JP4989370B2 - ノズルおよびそれを備える基板処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、処理液を吐出するノズルおよびそれを備える基板処理装置に関する。
従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。
例えば、基板の洗浄処理では、水平方向のノズルアームの先端に支持された処理液供給ノズルから回転する基板上に処理液として洗浄液およびリンス液が順に供給される。
洗浄液としては、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ酸、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸およびアンモニア水等の薬液が用いられる。
処理液として薬液を使用する基板処理装置では、金属製の部材を用いると、金属の腐食および金属イオンの溶出による金属汚染が生じるため、処理液供給ノズル、ノズルアームおよび配管等の材料として金属を用いることができない。そこで、処理液供給ノズル、ノズルアームおよび配管等が耐薬品性に優れたフッ素樹脂等の樹脂材料により形成される。
例えば、特許文献１の基板処理装置においては、薬液が流れる薬液混合部の下流側と処理液供給ノズルの上流側とを接続する配管が、耐薬品性に優れたフッ素樹脂からなるチューブにより形成されている。
特開２００２−１７０８０３号公報
しかしながら、フッ素樹脂等の樹脂材料は絶縁性材料であるため、処理液が処理液供給ノズル内を流動すると、処理液と処理液供給ノズルの内表面との間の摩擦により静電気が発生し、処理液が帯電する。
帯電量（帯電電位の絶対値）が大きい処理液が、処理対象となる基板に供給されると、その瞬間に処理液から基板への放電によるスパークが発生して基板上に形成された回路および素子に損傷を与える場合がある。
また、ノズルアームは、基板の外方の位置から基板の中央部上方まで水平に延びているため、処理液供給ノズルを安定に支持するためには強度が必要である。上記のように、ノズルアームを樹脂により形成する場合には、強度を確保するためにノズルアームの肉厚を大きくする必要がある。
それにより、ノズルアームの外径が大きくなるとともに重量が大きくなる。そのため、ノズルアームの駆動系の負荷が大きくなる。また、ノズルアームの表面積が大きくなるので、飛散した処理液の付着量も多くなる。
ノズルアームに付着した処理液が基板上に落下すると、処理不良の原因となる。また、ノズルアームに付着した処理液が乾燥すると、パーティクルとなって基板に付着することもある。
さらに、樹脂により形成されたノズルアームは、可撓性を有するので、処理液が反応により振動すると、ノズルアームおよび処理液供給ノズルも振動する。また、処理液供給ノズルからの処理液の吐出開始時の勢いで処理液供給ノズルが振動しやすい。それにより、処理液が基板上の不規則な位置に不規則な勢いで供給されるので、基板の処理不良が生じるおそれがある。
本発明の目的は、帯電した処理液から基板への放電が抑制されるとともに、小型かつ軽量で十分な強度が確保されたノズルおよびそれを備える基板処理装置を提供することである。
（１）第１の発明に係るノズルは、所定の支持部材に支持され、基板に処理液を供給するためのノズルであって、処理液が内部を流通し、処理液を吐出する吐出口を端部に有しており、所定の樹脂材料からなる第１の樹脂管と、第１の樹脂管の外周を覆うように設けられ、所定の金属材料からなる金属管とを備え、第１の樹脂管の端部は、金属管の端部から突出しているものである。
このノズルにおいては、処理液が流通する第１の樹脂管の外周を覆うように金属管が設けられており、第１の樹脂管の吐出口から基板に処理液が吐出される。
金属管は導電性を有し、第１の樹脂管の外周を覆っている。これにより、処理液が帯電している場合でも、帯電した処理液が第１の樹脂管のうちの、金属管に覆われている部分に導入されることにより、処理液の帯電量が低減される。その結果、処理液と基板との電位差が減少し、処理液から基板への放電が抑制され、基板上に形成された回路または素子等の種々のパターンに損傷を与えることが防止される。
また、金属管の内周面と処理液とは、第１の樹脂管により隔離されているので、金属管に処理液が接触しない。これにより、処理液による金属管の腐食および処理液への金属イオンの溶出が防止される。
この金属管は高い剛性を有するので、金属管の肉厚を大きくしなくても、ノズルが支持部材により確実に支持される。その結果、小型かつ軽量で十分な強度が確保されたノズルを得ることができる。
さらに、金属管は高い剛性を有するので、第１の樹脂管の内部を通る処理液が反応により振動しても、第１の樹脂管の端部にある吐出口が大きく振動することはない。また、吐出開始時の処理液の勢いにより、吐出口が大きく振動することもない。その結果、処理液が吐出口から基板へ良好に供給され、基板の処理不良が防止される。
第１の樹脂管の端部は、金属管の端部から突出している。この場合、金属管の内周面全体を第１の樹脂管により確実に被覆することができる。また、第１の樹脂管の端部に設けられる吐出口が、金属管の端部から突出する。それにより、吐出口から吐出された処理液が、金属管の端部に接触することなく基板へ良好に供給される。
