JP2007227467A - Substrate processing method and substrate processor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、シリコン半導体ウエハなどの基板を処理するための基板処理方法および基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for processing a substrate such as a silicon semiconductor wafer.
半導体装置の製造工程では、たとえば、シリコン半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)の表面を洗浄する処理が行われる。
枚葉式の洗浄処理を実施するための装置は、複数本のチャックピンでウエハをほぼ水平に保持しつつ、そのウエハを回転させるスピンチャックを備えている。そして、ウエハがスピンチャックに保持されて回転されつつ、その回転状態のウエハの表面に薬液が供給される。この薬液による処理の後には、ウエハの表面に純水が供給されて、その純水で薬液を洗い流すための純水リンス処理が行われる。また、純水リンス処理後のウエハの表面には純水が付着しているので、スピンチャックによるウエハの回転速度が上昇されて、ウエハの表面の純水を振り切って乾燥させるためのスピンドライ処理が行われる。
An apparatus for performing a single wafer cleaning process includes a spin chuck that rotates a wafer while holding the wafer substantially horizontally with a plurality of chuck pins. Then, while the wafer is held and rotated by the spin chuck, the chemical solution is supplied to the surface of the rotated wafer. After the treatment with the chemical solution, pure water is supplied to the surface of the wafer, and a pure water rinse treatment is performed to wash away the chemical solution with the pure water. In addition, since pure water adheres to the surface of the wafer after the pure water rinsing process, the rotation speed of the wafer is increased by the spin chuck, and the spin dry process is performed to shake off the pure water on the wafer surface and dry it. Is done.
ところが、ウエハの表面に純水が付着したまま、スピンドライ処理が行われると、ウエハに付着している純水と、純水中に存在する酸素またはウエハの周囲の雰囲気中の酸素と、ウエハを構成するシリコンとが反応し、その反応生成物を含む純水がウエハの表面から乾燥することによって、スピンドライ処理後のウエハの表面にウォータマーク(乾燥跡)が発生することがある。とくに、薬液としてふっ酸が用いられた場合、そのふっ酸による処理後のウエハの表面にベアシリコンが露出し、ウエハの表面が疎水性を示すため、スピンドライ処理後のウエハの表面にウォータマークが発生しやすい。 However, when the spin dry process is performed with pure water adhering to the surface of the wafer, the pure water adhering to the wafer, oxygen existing in the pure water or oxygen in the atmosphere around the wafer, and the wafer When the pure water containing the reaction product is dried from the surface of the wafer, a water mark (dry mark) may be generated on the surface of the wafer after the spin dry process. In particular, when hydrofluoric acid is used as the chemical solution, bare silicon is exposed on the surface of the wafer after treatment with hydrofluoric acid, and the wafer surface exhibits hydrophobicity. Is likely to occur.
そこで、この発明の目的は、ウォータマークの発生を防止することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus that can prevent the occurrence of a watermark.
前記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、回転状態の基板(W)に純水を供給して、基板に付着している残留物を純水で洗い流す純水リンス処理工程(S2)と、純水が付着している基板に水溶性アルコールを供給する水溶性アルコール供給工程(S4)と、前記水溶性アルコール供給工程に引き続いて、基板上に水溶性アルコールが液膜を形成して滞留した状態を維持する水溶性アルコールパドル工程(S5)と、前記水溶性アルコールパドル工程に引き続いて、基板の回転速度を上昇させて、基板上の水溶性アルコールを振り切るスピンドライ処理工程(S6)とを含むことを特徴とする、基板処理方法である。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a pure water rinsing process step of supplying pure water to the substrate (W) in a rotating state and washing away the residue adhering to the substrate with pure water. S2), a water-soluble alcohol supplying step (S4) for supplying water-soluble alcohol to the substrate on which pure water is adhered, and the water-soluble alcohol supplying step, the water-soluble alcohol forms a liquid film on the substrate. Then, the water-soluble alcohol paddle step (S5) for maintaining the stayed state, and the spin-drying treatment step (step S5) for increasing the rotation speed of the substrate and shaking off the water-soluble alcohol on the substrate following the water-soluble alcohol paddle step (S5). S6). A substrate processing method.
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この方法では、純水が付着した基板に対する水溶性アルコールの供給が行われた後、その基板上に水溶性アルコールが液膜を形成して滞留した状態が維持される。そして、基板上に水溶性アルコールが滞留した状態から、基板の回転速度が上昇されて、その基板上の水溶性アルコールを振り切るスピンドライ処理が行われる。
In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
In this method, after the water-soluble alcohol is supplied to the substrate to which pure water is adhered, the water-soluble alcohol forms a liquid film and stays on the substrate. Then, from the state where the water-soluble alcohol stays on the substrate, the rotation speed of the substrate is increased, and a spin dry process for shaking off the water-soluble alcohol on the substrate is performed.
