(57)【要約】【課題】基板処理装置の緊急停止時に制御部は薬液送液用ポンプを停止させるが、ポンプは慣性を有しているためポンプは直ちに停止しない。このため薬液配管の内部圧力が上昇する。配管の内部圧力が上昇した状態で誤って継手を外すと薬液が配管外部に吐出するおそれがある。【解決手段】薬液供給配管１１に連結されたエア抜き配管３０にリーク弁３１を連結する。リーク弁３１はエア抜き配管３０からのエア抜きを許容する開放状態とエア抜きを停止する閉鎖状態との間で遷移可能であり、バネ３６により開放状態に付勢されている。リーク弁３１は基板処理装置１の動作中は駆動手段３２から送り込まれる作動空気４１によって閉鎖状態に付勢されている。制御手段４３は漏液センサ３３等によってエラーを検知すると駆動手段４３の電源遮断処理を実行しこれによりリーク弁３１は直ちに開放状態に遷移しエア抜き配管３０からエア抜きが即座に実行される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に向けて処理液を吐出するノズルと、
前記ノズルに向けて処理液を供給するための処理液配管と、
前記処理液配管に介装され、前記処理液配管中の処理液を前記ノズルに向けて送液するポンプと、を備えた基板処理装置において、
所定のエラー状態を検知して装置停止信号を出力するセンサまたは装置停止信号を入力する入力手段と、
前記ポンプよりも前記処理液の流通方向下流側において前記処理液配管に連結されたエア抜き配管と
前記エア抜き配管に連結され、前記エア抜き配管からのエア抜きを実行する開放状態と前記エア抜き配管からのエア抜きを停止する閉鎖状態との間で遷移可能なリーク弁と、
前記リーク弁において前記リーク弁を前記開放状態に付勢する弾性体と、
前記弾性体の弾性力に抗して前記リーク弁を閉鎖状態に付勢する駆動手段と、
前記センサまたは前記入力手段から装置停止信号を受信すると、前記駆動手段の駆動力を停止させる制御を実行する制御手段と、を備えた基板処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記基板保持手段と前記ノズルと前記処理液配管とを格納する内部空間を備えた筐体と、
前記筐体の外部から前記内部空間に連通する開口と、前記開口を開閉自在に塞ぐカバーとを有し、
前記センサは前記カバーの開状態を検知して装置停止信号を出力するセンサを含む、基板処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記センサは基板処理装置の内部での漏液を検知して装置停止信号を出力するセンサを含む、基板処理装置。
【請求項４】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記リーク弁は外部からの流体の圧力に応じて作動するピストン機構を含み、
前記駆動手段は前記ピストン機構を作動させる作動流体を供給するポンプ機構を含み、
前記制御部は前記センサまたは入力手段により装置停止信号を受信すると、前記ポンプ機構への電源遮断制御を実行する、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は、基板に対する処理液を用いた処理のための基板処理装置および基板処理方法に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハなどの基板を処理液によって処理する基板処理装置が用いられる。基板を１枚ずつ処理する枚葉型の基板処理装置は、たとえば、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板に向けて処理液を吐出する処理部と、処理液を貯留する処理液タンクと、処理液タンクと処理部とを連通する処理液配管と、処理液配管に介装され処理液タンクに貯留された処理液を処理部に向けて供給するポンプとを備えている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
通例、処理液配管には処理液の流通を制御するバルブがポンプよりも下流に介装されている。ポンプが処理液を処理液ノズルに向けて供給している期間に故障等の理由から基板処理装置が緊急停止させることがある。この場合、基板処理装置の制御部はポンプを停止させるとともに、バルブを閉鎖することによって処理液が吐出しないようにする（緊急停止処理）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３５１７０９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
