JPH11254296A - Substrate treating device - Google Patents

Substrate treating device

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Publication number
JPH11254296A
JPH11254296A JP8285298A JP8285298A JPH11254296A JP H11254296 A JPH11254296 A JP H11254296A JP 8285298 A JP8285298 A JP 8285298A JP 8285298 A JP8285298 A JP 8285298A JP H11254296 A JPH11254296 A JP H11254296A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
traveling wave
elastic
elastic traveling
processing apparatus
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP8285298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takamasa Sakai
高正 坂井
Sadao Hirae
貞雄 平得
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority to JP8285298A priority Critical patent/JPH11254296A/en
Publication of JPH11254296A publication Critical patent/JPH11254296A/en
Abandoned legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate treating device for dealing with the increased size of a substrate by supplying treating solution to the surface of the substrate, generating an elastic progressive wave on the surface of the substrate, and using this as a driving source to move the treating solution on the substrate. SOLUTION: Treating solution such as resist, developing solution or the like is supplied onto a substrate and, when an elastic advancing wave is generated in the vicinity of the surface of the substrate, the treating solution is moved in the direction opposite the progressive direction of the elastic progressive wave, and thus the treating solution is spread on the surface of the substrate without rotating the substrate at a high speed. According to a driving principle, an object OB is placed on a vibration surface VS, and the elastic progressive wave excited by ultrasonic vibration is progressive in the right direction. At this time, each point on the vibration surface VS draws an elliptic track counterclockwise. The object OB is driven by the movement of this track to progress in the left direction. The surface of the substrate is used as a vibration surfaced VS, and the treating solution as the object OB on the substrate is driven by the elastic progressive wave on the substrate surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウェハ、
フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス
基板、光ディスク用の基板等の基板の処理を行なうため
の基板処理装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor wafer,
The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate such as a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display device, and a substrate for an optical disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板処理装置の一種類として、基板を回
転させつつ基板表面の処理を行う回転式基板処理装置が
ある。回転式基板処理装置では、基板を高速に回転させ
た状態で薬液などを基板表面に供給することによって、
各種の処理(薬液塗布、洗浄、研磨等)が行われる。
2. Description of the Related Art As one type of substrate processing apparatus, there is a rotary substrate processing apparatus for processing a substrate surface while rotating the substrate. In a rotary substrate processing apparatus, by supplying a chemical solution or the like to the substrate surface while the substrate is rotated at a high speed,
Various processes (chemical solution application, cleaning, polishing, etc.) are performed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
半導体デバイスの高集積化に伴って半導体ウェハの大口
径化が進行しており、また、液晶パネル基板も大サイズ
化する傾向にある。しかし、従来の回転式基板処理装置
では、基板の大サイズ化に従って基板の保持が困難にな
るなどの種々の問題が発生すると予想される。そこで、
基板の大サイズ化に対処するために、従来の回転式基板
処理装置とは異なる方式で基板の処理を行うことのでき
る技術が要求されていた。
However, in recent years,
2. Description of the Related Art Along with high integration of semiconductor devices, the diameter of a semiconductor wafer is increasing, and the size of a liquid crystal panel substrate is also increasing. However, in the conventional rotary substrate processing apparatus, various problems are expected to occur such as difficulty in holding the substrate as the size of the substrate increases. Therefore,
In order to cope with an increase in the size of the substrate, a technique capable of processing the substrate by a method different from that of a conventional rotary substrate processing apparatus has been required.

【0004】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、従来の回転式基
板処理装置とは異なる方式で基板の処理を行うことので
きる技術を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and has an object to provide a technique capable of processing a substrate by a method different from a conventional rotary substrate processing apparatus. Aim.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明によ
る第1の基板処理装置は、処理液を用いて基板の処理を
行う基板処理装置であって、基板の表面上に処理液を供
給する処理液供給部と、前記基板の表面に弾性進行波を
発生させることによって、前記基板の表面上に供給され
た処理液を前記基板上で移動させる弾性進行波発生部
と、を備えることを特徴とする。
In order to solve at least a part of the above problems, a first substrate processing apparatus according to the present invention comprises a substrate processing apparatus for processing a substrate using a processing liquid. And a processing liquid supply unit for supplying a processing liquid on the surface of the substrate, and by generating an elastic traveling wave on the surface of the substrate, the processing liquid supplied on the surface of the substrate is formed on the substrate. And an elastic traveling wave generator for moving.

【0006】第1の基板処理装置では、基板の表面に発
生する弾性進行波によって基板上の処理液を移動させる
ので、従来の回転式基板処理装置とは異なる方式で基板
上の処理液を移動させることができる。
In the first substrate processing apparatus, the processing liquid on the substrate is moved by an elastic traveling wave generated on the surface of the substrate. Therefore, the processing liquid on the substrate is moved by a method different from that of the conventional rotary substrate processing apparatus. Can be done.

【0007】前記弾性進行波発生部は、超音波振動を発
生することによって前記基板の表面に前記弾性進行波を
発生させる超音波振動子を有するようにしてもよい。
[0007] The elastic traveling wave generating section may include an ultrasonic vibrator that generates the elastic traveling wave on the surface of the substrate by generating ultrasonic vibration.

