JP6789038B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
処理対象の基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、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、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
この構成によれば、他の部材が液柱に接触していない状態で液柱の上端が上面ノズルの水平部の下縁よりも上方に位置するような高い液柱が形成される。液柱が高くなると、垂下部が液柱に接触したときに、垂下部において洗浄液が直接供給される部分の面積が増加する。それに伴って、垂下部において洗浄液が間接的に供給される部分、つまり、垂下部に沿って流れる洗浄液が通過する部分の面積も増加する。これにより、垂下部のより広い範囲を洗浄することができる。
前記制御装置は、前記基板保持手段が基板を保持していないときに、前記下面ノズルに洗浄液を吐出させることにより、前記下面ノズルから上方に延びる液柱を形成する液柱形成工程と、前記液柱形成工程と並行して、前記上面ノズルの垂下部が前記液柱に接触しない第1位置と、前記上面ノズルの垂下部が前記液柱に接触しない第2位置と、の間で前記上面ノズルを水平に往復させることにより、平面視で前記上面ノズルの上吐出口が前記液柱に重なる前記第1中間位置を前記上面ノズルに通過させると共に、前記第1位置と前記第2位置との間で前記上面ノズルを水平に往復させながら、前記下面ノズルおよび第3洗浄ノズルに洗浄液を吐出させる第1垂下部洗浄工程とを実行する。
前記第3洗浄ノズルは、前記整流部材の上方に位置する上方部と、前記整流部材に設けられた差込穴を介して前記上方部から前記整流部材の下方の位置まで延びる先端部と、前記先端部に設けられており前記整流部材の下方に位置する第3洗浄液吐出口とを含み、前記第1中間位置に位置している前記上面ノズルの垂下部に向けて前記第3洗浄液吐出口から洗浄液を下方に吐出する。
この構成によれば、洗浄液が下面ノズルの主流路に供給されると、主流路内を流れる洗浄液が、下面ノズルの下吐出口および副吐出口に供給される。これにより、下吐出口および副吐出口が洗浄液を上方に吐出する。したがって、洗浄液を主流路に供給するだけで、下吐出口および副吐出口を含む全ての吐出口に洗浄液を吐出させることができる。
構成13は、前記液柱形成工程と並行して、前記上面ノズルを移動させるノズル移動手段に、第2上面ノズルの垂下部が前記液柱に接触しない前記第2位置と、前記第2上面ノズルの垂下部が前記液柱に接触しない第3位置と、の間で前記第2上面ノズルを水平に往復させることにより、平面視で前記第2上面ノズルの上吐出口が前記液柱に重なる第2中間位置を前記第2上面ノズルに通過させる第2垂下部洗浄工程をさらに含む、構成11または12に記載のノズル洗浄方法である。この方法によれば、前述の効果と同様な効果を奏することができる。
構成15は、前記ノズル洗浄方法は、平面視において前記上面ノズルが前記基板保持手段のまわりに配置される待機位置に位置する前記上面ノズルの水平部に向けて洗浄液を吐出する第2洗浄ノズルに洗浄液を吐出させる水平部洗浄工程をさらに含む、構成11〜14のいずれか一つに記載のノズル洗浄方法である。この方法によれば、前述の効果と同様な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に備えられた処理ユニット2の内部を水平に見た模式図である。図2は、処理ユニット2の内部を示す模式的な平面図である。図3は、複数の上面ノズル34を側方から見た模式図である。
