JP2008166574A - 基板処理装置、基板乾燥方法および基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板の周囲の雰囲気が当該基板の周縁部に巻き込まれることを抑制することができる基板処理装置、基板乾燥方法および基板処理方法を提供する。
【解決手段】ウエハWの表面に薬液処理が行われた後、遮断板4の対向面14がスピンチャック2に保持されたウエハWの表面に近接された状態で、DIWによるリンス処理がウエハWの表面に行われる(図4(b)参照)。このとき、ウエハWの表面の周縁部には、対向面14からウエハW側に突出するように遮断板4の周縁部に取り付けられたスポンジ部材26の先端縁が対向しており、ウエハWと遮断板4との間の空間にその周囲の雰囲気が巻き込まれることが抑制されている。リンス処理が行われた後は、前記空間が窒素ガス雰囲気に維持されたまま、所定の高回転速度でウエハWが回転されて当該ウエハWが乾燥する(図4(c)参照)。
【選択図】図4
【解決手段】ウエハWの表面に薬液処理が行われた後、遮断板4の対向面14がスピンチャック2に保持されたウエハWの表面に近接された状態で、DIWによるリンス処理がウエハWの表面に行われる(図4(b)参照)。このとき、ウエハWの表面の周縁部には、対向面14からウエハW側に突出するように遮断板4の周縁部に取り付けられたスポンジ部材26の先端縁が対向しており、ウエハWと遮断板4との間の空間にその周囲の雰囲気が巻き込まれることが抑制されている。リンス処理が行われた後は、前記空間が窒素ガス雰囲気に維持されたまま、所定の高回転速度でウエハWが回転されて当該ウエハWが乾燥する(図4(c)参照)。
【選択図】図4
Description
この発明は、基板処理装置、基板乾燥方法および基板処理方法に関する。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、セラミック基板などが含まれる。
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板に洗浄処理(リンス処理)が行われる。
この洗浄処理を行う装置としては、たとえば、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の上面に近接した位置に対向配置される遮断板とを備えていて、純水を用いて基板の上面を洗浄した後、その洗浄後の基板の上面に遮断板を近接させ、基板と遮断板との間の空間に窒素ガスを供給して窒素ガスを充満させた状態で、スピンチャックによって基板を高速回転させることにより、基板に付着している純水を振り切って乾燥させるものがある(たとえば、特許文献1参照)。
この洗浄処理を行う装置としては、たとえば、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の上面に近接した位置に対向配置される遮断板とを備えていて、純水を用いて基板の上面を洗浄した後、その洗浄後の基板の上面に遮断板を近接させ、基板と遮断板との間の空間に窒素ガスを供給して窒素ガスを充満させた状態で、スピンチャックによって基板を高速回転させることにより、基板に付着している純水を振り切って乾燥させるものがある(たとえば、特許文献1参照)。
基板と遮断板との間の空間に窒素ガスを充満させるのは、純水や酸素等を含む雰囲気がその空間に進入することを防止して、純水、酸素およびシリコンの反応によるウォーターマークの発生を抑制するためである。
特開平10−41261号公報
ところが、前述のような構成の装置では、基板およびスピンチャックの高速回転により、基板の周囲の気流に乱れが生じ、基板上面の周縁部と遮断板との間に外気が巻き込まれてしまうことがある。したがって、前記周縁部付近での酸素濃度を十分に低下させることができず、当該周縁部におけるウォーターマークの発生を十分に抑制することができない。
また、基板の周囲の雰囲気には薬液のミストやパーティクル等が含まれている場合があるので、前記外気の巻き込みにより、ウエハの表面に汚染が生じる場合がある。
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、基板の周囲の雰囲気が当該基板の周縁部に巻き込まれることを抑制することができる基板処理装置、基板乾燥方法および基板処理方法を提供することを目的とする。
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、基板の周囲の雰囲気が当該基板の周縁部に巻き込まれることを抑制することができる基板処理装置、基板乾燥方法および基板処理方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するための請求項1記載の発明は、基板(W)を保持して回転させるための基板保持回転手段(2)と、前記基板保持回転手段に保持された基板の一方面に対向配置される対向面(14)を有する対向部材(4,4a)と、前記対向部材を移動させて前記対向面を前記一方面に対して接近/離反させるための対向部材移動手段(24)と、前記基板保持回転手段によって保持された基板の前記一方面の周縁に沿い、前記対向面から前記基板保持回転手段によって保持された基板の側に突出するように前記対向部材に取り付けられた吸液性の環状部材(26,26a〜26c)と、前記基板保持回転手段に保持された基板の前記一方面に処理液を供給するための第1処理液供給手段(20)と、前記対向部材を、前記対向面に交差する軸線まわりに回転させるための対向部材回転手段(25)とを含む、基板処理装置(1,1a)である。
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。
この発明によれば、第1処理液供給手段によって基板保持回転手段に保持された基板の一方面に処理液を供給させた後、対向部材移動手段によって対向部材を移動させて対向面を前記一方面に接近した位置に配置させた状態で、前記基板保持回転手段によって前記基板を回転させることにより、前記一方面に付着している処理液を振り切って良好に除去することができる。
この発明によれば、第1処理液供給手段によって基板保持回転手段に保持された基板の一方面に処理液を供給させた後、対向部材移動手段によって対向部材を移動させて対向面を前記一方面に接近した位置に配置させた状態で、前記基板保持回転手段によって前記基板を回転させることにより、前記一方面に付着している処理液を振り切って良好に除去することができる。
具体的には、たとえば、基板処理装置を制御するための制御手段(38)を用いて、前記対向部材移動手段を制御して前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記一方面に接近した所定の処理位置に配置させる対向部材配置工程と、前記対向部材の前記対向面が前記処理位置に配置された状態で、前記基板保持回転手段を制御して前記基板を回転させることにより、前記一方面に付着している処理液を基板の周囲に振り切って当該基板を乾燥させる基板乾燥工程と、この基板乾燥工程と並行して、前記基板から振り切られる処理液を前記環状部材に吸液させつつ、前記対向部材回転手段を制御して前記対向部材を回転させることにより、前記環状部材に吸液された処理液を当該環状部材から排液させる排液工程とを実行する。
前記対向部材には吸液性の環状部材が取り付けられており、この環状部材は、前記基板保持回転手段によって保持された基板の前記一方面の周縁に沿い、前記対向面から前記基板保持回転手段によって保持された基板の側に突出している。したがって、前記基板乾燥工程において、基板の周囲の雰囲気が前記一方面と前記対向面との間に巻き込まれることを抑制することができる。また、前記排液工程において、前記一方面に付着している処理液を前記環状部材に吸液させ、その後、当該環状部材から排液させることにより、前記一方面から処理液を確実に排除することができる。これにより、ウォーターマークの発生や、薬液等による基板の汚染を確実に抑制しつつ当該基板を乾燥させることができる。
また、対向部材移動手段によって対向部材を移動させて対向面を前記一方面に接近した位置に配置させた状態で、第1処理液供給手段によって基板保持回転手段に保持された基板の一方面に処理液を供給することにより、基板の周囲の雰囲気が前記一方面と前記対向面との間に巻き込まれることを抑制しつつ、前記一方面に処理液による処理を行うことができる。特に、金属配線膜等の酸化されるのが好ましくない膜が基板の一方面に形成されている場合には、一方面に対する処理液、たとえば純水などのリンス液による処理の際に、処理液の酸素濃度の上昇を防止することができるので、膜の酸化を良好に抑制することができる。
具体的には、前記制御手段を用いて、前記対向部材移動手段を制御して前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記一方面に接近した所定の処理位置に配置させる対向部材配置工程と、前記対向部材の前記対向面が前記処理位置に配置された状態で、前記基板保持回転手段を制御して前記基板を回転させるとともに、前記第1処理液供給手段を制御して、回転されている基板の一方面に処理液を供給する液処理工程と、この液処理工程と並行して、前記基板の回転中心から外方に移動する処理液を前記環状部材に吸液させつつ、前記対向部材回転手段を制御して前記対向部材を回転させることにより、前記環状部材に吸液された処理液を当該環状部材から排液させる排液工程とを実行する。
請求項2記載の発明は、前記対向部材の前記対向面に開口(15)が形成されており、この開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記一方面に不活性ガスを供給する第1不活性ガス供給手段(22)をさらに含む、請求項1記載の基板処理装置である。
