JP5701645B2 - ノズル、基板処理装置、および基板処理方法 - Google Patents
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Description
特許文献1記載の基板処理装置は、処理液と気体とを衝突させることにより、処理液の液滴を生成する二流体ノズルを備えている。二流体ノズルは、処理液吐出口と気体吐出口とが形成されたケーシングを含む。処理液吐出口および気体吐出口からそれぞれ処理液および気体が同時に吐出されると、ケーシングの近傍で処理液と気体とが衝突し、処理液の液滴が生成される。
この発明によれば、供給口に供給された処理液が、排出口に向かって処理液流通路を流れる。処理液流通路は、複数の分岐流路を含む。分岐流路に供給された処理液は、当該分岐流路に接続された複数の吐出口から吐出される。吐出口から吐出される処理液は、圧電素子によって与えられる振動によって分断される。これにより、複数の処理液の液滴がノズルから噴射される。さらに、供給口に供給された処理液を排出口から排出させることにより、処理液流通路に供給された処理液が処理液流通路に留まることを確実に抑制または防止できる。吐出口から吐出される処理液の液滴の大きさおよび速度は、たとえば、ノズルに供給される処理液の圧力および圧電素子の振動によって制御される。したがって、液滴の大きさおよび速度のばらつきを抑制することができる。
この発明によれば、複数の分割体が結合されることにより、本体が形成される。したがって、複数の分割体を個別に成形できる。そのため、処理液流通路および接続路に相当する凹部(43、44)が形成された複数の分割体を結合することにより、処理液流通路および接続路を形成することができる。接続路に設けられた減少部の流路面積が、吐出口に近づくにしたがって減少しているので、吐出口側から減少部を形成することは困難である。一方、複数の分割体が結合される前であれば、分岐流路側から減少部を形成することができる。したがって、減少部を容易に形成することができる。
図1は、この発明の第1実施形態に係る基板処理装置1の概略構成を示す模式図である。図2は、この発明の第1実施形態に係る噴射ノズル4およびこれに関連する構成の平面図である。
この基板処理装置1は、半導体ウエハなどの円形の基板Wを1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置1は、基板Wを水平に保持して回転させるスピンチャック2(基板保持手段)と、スピンチャック2を取り囲む筒状のカップ3と、スピンチャック2に保持された基板Wに処理液の液滴を供給する噴射ノズル4と、スピンチャック2に保持された基板Wにリンス液を供給する第1リンス液ノズル5および第2リンス液ノズル6と、スピンチャック2などの基板処理装置1に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置7(制御手段)とを備えている。噴射ノズル4は、この発明のノズルの一例である。
噴射ノズル4は、処理液の液滴を吐出する本体26と、本体26に取り付けられたカバー27と、カバー27によって覆われた圧電素子14と、本体26とカバー27との間に介在するシール28とを含む。本体26およびカバー27は、いずれも耐薬性を有する材料によって形成されている。第1実施形態では、本体26は、たとえば、石英によって形成されている。カバー27は、たとえば、フッ素系の樹脂によって形成されている。シール28は、たとえば、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエンゴム)などの弾力を有した材料によって形成されている。本体26は、高圧に耐えうる強度を有している。本体26の一部と圧電素子14とは、カバー27の内部に収容されている。配線15の端部は、たとえば半田(solder)によって、カバー27の内部で圧電素子14に接続されている。カバー27の内部は、シール28によって密閉されている。
未処理の基板Wは、図示しない搬送ロボットによって搬送され、デバイス形成面である表面をたとえば上に向けてスピンチャック2上に載置される。そして、制御装置7は、スピンチャック2を制御することにより、スピンチャック2によって基板Wを保持させる。その後、制御装置7は、スピンモータ9を制御して、スピンチャック2に保持された基板Wを回転させる。基板Wがスピンチャック2上に搬送されるとき、制御装置7は、噴射ノズル4等をスピンチャック2の上方から退避させている。
第2実施形態に係る基板処理装置201は、ノズルアームおよびステーを除き、第1実施形態に係る基板処理装置1と同様の構成を備えている。すなわち、図11に示すように、基板処理装置201に備えられたノズル移動機構217(ノズル移動手段)は、ノズルアーム218を含む。ノズルアーム218は、スピンチャック2に保持された基板Wの上面に垂直な垂直方向(第2実施形態では、鉛直方向D1)から見たときに4つの列L1が軌跡X1に交差するように噴射ノズル4を保持している。第2リンス液ノズル6は、ステー225によって噴射ノズル4に固定されている。噴射ノズル4および第2リンス液ノズル6は、スピンチャック2による基板Wの回転方向D2に並んでいる。
