JP2012178512A

JP2012178512A - Wafer processing apparatus

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Publication number: JP2012178512A
Application number: JP2011041570A
Authority: JP
Inventors: Toshihito Morioka; 利仁森岡; 祐一 ▲高▼山; Yuichi Takayama
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-09-13
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: JP5783756B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer processing apparatus which is capable of suppressing flow fluctuation of a processing liquid.SOLUTION: A wafer processing apparatus 1 comprises a spin chuck 2 which holds a wafer W, and a processing liquid supply nozzle 3 which supplies a processing liquid to the wafer W. The processing liquid is stored in a processing liquid tank 5, and processing liquid supply piping 4 is provided between the processing liquid tank 5 and the processing liquid supply nozzle 3. In a middle portion of the processing liquid supply piping 4, a pump 6, a temperature control heater 7 and a filter 8 are provided. Processing liquid feedback piping 12 is branch-connected to a branch part J1, and the processing liquid feedback piping 12 is led to the processing liquid tank 5. In the processing liquid supply piping 4 at a downstream side rather than the branch part J1, a supply flow rate adjusting valve 9, a flowmeter 10 and a supply valve 11 are interposed. To a branch part J2 between the supply flow rate adjusting valve 9 and the flowmeter 10, processing liquid branch piping 15 is branch-connected, and an orifice 16 is provided in the processing liquid branch piping 15.

Description

この発明は、基板に処理液を供給して基板を処理する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、太陽電池用基板などが含まれる。 The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing liquid to the substrate. 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, solar cell substrate and the like.

たとえば、半導体装置の製造工程では、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の表面に対して処理液を用いた処理が行われる。たとえば、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、図２に示すような基板処理装置を用いて基板処理が行われる。 For example, in a manufacturing process of a semiconductor device, processing using a processing liquid is performed on the surface of a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”). For example, a single-wafer type substrate processing apparatus that processes substrates one by one performs substrate processing using a substrate processing apparatus as shown in FIG.

図２に示す基板処理装置１０１は、基板Ｗをほぼ水平に保持して回転させることができるスピンチャック１０２と、スピンチャック１０２に保持された基板Ｗの中央部に処理液を供給する処理液供給ノズル１０４を備えている。処理液供給ノズル１０４には処理液供給配管１０５を通して処理液が供給されるようになっている。処理液は、処理液タンク１０６に貯留されていて、この処理液タンク１０６からポンプ１０７によって汲み出され、処理液供給配管１０５を介して処理液供給ノズル１０４に送られる。処理液供給配管１０５には、ポンプ１０７の下流側に、温度調節器１０８、フィルタ１０９、処理液供給バルブ１１０、流量計１１１、および流量調節バルブ（ニードルバルブ）１１２が介装されている。また、処理液供給配管１０５には、処理液供給バルブ１１０とフィルタ１０９との間において、処理液帰還配管１１３が分岐接続されている。処理液帰還配管１１３の先端は、処理液タンク１０６に接続されており、処理液帰還配管１１３の途中部には、処理液帰還バルブ１１４と流量調節バルブ（ニードルバルブ）１１５が介装されている。 The substrate processing apparatus 101 shown in FIG. 2 has a spin chuck 102 that can rotate while holding the substrate W substantially horizontally, and a processing liquid supply that supplies the processing liquid to the central portion of the substrate W held by the spin chuck 102. A nozzle 104 is provided. A processing liquid is supplied to the processing liquid supply nozzle 104 through a processing liquid supply pipe 105. The processing liquid is stored in the processing liquid tank 106, pumped out from the processing liquid tank 106 by the pump 107, and sent to the processing liquid supply nozzle 104 through the processing liquid supply pipe 105. In the processing liquid supply pipe 105, a temperature controller 108, a filter 109, a processing liquid supply valve 110, a flow meter 111, and a flow rate adjustment valve (needle valve) 112 are interposed on the downstream side of the pump 107. Further, a processing liquid return pipe 113 is branchedly connected to the processing liquid supply pipe 105 between the processing liquid supply valve 110 and the filter 109. The front end of the processing liquid feedback pipe 113 is connected to the processing liquid tank 106, and a processing liquid feedback valve 114 and a flow rate adjustment valve (needle valve) 115 are interposed in the middle of the processing liquid feedback pipe 113. .

基板処理装置１０１の運転中は、ポンプ１０７および温度調節器１０８は常に駆動されており、基板Ｗの表面に処理液による処理が行われる時（基板Ｗの表面への処理液の供給が行われる時）には、処理液帰還バルブ１１４が閉じられるとともに処理液供給バルブ１１０が開かれて、処理液タンク１０６から処理液供給配管１０５を流れる処理液が処理液供給ノズル１０４へ供給される。一方、基板Ｗの処理が行われない時（基板Ｗの表面への処理液の供給が行われない時）には、処理液供給バルブ１１０が閉じられるとともに処理液帰還バルブ１１４が開かれて、処理液供給配管１０５を流れる処理液が処理液帰還配管１１３を通して処理液タンク１０６に戻される。これにより、基板Ｗの処理が行われない時には、処理液タンク１０６、処理液供給配管１０５および処理液帰還配管１１３からなる処理液循環路を処理液が循環することになる。こうして処理液が循環していることによって、処理液供給バルブ１１０が開かれた後、速やかに基板Ｗに供給すべき処理液が処理液供給ノズル１０４に供給される。 During the operation of the substrate processing apparatus 101, the pump 107 and the temperature controller 108 are always driven, and when the surface of the substrate W is processed with the processing liquid (the processing liquid is supplied to the surface of the substrate W). ), The processing liquid feedback valve 114 is closed and the processing liquid supply valve 110 is opened, so that the processing liquid flowing from the processing liquid tank 106 through the processing liquid supply pipe 105 is supplied to the processing liquid supply nozzle 104. On the other hand, when the processing of the substrate W is not performed (when the processing liquid is not supplied to the surface of the substrate W), the processing liquid supply valve 110 is closed and the processing liquid feedback valve 114 is opened, The processing liquid flowing through the processing liquid supply pipe 105 is returned to the processing liquid tank 106 through the processing liquid return pipe 113. Thereby, when the processing of the substrate W is not performed, the processing liquid circulates in the processing liquid circulation path including the processing liquid tank 106, the processing liquid supply pipe 105, and the processing liquid return pipe 113. Since the processing liquid is thus circulated, the processing liquid to be supplied to the substrate W is supplied to the processing liquid supply nozzle 104 immediately after the processing liquid supply valve 110 is opened.

