(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する基板処理装置において、
基板が載置される載置台と、
前記載置台の中心を回転軸として、前記載置台を前記基板とともに回転させる回転部と、
前記基板の表面に光を照射する光源と、
前記基板の表面に照射された光が前記基板の表面で反射した光量を検出する検出部と、
前記回転部及び前記検出部の動作を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、前記検出部により前記光量を検出する検出処理を、前記回転部により前記基板の検出位置を変えながら複数回行い、前記光量を検出した検出値を積算し、積算した積算値が予め決められた所定値よりも小さいとき、前記基板の保持状態が正常でないと判定するものである、基板処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記検出処理を複数回行う際に、前記検出値をアナログデータとして積算し、積算した前記積算値が前記所定値よりも小さいとき、前記基板の保持状態が正常でないと判定するものである、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板処理装置は、前記載置台に載置されている基板を保持する保持部を更に有し、
前記保持部は、前記基板の周縁部を保持する複数の保持部であり、
前記制御部は、前記基板の検出位置を、一の保持部に対応した第１の検出位置から前記一の保持部の隣の保持部に対応した第２の検出位置まで変えながら、前記検出処理を複数回行い、前記積算値が前記所定値よりも小さいとき、前記基板の保持状態が正常でないと判定するものである、請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記基板を処理する前に前記検出処理を行うとともに、前記基板を処理した後に前記検出処理を行うものである、請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
基板を処理する基板処理方法において、
載置台に載置されている基板を保持部により保持する保持工程と、
前記基板の表面に照射された光が前記基板の表面で反射した光量を検出部により検出する検出工程と、
前記載置台の中心を回転軸として、前記保持部を前記基板とともに回転させ、前記基板の検出位置を変えながら、前記検出工程を複数回行い、前記検出部により前記光量を検出した検出値を積算し、積算した積算値が予め決められた所定値よりも小さいとき、前記基板の保持状態が正常でないと判定する判定工程と
を有する、基板処理方法。
【請求項６】
前記判定工程は、前記検出工程を複数回行う際に、前記検出値をアナログデータとして積算し、積算した前記積算値が前記所定値よりも小さいとき、前記基板の保持状態が正常でないと判定するものである、請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記保持部は、前記基板の外周に沿って等間隔に設けられた、前記基板の周縁部を保持する複数の保持部であり、
前記判定工程は、前記基板の検出位置を、一の保持部に対応した第１の検出位置から前記一の保持部の隣の保持部に対応した第２の検出位置まで変えながら、前記検出工程を複数回行い、前記積算値が前記所定値よりも小さいとき、前記基板の保持状態が正常でないと判定するものである、請求項５又は請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記基板を処理する前に前記判定工程を行うとともに、前記基板を処理した後に前記判定工程を行う、請求項５から請求項７のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項９】
コンピュータに請求項５から請求項８のいずれかに記載の基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、基板処理方法及びその基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスやフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいては、半導体ウェハやガラス基板等の各種の基板に処理液を供給して処理を行うプロセスが多用されている。このようなプロセスとしては、例えば、基板の表面に付着したパーティクルや、大気との接触により形成された自然酸化膜を除去するための、各種の処理液による洗浄処理等を挙げることができる。
【０００３】
上記したような洗浄処理等のプロセスを基板に対して行う基板処理装置としては、枚葉式の複数の基板処理部と、搬送部とを備えたものが用いられている。搬送部は、これら基板処理部への基板の搬入出を行う。
【０００４】
基板処理部は、例えば、回転テーブル、複数の保持部及びノズルヘッドを有する。保持部は、回転テーブルに複数設けられ、搬送部により回転テーブルに載置される基板の周縁部を保持する。ノズルヘッドは、回転テーブルの上面側に位置しており、回転テーブルに載置された基板の上面に処理液等を供給する。
【０００５】
また、基板処理装置には、保持部に保持された基板の保持状態を検出する検出手段を有するものがある（例えば、特許文献１参照。）。検出手段は、光源と受光素子を含む。光源は、例えばレーザ光よりなる光を出力するものであり、回転テーブル径方向外方の上部に配置されている。受光素子は、光源と同様、回転テーブルの径方向外方の上部に配置されている。受光素子は、光源から照射され、基板の上面で反射した光が受光素子に入射されるように、配置されており、受光素子に入射する光の光量の変化から保持部に保持された基板の水平からの傾き角度を検出することによって、基板の保持状態を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２２９４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記した基板処理装置における基板処理方法においては、次のような問題がある。
