JP2015138961A

JP2015138961A - 処理液ノズル及び塗布処理装置

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Publication number: JP2015138961A
Application number: JP2014011739A
Authority: JP
Inventors: 理志西村; Satoshi Nishimura; 直樹井本; Naoki Imoto
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2034-01-24
Also published as: JP6141212B2

Abstract

【課題】処理液中の異物を除去して処理液ノズルの詰まりを抑制し、処理液ノズルから基板に処理液を適切に供給することを目的とする。
【解決手段】処理液ノズル１３２は、上部ブロック２００と、下部ブロック２０１と、上部ブロック２００と下部ブロック２０１の内部に形成された溶剤の流通空間２０２と、溶剤の吐出口２４３と流通空間２０２とを接続する溶剤の流通路２４４と、を有する。流通空間２０２は、流通路２４４の上端より下方に形成され、溶剤中の異物を沈降させて捕集するための異物捕集空間２３１を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、基板に処理液を供給する処理液ノズル、及び当該処理液ノズルを備えた塗布処理装置に関する。

近年、例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）の大口径化が進んでいる。また、実装などの特定の工程において、ウェハの薄化が求められている。そして例えば大口径で薄いウェハを、そのまま搬送したり、研磨処理すると、ウェハに反りや割れが生じるおそれがある。このため、例えばウェハを補強するために、例えば支持基板であるウェハやガラス基板にウェハを貼り付けることが行われている。

かかるウェハと支持基板の接合は、例えば特許文献１に記載された接合システムを用いて、ウェハと支持基板との間に接着剤を介在させることにより行われている。接合システムは、例えばウェハに接着剤を塗布する塗布装置と、接着剤が塗布されたウェハを加熱する熱処理装置と、接着剤を介してウェハと支持基板とを押圧して接合する接合装置とを有している。

上記接合装置では、ウェハと支持基板を押圧すると、当該ウェハと支持基板の間から接着剤がはみ出る。このようにはみ出た接着剤は、ウェハと支持基板の搬送工程や処理工程に悪影響を及ぼすおそれがある。例えば搬送工程において、ウェハと支持基板を搬送する搬送装置に接着剤が付着すると、当該接着剤が他のウェハや支持基板に付着してしまう。さらに処理工程においても、ウェハと支持基板に所定の処理を行う処理装置に接着剤が付着する場合がある。かかる場合、ウェハと支持基板を適切に接合することができない。そこで、塗布装置において、接着剤が塗布されたウェハの外周部に対して溶剤ノズルから接着剤の溶剤を供給し、当該ウェハの外周部上の接着剤を除去することが提案されている。

特開２０１３−５８５６９号公報

しかしながら、溶剤中には異物が混入している場合があり、当該異物によって特許文献１に記載の溶剤ノズルが詰まる場合がある。特に溶剤ノズルの径が小さい場合、この問題が顕著になる。かかる場合、ウェハの外周部上の接着剤を適切に除去することができない。

また、発明者らが調べたところ、このような異物は様々な原因によって発生することが分かっている。例えば溶剤ノズルに接続される溶剤の供給管の一部が剥離して異物が発生する場合がある。また、例えば定期メンテナンス時に溶剤ノズルから供給管を交換する際に、溶剤ノズルに異物が混入する場合もある。さらに、例えば溶剤ノズルと供給管の継手との間に設けられたシール材が剥離して異物が発生する場合もある。このように異物の発生源は特定することは困難である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、処理液中の異物を除去して処理液ノズルの詰まりを抑制し、処理液ノズルから基板に処理液を適切に供給することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、基板に処理液を供給する処理液ノズルであって、中空のノズル本体と、前記ノズル本体の内部に形成された処理液の流通空間と、前記ノズル本体の下部に形成された処理液の吐出口と前記流通空間とを接続し、当該ノズル本体を鉛直方向に貫通する処理液の流通路と、を有し、前記流通空間は、前記流通路の上端より下方に形成され、処理液中の異物を沈降させて捕集するための異物捕集空間を有することを特徴としている。

本発明によれば、処理液ノズルの内部に異物捕集空間が設けられているので、処理液ノズルから基板に処理液を供給する直前に処理液中の異物を除去することができる。すなわち、異物の発生源によらず、異物を除去することができる。したがって、処理液ノズルの詰まりを抑制することができ、処理液ノズルから基板に処理液を適切に供給することができる。

