JP6489475B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。 The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate. Examples of substrates to be processed include semiconductor wafers, liquid crystal display substrates, plasma display substrates, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, and photomasks. Substrate, ceramic substrate, solar cell substrate and the like.
特許文献1には、半導体ウエハ等の基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が開示されている。前記基板処理装置は、基板を水平に保持しながら回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持されている基板の上面中央部に向けて室温よりも高温の処理液を吐出するノズルとを備えている。ノズルから吐出された高温の処理液は、基板の上面中央部に着液した後、回転している基板の上面に沿って外方に流れる。これにより、高温の処理液が基板の上面全域に供給される。
回転している基板の上面中央部に着液した処理液は、基板の上面に沿って中央部から周縁部に流れる。その過程で、処理液の温度が次第に低下していく。そのため、温度の均一性が低下し、処理の均一性が悪化してしまう。ノズルから吐出される処理液の流量を増加させれば、処理液が基板の上面周縁部に達するまでの時間が短縮されるので、処理液の温度低下が軽減されるが、この場合、処理液の消費量が増加してしまう。 The processing liquid that has reached the center of the upper surface of the rotating substrate flows from the center to the peripheral edge along the upper surface of the substrate. In the process, the temperature of the treatment liquid gradually decreases. For this reason, the uniformity of temperature is lowered, and the uniformity of processing is deteriorated. If the flow rate of the processing liquid discharged from the nozzle is increased, the time until the processing liquid reaches the peripheral edge of the upper surface of the substrate is shortened, so that the temperature drop of the processing liquid is reduced. Consumption will increase.
そこで、本発明の目的の一つは、基板に供給される処理液の消費量を低減しながら、処理の均一性を高めることである。 Accordingly, one of the objects of the present invention is to improve the processing uniformity while reducing the consumption of the processing liquid supplied to the substrate.
前記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、基板を水平に保持しながら基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板保持ユニットと、処理液を前記基板保持ユニットに保持されている基板に供給する処理液供給システムと、を含む、基板処理装置である。
前記処理液供給システムは、上流ヒータと、供給流路と、複数の上流流路と、複数の吐出口と、複数の低温液流路と、を含む。前記上流ヒータは、前記供給流路に供給される高温液を加熱する。前記供給流路は、高温液を前記複数の上流流路に向けて案内する。前記複数の上流流路は、外側上流流路と複数の内側上流流路とを含み、前記供給流路から分岐しており、前記供給流路から供給された高温液を前記複数の吐出口に向けて案内する。前記複数の吐出口は、前記外側上流流路に接続されており、前記基板の上面周縁部に向けて処理液を吐出する外側吐出口と、前記複数の内側上流流路に接続されており、前記上面周縁部の内側である前記基板の上面内の複数の位置に向けてそれぞれ処理液を吐出する複数の内側吐出口とを含み、前記回転軸線からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されており、前記複数の上流流路を介して供給された処理液を前記基板の上面に向けて吐出する。前記複数の低温液流路は、前記複数の内側吐出口よりも上流の位置で前記複数の内側上流流路のみにそれぞれ接続されており、前記供給流路を流れる高温液と同種の液体であり、前記高温液よりも温度が低い低温液を、前記複数の内側上流流路のみに向けて案内し、前記外側吐出口からは前記高温液を、前記複数の内側吐出口からは前記複数の内側上流流路で混合された前記高温液および前記低温液の混合液を、前記処理液として前記基板の上面に向けて吐出する。
In order to achieve the above object, the invention according to
The processing liquid supply system includes an upstream heater, a supply flow path, a plurality of upstream flow paths, a plurality of discharge ports, and a plurality of low-temperature liquid flow paths. The upstream heater heats the high temperature liquid supplied to the supply flow path. The supply channel guides the high temperature liquid toward the plurality of upstream channels. Wherein the plurality of upstream channel comprises an outer upstream flow channel and the plurality of inner upstream passage, wherein is branched from the supply passage, the hot liquid supplied from the supply passage to said plurality of outlets I will guide you. The plurality of discharge ports are connected to the outer upstream flow path, connected to the outer discharge ports for discharging the processing liquid toward the upper surface peripheral edge of the substrate, and the plurality of inner upstream flow paths, A plurality of inner discharge ports that discharge the processing liquid toward a plurality of positions in the upper surface of the substrate, which are inside the peripheral edge of the upper surface, respectively, and are arranged at a plurality of positions at different distances from the rotation axis. The processing liquid supplied through the plurality of upstream flow paths is discharged toward the upper surface of the substrate. The plurality of low-temperature liquid channels are connected to only the plurality of inner upstream channels at positions upstream from the plurality of inner discharge ports, and are the same type of liquid as the high-temperature liquid flowing through the supply channel. The low temperature liquid having a temperature lower than that of the high temperature liquid is guided only to the plurality of inner upstream flow paths, the high temperature liquid is guided from the outer discharge port, and the plurality of inner sides from the plurality of inner discharge ports. The mixed liquid of the high temperature liquid and the low temperature liquid mixed in the upstream flow path is discharged as the processing liquid toward the upper surface of the substrate .
この発明によれば、処理液を案内する供給流路が、複数の上流流路に分岐している。これにより、吐出口の数を増加させることができる。供給流路を流れる処理液は、上流流路を介して吐出口に供給され、回転軸線まわりに回転する基板の上面に向けて吐出される。複数の吐出口は、回転軸線からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。したがって、1つの吐出口だけに処理液を吐出させる場合と比較して、基板上の処理液の温度の均一性を高めることができる。これにより、処理液の消費量を低減しながら、処理の均一性を高めることができる。 According to this invention, the supply flow path for guiding the processing liquid is branched into a plurality of upstream flow paths. Thereby, the number of discharge ports can be increased. The processing liquid flowing in the supply flow path is supplied to the discharge port via the upstream flow path, and is discharged toward the upper surface of the substrate that rotates around the rotation axis. The plurality of discharge ports are respectively arranged at a plurality of positions having different distances from the rotation axis. Accordingly, the uniformity of the temperature of the processing liquid on the substrate can be improved as compared with the case where the processing liquid is discharged to only one discharge port. Thereby, the processing uniformity can be improved while reducing the consumption of the processing liquid.
処理液が基板よりも高温である場合、処理液の熱が基板に奪われる。また、基板と共に処理液が回転するので、基板上の処理液は、空気によって冷却されながら、基板の上面に沿って外方に流れる。基板の各部の周速は、回転軸線から離れるにしたがって増加する。基板上の処理液は、周速が大きいほど冷却され易い。また、基板の上面を径方向に等間隔で複数の円環状の領域に分割できると仮定すると、各領域の面積は、回転軸線から離れるにしたがって増加する。表面積が大きいと、処理液から円環状の領域に熱が移動し易い。そのため、吐出口から吐出される処理液の温度が全て同じであると、十分な温度の均一性が得られない場合がある。 When the processing liquid is hotter than the substrate, the heat of the processing liquid is taken away by the substrate. Further, since the processing liquid rotates together with the substrate, the processing liquid on the substrate flows outward along the upper surface of the substrate while being cooled by air. The peripheral speed of each part of the substrate increases with distance from the rotation axis. The processing liquid on the substrate is easily cooled as the peripheral speed increases. Further, assuming that the upper surface of the substrate can be divided into a plurality of annular regions at equal intervals in the radial direction, the area of each region increases as the distance from the rotation axis increases. When the surface area is large, heat easily moves from the treatment liquid to the annular region. For this reason, if the temperatures of the processing liquids discharged from the discharge ports are all the same, sufficient temperature uniformity may not be obtained.