【０００８】
例えばレーザ光を基板の上面で反射させると、想定された光量を検出することができないことがある。そのため、実際は基板を正常に保持しているにも関わらず、基板を正常に保持していないものと判断され、基板の保持状態が誤検出されることがある。また、基板の検出位置を変えたときに、検出位置によって、基板の保持状態が誤検出されることがある。本発明の発明者は、このような誤検出が基板上に形成されている膜種、基板上で加工されている膜の表面状態、基板の検出位置等の影響により発生することを見出した。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基板の膜種、表面状態、基板の検出位置等に影響されることなく、基板の保持状態を正確に検出することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の一実施例によれば、基板を処理する基板処理装置において、基板が載置される載置台と、前記載置台の中心を回転軸として、前記載置台を前記基板とともに回転させる回転部と、前記基板の表面に光を照射する光源と、前記基板の表面に照射された光が前記基板の表面で反射した光量を検出する検出部と、前記回転部及び前記検出部の動作を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記検出部により前記光量を検出する検出処理を、前記回転部により前記基板の検出位置を変えながら複数回行い、前記光量を検出した検出値を積算し、積算した積算値が予め決められた所定値よりも小さいとき、前記基板の保持状態が正常でないと判定するものである、基板処理装置が提供される。
【００１２】
また、本発明の他の一実施例によれば、基板を処理する基板処理方法において、載置台に載置されている基板を保持部により保持する保持工程と、前記基板の表面に照射された光が前記基板の表面で反射した光量を検出部により検出する検出工程と、前記載置台の中心を回転軸として、前記保持部を前記基板とともに回転させ、前記基板の検出位置を変えながら、前記検出工程を複数回行い、前記検出部により前記光量を検出した検出値を積算し、積算した積算値が予め決められた所定値よりも小さいとき、前記基板の保持状態が正常でないと判定する判定工程とを有する、基板処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板の膜種、表面状態、基板の検出位置等に影響されることなく、基板の保持状態を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】液処理ユニットの縦断面図である。
【図３】液処理ユニットの処理液供給機構の構成を示す概略図である。
【図４】保持プレート及びクランプ部材の構成を示す平面図である。
【図５】液処理ユニットの基板保持機構の構成を示す縦断面であって、リフトピンプレート及び洗浄液供給管が下方位置にあるときの状態を示す図である。
【図６】液処理ユニットの基板保持機構の構成を示す縦断面であって、リフトピンプレート及び洗浄液供給管が上方位置にあるときの状態を示す図である。
【図７】レーザセンサ、ウェハ及びミラー部材の配置関係を模式的に示す平面図である。
【図８】光に沿って視たときのミラー部材の構成を示す図である。
【図９】プロセスコントローラがレーザセンサを制御する制御系の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態に係る基板処理装置を用いた基板処理方法における各工程の手順を説明するためのフローチャート（その１）である。
【図１１】実施の形態に係る基板処理装置を用いた基板処理方法における各工程の手順を説明するためのフローチャート（その２）である。
【図１２】ウェハの保持状態が正常であるときを示す図（その１）である。
【図１３】ウェハの保持状態が正常であるときを示す図（その２）である。
【図１４】ウェハの保持状態が正常でないときを示す図（その１）である。
【図１５】ウェハの保持状態が正常でないときを示す図（その２）である。
【図１６】ウェハの保持状態が正常であるときの、時間と光量の検出値との関係の一例を模式的に示すグラフである。
【図１７】ウェハの保持状態が正常でないときの、時間と光量の検出値との関係の一例を模式的に示すグラフである。
【図１８】ウェハの保持状態が正常であるとき、及び、正常でないときの、時間と検出値の積算値との関係の一例を模式的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。ここでは、本発明を半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」と記す。）の表面洗浄を行う基板処理装置に適用した場合について示す。
（実施の形態）
始めに、図１を参照し、本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成について説明する。
【００１６】
図１は本実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【００１７】
この基板処理装置１０は、複数のウェハＷを収容するウェハキャリアＷＣを載置し、ウェハＷの搬入・搬出を行う搬入出ステーション（基板搬入出部）１と、ウェハＷに洗浄処理を施すための処理ステーション（液処理部）２とを備えている。搬入出ステーション（基板搬入出部）１及び処理ステーション（液処理部）２は、隣接して設けられている。
