JP2010073849A - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置および基板処理方法に関し、特に処理対象物である例えば半導体ウエハ等の基板を処理する際に、気体と液体を混合させて供給する２流体ノズルを有する基板処理装置および基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method, and more particularly to a substrate processing apparatus and a substrate having a two-fluid nozzle for mixing and supplying a gas and a liquid when processing a substrate such as a semiconductor wafer as a processing target. It relates to the processing method.
一例として、基板処理装置は、ウエハ等の基板の製造工程において基板に対して純水や薬液等の液体を供給して処理を行う。この種の基板処理装置は、基板に付着したパーティクルを除去することで洗浄する。 As an example, the substrate processing apparatus performs processing by supplying a liquid such as pure water or a chemical solution to the substrate in a manufacturing process of the substrate such as a wafer. This type of substrate processing apparatus performs cleaning by removing particles adhering to the substrate.
基板の面には、微細化された電気配線が形成されているが、このような微細な電気配線に付着しているパーティクルが洗浄対象である。電気配線の微細化に伴ってパーティクルの直径はますます小さくなっており、高効率な洗浄技術が要求されてきている。 Although fine electric wiring is formed on the surface of the substrate, particles adhering to such fine electric wiring are objects to be cleaned. With the miniaturization of electric wiring, the diameter of particles is becoming smaller and more efficient cleaning technology is required.
この種のパーティクルを洗浄するために、特許文献1に記載されているような高い洗浄物理力を持った２流体ノズルが使われるようになってきている。特許文献1に開示されている２流体ノズルは、液体吐出口と、そのまわりに円環状に形成された気体吐出口を有する。
ところが、特許文献1に記載されている２流体ノズルを使用すると、高い洗浄物理力によって微細化された電気配線ではパターン倒れと呼ばれるダメージが発生することがある。
However, when the two-fluid nozzle described in
図６は吐き出した液滴の衝突過程の例を示しており、２流体ノズルの洗浄物理力は、次の式で表すことができる。 FIG. 6 shows an example of the collision process of discharged droplets, and the cleaning physical force of the two-fluid nozzle can be expressed by the following equation.
洗浄物理力（せん断力）Ｆｄ＝Ｃｄ・（πＤ２／４）・Ｐ
ここで、Ｃｄ：効力係数
Ｄ ：パーティクル直径
Ｐ ：衝撃圧（∝Ｖ０）
Ｖ０：衝突前の速度
Ｖｆ：衝突後の速度
である。
Washed physical force (shear force) Fd = Cd · (πD 2 /4) · P
Where Cd: Efficacy factor
D: Particle diameter
P: Impact pressure (∝V0)
V0: Speed before collision
Vf: Speed after collision.
図６に示すように、洗浄物理力は、衝突した吐き出し液滴が横方向に広がることで、せん断力を発生させる。洗浄物理力は、微細化された電気配線の洗浄はできるが、微細な電気配線を有するデバイスでは、微細な電気配線を有するデバイスに対してダメージを与えず、電気配線がせん断力に負けてしまい倒れてしまう。 As shown in FIG. 6, the cleaning physical force generates a shearing force as the collided discharged droplet spreads in the lateral direction. Cleaning physical force can clean electrical wiring that is miniaturized, but devices with fine electrical wiring do not damage the devices with fine electrical wiring, and the electrical wiring loses shearing force. It falls down.
２流体ノズルは、気体と液体を混合させて液体を、霧吹き現象を利用して高速ミストにして吐き出すものであり、気体の高速流速で負圧を発生させて液体の霧化を起こす構造である。しかし、気体の流速が大きい場合には液体の霧化の粒径が大きくなり、気体使用量が増加してしまい、液体の霧化の粒径が大きくなることで微細化された電気配線に対してダメージを与える要因となる。 The two-fluid nozzle is a structure that mixes gas and liquid and discharges the liquid as a high-speed mist by using a spraying phenomenon, and generates a negative pressure at a high-speed gas flow rate to cause liquid atomization. . However, when the gas flow rate is high, the liquid atomization particle size increases, the amount of gas used increases, and the liquid atomization particle size increases. Cause damage.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、低流速の気体で液体の高い霧化効率を得て、微細な気体使用量を削減できる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can obtain a high atomization efficiency of a liquid with a low flow velocity gas and reduce the amount of fine gas used. It is to be.