【0008】こうすれば、超音波振動の弾性進行波によ
って、処理液を移動させることが可能である。
In this case, the processing liquid can be moved by the elastic traveling wave of the ultrasonic vibration.

【0009】また、前記弾性進行波発生部は、前記基板
を前記超音波振動子の側に押しつける状態で保持するた
めの保持部を有するようにしてもよい。
[0009] The elastic traveling wave generating section may have a holding section for holding the substrate in a state of being pressed against the ultrasonic vibrator.

【0010】こうすれば、基板の表面に弾性進行波をよ
り発生させやすいという利点がある。
This has the advantage that an elastic traveling wave is more easily generated on the surface of the substrate.

【0011】本発明による第2の基板処理装置は、前記
基板の表面に弾性進行波を発生させる弾性進行波発生部
と、前記基板を研磨するための研磨布が貼付された研磨
板と、を備え、前記研磨板の研磨布が前記基板を前記弾
性進行波発生部の側に押しつけられた状態において、前
記弾性進行波発生部が前記基板の表面に弾性進行波を発
生させることによって、前記研磨布による基板の研磨を
実行することを特徴とする。
A second substrate processing apparatus according to the present invention comprises: an elastic traveling wave generating section for generating an elastic traveling wave on the surface of the substrate; and a polishing plate to which a polishing cloth for polishing the substrate is attached. In the state where the polishing cloth of the polishing plate is pressing the substrate against the elastic traveling wave generating section, the elastic traveling wave generating section generates an elastic traveling wave on the surface of the substrate, thereby performing the polishing. The polishing of the substrate with a cloth is performed.

【0012】第2の基板処理装置では、基板の表面に発
生する弾性進行波によって基板の表面を研磨するので、
従来の回転式基板処理装置とは異なる方式で基板の表面
を研磨することができる。
In the second substrate processing apparatus, the surface of the substrate is polished by an elastic traveling wave generated on the surface of the substrate.
The surface of the substrate can be polished by a method different from a conventional rotary substrate processing apparatus.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】A.弾性進行波発生部の基本的構
成:以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明
する。図1は、本発明による基板処理装置における駆動
原理を示す説明図である。物体OBは、振動面VS上に
載置されており、振動面VSには超音波振動によって励
起された弾性進行波が右方向に進行している。このと
き、振動面VS上の各点は、図1中に示すような反時計
回りの楕円軌道を描くことが知られている。物体OB
は、この楕円軌道の動きによって駆動されて左方向に進
行する。このような弾性進行波による物体OBの駆動原
理は、超音波モータで利用されている。本発明では、基
板の表面を振動面VSとして用い、基板上の物体OBで
ある処理液を基板表面の弾性進行波によって駆動しよう
とする点に1つの特徴がある。なお、処理液としては、
レジストや現像液などが使用される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Basic Configuration of Elastic Traveling Wave Generation Unit: Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a driving principle in a substrate processing apparatus according to the present invention. The object OB is placed on the vibration surface VS, and the elastic traveling wave excited by the ultrasonic vibration is traveling rightward on the vibration surface VS. At this time, it is known that each point on the vibration surface VS draws a counterclockwise elliptical orbit as shown in FIG. Object OB
Is driven by the movement of the elliptical orbit and advances leftward. The principle of driving the object OB by such an elastic traveling wave is used in an ultrasonic motor. The present invention has one feature in that the surface of the substrate is used as the vibration surface VS, and the processing liquid as the object OB on the substrate is driven by the elastic traveling wave on the substrate surface. In addition, as the processing liquid,
A resist or a developer is used.

【0014】図2(A)〜(D)は、本発明による各種
の処理液の移動モードを示す説明図である。
FIGS. 2A to 2D are explanatory views showing transfer modes of various processing liquids according to the present invention.

【0015】図2(A)では、円形の基板Wの中心に処
理液CHが供給される。このとき、一点鎖線で示すよう
に、基板Wの外周から中心に向かって進行する弾性進行
波を発生させると、実線の矢印で示すように処理液CH
が基板Wの外周に向かって広がる。破線で描かれた同心
円は、処理液CHが次第に広がってゆく様子を示してい
る。
In FIG. 2A, the processing liquid CH is supplied to the center of the circular substrate W. At this time, as shown by an alternate long and short dash line, when an elastic traveling wave traveling from the outer periphery of the substrate W toward the center is generated, the processing solution CH
Spreads toward the outer periphery of the substrate W. Concentric circles drawn by broken lines show how the processing liquid CH gradually spreads.

【0016】図2(B)では、基板Wの外周から中心に
向かって進行する弾性進行波と、基板Wの円周方向に進
行する弾性進行波とを発生させている。こうすると、処
理液CHは、回転しながら基板Wの外周に向かって広が
る。
In FIG. 2B, an elastic traveling wave traveling from the outer periphery of the substrate W toward the center and an elastic traveling wave traveling in the circumferential direction of the substrate W are generated. Then, the processing liquid CH spreads toward the outer periphery of the substrate W while rotating.