制御部がポンプを停止させた後、ポンプによる送液が実際に停止するまでには一定時間を要する。送液が実際に停止するまでにポンプよりも下流側のバルブが処理液配管を閉鎖してしまうと、ポンプとバルブとの間の処理液配管の内圧が上昇する。この状態で作業者が誤って処理液配管のバルブを操作したり継手を外すなどすると処理液配管内の処理液がこのバルブから急激に吐出して飛散するおそれがある。このため、緊急停止処理後、一定の作業手順で処理液配管内の残圧を開放するものとされている。しかし、作業者が定められた手順に従わずに基板処理装置のメンテナンスを行うこともあるため、装置停止後に、直ちに配管内の残圧が開放されるように構成されていることが望まれる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、エラー状態を検知して装置を停止させた後、処理液配管に発生する残圧を自動的に開放することのできる基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板に向けて処理液を吐出するノズルと、前記ノズルに向けて処理液を供給するための処理液配管と、前記処理液配管に介装され、前記処理液配管中の処理液を前記ノズルに向けて送液するポンプと、を備えた基板処理装置において、所定のエラー状態を検知して装置停止信号を出力するセンサまたは装置停止信号を入力する入力手段と、前記ポンプよりも前記処理液の流通方向下流側において前記処理液配管に連結されたエア抜き配管と、前記エア抜き配管に連結され、前記エア抜き配管からのエア抜きを実行する開放状態と前記エア抜き配管からのエア抜きを停止する閉鎖状態との間で遷移可能なリーク弁と、前記リーク弁において前記リーク弁を前記開放状態に付勢する弾性体と、前記弾性体の弾性力に抗して前記リーク弁を閉鎖状態に付勢する駆動手段と、前記センサまたは前記入力手段から装置停止信号を受信すると、前記駆動手段の駆動力を停止させる制御を実行する制御手段とを備えた基板処理装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の基板処理装置において、前記基板保持手段と前記ノズルと前記処理液配管とを格納する内部空間を備えた筐体と、前記筐体の外部から前記内部空間に連通する開口と、前記開口を開閉自在に塞ぐカバーとを有し、前記センサは前記カバーの開状態を検知して装置停止信号を出力するセンサを含む、基板処理装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１記載の基板処理装置において、前記センサは基板処理装置の内部での漏液を検知して装置停止信号を出力するセンサを含む、基板処理装置である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１記載の基板処理装置において、前記リーク弁は外部からの流体の圧力に応じて作動するピストン機構を含み、前記駆動手段は前記ピストン機構を作動させる作動流体を供給するポンプ機構を含み、前記制御部は前記センサまたは入力手段により装置停止信号を受信すると、前記ポンプ機構への電源遮断制御を実行する、基板処理装置である。  
【発明の効果】
【００１１】
各請求項に記載の発明によれば、制御部が装置停止信号を受信した後に処理液配管に発生する残圧を直ちにかつ自動的に開放することができる。このため、基板処理装置の安全性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。
【図２】リーク弁３１の縦断面図である。
【図３】ブロック図である。
【図４】基板処理工程を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を模式的に示す図である。この基板処理装置１は、基板の一例としての半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）を１枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置１は、ウエハＷに処理液（薬液およびリンス液）を供給することにより洗浄等の基板処理を実行する。基板処理装置１は、筐体１００を備え、この筐体１００の内部にウエハＷを処理するための処理ユニット２と、この処理ユニット２に薬液を供給するための薬液供給ユニット３とが配置されている。図１では、一つの処理ユニット２が図示されているが、処理ユニット２は複数設けられていてもよい。また、複数設けられる処理ユニット２に対応して、薬液供給ユニット３が複数設けられていてもよい。
【００１５】
筐体１００は開口１０１と該開口１０１を開閉するカバー１０２とを有している。カバー１０２は作業者により手動で開閉できるようになっている。作業者はカバー１０２を手動で開放することにより筐体１００の内部にアクセスすることができる。カバー１０２の開閉状態は開口１０１近傍に設けられたセンサ１０３により検知される。センサ１０３は、基板処理装置１の作動中にカバー１０２が開放されたことを検知すると、後述する制御部４２に装置停止信号を出力する。
