JP2016171240A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ノズルの対向面に付着している処理液の液滴の落液を抑制または防止でき、これにより、パーティクル汚染を抑制または防止できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】ノズル6は、スピンチャックに保持されている基板の上面に対向する対向面34を有する対向部31と、対向面34と基板の上面との間の空間に設けられた液吐出口と、対向面31の全域に亘って密集して配置された多数の吸引口37とを有している。多数の吸引口37は、隣接する吸引口37間の間隔W2が、対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径よりも狭くなるように配置されている。
【選択図】図4
【解決手段】ノズル6は、スピンチャックに保持されている基板の上面に対向する対向面34を有する対向部31と、対向面34と基板の上面との間の空間に設けられた液吐出口と、対向面31の全域に亘って密集して配置された多数の吸引口37とを有している。多数の吸引口37は、隣接する吸引口37間の間隔W2が、対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径よりも狭くなるように配置されている。
【選択図】図4
Description
本発明は、基板の主面に処理液を供給して基板を処理する基板処理装置に関する。処理対象となる基板の例には、半導体ウエハ、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、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を処理する基板処理装置が用いられる。たとえば、基板を1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、チャンバと、チャンバ内で基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持されている基板に向けて処理液を吐出するノズルとを備えている。
薬液などの処理液が基板に向けてノズルから吐出されると、処理液のヒュームが発生し、処理液のヒューム等を含む汚染雰囲気は、チャンバ内を漂い、チャンバ内の構成に付着する場合がある。汚染雰囲気に含まれる薬液成分等の汚染物質がチャンバ内で結晶化すると、基板の汚染原因となるパーティクルの変化してしまう。このようなパーティクル汚染を防止すべく、下記特許文献1に記載の基板処理装置では、スピンチャックに保持されている基板の上面全域に対向する対向面をノズルに設けると共に、この対向面に、処理液を吐出するための液吐出口と、複数の吸引口とを設けている。吸引口から、対向面と基板の上面との間の空間の気体および/または処理液を吸引している。特許文献1では、複数の吸引口が対向面に、互いに大きな間隔を空けて分散配置されている。
特許文献1では、基板と、対向面との間の気体および/または処理液が吸引されるから、基板上への処理液の供給によって薬液のヒュームが基板上に発生したとしても、薬液のヒュームを基板と対向面との間から排出できる。これにより、薬液のヒュームを含む汚染雰囲気がチャンバ内に拡散することを抑制または防止できる。
基板の上面に発生した薬液のヒュームは、基板と対向面との間の空間を漂う。薬液のヒュームは対向面で結露して処理液の液滴を形成する。対向面に形成される処理液の液滴径が小さい間は、対向面への付着状態を維持しているが、処理液の液滴径が大きくなり、処理液の液滴に作用する自重の大きさが、処理液の液滴と対向面との間に生じる表面張力を上回ると、対向面から落液する。ノズルの対向面から落液する処理液の液滴が基板に降り掛かると、基板の上面を汚染し、基板の主面のパーティクル汚染の要因になるおそれがある。
基板の上面に発生した薬液のヒュームは、基板と対向面との間の空間を漂う。薬液のヒュームは対向面で結露して処理液の液滴を形成する。対向面に形成される処理液の液滴径が小さい間は、対向面への付着状態を維持しているが、処理液の液滴径が大きくなり、処理液の液滴に作用する自重の大きさが、処理液の液滴と対向面との間に生じる表面張力を上回ると、対向面から落液する。ノズルの対向面から落液する処理液の液滴が基板に降り掛かると、基板の上面を汚染し、基板の主面のパーティクル汚染の要因になるおそれがある。
そこで、本発明の目的は、ノズルの対向面に付着している処理液の液滴の落液を抑制または防止でき、これにより、パーティクル汚染を抑制または防止できる基板処理装置を提供することである。
前記の目的を達成するための請求項1に記載の発明は、基板を保持する基板保持手段と、前記基板の主面に対向する対向面を有する対向部と、前記対向面と前記基板の前記主面との間に設けられ、前記基板の前記主面に向けて処理液を吐出する液吐出口と、前記対向面の少なくとも一部領域に密集して配置された複数の吸引口とを有するノズルと、前記液吐出口に処理液を供給する処理液供給手段と、前記対向面と前記基板の前記主面との間の処理液および/または気体を、前記複数の吸引口を介して吸引する吸引手段とを含み、前記複数の吸引口は、隣接する吸引口間の間隔が、前記対向面に付着している前記処理液の液滴の直径であって、重力により当該処理液の液滴が落液する最小の直径よりも狭くなるように配置されている、基板処理装置を提供する。
この構成によれば、対向面の少なくとも一部領域に密集して設けられた複数の吸引口が、隣接する吸引口間の間隔が、対向面に付着している処理液の液滴が重力により落液する最小の直径(以下、「落液最小直径」という)よりも狭くなるように配置されている。液吐出口からの基板への処理液の供給によって、対向部の対向面と基板の主面との間に、処理液を含む雰囲気が発生し、対向部の対向面と基板の主面との間を、この雰囲気が漂う。この雰囲気が対向面に供給されると、対向面で結露して処理液の液滴を形成する。結露する雰囲気量の増大に伴い、対向面に付着している処理液の液滴が膨張する。しかしながら、隣接する吸引口間の間隔が落液最小直径よりも狭いので、対向面に付着している処理液の液滴は、落液可能な大きさに成長する前に吸引口を介して吸引される。したがって、ノズルの対向面に付着している処理液の液滴の落液を抑制または防止でき、これにより、パーティクル汚染を抑制または防止できる。
請求項2に記載の発明は、前記一部領域は、前記対向面のうち平面視で前記液吐出口の周囲の領域を含む、請求項1に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、少なくとも、対向面のうち平面視で前記液吐出口の周囲の領域(以下、「液吐出口周囲領域」という)に複数の吸引口が密集して配置されている。対向面と基板の主面との間では、液吐出口の周囲で、処理液を含む雰囲気が最も多量に発生する。液吐出口の周囲に設けられる液吐出口周囲領域に、複数の吸引口を配置することから、対向面と基板の主面との間から処理液を含む雰囲気を効率良く取り除くことができる。
この構成によれば、少なくとも、対向面のうち平面視で前記液吐出口の周囲の領域(以下、「液吐出口周囲領域」という)に複数の吸引口が密集して配置されている。対向面と基板の主面との間では、液吐出口の周囲で、処理液を含む雰囲気が最も多量に発生する。液吐出口の周囲に設けられる液吐出口周囲領域に、複数の吸引口を配置することから、対向面と基板の主面との間から処理液を含む雰囲気を効率良く取り除くことができる。
請求項3に記載の発明は、前記複数の吸引口は、前記対向面の全域に亘って配置されている、請求項2に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、対向面の全域に亘って複数の吸引口が密集して配置されているので、対向面と基板の主面との間の全域から、処理液を含む雰囲気を効率良く取り除くことができる。これにより、処理液を含む雰囲気を含む汚染雰囲気の拡散を、さらに一層効果的に抑制または防止できる。
この構成によれば、対向面の全域に亘って複数の吸引口が密集して配置されているので、対向面と基板の主面との間の全域から、処理液を含む雰囲気を効率良く取り除くことができる。これにより、処理液を含む雰囲気を含む汚染雰囲気の拡散を、さらに一層効果的に抑制または防止できる。
請求項4に記載の発明は、前記対向面は、水平な平坦面からなる平坦対向面を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、対向面が平坦対向面を含んでいる。この場合、対向面に形成される処理液の液滴に、対向面に沿う方向の力が作用しない。そのため、処理液の液滴が対向面を伝って移動することがない。これにより、対向面からの処理液の液滴の落液を、より効果的に抑制または防止できる。
この構成によれば、対向面が平坦対向面を含んでいる。この場合、対向面に形成される処理液の液滴に、対向面に沿う方向の力が作用しない。そのため、処理液の液滴が対向面を伝って移動することがない。これにより、対向面からの処理液の液滴の落液を、より効果的に抑制または防止できる。
請求項5に記載の発明は、前記対向面は、水平面に対して傾斜し、前記液吐出口から水平方向に離れるに従って下方に向かうテーパ対向面を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、対向面と基板の主面との間隔が、液吐出口から離れるのに従って減少する。そのため、上下方向に関し、対向板の周縁部を、対向板の中央部よりも基板に接近させることができる。これにより、基板の主面と対向面との間に発生した処理液を含む雰囲気が、基板の主面と対向面との間に流出するのを、より一層抑制できる。ゆえに、処理液を含む雰囲気を含む汚染雰囲気の拡散を、さらに一層効果的に抑制または防止できる。
