JP4036331B2 - 処理液供給ノズル及び処理液供給装置、並びにノズルの洗浄方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板上に処理液を供給するための処理液供給ノズル及び処理液供給装置並びにノズル洗浄方法に関し、例えばウエハ表面に層間絶縁膜を形成するための塗布液を供給する処理液供給ノズル及び処理液供給装置並びにノズル洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの工程において、例えばＳＯＤ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）システムにより層間絶縁膜を形成している。このＳＯＤシステムでは、半導体ウエハ（以下、ウエハ）上に塗布材料をスピンコートし、加熱等の物理的処理や化学的処理を施して層間絶縁膜を形成している。
例えば、シロキサン系ポリマーや有機ポリマーの層間絶縁膜を形成する場合、有機溶媒にて希釈された材料をウエハ上に吐出し、スピンコータにより塗布する。次に、段階的に目的に応じた環境下にて熱処理等を行う。また、材料によっては、塗布後にアンモニア雰囲気による処理や溶剤置換処理など化学的処理を追加する必要がある。
【０００３】
前記したように、ウエハ上に処理液を供給する工程では、例えば、レジスト液をウエハ上に塗布する技術と同様にスピンコート法が用いられている。かかるスピンコート法は、例えば、カップ内でスピンチャック上にウエハを載せて回転させ、処理液供給ノズルよりウエハの回転中心に塗布液を供給してウエハ全面に均一に伸展させるものである。
このようなスピンコート工程において用いられる処理液供給装置の処理液供給ノズルは、例えば、ウエハ表面に向けて処理液を吐出する吐出口をその下端に有すると共に、その上端が移動機構によって把持されている。処理液供給ノズルは、この移動機構によってカップ内のウエハの回転中心とカップ外に配置されたドレインカップとの間を移動するように構成されている。
【０００４】
ところで、ウエハ表面へ処理液を供給すると、処理液供給ノズルの先端部に処理液が残存して付着し、前記処理液供給ノズル先端部に付着したこの処理液は、時間の経過とともに濃縮した液体あるいは凝固物に変化する。これら濃縮した液体や凝固物はウエハへの処理液供給中にウエハ上に落下し、塗布むらや膜厚変動等を起こす原因となる。
【０００５】
この課題を解決するため、本願出願人は特開２００１−３８２７２号公報（特許文献１）において処理液供給ノズル及び処理液供給装置を提案している。この提案した処理液供給ノズル及び処理液供給装置について、図７に基づいて説明する。
図７において、符号５１はウエハ表面に絶縁膜を形成する塗布液（処理液）を吐出するための処理液供給ノズル５１であって、この処理液供給ノズル５１はノズル保持体５０に固定されている。
また、この処理液供給ノズル５１は、大径管５２とその内部に挿通、配置された小径管５４とにより構成されている。この小径管５４の先端部の吐出口５５は、大径管５２の先端部に形成された吐出口５３から、下方向に突出した状態に構成されている。
更に、前記大径管５２と小径管５４の間であって前記吐出口５３の近傍には、大径管５２に対して小径管５４を保持するための保持部材６０が設けられている。この保持部材６０は、前記したように小径管５４を大径管５２に固定するものであるが、後述する洗浄液の流下の障害にならないように複数の孔（図示せず）が設けられている。
【０００６】
一方、図中の符号５６は、ウエハ上に塗布する塗布液（処理液）を貯蔵するタンクであって、ポンプ５７を介して前記タンク５６内の塗布液が小径管５４に供給されるように構成されている。
また、図中の符号５８は、小径管５４の先端部周辺を洗浄するための洗浄液を貯蔵するタンク５８であって、ポンプ５９を介してタンク５８内の洗浄液（処理液）が大径管５２に供給されるように構成されている。
【０００７】
このように構成された処理液供給装置では、前記タンク５６内の塗布液がポンプ５７によって小径管５４に供給され、吐出口５５からウエハ表面に塗布される。
この塗布終了後、処理液供給ノズル５１は、図示しないドレインカップ上にノズル保持体５０の移動にともなって移動し、小径管５４内に残った塗布液（処理液）をドレインカップ内に吐出する。
ここで、前記小径管５４の先端部周辺、特に該先端部外周面には、前記したように塗布液が残存、付着している。そのため、タンク５８内の洗浄液をポンプ５９によって大径管５２に供給し、小径管５４の外周面に該洗浄液を這わせ流下させる。この洗浄液の流下によって、小径管５４の先端部外周面に付着した塗布液（処理液）は洗い流され、洗浄される。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３８２７２号公報（第５頁右欄第２９行乃至第６頁左欄第２行、第７図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように特開２００１−３８２７２号公報に記載された処理液供給装置にあっては、小径管５４の先端部の洗浄を、大径管５２内に洗浄液を供給し小径管５４の先端部外周面に洗浄液を這わせ、流下させることによって行なっている。
このとき、洗浄液が小径管５４の外周面の一部を流下し、小径管５４の外周面全面を満遍なく、流下しないという技術的課題があった。詳述するならば、前記洗浄液が小径管５４の外周面に接触し、該外周面に一筋の洗浄液の流れが形成されると、続いて供給された洗浄液は、該外周面の一筋上を流下する。その結果、小径管５４の外周面全面を満遍なく流下せず、洗浄液で洗浄されない部分が生じ、かかる部分に塗布液（処理液）が残存するという技術的課題があった。
このように、小径管５４の先端部（外周面）に残存する塗布液を完全に洗浄することができず、前記した処理液供給ノズルに付着した処理液に起因する、塗布むらや膜厚変動等を抑制できなかった。
【００１０】
本発明は、前記したような技術的課題を解決するためになされたものであり、処理液供給ノズルの洗浄時にノズル外周面全体を満遍なく洗浄することができ、ノズル外周面に残った処理液を洗い流すことのできる処理液供給ノズル及び処理液供給装置並びにノズル洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた処理液供給ノズルは、処理液を吐出する第１の吐出口を備えるノズルと、前記ノズルが有する第１の吐出口よりも大径に形成され、前記ノズルが挿通可能な第２の吐出口を備えるノズルホルダーと、前記ノズルホルダーの内周面とノズルの外周面との間に形成され前記第２の吐出口に繋がる、少なくとも洗浄液が供給される空間とを具備する処理液供給ノズルであって、前記ノズルホルダーあるいはノズルが上下移動可能に構成され、前記ノズルの第１の吐出口が前記第２の吐出口から突出し、前記第１の吐出口から処理液を吐出する状態と、前記ノズル全体が該ノズルホルダーに収容され、前記洗浄液でノズルが洗浄される状態をなすように構成され、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成されていることを特徴としている。
このように、ノズル洗浄時にノズル全体をノズルホルダーによって覆い、ノズル外周面とノズルホルダー内周面との間に形成された空間に洗浄液を流すことによって、ノズル外周面、特にノズル先端部を満遍なく洗浄することができる。
また、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成されている場合には、洗浄液が回転流となって流れ落ち、ノズル外周面の洗浄効果が増大し、より効果的にノズル洗浄を行うことができる。
【００１２】
ここで、前記ノズル全体が該ノズルホルダーに収容されている状態において、前記空間内に洗浄液およびガスを供給し、ノズルの先端部外周面を洗浄することが望ましい。
このように、洗浄液とガスを供給すると洗浄液中にガスが混入した状態となり、洗浄液自体の洗浄効果のほか、ガスの気泡による洗浄効果も得ることができ、より確実にノズルの外周面全体に付着した処理液を洗浄することができる。
