以下、図面を参照して、本発明による基板処理装置および基板処理方法の実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。なお、本願明細書では、発明の理解を容易にするため、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を記載することがある。典型的には、X軸およびY軸は水平方向に平行であり、Z軸は鉛直方向に平行である。
まず、図1を参照して、本実施形態の基板処理装置100を説明する。図1は、基板処理装置100の模式的な平面図である。
図1に示すように、基板処理装置100は、基板Wを処理する。基板処理装置100は、基板Wに対して、エッチング、表面処理、特性付与、処理膜形成、膜の少なくとも一部の除去および洗浄のうちの少なくとも1つを行うように基板Wを処理する。
基板Wは、半導体基板として用いられる。基板Wは、半導体ウエハを含む。例えば、基板Wは略円板状である。ここでは、基板処理装置100は、基板Wを一枚ずつ処理する。
図1に示すように、基板処理装置100は、複数の基板処理ユニット110と、流体キャビネット10Aと、流体ボックス10Bと、複数のロードポートLPと、インデクサーロボットIRと、センターロボットCRと、制御装置101とを備える。制御装置101は、ロードポートLP、インデクサーロボットIR、センターロボットCRおよび基板処理ユニット110を制御する。
ロードポートLPの各々は、複数枚の基板Wを積層して収容する。インデクサーロボットIRは、ロードポートLPとセンターロボットCRとの間で基板Wを搬送する。なお、インデクサーロボットIRとセンターロボットCRとの間に、基板Wを一時的に載置する設置台(パス)を設けて、インデクサーロボットIRとセンターロボットCRとの間で設置台を介して間接的に基板Wを受け渡しする装置構成としてもよい。センターロボットCRは、インデクサーロボットIRと基板処理ユニット110との間で基板Wを搬送する。基板処理ユニット110の各々は、基板Wに処理液を吐出して、基板Wを処理する。流体キャビネット10Aは、処理液を収容する。なお、流体キャビネット10Aは、気体を収容してもよい。
複数の基板処理ユニット110は、平面視においてセンターロボットCRを取り囲むように配置された複数のタワーTW(図1では4つのタワーTW)を形成する。各タワーTWは、上下に積層された基板処理ユニット110(図1では3つの基板処理ユニット110)を含む。流体ボックス10Bは、それぞれ、複数のタワーTWに対応している。流体キャビネット10A内の処理液は、いずれかの流体ボックス10Bを介して、流体ボックス10Bに対応するタワーTWに含まれる全ての基板処理ユニット110に供給される。また、流体キャビネット10A内の気体は、いずれかの流体ボックス10Bを介して、流体ボックス10Bに対応するタワーTWに含まれる全ての基板処理ユニット110に供給される。
制御装置101は、基板処理装置100の各種動作を制御する。制御装置101は、制御部102および記憶部104を含む。制御部102は、プロセッサーを有する。制御部102は、例えば、中央処理演算機(Central Processing Unit:CPU)を有する。または、制御部102は、汎用演算機を有してもよい。
記憶部104は、主記憶装置と、補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、例えば、半導体メモリである。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリおよび/またはハードディスクドライブである。記憶部104はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。制御部102は、記憶部104の記憶しているコンピュータプログラムを実行して、基板処理動作を実行する。
記憶部104は、データを記憶する。データは、レシピデータを含む。レシピデータは、複数のレシピを示す情報を含む。複数のレシピの各々は、基板Wの処理内容および処理手順を規定する。
また、記憶部104は、基準処理液の輝度値または明度を記憶してもよい。あるいは、記憶部104は、基準処理液を撮像した基準画像を記憶してもよい。
次に、図2を参照して、本実施形態の基板処理装置100における基板処理ユニット110を説明する。図2は、基板処理装置100における基板処理ユニット110の模式図である。
基板処理ユニット110は、チャンバー112と、基板保持部120と、ノズル136と、処理液供給部200と、近赤外線光源140と、近赤外撮像部150とを備える。チャンバー112は、基板保持部120と、ノズル136と、処理液供給部200、近赤外線光源140および近赤外撮像部150の少なくとも一部とを収容している。なお、ノズル136は、本発明の「処理液ノズル」の一例である。
チャンバー112は、内部空間を有する略箱形状である。チャンバー112は、基板Wを収容する。ここでは、基板処理ユニット110は、基板Wを1枚ずつ処理する枚葉型であり、チャンバー112には基板Wが1枚ずつ収容される。基板Wは、チャンバー112内に収容され、チャンバー112内で処理される。
基板保持部120は、基板Wを保持する。基板保持部120は、基板Wの上面(表面)Waを上方に向け、基板Wの下面(裏面)Wbを鉛直下方に向くように基板Wを水平に保持する。また、基板保持部120は、基板Wを保持した状態で基板Wを回転させる。基板Wの上面Waは、平坦化されてもよい。または、基板Wの上面Waには、デバイス面が設けられてもよく、リセスの設けられたピラー状の積層体が設けられてもよい。基板保持部120は、基板Wを保持した状態で基板Wを回転させる。
例えば、基板保持部120は、基板Wの端部を挟持する挟持式であってもよい。あるいは、基板保持部120は、基板Wを下面Wbから保持する任意の機構を有してもよい。例えば、基板保持部120は、バキューム式であってもよい。この場合、基板保持部120は、非デバイス形成面である基板Wの下面Wbの中央部を上面に吸着させることにより基板Wを水平に保持する。あるいは、基板保持部120は、複数のチャックピンを基板Wの周端面に接触させる挟持式とバキューム式とを組み合わせてもよい。
例えば、基板保持部120は、スピンベース121と、チャック部材122と、シャフト123と、電動モーター124と、ハウジング125とを含む。チャック部材122は、スピンベース121に設けられる。チャック部材122は、基板Wをチャックする。典型的には、スピンベース121には、複数のチャック部材122が設けられる。
シャフト123は、中空軸である。シャフト123は、回転軸Axに沿って鉛直方向に延びている。シャフト123の上端には、スピンベース121が結合されている。基板Wは、スピンベース121の上方に載置される。
スピンベース121は、円板状である。チャック部材122は、基板Wを水平に支持する。シャフト123は、スピンベース121の中央部から下方に延びる。電動モーター124は、シャフト123に回転力を与える。電動モーター124は、シャフト123を回転方向に回転させることにより、回転軸Axを中心に基板Wおよびスピンベース121を回転させる。ハウジング125は、シャフト123および電動モーター124を取り囲んでいる。
ノズル136は、基板Wの上面Waに処理液を吐出する。具体的には、ノズル136は、基板保持部120により保持され回転されている基板Wの上面Waに処理液を供給する。また、ノズル136は、基板Wに複数種類の処理液を供給する。本実施形態では、ノズル136は、処理液の種類を切り替えて供給する。ノズル136は、基板Wに対して移動可能に構成されていることが好ましい。ノズル136は、樹脂から構成される。ノズル136は、特に限定されるものではないが、例えば、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)、または、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)によって形成されている。
処理液は、基板Wをエッチングするエッチング液であってもよい。エッチング液として、例えば、フッ硝酸(フッ酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合液)、フッ酸、バファードフッ酸(BHF)、フッ化アンモニウム、HFEG(フッ酸とエチレングリコールとの混合液)および燐酸(H3PO4)が挙げられる。エッチング液の種類は、特に限定されず、例えば、酸性であってもよいし、アルカリ性であってもよい。
また、処理液は、過酸化水素水を含んでもよい。また、処理液は、SC1(アンモニア過酸化水素水混合液)、SC2(塩酸過酸化水素水混合液)または王水(濃塩酸と濃硝酸との混合物)を含んでもよい。
