基板处理装置及其搬送控制方法

文档序号:157386 发布日期:2021-10-26 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 基板处理装置及其搬送控制方法 (Substrate processing apparatus and transfer control method thereof ) 是由 河原启之 桥本光治 菊本宪幸 墨周武 于 2020-02-04 设计创作,主要内容包括:用液膜覆盖基板表面的状态下搬送基板的基板处理装置(1),为了防止因搬送中的振动或液体的挥发等而导致的基板表面的露出,而具备:第1处理部(11A),其向基板(S)供给液体并用液膜覆盖基板的表面;搬送机构(15),其搬送担载液膜的基板;第2处理部(13A),其接受通过搬送机构搬送的基板并执行预定的处理;拍摄部(157),其拍摄形成于基板表面的液膜;以及控制部(90),其基于通过拍摄部分别在从形成液膜起至通过搬送机构将基板搬入第2处理部的期间的互不相同的时刻拍摄的多个图像的差,来控制搬送机构的动作。(A substrate processing apparatus (1) for conveying a substrate with a liquid film covering the surface of the substrate, in order to prevent exposure of the surface of the substrate due to vibration during conveyance, volatilization of the liquid, and the like, comprises: a 1 st processing unit (11A) for supplying a liquid to a substrate (S) and covering the surface of the substrate with a liquid film; a conveying mechanism (15) for conveying the substrate carrying the liquid film; a 2 nd processing unit (13A) for receiving the substrate conveyed by the conveying mechanism and performing a predetermined process; an imaging unit (157) that images a liquid film formed on the surface of the substrate; and a control unit (90) for controlling the operation of the conveying mechanism based on the difference between the plurality of images captured by the imaging unit at different times during the period from the formation of the liquid film to the loading of the substrate into the processing unit (2) by the conveying mechanism.)

基板处理装置及其搬送控制方法

技术领域

本发明涉及一种在多个处理部之间搬送基板的基板处理装置,尤其涉及在基板表面形成有液膜的状态下的搬送的控制。

背景技术

在半导体基板、显示面板用玻璃基板等基板的制造过程中,为了分别由个别的处理部执行不同的处理,需要在多个处理部之间进行基板的搬送。该情况下,需要预先防止以下问题,即,由于搬送中基板表面的露出而导致的表面氧化,或搬送路径上的悬浮物附着于基板表面,进而形成于基板的微细图案的坍塌等。因此,有将基板的表面用液膜覆盖的状态下进行搬送的案例。

例如,在日本专利特开2010-182817号公报(专利文献1)中记载的现有技术中,在分别通过液体处理基板的处理系统间的搬送中,基板以浸渍于搬送托盘中所蓄积的液体中的状态下、或以上表面整体充满液体的状态下被搬送。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-182817号公报

发明内容

本发明索要解决的壳体

在基板的搬送中,由于搬送路径上的加减速或振动、或液体因挥发减少等,有可能导致在搬送中基板表面的一部分露出在周围环境中。此现象成为制品不良的原因。尤其,在形成有微细图案的基板中,表面露出会立即引起图案坍塌,因此即便是短时间也不允许。

上述现有技术中,由于将基板收纳于搬送托盘中,因此可期待某种程度稳定的搬送,但尚不具防止由于如上所述的振动、液体的挥发等而导致的暂时性的基板表面的露出的功能。

本发明是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供一种在将基板表面用液膜覆盖的状态下搬送基板的基板处理装置中,能够防止因搬送中的振动或液体的挥发等而导致的基板表面的露出。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的,本发明的基板处理装置的一方式具备:第1处理部,其向基板供给液体并用液膜覆盖上述基板的表面;搬送机构,其搬送担载上述液膜的上述基板;第2处理部,其接受通过上述搬送机构搬送的上述基板并执行预定的处理;拍摄部,其拍摄形成于上述基板的表面的上述液膜;以及控制部,其基于上述拍摄部分别在从形成上述液膜起至通过上述搬送机构将上述基板搬入上述第2处理部为止的期间的互不相同的时刻拍摄的多个图像的差,来控制上述搬送机构的动作。

此外,本发明的另一方式是一种基板处理装置的搬送控制方法,该基板处理装置具有:第1处理部,其向基板供给液体并用液膜覆盖上述基板的表面;第2处理部,其接受担载上述液膜的上述基板并执行预定的处理;以及搬送机构,其在上述第1处理部与上述第2处理部之间搬送上述基板,为了达成上述目的,分别在从形成上述液膜起至将上述基板搬入上述第2处理部为止的期间的互不相同的时刻分别拍摄上述液膜,并基于所拍摄的多个图像的差,来控制上述搬送机构的动作。

在这样构成的发明中,拍摄搬送中的基板表面的液膜,并基于不同时刻拍摄的图像间的差来控制搬送机构的动作。因此,能够检测出基板表面的液膜状态的变化,并使其反映于搬送控制中。例如,能够为了减少振动而抑制搬送速度,或液膜的厚度降低时补充液体。由此,能够以用液膜覆盖基板表面的状态下稳定地搬送,从而能够防止基板表面露出。

发明效果

如上所述,根据本发明,拍摄搬送中的基板表面的液膜并使其变化反映于搬送控制中,因此能够在使基板表面的液膜稳定的状态下搬送基板。由此,可防止由于搬送中的振动、液体的挥发等而导致的基板表面露出。

