JP2005109177A - Wafer-processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、処理液がウエハーの裏面に廻り込むのを防止するウエハー処理装置に関する。 The present invention relates to a wafer processing apparatus that prevents a processing liquid from flowing around the back surface of a wafer.
従来、ウエハーの表面を薬液で洗浄処理する場合には、ウエハーの裏面をバキュームホースに接続されたテーブル状のバキュームチャックの上面に載置して吸着固定し、このバキュームチャックを高速回転させることにより、ウエハーを回転させ、回転されるウエハーの表面に薬液を吐液して所定の処理をした後、ウエハーの回転を停止し、ウエハーの裏面外周部に付着している薬液の残部に純水を吹き付けて洗い落とし、その後ウエハーの裏面外周部に空気を噴出させてウエハーの乾燥を行っている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when cleaning the surface of a wafer with a chemical solution, the back surface of the wafer is placed on the upper surface of a table-like vacuum chuck connected to a vacuum hose and fixed by suction, and the vacuum chuck is rotated at a high speed. Rotate the wafer, sprinkle the chemical on the surface of the rotating wafer, perform a predetermined treatment, stop the rotation of the wafer, and add pure water to the remainder of the chemical adhering to the outer periphery of the back surface of the wafer. The wafer is dried by spraying, and then the wafer is dried by blowing air to the outer peripheral portion of the back surface of the wafer (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、前記従来のウエハーの面を薬液で洗浄処理する方法においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
薬液の吐液、ウエハーの回転停止、純水の吹き付け及び空気の噴出等、処理工程が多くなって、生産性が悪かった。そこで、処理工程を少なくするために、ウエハーの裏面外周部に薬液が付着しないようにすることが考えられる。
ウエハーを高速回転(例えば、3000rpm)させた場合には、ウエハーの表面(上面)に落とされた薬液は大きな遠心力によりウエハーの外端から外側に飛ばされるので、ウエハーの外端を伝わってウエハーの裏面(下面)に廻り込むことは無いが、ウエハーを低速回転(例えば、500rpm)させた場合には、薬液には小さな遠心力しか働かないので、薬液は表面張力の影響によりウエハーの外端を伝わってウエハーの裏面に廻り込み、その結果、ウエハーの裏面を汚染したり、また、必要に応じて、後工程で汚れた裏面を洗浄する必要があった。また、場合によっては、バキュームチャックの中まで汚染していた。
However, the conventional method of cleaning the wafer surface with a chemical solution still has the following problems to be solved.
Productivity was poor due to an increase in the number of processing steps such as discharging chemicals, stopping wafer rotation, spraying pure water, and blowing air. Therefore, in order to reduce the number of processing steps, it is conceivable to prevent the chemical solution from adhering to the outer peripheral portion of the back surface of the wafer.
When the wafer is rotated at a high speed (for example, 3000 rpm), the chemical liquid dropped on the surface (upper surface) of the wafer is blown outward from the outer edge of the wafer by a large centrifugal force, so that the wafer travels along the outer edge of the wafer. However, when the wafer is rotated at a low speed (for example, 500 rpm), only a small centrifugal force is applied to the chemical solution, so that the chemical solution is affected by the surface tension. As a result, the back surface of the wafer travels around, and as a result, the back surface of the wafer is contaminated, and if necessary, the dirty back surface must be cleaned in a later step. In some cases, the vacuum chuck was contaminated.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ウエハーを低速回転させた場合でも、ウエハーの裏面への処理液の廻り込みを完全に防止することができ、これにより、処理液がウエハーの裏面を汚染することがなく、また、ウエハーの裏面の洗浄を不要にできるウエハー処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even when the wafer is rotated at a low speed, it is possible to completely prevent the processing liquid from flowing around the back surface of the wafer. An object of the present invention is to provide a wafer processing apparatus that does not contaminate the back surface of the wafer and that eliminates the need for cleaning the back surface of the wafer.