【0017】図2(C)では、基板Wの一端に処理液C
Hが帯状に供給され、これとは反対側の端部から弾性進
行波が処理液CHの方向に向かって進行する。この結
果、処理液CHが弾性進行波とは逆向きに進行して基板
Wのほぼ全体に広がる。
In FIG. 2C, a processing liquid C is applied to one end of the substrate W.
H is supplied in a band shape, and the elastic traveling wave travels in the direction of the processing liquid CH from the end opposite to this. As a result, the processing liquid CH travels in the opposite direction to the elastic traveling wave and spreads over substantially the entire substrate W.

【0018】図2(D)では、矩形状の基板Wの一端に
処理液CHが帯状に供給され、これとは反対側の端部か
ら弾性進行波が処理液CHの方向に向かって進行する。
この結果、処理液CHが弾性進行波とは逆向きに進行し
て基板Wのほぼ全体に広がる。
In FIG. 2D, the processing liquid CH is supplied to one end of the rectangular substrate W in a strip shape, and the elastic traveling wave travels in the direction of the processing liquid CH from the opposite end. .
As a result, the processing liquid CH travels in the opposite direction to the elastic traveling wave and spreads over substantially the entire substrate W.

【0019】このように、基板W上に処理液CHを供給
し、基板Wの表面付近に弾性進行波を発生すると、処理
液CHが弾性進行波の進行方向とは逆の方向に移動する
ので、基板Wを高速回転させることなく処理液CHを基
板Wの表面上に広げることができる。
As described above, when the processing liquid CH is supplied onto the substrate W and an elastic traveling wave is generated near the surface of the substrate W, the processing liquid CH moves in a direction opposite to the traveling direction of the elastic traveling wave. The processing liquid CH can be spread on the surface of the substrate W without rotating the substrate W at high speed.

【0020】図3は、図2(A)〜(C)に示す移動モ
ードを実現するための弾性進行波発生部の構成の一例を
示す説明図である。図3(A)に示すように、この弾性
進行波発生部は、基板の中央部の下方に配置された超音
波振動子10aと、基板の周縁部の下方に配置された複
数の超音波振動子10b〜10iとを有している。基板
Wは、これらの複数の超音波振動子10a〜10iの上
に載置される。基板Wの表面に弾性進行波が発生し易い
ようにするために、超音波振動子10a〜10iの表面
に押しつけられるような状態で基板Wを保持するための
保持機構(図示せず)が設けられる。このような保持機
構としては、例えば、超音波振動子10a〜10iの表
面に溝を形成し、この溝を真空に保ことによって、基板
Wを真空吸着する機構が考えられる。また、基板Wの上
側から超音波振動子10a〜10iに向かって下に押し
つけるような保持機構も考えられる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of an elastic traveling wave generator for realizing the movement modes shown in FIGS. 2 (A) to 2 (C). As shown in FIG. 3A, the elastic traveling wave generator includes an ultrasonic vibrator 10a disposed below a central portion of the substrate and a plurality of ultrasonic vibrators disposed below a peripheral portion of the substrate. Child 10b to 10i. The substrate W is placed on the plurality of ultrasonic transducers 10a to 10i. In order to facilitate generation of an elastic traveling wave on the surface of the substrate W, a holding mechanism (not shown) for holding the substrate W in a state of being pressed against the surfaces of the ultrasonic transducers 10a to 10i is provided. Can be As such a holding mechanism, for example, a mechanism is conceivable in which a groove is formed on the surface of the ultrasonic transducers 10a to 10i and the substrate W is vacuum-adsorbed by maintaining the groove in a vacuum. Further, a holding mechanism that presses down from the upper side of the substrate W toward the ultrasonic vibrators 10a to 10i is also conceivable.

【0021】図3(B)は、1つの超音波振動子10の
構成を示す概念図である。超音波振動子10は、圧電素
子部12と、振動伝達材14とを有している。圧電素子
部12は、圧電素子16と、圧電素子16の下面に設け
られた接地電極17と、圧電素子16の上面に設けられ
た電極18と、を有している。圧電素子16の上面の電
極18に駆動信号が与えられると、圧電素子部12に超
音波振動が発生し、この超音波振動が振動伝達材14を
介して基板Wに伝えられる。なお、超音波振動子10と
しては、磁歪素子を使用することも可能である。
FIG. 3B is a conceptual diagram showing the configuration of one ultrasonic transducer 10. The ultrasonic transducer 10 has a piezoelectric element part 12 and a vibration transmitting member 14. The piezoelectric element section 12 includes a piezoelectric element 16, a ground electrode 17 provided on the lower surface of the piezoelectric element 16, and an electrode 18 provided on the upper surface of the piezoelectric element 16. When a drive signal is given to the electrode 18 on the upper surface of the piezoelectric element 16, ultrasonic vibration is generated in the piezoelectric element section 12, and the ultrasonic vibration is transmitted to the substrate W via the vibration transmitting member 14. Note that a magnetostrictive element can be used as the ultrasonic transducer 10.