【００１３】
また、前記ノズル全体が該ノズルホルダーに収容されている状態において、前記空間内にガスを供給し、ノズルの外周面を乾燥することが望ましい。
【００１４】
また、上記目的を達成するためになされた処理液供給装置は、処理液を吐出する第１の吐出口を備えるノズルと、前記ノズルが有する第１の吐出口よりも大径に形成され、前記ノズルが挿通可能な第２の吐出口を備えるノズルホルダーと、前記ノズルホルダーの内周面とノズルの外周面との間に形成され前記第２の吐出口に繋がる、少なくとも洗浄液が供給される空間とを具備し、前記ノズルホルダーあるいはノズルは上下移動可能に構成され、前記ノズルの第１の吐出口が前記第２の吐出口から突出し、前記第１の吐出口から処理液を吐出する状態と、前記ノズル全体が該ノズルホルダーに収容され、前記洗浄液でノズルが洗浄される状態をなすように構成された処理液供給ノズルを備える処理液供給装置であって、前記ノズルの第１の吐出口に処理液を供給する処理液供給手段と、前記空間内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段とを備え、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成されていることを特徴としている。
このように、ノズル洗浄時にノズル全体をノズルホルダーに収容し、ノズル外周面とノズルホルダー内周面との間に形成された空間に洗浄液を流すことによって、ノズル外周面を満遍なく、より確実に洗浄することができる。
また、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成されている場合には、洗浄液が回転流となって流れ落ち、ノズル外周面の洗浄効果が増大し、より効果的にノズル洗浄を行うことができる。
【００１５】
ここで、前記空間内にガスを供給するガス供給手段とを備えることが望ましい。このようにガス供給手段が備えられているため、洗浄の際、洗浄液と共にガスを空間に供給でき、洗浄効果を向上させることができる。また、洗浄の後、ガスを空間に供給することによって、ノズル外周面の乾燥を速めることができる。
【００１７】
更に、上記目的を達成するためになされたノズル洗浄方法は、処理液を吐出供給する処理液供給ノズルの外周面に付着した処理液を洗浄するノズル洗浄方法において、吐出口を有するノズルホルダーに前記ノズルを収容する工程と、前記ノズル外周面と前記ノズルホルダー内周面の間に形成された空間に洗浄液を供給、貯留することによって、該ノズル外周面に付着した処理液を洗浄し、該洗浄液を前記吐出口から排出する工程とを少なくとも含み、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成され、前記洗浄液が、前記螺旋状溝に沿って前記ノズル外周面を旋回しながら、前記吐出口から排出されることを特徴としている。
このように、前記ノズル外周面と前記ノズルホルダー内周面の間に形成された空間に洗浄液が供給、貯留されるため、ノズル外周面に付着した処理液をより確実に洗浄することができる。特にノズル先端の端面に付着した処理液も洗浄することができる。
【００１８】
特に、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成され、前記洗浄液が、前記螺旋状溝に沿って前記ノズル外周面を旋回しながら、前記吐出口から排出されるため、洗浄液が回転流となって流れ落ち、ノズル外周面の洗浄効果が増大し、より効果的にノズル洗浄を行うことができる。
また、前記ノズル外周面と前記ノズルホルダー内周面の間に形成された空間に洗浄液を供給する際、該空間にガスを供給し、該ノズル外周面に付着した処理液を洗浄することが望ましい。
更に、前記洗浄液による前記ノズル外周面に付着した処理液の洗浄工程の後、前記ノズル外周面と前記ノズルホルダー内周面の間の空間にガスを供給することによって、該ノズル外周面に付着した洗浄液を乾燥処理することが望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる処理液供給ノズル及び処理液供給装置並びにノズル洗浄方法について、図１乃至図３に示す一実施形態に基づいて説明する。尚、図１は、例えば前記したＳＯＤシステムにおけるＳＯＤ塗布処理ユニット（処理液供給装置）の概略構成を示す平面図であり、図２は、処理液供給装置の要部及び処理液供給ノズルの概略構成を示す断面図であり、また、図３は、処理液供給ノズルの洗浄状態を示す断面図である。
【００２０】
このＳＯＤ塗布処理ユニット（処理液供給装置）Ａでは、ユニット底の中央部に環状のカップＣＰが配設され、その内側にスピンチャックが配置されている。スピンチャックは真空吸着によってウエハＷを固定保持した状態で、駆動モータの回転駆動力で回転するように構成されている。
処理液供給ノズルＢは、カップＣＰの外側に配設されたノズル待機部８０でノズルスキャンアーム８１の先端部に着脱可能に取り付けられ、スピンチャックの上方に設定された所定の塗布液（処理液）吐出位置まで移送されるようになっている。ノズルスキャンアーム８１は、ユニット底板の上に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール８２上で水平移動可能な垂直支持部材８３の上端部に取り付けられており、図示しないＹ方向駆動機構によって垂直支持部材８３と一体にＹ方向で移動するようになっている。
【００２１】
このノズルスキャンアーム８１は、ノズル待機部８０で処理液供給ノズルＢを選択的に取り付けるためにＹ方向と直角なＸ方向にも移動可能であり、図示しないＸ方向駆動機構によってＸ方向にも移動するようになっている。
【００２２】
またノズル待機部８０で処理液供給ノズルＢの吐出口が溶媒雰囲気室の口８０ａに挿入され、中で溶媒の雰囲気に晒されることで、ノズル先端の処理液が固化または劣化しないようになっている。また、複数本の処理液供給ノズルＢが設けられ、処理液の種類に応じてそれらのノズルが使い分けられるようになっている。
【００２３】
更に、カップＣＰとノズル待機部９０との間には、ドレインカップ８４が設けられており、この位置においてウエハＷに対する処理液の供給に先立ち、あるいは供給後に処理液供給ノズルＢの洗浄が行われるようになっている。なお、この洗浄については後述する。
【００２４】
また、ガイドレール８２上には、上記したノズルスキャンアーム８１を支持する垂直支持部材８３だけでなく、リンスノズルスキャンアーム８５を支持しＹ方向に移動可能な垂直支持部材８６も設けられている。リンスノズルスキャンアーム８５の先端部には、サイドリンス用のリンスノズル８７が取り付けられている。Ｙ方向駆動機構（図示せず）によってリンスノズルスキャンアーム８５及びリンスノズル８７は、カップＣＰの側方に設定されたノズル待機位置（実線の位置）とスピンチャックに載置されているウエハＷの周縁部の真上に設定されたリンス液吐出位置（点線の位置）との間で並進または直線移動するようになっている。そして、処理液供給ノズルＢよりウエハＷ上に絶縁膜材料を供給した後に、このリンスノズル８７によりウエハＷ表面周辺部にソルベントを供給してこの部分の絶縁膜材料を溶解して除去する。これにより、搬送系によりウエハＷを搬送している時にウエハＷの絶縁膜がどこかに接触し絶縁膜が剥がれて発塵するのを防止することができる。
【００２５】
なお、図１では、図解を容易にするため、処理液供給ノズルＢおよびリンスノズル８７にそれぞれ接続する配管を図から省いている。また、図１では、ピンセット８８がステーションに出入りするための開口部８９に取り付けられているシャッタを図から省いている。
【００２６】
更に、図２に基づいて、ＳＯＤ塗布処理ユニット（処理液供給装置）Ａについて説明する。
この処理液供給装置Ａの要部となる構成は、この処理液供給装置Ａは、処理液供給ノズルＢと、前記処理液供給ノズルＢに塗布液（処理液）を供給する塗布液供給源９と、前記処理液供給ノズルＢの洗浄時に洗浄液を供給する洗浄液供給源１３と、前記洗浄液を供給する際あるいは洗浄後乾燥させる際、ガスを供給するガス供給源１２と、前記処理液供給ノズルＢを移動させるノズルスキャンアーム８１等の搬送手段等から構成されている。