前記異物捕集空間は、当該異物捕集空間における異物の沈降速度が、前記流通空間における処理液の流通速度よりも大きくなるように形成されてもよい。

前記沈降速度が前記流通速度より大きくなるように、前記異物捕集空間における処理液の流出面積が決定されてもよい。また、前記沈降速度が前記流通速度より大きくなるように、前記異物捕集空間における深さが決定されてもよい。

前記ノズル本体には、前記流通空間に処理液を供給する処理液供給管が複数設けられていてもよい。

前記ノズル本体には、前記流通空間内を排気する排気管が設けられていてもよい。

別な観点による本発明は、前記処理液ノズルを備え、基板同士を接合するための接着剤を一の基板の表面に塗布する塗布処理装置であって、基板を保持して回転させる回転保持部と、前記回転保持部に保持された基板の中心部に接着剤を供給する接着剤ノズルと、を有し、前記処理液ノズルから供給される処理液は接着剤の溶剤であって、前記処理液ノズルは、前記接着剤ノズルによって接着剤が塗布された基板の外周部上に接着剤の溶剤を供給し、当該外周部上の接着剤を除去することを特徴としている。

本発明によれば、処理液中の異物を除去して処理液ノズルの詰まりを抑制し、処理液ノズルから基板に処理液を適切に供給することができる。

本実施の形態にかかる接合システムの構成の概略を示す平面図である。本実施の形態にかかる接合システムの内部構成の概略を示す側面図である。被処理ウェハと支持ウェハの側面図である。塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。塗布処理装置の構成の概略を示す横断面図である。溶剤ノズルの構成の概略を示す斜視図である。溶剤ノズルの構成の概略を示す縦断面図である。下部ブロックの構成の概略を示す縦断面の斜視図である。溶剤ノズルの内部における溶剤の流れを示す説明図である。被処理ウェハの外周部上の接着剤を除去する様子を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる接合システム１の構成の概略を示す平面図である。図２は、接合システム１の内部構成の概略を示す側面図である。

接合システム１では、図３に示すように例えば接着剤Ｇを介して、基板としての被処理ウェハＷと基板としての支持ウェハＳとを接合する。以下、被処理ウェハＷにおいて、接着剤Ｇを介して支持ウェハＳと接合される面を表面としての「接合面Ｗ_Ｊ」といい、当該接合面Ｗ_Ｊと反対側の面を裏面としての「非接合面Ｗ_Ｎ」という。同様に、支持ウェハＳにおいて、接着剤Ｇを介して被処理ウェハＷと接合される面を表面としての「接合面Ｓ_Ｊ」といい、接合面Ｓ_Ｊと反対側の面を裏面としての「非接合面Ｓ_Ｎ」という。そして、接合システム１では、被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合して重合ウェハＴを形成する。なお、被処理ウェハＷは、製品となるウェハであって、例えば接合面Ｗ_Ｊに複数の電子回路が形成されており、非接合面Ｗ_Ｎが研磨処理される。また、支持ウェハＳは、被処理ウェハＷの径と同じ径を有し、当該被処理ウェハＷを支持するウェハである。なお、本実施の形態では、支持基板としてウェハを用いた場合について説明するが、例えばガラス基板等の他の基板を用いてもよい。

接合システム１は、図１に示すように例えば外部との間で複数の被処理ウェハＷ、複数の支持ウェハＳ、複数の重合ウェハＴをそれぞれ収容可能なカセットＣ_Ｗ、Ｃ_Ｓ、Ｃ_Ｔが搬入出される搬入出ステーション２と、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴに対して所定の処理を施す各種処理装置を備えた処理ステーション３とを一体に接続した構成を有している。

搬入出ステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０には、複数、例えば４つのカセット載置板１１が設けられている。カセット載置板１１は、Ｘ方向（図１中の上下方向）に一列に並べて配置されている。これらのカセット載置板１１には、接合システム１の外部に対してカセットＣ_Ｗ、Ｃ_Ｓ、Ｃ_Ｔを搬入出する際に、カセットＣ_Ｗ、Ｃ_Ｓ、Ｃ_Ｔを載置することができる。このように搬入出ステーション２は、複数の被処理ウェハＷ、複数の支持ウェハＳ、複数の重合ウェハＴを保有可能に構成されている。なお、カセット載置板１１の個数は、本実施の形態に限定されず、任意に決定することができる。また、カセットの１つを不具合ウェハの回収用として用いてもよい。すなわち、種々の要因で被処理ウェハＷと支持ウェハＳとの接合に不具合が生じたウェハを、他の正常な重合ウェハＴと分離することができるカセットである。本実施の形態においては、複数のカセットＣ_Ｔのうち、１つのカセットＣ_Ｔを不具合ウェハの回収用として用い、他方のカセットＣ_Ｔを正常な重合ウェハＴの収容用として用いている。