前記目的に沿う請求項1記載のウエハー処理装置は、バキュームチャックによりウエハーを保持し、該ウエハーを回転させながら該ウエハーの表面に処理液をかけて所定の処理を行なうウエハー処理装置であって、前記ウエハーの裏面のエッジ部全周に半径方向内側から外側に向けて均一に気体を吹き付けるリング状のスリットを有するリングブローノズルを備え、前記処理液が前記ウエハーの裏面に廻り込むのを防止する。
The wafer processing apparatus according to
請求項2記載のウエハー処理装置は、請求項1記載のウエハー処理装置において、前記スリットの幅を0.01〜0.1mmとし、前記ウエハーの裏面と前記スリットの噴出口の上端との隙間は3mm以下とし、前記スリットの前記ウエハーの裏面に対する噴射角度は15〜35°とし、前記リングブローノズルのスリットから噴射される気体の吹き出し速度を10〜40m/秒とする。
The wafer processing apparatus according to
ここで、スリットの幅を0.01〜0.1mmとしたのは、0.01mm未満では適切な気体の吹き出し速度や流量が得られず、一方、0.1mmを超えると気体の吹き出し速度が比較的小さくなり、全周にわたって均一な吹き出し速度が得られないためである。
ウエハーの裏面とスリットの噴出口の上端との隙間を3mm以下としたのは、3mmを超えると気体の吹き出し速度が小さくなるためである。
Here, the width of the slit is set to 0.01 to 0.1 mm. If the slit width is less than 0.01 mm, an appropriate gas blowing speed and flow rate cannot be obtained. This is because it becomes relatively small and a uniform blowing speed cannot be obtained over the entire circumference.
The reason why the gap between the back surface of the wafer and the upper end of the nozzle outlet of the slit is 3 mm or less is that when it exceeds 3 mm, the gas blowing speed becomes small.
噴射角度を15〜35°としたのは、15°未満では気体の垂直方向の速度成分が小さくなり、一方、35°を超えると気体の水平方向の速度成分が小さくなるためである。
気体の吹き出し速度は処理液の流量、ウエハーサイズ及びウエハー回転数に依存するが、ここで、気体の吹き出し速度を10〜40m/秒としたのは、10m/秒未満ではウエハーの裏面への処理液の廻り込みを完全に防止することができず、一方、40m/秒を超えると気体の使用量が急激に増加するためである。
The reason why the injection angle is set to 15 to 35 ° is that the velocity component in the vertical direction of the gas becomes smaller if it is less than 15 °, while the velocity component in the horizontal direction of the gas becomes smaller if it exceeds 35 °.
The gas blowing speed depends on the flow rate of the processing liquid, the wafer size, and the wafer rotation speed. Here, the gas blowing speed is set to 10 to 40 m / sec. This is because the wraparound of the liquid cannot be completely prevented, while the amount of gas used increases rapidly when it exceeds 40 m / sec.
請求項3記載のウエハー処理装置は、請求項1及び2記載のウエハー処理装置において、前記リングブローノズルのノズル側壁面は前記ウエハーの外端より内側に位置し、前記スリットの噴出口の外端を水平に対して面落としする。
ノズル側壁面をウエハーの外端より内側に位置したのは、リングブローノズルの側壁面に付着した液滴が表面張力で成長し、ウエハーの表面から流れ落ちてくる液流とくっついてウエハーの裏面へ入り込むのを防ぐためであり、かつ、スリットの噴出口の外端を水平に対して面落とししたのは、ブロー流が下方へ偏向するのを防止し、リングブローノズルの側壁面に付着した液滴を傾斜により流れ落とすためである。なお、面落としの角度は30〜60°が好ましい。
4. The wafer processing apparatus according to
The nozzle side wall surface was positioned inside the outer edge of the wafer because the droplets attached to the ring blow nozzle side wall surface grew by surface tension and stuck to the liquid flow flowing down from the wafer surface to the back surface of the wafer. The reason why the outer end of the slit outlet is flush with respect to the horizontal is to prevent the blow flow from deflecting downward and the liquid adhering to the side wall of the ring blow nozzle. This is for dropping the droplets by tilting. The chamfer angle is preferably 30 to 60 °.
請求項4記載のウエハー処理装置は、請求項1〜3記載のウエハー処理装置において、前記リングブローノズルは、円周部に上スリット部が形成されたリング状の上側ノズル分割体と、該上側ノズル分割体の上スリット部に対向する下スリット部が形成された下側ノズル分割体とを組み立てて構成される。
請求項5記載のウエハー処理装置は、請求項1〜4記載のウエハー処理装置において、前記リングブローノズルには、気体の溜り部が設けられている。
The wafer processing apparatus according to claim 4 is the wafer processing apparatus according to any one of
A wafer processing apparatus according to a fifth aspect is the wafer processing apparatus according to the first to fourth aspects, wherein the ring blow nozzle is provided with a gas reservoir.