基板処理装置1は、半導体ウエハなどの円板状の基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、処理液や処理ガスなどの処理流体で基板Wを処理する処理ユニット2と、処理ユニット2に基板Wを搬送する搬送ロボット(図示せず)と、基板処理装置1を制御する制御装置3とを含む。制御装置3は、プログラム等の情報を記憶するメモリー3bとメモリー3bに記憶された情報にしたがって基板処理装置1を制御するプロセッサー3aとを含むコンピュータである。
スプラッシュガード15は、スピンチャック4を取り囲む円筒状の筒状部15bと、筒状部15bの上端部から回転軸線A1に向かって斜め上方に延びる円環状の天井部15aとを含む。天井部15aは、平面視で基板Wおよびスピンベース5を取り囲む円環状の上端を含む。複数の天井部15aは、上下方向に重なっており、複数の筒状部15bは、同心円状に配置されている。複数のカップ16は、それぞれ、複数の筒状部15bの下方に配置されている。カップ16は、上向きに開いた環状の受液溝を形成している。
図4は、基板処理装置1によって実行される基板Wの処理の一例について説明するための工程図である。図5は、図4に示す各工程が実行されているときの処理ユニット2の状態を示す模式図である。制御装置3は、以下の各工程を実行するようにプログラムされている。
具体的には、複数の上面ノズル34が基板Wの上方から退避しており、第1スプラッシュガード15A〜第4スプラッシュガード15Dが下位置に位置している状態で、搬送ロボット(図示せず)が、基板Wをハンドで支持しながら、ハンドをチャンバー9内に進入させる。その後、搬送ロボットは、基板Wの表面が上に向けられた状態でハンド上の基板Wをスピンチャック4の上に置く。スピンモータ8は、基板Wがチャックピン6によって把持された後、基板Wの回転を開始させる。搬送ロボットは、基板Wがスピンチャック4の上に置かれた後、ハンドをチャンバー9の内部から退避させる。
具体的には、制御装置3は、待機上位置または待機下位置に位置する第1上面ノズル34Aに待機ポット44に向けて薬液を吐出させるプリディスペンス工程を実行した後、複数の上面ノズル34を処理位置に移動させる。さらに、ガード昇降ユニット17が、第1スプラッシュガード15Aを下位置に位置させたまま、第2スプラッシュガード15B〜第4スプラッシュガード15Dを上位置まで上昇させる。その後、第1薬液バルブ29が開かれる。これにより、第1上面ノズル34Aから回転している基板Wの上面に向けて薬液が吐出される。
具体的には、複数の上面ノズル34が処理位置に位置している状態で、ガード昇降ユニット17が、第2スプラッシュガード15B〜第4スプラッシュガード15Dを上位置に位置させたまま、第1スプラッシュガード15Aを上位置まで上昇させる。その後、第1リンス液バルブ33が開かれる。これにより、第1リンス液ノズルとしての第2上面ノズル34Bが純水の吐出を開始する。第2上面ノズル34Bが純水を吐出しているとき、ノズル移動ユニット43は、中央処理位置と外周処理位置との間で複数の上面ノズル34を移動させてもよいし、リンス液の着液位置が基板Wの上面中央部に位置するように複数の上面ノズル34を静止させてもよい。
具体的には、ガード昇降ユニット17が、第4スプラッシュガード15Dを上位置に位置させたまま、第1スプラッシュガード15A〜第3スプラッシュガード15Cを下位置まで下降させる。その後、スピンモータ8が基板Wを回転方向に加速させ、薬液供給工程およびリンス液供給工程での基板Wの回転速度よりも大きい高回転速度(たとえば数千rpm)で回転させる。これにより、液体が基板Wから除去され、基板Wが乾燥する。基板Wの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ8が回転を停止する。これにより、基板Wの回転が停止される。
具体的には、ガード昇降ユニット17が、第1スプラッシュガード15A〜第3スプラッシュガード15Cを下位置に位置させたまま、第4スプラッシュガード15Dを下位置まで下降させる。その後、搬送ロボット(図示せず)が、ハンドをチャンバー9内に進入させる。搬送ロボットは、複数のチャックピン6による基板Wの保持が解除された後、スピンチャック4上の基板Wをハンドで支持する。その後、搬送ロボットは、基板Wをハンドで支持しながら、ハンドをチャンバー9の内部から退避させる。これにより、処理済みの基板Wがチャンバー9から搬出される。
