JPWO2006049302A1 - Liquid processing apparatus and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
ウエハWは、ウエハ保持体30により保持された状態で回転しながら、処理液で満たされた処理容器10内で洗浄される。ウエハ保持体30に結合された回転軸21は、軸ハウジング22内に収容されている。軸ハウジング22と回転軸21との間の隙間をシールする第1のシール構造24及び可変式の第2のシール構造26が設けられている。処理容器10内でウエハWの液処理が行われているとき、第2のシール構造26は非シール状態にある。処理容器10内でウエハWの乾燥処理が行われるときに、第2のシール構造26はシール状態とされ、第1のシール構造24と第2のシール構造26との間の中間空間26dが洗浄及び乾燥される。次の液処理が実施されるときに、中間空間26d内の残留物により処理液が汚染されることはない。 The wafer W is washed in the processing container 10 filled with the processing liquid while rotating while being held by the wafer holder 30. The rotary shaft 21 coupled to the wafer holder 30 is housed in a shaft housing 22. A first seal structure 24 and a variable second seal structure 26 that seal a gap between the shaft housing 22 and the rotary shaft 21 are provided. When the liquid processing of the wafer W is performed in the processing container 10, the second sealing structure 26 is in the non-sealing state. When the wafer W is dried in the processing container 10, the second seal structure 26 is brought into a sealed state, and the intermediate space 26d between the first seal structure 24 and the second seal structure 26 is cleaned. And dried. When the next liquid processing is performed, the processing liquid is not contaminated by the residue in the intermediate space 26d.
Description
本発明は、半導体ウエハ及びLCD用ガラス基板等の被処理体に処理液を供給して処理を施す液処理装置に係り、特にその回転機構のシール構造に関する。本発明は、更に液処理装置の運転方法に関する。 The present invention relates to a liquid processing apparatus that supplies a processing liquid to an object to be processed such as a semiconductor wafer and an LCD glass substrate to perform processing, and more particularly to a seal structure of a rotating mechanism thereof. The present invention further relates to a method of operating the liquid treatment device.
一般に、半導体製造装置の製造工程においては、半導体ウエハ及びLCD用ガラス基板等の被処理体を処理槽内に収容し、処理槽に薬液及びリンス液等の処理液を供給しつつ被処理体を処理液中に浸漬した状態で、被処理体に処理を施す液処理方法が広く採用されている。 Generally, in a manufacturing process of a semiconductor manufacturing apparatus, an object to be processed such as a semiconductor wafer and a glass substrate for an LCD is housed in a processing tank, and the object to be processed is supplied while supplying a processing solution such as a chemical solution and a rinse solution to the processing tank. 2. Description of the Related Art A liquid processing method in which a target object is processed while being immersed in the processing liquid is widely adopted.
このような液処理方法を実施する液処理装置の一例が日本国特許公開公報JP10−223585Aに開示されている。この液処理装置は、処理液が貯留された処理槽内で複数の被処理体の下部を支持して当該被処理体を起立状態で回転させる複数の回転ロッドを備えている。回転ロッドの1つは、クランク及び連結ロッドを有する動力伝達機構を介してモータに接続されている。他の回転ロッドは駆動力伝達ギアを介して前記1つの連結ロッドに接続され、全ての回転ロッドが各々の中心軸線を中心同一方向に回転する。これにより、回転ロッドに接する被処理体は回転ロッド上を転動する。 An example of a liquid processing apparatus for carrying out such a liquid processing method is disclosed in Japanese Patent Publication JP10-223585A. This liquid processing apparatus includes a plurality of rotating rods that support lower portions of a plurality of objects to be processed in a processing tank in which the processing liquid is stored and rotate the objects to be processed in an upright state. One of the rotating rods is connected to the motor via a power transmission mechanism having a crank and a connecting rod. The other rotating rods are connected to the one connecting rod via a driving force transmission gear, and all the rotating rods rotate in the same direction about their respective central axes. As a result, the object to be processed in contact with the rotating rod rolls on the rotating rod.
しかしながら、JP10−223585Aに開示された液処理装置においては、駆動力伝達ギアが処理槽内で処理液に晒されているため、ギアの摩耗によるパーティクルが処理液中に拡散するおそれがある。また、処理液に晒されている回転ロッドと被処理体との接触面においてもパーティクルが発生するおそれがある。 However, in the liquid processing apparatus disclosed in JP10-223585A, since the driving force transmission gear is exposed to the processing liquid in the processing tank, particles due to wear of the gear may diffuse into the processing liquid. Particles may also be generated on the contact surface between the rotating rod and the object to be processed, which is exposed to the processing liquid.
JP10−223585Aには明記されていないが、回転ロッドの両端は軸受けにより回転自在に支持されているものと考えられる。この場合、軸受けへの処理液の侵入を防止して軸受けを処理液から保護するためにシール部材が配設されるであろう。しかし、回転軸をその回転を許容しつつシールする動的シール部材では、完全なシールは困難である。このため、シール部材と回転ロッドの間の隙間或いは軸受けまで処理液が侵入する場合がある。この侵入した処理液は、後に処理槽内に逆流して処理槽内の処理液を汚染するおそれがある。また、軸受け部分で生じたパーティクルが逆流する処理液とともに処理槽内に侵入するおそれがある。 Although not specified in JP10-223585A, it is considered that both ends of the rotating rod are rotatably supported by bearings. In this case, a seal member would be provided to prevent the treatment liquid from entering the bearing and protect the bearing from the treatment liquid. However, complete sealing is difficult with a dynamic seal member that seals the rotating shaft while allowing its rotation. For this reason, the processing liquid may intrude into the gap between the seal member and the rotary rod or the bearing. The invading treatment liquid may flow back into the treatment tank later to contaminate the treatment liquid in the treatment tank. In addition, particles generated in the bearing portion may enter the processing bath together with the processing liquid flowing back.
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、被処理体の保持体の回転軸の軸受け部分に発生するパーティクルが処理室に流入することを防止するとともに、回転軸周囲の狭い隙間に処理液が滞留することを防止することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent particles generated in the bearing portion of the rotating shaft of the holder of the object to be processed from flowing into the processing chamber, and to rotate the particles. This is to prevent the processing liquid from staying in the narrow gap around the shaft.
上記課題を解決するために、本発明は、被処理体を保持することができる保持体と、前記保持体に接続された回転軸と、前記回転軸を回転駆動するモータと、前記保持体を収容する処理室を画成する処理容器と、前記処理室内に処理液を供給する処理液吐出口と、前記処理容器の少なくとも一部と結合され、前記回転軸を収容するとともに前記処理室と連通した空間を画成する軸ハウジングと、前記軸ハウジング内において回転軸を回転可能に支承する軸受けと、前記軸受けよりも処理室に近い位置に設けられて、前記軸ハウジングと前記回転軸との間の隙間を前記回転軸の回転を許容しつつシールする第1のシール構造と、前記第1のシール構造よりも処理室に近い位置に設けられて、前記軸ハウジングと前記回転軸との間の隙間をシールする第2のシール構造であって、前記軸ハウジングと前記回転軸との間の隙間をシールしている第1状態とシールしていない第2状態とをとることができる第2のシール構造と、を備えた液処理装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a holder capable of holding an object to be processed, a rotary shaft connected to the holder, a motor for rotationally driving the rotary shaft, and the holder. A processing container that defines a processing chamber to be housed, a processing liquid discharge port that supplies a processing liquid into the processing chamber, and at least a part of the processing container are connected to house the rotary shaft and communicate with the processing chamber. Between the shaft housing and the rotating shaft, the shaft housing defining the space, a bearing rotatably supporting the rotating shaft in the shaft housing, and a bearing provided closer to the processing chamber than the bearing. Between the shaft housing and the rotary shaft, which is provided closer to the processing chamber than the first seal structure and seals the gap of the rotary shaft while allowing rotation of the rotary shaft. A second seal structure for sealing a gap, which is capable of taking a first state in which a gap between the shaft housing and the rotary shaft is sealed and a second state in which the gap is not sealed A liquid processing apparatus having a seal structure.
前記液処理装置には、前記第1のシール構造と前記第2のシール構造との間における前記軸ハウジングと回転軸との間の中間空間に接続され前記中間空間に流体を供給することができる供給路及び前記中間空間から流体を排出することができる排出路を設けることができる。この場合、前記供給路に接続された洗浄液供給源及び乾燥気体供給源と、前記洗浄液供給源及び乾燥気体供給源のいずれかが前記供給路を介して前記中間空間と連通するようにする切替バルブとを更に設けることができる。 The liquid treatment device is connected to an intermediate space between the shaft housing and the rotary shaft between the first seal structure and the second seal structure, and can supply a fluid to the intermediate space. A discharge passage may be provided to discharge fluid from the supply passage and the intermediate space. In this case, a cleaning liquid supply source and a dry gas supply source connected to the supply passage, and a switching valve that allows any one of the cleaning liquid supply source and the dry gas supply source to communicate with the intermediate space via the supply passage. And can be further provided.
