JP4592643B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、処理液を基板に供給して基板を処理する基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing liquid to the substrate.
従来より、半導体基板(以下、単に「基板」という。)の製造工程において、基板に対して処理液を供給して様々な処理が行われている。例えば、基板の洗浄処理では、基板に対して純水等の洗浄液を噴射することにより、基板の表面に付着したパーティクル等が除去される。 Conventionally, in a manufacturing process of a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”), various processes are performed by supplying a processing liquid to the substrate. For example, in the substrate cleaning process, particles attached to the surface of the substrate are removed by spraying a cleaning liquid such as pure water onto the substrate.
ところで、このような洗浄処理では、表面に絶縁膜が形成された基板と比抵抗が高い純水との接触により、基板の表面全体が帯電することが知られている。例えば、基板表面に酸化膜が形成されている場合には基板はマイナスに帯電し、基板表面にレジスト膜が形成されている場合にはプラスに帯電する。ここで、基板の帯電量が大きくなると、洗浄中や洗浄後におけるパーティクルの再付着や放電による配線の損傷等が発生する恐れがある。そこで、基板処理装置では、基板の帯電を抑制する様々な技術が提案されている。 By the way, in such a cleaning process, it is known that the entire surface of the substrate is charged by contact between the substrate having an insulating film formed on the surface and pure water having a high specific resistance. For example, the substrate is negatively charged when an oxide film is formed on the substrate surface, and positively charged when a resist film is formed on the substrate surface. Here, if the charge amount of the substrate becomes large, there is a risk of damage of the wiring due to reattachment of particles or discharge during or after cleaning. Thus, various techniques for suppressing the charging of the substrate have been proposed for the substrate processing apparatus.
例えば、特許文献1では、回転する基板上に洗浄液を供給して洗浄する洗浄装置において、イオン化した窒素ガスを基板上の処理空間にパージした状態で洗浄を行うことにより、基板表面の帯電を抑制する技術が開示されている。また、特許文献2では、洗浄液が貯溜された処理槽に基板を浸漬して洗浄する洗浄装置において、洗浄液の交換時に基板に噴射する液体を、純水に炭酸ガスを溶解させることにより純水よりも比抵抗を下げた炭酸ガス溶解水とすることにより、基板表面の帯電を抑制する技術が開示されている。
For example, in
特許文献3では、純水をノズルから高速にて噴出してノズルとの流動摩擦により帯電した純水の微小液滴を生成し、当該液滴を帯電した物質と接触させることにより、帯電物質の静電気を除去する除電装置が開示されており、当該除電装置の適用対象として、洗浄後の帯電した半導体基板が挙げられている。
In
一方、非特許文献1では、ノズルから噴出された純水のジェットがシリコンウエハに衝突したときに発生する帯電霧の発生機構に関する実験について記載されている。当該実験に利用される装置では、純水の噴出経路に誘導電極を配置してジェットの帯電量を制御することにより、帯電霧の帯電量が変更される。
ところで、特許文献1のようにイオン化したガス雰囲気における洗浄処理では、基板表面に対してイオン化ガスを継続して効率良く供給することが難しく、基板の帯電抑制に限界がある。一方、特許文献2および特許文献3の装置では、洗浄処理中における基板の帯電を抑制することはできない。
By the way, in the cleaning process in the ionized gas atmosphere as in
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、吐出部から吐出される処理液に処理後の基板電位とは逆極性の電荷を効率良く誘導し、当該処理液を基板に供給して基板を処理することにより、処理中における基板の帯電を効率良く抑制することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and efficiently induces a charge having a polarity opposite to the substrate potential after processing to the processing liquid discharged from the discharge unit, and supplies the processing liquid to the substrate to thereby provide a substrate. It is an object to efficiently suppress charging of the substrate during the processing.