この発明によれば、第1不活性ガス供給手段によって前記対向面に形成された開口を介して前記基板の一方面に不活性ガスを供給しつつ当該基板を乾燥させることができる。
この発明によれば、第1不活性ガス供給手段によって前記対向面に形成された開口を介して前記基板の一方面に不活性ガスを供給しつつ当該基板を乾燥させることができる。
すなわち、たとえば、前記制御手段を用いて、前記対向部材移動手段を制御して前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記一方面に接近した所定の処理位置に配置させる対向部材配置工程と、前記対向部材の前記対向面が前記処理位置に配置された状態で、前記第1不活性ガス供給手段を制御して前記一方面に前記開口を介して不活性ガスを供給させつつ、前記基板保持回転手段を制御して前記基板を回転させることにより、前記一方面に付着している処理液を基板の周囲に振り切って当該基板を乾燥させる基板乾燥工程と、この基板乾燥工程と並行して、前記基板から振り切られる処理液を前記環状部材に吸液させつつ、前記対向部材回転手段を制御して前記対向部材を回転させることにより、前記環状部材に吸液された処理液を当該環状部材から排液させる排液工程とを実行する。
これにより、前記基板乾燥工程において、前記一方面と前記対向面との間の空間が不活性ガス雰囲気にされた状態、すなわち、当該空間の酸素濃度が低下された状態で基板を乾燥させることができるので、前記一方面におけるウォーターマークの発生をさらに抑制することができる。
また、第1不活性ガス供給手段によって前記対向面に形成された開口を介して前記基板の一方面に不活性ガスを供給させるとともに、前記第1処理液供給手段によって前記基板回転保持手段に保持された前記基板の一方面に処理液を供給させることにより、基板の周囲の雰囲気が前記一方面と前記対向面との間の空間に巻き込まれることを抑制しつつ、当該空間が不活性ガス雰囲気にされた状態で当該一方面に処理液に処理を行うことができる。特に、金属配線膜等の酸化されるのが好ましくない膜が基板の一方面に形成されている場合には、一方面に対する処理液、たとえば純水などのリンス液による処理の際に、処理液の酸素濃度を低下させることができるので、膜の酸化を良好に抑制することができる。
また、第1不活性ガス供給手段によって前記対向面に形成された開口を介して前記基板の一方面に不活性ガスを供給させるとともに、前記第1処理液供給手段によって前記基板回転保持手段に保持された前記基板の一方面に処理液を供給させることにより、基板の周囲の雰囲気が前記一方面と前記対向面との間の空間に巻き込まれることを抑制しつつ、当該空間が不活性ガス雰囲気にされた状態で当該一方面に処理液に処理を行うことができる。特に、金属配線膜等の酸化されるのが好ましくない膜が基板の一方面に形成されている場合には、一方面に対する処理液、たとえば純水などのリンス液による処理の際に、処理液の酸素濃度を低下させることができるので、膜の酸化を良好に抑制することができる。
具体的には、たとえば、前記制御手段を用いて、前記対向部材移動手段を制御して前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記一方面に接近した所定の処理位置に配置させる対向部材配置工程と、前記対向部材の前記対向面が前記処理位置に配置された状態で、前記基板保持回転手段を制御して前記基板を回転させるとともに、前記第1処理液供給手段および第1不活性ガス供給手段を制御して、回転されている基板の一方面に処理液および不活性ガスを供給する液処理工程と、この液処理工程と並行して、前記基板から振り切られる処理液を前記環状部材に吸液させつつ、前記対向部材回転手段を制御して前記対向部材を回転させることにより、前記環状部材に吸液された処理液を当該環状部材から排液させる排液工程とを実行する。
請求項3記載の発明は、前記対向部材の前記対向面に開口が形成されており、前記第1処理液供給手段は、前記開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記一方面に処理液を供給するものであり、前記開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記一方面に不活性ガスを供給する第1不活性ガス供給手段をさらに含む、請求項1記載の基板処理装置である。
この発明によれば、第1不活性ガス供給手段によって前記対向面に形成された開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の一方面に不活性ガスを供給させつつ、第1処理液供給手段によって前記開口を介して前記一方面に処理液を供給させて処理液による処理を前記一方面に行い、その後、前記第1不活性ガス供給手段によって前記開口を介して前記一方面に不活性ガスを供給しつつ当該基板を乾燥させることができる。
すなわち、たとえば、前記制御手段を用いて、前記対向部材移動手段を制御して前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記一方面に接近した所定の処理位置に配置させる対向部材配置工程と、前記対向部材の前記対向面が前記処理位置に配置された状態で、前記基板保持回転手段を制御して前記基板を回転させるとともに、前記第1処理液供給手段および第1不活性ガス供給手段を制御して、回転されている基板の一方面に前記開口を介して処理液および不活性ガスを供給する液処理工程と、前記対向面が前記一方面に対向配置された状態で、前記第1不活性ガス供給手段を制御して前記一方面に前記開口を介して不活性ガスを供給させつつ、前記基板保持回転手段を制御して前記基板を回転させることにより、前記一方面に付着している処理液を基板の周囲に振り切って当該基板を乾燥させる基板乾燥工程と、前記液処理工程および前記基板乾燥工程と並行して、前記基板から振り切られる処理液を前記環状部材に吸液させつつ、前記対向部材回転手段を制御して前記対向部材を回転させることにより、前記環状部材に吸液された処理液を当該環状部材から排液させる排液工程とを実行する。
これにより、前記液処理工程において、基板の周囲の雰囲気が前記一方面と前記対向面との間の空間に巻き込まれることを抑制しつつ、当該空間が不活性ガス雰囲気にされた状態で前記一方面に処理液による処理を行うことができる。また、前記一方面と前記対向面との間の空間が予め不活性ガス雰囲気にされた状態で前記基板乾燥工程が実行されるので、前記一方面でのウォーターマークの発生をさらに抑制することができる。
請求項4記載の発明は、前記環状部材の少なくとも先端縁は、前記基板よりも軟質の材料からなり、前記対向部材を前記基板保持回転手段に保持された基板に接近させたとき(より具体的には、前記処理位置に配置したとき)に当該基板の周縁部に対向(好ましくは近接または接触)するようになっている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記対向部材が前記基板保持回転手段に保持された基板に接近されたときに、前記環状部材の先端縁を当該基板の周縁部に対向させることにより、前記一方面と前記対向面との間の空間の密閉度を向上させることができる。これにより、前記液処理工程および基板乾燥工程において前記一方面と前記対向面との間に外気が巻き込まれることをさらに抑制することができる。具体的には、たとえば、前記制御手段は、前記対向部材配置工程において、前記対向面を前記一方面に対向配置させるとともに、前記環状部材の先端縁を前記一方面の周縁に接触または近接させる。
また、前記環状部材の少なくとも先端縁は、前記基板よりも軟質の材料からなるので、前記環状部材の先端縁が前記一方面の周縁部に対向配置された状態で前記先端縁と前記一方面とが擦れ合っても、前記一方面に傷や摩耗などのダメージが生じたり、基板の汚染原因となるパーティクル等が発生したりすることを抑制することができる。そのため、環状部材の先端縁を基板に対して十分に接近させることができ、これにより、基板と対向部材との間の空間の密閉度を難なく向上させることができる。
請求項5記載の発明は、前記基板保持回転手段は、基板の前記一方面とは反対の他方面に対向し、前記他方面よりも大きい主面(6b)を有するスピンベース(6a)を含み、前記環状部材の少なくとも先端縁は、前記スピンベースよりも軟質の材料からなり、前記対向部材を前記基板保持回転手段に保持された基板に接近させたとき(より具体的には、前記処理位置に配置したとき)に当該基板の外方で前記スピンベースの主面に対向(好ましくは近接または接触)するようになっている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記対向部材が前記基板保持回転手段に保持された基板に接近されたときに、当該基板の外方で前記環状部材の先端縁をスピンベースの主面に対向させることにより、前記対向面と前記スピンベースの主面との間に、ほぼ密閉された空間を形成することができる。これにより、前記液処理工程および前記基板乾燥工程において前記対向面と前記スピンベースの主面との間にその周囲の雰囲気が巻き込まれることを抑制することができる具体的には、たとえば、前記制御手段は、前記対向部材配置工程において、前記対向面を前記一方面に対向配置させるとともに、前記環状部材の内側に前記基板を配置させた状態で、当該環状部材の先端縁を前記スピンベースの主面の周縁に接触または近接させる。
また、前記環状部材の少なくとも先端縁は、前記スピンベースよりも軟質の材料からなるので、前記環状部材の先端縁が前記スピンベースの主面に対向配置された状態で、前記先端縁と前記主面とが擦れ合っても、前記主面に傷や摩耗などのダメージが生じたり、基板の汚染原因となるパーティクル等が発生したりすることを抑制することができる。そのため、環状部材の先端縁をスピンベースに対して十分に接近させることができ、これにより、スピンベースと対向部材との間の空間の密閉度を難なく向上させることができる。