前記軸ハウジングの内面若しくは前記回転軸の外周面に、前記第1のシール構造と前記第2のシール構造との間における前記軸ハウジングと前記回転軸との間の中間空間を部分的に狭くする形状が与えることができる。 An intermediate space between the shaft housing and the rotary shaft between the first seal structure and the second seal structure is partially narrowed on the inner surface of the shaft housing or the outer peripheral surface of the rotary shaft. The shape can be given.
前記第2のシール構造は、その内部空間に作動気体を供給することにより膨らみ前記第1状態となる、可撓性を有する環状の中空シール部材を有することができる。 The second seal structure may include a flexible annular hollow seal member that swells by supplying a working gas to the inner space thereof to be in the first state.
好適な一実施形態において、前記第1のシール構造は、前記回転軸の軸線方向に間隔をおいて配置された一対のシール部材からなり、前記一対のシール部材の間において前記軸ハウジングと回転軸との間にシール空間が画成され、前記シール空間に、当該シール空間に流体を供給することができる供給路及び当該シール空間から流体を排出することができる排出路が接続されている。この場合、前記供給路に乾燥用気体供給源を接続することができる。 In a preferred embodiment, the first seal structure includes a pair of seal members arranged at intervals in the axial direction of the rotary shaft, and the shaft housing and the rotary shaft are provided between the pair of seal members. A seal space is defined between the seal space and the seal space, and a supply path capable of supplying the fluid to the seal space and a discharge path capable of discharging the fluid from the seal space are connected to the seal space. In this case, a drying gas supply source can be connected to the supply path.
好適な一実施形態において、液処理装置は、前記第1のシール構造と前記第2のシール構造との間における前記軸ハウジングと回転軸との間の中間空間に洗浄液を供給することができる洗浄液供給系と、前記中間空間に乾燥用気体を供給することができる乾燥用気体供給系と、前記中間空間から流体を排出することができる流体排出系と、前記第2のシール構造、前記洗浄液供給系、前記乾燥用気体供給系及び前記流体排出系を制御することができるコントローラであって、前記回転軸が回転して前記被処理体が前記処理室内で回転しながら処理液により処理されているときに、前記第2のシール構造が前記第2の状態となり、かつ、前記流体排出系を介して前記中間空間に侵入した処理液をそこから排出するように、前記第2のシール構造および前記流体排出系を制御し、また、前記回転軸が回転しないで前記被処理体が前記処理室内で静止した状態で処理流体により処理されているときに、前記第2のシール構造が前記第1の状態となり、かつ、前記洗浄液供給系を介して前記中間空間に洗浄液が供給されるとともに前記流体排出系を介して前記中間空間から前記洗浄液が排出されるように、前記第2のシール構造、前記洗浄液供給系及び前記流体排出系を制御するコントローラと、を更に備える。 In a preferred embodiment, the liquid treatment device is capable of supplying a cleaning liquid to an intermediate space between the shaft housing and the rotating shaft between the first seal structure and the second seal structure. A supply system, a drying gas supply system capable of supplying a drying gas to the intermediate space, a fluid discharge system capable of discharging a fluid from the intermediate space, the second seal structure, and the cleaning liquid supply A controller capable of controlling a system, the drying gas supply system, and the fluid discharge system, wherein the rotating shaft rotates and the object to be processed is processed by the processing liquid while rotating in the processing chamber. At this time, the second seal structure and the second seal structure are in the second state, and the processing liquid that has entered the intermediate space via the fluid discharge system is discharged therefrom. The second seal structure controls the fluid discharge system, and when the object to be processed is being processed by the processing fluid while the rotating shaft is not rotating and the object is stationary in the processing chamber. The second seal structure, the cleaning liquid is supplied to the intermediate space through the cleaning liquid supply system, and the cleaning liquid is discharged from the intermediate space through the fluid discharge system. And a controller that controls the cleaning liquid supply system and the fluid discharge system.
一実施形態において、前記処理液は薬液であり、前記処理流体は乾燥用気体である。 In one embodiment, the processing liquid is a chemical liquid and the processing fluid is a drying gas.
好適には、前記コントローラは、前記回転軸が回転しないで前記被処理体が前記処理室内で静止した状態で処理されているときに、前記洗浄液供給系を介して前記中間空間に洗浄液が供給されるとともに前記流体排出系を介して前記中間空間から前記洗浄液が排出された後に、前記乾燥用気体供給系を介して前記中間空間に乾燥用気体が供給されるとともに前記流体排出系を介して前記中間空間から前記乾燥用気体が排出されるように、前記乾燥気体供給系及び前記流体排出系を制御するように構成されている。 Preferably, the controller supplies the cleaning liquid to the intermediate space via the cleaning liquid supply system when the object to be processed is processed in a stationary state in the processing chamber without the rotation shaft rotating. In addition, after the cleaning liquid is discharged from the intermediate space via the fluid discharge system, a drying gas is supplied to the intermediate space via the drying gas supply system and the cleaning liquid is discharged via the fluid discharge system. The dry gas supply system and the fluid discharge system are controlled so that the drying gas is discharged from the intermediate space.
好適には、前記コントローラは、前記被処理体が前記処理室内で静止した状態で処理流体により処理されているときにおける前記流体排出系を介した前記洗浄液の排出レートが、前記被処理体が前記処理室内で回転しながら処理液により処理されているときにおける前記流体排出系を介した前記処理液の排出レートよりも大きくなるように、前記流体排出系を制御するように構成されている。 Preferably, the controller has a discharge rate of the cleaning liquid via the fluid discharge system when the object to be processed is treated with a processing fluid in a state where the object to be processed is stationary in the processing chamber, The fluid discharge system is configured so as to be higher than the discharge rate of the processing liquid through the fluid discharge system when being processed by the processing liquid while rotating in the processing chamber.
好適な一実施形態において、前記保持体は、前記回転軸に接続された回転基体と、被処理体を保持する一対の保持棒を有しており、前記液処理装置は、前記回転軸の半径方向に前記保持棒が相互に近接する方向及び前記保持棒が相互に離間する方向に移動させる保持棒移動機構を更に備え、前記保持棒移動機構は、前記回転基体に設けられて前記保持棒を移動させるシリンダアクチュエータと、前記保持棒が相互に近接する方向又は相互に離間する方向に前記保持棒を付勢するばね部材と、前記ばね部材に抗して前記保持棒を移動させるために前記シリンダアクチュエータに作動流体を供給する作動流体通路と、を有しており、前記回転軸の内部空間及び前記回転基体内に形成された管路が、前記作動流体通路の一部を成している。 In a preferred embodiment, the holding body has a rotating base connected to the rotating shaft, and a pair of holding rods for holding the object to be processed, and the liquid processing apparatus has a radius of the rotating shaft. A holding rod moving mechanism for moving the holding rods in a direction in which the holding rods approach each other and in a direction in which the holding rods move away from each other, and the holding rod moving mechanism is provided on the rotating base to move the holding rods. A cylinder actuator for moving, a spring member for urging the holding rods in a direction in which the holding rods approach each other or a direction in which the holding rods move away from each other, and the cylinder for moving the holding rods against the spring members. A working fluid passage for supplying a working fluid to the actuator, and the pipeline formed in the internal space of the rotating shaft and the rotating base body constitutes a part of the working fluid passage.
好適な一実施形態において、前記処理容器は、その一端に前記被処理体が通過可能な開口を有するとともに他端が閉塞され、その軸線が概ね水平方向を向いた筒状の処理容器本体と、前記処理容器本体の前記開口を密閉する蓋体とを有している。 In a preferred embodiment, the processing container has a tubular processing container body whose one end has an opening through which the object to be processed can be passed and the other end is closed, and whose axis is oriented in a substantially horizontal direction. And a lid for sealing the opening of the processing container body.
好適な一実施形態において、前記蓋体に前記軸ハウジングが結合されている。 In a preferred embodiment, the shaft housing is coupled to the lid body.