本发明的上述以及其他目的与新颖的特征只要参照附图并阅读以下详细的说明,就能够更完全地了解。但是,附图是专门用于解说的,并非限定本发明的范围。

附图说明

图1A是表示本发明的基板处理装置的一实施方式的概略结构的图。

图1B是表示本发明的基板处理装置的一实施方式的概略结构的图。

图2是表示中心机器人的结构以及设置环境的图。

图3A是表示执行湿式处理的基板处理单元的图。

图3B是表示执行湿式处理的基板处理单元的图。

图4是表示执行超临界干燥处理的基板处理单元的图。

图5是表示该基板处理装置的动作的流程图。

图6是表示移送处理的第1方式的流程图。

图7是表示移送处理的第2方式的流程图。

图8是表示移送处理的第3方式的流程图。

图9是表示包含第3方式的移送处理的基板处理动作的流程图。

图10是表示移送处理的第4方式的流程图。

具体实施方式

图1A和图1B是表示本发明的基板处理装置的一实施方式的概略结构的图。更具体而言,图1A是表示本发明的一实施方式的基板处理装置1的平面图,图1B是表示基板处理装置1的侧视图。此外,这些图并非表示装置的外观,而是通过去除装置的外壁面板、其他一部分结构,而容易理解地表示其内部结构的示意图。该基板处理装置1例如是设置于无尘室(clean room)内,并用于对基板实施预定的处理的装置。

在此,作为本实施方式的“基板”,能够应用半导体基板、光掩模用玻璃基板、液晶显示用玻璃基板、等离子显示用玻璃基板、FED(Field Emission Display,场发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板等各种基板。以下,主要以用于半导体基板的处理的基板处理装置为例,参照附图进行说明。但是,也同样能够应用于以上例示的各种基板的处理。

如图1A所示,基板处理装置1具备对基板S实施处理的基板处理部10、以及与该基板处理部10结合的分度器部(indexer)20。分度器部20具备容器保持部21和分度器机器人(indexer robot)22。分度器部20能够保持多个用于收纳基板S的容器C。作为容器C,可使用以密闭的状态收纳多个基板S的FOUP(Front Opening Unified Pod,前开式晶圆盒)、SMIF(Standard Mechanical Interface,标准机械接口)盒、OC(Open Cassette,开放式晶圆匣)等。分度器机器人22访问保持于容器保持部21的容器C,从容器C取出未处理的基板S,或将已处理的基板收纳于容器C。在各容器C中,以大致水平的姿势收纳有多个基板S。

分度器机器人22具备基底部221、多关节臂222和机械手223。基底部221固定于装置壳体。多关节臂222被设置成能够相对于基底部221绕铅垂轴转动。在多关节臂222的前端,安装有机械手223。机械手223成为可在其上表面载置并保持基板S的构造。这种具有多关节臂以及基板保持用机械手的分度器机器人是众所周知的,因此省略详细的说明。

基板处理部10具备:中心机器人15,其在平面图中配置于大致中央;以及多个基板处理单元,其被配置成包围该中心机器人15。具体而言,面向配置有中心机器人15的空间配置有多个(该例中为4个)基板处理单元11A、12A、13A、14A。这些基板处理单元11A~14A分别对基板S执行预定的处理。在将这些处理单元设为相同功能的情况下,能够进行多个基板的并行处理。另外,也可以构成为将功能不同的处理单元组合,而对1个基板依次执行不同的处理。

如后所述,本实施方式的基板处理装置1用于将基板S通过预定的处理液进行湿式处理之后,使基板S干燥的一连串的处理。为了该目的,4个基板处理单元中的2个基板处理单元11A、12A负责对基板S的湿式处理,并在内部具备用于能够进行这些处理的结构。另外,其他2个基板处理单元13A、14A负责从湿式处理后的基板S去除残存液并使基板S干燥的处理(干燥处理),并在内部具备用于能够进行这些处理的结构。

各基板处理单元11A~14A中,执行针对基板S的处理的基板处理主体收纳于在面向中心机器人15的侧面设置有开闭自如的挡板(shutter)的处理腔室内。即,基板处理单元11A具有处理腔室110和设置于处理腔室110中的面向中心机器人15的侧面的挡板(shutter)111。挡板111被设置成覆盖设置于处理腔室110的面向中心机器人15的侧面的开口部(未图示)。若挡板111打开则开口部露出,能够经由该开口部进行基板S的搬入及搬出。另外,在处理腔室110内执行针对基板S的处理时,通过关闭挡板111而将处理腔室110内的大气从外部阻隔。

同样地,基板处理单元12A具有处理腔室120和设置于处理腔室120中的面向中心机器人15的侧面的挡板121。此外,基板处理单元13A具有处理腔室130和设置于处理腔室130中的面向中心机器人15的侧面的挡板131。此外,基板处理单元14A具有处理腔室140和设置于处理腔室140中的面向中心机器人15的侧面的挡板141。

并且,在上下方向上配置多级(本例中为2级)如此以水平方向配置的基板处理单元的组件(set)。即,如图1B所示,在基板处理单元11A的下方设置有基板处理单元11B。基板处理单元11B的结构以及功能与基板处理单元11A相同。此外,在基板处理单元12A的下方,设置有与基板处理单元12A相同的结构、相同的功能的基板处理单元12B。同样地,在基板处理单元13A的下部也设置有基板处理单元13B(图2),此外,在基板处理单元14A的下部也设置有未图标的基板处理单元。另外,基板处理单元的级数是任意的,并不限定于此处所例示的2个。此外,每1级的基板处理单元的配设数量也并不限定于以上所述。