水溶性アルコールの供給により、基板に付着している純水が押し流されて排除され、その後、基板上に水溶性アルコールが滞留している間に、基板に残留している純水が水溶性アルコールに溶け込む。そのため、基板に純水が付着した状態でスピンドライ処理が行われるのを防止することができ、酸素を含む雰囲気下であっても、ウォータマークの発生を防止することができる。 By supplying the water-soluble alcohol, the pure water adhering to the substrate is washed away and removed, and then the water remaining on the substrate remains while the water-soluble alcohol remains on the substrate. Blend into. Therefore, it is possible to prevent the spin dry process from being performed with pure water attached to the substrate, and it is possible to prevent the generation of a watermark even in an atmosphere containing oxygen.
また、水溶性アルコールは、純水よりも揮発性が高く、かつ、純水よりも表面張力が小さいので、スピンドライ処理により、純水が溶け込んだ水溶性アルコールを基板上から速やかに排除することができる。そのため、スピンドライ処理に要する時間の短縮を図ることができる。
請求項2記載の発明は、前記純水リンス処理工程に引き続いて、基板上に純水が液膜を形成して滞留した状態を維持する純水パドル工程(S3)をさらに含み、前記水溶性アルコール供給工程は、前記純水パドル工程に引き続いて行われることを特徴とする、請求項1記載の基板処理方法である。
In addition, since water-soluble alcohol is more volatile than pure water and has a lower surface tension than pure water, the water-soluble alcohol in which pure water is dissolved can be quickly removed from the substrate by spin dry treatment. Can do. Therefore, the time required for the spin dry process can be shortened.
The invention according to claim 2 further includes a pure water paddle step (S3) for maintaining a state in which pure water forms a liquid film and stays on the substrate following the pure water rinsing step, 2. The substrate processing method according to claim 1, wherein the alcohol supply step is performed subsequent to the pure water paddle step.
この方法によれば、基板に付着している残留物が純水で洗い流された後、基板に対する水溶性アルコールの供給が開始されるまでの間、基板上に純水が液膜を形成して滞留した状態が維持され、その基板の表面に酸素を含む雰囲気が接することがないので、ウォータマークの発生を一層防止することができる。
請求項3記載の発明は、前記水溶性アルコール供給工程は、前記純水リンス処理工程の終了前に開始されることを特徴とする、請求項1記載の基板処理方法である。
According to this method, after the residue adhering to the substrate is washed away with pure water, the pure water forms a liquid film on the substrate until the supply of water-soluble alcohol to the substrate is started. Since the staying state is maintained and the atmosphere containing oxygen does not come into contact with the surface of the substrate, generation of a watermark can be further prevented.
A third aspect of the present invention is the substrate processing method according to the first aspect, wherein the water-soluble alcohol supplying step is started before the end of the pure water rinsing step.
この方法によれば、回転状態の基板に対する純水の供給を停止する前に、基板に対する水溶性アルコールの供給が開始されるので、基板の表面に純水の水滴が付着している状態で酸素を含む雰囲気が接することを防止でき、ウォータマークの発生を一層防止することができる。
請求項4記載の発明は、前記純水リンス処理工程に先立って、回転状態の基板に薬液を供給して、基板に対して薬液による処理を実施する薬液処理工程(S1)をさらに含み、前記純水リンス処理工程は、前記薬液処理工程後の基板に付着している薬液を純水で洗い流す工程であることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理方法である。
According to this method, since the supply of water-soluble alcohol to the substrate is started before the supply of pure water to the rotating substrate is stopped, oxygen water remains in a state where pure water droplets are attached to the surface of the substrate. Can be prevented from coming into contact with water, and the occurrence of watermarks can be further prevented.
The invention according to claim 4 further includes a chemical solution processing step (S1) of supplying a chemical solution to the substrate in a rotating state prior to the pure water rinsing treatment step, and performing a treatment with the chemical solution on the substrate, 4. The substrate processing method according to claim 1, wherein the pure water rinse treatment step is a step of washing away the chemical solution adhering to the substrate after the chemical solution treatment step with pure water. 5. .
この方法によれば、基板に付着している薬液を純水で洗い流すことができる。
請求項5記載の発明は、前記薬液は、ふっ酸であることを特徴とする、請求項4記載の基板処理方法である。
たとえば、シリコン基板に対してふっ酸による処理が行われる場合、ふっ酸による処理後の基板の表面は疎水性を示すが、前述したように、基板に純水が付着した状態でスピンドライ処理が行われるのを防止することができるので、そのような場合でも、ウォータマークの発生を防止することができる。
According to this method, the chemical solution adhering to the substrate can be washed away with pure water.
The invention according to
For example, when a silicon substrate is treated with hydrofluoric acid, the surface of the substrate after the hydrofluoric acid treatment is hydrophobic, but as described above, spin dry treatment is performed with pure water attached to the substrate. Since it can be prevented, the occurrence of a watermark can be prevented even in such a case.