【００２７】
まず、前記処理液供給ノズルＢの構成について説明する。この処理液供給ノズルＢは、塗布液（処理液）の吐出口を有するノズル１と、前記ノズル１が挿通する貫通孔２ａを有し、該ノズル１を収容可能なノズルホルダー２と、前記ノズルホルダー２を上下動可能に保持するホルダーベース３と、前記ノズル１に塗布液（処理液）を供給する塗布液供給管４と、ノズル１を固定するノズル固定部６と、前記ホルダーベース３とノズル固定部６とを固定し、ノズルスキャンアーム８１に固定される保持部５とから構成される。
なお、ノズルホルダー２は容易に着脱が可能なように設計されており、ノズルホルダー２を外すことにより、ノズル１が容易に交換できるように構成されている。
【００２８】
前記ノズル１の下方部は小径の円形管形状に形成され、その先端には塗布液を吐出する第１の吐出口である吐出口１ａが設けられている。また、ノズル１上方部は大径の円筒形状に形成され、その中心部に前記吐出口１ａに繋がる貫通孔１ｂが形成されている。更に、前記ノズル１の上方部の外周面には螺子部１ｃが形成され、ノズル１はノズル固定部６の螺子部６ｃに螺合、固定されている。
また、前記ノズル１の貫通孔１ｂ内には塗布液供給管４が嵌入、固定され、塗布液供給管４から供給される塗布液が、ノズル１の吐出口１ａから導出されるように構成されている。
【００２９】
前記ノズル１は、耐熱性、耐薬品性が良好な合成樹脂であるテフロン（登録商標）素材により形成されている。テフロン（登録商標）素材は撥水性を有するため、その外周面はノズル１の洗浄時に洗浄液が満遍なく流下し易くなるように、粗面加工が施され、親水化されている。この粗面加工は、例えばＵＶ照射等の化学的処理あるいはヤスリがけ等の機械的処理により成されている。
【００３０】
前記ノズル固定部６には、塗布液供給管４を嵌通して固定する貫通孔６ａが形成されている。このノズル固定部６の上部外周面には螺子部６ｂが形成され、ノズルスキャンアーム８１に固定される保持部５の螺子部５ｂに螺合し、固定されている。
このように、ノズル１は、ノズル固定部６を介して保持部５に固定されているため、ノズル１はスピンコート中に揺動しない。
【００３１】
また、前記ノズルホルダー２の中心部には、前記したようにノズル１の下方部（先端部１ｄ）が挿通する貫通孔２ａが形成されている。また、このノズルホルダー２は椀状形状に形成され、ノズルホルダー２の内周面とノズル１の外周面との間に、洗浄液が導入される空間Ｓが形成されている。
更に、ノズルホルダー２の外周面には、螺子部２ｂが形成され、ホルダーベース３の螺子部３ｂと螺合している。そして、該ノズルホルダー２を回転させることにより、ホルダーベース３に対して、このノズルホルダー２は、上下移動可能に形成されている。なお、このノズルホルダー２の上下移動は、ホルダー駆動部１１の回転動作によって行なわれる。
【００３２】
このノズルホルダー２の貫通孔２ａは、洗浄液を吐出する第２の吐出口である吐出口として機能する。前記ノズル１の外周面と前記貫通孔２ａの内周面との間には、所定間隔の隙間が形成され、ノズル１に接することなくノズルホルダー２が上下移動できるように形成されている。
なお、塗布液（処理液）を吐出する図２の状態においては、ノズル１の先端部１ｄが貫通孔２ａから下方に突出している。一方、ノズル１を洗浄する状態にある図３の状態においては、ノズルホルダー２が下方に移動し、ノズル１はその全体がノズルホルダー２の内部に収容され、ノズルホルダー２によって覆われるように構成されている。
【００３３】
また、前記ノズル保持部５には、ノズル１を洗浄するための洗浄液あるいは洗浄液を乾燥等するためのＮ2ガス等のガスを前記空間Ｓに供給するための液／ガス供給口１５が設けられている。この液／ガス供給口１５には、バルブ１４を介して洗浄液供給手段である洗浄液供給源１３と、ガス供給手段であるガス供給源１２が接続されている。
また、塗布液供給管４にはバルブ１０を介して塗布液供給手段である塗布液供給源９が接続されている。
【００３４】
なお、この前記ノズル保持部５（螺子部５ａ）とホルダーベース３（螺子部３ａ）は、パッキン７を介して、螺合、固定されている。また、前記ノズル保持部５は、ノズルスキャンアーム８１が接続され、ウエハ上の位置とノズル待機位置である図示しないドレインカップ上の位置との間を処理液供給ノズルＢを移動できるように構成されている。
【００３５】
以上のように構成された処理液供給装置Ａにおける塗布液（処理液）吐出からノズル洗浄までの動作について説明する。
先ず、絶縁膜を形成するための塗布液（処理液）をノズル１からウエハ上へ吐出する場合には、まず、図２に示すようにノズルホルダー２の貫通孔２ａからノズル１の吐出口１ａが突出した状態になす。そして、ノズル保持部５に接続されたノズルスキャンアーム８１によって、ノズル１の吐出口１ａを、ウエハＷの中心直上部にウエハＷと所定の距離をもって位置するように搬送する。
【００３６】
その後、ウエハＷを回転し、次いでバルブ１０を開き、塗布液（処理液）供給源９からポンプ等の手段によって、塗布液（処理液）供給管４に塗布液を供給する。そして、塗布液供給管４に供給された塗布液（処理液）は、ノズル１の吐出口１ａからウエハＷ上に吐出される。このとき、ウエハＷは回転しているため、ウエハＷ上に供給された塗布液（処理液）は遠心力によりウエハＷ全面に伸展され塗布される。
【００３７】
前記ウエハＷ上への塗布作業が終了すると、バルブ１０が閉じられる。このときノズル１の吐出口１ａは開放された状態となっているが、バルブ１０が閉じられるため、バルブ１０とノズル１の吐出口１ａとの間に残存する塗布液（処理液）は、表面張力により吐出口１ａから落下することはない。
次いで、ノズル保持部５が固定されたノズルスキャンアーム８１によって、図示しないドレインカップ上に処理液供給ノズルＢを搬送する。そして、バルブ１０が再び開けられ、バルブ１０とノズル１の吐出口１ａとの間に残存する塗布液がドレインカップ８４内に排出される。
【００３８】
次に、ノズル１先端部１ｄに付着した塗布液（処理液）の洗浄作業を行う。ホルダー駆動部１１の回転動作により、ノズルホルダー２を下方に移動させ、図３に示すようにノズル１全体をノズルホルダー２に収容、覆った状態とする。
そして、バルブ１４において洗浄液供給源１３側を開弁し、洗浄液供給源１３のポンプを駆動することによって、液／ガス供給口１５から空間Ｓに洗浄液を供給する。このとき、ノズル１とノズルホルダー２の空間Ｓに、ある程度洗浄液は貯留されるように供給される。供給された洗浄液は、ノズルホルダー２の吐出口である貫通孔２ａからドレインカップ８４内に流れ落ちる。
このように、ノズル１とノズルホルダー２との空間Ｓに洗浄液が貯留された状態を維持しながら洗浄を行い、ノズル１の外周面全体を満遍なく洗浄液によって洗浄する。ノズル１に付着した塗布液は、該洗浄液によってノズルホルダー２の貫通孔２ａからドレインカップ８４内に排出される。
【００３９】
続いて、ノズル１の外周面とノズルホルダー２内周面に残った洗浄液の乾燥作業を行う。バルブ１４において洗浄液供給源１３側が閉弁され、ガス供給源１２側が開弁される。その結果、ガス供給源１２からＮ2ガスが液／ガス供給口１５に供給され、Ｎ2ガスは、空間Ｓに供給された後、ノズルホルダー２の貫通孔２ａから外部に排出される。
このとき、高圧のＮ2ガスを供給することにより、ノズル１の外周面及びノズルホルダー２の内周面に付着した洗浄液を、短時間で乾燥することができる。そして、この乾燥処理が行なわれた後、バルブ１４を閉じ、ガス供給源１２からのＮ2ガスの供給を停止することによって、塗布液（処理液）吐出からノズル洗浄までの一連の動作が終了する。
【００４０】
以上のように、本発明にかかる一実施の形態においては、ノズルの洗浄時にノズル１全体をノズルカバー２で覆い、ノズル１外周面とノズルカバー２内周面の空間Ｓに洗浄液を貯留して流下することにより、ノズル１の外周面全体を満遍なく、洗浄することができる。即ち、洗浄液が行き渡らずに、塗布液（処理液）が残存するという弊害を防止でき、塗布むらや膜厚変動等の不具合を抑制できる。