本発明の基板処理装置は、気体と液体を混合させて前記液体を処理対象物である基板に吐き出すことで基板を処理する基板処理装置であって、前記基板に対して前記液体を吐き出す中央通路を有する内筒と、前記内筒の周囲に配置されて前記気体を吐き出す外周リング状通路を有する外筒と、を有する供給ノズルを備え、前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記出口部において前記液体を拡散するために、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成されており、前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されていることを特徴とする。 The substrate processing apparatus of the present invention is a substrate processing apparatus for processing a substrate by mixing a gas and a liquid and discharging the liquid onto a substrate that is a processing target, and a central passage that discharges the liquid to the substrate And an outer cylinder having an outer ring-shaped passage that is arranged around the inner cylinder and discharges the gas, and an outlet portion of the inner cylinder that discharges the liquid includes In order to diffuse the liquid at the outlet, an inclined surface is formed so that the outer peripheral surface side of the inner cylinder protrudes parallel to the central axis of the inner cylinder as compared to the inner peripheral surface side of the inner cylinder. The formation angle of the inclined surface is formed in a range of 0 degree <formation angle θ ≦ 30 degrees with respect to a direction orthogonal to the central axis of the inner cylinder.
本発明の基板処理方法は、気体と液体を混合させて前記液体を処理対象物である基板に吐き出すことで前記基板を処理する基板処理方法であって、供給ノズルの内筒の中央通路を通って前記基板に対して前記液体を吐き出し、前記内筒の周囲に配置された前記供給ノズルの外筒が有する外周リング状通路から前記気体を吐き出し、前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成され、前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されており、前記内筒の前記出口部から吐き出された前記液体が前記傾斜面において拡散されることを特徴とする。 A substrate processing method of the present invention is a substrate processing method for processing a substrate by mixing a gas and a liquid and discharging the liquid onto a substrate which is a processing target, and passes through a central passage of an inner cylinder of a supply nozzle. The liquid is discharged to the substrate, the gas is discharged from the outer ring-shaped passage of the outer cylinder of the supply nozzle disposed around the inner cylinder, and the outlet of the inner cylinder discharges the liquid. In addition, an inclined surface is formed so that the outer peripheral surface side of the inner cylinder protrudes in parallel with the central axis of the inner cylinder as compared to the inner peripheral surface side of the inner cylinder, and the angle of formation of the inclined surface is It is formed in the range of 0 degree <formation angle θ ≦ 30 degrees with respect to the direction orthogonal to the central axis of the inner cylinder, and the liquid discharged from the outlet portion of the inner cylinder is in the inclined surface It is characterized by being diffused.
本発明によれば、低流速の気体で高い霧化効率を得て、微細な電気配線を有するデバイスに対してダメージを与えず、気体使用量を削減できる基板処理装置および基板処理方法を提供することができる。 According to the present invention, there are provided a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can obtain high atomization efficiency with a low flow velocity gas, reduce the amount of gas used without damaging a device having fine electrical wiring. be able to.
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１実施形態）
図１は、本発明の基板処理装置の好ましい第１実施形態を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first preferred embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention.
