JP2010219119A - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置および基板処理方法に関し、特に微小気泡の圧壊を利用して基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for processing a substrate using the collapse of microbubbles.
基板処理装置は、半導体ウェーハ等の基板や液晶のガラス基板の製造工程において基板に対して液体を供給して洗浄処理を行う。従来の基板の洗浄の際には、超音波ノズルを用いる例がある。超音波ノズルは超音波振動子を備えており、超音波振動子は、吐出口から基板に吐き出される洗浄液に対して超音波を発射する。これにより、基板の表面が洗浄液により洗浄されるとともに超音波で洗浄される(特許文献1を参照)。 The substrate processing apparatus performs a cleaning process by supplying a liquid to the substrate in a manufacturing process of a substrate such as a semiconductor wafer or a liquid crystal glass substrate. There is an example in which an ultrasonic nozzle is used when cleaning a conventional substrate. The ultrasonic nozzle includes an ultrasonic vibrator, and the ultrasonic vibrator emits ultrasonic waves to the cleaning liquid discharged from the discharge port to the substrate. As a result, the surface of the substrate is cleaned with the cleaning liquid and cleaned with ultrasonic waves (see Patent Document 1).
しかし、特許文献1に記載された液体に超音波を与える技術を用い、しかも液体中に微小気泡を混入させて、超音波により微小気泡を圧壊させて基板の洗浄を行おうとすると、液中の微小気泡が基板の表面に到達する前に、微小気泡が消滅してしまい、微小気泡が基板の表面に到達せずに基板の表面に対して十分な洗浄効果が得られなかった。 However, when the technique described in Patent Document 1 is used to apply ultrasonic waves to the liquid, and microbubbles are mixed in the liquid and the microbubbles are crushed by ultrasonic waves to clean the substrate, Before the microbubbles reached the surface of the substrate, the microbubbles disappeared, and the microbubbles did not reach the surface of the substrate, and a sufficient cleaning effect was not obtained on the surface of the substrate.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、微小気泡を含む液体を用いて基板を処理する際に、微小気泡の圧壊力を基板に十分作用させることができ、効果的に基板処理が可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to allow the crushing force of the microbubbles to sufficiently act on the substrate when processing the substrate using the liquid containing the microbubbles. It is another object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of processing a substrate.
本発明の基板処理装置は、基板の面に液体を供給して前記基板の面を処理する基板処理装置であって、前記基板の前記面に対面して配置されるノズルヘッド装置と、微小気泡を含む液体を生成して前記ノズルヘッド装置に対して供給する微小気泡生成部と、前記ノズルヘッド装置から前記基板の前記面に対して供給される前記微小気泡を含む液体中の前記微小気泡に対して、前記微小気泡が前記基板に到達するタイミングで超音波を間欠的に照射して前記微小気泡を圧壊させる超音波振動子と、を備えることを特徴とする。 A substrate processing apparatus of the present invention is a substrate processing apparatus for supplying a liquid to a surface of a substrate to process the surface of the substrate, a nozzle head device disposed facing the surface of the substrate, and a microbubble A microbubble generating unit that generates and supplies a liquid containing the liquid to the nozzle head device, and the microbubbles in the liquid containing the microbubbles supplied from the nozzle head device to the surface of the substrate. On the other hand, an ultrasonic transducer is provided that intermittently irradiates ultrasonic waves at the timing when the microbubbles reach the substrate to crush the microbubbles.
本発明の基板処理方法は、基板の面に液体を供給して前記基板の面を処理する基板処理方法であって、微小気泡生成部から微小気泡を含む液体を生成して、前記基板の前記面に対面して配置されたノズルヘッド装置に対して、前記微小気泡を含む液体を供給し、前記ノズルヘッド装置から前記基板の前記面に対して供給される前記微小気泡を含む液体中の前記微小気泡に対して、超音波振動子が、前記微小気泡が前記基板に到達するタイミングで超音波を間欠的に照射して前記微小気泡を圧壊させることを特徴とする。 The substrate processing method of the present invention is a substrate processing method for processing a surface of the substrate by supplying a liquid to the surface of the substrate, wherein a liquid containing microbubbles is generated from a microbubble generating unit, and the substrate A liquid containing the microbubbles is supplied to a nozzle head device disposed so as to face the surface, and the liquid in the liquid containing the microbubbles supplied from the nozzle head device to the surface of the substrate. The ultrasonic transducer is configured to intermittently irradiate ultrasonic waves to the microbubbles at a timing when the microbubbles reach the substrate to crush the microbubbles.
