JP3625755B2

JP3625755B2 - Substrate processing equipment

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Publication number: JP3625755B2
Application number: JP2000277738A
Authority: JP
Inventors: 雅伸佐藤
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: JP2002086046A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示器のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板等（以下、単に基板と称する）の周縁端部を保持部材で保持した状態で回転させながら、この基板にノズルからの流体を吐出して基板の表面処理を行う基板処理装置に係り、特に、ノズルからの流体が保持部材に衝突して飛散するのを防止する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基板処理装置としては、例えば、基板の周縁端部を保持部材としてのチャック部材で保持した状態でこの基板を回転させて、洗浄液を吐出するノズルを基板上の所定経路に移動させながら、ノズルからの洗浄液を基板上に吐出して基板表面を洗浄処理する基板洗浄装置がある。この種の基板洗浄装置としては、例えば、図４に示すようなものが挙げられる。
【０００３】
この装置は、図４に示すように、基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅをチャック部材１０１で保持した状態で基板Ｗを回転自在に支持する回転支持部１００と、洗浄液を吐出する洗浄ノズル１１０が先端部分に備えられた移動アーム１２０と、洗浄ノズル１１０を基板Ｗ上の所定経路（基板Ｗの回転中心から基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅまでの経路）に移動させるように移動アーム１２０を旋回させる旋回機構部１３０とを備えている。回転支持部１００は、複数個（例えば、４個）のチャック部材１０１が設けられた円板状のスピンチャック１０２と、このスピンチャック１０２の底面に連結された回転軸１０３と、この回転軸１０３を回転させる電動モータ１０４とを備えている。なお、基板Ｗの周囲には、洗浄ノズル１１０から吐出された洗浄液が周囲に飛散することを防止するための飛散防止カップ１４０が配備されている。
【０００４】
基板Ｗに対する洗浄処理は次のようにして行われる。まず、基板Ｗを４個のチャック部材１０１によって保持させるようにスピンチャック１０２に装着し、回転支持部１００により、保持した基板Ｗを回転させる。次に、旋回機構部１３０により、洗浄ノズル１１０を基板Ｗの側方に離れた待機位置から基板Ｗ上の洗浄位置に移動させるように移動アーム１２０を旋回させる。そして、洗浄ノズル１１０から洗浄液を基板Ｗ上に吐出させながら、旋回機構部１３０により、洗浄ノズル１１０を基板Ｗ上の所定経路（基板Ｗの回転中心から基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅまでの経路）に移動させるように移動アーム１２０を旋回させていき、基板Ｗの表面全体を洗浄するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。すなわち、回転中の基板Ｗの回転中心からその周縁端部Ｗ_Ｅに向けて洗浄ノズルを移動させながらこの洗浄ノズルから流体としての洗浄液を基板Ｗ上に吐出しており、洗浄ノズルからの洗浄液が基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに吐出されるようになると、基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅを保持する保持部材としてのチャック部材に洗浄液が衝突してしまい、洗浄液がチャック部材に衝突することで洗浄液が周囲に飛散し、この飛散した洗浄液が基板上に付着するという問題がある。仮に、洗浄ノズルからの洗浄液を基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに吐出しないようにすると、洗浄液がチャック部材に衝突することは防止されるが、基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅが良好に洗浄処理できないという問題が生じることになる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、流体が保持部材に衝突することに起因する飛散流体を発生させることなく基板の周縁端部を表面処理できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の基板処理装置は、基板の周縁端部を保持部材で保持した状態でこの基板を回転させて、ノズルからの流体を基板上に吐出して基板の表面処理を行う基板処理装置において、前記ノズルは、基板上の所定経路を移動していき、前記保持部材は、基板の周縁端部の複数箇所に係合されてこの基板を保持するように構成され、前記ノズルが基板の周縁端部に位置していることを検出する第１位置検出手段と、基板の回転に伴って円状に移動する前記保持部材の位置を検出する第２位置検出手段と、前記第１，第２位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記ノズルからの流体が前記保持部材に吐出される位置を検出し、前記ノズルからの流体の吐出方向に前記保持部材が位置するときは、前記ノズルによる基板洗浄動作を停止するように制御するノズル制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の基板処理装置は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記ノズル制御手段は、前記第１，第２位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記ノズルからの流体の吐出を停止させることで、前記ノズルによる基板洗浄動作を停止することを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３に記載の基板処理装置は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記ノズル制御手段は、前記第１，第２位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記ノズルの流体吐出方向を変更することで、前記ノズルによる基板洗浄動作を停止することを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の基板処理装置は、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の基板処理装置において、前記第２位置検出手段は、基板の回転に伴って円状に移動する前記保持部材の位置を、基板を回転させる回転機構の回転角度に基づいて検出することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５に記載の基板処理装置は、基板の周縁端部を保持部材で保持した状態でこの基板を回転させて、ノズルからの流体を基板上に吐出して基板の表面処理を行う基板処理装置において、前記ノズルは、基板の周縁端部にのみ流体を吐出するように位置が固定されて、基板の周縁端部を専用に処理するよう構成される基板周縁部洗浄専用ノズルであり、前記保持部材は、基板の周縁端部の複数箇所に係合されてこの基板を保持するように構成され、基板の回転に伴って円状に移動する前記保持部材の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記専用ノズルからの流体が前記保持部材に吐出される位置を検出し、前記専用ノズルからの流体の吐出方向に前記保持部材が位置するときは、前記専用ノズルによる基板洗浄動作を停止するように制御するノズル制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６に記載の基板処理装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、前記ノズルは、液体と気体とを混合して形成したミストを吐出する二流体ノズルであることを特徴とするものである。また、請求項７に記載の基板処理装置は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記ノズル制御手段は、前記位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記ノズルからの流体の吐出を停止させることで、前記ノズルによる基板洗浄動作を停止することを特徴とするものである。また、請求項８に記載の基板処理装置は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記ノズル制御手段は、前記位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記ノズルの流体吐出方向を変更することで、前記ノズルによる基板洗浄動作を停止することを特徴とするものである。