本発明は更に、被処理体を保持することができる保持体と、前記保持体に結合された回転軸と、前記保持体を収容する処理室を画成する処理容器と、前記処理容器の少なくとも一部と結合され、前記回転軸を収容するとともに前記処理室と連通した空間を画成する軸ハウジングと、前記軸ハウジング内において回転軸を回転可能に支承する軸受けと、前記軸受けよりも処理室に近い位置に設けられて、前記軸ハウジングと前記回転軸との間の隙間を前記回転軸の回転を許容しつつシールする第1のシール構造と、前記第1のシール構造よりも処理室に近い位置に設けられて、前記軸ハウジングと前記回転軸との間の隙間をシールする第2のシール構造であって、前記軸ハウジングと前記回転軸との間の隙間をシールしている第1状態とシールしていない第2状態とをとることができる第2のシール構造と、を備えた液処理装置を運転する方法を提供する。この方法は、前記処理室内で被処理体を前記保持体により保持した状態で回転させるとともに前記処理室内に処理液を供給し、これにより前記処理液により前記被処理体を液処理する液処理工程と、前記液処理工程の後、前記被処理体の回転を停止した状態で前記処理室内に処理流体を供給し、これにより前記処理流体により前記被処理体を処理する流体処理工程と、を備え、前記液処理工程を実施しているときに、前記第2のシール構造は前記第2状態とされ、かつ、前記第1のシール構造と前記第2のシール構造との間における前記軸ハウジングと回転軸との間の中間空間から、前記処理室から前記中間空間に侵入した処理液が排出され、前記流体処理工程を実施しているときに、前記第2のシール構造は前記第1状態とされ、かつ、前記中間空間に洗浄液を供給しながら供給した洗浄液を前記中間空間から排出することにより前記中間空間が洗浄され、その後、前記中間空間に乾燥用気体を供給しながら供給した乾燥用気体を前記中間空間から排出することにより前記中間空間が乾燥させられる。 The present invention further includes a holder capable of holding an object to be processed, a rotation shaft coupled to the holder, a processing container defining a processing chamber accommodating the holder, and at least the processing container. A shaft housing that is coupled to a part of the shaft housing and that houses the rotation shaft and defines a space that communicates with the processing chamber; a bearing that rotatably supports the rotation shaft in the shaft housing; A first seal structure which is provided at a position close to the first seal structure and seals a gap between the shaft housing and the rotary shaft while allowing the rotation of the rotary shaft, and a processing chamber more than the first seal structure. A second seal structure which is provided at a close position and seals a gap between the shaft housing and the rotary shaft, wherein the first seal structure seals a gap between the shaft housing and the rotary shaft. There is provided a method for operating a liquid treatment apparatus including a second sealing structure capable of taking a state and a second state in which no sealing is performed. In this method, a liquid processing step of rotating the object to be processed in the processing chamber while being held by the holding body and supplying a processing liquid into the processing chamber, thereby performing liquid processing of the object to be processed with the processing liquid. And a fluid treatment step of, after the liquid treatment step, supplying a treatment fluid into the treatment chamber while the rotation of the treatment object is stopped, thereby treating the treatment object with the treatment fluid. While performing the liquid treatment step, the second seal structure is set to the second state, and the shaft housing is provided between the first seal structure and the second seal structure. The processing liquid that has entered the intermediate space from the processing chamber is discharged from an intermediate space between the rotary shaft and the second sealing structure, and the second state is in the first state when performing the fluid processing step. And, the intermediate space is cleaned by discharging the cleaning liquid supplied while supplying the cleaning liquid to the intermediate space from the intermediate space, and then the drying gas supplied while supplying the drying gas to the intermediate space. Is discharged from the intermediate space to dry the intermediate space.
好ましくは、前記流体処理工程を実施しているときにおいて前記中間空間から排出される処理液の排出レートは、前記液処理工程を実施しているときにおいて前記中間空間から排出される洗浄液の排出レートよりも高い。 Preferably, the discharge rate of the processing liquid discharged from the intermediate space when the fluid processing step is performed is the discharge rate of the cleaning liquid discharged from the intermediate space when the liquid processing step is performed. Higher than.
一実施形態において、前記液処理工程にて用いられる処理液が薬液であり、前記流体処理工程にて用いられる処理流体が前記被処理体を乾燥させるための乾燥用気体である。 In one embodiment, the treatment liquid used in the liquid treatment step is a chemical solution, and the treatment fluid used in the fluid treatment step is a drying gas for drying the object to be treated.
10 処理容器
10a 処理室
11 蓋体
12 処理容器本体
17,17A 排液口
18 空気抜き口
19 乾燥用気体供給口
20 ウエハ回転モータ
21 回転軸
21a 回転軸の内部空間
22 軸ハウジング
24 シール部材(第1のシール構造)
24a シール空間
24b 給気口
24c 排気口
25 周突起
26 第2のシール構造
26a 中空シール部材
26b 中空シール部材の内部空間
26d 中間空間
26e,27A,28c,V0 中間空間のための洗浄液供給系
26e,27,28c,V0 中間空間のための乾燥気体供給系
26f,29a,29b,V2,V3 中間空間のための流体排出系
27 N2ガス(乾燥気体)供給源
27A 純水(洗浄液)供給源
30 ウエハ保持体
31 回転基体
32 保持棒
40 処理液供給バルブ
43 吐出口
60 伸縮移動機構(保持棒移動機構)
63 ばね(ばね部材)
64 シリンダアクチュエータ
65 保持棒移動機構用の空気(作動流体)供給系
110 CPU(コントローラ)
W 半導体ウエハ(被処理体)
V0 切換バルブ10
63 spring (spring member)
64
W Semiconductor wafer (Processing object)
V0 switching valve
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1及び図2に示すように、処理システムは、搬入・搬出部1と、ピッチ変換・搬送部3と、キャリア搬入・搬出部1とピッチ変換・搬送部3との間に位置するウエハ搬送部5と、本発明に係る液処理装置6を備えた処理部と、を備えている。半導体ウエハWすなわち被処理体を収容するキャリアCが、搬入・搬出部1を介して、この処理システムに受け入れられ、またこの処理システムから払い出される。キャリアC内には、複数枚例えば25枚の半導体ウエハWが、上下方向に所定の間隔例えば10mmの間隔を空けて、水平に保持される。ピッチ変換・搬送部3には、2台のウエハホルダ2a,2bが配設されている。各ウエハホルダ2a,2bは、複数枚例えば25枚のウエハWを上下方向に所定の間隔例えば3mmの間隔を空けて保持するように構成されている。ウエハ搬送部5には、水平方向(X,Y方向)、鉛直方向(Z方向)に移動可能で、かつ鉛直軸線周りに回転(θ)可能なウエハ搬送アーム4が設けられている。ウエハ搬送アーム4は、搬入・搬出部1にあるキャリアC内のウエハWをウエハホルダ2a,2bに、或いはその逆に、搬送することができる。処理部には、処理容器本体12が配置されており、処理容器本体12は、ピッチ変換・搬送部3に配設される蓋体11と結合されて密閉の処理容器10を構成する。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the processing system includes a carrying-in/carrying-out
ピッチ変換・搬送部3に配設される蓋体11は、Y方向(図1参照)に並んだ2台のウエハホルダ2a,2bの中間に位置している。図3に示すように、蓋体11は、姿勢変換・移動機構7に取り付けられている。蓋体11には、後に詳述するウエハ保持体30が設けられている。ウエハ保持体30は、複数枚例えば25枚のウエハWを等間隔例えば3mm間隔(ウエハホルダ2a,2bのウエハ保持間隔と同じ)で保持することができる。ウエハ保持体30がウエハWを保持した状態で、姿勢変換・移動機構7を作動させることにより、ウエハWおよび蓋体11を鉛直に起立した状態とし、更に蓋体11が処理容器本体12に向かって進めて処理容器本体12の開口13を閉塞することができる。