【0022】図3に示す弾性進行波発生部によって図2
(A)に示すような弾性進行波を発生させる場合には、
外周部の複数の超音波振動子10b〜10iを加振器と
して用いると共に、中央の超音波振動子10aを吸振器
として用いることによって、基板Wの外周から中央に向
かって進行する弾性進行波を発生させることができる。
すなわち、外周の複数の超音波振動子10b〜10iを
同位相で振動させるとともに、中央の超音波振動子10
aには適切なインピーダンスの負荷を接続し、弾性進行
波の振動による発電を行うことによって弾性進行波を吸
収する。なお、中央の超音波振動子10aを吸振器とし
て用いる代わりに、機械的な方法(例えば振動子10を
超音波吸収体に置き換える)によってで弾性進行波を吸
収するようにしてもよい。
The elastic traveling wave generator shown in FIG.
When generating an elastic traveling wave as shown in (A),
By using the plurality of ultrasonic transducers 10b to 10i in the outer peripheral portion as a vibrator and using the central ultrasonic transducer 10a as a vibration absorber, an elastic traveling wave traveling from the outer periphery of the substrate W toward the center can be generated. Can be generated.
That is, the plurality of outer ultrasonic transducers 10b to 10i are vibrated in phase, and the central ultrasonic
a is connected to a load having an appropriate impedance, and the elastic traveling wave is absorbed by generating electric power by the vibration of the elastic traveling wave. Instead of using the central ultrasonic transducer 10a as a vibration absorber, the elastic traveling wave may be absorbed by a mechanical method (for example, replacing the transducer 10 with an ultrasonic absorber).

【0023】図3に示す弾性進行波発生部は、図2
(B)に一点鎖線で示すような2種類の弾性進行波(外
周から中央に進む弾性進行波と円周方向に進む弾性進行
波)を発生させることも可能である。すなわち、図3に
おいて外周の複数の超音波振動子10b〜10iに与え
る駆動信号の位相を順次ずらすようにすると、外周から
中央に進む弾性進行波のみでなく、円周方向に回転する
弾性進行波も同時に発生させることができる。
The elastic traveling wave generator shown in FIG.
It is also possible to generate two types of elastic traveling waves (elastic traveling waves traveling from the outer periphery to the center and elastic traveling waves traveling in the circumferential direction) as shown by the dashed line in (B). That is, in FIG. 3, when the phases of the driving signals applied to the plurality of ultrasonic transducers 10b to 10i on the outer periphery are sequentially shifted, not only the elastic traveling wave traveling from the outer periphery to the center but also the elastic traveling wave rotating in the circumferential direction are obtained. Can also be generated at the same time.

【0024】図3に示す弾性進行波発生部は、さらに、
図2(C)に一点鎖線で示すような、基板W上を一方向
に進む弾性進行波を発生させることも可能である。すな
わち、処理液CHが供給される端部にあるいくつかの超
音波振動子(例えば10b,10c)を吸振器として用
い、反対側の端部にあるいくつかの超音波振動子(例え
ば10f,10g)を加振器として用いることによっ
て、基板W上を加振器側から吸振器側にほぼ一方向に進
む弾性進行波を発生させることができる。
The elastic traveling wave generator shown in FIG.
It is also possible to generate an elastic traveling wave traveling in one direction on the substrate W, as indicated by a dashed line in FIG. That is, some ultrasonic transducers (for example, 10b, 10c) at the end to which the processing liquid CH is supplied are used as vibration absorbers, and some ultrasonic transducers (for example, 10f, 10f, at the opposite end) are used. By using 10g) as a vibrator, it is possible to generate an elastic traveling wave traveling in one direction from the vibrator side to the vibration absorber side on the substrate W.

【0025】図4は、図3に示すものとほぼ同様の機能
を有する弾性進行波発生部の他の構成を示す説明図であ
る。この弾性進行波発生部は、図3における外周の複数
の超音波振動子10b〜10iを、リング状(円環状)
の超音波振動子20に置き換えたものである。このリン
グ状の超音波振動子20は超音波モータに使用されてい
るものと同様に、複数の分割部20a〜20hに等分割
されている。この超音波振動子20は、複数の分割部2
0a〜20hに順次位相の異なる駆動信号を供給するこ
とによって、周方向に回転する弾性進行波を発生するこ
とが可能である。また、複数の分割部20a〜20hに
同位相の駆動信号を供給することによって、図2(A)
に示した移動モードを実現することも可能である。
FIG. 4 is an explanatory view showing another configuration of the elastic traveling wave generator having substantially the same function as that shown in FIG. The elastic traveling wave generating unit is configured to connect the plurality of ultrasonic transducers 10b to 10i on the outer periphery in FIG.
Of the ultrasonic transducer 20 of FIG. The ring-shaped ultrasonic vibrator 20 is equally divided into a plurality of divided portions 20a to 20h, similarly to those used for the ultrasonic motor. The ultrasonic vibrator 20 includes a plurality of divided portions 2
By sequentially supplying drive signals having different phases to 0a to 20h, it is possible to generate an elastic traveling wave rotating in the circumferential direction. In addition, by supplying drive signals of the same phase to the plurality of division units 20a to 20h, the driving signals of FIG.
It is also possible to realize the movement mode shown in FIG.

