JP2009059876A - Substrate processing method - Google Patents

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Takeshi Uragami
武 浦上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing method in which the inside of a substrate surface of a circular disk is uniformly washed in a washing treatment by mixing and discharging a compressed gas and a treating chemical. <P>SOLUTION: Particles on the substrate can be removed through a treatment wherein mist is discharged to the pattern-formed substrate using a two-fluid nozzle mixing the compressed gas and chemical to produce the mist. A substrate radius vector component v<SB>r</SB>of a two-fluid nozzle moving speed (v) is set in inverse proportion to the distance (r) from the substrate center and then variance in washing scan time per unit area in the substrate surface is reduced in the substrate treatment to reduce washing variance. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体基板あるいはガラス基板などに薬液を供給して、基板を処理する基板処理方法に関し、基板上のパーティクルを一様に除去する技術に関するものである。   The present invention relates to a substrate processing method for processing a substrate by supplying a chemical solution to a semiconductor substrate or a glass substrate, and relates to a technique for uniformly removing particles on the substrate.

半導体集積回路は、種々の製造工程を経て半導体基板上に形成される。その製造工程において、半導体基板表面に不要なパーティクル(微細な粉塵)が付着するが、このパーティクルは製造歩留の低下や製品信頼性の低下を招くため、基板表面上からパーティクルを除去する必要がある。このようなパーティクルを基板表面上から除去する工程が洗浄工程である。近年、半導体集積回路の急速な微細化に伴い、洗浄工程では、基板上に形成されたパターンへのダメージの抑制と、基板上のパーティクルへの高い除去性能の両立が求められている。下記の特許文献1には、この要求を満たすことができる洗浄方式として、2種類の流体を混合する2流体ノズルを用いた基板洗浄について記載されている。また半導体基板の大口径化に伴って、上記要求に加え、基板面内を均一に洗浄することも求められている。下記の特許文献2には、基板を均一に洗浄するノズル移動速度の制御方法について記載されている。   A semiconductor integrated circuit is formed on a semiconductor substrate through various manufacturing processes. In the manufacturing process, unnecessary particles (fine dust) adhere to the surface of the semiconductor substrate, but this particle causes a decrease in manufacturing yield and product reliability, so it is necessary to remove the particles from the substrate surface. is there. The process of removing such particles from the substrate surface is a cleaning process. In recent years, along with rapid miniaturization of semiconductor integrated circuits, in the cleaning process, both suppression of damage to a pattern formed on a substrate and high removal performance for particles on the substrate are required. The following Patent Document 1 describes a substrate cleaning using a two-fluid nozzle that mixes two kinds of fluids as a cleaning method that can satisfy this requirement. In addition to the above requirements, as the diameter of a semiconductor substrate increases, it is also required to uniformly clean the substrate surface. The following Patent Document 2 describes a nozzle moving speed control method for uniformly cleaning a substrate.

図8は2流体ノズルを備えた基板処理装置の概略構成を示す図である。この基板処理装置において、基板Wは、円板状のスピンチャック101上に配置される。このスピンチャック101には、円柱状の支持ピン101Aが立設されており、図8では6個の支持ピン101Aのうちの2個を示している。これらの支持ピン101Aで、基板Wの周縁部が支持される。スピンチャック101は、底面に連結された回転軸102により水平面内で回転可能に支持され、電動モータ103がその回転軸102を回転駆動する。その回転駆動により、基板Wは、回転中心Cの周りに回転される。なお、基板Wの中心は、回転中心Cに一致している。   FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus having a two-fluid nozzle. In this substrate processing apparatus, the substrate W is disposed on a disk-shaped spin chuck 101. The spin chuck 101 is provided with column-shaped support pins 101A. FIG. 8 shows two of the six support pins 101A. These supporting pins 101A support the peripheral edge of the substrate W. The spin chuck 101 is rotatably supported in a horizontal plane by a rotating shaft 102 connected to the bottom surface, and an electric motor 103 rotationally drives the rotating shaft 102. The substrate W is rotated around the rotation center C by the rotation driving. Note that the center of the substrate W coincides with the rotation center C.