The
液処理装置6は、ウエハWを起立状態に保持することができるウエハ保持体30と、このウエハ保持体30によって保持されたウエハWを収容する処理室10aを有する密閉式の処理容器10と、処理容器10内に処理液を供給する処理液供給系の一部を成す処理液供給ノズル40(図5参照)と、処理液供給ノズル40を正逆回転可能なノズル回転モータ50(図9参照)と、ウエハ保持体30を回転駆動するウエハ回転モータ20(図6参照)と、を具備している。ウエハ回転モータ20は、ウエハ保持体30の回転軸21を回転駆動することにより、ウエハ保持体30により保持されたウエハWを該ウエハWの中心を回転中心として回転させることができる。
The
図6に示すように、処理容器本体12は、その中心軸線が水平方向を向いた円筒形状を有しており、処理容器本体12の一方の側面(すなわち円筒の底面)は側壁により閉塞されており、他方の側面は開放されて開口13をなしている。図5に示すように、処理容器本体12の周壁の一側(図5では左側)の側部から下部にわたって処理液供給ノズル40はを収容するための収容部14が設けられている。処理液供給ノズル40外周面と収容部14の内面との間には隙間15がある。収容部14の内部空間は、連通口16を介して処理室10aと連通している。処理容器本体12の周壁の下端部には、急速排液口17Aが設けられている。処理容器本体12の周壁の上部には、空気抜き口18及び乾燥用気体供給口19が設けられている
As shown in FIG. 6, the
図3及び図6に示すように、蓋体11は、処理容器本体12の開口13を閉塞すべく円板状に形成されている。蓋体11の開口13に対向する面に、Oリング11aが装着されている。従って、姿勢変換・移動機構7により蓋体11を処理容器本体12の開口端に押しつけることにより、蓋体11は処理容器本体12に気水密に係合し、これにより密閉された処理室10aが形成される。
As shown in FIGS. 3 and 6, the
図6乃至図8に示すように、ウエハ保持体30は、蓋体11を貫通する回転軸21に連結された回転基体31を有する。回転基体31は、概ね直方体形状を有し、回転軸21と直交する方向に、すなわちウエハWの半径方向に延びている。回転基体31の両端部に、ウエハW半径方向に移動可能な可動部材35が接続されており、各可動部材35の先端から、保持棒32が回転軸21と平行に延びている。ウエハWの外周縁部を保持するために、各保持棒32の内側面には、複数の保持溝33が所定の間隔を空けて刻設されている。ウエハ保持体30には、伸縮移動機構60すなわち保持棒移動機構が設けられている。伸縮移動機構60を動作させることにより、一対の保持棒32を、これらが相互に近接してウエハWを保持する近接位置と、これらが相互に離間してウエハWを解放する離間位置との間で移動させることができる。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
図6に示すように、ウエハ保持体30の回転軸21は、中空である。回転軸21は、複数の構成部品を回転軸21の軸線方向に連結することにより構成された軸ハウジング22の内部空間に収容されている。軸ハウジング22の蓋体11側の端部は、蓋体11に設けられた貫通孔11bの周りに接続され、これにより軸ハウジング22の内部空間と処理室10aが連通している。軸ハウジング22と蓋体11の間は、パッキン22aにより気水密にシールされている。回転軸21は、蓋体11から遠い側の回転軸21の端部において、ベアリング23を介して軸ハウジング22に回転自在に支承されている。蓋体11から遠い側の回転軸21の端には従動プーリ21bが装着されている。従動プーリ21bとウエハ回転モータ20の駆動軸20aに装着された駆動プーリ20bとの間には、タイミングベルト20cが掛け渡されている。
As shown in FIG. 6, the
ウエハ回転モータ20は、姿勢変換・移動機構7によって、蓋体11及びウエハ保持体30と一緒に移動可能である。図3において、蓋体11の下方にある軸ハウジング22及びウエハ回転モータ20等の構成部品については、図面の簡略化のため表示が省略されていることに注意されたい。ウエハ回転モータ20は、図6にCPU110(中央演算処理装置)として表示されているコントローラに電気的に接続されている。CPU110からの制御信号に基づいて、ウエハ回転モータ20の回転方向、並びにウエハ回転モータ20の回転数(例えば1〜60rpm)が制御される。前述したウエハホルダ2a,2bとウエハ保持体30との間でウエハWの受け渡しが行われる際には、ウエハ保持体30は、ウエハ回転モータ20の駆動により、ウエハWの受け渡しに適した角度位置に位置決めされる。
The
ベアリング23より処理室10aに近い位置において、軸ハウジング22には、間隔をおいて配置された一対のリング状のシール部材24を具備する第1のシール構造が設けられている。シール部材24は、回転軸21の回転を許容しつつ回転軸21の周面を気水密にシールして、軸ハウジング22内におけるシール部材24よりも処理室10aに近い側の空間とシール部材24よりもベアリング23に近い側の空間とを隔離する。
At a position closer to the
シール部材24すなわち第1のシール構造より処理室10aに近い位置において、軸ハウジング22の内周面には周突起25が設けられており、この周突起と回転軸21の周面との間に狭小隙間が画成されている。この狭小隙間は「絞り」のように作用してそこを通る流体の流れを制限し、シール部材24の負担を軽減する。狭小隙間は、後述の第2のシール構造26に近い位置に設けることが好ましい。なお、製造上可能であるならば、狭小隙間を画成するために回転軸21に周突起を設けてもよい。
A
狭小隙間より処理室10aに近い位置において、軸ハウジング22内には、可変式のシール構造26、すなわち第2のシール構造が設けられている。シール構造26は、処理室10aと軸ハウジング22の内部空間とを気水密に隔離する隔離状態と、両者間での流体の通流を許容する連通状態とをとることができる。
A
なお、回転軸21及び軸ハウジング22は、耐薬品性及び耐食性に富む材質、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の合成樹脂にて形成されている。
The
第2のシール構造26は、軸ハウジング22に装着される可撓性を有する環状の中空シール部材26aと、このシール部材26aの内部空間26bに作動気体例えば窒素(N2)ガスを供給する作動気体供給系とを有している。作動気体供給系は、N2ガス供給源27と、このN2ガス供給源27に接続されるとともに開閉バルブV1が介設された第1のN2ガス供給管路28aと、この第1のN2ガス供給管路28aと中空シール部材26aの内部空間26bとを接続するために軸ハウジング22内に設けられた連通路26cと、を具備している。中空シール部材26aは、耐薬品性及び耐食性に富む軟質の材質例えばフッ素系樹脂にて形成されている。The
開閉バルブV1を開放してN2ガス供給源27からN2ガスを中空シール部材26aの内部空間26b内に供給すると、中空シール部材26aが膨張する。これにより、中空シール部材26aが回転軸21の外周面に密接して、中空シール部材26aよりも処理室10aから遠い軸ハウジング22の内部空間を、処理室10aから隔離することができる(第2のシール構造26の「隔離状態」)。一方、開閉バルブV1を閉じると、中空シール部材26aの内部空間26b内にはN2ガスが供給されないので、中空シール部材26aは萎んだ状態となり、軸ハウジング22の内部空間と処理室10aとが連通する(第2のシール構造26の「連通状態」)。When by opening the closing valve V1 to supply the N 2
シール部材24(第1のシール構造)と中空シール部材26a(第2のシール構造)との間における軸ハウジング22内面と回転軸21の周面との間に中間空間26dが画成される。軸ハウジング22には、この中間空間26dの上部及び下部にそれぞれ開口する供給路26e及び排出路26fが設けられている。供給路26eには、切換手段である切換バルブV0を介設した供給管路28cを介して、洗浄液供給源である純水供給源27A及び乾燥気体供給源であるN2ガス供給源27が接続されている。図示された実施形態においては、純水供給源27A、供給管路28c、切換バルブV0及び供給路26eが中間空間26dのための洗浄液供給系を成し、N2ガス供給源27、供給管路28c、切換バルブV0及び供給路26eが中間空間のための乾燥用気体供給系を成す。排出路26fには、排液及び排気用のドレーン管路29aが接続されている。このドレーン管路29aには、開閉バルブV2が介設されている。ドレーン管路29aにはさらに、開閉バルブV2を迂回する分岐管路29bが開閉バルブV2の上流側及び下流側にて接続されており、分岐管路29bには開閉バルブV3が介設されている。これらは中間空間26dのための流体排出系を成す。An
切換バルブV0を切換操作して中間空間26d内に純水及びN2ガスを中間空間26dに順次供給することにより、回転軸21及びこれに面する軸ハウジング22を洗浄及び乾燥することができる。第2のシール構造26が連通状態のときには、開閉バルブV2,V3のうちの一方(V2)のみが開放され、軸ハウジング22と回転軸21との間の隙間に侵入した処理液(薬液又は純水)が比較的小流量(小さい排出レート)ドレーン管路29aを介して排液される。また、第2のシール構造26が隔離状態のときは、開閉バルブV2及びV3の双方が開放され、回転軸21の洗浄に供された純水が比較的大流量(大きな排出レート)で排出される。The
一対のシール部材24間に空間が画成されており、この空間はシール空間24aと称される。軸ハウジング22には、このシール空間24aの上部及び下部にそれぞれ開口する給気路24bと排気路24cが設けられている。給気路24bには、開閉バルブV4が介設された第2のN2ガス供給管路28bを介して、N2ガス供給源27が接続されている。また、排気路24cには、開閉バルブV5が介設されたドレーン管路29cが接続されている。A space is defined between the pair of
万一、処理室10a側からシール空間24a内に処理液が浸入しても、シール空間24a内にN2ガスを供給しつつそこから排出することにより、N2ガスによって液滴を除去して回転軸21を速やかに乾燥することができる。Even if the processing liquid enters the sealing
伸縮移動機構60について図6及び図8を参照して詳細に説明する。伸縮移動機構60は、ウエハ保持体30の回転基体31に設けられたシリンダ体61と、シリンダ体61に摺動可能に設けられたピストンロッド62と、ピストンロッド62を短縮方向に付勢するるばね63とを有するシリンダアクチュエータ64と、このシリンダアクチュエータ64のシリンダ体61に作動流体例えば空気を供給する空気供給システム65すなわち作動流体供給システムとを備えている。シリンダ体61に空気が供給されていないとき(開閉バルブV6が閉じているとき)、一対の保持棒32は、ばね63により相互に近づく方向に付勢されており、ばね63の弾性力によりウエハWをしっかりと保持することができる。シリンダ体61に空気が供給されると(開閉バルブV6が開いているとき)、ばね63の弾性力に打ち勝ってピストンロッド62が伸張方向に移動し、一対の保持棒32は相互に離間し、ウエハWを解放する。蛇腹等の伸縮部材34が各シリンダアクチュエータ64を囲んでおり、各伸縮部材34の両端は回転基体31及び可動部材35に気水密に連結されている。伸縮部材34は回転基体31及び可動部材35の相対的変位を許容しつつ、シリンダアクチュエータ64を処理液から保護し、かつ、シリンダアクチュエータ64で生じうるパーティクルが処理室10a内に侵入することを防止している。
The extension/
空気供給システム65において、空気供給源67からシリンダ体61に空気を供給する空気供給路は、回転基体31内に設けられた第1の空気供給管路66aと、この第1の空気供給管路66aに接続される回転軸21の内部空間21aと、この内部空間21aに接続されるとともに開閉バルブV6が介設された第2の空気供給管路66bと、から構成されている。
In the
なお、ばね63は、保持棒32を相互に離間するように付勢するものであってもよい。この場合、シリンダアクチュエータ64は、空気が供給されたときに保持棒32を相互に近接させるように作用するように構成される。