この発明によれば、低温液が、複数の内側上流流路に供給され、これらの内側上流流路を流れる高温液と混ざる。低温液は、高温液と同種の液体であり、高温液よりも温度が低い。したがって、高温液が、外側吐出口から吐出される一方で、高温液よりも低温の液体(高温液および低温液の混合液)が、複数の内側吐出口から吐出される。これにより、基板の上面に供給される処理液の温度が回転軸線から離れるにしたがって段階的に増加する。そのため、同じ温度の処理液を各吐出口に吐出させる場合と比較して、基板上の処理液の温度の均一性を高めることができる。これにより、処理液の消費量を低減しながら、処理の均一性を高めることができる。 According to the present invention, the low temperature liquid is supplied to the plurality of inner upstream flow paths and mixed with the high temperature liquid flowing through these inner upstream flow paths. A low temperature liquid is the same kind of liquid as a high temperature liquid, and temperature is lower than a high temperature liquid. Therefore, while the high temperature liquid is discharged from the outer discharge port, the liquid having a temperature lower than that of the high temperature liquid (mixed liquid of the high temperature liquid and the low temperature liquid) is discharged from the plurality of inner discharge ports. As a result, the temperature of the processing liquid supplied to the upper surface of the substrate increases stepwise as it moves away from the rotation axis. Therefore, compared with the case where the processing liquid of the same temperature is discharged to each discharge port, the uniformity of the temperature of the processing liquid on a board | substrate can be improved. Thereby, the processing uniformity can be improved while reducing the consumption of the processing liquid.
請求項2に記載の発明は、前記処理液供給システムは、複数の温度センサと、混合比変更ユニットと、をさらに含み、前記複数の温度センサは、前記複数の内側上流流路にそれぞれ接続されており、前記複数の内側上流流路での前記混合液の温度を検出し、前記混合比変更ユニットは、前記複数の温度センサによって検出された温度に基づいて、前記複数の内側上流流路で混合される高温液および低温液の混合比を前記内側上流流路ごとに独立して変更する、請求項1に記載の基板処理装置である。
According to a second aspect of the present invention, the processing liquid supply system further includes a plurality of temperature sensors and a mixing ratio changing unit, and the plurality of temperature sensors are respectively connected to the plurality of inner upstream flow paths. And detecting the temperature of the mixed liquid in the plurality of inner upstream flow paths, and the mixing ratio changing unit detects the temperature in the plurality of inner upstream flow paths based on the temperatures detected by the plurality of temperature sensors. The substrate processing apparatus according to
この発明によれば、複数の内側上流流路を流れる液体の温度が、複数の温度センサによって各内側上流流路で検出される。混合比変更ユニットは、複数の温度センサの検出値に基づいて、複数の内側上流流路で混合される高温液および低温液の混合比を内側上流流路ごとに独立して変更する。したがって、複数の内側上流流路から複数の内側吐出口に供給される混合液の温度をより精密に設定温度に近づけることができる。 According to this invention, the temperature of the liquid flowing through the plurality of inner upstream channels is detected in each inner upstream channel by the plurality of temperature sensors. The mixing ratio changing unit independently changes the mixing ratio of the high temperature liquid and the low temperature liquid mixed in the plurality of inner upstream flow paths for each inner upstream flow path based on the detection values of the plurality of temperature sensors. Therefore, the temperature of the liquid mixture supplied from the plurality of inner upstream flow paths to the plurality of inner discharge ports can be brought closer to the set temperature more precisely.
請求項3に記載の発明は、前記混合比変更ユニットは、前記複数の低温液流路よりも上流の位置で前記複数の内側上流流路にそれぞれ接続されており、低温液と混合される高温液の流量を前記内側上流流路ごとに独立して調整する複数の第1流量調整バルブと、前記複数の低温液流路にそれぞれ接続されており、高温液と混合される低温液の流量を前記低温液流路ごとに独立して調整する複数の第2流量調整バルブと、の少なくとも一つを含む、請求項2に記載の基板処理装置である。
According to a third aspect of the present invention, the mixing ratio changing unit is connected to the plurality of inner upstream flow paths at positions upstream of the plurality of low temperature liquid flow paths, and is mixed with the low temperature liquid. A plurality of first flow rate adjustment valves that independently adjust the flow rate of the liquid for each of the inner upstream flow paths and the plurality of low temperature liquid flow paths, respectively, and the flow rate of the low temperature liquid mixed with the high temperature liquid The substrate processing apparatus according to
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1および図2は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1の処理液供給システムを示す模式図である。図1は、吐出状態の処理液供給システムを示しており、図2は、吐出停止状態の処理液供給システムを示している。
基板処理装置1は、半導体ウエハなどの円板状の基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、処理液で基板Wを処理する処理ユニット2と、処理ユニット2に基板Wを搬送する搬送ロボット(図示せず)と、基板処理装置1を制御する制御装置3とを含む。制御装置3は、演算部と記憶部とを含むコンピュータである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 are schematic views showing a processing liquid supply system of a
The
基板処理装置1は、処理ユニット2に対する処理液の供給および供給停止を制御するバルブ51等の流体機器を収容する複数の流体ボックス5と、流体ボックス5を介して処理ユニット2に供給される処理液を貯留するタンク41を収容する複数の貯留ボックス6とを含む。処理ユニット2および流体ボックス5は、基板処理装置1のフレーム4の中に配置されている。処理ユニット2のチャンバー7と流体ボックス5とは、水平方向に並んでいる。貯留ボックス6は、フレーム4の外に配置されている。貯留ボックス6は、フレーム4の中に配置されていてもよい。
The
図3は、処理ユニット2の内部を示す模式的な正面図である。図4は、処理ユニット2の内部を示す模式的な平面図である。
図3に示すように、処理ユニット2は、箱型のチャンバー7と、チャンバー7内で基板Wを水平に保持しながら基板Wの中央部を通る鉛直な回転軸線A1まわりに基板Wを回転させるスピンチャック11と、基板Wから排出された処理液を受け止める筒状のカップ15と含む。
FIG. 3 is a schematic front view showing the inside of the
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、チャンバー7は、基板Wが通過する搬入搬出口8aが設けられた箱型の隔壁8と、搬入搬出口8aを開閉するシャッター9とを含む。シャッター9は、搬入搬出口8aが開く開位置と、搬入搬出口8aが閉じられる閉位置(図4に示す位置)との間で、隔壁8に対して移動可能である。図示しない搬送ロボットは、搬入搬出口8aを通じてチャンバー7に基板Wを搬入し、搬入搬出口8aを通じてチャンバー7から基板Wを搬出する。
As shown in FIG. 4, the
図3に示すように、スピンチャック11は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース12と、スピンベース12の上方で基板Wを水平な姿勢で保持する複数のチャックピン13と、複数のチャックピン13を回転させることにより回転軸線A1まわりに基板Wを回転させるスピンモータ14とを含む。スピンチャック11は、複数のチャックピン13を基板Wの周端面に接触させる挟持式のチャックに限らず、非デバイス形成面である基板Wの裏面(下面)をスピンベース12の上面に吸着させることにより基板Wを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、カップ15は、スピンチャック11を回転軸線A1まわりに取り囲む筒状のスプラッシュガード17と、スプラッシュガード17を回転軸線A1まわりに取り囲む円筒状の外壁16とを含む。処理ユニット2は、スプラッシュガード17の上端がスピンチャック11による基板Wの保持位置よりも上方に位置する上位置(図3に示す位置)と、スプラッシュガード17の上端がスピンチャック11による基板Wの保持位置よりも下方に位置する下位置との間で、スプラッシュガード17を鉛直に昇降させるガード昇降ユニット18を含む。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、処理ユニット2は、スピンチャック11に保持されている基板Wの上面に向けてリンス液を下方に吐出するリンス液ノズル21を含む。リンス液ノズル21は、リンス液バルブ23が介装されたリンス液配管22に接続されている。処理ユニット2は、処理位置と待機位置との間でリンス液ノズル21を移動させるノズル移動ユニットを備えていてもよい。
As shown in FIG. 3, the
リンス液バルブ23が開かれると、リンス液が、リンス液配管22からリンス液ノズル21に供給され、リンス液ノズル21から吐出される。リンス液は、たとえば、純水(脱イオン水:Deionized water)である。リンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度(たとえば、10〜100ppm程度)の塩酸水のいずれかであってもよい。
When the rinse
図4に示すように、処理ユニット2は、薬液を下方に吐出する複数のノズル26(第1ノズル26A、第2ノズル26B、第3ノズル26C、および第4ノズル26D)と、複数のノズル26のそれぞれを保持するホルダ25と、ホルダ25を移動させることにより、処理位置(図4で二点鎖線で示す位置)と待機位置(図4で実線で示す位置)との間で複数のノズル26を移動させるノズル移動ユニット24とを含む。
As shown in FIG. 4, the
薬液の代表例は、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)などのエッチング液や、SPM(硫酸および過酸化水素水を含む混合液)などのレジスト剥離液である。薬液は、TMAHおよびSPMに限らず、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸(たとえばクエン酸、蓚酸など)、TMAH以外の有機アルカリ、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも1つを含む液であってもよい。 Typical examples of the chemical solution are an etching solution such as TMAH (tetramethylammonium hydroxide) and a resist stripping solution such as SPM (mixed solution containing sulfuric acid and hydrogen peroxide solution). The chemical solution is not limited to TMAH and SPM, but sulfuric acid, acetic acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, aqueous ammonia, aqueous hydrogen peroxide, organic acids (such as citric acid and oxalic acid), organic alkalis other than TMAH, surfactants, It may be a liquid containing at least one of the corrosion inhibitors.