基板Wの上方には、2流体ノズル104が配置されている。2流体ノズル104は、加圧された気体と洗浄液を混合してミストMを形成する。回転している基板Wへ2流体ノズル104によりミストMを吐出・供給することで、基板Wが洗浄される。スピンチャック101の周囲に設けられた飛散防止カップ105は、基板Wの洗浄の際、2流体ノズル104から吐出されたミストMが周囲に飛散するのを防止する。飛散防止カップ105は、図中の矢印のようにスピンチャック101に対して昇降可能に構成されている。未洗浄の基板Wをスピンチャック101へ受け渡す際には図8に示す位置より下降しており、スピンチャック101に載置された基板Wを洗浄する際に図8に示す位置へ上昇して基板Wの周囲を覆う。   A two-fluid nozzle 104 is disposed above the substrate W. The two-fluid nozzle 104 mixes the pressurized gas and the cleaning liquid to form a mist M. The substrate W is cleaned by discharging and supplying the mist M to the rotating substrate W by the two-fluid nozzle 104. The anti-scattering cup 105 provided around the spin chuck 101 prevents the mist M discharged from the two-fluid nozzle 104 from being scattered around when the substrate W is cleaned. The anti-scattering cup 105 is configured to be movable up and down with respect to the spin chuck 101 as indicated by an arrow in the figure. When the uncleaned substrate W is transferred to the spin chuck 101, it is lowered from the position shown in FIG. 8, and when the substrate W placed on the spin chuck 101 is cleaned, it is raised to the position shown in FIG. The periphery of the substrate W is covered.

支持アーム106は、2流体ノズル104の吐出口を基板Wの処理面に対して垂直方向にして2流体ノズル104を支持している。支持アーム106は、駆動機構107によって昇降可能に構成されている。洗浄時においてはその昇降により、2流体ノズル104の吐出口が基板Wの処理面から距離Kだけ離れた位置に配置される。この距離Kは、例えば5mmから10mmまでの範囲である。支持アーム106は、水平面に対して平行に揺動可能に構成し、2流体ノズル104が基板Wの処理面を横切るようにしてもよい。   The support arm 106 supports the two-fluid nozzle 104 with the discharge port of the two-fluid nozzle 104 in a direction perpendicular to the processing surface of the substrate W. The support arm 106 is configured to be moved up and down by a drive mechanism 107. At the time of cleaning, the discharge port of the two-fluid nozzle 104 is disposed at a position away from the processing surface of the substrate W by a distance K due to its elevation. This distance K is, for example, in a range from 5 mm to 10 mm. The support arm 106 may be configured to be able to swing in parallel to the horizontal plane, and the two-fluid nozzle 104 may cross the processing surface of the substrate W.

2流体ノズル104の胴部には、加圧された気体を導入するガス導入管108Aと薬液を供給する薬液導入管108Bが連結されている。ガス導入管108Aには気体供給装置109から気体が供給される。気体の流路には制御弁110および圧力調整器111が配置されており、制御弁110でその流路を開閉し、圧力調整器111で気体の加圧や減圧などの圧力調整を行う。この気体には、アルゴン(Ar)等の希ガスや窒素(N2)等の不活性ガスを用いる。アルゴンや窒素等、常温、常圧において化学的に安定な気体を用いることで、薬液や基板、パターンに対して化学反応を起こさないので、薬液や基板やパターンに悪影響を与えない。 A gas introduction pipe 108 </ b> A for introducing pressurized gas and a chemical solution introduction pipe 108 </ b> B for supplying a chemical solution are connected to the body portion of the two-fluid nozzle 104. Gas is supplied from the gas supply device 109 to the gas introduction pipe 108A. A control valve 110 and a pressure regulator 111 are disposed in the gas flow path. The control valve 110 opens and closes the flow path, and the pressure regulator 111 performs pressure adjustment such as pressurization and decompression of the gas. As this gas, a rare gas such as argon (Ar) or an inert gas such as nitrogen (N 2 ) is used. By using a gas that is chemically stable at normal temperature and normal pressure, such as argon or nitrogen, a chemical reaction is not caused to the chemical solution, the substrate, and the pattern, so that the chemical solution, the substrate, and the pattern are not adversely affected.