【００１８】
搬入出ステーション１は、キャリア載置部１１、搬送部１２、受け渡し部１３及び筐体１４を有している。キャリア載置部１１は、複数のウェハＷを水平状態で収容する４個のウェハキャリアＷＣを載置する。搬送部１２は、ウェハＷの搬送を行う。受け渡し部１３は、ウェハＷの受け渡しを行う。筐体１４は、搬送部１２および受け渡し部１３を収容する。
【００１９】
搬送部１２は、搬送機構１５を有している。搬送機構１５は、ウェハＷを保持するウェハ保持アーム１５ａ及びウェハ保持アーム１５ａを前後に移動させる機構を有している。また搬送機構１５は、ウェハキャリアＷＣの配列方向であるＸ方向に延在する水平ガイド１７に沿って移動させる機構、垂直方向に設けられた図示しない垂直ガイドに沿って移動させる機構、水平面内で回転させる機構を有している。この搬送機構１５により、ウェハキャリアＷＣと受け渡し部１３との間でウェハＷが搬送される。
【００２０】
受け渡し部１３は、受け渡しステージ１９上に、ウェハＷを載置可能な載置部を複数備えた受け渡し棚２０を有している。受け渡し部１３は、この受け渡し棚２０を介して処理ステーション２との間でウェハＷの受け渡しが行われるようになっている。
【００２１】
処理ステーション２は、直方体状をなす筐体２１を有している。処理ステーション２は、筐体２１内には、その中央にウェハキャリアＷＣの配列方向であるＸ方向に直交するＹ方向に沿って延びる搬送路を構成する搬送室２１ａと、搬送室２１ａの両側に設けられた２つのユニット室２１ｂ、２１ｃとを有している。ユニット室２１ｂ、２１ｃにはそれぞれ搬送室２１ａに沿って６個ずつ合計１２個の液処理ユニット２２が水平に配列されている。
【００２２】
搬送室２１ａの内部には搬送機構２４が設けられている。搬送機構２４は、ウェハＷを保持するウェハ保持アーム２４ａを前後に移動させる機構を有している。また、搬送機構２４は、搬送室２１ａに設けられた水平ガイド２５に沿ってＹ方向に移動させる機構、垂直方向に設けられた図示しない垂直ガイドに沿って移動させる機構、水平面内で回転させる機構を有している。この搬送機構２４により、各液処理ユニット２２に対するウェハＷの搬入出が行われる。
【００２３】
次に、本実施の形態に係る基板処理装置に搭載された液処理ユニット２２について説明する。
【００２４】
図２は、液処理ユニット２２の縦断面図である。
【００２５】
液処理ユニット２２は、ケーシング３１と、ケーシング３１内に設けられ、ウェハＷを保持する基板保持機構３２と、基板保持機構３２によって保持されたウェハＷに処理液を供給する処理液供給機構３３と、基板保持機構３２を回転させる回転機構３５（モータ５１）とを備えている。
【００２６】
なお、基板保持機構３２は、ウェハＷが載置されることによって、ウェハＷを保持するものであり、本発明における載置台に相当する。また、クランプ部材４３は、本発明における保持部に相当する。また、回転機構３５は、本発明における回転部に相当する。
【００２７】
ケーシング３１内であって基板保持機構３２の周縁外方には、ウェハＷを洗浄した後の処理液を受ける環状の排液カップ３６が配置されている。そして、この排液カップ３６には、排液カップ３６を経た処理液を排出する排液管３７が連結されている。また、ケーシング３１の側壁には、ウェハＷを出し入れするための出入口３１ａが設けられている。
【００２８】
なお、ケーシング３１は、本発明における筐体に相当する。
【００２９】
基板保持機構３２は、リフトピンプレート４１、保持プレート４２、クランプ部材４３を有する。リフトピンプレート４１及び保持プレート４２は、水平に設けられており、円板状をなしている。保持プレート４２の周縁部には、ウェハＷの周縁部を保持するためのクランプ部材４３が設けられている。なお、リフトピンプレート４１、保持プレート４２及びクランプ部材４３の詳細な構造については、後述する。
【００３０】
保持プレート４２の下面の中心部には、下方鉛直に延びる円筒状の回転軸４２ａが連結されている。また、保持プレート４２の中心部には、円筒状の回転軸４２ａの孔４２ｂに連通する円形の孔４２ｃが形成されており、回転軸４２ａの孔４２ｂの内部には、洗浄液供給管４６が設けられている。洗浄液供給管４６内には、ウェハＷの裏面（下面）側に向けて処理液を供給する裏面処理液供給路４６ａが設けられている。
【００３１】
洗浄液供給管４６は、第１の部材４６ｂを介して昇降機構４７に接続されており、上下方向に昇降自在に設けられている。
【００３２】
洗浄液供給管４６には、第２の部材４６ｃが接続されている。そして、第２の部材４６ｃには、３つの棒状の第３の部材４６ｄが第２の部材４６ｃから上方に延びるように接続されている。第３の部材４６ｄは、リフトピンプレート４１の裏面から下方に延びるように設けられた、後述する各接続部材４１ｃに対応して設けられている。また、第３の部材４６ｄは、昇降部材４７により洗浄液供給管４６が上方に移動する際に、接続部材４１ｃを上方に押し上げることができる。
【００３３】
回転軸４２ａは、軸受け部材４８を介してベースプレート４０に回転可能に支持されており、回転機構３５により回転駆動される。
【００３４】
ケーシング３１内の上方部には、基板処理装置のファン・フィルター・ユニット（ＦＦＵ）（図示せず）からの気体を、導入口３１ｂを介して導入するための気体導入部５５が設けられている。そして、導入口３１ｂを介して導入された清浄空気（気体）を、基板保持機構３２に保持されたウェハＷ上方の空間に供給する。
【００３５】
また、気体導入部５５と、ケーシング３１内であって基板保持機構３２等が設けられている空間５６との間には、仕切り部材５７が設けられている。仕切り部材５７には、気体導入部５５から空間５６へ気体が流れるため、及び、後述するレーザセンサ４５とウェハＷとの間でレーザ光が通過するために、孔部５７ａが形成されている。
【００３６】