図3に示すように、各ノズル26は、ホルダ25によって片持ち支持されたノズル本体27を含む。ノズル本体27は、ホルダ25から水平な長手方向D1に延びるアーム部28と、アーム部28の先端28aから下方に延びる先端部29とを含む。アーム部28の先端28aは、平面視においてホルダ25から長手方向D1に最も遠い部分を意味する。
図4に示すように、複数のアーム部28は、第1ノズル26A〜第4ノズル26Dの順番で、長手方向D1に直交する水平な配列方向D2に並んでいる。複数のアーム部28は、同じ高さに配置されている。配列方向D2に隣接する2つのアーム部28の間隔は、他のいずれの間隔と同じであってもよいし、他の間隔の少なくとも一つと異なっていてもよい。図4は、複数のアーム部28が等間隔で配置されている例を示している。
As shown in FIG. 3, each
As shown in FIG. 4, the plurality of
長手方向D1への複数のアーム部28の長さは、第1ノズル26A〜第4ノズル26Dの順番で短くなっている。複数のノズル26の先端(複数のアーム部28の先端28a)は、長手方向D1に関して第1ノズル26A〜第4ノズル26Dの順番で並ぶように長手方向D1にずれている。複数のノズル26の先端は、平面視で直線状に並んでいる。
ノズル移動ユニット24は、カップ15のまわりで鉛直に延びるノズル回動軸線A2まわりにホルダ25を回動させることにより、平面視で基板Wを通る円弧状の経路に沿って複数のノズル26を移動させる。これにより、処理位置と待機位置との間で複数のノズル26が水平に移動する。処理ユニット2は、複数のノズル26の待機位置の下方に配置された有底筒状の待機ポット35を含む。待機ポット35は、平面視でカップ15のまわりに配置されている。
The lengths of the plurality of
The
処理位置は、複数のノズル26から吐出された薬液が基板Wの上面に着液する位置である。処理位置では、複数のノズル26と基板Wとが平面視で重なり、複数のノズル26の先端が、平面視において、回転軸線A1側から第1ノズル26A〜第4ノズル26Dの順番で径方向Drに並ぶ。このとき、第1ノズル26Aの先端は、平面視で基板Wの中央部に重なり、第4ノズル26Dの先端は、平面視で基板Wの周縁部に重なる。
The processing position is a position where the chemical liquid discharged from the plurality of
待機位置は、複数のノズル26と基板Wとが平面視で重ならないように、複数のノズル26が退避した位置である。待機位置では、複数のノズル26の先端が、平面視でカップ15の外周面(外壁16の外周面)に沿うようにカップ15の外側に位置し、第1ノズル26A〜第4ノズル26Dの順番で周方向(回転軸線A1まわりの方向)に並ぶ。複数のノズル26は、第1ノズル26A〜第4ノズル26Dの順番で、回転軸線A1から遠ざかるように配置される。
The standby position is a position where the plurality of
次に、図5および図6を参照して、複数のノズル26について説明する。その後、処理液供給システムについて説明する。
以下の説明では、第1ノズル26Aに対応する構成の先頭および末尾に、それぞれ「第1」および「A」を付ける場合がある。たとえば、第1ノズル26Aに対応する上流流路48を、「第1上流流路48A」という場合がある。第2ノズル26B〜第4ノズル26Dに対応する構成についても同様である。
Next, the plurality of
In the following description, “first” and “A” may be added to the beginning and the end of the configuration corresponding to the
図5に示すように、ノズル本体27は、処理液を案内する樹脂チューブ30と、樹脂チューブ30を取り囲む断面筒状の芯金31と、芯金31の外面を覆う断面筒状の樹脂コーティング32とを含む。第1ノズル26A以外の各ノズル26は、さらに、ノズル本体27の先端部29に取り付けられたノズルヘッド33を含む。
ノズル本体27は、ノズル本体27に沿って延びる1つの流路を形成している。ノズルヘッド33は、ノズル本体27から供給された処理液を案内する複数の流路を形成している。ノズル本体27の流路は、ノズル本体27の外面で開口する吐出口34を形成している。ノズルヘッド33の複数の流路は、ノズルヘッド33の外面で開口する複数の吐出口34を形成している。ノズル本体27の流路は、後述する上流流路48の一部に相当する。ノズルヘッド33の各流路は、後述する下流流路52に相当する。第1上流流路48A〜第4上流流路48Dの下流端は、回転軸線A1からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。
As shown in FIG. 5, the
The
図5および図6は、複数のノズル26に設けられた吐出口34の総数が、10個である例を示している。第1ノズル26Aは、ノズル本体27に設けられた1つの吐出口34を含む。第1ノズル26A以外の各ノズル26は、ノズルヘッド33に設けられた3つの吐出口34を含む。同一のノズルヘッド33に設けられた3つの吐出口34は、3つの吐出口34のうちで回転軸線A1に最も近い内側分岐吐出口と、3つの吐出口34のうちで回転軸線A1から最も遠い外側分岐吐出口と、内側分岐吐出口と外側分岐吐出口との間に配置された中間分岐吐出口とによって構成されている。
5 and 6 show an example in which the total number of
図6に示すように、複数の吐出口34は、平面視で直線状に並んでいる。両端の2つの吐出口34の間隔は、基板Wの半径以下である。隣接する2つの吐出口34の間隔は、他のいずれの間隔と同じであってもよいし、他の間隔の少なくとも一つと異なっていてもよい。また、複数の吐出口34は、同じ高さに配置されていてもよいし、2つ以上の異なる高さに配置されていてもよい。
As shown in FIG. 6, the plurality of
複数のノズル26が処理位置に配置されると、複数の吐出口34は、回転軸線A1からの距離(平面視での最短距離)が異なる複数の位置にそれぞれ配置される。このとき、複数の吐出口34のうちで回転軸線A1に最も近い最内吐出口(第1吐出口34A)は、基板Wの中央部の上方に配置され、複数の吐出口34のうちで回転軸線A1から最も遠い最外吐出口(第4吐出口34D)は、基板Wの周縁部の上方に配置される。複数の吐出口34は、平面視で径方向Drに並ぶ。
When the plurality of
第1ノズル26Aに設けられた第1吐出口34Aは、基板Wの上面中央部に向けて処理液を吐出する主吐出口である。第1ノズル26A以外の各ノズル26に設けられた第2吐出口34B〜第4吐出口34Dは、中央部以外の基板Wの上面の一部に向けて処理液を吐出する複数の副吐出口である。第1吐出口34Aに接続された第1上流流路48Aは、主上流流路であり、第2吐出口34B〜第4吐出口34Dに接続された第2上流流路48B〜第4上流流路48Dは、複数の副上流流路である。
The
また、第4ノズル26Dに設けられた第4吐出口34Dは、基板Wの上面周縁部に向けて処理液を吐出する外側吐出口である。第4ノズル26D以外の各ノズル26に設けられた第1吐出口34A〜第3吐出口34Cは、周縁部以外の基板Wの上面の一部に向けて処理液を吐出する複数の内側吐出口である。第4ノズル26Dに接続された第4上流流路48Dは、外側上流流路であり、第1吐出口34A〜第3吐出口34Cに接続された第1上流流路48A〜第3上流流路48Cは、複数の内側上流流路である。
The
図5に示すように、各吐出口34は、基板Wの上面に対して垂直な吐出方向に薬液を吐出する。複数の吐出口34は、基板Wの上面内の複数の着液位置に向けて薬液を吐出する。複数の着液位置は、回転軸線A1からの距離が異なる別々の位置である。複数の着液位置のうちで回転軸線A1に最も近い着液位置を第1着液位置といい、複数の着液位置のうちで2番目に回転軸線A1に近い着液位置を第2着液位置というと、第1吐出口34Aから吐出された薬液は、第1着液位置に着液し、第2吐出口34Bから吐出された薬液は、第2着液位置に着液する。
As shown in FIG. 5, each
次に、図1および図2を参照して、処理液供給システムについて詳細に説明する。
以下で説明する高温薬液および低温薬液は、互いに温度が異なる同種の薬液である。薬液の具体例は、TMAHである。高温薬液は、室温よりも高温の薬液であり、低温薬液は、高温薬液よりも低温の薬液である。高温薬液より低温であれば、低温薬液は、室温以上であってもよいし、室温未満であってもよい。
Next, the processing liquid supply system will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