图2是表示中心机器人的结构以及设置环境的图。中心机器人15能够从分度器机器人22接收未处理的基板S,且能够将已处理的基板S移交给分度器机器人22。更具体而言,中心机器人15具备基台部151、升降部152、旋转部153、伸缩臂154以及机械手155。基台部151固定于基板处理部10的底部框架,且支持中心机器人15的各结构。升降部152安装于基台部151,且在升降部152的上部安装有旋转部153。升降部152在铅垂方向上伸缩自如,且通过该伸缩运动而使旋转部153升降。

旋转部153能够相对于升降部152绕铅垂轴转动。在旋转部153上安装有伸缩臂154的基部,在伸缩臂154的前端部安装有机械手155。伸缩臂154沿水平方向在预定的范围内伸缩。机械手155可在其上表面载置并保持基板S,而且能够与分度器机器人22的机械手223之间交接基板S。此种构造的机械手的结构是众所周知的,因此省略详细的说明。

伸缩臂154在水平方向上进行伸缩,从而能够使保持于机械手155的基板S在水平方向上移动。此外,旋转部153相对于升降部152转动,从而能够规定基板S的水平移动的方向。此外,升降部152使旋转部153升降,从而能够调整基板S的高度,即铅垂方向位置。

在旋转部153上安装有朝上延伸的支持部件156。在旋转部153侧面与伸缩臂154的伸长方向相反侧安装有支持部件156,以便不与机械手155的伸缩发生干涉。在支持部件156的上端安装有CCD照相机157。CCD照相机157的光轴方向从水平方向稍朝下,从斜上方俯视保持于机械手155的基板S而使其落入拍摄视野。由此,可拍摄基板S的上表面。拍摄数据被发送至控制单元90。

此外,在旋转部153设置有补充液喷嘴158。补充液喷嘴158在保持于机械手155的基板S的上方朝下开口。补充液喷嘴158与未图示的低表面张力液供给部(下述)连接,根据需要将从低表面张力液供给部供给的低表面张力液供给至基板S。

在如上所述构成的基板处理装置1中,以如下方式执行针对基板S的处理。在初始状态下,在载置于容器保持部21的容器C中收纳有未处理的基板S。分度器机器人22从容器C取出1片未处理基板S并移交给中心机器人15。中心机器人15将所接收的基板S搬入至要执行针对该基板S的处理的基板处理单元。

如图2所示,例如将基板S搬入至基板处理单元11A的情况下,中心机器人15通过升降部152调整旋转部153的高度,将保持于机械手155的基板S定位在基板处理单元11A的处理腔室110侧面的挡板111的高度。打开挡板111,伸缩臂154朝处理腔室110侧面的开口部伸长,由此将基板S搬入至处理腔室110。在伸缩臂154退避后,关闭挡板111,在处理腔室110内执行针对基板S的处理。基板S向其他基板处理单元的搬入也可以以相同方式进行。

另一方面,在从基板处理单元11A取出已处理的基板S时,伸缩臂154进入到已打开挡板111的处理腔室110并取出已处理的基板S。对于取出的基板S,既可以搬入到其他基板处理单元而执行新的处理,也可以经由分度器机器人22返回到容器C。以后,详细说明本实施方式的具体的处理顺序。

如图2所示,中心机器人15设置在侧方及上方通过隔壁101而与外部空间隔开的搬送空间TS。基板处理单元11A使处理腔室110的设置有挡板111的侧面面向搬送空间TS而安装在隔壁101的侧部。其他基板处理单元也同样如此。

除此之外,在基板处理装置1中,设置有用于控制装置各部的动作的控制单元90。控制单元90至少包含CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)91以及存储器92。CPU91通过执行预先准备的控制程序而使装置各部执行预定的动作。此外,存储器92存储CPU91应执行的控制程序、通过该执行而产生的数据等。通过执行控制程序的CPU91来控制与上述的分度器机器人22以及中心机器人15的动作、各处理腔室中的挡板的开闭、针对基板S的各种处理等相关的动作。

图3A和图3B是表示执行湿式处理的基板处理单元的图。更具体而言,图3A是表示基板处理单元11A的结构的图,图3B是用于说明基板处理单元11A的动作的图。在此,对基板处理单元11A的结构进行说明,但执行湿式处理的其他基板处理单元11B、12A等的结构也基本相同。

基板处理单元11A在处理腔室110内具备作为基板处理主体的湿式处理部30。湿式处理部30将处理液供给至基板S的上表面而进行基板S的表面处理、清洗等。此外,为了防止在湿式处理后搬出的基板S的上表面暴露在周围大气中,湿式处理部30一并执行用低表面张力液的液膜覆盖湿式处理后的基板S的上表面的液膜形成处理。

为了该目的,湿式处理部30具备基板保持部31、防溅罩(splash guard)32、处理液供给部33以及低表面张力液供给部34。他们的动作由控制单元90控制。基板保持部31具有圆板状的旋转卡盘(spin chuck)311,该旋转卡盘311具有与基板S大致相等的直径,在旋转卡盘311的周缘部设置有多个卡盘销(chuck pin)312。卡盘销312与基板S的周缘部抵接而支持基板S,由此旋转卡盘311能够以从基板S的上表面离开的状态将基板S保持为水平姿势。

旋转卡盘311通过从其下表面中央部朝下延伸的旋转支轴313而以上表面成水平的方式被支持。旋转支轴313通过安装在处理腔室110的底部的旋转机构314而旋转自如地被支持。旋转机构314内置有未图示的旋转马达,旋转马达根据来自控制单元90的控制指令进行旋转,由此与旋转支轴313直接连结的旋转卡盘311绕以单点链线表示的铅垂轴旋转。图3A和图3B中,上下方向为铅垂方向。由此,基板S维持水平姿势地绕铅垂轴旋转。