本発明によれば、微小気泡を含む液体を用いて基板を処理する際に、微小気泡の圧壊力を基板に十分作用させることができ、効果的に基板処理が可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when processing a board | substrate using the liquid containing a microbubble, the crushing force of a microbubble can fully be acted on a board | substrate, and the substrate processing apparatus and substrate processing which can perform a substrate processing effectively A method can be provided.
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の基板処理装置の好ましい実施形態を示している。 FIG. 1 shows a preferred embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention.
図1に示す基板処理装置10は、一例として処理対象物である基板(ワークとも言う)Wの表面Sに対して、微小気泡Hを含む液体Lを供給して、基板Wの表面Sの洗浄処理を行う装置として適用される。この基板Wは、例えば半導体ウェーハであり、例えば半導体ウェーハの表面Sには微細化された電気配線を有するデバイスが形成されている。
The
図1に示す基板処理装置10は、一例として基板Wの表面Sに付着しているパーティクルを除去する洗浄装置として用いられ、基板保持部11と、ノズルヘッド装置12と、ノズルヘッド装置の移動操作部13と、ダウンフロー用のフィルタ付きファン14と、カップ15と、処理室16と、微小気泡生成装置20を有する。
The
図1に示す基板保持部11は、ベース部材17と、回転軸18と、モータ19を有しており、ベース部材17の上には基板Wが着脱可能に固定される。処理室16内には、カップ15とベース部材17とモータ19の回転軸18が収容されている。回転軸18の先端部にはベース部材17が固定されている。
The
モータ19が制御部100の指令により動作することで、ベース部材17と基板WはR方向に連続回転することができる。ファン14は、制御部100の指令により動作する。ノズルヘッド装置の移動操作部13は、制御部100の指令により、ノズルヘッド装置12をX方向(基板の半径方向)とZ方向(垂直方向)に沿って移動可能である。
The
次に、図1に示す微小気泡生成装置20について説明する。
Next, the
図1に示す微小気泡生成装置20は、微小気泡生成部21と、液体供給部22と、気体供給部23を有する。液体供給部22と気体供給部23は、バルブ22B、23Bを介してそれぞれ微小気泡生成部21に接続されている。液体供給部22は、例えば純水等の液体を微小気泡生成部21に供給し、気体供給部23は、例えばN2ガス等の不活性ガスのような気体を微小気泡生成部21に供給する。バルブ22B、23Bの開閉制御は、制御部100の指令により行う。
A
これにより、微小気泡生成部21では、気体と液体から多数の微小気泡Hを含む液体Lを生成して、ノズルヘッド装置12側に供給する。なお、この微小気泡Hは、例えばマイクロナノバブルやナノバブルである。
Thereby, in the microbubble production |
微小気泡生成部21は、配管24とバルブ25を介してノズルヘッド装置12に接続されている。バルブ25の開閉動作は制御部100の指令により行う。
The
この微小気泡生成部21としては、例えば加圧することでフィルタに気体を通して液体中に微小気泡を含ませる加圧式の装置や、液体と気体を旋回させて剪断力を利用して液体中に微小気泡を生成する旋回式の装置を用いることができる。
For example, the
図1に示すノズルヘッド装置12は、超音波振動子30を備えている。超音波振動子30は、超音波発振器31に電気的に接続され、超音波発振器31は制御部100に電気的に接続されている。超音波発振器31は、制御部100からの発振周波数情報を得て、超音波振動子30に対して駆動信号を送って超音波振動子30を上記発振周波数で振動させて、ノズルヘッド装置12を通過する微小気泡Hを含む液体L中の微小気泡Hに対して、超音波振動を付与するようになっている。
The
図2は、図1に示すノズルヘッド装置12の構造例を示している。 図2(A)は、ノズルヘッド装置12をZ1方向に沿って上げて基板Wの表面Sから離した状態例を示し、図2(B)は、ノズルヘッド装置12をZ2方向に沿って下げて基板Wの表面Sに近づけた状態例を示している。
FIG. 2 shows an example of the structure of the
図2に示すように、ノズルヘッド装置12は、本体部32と、この本体部32の下部に配置された吐出口部33と、を有している。本体部32は、液体通路34,35を有している。液体通路34はX方向に形成され、液体通路35はZ方向に形成され、液体通路34,35はほぼL字型の通路を形成している。
As shown in FIG. 2, the