または、処理液は、リンス液であってもよい。リンス液として、例えば、脱イオン水(Deionized Water:DIW)、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、アンモニア水、希釈した塩酸水、および、還元水(水素水)が挙げられる。
あるいは、処理液は、有機溶剤であってもよい。典型的には、有機溶剤の揮発性は、リンス液の揮発性よりも高い。有機溶剤として、例えば、イソプロピルアルコール(isopropyl alcohol:IPA)、メタノール、エタノール、アセトン、ハイドロフルオロエーテル(hydrofluoro ether:HFE)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(propylene glycol ethyl ether:PGEE)およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(propyleneglycol monomethyl ether acetate:PGMEA)が挙げられる。
処理液供給部200は、ノズル136に処理液を供給する。本実施形態では、処理液供給部200は、ノズル136に複数種類の処理液を供給する。また、本実施形態では、処理液供給部200は、ノズル136に対して処理液の種類を切り替えて供給する。
処理液供給部200は、上流配管210a、上流配管210b、共通配管220、下流配管230および排出配管240を有する。上流配管210aの少なくとも一部、上流配管210bの少なくとも一部、共通配管220、下流配管230の一部、および、排出配管240の少なくとも一部は、流体ボックス10B内に配置されている。
上流配管210a、上流配管210b、共通配管220、下流配管230および排出配管240には、処理液が流通する。上流配管210aおよび上流配管210bには、複数種類の処理液がそれぞれ流通する。言い換えると、上流配管210aおよび上流配管210bには、異なる種類の処理液がそれぞれ流通する。本実施形態では、上流配管210aには、例えば、供給源からの炭酸水(H2CO3)が流通する。また、本実施形態では、上流配管210bには、例えば、供給源からのSC2が流通する。
上流配管210aの下流端および上流配管210bの下流端は、共通配管220に接続されている。
共通配管220には、上流配管210aおよび上流配管210bからの処理液が流通する。共通配管220には、上流配管210aおよび上流配管210bからの処理液が同時に流通されてもよいし、異なるタイミングで流通されてもよい。本実施形態では、共通配管220には、上流配管210bからの処理液が流通された後に、上流配管210aからの処理液が流通される。
下流配管230は、共通配管220に接続されている。具体的には、下流配管230の上流端は、共通配管220に接続されている。下流配管230には、共通配管220からの処理液が流通される。また、下流配管230の下流端は、ノズル136に接続されている。下流配管230は、共通配管220からの処理液をノズル136に供給する。処理液がノズル136を流通することにより、ノズル136は、基板Wの上面Wa上に処理液を吐出する。
排出配管240は、共通配管220に接続されている。具体的には、排出配管240の上流端は、共通配管220に接続されている。排出配管240には、共通配管220からの処理液が流通される。また、排出配管240の下流端は、例えば、処理液タンク290に接続されている。例えば、排出配管240には、ノズル136に供給する処理液を切り替える際に、共通配管220から処理液が供給される。
また、処理液供給部200は、上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252および排出バルブ253を有する。上流バルブ251aは、上流配管210a内の流路を開閉する。上流バルブ251bは、上流配管210b内の流路を開閉する。下流バルブ252は、下流配管230内の流路を開閉する。排出バルブ253は、排出配管240内の流路を開閉する。上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252および排出バルブ253は、特に限定されるものではないが、例えば、エアバルブである。なお、上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252および排出バルブ253は、例えば、エアバルブ以外のバルブであってもよく、流量を変更可能なニードルバルブ、および/または、開閉速度を変更可能なスピードコントローラーを有していてもよい。
処理液供給部200は、樹脂から構成される。処理液供給部200は、近赤外線光源140から出射された近赤外線を透過する。具体的には、上流配管210a、上流配管210b、共通配管220、下流配管230および排出配管240は、樹脂から構成されており、近赤外線光源140から出射された近赤外線を透過する。本実施形態では、上流配管210a、上流配管210b、共通配管220、下流配管230、排出配管240、上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252および排出バルブ253は、樹脂から構成されており、近赤外線光源140から出射された近赤外線を透過する。上流配管210a、上流配管210b、共通配管220、下流配管230、排出配管240、上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252および排出バルブ253は、特に限定されるものではないが、例えば、PFAまたはPTFEによって形成されている。
処理液供給部200は、移動機構138を有する。移動機構138は、水平方向および鉛直方向にノズル136を移動させる。詳しくは、移動機構138は、鉛直方向に延びる回転軸線を中心として周方向に沿ってノズル136を移動させる。また、移動機構138は、ノズル136を鉛直方向に昇降させる。
移動機構138は、アーム138aと、軸部138bと、駆動部138cとを有する。アーム138aは、水平方向に沿って延びている。ノズル136は、アーム138aの先端部に配置されている。ノズル136は、チャック部材122に保持されている基板Wの上面Waに向けて処理液を供給できる姿勢で、アーム138aの先端部に配置されている。詳しくは、ノズル136は、アーム138aの先端部に結合されて、アーム138aから下方に突出している。アーム138aの基端部は、軸部138bに結合している。軸部138bは、鉛直方向に沿って延びている。
駆動部138cは、回転駆動機構と、昇降駆動機構とを有する。駆動部138cの回転駆動機構は、回転軸線を中心として軸部138bを回転させて、軸部138bを中心にアーム138aを水平面に沿って旋回させる。その結果、ノズル136が水平面に沿って移動する。詳しくは、ノズル136は、軸部138bの周りを周方向に沿って移動する。駆動部138cの回転駆動機構は、例えば、正逆回転可能なモーターを含む。
駆動部138cの昇降駆動機構は、軸部138bを鉛直方向に昇降させる。駆動部138cの昇降駆動機構が軸部138bを昇降させることにより、ノズル136が鉛直方向に昇降する。駆動部138cの昇降駆動機構は、モーター等の駆動源および昇降機構を有しており、駆動源によって昇降機構を駆動して、軸部138bを上昇または下降させる。昇降機構は、例えば、ラック・ピニオン機構またはボールねじを含む。
近赤外線光源140は、少なくとも近赤外線を出射する。近赤外線光源140は、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を近赤外線で照射する。本実施形態では、近赤外線光源140は、チャンバー112の外部であって、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を近赤外線で照射する。例えば、近赤外線光源140は、共通配管220の全部または一部を含む領域を近赤外線で照射してもよい。また、例えば、近赤外線光源140は、下流配管230の一部を含む領域を近赤外線で照射してもよい。また、例えば、近赤外線光源140は、共通配管220の全部と下流配管230の一部とを含む領域を近赤外線で照射してもよい。
例えば、近赤外線光源140は、例えば、波長800nm以上2.5μm以下の範囲に含まれる波長の近赤外線を出射する。典型的には、近赤外線光源140は、少なくとも波長800nm以上1.5μm以下の範囲に含まれる波長の近赤外線を出射する。なお、近赤外線光源140は、近赤外線とともに可視光を出射してもよい。