図6は、複数の上面ノズル34、第2洗浄ノズル51、第1乾燥ノズル56、および第2乾燥ノズル61を示す模式的な平面図である。図7は、複数の上面ノズル34、第2洗浄ノズル51、第1乾燥ノズル56、および第2乾燥ノズル61を水平に見た模式図である。図6は、待機上位置に位置している複数の上面ノズル34を示している。図7は、待機上位置に位置している複数の上面ノズル34を実線で示しており、待機下位置に位置している複数の上面ノズル34を二点鎖線で示している。
図6に示すように、第1乾燥ノズル56は、乾燥ガスの一例である窒素ガスを待機ポット44内で吐出する複数の第1ガス吐出口57と、複数の第1ガス吐出口57に窒素ガスを供給する第1ガス供給路58とを含む。第1ガス供給路58は、第1ガスバルブ60が介装された第1ガス配管59に接続されている。
図7に示すように、処理ユニット2は、乾燥ガスの一例である窒素ガスを複数の上面ノズル34に向けて吐出する第2乾燥ノズル61を含む。第2乾燥ノズル61は、第2ガスバルブ65が介装された第2ガス配管64に接続されている。第2乾燥ノズル61は、複数の上面ノズル34に向けて窒素ガスを吐出する複数(たとえば、2つ)の第2ガス吐出口62と、複数の第2ガス吐出口62に窒素ガスを供給する第2ガス供給路63とを含む。
以下では、図8〜図14を参照する。図8は、基板処理装置1によって実行される複数の上面ノズル34の洗浄および乾燥の一例について説明するための工程図である。制御装置3は、以下の各工程を実行するようにプログラムされている。上面ノズル34の洗浄および乾燥は、一枚の基板Wの処理が完了する度に実行されてもよいし、複数の基板Wの処理が完了する度に実行されてもよいし、所定時間ごとに実行されてもよい。
具体的には、基板Wがスピンチャック4に保持されていない状態で、ノズル移動ユニット43が、複数の上面ノズル34を処理位置に位置させ、ガード昇降ユニット17が、第1スプラッシュガード15A〜第4スプラッシュガード15Dを上位置に位置させる。さらに、スピンモータ8が、スピンベース5を回転させる。この状態で、第2リンス液バルブ26が開かれ、純水が下面ノズル21の下吐出口22から上方に吐出される。
具体的には、第1ガスバルブ60が開かれる。図14は、第1乾燥ノズル56から吐出された窒素ガスが複数の上面ノズル34の垂下部38に供給されている状態を示す模式図である。図14に示すように、第1ガスバルブ60が開かれると、待機ポット44の内面で開口する複数の第1ガス吐出口57が窒素ガスの吐出を開始する。そのため、第1ガス吐出口57から内方に流れる線状の気流が、待機ポット44内に形成される。この状態で、ノズル移動ユニット43が、待機上位置と待機下位置との間で複数の上面ノズル34を昇降させる。
具体的には、第2ガスバルブ65が開かれる。図15は、第2乾燥ノズル61から吐出された窒素ガスが複数の上面ノズル34の水平部36に供給されている状態を示す模式的な平面図である。図15に示すように、第2ガスバルブ65が開かれると、第2乾燥ノズル61が窒素ガスの吐出を開始する。そのため、第2ガス吐出口62から複数の上面ノズル34に向かって流れる線状の気流が形成される。
本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
たとえば、図16に示すように、前述の垂下部洗浄工程において、下面ノズル21から吐出された純水に加えて、複数の上面ノズル34よりも上方に配置された第3洗浄ノズル71から吐出された純水を、複数の上面ノズル34のコーナー部37および垂下部38に供給してもよい。
