JP5844092B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
そこで、この発明の目的は、基板の清浄度を向上させることができる基板処理装置を提供することである。
前記制御装置は、前記処理液供給手段に処理液を前記基板の上面に供給させる処理液供給工程と、前記処理液供給工程の後に、前記基板回転手段に前記基板を回転させることにより、当該基板を乾燥させる乾燥工程と、前記ガードの上端部に形成された前記気体吐出口が前記基板の上面よりも上方に位置している状態で、前記気体吐出口から気体を吐出させることにより、前記ガードの上端部から前記回転軸線に向かって前記基板の上を流れる気流を前記乾燥工程と並行して形成する気流形成工程とを実行する。
さらに、この構成によれば、処理液供給手段からの処理液が、基板保持手段に保持されている基板に供給される。そして、基板の周囲に飛散した処理液は、基板保持手段を取り囲む筒状のガードによって受け止められる。これにより、処理液が飛散する範囲が狭められる。さらに、気体吐出口がガードに形成されているので、ガードに気体を吐出させることにより、基板の上面を気流によって保護することができる。これにより、基板の清浄度を向上させることができる。このように、処理液によって基板を処理する基板処理装置に通常設けられるガードに気体吐出口が形成されているので、ノズルなどの新たな部材を追加しなくてもよい。そのため、部品の追加による基板処理装置のコストの増加や大型化を抑制できる。
請求項3記載の発明は、前記気流形成手段は、前記気体吐出口から前記基板の回転方向(R1)の下流側に向けて気体を吐出する、請求項1または2に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板回転手段が、基板の主面に交差する回転軸線まわりに基板を回転させる。気流形成手段は、気体吐出口から基板の回転方向の下流側に向けて気体を吐出する。したがって、気体吐出口から吐出された気体は、基板の回転によって生じる気流によって基板上で加速される。そのため、強い気流が基板上に形成され、基板に対するパーティクルやミストの付着が抑制または防止される。これにより、基板の清浄度をさらに向上させることができる。
この構成によれば、基板保持手段に保持されている基板上の気体が、吸引手段によって吸引される。したがって、気体吐出口から基板上に向けて吐出された気体は、吸引手段によって吸引される。そのため、気体吐出口から基板上に向けて吐出された気体は、吸引手段からの吸引力によって基板上で加速される。よって、強い気流が基板上に形成され、基板に対するパーティクルやミストの付着が抑制または防止される。これにより、基板の清浄度をさらに向上させることができる。
この構成によれば、基板保持手段に保持されている基板の中心近傍の気体が、中心吸引口によって吸引される。基板の中心近傍は、基板の外周よりも気体吐出口から遠い。したがって、基板の中心近傍では、気流が弱まっている場合がある。そのため、基板の中心近傍の気体に吸引力を与えることにより、基板の中心近傍に強い気流を確実に形成することができる。これにより、基板に対するパーティクルやミストの付着を抑制または防止して、基板の清浄度をさらに向上させることができる。
この構成によれば、気体吸引口が、基板の外周より外側に配置されているので、基板上の気体は、基板の外周より外側に引き寄せられ、気体吸引口に吸引される。したがって、気体吐出口から吐出された気体は、基板の外周より外側から基板上に流れ、基板上から基板の外周より外側に流れる。つまり、気体吸引口が基板上の気体を吸引することにより、気体吐出口から吐出された気体が、基板上を確実に通り超える。そのため、基板の主面のより広い範囲が気流によって保護される。これにより、基板に対するパーティクルやミストの付着を抑制または防止して、基板の清浄度を向上させることができる。
この構成によれば、気体吐出口と気体吸引口とが気体の吐出方向に対向しているので、気体吐出口は、気体吸引口に向けて気体を吐出する。したがって、気体吐出口から吐出された気体は、方向転換せずに気体吸引口に吸引される。そのため、方向転換に伴う気流の減速を抑制または防止できる。よって、十分な流速を有する気流によって基板の主面を覆うことができる。これにより、基板に対するパーティクルやミストの付着を抑制または防止して、基板の清浄度をさらに向上させることができる。
この構成によれば、気体吐出口からの気体の吐出方向と、気体吸引口からの気体の吸引方向とが一致しているので、気体吐出口から吐出された気体を基板上で効率的に加速させることができる。したがって、十分な流速を有する気流によって基板の主面を覆うことができる。これにより、基板に対するパーティクルやミストの付着を抑制または防止して、基板の清浄度をさらに向上させることができる。
