基板处理装置以及基板处理方法与流程

文档序号:12485504阅读:340来源:国知局
基板处理装置以及基板处理方法与流程

本发明涉及对基板进行处理的基板处理装置以及基板处理方法。作为成为处理对象的基板,例如包括半导体晶片、液晶显示装置用基板、等离子体显示器用基板、FED(Field Emission Display:场发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太阳电池用基板等。



背景技术:

在日本特开2006-344907号公报中公开了一种对半导体晶片等基板一张一张进行处理的单张式的基板处理装置。所述基板处理装置具有将基板保持为水平并使基板旋转的旋转卡盘、容纳旋转卡盘的腔室、向由旋转卡盘保持的基板的上表面喷出温度比室温高的药液的喷嘴。当打开药液阀时,药液从药液供给路向喷嘴供给,并从喷嘴的喷出口喷出。

在所述基板处理装置中,当关闭药液阀时,停止向从药液阀至喷嘴的喷出口的流路供给药液。因此,构成所述流路的配管等的温度下降。然后,当为了喷出高温的药液而打开药液阀时,配管等由药液升温。从喷嘴喷出的药液的温度上升直到配管等的温度稳定为止。

在利用同一腔室处理多张基板的情况下,第一张基板的处理品质与之后的基板的处理品质可能不同。当在向要处理的基板供给药液之前进行使喷嘴喷出药液的预喷出(Pre-dispense)工序时,能够使向基板供给的药液的温度稳定,能够降低处理品质的偏差。

但是,在以往的基板处理装置中,在预喷出工序中从喷嘴喷出的药液的实际的温度不清楚,所以需要将药液的喷出时间设定为比药液的温度稳定的时间长。在该情况下,由于进行本来不需要的药液的喷出,所以导致吞吐量(每单位时间的基板的处理张数)恶化,药液的消耗量增加。

不仅在处理液的温度比室温高的情况下产生上述问题,而且在处理液的温度比室温低的情况下也产生上述问题。而且,不仅在利用高温或低温的处 理液对基板进行处理的情况下产生上述问题,而且在利用高温或低温的处理气体对基板进行处理的情况下也产生上述问题。



技术实现要素:

本发明的一实施方式提供一种基板处理装置,

该基板处理装置包括:

喷出口,喷出对基板进行处理的处理流体,

供给路,向所述喷出口引导处理流体,

喷出阀,安装在所述供给路上,

基板保持单元,一边将由从所述喷出口喷出的处理流体处理的基板保持为水平一边使该基板旋转,

存放器,接受从所述喷出口喷出的处理流体,

位置变更单元,在处理位置和预喷出位置之间变更所述喷出口以及存放器的位置关系,所述处理位置是从所述喷出口喷出的处理流体向由所述基板保持单元保持的基板供给的位置,所述预喷出位置是从所述喷出口喷出的处理流体向所述存放器供给的位置,

下游温度检测单元,对从所述喷出口供给到所述存放器的处理流体的温度进行检测,

控制装置,对所述喷出阀以及位置变更单元进行控制。

所述控制装置执行:

第一步骤,通过打开安装在向喷出对基板进行处理的处理流体的所述喷出口引导处理流体的所述供给路上的所述喷出阀,使所述喷出口在从所述喷出口喷出的处理流体向所述存放器供给的所述预喷出位置喷出处理流体,

第二步骤,与所述第一步骤并行,通过所述下游温度检测单元对从所述喷出口喷出的处理流体的温度进行检测,

第三步骤,基于在所述第二步骤检测出的处理流体的温度,停止从所述喷出口向所述存放器供给处理流体,

第四步骤,在所述第三步骤之后,使所述喷出口在从所述喷出口喷出的处理流体向由所述基板保持单元保持的基板供给的所述处理位置喷出处理流体。

处理流体可以是处理液,可以是处理气体,也可是包含液体以及气体的混合流体。具体地说,处理流体可以是处理液的雾滴,也可以是处理液的蒸气。

根据该结构,一边使喷出口在预喷出位置向存放器喷出处理流体,一边对供给至存放器的处理流体的温度进行检测。并且,当供给至存放器的处理流体的温度达到目标温度时,使喷出口停止喷出处理流体。然后,变更喷出口以及存放器的位置关系,使喷出口在处理位置向基板喷出处理流体。由此,处理流体供给至基板,基板由处理流体处理。

这样,由于在向要处理的基板供给处理流体之前使喷出口喷出处理流体,所以能够使向基板供给的处理流体的温度稳定,能够降低处理品质的偏差。进而,由于基于供给至存放器的处理流体的实际的温度停止处理流体的喷出,所以能够减少无用的处理流体的喷出。由此,能够降低处理品质的偏差,并能够缩短预喷出工序的时间。

在本实施方式中,以下的至少一个特征可以加入所述基板处理装置。

所述下游温度检测单元包括下游接触面,该下游接触面配置在从所述喷出口喷出的处理流体直接碰触的位置。

根据该结构,从喷出口喷出的处理流体与下游温度检测单元的下游接触面直接碰触。因此,能够抑制其他构件对处理流体造成的温度的变化,能够高精度地检测出供给至存放器的处理流体的温度。

所述下游温度检测单元包括相对于水平面倾斜的下游接触面,对与所述下游接触面接触的处理流体的温度进行检测。

根据该结构,下游温度检测单元的下游接触面倾斜,所以供给至下游接触面的处理流体(特别是处理液)沿着下游接触面向斜下方流动。因此,能够抑制或防止处理流体在下游接触面的滞留。进而,由于处理流体沿着下游接触面流动,所以能够扩大处理流体与下游接触面接触的面积。由此,能够高精度地检测处理流体的温度。

所述存放器包括从所述存放器内排出处理流体的排出口,所述下游接触面朝向所述排出口向斜下方倾斜。

根据该结构,从喷出口供给至存放器的处理流体由排出口从存放器排出。供给至下游接触面的处理流体由向斜下方倾斜的下游接触面向排出口引 导。由此,能够促进从存放器内排出处理流体,能够抑制或防止在下游接触面的处理流体的滞留。