排液カップ３６の周縁外方には、気体導入部５５から供給されてウェハＷを経た清浄空気を取り込んで排気する環状の排気カップ５８が配置されている。排気カップ５８には、排気カップ５８を経た気体を排出する排気管５９が連結されている。
【００３７】
図３は、液処理ユニット２２の処理液供給機構３３の構成を示す概略図である。
【００３８】
図２及び図３に示すように、処理液供給機構３３は、基板保持機構３２によって保持されたウェハＷの表面に処理液を供給するノズル６１ａ、６１ｂを有するノズルブロック６１を有している。また、処理液供給機構３３は、ノズルブロック６１に連結され、ノズルブロック６１を基板保持機構３２に保持されたウェハＷの表面に沿って移動させるノズルアーム６２と、ノズルアーム６２から下方鉛直方向に向かって延びるノズル揺動軸６３とを有している。また、処理液供給機構３３は、ノズル揺動軸６３を駆動するノズル駆動部６４を有している。
【００３９】
処理液供給機構３３のノズル６１ａ、６１ｂを有するノズルブロック６１、ノズルアーム６２およびノズル揺動軸６３内には、処理液が通過する処理液流路７０と、リンス液が通過するリンス液流路７１が設けられている。
【００４０】
処理液流路７０は、第１バルブ７７を介してアンモニア過水(ＳＣ１)を供給するＳＣ１供給源７３と連通されている。また、リンス液流路７１は、第２バルブ７９を介して純水(ＤＩＷ)を供給するＤＩＷ供給源７５と連通されている。
【００４１】
また、裏面処理液供給路４６ａへ処理液を供給する機構は、上述した処理液供給機構３３と同様の構成からなっている。
【００４２】
第１バルブ７７、第２バルブ７９の各々には制御部１００が接続されており、それぞれのバルブは、制御部１００により制御される。
【００４３】
なお、ＳＣ１以外に、例えば希フッ酸(ＤＨＦ)、ＢＨＦ（ＨＦとＮＨ４Ｆの混合溶液）、ＬＡＬ（ＢＨＦと界面活性剤との混合溶液）を供給してもよい。また、乾燥溶媒として例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を供給してもよい。
【００４４】
図４は、保持プレート４２及びクランプ部材４３の構成を示す平面図である。図５及び図６は、液処理ユニット２２の基板保持機構３２の構成を示す縦断面であって、リフトピンプレート４１及び洗浄液供給管４６がそれぞれ下方位置又は上方位置にあるときの状態を示す図である。
【００４５】
図４に示すように、保持プレート４２の周縁部近傍において、周方向に沿って互いに異なる位置に配置された、複数のクランプ部材４３が設けられている。本実施の形態では、一例として、３つのクランプ部材４３が、保持プレート４２に保持されているウェハＷの周方向に沿って等間隔に設けられている。
【００４６】
リフトピンプレート４１は円板形状のものからなり、その中心部分には貫通孔４１ａが形成されている。貫通孔４１ａには洗浄液供給管４６が通されている。リフトピンプレート４１の表面には、３本のリフトピン４１ｂが設けられている。リフトピン４１ｂは、リフトピンプレート４１の中心部と周縁部との間において、周方向に沿って等間隔で設けられている。また、リフトピンプレート４１の裏面には、下方に伸びる３つの棒状の接続部材４１ｃが設けられている。接続部材４１ｃは、リフトピンプレート４１の中心部と周縁部との間において、周方向に等間隔で設けられている。
【００４７】
保持プレート４２には、接続部材４１ｃの各々が通過するように、３つの貫通孔４２ｄが形成されている。各貫通孔４２ｄは、保持プレート４２の周方向に等間隔で設けられている。また、保持プレート４２の裏面において、各貫通孔４２ｄの箇所には、保持プレート４２の裏面から下方に延びる３つの円筒形状の収容部材４２ｅが設けられている。各収容部材４２ｅは、各接続部材４１ｃを収容する。これらの収容部材４２ｅは、保持プレート４２の周縁部近傍において周方向に等間隔で設けられている。
【００４８】
円筒形状の各収容部材４２ｅの内径は各接続部材４１ｃの外径よりもやや大きくなっており、各収容部材４２ｅの長手方向（図５及び図６の上下方向）に沿って各接続部材４１ｃが各収容部材４２ｅ内で移動できる。図５に示すように、リフトピンプレート４１が下方位置にあるときは、各接続部材４１ｃは各収容部材４２ｅに収容された状態となる。これにより、保持プレート４２を回転させたときに、各接続部材４１ｃを介してリフトピンプレート４１も連動して回転する。一方、図６に示すように、リフトピンプレート４１が上方位置にあるときは、各接続部材４１ｃはその下部における一部分のみが各収容部材４２ｅに収容された状態となり、各接続部材４１ｃは貫通孔４２ｄを通過して保持プレート４２から上方に突出する。
【００４９】
各収容部材４２ｅの中空部分にはバネ４２ｆが圧縮された状態で収容されている。バネ４２ｆが圧縮状態から元の状態に戻ろうとする力により、接続部材４１ｃには常に下向きの力（保持プレート４２から下方に移動しようとする力）が加えられている。
【００５０】
保持プレート４２には、ウェハＷを側方からクランプするためのクランプ部材４３が設けられている。クランプ部材４３は、図５に示すようにリフトピンプレート４１が下方位置にあるときにウェハＷを側方から保持し、一方、図６に示すようにリフトピンプレート４１が上方位置にあるときにウェハＷから離間する。
【００５１】
クランプ部材４３は、ウェハＷを側方から保持する保持部材４３ｂと、軸４３ａに関して保持部材４３ｂと反対側に設けられた被押圧部材４３ｃとを有し、保持プレート４２に軸支する軸４３ａを中心として回動する。
【００５２】