この構成によれば、基板保持手段に保持されている基板上に向けてリングノズルから気体が吐出される。これにより、基板の主面に沿って流れる気流が形成され、基板の主面が保護される。したがって、基板の清浄度を向上させることができる。
請求項12に記載の発明は、基板を水平に保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持されている基板の中心を通る鉛直な回転軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転手段と、前記基板保持手段に保持されている基板の上面に処理液を供給する処理液供給手段と、前記基板保持手段に保持されている基板を上から見たときに当該基板を取り囲む環状の上端部と、前記基板の外周より外側の位置から前記上端部まで前記回転軸線に向かって斜め上に延びる円筒状の傾斜部と、を含み、前記基板保持手段を取り囲んでおり、前記基板保持手段に保持されている基板の周囲に飛散した処理液を受け止めるガードと、前記基板保持手段に保持されている基板の外周より外側に配置されており、前記ガードの上端部に形成された気体吐出口から前記基板上に向けて気体を吐出することにより、前記基板の上を流れる気流を形成する気流形成手段と、前記ガードの上端部に形成された前記気体吐出口が前記基板よりも上方に位置する上位置と、前記気体吐出口が前記基板よりも下方に位置する下位置と、の間で前記ガードを昇降させる昇降手段と、を含む、基板処理装置である。この構成によれば、前述と同様の効果を奏することができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る基板処理装置1の概略構成を説明するための模式的な側面図である。
基板処理装置1は、半導体ウエハなどの円板状の基板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の処理が行われる処理室2と、処理室2内で基板Wを水平に保持して当該基板Wの中心を通る鉛直な回転軸線L1まわりに回転させるスピンチャック3(基板保持手段)と、スピンチャック3に保持されている基板Wに薬液やリンス液などの処理液を供給するノズル4、5(処理液供給手段)と、スピンチャック3を取り囲む筒状のカップ6(気流形成手段)と、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とを含む。
最も外側の第4ガード19dの上端部(傾斜部21の上端部)は、基板Wと同軸であり、基板Wよりも大きな直径を有する内周面23を含む。内周面23には、複数の気体吐出口24(配列吐出口)が全周に亘って形成されている。各気体吐出口24は、円形であってもよいし、周方向に延びるスロット状(長孔)であってもよい。複数の気体吐出口24は、周方向に等間隔で配列されている。図3に示すように、各気体吐出口24は、第4ガード19dの内部に形成された流路25に接続されている。流路25は、気体バルブ26が介装された気体配管27に接続されている。気体バルブ26が開かれると、気体供給源からの気体が、気体配管27を通じて流路25に供給される。これにより、各気体吐出口24から気体が吐出される。各気体吐出口24から吐出される気体は、窒素ガスなどの不活性ガスであってもよいし、清浄空気や乾燥空気などのその他の気体であってもよい。
図4は、本発明の第2実施形態に係るスピンチャック3およびカップ206の平面図である。図4の黒矢印は、気体吐出口24からの気体の吐出方向を示しており、図4の白矢印は、気体吸引口228からの気体の吸引方向を示している。図4では、理解を容易にするために、気体吐出口24および気体吸引口228を模式的に示している。この図4において、前述の図1〜図3に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
具体的には、基板処理装置201は、第1実施形態に係るカップ6に代えて、第1実施形態に係るカップ6と同様の構成を有するカップ206(気流形成手段、吸引手段)を含む。カップ206は、第1実施形態に係るガード19dと同様の構成を有するガード219dを含む。ガード219dの内周面23には、複数の気体吐出口24と、気体を吸引する複数の気体吸引口228とが形成されている。複数の気体吐出口24は、周方向に等間隔で配列されており、複数の気体吸引口228は、複数の気体吐出口24に対向する位置で周方向に等間隔で配列されている。複数の気体吸引口228は、それぞれ、複数の気体吐出口24に対向している。複数の気体吐出口24と複数の気体吸引口228とは、同じ高さに配置されている。
図5は、本発明の第3実施形態に係るスピンチャック3およびカップ306の平面図である。図5の黒矢印は、気体吐出口24からの気体の吐出方向を示しており、図5の白矢印は、気体吸引口228からの気体の吸引方向を示している。図5では、理解を容易にするために、気体吐出口24および気体吸引口228を模式的に示している。この図5において、前述の図1〜図4に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
