JP2003188072A - スピン処理装置及びスピン処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明はノズル体から噴射される処理液が
汚染されることがないようにしたスピン処理装置を提供
することにある。 【解決手段】 基板を回転させながら処理液によって処
理するスピン処理装置において、カップ体と、このカッ
プ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回
転テーブルと、上記回転テーブルに保持された基板に向
けて処理液を噴射するノズル体２１と、このノズル体に
上記処理液を供給する供給管３５と、上記ノズル体から
上記基板への処理液の噴射を停止したときにこのノズル
体から処理液を滴下させる絞り弁３８を有するバイパス
管３７とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体ウエハやガ
ラス基板などの基板を回転させながら処理液で処理する
スピン処理装置及びスピン処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置や液晶製造装置などにお
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−ンを形成するリソグラフィプロセスがある。この
リソグラフィプロセスは、周知のように上記基板にレジ
ストを塗布し、このレジストに回路パタ−ンが形成され
たマスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照
射されない部分（あるいは光が照射された部分）を除去
し、除去された部分をエッチングするなどの一連の工程
を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パタ−ンを形
成するものである。

【０００３】上記一連の各工程において、上記基板が汚
染されていると回路パタ−ンを精密に形成することがで
きなくなり、不良品の発生原因となる。したがって、そ
れぞれの工程で回路パタ−ンを形成する際には、レジス
トや塵埃などの微粒子が残留しない清浄な状態に上記基
板を洗浄処理するということが行われている。

【０００４】上記基板を洗浄処理する装置としてスピン
処理装置が知られている。スピン処理装置は処理槽を有
し、この処理槽内にはカップ体が設けられている。この
カップ体内には回転テーブルが設けられ、この回転テー
ブルには上記基板が着脱可能に保持される。回転テーブ
ルに保持された基板の上方にはノズル体が設けられ、こ
のノズル体からは上記基板に向けて処理液が噴射される
ようになっている。

【０００５】そして、回転テーブルに基板を保持したな
らば、この回転テーブルを回転させて基板に処理液を供
給することでこの基板を洗浄処理し、ついで回転テーブ
ルを処理液による洗浄処理時に比べて高速度で回転させ
ることで、その基板を乾燥処理するということが行なわ
れる。

【０００６】上記ノズル体は上記カップ体の上端にホル
ダによって角度調整可能に取付けられる。それによっ
て、ノズル体から基板に噴射される処理液の噴射位置を
調整できるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】回転する基板に処理液
を噴射してこの基板を処理する場合、基板に衝突した処
理液の一部はミストとなってカップ体内及び処理槽内を
浮遊する。処理槽はクリーンルーム内に設置されてお
り、この処理槽内にはクリーンルームの天井から床面に
向けて流れるダウンフローが導入される。上記カップ体
内は排気されている。そのため、上記ダウンフローは、
処理槽内に浮遊するミストとともにカップ体内を通って
排気されることになる。

【０００８】ノズル体から処理液の噴射が行なわれてい
ないとき、ノズル体は基板に向かって低く傾斜して設け
られているから、ノズル体の先端部内は処理液が流出し
た空洞状態となることが多い。

【０００９】一方、カップ体内から排出されるミスト
は、カップ体の上端に設けられたノズル体の先端面に付
着したり、空洞となったノズル体の先端部内に入り込む
ことがある。その状態で、上記ノズル体から処理液を噴
射すると、その処理液にミストが混入するため、ミスト
に含まれる微粒子などが基板に付着し、汚染の原因にな
るということがあった。

【００１０】この発明は、ノズル体から処理液を噴射さ
せないときに、このノズル体の先端面や先端部内にミス
ト等の汚れが付着するのを防止できるようにしたスピン
処理装置及びスピン処理方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
を回転させながら処理液によって処理するスピン処理装
置において、カップ体と、このカップ体内に設けられ上
記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、上記
回転テーブルに保持された基板に向けて処理液を噴射す
るノズル体と、このノズル体に上記処理液を供給する供
給管と、上記ノズル体から上記基板への処理液の噴射を
停止したときにこのノズル体から処理液を滴下させる滴
下手段とを具備したことを特徴とするスピン処理装置に
ある。

