JP2020102508A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転する基板面に処理液を供給する際、処理液の液跳ねの発生を抑えること。【解決手段】実施形態によれば、基板Wを保持して回転駆動されるテーブル4と、テーブル4の回転機構5と、回転している基板Wの処理面に処理液を供給するノズル6aと、制御部8と、を有し、制御部8は、ノズル6aからの基板Wの処理面に対する処理液の吐出方向と、テーブル4の回転方向と、が一致する状態となるように、テーブル4を回転駆動するよう回転機構5を制御する。【選択図】図4
Description
本発明は、回転する基板に処理液を供給して基板処理を行なう、基板処理装置に関する。
例えば、ガラス基板や半導体ウエハなどの基板に回路パターンを形成する過程においては、現像液、エッチング液、剥離液、洗浄液等の各種の処理液が基板上に供給される。このとき、枚葉処理においては、基板を保持して回転させるチャックと、このチャックに保持された基板の上方に配置された複数のノズルと、を有するスピン処理装置が用いられる(特許文献1)。
ところで、処理液を基板に供給する場合には、基板面に処理むらや洗浄むらが生じないように、基板全体に処理液を均一に供給することが必要となるが、それだけでなく、基板面に処理液を供給する際、処理液の液跳ねの発生をできるだけ抑えることも必要となる。処理液の液跳ねが発生すると、基板面の処理の不均一化や洗浄むら等が生じるだけでなく、ミストの発生による基板面の汚れ等を生じる場合があるからである。
本発明は、基板面に処理液を供給する際、処理液の液跳ねの発生を抑えた基板処理装置の提供を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る基板処理装置は、基板の処理面に処理液を供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記基板を保持して回転駆動されるテーブルと、前記テーブルを回転駆動させる回転機構と、前記回転機構によって回転させられている前記基板の前記処理面に前記処理液を供給するノズルと、前記回転機構を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記ノズルからの前記基板の前記処理面に対する前記処理液の吐出方向に応じて、前記ノズルからの前記基板の前記処理面に対する前記処理液の吐出方向と、前記テーブルの回転方向と、が一致する状態となるように、前記テーブルを回転駆動するように前記回転機構を制御することを特徴とする。
本発明によれば、基板面に処理液を供給する際、処理液の液跳ねを抑えることができる。
本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置について図面を用いて説明する。
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置1は、処理ボックス2と、その処理ボックス2内に設けられたカップ3と、そのカップ3内で基板Wを水平状態で支持するテーブル4と、そのテーブル4を水平面内で回転させるテーブル回転機構5と、テーブル4上の基板Wの表面(処理面)に第1の処理液を供給する第1の処理液供給装置6と、テーブル4上の基板Wの表面に第2の処理液を供給する第2の処理液供給装置7と、各部を制御する制御部8とを備えている。
処理ボックス2は、カップ3やテーブル4などを収容する処理室である。この処理ボックス2の上部には、ダウンフロー用のフィルタ付きファン2aが設けられている。このファン2aは制御部8に電気的に接続されており、その駆動が制御部8により制御される。
カップ3は、円筒形状に形成されており、テーブル4を周囲から囲んで内部に収容する。カップ3の周壁の上部は径方向の内側に向かって傾斜しており、テーブル4上の基板Wが露出するように開口している。このカップ3は、回転する基板W上から流れ落ちる、あるいは飛散する処理液を受け取る。なお、カップ3の底部には、受け取った処理液を排出するための排出管(図示せず)が設けられている。
テーブル4は、カップ3内の上部付近に位置付けられ、水平面内で回転可能に設けられている。このテーブル4は、チャックピンなどの挟持部材(図示せず)などにより、半導体ウェーハやガラス基板などの基板Wを着脱可能に保持する。
