JP5358505B2 - Substrate processing equipment - Google Patents

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この発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、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、フォトマスク用基板、太陽電池用基板などの基板が含まれる。   The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate. Examples of substrates to be processed include semiconductor wafers, glass substrates for liquid crystal display devices, substrates for plasma displays, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, Substrates such as a photomask substrate and a solar cell substrate are included.
たとえば半導体装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板に対して、薬液を用いた処理が行われる。この薬液処理のために、基板に対して1枚ずつ処理を行う枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。枚葉式の基板処理装置は、内部空間を区画する隔壁を有する処理チャンバと、処理チャンバ内に収容され、基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、基板に薬液を供給するための薬液ノズルと、薬液ノズルを移動させるノズル移動機構とを備えている。   For example, in a manufacturing process of a semiconductor device, a process using a chemical solution is performed on a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display panel. For this chemical processing, a single-wafer type substrate processing apparatus that performs processing one by one on a substrate may be used. A single-wafer type substrate processing apparatus includes a processing chamber having partition walls that define an internal space, a spin chuck that is accommodated in the processing chamber and rotates while holding the substrate substantially horizontal, and a chemical solution for supplying a chemical to the substrate. A chemical nozzle and a nozzle moving mechanism for moving the chemical nozzle are provided.
たとえば、基板の表面からポリマーを除去する除去処理では、基板に形成された配線の酸化を防止するために、酸素濃度が十分に低減された薬液が薬液ノズルから吐出されることがある(特許文献1)。この場合、薬液ノズルから吐出された処理液に酸素が溶け込まないように、処理チャンバ内の雰囲気を低酸素濃度に制御することが望ましい。
しかしながら、処理チャンバの内部空間には、ノズル移動機構などの種々の部材が収容されており、その内部空間は比較的広い。したがって、処理チャンバ内の雰囲気制御を十分に行うことは困難である。
特開2004−158482号公報
For example, in the removal process for removing the polymer from the surface of the substrate, a chemical solution with a sufficiently reduced oxygen concentration may be discharged from the chemical solution nozzle in order to prevent oxidation of the wiring formed on the substrate (Patent Document). 1). In this case, it is desirable to control the atmosphere in the processing chamber to a low oxygen concentration so that oxygen does not dissolve in the processing liquid discharged from the chemical nozzle.
However, various members such as a nozzle moving mechanism are accommodated in the internal space of the processing chamber, and the internal space is relatively wide. Therefore, it is difficult to sufficiently control the atmosphere in the processing chamber.
JP 2004-158482 A
本願発明者らは、処理チャンバ内の雰囲気制御を十分に行うために、処理チャンバの内部空間を密閉するとともに、その内部空間を狭空間化することを検討している。
一方、基板に対する処理内容によっては、移動ノズルによる処理、すなわちノズルを移動させつつ当該ノズルから処理液(薬液またはリンス液)を吐出させる処理を基板に施したい場合がある。ところが、移動ノズルは、ノズルを移動させるためのノズル移動機構を伴い、このノズル移動機構が処理チャンバ内に配置される。そのため、移動ノズルによる処理を実現するためには、処理チャンバの内部空間がどうしても大きくなってしまい、内部空間の雰囲気制御が不十分になる。
In order to sufficiently control the atmosphere in the processing chamber, the inventors of the present application are considering sealing the internal space of the processing chamber and narrowing the internal space.
On the other hand, depending on the processing content for the substrate, there is a case where it is desired to perform processing on the substrate by processing with a moving nozzle, that is, processing for discharging a processing liquid (chemical solution or rinsing liquid) from the nozzle while moving the nozzle. However, the moving nozzle is accompanied by a nozzle moving mechanism for moving the nozzle, and this nozzle moving mechanism is arranged in the processing chamber. Therefore, in order to realize the processing by the moving nozzle, the internal space of the processing chamber is inevitably enlarged, and the atmosphere control of the internal space becomes insufficient.
そこで、この発明の目的は、ノズルを移動しながら基板を処理することができ、かつ、密閉チャンバの内部空間の狭空間化を図ることができる基板処理装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can process a substrate while moving a nozzle and can narrow the internal space of a sealed chamber.
前記の課題を解決するため、請求項1記載の発明は、密閉された内部空間を区画する隔壁(9)を有する密閉チャンバ(2)と、前記密閉チャンバの内部空間で基板(W)を保持しつつ回転させるための基板保持回転手段(3,43,44)と、前記密閉チャンバの内部空間で、前記基板保持回転手段に保持された基板の主面に向けて処理液を吐出するためのノズル(4)と、前記ノズルを支持し、前記密閉チャンバの前記隔壁に形成された通過孔(14)を介して前記密閉チャンバの内外に跨って延びるノズルアーム(15;15A)と、前記密閉チャンバ外に配置され、前記ノズルアームを、前記基板保持回転手段に保持された基板の主面に沿って移動させる駆動手段(36;150;160)と、記ノズルアームと前記密閉チャンバの前記隔壁との間を気体でシールするための気体シール構造(111)と、記ノズルアームと前記隔壁との間を液体でシールするための液体シール構造(121)とを含み、前記気体シール構造は、前記ノズルアームが摺動可能に挿通される気体シール用挿通孔(113)を有する気体シール本体(112)を有し、前記気体シール用挿通孔に挿通される前記ノズルアームの外表面と前記気体シール用挿通孔の内壁との間に配置される気体によって、当該ノズルアームの外表面と前記気体シール用挿通孔の内壁との間をシールし、前記液体シール構造は、前記ノズルアームが摺動可能に挿通される液体シール用挿通孔(123)を有する液体シール本体(122)を有し、前記液体シール用挿通孔に挿通される前記ノズルアームの外表面と前記液体シール用挿通孔の内壁との間において当該ノズルアームの外表面に接液するように配置される液体によって、当該ノズルアームの外表面と前記液体シール用挿通孔の内壁との間をシールし、前記気体シール構造は、その気体シール本体が、前記通過孔が形成された前記隔壁の外壁に密着するように配置されており、前記液体シール構造は、前記気体シール構造の外側において、その液体シール本体が前記気体シール本体に密着するように配置されている、基板処理装置(1)である。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a sealed chamber (2) having a partition wall (9) defining a sealed inner space, and a substrate (W) is held in the inner space of the sealed chamber. And a substrate holding / rotating means (3, 43, 44) for rotating the substrate, and for discharging the processing liquid toward the main surface of the substrate held by the substrate holding / rotating means in the internal space of the sealed chamber. A nozzle (4), a nozzle arm (15; 15A) that supports the nozzle and extends across the inside and outside of the sealed chamber via a passage hole (14) formed in the partition wall of the sealed chamber, and the sealed is placed outside the chamber, the nozzle arm, drive means for moving along the main surface of the substrate held by the substrate holding and rotating means (36; 150 160), the sealed chamber as the previous SL nozzle arm A gas seal structure for sealing between the partition wall in a gas (111), viewed contains a liquid seal structure (121) for sealing a liquid between the front Symbol nozzle arm and the partition wall, the gas The seal structure has a gas seal main body (112) having a gas seal insertion hole (113) through which the nozzle arm is slidably inserted, and is outside the nozzle arm inserted through the gas seal insertion hole. The gas disposed between the surface and the inner wall of the gas seal insertion hole is sealed between the outer surface of the nozzle arm and the inner wall of the gas seal insertion hole, and the liquid seal structure includes the nozzle An outer surface of the nozzle arm having a liquid seal body (122) having a liquid seal insertion hole (123) through which the arm is slidably inserted, and being inserted into the liquid seal insertion hole; Sealing between the outer surface of the nozzle arm and the inner wall of the liquid seal insertion hole by the liquid arranged so as to come into contact with the outer surface of the nozzle arm between the inner wall of the liquid seal insertion hole The gas seal structure is arranged so that the gas seal body is in close contact with the outer wall of the partition wall in which the passage hole is formed, and the liquid seal structure is arranged outside the gas seal structure. liquid seal body is arranged so as to be in close contact with the gas seal body, a board processing unit (1).
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
この構成によれば、ノズルを支持するノズルアームが、隔壁の通過孔を介して、密閉チャンバの内外に跨って延びている。そして、ノズルアームを駆動するための駆動手段は、密閉チャンバ外に配置されている。この駆動手段は、ノズルアームにおける密閉チャンバから露出する部分に駆動力を入力し、これによりノズルアームを移動させる。これにより、密閉チャンバ外の駆動手段からの駆動力により、密閉チャンバ内でノズルを移動させることができる。駆動手段を密閉チャンバ外に配置するので、密閉チャンバの内部空間を狭空間化することができる。
また、ノズルアームと隔壁との間が、液体シール構造および気体シール構造によってシールされている。
基板に対する処理時には、たとえば、基板保持回転手段によって基板が回転されつつ、処理液ノズルから回転中の基板の主面に向けて処理液が吐出される。しかしながら、その処理中に基板の周辺に処理液が飛散して、その飛散した処理液がノズルアームの外表面に付着するおそれがある。処理液がノズルアームの外表面で乾燥して結晶化し、その処理液乾燥物がパーティクルとなって、基板保持回転手段に上で回転している基板を汚染するおそれもある。
しかしながら、液体シール構造はノズルアームと隔壁との間をシール用液体でシールするので、ノズルアームの外表面にシール用液体が接液する。そのため、シール用液体によって、ノズルアームの外表面に付着した汚染物質が洗い流される。すなわち、ノズルアームの外表面がシール用液体によって洗浄される。
また、気体シール構造は、ノズルアームと隔壁との間を気体でシールする。ノズルアームの外表面をシールガスが流通する。したがって、ノズルアームに付着したシール用液体を除去し、ノズルアームの外表面を乾燥させることができる。
また、密閉チャンバ内に進出されるとき、ノズルアームの外表面の各位置は、シール用気体を供給された後に密閉チャンバに進入される。液体シール構造によってノズルアームの外表面に付着したシール用液体は、気体シール構造のシール用気体によって除去される。これにより、シール用液体の密閉チャンバの内部空間への引込みを確実に防止することができる。
In addition, although the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later, the scope of the claims is not intended to be limited to the embodiments. The same applies hereinafter.
According to this configuration, the nozzle arm that supports the nozzle extends across the inside and outside of the sealed chamber via the passage hole of the partition wall. The driving means for driving the nozzle arm is arranged outside the sealed chamber. The driving means inputs a driving force to a portion of the nozzle arm exposed from the sealed chamber, and thereby moves the nozzle arm. Thereby, the nozzle can be moved in the sealed chamber by the driving force from the driving means outside the sealed chamber. Since the driving means is disposed outside the sealed chamber, the internal space of the sealed chamber can be narrowed.
Moreover, the nozzle arm and the partition are sealed by a liquid seal structure and a gas seal structure.
At the time of processing the substrate, for example, the processing liquid is discharged from the processing liquid nozzle toward the main surface of the rotating substrate while the substrate is rotated by the substrate holding and rotating means. However, the processing liquid may scatter around the substrate during the processing and the scattered processing liquid may adhere to the outer surface of the nozzle arm. The processing liquid may be dried and crystallized on the outer surface of the nozzle arm, and the dried processing liquid may become particles, which may contaminate the substrate rotating on the substrate holding and rotating means.
However, since the liquid seal structure seals between the nozzle arm and the partition wall with the sealing liquid, the sealing liquid contacts the outer surface of the nozzle arm. Therefore, the contaminant adhering to the outer surface of the nozzle arm is washed away by the sealing liquid. That is, the outer surface of the nozzle arm is cleaned with the sealing liquid.
The gas seal structure seals the gap between the nozzle arm and the partition wall with gas. Seal gas flows through the outer surface of the nozzle arm. Therefore, the sealing liquid adhering to the nozzle arm can be removed, and the outer surface of the nozzle arm can be dried.
Further, when advancing into the sealed chamber, each position on the outer surface of the nozzle arm enters the sealed chamber after the sealing gas is supplied. The sealing liquid attached to the outer surface of the nozzle arm by the liquid seal structure is removed by the sealing gas having the gas seal structure. Thereby, it is possible to reliably prevent the sealing liquid from being drawn into the internal space of the sealed chamber.
請求項2記載の発明は、前記ノズルアームは、所定の基準線(L1;L2)に沿う形状をなし、前記基準線は、前記ノズルアームの移動のための基準になる直線状または円弧状の線であり、かつ前記基板保持回転手段に保持された基板の主面に沿っており、前記通過孔は、前記密閉チャンバの隔壁における前記基準線上に形成されており、前記駆動手段は、前記ノズルアームを前記基準線に沿って移動させる、請求項1記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基準線に沿う形状をなすノズルアームが、当該基準線に沿って移動する。すなわち、ノズルアームの移動時において、ノズルアームは基準線に直交する面の一部分のみを通過する。したがって、隔壁に形成される通過孔を最小限の大きさに留めることができる。これにより、密閉チャンバ内の空間の密閉状態を保持しやすくなる。
According to a second aspect of the invention, the nozzle arm, Jo Tokoro reference line; a shape along the (L1 L2), the reference line may be linear or arcuate becomes the reference for the movement of the nozzle arm And along the main surface of the substrate held by the substrate holding and rotating means, the passage hole is formed on the reference line in the partition wall of the sealed chamber, and the driving means The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a nozzle arm is moved along the reference line.
According to this configuration, the nozzle arm having a shape along the reference line moves along the reference line. That is, when the nozzle arm moves, the nozzle arm passes only a part of the surface orthogonal to the reference line. Therefore, the through hole formed in the partition wall can be kept to a minimum size. Thereby, it becomes easy to maintain the sealed state of the space in the sealed chamber.
請求項3に記載のように、前記基準線(L1)が直線であり、前記駆動手段は、前記ノズルアームを、前記基準線に沿って直線運動させる直線駆動手段(36;150)を含むものであってもよい。
そしてこの場合、請求項4に記載のように、前記直線駆動手段は、前記ノズルアームに連結位置を変位可能に連結された駆動アーム(151)と、前記駆動アームを前記基準線に直交する所定の揺動軸線(C1)まわりに揺動させる揺動駆動手段(152)とを含み、前記基準線に沿う方向への移動がガイドされた連結部材(153)が、前記ノズルアームの基端部に連結されており、前記挿通孔を有する回動部材(156)が、前記連結部材に回動自在に支持されており、前記駆動アームは、前記挿通孔に出没自在に挿通していてもよい。
The reference line (L1) is a straight line as defined in claim 3, and the drive means includes linear drive means (36; 150) for linearly moving the nozzle arm along the reference line. It may be.
In this case, as described in claim 4, the linear drive means includes a drive arm (151) connected to the nozzle arm so that the connection position can be displaced, and a predetermined perpendicular to the reference line. of the swing axis (C1) looking contains a rocking unit for rocking (152) around the connecting member movement is guided in the direction along the reference line (153), the proximal end of the nozzle arm The rotation member (156) connected to the insertion portion and having the insertion hole is rotatably supported by the connection member, and the drive arm is inserted into the insertion hole so as to be freely retractable. Good.
また、請求項5に記載のように、前記基準線(L2)は円弧状をなしており、前記駆動手段は、前記ノズルアームを、前記基準線に沿って円弧運動させる円弧駆動手段(160)を含むものであってもよい Further, as described in claim 5, the reference line (L2) has an arc shape, and the driving means is an arc driving means (160) for moving the nozzle arm in an arc along the reference line. May be included .
請求項6に記載のように、前記密閉チャンバは、前記隔壁および開口(5)を有するチャンバ本体(6)と、前記チャンバ本体に対して回転可能に設けられて前記開口を閉塞する蓋部材(7)と、前記蓋部材と前記チャンバ本体との間を液体でシールする蓋シール構造(8)とを有し、内部空間が外部から密閉されており、前記隔壁は、前記基板保持回転手段による回転軸線(C)に対し、回転対称な形状をなしていてもよい。 The sealed chamber includes a chamber body (6) having the partition wall and an opening (5), and a lid member that is rotatably provided to the chamber body and closes the opening. 7), between the lid member and the chamber body and a Futashi Lumpur structure (8) to seal in the liquid, the internal space is sealed from the outside, the partition wall, the substrate holding and rotating It may have a rotationally symmetric shape with respect to the rotation axis (C) by the means.
請求項7に記載のように、前記蓋部材を昇降させる蓋部材昇降機構(33)をさらに含んでいてもよい。  As described in claim 7, a lid member elevating mechanism (33) for elevating the lid member may be further included.
請求項8に記載のように、前記蓋部材を回転させるための蓋部材回転手段(32)と、前記基板保持回転手段および前記蓋部材回転手段を制御して、前記基板保持回転手段により保持された基板および前記蓋部材を、互いに等速かつ同方向に回転させる制御手段(131)とをさらに含んでいてもよい。 As described in claim 8, the lid member rotating means (32) for rotating the lid member, the substrate holding and rotating means and the lid member rotating means are controlled and held by the substrate holding and rotating means. And a control means (131) for rotating the substrate and the lid member at the same speed and in the same direction.
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図解的な断面図である。1 is a schematic sectional view showing a configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示す基板処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the configuration of the substrate processing apparatus shown in FIG. 1. 図1に示す第1液体シール機構およびその周辺の構成を説明するための図解的な断面図である。FIG. 2 is an illustrative sectional view for explaining a configuration of a first liquid sealing mechanism shown in FIG. 1 and its surroundings. 図1に示す第2液体シール機構およびその周辺の構成を説明するための図解的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration of a second liquid seal mechanism shown in FIG. 1 and its surroundings. 図1に示す第3液体シール機構の構成を説明するための図解的な断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a third liquid seal mechanism shown in FIG. 1. 図5の切断面線VI−VIから見た断面図である。It is sectional drawing seen from the cut surface line VI-VI of FIG. 図5の切断面線VII−VIIから見た断面図である。It is sectional drawing seen from the cut surface line VII-VII of FIG. 図2に示す処理モジュールに対して処理液を供給するための構成の模式図である。It is a schematic diagram of the structure for supplying a process liquid with respect to the process module shown in FIG. 図1に示す基板処理装置に備えられた配管の図解図である。It is an illustration figure of piping with which the substrate processing apparatus shown in FIG. 1 was equipped. 図1に示す基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the electrical structure of the substrate processing apparatus shown in FIG. 図1に示す基板処理装置によって処理されるウエハWの表面状態の一例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating an example of the surface state of the wafer W processed by the substrate processing apparatus shown in FIG. 図1に示す基板処理装置による基板の処理例を説明するための図解的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of processing a substrate by the substrate processing apparatus shown in FIG. 1. 図12Aの次の工程を示す図解的な断面図である。FIG. 12B is an illustrative sectional view showing a step subsequent to FIG. 12A. 図12Bの次の工程を示す図解的な断面図である。FIG. 12D is an illustrative sectional view showing a step subsequent to FIG. 12B. 図12Cの次の工程を示す図解的な断面図である。FIG. 12D is an illustrative sectional view showing a step subsequent to FIG. 12C. 図12Dの次の工程を示す図解的な断面図である。FIG. 12D is an illustrative sectional view showing a step subsequent to FIG. 12D. チャンバ洗浄工程を示す図解的な断面図である。It is an illustration sectional view showing a chamber washing process. 不活性ガス溶存水中の酸素濃度と銅のエッチング量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the oxygen concentration in inert gas dissolved water, and the etching amount of copper. ウエハの上方の酸素濃度とウエハの上面に供給された純水中の酸素濃度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the oxygen concentration above a wafer, and the oxygen concentration in the pure water supplied to the upper surface of the wafer. 純水中の酸素濃度と純水中の窒素濃度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the oxygen concentration in a pure water, and the nitrogen concentration in a pure water. 本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。It is an illustrative top view for demonstrating the structure of the substrate processing apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。It is an illustrative top view for demonstrating the structure of the substrate processing apparatus which concerns on further another embodiment of this invention.
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、基板処理装置1の構成を示す図解的な断面図である。図2は、基板処理装置1の構成を説明するための図解的な平面図である。図2には、基板処理装置1のうち、処理液ノズル(処理液供給手段)4およびノズルアーム15に関連する構成を主として記載しており、これらに直接関連のない構成は適宜省略している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the substrate processing apparatus 1. FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the configuration of the substrate processing apparatus 1. FIG. 2 mainly illustrates the configuration related to the processing liquid nozzle (processing liquid supply means) 4 and the nozzle arm 15 in the substrate processing apparatus 1, and the configuration not directly related to these is omitted as appropriate. .