【００１３】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。基板の周縁端部を保持部材で保持した状態でこの基板を回転させて、ノズルからの流体を基板上に吐出して基板の表面処理を行う基板処理装置において、ノズルは、基板上の所定経路を移動していく。保持部材は、基板の周縁端部の複数箇所に係合されてこの基板を保持するように構成されている。第１位置検出手段は、ノズルが基板の周縁端部に位置していることを検出する。第２位置検出手段は、基板の回転に伴って円状に移動する保持部材の位置を検出する。ノズル制御手段は、第１，第２位置検出手段からの検出信号に基づいて、ノズルからの流体が保持部材に吐出される位置を検出し、ノズルからの流体の吐出方向に保持部材が位置するときは、ノズルによる基板洗浄動作を停止するように制御する。つまり、ノズルからの流体を、基板の周縁端部を保持する保持部材に直接に当てないように回避して基板の周縁端部に吐出するように制御する。したがって、ノズルからの流体を保持部材に直接に当てることが防止され、流体が保持部材に衝突することに起因する流体の周囲への飛散が防止され、飛散流体の基板上への付着が防止される。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明によれば、保持部材は、基板の周縁端部の複数箇所に係合されてこの基板を保持するように構成されている。ノズルは、基板上の所定経路を移動していく。第１位置検出手段は、ノズルが基板の周縁端部に位置していることを検出する。第２位置検出手段は、基板の回転に伴って円状に移動する保持部材の位置を検出する。ノズル制御手段は、第１，第２位置検出手段からの検出信号に基づいて、ノズルからの流体の吐出を停止させることで、ノズルによる基板洗浄動作を停止する。つまり、ノズルからの流体を保持部材に直接に当てないようにノズルの流体吐出タイミングを制御する。したがって、ノズルからの流体を保持部材に直接に当てることが防止され、流体が保持部材に衝突することに起因する流体の周囲への飛散が防止され、飛散流体の基板上への付着が防止される。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明によれば、ノズル制御手段は、第１，第２位置検出手段からの検出信号に基づいて、ノズルの流体吐出方向を変更することで、前記ノズルによる基板洗浄動作を停止する。つまり、ノズルからの流体を保持部材に直接に当てないようにこのノズルの流体吐出方向を制御する。したがって、ノズルからの流体を保持部材に直接に当てることが防止され、流体が保持部材に衝突することに起因する流体の周囲への飛散が防止され、飛散流体の基板上への付着が防止される。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明によれば、第２位置検出手段は、基板の回転に伴って円状に移動する保持部材の位置を、基板を回転させる回転機構の回転角度に基づいて検出する。したがって、保持部材を直接に検出する検出部を基板の周縁端部の近傍に設ける必要がなく、ノズルからの流体が付着して汚染されることがなく清掃などのメンテナンスが不要であり、ノズルからの流体が付着して汚染されることで誤動作することも防止される。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明によれば、ノズルは、基板の周縁端部にのみ流体を吐出するように位置が固定されて、基板の周縁端部を専用に処理する基板周縁部洗浄専用ノズルである。したがって、ノズルを基板上の所定経路に移動させる必要がないので、ノズルからの流体を保持部材に直接に当てずに基板の周縁端部に吐出する構成が簡易化される。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明によれば、基板上に流体を吐出するノズルとして、液体と気体とを混合して形成したミストを吐出する二流体ノズルを用いている。二流体ノズルは、ミスト（流体）の吐出のオンオフ制御を高速に行える。したがって、基板を高速回転させてこの基板に流体を吐出して基板の表面処理を行う場合でも、高速回転している基板の保持部材に直接にミスト（流体）を当てることなくミスト（流体）の吐出のオンオフ制御が高速に行え、流体が保持部材に衝突することに起因する飛散流体を発生させることなく基板の周縁端部が表面処理される。また、請求項７に記載の発明によれば、ノズル制御手段は、位置検出手段からの検出信号に基づいて、ノズルからの流体の吐出を停止させることで、ノズルによる基板洗浄動作を停止する。また、請求項８に記載の発明によれば、ノズル制御手段は、位置検出手段からの検出信号に基づいて、ノズルの流体吐出方向を変更することで、ノズルによる基板洗浄動作を停止する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。本発明に係る基板処理装置の一例である基板洗浄装置は、基板の周縁端部を保持部材で保持した状態でこの基板を回転させて、液体と気体とを混合して形成したミストを吐出する二流体ノズルを基板上の所定経路に移動させながら、この二流体ノズルからのミストを基板上に吐出して基板表面を洗浄処理するものである。図１は本発明に係る基板処理装置の一例である基板洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
本実施例に係る基板洗浄装置は、図１に示すように、基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅを保持部材としてのチャック部材１で保持した状態で基板Ｗを回転自在に支持する回転支持部２と、液体としての超純水と気体としての窒素ガス（Ｎ_２）とを混合して形成したミストを吐出する二流体ノズル３が先端部分に備えられた移動アーム４と、二流体ノズル３に超純水を供給するための超純水供給部５と、二流体ノズル３に窒素ガスを供給するための窒素ガス供給部６と、二流体ノズル３を基板Ｗ上の所定経路（基板Ｗの回転中心から基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅまでミストを吐出するための経路）に移動させるように移動アーム４を旋回させる旋回機構部７と、回転支持部２と移動アーム４と超純水供給部５と窒素ガス供給部６と旋回機構部７などを統括的に制御するコントローラ８とを備えている。以下、各部の構成を詳細に説明する。
【００２１】
回転支持部２は、複数個（例えば、４個）のチャック部材１が所定の間隔で配設された円板状のスピンチャック９と、このスピンチャック９の底面に連結された回転軸１０と、この回転軸１０を回転させる電動モータ１１とを備えている。基板Ｗは、４個のチャック部材１によって保持されている。図１では、図面が煩雑になるのを避けるためにチャック部材１は２個のみ図示している。基板Ｗを着脱する際には、対向するチャック部材１の間隔は広がり、基板Ｗを保持する場合には、対向するチャック部材１の間隔は狭まるようになっている。図１に示すように、チャック部材１の当接周面１ａに基板Ｗの端面Ｗ_Ｔを当接させることで基板Ｗは位置規制され、チャック部材１の傾斜周面１ｂに基板Ｗの角部を接触させるようにすることで、この基板Ｗがチャック部材１に対して滑らないように保持されている。なお、基板Ｗの周囲には、二流体ノズル３から吐出されたミストが周囲に飛散することを防止するための飛散防止カップ１２が配備されている。この飛散防止カップ１２は、図示していない基板搬送機構によって、未洗浄の基板Ｗをスピンチャック９に載置したり、洗浄済みの基板Ｗをスピンチャック９から受け取ったりする際に、スピンチャック９に対して上下方向ａに昇降するように構成されている。
【００２２】
二流体ノズル３は、図１に示すように、移動アーム４によって、吐出口３ａを基板Ｗの回転中心Ｐに向けた傾斜姿勢で支持されている。この移動アーム４は、旋回機構部７によって、基板Ｗの上方に位置する洗浄位置と、基板Ｗ及び飛散防止カップ１２の側方に離れた位置との間を回動方向ｂに揺動されるようになっている。二流体ノズル３の胴部には、超純水を供給する供給管１３と、加圧圧搾された窒素ガスを導入するガス導入管１４とが連結されている。供給管１３には、コントローラ８によって開閉制御される制御弁１５を介して接続された超純水供給部５から、超純水が供給されるように構成されている。また、ガス導入管１４には、コントローラ８によって開閉制御される制御弁１６と、同じくコントローラ８によって窒素ガスの加圧や減圧等の圧力調整を行う圧力調整器１７とを介して接続された窒素ガス供給部６から、窒素ガスが供給されるように構成されている。
【００２３】
なお、本実施例では、洗浄液として超純水を使用しているが、酸、アルカリ、及びオゾンを純水に溶解したオゾン水等に例示されるように、通常の基板洗浄で用いられる洗浄液ならば、特に限定されない。また、気体として窒素ガスを使用しているが、空気等に例示されるように、通常の二流体ノズル３で用いられる気体ならば、特に限定されない。
【００２４】
旋回機構部７は、例えば、移動アーム４の他端（二流体ノズル３が備えられている方とは反対側の端部）に連結された回転軸１８と、この回転軸１８を所定の角度範囲内に回動させる電動モータ１９とを備えている。具体的には、旋回機構部７は、移動アーム４を、基板Ｗの上方に位置する洗浄位置と、基板Ｗ及び飛散防止カップ１２の側方に離れた位置との間を回動方向ｂに揺動させるように構成されている。
【００２５】
また、旋回機構部７には、例えば、二流体ノズル３が基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに位置していること、すなわち、二流体ノズル３からのミストが基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに吐出されうる状態であることを、その旋回角度に基づいて検出するためのエンコーダ（以下、第１エンコーダ２０と呼ぶ。）が備えられている。この第１エンコーダ２０からの旋回角度に関する検出信号はコントローラ８に出力される。なお、この第１エンコーダ２０としては、電動モータ１９の旋回角度（回転角度）に関する検出信号を出力するものであれば良く、例えば、ロータリエンコーダなどを採用している。また、パルスモータなどのように回転軸１８を回転させる機能と、その回転角度に関する検出信号を出力する機能とを備えた一体型のモータを採用しても良い。
【００２６】
スピンチャック９を回転させる電動モータ１１には、例えば、基板Ｗの回転に伴って円状に移動するチャック部材１の位置、すなわち、二流体ノズル３からのミストが基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅのチャック部材１に吐出される位置を、その回転角度に基づいて検出するためのエンコーダ（以下、第２エンコーダ２１と呼ぶ。）が備えられている。この第２エンコーダ２１からの回転角度に関する検出信号はコントローラ８に出力される。なお、この第２エンコーダ２１としては、電動モータ１１の旋回角度（回転角度）に関する検出信号を出力するものであれば良く、例えば、ロータリエンコーダなどを採用している。また、パルスモータなどのように回転軸１０を回転させる機能と、その回転角度に関する検出信号を出力する機能とを備えた一体型のモータを採用しても良い。
【００２７】
コントローラ８は、二流体ノズル３からのミストを、チャック部材１に直接に当てないように回避して基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに吐出するように制御する機能を有している。具体的には、コントローラ８は、第１，第２エンコーダ２０，２１からの検出信号に基づいて、二流体ノズル３からのミストをチャック部材１に直接に当てないように、この二流体ノズル３の流体吐出タイミング、すなわち、制御弁１５，１６の開閉を制御する。このコントローラ８は、例えば、第１エンコーダ２０からの検出信号に基づいて二流体ノズル３が基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに位置していること、すなわち、二流体ノズル３からのミストが基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに吐出されうる状態であることを判断でき、第２エンコーダ２１からの検出信号に基づいて基板Ｗの回転に伴って円状に移動するチャック部材１の位置、すなわち、二流体ノズル３からのミストが基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅのチャック部材１に直接に吐出される位置を検出できるように、これらの位置と検出信号との対応関係を把握している。
