JP2011077153A - Two-fluid nozzle and substrate processing apparatus equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二流体ノズルおよびそれを用いた基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。 The present invention relates to a two-fluid nozzle and a substrate processing apparatus using the same. Examples of substrates to be processed include semiconductor wafers, liquid crystal display substrates, plasma display substrates, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, and photomasks. Substrate etc. are included.
半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ(以下、「ウエハ」という。)の表面からパーティクルなどの異物を除去するための洗浄処理が不可欠である。ウエハの表面を洗浄するための基板処理装置には、たとえば、処理液(洗浄液)と気体とを混合することにより処理液の液滴を形成し、この処理液の液滴をウエハの表面に供給して洗浄処理を行うものがある。 In the manufacturing process of a semiconductor device, a cleaning process for removing foreign substances such as particles from the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) is indispensable. In a substrate processing apparatus for cleaning the surface of a wafer, for example, a droplet of a processing liquid is formed by mixing a processing liquid (cleaning liquid) and a gas, and the droplet of the processing liquid is supplied to the surface of the wafer. In some cases, the cleaning process is performed.
具体的には、基板処理装置は、たとえば、ウエハを水平に保持して回転させるスピンチャックと、回転されているウエハの表面に向けて処理液の液滴を噴射する二流体ノズルと、スピンチャックに保持されたウエハの上方で二流体ノズルを移動(スキャン)させるノズル移動機構とを備えている。
図15は、二流体ノズル200の構造例を示す図解的な断面図である。この二流体ノズル200は、ケーシングを構成する第1筒体201と、第2筒体202とを含んでいる。第2筒体202における上端部以外の部分が、第1筒体201の内部に嵌め込まれている。第1筒体201および第2筒体202は、略円筒状の形状を有しており、中心軸を共有している。第1筒体201と第2筒体202とは溶接により互いに固定されている。第2筒体202の内部空間は処理液流路203となっており、第2筒体202の上端部から処理液流路203に、処理液を導入できるようになっている。処理液流路203の下端は、処理液吐出口204として下方に向けて開口している。
Specifically, the substrate processing apparatus includes, for example, a spin chuck that holds and rotates a wafer horizontally, a two-fluid nozzle that ejects droplets of a processing liquid toward the surface of the rotating wafer, and a spin chuck. And a nozzle moving mechanism for moving (scanning) the two-fluid nozzle above the wafer held on the substrate.
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of the two-
一方、第2筒体202と第1筒体201との間には、略円筒状の間隙である気体流路205が形成されている。気体流路205の下端は、処理液吐出口204のまわりに環状の気体吐出口206として開口している。気体流路205は、第1筒体201を貫通した気体供給管207に連通しており、この気体供給管207を介して高圧の窒素ガスが導入されるようになっている。
On the other hand, a
処理液流路203に処理液を導入し、同時に、気体流路205に窒素ガスを導入すると、処理液吐出口204から処理液が吐出されるとともに、気体吐出口206から窒素ガスが吐出される。これらの処理液および窒素ガスは、それぞれ処理液吐出口204と気体吐出口206から吐出され、第1筒体201の外部(吐出口204,206の近傍)で衝突(混合)する。これにより、処理液の液滴が形成される。この液滴は、噴流となって、その下方に配置されたウエハの表面に衝突する。この際、ウエハの表面に付着しているパーティクル等の異物は、処理液の液滴の運動エネルギーにより、物理的に除去される。
When the processing liquid is introduced into the processing
しかしながら、二流体ノズルは加工誤差による寸法の個体差が大きく、二流体ノズルから吐出される液滴の噴霧状態が二流体ノズルごとにばらつく。そのため、基板処理装置に搭載される二流体ノズルによっては、二流体ノズルから吐出される液滴の噴霧状態(たとえば、液滴の平均粒径や密度)が所期の噴霧状態と異なるおそれがある。液滴の噴霧状態によって、基板表面に付着する異物を除去する能力(以下、「異物除去能力」という。)や、基板表面に付与するダメージが異なる。 However, the two-fluid nozzle has a large difference in size due to processing errors, and the spray state of the droplets discharged from the two-fluid nozzle varies for each two-fluid nozzle. Therefore, depending on the two-fluid nozzle mounted on the substrate processing apparatus, the spray state of the droplets discharged from the two-fluid nozzle (for example, the average particle diameter or density of the droplets) may be different from the intended spray state. . The ability to remove foreign matter adhering to the substrate surface (hereinafter referred to as “foreign matter removing ability”) and the damage imparted to the substrate surface differ depending on the droplet spray state.
また、液滴の噴霧状態は、個々の二流体ノズルに固有の特性であり、これを変更することができない。そのため、目的とする基板処理の内容に応じて、専用の二流体ノズルを設計しなければならない。このことが、二流体ノズルによる基板処理を困難にする一因となっている。
そこで、この発明の目的は、適切な噴霧状態で液滴を吐出できる二流体ノズルを提供することである。
Moreover, the spray state of the droplet is a characteristic unique to each two-fluid nozzle and cannot be changed. Therefore, a dedicated two-fluid nozzle must be designed according to the content of the target substrate processing. This contributes to the difficulty of substrate processing with a two-fluid nozzle.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a two-fluid nozzle that can eject droplets in an appropriate spray state.
また、この発明の他の目的は、二流体ノズルから吐出される液滴を用いて所期の処理を基板に施すことができる基板処理装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of performing desired processing on a substrate using droplets discharged from a two-fluid nozzle.
請求項1記載の発明は、処理液が流通する処理液流路(27)が内部に形成され、先端部に処理液吐出口(28)が開口した第1筒体(21)と、前記第1筒体の周囲を取り囲むように前記第1筒体と同軸に設けられ、前記第1筒体との間に気体が流通する気体流路(50)を区画し、先端部において前記第1筒体との間に気体吐出口(44)を区画する第2筒体(20)と、前記第1筒体の先端部と前記第2筒体の先端部とが軸方向に相対変位可能なように、前記第1筒体と前記第2筒体とを互いに固定する固定手段(36,37,23)とを含み、前記処理液吐出口から吐出される処理液と前記気体吐出口から吐出される気体とを前記第1筒体および第2筒体の外部で混合して前記処理液の液滴を形成し、この処理液の液滴を吐出するようになっている、二流体ノズル(3;90;110;120)である。 In the first aspect of the present invention, the first cylindrical body (21) having a processing liquid flow path (27) through which the processing liquid flows therein is formed inside, and a processing liquid discharge port (28) is opened at a tip portion; A gas flow path (50) is provided coaxially with the first cylinder so as to surround the periphery of the one cylinder, and gas flows between the first cylinder and the first cylinder at the tip. The second cylinder (20) that divides the gas discharge port (44) between the first cylinder and the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder can be displaced relative to each other in the axial direction. And a fixing means (36, 37, 23) for fixing the first cylindrical body and the second cylindrical body to each other. The processing liquid discharged from the processing liquid discharge port and the gas discharge port are discharged from the processing liquid discharge port. Gas is mixed outside the first and second cylinders to form droplets of the treatment liquid, and the treatment liquid droplets are discharged. And it is in the two-fluid nozzle is a (3; 120 90; 110).
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
この構成によれば、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部とが軸方向に相対変位可能なように、第1筒体と第2筒体とが互いに固定されている。処理液流路を流通した処理液は、第1筒体の先端部に開口した処理液吐出口から吐出される。また、第1筒体と第2筒体との間に区画された気体流路を流通した気体は、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部との間に区画された気体吐出口から吐出される。そのため、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部とが軸方向に相対変位すると、気体吐出口から吐出される気体の吐出態様が変化し、処理液と気体との混合位置や気体の吐出方向が変化する。その結果、二流体ノズルから吐出される液滴の噴霧状態も変化する。したがって、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部との間の軸方向の相対位置を調節することにより、二流体ノズルから吐出される液滴の噴霧状態を調整することができる。その結果、二流体ノズルを構成する部品の加工誤差によらずに、適切な噴霧状態を実現できる。また、処理対象(たとえば基板)に対する処理の内容に応じて適切な噴霧状態に調整できるから、処理内容に対応した専用の二流体ノズルを設計する必要もない。すなわち、種々の処理内容に対応できる、汎用性のある二流体ノズルを提供できる。
In addition, although the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later, the scope of the claims is not intended to be limited to the embodiments. The same applies hereinafter.