所述下游温度检测单元包括由包含碳化硅的材料作成的下游接触面,对与所述下游接触面接触的处理流体的温度进行检测。

碳化硅不仅具有耐药品性,而且具有高的热传导率。因此,通过由包含碳化硅的材料作成下游温度检测单元的下游接触面,能够缩短检测处理流体的温度所需的时间。进而,虽然碳化硅有时在处理流体中产生污染基板的污染物,但是供给至存放器的处理流体不会向基板供给而从存放器排出。因此,能够防止从碳化硅析出的污染物污染基板,并能够在短时间内检测处理流体的温度。

所述基板处理装置还包括在所述喷出阀的上游对位于所述供给路的处理流体的温度进行检测的上游温度检测单元,

所述上游温度检测单元包括与位于所述供给路的处理流体接触的上游接触面,对与所述上游接触面接触的处理流体的温度进行检测,

所述下游温度检测单元包括由热传导率比所述上游温度检测单元的所述上游接触面高的材料作成的下游接触面,对与所述下游接触面接触的处理流体的温度进行检测。

根据该结构,由于上游温度检测单元配置在喷出阀的上游,所以即使在喷出阀关闭时,上游温度检测单元的上游接触面也能够与位于供给路的处理流体接触。因此,即使上游温度检测单元对温度的检测时间比较长,在吞吐量和处理流体的消耗量方面也不会产生问题。

而另一方面,当下游温度检测单元对温度的检测时间长时,尽管从喷出口喷出的处理流体的温度稳定,还继续喷出处理流体的喷出。下游温度检测单元的下游接触面由热传导率比上游温度检测单元的上游接触面高的材料作成。因此,能够缩短下游温度检测单元对温度的检测时间,能够减少无用的处理流体的喷出。

在所述预喷出位置的所述喷出口至所述下游温度检测单元的距离,等于在所述处理位置的所述喷出口至所述基板的距离。“等于”不仅包括2个距离严格一致的情况,而且包括2个距离稍微不同的情况(例如2个距离相差1~5毫米左右的情况)。

向基板喷出的处理流体的温度在喷出口和基板之间的空间稍微变化。根据该结构,由于在预喷出位置的喷出口至下游温度检测单元的距离等于在处理位置的喷出口至基板的距离,所以能够近似检测出实际向基板供给的理流体的温度。由此,能够更精密地监视基板的处理条件。

本发明的其他实施方式一种基板处理方法,其中,包括:

第一步骤,通过打开安装在向喷出对基板进行处理的处理流体的喷出口引导处理流体的供给路上的喷出阀,使所述喷出口在从所述喷出口喷出的处理流体由存放器接受的预喷出位置喷出处理流体;

第二步骤,与所述第一步骤并行,通过下游温度检测单元对从所述喷出口喷出的处理流体的温度进行检测;

第三步骤,基于在所述第二步骤检测出的处理流体的温度,停止从所述喷出口向所述存放器供给处理流体,

第四步骤,在所述第三步骤之后,使所述喷出口在从所述喷出口喷出的处理流体向由基板保持单元保持的所述基板供给的处理位置喷出处理流体,该基板保持单元一边将所述基板保持为水平一边使所述基板旋转。根据该方法,能够得到前述的效果。

本发明的前述的、或其他目的、特征以及效果通过参照附图进行的下述的实施方式的说明就更加清楚。

附图说明

图1是从上方观察本发明的一实施方式的基板处理装置的示意图。

图2是表示基板处理装置所具有的处理单元的内部的示意性的主视图。

图3是表示处理单元的内部的示意性的俯视图。

图4是水平观察位于处理位置的多个处理液喷嘴的示意图。

图5是从上方观察位于处理位置的多个处理液喷嘴的示意图。

图6是表示喷出状态的处理液供给系统的示意图。

图7是表示上游温度计的示意性的剖视图。

图8是表示下游温度计和位于预喷出位置的多个处理液喷嘴的示意图。

图9是用于说明预喷出工序的流程图。

图10是表示由上游温度计以及下游温度计检测的液温的推移的曲线图。

图11是表示开始预喷出工序之前的处理液供给系统的示意图。

图12是表示开始了预喷出工序时的处理液供给系统的示意图。

图13是表示结束了预喷出工序时的处理液供给系统的示意图。

图14是水平观察本发明的其他实施方式的处理液喷嘴的示意图。

图15是水平观察本发明的又一实施方式的处理液喷嘴以及存放器(pot)的示意图。

具体实施方式

图1是从上方观察本发明的一实施方式的基板处理装置1的示意图。

基板处理装置1是对半导体晶片等的圆板状的基板W一张一张进行处理的单张式的装置。基板处理装置1包括保持用于容纳基板W的多个运送器C的多个加载口LP、对从多个加载口LP搬送的基板W利用药液等的处理液进行处理的多个(例如12台)处理单元2、在多个加载口LP和多个处理单元2之间搬送基板W的搬送机械手。

当运送器C搬送到加载口LP时,规定运送器C内的基板W的处理条件的处理方案从主计算机向基板处理装置1发送。然后,搬送机械手中的分度器机械手IR从运送器C搬出基板W。所搬出的基板W由搬送机械手的中中央机械手CR搬入到某个处理单元2。被处理单元2处理过的基板W由分度器机械手IR以及中央机械手CR搬送到加载口LP上的运送器C。

基板处理装置1包括:多个流体箱5,容纳喷出阀51等的流体设备,喷出阀51对相对于处理单元2供给处理液以及停止供给处理液进行控制;多个贮存箱6,容纳罐41,该罐41贮存经由流体箱5向处理单元2供给的药液。处理单元2以及流体箱5配置在基板处理装置1的框体4中。处理单元2的腔室7和流体箱5在水平方向上排列。贮存箱6配置在框体4外。贮存箱6也可以配置在框体4中。