液体通路34は、配管24とバルブ25を介して微小気泡生成部21に接続されており、バルブ25を開けることで、液体通路34には、微小気泡Hを含む液体Lが供給される。吐出口部33は、本体部32の下部に固定されており、吐出口部33は、液体通路35と同じ内径を有する液体通路36を有している。図2の例では、液体通路34の内径は、液体通路35の内径よりも小さいが、特にこれに限定されない。
The
図2に示すように、ノズルヘッド装置12の本体部32は、超音波振動子30を備えている。超音波振動子30は、液体通路35の上部に配置されており、液体通路35を通る多数の微小気泡Hを含む液体L中の微小気泡Hに対して超音波振動を付与する。
As shown in FIG. 2, the
ここで、図2を参照して、ノズルヘッド装置の移動操作部13の構造例を説明する。
Here, with reference to FIG. 2, the structural example of the
図2に示すノズルヘッド装置の移動操作部13は、ノズルヘッド装置12をX方向とZ方向に移動して位置決め可能である。
The
ノズルヘッド装置の移動操作部13は、コラム40と、X方向移動部41とZ方向移動部42と、を有する。コラム40は、Z方向に立てて配置されており、コラム40の下部にはX方向移動部41が配置され、コラム40の側部にはZ方向移動部42が配置されている。
The
X方向移動部41は、スライダ44と、モータ45と、送りねじ46と、ガイド部材47と、保持部48を有する。スライダ44はコラム40の下端部に固定されている。ガイド部材47は、基部48に固定されており、モータ45と保持部48はガイド部材47に固定されている。モータ45の出力軸は送りねじ46に連結されており、送りねじ46の端部は保持部48により回転可能に保持されている。スライダ44のナットは、送りねじ46に噛み合っている。これにより、モータ45が制御部100の指令により作動して、送りねじ46が正逆回転することにより、スライダ44とコラム40のユニットは、ガイド部材47によりX方向に沿って移動して位置決め可能である。
The X
また、Z方向移動部42は、スライダ54と、モータ55と、送りねじ56と、ガイド部材57と、保持部58を有する。ガイド部材57は、コラム40の側面に固定されており、モータ55と保持部58はガイド部材57に固定されている。スライダ54はノズルヘッド装置12を固定しており、ノズルヘッド装置12はX方向に向いている。モータ55の出力軸は送りねじ56に連結されており、送りねじ56の端部は保持部58により回転可能に保持されている。スライダ54のナットは、送りねじ56に噛み合っている。これにより、モータ55が制御部100の指令により作動して、送りねじ56が正逆回転することにより、スライダ54とノズルヘッド装置12のユニットは、ガイド部材57によりZ方向に沿って移動して位置決め可能である。
The Z-
上述したように、ノズルヘッド装置12は、X方向とZ方向に沿って移動して位置決め可能である。
As described above, the
次に、上述した基板処理装置10を用いて、例えば基板Wの表面Sを洗浄する洗浄処理方法について、図1と図2を参照して説明する。
Next, a cleaning method for cleaning the surface S of the substrate W, for example, using the
図1に示す液体供給部22は、例えば純水等の液体を微小気泡生成部21に供給し、気体供給部23は、例えばN2ガス等の不活性ガスのような気体を微小気泡生成部21に供給する。これにより、微小気泡生成部21内では、生成された多数の微小気泡Hを液体Lの中に含ませて、気体と液体から多数の微小気泡Hを含む液体Lを生成して、ノズルヘッド装置12側に供給することができる。
Liquid supply unit shown in FIG. 1 22, for example a liquid such as pure water is supplied to the
一方、図2に示すモータ45が制御部100の指令により作動して、送りねじ46が正逆回転することにより、スライダ44とコラム40のユニットは、ガイド部材47によりX方向に沿って移動して位置決めし、モータ55が制御部100の指令により作動して、送りねじ56が正逆回転することにより、スライダ54とノズルヘッド装置12のユニットは、ガイド部材57によりZ方向に沿って移動して位置決めする。
On the other hand, when the
これにより、図2(A)あるいは図2(B)に例示するようにノズルヘッド装置12が基板Wの表面Sの上に位置決めされる。この場合に、図2(A)の例における吐出口部33と基板Wの表面Sとの間の距離C(C1で示す)が、図2(B)に示す例における吐出口部33と基板Wの表面Sとの間の距離C(C2で示す)に比べて大きい。ノズルヘッド装置12が位置決めされると、このノズルヘッド装置12には、微小気泡生成部21より微小気泡Hを含む液体Lが連続的に供給される。
As a result, the
次に、超音波が液体L中の微小気泡Hに対して間欠的に照射される理由を、図2を参照して説明する。 Next, the reason why ultrasonic waves are intermittently applied to the microbubbles H in the liquid L will be described with reference to FIG.
