JP2008060203A - 液処理装置および液処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 初期コストおよびランニングコストを上昇させず、かつ、フットプリントを増大させることなく乾燥時の基板へのパーティクルの付着およびウォーターマークの発生を確実に防止することができる液処理装置および液処理方法を提供すること。
【解決手段】 ウエハWに処理液を供給しながら基板に対し液処理を行い、その後乾燥処理する液処理装置100は、ウエハWを水平にかつ回転可能に保持する基板保持部2と、基板保持部2を回転させる回転機構3と、ウエハWに処理液を供給する処理液供給機構85と、ウエハWの乾燥処理の際にウエハWの上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構10とを具備する。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば、半導体ウエハ等の基板に対して所定の液処理を行う液処理装置および液処理方法に関する。
半導体デバイスの製造プロセスやフラットパネルディスプレー(FPD)の製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハやガラス基板に処理液を供給して液処理を行うプロセスが多用されている。このようなプロセスとしては、例えば、基板に付着したパーティクルやコンタミネーション等を除去する洗浄処理等を挙げることができる。
このような液処理装置としては、半導体ウエハ等の基板をスピンチャックに保持し、基板を回転させた状態で基板の表面または表裏面に処理液を供給して基板の表面または表裏面に液膜を形成して処理を行う枚葉式のものが知られている。
この種の装置では、通常、処理液は基板の中心に供給され、基板を回転させることにより処理液を外方に広げて液膜を形成して液処理を行い、その後、処理液を離脱させる乾燥処理を行っている。
乾燥処理は、乾燥用溶剤であるIPAを供給するか、またはIPAとNガス等の不活性ガスを供給した後、振り切り乾燥することにより行われる。これにより、基板上に残留水滴をなくしてウォーターマークやパーティクルを極力排除するようにしている。
ところで、この種の液処理装置は、基板が存在する空間にファン・フィルター・ユニット(FFU)から清浄空気のダウンフローが供給されるようになっているが、この清浄空気は一般的に湿度コントロールされておらず、供給される空気の湿度が高い場合には、空気中の水分が乾燥用溶剤であるIPA中に吸収されること等に起因して、乾燥処理後にIPAを揮発させた際に水分が基板の周縁部に残留し、ウォーターマークやパーティクルの原因となるおそれがある。
このようなことを防止するためには、特許文献1に開示されたようなエアーコントローラを備えた液処理装置を利用することが考えられる。すなわち、このエアーコントローラにより湿度を低くコントロールした乾燥空気を供給し、乾燥雰囲気にすることが考えられる。
しかしながら、エアーコントローラを設備として有する場合には多大な初期コストがかかる。また、このようなエアーコントローラは装置全体の雰囲気の湿度を制御するものであるため、湿度を制御した空気を多量に供給する必要があり、ランニングコストが高いという問題がある。さらに、エアーコントローラを設けることにより、液処理装置のフットプリントが大きくなるという問題点もある。
特開平3−165031号公報
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、初期コストおよびランニングコストを上昇させず、かつ、フットプリントを増大させることなく、乾燥後の基板上へのパーティクルの付着およびウォーターマークの発生を確実に防止することができる液処理装置および液処理方法を提供することを目的とする。また、このような液処理方法を実行させるプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の第1の観点では、基板に処理液を供給しながら基板に対し液処理を行い、その後乾燥処理する液処理装置であって、基板を水平にかつ回転可能に保持する基板保持部と、基板に処理液を供給する液供給機構と、前記液処理および前記乾燥処理の際に前記基板保持部を基板とともに回転させる回転機構と、前記乾燥処理の際に基板の上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構とを具備することを特徴とする液処理装置を提供する。
上記第1の観点において、前記乾燥ガス供給機構は、乾燥ガスを前記基板保持部に保持されている基板の円周外方から基板上方に向けて吐出する乾燥ガス吐出部と、この乾燥ガス吐出部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給部とを有する構成とすることができる。また、前記乾燥ガス吐出部は、前記基板保持部に保持されている基板の外周に沿って環状に設けることができる。さらに、前記基板保持部に保持されている基板を囲繞するように環状に形成されたカップをさらに具備し、前記乾燥ガス吐出部を、前記カップに、その内周部から環状に乾燥ガスが吐出されるように設けることができる。さらにまた、前記カップは、主に基板から振り切られた処理液を取り入れて排液する環状をなす排液カップと、前記排液カップの外側に前記排液カップを囲繞するように環状をなし、主に気体成分を取り入れて排気する排気カップとを有し、前記乾燥ガス吐出部は、前記排気カップに、その内周端部から環状に乾燥ガスが吐出されるように設けられている構成とすることができる。
