JP2003273070A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、薬液が流入することで希釈液供
給管路が汚染されるのを防止できる基板処理装置を提供
することにある。 【解決手段】 フッ酸を純水によって希釈した処理液を
用いて基板Ｗを処理する基板処理装置において、上記フ
ッ酸を供給する薬液供給管路２１と、上記純水を供給す
る希釈液供給管路２２と、上記薬液供給管路と希釈液供
給管路とが接続されたノズル装置１１とを具備し、上記
ノズル装置は、ノズル本体と、このノズル本体の中心部
に軸方向に沿って設けられ上記薬液供給管路から供給さ
れるフッ酸を吐出する薬液ノズル孔４２と、上記ノズル
本体に上記薬液ノズル孔を囲む状態で設けられ上記希釈
液供給管路から供給される純水を吐出するとともにその
純水によって上記薬液ノズル孔から吐出されたフッ酸を
上記基板Ｗに到達する前に希釈する希釈液ノズル孔４４
とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は薬液を希釈液によ
って希釈した処理液を用いて基板を処理する基板処理装
置及び基板処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体装置や液晶表示装置の製
造工程においては、基板としての半導体ウエハやガラス
基板に回路パターンを形成するための成膜プロセスやフ
ォトプロセスがある。これらのプロセスでは、基板に対
して成膜処理と洗浄処理とが繰り返し行われる。

【０００３】上記各工程においては、たとえば、洗浄処
理では上記基板にノズルから処理液を噴射して処理する
ということが行われている。そのような処理液として
は、薬液としてのフッ酸を希釈液としての純水で希釈し
たものが用いられることがある。

【０００４】薬液を希釈液によって希釈する場合、混合
器を用いることがある。この混合器には薬液供給管路と
希釈液供給管路とが接続されており、これら供給管路か
らはそれぞれマスフローコントローラにより流量制御さ
れた薬液及び希釈液が供給される。混合器内に供給され
た薬液及び希釈液はスタチックミキサ等で混合、攪拌さ
れることで、所定の濃度に希釈され、上記ノズルに供給
されることになる。この場合、上記薬液供給管路と希釈
液供給管路とは混合器を介して連通しているため、上記
各供給管路にそれぞれバルブを設け、薬液供給管路から
供給される薬液が希釈液供給管路に流入するのを防止し
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バルブ
不良があった場合など、バルブの上流側に滲入し、希釈
液供給管路を汚染するということがあった。

【０００６】また、この方法では上記混合器や攪拌器な
どが必要となるため、装置の大型化につながっていた。

【０００７】この発明は、薬液が滲入して希釈液供給管
路が汚染されるのを防止できるとともに装置の構成を小
型、簡素化できる基板処理装置及び基板処理方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、薬液
を希釈液によって希釈した処理液を用いて基板を処理す
る基板処理装置において、上記薬液を供給する薬液供給
管路と、上記希釈液を供給する希釈液供給管路と、上記
薬液供給管路と希釈液供給管路とが接続されたノズル装
置とを具備し、上記ノズル装置は、ノズル本体と、この
ノズル本体の中心部に軸方向に沿って設けられ上記薬液
供給管路から供給される薬液を吐出する薬液ノズル孔
と、上記ノズル本体に上記薬液ノズル孔を囲む状態で設
けられ上記希釈液供給管路から供給される希釈液を吐出
するとともにその希釈液によって上記薬液ノズル孔から
吐出された薬液を上記基板に到達する前に希釈する希釈
液ノズル孔とを備えていることを特徴とする基板処理装
置にある。

【０００９】請求項２の発明は、上記薬液ノズル孔の先
端開口面は、上記希釈液ノズル孔の先端開口面よりも先
端側に突出していることを特徴とする請求項１記載の基
板処理装置にある。

【００１０】請求項３の発明は、上記希釈液ノズル孔の
先端部分は、上記ノズル本体の中心方向に向って傾斜し
ていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置に
ある。

【００１１】請求項４の発明は、薬液を希釈液によって
希釈した処理液を用いて基板を処理する基板の処理方法
において、ノズル本体と、このノズル本体の中心部に軸
方向に沿って設けられ上記薬液供給管路から供給される
薬液を吐出する薬液ノズル孔と、上記ノズル本体に上記
薬液ノズル孔を囲む状態で設けられ上記希釈液供給管路
から供給される希釈液を吐出するとともにその希釈液に
よって上記薬液ノズル孔から吐出された薬液を上記基板
に到達する前に希釈する希釈液ノズル孔とを備えたノズ
ル装置を有し、上記基板に処理液を供給するときには上
記希釈液ノズル孔から希釈液を吐出させてから上記薬液
ノズル孔から薬液を吐出させ、処理液の供給を停止する
ときには上記薬液ノズル孔からの薬液の吐出を停止して
から上記希釈液ノズル孔からの希釈液の吐出を停止する
ことを特徴とする基板の処理方法にある。