請求項1〜5記載のウエハー処理装置においては、バキュームチャックにより保持されたウエハーを回転させながらウエハーの表面に処理液をかけて所定の処理を行なう際、リングブローノズルのリング状のスリットからウエハーの裏面のエッジ部全周に半径方向内側から外側に向けて気体を吹き付けるので、例えば、回転速度が遅い場合に、ウエハーの表面の処理液が遠心力に抗して表面張力及び自重によりウエハーの裏面に廻り込もうとしても、気体の運動エネルギーにより、処理液を吹き飛ばすことができ、リングブローノズルの側壁に付着した処理液が表面張力で成長し、ウエハーとリングブローノズルとの間に入り込むのを完全に防止することができる。この結果、ウエハーの裏面を汚染することがなく、ウエハーの裏面の洗浄工程を不要にでき、洗浄液の使用量の削減及び処理時間の削減が可能となる。また、ウエハーの表面のみの洗浄等の処理が可能となる。さらに、低速回転域における処理液の廻り込みが防止できるため、洗浄液とウエハーとの接触時間を長くとる必要がある処理にも適用できる。
6. The wafer processing apparatus according to
特に、請求項2記載のウエハー処理装置においては、リングブローノズルのスリットの幅、ウエハーの裏面とスリットの噴出口の上端との隙間、スリットのウエハーの裏面に対する噴射角度、及び、リングブローノズルのスリットから噴射される気体の吹き出し速度を所定の大きさに設定するので、処理液がウエハーの裏面に廻り込むのを効果的に防止することができ、この結果、使用する気体が適量となって、経済的であると共に、処理時間が短くて済む。
In particular, in the wafer processing apparatus according to
請求項3記載のウエハー処理装置においては、リングブローノズルのノズル側壁面をウエハーの外端より内側に位置し、スリットの噴出口の外端を水平に対して面落とししているので、処理液がウエハーの裏面に廻り込むのをさらに、効果的に防止することができ、この結果、使用する気体がさらに適量となって、経済的であると共に、処理時間がさらに短くて済む。
In the wafer processing apparatus according to
請求項4記載のウエハー処理装置においては、リングブローノズルは、上側ノズル分割体と、上側ノズル分割体の上スリット部に対向する下スリット部が形成された下側ノズル分割体とを組み立てて構成されるので、精密なノズル構造が可能となり、この結果、全周にわたって均一なブロー流の形成及び効率的な流れを作ることができ、必要な気体の流量を低減することができると共に、製作が簡略化され、安価に製造できる。
請求項5記載のウエハー処理装置においては、リングブローノズルには、気体の溜り部が設けられているので、スリットから吹き出される気体の変動を抑えることができる。
5. The wafer processing apparatus according to claim 4, wherein the ring blow nozzle is constructed by assembling an upper nozzle divided body and a lower nozzle divided body having a lower slit portion facing the upper slit portion of the upper nozzle divided body. As a result, a precise nozzle structure becomes possible, and as a result, uniform blow flow formation and efficient flow can be created over the entire circumference, the required gas flow rate can be reduced, and manufacturing can be performed. Simplified and inexpensive to manufacture.
In the wafer processing apparatus according to the fifth aspect, since the ring blow nozzle is provided with the gas reservoir, fluctuations in the gas blown out from the slit can be suppressed.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1は本発明の一実施の形態に係るウエハー処理装置の斜視図、図2は同ウエハー処理装置の要部の斜視図、図3は同ウエハー処理装置のリングブローノズルの断面を示す説明図、図4は同ウエハー処理装置のリングブローノズルの平面図、図5は図4の矢視A−A断面図、図6は図3の要部拡大図、図7は図4の矢視B−B部分断面図、図8はリングブローノズルの構造及びリングブローノズルとウエハーの配置を示す説明図、図9は処理液の液滴とリングブローノズル及びウエハーとの関係を示す説明図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
1 is a perspective view of a wafer processing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a main part of the wafer processing apparatus, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a ring blow nozzle of the wafer processing apparatus. FIG. 4 is a plan view of the ring blow nozzle of the wafer processing apparatus, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4, FIG. 6 is an enlarged view of the main part of FIG. FIG. 8 is an explanatory view showing the structure of the ring blow nozzle and the arrangement of the ring blow nozzle and the wafer, and FIG. 9 is an explanation showing the relationship between the droplet of the processing liquid and the ring blow nozzle and the wafer. FIG.