請求項6記載の発明は、前記純水リンス処理工程は、疎水性を示す基板の表面に純水を供給して、基板の表面に付着している残留物を純水で洗い流す工程であることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の基板処理方法である。
基板の表面が疎水性を示す場合でも、前述したように、基板に純水が付着した状態でスピンドライ処理が行われるのを防止することができるので、ウォータマークの発生を防止することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, the pure water rinsing treatment step is a step of supplying pure water to the surface of the substrate exhibiting hydrophobicity and washing away residues adhering to the surface of the substrate with pure water. The substrate processing method according to claim 1, wherein:
Even when the surface of the substrate exhibits hydrophobicity, as described above, it is possible to prevent the spin dry process from being performed in a state where pure water is attached to the substrate, so that the generation of a watermark can be prevented. .
ここで、疎水性を示す表面としては、ふっ酸による処理後の表面に限らず、ベアシリコンが露出した表面、ポリシリコン膜が形成された表面、Low−k膜が形成された表面などを例示することができる。
請求項7記載の発明は、基板(W)をほぼ水平に保持する基板保持手段(1)と、
前記基板保持手段に保持された基板を回転させる基板回転手段(5)と、前記基板保持手段に保持された基板に純水を供給する純水供給手段(3,12)と、前記基板保持手段に保持された基板に水溶性アルコールを供給する水溶性アルコール供給手段(4,13)と、前記基板回転手段による回転状態の基板に対して、前記純水供給手段により純水が供給され、前記水溶性アルコール供給手段により水溶性アルコールが供給された後に、当該基板上に水溶性アルコールが液膜を形成して滞留した状態が維持され、その後、前記基板回転手段による当該基板の回転速度が上昇されて、基板上の水溶性アルコールが振り切られるように、前記基板回転手段、前記純水供給手段および前記水溶性アルコール供給手段を制御する制御手段(14)とを含むことを特徴とする、基板処理装置である。
Here, the surface showing hydrophobicity is not limited to the surface after treatment with hydrofluoric acid, but examples include a surface where bare silicon is exposed, a surface where a polysilicon film is formed, a surface where a low-k film is formed, and the like. can do.
The invention according to
Substrate rotating means (5) for rotating the substrate held by the substrate holding means, pure water supply means (3, 12) for supplying pure water to the substrate held by the substrate holding means, and the substrate holding means Pure water is supplied by the pure water supply means to the water-soluble alcohol supply means (4, 13) for supplying water-soluble alcohol to the substrate held by the substrate and the substrate rotated by the substrate rotation means, After the water-soluble alcohol is supplied by the water-soluble alcohol supply means, the state in which the water-soluble alcohol stays on the substrate by forming a liquid film is maintained, and then the rotation speed of the substrate by the substrate rotation means increases. And a control means (14) for controlling the substrate rotating means, the pure water supply means and the water-soluble alcohol supply means so that the water-soluble alcohol on the substrate is shaken off. Characterized in that it comprises a substrate processing apparatus.
この構成によれば、請求項1に関連して述べた効果と同様な効果を達成することができる。 According to this configuration, an effect similar to the effect described in relation to claim 1 can be achieved.
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図解的な側面図である。
この基板処理装置は、ウエハWを1枚ずつ処理する枚葉式の装置であり、ウエハWをほぼ水平に保持するスピンチャック1と、スピンチャック1に保持されたウエハWの表面(上面)に薬液を供給するための薬液ノズル2と、スピンチャック1に保持されたウエハWの表面に純水を供給するための純水ノズル3と、スピンチャック1に保持されたウエハWの表面に水溶性アルコールを供給するための水溶性アルコールノズル4とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic side view showing a configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
This substrate processing apparatus is a single-wafer type apparatus that processes wafers W one by one. A spin chuck 1 that holds wafers W substantially horizontally, and a surface (upper surface) of wafer W held by spin chuck 1. A chemical nozzle 2 for supplying chemical liquid, a pure water nozzle 3 for supplying pure water to the surface of the wafer W held on the spin chuck 1, and a water-soluble surface on the surface of the wafer W held on the spin chuck 1 A water-soluble alcohol nozzle 4 for supplying alcohol is provided.
スピンチャック1は、モータ5と、このモータ5の駆動力によって鉛直軸線まわりに回転される円盤状のスピンベース6と、このスピンベース6の周縁部の複数箇所にほぼ等角度間隔で設けられ、基板Wをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材7とを備えている。
複数個の挟持部材7によってウエハWを挟持した状態で、モータ5が駆動されると、その駆動力によってスピンベース6が鉛直軸線まわりに回転され、そのスピンベース6とともに、ウエハWがほぼ水平な姿勢を保った状態で鉛直軸線まわりに回転される。
The spin chuck 1 is provided at substantially equiangular intervals at a plurality of locations on the peripheral portion of the
When the
なお、スピンチャック1としては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハWの裏面(非デバイス面)を真空吸着することにより、ウエハWを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハWを回転させることができる真空吸着式のバキュームチャックが採用されてもよい。
薬液ノズル2は、スピンチャック1の上方でほぼ水平に延びるアーム8の先端に取り付けられている。この薬液ノズル2には、薬液バルブ9を介して、薬液としてのふっ酸(HF)が供給されるようになっている。
The spin chuck 1 is not limited to such a configuration. For example, the back surface (non-device surface) of the wafer W is vacuum-sucked to hold the wafer W in a horizontal posture, and in that state. A vacuum chuck of a vacuum suction type that can rotate the wafer W held by rotating around a vertical axis may be employed.