図１に示すように、基板処理装置１０は、一例として基板Ｗを洗浄する装置として用いられ、基板保持部１１と、供給ノズル３０の操作部１２と、ダウンフロー用のフィルタ付きファン１３と、カップ１４と、供給ノズル３０と、処理室１６を有する。
As shown in FIG. 1, the
図１に示す基板保持部１１は、円板のベース部材１７と、回転軸１８と、モータ１９を有しており、ベース部材１７の上には処理対象物である基板Ｗが着脱可能に固定されている。この基板Ｗは、例えば半導体ウエハであり、基板Ｗの面には微細化された電気配線が形成されている。処理室１６内には、カップ１４と供給ノズル３０とベース部材１７と回転軸１８が収容されている。モータ１９が制御部１００の指令により動作することで、ベース部材１７はＲ方向に連続回転することができる。
The
図１に示す供給ノズル３０は、基板Ｗの上部に配置されており、供給ノズル３０は、操作部１２の動作により、Ｚ方向（上下方向）とＸ方向（基板の半径方向）に移動可能である。
The
図２は、図１に示す供給ノズル３０の好ましい構造例を示す縦断面図である。この供給ノズル３０は、２流体ノズルである。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a preferred structure example of the
図２に示すように、供給ノズル３０は、内筒３１と、この内筒３１の周囲に配置される外筒３３を有している。
As shown in FIG. 2, the
図２に示すように、液体供給部２２が、配管２３とバルブ２０を介して、供給ノズル３０の内筒３１の中央通路３２に接続されている。また、気体供給部２４が、配管２５とバルブ２１を介して、供給ノズル３０の外筒３３が有する外周リング状通路３４に接続されている。液体供給部２２は、純水等の液体４８を内筒３１の中央通路３２に供給する。気体供給部２４は、Ｎ２ガス等の気体４９を外筒３３の外周リング状通路３４に供給する。バルブ２０とバルブ２１は、制御部１００の指令により開閉量を制御できる。
As shown in FIG. 2, the
図２に示す供給ノズル３０は、霧吹き原理を利用して、気体４９の気流が発生する負圧で液体４８を霧化させるものである。気体の流速が速いと液滴の粒径が大きくなるが、液滴の粒径が大きくなってしまうと、基板Ｗにおける微細化された電気配線には洗浄時のダメージが発生する要因となるので、気体４９の流速をできるだけ抑えてかつ液体４８の霧化効率の良いノズル形状にすることが望ましい。
The
そこで、供給ノズル３０は、流体力学の２つの原理である液体の拡散によるキャビテーションと流体剥離現象を融合して、液体４８と気体４９がお互いに霧化効率を向上させるものである。
Therefore, the
まず、図２を参照して、供給ノズル３０の内筒３１の形状について説明する。
First, the shape of the
図２に示す内筒３１は、本体部４１と、絞り部４２と、出口部４３を有している。この本体部４１は、内筒３１の中心軸ＣＬに沿って長さＬだけ形成されており、本体部４１は、均一の肉厚を有しており、均一の内径Ｄを有する。
The
絞り部４２は、本体部４１の下部に連続して形成されており、絞り部４２は、内筒３１の中心軸ＣＬに沿って長さＬ１だけ形成されている。絞り部４２の内径Ｄ１は、本体部４１の内径Ｄに比べて小さく設定されていることで、中央通路３２の流路を絞っている。
The
出口部４３は、絞り部４２の下部に形成されている。出口部４３は、絞り部４２を通過した液体４８が開放される形状になっており、出口部４３は中心軸ＣＬを中心として全周囲にわたって傾斜面４４を有している。この傾斜面４４は、面取り部ともいい、出口部４３において液体４８を拡散するために、内筒３１の外周面４５側が内筒３１の内周面７１側に比べて、内筒３１の中心軸ＣＬに平行に突出するように傾斜されている。すなわち、傾斜面４４は、外周面４５側よりも内周面７１側が窪むように形成されており、傾斜面４４は、中心軸ＣＬと直交する方向Ｔに対して形成角度θで傾けて形成されている。内筒３１の本体部４１と絞り部４２は、中央通路３２を形成している。
The
この出口部４３の傾斜面４４の形成角度θは、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲に設定されている。もし、この形成角度θが０度であると、液体４８が絞り部４２を通過して出口部４３から吐き出された場合に、液体４８を拡散する効率が悪い。
The formation angle θ of the
また、形成角度θが３０度を超えると、気流は円筒状に流れ、傾斜面４４の外側端部を超えたところで、剥離現象を起こして負圧になる。ミスト液流は中央通路３２を出えた後に、直進しようとするが、傾斜面４４のテーパー角度が大きいと、テーパーに沿いながら拡散していく。気流とミスト液流の圧力差が大きいと、ミストは効率的に分断され、粒子径が細くなる。形成角度（テーパー角度）の依存性を調べるために、流体解析を行い、タグチメソッドを使って適性条件を求めた結果、流体解析によると、形成角度θが０度〜３０度の間に霧化効率の高い設計デザインが存在することが判った。ここで、タグチメソッドとは、品質特性のばらつきが少ない製品を開発設計段階で作り込むための統計的手法である。
