JP3644806B2 - Substrate cleaning method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、光ディスク用の基板など(以下、単に基板と称する)に対して、超音波振動が付与された洗浄液をノズルから吐出させて基板を洗浄する基板洗浄方法及びその装置に係り、特に、基板面内の洗浄液の供給位置が少なくとも基板中心と基板周縁との間を通るようにノズルを移動させながら洗浄処理を施す技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の基板洗浄装置として、例えば、基板を回転自在に支持する回転支持機構と、一定出力、かつ、一定周波数の超音波振動が付与された洗浄液を吐出するノズルと、基板上においてこのノズルを一定速度で移動させる移動機構とを備えているものが挙げられる。このような装置では、基板を一定速度で回転させつつ、基板面内での洗浄液の供給位置が少なくとも基板中心と基板周縁との間を移動するようにノズルを往復移動させることによって基板の表面全体にわたって超音波振動が付与された洗浄液を吐出させ、基板表面に付着しているパーティクルやゴミを超音波振動により離脱させて洗浄除去するようになっている。
【0003】
なお、洗浄液に付与する超音波の周波数あるいは出力は洗浄効果に大きく影響する洗浄条件の一つであるので、パーティクルやゴミの付着度合いが異なる基板のロット毎、あるいは基板の種類や基板1枚ごとに微調整している。
【0004】
【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。
【0005】
すなわち、基板は回転している関係上、その基板の中心部においてはノズルに対する相対移動速度が遅く、周縁部に向かうにしたがって速くなっているので、相対移動速度の遅い基板の中心部では洗浄液に付与された超音波振動による衝撃を過度に受けることがある。そこで、洗浄条件の一つである超音波の出力は、基板の中心部で最も適した洗浄度合いとなるように一般的に設定されているが、このように中心部にあわせて設定すると相対移動速度が速い基板の周縁部では十分に洗浄を行うことができず、洗浄ムラが生じて後の基板処理に悪影響を与えるという問題がある。
【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、基板面内を移動する洗浄液の供給位置に応じて洗浄条件を変えることによって、基板の全面にわたって均一に洗浄処理を施すことができる基板洗浄方法及びその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に記載の基板洗浄方法は、回転している基板に対して、超音波振動が付与された洗浄液をノズルから吐出させ、その吐出された洗浄液の基板面内における供給位置が、少なくとも基板中心と基板周縁との間を移動するように、前記ノズルを移動手段により移動させて洗浄処理を施す基板洗浄方法において、洗浄液に付与する超音波の周波数、出力の少なくとも一方を、基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に変更するようにしたことを特徴とするものである。
【0008】
また、請求項2に記載の基板洗浄方法は、請求項1に記載の基板洗浄方法において、前記超音波の出力を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くしたことを特徴とするものである。
【0009】
また、請求項3に記載の基板洗浄方法は、請求項1に記載の基板洗浄方法において、前記超音波の出力を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くしたことを特徴とするものである。
【0010】
また、請求項4に記載の基板洗浄方法は、請求項1に記載の基板洗浄方法において、前記超音波の周波数を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くしたことを特徴とするものである。
【0011】
また、請求項5に記載の基板洗浄方法は、請求項1に記載の基板洗浄方法において、前記超音波の周波数を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くしたことを特徴とするものである。
【0012】
また、請求項6に記載の基板洗浄装置は、回転支持手段上で回転している基板に対して、超音波振動が付与された洗浄液をノズルから吐出させ、その吐出された洗浄液の基板面内における供給位置が、少なくとも基板中心と基板周縁との間を移動するように、前記ノズルを移動手段により移動させて洗浄処理を施す基板洗浄装置において、前記超音波の出力を可変する出力可変手段と、洗浄液に付与される超音波の出力を基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に可変するように前記出力可変手段を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【0013】
また、請求項7に記載の基板洗浄装置は、請求項6に記載の基板洗浄装置において、前記制御手段は、超音波の出力を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くするように前記出力可変手段を制御することを特徴とするものである。
【0014】
また、請求項8に記載の基板洗浄装置は、請求項6に記載の基板洗浄装置において、前記制御手段は、超音波の出力を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くするように前記出力可変手段を制御することを特徴とするものである。
【0015】
また、請求項9に記載の基板洗浄装置は、回転支持手段上で回転している基板に対して、超音波振動が付与された洗浄液をノズルから吐出させ、その吐出された洗浄液の基板面内における供給位置が、少なくとも基板中心と基板周縁との間を移動するように、前記ノズルを移動手段により移動させて洗浄処理を施す基板洗浄装置において、前記超音波の周波数を可変する周波数可変手段と、洗浄液に付与される超音波の周波数を基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に可変するように前記周波数可変手段を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【0016】
また、請求項10に記載の基板洗浄装置は、請求項9に記載の基板洗浄装置において、前記制御手段は、超音波の周波数を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くするように前記周波数可変手段を制御することを特徴とするものである。
【0017】
また、請求項11に記載の基板洗浄装置は、請求項9に記載の基板洗浄装置において、前記制御手段は、超音波の周波数を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くするように前記周波数可変手段を制御することを特徴とするものである。