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（２）第１の樹脂管の所定の樹脂材料は、フッ素樹脂を含んでいてもよい。
この場合、金属管の内周面と処理液とは、耐薬品性に優れたフッ素樹脂からなる第１の樹脂管により隔離されている。これにより、金属管と処理液との接触がより確実に防止される。その結果、処理液による金属管の腐食および処理液への金属イオンの溶出がより確実に防止される。
（３）ノズルは、金属管の外周面を覆うように設けられ、所定の樹脂材料からなる第２の樹脂管をさらに備えていてもよい。
この場合、金属管の外周面が第２の樹脂管によりノズルの周囲の雰囲気から隔離されているので、ノズルの周囲に飛散している処理液の飛沫や雰囲気が金属管に接触しない。これにより、処理液の飛沫や雰囲気による金属管の腐食が防止される。
（４）第２の樹脂管の所定の樹脂材料は、導電性樹脂を含んでいてもよい。
この場合、第２の樹脂管および金属管がともに導電性を有し、第１の樹脂管の外周を覆っている。これにより、処理液が帯電している場合でも、帯電した処理液が第１の樹脂管のうちの、金属管に覆われている部分に導入されることにより、処理液の帯電量が十分に低減される。その結果、処理液と基板との電位差が減少し、処理液から基板への放電が確実に抑制され、基板上に形成された回路または素子等の種々のパターンに損傷を与えることが確実に防止される。
（５）金属管は、接地されてもよい。この場合、金属管と基板との電位差がほぼなくなる。すなわち、金属管および基板の帯電電位がともにほぼ０となる。これにより、帯電した処理液が第１の樹脂管のうちの、金属管に覆われている部分に導入されることにより、処理液の帯電量がより十分に低減される。その結果、処理液から基板への放電がより確実に抑制され、処理液が基板上に形成された回路または素子等の種々のパターンに損傷を与えることが確実かつ十分に防止される。
（６）ノズルは、金属管の表面を被覆する樹脂膜をさらに備えてもよい。
この場合、金属管の表面が樹脂膜により被覆されるので、金属管に処理液が接触することが確実に防止される。これにより、処理液による金属管の腐食および処理液への金属イオンの溶出が確実に防止される。
（７）樹脂膜は、フッ素樹脂であってもよい。この場合、金属管の表面が、耐薬品性に優れたフッ素樹脂からなる樹脂膜により被覆されているので、金属管と処理液との接触がより確実に防止される。これにより、処理液による金属管の腐食および処理液への金属イオンの溶出がより確実に防止される。
（８）金属管は、ステンレス鋼からなってもよい。ステンレス鋼は耐食性に優れ、かつ高い強度を有する。これにより、金属管が腐食されることが十分に防止されるとともに、強度を保ちつつ金属管の厚みを十分に薄くすることができる。
（９）ノズルは、金属管の端部を封止する樹脂製の封止部材をさらに備えてもよい。この場合、金属管の端部が樹脂製の封止部材により封止されているので、金属管の端部に処理液が接触しない。これにより、処理液による金属管の端部の腐食および処理液への金属イオンの溶出が防止される。
（１０）第２の発明に係る基板処理装置は、基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段により保持された基板に処理液を供給するための第１の発明に係るノズルと、を備えるものである。
この基板処理装置においては、基板保持手段により基板が保持され、基板保持手段により保持された基板に第１の発明に係るノズルから処理液が供給される。これにより、帯電した処理液から基板への放電が抑制されるとともに、処理液の供給を良好に行うことができ、基板の処理不良を確実に防止する基板処理装置を提供できる。
本発明によれば、帯電した処理液から基板への放電が抑制されるとともに、小型かつ軽量で十分な強度が確保されたノズルおよびそれを備える基板処理装置を得ることができる。
以下、本発明の一実施の形態に係るノズルおよびそれを備える基板処理装置について図面を参照しつつ説明する。
以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等をいう。
また、処理液には薬液およびリンス液が含まれる。薬液とは、例えばバッファードフッ酸（ＢＨＦ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ酸（フッ化水素水：ＨＦ）、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸もしくはアンモニア水等の水溶液、またはそれらの混合溶液をいう。なお、混合溶液としては、例えば高温に加熱された硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）との混合液（以下、ＳＰＭと略記する）、または塩酸（ＨＣｌ）と過酸化水素水との混合液（以下、ＳＣ２と略記する）がある。
リンス液とは、例えば純水、炭酸水、オゾン水、磁気水、還元水（水素水）もしくはイオン水、またはＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の有機溶剤をいう。