特開２００２-２０６９５７号公報JP 2002-206957 A

流量調節バルブ１１２や流量調節バルブ１１５として用いられているニードルバルブは、ボディで形成された処理液の流路に対してニードルの位置を調節することにより、流路断面積を変化させて処理液の流量を調節している。しかしながら、処理液が高温（約５０℃以上）の場合、処理液に接するニードルやボディが熱によって変形するため、ニードルとボディとの間に形成される流路の断面積が変化し、処理液の流量が変化してしまう。従来の構成では、処理液供給配管１０５に介装されている流量調節バルブ１１２には、基板Ｗの処理が行われる時には処理液が流通するが、基板Ｗの処理が行われない時には流通しない。そのため、高温の処理液を用いて基板Ｗの処理が行われる場合、処理液供給バルブ１１０が開かれて、処理液供給ノズル１０４への処理液の供給が開始された後に、流量調節バルブ１１２に高温の処理液が流通することで熱変形による流量変化が起こり、基板Ｗに供給する処理液の流量が変動するおそれがあった。 The needle valve used as the flow rate adjusting valve 112 or the flow rate adjusting valve 115 changes the cross-sectional area of the flow path by adjusting the position of the needle with respect to the flow path of the process liquid formed by the body, thereby treating the liquid. The flow rate is adjusted. However, when the processing liquid is at a high temperature (about 50 ° C. or higher), the needle or body in contact with the processing liquid is deformed by heat, so that the cross-sectional area of the flow path formed between the needle and the body changes, and the processing liquid Will change the flow rate. In the conventional configuration, the processing liquid flows through the flow rate adjustment valve 112 interposed in the processing liquid supply pipe 105 when the substrate W is processed, but does not flow when the substrate W is not processed. For this reason, when the substrate W is processed using a high-temperature processing liquid, the processing liquid supply valve 110 is opened and the supply of the processing liquid to the processing liquid supply nozzle 104 is started. When the high-temperature processing liquid flows, a flow rate change due to thermal deformation occurs, and the flow rate of the processing liquid supplied to the substrate W may vary.

そこで、本発明の目的は、処理液の流量変動を抑制することができる基板処理装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of suppressing fluctuations in the flow rate of the processing liquid.

前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を処理するための処理液を貯留する処理液タンク（５）と、処理対象の基板を保持する基板保持部（２）と、前記処理液タンクから前記基板保持部に保持されている基板に向けて処理液を供給する処理液供給路（４）と、前記処理液供給路に介装され、基板への処理液の供給およびその停止を切り換える供給バルブ（１１）と、前記供給バルブよりも上流側の前記処理液供給路に介装され、前記処理液供給路を流通する処理液の流量を調節する供給流量調節バルブ（９）と、前記供給流量調節バルブよりも上流側の前記処理液供給路に分岐接続され、前記処理液タンクに処理液を帰還させる処理液帰還路（１２）と、前記供給流量調節バルブよりも下流側であって、前記供給バルブよりも上流側の前記処理液供給路に分岐接続され、前記供給バルブが閉じられた状態において前記供給流量調節バルブを流通した後の処理液が流通する処理液分岐路（１５）と、を備える基板処理装置である。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。以下、この項において同じ。 The invention according to claim 1 for achieving the above object includes a processing liquid tank (5) for storing a processing liquid for processing a substrate, a substrate holding part (2) for holding a substrate to be processed, A processing liquid supply path (4) for supplying the processing liquid from the processing liquid tank toward the substrate held by the substrate holding section, and the supply of the processing liquid to the substrate and the processing liquid supply path A supply valve (11) for switching stop and a supply flow rate adjusting valve (9) that is interposed in the processing liquid supply path upstream of the supply valve and adjusts the flow rate of the processing liquid flowing through the processing liquid supply path. A treatment liquid return path (12) that is branched and connected to the treatment liquid supply path upstream of the supply flow rate adjustment valve and returns the treatment liquid to the treatment liquid tank; and downstream of the supply flow rate adjustment valve From the supply valve A substrate processing comprising: a processing liquid branch path (15) branched and connected to the processing liquid supply path on the upstream side and through which the processing liquid flows after flowing through the supply flow rate adjustment valve in a state where the supply valve is closed Device. In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.

本発明によれば、基板に処理液が供給される時には、供給バルブが開かれることにより処理液タンクに貯留された処理液が処理液供給路を流通して基板に供給される。基板に供給される処理液は、供給流量調節バルブによって流量が調節される。一方、基板に処理液が供給されない時には、供給バルブは閉じられ、処理液タンクから汲み出された処理液が処理液帰還路を流通して処理液タンクに帰還するとともに、供給流量調節バルブを流通した後の処理液が処理液分岐路に導かれる。これにより、基板に処理液が供給される時と基板に処理液が供給されない時のいずれの場合も、処理液は供給流量調節バルブを流通する。したがって、基板処理装置の運転中は常に処理液が供給流量調節バルブを流通するため、供給流量調節バルブを構成する部材は、流通する処理液によって常に一定の温度に保たれる。したがって、供給流量調節バルブの熱変形による流量変動を抑制または防止することができる。 According to the present invention, when the processing liquid is supplied to the substrate, the processing liquid stored in the processing liquid tank is supplied to the substrate through the processing liquid supply path by opening the supply valve. The flow rate of the processing liquid supplied to the substrate is adjusted by a supply flow rate adjusting valve. On the other hand, when the processing liquid is not supplied to the substrate, the supply valve is closed, and the processing liquid pumped out from the processing liquid tank flows through the processing liquid return path and returns to the processing liquid tank, and also flows through the supply flow rate adjustment valve. Then, the processing liquid is guided to the processing liquid branch. As a result, the processing liquid flows through the supply flow rate adjustment valve both when the processing liquid is supplied to the substrate and when the processing liquid is not supplied to the substrate. Therefore, since the processing liquid always flows through the supply flow rate adjustment valve during the operation of the substrate processing apparatus, the members constituting the supply flow rate adjustment valve are always kept at a constant temperature by the flowing processing liquid. Therefore, flow rate fluctuations due to thermal deformation of the supply flow rate adjustment valve can be suppressed or prevented.

