JP7497262B2 - 基板処理装置および基板位置調整方法 - Google Patents
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Description
そこで、この発明の1つの目的は、基板の偏心量を良好に低減できる基板処理装置および基板位置調整方法を提供することである。
基板の周縁部は、加熱ユニットによって加熱されるため、基板の周縁部の付近の空間において雰囲気の揺らぎが生じる。詳しくは、基板の周縁部に接する比較的温度が高い雰囲気とその周囲の雰囲気とが混ざり合って雰囲気が攪拌される。雰囲気が攪拌されることによって基板の周縁部の付近の空間の屈折率にむらが生じる。
そこで、検出空間に存在する雰囲気を、雰囲気置換ユニットを用いて検出空間外の雰囲気で置換する構成であれば、基板の周縁部が検出空間内に位置するときに検出空間における雰囲気の揺らぎを解消できる。その結果、偏心量測定ユニットの検出精度を向上させることができるので、基板の偏心量を良好に低減できる。
この発明の一実施形態では、前記加熱ユニットが、前記保持面に保持されている基板の周縁部に対向するヒータを含む。前記気体供給ユニットが、前記検出空間において、前記保持面に保持されている基板の周縁部と前記ヒータとの間の部分に向かって気体を吐出する。
この発明の一実施形態では、前記気体供給ユニットが、前記発光部および前記受光部とともに移動し、前記検出空間に気体を供給する移動気体ノズルヘッドであって、前記保持面に保持されている基板の周縁部が前記検出空間内に位置する検出位置と、前記保持面に保持されている基板の周縁部が前記検出空間外に位置する退避位置との間で移動する移動気体ノズルヘッドを含む。そのため、移動気体ノズルが検出位置に位置するときに検出空間に気体を吐出して検出空間内の空気を気体で置換することで、偏心量測定ユニットの検出精度を向上できる。これにより、基板の偏心量を良好に低減できる。
そのため、ガードを上位置に配置することによって、基板の周縁部の周りの雰囲気を、気流によって運ばれる気体で置換できる。これにより、基板の周縁部が検出空間内に位置するときに検出空間における雰囲気の揺らぎを解消できる。その結果、偏心量測定ユニットの検出精度を向上させることができるので、基板の偏心量を良好に低減できる。
この発明の一実施形態では、前記センタリングユニットが、前記保持面に保持されている基板を持ち上げたり、当該持ち上げた基板を前記保持面に載置したりするように構成されているリフタと、前記リフタを水平移動させることで、当該基板の中心部を前記回転軸線に近づけるリフタ水平移動機構とを含む。
この構成によれば、保持面に保持されている基板をリフタによって持ち上げた状態で、リフタを水平移動させて基板の中心部を回転軸線に近づけることで、偏心量を低減できる。
この発明の他の実施形態によれば、前記雰囲気置換工程が、前記基板を取り囲むガードであって、当該ガードの上端部が当該基板の上面よりも上方に位置する上位置と当該ガードの上端部が当該基板の上面よりも下方に位置する下位置との間で移動するように構成されているガードの上端部を前記上位置に配置することによって、前記ガードおよび前記ベースを収容するチャンバ内で前記基板の周縁部と前記ガードとの間を通って排気ダクトに向かって流れる気流を形成する気流形成工程を含む。
<第1実施形態>
図1は、この発明の一実施形態に基板処理装置1の内部構成を示す図解的な平面図である。
基板処理装置1は、シリコンウエハ等の基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Wは、円板状の基板である。基板Wは、たとえば、半導体ウェハである。
搬送ロボットIRは、キャリヤCと搬送ロボットCRとの間で基板Wを搬送する。搬送ロボットCRは、搬送ロボットIRと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する。複数の処理ユニット2は、たとえば、同様の構成を有している。
チャンバ8には、搬送ロボットCRによって、基板Wを搬入したり基板Wを搬出したりするための出入口が形成されている。チャンバ8には、この出入口を開閉するシャッタユニット(図示せず)が備えられている。
スピンチャック6は、基板Wを水平に保持しながら、基板Wの中央部を通る鉛直な回転軸線A1(鉛直軸線)まわりに基板Wを回転させる。スピンチャック6は、基板Wを水平に保持しながら回転軸線A1まわりに基板Wを回転させる基板保持回転ユニットの一例である。スピンチャック6は、スピンベース21(ベース)、回転軸22、スピンモータ23およびモータハウジング24を含む。
回転軸22は、中空軸である。回転軸22は、回転軸線A1に沿って鉛直方向に延びている。回転軸線A1は、スピンベース21の保持面21aの中央部を通る鉛直軸線である。回転軸22の上端には、スピンベース21が結合されている。スピンベース21は、回転軸22の上端に対して外嵌されている。
吸引配管26には、その経路を開閉するための吸引バルブ28が介装されている。吸引バルブ28を開くことによって、スピンベース21の保持面21aに配置された基板Wを吸引することによって、基板Wが保持面21aに吸着される。スピンベース21は、基板保持ユニットの一例である。保持面21aは、基板Wを吸着する吸着面ともいう。スピンチャック6は、基板Wを吸着面に吸着させる吸着装置ともいう。