搬入出ステーション２には、カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送部２０が設けられている。ウェハ搬送部２０には、Ｘ方向に延伸する搬送路２１上を移動自在なウェハ搬送装置２２が設けられている。ウェハ搬送装置２２は、鉛直方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板１１上のカセットＣ_Ｗ、Ｃ_Ｓ、Ｃ_Ｔと、後述する処理ステーション３の第３の処理ブロックＧ３のトランジション装置５０、５１との間で被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを搬送できる。

処理ステーション３には、各種処理装置を備えた複数例えば３つの処理ブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１中のＸ方向負方向側）には、第１の処理ブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１中のＸ方向正方向側）には、第２の処理ブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３の搬入出ステーション２側（図１中のＹ方向負方向側）には、第３の処理ブロックＧ３が設けられている。

例えば第１の処理ブロックＧ１には、接着剤Ｇを介して被処理ウェハＷと支持ウェハＳとを押圧して接合する接合装置３０〜３３が、搬入出ステーション２側からこの順でＹ方向に並べて配置されている。なお、接合装置３０〜３３の装置数や配置は任意に設定することができる。

接合装置３０〜３３は、外部との間で被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを受け渡すための受渡部（図示せず）と、支持ウェハＳの表裏面を反転させる反転部（図示せず）と、接着剤Ｇを介して被処理ウェハＷと支持ウェハＳとを押圧して接合する接合部（図示せず）と、受渡部、反転部及び接合部に対して、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを搬送する搬送部（図示せず）と、を有している。

例えば第２の処理ブロックＧ２には、図２に示すように被処理ウェハＷに接着剤Ｇを塗布し、さらに被処理ウェハＷの外周部上の接着剤Ｇを除去する塗布処理装置４０と、接着剤Ｇが塗布された被処理ウェハＷを所定の温度に加熱する熱処理装置４１〜４３と、同様の熱処理装置４４〜４６とが、搬入出ステーション２側に向かう方向（図２中のＹ方向負方向）にこの順で並べて配置されている。熱処理装置４１〜４３と熱処理装置４４〜４６は、それぞれ下からこの順で３段に設けられている。なお、熱処理装置４１〜４６の装置数や鉛直方向及び水平方向の配置は任意に設定することができる。

熱処理装置４４〜４６は、被処理ウェハＷを加熱処理する加熱部（図示せず）と、被処理ウェハＷを温度調節する温度調節部（図示せず）を有している。なお、塗布処理装置４０の構成については後述する。

例えば第３の処理ブロックＧ３には、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴのトランジション装置５０、５１が下からこの順で２段に設けられている。

図１に示すように第１の処理ブロックＧ１〜第３の処理ブロックＧ３に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域６０が形成されている。ウェハ搬送領域６０には、例えばウェハ搬送装置６１が配置されている。なお、ウェハ搬送領域６０内の圧力は大気圧以上であり、当該ウェハ搬送領域６０において、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴのいわゆる大気系の搬送が行われる。

ウェハ搬送装置６１は、例えば鉛直方向、水平方向（Ｙ方向、Ｘ方向）及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置６１は、ウェハ搬送領域６０内を移動し、周囲の第１の処理ブロックＧ１、第２の処理ブロックＧ２及び第３の処理ブロックＧ３内の所定の装置に被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを搬送できる。

以上の接合システム１には、図１に示すように制御部７０が設けられている。制御部７０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、接合システム１における被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、接合システム１における後述の接合処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部７０にインストールされたものであってもよい。

次に、上述した塗布処理装置４０の構成について説明する。塗布処理装置４０は、図４に示すように内部を密閉可能な処理容器１００を有している。処理容器１００のウェハ搬送領域６０側の側面には、被処理ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。

処理容器１００内の中央部には、被処理ウェハＷを保持して回転させる回転保持部としてのスピンチャック１１０が設けられている。スピンチャック１１０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えば被処理ウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、被処理ウェハＷをスピンチャック１１０上に吸着保持できる。