例えば、近赤外線光源140から出射される近赤外線は、光軸に沿って直線状に進む。または、近赤外線光源140から出射される近赤外線は、光軸を中心として広がりながら進む。近赤外線光源140の光軸が処理液供給部200を通るように近赤外線光源140が配置されることが好ましい。本実施形態では、近赤外線光源140の光軸が共通配管220または下流配管230を通るように近赤外線光源140が配置されている。
近赤外撮像部150は、複数の画素を有する。近赤外撮像部150は、少なくとも近赤外線に対して感度を有する。近赤外撮像部150は、近赤外線光源140から出射された近赤外線のうち処理液供給部200等を透過および/または反射された成分を受光することによって処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像して撮像画像を生成する。このため、近赤外撮像部150は、近赤外線光源140から出射された近赤外線で照射されている処理液を撮像して撮像画像を生成することが可能である。
近赤外撮像部150は、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像する。本実施形態では、近赤外撮像部150は、チャンバー112の外部であって、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像する。例えば、近赤外撮像部150は、共通配管220の全部または一部を含む領域を撮像してもよい。また、例えば、近赤外撮像部150は、下流配管230の一部を含む領域を撮像してもよい。また、例えば、近赤外撮像部150は、共通配管220の全部と下流配管230の一部とを含む領域を撮像してもよい。なお、近赤外撮像部150は、チャンバー112内の全体を含む領域を撮像してもよい。近赤外撮像部150が撮像する領域は、近赤外線光源140が照射する領域と一致しなくてもよい。
近赤外撮像部150において、フレームレートは、30fpsであってもよく、60fpsであってもよい。あるいは、フレームレートは、120fpsであってもよい。
近赤外撮像部150は、SWIR(Short Wavelength Infra-Red)イメージセンサを含んでもよい。この場合、近赤外撮像部150は、例えば、波長800nm以上2.5μm以下の範囲に含まれる波長の近赤外線を検知する。
なお、近赤外撮像部150は、近赤外線だけでなく可視光に対して感度を有してもよい。あるいは、近赤外撮像部150は、近赤外線および可視光を切り換えて受光してもよい。
近赤外撮像部150は、撮像光軸を中心とした周囲を撮像する。典型的には、撮像光軸は、撮像画像の中心に位置する。例えば、近赤外撮像部150の撮像画像の中心は、処理液供給部200に位置する。また、例えば、近赤外撮像部150の撮像画像の中心は、共通配管220に位置する。この場合、近赤外撮像部150の撮像光軸は、共通配管220に位置する。あるいは、近赤外撮像部150の撮像画像の中心は、下流配管230に位置してもよい。
近赤外撮像部150は、処理液供給部200の少なくとも一部を撮像した撮像画像を生成する。撮像画像により、処理液供給部200の少なくとも一部内の処理液を特定できることが好ましい。例えば、撮像画像により、処理液供給部200の少なくとも一部内の複数の処理液の種類を特定できることが好ましい。また、例えば、撮像画像により、処理液供給部200の少なくとも一部内の処理液の外縁の位置を特定できることが好ましい。
流体ボックス10Bを平面視する場合、近赤外線光源140の光軸および近赤外撮像部150の撮像光軸は、処理液供給部200の少なくとも一部を通過する。また、流体ボックス10Bを平面視する場合、近赤外線光源140および近赤外撮像部150は、処理液供給部200を挟んで反対側に配置されてもよい。また、流体ボックス10Bを平面視する場合、近赤外線光源140の光軸および近赤外撮像部150の撮像光軸は、一致してもよいし、平行であってもよい。また、流体ボックス10Bを平面視する場合、近赤外線光源140の光軸および近赤外撮像部150の撮像光軸は、平行でなくてもよい。
ここでは、近赤外線光源140および近赤外撮像部150は、流体ボックス10Bの内部に配置される。近赤外線光源140および近赤外撮像部150は、互いに固定して配置されてもよい。
近赤外線光源140および近赤外撮像部150は、基板Wに対して移動可能であってもよい。例えば、近赤外線光源140および近赤外撮像部150は、制御部102によって制御される移動機構にしたがって水平方向および/または鉛直方向に移動可能であることが好ましい。近赤外線光源140および近赤外撮像部150が移動する場合、近赤外線光源140および近赤外撮像部150は、互いに独立に移動可能であってもよい。あるいは、近赤外線光源140および近赤外撮像部150は、一体として移動可能であってもよい。
処理液は、有機物を含有してもよい。例えば、有機物において、C-H、C-O、C-N、C-Fなどの結合は、近赤外線に含まれる特定の波長を吸収する。近赤外線の特定の波長の吸収量は、特定の結合基を有する成分の量に比例するため、基板Wから反射される近赤外線に基づいて、基板Wの特定成分の存在量を測定できる。
基板処理装置100は、カップ180をさらに備える。カップ180は、基板Wから飛散した処理液を回収する。カップ180は昇降する。例えば、カップ180は、ノズル136が基板Wに処理液を供給する期間にわたって基板Wの側方にまで鉛直上方に上昇する。この場合、カップ180は、基板Wの回転によって基板Wから飛散する処理液を回収する。また、カップ180は、ノズル136が基板Wに処理液を供給する期間が終了すると、基板Wの側方から鉛直下方に下降する。
上述したように、制御装置101は、制御部102および記憶部104を含む。制御部102は、基板保持部120、処理液供給部200、近赤外線光源140、近赤外撮像部150および/またはカップ180を制御する。一例では、制御部102は、電動モーター124、上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252、排出バルブ253、移動機構138、近赤外線光源140、近赤外撮像部150および/またはカップ180を制御する。
本実施形態の基板処理装置100によれば、近赤外線光源140からの近赤外線で照射された処理液を近赤外撮像部150で撮像する。詳しくは、処理液供給部200の少なくとも一部内の処理液を近赤外撮像部150で撮像する。典型的には、処理液供給部200は、透明であって可視光および近赤外線を透過する。処理液は、透明であって可視光を透過する。一方で、処理液は、近赤外領域において比較的強い吸収を示すことが多い。このため、近赤外撮像部150で処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像した撮像画像において処理液の外縁を特定できる。具体的には、撮像画像のうちの上流配管210a、上流配管210b、共通配管220、下流配管230および排出配管240を示す部分では、輝度または明度が高くなる。その一方、撮像画像のうちの処理液を示す部分では、輝度または明度が低くなる。このため、撮像画像において処理液の外縁を特定できる。
また、処理液は、種類に応じて、近赤外領域において特有の吸収を示すことが多い。このため、近赤外撮像部150で処理液供給部200の少なくとも一部内の処理液を撮像した撮像画像において、処理液の種類に応じて処理液の輝度または明度が異なる。よって、撮像画像における処理液の輝度または明度に基づいて、処理液の種類を特定できる。
あるいは、処理液に応じて強い吸収を示す波長が異なることから、近赤外線光源140は、出射する近赤外線の波長を変化させてもよい。これにより、処理液の外縁および種類を容易に特定できる。
本実施形態の基板処理装置100は、半導体の設けられた半導体素子の作製に好適に用いられる。典型的には、半導体素子において、基材の上に導電層および絶縁層が積層される。基板処理装置100は、半導体素子の製造時に、導電層および/または絶縁層の洗浄および/または加工(例えば、エッチング、特性変化等)に好適に用いられる。
次に、図1~図3を参照して、本実施形態の基板処理装置100を説明する。図3は、基板処理装置100のブロック図である。
図3に示すように、制御装置101は、基板処理装置100の各種動作を制御する。制御装置101は、インデクサーロボットIR、センターロボットCR、基板保持部120、処理液供給部200、近赤外線光源140、近赤外撮像部150およびカップ180を制御する。具体的には、制御装置101は、インデクサーロボットIR、センターロボットCR、基板保持部120、処理液供給部200、近赤外線光源140、近赤外撮像部150およびカップ180に制御信号を送信することによって、インデクサーロボットIR、センターロボットCR、基板保持部120、処理液供給部200、近赤外線光源140、近赤外撮像部150およびカップ180を制御する。