この実施形態では、2つのガード30(第1ガード30Aおよび第2ガード30B)と、2つのカップ31(第1カップ31Aおよび第2カップ31B)とが設けられている例を示している。
第1ガード30Aは、スピンベース21を取り囲むように配置されている。第2ガード30Bは、第1ガード30Aよりもスピンベース21に近い位置でスピンベース21を取り囲むように配置されている。
ガード30の中心側は、基板Wの回転径方向の内側でもある。ガード30の中心側の反対側は、基板Wの回転径方向の外側でもある。第1ガード30Aおよび第2ガード30Bは、同軸上に配置されており、ガード30の中心側は、第1ガード30Aの中心側であり、第2ガード30Bの中心側でもある。
詳しくは、第1ガード30Aは、平面視でスピンベース21を取り囲む第1筒状部35Aと、第1筒状部の上端からガード30の中心側に延びる第1延設部36Aとを有する。第1延設部36Aは、ガード30の中心側に向かうにしたがって上方に向かうように水平方向に対して傾斜する傾斜部を有する。第1延設部36Aは、平面視において環状である。
第1ガード30Aおよび第2ガード30Bがともに上位置に位置するとき、基板Wから飛散する処理液は、第2ガード30Bによって受けられる。第2ガード30Bが下位置に位置し、第1ガード30Aが上位置に位置するとき、基板Wから飛散する処理液は、第1ガード30Aによって受けられる。
第1ガード30Aおよび第2ガード30Bがともに下位置に位置するときには、対応する搬送ロボットCRが、チャンバ8内に基板Wを搬入したりチャンバ8内から基板Wを搬出したりすることができる。
第1ガード昇降ユニットの構成は特に制限されていないものの、第1ガード昇降ユニットは、たとえば、シリンダ機構、ボールねじ機構、リニアモータ機構、および、ラックアンドピニオン機構の少なくとも1つを含んでいてもよい。
第2ガード昇降ユニットは、たとえば、モータ等の第2アクチュエータ(図示せず)と、第2ガード30Bに結合され、第2アクチュエータから付与される駆動力を第2ガード30Bに伝達し第2ガード30Bを昇降させる第2昇降運動伝達機構(図示せず)とを含む。第2昇降運動伝達機構は、たとえば、ボールねじ機構またはラックアンドピニオン機構を含む。
周縁ノズルヘッド9は、基板Wの上面の周縁部に処理流体を供給する複数の周縁ノズル40と、複数の周縁ノズル40を支持するノズル支持部材41とを含む。基板Wの上面の周縁部とは、基板Wの外周端(先端)と、基板Wの上面において外周端の近傍の部分とを含む領域のことである。
複数の周縁ノズル40は、たとえば、APM(アンモニア・過酸化水素水混合液)等の薬液を吐出する第1周縁薬液ノズル40Aと、フッ酸(HF:フッ化水素酸)等の薬液を吐出する第2周縁薬液ノズル40Bと、炭酸水等のリンス液を吐出する周縁リンス液ノズル40Cと、窒素ガス(N2)等の気体を吐出する周縁気体ノズル40Dとを含む。
ノズル支持部材41には、周縁ノズルヘッド9を支持するヘッド支持アーム45が結合されている。周縁ノズルヘッド9は、周縁ノズル移動ユニット44によってヘッド支持アーム45が移動されることで、水平方向および鉛直方向に移動される。周縁ノズルヘッド9は、中心位置とホーム位置(退避位置)との間で水平方向に移動するように構成されている。周縁ノズルヘッド9が中央位置とホーム位置との間の周縁位置に位置するときに複数の処理流体バルブ43のいずれかが開かれると、対応する周縁ノズル40から基板Wの上面の周縁部に対応する処理流体が供給される。
ヘッド支持アーム45は、直動式であっても回動式であってもよい。ヘッド支持アーム45が直動式のアームである場合、ヘッド支持アーム45は、ヘッド支持アーム45の延設方向(ヘッド支持アーム45が延びる方向)に水平移動する。ヘッド支持アーム45が回動式のアームである場合、所定の鉛直軸線周りに回動することによって水平移動する。
気流形成ユニット10は、クリーンエア(フィルターによってろ過された空気)を送るFFU(ファン・フィルタ・ユニット)10Aと、チャンバ8の上壁8Bで開口する送風口8aの下方に配置された整流板10Bとを含む。
FFU10Aは、送風口8aを介してチャンバ8内にクリーンエアを送る。チャンバ8内に供給されたクリーンエアは、排気ダクト34内に吸い込まれ、チャンバ8から排出される。これにより、整流板10Bから下方に流れる均一なクリーンエアの下降流が、チャンバ8内に形成される。基板Wに対する各種処理(後述する基板処理)は、クリーンエアの下降流が形成されている状態で行われる。このように、気流形成ユニット10および排気ダクト34は、チャンバ8内の空間への給気およびチャンバ8内の空間からの排気を行う給排気ユニットを構成している。
加熱ユニット11は、保持面21aに保持されている基板Wの周縁部を加熱するユニットである。基板Wの周縁部とは、基板Wにおいて、外周端(先端)と外周端の近傍の部分とを含む部分のことである。
下側周縁ノズルヘッド17は、複数の下側周縁ノズル75と、複数の下側周縁ノズル75を支持するノズル支持部材76とを含む。各下側周縁ノズル75には、対応する下側周縁ノズル75に処理流体を案内する下側処理流体配管77が接続されている。各下側処理流体配管77には、下側処理流体バルブ78が介装されており、下側処理流体バルブ78は、対応する下側処理流体配管77内の流路を開閉する。
