JP6571942B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
(3)第3の発明に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、処理部に処理液を供給する処理液供給系と、冷却部とを備え、処理液供給系は、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、液体を処理液生成部に導く液体流路と、処理液生成部により生成された処理液を処理部に導く処理液流路とを含み、冷却部は、処理液供給系における液体および処理液のうち少なくとも一方を冷却するとともに処理部において処理液流路から基板に供給される処理液を冷却するものである。
(5)基板処理装置は、処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第2の温度検出部と、第1および第2の温度検出部により検出された温度に基づいて、雰囲気の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるように冷却部を制御する制御部とをさらに備えてもよい。
(7)基板処理装置は、処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第4の温度検出部をさらに備え、制御部は、第3および第4の温度検出部により検出された温度に基づいて、保持部により保持される基板の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるように冷却部を制御してもよい。
(1)基板処理装置の構成
図1は第1の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。図1に示すように、本実施の形態に係る基板処理装置100は、薬液ユニット1、リンス液ユニット2、洗浄処理部3および制御部4を含む。
一般に、アルカリ性の薬液を用いて基板Wの薬液処理が行われた後に純水を用いた基板Wのリンス処理が行われる場合には、基板W上でアルカリ性の薬液が純水により薄められる。それにより、弱アルカリ性領域(およそph9〜ph10)の混合液が生成される。この場合、基板W上のアルミニウムなどの金属膜が損傷をうけるペーハーショックが起こる。加えて、純水により基板Wのリンス処理を行う場合には、基板Wが帯電することにより基板W上の金属膜が損傷を受ける場合がある。
機能水生成部400において生成される炭酸水は、図2の配管p2およびリンス処理用供給管pp2を通して図1のリンス処理用ノズル70から基板Wに吐出される。このとき、洗浄処理部3内でリンス処理用ノズル70を流れる炭酸水は大気圧雰囲気に解放される。そのため、基板Wに吐出される炭酸水の圧力は、ほぼ大気圧となり、配管p2、リンス処理用供給管pp2およびリンス処理用ノズル70を流れる炭酸水の圧力に比べて低くなる。
図4は、第1の実施の形態に係るリンス液ユニット2の他の構成例を示すブロック図である。図4のリンス液ユニット2においては、冷却ユニット320および温度センサTS1が配管p1ではなく配管p2に介挿される。すなわち、冷却ユニット320が配管p2における機能水生成部400の下流に設けられる。また、冷却ユニット320の下流に温度センサTS1が設けられる。それにより、本例の冷却ユニット320は、機能水生成部400により生成された炭酸水を冷却する。また、冷却ユニット320により冷却された炭酸水の温度が温度センサTS1により検出される。
第2の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第1の実施の形態に係る基板処理装置100と同じ構成および動作を有する。図5は、第2の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。図5に示すように、第2の実施の形態に係る洗浄処理部3には、第1の実施の形態に係る洗浄処理部3(図1)の構成に加えて冷却気体供給部510および温度センサTS2が設けられる。
第3の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第2の実施の形態に係る基板処理装置と同じ構成および動作を有する。図6は、第3の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。図6に示すように、第3の実施の形態に係る洗浄処理部3においては、図5の真空吸着方式のスピンチャック21に代えて機械式のスピンチャック21が用いられる。具体的には、本例のスピンチャック21は、円板状のスピンベース21aおよび複数のチャックピン21bを有する。複数のチャックピン21bは、スピンベース21a上に設けられ、基板Wの外周部を保持する。
第4の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第2の実施の形態に係る基板処理装置と同じ構成および動作を有する。図7は、第4の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。図7に示すように、第4の実施の形態に係る洗浄処理部3には、図5の冷却気体供給部510に代えて気体供給部610、排気部620および圧力センサPS2が設けられる。上記のように、チャンバCHは、基板Wの搬入および搬出用の開口部(図示せず)がシャッタ(図示せず)で閉じられることにより、内部空間が密閉されるように形成されている。