【0018】
また、請求項12に記載の基板洗浄装置は、請求項6から請求項11のいずれかに記載の基板洗浄装置において、基板面内を移動する洗浄液の供給位置を検出する位置検出手段を備え、前記制御手段は前記位置検出手段が検出した位置に基づいて制御を行うようにしたことを特徴とするものである。
【0019】
【作用】
請求項1に記載の発明の作用は次のとおりである。
洗浄度合いに係わる超音波の周波数、出力の少なくとも一方の洗浄条件を、基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に変えることにより、回転支持手段上で回転している基板の全面にわたって洗浄度合いを一定にすることができる。
【0020】
また、請求項2に記載の発明によれば、超音波の出力を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くすることによって、基板の中心部側と周縁部側との洗浄度合いを一定にすることができる。
【0021】
また、請求項3に記載の発明によれば、一定出力で洗浄すると中心部側ほど洗浄度合いが低下するような場合に、超音波の出力を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くすることによって、基板の中心部側と周縁部側との洗浄度合いを一定にすることができる。
【0022】
また、請求項4に記載の発明によれば、超音波の周波数を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くすることによって、洗浄度合いを基板の全面にわたってほぼ一定化できる。
【0023】
また、請求項5に記載の発明のように、超音波の周波数を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くしてもよい。
【0024】
また、請求項6に記載の発明によれば、洗浄液に付与される超音波の出力を可変する出力可変手段を、基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に変えるように制御する。これによって回転支持手段上で回転している基板の全面にわたって洗浄度合いを一定にすることができる。
【0025】
また、請求項7に記載の発明によれば、超音波の出力を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くするように制御することによって、基板の中心部側と周縁部側との洗浄度合いを一定にすることができる。
【0026】
また、請求項8に記載の発明のよれば、一定出力で洗浄すると中心部側ほど洗浄度合いが低下するような場合に、超音波の出力を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くするように制御することによって、基板の中心部側と周縁部側との洗浄度合いを一定にすることができる。
【0027】
また、請求項9に記載の発明によれば、洗浄液に付与される超音波の周波数を可変する周波数可変手段を、基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に変えるように制御する。これによって回転支持手段上で回転する基板の全面にわたって洗浄度合いを一定にすることができる。
【0028】
また、請求項10に記載の発明によれば、超音波の周波数を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くするように制御することによって、洗浄度合いを基板の全面にわたってほぼ一定化できる。
【0029】
また、請求項11に記載の発明のように、超音波の周波数を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くするように制御してもよい。
【0030】
また、請求項12に記載の発明によれば、位置検出手段が検出した基板面内の洗浄液の供給位置に基づいて制御手段が制御することにより、正確に検出された位置に応じて洗浄条件を調節することができ、洗浄度合いをより一定化することができる。
【0031】
【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。
図1は、実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示すブロック図であり、図2はその平面図である。
【0032】
円筒状に形成されてなる6個の支持ピン1aが立設された円板状のスピンチャック1は、底面に連結された回転軸3を介して電動モータ5で回転駆動されるようになっている。この回転駆動により、支持ピン1aで周縁部を当接支持された基板Wが回転中心Pa周りに水平面内で回転される。上記のスピンチャック1の周囲には、超音波式のノズル7から吐出された洗浄液Sが飛散することを防止するための飛散防止カップ9が配備されている。この飛散防止カップ9は、未洗浄の基板Wをスピンチャック1に載置したり、図示していない搬送手段が洗浄済の基板Wをスピンチャック1から受け取る際に図中に矢印で示すようにスピンチャック1に対して昇降するように構成されている。なお、上記のスピンチャック1と、回転軸3と、電動モータ5とが本発明における回転支持手段に相当する。
【0033】
ノズル7は、超音波振動を付与された洗浄液Sをその吐出孔7aから基板Wの表面に供給するように構成されているとともに、昇降/移動機構11によってその供給位置が回転中心Paを通って揺動するように構成されている。その胴部7bには支持アーム8が取り付けられており、これを介して回転モータ11aの回転軸11bに連結されている。この回転モータ11aは回転中心Pb周りにノズル7を基板W上で揺動するためのものであり、その回転量がエンコーダ11cによって検出されて後述するコントローラ29にフィードバックされるようになっている。
【0034】
なお、これらの回転モータ11aと、回転軸11bと、エンコーダ11cとは基板W上で、ノズル7を移動させるものであり、本発明の移動手段に相当する。また、エンコーダ11cは、本発明の位置検出手段に相当するものであり、直接的にはノズル7の位置を検出することにより、基板面内を移動する洗浄液の供給位置を検出している。
【0035】
回転モータ11aとエンコーダ11cを搭載している昇降ベース11dは、立設されたガイド軸11eに摺動自在に嵌め付けられているとともに、ガイド軸11eに並設されているボールネジ11fに螺合されている。このボールネジ11fは、昇降モータ11gの回転軸に連動連結されており、その昇降量は回転量としてエンコーダ11hによって検出されて後述するコントローラ29にフィードバックされる。なお、上述した昇降/移動機構11によりノズル7が昇降および揺動移動されるが、基板Wに洗浄液Sを吐出していない状態では、図2中に点線で示す待機位置に移動され、飛散防止カップ9に隣接して配備された待機ポット13内にて待機するように構成されている。