【００２８】
なお、上述したコントローラ８の一機能が本発明における吐出制御手段に相当し、上述した第１エンコーダ２０が本発明における第１位置検出手段に相当し、上述した第２エンコーダ２１が本発明における第２位置検出手段に相当し、上述したコントローラ８における制御弁１５，１６の制御機能が本発明におけるノズル制御手段に相当する。
【００２９】
次に、上記のように構成されている基板洗浄装置の基板洗浄動作について説明する。まず、図示しない基板搬送機構により基板Ｗをスピンチャック９に載置し、図１に示すように、基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅを４個のチャック部材１で保持する。そして、電動モータ１１を駆動して基板Ｗを一定速度（例えば、１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍのうちの任意の速度）で回転させる。
【００３０】
次に、旋回機構部７は、コントローラ８からの指示に従って、二流体ノズル３が飛散防止カップ１２の側方に離れた待機位置から基板Ｗの上方にあたる洗浄開始位置に位置するように移動アーム４を旋回移動させる。なお、この洗浄開始位置は、基板Ｗの上方位置であって、二流体ノズル３の吐出口３ａを基板Ｗの回転中心Ｐに向けた傾斜姿勢で支持されている位置のことである。
【００３１】
次に、二流体ノズル３が洗浄開始位置に位置すると、二流体ノズル３からのミストを基板Ｗに吐出する。具体的には、コントローラ８は、圧力調整器１７を操作して、窒素ガス供給部６から供給される窒素ガスの圧力を調整する。通常は、吐出速度が二流体ノズル３の吐出口３ａ付近で音速程度にまでなるように、窒素ガスを加圧する。窒素ガスの圧力を調整した後、供給管１３側の制御弁１５とガス導入管１４側の制御弁１６とをそれぞれ操作して、制御弁１５と制御弁１６とを開く。これらの制御弁１５，１６の開放に伴って、超純水供給部５からの超純水が供給管１３を経由して二流体ノズル３内の混合部（図示せず）に、窒素ガス供給部６からの窒素ガスがガス導入管１４を経由して二流体ノズル３内の混合部（図示せず）に、それぞれ供給される。ガス導入管１４内の窒素ガスは、ガス導入管１４の外側から供給された超純水と混合部（図示せず）で混合されて、ミストとなって吐出口３ａから基板Ｗに向けて吐出される。上述したように二流体ノズル３からのミストの吐出速度は、音速程度にまで速められている。
【００３２】
コントローラ８は、二流体ノズル３から基板Ｗ上へのミストの吐出を維持しながら、旋回機構部７を操作して、二流体ノズル３を基板Ｗ上の所定経路（基板Ｗの回転中心から基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅまでミストを吐出するための経路）に移動させるように移動アーム４を旋回させていく。
【００３３】
基板Ｗに対する洗浄処理がこの基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅの方に到達すると、コントローラ８は、第１エンコーダ２０からの検出信号に基づいて二流体ノズル３が基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに位置していること、すなわち、二流体ノズル３からのミストが基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに吐出されうる状態であることを検出し、さらに、第２エンコーダ２１からの検出信号に基づいて基板Ｗの回転に伴って円状に移動するチャック部材１の位置、すなわち、二流体ノズル３からのミストが基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅのチャック部材１に吐出される位置を検出し、二流体ノズル３からのミストの吐出タイミング制御を行う。
【００３４】
具体的には、コントローラ８は、図２（ａ）に示すように、二流体ノズル３のミスト吐出方向にチャック部材１が位置するときには、二流体ノズル３からのミストの吐出を停止させ、図２（ｂ）に示すように、二流体ノズル３のミスト吐出方向にチャック部材１がないときには、二流体ノズル３からのミストの吐出を行うように、二流体ノズル３からのミストの吐出タイミング制御を行っている。
【００３５】
なお、コントローラ８は、圧力調整器１７を操作して減圧して窒素ガスの圧力をゼロにするとともに、制御弁１５と制御弁１６とを閉じて窒素ガスと超純水との供給を停止することによって、ミストの吐出停止が行われる。
【００３６】
そして、二流体ノズル３が基板Ｗより外側の位置、すなわち、二流体ノズル３からのミストが基板Ｗより外側の位置に吐出されるようになると、コントローラ８は、二流体ノズル３からのミストの吐出を停止させる。なお、必要であれば、上述した基板洗浄動作を複数回にわたって繰り返し実行しても良い。そして、コントローラ８は、旋回機構部７を操作して、二流体ノズル３を飛散防止カップ１２の側方に離れた位置に位置させるように移動アーム４を旋回させる。基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅのチャック部材１による保持を開放し、基板搬送機構（図示せず）によって、この洗浄済みの基板Ｗをスピンチャック９から受け取り、所定の次工程に搬送して、この基板の洗浄処理が終了する。
【００３７】
したがって、二流体ノズル３からのミストを、チャック部材１に直接に当てないように回避して基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに吐出するよう制御するコントローラ８を備えているので、二流体ノズル３からのミストをチャック部材１に直接に当てることを防止でき、ミストがチャック部材１に衝突することに起因するミストの周囲への飛散を防止でき、飛散ミストが基板Ｗ上に付着することを防止できる。ミストがチャック部材１に衝突することに起因する飛散ミストを発生させることなく基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅを良好に表面処理できる。
【００３８】
また、チャック部材１は、基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅの複数箇所（例えば、４箇所）に係合されてこの基板Ｗを保持するように構成され、二流体ノズル３は、基板Ｗ上の所定経路を移動していき、コントローラ８は、二流体ノズル３が基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに位置していることを検出する第１エンコーダ２０と、基板Ｗの回転に伴って円状に移動するチャック部材１の位置を検出する第２エンコーダ２１と、第１，第２エンコーダ２０，２１からの検出信号に基づいて、二流体ノズル３からのミストをチャック部材１に直接に当てないように二流体ノズル３の流体吐出タイミングを制御する機能とを備えているので、二流体ノズル３からのミストをチャック部材１に当てることを防止でき、ミストがチャック部材１に衝突することに起因するミストの周囲への飛散を防止でき、飛散ミストが基板Ｗ上に付着することを防止できる。ミストがチャック部材１に衝突することに起因する飛散ミストを発生させることなく基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅを良好に表面処理できる。
【００３９】
また、基板Ｗの回転に伴って円状に移動するチャック部材１の位置を、基板Ｗを回転させる回転機構の回転角度に基づいて検出することとしているので、チャック部材１を直接に検出する検出部（例えば、フォトセンサなどの光学センサ）を基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅの近傍に設ける必要がなく、二流体ノズル３からのミストが付着して汚染されることがなく清掃などのメンテナンスを不要にでき、二流体ノズル３からのミストが付着して汚染されることで誤動作することも防止できる。
【００４０】
また、超純水と窒素ガスとを混合して形成したミストを吐出する二流体ノズル３を用いており、二流体ノズル３はミストの吐出のオンオフ制御を高速に行えるので、基板Ｗを高速回転させてこの基板Ｗに流体を吐出して基板Ｗの表面処理を行う場合でも、高速回転している基板Ｗのチャック部材１にミスト（流体）を当てることなくミスト（流体）の吐出のオンオフ制御を高速に行うことができ、ミストがチャック部材１に衝突することに起因する飛散ミストを発生させることなく基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅを表面処理でき、基板Ｗを高速回転させる場合にも対応できる。
【００４１】
なお、本発明は以下のように変形実施することも可能である。
【００４２】
（１）上述した実施例では、基板Ｗを反時計回りに回転させながらこの基板Ｗにミストを吐出しているが、基板Ｗを時計回りに回転させながらこの基板Ｗにミストを吐出するようにしても良い。
【００４３】
（２）上述した実施例では、二流体ノズル３を基板Ｗ上の所定経路に移動させているが、二流体ノズル３を固定とし基板Ｗを回転させながらこの基板Ｗを所定経路に移動させたり、二流体ノズル３が基板Ｗ上の所定経路を移動するように二流体ノズル３と基板Ｗの両方を移動させても良い。
【００４４】
（３）上述した実施例では、基板Ｗの中心からその周縁端部Ｗ_Ｅまでの円弧状の経路にミストを吐出するようにノズルを移動させているが、基板Ｗの中心からその周縁端部Ｗ_Ｅまでの直線状の経路にミストを吐出するようにノズルを移動させても良い。
【００４５】
（４）上述した実施例では、二流体ノズル３を傾斜姿勢にしてこの二流体ノズル３からのミストを基板Ｗに吐出しているが、二流体ノズル３を垂直姿勢にしてこの二流体ノズル３からのミストを基板Ｗに吐出するようにしても良い。
【００４６】
（５）上述した実施例では、二流体ノズル３からのミストをチャック部材１に直接に当てないように二流体ノズル３の流体吐出タイミングを制御しているが、図３に示すように、二流体ノズル３からのミストをチャック部材１に当てないように二流体ノズル３の流体吐出方向を制御しても良い。具体的には、二流体ノズル３のミスト吐出方向にチャック部材１が存在しないとき、すなわち、基板の周縁端部Ｗ_Ｅのうちのチャック部材１間に対してミストを吐出する場合には、図３に二点鎖線で示すように、これまで吐出してきたように通常通りミストを吐出し、二流体ノズル３のミスト吐出方向にチャック部材１が存在するとき、すなわち、基板の周縁端部Ｗ_Ｅのチャック部材１にミストを吐出することになる場合には、二流体ノズル３のミスト吐出方向を基板Ｗの外側に変更して二流体ノズル３からのミストを基板Ｗの外側に吐出する。なお、二流体ノズル３のミスト吐出方向の変更は、例えば、二流体ノズル３あるいは移動アーム４の角度（水平面と二流体ノズル３との角度、あるいは、水平面と移動アーム４との角度）を変更するとで対応できる。
【００４７】