図4は、加熱ユニット11の周辺の断面図である。気体送出ユニット55によってヒータ50内に送り込まれた気体は、ヒータ50内に形成された加熱流路51内で加熱され、ヒータ50に形成された気体吐出口50cから吐出される。ヒータ50は、輻射熱と、気体吐出口50cから吐出される加熱気体とによって、基板Wの周縁部を加熱する。気体吐出口50cから吐出される気体の流量は、たとえば、40L/minである。
ヒータ50は、たとえば、炭化ケイ素(SiC)やセラミックス製のヒータ本体部52と、ヒータ本体部52に内蔵された発熱体53とを含む。発熱体53は、たとえば、ニクロム線等の抵抗発熱体である。この場合、発熱体53が抵抗発熱体である場合、ヒータ50は、抵抗式のヒータである。発熱体53は、ヒータ50の周方向のほぼ全域に亘って設けられている。図3の例のように、ヒータ50に切り欠き50bが設けられている場合には、発熱体53は、ヒータ50の周方向において切り欠き50bが設けられている位置に端部を有する有端環状である。発熱体53は、通電ユニット57(図2を参照)によって通電されることで発熱する。図3の例とは異なり、ヒータ50は、周方向に端部を有する有端環状であってもよい。
ヒータ本体部52は、たとえば、下方から上方に向かって順次に積層された下部材52a、中部材52b、および上部材52cを備えている。加熱流路51は、下部材52aの上面に形成されている凹部と、中部材52bの下面において当該凹部を塞いでいる部分とによって形成されている。
センサ13は、回転軸線A1に対する基板Wの偏心量Eを測定する偏心量測定ユニットの一例である。回転軸線A1に対する基板Wの偏心量Eとは、回転軸線A1に対する、基板Wの上面の中心部C1を通る鉛直な中心軸線A2のずれ量のことである。
連結部61cは、発光部70および受光部71の対向方向D1に延びている。連結部61cは、図5に示すように、対向方向D1に直線的に延びていてもよいし、図5とは異なり、基板Wから離れる方向に突出するように湾曲状に対向方向D1に延びていてもよい。
移動気体ノズル60の吐出口60aから吐出される気体は、支持部内空間SSに向けて供給され、支持部内空間SS内に充満する。検出空間DSは、支持部内空間SSの一部である。そのため、移動気体ノズル60の吐出口60aから吐出される気体は、検出空間DSの全体に行き渡りやすい。
移動気体ノズルヘッド12は、気体ノズル移動ユニット65によって水平方向に移動される。移動気体ノズルヘッド12は、発光部70および受光部71とともに、検出位置(図5に示す位置)と退避位置(図1に示す位置)との間で水平方向に移動するように構成されている。移動気体ノズルヘッド12は、検出位置に位置するとき、水平方向からヒータ50に隣接配置される。
また、移動気体ノズルヘッド12が検出位置に位置するとき、吐出口60aは、基板Wの下面の周縁部とヒータ50の対向面50aとの間の環状空間SP1に水平方向から対向する。そのため、移動気体ノズルヘッド12は、環状空間SP1に気体を効率的に送り込むことができる。基板Wの下面の周縁部とは、基板Wの外周端(先端)と、基板Wの下面において外周端の近傍の部分とを含む領域のことである。
移動気体ノズルヘッド12が検出位置に位置するときに発光部70から発せられた光は、検出空間DS内で進行し、その一部は、基板Wの周縁領域により遮られ、他の部分は受光面71a上の一部の画素に入射する。コントローラ3は、受光部71の複数の画素のうち、発光部70からの光を受光した画素の位置に基づいて、検出空間DS内における基板Wの外周端の位置を検出する。
気体ノズル移動ユニット65は、気体ノズルアーム66を水平方向に移動させる気体ノズルアーム水平移動機構(図示せず)を含む。気体ノズルアーム水平移動機構は、たとえば、シリンダ機構、ボールねじ機構、リニアモータ機構、および、ラックアンドピニオン機構の少なくとも1つを含んでいてもよい。気体ノズルアーム水平移動機構は、たとえば、モータ等の水平移動用アクチュエータ(図示せず)と、気体ノズルアーム66に結合され、当該アクチュエータから付与される駆動力を気体ノズルアーム66に伝達し気体ノズルアーム66を水平移動させる水平運動伝達機構(図示せず)とを含む。水平運動伝達機構は、たとえば、ボールねじ機構またはラックアンドピニオン機構を含む。
センタリングユニット14は、保持面21aに保持されている基板Wを持ち上げたり、当該持ち上げた基板Wを保持面21aに載置したりするように構成されている複数(この実施形態では、3個)のリフタとしての複数のリフトピン80(図3も参照)と、複数のリフトピン80を水平移動させることで、基板Wの中心部C1を回転軸線A1に近づけるピン水平移動機構90とを含む。ピン水平移動機構90は、リフタ水平移動機構の一例である。
センタリングユニット14は、複数のリフトピン80を一体的に鉛直方向に移動させるピン鉛直移動機構85をさらに含む。ピン鉛直移動機構85は、リフタ鉛直移動機構の一例である。
ピン鉛直移動機構85は、固定体86と可動体87と駆動機構88とを含む。可動体87は、固定体86に対して鉛直方向に沿って移動可能に設けられている。駆動機構88は、可動体87を固定体86に対して鉛直方向に移動させるための駆動力を可動体87に作用させる。