図1〜図4に示すように、本発明の一実施の形態に係るウエハー処理装置10は、ウエハー11をバキュームチャック14 により保持し、ウエハー11を回転させながらウエハー11の表面12に処理液の一例である洗浄液13をかけて洗浄処理を行なう枚葉式スピン洗浄装置であって、洗浄液13がウエハー11の表面12から裏面15に廻り込むのを防止するために、ウエハー11の裏面15のエッジ部16に気体の一例であるエアー17を均一にブローする(吹き付ける)リング状で組立構造のリングブローノズル18を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, a
図1及び図2に示すように、ウエハー処理装置10は、所定の処理が施されるウエハー11を載置して吸着するバキュームチャック14 と、バキュームチャック14 をダイレクトに回転駆動するサーボモータ19と、回転するウエハー11の表面12に洗浄液13を供給する固定ノズル20を備えた洗浄液供給手段21と、ウエハー11の裏面15のエッジ部16にエアー17をブローするリングブローノズル18と、ウエハー11を洗浄する洗浄ノズル22を備えた洗浄手段23と、ブロー後のエアー17及び洗浄液13の液滴や蒸気等をガイドする排気チャンバー24と、洗浄後の洗浄液13を貯留するシンク25とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
以下、特に、リングブローノズル18について詳しく説明する。
図3、図4及び図8に示すように、リングブローノズル18は、ウエハー11の裏面15のエッジ部16にエアー17をブロー可能なリング状のスリット29を備えた構造となっており、外周部30に半径方向外側に沿って上側に傾斜した上傾斜面(上スリット部)31を備えたリング板状の上側ノズル分割体32と、上側ノズル分割体32の上傾斜面31に対向して僅少の平行な隙間(スリット幅)Sをあけて配置された下傾斜面(下スリット部)33を備えた下側ノズル分割体34とを有している。
Hereinafter, the
As shown in FIGS. 3, 4, and 8, the
図3及び図5に示すように、断面が凹状でリング状の下側ノズル分割体34は、上端部に下傾斜面33を備えた断面がL字形の外ノズル体35と、外ノズル体35の内周部の下部に4本の取付ボルト36を介して着脱可能に取付けられた円筒状の内ノズル体37とを有している。外ノズル体35の内周下部に精度良く形成された段部に、内ノズル体37の下端部が嵌入して設けられており、半径方向及び上下方向の位置決めができるようになっている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the ring-shaped lower nozzle divided
同様に、図3及び図5に示すように、上側ノズル分割体32の内周下端部に精度良く形成された段部に、内ノズル体37の上端部に精度良く形成された凸部が嵌入して設けられており、半径方向及び上下方向の位置決めができるようになっている。内ノズル体37の上端部と上側ノズル分割体32の内周部38とは4本の取付ボルト39を介して着脱可能に固定されている。
Similarly, as shown in FIG. 3 and FIG. 5, a convex portion accurately formed on the upper end portion of the
かかる構成によって、上側ノズル分割体32と下側ノズル分割体34とを組み立てて構成されるリングブローノズル18のスリット29のスリット幅Sやスリット傾斜角度θが正確に確保されることになる。さらに、リングブローノズル18は4本の固定用シャフト40、固定用シャフト40の上端部に形成された雄ねじに螺合するナット41及び座金42等により、ノズル取付架台(図示せず)に取付けられている。
With this configuration, the slit width S and the slit inclination angle θ of the
図3〜図5に示すように、外ノズル体35の底部43の平面視して対向する2個所には貫通孔44が形成されており、貫通孔44の上部は、上側ノズル分割体32及び下側ノズル分割体34の組立により形成される円筒状のエアー溜り部45の上流側に連通され、一方、貫通孔44の下部には、エアー溜り部45の下流側に連通されたスリット29からブローするエアー17を供給する、継手を備えたエアー配管46が接続されている。エアー溜り部45の体積を確保し、これによって、エアー17の供給変動によるスリット29からブローされるエアー17の吹き出し変動を抑えることができる。
As shown in FIGS. 3 to 5, through
図8を参照して、リングブローノズル18の模式的な構造及びリングブローノズル18とウエハー11の配置を説明する。
リングブローノズル18のスリット29のスリット幅Sは、エアー17がウエハー11の裏面15のエッジ部16の全周にわたり均等に噴射されるように、全周にわたり均等な隙間になるように精密加工が施されており、スリット幅Sは、例えば、0.01〜0.1mmとし、スリット29から放射状に噴射されるエアー17の吹き出し速度は10〜40m/秒を確保している。
With reference to FIG. 8, the schematic structure of the
The slit width S of the
回転するウエハー11の外端52の下端(ノッチ又はオリフラ部)を狙ってスリット29から噴射されるエアー17のウエハー11の裏面15に対する噴射角度、即ち、スリット傾斜角度θは、15〜35°、好ましくは、20〜30°としており、リングブローされるエアー17の運動エネルギーにより、ウエハー11の表面12の洗浄液13が遠心力に抗して表面張力及び自重により、ウエハー11の裏面15のエッジ部16に廻り込むのを防止することができるように構成されている。
