JP4047635B2 - 基板の処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は処理液をノズル装置から噴射させて基板を処理する処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置や液晶表示装置などを製造する場合、半導体ウエハやガラス基板などの基板に回路パタ−ンを形成するリソグラフィプロセスがある。このリソグラフィプロセスは、周知のように上記基板にレジストを塗布し、このレジストに回路パタ−ンが形成されたマスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照射されない部分（あるいは光が照射された部分）を除去し、除去された部分をエッチングするなどの一連の工程を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パタ−ンを形成するものである。
【０００３】
上記一連の各工程において、上記基板が汚染されていると回路パタ−ンを精密に形成することができなくなり、不良品の発生原因となる。したがって、それぞれの工程で回路パタ−ンを形成する際には、レジストや塵埃などの微粒子が残留しない清浄な状態に上記基板を洗浄処理するということが行われている。
【０００４】
基板に洗浄或いは洗浄以外の処理をする場合、その処理目的に応じて異なる種類の処理液が用いられる。処理液としてはフッ酸を純水で希釈した処理液や、高濃度のアンモニアガスを純水に溶解して希釈した処理液などのように、添加流体を希釈流体で希釈した処理液が用いられている。
【０００５】
一方、基板を処理液で処理する場合、その処理液を窒素ガスなどの不活性ガスからなる加圧気体で加圧して噴射させるようにしている。それによって、基板の処理効果の向上を図ったり、処理液の使用量の減少を図るようにしている。
【０００６】
処理液を加圧気体で加圧して噴射する場合、ノズル装置が用いられている。このノズル装置は上記処理液と加圧気体とが供給される一対の供給部を有する。一方の供給部からは処理液が供給され、他方の供給部からは加圧気体が供給される。それによって、処理液は加圧気体で加圧されて基板に向かって噴射される。
【０００７】
上記ノズル装置に供給される処理液は、混合タンクによって添加流体と希釈流体とを予め所定の濃度に混合しておき、この混合タンクから上記ノズル装置に圧送されるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、処理液を構成する添加流体と希釈流体とを混合タンクによって予め混合して処理液を作るようにすると、ノズル装置の上流側に上記混合タンクを設置し、この混合タンクで混合された処理液を上記ノズル装置に供給するようにしなければならない。
【０００９】
そのため、このような構成によると、混合タンクが必要不可欠となるから、その分、コストの上昇を招くことになったり、混合タンクの設置場所を確保しなければならないから、装置の大型化や複雑化を招くということがある。
【００１０】
この発明は、混合タンクを用いずに、添加流体が希釈用流体によって希釈された処理液を加圧流体で加圧して噴射させることができるようにした基板の処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板をノズル装置から噴射される処理液によって処理する処理装置において、
ノズル本体と、
このノズル本体に設けられた混合室と、
上記ノズル本体に設けられ上記混合室に連通した噴射部と、
上記ノズル本体に設けられ上記混合室に希釈用流体を供給するための第１の供給部と、
上記ノズル本体に設けられ上記希釈用流体によって希釈される添加流体を供給するための第２の供給部と、
上記ノズル本体に設けられ上記混合室で上記添加流体を上記希釈用流体で希釈して作られた上記処理液を加圧して上記噴射部から噴射させる加圧気体を供給するための第３の供給部と、
上記第３の供給部に上記混合室内に突出して設けられ外周面に上記第１の供給部からの希釈用流体と上記第２の供給部からの添加流体を混合する周回溝が形成されこの周回溝で混合されて上記噴射部に流れる上記処理液に向かって上記加圧気体を噴射するノズル部を有する接続口体と
を具備したことを特徴とする基板の処理装置にある。
【００１３】
請求項２の発明は、上記ノズル本体は合成樹脂によって成形され、このノズル本体にはアース可能な導電性部材が埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置にある。
【００１５】
この発明によれば、ノズル本体の混合室で添加流体が希釈用流体によって希釈されて処理液が作られるため、混合タンクを用いずに、添加流体と希釈流体とが混合されてなる処理液を加圧して噴射することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１はこの発明の一実施の形態のスピンタイプの処理装置を示し、この処理装置はカップ体１を有する。このカップ体１は処理槽の底板２（処理槽は底板のみ図示）上に設けられた下カップ３と、この下カップ３の上側に図示しない上下駆動機構によって上下駆動可能に設けられた上カップ４とからなる。