（６）上述した実施例では、単一の二流体ノズル３によって、基板Ｗの中心からその周縁端部Ｗ_Ｅまでの全域を洗浄しているが、上述した二流体ノズル３やコントローラ８などをこの基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅの洗浄専用として用い、この二流体ノズル３とは別の洗浄具で基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅ以外の部分を洗浄処理するようにしても良い。この洗浄具としては、二流体ノズル，高圧ジェットノズル，超音波洗浄ノズルやブラシなど種々の洗浄具を採用することができる。この場合には、二流体ノズル３を基板Ｗ上の所定経路に移動させる必要がなく、第１エンコーダ２０を不要にできるので、二流体ノズル３からのミストをチャック部材１に直接に当てずに基板Ｗの周縁端部Ｗ_Ｅに吐出する構成を簡易化できる。
【００４８】
（７）上述した実施例では、流体を吐出するノズルとして、液体と気体とを混合して形成したミストを吐出する二流体ノズル３を採用することで、ミストの吐出の切り換えが高速に行え、高速回転する基板Ｗに対応できるようにしているが、液体あるいは気体の一方のみを使用する流体とし、この流体の吐出の切り換えが高速に行えるノズルであれば二流体ノズル３以外のノズルを採用しても良い。また、基板Ｗを低速回転させるのであれば、二流体ノズル３の他に、高圧ジェットノズルや超音波洗浄ノズルなどを採用しても良い。
【００４９】
（８）上述した実施例では、基板処理装置の一例として基板を洗浄処理する基板洗浄装置を取り上げて説明しているが、基板洗浄装置に限定されるものではなく、洗浄以外の基板処理を行う装置に適用することもできる。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、ノズルが基板の周縁端部に位置していることを検出する第１位置検出手段と、基板の回転に伴って円状に移動する前記保持部材の位置を検出する第２位置検出手段と、前記第１，第２位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記ノズルからの流体が前記保持部材に吐出される位置を検出し、前記ノズルからの流体の吐出方向に前記保持部材が位置するときは、前記ノズルによる基板洗浄動作を停止するように制御するノズル制御手段とを備えているので、ノズルからの流体を保持部材に直接に当てることを防止でき、流体が保持部材に衝突することに起因する流体の周囲への飛散を防止でき、飛散流体が基板上に付着することを防止できる。流体が保持部材に衝突することに起因する飛散流体を発生させることなく基板の周縁端部を表面処理できる。
【００５１】
また、請求項２に記載の発明によれば、保持部材は、基板の周縁端部の複数箇所に係合されてこの基板を保持するように構成され、ノズルは、基板上の所定経路を移動していき、吐出制御手段は、ノズルが基板の周縁端部に位置していることを検出する第１位置検出手段と、基板の回転に伴って円状に移動する保持部材の位置を検出する第２位置検出手段と、第１，第２位置検出手段からの検出信号に基づいて、ノズルからの流体の吐出を停止させることで、ノズルによる基板洗浄動作を停止するノズル制御手段とを備えているので、ノズルからの流体を保持部材に直接に当てることを防止でき、流体が保持部材に衝突することに起因する流体の周囲への飛散を防止でき、飛散流体が基板上に付着することを防止できる。流体が保持部材に衝突することに起因する飛散流体を発生させることなく基板の周縁端部を表面処理できる。
【００５２】
また、請求項３に記載の発明によれば、ノズル制御手段は、第１，第２位置検出手段からの検出信号に基づいて、ノズルの流体吐出方向を変更することで、ノズルによる基板洗浄動作を停止するようにしているので、ノズルからの流体を保持部材に直接に当てることを防止でき、流体が保持部材に衝突することに起因する流体の周囲への飛散を防止でき、飛散流体が基板上に付着することを防止できる。流体が保持部材に衝突することに起因する飛散流体を発生させることなく基板の周縁端部を表面処理できる。
【００５３】
また、請求項４に記載の発明によれば、第２位置検出手段は、基板の回転に伴って円状に移動する保持部材の位置を、基板を回転させる回転機構の回転角度に基づいて検出することとしているので、保持部材を直接に検出する検出部を基板の周縁端部の近傍に設ける必要がなく、ノズルからの流体が付着して汚染されることがなく清掃などのメンテナンスを不要にでき、ノズルからの流体が付着して汚染されることで誤動作することも防止できる。
【００５４】
また、請求項５に記載の発明によれば、ノズルは、基板の周縁端部にのみ流体を吐出するように位置が固定されて、基板の周縁端部を専用に処理するよう構成される基板周縁部洗浄専用ノズルとしているので、ノズルを基板上の所定経路に移動させる必要がなく、ノズルからの流体を保持部材に直接に当てずに基板の周縁端部に吐出する構成を簡易化できる。
【００５５】
また、請求項６に記載の発明によれば、ノズルは、液体と気体とを混合して形成したミストを吐出する二流体ノズルであるとしているので、基板を高速回転させてこの基板に流体を吐出して基板の表面処理を行う場合でも、高速回転している基板の保持部材にミスト（流体）を当てることなくミスト（流体）の吐出のオンオフ制御を高速に行うことができ、流体が保持部材に衝突することに起因する飛散流体を発生させることなく基板の周縁端部を表面処理でき、基板を高速回転させる場合にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の一例である基板洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は本実施例の二流体ノズルからのミストの吐出を停止している状態を説明するための概略平面図であり、（ｂ）は本実施例の二流体ノズルからミストを吐出している状態を説明するための概略平面図である。
【図３】本実施例に係る基板洗浄装置とは別のノズル制御機構を説明するための概略側面図である。
【図４】従来例に係る基板洗浄装置の要部を示す図である。
【符号の説明】
１ … チャック部材
３ … 二流体ノズル
８ … コントローラ
９ … スピンチャック
１５ … 制御弁
１６ … 制御弁
２０ … 第１エンコーダ
２１ … 第２エンコーダ
Ｗ … 基板
Ｗ_Ｅ… 周縁端部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display, a glass substrate for a photomask, a substrate for an optical disk, etc. (hereinafter simply referred to as a substrate) while being rotated while being held by a holding member. The present invention relates to a substrate processing apparatus that discharges fluid from a nozzle to the substrate and performs surface treatment of the substrate, and more particularly to a substrate processing apparatus that prevents fluid from a nozzle from colliding with a holding member and scattering.
[0002]
[Prior art]
As a conventional substrate processing apparatus, for example, while rotating the substrate in a state where the peripheral edge of the substrate is held by a chuck member as a holding member, the nozzle for discharging the cleaning liquid is moved to a predetermined path on the substrate, There is a substrate cleaning apparatus that discharges a cleaning liquid from a nozzle onto a substrate to clean the substrate surface. An example of this type of substrate cleaning apparatus is shown in FIG.
[0003]
As shown in FIG. 4, this apparatus has a peripheral edge W of the substrate W._EThe rotating support unit 100 that rotatably supports the substrate W while being held by the chuck member 101, the moving arm 120 provided with the cleaning nozzle 110 that discharges the cleaning liquid at the tip portion, and the cleaning nozzle 110 on the substrate W A predetermined path (a peripheral edge W of the substrate W from the rotation center of the substrate W)_EAnd a turning mechanism portion 130 for turning the moving arm 120 so as to be moved to the path up to The rotation support unit 100 includes a disc-shaped spin chuck 102 provided with a plurality of (for example, four) chuck members 101, a rotation shaft 103 connected to the bottom surface of the spin chuck 102, and the rotation shaft 103. And an electric motor 104 that rotates the motor. A splash prevention cup 140 is provided around the substrate W to prevent the cleaning liquid discharged from the cleaning nozzle 110 from splashing around.
