JP2002066427A

JP2002066427A - 基板処理装置

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Publication number: JP2002066427A
Application number: JP2000258490A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Muraoka; 祐介村岡; Kimitsugu Saito; 公続斉藤; Takashi Higuchi; 隆司火口
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】液滴の発生を防止することにより、高い清浄
度で基板を処理することができる。【解決手段】支持部材３７により基板Ｗを当接支持
し、所定の軸芯回りで回転可能に構成された回転機構１
１と、回転機構１１の回転角度を検出する回転角度検出
部４１と、基板Ｗに対する処理液の供給を遮断する開閉
弁２９と、処理液が支持部材３７に接触する回転角度で
ある場合には、開閉弁２９を作動させて一時的に処理液
を遮断するバルブ制御部３３とを備えた。回転機構１１
の回転角度を検出して保持部材３７が処理液を切る位置
にある場合には、開閉弁２９を閉止して処理液の供給を
一時的に遮断するようにしたので、処理液が保持部材３
７に衝突しなくなり、液滴の発生が防止できて高い清浄
度の処理を施すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶表示器用ガラス基板などの基板に対して、純水や純水
に薬液を混合して得られる処理液を供給することにより
処理する基板処理装置に係り、特に、チャンバ内で基板
を回転させつつ処理液を供給することにより処理を施す
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の基板処理装置として、例
えば、チャンバと、回転可能であって、外周側に備えた
支持部材により複数枚の基板を当接支持するターンテー
ブルと、このターンテーブルを軸芯回りに回転駆動する
モータと、ターンテーブルに支持された複数枚の基板に
向けて、ターンテーブルの外周部側から洗浄液を供給す
るノズルとを備えたものが挙げられる。

【０００３】このような装置では、チャンバ内を不活性
ガスでパージした後、ターンテーブルをモータで回転さ
せつつ、ノズルから各基板の処理面に向けて細筒状の処
理液を供給する。これにより各基板の処理面を洗浄処理
するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、処理液が供給されている間中、回転し
ているターンテーブルの保持部材に処理液が衝突するの
で、その際に非常に多くの液滴が発生する。このような
液滴が基板の処理面に付着すると、チャンバ内を不活性
ガスでパージしてあっても微量の酸素等が残留している
ので、どうしても基板の処理面に付着した液滴の界面に
おいてある種の反応が生じる。

【０００５】その反応により、液滴が付着していた基板
の処理面には、数μｍないし数十μｍ程度の大きさのク
レータ状の酸化物等が残留してパーティクルやウォータ
ーマークが発生することになる。例えば、現在のデバイ
スにおいて、清浄度の目安としては、０．１２μｍ大の
パーティクルが直径２００ｍｍの基板に対して１０個以
下であるが、上記の装置では同パーティクルが数百個も
付着する。これでは超クリーンな洗浄には使用すること
ができず、荒い洗浄でもよいポストクリーン等の洗浄処
理にしか使用できないという問題がある。

【０００６】なお、チャンバ内の酸素をほぼ完全にパー
ジできるまで不活性ガスの供給を行うことも考えられる
が、数ＰＰＭのレベルにまでパージするには数十分は時
間がかかる。したがって、スループット等を考慮する
と、完全にパージが終了していなくても処理を開始する
ことがある。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、液滴の発生を防止することにより、高
い清浄度で基板を処理することができる基板処理装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の基板処理装置は、チャンバ内で基
板を回転させつつノズルから処理液を供給して所定の処
理を施す基板処理装置において、外周側に備えた支持部
材により基板を当接支持し、所定の軸芯回りで回転可能
に構成された回転機構と、前記回転機構の回転角度を検
出する検出手段と、基板に対する処理液の供給を遮断す
る遮断手段と、前記検出手段による検出結果に基づき、
前記ノズルからの処理液が前記回転機構の支持部材に接
触する回転角度である場合には、前記遮断手段を作動さ
せて処理液を遮断する制御手段と、を備えたことを特徴
とするものである。