The
本実施形態における伸縮移動機構60は、シリンダアクチュエータ64が回転基体31に組み込まれており、また、シリンダアクチュエータ64に作動空気を供給する空気供給路が回転基体31及び回転軸21に組み込まれているため、占有スペースが小さく、液処理装置6の小型化に寄与している。
In the extension/
処理前のウエハWを保持したウエハホルダ2a(2b)からウエハ保持体30にウエハWが渡されるときには、まず、伸縮移動機構60により保持棒32をウエハW半径方向外側に移動した状態で、ウエハWを保持したウエハホルダ2aを一対の保持棒32の間に侵入させる。次いで、伸縮移動機構60によって保持棒32をウエハW半径方向内側に移動させると、保持棒32がウエハWを把持する。次いで、ウエハホルダ2aはウエハWを離し、ウエハ保持体30から遠ざかる。その後、姿勢変換・移動機構7によって、ウエハWが起立して鉛直姿勢とされた後、ウエハWは、処理容器本体12内に収容される。処理容器10内で処理されたウエハWは、上記と逆の手順でウエハホルダ2b(2a)に戻される。すなわち、処理済みのウエハWは、姿勢変換・移動機構7によって処理容器本体12から取り出された後に水平姿勢とされる。次いで、一対の保持棒32間にウエハホルダ2b(2a)が挿入され、伸縮移動機構60によって保持棒32がウエハW半径方向外側に移動される。これにより、ウエハWはウエハホルダ2に渡される。
When the wafer W is transferred from the
次に、処理液供給ノズル40(以下に単に「ノズル40」という)について図5及び図9を参照して詳述する。ノズル40は、中心部に処理液供給路41を有する略円筒状のノズル本体42に、その周面に開口するノズル本体42の軸線方向に延びる単一のスリット状の吐出口43、或いはノズル本体42の軸線方向に間隔をおいて一列に並んだ複数の吐出口43を設けることにより形成されている。ノズル40は、処理容器本体12に取り付けられたノズルケース44のノズル収容部14内に収容されている。ノズル収容部14の内面とノズル本体42の外周面との間には隙間15が設けられている。ノズル本体42の一側側面からノズル回転軸53が突出している。ノズル回転軸53は、ノズルケース44と一体の案内筒45内に隙間を空けて挿入されている。ノズル回転モータ50を駆動することにより、ノズル40は、処理容器本体12(実際にはノズルケース44のノズル収容部14)に対して非接触に回転及び/又は揺動可能である。図5に二点鎖線で示すように、ノズル40の吐出口43と異なる1又は複数の角度位置(図示例では3箇所)に、貫通孔46を設けることが好適である。貫通孔46から処理液を隙間15内に吐出することにより、隙間15内に処理液が滞留することを防止することができる。
Next, the processing liquid supply nozzle 40 (hereinafter simply referred to as “
図9に示すように、ノズル回転モータ50は、案内筒45の外周面に嵌装される有底筒状のノズルモータ本体50a、すなわちステーター部を具備している。このノズルモータ本体50aの先端部及び基端部には浮上用電磁石51が埋設され、両浮上用電磁石51の間には回転用電磁石52が埋設されている。ノズル回転軸53には磁石54が埋設されている。浮上用電磁石51を通電して励磁することによりノズル回転軸53の外周面を案内筒45の内周面から離すことができ、また、回転用電磁石52に通電して励磁することにより、ノズル回転軸53およびこれに接続されたノズル本体42を回転させることができる。この構成においてはノズル回転軸53の回転によりノズル回転軸53が他の部材と摺動することがないため、摩耗粉由来のパーティクルによる処理液の汚染を防止することができる。ノズルモータ本体50a及びノズル回転軸53は、耐薬品性及び耐食性に富む材質例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の合成樹脂にて形成されている。ノズル回転モータ50は、図6に示すCPU110からの制御信号により、その回転動作及び/又は揺動動作が制御される。
As shown in FIG. 9, the
以下に図4を参照して、液処理装置6に付属する配管系統について説明する。ノズル40の処理液供給路41(図5参照)には、処理液供給用の第1の開閉バルブV7を介して主供給管路70の一端が接続されている。主供給管路70の他端には純水供給源71が接続されている。主供給管路70には、純水供給源71側から順に、第2の開閉バルブV8、フィルタF1、流量計FM1及び処理液の温度を所定の処理温度に調整する加熱機構Hが介設されている。第2の開閉バルブV8、フィルタF1、流量計FM1及び加熱機構Hを迂回する分岐管路72が、バルブV8の上流側部分において主供給管路70から分岐し、加熱機構Hの下流側部分において主供給管路70に再び合流している。分岐管路72には純水供給源側から順に、第3の開閉バルブV9、フィルタF2及び流量計FM2が介設されている。
The piping system attached to the
主供給管路70の途中には、切換供給バルブVa,Vb,Vc,Vdが介設された薬液供給管路73a,73b,73c,73dをそれぞれ介して、薬液タンク74a,74b,74c,74dがそれぞれ接続されている。薬液タンク74a,74b,74c,74d内には、種類の異なる薬液、例えばアンモニア(NH4OH),塩酸(HCl),フッ酸(HF)等が貯留されている。処理の目的に応じて切換供給バルブVa,Vb,Vc,Vdのいずれかが開放され、これにより前記の薬液の一つが主供給管路70内を流れる純水と混合され、ノズル40から処理容器10内に供給される。
ノズルケース44のノズル収容部14には、排液口76(図5参照)が設けられている。この排液口76には、開閉バルブV10が介設されれた排出管路75が接続されている。この排出管路75は、排液管路78Aに接続されている。
A drainage port 76 (see FIG. 5) is provided in the
処理容器本体12の排液口17(図5参照)には、開閉バルブV11が介設された排液管路78が接続されている。この排液管路78には、純水用ドレーンバルブDV1及び薬液用ドレーンバルブDV2,DV3,DV4がそれぞれ介設された4つのドレーン管路79が並列に接続されている。
A drainage line 17 having an opening/closing valve V11 is connected to the drainage port 17 (see FIG. 5) of the
処理容器本体12の空気抜き口18(図5参照)には、開度調整可能な開閉バルブVl2が介設された排気管路80が接続されている。空気抜き口18を介して、例えば、処理室10a内に満たされる処理液中に含まれうる気泡を排出することができる。排気管路80は、排液管路78に接続されている。
To the air vent port 18 (see FIG. 5) of the
処理容器本体12の乾燥用気体供給口19(図5参照)には、開閉バルブV13を介して乾燥用気体(媒体)の供給管路、例えばクールN2ガス供給管路81、ホットN2ガス供給管路82及びイソプロピルアルコール(IPA)供給管路83が接続されている。必要に応じて、図示しないN2ガス供給源或いはIPA供給源から、クール又はホットN2ガス或いはIPA蒸気が処理容器10内に供給される。A drying gas (medium) supply conduit, for example, a cool N 2
なお、供給管路81,82,83に接続される供給管路84に分岐管路を接続し、当該分岐管路から切換バルブV0(図6参照)を介して前述したシール部材24とシール構造26との間に形成される中間空間26d内に乾燥用気体を供給できるようにしてもよい。
A branch pipe is connected to the
処理容器本体12の急速排液口17A(図5参照)には、開閉バルブV14を介設した大口径の排液管路78Aが接続されている。処理容器10内でのウエハWの液処理が終了した後に開閉バルブV13を開放することによって、処理容器10内での液処理に供された処理液(薬液又は純水)を、短時間で排液管路78Aを介して処理容器10外に排出できる。
The
排液管路78Aから分離独立した排液管路78Bが設けられている。この排液管路78Bには、排液管路78及び戻り管路84が接続されている。戻り管路84には、切換バルブVAが介設されている。
A
再度図5を参照すると、処理容器10の処理室10aの上部の左右2箇所には、倒れ防止機構90が設けられている。倒れ防止機構90は、特に急速排液口17Aからの液排出時に、ウエハ保持体30によって保持された隣接するウエハW同士が接触することを防止する。倒れ防止機構90は、櫛歯状に配列された複数の支持片91を有する倒れ防止部材92と、この倒れ防止部材92の角度位置を変更する図示しない回転機構と、を備えている。回転機構の駆動により、倒れ防止部材92の位置を、各支持片91が隣接するウエハW間の隙間に挿入されてウエハWに係合する係合位置と、図5に示すように各支持片91がウエハW間の隙間から離脱している非係合位置との間で切り替えることができる。
Referring to FIG. 5 again, the
図5に示すように、処理容器本体12の上部の周面に、超音波振動子100を装着してもよい。超音波振動子100により処理室10aを満たす処理液に超音波振動を付与して、ウエハWを超音波洗浄することができる。
As shown in FIG. 5, the
切換バルブV0と開閉バルブVl〜Vl4は、CPU110すなわちコントローラに電気的に接続されており、CPU110からの制御信号に基づいて切換若しくは開閉制御される。
The switching valve V0 and the opening/closing valves Vl to Vl4 are electrically connected to the
次に、液処理装置6の作用について説明する。
搬送アーム4が、搬入・搬出部1に載置されたキャリアCからウエハWを取り出し、ウエハホルダ2aに渡す。これを繰り返すことにより、キャリアC内の複数枚のウエハをウエハホルダ2aに移載する。例示的な実施形態において、キャリアCは隣接するウエハWの間隔が10mmとなるようにウエハWを保持するように構成され、ウエハホルダ2aは隣接するウエハWの間隔が3mmとなるようにウエハWを保持するように構成されているため、搬送アーム4によりキャリアCからウエハホルダ2aにウエハWを移載すると、その結果としてウエハWのピッチが変換(10mmから3mmに)される。Next, the operation of the
The carrier arm 4 takes out the wafer W from the carrier C placed on the carry-in/carry-out
次に、ウエハホルダ2aによって保持された複数枚のウエハWを、蓋体11に装着されたウエハ保持体30の保持棒32に渡す。ウエハWがウエハ保持体30に渡された後、ウエハホルダ2aはウエハ保持体30から退避する。姿勢変換・移動機構7が作動して、蓋体11及びウエハ保持体30に保持されたウエハWを水平姿勢から垂直姿勢に姿勢変換するとともに、処理容器本体12に向かって移動する。これにより、ウエハWが処理容器本体12内に搬入されるとともに、蓋体11が処理容器本体12の開口13を密閉する。
Next, the plurality of wafers W held by the
処理容器10内にウエハWを垂直姿勢で収容した状態で、開閉バルブV8を開放して純水供給源71から主供給管路70に処理温度に温調された純水を流すとともに、切換開閉バルブVa,Vb,Vc,Vdのうちの選択された1つを開放して薬液を純水に混合して、温調された希釈薬液をノズル40に供給する。希釈薬液の供給開始時には、ノズル40の吐出口43は処理室10aの下部空間を向いている。希釈薬液の供給開始後に、ノズル回転モータ50によりノズル40の吐出口43が徐々に上を向くように回転し、希釈薬液のしぶきがウエハWに飛散するのを防止しながら、処理容器10内に混合薬液を供給する。また、薬液の供給と同時に、ウエハ回転モータ20によりウエハ保持体30及びこれに保持されたウエハWが、ウエハWの中心を中心としてゆっくりと回転する。ノズル40からの薬液供給時には、空気抜き口18に接続する排気管路80に介設された開閉バルブV12が開放されている。このため処理室10aに供給される薬液の液流は円滑になる。このように、処理容器10の下部に配設されたノズル40を回転又は揺動させながら、或いはノズル40を数回揺動させた後に回転させながら、回転するウエハWに向けて吐出口43から薬液を吐出させることにより、薬液はウエハWの全面に満遍なく行き渡り、均一な薬液処理例えばエッチング処理が施される。