【００１２】この発明によれば、薬液が希釈液供給管路
に流入するのを防止できるとともに、装置を小型化する
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態を説明する。

【００１４】図１〜図３はこの発明の第１の実施の形態
を示す。図１に示す基板処理装置は上面から下面に連通
する通孔５を備えたベース板１を有し、このベース板１
の上面には円筒状のカップ体２が設けられている。この
カップ体２の上端部には径方向内方に向って高く傾斜し
た反射板３が周方向全周にわたって設けられており、内
部には回転テーブル４がほぼ水平に設けられている。

【００１５】上記ベース板１の下面側には駆動モータ５
１がブラケット５１ａによって固定されている。この駆
動モータ５１の駆動軸６は上記ベース板１の通孔５を挿
通し、上端は上記回転テーブル４の下面のほぼ中心部に
固着されている。したがって、上記駆動モータ５１を作
動することで、上記回転テーブル４を周方向に回転駆動
できるようになっている。

【００１６】上記回転テーブル４には例えば半導体装置
に用いられる半導体ウエハなどの基板Ｗが保持される。
つまり、上記回転テーブル４の上面の周辺部には周方向
に所定間隔で複数の支持部材７が設けられている。各支
持部材７の上端部には基板Ｗの周辺部下面を支持する支
持ピン８、及び基板Ｗの外周面に係合する係合ピン９が
立設されている。

【００１７】それによって、基板Ｗは上記回転テーブル
４の上面に保持された状態で、この回転テーブル４とと
もに周方向に回転されるようになっている。

【００１８】上記ベース板１には上記カップ体２の周辺
部に回転駆動源１０が設けられている。この回転駆動源
１０の回転軸１４にはアーム１２の基端部が連結固定さ
れている。このアーム１２の先端部には取り付け部１３
が設けられており、この取り付け部１３にはノズル装置
１１がほぼ垂直に設けられている。

【００１９】したがって、上記回転軸１４を回転駆動す
れば上記アーム１２が連動するから、上記ノズル装置１
１を上記回転テーブル４に保持された基板Ｗの上面側で
径方向に揺動できるようになっている。

【００２０】なお、基板Ｗは上記回転テーブル４に図示
しないロボットによって受渡しされる。

【００２１】上記基板処理装置は、上記ノズル装置１１
に薬液としてのフッ酸及び希釈液としての純水をそれぞ
れ供給する薬液供給管路２１及び希釈液供給管路２２を
有する。上記薬液供給管路２１及び希釈液供給管路２２
は、中途部にそれぞれ薬液制御バルブ２３及び希釈液制
御バルブ２４が設けられている。各供給管路２１、２２
の一端はそれぞれ薬液タンク２７に貯えられたフッ酸及
び希釈液タンク２８に貯えられた純水に浸漬している。

【００２２】上記薬液タンク２７及び希釈液タンク２８
と上記薬液制御バルブ２３及び希釈液制御バルブ２４と
の間にはそれぞれ薬液用ポンプ２９及び希釈液用ポンプ
３０が設けられ、各ポンプ２９、３０と上記各バルブ２
３、２４との間にはそれぞれマスフローコントローラ３
１、３２が設けられている。

【００２３】上記バルブ２３、２４、ポンプ２９、３０
及びマスフローコントローラ３１、３２には制御装置３
３が接続されており、この制御装置３３は各バルブ２
３、２４の開閉制御、各ポンプ２９、３０の発停制御、
及び各マスフローコントローラ３１、３２による制御流
量値の設定を行えるようになっている。

【００２４】図２に示すように、上記ノズル装置１１は
円柱状のノズル本体４１を有する。

【００２５】このノズル本体４１の径方向ほぼ中心部に
は薬液ノズル孔４２が軸方向に沿って穿設されている。
この薬液ノズル孔４２の先端側は上記ノズル本体４１の
先端面に突出して形成された凸部４３内を通じ、この凸
部４３の先端に薬液吐出口４８として開口している。

【００２６】また、上記ノズル本体４１には上記薬液ノ
ズル孔４２を囲むように円環状の希釈液ノズル孔４４が
穿設されている。この希釈液ノズル孔４４の先端側は径
方向内方に窄まるように傾斜しており、上記ノズル本体
４１の先端面において円環状に開口した希釈液吐出口４
７を形成している。すなわち、上記薬液ノズル孔４２の
先端開口面４５は上記希釈液ノズル孔４４の先端開口面
４６よりも先端側に突出している。