When the formation angle θ exceeds 30 degrees, the airflow flows in a cylindrical shape, and when it exceeds the outer end portion of the
さらに、より好ましくは、出口部４３の傾斜面４４の形成角度θは、１５度≦形成角度θ≦３０度の範囲である。これにより、負圧が３５％以上向上できる。
Further preferably, the formation angle θ of the
一方、図２に示す外筒３３は、軸方向に沿って同じ肉厚を有しており、同じ内径Ｄ２を有する。外筒３３の中心軸ＣＬ方向の長さＬ２は、内筒３１の本体部４１の中心軸ＣＬ方向の長さＬに比べて大きく設定されており、外筒３３の下端部４７は、絞り部４２まで達している。
On the other hand, the
内筒３１は、曲面形状部５０を有しており、この曲面形状部５０は、外筒３３の下端部４７の出口部５１から下方向Ｚ１に向けて徐々に先細りに絞り込まれるように形成されている。曲面形状部５０は、中心軸ＣＬに向けて絞るようにして形成されており、曲面形状部５０の下端部分の外形寸法ｄは、内筒３１の外形Ｄ３に比べて小さくなっている。
The
図２に示す内筒３１の外周面４５と外筒３３の内周面４６は、外周リング状通路３４を形成している。内筒３１の中央通路３２と外筒３３の外周リング状通路３４とは、中心軸ＣＬを中心として同心状に形成されている。
The outer
図２に示すように、内筒３１の中央通路３２には、液体の一例である液体４８が導入され、外筒３３の外周リング状通路３４には、気体の一例である気体４９が導入される。
As shown in FIG. 2, a liquid 48 as an example of a liquid is introduced into the
出口部４３は傾斜面４４が形成されているので開放された形状になっている。中央通路３２を通過した液体４８が出口部４３から下方向Ｚ１に放出される時に、矢印Ｒ１で示すように、液の拡散によるキャビテーション４８Ｈが発生して、液体４８自体も液体４８の霧化現象に貢献する。このため、低流速の気体４９であっても液体４８の高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。
The
しかも、中央通路３２には、絞り部４２が形成されており、中央通路３２の絞り部２を通過した純水４８は絞られた後に、出口部４３の傾斜面４４において、液の拡散によるキャビテーション４８Ｈがさらに効率良く発生できる。このため、気体４９が低流速であっても液体４８の高い霧化効率を達成でき、さらに気体４９の使用量を削減できる。
In addition, the
一方、外筒３３の出口部５１には、内筒３１の曲面形状部５０を有している。この曲面形状部５０は、内筒３１の本体部４１に比べて、中心軸ＣＬに向けて絞り込んだ形状に形成され、先細り形状になっている。この曲面形状部５０が形成されていることにより、液体４８と気体４９との混合部では、気体４９が矢印Ｓで示すように負圧領域である剥離領域５２を形成して、流体剥離現象を引き起こすことで負圧を発生させて、液体４８の霧化効率を上げることができる。これにより、気体を高速流速で流して負圧を発生する必要がないので、霧化の粒径が大きくなるのを防いで基板Ｗの微細化された電気配線にダメージを与えずに、基板Ｗを洗浄することができる。
On the other hand, the
（第２実施形態）
次に、図３と図４を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
なお、図３と図４に示す第２実施形態では、供給ノズル３０Ｂの形状が、図２に示す供給ノズル３０の形状に比べて異なるが、この供給ノズル３０が装着される基板処理装置１０Ｂの構造は、図１に示す基板処理装置１０の構造と、実質的に同じであるので、図１における説明を援用する。
In the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the shape of the
図４に示す供給ノズル３０Ｂは、２流体ノズルであり、内筒１３１と、この内筒１３１の周囲に配置される外筒１３３を有している。
The
図４に示すように、液体供給部２２が、配管２３とバルブ２０を介して、供給ノズル３０Ｂの内筒１３１の中央通路１３２に接続されている。また、気体供給部２４が、配管２５とバルブ２１を介して、供給ノズル３０Ｂの外筒１３３が有する外周リング状通路１３４に接続されている。液体供給部２２は、純水等の液体４８を内筒１３１の中央通路１３２に供給する。気体供給部２４は、Ｎ２ガス等の気体４９を外周リング状通路１３４に供給する。
As shown in FIG. 4, the
図４に示す供給ノズル３０Ｂは、霧吹き原理を利用して、気体４９の気流が発生する負圧で液体を霧化させるものである。気体の流速が速いと液滴の粒径が大きくなるが、液滴の粒径が大きくなってしまうと、基板Ｗの洗浄時のダメージが発生する要因となるので、気体の流速をできるだけ抑えてかつ液体の霧化効率の良いノズル形状にすることが望ましい。
The
供給ノズル３０Ｂは、流体力学の２つの原理である拡散によるキャビテーションと、流体の剥離現象を融合して、液体と気体がお互いに霧化効率を向上させるものである。
The
まず、図４を参照して、供給ノズル３０Ｂの内筒１３１の形状について説明する。