【００１２】請求項２の発明は、上記カップ体の上端に
設けられた受け皿と、この受け皿内に設けられた上記ノ
ズル体を保持するホルダと、上記受け皿に設けられ上記
処理液を基板に噴射させないときに上記ノズル体から上
記受け皿に滴下する処理液を排出する排液管とを備えて
いることを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置に
ある。

【００１３】請求項３の発明は、上記受け皿の内底面は
所定方向に向かって傾斜していて、その内底面の傾斜方
向下端に上記排液管が接続されていることを特徴とする
請求項２記載のスピン処理装置にある。

【００１４】請求項４の発明は、基板を回転させながら
処理液によって処理するスピン処理方法において、回転
駆動される基板にノズル体から処理液を噴射する工程
と、上記ノズル体から上記基板への処理液の噴射を停止
したときに、このノズル体から処理液を滴下させる工程
とを具備したことを特徴とするスピン処理方法にある。

【００１５】この発明によれば、ノズル体から処理液の
噴射を停止したときに、このノズル体から処理液が滴下
しているため、ノズル体の先端面や内部にミスト等の汚
れが付着するのが防止される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面を参照して説明する。

【００１７】図１に示すスピン処理装置はカップ体１を
備えており、このカップ体１は図示しない処理槽内に配
置される。この処理槽はクリーンルームに設けられ、こ
の処理槽内にはクリーンルームの天井から吹き降ろされ
る清浄空気、つまりダウンフローが導入される。上記カ
ップ体１は下カップ２と、上カップ３とに分割され、上
カップ３は図示しないシリンダなどの駆動源によって上
下駆動されるようになっている。

【００１８】上記カップ体１内には駆動源４によって回
転駆動される回転テーブル５が設けられている。この回
転テーブル５には４つの支持部材６（２つのみ図示）が
回転可能に設けられている。各支持部材６の上端面には
傾斜面７及びこの傾斜面７の傾斜方向上端に係止部８を
有する係止部材９が上記支持部材６の回転中心から偏心
した位置に設けられている。

【００１９】回転テーブル５には図示しないロボットに
よって半導体ウエハなどの基板Ｗが供給される。基板Ｗ
は周縁部が４つの支持部材６に設けられた係止部材９の
傾斜面７上に載置される。その状態で各支持部材６を回
転させ、その上端面に設けられた係止部材９を偏心回転
させると、基板Ｗの周縁部は上記傾斜面７を競り上が
り、係止部８に係合する。それによって、基板Ｗ波回転
テーブル５に一体的に保持されるから、この回転テーブ
ル５とともに回転することになる。

【００２０】回転テーブル５に保持された基板Ｗの下面
側には、この基板Ｗの下面に向けて処理液を噴射する下
部ノズル体１１を有するノズルヘッド１２が設けられて
いる。このノズルヘッド１２は、図１に示すように回転
テーブル５を貫通した固定軸１３の上端に取付けられて
おり、回転テーブル５とは一緒に回転することのない状
態になっている。

【００２１】上記回転テーブル５の上面側は整流カバー
１４によって覆われている。この整流カバー１４には、
上記ノズルヘッド１２と対向する中心部に通孔１５が形
成され、この通孔１５を通じて上記下部ノズル体１１か
ら基板Ｗの下面に処理液が噴射される。

【００２２】なお、上記下カップ２の底部には、複数の
排出管１６が周方向に所定間隔で接続されている。各排
出管１６は図示しない排気ポンプに接続されている。し
たがって、処理槽内に導入されるダウンフローは、上記
排気ポンプによって生じる吸引力でカップ体１内を通っ
て上記排出管１６から排出される。

【００２３】図２と図３に示すように、上記上カップ３
には複数、この実施の形態では３つの上部ノズル体２１
が設けられる。すなわち、上カップ３の上端面には、こ
の上端面の周方向に沿って湾曲した受け皿２２が設けら
れている。この受け皿２２の内底面２２ａはカップ体１
の径方向内方から外方に向かって低く傾斜している。

【００２４】上記内底面２２ａの傾斜方向下端には、受
け皿２２の一側のほぼ全長にわたる排液溝１７が上記一
側の長手方向中心に向かって低く傾斜して形成されてい
る。上記受け皿２２の排液溝１７が最も低くなる箇所、
つまり一側の長手方向中心部には排液管１８が接続され
ている。