The spray angle of the
図8に示すように、ウエハー11の裏面15とスリット29の噴出口の上端51との隙間aは3mm以下としている。リングブローノズル18の側壁面(外ノズル体35の外周面48と同じ)はウエハー11の外端52より内側(例えば、距離b=1〜5mm)に、位置している。このように、リングブローノズル18の側壁面をウエハー11の外端52よりも、少し内側に配置する理由は以下による。
As shown in FIG. 8, the gap a between the
図9に示すように、ウエハー11の外端52と同じ位置に側壁面35aを配置した比較例であるリングブローノズル18aの場合には、リングブローノズル18aの側壁面35aに付着した液滴13aが表面張力で成長し、ウエハー11の表面12から流れ落ちてくる液流13bとくっついてウエハー11の裏面15へ入り込み易いが、図8に示すように、リングブローノズル18の場合には、側壁面をウエハー11の外端52よりも少し内側に配置して、ウエハー11の裏面15へ入り込み難くしている。
As shown in FIG. 9, in the case of the
さらに、スリット29の噴出口の外端53は、リングブローノズル18の側壁面( 外ノズル体35の外周面48) から、例えば、距離c(1〜5mm)の水平距離で、しかも、水平に対して30〜60°の面落とし角度αでノズル外端部を面落とししており、これにより、リング状に吹き出されるエアー17はウエハー11の裏面15に沿って直進することができる。もし、この面落としが形成されていない場合には、エアー17は裏面15に沿って直進することができず、下方への偏向流となり、液滴を吹き飛ばす効果が小さくなる。
Further, the
なお、リングブローノズルによる効果的なエアー17のブローを行なうためには、リングブローノズルの形状、構造、材質(表面処理)、ウエハー11との位置関係、及びブロー気体条件等の諸元を、以下に示すように、理論的考察と実験に基づいて決定する必要がある。
In order to effectively blow the
(理論的考察)
回転するウエハーの端面から離脱する液滴が、リングブローノズルから噴出されるエアーブロー流の中で受ける力について、Faxen(ファクセン)の法則を参考にして理論的考察を行なう。
液滴が回転するウエハーの端面から離脱するときの終速度Uは、U=(rω2 −μg)Δtであり、ウエハーの半径に対して直交する接線方向となる。ここで、r:ウエハーの半径、ω:ウエハーの角速度、μ:液滴とウエハーの動摩擦係数、Δt:微小時間、g:重力加速度である。
ウエハーの端面から接線方向に終速度Uで離脱した液滴は、エアーブロー流の影響を受け、大気中に浮遊しながら落下することになり、液滴の終速度Uは変化することになる。
(Theoretical consideration)
A theoretical consideration will be given to the force that a droplet released from an end face of a rotating wafer receives in an air blow flow ejected from a ring blow nozzle with reference to Faxen's law.
The final velocity U when the droplet leaves the rotating wafer end surface is U = (rω 2 −μg) Δt, which is a tangential direction perpendicular to the radius of the wafer. Here, r is the radius of the wafer, ω is the angular velocity of the wafer, μ is the coefficient of dynamic friction between the droplet and the wafer, Δt is the minute time, and g is the acceleration of gravity.
The liquid droplets separated from the end face of the wafer in the tangential direction at the final velocity U are affected by the air blow flow and fall while floating in the atmosphere, and the final velocity U of the liquid droplets changes.
リングブローノズルから十分遠くで、流速分布Vを持つエアーブロー流の中に半径Rの球状の液滴があり、液滴が終速度Uで動くとき、液滴に働く力FはFaxenの法則から、次式で表現される。
F=−f(υ、ν)R[V−U+h(υ、ν)ΔV] ・・・・・(1)
ここで、f、h:関数、υ:エアーの粘性率、ν:液滴の粘性率、V:十分遠くの流速分布、ΔV:十分遠くの流速分布範囲である。
When there is a spherical droplet of radius R in the air blow flow having a flow velocity distribution V far enough from the ring blow nozzle, and the droplet moves at the final velocity U, the force F acting on the droplet is Is expressed by the following equation.