【0036】
ノズル7に連通接続された配管15には、圧縮空気の圧力を、コントローラ29から入力された電気信号に対応する圧力に変換する電空変換弁17と、この電空変換弁17からの圧力に応じて洗浄液供給源からの洗浄液の圧力を調節する圧力調節弁19と、流通する洗浄液の流量をコントローラ29の指示に応じて調節する流量調節弁21と、洗浄液の圧力Pを検出する圧力センサ23と、洗浄液の流量Qを検出する流量センサ25と、コントローラ29からの指示に応じて流路の開放/閉止を切り換えてノズル7からの洗浄液の吐出/停止を切り換える開閉弁27とを介して洗浄液供給源からの洗浄液が供給される。
【0037】
電空変換弁17には、本発明の制御手段に相当するコントローラ29から電気信号が入力され、この電気信号に応じた圧力に空気圧が調整されるが、調整された圧力は圧力調節弁19に配備された圧力センサによって検出されてコントローラ29にフィードバックされる。また、圧力センサ23と流量センサ25の検出信号P,Qもコントローラ29にフィードバックされ、その信号に応じて電空変換弁17と流量調節弁21とが制御される。
【0038】
超音波振動を付与した洗浄液を吐出するためのノズル7は、例えば、図3および図4に示すように構成されている。なお、図3はノズル7の一部破断縦断面図であり、図4は図3のA−A矢視断面図である。
【0039】
胴部7b内には、逆Lの字状に流路7cが形成されており、これに連通するように胴部7bの側面に配管15が取り付けられている。また、胴部7bの下端部には、外観先細り形状を呈し、その下面に吐出孔7aを形成されてなる先端部7dが固着されている。上記の流路7cの上部内側面には、洗浄液に超音波振動を付与するための発振体7eが配管15に対向するように3個(発振体7e1 ,7e2 ,7e3 )配設されている。これら3個の発振体7e1 ,7e2 ,7e3 は、例えば、それぞれ1.5MHz,1.7MHz,1.9MHzの共振周波数を有するものであり、それぞれの共振周波数が異なるように選定されている。各発振体7e1 ,7e2 ,7e3 には、高周波電圧を印加するためのケーブル7fが接続されており、胴部7bの上部から導出されている。これらのケーブル7fは、後述する発振体切換器35に接続されており、いずれか1つのケーブル7fのみに高周波電圧が印加される。
【0040】
なお、上記の発振体7eは、圧電効果や電気ひずみ効果を有する材料を、所望の機械共振周波数(上記の1.5MHz,1.7MHz,1.9MHzなどの超音波と呼ばれる周波数)を得られるような形状に成形したもので、例えば、圧電効果の大きな結晶や、電気ひずみ効果の大きなチタン酸ジルコン酸鉛磁器などのセラミックスなどで構成されている。
【0041】
上記の各発振体7e1 ,7e2 ,7e3 には、コントローラ29によって制御される発振器31と増幅器33を介して一定の周波数f(上述した3種類の共振周波数の中のいずれか)の高周波電圧が出力pw(または振幅)で印加されるようになっている。上述したように各発振体7e1 ,7e2 ,7e3 のそれぞれは共振周波数が異なるものであるので、周波数fに合わせてコントローラ29が発振体切換器35を切り換え、周波数fとほぼ同一の共振周波数を有する発振体7eにのみ高周波電圧が印加されるように制御する。
【0042】
上記の発振器31は、コントローラ29からの入力信号に応じた任意の周波数で発振するように構成されており、また上記の増幅器33は発振器31からの高周波小信号をコントローラ29からの入力信号に応じた振幅に増幅するように構成されている。つまり、コントローラ29からの指示に基づき、超音波の周波数と出力が調整可能に構成されている。
【0043】
なお、上記の発振器31が本発明の周波数可変手段に相当し、上記の増幅器33が本発明の出力可変手段に相当する。
【0044】
また、コントローラ29には、洗浄液Sに付与される超音波振動の出力pwを含む洗浄条件を所望するように指示して洗浄処理プログラム(レシピーとも呼ばれる)を作成したり、作成した複数の洗浄処理プログラムの中から所望のものを選択指示するため等に用いられる指示部37がさらに接続されている。また、作成された洗浄処理プログラムを格納するためのメモリ39もコントローラ29に接続されている。
【0045】
上記の洗浄処理プログラムは、基板の種類ごとなどに作成されており、例えば、図5の模式図に示すように、洗浄処理中における基板Wの『回転数』、洗浄処理中におけるノズル7の『移動速度』、基板W上で揺動移動させるノズル7の『移動範囲』、3個の発振体7e1 ,7e2 ,7e3 のうちのいずれを使用するかを示し、洗浄液に付与する超音波振動の『周波数』と、洗浄液に付与する超音波振動の出力pwを示し、基板W面内の洗浄液の供給位置に応じた出力pwである『出力データ』を含むものである。
【0046】
出力データは、例えば、図6に示すように設定されている。
このデータでは、基板Wとノズル7との相対移動速度が遅い基板Wの中心部側では出力pwをpw1に低く設定しておき、次いでpw2に上げ、基板Wの周縁部側ではpw3に上げ、相対移動速度が速い周縁部側に向かうにしたがって段階的に出力pwを高くしてゆくように設定されている。
【0047】
したがって、洗浄のためにノズル7を揺動移動した際、エンコーダ11cでノズル7の位置を通じて検出される基板W面内における洗浄液供給位置と、上記出力データとに基づいてコントローラ29が増幅器33の出力を、周波数fを一定に保持したまま調整することにより、基板Wに吐出される洗浄液の出力が図6に示した出力データのように調節される。その結果、相対移動速度が遅い基板Wの中心部側と、相対移動速度が速い基板Wの周縁部側とにおいて、基板Wの表面が受ける洗浄度合いを基板の全面にわたってほぼ一定にすることができる。このように超音波振動の出力pwを調節するだけで洗浄度合いをほぼ一定にできるので、比較的容易に基板の全面にわたって均一に洗浄を行うことができる。
【0048】
また、予め作成されてメモリ39に格納されている洗浄処理プログラムと洗浄液の出力データとが上述したように関連付けられているので、指示部37から洗浄処理プログラムを指示するだけで基板に適切な超音波振動の出力による洗浄処理を施すことができるとともに、基板の全面にわたってほぼ均一に洗浄を行うことができる。
【0049】
なお、上記の説明では、基板W面内の洗浄液供給位置に応じて『段階的』に超音波振動の出力pwを変えるようにしたが、図7中に実線で示すように基板W面内の洗浄液供給位置に応じて『直線的』に出力pwを可変するようにしてもよい。
【0050】
また、上記の説明では、ノズル7と基板W面との相対移動速度だけに着目し、超音波振動の出力が一定であれば基板の周縁部ほど洗浄度合いが低下するとしている。しかしながら、パーティクルの種類や基板の表面状態によっては、一定出力で洗浄すると中心部側ほど洗浄度合いが低下する事態も考えられる。このような場合には、図7中に点線で示すように、基板Wの周縁部に向かうにしたがって洗浄液の出力pwを低下させるようにすればよい。
【0051】