The high temperature chemical solution and the low temperature chemical solution described below are the same type of chemical solutions having different temperatures. A specific example of the chemical solution is TMAH. The high temperature chemical solution is a chemical solution having a temperature higher than room temperature, and the low temperature chemical solution is a temperature lower than that of the high temperature chemical solution. As long as the temperature is lower than that of the high-temperature chemical solution, the low-temperature chemical solution may be at room temperature or higher or lower than room temperature.
処理液供給システムは、室温よりも高温の高温薬液を貯留する第1薬液タンク41を含む。処理液供給システムは、さらに、第1薬液タンク41から送られた高温薬液を案内する第1薬液流路42と、第1薬液流路42内を流れる高温薬液を室温(たとえば20〜30℃)よりも高い上流温度で加熱することにより第1薬液タンク41内の高温薬液の温度を調整する第1上流ヒータ43と、第1薬液タンク41内の高温薬液を第1薬液流路42に送る第1ポンプ44と、第1薬液流路42内の高温薬液を第1薬液タンク41に戻す第1循環流路40とを含む。
The processing liquid supply system includes a first
処理液供給システムは、第1薬液流路42を開閉する第1薬液供給バルブ45と、第1循環流路40を開閉する第1循環バルブ46と、第1薬液流路42に接続された供給流路47とを含む。上流切替ユニットは、第1薬液供給バルブ45を含む。
処理液供給システムは、供給流路47から供給された液体を複数の吐出口34に向けて案内する複数の上流流路48と、複数の上流流路48内を流れる液体の流量を検出する複数の流量計49と、複数の上流流路48内を流れる液体の流量を変更する複数の第1流量調整バルブ50と、複数の上流流路48をそれぞれ開閉する複数の吐出バルブ51とを含む。図示はしないが、第1流量調整バルブ50は、流路を開閉するバルブ本体と、バルブ本体の開度を変更するアクチュエータとを含む。アクチュエータは、空圧アクチュエータまたは電動アクチュエータであってもよいし、これら以外のアクチュエータであってもよい。
The treatment liquid supply system includes a first chemical
The processing liquid supply system includes a plurality of
処理液供給システムは、上流流路48から供給された液体を複数の吐出口34に向けて案内する複数の下流流路52を含む。第1上流流路48A以外の各上流流路48の下流端は、複数の下流流路52に分岐している。つまり、第1上流流路48A以外の各上流流路48は、複数の下流流路52に分岐した分岐上流流路である。
図1および図2では、分岐上流流路が2つの下流流路52に分岐している例を示している。図5では、分岐上流流路が3つの下流流路52に分岐している例を示している。第2上流流路48Bから分岐した3つの下流流路52は、それぞれ、同じノズルヘッド33に設けられた3つの吐出口34に接続されている。第3上流流路48Cおよび第4上流流路48Dについても、第2上流流路48Bと同様である。第1上流流路48Aは、第1ノズル26Aに設けられた第1吐出口34Aに接続されている。
The processing liquid supply system includes a plurality of
In FIG. 1 and FIG. 2, an example in which the branch upstream channel branches into two
処理液供給システムは、高温薬液よりも低温の低温薬液を貯留する第2薬液タンク61と、第2薬液タンク61から送られた低温薬液を案内する第2薬液流路62と、第2薬液タンク61内の低温薬液を第2薬液流路62に送る第2ポンプ63と、第2薬液流路62を開閉する第2薬液供給バルブ64とを含む。処理液供給システムは、さらに、第2薬液流路62内の低温薬液を第2薬液タンク61に戻す第2循環流路75と、第2循環流路75を開閉する第2循環バルブ76とを含む。第2循環流路75の上流端は、第2薬液供給バルブ64よりも上流の位置で第2薬液流路62に接続されており、第2循環流路75の下流端は、第2薬液タンク61に接続されている。
The processing liquid supply system includes a second
図1および図2において二点鎖線で示すように、処理液供給システムは、第2薬液流路62を流れる低温薬液の温度を調節する温度調節器をさらに備えていてもよい。この場合、温度調節器は、室温よりも高い温度で低温薬液を加熱するヒータであってもよいし、室温よりも低い温度で低温薬液を冷却するクーラーであってもよい。
処理液供給システムは、第2薬液流路62の下流端で分岐した複数の低温液流路71(第1低温液流路71A、第2低温液流路71B、および第3低温液流路71C)と、複数の低温液流路71内を流れる液体の流量を検出する複数の流量計72と、複数の低温液流路71内を流れる液体の流量を変更する複数の第2流量調整バルブ73と、複数の低温液流路71をそれぞれ開閉する複数の低温液バルブ74とを含む。第2流量調整バルブ73の構造については、第1流量調整バルブ50と同様である。
1 and 2, the treatment liquid supply system may further include a temperature controller that adjusts the temperature of the low-temperature chemical liquid flowing through the second chemical
The treatment liquid supply system includes a plurality of low temperature liquid channels 71 (first low
第1低温液流路71A〜第3低温液流路71Cは、吐出バルブ51よりも上流の位置で、第1上流流路48A〜第3上流流路48Cにそれぞれ接続されている。低温液流路71内の低温薬液は、上流流路48に供給され、第1薬液タンク41から供給された高温薬液と上流流路48で混合される。低温薬液が高温薬液よりも低温なので、高温薬液および低温薬液が混合されると、第1上流流路48A〜第3上流流路48Cの下流端に供給される薬液の温度が低下する。
The first cryogenic
処理液供給システムは、第1上流流路48A〜第3上流流路48Cを流れる液体の温度を検出する複数の温度センサ77を含む。複数の温度センサ77は、低温液流路71よりも上流の位置で、第1上流流路48A〜第3上流流路48Cにそれぞれ接続されている。高温薬液および低温薬液の混合液(薬液)の温度は、温度センサ77によって検出される。制御装置3は、複数の温度センサ77の検出値に基づいて、第1流量調整バルブ50および第2流量調整バルブ73の開度を個別に変更する。
The processing liquid supply system includes a plurality of
制御装置3は、複数の第1流量調整バルブ50および複数の第2流量調整バルブ73を含む混合比変更ユニットを複数の温度センサ77に基づいて制御することにより、第1上流流路48A〜第3上流流路48Cの下流端に供給される薬液の温度を設定温度に近づける。具体的には、制御装置3は、第1上流流路48A〜第3上流流路48Cの下流端に供給される薬液の温度が、第1上流流路48A〜第3上流流路48Cの順番で増加するように、高温薬液および低温薬液の混合比を調整する。
The
次に、図1を参照して、複数の吐出口34が薬液を吐出する吐出状態の処理液供給システムについて説明する。図1では、開いているバルブを黒色で示しており、閉じているバルブを白色で示している。
吐出状態では、第1薬液タンク41内の高温薬液は、第1薬液流路42から供給流路47に流れ、供給流路47から複数の上流流路48に流れる。第2上流流路48B〜第4上流流路48Dに供給された高温薬液は、複数の下流流路52に流れる。
Next, a treatment liquid supply system in a discharge state in which a plurality of
In the discharge state, the high-temperature chemical solution in the first