この構成によれば、対向面と基板の主面との間隔が、液吐出口から離れるのに従って減少する。そのため、上下方向に関し、対向板の周縁部を、対向板の中央部よりも基板に接近させることができる。これにより、基板の主面と対向面との間に発生した処理液を含む雰囲気が、基板の主面と対向面との間に流出するのを、より一層抑制できる。ゆえに、処理液を含む雰囲気を含む汚染雰囲気の拡散を、さらに一層効果的に抑制または防止できる。
請求項6に記載の発明は、前記ノズルは、前記基板の前記主面と、前記対向面との間を包囲する包囲面と、前記包囲面の少なくとも一部領域に密集して配置された複数の包囲吸引口とをさらに有し、前記吸引手段は、前記対向面と前記基板の前記主面との間の処理液および/または気体を、前記複数の包囲吸引口を介して吸引するものであり、前記複数の包囲吸引口は、隣接する包囲吸引口間の間隔が、前記包囲面に付着している前記処理液の液滴の直径であって、重力により当該処理液の液滴が落液する最小の直径よりも狭くなるように配置されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の主面と対向面との間を包囲する包囲面によって、基板の主面と対向面との間に発生した処理液を含む雰囲気が、基板の主面と対向面との間から流出するのを、より一層抑制できる。ゆえに、処理液を含む雰囲気を含む汚染雰囲気の拡散を、さらに一層効果的に抑制または防止できる。
請求項7に記載の発明は、前記ノズルは、前記液吐出口が形成され、前記処理液が導入されるケーシングと、前記ケーシングに前記液吐出口と水平方向に並置され、気体を吐出する気体吐出口とをさらに有し、前記ケーシング内または前記ケーシング外で、前記処理液と前記気体とを混合させて処理液の液滴を形成し、この処理液の液滴を前記基板の前記主面に向けて吐出するようになっている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
請求項7に記載の発明は、前記ノズルは、前記液吐出口が形成され、前記処理液が導入されるケーシングと、前記ケーシングに前記液吐出口と水平方向に並置され、気体を吐出する気体吐出口とをさらに有し、前記ケーシング内または前記ケーシング外で、前記処理液と前記気体とを混合させて処理液の液滴を形成し、この処理液の液滴を前記基板の前記主面に向けて吐出するようになっている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、液吐出口から吐出された処理液と、気体吐出口から吐出された気体とが混合して処理液の液滴が形成され、この処理液の液滴の噴流が基板の主面に供給される。この場合、基板の主面上で、処理液を含む雰囲気が大量に発生するおそれがある。このような場合であっても、対向面に付着している処理液の液滴が、落液可能な大きさに成長する前に、処理液の液滴が吸引口を介して吸引されるので、対向面に付着している処理液の液滴の落液を抑制または防止できる。
請求項8に記載の発明は、前記対向部の少なくとも一部が、多孔質体を含み、前記複数の吸引口が、多孔質体によって区画されており、前記ノズルは、前記対向面と前記基板の前記主面との間の気体および/または処理液を、前記多孔質体を通して吸引する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、対向面に設けられる多孔質体によって、複数の吸引口を形成できる。また、多孔質体はその内部を処理液または気体を通過させることができる。そのため、多数の吸引口を設ける構成および吸引口を吸引するための構成を比較的簡単に設けることができる。
この構成によれば、対向面に設けられる多孔質体によって、複数の吸引口を形成できる。また、多孔質体はその内部を処理液または気体を通過させることができる。そのため、多数の吸引口を設ける構成および吸引口を吸引するための構成を比較的簡単に設けることができる。
また、多孔質体によって形成される複数の吸引口は、隣接する吸引口間の間隔が落液最小直径よりも狭い。そのため、多孔質体に付着している処理液の液滴は、落液可能な大きさに成長する前に吸引される。対向面に付着している処理液の液滴の落液を抑制または防止できる。
請求項9に記載の発明は、前記処理液供給手段および前記吸引手段を制御する制御手段をさらに含み、前記制御手段は、前記液吐出口からの処理液の吐出と並行して、前記複数の吸引口からの前記気体および/または処理液の吸引を行い、前記液吐出口からの処理液の吐出を停止した後に、前記複数の吸引口からの前記気体および/または処理液の吸引を停止する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
請求項9に記載の発明は、前記処理液供給手段および前記吸引手段を制御する制御手段をさらに含み、前記制御手段は、前記液吐出口からの処理液の吐出と並行して、前記複数の吸引口からの前記気体および/または処理液の吸引を行い、前記液吐出口からの処理液の吐出を停止した後に、前記複数の吸引口からの前記気体および/または処理液の吸引を停止する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、液吐出口からの処理液の吐出を停止させた後しばらくしてから、複数の吸引口からの吸引を行う。処理液の吐出停止により、新たな処理液を含む雰囲の発生がなくなった後も、しばらくの間は処理液の吸引を行う。そのため、対向部の対向面と基板の主面との間から、汚染雰囲気を確実に排除することができる。
以下では、本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。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置1を水平方向に見た図である。
基板処理装置1は、半導体ウエハなどの円板状の基板Wを、処理液や処理ガスによって一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、基板W(たとえば直径300mmまたは直径450mm)を、処理液を用いて処理する処理ユニット2と、基板処理装置1に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置(制御手段)3とを含む。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置1を水平方向に見た図である。
基板処理装置1は、半導体ウエハなどの円板状の基板Wを、処理液や処理ガスによって一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、基板W(たとえば直径300mmまたは直径450mm)を、処理液を用いて処理する処理ユニット2と、基板処理装置1に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置(制御手段)3とを含む。
各処理ユニット2は、枚葉式のユニットである。各処理ユニット2は、内部空間を有する箱形のチャンバ4と、チャンバ4内で一枚の基板Wを水平な姿勢で保持して、基板Wの中心を通る鉛直な回転軸線A1まわりに基板Wを回転させるスピンチャック(基板保持手段)5と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面(主面)に薬液を供給するためのノズル6と、スピンチャック5の周囲を取り囲む筒状のカップ7とを含む。
チャンバ4は、スピンチャック5やノズル(ノズル6、および後述するリンス液ノズル24)を収容する箱状の隔壁8と、隔壁8の上部から隔壁8内に清浄空気(フィルタによってろ過された空気)を送る送風ユニットとしてのFFU(ファン・フィルタ・ユニット)9と、隔壁8の下部からチャンバ4内の気体を排出する排気ダクト10とを含む。FFU9は、隔壁8の上方に配置されており、隔壁8の天井に取り付けられている。FFU9は、隔壁8の天井からチャンバ4内に下向きに清浄空気を送る。排気ダクト10は、カップ7の底部に接続されており、基板処理装置1が設置される工場に設けられた排気処理設備に向けてチャンバ4内の気体を導出する。したがって、チャンバ4内を下方に流れるダウンフロー(下降流)が、FFU9および排気ダクト10によって形成される。基板Wの処理は、チャンバ4内にダウンフローが形成されている状態で行われる。
スピンチャック5として、基板Wを水平方向に挟んで基板Wを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック5は、スピンモータ(基板回転手段)11と、このスピンモータ11の駆動軸と一体化されたスピン軸12と、スピン軸12の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース13とを含む。
スピンベース13の上面には、その周縁部に複数個(3個以上。たとえば6個)の挟持部材14が配置されている。複数個の挟持部材14は、スピンベース13の上面周縁部において、基板Wの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。
スピンベース13の上面には、その周縁部に複数個(3個以上。たとえば6個)の挟持部材14が配置されている。複数個の挟持部材14は、スピンベース13の上面周縁部において、基板Wの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。