スピンチャック１１０の下方には、例えばモータなどを備えたチャック駆動部１１１が設けられている。スピンチャック１１０は、チャック駆動部１１１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１１１には、例えばシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック１１０は昇降自在になっている。

スピンチャック１１０の周囲には、被処理ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ１１２が設けられている。カップ１１２の下面には、回収した液体を排出する排出管１１３と、カップ１１２内の雰囲気を真空引きして排気する排気管１１４が接続されている。

図５に示すようにカップ１１２のＸ方向負方向（図５中の下方向）側には、Ｙ方向（図５中の左右方向）に沿って延伸するレール１２０が形成されている。レール１２０は、例えばカップ１１２のＹ方向負方向（図５中の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図５中の右方向）側の外方まで形成されている。レール１２０には、アーム１２１が取り付けられている。

アーム１２１には、図４及び図５に示すように被処理ウェハＷに液体状の接着剤Ｇを供給する接着剤ノズル１２２が支持されている。アーム１２１は、図５に示すノズル駆動部１２３により、レール１２０上を移動自在である。これにより、接着剤ノズル１２２は、カップ１１２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１２４からカップ１１２内の被処理ウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該被処理ウェハＷ上を被処理ウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム１２１は、ノズル駆動部１２３によって昇降自在であり、接着剤ノズル１２２の高さを調節できる。

接着剤ノズル１２２には、図４に示すように当該接着剤ノズル１２２に接着剤Ｇを供給する接着剤供給管１２５が接続されている。接着剤供給管１２５は、内部に接着剤Ｇを貯留する接着剤供給源１２６に連通している。また、接着剤供給管１２５には、接着剤Ｇの流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群１２７が設けられている。

また、図５に示すようにカップ１１２とレール１２０の間には、Ｙ方向（図５中の左右方向）に沿って延伸するレール１３０が形成されている。レール１３０は、例えばカップ１１２のＹ方向負方向（図５中の左方向）側の外方からカップ１１２の中央近傍まで形成されている。レール１３０には、アーム１３１が取り付けられている。

アーム１３１には、図４及び図５に示すように被処理ウェハＷに接着剤Ｇの溶剤を処理液として供給する、処理液ノズルとしての溶剤ノズル１３２が支持されている。アーム１２１は、図５に示すノズル駆動部１３３により、レール１３０上を移動自在である。これにより、溶剤ノズル１３２は、カップ１１２のＹ方向負方向側の外方に設置された待機部１３４からカップ１１２内の被処理ウェハＷの外周部上方まで移動でき、さらに当該被処理ウェハＷ上を被処理ウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム１３１は、ノズル駆動部１３３によって昇降自在であり、溶剤ノズル１３２の高さを調節できる。

溶剤ノズル１３２には、図４に示すように当該溶剤ノズル１３２に接着剤Ｇの溶剤を供給する、処理液供給管としての溶剤供給管１３５が接続されている。溶剤供給管１３５は、後述するように溶剤ノズル１３２に接続される際、２本に分岐する。また、溶剤供給管１３５は、内部に接着剤Ｇの溶剤を貯留する溶剤供給源１３６に連通している。さらに、溶剤供給管１３５には、接着剤Ｇの溶剤の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群１３７が設けられている。なお、接着剤Ｇの溶剤には、例えば有機系のシンナーが用いられる。

なお、本実施の形態では、接着剤ノズル１２２を支持するアーム１２１と溶剤ノズル１３２を支持するアーム１３１は、それぞれ別々のレール１２０、１３０に取り付けられていたが、同じレールに取り付けられていてもよい。また、接着剤ノズル１２２と溶剤ノズル１３２は、それぞれ別々のアーム１２１、１３１に支持されていたが、同じアームに支持されていてもよい。

また、塗布処理装置４０における各部の動作は、上述した制御部７０によって制御される。

次に、上述した溶剤ノズル１３２の構成について説明する。溶剤ノズル１３２は、図６及び図７に示すように上部ブロック２００と下部ブロック２０１を有している。下部ブロック２０１がアーム１３１に形成された溝部１３１ａに嵌め込まれて、溶剤ノズル１３２はアーム１３１に支持される。