【0026】図5は、図2(D)に示す移動モードを実
現するための弾性進行波発生部の構成を示す説明図であ
る。この弾性進行波発生部は、マトリクス状に配置され
た複数の超音波振動子10を有しており、これらの複数
の超音波振動子10の上に基板Wが載置される。例え
ば、処理液CHが供給される端部にある3つの超音波振
動子10a〜10cを吸振器として用い、反対側の端部
にある3つの超音波振動子10d〜10fを加振器とし
て用いることによって、基板W上を一方向に進む弾性進
行波を発生させることができる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of an elastic traveling wave generator for realizing the movement mode shown in FIG. 2D. The elastic traveling wave generator has a plurality of ultrasonic transducers 10 arranged in a matrix, and a substrate W is mounted on the plurality of ultrasonic transducers 10. For example, three ultrasonic transducers 10a to 10c at the end to which the processing liquid CH is supplied are used as a vibration absorber, and three ultrasonic transducers 10d to 10f at the opposite end are used as a vibrator. Thereby, an elastic traveling wave traveling in one direction on the substrate W can be generated.

【0027】B.基板処理装置の実施例:図6は、本発
明による基板処理装置の第1実施例を示す説明図であ
る。図6(A)は、弾性進行波発生部30の斜視図であ
り、図6(B)はそのB−B断面図である。但し、図6
(B)では、基板Wと、処理液供給ノズル100も描か
れている。
B. Embodiment of Substrate Processing Apparatus FIG. 6 is an explanatory view showing a first embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 6A is a perspective view of the elastic traveling wave generating unit 30, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB. However, FIG.
2B, the substrate W and the processing liquid supply nozzle 100 are also illustrated.

【0028】この弾性進行波発生部30は、全体として
リング状の形状を有しており、2つの半円状の分割リン
グ部32,34を備えている。2つの分割リング部3
2,34は、ピン36で接続されており、このピン36
の反対側の切断位置を開閉することができる。2つの分
割リング部32,34の内周面には、基板Wを狭持する
ための挟持部33,35がそれぞれ設けられている。2
つの分割リング部32,34を開いて基板Wをその中央
に搬入し、分割リング部32,34を閉じて挟持部3
3,35の間に基板Wを挟み込むことによって基板Wを
保持することができる。図6(B)に示すように、分割
リング部32,34の内部には、挟持部33,35の下
に超音波振動子21,22がそれぞれリング状に設けら
れている。また、分割リング部32,34の中央部に
も、超音波振動子10が配置されている。すなわち、2
つの半円状の超音波振動子21,22と、中心部の超音
波振動子10とによって弾性進行波発生部が構成されて
いる。
The elastic traveling wave generating section 30 has a ring shape as a whole and includes two semicircular split ring sections 32 and 34. Two split ring parts 3
2, 34 are connected by a pin 36.
Can be opened and closed at the opposite cutting position. Nipping portions 33 and 35 for holding the substrate W are provided on the inner peripheral surfaces of the two split ring portions 32 and 34, respectively. 2
The two split ring portions 32 and 34 are opened to carry the substrate W into the center thereof, and the split ring portions 32 and 34 are closed to hold the holding portion 3.
The substrate W can be held by sandwiching the substrate W between 3, 35. As shown in FIG. 6 (B), ultrasonic vibrators 21 and 22 are provided in a ring shape under the holding portions 33 and 35, respectively, inside the split ring portions 32 and 34. The ultrasonic vibrator 10 is also arranged at the center of the split ring portions 32 and 34. That is, 2
An elastic traveling wave generator is formed by the two semicircular ultrasonic oscillators 21 and 22 and the ultrasonic oscillator 10 at the center.

【0029】図6に示す基板処理装置は、前述した図4
に示すものとほぼ同様の構成を有する弾性進行波発生部
を備えているので、図2(A),(B),(C)に示す
移動モードで基板W上の処理液を移動させることが可能
である。
The substrate processing apparatus shown in FIG.
2A, 2B, and 2C, the processing liquid on the substrate W can be moved in the movement modes shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C. It is possible.

【0030】なお、図6の基板処理装置において、中央
部にある超音波振動子10を省略することも可能であ
る。このとき、基板Wの下面にも処理液CHを供給する
ようにすれば、基板Wの両面上に処理液CHを同時に広
げることが可能である。
In the substrate processing apparatus shown in FIG. 6, the ultrasonic vibrator 10 at the center can be omitted. At this time, if the processing liquid CH is also supplied to the lower surface of the substrate W, the processing liquid CH can be simultaneously spread on both surfaces of the substrate W.

【0031】図7および図8は、本発明による基板処理
装置の第2実施例を示す斜視図および断面図である。図
7は、弾性進行波発生部の構成を示している。この弾性
進行波発生部は、リング状の圧電素子部40と、リング
状の振動伝達材42とを備えている。
FIGS. 7 and 8 are a perspective view and a sectional view showing a second embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 7 shows a configuration of the elastic traveling wave generator. The elastic traveling wave generating section includes a ring-shaped piezoelectric element section 40 and a ring-shaped vibration transmitting member 42.