その一方で、第2薬液タンク61内の低温薬液は、第2薬液流路62から複数の低温液流路71に流れ、複数の低温液流路71から第1上流流路48A〜第3上流流路48Cに流れる。そのため、高温薬液および低温薬液が、第1上流流路48A〜第3上流流路48Cで混合される。
第1上流流路48A内の薬液は、第1ノズル26Aに設けられた1つの第1吐出口34Aに供給される。第2上流流路48B内の薬液は、複数の下流流路52を介して、第2ノズル26Bに設けられた複数の第2吐出口34B(図5参照)に供給される。第3上流流路48Cおよび第4上流流路48Dについても、第2上流流路48Bと同様である。これにより、全ての吐出口34から薬液が吐出される。
On the other hand, the low temperature chemical liquid in the second
The chemical solution in the first
制御装置3は、第1上流流路48A〜第3上流流路48Cの下流端に供給される薬液の温度が、第1上流流路48A〜第3上流流路48Cの順番で増加するように、高温薬液および低温薬液の混合比を調整する。その一方で、第4上流流路48Dの下流端には、低温薬液と混合されていない高温薬液が供給される。したがって、複数の吐出口34から吐出される薬液の温度は、回転軸線A1から離れるにしたがって段階的に増加する。
The
次に、図2を参照して、複数の吐出口34からの薬液の吐出が停止された吐出停止状態の処理液供給システムについて説明する。図2では、開いているバルブを黒色で示しており、閉じているバルブを白色で示している。
吐出停止状態では、第1薬液タンク41内の高温薬液が、第1ポンプ44によって第1薬液流路42に送られる。第1ポンプ44によって送られた高温薬液は、第1上流ヒータ43によって加熱された後、第1循環流路40を介して第1薬液タンク41に戻る。このとき、第1薬液供給バルブ45が閉じられているので、第1薬液流路42内の高温薬液は、複数の上流流路48に供給されない。
Next, with reference to FIG. 2, the processing liquid supply system in a discharge stopped state in which the discharge of the chemical liquid from the plurality of
In the discharge stop state, the high-temperature chemical liquid in the first
一方、第2薬液タンク61内の低温薬液は、第2ポンプ63によって第2薬液流路62に送られる。第2ポンプ63によって送られた低温薬液は、第2循環流路75を介して第2薬液タンク61に戻る。高温薬液と同様に、このとき、第2薬液供給バルブ64が閉じられているので、第2薬液流路62内の低温薬液は、複数の低温液流路71に供給されない。
On the other hand, the low temperature chemical liquid in the second
図7は、基板処理装置1によって実行される基板Wの処理の一例を説明するための工程図である。以下の各動作は、制御装置3が基板処理装置1を制御することにより実行される。以下では図3および図4を参照する。図7については適宜参照する。
処理ユニット2によって基板Wが処理されるときには、複数のノズル26がスピンチャック11の上方から退避しており、スプラッシュガード17が下位置に位置している状態で、搬送ロボットのハンド(図示せず)によって、基板Wがチャンバー7内に搬入される。これにより、表面が上に向けられた状態で基板Wが複数のチャックピン13の上に置かれる。その後、搬送ロボットのハンドがチャンバー7の内部から退避し、チャンバー7の搬入搬出口8aがシャッター9で閉じられる。
FIG. 7 is a process diagram for explaining an example of the processing of the substrate W performed by the
When the substrate W is processed by the
基板Wが複数のチャックピン13の上に置かれた後は、複数のチャックピン13が基板Wの周縁部に押し付けられ、基板Wが複数のチャックピン13によって把持される。また、ガード昇降ユニット18が、スプラッシュガード17を下位置から上位置に移動させる。これにより、スプラッシュガード17の上端が基板Wよりも上方に配置される。その後、スピンモータ14が駆動され、基板Wの回転が開始される。これにより、基板Wが所定の液処理速度(たとえば数百rpm)で回転する。
After the substrate W is placed on the plurality of chuck pins 13, the plurality of chuck pins 13 are pressed against the peripheral edge of the substrate W, and the substrate W is gripped by the plurality of chuck pins 13. Further, the guard lifting / lowering
次に、ノズル移動ユニット24が、複数のノズル26を待機位置から処理位置に移動させる。これにより、複数の吐出口34が平面視で基板Wに重なる。その後、複数の吐出バルブ51等が制御され、薬液が複数のノズル26から同時に吐出される(図7のステップS1)。複数のノズル26は、ノズル移動ユニット24が複数のノズル26を静止させている状態で薬液を吐出する。複数の吐出バルブ51が開かれてから所定時間が経過すると、複数のノズル26からの薬液の吐出が同時に停止される(図7のステップS2)。その後、ノズル移動ユニット24が、複数のノズル26を処理位置から待機位置に移動させる。
Next, the
複数のノズル26から吐出された薬液は、回転している基板Wの上面に着液した後、遠心力によって基板Wの上面に沿って外方(回転軸線A1から離れる方向)に流れる。基板Wの上面周縁部に達した薬液は、基板Wの周囲に飛散し、スプラッシュガード17の内周面に受け止められる。このようにして、薬液が基板Wの上面全域に供給され、基板Wの上面全域を覆う薬液の液膜が基板W上に形成される。これにより、基板Wの上面全域が薬液で処理される。
The chemical liquid discharged from the plurality of
複数のノズル26からの薬液の吐出が停止された後は、リンス液バルブ23が開かれ、リンス液ノズル21からのリンス液(純水)の吐出が開始される(図7のステップS3)。これにより、基板W上の薬液がリンス液によって洗い流され、基板Wの上面全域を覆うリンス液の液膜が形成される。リンス液バルブ23が開かれてから所定時間が経過すると、リンス液バルブ23が閉じられ、リンス液ノズル21からのリンス液の吐出が停止される(図7のステップS4)。
After the discharge of the chemical liquid from the plurality of
リンス液ノズル21からのリンス液の吐出が停止された後は、基板Wがスピンモータ14によって回転方向に加速され、液処理速度よりも大きい乾燥速度(たとえば数千rpm)で基板Wが回転する(図7のステップS5)。これにより、基板Wに付着しているリンス液が基板Wの周囲に振り切られ、基板Wが乾燥する。基板Wの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ14および基板Wの回転が停止される。
After the discharge of the rinsing liquid from the rinsing liquid nozzle 21 is stopped, the substrate W is accelerated in the rotation direction by the
基板Wの回転が停止された後は、ガード昇降ユニット18が、スプラッシュガード17を上位置から下位置に移動させる。さらに、複数のチャックピン13による基板Wの保持が解除される。搬送ロボットは、複数のノズル26がスピンチャック11の上方から退避しており、スプラッシュガード17が下位置に位置している状態で、ハンドをチャンバー7の内部に進入させる。その後、搬送ロボットは、ハンドによってスピンチャック11上の基板Wを取り、この基板Wをチャンバー7から搬出する。
After the rotation of the substrate W is stopped, the guard lifting / lowering
図8は、基板Wのエッチング量の分布を示すグラフである。
図8に示す測定値A〜測定値Cにおける基板Wの処理条件は、薬液を吐出するノズルを除き、同一である。
測定値Aは、複数のノズル26を静止させながら、複数の吐出口34(10個の吐出口34)に薬液を吐出させて、基板Wをエッチングしたときのエッチング量の分布を示している。
FIG. 8 is a graph showing the distribution of the etching amount of the substrate W.