上部ブロック２００と下部ブロック２０１は一体となって、本発明における中空のノズル本体を構成する。これら上部ブロック２００と下部ブロック２０１が一体となったノズル本体の内部には、溶剤が流通する流通空間２０２が形成される。なお、流通空間２０２は、後述する上部ブロック２００の上部空間２１０と下部ブロック２０１の下部空間２３０が結合されて形成される。

上部ブロック２００には、下面から上方に窪んだ上部空間２１０が形成されている。上部空間２１０（流通空間２０２）の天井面２１１は、その中央部から外周部に向けて鉛直下方に傾斜している。天井面２１１の中央部には、流通空間２０２の内部を排気するための排気口２１２が形成されている。また、天井面２１１の外縁部は段状に下方に窪み、当該外縁部には流通空間２０２に溶剤を供給するための溶剤供給口２１３が例えば２か所に形成されている。

上部ブロック２００の上面には、排気管２２０を接続するための管継手２２１が接続されている。排気管２２０は、管継手２２１を介して排気口２１２に連通している。そして、天井面２１１が傾斜しているため、流通空間２０２を流通する溶剤中の気泡は天井面２１１の中央部に集められ、排気口２１２を介して排気管２２０から排出される。

また、上部ブロック２００の上面には、溶剤供給管１３５を接続するための管継手２２２が複数、例えば２つ設けられている。溶剤供給管１３５は、管継手２２２を介して溶剤供給口２１３に連通している。そして、溶剤供給管１３５から溶剤供給口２１３を介して流通空間２０２に溶剤が供給される。

下部ブロック２０１は、図６〜図８に示すように上面から下方に窪んだ下部空間２３０が形成されている。上述したように、この下部空間２３０と上部ブロック２００の上部空間２１０が結合されて、流通空間２０２が形成される。下部空間２３０（流通空間２０２）は、溶剤中の異物を沈降させて捕集するための異物捕集空間２３１を有している。異物捕集空間２３１は、後述する出張部２４０の周囲であって、流入口２４１（流通路２４４の上端）より下方に形成される。この異物捕集空間２３１の具体的な設計方法は後述する。なお、下部ブロック２０１には、異物捕集空間２３１で捕集された異物を排出する異物排出管（図示せず）が設けられていてもよい。

下部ブロック２０１において、下部空間２３０の中央部には底面から突出した出張部２４０が形成されている。出張部２４０の上面には、流通空間２０２から溶剤が流入する流入口２４１が形成されている。また、下部ブロック２０１には、下面中央部から下方に突出したノズル部２４２が形成されている。ノズル部２４２の下面には溶剤の吐出口２４３が形成されている。吐出口２４３の径は、例えば０．１ｍｍ以下である。出張部２４０とノズル部２４２には、流入口２４１と吐出口２４３とを接続し、これら出張部２４０とノズル部２４２を鉛直方向に貫通する溶剤の流通路２４４が形成されている。なお、流通路２４４の上部は、流入口２４１から径が小さくなるテーパ形状を有している。

下部ブロック２０１の側面には、当該側面から外方に突出した環状のリング２５０が設けられている。リング２５０の上面は上部ブロック２００と当接し、当該上面には環状のシール材２５１、例えば樹脂製のＯリングが設けられている。

次に、上述した異物捕集空間２３１の構成について説明する。異物捕集空間２３１は、流通空間２０２を流れる溶剤中の異物を沈降させるための空間であり、先ず、溶剤ノズル１３２内の溶剤の流れについて説明する。図９に示すように溶剤供給管１３５から流通空間２０２に供給された溶剤は、異物捕集空間２３１を経て上昇した後、流入口２４１と流通路２４４を順次通過して、吐出口２４３から吐出される（図９中の点線矢印が溶剤の流通経路）。

異物捕集空間２３１は、異物捕集空間２３１における異物の沈降速度が、流通空間２０２における溶剤の流通速度よりも大きくなるように形成される。このように異物の沈降速度を溶剤の流通速度より大きくするためのパラメータとしては、異物捕集空間２３１から溶剤が流出する際の異物捕集空間２３１の流出面積Ａがある。本実施の形態では、流出面積Ａは平面視における異物捕集空間２３１の面積と換言できる。そして、流出面積Ａを調節することで、異物の沈降速度を溶剤の流通速度よりも大きくする。具体的には、流出面積Ａが大きいと、異物捕集空間２３１から流出する溶剤の流通速度が小さくなるため、異物捕集空間２３１において異物を沈降させやすくなる。