The chemical nozzle 2 is attached to the tip of an arm 8 that extends substantially horizontally above the spin chuck 1. This chemical solution nozzle 2 is supplied with hydrofluoric acid (HF) as a chemical solution via a chemical solution valve 9.
アーム8は、スピンチャック1の側方でほぼ鉛直に延びたアーム支持軸10に支持されている。また、アーム支持軸10には、アーム駆動機構11が結合されており、このアーム駆動機構11の駆動力によって、アーム支持軸10を所定角度範囲内で回動させて、アーム8を所定角度範囲内で揺動させることができるようになっている。
薬液ノズル2からスピンチャック1に保持されたウエハWの表面にふっ酸が供給されつつ、アーム駆動機構11からアーム支持軸10に駆動力が入力されて、アーム8が所定角度範囲内で揺動されることにより、ウエハWの表面上におけるふっ酸の供給位置がスキャン(移動)される。
The arm 8 is supported by an
While hydrofluoric acid is supplied from the chemical solution nozzle 2 to the surface of the wafer W held on the spin chuck 1, a driving force is input from the
純水ノズル3は、スピンチャック1の上方で、その吐出口をスピンチャック1に向けて配置されている。この純水ノズル3には、純水バルブ12を介して、純水が供給されるようになっている。純水ノズル3に供給される純水は、その吐出口から吐出されて、スピンチャック1に保持されたウエハWの表面の中央部に供給される。
水溶性アルコールノズル4は、スピンチャック1の上方で、その吐出口をスピンチャック1に向けて配置されている。この水溶性アルコールノズル4には、水溶性アルコールバルブ13を介して、水溶性アルコールとしてのIPA(イソプロピルアルコール)が供給されるようになっている。水溶性アルコールノズル4に供給されるIPAは、その吐出口から吐出されて、スピンチャック1に保持されたウエハWの表面の中央部に供給される。
The pure water nozzle 3 is disposed above the spin chuck 1 with its discharge port facing the spin chuck 1. Pure water is supplied to the pure water nozzle 3 via a
The water-soluble alcohol nozzle 4 is disposed above the spin chuck 1 with its discharge port facing the spin chuck 1. The water-soluble alcohol nozzle 4 is supplied with IPA (isopropyl alcohol) as a water-soluble alcohol through a water-
図2は、この基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
この基板処理装置は、マイクロコンピュータを含む制御装置14を備えている。制御装置14は、予め定められたプログラムに従って、モータ5およびアーム駆動機構11の駆動を制御し、また、薬液バルブ9、純水バルブ12および水溶性アルコールバルブ13の開閉を制御する。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the substrate processing apparatus.
The substrate processing apparatus includes a
図3は、この基板処理装置における処理の流れを説明するための工程図である。
ウエハWの処理に際しては、搬送ロボット(図示せず)により、この基板処理装置にウエハWが搬入されてきて、そのウエハWがスピンチャック1に受け渡される。
スピンチャック1にウエハWが保持されると、まず、モータ5が駆動されて、スピンチャック1によるウエハWの回転が開始される。次に、薬液バルブ9が開かれて、薬液ノズル2から回転状態のウエハWの表面にふっ酸が供給される。このとき、薬液ノズル2がウエハWの回転中心上と周縁部上との間で往復移動するように、アーム8がウエハWの上方で揺動される。これにより、ウエハWの表面上におけるふっ酸の供給位置がウエハWの回転中心からウエハWの周縁部に至る範囲内を円弧状の軌跡を描きつつ往復移動し、ウエハWの表面の全域にふっ酸がむらなく供給される。このふっ酸の供給によって、ウエハWの表面から不要なシリコン酸化膜などが除去されていく(ふっ酸処理:ステップS1)。
FIG. 3 is a process diagram for explaining the flow of processing in this substrate processing apparatus.
When processing the wafer W, the wafer W is loaded into the substrate processing apparatus by a transfer robot (not shown), and the wafer W is delivered to the spin chuck 1.
When the wafer W is held on the spin chuck 1, first, the
なお、ふっ酸処理が行われている間、ウエハWは、200〜1200rpmの範囲内で定められる回転速度、たとえば、800rpmで回転される。
ふっ酸処理が所定のふっ酸処理時間(たとえば、30〜120秒間)にわたって続けられると、薬液バルブ9が閉じられて、薬液ノズル2からウエハWへのふっ酸の供給が停止される。そして、純水バルブ12が開かれて、純水ノズル3からウエハWの表面の中央部に純水が供給される。このとき、ふっ酸処理から引き続いて、ウエハWが回転されており、ウエハWの表面上に供給された純水は、ウエハWの回転による遠心力を受けて、ウエハWの表面上を周縁に向けて流れる。これによって、ウエハWの表面の全域に純水が行き渡り、ウエハWの表面上のふっ酸が純水によって洗い流される(純水リンス処理:ステップS2)。
During the hydrofluoric acid treatment, the wafer W is rotated at a rotation speed determined within a range of 200 to 1200 rpm, for example, 800 rpm.