この基板処理装置1は、基板の一例としての円形の半導体ウエハW(以下、単に「ウエハW」という。)におけるデバイス形成領域側の表面(主面)に対して、薬液の一例としての希ふっ酸による洗浄処理(たとえば、ポリマー残渣除去処理)を施すための枚葉型の装置である。
基板処理装置1は、ウエハWを処理するための処理モジュールM1を有している。処理モジュールM1は、密閉チャンバ2と、密閉チャンバ2の内部空間内で1枚のウエハWを水平に保持するとともに、その中心を通る鉛直軸線まわりにウエハWを回転させるスピンチャック(基板保持回転手段)3と、密閉チャンバ2の内部空間内で、スピンチャック3に保持されたウエハWの表面に処理液(薬液または不活性ガス溶存水)を供給するための処理液ノズル4とを備えている。この処理モジュールM1では、密閉チャンバ2の内部空間には、スピンチャック3全体ではなく、その一部(スピンベース43や挟持部材44など)のみが収容されており、また、処理液ノズル4を支持するノズルアーム15を駆動するための直線駆動機構36が、密閉チャンバ2外に配置されている。そのため、密閉チャンバ2の内部空間を効果的に減少しており、当該内部空間はウエハWに対して洗浄処理を施すための最小限の広さにされている。
The substrate processing apparatus 1 includes a rare wafer as an example of a chemical solution on the surface (main surface) on the device formation region side of a circular semiconductor wafer W (hereinafter simply referred to as “wafer W”) as an example of a substrate. This is a single wafer type apparatus for performing a cleaning process with an acid (for example, a polymer residue removing process).
The substrate processing apparatus 1 has a processing module M1 for processing the wafer W. The processing module M1 holds the wafer W horizontally within the sealed chamber 2 and the internal space of the sealed chamber 2, and rotates the wafer W about a vertical axis passing through the center thereof (substrate holding and rotating means). 3) and a processing liquid nozzle 4 for supplying a processing liquid (chemical solution or inert gas dissolved water) to the surface of the wafer W held by the spin chuck 3 in the internal space of the sealed chamber 2. . In the processing module M1, the internal space of the sealed chamber 2 contains not only the entire spin chuck 3 but only a part thereof (such as the spin base 43 and the clamping member 44) and supports the processing liquid nozzle 4. A linear drive mechanism 36 for driving the nozzle arm 15 is disposed outside the sealed chamber 2. Therefore, the internal space of the sealed chamber 2 is effectively reduced, and the internal space is set to a minimum size for performing the cleaning process on the wafer W.
密閉チャンバ2は、上部開口(開口)5および下部開口200を有する略円筒状のチャンバ本体6と、上部開口5を開閉するための蓋部材7とを備えている(図2では、密閉チャンバ2から蓋部材7を除いた状態を示している)。蓋部材7は、チャンバ本体6に対して回転可能に設けられている。密閉チャンバ2は、チャンバ本体6と蓋部材7との間をシールする第1液体シール構造(蓋シール構造)8をさらに備えている。この第1液体シール構造8は、チャンバ本体6の上端部と蓋部材7の周縁部との間をシール用液体(純水)でシールし、密閉チャンバ2の内部空間を、密閉チャンバ2外の雰囲気から遮断している。チャンバ本体6の下部開口200は、スピンチャック3により閉塞されている。 The sealed chamber 2 includes a substantially cylindrical chamber body 6 having an upper opening (opening) 5 and a lower opening 200, and a lid member 7 for opening and closing the upper opening 5 (in FIG. 2, the sealed chamber 2). The state in which the lid member 7 is removed from is shown). The lid member 7 is provided so as to be rotatable with respect to the chamber body 6. Sealing the chamber 2 further includes a first liquid seal structure (Futashi Lumpur structure) 8 for sealing between the chamber body 6 and the lid member 7. The first liquid seal structure 8 seals the space between the upper end of the chamber body 6 and the peripheral edge of the lid member 7 with a sealing liquid (pure water). It is cut off from the atmosphere. The lower opening 200 of the chamber body 6 is closed by the spin chuck 3.
チャンバ本体6は、密閉チャンバ2の内部空間を区画する隔壁9を有している。隔壁9は、スピンチャック3によるウエハWの回転軸線C(以下、単に「回転軸線C」という)に対して略回転対称な形状を有している。隔壁9は回転軸線Cを中心とする略円筒状の円筒部10と、円筒部10の上端から中心側斜め上方(回転軸線Cに近づく方向)に延びる傾斜部11と、円筒部10の下端部に連結された平面視環状の底部12とを備えている。円筒部10における上端部分を除く部分は、下方に向かうに従って厚肉に形成されている。底部12とスピンチャック3(のカバー部材45)との間は、第2液体シール構造13によってシールされている。傾斜部11には、その内外面を貫通する通過孔14が形成されている。この通過孔14はノズルアーム15(後述する)が挿通するものであり、基準線L1(後述する)上に設けられている。   The chamber body 6 has a partition wall 9 that partitions the internal space of the sealed chamber 2. The partition wall 9 has a substantially rotationally symmetric shape with respect to the rotation axis C of the wafer W by the spin chuck 3 (hereinafter simply referred to as “rotation axis C”). The partition wall 9 includes a substantially cylindrical cylindrical portion 10 centering on the rotation axis C, an inclined portion 11 extending obliquely upward (in the direction approaching the rotation axis C) from the upper end of the cylindrical portion 10, and a lower end portion of the cylindrical portion 10. And a bottom portion 12 having a ring shape in plan view. The part except the upper end part in the cylindrical part 10 is formed thicker as it goes downward. The bottom portion 12 and the spin chuck 3 (the cover member 45) are sealed by the second liquid seal structure 13. The inclined portion 11 is formed with a passage hole 14 penetrating the inner and outer surfaces. The passage hole 14 is inserted through a nozzle arm 15 (described later), and is provided on a reference line L1 (described later).
傾斜部11の内面は、回転軸線Cを中心とする円錐状の第1円錐面17を有している。円筒部10の内面は、回転軸線Cを中心とする円筒面18と、回転軸線Cを中心とする円錐状の廃液案内面19とを有している。ウエハWへの薬液処理時またはリンス処理時には、回転状態にあるウエハWの周縁から飛散される処理液(薬液またはリンス液)は、主として円筒面18および廃液案内面19に受け止められる。そして、円筒面18に受け止められて廃液案内面19に流下した処理液、および廃液案内面19に受け止められた処理液が、廃液案内面19から排気液溝20(後述する)に案内される(導かれる)。   The inner surface of the inclined portion 11 has a conical first conical surface 17 with the rotation axis C as the center. The inner surface of the cylindrical portion 10 has a cylindrical surface 18 centered on the rotation axis C and a conical waste liquid guide surface 19 centered on the rotation axis C. At the time of chemical liquid processing or rinsing processing on the wafer W, the processing liquid (chemical liquid or rinsing liquid) splashed from the periphery of the wafer W in a rotating state is mainly received by the cylindrical surface 18 and the waste liquid guide surface 19. Then, the processing liquid received by the cylindrical surface 18 and flowing down to the waste liquid guide surface 19 and the processing liquid received by the waste liquid guide surface 19 are guided from the waste liquid guide surface 19 to an exhaust liquid groove 20 (described later) ( Led).
蓋部材7は、ウエハWよりもやや大径の略円板状をなしている。前述の第1液体シール構造8は、蓋部材7の外周部とチャンバ本体6の隔壁9の上端部との間をシールしている。蓋部材7において周縁部を除く部分が、円形をなす平板部21を形成している。平板部21の下面は、スピンチャック3に保持されたウエハWの表面と対向する水平平坦面からなる基板対向面23を形成している。   The lid member 7 has a substantially disk shape that is slightly larger in diameter than the wafer W. The first liquid seal structure 8 described above seals between the outer peripheral portion of the lid member 7 and the upper end portion of the partition wall 9 of the chamber body 6. A portion excluding the peripheral edge portion of the lid member 7 forms a circular flat plate portion 21. The lower surface of the flat plate portion 21 forms a substrate facing surface 23 composed of a horizontal flat surface facing the surface of the wafer W held by the spin chuck 3.
蓋部材7の上面には、回転軸線Cと共通の軸線に沿う上回転軸24が固定されている。この上回転軸24は中空に形成されていて、その内部には、ウエハW表面にリンス液としての炭酸水を供給するための処理液上ノズル25が挿通されている。処理液上ノズル25は、スピンチャック3に保持されたウエハW表面の回転中心に向けて処理液を吐出するための処理液上吐出口26を有している。処理液上ノズル25には、炭酸水バルブ27を介して炭酸水が供給されるようになっている。また、上回転軸24の内壁と処理液上ノズル25の外壁との間は、ウエハWの中心部に向けて不活性ガスとしての窒素ガスを供給するための不活性ガス流通路(不活性ガス供給手段)28を形成している。不活性ガス流通路28は、基板対向面23に開口する不活性ガス吐出口(不活性ガス供給手段)29を有している。この不活性ガス流通路28には、不活性ガスバルブ(不活性ガス供給手段)30を介して窒素ガスが供給されるようになっている。   On the upper surface of the lid member 7, an upper rotation shaft 24 is fixed along an axis common to the rotation axis C. The upper rotating shaft 24 is formed hollow, and a processing liquid upper nozzle 25 for supplying carbonated water as a rinsing liquid to the surface of the wafer W is inserted into the upper rotating shaft 24. The processing liquid upper nozzle 25 has a processing liquid upper discharge port 26 for discharging the processing liquid toward the rotation center of the surface of the wafer W held by the spin chuck 3. Carbonated water is supplied to the treatment liquid upper nozzle 25 via a carbonated water valve 27. Further, an inert gas flow passage (inert gas) for supplying nitrogen gas as an inert gas toward the center of the wafer W is formed between the inner wall of the upper rotating shaft 24 and the outer wall of the processing liquid upper nozzle 25. Supply means) 28 is formed. The inert gas flow passage 28 has an inert gas discharge port (inert gas supply means) 29 that opens to the substrate facing surface 23. The inert gas flow passage 28 is supplied with nitrogen gas via an inert gas valve (inert gas supply means) 30.
上回転軸24は、略水平に延びて設けられた蓋アーム31の先端部から垂下した状態で、その先端部に回転可能に取り付けられている。すなわち、蓋部材7は、蓋アーム31により保持されている。上回転軸24には、蓋部材7をスピンチャック3によるウエハWの回転に略同期させて回転させるための蓋部材回転機構(蓋部材回転手段)32が結合されている。   The upper rotating shaft 24 is rotatably attached to the distal end portion of the upper rotating shaft 24 in a state of hanging from the distal end portion of the lid arm 31 provided so as to extend substantially horizontally. That is, the lid member 7 is held by the lid arm 31. A lid member rotating mechanism (lid member rotating means) 32 for rotating the lid member 7 substantially in synchronization with the rotation of the wafer W by the spin chuck 3 is coupled to the upper rotating shaft 24.
蓋アーム31には、蓋アーム31を昇降させるための蓋部材昇降機構33が結合されている。この蓋部材昇降機構33により、蓋部材7を、チャンバ本体6の上部開口5を閉塞する閉位置(図1に示す位置)と、この閉位置から上方に離間し、チャンバ本体6の上部開口5を開放する開位置(図12Aに示す位置)との間で昇降させることができる。蓋部材7は、閉位置にあるときおよび開位置にあるときの双方で、蓋アーム31により保持されている。   A lid member elevating mechanism 33 for elevating the lid arm 31 is coupled to the lid arm 31. By this lid member lifting mechanism 33, the lid member 7 is separated from the closed position (the position shown in FIG. 1) that closes the upper opening 5 of the chamber body 6 and the upper opening 5 of the chamber body 6. Can be moved up and down between the open position (the position shown in FIG. 12A). The lid member 7 is held by the lid arm 31 both in the closed position and in the open position.
チャンバ本体6の隔壁9の内面(より具体的には、第1円錐面17と円筒面18との間の境界部分)には、密閉チャンバ2内を洗浄するための洗浄液ノズル(洗浄液吐出手段)34が設けられている。洗浄液ノズル34は、たとえば、連続流の状態で洗浄液を吐出するストレートノズルであり、チャンバ本体6の隔壁9の内面に、その吐出口を斜め上方に向けて取り付けられている。洗浄液ノズル34の吐出口から吐出された洗浄液は、蓋部材7の下面の中央部と周縁部との中間位置に向けて吐出される。洗浄液ノズル34には、洗浄液バルブ35を介して、洗浄液供給源(図示せず)からの洗浄液(たとえば純水)が供給されるようになっている。   On the inner surface of the partition wall 9 of the chamber body 6 (more specifically, the boundary portion between the first conical surface 17 and the cylindrical surface 18), a cleaning liquid nozzle (cleaning liquid discharge means) for cleaning the inside of the sealed chamber 2 is provided. 34 is provided. The cleaning liquid nozzle 34 is, for example, a straight nozzle that discharges the cleaning liquid in a continuous flow state, and is attached to the inner surface of the partition wall 9 of the chamber body 6 with its discharge port facing obliquely upward. The cleaning liquid discharged from the discharge port of the cleaning liquid nozzle 34 is discharged toward an intermediate position between the central portion and the peripheral portion of the lower surface of the lid member 7. A cleaning liquid (for example, pure water) from a cleaning liquid supply source (not shown) is supplied to the cleaning liquid nozzle 34 via a cleaning liquid valve 35.
処理液ノズル4は、スピンチャック3の上方で延びるノズルアーム15の先端部に取り付けられている。ノズルアーム15は、水平方向に直線状に延びた棒状をなし、密閉チャンバ2の内外に跨って延びている。ノズルアーム15は、回転軸線C上を通る直線状の基準線L1に沿っており(図2参照)、その断面形状が矩形形状である(図5および図6参照)。ノズルアーム15は、密閉チャンバ2外に配設された直線駆動機構36によって基準線L1に沿う方向に移動可能に支持されている。   The treatment liquid nozzle 4 is attached to the tip of a nozzle arm 15 that extends above the spin chuck 3. The nozzle arm 15 has a rod shape extending linearly in the horizontal direction, and extends across the inside and outside of the sealed chamber 2. The nozzle arm 15 is along a linear reference line L1 passing on the rotation axis C (see FIG. 2), and its cross-sectional shape is a rectangular shape (see FIGS. 5 and 6). The nozzle arm 15 is supported by a linear drive mechanism 36 disposed outside the sealed chamber 2 so as to be movable in the direction along the reference line L1.
ノズルアーム15は、チャンバ本体6の隔壁9に形成された通過孔14を挿通している。この通過孔14は基準線L1上に位置している。基準線L1に沿って延びるノズルアーム15がその基準線L1に沿って移動するので、隔壁9における基準線L1上は、ノズルアーム15が常に通過する位置である。その位置に通過孔14が設けられているので、通過孔14の大きさを最小限のサイズに留めることができる。ノズルアーム15とチャンバ本体6の隔壁9との間は、第3シール構造37によってシールされている。   The nozzle arm 15 is inserted through a passage hole 14 formed in the partition wall 9 of the chamber body 6. The passage hole 14 is located on the reference line L1. Since the nozzle arm 15 extending along the reference line L1 moves along the reference line L1, the nozzle arm 15 always passes through the reference line L1 in the partition wall 9. Since the passage hole 14 is provided at that position, the size of the passage hole 14 can be kept to a minimum size. A space between the nozzle arm 15 and the partition wall 9 of the chamber body 6 is sealed by a third seal structure 37.
処理液ノズル4には、処理液供給管38が接続されている。処理液供給管38には、後述する配管内調合ユニット51(図8参照)から処理液としての薬液およびリンス液が選択的に供給されるようになっている。処理液供給管38に処理液(薬液またはリンス液)が供給されることにより、処理液ノズル4から処理液を吐出させることができる。
図2に示すように、直線駆動機構36は、ノズル駆動モータ139と、ノズル駆動モータ139の出力軸140と回転自在なプーリ141との間に架け渡されたタイミングベルト142と、タイミングベルト142の途中部に結合された連結部材143と、連結部材143の移動を規制して、その連結部材143を基準線L1に沿う方向にのみに移動させるリニアガイド144とを備えている。連結部材143は、ノズルアーム15の基端部に連結されて、このノズルアーム15を支持している。ノズル駆動モータ139が回転駆動すると、タイミングベルト142が回転し、このタイミングベルト142に結合された連結部材143が基準線L1に沿って移動する。これにより、ノズル駆動モータ139の回転駆動力をノズルアーム15に入力することができ、ノズルアーム15を基準線L1に沿って移動させることができる。
A processing liquid supply pipe 38 is connected to the processing liquid nozzle 4. The processing liquid supply pipe 38 is selectively supplied with a chemical liquid and a rinsing liquid as a processing liquid from an in-pipe preparation unit 51 (see FIG. 8) described later. By supplying the processing liquid (chemical liquid or rinsing liquid) to the processing liquid supply pipe 38, the processing liquid can be discharged from the processing liquid nozzle 4.
As shown in FIG. 2, the linear drive mechanism 36 includes a nozzle drive motor 139, a timing belt 142 spanned between the output shaft 140 of the nozzle drive motor 139 and a rotatable pulley 141, and a timing belt 142 A connecting member 143 coupled to the middle portion and a linear guide 144 that restricts the movement of the connecting member 143 and moves the connecting member 143 only in the direction along the reference line L1 are provided. The connecting member 143 is connected to the base end portion of the nozzle arm 15 and supports the nozzle arm 15. When the nozzle drive motor 139 is driven to rotate, the timing belt 142 rotates, and the connecting member 143 coupled to the timing belt 142 moves along the reference line L1. Thereby, the rotational driving force of the nozzle drive motor 139 can be input to the nozzle arm 15, and the nozzle arm 15 can be moved along the reference line L1.
このノズルアーム15の移動により、処理液ノズル4を、スピンチャック3に保持されたウエハWの側方の退避位置(図1に示す状態。図2では実線で図示)と、スピンチャック3に保持されたウエハWの表面上(図2に二点鎖線で図示)との間を移動させることができ、ウエハWの表面上で、処理液ノズル4からの処理液の吐出位置を移動させることができる。このように、直線駆動機構36が密閉チャンバ2外に配置されるので、密閉チャンバ2の小型化を図ることができる。   By this movement of the nozzle arm 15, the processing liquid nozzle 4 is held on the side of the wafer W held by the spin chuck 3 (the state shown in FIG. 1 and shown by a solid line in FIG. 2) and the spin chuck 3. The surface of the wafer W can be moved between the surfaces of the wafer W (shown by a two-dot chain line in FIG. 2), and the discharge position of the processing liquid from the processing liquid nozzle 4 can be moved on the surface of the wafer W. it can. Thus, since the linear drive mechanism 36 is arrange | positioned out of the sealed chamber 2, size reduction of the sealed chamber 2 can be achieved.
再び図1のみを参照して、スピンチャック3について説明する。スピンチャック3は、水平に延びるベース(露出部分)40と、ベース40上に固定されたスピンモータ41と、このスピンモータ41の回転駆動力が入力される鉛直方向に延びる回転軸42と、回転軸42の上端に水平に取り付けられた円盤状のスピンベース(基板保持回転手段)43と、このスピンベース43上に配置された複数個の挟持部材(基板保持回転手段)44と、スピンモータ41の側方を包囲するカバー部材(露出部分)45とを備えている。スピンベース43は、たとえば、ウエハWよりも直径がやや大きな円盤状の部材である。カバー部材45の下端は、ベース40の外周に固定されている。カバー部材45とベース40とは密着しており、これらカバー部材45とベース40とによって構成されるケーシング内に、密閉チャンバ2外の雰囲気が流入しないようになっている。カバー部材45の上端はスピンベース43の近傍にまで及んでいる。カバー部材45の上端部には、鍔状部材46が取り付けられている。   The spin chuck 3 will be described with reference to FIG. 1 again. The spin chuck 3 includes a horizontally extending base (exposed portion) 40, a spin motor 41 fixed on the base 40, a rotating shaft 42 extending in the vertical direction to which the rotational driving force of the spin motor 41 is input, and rotation. A disc-shaped spin base (substrate holding and rotating means) 43 mounted horizontally on the upper end of the shaft 42, a plurality of clamping members (substrate holding and rotating means) 44 disposed on the spin base 43, and a spin motor 41 And a cover member (exposed portion) 45 that surrounds the sides. The spin base 43 is, for example, a disk-shaped member having a diameter slightly larger than that of the wafer W. The lower end of the cover member 45 is fixed to the outer periphery of the base 40. The cover member 45 and the base 40 are in close contact with each other so that the atmosphere outside the sealed chamber 2 does not flow into the casing formed by the cover member 45 and the base 40. The upper end of the cover member 45 extends to the vicinity of the spin base 43. A hook-shaped member 46 is attached to the upper end portion of the cover member 45.
具体的には、鍔状部材46は、カバー部材45から径方向外方へ略水平に張り出す水平部47と、水平部47の径方向途中部から鉛直下方に垂れ下がる内壁部48と、水平部47の外周縁から鉛直下方に垂れ下がる外壁部49と一体的に備えている。内壁部48および外壁部49は、それぞれ、回転軸線Cを中心とする円筒状に形成されている。内壁部48の下端と外壁部49の下端とは略同じ高さに設定されている。   Specifically, the bowl-shaped member 46 includes a horizontal portion 47 that projects substantially horizontally from the cover member 45 radially outward, an inner wall portion 48 that hangs vertically downward from a middle portion in the radial direction of the horizontal portion 47, and a horizontal portion. 47 is provided integrally with an outer wall portion 49 that hangs vertically downward from the outer peripheral edge of 47. The inner wall portion 48 and the outer wall portion 49 are each formed in a cylindrical shape centered on the rotation axis C. The lower end of the inner wall portion 48 and the lower end of the outer wall portion 49 are set at substantially the same height.