第5の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第2の実施の形態に係る基板処理装置と同じ構成および動作を有する。図8は、第5の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。
(1)第1の実施の形態に関して
図2および図4のリンス液ユニット2においては、冷却ユニット320は機能水生成部400の上流または下流に設けられているが、本発明はこれに限られない。冷却ユニット320は、機能水生成部400に設けられてもよい。この場合、機能水生成部400において機能水が生成されるとともに生成された機能水が冷却される。
第2の実施の形態に係る基板処理装置は枚葉式の基板処理装置であるが、本発明はこれに限定されない。基板処理装置はバッチ式の基板処理装置であってもよい。
第3の実施の形態に係る基板処理装置においては、スピンチャック21により回転する基板Wの裏面に冷却流体を供給することにより基板Wが冷却されるが、本発明はこれに限定されない。回転しない基板Wにリンス液を供給することによりリンス処理が可能である場合には、スピンチャック21に代えてクーリングプレート上でリンス処理を行ってもよい。
第4の実施の形態に係る基板処理装置は枚葉式の基板処理装置であるが、本発明はこれに限定されない。基板処理装置はバッチ式の基板処理装置であってもよい。
第1〜第5の実施の形態においては、図3のリンス液ユニット2に脱気モジュール310が設けられるが、本発明はこれに限定されない。図3の純水供給源8から予め脱気された純水がリンス液ユニット2に供給される場合には、脱気モジュール310は設けられなくてもよい。それにより、リンス液ユニット2の小型化が実現される。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
[8]参考形態
(1)第1の参考形態に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、処理部に処理液を供給する処理液供給系と、冷却部とを備え、処理液供給系は、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、液体を処理液生成部に導く液体流路と、処理液生成部により生成された処理液を処理部に導く処理液流路とを含み、冷却部は、処理液供給系における液体および処理液のうち少なくとも一方を冷却するものである。
その基板処理装置においては、液体が液体流路を通して処理液生成部に導かれる。処理液生成部により液体に気体が溶解され、処理液が生成される。生成された処理液は、処理液流路を通して処理部に供給される。
処理部においては、基板に処理液を用いた処理が行われる。このとき、処理液供給系により供給される処理液は、処理部において大気圧雰囲気に解放される。そのため、処理部において基板に供給される処理液の圧力は、処理液流路を流れる処理液の圧力に比べて低くなる。ヘンリーの法則によれば、一定の温度で一定量の液体に溶解する気体の量はその気体の圧力に比例する。そのため、処理部においては液体に対する気体の溶解度が低下する。溶解度が低下することにより気体の濃度が溶解度を超えると、液体に溶解された気体の一部が気泡として処理液中に発生する。
上記の構成によれば、処理液供給系における液体または処理液のうち少なくとも一方が冷却部により冷却されるので、処理部において基板に供給される処理液の温度を低くすることができる。液体に対する気体の溶解度は、液体の温度が低くなるほど高くなる。したがって、処理部において基板に供給される処理液の圧力が処理液供給系における液体および処理液の圧力に比べて低くなる場合でも、処理部における処理液中の気体の溶解度の低下が抑制される。それにより、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制されるので、気泡に起因して処理液中のパーティクルが基板に付着することが抑制される。その結果、処理液を用いて処理された基板の清浄度が向上される。
(2)冷却部は、処理部における処理液の温度が常温よりも低くなるように、処理液供給系における液体および処理液のうち少なくとも一方を冷却してもよい。
この場合、処理部における処理液中の気体の溶解度が高くなるので、処理部において基板に供給される処理液中の気体の濃度が溶解度を超えることが抑制される。したがって、基板に供給される処理液からの気泡の発生を抑制することができる。
(3)処理液生成部は、気体を加圧しつつ液体に供給することにより処理液を生成し、冷却部は、液体流路を流れる液体を冷却し、基板処理装置は、冷却部により冷却された液体の温度を検出する温度検出部と、処理液生成部により生成される処理液中の気体の濃度が温度検出部により検出された温度かつ大気圧での処理液の溶解度よりも低くなるように、処理液生成部において液体に供給される気体の圧力を制御する制御部とをさらに備えてもよい。