【０００９】また、請求項２に記載の基板処理装置は、
請求項１に記載の基板処理装置において、前記遮断手段
は、前記ノズルへの処理液を供給または遮断する開閉弁
を備えたことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項３に記載の基板処理装置は、
請求項１に記載の基板処理装置において、前記遮断手段
は、前記ノズルと前記回転機構との間に取り付けられた
遮蔽部材と、処理液への非干渉位置から干渉位置にわた
って前記遮蔽部材を駆動する駆動手段とを備えたことを
特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。回転している回転機構の回転角度は検出手段によっ
て検出される。回転機構の保持部材とチャンバに配備さ
れたノズルとの位置関係は常に同じであるので、検出手
段による検出結果に応じて遮断手段を作動させ、制御手
段が一時的に処理液の供給を遮断すれば処理液が保持部
材に衝突することを防止できる。

【００１２】また、請求項２に記載の発明によれば、開
閉弁の開閉によりノズルへの処理液の供給を許容／禁止
することで、保持部材への処理液の衝突を防止する。

【００１３】また、請求項３に記載の発明によれば、処
理液への非干渉位置と干渉位置とにわたって駆動手段が
遮蔽部材を駆動することで、支持部材への処理液の衝突
を防止する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。＜第１実施例＞図１は、第１実施例に係る基板処理装置
の概略構成を示したブロック図であり、図２は、その概
略構成を示した斜視図である。

【００１５】基板処理装置は、横断面形状が略円形を呈
する密閉チャンバ１を備えており、この内部で基板Ｗを
処理する。この密閉チャンバ１は、基板Ｗを搬入・搬出
するための搬送口３と、密閉チャンバ１内に不活性ガス
を送り込むための注入口５と、処理液を供給するための
供給口７と、密閉チャンバ１内の不活性ガスや処理液等
を外部に排出する排出口９とを備えている。また、内部
のほぼ中央部には、鉛直方向の軸芯Ｐ回りに回転可能な
回転機構１１を備えている。

【００１６】搬出口３は、少なくとも基板Ｗの直径より
大なる開口径を有している。その外部側には、着脱自在
に構成され、開口部を覆う大きさに形成されたカバー３
ａを備えている。

【００１７】注入口５には、注入ノズル５ａが配設され
ている。この注入ノズル５ａには、不活性ガス供給源が
連通接続されており、例えば、Ｎ₂ガスが供給されるよ
うになっている。その供給は、開閉弁５ｂによって制御
される。

【００１８】供給口７には、鉛直方向に供給ノズル１３
が立設されている。この供給ノズル１３は、霧状に処理
液を供給するスプレータイプではなく、細筒状に処理液
を供給するタイプ（いわゆるストレートタイプ）のもの
である。吐出孔１３ａは、鉛直方向に複数個設けられて
おり、回転機構１１に支持された複数枚の基板Ｗのそれ
ぞれに処理液を供給する。また、処理液の吐出方向は、
図１中に二点鎖線矢印Ａ１で示すように平面視でほぼ回
転軸芯Ｐに向けられている。

【００１９】なお、供給ノズル１３が本発明におけるノ
ズルに相当する。

【００２０】供給配管１５は、純水供給源と供給口７の
供給ノズル１３とを連通接続している。純水供給源側に
は、純水の流量を制御する流量調節弁１７が配設され、
その下流側にはミキシングバルブ１９が取り付けられて
いる。ミキシングバルブ１９には、複数種類の薬液供給
源に連通した複数本の薬液配管２１が連設されており、
それぞれの薬液配管２１には流量調節弁２３が配設され
ている。

【００２１】供給配管１５は、そのミキシングバルブ１
９の下流側にて廃液配管２５に分岐している。廃液配管
２５に配設されている開閉弁２７を作動させることによ
り、供給配管１５に残った処理液を廃棄したり、供給配
管１５の洗浄処理等を行う際に純水や処理液を廃棄する
ようになっている。