一方、薬液導入管108Bには、制御弁112を介して接続された超純水供給装置113から、二酸化炭素(CO2)が添加された超純水が薬液として供給される。薬液として、二酸化炭素を添加した超純水を使用するのは、比抵抗値が小さく、基板Wの処理面と薬液の摩擦により発生する静電気を抑制し、基板Wの絶縁破壊を防止できるからである。 On the other hand, ultrapure water to which carbon dioxide (CO 2 ) is added is supplied as a chemical solution from the ultrapure water supply device 113 connected through the control valve 112 to the chemical solution introduction pipe 108B. The reason why the ultrapure water added with carbon dioxide is used as the chemical solution is that the specific resistance value is small, the static electricity generated by the friction between the processing surface of the substrate W and the chemical solution can be suppressed, and the dielectric breakdown of the substrate W can be prevented. is there.

コントローラ114は、電動モータ103や、駆動機構107、気体供給装置109、制御弁110、112、圧力調整器111、超純水供給装置113などを制御する。その制御に従って、基板Wの洗浄処理や乾燥処理が行われることになる。   The controller 114 controls the electric motor 103, the drive mechanism 107, the gas supply device 109, the control valves 110 and 112, the pressure regulator 111, the ultrapure water supply device 113, and the like. According to the control, the cleaning process and the drying process of the substrate W are performed.

洗浄処理を行う際には、まず飛散防止カップ105をスピンチャック101に対して下降させ、パターン形成された基板Wをスピンチャック101に載置する。そして、飛散防止カップ105を上昇させるとともに、駆動機構107を制御して2流体ノズル104を洗浄位置に移動させる。   When performing the cleaning process, first, the anti-scattering cup 105 is lowered with respect to the spin chuck 101, and the patterned substrate W is placed on the spin chuck 101. Then, the splash prevention cup 105 is raised and the drive mechanism 107 is controlled to move the two-fluid nozzle 104 to the cleaning position.

次に、電動モータ103を制御して一定速度で基板Wを低速回転(例えば、300から700rpm程度)させつつ、2流体ノズル104からミストMを基板Wに対して供給し、ミストMを基板Wに対して吐出する。ミストMを基板Wに吐出中、2流体ノズル104は、基板Wが均一に洗浄されるよう、基板W上を走査する。図8の基板処理装置においては、2流体ノズル104は、駆動機構107の制御に従い、基板Wの中心を通る円弧状の軌跡を等速で走査する。例えば、基板Wの一方端から基板中心を通過して他方端までの間を往復する、あるいは基板Wの端部と基板中心との間を往復することにより2流体ノズル104の走査が行われる。この状態で一定時間、基板処理を実施した後、ミストMの吐出を停止して2流体ノズル104を待機位置に移動させる。同時に基板Wを高速回転(例えば、2000から3000rpm程度)させて、吐出された薬液を振り切る乾燥処理を行い、一連の洗浄処理が終了する。   Next, while controlling the electric motor 103 to rotate the substrate W at a low speed (for example, about 300 to 700 rpm), the mist M is supplied from the two-fluid nozzle 104 to the substrate W, and the mist M is supplied to the substrate W. To discharge. While discharging the mist M onto the substrate W, the two-fluid nozzle 104 scans the substrate W so that the substrate W is evenly cleaned. In the substrate processing apparatus of FIG. 8, the two-fluid nozzle 104 scans an arc-shaped locus passing through the center of the substrate W at a constant speed according to the control of the drive mechanism 107. For example, the two-fluid nozzle 104 is scanned by reciprocating from one end of the substrate W to the other end through the substrate center, or reciprocating between the end of the substrate W and the substrate center. In this state, after the substrate processing is performed for a certain time, the discharge of the mist M is stopped and the two-fluid nozzle 104 is moved to the standby position. At the same time, the substrate W is rotated at a high speed (for example, about 2000 to 3000 rpm) to perform a drying process for shaking off the discharged chemical solution, and a series of cleaning processes is completed.