複数個の挟持部材44は、スピンベース43の上面周縁部においてウエハWの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。複数個の挟持部材44は、互いに協働して1枚のウエハWを水平な姿勢で挟持(保持)することができる。複数個の挟持部材44によってウエハWが保持された状態で、スピンモータ41の回転駆動力が回転軸42に入力されることにより、保持されたウエハWがその中心を通る鉛直な回転軸線まわりに回転される。   The plurality of clamping members 44 are arranged at appropriate intervals on the circumference corresponding to the outer peripheral shape of the wafer W at the peripheral edge of the upper surface of the spin base 43. The plurality of clamping members 44 can cooperate with each other to clamp (hold) one wafer W in a horizontal posture. In a state where the wafer W is held by the plurality of clamping members 44, the rotational driving force of the spin motor 41 is input to the rotation shaft 42, so that the held wafer W is rotated around the vertical rotation axis passing through the center thereof. It is rotated.
この実施形態では、スピンチャック3はチャンバ本体6の下部開口200を閉塞している。スピンベース43および挟持部材44が密閉チャンバ2内に収容されており、カバー部材45のほとんど全ての部分とベース40とが密閉チャンバ2外に露出している。そして、鍔状部材46の内壁部48が、チャンバ本体6とスピンチャック3との間をシールする第2液体シール構造13の一部を構成している。   In this embodiment, the spin chuck 3 closes the lower opening 200 of the chamber body 6. The spin base 43 and the clamping member 44 are accommodated in the sealed chamber 2, and almost all the part of the cover member 45 and the base 40 are exposed outside the sealed chamber 2. The inner wall 48 of the bowl-shaped member 46 constitutes a part of the second liquid seal structure 13 that seals between the chamber body 6 and the spin chuck 3.
なお、スピンチャック3としては、挟持式のものに限らず、たとえば、ウエハWの裏面を真空吸着することにより、ウエハWを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハWを回転させることができる真空吸着式のもの(バキュームチャック)が採用されてもよい。
また、この実施形態では、スピンチャック3は昇降可能な構成とされている。基板処理装置1は、スピンチャック3を、処理位置(液処理位置。図1に示す位置)とスピンドライ位置(乾燥位置。図12Eに示す位置)とチャンバ洗浄位置(図12Fに示す位置)との間で昇降させるチャック昇降機構(第1移動手段、第2移動手段)100を備えている。このチャック昇降機構100は、たとえばボールねじ機構やモータなどによって構成されており、たとえばスピンチャック3のベース40に結合されている。処理位置は、スピンチャック3に保持されたウエハWに対して薬液処理またはリンス処理を施すための位置である。スピンドライ位置は、処理位置から上方に離反し、当該ウエハWに対して乾燥処理を施すための位置であり、また、搬送ロボット(図示せず)との間でウエハWを受け渡すための位置である。チャンバ洗浄位置は、密閉チャンバ2の内壁(すなわち、蓋部材7の基板対向面23およびチャンバ本体6の隔壁9の内面)を洗浄するための位置である。
Note that the spin chuck 3 is not limited to a sandwiching type, and for example, the wafer W is held in a horizontal posture by vacuum-sucking the back surface of the wafer W, and further rotated around a vertical rotation axis in that state. Thus, a vacuum chucking type (vacuum chuck) that can rotate the held wafer W may be employed.
In this embodiment, the spin chuck 3 is configured to be able to move up and down. The substrate processing apparatus 1 includes a processing position (liquid processing position; position shown in FIG. 1), a spin dry position (drying position; position shown in FIG. 12E), and a chamber cleaning position (position shown in FIG. 12F). A chuck raising / lowering mechanism (first moving means, second moving means) 100 for raising and lowering between the two is provided. The chuck raising / lowering mechanism 100 is constituted by, for example, a ball screw mechanism or a motor, and is coupled to the base 40 of the spin chuck 3, for example. The processing position is a position for performing chemical processing or rinsing processing on the wafer W held on the spin chuck 3. The spin dry position is a position for separating the wafer W from the processing position and performing a drying process on the wafer W, and a position for transferring the wafer W to and from a transfer robot (not shown). It is. The chamber cleaning position is a position for cleaning the inner wall of the sealed chamber 2 (that is, the substrate facing surface 23 of the lid member 7 and the inner surface of the partition wall 9 of the chamber body 6).
この実施形態では、第1液体シール構造8、第2液体シール構造13および第3シール構造37によって、密閉チャンバ2の内部空間と密閉チャンバ2外の空間とが確実に遮断されている。したがって、密閉チャンバ2外の雰囲気の密閉チャンバ2内への進入や、密閉チャンバ2内の雰囲気の密閉チャンバ2外への漏洩を防止することができる。
図3は、第1液体シール構造8およびその周辺の構成を説明するための図解的な断面図である。図1および図3を参照して、第1液体シール構造8およびその周辺の構成について説明する。
In this embodiment, the first liquid seal structure 8, the second liquid seal structure 13, and the third seal structure 37 reliably block the internal space of the sealed chamber 2 and the space outside the sealed chamber 2. Therefore, it is possible to prevent the atmosphere outside the sealed chamber 2 from entering the sealed chamber 2 and the leakage of the atmosphere inside the sealed chamber 2 to the outside of the sealed chamber 2.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the first liquid seal structure 8 and its periphery. With reference to FIG. 1 and FIG. 3, the structure of the 1st liquid seal structure 8 and its periphery is demonstrated.
蓋部材7の周縁部には、蓋部材7の周縁から鉛直下方に垂れ下がる円筒状のシール環101と、シール環101よりも径方向内方で下方に突出する平面視円環状の突条102とが備えられている。突条102の断面形状は三角形状であり、突条102の下面103は、回転軸線Cから離れるに従って低くなる円錐状をなしている。
チャンバ本体6の隔壁9の上端部、すなわち傾斜部11の上端部には、シール用液体としての純水を溜めることができる第1シール溝104が全周に渡って形成されている。第1シール溝104は回転軸線C(図1参照)を中心とする平面視円環状に形成されている。具体的には、傾斜部11の上端部には、平面視円環状の平坦面からなる上端面105と、上端面105の内周縁から鉛直上方に立ち上がる円筒状の内壁部106と、上端面105の外周縁から鉛直上方に立ち上がる円筒状の外壁部107とが一体的に備えられている。この上端面105、内壁部106の外面および外壁部107の内面は、断面略U字状をなしており、上端面105、内壁部106の外面および外壁部107の内面によって第1シール溝104が形成されている。第1シール溝104上にシール環101が位置している。シール環101と第1シール溝104とによって、第1液体シール構造8が構成されている。第1液体シール構造8にはシール用液体としての純水が溜められている。
A cylindrical seal ring 101 that hangs vertically downward from the periphery of the lid member 7, and an annular ridge 102 that is annular in plan view and protrudes radially inwardly from the seal ring 101 at the peripheral edge of the lid member 7. Is provided. The cross-sectional shape of the protrusion 102 is a triangular shape, and the lower surface 103 of the protrusion 102 has a conical shape that becomes lower as the distance from the rotation axis C increases.
At the upper end of the partition wall 9 of the chamber body 6, that is, the upper end of the inclined portion 11, a first seal groove 104 capable of storing pure water as a sealing liquid is formed over the entire circumference. The first seal groove 104 is formed in an annular shape in plan view with the rotation axis C (see FIG. 1) as the center. Specifically, the upper end portion of the inclined portion 11 includes an upper end surface 105 formed of a flat surface that is annular in plan view, a cylindrical inner wall portion 106 that rises vertically upward from the inner peripheral edge of the upper end surface 105, and the upper end surface 105. A cylindrical outer wall portion 107 that rises vertically upward from the outer peripheral edge is integrally provided. The upper end surface 105, the outer surface of the inner wall portion 106, and the inner surface of the outer wall portion 107 have a substantially U-shaped cross section, and the first seal groove 104 is formed by the upper end surface 105, the outer surface of the inner wall portion 106, and the inner surface of the outer wall portion 107. Is formed. A seal ring 101 is located on the first seal groove 104. The seal ring 101 and the first seal groove 104 constitute a first liquid seal structure 8. The first liquid seal structure 8 stores pure water as a sealing liquid.
蓋部材7が閉位置にある状態では、シール環101の下端部は、第1シール溝104の底部との間に微小な隙間を保って第1シール溝104に収容される。第1シール溝104には純水(シール用液体)が溜められているので、蓋部材7が閉位置にある状態では、シール環101は第1シール溝104に入り込んで、純水に浸漬される。そのため、シール環101と第1シール溝104との間が純水によってシールされている。   In a state where the lid member 7 is in the closed position, the lower end portion of the seal ring 101 is accommodated in the first seal groove 104 with a minute gap between the lower end portion and the bottom portion of the first seal groove 104. Since pure water (sealing liquid) is stored in the first seal groove 104, the seal ring 101 enters the first seal groove 104 and is immersed in pure water when the lid member 7 is in the closed position. The Therefore, the space between the seal ring 101 and the first seal groove 104 is sealed with pure water.
蓋部材7の側方には、純水を吐出するためのシール用液体供給ノズル108が、その吐出口を第1シール溝104に向けて配置されている。シール用液体ノズル108からの純水の吐出は、基板処理装置1の起動状態において常時行われている。そのため、第1シール溝104には常時純水が溜められている。
内壁部106の上端面は、外壁部107の上端面よりも高い位置に設定されている。そのため、第1シール溝104から溢れた純水は、外壁部107の上端面上を通ってチャンバ本体6外に流れ、チャンバ本体6の外周を伝って流下する。そのため、第1シール溝104に溜められた後の純水が、チャンバ本体6内、すなわち密閉チャンバ2内に流入することはない。チャンバ本体6の外周を伝って流下する純水は、密閉チャンバ2外に設けられた廃液路(図示せず)を通して廃液される。
On the side of the lid member 7, a sealing liquid supply nozzle 108 for discharging pure water is disposed with its discharge port facing the first seal groove 104. The discharge of pure water from the sealing liquid nozzle 108 is always performed in the activated state of the substrate processing apparatus 1. Therefore, pure water is always stored in the first seal groove 104.
The upper end surface of the inner wall portion 106 is set at a position higher than the upper end surface of the outer wall portion 107. Therefore, the pure water overflowing from the first seal groove 104 flows out of the chamber body 6 through the upper end surface of the outer wall 107 and flows down along the outer periphery of the chamber body 6. Therefore, the pure water that has been stored in the first seal groove 104 does not flow into the chamber body 6, that is, into the sealed chamber 2. The pure water flowing down along the outer periphery of the chamber body 6 is drained through a waste liquid path (not shown) provided outside the sealed chamber 2.
そして、蓋部材7が閉位置にある状態で蓋部材回転機構32が駆動されると、蓋部材7が、回転軸線Cまわりに回転する。第1シール溝104と、回転状態にあるシール環101との間が純水によってシールされているので、蓋部材7の回転中においても、密閉チャンバ2の内部空間を、密閉チャンバ2外の雰囲気から遮断することができる。
蓋部材7が比較的大径(この実施形態ではウエハWよりも大径)であり、そのため、シール環101および第1シール溝104の半径も比較的大径である。したがって、蓋部材7の高速回転時(たとえば乾燥処理時)にはシール環101の周速が大きくなり、第1シール溝104から多量の純水が飛散するおそれがある。しかしながら、第1シール溝104には純水が常時供給されているので、シール環101が純水に常に浸漬されている。これにより、蓋部材7とチャンバ本体6との間を長期に渡ってシールすることができる。
When the lid member rotation mechanism 32 is driven in a state where the lid member 7 is in the closed position, the lid member 7 rotates around the rotation axis C. Since the space between the first seal groove 104 and the seal ring 101 in the rotating state is sealed with pure water, the internal space of the sealed chamber 2 is maintained in the atmosphere outside the sealed chamber 2 even during the rotation of the lid member 7. Can be cut off from.
The lid member 7 has a relatively large diameter (in this embodiment, a diameter larger than that of the wafer W). Therefore, the radii of the seal ring 101 and the first seal groove 104 are also relatively large. Therefore, when the lid member 7 rotates at a high speed (for example, during a drying process), the peripheral speed of the seal ring 101 increases, and a large amount of pure water may be scattered from the first seal groove 104. However, since pure water is always supplied to the first seal groove 104, the seal ring 101 is always immersed in pure water. As a result, the gap between the lid member 7 and the chamber body 6 can be sealed for a long time.
また、蓋部材7が閉位置(図1および図3に示す状態)にあるときは、突条102の下面103が傾斜部11の第1円錐面17と略同一平面状にある。後述するように、チャンバ洗浄時においては、蓋部材7の基板対向面23に洗浄液としての純水が供給される。基板対向面23に供給された純水は、蓋部材7の回転による遠心力を受けて、基板対向面23を伝って蓋部材7の周縁部へと移動し、突条102の下面103へと達する。下面103と第1円錐面17とが略同一平面状をなしているので、下面103に達した純水が第1円錐面17へとスムーズに移動する。したがって、蓋部材7の基板対向面23に供給された処理液を、チャンバ本体6の隔壁9の内面にスムーズに案内することができる。   When the lid member 7 is in the closed position (the state shown in FIGS. 1 and 3), the lower surface 103 of the protrusion 102 is substantially flush with the first conical surface 17 of the inclined portion 11. As will be described later, pure water as a cleaning liquid is supplied to the substrate facing surface 23 of the lid member 7 during chamber cleaning. The pure water supplied to the substrate facing surface 23 receives a centrifugal force due to the rotation of the lid member 7, moves along the substrate facing surface 23 to the peripheral edge of the lid member 7, and moves to the lower surface 103 of the protrusion 102. Reach. Since the lower surface 103 and the first conical surface 17 are substantially in the same plane, the pure water that has reached the lower surface 103 moves smoothly to the first conical surface 17. Therefore, the processing liquid supplied to the substrate facing surface 23 of the lid member 7 can be smoothly guided to the inner surface of the partition wall 9 of the chamber body 6.
図4は、図1に示す第2液体シール構造13およびその周辺の構成を説明するための図解的な断面図である。図1および図4を参照して、第2液体シール構造13およびその周辺の構成について説明する。
チャンバ本体6の底部12には、その底部12の底壁の内周縁から鉛直上方に立ち上がる内壁部146と、底部12の底壁における径方向途中部から鉛直上方に立ち上がる外壁部147とが形成されている。内壁部146の外面と外壁部147の内面および底部12の底面によって、シール用液体としての純水を溜めるための第2シール溝148が形成されている。第2シール溝148は回転軸線Cを中心とする円環状に形成されている。第2シール溝148は断面U字状をなしており、その上方には鍔状部材46の内壁部48が位置している。第2シール溝148には、シール用液体としての純水が溜められている。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the second liquid seal structure 13 shown in FIG. 1 and its surroundings. With reference to FIG. 1 and FIG. 4, the 2nd liquid seal structure 13 and the structure of the periphery of it are demonstrated.
An inner wall portion 146 that rises vertically upward from the inner peripheral edge of the bottom wall of the bottom portion 12 and an outer wall portion 147 that rises vertically upward from the middle in the radial direction of the bottom wall of the bottom portion 12 are formed on the bottom portion 12 of the chamber body 6. ing. A second seal groove 148 for storing pure water as a sealing liquid is formed by the outer surface of the inner wall portion 146, the inner surface of the outer wall portion 147, and the bottom surface of the bottom portion 12. The second seal groove 148 is formed in an annular shape with the rotation axis C as the center. The second seal groove 148 has a U-shaped cross section, and the inner wall portion 48 of the flange-shaped member 46 is located above the second seal groove 148. Pure water as a sealing liquid is stored in the second seal groove 148.
また、外壁部147の外面、ならびに底部12の外周面および底面によって排気液溝20が形成されている。排気液溝20は、ウエハWの処理に用いられた処理液(薬液や不活性ガス溶存水)や洗浄液を廃液し、また、密閉チャンバ2の内部空間の雰囲気を排気するためのシール用液体としての純水を溜めるためのものである。排気液溝20は、第2シール溝148を取り囲むように回転軸線C(図示せず)を中心とする円環状に形成されている。排気液溝20は断面U字状をなしており、その底部には、排気液路110(図4では不図示。図1参照)の一端が接続されている。排気液路110の他端は、気液分離器(図示せず)を介して、廃液処理設備(図示せず)や排気処理設備(図示せず)へと接続されている。排気液溝20の上方には、鍔状部材46の外壁部49が位置している。   Further, an exhaust liquid groove 20 is formed by the outer surface of the outer wall portion 147 and the outer peripheral surface and the bottom surface of the bottom portion 12. The exhaust liquid groove 20 is used as a sealing liquid for draining the processing liquid (chemical liquid or inert gas dissolved water) and the cleaning liquid used for processing the wafer W and exhausting the atmosphere in the internal space of the sealed chamber 2. It is for collecting pure water. The exhaust liquid groove 20 is formed in an annular shape around the rotation axis C (not shown) so as to surround the second seal groove 148. The exhaust liquid groove 20 has a U-shaped cross section, and one end of an exhaust liquid passage 110 (not shown in FIG. 4; see FIG. 1) is connected to the bottom thereof. The other end of the exhaust liquid passage 110 is connected to a waste liquid treatment facility (not shown) or an exhaust treatment facility (not shown) via a gas-liquid separator (not shown). Above the exhaust liquid groove 20, the outer wall portion 49 of the bowl-shaped member 46 is located.
スピンチャック3が処理位置(図1に示す位置)にある状態では、内壁部48の下端部は、第2シール溝148の底部との間に微小な隙間を保って第2シール溝148に収容される。
スピンチャック3がスピンドライ位置(図12Eに示す位置)に位置するときは、内壁部48の下端部は第2シール溝148の一部と左右方向に重なっている。すなわち、この状態においても、内壁部48の下端部が第2シール溝148に収容されている。
In a state where the spin chuck 3 is at the processing position (position shown in FIG. 1), the lower end portion of the inner wall portion 48 is accommodated in the second seal groove 148 while maintaining a minute gap with the bottom portion of the second seal groove 148. Is done.
When the spin chuck 3 is located at the spin dry position (position shown in FIG. 12E), the lower end portion of the inner wall portion 48 overlaps a part of the second seal groove 148 in the left-right direction. That is, even in this state, the lower end portion of the inner wall portion 48 is accommodated in the second seal groove 148.
第2シール溝148には、純水配管201を介して純水が供給されるようになっている。第2シール溝148への純水の供給は、基板処理装置1の起動状態において常時行われている。そのため、第2シール溝148には常時、純水が満杯に溜められている。第2シール溝148から溢れた純水は、排気液溝20に流入し、排気液溝20から排気液路110を通って機外の廃液設備へと案内される。   Pure water is supplied to the second seal groove 148 via the pure water pipe 201. The supply of pure water to the second seal groove 148 is always performed in the activated state of the substrate processing apparatus 1. Therefore, the second seal groove 148 is always filled with pure water. The pure water overflowing from the second seal groove 148 flows into the exhaust liquid groove 20 and is guided from the exhaust liquid groove 20 through the exhaust liquid passage 110 to the waste liquid facility outside the apparatus.
図5は、図1に示す第3シール構造37の構成を説明するための図解的な断面図である。図6は、図5の切断面線VI−VIから見た断面図である。図7は、図5の切断面線VII−VIIから見た断面図である。
第3シール構造37は、通過孔14を覆うように隔壁9の外側側面に固定的に取り付けられた気体シール部111と、気体シール部111に当該気体シール部111に対して隔壁9と反対側に固定的に取り付けられる液体シール部121とを備えている。
FIG. 5 is an illustrative sectional view for explaining the configuration of the third seal structure 37 shown in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along section line VI-VI in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along section line VII-VII in FIG.
The third seal structure 37 includes a gas seal portion 111 fixedly attached to the outer side surface of the partition wall 9 so as to cover the passage hole 14, and the gas seal portion 111 opposite to the partition wall 9 with respect to the gas seal portion 111. And a liquid seal portion 121 that is fixedly attached to the main body.
液体シール部121は、厚肉の矩形板状をなす液体シール本体122を有している。液体シール本体122の中央部には、ノズルアーム15が挿通するための第1挿通孔(液体シール用挿通孔)123(図5参照)が形成されている。第1挿通孔123は液体シール本体122をその厚み方向に貫通している。第1挿通孔123の断面形状は、ノズルアーム15の断面形状と整合する矩形形状をなしている。 The liquid seal portion 121 has a liquid seal main body 122 having a thick rectangular plate shape. A first insertion hole (liquid seal insertion hole) 123 (see FIG. 5 ) through which the nozzle arm 15 is inserted is formed at the center of the liquid seal body 122. The first insertion hole 123 penetrates the liquid seal body 122 in the thickness direction. The cross-sectional shape of the first insertion hole 123 is a rectangular shape that matches the cross-sectional shape of the nozzle arm 15.