【００２７】上記ノズル本体４１の後端面及び外周面の
後端部側には、上記薬液ノズル孔４２及び希釈液ノズル
孔４４に連通して薬液供給管路２１及び希釈液供給管路
２２がそれぞれ接続されている。

【００２８】次に、上記構成の基板処理装置を使用する
際の作用について説明する。

【００２９】上記基板処理装置を使用する場合、予め、
使用する処理液の濃度に応じてマスフローコントローラ
３１、３２の制御流量値を設定しておく。

【００３０】上記回転テーブル４の上面に基板Ｗを保持
したならば、アーム１２を回動駆動してノズル装置１１
を基板Ｗの上面側の噴射位置に設定する。上記ノズル装
置１１が上記噴射位置に設定されたならば、まず希釈液
制御バルブ２４を開放し希釈液用ポンプ３０を駆動する
ことで、希釈液タンク２８からノズル装置１１の希釈液
ノズル孔４４に純水を供給し、その先端の円環状の希釈
液吐出口４７から吐出させる。

【００３１】上記希釈液ノズル孔４４から純水を吐出さ
せたならば、次いで、薬液制御バルブ２３を開放し薬液
用ポンプ２９を駆動することで、薬液タンク２７から上
記ノズル装置１１の薬液ノズル孔４２にフッ酸を供給
し、その先端の薬液吐出口４８から吐出させる。

【００３２】上記薬液ノズル孔４２からは、図２に矢印
Ｘで示すように基板Ｗの上面に向かってほぼ垂直にフッ
酸が噴射される。一方、上記希釈液ノズル孔４４は、上
記希釈液吐出口４７が円環状であり、また先端側が径方
向内方に窄まるように傾斜している。そのため、純水は
図２に矢印Ｙで示すように上記薬液ノズル孔４２から噴
射されたフッ酸の周囲を覆うように、かつこのフッ酸に
向って傾斜して噴射される。

【００３３】それによって、上記薬液ノズル孔４２から
吐出したフッ酸は、上記基板Ｗに到達する前に、純水に
よって希釈され、基板Ｗに到達したときには処理に適し
た所定濃度の処理液となり、基板Ｗはこの処理液によっ
て処理される。

【００３４】上記処理液によって回転する基板Ｗの上面
を所定の時間だけ処理したならば、まず、上記薬液用ポ
ンプ２９の駆動を停止するとともに上記薬液制御バルブ
２３を閉鎖し、上記薬液ノズル孔４２からのフッ酸の吐
出を停止する。次いで、上記希釈液用ポンプ３０の駆動
を停止するとともに上記希釈液制御バルブ２４を閉鎖
し、上記希釈液ノズル孔４４からの純水の吐出を停止す
る。以上で基板Ｗの処理が終了する。

【００３５】上記基板処理装置によれば、フッ酸を純水
で希釈する際に、上記薬液供給管路２１と希釈液供給管
路２２とを接続する必要がないため、上記希釈液供給管
路２２に薬液が流入することがない。そのため、希釈液
供給管路２２がフッ酸によって汚染されるのを防止でき
る。

【００３６】しかも、上記薬液ノズル孔４２の先端開口
面４５は上記希釈液ノズル孔４４の先端開口面４６より
も先端側に突出している。そのため、上記薬液ノズル孔
４２の先端開口面４５で滞留したフッ酸が上記希釈液ノ
ズル孔４４の希釈液吐出口４７から希釈液供給管路２２
に流入し難くいから、そのことによっても希釈液供給管
路２２がフッ酸によって汚染されるのを防止できる。

【００３７】また、基板Ｗに処理液を供給するときには
上記希釈液ノズル孔４４から純水を吐出させてから上記
薬液ノズル孔４２からフッ酸を吐出させ、処理液の供給
を停止するときには、上記薬液ノズル孔４２からのフッ
酸の吐出を停止してから上記希釈液ノズル４４からの純
水の吐出を停止するようにした。そのため、上記薬液ノ
ズル孔４２からフッ酸を吐出するとき、常に上記希釈液
ノズル孔４４から純水が吐出しているため、希釈液吐出
口４７から希釈液ノズル孔４４内にフッ酸が流入し難く
なっている。

【００３８】このように、上記希釈液供給管路２２にフ
ッ酸が流入し難くなっているため、希釈液供給管路２２
にフッ酸の流入を防止するための逆支弁等を設ける必要
がない。しかも、この構成によると従来のようにフッ酸
と純水とを混合する混合器及びこの混合器からノズル装
置１１に処理液を供給する供給タンク等が不要となる。
そのため、基板処理装置の構成を簡単にし、小型化する
ことができる。