【0032】図8は、圧電素子部40と振動伝達材42
とを含む弾性進行波発生部の断面図を示している。圧電
素子部40は、圧電素子52と、圧電素子52の下面に
設けられた接地電極54と、圧電素子52の上面に設け
られた分割電極56とを有している。図7に示すよう
に、分割電極56は、全体としてリング状の形状を有し
ており、互いにほぼ等しい幅に分割されている。また、
隣接する分割電極同士は絶縁されている。
FIG. 8 shows the piezoelectric element section 40 and the vibration transmitting member 42.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an elastic traveling wave generation unit including the following. The piezoelectric element section 40 has a piezoelectric element 52, a ground electrode 54 provided on the lower surface of the piezoelectric element 52, and a split electrode 56 provided on the upper surface of the piezoelectric element 52. As shown in FIG. 7, the divided electrode 56 has a ring shape as a whole and is divided into widths substantially equal to each other. Also,
Adjacent divided electrodes are insulated.

【0033】圧電素子部40は、リング状のゴム台座6
0の上に載置されている。振動伝達材42は、圧電素子
部40の上に貼付けられて固定されている。振動伝達材
42の表面には、真空吸着溝44が形成されている。基
板Wが振動伝達材42の上に載置されると、真空ポンプ
70によって真空吸着溝44が真空に引かれて、この結
果、基板Wが振動伝達材42の上に吸着される。従っ
て、基板Wは、振動伝達材42の表面に押しつけられた
状態で保持される。こうして基板Wが保持された状態
で、処理液供給ノズル100によって基板W上に処理液
CHが供給される。
The piezoelectric element portion 40 includes a ring-shaped rubber base 6.
0. The vibration transmitting member 42 is attached and fixed on the piezoelectric element section 40. A vacuum suction groove 44 is formed on the surface of the vibration transmitting member 42. When the substrate W is placed on the vibration transmitting member 42, the vacuum suction groove 44 is evacuated by the vacuum pump 70, and as a result, the substrate W is suctioned on the vibration transmitting member 42. Accordingly, the substrate W is held while being pressed against the surface of the vibration transmitting member 42. With the substrate W thus held, the processing liquid CH is supplied onto the substrate W by the processing liquid supply nozzle 100.

【0034】複数の分割電極56に順次位相の異なる駆
動信号が供給されると、リング状の振動伝達材42を介
して超音波振動が伝達されて、基板Wの表面に、周方向
に進行する弾性進行波が発生する。この弾性進行波によ
って、基板Wの中央付近に供給された処理液CHが駆動
され、渦状に回転しながら基板Wの外側に向かって移動
する。従って、基板W自体を高速回転させずに処理液C
Hを基板Wの表面上に広げることが可能である。
When drive signals having different phases are sequentially supplied to the plurality of divided electrodes 56, ultrasonic vibration is transmitted through the ring-shaped vibration transmitting member 42, and travels in the circumferential direction on the surface of the substrate W. An elastic traveling wave is generated. The processing liquid CH supplied near the center of the substrate W is driven by the elastic traveling wave, and moves toward the outside of the substrate W while rotating spirally. Therefore, the processing liquid C is rotated without rotating the substrate W at a high speed.
H can be spread on the surface of the substrate W.

【0035】なお、リング状の振動伝達材42に発生す
る振動の周波数ffin は、以下の数式1で与えられる。
The frequency f fin of the vibration generated in the ring-shaped vibration transmitting member 42 is given by the following equation (1).

【0036】[0036]

【数1】 (Equation 1)

【0037】ここで、Eはリング状の振動伝達材42の
ヤング率、ρは密度、σはポアッソン比、Aは断面積、
rは平均半径、Iは断面2次モーメントである。
Here, E is the Young's modulus of the ring-shaped vibration transmitting member 42, ρ is the density, σ is the Poisson's ratio, A is the cross-sectional area,
r is the average radius, and I is the second moment of area.

【0038】図9は、本発明の第3実施例に用いられる
弾性進行波発生部を示す斜視図である。この第3実施例
は、図7に示す第2実施例の弾性進行波発生部における
圧電素子部40を、2重の同心リング状にした構成を有
している。内側のリング状圧電素子部82と外側のリン
グ状圧電素子部84とは、それぞれが周方向に進行する
弾性進行波を発生させる。このとき、2つのリング状圧
電素子部82,84の間の領域は、進行波の節となり、
実質的に振動が発生しない領域となる。従って、この節
の領域を利用して、圧電素子部80を台座(図示せず)
に固定することができる。
FIG. 9 is a perspective view showing an elastic traveling wave generator used in the third embodiment of the present invention. The third embodiment has a configuration in which the piezoelectric element section 40 in the elastic traveling wave generating section of the second embodiment shown in FIG. 7 is formed in a double concentric ring shape. The inner ring-shaped piezoelectric element portion 82 and the outer ring-shaped piezoelectric element portion 84 each generate an elastic traveling wave traveling in the circumferential direction. At this time, the region between the two ring-shaped piezoelectric element portions 82 and 84 becomes a node of the traveling wave,
This is a region where vibration does not substantially occur. Therefore, by utilizing the area of this node, the piezoelectric element portion 80 is mounted on a pedestal (not shown).
Can be fixed.