前記供給バルブが開かれた際に前記処理液分岐路を流通する処理液の流量は、基板に向けて供給される処理液の流量よりも少なくてもよい。（請求項２） When the supply valve is opened, the flow rate of the treatment liquid flowing through the treatment liquid branch path may be smaller than the flow rate of the treatment liquid supplied toward the substrate. (Claim 2)

この発明によれば、基板に処理液が供給される時には、処理液供給路を流通して基板に処理液が供給されると同時に、処理液供給路に分岐接続された処理液分岐路にも処理液が導かれる。この時、処理液分岐路には基板に供給される処理液の流量よりも少ない流量の処理液が導かれるため、基板に供給される処理液の流量を十分に確保することができる。 According to the present invention, when the processing liquid is supplied to the substrate, the processing liquid is supplied to the substrate through the processing liquid supply path, and at the same time, the processing liquid branch path connected to the processing liquid supply path is also supplied. A processing solution is introduced. At this time, since the processing liquid having a flow rate smaller than the flow rate of the processing liquid supplied to the substrate is guided to the processing liquid branch path, the flow rate of the processing liquid supplied to the substrate can be sufficiently secured.

前記処理液帰還路に介装され、前記処理液帰還路への処理液の流通およびその停止を切り換える帰還バルブ（１３）と、前記処理液帰還路に介装され、前記処理液帰還路を流通する処理液の流量を調節する帰還流量調節バルブ（１４）とをさらに備え、前記供給バルブが開かれるとともに前記帰還バルブが閉じられた際に前記処理液供給路から基板に向けて供給される処理液の流量が、前記供給バルブが閉じられるとともに前記帰還バルブが開かれた際に前記処理液帰還路を流通する処理液の流量と前記処理液分岐路を流通する処理液の流量の和にほぼ等しくなるように、前記帰還流量調節バルブは調節されていてもよい。（請求項３） A feedback valve (13) that is interposed in the processing liquid return path and switches the flow and stop of the processing liquid to the processing liquid return path, and is interposed in the processing liquid feedback path and flows through the processing liquid feedback path. And a return flow rate adjusting valve (14) for adjusting the flow rate of the processing liquid to be supplied, and the processing supplied from the processing liquid supply path toward the substrate when the supply valve is opened and the feedback valve is closed. The flow rate of the liquid is approximately equal to the sum of the flow rate of the processing liquid flowing through the processing liquid return path and the flow rate of the processing liquid flowing through the processing liquid branch path when the supply valve is closed and the feedback valve is opened. The return flow control valve may be adjusted to be equal. (Claim 3)

この発明によれば、供給バルブが開かれるとともに帰還バルブが閉じられることにより、処理液が処理液供給路を流通して基板に供給される。また、供給バルブが閉じられるとともに帰還バルブが開かれることにより、処理液が処理液帰還路を流通して処理液タンクに帰還する。このように、供給バルブおよび帰還バルブの開閉が切り換えられることによって、上記いずれかの状態に切り換えられる。ここで、処理液供給路を流通して基板に供給される処理液の流量は、処理液帰還路を流通する処理液の流量と処理液分岐路を流通する処理液の流量の和にほぼ等しいため、供給バルブおよび帰還バルブの開閉切り換えの際に処理液の流量は変動しない。したがって、たとえば処理液供給路が他の基板保持部に保持される基板に向けて処理液を供給する処理液供給路に分岐している場合であっても、供給バルブおよび帰還バルブの開閉切り換え動作が他の基板処理部に保持された基板へ供給される処理液の流量に影響を及ぼさない。したがって、処理液供給路が複数の基板処理部に保持される基板に向けて処理液を供給する処理液供給路に分岐している構成であっても、１つの基板への処理液の供給／停止の切り換え動作によって他の基板に供給される処理液の流量が変動することを防止でき、処理液の供給流量を安定化することができる。 According to this invention, when the supply valve is opened and the feedback valve is closed, the processing liquid flows through the processing liquid supply path and is supplied to the substrate. Further, when the supply valve is closed and the feedback valve is opened, the processing liquid flows through the processing liquid return path and returns to the processing liquid tank. In this way, switching between the supply valve and the feedback valve is performed to switch to one of the above states. Here, the flow rate of the processing liquid supplied to the substrate through the processing liquid supply path is substantially equal to the sum of the flow rate of the processing liquid flowing through the processing liquid return path and the flow rate of the processing liquid flowing through the processing liquid branch path. Therefore, the flow rate of the processing liquid does not change when the supply valve and the feedback valve are switched. Therefore, for example, even when the processing liquid supply path is branched to the processing liquid supply path for supplying the processing liquid toward the substrate held by another substrate holding unit, the opening / closing switching operation of the supply valve and the feedback valve is performed. Does not affect the flow rate of the processing liquid supplied to the substrate held in the other substrate processing unit. Accordingly, even when the processing liquid supply path is branched to the processing liquid supply path for supplying the processing liquid toward the substrate held by the plurality of substrate processing units, the supply / supply of the processing liquid to one substrate is performed. It is possible to prevent the flow rate of the processing liquid supplied to the other substrate from fluctuating due to the stop switching operation, and to stabilize the supply flow rate of the processing liquid.

