいし、液面検出位置４２付近での静電容量の変化を検出する静電容量センサであってもよい。光学センサは、たとえば、発光素子と受光素子との対で構成されてもよい。このような光学センサとしては、発光素子から発生して処理液配管２５を通過した光を検出する透過型のセンサと、発光素子から発生して処理液配管２５から反射してくる光を検出する反射型のセンサとがあり、いずれも処理液配管２５内の処理液の検出のために用いることができる。
【００３２】
次に、基板処理装置の動作について説明する。
未処理の基板Ｗは、基板搬送ロボット（図示せず）によって、処理室５１内へと搬入され、スピンチャック１１に受け渡される。基板搬送ロボットのハンドが処理室５１から退出した後、回転駆動機構１５によってスピンチャック１１のスピンベース１４が回転される。したがって、スピンチャック１に保持された基板Ｗが鉛直軸線まわりに回転される。
【００３３】
揺動アーム１９は、初期状態において、処理液ノズル１２をプリディスペンスポッド３８上に配置した退避位置にある。この状態で、第１処理液バルブ２８Ａが一定時間だけ開かれることにより、第１処理液バルブ２８Ａよりも上流側の処理液が処理液配管２５を介して処理液ノズル１２へと導かれ、処理液配管２５内は温度調節された状態の処理液で満たされる。
【００３４】
このプリディスペンスを終了すると、第１処理液バルブ２８Ａが閉じられ、代わって、吸引バルブ３３が開かれる。これにより、常時作動状態とされている吸引装置３４の働きが有効化され、分岐位置３６と処理液ノズル１２との間の処理液配管２５内に存在する処理液が吸引して排除される。吸引バルブ３３は、所定時間だけ開成状態とされた後に閉成される。その後、揺動駆動機構２０が作動され、揺動アーム１９がスキャン開始位置へと移動させられる。スキャン開始位置は、たとえば、処理液ノズル１２が基板Ｗの回転中心の直上に配置される位置であってもよいし、処理液ノズル１２が基板Ｗの周縁部の直上に配置される位置であってもよい。
【００３５】
この状態から、第１処理液バルブ２８Ａが開かれる。それとともに、揺動駆動機構２０は、基板Ｗの回転中心およびその周端部を含む所定の揺動範囲（基板Ｗの半径に相当する範囲または直径に相当する範囲）にわたって処理液の着液点が移動するように、往復揺動させられる。これにより、処理液配管２５を介して処理液ノズル１２から吐出される処理液が基板Ｗの全域に導かれ、この基板Ｗの表面に対する処理が行われる。
【００３６】
処理液タンク２６に処理液としてふっ酸などの薬液を貯留し、この薬液を処理液ノズル１２から基板Ｗ上に吐出した後には、揺動アーム１９は、上述の退避位置へと退避させられ、その後、リンス液ノズル１３から基板Ｗの回転中心に向けて純水（脱イオン水）その他のリンス液が供給される。このリンス液は、回転状態の基板Ｗ上で遠心力を受けてその全域へと広がり、基板Ｗ上の薬液を置換することになる。
【００３７】
こうして一定時間のリンス処理を行った後には、リンス液の供給を停止するとともに、回転駆動機構１２によりスピンチャック１１を高速回転させて、基板Ｗの表面の液滴を振り切るための乾燥処理が行われる。この乾燥処理の後、基板搬送ロボットにより、処理済の基板Ｗが処理室５１から払い出される。
第２処理液バルブ２８Ｂは、第１処理液バルブ２８Ａが正常に動作している限り、常時、開成状態に保持される。
【００３８】
図３は、第１処理液バルブ２８Ａが閉成されたときに制御ユニット５５によって行われる吸引・異常判定処理を説明するためのフローチャートである。制御ユニット５５は、第１処理液バルブ２８Ａを閉じた後、吸引バルブ３３を開いて、吸引装置３４による処理液配管２５に対する吸引動作を有効化する（ステップＳ１）。その後、制御ユニット５５は、所定時間Ｔの経過を待機する（ステップＳ２）。所定時間Ｔは、正常状態の吸引装置３４による処理液配管２５内の吸引により、処理液配管２５内の処理液先端面を処理液ノズル１２から後退させて、液面検出位置４２よりも分岐位置３６側に至らせるのに十分な時間に設定されている。
【００３９】
前記所定時間Ｔの経過後には、制御ユニット５５は、液面センサ４１の出力信号を監視する。この液面センサ４１の出力信号に基づいて、制御ユニット５５は、液面検出位置４２に処理液が存在するかどうかを判断する（ステップＳ３）。処理液の存在が検出されると、制御ユニット５５は、吸引装置３４等を含む吸引系統（吸引手段）に故障が生じているものと判定し、吸引異常処理を行う（ステップＳ４）。吸引異常処理は、たとえば、警報（警報音および／または警報表示）を発生させたり、基板処理装置をシステム停止させたりする処理を含む。「システム停止」とは、現在仕掛かり中の基板Ｗがあれば、その処理が終わり次第、基板処理装置の運転を停止させることをいう。仕掛かり中の基板Ｗがなければ、ただちに基板処理装置の運転が停止される。
【００４０】
ステップＳ４において、処理液配管２５内の処理液の存在が検出されないときには、吸引系統の故障はないものと判断され、制御ユニット５５は、第１処理液バルブ２８Ａのリーク故障の有無を判定するための処理を実行する。すなわち、第１処理液バルブ２８Ａを開いて処理液を吐出させるべきかどうかを判断し（ステップＳ５）、第１処理液バルブ２８Ａを開いていないときには、液面センサ４１によって処理液が検出されるかどうかを判断する（ステップＳ６）。処理液が検出されれば、第１処理液バルブ２８Ａにリーク故障が生じているものとして、バルブ異常処理を実行する（ステップＳ７）。バルブ異常処理は、たとえば、警報（警報音および／または警報表示を発生させたり、基板処理装置をシステム停止させたりする処理を含む処理であってもよい。この実施形態では、バルブ異常処理は、常時開成状態に制御されている第２処理液バルブ２８Ｂを閉成する処理を含む。