ピン水平移動機構90は、固定体91、可動体92、および、駆動機構93を含んでいる。可動体92は、固定体91に対して水平方向に沿って移動するように構成されている。可動体92の移動方向は、回転軸線A1を通る鉛直な平面である基準面P1(図3を参照)と平行な水平方向である。可動体92の移動方向は、後述する位置合わせ工程において基板Wが移動する方向であるセンタリング方向と同じ方向である。
ピン鉛直移動機構85によって複数のリフトピン80が第2位置から第1位置に移動されることで、複数のリフトピン80が基板Wをスピンベース21から持ち上げて支持する。基板Wを支持している複数のリフトピン80をピン水平移動機構90が水平移動させて、スピンベース21に対する基板Wの位置を調整することができる。詳しくは、基板Wの中心軸線A2を回転軸線A1に近づけることで、偏心量Eを低減できる。スピンベース21に対する基板Wの位置を調整した後、ピン鉛直移動機構85によって複数のリフトピン80を第1位置から第2位置に移動させることによって、スピンベース21の保持面21aに基板Wを保持させることができる。
センタリングユニット14は、ピン鉛直移動機構85およびピン水平移動機構90を収容する環状の収容部材95を含む。収容部材95には、複数の貫通孔95aが形成されており、複数の貫通孔95aのそれぞれから基板Wの下面に向けて複数のリフトピン80が突出している。センタリングユニット14は、各貫通孔95aの周縁と対応するリフトピン80との間に設けられたシール部材96を含む。
具体的には、コントローラ3は、プロセッサ(CPU)4と、制御プログラムが格納されたメモリ5とを含むコンピュータであってもよい。コントローラ3は、プロセッサ4が制御プログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御を実行するように構成されている。
図8は、前記基板処理装置によって実行される基板処理の一例を説明するための流れ図である。図8は、主として、コントローラ3がプログラムを実行することによって実現される処理が示されている。
基板位置調整処理が終了した後、所定の液処理が実行される。この基板処理装置1では、たとえば、加熱ユニット11で基板Wの周縁部を加熱しながら周縁ノズルヘッド9から基板Wの上面の周縁部に向けて処理液が供給される。基板Wの上面の周縁部には、APM、炭酸水、HF、炭酸水がこの順番で供給される。処理液の供給が終了した後、基板Wを高速回転させて基板Wの上面の周縁部を乾燥させる。
その後、第1周縁薬液ノズル40Aに対応する処理流体バルブ43が閉じられ、その代わりに、周縁リンス液ノズル40Cに対応する処理流体バルブ43が開かれる。これにより、周縁リンス液ノズル40Cから基板Wの上面の周縁部に炭酸水等のリンス液が供給される(第1リンス処理:ステップS4)。
液処理において、ヒータ50による輻射熱と加熱気体の供給とによって基板Wは加熱される。そのため、APMやHF等の薬液による基板Wの上面周縁部の処理レートが向上される。APMやHF等の薬液によって、基板Wの上面の周縁部に存在するTiNやSiO2がエッチングされる。加熱気体がヒータ50と基板Wの下面との間の環状空間SP1に供給されることによって、基板の上面の周縁部に着液した処理液が基板の下面に回り込むことを防止できる。
基板位置調整処理(ステップS2)では、気体ノズル移動ユニット65が、移動気体ノズルヘッド12を検出位置に移動させる(ステップS10)。
センサ13によって偏心量Eが測定された後、コントローラ3が、偏心量Eが所定の閾値以内であるか否かを判定する(ステップS13:偏心量判定工程)。所定の閾値は、たとえば、0.08mmである。偏心量Eが、閾値以内でない場合には(ステップS13:NO)、基板Wの位置合わせが行われる前に、基板Wが配置される基準位置に基板Wが位置しているか否かを確認する位置確認工程が行われる(ステップS14)。
その後、未処理の基板Wが処理ユニット2に搬入され、その基板Wに対して、基板位置調整および基板処理が行われる。ヒータ50の加熱効率の観点から、加熱ユニット11のヒータ50に対する通電ユニット57の通電および気体の供給は、基板処理が終了した後、次の基板Wに対する基板位置調整が開始されるまでの間においても継続される。
基板位置調整処理では、基板Wが保持面21aに載置されることによって、基板Wの周縁部が、加熱ユニット11によって加熱される。そのため、基板Wの周縁部の付近の空間において雰囲気の揺らぎが生じる。詳しくは、基板Wの周縁部に接する比較的温度が高い雰囲気とその周囲の雰囲気とが混ざり合って雰囲気が攪拌される。雰囲気が攪拌されることによって基板Wの周縁部の付近の空間の屈折率にむらが生じる。
図11は、検出空間DS内の雰囲気の置換が行われる前後における偏心量Eの測定値の違いを説明するためのグラフである。図11では、横軸が基板Wの回転位相を示しており、縦軸が基板W外周端の変位量を示している。
仮に、この基板処理とは異なり、検出空間DS内の雰囲気の置換が行われない場合には、検出空間DSに雰囲気の揺らぎが生じている状態で、偏心量Eが測定される。そのため、図11に破線で示すように、基板Wの外周端の変位量にノイズが生じる。したがって、偏心量Eの測定精度が不充分である。
第1実施形態によれば、移動気体ノズル60から吐出される気体(検出空間DS外の雰囲気)によって、検出空間DS内の雰囲気が置換される。そのため、基板Wの周縁部が検出空間DSに位置するときに検出空間DSにおける雰囲気の揺らぎを解消できる。その結果、センサ13の検出精度を向上させることができるので、基板Wの偏心量Eを良好に低減できる。