請求項1に記載の発明は、処理液を基板に供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、基板の主面に向けて処理液を吐出する吐出部と、前記吐出部に前記処理液を導く処理液供給部と、前記吐出部と電気的に絶縁されつつ前記吐出部の吐出口近傍において前記吐出部と前記基板の前記主面との間に配置され、前記吐出部または前記処理液供給部の導電性の接液部との間に電位差が付与されることにより前記吐出口近傍において前記処理液に電荷を誘導する誘導電極とを備え、前記誘導電極が、前記吐出部の前記吐出口の周囲を囲むとともに前記吐出口の中心軸に対して傾斜する傾斜面を有し、前記中心軸を含む面による前記傾斜面の任意の断面において、前記中心軸に垂直な方向に関する前記中心軸と前記傾斜面との間の距離が、前記吐出部と前記基板の前記主面との間にて前記吐出口に近づくほど長くなる。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の基板処理装置であって、前記誘導電極の前記傾斜面が、前記吐出口の前記中心軸を囲む環状であるとともに前記中心軸を中心とする回転面である。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の基板処理装置であって、前記誘導電極の前記傾斜面が、前記吐出口の中心を中心とする球面の一部である。 A third aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to the second aspect, wherein the inclined surface of the induction electrode is a part of a spherical surface centered on the center of the discharge port.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の基板処理装置であって、前記誘導電極の前記傾斜面が、前記吐出口の前記中心軸上に頂点を有する円錐面の一部である。
The invention according to claim 4 is the substrate processing apparatus according to
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の基板処理装置であって、前記円錐面の母線と前記中心軸とのなす角度が45°である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the fourth aspect, an angle formed between the generatrix of the conical surface and the central axis is 45 °.
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記傾斜面の外側のエッジの前記中心軸方向における位置が、前記吐出口の前記中心軸方向における位置に一致する。 A sixth aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the position of the outer edge of the inclined surface in the central axis direction is the central axis of the discharge port. Match the position in the direction.
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記吐出部が、前記処理液の液滴を前記基板に向けて噴出する。 A seventh aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the discharge section ejects droplets of the processing liquid toward the substrate.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の基板処理装置であって、前記吐出部が、前記処理液とキャリアガスとを前記吐出部の内部または前記吐出口近傍にて混合することにより前記処理液の前記液滴を生成する。 The invention according to claim 8 is the substrate processing apparatus according to claim 7, wherein the discharge unit mixes the processing liquid and a carrier gas in the discharge unit or in the vicinity of the discharge port. To produce the droplets of the treatment liquid.
請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理液の比抵抗が1×102Ωm以上である。 A ninth aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein the specific resistance of the processing liquid is 1 × 10 2 Ωm or more.
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の基板処理装置であって、前記処理液が純水である。 A tenth aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to the ninth aspect, wherein the processing liquid is pure water.