When the hydrofluoric acid treatment is continued for a predetermined hydrofluoric acid treatment time (for example, 30 to 120 seconds), the chemical liquid valve 9 is closed and the supply of hydrofluoric acid from the chemical nozzle 2 to the wafer W is stopped. Then, the
純水リンス処理が所定の純水リンス時間(たとえば、20〜60秒間)にわたって続けられると、ウエハWの回転速度が0〜200rpmの範囲内で定められる回転速度(たとえば、50rpm)まで下げられる。これにより、ウエハWの表面上に、純水ノズル3から供給される純水が溜められていく。そして、ウエハWの回転速度が下げられてから所定時間が経過し、ウエハWの表面の全域を覆う純水の液膜が形成されると、純水バルブ12が閉じられて、純水ノズル3からウエハWの表面への純水の供給が停止される。このウエハWの表面上に純水の液膜が形成された状態(パドル状態)は、純水の供給停止から所定の純水パドル処理時間(たとえば、1〜10秒間)が経過するまで維持される(純水パドル処理:ステップS3)。
When the pure water rinsing process is continued for a predetermined pure water rinsing time (for example, 20 to 60 seconds), the rotation speed of the wafer W is lowered to a rotation speed (for example, 50 rpm) determined within a range of 0 to 200 rpm. Thereby, pure water supplied from the pure water nozzle 3 is accumulated on the surface of the wafer W. When a predetermined time elapses after the rotation speed of the wafer W is lowered and a pure water liquid film covering the entire surface of the wafer W is formed, the
次いで、ウエハWの回転速度が50〜200rpmの範囲内で定められる回転速度(たとえば、200rpm)に上げられる。そして、水溶性アルコールバルブ13が開かれて、水溶性アルコールノズル4からウエハWの表面の中央部にIPAが供給される。これにより、ウエハWの表面上に貯留されている純水は、ウエハWの回転による遠心力を受けて、ウエハWの周縁から流下し、また、IPAにより押し流されて、ウエハWの表面から排除されていく(IPAリンス処理:ステップS4)。
Next, the rotation speed of the wafer W is increased to a rotation speed (for example, 200 rpm) determined within a range of 50 to 200 rpm. Then, the water-
IPAの供給開始から所定のIPAリンス処理時間(たとえば、3〜10秒間)が経過すると、ウエハWの回転速度が0〜200rpmの範囲内で定められる回転速度(たとえば、50rpm)まで下げられる。これにより、ウエハWの表面上に、水溶性アルコールノズル4から供給される水溶性アルコールが溜められていく。そして、ウエハWの回転速度が下げられてから所定時間が経過し、ウエハWの表面の全域を覆うIPAの液膜が形成されると、水溶性アルコールバルブ13が閉じられて、水溶性アルコールノズル4からウエハWの表面への水溶性アルコールの供給が停止される。このウエハWの表面上に水溶性アルコールの液膜が形成された状態(パドル状態)は、IPAの供給停止から所定のIPAパドル処理時間(たとえば、3〜10秒間)が経過するまで維持される(IPAパドル処理:ステップS5)。
When a predetermined IPA rinse processing time (for example, 3 to 10 seconds) elapses from the start of IPA supply, the rotation speed of the wafer W is lowered to a rotation speed (for example, 50 rpm) determined within a range of 0 to 200 rpm. Thereby, the water-soluble alcohol supplied from the water-soluble alcohol nozzle 4 is accumulated on the surface of the wafer W. When a predetermined time elapses after the rotation speed of the wafer W is lowered and an IPA liquid film covering the entire surface of the wafer W is formed, the water-
その後は、モータ5が制御されて、ウエハWの回転速度が2500〜5000rpmの範囲内で定められる回転速度(たとえば、3000rpm)に上げられて、ウエハWの表面上に貯留されているIPAを遠心力で振り切るためのスピンドライ処理が行われる(ステップS6)。
そして、このスピンドライ処理が所定のスピンドライ処理時間(たとえば、15秒間)にわたって続けられると、モータ5が停止されて、スピンベース6(ウエハW)が静止した後、搬送ロボットによって、この基板処理装置から処理済みのウエハWが搬出される。
Thereafter, the
When the spin dry process is continued for a predetermined spin dry process time (for example, 15 seconds), the
以上のように、純水が付着したウエハWに対するIPAの供給が行われた後、そのウエハWの表面上にIPAが液膜を形成して滞留した状態が維持される。そして、ウエハWの表面上にIPAが滞留した状態から、ウエハWの回転速度が上昇されて、そのウエハWの表面上のIPAを振り切るスピンドライ処理が行われる。
IPAの供給により、ウエハWの表面上の純水が押し流されて排除され、その後、ウエハWの表面上にIPAが滞留している間に、ウエハWの表面に残留している純水がIPAに溶け込む。そのため、ウエハWに純水が付着した状態でスピンドライ処理が行われるのを防止することができ、酸素を含む雰囲気下であっても、ウォータマークの発生を防止することができる。
As described above, after the IPA is supplied to the wafer W to which pure water is adhered, the state where the IPA stays in the form of a liquid film on the surface of the wafer W is maintained. Then, from the state where the IPA stays on the surface of the wafer W, the rotation speed of the wafer W is increased, and a spin dry process for shaking off the IPA on the surface of the wafer W is performed.