気体シール部111は、厚肉の矩形板状をなす気体シール本体112を有している。気体シール本体112の中央部には、ノズルアーム15が挿通するための第2挿通孔(気体シール用挿通孔)113(図5参照)が形成されている。第2挿通孔113は気体シール本体112をその厚み方向に貫通している。第2挿通孔113の断面形状は、ノズルアーム15の断面形状と整合する矩形形状をなしている。 The gas seal portion 111 has a gas seal main body 112 having a thick rectangular plate shape. A second insertion hole (gas seal insertion hole) 113 (see FIG. 5 ) through which the nozzle arm 15 is inserted is formed at the center of the gas seal body 112. The second insertion hole 113 penetrates the gas seal body 112 in the thickness direction. The cross-sectional shape of the second insertion hole 113 is a rectangular shape that matches the cross-sectional shape of the nozzle arm 15.
気体シール部111の第2挿通孔113および液体シール部121の第1挿通孔123は隔壁9の通過孔14に連通している。気体シール本体112の一方面(図5における右面)は、チャンバ本体6の隔壁9の外面に密着状態で接合されている。液体シール本体122の一方面(図5における右面)は、気体シール本体112の他方面(図5における左面)に密着状態で接合されている。したがって、通過孔14、第2挿通孔113および第1挿通孔123を連通する空間内の雰囲気が、隔壁9と気体シール部111との間、または気体シール部111と液体シール部121との間から漏出することはない。   The second insertion hole 113 of the gas seal part 111 and the first insertion hole 123 of the liquid seal part 121 communicate with the passage hole 14 of the partition wall 9. One surface (the right surface in FIG. 5) of the gas seal main body 112 is joined in close contact with the outer surface of the partition wall 9 of the chamber main body 6. One surface (the right surface in FIG. 5) of the liquid seal main body 122 is joined in close contact with the other surface (the left surface in FIG. 5) of the gas seal main body 112. Therefore, the atmosphere in the space communicating with the passage hole 14, the second insertion hole 113, and the first insertion hole 123 is between the partition wall 9 and the gas seal portion 111 or between the gas seal portion 111 and the liquid seal portion 121. Never leak out.
ノズルアーム15は、第1挿通孔123の内周面および第2挿通孔113の内周面に摺動可能に挿通されている。液体シール部121と、第1挿通孔123を挿通するノズルアーム15の外表面との間には、後述するように、ノズルアーム15の外表面上をその全周に渡って取り囲む四角環状の第1流通路130が形成されている。その第1流通路130が、シール用液体としての純水で液密にされている。また、気体シール部111と、第2挿通孔113を挿通するノズルアーム15の外表面との間には、後述するように、ノズルアーム15の外表面上をその全周に渡って取り囲む四角環状の第2流通路120が形成されている。   The nozzle arm 15 is slidably inserted through the inner peripheral surface of the first insertion hole 123 and the inner peripheral surface of the second insertion hole 113. Between the liquid seal portion 121 and the outer surface of the nozzle arm 15 inserted through the first insertion hole 123, as described later, a rectangular annular first surrounding the entire outer surface of the nozzle arm 15 is provided. A single flow passage 130 is formed. The first flow passage 130 is liquid-tight with pure water as a sealing liquid. Further, between the gas seal portion 111 and the outer surface of the nozzle arm 15 that passes through the second insertion hole 113, as described later, a square annular shape that surrounds the outer surface of the nozzle arm 15 over the entire circumference thereof. The second flow passage 120 is formed.
薬液処理中およびリンス処理中にウエハWから飛散した処理液(薬液、または薬液を含むリンス液)がノズルアーム15の外表面に付着するおそれがある。薬液がノズルアーム15の外表面で乾燥して結晶化すると、その薬液の乾燥物がパーティクルとなって、スピンチャック3上で回転しているウエハWを汚染するおそれもある。
しかしながら、四角環状の第1流通路130内が純水で液密にされているので、ノズルアーム15の外表面に純水が接液し、この純水によって、ノズルアーム15の外表面に付着した処理液(薬液またはリンス液)が洗い流される。すなわち、ノズルアーム15の外表面を純水によって洗浄することができる。
There is a possibility that the processing liquid (chemical liquid or rinsing liquid containing chemical liquid) scattered from the wafer W during the chemical liquid processing and the rinsing processing may adhere to the outer surface of the nozzle arm 15. When the chemical liquid is dried and crystallized on the outer surface of the nozzle arm 15, the dried chemical liquid may become particles, which may contaminate the wafer W rotating on the spin chuck 3.
However, since the inside of the square annular first flow passage 130 is liquid-tight with pure water, the pure water comes into contact with the outer surface of the nozzle arm 15 and adheres to the outer surface of the nozzle arm 15 by this pure water. The treated liquid (chemical solution or rinse solution) is washed away. That is, the outer surface of the nozzle arm 15 can be washed with pure water.
また、四角環状の第2流通路120内を窒素ガスが流通するので、ノズルアーム15の外表面に付着した純水(液体シール部121によって付着した純水)などが除去され、ノズルアーム15の外表面が乾燥される。
さらに、気体シール部111が、液体シール部121よりも密閉チャンバ2の内部空間側に配置されている。したがって、密閉チャンバ2内に進出されるとき、ノズルアーム15の外表面の各位置は、窒素ガスを供給された後に密閉チャンバ2に進入される。液体シール部121によってノズルアーム15の外表面に付着した純水は、気体シール部111の窒素ガスによって除去される。これにより、純水の密閉チャンバ2の内部空間への引込みを確実に防止することができる。
Further, since nitrogen gas flows through the square annular second flow passage 120, pure water (pure water attached by the liquid seal portion 121) and the like attached to the outer surface of the nozzle arm 15 is removed, and the nozzle arm 15 The outer surface is dried.
Further, the gas seal portion 111 is disposed closer to the internal space of the sealed chamber 2 than the liquid seal portion 121. Therefore, when moving into the sealed chamber 2, each position on the outer surface of the nozzle arm 15 enters the sealed chamber 2 after being supplied with nitrogen gas. Pure water adhering to the outer surface of the nozzle arm 15 by the liquid seal portion 121 is removed by nitrogen gas in the gas seal portion 111. Thereby, drawing of pure water into the internal space of the sealed chamber 2 can be reliably prevented.
次に、図5および図6を参照して液体シール部121について詳しく説明する。
第1挿通孔123(図5参照)の内周面には、厚み方向の中央位置に、その周方向全域に渡って四角環状の第1環状溝124が形成されている。第1環状溝124におけるノズルアーム15の上面と対向する部分には、厚み方向および鉛直方向の双方に直交する方向(図5における紙面直交方向。図6および図7における左右方向。以下、単に「左右方向」という)の中央部と液体シール本体122の上端面とを接続する液体導入接続路125が開口している。液体導入接続路125は鉛直方向に沿って延びて液体シール本体122の上端面に開口し、その開口部分が、シール用液体としての純水を導入するための液体導入口126を形成している。液体導入口126には、純水供給源(図示せず)からの純水が供給されるようになっている。
Next, the liquid seal part 121 will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.
A square annular first annular groove 124 is formed on the inner peripheral surface of the first insertion hole 123 (see FIG. 5) at the central position in the thickness direction over the entire circumferential direction. A portion of the first annular groove 124 facing the upper surface of the nozzle arm 15 is a direction orthogonal to both the thickness direction and the vertical direction (the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 5; the left-right direction in FIGS. 6 and 7; A liquid introduction connecting path 125 that connects a central portion (referred to as “left-right direction”) and the upper end surface of the liquid seal main body 122 opens. The liquid introduction connection path 125 extends along the vertical direction and opens at the upper end surface of the liquid seal main body 122, and the opening portion forms a liquid introduction port 126 for introducing pure water as a sealing liquid. . The liquid inlet 126 is supplied with pure water from a pure water supply source (not shown).
第1環状溝124におけるノズルアーム15の下面と対向する部分には、左右方向の中央部と液体シール本体122の下端面とを接続する液体導出接続路127が開口している。液体導出接続路127は鉛直方向に沿って延びて液体シール本体122の下端面に開口し、その開口部分が、純水を導出するための液体導出口128を形成している。液体導出口128には、当該液体導出口128に導出された純水を廃液設備へと案内する廃液路129(図5参照)が接続されている。   In the first annular groove 124 facing the lower surface of the nozzle arm 15, a liquid outlet connection path 127 that connects the central portion in the left-right direction and the lower end surface of the liquid seal main body 122 opens. The liquid lead-out connection path 127 extends along the vertical direction and opens at the lower end surface of the liquid seal main body 122, and the opening portion forms a liquid lead-out port 128 through which pure water is led out. A waste liquid path 129 (see FIG. 5) for guiding the pure water led to the liquid outlet 128 to the waste liquid facility is connected to the liquid outlet 128.
ノズルアーム15が第1環状溝124を挿通した状態では、第1環状溝124とノズルアーム15の外表面(上面、下面および両側面)との間に四角環状の第1流通路130が形成される。この第1流通路130は、液体導入口126および液体導出口128とそれぞれ連通している。
液体導入口126に供給されて、液体導入接続路125を流通する純水は、第1流通路130を、ノズルアーム15の上面における左右方向の一方側部分(図6に示す上面の右側部分)、ノズルアーム15の一方側側面(右側側面)およびノズルアーム15の下面における左右方向の一方側部分(図6に示す下面の右側部分)に沿って移動しつつ液体導出接続路127を通って液体導出口128から排出される。
In a state where the nozzle arm 15 is inserted through the first annular groove 124, a rectangular annular first flow passage 130 is formed between the first annular groove 124 and the outer surface (upper surface, lower surface and both side surfaces) of the nozzle arm 15. The The first flow passage 130 communicates with the liquid inlet 126 and the liquid outlet 128, respectively.
Pure water supplied to the liquid inlet 126 and flowing through the liquid inlet connection path 125 passes through the first flow path 130 in one side portion in the left-right direction on the upper surface of the nozzle arm 15 (right side portion of the upper surface shown in FIG. 6). The liquid passes through the liquid outlet connection passage 127 while moving along one side surface (right side surface) of the nozzle arm 15 and one side portion (right side portion of the bottom surface shown in FIG. 6) in the left-right direction on the lower surface of the nozzle arm 15. It is discharged from the outlet 128.
また、液体導入口126に供給された純水は、第1流通路130を、ノズルアーム15の上面における左右方向の他方側部分(図6に示す上面の左側部分)、ノズルアーム15の他方側側面(左側側面)およびノズルアーム15の下面における左右方向の他方側部分(図6に示す下面の左側部分)に沿って移動しつつ液体導出接続路127を通って液体導出口128から排出される。これにより、液体シール本体122の内周面とノズルアーム15の外表面との間が純水によってシールされる。   The pure water supplied to the liquid inlet 126 passes through the first flow path 130 on the other side portion in the left-right direction on the upper surface of the nozzle arm 15 (left side portion on the upper surface shown in FIG. 6), and on the other side of the nozzle arm 15. The liquid is discharged from the liquid outlet 128 through the liquid outlet connection path 127 while moving along the side surface (left side surface) and the other side portion in the left-right direction on the lower surface of the nozzle arm 15 (left portion of the lower surface shown in FIG. 6). . Thereby, the space between the inner peripheral surface of the liquid seal main body 122 and the outer surface of the nozzle arm 15 is sealed with pure water.
次に、図5および図7を参照して気体シール部111について詳しく説明する。
気体シール部111(図5参照)は、厚肉の矩形板状をなす気体シール本体112を有している。気体シール本体112の中央部には、ノズルアーム15が挿通するための第2挿通孔113が形成されている。第2挿通孔113は気体シール本体112をその厚み方向に貫通している。第2挿通孔113の断面形状は、ノズルアーム15の断面形状と整合する矩形形状をなしている。
Next, the gas seal portion 111 will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 7.
The gas seal part 111 (refer FIG. 5) has the gas seal main body 112 which makes | forms a thick rectangular plate shape. A second insertion hole 113 through which the nozzle arm 15 is inserted is formed at the center of the gas seal body 112. The second insertion hole 113 penetrates the gas seal body 112 in the thickness direction. The cross-sectional shape of the second insertion hole 113 is a rectangular shape that matches the cross-sectional shape of the nozzle arm 15.
第2挿通孔113の内周面には、厚み方向の中央位置に、その周方向全域に渡って四角環状の第2環状溝114が形成されている。第2環状溝114におけるノズルアーム15の上面と対向する部分には、左右方向の中央部と気体シール本体112の上端面とを接続する気体導入接続路115が開口している。気体導入接続路115は鉛直方向に沿って延びて気体シール本体112の上端面に開口し、その開口部分が、シール用液体としての窒素ガスを導入するための気体導入口116を形成している。気体導入口116には、窒素ガス供給源(図示せず)からの窒素ガスが供給されるようになっている。   On the inner peripheral surface of the second insertion hole 113, a square annular second annular groove 114 is formed at the central position in the thickness direction over the entire circumferential direction. A gas introduction connection path 115 that connects the central portion in the left-right direction and the upper end surface of the gas seal main body 112 is opened at a portion of the second annular groove 114 facing the upper surface of the nozzle arm 15. The gas introduction connecting path 115 extends along the vertical direction and opens at the upper end surface of the gas seal main body 112, and the opening portion forms a gas introduction port 116 for introducing nitrogen gas as a sealing liquid. . Nitrogen gas from a nitrogen gas supply source (not shown) is supplied to the gas inlet 116.
第2環状溝114におけるノズルアーム15の下面と対向する部分には、左右方向の中央部と気体シール本体112の下端面とを接続する気体導出接続路117が開口している。気体導出接続路117は鉛直方向に沿って延びて気体シール本体112の下端面に開口し、その開口部分が、窒素ガスを導出するための気体導出口118を形成している。気体導出口118には、当該気体導出口118に導出された窒素ガスを排気処理設備へと案内する排気路119(図5参照)が接続されている。   A gas outlet connection path 117 that connects the central portion in the left-right direction and the lower end surface of the gas seal body 112 is opened at a portion of the second annular groove 114 that faces the lower surface of the nozzle arm 15. The gas lead-out connection path 117 extends along the vertical direction and opens at the lower end surface of the gas seal main body 112, and the opening portion forms a gas lead-out port 118 for leading out nitrogen gas. An exhaust passage 119 (see FIG. 5) for guiding the nitrogen gas led out to the gas lead-out port 118 to the exhaust treatment facility is connected to the gas lead-out port 118.
ノズルアーム15が第2環状溝114を挿通した状態では、第2環状溝114とノズルアーム15の外表面(上面、下面および両側面)との間に四角環状の第2流通路120が形成される。この第2流通路120は、気体導入口116および気体導出口118とそれぞれ連通している。
気体導入口116に供給されて、気体導入接続路115を流通する窒素ガスは、第2流通路120を、ノズルアーム15の上面における左右方向の一方側部分(図7に示す上面の右側部分)、ノズルアーム15の一方側側面(右側側面)およびノズルアーム15の下面における左右方向の一方側部分(図7に示す下面の右側部分)に沿って移動しつつ気体導出接続路117を通って気体導出口118から排出される。
In a state where the nozzle arm 15 is inserted through the second annular groove 114, a square annular second flow passage 120 is formed between the second annular groove 114 and the outer surface (upper surface, lower surface and both side surfaces) of the nozzle arm 15. The The second flow passage 120 communicates with the gas inlet 116 and the gas outlet 118, respectively.
Nitrogen gas supplied to the gas introduction port 116 and flowing through the gas introduction connection path 115 passes through the second flow passage 120 in one side portion in the left-right direction on the upper surface of the nozzle arm 15 (right side portion of the upper surface shown in FIG. 7). The gas passes through the gas outlet connection path 117 while moving along one side surface (right side surface) of the nozzle arm 15 and one side portion (right side portion of the bottom surface shown in FIG. 7) in the left-right direction on the lower surface of the nozzle arm 15. It is discharged from the outlet 118.
また、気体導入口116に供給された窒素ガスは、第2流通路120を、ノズルアーム15の上面における左右方向の他方側部分(図7に示す上面の左側部分)、ノズルアーム15の他方側側面(左側側面)およびノズルアーム15の下面における左右方向の他方側部分(図7に示す下面の左側部分)に沿って移動しつつ気体導出接続路117を通って気体導出口118から排出される。これにより、気体シール本体112の内周面とノズルアーム15の外表面との間が窒素ガスによってシールされる。   Further, the nitrogen gas supplied to the gas inlet 116 passes through the second flow path 120 through the other side portion in the left-right direction on the upper surface of the nozzle arm 15 (the left side portion of the upper surface shown in FIG. The gas is discharged from the gas outlet port 118 through the gas outlet connection path 117 while moving along the side surface (left side surface) and the other side portion in the left-right direction on the lower surface of the nozzle arm 15 (left side portion of the lower surface shown in FIG. 7). . Thereby, the space between the inner peripheral surface of the gas seal main body 112 and the outer surface of the nozzle arm 15 is sealed with nitrogen gas.
図8は、処理モジュールM1(図1参照)に対して処理液を供給するための構成の模式図である。基板処理装置1は、純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成ユニット50と、処理モジュールM1に対して処理液を供給するための処理液供給モジュールM2とをさらに備えている。
不活性ガス溶存水生成ユニット50は、純水供給源(図示せず)から供給された純水から不活性ガス溶存水を生成することができる。不活性ガス溶存水生成ユニット50によって生成された不活性ガス溶存水は、処理液供給モジュールM2に供給される。不活性ガス溶存水生成ユニット50は、たとえば、気体透過性および液体不透過性を有する中空糸分離膜を介して、純水からの酸素の脱気および純水への不活性ガスの添加を行うものである。このような構成の不活性ガス溶存水生成ユニット50としては、たとえば、メンブラーナ社製の商品名「リキセル(商標)分離膜コンタクター」を用いることができる。不活性ガス溶存水生成ユニット50の具体的な構成は、たとえば特開2004−22572号公報に示されている。
FIG. 8 is a schematic diagram of a configuration for supplying the processing liquid to the processing module M1 (see FIG. 1). The substrate processing apparatus 1 degass oxygen in pure water, adds an inert gas to the pure water, and generates an inert gas-dissolved water, and a processing module M1. A processing liquid supply module M2 for supplying a processing liquid is further provided.
The inert gas dissolved water production | generation unit 50 can produce | generate inert gas dissolved water from the pure water supplied from the pure water supply source (not shown). The inert gas dissolved water generated by the inert gas dissolved water generating unit 50 is supplied to the treatment liquid supply module M2. The inert gas dissolved water generation unit 50 performs degassing of oxygen from pure water and addition of the inert gas to pure water through, for example, a hollow fiber separation membrane having gas permeability and liquid impermeability. Is. As the inert gas dissolved water production | generation unit 50 of such a structure, the brand name "Lixel (trademark) separation membrane contactor" by a Membrana company can be used, for example. A specific configuration of the inert gas dissolved water generation unit 50 is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-22572.
不活性ガス溶存水生成ユニット50は、供給された純水中の酸素濃度が、たとえば20ppb以下になるまで酸素を脱気する。また、不活性ガス溶存水生成ユニット50は、純度の高い窒素ガス(窒素ガスの濃度が、たとえば99.999%〜99.999999999%のもの)を純水中に添加して、窒素濃度が、たとえば7ppm〜24ppmの不活性ガス溶存水を生成する。不活性ガス溶存水中の窒素濃度をこの範囲内の値にすることにより、不活性ガス溶存水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇することを抑制または防止することができる。   The inert gas dissolved water generation unit 50 degass oxygen until the oxygen concentration in the supplied pure water becomes, for example, 20 ppb or less. Moreover, the inert gas dissolved water production | generation unit 50 adds nitrogen gas with high purity (concentration of nitrogen gas is 99.999% to 99.99999999999%, for example) to pure water, and the nitrogen concentration is For example, 7 ppm to 24 ppm of inert gas dissolved water is generated. By setting the nitrogen concentration in the inert gas-dissolved water to a value within this range, it is possible to suppress or prevent the oxygen concentration in the inert gas-dissolved water from increasing with time.
処理液供給モジュールM2は、この図8では、処理液供給管38に処理液を供給するための構成のみを示しているが、処理液上ノズル25などの他のノズルに処理液を吐出するための構成に処理液を供給することができる。処理液供給モジュールM2は、薬液原液と不活性ガス溶存水とを混合して処理液としての薬液を調合する配管内調合ユニット51と、配管内調合ユニット51に薬液原液を供給する薬液供給ユニット53とを備えている。   The processing liquid supply module M2 shows only the configuration for supplying the processing liquid to the processing liquid supply pipe 38 in FIG. 8, but for discharging the processing liquid to other nozzles such as the processing liquid upper nozzle 25. The processing liquid can be supplied to the configuration. The treatment liquid supply module M2 mixes a chemical solution stock and an inert gas-dissolved water to prepare a chemical solution as a treatment liquid, and a chemical supply unit 53 that supplies the chemical solution to the in-pipe preparation unit 51. And.