第3洗浄ノズル71が純水を吐出している状態で、複数の上面ノズル34を第1位置と第2位置との間で移動させると、第1上面ノズル34Aの垂下部38は、第3洗浄ノズル71から下方に延びる液柱を水平に通過する。同様に、第3洗浄ノズル71が純水を吐出している状態で、複数の上面ノズル34を第2位置と第3位置との間で移動させると、第2上面ノズル34Bおよび第3上面ノズル34Cの垂下部38は、第3洗浄ノズル71から下方に延びる液柱を水平に通過する。
図17に示すように、上面ノズル34の垂下部38の中心線は、水平面に対して斜めに傾いた傾斜部75を有していてもよい。図17は、上面ノズル34を配列方向Y1に見ると、上面ノズル34の垂下部38が、上面ノズル34の伸長方向X1、つまり、水平部36の根本から水平部36の先端に向かう方向に凸の円弧状である例を示している。
副吐出口76は、下面ノズル21の上面で開口している。図18は、副吐出口76の開口面積が、下吐出口22の開口面積よりも小さく、副吐出口76が、第1中間位置に位置している第1上面ノズル34Aの水平部36の下部に向けて斜め上方に純水を吐出する例を示している。副吐出口76の開口面積は、下吐出口22の開口面積と等しくてもよいし、下吐出口22の開口面積よりも大きくてもよい。副吐出口76は、鉛直上方に純水を吐出してもよい。
下面ノズル21のノズル部23は、スピンベース5の上面と基板保持位置との間の高さに配置されている。ノズル部23は、平面視で基板Wの径方向に延びる帯状である。ノズル部23は、下面ノズル21のベース部24からベース部24の片側だけに突出している。下吐出口22と複数の副吐出口79は、基板Wの下面に平行なノズル部23の上面で開口している。下吐出口22は、回転軸線A1上に配置されており、複数の副吐出口79は、回転軸線A1からの水平方向の距離がそれぞれ異なる複数の位置に配置されている。下吐出口22と複数の副吐出口79は、基板Wの径方向に延びる直線上に配置されている。
下面ノズル21から上方に吐出された純水が上面ノズル34の垂下部38に供給されるのであれば、垂下部洗浄工程で形成される液柱の上端は、側面視における水平部36の下縁よりも下方に位置していてもよい。
上面ノズル34の数は、3本に限らず、1本または2本であってもよいし、4本以上であってもよい。
複数の上面ノズル34を第1位置と第2位置との間で水平に往復させることにより、2本以上の上面ノズル34の垂下部38を洗浄してもよい。たとえば、第3位置が第2位置であってもよい。この場合、複数の上面ノズル34を第1位置と第2位置との間で水平に往復させることにより、全ての上面ノズル34の垂下部38を洗浄できるので、複数の上面ノズル34を第2位置と第3位置との間で水平に往復させなくてもよい。
水平部洗浄工程を行った後に、垂下部洗浄工程を行ってもよい。同様に、水平部乾燥工程を行った後に、垂下部乾燥工程を行ってもよい。
水平部洗浄工程において、第2洗浄ノズル51に純水を吐出させながら、複数の上面ノズル34を水平に移動させてもよい。たとえば、複数の上面ノズル34を水平に往復させてもよい。この場合、複数の上面ノズル34は、第2洗浄ノズル51から斜め下方に流れるシート状の液流を水平に順次通過する。これにより、第2洗浄ノズル51から吐出された純水が、全ての複数の上面ノズル34に供給される。
基板処理装置1は、円板状の基板Wを処理する装置に限らず、多角形の基板Wを処理する装置であってもよい。
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。
3 :制御装置
4 :スピンチャック(基板保持手段)
12 :FFU(ファンユニット)
13 :整流板(整流部材)
13a :貫通孔
13b :差込穴
21 :下面ノズル
22 :下吐出口
23 :ノズル部
24 :ベース部
28 :第1薬液配管(第1洗浄液供給手段)
29 :第1薬液バルブ(第1洗浄液供給手段)
30 :第2薬液配管(第2処理液配管)
31 :第2薬液バルブ
32 :第1リンス液配管
33 :第1リンス液バルブ
34A :第1上面ノズル
34B :第2上面ノズル
34C :第3上面ノズル