[0004]
The cleaning process for the substrate W is performed as follows. First, the substrate W is mounted on the spin chuck 102 so as to be held by the four chuck members 101, and the held substrate W is rotated by the rotation support unit 100. Next, the moving arm 120 is turned by the turning mechanism 130 so that the cleaning nozzle 110 is moved from the standby position away from the side of the substrate W to the cleaning position on the substrate W. Then, while discharging the cleaning liquid from the cleaning nozzle 110 onto the substrate W, the swivel mechanism unit 130 causes the cleaning nozzle 110 to pass through a predetermined path on the substrate W (from the rotation center of the substrate W to the peripheral edge W of the substrate W)._EThe moving arm 120 is swung so as to move to the path up to the path until the entire surface of the substrate W is cleaned.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example having such a configuration has the following problems. That is, the peripheral edge W from the rotation center of the rotating substrate W._EA cleaning liquid as a fluid is discharged from the cleaning nozzle onto the substrate W while moving the cleaning nozzle toward the substrate, and the cleaning liquid from the cleaning nozzle is discharged to the peripheral edge W of the substrate W._EIs discharged to the peripheral edge W of the substrate W._EThere is a problem that the cleaning liquid collides with the chuck member as a holding member for holding the substrate, and the cleaning liquid collides with the chuck member, so that the cleaning liquid scatters around and the scattered cleaning liquid adheres to the substrate. Temporarily, the cleaning liquid from the cleaning nozzle is supplied to the peripheral edge W of the substrate W._EHowever, the cleaning liquid is prevented from colliding with the chuck member, but the peripheral edge W of the substrate W is prevented._EHowever, there arises a problem that the cleaning process cannot be performed satisfactorily.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a substrate processing apparatus that can surface-treat the peripheral edge of a substrate without generating scattered fluid caused by the fluid colliding with a holding member. The purpose is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the substrate processing apparatus according to claim 1 performs surface treatment of the substrate by rotating the substrate with the peripheral edge of the substrate held by the holding member, and discharging the fluid from the nozzle onto the substrate. In substrate processing equipment,The nozzle moves along a predetermined path on the substrate, and the holding member is configured to be engaged with a plurality of locations on the peripheral edge of the substrate to hold the substrate, and the nozzle is configured to hold the peripheral edge of the substrate. First position detecting means for detecting the position ofA second position detecting means for detecting the position of the holding member that moves in a circle with the rotation of the substrate;Based on detection signals from the first and second position detecting means, a position at which the fluid from the nozzle is discharged to the holding member is detected, and the holding member is positioned in a direction in which the fluid is discharged from the nozzle. And a nozzle control means for controlling to stop the substrate cleaning operation by the nozzle;It is characterized by having.
[0008]
The substrate processing apparatus according to claim 2 is the substrate processing apparatus according to claim 1,The nozzle control unit stops the substrate cleaning operation by the nozzle by stopping the discharge of the fluid from the nozzle based on the detection signals from the first and second position detection units.It is characterized by this.
[0009]
Further, the substrate processing apparatus according to claim 3 is the claim.1In the substrate processing apparatus, the nozzle control means is based on detection signals from the first and second position detection means.,PreviousThe direction of fluid discharge from the nozzleBy changing, the substrate cleaning operation by the nozzle is stopped.It is characterized by this.
[0010]
Further, the substrate processing apparatus according to claim 4 is the claim.Any one of claims 1 to 3In the substrate processing apparatus, the second position detecting unit detects the position of the holding member that moves in a circle with the rotation of the substrate based on a rotation angle of a rotation mechanism that rotates the substrate. It is a feature.
[0011]
In addition, the substrate processing apparatus according to claim 5 is:In the substrate processing apparatus for rotating the substrate in a state where the peripheral edge of the substrate is held by the holding member and discharging the fluid from the nozzle onto the substrate to perform the surface treatment of the substrate,The position of the nozzle is fixed so as to discharge the fluid only to the peripheral edge of the substrate, and the nozzle is configured to process the peripheral edge of the substrate exclusively.The peripheral edge cleaning nozzle, and the holding member is configured to be engaged with a plurality of locations on the peripheral edge of the substrate to hold the substrate,Position detecting means for detecting the position of the holding member that moves in a circular shape as the substrate rotates;Based on the detection signal from the position detection means, the position where the fluid from the dedicated nozzle is discharged to the holding member is detected, and when the holding member is positioned in the direction of fluid discharge from the dedicated nozzle, Nozzle control means for controlling to stop the substrate cleaning operation by the dedicated nozzle;It is characterized by having.
[0012]
The substrate processing apparatus according to claim 6 is the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the nozzle discharges a mist formed by mixing a liquid and a gas. It is a fluid nozzle.The substrate processing apparatus according to claim 7 is the substrate processing apparatus according to claim 5, wherein the nozzle control unit discharges the fluid from the nozzle based on a detection signal from the position detection unit. The substrate cleaning operation by the nozzle is stopped by stopping the operation. The substrate processing apparatus according to claim 8 is the substrate processing apparatus according to claim 5, wherein the nozzle control unit changes a fluid ejection direction of the nozzle based on a detection signal from the position detection unit. Thus, the substrate cleaning operation by the nozzle is stopped.
[0013]
[Action]
The operation of the first aspect of the invention is as follows.In a substrate processing apparatus for performing surface treatment of a substrate by rotating the substrate with the peripheral edge of the substrate held by a holding member and discharging a fluid from the nozzle onto the substrate, the nozzle has a predetermined path on the substrate. Move on. The holding member is configured to be engaged with a plurality of locations at the peripheral edge of the substrate to hold the substrate. The first position detection means detects that the nozzle is located at the peripheral edge of the substrate. The second position detecting means detects the position of the holding member that moves in a circular shape as the substrate rotates. The nozzle control means detects the position at which the fluid from the nozzle is discharged to the holding member based on the detection signals from the first and second position detection means, and the holding member is positioned in the direction in which the fluid is discharged from the nozzle. At that time, the substrate cleaning operation by the nozzle is controlled to be stopped. That meansControl is performed so that the fluid from the nozzle is discharged to the peripheral edge of the substrate while avoiding direct contact with the holding member that holds the peripheral edge of the substrate. Therefore, it is possible to prevent the fluid from the nozzle from being directly applied to the holding member, to prevent the fluid from scattering to the surroundings due to the collision of the fluid with the holding member, and to prevent the scattered fluid from adhering to the substrate. The
[0014]
According to the second aspect of the present invention, the holding member is configured to be engaged with a plurality of locations on the peripheral edge of the substrate to hold the substrate. The nozzle moves along a predetermined path on the substrate. The first position detection means detects that the nozzle is located at the peripheral edge of the substrate. The second position detecting means detects the position of the holding member that moves in a circular shape as the substrate rotates. The nozzle control means is based on the detection signals from the first and second position detection means,The substrate cleaning operation by the nozzle is stopped by stopping the discharge of the fluid from the nozzle. That meansThe fluid discharge timing of the nozzle is controlled so that the fluid from the nozzle is not directly applied to the holding member. Therefore, it is possible to prevent the fluid from the nozzle from being directly applied to the holding member, to prevent the fluid from scattering to the surroundings due to the collision of the fluid with the holding member, and to prevent the scattered fluid from adhering to the substrate. The
[0015]
According to the invention described in claim 3, the nozzle control means is based on the detection signals from the first and second position detection means.The substrate cleaning operation by the nozzle is stopped by changing the fluid discharge direction of the nozzle. That meansThe fluid discharge direction of the nozzle is controlled so that the fluid from the nozzle is not directly applied to the holding member. Therefore, it is possible to prevent the fluid from the nozzle from being directly applied to the holding member, to prevent the fluid from scattering to the surroundings due to the collision of the fluid with the holding member, and to prevent the scattered fluid from adhering to the substrate. The
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, the second position detecting means detects the position of the holding member that moves in a circular shape with the rotation of the substrate based on the rotation angle of the rotation mechanism that rotates the substrate. To do. Therefore, there is no need to provide a detection unit that directly detects the holding member near the peripheral edge of the substrate, and no fluid such as cleaning adheres to the nozzle, and maintenance such as cleaning is unnecessary. It is also possible to prevent malfunction due to the contamination of the fluid.
[0017]
According to the invention described in claim 5, the position of the nozzle is fixed so as to discharge the fluid only to the peripheral edge of the substrate, and the peripheral edge of the substrate is exclusively processed.This is a dedicated nozzle for cleaning the peripheral edge of the substrate. ShiAccordingly, since it is not necessary to move the nozzle to a predetermined path on the substrate, the configuration for discharging the fluid from the nozzle to the peripheral edge of the substrate without directly contacting the holding member is simplified.
[0018]
According to the sixth aspect of the present invention, a two-fluid nozzle that discharges mist formed by mixing liquid and gas is used as a nozzle that discharges fluid onto a substrate. The two-fluid nozzle can perform on / off control of mist (fluid) discharge at high speed. Therefore, even when the substrate is subjected to surface treatment by rotating the substrate at a high speed and discharging the fluid onto the substrate, the mist (fluid) is not directly applied to the holding member of the substrate rotating at a high speed. Discharge on / off control can be performed at high speed, and the peripheral edge of the substrate is surface-treated without generating scattered fluid resulting from the fluid colliding with the holding member.According to the seventh aspect of the invention, the nozzle control unit stops the substrate cleaning operation by the nozzle by stopping the discharge of the fluid from the nozzle based on the detection signal from the position detection unit. According to the invention described in claim 8, the nozzle control means stops the substrate cleaning operation by the nozzle by changing the fluid ejection direction of the nozzle based on the detection signal from the position detection means.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. A substrate cleaning apparatus, which is an example of a substrate processing apparatus according to the present invention, rotates a substrate in a state where a peripheral edge of the substrate is held by a holding member, and discharges a mist formed by mixing a liquid and a gas. While moving the two-fluid nozzle to a predetermined path on the substrate, the mist from the two-fluid nozzle is discharged onto the substrate to clean the substrate surface. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a substrate cleaning apparatus which is an example of a substrate processing apparatus according to the present invention.