図12は、第2実施形態に係る基板処理装置1Pに備えられる処理ユニット2の構成例を説明するための模式図である。図13は、第2実施形態に係る処理ユニット2の模式的な平面図である。図13では、説明の便宜上、周縁ノズルヘッド9、および、気体ノズル移動ユニット65の図示を省略している。
基板処理装置1Pが、第1実施形態に係る基板処理装置1と主に異なる点は、移動気体ノズルヘッド12の代わりに、複数の固定気体ノズル15および取付プレート16が設けられている点、センサ13Pの位置が固定されている点、および、センタリングユニット14Pがガード30に取り付けられている点である。
スピンベース21上に基板Wがない場合、発光部70から発せられた光Lは、ガード30の上端部の内周面とヒータ50の外周面との間に形成される環状空間SP2を鉛直方向に通り、ガード30およびヒータ50に遮られることなく受光部71に到達する。スピンベース21上に基板Wがある場合、発光部70から発せられた光Lの一部は基板Wの周縁部で遮られる。したがって、コントローラ3は、受光部71の複数の画素のうち、発光部70からの光Lを受光した画素の位置に基づいて、検出空間DS内における基板Wの外周端の位置を検出する。
複数の固定気体ノズル15は、単一の取付プレート16に共通に取り付けられている。複数の固定気体ノズル15は、基板Wの保持位置よりも上方において、発光部70および受光部71の対向方向D1に沿って並んでいる。
各固定気体ノズル15には、固定気体ノズル15に窒素ガス等の気体を案内する気体配管110が接続されている。各気体配管110には、気体バルブ111が介装されており、各気体バルブ111は、対応する気体配管110内の流路を開閉する。複数の固定気体ノズル15は、それぞれ、複数の気体吐出口15aを有している。複数の気体吐出口15aは、対向方向D1に沿って並んでいる。
複数の固定気体ノズル15は、検出空間DSに気体を供給する気体供給ユニットの一例である。さらに、固定気体ノズル15は、検出空間DSに存在する雰囲気を検出空間DS外の雰囲気(気体吐出口15aから吐出される気体)で置換する雰囲気置換ユニットとして機能する。
図14Aに示すように、第2固定気体ノズル15Bの気体吐出口15aの気体の吐出方向D3は、対向方向D1に対して直交する方向である。第1固定気体ノズル15Aの気体吐出口15aの気体の吐出方向D4は、水平面HSに対して傾斜する傾斜方向である。この実施形態では、対向方向D1は、鉛直方向であるため、対向方向D1に対して直交する方向は、水平方向である。吐出方向D4に延びる直線SLと水平面HSとがなす角度θは、たとえば、18°である。
取付部115には、ねじ等の締結部材118が挿通される挿通孔115aが設けられている(図14Cも参照)。固定気体ノズル15は、締結部材118によって取付プレート16に共通に取り付けられている。
気体吐出口15aは、吐出部116の先端部に設けられている。吐出部116は、回転軸線A1に向かって延びており、吐出部116と回転軸線A1との間にセンサ13Pが配置されている(図13を参照)。したがって、吐出部116から吐出される気体は、センサ13Pの検出空間DSに送り込まれる。
図14Cに示すように、各固定気体ノズル15の吐出部116には、気体配管110が接続されている。詳しくは、吐出部116の内部には、一端が気体吐出口15aに接続される内部流路117が形成されており、気体配管110内の流路は、内部流路117の他端に接続されている。
センタリングユニット14Pは、保持面21aに保持されている基板Wを持ち上げたり、当該持ち上げた基板Wを保持面21aに載置したりするように構成されている2つのリフタ120と、2つのリフタ120を水平移動させることで、基板Wの中心部C1を回転軸線A1に近づけるリフタ水平移動機構90Pとを含む。
2つのリフタ120は、第1リフタ120Aと、第1リフタ120Aとは反対側からスピンベース21上の基板Wの周縁部に水平方向から対向する第2リフタ120Bとを含む。各リフタ120は、同様の構成を有している。
詳しくは、第1対向面127Aおよび第2対向面127Bが基板Wの外周端に接触した後、第1リフタ120Aおよび第2リフタ120Bは、互いにさらに近づいてスピンベース21から基板Wを持ち上げる。そして、第1リフタ120Aおよび第2リフタ120Bは、基板Wをスピンベース21から所定の高さまで持ち上げるリフト位置に到達する。
第1リフタ水平移動機構122は、2つのエアシリンダ125を含む。2つのエアシリンダ125は、回転軸線A1まわりの角度が180°異なる2つの位置にそれぞれ配置されている。2つのエアシリンダ125は、同じ高さに配置されている。2つのエアシリンダ125は、水平に対向している。スピンベース21は、平面視で2つのエアシリンダ125の間に配置されている。
第2リフタ水平移動機構123は、2つのエアシリンダ125を支持するスライドブラケット140と、スライドブラケット140をセンタリング方向に移動させるリニアモータ141と、スライドブラケット140をセンタリング方向に案内するリニアガイド142とを含む。リニアモータ141は、2つのリフタ120を水平に移動させることにより、スピンベース21に対して基板Wを水平に移動させるセンタリングアクチュエータの一例である。