請求項11に記載の発明は、請求項9に記載の基板処理装置であって、前記処理液が、純水に炭酸ガスを溶解させた炭酸ガス溶解水である。 The invention according to claim 11 is the substrate processing apparatus according to claim 9, wherein the processing liquid is carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide in pure water.
本発明では、処理液に効率良く電荷を誘導して基板の帯電を効率良く抑制することができる。請求項2および3の発明では、吐出口近傍におよそ均等に電荷を誘導することができる。請求項4および5の発明では、傾斜面を容易に形成することができる。
In the present invention, it is possible to efficiently induce charge in the processing liquid and efficiently suppress charging of the substrate. In the second and third aspects of the invention, electric charges can be induced approximately evenly in the vicinity of the discharge port. In the inventions of
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置1の構成を示す図である。基板処理装置1は、表面に絶縁膜が形成された半導体基板9(以下、単に「基板9」という。)に洗浄液を供給して洗浄処理を行うことにより、基板9の表面に付着したパーティクル等の異物を除去する基板洗浄装置である。本実施の形態では、洗浄液として比抵抗が約1.8×105Ωmの純水が用いられる。また、本実施の形態では、表面に酸化膜が形成された基板9に対する洗浄が行われる。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
図1に示すように、基板処理装置1は、基板9を下側から保持する基板保持部2、基板9の上方に配置されて基板9の上側の主面(以下、「上面」という。)に向けて洗浄液を吐出する吐出部3、吐出部3に洗浄液を導く円管状の洗浄液供給部(すなわち、処理液供給部)41、洗浄液供給部41とは個別に吐出部3にキャリアガスを導くガス供給部42、非導電性の支持部材35を介して吐出部3に対して固定されて吐出部3と基板9との間において吐出部3の吐出口31近傍に配置される誘導電極6、および、吐出部3を誘導電極6と共に基板9の上面に平行に基板9に対して相対的に移動する吐出部移動機構5を備える。図1では、図示の都合上、誘導電極6および基板保持部2の一部を断面にて描いている(図7においても同様)。
As shown in FIG. 1, the
基板保持部2は、略円板状の基板9を下側および外周側から保持するチャック21、基板9をチャック21と共に回転する回転機構22、および、チャック21の外周を覆う処理カップ23を備える。回転機構22はチャック21の下側に接続されるシャフト221、および、シャフト221を回転するモータ222を備え、モータ222が駆動されることにより、シャフト221およびチャック21と共に基板9が回転する。処理カップ23は、チャック21の外周に配置されて基板9上に供給された洗浄液の周囲への飛散を防止する側壁231、および、処理カップ23の下部に設けられて基板9上に供給された洗浄液を排出する排出口232を備える。
The
吐出部移動機構5は、先端に吐出部3が固定されたアーム51、および、アーム51を揺動するモータ52を備える。基板処理装置1では、モータ52が駆動されることにより、吐出部3がアーム51と共に基板9の上面に平行に直線に近い円弧状に往復移動する。
The discharge
図2は、吐出部3近傍を示す縦断面図である。図2では、図示の都合上、支持部材35の図示を省略している(図5においても同様)。図2に示すように、吐出部3は内部混合型の二流体ノズルであり、吐出部3の中心軸30(吐出口31の中心軸でもある。)を中心とする円管状の洗浄液管32を内部に備える。洗浄液管32は吐出部3の上部において洗浄液供給部41に接続されており、洗浄液管32の内部の空間は、洗浄液供給部41から供給された洗浄液が流れる洗浄液流路321となる。吐出部3の外壁部34と洗浄液管32との間の空間は、ガス供給部42から供給されたキャリアガス(例えば、窒素(N2)ガスや空気であり、本実施の形態では、窒素ガス)が流れるガス流路33となっており、ガス流路33は洗浄液流路321の周囲を囲む。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the vicinity of the
吐出部3では、洗浄液管32の先端が吐出口31よりも内側(すなわち、図2中の上側)に位置しており、洗浄液管32から噴出される洗浄液が吐出部3の内部においてキャリアガスと混合されることにより、洗浄液の微小な液滴が生成されてキャリアガスと共に吐出口31から基板9(図1参照)に向けて噴出される。吐出口31の内径は約2〜3mmである。
In the
吐出部3の洗浄液管32(すなわち、吐出部3内の洗浄液流路321を形成する部位)、および、洗浄液管32に接続される洗浄液供給部41は、共に導電性カーボン(好ましくは、アモルファスカーボンやグラッシカーボン等のガラス状カーボン)または導電性樹脂(例えば、導電性PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)や導電性PTFE(ポリテトラフルオロエチレン))により形成される。本実施の形態では、洗浄液管32および洗浄液供給部41は、ガラス状の導電性カーボンにより形成される。ガラス状カーボンは、均質かつ緻密な構造を有する硬質な炭素材料であり、導電性や耐薬品性、耐熱性等に優れる。
The cleaning liquid pipe 32 (that is, the part forming the cleaning
基板処理装置1では、洗浄液管32と洗浄液供給部41とが、基板9に洗浄液を供給する1つの洗浄液供給管とされ、当該洗浄液供給管全体が洗浄液に接触する導電性の接液部となる。基板処理装置1では、洗浄液管32の先端近傍の部位に導電線82が接続されており、図1に示すように、導電線82を介して洗浄液管32(図2参照)および洗浄液供給部41が接地される。