【００２２】供給配管１５から廃液配管２５への分岐箇
所と、ミキシングバルブ１９との間には開閉弁２９が取
り付けられている。この開閉弁２９は、その目的から高
速開閉動作が可能であることが好ましい。この開閉弁２
９における開度調整は、電空変換器３１から与えられた
空気圧（パイロット圧）により行われる。電空変換器３
１は、供給された加圧空気を、外部から与えられる指令
電圧に応じた空気圧に変換して出力する。したがって、
電空変換器３１に与える指令電圧を可変すると、開閉弁
２９の開度を調整することができる。この構成では「開
放」または「閉止」の二つの状態だけしか必要ないの
で、電空変換器３１に与える指令電圧は二種類だけでよ
い。この電空変換器３１への指令電圧は、バルブ制御部
３３によって与えられる。なお、電磁弁等によって空気
圧を供給したり、停止したりするようにしてもよい。

【００２３】なお、上記の開閉弁２９が本発明における
遮断手段に相当する。

【００２４】ここで回転機構１１について説明する。回
転機構１１は、図２に示すように、図示しない電動モー
タによって回転されるターンテーブル３５を備えてい
る。ターンテーブル３５の外周部側には、一例として３
本の支持部材３７が立設されている。各支持部材３７の
内側には、基板Ｗの端縁を当接支持するための係止溝３
７ａが形成されている。各支持部材３７は、その上部が
上部部材３９に取り付けられている。なお、各支持部材
３７のうちの１本は、その位置から移動可能に構成され
ており、搬送口３からの基板Ｗの搬送時に、図示しない
搬送機構や基板Ｗに干渉しない位置に移動するようにな
っている。

【００２５】なお、基板Ｗを支持する支持部材３７の本
数は本実施例のように３本だけでなく、４本や５本であ
ってもよい。

【００２６】本発明の検出手段に相当する回転角度検出
部４１は、回転機構１１の回転角度を検出する機能を有
する。ここで検出された回転角度は、バルブ制御部３３
に与えられる。

【００２７】本発明の制御手段に相当するバルブ制御部
３３は、回転角度検出部４１から与えられた回転角度に
基づいて、次のように電空変換弁３１への指令電圧を制
御する。

【００２８】すなわち、供給ノズル１３からの処理液が
回転機構１１の支持部材３７に衝突しない回転角度であ
る場合には、開閉弁２９が「開放」となるように電空変
換弁３１への指令電圧を与える。その一方、支持部材３
７のいずれかに処理液が衝突する回転角度である場合に
は、開閉弁２９が「閉止」となるように電空変換弁３１
への指令電圧を与えるのである。

【００２９】なお、上述した処理液が支持部材３７に衝
突するか否かの判断はバルブ制御部３３にて行われる
が、これは次のようにして行われる。

【００３０】つまり、回転機構１１における支持部材３
７と供給ノズル１３との位置関係は、この構成における
基板処理装置では不変である。したがって、回転角度に
基づいて供給ノズル１３から吐出された処理液が支持部
材３７に衝突するか否かが判断できる。具体例として
は、衝突する回転角度（衝突回転角度）を予めバルブ制
御部３３内のメモリに記憶させておき、回転角度検出部
４１で検出された回転角度とそれらの比較結果に応じて
判断させることが挙げられる。なお、衝突回転角度は、
指令電圧を出力してから実際に開閉弁２９が閉止して、
処理液の吐出が実際に停止するまでの遅れ時間も考慮し
ておくことが好ましい。

【００３１】なお、回転速度によっては上記のような単
純比較では処理液の衝突を回避できない場合があるの
で、回転速度を検出し、これを含めて衝突するか否かの
判断を行うようにしてもよい。例えば、回転速度が速く
なるにしたがって、処理液が支持部材３７に衝突すると
判断するタイミングを早めることが考えられる。

【００３２】次に、図１ないし図３を参照しながら上述
した構成の基板処理装置における動作について説明す
る。なお、図３は、処理液の供給／遮断状態を表した図
である。

【００３３】まず、密閉チャンバ１のカバー３ａを外し
て搬送口３を開放する。そして、図示しない搬送機構に
より基板Ｗを回転機構１１にセットする。なお、このと
き支持部材３７の一本は非干渉位置に移動されている。
基板Ｗをセットし終えると、カバー３ａを取り付けると
ともに、開閉弁５ｂを開放して不活性ガスを密閉チャン
バ１内に注入し、内部の空気等を排出口９から追い出す
パージを行う。