（１） 基板処理装置の構成
図１は本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。図１に示すように、基板処理装置１００は、処理領域Ａ，Ｂを有し、処理領域Ａ，Ｂ間に搬送領域Ｃを有する。
図１は本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。図１に示すように、基板処理装置１００は、処理領域Ａ，Ｂを有し、処理領域Ａ，Ｂ間に搬送領域Ｃを有する。
処理領域Ａには、制御部４、流体ボックス部２ａ，２ｂ、洗浄処理部５ａ，５ｂが配置されている。
図１の流体ボックス部２ａ，２ｂは、それぞれ洗浄処理部５ａ，５ｂへの薬液およびリンス液の供給および洗浄処理部５ａ，５ｂからの廃棄（排液）等に関する配管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器、処理液貯留タンク等の流体関連機器を収納する。
洗浄処理部５ａ，５ｂには、本発明の一実施の形態に係るノズル装置が設けられている。洗浄処理部５ａ，５ｂでは、薬液による基板Ｗの洗浄処理（以下、薬液処理と呼ぶ）およびリンス液による基板Ｗの洗浄処理（以下、リンス処理と呼ぶ）が行われる。本実施の形態において、例えば洗浄処理部５ａ，５ｂで用いられる薬液はＳＰＭ、ＳＣ２またはフッ酸であり、リンス液は純水である。ノズル装置の詳細は後述する。
処理領域Ｂには、流体ボックス部２ｃ，２ｄおよび洗浄処理部５ｃ，５ｄが配置されている。流体ボックス部２ｃ，２ｄおよび洗浄処理部５ｃ，５ｄの各々は、上記流体ボックス部２ａ，２ｂおよび洗浄処理部５ａ，５ｂと同様の構成を有し、洗浄処理部５ｃ，５ｄは洗浄処理部５ａ，５ｂと同様の処理を行う。
以下、洗浄処理部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを処理ユニットと総称する。搬送領域Ｃには、基板搬送ロボットＣＲが設けられている。
処理領域Ａ，Ｂの一端部側には、基板Ｗの搬入および搬出を行うインデクサＩＤが配置されており、インデクサロボットＩＲはインデクサＩＤの内部に設けられている。インデクサＩＤには、基板Ｗを収納するキャリア１が載置される。
インデクサＩＤのインデクサロボットＩＲは、矢印Ｕの方向に移動し、キャリア１から基板Ｗを取り出して基板搬送ロボットＣＲに渡し、逆に、一連の処理が施された基板Ｗを基板搬送ロボットＣＲから受け取ってキャリア１に戻す。
基板搬送ロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから渡された基板Ｗを指定された処理ユニットに搬送し、または、処理ユニットから受け取った基板Ｗを他の処理ユニットまたはインデクサロボットＩＲに搬送する。
本実施の形態においては、洗浄処理部５ａ〜５ｄのいずれかにおいて基板Ｗに薬液処理およびリンス処理が行われた後に、基板搬送ロボットＣＲにより基板Ｗが洗浄処理部５ａ〜５ｄから搬出され、インデクサロボットＩＲを介してキャリア１に搬入される。
制御部４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含むコンピュータ等からなり、処理領域Ａ，Ｂの各処理ユニットの動作、搬送領域Ｃの基板搬送ロボットＣＲの動作およびインデクサＩＤのインデクサロボットＩＲの動作を制御する。
（２） 洗浄処理部およびノズル装置の構成
図２は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置１００の洗浄処理部５ａ〜５ｄおよび流体ボックス部２ａ〜２ｄの構成を説明するための図である。図３は、図２の洗浄処理部５ａ〜５ｄに設けられるノズル装置の外観斜視図である。
図２は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置１００の洗浄処理部５ａ〜５ｄおよび流体ボックス部２ａ〜２ｄの構成を説明するための図である。図３は、図２の洗浄処理部５ａ〜５ｄに設けられるノズル装置の外観斜視図である。
図２の洗浄処理部５ａ〜５ｄは、基板Ｗの表面に付着した有機物等の不純物を薬液処理により除去した後、リンス処理を行う。
図２に示すように、洗浄処理部５ａ〜５ｄは、基板Ｗを水平に保持するとともに基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸の周りで基板Ｗを回転させるためのスピンチャック２１を備える。スピンチャック２１は、チャック回転駆動機構３６によって回転される回転軸２５の上端部に固定されている。
基板Ｗは、薬液処理およびリンス処理を行う場合に、スピンチャック２１により水平に保持された状態で回転される。なお、図２に示すように、本実施の形態では、吸着式のスピンチャック２１を用いているが、基板Ｗの周縁部の複数個所のみを挟持して基板Ｗを保持する機械式のスピンチャックを用いてもよい。
スピンチャック２１の外方には、上方から延びる回動軸６３がノズル装置移動機構６４により回転可能かつ上下動可能に設けられている。回動軸６３の下端部には、スピンチャック２１により保持される基板Ｗよりも上方に位置するようにノズル装置６００が取り付けられている。