In the
図3は、誘導電極6の平面図である。誘導電極6は、導電性カーボン(好ましくは、アモルファスカーボンやグラッシカーボン等のガラス状カーボン)または導電性樹脂(例えば、導電性PEEKや導電性PTFE)により形成されており、誘導電極6と吐出部3とは電気的に絶縁されている。図2および図3に示すように、誘導電極6は、吐出口31の中心軸30を中心とする環状であり、吐出部3の吐出口31の周囲を囲むとともに吐出口31の中心軸30に対して傾斜する傾斜面61を内側(すなわち、中心軸30側)に有する。
FIG. 3 is a plan view of the
本実施の形態では、傾斜面61は、吐出口31の中心を中心とする球面の一部である。したがって、傾斜面61は吐出口31の中心軸30を囲む環状となり、中心軸30を中心とする回転面(すなわち、中心軸30を中心に物体を回転させた際の包絡面)となっている。また、中心軸30を含む面による傾斜面61の任意の断面では、中心軸30に垂直な方向に関する中心軸30と傾斜面61との間の距離は、吐出部3と基板9の上面との間にて、吐出口31に近づくほど長くなる。
In the present embodiment, the
基板処理装置1では、誘導電極6の傾斜面61の外側のエッジ611(すなわち、中心軸30からの距離が大きい方のエッジであり、中心軸30方向において吐出口31側のエッジ)の中心軸30方向における位置が、吐出口31の中心軸30方向における位置に一致する。
In the
図1に示す基板処理装置1では、誘導電極6が基板処理装置1外の電源81に電気的に接続されることにより、導電性の接液部である洗浄液管32(図2参照)と誘導電極6との間に電位差が付与される。これにより、吐出部3の吐出口31近傍において洗浄液に電荷が誘導され、電荷が有する洗浄液の液滴が吐出部3から噴出される。
In the
次に、基板処理装置1による基板9の洗浄について説明する。図4は、基板9の洗浄の流れを示す図である。図1に示す基板処理装置1では、まず、基板9が基板保持部2のチャック21により保持された後、回転機構22のモータ222が駆動されて基板9の回転が開始される(ステップS11,S12)。
Next, cleaning of the substrate 9 by the
続いて、誘導電極6と吐出部3の洗浄液管32との間に電位差が付与されることにより、吐出部3の吐出口31近傍の部位(すなわち、洗浄液管32の先端部)に電荷が誘導される(ステップS13)。本実施の形態では、誘導電極6に対しておよそ−1000Vの電位が与えられることにより、吐出部3の吐出口31近傍にプラスの電荷が誘導される。
Subsequently, a potential difference is applied between the
次に、吐出部移動機構5が駆動されて吐出部3および誘導電極6の移動(すなわち、揺動)が開始される(ステップS14)。基板処理装置1では、吐出口31近傍に電荷が誘導された状態において、吐出部3に対して洗浄液および窒素ガスが供給されることにより、吐出口31近傍において洗浄液にプラスの電荷が誘導されるとともに洗浄液の微小な液滴が生成され、プラスの電荷が誘導された洗浄液の液滴が基板9の上面に向けて噴出(すなわち、吐出)されて基板9の洗浄が行われる(ステップS15)。
Next, the discharge
そして、吐出部3および誘導電極6が、回転する基板9の上方において、基板9の上面に向けて洗浄液を吐出しつつ、基板9の上面に平行に基板9の中心と周縁部との間において直線に近い円弧状に一定速度にて往復移動を繰り返すことにより、基板9の上面全体に対して洗浄液の液滴が噴射され、上面に付着しているパーティクル等の異物が除去される。基板処理装置1では、基板9に対する洗浄液の液滴の噴出が行われている間、誘導電極6による吐出口31近傍における洗浄液への電荷の誘導が並行して継続的に行われる。
The
基板9に対する洗浄液の液滴の噴射が継続された状態で、吐出部3の移動が所定の回数だけ行われて上面全体が洗浄されると、吐出部3からの洗浄液の吐出、および、吐出部3の基板9に対する相対移動が停止され、誘導電極6と洗浄液管32との間への電位差の付与(すなわち、吐出口31近傍への電荷の誘導)も停止される(ステップS16)。その後、基板9の回転を継続して基板9を乾燥させた後に基板9の回転が停止され(ステップS17)、基板9が基板処理装置1から搬出されて基板9に対する洗浄処理が終了する(ステップS18)。
When the
基板処理装置1では、基板9の上面に洗浄液の微小な液滴を高速にて衝突させることにより、上面に形成された微細なパターンを損傷することなく、上面に付着している有機物等の微小なパーティクルを効率良く除去することができる。
In the
ところで、上面に酸化膜が形成された基板に対して、洗浄液に対する電荷誘導を行わずに洗浄処理を行った場合、基板の上面はマイナスに帯電する。なお、基板は洗浄前の状態ではほとんど帯電しておらず、上記帯電は洗浄処理により生じたものと考えられる。基板処理装置1では、誘導電極6と洗浄液管32との間に電位差を付与することにより、電位差を付与せずに洗浄した場合の洗浄後の基板電位とは逆極性の電荷(すなわち、プラスの電荷)が誘導された洗浄液の液滴を生成し、当該洗浄液の液滴により基板9を洗浄することにより洗浄中および洗浄後における基板9の帯電(すなわち、洗浄処理による基板9の帯電)を抑制することができる。
By the way, when a cleaning process is performed on a substrate having an oxide film formed on the upper surface without performing charge induction on the cleaning liquid, the upper surface of the substrate is negatively charged. Note that the substrate is hardly charged in the state before cleaning, and it is considered that the above-described charging is caused by the cleaning process. In the