【００１６】
薬液供給ユニット３は開口２０１と該開口２０１を開閉するカバー２０２とを有している。カバー２０２は作業者により手動で開閉できるようになっている。作業者は前記した筐体１００のカバー１０２とカバー２０２とを手動で開放することにより筐体１００および薬液供給ユニット３の内部にアクセスすることができる。カバー２０２の開閉状態は開口２０１近傍に設けられたセンサ２０３により検知される。センサ２０３は、基板処理装置１の作動中にカバー２０２が開放されたことを検知すると、後述する制御部４２に装置停止信号を出力する。
【００１７】
処理ユニット２は、ウエハＷを水平に保持して回転させるスピンチャック４と、処理液としての薬液の一例である硫酸をウエハＷに供給する薬液ノズル５と、リンス液の一例であるＤＩＷをウエハＷに供給するリンス液ノズル６とを備えている。スピンチャック４は、ウエハＷをほぼ水平に保持して鉛直軸線まわりに回転可能なスピンベース８と、このスピンベース８を鉛直軸線まわりに回転させる回転駆動機構９とを含む。薬液ノズル５およびリンス液ノズル６は、それぞれ、ウエハＷ上での薬液およびリンス液の着液位置が固定された固定ノズルであってもよいし、薬液およびリンス液の着液位置がウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁に至る範囲で移動されるスキャンノズルであってもよい。
【００１８】
薬液供給ユニット３は、薬液タンク１０と、薬液ノズル５に薬液を供給する薬液供給配管１１とを備えている。薬液ノズル５には、薬液タンク１０に貯留された薬液が薬液供給配管１１を介して供給される。
【００１９】
薬液供給配管１１は、その一端が薬液タンク１０に接続されており、その他端が薬液ノズル５に接続されている。薬液供給配管１１には、薬液流通方向に沿って、ヒータ１２、三方弁１３、ポンプ１４、薬液バルブ１５、フィルタ１９、および薬液吐出バルブ１７が、この順に介装されている。ヒータ１２は、薬液供給配管１１内を流通する薬液を加熱して温度調節する。三方弁１３は薬液タンク１０から汲み出された薬液を薬液供給配管１１に連通させるか、薬液供給配管１１から放出する方向に向けて送液するかを選択するための弁である。作業者が三方弁１３のバルブを操作することにより薬液供給配管１１を閉鎖するか、薬液ノズル５に向けて流通させるか、メンテナンス等のために三方弁１３から薬液供給配管１１の外へ放出させるか、を選択することができる。
【００２０】
ポンプ１４は、薬液タンク１０から薬液を汲み出して薬液供給配管１１に送り込む。ポンプ１４は、薬液供給ユニット３の起動時には常時駆動されており、薬液タンク１０内の薬液を常時汲み出している。また、フィルタ１９は、薬液供給配管１１内を流通する薬液をろ過して、その薬液からパーティクルを除去する。薬液バルブ１５は薬液供給配管１１を開閉する。薬液吐出バルブ１７は、薬液ノズル５への薬液の供給および供給停止を切り換える。
【００２１】
なお、薬液タンク１０、ヒータ１２、三方弁１３、ポンプ１４、および薬液バルブ１５等は、薬液供給ユニット３内に設けられているとともに、薬液吐出バルブ１７は処理ユニット２内に設けられている。
【００２２】
薬液供給ユニット３において、ポンプ１４と薬液バルブ１５との間の薬液供給配管１１には、薬液タンク１０からくみ上げられた薬液を薬液タンク１０に循環させるためのバイパス配管２５が接続されている。バイパス配管２５には、そのバイパス配管２５を開閉するためのバイパス開閉バルブ２６が介装されている。バイパス配管２５との接続部分よりも薬液流通方向の上流側の薬液供給配管１１とバイパス配管２５とにより、薬液タンク１０内の薬液を循環させる循環経路２０が形成されている。
【００２３】
薬液供給ユニット３は、フィルタ１９内の気泡（エア）を抜くためのエア抜き配管２７を備えている。エア抜き配管２７にはフィルタ１９からの空気が連通し、パーティクルの発生の原因になるフィルタ１９内の気泡を除去するために用いられる。具体的には、フィルタ１９の一次側に、エア抜き配管２７の一端（上流端）が接続されている。これによりエア抜き配管２７は薬液供給配管１１に連結されている。エア抜き配管２７の他端側（下流側）は、薬液タンク１０に接続されている。エア抜き配管２７には、エア抜き配管２７を開閉するためのエア抜きバルブ２９が介装されている。エア抜きバルブ２９はニードルバルブであり、エア抜き配管２７を連通する流体の流量を微調整することができる。エア抜き配管２７には、エア抜きバルブ２９を迂回するためのバイパス配管３０が連結されている。バイパス配管３０の一端（上流端）は、エア抜きバルブ２９よりも上流側でエア抜き配管２７に接続されている。バイパス配管３０の他端（下流端）は、エア抜きバルブ２９よりも下流側でエア抜き配管２７に接続されている。