前記処理液分岐路は、前記処理液分岐路の流路を絞るオリフィス（１６）を含んでいてもよい。（請求項４） The processing liquid branch path may include an orifice (16) for narrowing the flow path of the processing liquid branch path. (Claim 4)

この発明によれば、処理液分岐路にオリフィスが含まれているので、処理液分岐路に導入される処理液の流量を十分に小さくすることができる。これにより、処理液供給路を流通して基板に処理液が供給される際に、処理液分岐路に導入される処理液の流量を十分に小さくすることができ、基板に供給される処理液の流量を十分に確保することができる。 According to this invention, since the orifice is included in the treatment liquid branch, the flow rate of the treatment liquid introduced into the treatment liquid branch can be sufficiently reduced. Accordingly, when the processing liquid is supplied to the substrate through the processing liquid supply path, the flow rate of the processing liquid introduced into the processing liquid branch path can be sufficiently reduced, and the processing liquid supplied to the substrate A sufficient flow rate can be secured.

また、前記供給流量調節バルブは、ニードルバルブであってもよい。（請求項５） The supply flow rate adjustment valve may be a needle valve. (Claim 5)

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の図解的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 従来の基板処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional substrate processing apparatus.

以下では、この発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置１の図解的な断面図である。この基板処理装置１は、クリーンルーム内に設置され、半導体ウエハなどの基板Ｗに対して、エッチング液や洗浄液などの処理液を供給して、基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus 1 is a single-wafer type apparatus that is installed in a clean room and supplies a processing liquid such as an etching liquid or a cleaning liquid to a substrate W such as a semiconductor wafer to process the substrates W one by one. is there.

図１に示す基板処理装置１は、基板Ｗをほぼ水平に保持して回転させることができるスピンチャック２と、スピンチャック２に保持された基板Ｗの中央部に処理液を供給する処理液供給ノズル３を備えている。 A substrate processing apparatus 1 shown in FIG. 1 has a spin chuck 2 that can hold and rotate a substrate W substantially horizontally, and a processing liquid supply that supplies a processing liquid to a central portion of the substrate W held by the spin chuck 2. A nozzle 3 is provided.

スピンチャック２は、鉛直軸線まわりに回転される円盤状のスピンベースの周縁部の複数箇所にほぼ等間隔で設けられた複数個の挟持部材によって基板Ｗを挟持した状態で、スピンベースをモータで回転させることにより、その基板Ｗをほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベースとともに鉛直軸線まわりに回転させることができる。 The spin chuck 2 is configured such that the spin base is moved by a motor in a state where the substrate W is sandwiched by a plurality of sandwiching members provided at substantially equal intervals at a plurality of peripheral portions of a disc-shaped spin base that is rotated around a vertical axis. By rotating, the substrate W can be rotated around the vertical axis together with the spin base while maintaining a substantially horizontal posture.

なお、スピンチャック２としては、このような構成のものに限らず、たとえば、真空吸着式のバキュームチャックが採用されてもよい。このバキュームチャックは、基板Ｗの下面を真空吸着することにより、基板Ｗをほぼ水平な姿勢で保持することができる。そして、バキュームチャックは、基板Ｗを保持した状態で、ほぼ鉛直な軸線まわりに回転することにより、基板Ｗをほぼ水平な姿勢を保ったまま回転させることができる。 The spin chuck 2 is not limited to such a configuration, and for example, a vacuum suction type vacuum chuck may be employed. This vacuum chuck can hold the substrate W in a substantially horizontal posture by vacuum-sucking the lower surface of the substrate W. The vacuum chuck can rotate the substrate W while maintaining a substantially horizontal posture by rotating around the substantially vertical axis while holding the substrate W.

処理液供給ノズル３には処理液供給配管４を通して処理液が供給されるようになっている。基板Ｗが処理される時には、処理対象である基板Ｗをスピンチャック２によって保持し、スピンチャック２を回転駆動して基板Ｗを回転させるとともに、この回転状態の基板Ｗに向けて処理液供給ノズル３から処理液を供給することによって、基板Ｗの処理を達成する。 The processing liquid is supplied to the processing liquid supply nozzle 3 through the processing liquid supply pipe 4. When the substrate W is processed, the substrate W to be processed is held by the spin chuck 2, and the spin chuck 2 is driven to rotate to rotate the substrate W, and the processing liquid supply nozzle is directed toward the rotated substrate W. By supplying the processing liquid from 3, the processing of the substrate W is achieved.

処理液供給ノズル３から供給される処理液としては、基板Ｗの表面に対する処理の内容に応じたものが用いられる。たとえば、基板Ｗの表面から不要なレジスト膜を剥離するレジスト剥離処理であれば、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）などのレジスト剥離液が用いられ、基板Ｗの表面からポリマ（レジスト残渣）を除去するポリマ除去処理であれば、ＡＰＭ（ammonia−hydrogen peroxide mixture：アンモニア過酸化水素水）などのポリマ除去液が用いられ、基板Ｗの表面から酸化膜や金属薄膜などをエッチング除去するエッチング処理であれば、フッ酸、硫酸、硝酸、塩酸、リン酸、酢酸、アンモニア、過酸化水素水、クエン酸、蓚酸、ＴＭＡＨ、王水のうちの少なくともいずれか１つを含むエッチング液が用いられる。また、この処理液供給ノズル３とは別に、別の種類の処理液（たとえば純水）を基板Ｗに向けて供給するためのノズル（図示せず）が設けられている。 As the processing liquid supplied from the processing liquid supply nozzle 3, a liquid corresponding to the content of processing on the surface of the substrate W is used. For example, in the case of a resist stripping process for stripping an unnecessary resist film from the surface of the substrate W, a resist stripping solution such as SPM (sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture) is used. In the case of a polymer removal process for removing a polymer (resist residue), a polymer removal solution such as APM (ammonia-hydrogen peroxide mixture) is used, and an oxide film or a metal thin film is removed from the surface of the substrate W. Etching that includes at least one of hydrofluoric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, acetic acid, ammonia, hydrogen peroxide, citric acid, oxalic acid, TMAH, and aqua regia is an etching process that removes etching. Liquid is used. In addition to the processing liquid supply nozzle 3, a nozzle (not shown) for supplying another type of processing liquid (for example, pure water) toward the substrate W is provided.