图2是表示处理单元2的内部的示意性的主视图。图3是表示处理单元2的内部的示意性的俯视图。

如图2所示,处理单元2包括:箱型的腔室7;旋转卡盘11,在腔室7内将基板W保持为水平并使基板W围绕通过基板W的中央部的铅垂的旋转轴线A1旋转;筒状的杯15,挡住从基板W排出的处理液。旋转卡盘11是 基板保持单元的一例。

如图3所示,腔室7包括设置有用于基板W通过的搬入搬出口8a的箱型的间隔壁8和对搬入搬出口8a进行开闭的闸门9。闸门9能够相对于间隔壁8在搬入搬出口8a被打开的打开位置和搬入搬出口8a被关闭的关闭位置(图3所示的位置)之间移动。中央机械手CR(参照图1)通过搬入搬出口8a向腔室7搬入基板W,通过搬入搬出口8a从腔室7搬出基板W。

如图2所示,旋转卡盘11包括:圆板状的旋转基座12,以水平姿势保持;多个卡盘销13,在旋转基座12的上方将基板W保持为水平姿势;旋转马达14,通过使多个卡盘销13旋转,能够使基板W围绕旋转轴线A1旋转。旋转卡盘11并不限于使多个卡盘销13与基板W的周端面接触的夹持式的卡盘,也可以是通过使作为非器件形成面的基板W的背面(下表面)吸附在旋转基座12的上表面来将基板W保持为水平的真空式的卡盘。

杯15包括围绕旋转轴线A1包围旋转卡盘11的筒状的防溅板(Splash guard)17和围绕旋转轴线A1包围防溅板17的圆筒状的外壁16。处理单元2包括防溅板升降单元18,防溅板升降单元18使防溅板17在防溅板17的上端位于旋转卡盘11对基板W的保持位置的上方的上位置(图2所示的位置)和防溅板17的上端位于旋转卡盘11对基板W的保持位置的下方的下位置之间,沿铅垂方向升降。

处理单元2包括向由旋转卡盘11保持的基板W的上表面并向下方喷出冲洗液的冲洗液喷嘴21。冲洗液喷嘴21与安装有冲洗液阀23的冲洗液配管22连接。处理单元2可以具有使冲洗液喷嘴21在处理位置和待机位置之间移动的喷嘴移动单元。

当冲洗液阀23打开时,冲洗液从冲洗液配管22向冲洗液喷嘴21供给,并从冲洗液喷嘴21喷出。冲洗液例如是纯水(去离子水:Deionized water)。冲洗液并不限于纯水,可以是碳酸水、电解离子水、含氢水、臭氧水、以及稀释浓度(例如、10~100ppm左右)的盐酸水中的任一种。

处理单元2包括:多个处理液喷嘴26(第一处理液喷嘴26A、第二处理液喷嘴26B、第三处理液喷嘴26C、以及第四处理液喷嘴26D),将作为处理液的一例的药液向下方喷出;支架25,保持各处理液喷嘴26;喷嘴移动单元24,通过使支架25移动来使多个处理液喷嘴26移动。喷嘴移动单元 24是位置变更单元的一例。

如图2所示,多个处理液喷嘴26与安装有喷出阀51的药液配管连接。当打开喷出阀51时,药液向多个处理液喷嘴26供给,并从多个处理液喷嘴26喷出。药液的代表例为TMAH(四甲基氢氧化铵)等的蚀刻液和SPM(含有硫酸以及过氧化氢的混合液)等的抗蚀剂剥离液。药液并不限于TMAH以及SPM,可以是含有硫酸、乙酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、氨水、过氧化氢、有机酸(例如柠檬酸、草酸等)、TMAH以外的有机碱、表面活性剂、防腐剂中的至少一个的液体。

各处理液喷嘴26包括被支架25悬臂支撑的喷嘴臂27。喷嘴臂27包括从支架25沿水平的长度方向D1延伸的水平部28和从水平部28的顶端28a向下方延伸的铅垂部29。多个水平部28相互平行,多个铅垂部29相互平行。水平部28的顶端28a是指,在俯视下在长度方向D1上离支架25最远的部分。

如图3所示,多个水平部28以第一处理液喷嘴26A~第四处理液喷嘴26D的顺序在与长度方向D1垂直的的水平的排列方向D2排列。多个水平部28配置在相同的高度。在排列方向D2上相邻的2个水平部28的间隔既可以与其他的任意的间隔相同,也可以与其他间隔中的至少一个不同。图3是表示多个水平部28以等间隔配置的例子。

在长度方向D1上的多个水平部28的长度以第一处理液喷嘴26A~第四处理液喷嘴26D的顺序变短。多个处理液喷嘴26的顶端(多个水平部28的顶端28a)以在长度方向D1上以第一处理液喷嘴26A~第四处理液喷嘴26D的顺序排列的方式在长度方向D1上错开。多个处理液喷嘴26的顶端在俯视下呈直线状排列。

喷嘴移动单元24包括:水平驱动单元24a,通过使支架25水平移动,使多个处理液喷嘴26在处理位置(图3中双点划线所示的位置)和预喷出位置(图3中实线所示的位置)之间水平移动;铅垂驱动单元24b,通过使支架25铅垂地移动,使多个处理液喷嘴26铅垂移动。处理单元2包括配置在位于预喷出位置的多个处理液喷嘴26的下方的有底筒状的存放器35。存放器35在俯视下配置在杯15的周围。

如图2所示,水平驱动单元24a是使多个处理液喷嘴26围绕在杯15的 周围铅垂延伸的喷嘴转动轴线A2水平移动的旋转单元。水平驱动单元24a经由铅垂驱动单元24b支撑支架25。水平驱动单元24a通过使铅垂驱动单元24b围绕喷嘴转动轴线A2转动,来使支架25水平移动。由此,多个处理液喷嘴26在处理位置和预喷出位置之间水平移动。