According to this structure, the 1st cylinder and the 2nd cylinder are mutually fixed so that the front-end | tip part of a 1st cylinder and the front-end | tip part of a 2nd cylinder can be displaced relatively to an axial direction. The processing liquid that has flowed through the processing liquid flow path is discharged from a processing liquid discharge port that opens at the tip of the first cylinder. In addition, the gas flowing through the gas flow path defined between the first cylinder and the second cylinder is the gas defined between the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder. It is discharged from the discharge port. For this reason, when the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder are relatively displaced in the axial direction, the discharge mode of the gas discharged from the gas discharge port changes, and the mixing position of the treatment liquid and the gas The gas discharge direction changes. As a result, the spray state of the droplets discharged from the two-fluid nozzle also changes. Therefore, by adjusting the axial relative position between the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder, it is possible to adjust the spray state of the droplets discharged from the two-fluid nozzle. . As a result, an appropriate spray state can be realized without depending on processing errors of parts constituting the two-fluid nozzle. In addition, since it is possible to adjust the spray state to an appropriate state according to the content of processing on a processing target (for example, a substrate), it is not necessary to design a dedicated two-fluid nozzle corresponding to the processing content. That is, a versatile two-fluid nozzle that can cope with various processing contents can be provided.
この発明の一実施形態に係る二流体ノズルは、請求項2に記載されているように、前記固定手段が、第1筒体の外周に形成された雄ねじ(36)と、第2筒体の内周に形成され、前記雄ねじに螺合する雌ねじ(37)とを含む。この場合、一方の筒体(たとえば第1筒体)に対する他方の筒体(たとえば第2筒体)のねじ込み量を調節することによって、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部との軸方向の相対位置を、簡単に調節することができる。
In the two-fluid nozzle according to one embodiment of the present invention, as described in
そして、請求項3に記載のように、前記雄ねじに螺合して前記第2筒体に対して軸方向一方側から締め付けられることにより前記第2筒体を前記雄ねじに固定する固定ナット(23)をさらに含むことが好ましい。この場合、一方の筒体(たとえば第1筒体)に対する他方の筒体(たとえば第2筒体)のねじ込み量の調節後に、固定ナットを、軸方向一方側から第2筒体に対して締め付けることにより、第2筒体を雄ねじに固定することができる。これにより、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部とを所望の相対位置に保ったまま、第1筒体と第2筒体とを互いに確実に固定することができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a fixing nut (23) for fixing the second cylinder to the male screw by being screwed into the male screw and tightened from one axial side with respect to the second cylinder. ). In this case, after adjusting the screwing amount of the other cylinder (for example, the second cylinder) with respect to one cylinder (for example, the first cylinder), the fixing nut is tightened against the second cylinder from one side in the axial direction. Thereby, a 2nd cylinder can be fixed to an external thread. Thereby, the first cylinder and the second cylinder can be securely fixed to each other while the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder are kept at a desired relative position.
この発明の別の実施形態に係る二流体ノズルは、前記第2筒体が、前記第1筒体に固定された基端部材(92)と、前記先端部を有する先端部材(93)とに軸方向に分割されており、前記固定手段が、前記基端部材と前記先端部材とが軸方向に相対変位可能なように、前記基端部材と前記先端部材とを互いに固定する手段(95,97,98)を含む。この場合、一方の部材(たとえば基端部材)に対する他方の部材(たとえば先端部材)の相対位置を調節することにより、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部との間の軸方向の相対位置を調節することができる。 In the two-fluid nozzle according to another embodiment of the present invention, the second cylindrical body includes a proximal end member (92) fixed to the first cylindrical body and a distal end member (93) having the distal end portion. A means (95, 95) that is divided in the axial direction and that fixes the proximal end member and the distal end member to each other so that the proximal end member and the distal end member are relatively displaceable in the axial direction. 97, 98). In this case, by adjusting the relative position of the other member (for example, the distal end member) with respect to one member (for example, the proximal end member), the shaft between the distal end portion of the first cylindrical body and the distal end portion of the second cylindrical body. The relative position of the direction can be adjusted.
前記固定手段は、前記基端部材および前記先端部材の一方に形成された雄ねじ(95)と、前記基端部材および前記先端部材の他方に形成され、前記雄ねじに螺合する雌ねじ(97)とを含むものであってもよい。この場合、一方の部材(たとえば基端部材)に対する他方の部材(たとえば先端部材)のねじ込み量を調節することによって、第1筒体の先端部および第2筒体の先端部の軸方向の相対位置を調節することができる。これにより、二流体ノズルから吐出される液滴の噴霧状態を調整することができる。 The fixing means includes a male screw (95) formed on one of the base end member and the tip member, and a female screw (97) formed on the other of the base end member and the tip member and screwed into the male screw. May be included. In this case, by adjusting the screwing amount of the other member (for example, the front end member) with respect to one member (for example, the base end member), the relative position in the axial direction between the distal end portion of the first cylindrical body and the distal end portion of the second cylindrical body. The position can be adjusted. Thereby, the spraying state of the droplets discharged from the two-fluid nozzle can be adjusted.
この場合、前記固定手段は、前記雄ねじに螺合して、前記第2筒体に対して軸方向一方側から締め付けられることにより、前記先端部材を前記雄ねじに固定する固定ナット(98)をさらに含むことが好ましい。この場合、一方の部材(たとえば基端部材)に対する他方の部材(たとえば先端部材)のねじ込み量の調節後に、固定ナットを、軸方向一方側から先端部材または基端部材に対して締め付けることにより、その締め付け対象となる部材を雄ねじに固定することができる。これにより、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部とを所望の相対位置に保ったまま、先端部材と基端部材とを互いに確実に固定することができる。 In this case, the fixing means further includes a fixing nut (98) for fixing the tip member to the male screw by being screwed into the male screw and tightened from one axial side with respect to the second cylindrical body. It is preferable to include. In this case, after adjusting the screwing amount of the other member (for example, the distal end member) relative to one member (for example, the proximal end member), by tightening the fixing nut from the one side in the axial direction to the distal end member or the proximal end member, The member to be tightened can be fixed to the male screw. Accordingly, the distal end member and the proximal end member can be reliably fixed to each other while the distal end portion of the first tubular body and the distal end portion of the second tubular body are maintained at a desired relative position.
請求項4記載の発明は、処理対象の基板(W)を保持する基板保持手段(2)と、前記基板保持手段に保持された基板の表面に、処理液の液滴を供給するための請求項1〜3のいずれか一項に記載の二流体ノズルと、前記二流体ノズルの前記処理液流路に前記処理液を供給するための処理液供給手段(8,10)と、前記二流体ノズルの前記気体流路に前記気体を供給するための気体供給手段(9,11,74)とを含む、基板処理装置(1;70)である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a substrate holding means (2) for holding a substrate (W) to be processed, and a means for supplying a droplet of a processing liquid to the surface of the substrate held by the substrate holding means. The two-fluid nozzle according to any one of
この構成によれば、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部との相対位置を変更させることにより、二流体ノズルから吐出される液滴の噴霧状態を調整することができる。これにより、二流体ノズルから吐出される液滴を用いて所期の処理を基板に施すことができる。
請求項5記載の発明は、前記第1筒体の先端部と前記第2筒体の先端部とを軸方向に相対的に変位させる変位機構(72)と、前記基板保持手段に保持された基板表面の状態を検出する表面状態検出手段(71)と、前記表面状態検出手段の検出結果に基づいて前記変位機構を制御する変位機構制御手段(60)とをさらに含む、請求項4記載の基板処理装置である。
According to this configuration, it is possible to adjust the spray state of the liquid droplets ejected from the two-fluid nozzle by changing the relative position between the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder. As a result, a desired process can be performed on the substrate using the droplets discharged from the two-fluid nozzle.
The invention according to
この構成によれば、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部との軸方向の相対位置が、基板表面の状態に基づいて自動的に調節される。そのため、二流体ノズルから吐出される液滴の噴霧状態を、基板表面の状態に応じて調整することができる。これにより、基板の表面状態に適応した液滴処理が実現される。
また、前記表面状態検出手段は、請求項6に記載のように、前記基板保持手段に保持された基板表面に付着している異物の量を検出する異物量検出手段(71)を含むものであってもよい。たとえば、基板表面の異物の量が相対的に多いときは、二流体ノズルから吐出される液滴の噴霧状態は、異物除去能力が高くなる状態に調整されることが好ましい。また、基板表面の異物の量が相対的に少ないときは、二流体ノズルから吐出される液滴の噴霧状態は、基板表面へのダメージが少なくなるように調整されることが好ましい。
According to this configuration, the relative position in the axial direction between the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder is automatically adjusted based on the state of the substrate surface. Therefore, the spray state of the droplets discharged from the two-fluid nozzle can be adjusted according to the state of the substrate surface. Thereby, the droplet processing adapted to the surface state of the substrate is realized.