たとえば、前述の第1および第2実施形態では、処理液流通路31が、2つの分岐流路36を含む場合について説明したが、処理液流通路31は、3つ以上の分岐流路36を含んでいてもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、2つの分岐流路36に2つずつ列L1が設けられている場合について説明したが、各分岐流路36に設けられる列L1の数は、異なっていてもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、同一の列L1を構成する複数の吐出口33が、等間隔で配列されている場合について説明したが、同一の列L1を構成する複数の吐出口33は、等間隔で配列されていなくてもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、基板処理装置1、201が、半導体ウエハなどの円形の基板を処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置1、201は、液晶表示装置用ガラス基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。
2 スピンチャック(基板保持手段)
4 噴射ノズル(ノズル)
7 制御装置(制御手段)
11 処理液供給機構(処理液供給手段)
16 電圧印加機構(電圧印加手段)
14 圧電素子
15 配線
26 本体
27 カバー
29 供給口
30 排出口
31 処理液流通路
32 接続路
33 吐出口
36 分岐流路
40 減少部
41 上側分割体(分割体)
42 下側分割体(分割体)
201 基板処理装置
217 ノズル移動機構(ノズル移動手段)
C1 中心
D1 鉛直方向(垂直方向)
Pc201 中心位置
Pe201 周縁位置
X1 軌跡
L1 列
W 基板
Claims (8)
- 基板を処理する処理液の液滴を吐出するノズルであって、
処理液が供給される供給口と、
前記供給口に供給された処理液を排出する排出口と、
前記供給口と前記排出口との間で分岐し、前記供給口と前記排出口との間で集合する複数の分岐流路を含み、前記供給口と前記排出口とを接続する処理液流通路と、
前記複数の分岐流路にそれぞれ対応する複数の列を構成しており、対応する前記分岐流路に沿って配列されていると共に、対応する前記分岐流路に接続された複数の吐出口と、
を含む本体と、
前記複数の分岐流路を流れる処理液に振動を付与する圧電素子とを含む、ノズル。 - 前記圧電素子を覆うカバーと、
前記カバー内で前記圧電素子に接続された配線とをさらに含む、請求項1記載のノズル。 - 前記本体は、前記分岐流路と前記吐出口とを接続する接続路をさらに含み
前記接続路は、前記吐出口に近づくにしたがって流路面積が減少する減少部を含む、請求項1または2記載のノズル。 - 前記処理液流通路および接続路は、前記本体の内部に設けられており、
前記本体は、互いに結合された複数の分割体を含む、請求項3記載のノズル。 - 基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に向けて処理液の液滴を吐出する請求項1〜4のいずれか一項に記載のノズルと、
前記ノズルの前記供給口に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記ノズルの前記圧電素子に電圧を印加する電圧印加手段とを含む、基板処理装置。 - 前記基板保持手段に保持された基板の主面に沿って延びており、前記主面に垂直な垂直方向から見たときに前記主面の中心を通る軌跡に沿って前記ノズルを移動させるとともに、前記垂直方向から見たときに前記複数の吐出口により構成された複数の列と前記軌跡とが交差するように前記ノズルを保持するノズル移動手段をさらに含む、請求項5記載の基板処理装置。
- 前記ノズル移動手段を制御することにより、前記垂直方向から見たときに前記ノズルが前記主面の中心に重なる中心位置と、前記垂直方向から見たときに前記ノズルが前記主面の周縁に重なる周縁位置との間で、前記垂直方向から見たときに前記複数の列が前記主面の中心に順次重なるように前記軌跡に沿って前記ノズルを移動させる制御手段をさらに含む、請求項6記載の基板処理装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のノズルが基板の主面に対向している状態で前記ノズルの前記供給口に処理液を供給する工程と、
前記処理液を供給する工程と並行して、前記ノズルの前記圧電素子に電圧を印加する工程とを含む、基板処理方法。
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