本発明の実施形態では、微小気泡に超音波振動を付与して圧壊させて、崩壊した微小気泡の衝撃力を利用して基板Wの処理を行う。この際に、微小気泡を含んだ液体Lに対して超音波を間欠的に照射させる。なお、超音波が照射される範囲は、図2の吐出口部33から基板Wの表面に至る領域である。
In the embodiment of the present invention, the substrate W is processed using the impact force of the collapsed microbubbles by applying ultrasonic vibrations to the microbubbles to be crushed. At this time, ultrasonic waves are intermittently applied to the liquid L containing microbubbles. The range irradiated with the ultrasonic wave is a region from the
図2に示す状態で時間を止めて状態を停止したとする。超音波が照射されると、その超音波は超音波振動子30の下方に満たされている液体Lの全体に印加され、その液体L内の微小気泡Hは、超音波により圧壊される環境下に晒されることになる。この時、超音波振動子30の下方の液体Lの一部は基板Wに接しているが、この基板Wに接している液体Lに含まれる微小気泡Hも圧壊され、基板Wの処理(この例では洗浄)に有効に作用することになる。
Assume that the time is stopped and the state is stopped in the state shown in FIG. When the ultrasonic wave is irradiated, the ultrasonic wave is applied to the entire liquid L filled below the
次に、微小気泡Hが圧壊された後を考えると、超音波振動子30の下面に接している液体Lより下方に位置している液体L内の微小気泡はすでに大部分が圧壊されており、気泡数は超音波照射前に比べて極めて減少している。ここで状態を進めると、超音波振動子30の下面にまさに接している液体Lが基板Wに到達するまでの間の液体L中の微小気泡はすでに圧壊されてしまっているので、微小気泡の圧壊作用が期待できず基板Wの表面の処理には貢献しない。このため、例えば超音波振動子30の下面にまさに接している液体Lが基板Wに到達し終わる時間帯においては、液体Lに対する超音波振動の付与を停止させることで、次に供給されて超音波振動子30の下方に満たされる液体L中の微小気泡Hを圧壊させないようにして基板Wの表面に微小気泡Hを供給する。そして、再び超音波振動を付与して、この微小気泡Hを基板Wの表面において圧壊させることで、基板Wの処理を進めることができる。
Next, when the microbubbles H are crushed, most of the microbubbles in the liquid L located below the liquid L in contact with the lower surface of the
さらに、超音波が液体L中の微小気泡Hに対して間欠的に照射される理由を説明する。微小気泡Hを含む液体Lに超音波を照射すると、超音波の照射範囲に存在する微小気泡Hが圧壊(破裂)する。超音波照射範囲内で、基板Wの表面に到達している微小気泡Hが圧壊すると、この微小気泡Hの圧壊力で基板Wの表面を処理できる。ただし、超音波照射範囲内で、基板Wに接していない他の微小気泡Hも同じように圧壊されて消滅することになる。微小気泡Hを含む液体Lは、超音波振動子30と基板Wの間に連続的に流れてきており、すでに超音波により圧壊されてしまい微小気泡Hが存在しない液体Lが基板Wの表面に供給されてしまうことになる。
Further, the reason why the ultrasonic waves are intermittently applied to the microbubbles H in the liquid L will be described. When the liquid L containing the microbubbles H is irradiated with ultrasonic waves, the microbubbles H existing in the ultrasonic irradiation range are crushed (ruptured). When the microbubbles H reaching the surface of the substrate W are crushed within the ultrasonic irradiation range, the surface of the substrate W can be processed by the crushing force of the microbubbles H. However, other microbubbles H that are not in contact with the substrate W are also crushed and disappear in the same manner within the ultrasonic irradiation range. The liquid L containing the microbubbles H is continuously flowing between the
従って、超音波照射範囲内で基板Wの表面に接している微小気泡Hだけが圧壊されても、基板Wの表面を圧壊力で処理できる時間はごくわずかな時間にすぎないので、基板Wの表面の処理がわずかしか進まない。 Therefore, even if only the microbubbles H that are in contact with the surface of the substrate W within the ultrasonic irradiation range are crushed, the time that the surface of the substrate W can be processed with the crushing force is very short. The surface is processed only slightly.
そこで、一旦超音波の照射を停止して、例えば超音波振動子30と基板Wの表面の間に微小気泡Hを含む液体Lを満たした時点で、超音波の照射を再開して超音波振動子30と基板Wの表面の間にある微小気泡Hを含む液体Lに対して超音波を照射して超音波の照射範囲に存在する微小気泡Hを圧壊することで基板Wの表面に到達している微小気泡Hを圧壊させて、この微小気泡Hの圧壊力で基板Wの表面を処理する。
Therefore, once the ultrasonic irradiation is stopped and the liquid L containing the microbubbles H is filled between the surface of the
このように、微小気泡を含んだ液体Lに対して超音波を照射する照射動作と、超音波の照射を停止する停止動作繰り返して、超音波を間欠的に照射させることで、液体L中の微小気泡Hを次々に連続して基板Wの表面に到達させて圧壊することができる。従って、基板Wの表面に対して微小気泡Hは次々と到達させて圧壊させるので、基板Wの表面処理の効率を向上できる。 In this way, the irradiation operation of irradiating the ultrasonic wave to the liquid L containing microbubbles and the stop operation of stopping the irradiation of the ultrasonic wave are repeated, and the ultrasonic wave is intermittently irradiated, whereby the liquid L The microbubbles H can reach the surface of the substrate W one after another and be crushed. Accordingly, since the microbubbles H reach the surface of the substrate W one after another and are crushed, the surface treatment efficiency of the substrate W can be improved.