この場合、液体流路を流れる液体の温度が変化した場合でも、処理液生成部により生成される処理液中の気体の濃度が温度検出部により検出された温度かつ大気圧での処理液の溶解度よりも低くなるように、フィードバック制御が行われる。それにより、処理液供給系および処理部において、液体流路を流れる液体の温度変化による処理液からの気泡の発生を抑制することができる。
(4)第2の参考形態に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、処理液生成部により生成された処理液を処理部に導く処理液流路と、処理部において処理液流路から基板に供給される処理液を冷却する冷却部とを備えるものである。
その基板処理装置においては、処理液生成部により液体に気体が溶解され、処理液が生成される。生成された処理液は、処理液流路を通して処理部に供給される。処理部においては、基板に処理液を用いた処理が行われる。このとき、処理液流路を流れる処理液は、処理部において大気圧雰囲気に解放される。そのため、処理部において基板に供給される処理液の圧力は、処理液流路を流れる処理液の圧力に比べて低くなる。そのため、処理部においては液体に対する気体の溶解度が低下する。溶解度が低下することにより気体の濃度が溶解度を超えると、液体に溶解された気体の一部が気泡として処理液中に発生する。
上記の構成によれば、処理部において処理液流路から基板に供給される処理液が冷却部により冷却されるので、処理部において基板に供給される処理液の温度を低くすることができる。液体に対する気体の溶解度は、液体の温度が低くなるほど高くなる。したがって、処理部において基板に供給される処理液の圧力が処理液流路を流れる処理液の圧力に比べて低くなる場合でも、処理部における処理液中の気体の溶解度の低下が抑制される。それにより、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制されるので、気泡に起因して処理液中のパーティクルが基板に付着することが抑制される。その結果、処理液を用いて処理された基板の清浄度が向上される。
(5)処理部は、基板を保持する保持部を含み、処理液流路は、処理部において保持部により保持される基板に処理液を吐出するノズルを含み、冷却部は、保持部により保持される基板を取り囲む雰囲気の温度が常温よりも低くなるように雰囲気を冷却してもよい。
この場合、基板を取り囲む雰囲気が常温よりも低い温度まで冷却されることにより、ノズルから基板に吐出される処理液が冷却される。それにより、処理液が大気圧雰囲気に解放されるときに処理液中の気体の溶解度が低下することが抑制される。その結果、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
(6)基板処理装置は、処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第1の温度検出部と、雰囲気の温度を検出する第2の温度検出部と、第1および第2の温度検出部により検出された温度に基づいて、雰囲気の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるように冷却部を制御する制御部とをさらに備えてもよい。
この場合、基板を取り囲む雰囲気の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるようにフィードバック制御することができる。それにより、処理液が大気圧雰囲気に解放されるときに処理液中の気体の溶解度が低下することがさらに抑制される。その結果、基板に供給される処理液からの気泡の発生がさらに抑制される。
(7)処理部は、基板を保持する保持部を含み、処理液流路は、処理部において保持部により保持される基板に処理液を吐出するノズルを含み、冷却部は、保持部により保持される基板を冷却してもよい。
この場合、保持部により保持される基板が冷却されることにより、ノズルから基板に吐出される処理液が冷却される。それにより、処理液が大気圧雰囲気に解放されるときに処理液中の気体の溶解度が低下することが抑制される。その結果、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
(8)基板処理装置は、処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第3の温度検出部と、保持部により保持される基板の温度を検出する第4の温度検出部と、第3および第4の温度検出部により検出された温度に基づいて、保持部により保持される基板の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるように冷却部を制御する制御部とをさらに備えてもよい。
この場合、保持部により保持される基板の温度が処理液流路を流れる処理液の温度以下となるようにフィードバック制御することができる。それにより、処理液が大気圧雰囲気に解放されるときに処理液中の気体の溶解度が低下することがさらに抑制される。その結果、基板に供給される処理液からの気泡の発生がさらに抑制される。
(9)第3の参考形態に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行うための処理室と、予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより処理液を生成する処理液生成部と、処理液生成部により生成された処理液を処理室に導く処理液流路と、処理室内で基板に供給される処理液の圧力を大気圧よりも高く保持する圧力保持部とを備えるものである。