The processing conditions of the substrate W in the measurement values A to C shown in FIG. 8 are the same except for the nozzle that discharges the chemical solution.
The measured value A indicates the distribution of the etching amount when the chemical solution is discharged to the plurality of discharge ports 34 (ten discharge ports 34) while the plurality of
測定値Bは、全てのノズルヘッド33が取り外された複数のノズル26を静止させながら、複数の吐出口34(4個の吐出口34)に薬液を吐出させて、基板Wをエッチングしたときのエッチング量の分布を示している。すなわち、測定値Bは、4本のノズル本体27にそれぞれ設けられた4つの吐出口34(第1吐出口34Aに相当するもの)に薬液を吐出させたときのエッチング量の分布を示している。
The measured value B is obtained when the substrate W is etched by discharging the chemical liquid to the plurality of discharge ports 34 (four discharge ports 34) while stopping the plurality of
測定値Cは、1つの吐出口34だけに薬液を吐出させ、薬液の着液位置を基板Wの上面中央部で固定したときのエッチング量の分布を示している。
測定値Cでは、基板Wの中央部から離れるにしたがってエッチング量が減少しており、エッチング量の分布が山形の曲線を示している。つまり、エッチング量は、薬液の着液位置で最も大きく、着液位置から離れるにしたがって減少している。これに対して、測定値Aおよび測定値Bでは、測定値Cと比較して、基板Wの中央部以外の位置でのエッチング量が増加しており、エッチングの均一性が大幅に改善されている。
The measured value C indicates the distribution of the etching amount when the chemical liquid is discharged only to one
In the measured value C, the etching amount decreases as the distance from the center of the substrate W increases, and the etching amount distribution shows a mountain-shaped curve. That is, the etching amount is greatest at the position where the chemical solution is deposited, and decreases as the chemical solution is separated from the position. On the other hand, in the measured value A and the measured value B, the etching amount at positions other than the central portion of the substrate W is increased as compared with the measured value C, and the etching uniformity is greatly improved. Yes.
測定値Bでは、7つの山が形成されている。真ん中の山の頂点は、最も内側の着液位置に対応する位置であり、その外側の2つの山の頂点は、内側から2番目の着液位置に対応する位置である。さらに外側の2つの山の位置は、内側から3番目の着液位置に対応する位置であり、最も外側の2つの山の位置は、内側から4番目の着液位置に対応する位置である。 In the measurement value B, seven peaks are formed. The peak of the middle peak is a position corresponding to the innermost liquid landing position, and the peak of two outer peaks is a position corresponding to the second liquid landing position from the inside. Further, the positions of the two outer crests are positions corresponding to the third liquid landing position from the inner side, and the positions of the two outermost crests are positions corresponding to the fourth liquid landing position from the inner side.
測定値Aでは、測定値Bと同様に、複数の着液位置に対応する複数の山が形成されている。測定値Bでは、吐出口34の数が4個であるのに対し、測定値Aでは、吐出口34の数が10個であるので、山の数が増加している。さらに、測定値Bと比較して、エッチング量の分布を示す線が、左右方向に延びる直線(エッチング量が一定の直線)に近づいており、エッチングの均一性が改善されている。
In the measurement value A, like the measurement value B, a plurality of peaks corresponding to a plurality of liquid landing positions are formed. In the measurement value B, the number of
以上のように本実施形態では、処理液を案内する供給流路47が、複数の上流流路48に分岐している。これにより、吐出口34の数を増加させることができる。さらに、複数の下流流路52に分岐した分岐上流流路が複数の上流流路48に含まれているので、吐出口34の数をさらに増加させることができる。
供給流路47を流れる処理液は、上流流路48または下流流路52から吐出口34に供給され、回転軸線A1まわりに回転する基板Wの上面に向けて吐出される。複数の吐出口34は、回転軸線A1からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。したがって、1つの吐出口34だけに処理液を吐出させる場合と比較して、基板W上の処理液の温度の均一性を高めることができる。これにより、処理液の消費量を低減しながら、処理の均一性を高めることができる。
As described above, in the present embodiment, the
The processing liquid flowing through the
径方向に離れた複数の位置に向けて複数の吐出口34に処理液を吐出させる場合、同一品質の処理液を基板Wの各部に供給することは、処理の均一性向上に対して重要である。吐出口34ごとにタンクやフィルター等が設けられている場合、ある吐出口34に供給される処理液とは品質が異なる処理液が他の吐出口34に供給され得る。これに対して、本実施形態では、同じタンク(第1薬液タンク41)から供給された高温薬液を、全ての吐出口34に吐出させる。これにより、同一品質の処理液を各吐出口34に吐出させることができる。さらに、吐出口34ごとにタンクやフィルター等が設けられている構成と比較して、部品点数を削減でき、メンテナンス作業を簡素化できる。
When the processing liquid is discharged to the plurality of
処理液が基板Wよりも高温である場合、処理液の熱が基板Wに奪われる。また、基板Wと共に処理液が回転するので、基板W上の処理液は、空気によって冷却されながら、基板Wの上面に沿って外方に流れる。基板Wの各部の周速は、回転軸線A1から離れるにしたがって増加する。基板W上の処理液は、周速が大きいほど冷却され易い。また、基板Wの上面を径方向に等間隔で複数の円環状の領域に分割できると仮定すると、各領域の面積は、回転軸線A1から離れるにしたがって増加する。表面積が大きいと、処理液から円環状の領域に熱が移動し易い。そのため、吐出口34から吐出される処理液の温度が全て同じであると、十分な温度の均一性が得られない場合がある。
When the processing liquid is hotter than the substrate W, the heat of the processing liquid is taken away by the substrate W. Further, since the processing liquid rotates together with the substrate W, the processing liquid on the substrate W flows outward along the upper surface of the substrate W while being cooled by air. The peripheral speed of each part of the substrate W increases as the distance from the rotation axis A1 increases. The processing liquid on the substrate W is easily cooled as the peripheral speed increases. Further, assuming that the upper surface of the substrate W can be divided into a plurality of annular regions at equal intervals in the radial direction, the area of each region increases as the distance from the rotation axis A1 increases. When the surface area is large, heat easily moves from the treatment liquid to the annular region. For this reason, if the temperatures of the processing liquids discharged from the
本実施形態では、低温液としての低温薬液が、複数の内側上流流路(第1上流流路48A〜第3上流流路48C)に供給され、これらの内側上流流路を流れる高温液としての高温薬液と混ざる。低温薬液は、高温薬液と同種の液体であり、高温薬液よりも温度が低い。したがって、高温薬液が、外側吐出口(第4吐出口34D)から吐出される一方で、高温薬液よりも低温の液体(高温薬液および低温薬液の混合液)が、複数の内側吐出口(第1吐出口34A〜第3吐出口34C)から吐出される。これにより、基板Wの上面に供給される処理液の温度が回転軸線A1から離れるにしたがって段階的に増加する。そのため、同じ温度の処理液を各吐出口34に吐出させる場合と比較して、基板W上の処理液の温度の均一性を高めることができる。これにより、処理液の消費量を低減しながら、処理の均一性を高めることができる。