The surface state detection means includes a foreign matter amount detection means (71) for detecting the amount of foreign matter adhering to the substrate surface held by the substrate holding means. There may be. For example, when the amount of foreign matter on the substrate surface is relatively large, it is preferable that the spray state of the droplets discharged from the two-fluid nozzle is adjusted to a state where the foreign matter removing ability is enhanced. When the amount of foreign matter on the substrate surface is relatively small, the spray state of the droplets discharged from the two-fluid nozzle is preferably adjusted so that damage to the substrate surface is reduced.
この構成によれば、基板表面に付着している異物の量に基づいて、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部との軸方向の相対位置が自動的に調節される。これにより、二流体ノズルの液滴の噴霧状態を、基板表面の異物の量に応じた状態に調整することができる。
前記表面状態検出手段は、前記基板保持手段に保持された基板の表面のパターンを検出するパターン検出手段であってもよい。
According to this configuration, the relative position in the axial direction between the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder is automatically adjusted based on the amount of foreign matter adhering to the substrate surface. Thereby, the spray state of the droplets of the two-fluid nozzle can be adjusted to a state corresponding to the amount of foreign matter on the substrate surface.
The surface state detection means may be a pattern detection means for detecting a pattern on the surface of the substrate held by the substrate holding means.
請求項7記載の発明は、前記気体供給手段が、前記気体流路に前記気体を供給する気体供給管(9)と、前記気体供給管の途中部に設けられ、前記気体供給管を流通する気体の圧力を検出する圧力センサ(73)とを含み、前記基板処理装置が、前記第1筒体の先端部と前記第2筒体の先端部とを軸方向に相対的に変位させる駆動機構(72)と、前記圧力センサによる検出結果に基づいて前記駆動機構を制御する駆動機構制御手段(60)とをさらに含む、請求項4〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
According to a seventh aspect of the present invention, the gas supply means is provided in a gas supply pipe (9) for supplying the gas to the gas flow path and a middle portion of the gas supply pipe, and circulates through the gas supply pipe. And a pressure sensor (73) for detecting the pressure of the gas, wherein the substrate processing apparatus relatively displaces the distal end portion of the first cylindrical body and the distal end portion of the second cylindrical body in the axial direction. The substrate processing apparatus according to any one of
第1筒体の先端部と第2筒体の先端部との軸方向の相対位置が変化すると、二流体ノズルの気体吐出口の状態が変化し、気体吐出口から吐出される気体の圧力が変化する。たとえば二流体ノズルに一定流量の気体が供給される場合は、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部との軸方向の相対位置の変化にともなって、気体流路内の圧力が変化し、それによって、気体供給管の圧力が変化する。したがって、圧力センサの検出値に基づいて、第1筒体の先端部と第2筒体の先端部とを相対変位させることにより、二流体ノズルの気体吐出口の状態を所望の状態に制御することができる。したがって、二流体ノズルから吐出される液滴の噴霧状態を、基板表面の状態に応じた状態に正確に調整することができる。 When the relative position in the axial direction between the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder changes, the state of the gas discharge port of the two-fluid nozzle changes, and the pressure of the gas discharged from the gas discharge port changes. Change. For example, when a constant flow rate of gas is supplied to the two-fluid nozzle, the pressure in the gas flow path changes with the change in the relative position in the axial direction between the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder. Changes, thereby changing the pressure of the gas supply tube. Therefore, the state of the gas discharge port of the two-fluid nozzle is controlled to a desired state by relatively displacing the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder based on the detection value of the pressure sensor. be able to. Therefore, the spray state of the droplets discharged from the two-fluid nozzle can be accurately adjusted to a state according to the state of the substrate surface.
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態(第1実施形態)に係る基板処理装置1の構成を示す概念図である。この基板処理装置1は、ウエハWの表面を洗浄するための枚葉式の装置であり、ウエハWをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック(基板保持手段)2と、スピンチャック2に保持されたウエハWの表面に処理液(この実施形態ではウエハWを洗浄するための洗浄液)の液滴を供給する二流体ノズル3と、スピンチャック2に保持されたウエハWの表面にDIW(脱イオン水:Deionzied Water)を供給するためのDIWノズル4とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a
二流体ノズル3に供給される処理液(洗浄液)は、薬液であってもよいし、脱イオン水その他のリンス液であってもよい。薬液としては、SC1(アンモニア過酸化水素水混合液)、SC2(塩酸過酸化水素水混合液)、SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture:硫酸過酸化水素水混合液)、フッ酸、バファードフッ酸(Buffered HF:フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液)、アンモニア水、ポリマ除去液、有機溶媒(IPA(イソプロパノール)またはHFE(ハイドロフルオロエーテル)など)を例示することができる。リンス液の例としては、脱イオン水のほか、炭酸水、電解イオン水、水素水、磁気水などの機能水を挙げることができる。
The treatment liquid (cleaning liquid) supplied to the two-
スピンチャック2は、スピンモータ5と、このスピンモータ5の回転駆動力によって鉛直軸線まわりに回転される円盤状のスピンベース6と、スピンベース6の周縁の複数箇所にほぼ等間隔で設けられ、ウエハWをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材7とを備えている。これにより、スピンチャック2は、複数個の挟持部材7によってウエハWを挟持した状態で、スピンモータ5の回転駆動力によってスピンベース6を回転させることにより、そのウエハWを、ほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベース6とともにウエハWの中心軸線まわりに回転させることができる。
The
なお、スピンチャック2としては、挟持式のものに限らず、たとえば、ウエハWの裏面を真空吸着することにより、ウエハWを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハWを回転させることができる真空吸着式のもの(バキュームチャック)が採用されてもよい。