処理液供給ノズル３に供給される処理液は、処理液タンク５に貯留されている。処理液タンク５と処理液供給ノズル３との間には処理液供給配管４が設けられている。処理液供給配管４の途中部には、処理液を処理液タンク５から汲み出して圧送するためのポンプ６、処理液の温度を一定に保つための温調用ヒータ７、処理液に含まれる異物を除去するためのフィルタ８が設けられている。本実施形態においては、処理液は温調用ヒータ７によって温調されている。（たとえば５０℃以上の高温に温調されている。） The processing liquid supplied to the processing liquid supply nozzle 3 is stored in the processing liquid tank 5. A processing liquid supply pipe 4 is provided between the processing liquid tank 5 and the processing liquid supply nozzle 3. In the middle of the processing liquid supply pipe 4, a pump 6 for pumping the processing liquid from the processing liquid tank 5 and pumping it, a temperature adjusting heater 7 for keeping the temperature of the processing liquid constant, and foreign substances contained in the processing liquid. A filter 8 for removal is provided. In the present embodiment, the temperature of the processing liquid is adjusted by the temperature adjusting heater 7. (For example, the temperature is adjusted to a high temperature of 50 ° C. or higher.)

処理液供給配管４には、分岐部Ｊ１において処理液帰還配管１２が分岐接続されている。処理液帰還配管１２は分岐部Ｊ１から処理液タンク５内部へと導かれている。処理液帰還配管１２の途中には、処理液の流通とその停止とを切り換えるための帰還バルブ１３と、処理液帰還配管１２を流通する処理液の流量を調節するための帰還流量調節バルブ１４が介装されている。なお、帰還バルブ１３が帰還流量調節バルブ１４よりも分岐部Ｊ１側に配置されているが、帰還流量調節バルブ１４が帰還バルブ１３よりも分岐部Ｊ１側に配置されていてもよい。 A treatment liquid return pipe 12 is branchedly connected to the treatment liquid supply pipe 4 at a branch portion J1. The treatment liquid return pipe 12 is led from the branch portion J1 to the inside of the treatment liquid tank 5. In the middle of the processing liquid return pipe 12, there are a feedback valve 13 for switching between the flow and stop of the processing liquid, and a feedback flow rate adjustment valve 14 for adjusting the flow rate of the processing liquid flowing through the processing liquid feedback pipe 12. It is intervened. Although the feedback valve 13 is disposed on the branch portion J1 side with respect to the feedback flow rate adjustment valve 14, the feedback flow rate adjustment valve 14 may be disposed on the branch portion J1 side with respect to the feedback valve 13.

分岐部Ｊ１よりも処理液供給ノズル３側の処理液供給配管４には、処理液の流量を調節するための供給流量調節バルブ９、処理液の流量を監視するための流量計１０、および処理液の流通とその停止とを切り換えるための供給バルブ１１が介装されている。なお、供給バルブ１１は、流量計１０よりも処理液供給ノズル３側に配置されているが、流量計１０が供給バルブ１１よりも処理液供給ノズル３側に配置されていてもよい。 A treatment liquid supply pipe 4 closer to the treatment liquid supply nozzle 3 than the branch portion J1 has a supply flow rate adjusting valve 9 for adjusting the flow rate of the treatment liquid, a flow meter 10 for monitoring the flow rate of the treatment liquid, and a treatment. A supply valve 11 for switching between the flow of the liquid and the stop thereof is interposed. Although the supply valve 11 is disposed on the processing liquid supply nozzle 3 side with respect to the flow meter 10, the flow meter 10 may be disposed on the processing liquid supply nozzle 3 side with respect to the supply valve 11.

このように、本実施形態においては、供給流量調節バルブ９よりも上流側の処理液供給配管４に処理液帰還配管１２が分岐接続されている。また、供給流量調節バルブ９は供給バルブ１１よりも上流側の処理液供給配管４に介装されている。 Thus, in this embodiment, the processing liquid return pipe 12 is branched and connected to the processing liquid supply pipe 4 upstream of the supply flow rate adjustment valve 9. The supply flow rate adjusting valve 9 is interposed in the processing liquid supply pipe 4 upstream of the supply valve 11.

供給流量調節バルブ９および帰還流量調節バルブ１４は、ニードルバルブで構成されている。ニードルバルブは、ボディで形成された処理液の流路に対してニードルの位置を調節することにより、流路断面積を変化させて処理液の流量を調節する。ニードルバルブを構成する部材のうち、少なくとも処理液に接する部材（流路を形成するボディやニードル）は、処理液に耐性を持たせるために、たとえばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂によって構成されている。 The supply flow rate adjustment valve 9 and the return flow rate adjustment valve 14 are constituted by needle valves. The needle valve adjusts the flow rate of the processing liquid by changing the cross-sectional area of the flow path by adjusting the position of the needle with respect to the flow path of the processing liquid formed by the body. Of the members constituting the needle valve, at least a member in contact with the processing liquid (a body or a needle forming a flow path) is made of a fluorine-based resin such as PTFE (polytetrafluoroethylene) in order to make the processing liquid resistant. It is constituted by.