また上記第1の観点において、前記乾燥ガス吐出部は、乾燥ガスを吐出する乾燥ガス吐出口と、前記吐出口に乾燥ガスを導く乾燥ガス流路とを有する構成であってよく、前記ガス吐出口は、環状をなすスリットとして形成されていてもよいし、前記ガス吐出口を複数有し、該複数の吐出口が環状をなすように配置されていてもよい。また、前記乾燥ガス流路は、供給された乾燥ガスを一旦滞留させる滞留部と、この滞留部から前記吐出口に乾燥ガスを導く孔部とを有する構成とすることができる。
さらに上記第1の観点において、前記乾燥処理時に基板に乾燥用溶剤を供給する乾燥用溶剤供給機構をさらに具備する構成としてもよく、この場合に、前記乾燥処理時に基板に不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構をさらに具備し、前記乾燥用溶剤供給機構は、基板への乾燥用溶剤の供給位置を移動させながら乾燥用溶剤を供給し、前記不活性ガス供給機構は、前記乾燥用溶剤供給機構の供給位置を追いかけるように供給位置を移動させる構成とすることができる。また、前記乾燥ガスとしては、低露点の窒素または空気を好適に用いることができる。
本発明の第2の観点では、基板を回転させながら基板に処理液を供給して液処理を行う工程と、前記液処理後、基板を乾燥させる工程とを有し、前記基板を乾燥させる工程の際に、基板の上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給することを特徴とする液処理方法を提供する。
上記第2の観点において、前記乾燥ガスは、基板の外方から基板上方に向けて吐出されるようにすることができる。また、前記乾燥ガスは、基板の周囲から環状に供給されるようにすることができる。さらに、前記基板を乾燥させる工程は、基板を回転させながら基板上に乾燥用溶剤を供給した後、基板を回転させて振り切り乾燥させるようにすることができる。この場合に、前記基板を乾燥させる工程は、前記乾燥用溶剤を基板上の供給位置を移動させながら供給し、その供給位置を追いかけるように不活性ガスを供給するようにして行うことができる。さらにまた、前記乾燥ガスとしては、低露点の窒素または空気を好適に用いることができる。
本発明の第3の観点では、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記第2の観点の方法が行われるようにコンピュータに液処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。
本発明によれば、基板処理の際に基板の上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給するようにしたので、処理室全体のエアーコントローラを設けることなく、基板周囲の湿度が高いことに起因する基板周縁部でのウォーターマークの発生やパーティクルの付着を防止することができ、エアーコントローラを設けた場合のような、初期コスト、ランニングコスト、装置のフットプリントの問題を生じさせることがない。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。ここでは、本発明を半導体ウエハ(以下、単にウエハと記す)の表裏面洗浄を行う液処理装置に適用した場合について示す。
図1は本発明の一実施形態に係る液処理装置の概略構成を示す断面図、図2はその平面図、図3は図1の液処理装置の液処理供給機構を示す概略図、図4は図1の液処理装置の排気・排液部を拡大して示す断面図である。この液処理装置100は、図示しない液処理システムに複数台組み込まれており、ベースプレート1と、被処理基板であるウエハWを回転可能に保持するウエハ保持部2と、このウエハ保持部2を回転させる回転モータ3と、ウエハ保持部2に保持されたウエハWを囲繞するように設けられ、ウエハ保持部2とともに回転する回転カップ4と、ウエハWの表面に処理液を供給する表面処理液供給ノズル5と、ウエハWの裏面に処理液を供給する裏面処理液供給ノズル6と、回転カップ4の周縁部に設けられた排気・排液部7と、ウエハWの上方に環状に設けられ、ウエハW表面を低湿度雰囲気にするためにウエハW上に乾燥したガスを供給する乾燥ガス供給機構10とを有している。また、排気・排液部7の周囲およびウエハWの上方を覆うようにケーシング8が設けられている。ケーシング8の上部には液処理システムのファン・フィルター・ユニット(FFU)からの気流を側部に設けられた開閉可能なダンパー9aを介して導入する気流導入部9が設けられており、ウエハ保持部2に保持されたウエハWに清浄空気のダウンフローが供給されるようになっている。