センタリングユニット14Pは、2つのエアシリンダ125とベースプレート140aとを収容するユニットハウジング145を含む(図13を参照)。リニアモータ141およびリニアガイド142は、それぞれ、2つのユニットハウジング145に収容されている。リフタ120は、ユニットハウジング145の外に配置されている。
2つのリフタ120が基板Wを水平に支持している状態で、リニアモータ141がスライドブラケット140をセンタリング方向に移動させると、2つのリフタ120に支持されている基板Wは、スライドブラケット140と同じ方向、速度、および移動量で水平に移動する。これにより、基板Wの中心軸線A2が回転軸線A1に対して移動する。したがって、スライドブラケット140の移動量を調整することにより、基板Wの中心軸線A2を回転軸線A1に近づけることができる。
ただし、基板位置調整処理(ステップS2)における各部材の動作が多少異なる。具体的には、基板処理装置1Pでは、移動気体ノズル60の代わりに、固定気体ノズル15が設けられているため、図16に示すように、ノズルの移動に関する工程が省略される。
より具体的には、以下の通りである。スピンベース21の保持面21aに基板Wが載置された後、複数の気体バルブ111が開かれる。
固定気体ノズル15から供給される気体によって検出空間DSに存在する雰囲気の置換が開始される(ステップS11)。すなわち、検出空間DSに基板Wの周縁部が位置する状態で、複数の固定気体ノズル15から吐出される気体で検出空間DSに存在する雰囲気を置換する雰囲気置換工程が開始される。
センサ13Pによって偏心量Eが測定された後、コントローラ3が、偏心量Eが所定の閾値以内であるか否かを判定する(ステップS13:偏心量判定工程)。所定の閾値は、たとえば、0.08mmである。偏心量Eが、閾値以内でない場合には(ステップS13:NO)、基板Wの位置合わせが行われる前に、基板Wが配置される基準位置に基板Wが位置しているか否かを確認する位置確認工程が行われる(ステップS14)。
基板Wが基準位置に位置している場合(ステップS14:YES)、スピンモータ23は、基板Wおよびスピンベース21を回転させずにその場で静止させる。基板Wが基準位置に位置していない場合(ステップS14:NO)、スピンモータ23は、基板Wおよびスピンベース21を基準位置まで回転させて、基準位置で静止させる(ステップS15)。これにより、図17Aに示すように、基板Wの中心軸線A2が基準面P1に重なり、基板Wが基準位置に配置される。
その後、吸引バルブ28が開かれることによって、基板Wがスピンベース21に吸着される(吸着工程:ステップS17)。その後、気体バルブ63が閉じられることによって、検出空間DS内の雰囲気の置換が終了する(ステップS18)。すなわち、雰囲気置換工程が終了する。以上により、基板位置調整処理(ステップS2)が終了する。
第2実施形態に係る基板処理装置1Pでは、固定気体ノズル15からの気体の吐出を行うことなく、気流形成ユニット10によって形成される気流Fによって検出空間DS内の雰囲気の置換が行われてもよい。具体的には、第1ガード30Aが上位置に位置するときに気流Fが基板Wの周縁部と第1ガード30Aの内周端部(上端部)との間を通り、第1ガード30Aが下位置に位置するときに気流Fが第1ガード30Aの外側を通るように気流Fの経路を切り替えるように第1ガード30Aが構成されている。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
たとえば、上述の実施形態では、基板処理装置1,1Pが、搬送ロボットIR,CRと、処理ユニット2と、コントローラ3とを備えている。しかしながら、基板処理装置1,1Pは、処理ユニット2のみによって構成されていてもよい。言い換えると、処理ユニット2が基板処理装置の一例であってもよい。
また、第1実施形態においても、第1ガード30Aが上位置に位置するときに気流Fが基板Wの周縁部と第1ガード30Aの内周端部との間を通り、第1ガード30Aが下位置に位置するときに気流Fが第1ガード30Aの外側を通るように気流Fの経路を切り替えるように第1ガード30Aが構成されていてもよい。そのためには、第1ガード30Aが上位置に位置するときに移動気体ノズルヘッド12が検出位置に移動できるように、第1ガード30Aに移動許容孔が設けられている必要がある。
また、第2実施形態において、複数の固定気体ノズル15の代わりに、複数の気体吐出口15aが設けられた単一の固定気体ノズルが設けられていてもよい。また、第1実施形態において、移動気体ノズルヘッド12に、対向方向D1に並ぶ複数の吐出口60aが設けられていてもよい。
上述の実施形態では、各構成を模式的にブロックで示している場合があるが、各ブロックの形状、大きさおよび位置関係は、各構成の形状、大きさおよび位置関係を示すものではない。
1P :基板処理装置
2 :処理ユニット(基板処理装置)
8 :チャンバ
10 :気流形成ユニット(給排気ユニット、雰囲気置換ユニット)
11 :加熱ユニット
12 :移動気体ノズルヘッド(気体供給ユニット、雰囲気置換ユニット)
13 :センサ(偏心量測定ユニット)
13P :センサ(偏心量測定ユニット)
14 :センタリングユニット
14P :センタリングユニット
15 :固定気体ノズル(気体供給ユニット、雰囲気置換ユニット)
15a :気体吐出口
16 :取付プレート
21 :スピンベース(ベース)