その基板処理装置においては、処理液生成部により液体に気体が溶解され、処理液が生成される。生成された処理液は、処理液流路を通して処理室に供給される。処理室においては、基板に処理液を用いた処理が行われる。
液体に対する気体の溶解度は、圧力が低くなるほど低くなる。処理液の圧力が低下することにより処理液中の気体の濃度が溶解度を超えると、液体に溶解された気体の一部が気泡として処理液中に発生する。
上記の構成によれば、処理室内で基板に供給される処理液の圧力が、圧力保持部により大気圧よりも高く保持される。そのため、処理室内で基板に供給される処理液中の気体の溶解度は、大気圧での処理液中の気体の溶解度よりも高くなる。それにより、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制されるので、気泡に起因して処理液中のパーティクルが基板に付着することが抑制される。その結果、処理液を用いて処理された基板の清浄度が向上される。
(10)圧力保持部は、処理室内の圧力を調整可能に構成されてもよい。
この場合、処理室内の圧力が圧力保持部により大気圧よりも高く調整される。それにより、基板に供給される処理液の溶解度の低下が抑制される。したがって、簡単な操作で基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
(11)基板処理装置は、処理室内で基板を水平に保持する保持部をさらに備え、処理液流路は、保持部により保持される基板の上面に処理液を吐出するノズルを含み、圧力保持部は、保持部により保持される基板の上面に対向するように構成された遮断板を含み、遮断板は、ノズルから基板の上面に処理液が吐出される際に、基板の上面と当該遮断板との間の空間が処理液で満たされるように配置されてもよい。
この場合、基板の上面に吐出される処理液は、大気圧雰囲気に解放されることなく基板の上面と当該遮断板との間の空間を流れる。このとき、基板の上面上を流れる処理液の圧力が大気圧よりも高く保持される。それにより、基板に供給される処理液中の気体の溶解度が低下することが抑制される。したがって、複雑な制御を要することなく、基板に供給される処理液からの気泡の発生が抑制される。
2 リンス液ユニット
3 洗浄処理部
4 制御部
8 純水供給源
9 気体供給源
21 スピンチャック
21a スピンベース
21b チャックピン
23 処理カップ
24 ガード
25 回転軸
26 冷却流体供給管
27 下面ノズル
28 冷却流体供給部
34 排液管
35 回収管
36 チャック回転駆動機構
37 遮断板昇降駆動機構
38 遮断板回転駆動機構
50 薬液処理用ノズル
70 リンス処理用ノズル
81 アーム
82 支持軸
83 遮断板
84 気体供給路
100 基板処理装置
310 脱気モジュール
320 冷却ユニット
330 気液混合モジュール
340 ミキシングバルブ
400 機能水生成部
510 冷却気体供給部
610 気体供給部
620 排気部
CH チャンバ
p1,p2,p3,p4,p5,p6,pp3,pp4,pp5,pp6 配管
PA 第1ポート
PB 第2ポート
PC 第3ポート
PD 第4ポート
PE 液体導入口
PF 機能水導出口
PG 第5ポート
pp1 薬液処理用供給管
pp2 リンス処理用供給管
pb バイパス管
PS1,PS3 圧力センサ
TS1,TS2,TS3 温度センサ
v1,v2,v3 バルブ
W 基板
Claims (9)
- 基板処理装置であって、
基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
前記処理部に前記処理液を供給する処理液供給系と、
冷却部とを備え、
前記処理液供給系は、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記液体を前記処理液生成部に導く液体流路と、
前記処理液生成部により生成された前記処理液を前記処理部に導く処理液流路とを含み、
前記冷却部は、前記処理液供給系における前記液体および前記処理液のうち少なくとも一方を冷却し、
前記処理液生成部は、前記気体を加圧しつつ前記液体に供給することにより前記処理液を生成し、
前記基板処理装置は、
前記冷却部により冷却された前記液体および前記処理液のうち少なくとも一方の温度を検出する温度検出部と、
前記処理液生成部により生成される前記処理液中の気体の濃度が前記温度検出部により検出された温度かつ大気圧での前記処理液の溶解度よりも低くなるように、前記処理液生成部において前記液体に供給される前記気体の圧力を制御する制御部とをさらに備える、基板処理装置。 - 基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記処理液生成部により生成された前記処理液を前記処理部に導く処理液流路と、
前記処理部において前記処理液流路から基板に供給される前記処理液を冷却する冷却部とを備え、
前記処理液流路は、前記処理部において処理される基板に前記処理液を吐出するノズルを含み、