「薬液原液」とは、不活性ガス溶存水との混合前の薬液を意味する。薬液原液の例としては、ふっ酸(HF)、塩酸(HCL)、ふっ酸とIPA(イソプロピルアルコール)の混合液、フッ化アンモニウム(NHF)を例示できる。薬液原液としてふっ酸を用いた場合には、配管内調合ユニット51において、ふっ酸と不活性ガス溶存水とが所定の割合で混合(調合)され、希ふっ酸(DHF)が生成される。 The “chemical solution stock” means a chemical solution before mixing with the inert gas-dissolved water. Examples of the chemical stock solution include hydrofluoric acid (HF), hydrochloric acid (HCL), a mixed liquid of hydrofluoric acid and IPA (isopropyl alcohol), and ammonium fluoride (NH 4 F). When hydrofluoric acid is used as the chemical solution stock solution, the hydrofluoric acid and the inert gas-dissolved water are mixed (prepared) at a predetermined ratio in the in-pipe preparation unit 51 to generate dilute hydrofluoric acid (DHF).
配管内調合ユニット51は、供給配管54を介して不活性ガス溶存水生成ユニット50に接続されている。配管内調合ユニット51には、供給配管54を介して不活性ガス溶存水生成ユニット50から不活性ガス溶存水が供給される。また、配管内調合ユニット51は、薬液供給配管55を介して薬液供給ユニット53に接続されている。配管内調合ユニット51には、薬液供給配管55を介して薬液供給ユニット53から薬液原液が供給される。配管内調合ユニット51は、薬液供給ユニット53から供給された薬液原液と、不活性ガス溶存水生成ユニット50から供給された不活性ガス溶存水とを混合して処理液としての薬液を調合することができる。   The in-pipe preparation unit 51 is connected to the inert gas dissolved water generation unit 50 through the supply pipe 54. The in-pipe preparation unit 51 is supplied with the inert gas-dissolved water from the inert gas-dissolved water generation unit 50 through the supply pipe 54. The in-pipe preparation unit 51 is connected to the chemical solution supply unit 53 via the chemical solution supply pipe 55. The chemical solution stock solution is supplied from the chemical solution supply unit 53 to the in-pipe preparation unit 51 via the chemical solution supply pipe 55. The in-pipe preparation unit 51 mixes the chemical solution supplied from the chemical supply unit 53 and the inert gas-dissolved water supplied from the inert gas-dissolved water generation unit 50 to prepare a chemical as a treatment liquid. Can do.
配管内調合ユニット51は、処理液供給管38に接続されており、この処理液供給管38を通して処理液ノズル4に処理液としての薬液を供給することができる。また、配管内調合ユニット51および不活性ガス溶存水生成ユニット50から供給された不活性ガス溶存水に薬液原液を混合させることなく、当該不活性ガス溶存水をリンス液としてそのまま処理液供給管38を通して処理液ノズル4に供給することができる。これにより、処理液ノズル4に薬液および不活性ガス溶存水を選択的に供給することができる。   The in-pipe preparation unit 51 is connected to a processing liquid supply pipe 38 and can supply a chemical liquid as a processing liquid to the processing liquid nozzle 4 through the processing liquid supply pipe 38. Further, the inert gas-dissolved water supplied from the in-pipe preparation unit 51 and the inert gas-dissolved water generation unit 50 is not mixed with the chemical solution stock solution, and the inert gas-dissolved water is used as the rinse liquid as it is as the treatment liquid supply pipe 38. Can be supplied to the treatment liquid nozzle 4. Thereby, a chemical | medical solution and an inert gas dissolved water can be selectively supplied to the process liquid nozzle 4. FIG.
配管内調合ユニット51は、薬液原液と不活性ガス溶存水とをその内部で混合することができる配管としての混合部59と、供給配管54に介装されたバルブ60および流量調整バルブ61と、薬液供給配管55に介装された薬液バルブ62および薬液流量調整バルブ63とを備えている。供給配管54および薬液供給配管55は、それぞれ混合部59に接続されている。   The in-pipe preparation unit 51 includes a mixing part 59 as a pipe capable of mixing the chemical solution stock solution and the inert gas dissolved water therein, a valve 60 and a flow rate adjusting valve 61 interposed in the supply pipe 54, A chemical liquid valve 62 and a chemical liquid flow rate adjusting valve 63 provided in the chemical liquid supply pipe 55 are provided. The supply pipe 54 and the chemical solution supply pipe 55 are each connected to the mixing unit 59.
バルブ60が開かれることにより、流量調整バルブ61で調整された所定流量の不活性ガス溶存水を混合部59に供給することができ、薬液バルブ62を開くことにより、薬液流量調整バルブ63で調整された所定流量の薬液原液を混合部59に供給することができる。バルブ60を開いた状態で、薬液バルブ62が開かれることにより、混合部59内を流通している不活性ガス溶存水に薬液原液を注入(インジェクション)して、薬液原液と不活性ガス溶存水とを混合させることができる。したがって、混合部59に対する薬液原液の供給量と不活性ガス溶存水の供給量とを調整することにより、所定の割合に調合された薬液を生成することができる。また、薬液バルブ62を閉じた状態でバルブ60のみが開かれることにより、混合部59に対して不活性ガス溶存水のみを供給することができる。これにより、不活性ガス溶存水に薬液原液を混合させることなく、当該不活性ガス溶存水をリンス液としてそのまま処理液供給管38に供給することができる。   When the valve 60 is opened, the inert gas dissolved water having a predetermined flow rate adjusted by the flow rate adjusting valve 61 can be supplied to the mixing unit 59, and the chemical solution flow rate adjusting valve 63 is adjusted by opening the chemical solution valve 62. The chemical solution stock solution having a predetermined flow rate can be supplied to the mixing unit 59. When the chemical solution valve 62 is opened while the valve 60 is opened, the chemical solution stock solution is injected (injected) into the inert gas dissolved water flowing through the mixing section 59, and the chemical solution stock solution and the inert gas dissolved water are injected. Can be mixed. Therefore, the chemical | medical solution prepared by the predetermined | prescribed ratio can be produced | generated by adjusting the supply amount of the chemical | medical solution stock solution with respect to the mixing part 59, and the supply amount of inert gas dissolved water. Moreover, only the inert gas dissolved water can be supplied to the mixing part 59 by opening only the valve 60 with the chemical liquid valve 62 closed. Thus, the inert gas-dissolved water can be supplied as it is to the treatment liquid supply pipe 38 as a rinse liquid without mixing the chemical solution stock solution with the inert gas-dissolved water.
薬液供給ユニット53は、薬液原液を貯留する薬液タンク71と、薬液タンク71から配管内調合ユニット51に薬液原液を導く薬液供給配管55とを備えている。薬液タンク71は、密閉容器からなるものであり、薬液タンク71の内部空間は、その外部空間から遮断されている。薬液供給配管55の一端は、薬液タンク71に接続されている。薬液供給配管55には、薬液タンク71側から順にポンプ72、フィルタ73、および脱気ユニット74が介装されている。脱気ユニット74は、不活性ガス溶存水生成ユニット50と同様の構成のものであり、不活性ガスの添加を行わないようになっている。   The chemical solution supply unit 53 includes a chemical solution tank 71 that stores the chemical solution stock solution, and a chemical solution supply pipe 55 that guides the chemical solution stock from the chemical solution tank 71 to the in-pipe preparation unit 51. The chemical liquid tank 71 is a sealed container, and the internal space of the chemical liquid tank 71 is blocked from the external space. One end of the chemical solution supply pipe 55 is connected to the chemical solution tank 71. A pump 72, a filter 73, and a deaeration unit 74 are interposed in the chemical solution supply pipe 55 in this order from the chemical solution tank 71 side. The deaeration unit 74 has the same configuration as the inert gas dissolved water generation unit 50, and does not add an inert gas.
また、薬液タンク71には、薬液供給管75が接続されている。薬液タンク71には、薬液供給管75を介して薬液原液供給源(図示せず)からの薬液原液が供給される。薬液供給管75には、薬液タンク71への薬液原液の供給および供給停止を切り換えるための薬液バルブ76が介装されている。薬液タンク71には、たとえば、薬液タンク71内の液量が所定量以下になった場合に未使用の薬液原液が供給されるようになっている。これにより、薬液タンク71に未使用の薬液原液を補充することができる。   Further, a chemical liquid supply pipe 75 is connected to the chemical liquid tank 71. A chemical solution stock solution from a chemical solution stock source (not shown) is supplied to the chemical solution tank 71 via a chemical solution supply pipe 75. The chemical solution supply pipe 75 is provided with a chemical solution valve 76 for switching between supply and stop of supply of the chemical solution to the chemical solution tank 71. For example, when the amount of liquid in the chemical liquid tank 71 becomes a predetermined amount or less, the unused chemical liquid stock solution is supplied to the chemical liquid tank 71. Thus, the unused chemical solution stock solution can be replenished to the chemical solution tank 71.
また、薬液タンク71には、不活性ガス供給管77が接続されている。薬液タンク71には、不活性ガス供給管77を介して不活性ガス供給源(図示せず)からの不活性ガスが供給される。不活性ガス供給管77には、薬液タンク71への不活性ガスの供給および供給停止を切り換えるための不活性ガスバルブ78が介装されている。薬液タンク71には、たとえば常時、不活性ガスが供給されるようになっている。   An inert gas supply pipe 77 is connected to the chemical tank 71. The chemical tank 71 is supplied with an inert gas from an inert gas supply source (not shown) via an inert gas supply pipe 77. The inert gas supply pipe 77 is provided with an inert gas valve 78 for switching between supply and stop of supply of the inert gas to the chemical tank 71. For example, an inert gas is constantly supplied to the chemical tank 71.
薬液タンク71に不活性ガスを供給することにより、薬液タンク71内から空気を追い出すことができる。したがって、薬液タンク71内の空気に含まれる酸素が、薬液タンク71内に貯留された薬液原液に溶け込んで、当該薬液原液中の溶存酸素量が増加することを抑制または防止することができる。また、不活性ガスによって薬液タンク71内を加圧することにより、薬液タンク71内に貯留された薬液原液を薬液供給配管55に圧送することができる。   By supplying an inert gas to the chemical liquid tank 71, air can be expelled from the chemical liquid tank 71. Therefore, it is possible to suppress or prevent the oxygen contained in the air in the chemical solution tank 71 from being dissolved in the chemical solution stock stored in the chemical solution tank 71 and increasing the amount of dissolved oxygen in the chemical solution stock. Further, by pressurizing the chemical liquid tank 71 with the inert gas, the chemical liquid stock solution stored in the chemical liquid tank 71 can be pumped to the chemical liquid supply pipe 55.
薬液タンク71内の薬液原液は、不活性ガスによる圧力やポンプ72による吸引力により薬液タンク71から汲み出される。そして、汲み出された薬液原液は、ポンプ72により昇圧され、フィルタ73を通過して異物が除去される。さらに、フィルタ73を通過した薬液原液は、脱気ユニット74によって脱気され、溶存酸素量が低減される。その後、溶存酸素量が低減された薬液原液が配管内調合ユニット51に供給される。   The chemical solution stock solution in the chemical solution tank 71 is pumped out of the chemical solution tank 71 by the pressure of the inert gas or the suction force by the pump 72. And the chemical | medical solution stock solution pumped out is pressurized by the pump 72, passes the filter 73, and a foreign material is removed. Furthermore, the chemical solution stock that has passed through the filter 73 is degassed by the degassing unit 74, and the amount of dissolved oxygen is reduced. Then, the chemical solution stock solution in which the amount of dissolved oxygen is reduced is supplied to the in-pipe preparation unit 51.
図9は、基板処理装置1に備えられた配管の図解図である。
処理液供給管38などの処理液を流通させるための全ての配管は、図9に示す構造にされている。以下では、処理液供給管38などの処理液を流通させるための全ての配管を総称して「配管79」という。
配管79は、処理液が流通する内配管80と、この内配管80を取り囲む外配管81とを備えた2重配管構造を有している。内配管80は、外配管81の内部において、内配管80と外配管81との間に介在する支持部材(図示せず)によって支持されている。内配管80は、外配管81に対して非接触状態で支持されている。内配管80と外配管81との間には筒状の空間が形成されている。内配管80および外配管81は、たとえば、フッ素樹脂(より具体的には、耐薬液性および耐熱性に優れたPFA(perfluoro alkylvinyl ether tetrafluoro ethlene copolymer)製である。PFAは、酸素を透過させることができる。
FIG. 9 is an illustrative view of piping provided in the substrate processing apparatus 1.
All the pipes for circulating the processing liquid such as the processing liquid supply pipe 38 have the structure shown in FIG. Hereinafter, all the pipes for circulating the processing liquid such as the processing liquid supply pipe 38 are collectively referred to as “pipe 79”.
The pipe 79 has a double pipe structure including an inner pipe 80 through which the processing liquid flows and an outer pipe 81 surrounding the inner pipe 80. The inner pipe 80 is supported inside the outer pipe 81 by a support member (not shown) interposed between the inner pipe 80 and the outer pipe 81. The inner pipe 80 is supported in a non-contact state with respect to the outer pipe 81. A cylindrical space is formed between the inner pipe 80 and the outer pipe 81. The inner pipe 80 and the outer pipe 81 are made of, for example, a fluororesin (more specifically, PFA (perfluoroalkylvinyl ether tetrafluoro ethlene copolymer) having excellent chemical resistance and heat resistance. The PFA is permeable to oxygen. Can do.
また、外配管81には、不活性ガスバルブ82が介装された不活性ガス供給管83と、排気バルブ84が介装された排気配管85とが接続されている。不活性ガスバルブ82を開くことにより、不活性ガス供給管83を介して不活性ガス供給源(図示せず。たとえば、窒素ガス)からの不活性ガスを外配管81の内部に供給することができる。これにより、内配管80と外配管81との間に不活性ガスを充填することができる。また、排気バルブ84が開かれることにより、内配管80と外配管81との間から気体を排気させることができる。   Further, an inert gas supply pipe 83 provided with an inert gas valve 82 and an exhaust pipe 85 provided with an exhaust valve 84 are connected to the outer pipe 81. By opening the inert gas valve 82, an inert gas from an inert gas supply source (not shown, for example, nitrogen gas) can be supplied into the outer pipe 81 through the inert gas supply pipe 83. . Thereby, an inert gas can be filled between the inner pipe 80 and the outer pipe 81. Further, by opening the exhaust valve 84, gas can be exhausted from between the inner pipe 80 and the outer pipe 81.
排気バルブ84が開かれた状態で不活性ガスバルブ82が開かれることにより、内配管80と外配管81との間から空気を追い出して、この間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換することができる。これにより、内配管80を不活性ガスにより包囲することができる。そして、内配管80と外配管81との間の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換された後、不活性ガスバルブ82および排気バルブ84を閉じることにより、内配管80が不活性ガスによって包囲された状態を維持することができる。   By opening the inert gas valve 82 in a state where the exhaust valve 84 is opened, air can be expelled from between the inner pipe 80 and the outer pipe 81, and the atmosphere in the meantime can be replaced with an inert gas atmosphere. Thereby, the inner pipe 80 can be surrounded by the inert gas. Then, after the atmosphere between the inner pipe 80 and the outer pipe 81 is replaced with the inert gas atmosphere, the inner pipe 80 is surrounded by the inert gas by closing the inert gas valve 82 and the exhaust valve 84. Can be maintained.
内配管80が不活性ガスにより包囲されることにより、内配管80の内部に進入する酸素の量を低減することができる。これにより、内配管80内を流通する処理液に酸素が溶け込んで、当該処理液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
図10は、基板処理装置1の電気的構成を説明するためのブロック図である。
基板処理装置1は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置(チャンバ洗浄制御手段、乾燥制御手段)131を備えている。制御装置131は、スピンモータ41、蓋部材昇降機構33、蓋部材回転機構32、チャック昇降機構100、ノズル駆動モータ139などの動作を制御する。また、基板処理装置1に備えられた各バルブ27,30,35,60〜63,76,78の開閉は、制御装置131によって制御される。
By enclosing the inner pipe 80 with the inert gas, the amount of oxygen entering the inner pipe 80 can be reduced. Thereby, it can suppress or prevent that oxygen melt | dissolves in the process liquid which distribute | circulates the inside piping 80, and the oxygen concentration in the said process liquid rises.
FIG. 10 is a block diagram for explaining the electrical configuration of the substrate processing apparatus 1.
The substrate processing apparatus 1 includes a control device (chamber cleaning control means, drying control means) 131 including a microcomputer. The control device 131 controls operations of the spin motor 41, the lid member lifting mechanism 33, the lid member rotating mechanism 32, the chuck lifting mechanism 100, the nozzle drive motor 139, and the like. The opening / closing of the valves 27, 30, 35, 60 to 63, 76, 78 provided in the substrate processing apparatus 1 is controlled by the control device 131.
図11は、基板処理装置1によって処理されるウエハWの表面状態の一例を説明するための断面図である。
以下に説明するように、この基板処理装置1に搬入されるウエハWは、たとえば、表面にポリマー残渣(ドライエッチングやアッシング後の残渣)が付着しており、金属パターンが露出したものである。金属パターンは、銅やタングステンその他の金属の単膜であってもよいし、複数の金属膜を積層した多層膜であってもよい。多層膜の一例としては、銅膜の表面に拡散防止のためのバリアメタル膜を形成した積層膜を挙げることができる。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining an example of the surface state of the wafer W processed by the substrate processing apparatus 1.
As will be described below, for example, a polymer residue (residue after dry etching or ashing) is attached to the surface of the wafer W carried into the substrate processing apparatus 1 and a metal pattern is exposed. The metal pattern may be a single film of copper, tungsten, or other metal, or may be a multilayer film in which a plurality of metal films are stacked. As an example of the multilayer film, a laminated film in which a barrier metal film for preventing diffusion is formed on the surface of a copper film can be cited.
図11に示すように、ウエハWの表面上には、層間絶縁膜87が形成されている。層間絶縁膜87には、下配線溝88がその上面から掘り下げて形成されている。下配線溝88には、銅配線89が埋設されている。層間絶縁膜87上には、エッチストッパ膜90を介して、被加工膜の一例としての低誘電率絶縁膜91が積層されている。低誘電率絶縁膜91には、上配線溝92がその上面から掘り下げて形成されている。さらに、低誘電率絶縁膜91には、上配線溝92の底面から銅配線89の表面に達するヴィアホール93が形成されている。上配線溝92およびヴィアホール93には、銅が一括して埋め込まれる。   As shown in FIG. 11, an interlayer insulating film 87 is formed on the surface of the wafer W. In the interlayer insulating film 87, a lower wiring groove 88 is formed by digging from the upper surface. A copper wiring 89 is embedded in the lower wiring groove 88. On the interlayer insulating film 87, a low dielectric constant insulating film 91 as an example of a film to be processed is laminated via an etch stopper film 90. An upper wiring groove 92 is formed in the low dielectric constant insulating film 91 by digging from the upper surface. Further, a via hole 93 reaching the surface of the copper wiring 89 from the bottom surface of the upper wiring groove 92 is formed in the low dielectric constant insulating film 91. Copper is buried in the upper wiring trench 92 and the via hole 93 in a lump.
上配線溝92およびヴィアホール93は、低誘電率絶縁膜91上にハードマスクが形成された後、ドライエッチング処理が行われ、低誘電率絶縁膜91におけるハードマスクから露出した部分が除去されることにより形成される。上配線溝92およびヴィアホール93の形成後、アッシング処理が行われ、低誘電率絶縁膜91上から不要となったハードマスクが除去される。ドライエッチング時およびアッシング時には、低誘電率絶縁膜91やハードマスクの成分を含む反応生成物が、ポリマー残渣となって、低誘電率絶縁膜91の表面(上配線溝92およびヴィアホール93の内面を含む。)などに付着する。そのため、アッシング後には、ウエハWの表面にポリマー除去液を供給して、低誘電率絶縁膜91の表面からポリマー残渣を除去するための処理が行われる。以下では、ウエハWの表面から基板処理装置1を用いてポリマー残渣を除去するための処理例について説明する。   The upper wiring trench 92 and the via hole 93 are subjected to a dry etching process after a hard mask is formed on the low dielectric constant insulating film 91, and a portion exposed from the hard mask in the low dielectric constant insulating film 91 is removed. Is formed. After the formation of the upper wiring trench 92 and the via hole 93, an ashing process is performed, and the unnecessary hard mask is removed from the low dielectric constant insulating film 91. At the time of dry etching and ashing, the reaction product including the components of the low dielectric constant insulating film 91 and the hard mask becomes a polymer residue, and the surface of the low dielectric constant insulating film 91 (the inner surfaces of the upper wiring trench 92 and the via hole 93). ). Therefore, after ashing, a process for removing the polymer residue from the surface of the low dielectric constant insulating film 91 is performed by supplying a polymer removing liquid to the surface of the wafer W. Below, the process example for removing a polymer residue from the surface of the wafer W using the substrate processing apparatus 1 is demonstrated.