【0039】図9に示す弾性進行波発生部を用いた基板
処理装置では、2つのリング状圧電素子部82,84に
よって、それぞれ周方向の進行波が発生するので、これ
らの相乗効果によって、基板Wの表面に効率良く弾性進
行波を発生させることが可能である。なお、図9のよう
に、多重のリング状圧電素子部を設けた場合には、各リ
ング状圧電素子部の上に、それぞれ個別の振動伝達材を
固定するようにしてもよい。
In the substrate processing apparatus using the elastic traveling wave generating section shown in FIG. 9, a traveling wave in the circumferential direction is generated by the two ring-shaped piezoelectric elements 82 and 84, respectively. It is possible to efficiently generate an elastic traveling wave on the surface of W. When multiple ring-shaped piezoelectric element portions are provided as shown in FIG. 9, individual vibration transmitting members may be fixed on each of the ring-shaped piezoelectric element portions.

【0040】図10は、図9に示す弾性進行波発生部を
用いた基板研磨装置を示す斜視図である。この基板研磨
装置では、基板Wの上から、研磨布92付きの研磨板9
0が下方に押しつけられる。この状態において、基板W
の表面に弾性進行波を発生すると、基板Wの表面を研磨
することが可能である。なお、基板研磨装置の弾性進行
波発生部としては、前述した図3,図4,図5,図6,
図7に示した各弾性進行波発生部を利用することも可能
である。
FIG. 10 is a perspective view showing a substrate polishing apparatus using the elastic traveling wave generator shown in FIG. In this substrate polishing apparatus, a polishing plate 9 with a polishing cloth 92 is placed on a substrate W from above.
0 is pressed down. In this state, the substrate W
When an elastic traveling wave is generated on the surface of the substrate W, the surface of the substrate W can be polished. The elastic traveling wave generator of the substrate polishing apparatus includes the above-described FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG.
It is also possible to use each of the elastic traveling wave generators shown in FIG.

【0041】以上の各種の実施例の基板処理装置では、
以下のような種々の利点がある。
In the substrate processing apparatuses of the above various embodiments,
There are various advantages as follows.

【0042】(1)基板の回転機構が不要なので、回転
式基板処理装置に比べて装置をコンパクトで薄くするこ
とができる。また、このようなコンパクトな基板処理装
置を1つの処理ユニットとして多段に積むことによっ
て、複数の処理ユニットを含むような基板処理システム
を構成することができる。この結果、基板処理システム
全体の省スペース化を達成することができる。
(1) Since a substrate rotating mechanism is unnecessary, the apparatus can be made compact and thin as compared with a rotary substrate processing apparatus. Further, by stacking such a compact substrate processing apparatus as one processing unit in multiple stages, a substrate processing system including a plurality of processing units can be configured. As a result, space saving of the entire substrate processing system can be achieved.

【0043】(2)処理液を広げたり研磨を行ったりす
るために基板を高速回転させる必要が無いので、特に大
サイズの基板を高速回転させる際の困難性(例えば基板
の保持の困難性)を緩和することができる。 また、基
板を高速回転させないので、基板を端部で保持する基板
保持構造を採用することができ、この結果、基板の汚染
を低減することができる。
(2) Since it is not necessary to rotate the substrate at high speed to spread the processing liquid or perform polishing, it is particularly difficult to rotate a large-sized substrate at high speed (for example, difficulty in holding the substrate). Can be alleviated. Further, since the substrate is not rotated at a high speed, a substrate holding structure for holding the substrate at the end can be employed, and as a result, contamination of the substrate can be reduced.

【0044】(3)段差のあるパターンが形成されてい
る基板上にレジストやSOG液などの処理液を塗布する
際には、超音波振動によってパターンの段差への処理液
の浸透効果が高められる。この結果、ステップカバレー
ジ特性が大幅に改善される。同様に、レジスト現像やエ
ッチングのための処理液を塗布する際にも、処理液が段
差部分にムラ無く供給されるので、現像やエッチング特
性が大幅に改善される。また、超音波振動によって処理
液の見掛けの粘性や表面張力が減少するので、処理液の
塗布効果が高まり、その結果として、塗布液の削減が可
能な場合がある。
(3) When a processing liquid such as a resist or an SOG liquid is applied to a substrate on which a pattern having a step is formed, the effect of the processing liquid penetrating into the step of the pattern is enhanced by ultrasonic vibration. . As a result, the step coverage characteristics are greatly improved. Similarly, when a treatment liquid for resist development or etching is applied, the treatment liquid is uniformly supplied to the step portion, so that the development and etching characteristics are greatly improved. In addition, since the apparent viscosity and surface tension of the processing liquid are reduced by the ultrasonic vibration, the effect of applying the processing liquid is enhanced, and as a result, the amount of the coating liquid may be reduced.

【0045】(4)洗浄液を用いた洗浄を行う場合に
は、基板の超音波振動によって、基板表面に付着したパ
ーティクルの剥離効果が高められる。
(4) In the case of performing the cleaning using the cleaning liquid, the ultrasonic vibration of the substrate enhances the effect of removing particles adhering to the substrate surface.

【0046】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能である。
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, but can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による基板処理装置における基板の駆動
原理を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a driving principle of a substrate in a substrate processing apparatus according to the present invention.

【図2】本発明による各種の処理液の移動モードを示す
説明図。
FIG. 2 is an explanatory view showing a transfer mode of various processing liquids according to the present invention.

【図3】図2(A)〜(C)に示す移動モードを実現す
るための弾性進行波発生部の構成を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of an elastic traveling wave generator for realizing the movement modes shown in FIGS. 2 (A) to 2 (C).