さらに洗浄度合いを調節可能な洗浄条件としては、超音波振動の周波数fがある。この場合には、発振器31および発振体切換器35を制御して、図8に示すように基板W面内の洗浄液供給位置に応じて洗浄液に付与する超音波振動の周波数fを、出力pwを一定に保持したままで調節する。具体例を挙げると、図中に実線で示すように中心部側から周縁部側に向かって段階的に周波数fを高めてゆく。つまり、発振体切換器35を制御して増幅器33から出力されている高周波電圧が印加される発振体7eを発振体7e1 ,7e2 ,7e3 の順に切り換えてゆくとともに、発振体7eのそれぞれに固有の共振周波数に合わせて周波数fを切り換えてゆく。このように周波数を切り換えてゆくことによっても洗浄度合いを基板Wの全面にわたってほぼ一定化できる。
【0052】
なお、上記の説明では、洗浄条件である超音波振動の出力pw,周波数fを個々に変える構成を例に採って説明したが、本発明は少なくとも一方の洗浄条件を基板W上のノズル7の位置、すなわち基板W面内の洗浄液供給位置に応じて変えれば良く、例えば、出力pwと周波数f組み合わせて変えるようにしてもよい。
【0053】
なお、上記の実施例では、基板面内における洗浄液供給位置を位置検出手段であるエンコーダ11cによって検出し、これに基づいて出力pwなどの洗浄条件を変えるようにしたが、本発明の位置検出手段はこのような構成に限定されるものではなく種々の変形実施が可能である。例えば、位置検出手段としてCCDカメラを使い、ノズル7から基板面内における実際の洗浄液の供給位置を検出し、これに基づいて超音波振動の出力パワーや、周波数を変えるようにしてもよい。また、例えば、基板面内における洗浄液供給位置の移動速度と移動範囲が判れば移動開始時点からの経過時間を測定することにより基板面内での洗浄液供給位置を知ることができるので、これに基づいて吐出圧などの洗浄条件を調節するような構成としてもよい。
【0054】
【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、洗浄度合いに係わる超音波の周波数、出力のうち少なくとも一方の洗浄条件を基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に変えることによって、洗浄度合いを一定にすることができる。したがって、基板の全面にわたって均一に洗浄を行うことができる。
【0055】
また、請求項6に記載の発明によれば、超音波の出力を基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に可変することで洗浄度合いを一定にすることができ、比較的容易に基板の全面にわたって均一に洗浄を行うことができる。
【0056】
また、請求項9に記載の発明によれば、超音波の周波数を基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に可変することで浄度合いを一定にすることができ、基板の全面にわたって均一に洗浄を行うことができる。
【0057】
また、請求項12に記載の発明によれば、正確に洗浄液供給位置を検出することができるので、基板面内のそれぞれの洗浄液供給位置に応じて正確に洗浄条件を可変することができて洗浄度合いを一定化できる。したがって、基板の全面にわたってより均一に洗浄を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例に係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】 基板洗浄装置の平面図である。
【図3】 ノズルの一部破断縦断面図である。
【図4】 図3に示したノズルのA−A矢視断面図である。
【図5】 メモリに格納された洗浄処理プログラムを示す模式図である。
【図6】 出力データを示す模式図である。
【図7】 出力データの他の例を示す模式図である。
【図8】 周波数データを示す模式図である。
【符号の説明】
W … 基板
S … 洗浄液
1 … スピンチャック(回転支持手段)
1a … 支持ピン
5 … 電動モータ(回転支持手段)
7 … ノズル
7a … 吐出孔
9 … 飛散防止カップ
11 … 昇降/移動機構
11c … エンコーダ(位置検出手段)
13 … 待機ポット
29 … コントローラ(制御手段)
31 … 発振器(周波数可変手段)
33 … 増幅器(出力可変手段)
35 … 発振体切換器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied to a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display device, a substrate for an optical disk (hereinafter simply referred to as a substrate) from a nozzle. The present invention relates to a substrate cleaning method and apparatus for cleaning a substrate by discharging, and in particular, a technique for performing a cleaning process while moving a nozzle so that the supply position of the cleaning liquid in the substrate surface passes at least between the substrate center and the substrate periphery. About.
[0002]
[Prior art]
As this type of conventional substrate cleaning apparatus, for example, a rotation support mechanism that rotatably supports a substrate, a nozzle that discharges a cleaning liquid to which ultrasonic vibration of a constant output and a constant frequency is applied, And a moving mechanism that moves the nozzle at a constant speed. In such an apparatus, while rotating the substrate at a constant speed, the entire surface of the substrate is moved by reciprocating the nozzle so that the supply position of the cleaning liquid in the substrate surface moves at least between the substrate center and the substrate periphery. A cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied is discharged, and particles and dust adhering to the substrate surface are separated by ultrasonic vibration to be cleaned and removed.