請求項6記載の発明は、前記スピンベースの主面に開口(43)が形成されており、この開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記他方面に不活性ガスを供給する第2不活性ガス供給手段(50)をさらに含む、請求項5記載の基板処理装置である。
この発明によれば、第2不活性ガス供給手段によってスピンベースの主面に形成された開口を介して前記基板保持回転手段に保持された前記基板の他方面に不活性ガスを供給しつつ当該基板を乾燥させることができる。
この発明によれば、第2不活性ガス供給手段によってスピンベースの主面に形成された開口を介して前記基板保持回転手段に保持された前記基板の他方面に不活性ガスを供給しつつ当該基板を乾燥させることができる。
すなわち、前記制御手段は、前記基板乾燥工程において、たとえば、前記第1および第2不活性ガス供給手段を制御して前記一方面および前記他方面に不活性ガスを供給しつつ、前記基板保持回転手段を制御して前記基板を回転させることにより、前記一方面および前記他方面に付着している処理液を基板の周囲に振り切って当該基板を乾燥させる。
これにより、前記基板乾燥工程において、前記一方面および前記他方面付近の雰囲気を不活性ガス雰囲気とすることができるので、前記一方面および前記他方面におけるウォーターマークの発生をさらに抑制することができる。
これにより、前記基板乾燥工程において、前記一方面および前記他方面付近の雰囲気を不活性ガス雰囲気とすることができるので、前記一方面および前記他方面におけるウォーターマークの発生をさらに抑制することができる。
請求項7記載の発明は、前記スピンベースの主面に開口が形成されており、この開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記他方面に処理液を供給する第2処理液供給手段(48)と、前記開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記他方面に不活性ガスを供給する第2不活性ガス供給手段とをさらに含む、請求項5記載の基板処理装置である。
この発明によれば、第2不活性ガス供給手段によってスピンベースの主面に形成された開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の他方面に不活性ガスを供給させつつ、第2処理液供給手段によって前記開口を介して前記他方面に処理液を供給させて処理液による処理を前記他方面に行い、その後、前記第2不活性ガス供給手段によって前記開口を介して前記他方面に不活性ガスを供給しつつ当該基板を乾燥させることができる。
すなわち、前記制御手段は、前記液処理工程において、たとえば、前記第1処理液供給手段および第1不活性ガス供給手段を制御して、回転されている基板の一方面に処理液および不活性ガスを供給させるとともに、前記第2処理液供給手段および第2不活性ガス供給手段を制御して、回転されている基板の他方面に処理液および不活性ガスを供給させることにより、前記一方面および前記他方面に処理液による処理を行い、その後、前記基板乾燥工程において、前記第1および第2不活性ガス供給手段を制御して前記一方面および前記他方面に不活性ガスを供給しつつ、前記基板保持回転手段を制御して前記基板を回転させることにより、前記一方面および前記他方面に付着している処理液を基板の周囲に振り切って当該基板を乾燥させる。
これにより、前記液処理工程において、基板の周囲の雰囲気が前記対向面と前記スピンベースの主面との間の空間に巻き込まれるのを抑制しつつ、当該空間が不活性ガス雰囲気にされた状態で前記一方面および前記他方面に処理液による処理を行うことができる。また、前記対向面と前記スピンベースの主面との間の空間が予め不活性ガス雰囲気にされた状態で前記基板乾燥工程が実行されるので、前記他方面におけるウォーターマークの発生をさらに抑制することができる。
請求項8記載の発明は、前記環状部材は、多孔質の部材である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、多孔質の部材を環状部材として用いることにより、環状部材の吸液性および弾力性を向上させることができる。これにより、前記基板に付着している処理液を確実に吸液させることができる。また、環状部材の弾力性を向上させることにより、環状部材の先端縁を前記基板の一方面またはスピンベースの主面に接触させる場合に、互いの密着性を向上させることができる。
この発明によれば、多孔質の部材を環状部材として用いることにより、環状部材の吸液性および弾力性を向上させることができる。これにより、前記基板に付着している処理液を確実に吸液させることができる。また、環状部材の弾力性を向上させることにより、環状部材の先端縁を前記基板の一方面またはスピンベースの主面に接触させる場合に、互いの密着性を向上させることができる。
請求項9記載の発明は、前記環状部材には、その内側から外側に向けて通気させるための通気部(30)が形成されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記対向面が前記一方面に接近された状態で、環状部材の内側の雰囲気をその外側に排出させて、前記内側の酸素濃度を低下させることができる。
この発明によれば、前記対向面が前記一方面に接近された状態で、環状部材の内側の雰囲気をその外側に排出させて、前記内側の酸素濃度を低下させることができる。
すなわち、たとえば、前記制御手段によって、前記対向面が前記処理位置に配置された状態で、前記第1および第2不活性ガス供給手段の少なくとも一方から前記基板に不活性ガスを供給させる場合に、供給された不活性ガスによって、環状部材の内側に介在する酸素を含む雰囲気を通気部を介してその外側に押し出して、前記内側の雰囲気を効率的に不活性ガス雰囲気に置換することができる。
請求項10記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置を用いて基板を乾燥させるための基板乾燥方法であって、前記対向部材移動手段により前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記一方面に接近した所定の処理位置に配置させる対向部材配置工程と、前記対向部材の前記対向面が前記処理位置に配置された状態で、前記基板保持回転手段を制御して前記基板を回転させることにより、前記一方面に付着している処理液を基板の周囲に振り切って当該基板を乾燥させる基板乾燥工程と、この基板乾燥工程と並行して、前記基板から振り切られる処理液を前記環状部材に吸液させつつ、前記対向部材回転手段を制御して前記対向部材を回転させることにより、前記環状部材に吸液された処理液を当該環状部材から排液させる排液工程とを含む、基板乾燥方法である。
この発明によれば、請求項1〜9のいずれか一項において基板の乾燥について述べた効果と同様な効果を奏することができる。
請求項11記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置を用いて基板を処理するための基板処理方法であって、前記対向部材移動手段により前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記一方面に接近した所定の処理位置に配置させる対向部材配置工程と、前記対向部材の前記対向面が前記処理位置に配置された状態で、前記基板保持回転手段に保持された前記基板の一方面に、前記第1処理液供給手段から処理液を供給することにより、当該一方面に処理液による処理を行う液処理工程と、この液処理工程と並行して、前記基板から振り切られる処理液を前記環状部材に吸液させつつ、前記対向部材回転手段を制御して前記対向部材を回転させることにより、前記環状部材に吸液された処理液を当該環状部材から排液させる排液工程とを含む、基板処理方法である。
請求項11記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置を用いて基板を処理するための基板処理方法であって、前記対向部材移動手段により前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記一方面に接近した所定の処理位置に配置させる対向部材配置工程と、前記対向部材の前記対向面が前記処理位置に配置された状態で、前記基板保持回転手段に保持された前記基板の一方面に、前記第1処理液供給手段から処理液を供給することにより、当該一方面に処理液による処理を行う液処理工程と、この液処理工程と並行して、前記基板から振り切られる処理液を前記環状部材に吸液させつつ、前記対向部材回転手段を制御して前記対向部材を回転させることにより、前記環状部材に吸液された処理液を当該環状部材から排液させる排液工程とを含む、基板処理方法である。
この発明によれば、請求項1〜9のいずれか一項において処理液による処理について述べた効果と同様な効果を奏することができる。
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、本発明の第1実施形態に係る基板処理装置1の構成を説明するための図解図である。この基板処理装置1は、基板の一例である半導体ウエハW(以下、単に「ウエハW」という。)に処理液による処理を施すための枚葉式の処理装置であり、ウエハWを水平に保持して回転させるスピンチャック2と、スピンチャック2に保持されたウエハWの表面(上面)に処理液を供給する処理液ノズル3と、スピンチャック2の上方に設けられた遮断板4(対向部材)とを備える。