【００３４】パージを一定時間行った後、開閉弁５ｂを
閉止してパージを終了する。そして、図示しない電動モ
ータを始動して、回転機構１１を平面視半時計方向に、
軸芯Ｐ回りに回転させる。このときの回転数は、例え
ば、数十ないし５００ｒｐｍ程度の低速回転である。次
に、流量調節弁１７を開放して、予め設定してある流量
で純水を供給し始めるとともに、流量調節弁２３を所定
動作させて予め設定されている濃度の処理液を生成す
る。

【００３５】このようにして生成された処理液は、供給
ノズル１３から吐出されるが、その吐出が回転機構１１
の回転角度によって以下のように制御される。

【００３６】つまり、検出された回転機構１１の回転角
度が衝突回転角度ではないとバルブ制御部３３によって
判断された場合には、開放弁２９を「開放」にする指令
電圧を出力して処理液を吐出させる（図３（ａ））。一
方、回転角度が衝突回転角度であるとバルブ制御部３３
によって判断された場合には、開放弁２９を「閉止」す
る指令電圧を出力して処理液の吐出を停止させる（図３
（ｂ））。

【００３７】所定時間だけ処理液の供給（停止を含む）
を行った後、純水だけを供給ノズル１３から吐出させて
純水リンスを行う。このときも上述した処理液の場合と
同様に、純水が支持部材３７で切られることがないよう
に吐出を制御しておく。次に、純水の供給を停止し、回
転数を１０００〜３０００ｒｐｍ程度の高速回転に上げ
て乾燥処理を行う。一定時間の乾燥処理が終わると、回
転を停止させて基板Ｗを密閉チャンバ１から搬出する。

【００３８】このように本実施例装置によると、回転機
構１１の回転角度を検出して保持部材３７が処理液を切
る位置にある場合には処理液の供給を一時的に停止する
ように構成したので、処理液が保持部材３７に衝突しな
くなる。したがって、処理液の液滴発生が防止でき、高
い清浄度の処理を施すことができる。そのため、クリー
ン度を要求される洗浄処理にも利用することができる。

【００３９】また、回転角度に応じて開閉弁２９を一時
的に閉止することにより、保持部材３７への処理液の衝
突が防止できる。したがって、開閉弁２９の制御だけで
液滴の発生が防止できるので、比較的装置構成を簡単化
することができる。

【００４０】＜第２実施例＞図４は、第２実施例に係る
基板処理装置の概略構成を示したブロック図である。な
お、上述した第１実施例と同様の構成については同符号
を付すことで詳細な説明については省略する。

【００４１】本実施例装置を上述した第１実施例装置と
比較すると、供給ノズル１３から処理液を供給／遮断す
る構成の点において相違している。

【００４２】すなわち、本実施例装置では、供給ノズル
１３と回転機構１１との間にあたる供給口７に取り付け
られた遮蔽部材５１と、処理液に干渉しない非干渉位置
と、処理液に干渉する干渉位置とにわたって遮蔽部材５
１を直線的に駆動するエアシリンダなどのアクチュエー
タ５３とを備えている。図４中では、非干渉位置を実線
で示し、干渉位置を点線で示している。また、アクチュ
エータ５３と遮蔽部材５１とを連結する部材が密閉チャ
ンバ１の小孔１ａを摺動するが、この部分には図示しな
いシール材が取り付けてある。

【００４３】なお、アクチュエータ５３は本発明におけ
る駆動手段に相当するものであり、アクチュエータ５３
としてはエアシリンダの他にもリニアモータや、電動モ
ータとカムやリンク機構を備えた構成などが採用可能で
ある。

【００４４】また、遮蔽部材５１を直線的に駆動するの
ではなく、例えば、一部に切欠きを有する回転部材を、
供給ノズル１３に形成された各吐出孔１３ａの前面で回
転させて処理液の供給／遮断を行うようにしてもよい。

【００４５】上記のアクチュエータ５３は、シャッター
制御部５５によって制御される。その制御は、上述した
バルブ制御部３３と同様であり、例えば、処理液と支持
部材３７が衝突する回転角度（衝突回転角度）を予めシ
ャッター制御部５５内のメモリに記憶させておき、回転
角度検出部４１で検出された回転角度とそれらの比較結
果に応じて、アクチュエータ５３を作動させたり停止さ
せる。なお、衝突回転角度は、アクチュエータ５３の作
動／非作動を指示してから、処理液が実際に遮断される
までの遅れ時間も考慮しておくことが好ましい。