テーブル回転機構5は、テーブル4に連結された回転軸5aと、その回転軸5aを回転させる駆動源となるモータ5bとを有している。このモータ5bは制御部8に電気的に接続されており、その駆動が制御部8により制御される。テーブル回転機構5は、モータ5bにより回転軸5aを介してテーブル4を回転させる。
第1の処理液供給装置6は、テーブル4上の基板Wの表面に対して上方から第1の処理液を供給する第1のノズル6aと、その第1のノズル6aに第1の処理液を供給する第1の供給部6bとを備えている。
第1のノズル6aは、テーブル4上の基板Wの表面に第1の処理液を吐出して供給する。第1のノズル6aは、第1の処理液供給流路となる配管6cにより第1の供給部6bに接続されている。
第1の供給部6bは、第1の処理液を貯留するタンクや駆動源となるポンプ、供給量を調整する調整弁となるバルブ(いずれも図示せず)などを備えている。ポンプやバルブは制御部8に電気的に接続されており、その駆動が制御部8により制御される。この第1の供給部6bは、制御部8の制御に応じてポンプにより第1の処理液を第1のノズル6aに送る。なお、本発明の実施形態では、第1の処理液として、例えば、エッチング液(例えば、リン酸溶液)が用いられる。
第2の処理液供給装置7は、テーブル4上の基板Wの表面に対して上方から第2の処理液を供給する第2のノズル7aと、その第2のノズル7aに第2の処理液を供給する第2の供給部7bとを備えている。
第2のノズル7aは、テーブル4上の基板Wの表面に第2の処理液を吐出して供給する。第2のノズル7aは、第2の処理液供給流路となる配管7cにより第2の供給部7bに接続されている。
第2の供給部7bは、第2の処理液を貯留するタンクや駆動源となるポンプ、供給量を調整する調整弁となるバルブ(いずれも図示せず)などを備えている。ポンプやバルブは制御部8に電気的に接続されており、その駆動が制御部8により制御される。この第2の供給部7bは、制御部8の制御に応じてポンプにより第2の処理液を第2のノズル7aに送る。なお、本発明の実施形態では、第2の処理液として、例えば、リンス液(例えば、純水)が用いられる。
制御部8は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、基板処理に関する基板処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部とを備えている。この制御部8は、基板処理情報や各種プログラムに基づいてテーブル回転機構5、第1の処理液供給装置6及び第2の処理液供給装置7を制御し、テーブル回転機構5によりテーブル4を回転させながら、回転中のテーブル4上の基板Wの表面に対し、第1のノズル6aにより第1の処理液を、さらに、第2のノズル7aにより第2の処理液を供給する。
図2を用いて、第1の処理液供給装置6と第2の処理液供給装置7についてさらに説明する。
図2に示すように、第1の処理液供給装置6は、処理ボックス2内に、第1のノズルアーム61を有する。第1のノズルアーム61は、上下方向(図2の紙面直交方向)を回動軸として回動する円筒形状の回動軸体62に一端が接続され、他端には第1のノズル6aが設けられる。回動軸体62には、不図示のモータが接続され、制御部8の制御によりモータが駆動されることで、回動軸体62は回動される。回動軸体62が回動すると、第1のノズルアーム61は回動軸体62を中心に揺動し、この揺動に伴い、第1のノズルアーム61と第1のノズル6aは、図2に実線で示す退避位置と、図2に二点鎖線で示す供給作業位置、つまり基板W上に処理液を供給する位置、との間で移動させられる。
本実施形態において、第1のノズル6aからの処理液の吐出方向は、平面視では図3(a)に示すように、直線状の第1のノズルアーム61の延伸方向であり、側面視では図3(b)に示すように、基板面に対して傾斜している。
第2の処理液供給装置7は、第1の処理液供給装置6と実質的に同様の構造であり、図2において、処理ボックス2内に、第2のノズルアーム71を有する。第2のノズルアーム71は、上下方向(図2の紙面直交方向)を回動軸として回動する円筒形状の回動軸体72に一端が接続され、他端には第2のノズル7aが設けられる。回動軸体62と回動軸体72とは、テーブル4に保持された基板Wを挟んで、対向する位置(鏡面位置)に配置される。回動軸体72には、不図示のモータが接続され、制御部8の制御によりモータが駆動されることで、回動軸体72は回動される。回動軸体72が回動すると、第2のノズルアーム71は回動軸体72を中心に揺動し、この揺動に伴い、第2のノズル7aと第2のノズルアーム71は、図2の実線で示す退避位置と、図2に二点鎖線で示す供給作業位置との間で移動させられる。