基板処理装置1では、吐出部3の吐出口31近傍に誘導電極6を設けることにより、洗浄液の液滴に対する電荷の誘導を、基板処理装置1の構造を簡素化しつつ容易に実現することができる。
In the
誘導電極6では、吐出口31の周囲を囲む傾斜面61の中心軸30を含む面による任意の断面において、中心軸30と傾斜面61との間の距離が吐出口31に近づくほど長くされる。誘導電極6がこのような形状とされることにより、例えば、吐出口31の周囲を囲む円環板状の誘導電極が設けられる場合に比べて、吐出口31に近接した位置における誘導電極6の面積を大きくすることができるため、洗浄液に効率良く電荷を誘導することができる。その結果、基板9の帯電を効率良く抑制することが実現される。
In the
また、誘導電極6の傾斜面61が、吐出口31の中心軸30を囲む環状であるとともに中心軸30を中心とする回転面とされることにより、洗浄液の吐出を妨げることなく、吐出口31近傍におよそ均等に電荷を誘導することができる。さらには、傾斜面61が吐出口31の中心を中心とする球面の一部とされることにより、吐出口31からの距離を傾斜面61全体において均一とすることができるため、誘導電極6において吐出口31に可能な限り近接させた表面の面積を大きくして、より効率良く洗浄液に電荷を誘導することができる。
Further, the
誘導電極6では、傾斜面61の外側のエッジ611の中心軸30方向における位置が、吐出口31の中心軸30方向における位置に一致することにより、吐出口31よりも基板9側においてのみ電荷を誘導することができるため、さらに効率良く洗浄液に電荷を誘導することができる。
In the
基板処理装置1では、吐出部3として二流体ノズルを利用することにより、洗浄液の液滴を容易に生成することができるとともに、液滴の生成および噴出に係る機構を小型化することもできる。また、洗浄液として中性の純水が用いられることにより、酸性溶液(例えば、炭酸ガス溶解水)等との接触により劣化する可能性がある銅配線等が基板9に設けられている場合であっても、これらの配線を劣化させることなく、基板9に対する洗浄処理を基板9の帯電を抑制しつつ行うことができる。
In the
次に、本発明の第2の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。図5は、第2の実施の形態に係る基板処理装置の吐出部3近傍を示す縦断面図である。図5に示すように、第2の実施の形態に係る基板処理装置は、図1に示す基板処理装置1の誘導電極6とは形状が異なる誘導電極6aを備える。その他の構成は図1および図2と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
Next, a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the vicinity of the
図6は誘導電極6aを示す平面図である。図5および図6に示すように、誘導電極6aは、吐出部3の吐出口31の中心軸30を中心とする環状であり、吐出口31の周囲を囲むとともに吐出口31の中心軸30に対して傾斜する傾斜面61aを内側(すなわち、中心軸30側)に有する。
FIG. 6 is a plan view showing the
本実施の形態では、傾斜面61aは、吐出口31よりも基板9(図1参照)側において吐出口31の中心軸30上に頂点を有する円錐面の一部であり、当該円錐面の母線と中心軸30とのなす角度は45°とされる。また、傾斜面61aの外側のエッジ611の中心軸30方向における位置は、吐出口31の中心軸30方向における位置に一致する。
In the present embodiment, the
第2の実施の形態に係る基板処理装置による基板9の洗浄の流れは、第1の実施の形態(図4参照)と同様であり、誘導電極6aと洗浄液管32との間に電位差を付与することにより洗浄液に電荷を誘導し、当該洗浄液の液滴により基板9を洗浄することにより洗浄中および洗浄後における基板9の帯電を抑制することができる。
The flow of cleaning the substrate 9 by the substrate processing apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIG. 4), and a potential difference is applied between the
第2の実施の形態に係る基板処理装置では、中心軸30を含む面による誘導電極6aの傾斜面61aの任意の断面において、中心軸30に垂直な方向に関する中心軸30と傾斜面61aとの間の距離が、吐出部3と基板9の上面との間にて、吐出口31に近づくほど長くなる。これにより、例えば、吐出口31の周囲を囲む円環板状の誘導電極が設けられる場合に比べて、吐出口31に近接した位置における誘導電極6の面積を大きくすることができるため、洗浄液に効率良く電荷を誘導することができる。また、誘導電極6aの傾斜面61aが、吐出口31の中心軸30を囲む環状であるとともに中心軸30を中心とする回転面とされることにより、洗浄液の吐出を妨げることなく、吐出口31近傍におよそ均等に電荷を誘導することができる。
In the substrate processing apparatus according to the second embodiment, in an arbitrary cross section of the
誘導電極6aでは、傾斜面61aが円錐面の一部とされることにより、傾斜面61aを切削等により容易に形成することができる。また、傾斜面61aの母線と中心軸30とのなす角度が45°とされることにより、傾斜面61aの吐出口31側および基板9側の両側において、傾斜面61aを吐出口31に均等に近接させることができるため、より効率良く洗浄液に電荷を誘導することができる。
In the
次に、本発明の第3の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。図7は、第3の実施の形態に係る基板処理装置1aを示す図である。基板処理装置1aでは、洗浄液として、純水に炭酸ガス(CO2)を溶解させた炭酸ガス溶解水が用いられる。図7に示すように、基板処理装置1aでは、図1に示す基板処理装置1の構成に加えて、炭酸ガス溶解水を生成する気液混合器43をさらに備える。その他の構成は図1および図2と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