図1は、本発明の第1実施形態に係る基板処理装置1の構成を説明するための図解図である。この基板処理装置1は、基板の一例である半導体ウエハW(以下、単に「ウエハW」という。)に処理液による処理を施すための枚葉式の処理装置であり、ウエハWを水平に保持して回転させるスピンチャック2と、スピンチャック2に保持されたウエハWの表面(上面)に処理液を供給する処理液ノズル3と、スピンチャック2の上方に設けられた遮断板4(対向部材)とを備える。
スピンチャック2は、鉛直な方向に延びる回転軸5と、回転軸5の上端に水平に取り付けられた円板状のスピンベース6とを有する。スピンチャック2は、スピンベース6の上面周縁部に立設された複数本のチャックピン7によって、ウエハWをほぼ水平に保持することができるようになっている。
すなわち、複数本のチャックピン7は、スピンベース6の上面周縁部において、ウエハWの外周形状に対応する円周上で適当な間隔をあけて配置されており、ウエハWの裏面(下面)周縁部を支持しつつ、ウエハWの周面の異なる位置に当接することにより、互いに協働してウエハWを挟持し、このウエハWをほぼ水平に保持することができる。
すなわち、複数本のチャックピン7は、スピンベース6の上面周縁部において、ウエハWの外周形状に対応する円周上で適当な間隔をあけて配置されており、ウエハWの裏面(下面)周縁部を支持しつつ、ウエハWの周面の異なる位置に当接することにより、互いに協働してウエハWを挟持し、このウエハWをほぼ水平に保持することができる。
また、回転軸5には、モータなどの駆動源を含むチャック回転駆動機構8が結合されている。複数本のチャックピン7でウエハWを保持した状態で、チャック回転駆動機構8から回転軸5に駆動力を入力することにより、ウエハWの表面の中心を通る鉛直な軸線(ウエハWの回転軸線)まわりにウエハWを回転させることができる。
なお、スピンチャック2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(下面)を真空吸着することによりウエハWをほぼ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もの(バキュームチャック)が採用されてもよい。
なお、スピンチャック2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(下面)を真空吸着することによりウエハWをほぼ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もの(バキュームチャック)が採用されてもよい。
処理液ノズル3は、たとえば、連続流の状態で処理液を吐出するストレートノズルであり、その吐出口をウエハW側(下方)に向けた状態で、ほぼ水平に延びるアーム9の先端に取り付けられている。アーム9は、鉛直に延びる支持軸10に支持されており、この支持軸10の上端部からほぼ水平に延びている。支持軸10は、その中心軸線まわりに回転可能にされており、ノズル回転駆動機構11が接続されている。ノズル回転駆動機構11は、支持軸10をその中心軸線まわりに回転させることができるようになっている。ノズル回転駆動機構11によって支持軸10を回転させることにより、処理液ノズル3を水平に移動させて、スピンチャック2に保持されたウエハWの上方に配置したり、ウエハWの上方から退避させたりすることができる。
処理液ノズル3には、薬液供給管12が接続されており、この薬液供給管12から薬液が供給されるようになっている。薬液供給管12には、薬液バルブ13が介装されており、この薬液バルブ13を開閉することにより、処理液ノズル3への薬液の供給を制御することができる。
遮断板4は、ウエハWよりも少し小さな径の円板状の部材であり、スピンチャック2の上方でほぼ水平に配置されている。遮断板4の下面は、スピンチャック2に保持されたウエハWの表面に対向する対向面14となっており、その中心部には開口15が形成されている。開口15は、遮断板4を貫通する貫通孔に連通している。
遮断板4は、ウエハWよりも少し小さな径の円板状の部材であり、スピンチャック2の上方でほぼ水平に配置されている。遮断板4の下面は、スピンチャック2に保持されたウエハWの表面に対向する対向面14となっており、その中心部には開口15が形成されている。開口15は、遮断板4を貫通する貫通孔に連通している。
また、遮断板4の上面には、回転軸5と共通の軸線(前記ウエハWの回転軸線)上に配置された筒状の支軸16が連結されている。支軸16の内部空間は前記貫通孔と連通しており、この内部空間には、管部材17が支軸16と非接触状態で挿通している。管部材17の先端は、前記貫通孔まで達しており、その内部空間は、処理液としてのDIW(脱イオン水、純水)が流通する第1DIW流通路18となっている。第1DIW流通路18は、管部材17の下端においてDIWを吐出するための第1DIW吐出口として開口している。
一方、管部材17と支軸16の内周面との間の筒状の空間は、不活性ガスとしての窒素ガスが流通する第1窒素ガス流通路19となっている。第1窒素ガス流通路19は前記貫通孔と連通しており、管部材17の下端と開口15との間が、窒素ガスを吐出するための第1窒素ガス吐出口となっている。
第1DIW流通路18には、第1DIW供給管20が接続されており、この第1DIW供給管20からDIWが供給されるようになっている。第1DIW供給管20には第1DIWバルブ21が介装されており、この第1DIWバルブ21を開閉することにより、第1DIW流通路18へのDIWの供給を制御することができる。第1DIW流通路18に供給されたDIWは、第1DIW吐出口から吐出され、開口15を介してスピンチャック2に保持されたウエハWの表面に供給される。
第1DIW流通路18には、第1DIW供給管20が接続されており、この第1DIW供給管20からDIWが供給されるようになっている。第1DIW供給管20には第1DIWバルブ21が介装されており、この第1DIWバルブ21を開閉することにより、第1DIW流通路18へのDIWの供給を制御することができる。第1DIW流通路18に供給されたDIWは、第1DIW吐出口から吐出され、開口15を介してスピンチャック2に保持されたウエハWの表面に供給される。
また、第1窒素ガス流通路19には、第1窒素ガス供給管22が接続されており、この第1窒素ガス供給管22から窒素ガスが供給されるようになっている。第1窒素ガス供給管22には第1窒素ガスバルブ23が介装されており、この第1窒素ガスバルブ23を開閉することにより、第1窒素ガス流通路19への窒素ガスの供給を制御することができる。第1窒素ガス流通路19に供給された窒素ガスは、第1窒素ガス吐出口からスピンチャック2に保持されたウエハWの表面に供給される。
また、支軸16に関連して、支軸16および遮断板4を昇降させるための遮断板昇降駆動機構24と、支軸16および遮断板4をウエハWの回転軸線とほぼ共通の鉛直な軸線まわりに回転させるための遮断板回転駆動機構25とが支軸16に接続されている。この遮断板昇降駆動機構24によって支軸16および遮断板4を昇降させることにより、対向面14をスピンチャック2に保持されたウエハWの表面に接近させたり、ウエハWの表面から離反させたりすることができる。また、遮断板回転駆動機構25によって、スピンチャック2によるウエハWの回転にほぼ同期させて(あるいは若干回転速度を異ならせて)支軸16および遮断板4を回転させることができる。
また、遮断板4の周縁部には、環状部材としてのスポンジ部材26が取り付けられている。具体的には、スポンジ部材26は、遮断板4よりも大きな径の環状の部材であり、鉛直方向に関する長さが遮断板4よりも長くされている。遮断板4の周縁部は、スポンジ部材26の内周に形成された環状溝27に嵌め込まれており、スポンジ部材26は、遮断板4とほぼ同軸配置されている。スポンジ部材26の下面は、ほぼ水平な平面にされている。
また、スポンジ部材26は、遮断板4の上面よりも上方に突出する上側突出部28と、遮断板4の対向面14よりも下方(スピンチャック2に保持されたウエハW側)に突出する下側突出部29とを有している。下側突出部29には、スポンジ部材26を径方向に貫通する複数の通気孔30がそれぞれスポンジ部材26の周方向に所定間隔を隔てて形成されている。この複数の通気孔30によってスポンジ部材26の内側から外側への通気性が向上されている。
処理液ノズル3がスピンチャック2の上方から退避された状態で、遮断板昇降駆動機構24によって遮断板4を下降させて対向面14をスピンチャック2に保持されたウエハWの表面に接近させると、スポンジ部材26の先端縁(下端縁)は当該ウエハWの表面の周縁部に対向するようになっている。また、スポンジ部材26は、弾力性のある多孔質の部材であり、ウエハWよりも軟質の材料によって形成されている。具体的には、スポンジ部材26は、基板をスクラブ洗浄する洗浄ブラシなどの材料として用いられるPVA(Poly-Vinyl Alcohol)によって形成されている。
また、遮断板4の上方には、遮断板4の上面を洗浄して当該上面に付着している処理液やパーティクルなどを除去するための洗浄ノズル31が設けられている。洗浄ノズル31は、遮断板4の上面と支軸16の外周面との境界付近に洗浄液としてのDIWを供給するようになっており、遮断板昇降駆動機構24による遮断板4の昇降に連動して昇降するようになっている。
また、洗浄ノズル31には、洗浄液供給管32が接続されており、この洗浄液供給管32からDIWが供給されるようになっている。洗浄液供給管32には洗浄液バルブ33が介装されており、この洗浄液バルブ33を開閉することにより、洗浄ノズル31へのDIWの供給を制御することができる。