また、記憶部104は、コンピュータプログラムおよびデータを記憶する。データは、レシピデータを含む。レシピデータは、複数のレシピを示す情報を含む。複数のレシピの各々は、基板Wの処理内容、処理手順および基板処理条件を規定する。制御部102は、記憶部104の記憶しているコンピュータプログラムを実行して、基板処理動作を実行する。
また、レシピデータは、供給源から共通配管220に供給される処理液の種類を示す種類情報を含む。また、記憶部104は、処理液の種類と基準画像における処理液の輝度または明度とを関連付けたデータを予め記憶している。
制御部102は、インデクサーロボットIRを制御して、インデクサーロボットIRによって基板Wを受け渡しする。
制御部102は、センターロボットCRを制御して、センターロボットCRによって基板Wを受け渡しする。例えば、センターロボットCRは、未処理の基板Wを受け取って、複数のチャンバー112のうちのいずれかに基板Wを搬入する。また、センターロボットCRは、処理された基板Wをチャンバー112から受け取って、基板Wを搬出する。
制御部102は、基板保持部120を制御して、基板Wの回転の開始、回転速度の変更および基板Wの回転の停止を制御する。例えば、制御部102は、基板保持部120を制御して、基板保持部120の回転速度を変更することができる。具体的には、制御部102は、基板保持部120の電動モーター124の回転速度を変更することによって、基板Wの回転速度を変更できる。
制御部102は、処理液供給部200の上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252および排出バルブ253を制御して、上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252および排出バルブ253の状態を開状態と閉状態とに切り替えることができる。例えば、制御部102は、上流バルブ251aを制御して上流バルブ251aを開状態にすることによって、共通配管220に向かって上流配管210a内を流れる処理液を通過させることができる。また、例えば、制御部102は、上流バルブ251aを制御して上流バルブ251aを閉状態にすることによって、共通配管220に向かって上流配管210a内を流れる処理液の供給を停止させることができる。
制御部102は、上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252および排出バルブ253を制御して、ノズル136に供給する処理液を変更することができる。具体的には、ノズル136に供給する処理液をSC2から炭酸水に変更する場合、制御部102は、上流バルブ251bを開状態にしてSC2を共通配管220に供給するとともに、下流バルブ252を開状態にしてSC2を共通配管220から下流配管230に供給する。そして、制御部102は、下流バルブ252を閉状態にするとともに排出バルブ253を開状態にすることによって、SC2を共通配管220から排出配管240に供給する。その後、制御部102は、上流バルブ251bを閉状態にするとともに上流バルブ251aを開状態にして炭酸水を共通配管220に供給する。そして、制御部102は、共通配管220または排出配管240内の処理液がSC2から炭酸水に切り替わったことを検出した場合に、排出バルブ253を閉状態にするとともに下流バルブ252を開状態にすることによって、炭酸水を共通配管220および下流配管230を介してノズル136に供給する。
制御部102は、処理液供給部200の移動機構138を制御して、ノズル136を移動させることができる。具体的には、制御部102は、処理液供給部200の移動機構138を制御して、ノズル136を基板Wの上面Waの上方に移動できる。また、制御部102は、処理液供給部200の移動機構138を制御して、ノズル136を基板Wの上面Waの上方から離れた退避位置に移動できる。
制御部102は、近赤外線光源140および近赤外撮像部150を制御して、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像して撮像画像を生成する。制御部102は、近赤外線光源140を制御して処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を近赤外線で照射する。また、制御部102は、近赤外撮像部150を制御して処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像して撮像画像を生成する。
例えば、制御部102は、近赤外線光源140から処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域に向けて近赤外線を出射し、近赤外撮像部150において各部材を透過または反射された近赤外線を受光して輝度値または明度を測定するように近赤外線光源140および近赤外撮像部150を制御する。なお、制御部102は、近赤外線光源140および近赤外撮像部150を制御して近赤外線光源140および近赤外撮像部150を処理液供給部200に対して移動させてもよい。
制御部102は、撮像画像内の輝度値または明度に基づいて、撮像画像における処理液の種類を特定する。撮像画像内の輝度値または明度と、記憶部104に記憶された基準処理液の輝度値または明度とに基づいて、撮像画像における処理液の種類を特定する。あるいは、制御部102は、撮像画像と基準画像とに基づいて、撮像画像における処理液の種類を特定する。
また、制御部102は、撮像画像において処理液の外縁を特定する。例えば、制御部102は、撮像画像内の輝度値または明度に基づいて、撮像画像における処理液の外縁を特定する。一例では、制御部102は、撮像画像内の輝度値または明度と、記憶部104に記憶された基準処理液の輝度値または明度と基づいて、撮像画像における処理液の外縁を特定する。あるいは、制御部102は、撮像画像と基準画像とに基づいて、撮像画像における処理液の外縁を特定する。
制御部102は、カップ180を制御して基板Wに対してカップ180を移動させてもよい。具体的には、制御部102は、処理液供給部200が基板Wに処理液を供給する期間にわたって基板Wの側方にまで鉛直上方にカップ180を上昇させる。また、制御部102は、処理液供給部200が基板Wに処理液を供給する期間が終了すると、基板Wの側方から鉛直下方にカップ180を下降させる。
本実施形態の基板処理装置100は、半導体素子を形成するために好適に用いられる。例えば、基板処理装置100は、積層構造の半導体素子として用いられる基板Wを処理するために好適に利用される。半導体素子は、いわゆる3D構造のメモリ(記憶装置)である。一例として、基板Wは、NAND型フラッシュメモリとして好適に用いられる。
次に、図1~図4を参照して、本実施形態の基板処理方法を説明する。図4は、本実施形態の基板処理方法のフロー図である。なお、ステップSBは、本発明の「基板を回転させる工程」の一例である。ステップSCは、本発明の「複数種類の処理液を供給する工程」の一例である。
図4に示すように、ステップSAにおいて、基板Wは、基板処理装置100に搬入される。具体的には、基板Wは、インデクサーロボットIRおよびセンターロボットCRを介して基板処理ユニット110のチャンバー112に搬入される。
ステップSBにおいて、基板保持部120は、基板Wを保持する。具体的には、基板Wは、チャンバー112に搬入されると、基板保持部120により保持される。
ステップSCにおいて、制御部102は、基板Wを処理する。基板Wは、基板処理ユニット110において処理される。典型的には、基板保持部120が基板Wを保持したまま回転させ、処理液供給部200はノズル136に対して処理液を供給し、ノズル136は基板Wに処理液を供給する。制御部102は、基板Wへの処理液の供給を開始してから所定時間経過すると、基板Wへの処理液の供給を停止する。
本実施形態では、ステップSCで、制御部102は、処理液供給部200からノズル136に複数種類の処理液の種類を切り替えながら供給する。具体的には、制御部102は、第1の処理液(ここでは、SC2)により基板Wを処理する。その後、制御部102は、処理液を第1の処理液から第2の処理液(炭酸水)に切り替え、第2の処理液により基板Wを処理する。
また、本実施形態では、ステップSCで、近赤外線光源140は、近赤外線を出射する。処理液供給部200の少なくとも一部は、近赤外線光源140から出射された近赤外線で照射される。例えば、処理液供給部200の共通配管220は、近赤外線光源140から出射された近赤外線で照射される。近赤外撮像部150は、近赤外線が照射された処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像する。例えば、近赤外撮像部150は、近赤外線が照射された共通配管220を撮像する。近赤外撮像部150から近赤外線が照射された処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像することにより、処理液供給部200の少なくとも一部内の処理液が実質的に透明であっても処理液を高精度に撮像できる。