スピンチャック２１は、処理カップ２３内に収容されている。処理カップ２３の内側には、筒状の仕切壁３３が設けられている。また、スピンチャック２１の周囲を取り囲むように、基板Ｗのリンス処理に用いられたリンス液を回収して廃棄するための廃棄空間３１が形成されている。廃棄空間３１は、スピンチャック２１の外周に沿うように環状かつ溝状に形成されている。
さらに、廃棄空間３１を取り囲むように、処理カップ２３と仕切壁３３との間に基板Ｗの薬液処理に用いられた薬液を回収して基板処理装置１００内で循環させるための循環液空間３２が形成されている。循環液空間３２は、廃棄空間３１の外周に沿うように環状かつ溝状に形成されている。
廃棄空間３１には、図示しない工場の廃棄設備へリンス液を導くための廃棄管３４が接続され、循環液空間３２には、図示しない薬液回収装置へ薬液を導くための回収管３５が接続されている。
処理カップ２３の上方には、基板Ｗからの薬液またはリンス液が外方へ飛散することを防止するためのスプラッシュガード２４が設けられている。このスプラッシュガード２４は、回転軸２５に対して回転対称な形状からなっている。スプラッシュガード２４の上端部の内面には、断面く字状の廃棄案内溝４１が環状に形成されている。
また、スプラッシュガード２４の下端部の内面には、外側下方に傾斜する傾斜面からなる回収液案内部４２が形成されている。回収液案内部４２の上端部付近には、処理カップ２３の仕切壁３３を受け入れるための仕切壁収納溝４３が形成されている。
スプラッシュガード２４は、ボールねじ機構等で構成されたガード昇降駆動機構（図示せず）により支持されている。ガード昇降駆動機構は、スプラッシュガード２４を、その上端部がスピンチャック２１の上端部とほぼ同じまたはスピンチャック２１の上端部よりも低い搬入搬出位置Ｐ１と、回収液案内部４２がスピンチャック２１に保持された基板Ｗの外周端面に対向する循環位置Ｐ２と、廃棄案内溝４１がスピンチャック２１に保持された基板Ｗの外周端面に対向する廃棄位置Ｐ３との間で上下動させる。
スピンチャック２１上に基板Ｗが搬入される際、およびスピンチャック２１上から基板Ｗが搬出される際には、スプラッシュガード２４は搬入搬出位置Ｐ１に下降する。
スプラッシュガード２４が循環位置Ｐ２にある場合には、基板Ｗから外方へ飛散した薬液が回収液案内部４２により循環液空間３２に導かれ、回収管３５を通して図示しない薬液回収装置に送られる。なお、薬液回収装置により回収される薬液は、基板処理装置１００内で循環し、再び薬液処理に用いられる。
一方、スプラッシュガード２４が廃棄位置Ｐ３にある場合には、基板Ｗから外方へ飛散したリンス液が廃棄案内溝４１により廃棄空間３１に導かれ、廃棄管３４を通して図示しない工場の廃棄設備に送られる。
図３に示すように、ノズル装置６００は、３本のノズル６０ａ，６０ｂ，６０ｃ、ブロック状連結部材６１、ホルダ６２および回転台６２Ｓを備える。
ノズル６０ａ〜６０ｃは、同一形状を有する。ノズル６０ａ〜６０ｃの各々は、上流管部Ｎ１、アーム管部Ｎ２および下流管部Ｎ３から一体的に構成されている。
アーム管部Ｎ２は水平方向に延び、アーム管部Ｎ２の一端から上方に湾曲するように上流管部Ｎ１が鉛直方向に延び、アーム管部Ｎ２の他端から下方に湾曲するように下流管部Ｎ３が鉛直方向に延びている。
ブロック状連結部材６１には３つの貫通孔（図示せず）が形成されており、これらの貫通孔にノズル６０ａ〜６０ｃの上流管部Ｎ１が挿入される。
これにより、３つのノズル６０ａ〜６０ｃが、ブロック状連結部材６１により一体的に固定される。
回転台６２Ｓは、円形部Ｓ１および矩形部Ｓ２からなる。回転台６２Ｓの円形部Ｓ１が、上述の回動軸６３（図２）の下端部に接続される。一方、回転台６２Ｓの矩形部Ｓ２には、ホルダ６２が取り付けられる。
ホルダ６２にはブロック状連結部材６１が取り付けられる。それにより、３つのノズル６０ａ〜６０ｃがブロック状連結部材６１、ホルダ６２および回転台６２Ｓを介して回動軸６３により回転可能に支持される。
図２の矢印Ｒで示すように、回転軸６３が回転することにより、ノズル６０ａ〜６０ｃの下流管部Ｎ３が、スピンチャック２１により保持された基板Ｗの中央部上方位置（以下、基板上方位置と呼ぶ）と、基板Ｗの外方の領域に設けられたノズル待機ポット２１０の上方位置（以下、ノズル待機上方位置と呼ぶ）との間を移動する。ノズル待機ポット２１０は、上部が開口する箱型形状を有する。
図３のノズル装置６００において、ブロック状連結部材６１、ホルダ６２および回転台６２Ｓは、例えば耐熱性ポリ塩化ビニル（ＨＴＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）およびガラス繊維強化ポリプロピレン（ＦＲＰＰ）等の樹脂により形成される。
ノズル６０ａ，６０ｂ，６０ｃの上流管部Ｎ１の上端部から、それぞれ流体供給管７０ａ，７０ｂ，７０ｃが延びている。ノズル６０ａ〜６０ｃのアーム管部Ｎ２からは、それぞれ接地用配線ｅｒが延びている。