また、異物の沈降速度を溶剤の流通速度より大きくするためのパラメータとしては、異物捕集空間２３１の深さＤがある。例えば異物捕集空間２３１の深さＤが小さいと、溶剤供給管１３５から流通空間２０２に供給された溶剤は、下部ブロック２０１の底面（異物捕集空間２３１の底面）に衝突する場合がある。かかる場合、異物捕集空間２３１内での溶剤の流れが乱され、異物を適切に沈降させることができない。そこで、異物捕集空間２３１内の溶剤の流れを乱さずに異物の沈降速度を溶剤の流通速度より大きくするため、異物捕集空間２３１の深さＤを確保する必要がある。

さらに、異物の沈降速度を溶剤の流通速度より大きくするためには、複数の溶剤供給口２１３から流通空間２０２に溶剤を供給することも有効である。かかる場合、流通空間２０２に溶剤を分散して供給することで、流通空間２０２内の溶剤の流通速度を小さくできる。そうすると、異物捕集空間２３１において、異物を沈降させやすくなる。

そして、例えばシミュレーションを行ったり、或いは実験を行ったりすることにより、異物捕集空間２３１の形状が最適化される。換言すれば、異物捕集空間２３１から流出する溶剤の流れを乱さず、異物の沈降速度を溶剤の流通速度より大きくするという条件を満たせば、異物捕集空間２３１の形状、溶剤供給口２１３の数や配置、形状（溶剤供給管１３５の数や配置、形状）は任意に設計できるのである。

すなわち、異物捕集空間２３１の形状は本実施の形態に限定されない。また、溶剤供給口２１３の数（溶剤供給管１３５の数）も本実施の形態に限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。さらに、溶剤供給口２１３は流通空間２０２の上面に形成されていたが、これに限定されず、例えば溶剤供給口２１３は流通空間２０２の側面に形成され、流通空間２０２の側方から溶剤を供給するようにしてもよい。また、溶剤供給口２１３の径を溶剤供給管１３５の径よりも大きくし、流通空間２０２に供給される溶剤の速度を小さくしてもよい。

なお、発明者らが、本実施の形態の溶剤ノズル１３２を用いてシミュレーションを行ったところ、異物捕集空間２３１において８０μｍ以上の径の異物を除去することができた。

次に、以上のように構成された接合システム１を用いて行われる被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合処理方法について説明する。

先ず、複数枚の被処理ウェハＷを収容したカセットＣ_Ｗ、複数枚の支持ウェハＳを収容したカセットＣ_Ｓ、及び空のカセットＣ_Ｔが、搬入出ステーション２の所定のカセット載置板１１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２２によりカセットＣ_Ｗ内の被処理ウェハＷが取り出され、処理ステーション３の第３の処理ブロックＧ３のトランジション装置５０に搬送される。このとき、被処理ウェハＷは、その非接合面Ｗ_Ｎが下方を向いた状態で搬送される。

次に被処理ウェハＷは、ウェハ搬送装置６１によって塗布処理装置４０に搬送される。塗布処理装置４０に搬入された被処理ウェハＷは、ウェハ搬送装置６１からスピンチャック１１０に受け渡され吸着保持される。このとき、被処理ウェハＷの非接合面Ｗ_Ｎが吸着保持される。

続いて、アーム１２１によって待機部１２４の接着剤ノズル１２２を被処理ウェハＷの中心部の上方まで移動させる。その後、スピンチャック１１０によって被処理ウェハＷを回転させながら、接着剤ノズル１２２から被処理ウェハＷの接合面Ｗ_Ｊに接着剤Ｇを供給する。供給された接着剤Ｇは遠心力により被処理ウェハＷの接合面Ｗ_Ｊの全面に拡散されて、当該被処理ウェハＷの接合面Ｗ_Ｊに接着剤Ｇが塗布される。

その後、接着剤ノズル１２２を待機部１２４に移動させると共に、アーム１３１によって待機部１３４の溶剤ノズル１３２を被処理ウェハＷの外周部上方まで移動させる。このとき、図１０に示すように溶剤ノズル１３２は、被処理ウェハＷの外側面Ｗ_Ｓから所定の距離Ｌ、例えば５ｍｍ〜７．５ｍｍの位置に配置される。この距離Ｌは、制御部７０によって、例えば接着剤Ｇの種類、被処理ウェハＷ上に塗布される接着剤Ｇの目標膜厚、被処理ウェハＷを加熱する熱処理温度、又は被処理ウェハＷと支持基板とを押圧する圧力に基づいて決定される。