供給流量調節バルブ９と流量計１０（または供給バルブ１１）との間の分岐部Ｊ２においては処理液分岐配管１５が分岐接続されている。つまり、処理液分岐配管１５は、供給流量調節バルブ９よりも下流側であって、供給バルブ１１よりも上流側の処理液供給配管４に分岐接続されている。また、処理液分岐配管１５は帰還流量調節バルブ１４よりも下流側の処理液帰還配管１２に接続されている。 A treatment liquid branch pipe 15 is branched and connected at a branch portion J2 between the supply flow rate adjusting valve 9 and the flow meter 10 (or the supply valve 11). That is, the treatment liquid branch pipe 15 is branched and connected to the treatment liquid supply pipe 4 on the downstream side of the supply flow rate adjustment valve 9 and on the upstream side of the supply valve 11. Further, the treatment liquid branch pipe 15 is connected to the treatment liquid return pipe 12 on the downstream side of the feedback flow rate adjustment valve 14.

処理液分岐配管１５には流路断面を絞るオリフィス１６が設けられている。オリフィス１６の径は、処理液分岐配管１５の管内径に比べて小さいため、処理液がオリフィス１６を流通する際に抵抗を与えられる。したがって、分岐部Ｊ２から分岐して処理液分岐配管１５に導かれる処理液の流量を小さくすることができる。また、オリフィス１６の圧力損失は供給流量調節バルブ９の圧力損失よりも大きく設定されている。したがって、供給バルブ１１が開かれるとともに帰還バルブ１３が閉じられた際に処理液分岐配管１５を流通する処理液の流量は、分岐部Ｊ２よりも処理液供給ノズル３側の処理液供給配管４を流通する処理液の流量よりも小さくなる。具体的には、分岐部Ｊ２よりも処理液供給ノズル３側の処理液供給配管４を流通する処理液の流量と処理液分岐配管１５を流通する処理液の流量の比が１０：１以下となるように、オリフィス１６の径が設定されるのが好ましい。 The treatment liquid branch pipe 15 is provided with an orifice 16 for narrowing the cross section of the flow path. Since the diameter of the orifice 16 is smaller than the pipe inner diameter of the treatment liquid branch pipe 15, resistance is given when the treatment liquid flows through the orifice 16. Therefore, the flow rate of the processing liquid branched from the branch portion J2 and guided to the processing liquid branch pipe 15 can be reduced. Further, the pressure loss of the orifice 16 is set larger than the pressure loss of the supply flow rate adjusting valve 9. Therefore, when the supply valve 11 is opened and the feedback valve 13 is closed, the flow rate of the treatment liquid flowing through the treatment liquid branch pipe 15 is set to the treatment liquid supply pipe 4 closer to the treatment liquid supply nozzle 3 than the branch portion J2. It becomes smaller than the flow rate of the processing liquid that circulates. Specifically, the ratio of the flow rate of the treatment liquid flowing through the treatment liquid supply pipe 4 closer to the treatment liquid supply nozzle 3 than the branch portion J2 to the flow rate of the treatment liquid flowing through the treatment liquid branch pipe 15 is 10: 1 or less. Thus, the diameter of the orifice 16 is preferably set.

なお、本実施形態では、スピンチャック２が基板処理部に相当し、処理液供給配管４が処理液供給路に相当し、処理液帰還配管１２が処理液帰還路に相当し、処理液分岐配管１５が処理液分岐路に相当する。 In this embodiment, the spin chuck 2 corresponds to the substrate processing unit, the processing liquid supply pipe 4 corresponds to the processing liquid supply path, the processing liquid feedback pipe 12 corresponds to the processing liquid feedback path, and the processing liquid branch pipe. 15 corresponds to the treatment liquid branch.

基板処理装置１の運転中は、ポンプ６および温調用ヒータ７は常に駆動されている。基板Ｗの処理が行われない時（基板Ｗの表面への処理液の供給が行われない時）には、供給バルブ１１が閉じられるとともに帰還バルブ１３が開かれる。これにより、ポンプ６によって処理液タンク５から汲み上げられた処理液は、処理液供給配管４、温調用ヒータ７およびフィルタ８を流通し、分岐部Ｊ１から処理液帰還配管１２を流通して処理液タンク５に戻される。これにより、基板Ｗの処理が行われない時には、処理液タンク５、処理液供給配管４および処理液帰還配管１２からなる処理液循環路を処理液が循環することになる。このように処理液が循環することによって、処理液は温調用ヒータ７によって所定の温度（たとえば５０℃以上）に温調される。 While the substrate processing apparatus 1 is in operation, the pump 6 and the temperature adjusting heater 7 are always driven. When the processing of the substrate W is not performed (when the processing liquid is not supplied to the surface of the substrate W), the supply valve 11 is closed and the feedback valve 13 is opened. As a result, the processing liquid pumped up from the processing liquid tank 5 by the pump 6 flows through the processing liquid supply pipe 4, the temperature adjusting heater 7 and the filter 8, and flows from the branch portion J1 through the processing liquid return pipe 12 to the processing liquid. Returned to tank 5. Thereby, when the processing of the substrate W is not performed, the processing liquid circulates in the processing liquid circulation path including the processing liquid tank 5, the processing liquid supply pipe 4, and the processing liquid return pipe 12. As the processing liquid circulates in this manner, the temperature of the processing liquid is adjusted to a predetermined temperature (for example, 50 ° C. or higher) by the temperature adjusting heater 7.

また処理液が処理液循環路を循環している時、処理液供給配管４を流通する処理液の一部は、分岐部Ｊ１よりも下流側に流通し、供給流量調節バルブ９を流通する。供給流量調節バルブ９を流通した処理液はその後、分岐部Ｊ２から処理液分岐配管１５を流通して処理液帰還配管１２に導かれる。これにより、処理液が処理液循環路を循環している時にも、供給流量調節バルブ９には常に所定の温度に温調された処理液が流通する。 Further, when the processing liquid circulates in the processing liquid circulation path, a part of the processing liquid flowing through the processing liquid supply pipe 4 flows downstream from the branch portion J1 and flows through the supply flow rate adjustment valve 9. Thereafter, the processing liquid flowing through the supply flow rate adjusting valve 9 flows from the branch portion J2 through the processing liquid branch pipe 15 and is guided to the processing liquid return pipe 12. Thereby, even when the processing liquid is circulating in the processing liquid circulation path, the processing liquid whose temperature is always adjusted to a predetermined temperature flows through the supply flow rate adjusting valve 9.