F = −f (ν, ν) R [V−U + h (ν, ν) ΔV] (1)
Here, f, h: function, ν: air viscosity, ν: droplet viscosity, V: sufficiently distant flow velocity distribution, ΔV: sufficiently distant flow velocity distribution range.
式(1)から分かることは、以下の通りである。
液滴の受ける力Fは、液滴の半径に比例し、ウエハーの半径に対して垂直な接線方向の終速度Uと、リングブローノズルから噴出され、ウエハーの半径方向に速度分布を持つエアーの十分遠くの流速分布V及び流速分布範囲ΔVを変数とする関数で与えられる。
What can be understood from the equation (1) is as follows.
The force F received by the droplet is proportional to the radius of the droplet, the final velocity U in the tangential direction perpendicular to the radius of the wafer, and the air blown from the ring blow nozzle and having a velocity distribution in the radial direction of the wafer. It is given by a function having a sufficiently wide flow velocity distribution V and flow velocity distribution range ΔV as variables.
次に、本発明のリングブローノズルの作用効果を確認するために行った実施例について説明する。ここで、図10は本発明の実施例に係るウエハー処理装置に使用したリングブローノズルの寸法を示す説明図、図11はウエハー回転数に対する廻り込みを生じさせないためのエアー流量を示す説明図、図12は廻り込み防止に必要な、ウエハー回転数に対する平均エアー吹き出し速度を示す説明図、図13(A)、(B)はそれぞれ、実施例に使用したリングブローノズルのエアー吹き出し測定位置、エアー吹き出し速度を示す説明図である。 Next, examples carried out for confirming the effects of the ring blow nozzle of the present invention will be described. Here, FIG. 10 is an explanatory view showing the dimensions of the ring blow nozzle used in the wafer processing apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an explanatory view showing the air flow rate for preventing the wraparound relative to the wafer rotational speed. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the average air blowing speed with respect to the number of rotations of the wafer necessary for preventing the wraparound, and FIGS. 13A and 13B are the air blowing measuring position of the ring blow nozzle used in the example, and the air, respectively. It is explanatory drawing which shows the blowing speed.
(裏面廻り込み防止の確認)
実験条件は、以下の通りの固定パラメータ及び変動パラメータとした。
固定パラメータとして、図10に示すように、3インチウエハーと4インチウエハーの2種類のウエハーで実験した。なお、図10中の括弧内の数値は、3インチのリングブローノズルのものと異なる場合の4インチのリングブローノズルのものについて表している。また、オリフラ(ウエハー外周部の切欠き)までの数値bは、3インチウエハーでは3.93mm、4インチウエハーでは4.2mmとなる。
洗浄液として精製水を使用し、使用量は200mリットル/minとした。
エアーの供給圧は4kg/cm2 とした。
(Confirmation of backside prevention)
The experimental conditions were the following fixed parameters and variable parameters.
As a fixed parameter, as shown in FIG. 10, two types of wafers, a 3-inch wafer and a 4-inch wafer, were used for experiments. In addition, the numerical value in the parenthesis in FIG. 10 represents a thing of a 4 inch ring blow nozzle when it is different from that of a 3 inch ring blow nozzle. Further, the numerical value b up to orientation flat (notch in the outer peripheral portion of the wafer) is 3.93 mm for a 3-inch wafer and 4.2 mm for a 4-inch wafer.
Purified water was used as the cleaning liquid, and the amount used was 200 ml / min.
The air supply pressure was 4 kg / cm 2 .
変動パラメータとして、テストするウエハーに対応する2種類の3インチのリングブローノズルと4インチのリングブローノズルを製作して実験した。
ウエハーの回転数Nは、30、100、200、300、400、500rpmとした。
エアーの供給流量は20〜80リットル/minとした。
実験方法としては、リングブローノズルに指定量のエアーを送り、ウエハーを回転させながら、ウエハーに精製水を30秒かけた後、ウエハーの裏面への精製水の廻り込みを目視により確認した。
As variation parameters, two types of 3 inch ring blow nozzles and 4 inch ring blow nozzles corresponding to the wafer to be tested were manufactured and tested.