35 :上吐出口
36 :水平部
37 :コーナー部
38 :垂下部
39 :樹脂チューブ
40 :芯金
41 :樹脂コーティング
43 :ノズル移動ユニット(ノズル移動手段)
43a :水平駆動ユニット
43b :鉛直駆動ユニット
51 :第2洗浄ノズル
52 :第2洗浄液吐出口
56 :第1乾燥ノズル
57 :第1ガス吐出口
61 :第2乾燥ノズル
62 :第2ガス吐出口
71 :第3洗浄ノズル
71a :上方部
71b :先端部
72 :第3洗浄液吐出口
75 :垂下部の中心線の傾斜部
76 :副吐出口
77 :主流路
78 :分岐流路
79 :副吐出口
80 :分岐流路
A1 :回転軸線
W :基板
Claims (3)
- 基板保持位置に配置された基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、
前記基板保持位置に向けて液体を上方に吐出する、第1洗浄ノズルとしての下面ノズルと、
洗浄液を前記下面ノズルに供給することにより、前記下面ノズルに洗浄液を吐出させる第1洗浄液供給手段と、
水平に延びる水平部と、前記水平部の先端から下方に曲がったコーナー部と、前記コーナー部から下方に延びる垂下部と、前記垂下部の下面で開口する上吐出口とを含み、前記基板保持位置に向けて前記上吐出口から下方に液体を吐出する上面ノズルと、
少なくとも水平方向に前記上面ノズルを移動させるノズル移動手段と、
前記第1洗浄液供給手段およびノズル移動手段を制御する制御装置と、
第1中間位置に位置している前記上面ノズルの垂下部に向けて洗浄液を下方に吐出する第3洗浄ノズルと、
前記基板保持手段および上面ノズルよりも上方に配置されており、気体を下方に送るファンユニットと、
前記基板保持手段および上面ノズルよりも上方でかつ前記ファンユニットよりも下方の位置に配置されており、前記ファンユニットによって送られた気体を下方に案内する複数の貫通孔が設けられた整流部材とを備え、
前記制御装置は、
前記基板保持手段が基板を保持していないときに、前記下面ノズルに洗浄液を吐出させることにより、前記下面ノズルから上方に延びる液柱を形成する液柱形成工程と、
前記液柱形成工程と並行して、前記上面ノズルの垂下部が前記液柱に接触しない第1位置と、前記上面ノズルの垂下部が前記液柱に接触しない第2位置と、の間で前記上面ノズルを水平に往復させることにより、平面視で前記上面ノズルの上吐出口が前記液柱に重なる前記第1中間位置を前記上面ノズルに通過させると共に、前記第1位置と前記第2位置との間で前記上面ノズルを水平に往復させながら、前記下面ノズルおよび第3洗浄ノズルに洗浄液を吐出させる第1垂下部洗浄工程とを実行し、
前記第3洗浄ノズルは、前記整流部材の上方に位置する上方部と、前記整流部材に設けられた差込穴を介して前記上方部から前記整流部材の下方の位置まで延びる先端部と、前記先端部に設けられており前記整流部材の下方に位置する第3洗浄液吐出口とを含み、前記第1中間位置に位置している前記上面ノズルの垂下部に向けて前記第3洗浄液吐出口から洗浄液を下方に吐出する、基板処理装置。 - 前記下面ノズルは、前記第1中間位置に位置している前記上面ノズルの上吐出口に向けて上方に液体を吐出する下吐出口と、前記第1中間位置に位置している前記上面ノズルの水平部に向けて上方に液体を吐出する少なくとも一つの副吐出口とを含み、
前記第1垂下部洗浄工程は、前記上面ノズルを前記第1位置と前記第2位置との間で水平に往復させながら、前記下吐出口と前記少なくとも一つの副吐出口とに洗浄液を吐出させる工程である、請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記下面ノズルは、前記下吐出口と前記少なくとも一つの副吐出口とを含む複数の吐出口のそれぞれに洗浄液を供給する主流路をさらに含む、請求項2に記載の基板処理装置。
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