基板Ｗの表面に処理液による処理が行われる時（基板Ｗの表面への処理液の供給が行われる時）には、帰還バルブ１３が閉じられるとともに供給バルブ１１が開かれる。これにより、所定の温度に温調された処理液が処理液タンク５から処理液供給配管４を流通して処理液供給ノズル３に供給される。すなわち、処理液は供給流量調節バルブ９を流通し、処理液供給ノズル３に供給される。 When the surface of the substrate W is processed with the processing liquid (when the processing liquid is supplied to the surface of the substrate W), the feedback valve 13 is closed and the supply valve 11 is opened. As a result, the processing liquid adjusted to a predetermined temperature is supplied from the processing liquid tank 5 through the processing liquid supply pipe 4 to the processing liquid supply nozzle 3. That is, the processing liquid flows through the supply flow rate adjusting valve 9 and is supplied to the processing liquid supply nozzle 3.

このように処理液供給ノズル３に処理液が供給される一方、処理液供給配管４を流通する処理液の一部は、分岐部Ｊ２において処理液分岐配管１５に導かれる。処理液分岐配管１５には処理液の流路を絞るオリフィス１６が設けられており、処理液分岐配管１５の圧力損失は、分岐部Ｊ２よりも処理液供給ノズル３側の処理液供給配管４の圧力損失に比べて大きい。したがって、供給流量調節バルブ９を流通した後、分岐部Ｊ２から処理液分岐配管１５に導かれる処理液の流量は、分岐部Ｊ２から処理液供給ノズル３に向けて流通する処理液の流量よりも小さくなる。したがって、基板Ｗの表面に供給される処理液の流量は十分に確保される。 In this way, while the processing liquid is supplied to the processing liquid supply nozzle 3, a part of the processing liquid flowing through the processing liquid supply pipe 4 is guided to the processing liquid branch pipe 15 in the branch portion J2. The treatment liquid branch pipe 15 is provided with an orifice 16 for restricting the flow path of the treatment liquid, and the pressure loss of the treatment liquid branch pipe 15 is caused by the treatment liquid supply pipe 4 on the treatment liquid supply nozzle 3 side from the branch portion J2. Larger than pressure loss. Therefore, after flowing through the supply flow rate adjusting valve 9, the flow rate of the processing liquid guided from the branch part J 2 to the processing liquid branch pipe 15 is higher than the flow rate of the processing liquid flowing from the branch part J 2 toward the processing liquid supply nozzle 3. Get smaller. Therefore, a sufficient flow rate of the processing liquid supplied to the surface of the substrate W is ensured.

このように、基板Ｗの処理が行われる時には、帰還バルブ１３が閉じられるとともに供給バルブ１１が開かれることにより、速やかに所定の温度に温調された処理液が処理液供給ノズル３から基板Ｗに向けて供給される。 As described above, when the processing of the substrate W is performed, the feedback valve 13 is closed and the supply valve 11 is opened, so that the processing liquid whose temperature is quickly adjusted to a predetermined temperature is supplied from the processing liquid supply nozzle 3 to the substrate W. Supplied towards

また、供給バルブ１１が開かれるとともに帰還バルブ１３が閉じられた際に処理液供給配管４から基板に向けて供給される処理液の流量が、供給バルブ１１が閉じられるとともに帰還バルブ１３が開かれた際に処理液帰還配管１２を流通する処理液の流量と処理液分岐配管１５を流通する処理液の流量の和にほぼ等しくなるように、帰還流量調節バルブ１４は調節されている。したがって、供給バルブ１１および帰還バルブ１３の開閉が切り換えられ、処理液が処理液供給ノズル３から供給される状態と処理液が処理液循環路を循環している状態とが切り換えられた際に、処理液の流量は変動しない。 Further, when the supply valve 11 is opened and the feedback valve 13 is closed, the flow rate of the processing liquid supplied from the processing liquid supply pipe 4 toward the substrate is closed, and the supply valve 11 is closed and the feedback valve 13 is opened. In this case, the return flow rate adjusting valve 14 is adjusted so as to be approximately equal to the sum of the flow rate of the treatment liquid flowing through the treatment liquid return pipe 12 and the flow rate of the treatment liquid flowing through the treatment liquid branch pipe 15. Therefore, when the supply valve 11 and the feedback valve 13 are opened and closed, the state where the processing liquid is supplied from the processing liquid supply nozzle 3 and the state where the processing liquid is circulating in the processing liquid circulation path are switched. The flow rate of the processing liquid does not fluctuate.

したがって、たとえば処理液供給配管４が他のスピンチャックに保持される基板Ｗに向けて処理液を供給する処理液供給路に分岐している場合であっても、供給バルブ１１および帰還バルブ１３の開閉切り換え動作が他のスピンチャックに保持された基板Ｗへ供給される処理液の流量に影響を及ぼさない。したがって、処理液供給配管４が複数のスピンチャックに保持される基板Ｗに向けて処理液を供給する処理液供給路に分岐している構成であっても、１つの基板Ｗへの処理液の供給／停止の切り換え動作によって他の基板Ｗに供給される処理液の流量が変動することを防止でき、処理液の供給流量を安定化することができる。 Therefore, for example, even when the processing liquid supply pipe 4 is branched to the processing liquid supply path for supplying the processing liquid toward the substrate W held by another spin chuck, the supply valve 11 and the feedback valve 13 The opening / closing switching operation does not affect the flow rate of the processing liquid supplied to the substrate W held by another spin chuck. Therefore, even if the processing liquid supply pipe 4 branches to the processing liquid supply path that supplies the processing liquid toward the substrate W held by the plurality of spin chucks, It is possible to prevent the flow rate of the processing liquid supplied to the other substrate W from fluctuating due to the supply / stop switching operation, and to stabilize the supply flow rate of the processing liquid.