二流体ノズル3には、処理液供給源からの処理液が供給される処理液供給管(処理液供給手段)8と、窒素ガス供給源からの加圧された窒素ガスが供給される窒素ガス供給管(気体供給管)9とが接続されている。処理液供給管8の途中部には、処理液バルブ10が介装されている。一方、窒素ガス供給管9の途中部には、窒素ガスバルブ11が介装されている。処理液バルブ(処理液供給手段)10および窒素ガスバルブ(気体供給手段)11が開かれると、処理液供給管8および窒素ガス供給管9をそれぞれ処理液および窒素ガスが流通し、それらが二流体ノズル3に供給される。そして、二流体ノズル3で処理液の液体と窒素ガスとが混合されて、処理液が微細な液滴となり、この液滴が噴流となって、二流体ノズル3からスピンチャック2に保持されたウエハWの表面に向けて吐出される。
Note that the
The two-
また、スピンチャック2の側方には、回動軸12が鉛直方向にほぼ沿って配置されており、その回動軸12の上端部からほぼ水平に延びたアーム13の先端部に取り付けられている。回動軸12には、この回動軸12を中心軸線まわりに所定の角度範囲内で回動させる二流体ノズル駆動機構14が結合されている。二流体ノズル駆動機構14から回動軸12に駆動力を入力して、回動軸12を所定の角度範囲内で回動させることにより、スピンチャック2に保持されたウエハWの上方でアーム13を揺動させることができ、これにともなって、スピンチャック2に保持されたウエハWの表面上で、二流体ノズル3からの液滴の噴流の供給位置をスキャン(移動)させることができる。
Further, a
DIWノズル4は、たとえば、連続流の状態でDIWを吐出するストレートノズルであり、スピンチャック2の上方で、その吐出口をウエハWの回転中心付近に向けて固定的に配置されている。このDIWノズル4には、DIW供給源からのDIWが供給されるDIW供給管15が接続されている。DIW供給管15の途中部には、DIWノズル4からのDIWの吐出/吐出停止を切り換えるためのDIWバルブ16が介装されている。
The
図2は、二流体ノズル3の構成を示す図解的な側面図である。図3は、二流体ノズル3の構成を示す図解的な縦断面図である。二流体ノズル3の構成を示す図解的な断面図である。二流体ノズル3は、いわゆる外部混合型二流体ノズルの構成を有しており、ケーシング外で処理液(洗浄液)に窒素ガスを衝突させて処理液の液滴を生成することができる。
二流体ノズル3は、ほぼ円柱状の外形を有しており、ケーシングを構成する外筒(第2筒体)20と、外筒20に内嵌された内筒(第1筒体)21と、外筒20の基端部(後述する処理液吐出口28側の端部と反対側の端部。図2および図3に示す上端部)側で、内筒21に外嵌されて、内筒21を外筒20に固定するための固定ナット23とを含む。内筒21、外筒20および固定ナット23は、中心軸Lを共有する同軸状に配置されている。
FIG. 2 is a schematic side view showing the configuration of the two-
The two-
内筒21は、その基端部(後述する処理液吐出口28側の端部と反対側の端部。図2および図3に示す上端部)から長さ方向の中間部に至る比較的大径の外径を有する大径円筒部24と、大径円筒部24に軸方向に連続して、長さ方向の中間部から先端部(処理液吐出口28側の端部)に至る比較的小径の外径を有する小径円筒部25と、先端部近傍において、小径円筒部25の外周面から径方向外方に向けて張り出すフランジ26とを一体に備えている。大径円筒部24の外周には、その基端部(後述する処理液吐出口28側の端部と反対側の端部。図2および図3に示す上端部)以外のほぼ全域に雄ねじ36が形成されている。
The
内筒21の内部空間は、直線状の処理液流路(処理液流路)27となっている。処理液流路27は、内筒21の先端(図2および図3に示す下端)で、処理液吐出口(処理液吐出口)28として円形に開口している。内筒21により、処理液流路27は中心軸Lに沿う直線状に規制され、処理液吐出口28から、この直線(中心軸L)に沿う方向に処理液が吐出される。ウエハWの処理時には、中心軸LがウエハWの表面に垂直になるように、二流体ノズル3が配置される。
The internal space of the
内筒21の基端部(図2および図3に示す上端部)側には、継手部材29が取り付けられている。継手部材29の内部には、処理液流路27と連通する処理液供給路30が形成されている。継手部材29は、略円筒状をなしている。継手部材29の一端部(図2および図3で示す下端部)には、内筒21の基端面(図2および図3に示す上端面)に形成された雌ねじ孔55と螺合する雄ねじ部32が形成されている。処理液供給路30は、継手部材29の他端部(図2および図3に示す上端部)で、処理液導入口33として開口している。処理液導入口33には、処理液供給管8の先端部が接続されている。処理液供給管8からの処理液は、処理液導入口33を通して、処理液供給路30および処理液流路27に供給されるようになっている。継手部材29の他端部には、継手部材29を処理液供給管8に固定するための雄ねじ部35が形成されている。
A
外筒20の内周の基端部には、雄ねじ36に螺合する雌ねじ37が形成されている。外筒20と内筒21とはねじ嵌合により連結されている。
外筒20は、ほぼ一定の内径を有している。一方、内筒21の小径円筒部25は、外筒20の内径より小さな外径を有している。そのため、小径円筒部25の外壁と外筒20の内壁との間には、中心軸Lを中心とした略円筒状の間隙である円筒流路38が形成されている。
A
The
外筒20の長さ方向中間部には、円筒流路38に連通した気体導入口39が形成されている。気体導入口39は、外筒20の内外面を貫通する貫通孔である。この気体導入口39の内周には雌ねじ40が形成されている。窒素ガス配管34は、L字型の配管であり、その一端部(図3に示す右端部)が気体導入口39に接続され、その他端部(図3に示す上端部)は、窒素ガス供給管9の先端部に接続されている。窒素ガス配管34の一端部の外周には、気体導入口39の雌ねじ40と螺合する雄ねじ41が形成されている。つまり、窒素ガス配管34は、外筒20にねじ固定されている。窒素ガス配管34の内部空間と円筒流路38とは連通しており、窒素ガス配管34から気体導入口39を介して、円筒流路38に窒素ガスを導入できるようになっている。窒素ガス配管34の他端部の外周には、窒素ガス供給管9の先端部に接続するための雄ねじ42が形成されている。
A
内筒21の処理液吐出口28側に設けられたフランジ26には、中心軸L方向にフランジ26を貫通する気流方向変換流路49が形成されている。
外筒20の先端部(処理液吐出口28側の端部)は、先端に向かうに従って内径が小さくなるテーパ状の内壁面を有する遮蔽部43となっている。この遮蔽部43の外壁面は、処理液吐出口28および気体吐出口44を取り囲み、中心軸Lと直交する円筒面からなる先端面45と、外筒20の外周面および先端面45に接続されて、先端面45に向かうに従って外径が小さくなる底面視円筒状のテーパ面46とを備えている。
The
The tip of the outer cylinder 20 (the end on the treatment
中心軸L方向に関して、フランジ26の先端からは短筒部47が突出している。すなわち、内筒21の先端部(処理液吐出口28側の端部)は短筒部47となっている。短筒部47は、遮蔽部43のほぼ中心に配置されている。遮蔽部43の内径は短筒部47の外径より大きい。遮蔽部43と短筒部47との間には、中心軸Lを取り囲む略円筒状の間隙である旋回流形成流路48が形成されている。旋回流形成流路48は、処理液吐出口28のまわりに円環状の気体吐出口44として開口している。
A short
円筒流路38、気流方向変換流路49および旋回流形成流路48は、互いに連通しており、これらの流路38,49,48により、気体流路50が形成されている。気流方向変換流路49から旋回流形成流路48に導かれた窒素ガスは、中心軸L(処理液流路27)のまわりを旋回するように流れ、気体吐出口44へと導かれる。旋回流形成流路48において、窒素ガスが処理液流路27のまわりに旋回するように流れることにより、気体吐出口44から吐出される窒素ガスは、気体吐出口44付近で渦巻き気流を形成する。窒素ガスの渦巻き気流は、処理液吐出口28から中心軸Lに沿って吐出される処理液を取り囲むように形成される。
The
そして、処理液供給管8から処理液流路27に処理液が供給されるとともに、窒素ガス供給管9から窒素ガス配管34に窒素ガスが供給されると、処理液吐出口28から外部空間に処理液が吐出されるとともに、気体吐出口44から外部空間に窒素ガスが吐出される。すると、外部空間において、処理液と窒素ガスとが衝突して混合され、処理液が微細な液滴となり、その液滴が形成される。そして、この処理液の液滴が噴流となって、ウエハWの表面に吐出される。
When the processing liquid is supplied from the processing
気体吐出口44から吐出される窒素ガスは、気体吐出口44の接線方向の成分を有する方向に進む。そして、二流体ノズル3から窒素ガスとともにウエハW上に運ばれる処理液の液滴流の輪郭は、処理液吐出口28の近傍に形成される絞り部Fを有している。絞り部Fは、処理液の吐出方向に直交する横断面の面積(略円形断面の径)が、処理液の吐出方向に沿う各部で最も小さくなる部分である。二流体ノズル3からの液滴流の輪郭は、絞り部Fからスピンチャック2に保持されたウエハWの表面に向かうに従って拡開する。二流体ノズル3から噴射される処理液の液滴の主たる進行方向(渦巻き気流の中心軸方向)は、ウエハWに対してほぼ垂直である。
The nitrogen gas discharged from the
固定ナット23は、内筒21の雄ねじ36と螺合する雌ねじ孔31を有している。この固定ナット23は、円筒状に形成されており、その外径は、外筒20の外径とほぼ同径である。固定ナット23を内筒21の雄ねじ36に対してねじ込み、外筒20の基端部側から、固定ナット23を外筒20に対して締め付けることによって、外筒20を内筒21に確実に固定することができる。そして、雄ねじ36に対する外筒20のねじ込み量を調節することによって、遮蔽部43に対する短筒部47の軸方向の位置を調節することができる。
The fixing
固定ナット23の外周および外筒20の外周には、周方向に沿うスケール51が付されている。このスケール51は、固定ナット23の外周における外筒20側端部に設けられた目盛り53と、外筒20の外周の基端部に設けられた指標52とを備えている。
外筒20の内筒21に対するねじ込み量によって、外筒20の内筒21に対する回転方向の位置が変化し、指標52の指示位置が変化する。作業者は、指標52が指示する目盛り53を読み取ることによって、外筒20の内筒21に対するねじ込み量を把握でき、遮蔽部43に対する短筒部47の軸方向の位置を把握できる。
A
Depending on the amount of screwing of the
外筒20を内筒21に対して軸方向に変位させるときは、固定ナット23を緩め(固定ナット23を雄ねじ36に対して回転させ、外筒20から離れるようにし)、外筒20を適当な方向に回転させる。これにより、雄ねじ36も回転され、雄ねじ36の長さ方向に関して雄ねじ36の位置が変化し、内筒21に対する外筒20の位置(高さ)を調整できる。調整後、固定ナット23を外筒20に向かって締め付けることにより、雄ねじ36が外筒20に対して動かないようにすることができる。これにより、短筒部47が遮蔽部43に対して中心軸Lに沿って変位可能なように、内筒21と外筒20とが互いに固定されている。
When the
内筒21と外筒20との間に区画された気体流路50を流通した窒素ガスが、短筒部47と遮蔽部43との間に区画された気体吐出口44から吐出される。短筒部47が遮蔽部43に対して中心軸Lに沿って変位すると、気体吐出口44から吐出される窒素ガスの渦巻き気流の態様が変化し、気体吐出口44から絞り部Fまでの距離が変化する。その結果、二流体ノズル3から吐出される液滴の噴霧状態が変化する。