その後、スピンチャック１１０によって被処理ウェハＷを回転させながら、溶剤ノズル１３２から被処理ウェハＷの外周部Ｗ_Ｅに接着剤Ｇの溶剤を供給する。供給された接着剤Ｇの溶剤は、遠心力により被処理ウェハＷの外周部Ｗ_Ｅ上を外側面Ｗ_Ｓに向かって流れる。この接着剤Ｇによって被処理ウェハＷの外周部Ｗ_Ｅ上の接着剤Ｇが除去される。

このとき、図９に示したように溶剤ノズル１３２では、溶剤供給管１３５から流通空間２０２に溶剤が供給され、異物捕集空間２３１において当該溶剤中の異物が沈降して捕集される。そして、異物が除去された溶剤は、流通路２４４を通過して吐出口２４３から吐出される。このように、溶剤中の異物が異物捕集空間２３１で除去されるので、溶剤ノズル１３２の詰まりを抑制することができる。

次に被処理ウェハＷは、ウェハ搬送装置６１によって熱処理装置４１に搬送される。熱処理装置４１では、先ず、加熱部によって被処理ウェハＷは所定の温度、例えば１００℃〜３００℃に加熱される。かかる加熱を行うことで被処理ウェハＷ上の接着剤Ｇが加熱され、当該接着剤Ｇが硬化する。その後、温度調節部によって、被処理ウェハＷは、被処理ウェハＷは所定の温度に温度調節される。

次に被処理ウェハＷは、ウェハ搬送装置６１によって接合装置３０に搬送される。接合装置３０では、接合部において、被処理ウェハＷの接合面Ｗ_Ｊが上方を向いた状態、すなわち接着剤Ｇが上方を向いた状態で被処理ウェハＷが第１の保持部に保持される。

被処理ウェハＷに対して、上述した塗布処理装置４０における処理、熱処理装置４１における処理、接合装置３０における処理が行われている間、当該被処理ウェハＷに続いて支持ウェハＳの処理が行われる。支持ウェハＳは、ウェハ搬送装置６１によって接合装置３０に搬送される。接合装置３０では、反転部によって支持ウェハＳは、その表裏面が反転される。すなわち、支持ウェハＳの接合面Ｓ_Ｊが下方に向けられる。その後、接合部において、支持ウェハＳの接合面Ｓ_Ｊが下方を向いた状態で支持ウェハＳが第２の保持部に保持される。

接合装置３０において、被処理ウェハＷと支持ウェハＳがそれぞれ第１の保持部と第２の保持部に保持されると、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの水平方向の位置と鉛直方向の位置を調節した後、被処理ウェハＷの接合面Ｗ_Ｊと支持ウェハＳの接合面Ｓ_Ｊを当接させて、被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接着剤Ｇにより接着させる。さらに被処理ウェハＷと支持ウェハＳを所定の温度、例えば２００℃で加熱しながら押圧し、被処理ウェハＷと支持ウェハＳがより強固に接着され、接合される。

次に被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合された重合ウェハＴは、ウェハ搬送装置６１によって熱処理装置４２に搬送される。そして、熱処理装置４２において、重合ウェハＴは所定の温度、例えば常温（２３℃）に温度調節される。その後、重合ウェハＴは、ウェハ搬送装置６１によってトランジション装置５１に搬送され、その後搬入出ステーション２のウェハ搬送装置２２によって所定のカセット載置板１１のカセットＣ_Ｔに搬送される。こうして、一連の被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合処理が終了する。

以上の実施の形態によれば、溶剤ノズル１３２の内部に異物捕集空間２３１が設けられているので、溶剤ノズル１３２から被処理ウェハＷに溶剤を供給する直前に溶剤中の異物を除去することができる。すなわち、異物の発生源によらず、異物を除去することができる。したがって、本実施の形態のように吐出口２４３の径が小さい場合でも、溶剤ノズル１３２の詰まりを抑制することができ、溶剤ノズル１３２から被処理ウェハＷに溶剤を適切に供給することができる。さらに、異物を含まない溶剤を被処理ウェハＷに供給できるので、被処理ウェハＷの外周部Ｗ_Ｅ上の接着剤Ｇを適切に除去することができる。