【００４１】
ステップＳ６で、液面センサ４１によって処理液が検出されていないと判断されると、ステップＳ５の処理に戻る。
ステップＳ５で、第１処理液バルブ２８Ａが開かれたと判断されると、吸引・異常判定処理を終える。
このように、この実施形態によれば、液面センサ４１の出力をモニタすることによって、制御ユニット５５により、第１処理液バルブ２８Ａのリーク故障および吸引系統の故障を検出し、それを報知することができる。これにより、それらの故障に早期に対処することができるので、処理液ノズル１２からの処理液のぼた落ちを効果的に抑制または防止することができる。その結果、処理不良基板の発生を抑制できるから、基板を用いて作製される製品のコストを低減することができる。
【００４２】
また、この実施形態では、第１処理液バルブ２８Ａのリーク故障が発生すると、第２処理液バルブ２８Ｂを閉じるようにしている。これにより、第１処理液バルブ２８Ａにリーク故障が生じても、処理液ノズル１２へと処理液が供給されないので、リーク故障に起因する基板処理不良を一層効果的に抑制または防止できる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
【００４３】
たとえば、前述の実施形態では、処理液配管２５に第１および第２処理液バルブ２８Ａ，２８Ｂを介装し、第１処理液バルブ２８Ａのリーク故障時に第２処理液バルブ２８Ｂを閉じるようにしているが、第２処理液バルブ２８Ｂを省いてもよい。この場合でも、第１処理液バルブ２８Ａのリーク故障を検出し、それを報知することができるので、使用者が速やかに対処することによって、処理不良基板の発生を抑制できる。
【００４４】
また、第１処理液バルブ２８Ａにリーク故障が発生したときは、警報を発生する一方で、この第１処理液バルブ２８Ａを常時開成状態に制御し、第２処理液バルブ２８Ｂの制御によって、処理液ノズル１２への処理液の供給／停止を切り換えるようにしてもよい。
さらに、前述の実施形態では、吸引バルブ３３を所定時間開いた後に、液面検出位置４２で処理液の有無を検出するようにしているが、液面センサ４１が液面検出位置４２で処理液を検出しなくなるまで吸引バルブ３３を開くようにしてもよい。そして、吸引バルブ３３を開いてから所定時間の経過後にも液面センサ４１が処理液を検出し続けている場合に、吸引系の異常が発生したものと判断して、吸引異常処理を行うようにしてもよい。この場合の所定時間は、吸引バルブ３３を開いてから処理液先端面が液面検出位置４２よりも分岐位置３６側まで後退するのに必要な時間以上に設定すればよい。
【００４５】
さらに、上記の実施形態では、スキャン型ノズルにこの発明が適用される例について説明したが、この発明は、処理室内に固定配置される固定ノズルに対しても同様に適用することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための概念図である。
【図２】液面検出部に関連する構成を説明するための図解図である。
【図３】異常判定処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】処理液の供給のための従来技術を示す図解図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１ スピンチャック
１２ 処理液ノズル
１３ リンス液ノズル
１４ スピンベース
１５ 回転駆動機構
１６ ノズル保持機構
１７ 処理液供給機構
１８ 回転軸
１９ 揺動アーム
２０ 揺動駆動機構
２１ 保持部
２３ 流量調節バルブ
２４ 流量調節バルブ
２５ 処理液配管
２６ 処理液タンク
２７ ポンプ
２８Ａ 第１処理液バルブ
２８Ｂ 第２処理液バルブ
２９ 流量計
３０ 温度調節器
３１ リターン配管
３２ 吸引配管
３３ 吸引バルブ
３４ 吸引装置
３６ 分岐位置
３８ プリディペンスポッド
３９ 排液配管
４０ 液面検出部
４１ 液面センサ
４２ 液面検出位置
４３ 配管ブラケット
４４ 本体部
４５，４６ 配管クランプ
４８ センサブラケット
５１ 処理室
５２ 処理液ユニット
５５ 制御ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するための処理液を吐出するノズルと、
このノズルに接続され、当該ノズルに処理液を供給する処理液供給管と、
この処理液供給管に介装され、前記ノズルへの処理液の供給およびその停止を切り換える処理液バルブと、
この処理液バルブと前記ノズルとの間に設定された分岐位置で前記処理液供給管に分岐接続され、前記処理液供給管内の処理液を吸引して排出するための処理液吸引管と、
この処理液吸引管を介して前記処理液供給管内の処理液を吸引する吸引手段と、
前記分岐位置と前記ノズルとの間に設定された所定の液面検出位置で前記処理液供給管内の処理液先端面を検出する処理液先端面検出手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記処理液バルブを閉じた後に、前記吸引手段を作動させて前記処理液供給管内の処理液を吸引して排除する吸引工程を行う制御手段をさらに含み、