Nitrogen gas flowing through the
図4は、この基板処理装置1の電気的構成を示すブロック図である。この基板処理装置1はさらに、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置60を備えている。制御装置60には、スピンモータ5、二流体ノズル駆動機構14、窒素ガスバルブ11、処理液バルブ10およびDIWバルブ16が制御対象として接続されている。
たとえば、基板処理装置1内に二流体ノズル3を新規に取り付ける際、および二流体ノズル3の交換の際に、二流体ノズル3の液滴の噴霧状態の調整が行なわれる。具体的には、作業者が手作業で外筒20を内筒21に対して締め込み/緩めることにより、外筒20の内筒21に対する高さ位置を調節して、二流体ノズル3から吐出される液滴の噴霧状態の調整が行われる。このとき、作業者は、スケール51を目安にして、外筒20と内筒21との間の位置調節を行う。
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of the
For example, when the two-
図5は、基板処理装置1における処理の一例を示す工程図である。
処理対象のウエハWは、搬送ロボット(図示しない)によって処理室(図示しない)に搬入されて(ステップS1)、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック2に保持される。
ウエハWがスピンチャック2に保持された後、制御装置60は、スピンモータ5を駆動して、ウエハWを回転開始させる(ステップS2)。また、制御装置60は、二流体ノズル駆動機構14を制御して、二流体ノズル3がスピンチャック2の側方に設定された待機位置からスピンチャック2に保持されたウエハWの上方に移動される。
FIG. 5 is a process diagram showing an example of processing in the
The wafer W to be processed is loaded into a processing chamber (not shown) by a transfer robot (not shown) (step S1), and held by the
After the wafer W is held on the
ウエハWの回転速度が所定の液処理速度(たとえば、1000rpm)に達すると、制御装置60は、処理液バルブ10および窒素ガスバルブ11を開いて、二流体ノズル3から処理液と窒素ガスとが混合されて生成された液滴の噴流が吐出される。その一方で、二流体ノズル駆動機構14が制御されて、アーム13が所定の角度範囲内で揺動される。これによって、二流体ノズル3からの液滴の噴流が導かれるウエハWの表面上の供給位置が、ウエハWの回転中心からウエハWの周縁部に至る範囲内を円弧状の軌跡を描きつつ移動し、ウエハWの表面の全域に液滴の噴流がむらなく供給される。液滴の噴流がウエハWの表面に衝突するときの衝撃および処理液の化学的な作用(ただし、処理液が薬液であるとき)によって、ウエハWの表面に付着している汚染物質(たとえば、パーティクル)が、ウエハWの表面から取り除かれる(S3:処理液処理)。
When the rotation speed of the wafer W reaches a predetermined liquid processing speed (for example, 1000 rpm), the
噴流供給位置の往復スキャンが所定回数行われると、処理液バルブ10および窒素ガスバルブ11が閉じられて、二流体ノズル3からの液滴の噴流の供給が停止される。そして、二流体ノズル3が、ウエハWの上方からスピンチャック2の側方の待機位置に戻される。
また、制御装置60は、DIWバルブ16を開いて、DIWノズル4からウエハWの表面に向けてDIWを吐出する。ウエハWの表面に供給されたDIWが、ウエハWの回転による遠心力を受けてウエハWの周縁に向けて流れ、このDIWによってウエハWの上面に付着している処理液が洗い流される(S4:リンス処理)。
When the reciprocating scan of the jet supply position is performed a predetermined number of times, the processing
Further, the
DIWノズル4によるDIWの吐出開始から所定のリンス処理時間が経過すると、制御装置60は、DIWバルブ16を閉じて、ウエハWへのDIWの供給を停止する。
その後、制御装置60は、スピンチャック2をスピン乾燥回転速度(たとえば2500rpm程度)まで加速する。これにより、DIWによるリンス後のウエハWの表面に付着しているDIWが遠心力で振り切られて、ウエハWが乾燥される(S5:スピンドライ)。
When a predetermined rinsing process time has elapsed from the start of DIW discharge by the
Thereafter, the
スピンドライが所定のスピンドライ時間にわたって行われると、スピンチャック2の回転が停止される(ステップS6)。その後、搬送ロボット(図示しない)によってウエハWが処理室(図示しない)から搬出される(ステップS7)。
以上により、この実施形態によれば、短筒部47が遮蔽部43に対して中心軸Lに沿って変位可能なように、内筒21と外筒20とが互いに固定されている。処理液流路27を流通した処理液は、内筒21の短筒部47に開口した処理液吐出口28から吐出される。また、内筒21と外筒20との間に区画された気体流路50を流通した窒素ガスは、内筒21の短筒部47と外筒20の遮蔽部43との間に区画された気体吐出口44から吐出される。そのため、短筒部47が遮蔽部43に対して中心軸Lに沿って変位すると、気体吐出口44から吐出される窒素ガスの吐出態様が変化し、処理液と窒素ガスとの混合位置や窒素ガスの吐出方向が変化する。その結果、二流体ノズル3から吐出される液滴の噴霧状態も変化する。したがって、遮蔽部43に対する短筒部47の軸方向の位置を調節することにより、二流体ノズル3から吐出される液滴の噴霧状態を調整することができる。これにより、二流体ノズル3から吐出される液滴を用いて所期の処理をウエハWに施すことができる。
When the spin dry is performed for a predetermined spin dry time, the rotation of the
As described above, according to this embodiment, the
また、内筒21の外周に雄ねじ36が形成され、外筒20の内周に雌ねじ37が形成されている。雄ねじ36と雌ねじ37とが螺合している。加えて、固定ナット23を雌ねじ37とともに雄ねじ36に螺合して、固定ナット23を外筒20に対して上方側から締め付けて、外筒20を雄ねじ36に固定している。そのため、内筒21に対する外筒20のねじ込み量を調節することによって、遮蔽部43に対する短筒部47の軸方向の位置を、簡単に調節することができる。そして、そのねじ込み量の調節後に、固定ナット23を軸方向の基端部側から外筒20に対して締め付けることにより、遮蔽部43に対する短筒部47の軸方向の位置を所望位置に保ったまま、内筒21と外筒20とを互いに確実に固定することができる。
A
図6は、本発明の第2実施形態に係る基板処理装置70の構成を示す概念図である。この第2実施形態において、図1〜図5に示す実施形態(第1実施形態)に示された各部に対応する部分には、第1実施形態と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。また、この図6に示す基板処理装置70が、第1実施形態に係る基板処理装置1と大きく相違する点は、ウエハWの表面に付着したパーティクル(異物)の量を検出するためのパーティクルカウンタ(異物量検出手段)71を備えた点、および二流体ノズル3の内筒21に対して外筒20を昇降させる外筒昇降装置72を備えた点である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a configuration of a
パーティクルカウンタ71は、ウエハWの表面に存在する粒子状の異物であるパーティクルの数を検出するための装置であり、ウエハW表面の所定位置におけるパーティクルが検出対象になる。
また、第2実施形態に係る基板処理装置70では、窒素ガス供給管9における窒素ガスバルブ11の下流側に、圧力センサ73および自動流量調節バルブ74が、窒素ガスバルブ11側からこの順で介装されている。自動流量調節バルブ74によって、窒素ガス供給管9から二流体ノズル3(気体流路50)に供給される窒素ガスの流量が常に一定に保たれている。また、圧力センサ73によって窒素ガス供給管9を流通する窒素ガス、すなわち二流体ノズル3に導入される窒素ガスの圧力が検出されるようになっている。
The
In the
遮蔽部43に対して短筒部47が変位すると、気体吐出口44から吐出される窒素ガスの圧力が変化する。このとき、二流体ノズル3に導入される窒素ガスの流量が一定に保たれているので、気体流路50内の圧力は変化する。すなわち、気体吐出口44からの窒素ガスの圧力が相対的に高いときは、気体流路50内の圧力は相対的に高くなり、その結果、圧力センサ73の検出値は比較的高い値を示す。また、気体吐出口44からの窒素ガスの圧力が相対的に低いときは、気体流路50内の圧力は相対的に低くなり、その結果、圧力センサ73の検出値は比較的低い値を示す。すなわち、遮蔽部43に対する短筒部47の軸方向位置と圧力センサ73との間には、一定の関係がある。
When the
二流体ノズル3の退避位置(図7に破線で図示)には、有底容器からなるプリディスペンスポッド(図示しない)がその開口部を上方に向けた状態で配置されている。プリディスペンスポッドは、二流体ノズル3に残留して劣化した処理液を廃液するために用いられるものである。また、二流体ノズル3の退避位置(図7に破線で図示)には、外筒昇降装置72が配置されている。この外筒昇降装置72は、外筒20の内筒21に対するねじ込み量を調節するものである。
At the retracted position of the two-fluid nozzle 3 (shown by a broken line in FIG. 7), a pre-dispens pod (not shown) made of a bottomed container is disposed with its opening facing upward. The pre-dispens pod is used to waste the processing liquid remaining in the two-
図7は、外筒昇降装置72の構成を示す図である。外筒昇降装置72は、異なる上下方向の高さ位置を有する上ハンド75、中ハンド76および下ハンド77を備えている。
上ハンド75は、短い円柱状をなしている。上ハンド75には、上ハンド75を水平方向に移動させるための上ハンド移動機構78が結合されている。この上ハンド75は、退避位置にある二流体ノズル3の内筒21の外周基端部に圧接して、内筒21を回転不能に固定するためのものである。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the outer
The