【００１８】
上記下カップ３の底壁の中心部と底板２とにはこれらを貫通する通孔５が形成されており、また上記下カップ３の周壁３ａには上記上カップ４の二重構造の周壁４ａがスライド自在に嵌挿され、これら周壁によってラビリンス構造をなしている。
【００１９】
上記上カップ４の上面は開口していて、この上カップ４が下降方向に駆動されることで、後述するようにカップ体１内でたとえば洗浄などの処理が行われた半導体ウエハなどの基板Ｗを図示しないロボットによって取出したり、未処理の基板Ｗを供給できるようになっている。
【００２０】
上記下カップ３の底壁には周方向に所定間隔で複数の排出管６の一端が接続され、他端は図示しない吸引ポンプに連通している。それによって、上記基板Ｗを洗浄処理した処理液や洗浄処理後の乾燥処理時に上記基板Ｗから飛散する洗浄液が上記排出管６を通じて排出されるようになっている。
【００２１】
上記底板２の下方にはベ−ス７が配置されている。このベ−ス７には上記カップ体１の通孔５と対応する位置に取付け孔８が形成されている。この取付け孔８には駆動手段を構成するパルス制御モ−タ９の固定子９ａの上端部が嵌入固定されている。
【００２２】
上記固定子９ａは筒状をなしていて、その内部には同じく筒状の回転子９ｂが回転自在に嵌挿されている。この回転子９ｂの上端面には筒状の連結体１１が下端面を接合させて一体的に固定されている。この連結体１１の下端面には上記固定子９ａの内径寸法よりも大径な鍔部１１ａが形成されている。この鍔部１１ａは上記固定子９ａの上端面に摺動可能に接しており、それによって回転子９ｂの回転を阻止することなく、この回転子９ｂが固定子９ａから抜け落ちるのを規制している。
【００２３】
上記連結体１１は上記カップ体１の通孔５から内部に突出し、上端面には円板状の回転体１２が取付け固定されている。この回転体１２の上面の周辺部には周方向に所定間隔で複数、この実施の形態では６０度間隔で６本の保持部材１３（２つのみ図示）が回転可能に設けられている。この保持部材１３の上面には中心部に円錐状の支持ピン１４が突設され、中心から偏心した位置に逆テ−パ状のロックピン１５が設けられている。
【００２４】
上記基板Ｗは図示しないロボットによって上記カップ体１内に供給される。カップ体１内に供給された基板Ｗは、周辺部の下面が上記支持ピン１４に支持される。その状態で上記保持部材１３が回転してロックピン１５が偏心回転することで、基板Ｗの外周面に係合する。それによって、基板Ｗは回転体１２に保持される。
【００２５】
上記連結体１１の外周面には付勢ばね１６が設けられている。この付勢ばね１６は、上記回転体１２の下面側に、この回転体１２に対して回転可能に設けられた親歯車（図示せず）を所定の回転方向に付勢している。この親歯車には子歯車（図示せず）が噛合しており、この子歯車は上記保持部材１３の上記回転体の下面側に突出した下端部に設けられている。それによって、上記保持部材１３は上記付勢ばね１６によりロックピン１５が基板Ｗの外周面に係合するロック方向に付勢されている。
【００２６】
上記ロックピン１５による基板Ｗのロック状態の解除は解除機構１７によって行われる。この解除機構１７は解除シリンダ１８と、この解除シリンダ１８によって駆動されるア−ム１９と、このア−ム１９の上端に設けられた解除ピン２１とからなる。
【００２７】
上記解除シリンダ１８が作動して解除ピン２１が上記親歯車の回転を阻止した状態で、上記回転体１２がパルス制御モ−タ９により上記付勢ばね１６の付勢力に抗して所定角度回転駆動されることで、上記保持部材１３が回転されて上記ロックピン１５による基板Ｗのロック状態が解除されるようになっている。
【００２８】
上記回転体１２の中心部には通孔１２ａが形成されている。上記回転子９ｂには中空状の固定軸２２が通され、この固定軸２２の上端部は上記回転体１２の通孔１２ａ内に位置している。固定軸２２の上端にはノズルヘッド２３が設けられている。このノズルヘッド２３には上記回転体１２に保持された基板Ｗの下面に向けて洗浄液を噴射する複数の下部ノズル体２４が設けられている。
【００２９】
上記回転体１２の上面側は乱流防止カバ−２９によって覆われている。この乱流防止カバ−２９には上記ノズルヘッド２３を露出させる開口部２９ａと、上記保持部材１３を露出させる開口部２９ｂとが形成されている。この乱流防止カバ−２９の上面は、上記支持ピン１４に支持された基板Ｗの下面にわずかな間隔で離間しており、回転体１２の回転にともない基板Ｗの下面側に乱流が生じるのを防止している。
【００３０】
上記カップ体１内に保持された基板Ｗの上面側には、ノズル装置３１が基板Ｗの径方向に沿って揺動可能に設けられている。このノズル装置３１からは処理液が噴射され、この処理液によって上記基板Ｗの上面をたとえば洗浄などの処理を行うようになっている。