【００４１】
また、上記実施形態では、洗浄液を供給して洗浄した後、ガスを供給して乾燥するようになしたが、洗浄液を供給する際、ガスを同時に供給するようにしても良い。このように、洗浄液とガスを同時に供給すると洗浄液中にガスが混入した状態となり、洗浄液自体の洗浄効果のほか、ガスの気泡による洗浄効果も得ることができ、より確実にノズル１の外周面全体に付着した塗布液を洗浄することができる。
【００４２】
次に、前記ノズルホルダー２を変形した第二の実施形態について図４乃至図６に基づき説明する。図４乃至図６において図１乃至図３に示した部材と同一あるいは相当する部材は、同一符号で示すことにより、その詳細な説明は省略する。この図４に示した形態は、図２に示した第一の実施の形態とノズルホルダーの形状のみが異なる。即ち、図４に示すノズルホルダー２０は、その内周面に図５に示すような螺旋状溝２０ｂが形成されている。
この螺旋状溝２０ｂは、ノズルホルダー２０の中間部内周面から始まり、ノズルホルダー２０の貫通孔２０ａに繋がるように形成され、空間Ｓに供給された洗浄液に回転流を発生させる。その結果、該洗浄液は、ノズル１の外周面全体を満遍なく流下し、ノズル１の外周面全体を洗浄する。
【００４３】
このように構成されたノズルホルダー２０が用いられた処理液供給装置ににあっても、塗布液（処理液）の吐出は、図４に示すようにノズル１がノズルホルダー２０から突出した状態で行なわれる。
また、ノズル１を洗浄する際には、図６に示すようにホルダー駆動部１１によってノズルホルダー２０を下方に移動させ、ノズル１の全体をノズルホルダー２によって収容、覆った状態とする。そして、前記した第一の実施形態と同様に、バルブ１４を開き、洗浄液を洗浄液供給源１３からノズル１外周面とノズルホルダー２内周面との間の空間Ｓに供給する。
このとき、洗浄液は空間Ｓに貯留された状態を維持しながら流下するが、ノズルホルダー２の内周面に形成された螺旋状溝に沿って流れるため、洗浄液の流れが回転流となり、より効果的にノズル１に付着した塗布液を流し落とすことができる。
【００４４】
また、乾燥処理する際には、バルブ１４において洗浄液供給源１３側が閉弁され、ガス供給源１２側が開弁され、ガス供給源１２からＮ2ガスが液／ガス供給口１５に供給されるる。このとき、ノズルホルダー２の内周面に形成された螺旋状溝に沿ってガスが流れるため、このガス流も回転流となり、より効果的に洗浄液の乾燥処理が行なわれる。
【００４５】
また、この実施形態においても、洗浄液を供給する際、ガスを同時に供給するようにしても良い。このように、洗浄液とガスを同時に供給すると洗浄液中にガスが混入した状態となり、洗浄液自体の洗浄効果、洗浄液の回転流による効果のほか、ガスの気泡による洗浄効果も得ることができ、より確実にノズル１の外周面全体に付着した塗布液（処理液）を洗浄することができる。
【００４６】
なお、前記した第一、第二の実施形態においては、ノズルホルダー２（ノズルホルダー２０）をノズルホルダー駆動部１１によって回転させることによって、上下移動させ、ノズル１の全体がノズルホルダー２（ノズルホルダー２０）に収容、覆われるように構成されている。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ノズル１自体を上下移動させ、ノズル１の全体がノズルホルダー２（ノズルホルダー２０）に収容、覆われるよう構成してもよい。
また、前記した第一、第二の実施形態においては、ノズルホルダー２（ノズルホルダー２０）をノズルホルダー駆動部１１によって回転させるように構成されているが、ノズル待機部あるいはドレインカップ部にノズル１を回転させるための機構を設けても良い。また、人手によってノズルホルダー２（ノズルホルダー２０）を回転させても良い。
【００４７】
また、前記した第一、第二の実施形態においては、ＳＯＤシステムにおけるＳＯＤ塗布処理ユニット（処理液供給装置）を例にとって説明したが、本発明はＳＯＤシステムによる層間絶縁膜の形成のみならず、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）膜の形成や、レジスト膜、ポリミド膜、強誘電体、他の絶縁膜等の形成に適用することができる。
上記実施形態では、半導体ウエハを処理する装置について説明したが、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）やマスク等に使用されるガラス基板を処理する装置についても本発明は適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなとおり、ノズル外周面の洗浄時にノズル外周面全体を満遍なく洗浄することができ、確実にノズル外周面に残存した処理液を洗い流すことのできる処理液供給ノズル及び処理液供給装置並びにノズル洗浄方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかる第一の実施形態を示す概略平面図である。
【図２】図２は、本発明にかかる第一の実施形態の要部を示す概略断面図である。
【図３】図３は、図２に示した処理液供給ノズルの洗浄状態を示す概略断面図である。
【図４】図４は、ノズルホルダーを変形した第二の実施形態を示す概略断面図である。
【図５】図５は、図４に示すノズルホルダーの平面図である。
【図６】図６は、図４に示したの処理液供給ノズルの洗浄状態を示す概略断面図である。
【図７】図７は、従来の処理液供給装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ 処理液供給装置
Ｂ 処理液供給ノズル
Ｓ 空間
Ｗ ウエハ
１ ノズル
１ａ （第１の）吐出口
２ ノズルホルダー
２ａ 貫通孔（第２の吐出口）
３ ホルダーベース
４ 塗布液（処理液）供給管
５ ノズル保持部
６ ノズル固定部
９ 塗布液（処理液）供給源
１１ ホルダー駆動部
１２ ガス供給源
１３ 洗浄液供給源
１５ 液／ガス供給口
２０ ノズルホルダー
２０ｂ 螺旋状溝
８０ ノズル待機部
８１ ノズルスキャンアーム
８２ ガイドレール
８３ 垂直支持部材
８４ ドレインカップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板上に処理液を供給するための処理液供給ノズル及び処理液供給装置並びにノズル洗浄方法に関し、例えばウエハ表面に層間絶縁膜を形成するための塗布液を供給する処理液供給ノズル及び処理液供給装置並びにノズル洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの工程において、例えばＳＯＤ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）システムにより層間絶縁膜を形成している。このＳＯＤシステムでは、半導体ウエハ（以下、ウエハ）上に塗布材料をスピンコートし、加熱等の物理的処理や化学的処理を施して層間絶縁膜を形成している。
例えば、シロキサン系ポリマーや有機ポリマーの層間絶縁膜を形成する場合、有機溶媒にて希釈された材料をウエハ上に吐出し、スピンコータにより塗布する。次に、段階的に目的に応じた環境下にて熱処理等を行う。また、材料によっては、塗布後にアンモニア雰囲気による処理や溶剤置換処理など化学的処理を追加する必要がある。
【０００３】
前記したように、ウエハ上に処理液を供給する工程では、例えば、レジスト液をウエハ上に塗布する技術と同様にスピンコート法が用いられている。かかるスピンコート法は、例えば、カップ内でスピンチャック上にウエハを載せて回転させ、処理液供給ノズルよりウエハの回転中心に塗布液を供給してウエハ全面に均一に伸展させるものである。
このようなスピンコート工程において用いられる処理液供給装置の処理液供給ノズルは、例えば、ウエハ表面に向けて処理液を吐出する吐出口をその下端に有すると共に、その上端が移動機構によって把持されている。処理液供給ノズルは、この移動機構によってカップ内のウエハの回転中心とカップ外に配置されたドレインカップとの間を移動するように構成されている。