First, the shape of the
内筒１３１は、出口部１４３を有し、内筒１３１の中心軸ＣＬに沿って長さＬ４だけ形成されており、均一の肉厚を有しており、均一の内径Ｄ４を有する。
The
出口部１４３は、中心軸ＣＬを中心として全周囲にわたって傾斜面１４４を有している。この傾斜面１４４は、面取り部ともいい、中心軸ＣＬと直交する方向Ｔに対して形成角度θで傾けて形成されている。出口部１４３において液体４８を拡散するために、内筒１３１の外周面１４５側が内筒３１の内周面１７１側に比べて、内筒１３１の中心軸ＣＬに平行に突出するように傾斜されている。すなわち、傾斜面１４４は、外周面１４５側よりも内周面１７１側が窪むように形成されており、傾斜面１４４は、中心軸ＣＬと直交する方向Ｔに対して形成角度θで傾けて形成されている。
The
この出口部１４３の傾斜面１４４の形成角度θは、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲に設定されている。もし、この形成角度θが０度であると、液体４８が絞り部４２を通過して出口部４３から吐き出された場合に、拡散する効率が悪い。
The formation angle θ of the
また、形成角度θが３０度を超えると、気流は円筒状に流れ、傾斜面４４の外側端部を超えたところで、剥離現象を起こして負圧になる。ミスト液流は中央通路３２を出えた後に直進しようとするが、傾斜面１４４のテーパー角度が大きいと、テーパーに沿いながら拡散していく。気流とミスト液流の圧力差が大きいと、ミストは効率的に分断され、粒子径が細くなる。形成角度（テーパー角度）の依存性を調べるために、流体解析を行い、タグチメソッドを使って適性条件を求めた結果、流体解析によると、形成角度θが０度〜３０度の間に霧化効率の高い設計デザインが存在することが判った。
When the formation angle θ exceeds 30 degrees, the airflow flows in a cylindrical shape, and when it exceeds the outer end portion of the
さらに、より好ましくは、出口部１４３の傾斜面１４４の形成角度θは、１５度≦形成角度θ≦３０度の範囲である。これにより、負圧が３５％以上向上できる。
More preferably, the formation angle θ of the
一方、図４に示す外筒１３３は、軸方向に沿って同じ肉厚を有しており、同じ内径Ｄ５を有する。外筒１３３の中心軸ＣＬ方向の長さＬ５は、内筒１３１の中心軸ＣＬ方向の長さＬ４に比べて短く設定されており、外筒１３３の下端部１４７は、傾斜面１４４付近にまで達している。
On the other hand, the
内筒１３１の外周面１４５と外筒１３３の内周面１４６は、外周リング状通路１３４を形成している。内筒１３１の中央通路１３２と外筒１３３の外周リング状通路１３４とは、中心軸ＣＬを中心として同心状に形成されている。
The outer
図４に示すように、内筒１３１の中央通路１３２には、液体４８が導入され、外筒１３３の外周リング状通路１３４には、気体４９が導入される。
As shown in FIG. 4, the liquid 48 is introduced into the
内筒３１の出口部１４３は形成角度θで開放された傾斜面１４４となっているので、中央通路１３２を通過した純水４８が出口部１４３から下方向Ｚ１に放出される時に、矢印Ｒ３で示すように、液の拡散による拡散キャビテーション４８Ｈが発生して、純水４８自体も純水４８の霧化現象に貢献する。このため、気体が低流速であっても液体の高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。
Since the
一方、外筒１３３の出口部１５１における液体４８と気体４９との混合部では、気体４９が矢印Ｓ４で示すように負圧領域である剥離領域１５２を形成して、流体剥離現象を引き起こして負圧を発生させるので、液体の霧化効率を上げることができる。これにより、気体を高速流速で流して負圧を発生する必要がないので、霧化の粒径が大きくなるのを防いで基板Ｗの微細化された電気配線にダメージを与えずに、基板Ｗを洗浄することができる。
On the other hand, in the mixing portion of the liquid 48 and the
ところで、空気抵抗を受ける物体の運動方程式によると、
１） 速度の遅い物体の場合には、
空気抵抗Ｆ＝ｋ（比例定数）・Ｒ（粒径）・Ｖ（速度）
であるが、
２） 速度の速い物体の場合には、
空気抵抗Ｆ＝ｋ１（比例定数）・Ｒ２・Ｖ２
である。
By the way, according to the equation of motion of an object subject to air resistance,
1) If the object is slow,
Air resistance F = k (proportional constant) · R (particle size) · V (speed)
In Although,
2) For fast objects,
Air resistance F = k1 (proportional constant) · R 2 · V 2
It is.