具体的には、基板処理装置301は、第1実施形態に係るカップ6に代えて、第1実施形態に係るカップ6と同様の構成を有するカップ306(気流形成手段、吸引手段)を含む。カップ306は、第1実施形態に係るガード19dと同様の構成を有するガード319dを含む。ガード319dの内周面23には、複数の気体吐出口24と、複数の気体吸引口228とが形成されている。複数の気体吐出口24は、複数のグループG301を構成している。第3実施形態では、たとえば2つのグループG301が構成されている。共通のグループG301を構成する複数の気体吐出口24は、周方向に等間隔で配列されている。各グループG301において、一方の端に位置する気体吐出口24から他方の端に位置する気体吐出口24までの直線距離は、基板Wの直径より小さい。各気体吐出口24は、基板Wの回転方向R1に関して下流側に向けて気体を吐出する。さらに、共通のグループG301の各気体吐出口24は、基板Wの周囲から基板W上に向けて同じ方向に気体を吐出する。各グループG301は、基板Wの回転方向R1の下流側に向かって基板W上を流れる帯状の気流を形成する。
図6は、本発明の第4実施形態に係る基板処理装置401の概略構成を説明するための模式的な側面図である。この図6において、前述の図1〜図5に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第4実施形態における第1実施形態との主要な相違点は、各気体吐出口24から吐出された気体が、基板Wの中心に対向する中心吸引口432aから吸引されることである。
図7は、本発明の第5実施形態に係るスピンチャック3およびリングノズル533の模式的な側面図である。図7では、基板Wの中心を通る鉛直面で切断されたリングノズル533の断面が示されている。この図7において、前述の図1〜図6に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
具体的には、基板処理装置501は、スピンチャック3に保持されている基板W上に向けて気体を吐出するリングノズル533(気流形成手段)をさらに含む。リングノズル533は、基板Wと同軸であり、基板Wよりも大きな直径を有する内周面523を含む。リングノズル533の内周面523には、複数の気体吐出口24が全周に亘って形成されている。各気体吐出口24は、リングノズル533の内部に形成された流路525に接続されている。流路525は、気体バルブ26が介装された気体配管27に接続されている。気体バルブ26が開かれると、気体供給源からの気体が、気体配管27を通じて流路525に供給される。
たとえば、前述の第1実施形態では、複数の気体吐出口24がカップ6に形成されている場合について説明した。しかし、図8に示すように、スピンチャック3に保持されている基板Wの外周より外側に配置されており、全周に亘って連続した環状吐出口624(気体吐出口)が、カップ6に形成されており、この環状吐出口624から基板W上に向けて気体が吐出されてもよい。この場合、環状吐出口624からの気体の吐出方向は、基板Wの中心に向かう方向であってもよいし、基板Wの回転方向R1の下流側に向かう方向であってもよい。すなわち、気体を案内する複数のガイド635(図8では、1つだけを図示している。)が流路25に配置されており、これらのガイド635によって環状吐出口624に供給される気体が所定の方向に案内されてもよい。また、図示はしないが、複数の気体吐出口24に代えて、環状吐出口624が、リングノズル533(図7参照)に形成されていてもよい。
また、前述の第1〜第5実施形態では、基板処理装置1、201、301、401、501が、円板状の基板Wを処理する装置である場合について説明した。しかし、基板処理装置1、201、301、401、501は、液晶表示装置用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 処理室
2a 処理室の内壁面
3 スピンチャック(基板保持手段)
4 薬液ノズル(処理液供給手段)
5 リンス液ノズル(処理液供給手段)
6 カップ(気流形成手段)
12 スピンモータ(基板回転手段)
24 気体吐出口(配列吐出口)
201 基板処理装置
206 カップ(気流形成手段、吸引手段)
228 気体吸引口
301 基板処理装置
306 カップ(気流形成手段、吸引手段)
401 基板処理装置
432 中心吸引配管(吸引手段)
432a 中心吸引口
501 基板処理装置
533 リングノズル(気流形成手段)
624 環状吐出口(気体吐出口)
L1 回転軸線
R1 基板の回転方向
W 基板
Claims (12)