处理位置是从多个处理液喷嘴26喷出的药液着落在基板W的上表面上的位置。在处理位置,多个处理液喷嘴26和基板W在俯视下重叠,多个处理液喷嘴26的顶端在俯视下从旋转轴线A1侧以第一处理液喷嘴26A~第四处理液喷嘴26D的顺序沿径向Dr排列。此时,第一处理液喷嘴26A的顶端在俯视下与基板W的中央部重叠,第四处理液喷嘴26D的顶端在俯视下与基板W的周缘部重叠。

预喷出位置是多个处理液喷嘴26和基板W在俯视下不重叠的待机位置。在预喷出位置中,多个处理液喷嘴26的顶端以在俯视下沿着杯15的外周面(外壁16的外周面)的方式位于杯15的外侧,以第一处理液喷嘴26A~第四处理液喷嘴26D的顺序沿周向(围绕旋转轴线A1的方向)排列。多个处理液喷嘴26配置为,以第一处理液喷嘴26A~第四处理液喷嘴26D顺序离旋转轴线A1越来越远。在预喷出位置,多个处理液喷嘴26的顶端在俯视下与存放器35重叠。

基板处理装置1包括对基板处理装置1进行控制的控制装置3。控制装置3是包括运算部和存储部的计算机。控制装置3在将从处理液喷嘴26喷出的药液向基板W供给之前,在预喷出位置使处理液喷嘴26喷出药液。由此,在处理液喷嘴26等残留的处理液排出到存放器35内(预喷出工序)。

在利用处理单元2处理基板W时,控制装置3一边使旋转卡盘11保持基板W一边使旋转卡盘11旋转。在该状态下,控制装置3通过打开喷出阀51,使位于处理位置的多个处理液喷嘴26向正在旋转的基板W的上表面喷出药液。由此,药液供给到基板W的整个上表面上(药液供给工序)。另外,向基板W的周围飞散的药液被位于上位置的防溅板17的内周面挡住。

控制装置3在使多个处理液喷嘴26停止喷出药液后,通过打开冲洗液阀23,使冲洗液喷嘴21向正在旋转的基板W喷出作为冲洗液的一例的纯水。由此,纯水供给到基板W的整个上表面,冲洗掉在基板W附着的药液(冲洗液供给工序)。另外,向基板W的周围飞散的纯水被位于上位置的防溅 板17的内周面挡住。

控制装置3在使冲洗液喷嘴21停止喷出纯水后,让旋转卡盘11使基板W高速旋转。由此,在基板W附着的纯水借助离心力甩到基板W的周围。因此,从基板W除去纯水,使基板W干燥(干燥工序)。并且,控制装置3在停止基板W的旋转后,使中央机械手CR(参照图1)将基板W从腔室7搬出。

[处理液喷嘴26]

接着,对位于处理位置的处理液喷嘴26进行详细说明。

图4是水平观察位于处理位置的多个处理液喷嘴26的示意图。图5是从上方观察位于处理位置的多个处理液喷嘴26的示意图。

在以下的说明中,有时在与第一处理液喷嘴26A对应的结构的先头以及末尾分别标注“第一”以及“A”。例如,有时将与第一处理液喷嘴26A对应的上游流路48称为“第一上游流路48A”。对于与第二处理液喷嘴26B~第四处理液喷嘴26D对应的结构也同样。具体地说,有时将与第二处理液喷嘴26B对应的上游流路48称为“第二上游流路48B”。

如图4所示,喷嘴臂27包括:树脂管30,引导处理液;剖面呈筒状的芯件31,包围树脂管30;剖面呈筒状的树脂涂层32,包围芯件31的外表面。第一处理液喷嘴26A以外的各处理液喷嘴26还包括在喷嘴臂27的铅垂部29安装的喷嘴头33。

喷嘴臂27形成沿喷嘴臂27延伸的1个流路48。第一处理液喷嘴26A的流路48形成在喷嘴臂27的下表面开口的处理液喷出口34。喷嘴头33形成引导从喷嘴臂27供给的处理液的多个流路52。喷嘴头33的多个流路52形成在喷嘴头33的下表面开口的多个处理液喷出口34。

图4以及图5示出在多个处理液喷嘴26设置的处理液喷出口34的总数为10个的例子。第一处理液喷嘴26A包括在喷嘴臂27设置的1个处理液喷出口34。第一处理液喷嘴26A以外的各处理液喷嘴26包括在喷嘴头33设置的3个处理液喷出口34。在同一喷嘴头33设置的3个处理液喷出口34由3个处理液喷出口34中最接近旋转轴线A1的内侧喷出口、3个处理液喷出口34中距旋转轴线A1最远的外侧喷出口、在内侧喷出口和外侧喷出口之间配置的中间喷出口构成。

如图5所示,多个处理液喷出口34在俯视下呈直线状排列。两端的2个处理液喷出口34的间隔在基板W的半径以下。相邻的2个处理液喷出口34的间隔既可以与其他的任意的间隔相同,也可以与其他间隔中的至少一个不同。另外,多个处理液喷出口34皆可以配置在相同的高度,也可以配置在2个以上的不同的高度。

当多个处理液喷嘴26配置在处理位置时,多个处理液喷出口34分别配置在距旋转轴线A1的距离(在俯视下的最短距离)不同的多个位置。此时,多个处理液喷出口34中最接近旋转轴线A1的最内喷出口(第一处理液喷嘴26A的处理液喷出口34)配置在基板W的中央部的上方,多个处理液喷出口34中距旋转轴线A1最远的最外喷出口(第四处理液喷嘴26D的处理液喷出口34)配置在基板W的周缘部的上方。多个处理液喷出口34在俯视下沿径向Dr排列。各处理液喷出口34沿与基板W的上表面垂直的喷出方向喷出药液。