また、本実施形態では、ステップSCで、制御部102は、近赤外撮像部150を制御して処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像した画像を生成する。本実施形態では、制御部102は、処理液供給部200に供給する処理液を切り替える際に、近赤外撮像部150により処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像する。具体的には、制御部102は、近赤外線光源140を制御して近赤外線を出射する。処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域は、近赤外線光源140から出射された近赤外線で照射される。また、制御部102は、近赤外撮像部150を制御して近赤外線が照射されている領域の少なくとも一部を撮像する。具体的には、制御部102は、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像する。近赤外撮像部150から近赤外線が照射されている処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像することにより、処理液供給部200の少なくとも一部内の処理液が実質的に透明であっても処理液を高精度に撮像できる。
また、本実施形態では、ステップSCで、制御部102は、撮像画像に基づいて、処理液供給部200の少なくとも一部内の処理液の外縁の位置を特定する。また、制御部102は、撮像画像に基づいて、処理液供給部200の少なくとも一部内の処理液の種類を特定する。これにより、処理液供給部200内で処理液の種類が切り替わったか否かを検出することができる。
ステップSDにおいて、制御部102は、基板保持部120による基板Wの回転を停止するとともに、基板保持部120による基板Wの保持を解除する。
ステップSEにおいて、基板Wは、基板処理装置100から搬出される。具体的には、基板Wは、センターロボットCRおよびインデクサーロボットIRを介して基板処理ユニット110のチャンバー112から搬出される。
本実施形態によれば、制御部102は、近赤外撮像部150を制御して処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像する。言い換えると、近赤外線光源140からの近赤外線で照射されている処理液を近赤外撮像部150で撮像する。処理液は、近赤外線を比較的強く吸収するため、処理液の外縁を高精度に特定できる。
また、制御部102は、近赤外撮像部150により、処理液供給部200の少なくとも一部内の処理液を撮像する。従って、撮像画像により、処理液供給部200の少なくとも一部内の処理液の種類を特定できる。このため、例えば、ノズル136に供給する処理液の種類を切り替える場合に、処理液供給部200内の処理液が切り替わったか否かを確認できる。
次に、図5を参照して、本実施形態の基板処理装置100の処理液供給部200についてさらに説明する。図5は、本実施形態の基板処理装置100の処理液供給部200の構成を示す模式図である。
図5に示すように、処理液供給部200は、多連弁300を有する。多連弁300は、ベース310と、上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252および排出バルブ253とによって構成されている。
ベース310は、共通流路311と、上流流路312a、上流流路312b、下流流路312cおよび排出流路312dとを有する。共通流路311は、略直線状に延びる。共通流路311の両端は、閉塞されている。上流流路312a、上流流路312b、下流流路312cおよび排出流路312dの各々は、共通流路311と連通している。上流流路312a、上流流路312b、下流流路312cおよび排出流路312dの各々は、共通流路311が延びる方向に対して交差する方向に延びる。上流流路312a、上流流路312b、下流流路312cおよび排出流路312dは、共通流路311の一方端部から他方端部に向かって順に接続されている。上流流路312aは、共通流路311の一方端部に接続されており、排出流路312dは、共通流路311の他方端部に接続されている。
ベース310は、樹脂から構成されており、近赤外線光源140から出射された近赤外線を透過する。ベース310は、特に限定されるものではないが、例えば、PFAまたはPTFEによって形成されている。
ここで、本実施形態では、処理液供給部200は、上流チューブ211aと、上流チューブ211bと、下流チューブ231と、排出チューブ241とを有する。上流チューブ211aは、上流配管210aを構成する。上流チューブ211bは、上流配管210bを構成する。下流チューブ231は、下流配管230を構成する。排出チューブ241は、排出配管240を構成する。
上流チューブ211a、上流チューブ211b、下流チューブ231および排出チューブ241は、樹脂から構成されており、近赤外線光源140から出射された近赤外線を透過する。上流チューブ211a、上流チューブ211b、下流チューブ231および排出チューブ241は、特に限定されるものではないが、例えば、PFAまたはPTFEによって形成されている。
上流流路312aの一端(下流端)は、共通流路311に接続している。上流チューブ211aの一端(下流端)は、上流流路312aの他端(上流端)に接続し、上流チューブ211aの他端(上流端)は、供給源に接続している。上流チューブ211aの流路は、上流流路312aと連通している。
上流流路312bの一端(下流端)は、共通流路311に接続している。上流チューブ211bの一端(下流端)は、上流流路312bの他端(上流端)に接続し、上流チューブ211bの他端(上流端)は、供給源に接続している。上流チューブ211bの流路は、上流流路312bと連通している。
下流流路312cの一端(上流端)は、共通流路311に接続している。下流チューブ231の一端(上流端)は、下流流路312cの他端(下流端)に接続し、下流チューブ231の他端(下流端)は、ノズル136に接続している。下流チューブ231の流路は、下流流路312cと連通している。
排出流路312dの一端(上流端)は、共通流路311に接続している。排出チューブ241の一端(上流端)は、排出流路312dの他端(下流端)に接続し、排出チューブ241の他端(下流端)は、処理液タンク290に接続している。排出チューブ241の流路は、排出流路312dと連通している。
ベース310は、共通配管部321と、上流配管部322a、上流配管部322b、下流配管部322cおよび排出配管部322dとを有する。なお、図5では、理解を容易にするために、共通配管部321、上流配管部322a、上流配管部322b、下流配管部322cおよび排出配管部322dを破線で示している。
共通配管部321は、共通流路311を構成し、共通流路311が延びる方向に延びる。共通配管部321は、ベース310のうち、共通流路311を囲う部分である。本実施形態では、共通配管部321によって、共通配管220が構成されている。
上流配管部322aは、上流流路312aを構成し、上流流路312aが延びる方向に延びる。上流配管部322aは、ベース310のうち、上流流路312aを囲う部分である。本実施形態では、上流配管部322aおよび上流チューブ211aによって、上流配管210aが構成されている。
上流配管部322bは、上流流路312bを構成し、上流流路312bが延びる方向に延びる。上流配管部322bは、ベース310のうち、上流流路312bを囲う部分である。本実施形態では、上流配管部322bおよび上流チューブ211bによって、上流配管210bが構成されている。
下流配管部322cは、下流流路312cを構成し、下流流路312cが延びる方向に延びる。下流配管部322cは、ベース310のうち、下流流路312cを囲う部分である。本実施形態では、下流配管部322cおよび下流チューブ231によって、下流配管230が構成されている。
排出配管部322dは、排出流路312dを構成し、排出流路312dが延びる方向に延びる。排出配管部322dは、ベース310のうち、排出流路312dを囲う部分である。本実施形態では、排出配管部322dおよび排出チューブ241によって、排出配管240が構成されている。
上流バルブ251aは、閉塞位置と開放位置との間で移動可能である。上流バルブ251aの閉塞位置は、上流バルブ251aが上流流路312aの一端を閉塞する位置を示す。上流バルブ251aの開放位置は、上流バルブ251aが上流流路312aの一端を開放して、上流流路312aと共通流路311とを連通させる位置を示す。