【図4】図3に示す弾性進行波発生部と同様の機能を有
する弾性進行波発生部の他の構成を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory view showing another configuration of the elastic traveling wave generator having the same function as the elastic traveling wave generator shown in FIG. 3;

【図5】図2(D)に示す移動モードを実現するための
弾性進行波発生部の構成を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of an elastic traveling wave generator for realizing the movement mode shown in FIG. 2 (D).

【図6】本発明による基板処理装置の第1実施例を示す
説明図。
FIG. 6 is an explanatory view showing a first embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention.

【図7】本発明の第2実施例に用いられる弾性進行波発
生部を示す斜視図。
FIG. 7 is a perspective view showing an elastic traveling wave generator used in a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明による基板処理装置の第2実施例を示す
断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing a second embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention.

【図9】本発明の第3実施例に用いられる弾性進行波発
生部を示す斜視図。
FIG. 9 is a perspective view showing an elastic traveling wave generator used in a third embodiment of the present invention.

【図10】図9に示す弾性進行波発生部を用いた基板研
磨装置を示す斜視図。
FIG. 10 is a perspective view showing a substrate polishing apparatus using the elastic traveling wave generator shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,10a〜10i…超音波振動子 12…圧電素子部 14…振動伝達材 16…圧電素子 17…接地電極 18…電極 20…超音波振動子 30…弾性進行波発生部 32,34…分割リング部 33,35…挟持部 36,38…超音波振動子 36…ピン 40…圧電素子部 42…振動伝達材 44…真空吸着溝 52…圧電素子 54…接地電極 56…分割電極 60…ゴム台座 70…真空ポンプ 80…圧電素子部 82,84…リング状圧電素子部 90…研磨板 92…研磨布 100…処理液供給ノズル 10, 10a to 10i: ultrasonic vibrator 12: piezoelectric element portion 14: vibration transmitting material 16: piezoelectric element 17: ground electrode 18: electrode 20: ultrasonic vibrator 30: elastic traveling wave generator 32, 34: split ring Parts 33, 35 ... Nipping parts 36, 38 ... Ultrasonic vibrator 36 ... Pin 40 ... Piezoelectric element part 42 ... Vibration transmitting material 44 ... Vacuum suction groove 52 ... Piezoelectric element 54 ... Ground electrode 56 ... Split electrode 60 ... Rubber pedestal 70 ... Vacuum pump 80 ... Piezoelectric element parts 82 and 84 ... Ring-shaped piezoelectric element part 90 ... Polishing plate 92 ... Polishing cloth 100 ... Processing liquid supply nozzle

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 処理液を用いて基板の処理を行う基板処
理装置であって、 基板の表面上に処理液を供給する処理液供給部と、 前記基板の表面に弾性進行波を発生させることによっ
て、前記基板の表面上に供給された処理液を前記基板上
で移動させる弾性進行波発生部と、を備えることを特徴
とする基板処理装置。
1. A substrate processing apparatus for processing a substrate using a processing liquid, comprising: a processing liquid supply unit configured to supply a processing liquid on a surface of the substrate; and an elastic traveling wave generated on the surface of the substrate. And an elastic traveling wave generator for moving the processing liquid supplied onto the surface of the substrate over the substrate.
【請求項2】 請求項1記載の基板処理装置であって、 前記弾性進行波発生部は、超音波振動を発生することに
よって前記基板の表面に前記弾性進行波を発生させる超
音波振動子を有する、基板処理装置。
2. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the elastic traveling wave generation unit includes an ultrasonic vibrator that generates the elastic traveling wave on the surface of the substrate by generating ultrasonic vibration. A substrate processing apparatus.
【請求項3】 請求項2記載の基板処理装置であって、 前記弾性進行波発生部は、 前記基板を前記超音波振動子の側に押しつける状態で保
持するための保持部を有する、基板処理装置。
3. The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the elastic traveling wave generating unit has a holding unit for holding the substrate in a state pressed against the ultrasonic vibrator. apparatus.
【請求項4】 基板の処理を行う基板処理装置であっ
て、 前記基板の表面に弾性進行波を発生させる弾性進行波発
生部と、 前記基板を研磨するための研磨布が貼付された研磨板
と、を備え、 前記研磨板の研磨布が前記基板を前記弾性進行波発生部
の側に押しつけられた状態において、前記弾性進行波発
生部が前記基板の表面に弾性進行波を発生させることに
よって、前記研磨布による基板の研磨を実行することを
特徴とする基板処理装置。
4. A substrate processing apparatus for processing a substrate, comprising: an elastic traveling wave generating unit configured to generate an elastic traveling wave on a surface of the substrate; and a polishing plate to which a polishing cloth for polishing the substrate is attached. In a state in which the polishing cloth of the polishing plate is pressing the substrate against the elastic traveling wave generating section, the elastic traveling wave generating section generates an elastic traveling wave on the surface of the substrate. A substrate processing apparatus for polishing a substrate with the polishing cloth.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002231792A (en) * 2001-01-31 2002-08-16 Tokyo Electron Ltd Substrate processing device
JP2019192779A (en) * 2018-04-25 2019-10-31 凸版印刷株式会社 Puddle type development apparatus

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