また、スピンチャック5としては、挟持式のものに限らず、たとえば、基板Wの裏面を真空吸着することにより、基板Wを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、スピンチャック5に保持されている基板Wを回転させる真空吸着式のもの(バキュームチャック)が採用されてもよい。
ノズル6は、基板Wの上面における処理液の供給位置を変更できるスキャンノズルとしての基本形態を有している。処理ユニット2は、ノズル6を上方から保持する第1のノズルアーム15と、第1のノズルアーム15を、カップ7の側方で鉛直に延びるノズル回動軸線A2まわりに揺動させるアーム揺動ユニット16と、第1のノズルアーム15を昇降させるアーム昇降ユニット17とを含む。アーム昇降ユニット17は、第1のノズルアーム15を昇降させることにより、ノズル6を昇降させる。これにより、ノズル6を、その下端縁(液吐出口49)がスピンチャック5に保持されている基板Wの上面と所定の間隔W1(たとえば約10mm。図7参照)を空けて対向する処理位置(図7に示す位置)と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上方に大きく退避する上位置(図1に示す位置)との間で昇降させることができる。アーム揺動ユニット16は、第1のノズルアーム15を揺動させることにより、ノズル6が処理位置に配置されているノズル6を、平面視で基板Wの中央部を通る円弧状の経路に沿って移動させることができる。具体的には、アーム揺動ユニット16は、ノズル6を、ノズル6から吐出される薬液(薬液の液滴)が基板Wの上面の中央部に供給される中央処理位置(図7において実線で示す位置。換言すると、ノズル6の後述する中心軸線Lが、回転軸線A1と一致する位置)と、ノズル6から吐出される薬液(薬液の液滴)が基板Wの上面の周縁部に供給される周縁処理位置(図7において二点鎖線で示す位置)との間で移動させることができる。
ノズル6は、基板Wの上面における処理液の供給位置を変更できるスキャンノズルとしての基本形態を有している。処理ユニット2は、ノズル6を上方から保持する第1のノズルアーム15と、第1のノズルアーム15を、カップ7の側方で鉛直に延びるノズル回動軸線A2まわりに揺動させるアーム揺動ユニット16と、第1のノズルアーム15を昇降させるアーム昇降ユニット17とを含む。アーム昇降ユニット17は、第1のノズルアーム15を昇降させることにより、ノズル6を昇降させる。これにより、ノズル6を、その下端縁(液吐出口49)がスピンチャック5に保持されている基板Wの上面と所定の間隔W1(たとえば約10mm。図7参照)を空けて対向する処理位置(図7に示す位置)と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上方に大きく退避する上位置(図1に示す位置)との間で昇降させることができる。アーム揺動ユニット16は、第1のノズルアーム15を揺動させることにより、ノズル6が処理位置に配置されているノズル6を、平面視で基板Wの中央部を通る円弧状の経路に沿って移動させることができる。具体的には、アーム揺動ユニット16は、ノズル6を、ノズル6から吐出される薬液(薬液の液滴)が基板Wの上面の中央部に供給される中央処理位置(図7において実線で示す位置。換言すると、ノズル6の後述する中心軸線Lが、回転軸線A1と一致する位置)と、ノズル6から吐出される薬液(薬液の液滴)が基板Wの上面の周縁部に供給される周縁処理位置(図7において二点鎖線で示す位置)との間で移動させることができる。
基板処理装置1は、ノズル6に薬液を含む処理流体を供給するための薬液供給ユニット(処理液供給手段)18をさらに含む。薬液供給ユニット18は、ノズル6に接続された薬液配管19と、薬液配管19に介装された薬液バルブ20とを含む。ノズル6から吐出される薬液は、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸(たとえばクエン酸、蓚酸など)、有機アルカリ(たとえば、TMAH:テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど)、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも1つを含む液を例示することができる。
薬液供給ユニット18は、さらに、気体供給源からの気体の一例としての窒素ガスをノズル6に供給する気体配管21と、気体配管21に介装された気体バルブ22とを含む。ノズル6に供給される気体としては、窒素ガスの他に、乾燥空気および清浄空気などの不活性ガスを用いることもできる。
カップ7は、スピンチャック5に保持されている基板Wよりも外方(回転軸線A1から離れる方向)に配置されている。カップ7は、スピンベース13を取り囲んでいる。スピンチャック5が基板Wを回転させている状態で、処理液(薬液またはリンス液)が基板Wに供給されると、基板Wに供給された処理液が基板Wの周囲に振り切られる。処理液が基板Wに供給されるとき、上向きに開いたカップ7の上端部7aは、スピンベース13よりも上方に配置される。したがって、基板Wの周囲に排出された処理液は、カップ7によって受け止められる。そして、カップ7に受け止められた処理液は、図示しない回収装置または廃液装置に送られる。
カップ7は、スピンチャック5に保持されている基板Wよりも外方(回転軸線A1から離れる方向)に配置されている。カップ7は、スピンベース13を取り囲んでいる。スピンチャック5が基板Wを回転させている状態で、処理液(薬液またはリンス液)が基板Wに供給されると、基板Wに供給された処理液が基板Wの周囲に振り切られる。処理液が基板Wに供給されるとき、上向きに開いたカップ7の上端部7aは、スピンベース13よりも上方に配置される。したがって、基板Wの周囲に排出された処理液は、カップ7によって受け止められる。そして、カップ7に受け止められた処理液は、図示しない回収装置または廃液装置に送られる。
また、基板処理装置1は、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面にリンス液を供給するためのリンス液供給ユニット23をさらに含む。リンス液供給ユニット23は、水を吐出するリンス液ノズル24と、リンス液ノズル24に接続されたリンス液配管25と、リンス液配管25に介装されたリンス液バルブ26と、リンス液ノズル24が先端部に取り付けられた第2のノズルアーム27と、第2のノズルアーム27を揺動させることにより、リンス液ノズル24を移動させるノズル移動ユニット28とを含む。
リンス液バルブ26が開かれると、リンス液配管25からリンス液ノズル24に供給された水が、リンス液ノズル24から下方に吐出される。リンス液バルブ26が閉じられると、リンス液ノズル24からの水の吐出が停止される。ノズル移動ユニット28は、リンス液ノズル24を基板Wの上面に沿って移動させることにより、水の供給位置を基板Wの上面内で移動させる。さらに、ノズル移動ユニット28は、リンス液ノズル24から吐出された水が基板Wの上面に供給される処理位置と、リンス液ノズル24が平面視でスピンチャック5の側方に退避した退避位置との間で、リンス液ノズル24を移動させる。
リンス液ノズル24から吐出されるリンス液は、たとえば、純水(脱イオン水:Deionzied Water)である。水は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度(たとえば、10〜100ppm程度)の塩酸水のいずれかであってもよい。
図2は、ノズル6の縦断面図である。ノズル6は、板状のカバー30と、カバー30を支持する筒状部材32と、ノズル部33とを含み、これらを一体的に備えている。この実施形態では、カバー30は、スピンチャック5に保持されている基板Wに対向する対向部31を含む。
図2は、ノズル6の縦断面図である。ノズル6は、板状のカバー30と、カバー30を支持する筒状部材32と、ノズル部33とを含み、これらを一体的に備えている。この実施形態では、カバー30は、スピンチャック5に保持されている基板Wに対向する対向部31を含む。
対向部31は、基板W(図1参照)よりも小さな径(たとえば直径約60mm)を有している。対向部31の下面には、スピンチャック5(図1参照)に保持されている基板Wの上面に対向する円形の対向面(平坦対向面)34が形成されている。対向面34は水平平坦面である。対向部31は、その内部に形成された第1の吸引経路36と、対向面34に形成された多数(複数)の吸引口37とを含む。
対向部31は、それぞれ互いに平行な円形壁からなる、上壁38および下壁39を含み、たとえば、PFA(パーフルオロアルコキシエチレン)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)などの樹脂材料を用いて形成されている。第1の吸引経路36は、上壁38および下壁39によって区画された円盤状の経路である。対向部31の上壁38の内周部分には、第1の吸引経路36の一部が環状に開口する上開口40が形成されている。
筒状部材32は、たとえば円筒状に形成されている。筒状部材32は、鉛直姿勢をなし、対向部31と同軸に設けられている。筒状部材32およびノズル部33は、上方から連結されたホルダ41(図1参照)を介して第1のノズルアーム15に取り付けられている。筒状部材32の内部空間には、吸引口37から吸引された気体および/または処理液が流通する円筒状の第2の吸引経路42が形成されている。筒状部材32の下端には、第2の吸引経路42が開口する環状の下開口43が形成されている。筒状部材32の下端が、対向部31の上壁38に、下開口43および上開口40が互いに揃うように連結している。そのため、第1の吸引経路36と、第2の吸引経路42とが互いに連通している。筒状部材32は、たとえば、PFA(パーフルオロアルコキシエチレン)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)などの樹脂材料を用いて形成されている。