[处理液供给系统]

接着,对基板处理装置1的处理液供给系统进行说明。

图6是表示喷出状态的处理液供给系统的示意图。图7是表示上游温度计61的示意性的剖视图。在图6中,用黑色表示打开的阀,用白色表示关闭的阀。

如图6所示,处理液供给系统包括:罐41,贮存药液;循环流路42,形成使罐41内的药液循环的循环路;上游加热器43,通过以比室温(例如20~30℃)高的温度对在循环流路42内流动的药液进行加热,来调整罐41内的药液的温度;泵44,总是将罐41内的药液向循环流路42输送;压力控制阀45,在泵44的下游变更循环流路42的流路面积。压力控制阀45是将一次侧(上游侧)的压力维持在设定压力的背压阀。

处理液供给系统还包括与循环流路42连接的多个供给流路47。多个供给流路47分别与多个处理单元2对应。在同一处理单元2设置的多个处理液喷嘴26喷出经由同一供给流路47供给的药液。

处理液供给系统包括从供给流路47分支出来的多个上游流路48(第一上游流路48A~第四上游流路48D)、对在多个上游流路48内流动的液体的流量进行检测的多个流量计49、对在多个上游流路48内流动的液体的流量 进行变更的多个流量调整阀50、对多个上游流路48分别进行开闭的多个喷出阀51。虽然没有图示,但是流量调整阀50包括对流路进行开闭的阀主体和对阀主体的开度进行变更的促动器。促动器既可以是空压促动器或电动促动器,也可以除此以外的促动器。

多个上游流路48分别对应于多个处理液喷嘴26。与第二处理液喷嘴26B、第三处理液喷嘴26C、以及第四处理液喷嘴26D对应的3个上游流路48分别分支为多个下游流路52。即,第二上游流路48B、第三上游流路48C、以及第四上游流路48D分别是分支为多个下游流路52的分支上游流路。在图6中示出分支上游流路分支为2个下游流路52的例子。在图4中示出分支上游流路分支为3个下游流路52的例子。

如图4所示,从第二上游流路48B分支的3个下游流路52分别与在同一喷嘴头33设置的3个处理液喷出口34(内侧喷出口、中间喷出口、以及外侧喷出口)连接。对于第三上游流路48C以及第四上游流路48D,也与第二上游流路48B同样。第一上游流路48A与在第一处理液喷嘴26A设置的处理液喷出口34连接。

处理液供给系统包括对在多个上游流路48内流动的液体进行加热的多个下游加热器53。多个下游加热器53分别安装在多个上游流路48上。下游加热器53对处理液的加热温度(下游温度)比上游加热器43对处理液的加热温度(上游温度)高。多个下游加热器53对处理液的加热温度以第一上游流路48A~第四上游流路48D顺序依次变高。因此,从多个处理液喷出口34喷出的药液的温度随着离开旋转轴线A1而阶梯式增加。

处理液供给系统包括:多个单个返回流路54,分别在多个下游加热器53的下游的位置与多个上游流路48连接;多个返回阀55,对多个单个返回流路54分别进行开闭;集合返回流路56,与各单个返回流路54连接。单个返回流路54的上游端在下游加热器53和喷出阀51之间与上游流路48连接。多个返回阀55分别安装在多个单个返回流路54上。

处理液供给系统包括将集合返回流路56内的药液向罐41引导的罐回收流路57。处理液供给系统还可以具有对从集合返回流路56向罐回收流路57供给的药液进行冷却的冷却器。集合返回流路56与罐回收流路57连接。与其他处理单元2对应的集合返回流路56也与罐回收流路57连接。当打开返 回阀55时,上游流路48内的药液从上游流路48流向单个返回流路54,并从单个返回流路54流向集合返回流路56。集合返回流路56内的药液经由罐回收流路57返回到罐41。

处理液供给系统包括在多个上游流路48对由多个下游加热器53加热的液体的温度进行检测的多个上游温度计61。多个上游温度计61分别安装在多个上游流路48上。上游温度计61配置在下游加热器53和喷出阀51之间。上游温度计61是上游温度检测单元的一例。

上游温度计61是热电偶温度计。如图7所示,上游温度计61包括由2根金属线构成的热电偶丝62和覆盖热电偶丝62的合成树脂部63。合成树脂部63由具有耐药品性的合成树脂材料作成。合成树脂材料例如是PFA(perfluoroalkoxy alkanes:全氟烷氧基烷烃)、PTFE(polytetrafluoroethylene:聚四氟乙烯)的氟树脂。上游温度计61包括与在上游流路48内流动的药液接触的上游接触面61a。上游温度计61与控制装置3连接。控制装置3基于上游温度计61的检测值对在上游流路48内流动的药液的温度进行检测。

[喷出状态的处理液供给系统]

接着,参照图6,对多个处理液喷出口34喷出药液的喷出状态的处理液供给系统进行说明。

罐41内的药液由泵44输送到循环流路42。药液的一部分由上游加热器43加热后,从循环流路42流向供给流路47,并从供给流路47流向多个上游流路48。通过了循环流路42以及供给流路47的连接部的剩余的药液在循环流路42流向罐41。

第一上游流路48A内的药液由与第一上游流路48A对应的下游加热器53加热后,向在第一处理液喷嘴26A设置的1个处理液喷出口34供给。第二上游流路48B内的药液由与第二上游流路48B对应的下游加热器53加热后,经由多个下游流路52向在第二处理液喷嘴26B设置的的多个处理液喷出口34B供给。对于第三上游流路48C以及第四上游流路48D也与第二上游流路48B同样。由此,从所有的处理液喷出口34喷出药液。

喷出停止状态的处理液供给系统

接着,参照图6,对停止从多个处理液喷出口34喷出药液的喷出停止状态的处理液供给系统进行说明。此外,图6是表示打开喷出阀51并关闭返 回阀55的状态,但在喷出停止状态下,关闭喷出阀51并打开返回阀55。