図12A〜図12Fは、基板処理装置1によるウエハWの処理の一例を説明するための工程図である。以下では、図1、図8、図9および図12A〜図12Fを参照して、基板処理装置1によるウエハWの処理例について説明する。
ウエハWの処理に先立って、図12Aに示すように、蓋部材7は、スピンチャック3のスピンベース43から上方に離間した離間位置に配置されている。そのため、密閉チャンバ2の上部開口5が開放されている。また、スピンチャック3がスピンドライ位置(図12Eに示す位置)まで上昇させられ、そのスピンドライ位置で待機させられている。処理液ノズル4は、スピンチャック3の側方の退避位置に退避させられている。バルブ27,30,35,60〜63,76,78は、いずれも閉じられている。
12A to 12F are process diagrams for explaining an example of the processing of the wafer W by the substrate processing apparatus 1. Hereinafter, processing examples of the wafer W by the substrate processing apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 1, 8, 9, and 12 </ b> A to 12 </ b> F.
Prior to the processing of the wafer W, as shown in FIG. 12A, the lid member 7 is disposed at a spaced position spaced upward from the spin base 43 of the spin chuck 3. Therefore, the upper opening 5 of the sealed chamber 2 is opened. Further, the spin chuck 3 is raised to the spin dry position (position shown in FIG. 12E) and is kept waiting at the spin dry position. The processing liquid nozzle 4 is retracted to the retracting position on the side of the spin chuck 3. All of the valves 27, 30, 35, 60 to 63, 76, 78 are closed.
アッシング後のウエハWは、搬送ロボット(図示せず)によって基板処理装置1内に搬入されて、スピンドライ位置にあるスピンチャック3にその表面を上方に向けた状態で保持される。ウエハWの保持後、制御装置131はチャック昇降機構100を制御して、スピンチャック3を処理位置に向けて下降させる。また、制御装置131は蓋部材昇降機構33を制御して、蓋部材7を閉位置(図1参照)まで下降させる。その後、チャンバ本体6の上部開口5が蓋部材7によって閉塞される(図12B参照)。これにより、密閉チャンバ2の内部空間が外部から密閉され、密閉チャンバ2が実質的に密閉のチャンバとして機能するようになる。   The ashed wafer W is carried into the substrate processing apparatus 1 by a transfer robot (not shown), and is held by the spin chuck 3 in the spin dry position with its surface facing upward. After holding the wafer W, the controller 131 controls the chuck lifting mechanism 100 to lower the spin chuck 3 toward the processing position. Further, the control device 131 controls the lid member lifting mechanism 33 to lower the lid member 7 to the closed position (see FIG. 1). Thereafter, the upper opening 5 of the chamber body 6 is closed by the lid member 7 (see FIG. 12B). Thereby, the internal space of the sealed chamber 2 is sealed from the outside, and the sealed chamber 2 functions as a substantially sealed chamber.
次いで、図12Bに示すように、密閉チャンバ2の内部空間の空気雰囲気を不活性ガス(窒素ガス)雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる。具体的には、制御装置131は不活性ガスバルブ30を開いて、窒素ガスを不活性ガス吐出口29から密閉チャンバ2の内部空間内に供給する。このときにおける不活性ガス吐出口29からの窒素ガスの吐出流量は、たとえば50〜300L/min、好ましくは150L/minである。不活性ガス吐出口29から吐出された窒素ガスは、密閉チャンバ2の内部空間に広がり、密閉チャンバ2内の空気を排気液溝20(図1および図4参照)の排気口を通して密閉チャンバ2外に押し出す。これにより、密閉チャンバ2内の雰囲気が窒素ガス雰囲気に置換されていく。この密閉チャンバ2内への窒素ガスの供給は、乾燥処理の終了まで続行される。   Next, as shown in FIG. 12B, an inert gas purge process is performed in which the air atmosphere in the internal space of the sealed chamber 2 is replaced with an inert gas (nitrogen gas) atmosphere. Specifically, the control device 131 opens the inert gas valve 30 to supply nitrogen gas into the internal space of the sealed chamber 2 from the inert gas discharge port 29. The discharge flow rate of nitrogen gas from the inert gas discharge port 29 at this time is, for example, 50 to 300 L / min, preferably 150 L / min. Nitrogen gas discharged from the inert gas discharge port 29 spreads in the internal space of the sealed chamber 2, and the air in the sealed chamber 2 passes outside the sealed chamber 2 through the exhaust port of the exhaust liquid groove 20 (see FIGS. 1 and 4). Extrude into. Thereby, the atmosphere in the sealed chamber 2 is replaced with a nitrogen gas atmosphere. The supply of nitrogen gas into the sealed chamber 2 is continued until the end of the drying process.
この実施形態では、窒素ガスパージの期間中、ウエハWは静止状態(非回転状態)とされている。しかしながら、制御装置131がスピンモータ41を制御することによりウエハWが回転されてもよい。
この不活性ガスパージ処理は、密閉チャンバ2の内部空間における酸素濃度が、所定の低濃度(たとえば100ppm以下)に達するまで継続される。密閉チャンバ2内の酸素濃度が所定の低濃度に達したか否かは、チャンバ本体6の隔壁9の内面に酸素濃度センサ(図示せず)を配置し密閉チャンバ2内の酸素濃度を検出することにより判定してもよいし、不活性ガス吐出口29の窒素ガスの吐出時間が所定時間に達したことにより判定してもよい。そして、密閉チャンバ2内の酸素濃度が所定の低濃度に達すると、次いで、ウエハWの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理(図12C参照)がウエハWに施される。
In this embodiment, the wafer W is in a stationary state (non-rotating state) during the nitrogen gas purge period. However, the wafer W may be rotated by the control device 131 controlling the spin motor 41.
This inert gas purge process is continued until the oxygen concentration in the internal space of the sealed chamber 2 reaches a predetermined low concentration (for example, 100 ppm or less). Whether or not the oxygen concentration in the sealed chamber 2 has reached a predetermined low concentration is determined by arranging an oxygen concentration sensor (not shown) on the inner surface of the partition wall 9 of the chamber body 6 to detect the oxygen concentration in the sealed chamber 2. The determination may be made by determining whether or not the discharge time of the nitrogen gas from the inert gas discharge port 29 has reached a predetermined time. When the oxygen concentration in the sealed chamber 2 reaches a predetermined low concentration, chemical processing (see FIG. 12C) for removing the polymer residue from the surface of the wafer W is then performed on the wafer W.
薬液処理の開始タイミングになると、制御装置131はスピンモータ41を制御して、ウエハWを所定の液処理速度(10〜500rpm、好ましくは250rpm)で回転させる。
また、制御装置131は配管内調合ユニット51を制御し、薬液としての希ふっ酸を処理液ノズル4から吐出する。具体的には、制御装置131は、薬液バルブ62およびバルブ60を開く。薬液バルブ62およびバルブ60が開かれることにより、混合部59には、薬液原液としてのふっ酸と不活性ガス溶存水とが供給される。これにより、混合部59内を流通している不活性ガス溶存水にふっ酸が注入され、前述した所定比率で調合された希ふっ酸が生成される。また、制御装置131は、希ふっ酸の混合比および吐出流量をそれぞれ所期の混合比および吐出流量(供給流量)とするために、流量調整バルブ61および薬液流量調整バルブ63の開度をそれぞれ調整する。希ふっ酸は、薬液の一例であるとともに、ポリマー除去液の一例である。この実施形態では、混合部59で生成される希ふっ酸は、たとえば、ふっ酸と純水とが1:10〜1:1800、好ましくは1:10〜1:800の混合比で混合(調合)されている。また、混合部59で生成される希ふっ酸の吐出流量(供給流量)は0.5L/min〜3L/min、好ましくは1L/minである。そして、混合部59で生成された希ふっ酸は、処理液供給管38に供給され、処理液ノズル4からウエハWの表面に向けて吐出される。この処理液ノズル4から吐出される希ふっ酸は、脱気ユニット74により酸素が脱気されたふっ酸が、不活性ガス溶存水生成ユニット50により酸素が脱気された純水によって希釈されたものである。したがって、酸素濃度が十分に低減されている。
When the chemical liquid processing start timing comes, the control device 131 controls the spin motor 41 to rotate the wafer W at a predetermined liquid processing speed (10 to 500 rpm, preferably 250 rpm).
Further, the control device 131 controls the in-pipe preparation unit 51 and discharges dilute hydrofluoric acid as a chemical solution from the treatment liquid nozzle 4. Specifically, the control device 131 opens the chemical liquid valve 62 and the valve 60. When the chemical solution valve 62 and the valve 60 are opened, hydrofluoric acid and inert gas-dissolved water as a chemical solution stock solution are supplied to the mixing unit 59. As a result, hydrofluoric acid is injected into the inert gas-dissolved water flowing through the mixing section 59, and the diluted hydrofluoric acid prepared at the predetermined ratio is generated. Further, the control device 131 sets the opening degrees of the flow rate adjustment valve 61 and the chemical flow rate adjustment valve 63 in order to set the mixture ratio and discharge flow rate of dilute hydrofluoric acid to the desired mixture ratio and discharge flow rate (supply flow rate), respectively. adjust. Dilute hydrofluoric acid is an example of a chemical solution and an example of a polymer removal solution. In this embodiment, dilute hydrofluoric acid generated in the mixing unit 59 is, for example, mixed with hydrofluoric acid and pure water at a mixing ratio of 1:10 to 1: 1800, preferably 1:10 to 1: 800 (preparation). ) The discharge flow rate (supply flow rate) of dilute hydrofluoric acid generated by the mixing unit 59 is 0.5 L / min to 3 L / min, preferably 1 L / min. The diluted hydrofluoric acid generated by the mixing unit 59 is supplied to the processing liquid supply pipe 38 and discharged from the processing liquid nozzle 4 toward the surface of the wafer W. The diluted hydrofluoric acid discharged from the treatment liquid nozzle 4 was diluted with pure water from which oxygen was deaerated by the degassing unit 74 with pure water from which oxygen was degassed by the inert gas dissolved water generation unit 50. Is. Therefore, the oxygen concentration is sufficiently reduced.
また、図12Cに示すように、薬液処理では、制御装置131はノズル駆動モータ139を制御して、ノズルアーム15を所定の範囲で往復移動させる。これにより、処理液ノズル4からの希ふっ酸が導かれるウエハWの表面上の供給位置は、ウエハWの回転中心からウエハWの周縁部に至る範囲内を、ウエハWの回転方向と交差する直線状の軌跡を描きつつ往復移動する。また、ウエハWの表面に供給された希ふっ酸は、ウエハWの表面の全域に拡がる。これにより、ウエハWの表面の全域に、希ふっ酸がむらなく供給される。処理液ノズル4からウエハWの表面に希ふっ酸が供給されることにより、その希ふっ酸の化学的能力により、ウエハWの表面に形成されたポリマー残渣を除去することができる。ウエハWの表面に供給された希ふっ酸は、ウエハWの周縁部からウエハWの側方に向けて飛散する。このとき、ウエハWの表面から飛散した処理液は、主としてチャンバ本体6の隔壁9の内面(とくに円筒面18および廃液案内面19)、ノズルアーム15の外表面、および処理液ノズル4に付着する。   As shown in FIG. 12C, in the chemical processing, the control device 131 controls the nozzle drive motor 139 to reciprocate the nozzle arm 15 within a predetermined range. Thus, the supply position on the surface of the wafer W from which the diluted hydrofluoric acid from the processing liquid nozzle 4 is guided crosses the rotation direction of the wafer W within a range from the rotation center of the wafer W to the peripheral edge of the wafer W. Reciprocates while drawing a linear trajectory. Further, the diluted hydrofluoric acid supplied to the surface of the wafer W spreads over the entire surface of the wafer W. Thereby, dilute hydrofluoric acid is supplied uniformly over the entire surface of the wafer W. By supplying dilute hydrofluoric acid from the processing liquid nozzle 4 to the surface of the wafer W, the polymer residue formed on the surface of the wafer W can be removed by the chemical ability of the dilute hydrofluoric acid. The diluted hydrofluoric acid supplied to the surface of the wafer W is scattered from the peripheral edge of the wafer W toward the side of the wafer W. At this time, the processing liquid scattered from the surface of the wafer W mainly adheres to the inner surface (particularly the cylindrical surface 18 and the waste liquid guide surface 19) of the partition wall 9 of the chamber body 6, the outer surface of the nozzle arm 15, and the processing liquid nozzle 4. .
また、薬液処理が行われるとき、密閉チャンバ2の内部空間への窒素ガスの供給が行われている。そのため、密閉チャンバ2の内部空間は窒素ガス雰囲気に維持され、密閉チャンバ2の内部空間における酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。そのため、処理液ノズル4から吐出された希ふっ酸に雰囲気中の酸素が溶け込むことを抑制し、これにより、希ふっ酸中の酸素濃度の上昇を抑制または防止することができる。したがって、ウエハWの表面に対して、酸素濃度が十分に低減された希ふっ酸を供給することができる。これにより、ウエハW上において、希ふっ酸中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。その結果、希ふっ酸のように、ウエハWに供給される薬液が酸化物に対するエッチング作用を有するものであったとしても、ウエハW上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。   Further, when chemical treatment is performed, nitrogen gas is supplied to the internal space of the sealed chamber 2. Therefore, the internal space of the sealed chamber 2 is maintained in a nitrogen gas atmosphere, and an increase in oxygen concentration in the internal space of the sealed chamber 2 is suppressed or prevented. Therefore, it is possible to suppress the oxygen in the atmosphere from being dissolved in the diluted hydrofluoric acid discharged from the treatment liquid nozzle 4, thereby suppressing or preventing an increase in the oxygen concentration in the diluted hydrofluoric acid. Therefore, dilute hydrofluoric acid with a sufficiently reduced oxygen concentration can be supplied to the surface of the wafer W. Thereby, it is possible to suppress or prevent the occurrence of an oxidation reaction due to dissolved oxygen in dilute hydrofluoric acid on the wafer W. As a result, even if the chemical solution supplied to the wafer W has an etching action on the oxide, such as dilute hydrofluoric acid, it is possible to suppress or prevent undesired etching on the wafer W. it can.
薬液処理が所定時間(たとえば10〜60秒間、好ましくは30秒間)に渡って行われると、次いで、ウエハWの表面から薬液を洗い流すリンス処理(図12D参照)がウエハWに施される。
具体的には、制御装置131は配管内調合ユニット51のバルブ60を開いた状態に維持しつつ薬液バルブ62を閉じる。薬液バルブ62が閉じられて、バルブ60が開いた状態にされることにより、混合部59には不活性ガス溶存水のみが供給される。したがって、処理液供給管38には不活性ガス溶存水が供給され、処理液ノズル4からは、リンス液としての不活性ガス溶存水が吐出される。
When the chemical treatment is performed for a predetermined time (for example, 10 to 60 seconds, preferably 30 seconds), a rinsing process (see FIG. 12D) for washing away the chemical from the surface of the wafer W is then performed on the wafer W.
Specifically, the control device 131 closes the chemical solution valve 62 while keeping the valve 60 of the in-pipe preparation unit 51 open. When the chemical liquid valve 62 is closed and the valve 60 is opened, only the inert gas-dissolved water is supplied to the mixing unit 59. Accordingly, the inert gas-dissolved water is supplied to the treatment liquid supply pipe 38, and the inert gas-dissolved water as the rinse liquid is discharged from the treatment liquid nozzle 4.
また、リンス処理においても、制御装置131はノズル駆動モータ139を制御して、ノズルアーム15を所定の範囲で往復移動させる。これにより、処理液ノズル4からの不活性ガス溶存水が導かれるウエハWの表面上の供給位置は、ウエハWの回転中心からウエハWの周縁部に至る範囲内を、ウエハWの回転方向と交差する直線状の軌跡を描きつつ往復移動する。また、ウエハWの表面に供給された不活性ガス溶存水は、ウエハWの表面の全域に拡がり、ウエハWの表面に付着している希ふっ酸が不活性ガス溶存水によって洗い流される。そして、希ふっ酸を含む不活性ガス溶存水は、ウエハWの回転によって振り切られて、その周縁部から側方に飛散する。このとき、希ふっ酸を含む不活性ガス溶存水は、主としてチャンバ本体6の隔壁9の内面(とくに円筒面18および廃液案内面19)、ノズルアーム15の外表面、および処理液ノズル4に付着する。   Also in the rinsing process, the control device 131 controls the nozzle drive motor 139 to reciprocate the nozzle arm 15 within a predetermined range. As a result, the supply position on the surface of the wafer W to which the inert gas dissolved water from the processing liquid nozzle 4 is guided is within the range from the rotation center of the wafer W to the peripheral edge of the wafer W and the rotation direction of the wafer W. Reciprocate while drawing intersecting linear trajectories. Further, the inert gas dissolved water supplied to the surface of the wafer W spreads over the entire surface of the wafer W, and the diluted hydrofluoric acid adhering to the surface of the wafer W is washed away by the inert gas dissolved water. Then, the inert gas-dissolved water containing dilute hydrofluoric acid is shaken off by the rotation of the wafer W, and scattered from the peripheral edge to the side. At this time, the inert gas-dissolved water containing dilute hydrofluoric acid mainly adheres to the inner surface (particularly the cylindrical surface 18 and the waste liquid guide surface 19) of the partition wall 9 of the chamber body 6, the outer surface of the nozzle arm 15, and the treatment liquid nozzle 4. To do.
処理液ノズル4から吐出される不活性ガス溶存水は、不活性ガス溶存水生成ユニット50により酸素が脱気されており、溶存酸素量が十分に低減されている。さらに、不活性ガス溶存水生成ユニット50により生成された不活性ガス溶存水は、窒素ガスの添加により、時間の経過とともに酸素濃度が上昇することが抑制または防止されている。加えて、密閉チャンバ2内の雰囲気中の酸素濃度は十分に低減されている。したがって、ウエハWの表面に対して、酸素濃度が十分に低減された不活性ガス溶存水を供給することができ、ウエハW上において、不活性ガス溶存水中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。したがって、ウエハW上に残留している希ふっ酸による酸化物のエッチングを抑制することができ、これによりウエハW上における不所望なエッチングの発生を抑制または防止することができる。   The inert gas dissolved water discharged from the treatment liquid nozzle 4 is degassed by the inert gas dissolved water generating unit 50, and the amount of dissolved oxygen is sufficiently reduced. Further, the inert gas-dissolved water produced by the inert gas-dissolved water production unit 50 is suppressed or prevented from increasing in oxygen concentration over time due to the addition of nitrogen gas. In addition, the oxygen concentration in the atmosphere in the sealed chamber 2 is sufficiently reduced. Accordingly, the inert gas-dissolved water having a sufficiently reduced oxygen concentration can be supplied to the surface of the wafer W, and an oxidation reaction due to the dissolved oxygen in the inert gas-dissolved water occurs on the wafer W. This can be suppressed or prevented. Therefore, it is possible to suppress the etching of the oxide by dilute hydrofluoric acid remaining on the wafer W, thereby suppressing or preventing the occurrence of undesired etching on the wafer W.
このリンス処理は、密閉チャンバ2の内部空間におけるフッ素イオンの残留量が、たとえば所定の低値(0.15ng/cm以下)に達するまで継続される。密閉チャンバ2内のフッ素イオンの残留量が所定の低値に達したか否かは、チャンバ本体6の隔壁内面にフッ素イオンセンサ(図示せず)を配置し密閉チャンバ2内のフッ素イオンの残留量を検出することにより判定してもよいし、処理液ノズル4からの不活性ガス溶存水の吐出時間が所定時間に達したことにより判定してもよい。密閉チャンバ2内のフッ素イオンの残量が所定の低値に達すると、次いで、密閉チャンバ2内を洗浄するためのチャンバ洗浄処理が実行される。チャンバ洗浄処理については後述する。 This rinsing process is continued until the residual amount of fluorine ions in the internal space of the sealed chamber 2 reaches, for example, a predetermined low value (0.15 ng / cm 2 or less). Whether or not the residual amount of fluorine ions in the sealed chamber 2 has reached a predetermined low value is determined by placing a fluorine ion sensor (not shown) on the inner surface of the partition wall of the chamber body 6 and remaining fluorine ions in the sealed chamber 2. It may be determined by detecting the amount, or may be determined when the discharge time of the inert gas dissolved water from the treatment liquid nozzle 4 has reached a predetermined time. When the remaining amount of fluorine ions in the sealed chamber 2 reaches a predetermined low value, a chamber cleaning process for cleaning the inside of the sealed chamber 2 is then performed. The chamber cleaning process will be described later.
チャンバ洗浄処理の終了後は、図12Eに示すように、ウエハWを乾燥させる乾燥処理(スピンドライ)が行われる。
制御装置131は、チャック昇降機構100を制御して、スピンチャック3を最上方のスピンドライ位置まで上昇させる。これにより、蓋部材7の基板対向面23が、スピンチャック3に保持されたウエハWの表面に近接する。このスピンドライ位置ではスピンチャック3に保持されたウエハWの表面と、蓋部材7の基板対向面23との間の間隔は、所定の狭間隔(たとえば0.1〜5.0mm。好ましくは2.5mm)である。そのため、ウエハWの表面と基板対向面23との間には微小空間が形成され、その側方の雰囲気から遮断される。
After the chamber cleaning process is completed, as shown in FIG. 12E, a drying process (spin drying) for drying the wafer W is performed.