ノズル部33は、基板Wの上面に、薬液の液滴を吐出するためのいわゆる二流体ノズルである。ノズル部33は、いわゆる外部混合タイプの二流体ノズルであってもよいし、いわゆる内部混合タイプの流体ノズルであってもよい。ノズル部33は、ほぼ円柱状の外形を有している。ノズル部33は、鉛直姿勢で筒状部材32の内部に収容されている。ノズル部33は、ケーシングを構成する外筒44と、外筒44の内部に嵌め込まれた内筒45とを含む。外筒44および内筒45は、各々共通の中心軸線L上に同軸配置されており、互いに連結されている。内筒45の内部空間は、薬液配管19からの薬液が流通する直線状の処理液流路46となっている。処理液流路46には、薬液配管19の下流端が接続されている。また、外筒44および内筒45との間には、気体配管21から供給される気体が流通する円筒状の気体流路47が形成されている。気体流路47には、気体配管21の下流端が接続されている。
処理液流路46は、内筒45の上端で開口する処理液導入口(図示しない)を介して薬液配管19からの薬液が導入される。また、処理液流路46は、内筒45の下端で、中心軸線L上に中心を有する円状の液吐出口49として開口している。処理液流路46に導入された薬液は、この液吐出口49から吐出される。
一方、気体流路47は、中心軸線Lと共通の中心軸線を有する円筒状の間隙であり、外筒44および内筒45の上端部で閉塞され、外筒44および内筒45の下端で、中心軸線L上に中心を有し、液吐出口49を取り囲む円環状の気体吐出口50として開口している。気体流路47の下端部は、気体流路47の長さ方向における中間部よりも流路面積が小さくされ、下方に向かって小径となっている。また、外筒44の中間部には、外筒44を貫通した状態で気体配管21が接続されており、気体配管21の内部空間と気体流路47とが連通されている。気体配管21からの気体は、気体流路47に導入され、気体吐出口50から吐出される。
一方、気体流路47は、中心軸線Lと共通の中心軸線を有する円筒状の間隙であり、外筒44および内筒45の上端部で閉塞され、外筒44および内筒45の下端で、中心軸線L上に中心を有し、液吐出口49を取り囲む円環状の気体吐出口50として開口している。気体流路47の下端部は、気体流路47の長さ方向における中間部よりも流路面積が小さくされ、下方に向かって小径となっている。また、外筒44の中間部には、外筒44を貫通した状態で気体配管21が接続されており、気体配管21の内部空間と気体流路47とが連通されている。気体配管21からの気体は、気体流路47に導入され、気体吐出口50から吐出される。
図3は、ノズル6の対向部31の底面図である。図4は、ノズル6の拡大底面図である。多数の吸引口37は、ノズル6の対向面34の略全域に亘って密集して設けられている。各吸引口37は、図2に示すように、対向部31の下壁39を上下に貫通している。すなわち、各吸引口37の内部は、第1の吸引経路36に連通している。
各吸引口37は円形をなしている。各吸引口37a(吸引口37)の周囲には、6つの吸引口37b(吸引口37)が、当該吸引口37aを中心とする正六角形の各頂点位置に配置されている。多数個の吸引口37は、互いに同じ径を有する円形をなしている。各吸引口37の直径はたとえば0.5mmである。吸引口37の分布密度は、対向面34の全域において均一である。図4に示すように、隣接する吸引口37間の間隔W2は、狭く設定されている。具体的には、間隔W2は、対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1(たとえば6mm。図8参照)よりも狭く、約5mmに設定されている。
各吸引口37は円形をなしている。各吸引口37a(吸引口37)の周囲には、6つの吸引口37b(吸引口37)が、当該吸引口37aを中心とする正六角形の各頂点位置に配置されている。多数個の吸引口37は、互いに同じ径を有する円形をなしている。各吸引口37の直径はたとえば0.5mmである。吸引口37の分布密度は、対向面34の全域において均一である。図4に示すように、隣接する吸引口37間の間隔W2は、狭く設定されている。具体的には、間隔W2は、対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1(たとえば6mm。図8参照)よりも狭く、約5mmに設定されている。
図1に示すように、第2の吸引経路42は、吸引配管52の下流端が接続されている。吸引配管52には吸引バルブ53が介装されており、吸引配管52の上流端は、吸引装置54に接続されている。吸引装置54は、基板処理装置1の稼働時には、常時作動状態とされている。この実施形態では、第1および第2の吸引経路36,42、吸引配管52、吸引バルブ53ならびに吸引装置54によって吸引手段が構成されている。
図1および図2に示すように、気体バルブ22が開かれることにより、気体吐出口50から気体を吐出される。また、薬液バルブ20が開かれることにより、液吐出口49から薬液が吐出される。これにより、ノズル部33の近傍で薬液に気体を衝突(混合)されて、薬液の微小の液滴が生成される。
また、図1および図2に示すように、吸引バルブ53が開かれると、吸引装置54の働きが有効化され、第1および第2の吸引経路36,42を介して、各吸引口37の内部が強制的に排気される。
また、図1および図2に示すように、吸引バルブ53が開かれると、吸引装置54の働きが有効化され、第1および第2の吸引経路36,42を介して、各吸引口37の内部が強制的に排気される。
基板処理装置1により基板Wに対して処理を行う際には、ノズル6が、処理位置(図7において実線および二点鎖線で示す位置)に配置される。この状態では、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面と、対向面34との間に空間55(対向面34と基板Wの上面との間)が形成される。気体バルブ22および薬液バルブ20が開かれることにより、薬液の微小な液滴の噴流が基板Wの上面に供給される。また、吸引バルブ53が開かれることにより、空間55に含まれる雰囲気(気体または処理液)が吸引口37に吸引される。
図5は、基板処理装置1によって行われる処理例について説明するためのフローチャートである。図6は、処理例における制御装置3の制御内容を説明するためのタイムチャートである。図7は、処理例を説明するための図解的な図である。この処理例は、薬液を用いて、基板Wの上面に洗浄処理を施す処理例である。図8は、対向面34に対する、薬液の液滴の付着状況を説明するための拡大断面図である。以下、図1、図2、図5および図6を参照しつつ処理例について説明する。図7および図8は、適宜参照する。
基板処理装置1によって基板Wが処理されるときには、チャンバ4内に未処理の基板Wが搬入される(ステップS1)。具体的には、制御装置3は、ノズル6,24等のチャンバ4内の構成がスピンチャック5の上方から退避している状態で、搬送ロボット(図示しない)に基板Wをチャンバ4内に搬入させる。そして、制御装置3は、基板Wの処理対象面(たとえばパターン形成面)が上に向けられた状態で、搬送ロボットに基板Wをスピンチャック5上に載置させる(基板保持工程)。その後、制御装置3は、基板Wがスピンチャック5に保持されている状態でスピンモータ11を回転させる。これにより、基板Wの回転が開始される(ステップS2)。制御装置3は、スピンチャック5上に基板Wが載置された後、搬送ロボットをチャンバ4内から退避させる。
次いで、基板Wに薬液を供給する薬液工程(ステップS3)が行われる。具体的には、制御装置3は、アーム揺動ユニット16を制御することにより、ノズル6を退避位置から処理位置に移動させる。ノズル6は、処理位置のうち中央処理位置(図7において実線で示す位置)に移動させられ、当該中央処理位置に静止させられる。ノズル6が中央処理位置に配置された後、制御装置3は、薬液バルブ20および気体バルブ22の双方を開く。これにより、ノズル6のノズル部33に薬液および気体が同時に供給され、供給された薬液および気体は、ノズル部33の外部の吐出口(液吐出口49(図2参照))近傍で混合される。これにより、薬液の微小な液滴の噴流が形成され、ノズル部33から薬液の液滴の噴流が吐出され、基板Wの上面に円形の吐出領域DE(図7参照)が形成される。
また、制御装置3は、図6に示すように、薬液バルブ20および気体バルブ22を開くのと同じタイミングで、吸引バルブ53を開く。これにより、各吸引口37の内部が強制的に排気され、空間55内の雰囲気が吸引口37から吸引される。
基板Wの吐出領域DEに、ノズル6のノズル部33から多数の薬液の液滴が吹き付けられるので、薬液の液滴の衝突によって、吐出領域DEに付着している異物(パーティクルなど)を物理的に除去できる(物理洗浄)。また、基板Wの上面全域が液膜によって覆われている状態で、薬液の液滴が吐出領域DEに吹き付けられるので、基板Wに対する異物の再付着が抑制または防止される。
基板Wの吐出領域DEに、ノズル6のノズル部33から多数の薬液の液滴が吹き付けられるので、薬液の液滴の衝突によって、吐出領域DEに付着している異物(パーティクルなど)を物理的に除去できる(物理洗浄)。また、基板Wの上面全域が液膜によって覆われている状態で、薬液の液滴が吐出領域DEに吹き付けられるので、基板Wに対する異物の再付着が抑制または防止される。