洗浄ノズル31から遮断板4の上面にDIWを供給させつつ、遮断板回転駆動機構25によって遮断板4を回転させることにより、供給されたDIWに遮断板4の回転による遠心力を作用させて遮断板4の上面全域にDIWを供給することができる。これにより、遮断板4の上面全域が洗浄される。また、遮断板4の回転による遠心力によって遮断板4の上面の周縁部に追いやられたDIWは、その一部がスポンジ部材26の上側突出部28から吸液され、残りが遮断板4から振り切られて遮断板4の周囲の部材に供給される。これにより、スポンジ部材26を湿らせてスポンジ部材26の弾力性を向上させることができる。また、遮断板4の周囲の部材にDIWを供給することにより、当該周囲の部材に付着している処理液やパーティクルなどを洗い流すことができる。洗浄ノズル31による遮断板4の洗浄は、たとえば、ロットの始め毎に行われる。
洗浄ノズル31から遮断板4の上面にDIWを供給させつつ、遮断板回転駆動機構25によって遮断板4を回転させることにより、供給されたDIWに遮断板4の回転による遠心力を作用させて遮断板4の上面全域にDIWを供給することができる。これにより、遮断板4の上面全域が洗浄される。また、遮断板4の回転による遠心力によって遮断板4の上面の周縁部に追いやられたDIWは、その一部がスポンジ部材26の上側突出部28から吸液され、残りが遮断板4から振り切られて遮断板4の周囲の部材に供給される。これにより、スポンジ部材26を湿らせてスポンジ部材26の弾力性を向上させることができる。また、遮断板4の周囲の部材にDIWを供給することにより、当該周囲の部材に付着している処理液やパーティクルなどを洗い流すことができる。洗浄ノズル31による遮断板4の洗浄は、たとえば、ロットの始め毎に行われる。
図2は、遮断板4およびスポンジ部材26の一部を図解的に示す拡大図である。前述のように、遮断板4の周縁部は、スポンジ部材26の内周に形成された環状溝27に嵌め込まれている。また、スポンジ部材26の外周には、この環状溝27に連通する複数のネジ挿通孔34がそれぞれスポンジ部材26の周方向に所定間隔を隔てて形成されている。一方、遮断板4の周端面には、各ネジ挿通孔34に対応する複数のネジ孔35が形成されている。
各ネジ挿通孔34に挿通したネジ36は、その頭部がワッシャー37を介して当該ネジ挿通孔34の段部に係合しており、その軸部が当該ネジ挿通孔34に対応するネジ孔35に螺合している。これにより、スポンジ部材26が遮断板4に固定されている。
図3は、前記基板処理装置1の電気的構成を説明するためのブロック図である。この基板処理装置1は、制御装置38を備えている。制御装置38は、チャック回転駆動機構8、ノズル回転駆動機構11、遮断板昇降駆動機構24および遮断板回転駆動機構25の動作を制御する。また、制御装置38は、薬液バルブ13、第1DIWバルブ21、第1窒素ガスバルブ23および洗浄液バルブ33の開閉を制御する。
図3は、前記基板処理装置1の電気的構成を説明するためのブロック図である。この基板処理装置1は、制御装置38を備えている。制御装置38は、チャック回転駆動機構8、ノズル回転駆動機構11、遮断板昇降駆動機構24および遮断板回転駆動機構25の動作を制御する。また、制御装置38は、薬液バルブ13、第1DIWバルブ21、第1窒素ガスバルブ23および洗浄液バルブ33の開閉を制御する。
図4は、前記基板処理装置1によるウエハWの処理の一例を説明するための図である。
処理対象のウエハWは、図示しない搬送ロボットによって搬送されてきて、搬送ロボットからスピンチャック2へと受け渡される。そして、ウエハWがスピンチャック2に受け渡されると、制御装置38は、チャック回転駆動機構8を制御してスピンチャック2に保持されたウエハWを所定の回転速度で回転させる。また、制御装置38は、ノズル回転駆動機構11を制御して処理液ノズル3をスピンチャック2に保持されたウエハWの上方に配置させる。
処理対象のウエハWは、図示しない搬送ロボットによって搬送されてきて、搬送ロボットからスピンチャック2へと受け渡される。そして、ウエハWがスピンチャック2に受け渡されると、制御装置38は、チャック回転駆動機構8を制御してスピンチャック2に保持されたウエハWを所定の回転速度で回転させる。また、制御装置38は、ノズル回転駆動機構11を制御して処理液ノズル3をスピンチャック2に保持されたウエハWの上方に配置させる。
その後、制御装置38は薬液バルブ13を開いて、図4(a)に示すように、処理液ノズル3からウエハWの表面の回転中心付近に薬液を供給させる。供給された薬液は、ウエハWの回転による遠心力を受けて前記回転中心からウエハWの周縁に向けて広がる。これにより、ウエハWの表面全域に、薬液が供給され薬液処理が行われる。
薬液の供給が所定の薬液処理時間に亘って行われると、制御装置38は、薬液バルブ13を閉じて処理液ノズル3からの薬液の供給を停止させる。そして、制御装置38は、ノズル回転駆動機構11を制御して処理液ノズル3をスピンチャック2に保持されたウエハWの上方から退避させる。
薬液の供給が所定の薬液処理時間に亘って行われると、制御装置38は、薬液バルブ13を閉じて処理液ノズル3からの薬液の供給を停止させる。そして、制御装置38は、ノズル回転駆動機構11を制御して処理液ノズル3をスピンチャック2に保持されたウエハWの上方から退避させる。
その後、制御装置38は、遮断板昇降駆動機構24を制御して遮断板4を下降させることにより、対向面14をウエハWの表面に接近した所定の処理位置に配置させる(対向部材配置工程)。これにより、スポンジ部材26の先端縁がウエハWの表面の周縁部に対向する。具体的には、スポンジ部材26の先端縁が、ウエハWの表面の周縁部に押し付けられる。たとえば、好ましくは、スポンジ部材26の先端縁が0.5〜2mm程度押し込まれる程度に、スポンジ部材26の先端縁が押し付けられる。このとき、スポンジ部材26は、洗浄ノズル31からのDIWによって予め湿った状態にされており、その弾力性が向上されているので、スポンジ部材26の先端縁とウエハWの表面の周縁部との密着性が向上されている。これにより、ウエハWの表面と対向面14との間の空間の密閉性が向上されている。また、制御装置38は、遮断板回転駆動機構25を制御して、スピンチャック2によるウエハWの回転にほぼ同期させて(あるいは若干回転速度を異ならせて)遮断板4を回転させる。
次に、制御装置38は第1DIWバルブ21を開いて、図4(b)に示すように、第1DIW吐出口からウエハWの表面の回転中心付近にDIWを供給させる。供給されたDIWは、ウエハWの回転による遠心力を受けて前記回転中心からウエハWの周縁に向けて広がる。これにより、ウエハWの表面全域にDIWが供給されて、ウエハWの表面が洗い流される。すなわち、DIWによるリンス処理が行われる(液処理工程)。また、ウエハWの表面にDIWが供給されている間は、ウエハWの表面全域にDIWの液膜が形成されている。
ここで、ウエハWの回転による遠心力を受けてウエハWの表面の周縁部に追いやられたDIWは、スポンジ部材26の吸液性により前記周縁部においてスポンジ部材26に吸液される。そして、スポンジ部材26に吸液されたDIWは、遮断板4およびスポンジ部材26の回転による遠心力を受けてスポンジ部材26からその周囲に振り切られる(排液)。このようにして、DIW吐出口から吐出されたDIWがウエハWの表面から順次排出されていく。
また、制御装置38は、ウエハWの表面にDIWが供給されている間、第1窒素ガスバルブ23を開いて第1窒素ガス吐出口からウエハWの表面の回転中心付近に窒素ガスを供給させる。供給された窒素ガスは、対向面14とDIWの液膜との間でウエハWの周縁に向かって広がっていく。それとともに、対向面14とDIWの液膜との間に介在している酸素を含む雰囲気が、供給された窒素ガスに押されて、スポンジ部材26に形成された複数の通気孔30を通って対向面14とDIWの液膜との間から排出される。これにより、対向面14とDIWの液膜との間の空間が窒素ガス雰囲気に置換される。すなわち、対向面14とDIWの液膜との間の空間の酸素濃度が低下される。
このとき、遮断板4の周縁部にはスポンジ部材26が取り付けられており、対向面14とウエハWの表面との間の空間がほぼ密閉された空間にされているので、当該空間を少量の窒素ガスで充満させることができる。さらに、スポンジ部材26を設けることにより、対向面14の周縁部とウエハWの表面の周縁部との間にその周囲の雰囲気が巻き込まれることを抑制することができるので、ウエハWの表面の周縁部上方における酸素濃度を確実に低下させることができる。
DIWの供給が所定のリンス処理時間に亘って行われると、制御装置38は、第1DIWバルブ21を閉じて第1DIW吐出口からのDIWの吐出を停止させる。このとき、第1窒素ガス吐出口からは引き続き窒素ガスが吐出されており、スポンジ部材26の先端縁は、ウエハWの表面の周縁部に押し付けられている。
次に、制御装置38は、チャック回転駆動機構8を制御してスピンチャック2によるウエハWの回転速度を所定の高回転速度に変更させる。また、制御装置38は、遮断板回転駆動機構25を制御して、前記所定の高回転速度に対応する所定の回転速度で遮断板4を回転させる。
次に、制御装置38は、チャック回転駆動機構8を制御してスピンチャック2によるウエハWの回転速度を所定の高回転速度に変更させる。また、制御装置38は、遮断板回転駆動機構25を制御して、前記所定の高回転速度に対応する所定の回転速度で遮断板4を回転させる。
ウエハWが前記所定の高回転速度で回転されると、図4(c)に示すように、ウエハWの表面に付着しているDIWは、ウエハWの高速回転による遠心力を受けてウエハWの周縁に向けて移動させられる。すなわち、ウエハWの表面上のDIWがウエハWの周縁に向けて排出されていく。そして、ウエハWの表面の周縁部に追いやられたDIWは、スポンジ部材26による吸液および排液(排液工程)によって、ウエハWの周囲に振り切られる。このようにして、ウエハWの表面からDIWが除去されウエハWが乾燥する(スピンドライ処理、基板乾燥工程)。