クランプ部材４３は、リフトピンプレート４１が上方位置から下方位置に移動したときに、リフトピンプレート４１の下面により被押圧部材４３ｃが下方に押圧されることによって、軸４３ａを中心として回転する。そして、クランプ部材４３が軸４３ａを中心として回動することによって、保持部材４３ｂがウェハＷに向かってウェハＷの側方から移動し、ウェハＷに対して前進する。これにより、図５に示すように、リフトピンプレート４１が下方位置に到達したときに、ウェハＷがクランプ部材４３により側方から保持されることとなる。また、図５に示すように、ウェハＷがクランプ部材４３により側方から保持されたときに、ウェハＷはリフトピン４１ｂの先端から上方に離間し、リフトピン４１ｂから上方に浮いた状態となる。
【００５３】
なお、クランプ部材４３は、ウェハＷに対して進退可能に設けられてなるとともに、ウェハＷに対して前進することによってウェハＷの周縁部を保持するものであればよく、軸４３ａを中心として回動可能に設けられる場合に限られない。
【００５４】
次に、レーザセンサ４５について説明する。レーザセンサ４５は、例えば反射型レーザセンサよりなり、光源８８及び受光素子８９を有する。なお、受光素子８９は、本発明における検出部に相当する。
【００５５】
図７は、レーザセンサ４５、ウェハＷ及びミラー部材９０の配置関係を模式的に示す平面図である。図８は、光Ｌ１に沿って視たときのミラー部材９０の構成を示す図である。
【００５６】
光源８８は、光をクランプ部材４３に保持されているウェハＷの表面であって、ウェハＷの中心以外の領域Ａ１に照射する。光源８８として、例えば赤色レーザ光等のレーザ光を発光するレーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いることができる。なお、本実施の形態では、ウェハＷの上面にレーザ光を照射するが、ウェハＷの表面に光を照射して反射すればよく、ウェハの周側面又は下面に光を照射してもよい。
【００５７】
受光素子８９は、ウェハＷの表面で反射した光の光量を検出する。受光素子８９として、フォトダイオード、フォトトランジスタ等を用いることができる。
【００５８】
なお、光源８８と受光素子８９とは、別体で設けられていてもよく、光源８８が受光素子８９と異なる位置に設けられていてもよい。
【００５９】
図２及び図７に示すように、光源８８と受光素子８９とが一体で設けられているときは、ミラー部材９０が設けられていてもよい。ミラー部材９０は、以下のような光路を形成するような配置で設けられている。すなわち、ミラー部材９０は、光源８８からウェハＷの上面の領域Ａ１に照射された光Ｌが反射した光Ｌ１の光路上に設けられている。そして、光Ｌ１がミラー部材９０に入射すると、入射した光Ｌ１はミラー部材９０で反射し、反射した光Ｌ２が再びウェハＷの上面の領域Ａ１又はその近傍に照射される。ウェハＷの上面の領域Ａ１又はその近傍に照射された光Ｌ２は、ウェハＷの上面の領域Ａ１又はその近傍で反射し、反射した光Ｌ３が受光素子８９に受光される。
【００６０】
図８に示すように、ミラー部材９０は、光を反射しない無反射部９１の中心部に光を反射する反射部９２が設けられている。例えば無反射部９１の中心部をくり抜き、くり抜いた部分に金属板を取り付けたものでもよく、あるいは、無反射部９１の中心部に金属膜を蒸着したもの等各種の構成を有することができる。
【００６１】
レーザセンサ４５は、ケーシング３１の外側に設けられている。このとき、ケーシング３１は、少なくとも一部がウェハＷの上面で反射された光を透過する透過部材３１ｃよりなる。そして、ケーシング３１、透過部材３１ｃ、及びレーザセンサ４５は、レーザセンサ４５の光源８８からのレーザ光が透過部材３１ｃを通過してウェハＷの上面に照射されるとともに、ウェハＷの上面で反射した光が透過部材３１ｃを通過してレーザセンサ４５の受光素子８９に受光されるように、配置されている。透過部材３１ｃとしては、透明性、及び、処理液等の各種の薬品への耐性の点から、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂又は石英ガラスを用いることができる。
【００６２】
また、ミラー部材９０は、ケーシング３１の外側に設けられていてもよく、図２に示すように、仕切り部材５７の上方すなわち気体導入部５５に設けられていてもよい。
【００６３】
制御部１００は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ１０１を有しており、基板処理装置１０の各構成部がこのプロセスコントローラ１０１に接続されて制御される構成となっている。また、プロセスコントローラ１０１には、工程管理者が基板処理装置１０の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作などを行うキーボードや、基板処理装置１０の各構成部の可動状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１０２が接続されている。さらに、プロセスコントローラ１０１には、基板処理装置１０で実行される各種処理をプロセスコントローラ１０１の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて基板処理装置１０の各構成部に所定の処理を実行させるための制御プログラムすなわちレシピが格納された記憶部１０３が接続されている。レシピは記憶部１０３の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。
【００６４】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース１０２からの指示等にて任意のレシピを記憶部１０３から呼び出してプロセスコントローラ１０１に実行させる。これにより、プロセスコントローラ１０１の制御下で、モータ５１、昇降機構４７、レーザセンサ４５、処理液供給機構３３を含む各部材を制御し、基板処理装置１０での所望の処理が行われる。
【００６５】
図９は、プロセスコントローラ１０１がレーザセンサ４５を制御する制御系の構成を示す図である。