また、制御装置3は、ノズル6のノズル部33からの薬液の液滴の噴流の吐出に並行して、アーム揺動ユニット16を制御して、図7に示すように、ノズル6を、中央処理位置と周縁処理位置(図7において二点鎖線で示す位置)との間で水平に往復移動させる。基板Wを回転させながら、ノズル6を中央処理位置と周縁処理位置との間で移動させるので、吐出領域DEによって基板Wの上面が走査され、吐出領域DEの位置が基板Wの上面全域を通過する。そのため、ノズル6のノズル部33から吐出された薬液が、基板Wの上面全域に供給され、基板Wの上面全域が均一に処理される。基板Wの上面に供給された薬液は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に向けて飛散し、カップ7に受け止められた後、回収処理または廃液処理される。
薬液工程(S3)では、基板Wの上面と薬液の液滴との衝突によって、空間55には薬液のヒュームが多量に発生する。とくに吐出領域DEの周囲で、薬液のヒュームが多量に発生する。しかしながら、薬液の液滴の噴流の供給に並行して、吸引口37からの吸引が行われているので、空間55から、薬液のヒュームを含む汚染雰囲気を取り除くことができる。これにより、汚染雰囲気が空間55内からチャンバ4内に流出するのを抑制または防止でき、これにより、チャンバ4内における汚染雰囲気の拡散を抑制または防止できる。とくに、対向面34において、液吐出口49の周囲(すなわち、吐出領域DEの周囲)を取り囲む液吐出口周囲領域34a(図3参照)を含む対向面34の略全域に亘って、多数の吸引口37が配置されているので、液吐出口周囲領域34aに発生する薬液のヒュームを吸引する。これにより、空間55から薬液のヒュームを効率良く取り除くことができる。
また、薬液工程(S3)では、吐出領域DEへの薬液の液滴の吐出に伴って薬液が大きく液跳ねすることがある。大きく液跳ねした薬液がカップ7を乗り越えて、チャンバ4の隔壁8に付着すると、パーティクル発生の原因となるおそれがある。しかしながら、ノズル6に設けられた対向部31(カバー30)が、吐出領域DEから液跳ねする薬液を受け止めるので、カップ7外への薬液の飛散を抑制または防止できる。隔壁8への薬液の付着を抑制または防止できる。
空間55を漂う薬液のヒュームが対向面34で結露して、図8に示すように、対向面34に薬液の液滴が形成される。空間55を漂う薬液のヒュームの量が多量であると、結露する薬液のヒュームの量が増大し、これにより、対向面34に付着している薬液の液滴が成長する。
前述のように、対向面34に設けられた多数の吸引口37は、隣接する吸引口37間の間隔W2が対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1よりも狭くなるように配置されている。「薬液の液滴の落液最小直径D1」とは、対向面34に付着している薬液の液滴が、重力を受けることにより、対向面34から離れて落液可能な最小の直径である。すなわち、対向面34に付着している薬液の液滴が落液最小直径D1よりも小さな径を有する場合には、対向面34に付着している薬液の液滴は落下しない。
前述のように、対向面34に設けられた多数の吸引口37は、隣接する吸引口37間の間隔W2が対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1よりも狭くなるように配置されている。「薬液の液滴の落液最小直径D1」とは、対向面34に付着している薬液の液滴が、重力を受けることにより、対向面34から離れて落液可能な最小の直径である。すなわち、対向面34に付着している薬液の液滴が落液最小直径D1よりも小さな径を有する場合には、対向面34に付着している薬液の液滴は落下しない。
対向面34に付着している薬液の液滴が、隣接する吸引口37間の間隔W2よりも大径に成長すると、その薬液の液滴の一部が吸引口37に対向する領域にはみ出してしまい、当該薬液の液滴が吸引口37から吸引されてしまう。そして、隣接する吸引口37間の間隔W2が落液最小直径D1よりも狭い。したがって、対向面34に付着している薬液の液滴は、落液可能な大きさに成長する前に、吸引口37を介して吸引される。
薬液バルブ20および気体バルブ22を開いてから予め定める期間が経過すると、制御装置3は、図6に示すように、薬液バルブ20および気体バルブ22を閉じて、ノズル6のノズル部33からの薬液の液滴の吐出を停止させる。その後、薬液バルブ20および気体バルブ22を閉じてから予め定める期間が過ぎると、制御装置3は、図6に示すように、吸引バルブ53を閉じて、吸引口37からの吸引を停止する。すなわち、薬液の吐出停止によって新たな薬液のヒュームの発生がなくなった後も、しばらくの間は、吸引口37による吸引を行う。これにより、薬液のヒュームの空間55内への残留を抑制できる。
次いで、リンス液を基板Wに供給するリンス工程(ステップS4)が行われる。具体的には、制御装置3は、ノズル移動ユニット28を制御することにより、リンス液ノズル24を退避位置から処理位置に移動させる。その後、制御装置3は、リンス液バルブ26を開いて、回転状態の基板Wの上面に向けてリンス液ノズル24から水を吐出させる。ノズル6から吐出された薬液と同様に、リンス液ノズル24から吐出されたリンス液は、基板Wの上面に着液した後、遠心力によって基板Wの上面に沿って外方に流れる。そのため、基板W上の薬液は、リンス液によって外方に押し流され、基板Wの周囲に排出される。これにより、基板W上の薬液が、リンス液によって洗い流される。さらに、制御装置3は、基板Wが回転している状態で、基板Wの上面に対するリンス液の供給位置を中央部と周縁部との間で移動させる。これにより、リンス液の供給位置が、基板Wの上面全域を通過し、基板Wの上面全域が走査し、基板Wの上面全域にリンス処理が施される。リンス液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置3は、リンス液バルブ26を閉じて、リンス液ノズル24からのリンス液の吐出を停止する。これにより、リンス工程(S4)が終了する。その後、制御装置3は、ノズル移動ユニット28を制御して、リンス液ノズル24をスピンチャック5の上方から退避させる。
次いで、制御装置3は、スピンモータ11を制御して、基板Wの回転速度を振り切り乾燥速度(たとえば数千rpm)まで加速する。これにより、基板Wの上面に付着しているリンス液が振り切られて基板Wが乾燥される(S5:乾燥工程)。
乾燥工程(S5)が予め定める期間に亘って行われると、制御装置3は、スピンモータ11を制御して、スピンチャック5の回転(基板Wの回転)を停止させる(ステップS6)。
乾燥工程(S5)が予め定める期間に亘って行われると、制御装置3は、スピンモータ11を制御して、スピンチャック5の回転(基板Wの回転)を停止させる(ステップS6)。
これにより、一枚の基板Wに対する洗浄処理が終了し、制御装置3は、基板Wを搬入したときと同様に、処理済みの基板Wを搬送ロボットによってチャンバ4内から搬出させる(ステップS7)。
以上によりこの実施形態によれば、対向面34の全域に亘って密集して設けられた多数の吸引口37は、隣接する吸引口37間の間隔W2が対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1よりも狭くなるように配置されている。液吐出口49からの基板Wへの薬液の供給によって、空間55に薬液のヒューム(薬液を含む雰囲気)が発生し、空間55を漂う。この薬液のヒュームが対向面34に供給されると、対向面34で結露して薬液の液滴を形成する。結露する薬液のヒュームの量の増大に伴い、対向面34に付着している薬液の液滴が成長する。しかしながら、隣接する吸引口37間の間隔W2が落液最小直径よりも狭いので、対向面34に付着している薬液の液滴は、落液可能な大きさに成長する前に吸引口37を介して吸引される。したがって、ノズル6の対向面34に付着している薬液の液滴の落液を抑制または防止でき、これにより、薬液の液滴に起因するパーティクル汚染を抑制または防止できる。
以上によりこの実施形態によれば、対向面34の全域に亘って密集して設けられた多数の吸引口37は、隣接する吸引口37間の間隔W2が対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1よりも狭くなるように配置されている。液吐出口49からの基板Wへの薬液の供給によって、空間55に薬液のヒューム(薬液を含む雰囲気)が発生し、空間55を漂う。この薬液のヒュームが対向面34に供給されると、対向面34で結露して薬液の液滴を形成する。結露する薬液のヒュームの量の増大に伴い、対向面34に付着している薬液の液滴が成長する。しかしながら、隣接する吸引口37間の間隔W2が落液最小直径よりも狭いので、対向面34に付着している薬液の液滴は、落液可能な大きさに成長する前に吸引口37を介して吸引される。したがって、ノズル6の対向面34に付着している薬液の液滴の落液を抑制または防止でき、これにより、薬液の液滴に起因するパーティクル汚染を抑制または防止できる。
また、多数の吸引口37が対向面34の略全域に亘って密集して配置されている。空間55では、液吐出口49の周囲で、薬液のヒュームが最も多量に発生する。対向面34において、液吐出口49の周囲を取り囲む環状の液吐出口周囲領域34a(図3参照)に、複数の吸引口37を配置することから、薬液のヒュームを空間55から効率良く取り除くことができる。さらに、吸引口37が対向面34の略全域に亘って配置されているので、空間55の略全域から、薬液のヒュームを効率良く取り除くことができる。以上により、汚染雰囲気の拡散を、さらに一層効果的に抑制または防止できる。
また、第1の実施形態において、吸引口の形態は、前述のような吸引口37のものに限られない。