上述した供給ノズル３０，３０Ｂのような２流体ノズルの場合には、速度の速い物体の場合が適用され、抵抗力が質量ｍの物体移動の減速に作用するとして表現すると、
空気抵抗Ｆ＝ｍ・α、 質量ｍ∝Ｒ３
として、上記２）式を整理すると、速度Ｖ∝√Ｒが成り立つ。
In the case of the two-fluid nozzles such as the
Air resistance F = m · α, mass m∝R 3
If the above formula 2) is rearranged, the speed V∝√R is established.
例えば、粒径が２５μｍの時に、流速１２０ｍ／ｓｅｃとして、粒径と流速の相関グラフを作ると、図５に示す粒径／流速の相関例を示す図である。縦軸には流速（ｍ／ｓｅｃ）を示し、横軸には粒子径（μｍ）を示している。 For example, when the particle size is 25 μm and the flow rate is 120 m / sec and a correlation graph between the particle size and the flow rate is created, FIG. The vertical axis represents the flow velocity (m / sec), and the horizontal axis represents the particle diameter (μm).
本発明の基板処理装置は、気体と液体を混合させて液体を処理対象物である基板に吐き出すことで基板を処理する基板処理装置であって、基板に対して液体を吐き出す中央通路を有する内筒と、内筒の周囲に配置されて気体を吐き出す外周リング状通路を有する外筒と、を有する供給ノズルを備え、液体を吐き出す内筒の出口部には、出口部において液体を拡散するために、内筒の外周面側が内筒の内周面側に比べて、内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成されており、傾斜面の形成角度は、内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されている。これにより、内筒の中央通路を通過した液体が、出口部から放出される時に、液の拡散によるキャビテーションが発生して、液体自体も液体の霧化現象に貢献する。このため、低流速の気体であっても液体の高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。 The substrate processing apparatus of the present invention is a substrate processing apparatus for processing a substrate by mixing a gas and a liquid and discharging the liquid onto a substrate which is a processing target, and has a central passage for discharging the liquid to the substrate. A supply nozzle having a cylinder and an outer cylinder having an outer peripheral ring-shaped passage which is arranged around the inner cylinder and discharges gas is provided. In addition, an inclined surface is formed so that the outer peripheral surface side of the inner cylinder protrudes in parallel to the central axis of the inner cylinder as compared with the inner peripheral surface side of the inner cylinder. Is formed in a range of 0 degree <formation angle θ ≦ 30 degrees with respect to a direction perpendicular to the central axis of the film. Thereby, when the liquid that has passed through the central passage of the inner cylinder is discharged from the outlet portion, cavitation due to the diffusion of the liquid occurs, and the liquid itself also contributes to the liquid atomization phenomenon. For this reason, even if it is a low flow velocity gas, the high atomization efficiency of a liquid can be achieved and the usage-amount of gas can be reduced.