The rotation speed N of the wafer was set to 30, 100, 200, 300, 400, and 500 rpm.
The air supply flow rate was 20 to 80 liters / min.
As an experimental method, a specified amount of air was sent to the ring blow nozzle, and while rotating the wafer, the purified water was applied to the wafer for 30 seconds, and then the wrapping of the purified water to the back surface of the wafer was visually confirmed.
実験結果として、図11には各ウエハーについて、各ウエハー回転数における廻り込みを生じさせないエアー流量を示す。また、図11のエアー流量を平均エアー吹き出し速度に換算したものを図12に示す。
ウエハーの回転数Nが400rpm以下では、エアー流量(平均エアー吹き出し速度)は略一定であるが、500rpm以上では小さくなることが分かる。
As an experimental result, FIG. 11 shows an air flow rate at which no wraparound occurs at each wafer rotation speed for each wafer. Moreover, what converted the air flow rate of FIG. 11 into the average air blowing speed is shown in FIG.
It can be seen that the air flow rate (average air blowing speed) is substantially constant when the rotation speed N of the wafer is 400 rpm or less, but becomes small when the rotation speed is 500 rpm or more.
(リングブローノズルのブローエアーの流速測定)
図13(A)に示すように、リングブローノズルにエアーを供給し、3インチウエハー及び4インチウエハーにおいて流量別に、スリットの円周方向の8等分の各位置(1〜8)からブローされるエアーの流速(吹き出し速度)を測定した。なお、エアーの供給圧は4kg/cm2 、エアーチューブサイズは1/4インチ、実験温度は室温とした。
図13(B)に示すように、周方向でのエアーの吹き出し速度のバラツキは小さく、略均一なブロー流が得られることが分かった。即ち、リングブローノズルは組立構造ではあるが、スリット幅Sが全周にわたって維持されていることが分かる。
(Measurement of blow air flow rate of ring blow nozzle)
As shown in FIG. 13 (A), air is supplied to the ring blow nozzle, and blown from each position (1 to 8) in the circumferential direction of the slit for each flow rate in a 3-inch wafer and a 4-inch wafer. The air flow rate (blowing speed) was measured. The air supply pressure was 4 kg / cm 2 , the air tube size was 1/4 inch, and the experimental temperature was room temperature.
As shown in FIG. 13B, it was found that the variation in the air blowing speed in the circumferential direction was small, and a substantially uniform blow flow was obtained. That is, although the ring blow nozzle has an assembly structure, it can be seen that the slit width S is maintained over the entire circumference.
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明のウエハー処理装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
本実施の形態において、ウエハー処理装置を洗浄処理として使用したが、これに限定されず、例えば、レジスト剥離処理、リフトオフ処理、エッチング処理としても使用することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be changed without departing from the gist of the present invention. For example, some or all of the above-described embodiments and modifications are included. The case where the wafer processing apparatus of the present invention is configured in combination is also included in the scope of rights of the present invention.
In the present embodiment, the wafer processing apparatus is used as a cleaning process, but the present invention is not limited to this. For example, it can also be used as a resist stripping process, a lift-off process, and an etching process.
リングブローノズルをリング状のスリットを有する構造として説明したが、これに限定されず、同様の作用効果を奏するように、例えば、リング状のヘッダー管の外周部に、エアーを放射状に噴出する噴出孔を多数隣接して形成した構造のものでもよい。
スリットの幅、ウエハーの裏面とスリットの噴出口の上端との隙間、スリットのウエハーの裏面に対する噴射角度、及びスリットから噴射される気体の吹き出し速度を所定の範囲としたが、これに限定されず、必要に応じて、所定の範囲外とすることもできる。
Although the ring blow nozzle has been described as a structure having a ring-shaped slit, the present invention is not limited to this. For example, a jet that radiates air radially to the outer periphery of a ring-shaped header pipe so as to achieve the same effect. It may have a structure in which a large number of holes are formed adjacent to each other.
The width of the slit, the gap between the back surface of the wafer and the upper end of the ejection port of the slit, the spray angle of the slit with respect to the back surface of the wafer, and the blowing speed of the gas sprayed from the slit are within the predetermined range, but are not limited thereto. If necessary, it can be out of the predetermined range.