図２に示すように、流体供給管７０ａ，７０ｂ，７０ｃは、流体ボックス部２ａ〜２ｄ内に設けられた第１の薬液供給源８１、切替装置８２および第３の薬液供給源８５にそれぞれ接続されている。流体ボックス部２ａ〜２ｄの切替装置８２は、さらに流体供給管８２ａを介して第２の薬液供給源８３に接続されるとともに、流体供給管８２ｂを介して純水供給源８４に接続されている。またさらに、流体供給管７０ａ，７０ｂ，７０ｃの途中部にはそれぞれ、薬液又は純水の流通を許可および禁止するための開閉可能な吐出バルブ７１ａ，７１ｂ，７１ｃが介装されている。
これにより、ノズル６０ａには、第１の薬液供給源８１から流体供給管７０ａを介して、吐出バルブ７１ａが開かれた場合に、第１の薬液が供給される。
切替装置８２は、例えばバルブ等を備え、第２の薬液供給源８３から供給される第２の薬液、または純水供給源８４から供給される純水のいずれか一方を選択的にノズル６０ｂに供給する。このようにして、ノズル６０ｂには、流体供給管７０ｂを介して、吐出バルブ７１ｂが開かれた場合に、第２の薬液または純水が供給される。
ノズル６０ｃには、第３の薬液供給源８５から流体供給管７０ｃを介して、吐出バルブ７１ｃが開かれた場合に、第３の薬液が供給される。
なお、第１の薬液供給源８１、第２の薬液供給源８３、第３の薬液供給源８５および純水供給源８４は、必ずしも流体ボックス部２ａ〜２ｄ内に設けられる必要はない。
第１の薬液供給源８１、第２の薬液供給源８３、第３の薬液供給源８５および純水供給源８４は、例えば図示しない工場の薬液供給設備または純水供給設備であってもよい。
ノズル６０ａ，６０ｂ，６０ｃから延びる接地用配線ｅｒは、基板処理装置１００の接地ラインに接続されている。
本実施の形態では、第１の薬液としてＳＰＭを用い、第２の薬液としてＳＣ２を用い、第３の薬液としてＨＦを用いる。
これにより、基板Ｗ上のレジスト残渣を除去する際には、第１の薬液であるＳＰＭまたは第２の薬液であるＳＣ２が基板Ｗ上に供給される。基板Ｗ上の酸化膜を除去する際には、第３の薬液であるＨＦが基板Ｗ上に供給される。基板Ｗの第１〜第３のいずれかの薬液による薬液処理の後、基板Ｗ上に純水が供給されることによりリンス処理が行われる。
（３） ノズル装置の動作
薬液処理およびリンス処理時におけるノズル装置６００の動作を説明する。薬液処理開始前には、ノズル６０ａ〜６０ｃの下流管部Ｎ３の下端部がノズル待機ポット２１０内に収容されている。
薬液処理およびリンス処理時におけるノズル装置６００の動作を説明する。薬液処理開始前には、ノズル６０ａ〜６０ｃの下流管部Ｎ３の下端部がノズル待機ポット２１０内に収容されている。
薬液処理開始時には、ノズル装置移動機構６４により回転軸６３が上昇する。それにより、ノズル６０ａ〜６０ｃが上昇し、ノズル６０ａ〜６０ｃの下流管部Ｎ３がノズル待機ポット２１０内からノズル待機上方位置へ移動する。
続いて、上述のようにノズル装置移動機構６４により回転軸６３が回転し、ノズル６０ａ〜６０ｃの下流管部Ｎ３がノズル待機上方位置から基板上方位置に移動する。
そして、ノズル装置移動機構６４により回転軸６３が下降する。それにより、ノズル６０ａ〜６０ｃが下降し、ノズル６０ａ〜６０ｃの下流管部Ｎ３の下端部が基板Ｗの表面に近接する。
この状態で、ノズル６０ａ〜６０ｃから基板Ｗに第１〜第３の薬液のいずれかが供給され、薬液処理が行われる。
薬液処理が終了すると、基板Ｗへの薬液の供給が停止される。そして、ノズル６０ｂから基板Ｗに純水が供給される。これにより、リンス処理が行われる。
リンス処理が終了すると、基板Ｗへの純水の供給が停止される。そして、ノズル装置移動機構６４によりノズル６０ａ〜６０ｃが上昇し、ノズル６０ａ〜６０ｃの下流管部Ｎ３が基板Ｗの表面に近接した位置から基板上方位置に移動する。
次に、ノズル装置移動機構６４により再び回転軸６３が回転し、ノズル６０ａ〜６０ｃの下流管部Ｎ３が基板上方位置からノズル待機上方位置に移動する。その後、ノズル装置移動機構６４によりノズル６０ａ〜６０ｃが下降し、下流管部Ｎ３の下端部がノズル待機ポット２１０内に収容される。
この状態で、ノズル待機ポット２１０は、薬液処理およびリンス処理後のノズル６０ａ〜６０ｃから滴下する処理液（第１〜第３の薬液または純水）を回収する。
ノズル待機ポット２１０の下端部には開口２１０ｈが形成されている。この開口２１０ｈには、洗浄用ポット２１０により回収された処理液を、図示しない薬液回収装置または工場の廃棄設備へ導く配管２１１が接続されている。これにより、ノズル待機ポット２１０により回収された処理液が配管２１１を通して回収または廃棄される。
（４） ノズルの構造の詳細
図２および図３のノズル６０ａ〜６０ｄの構造について詳細を説明する。図４は、図３のノズル装置６００におけるノズル６０ａの部分拡大断面図である。
図２および図３のノズル６０ａ〜６０ｄの構造について詳細を説明する。図４は、図３のノズル装置６００におけるノズル６０ａの部分拡大断面図である。
図４（ａ）には、図３の太い点線で示されるノズル６０ａの部分Ｑ１（先端部）の拡大断面図が示されている。図４（ｂ）には、図３の太い点線で示されるノズル６０ａの部分Ｑ２（接地用配線ｅｒの接続部）の拡大断面図が示されている。
図４（ａ）に示すように、ノズル６０ａは、金属管９１、第１の樹脂管９２、第２の樹脂管９３および円筒状のボス９４を含む。
第１の樹脂管９２は、処理液が流通する内部流路ｆｃを有し、その先端部（下端部）の開口から処理液が吐出される構造となっており、金属管９１の内径よりもやや小さい外径を有する。金属管９１の内部に第１の樹脂管９２が挿通されている。第１の樹脂管９２の先端部は金属管９１の先端から所定の長さ分突出している。