With the wafer W accommodated in the
なお、吐出口43の向きが図5の二点鎖線矢印方向を向いている時間を長くすることにより、ウエハW周辺部をより多くエッチングすることもできる。
The peripheral portion of the wafer W can be etched more by increasing the time during which the direction of the
薬液処理中において、処理室10a内は薬液で満たされ、ノズル40から処理室10a内に薬液が供給されると同時に、処理室10aから薬液が排液口17を介して排液される。
During the chemical liquid processing, the inside of the
なお、ノズル40を360度回転させながら収容部14の内面とノズル40の外周面との間の隙間15に吐出口43から薬液を吐出させることにより、当該隙間15に滞留する薬液を新規な薬液により追い出すことができる。このため、隙間15に滞留する古い薬液により液処理への悪影響が生じることはない。
By rotating the
薬液処理時には、開閉バルブV1は閉じており中空シール部材26aの内部空間26bにN2ガスは供給されないため、第2のシール構造26は連通状態にある。このため、処理室10aを満たす薬液は、シール構造26と回転軸21との間の隙間を通って、シール構造26とシール部材24(第1のシール構造)との間における軸ハウジング22と回転軸21との間の中間空間26dに侵入する。このとき、開閉バルブV2,V3のうちの一方の開閉バルブV2のみが開放しており、中間空間26d内に侵入した薬液は、ドレーン管路29aを介して排液される。このため、中間空間26d内に薬液が滞留することにより生じうる薬液処理への悪影響は生じない。また、2つのシール部材24のうちの処理室10a側のシール部材24と回転軸21とのシール面を通って、薬液がシール空間24aに入ることが防止される。At the time of chemical treatment, the opening/closing valve V1 is closed, and N 2 gas is not supplied to the
更に、薬液処理時には、開閉バルブV4も開放されて、N2ガス供給源27からN2ガスがシール部材24間のシール空間24a内に供給される。このとき、開閉バルブV5も開放され、シール空間24a内に供給されたN2ガスはドレーン管路29cを介して排出される。このため、万一、処理室10a側のシール部材24を超えて薬液がシール空間24a内に侵入してきたとしても、シール空間24a内を流れるN2ガスと一緒にシール空間24aから排出されるか、或いはN2ガスにより蒸発させられた後にN2ガスと一緒にシール空間24aから排出される。また、ベアリング23の摩耗により発生するパーティクルが、2つのシール部材24のうちのベアリング23側のシール部材24を超えてシール空間24a内に侵入してきたとしても、シール空間24a内を流れるN2ガスと一緒にシール空間24aから排出される。Further, during processing of the chemical liquid, the opening/closing valve V4 is also opened, and N 2 gas is supplied from the N 2
以上のように、薬液処理時には、2つのシール部材24を備えた第1のシール構造により、薬液のベアリング23側への侵入及びベアリング23にて生じたパーティクルが処理容器10側に侵入することが防止される。
As described above, at the time of chemical treatment, the first seal structure including the two
なお、シール空間24a内の圧力を高めに維持しておくことも好ましい。そうすれば、シール空間24a内への薬液およびパーティクル(ベアリング23によるもの)の侵入をより効果的に防止することができる。シール空間24a内の圧力を高くするには、ドレーン管路29cの径を小さくするか或いはそこに絞りを設けることが考えられる。
It should be noted that it is also preferable to keep the pressure in the
薬液処理を所定時間行った後、開いていた切換開閉バルブ(Va,Vb,Vc,Vdのいずれか)を閉じて薬液の供給を停止し、回転するノズル40から純水のみを処理容器10内に供給してリンス処理を行う。このときには、開閉バルブV8を閉じるとともに開閉バルブV9を開放し、温調されていない純水を供給する。このリンス処理時においてもウエハ回転モータ20によりウエハWは回転しているので、回転するノズル40から供給される純水はウエハWの全面に満遍なく行き渡り、均一なリンス処理が施される。
After performing the chemical treatment for a predetermined time, the open switching open/close valve (one of Va, Vb, Vc, Vd) is closed to stop the supply of the chemical, and only pure water is supplied from the rotating
リンス処理時にもシール構造26は連通状態となっているが、中間空間26dに侵入した純水はドレーン管路29aを介して排液されると共に、2つのシール部材24間のシール空間24a内にN2ガスが供給される。これにより薬液処理時と同様の効果が達成される。Although the
リンス処理を所定時間行った後、CPU110からの制御信号に基づいて、開閉バルブV9が閉じられて純水の供給が停止され、ノズル回転モータ50の駆動が停止され、更にウエハ回転モータ20の駆動が停止される。その後、開閉バルブV14及びV10を開放して、処理容器10内の純水を、急速排液口17A及び排液口76から、排液管路78Aを介して排出する。この純水の排液と同時に、乾燥用気体供給口19から乾燥用気体例えばN2ガス又はN2ガスとIPAの混合気体を所定時間にわたって処理容器10内に供給して、ウエハWに付着している液滴を除去して、ウエハWを乾燥する。After performing the rinsing process for a predetermined time, based on the control signal from the
ウエハWの乾燥が開始されるときに、CPU110からの制御信号に基づいて開閉バルブV1が開放されて、N2ガス供給源27からシール構造26の中空シール部材26aの内部空間26bにN2ガスが供給される。これにより、中空シール部材26aが膨隆し、回転軸21の外周面に密接して、処理室10aと中間空間26dとが隔離される。この状態において、中間空間26d及びこの中間空間26dに臨む部材(軸ハウジング22、回転軸21、シール部材24、中空シール部材26a)の表面が洗浄される。When the drying of the wafer W is started, is opened closing valve V1 based on the control signal from the
すなわち、まず、切換バルブV0が純水供給源27A側に切り換わって、シール部材24とシール構造26との間の中間空間26d内に純水を供給して、中間空間26d及びこの中間空間26dに臨む部材の表面を洗浄する。その後、切換バルブV0がN2ガス供給源27側に切り換わって、中間空間26d内にN2ガスを供給して中間空間26d及びこの中間空間26dに臨む部材の表面を乾燥する。この洗浄及び乾燥時には、開閉バルブV2及びV3は開放しており、純水及びN2ガスを大流量で中間空間26dから排出することができるようにされている。この洗浄及び乾燥時においても、2つのシール部材24間のシール空間24a内にN2ガスが供給される。以上のように中間空間26d及びこの中間空間26dに臨む部材の表面を洗浄することにより、この部分に薬液若しくはパーティクルが残留することが防止され、次の薬液処理時に、この部分から処理室10a内に薬液及びパーティクルが入り込むおそれがない。That is, first, the switching valve V0 is switched to the pure
ウエハWの乾燥並びに中間空間26dの洗浄及び乾燥の終了により、一連の液処理工程が終了する。
A series of liquid processing steps is completed by drying the wafer W and cleaning and drying the
次に、姿勢変換・移動機構7を駆動して、蓋体11を処理容器本体12から引き離し、、ウエハ保持体30によって保持されたウエハWを処理容器本体12内から取り出し、そしてウエハWの姿勢を垂直姿勢から水平姿勢に変換する。水平姿勢にされた処理済みウエハWは、未処理ウエハWを扱ったウエハホルダ2aではなく、別のウエハホルダ2bに受け取られた後、ウエハ搬送アーム4によって空のキャリアC内に収容されて、他の処理装置に搬送される。
Next, the attitude changing/moving
以上図示された好適な実施形態に基づいて本発明について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、本発明による液処理装置として同時に複数枚のウエハWを処理するバッジ式の液処理装置を例示したが、一度に1枚のみのウエハWを処理する枚葉式の液処理装置であっても構わない。 Although the present invention has been described based on the preferred embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited thereto. For example, in the above-described embodiment, the badge type liquid processing apparatus that processes a plurality of wafers W at the same time is illustrated as the liquid processing apparatus according to the present invention, but a single-wafer type liquid processing apparatus that processes only one wafer W at a time. It may be a processing device.
また、上記実施形態では、ウエハ保持体30は蓋体11に取り付けられていたが、処理容器本体12にウエハ保持体30を設けることも可能である。この場合、ウエハの搬送機構との受け渡しを処理容器本体12内で行えるような構造が必要となる。
Further, although the
また、上記実施形態では、被処理体は半導体ウエハであったが、被処理体は例えばLCD用ガラス基板またはディスク基板等であってもよい。 Further, although the object to be processed is the semiconductor wafer in the above embodiment, the object to be processed may be, for example, a glass substrate for LCD or a disk substrate.
Claims (17)
前記保持体に接続された回転軸と、
前記回転軸を回転駆動するモータと、
前記保持体を収容する処理室を画成する処理容器と、
前記処理室内に処理液を供給する処理液吐出口と、
前記処理容器の少なくとも一部と結合され、前記回転軸を収容するとともに前記処理室と連通した空間を画成する軸ハウジングと、
前記軸ハウジング内において回転軸を回転可能に支承する軸受けと、
前記軸受けよりも処理室に近い位置に設けられて、前記軸ハウジングと前記回転軸との間の隙間を前記回転軸の回転を許容しつつシールする第1のシール構造と、
