(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理液を槽に供給して所定量貯留することと、前記所定量貯留された処理液を当該槽から排出することとを繰り返して一連の処理を行う基板処理装置であって、
(a) 前記槽内に貯留されている液量を検出する液量検出手段と、
(b) 前記液量検出手段に零点補正を行うように前記液量検出手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記一連の処理時において、前記槽から前記処理液が排出された後、前記槽に新たな処理液が供給されるまでの間に、前記液量検出手段に零点補正を前記槽の内部が空になるごとに行わせることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板を処理する処理液を槽に供給して所定量貯留する供給工程と、前記所定量貯留された処理液を当該槽から排出する排出工程とを繰り返して一連の処理を行う基板処理方法であって、
前記排出工程終了後、新たな供給工程に移行する前に、前記槽内に貯留されている液量を検出する液量検出手段の零点補正を前記槽の内部が空になるごとに行う補正工程を備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
基板を処理する処理液を槽に供給して所定量貯留することと、前記所定量貯留された処理液を当該槽から排出することとを繰り返して一連の処理を行う基板処理装置であって、
前記槽内に貯留されている処理液中に先端部を沈めたチューブから気体を放出するときの気圧を測定して当該処理液の液量を検出する液面レベルセンサと、
前記液面レベルセンサにリセット信号を送信して零点補正を実行させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記一連の処理時において、前記槽から前記処理液が排出された後、前記槽に新たな処理液が供給されるまでの間に、前記液面レベルセンサに零点補正を実行させることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）を処理する処理液を処理槽に供給して所定量貯留することと、その貯留された処理液を当該処理槽から排出することとを繰り返して一連の処理を行う基板処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、上記基板には基板処理装置内の処理槽において、薬液によるエッチング、純水よる洗浄処理等の表面処理が順次施されて、一連の処理が達成されている。表面処理に使用される薬液は、例えば、アンモニア水、過酸化水素水等の複数種の元になる液（以下、原液と称する）を混合して用いられている場合が多い。
【０００３】
これらの原液は、薬液を貯留して基板処理を行う薬液槽に投入される前に、予め秤量槽にて所定量を秤量される。これは、原液の投入量を正確に秤量しなければ、薬液槽内における薬液の混合比率が不均一となり、その結果、基板の表面処理も不均一なものとなるからである。
【０００４】
秤量槽にて原液を秤量する方法としては、種々の方法が適用されているが、その一例として、窒素チューブを秤量槽内に配置してそのチューブ内の圧力を測定して液量を検出する、いわゆる泡吹出し式液面検知手法がある。すなわち、秤量槽の液中に浸漬したチューブの先端から窒素ガスを吐出させ続けると、そのチューブ内の圧力はチューブ先端から液面までの距離（つまり液深）に比例する。従って、半導体圧力素子を使用した圧力センサによってチューブ内の圧力を測定することにより、秤量槽内の液面レベルを検知することができ、液量をも検出することができるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧力センサとして使用される半導体圧力素子は、長時間使用に基づくドリフト現象により誤作を生じることがある。図６は、半導体圧力素子のドリフトによる誤差を示す図である。同図に示す如く、数千時間の長時間使用によって半導体圧力素子の出力に誤差が生じ、その誤差は時間とともに増大する傾向にある。
【０００６】
また、一般に、基板処理装置は長期間連続して運転されるものである。従って、基板処理装置の長期間連続運転に伴って、圧力センサが誤動作を生じることとなり、ひいては秤量槽における正確な秤量が困難となり、薬液槽内の薬液の混合比率が不均一なものとなるのである。
【０００７】