The control device 131 controls the chuck lifting mechanism 100 to raise the spin chuck 3 to the uppermost spin dry position. Thereby, the substrate facing surface 23 of the lid member 7 comes close to the surface of the wafer W held by the spin chuck 3. In this spin dry position, the distance between the surface of the wafer W held by the spin chuck 3 and the substrate facing surface 23 of the lid member 7 is a predetermined narrow distance (for example, 0.1 to 5.0 mm, preferably 2). .5 mm). For this reason, a minute space is formed between the surface of the wafer W and the substrate facing surface 23 and is shielded from the atmosphere on the side thereof.
そして、スピンチャック3がスピンドライ位置まで上昇されると、制御装置131は、スピンモータ41の回転速度を加速して、スピンチャック3に保持されたウエハWを高回転速度(たとえば1000〜2500rpm。好ましくは2500rpm)で回転させる。また、乾燥処理時には、制御装置131は蓋部材回転機構32を制御して、蓋部材7をウエハWの回転に同期して、ウエハWの回転方向と同方向に回転させる。そのため、ウエハWの表面と蓋部材7の基板対向面23との間に安定気流が形成されるとともに、ウエハWの表面と基板対向面23との間の空間がその側方の雰囲気から遮断される。   When the spin chuck 3 is raised to the spin dry position, the control device 131 accelerates the rotation speed of the spin motor 41 and moves the wafer W held on the spin chuck 3 to a high rotation speed (for example, 1000 to 2500 rpm). It is preferably rotated at 2500 rpm. During the drying process, the control device 131 controls the lid member rotation mechanism 32 to rotate the lid member 7 in the same direction as the rotation direction of the wafer W in synchronization with the rotation of the wafer W. Therefore, a stable airflow is formed between the surface of the wafer W and the substrate facing surface 23 of the lid member 7, and the space between the surface of the wafer W and the substrate facing surface 23 is blocked from the side atmosphere. The
さらに、不活性ガス吐出口29からの窒素ガスの吐出が継続されている。したがって、ウエハWの表面と基板対向面23との間に、ウエハWの中心部からウエハWの周縁部に向かう窒素ガスの気流が形成され、ウエハWの表面と基板対向面23との間が窒素ガスで充満される。これにより、低酸素雰囲気下でウエハWに乾燥処理を施すことができる。
この乾燥処理では、ウエハWが高回転速度で回転されることにより、ウエハWに付着しているリンス液(不活性ガス溶存水)は、ウエハWの回転による遠心力を受けてウエハWの周囲に振り切られる。これにより、ウエハWからリンス液が除去され、ウエハWが乾燥される。
Further, the discharge of nitrogen gas from the inert gas discharge port 29 is continued. Therefore, a nitrogen gas flow from the center of the wafer W toward the peripheral edge of the wafer W is formed between the surface of the wafer W and the substrate facing surface 23, and the space between the surface of the wafer W and the substrate facing surface 23 is formed. Filled with nitrogen gas. As a result, the wafer W can be dried in a low oxygen atmosphere.
In this drying process, when the wafer W is rotated at a high rotational speed, the rinsing liquid (inert gas-dissolved water) adhering to the wafer W is subjected to a centrifugal force generated by the rotation of the wafer W and is surrounded by the wafer W. It is shaken off. Thereby, the rinse liquid is removed from the wafer W, and the wafer W is dried.
また、スピンチャック3のスピンドライ位置において、乾燥処理の直前に、ウエハWの表面にIPA液を供給することもできる。図1に二点鎖線で示すように、処理液上ノズル25にIPA液が供給されるようになっている場合、ウエハWの表面の中心にIPA液を供給することができ、これにより不活性ガス溶存水(リンス液)とIPA液とを良好に置換することができ、ウエハWの表面を良好に乾燥させることができる。   Also, the IPA liquid can be supplied to the surface of the wafer W immediately before the drying process at the spin dry position of the spin chuck 3. As shown by a two-dot chain line in FIG. 1, when the IPA liquid is supplied to the processing liquid upper nozzle 25, the IPA liquid can be supplied to the center of the surface of the wafer W. The gas-dissolved water (rinse liquid) and the IPA liquid can be satisfactorily replaced, and the surface of the wafer W can be satisfactorily dried.
乾燥処理が所定の乾燥時間に渡って行われると、制御装置131はスピンモータ41を制御して、ウエハWの回転を停止させる。また、制御装置131は、蓋部材回転機構32を駆動して蓋部材7の回転を停止させるとともに、蓋部材回転機構32を駆動して、蓋部材7をスピンチャック3のスピンベース43から上方に離間した開位置(図12A参照)まで上昇させる。これにより、密閉チャンバ2の上部開口5が開放される。また、制御装置131は不活性ガスバルブ30を閉じて、不活性ガス吐出口29からの窒素ガスの供給を停止する。   When the drying process is performed for a predetermined drying time, the control device 131 controls the spin motor 41 to stop the rotation of the wafer W. Further, the control device 131 drives the lid member rotating mechanism 32 to stop the rotation of the lid member 7 and drives the lid member rotating mechanism 32 to move the lid member 7 upward from the spin base 43 of the spin chuck 3. It raises to the open position which separated (refer FIG. 12A). Thereby, the upper opening 5 of the sealed chamber 2 is opened. The control device 131 closes the inert gas valve 30 and stops the supply of nitrogen gas from the inert gas discharge port 29.
その後、開放された上部開口5を介してスピンドライ位置に位置するスピンチャック3から基板搬送ロボット(図示せず)にウエハWが引き渡され、基板搬送ロボットによってウエハWが密閉チャンバ2内から搬出される。
なお、リンス処理時において、処理液ノズル4からのリンス液を用いてリンス処理を行うのではなく、処理液上ノズル25からのリンス液を用いてリンス処理が行われていてもよい。この場合、リンス処理時には、炭酸水バルブ27が開かれて、処理液上ノズル25の処理液上吐出口26から、ウエハWの上面に向けて炭酸水が吐出される。ウエハWに供給された炭酸水は、ウエハWの回転による遠心力を受けてウエハWの表面全域に広がり、これによりウエハWの表面に付着した薬液が洗い流される。
Thereafter, the wafer W is transferred from the spin chuck 3 located at the spin dry position to the substrate transfer robot (not shown) through the opened upper opening 5, and the wafer W is transferred from the sealed chamber 2 by the substrate transfer robot. The
In the rinsing process, the rinsing process may be performed using the rinsing liquid from the processing liquid upper nozzle 25 instead of the rinsing process using the rinsing liquid from the processing liquid nozzle 4. In this case, at the time of the rinsing process, the carbonated water valve 27 is opened, and carbonated water is discharged from the process liquid upper discharge port 26 of the process liquid upper nozzle 25 toward the upper surface of the wafer W. The carbonated water supplied to the wafer W receives a centrifugal force due to the rotation of the wafer W and spreads over the entire surface of the wafer W, thereby washing away the chemical solution adhering to the surface of the wafer W.
また、処理液ノズル4からのリンス液と処理液上ノズル25からのリンス液との双方を用いてリンス処理が行われていてもよい。
次いで、密閉チャンバ2内を洗浄液(たとえば純水)で洗浄するチャンバ洗浄処理について説明する。このチャンバ洗浄処理は、基板処理装置1による処理の間に実施されてもよく、チャンバ洗浄処理時には、スピンチャック3にはウエハWは保持されておらず、スピンチャック3はチャンバ洗浄位置に位置している。
制御装置131は、チャック昇降機構100を制御して、スピンチャック3をチャンバ洗浄位置まで下降させる。また、制御装置131は、蓋部材昇降機構33を制御して蓋部材7を閉位置まで下降させるとともに、蓋部材回転機構32を制御して蓋部材を所定の回転速度で回転させる。また、制御装置131は洗浄液バルブ35を開いて、洗浄液ノズル34から蓋部材7の基板対向面23に洗浄液が供給される。この実施形態では、洗浄液として純水が用いられる(図12F参照)。
Further, the rinsing process may be performed using both the rinsing liquid from the processing liquid nozzle 4 and the rinsing liquid from the processing liquid upper nozzle 25.
Next, a chamber cleaning process for cleaning the inside of the sealed chamber 2 with a cleaning liquid (for example, pure water) will be described. This chamber cleaning process may be performed during the processing by the substrate processing apparatus 1. During the chamber cleaning process, the wafer W is not held on the spin chuck 3, and the spin chuck 3 is positioned at the chamber cleaning position. ing.
The control device 131 controls the chuck lifting mechanism 100 to lower the spin chuck 3 to the chamber cleaning position. The control device 131 controls the lid member lifting mechanism 33 to lower the lid member 7 to the closed position, and controls the lid member rotation mechanism 32 to rotate the lid member at a predetermined rotation speed. Further, the control device 131 opens the cleaning liquid valve 35 so that the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid nozzle 34 to the substrate facing surface 23 of the lid member 7. In this embodiment, pure water is used as the cleaning liquid (see FIG. 12F).
蓋部材7の基板対向面23に供給された純水は、蓋部材7の回転による遠心力を受けて、蓋部材7の基板対向面23を伝って回転半径方向の外方へと移動する。これにより、蓋部材7の基板対向面23の略全域に純水をむらなく行き渡らせることができ、蓋部材7の基板対向面23に付着している薬液および薬液を含むリンス液を、純水で洗い流すことができる。   The pure water supplied to the substrate facing surface 23 of the lid member 7 receives the centrifugal force generated by the rotation of the lid member 7 and moves outward in the rotational radius direction along the substrate facing surface 23 of the lid member 7. Accordingly, the pure water can be distributed evenly over substantially the entire area of the substrate facing surface 23 of the lid member 7, and the chemical liquid adhering to the substrate facing surface 23 of the lid member 7 and the rinsing liquid containing the chemical liquid are treated with pure water. Can be washed away with.
また、蓋部材7の基板対向面23を伝って回転半径方向外方側へ移動する純水は、下面103(図3参照)と第1円錐面17(図1参照)とを介してチャンバ本体6の隔壁9の内面に案内され、チャンバ本体6の隔壁9の内面を伝って流下する。このとき、隔壁9の内面に付着している処理液(薬液や薬液を含むリンス液)が、洗浄液によって洗い流される。こうして処理液を洗い流した純水は、排気液溝20に流入し、この排気液溝20および排気液路110を通して廃液処理設備に案内される。   The pure water moving outward in the rotational radial direction along the substrate facing surface 23 of the lid member 7 passes through the lower surface 103 (see FIG. 3) and the first conical surface 17 (see FIG. 1). 6 is guided to the inner surface of the partition wall 9 and flows down along the inner surface of the partition wall 9 of the chamber body 6. At this time, the processing liquid (chemical liquid or rinsing liquid containing chemical liquid) adhering to the inner surface of the partition wall 9 is washed away by the cleaning liquid. The pure water from which the treatment liquid has been washed out flows into the exhaust liquid groove 20 and is guided to the waste liquid treatment facility through the exhaust liquid groove 20 and the exhaust liquid passage 110.
また、処理位置とは異なるチャンバ洗浄位置でチャンバ洗浄処理が実行される。処理位置でチャンバ洗浄位置が実行されると、薬液処理時やリンス処理時にウエハWの周縁から飛散し、チャンバ本体6の隔壁9の内面に付着した処理液(薬液や薬液を含むリンス液)がスピンチャック3にふりかかり、そのスピンチャック3を汚染するおそれがある。しかしながら、液処理位置とは異なるチャンバ洗浄位置では、隔壁9の内面に付着した処理液がスピンチャック3にふりかかることがない。そのため、スピンチャック3を汚染することなく密閉チャンバ2内を洗浄することができる。   Further, the chamber cleaning process is executed at a chamber cleaning position different from the processing position. When the chamber cleaning position is executed at the processing position, the processing liquid (the rinsing liquid including the chemical liquid and the chemical liquid) scattered from the periphery of the wafer W during the chemical liquid processing and the rinsing process and attached to the inner surface of the partition wall 9 of the chamber body 6. There is a risk that the spin chuck 3 may be struck and contaminated. However, at the chamber cleaning position different from the liquid processing position, the processing liquid adhering to the inner surface of the partition wall 9 does not touch the spin chuck 3. Therefore, the inside of the sealed chamber 2 can be cleaned without contaminating the spin chuck 3.
なお、チャンバ洗浄処理を、ウエハWに対する一連の洗浄処理中に行うこともできる。この場合、リンス処理後乾燥処理前に行われることが望ましい。このとき、スピンチャック3にはウエハWが保持されており、チャンバ洗浄処理によってウエハWに洗浄液がかかることが考えられる。この場合、ウエハWに洗浄液を介して酸素が供給されないように、洗浄液として不活性ガス溶存水が用いられることが望ましい。また、チャンバ洗浄処理を一連の洗浄処理中に行う場合は、チャンバ洗浄処理中には、不活性ガス吐出口29から窒素ガスの供給が行われていることが望ましい。これにより、チャンバ洗浄処理中においても、密閉チャンバ2内を低酸素濃度状態に維持することができる。   The chamber cleaning process can also be performed during a series of cleaning processes on the wafer W. In this case, it is desirable to carry out after the rinsing process and before the drying process. At this time, the wafer W is held on the spin chuck 3, and it is considered that the cleaning liquid is applied to the wafer W by the chamber cleaning process. In this case, it is desirable to use inert gas-dissolved water as the cleaning liquid so that oxygen is not supplied to the wafer W via the cleaning liquid. When the chamber cleaning process is performed during a series of cleaning processes, it is desirable that nitrogen gas is supplied from the inert gas discharge port 29 during the chamber cleaning process. Thereby, the inside of the sealed chamber 2 can be maintained in a low oxygen concentration state even during the chamber cleaning process.
また、一連の処理(ウエハWに対する洗浄処理)において、薬液処理における密閉チャンバ2における窒素ガスの供給流量は、窒素ガスパージ時と同流量であってもよいし、窒素ガスパージ時よりも大流量にされていてもよい。また、リンス処理における密閉チャンバ2における窒素ガスの供給流量は、窒素ガスパージ時と同流量であってもよいし、窒素ガスパージ時よりも大流量にされていてもよい。さらに、乾燥処理時における密閉チャンバ2における窒素ガスの供給流量は、窒素ガスパージ時と同流量であってもよいし、窒素ガスパージ時よりも大流量にされていてもよい。   Further, in a series of processes (cleaning process for the wafer W), the supply flow rate of nitrogen gas in the sealed chamber 2 in the chemical solution process may be the same as that at the time of nitrogen gas purge, or may be made larger than that at the time of nitrogen gas purge. It may be. In addition, the supply flow rate of nitrogen gas in the sealed chamber 2 in the rinsing process may be the same flow rate as during the nitrogen gas purge, or may be a larger flow rate than during the nitrogen gas purge. Furthermore, the supply flow rate of nitrogen gas in the sealed chamber 2 during the drying process may be the same as that during the nitrogen gas purge, or may be larger than that during the nitrogen gas purge.
以上により、この実施形態によれば、処理液ノズル4を支持するノズルアーム15が、隔壁9の通過孔4を介して、密閉チャンバ2の内外に跨って延びている。ノズルアーム15を駆動するための直線駆動機構36は、密閉チャンバ2外に配置されている。この直線駆動機構36は、ノズルアーム15における密閉チャンバ2から露出する部分に駆動力を入力し、これによりノズルアーム15を移動させる。これにより、密閉チャンバ2外の直線駆動機構36からの駆動力により、密閉チャンバ2内で処理液ノズル4を移動させることができる。直線駆動機構36を密閉チャンバ2外に配置するので、密閉チャンバ2内部空間の容積を低減できる。   As described above, according to this embodiment, the nozzle arm 15 that supports the treatment liquid nozzle 4 extends across the inside and outside of the sealed chamber 2 through the passage hole 4 of the partition wall 9. A linear drive mechanism 36 for driving the nozzle arm 15 is disposed outside the sealed chamber 2. The linear drive mechanism 36 inputs a driving force to a portion of the nozzle arm 15 exposed from the sealed chamber 2 and thereby moves the nozzle arm 15. Thereby, the processing liquid nozzle 4 can be moved in the sealed chamber 2 by the driving force from the linear drive mechanism 36 outside the sealed chamber 2. Since the linear drive mechanism 36 is disposed outside the sealed chamber 2, the volume of the space inside the sealed chamber 2 can be reduced.
密閉チャンバ2の内部空間は密閉されており、また、その内部空間は低減されている。そのため、密閉チャンバ2の内部空間の雰囲気制御を良好に行うことができる。したがって、酸素濃度が十分に低減された雰囲気下で、ウエハWに処理液による処理を施すことができる。
以下では、基板処理装置1によりウエハWを処理することにより得られた測定結果等について説明する。
The internal space of the sealed chamber 2 is sealed, and the internal space is reduced. Therefore, the atmosphere control of the internal space of the sealed chamber 2 can be performed satisfactorily. Accordingly, the wafer W can be processed with the processing liquid in an atmosphere in which the oxygen concentration is sufficiently reduced.
Hereinafter, measurement results and the like obtained by processing the wafer W by the substrate processing apparatus 1 will be described.
図13は、不活性ガス溶存水中の酸素濃度と銅のエッチング量との関係を示す図である。この図13は、ウエハWの表面に対して希ふっ酸による薬液処理(ポリマー除去処理)を行ったときの銅のエッチング量(膜減り)の測定結果である。希ふっ酸は、ふっ酸と純水との比率が1:100に調合されたものを用いた。また、希ふっ酸に含まれるふっ酸は、酸素が脱気されていないものを用いた。この測定で用いられた希ふっ酸は、純水の割合に対してふっ酸の割合が非常に小さいので、希ふっ酸中の酸素濃度は、当該希ふっ酸を調合するのに用いた不活性ガス溶存水中の酸素濃度と略等しいとみなすことができる。薬液処理時間は、60secである。   FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the oxygen concentration in the inert gas-dissolved water and the etching amount of copper. FIG. 13 shows the measurement results of the etching amount (film reduction) of copper when a chemical solution treatment (polymer removal treatment) with dilute hydrofluoric acid is performed on the surface of the wafer W. The dilute hydrofluoric acid used was prepared with a ratio of hydrofluoric acid to pure water of 1: 100. In addition, as the hydrofluoric acid contained in the diluted hydrofluoric acid, oxygen that was not degassed was used. The dilute hydrofluoric acid used in this measurement has a very small proportion of hydrofluoric acid relative to the proportion of pure water, so the oxygen concentration in dilute hydrofluoric acid is the inertness used to prepare the dilute hydrofluoric acid. It can be considered that it is substantially equal to the oxygen concentration in the gas dissolved water. The chemical treatment time is 60 seconds.
この図13において、一番左の測定値(一番左の●の値)は、酸素濃度が12ppbの不活性ガス溶存水によって希ふっ酸を調合し、この希ふっ酸を用いて薬液処理を行ったときの銅のエッチング量である。また、左から2番目の測定値(左から2番目の●の値)は、酸素濃度が20ppbの不活性ガス溶存水によって希ふっ酸を調合し、この希ふっ酸を用いて薬液処理を行ったときの銅のエッチング量である。図13に示す測定結果から、酸素濃度が20ppb以下の不活性ガス溶存水によって調合した希ふっ酸を用いて薬液処理を行えば銅のエッチングを確実に抑制または防止できることが理解される。すなわち、酸素濃度が20ppb以下の不活性ガス溶存水によって調合した希ふっ酸であれば銅酸化物の生成を確実に抑制または防止できることが理解される。   In FIG. 13, the leftmost measurement value (the leftmost ● value) is prepared by diluting hydrofluoric acid with an inert gas dissolved water having an oxygen concentration of 12 ppb, and using this dilute hydrofluoric acid to perform chemical treatment. This is the amount of copper etching performed. The second measured value from the left (second value from the left) is prepared by dilute hydrofluoric acid with an inert gas dissolved water having an oxygen concentration of 20 ppb, and chemical treatment is performed using this dilute hydrofluoric acid. This is the amount of copper etching. From the measurement results shown in FIG. 13, it is understood that copper etching can be reliably suppressed or prevented by performing chemical treatment using dilute hydrofluoric acid prepared with an inert gas-dissolved water having an oxygen concentration of 20 ppb or less. That is, it is understood that the formation of copper oxide can be reliably suppressed or prevented with dilute hydrofluoric acid prepared with an inert gas-dissolved water having an oxygen concentration of 20 ppb or less.
図14は、ウエハWの上方の酸素濃度とウエハWの表面に供給された純水中の酸素濃度との関係を示す図である。
この図14は、スピンチャック3を処理位置に位置させた状態で、処理液ノズル4からスピンチャック3に保持されたウエハWの表面に向けて不活性ガス溶存水を吐出させ、ウエハWの表面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度を測定した結果である。処理液ノズル4からは、酸素濃度が10ppbに調整された不活性ガス溶存水を吐出させた。
FIG. 14 is a diagram illustrating the relationship between the oxygen concentration above the wafer W and the oxygen concentration in the pure water supplied to the surface of the wafer W.
In FIG. 14, the inert gas-dissolved water is discharged from the processing liquid nozzle 4 toward the surface of the wafer W held on the spin chuck 3 with the spin chuck 3 positioned at the processing position. It is the result of having measured the oxygen concentration of the inert gas dissolved water supplied to. From the treatment liquid nozzle 4, an inert gas-dissolved water having an oxygen concentration adjusted to 10 ppb was discharged.