- 基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板の中心を通る鉛直な回転軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板の上面に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板を上から見たときに当該基板を取り囲む環状の上端部と、前記基板の外周より外側の位置から前記上端部まで前記回転軸線に向かって斜め上に延びる円筒状の傾斜部と、を含み、前記基板保持手段を取り囲んでおり、前記基板保持手段に保持されている基板の周囲に飛散した処理液を受け止めるガードと、
前記基板保持手段に保持されている基板の外周より外側に配置されており、前記ガードの上端部に形成された気体吐出口から前記基板上に向けて気体を吐出することにより、前記基板の上を流れる気流を形成する気流形成手段と、
前記基板回転手段と、前記処理液供給手段と、前記気流形成手段と、を制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、
前記処理液供給手段に処理液を前記基板の上面に供給させる処理液供給工程と、
前記処理液供給工程の後に、前記基板回転手段に前記基板を回転させることにより、当該基板を乾燥させる乾燥工程と、
前記ガードの上端部に形成された前記気体吐出口が前記基板の上面よりも上方に位置している状態で、前記気体吐出口から気体を吐出させることにより、前記ガードの上端部から前記回転軸線に向かって前記基板の上を流れる気流を前記乾燥工程と並行して形成する気流形成工程とを実行する、基板処理装置。 - 前記制御装置による制御に応じて、前記ガードの上端部に形成された前記気体吐出口が前記基板よりも上方に位置する上位置と、前記気体吐出口が前記基板よりも下方に位置する下位置と、の間で前記ガードを昇降させる昇降手段をさらに含む、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記気流形成手段は、前記気体吐出口から前記基板の回転方向の下流側に向けて気体を吐出する、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持手段に保持されている基板上の気体を吸引する吸引手段をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記吸引手段は、前記基板保持手段に保持されている基板の中心に対向しており、前記基板上の気体を吸引する中心吸引口を含む、請求項4に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持手段に保持されている基板と前記ガードとを収容する処理室をさらに含み、
前記中心吸引口は、前記処理室の内壁面で開口している、請求項5に記載の基板処理装置。 - 前記吸引手段は、前記基板保持手段に保持されている基板の外周より外側に配置されており、前記気体吐出口に対向する気体吸引口を含む、請求項4〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記気体吸引口は、前記気体吐出口に対して前記気体吐出口からの気体の吐出方向に対向している、請求項7に記載の基板処理装置。
- 前記気体吸引口は、前記気体吐出口からの気体の吐出方向と同じ方向に気体を吸引する、請求項8に記載の基板処理装置。
- 前記気体吐出口は、前記基板保持手段に保持されている基板の外周より外側で前記基板の周方向に配列された複数の配列吐出口を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記気体吐出口は、前記基板保持手段に保持されている基板の外周より外側に配置されており、全周に亘って連続した環状吐出口を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板の中心を通る鉛直な回転軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板の上面に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板を上から見たときに当該基板を取り囲む環状の上端部と、前記基板の外周より外側の位置から前記上端部まで前記回転軸線に向かって斜め上に延びる円筒状の傾斜部と、を含み、前記基板保持手段を取り囲んでおり、前記基板保持手段に保持されている基板の周囲に飛散した処理液を受け止めるガードと、
前記基板保持手段に保持されている基板の外周より外側に配置されており、前記ガードの上端部に形成された気体吐出口から前記基板上に向けて気体を吐出することにより、前記基板の上を流れる気流を形成する気流形成手段と、
前記ガードの上端部に形成された前記気体吐出口が前記基板よりも上方に位置する上位置と、前記気体吐出口が前記基板よりも下方に位置する下位置と、の間で前記ガードを昇降させる昇降手段と、を含む、基板処理装置。
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