図9に示す変形例のように、吸引口137Aは矩形をなしていてもよい。各吸引口137Aの一辺の長さはたとえば0.3mmである。図9に示す構成では、各吸引口137Aa(吸引口137A)の周囲には、4つの吸引口137Ab(吸引口137A)が、当該吸引口137Aaを中心とする正方形の各頂点位置に配置されている。多数個の吸引口137Aは、互いに同じ大きさ(一辺、および当該一辺に隣接する他辺のそれぞれが互いに共通する長さ)を有している。吸引口137Aの分布密度は、対向面34の全域において均一である。隣接する吸引口137A間の間隔W21は、対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1(図8参照。たとえば約6mm)よりも狭く、約5mmに設定されている。
図9に示す変形例のように、吸引口137Aは矩形をなしていてもよい。各吸引口137Aの一辺の長さはたとえば0.3mmである。図9に示す構成では、各吸引口137Aa(吸引口137A)の周囲には、4つの吸引口137Ab(吸引口137A)が、当該吸引口137Aaを中心とする正方形の各頂点位置に配置されている。多数個の吸引口137Aは、互いに同じ大きさ(一辺、および当該一辺に隣接する他辺のそれぞれが互いに共通する長さ)を有している。吸引口137Aの分布密度は、対向面34の全域において均一である。隣接する吸引口137A間の間隔W21は、対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1(図8参照。たとえば約6mm)よりも狭く、約5mmに設定されている。
また、図10に示す変形例のように、吸引口137Bは菱形をなしていてもよい。各吸引口137Bの一辺の長さはたとえば0.3mmである。図10に示す構成では、各吸引口137Ba(吸引口137B)の周囲には、4つの吸引口137Bb(吸引口137B)が、当該吸引口137Baを中心とする、菱形(たとえば、吸引口137Bと相似する菱形)の各頂点位置に配置されている。多数個の吸引口137Bは、互いに同じ大きさ(各辺が互いに共通する長さ)を有している。吸引口137Bの分布密度は、対向面34の全域において均一である。隣接する吸引口137B間の間隔W22は、対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1(図8参照。たとえば約6mm)よりも狭く、約5mmに設定されている。
また、図11に示す変形例のように、多数の吸引口137Cが直線スリット状をなしていてもよい。この場合、各吸引口137Cは直線状をなしており、互いに等しい開口幅(たとえば0.2mm)を有している。多数の吸引口137Cにおいて、隣接する吸引口137C間の間隔は均一に設けられている。隣接する吸引口137C間の間隔W23は、対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1(図8参照。たとえば約6mm)よりも狭く、約5mmに設定されている。
また、図12に示す変形例のように、多数の吸引口137Dが環状スリット状をなしていてもよい。この場合、各吸引口137Dは、中心軸線L(図2等参照)を中心とする円環状をなしており、互いに等しい開口幅(たとえば5mm)を有している。隣り合う吸引口137D間の間隔は均一である。多数の吸引口137Dにおいて、内外に隣接する吸引口137D間の間隔は均一に設けられている。隣接する吸引口137D間の間隔W24は、対向面34に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1(図8参照。たとえば約6mm)よりも狭く、約5mmに設定されている。
また、図9〜図12に示す変形例では、吸引口137A〜137Dの分布密度は、対向面34の全域において均一である。
図13は、本発明の第2の実施形態に係るノズル206の構成を示す図である。
第2の実施形態において、第1の実施形態に示された各部に対応する部分には、図1〜図12の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
図13は、本発明の第2の実施形態に係るノズル206の構成を示す図である。
第2の実施形態において、第1の実施形態に示された各部に対応する部分には、図1〜図12の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
第2の実施形態に係るノズル206が、第1の実施形態に係るノズル6と相違する点は、対向部231が樹脂材料でなく、多孔質体によって構成されている点である。対向面(平坦対向面)234および、対向部231の内部が多孔質体によって構成されている。多孔質体は、たとえばPVA(polyvinyl alcohol)製のスポンジであり、多数の空孔を有している。多孔質体の多数の空孔は、内部でそれぞれ繋がっており、しかも、薬液や水が通過可能な大きさ(たとえば、0.05〜100μmの径)を有している。そのため、多孔質体の内部を、処理液や気体を移動させることが可能になっている。そして、対向面234では、多孔質体によって多数の吸引口237が形成される。
吸引配管52の先端には、吸引口を有する吸引ノズル252が取り付けられている。吸引ノズル252は、その吸引口が対向部231の上面に接するように配置されている。吸引バルブ53が開かれて、吸引ノズル252の吸引口の内部が強制的に排気されると、多孔質体によって構成されている対向部231の内部(多数の空孔)が強制的に排気される。これにより、多数の吸引口237の内部が強制的に排気され、基板Wの上面と、対向面234との間に形成される空間255の気体や処理液が、吸引口237から吸引される。
このようにして設けられる隣接する吸引口237間の間隔W3は、当然に、落液最小直径よりも狭い。そのため、対向面234に付着している薬液の液滴は、落液可能な大きさに成長する前に吸引される。ノズル206の対向面234に付着している薬液の液滴の落液を抑制または防止できる。
また、第2の実施形態において、多孔質体の材料として、PVAの他に、ウレタン樹脂、PTFE、PEEK(polyether-ether-ketone)、PVC(poly-vinyl chloride)、およびPFAを例示できる。
また、第2の実施形態において、多孔質体の材料として、PVAの他に、ウレタン樹脂、PTFE、PEEK(polyether-ether-ketone)、PVC(poly-vinyl chloride)、およびPFAを例示できる。
以上により、第2の実施形態においては、第1の実施形態で述べた作用効果と同等の作用効果を奏する。
図14は、本発明の第3の実施形態に係るノズル306の構成を示す図である。
第3の実施形態において、第1の実施形態に示された各部に対応する部分には、図1〜図12の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
図14は、本発明の第3の実施形態に係るノズル306の構成を示す図である。
第3の実施形態において、第1の実施形態に示された各部に対応する部分には、図1〜図12の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
第3の実施形態に係るノズル306が、第1の実施形態に係るノズル6と相違する点は、ノズル部233が、二流体ノズルでなくストレートノズルの形態を備える点である。すなわち、ノズル部233は、環状の吐出配管344によって構成されている。吐出配管344の下端には、薬液を、連続流の態様で吐出するための円形の液吐出口349が形成されている。この実施形態では、ノズル部233は、薬液の液滴を吐出するのではなく、薬液の連続流を吐出する。
この第3の実施形態では、薬液として、たとえば、SPM(硫酸過酸化水素水混合液(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture)、リン酸水溶液、硫酸など、基板Wへの供給により多量のヒュームが発生する薬液が用いられる。
図15は、本発明の第4の実施形態に係るノズル406の構成を示す図である。
第4の実施形態において、第1の実施形態に示された各部に対応する部分には、図1〜図12の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
図15は、本発明の第4の実施形態に係るノズル406の構成を示す図である。
第4の実施形態において、第1の実施形態に示された各部に対応する部分には、図1〜図12の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
第4の実施形態に係るノズル406が、第1の実施形態に係るノズル6と相違する点は、カバー430が、上に凸の傘状の対向部431を備えている点である。対向部431は、基板Wよりも小さな径を有し、径方向外方に向かうに従って下方に向かう円錐台状をなす。対向部431は、たとえば、PFA(パーフルオロアルコキシエチレン)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)などの樹脂材料を用いて形成されている。
対向部431の下面には、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に対向する対向面(テーパ対向面)434が形成されている。対向面434は、水平平坦面からなる第1の対向面434aと、第1の対向面434aの外周を取り囲むように設けられ、水平面に対して傾斜し、液吐出口49から水平方向に離れるに従って下方に向かうテーパ対向面からなる第2の対向面434bとを含む。