[0003]
In addition, since the frequency or output of the ultrasonic wave applied to the cleaning liquid is one of the cleaning conditions that greatly affect the cleaning effect, each lot of substrates with different degrees of adhesion of particles and dust, or each substrate type and each substrate Fine adjustment to
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example having such a configuration has the following problems.
[0005]
In other words, because the substrate is rotating, the relative movement speed with respect to the nozzle is slow at the center of the substrate and increases toward the peripheral edge. May be excessively impacted by the applied ultrasonic vibration. Therefore, the ultrasonic output, which is one of the cleaning conditions, is generally set so as to achieve the most suitable cleaning level at the center of the substrate. There is a problem that the peripheral portion of the substrate having a high speed cannot be sufficiently cleaned, resulting in uneven cleaning and adversely affecting subsequent substrate processing.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to uniformly perform the cleaning process over the entire surface of the substrate by changing the cleaning conditions in accordance with the supply position of the cleaning liquid moving in the substrate surface. An object of the present invention is to provide a substrate cleaning method and an apparatus for the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, in the substrate cleaning method according to
[0008]
The substrate cleaning method according to claim 2 is characterized in that, in the substrate cleaning method according to
[0009]
The substrate cleaning method according to
[0010]
The substrate cleaning method according to claim 4 is characterized in that, in the substrate cleaning method according to
[0011]
The substrate cleaning method according to claim 5 is characterized in that, in the substrate cleaning method according to
[0012]
Further, in the substrate cleaning apparatus according to claim 6 , the cleaning liquid to which the ultrasonic vibration is applied is discharged from the nozzle to the substrate rotating on the rotation support means, and the substrate surface of the discharged cleaning liquid is within the substrate surface. In the substrate cleaning apparatus for performing the cleaning process by moving the nozzle by the moving means so that the supply position in the substrate moves at least between the substrate center and the substrate periphery, output variable means for changing the output of the ultrasonic wave And a control means for controlling the output variable means so as to change the output of the ultrasonic wave applied to the cleaning liquid stepwise or linearly between the central portion side and the peripheral portion side of the substrate . It is characterized by.