ウエハ保持部2は、水平に設けられた円板状をなす回転プレート11と、その裏面の中心部に接続され、下方鉛直に延びる円筒状の回転軸12とを有している。回転プレート11の中心部には、回転軸12内の孔12aに連通する円形の孔11aが形成されている。そして、裏面処理液供給ノズル6を備えた昇降部材13が孔12aおよび孔11a内を昇降可能に設けられている。回転プレート11には、ウエハWの外縁を保持する保持部材14が設けられており、図2に示すように、これらは3つ等間隔で配置されている。この保持部材14は、ウエハWが回転プレート11から少し浮いた状態で水平にウエハWを保持するようになっている。この保持部材14はウエハWの端面を保持可能な保持部14aと、保持部14aから回転プレート裏面側中心方向に延材する着脱部14bと、保持部14aを垂直面内で回動させる回転軸14cとを有し、着脱部14bの先端部を図示しないシリンダ機構により上方に押し上げることにより、保持部14aが外側に回動してウエハWの保持が解除される。保持部材14は、図示しないバネ部材により保持部14aがウエハWを保持する方向に付勢されており、シリンダ機構を作動させない場合には保持部材14によりウエハWが保持された状態となる。
回転軸12は、2つのベアリング15aを有する軸受け部材15を介してベースプレート1に回転可能に支持されている。回転軸12の下端部にはプーリー16が嵌め込まれており、プーリー16にはベルト17が巻き掛けられている。ベルト17はモータ3の軸に取り付けられたプーリー18にも巻き掛けられている。そして、モータ3を回転させることによりプーリー18、ベルト17およびプーリー16を介して回転軸12を回転するようになっている。
表面処理液供給ノズル5は、ノズル保持部材22に保持された状態でノズルアーム22aの先端に取り付けられており、後述する処理液供給機構85からノズルアーム22a内に設けられた流路を通って処理液等が供給され、その内部に設けられたノズル孔5aを介して処理液および乾燥処理に用いるNガスを吐出するようになっている。吐出する処理液としては、ウエハ洗浄用の薬液、純水等のリンス液等を挙げることができる。また、処理ガスとしては、ウエハ乾燥用のNガスを挙げることができる。また、ノズル保持部材22には、IPAに代表される乾燥溶媒を吐出する乾燥溶媒ノズル21が取り付けられており(図2参照)、その内部に設けられたノズル孔21aを介してIPA等の乾燥溶媒を吐出するようになっている。さらに、ノズル保持部材22の表面処理液供給ノズル5と乾燥溶媒ノズル21の間には、Nガスに代表される処理ガスを吐出する処理ガスノズル28が取り付けられており、その内部に設けられたノズル孔28aを介してNガス等を吐出するようになっている。
図2にも示すように、ノズルアーム22aは駆動機構81により軸23を中心として回動可能に設けられており、ノズルアーム22aを回動させることにより、表面処理液供給ノズル5がウエハW中心上および外周上のウエハ洗浄位置と、ウエハWの外方の退避位置とを取り得るようになっている。また、ノズルアーム22aはシリンダ機構等の昇降機構82により上下動可能となっている。
図3に示すように、ノズルアーム22a内には流路83aが設けられており、表面処理液供給ノズル5のノズル孔5aは流路83aの一端に繋がっている。また、流路83aの他端には配管84aが接続されている。一方、ノズルアーム22a内には流路83bと流路83cも設けられており、乾燥溶媒ノズル21のノズル孔21aは流路83bの一端に繋がっており、処理ガスノズル28のノズル孔28aは流路83cの一端に繋がっている。また、流路83b、流路83cの他端には配管84b、84cがそれぞれ接続されている。そして、配管84a、84b、84cには、処理液供給機構85から所定の処理液および処理ガスが供給される。処理液供給機構85は、洗浄処理のための薬液として、例えば酸薬液である希フッ酸(DHF)を供給するDHF供給源86、アルカリ薬液であるアンモニア過水(SC1)を供給するSC1供給源87、リンス液として例えば純水(DIW)を供給するDIW供給源88、乾燥処理のため不活性ガスとして例えばNガスを供給するNガス供給源89、乾燥溶媒として例えばIPAを供給するIPA供給源98を有している。DHF供給源86、SC1供給源87、DIW供給源88からは配管90,91,92が延びており、これら配管90,91,92が配管84aに開閉バルブ94,95,96を介して接続されている。したがって、開閉バルブ94,95,96を操作することにより、アンモニア過水(SC1)、希フッ酸(DHF)、純水(DIW)を選択的に表面処理液供給ノズル5に供給可能となっている。一方、IPA供給源98には流路83bから延びる配管84bが直接接続されており、配管84bには開閉バルブ99が設けられている。したがって、開閉バルブ99を開くことにより、IPAを乾燥溶媒ノズル21に供給可能となっている。また、Nガス供給源89からは流路83cから延びる配管84cが直接接続されており、配管84cには開閉バルブ97が設けられている。したがって、開閉バルブ97を開くことにより、Nガスを処理ガスノズル28に供給可能となっている。なお、図3の視野では実際には乾燥溶媒ノズル21、処理ガスノズル28は表面処理液供給ノズル5の裏側にあるが、便宜上、表面処理液供給ノズル5に並べて描いている。