[0020]
As shown in FIG. 1, the substrate cleaning apparatus according to the present embodiment has a peripheral edge W of the substrate W._EIs held by a chuck member 1 as a holding member, and a rotation support portion 2 that rotatably supports the substrate W, ultrapure water as a liquid, and nitrogen gas (N₂) And a moving arm 4 provided with a two-fluid nozzle 3 for discharging mist formed at the tip portion, an ultrapure water supply unit 5 for supplying ultrapure water to the two-fluid nozzle 3, and two A nitrogen gas supply unit 6 for supplying nitrogen gas to the fluid nozzle 3 and a two-fluid nozzle 3 through a predetermined path on the substrate W (a peripheral edge W of the substrate W from the center of rotation of the substrate W)_ESwivel mechanism 7 that swivels moving arm 4 so as to move to a path for discharging mist), rotation support unit 2, moving arm 4, ultrapure water supply unit 5, nitrogen gas supply unit 6, and swivel mechanism. And a controller 8 that comprehensively controls the unit 7 and the like. Hereinafter, the configuration of each unit will be described in detail.
[0021]
The rotation support unit 2 includes a disk-shaped spin chuck 9 in which a plurality of (for example, four) chuck members 1 are disposed at a predetermined interval, and a rotation shaft 10 connected to the bottom surface of the spin chuck 9. And an electric motor 11 for rotating the rotating shaft 10. The substrate W is held by four chuck members 1. In FIG. 1, only two chuck members 1 are shown in order to avoid complicated drawing. When the substrate W is attached / detached, the interval between the opposing chuck members 1 increases, and when the substrate W is held, the interval between the opposing chuck members 1 decreases. As shown in FIG. 1, the end surface W of the substrate W is placed on the contact peripheral surface 1 a of the chuck member 1._TIs brought into contact with the inclined peripheral surface 1b of the chuck member 1 so that the corner portion of the substrate W is brought into contact with the chuck member 1 so that the substrate W does not slide. Is retained. Around the substrate W, a scatter prevention cup 12 is provided for preventing the mist discharged from the two-fluid nozzle 3 from being scattered around. The anti-scattering cup 12 is placed on the spin chuck 9 when an uncleaned substrate W is placed on the spin chuck 9 or a cleaned substrate W is received from the spin chuck 9 by a substrate transport mechanism (not shown). It is comprised so that it may raise / lower in the up-down direction a.
[0022]
As shown in FIG. 1, the two-fluid nozzle 3 is supported by the moving arm 4 in an inclined posture with the discharge port 3 a directed toward the rotation center P of the substrate W. The moving arm 4 is swung in the rotation direction b between the cleaning position located above the substrate W and the position away from the substrate W and the anti-scattering cup 12 by the turning mechanism unit 7. It is like that. A body pipe of the two-fluid nozzle 3 is connected to a supply pipe 13 for supplying ultrapure water and a gas introduction pipe 14 for introducing pressurized and compressed nitrogen gas. Ultrapure water is supplied to the supply pipe 13 from an ultrapure water supply unit 5 connected via a control valve 15 that is controlled to open and close by the controller 8. Further, nitrogen connected to the gas introduction pipe 14 through a control valve 16 that is controlled to be opened and closed by the controller 8 and a pressure regulator 17 that performs pressure adjustment such as pressurization and decompression of nitrogen gas by the controller 8. Nitrogen gas is supplied from the gas supply unit 6.
[0023]
In this embodiment, ultrapure water is used as the cleaning liquid. However, as exemplified by ozone water in which acid, alkali, and ozone are dissolved in pure water, the cleaning liquid used in normal substrate cleaning may be used. There is no particular limitation. Moreover, although nitrogen gas is used as gas, it will not specifically limit if it is a gas used with the normal two-fluid nozzle 3 so that it may be illustrated by air etc.
[0024]
The turning mechanism unit 7 includes, for example, a rotating shaft 18 connected to the other end of the moving arm 4 (an end opposite to the side where the two-fluid nozzle 3 is provided), and the rotating shaft 18 at a predetermined angle. And an electric motor 19 that rotates within the range. Specifically, the turning mechanism unit 7 moves the moving arm 4 between the cleaning position above the substrate W and the position away from the side of the substrate W and the anti-scattering cup 12 in the rotation direction b. It is configured to swing.
[0025]
In addition, the swivel mechanism unit 7 includes, for example, a two-fluid nozzle 3 having a peripheral edge W of the substrate W._EThat is, the mist from the two-fluid nozzle 3 is at the peripheral edge W of the substrate W._EAn encoder (hereinafter referred to as the first encoder 20) is provided for detecting that it is in a state where the liquid can be discharged to the surface based on the turning angle. A detection signal related to the turning angle from the first encoder 20 is output to the controller 8. The first encoder 20 may be any one that outputs a detection signal related to the turning angle (rotation angle) of the electric motor 19. For example, a rotary encoder is used. Further, an integrated motor having a function of rotating the rotating shaft 18 such as a pulse motor and a function of outputting a detection signal related to the rotation angle may be adopted.
[0026]
The electric motor 11 that rotates the spin chuck 9 includes, for example, the position of the chuck member 1 that moves in a circle with the rotation of the substrate W, that is, the mist from the two-fluid nozzle 3 is the peripheral edge W of the substrate W._EAn encoder (hereinafter referred to as a second encoder 21) for detecting the position discharged to the chuck member 1 based on the rotation angle is provided. A detection signal related to the rotation angle from the second encoder 21 is output to the controller 8. The second encoder 21 may be any one that outputs a detection signal relating to the turning angle (rotation angle) of the electric motor 11, and employs, for example, a rotary encoder. Moreover, you may employ | adopt an integrated motor provided with the function to rotate the rotating shaft 10 like a pulse motor, and the function to output the detection signal regarding the rotation angle.
[0027]
The controller 8 avoids the mist from the two-fluid nozzle 3 from directly hitting the chuck member 1 and avoids the peripheral edge W of the substrate W._EIt has a function to control to discharge. Specifically, the controller 8 prevents the mist from the two-fluid nozzle 3 from directly hitting the chuck member 1 based on the detection signals from the first and second encoders 20 and 21. Fluid discharge timing, that is, opening and closing of the control valves 15 and 16 is controlled. For example, the controller 8 is configured so that the two-fluid nozzle 3 is connected to the peripheral edge W of the substrate W based on a detection signal from the first encoder 20._EThat is, the mist from the two-fluid nozzle 3 is at the peripheral edge W of the substrate W._EThe position of the chuck member 1 that moves in a circle with the rotation of the substrate W based on the detection signal from the second encoder 21, that is, the mist from the two-fluid nozzle 3 can be determined. Is the peripheral edge W of the substrate W_EThe correspondence relationship between these positions and the detection signals is grasped so that the positions directly discharged to the chuck member 1 can be detected.
[0028]
Note that one function of the controller 8 described above corresponds to the discharge control means in the present invention, the first encoder 20 described above corresponds to the first position detection means in the present invention, and the second encoder 21 described above corresponds to the first in the present invention. The control function of the control valves 15 and 16 in the controller 8 corresponds to the nozzle control means in the present invention.
[0029]
Next, the substrate cleaning operation of the substrate cleaning apparatus configured as described above will be described. First, the substrate W is placed on the spin chuck 9 by a substrate transfer mechanism (not shown), and as shown in FIG._EIs held by four chuck members 1. Then, the electric motor 11 is driven to rotate the substrate W at a constant speed (for example, an arbitrary speed of 100 rpm to 500 rpm).
[0030]
Next, in accordance with an instruction from the controller 8, the turning mechanism unit 7 moves the moving arm 4 so that the two-fluid nozzle 3 is located at the cleaning start position above the substrate W from the standby position away from the scattering prevention cup 12. Is swiveled. The cleaning start position is a position above the substrate W and is a position where the discharge port 3a of the two-fluid nozzle 3 is supported in an inclined posture toward the rotation center P of the substrate W.