[0013]
The substrate cleaning apparatus according to claim 7 is the substrate cleaning apparatus according to claim 6, wherein the control means lowers the output of the ultrasonic wave at the center portion side of the substrate and increases it at the peripheral portion side of the substrate. Thus, the output variable means is controlled.
[0014]
The substrate cleaning apparatus according to
[0015]
Further, the substrate cleaning apparatus according to claim 9 causes the cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied to the substrate rotating on the rotation support means to be discharged from the nozzle, and the substrate surface of the discharged cleaning liquid is within the substrate surface. In the substrate cleaning apparatus for performing the cleaning process by moving the nozzle by the moving means so that the supply position in at least moves between the center of the substrate and the peripheral edge of the substrate, a frequency variable means for changing the frequency of the ultrasonic wave; And a control means for controlling the frequency varying means so as to vary the frequency of the ultrasonic wave applied to the cleaning liquid stepwise or linearly between the central part side and the peripheral part side of the substrate . It is characterized by.
[0016]
The substrate cleaning apparatus according to claim 10 is the substrate cleaning apparatus according to claim 9, wherein the control means lowers the frequency of the ultrasonic wave at the center portion side of the substrate and increases it at the peripheral portion side of the substrate. In this way, the frequency variable means is controlled.
[0017]
The substrate cleaning apparatus according to
[0018]
A substrate cleaning apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is the substrate cleaning apparatus according to any one of the sixth to eleventh aspects, further comprising a position detection unit that detects a supply position of the cleaning liquid that moves in the substrate plane. The control means performs control based on the position detected by the position detection means.
[0019]
[Action]
The operation of the first aspect of the invention is as follows.
Rotating on the rotation support means by changing at least one of the ultrasonic frequency and output cleaning conditions related to the degree of cleaning stepwise or linearly on the central side and the peripheral side of the substrate . The degree of cleaning can be made constant over the entire surface of the substrate.
[0020]
According to the invention described in claim 2, cleaning of the central portion side and the peripheral portion side of the substrate is performed by lowering the output of the ultrasonic wave on the central portion side of the substrate and increasing the output on the peripheral portion side of the substrate. The degree can be made constant.
[0021]
According to the third aspect of the present invention, when the degree of cleaning decreases toward the center side when cleaning is performed at a constant output, the output of the ultrasonic wave is increased on the center side of the substrate, and the peripheral portion of the substrate By making it low on the side, the degree of cleaning on the central side and the peripheral side of the substrate can be made constant.
[0022]
According to the fourth aspect of the present invention, the degree of cleaning can be made substantially constant over the entire surface of the substrate by lowering the frequency of the ultrasonic wave on the center side of the substrate and increasing it on the peripheral edge side of the substrate.
[0023]
Further, as in the invention described in claim 5, the frequency of the ultrasonic wave may be increased on the central portion side of the substrate and may be decreased on the peripheral portion side of the substrate.
[0024]
According to the invention described in claim 6 , the output variable means for changing the output of the ultrasonic wave applied to the cleaning liquid is changed stepwise or linearly between the central portion side and the peripheral portion side of the substrate. To control. As a result, the degree of cleaning can be made constant over the entire surface of the substrate rotating on the rotation support means.
[0025]
According to the invention described in claim 7, by controlling the output of the ultrasonic wave to be low on the central portion side of the substrate and high on the peripheral portion side of the substrate, the central portion side and the peripheral portion of the substrate are controlled. The degree of cleaning with the side can be made constant.
[0026]
According to the eighth aspect of the present invention, when cleaning is performed at a constant output and the degree of cleaning decreases toward the central portion, the output of the ultrasonic wave is increased on the central portion side of the substrate, and the peripheral portion of the substrate By controlling so as to be lowered on the side, the degree of cleaning on the central side and the peripheral side of the substrate can be made constant.
[0027]
According to the ninth aspect of the present invention, the frequency varying means for varying the frequency of the ultrasonic wave applied to the cleaning liquid is changed stepwise or linearly between the central portion side and the peripheral portion side of the substrate. To control. As a result, the degree of cleaning can be made constant over the entire surface of the substrate rotating on the rotation support means.
[0028]
Further, according to the invention described in claim 10, by controlling the ultrasonic frequency to be lower on the central portion side of the substrate and higher on the peripheral portion side of the substrate, the degree of cleaning is substantially increased over the entire surface of the substrate. Can be fixed.
[0029]
Further, as in the invention described in
[0030]
According to the twelfth aspect of the present invention, the control unit controls the cleaning condition based on the position of the cleaning liquid supplied within the substrate surface detected by the position detecting unit, so that the cleaning condition can be set according to the accurately detected position. The degree of cleaning can be made more constant.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a substrate cleaning apparatus according to an embodiment, and FIG. 2 is a plan view thereof.