【００６６】
プロセスコントローラ１０１は、例えばマイクロコントローラ１０４とＩＯボード１０５を有している。マイクロコントローラ１０４は、ＩＯボード１０５を介して制御信号をレーザセンサ４５の光源８８に入力する。制御信号が入力された光源８８は、光をウェハＷに照射する。ウェハＷに照射された光がウェハＷの上面、ミラー部材９０、再びウェハＷの上面で反射され、反射された光が受光素子８９に検出される。受光素子８９で検出された光は、レーザセンサ４５内に設けられた例えばアンプにより増幅されて検出信号となり、検出信号は、ＩＯボード１０５を介してマイクロコントローラ１０４に入力される。マイクロコントローラ１０４では、入力された検出信号に基づいて、ウェハＷの保持状態が正常であるか否かを判定する。
【００６７】
また、ＩＯボード１０５には、デジタル信号を入出力するポートＰＲＴ１に加え、アナログ信号を入出力するポートＰＲＴ２を有している。そして、受光素子８９が光量を検出した検出値をアナログデータとして積算する。
【００６８】
次に、上記した制御部１００により液処理ユニット２２を用いて行なわれる基板処理方法について説明する。
【００６９】
図１０及び図１１は、本実施の形態に係る基板処理装置を用いた基板処理方法における各工程の手順を説明するためのフローチャートである。
【００７０】
予め、搬入出ステーション１のキャリア載置部１１に載置されたウェハキャリアＷＣから搬送機構１５によりウェハＷを取り出して受け渡し棚２０の載置部に載置し、この動作を連続的に行う。
【００７１】
そして、ステップＳ１１では、受け渡し棚２０の載置部に載置されたウェハＷは、処理ステーション２の搬送機構２４により順次搬送されて、いずれかの液処理ユニット２２に搬入される。液処理ユニット２２では、ウェハ保持アーム２４ａが、出入口３１ａを通って、ケーシング３１の外部から内部へ前進する。ウェハ保持アーム２４ａがケーシング３１の内部へ前進した状態で、昇降機構４７によりリフトピンプレート４１が下方位置から上方位置に移動し、ウェハＷは、ウェハ保持アーム２４ａからリフトピンプレート４１のリフトピン４１ｂに受け渡される。リフトピン４１ｂにウェハＷが受け渡された状態で、ウェハ保持アーム２４ａを出入口３１ａを通ってケーシング３１の内部から外部へ後退させ、昇降機構４７によりリフトピンプレート４１を上方位置から下方位置に移動させる。そして、リフトピンプレート４１を下方位置に移動させるときに、リフトピンプレート４１の下面により被押圧部材４３ｃが下方に押圧され、クランプ部材４３が軸４３ａを中心として回動することによって、ウェハＷはクランプ部材４３に側方から保持される（保持工程）。
【００７２】
次いで、ステップＳ１２では、レーザセンサ４５の光源８８からレーザ光Ｌを発光する（レーザＯＮ）。そして、発光されたレーザ光Ｌはケーシング３１の透過部材３１ｃを通してウェハＷの上面であって、ウェハＷの中心以外の領域Ａ１に照射される。次いで、ステップＳ１３において、クランプ部材４３に保持されたウェハＷを、モータ５１により保持プレート４２の中心を回転軸として、クランプ部材４３とともに回転させると同時に（モータ回転開始）、図１１に示すステップＳ３１〜ステップＳ３５を行う。
【００７３】
ステップＳ３１では、ウェハＷに照射された光がウェハＷの上面、ミラー部材９０、再びウェハＷの上面で反射され、反射された光Ｌ３の光量をレーザセンサ４５の受光素子８９により検出する（検出工程）。
【００７４】
図１２及び図１３に示すように、ウェハＷが所定の位置に保持されているとき、すなわちウェハＷの保持状態が正常であるときは、レーザセンサ４５からのレーザ光ＬがウェハＷの上面の領域Ａ１で反射された光Ｌ１は、ミラー部材９０の反射部９２内の領域Ａ２に入射する。光Ｌ１が領域Ａ２に入射すると、入射した光Ｌ１は領域Ａ２で反射し、反射した光Ｌ２が再びウェハＷの上面の領域Ａ１又はその近傍に照射される。ウェハＷの上面の領域Ａ１又はその近傍に照射された光Ｌ２は、ウェハＷの上面の領域Ａ１又はその近傍で反射し、反射した光Ｌ３が受光素子８９に受光されることによって、ウェハＷの上面で反射された光量が検出される。このとき、レーザセンサ４５の受光素子８９により検出される光量の検出値は、相対的に大きくなる。
【００７５】
一方、図１４及び図１５に示すように、例えばクランプ部材４３の上に乗り上げているときなど、ウェハＷが所定の位置に保持されていないとき、すなわちウェハＷの保持状態が正常でないときを考える。すると、レーザセンサ４５からのレーザ光Ｌは、クランプ部材４３の上に乗り上げているウェハＷの上面の領域Ａ１に照射される。領域Ａ１に照射されたレーザ光Ｌは、領域Ａ１で反射される。しかし、ウェハＷの保持状態が正常でないときは、ウェハＷが水平面から傾いているため、領域Ａ１で反射された光Ｌ１´の光路は、図１２に示す光Ｌ１の光路とは異なる。従って、反射された光Ｌ１´はミラー部材９０の反射部９２以外の領域、又は、ミラー部材９０の周辺の領域である、領域Ａ２´に照射される。そして、領域Ａ２´に照射された光Ｌ１´のうち、再びウェハＷの上面の領域Ａ１又はその近傍で反射された光が受光素子８９に戻る割合はほとんど零近くまで減少する。従って、レーザセンサ４５の受光素子８９により検出される光量の検出値は、相対的に小さくなる。
【００７６】
そして、ステップＳ３２では、光を検出した検出値を積算する。予め、処理を行う前に、検出した検出値の積算値である積算パラメータＳｚを０としておく。そして、ステップＳ３２において、積算パラメータＳｚを、現在値Ｓｚに検出値ａｋを加算することによってＳｚ＋ａｋとし、再びステップＳ３１（検出工程）とステップＳ３２（積算工程）を行う。
【００７７】
このようにしてステップＳ３１（検出工程）とステップＳ３２（積算工程）を複数回行った後、ステップＳ３３を行う。ステップＳ３３では、検出値を積算した積算値が所定値よりも小さいか否かを判定する（判定工程）。