前記第1のシール構造よりも処理室に近い位置に設けられて、前記軸ハウジングと前記回転軸との間の隙間をシールする第2のシール構造であって、前記軸ハウジングと前記回転軸との間の隙間をシールしている第1状態とシールしていない第2状態とをとることができる第2のシール構造と、
を備えた液処理装置。A holding body capable of holding the object to be processed,
A rotary shaft connected to the holder,
A motor for rotationally driving the rotary shaft,
A processing container that defines a processing chamber that houses the holder,
A processing liquid discharge port for supplying a processing liquid into the processing chamber,
A shaft housing that is coupled to at least a part of the processing container and that houses the rotating shaft and defines a space that communicates with the processing chamber;
A bearing that rotatably supports the rotating shaft in the shaft housing,
A first seal structure which is provided at a position closer to the processing chamber than the bearing, and seals a gap between the shaft housing and the rotary shaft while allowing rotation of the rotary shaft;
A second seal structure which is provided closer to the processing chamber than the first seal structure and seals a gap between the shaft housing and the rotary shaft, wherein the shaft housing and the rotary shaft are A second sealing structure capable of taking a first state in which a gap between them is sealed and a second state in which the gap is not sealed,
A liquid processing apparatus equipped with.
前記第1のシール構造と前記第2のシール構造との間における前記軸ハウジングと前記回転軸との間の中間空間に接続され前記中間空間に流体を供給することができる供給路及び前記中間空間から流体を排出することができる排出路を更に備えたことを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 1,
A supply path connected to an intermediate space between the shaft housing and the rotating shaft between the first seal structure and the second seal structure and capable of supplying a fluid to the intermediate space, and the intermediate space. A liquid processing apparatus further comprising a discharge path capable of discharging a fluid from the liquid processing apparatus.
前記供給路に接続された洗浄液供給源及び乾燥気体供給源と、
前記洗浄液供給源及び乾燥気体供給源のいずれかが前記供給路を介して前記中間空間と連通するようにする切替バルブと、
を更に備えたことを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 2,
A cleaning liquid supply source and a dry gas supply source connected to the supply path,
A switching valve that allows either the cleaning liquid supply source or the dry gas supply source to communicate with the intermediate space via the supply passage,
A liquid processing apparatus further comprising:
前記軸ハウジングの内面若しくは前記回転軸の外周面に、前記第1のシール構造と前記第2のシール構造との間における前記軸ハウジングと回転軸との間の中間空間を部分的に狭くする形状が与えられている
ことを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 1,
A shape that partially narrows an intermediate space between the shaft housing and the rotary shaft between the first seal structure and the second seal structure on the inner surface of the shaft housing or the outer peripheral surface of the rotary shaft. The liquid processing apparatus is characterized by being given.
前記第2のシール構造は、その内部空間に作動気体を供給することにより膨らみ前記第1状態となる、可撓性を有する環状の中空シール部材を有することを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 1,
The liquid processing apparatus, wherein the second seal structure has a flexible annular hollow seal member that swells by supplying a working gas to the internal space thereof and becomes the first state.
前記第1のシール構造は、前記回転軸の軸線方向に間隔をおいて配置された一対のシール部材からなり、
前記一対のシール部材の間において前記軸ハウジングと回転軸との間にシール空間が画成され、
前記シール空間に、当該シール空間に流体を供給することができる供給路及び当該シール空間から流体を排出することができる排出路が接続されている
ことを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 1,
The first seal structure is composed of a pair of seal members arranged at intervals in the axial direction of the rotating shaft,
A seal space is defined between the shaft housing and the rotary shaft between the pair of seal members,
A liquid processing apparatus, wherein a supply path capable of supplying a fluid to the seal space and a discharge path capable of discharging a fluid from the seal space are connected to the seal space.
前記供給路に乾燥用気体供給源が接続されていることを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 6,
A liquid processing apparatus, wherein a drying gas supply source is connected to the supply path.
前記第1のシール構造と前記第2のシール構造との間における前記軸ハウジングと回転軸との間の中間空間に洗浄液を供給することができる洗浄液供給系と、
前記中間空間に乾燥用気体を供給することができる乾燥用気体供給系と、
前記中間空間から流体を排出することができる流体排出系と、
前記第2のシール構造、前記洗浄液供給系、前記乾燥用気体供給系及び前記流体排出系を制御することができるコントローラであって、
前記回転軸が回転して前記被処理体が前記処理室内で回転しながら処理液により処理されているときに、前記第2のシール構造が前記第2の状態となり、かつ、前記流体排出系を介して前記中間空間に侵入した処理液をそこから排出するように、前記第2のシール構造および前記流体排出系を制御し、
また、前記回転軸が回転しないで前記被処理体が前記処理室内で静止した状態で処理流体により処理されているときに、前記第2のシール構造が前記第1の状態となり、かつ、前記洗浄液供給系を介して前記中間空間に洗浄液が供給されるとともに前記流体排出系を介して前記中間空間から前記洗浄液が排出されるように、前記第2のシール構造、前記洗浄液供給系及び前記流体排出系を制御するコントローラと、
を更に備えたことを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 1,
A cleaning liquid supply system capable of supplying a cleaning liquid to an intermediate space between the shaft housing and the rotating shaft between the first seal structure and the second seal structure,
A drying gas supply system capable of supplying a drying gas to the intermediate space,
A fluid discharge system capable of discharging fluid from the intermediate space;
A controller capable of controlling the second seal structure, the cleaning liquid supply system, the drying gas supply system, and the fluid discharge system,
When the rotating shaft rotates and the object to be processed is being processed by the processing liquid while rotating in the processing chamber, the second seal structure is in the second state, and the fluid discharge system is The second seal structure and the fluid discharge system are controlled so that the processing liquid that has entered the intermediate space via the intermediate space is discharged therefrom.