このとき、ウエハWの表面と対向面14との間はリンス処理工程において予め窒素ガス雰囲気にされており、窒素ガス吐出口から引き続いて窒素ガスが吐出されているので、DIWの酸素濃度を低下させてウエハW表面の膜の酸化を抑制するとともに、酸素およびシリコンの反応によるウォーターマークの発生を抑制しつつウエハWを乾燥させることができる。また、ウエハWの周縁部と遮断板4の周縁部との間にはスポンジ部材26が介在しているので、ウエハWの表面と対向面14との間にウエハWの周囲の雰囲気が巻き込まれることを確実に抑制することができる。これにより、ウエハWの表面の周縁部上方における酸素濃度を確実に低下させて、ウエハWの表面全域におけるウォーターマークの発生を確実に抑制することができる。また、ウエハWの周囲の雰囲気の巻き込みを抑制することにより、当該雰囲気に含まれるミスト状の薬液やパーティクル等がウエハWの表面に付着することを抑制できるので、ウエハWの表面が汚染されることを抑制することができる。
さらに、スポンジ部材26は、ウエハWよりも軟質の材料によって形成されているので、スポンジ部材26およびウエハWの回転によってスポンジ部材26の先端縁とウエハWの表面が擦れあっても、ウエハWの表面に傷や摩耗などのダメージが生じたり、ウエハWの汚染原因となるパーティクル等が発生したりすることを抑制することができる。特に、スポンジ部材26が押し付けられるウエハWの表面の周縁部は、デバイスが形成されていない非デバイス形成領域であるので、仮に、当該周縁部にダメージが生じたとしても、ウエハWのデバイス特性に影響を与えることはない。
さらにまた、スポンジ部材26は吸液性を有するので、スピンドライ処理において、ウエハWから振り切られて対向面14に付着したDIWをスポンジ部材26に吸液させることができる。これにより、対向面14からウエハWの表面にDIWが落下してウエハWの表面に乾燥不良が生じること抑制することができる。
スピンドライ処理が所定のスピンドライ処理時間に亘って行われると、制御装置38は、チャック回転駆動機構8を制御してスピンチャック2によるウエハWの回転を停止させ、第1窒素ガスバルブ23を閉じて第1窒素ガス吐出口からの窒素ガスの吐出を停止させる。また、制御装置38は、遮断板回転駆動機構25を制御して遮断板4の回転を停止させ、遮断板昇降駆動機構24を制御して遮断板4をスピンチャック2の上方に大きく退避させる。そして、図示しない搬送ロボットによって、スピンチャック2から処理後のウエハWが搬送されていく。
スピンドライ処理が所定のスピンドライ処理時間に亘って行われると、制御装置38は、チャック回転駆動機構8を制御してスピンチャック2によるウエハWの回転を停止させ、第1窒素ガスバルブ23を閉じて第1窒素ガス吐出口からの窒素ガスの吐出を停止させる。また、制御装置38は、遮断板回転駆動機構25を制御して遮断板4の回転を停止させ、遮断板昇降駆動機構24を制御して遮断板4をスピンチャック2の上方に大きく退避させる。そして、図示しない搬送ロボットによって、スピンチャック2から処理後のウエハWが搬送されていく。
図5は、本発明の第1実施形態に係る基板処理装置1の別の構成を説明するための図解図である。この図5において、図1に示す各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されており、以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
この図5における基板処理装置1の構成と、図1における基板処理装置1の構成との主要な相違点は、スポンジ部材26aの先端縁に複数の凹部39がそれぞれスポンジ部材26aの周方向に所定間隔を隔てて形成されており、スポンジ部材26aの下面が凹凸面にされていることにある。
この図5における基板処理装置1の構成と、図1における基板処理装置1の構成との主要な相違点は、スポンジ部材26aの先端縁に複数の凹部39がそれぞれスポンジ部材26aの周方向に所定間隔を隔てて形成されており、スポンジ部材26aの下面が凹凸面にされていることにある。
したがって、遮断板昇降駆動機構24により遮断板4を下降させてスポンジ部材26aの先端縁をスピンチャック2に保持されたウエハWの表面に押し付けると、ウエハWの表面とスポンジ部材26aの下面との間には、各凹部39に対応する隙間が生じる。これにより、スポンジ部材26aの先端縁がウエハWの表面に押し付けられた状態で、ウエハWの表面と対向面14との間に介在する雰囲気を前記隙間からスポンジ部材26aの外側に排出させることができる。したがって、前記リンス処理工程および前記スピンドライ処理工程において、ウエハWの表面と対向面14との間の酸素濃度を良好に低下させることができる。
図6は、本発明の第1実施形態に係る基板処理装置1のさらに別の構成を説明するための図解図である。この図6において、図1に示す各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されており、以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
この図6における基板処理装置1の構成と、図1における基板処理装置1の構成との主要な相違点は、スポンジ部材26bが複数の円弧状部材40により構成されていることにある。
この図6における基板処理装置1の構成と、図1における基板処理装置1の構成との主要な相違点は、スポンジ部材26bが複数の円弧状部材40により構成されていることにある。
各円弧状部材40の内面には遮断板4の周縁部が嵌め合わされる溝部41が形成されており、各円弧状部材40の外面には、溝部41と連通し、当該円弧状部材40と遮断板4とを固定するためのネジ36が挿通されるネジ挿通孔42が形成されている。複数の円弧状部材40は、それぞれ所定間隔を隔てて遮断板4の周縁部に沿って取り付けられている。
隣接する円弧状部材40の間に隙間を設けることにより、スポンジ部材26bの内側から外側への通気性を向上させることができる。したがって、前記リンス処理工程および前記スピンドライ処理工程において、ウエハWの表面と対向面14との間の酸素濃度を良好に低下させることができる。
また、各円弧状部材40は、遮断板4の上面よりも上方に突出する上側突出部28aと、遮断板4の対向面14よりも下方(スピンチャック2に保持されたウエハW側)に突出する下側突出部29aとを有している。各円弧状部材40の下面は、平面にされており、ほぼ同一の水平面内に配置されている。
また、各円弧状部材40は、遮断板4の上面よりも上方に突出する上側突出部28aと、遮断板4の対向面14よりも下方(スピンチャック2に保持されたウエハW側)に突出する下側突出部29aとを有している。各円弧状部材40の下面は、平面にされており、ほぼ同一の水平面内に配置されている。
図7は、本発明の第2実施形態に係る基板処理装置1aの構成を説明するための図解図である。この図7において、図1に示す各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されており、以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
この図7における基板処理装置1aの構成と、図1における基板処理装置1の構成との主要な相違点は、遮断板4a、スピンベース6aおよびスポンジ部材26cがウエハWよりも大きな径にされており、遮断板昇降駆動機構24によって遮断板4aが下降されて対向面14がウエハWの表面に接近された状態で、スポンジ部材26cの先端縁がウエハWの外方でスピンベース6aの上面6b(主面)の周縁部に対向することにある。
この図7における基板処理装置1aの構成と、図1における基板処理装置1の構成との主要な相違点は、遮断板4a、スピンベース6aおよびスポンジ部材26cがウエハWよりも大きな径にされており、遮断板昇降駆動機構24によって遮断板4aが下降されて対向面14がウエハWの表面に接近された状態で、スポンジ部材26cの先端縁がウエハWの外方でスピンベース6aの上面6b(主面)の周縁部に対向することにある。
また、スピンベース6aの上面6bの中央部には開口43が形成されており、回転軸5aは中空軸にされている。回転軸5aの内部空間とスピンベース6aの上面6bに形成された開口43とは、スピンベース6aを貫通する貫通孔を介して連通している。さらに、回転軸5aの内部空間には、管部材44が回転軸5aと非接触状態で挿通しており、管部材44の内部空間は、DIWが流通する第2DIW流通路45となっている。管部材44の先端部は、スピンチャック2に保持されたウエハWの裏面中央に近接する位置まで延びる下側ノズル46を形成していて、その先端には、ウエハWの裏面中央に向けてDIWを吐出する第2DIW吐出口が形成されている。
また、管部材44と回転軸5aの内周面との間の筒状の空間は、窒素ガスが流通する第2窒素ガス流通路47となっている。第2窒素ガス流通路47は前記貫通孔と連通しており、下側ノズル46と開口43との間が、窒素ガスを吐出するための第2窒素ガス吐出口となっている。
第2DIW流通路45には、第2DIW供給管48が接続されており、この第2DIW供給管48からDIWが供給されるようになっている。第2DIW供給管48には第2DIWバルブ49が介装されており、この第2DIWバルブ49を開閉することにより、第2DIW流通路45へのDIWの供給を制御することができる。第2DIW流通路45に供給されたDIWは、第2DIW吐出口からスピンチャック2に保持されたウエハWの裏面に供給される。