【０００４】
ところで、ウエハ表面へ処理液を供給すると、処理液供給ノズルの先端部に処理液が残存して付着し、前記処理液供給ノズル先端部に付着したこの処理液は、時間の経過とともに濃縮した液体あるいは凝固物に変化する。これら濃縮した液体や凝固物はウエハへの処理液供給中にウエハ上に落下し、塗布むらや膜厚変動等を起こす原因となる。
【０００５】
この課題を解決するため、本願出願人は特開２００１−３８２７２号公報（特許文献１）において処理液供給ノズル及び処理液供給装置を提案している。この提案した処理液供給ノズル及び処理液供給装置について、図７に基づいて説明する。
図７において、符号５１はウエハ表面に絶縁膜を形成する塗布液（処理液）を吐出するための処理液供給ノズル５１であって、この処理液供給ノズル５１はノズル保持体５０に固定されている。
また、この処理液供給ノズル５１は、大径管５２とその内部に挿通、配置された小径管５４とにより構成されている。この小径管５４の先端部の吐出口５５は、大径管５２の先端部に形成された吐出口５３から、下方向に突出した状態に構成されている。
更に、前記大径管５２と小径管５４の間であって前記吐出口５３の近傍には、大径管５２に対して小径管５４を保持するための保持部材６０が設けられている。この保持部材６０は、前記したように小径管５４を大径管５２に固定するものであるが、後述する洗浄液の流下の障害にならないように複数の孔（図示せず）が設けられている。
【０００６】
一方、図中の符号５６は、ウエハ上に塗布する塗布液（処理液）を貯蔵するタンクであって、ポンプ５７を介して前記タンク５６内の塗布液が小径管５４に供給されるように構成されている。
また、図中の符号５８は、小径管５４の先端部周辺を洗浄するための洗浄液を貯蔵するタンク５８であって、ポンプ５９を介してタンク５８内の洗浄液（処理液）が大径管５２に供給されるように構成されている。
【０００７】
このように構成された処理液供給装置では、前記タンク５６内の塗布液がポンプ５７によって小径管５４に供給され、吐出口５５からウエハ表面に塗布される。
この塗布終了後、処理液供給ノズル５１は、図示しないドレインカップ上にノズル保持体５０の移動にともなって移動し、小径管５４内に残った塗布液（処理液）をドレインカップ内に吐出する。
ここで、前記小径管５４の先端部周辺、特に該先端部外周面には、前記したように塗布液が残存、付着している。そのため、タンク５８内の洗浄液をポンプ５９によって大径管５２に供給し、小径管５４の外周面に該洗浄液を這わせ流下させる。この洗浄液の流下によって、小径管５４の先端部外周面に付着した塗布液（処理液）は洗い流され、洗浄される。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３８２７２号公報（第５頁右欄第２９行乃至第６頁左欄第２行、第７図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように特開２００１−３８２７２号公報に記載された処理液供給装置にあっては、小径管５４の先端部の洗浄を、大径管５２内に洗浄液を供給し小径管５４の先端部外周面に洗浄液を這わせ、流下させることによって行なっている。
このとき、洗浄液が小径管５４の外周面の一部を流下し、小径管５４の外周面全面を満遍なく、流下しないという技術的課題があった。詳述するならば、前記洗浄液が小径管５４の外周面に接触し、該外周面に一筋の洗浄液の流れが形成されると、続いて供給された洗浄液は、該外周面の一筋上を流下する。その結果、小径管５４の外周面全面を満遍なく流下せず、洗浄液で洗浄されない部分が生じ、かかる部分に塗布液（処理液）が残存するという技術的課題があった。
このように、小径管５４の先端部（外周面）に残存する塗布液を完全に洗浄することができず、前記した処理液供給ノズルに付着した処理液に起因する、塗布むらや膜厚変動等を抑制できなかった。
【００１０】
本発明は、前記したような技術的課題を解決するためになされたものであり、処理液供給ノズルの洗浄時にノズル外周面全体を満遍なく洗浄することができ、ノズル外周面に残った処理液を洗い流すことのできる処理液供給ノズル及び処理液供給装置並びにノズル洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた処理液供給ノズルは、処理液を吐出する第１の吐出口を備えるノズルと、前記ノズルが有する第１の吐出口よりも大径に形成され、前記ノズルが挿通可能な第２の吐出口を備えるノズルホルダーと、前記ノズルホルダーの内周面とノズルの外周面との間に形成され前記第２の吐出口に繋がる、少なくとも洗浄液が供給される空間とを具備する処理液供給ノズルであって、前記ノズルホルダーあるいはノズルが上下移動可能に構成され、前記ノズルの第１の吐出口が前記第２の吐出口から突出し、前記第１の吐出口から処理液を吐出する状態と、前記ノズル全体が該ノズルホルダーに収容され、前記洗浄液でノズルが洗浄される状態をなすように構成され、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成されていることを特徴としている。
このように、ノズル洗浄時にノズル全体をノズルホルダーによって覆い、ノズル外周面とノズルホルダー内周面との間に形成された空間に洗浄液を流すことによって、ノズル外周面、特にノズル先端部を満遍なく洗浄することができる。
また、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成されている場合には、洗浄液が回転流となって流れ落ち、ノズル外周面の洗浄効果が増大し、より効果的にノズル洗浄を行うことができる。
【００１２】
ここで、前記ノズル全体が該ノズルホルダーに収容されている状態において、前記空間内に洗浄液およびガスを供給し、ノズルの先端部外周面を洗浄することが望ましい。
このように、洗浄液とガスを供給すると洗浄液中にガスが混入した状態となり、洗浄液自体の洗浄効果のほか、ガスの気泡による洗浄効果も得ることができ、より確実にノズルの外周面全体に付着した処理液を洗浄することができる。
【００１３】
また、前記ノズル全体が該ノズルホルダーに収容されている状態において、前記空間内にガスを供給し、ノズルの外周面を乾燥することが望ましい。
【００１４】
また、上記目的を達成するためになされた処理液供給装置は、処理液を吐出する第１の吐出口を備えるノズルと、前記ノズルが有する第１の吐出口よりも大径に形成され、前記ノズルが挿通可能な第２の吐出口を備えるノズルホルダーと、前記ノズルホルダーの内周面とノズルの外周面との間に形成され前記第２の吐出口に繋がる、少なくとも洗浄液が供給される空間とを具備し、前記ノズルホルダーあるいはノズルは上下移動可能に構成され、前記ノズルの第１の吐出口が前記第２の吐出口から突出し、前記第１の吐出口から処理液を吐出する状態と、前記ノズル全体が該ノズルホルダーに収容され、前記洗浄液でノズルが洗浄される状態をなすように構成された処理液供給ノズルを備える処理液供給装置であって、前記ノズルの第１の吐出口に処理液を供給する処理液供給手段と、前記空間内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段とを備え、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成されていることを特徴としている。
このように、ノズル洗浄時にノズル全体をノズルホルダーに収容し、ノズル外周面とノズルホルダー内周面との間に形成された空間に洗浄液を流すことによって、ノズル外周面を満遍なく、より確実に洗浄することができる。
また、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成されている場合には、洗浄液が回転流となって流れ落ち、ノズル外周面の洗浄効果が増大し、より効果的にノズル洗浄を行うことができる。
【００１５】