Next, a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing a
図7に示すように、基板処理装置1aでは、吐出部3に洗浄液を導く洗浄液供給部41に気液混合器43が接続されており、気液混合器43には、図示省略の純水供給源および炭酸ガス供給源にそれぞれ接続される純水供給管44および炭酸ガス供給管45が接続されている。
As shown in FIG. 7, in the
気液混合器43の内部には、中空糸分離膜等により形成された気体透過性および液体不透過性のガス溶解膜が設けられる。気液混合器43内部では、ガス溶解膜により隔てられた2つの供給室に純水および炭酸ガスがそれぞれ個別に供給されており、炭酸ガスの圧力が純水の圧力よりも高くされることにより、炭酸ガスがガス溶解膜を透過して純水中に溶解して炭酸ガス溶解水が生成される。なお、純水中に溶解している不要なガスは、図示省略の真空ポンプにより脱気される。
Inside the gas-
気液混合器43では、炭酸ガス溶解水の比抵抗が所定の値となるように炭酸ガスや純水の供給圧等が制御される。炭酸ガス溶解水の比抵抗は、好ましくは、1×102Ωm以上4×103Ωm以下(より好ましくは、5×102Ωm以上4×103Ωm以下)とされ、本実施の形態では、約1×103Ωmとされる。
In the gas-
基板処理装置1aでは、第1の実施の形態と同様に、電荷が誘導された洗浄液の液滴により基板9を洗浄することにより、洗浄中および洗浄後における基板9の帯電を抑制することができる。また、誘導電極6に傾斜面61が設けられることにより、吐出口31に近接した位置における誘導電極6の面積を大きくすることができるため、洗浄液に効率良く電荷を誘導することができる。
In the
基板処理装置1aでは、特に、洗浄液として純水よりも比抵抗が低い(すなわち、導電性が高い)炭酸ガス溶解水を用いることにより、洗浄液の液滴と基板9との衝突時に発生する基板9の上面上の帯電をより一層抑制することができる。
In the
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.
第1の実施の形態に係る基板処理装置1では、誘導電極6の傾斜面61がその一部となる球面の中心が、吐出口31の中心から、例えば基板9側にずれていてもよい。この場合であっても、傾斜面61と吐出口31との間の距離がおよそ均一になるため、より効率良く洗浄液に電荷を誘導することができる。
In the
上記実施の形態に係る基板処理装置の誘導電極では、傾斜面の外側のエッジ611は、必ずしも中心軸30方向において吐出口31と一致しなくてもよく、例えば、吐出口31と基板9との間に位置していてもよい。
In the induction electrode of the substrate processing apparatus according to the above embodiment, the
図8、図9、図10.A、図10.Bおよび図11.Aは、上記実施の形態とは異なる形状の傾斜面を有する誘導電極の例を示す縦断面図であり、図10.Cおよび図11.Bは誘導電極の平面図である。図8に示す誘導電極6bでは、球面の一部である傾斜面61の外側の面62も中心軸30に対して傾斜する傾斜面とされる。図9に示す誘導電極6cでは、傾斜面61bは、中心角が90°の円弧を中心軸30から離して回転させた回転面とされる。
8, FIG. 9, FIG. A, FIG. B and FIG. FIG. 10A is a longitudinal sectional view showing an example of an induction electrode having an inclined surface having a shape different from that of the above embodiment, and FIG. C and FIG. B is a plan view of the induction electrode. In the
図10.Aおよび図10.Bは、誘導電極6dを図10.C中のA−AおよびB−Bの位置で切断した断面図である。誘導電極6dでは、傾斜面61cの内側のエッジ612および外側のエッジ611が平面視において略矩形(具体的には、角部が円弧状の面取り形状とされた正方形)とされる。傾斜面61cのうち、当該矩形の直線状の各辺を内外のエッジとする4つの面は図10.Aに示すように円筒面であり、当該4つの平面に挟まれる4つの角部の面は図10.Bに示すように球面の一部とされる。
FIG. A and FIG. B shows the
図11.Aおよび図11.Bに示す誘導電極6eでは、傾斜面61dは、基板処理装置の吐出口よりも基板側において吐出口の中心軸30上に頂点を有する四角錐面の一部とされる。誘導電極の傾斜面は、また、吐出口の中心軸上に頂点を有する四角錐面以外の多角錐面の一部とされてもよく、吐出口に対して凸となる凸面とされてもよい。
FIG. A and FIG. In the
誘導電極との間に電位差が付与される吐出部3の接液部は、必ずしも洗浄液管32に設けられる必要はなく、例えば、洗浄液供給部41が導電線82を介して接地されてもよい。また、誘導電極と吐出部3側の接液部との間への電位差の付与は、例えば、誘導電極を接地して接液部を電源81に接続することにより行われてもよく、電源81の両極をそれぞれ、誘導電極および接液部に接続することにより行われてもよい。ただし、基板処理装置の構造の簡素化の観点からは、上記実施の形態のように、接液部が接地され、誘導電極が電源81に接続されることが好ましい。
The liquid contact portion of the
吐出部3は、必ずしも内部混合型の二流体ノズルには限定されず、例えば、洗浄液とキャリアガスとを吐出部の外部に個別に噴出し、吐出口31近傍にて混合することにより洗浄液の液滴を生成する外部混合型の二流体ノズルであってもよい。また、基板処理装置では、他の装置にて生成された洗浄液の液滴が吐出部3に供給され、当該液滴が吐出部3からキャリアガスと共に噴出されてもよく、吐出部3に洗浄液のみが供給されて液滴として噴出されてもよい。