この図14において、一番左の測定値(一番左の■の値)は、ウエハWの上方の酸素濃度が0.001%(10ppm)のときにウエハWの表面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度の値であり、このときの不活性ガス溶存水中の酸素濃度は12ppbとなっていた。また、左から2番目の測定値(左から2番目の■の値)は、ウエハWの上方の酸素濃度が0.01%(100ppm)のときにウエハWの表面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度の値であり、このときの不活性ガス溶存水中の酸素濃度は20ppbとなっていた。   In FIG. 14, the leftmost measured value (leftmost solid value) is the inertness supplied to the surface of the wafer W when the oxygen concentration above the wafer W is 0.001% (10 ppm). It is the value of the oxygen concentration of the gas-dissolved water, and the oxygen concentration in the inert gas-dissolved water at this time was 12 ppb. The second measured value from the left (the second value from the left) is the inert gas supplied to the surface of the wafer W when the oxygen concentration above the wafer W is 0.01% (100 ppm). This is the value of the dissolved water oxygen concentration, and the oxygen concentration in the inert gas dissolved water at this time was 20 ppb.
図14に示す測定結果から、酸素濃度が10ppbに調整された純水をウエハWの表面に向けて吐出させたときに、ウエハWの上方の酸素濃度が100ppm以下であれば、ウエハWの表面に供給される純水の酸素濃度を20ppb以下に維持できることが分かる。したがって、図13に示す測定結果を考慮すると、ウエハWの上方の酸素濃度を100ppm以下とし、酸素濃度が10ppb以下の希ふっ酸をウエハWの表面に向けて吐出させれば、酸素濃度が20ppb以下の希ふっ酸をウエハWの表面に供給して、希ふっ酸中の溶存酸素により銅が酸化されることを確実に抑制または防止することができる。   From the measurement results shown in FIG. 14, when the pure water whose oxygen concentration is adjusted to 10 ppb is discharged toward the surface of the wafer W, if the oxygen concentration above the wafer W is 100 ppm or less, the surface of the wafer W is It can be seen that the oxygen concentration of pure water supplied to the water can be maintained at 20 ppb or less. Therefore, considering the measurement results shown in FIG. 13, if the oxygen concentration above the wafer W is set to 100 ppm or less and dilute hydrofluoric acid having an oxygen concentration of 10 ppb or less is discharged toward the surface of the wafer W, the oxygen concentration is 20 ppb. By supplying the following diluted hydrofluoric acid to the surface of the wafer W, it is possible to reliably suppress or prevent copper from being oxidized by dissolved oxygen in the diluted hydrofluoric acid.
図15は、純水中の酸素濃度と純水中の窒素濃度との関係を示す図である。この図15において、一点鎖線で示された値は、純水から酸素を脱気した直後の酸素濃度の測定値であり、実線で示された値は、一点鎖線で示された値まで酸素が脱気された純水を、10sec以上大気に開放した後の酸素濃度の測定値である。また、純水に対して窒素ガスを添加していないときの、純水中の窒素濃度は、3ppmであった。   FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the oxygen concentration in pure water and the nitrogen concentration in pure water. In FIG. 15, the value indicated by the alternate long and short dash line is a measured value of the oxygen concentration immediately after degassing oxygen from pure water, and the value indicated by the solid line indicates that oxygen has reached the value indicated by the alternate long and short dash line. This is a measured value of oxygen concentration after degassed pure water is opened to the atmosphere for 10 seconds or more. Moreover, the nitrogen concentration in the pure water when no nitrogen gas was added to the pure water was 3 ppm.
図15に示す測定結果から、純水中の窒素濃度が7ppm未満であると、純水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇してしまう。したがって、純水に窒素ガスを添加して、純水中の窒素濃度を7ppm以上にすることにより、純水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇することを抑制または防止することができる。これにより、酸素が脱気された純水中の酸素濃度を低い状態に維持することができる。   From the measurement results shown in FIG. 15, when the nitrogen concentration in the pure water is less than 7 ppm, the oxygen concentration in the pure water increases with time. Therefore, it is possible to suppress or prevent the oxygen concentration in the pure water from increasing over time by adding nitrogen gas to the pure water so that the nitrogen concentration in the pure water is 7 ppm or more. Thereby, the oxygen concentration in the pure water from which oxygen has been deaerated can be maintained in a low state.
図16は、本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。この図16に示す実施形態において、図1〜図15に示す実施形態に示された各部に対応する部分には、第1実施形態と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。この図16に示す実施形態が、図1〜図15に示す実施形態と相違する点は、直線駆動機構36に代えて直線駆動機構(直線駆動手段)150を用いる点である。   FIG. 16 is an illustrative plan view for explaining the configuration of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 16, parts corresponding to those shown in the embodiment shown in FIGS. 1 to 15 are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted. The embodiment shown in FIG. 16 is different from the embodiment shown in FIGS. 1 to 15 in that a linear drive mechanism (linear drive means) 150 is used instead of the linear drive mechanism 36.
この直線駆動機構150は、ノズルアーム15に連結位置を変位可能に連結された駆動アーム151と、駆動アーム151を所定の鉛直軸線(揺動軸線)C1まわりに揺動させるモータ152(揺動駆動手段)とを備えている。
ノズルアーム15の基端部には、連結部材153が連結されている。連結部材153は、2本のガイドシャフト154に基準線L1に沿う方向への移動がガイドされている。この連結部材153には、水平方向に延びる挿通孔155を有する回動片(回動部材)156が、所定の鉛直軸線C1まわりに回動自在に支持されている。この挿通孔155に駆動アーム151が出没自在に挿通している。モータ152からの回転駆動力が駆動アーム151に入力されることにより、駆動アーム151が鉛直軸線C1まわりに所定の範囲内で揺動される。連結部材153はガイドシャフト154によってガイドされているので、駆動アーム151の角度(揺動角度)変化に伴って、連結部材153は基準線L1に沿って移動する。このとき、回動片156は鉛直軸線まわりに回転して姿勢を変更するとともに、回動片156と駆動アームの基端との間の距離、すなわち鉛直軸線C1と鉛直軸線C2との距離が変化する。ノズルアーム15の移動(進出または退避)により、処理液ノズル4を、スピンチャック3に保持されたウエハWの側方の退避位置(図16に破線で図示)と、スピンチャック3に保持されたウエハWの表面上(図16に二点鎖線で図示)との間を移動させることができ、ウエハWの表面上で、処理液ノズル4からの処理液の吐出位置を移動させることができる。
The linear drive mechanism 150 includes a drive arm 151 connected to the nozzle arm 15 so that the connection position can be displaced, and a motor 152 that swings the drive arm 151 about a predetermined vertical axis (oscillation axis) C1 (oscillation drive). Means).
A connecting member 153 is connected to the base end portion of the nozzle arm 15. The connecting member 153 is guided by the two guide shafts 154 in the direction along the reference line L1. A rotating piece (rotating member) 156 having an insertion hole 155 extending in the horizontal direction is supported on the connecting member 153 so as to be rotatable around a predetermined vertical axis C1. The drive arm 151 is inserted into the insertion hole 155 so as to be able to appear and retract. When the rotational driving force from the motor 152 is input to the driving arm 151, the driving arm 151 is swung around the vertical axis C1 within a predetermined range. Since the connecting member 153 is guided by the guide shaft 154, the connecting member 153 moves along the reference line L1 as the angle (swinging angle) of the drive arm 151 changes. At this time, the rotating piece 156 rotates around the vertical axis to change its posture, and the distance between the rotating piece 156 and the base end of the drive arm, that is, the distance between the vertical axis C1 and the vertical axis C2 changes. To do. As the nozzle arm 15 moves (advances or retracts), the processing liquid nozzle 4 is held on the spin chuck 3 by a retracted position on the side of the wafer W held by the spin chuck 3 (shown by a broken line in FIG. 16). It is possible to move between the surfaces of the wafer W (shown by a two-dot chain line in FIG. 16), and it is possible to move the discharge position of the processing liquid from the processing liquid nozzle 4 on the surface of the wafer W.
図17は、本発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。この図16に示す実施形態において、図1〜図15に示す実施形態に示された各部に対応する部分には、第1実施形態と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。この図17に示す実施形態が、図1〜図15に示す実施形態と主として相違する点は、直線駆動機構36に代えて円弧駆動機構(円弧駆動手段)160を用いる点である。   FIG. 17 is a schematic plan view for explaining the configuration of a substrate processing apparatus according to still another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 16, parts corresponding to those shown in the embodiment shown in FIGS. 1 to 15 are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted. The embodiment shown in FIG. 17 is mainly different from the embodiment shown in FIGS. 1 to 15 in that an arc driving mechanism (arc driving means) 160 is used instead of the linear driving mechanism 36.
この実施形態では、基準線L2は、直線状ではなく所定の鉛直軸線C3を中心とする円弧状のものである。基準線L2は回転軸線C上を通っている。したがって、この実施形態では、ノズルアームとして鉛直軸線C3を中心とする円弧状をなすノズルアーム15Aが用いられており、また、通過孔14や第1および第2挿通孔123,113(図17には不図示)の内周面も平面ではなく曲面状(円弧状)をなしている。   In this embodiment, the reference line L2 is not a straight line but an arc having a predetermined vertical axis C3 as a center. The reference line L2 passes on the rotation axis C. Therefore, in this embodiment, the nozzle arm 15A having an arc shape centered on the vertical axis C3 is used as the nozzle arm, and the passage hole 14 and the first and second insertion holes 123, 113 (see FIG. 17). (Not shown) also has a curved surface (arc shape) instead of a flat surface.
円弧駆動機構160の基端部に連結された駆動アーム161と、駆動アーム161を所定の鉛直軸線C3まわりに揺動させるモータ162(揺動駆動手段)とを備えている。モータ162からの回転駆動力が駆動アーム161に入力されることにより、駆動アーム161が鉛直軸線C3まわりに揺動される、それに伴って、ノズルアーム15Aが鉛直軸線C3に移動(進出または退避)する。これにより、処理液ノズル4を、スピンチャック3に保持されたウエハWの側方の退避位置(図17に破線で図示)と、スピンチャック3に保持されたウエハWの表面上(図17に二点鎖線で図示)との間を移動させることができ、ウエハWの表面上で、処理液ノズル4からの処理液の吐出位置を移動させることができる。   A drive arm 161 connected to the base end of the arc drive mechanism 160 and a motor 162 (swing drive means) that swings the drive arm 161 about a predetermined vertical axis C3 are provided. When the rotational driving force from the motor 162 is input to the driving arm 161, the driving arm 161 is swung around the vertical axis C3, and accordingly, the nozzle arm 15A moves (advances or retracts) to the vertical axis C3. To do. As a result, the processing liquid nozzle 4 is moved to the side retracted position of the wafer W held by the spin chuck 3 (shown by a broken line in FIG. 17) and on the surface of the wafer W held by the spin chuck 3 (shown in FIG. 17). And the position where the processing liquid is ejected from the processing liquid nozzle 4 can be moved on the surface of the wafer W.
以上、この発明の3つの実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、ノズルアーム15の断面形状が矩形形状ではなく、円形形状であってもよい。
また、蓋部材7がチャンバ本体6に対して回転不能な構成であってもよい。この場合、蓋部材回転機構32の構成は不要である。
Although three embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be implemented in other forms.
For example, the sectional shape of the nozzle arm 15 may be a circular shape instead of a rectangular shape.
Further, the lid member 7 may be configured not to rotate with respect to the chamber body 6. In this case, the configuration of the lid member rotation mechanism 32 is not necessary.
さらには、スピンチャック3がチャンバ本体6(密閉チャンバ2)に対して昇降不能な構成であってもよい。この場合、チャック昇降機構100の構成は不要である。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
Further, the spin chuck 3 may be configured so that it cannot be moved up and down with respect to the chamber body 6 (sealed chamber 2). In this case, the configuration of the chuck lifting mechanism 100 is not necessary.
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
1 基板処理装置
2 密閉チャンバ
3 スピンチャック(基板保持回転手段)
4 処理液ノズル(ノズル)
9 隔壁
14 通過孔
15 ノズルアーム
15A ノズルアーム
36 直線駆動機構(直線駆動手段)
37 第3液体シール構造(シール構造)
43 スピンベース(基板保持回転手段)
44 挟持部材(基板保持回転手段)
111 気体シール部(気体シール構造)
121 液体シール部(液体シール構造)
150 直線駆動機構(直線駆動手段)
151 駆動アーム
152 モータ(揺動駆動手段)
160 円弧駆動機構(円弧駆動手段)
C1 鉛直軸線(揺動軸線)
L1 基準線
L2 基準線
W ウエハ(基板)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing apparatus 2 Sealed chamber 3 Spin chuck (substrate holding rotation means)
4 Treatment liquid nozzle (nozzle)
9 Partition 14 Passing hole 15 Nozzle arm 15A Nozzle arm 36 Linear drive mechanism (linear drive means)
37 Third liquid seal structure (seal structure)
43 Spin base (substrate holding and rotating means)
44 Holding member (substrate holding and rotating means)
111 Gas seal (gas seal structure)
121 Liquid seal part (liquid seal structure)
150 Linear drive mechanism (linear drive means)
151 Drive arm 152 Motor (oscillation drive means)
160 Arc drive mechanism (arc drive means)
C1 Vertical axis (oscillation axis)
L1 Reference line L2 Reference line W Wafer (substrate)

Claims (8)

  1. 密閉された内部空間を区画する隔壁を有する密閉チャンバと、
    前記密閉チャンバの内部空間で基板を保持しつつ回転させるための基板保持回転手段と、
    前記密閉チャンバの内部空間で、前記基板保持回転手段に保持された基板の主面に向けて処理液を吐出するためのノズルと、
    前記ノズルを支持し、前記密閉チャンバの前記隔壁に形成された通過孔を介して前記密閉チャンバの内外に跨って延びるノズルアームと、
    前記密閉チャンバ外に配置され、前記ノズルアームを、前記基板保持回転手段に保持された基板の主面に沿って移動させる駆動手段と、
    記ノズルアームと前記密閉チャンバの前記隔壁との間を気体でシールするための気体シール構造と、
    記ノズルアームと前記隔壁との間を液体でシールするための液体シール構造とを含み、
    前記気体シール構造は、前記ノズルアームが摺動可能に挿通される気体シール用挿通孔を有する気体シール本体を有し、前記気体シール用挿通孔に挿通される前記ノズルアームの外表面と前記気体シール用挿通孔の内壁との間に配置される気体によって、当該ノズルアームの外表面と前記気体シール用挿通孔の内壁との間をシールし、
    前記液体シール構造は、前記ノズルアームが摺動可能に挿通される液体シール用挿通孔を有する液体シール本体を有し、前記液体シール用挿通孔に挿通される前記ノズルアームの外表面と前記液体シール用挿通孔の内壁との間において当該ノズルアームの外表面に接液するように配置される液体によって、当該ノズルアームの外表面と前記液体シール用挿通孔の内壁との間をシールし、
    前記気体シール構造は、その気体シール本体が、前記通過孔が形成された前記隔壁の外壁に密着するように配置されており、
    前記液体シール構造は、前記気体シール構造の外側において、その液体シール本体が前記気体シール本体に密着するように配置されている、基板処理装置。
    A sealed chamber having a partition wall defining a sealed internal space;
    A substrate holding and rotating means for rotating while holding the substrate in the internal space of the sealed chamber;
    A nozzle for discharging a processing liquid toward the main surface of the substrate held by the substrate holding rotation means in the internal space of the sealed chamber;
    A nozzle arm that supports the nozzle and extends across the inside and outside of the sealed chamber through a passage hole formed in the partition wall of the sealed chamber;
    A driving unit disposed outside the sealed chamber and moving the nozzle arm along a main surface of the substrate held by the substrate holding and rotating unit;
    A gas sealing structure for sealing a gas between the front Symbol nozzle arm and the partition wall of the sealed chamber,
    Only it contains a liquid seal structure for sealing a liquid between the front Symbol nozzle arm and the partition wall,
    The gas seal structure has a gas seal main body having a gas seal insertion hole through which the nozzle arm is slidably inserted, and an outer surface of the nozzle arm and the gas inserted through the gas seal insertion hole. Sealing between the outer surface of the nozzle arm and the inner wall of the gas sealing insertion hole by the gas disposed between the inner wall of the sealing insertion hole,
    The liquid seal structure includes a liquid seal body having a liquid seal insertion hole through which the nozzle arm is slidably inserted, and the outer surface of the nozzle arm and the liquid inserted through the liquid seal insertion hole. Sealing between the outer surface of the nozzle arm and the inner wall of the liquid seal insertion hole by the liquid arranged so as to come into contact with the outer surface of the nozzle arm between the inner wall of the seal insertion hole,
    The gas seal structure is arranged so that the gas seal body is in close contact with the outer wall of the partition wall in which the passage hole is formed,
    The liquid seal structure is outside of the gas seal structure, the liquid seal body is arranged so as to be in close contact with the gas seal body, board processor.
  2. 前記ノズルアームは、所定の基準線に沿う形状をなし、
    前記基準線は、前記ノズルアームの移動のための基準になる直線状または円弧状の線であって、前記基板保持回転手段に保持された基板の主面に沿い、かつ前記基板保持回転手段による基板の回転軸線を通り、
    前記通過孔は、前記密閉チャンバの隔壁における前記基準線上に形成されており、
    前記駆動手段は、前記ノズルアームを前記基準線に沿って移動させる、請求項1記載の基板処理装置。
    The nozzle arm, a shape along the Jo Tokoro reference line,
    The reference line is a linear or arcuate line that serves as a reference for the movement of the nozzle arm, and is along the main surface of the substrate held by the substrate holding and rotating means, and by the substrate holding and rotating means. Through the rotation axis of the board,
    The passage hole is formed on the reference line in the partition wall of the sealed chamber,
    The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the driving unit moves the nozzle arm along the reference line.
  3. 前記基準線は直線であり、
    前記駆動手段は、前記ノズルアームを、前記基準線に沿って直線運動させる直線駆動手段を含む、請求項2記載の基板処理装置。
    The reference line is a straight line;
    The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the driving unit includes a linear driving unit that linearly moves the nozzle arm along the reference line.
  4. 前記直線駆動手段は、
    前記ノズルアームに連結位置を変位可能に連結された駆動アームと、
    前記駆動アームを前記基準線に直交する所定の揺動軸線まわりに揺動させる揺動駆動手段とを含み、
    前記基準線に沿う方向への移動がガイドされた連結部材が、前記ノズルアームの基端部に連結されており、
    前記挿通孔を有する回動部材が、前記連結部材に回動自在に支持されており、
    前記駆動アームは、前記挿通孔に出没自在に挿通している、請求項3記載の基板処理装置。
    The linear drive means includes
    A drive arm connected to the nozzle arm so that the connection position can be displaced;
    Look including the swing drive means for swinging at a predetermined pivot axis about perpendicular to the drive arm to the reference line,
    A connecting member guided to move in a direction along the reference line is connected to a base end portion of the nozzle arm;
    The rotating member having the insertion hole is rotatably supported by the connecting member,
    The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein the drive arm is inserted into the insertion hole so as to be able to appear and retract .
  5. 前記基準線は円弧状をなしており、
    前記駆動手段は、前記ノズルアームを、前記基準線に沿って円弧運動させる円弧駆動手段を含む、請求項2記載の基板処理装置。
    The reference line has an arc shape,
    The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the driving unit includes an arc driving unit that causes the nozzle arm to move in an arc along the reference line.
  6. 前記密閉チャンバは、前記隔壁および開口を有するチャンバ本体と、前記チャンバ本体に対して回転可能に設けられて前記開口を閉塞する蓋部材と、前記蓋部材と前記チャンバ本体との間を液体でシールする蓋シール構造とを有し、内部空間が外部から密閉されており、
    前記隔壁は、前記基板保持回転手段による回転軸線に対し、回転対称な形状をなしている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置。
    The sealed chamber includes a chamber body having the partition wall and an opening, a lid member that is rotatably provided to the chamber body and closes the opening, and seals between the lid member and the chamber body with a liquid. and a Futashi Lumpur structure, and the internal space is sealed from the outside,
    The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the partition wall has a rotationally symmetric shape with respect to a rotation axis of the substrate holding and rotating unit.
  7. 前記蓋部材を昇降させる蓋部材昇降機構をさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a lid member elevating mechanism that elevates and lowers the lid member.
  8. 前記蓋部材を回転させるための蓋部材回転手段と、
    前記基板保持回転手段および前記蓋部材回転手段を制御して、前記基板保持回転手段により保持された基板および前記蓋部材を、互いに等速かつ同方向に回転させる制御手段とをさらに含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
    A lid member rotating means for rotating the lid member;
    By controlling the substrate holding and rotating means and the lid member rotating means, the substrate and the lid member held by the substrate holding and rotating means, further comprising a control means for rotating the constant velocity and the same direction, claim The substrate processing apparatus as described in any one of 1-7.
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