将防溅罩32设置成从侧方包围基板保持部31。防溅罩32具有以覆盖旋转卡盘311的周缘部的方式设置的大致筒状的杯部321以及设置于杯部321的外周部的下方的液体接受部322。杯部321根据来自控制单元90的控制指令进行升降。杯部321在下方位置与上方位置间进行升降移动,下方位置为如图3A所示杯部321的上端部下降至比保持于旋转卡盘311的基板S的周缘部更靠下方的位置,上方位置为与如图3B所示杯部321的上端部位于比基板S的周缘部更靠上方的位置。

杯部321位于下方位置时,如图3A所示,保持于旋转卡盘311的基板S成为露出到杯部321外的状态。因此,防止例如在对旋转卡盘311搬入和搬出基板S时杯部321成为阻碍。

此外,杯部321位于上方位置时,如图3B所示,包围保持于旋转卡盘311的基板S的周缘部。由此,能够防止下述的液体供给时从基板S的周缘部甩出的处理液飞散至处理腔室110内,能够确实地回收处理液。即,因基板S旋转而从基板S的周缘部甩出的处理液的液滴附着在杯部321的内壁并朝下方流下,由配置于杯部321下方的液体接受部322收集并回收。为了将多个处理液个别地回收,也可以同心地设置多个杯部。

处理液供给部33具有如下构造:将转动支轴332设置为相对于固定在处理腔室110的基底331转动自如,并且,在从转动支轴332水平伸长的臂333的前端安装有喷嘴334。转动支轴332根据来自控制单元90的控制指令转动,由此臂333揺动。由此,臂333前端的喷嘴334在如图3A所示从基板S的上方朝侧方退避的退避位置与如图3B所示基板S上方的处理位置之间移动。

喷嘴334与设置于控制单元90的处理液供给部(省略图示)连接。若从处理液供给部送出适当的处理液,则从喷嘴334向基板S喷出处理液。如图3B所示,旋转卡盘311以相对低速旋转而使基板S旋转,并且定位于基板S的旋转中心上方的喷嘴33供给处理液Lq。由此,通过处理液Lq对基板S的上表面Sa进行处理。作为处理液Lq,可使用显影液、蚀刻液、清洗液、漂洗液等具有各种功能的液体,其组成是任意的。此外,也可以将多种处理液组合而执行处理。

低表面张力液供给部34也具有与处理液供给部33对应的结构。即,低表面张力液供给部34具有基底341、转动支轴342、臂343、喷嘴344等,这些的结构与在处理液供给部33中所对应的结构相同。转动支轴342根据来自控制单元90的控制指令转动,由此臂343揺动。臂343前端的喷嘴344对湿式处理后的基板S的上表面Sa供给用于形成液膜的低表面张力液。

将上述图3B的说明中的“处理液Lq”、“臂333”、“喷嘴334”分别改称为“低表面张力液Lq”、“臂343”、“喷嘴344”,由此说明低表面张力液供给部34的动作。其中,所喷出的是低表面张力液,是与一般处理液不同种类的液体。

成为处理对象的基板上表面Sa形成有微细的凹凸图案(以下,简称为“图案”)时,在将湿式处理后的湿润的基板S干燥的过程中,有时因进入到图案内的液体的表面张力而产生图案坍塌。作为防止该情况的方法,有如下方法:将图案内的液体置换为表面张力更低的液体后进行干燥的方法;用升华性物质的固体覆盖基板上表面Sa并使升华性物质升华的升华干燥法;以及本实施方式所采用的超临界干燥法等。

为了进行需要高温、高压状态的超临界干燥处理,需要另外的与进行湿式处理的腔室不同的高压腔室。因此,需要将湿式处理后的基板S搬送至高压腔室。为了避免因搬送中基板表面的露出而导致图案坍塌,优选用液体或固体覆盖基板上表面Sa。此时,从更确实地防止由表面张力导致的图案坍塌的观点出发,覆盖基板上表面Sa的液体优选表面张力比处理液小的液体。本说明书中将这样性质的液体称为“低表面张力液”。

本实施方式中,用低表面张力液的液膜覆盖基板上表面Sa的状态下进行搬送。液膜以如下方式形成。如图3B所示,在基板S以预定的旋转速度旋转的状态下,从喷嘴343喷出由设置于控制单元90的低表面张力液供给部(省略图示)供给的低表面张力液Lq,由此基板上表面Sa成为被低表面张力液的液膜LF覆盖的状态。作为低表面张力液,优选与用于湿式处理的处理液的混和性良好,且表面张力比该处理液小的液体。例如,在处理液以水为主成分时,优选利用异丙醇(Isopropyl alcohol,IPA)。这样,基板上表面Sa的整体成为被低表面张力液的液膜LF覆盖的状态。

此外,在处理腔室110内,在由旋转卡盘311保持的基板S的上方,配置有CCD照相机351和照明光源352。CCD照相机351的光轴方向从水平方向稍朝下。因此,CCD照相机351从斜上方俯视旋转卡盘311所保持的基板S而使其落入拍摄视野。照明光源352将用于拍摄的照明光照向基板S。由此,拍摄基板S的上表面。拍摄数据被发送至控制单元90。

在上表面Sa被液膜LF覆盖的状态下从基板处理单元11A搬出的基板S被搬送至基板处理单元13A并接受干燥处理。即,基板处理单元13A具有执行作为基板处理的干燥处理的功能,该干燥处理是去除形成在以水平姿势搬入的基板S的上表面Sa的液膜LF,使基板S干燥。作为干燥处理,应用将基板S用超临界流体覆盖后使超临界流体(不经由液相)气化而去除的超临界干燥。在此,对基板处理单元13A的结构进行说明,执行干燥处理的其他基板处理单元13B、14A等的结构也基本相同。