中ハンド76は、短い円柱状をなしている。中ハンド76には、中ハンド76を水平方向に移動させるための中ハンド移動機構79が結合されている。また、中ハンド76には、中ハンド76をその中心軸線周りに回転させるための中ハンド回転駆動機構80が結合されている。この中ハンド76は、退避位置にある二流体ノズル3の固定ナット23の外周と接触して、固定ナット23を内筒21に対して回転させるためのものである。
The
下ハンド77は、短い円柱状をなしている。下ハンド77の外周には、グリップが配置されている。下ハンド77には、下ハンド77を水平方向に移動させるための下ハンド移動機構81が結合されている。また、下ハンド77には、下ハンド77をその中心軸線周りに回転させるための下ハンド回転駆動機構82が結合されている。この下ハンド77は、退避位置にある二流体ノズル3の外筒20の外周と接触して、外筒20を内筒21に対して回転させるためのものである。
The
上ハンド移動機構78によって、上ハンド75が二流体ノズル3の内筒21に向けて移動される。そして、上ハンド75の外周が、内筒21の外周に圧接されることにより、内筒21が回転不能な状態とされる。
また、中ハンド76は、中ハンド移動機構79により、固定ナット23に向けて移動され、中ハンド76の外周が固定ナット23の外周に接触する。そして、内筒21が回転不能とされた状態で、中ハンド回転駆動機構80によって中ハンド76が中心軸線まわりに回転されることにより、固定ナット23が回転する。雄ねじ36に固定されている固定ナット23が所定の緩み方向に回転されることにより、固定ナット23を緩めることができる。
The upper
The
また、下ハンド77は、下ハンド移動機構81により、外筒20に向けて移動され、下ハンド77の外周が外筒20の外周に接触する。そして、内筒21が回転不能とされた状態で、下ハンド回転駆動機構82によって下ハンド77が中心軸線まわりに回転される。これにより、外筒20も回転し、雄ねじ36の長さ方向に関して雌ねじ37の位置が変化し、内筒21に対する外筒20の軸方向の位置が変化する。
Further, the
外筒20の位置調整後、中ハンド回転駆動機構80によって固定ナット23が所定の締め付け方向(緩み方向とは逆方向)に回転されることにより、固定ナット23を外筒20に締め付けることができる。
図8は、この基板処理装置70の電気的構成を示すブロック図である。制御装置60には、パーティクルカウンタ71から出力される信号および圧力センサ73から出力される信号が入力されるようになっている。
After adjusting the position of the
FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of the
制御装置60には、スピンモータ5、二流体ノズル駆動機構14、処理液バルブ10、窒素ガスバルブ11、DIWバルブ16、上ハンド移動機構78、中ハンド回転駆動機構80、中ハンド移動機構79、下ハンド回転駆動機構82および下ハンド移動機構81が制御対象として接続されている。
制御装置60には記憶部(図示しない)が接続されている。この記憶部には、パーティクルカウンタ71による検出値(パーティクル量)と、窒素ガス配管34に導入される窒素ガスの圧力として設定すべき設定圧力値との対応関係を表す検出パーティクル量−設定圧力値対応テーブル(図示しない)が記憶されている。このテーブルにおける検出値と設定圧力との関係は、検出値が相対的に低いときは、設定圧力値が相対的に大きく、検出値が相対的に高いときは、設定圧力値が相対的に小さい。
The
A storage unit (not shown) is connected to the
図9は、基板処理装置70における処理の一例を示す工程図である。基板処理装置70における処理に際しては、前述の図5の場合と同様、図示しない搬送ロボット(図示しない)によって処理室(図示しない)に搬入されて(ステップS11)、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック2に保持される。
次いで、二流体ノズル3の退避位置において、二流体ノズル3からの液滴の噴霧状態の調整が行われる(ステップS12:二流体ノズル噴霧状態の調整)。
FIG. 9 is a process diagram showing an example of processing in the
Next, at the retracted position of the two-
図10は、二流体ノズル3の噴霧状態の調整における制御の流れを示すフローチャートである。
ウエハWがスピンチャック2に保持された後、ウエハWの表面に存在するパーティクルの量がパーティクルカウンタ71により検出される(ステップS21)。その検出出力が制御装置60に与えられる。制御装置60は、記憶部(図示しない)に記憶されている検出パーティクル量−設定圧力値対応テーブル(図示しない)を参照し、その検出結果(パーティクルの量)に対応する設定圧力値を取得する(ステップS22)。
FIG. 10 is a flowchart showing the flow of control in adjusting the spray state of the two-
After the wafer W is held on the
また、制御装置60は、処理液バルブ10および窒素ガスバルブ11を開く(ステップS23,ステップS24)。これにより、二流体ノズル3から処理液と窒素ガスとが混合されて生成された液滴の噴流が吐出される。二流体ノズル3から吐出される処理液と窒素ガスとの液滴は、有底容器からなるプリディスペンスポッド(図示しない)の開口部に向けて吐出され、そのプリディスペンスポッド(図示しない)に受け止められた後、廃液される。
Further, the
そして、制御装置60は、上ハンド移動機構78、中ハンド回転駆動機構80および下ハンド回転駆動機構82を駆動して、外筒20を内筒21に対してねじ込み/緩めて、外筒20を内筒21に対して昇降させる(ステップS25)。そして、圧力センサ73の検出値が、ステップS22で決定された設定圧力値になるまで中ハンド回転駆動機構80および下ハンド回転駆動機構82による駆動は継続される(ステップS26)。
Then, the
検出パーティクル量−設定圧力値対応テーブル(図示しない)における検出値と設定圧力との関係は、検出値が相対的に低いときは、設定圧力値が相対的に大きく、また、検出値が相対的に高いときは、設定圧力値が相対的に小さくされている。そのため、ウエハW表面に付着するパーティクルの量が相対的に多いときは、気体吐出口44から吐出される窒素ガスの圧力が比較的低く、二流体ノズル3(気体吐出口)から吐出される液滴の噴霧状態は液滴の噴霧面積が大きくなるため、異物除去能力が高くなる。また、ウエハW表面に付着するパーティクルの量が相対的に少ないときは、気体吐出口44から吐出される窒素ガスの圧力が比較的高く、二流体ノズル3から吐出される液滴の噴霧状態は液滴の噴霧面積が小さくなるため、ウエハW表面にダメージを与えない状態である。
The relationship between the detected value and the set pressure in the detected particle amount-set pressure value correspondence table (not shown) is that when the detected value is relatively low, the set pressure value is relatively large, and the detected value is relatively When the pressure is high, the set pressure value is relatively small. Therefore, when the amount of particles adhering to the surface of the wafer W is relatively large, the pressure of nitrogen gas discharged from the
そして、圧力センサ73の検出値が、ステップS22で決定された設定圧力値になると(ステップS26でYES)、中ハンド回転駆動機構80および下ハンド回転駆動機構82による駆動を停止させて、外筒20の昇降を停止させ、内筒21と外筒20とを互いに固定する(ステップS27)。
その後、制御装置60は、処理液バルブ10および窒素ガスバルブ11を開じて(ステップS27,S28)、二流体ノズル3の噴霧状態の調整のための制御を終了する。
When the detected value of the
Thereafter, the
再び図9を参照して、二流体ノズル3の噴霧状態の調整(ステップS12)後、制御装置60は、スピンモータ5を駆動して、ウエハWを回転開始させる(ステップS13)。また、制御装置60は、二流体ノズル駆動機構14を制御して、二流体ノズル3がウエハWの上方に移動される。
ウエハWの回転速度が所定の液処理速度(たとえば、1000rpm)に達すると、制御装置60は、処理液バルブ10および窒素ガスバルブ11を開く。これにより、二流体ノズル3から処理液と窒素ガスとが混合されて生成された液滴の噴流が吐出される。また、制御装置60は、二流体ノズル駆動機構14を制御して、アーム13を所定の角度範囲内で揺動させる(S14:処理液処理)。
Referring to FIG. 9 again, after adjusting the spray state of the two-fluid nozzle 3 (step S12), the
When the rotation speed of the wafer W reaches a predetermined liquid processing speed (for example, 1000 rpm), the
噴流供給位置の往復スキャンが所定回数行われると、処理液バルブ10および窒素ガスバルブ11が閉じられて、二流体ノズル3からの液滴の噴流の供給が停止される。そして、二流体ノズル3が、ウエハWの上方からスピンチャック2の側方の待機位置に戻される。
また、制御装置60は、DIWバルブ16を開いて、DIWノズル4からウエハWの表面に向けてDIWを吐出する。ウエハWの上面に付着している処理液が、このDIWによって洗い流される(S15:リンス処理)。DIWノズル4によるDIWの吐出開始から所定のリンス処理時間が経過すると、制御装置60は、DIWバルブ16を閉じて、ウエハWへのDIWの供給を停止する。その後、制御装置60は、スピンチャック2をスピン乾燥回転速度(たとえば2500rpm程度)まで加速する。これにより、ウエハWが乾燥される(S16:スピンドライ)。これらステップS13,S14,S15,S16の処理は、それぞれ、図3のステップS2,S3,S4,S5と同様の処理である。
When the reciprocating scan of the jet supply position is performed a predetermined number of times, the processing
Further, the
スピンドライが所定のスピンドライ時間にわたって行われると、スピンチャック2の回転が停止される(ステップS17)。その後、搬送ロボット(図示しない)によってウエハWが処理室(図示しない)から搬出される(ステップS18)。
この第2実施形態によれば、ウエハW表面に付着しているパーティクルの量が、パーティクルカウンタ71によって検出される。そのため、パーティクルカウンタ71の検出結果に基づいて、遮蔽部43に対する短筒部47の軸方向の位置を調節することができる。したがって、二流体ノズル3の液滴の噴霧状態を、ウエハW表面のパーティクルの量に応じた状態に自動的に調整することができる。