The
基板処理装置では、吐出部3から必ずしも洗浄液の液滴が吐出される必要はなく、例えば、柱状の流れにて洗浄液が吐出されて基板9の洗浄が行われてもよく、また、超音波が付与された洗浄液が吐出されて基板9の洗浄が行われてもよい。なお、上述のように、基板処理装置は、基板9の洗浄による帯電を抑制することができるため、液柱による洗浄よりも基板9の帯電量が大きくなる液滴による洗浄に特に適している。
In the substrate processing apparatus, the droplets of the cleaning liquid do not necessarily have to be discharged from the
上記実施の形態に係る基板処理装置では、洗浄により生じる基板の電位の極性および帯電量は、基板の種類(例えば、半導体基板の上面における絶縁膜の種類や配線金属の種類、およびそれらの組み合わせ)によって異なるため、基板処理装置において誘導電極と吐出部3との間に付与される電位差は、基板の種類に合わせて様々に変更される。例えば、基板上にレジスト膜が形成されている場合、洗浄により基板の上面がプラスに帯電するため、誘導電極にはプラスの電圧がかけられ、洗浄液にマイナスの電荷が誘導される。
In the substrate processing apparatus according to the above-described embodiment, the polarity of the potential of the substrate and the amount of charge generated by the cleaning are determined depending on the type of substrate (for example, the type of insulating film and the type of wiring metal on the upper surface of the semiconductor substrate, and combinations thereof). Therefore, the potential difference applied between the induction electrode and the
第1および第2の実施の形態に係る基板処理装置では、洗浄液として純水以外の液体が利用されてもよく、例えば、フッ素系洗浄液である日本ゼオン株式会社のゼオローラ(登録商標)や、スリーエム社のノベック(登録商標)HFE(比抵抗:3.3×107Ωm)等の比抵抗が比較的高い液体が洗浄液として利用されてもよい。また、第3の実施の形態に係る基板処理装置1aでは、炭酸ガス溶解水に代えて、キセノン(Xe)等の希ガスやメタンガス等を純水に溶解させたもの、または、塩酸やアンモニア水、過酸化水素水等の薬液を純水に僅かに混合した水溶液が、純水よりも比抵抗が低い洗浄液として利用されてもよい。塩酸やアンモニア等の薬液を純水に溶解させる場合には、気液混合器43に代えてミキシングバルブ等が利用される。上述のように、上記実施の形態に係る基板処理装置は、基板9の洗浄による帯電を抑制することができるため、比抵抗が低い洗浄液に比べて基板9の帯電量が大きくなる比抵抗が高い洗浄液(すなわち、比抵抗が1×102Ωm以上の洗浄液)による洗浄に特に適している。
In the substrate processing apparatus according to the first and second embodiments, a liquid other than pure water may be used as the cleaning liquid. For example, ZEOLOR (registered trademark) of Nippon Zeon Corporation, which is a fluorine-based cleaning liquid, or 3M A liquid having a relatively high specific resistance such as Novec (registered trademark) HFE (specific resistance: 3.3 × 10 7 Ωm) may be used as the cleaning liquid. Further, in the
上記実施の形態に係る基板処理装置は、基板の洗浄以外の様々な処理に利用されてもよく、例えば、薬液洗浄された後の基板のリンス処理に利用されてもよい。この場合、純水等のリンス液が基板に供給される処理液として用いられる。また、基板処理装置は、プリント配線基板やフラットパネル表示装置に使用されるガラス基板等、半導体基板以外の様々な基板の処理に利用されてよい。 The substrate processing apparatus according to the above embodiment may be used for various processes other than the cleaning of the substrate. For example, the substrate processing apparatus may be used for a rinsing process of the substrate after the chemical solution cleaning. In this case, a rinsing liquid such as pure water is used as a processing liquid supplied to the substrate. Further, the substrate processing apparatus may be used for processing various substrates other than the semiconductor substrate such as a glass substrate used for a printed wiring board or a flat panel display device.