裏面処理液供給ノズル6は昇降部材13の中心に設けられており、その内部に長手方向に沿って延びるノズル孔6aが形成されている。そして、図示しない処理液供給機構によりノズル孔6aの下端から所定の処理液が供給され、その処理液がノズル孔6aを介してウエハWの裏面に吐出されるようになっている。吐出する処理液としては、上記表面処理液供給ノズル5と同様、洗浄用の薬液、純水等のリンス液等を挙げることができる。裏面処理液供給ノズル6へ処理液を供給する処理液供給機構は、IPAの供給系を除いて上記処理液供給機構85と同様に構成することができる。昇降部材13の上端部にはウエハWを支持するウエハ支持台24を有している。ウエハ支持台24の上面には、ウエハWを支持するための3本のウエハ支持ピン25(2本のみ図示)を有している。そして、裏面処理液供給ノズル6の下端には接続部材26を介してシリンダ機構27が接続されており、このシリンダ機構27によって昇降部材13を昇降させることによりウエハWを昇降させてウエハWのローディングおよびアンローディングが行われる。
回転カップ4は、回転プレート11の端部上方から内側斜め上方に延びる円環状の庇部31と、庇部31の外端部から垂直下方へ延びる筒状の外側壁部32を有している。そして、図4の拡大図に示すように、外側壁部32と回転プレート11との間には円環状の隙間33が形成されており、この隙間33からウエハWが回転プレート11および回転カップ4とともに回転されて飛散した処理液(ミスト)が下方に導かれる。
庇部31と回転プレート11との間にはウエハWとほぼ同じ高さの位置に板状をなす案内部材35が介在されている。図5に示すように、庇部31と案内部材35との間、案内部材35と回転プレート11との間には、それぞれ処理液を通過させる複数の開口36および37を形成するための複数のスペーサ部材38および39が周方向に沿って配置されている。庇部31と、案内部材35と、回転プレート11と、これらの間のスペーサ部材38,39とは、ねじ40によりねじ止めされている。
案内部材35は、その表裏面がウエハWの表裏面と略連続するように設けられている。そして、モータ3によりウエハ保持部2および回転カップ4をウエハWとともに回転させて表面処理液供給ノズル5からウエハW表面の中心に処理液を供給した際には、処理液は遠心力でウエハWの表面を広がり、ウエハWの周縁から振り切られる。このウエハW表面から振り切られた処理液は、略連続して設けられた案内部材35の表面に案内されて開口36から外方へ排出され、外側壁部32によって下方へ導かれる。また、同様にウエハ保持部2および回転カップ4をウエハWとともに回転させて裏面処理液供給ノズル6からウエハWの裏面の中心に処理液を供給した際には、処理液は遠心力でウエハWの裏面を広がり、ウエハWの周縁から振り切られる。このウエハW裏面から振り切られた処理液は、ウエハWの裏面と略連続して設けられた案内部材35の裏面に案内されて開口37から外方へ排出され、外側壁部32によって下方へ導かれる。このときスペーサ部材38、39および外側壁部32に到達した処理液には遠心力が作用しているから、これらがミストとなって内側へ戻ることが阻止される。
また、案内部材35はこのようにウエハW表面および裏面から振り切られた処理液を案内するので、ウエハWの周縁から脱離した処理液が乱流化し難く、処理液をミスト化させずに回転カップ4外へ導くことができる。なお、図2に示すように、案内部材35には、ウエハ保持部材14に対応する位置に、ウエハ保持部材14を避けるように切り欠き部41が設けられている。
なお、回転プレート11,回転カップ4、スペーサ部材38、39、ねじ40、案内部材35等は、耐薬品等の観点からPEEK、PTFE、PVC、PFA、PVDF等の樹脂で形成されている。
排気・排液部7は、主に回転プレート11と回転カップ4に囲繞された空間から排出される気体および液体を回収するためのものであり、図4の拡大図にも示すように、回転カップ4から排出された処理液を受ける環状をなす排液カップ51と、排液カップ51を収容するように排液カップ51と同心状の環状をなす排気カップ52とを備えている。これらは、回転カップ4等と同様、耐薬品性の観点等からPEEK、PTFE、PVC、PFA、PVDF等の樹脂で形成されている。
図1および図4に示すように、排液カップ51は、回転カップ4の外側に、外側壁部32に近接して垂直に設けられた筒状をなす垂直壁53と、垂直壁53の下端部から内側に向かって延びる下側部54とを有している。下側部54の内周には内側壁54aが垂直に形成されている。これら垂直壁53および下側部54によって規定される環状の空間が回転カップ4から排出された処理液を収容する処理液収容部56となっている。また、垂直壁53の上端には、排液カップ51からの処理液の飛び出しを防止するために回転カップ4の上方部分に張り出した張り出し部53aが設けられている。処理液収容部56の保持部材14の外側に対応する位置には、下側部54から回転プレート11の下面近傍まで延び、排液カップ51の周方向に沿って環状に設けられた仕切り壁55を有している。そして、処理液収容部56は、この仕切り壁55によって、隙間33から排出される処理液を受ける主カップ部56aと、保持部材14の保持部14a近傍部分から滴下される処理液を受ける副カップ部56bに分離されている。処理液収容部56の底面57は、仕切り壁55により主カップ部56aに対応する第1部分57aと、副カップ部56bに対応する第2部分57bとに分かれており、これらはいずれも外側から内側(回転中心側)に向かって上昇するように傾斜している。そして、第2部分57bの内側端は保持部材14の保持部14aよりも内側(回転中心側)に対応する位置に達している。仕切り壁55は、回転プレート11が回転した際に、保持部材14の回転プレート11の下方に突出した部分によって形成された気流がミストを随伴してウエハW側に到達することを阻止する役割を有している。仕切り壁55には、副カップ部56bから主カップ部56aに処理液を導くための孔58が形成されている(図1参照)。