【００７８】
図１６は、ウェハＷの保持状態が正常であるときの、時間と光量の検出値との関係の一例を模式的に示すグラフである。図１７は、ウェハＷの保持状態が正常でないときの、時間と光量の検出値との関係の一例を模式的に示すグラフである。図１８は、ウェハＷの保持状態が正常であるとき、及び、正常でないときの、時間と検出値の積算値との関係の一例を模式的に示すグラフである。
【００７９】
積算値と比較する所定値は、図１８においてＳｙで示され、処理を行う前に予め決定しておく。具体的には、例えば以下のようにして決定することができる。予め、図１６に示すようなウェハＷの保持状態が正常であるときの検出値と、図１７に示すようなウェハＷの保持状態が正常でないときの検出値とを検出する。正常でない場合については、複数の場合で検出し、それぞれの積算値を算出する。そして、図１８に示すように、正常時の検出値の積算値の最小値と異常時の検出値の積算値の最大値の間になるように所定値Ｓｙを設定し、所定値Ｓｙが閾値Ｓｘを複数回積算した値となるように、閾値Ｓｘを決定する。これにより、積算値Ｓｚが所定値Ｓｙ以上であるときは、ウェハＷの保持状態は正常であると判定することができ、積算値Ｓｚが所定値Ｓｙよりも小さいときは、ウェハＷの保持状態は正常でないと判定することができる。
【００８０】
ステップＳ３３では、ステップＳ３１とステップＳ３２とを例えばｎ回繰り返した後であるため、検出値ａｋを積算した積算値である積算パラメータＳｚは、下記式（１）
【００８１】
【数１】
0005419933.tif 000002
に示される。
【００８２】
式（１）に示される積算パラメータＳｚは、例えば、図１６における時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・ｔＮにおける検出値ａ１、ａ２、ａ３・・・ａＮの総和になる。
【００８３】
なお、図１６、図１７に示す例では、３６０°の範囲でウェハＷを回転させ、その際に、ステップＳ３１（検出工程）とステップＳ３２（積算工程）を複数回行うことができる。
【００８４】
ステップＳ３３で積算パラメータＳｚが所定値Ｓｙ以上であるときは、ウェハＷの保持状態が正常であると判定し（ステップＳ３４）、ステップＳ１４へ進む。
【００８５】
一方、積算パラメータＳｚが所定値Ｓｙより小さいときは、ウェハＷの保持状態が正常でないと判定し（ステップＳ３５）、処理を中止する。あるいは、処理の中止に代え、ウェハＷをクランプ部材４３により再度保持し直してもよい。すなわち、昇降機構４７によりリフトピンプレート４１を下方位置から上方位置に移動させ、リフトピンプレート４１の下面により被押圧部材４３ｃへの下方への押圧を解除し、クランプ部材４３を軸４３ａを中心として回動させることによって、一旦、クランプ部材４３によるウェハＷの保持を解除する（図６参照）。その後、リフトピンプレート４１を再び下方位置に移動させ、リフトピンプレート４１の下面により被押圧部材４３ｃが下方に押圧され、クランプ部材４３が軸４３ａを中心として回動することによって、ウェハＷをクランプ部材４３の保持部材４３ｂにより側方から再度保持してもよい（図５参照）。すなわち、ウェハＷの保持状態が正常でないと判定したときに、クランプ部材４３の保持部材４３ｂをウェハＷに対して後退及び前進させることによってウェハＷを保持し直してもよい。
【００８６】
なお、ステップＳ３２（積算工程）において、受光素子８９が光量を検出した検出値をアナログデータとして積算する。図１６に示すように検出値が変動するような場合、受光素子８９が光量を検出した検出値をアナログデータとして積算することにより、検出値をデジタルデータに変換して積算するよりも、得られる積算値の精度を向上させることができる。
【００８７】
ウェハＷの保持状態が正常であるときは、図１６に示すように、検出位置に関わらず、相対的に大きな検出値が検出される。一方、ウェハＷの保持状態が正常でないときは、図１７に示すように、相対的に小さな検出値が検出される。ところが、例えばレーザ光をウェハＷの上面で反射させると、ウェハＷ上に形成されている膜種、ウェハＷ上で加工されている膜の表面状態等の影響により、光量の検出値が想定された値と異なる場合がある。具体的には、ウェハＷ上の検出位置を変えたときに、ウェハＷ上で加工されている膜の表面状態等の影響により、検出位置によって、検出値が大きく変動することがある。また、ウェハＷが乗り上げているクランプ部材４３との検出位置との関係により、ウェハＷ上の検出位置を変えたときに、検出位置によって、検出値が大きく変動することがある。
【００８８】
図１６に示す例では、ステップＳ３１（検出工程）とステップＳ３２（積算工程）を３秒間繰り返して行う際に、光量の検出値ａｋが閾値Ｓｘよりも小さくなる場合がある（図１６の破線で囲まれた領域I）。これは、主にウェハＷの表面状態の影響によると考えられる。
【００８９】
図１７に示す例では、ステップＳ３１（検出工程）とステップＳ３２（積算工程）を３秒間繰り返して行う際に、時間が２〜３秒の領域（図１７の破線で囲まれた領域II）において、光量の検出値ａｋが閾値Ｓｘよりも大きくなっている。このような現象は、平面視において、ウェハＷの中心からウェハＷが乗り上げているクランプ部材４３に向かう方向と、光Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のいずれかの方向とが、例えば平行になるときに、観測されることがある。
【００９０】
従って、図７に示すように、ウェハＷ上の検出位置を変えながら、検出工程（検出処理）を複数回行い、その複数の積算値を積算する。これにより、ウェハＷ上に形成されている膜種、ウェハＷ上で加工されている膜の表面状態等の影響を排除することができ、領域I又は領域IIのようなところがあっても、ウェハＷの保持状態を誤検出することなく正確に判定できる。