【００２４】
リーク弁３１はバイパス配管３０を介してエア抜き配管２７に連結されている。すなわち、リーク弁３１はバイパス配管３０に介装されている。リーク弁３１には駆動装置３２（ポンプ）からリーク弁３１を作動させる作動空気が圧送されている。リーク弁３１はポンプ１４よりも下流側に位置している。
【００２５】
また、薬液供給ユニット３には、薬液供給ユニット３の内部での薬液の漏液を検知するための漏液センサ３３が備えられている。漏液センサ３３は基板処理装置１の内部で薬液の漏洩を検知することができる。漏液センサ３３は、基板処理装置１の作動中に薬液の漏液を検知すると、後述する制御部４２に装置停止信号を出力する。
【００２６】
基板処理装置１はさらに、装置の各部を制御する制御信号を発する制御部４２と、制御部４２に装置停止信号等を入力するキーボード等の入力部４３とを有している。
【００２７】
図２は、リーク弁３１の模式的な縦断面図である。リーク弁３１はバイパス配管３０に形成された開口３０ａに嵌入する弁体３１と、弁体３１を進退させるピストン機構３３とを備えている。弁体３１は仮想線で示す位置（閉鎖位置）と実線で示す位置（開放位置）との間で進退可能に構成されている。弁体３１が閉鎖位置まで前進すると弁体３１は開口３０ａに嵌合し開口３０ａを完全に塞ぐとともにバイパス配管３０内の流体の流れを閉鎖する。これによりリーク弁３１はエア抜き配管３０からのエア抜きが停止された閉鎖状態になる。一方、弁体３１が開放位置まで後退すると弁体３１と開口３０ａとの間に隙間３０ｂが生じ、この隙間３０ｂからバイパス配管３０内の流体（空気）を外部にリークできるようになる。これによりリーク弁３１はエア抜き配管３０からのエア抜きを実行する開放状態に遷移する。
【００２８】
ピストン機構３３は、中空の筒状体３４と、ピストン３５と、ピストン３５を付勢するバネ３６と、一端（後端）がピストン３５に、他端（前端）が弁体３１に連結されたロッド３７とを備えている。
【００２９】
筒状体３４の内部空間はピストン３５によって第１内部室３９と第２内部室４０とに区画されている。第１内部室３９の内部にはバネ３６が配置され、ピストン３５を矢印ａ１方向、すなわち、弁体３８がバイパス配管３０を開放する方向に常時付勢している。一方、第２内部室４０は駆動装置３２に連通して駆動装置３２からの作動空気４１が導入されている。駆動装置３２から作動空気４１が第２内部室４０に導入されると、ピストン３５はバネ３６の付勢に抗して筒状体３４内部を矢印ａ２方向に移動して弁体３１を閉鎖位置まで移動させる。このように、このリーク弁３１は作動時が閉鎖状態、非作動時が開放状態のノーマルオープン弁である。
【００３０】
図３は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。基板処理装置１は制御部４２を備えている。この制御部４２には、回転駆動機構部９、ヒータ１２、ポンプ１４、薬液バルブ１５、薬液吐出バルブ１７、エア抜きバルブ２９、バイパス開閉バルブ２６、駆動装置３２、等が制御対象として接続されている。
【００３１】
作業者は、入力部４３から基板処理装置１の電源オン・オフを制御部４２に入力することができる。漏液センサ３３、センサ１０３およびセンサ２０３からの各種信号も制御部４２に入力される。
【００３２】
図４は、基板処理装置１の動作の流れを説明するフローチャートである。  
【００３３】
まず、作業者によって基板処理装置の電源が入れられる（Ｓ１）。次に、制御部４２は薬液循環を開始する（Ｓ２）。具体的には、ヒータ１２およびポンプ１４の作動を開始する。また、制御部４２は、薬液吐出バルブ１７を閉鎖し、薬液バルブ１５およびバイパス開閉バルブ２６を開放する。これにより、薬液タンク１０に貯留された薬液が薬液供給配管１１を通ってポンプ１４によりくみ上げられ、バイパス配管２５を通って薬液タンク１０に還流するようになる。
【００３４】
また、制御部４２は駆動装置３２を作動させ始める。これにより駆動装置３２から作動空気４１がリーク弁３１に供給され、リーク弁３１は開放状態から閉鎖状態に遷移する。さらに、制御部４２はエア抜きバルブ２９を微小量開放することにより、フィルタ１９中の余分な気泡をエア抜き配管２７からフィルタ１９の外部に排出させる。エア抜きバルブ２９は手動で調節されるものであってもよい。
【００３５】
次に、制御部４２は基板処理を開始する（Ｓ３）。具体的には、制御部４２はバイパス開閉バルブ２６を閉鎖すると共に、薬液バルブ１５を開放する。すると、薬液供給配管１１中の薬液は薬液バルブ１５をおよびフィルタ１９を通って薬液吐出バルブ１７まで送られる。そして制御部４２が適宜のタイミングで薬液吐出バルブ１７を開放すると、薬液が薬液ノズル５からスピンベース８上のウエハＷに供給される。