排液カップ51の底部54の最外側部分には1箇所の排液口60が設けられており、排液口60には排液管61が接続されている。排液管61には排液切替部および吸引機構(いずれも図示せず)が設けられており、処理液の種類に応じて分別して回収または廃棄されるようになっている。なお、排液口60は複数箇所設けられていてもよい。
排気カップ52は、排液カップ51の垂直壁53の外側部分に垂直に設けられた外側壁64と、保持部材14の内側部分に垂直にかつその上端が回転プレート11に近接するように設けられた内側壁65と、ベースプレート1上に設けられた底壁66と、外側壁64から上方へ湾曲するとともに、回転カップ4の上方を覆うように設けられた上側壁67とを有している。そして、排気カップ52は、その上側壁67と回転カップ4の庇部31との間の環状をなす導入口68から回転カップ4内およびその周囲の主にガス成分を取り込んで排気するようになっている。また、排気カップ52の下部には、図1に示すように、排気口70が設けられており、排気口70には排気管71が接続されている。排気管71の下流側には図示しない吸引機構が設けられており、回転カップ4の周囲を排気することが可能となっている。排気口70は複数設けられており、処理液の種類に応じて切り替えて使用することが可能となっている。
排液カップ51の外側壁である垂直壁53と排気カップ52の外側壁64との間には環状をなす外側環状空間111aが形成されており、また排液カップ51の底部と排気カップ52の底部との間の排気口70の外側部分には、周方向に沿って多数の通気孔112が形成された環状の気流調整部材113が設けられている。そして、外側環状空間111aと気流調整部材113は排気カップ52に取り入れられた気体成分の気流を調整する気流調整機構として機能する。すなわち、上記外側環状空間111aおよび気流調整部材113は排気口70に至る気流を調整して均一に排気する機能を有している。排気口70への気流に規制がない場合には、排気口70の近傍のみから排気がなされて排気口70から遠い部分が排気され難くなるが、このように環状の空間である外側環状空間111aを通って気流を全周に亘って均一に下方へ導き、多数の通気孔112を形成した気流調整部材113を設けて圧力損失つまり気流の抵抗を与えるとともに気流を分散することにより、排気口70からの距離によらず比較的均一に排気を行うことができる。
また、排液カップ51の内側壁54aと排気カップ52の内側壁65との間には環状をなす内側環状空間111bが形成されている。さらに、排液カップ51の内周側には排液カップ51を排気カップ52の底部に固定するための環状(フランジ状)をなす固定部72が形成されている。この固定部72は4箇所のねじ止め部74と2箇所の図示しない位置決め部を有しており、位置決め部において位置決めピンにより位置決めされ、ねじ止め部74において樹脂製のねじ75によりねじ止めされる。ねじ止め部74および位置決め部にはスペーサ76が介装されており、固定部72と排気カップ52との間には隙間77が形成されている。そして、内側環状空間111bと隙間77も気流調整機構として機能する。すなわち、導入口68から取り入れられた気体成分は、外側環状空間111aのみならず、排液カップ51の処理液収容部56にも多少流れ、その気流は処理液収容部56から内側環状空間111bを通って全周に亘って均一に下方に導かれ、隙間77を通って排気口70から比較的均一に排気を行うことができる。
このように、処理液が回転カップ4を介して排液カップ51に導かれ、気体成分は導入口68から排気カップ52に導かれ、かつ排液カップ51からの排液と排気カップ52からの排気が独立して行われるようになっているので、排液と排気を分離した状態で導くことが可能となる。また、排液カップ51からミストが漏出しても排気カップ52がその周囲を囲繞しているので速やかに排気口70を介して排出され、ミストが外部に漏出することが確実に防止される。
排気カップ52の上側壁67には、乾燥ガス供給機構10が設けられている。この乾燥ガス供給機構10は、図6の拡大図にも示すように、上側壁67の内部に設けられた乾燥ガス吐出部101と、乾燥ガス吐出部101に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給源102と乾燥ガス供給源102から乾燥ガス吐出部101に乾燥ガスを導く乾燥ガス供給配管103とを有している。