第２の樹脂管９３は、金属管９１の外径よりもやや大きい内径を有する。第２の樹脂管９３の内部に金属管９１が挿通されている。この状態で、第１の樹脂管９２の先端部は、第２の樹脂管９３の先端から所定の長さ分突出している。
ボス９４は、第１の樹脂管９２の外径とほぼ同じ内径を有するとともに、金属管９１とほぼ同じ外径を有する。これにより、ボス９４が第２の樹脂管９３の内部の金属管９１の先端部に装着されている。
ノズル６０ａの先端部においては、第１の樹脂管９２の外周面、第２の樹脂管９３の端面およびボス９４の端面が溶接用樹脂９５により溶接されている。
上記構造により、金属管９１は、第１の樹脂管９２、第２の樹脂管９３、ボス９４および溶接用樹脂９５により確実に被覆されている。
図３に示すように、ノズル６０ａの上流管部Ｎ１の上端部からは、流体供給管７０ａが延びているが、この流体供給管７０ａは、図４（ａ）および図４（ｂ）の第１の樹脂管９２が延長されたものである。
図４（ｂ）に示すように、ノズル６０ａのアーム管部Ｎ２においては、第２の樹脂管９３の一部に貫通孔が形成され、金属管９１の一部にねじ孔が設けられている。
金属管９１のねじ孔には、アース線９６が接続されたねじＮが取り付けられている。これにより、アース線９６と金属管９１とが接続されている。
ここで、アース線９６には、金属管９１との接続部を除き、樹脂製チューブ９７が被覆されている。アース線９６およびそれを被覆する樹脂製チューブ９７が、図２および図３の接地用配線ｅｒを構成する。
第２の樹脂管９３の外周面上に樹脂製チューブ９７の一端部が溶接用樹脂９５により溶接されている。これにより、金属管９１とアース線９６との接続部が樹脂により確実に被覆される。
ノズル６０ａに接続された接地用配線ｅｒは、図２に示すように、基板処理装置１００の接地ラインに接続されている。これにより、金属管９１が確実に接地される。
本実施の形態において、上記金属管９１には、高い強度を有する導電性の金属材料が用いられる。この金属材料としては、例えば、ステンレス鋼、鉄、銅、青銅、黄銅、アルミニウム、銀、または金等を用いることができるが、ステンレス鋼のように高い耐食性を有する金属材料を用いることがより好ましい。
また、第１の樹脂管９２、第２の樹脂管９３、ボス９４、溶接用樹脂９５、および樹脂製チューブ９７には、耐薬品性に優れたフッ素樹脂または塩化ビニル樹脂等の材料が用いられるが、フッ素樹脂を用いることが好ましい。
フッ素樹脂としては、例えば四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）および四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）がある。
ここで、第１の樹脂管９２、第２の樹脂管９３、溶接用樹脂９５、および樹脂製チューブ９７には柔軟性を有するＰＦＡを用いることがより好ましく、ボス９４にはＰＦＡに比べて硬質の四フッ化エチレンを用いることがより好ましい。これにより、ノズル６０ａの作製が容易となる。
図４ではノズル６０ａの内部構造を示しているが、他のノズル６０ｂ，６０ｃも同一の内部構造を有する。
（５） 実施の形態の効果
ノズル６０ａ〜６０ｃは、高い強度を有する金属管９１により作製されている。それにより、図２および図３に示すように、ノズル６０ａ〜６０ｃのアーム管部Ｎ２の肉厚を大きくすることなく、下流管部Ｎ３を支持するために必要な強度を得ることができる。
ノズル６０ａ〜６０ｃは、高い強度を有する金属管９１により作製されている。それにより、図２および図３に示すように、ノズル６０ａ〜６０ｃのアーム管部Ｎ２の肉厚を大きくすることなく、下流管部Ｎ３を支持するために必要な強度を得ることができる。
また、ノズル６０ａ〜６０ｃのアーム管部Ｎ２の肉厚を大きくする必要がないので、ノズル６０ａ〜６０ｃの重量を小さくすることができ、ノズル装置移動機構６４の負荷を低減することができる。
さらに、ノズル６０ａ〜６０ｃのアーム管部Ｎ２の肉厚を大きくする必要がないので、ノズル６０ａ〜６０ｃの外径を小さくすることが可能となる。それにより、ノズル６０ａ〜６０ｃが小型化し、ノズル６０ａ〜６０ｃの表面積が小さくなるため、アーム管部Ｎ２への処理液の付着が十分に低減される。
その結果、アーム管部Ｎ２に付着した処理液が基板Ｗ上に落下することによる基板Ｗの処理不良の発生が防止されるとともに、およびアーム管部Ｎ２に付着した処理液が乾燥し、パーティクルが発生することによる基板Ｗの汚染が十分に防止される。
その上、ノズル６０ａ〜６０ｃを構成する金属管９１は剛性を有する。これにより、ノズル６０ａ〜６０ｃ内部の処理液が反応により振動しても、ノズル６０ａ〜６０ｃが大きく振動することはない。また、吐出開始時の処理液の勢いにより、ノズル６０ａ〜６０ｃが振動することもない。それにより、ノズル６０ａ〜６０ｃの振動による基板の処理不良が防止される。