21a :保持面
30 :ガード
30A :第1ガード
34 :排気ダクト(給排気ユニット、雰囲気置換ユニット)
60a :吐出口
70 :発光部
71 :受光部
80 :リフトピン(リフタ)
80a :先端部(対向部)
85 :ピン鉛直移動機構(リフタ鉛直移動機構)
90 :ピン水平移動機構(リフタ水平移動機構)
90P :リフタ水平移動機構
115 :取付部
116 :吐出部
120 :リフタ
120A :第1リフタ
120B :第2リフタ
122 :第1リフタ水平移動機構
123 :第2リフタ水平移動機構
127 :対向面
127A :第1対向面
127B :第2対向面
A1 :回転軸線
A2 :中心軸線(基板の中心部)
C1 :中心部
D1 :対向方向
DS :検出空間
L :光
SP1 :環状空間(基板の周縁部とヒータとの間の空間)
W :基板
Claims (13)
- 円板状の基板を水平な姿勢に保持する保持面を有するベースと、
前記ベースを鉛直な回転軸線まわりに回転させる回転ユニットと、
前記保持面に保持されている基板の周縁部を加熱する加熱ユニットと、
光を発する発光部および前記発光部から発せられた光を受ける受光部を有し、前記保持面に保持されている基板の周縁部が前記発光部と前記受光部との間の検出空間内に位置するときに前記回転軸線に対する当該基板の偏心量を測定する偏心量測定ユニットと、
前記検出空間に存在する雰囲気を前記検出空間外の雰囲気で置換する雰囲気置換ユニットとを備え、
前記雰囲気置換ユニットが、前記検出空間に向けて気体を供給する気体供給ユニットを含み、
前記気体供給ユニットが、前記発光部と前記受光部との対向方向に沿って並ぶ複数の気体吐出口を含む、基板処理装置。 - 前記気体供給ユニットが、複数の前記気体吐出口をそれぞれ有する複数の固定気体ノズルと、複数の前記固定気体ノズルが共通に取り付けられる取付プレートとを含み、
前記固定気体ノズルが、前記取付プレートに取り付けられる取付部と、前記取付部と一体に形成され、前記気体吐出口が設けられた吐出部とを含む、請求項1に記載の基板処理装置。 - 円板状の基板を水平な姿勢に保持する保持面を有するベースと、
前記ベースを鉛直な回転軸線まわりに回転させる回転ユニットと、
前記保持面に保持されている基板の周縁部を加熱する加熱ユニットと、
光を発する発光部および前記発光部から発せられた光を受ける受光部を有し、前記保持面に保持されている基板の周縁部が前記発光部と前記受光部との間の検出空間内に位置するときに前記回転軸線に対する当該基板の偏心量を測定する偏心量測定ユニットと、
前記検出空間に存在する雰囲気を前記検出空間外の雰囲気で置換する雰囲気置換ユニットとを備え、
前記雰囲気置換ユニットが、前記検出空間に向けて気体を供給する気体供給ユニットを含み、
前記気体供給ユニットが、前記発光部および前記受光部とともに移動し、前記検出空間に気体を供給する移動気体ノズルヘッドであって、前記保持面に保持されている基板の周縁部が前記検出空間内に位置する検出位置と、前記保持面に保持されている基板の周縁部が前記検出空間外に位置する退避位置との間で移動する移動気体ノズルヘッドを含む、基板処理装置。 - 前記加熱ユニットが、前記保持面に保持されている基板の周縁部に対向するヒータを含み、
前記気体供給ユニットが、前記保持面に保持されている基板の周縁部と前記ヒータとの間の空間に向かって気体を吐出する、請求項1~3のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記ベースを収容するチャンバをさらに備え、
前記雰囲気置換ユニットが、前記チャンバ内の空間への給気および前記チャンバ内の空間からの排気を行う給排気ユニットを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記保持面に保持されている基板を取り囲むガードであって、前記ガードの上端部が当該基板の上面よりも上方に位置する上位置と前記ガードの上端部が当該基板の上面よりも下方に位置する下位置との間で移動するように構成されているガードをさらに含み、
前記給排気ユニットが、前記チャンバ内の雰囲気を排気する排気ダクトと、前記チャンバ内に雰囲気を供給し、前記排気ダクトに向かう気流を前記チャンバ内に形成する気流形成ユニットとを含み、
前記ガードは、前記ガードが前記上位置に位置するときに前記気流が前記保持面に保持されている基板の周縁部と前記ガードとの間を通り、前記ガードが前記下位置に位置するときに前記気流が前記ガードの外側を通るように前記気流の経路を切り替える、請求項5に記載の基板処理装置。 - 前記保持面上の基板を前記ベースに対して移動させて、当該基板の中心部を前記回転軸線に近づけるセンタリングユニットをさらに備え、
前記センタリングユニットが、前記保持面に保持されている基板を持ち上げたり、当該持ち上げた基板を前記保持面に載置したりするように構成されているリフタと、前記リフタを水平移動させることで、当該基板の中心部を前記回転軸線に近づけるリフタ水平移動機構とを含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記リフタは、複数設けられており、
複数の前記リフタが、前記保持面に保持されている基板よりも下方から当該基板に対向する対向部を有し、