乾燥ガス吐出部101は、上側壁67の内壁67aに沿って環状にかつスリット状に設けられた乾燥ガス吐出口101aと、上側壁67の内部に上側壁67に沿って環状に設けられ、乾燥ガス供給配管103から乾燥ガスが供給されるとともに、乾燥ガスを乾燥ガス吐出口101aに導く乾燥ガス流路101bとを有する。乾燥ガス流路101bは、基端側の環状をなす滞留部101cと、滞留部101cから乾燥ガス吐出口101aを繋ぐ環状をなす孔部101dを有している。孔部101dは、乾燥ガス吐出口101aのスリット幅と同じ狭い幅で形成されており、乾燥ガス吐出口101aからウエハWの上方領域へ乾燥用ガスを噴射可能となっている。滞留部101cは孔部101dよりも広い空間が形成されるように、これらの間に段差101eが形成されている。そして、乾燥ガス供給配管103は滞留部101cに供給されるようになっている。滞留部101cは乾燥ガス供給配管103から供給された乾燥ガスが滞留するようになっており、ここで圧力が分散され、この滞留部101cに乾燥ガスが充満した後、孔部101dに均一に供給され、乾燥ガス吐出口101aの全周に亘って均一に吐出される。
この乾燥ガスは、乾燥ガス供給源102から、乾燥ガス供給配管103を経て、乾燥ガス吐出部101を介してウエハWの上方に吐出されるが、図7に示すように、吐出された乾燥ガスは、排気カップ52に取り込まれる気流と同じ流路に引き込まれることにより、ウエハW周縁部上に供給された後、基板周縁部を介して排気される。よって特にウエハWの周縁部に乾燥ガスが供給されることとなり、ウエハW周縁部でのウォーターマークやパーティクルの発生を防ぐことができる。
ウエハWの中心部まで乾燥ガスを供給するためには、図8に示すように、環状の孔部101dに放射状に複数の仕切り104を設け、複数の吐出口101fを形成し、乾燥ガスの吐出圧力を高くすることが好ましい。
また、この乾燥ガスとしては、Nガス、空気等を好適に用いることができ、適宜の設備で低露点化したものを用いることができる。乾燥ガスの露点としては−40℃以下であることが好ましい。乾燥ガスは、工場のガス供給配管から取り入れることもできる。
液処理装置100はコンピュータからなるプロセスコントローラ121を有しており、液処理装置100の各構成部がこのプロセスコントローラ121に接続されて制御される構成となっている。また、プロセスコントローラ121には、工程管理者が液処理装置100の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作などを行うキーボードや、液処理装置100の各構成部の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース122が接続されている。さらに、プロセスコントローラ121には、液処理装置100で実行される各種処理をプロセスコントローラ121の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて液処理装置100の各構成部に所定の処理を実行させるための制御プログラムすなわちレシピが格納された記憶部123が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよいし、CDROM、DVD等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部123の所定位置にセットするようになっていてもよい。さらに、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース122からの指示等にて任意のレシピを記憶部123から呼び出してプロセスコントローラ121に実行させることで、プロセスコントローラ121の制御下で、液処理装置100での所望の処理が行われる。本実施形態では、特に、プロセスコントローラ121により、ウエハWを乾燥処理する際、ウエハW周縁部表面が乾燥雰囲気となるように乾燥ガスの供給制御を行う。
次に、以上のように構成される液処理装置100の動作について図9を参照して説明する。まず、図9の(a)に示すように、昇降部材13を上昇させた状態で、図示しない搬送アームからウエハ支持台24の支持ピン25上にウエハWを受け渡す。次いで、図9の(b)に示すように、昇降部材13を、ウエハWを保持部材14により保持可能な位置まで下降させ、保持部材14によりウエハWをチャッキングする。そして、図9の(c)に示すように、表面処理液供給ノズル5を退避位置からウエハWの中心上の吐出位置に移動させる。
この状態で、図9の(d)に示すように、モータ3により保持部材2を回転カップ4およびウエハWとともに回転させながら、表面処理液供給ノズル5および裏面処理液供給ノズル6から所定の処理液を供給して洗浄処理を行う。
この洗浄処理においては、ウエハWの表面および裏面の中心に処理液が供給され、その洗浄液が遠心力によりウエハWの外側に広がり、ウエハWの周縁から振り切られる。処理液として、例えば、上述のように洗浄薬液であるSC1、DHF、リンス液である純水(DIW)が順次供給される。
このウエハ洗浄処理においては、ウエハWの外側を囲繞するように設けられているカップがウエハWとともに回転する回転カップ4であるから、ウエハWから振り切られた処理液が回転カップ4に当たった際に処理液に遠心力が作用するから、固定カップの場合のような飛び散り(ミスト化)は発生し難い。そして回転カップ4に達した処理液は下方に導かれ、隙間33から排液カップ51の主カップ部56aに排出される。一方、回転プレート11の保持部材14の取り付け位置には、保持部14aを挿入する穴が設けられているため、その部分から排液カップ51の副カップ部56bに処理液が滴下される。そして、このようにして排液カップ51に受け止められた処理液は、排液口60から排液管61を通って排出される。また、排気カップ52には、その上側壁67と回転カップ4の庇部31との間の環状をなす導入口68から回転カップ4内およびその周囲の主にガス成分が取り込まれ排気口70から排気管71を通って排気される。