ここで、前記空間内にガスを供給するガス供給手段とを備えることが望ましい。このようにガス供給手段が備えられているため、洗浄の際、洗浄液と共にガスを空間に供給でき、洗浄効果を向上させることができる。また、洗浄の後、ガスを空間に供給することによって、ノズル外周面の乾燥を速めることができる。
【００１７】
更に、上記目的を達成するためになされたノズル洗浄方法は、処理液を吐出供給する処理液供給ノズルの外周面に付着した処理液を洗浄するノズル洗浄方法において、吐出口を有するノズルホルダーに前記ノズルを収容する工程と、前記ノズル外周面と前記ノズルホルダー内周面の間に形成された空間に洗浄液を供給、貯留することによって、該ノズル外周面に付着した処理液を洗浄し、該洗浄液を前記吐出口から排出する工程とを少なくとも含み、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成され、前記洗浄液が、前記螺旋状溝に沿って前記ノズル外周面を旋回しながら、前記吐出口から排出されることを特徴としている。
このように、前記ノズル外周面と前記ノズルホルダー内周面の間に形成された空間に洗浄液が供給、貯留されるため、ノズル外周面に付着した処理液をより確実に洗浄することができる。特にノズル先端の端面に付着した処理液も洗浄することができる。
【００１８】
特に、前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成され、前記洗浄液が、前記螺旋状溝に沿って前記ノズル外周面を旋回しながら、前記吐出口から排出されるため、洗浄液が回転流となって流れ落ち、ノズル外周面の洗浄効果が増大し、より効果的にノズル洗浄を行うことができる。
また、前記ノズル外周面と前記ノズルホルダー内周面の間に形成された空間に洗浄液を供給する際、該空間にガスを供給し、該ノズル外周面に付着した処理液を洗浄することが望ましい。
更に、前記洗浄液による前記ノズル外周面に付着した処理液の洗浄工程の後、前記ノズル外周面と前記ノズルホルダー内周面の間の空間にガスを供給することによって、該ノズル外周面に付着した洗浄液を乾燥処理することが望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる処理液供給ノズル及び処理液供給装置並びにノズル洗浄方法について、図１乃至図３に示す一実施形態に基づいて説明する。尚、図１は、例えば前記したＳＯＤシステムにおけるＳＯＤ塗布処理ユニット（処理液供給装置）の概略構成を示す平面図であり、図２は、処理液供給装置の要部及び処理液供給ノズルの概略構成を示す断面図であり、また、図３は、処理液供給ノズルの洗浄状態を示す断面図である。
【００２０】
このＳＯＤ塗布処理ユニット（処理液供給装置）Ａでは、ユニット底の中央部に環状のカップＣＰが配設され、その内側にスピンチャックが配置されている。スピンチャックは真空吸着によってウエハＷを固定保持した状態で、駆動モータの回転駆動力で回転するように構成されている。
処理液供給ノズルＢは、カップＣＰの外側に配設されたノズル待機部８０でノズルスキャンアーム８１の先端部に着脱可能に取り付けられ、スピンチャックの上方に設定された所定の塗布液（処理液）吐出位置まで移送されるようになっている。ノズルスキャンアーム８１は、ユニット底板の上に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール８２上で水平移動可能な垂直支持部材８３の上端部に取り付けられており、図示しないＹ方向駆動機構によって垂直支持部材８３と一体にＹ方向で移動するようになっている。
【００２１】
このノズルスキャンアーム８１は、ノズル待機部８０で処理液供給ノズルＢを選択的に取り付けるためにＹ方向と直角なＸ方向にも移動可能であり、図示しないＸ方向駆動機構によってＸ方向にも移動するようになっている。
【００２２】
またノズル待機部８０で処理液供給ノズルＢの吐出口が溶媒雰囲気室の口８０ａに挿入され、中で溶媒の雰囲気に晒されることで、ノズル先端の処理液が固化または劣化しないようになっている。また、複数本の処理液供給ノズルＢが設けられ、処理液の種類に応じてそれらのノズルが使い分けられるようになっている。
【００２３】
更に、カップＣＰとノズル待機部９０との間には、ドレインカップ８４が設けられており、この位置においてウエハＷに対する処理液の供給に先立ち、あるいは供給後に処理液供給ノズルＢの洗浄が行われるようになっている。なお、この洗浄については後述する。
【００２４】
また、ガイドレール８２上には、上記したノズルスキャンアーム８１を支持する垂直支持部材８３だけでなく、リンスノズルスキャンアーム８５を支持しＹ方向に移動可能な垂直支持部材８６も設けられている。リンスノズルスキャンアーム８５の先端部には、サイドリンス用のリンスノズル８７が取り付けられている。Ｙ方向駆動機構（図示せず）によってリンスノズルスキャンアーム８５及びリンスノズル８７は、カップＣＰの側方に設定されたノズル待機位置（実線の位置）とスピンチャックに載置されているウエハＷの周縁部の真上に設定されたリンス液吐出位置（点線の位置）との間で並進または直線移動するようになっている。そして、処理液供給ノズルＢよりウエハＷ上に絶縁膜材料を供給した後に、このリンスノズル８７によりウエハＷ表面周辺部にソルベントを供給してこの部分の絶縁膜材料を溶解して除去する。これにより、搬送系によりウエハＷを搬送している時にウエハＷの絶縁膜がどこかに接触し絶縁膜が剥がれて発塵するのを防止することができる。
【００２５】
なお、図１では、図解を容易にするため、処理液供給ノズルＢおよびリンスノズル８７にそれぞれ接続する配管を図から省いている。また、図１では、ピンセット８８がステーションに出入りするための開口部８９に取り付けられているシャッタを図から省いている。
【００２６】
更に、図２に基づいて、ＳＯＤ塗布処理ユニット（処理液供給装置）Ａについて説明する。
この処理液供給装置Ａの要部となる構成は、この処理液供給装置Ａは、処理液供給ノズルＢと、前記処理液供給ノズルＢに塗布液（処理液）を供給する塗布液供給源９と、前記処理液供給ノズルＢの洗浄時に洗浄液を供給する洗浄液供給源１３と、前記洗浄液を供給する際あるいは洗浄後乾燥させる際、ガスを供給するガス供給源１２と、前記処理液供給ノズルＢを移動させるノズルスキャンアーム８１等の搬送手段等から構成されている。
【００２７】
まず、前記処理液供給ノズルＢの構成について説明する。この処理液供給ノズルＢは、塗布液（処理液）の吐出口を有するノズル１と、前記ノズル１が挿通する貫通孔２ａを有し、該ノズル１を収容可能なノズルホルダー２と、前記ノズルホルダー２を上下動可能に保持するホルダーベース３と、前記ノズル１に塗布液（処理液）を供給する塗布液供給管４と、ノズル１を固定するノズル固定部６と、前記ホルダーベース３とノズル固定部６とを固定し、ノズルスキャンアーム８１に固定される保持部５とから構成される。
なお、ノズルホルダー２は容易に着脱が可能なように設計されており、ノズルホルダー２を外すことにより、ノズル１が容易に交換できるように構成されている。
【００２８】
前記ノズル１の下方部は小径の円形管形状に形成され、その先端には塗布液を吐出する第１の吐出口である吐出口１ａが設けられている。また、ノズル１上方部は大径の円筒形状に形成され、その中心部に前記吐出口１ａに繋がる貫通孔１ｂが形成されている。更に、前記ノズル１の上方部の外周面には螺子部１ｃが形成され、ノズル１はノズル固定部６の螺子部６ｃに螺合、固定されている。
また、前記ノズル１の貫通孔１ｂ内には塗布液供給管４が嵌入、固定され、塗布液供給管４から供給される塗布液が、ノズル１の吐出口１ａから導出されるように構成されている。
【００２９】
前記ノズル１は、耐熱性、耐薬品性が良好な合成樹脂であるテフロン（登録商標）素材により形成されている。テフロン（登録商標）素材は撥水性を有するため、その外周面はノズル１の洗浄時に洗浄液が満遍なく流下し易くなるように、粗面加工が施され、親水化されている。この粗面加工は、例えばＵＶ照射等の化学的処理あるいはヤスリがけ等の機械的処理により成されている。
【００３０】