また、異物捕集空間２３１は、その流出面積Ａや深さＤを調節することで、異物捕集空間２３１における異物の沈降速度が、流通空間２０２における溶剤の流通速度よりも大きくなるように形成される。しかも、溶剤供給管１３５を複数設けることによって、流通空間２０２に溶剤が分散して供給され、流通空間２０２内の溶剤の流通速度を小さくできる。したがって、異物捕集空間２３１において異物を適切に沈降させて捕集することができる。

以上の実施の形態では、被処理ウェハＷを下側に配置し、且つ支持ウェハＳを上側に配置した状態で、これら被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合していたが、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの上下配置を反対にしてもよい。かかる場合、支持ウェハＳの接合面Ｓ_Ｊに接着剤Ｇを塗布し、また被処理ウェハＷの表裏面を反転させる。そして、支持ウェハＳと被処理ウェハＷを接合する。但し、被処理ウェハＷ上の電子回路等を保護する観点から、被処理ウェハＷ上に接着剤Ｇを塗布するのが好ましい。

また、以上の実施の形態では、塗布処理装置４０において被処理ウェハＷと支持ウェハＳのいずれか一方に接着剤Ｇを塗布していたが、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの両方に接着剤Ｇを塗布してもよい。

以上の実施の形態では、本発明の処理液ノズルとして、塗布処理装置４０における溶剤ノズル１３２を用いた場合について説明したが、本発明の処理液ノズルは他の処理にも適用できる。例えばフォトリソグラフィー処理において、ウェハにレジスト液を塗布する際、ウェハの外周部をリンス液によって洗浄するＥＢＲノズル（ＥｄｇｅＢｅａｄＲｅｍｏｖｅｒノズル）にも本発明の処理液ノズルを適用できる。或いは、ウェハに他の塗布液を塗布するノズルにも本発明の処理液ノズルを適用できる。さらに、本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。

但し、上記実施の形態のように接着剤Ｇを介した被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合処理では、溶剤ノズル１３２によって被処理ウェハＷの外周部上の接着剤Ｇを除去する際に要求される精度が極めて高い。したがって、溶剤ノズル１３２から被処理ウェハＷに溶剤を適切に供給することは重要であり、処理液ノズルとして溶剤ノズル１３２を用いた場合に本発明は特に有用となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１接合システム
４０塗布処理装置
１１０スピンチャック
１２２接着剤ノズル
１３２溶剤ノズル
１３５溶剤供給管
２００上部ブロック
２０１下部ブロック
２０２流通空間
２１０上部空間
２２０排気管
２３０下部空間
２３１異物捕集空間
２４１流入口
２４３吐出口
２４４流通路
Ｇ接着剤
Ｓ支持ウェハ
Ｔ重合ウェハ
Ｗ被処理ウェハ

Claims

基板に処理液を供給する処理液ノズルであって、
中空のノズル本体と、
前記ノズル本体の内部に形成された処理液の流通空間と、
前記ノズル本体の下部に形成された処理液の吐出口と前記流通空間とを接続し、当該ノズル本体を鉛直方向に貫通する処理液の流通路と、を有し、
前記流通空間は、前記流通路の上端より下方に形成され、処理液中の異物を沈降させて捕集するための異物捕集空間を有することを特徴とする、処理液ノズル。
前記異物捕集空間は、当該異物捕集空間における異物の沈降速度が、前記流通空間における処理液の流通速度よりも大きくなるように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の処理液ノズル。
前記沈降速度が前記流通速度より大きくなるように、前記異物捕集空間における処理液の流出面積が決定されることを特徴とする、請求項２に記載の処理液ノズル。
前記沈降速度が前記流通速度より大きくなるように、前記異物捕集空間における深さが決定されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の処理液ノズル。
前記ノズル本体には、前記流通空間に処理液を供給する処理液供給管が複数設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の処理液ノズル。
前記ノズル本体には、前記流通空間内を排気する排気管が設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の処理液ノズル。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の処理液ノズルを備え、基板同士を接合するための接着剤を一の基板の表面に塗布する塗布処理装置であって、
基板を保持して回転させる回転保持部と、
前記回転保持部に保持された基板の中心部に接着剤を供給する接着剤ノズルと、を有し、
前記処理液ノズルから供給される処理液は接着剤の溶剤であって、
前記処理液ノズルは、前記接着剤ノズルによって接着剤が塗布された基板の外周部上に接着剤の溶剤を供給し、当該外周部上の接着剤を除去することを特徴とする、塗布処理装置。