图4是表示执行超临界干燥处理的基板处理单元的图。更具体而言,图4是表示基板处理单元13A的内部结构的侧面剖视图。超临界干燥处理的原理以及为此所需的基本结构是众所周知的,因此在此省略详细的说明。基板处理单元13A具备高压腔室130,且在其内部设置有作为干燥处理的执行主体的干燥处理部40。干燥处理部40中,用于载置基板S的平台41设置于高压腔室130内。平台41通过吸附保持或机械保持而保持上表面Sa被液膜覆盖的基板S。高压腔室130为高压,因此为了耐高压而使用内部结构较简单、且能耐高压的部件。

在平台41的下表面中央,旋转支轴42朝下延伸。旋转支轴42经由高压密封旋转导入机构43而插通到高压腔室130的底面。高压密封旋转导入机构43的旋转轴431与旋转机构432连接。因此,若旋转机构432根据来自控制单元90的控制指令而动作,则基板S与平台41一起绕由单点链线表示的铅垂方向的旋转轴旋转。

在高压腔室130的内部且在平台41的上方设置有流体分散部件44。流体分散部件44设置有多个相对于平板状的闭塞板441上下贯通的贯通孔442。根据需要将二氧化碳气体从二氧化碳供给部45供给至高压腔室130的上部,二氧化碳气体通过流体分散部件44被整流,从基板S的上方均匀地供给至基板S。

此外,根据需要将氮从氮供给部46导入至高压腔室130内。根据需要,以各种方式,即作为常温或升温后的气体、或作为经冷却而液化的液体氮,根据清除高压腔室130内的气体或使腔室内冷却等目的而供给氮。

并且,高压腔室130与排出机构48连接。排出机构48具有将导入至高压腔室130内的气体、液体等各种流体排出的功能。排出机构48为此而具备配管、阀、泵等。由此,必要时可将高压腔室130内的流体快速地排出。

虽省略图标,但控制单元90具有用于检测高压腔室130内的压力、温度的结构以及用于将这些控制为预定值的结构。即,控制单元90具有将高压腔室130内的压力以及温度控制为预定的目标值的功能。

接着,对如上所述构成的基板处理装置1的动作进行说明。如此前说明的那样,该基板处理装置1是对基板S依序执行湿式处理和干燥处理的装置。该处理的主要流程如下。即,将基板S搬送至执行湿式处理的基板处理单元而执行基于处理液的处理之后,形成低表面张力液的液膜,将该基板S搬送至执行干燥处理的基板处理单元而去除液膜使基板S干燥。以下,对具体的处理内容进行说明。

在此,设为基板处理单元11A对1片基板S执行湿式处理,且基板处理单元13A对该1片基板S执行干燥处理而进行说明。然而,执行湿式处理的基板处理单元与执行干燥处理的基板处理单元的组合是任意的,并不限定于此。此外,以下说明中,为了明确地表示各基板处理单元的作用,分别将执行湿式处理的基板处理单元11A等称为“湿式处理单元”,此外将执行干燥处理的基板处理单元13A等称为“干燥处理单元”。

图5是表示该基板处理装置的动作的流程图。该动作是通过CPU91执行预先准备的控制程序而使装置各部执行预定的动作来实现。首先,分度器机器人22从收纳未处理基板的一个容器C中取出1片未处理基板S(步骤S101)。然后,将基板S从分度器机器人22移交给中心机器人15(步骤S102)。中心机器人15将基板S搬入至执行湿式处理的基板处理单元(湿式处理单元)11A(步骤S103)。

搬入有基板S的基板处理单元11A对基板S执行湿式处理(步骤S104)。如之前说明的那样,湿式处理的内容是将处理液供给至基板S而进行基板上表面Sa的加工、清洗的处理。对于湿式处理后的基板S,执行用于形成低表面张力液的液膜LF的液膜形成处理(步骤S105)。

将通过液膜形成处理而在上表面Sa形成有液膜LF的基板S通过中心机器人15从基板处理单元11A取出,而搬入至执行干燥处理的基板处理单元(干燥处理单元)13A。即,执行将基板S从基板处理单元11A移送至基板处理单元13A的移送处理(步骤S106)。作为移送处理考虑各种方式,因此对于这些予以后述。

搬入有基板S的基板处理单元13A对基板S执行去除所附着的液体而使基板S干燥的干燥处理(步骤S107)。基板处理单元13A中,执行使用了超临界流体的超临界干燥处理。即,从二氧化碳供给部45将二氧化碳导入至高压腔室130内,而充分提高腔室内压,由此二氧化碳液化。或者,也可以将液状的二氧化碳导入至高压腔室130。液状的二氧化碳覆盖基板上表面Sa。液化的二氧化碳充分溶解有机溶剂。因此,残存于图案内的IPA等液体被液状的二氧化碳置换。

接着,将高压腔室130内的温度和压力调整为将二氧化碳设为超临界状态的条件。由此,高压腔室130内的二氧化碳成为超临界流体。超临界状态的流体的流动性极高且表面张力极小。尤其从二氧化碳生成的超临界流体充分溶解IPA、丙酮等有机溶剂。因此,二氧化碳的超临界流体进入微细图案的深处,将残存的有机溶剂成分从图案内移出。从以较低压、低温成为超临界状态的点,也是将二氧化碳应用于超临界干燥处理的理由之一。