次に、超音波振動が間欠的に付与される具体例を説明する。 Next, a specific example in which ultrasonic vibration is intermittently applied will be described.
ここで、図3を参照すると、図3は、ノズルヘッド装置12と超音波振動子30を示す拡大図である。
Here, referring to FIG. 3, FIG. 3 is an enlarged view showing the
図3に示す例では、微小気泡Hを含む液体L(バブル水とも言う)の給水量をA(mL/sec)で示し、吐出口部の断面積をB(mm2)で示し、吐出口部33と基板Wの表面S間の距離をC(mm)で示し、そしてノズル内容積をD(mL)で示す。
In the example shown in FIG. 3, the water supply amount of the liquid L (also referred to as bubble water) containing the microbubbles H is indicated by A (mL / sec), the cross-sectional area of the discharge port portion is indicated by B (mm 2 ), and the discharge port The distance between the
微小気泡Hを含む液体L(バブル水)が、ノズル装置12の液体通路34,35を満たし、吐出口部33から吐出されて基板Wの表面Sに届くまでにかかる時間Tは、
T=(BC/1000+D)/A
である。
The time T required for the liquid L (bubble water) containing the microbubbles H to fill the
T = (BC / 1000 + D) / A
It is.
微小気泡Hに対して超音波照射が行われている時間をTonとして、微小気泡Hに対して超音波照射が行われていない時間をToffとすると、超音波振動子30を間欠的にオン/オフする周波数Fは、
F=1/(Ton+Toff)=1/(Ton+(BC/1000+D)/A)
と表せる。
When the time during which ultrasonic irradiation is performed on the microbubble H is Ton and the time when the ultrasonic irradiation is not performed on the microbubble H is Toff, the
F = 1 / (Ton + Toff) = 1 / (Ton + (BC / 1000 + D) / A)
It can be expressed.
図4は、微小気泡を含む液体(バブル水)の供給流量と超音波振動子のスイッチ周波数(オン/オフ切替周波数)の関係例を示しており、下記の条件での超音波振動子のオン/オフする周波数Fを求めた。ここで、微小気泡Hを含む液体L(バブル水とも言う)の給水量Aは、10(mL/sec)、20(mL/sec)、30(mL/sec)である。吐出口部の断面積Bは10(mm2)である。吐出口部33と基板Wの表面Sとの間の距離Cは、10(mm)、30(mm)、50(mm)で示し、微小気泡Hに対して超音波照射が行われる時間Tonは、0.1秒である。
FIG. 4 shows an example of the relationship between the supply flow rate of a liquid containing microbubbles (bubble water) and the switching frequency (on / off switching frequency) of the ultrasonic vibrator. The ultrasonic vibrator is turned on under the following conditions. The frequency F to be turned off was determined. Here, the water supply amount A of the liquid L containing microbubbles H (also referred to as bubble water) is 10 (mL / sec), 20 (mL / sec), and 30 (mL / sec). The cross-sectional area B of the discharge port is 10 (mm 2 ). The distance C between the
図4に示すグラフでは、縦軸は超音波振動子のスイッチ周波数(オン/オフ切替周波数)(Hz)であり、横軸は微小気泡Hを含む液体L(バブル水とも言う)の給水量A(mL/sec)である。図4では、吐出口部と基板Wの表面Sとの間の距離Cが10(mm)の場合をひし形で示し、30(mm)の場合を正方形で示し、50(mm)の場合を三角形で示す。図4から明らかなように、微小気泡Hを含む液体L(バブル水とも言う)の給水量Aが増えるに従って、超音波振動子のスイッチ周波数の増加(周期を短くする)させることが、微小気泡(バブル)供給量が多くなった時に最適である。微小気泡を含む液体の供給量によって、振動数を変化させることもできる。微小気泡を含む液体の供給量によって、超音波自体の周波数を制御することもできる。 In the graph shown in FIG. 4, the vertical axis represents the switch frequency (ON / OFF switching frequency) (Hz) of the ultrasonic transducer, and the horizontal axis represents the water supply amount A of the liquid L containing microbubbles H (also referred to as bubble water). (ML / sec). In FIG. 4, the case where the distance C between the discharge port portion and the surface S of the substrate W is 10 (mm) is indicated by a rhombus, the case of 30 (mm) is indicated by a square, and the case of 50 (mm) is indicated by a triangle. It shows with. As is clear from FIG. 4, as the water supply amount A of the liquid L containing microbubbles H (also referred to as bubble water) increases, the switch frequency of the ultrasonic vibrator is increased (the cycle is shortened). (Bubble) Optimal when supply volume increases. The frequency can be changed depending on the supply amount of the liquid containing microbubbles. The frequency of the ultrasonic wave itself can also be controlled by the supply amount of the liquid containing microbubbles.