前記センタリングユニットが、前記対向部を前記保持面よりも上方の第1位置と、前記対向部を前記保持面よりも下方の第2位置との間で鉛直方向に移動させるリフタ鉛直移動機構をさらに含む、請求項7に記載の基板処理装置。 - 前記リフタが複数設けられており、
複数の前記リフタが、前記保持面に保持されている基板の周縁部に水平方向から対向する第1対向面を有する第1リフタと、前記保持面に保持されている基板の周縁部に前記第1対向面とは反対側から水平方向から対向する第2対向面を有する第2リフタとを含み、
前記リフタ水平移動機構が、前記第1リフタおよび前記第2リフタを個別に水平移動させる第1リフタ水平移動機構と、前記第1リフタおよび前記第2リフタを一体に水平移動させる第2リフタ水平移動機構とを含み、
前記第1対向面および前記第2対向面は、上方に向かうにしたがって互いに離間するように水平方向に対して傾斜する、請求項7に記載の基板処理装置。 - 円板状の基板を水平な姿勢に保持する保持面を有するベースと、
前記ベースを鉛直な回転軸線まわりに回転させる回転ユニットと、
前記保持面に保持されている基板の周縁部を加熱する加熱ユニットと、
光を発する発光部および前記発光部から発せられた光を受ける受光部を有し、前記保持面に保持されている基板の周縁部が前記発光部と前記受光部との間の検出空間内に位置するときに前記回転軸線に対する当該基板の偏心量を測定する偏心量測定ユニットと、
前記検出空間に存在する雰囲気を前記検出空間外の雰囲気で置換する雰囲気置換ユニットと、
前記保持面上の基板を前記ベースに対して移動させて、当該基板の中心部を前記回転軸線に近づけるセンタリングユニットとを備え、
前記センタリングユニットが、前記保持面に保持されている基板を持ち上げたり、当該持ち上げた基板を前記保持面に載置したりするように構成されているリフタと、前記リフタを水平移動させることで、当該基板の中心部を前記回転軸線に近づけるリフタ水平移動機構とを含み、
前記リフタが複数設けられており、
複数の前記リフタが、前記保持面に保持されている基板の周縁部に水平方向から対向する第1対向面を有する第1リフタと、前記保持面に保持されている基板の周縁部に前記第1対向面とは反対側から水平方向から対向する第2対向面を有する第2リフタとを含み、
前記リフタ水平移動機構が、前記第1リフタおよび前記第2リフタを個別に水平移動させる第1リフタ水平移動機構と、前記第1リフタおよび前記第2リフタを一体に水平移動させる第2リフタ水平移動機構とを含み、
前記第1対向面および前記第2対向面は、上方に向かうにしたがって互いに離間するように水平方向に対して傾斜する、基板処理装置。 - 円板状の基板の周縁部にヒータが対向するように、ベースの保持面に前記基板を水平な姿勢で保持させる基板保持工程と、
発光部および受光部を有するセンサの前記発光部および前記受光部の間の空間である検出空間に前記基板の周縁部が位置する状態で、前記検出空間に存在する雰囲気を前記検出空間外の雰囲気で置換する雰囲気置換工程と、
前記雰囲気置換工程の実行中に、鉛直な回転軸線まわりに前記ベースを回転させながら前記回転軸線に対する当該基板の偏心量を前記センサによって検出する偏心量測定工程と、
前記偏心量測定工程によって検出された偏心量に応じて、前記基板を前記ベースに対して移動させることによって、前記基板の中心部を前記回転軸線に近づける位置合わせ工程とを含み、
前記雰囲気置換工程が、前記発光部と前記受光部との対向方向に沿って並ぶ複数の気体吐出口から前記検出空間に向けて気体を供給する気体供給工程を含む、基板位置調整方法。 - 円板状の基板の周縁部にヒータが対向するように、ベースの保持面に前記基板を水平な姿勢で保持させる基板保持工程と、
発光部および受光部を有するセンサの前記発光部および前記受光部の間の空間である検出空間に前記基板の周縁部が位置する状態で、前記検出空間に存在する雰囲気を前記検出空間外の雰囲気で置換する雰囲気置換工程と、
前記雰囲気置換工程の実行中に、鉛直な回転軸線まわりに前記ベースを回転させながら前記回転軸線に対する当該基板の偏心量を前記センサによって検出する偏心量測定工程と、
前記偏心量測定工程によって検出された偏心量に応じて、前記基板を前記ベースに対して移動させることによって、前記基板の中心部を前記回転軸線に近づける位置合わせ工程とを含み、
前記雰囲気置換工程が、前記検出空間に向けて気体を供給する気体供給工程を含み、
前記気体供給工程が、前記発光部および前記受光部とともに移動し、前記検出空間に気体を供給する移動気体ノズルヘッドであって、前記保持面に保持されている基板の周縁部が前記検出空間内に位置する検出位置と、前記保持面に保持されている基板の周縁部が前記検出空間外に位置する退避位置との間で移動する移動気体ノズルヘッドによって前記検出空間に気体を供給する工程を含む、基板位置調整方法。 - 前記雰囲気置換工程が、前記基板を取り囲むガードであって、当該ガードの上端部が当該基板の上面よりも上方に位置する上位置と当該ガードの上端部が当該基板の上面よりも下方に位置する下位置との間で移動するように構成されているガードを前記上位置に配置することによって、前記ガードおよび前記ベースを収容するチャンバ内で前記基板の周縁部と前記ガードとの間を通って排気ダクトに向かって流れる気流を形成する気流形成工程を含む、請求項11または12に記載の基板位置調整方法。
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