然后,使高压腔室130内急剧减压,由此超临界流体不经过液相而直接气化而从基板S去除。由此,基板S成为液体成分完全被去除而干燥的状态。残存在图案内的液体成分被超临界流体置换,且超临界流体直接气化,由此避免因图案内的液体的表面张力引起的图案坍塌的问题。

将处理后的基板S通过中心机器人15从基板处理单元13A取出(步骤S108)。将取出的处理后的基板S从中心机器人15移交给分度器机器人22(步骤S109)。分度器机器人22将基板S收纳到一个容器C中(步骤S110)。收纳已处理的基板S的容器C可以是收纳了未处理状态的该基板S的容器,也可以是其他容器。

并且,存在应处理的基板的情况下(步骤S111中的“是”),返回至步骤S101,对下一片基板S执行上述处理。若不存在应处理的基板(步骤S111中的“否”),则结束处理。

以上,对处理1片基板S时的流程进行了说明,但在实际的装置中并行执行针对多片基板的处理。即,在1片基板S在1个基板处理单元内接受处理的期间,能够同时并行地执行分度器机器人22以及中心机器人15对其他基板的搬送、以及由其他基板处理单元进行的基板处理中的至少一个。

更具体而言,例如在步骤S102中将基板S从分度器机器人22移交给中心机器人15之后,分度器机器人22能够重新访问容器C并取出其他基板。此外,例如,在步骤S103中将1片基板S搬入至基板处理单元11A之后,中心机器人15能够将其他基板搬入至其他基板处理单元,或将由其他基板处理单元处理了的其他基板搬出。

因此,在需要对多片基板S依序进行处理的情况下,通过适当调节用于处理各基板S的装置各部的动作顺序,使对多片基板的处理并行进行。这样,能够使作为基板处理装置1整体的处理的产能提高。具体的动作顺序需要根据处理的规格、上述各步骤所需时间、可否同时处理等而适当地决定。

接着,对上述基板处理的移送处理(图5的步骤S106)的若干方式进行说明。移送处理的目的在于,将在上表面Sa形成有液膜LF的基板S从基板处理单元11A搬出,并维持液膜LF的状态下,亦即在不使基板上表面Sa露出地搬送至基板处理单元13A。为此,本实施方式中,使用通过设置在基板处理单元11A的CCD照相机351以及设置在中心机器人15的CCD照相机157拍摄的图像。

图6是表示移送处理的第1方式的流程图。首先,在基板处理单元11A的处理腔室110内,通过CCD照相机351拍摄刚进行液膜形成处理后的基板S(步骤S201)。此时,实际上拍摄覆盖基板上表面Sa而形成的液膜LF。优选,覆盖基板上表面Sa的液膜LF的整体落入图像中。将所拍摄的图像的数据作为基准数据而保存在控制单元90的存储器92中。

接着,中心机器人15的机械手155进入处理腔室110内而保持基板S(步骤S202),通过机械手155水平移动而开始基板S的搬送(步骤S203)。在搬送中,通过设置在中心机器人15的CCD照相机157随时拍摄基板上表面Sa的液膜LF(步骤S204)。在由CCD照相机157拍摄的图像与由CCD照相机351拍摄的图像之间,优选基板S在图像内所占的位置、大小以及仰角相同。

将通过拍摄获得的图像与最初拍摄的基准图像进行比较。即,求出由CCD照相机157新拍摄的图像与在处理腔室110内由CCD照相机351拍摄的图像的差分(步骤S205)。其结果,若两图像有显著差异,则认为基板S上的液膜LF有某些变化。例如在图像内累计两图像间每一像素的差分的绝对值,并根据该值是否超出预先设定的基准量(阈值)来判断是否有显著差异。液膜厚度的不同表现为表面反射率的变动、干扰条纹的产生状况的不同。通过求出图像的差分能够检测出这种不同。

作为搬送中的液膜可能引起的变化,认为主要有伴随振动的液面的摇晃、液体落下或挥发导致的液量减少。针对这些,有效的是将低表面张力液补充至基板S。因此,在液膜有显著变化的情况下(步骤S206中的“是”),从设置于中心机器人15的补充液喷嘴158补充预定量的低表面张力液(步骤S207)。由此,能够防止因液量减少引起的液膜破损。在未见显著变化的情况下(步骤S206中的“否”),不进行液体补充。

在基板S到达目标位置,亦即基板处理单元13A的高压腔室130内之前,反复执行上述步骤S204~S207(步骤S208中的“否”)。因此,在基板S移送的期间,始终监视液膜LF的状态,必要时进行低表面张力液的补充。由此,稳定地维持基板S上的液膜。若到达目标位置(步骤S208中的“是”),则基板S从中心机器人15移载至高压腔室130内的平台41(步骤S209),由此完成基板S的移送。

图7是表示移送处理的第2方式的流程图。在该方式中,代替第1方式中的步骤S207而设有步骤S221。除此以外的处理内容与第1方式相同,因此对于相同处理标注相同符号并省略说明。代替第1方式中的液体补充,在第2方式中执行的步骤S221中,变更中心机器人15对基板S的搬送速度。

例如在因振动或急剧的加减速而低表面张力液从基板S落下的案例中,通过将基板S更缓慢地搬送能够抑制液体落下。即,该情况下只要使搬送速度降低即可。例如在液膜的表面起波纹的情况下,可视为因振动而液膜LF摇晃。另一方面,由液体挥发导致的液量减少表现为基板S整体的液膜的膜厚降低。这种情况下,优选使搬送速度增加,在更短时间内完成搬送。另外,在单独实施该方式的情况下,对于补充液喷嘴158也可以省略。