図2(A)で示す例あるいは図2(B)に示す例では、ノズルヘッド装置12が基板Wの表面Sの上方位置に位置決めされた状態で、吐出口部33から吐出された微小気泡Hを含む液体L中の微小気泡Hが、基板Wの表面Sに到達するタイミングで、制御部100は、超音波振動子30に対して駆動信号を送って、超音波振動子30を上記発振周波数で間欠的に振動させて、微小気泡Hに対して超音波振動HRを付与する。これにより、図2(A)で示す例あるいは図2(B)に示す例のいずれであっても、吐出口部33から吐出され基板Wの表面Sに接している液体Lに含まれる微小気泡Hには圧壊Kが起こるので、微小気泡Hの圧壊Kによる基板Wの表面Sの洗浄を十分に行うことができる。
In the example shown in FIG. 2A or the example shown in FIG. 2B, the microbubbles H discharged from the
このように、多数の微小気泡Hを含む液体L中の微小気泡Hが基板Wの表面Sに到着した後に、超音波振動子30が多数の微小気泡Hを含む液体L中の微小気泡Hに対して、間欠的に超音波を乗せて基板Wの表面Sに照射することにより、微小気泡Hには超音波を付与して、超音波は微小気泡Hを間欠的に照射させて微小気泡Hを圧壊することができる。従って、基板Wの表面Sは微小気泡Hを圧壊することにより、効率良く洗浄することができる。
In this way, after the microbubbles H in the liquid L containing a large number of microbubbles H have arrived on the surface S of the substrate W, the
また、図2(B)で示す例は図2(A)に示す例に比べて、ノズルヘッド装置12を基板Wの表面Sに対して近接させて配置することにより、微小気泡Hが基板Wの表面Sに到達するまでの時間を短縮できる。 2B is arranged closer to the surface S of the substrate W than the example shown in FIG. 2A, the microbubbles H are formed on the substrate W. The time required to reach the surface S can be shortened.
上述したように、微小気泡Hを含む液体Lを基板Wの表面Sに供給する際に、制御部100の指令により、超音波発振器31が超音波振動子30を間欠的に振動させることで、超音波を微小気泡Hに対して、微小気泡Hが基板Wの表面Sに到達するタイミングで与え、吐出口部33から吐出され基板Wの表面Sに接している液体Lに含まれる微小気泡Hには圧壊Kが起こるので、十分な洗浄能力を得ることができる。つまり、液体L中の微小気泡Hを超音波による外部刺激により共振させて圧壊することができ、基板Wの表面Sに接している液体Lに含まれる微小気泡Hには圧壊Kが起こることで基板の表面の洗浄が行える。
As described above, when the liquid L containing the microbubbles H is supplied to the surface S of the substrate W, the
微小気泡Hが超音波の付与により圧壊されるとともに、ラジカルの生成を促進して基板Wの微細化された電気配線部分のパーティクルに対して供給される。このため、基板Wの表面Sに付着している微細化された電気配線部分のパーティクルは、微小気泡Hの圧壊により発生する力で電気配線から除去することができる。 The microbubbles H are crushed by the application of ultrasonic waves, and the radicals are promoted to be supplied to the particles in the electric wiring portion that is miniaturized on the substrate W. For this reason, particles in the miniaturized electrical wiring portion adhering to the surface S of the substrate W can be removed from the electrical wiring by the force generated by the collapse of the microbubbles H.
微小気泡Hを含む液体L中の微小気泡Hが、外部刺激である超音波により高圧で圧壊される時に、微小気泡Hの内部からエネルギーが放出されることにより衝撃力が生じるので、基板Wの表面Sの微細化された電気配線部分に付着しているパーティクルの洗浄効果を高めることができる。 When the microbubbles H in the liquid L containing the microbubbles H are crushed at a high pressure by ultrasonic waves that are external stimuli, an impact force is generated by releasing energy from the inside of the microbubbles H. The cleaning effect of particles adhering to the miniaturized electrical wiring portion of the surface S can be enhanced.