[0031]
Next, when the two-fluid nozzle 3 is positioned at the cleaning start position, the mist from the two-fluid nozzle 3 is discharged onto the substrate W. Specifically, the controller 8 operates the pressure regulator 17 to adjust the pressure of nitrogen gas supplied from the nitrogen gas supply unit 6. Usually, the nitrogen gas is pressurized so that the discharge speed reaches the speed of sound near the discharge port 3a of the two-fluid nozzle 3. After adjusting the pressure of the nitrogen gas, the control valve 15 on the supply pipe 13 side and the control valve 16 on the gas introduction pipe 14 side are respectively operated to open the control valve 15 and the control valve 16. As these control valves 15 and 16 are opened, nitrogen gas is supplied from the ultrapure water supply unit 5 to the mixing unit (not shown) in the two-fluid nozzle 3 via the supply pipe 13. Nitrogen gas from the section 6 is supplied to the mixing section (not shown) in the two-fluid nozzle 3 via the gas introduction pipe 14. Nitrogen gas in the gas introduction pipe 14 is mixed with ultrapure water supplied from the outside of the gas introduction pipe 14 in a mixing unit (not shown), and is discharged from the discharge port 3a toward the substrate W as a mist. Is done. As described above, the discharge speed of the mist from the two-fluid nozzle 3 is increased to about the speed of sound.
[0032]
The controller 8 operates the turning mechanism 7 while maintaining the discharge of mist from the two-fluid nozzle 3 onto the substrate W, and moves the two-fluid nozzle 3 to a predetermined path on the substrate W (from the rotation center of the substrate W to the substrate). W peripheral edge W_EThe moving arm 4 is swung so as to be moved to the path for discharging the mist until the mist is discharged.
[0033]
The cleaning process for the substrate W is performed on the peripheral edge W of the substrate W._EWhen reaching the direction, the controller 8 determines that the two-fluid nozzle 3 is at the peripheral edge W of the substrate W based on the detection signal from the first encoder 20._EThat is, the mist from the two-fluid nozzle 3 is at the peripheral edge W of the substrate W._EThe position of the chuck member 1 that moves in a circle with the rotation of the substrate W based on the detection signal from the second encoder 21, that is, from the two-fluid nozzle 3 is detected. The mist of the peripheral edge W of the substrate W_EThe position discharged to the chuck member 1 is detected, and the discharge timing of the mist from the two-fluid nozzle 3 is controlled.
[0034]
Specifically, as shown in FIG. 2A, the controller 8 stops the discharge of the mist from the two-fluid nozzle 3 when the chuck member 1 is positioned in the mist discharge direction of the two-fluid nozzle 3. 2 (b), when the chuck member 1 is not present in the mist discharge direction of the two-fluid nozzle 3, the mist discharge timing control from the two-fluid nozzle 3 is performed so that the mist is discharged from the two-fluid nozzle 3. It is carried out.
[0035]
The controller 8 operates the pressure regulator 17 to reduce the pressure of the nitrogen gas to zero, and closes the control valve 15 and the control valve 16 to stop the supply of nitrogen gas and ultrapure water. As a result, the discharge of mist is stopped.
[0036]
When the two-fluid nozzle 3 is discharged to a position outside the substrate W, that is, the mist from the two-fluid nozzle 3 is discharged to a position outside the substrate W, the controller 8 causes the mist from the two-fluid nozzle 3 to be discharged. Stop dispensing. If necessary, the above-described substrate cleaning operation may be repeatedly performed a plurality of times. Then, the controller 8 operates the turning mechanism unit 7 to turn the moving arm 4 so that the two-fluid nozzle 3 is located at a position away from the side of the anti-scattering cup 12. Edge W of substrate W_EIs released from the chuck member 1 and the substrate transport mechanism (not shown) receives the cleaned substrate W from the spin chuck 9 and transports it to a predetermined next process, thereby completing the substrate cleaning process. .
[0037]
Therefore, the mist from the two-fluid nozzle 3 is avoided so as not to be directly applied to the chuck member 1, and the peripheral edge W of the substrate W is avoided._ESince the controller 8 that controls to discharge the mist is provided, it is possible to prevent the mist from the two-fluid nozzle 3 from being directly applied to the chuck member 1, and to the periphery of the mist caused by the mist colliding with the chuck member 1. Can be prevented, and scattering mist can be prevented from adhering to the substrate W. The peripheral edge W of the substrate W without generating scattered mist due to the mist colliding with the chuck member 1_ECan be satisfactorily surface-treated.
[0038]
Further, the chuck member 1 has a peripheral edge W of the substrate W._EThe two fluid nozzles 3 are moved along a predetermined path on the substrate W, and the controller 8 3 is the peripheral edge W of the substrate W_EA first encoder 20 that detects the position of the chuck member 1, a second encoder 21 that detects the position of the chuck member 1 that moves in a circle as the substrate W rotates, and the first and second encoders 20, 21 And the function of controlling the fluid discharge timing of the two-fluid nozzle 3 so that the mist from the two-fluid nozzle 3 is not directly applied to the chuck member 1 based on the detection signal from the two-fluid nozzle 3. It is possible to prevent the mist from being applied to the chuck member 1, to prevent the mist from scattering around the chuck member 1, and to prevent the scattered mist from adhering to the substrate W. The peripheral edge W of the substrate W without generating scattered mist due to the mist colliding with the chuck member 1_ECan be satisfactorily surface-treated.
[0039]
Further, since the position of the chuck member 1 that moves in a circle with the rotation of the substrate W is detected based on the rotation angle of the rotation mechanism that rotates the substrate W, the detection that directly detects the chuck member 1 is performed. A portion (for example, an optical sensor such as a photosensor) of the peripheral edge W of the substrate W_EThe mist from the two-fluid nozzle 3 is not attached and contaminated, and maintenance such as cleaning can be made unnecessary, and the mist from the two-fluid nozzle 3 is adhered and contaminated. It is also possible to prevent malfunction.
[0040]
Further, a two-fluid nozzle 3 that discharges mist formed by mixing ultrapure water and nitrogen gas is used, and the two-fluid nozzle 3 can perform on / off control of mist discharge at high speed, so that the substrate W is rotated at high speed. Even when the surface treatment of the substrate W is performed by discharging a fluid onto the substrate W, on / off control of the discharge of the mist (fluid) without applying the mist (fluid) to the chuck member 1 of the substrate W rotating at high speed. The peripheral edge W of the substrate W can be generated without generating scattered mist caused by the mist colliding with the chuck member 1._ECan be processed even when the substrate W is rotated at a high speed.
[0041]
The present invention can be modified as follows.
[0042]
(1) In the above-described embodiment, the mist is discharged onto the substrate W while rotating the substrate W counterclockwise. However, the mist is discharged onto the substrate W while rotating the substrate W clockwise. May be.
[0043]
(2) In the embodiment described above, the two-fluid nozzle 3 is moved to a predetermined path on the substrate W, but the substrate W is moved to the predetermined path while the two-fluid nozzle 3 is fixed and the substrate W is rotated. Both the two-fluid nozzle 3 and the substrate W may be moved so that the two-fluid nozzle 3 moves along a predetermined path on the substrate W.
[0044]
(3) In the embodiment described above, the peripheral edge W from the center of the substrate W._EThe nozzle is moved so that the mist is discharged to the arc-shaped path up to the edge of the substrate W from the center of the substrate W._EYou may move a nozzle so that mist may be discharged to the linear path to.
[0045]
(4) In the above-described embodiment, the two-fluid nozzle 3 is set in the inclined posture and the mist from the two-fluid nozzle 3 is discharged to the substrate W. However, the two-fluid nozzle 3 is set in the vertical posture and the two-fluid nozzle 3 is set. The mist may be discharged onto the substrate W.
[0046]
(5) In the above-described embodiment, the fluid discharge timing of the two-fluid nozzle 3 is controlled so that the mist from the two-fluid nozzle 3 is not directly applied to the chuck member 1, but as shown in FIG. The fluid discharge direction of the two-fluid nozzle 3 may be controlled so that the mist from the fluid nozzle 3 is not applied to the chuck member 1. Specifically, when the chuck member 1 does not exist in the mist discharge direction of the two-fluid nozzle 3, that is, the peripheral edge W of the substrate._EWhen the mist is discharged between the chuck members 1, as shown by the two-dot chain line in FIG. 3, the mist is discharged as usual and the mist is discharged from the two-fluid nozzle 3. When the chuck member 1 exists in the direction, that is, the peripheral edge W of the substrate_EWhen the mist is to be discharged to the chuck member 1, the mist discharge direction of the two-fluid nozzle 3 is changed to the outside of the substrate W, and the mist from the two-fluid nozzle 3 is discharged to the outside of the substrate W. The mist discharge direction of the two-fluid nozzle 3 is changed, for example, by changing the angle of the two-fluid nozzle 3 or the moving arm 4 (the angle between the horizontal plane and the two-fluid nozzle 3 or the angle between the horizontal plane and the moving arm 4). Then we can cope.