罐41内的药液由泵44输送到循环流路42。药液的一部分由上游加热器43加热后,从循环流路42流向供给流路47,从供给流路47流向多个上游流路48。通过了循环流路42以及供给流路47的连接部的剩余的药液在循环流路42内流向罐41。

第一上游流路48A内的药液由与第一上游流路48A对应的下游加热器53加热后,经由单个返回流路54、集合返回流路56、以及罐回收流路57返回到罐41。同样,第二上游流路48B、第三上游流路48C、以及第四上游流路48D内的药液由某个下游加热器53加热后,经由单个返回流路54等返回到罐41。由此,输送到供给流路47的所有的药液返回到罐41。

处理液的温度有时对基板W的处理造成显著的影响。当在停止喷出药液中使下游加热器53停止时,在再次开始下游加热器53的运转时,在由下游加热器53加热的处理液的温度稳定在想要的温度之前花费时间。因此,无法立刻再次开始处理液的喷出,导致吞吐量下降。如前所述,即使在喷出停止中也使下游加热器53对药液进行加热,因此能够维持下游加热器53的温度稳定的状态。进而,由于使由下游加热器53加热的药液返回罐41,所以能够降低药液的消耗量。

[存放器35]

接着,对存放器35以及下游温度计71进行详细说明。

图8是表示下游温度计71和位于预喷出位置的多个处理液喷嘴26的示意图。下游温度计71是下游温度检测单元的一例。

如图8所示,存放器35包括筒状的周壁64和堵塞周壁64的下端的底壁65。存放器35由PTFE等的具有耐药品性的合成树脂材料作成。存放器35的内表面形成容纳从多个处理液喷嘴26喷出的药液的容纳空间SP。存放器35的内表面包括从在存放器35的上表面设置的开口的缘向下方延伸的内周面66a和堵塞内周面66a的下端的底面66b。存放器35的底面66b朝向在存放器35的内表面开口的排出口66c向斜下方延伸。排出口66c与排出存放器35内的液体的排出管67连接。

下游温度计71对存放器35内的液体(在此为药液)的温度进行检测。下游温度计71包括在存放器35内与液体接触的接触构件72和一边与接触 构件72接触一边检测接触构件72的温度的接触温度计73。接触构件72配置在存放器35的底面66b上。接触构件72堵塞在存放器35的底面66b开口的检温口66d。接触构件72和存放器35之间的间隙被密闭。接触温度计73配置在接触构件72的下方。接触温度计73借助存放器35以及接触构件72与存放器35内的药液隔断。因此,存放器35内的药液不与接触温度计73接触。

接触构件72位于多个处理液喷嘴26中的某一个的下方。图8示出接触构件72的上表面位于第四处理液喷嘴26D的下方的例子。从第四处理液喷嘴26D喷出的药液直接与相当于接触构件72的上表面的下游温度计71的下游接触面71a碰触。下游接触面71a是朝向接近排出口66c向斜下方倾斜的平面。因此,从第四处理液喷嘴26D喷出的药液与接触构件72的上表面接触后,被接触构件72的上表面向排出口66c侧引导。

从第四处理液喷嘴26D至接触构件72的铅垂方向的距离Da等于从第四处理液喷嘴26D至基板W的铅垂方向的距离Db(参照图4)。图8示出第四处理液喷嘴26D的正中的处理液喷出口34(中间喷出口)至接触构件72的上表面的铅垂方向的距离Da等于第四处理液喷嘴26D的正中的处理液喷出口34至基板W的上表面的铅垂方向的距离Db的例子。存放器35也可以配置在2个距离(距离Da以及距离Db)相互一致的高度。或者,控制装置3以2个距离相互一致的方式控制铅垂驱动单元24b。

接触温度计73是热电偶温度计。接触温度计73包括由两种金属线构成的热电偶丝74、容纳热电偶丝74的金属制的保护管75、填充在保护管75内的绝缘件76。保护管75与接触构件72接触。与接触构件72的上表面(下游接触面71a)接触的药液的温度经由接触构件72传递给接触温度计73。接触温度计73通过检测接触构件72的温度,检测出存放器35内的药液的温度。

接触构件72由具有高的热传导率和耐药品性的高导热材料作成。高导热材料例如是碳化硅(SiC)。高导热材料的热传导率高于在上游温度计61的合成树脂部63使用的合成树脂材料(例如PFA)的热传导率。碳化硅的热传导率为100~350W/m·K,PFA的热传导率为0.19W/m·K。因此,下游温度计71能够以比上游温度计61更短的时间检测液体的温度。

碳化硅的热传导率高于PFA等的合成树脂材料,另一方面,碳化硅有时在液体中产生污染基板W的污染物。PFA等的合成树脂材料难以产生这样的污染物。但是,与碳化硅接触的药液不会向基板W供给而从存放器35的排出口66c排出。因此,即使从碳化硅析出污染物,也不会由该污染物污染基板W。

[预喷出工序]

图9是用于对预喷出工序进行说明的流程图。图10是表示由上游温度计61以及下游温度计71检测的液温的推移的曲线图。图11~图13是表示处理液供给系统的示意图。在图11~图13中,将存在药液的位置用粗线表示。

在图10中,将与上游温度计61接触的液体的温度(第一测定温度)用粗的点划线表示,将与下游温度计71接触的液体的温度(第二测定温度)用粗的双点划线表示。另外,第一测定温度的目标值(第一目标温度)用点划线表示,第二测定温度的目标值(第二目标温度)用双点划线表示。

在以下的说明中,“第一测定温度与第一目标温度一致”是指,第一测定温度与包含第一目标温度的第一温度范围(例如第一目标温度±1℃的范围)内的温度一致。“第二测定温度与第二目标温度一致”也同样。第一目标温度以及第二目标温度根据规定基板W的处理条件处理来设定。第一目标温度以及第二目标温度存储在控制装置3。