スリットの半径方向外側のノズル側壁面をウエハーの外端から所定の距離内側に位置させ、スリットの噴出口の外端を所定の水平距離で、しかも、水平に対して所定の角度で面落とししたが、これに限定されず、状況に応じて、前記位置や角度を変えることもできる。
リングブローノズルを、円盤リング状の上側ノズル分割体と、下側ノズル分割体とを組み立てて構成したが、これに限定されず、必要に応じて、一体構造としたり、また、別の組立構造とすることもできる。
The nozzle side wall surface on the radially outer side of the slit is positioned inside a predetermined distance from the outer edge of the wafer, and the outer edge of the nozzle outlet of the slit is chamfered at a predetermined horizontal distance and at a predetermined angle with respect to the horizontal. However, the present invention is not limited to this, and the position and angle can be changed depending on the situation.
The ring blow nozzle is configured by assembling a disk ring-shaped upper nozzle divided body and a lower nozzle divided body, but is not limited to this, and it may be an integral structure or another assembled structure as necessary. It can also be.
リングブローノズルに、気体の溜り部を設けたが、これに限定されず、状況に応じて、例えば、リングブローノズルをできるだけコンパクトにするために、気体の溜り部を省略することもできる。
ウエハーに吹き出す気体としてエアー(実際には、クリーンエアー)を用いたが、これに限定されず、必要に応じて、クリーンな不活性ガス(例えば、窒素等)を用いることもできる。
処理液として洗浄液を使用したが、これに限定されず、所定の処理の内容に応じて、その他の処理液を使用することもできる。
Although the ring blow nozzle is provided with a gas reservoir, the present invention is not limited to this. For example, in order to make the ring blow nozzle as compact as possible, the gas reservoir can be omitted.
Although air (actually clean air) is used as the gas blown to the wafer, the present invention is not limited to this, and a clean inert gas (for example, nitrogen or the like) can be used as necessary.
Although the cleaning liquid is used as the processing liquid, the present invention is not limited to this, and other processing liquids may be used depending on the content of the predetermined processing.
10:ウエハー処理装置、11:ウエハー、12:表面、13:洗浄液(処理液)、13a:液滴、13b:液流、14:バキュームチャック、15:裏面、16:エッジ部、17:エアー(気体)、18、18a:リングブローノズル、19:サーボモータ、20:固定ノズル、21:洗浄液供給手段、22:洗浄ノズル、23:洗浄手段、24:排気チャンバー、25:シンク、29:スリット、30:外周部、31:上傾斜面、32:上側ノズル分割体、33:下傾斜面、34:下側ノズル分割体、35:外ノズル体、35a:側壁面、36:取付ボルト、37:内ノズル体、38:内周部、39:取付ボルト、40:固定用シャフト、41:ナット、42:座金、43:底部、44:貫通孔、45:エアー溜り部、46:エアー配管、48:外周面、51:噴出口の上端、52:外端、53:噴出口の外端 10: Wafer processing apparatus, 11: Wafer, 12: Front surface, 13: Cleaning liquid (processing liquid), 13a: Droplet, 13b: Liquid flow, 14: Vacuum chuck, 15: Back surface, 16: Edge portion, 17: Air ( 18) 18a: ring blow nozzle, 19: servo motor, 20: fixed nozzle, 21: cleaning liquid supply means, 22: cleaning nozzle, 23: cleaning means, 24: exhaust chamber, 25: sink, 29: slit, 30: Outer peripheral part, 31: Upper inclined surface, 32: Upper nozzle divided body, 33: Lower inclined surface, 34: Lower nozzle divided body, 35: Outer nozzle body, 35a: Side wall surface, 36: Mounting bolt, 37: Inner nozzle body, 38: inner periphery, 39: mounting bolt, 40: fixing shaft, 41: nut, 42: washer, 43: bottom, 44: through hole, 45: air reservoir, 46: air piping 48: outer peripheral surface, 51: upper end of the spout 52: outer end, 53: outer end of the spout
Claims (5)
前記ウエハーの裏面のエッジ部全周に半径方向内側から外側に向けて均一に気体を吹き付けるリング状のスリットを有するリングブローノズルを備え、前記処理液が前記ウエハーの裏面に廻り込むのを防止することを特徴とするウエハー処理装置。 A wafer processing apparatus that holds a wafer by a vacuum chuck and applies a processing liquid to the surface of the wafer while rotating the wafer to perform a predetermined process.
A ring blow nozzle having a ring-shaped slit for blowing gas uniformly from the inner side to the outer side in the radial direction is provided on the entire periphery of the edge portion of the back surface of the wafer, and prevents the processing liquid from entering the back surface of the wafer. A wafer processing apparatus.
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