By supplying the IPA, pure water on the surface of the wafer W is swept away and the pure water remaining on the surface of the wafer W is removed while the IPA stays on the surface of the wafer W. Blend into. Therefore, it is possible to prevent the spin dry process from being performed with pure water adhering to the wafer W, and it is possible to prevent the generation of a watermark even in an atmosphere containing oxygen.
また、ウエハWに対してふっ酸による処理が行われると、シリコン酸化膜が除去されて、ウエハWの表面にベアシリコンが露出することにより、その表面は疎水性を示すが、この基板処理装置では、ウエハWの表面に純水が付着した状態でスピンドライ処理が行われないので、たとえウエハWの表面が疎水性を示していても、ウォータマークの発生を防止することができる。 Further, when the wafer W is treated with hydrofluoric acid, the silicon oxide film is removed and bare silicon is exposed on the surface of the wafer W, so that the surface is hydrophobic. Then, since the spin dry process is not performed in a state where pure water adheres to the surface of the wafer W, even if the surface of the wafer W exhibits hydrophobicity, the generation of a watermark can be prevented.
さらに、IPAは、純水よりも揮発性が高く、かつ、純水よりも表面張力が小さいので、スピンドライ処理により、純水が溶け込んだIPAを基板上から速やかに排除することができる。そのため、スピンドライ処理に要する時間の短縮を図ることができる。
そのうえ、この基板処理装置では、ウエハWに付着しているふっ酸が純水で洗い流された後、ウエハWに対するIPAの供給が開始されるまでの間、ウエハWの表面上に純水が液膜を形成して滞留した状態が維持され、そのウエハWの表面に酸素を含む雰囲気が接することがないので、ウォータマークの発生を一層防止することができる。
Furthermore, since IPA is higher in volatility than pure water and has a lower surface tension than pure water, IPA in which pure water is dissolved can be quickly removed from the substrate by spin dry treatment. Therefore, the time required for the spin dry process can be shortened.
In addition, in this substrate processing apparatus, after the hydrofluoric acid adhering to the wafer W is washed away with pure water, the pure water is liquid on the surface of the wafer W until the supply of IPA to the wafer W is started. Since the film is retained and retained, and the atmosphere containing oxygen is not in contact with the surface of the wafer W, the generation of a watermark can be further prevented.
なお、前述の実施形態では、純水パドル処理工程を含んでいるが、純水パドル処理工程が省略されて、純水リンス処理工程に引き続いて、IPAリンス処理工程が行われてもよい。この場合、IPAリンス処理工程は、純水リンス処理工程の終了前に開始されることが好ましい。すなわち、ウエハWの表面に対する純水の供給を停止する前に、ウエハWの表面に対するIPAの供給が開始されることが好ましい。こうすれば、純水パドル処理工程が行われる場合と同様に、ウエハWに対するIPAの供給が開始されるまでの間は、ウエハWの表面に純水の水滴が付着している状態となり、ウエハWの表面に酸素を含む雰囲気が接することを防止できるので、ウォータマークの発生を一層防止することができる。 In the above-described embodiment, the pure water paddle treatment process is included. However, the pure water paddle treatment process may be omitted, and the IPA rinse treatment process may be performed subsequent to the pure water rinse treatment process. In this case, the IPA rinsing process is preferably started before the end of the pure water rinsing process. That is, it is preferable that the supply of IPA to the surface of the wafer W is started before the supply of pure water to the surface of the wafer W is stopped. In this way, as in the case where the pure water paddle processing step is performed, until the supply of IPA to the wafer W is started, pure water droplets are attached to the surface of the wafer W. Since it is possible to prevent the atmosphere containing oxygen from coming into contact with the surface of W, the generation of watermarks can be further prevented.