In the present embodiment, the low-temperature chemical solution as the low-temperature liquid is supplied to the plurality of inner upstream flow paths (the first
また本実施形態では、複数の内側上流流路(第1上流流路48A〜第3上流流路48C)を流れる液体の温度が、複数の温度センサ77によって各内側上流流路で検出される。複数の第1流量調整バルブ50および複数の第2流量調整バルブ73を含む混合比変更ユニットは、複数の温度センサ77の検出値に基づいて、複数の内側上流流路で混合される高温薬液および低温薬液の混合比を内側上流流路ごとに独立して変更する。したがって、複数の内側上流流路から複数の内側吐出口に供給される混合液の温度をより精密に設定温度に近づけることができる。
In the present embodiment, the temperature of the liquid flowing through the plurality of inner upstream channels (first
また本実施形態では、複数の下流流路52の上流端がチャンバー7内に配置されている。分岐上流流路は、チャンバー7内で複数の下流流路52に分岐している。したがって、分岐上流流路がチャンバー7の外で分岐している場合と比較して、各下流流路52の長さ(液体が流れる方向の長さ)を短縮できる。これにより、処理液から下流流路52への伝熱による処理液の温度低下を抑制できる。
In the present embodiment, the upstream ends of the plurality of
また本実施形態では、複数の上流流路48の上流端が流体ボックス5内に配置されている。供給流路47は、流体ボックス5内で複数の上流流路48に分岐している。したがって、供給流路47が流体ボックス5よりも上流の位置で複数の上流流路48に分岐している場合と比較して、各上流流路48の長さ(液体が流れる方向の長さ)を短縮できる。これにより、処理液から上流流路48への伝熱による処理液の温度低下を抑制できる。
In the present embodiment, the upstream ends of the plurality of
また本実施形態では、第1吐出口34Aと第2吐出口34Bとが平面視で径方向Drに並んでいる。複数の吐出口34が平面視で径方向Drに並ぶように、同じ長さの複数のノズル26を長手方向D1に直交する水平方向に並べると、複数のノズル26全体の幅が増加する(図9参照)。複数の吐出口34が平面視で径方向Drに並ぶように、長さが異なる複数のノズル26を鉛直方向に並べると、複数のノズル26全体の高さが増加する(図10参照)。
In the present embodiment, the
これに対して、本実施形態では、複数のアーム部28を長手方向D1に直交する水平な配列方向D2に並べる。さらに、複数のアーム部28の先端28aが長手方向D1に関して回転軸線A1側から第1ノズル26A〜第4ノズル26Dの順番で並ぶように、複数のアーム部28の先端28aを長手方向D1にずらす(図4参照)。これにより、複数のノズル26全体の幅および高さの両方を抑えながら、複数の吐出口34を平面視で径方向Drに並べることができる。
In contrast, in the present embodiment, the plurality of
本発明の実施形態の説明は以上であるが、本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前記実施形態では、ノズル26の数が、4本である場合について説明したが、ノズル26の数は、2または3本であってもよいし、5本以上であってもよい。
前記実施形態では、ノズルヘッド33が第1ノズル26Aに設けられておらず、第1ノズル26A以外の全てのノズル26にノズルヘッド33が取り付けられている場合について説明したが、第1ノズル26Aを含む全てのノズル26にノズルヘッド33が設けられていてもよい。これとは反対に、全てのノズル26にノズルヘッド33が設けられていなくてもよい。
Although the description of the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
For example, in the embodiment, the case where the number of the
In the above-described embodiment, the case where the
前記実施形態では、3つの下流流路52と3つの吐出口34とが、1つのノズルヘッド33に形成されている場合について説明したが、1つのノズルヘッド33に形成されている下流流路52および吐出口34の数は、2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。
前記実施形態では、分岐上流流路(第1上流流路48A以外の上流流路48)が、チャンバー7内で複数の下流流路52に分岐している場合について説明したが、分岐上流流路は、チャンバー7の外で分岐していてもよい。
In the embodiment, the case where the three
In the above embodiment, the case where the branch upstream channel (the
前記実施形態では、複数の吐出口34が、平面視で径方向Drに並んでいる場合について説明したが、複数の吐出口34が、回転軸線A1からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されるのであれば、複数の吐出口34は、平面視で径方向Drに並んでいなくてもよい。
前記実施形態では、複数のノズル26を静止させながら、複数のノズル26に薬液を吐出させる場合について説明したが、複数のノズル26をノズル回動軸線A2まわりに回動させながら、複数のノズル26に薬液を吐出させてもよい。
In the embodiment, the case where the plurality of
In the above-described embodiment, the case has been described in which the plurality of
前記実施形態では、全ての吐出バルブ51が同時に開かれ、全ての吐出バルブ51が同時に閉じられる場合について説明したが、制御装置3は、外側の吐出口34が処理液を吐出している時間が、内側の吐出口34が処理液を吐出している時間よりも長くなるように、複数の吐出バルブ51を制御してもよい。
前記実施形態では、供給流路47に薬液を供給する第1薬液流路42が設けられている場合について説明したが、供給流路47に液体を供給する複数の処理液流路が設けられていてもよい。同様に、第2薬液流路62に液体を供給する複数の処理液流路が設けられていてもよい。
In the above embodiment, the case where all the
In the above-described embodiment, the case where the first chemical
たとえば、第1液体が第1液体流路から供給流路47に供給され、第2液体が第2液体流路から供給流路47に供給されてもよい。この場合、第1液体および第2液体が供給流路47で混合されるので、第1液体および第2液体を含む混合液が、供給流路47から複数の上流流路48に供給される。第1液体および第2液体は、同種の液体であってもよいし、異なる種類の液体であってもよい。第1液体および第2液体の具体例は、硫酸および過酸化水素水の組み合わせと、TMAHおよび純水の組み合わせである。
For example, the first liquid may be supplied from the first liquid channel to the
制御装置3は、基板Wの表面の各部に供給される処理液の温度を処理前の薄膜の厚みに応じて制御することにより、処理後の薄膜の厚みを均一化してもよい。
図11は、処理前後における薄膜の厚みと基板Wに供給される処理液の温度とのイメージを示すグラフである。図11の一点鎖線は、処理前の膜厚を示しており、図11の二点鎖線は、処理後の膜厚を示している。図11の実線は、基板Wに供給される処理液の温度を示している。図11の横軸は、基板Wの半径を示している。処理前の膜厚は、基板処理装置1以外の装置(たとえば、ホストコンピュータ)から基板処理装置1に入力されてもよいし、基板処理装置1に設けられた測定機によって測定されてもよい。
The
FIG. 11 is a graph showing an image of the thickness of the thin film and the temperature of the processing liquid supplied to the substrate W before and after the processing. A one-dot chain line in FIG. 11 indicates a film thickness before treatment, and a two-dot chain line in FIG. 11 indicates a film thickness after treatment. The solid line in FIG. 11 indicates the temperature of the processing liquid supplied to the substrate W. The horizontal axis in FIG. 11 indicates the radius of the substrate W. The film thickness before processing may be input to the
図11に示す例の場合、制御装置3は、処理液の温度が処理前の膜厚と同様に変化するように、基板処理装置1を制御してもよい。具体的には、制御装置3は、複数の上流流路48での処理液の温度が、処理前の膜厚に応じた温度となるように、複数の第1流量調整バルブ50および複数の第2流量調整バルブ73を含む混合比変更ユニットを制御してもよい。
In the case of the example shown in FIG. 11, the
この場合、処理前の膜厚が相対的に大きい位置に相対的に高温の処理液が供給され、処理前の膜厚が相対的に小さい位置に相対的に低温の処理液が供給される。基板Wの表面に形成された薄膜のエッチング量は、高温の処理液が供給される位置で相対的に増加し、低温の処理液が供給される位置で相対的に減少する。そのため、処理後の薄膜の厚みが均一化される。 In this case, a relatively high temperature processing liquid is supplied to a position where the film thickness before processing is relatively large, and a relatively low temperature processing liquid is supplied to a position where the film thickness before processing is relatively small. The etching amount of the thin film formed on the surface of the substrate W relatively increases at a position where a high temperature processing liquid is supplied, and relatively decreases at a position where a low temperature processing liquid is supplied. Therefore, the thickness of the thin film after processing is made uniform.