このように、本実施形態においては、基板Ｗの処理が行われない時（処理液が処理液循環路を循環している時）にも、供給流量調節バルブ９には所定の温度に温調された処理液が流通する。これにより、基板に処理液が供給される時と基板に処理液が供給されない時のいずれの場合も、処理液は供給流量調節バルブ９を流通する。したがって、基板処理装置１の運転中は常に処理液が供給流量調節バルブ９を流通するため、供給流量調節バルブ９を構成する部材（流路を形成するボディやニードル）は、流通する処理液によって常に一定の温度に保たれる。したがって、供給流量調節バルブ９の熱変形による流量の変動を抑制または防止することができる。 As described above, in this embodiment, the supply flow rate adjusting valve 9 is adjusted to a predetermined temperature even when the substrate W is not processed (when the processing liquid is circulating in the processing liquid circulation path). The treated liquid is distributed. Thus, the processing liquid flows through the supply flow rate adjusting valve 9 both when the processing liquid is supplied to the substrate and when the processing liquid is not supplied to the substrate. Accordingly, since the processing liquid always flows through the supply flow rate adjustment valve 9 during the operation of the substrate processing apparatus 1, the members (the body and needle forming the flow path) constituting the supply flow rate adjustment valve 9 depend on the flowing processing liquid. Always kept at a constant temperature. Therefore, fluctuations in the flow rate due to thermal deformation of the supply flow rate adjustment valve 9 can be suppressed or prevented.

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。上記の実施形態では、処理液分岐配管１５は帰還流量調節バルブ１４よりも下流側の処理液帰還配管１２に接続されているが、処理液分岐配管１５は帰還流量調節バルブ１４よりも上流側の処理液帰還配管１２に接続されていてもよい。また、上記実施形態では処理液分岐配管１５は処理液帰還配管１２に接続されているが、処理液分岐配管１５は、処理液タンク５内部へと導かれる構成であってもよい。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. In the above embodiment, the treatment liquid branch pipe 15 is connected to the treatment liquid feedback pipe 12 downstream of the feedback flow rate adjustment valve 14, but the treatment liquid branch pipe 15 is upstream of the feedback flow rate adjustment valve 14. The treatment liquid return pipe 12 may be connected. In the above embodiment, the processing liquid branch pipe 15 is connected to the processing liquid return pipe 12, but the processing liquid branch pipe 15 may be guided into the processing liquid tank 5.

また、上記の実施形態では、処理液分岐配管１５はオリフィス１６を含む構成であるが、オリフィス１６の代わりにニードルバルブを介装することで、処理液分岐配管１５の流路が絞られてもよい。また、処理液分岐配管１５の配管の内径そのものを小さくすることによって、処理液分岐配管１５の流路が絞られてもよい。 Further, in the above embodiment, the processing liquid branch pipe 15 includes the orifice 16, but even if the flow path of the processing liquid branch pipe 15 is narrowed by interposing a needle valve instead of the orifice 16. Good. Further, the flow path of the treatment liquid branch pipe 15 may be narrowed by reducing the inner diameter of the treatment liquid branch pipe 15 itself.

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.

１基板処理装置
２スピンチャック
３処理液供給ノズル
４処理液供給配管
５処理液タンク
６ポンプ
７温調用ヒータ
８フィルタ
９供給流量調節バルブ
１０流量計
１１供給バルブ
１２処理液帰還配管
１３帰還バルブ
１４帰還流量調節バルブ
１５処理液分岐配管
１６オリフィス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing apparatus 2 Spin chuck 3 Processing liquid supply nozzle 4 Processing liquid supply piping 5 Processing liquid tank 6 Pump 7 Temperature control heater 8 Filter 9 Supply flow control valve 10 Flowmeter 11 Supply valve 12 Processing liquid feedback piping 13 Feedback valve 14 Feedback Flow control valve 15 Treatment liquid branch piping 16 Orifice

Claims

A processing liquid tank for storing a processing liquid for processing the substrate;
A substrate holding unit for holding a substrate to be processed;
A processing liquid supply path for supplying a processing liquid from the processing liquid tank toward the substrate held in the substrate holding unit;
A supply valve that is interposed in the processing liquid supply path and switches supply and stop of the processing liquid to the substrate;
A supply flow rate adjustment valve that is interposed in the treatment liquid supply path upstream of the supply valve and adjusts the flow rate of the treatment liquid flowing through the treatment liquid supply path;
A treatment liquid return path that is branched and connected to the treatment liquid supply path upstream of the supply flow rate adjustment valve, and that returns the treatment liquid to the treatment liquid tank;
A downstream side of the supply flow rate adjustment valve and upstream of the supply valve is branched and connected to the processing liquid supply path, and after the supply valve is closed, the supply flow rate adjustment valve is circulated. A treatment liquid branch through which the treatment liquid flows;
A substrate processing apparatus comprising:

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a flow rate of the processing liquid flowing through the processing liquid branch path when the supply valve is opened is smaller than a flow rate of the processing liquid supplied toward the substrate.

A feedback valve interposed in the processing liquid return path, for switching the flow of the processing liquid to the processing liquid return path and switching its stop;
A feedback flow rate adjustment valve that is interposed in the treatment liquid return path and adjusts the flow rate of the treatment liquid flowing through the treatment liquid return path;
When the supply valve is opened and the feedback valve is closed, the flow rate of the processing liquid supplied from the processing liquid supply path toward the substrate is the same as that when the supply valve is closed and the feedback valve is opened. The return flow rate adjusting valve is adjusted so as to be substantially equal to the sum of the flow rate of the processing liquid flowing through the processing liquid return path and the flow rate of the processing liquid flowing through the processing liquid branch path. 3. The substrate processing apparatus according to 2.

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the processing liquid branch path includes an orifice for narrowing a flow path of the processing liquid branch path.

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the supply flow rate adjustment valve is a needle valve.