図4は、ウエハWに対する処理のプロセス内容とスピンドライ処理後のウエハWの表面におけるウォータマークの発生数との関係を示すグラフである。
このグラフには、純水リンス処理工程に引き続いてスピンドライ処理工程(乾燥)を実施した場合(プロセス1)、純水リンス処理工程に引き続いて純水パドル処理工程を実施し、この純水パドル処理工程に引き続いてスピンドライ処理工程を実施した場合(プロセス2)、純水リンス処理工程に引き続いてIPAパドル処理工程を実施し、ウエハWの表面にIPAが貯留された状態を10秒間にわたって維持した後、スピンドライ処理工程を実施した場合(プロセス3)、純水リンス処理工程に引き続いて純水パドル処理工程およびIPAリンス処理工程をこの順に実施し、IPAリンス処理工程に引き続いてIPAパドル処理工程を実施し、ウエハWの表面にIPAが貯留された状態を10秒間にわたって維持した後、スピンドライ処理工程を実施した場合(プロセス4)、純水リンス処理工程に引き続いて純水パドル処理工程およびIPAリンス処理工程をこの順に実施し、IPAリンス処理工程に引き続いてIPAパドル処理工程を実施し、ウエハWの表面にIPAが貯留された状態を5秒間にわたって維持した後、スピンドライ処理工程を実施した場合(プロセス5)、および、純水リンス処理工程に引き続いて純水パドル処理工程およびIPAリンス処理工程をこの順に実施し、IPAリンス処理工程に引き続いてIPAパドル処理工程を実施し、ウエハWの表面にIPAが貯留された状態を3秒間にわたって維持した後、スピンドライ処理工程を実施した場合(プロセス6)に、プロセス1〜6のそれぞれにおけるスピンドライ処理後のウエハWの表面に発生したウォータマークの数を計測した結果が示されている。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the process contents of the process on the wafer W and the number of watermarks generated on the surface of the wafer W after the spin dry process.
In this graph, when a spin dry treatment process (drying) is carried out following the pure water rinse treatment process (process 1), a pure water paddle treatment process is carried out following the pure water rinse treatment process. When a spin dry process is performed following the process (process 2), an IPA paddle process is performed following the pure water rinse process, and the state where IPA is stored on the surface of the wafer W is maintained for 10 seconds. Then, when the spin dry treatment process is performed (process 3), the pure water paddle treatment process and the IPA rinse treatment process are performed in this order following the pure water rinse treatment process, and the IPA paddle treatment is performed following the IPA rinse treatment process. After performing the process and maintaining the state where IPA is stored on the surface of the wafer W for 10 seconds, spin dry processing (Process 4), the pure water paddle treatment step and the IPA rinse treatment step are carried out in this order, followed by the IPA paddle treatment step, followed by the IPA paddle treatment step. After maintaining the state where IPA is stored on the surface of W for 5 seconds, when the spin dry treatment step is performed (process 5), and following the pure water rinse treatment step, the pure water paddle treatment step and the IPA rinse treatment When the steps are performed in this order, the IPA paddle processing step is performed subsequent to the IPA rinse processing step, and the state where IPA is stored on the surface of the wafer W is maintained for 3 seconds, and then the spin dry processing step is performed ( In the process 6), a wafer generated on the surface of the wafer W after the spin dry process in each of the processes 1 to 6 is Results The number measured for Tamaku is shown.
この結果から、純水リンス処理工程に引き続いてスピンドライ処理工程が実施された場合(プロセス1)には、スピンドライ処理後のウエハWの表面に約800個のウォータマークが発生し、純水リンス処理工程に引き続いて純水パドル処理工程およびスピンドライ処理工程が実施された場合(プロセス2)には、スピンドライ処理後のウエハWの表面に約30個のウォータマークが発生するのに対し、少なくともIPAパドル処理工程が実施された場合(プロセス3〜6)には、スピンドライ処理後のウエハWの表面にウォータマークが発生しないことが判る。 From this result, when the spin dry process is carried out following the pure water rinse process (process 1), about 800 watermarks are generated on the surface of the wafer W after the spin dry process. When the pure water paddle processing step and the spin dry processing step are performed subsequent to the rinse processing step (process 2), about 30 watermarks are generated on the surface of the wafer W after the spin dry processing. When at least the IPA paddle processing step is performed (processes 3 to 6), it can be seen that no watermark is generated on the surface of the wafer W after the spin dry processing.
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、ウエハWに対する薬液を用いた処理の一例として、ふっ酸を用いた処理を取り上げたが、燐酸により不要なシリコン窒化膜をウエハWの表面から除去する処理や、ふっ化アンモニウムを含むポリマー除去液により、不要なポリマーをウエハWの表面に形成されているLow−k膜から除去する処理など、ウエハWに対してふっ酸以外の薬液を用いた処理が行われてもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, as an example of a process using a chemical solution for the wafer W, a process using hydrofluoric acid was taken up. However, a process of removing an unnecessary silicon nitride film from the surface of the wafer W with phosphoric acid, or a polymer removal including ammonium fluoride. A process using a chemical solution other than hydrofluoric acid may be performed on the wafer W, such as a process of removing unnecessary polymer from the Low-k film formed on the surface of the wafer W with the liquid.