さらに、ノズル６０ａ〜６０ｃを構成する金属管９１は、耐薬品性に優れた第１の樹脂管９２、第２の樹脂管９３、ボス９４および溶接用樹脂９５により被覆され、金属管９１に接続されるアース線９６も耐薬品性に優れた溶接用樹脂９５および樹脂製チューブ９７により被覆されている。また、ノズル６０ａ〜６０ｃの各々には、第１の樹脂管９２と連続し、ノズル６０ａ〜６０ｃに処理液を導入する樹脂製の流体供給管７０ａ〜７０ｃ（図２）が設けられている。
これにより、洗浄処理部５ａ〜５ｄ内で薬液処理が行われる場合でも、金属管９１およびアース線９６が薬液および薬液雰囲気と接触しない。それにより、薬液による金属管９１およびアース線９６の腐食、ならびに金属イオンの溶出による金属汚染が防止される。
上述のように、基板Ｗの薬液処理時には、帯電した処理液が流体供給管７０ａ〜７０ｃ（図２）を通じてノズル６０ａ〜６０ｃに供給される。
ここで、金属管９１は導電性を有し、第１の樹脂管９２の外周を覆っている。これにより、帯電した処理液が、金属管９１に覆われた部分を有するノズル６０ａ〜６０ｃに導入されることにより、その処理液の帯電量が低減される。それにより、ノズル６０ａ〜６０ｃから基板Ｗに処理液が供給される際に、処理液から基板Ｗへの放電が抑制される。その結果、基板Ｗ上に形成された回路または素子等の種々のパターンに損傷を与えることが確実に防止される。
なお、処理液の帯電量が低減されることにより、処理液から基板Ｗへの放電が抑制されるという効果は、例えば第１の樹脂管９２のごく一部に直接金属線を接触させるだけでは実現できず、第１の樹脂管９２の外周を所定の金属材料または導電性材料で覆う必要があることが、出願人の実験によりわかった。
（６） ノズルの他の構造例
本実施の形態において、ノズル６０ａ〜６０ｃは、以下の構造を有してもよい。図５（ａ）および図５（ｂ）は、図２および図３のノズル装置６００に設けられるノズルの他の構造例を示す図である。図５（ａ）に示される構造例および図５（ｂ）に示される構造例について、図４（ａ）のノズル６０ａと異なる点について説明する。
本実施の形態において、ノズル６０ａ〜６０ｃは、以下の構造を有してもよい。図５（ａ）および図５（ｂ）は、図２および図３のノズル装置６００に設けられるノズルの他の構造例を示す図である。図５（ａ）に示される構造例および図５（ｂ）に示される構造例について、図４（ａ）のノズル６０ａと異なる点について説明する。
初めに、図５（ａ）に示される構造例について説明する。図５（ａ）に示すように、本例のノズルにおいては、金属管９１が挿通される図４（ａ）の第２の樹脂管９３に代えて導電性樹脂管９３ｂが用いられる。この導電性樹脂管９３ｂの樹脂としては、例えば耐薬品性を有する導電性フッ素樹脂（導電性ＰＴＦＥまたは導電性ＰＦＡ等）を用いる。
これにより、第１の樹脂管９２の内部流路ｆｃを流れる処理液の帯電量が十分に低減される。それにより、ノズル６０ａ〜６０ｃから基板Ｗに処理液が供給される際に、処理液から基板Ｗへの放電が確実に抑制される。その結果、基板Ｗ上に形成されたパターンに損傷を与えることがより確実に防止される。
続いて、図５（ｂ）に示される構造例について説明する。図５（ｂ）に示すように、本例のノズルにおいては、金属管９１の全表面が耐薬品性に優れた樹脂膜９１ｃで被覆されている。この樹脂膜９１ｃとしては、例えばフッ素樹脂（ＰＴＦＥまたはＰＦＡ等）を用いる。
これにより、耐薬品性を有する樹脂膜９１ｃにより被覆された金属管９１が、さらに第１の樹脂管９２、第２の樹脂管９３、ボス９４および溶接用樹脂９５により被覆される。その結果、基板Ｗの薬液処理時に、金属管９１が薬液および薬液雰囲気と接触することが確実に防止される。それにより、薬液による金属管９１の腐食ならびに金属イオンの溶出による金属汚染が確実に防止される。
なお、本実施の形態に係るノズル装置６００においては、ノズル６０ａ〜６０ｄの金属管９１が接地用配線ｅｒを介して基板処理装置１００の接地ラインに接続されているが、金属管９１を必ずしも接地ラインと接続する必要はない。
また、本実施の形態に係るノズル装置６００においては、ノズル６０ａ〜６０ｄの第２の樹脂管９３が設けられているが、第２の樹脂管９３は必ずしも必要ではなく、金属管９１を腐食しない処理液を用いる場合には省略可能である。たとえば、処理液が、比較的濃度の低い薬液、純水、または機能水（水素水、窒素ガス溶存水、電解イオン水を含む）等である場合には、第２の樹脂管９３を省略してもよい。この場合、金属管９１を前述の樹脂膜９１ｃにより被覆してもよい。
本発明者は、ノズル６０ａ〜６０ｃの金属管９１を接地しない状態で、ノズル６０ａ〜６０ｃを通過する前の処理液の帯電電位と、ノズル６０ａ〜６０ｃを通過した後の処理液（吐出された処理液）の帯電電位とを測定し、比較した。
ノズル６０ａ〜６０ｃを通過する前の処理液の帯電電位が−４．００ｋｖであったのに対して、ノズル６０ａ〜６０ｃを通過した後の処理液の帯電電位は−０．１４ｋｖであった。
この結果から、ノズル６０ａ〜６０ｃの金属管９１を接地ラインに接続していない場合でも、内部流路ｆｃを通過する処理液の帯電量が低減されることが明らかとなった。なお、基板Ｗは予め帯電していないので、帯電電位は通常０ｋｖである。
（７） 他の実施の形態
上記実施の形態に係るノズル装置６００には、基板Ｗに処理液を供給する３本のノズル６０ａ〜６０ｃが設けられているが、ノズル装置６００に設けられるノズルの本数に制限はない。例えば、ノズル装置６００には、１本のノズルが設けられてもよいし、２本または４本以上のノズルが設けられてもよい。