【００９１】
更に、ウェハＷがクランプ部材４３−１又はクランプ部材４３−２に乗り上げている場合、その周辺以外では検出値が小さい。また、ウェハＷがクランプ部材４３−３に乗り上げている場合、クランプ部材４３−１からクランプ部材４３−２の間の検出値は、全体に亘り小さい。従って、３つのうちの２つのクランプ部材の間で検知すれば、図１７の破線で囲まれた領域IIIに示すような検出値が小さいポイントが多くなる。そして、図１８の正常でないときの積算値に示すように、検出値の積算値が閾値の積算値を下回り、ウェハＷの保持状態が正常でないと判定できる。よって、ウェハＷを全周（３６０°）に亘り回転させなくても、ウェハＷの保持状態を正確に検出することができるため、スループットを向上できる。
【００９２】
本実施の形態では、一例としてクランプ部材４３は、ウェハＷの周方向に沿って等間隔に、すなわち１２０°の検出位置毎に、３つ設けられている。従って、少なくともクランプ部材４３−１に対応した第１の検出位置から、クランプ部材４３−１の隣のクランプ部材４３−２に対応した第２の検出位置まで、例えば１２０°の範囲でウェハＷを回転させればよい。
【００９３】
ステップＳ３３においてウェハＷの保持状態が正常であると判定したときは（ステップＳ３４）、図１０に示すステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４では、レーザセンサ４５の光源８８からのレーザ光Ｌの発光を停止し（レーザＯＦＦ）、次いで、ステップＳ１５を行う。ステップＳ１５では、各種の基板処理を行う（基板処理工程）。
【００９４】
例えば、回転機構３５により保持プレート４２を回転させることによって、クランプ部材４３に保持されているウェハＷを回転させる。そして、回転しているウェハＷに、ノズルブロック６１により、例えばＳＣ１等の処理液を供給する。次いで、処理液を供給したウェハＷに、ノズルブロック６１により、例えば純水等のリンス液を供給する。次いで、リンス液を供給したウェハＷを高速で回転させて、振り切り乾燥する。
【００９５】
ステップＳ１５（基板処理工程）の後、ステップＳ１６において光源８８からレーザ光Ｌを発光し（レーザＯＮ）、ステップＳ１７において保持プレート４２の位置合わせをしている間に、再び、ステップＳ３１〜ステップＳ３５の判定工程（判定処理）を行ってもよい。これにより、基板処理工程の後のウェハＷの保持状態が正常であることを確認することができる。
【００９６】
このとき、処理工程前に検出した位置と同じ位置を検出するのが、正確性の観点から好ましい。同じ位置について、処理前は保持状態が正常であったが、処理後は保持状態が正常でなかった場合には、処理中にウェハＷがクランプ部材４３から外れたり、又は、ウェハＷが割れたりする等の異常が発生したことを検知することができる。
【００９７】
また、ステップＳ３１〜ステップＳ３５の判定工程（判定処理）を行っている間、複数回の検出工程（ステップＳ３１）が終了し次第、ステップＳ１８において、回転機構３５のモータ５１の回転が停止され（モータ回転停止）、クランプ部材４３に保持されているウェハＷの回転も停止される。
【００９８】
次いで、ステップＳ１９では、光源８８からのレーザ光Ｌの発光を停止する（レーザＯＦＦ）。次いで、ステップＳ２０では、昇降機構４７によって、リフトピンプレート４１が上方位置に移動させられて、ウェハＷが受け渡し位置（上方位置）に上昇する。そして、搬送機構２４により液処理ユニット２２からウェハＷを搬出する（受け渡し工程）。搬出したウェハＷは、搬送機構２４により受け渡しステージ１９の受け渡し棚２０に載置され、更に、受け渡し棚２０から搬送機構１５によりウェハキャリアＷＣに戻される。
【００９９】
以上の一連の工程により、一枚のウェハＷの処理が終了する。
【０１００】
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１０１】
例えば、光源から照射される光がレーザ光である場合に限られず、照射される光が、ＬＥＤ等の各種の光源から照射される光であってもよい。
【０１０２】
また、例えば、処理液による処理として、レジスト膜を塗布する塗布処理、塗布されたレジスト膜を加熱又は冷却する熱処理、レジスト膜を露光した後、例えばアルカリ性の現像液により現像する現像処理、及び現像処理後のリンス処理にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  基板処理装置
３２  基板保持機構
３５  回転機構
４２  保持プレート
４３  クランプ部材
４５  レーザセンサ
８８  光源
８９  受光素子
１００  制御部
【図１】
0005419933.tif 000003
【図２】
0005419933.tif 000004
【図３】
0005419933.tif 000005
【図４】
0005419933.tif 000006
【図５】
0005419933.tif 000007
【図６】
0005419933.tif 000008
【図７】
0005419933.tif 000009
【図８】
0005419933.tif 000010
【図９】
0005419933.tif 000011
【図１０】
0005419933.tif 000012
【図１１】
0005419933.tif 000013
【図１２】
0005419933.tif 000014
【図１３】
0005419933.tif 000015
【図１４】
0005419933.tif 000016
【図１５】
0005419933.tif 000017
【図１６】
0005419933.tif 000018
【図１７】
0005419933.tif 000019
【図１８】
0005419933.tif 000020