本実施形態において、第2のノズル7aからの処理液の吐出方向も、平面視では図3(a)に示すように、第2のノズルアーム71の延伸方向であり、側面視では図3(b)に示すように、基板面に対して傾斜している。
次に、基板処理装置1が行なう基板処理(基板処理方法)について図1、図4〜図7を参照して説明する。なお、テーブル4上には基板Wが保持され、第1のノズルアーム61、第2のノズルアーム71は待機位置に位置付けられており、前準備は完了している。なお、処理ボックス2への基板Wの搬入は、搬送ロボットなどが用いられる。
制御部8は、テーブル回転機構5を制御してテーブル4を一方向に回転させる。また、第1のノズルアーム61を回動軸体62を中心に揺動させ、第1のノズル6aを図4に実線で示す、基板W上の供給作業位置に位置付ける。供給作業位置に位置付けられた第1のノズル6aからは、第1の供給部6bから供給されるエッチング液が吐出し、基板Wの表面(上面)にエッチング液が供給される。本実施形態の場合、エッチング液の供給時には、第1のノズルアーム61は揺動する。これにより、第1のノズル6aから吐出されたエッチング液の基板Wの上面での到達点が、基板Wの回転中心付近から基板Wの外周縁にわたって移動するように調整されるようになっている。基板Wの表面に供給されたエッチング液は基板Wの回転による遠心力によって基板Wの表面全体に広がる。エッチング液の供給時に、第1のノズルアーム61を揺動させなくても良く、また往復揺動させても良い。
ところで、第1のノズル6aから吐出されるエッチング液の吐出方向は、図4において、矢印a方向である。そこで、第1のノズル6aから処理液を吐出する時には、テーブル4に保持される基板Wを、図4において時計方向(矢印b)に回転させる。 この点について、図5を用いて説明する。
図5は、第1のノズル6aにおける処理液の吐出方向と基板Wの回転方向との関係を示したものであり、図4における、矢印X方向の矢視図である。図5において、処理液の吐出方向を矢印c方向とすると、基板Wの上面に沿う方向の分力c1の方向と、基板Wの回転方向(矢印b)は一致する。制御部8は、第1のノズル6aによるエッチング液の供給時間が、予め設定した所定時間を経過すると、第1のノズル6aからのエッチング液の供給を停止させる。そして、第1のノズルアーム61を待機位置に移動させる。
次に、制御部8は第2の処理液供給装置7を制御し、第2のノズルアーム71を回動軸体72を中心に揺動させ、第2のノズル7aを図6に実線で示す供給作業位置に位置付ける。供給作業位置に位置付けられた第2のノズル7aからは、第2の供給部7bから供給される純水が吐出し、基板Wの表面(上面)に純水が供給される。本実施形態の場合、純水の供給時には、第2のノズルアーム71は揺動する。これにより、第2のノズル7aから吐出された純水の基板Wの上面での到達点が、基板Wの回転中心付近から基板Wの外周縁にわたって移動するように調整されるようになっている。基板Wの表面に供給された純水は基板Wの回転による遠心力によって基板Wの表面全体に広がる。これにより、基板Wの上面に存在するエッチング液は、純水に置換される。純水の供給時、第2のノズルアーム71を揺動させなくても良く、また往復揺動させても良い。
ところで、第2のノズル7aから吐出される純水の吐出方向は、図6において、矢印d方向であって、第1ノズル6aからの吐出方向aとは相違する。そこで、第2のノズル7aから処理液を吐出する時には、テーブル4に保持される基板Wを、図6において反時計方向(矢印e)に回転させる。この点について、図7を用いて説明する。
図7は、第2のノズル7aにおける処理液の吐出方向と基板Wの回転方向との関係を示したものであり、図6における、矢印Y方向の矢視図である。図7において、処理液の吐出方向を矢印f方向とすると、基板Wの上面に沿う方向の分力f1と、基板Wの回転方向(矢印e)とは一致する。
そこで、本実施形態では、第1のノズル6aからのエッチング液の供給が終了すると、テーブル回転機構5はテーブル4の回転を停止させる。そして、第2のノズル7aから純水の供給が開始されるまでの間に、テーブル4を反時計方向(矢印e方向)に回転させる。つまり、本実施形態では、第1のノズル6aからエッチング液を供給する時と、第2のノズル7aから純水を供給する時とで、基板Wの回転方向を相違させる。制御部8は、第2のノズル7aによる純水の供給時間が、予め設定した所定時間を経過すると、第2のノズル7aからの純水の供給を停止させる。そして、第2のノズルアーム71を待機位置に移動させる。