【００３９】さらに、上記薬液ノズル孔４２から噴射さ
れたフッ酸は、上記希釈液ノズル孔４４から噴射された
純水によって基板Ｗに到達する前に希釈される。しか
も、処理液の吐出停止時には、純水の供給よりも先にフ
ッ酸の供給を停止する。それによって、基板Ｗの上面に
高濃度のフッ酸が供給されるのを防止している。

【００４０】図４はこの発明の第２の実施の形態を示
す。この実施の形態は上記ノズル装置１１の変形例であ
って、ノズル本体４１に薬液ノズル孔４２を囲む円環状
の希釈液ノズル孔４４を穿設する代わりに、この薬液ノ
ズル孔４２の周囲に複数、この実施の形態では５つの希
釈液ノズル孔４４Ａを穿設したものである。この場合に
おいても、上記薬液ノズル孔４２の先端部分を上記希釈
液ノズル孔４４Ａの先端部分よりも先端側に突出させる
ように設定し、さらに上記希釈液ノズル孔４４Ａの先端
部分を上記薬液ノズル孔４２側に向って傾斜させること
で、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られること
はいうまでもない。

【００４１】つまり、上記希釈液ノズル孔は円環状であ
る必要はなく、上記薬液ノズル孔から噴射されるフッ酸
が基板Ｗに到達する前に確実に希釈することができれ
ば、たとえどんな形態であってもよい。

【００４２】図５と図６はこの発明の第３の実施の形態
を示す。この実施の形態は上記ノズル装置１１の変形例
であって、上記ノズル本体４１に上記薬液ノズル孔４２
及び希釈液ノズル孔４４を穿設するのではなく、薬液ノ
ズル孔４２Ｂを有する薬液ノズル５１をほぼ垂直に設置
し、この薬液ノズル５１を囲むように複数、この実施の
形態では希釈液ノズル孔４４Ｂを有する４つの希釈液ノ
ズル５２を配置したものである。この場合、所定の位置
にノズルを配設するだけでよいから、装置の構成を簡単
にすることができる。

【００４３】

【発明の効果】この発明によれば、薬液が希釈液供給管
路に流入するのを防止できるとともに、全体の構成を小
型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態に係る基板処理装
置の概略図。

【図２】同実施の形態に係るノズル装置の概略図。

【図３】図２のＡ―Ａ線に沿った断面図。

【図４】この発明の第２の実施の形態に係るノズル装置
の横断面図。

【図５】この発明の第３の実施の形態に係るノズル装置
の概略図。

【図６】図５のＢ―Ｂ線に沿った断面図。

【符号の説明】

１１…ノズル装置 ２１…薬液供給管路 ２２…希釈液供給管路 ４２…希釈液ノズル孔 ４４…薬液ノズル孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薬液を希釈液によって希釈した処理液を
   用いて基板を処理する基板処理装置において、 上記薬液を供給する薬液供給管路と、 上記希釈液を供給する希釈液供給管路と、 上記薬液供給管路と希釈液供給管路とが接続されたノズ
   ル装置とを具備し、 上記ノズル装置は、ノズル本体と、このノズル本体の中
   心部に軸方向に沿って設けられ上記薬液供給管路から供
   給される薬液を吐出する薬液ノズル孔と、上記ノズル本
   体に上記薬液ノズル孔を囲む状態で設けられ上記希釈液
   供給管路から供給される希釈液を吐出するとともにその
   希釈液によって上記薬液ノズル孔から吐出された薬液を
   上記基板に到達する前に希釈する希釈液ノズル孔とを備
   えていることを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 上記薬液ノズル孔の先端開口面は、上記
   希釈液ノズル孔の先端開口面よりも先端側に突出してい
   ることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】 上記希釈液ノズル孔の先端部分は、上記
   ノズル本体の中心方向に向って傾斜していることを特徴
   とする請求項１記載の基板処理装置。
4. 【請求項４】 薬液を希釈液によって希釈した処理液を
   用いて基板を処理する基板の処理方法において、 ノズル本体と、このノズル本体の中心部に軸方向に沿っ
   て設けられ上記薬液供給管路から供給される薬液を吐出
   する薬液ノズル孔と、上記ノズル本体に上記薬液ノズル
   孔を囲む状態で設けられ上記希釈液供給管路から供給さ
   れる希釈液を吐出するとともにその希釈液によって上記
   薬液ノズル孔から吐出された薬液を上記基板に到達する
   前に希釈する希釈液ノズル孔とを備えたノズル装置を有
   し、 上記基板に処理液を供給するときには上記希釈液ノズル
   孔から希釈液を吐出させてから上記薬液ノズル孔から薬
   液を吐出させ、処理液の供給を停止するときには上記薬
   液ノズル孔からの薬液の吐出を停止してから上記希釈液
   ノズル孔からの希釈液の吐出を停止することを特徴とす
   る基板の処理方法。