前記ノズル固定部６には、塗布液供給管４を嵌通して固定する貫通孔６ａが形成されている。このノズル固定部６の上部外周面には螺子部６ｂが形成され、ノズルスキャンアーム８１に固定される保持部５の螺子部５ｂに螺合し、固定されている。
このように、ノズル１は、ノズル固定部６を介して保持部５に固定されているため、ノズル１はスピンコート中に揺動しない。
【００３１】
また、前記ノズルホルダー２の中心部には、前記したようにノズル１の下方部（先端部１ｄ）が挿通する貫通孔２ａが形成されている。また、このノズルホルダー２は椀状形状に形成され、ノズルホルダー２の内周面とノズル１の外周面との間に、洗浄液が導入される空間Ｓが形成されている。
更に、ノズルホルダー２の外周面には、螺子部２ｂが形成され、ホルダーベース３の螺子部３ｂと螺合している。そして、該ノズルホルダー２を回転させることにより、ホルダーベース３に対して、このノズルホルダー２は、上下移動可能に形成されている。なお、このノズルホルダー２の上下移動は、ホルダー駆動部１１の回転動作によって行なわれる。
【００３２】
このノズルホルダー２の貫通孔２ａは、洗浄液を吐出する第２の吐出口である吐出口として機能する。前記ノズル１の外周面と前記貫通孔２ａの内周面との間には、所定間隔の隙間が形成され、ノズル１に接することなくノズルホルダー２が上下移動できるように形成されている。
なお、塗布液（処理液）を吐出する図２の状態においては、ノズル１の先端部１ｄが貫通孔２ａから下方に突出している。一方、ノズル１を洗浄する状態にある図３の状態においては、ノズルホルダー２が下方に移動し、ノズル１はその全体がノズルホルダー２の内部に収容され、ノズルホルダー２によって覆われるように構成されている。
【００３３】
また、前記ノズル保持部５には、ノズル１を洗浄するための洗浄液あるいは洗浄液を乾燥等するためのＮ2ガス等のガスを前記空間Ｓに供給するための液／ガス供給口１５が設けられている。この液／ガス供給口１５には、バルブ１４を介して洗浄液供給手段である洗浄液供給源１３と、ガス供給手段であるガス供給源１２が接続されている。
また、塗布液供給管４にはバルブ１０を介して塗布液供給手段である塗布液供給源９が接続されている。
【００３４】
なお、この前記ノズル保持部５（螺子部５ａ）とホルダーベース３（螺子部３ａ）は、パッキン７を介して、螺合、固定されている。また、前記ノズル保持部５は、ノズルスキャンアーム８１が接続され、ウエハ上の位置とノズル待機位置である図示しないドレインカップ上の位置との間を処理液供給ノズルＢを移動できるように構成されている。
【００３５】
以上のように構成された処理液供給装置Ａにおける塗布液（処理液）吐出からノズル洗浄までの動作について説明する。
先ず、絶縁膜を形成するための塗布液（処理液）をノズル１からウエハ上へ吐出する場合には、まず、図２に示すようにノズルホルダー２の貫通孔２ａからノズル１の吐出口１ａが突出した状態になす。そして、ノズル保持部５に接続されたノズルスキャンアーム８１によって、ノズル１の吐出口１ａを、ウエハＷの中心直上部にウエハＷと所定の距離をもって位置するように搬送する。
【００３６】
その後、ウエハＷを回転し、次いでバルブ１０を開き、塗布液（処理液）供給源９からポンプ等の手段によって、塗布液（処理液）供給管４に塗布液を供給する。そして、塗布液供給管４に供給された塗布液（処理液）は、ノズル１の吐出口１ａからウエハＷ上に吐出される。このとき、ウエハＷは回転しているため、ウエハＷ上に供給された塗布液（処理液）は遠心力によりウエハＷ全面に伸展され塗布される。
【００３７】
前記ウエハＷ上への塗布作業が終了すると、バルブ１０が閉じられる。このときノズル１の吐出口１ａは開放された状態となっているが、バルブ１０が閉じられるため、バルブ１０とノズル１の吐出口１ａとの間に残存する塗布液（処理液）は、表面張力により吐出口１ａから落下することはない。
次いで、ノズル保持部５が固定されたノズルスキャンアーム８１によって、図示しないドレインカップ上に処理液供給ノズルＢを搬送する。そして、バルブ１０が再び開けられ、バルブ１０とノズル１の吐出口１ａとの間に残存する塗布液がドレインカップ８４内に排出される。
【００３８】
次に、ノズル１先端部１ｄに付着した塗布液（処理液）の洗浄作業を行う。ホルダー駆動部１１の回転動作により、ノズルホルダー２を下方に移動させ、図３に示すようにノズル１全体をノズルホルダー２に収容、覆った状態とする。
そして、バルブ１４において洗浄液供給源１３側を開弁し、洗浄液供給源１３のポンプを駆動することによって、液／ガス供給口１５から空間Ｓに洗浄液を供給する。このとき、ノズル１とノズルホルダー２の空間Ｓに、ある程度洗浄液は貯留されるように供給される。供給された洗浄液は、ノズルホルダー２の吐出口である貫通孔２ａからドレインカップ８４内に流れ落ちる。
このように、ノズル１とノズルホルダー２との空間Ｓに洗浄液が貯留された状態を維持しながら洗浄を行い、ノズル１の外周面全体を満遍なく洗浄液によって洗浄する。ノズル１に付着した塗布液は、該洗浄液によってノズルホルダー２の貫通孔２ａからドレインカップ８４内に排出される。
【００３９】
続いて、ノズル１の外周面とノズルホルダー２内周面に残った洗浄液の乾燥作業を行う。バルブ１４において洗浄液供給源１３側が閉弁され、ガス供給源１２側が開弁される。その結果、ガス供給源１２からＮ2ガスが液／ガス供給口１５に供給され、Ｎ2ガスは、空間Ｓに供給された後、ノズルホルダー２の貫通孔２ａから外部に排出される。
このとき、高圧のＮ2ガスを供給することにより、ノズル１の外周面及びノズルホルダー２の内周面に付着した洗浄液を、短時間で乾燥することができる。そして、この乾燥処理が行なわれた後、バルブ１４を閉じ、ガス供給源１２からのＮ2ガスの供給を停止することによって、塗布液（処理液）吐出からノズル洗浄までの一連の動作が終了する。
【００４０】
以上のように、本発明にかかる一実施の形態においては、ノズルの洗浄時にノズル１全体をノズルカバー２で覆い、ノズル１外周面とノズルカバー２内周面の空間Ｓに洗浄液を貯留して流下することにより、ノズル１の外周面全体を満遍なく、洗浄することができる。即ち、洗浄液が行き渡らずに、塗布液（処理液）が残存するという弊害を防止でき、塗布むらや膜厚変動等の不具合を抑制できる。
【００４１】
また、上記実施形態では、洗浄液を供給して洗浄した後、ガスを供給して乾燥するようになしたが、洗浄液を供給する際、ガスを同時に供給するようにしても良い。このように、洗浄液とガスを同時に供給すると洗浄液中にガスが混入した状態となり、洗浄液自体の洗浄効果のほか、ガスの気泡による洗浄効果も得ることができ、より確実にノズル１の外周面全体に付着した塗布液を洗浄することができる。
【００４２】
次に、前記ノズルホルダー２を変形した第二の実施形態について図４乃至図６に基づき説明する。図４乃至図６において図１乃至図３に示した部材と同一あるいは相当する部材は、同一符号で示すことにより、その詳細な説明は省略する。この図４に示した形態は、図２に示した第一の実施の形態とノズルホルダーの形状のみが異なる。即ち、図４に示すノズルホルダー２０は、その内周面に図５に示すような螺旋状溝２０ｂが形成されている。
この螺旋状溝２０ｂは、ノズルホルダー２０の中間部内周面から始まり、ノズルホルダー２０の貫通孔２０ａに繋がるように形成され、空間Ｓに供給された洗浄液に回転流を発生させる。その結果、該洗浄液は、ノズル１の外周面全体を満遍なく流下し、ノズル１の外周面全体を洗浄する。
【００４３】
このように構成されたノズルホルダー２０が用いられた処理液供給装置ににあっても、塗布液（処理液）の吐出は、図４に示すようにノズル１がノズルホルダー２０から突出した状態で行なわれる。
また、ノズル１を洗浄する際には、図６に示すようにホルダー駆動部１１によってノズルホルダー２０を下方に移動させ、ノズル１の全体をノズルホルダー２によって収容、覆った状態とする。そして、前記した第一の実施形態と同様に、バルブ１４を開き、洗浄液を洗浄液供給源１３からノズル１外周面とノズルホルダー２内周面との間の空間Ｓに供給する。