图8是表示移送处理的第3方式的流程图。此外,图9是表示包含该移送处理的基板处理动作的流程图。该方式中,因移送处理的内容不同,基板处理的动作本身也需要改变。这里,对于与之前说明的处理相同内容的处理标注相同符号并省略说明。如图8所示,第3方式的移送处理中,在步骤S206中液膜的图像有显著变化的情况下,设置用于使以后的处理不同的例外标记(步骤S231)。该情况下,基板S的移送被中断。

如图9所示,在该方式的基板处理中,在移送处理(步骤S106)之后追加有判断是否设置例外标记的步骤S121。在设置有标记的情况下(步骤S121中的“是”),中心机器人15将基板S放回到湿式处理单元11A(步骤S122)。随之,重设例外标记(步骤S123)。然后,在湿式处理单元11A再次执行液膜形成处理(步骤S105)之后,再次执行移送处理(步骤S106)。

在该方式中,在基板S上的液膜LF有变化的情况下,在基板处理单元11A再形成液膜LF。若未设置例外标记(步骤S121中的“否”),则液膜LF无较大的变化,因此继续执行干燥处理(步骤S107)。由此,能够避免在液膜LF产生破损的状态下被搬入至基板处理单元13A。即,能够在稳定地维持液膜LF的状态下移送基板S。另外,在该方式中,在单独实施的情况下也能够省略补充液喷嘴158。

图10是表示移送处理的第4方式的流程图。图10中,对于与图6所示的移送处理相同的内容标注相同符号并省略说明。该方式中,在步骤S201中由CCD照相机351进行液膜的拍摄时,将该图像与预先准备的理想图像进行比较。即,求出所拍摄的图像与理想图像的差分(步骤S241)。所谓的理想图像是与基板S的上表面Sa被预定厚度的液膜LF均匀地覆盖的理想状态对应的图像。

该处理是用于验证基板S上是否形成有适当的液膜LF的处理。即,在湿式处理后的基板S,因作为处理的结果产生表面的凹凸、湿润性的变化,因此会产生难以形成均匀的液膜的情况。尤其处理后的基板表面为具有疏液性的状态时,难以担载均匀的液膜。此外,根据用于形成液膜的装置结构的动作异常、基板S的保持方式,而有可能存在最初便未形成适当的液膜的情况。通过将液膜刚形成后的基板S的图像与理想图像进行比较,能够立即检测出这种异常。此外,也可以基于与理想图像的差分的大小来调整用于液膜形成的液体供给量、基板S的旋转速度。

若拍摄的图像与理想图像之间有显著差异(步骤S242中的“是”),则经过适当的错误处理(步骤S243)来中止移送处理。错误处理的内容是任意的,例如考虑将异常产生通知给操作员,将此时的图像进行显示输出等。优选,即便针对检测出异常的基板S中止处理,也能够继续进行针对无异常的基板的处理。

若未检测出异常(步骤S242中的“否”),则将所拍摄的图像作为基准图像而执行步骤S202以后的移送处理。这里设为执行第1方式的移送处理,但也可以执行第2或第3方式的处理。

此外,也可以适当组合上述各方式的处理。例如,也可以对由CCD照相机157拍摄的图像与基准图像的差分的大小设定多个基准量,使以后的处理根据差分的大小而变化。

在现实的基板处理中,根据后续的处理状况等而存在如下情况,即,从将基板S载置于处理腔室110而在其上表面Sa形成液膜LF后到开始搬送基板S为止,要长时间待机。作为应对这种状况的措施,例如也可以局部地变更图10所示的处理,以如下方式实施。在从基板S上形成液膜LF起至开始搬送为止的期间的互不相同的多个时刻,通过处理腔室110内的CCD照相机351拍摄液膜LF。比较这些图像,在确认所拍摄的最新图像与理想图像或最初拍摄的图像之间液膜有显著差异时,执行液体的补充或适当的错误处理(步骤S243)。

这样,在本实施方式的基板处理中,将从基板S上形成液膜LF起至结束搬送为止的期间的不同时刻所拍摄的多个液膜的图像进行比较,并根据其结果来决定以后的搬送动作。因此,能够无延误地检测出由搬送中的振动或挥发引起的液膜的变动,并根据状况而变更搬送动作。这样,本实施方式中,能够在表面稳定地形成了液膜的状态下搬送基板。其结果,能够防止由搬送中的振动或液体的挥发等导致的基板表面的露出。

如以上说明的那样,上述实施方式中,湿式处理单元即基板处理单元11A等作为本发明的“第1处理部”发挥功能,干燥处理单元即基板处理单元13A等作为本发明的“第2处理部”发挥功能。而且,中心机器人15作为本发明的“搬送机构”发挥功能。此外,处理腔室110作为本发明的“处理腔室”发挥功能。

此外,上述实施方式中,机械手155作为本发明的“保持部件”发挥功能。并且,CCD照相机157、351分别作为本发明的“第2相机”、“第1相机”发挥功能,他们构成本发明的“拍摄部”。此外,补充液喷嘴158作为本发明的“液体供给机构”发挥功能。此外,控制单元90作为本发明的“控制部”发挥功能。并且,在液膜刚形成后通过相机351拍摄的液膜的图像相当于本发明中的“搬送前图像”。

另外,本发明并不限定于上述实施方式,在不脱离其主旨的限度内能够进行除上述以外的各种变更。例如,上述实施方式是将分别相当于本发明的“第1处理部”、“第2处理部”、“搬送机构”的基板处理单元11A、基板处理单元13A、中心机器人15收纳在1个壳体而构成一体的处理系统。然而,本发明也能够应用于具有彼此独立地设置的第1处理部和第2处理部、以及在他们间搬送基板的搬送机构的处理系统。