上流バルブ251aが開放位置から閉塞位置に移動すると、上流流路312aの一端が閉塞されて、上流流路312aと共通流路311とは連通しなくなる。つまり、上流バルブ251aが開放位置から閉塞位置に移動すると、上流配管210aと共通配管220とが連通しなくなる。一方、上流バルブ251aが閉塞位置から開放位置に移動すると、上流流路312aの一端が開放されて、上流流路312aと共通流路311とが連通する。つまり、上流バルブ251aが閉塞位置から開放位置に移動すると、上流配管210aと共通配管220とが連通する。
上流バルブ251bは、閉塞位置と開放位置との間で移動可能である。上流バルブ251bの閉塞位置は、上流バルブ251bが上流流路312bの一端を閉塞する位置を示す。上流バルブ251bの開放位置は、上流バルブ251bが上流流路312bの一端を開放して、上流流路312bと共通流路311とを連通させる位置を示す。
上流バルブ251bが開放位置から閉塞位置に移動すると、上流流路312bの一端が閉塞されて、上流流路312bと共通流路311とは連通しなくなる。つまり、上流バルブ251bが開放位置から閉塞位置に移動すると、上流配管210bと共通配管220とが連通しなくなる。一方、上流バルブ251bが閉塞位置から開放位置に移動すると、上流流路312bの一端が開放されて、上流流路312bと共通流路311とが連通する。つまり、上流バルブ251bが閉塞位置から開放位置に移動すると、上流配管210bと共通配管220とが連通する。
下流バルブ252は、閉塞位置と開放位置との間で移動可能である。下流バルブ252の閉塞位置は、下流バルブ252が下流流路312cの一端を閉塞する位置を示す。下流バルブ252の開放位置は、下流バルブ252が下流流路312cの一端を開放して、下流流路312cと共通流路311とを連通させる位置を示す。
下流バルブ252が開放位置から閉塞位置に移動すると、下流流路312cの一端が閉塞されて、下流流路312cと共通流路311とは連通しなくなる。つまり、下流バルブ252が開放位置から閉塞位置に移動すると、下流配管230と共通配管220とが連通しなくなる。一方、下流バルブ252が閉塞位置から開放位置に移動すると、下流流路312cの一端が開放されて、下流流路312cと共通流路311とが連通する。つまり、下流バルブ252が閉塞位置から開放位置に移動すると、下流配管230と共通配管220とが連通する。
排出バルブ253は、閉塞位置と開放位置との間で移動可能である。排出バルブ253の閉塞位置は、排出バルブ253が排出流路312dの一端を閉塞する位置を示す。排出バルブ253の開放位置は、排出バルブ253が排出流路312dの一端を開放して、排出流路312dと共通流路311とを連通させる位置を示す。
排出バルブ253が開放位置から閉塞位置に移動すると、排出流路312dの一端が閉塞されて、排出流路312dと共通流路311とは連通しなくなる。つまり、排出バルブ253が開放位置から閉塞位置に移動すると、排出配管240と共通配管220とが連通しなくなる。一方、排出バルブ253が閉塞位置から開放位置に移動すると、排出流路312dの一端が開放されて、排出流路312dと共通流路311とが連通する。つまり、排出バルブ253が開放位置から閉塞位置に移動すると、排出配管240と共通配管220とが連通する。
次に、図1~図10を参照して、本実施形態の基板処理方法における基板処理工程(図4のステップSC)を説明する。図6は、基板処理工程を示すフロー図である。図7~図10は、本実施形態の基板処理装置100の処理液供給部200の構成を示す模式図である。なお、ステップS15は、本発明の「種類情報を取得する工程」の一例である。ステップS16は、本発明の「近赤外線で照射する工程」の一例である。ステップS17は、本発明の「撮像画像を生成する工程」の一例である。ステップS18は、本発明の「処理液の種類を特定する工程」の一例である。
図6に示すように、ステップSCは、ステップS11~ステップS21を含む。なお、本実施形態では、ステップS11が開始される時点において、上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252および排出バルブ253は、閉状態になっている。
ステップS11において、第1の処理液(ここでは、SC2)をノズル136に供給する。具体的には、図5に示すように、制御部102は、上流バルブ251bおよび下流バルブ252を閉状態から開状態にし、上流バルブ251aおよび排出バルブ253を閉状態に維持する。これにより、第1の処理液は、上流配管210bから共通配管220および下流配管230を介してノズル136に供給される。従って、ノズル136から基板Wへの第1の処理液の供給が開始される。上流バルブ251bおよび下流バルブ252を開状態にしてから所定時間(例えば、数十秒)が経過すると、処理は、ステップS12に進む。
次に、ステップS12において、第1の処理液(ここでは、SC2)を排出配管240に供給する。具体的には、図7に示すように、制御部102は、下流バルブ252を開状態から閉状態にし、排出バルブ253を閉状態から開状態にする。これにより、第1の処理液は、上流配管210bから共通配管220を介して排出配管240に供給される。従って、ノズル136から基板Wへの第1の処理液の供給が停止される。また、第1の処理液は、排出配管240から処理液タンク290に排出される。排出バルブ253が開状態にされてから所定時間(例えば、1秒以下)が経過すると、処理はステップS13に進む。
次に、ステップS13において、第1の処理液の供給が停止される。具体的には、制御部102は、上流バルブ251bを開状態から閉状態にする。これにより、第1の処理液は、共通配管220に供給されなくなる。
次に、ステップS14において、第2の処理液(ここでは、炭酸水)を排出配管240に供給する。具体的には、図8に示すように、制御部102は、上流バルブ251aを閉状態から開状態にする。これにより、第2の処理液は、上流配管210aから共通配管220を介して排出配管240に供給される。
なお、上流配管210aから共通配管220への第2の処理液の供給が開始されたとしても、共通配管220内の処理液は、第1の処理液から第2の処理液にすぐに切り替わらない。具体的には、図9に示すように、共通配管220には、例えば、上流バルブ251a、上流バルブ251b、下流バルブ252および排出バルブ253が配置されていたり、上流配管210bおよび下流配管230が接続されていたりするため、第1の処理液L1の一部が共通配管220内で滞留する。なお、図9では、理解を容易にするために、第1の処理液に符号「L1」を付し、第2の処理液に符号「L2」を付している。また、理解を容易にするために、第1の処理液L1および第2の処理液L2のみにハッチングを施している。
次に、ステップS15において、処理液の種類を示す種類情報を取得する。具体的には、制御部102は、例えば、レシピデータから、共通配管220に供給されている処理液の種類を示す種類情報を取得する。
次に、ステップS16において、近赤外線光源140は、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を近赤外線で照射する。具体的には、制御部102は、近赤外線光源140により、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を近赤外線で照射する。本実施形態では、制御部102は、近赤外線光源140により、共通配管220を含む領域を近赤外線で照射する。なお、制御部102は、近赤外線光源140により、排出配管240の一部(例えば、排出配管240のうちの上流側の部分)を含む領域を近赤外線で照射してもよい。
次に、ステップS17において、近赤外撮像部150は、近赤外線で照射されている処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像する。具体的には、制御部102は、近赤外撮像部150により、近赤外線で照射されている処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像する。本実施形態では、制御部102は、近赤外撮像部150により、近赤外線で照射されている共通配管220を含む領域を撮像する。なお、制御部102は、近赤外撮像部150により、近赤外線で照射されている排出配管240の一部を含む領域を撮像してもよい。