本発明の基板処理装置は、基板の面に液体を供給して基板の面を処理する基板処理装置であって、基板の面に対面して配置されるノズルヘッド装置と、微小気泡を含む液体を生成して前記ノズルヘッド装置に対して供給する微小気泡生成部と、ノズルヘッド装置から基板の面に対して供給される微小気泡を含む液体中の微小気泡に対して、微小気泡が基板に到達するタイミングで超音波を間欠的に照射して微小気泡を圧壊させる超音波振動子と、を備える。 A substrate processing apparatus of the present invention is a substrate processing apparatus for processing a surface of a substrate by supplying a liquid to the surface of the substrate, the nozzle head device disposed facing the surface of the substrate, and a liquid containing microbubbles And a microbubble generating unit that supplies the nozzle head device to the nozzle head device and a microbubble in the liquid including the microbubbles supplied from the nozzle head device to the surface of the substrate. And an ultrasonic transducer that intermittently irradiates ultrasonic waves at the arrival timing to crush the microbubbles.
これにより、微小気泡を含む液体を用いて基板を処理する際に、微小気泡の圧壊力を基板に十分作用させることができ、効果的に基板処理が可能である。 As a result, when the substrate is processed using the liquid containing the microbubbles, the crushing force of the microbubbles can sufficiently act on the substrate, and the substrate processing can be performed effectively.
本発明の基板処理装置では、ノズルヘッド装置は、微小気泡を含む液体を通す液体通路を有しており、超音波振動子は、ノズルヘッド装置の液体通路付近に配置されている。これにより、超音波振動子は、ノズルヘッド装置の液体通路から吐出される液体中の微小気泡に対して超音波振動を与えて、微小気泡を圧壊できる。 In the substrate processing apparatus of the present invention, the nozzle head device has a liquid passage through which liquid containing microbubbles passes, and the ultrasonic transducer is disposed in the vicinity of the liquid passage of the nozzle head device. Thereby, the ultrasonic transducer can crush the microbubbles by applying ultrasonic vibration to the microbubbles in the liquid discharged from the liquid passage of the nozzle head device.
本発明の基板処理装置では、ノズルヘッド装置を移動操作して、ノズルヘッド装置の吐出口部と基板の面との間の距離を変える移動操作部を備える。これにより、ノズルヘッド装置と基板の面との間の距離を、適宜設定できるが、この距離を小さくすることにより、微小気泡が基板の面に達するまでの時間を短縮できる。 The substrate processing apparatus of the present invention includes a moving operation unit that moves the nozzle head device to change the distance between the discharge port of the nozzle head device and the surface of the substrate. As a result, the distance between the nozzle head device and the surface of the substrate can be set as appropriate. By reducing this distance, the time until the microbubbles reach the surface of the substrate can be shortened.
本発明の基板処理装置では、微小気泡生成部には、液体を供給する液体供給部と、気体を供給する気体供給部とが接続されている。これにより、液体と気体を供給するだけで、微小気泡を含む液体をノズルヘッド装置に供給できる。 In the substrate processing apparatus of the present invention, a liquid supply unit that supplies liquid and a gas supply unit that supplies gas are connected to the microbubble generation unit. Thereby, the liquid containing a microbubble can be supplied to a nozzle head apparatus only by supplying a liquid and gas.
本発明の基板処理方法では、基板の面に液体を供給して基板の面を処理する基板処理方法であって、基板の面に対面して配置されたノズルヘッド装置に対して、微小気泡生成部から微小気泡を含む液体を供給し、ノズルヘッド装置から基板の面に対して供給される微小気泡を含む液体中の微小気泡に対して、超音波振動子が、微小気泡が基板に到達するタイミングで超音波を間欠的に照射して微小気泡を圧壊させることを特徴とする。これにより、微小気泡を含む液体を用いて基板を処理する際に、微小気泡の圧力を基板に十分作用させることができ、効果的に基板処理が可能である。例えば圧壊した時の衝撃力によって基板の表面を洗浄することができる。 The substrate processing method of the present invention is a substrate processing method for supplying a liquid to the surface of the substrate to process the surface of the substrate, and generates microbubbles with respect to the nozzle head device disposed facing the surface of the substrate. The ultrasonic vibrator reaches the substrate with respect to the microbubbles in the liquid containing the microbubbles supplied from the nozzle head device to the surface of the substrate from the nozzle head device. It is characterized by crushing microbubbles by intermittently irradiating ultrasonic waves at timing. Thereby, when processing a board | substrate using the liquid containing a microbubble, the pressure of a microbubble can be made to fully act on a board | substrate, and a board | substrate process is possible effectively. For example, the surface of the substrate can be cleaned by an impact force when it is crushed.