また、前述の実施形態では、水溶性アルコールとしてIPAが用いられたが、IPA以外の水溶性アルコールとして、たとえば、メタノール、エタノールなどが使用されてもよい。
また、処理の対象となる基板は、ウエハWに限らず、化合物半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディプレイパネル用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板および磁気/光ディスク用基板などの他の種類の基板であってもよい。他の種類の基板が処理対象とされる場合に、その基板の表面が疎水性を示していても、基板に純水が付着した状態でスピンドライ処理が行われるのを防止することができるので、ウォータマークの発生を防止することができる。ここで、疎水性を示す表面としては、シリコン膜が形成された表面、Low−k膜が形成された表面などを例示することができる。
In the above-described embodiment, IPA is used as the water-soluble alcohol. However, for example, methanol or ethanol may be used as the water-soluble alcohol other than IPA.
The substrate to be processed is not limited to the wafer W, but may be other compound semiconductor wafers, glass substrates for liquid crystal display devices, glass substrates for plasma display panels, glass substrates for photomasks, and magnetic / optical disk substrates. It may be a type of substrate. When other types of substrates are treated, even if the surface of the substrate is hydrophobic, it is possible to prevent the spin dry process from being performed with pure water attached to the substrate. The occurrence of a watermark can be prevented. Here, examples of the surface exhibiting hydrophobicity include a surface on which a silicon film is formed and a surface on which a low-k film is formed.
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
1 スピンチャック
3 純水ノズル
4 水溶性アルコールノズル
5 モータ
12 純水バルブ
13 水溶性アルコールバルブ
14 制御装置
W ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spin chuck 3 Pure water nozzle 4 Water-
Claims (7)
純水が付着している基板に水溶性アルコールを供給する水溶性アルコール供給工程と、
前記水溶性アルコール供給工程に引き続いて、基板上に水溶性アルコールが液膜を形成して滞留した状態を維持する水溶性アルコールパドル工程と、
前記水溶性アルコールパドル工程に引き続いて、基板の回転速度を上昇させて、基板上の水溶性アルコールを振り切るスピンドライ処理工程とを含むことを特徴とする、基板処理方法。 A pure water rinsing process in which pure water is supplied to the rotating substrate, and the residue adhering to the substrate is washed away with pure water;
A water-soluble alcohol supply step of supplying water-soluble alcohol to a substrate to which pure water is adhered
Subsequent to the water-soluble alcohol supply step, a water-soluble alcohol paddle step for maintaining a state in which the water-soluble alcohol forms a liquid film and stays on the substrate, and
Subsequent to the water-soluble alcohol paddle step, the substrate processing method includes a spin dry treatment step of increasing the rotation speed of the substrate and shaking off the water-soluble alcohol on the substrate.
前記水溶性アルコール供給工程は、前記純水パドル工程に引き続いて行われることを特徴とする、請求項1記載の基板処理方法。 Subsequent to the pure water rinsing process, the process further includes a pure water paddle process for maintaining a state where the pure water is retained on the substrate by forming a liquid film,
The substrate processing method according to claim 1, wherein the water-soluble alcohol supply step is performed subsequent to the pure water paddle step.
前記純水リンス処理工程は、前記薬液処理工程後の基板に付着している薬液を純水で洗い流す工程であることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理方法。 Prior to the pure water rinsing treatment step, the method further includes a chemical treatment step of supplying a chemical solution to the rotating substrate and performing the treatment with the chemical solution on the substrate,
4. The substrate processing method according to claim 1, wherein the pure water rinse treatment step is a step of washing away the chemical solution adhering to the substrate after the chemical solution treatment step with pure water.
前記基板保持手段に保持された基板を回転させる基板回転手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に純水を供給する純水供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に水溶性アルコールを供給する水溶性アルコール供給手段と、
前記基板回転手段による回転状態の基板に対して、前記純水供給手段により純水が供給され、前記水溶性アルコール供給手段により水溶性アルコールが供給された後に、当該基板上に水溶性アルコールが液膜を形成して滞留した状態が維持され、その後、前記基板回転手段による当該基板の回転速度が上昇されて、基板上の水溶性アルコールが振り切られるように、前記基板回転手段、前記純水供給手段および前記水溶性アルコール供給手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする、基板処理装置。 Substrate holding means for holding the substrate substantially horizontally;
Substrate rotating means for rotating the substrate held by the substrate holding means;
Pure water supply means for supplying pure water to the substrate held by the substrate holding means;
Water-soluble alcohol supply means for supplying water-soluble alcohol to the substrate held by the substrate holding means;
The pure water is supplied from the pure water supply means to the substrate rotated by the substrate rotation means, and the water-soluble alcohol is supplied onto the substrate after the water-soluble alcohol is supplied from the water-soluble alcohol supply means. The substrate rotating means and the pure water supply are maintained so that the staying state is formed by forming a film, and then the rotation speed of the substrate by the substrate rotating means is increased and the water-soluble alcohol on the substrate is shaken off. And a control means for controlling the water-soluble alcohol supply means.
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