[0047]
(6) In the embodiment described above, the peripheral edge W of the substrate W from the center by the single two-fluid nozzle 3._EThe two-fluid nozzle 3 and the controller 8 described above are cleaned with the peripheral edge W of the substrate W._EThe peripheral edge W of the substrate W is used with a cleaning tool separate from the two-fluid nozzle 3._EOther parts may be cleaned. As this cleaning tool, various cleaning tools such as a two-fluid nozzle, a high-pressure jet nozzle, an ultrasonic cleaning nozzle and a brush can be employed. In this case, it is not necessary to move the two-fluid nozzle 3 to a predetermined path on the substrate W, and the first encoder 20 can be dispensed with, so that the mist from the two-fluid nozzle 3 is not directly applied to the chuck member 1. Edge W of substrate W_EIt is possible to simplify the structure for discharging the ink.
[0048]
(7) In the embodiment described above, by adopting the two-fluid nozzle 3 that discharges mist formed by mixing liquid and gas as the nozzle that discharges fluid, switching of mist discharge can be performed at high speed. Although it is possible to cope with the substrate W rotating at high speed, a nozzle other than the two-fluid nozzle 3 is adopted as long as it is a fluid that uses only one of liquid and gas and can switch the discharge of this fluid at high speed. May be. In addition to the two-fluid nozzle 3, a high-pressure jet nozzle, an ultrasonic cleaning nozzle, or the like may be adopted as long as the substrate W is rotated at a low speed.
[0049]
(8) In the above-described embodiment, the substrate cleaning apparatus for cleaning the substrate is described as an example of the substrate processing apparatus. However, the substrate cleaning apparatus is not limited to the substrate cleaning apparatus, and substrate processing other than cleaning is performed. It can also be applied to a device.
[0050]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the invention described in claim 1,A first position detecting means for detecting that the nozzle is located at a peripheral edge of the substrate; a second position detecting means for detecting the position of the holding member that moves in a circle with the rotation of the substrate; When the position at which the fluid from the nozzle is discharged to the holding member is detected based on detection signals from the first and second position detecting means, and the holding member is positioned in the direction in which the fluid is discharged from the nozzle And nozzle control means for controlling to stop the substrate cleaning operation by the nozzle;Therefore, it is possible to prevent the fluid from the nozzle from being directly applied to the holding member, to prevent the fluid from splashing around the substrate due to the collision with the holding member, and the scattered fluid adheres to the substrate. Can be prevented. The peripheral edge portion of the substrate can be surface-treated without generating scattered fluid resulting from the fluid colliding with the holding member.
[0051]
According to the second aspect of the present invention, the holding member is configured to be engaged with a plurality of locations on the peripheral edge of the substrate to hold the substrate, and the nozzle moves along a predetermined path on the substrate. Then, the discharge control means detects the position of the first position detection means for detecting that the nozzle is positioned at the peripheral edge of the substrate and the position of the holding member that moves in a circle with the rotation of the substrate. Based on the detection signal from the second position detection means and the first and second position detection means, the fluid from the nozzleStops substrate cleaning by the nozzle by stopping the dischargeNozzle control means, it is possible to prevent the fluid from the nozzle from being directly applied to the holding member, to prevent the fluid from splashing around due to the collision of the fluid with the holding member, It is possible to prevent adhesion on the substrate. The peripheral edge portion of the substrate can be surface-treated without generating scattered fluid resulting from the fluid colliding with the holding member.
[0052]
According to the invention of claim 3, the nozzle control means determines the fluid discharge direction of the nozzle based on the detection signals from the first and second position detection means.Change to stop the substrate cleaning operation by the nozzle.Therefore, it is possible to prevent the fluid from the nozzle from being directly applied to the holding member, to prevent the fluid from colliding with the holding member, and to prevent the fluid from being scattered around, and the scattered fluid adheres to the substrate. Can be prevented. The peripheral edge portion of the substrate can be surface-treated without generating scattered fluid resulting from the fluid colliding with the holding member.
[0053]
According to a fourth aspect of the present invention, the second position detecting means detects the position of the holding member that moves in a circular shape with the rotation of the substrate based on the rotation angle of the rotation mechanism that rotates the substrate. Therefore, there is no need to provide a detection unit that directly detects the holding member in the vicinity of the peripheral edge of the substrate, and there is no need for maintenance such as cleaning because the fluid from the nozzle does not adhere and become contaminated. In addition, it is possible to prevent malfunction due to contamination from the fluid from the nozzle.
[0054]
According to the invention described in claim 5, the position of the nozzle is fixed so as to discharge the fluid only to the peripheral edge portion of the substrate, and the peripheral edge portion of the substrate is specially processed.A special nozzle for cleaning the periphery of the substrateTherefore, it is not necessary to move the nozzle to a predetermined path on the substrate, and the configuration for discharging the fluid from the nozzle to the peripheral edge of the substrate without directly hitting the holding member can be simplified.
[0055]
According to the invention described in claim 6, since the nozzle is a two-fluid nozzle that discharges mist formed by mixing liquid and gas, the substrate is rotated at a high speed so that the fluid is supplied to the substrate. Even when performing substrate surface treatment by discharging, mist (fluid) discharge on / off control can be performed at high speed without applying mist (fluid) to the substrate holding member rotating at high speed. The peripheral edge portion of the substrate can be surface-treated without generating a scattered fluid caused by colliding with the member, and can cope with the case where the substrate is rotated at a high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a substrate cleaning apparatus which is an example of a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2A is a schematic plan view for explaining a state where ejection of mist from the two-fluid nozzle of the present embodiment is stopped, and FIG. 2B is a diagram showing mist from the two-fluid nozzle of the present embodiment. It is a schematic plan view for demonstrating the state which is discharging.
FIG. 3 is a schematic side view for explaining a nozzle control mechanism different from the substrate cleaning apparatus according to the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a main part of a substrate cleaning apparatus according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 ... Chuck member
3 ... Two-fluid nozzle
8… Controller
9… Spin chuck
15 ... Control valve
16 ... Control valve
20 ... 1st encoder
21 ... Second encoder
W ... Substrate
W_E… Peripheral edge

Claims

In the substrate processing apparatus for rotating the substrate in a state where the peripheral edge of the substrate is held by the holding member and discharging the fluid from the nozzle onto the substrate to perform the surface treatment of the substrate,
The nozzle moves along a predetermined path on the substrate,
The holding member is configured to be engaged with a plurality of locations on the peripheral edge of the substrate to hold the substrate,
First position detecting means for detecting that the nozzle is located at a peripheral edge of the substrate;
A second position detecting means for detecting the position of the holding member that moves in a circle with the rotation of the substrate;
Based on detection signals from the first and second position detecting means, a position at which the fluid from the nozzle is discharged to the holding member is detected, and the holding member is positioned in a direction in which the fluid is discharged from the nozzle. And a nozzle control means for controlling to stop the substrate cleaning operation by the nozzle .

The substrate processing apparatus according to claim 1,
The nozzle control unit stops the substrate cleaning operation by the nozzle by stopping the discharge of the fluid from the nozzle based on the detection signals from the first and second position detection units. Substrate processing equipment.

The substrate processing apparatus according to claim 1 ,
Said nozzle control means, the first, on the basis of a detection signal from the second position detecting means, by changing the fluid ejection direction before Symbol nozzle, characterized by stopping the substrate cleaning operation by the nozzle Substrate processing equipment.

In the substrate processing apparatus as described in any one of Claims 1-3 ,
The substrate processing apparatus characterized in that the second position detecting means detects the position of the holding member that moves circularly with the rotation of the substrate based on a rotation angle of a rotation mechanism that rotates the substrate.

In the substrate processing apparatus for rotating the substrate in a state where the peripheral edge of the substrate is held by the holding member and discharging the fluid from the nozzle onto the substrate to perform the surface treatment of the substrate,
The nozzles are positioned to discharge fluid only to the peripheral edge of the substrate is fixed, a peripheral portion of the substrate cleaning dedicated nozzles that will be configured to process the peripheral edge of the substrate to a dedicated,
The holding member is configured to be engaged with a plurality of locations on the peripheral edge of the substrate to hold the substrate,
Position detecting means for detecting the position of the holding member that moves in a circular shape as the substrate rotates;
Based on the detection signal from the position detection means, the position where the fluid from the dedicated nozzle is discharged to the holding member is detected, and when the holding member is positioned in the direction of fluid discharge from the dedicated nozzle, Nozzle control means for controlling to stop the substrate cleaning operation by the dedicated nozzle;
Substrate processing apparatus, characterized in that it comprises a.

In the substrate processing apparatus in any one of Claims 1-5,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the nozzle is a two-fluid nozzle that discharges a mist formed by mixing a liquid and a gas.

The substrate processing apparatus according to claim 5,
The substrate processing apparatus, wherein the nozzle control unit stops the substrate cleaning operation by the nozzle by stopping the discharge of the fluid from the nozzle based on the detection signal from the position detection unit.

The substrate processing apparatus according to claim 5,
The nozzle processing unit stops the substrate cleaning operation by the nozzle by changing the fluid ejection direction of the nozzle based on a detection signal from the position detecting unit.