このとき、洗浄液は空間Ｓに貯留された状態を維持しながら流下するが、ノズルホルダー２の内周面に形成された螺旋状溝に沿って流れるため、洗浄液の流れが回転流となり、より効果的にノズル１に付着した塗布液を流し落とすことができる。
【００４４】
また、乾燥処理する際には、バルブ１４において洗浄液供給源１３側が閉弁され、ガス供給源１２側が開弁され、ガス供給源１２からＮ2ガスが液／ガス供給口１５に供給されるる。このとき、ノズルホルダー２の内周面に形成された螺旋状溝に沿ってガスが流れるため、このガス流も回転流となり、より効果的に洗浄液の乾燥処理が行なわれる。
【００４５】
また、この実施形態においても、洗浄液を供給する際、ガスを同時に供給するようにしても良い。このように、洗浄液とガスを同時に供給すると洗浄液中にガスが混入した状態となり、洗浄液自体の洗浄効果、洗浄液の回転流による効果のほか、ガスの気泡による洗浄効果も得ることができ、より確実にノズル１の外周面全体に付着した塗布液（処理液）を洗浄することができる。
【００４６】
なお、前記した第一、第二の実施形態においては、ノズルホルダー２（ノズルホルダー２０）をノズルホルダー駆動部１１によって回転させることによって、上下移動させ、ノズル１の全体がノズルホルダー２（ノズルホルダー２０）に収容、覆われるように構成されている。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ノズル１自体を上下移動させ、ノズル１の全体がノズルホルダー２（ノズルホルダー２０）に収容、覆われるよう構成してもよい。
また、前記した第一、第二の実施形態においては、ノズルホルダー２（ノズルホルダー２０）をノズルホルダー駆動部１１によって回転させるように構成されているが、ノズル待機部あるいはドレインカップ部にノズル１を回転させるための機構を設けても良い。また、人手によってノズルホルダー２（ノズルホルダー２０）を回転させても良い。
【００４７】
また、前記した第一、第二の実施形態においては、ＳＯＤシステムにおけるＳＯＤ塗布処理ユニット（処理液供給装置）を例にとって説明したが、本発明はＳＯＤシステムによる層間絶縁膜の形成のみならず、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）膜の形成や、レジスト膜、ポリミド膜、強誘電体、他の絶縁膜等の形成に適用することができる。
上記実施形態では、半導体ウエハを処理する装置について説明したが、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）やマスク等に使用されるガラス基板を処理する装置についても本発明は適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなとおり、ノズル外周面の洗浄時にノズル外周面全体を満遍なく洗浄することができ、確実にノズル外周面に残存した処理液を洗い流すことのできる処理液供給ノズル及び処理液供給装置並びにノズル洗浄方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかる第一の実施形態を示す概略平面図である。
【図２】図２は、本発明にかかる第一の実施形態の要部を示す概略断面図である。
【図３】図３は、図２に示した処理液供給ノズルの洗浄状態を示す概略断面図である。
【図４】図４は、ノズルホルダーを変形した第二の実施形態を示す概略断面図である。
【図５】図５は、図４に示すノズルホルダーの平面図である。
【図６】図６は、図４に示したの処理液供給ノズルの洗浄状態を示す概略断面図である。
【図７】図７は、従来の処理液供給装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ 処理液供給装置
Ｂ 処理液供給ノズル
Ｓ 空間
Ｗ ウエハ
１ ノズル
１ａ （第１の）吐出口
２ ノズルホルダー
２ａ 貫通孔（第２の吐出口）
３ ホルダーベース
４ 塗布液（処理液）供給管
５ ノズル保持部
６ ノズル固定部
９ 塗布液（処理液）供給源
１１ ホルダー駆動部
１２ ガス供給源
１３ 洗浄液供給源
１５ 液／ガス供給口
２０ ノズルホルダー
２０ｂ 螺旋状溝
８０ ノズル待機部
８１ ノズルスキャンアーム
８２ ガイドレール
８３ 垂直支持部材
８４ ドレインカップ
Claims (8)
- 処理液を吐出する第１の吐出口を備えるノズルと、前記ノズルが有する第１の吐出口よりも大径に形成され、前記ノズルが挿通可能な第２の吐出口を備えるノズルホルダーと、前記ノズルホルダーの内周面とノズルの外周面との間に形成され前記第２の吐出口に繋がる、少なくとも洗浄液が供給される空間とを具備する処理液供給ノズルであって、
前記ノズルホルダーあるいはノズルが上下移動可能に構成され、前記ノズルの第１の吐出口が前記第２の吐出口から突出し、前記第１の吐出口から処理液を吐出する状態と、前記ノズル全体が該ノズルホルダーに収容され、前記洗浄液でノズルが洗浄される状態をなすように構成され、
前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成されていることを特徴とする処理液供給ノズル。 - 前記ノズル全体が該ノズルホルダーによって覆われている状態において、前記空間内に洗浄液およびガスを供給し、ノズルの先端部外周面を洗浄することを特徴とする請求項１に記載された処理液供給ノズル。
- 前記ノズル全体が該ノズルホルダーに収容されている状態において、前記空間内にガスを供給し、ノズルの外周面を乾燥することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された処理液供給ノズル。
- 処理液を吐出する第１の吐出口を備えるノズルと、前記ノズルが有する第１の吐出口よりも大径に形成され、前記ノズルが挿通可能な第２の吐出口を備えるノズルホルダーと、前記ノズルホルダーの内周面とノズルの外周面との間に形成され前記第２の吐出口に繋がる、少なくとも洗浄液が供給される空間とを具備し、前記ノズルホルダーあるいはノズルは上下移動可能に構成され、前記ノズルの第１の吐出口が前記第２の吐出口から突出し、前記第１の吐出口から処理液を吐出する状態と、前記ノズル全体が該ノズルホルダーに収容され、前記洗浄液でノズルが洗浄される状態をなすように構成された処理液供給ノズルを備える処理液供給装置であって、
前記ノズルの第１の吐出口に処理液を供給する処理液供給手段と、前記空間内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段とを備え、
前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成されていることを特徴とする処理液供給装置。 - 前記空間内にガスを供給するガス供給手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載された処理液供給装置。
- 処理液を吐出供給する処理液供給ノズルの外周面に付着した処理液を洗浄するノズル洗浄方法において、
吐出口を有するノズルホルダーに前記ノズルを収容する工程と、
前記ノズル外周面と前記ノズルホルダー内周面の間に形成された空間に洗浄液を供給、貯留することによって、該ノズル外周面に付着した処理液を洗浄し、該洗浄液を前記吐出口から排出する工程とを少なくとも含み、
前記ノズルホルダー内面に螺旋状溝が形成され、前記洗浄液が、前記螺旋状溝に沿って前記ノズル外周面を旋回しながら、前記吐出口から排出されることを特徴とするノズル洗浄方法。 - 前記ノズル外周面と前記ノズルホルダー内周面の間に形成された空間に洗浄液を供給する際、該空間にガスを供給し、該ノズル外周面に付着した処理液を洗浄することを特徴とする請求項６に記載されたノズル洗浄方法。
- 前記洗浄液による前記ノズル外周面に付着した処理液の洗浄工程の後、前記ノズル外周面と前記ノズルホルダー内周面の間の空間にガスを供給することによって、該ノズル外周面に付着した洗浄液を乾燥処理することを特徴とする請求項６または請求項７に記載されたノズル洗浄方法。
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