1,1a 基板処理装置
3 吐出部
6,6a〜6e 誘導電極
9 基板
30 中心軸
31 吐出口
32 洗浄液管
41 洗浄液供給部
61,61a〜61d 傾斜面
611 エッジ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
基板の主面に向けて処理液を吐出する吐出部と、
前記吐出部に前記処理液を導く処理液供給部と、
前記吐出部と電気的に絶縁されつつ前記吐出部の吐出口近傍において前記吐出部と前記基板の前記主面との間に配置され、前記吐出部または前記処理液供給部の導電性の接液部との間に電位差が付与されることにより前記吐出口近傍において前記処理液に電荷を誘導する誘導電極と、
を備え、
前記誘導電極が、前記吐出部の前記吐出口の周囲を囲むとともに前記吐出口の中心軸に対して傾斜する傾斜面を有し、前記中心軸を含む面による前記傾斜面の任意の断面において、前記中心軸に垂直な方向に関する前記中心軸と前記傾斜面との間の距離が、前記吐出部と前記基板の前記主面との間にて前記吐出口に近づくほど長くなることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing liquid to the substrate,
A discharge unit that discharges the processing liquid toward the main surface of the substrate;
A processing liquid supply section for guiding the processing liquid to the discharge section;
Conductive liquid contact between the discharge part and the main surface of the substrate in the vicinity of the discharge port of the discharge part while being electrically insulated from the discharge part. An induction electrode that induces a charge in the treatment liquid in the vicinity of the discharge port by applying a potential difference between
With
The induction electrode has an inclined surface that surrounds the periphery of the discharge port of the discharge unit and is inclined with respect to the central axis of the discharge port, and in an arbitrary cross section of the inclined surface by a surface including the central axis, A distance between the central axis and the inclined surface with respect to a direction perpendicular to the central axis is longer as the distance from the ejection portion and the main surface of the substrate approaches the ejection port. Substrate processing equipment.
前記誘導電極の前記傾斜面が、前記吐出口の前記中心軸を囲む環状であるとともに前記中心軸を中心とする回転面であることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus, wherein the inclined surface of the induction electrode is an annular surface surrounding the central axis of the discharge port, and is a rotating surface centered on the central axis.
前記誘導電極の前記傾斜面が、前記吐出口の中心を中心とする球面の一部であることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 2,
The substrate processing apparatus, wherein the inclined surface of the induction electrode is a part of a spherical surface centered on the center of the discharge port.
前記誘導電極の前記傾斜面が、前記吐出口の前記中心軸上に頂点を有する円錐面の一部であることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 2,
The substrate processing apparatus, wherein the inclined surface of the induction electrode is a part of a conical surface having an apex on the central axis of the discharge port.
前記円錐面の母線と前記中心軸とのなす角度が45°であることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 4,
The substrate processing apparatus characterized in that an angle formed between a generatrix of the conical surface and the central axis is 45 °.
前記傾斜面の外側のエッジの前記中心軸方向における位置が、前記吐出口の前記中心軸方向における位置に一致することを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The position of the outer edge of the inclined surface in the central axis direction coincides with the position of the discharge port in the central axis direction.
前記吐出部が、前記処理液の液滴を前記基板に向けて噴出することを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The substrate processing apparatus, wherein the discharge unit ejects droplets of the processing liquid toward the substrate.
前記吐出部が、前記処理液とキャリアガスとを前記吐出部の内部または前記吐出口近傍にて混合することにより前記処理液の前記液滴を生成することを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 7,
The substrate processing apparatus, wherein the discharge unit generates the droplets of the processing liquid by mixing the processing liquid and a carrier gas in the discharge unit or in the vicinity of the discharge port.
前記処理液の比抵抗が1×102Ωm以上であることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The substrate processing apparatus characterized in that the specific resistance of the processing liquid is 1 × 10 2 Ωm or more.
前記処理液が純水であることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 9, comprising:
A substrate processing apparatus, wherein the processing liquid is pure water.
前記処理液が、純水に炭酸ガスを溶解させた炭酸ガス溶解水であることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 9, comprising:
The substrate processing apparatus, wherein the processing liquid is carbon dioxide-dissolved water obtained by dissolving carbon dioxide in pure water.
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