これと同様の問題は、基板処理装置内の秤量槽以外の他の液貯留槽（例えば、薬液槽）においても生じる可能性がある。また、窒素を供給するチューブ内の圧力を半導体圧力素子を用いて測定する方法以外の液面レベル検知手法（例えば、超音波測定式手法）を適用した場合であっても、図６と同様のドリフト現象に起因して、誤動作を生じる可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、長時間連続運転する場合であっても高い精度にて槽内の液量を検出することができる基板処理装置および方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を処理する処理液を槽に供給して所定量貯留することと、前記所定量貯留された処理液を当該槽から排出することとを繰り返して一連の処理を行う基板処理装置であって、(a) 前記槽内に貯留されている液量を検出する液量検出手段と、(b) 前記液量検出手段に零点補正を行うように前記液量検出手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段に、前記一連の処理時において、前記槽から前記処理液が排出された後、前記槽に新たな処理液が供給されるまでの間に、前記液量検出手段に零点補正を前記槽の内部が空になるごとに行わせている。
【００１０】
また、請求項２の発明は、基板を処理する処理液を槽に供給して所定量貯留する供給工程と、前記所定量貯留された処理液を当該槽から排出する排出工程とを繰り返して一連の処理を行う基板処理方法であって、前記排出工程終了後、新たな供給工程に移行する前に、前記槽内に貯留されている液量を検出する液量検出手段の零点補正を前記槽の内部が空になるごとに行う補正工程を備えている。
また、請求項３の発明は、基板を処理する処理液を槽に供給して所定量貯留することと、前記所定量貯留された処理液を当該槽から排出することとを繰り返して一連の処理を行う基板処理装置であって、前記槽内に貯留されている処理液中に先端部を沈めたチューブから気体を放出するときの気圧を測定して当該処理液の液量を検出する液面レベルセンサと、前記液面レベルセンサにリセット信号を送信して零点補正を実行させる制御部と、を備え、前記制御部に、前記一連の処理時において、前記槽から前記処理液が排出された後、前記槽に新たな処理液が供給されるまでの間に、前記液面レベルセンサに零点補正を実行させている。
【００１１】
なお、本明細書中において、「処理液」とは、基板の処理に使用される液の総称であり、アンモニア水等の原液、原液を混合した薬液および純水を含むものとする。また、「槽」というときは、薬液槽、水洗槽および秤量槽を含むものとする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
＜１．基板処理装置の全体概略構成＞
まず、本発明に係る基板処理装置の全体構成について説明する。図１は、本発明に係る基板処理装置の全体構成の一例を示す正面概略図である。この基板処理装置１００は、薬液槽ＣＢ１、ＣＢ２と、水洗槽ＷＢ１、ＷＢ２、ＦＲと、乾燥部ＳＤと、基板を搬送する基板搬送ロボットＴＲとを備えている。また、基板処理装置１００は、その両端に、未処理基板Ｗを収納したカセットＣを載置するローダー部ＬＤと処理済みの基板Ｗが格納されるカセットＣを載置するアンローダー部ＵＬＤとを備えている。
【００１４】
薬液槽ＣＢ１、ＣＢ２は硫酸、アンモニア、塩酸、フッ酸、過酸化水素水またはそれらの混合液などの薬液を収容可能な処理槽である。また、水洗槽ＷＢ１、ＷＢ２は純水を収容し、基板Ｗに付着した薬液を洗浄する処理槽である。また、水洗槽ＦＲも純水を収容する洗浄処理槽であるが、主として仕上げの洗浄として用いられる。さらに、乾燥部ＳＤは基板Ｗを回転させつつ当該基板Ｗに付着した水滴を除去、乾燥させる処理部である。
【００１５】
基板搬送ロボットＴＲは、水平方向および上下方向に移動可能であり、ローダー部ＬＤから未処理の基板群（ロット）を払い出し、予め定められた処理手順に従って上記各処理槽間でロットを循環搬送するとともに、処理済みのロットをアンローダー部ＵＬＤに渡すロボットである。基板搬送ロボットＴＲは、開閉自在の一対のハンド１１を備えており、ハンド１１には、その内側に基板Ｗを保持するための複数の溝が一定のピッチで平行に設けられており（図示省略）、当該複数の溝によってロットが保持されることとなる。この基板搬送ロボットＴＲがローダー部ＬＤからロットを受け取る際には、カセットＣの下方に設けられた図示を省略するホルダによってカセットＣから上昇されたロットを基板搬送ロボットＴＲの一対のハンド１１が把持することによって行われる。また、アンローダー部ＵＬＤにロットを渡す場合には、上記とは逆に、ハンド１１から図示を省略するホルダにロットが渡され、そのホルダが下降することによって、ロットがカセットＣ内部に格納される。なお、ここに示している例は、カセットＣからロットを取り出して、そのロットを直接基板搬送ロボットＴＲが把持、搬送する方式の装置であるが、カセットＣごと基板搬送ロボットＴＲが保持してロットを搬送する、いわゆるカセット搬送方式の装置であってもかまわない。