ステップS17で、近赤外撮像部150は、近赤外線で照射されている処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を撮像して撮像画像を生成する。なお、近赤外線光源140が近赤外線の出射を開始するタイミングは、近赤外撮像部150が撮像を開始するタイミングと同じであっても異なってもよい。また、近赤外線光源140が近赤外線の出射を開始するタイミングは、近赤外撮像部150が撮像を開始するタイミングよりも早くても遅くてもよい。また、近赤外線光源140が近赤外線の出射を開始するタイミングは、ステップS14において第2の処理液を排出配管240に供給し始めるタイミングと同じであっても異なってもよい。また、近赤外線光源140が近赤外線の出射を開始するタイミングは、ステップS14において第2の処理液を排出配管240に供給し始めるタイミングよりも早くても遅くてもよい。
次に、ステップS18において、撮像画像に基づいて処理液の種類を特定する。具体的には、制御部102は、撮像画像に基づいて処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域内の処理液の種類を特定する。本実施形態では、制御部102は、撮像画像に基づいて共通配管220内の処理液の種類を特定する。なお、制御部102は、撮像画像に基づいて排出配管240内の処理液の種類を特定してもよい。
より具体的には、制御部102は、近赤外撮像部150によって生成された撮像画像内の輝度値または明度に基づいて、撮像画像における処理液の種類を特定する。または、制御部102は、撮像画像内の輝度値または明度と、記憶部104に記憶された基準処理液の輝度値または明度に基づいて、撮像画像における処理液の種類を特定する。あるいは、制御部102は、撮像画像と基準画像とに基づいて、撮像画像における処理液の種類を特定する。
また、制御部102は、近赤外撮像部150によって生成された撮像画像に基づいて、撮像画像内の処理液の外縁の位置を特定する。例えば、制御部102は、撮像画像内の輝度値または明度に基づいて、撮像画像における処理液の外縁の位置を特定する。例えば、制御部102は、撮像画像内の輝度値または明度と、記憶部104に記憶された基準処理液の輝度値または明度と基づいて、撮像画像における処理液の外縁の位置を特定する。あるいは、制御部102は、撮像画像と基準画像とに基づいて、撮像画像における処理液の外縁の位置を特定する。または、例えば、制御部102は、撮像画像のうち、輝度値または明度が所定範囲内である領域を処理液であると判定し、輝度値または明度が所定範囲内である領域の外縁を処理液の外縁であると判定してもよい。
また、制御部102は、撮像画像内の輝度値または明度と、種類情報とに基づいて、撮像画像内における第2の処理液の位置を特定する。また、制御部102は、撮像画像内の輝度値または明度と、記憶部104に記憶された基準処理液の輝度値または明度と、種類情報とに基づいて、撮像画像の所定領域(例えば、共通配管220に対応する領域)において、第1の処理液が位置する領域と第2の処理液が位置する領域とを識別してもよい。また、例えば、制御部102は、撮像画像の所定領域(例えば、共通配管220に対応する領域)において、第2の処理液に対応する輝度値または明度を有する画素数が、所定領域の全画素数に占める割合を算出してもよい。なお、制御部102は、所定領域の全画素の輝度値または明度の合計を算出してもよい。
次に、ステップS19において、撮像画像内の輝度値または明度が所定条件を満たすか否かを判定する。具体的には、制御部102は、ステップS18で算出した値が所定条件を満たすか否かを判定する。例えば、制御部102は、第2の処理液が位置する領域が、撮像画像の所定領域(例えば、共通配管220に対応する領域)の所定値(例えば、99%)以上であるか否かを判定する。また、例えば、制御部102は、算出した上記割合が所定値(例えば、99%)以上であるか否かを判定してもよい。なお、制御部102は、算出した上記合計が所定値以上であるか否かを判定してもよい。
ステップS19で、所定条件を満たさないと制御部102が判定した場合、処理は、ステップS18に戻る。つまり、処理液供給部200の少なくとも一部(ここでは、共通配管220)において、処理液が第1の処理液から第2の処理液に十分に切り替わっていない場合、処理は、ステップS18に戻る。
その一方、ステップS19で、所定条件を満たすと制御部102が判定した場合、処理は、ステップS20に進む。つまり、共通配管220または排出配管240内が第1の処理液から第2の処理液に切り替わったことを制御部102が検出した場合、処理は、ステップS20に進む。
ここで、ステップS19について、より詳細に説明する。一般に、第2の処理液を排出配管に供給し始めてから第2の処理液を下流配管に供給し始めるまでの時間は、予め設定されている。具体的には、一般に、上流配管から共通配管への第2の処理液の供給が開始されたとしても、第1の処理液の一部が共通配管内で滞留するため、共通配管内の処理液は、第1の処理液から第2の処理液にすぐには切り替わらない。例えば、共通配管内の処理液が第1の処理液から第2の処理液に切り替わるまでにかかる時間がt1秒以上t2秒以下(ただし、t1<t2)である場合、共通配管に供給する処理液を第1の処理液から第2の処理液に切り替えてからt2秒以上経過した後に、排出バルブおよび下流バルブの開閉状態が切り替えられる。つまり、共通配管内で処理液が切り替わるまでにかかる時間は温度等によりバラつくので、処理液が切り替わった後に処理液をノズルに供給するために第2の処理液を排出配管に供給し始めてから第2の処理液を下流配管に供給するまでの時間は長めに設定される。本実施形態においても、レシピには、第2の処理液を排出配管240に供給し始めてから第2の処理液を下流配管230に供給し始めるまでの時間(例えば、t2秒以上)が設定されている。
本実施形態では、ステップS19で、所定条件を満たすと制御部102が判定した場合、設定時間(t2秒以上)が経過したか否かにかかわらず、ステップS20に進む。この場合、例えば、制御部102は、所定条件を満たすと判定したタイミングに応じて、第2の処理液を排出配管240に供給し始めてから第2の処理液を下流配管230に供給し始めるまでの時間(例えば、t2秒以上)が短くなるようにレシピを書き換えてもよい。なお、例えば、制御部102は、所定条件を満たすと判定したタイミングに応じて、第2の処理液を排出配管240に供給し始めてから第2の処理液を下流配管230に供給し始めるまでの時間(例えば、t2秒以上)が長くなるようにレシピを書き換えてもよい。
次に、ステップS20において、第2の処理液(ここでは、炭酸水)をノズル136に供給する。具体的には、図10に満たすように、制御部102は、排出バルブ253を閉状態から開状態にし、下流バルブ252を閉状態から開状態にする。これにより、第2の処理液は、上流配管210aから共通配管220および下流配管230を介してノズル136に供給される。従って、ノズル136から基板Wへの第2の処理液の供給が開始される。下流バルブ252を開状態にしてから所定時間(例えば、数秒以上)が経過すると、処理は、ステップS21に進む。
次に、ステップS21において、第2の処理液の供給が停止される。具体的には、制御部102は、上流バルブ251aおよび下流バルブ252を開状態から閉状態にする。これにより、共通配管220への第2の処理液の供給が停止されるとともに、ノズル136への第2の処理液の供給が停止される。
本実施形態では、上記のように、制御部102は、撮像画像に基づいて、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域内の処理液の種類を特定する。従って、例えば、処理液供給部200内の処理液が切り替わったか否かを確認できる。
また、例えば、処理液供給部200内の処理液が切り替わったか否かを確認できるので、上記設定時間(例えば、t2秒以上)が経過したか否かにかかわらず、処理液供給部200内の処理液が切り替わったことを確認したタイミングで、下流バルブ252閉状態から開状態に切り替えることにより、基板処理時間を短縮できる。また、第2の処理液の使用量を削減できるので、環境負荷の低減につながる。
また、上記のように、制御部102は、処理液供給部200を制御して、ノズル136に対して処理液の種類を切り替えて供給する。このように、ノズル136に対して処理液の種類を切り替えて供給する場合、本発明を適用することは特に有効である。
また、上記のように、制御部102は、処理液の種類を特定した結果に基づいて、処理液供給部200を制御する。従って、処理液供給部200内の処理液の状況に応じて、ノズル136への処理液の供給および/または供給停止などを容易に行うことができる。
また、上記のように、処理液供給部200は、複数種類の処理液がそれぞれ流通する上流配管210aおよび上流配管210bと、上流配管210aおよび上流配管210bの下流端が接続される共通配管220と、下流配管230とを有する。このように、複数種類の処理液が共通配管220を流通する場合、本発明を適用して処理液の種類を特定することは特に有効である。