图11表示开始预喷出工序之前的处理液供给系统。如图11所示,包含各上游温度计61的检测值的温度信息输入至控制装置3。控制装置3基于上游温度计61的检测值检测第一测定温度。控制装置3判定第一测定温度是否与第一目标温度一致,即判定喷出之前的药液的温度是否与第一目标温度一致(图9的步骤S1)。

在第一测定温度与第一目标温度不一致的情况下(在图9的步骤S1中为否的情况下),如图11所示,控制装置3将使下游加热器53的温度上升或下降的温度变更指令发送给多个下游加热器53,以使第一测定温度与第一目标温度一致(图9的步骤S2)。然后,控制装置3再次判断第一测定温度是否与第一目标温度一致(返回到图9的步骤S1)。由此,第一测定温度和第一目标温度之差减少,第一测定温度与第一目标温度一致。

图10示出了如下例子,即,由于新的第一目标温度从主计算机输入至 控制装置3,所以在时刻t0的时间点,第一测定温度比第一目标温度低。在该情况下,控制装置3使下游加热器53的温度上升,以使第一测定温度与新的第一目标温度一致。由此,从时刻t1至时刻t2,第一测定温度上升。在时刻t2以后,下游加热器53的温度维持恒定或大致恒定,第一测定温度维持在第一目标温度。

图12是表示开始了预喷出工序时的处理液供给系统。在第一测定温度与第一目标温度一致的情况下(在图9的步骤S1中为是的情况下),如图12所示,控制装置3将打开多个喷出阀51的阀开启指令发送给多个喷出阀51。由此,多个喷出阀51打开。因此,位于预喷出位置的多个处理液喷嘴26开始喷出药液,开始向存放器35供给药液(图9的步骤S3)。

当开始喷出药液时,即开始预喷出工序时,开始利用下游温度计71对药液的温度进行检测。如图12所示,包含下游温度计71的检测值的温度信息输入至控制装置3。控制装置3基于下游温度计71的检测值检测第二测定温度。控制装置3一边使多个处理液喷嘴26喷出药液,一边判定第二测定温度是否到达第二目标温度、即判定喷出后的药液的温度是否到达第二目标温度(图9的步骤S4)。

如图10所示,当在时刻t2开始预喷出工序时,第二测定温度伴随时间的经过而上升。其原因在于,构成从喷出阀51至处理液喷出口34的顶端流路的配管等的温度接近药液的温度,在配管等的药液的温度变化减少。当在时刻t3,第二测定温度到达第二目标温度时(在图9的步骤S4中为是),如图13所示,控制装置3将关闭多个喷出阀51的阀关闭指令发送给多个喷出阀51。由此,多个喷出阀51关闭。因此,位于预喷出位置的多个处理液喷嘴26结束药液的喷出,结束向存放器35供给药液(图9的步骤S5)。因此,如图10所示,在时刻t3刚刚之后,第二测定温度下降,之后第二测定温度稳定在室温。

如图10所示,第二目标温度低于第一目标温度。其原因在于,在药液从喷出阀51向处理液喷出口34流动的期间以及从处理液喷出口34喷出后,药液的温度下降。第二目标温度是在从喷出阀51至处理液喷出口34的顶端流路内的药液的温度下降稳定时的温度。即,第二目标温度是构成从喷出阀51至处理液喷出口34的顶端流路的配管等的温度稳定后的温度。因此,当 第二测定温度到达第二目标温度后还继续喷出药液时,第二测定温度稳定在第二目标温度。第一目标温度和第二目标温度的关系通过测定来求出。

如上所述,下游温度计71检测从第四处理液喷嘴26D供给至存放器35的药液的温度。在第二测定温度到达第二目标温度后,配管等的温度稳定,因此,从第四处理液喷嘴26D喷出的药液的温度稳定。另外,在各处理液喷嘴26中,从喷出阀51至处理液喷出口34的顶端流路的长度相同或大致相同,因此,在从第四处理液喷嘴26D喷出的药液的温度稳定时,预想从除此之外的多个处理液喷嘴26(第一处理液喷嘴26A、第二处理液喷嘴26B、以及第三处理液喷嘴26C)喷出的药液的温度也稳定。

控制装置3在使多个处理液喷嘴26结束喷出药液后,使多个处理液喷嘴26从预喷出位置向处理位置移动(图9的步骤S6)。然后,控制装置3使多个处理液喷嘴26喷出药液(图9的步骤S7)。即,控制装置3在预喷出工序后依次执行前述的药液供给工序、冲洗液供给工序、以及干燥工序。由此,与想要的温度一致或极其接近的温度的药液从各处理液喷嘴26D向基板W供给。

如上所述,在本实施方式中,一边使处理液喷出口34在预喷出位置将作为处理流体的一例的药液向存放器35喷出,一边检测供给到存放器35的药液的温度。并且,在供给到存放器35的药液的温度到达目标温度时,停止使处理液喷出口34喷出药液。然后,变更处理液喷出口34以及存放器35的位置关系,使处理液喷出口34在处理位置向基板W喷出药液。由此,药液供给到基板W上,基板W由药液处理。

这样,由于在向要处理的基板W供给药液之前使处理液喷出口34喷出药液,所以能够使向基板W供给的药液的温度稳定,降低处理品质的偏差。进而,由于基于供给到存放器35的药液的实际的温度停止喷出药液,所以能够减少无用的药液的喷出。由此,能够一边降低处理品质的偏差,一边缩短预喷出工序的时间。

另外,在本实施方式中,从处理液喷出口34喷出的药液与下游温度计71的下游接触面71a直接碰触。因此,能够抑制其他构件对药液造成的温度的变化,能够高精度地检测供给到存放器35的药液的温度。