【００３１】
上記ノズル装置３１は、図１に示すように垂直部４２と水平部４３とによってほぼ逆Ｌ字状をなした取付け部材としてのア−ム体４１の、上記水平部４３の先端部に形成された取付け部４３ａに軸線を垂直線に対して所定の角度で傾斜させて取付けられている。
【００３２】
上記ア−ム体４１の垂直部４２は上記ベ−ス７に形成された挿通孔４７を通され、このア−ム体４１を所定の角度内で揺動駆動する中空軸モ−タからなる第１の駆動源４８の図示しない回転子に連結されている。この第１の駆動源４８は可動板４９に取付けられている。この可動板４９は上記ベ−ス７に垂設された固定板５１に図示しないリニアガイドによって上下方向にスライド可能に設けられている。
【００３３】
上記固定板５１には第２の駆動源５２が設けられている。この第２の駆動源５２の駆動軸５２ａには図示しないボ−ルねじが連結されている。このボ−ルねじは上記可動板４９に設けられた図示しないナット体に螺合されている。したがって、第２の駆動源５２が作動してボ−ルねじが回転駆動されれば、上記可動板４９が矢印で示す上下方向に駆動されることになる。
【００３４】
つまり、上記上部ノズル装置３１は、第１の駆動源４８によってカップ体１内に保持された基板Ｗの上方で、この基板Ｗの径方向に沿って揺動駆動されるとともに、第２の駆動源５２によって上下方向に駆動され、所定の高さ位置で保持されるようになっている。
【００３５】
上記ノズル装置３１は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すようにノズル本体６１を有する。このノズル本体６１は塩化ビニールや弗素系の樹脂などの耐薬品性を有する合成樹脂によって成形されている。ノズル本体６１を成形するとき、このノズル本体６１内には導電性部材として互いに電気的に接続された多数の金属ワイヤ６２が埋設される。そのうちの１本の金属ワイヤ６２の一端部はノズル本体６１の外部に導出されたアース部６３となっている。このアース部６３は、上記アーム体４１を介してアースされる。
【００３６】
上記ノズル本体６１は柱状に形成されていて、その中途部には断面形状が矩形状の矩形部６４が形成されている。この矩形部６４の一側面６４ａには第１の供給部としての第１の接続孔６５が開口形成されている。第１の接続孔６５が形成された一側面６５ａに対向する他側面６４ｂには第２の供給部としての第２の接続孔６６が開口形成されている。さらに、上記ノズル本体３２の上端面には第３の供給部としての第３の接続孔６７が開口形成されている。
【００３７】
上記第１乃至第３の接続孔６５〜６７は上記ノズル本体６１の矩形部６４の中心部に形成された混合室６８に連通している。この混合室６８には噴射部６９の一端が連通している。この噴射部６９の他端はノズル本体６１の下端面に開口している。なお、噴射部６９は、混合室６８に連通した一端からノズル本体６１の下端面に開口した他端にゆくにつれて漸次拡径する円錐形状をなしている。
【００３８】
上記第１、第２の接続孔６５，６６には、図２（ｂ）に鎖線で示す第１、第２の供給管７１，７２がそれぞれ一端部を接続して設けられる。第１の供給管７１から上記混合室６８にはたとえば純水などの希釈用流体が供給されるようになっている。
【００３９】
上記第２の供給管７２から上記混合室６８には上記希釈用流体によって希釈される添加流体として、たとえばアンモニア水、塩酸、過酸化水素水、オゾン水などの液体、或いはオゾン、窒素、酸素、水素、二酸化炭素などの気体が供給されるようになっている。それによって、上記混合室６８では上記希釈用流体と添加流体とが混合された処理液が作られる。
【００４０】
上記第３の接続孔６７には接続口体７３が接続されている。この接続口体７３には後端面に開口した接続部７４が形成されている。この接続部７４には、所定の圧力に加圧された窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを上記混合室６８に供給する第３の供給管７５が接続されている。
【００４１】
上記接続口体７３の先端部には、上記混合室６８内に位置するノズル部７６が設けられている。このノズル部７６は、外形寸法が上記混合室６８の内径寸法よりもわずかに小さく形成されている。ノズル部７６の外周面には周回溝７７が形成され、先端には上記接続部７４に連通するノズル孔７８が開口形成されている．このノズル孔７８からは上記噴射部６９の一端に向かって加圧気体を噴射するようになっている。
【００４２】
上記第１の供給管７１と第２の供給管７２とからは、希釈用流体と添加流体がそれぞれ上記混合室６８内に位置する上記ノズル部７６外周面の上記周回溝７７に向かって供給される。それによって、希釈用流体と添加流体とは混合室６８で混合されて処理液となる。処理液は、混合室６８に一端を接続した噴射部６９に流れる。その際、処理液は上記ノズル孔７８から噴射される加圧気体によって加圧されるため、粒子状となって上記噴射部６９の先端から基板Ｗに向かって噴射するようになっている。