Further, the second seal structure is in the first state when the object to be processed is being processed by the processing fluid in a state where the object to be processed is stationary in the processing chamber without the rotation shaft rotating, and the cleaning liquid. The second seal structure, the cleaning liquid supply system, and the fluid discharge so that the cleaning liquid is supplied to the intermediate space via a supply system and the cleaning liquid is discharged from the intermediate space via the fluid discharge system. A controller that controls the system,
A liquid processing apparatus further comprising:
前記コントローラは、前記回転軸が回転しないで前記被処理体が前記処理室内で静止した状態で処理されているときに、前記洗浄液供給系を介して前記中間空間に洗浄液が供給されるとともに前記流体排出系を介して前記中間空間から前記洗浄液が排出された後に、前記乾燥用気体供給系を介して前記中間空間に乾燥用気体が供給されるとともに前記流体排出系を介して前記中間空間から前記乾燥用気体が排出されるように、前記乾燥気体供給系及び前記流体排出系を制御するように構成されていることを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 8,
The controller supplies the cleaning liquid to the intermediate space via the cleaning liquid supply system and the fluid when the object to be processed is processed in a stationary state in the processing chamber without the rotation shaft rotating. After the cleaning liquid is discharged from the intermediate space via the discharge system, the drying gas is supplied to the intermediate space via the drying gas supply system and the intermediate space is discharged from the intermediate space via the fluid discharge system. The liquid processing apparatus is configured to control the dry gas supply system and the fluid discharge system so that the drying gas is discharged.
前記コントローラは、前記被処理体が前記処理室内で静止した状態で処理流体により処理されているときにおける前記流体排出系を介した前記洗浄液の排出レートが、前記被処理体が前記処理室内で回転しながら処理液により処理されているときにおける前記流体排出系を介した前記処理液の排出レートよりも大きくなるように、前記流体排出系を制御するように構成されていることを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 8,
In the controller, the discharge rate of the cleaning liquid through the fluid discharge system when the object to be processed is being processed by the processing fluid in a stationary state in the processing chamber is such that the object to be processed rotates in the processing chamber. While being treated with the treatment liquid, the fluid discharge system is configured to be controlled so as to be higher than the discharge rate of the treatment liquid through the fluid discharge system. Processing equipment.
前記処理液は薬液であり、前記処理流体は乾燥用気体であることを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 8,
The liquid processing apparatus, wherein the processing liquid is a chemical liquid and the processing fluid is a drying gas.
前記保持体は、前記回転軸に接続された回転基体と、被処理体を保持する一対の保持棒を有しており、
前記液処理装置は、前記回転軸の半径方向に前記保持棒が相互に近接する方向及び前記保持棒が相互に離間する方向に移動させる保持棒移動機構を更に備え、
前記保持棒移動機構は、前記回転基体に設けられて前記保持棒を移動させるシリンダアクチュエータと、前記保持棒が相互に近接する方向又は相互に離間する方向に前記保持棒を付勢するばね部材と、前記ばね部材に抗して前記保持棒を移動させるために前記シリンダアクチュエータに作動流体を供給する作動流体通路と、を有しており、
前記回転軸の内部空間及び前記回転基体内に形成された管路が、前記作動流体通路の一部を成している
ことを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 1,
The holding body has a rotating base connected to the rotating shaft, and a pair of holding rods for holding the object to be processed,
The liquid treatment apparatus further includes a holding rod moving mechanism that moves the holding rods in a radial direction of the rotation shaft in a direction in which the holding rods approach each other and in a direction in which the holding rods move away from each other,
The holding rod moving mechanism includes a cylinder actuator that is provided on the rotary base body and moves the holding rod, and a spring member that urges the holding rod in a direction in which the holding rods approach each other or in a direction in which they are separated from each other. A working fluid passage for supplying a working fluid to the cylinder actuator to move the holding rod against the spring member.
The liquid processing apparatus, wherein the internal space of the rotary shaft and a conduit formed in the rotary base form a part of the working fluid passage.
前記処理容器は、その一端に前記被処理体が通過可能な開口を有するとともに他端が閉塞され、その軸線が概ね水平方向を向いた筒状の処理容器本体と、前記処理容器本体の前記開口を密閉する蓋体とを有している
ことを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 1,
The processing container has a cylindrical processing container body whose one end has an opening through which the object to be processed can pass and the other end is closed, and the axis of which is substantially horizontal, and the opening of the processing container body. And a lid for sealing the liquid.
前記蓋体に前記軸ハウジングが結合されていることを特徴とする液処理装置。The liquid processing apparatus according to claim 13,
A liquid processing apparatus, wherein the shaft housing is coupled to the lid body.
前記処理室内で被処理体を前記保持体により保持した状態で回転させるとともに前記処理室内に処理液を供給し、これにより前記処理液により前記被処理体を液処理する液処理工程と、
前記液処理工程の後、前記被処理体の回転を停止した状態で前記処理室内に処理流体を供給し、これにより前記処理流体により前記被処理体を処理する流体処理工程と、
を備え、
前記液処理工程を実施しているときに、前記第2のシール構造は前記第2状態とされ、かつ、前記第1のシール構造と前記第2のシール構造との間における前記軸ハウジングと回転軸との間の中間空間から、前記処理室から前記中間空間に侵入した処理液が排出され、
前記流体処理工程を実施しているときに、前記第2のシール構造は前記第1状態とされ、かつ、前記中間空間に洗浄液を供給しながら供給した洗浄液を前記中間空間から排出することにより前記中間空間が洗浄され、その後、前記中間空間に乾燥用気体を供給しながら供給した乾燥用気体を前記中間空間から排出することにより前記中間空間が乾燥させられる
ことを特徴とする方法。A holder capable of holding an object to be processed, a rotary shaft coupled to the holder, a processing container defining a processing chamber accommodating the holder, and at least a part of the processing container. A shaft housing that houses the rotary shaft and defines a space that communicates with the processing chamber; a bearing that rotatably supports the rotary shaft in the shaft housing; and a position closer to the processing chamber than the bearing. And a first seal structure that seals a gap between the shaft housing and the rotary shaft while allowing the rotation of the rotary shaft, and a position closer to the processing chamber than the first seal structure. And a second sealing structure for sealing a gap between the shaft housing and the rotary shaft, which seals a first state in which a gap between the shaft housing and the rotary shaft is sealed. In a method for operating a liquid treatment device, the second seal structure being capable of being in a second state that does not exist,
A liquid processing step of rotating the object to be processed in the processing chamber while being held by the holder and supplying a processing liquid into the processing chamber, thereby performing a liquid process on the object to be processed with the processing liquid,
A fluid processing step of supplying a processing fluid into the processing chamber in a state where the rotation of the object to be processed is stopped after the liquid processing step, thereby processing the object to be processed by the processing fluid;
Equipped with
When the liquid processing step is being performed, the second seal structure is in the second state, and the second seal structure is rotatable with the shaft housing between the first seal structure and the second seal structure. From the intermediate space between the shaft, the processing liquid that has entered the intermediate space from the processing chamber is discharged,
While the fluid treatment step is being performed, the second seal structure is in the first state, and the cleaning liquid supplied while supplying the cleaning liquid to the intermediate space is discharged from the intermediate space. The intermediate space is cleaned, and then the intermediate space is dried by discharging the supplied drying gas from the intermediate space while supplying the drying gas to the intermediate space.
前記流体処理工程を実施しているときにおいて前記中間空間から排出される処理液の排出レートは、前記液処理工程を実施しているときにおいて前記中間空間から排出される洗浄液の排出レートよりも高いことを特徴とする方法。The method of claim 15, wherein
The discharge rate of the processing liquid discharged from the intermediate space during the fluid processing step is higher than the discharge rate of the cleaning liquid discharged from the intermediate space during the liquid processing step. A method characterized by the following.
前記液処理工程にて用いられる処理液が薬液であり、前記流体処理工程にて用いられる処理流体が前記被処理体を乾燥させるための乾燥用気体であることを特徴とする方法。The method of claim 15, wherein
A method in which the treatment liquid used in the liquid treatment step is a chemical solution, and the treatment fluid used in the fluid treatment step is a drying gas for drying the object to be treated.
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