ここで、微小気泡は、マイクロバブル(MB)やマイクロナノバブル(MNB)、ナノバブル(NB)などの概念を含む微細気泡である。例えば、マイクロバブルは10μm〜数十μmの直径を有する気泡であり、マイクロナノバブルは数百nm〜10μmの直径を有する気泡であり、ナノバブルは数百nm以下の直径を有する気泡である。 Here, the microbubbles are microbubbles including concepts such as microbubbles (MB), micronanobubbles (MNB), and nanobubbles (NB). For example, microbubbles are bubbles having a diameter of 10 μm to several tens of μm, micronano bubbles are bubbles having a diameter of several hundred nm to 10 μm, and nanobubbles are bubbles having a diameter of several hundred nm or less.
気体としては、窒素ガスに代えてオゾンガスや空気を用いることもできる。液体としては、純水の他に酸性液やアルカリ液を用いることができる。 As gas, ozone gas or air can be used instead of nitrogen gas. As the liquid, in addition to pure water, an acidic liquid or an alkaline liquid can be used.
さらに、本発明の実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、本発明の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Furthermore, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments of the present invention. For example, you may delete some components from all the components shown by embodiment of this invention. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
本発明は上記実施形態に限定されず、例えば基板を回転させながらの処理だけでなく、基板を搬送しながら処理をする搬送処理方式であっても良い。また、微小気泡発生装置は、フィルタ加圧式や旋回式の装置であっても良い。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be, for example, a transport processing method that performs processing while transporting the substrate as well as processing while rotating the substrate. The microbubble generator may be a filter pressurization type or a swivel type device.
さらに、上記実施形態では、基板の処理の一例として基板の洗浄を例に挙げているが、これに限らず、基板の処理としては、例えばレジスト剥離処理であっても良い。このレジスト剥離処理は、基板上を覆う金属薄膜の表面からレジスト膜を剥離して除去する処理であり、微小気泡の圧壊力を利用してレジスト膜の剥離を行う。 Further, in the above-described embodiment, the cleaning of the substrate is exemplified as an example of the substrate processing. However, the substrate processing is not limited thereto, and for example, a resist stripping process may be used. This resist stripping process is a process of stripping and removing the resist film from the surface of the metal thin film covering the substrate, and stripping the resist film using the crushing force of microbubbles.
10 基板処理装置
12 ノズルヘッド装置
13 ノズルヘッド装置の移動操作部
20 微小気泡生成装置
21 微小気泡生成部
22 液体供給部
23 気体供給部
30 超音波振動子
33 吐出口部
34,35 液体通路
41 X方向移動部
42 Z方向移動部
W 基板
S 基板の表面
H 微小気泡
L 微小気泡を含む液体
DESCRIPTION OF
W Substrate S Surface of substrate H Microbubbles L Liquid containing microbubbles
Claims (5)
前記基板の面に対面して配置されるノズルヘッド装置と、
微小気泡を含む液体を生成して前記ノズルヘッド装置に対して供給する微小気泡生成部と、
前記ノズルヘッド装置から前記基板の前記面に対して供給される前記微小気泡を含む液体中の前記微小気泡に対して、前記微小気泡が前記基板に到達するタイミングで超音波を間欠的に照射して前記微小気泡を圧壊させる超音波振動子と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for processing the surface of the substrate by supplying liquid to the surface of the substrate,
A nozzle head device disposed facing the surface of the substrate;
A microbubble generator for generating a liquid containing microbubbles and supplying the liquid to the nozzle head device;
Ultrasonic waves are intermittently applied to the microbubbles in the liquid containing the microbubbles supplied from the nozzle head device to the surface of the substrate at a timing when the microbubbles reach the substrate. An ultrasonic transducer for crushing the microbubbles,
A substrate processing apparatus comprising:
微小気泡生成部から微小気泡を含む液体を生成して、前記基板の面に対面して配置されたノズルヘッド装置に対して、前記微小気泡を含む液体を供給し、
前記ノズルヘッド装置から前記基板の前記面に対して供給される前記微小気泡を含む液体中の前記微小気泡に対して、超音波振動子が、前記微小気泡が前記基板に到達するタイミングで超音波を間欠的に照射して前記微小気泡を圧壊させることを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for processing a surface of the substrate by supplying a liquid to the surface of the substrate,
A liquid containing microbubbles is generated from the microbubble generating unit, and the liquid containing the microbubbles is supplied to the nozzle head device disposed facing the surface of the substrate.
With respect to the microbubbles in the liquid containing the microbubbles supplied from the nozzle head device to the surface of the substrate, an ultrasonic transducer generates ultrasonic waves at a timing when the microbubbles reach the substrate. Substrate processing method, wherein the microbubbles are crushed by intermittent irradiation.
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