前記制御手段が、前記吸引工程の後に、前記処理液先端面検出手段が処理液先端面を検出したことに応答して、前記処理液バルブに異常が発生したものと判断し、所定の処理液バルブ異常処理を行う処理液バルブ異常処理手段をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記処理液バルブである第１の処理液バルブに加えて、前記処理液供給管に介装され、前記ノズルへの処理液の供給およびその停止を切り換える第２の処理液バルブをさらに含み、
前記処理液バルブ異常処理手段が行う処理液バルブ異常処理は、前記第２の処理液バルブを閉じて前記ノズルへの処理液の供給を停止させる処理を含む、請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記処理液バルブを閉じた後に、前記吸引手段を作動させて前記処理液供給管内の処理液を吸引して排除する吸引工程を行う制御手段をさらに含み、
前記制御手段が、前記吸引工程中または前記吸引工程後に前記処理液先端面検出手段の出力を参照して、処理液先端面が前記液面検出位置よりも前記分岐位置側に後退したことが検出されないときに、前記吸引手段の異常が発生したものと判断し、所定の吸引異常処理を行う吸引異常処理手段を含む、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】
前記処理液供給管が、前記液面検出位置を含む区間に、前記分岐位置側よりも前記ノズル側が高くなるように高低差を付けた液面検出部を有しており、
前記処理液先端面検出手段は、前記液面検出部において処理液先端面を検出するものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記処理液供給管を保持することによって前記液面検出部を形成する保持部材をさらに含み、
前記処理液先端面検出手段が、前記保持部材に取り付けられたセンサを含む、請求項５記載の基板処理装置。
【請求項１】
基板を処理するための処理液を吐出するノズルと、
このノズルに接続され、当該ノズルに処理液を供給する処理液供給管と、
この処理液供給管に介装され、前記ノズルへの処理液の供給およびその停止を切り換える処理液バルブと、
この処理液バルブと前記ノズルとの間に設定された分岐位置で前記処理液供給管に分岐接続され、前記処理液供給管内の処理液を吸引して排出するための処理液吸引管と、
この処理液吸引管を介して前記処理液供給管内の処理液を吸引する吸引手段と、
前記分岐位置と前記ノズルとの間に設定された所定の液面検出位置で前記処理液供給管内の処理液先端面を検出する処理液先端面検出手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記処理液バルブを閉じた後に、前記吸引手段を作動させて前記処理液供給管内の処理液を吸引して排除する吸引工程を行う制御手段をさらに含み、
前記制御手段が、前記吸引工程の後に、前記処理液先端面検出手段が処理液先端面を検出したことに応答して、前記処理液バルブに異常が発生したものと判断し、所定の処理液バルブ異常処理を行う処理液バルブ異常処理手段をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記処理液バルブである第１の処理液バルブに加えて、前記処理液供給管に介装され、前記ノズルへの処理液の供給およびその停止を切り換える第２の処理液バルブをさらに含み、
前記処理液バルブ異常処理手段が行う処理液バルブ異常処理は、前記第２の処理液バルブを閉じて前記ノズルへの処理液の供給を停止させる処理を含む、請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記処理液バルブを閉じた後に、前記吸引手段を作動させて前記処理液供給管内の処理液を吸引して排除する吸引工程を行う制御手段をさらに含み、
前記制御手段が、前記吸引工程中または前記吸引工程後に前記処理液先端面検出手段の出力を参照して、処理液先端面が前記液面検出位置よりも前記分岐位置側に後退したことが検出されないときに、前記吸引手段の異常が発生したものと判断し、所定の吸引異常処理を行う吸引異常処理手段を含む、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】
前記処理液供給管が、前記液面検出位置を含む区間に、前記分岐位置側よりも前記ノズル側が高くなるように高低差を付けた液面検出部を有しており、
前記処理液先端面検出手段は、前記液面検出部において処理液先端面を検出するものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記処理液供給管を保持することによって前記液面検出部を形成する保持部材をさらに含み、
前記処理液先端面検出手段が、前記保持部材に取り付けられたセンサを含む、請求項５記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１５８５９７（Ｐ２００９−１５８５９７Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３２８０３（Ｐ２００７−３３２８０３）
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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