此外,上述实施方式中将由处理腔室110内的CCD照相机351拍摄的液膜的图像作为基准图像,但基准图像并不限定于此。例如,也可以将在搬送的初始阶段由CCD照相机157拍摄的图像作为基准图像。该情况下,在观察搬送中的液膜的状态的目的下无需处理腔室110内的CCD照相机351。此外,尤其以与机械手155一体地移动的方式构成CCD照相机157,则在搬送中的各阶段保持于机械手155的基板S与CCD照相机157的位置关系是不变的。根据这种构成,在图像间的比较中无需相互的位置对准,此外能够使差分算出的精度进一步提高。

此外,上述实施方式中,将CCD照相机157安装于搬送基板S时与基板S一起移动的中心机器人15。代替这些,例如通过固定地设置在将基板S的搬送路径尽收眼底的位置的照相机来拍摄所搬送的基板S。尤其在设置有微细图案的基板S中,为了防止图案坍塌,即便短时间也不允许基板表面露出。因此,此时优选如下状态,即,在搬送路径上配置多个照相机,并以较短的时间间隔拍摄与基板S一起搬送的液膜。或者,也可以设置用于使照相机追随基板S的移动的机构。

此外,在中心机器人15还可以设置用于接住回收从搬送中的基板S落下的液体的结构。

以上,如例示具体的实施方式而说明的那样,本发明可设为如下结构,例如,第1处理部在处理腔室内进行针对基板的液膜形成,拍摄部具有设置于处理腔室内的第1照相机。根据这种结构,能够拍摄刚形成后的液膜,例如能够以该图像中包含的液膜为基准来评价以后的液膜的状态。

此外,例如,搬送机构也可以具有保持基板的保持部件,拍摄部也可以具有设置于搬送机构且与保持部件一起移动的第2照相机。根据这种结构,在搬送中的各时刻可随时进行拍摄,从而能够无延误地检测出基板上的液膜的变化并采取必要的对策。

此外,例如,在根据多个图像求出的差分超出了预先设定的基准量的情况与未超出预先设定的基准量的情况之间,控制部能够使从第1处理部至第2处理部的搬送所花费的时间不同。作为液膜变化的原因,有搬送中的振动或急剧的加减速、液体成分的挥发等,有时能够通过使搬送速度变化来抑制液膜的变化。

此外,例如,搬送机构具有对搬送的基板供给液体的液体供给机构,控制部可以是如下结构,即,若根据多个图像求出的差分超出了预先设定的基准量,则使液体供给机构对基板进行液体的供给。根据这种结构,视需要补充构成液膜的液体,由此能够维持基板上的液膜的同时持续搬送。尤其在由挥发性较高的材料构成液膜的情况下,因搬送中的挥发而使液膜的厚度减少会成为基板表面露出的原因。在搬送部设置补充液体的机构,由此能够消除该问题。

此外,例如,控制部也可以构成为,若根据多个图像求出的差分超出了预先设定的基准量,则搬送机构使基板返回至第1处理部,使第1处理部进行液膜的再形成。根据这种结构,在具备用于形成液膜所需要的结构的第1处理部进行液膜的再形成,因此即便不另外设置用于在搬送中补充液体的结构,也能够防止搬送中的液膜的破损。

此外,例如,构成液膜的液体为有机溶剂,第2处理部也可以对基板执行超临界干燥处理。超临界干燥处理为了在高压下实施而需要专用的高压环境。此外,需要使用耐高压的部件。因此,现实是在与可在常压下实施的湿式处理不同的场所进行。这种情况下,需要进行湿式处理后的基板的搬送,通过应用本发明,能够在不使基板表面露出的情况下进行搬送。从与超临界流体的亲和性的观点出发,优选在液膜形成中使用有机溶剂,但挥发性较高的有机溶剂在搬送中易损失。通过本发明的应用观察液膜的状态,由此在这种案例中也能够确实地用液膜覆盖基板表面并进行搬送。

此外,例如,多个图像也可以包括通过搬送机构开始搬送基板之前拍摄的搬送前图像。根据这种结构,能够掌握在搬送开始时间点基板表面是否被液膜适当地覆盖,并能够根据状况而采取必要的措施。例如,控制部能够根据理想地担载有液膜的状态的基板所对应的理想图像与搬送前图像的差,来判断是否开始基于搬送机构的基板的搬送。这样,能够避免表面未被液膜适当地覆盖的状态下搬送基板。

产业上的可利用性

本发明能够应用于在将基板表面用液膜覆盖的状态下进行在执行互不相同的处理的处理部之间的基板的搬送的基板处理技术整体。例如,适合于将湿式处理后的基板通过超临界干燥处理干燥的处理。

以上,按照预定的实施例说明了发明,但该说明并非意图以限定性意义来解释。若参照发明的说明,则与本发明的其他实施方式同样地,所揭示的实施方式的各种变形例对于本领域技术人员而言是一目了然的。因此,认为请求专利保护的范围在不脱离发明的真正范围的范围内,包含该变形例或实施方式。

符号说明

1 基板处理装置

11A 湿式处理单元、基板处理单元(第1处理部)

13A 干燥处理单元、基板处理单元(第2处理部)

15 中心机器人(搬送机构)

90 控制单元(控制部)

110 处理腔室(腔室)

130 高压腔室

155 机械手(保持部件)

157 CCD照相机(拍摄部、第2照相机)

351 CCD照相机(拍摄部,第1照相机)

158 补充液喷嘴(液体供给机构)

LF 液膜

S 基板。

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