このような手順をアンモニア過水(SC1)、希フッ酸(DHF)、純水(DIW)についてそれぞれ行ってウエハWに洗浄処理を施した後、乾燥処理を施す。
このようにウエハWの洗浄処理を行った後、ウエハWの乾燥処理を行う。ウエハWの乾燥処理においては、図9の(e)に示すように、乾燥ガス供給機構10の乾燥ガス吐出口101aから乾燥ガスをウエハWの上方に向けて吐出しながら、乾燥溶媒であるIPAとNガスをウエハWの表面に供給する。具体的には、ノズルアーム22をスキャンさせながら乾燥溶媒ノズル21からIPAを吐出させ、処理ガスノズル28からNガスを吐出させて、移動するIPA供給ポイントを後追いするようにNガスを供給して乾燥処理を行う。これにより、水滴残りがほぼ完全に解消され、それに起因するウォーターマークや、水滴に残っていたパーティクルが残留することを解消することができる。また、乾燥処理の際に、プロセスコントローラ121からの指令により、ダンパー9aを閉じるようにしてもよい。これにより、水分を含んだ空気の流入を防ぐことができるため、上述のようなウォーターマークやパーティクルをより効果的に解消することができる。
ここで、乾燥ガスを供給しない場合には、ウエハW周囲の湿度が高いと、IPAに吸収された水分がウエハWの外縁部で残存し、それに起因するウォーターマークやパーティクルの原因となるおそれがあるが、本実施形態では、ウエハW上方の少なくともパーティクルやウォーターマーク等が残りやすい外縁部に対応する部分に乾燥ガスを供給してその部分を乾燥雰囲気とするので、このようなウォーターマークやパーティクルを有効に防止することができる。
また、このように乾燥ガス供給機構10を設けて、ウエハWを乾燥処理する際に、ウエハW上方のみに乾燥ガスを供給すればよく、エアーコントローラを用いて液処理装置100内全体を常時低い温度に維持する場合と比べ、ランニングコストを下げることができる。乾燥ガス供給機構10は、簡単な構造で、かつ、簡便に取り付けることができるため、高価で配線等が複雑なエアーコントローラを導入するよりも初期コストを下げることができる。また、上側壁67に設けることにより、スペースを有効に活用することができるため、エアーコントローラのように広いスペースを必要とすることなく、フットプリントを小さくすることができる。
なお、乾燥ガスの供給は、乾燥処理前、例えば、洗浄処理における純水によるリンス直後等、他のタイミングで開始しても構わない。
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、ウエハの表裏面洗浄を行う液処理装置を例にとって示したが、本発明はこれに限らず、表面または裏面の一方の洗浄処理を行う液処理装置であってもよく、また、液処理については洗浄処理に限らず、他の液処理であっても構わない。さらに、上記実施形態では排気カップに乾燥ガス供給機構を設けた例を示したが、これに限らず乾燥ガス供給ノズルを別体としてウエハの上方等の適宜の位置に設けるようにしてもよい。さらにまた、上記実施形態では、乾燥処理にIPAとNガスを用いたが、IPA以外の他の溶媒を用いてもよいし、Nガス以外の他の不活性ガスを用いてもよい。また、Nガス等の不活性ガスを用いずにIPA等の乾燥溶媒のみを用いてもよい。さらにまた、被処理基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、液晶表示装置(LCD)用のガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ(FPD)用の基板等、他の基板に適用可能であることは言うまでもない。
本発明は、半導体ウエハに付着したパーティクルやコンタミネーションを除去するための洗浄装置に有効である。
本発明の一実施形態に係る液処理装置の概略構成を示す断面図。 本発明の一実施形態に係る液処理装置を一部切り欠いて示す概略平面図。 図1の液処理装置の処理液供給機構を示す概略図。 図1の液処理装置の排気・排液部を拡大して示す断面図。 図1の液処理装置の回転カップおよび案内部材の取り付け状態を説明するための図。 図1の液処理装置の乾燥ガス供給機構を拡大して示す断面図。 図1の液処理装置の乾燥ガスの気流径路を示す模式図。 乾燥ガス供給機構の他の例を説明するための拡大図。 本発明の一実施形態に係る液処理装置の処理動作を説明するための図。
符号の説明
2;基板保持部
3;回転モータ
4;回転カップ
5;表面処理液供給ノズル
6;裏面処理液供給ノズル
7;排気・排液部
10;乾燥ガス供給機構
51;排液カップ
52;排気カップ
85;処理液供給機構
100;液処理装置
101;乾燥ガス吐出部
101a;乾燥ガス吐出口
101b;乾燥ガス流路
101c;滞留部
101d;孔部
101e;段差
101f;吐出口
102;乾燥ガス供給源
103;乾燥ガス供給配管
104;仕切り
W…半導体ウエハ(ウエハ)

Claims (19)