【００１６】
＜２．処理槽の概略構成＞
次に、基板処理装置１００に含まれる処理槽の概略構成について説明する。ここでは、処理槽の例として薬液槽ＣＢ１の構成について説明する。図２は、薬液槽ＣＢ１の概略構成を示す図である。
【００１７】
薬液槽ＣＢ１は、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）、純水（Ｈ２Ｏ）を所定量にて混合した薬液（いわゆるＳＣ−１液）を貯留し、その液中に基板を浸漬して表面処理を行う処理槽である。薬液槽ＣＢ１は、浸漬槽２０および回収槽２５の他に、３つの秤量槽３０、４０、５０を備えている。
【００１８】
浸漬槽２０は、上記混合液を貯留して基板を浸漬させる槽である。回収槽２５は、浸漬槽２０から溢れ出た薬液を回収するための槽である。回収槽２５に溢れ出た薬液は、循環ポンプ２６によって浸漬槽２０に循環され、その経路中において循環フィルター２７によって浄化される。また、浸漬槽２０に貯留されている薬液は、排出弁２８を開放することによって槽外に排出することが可能である。
【００１９】
３つの秤量槽３０、４０、５０は、それぞれアンモニア水、過酸化水素水、純水を予め定められた液量にて秤量し、浸漬槽２０に投入するための槽である。秤量槽３０には供給弁３１を開放することによってアンモニア水を供給することができ、また、秤量槽３０からは投入弁３２を開放することによって浸漬槽２０に秤量済みのアンモニア水を投入することができる。同様に、秤量槽４０には供給弁４１を開放することによって過酸化水素水を供給することができ、秤量槽４０からは投入弁４２を開放することによって浸漬槽２０に秤量済みの過酸化水素水を投入することができる。さらに同様に、秤量槽５０には供給弁５１を開放することによって純水を供給することができ、秤量槽５０からは投入弁５２を開放することによって浸漬槽２０に秤量済みの純水を投入することができる。なお、秤量槽の構成および処理態様についてはさらに後述する。
【００２０】
＜３．秤量槽の構成および処理態様＞
薬液槽ＣＢ１において、直接浸漬槽２０に原液（ここでは、アンモニア水、過酸化水素水、純水）を投入するのではなく、秤量槽３０、４０、５０によってそれぞれを秤量した後に浸漬槽２０に投入しているのは、基板の表面処理を均一に行うべく、浸漬槽２０内における薬液の混合比率を一定にする必要があるからである。従って、秤量槽３０、４０、５０におけるそれぞれの秤量は極力正確に行うことが望まれる。このため、秤量槽３０、４０、５０には、それぞれの秤量槽内に貯留されている液量を正確に検出する液量検出手段として液面レベル計が設けられている。
【００２１】
図３は、秤量槽３０の要部構成を示す図である。秤量槽３０には、液面レベル計３５とチューブ３６とが付設されている。チューブ３６は、先端が開放された円筒管であり、その長手方向を鉛直方向に一致させ、当該先端部が液中に沈むように秤量槽３０に付設されている。チューブ３６の他端部は図外の窒素供給源に接続されており、その窒素供給源から供給された窒素はチューブ３６内を通過し、チューブ３６の先端部から放出される。このときに、秤量槽３０内にアンモニア水が貯留されていると、チューブ３６内の気圧は、チューブ３６の先端部がアンモニア水から受ける圧力に等しく、当該先端部からアンモニア水の液面までの距離に比例した値となる。
【００２２】
液面レベル計３５は、半導体圧力素子を使用したレベルセンサである。液面レベル計３５は、チューブ３６の一部に接続されており、チューブ３６内の気圧を測定することができる。そして、秤量槽３０内にアンモニア水が貯留されているときに、液面レベル計３５がチューブ３６内の気圧を測定することにより、アンモニア水の液面レベルを検知し、秤量槽３０に貯留されている液量を検出することができる。
【００２３】
また、基板処理装置１００はコンピュータを用いて構成された制御部６０を備えており、制御部６０は供給弁３１、投入弁３２および液面レベル計３５と電気的に接続されている。すなわち、制御部６０は液面レベル計３５からの信号に基づいて秤量槽３０に貯留されている液量を把握するとともに、当該液量に応じて供給弁３１および投入弁３２の開閉を制御しているのである。
【００２４】