前記冷却部は、前記処理部において前記ノズルから吐出されて基板に到達するまでの処理液を少なくとも冷却するように、または前記処理部において基板に接触した処理液を冷却するように構成された、基板処理装置。 - 基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
前記処理部に前記処理液を供給する処理液供給系と、
冷却部とを備え、
前記処理液供給系は、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記液体を前記処理液生成部に導く液体流路と、
前記処理液生成部により生成された前記処理液を前記処理部に導く処理液流路とを含み、
前記冷却部は、前記処理液供給系における前記液体および前記処理液のうち少なくとも一方を冷却するとともに前記処理部において前記処理液流路から基板に供給される前記処理液を冷却する、基板処理装置。 - 基板処理装置であって、
基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記処理液生成部により生成された前記処理液を前記処理部に導く処理液流路と、
前記処理部において前記処理液流路から基板に供給される前記処理液を冷却する冷却部とを備え、
前記処理部は、基板を保持する保持部を含み、
前記処理液流路は、前記処理部において前記保持部により保持される基板に前記処理液を吐出するノズルを含み、
前記冷却部は、前記保持部により保持される基板を取り囲む雰囲気を冷却し、
前記基板処理装置は、
前記雰囲気の温度を検出する第1の温度検出部と、
前記第1の温度検出部により検出された温度に基づいて、前記雰囲気の温度が常温よりも低くなるように前記冷却部を制御する制御部とをさらに備える、基板処理装置。 - 前記処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第2の温度検出部と、
前記第1および第2の温度検出部により検出された温度に基づいて、前記雰囲気の温度が前記処理液流路を流れる前記処理液の温度以下となるように前記冷却部を制御する制御部とをさらに備える、請求項4記載の基板処理装置。 - 基板処理装置であって、
基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記処理液生成部により生成された前記処理液を前記処理部に導く処理液流路と、
前記処理部において前記処理液流路から基板に供給される前記処理液を冷却する冷却部とを備え、
前記処理部は、基板を保持する保持部を含み、
前記処理液流路は、前記処理部において前記保持部により保持される基板に前記処理液を吐出するノズルを含み、
前記冷却部は、前記保持部により保持される基板を冷却し、
前記基板処理装置は、
前記保持部により保持される基板の温度を検出する第3の温度検出部と、
前記第3の温度検出部により検出された温度に基づいて、前記保持部により保持される基板の温度が常温よりも低くなるように前記冷却部を制御する制御部とをさらに備える、基板処理装置。 - 前記処理液流路を流れる処理液の温度を検出する第4の温度検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記第3および第4の温度検出部により検出された温度に基づいて、前記保持部により保持される基板の温度が前記処理液流路を流れる前記処理液の温度以下となるように前記冷却部を制御する、請求項6記載の基板処理装置。 - 基板に処理液を用いた処理を行うための処理室と、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記処理液生成部により生成された処理液を前記処理室に導く処理液流路と、
前記処理室内の圧力を調整可能に構成されかつ前記処理室内で基板に供給される処理液の圧力を大気圧よりも高く保持する圧力保持部と、
前記処理液流路を流れる処理液の圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部により検出された圧力に基づいて前記圧力保持部を制御する制御部とを備える、基板処理装置。 - 基板に処理液を用いた処理を行うための処理室と、
予め定められた液体に予め定められた気体を溶解させることにより前記処理液を生成する処理液生成部と、
前記処理液生成部により生成された処理液を前記処理室に導く処理液流路と、
前記処理室内で基板に供給される処理液の圧力を大気圧よりも高く保持する圧力保持部と、
前記処理室内で基板を水平に保持する保持部と、
前記保持部を鉛直軸の周りで回転させる第1の回転駆動部とを備え、
前記処理液流路は、前記保持部により保持される基板の上面に前記処理液を吐出するノズルを含み、
前記圧力保持部は、
前記保持部により保持される基板の上面に対向するように構成された遮断板と、
前記遮断板を前記鉛直軸の周りで回転させる第2の回転駆動部とを含み、
前記遮断板は、前記ノズルから基板の上面に前記処理液が吐出される際に、基板の上面と当該遮断板との間の空間が前記処理液で満たされるように配置され、
前記第1および第2の回転駆動部は、前記ノズルから基板の上面に前記処理液が吐出される際に、前記保持部および前記遮断板をそれぞれ回転させる、基板処理装置。
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