When the spin dry is performed for a predetermined spin dry time, the rotation of the
According to the second embodiment, the
遮蔽部43に対する短筒部47の軸方向の位置が変化すると、二流体ノズル3の気体吐出口44の態様が変化し、気体吐出口44から吐出される窒素ガスの圧力が変化する。たとえば二流体ノズル3に一定流量の窒素ガスが供給される場合は、遮蔽部43に対する短筒部47の軸方向の位置の変化にともなって、気体流路50内の圧力、ひいては窒素ガス供給管9の圧力が変化する。したがって、圧力センサ73の検出出力に基づいて、短筒部47を遮蔽部43に対して中心軸Lに沿って変位させることにより、二流体ノズル3の気体吐出口44の態様を所望の態様に制御することができる。したがって、二流体ノズル3から吐出される液滴の噴霧状態を、ウエハW表面の状態に応じた状態に正確に調整することができる。
When the axial position of the
図11は、本発明の第3実施形態に係る基板処理装置の二流体ノズル90の構成を示す図解的な側面図である。図12は、二流体ノズル90の構成を示す図解的な縦断面図である。この第3実施形態において、図1〜図5に示す実施形態(第1実施形態)に示された各部に対応する部分には、第1実施形態と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
FIG. 11 is a schematic side view showing the configuration of the two-
この図11および図12に示す基板処理装置の二流体ノズル90が、第1実施形態の二流体ノズル3と大きく相違する点は、外筒20に代えて、軸方向に2分割された外筒91が用いられている点である。外筒91は、軸方向の基端側(図11および図12に示す上側)の基端部材92と、軸方向先端側(図11および図12に示す下側)の先端部材93とを備えている。
The two-
先端部材93は、第1実施形態の二流体ノズル3の外筒20の先端部(図2および図3参照)と同等の構成である。先端部材93は、短筒からなる下筒94と、下筒94の下方に設けられた遮蔽部43と、下筒94の上方に設けられ、基端部材92とねじ連結する雄ねじ部(雄ねじ)95とを備えている。雄ねじ部95は、円筒状に形成されている。雄ねじ部95の外周には、雄ねじが形成されている。雄ねじ部95の内径は下筒94の内径と同径である。雄ねじ部95の外径は下筒94の外径よりも小径にされている。
The
基端部材92は、第1実施形態の二流体ノズル3の外筒20における先端部(図2および図3参照)以外の部分と同等の構成である。基端部材92は、上筒96と、上筒96の下方に設けられ、先端部材93とねじ連結する雌ねじ部(雌ねじ)97とを備えている。上筒96は、下筒94と同じ内径および外径を有している。上筒96は、上下方向の途中部に、処理液導入口33を有している。雌ねじ部97は、円筒状に形成されている。雌ねじ部97の外径は、上筒96の外径と同径である。雌ねじ部97の内径は上筒96の内径よりも大径にされている。雌ねじ部97の内周には、先端部材93の雄ねじ部95と螺合する雌ねじが形成されている。
The
基端部材92と、先端部材93の下筒94との間には、先端部材93を基端部材92に固定するための下固定ナット98が配置されている。
下固定ナット(固定ナット)98は、基端部材92の雄ねじ部95と螺合する雌ねじ孔99を有している。この下固定ナット98は、円筒状に形成されており、その外径は、上筒96および下筒94の外径とほぼ同じにされている。下固定ナット98を先端部材93の雄ねじ部95に対してねじ込み、基端部材92の基端部側から、下固定ナット98を基端部材92に対して締め付けることによって、先端部材93を基端部材92に固定することができる。そして、雄ねじ部95に対する基端部材92のねじ込み量を調節することによって、遮蔽部43に対する短筒部47の軸方向の位置を調節することができる。
A
The lower fixing nut (fixing nut) 98 has a
先端部材93の下筒94の外周および基端部材92の上筒96の外周には、周方向に沿うスケール100が付されている。なお、この二流体ノズル90では、スケール51が付されていない。
スケール100は、下筒94の外周の基端部に設けられた目盛り102と、基端部材92の上筒96の外周の先端部に設けられた指標101とを備えている。すなわち、スケール100は、図2に示すスケール51と同様の構成である。
A
The
第3実施形態によれば、先端部材93を基端部材92に対して中心軸Lに沿って変位させることにより、短筒部47の遮蔽部43に対する軸方向位置を調節することができる。これにより、二流体ノズル90から吐出される液滴の噴霧状態を調整することができる。
図13は、本発明の第4実施形態に係る基板処理装置の二流体ノズル110の構成を示す図解的な縦断面図である。この第4実施形態において、図1〜図5に示す実施形態(第1実施形態)に示された各部に対応する部分には、第1実施形態と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。この図13に示す基板処理装置の二流体ノズル110が、第1実施形態の二流体ノズル3と相違する点は、外筒20の遮蔽部43の下側の端面にテーパ面が形成されておらず、遮蔽部43の下側の端面が、中心軸Lと直交する円筒面からなる先端面111だけによって形成されている点である。
According to the third embodiment, the axial position of the short
FIG. 13 is a schematic longitudinal sectional view showing the configuration of the two-
図14は、本発明の第5実施形態に係る基板処理装置の二流体ノズル120の構成を示す図解的な縦断面図である。この第5実施形態において、図1〜図5に示す実施形態(第1実施形態)に示された各部に対応する部分には、第1実施形態と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。この図14に示す基板処理装置の二流体ノズル120が、第1実施形態の二流体ノズル3と相違する点は、外筒20の遮蔽部43の下側の端面が、径方向外方に向かうに従って低くなる底面視円筒状の第1テーパ面121と、第1テーパ面121と連続し、径方向外方に向かうに従って高くなる底面視円筒状の第2テーパ面122とを備えている点である。
FIG. 14 is a schematic longitudinal sectional view showing the configuration of the two-
以上、この発明の5つの実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、第2実施形態では、パーティクルカウンタとして、レーザー式のパーティクルカウンタ71を例示したが、これに代えて他のパーティクルカウンタが採用されていてもよい。この場合、ウエハWの表面の全域におけるパーティクルを検出対象とすることもできる。
As mentioned above, although five embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
For example, in the second embodiment, the laser
また、第2実施形態では、パーティクルカウンタ71に代えて、ウエハWの表面におけるパターンの有無を検出するためのセンサ(CCDセンサ)を設けた構成としてもよい。そして、ウエハWの表面におけるパターンの有無に基づいて、二流体ノズル3から吐出される液滴の噴霧状態が変化されるものであってもよい。
また、これらのパーティクルカウンタ71やセンサは、二流体ノズル3の噴霧状態の調整時にだけ処理室(図示しない)内に引き出され、それ以外のときは処理室外に退避させておくこともできる。
In the second embodiment, instead of the
These particle counters 71 and sensors can be drawn into the processing chamber (not shown) only when the spray state of the two-
また、第2実施形態を変形して、制御装置60に接続される記憶部(図示しない)に記憶される検出パーティクル量−設定圧力値対応テーブル(図示しない)は、検出圧力値そのものでなく、検出圧力値の閾値が規定された構成であってもよい。
また、第2実施形態では、窒素ガス供給管9に介装されている圧力センサ73を省略することもできる。この場合、制御装置60に接続されている記憶部に、検出パーティクル量−設定圧力値対応テーブルに代えて、パーティクルカウンタ71による検出値(パーティクル量)と、下ハンド回転駆動機構82によって回転させる(ねじ込ませる)べき外筒20(の内筒21に対する)回転量(ねじ込み量)との対応関係を表す検出パーティクル量−回転量対応テーブルを記憶させてもよい。そして、制御装置60は、検出パーティクル量−回転量対応テーブルを参照して、検出結果に対応する回転量を取得し、その回転量に応じて、外筒20をねじ込み/緩めることができる。
Further, the second embodiment is modified so that the detected particle amount-set pressure value correspondence table (not shown) stored in the storage unit (not shown) connected to the
In the second embodiment, the
また、第2実施形態において、二流体ノズル3に代えて、二流体ノズル90,110,120を用いてもよい。第3実施形態の二流体ノズル90を第2実施形態に係る基板処理装置70に適用する場合は、中ハンド76で基端部材92を操作させ、下ハンド77で先端部材93を操作させる構成としてもよい。
また、第3実施形態では、外筒20および内筒21を、互いがたとえば溶接により相対変位不能に固定された構成とすることもできる。この場合、固定ナット23は省略することができる。
In the second embodiment, two-
Moreover, in 3rd Embodiment, the
また、第3実施形態において、二流体ノズル90を、先端部材93が基端部材92に外嵌された構成とすることもできる。この場合、基端部材92に雄ねじ部を設けられ、先端部材93に、雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を設ければ、短筒部47を遮蔽部43に対して中心軸Lに沿って変位させることができる。
また、第3実施形態を変形して、スケール100の指標101を下固定ナット98の外周に設ける構成であってもよい。また、スケール100の目盛り102を基端部材92の外周または下固定ナット98の外周に設け、スケール51の指標52を固定ナット23の外周に設ける構成であってもよい。スケール100の指標101を先端部材93の外周に設ける構成であってもよい。
In the third embodiment, the two-
Further, the third embodiment may be modified such that the