第2DIW流通路45には、第2DIW供給管48が接続されており、この第2DIW供給管48からDIWが供給されるようになっている。第2DIW供給管48には第2DIWバルブ49が介装されており、この第2DIWバルブ49を開閉することにより、第2DIW流通路45へのDIWの供給を制御することができる。第2DIW流通路45に供給されたDIWは、第2DIW吐出口からスピンチャック2に保持されたウエハWの裏面に供給される。
また、第2窒素ガス流通路47には、第2窒素ガス供給管50が接続されており、この第2窒素ガス供給管50から窒素ガスが供給されるようになっている。第2窒素ガス供給管50には第2窒素ガスバルブ51が介装されており、この第2窒素ガスバルブ51を開閉することにより、第2窒素ガス流通路47への窒素ガスの供給を制御することができる。第2窒素ガス流通路47に供給された窒素ガスは、第2窒素ガス吐出口からスピンチャック2に保持されたウエハWの裏面に供給される。
第2DIWバルブ49および第2窒素ガスバルブ51の開閉は、制御装置38によって制御される(図3参照)。また、スポンジ部材26cは、スピンベース6aよりも軟質にされている。
この第2実施形態では、処理液ノズル3から供給された薬液によってウエハWの表面に薬液処理が行われた後、遮断板昇降駆動機構24によって遮断板4aを下降させて対向面14を前記所定の処理位置に配置させた状態で、第1DIW吐出口および第1窒素ガス吐出口からウエハWの表面にそれぞれDIWおよび窒素ガスを供給させつつ、第2DIW吐出口および第2窒素ガス吐出口からウエハWの裏面にそれぞれDIWおよび窒素ガスを供給させる。これにより、ウエハWの表面および裏面にリンス処理が行われるとともに、ウエハWの表面と対向面14との間、およびウエハWの裏面とスピンベース6aの上面6bとの間が窒素ガス雰囲気に置換される。
この第2実施形態では、処理液ノズル3から供給された薬液によってウエハWの表面に薬液処理が行われた後、遮断板昇降駆動機構24によって遮断板4aを下降させて対向面14を前記所定の処理位置に配置させた状態で、第1DIW吐出口および第1窒素ガス吐出口からウエハWの表面にそれぞれDIWおよび窒素ガスを供給させつつ、第2DIW吐出口および第2窒素ガス吐出口からウエハWの裏面にそれぞれDIWおよび窒素ガスを供給させる。これにより、ウエハWの表面および裏面にリンス処理が行われるとともに、ウエハWの表面と対向面14との間、およびウエハWの裏面とスピンベース6aの上面6bとの間が窒素ガス雰囲気に置換される。
このとき、スポンジ部材26の先端縁は、スピンベース6aの上面6bの周縁部に押し付けられており、対向面14とスピンベース6aの上面6bとの間には、その周囲の雰囲気が巻き込まれることが抑制されたほぼ密閉された空間が形成されている。
リンス処理工程が終了すると、次に、第1および第2窒素ガス吐出口からウエハWの表面および裏面に向けて窒素ガスを吐出させたまま、第1および第2DIW吐出口からのDIWの吐出を停止させ、ウエハWおよび遮断板4aを所定の高回転速度で回転させる。これにより、ウエハWの表面および裏面からDIWが振り切られウエハWが乾燥する(スピンドライ処理)。
リンス処理工程が終了すると、次に、第1および第2窒素ガス吐出口からウエハWの表面および裏面に向けて窒素ガスを吐出させたまま、第1および第2DIW吐出口からのDIWの吐出を停止させ、ウエハWおよび遮断板4aを所定の高回転速度で回転させる。これにより、ウエハWの表面および裏面からDIWが振り切られウエハWが乾燥する(スピンドライ処理)。
このとき、対向面14とスピンベース6aの上面6bとの間には、前述のように、その周囲の雰囲気が巻き込まれることが抑制されたほぼ密閉された空間が形成されているので、ウエハWの表面および裏面にウォーターマークおよび汚染が生じることを抑制しつつウエハWを乾燥させることができる。
また、スポンジ部材26cはスピンベース6aよりも軟質にされているので、スポンジ部材26cおよびスピンベース6aの回転によってスポンジ部材26cの先端縁とスピンベース6aの上面6bとが擦れあっても、スピンベース6aの上面6bに傷や摩耗などのダメージが生じたり、ウエハWの汚染原因となるパーティクル等が発生したりすることを抑制することができる。
また、スポンジ部材26cはスピンベース6aよりも軟質にされているので、スポンジ部材26cおよびスピンベース6aの回転によってスポンジ部材26cの先端縁とスピンベース6aの上面6bとが擦れあっても、スピンベース6aの上面6bに傷や摩耗などのダメージが生じたり、ウエハWの汚染原因となるパーティクル等が発生したりすることを抑制することができる。
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。前述の第1および第2実施形態では、スポンジ部材26,26a〜26cが遮断板4,4aの周縁部に取り付けられている例について説明したが、これに限定されず、たとえば図8に示すように、対向面14の周縁部にスポンジ部材26,26a〜26cが取り付けられていてもよい。
また、前述の図1および図7における基板処理装置1,1aでは、スポンジ部材26,26cにのみ通気孔30が形成されている例について説明したが、遮断板4,4aを貫通する通気孔を遮断板4,4aに形成してもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、環状部材としてスポンジ部材26,26a〜26cを用いる例について説明したが、スポンジ部材26,26a〜26cに限らず、ゴム部材や、多孔質のセラミック部材を環状部材として用いてもよい。ゴム部材の材料としては、たとえば、EPDM(エチレン プロピレン ジエンゴム)やフッ素系のゴムであるカルレッツ(登録商標:デュポン社製)などが挙げられる。また、スポンジ部材26,26a〜26cは、PVAに限らず、たとえばウレタンなどの他の材料によって形成されていてもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、環状部材としてスポンジ部材26,26a〜26cを用いる例について説明したが、スポンジ部材26,26a〜26cに限らず、ゴム部材や、多孔質のセラミック部材を環状部材として用いてもよい。ゴム部材の材料としては、たとえば、EPDM(エチレン プロピレン ジエンゴム)やフッ素系のゴムであるカルレッツ(登録商標:デュポン社製)などが挙げられる。また、スポンジ部材26,26a〜26cは、PVAに限らず、たとえばウレタンなどの他の材料によって形成されていてもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、処理液としてDIWを例示したが、DIWに限らず、たとえば、フッ酸、硫酸、硝酸、塩酸、リン酸、酢酸、アンモニア、過酸化水素水、クエン酸、蓚酸、およびTMAHのうちの少なくともいずれか1つを含む薬液を処理液として用いてもよい。また、純水、オゾン水、水素水、炭酸水などの機能水のうちの少なくともいずれか1つを含むリンス液を処理液として用いてもよい。さらに、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール等のアルコール類、あるいはハイドロフルオロエーテル等のエーテル類のうちの少なくともいずれか1つを含む有機溶剤を処理液として用いてもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、不活性ガスとして窒素ガスを例示したが、窒素ガスに限らず、たとえば、アルゴンガスなどの他の不活性ガスを用いてもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、リンス処理工程およびスピンドライ処理工程において常に、スポンジ部材26,26a〜26cの先端縁がウエハWの表面またはスピンベース6aの上面6bに押し付けられる例について説明したが、リンス処理工程およびスピンドライ処理工程において常に、あるいはこれらの工程のうちの少なくとも一定の期間にわたって、スポンジ部材26,26a〜26cの先端縁をウエハWの表面またはスピンベース6aの上面6bに対して所定の隙間を開けた状態で近接させてもよい。この際、この所定の隙間は、スポンジ部材26,26a〜26cの先端縁とウエハWの表面またはスピンベース6aの上面6bとの間に、処理液の液膜が形成される程度の距離(たとえば、0.5〜2mm程度)とするのが好ましい。このようにすれば、ウエハWの周囲からの空気(酸素)の巻き込みを抑制しつつ、処理液の排出効率を向上させることができる。
また、前述の第1および第2実施形態では、リンス処理工程およびスピンドライ処理工程において常に、スポンジ部材26,26a〜26cの先端縁がウエハWの表面またはスピンベース6aの上面6bに押し付けられる例について説明したが、リンス処理工程およびスピンドライ処理工程において常に、あるいはこれらの工程のうちの少なくとも一定の期間にわたって、スポンジ部材26,26a〜26cの先端縁をウエハWの表面またはスピンベース6aの上面6bに対して所定の隙間を開けた状態で近接させてもよい。この際、この所定の隙間は、スポンジ部材26,26a〜26cの先端縁とウエハWの表面またはスピンベース6aの上面6bとの間に、処理液の液膜が形成される程度の距離(たとえば、0.5〜2mm程度)とするのが好ましい。このようにすれば、ウエハWの周囲からの空気(酸素)の巻き込みを抑制しつつ、処理液の排出効率を向上させることができる。