【００２５】上記受け皿２２の内底面２２ａには周方向
に所定間隔で３つの台座２３が設けられている。この台
座２３は図３に示すように下面が上記内底面２２ａの傾
斜角度に対応した傾斜面に形成された下部材２３ａと、
この下部材２３ａの上面に接合された帯板状の上部材２
３ｂとからなる。

【００２６】上記台座２３の両端部にはねじ２０が設け
られている。このねじ２０は、台座２３の上部材２３
ｂ、下部材２３ａ及び受け皿２２の底部を貫通して上記
上カップ３に螺合している。それによって、受け皿２２
及び台座２３が上記上カップ３に固定される。なお、上
記台座２３の上部材２３ｂは、下部材２３ａに対して図
２に矢印で示す水平方向の位置決めができるようになっ
ている。

【００２７】上記台座２３には第１の支持部２４と第２
の支持部２５とが所定間隔で立設されている。第１の支
持部２４と第２の支持部２５との間には支軸２６が架設
され、この支軸２６にはホルダ２７が回転可能に設けら
れている。上記支軸２６は、上記第２の支持部２５の上
端面から螺合された固定ねじ２８によって抜出不能に固
定されている。

【００２８】上記ホルダ２７の一端部には、図３に示す
ように取付け孔２９が形成された取付け部３１が設けら
れ、この取付け孔２９はスリット３２によって取付け部
３１の上端面に開放している。上記取付け孔２９には管
体からなる上記上部ノズル体２１が挿入されている。

【００２９】上記取付け部３１には締め付けねじ３４ａ
が螺合されている。この締め付けねじ３４ａをねじ込む
ことで上記スリット３２が閉じる方向に取付け部３１が
変形する。それによって、上部ノズル体３の先端部が取
付け部３１に固定される。

【００３０】上記ホルダ２７の他端部には図示しない長
孔が形成されている。この長孔には角度固定ねじ３４ｂ
が挿通され、上記第１の支持部２４に螺合している。そ
れによって、ホルダ２７は上記支軸２６を支点として図
３に矢印で示す上下方向の角度調整ができるようになっ
ている。

【００３１】つまり、管体からなる上部ノズル体２１の
先端部は、ホルダ２７によって水平方向及び上下方向に
角度調整ができるようになっている。それによって、各
ノズル体２１から回転テーブル５に保持された基板Ｗに
噴射される処理液の噴射方向及び噴射角度の調整ができ
るようになっている。

【００３２】なお、３つのノズル体２１からはそれぞれ
異なる種類の処理液を噴射することができるようになっ
ており、たとえば純水、フッ酸、オゾン水、アンモニア
系の薬液などが選択的に用いられる。

【００３３】図４に示すように、管体からなる上記ノズ
ル体２１は先端部を除く部分が処理液の供給管３５とな
っていて、この供給管３５は図示しない処理液の供給部
に連通している。供給管３５の中途部には、ノズル体２
１からの処理液の噴射を制御する、開閉制御弁３６が設
けられている。開閉制御弁３６にはバイパス管３７が並
列に接続されている。つまり、バイパス管３７は一端を
上記開閉制御弁３６の上流側に接続し、他端を下流側に
接続している。

【００３４】上記バイパス管３７の中途部には絞り弁３
８が設けられている。この絞り弁３８は、上記バイパス
管３７を流れる処理液の流量を、上記供給管３５を流れ
る処理液の流量に比べて十分に少なくなるよう設定して
いる。

【００３５】つまり、上部ノズル体２１からの処理液の
噴射を停止するために、開閉制御弁３６を閉じたとき、
上記ノズル体２１からは上記バイパス管３７を通じて処
理液が滴下するよう、上記絞り弁３８の流量が設定され
ている。

【００３６】なお、この実施の形態では、上記絞り弁３
８と上記バイパス管３７とで処理液をノズル体２１から
滴下させる滴下手段を形成している。

【００３７】上記構成のスピン処理装置によって基板Ｗ
を処理液によって処理する場合、まず、回転テーブル５
に基板Ｗを供給する。ついで、回転テーブル５を回転さ
せたならば、３つのノズル体２１のうちの１つから所定
の処理液を噴射させる。