【００３６】
薬液循環Ｓ２を開始した後に、制御部４２がエラーを検知することがある（Ｓ４）。例えば、制御部４２は、センサ１０３またはセンサ２０３がカバー１０２またはカバー２０２の開放を検知し装置停止信号を出力したときにエラーを検知する。また、作業者が入力部４３から装置停止信号を入力したときにもエラーを検知する。あるいは、漏液センサ３３が薬液の漏液を検出したときにもエラーを検知する。このようにエラーを検知すると制御部４２は基板処理装置１の停止処理を開始する。すなわち、バルブ１７を閉鎖して、薬液ノズル５から薬液が吐出しないようにする。また、ポンプ１４を停止させて、薬液タンク１０からの薬液のくみ上げを停止させる（Ｓ６）。その他のバルブを閉鎖した後、装置処理装置１全体の電源をオフする（Ｓ７）。
【００３７】
ポンプ１４は、構成部品の慣性力の影響で、制御部４２により停止させられた後もしばらくは薬液の送液を継続する。ポンプ１４からの薬液の送液が停止するよりも前にポンプ１４より下流の各種バルブ（例えば薬液吐出ノズル１７）が閉鎖すると、薬液供給配管１１の内部圧力が上昇してしまう。エア抜きバルブ２９は配管内の空気のスローリークしかできないのでこのような内部圧力の上昇を直ちに解消することができない。
【００３８】
このように配管の内部圧力が上昇した状態で作業者が三方弁１３が操作したり、継手を外す等の行動をとると、薬液供給配管１１やバイパス配管２５内に残留した薬液が配管内の残圧の作用により配管の外部に飛散する可能性がある。
【００３９】
このような事態を防止するために、本実施形態に係る基板処理装置１では、制御部４２がエラーを検知した（Ｓ４）後、残圧開放工程Ｓ１０を直ちに実行するようにしている。すなわち、制御部４２は駆動装置３２への電源遮断を行う（Ｓ１１）。制御部４２が駆動装置３２の電源遮断を実行すると、駆動装置３２からピストン機構３３への作動空気４１の供給が直ちに停止される。ピストン機構３３への作動空気４１の供給が停止すると、リーク弁３１は閉鎖状態から開放状態に遷移する。すなわち、ピストン３５はバネ３６の弾性力に従って図２の矢印ａ１方向に移動し、弁体３１は図２の閉鎖位置から開放位置に移動する。これにより、バイパス配管３０の開口３０ａに隙間３０ｂが形成される。そして、この隙間３０ｂからバイパス配管３０内の余分な空気が排出され、薬液供給配管１１、バイパス配管２５等などの内圧が正常な値まで低下する（Ｓ１２）。弁体３１の閉鎖位置から開放位置に向けた移動はバネ３６の弾性力によるものなので、極めて短時間のうちに完了する。
【００４０】
このように、本実施形態に係る基板処理装置１によれば、処理配管内の残圧開放処理が、作業者の特段の操作を要することなく、自動的に、かつ即座に実行することができる。このため、基板処理装置１の安全性がより向上する。
【００４１】
なお、本実施形態では、リーク弁３１を薬液の配管に介装させたが、リーク弁３１をリンス液の配管に介装することも可能である。
【００４２】
リーク弁３１を閉鎖状態から開放状態に遷移させる駆動力は駆動手段３２の作動空気４１から与えられたが、空気以外の流体によって弁体３１を移動させてもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、流体の圧力を利用した部材（ピストン機構３３）により弁体３１を閉鎖位置に向けて付勢していたが、これに代えてソレノイドを利用して弁体３１を閉鎖位置に向けて付勢してもよい。この場合、制御部４２は、残圧開放工程Ｓ１０においてソレノイドへの電源遮断処理を実行する。
【００４４】
また、本実施形態では、リーク弁３１はバイパス配管３０を介してエア抜き配管２７に連結されていたが、エア抜き配管２７に直接介装されていてもよい。
【００４５】
バイパス配管３０には主に空気が流通していたが、少量であれば薬液が流通していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、基板の処理に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  基板処理装置
２  処理ユニット
３  薬液供給ユニット
４  スピンチャック
５  薬液ノズル
６  リンス液ノズル
１０  薬液タンク
１１  薬液供給配管
１３  三方弁
１４  ポンプ
１５  薬液バルブ
１９  フィルタ
２７  エア抜き配管
３０  バイパス配管
３１  リーク弁
３２  駆動装置
Ｗ  ウエハ
【図１】
2016189386.tif 000003
【図２】
2016189386.tif 000004
【図３】
2016189386.tif 000005
【図４】
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