第1の対向面434aおよび第2の対向面434bには、その略全域に亘って吸引口37が形成されている。この多数の吸引口は、第1の実施形態に係る多数の吸引口37と同等の構成であるので、第1の実施形態の場合と共通の参照符号を付し説明を省略している。各吸引口37は、対向部431の次に述べる下壁439を上下に貫通している。すなわち、各吸引口37の内部は、第3の吸引経路436に連通している。
対向部431は、それぞれ互いに平行な円筒壁からなる、上壁438および下壁439を含む。第4の吸引経路436は、上壁438および下壁439によって区画された円盤状の経路である。対向部431の上壁438の内周部分には、第3の吸引経路436の一部が環状に開口する上開口440が形成されている。筒状部材32の下端が、対向部431の上壁438に、下開口43および上開口440が互いに揃うように連結している。そのため、第3の吸引経路436と第2の吸引経路42とが互いに連通している。
吸引バルブ53が開かれると、吸引装置54の働きが有効化される。これにより、第2および第3の吸引経路42,436を介して、各吸引口37の内部が強制的に排気される。これにより、基板Wの上面と、対向面434との間に形成される空間455に含まれる雰囲気(気体または処理液)が吸引口37に吸引される。この実施形態では、第2および第3の吸引経路42,436、吸引配管52、吸引バルブ53ならびに吸引装置54によって吸引手段が構成されている。
第4の実施形態においては、第1の実施形態で述べた作用効果と同等の作用効果を奏する。また、第4の実施形態では、第1の実施形態で述べた作用効果に加えて、対向面434と基板Wの上面との間隔が、液吐出口49から水平方向に離れるのに従って減少する。そのため、上下方向に関し、カバー430の周縁部430aを、カバー430の中央部430bよりも基板Wの上面に接近させることができる。これにより、空間455内に発生した薬液のヒュームが、空間455内からチャンバ4内に流出するのをより一層防止できる。これにより、薬液のヒュームを含む汚染雰囲気が、チャンバ4内において拡散するのを、より効果的に抑制または防止できる。
図16は、本発明の第5の実施形態に係るノズル506の構成を示す図である。図17は、ノズル506の包囲面554の拡大図である。第5の実施形態において、第1の実施形態に示された各部に対応する部分には、図1〜図12の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
第5の実施形態に係るノズル506が、第1の実施形態に係るノズル6と相違する点は、カバー530が、円板状の対向部531と、対向部531の外周端から下方に延びる円筒状の包囲部551とを一体的に備える点である。
第5の実施形態に係るノズル506が、第1の実施形態に係るノズル6と相違する点は、カバー530が、円板状の対向部531と、対向部531の外周端から下方に延びる円筒状の包囲部551とを一体的に備える点である。
対向部531は、基板Wよりも小さな径を有している。対向部531の下面には、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に対向する、水平平坦面からなる円形の対向面(平坦対向面)534が形成されている。対向部531は、その内部に形成された第4の吸引経路536と、対向面534に形成された多数(複数)の吸引口37とを含む。この多数の吸引口は、第1の実施形態に係る多数の吸引口37と同等の構成であるので、第1の実施形態の場合と共通の参照符号を付し説明を省略している。各吸引口37は、対向部531の次に述べる下壁539を上下に貫通している。すなわち、各吸引口37の内部は、第4の吸引経路536に連通している。
対向部531は、それぞれ互いに平行な円筒壁からなる、上壁538および下壁539を含む。第4の吸引経路536は、上壁538および下壁539によって区画された円盤状の経路である。対向部531の上壁538の内周部分には、第4の吸引経路536の一部が環状に開口する上開口540が形成されている。また、第4の吸引経路536の外周端には、環状に開口する外周開口561が形成されている。
包囲部551は、その中心軸線L1が鉛直に延びるように設けられている。包囲部551の内周面には、スピンチャック5に保持されている基板Wの上方空間を取り囲む円筒形の包囲面554が形成されている。包囲面554は鉛直方向に沿っている。包囲部551は、包囲部551の内部に形成された第5の吸引経路556と、包囲面554に形成された多数(複数)の包囲吸引口557とを含む。
包囲部551は、それぞれ互いに平行な円筒壁からなる、内壁558および外壁559を含む。第5の吸引経路556は、内壁558および外壁559によって区画された円筒状の経路である。第5の吸引経路556の下端は閉塞されている。包囲部551の上端には、第5の吸引経路556の一部が環状に開口する上開口560が形成されている。
多数の包囲吸引口557は、包囲面554の略全域に亘って密集して設けられている。各包囲吸引口557は、図16に示すように、包囲部551の包囲部551の内壁558を水平方向に貫通している。すなわち、各包囲吸引口557の内部は、第5の吸引経路556に連通している。
多数の包囲吸引口557は、包囲面554の略全域に亘って密集して設けられている。各包囲吸引口557は、図16に示すように、包囲部551の包囲部551の内壁558を水平方向に貫通している。すなわち、各包囲吸引口557の内部は、第5の吸引経路556に連通している。
図17に示すように、各包囲吸引口557は円形をなしている。各包囲吸引口557a(包囲吸引口557)の周囲には、6つの包囲吸引口557b(包囲吸引口557)が、当該包囲吸引口557aを中心とする正六角形の各頂点位置に配置されている。多数個の包囲吸引口557は、互いに同じ径を有する円形をなしている。包囲吸引口557の分布密度は、包囲面554の全域において均一である。図4に示すように、隣接する包囲吸引口557間の間隔W4は、狭く設定されている。具体的には、間隔W4は、包囲面554に付着している薬液の液滴の落液最小直径D2(図8参照)よりも狭い。
筒状部材32の下端が、対向部531の上壁538に、下開口43および上開口540が互いに揃うように連結している。そのため、第2の吸引経路42と第4の吸引経路536とが互いに連通している。また、包囲部551の上端が、対向部31の外周端に、上開口560および外周開口561が互いに揃うように連結している。そのため、第4の吸引経路536と第5の吸引経路556とが互いに連通している。対向部531および包囲部551は、たとえば、PFA(パーフルオロアルコキシエチレン)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)などの樹脂材料を用いて一体に形成されている。
吸引バルブ53が開かれると、吸引装置54の働きが有効化される。これにより、第2および第4の吸引経路42,536を介して、各吸引口37の内部が強制的に排気されると共に、第2、第4および第5の吸引経路42,536,556を介して、各包囲吸引口557の内部が強制的に排気される。これにより、空間565に含まれる雰囲気(気体または処理液)が吸引口37に吸引される。この実施形態では、第2および第4の吸引経路42,536、吸引配管52、吸引バルブ53ならびに吸引装置54によって吸引手段が構成されている。
第5の実施形態においては、第1の実施形態で述べた作用効果と同等の作用効果を奏する。また、第5の実施形態では、第1の実施形態で述べた作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。すなわち、基板Wの上面と対向面534との間の空間565を包囲する包囲面554によって、空間565に発生した薬液のヒュームが、空間565内からチャンバ4内に流出するのを、より一層防止できる。これにより、薬液のヒュームを含む汚染雰囲気が、チャンバ4内において拡散するのを、より効果的に抑制または防止できる。
また、包囲面554の全域に亘って密集して設けられた多数の包囲吸引口557は、隣接する包囲吸引口557間の間隔W4が包囲面554に付着している薬液の液滴の落液最小直径D1よりも狭くなるように配置されている。そのため、包囲面554に付着している薬液の液滴は、落液可能な大きさに成長する前に包囲吸引口557を介して吸引される。したがって、ノズル6の対向面34に付着している薬液の液滴の落液だけでなく、包囲面554に付着している薬液の液滴の落液を抑制または防止でき、これにより、薬液の液滴に起因するパーティクル汚染を、より効果的に抑制または防止できる。
以上、この発明の5つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、図9〜図12に示す第1〜第4の変形例を、第1の実施形態に係るノズル6ではなく、第3〜第5の実施形態に係るノズル306,406,506に適用することもできる。すなわち、ノズル306,406,506の吸引口37に代えて、第1〜第4の変形例に係る吸引口137A,137B,137C,137Dを採用することもできる。
たとえば、図9〜図12に示す第1〜第4の変形例を、第1の実施形態に係るノズル6ではなく、第3〜第5の実施形態に係るノズル306,406,506に適用することもできる。すなわち、ノズル306,406,506の吸引口37に代えて、第1〜第4の変形例に係る吸引口137A,137B,137C,137Dを採用することもできる。
また、第2の実施形態において、対向部231の全体を、多孔質体を用いて形成するようにしたが、その一部のみを多孔質体を用いて形成するようにしてもよい。