また、第1、第2、第4および第5実施形態を変形して、スケール51の目盛り53を外筒20の外周に設け、スケール51の指標52を固定ナット23の外周に設ける構成であってもよい。
また、前述の各実施形態を変形して、雄ねじ36を、外筒20の雌ねじ37と螺合する部分と固定ナット23と螺合する部分とに分け、これら2つの部分のねじの巻き方向を互いに異なる方向としてもよい。この場合、外筒20の雌ねじ37と固定ナット23の雌ねじ孔31とは、ねじの巻き方向が互いに異なる方向になっている。
Further, the first, second, fourth and fifth embodiments are modified so that the
Further, by modifying each of the above-described embodiments, the
また、内筒21と外筒20とを相対変位可能とする態様として、固定状態にある外筒20に対して内筒21を変位させることもできる。このとき、内筒21の短筒部47を、外筒20の遮蔽部43に対して中心軸Lに沿って変位させることができる。
また、前記各実施形態を変形して、雄ねじ36および雌ねじ37が、雄ねじ36と雌ねじ37との螺合だけで強固な結合力が得られるような構造である場合には、固定ナット23を省略することもできる。また、第3実施形態を変形して、雄ねじ部95と雌ねじ部97との螺合だけで強固な結合力が得られるような構造である場合には、下固定ナット98を省略することもできる。
Further, as an aspect in which the
Further, when the above-described embodiments are modified so that the
また、二流体ノズル3,90に対して1種類の処理液だけでなく、複数の処理液(たとえば、薬液およびDIW)を切り換えて供給できる構成とすることもできる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
Further, not only one type of processing liquid but also a plurality of processing liquids (for example, chemical liquid and DIW) can be switched and supplied to the two-
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
1 基板処理装置
2 スピンチャック(基板保持手段)
3 二流体ノズル
8 処理液供給管(処理液供給手段)
9 窒素ガス供給管(気体供給管)
10 処理液バルブ(処理液供給手段)
11 窒素ガスバルブ(気体供給手段)
20 外筒(第2筒体)
21 内筒(第1筒体)
23 固定ナット
27 処理液流路(処理液流路)
28 処理液吐出口(処理液吐出口)
36 雄ねじ
37 雌ねじ
44 気体吐出口
50 気体流路
60 制御装置
70 基板処理装置
71 パーティクルセンサ(異物量検出手段)
72 外筒昇降装置(駆動機構,変位機構)
73 圧力センサ
90 二流体ノズル
92 基端部材
93 先端部材
110 二流体ノズル
120 二流体ノズル
W ウエハ(基板)
1.
3 Two-
9 Nitrogen gas supply pipe (gas supply pipe)
10 Treatment liquid valve (treatment liquid supply means)
11 Nitrogen gas valve (gas supply means)
20 outer cylinder (second cylinder)
21 Inner cylinder (first cylinder)
23 fixing
28 Processing liquid discharge port (Processing liquid discharge port)
36
72 Outer cylinder lifting device (drive mechanism, displacement mechanism)
73
Claims (7)
前記第1筒体の周囲を取り囲むように前記第1筒体と同軸に設けられ、前記第1筒体との間に気体が流通する気体流路を区画し、先端部において前記第1筒体との間に気体吐出口を区画する第2筒体と、
前記第1筒体の先端部と前記第2筒体の先端部とが軸方向に相対変位可能なように、前記第1筒体と前記第2筒体とを互いに固定する固定手段とを含み、
前記処理液吐出口から吐出される処理液と前記気体吐出口から吐出される気体とを前記第1筒体および第2筒体の外部で混合して前記処理液の液滴を形成し、この処理液の液滴を吐出するようになっている、二流体ノズル。 A first cylindrical body in which a processing liquid flow path through which the processing liquid flows is formed inside, and a processing liquid discharge port is opened at the tip;
The first cylinder is provided coaxially with the first cylinder so as to surround the first cylinder, and defines a gas flow path through which gas flows between the first cylinder and the first cylinder at the tip. A second cylinder defining a gas discharge port between
A fixing means for fixing the first cylinder and the second cylinder to each other so that the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder can be relatively displaced in the axial direction; ,
The processing liquid discharged from the processing liquid discharge port and the gas discharged from the gas discharge port are mixed outside the first cylinder and the second cylinder to form droplets of the processing liquid. A two-fluid nozzle designed to eject droplets of processing liquid.
前記基板保持手段に保持された基板の表面に、処理液の液滴を供給するための請求項1〜3のいずれか一項に記載の二流体ノズルと、
前記二流体ノズルの前記処理液流路に前記処理液を供給するための処理液供給手段と、
前記二流体ノズルの前記気体流路に前記気体を供給するための気体供給手段とを含む、基板処理装置。 Substrate holding means for holding a substrate to be processed;
The two-fluid nozzle according to any one of claims 1 to 3, for supplying a droplet of a processing liquid to the surface of the substrate held by the substrate holding means.
Treatment liquid supply means for supplying the treatment liquid to the treatment liquid flow path of the two-fluid nozzle;
And a gas supply means for supplying the gas to the gas flow path of the two-fluid nozzle.
前記基板保持手段に保持された基板表面の状態を検出する表面状態検出手段と、
前記表面状態検出手段の検出結果に基づいて前記変位機構を制御する変位機構制御手段とをさらに含む、請求項4記載の基板処理装置である。 A displacement mechanism that relatively displaces the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder in the axial direction;
Surface state detection means for detecting the state of the substrate surface held by the substrate holding means;
The substrate processing apparatus according to claim 4, further comprising a displacement mechanism control unit that controls the displacement mechanism based on a detection result of the surface state detection unit.
前記気体流路に前記気体を供給する気体供給管と、
前記気体供給管の途中部に設けられ、前記気体供給管を流通する気体の圧力を検出する圧力センサとを含み、
前記基板処理装置が、
前記第1筒体の先端部と前記第2筒体の先端部とを軸方向に相対的に変位させる駆動機構と、
前記圧力センサによる検出結果に基づいて前記駆動機構を制御する駆動機構制御手段とをさらに含む、請求項4〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 The gas supply means
A gas supply pipe for supplying the gas to the gas flow path;
A pressure sensor that is provided in the middle of the gas supply pipe and detects the pressure of the gas flowing through the gas supply pipe;
The substrate processing apparatus is
A drive mechanism for relatively displacing the tip of the first cylinder and the tip of the second cylinder in the axial direction;
The substrate processing apparatus according to claim 4, further comprising a drive mechanism control unit that controls the drive mechanism based on a detection result by the pressure sensor.
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