[0032]
A disc-shaped
[0033]
The nozzle 7 is configured to supply the cleaning liquid S to which ultrasonic vibration is applied to the surface of the substrate W from the
[0034]
The
[0035]
The elevating
[0036]
In the
[0037]
An electric signal is input to the
[0038]
The nozzle 7 for discharging the cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied is configured as shown in FIGS. 3 and 4, for example. 3 is a partially broken longitudinal sectional view of the nozzle 7, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG.
[0039]
A
[0040]
The
[0041]
Each of the oscillators 7e1, 7e2, and 7e3 outputs a high-frequency voltage having a constant frequency f (any one of the three resonance frequencies described above) via an
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
In addition, the
[0045]
The above-described cleaning processing program is created for each type of substrate. For example, as shown in the schematic diagram of FIG. 5, the “rotation number” of the substrate W during the cleaning processing and the “7” of the nozzle 7 during the cleaning processing. "Movement speed", "Movement range" of the nozzle 7 to be oscillated on the substrate W, which of the three oscillators 7e1, 7e2, 7e3 is used, and the ultrasonic vibration " “Frequency” and an output pw of ultrasonic vibration applied to the cleaning liquid, and includes “output data” which is an output pw corresponding to the supply position of the cleaning liquid in the surface of the substrate W.
[0046]
The output data is set as shown in FIG. 6, for example.
In this data, the output pw is set low at pw1 on the center side of the substrate W where the relative movement speed between the substrate W and the nozzle 7 is slow, then raised to pw2, and then raised to pw3 on the peripheral edge side of the substrate W. The output pw is set so as to increase stepwise as it goes toward the peripheral side where the relative movement speed is fast.
[0047]
Therefore, when the nozzle 7 is swung and moved for cleaning, the
[0048]
In addition, since the cleaning process program prepared in advance and stored in the
[0049]
In the above description, the ultrasonic vibration output pw is changed “stepwise” in accordance with the cleaning liquid supply position in the substrate W plane. However, as shown by the solid line in FIG. The output pw may be varied “linearly” in accordance with the cleaning liquid supply position.
[0050]
In the above description, only the relative movement speed between the nozzle 7 and the substrate W surface is focused on, and if the output of the ultrasonic vibration is constant, the degree of cleaning decreases as the peripheral edge of the substrate. However, depending on the type of particles and the surface condition of the substrate, there is a possibility that the degree of cleaning decreases toward the center when cleaning is performed at a constant output. In such a case, as indicated by a dotted line in FIG. 7, the output pw of the cleaning liquid may be decreased toward the peripheral edge of the substrate W.
[0051]
Further, as a cleaning condition capable of adjusting the cleaning degree, there is a frequency f of ultrasonic vibration. In this case, the
[0052]
In the above description, the configuration in which the ultrasonic vibration output pw and the frequency f, which are cleaning conditions, are individually changed has been described as an example. However, in the present invention, at least one cleaning condition is applied to the nozzle 7 on the substrate W. What is necessary is just to change according to a position, ie, the washing | cleaning liquid supply position in the board | substrate W surface, for example, you may make it change in combination with the output pw and the frequency f.
[0053]
In the above-described embodiment, the cleaning liquid supply position in the substrate surface is detected by the encoder 11c as the position detection means, and the cleaning conditions such as the output pw are changed based on the detected position. Is not limited to such a configuration, and various modifications can be made. For example, a CCD camera may be used as the position detection means, and the actual cleaning liquid supply position within the substrate surface may be detected from the nozzle 7, and the output power and frequency of the ultrasonic vibration may be changed based on the detected position. Further, for example, if the moving speed and moving range of the cleaning liquid supply position in the substrate surface are known, the cleaning liquid supply position in the substrate surface can be known by measuring the elapsed time from the movement start time. The cleaning conditions such as the discharge pressure may be adjusted.
[0054]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, at least one of the cleaning conditions of the ultrasonic frequency and output related to the degree of cleaning is performed on the central side and the peripheral side of the substrate. The degree of cleaning can be made constant by changing the position or linearly . Therefore, it is possible to perform cleaning uniformly over the entire surface of the substrate.
[0055]
According to the sixth aspect of the present invention, the degree of cleaning can be made constant by changing the output of the ultrasonic wave stepwise or linearly between the central portion side and the peripheral portion side of the substrate. The substrate can be cleaned uniformly over the entire surface relatively easily.
[0056]
Further, according to the invention described in claim 9 , the degree of cleanliness can be made constant by changing the frequency of the ultrasonic wave stepwise or linearly between the central portion side and the peripheral portion side of the substrate. The substrate can be uniformly cleaned over the entire surface.
[0057]
According to the invention described in claim 12 , since the cleaning liquid supply position can be accurately detected, the cleaning conditions can be accurately changed according to the respective cleaning liquid supply positions in the substrate surface, and the cleaning is performed. The degree can be made constant. Therefore, cleaning can be performed more uniformly over the entire surface of the substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a substrate cleaning apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a plan view of the substrate cleaning apparatus.