【００４３】
上記構成の処理装置によれば、回転体１２に保持された基板Ｗに処理液を供給するノズル装置３１は、そのノズル本体６１に希釈用流体を供給する第１の供給管７１、添加流体を供給する第２の供給管７２及び加圧気体を供給する第３の供給管７５が接続されている。
【００４４】
第１の供給管７１から上記ノズル本体６１の混合室６８に供給された希釈用流体と、第２の供給管７２から上記混合室６８に供給された添加流体は、上記混合室で混合されて処理液となる。
【００４５】
上記混合室６８で作られた処理液は、第３の供給管７５から供給されて接続口体７３のノズル部７６のノズル孔７８から噴射される加圧気体によって加圧される。そのため、処理液は加圧気体の作用によって粒子状となって上記混合室６８に一端を連通させた噴射部６９の他端から基板Ｗの上面に向かって噴射されるから、基板Ｗの上面が処理液によって処理されることになる。
【００４６】
すなわち、上記構成の処理装置によれば、希釈用流体と添加流体とをノズル装置３１の混合室６８で混合することができる。そのため、希釈用流体と添加流体とを予め混合して供給する従来のように、ノズル装置３１の上流側に混合タンクを設けずにすむから、その分、コストの低減や構成の簡略化を図ることができる。
【００４７】
上記混合室６８で作られた処理液は加圧気体によって加圧されて噴射部６９から噴射する。そのため、処理液は圧力が上昇し、しかも粒子状となって基板Ｗに作用するから、基板Ｗに対する処理効果を向上させることができる。しかも、処理液を加圧気体によって加圧するため、処理液を加圧して基板Ｗに供給する場合に比べて処理液の使用量を少なくすることができる。
【００４８】
上記ノズル装置３１のノズル本体６１は、処理液に対する耐蝕性などを持たせるために、合成樹脂によって作られている。その場合、ノズル本体６１内を処理液が流れることで、摩擦抵抗によって静電気が発生する。処理液の比抵抗値が高い場合、静電気が処理液に帯電してしまうため、基板Ｗに形成された回路パターンが静電気によって破壊される虞がある。
【００４９】
しかしながら、この発明のノズル装置３１は、合成樹脂製のノズル本体６１に金属ワイヤ６２を埋設し、その一部を外部に出してアース部６３とし、そのアース部６３をアーム体４１を介してアースするようにした。そのため、処理液に静電気が帯電することがないから、処理液によって処理される基板Ｗが静電気によって損傷するのを防止することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、ノズル本体の混合室で添加流体を希釈用流体によって希釈して処理液を作り、この処理液を加圧気体で加圧して噴射部から噴射させるようにした。
【００５１】
そのため、混合タンクを用いずに、添加流体と希釈流体とが混合されてなる処理液を作り、基板に向けて噴射することができるから、構成の簡略化やコストの低減などを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る処理装置の概略的構成を示す断面図。
【図２】（ａ）はノズル装置の側面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は平面図。
【符号の説明】
６１…ノズル本体
６２…金属ワイヤ（導電性部材）
６５…第１の接続孔（第１の供給部）
６６…第２の接続孔（第２の供給部）
６７…第３の接続孔（第３の供給部）
６８…混合室
６９…噴射部
７６…ノズル部

Claims (2)

1. 基板をノズル装置から噴射される処理液によって処理する処理装置において、
   ノズル本体と、
   このノズル本体に設けられた混合室と、
   上記ノズル本体に設けられ上記混合室に連通した噴射部と、
   上記ノズル本体に設けられ上記混合室に希釈用流体を供給するための第１の供給部と、
   上記ノズル本体に設けられ上記希釈用流体によって希釈される添加流体を供給するための第２の供給部と、
   上記ノズル本体に設けられ上記混合室で上記添加流体を上記希釈用流体で希釈して作られた上記処理液を加圧して上記噴射部から噴射させる加圧気体を供給するための第３の供給部と、
   上記第３の供給部に上記混合室内に突出して設けられ外周面に上記第１の供給部からの希釈用流体と上記第２の供給部からの添加流体を混合する周回溝が形成されこの周回溝で混合されて上記噴射部に流れる上記処理液に向かって上記加圧気体を噴射するノズル部を有する接続口体と
   を具備したことを特徴とする基板の処理装置。
2. 上記ノズル本体は合成樹脂によって成形され、このノズル本体にはアース可能な導電性部材が埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。

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