次に、制御部8は、テーブル回転機構5を制御して、テーブル4を高速回転させ、基板Wを乾燥処理が行われる。この乾燥処理時の基板Wの回転方向は、例えば、乾燥処理直前の回転方向と同じく、図6に示した反時計方向(矢印e方向)とされる。乾燥処理が予め設定した所定時間を経過すると、制御部8は、テーブル回転機構5によるテーブル4の回転を停止させる。その後、基板Wは処理ボックス2から搬出され、新たな基板に対し、上述した処理液による基板処理を繰り返し行なう。
以上、本実施形態によれば、制御部8は、基板Wに対して、第1のノズル6aからエッチング液を供給する時と、第2のノズル7aから純水を供給する時とで、基板Wを保持するテーブル4の回転方向が逆になるように、テーブル回転機構5を制御する。つまり、基板Wに対する、第1のノズル6aからのエッチング液の吐出方向、第2のノズル7aからの純水の吐出方向のそれぞれに対し、各吐出方向の基板Wの上面に沿う方向の分力の方向が、図5、図7に示したように、基板Wの回転方向と一致するように、基板Wを保持するテーブルの回転方向を設定する。従来は、ノズルからの処理液の吐出方向をまったく考慮することなく基板の回転方向を決定していたが、上記して実施形態によれば、ノズルによる処理液の液跳ねを抑え、均一な基板処理を行なうことができる。
ところで、第1の実施形態では、各ノズル6aと7aからの処理液の吐出方向は、平面視では図3(a)に示すように、ノズルアーム61、71の延伸方向であり、側面視では図3(b)に示すように、基板面に対して傾斜している例を説明した。ノズルから吐出する処理液の吐出方向は、平面視でノズルアームの延長方向である必要はない。
図8は、第2の実施形態に係り、ノズルによる処理液供給時における、処理液の吐出方向と基板の回転方向との関係を示す模式図である。なお、装置構成は、第1の実施形態と同じであるが、図8に示す平面視において、供給作業位置に位置付けられているノズルの吐出口80から、処理液が矢印gで示される方向(アームの延伸方向に対して角度を有する方向)に吐出される点が相違する例である。
さて、図8において、処理液の吐出方向である矢印gは、吐出口80(例えば吐出口が円形であればその中心、スリット状であればスリット幅の中央部)を通る、テーブル4の回転中心と同芯の仮想円hの接線上の分力g1と、それに直交する方向の分力g2とに分解することができる。この場合、制御部8は、基板Wを保持するテーブル4を、分力g1の方向に沿う方向である、矢印b方向に回転させるように、テーブル回転機構5を制御する。これにより、図5、図7に示したように、処理液の吐出方向における基板Wの上面に沿う方向の分力の方向を、基板Wの回転方向と一致させることができる。この第2の実施態様においても、第1の実施態様と同じく、ノズルによる処理液の液跳ねを抑え、均一な基板処理を行なうことができる。
なお、上記した実施形態では、図5(図7)において、処理液の吐出方向における基板の上面に沿う方向の分力c1(f1)の方向と、基板の回転方向b(e)と、が一致している状態を示した。また、図8においては、処理液の吐出方向における、吐出口80を通る仮想円hの接線上の分力g1の方向が、回転テーブルの回転方向bに沿う方向となっている状態を示したが、これらの状態を総称し、ノズルからの基板の処理面に対する処理液の吐出方向と、テーブルの回転方向と、が一致する状態、と呼ぶこととする。
また、上記した実施形態では、第1のノズルアーム61、第2のノズルアーム71を揺動させるものを例示した。しかしながら、基板Wの表面に処理液を供給するノズル、例えば円形ノズルやスリット状ノズルを、カップ3の上端などに固定配置するようにしても良い。
また、実施形態では、エッチング液と純水の2種類の処理液を順次供給する例を説明したが、処理液は1種類でも3種類以上でも構わない。いずれにしても、ノズルからの基板Wの処理面に対する処理液の吐出方向に応じて、ノズルからの基板Wの処理面に対する処理液の吐出方向と、テーブル4の回転方向と、が一致する状態となるように、テーブル4の回転方向を決定し、その方向にテーブル4を回転駆動することが重要となる。
また本発明の適用に関しては、上記した実施形態で用いた処理液に限定されるものではなく、基板上に処理液を供給して基板処理を行なう装置、方法に適用可能である。