なお、以上は秤量槽３０についての説明であったが、秤量槽４０および秤量槽５０についても図３と同様の構成を有しており、制御部６０が秤量槽４０、５０の液量および供給・投入を管理している。また、図２に示した浸漬槽２０および回収槽２５にも、液面レベル計３５、チューブ３６と同様のものが設けられており（図示省略）、制御部６０が浸漬槽２０、回収槽２５の液量および排出を管理しているのである。
【００２５】
図３に戻り、液面レベル計３５によって秤量槽３０に貯留されている液量を検出することにより、秤量槽３０における秤量は正確なものとなる。ところが、既述したように、通常、基板処理装置１００は長期間連続して運転されるものであり、長時間使用時の半導体圧力素子のドリフトによって液面レベル計３５が誤差を生じるようになる（図６参照）。そこで、本発明に係る基板処理装置の秤量槽においては、以下のような処理態様とすることにより液面レベル計３５の精度を維持しているのである。
【００２６】
図４は、秤量槽３０における処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、予め入力されている処理プログラムに従って制御部６０が実行させるものである。また、秤量槽４０、５０においても同様の処理手順が実行されている。
【００２７】
まず、秤量槽３０から浸漬槽２０に秤量済みのアンモニア水を投入するか否かが制御部６０によって判断される（ステップＳ１）。アンモニア水の投入を開始する場合には、ステップＳ２に進み、制御部６０が投入弁３２を開放することによって浸漬槽２０にアンモニア水を投入する。なお、この段階において、供給弁３１が閉鎖されているのは勿論である。
【００２８】
次に、ステップＳ３からステップＳ４へと進み、秤量槽３０に貯留されていたアンモニア水が全て浸漬槽２０に投入されて、秤量槽３０内部が空になるまでの一定時間を待つ。秤量槽３０内部が空になったか否かの判断は、液面レベル計３５による検出結果に基づいて制御部６０が行えばよい。
【００２９】
秤量槽３０の内部が空になると、ステップＳ５に進み、制御部６０が液面レベル計３５にリセット信号を送信する。リセット信号を受信した液面レベル計３５は、零点補正を実行する（ステップＳ６）。すなわち、秤量槽３０の内部が空のとき、液量は当然に零である。そして、零点補正とは、液量が零のときの液面レベル計３５の出力を強制的に零にすることによって出力値の基準を補正する作業である。
【００３０】
液面レベル計３５の零点補正が終了すると、制御部６０が供給弁３１を開放し、新たなアンモニア水の秤量槽３０への供給を行う。なお、この段階においては、投入弁３２は閉鎖されている。そして、液面レベル計３５の液量検出結果に基づいて、制御部６０が秤量槽３０内に所定量のアンモニア水が貯留されたと判断したときには、新たなアンモニア水の供給を停止し、再びステップＳ１に戻る。
【００３１】
図４に示した処理手順の内容を見てみると、ステップＳ５、Ｓ６以外の処理は通常の基板処理においても行われるものである。すなわち、通常の基板処理においても、ステップＳ４までの処理（液投入処理）が行われて、秤量槽３０の内部が一旦空になり、その後ステップＳ７の処理（新液供給処理）が行われて、秤量槽３０の内部が再び所定量のアンモニア水にて満たされるのである。
【００３２】
一方、液面レベル計３５の零点補正を行うためには、秤量槽３０の内部が空になっている状態にて行う必要がある。そして、本発明に係る基板処理装置においては、通常の液投入処理と新液供給処理との間に、秤量槽３０の内部が一旦空になる期間を利用して液面レベル計３５の零点補正を行っているのである。
【００３３】
つまり、図４に示した処理手順の内容を集約すると、通常の一連の基板処理として、液投入処理と新液供給処理とが交互に繰り返されるのであり、そのような液投入処理と新液供給処理との間を有効に利用して液面レベル計３５の零点補正を行っているのである。
【００３４】
このようにすれば、液投入処理が行われて、秤量槽３０の内部が空になるごとに、液面レベル計３５の零点補正が行われるため、基板処理装置１００が長期間連続して運転される場合であっても、液面レベル計３５の出力値は断続的に補正されることとなり、半導体圧力素子のドリフト量は無視できる程度に常時抑制される結果、常に高い精度にて秤量槽３０内の液量を検出することができる。
【００３５】