【００４６】なお、回転機構１１の回転速度によっては
上記のような単純比較では処理液の衝突を回避できない
場合があるので、回転速度を考慮するのが好ましいのは
第１実施例と同じである。

【００４７】このような構成によると、回転機構１１の
回転角度を検出して保持部材３７が処理液を切る位置に
ある場合には、供給ノズル１３から吐出された処理液が
回転機構１１に到達しないように遮蔽部材５１により一
時的に遮断するように構成したので、処理液が保持部材
３７に衝突しなくなる。したがって、処理液の液滴発生
が防止でき、高い清浄度の処理を施すことができる。

【００４８】また、本実施例の構成では、処理液の供給
系統を複雑にすることなく液滴の発生が防止できるとい
う利点もある。

【００４９】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではなく、以下のように種々の変形実施が可
能である。

【００５０】（１）軸芯Ｐが鉛直方向に設定されている
縦型の基板処理装置を例に採って説明したが、軸芯Ｐが
水平方向に設定された横型の基板処理装置であって本発
明を実施可能である。

【００５１】（２）注入ノズル５ａには、不活性ガスを
供給する他に、例えば、ＩＰＡベーパやスチームなどを
供給する構成にしてもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、回転機構の回転角度を検出し
て保持部材が処理液を切る位置にある場合には、処理液
の供給を一時的に遮断するようにしたので、処理液が保
持部材に衝突しなくなる。したがって、液滴の発生が防
止でき、高い清浄度の処理を施すことができる。

【００５３】また、請求項２に記載の発明によれば、回
転角度に応じて開閉弁を一時的に閉止することにより、
保持部材への処理液の衝突が防止できる。したがって、
開閉弁の制御だけで液滴の発生が防止でき、比較的装置
構成を簡単化することができる。

【００５４】また、請求項３に記載の発明によれば、遮
蔽部材を移動させてノズルからの処理液が基板側に到達
しないようにすることにより、処理液が保持部材に衝突
することを防止できる。したがって、処理液の供給系統
を複雑にすることなく液滴の発生が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る基板処理装置の概略構成を示
したブロック図である。

【図２】第１実施例に係る基板処理装置の概略構成を示
した斜視図である。

【図３】処理液の供給／遮断状態を表した図である。

【図４】第２実施例に係る基板処理装置の概略構成を示
したブロック図である。

【符号の説明】

Ｗ … 基板１ … 密閉チャンバ１１ … 回転機構１３ … 供給ノズル２９ … 開閉弁（遮断手段）３１ … 電空変換器３３ … バルブ制御部（制御手段）３５ … ターンテーブル４１ … 回転角度検出手段（検出手段）５１ … 遮蔽部材（遮断手段）５３ … アクチュエータ（遮断手段，駆動手段）５５ … シャッター制御部（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤公続京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者火口隆司京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内Ｆターム(参考） 3B201 AA03 AB01 AB34 AB42 BB22 BB92 BB93 CB01 CC01 CC13 CD11 CD42 CD43 4F042 AA07 BA10 CB08 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チャンバ内で基板を回転させつつノズル
から処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置に
おいて、外周側に備えた支持部材により基板を当接支持し、所定
の軸芯回りで回転可能に構成された回転機構と、前記回転機構の回転角度を検出する検出手段と、基板に対する処理液の供給を遮断する遮断手段と、前記検出手段による検出結果に基づき、前記ノズルから
の処理液が前記回転機構の支持部材に接触する回転角度
である場合には、前記遮断手段を作動させて処理液を遮
断する制御手段と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の基板処理装置におい
て、前記遮断手段は、前記ノズルへの処理液を供給または遮
断する開閉弁を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】請求項１に記載の基板処理装置におい
て、前記遮断手段は、前記ノズルと前記回転機構との間に取
り付けられた遮蔽部材と、処理液への非干渉位置から干
渉位置にわたって前記遮蔽部材を駆動する駆動手段とを
備えたことを特徴とする基板処理装置。