また、内筒の中央通路には、液体の通過を絞るための絞り部を有する。これにより、中央通路の絞り部を通過した液体は絞られた後に、出口部の傾斜面において、液の拡散によるキャビテーションがさらに効率良く発生できる。このため、気体が低流速であっても高い霧化効率を達成でき、さらに気体の使用量を削減できる。 In addition, the central passage of the inner cylinder has a throttle portion for restricting the passage of liquid. Thereby, after the liquid that has passed through the throttle part of the central passage is throttled, cavitation due to liquid diffusion can be generated more efficiently on the inclined surface of the outlet part. For this reason, high atomization efficiency can be achieved even when the gas has a low flow rate, and the amount of gas used can be reduced.
さらに、内筒の出口部の外周面には、中心軸に向けて絞って形成された曲面形状部を有する。これにより、液体と気体との混合部では、気体が剥離領域を形成して、流体の剥離現象を引き起こすことで負圧を発生させて、液体の霧化効率を上げることができる。気体を高速流速で流して負圧を発生する必要がないので、霧化の粒径が大きくなるのを防いで基板の微細化された電気配線にダメージを与えずに、基板を洗浄することができる。 Furthermore, the outer peripheral surface of the outlet portion of the inner cylinder has a curved surface portion that is formed by being narrowed toward the central axis. Thereby, in the mixing part of a liquid and gas, gas forms a peeling area | region and can generate a negative pressure by causing the peeling phenomenon of a fluid, and can improve the atomization efficiency of a liquid. Since there is no need to generate a negative pressure by flowing a gas at a high flow rate, it is possible to clean the substrate without damaging the finer electrical wiring of the substrate by preventing the atomization particle size from increasing. it can.
また、内筒は、中心軸に沿って同じ内径を有する中央通路を有する。これにより、内筒の形状が単純化でき、内筒の中央通路を通過した液体が、出口部から放出される時に、液の拡散によるキャビテーションが発生して、液体自体も液体の霧化現象に貢献する。このため、気体が低流速であっても高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。 The inner cylinder has a central passage having the same inner diameter along the central axis. As a result, the shape of the inner cylinder can be simplified, and when the liquid that has passed through the central passage of the inner cylinder is discharged from the outlet, cavitation occurs due to the diffusion of the liquid, and the liquid itself also becomes a liquid atomization phenomenon. To contribute. For this reason, high atomization efficiency can be achieved even if the gas has a low flow rate, and the amount of gas used can be reduced.
また、本発明の基板処理方法では、気体と液体を混合させて液体を処理対象物である基板に吐き出すことで基板を処理する基板処理方法であって、供給ノズルの内筒の中央通路を通って基板に対して液体を吐き出し、内筒の周囲に配置された供給ノズルの外筒が有する外周リング状通路から気体を吐き出し、液体を吐き出す内筒の出口部には、内筒の外周面側が内筒の内周面側に比べて、内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成され、傾斜面の形成角度は、内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されており、内筒の出口部から吐き出された液体が傾斜面において拡散される。これにより、内筒の中央通路を通過した液体が、出口部から放出される時に、液の拡散によるキャビテーションが発生して、液体自体も液体の霧化現象に貢献する。このため、低流速の気体であっても液体の高い霧化効率を達成でき、微細な電気配線を有するデバイスに対してダメージを与えず、気体の使用量を削減できる。 Further, the substrate processing method of the present invention is a substrate processing method for processing a substrate by mixing a gas and a liquid and discharging the liquid onto a substrate that is an object to be processed, which passes through a central passage of an inner cylinder of a supply nozzle. The liquid is discharged to the substrate, the gas is discharged from the outer ring-shaped passage of the outer cylinder of the supply nozzle disposed around the inner cylinder, and the outer peripheral surface side of the inner cylinder is located at the outlet of the inner cylinder that discharges the liquid. Compared to the inner peripheral surface side of the inner cylinder, an inclined surface is formed so as to protrude parallel to the central axis of the inner cylinder, and the angle of formation of the inclined surface is in a direction perpendicular to the central axis of the inner cylinder. On the other hand, it is formed in the range of 0 degree <formation angle θ ≦ 30 degrees, and the liquid discharged from the outlet portion of the inner cylinder is diffused on the inclined surface. Thereby, when the liquid that has passed through the central passage of the inner cylinder is discharged from the outlet portion, cavitation due to the diffusion of the liquid occurs, and the liquid itself also contributes to the liquid atomization phenomenon. For this reason, even if it is the gas of low flow velocity, the high atomization efficiency of a liquid can be achieved, and the usage-amount of gas can be reduced without giving a damage with respect to the device which has fine electrical wiring.