上記実施の形態に係るノズル装置６００には、基板Ｗに処理液を供給する３本のノズル６０ａ〜６０ｃが設けられているが、ノズル装置６００に設けられるノズルの本数に制限はない。例えば、ノズル装置６００には、１本のノズルが設けられてもよいし、２本または４本以上のノズルが設けられてもよい。
上記実施の形態では、第１〜第３の薬液としてＳＰＭ、ＳＣ２およびＨＦを用いる旨を説明したが、他の薬液を第１〜第３の薬液として用いてもよい。また、リンス液として純水を用いる旨を説明したが、他のリンス液を用いてもよい。
他の薬液としては、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、アンモニア水、クエン酸、過酸化水素水もしくはＴＭＡＨ等の水溶液、またはそれらの混合溶液を用いてもよい。
他のリンス液としては、例えば炭酸水、オゾン水、磁気水、還元水（水素水）、窒素ガス溶存水、もしくはイオン水、またはＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の有機溶剤を用いてもよい。
上記実施の形態に係る基板処理装置１００において、ノズル装置６００のノズル６０ａ〜６０ｃに純水等を供給することにより、ノズル６０ａ〜６０ｃの洗浄を行ってもよい。
図３の第２の樹脂管９３がフッ素樹脂で形成されている場合には、ノズル６０ａ〜６０ｃの外表面が高い撥水性を有するので、ノズル６０ａ〜６０ｃを短時間で洗浄することが可能となり、洗浄処理部５ａ〜５ｄ内の清浄度が向上する。
（８） 請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
上記実施の形態では、第２の樹脂管９３および導電性樹脂管９３ｂが第２の樹脂管の例であり、第１の樹脂管９２の先端部開口が吐出口の例であり、第１の樹脂管９２が第１の樹脂管の例である。また、ボス９４および溶接用樹脂９５が封止部材の例であり、スピンチャック２１が基板保持手段の例である。
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることができる。
本発明に係るノズルおよびそれを備える基板処理装置は、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用ガラス基板等の基板製造等のために利用可能である。
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ ノズル
２１ スピンチャック
９１ 金属管
９１ｃ 樹脂膜
９２ 第１の樹脂管
９３ 第２の樹脂管
９３ｂ 導電性樹脂管
９４ ボス
９５ 溶接用樹脂
１００ 基板処理装置
６００ ノズル装置
Ｎ１ 上流管部Ｎ１
Ｎ２ アーム管部Ｎ２
Ｎ３ 下流管部Ｎ３
２１ スピンチャック
９１ 金属管
９１ｃ 樹脂膜
９２ 第１の樹脂管
９３ 第２の樹脂管
９３ｂ 導電性樹脂管
９４ ボス
９５ 溶接用樹脂
１００ 基板処理装置
６００ ノズル装置
Ｎ１ 上流管部Ｎ１
Ｎ２ アーム管部Ｎ２
Ｎ３ 下流管部Ｎ３
Claims (10)
- 所定の支持部材に支持され、基板に処理液を供給するためのノズルであって、
前記処理液が内部を流通し、前記処理液を吐出する吐出口を端部に有しており、所定の樹脂材料からなる第１の樹脂管と、
前記第１の樹脂管の外周を覆うように設けられ、所定の金属材料からなる金属管とを備え、
前記第１の樹脂管の端部は、前記金属管の端部から突出していることを特徴とするノズル。 - 前記第１の樹脂管の所定の樹脂材料は、フッ素樹脂を含むことを特徴とする請求項１記載のノズル。
- 前記金属管の外周面を覆うように設けられ、所定の樹脂材料からなる第２の樹脂管をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載のノズル。
- 前記第２の樹脂管の所定の樹脂材料は、導電性樹脂を含むことを特徴とする請求項３記載のノズル。
- 前記金属管は、接地されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のノズル。
- 前記金属管の表面を被覆する樹脂膜をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のノズル。
- 前記樹脂膜は、フッ素樹脂であることを特徴とする請求項６記載のノズル。
- 前記金属管は、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のノズル。
- 前記金属管の端部を封止する樹脂製の封止部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のノズル。
- 基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段により保持された基板に処理液を供給するための請求項１〜９のいずれかに記載のノズルと、を備えることを特徴とする基板処理装置。
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