前述の全ての構成の2つ以上が組み合わされてもよい。前述の全ての工程の2つ以上が組み合わされてもよい。 Two or more of all the aforementioned configurations may be combined. Two or more of all the above steps may be combined.
1 :基板処理装置
3 :制御装置
5 :流体ボックス
7 :チャンバー
11 :スピンチャック(基板保持ユニット)
24 :ノズル移動ユニット
25 :ホルダ
26A〜26D :第1〜第4ノズル
27 :ノズル本体
28 :アーム部
28a :先端
29 :先端部
33 :ノズルヘッド
34A :第1吐出口(内側吐出口)
34B :第2吐出口(内側吐出口)
34C :第3吐出口(内側吐出口)
34D :第4吐出口(外側吐出口)
41 :第1薬液タンク
42 :第1薬液流路
43 :第1上流ヒータ
45 :第1薬液供給バルブ
47 :供給流路
48A :第1上流流路(内側上流流路)
48B :第2上流流路(内側上流流路)
48C :第3上流流路(内側上流流路)
48D :第4上流流路(外側上流流路)
50 :第1流量調整バルブ(混合比変更ユニット)
51 :吐出バルブ
52 :下流流路
61 :第2薬液タンク
62 :第2薬液流路
71A〜71C :第1〜第3低温液流路
73 :第2流量調整バルブ(混合比変更ユニット)
A1 :回転軸線
D1 :長手方向
D2 :配列方向
Dr :径方向
W :基板
1: substrate processing device 3: control device 5: fluid box 7: chamber 11: spin chuck (substrate holding unit)
24: Nozzle moving unit 25:
34B: Second discharge port (inner discharge port)
34C: Third discharge port (inner discharge port)
34D: 4th discharge port (outside discharge port)
41: 1st chemical | medical solution tank 42: 1st chemical | medical solution flow path 43: 1st upstream heater 45: 1st chemical | medical solution supply valve 47:
48B: 2nd upstream flow path (inner upstream flow path)
48C: Third upstream flow path (inner upstream flow path)
48D: 4th upstream flow path (outer upstream flow path)
50: First flow rate adjusting valve (mixing ratio changing unit)
51: Discharge valve 52: Downstream flow path 61: Second chemical liquid tank 62: Second chemical
A1: rotation axis D1: longitudinal direction D2: arrangement direction Dr: radial direction W: substrate
Claims (3)
上流ヒータと、供給流路と、複数の上流流路と、複数の吐出口と、複数の低温液流路と、を含み、前記基板保持ユニットに保持されている基板に処理液を供給する処理液供給システムとを含み、
前記上流ヒータは、前記供給流路に供給される高温液を加熱し、
前記供給流路は、高温液を前記複数の上流流路に向けて案内し、
前記複数の上流流路は、外側上流流路と複数の内側上流流路とを含み、前記供給流路から分岐しており、前記供給流路から供給された高温液を前記複数の吐出口に向けて案内し、
前記複数の吐出口は、前記外側上流流路に接続されており、前記基板の上面周縁部に向けて処理液を吐出する外側吐出口と、前記複数の内側上流流路に接続されており、前記上面周縁部の内側である前記基板の上面内の複数の位置に向けてそれぞれ処理液を吐出する複数の内側吐出口とを含み、前記回転軸線からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されており、前記複数の上流流路を介して供給された処理液を前記基板の上面に向けて吐出し、
前記複数の低温液流路は、前記複数の内側吐出口よりも上流の位置で前記複数の内側上流流路のみにそれぞれ接続されており、前記供給流路を流れる高温液と同種の液体であり、前記高温液よりも温度が低い低温液を、前記複数の内側上流流路のみに向けて案内し、
前記外側吐出口からは前記高温液を、前記複数の内側吐出口からは前記複数の内側上流流路で混合された前記高温液および前記低温液の混合液を、前記処理液として前記基板の上面に向けて吐出する、基板処理装置。 A substrate holding unit that rotates around a vertical rotation axis passing through the center of the substrate while holding the substrate horizontally;
A process that includes an upstream heater, a supply channel, a plurality of upstream channels, a plurality of discharge ports, and a plurality of low-temperature liquid channels, and that supplies a processing liquid to a substrate held by the substrate holding unit A liquid supply system,
The upstream heater heats the high temperature liquid supplied to the supply flow path,
The supply channel guides the high temperature liquid toward the plurality of upstream channels,
Wherein the plurality of upstream channel comprises an outer upstream flow channel and the plurality of inner upstream passage, wherein is branched from the supply passage, the hot liquid supplied from the supply passage to said plurality of outlets Guide you to
The plurality of discharge ports are connected to the outer upstream flow path, connected to the outer discharge ports for discharging the processing liquid toward the upper surface peripheral edge of the substrate, and the plurality of inner upstream flow paths, A plurality of inner discharge ports that discharge the processing liquid toward a plurality of positions in the upper surface of the substrate, which are inside the peripheral edge of the upper surface, respectively, and are arranged at a plurality of positions at different distances from the rotation axis. And discharging the processing liquid supplied through the plurality of upstream channels toward the upper surface of the substrate,
The plurality of low-temperature liquid channels are connected to only the plurality of inner upstream channels at positions upstream from the plurality of inner discharge ports, and are the same type of liquid as the high-temperature liquid flowing through the supply channel. , Guiding a low temperature liquid having a temperature lower than that of the high temperature liquid only toward the plurality of inner upstream flow paths ,
The upper surface of the substrate is treated with the high temperature liquid from the outer discharge port and the mixed liquid of the high temperature liquid and the low temperature liquid mixed in the plurality of inner upstream flow paths from the plurality of inner discharge ports. Substrate processing apparatus that discharges toward the surface.
前記複数の温度センサは、前記複数の内側上流流路にそれぞれ接続されており、前記複数の内側上流流路での前記混合液の温度を検出し、
前記混合比変更ユニットは、前記複数の温度センサによって検出された温度に基づいて、前記複数の内側上流流路で混合される高温液および低温液の混合比を前記内側上流流路ごとに独立して変更する、請求項1に記載の基板処理装置。 The processing liquid supply system further includes a plurality of temperature sensors and a mixing ratio changing unit,
The plurality of temperature sensors are respectively connected to the plurality of inner upstream flow paths, detect the temperature of the mixed liquid in the plurality of inner upstream flow paths,
The mixing ratio changing unit independently sets a mixing ratio of the high temperature liquid and the low temperature liquid mixed in the plurality of inner upstream flow paths for each of the inner upstream flow paths based on the temperatures detected by the plurality of temperature sensors. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing apparatus is changed.
前記複数の低温液流路よりも上流の位置で前記複数の内側上流流路にそれぞれ接続されており、低温液と混合される高温液の流量を前記内側上流流路ごとに独立して調整する複数の第1流量調整バルブと、
前記複数の低温液流路にそれぞれ接続されており、高温液と混合される低温液の流量を前記低温液流路ごとに独立して調整する複数の第2流量調整バルブと、の少なくとも一つを含む、請求項2に記載の基板処理装置。 The mixing ratio changing unit is:
Connected to the plurality of inner upstream flow paths at positions upstream of the plurality of low temperature liquid flow paths, and independently adjusts the flow rate of the high temperature liquid mixed with the low temperature liquid for each of the inner upstream flow paths. A plurality of first flow control valves;
At least one of a plurality of second flow rate adjustment valves that are respectively connected to the plurality of low-temperature liquid flow paths and independently adjust the flow rate of the low-temperature liquid mixed with the high-temperature liquid for each of the low-temperature liquid flow paths. The substrate processing apparatus of Claim 2 containing this.
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