以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。
1 基板処理装置
2 処理ボックス
2a フィルタ付きファン
3 カップ
4 テーブル
5 テーブル回転機構
5a 回転軸
5b モータ
6 第1の処理液供給装置
6a 第1のノズル
6b 第1の供給部
6c 配管
61 第1のノズルアーム
62 回動軸体
7 第2の処理液供給装置
7a 第2のノズル
7b 第2の供給部
7c 配管
71 第2のノズルアーム
72 回動軸体
8 制御部
80 ノズル
W 基板
2 処理ボックス
2a フィルタ付きファン
3 カップ
4 テーブル
5 テーブル回転機構
5a 回転軸
5b モータ
6 第1の処理液供給装置
6a 第1のノズル
6b 第1の供給部
6c 配管
61 第1のノズルアーム
62 回動軸体
7 第2の処理液供給装置
7a 第2のノズル
7b 第2の供給部
7c 配管
71 第2のノズルアーム
72 回動軸体
8 制御部
80 ノズル
W 基板
Claims (3)
- 基板の処理面に処理液を供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板を保持して回転駆動されるテーブルと、
前記テーブルを回転駆動させる回転機構と、
前記回転機構によって回転させられている前記基板の前記処理面に前記処理液を供給するノズルと、
前記回転機構を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記ノズルからの前記基板の前記処理面に対する前記処理液の吐出方向に応じて、前記ノズルからの前記基板の前記処理面に対する前記処理液の吐出方向と、前記テーブルの回転方向と、が一致する状態となるように、前記テーブルを回転駆動するように前記回転機構を制御することを特徴とする基板処理装置。 - 基板の処理面に処理液を供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板を保持して回転駆動されるテーブルと、
前記テーブルを回転駆動させる回転機構と、
前記回転機構によって回転させられている前記基板の前記処理面に前記処理液を供給するノズルと、
前記回転機構を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、側面視において、前記ノズルからの前記処理液の吐出方向における前記基板の上面に沿う方向の分力の方向と、基板の回転方向と、が一致する状態となるように、前記テーブルを回転駆動するように前記回転機構を制御することを特徴とする基板処理装置。 - 基板の処理面に処理液を供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板を保持して回転駆動されるテーブルと、
前記テーブルを回転駆動させる回転機構と、
前記回転機構によって回転させられている前記基板の前記処理面に前記処理液を供給するノズルと、
前記回転機構を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、平面視において、前記ノズルからの前記処理液の吐出方向における、前記ノズルの吐出口を通る仮想円の接線上の分力の方向が、回転テーブルの回転方向に沿う方向となる状態となるように、前記テーブルを回転駆動するように前記回転機構を制御することを特徴とする基板処理装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018239258A JP2020102508A (ja) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 基板処理装置 |
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JP2018239258A JP2020102508A (ja) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 基板処理装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2020102508A true JP2020102508A (ja) | 2020-07-02 |
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