本発明では、液体としては純水に限らず他の種類のものを用いることができ、気体としては、窒素ガスなどの不活性ガスに限らず他の種類のものを用いることができる。 In the present invention, the liquid is not limited to pure water, and other types can be used, and the gas is not limited to an inert gas such as nitrogen gas, and other types can be used.
さらに、本発明の実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、本発明の実施の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。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Furthermore, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments of the present invention. For example, you may delete some components from all the components shown by embodiment of this invention. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
１０ 基板処理装置
１１ 基板保持部
１２ 供給ノズルの操作部
２２ 液体供給部
２４ 気体供給部
３０，３０Ｂ 供給ノズル（２流体ノズル）
３１ 内筒
３２ 中央通路
３３ 外筒
３４ 外周リング状通路
４１ 内筒の本体部
４２ 内筒の絞り部
４３ 出口部
４４ 傾斜面
４８ 液体
４９ 気体
１３１ 内筒
１３２ 中央通路
１３３ 外筒
１３４ 外周リング状通路
１４４ 傾斜面
Ｗ 基板
DESCRIPTION OF
31
Claims (5)
前記基板に対して前記液体を吐き出す中央通路を有する内筒と、
前記内筒の周囲に配置されて前記気体を吐き出す外周リング状通路を有する外筒と、を有する供給ノズルを備え、
前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記出口部において前記液体を拡散するために、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成されており、
前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されていることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for processing a substrate by mixing a gas and a liquid and discharging the liquid onto a substrate to be processed,
An inner cylinder having a central passage for discharging the liquid to the substrate;
An outer cylinder having an outer ring-shaped passage that is arranged around the inner cylinder and exhales the gas;
The outlet portion of the inner cylinder that discharges the liquid has a central axis of the inner cylinder that is closer to the outer peripheral surface side of the inner cylinder than the inner peripheral surface side of the inner cylinder in order to diffuse the liquid at the outlet portion. An inclined surface is formed so as to protrude parallel to the
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the inclined surface is formed in a range of 0 degree <formation angle θ ≦ 30 degrees with respect to a direction orthogonal to the central axis of the inner cylinder.
供給ノズルの内筒の中央通路を通って前記基板に対して前記液体を吐き出し、
前記内筒の周囲に配置された前記供給ノズルの外筒が有する外周リング状通路から前記気体を吐き出し、
前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成され、前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されており、
前記内筒の前記出口部から吐き出された前記液体が前記傾斜面において拡散されることを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for processing a substrate by mixing gas and liquid and discharging the liquid onto a substrate to be processed,
Discharging the liquid to the substrate through the central passage of the inner cylinder of the supply nozzle,
The gas is discharged from an outer peripheral ring-shaped passage that an outer cylinder of the supply nozzle disposed around the inner cylinder has,
The outlet portion of the inner cylinder that discharges the liquid has an inclined surface that inclines so that the outer peripheral surface side of the inner cylinder protrudes in parallel with the central axis of the inner cylinder as compared to the inner peripheral surface side of the inner cylinder. The formed angle of the inclined surface is in a range of 0 degree <formation angle θ ≦ 30 degrees with respect to a direction perpendicular to the central axis of the inner cylinder,
The substrate processing method, wherein the liquid discharged from the outlet portion of the inner cylinder is diffused on the inclined surface.
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| JP2008238948A JP2010073849A (en) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
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| JP (1) | JP2010073849A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013149942A (en) * | 2012-01-20 | 2013-08-01 | Mm Tech Co Ltd | Substrate surface processing system and substrate surface processing method |
| JP2015097987A (en) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 公立大学法人大阪府立大学 | Gas processing device and exhaust gas processing method |
| JP2016006850A (en) * | 2014-05-30 | 2016-01-14 | 東京化工機株式会社 | Developing device for substrate material |
| KR101618001B1 (en) | 2014-03-31 | 2016-05-03 | 시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤 | Substrate treatment device and substrate treatment method |
-
2008
- 2008-09-18 JP JP2008238948A patent/JP2010073849A/en active Pending
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| KR101618001B1 (en) | 2014-03-31 | 2016-05-03 | 시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤 | Substrate treatment device and substrate treatment method |
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