【００３８】つまり、所定のノズル体２１に連通する供
給管３５に設けられた開閉制御弁３６を開放し、その供
給管３５に供給された処理液をノズル体２１から基板Ｗ
に向けて噴射する。基板Ｗに対して他の処理液による処
理が必要な場合には、他のノズル体２１から処理液を噴
射させることで、基板Ｗを処理する。

【００３９】処理液による処理が終了したならば、供給
管３５に設けられた開閉制御弁３６を閉じる。開閉制御
弁３６を閉じると、供給管３５に供給された処理液はバ
イパス管３７に設けられた絞り弁３８を通ってノズル体
２１から滴下する。

【００４０】このように、ノズル体２１から処理液が滴
下していれば、この処理液の流れによってカップ体１内
を浮遊するミストが上記ノズル体２１の先端面に付着し
たり、ノズル体２１の先端部内入り込むのが防止され
る。

【００４１】それによって、ノズル体２１からつぎの基
板Ｗに処理液を噴射して処理する場合、処理液にミスト
が含まれることがないから、基板Ｗの汚染を招くことな
く、処理液による処理を行なうことができる。

【００４２】処理液の噴射を停止した際、ノズル体２１
から滴下する処理液は受け皿２２に受けられる。この受
け皿２２の内底面２２ａはカップ体１の径方向外方に向
かって低く傾斜し、低く傾斜した一側には排液溝１７が
形成され、さらにこの排液溝１７は上記一側の長手方向
中央に向かって低く傾斜し、その中央に排液管１８が接
続されている。

【００４３】そのため、受け皿２２に滴下した処理液は
この受け皿２２から排液管１８へ円滑かつ確実に排出さ
れることになる。

【００４４】なお、この発明は上記一実施の形態に限定
されるものでない。たとえば、上記一実施の形態ではバ
イパス管と絞り弁とで滴下手段を形成したが、バイパス
管を供給管に比べて十分に細径にすることで、このバイ
パス管に絞り弁を設けずに滴下手段としてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ノズル
体から処理液を噴射させないときには、このノズル体か
ら処理液を滴下させるようにした。

【００４６】そのため、処理液を噴射させないときに、
上記ノズル体から滴下する処理液によってこのノズル体
の先端面や先端部内にミストなどの汚れが付着するのが
防止されるから、汚れた処理液が噴射されることがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一の実施の形態のスピン処理装置
の概略的構成図。

【図２】カップ体のノズル体が設けられた部分の平面
図。

【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図。

【図４】ノズル体に処理液を供給するための配管図。

【符号の説明】 １…カップ体 ５…回転テーブル １７…排液溝 ２１…上部ノズル体 ２２…受け皿 ３５…供給管 ３６…開閉制御弁 ３７…バイパス管（滴下手段） ３８…絞り弁（滴下手段） Ｗ…基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を回転させながら処理液によって処
   理するスピン処理装置において、 カップ体と、 このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動
   される回転テーブルと、 上記回転テーブルに保持された基板に向けて処理液を噴
   射するノズル体と、 このノズル体に上記処理液を供給する供給管と、 上記ノズル体から上記基板への処理液の噴射を停止した
   ときにこのノズル体から処理液を滴下させる滴下手段と
   を具備したことを特徴とするスピン処理装置。
2. 【請求項２】 上記カップ体の上端に設けられた受け皿
   と、 この受け皿内に設けられた上記ノズル体を保持するホル
   ダと、 上記受け皿に設けられ上記処理液を基板に噴射させない
   ときに上記ノズル体から上記受け皿に滴下する処理液を
   排出する排液管とを備えていることを特徴とする請求項
   １記載のスピン処理装置。
3. 【請求項３】 上記受け皿の内底面は所定方向に向かっ
   て傾斜していて、その内底面の傾斜方向下端に上記排液
   管が接続されていることを特徴とする請求項２記載のス
   ピン処理装置。
4. 【請求項４】 基板を回転させながら処理液によって処
   理するスピン処理方法において、 回転駆動される基板にノズル体から処理液を噴射する工
   程と、 上記ノズル体から上記基板への処理液の噴射を停止した
   ときに、このノズル体から処理液を滴下させる工程とを
   具備したことを特徴とするスピン処理方法。