  1. 基板に処理液を供給しながら基板に対し液処理を行い、その後乾燥処理する液処理装置であって、
    基板を水平にかつ回転可能に保持する基板保持部と、
    基板に処理液を供給する液供給機構と、
    前記液処理および前記乾燥処理の際に前記基板保持部を基板とともに回転させる回転機構と、
    前記乾燥処理の際に基板の上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と
    を具備することを特徴とする液処理装置。
  2. 前記乾燥ガス供給機構は、乾燥ガスを前記基板保持部に保持されている基板の円周外方から基板上方に向けて吐出する乾燥ガス吐出部と、この乾燥ガス吐出部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給部とを有することを特徴とする請求項1に記載の液処理装置。
  3. 前記乾燥ガス吐出部は、前記基板保持部に保持されている基板の外周に沿って環状に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の液処理装置。
  4. 前記基板保持部に保持されている基板を囲繞するように環状に形成されたカップをさらに具備し、前記乾燥ガス吐出部は、前記カップに、その内周端部から環状に乾燥ガスが吐出されるように設けられていることを特徴とする請求項3に記載の液処理装置。
  5. 前記カップは、主に基板から振り切られた処理液を取り入れて排液する環状をなす排液カップと、前記排液カップの外側に前記排液カップを囲繞するように環状をなし、主に気体成分を取り入れて排気する排気カップとを有し、前記乾燥ガス吐出部は、前記排気カップに、その内周端部から環状に乾燥ガスが吐出されるように設けられていることを特徴とする請求項4に記載の液処理装置。
  6. 前記乾燥ガス吐出部は、乾燥ガスを吐出する乾燥ガス吐出口と、前記吐出口に乾燥ガスを導く乾燥ガス流路とを有することを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の液処理装置。
  7. 前記ガス吐出口は環状をなすスリットとして形成されていることを特徴とする請求項6に記載の液処理装置。
  8. 前記ガス吐出口を複数有し、該複数の吐出口が環状をなすように配置されていることを特徴とする請求項6に記載の液処理装置。
  9. 前記乾燥ガス流路は、供給された乾燥ガスを一旦滞留させる滞留部と、この滞留部から前記吐出口に乾燥ガスを導く孔部とを有することを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の液処理装置。
  10. 前記乾燥処理時に基板に乾燥用溶剤を供給する乾燥用溶剤供給機構をさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の液処理装置。
  11. 前記乾燥処理時に基板に不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構をさらに具備し、前記乾燥用溶剤供給機構は、基板への乾燥用溶剤の供給位置を移動させながら乾燥用溶剤を供給し、前記不活性ガス供給機構は、前記乾燥用溶剤供給機構の供給位置を追いかけるように供給位置を移動させることを特徴とする請求項10に記載の液処理装置。
  12. 前記乾燥ガスは、低露点の窒素または空気であることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の液処理装置。
  13. 基板を回転させながら基板に処理液を供給して液処理を行う工程と、
    前記液処理後、基板を乾燥させる工程と
    を有し、
    前記基板を乾燥させる工程の際に、基板の上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給することを特徴とする液処理方法。
  14. 前記乾燥ガスは、基板の外方から基板上方に向けて吐出されることを特徴とする請求項13に記載の液処理方法。
  15. 前記乾燥ガスは、基板の周囲から環状に供給されることを特徴とする請求項13または請求項14に記載の液処理方法。
  16. 前記基板を乾燥させる工程は、基板を回転させながら基板上に乾燥用溶剤を供給した後、基板を回転させて振り切り乾燥させることを特徴とする請求項13から請求項15のいずれか1項に記載の液処理装置。
  17. 前記基板を乾燥させる工程は、前記乾燥用溶剤を基板上の供給位置を移動させながら供給し、その供給位置を追いかけるように不活性ガスを供給することを特徴とする請求項16に記載の液処理方法。
  18. 前記乾燥ガスは、低露点の窒素または空気であることを特徴とする請求項13から請求項17のいずれか1項に記載の液処理方法。
  19. コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
    前記制御プログラムは、実行時に、請求項13から請求項18のいずれか1項の方法が行われるようにコンピュータに液処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
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