また、前述の第1および第2実施形態におけるウエハWの処理では、スピンドライ処理によってウエハWの処理が終了する例について説明したが、スピンドライ処理が行われた後に、遮断板昇降駆動機構24によって遮断板4を僅かに上昇させて、スポンジ部材26,26a,26bの先端縁をウエハWの表面から所定の間隔だけ離反させた状態で、ウエハWを回転させて当該ウエハWを乾燥させるファイナルドライ処理を行ってもよい。この際、この所定の間隔は、スポンジ部材26,26a〜26cの先端縁とウエハWの表面またはスピンベース6aの上面6bとの間に、処理液の液膜が形成されないような距離(たとえば、2mm以上)とするのが好ましい。この場合、スポンジ部材26,26a,26bの先端縁がウエハWの表面に接していない状態でウエハWが乾燥されるので、スポンジ部材26,26a,26bとウエハWの表面との接触部分を良好に乾燥させることができる。
また、前述の第1および第2実施形態では、処理対象の基板として半導体ウエハWを取り上げたが、半導体ウエハWに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED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などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。
1,1a 基板処理装置
2 スピンチャック(基板保持回転手段)
4,4a 遮断板(対向部材)
6a スピンベース
6b 上面(スピンベースの主面)
14 対向面
15 開口(対向面に形成された開口)
20 第1DIW供給管(第1処理液供給手段)
22 第1窒素ガス供給管(第1不活性ガス供給手段)
24 遮断板昇降駆動機構(対向部材移動手段)
25 遮断板回転駆動機構(対向部材回転手段)
26,26a〜26c スポンジ部材(環状部材)
30 通気孔(通気部)
43 開口(スピンベースの主面に形成された開口)
48 第2DIW供給管(第2処理液供給手段)
50 第2窒素ガス供給管(第2不活性ガス供給手段)
W ウエハ(基板)
2 スピンチャック(基板保持回転手段)
4,4a 遮断板(対向部材)
6a スピンベース
6b 上面(スピンベースの主面)
14 対向面
15 開口(対向面に形成された開口)
20 第1DIW供給管(第1処理液供給手段)
22 第1窒素ガス供給管(第1不活性ガス供給手段)
24 遮断板昇降駆動機構(対向部材移動手段)
25 遮断板回転駆動機構(対向部材回転手段)
26,26a〜26c スポンジ部材(環状部材)
30 通気孔(通気部)
43 開口(スピンベースの主面に形成された開口)
48 第2DIW供給管(第2処理液供給手段)
50 第2窒素ガス供給管(第2不活性ガス供給手段)
W ウエハ(基板)
Claims (11)
- 基板を保持して回転させるための基板保持回転手段と、
前記基板保持回転手段に保持された基板の一方面に対向配置される対向面を有する対向部材と、
前記対向部材を移動させて前記対向面を前記一方面に対して接近/離反させるための対向部材移動手段と、
前記基板保持回転手段によって保持された基板の前記一方面の周縁に沿い、前記対向面から前記基板保持回転手段によって保持された基板の側に突出するように前記対向部材に取り付けられた吸液性の環状部材と、
前記基板保持回転手段に保持された基板の前記一方面に処理液を供給するための第1処理液供給手段と、
前記対向部材を、前記対向面に交差する軸線まわりに回転させるための対向部材回転手段とを含む、基板処理装置。 - 前記対向部材の前記対向面に開口が形成されており、
この開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記一方面に不活性ガスを供給する第1不活性ガス供給手段をさらに含む、請求項1記載の基板処理装置。 - 前記対向部材の前記対向面に開口が形成されており、
前記第1処理液供給手段は、前記開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記一方面に処理液を供給するものであり、
前記開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記一方面に不活性ガスを供給する第1不活性ガス供給手段をさらに含む、請求項1記載の基板処理装置。 - 前記環状部材の少なくとも先端縁は、前記基板よりも軟質の材料からなり、前記対向部材を前記基板保持回転手段に保持された基板に接近させたときに当該基板の周縁部に対向するようになっている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持回転手段は、基板の前記一方面とは反対の他方面に対向し、前記他方面よりも大きい主面を有するスピンベースを含み、
前記環状部材の少なくとも先端縁は、前記スピンベースよりも軟質の材料からなり、前記対向部材を前記基板保持回転手段に保持された基板に接近させたときに当該基板の外方で前記スピンベースの主面に対向するようになっている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記スピンベースの主面に開口が形成されており、
この開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記他方面に不活性ガスを供給する第2不活性ガス供給手段をさらに含む、請求項5記載の基板処理装置。 - 前記スピンベースの主面に開口が形成されており、
この開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記他方面に処理液を供給する第2処理液供給手段と、
前記開口を介して前記基板保持回転手段に保持された基板の前記他方面に不活性ガスを供給する第2不活性ガス供給手段とをさらに含む、請求項5記載の基板処理装置。 - 前記環状部材は、多孔質の部材である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記環状部材には、その内側から外側に向けて通気させるための通気部が形成されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置を用いて基板を乾燥させるための基板乾燥方法であって、
前記対向部材移動手段により前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記一方面に接近した所定の処理位置に配置させる対向部材配置工程と、
前記対向部材の前記対向面が前記処理位置に配置された状態で、前記基板保持回転手段を制御して前記基板を回転させることにより、前記一方面に付着している処理液を基板の周囲に振り切って当該基板を乾燥させる基板乾燥工程と、
この基板乾燥工程と並行して、前記基板から振り切られる処理液を前記環状部材に吸液させつつ、前記対向部材回転手段を制御して前記対向部材を回転させることにより、前記環状部材に吸液された処理液を当該環状部材から排液させる排液工程とを含む、基板乾燥方法。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置を用いて基板を処理するための基板処理方法であって、
前記対向部材移動手段により前記対向部材を移動させることにより、前記対向面を前記一方面に接近した所定の処理位置に配置させる対向部材配置工程と、
前記対向部材の前記対向面が前記処理位置に配置された状態で、前記基板保持回転手段に保持された前記基板の一方面に、前記第1処理液供給手段から処理液を供給することにより、当該一方面に処理液による処理を行う液処理工程と、
この液処理工程と並行して、前記基板から振り切られる処理液を前記環状部材に吸液させつつ、前記対向部材回転手段を制御して前記対向部材を回転させることにより、前記環状部材に吸液された処理液を当該環状部材から排液させる排液工程とを含む、基板処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006355675A JP2008166574A (ja) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | 基板処理装置、基板乾燥方法および基板処理方法 |
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JP2006355675A Pending JP2008166574A (ja) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | 基板処理装置、基板乾燥方法および基板処理方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7980000B2 (en) * | 2006-12-29 | 2011-07-19 | Applied Materials, Inc. | Vapor dryer having hydrophilic end effector |
-
2006
- 2006-12-28 JP JP2006355675A patent/JP2008166574A/ja active Pending
Cited By (2)
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US7980000B2 (en) * | 2006-12-29 | 2011-07-19 | Applied Materials, Inc. | Vapor dryer having hydrophilic end effector |
US8205352B2 (en) | 2006-12-29 | 2012-06-26 | Applied Materials, Inc. | Vapor dryer having hydrophilic end effector |
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