另外,在本实施方式中,由于下游温度计71的下游接触面71a倾斜, 所以供给到下游接触面71a的药液沿着下游接触面71a向斜下方流动。因此,能够抑制药液在下游接触面71a的滞留。进而,由于药液沿着下游接触面71a流动,所以能够扩大药液与下游接触面71a接触的面积。由此,能够高精度地检测药液的温度。

另外,在本实施方式中,从处理液喷出口34供给到存放器35的药液通过排出口66c从存放器35排出。供给到下游接触面71a的药液被向斜下方倾斜的下游接触面71a向排出口66c侧引导。由此,能够促进从存放器35内排出药液,能够抑制药液在下游接触面71a的滞留。

另外,在本实施方式中,下游接触面71a由碳化硅作成。碳化硅不仅具有耐药品性,而且具有高的热传导率。因此,通过由包含碳化硅的材料作成下游温度计71的下游接触面71a,能够缩短检测药液的温度所需的时间。进而,虽然碳化硅有时在药液中产生污染基板W的污染物,但是供给到存放器35的药液不会供给到基板W而从存放器35排出。因此,能够防止从碳化硅析出的污染物污染基板W,并能够在短时间检测药液的温度。

另外,在本实施方式中,由于上游温度计61配置在喷出阀51的上游,所以即使在喷出阀51关闭时,上游温度计61的上游接触面61a也与位于作为供给路的一例的上游流路48的药液接触。因此,即使上游温度计61对温度的检测时间比较长,在吞吐量和药液的消耗量方面也不会产生问题。

而另一方面,当下游温度计71对温度的检测时间长时,尽管从处理液喷出口34喷出的药液的温度稳定,还继续喷出药液。下游温度计71的下游接触面71a由热传导率比上游温度计61的上游接触面61a高的材料作成。因此,能够缩短下游温度计71对温度的检测时间,减少无用的药液的喷出。

另外,在本实施方式中,在预喷出位置的处理液喷出口34至下游温度计71的距离Da(参照图8)等于在处理位置的处理液喷出口34至基板W的距离Db(参照图8)。向基板W喷出的药液的温度在处理液喷出口34和基板W之间的空间稍微变化。由于2个距离(距离Da以及距离Db)相等,所以能够近似地检测出实际向基板W供给的药液的温度。由此,能够更精密地监视基板W的处理条件。

[其他实施方式]

本发明并不限于上述的实施方式的内容,在本发明的范围内能够进行各 种变更。

例如,在同一处理单元2设置的处理液喷嘴26的数量可以是1~3个,也可以是5个以上。

从处理液喷嘴26喷出的流体可以是药液以外的处理液,可以是处理气体,也可以是包含液体以及气体的混合流体。例如处理液的雾滴或蒸气也可以从处理液喷嘴26喷出。

在1个喷嘴头33形成的下游流路52以及处理液喷出口34的数量可以是2个,也可以是4个以上。

喷嘴头33除了设置在第二处理液喷嘴26B、第三处理液喷嘴26C、以及第四处理液喷嘴26D外,还可以设置在第一处理液喷嘴26A。与此相反,喷嘴头33也可以不设置在任何处理液喷嘴26上。

如图14所示,处理液喷嘴26可以是使液体以及气体冲突来生成与基板W冲突的多个液滴的双流体喷嘴。双流体喷嘴可以是使液体以及气体在双流体喷嘴中冲突的内部混合喷嘴,也可以是使液体以及气体在双流体喷嘴外冲突的外部混合喷嘴。图14示出处理液喷嘴26是外部混合喷嘴的例子。处理液喷嘴26包括喷出液体的液体喷嘴81a和喷出气体的气体喷嘴82a。

如图14所示,液体喷嘴81a与安装有液体阀81c的液体配管81b连接。气体喷嘴82a与安装有气体阀82c的气体配管82b连接。作为液体的一例的纯水从液体配管81b向液体喷嘴81a供给。作为气体的一例的氮气从气体配管82b向气体喷嘴82a供给。通过纯水以及氮气的冲突而生成的多个液滴在预喷出位置向存放器35供给。由此,多个液滴的温度由下游温度计71检测。

如图15所示,存放器35可以形成与多个处理液喷嘴26分别对应的多个容纳空间SP。在该情况下,下游温度计71可以针对每个容纳空间SP来设置。下游温度计71不仅检测存放器35内的药液的温度,而且可以检测排出管67(参照图8)内的药液的温度。

处理单元2还可以具有位置变更单元,该位置变更单元通过仅使存放器35移动或使多个处理液喷嘴26以及存放器35都移动,来变更多个处理液喷嘴26以及存放器35的位置关系。在该情况下,预喷出位置可以是多个处理液喷嘴26在俯视下与基板W重叠的位置。

下游温度计71的下游接触面71a可以由碳化硅以外的材料作成。例如, 下游温度计71的下游接触面71a可以由与上游温度计61的上游接触面61a同种的材料作成。即,下游温度计71的下游接触面71a可以由具有耐药品性的合成树脂材料作成。

下游温度计71的下游接触面71a可以配置在除了从第四处理液喷嘴26D喷出的处理液能够直接碰触的位置以外的位置。下游温度计71的下游接触面71a可以是水平的平坦面,可以是凹凸面,也可以是曲面。

在预喷出位置的处理液喷出口34至下游温度计71的下游接触面71a的铅垂方向的距离Da可以与在处理位置的处理液喷出口34至基板W的铅垂方向的距离Db不同。

控制装置3可以基于下游温度计71的检测值变更下游加热器53的温度。在该情况下,能够更精密地控制向基板W供给的药液的温度。

可以组合前述的所有的结构的2个以上。也可以组合前述的所有的工序的2个以上。

本申请对应于2015年6月18日向日本特许厅提出的特愿2015-123059号,该申请的全部内容通过引用而编入于此。

对本发明的实施方式进行了详细说明,但这些只不过是用于使本发明的技术的内容更加清楚的具体例,本发明并不应该限定于这些具体例来解释,本发明的精神以及范围仅由权利要求书限定。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1