FIG. 3 is a partially broken longitudinal sectional view of a nozzle.
4 is a cross-sectional view of the nozzle shown in FIG.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a cleaning processing program stored in a memory.
FIG. 6 is a schematic diagram showing output data.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating another example of output data.
FIG. 8 is a schematic diagram showing frequency data.
[Explanation of symbols]
W ... Substrate S ... Cleaning liquid 1 ... Spin chuck (rotation support means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ... Support pin 5 ... Electric motor (rotation support means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ...
13 ...
31 ... Oscillator (frequency variable means)
33 ... Amplifier (output variable means)
35 ... Oscillator switching device
Claims (12)
洗浄液に付与する超音波の周波数、出力の少なくとも一方を、基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に変更するようにしたことを特徴とする基板洗浄方法。The cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied is discharged from the nozzle to the rotating substrate, and the supply position of the discharged cleaning liquid within the substrate surface moves at least between the substrate center and the substrate periphery. Further, in the substrate cleaning method of performing the cleaning process by moving the nozzle by the moving means,
A substrate cleaning method, wherein at least one of the frequency and output of an ultrasonic wave applied to the cleaning liquid is changed stepwise or linearly between the central portion side and the peripheral portion side of the substrate.
前記超音波の出力を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くしたことを特徴とする基板洗浄方法。 A method for cleaning a substrate, characterized in that the output of the ultrasonic wave is lowered at the center side of the substrate and increased at the peripheral edge side of the substrate.
前記超音波の出力を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くしたことを特徴とする基板洗浄方法。 A substrate cleaning method, wherein the output of the ultrasonic wave is increased on the center side of the substrate and decreased on the periphery side of the substrate.
前記超音波の周波数を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くしたことを特徴とする基板洗浄方法。 A method for cleaning a substrate, characterized in that the frequency of the ultrasonic wave is lowered on the center side of the substrate and increased on the peripheral edge side of the substrate.
前記超音波の周波数を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くしたことを特徴とする基板洗浄方法。 A method for cleaning a substrate, characterized in that the frequency of the ultrasonic wave is increased on the center side of the substrate and decreased on the periphery side of the substrate.
前記超音波の出力を可変する出力可変手段と、
洗浄液に付与される超音波の出力を基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に可変するように前記出力可変手段を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板洗浄装置。The cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied is discharged from the nozzle to the substrate rotating on the rotation support means, and the supply position of the discharged cleaning liquid in the substrate surface is at least between the substrate center and the substrate peripheral edge. In the substrate cleaning apparatus for performing the cleaning process by moving the nozzle by the moving means so as to move between,
Output varying means for varying the output of the ultrasonic wave;
Control means for controlling the output variable means so as to change the output of the ultrasonic wave applied to the cleaning liquid stepwise or linearly between the central portion side and the peripheral portion side of the substrate ;
A substrate cleaning apparatus comprising:
前記制御手段は、超音波の出力を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くするように前記出力可変手段を制御することを特徴とする基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus characterized in that the control means controls the output variable means so as to lower the output of the ultrasonic wave on the center side of the substrate and increase it on the peripheral edge side of the substrate.
前記制御手段は、超音波の出力を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くするように前記出力可変手段を制御することを特徴とする基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus, wherein the control means controls the output variable means so that the output of the ultrasonic wave is increased on the center side of the substrate and decreased on the peripheral edge side of the substrate.
前記超音波の周波数を可変する周波数可変手段と、
洗浄液に付与される超音波の周波数を基板の中心部側と周縁部側とで段階的に、または直線的に可変するように前記周波数可変手段を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板洗浄装置。The cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied is discharged from the nozzle to the substrate rotating on the rotation support means, and the supply position of the discharged cleaning liquid in the substrate surface is at least between the substrate center and the substrate peripheral edge. In the substrate cleaning apparatus for performing the cleaning process by moving the nozzle by the moving means so as to move between,
A frequency variable means for varying the frequency of the ultrasonic wave;
Control means for controlling the frequency varying means so as to vary the frequency of the ultrasonic wave applied to the cleaning liquid stepwise or linearly between the central portion side and the peripheral portion side of the substrate ;
A substrate cleaning apparatus comprising:
前記制御手段は、超音波の周波数を基板の中心部側で低くし、基板の周縁部側で高くするように前記周波数可変手段を制御することを特徴とする基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus characterized in that the control means controls the frequency varying means so as to lower the frequency of the ultrasonic wave at the center side of the substrate and increase it at the peripheral edge side of the substrate.
前記制御手段は、超音波の周波数を基板の中心部側で高くし、基板の周縁部側で低くするように前記周波数可変手段を制御することを特徴とする基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus, wherein the control means controls the frequency varying means so that the frequency of the ultrasonic wave is increased on the center side of the substrate and decreased on the peripheral edge side of the substrate.
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