また、図4および図9〜図12に示す吸引口37,137A,137B,137C,137Dの配列態様は一例に過ぎず、他の配列態様を採用できる。
また、前述の各実施形態において、吸引口37,137A,137B,137C,137Dを、対向面34,234,434,534の全域に亘って設けるとして説明したが、対向面34,234,434,534において、液吐出口49,349の周囲(すなわち、吐出領域DEの周囲)を取り囲む液吐出口周囲領域(一部領域。たとえば、第1実施形態の液吐出口周囲領域34a(図3参照))に設けられていれば、それ以外の領域に設けられていなくてもよい。
また、図4および図9〜図12に示す吸引口37,137A,137B,137C,137Dの配列態様は一例に過ぎず、他の配列態様を採用できる。
また、前述の各実施形態において、吸引口37,137A,137B,137C,137Dを、対向面34,234,434,534の全域に亘って設けるとして説明したが、対向面34,234,434,534において、液吐出口49,349の周囲(すなわち、吐出領域DEの周囲)を取り囲む液吐出口周囲領域(一部領域。たとえば、第1実施形態の液吐出口周囲領域34a(図3参照))に設けられていれば、それ以外の領域に設けられていなくてもよい。
また、前述の各実施形態において、液吐出口49,349がノズル部33,233の先端に形成されている態様を示したが、対向面34,234,434,534に液吐出口が形成されていてもよい。
また、前述の各実施形態において、薬液工程(S3)時に、ノズル6,206,306,406,506を処理位置において移動(スキャン)させるものとして説明したが、薬液工程(S3)時に、ノズル6,206,306,406,506を処理位置において静止させるようにしてもよい。この場合には、ノズル6,206,306,406,506を、ノズル部33,333から吐出される薬液が基板Wの上面の中央部に供給される中央処理位置に配置するとともに、対向部31,231,431,531の径を、スピンチャック5に保持されている基板Wの径と同じかそれ以上の大きさに設けることが望ましい。
また、前述の各実施形態において、薬液工程(S3)時に、ノズル6,206,306,406,506を処理位置において移動(スキャン)させるものとして説明したが、薬液工程(S3)時に、ノズル6,206,306,406,506を処理位置において静止させるようにしてもよい。この場合には、ノズル6,206,306,406,506を、ノズル部33,333から吐出される薬液が基板Wの上面の中央部に供給される中央処理位置に配置するとともに、対向部31,231,431,531の径を、スピンチャック5に保持されている基板Wの径と同じかそれ以上の大きさに設けることが望ましい。
また、前述の各実施形態では、ノズル6,206,306,406,506の液吐出口49,349から薬液を吐出する場合を例に挙げて説明したが、液吐出口49,349から水を吐出するものであってもよい。この場合の水は、純水(脱イオン水:Deionzied Water、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度(たとえば、10〜100ppm程度)の塩酸水のいずれかであってもよい。
また、前述の各実施形態では、基板処理装置1が円板状の基板Wを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置1が、液晶表示装置用ガラス基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能で
ある。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能で
ある。
1 基板処理装置
3 制御装置(制御手段)
5 スピンチャック(基板保持手段)
6 ノズル
18 薬液供給ユニット(処理液供給手段)
31 対向部
34 対向面(平坦対向面)
34a 液吐出口周囲領域
36 第1の吸引経路(吸引手段)
37 吸引口
42 第2の吸引経路(吸引手段)
44 外筒(ケーシング)
49 液吐出口
52 吸引配管(吸引手段)
53 吸引バルブ(吸引手段)
54 吸引装置(吸引手段)
137A 吸引口
137B 吸引口
137C 吸引口
137D 吸引口
206 ノズル
231 対向部
234 対向面(平坦対向面)
306 ノズル
349 液吐出口
406 ノズル
431 対向部
434 対向面(テーパ対向面)
436 第3の吸引経路(吸引手段)
506 ノズル
531 対向部
534 対向面(平坦対向面)
536 第4の吸引経路(吸引手段)
554 包囲面
557 包囲吸引口
D1 落液最小直径
D2 落液最小直径
W 基板
W2 間隔
W21 間隔
W22 間隔
W23 間隔
W24 間隔
W3 間隔
W4 間隔
3 制御装置(制御手段)
5 スピンチャック(基板保持手段)
6 ノズル
18 薬液供給ユニット(処理液供給手段)
31 対向部
34 対向面(平坦対向面)
34a 液吐出口周囲領域
36 第1の吸引経路(吸引手段)
37 吸引口
42 第2の吸引経路(吸引手段)
44 外筒(ケーシング)
49 液吐出口
52 吸引配管(吸引手段)
53 吸引バルブ(吸引手段)
54 吸引装置(吸引手段)
137A 吸引口
137B 吸引口
137C 吸引口
137D 吸引口
206 ノズル
231 対向部
234 対向面(平坦対向面)
306 ノズル
349 液吐出口
406 ノズル
431 対向部
434 対向面(テーパ対向面)
436 第3の吸引経路(吸引手段)
506 ノズル
531 対向部
534 対向面(平坦対向面)
536 第4の吸引経路(吸引手段)
554 包囲面
557 包囲吸引口
D1 落液最小直径
D2 落液最小直径
W 基板
W2 間隔
W21 間隔
W22 間隔
W23 間隔
W24 間隔
W3 間隔
W4 間隔
Claims (9)
- 基板を保持する基板保持手段と、
前記基板の主面に対向する対向面を有する対向部と、前記対向面と前記基板の前記主面との間に設けられ、前記基板の前記主面に向けて処理液を吐出する液吐出口と、前記対向面の少なくとも一部領域に密集して配置された複数の吸引口とを有するノズルと、
前記液吐出口に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記対向面と前記基板の前記主面との間の処理液および/または気体を、前記複数の吸引口を介して吸引する吸引手段とを含み、
前記複数の吸引口は、隣接する吸引口間の間隔が、前記対向面に付着している前記処理液の液滴の直径であって、重力により当該処理液の液滴が落液する最小の直径よりも狭くなるように配置されている、基板処理装置。 - 前記一部領域は、前記対向面のうち平面視で前記液吐出口の周囲の領域を含む、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記複数の吸引口は、前記対向面の全域に亘って配置されている、請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記対向面は、水平な平坦面からなる平坦対向面を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記対向面は、水平面に対して傾斜し、前記液吐出口から水平方向に離れるに従って下方に向かうテーパ対向面を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記ノズルは、前記基板の前記主面と前記対向面との間を包囲する包囲面と、前記包囲面の少なくとも一部領域に密集して配置された複数の包囲吸引口とをさらに有し、
前記吸引手段は、前記対向面と前記基板の前記主面との間の処理液および/または気体を、前記複数の包囲吸引口を介して吸引するものであり、
前記複数の包囲吸引口は、隣接する包囲吸引口間の間隔が、前記包囲面に付着している前記処理液の液滴の直径であって、重力により当該処理液の液滴が落液する最小の直径よりも狭くなるように配置されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記ノズルは、
前記液吐出口が形成され、前記処理液が導入されるケーシングと、
前記ケーシングに前記液吐出口と水平方向に並置され、気体を吐出する気体吐出口とをさらに有し、
前記ケーシング内または前記ケーシング外で、前記処理液と前記気体とを混合させて処理液の液滴を形成し、この処理液の液滴を前記基板の前記主面に向けて吐出するようになっている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記対向部の少なくとも一部が、多孔質体を含み、
前記複数の吸引口が、前記多孔質体によって区画されており、
前記ノズルは、前記対向面と前記基板の前記主面との間の気体および/または処理液を、前記多孔質体を通して吸引する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記処理液供給手段および前記吸引手段を制御する制御手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記液吐出口からの処理液の吐出と並行して、前記複数の吸引口からの前記気体および/または処理液の吸引を行い、前記液吐出口からの処理液の吐出を停止した後に、前記複数の吸引口からの気体および/または処理液の吸引を停止する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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