また、上記のように、制御部102は、撮像画像に基づいて、共通配管220を含む領域内の処理液の種類を特定する。従って、共通配管220内の処理液の状況を容易に確認できる。例えば、共通配管220内の処理液が切り替わったか否かを容易に確認できる。つまり、処理液供給部200内の処理液が切り替わったか否かを容易に確認できる。
また、上記のように、共通配管220は、多連弁によって構成されている。従って、共通配管220周辺の構造が大型化することを抑制できるので、基板処理装置が大型化することを抑制できる。
また、上記のように、処理液供給部200は、共通配管220に上流端が接続され、処理液を排出する排出配管240を有する。従って、ノズル136に供給する処理液を切り替える際に、第1の処理液および第2の処理液を排出配管240に供給することができるので、第2の処理液に第1の処理液が混ざった状態で処理液がノズル136に供給されることを抑制できる。
また、上記のように、制御部102は、撮像画像に基づいて排出配管240を含む領域内の処理液の種類を特定してもよい。従って、排出配管240内の処理液の状況を容易に確認できる。例えば、排出配管240内の処理液が切り替わったか否かを容易に確認できる。つまり、処理液供給部200内の処理液が切り替わったか否かを容易に確認できる。
また、上記のように、制御部102は、第1の処理液を共通配管220を介してノズル136に供給した後、第1の処理液を共通配管220を介して排出配管240に供給し、その後、第2の処理液を共通配管220を介して排出配管240に供給し、撮像画像に基づいて共通配管220または排出配管240内が第1の処理液から第2の処理液に切り替わったことを検出した場合に、第2の処理液を共通配管220を介してノズル136に供給する。従って、ノズル136に供給する処理液を、第1の処理液から第2の処理液に容易に切り替えることができる。
次に、図11を参照して、近赤外線光源140が複数設けられている例について説明する。ここでは、近赤外線光源140が近赤外線光源140aおよび近赤外線光源140bを含む例について説明する。図11は、複数の近赤外線光源140(近赤外線光源140aおよび近赤外線光源140b)を備える基板処理装置100における基板処理ユニット110の模式図である。
図11に示すように、近赤外線光源140は、近赤外線光源140aおよび近赤外線光源140bを含む。近赤外線光源140aおよび近赤外線光源140bは、互いに異なるピーク波長を有する近赤外線を出射する。
制御部102は、記憶部104からレシピデータを取得し、レシピデータから共通配管220に供給する処理液の種類を示す種類情報を取得する。また、例えば、レシピデータは、処理液の種類に対応する近赤外線光源140の種類を示す情報を含んでいてもよい。また、例えば、制御部102は、ユーザーが入力する入力情報から、共通配管220に供給する処理液の種類を示す種類情報を取得してもよい。
制御部102は、取得した種類情報に基づいて、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を照射する近赤外線光源140を変更する。例えば、制御部102は、上流配管210aから共通配管220に炭酸水を供給する場合には、近赤外線光源140aによって照射する。その一方、制御部102は、上流配管210bから共通配管220にSC2を供給する場合には、近赤外線光源140bによって照射する。
具体的には、例えば、共通配管220に供給する処理液をSC2から炭酸水に切り替える場合、制御部102は、第2の処理液(ここでは、炭酸水)を共通配管220に供給した後(図6のステップS14)、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を照射する近赤外線光源140を、近赤外線光源140bから近赤外線光源140aに変更し、近赤外線光源140aによって処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を照射する(図6のステップS16)。
その一方、例えば、共通配管220に供給する処理液を炭酸水からSC2に切り替える場合、制御部102は、第2の処理液(ここでは、SC2)を共通配管220に供給した後(図6のステップS14)、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を照射する近赤外線光源140を、近赤外線光源140aから近赤外線光源140bに変更し、近赤外線光源140bによって処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を照射する(図6のステップS16)。
近赤外線光源140が複数設けられている例における、その他の構成および基板処理フローは、図1~図10を用いて説明した基板処理装置の構成および基板処理フローと同様である。なお、近赤外線光源140が複数設けられている例におけるステップS16は、本発明の「近赤外線のピーク波長を変更する工程」の一例である。
本実施形態では、上記のように、制御部102は、処理液の種類を示す種類情報を取得し、取得した種類情報に基づいて、処理液供給部200の少なくとも一部を含む領域を照射する近赤外線光源140を変更する。従って、処理液の吸光度(吸光率ともいう)に応じて照射する近赤外線を変更できるので、処理液の種類を変更する場合であっても、処理液の種類および外縁をより正確に特定できる。
具体的には、処理液は、処理液の種類によって吸光度が異なる。このため、例えば、第2の処理液の吸光度が比較的高い波長の光を照射して処理液を撮像することによって、撮像画像における第2の処理液を示す領域と第2の処理液以外の領域との輝度値または明度のコントラストを高くできる。よって、撮像画像に基づいて、処理液の種類および位置をより正確に特定できる。
近赤外線光源140が複数設けられている例における、その他の効果は、図1~図10を用いて説明した基板処理装置の効果と同様である。
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、基板処理工程において本発明を適用して基板処理時間を短縮する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、第2の処理液を排出配管240に供給し始めてから第2の処理液を下流配管230に供給し始めるまでの時間(例えば、t2秒以上)を設定する際(レシピ作成時)において、本発明を適用してもよい。この場合、レシピ作成時間を短縮できる。また、上記実施形態と同様、第2の処理液の使用量を削減できるので、環境負荷の低減につながる。
また、上記実施形態では、ノズル136に対して複数種類の処理液を供給する例として、ノズル136に対して処理液の種類を切り替えて供給する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、上流配管210aから共通配管220に塩酸水溶液(処理液)を供給し、上流配管210bから共通配管220に過酸化水素水(処理液)を供給し、共通配管220内で複数種類(ここでは、2種類)の処理液を混合し、複数種類の処理液を混合した状態でノズル136に供給してもよい。この場合、本発明を適用することによって、例えば、共通配管220内における複数種類の処理液の混合状態を確認することができる。
また、上記実施形態では、2つの上流配管(上流配管210aおよび上流配管210b)が共通配管220に接続される例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、3つ以上の上流配管が共通配管220に接続されてもよい。
また、上記実施形態では、共通配管220からノズル136に処理液を供給する下流配管230を1つだけ設ける例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、下流配管230を複数設け、共通配管220から複数のノズル136に処理液を供給してもよい。
また、上記実施形態では、処理液供給部200が多連弁を有する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、処理液供給部200は、多連弁を有しなくてもよい。
また、上記実施形態では、上流配管210aおよび上流配管210bが別々に多連弁300に接続される例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、上流配管210aおよび上流配管210bが互いに合流した後に、多連弁300に接続されていてもよい。
また、上記実施形態では、下流配管230および排出配管240が別々に多連弁300に接続される例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、多連弁300に共通の配管が接続され、その配管から下流配管230と排出配管240とが分岐していてもよい。