また、通常の液投入処理と新液供給処理との間に液面レベル計３５の零点補正を行っているため、装置の生産性を低下させることなく液面レベル計３５の出力値を調整できる。すなわち、従来において、液面レベル計３５の出力値を調整するのは、浸漬槽２０に付設された濃度計（図示省略）が混合薬液の濃度異常を検知してアラーム発報した場合または定期メインテナンス時に限られていた。これらは、いずれの場合であっても、基板処理装置１００全体を一旦停止させて液面レベル計３５の調整を行うものであり、生産性の低下は避けられない。特に、浸漬槽２０に付設された濃度計がアラーム発報すると、基板処理が中断されるため、処理途中の基板については処理不良となり、著しく生産性を低下させることになる。
【００３６】
本発明に係る基板処理装置１００では、通常の液投入処理と新液供給処理との間に液面レベル計３５の零点補正を行っているため、装置を停止することなく液面レベル計３５の調整を行える。また、常に高い精度にて秤量槽３０内の液量を検出しているため、浸漬槽２０内の混合薬液が濃度異常となってアラーム発報となる事態は起こり得ない。よって、基板処理装置１００の生産性を低下させる懸念は非常に少ないのである。
【００３７】
＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、制御部６０によって自動的に液投入処理と新液供給処理との間に液面レベル計３５の零点補正を行わせるようにしていたが、図４の処理の一部を手動により行っても良い。図５は、秤量槽３０における他の処理手順を示すフローチャートである。
【００３８】
図５のステップＳ５１、Ｓ５２の処理内容は、図４のステップＳ１、Ｓ２の処理内容と同じである。次に、図５の処理手順では、装置のオペレータによって秤量槽３０内が空になったか否かが確認される（ステップＳ５３）。このときには、基板処理装置１００に設けられた画面パネル（図示省略）によって確認を行えばよい。
【００３９】
次に、ステップＳ５４に進み、オペレータが手動にて液面レベル計３５のリセット処理を行う。この処理は、例えば、基板処理装置１００に設けられた液面レベル計３５のリセットボタンを押すことによって行えばよい。そして、リセット信号を受信した液面レベル計３５は、零点補正を実行する（ステップＳ５５）。その後の新液供給処理（ステップＳ５６）は、図４のステップＳ７の処理と同じである。
【００４０】
すなわち、秤量槽３０内が空であるのを確認して液面レベル計３５にリセット信号を送信する処理のみをオペレータが行うのである。このようにしても、上記と同様に、常に高い精度にて秤量槽３０内の液量を検出することができる。
【００４１】
また、上記実施形態は、秤量槽３０についての説明であったが、秤量槽４０、５０についても同様の技術が適用できるのは勿論である。また、秤量槽に限定されるものではなく、例えば薬液槽ＣＢ１、ＣＢ２に上記の技術を適用しても良い。換言すれば、通常の処理として、処理液を槽に供給して所定量貯留する処理（液供給処理）と貯留した処理液を当該槽から排出する処理（液排出処理）とを交互に繰り返すものであれば、液排出処理の後、次の液供給処理までの間に液面レベル計の零点補正を行うことによって、装置の運転時間にかかわらず高い精度にて槽内の液量を検出することができるのである。さらに、液面レベル計３５は半導体圧力素子を使用したものに限定されるものではなく、超音波を利用して液面レベルを検出するものであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、一連の処理を行うときにおいて、槽から処理液が排出された後、槽に新たな処理液が供給されるまでの間に、液量検出手段の零点補正を槽の内部が空になるごとに行うため、長時間連続運転する場合であっても生産性を低下させることなく、常に高い精度にて槽内の液量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の全体構成の一例を示す正面概略図である。
【図２】図１の基板処理装置の薬液槽の概略構成を示す図である。
【図３】図２の秤量槽の要部構成を示す図である。
【図４】図３の秤量槽における処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図３の秤量槽における他の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】半導体圧力素子のドリフトによる誤差を示す図である。
【符号の説明】
２０  浸漬槽
２５  回収槽
３０、４０、５０  秤量槽
３５  液面レベル計
３６  チューブ
６０  制御部
１００  基板処理装置
ＣＢ１、ＣＢ２  薬液槽
ＷＢ１、ＷＢ２、ＦＲ  水洗槽
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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