図9は、2流体ノズルの構成を示す断面図である。2流体ノズル104の混合部は、ガス導入管108Aの外側を薬液導入管108Bが取り囲む二重管の構造で構成されている。また2流体ノズル104の先端部201は、オリフィス状の管と、ミストMを加速させる直状円筒管である加速管とで連接されて構成されている。2流体ノズル104における気体Gの使用量(流量)は、20L/minから100L/minまでの範囲、好ましくは、20L/minから60L/minまでの範囲である。2流体ノズル104における薬液Sの使用量は、10mL/minから200mL/minまでの範囲、好ましくは100mL/minから200mL/minまでの範囲であって、さらに好ましくは100mL/minから150mL/minまでの範囲である。基板Wのパターンに損傷を与えることなく、パーティクルを除去するためである。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the two-fluid nozzle. The mixing portion of the two-fluid nozzle 104 has a double tube structure in which the chemical solution introduction tube 108B surrounds the gas introduction tube 108A. The tip 201 of the two-fluid nozzle 104 is configured by connecting an orifice-shaped tube and an acceleration tube that is a straight cylindrical tube that accelerates the mist M. The usage amount (flow rate) of the gas G in the two-fluid nozzle 104 is in a range from 20 L / min to 100 L / min, and preferably in a range from 20 L / min to 60 L / min. The usage amount of the chemical S in the two-fluid nozzle 104 is in the range from 10 mL / min to 200 mL / min, preferably in the range from 100 mL / min to 200 mL / min, and more preferably from 100 mL / min to 150 mL / min. Range. This is because particles are removed without damaging the pattern of the substrate W.

上述の基板処理装置による洗浄の条件は、例えば、ミスト化した洗浄液Sを吐出する吐出口から基板Wの処理面までの距離が10mm、気体の使用量が60L/min、薬剤Sの使用量が150mL/minである。このとき、ミスト化した薬液Sの液滴粒径は5μmから20μmまでの範囲に制御される。また、低速回転時の基板Wの回転数は500rpmとすることができる。   The conditions for cleaning by the above-described substrate processing apparatus are, for example, a distance from the discharge port that discharges the misted cleaning liquid S to the processing surface of the substrate W is 10 mm, the amount of gas used is 60 L / min, and the amount of drug S used is 150 mL / min. At this time, the droplet diameter of the misted chemical liquid S is controlled in a range from 5 μm to 20 μm. Moreover, the rotation speed of the board | substrate W at the time of low speed rotation can be 500 rpm.

本洗浄方式では、ミストMを形成する薬液微粒子と基板Wの衝突時の衝撃力により、基板上のパーティクルが除去される。このため、基板W上の、ある箇所のパーティクル除去力は、その箇所にミストMが吐出される時間、すなわち、2流体ノズル104の走査時間に比例する。したがって、本洗浄方式では、洗浄均一性を向上させるために、基板Wの面内において、2流体ノズル104の走査時間のばらつきを抑制する必要がある。   In this cleaning method, particles on the substrate are removed by the impact force at the time of collision between the chemical liquid fine particles forming the mist M and the substrate W. For this reason, the particle removal force at a certain location on the substrate W is proportional to the time during which the mist M is discharged to that location, that is, the scanning time of the two-fluid nozzle 104. Therefore, in this cleaning method, it is necessary to suppress variations in the scanning time of the two-fluid nozzle 104 in the plane of the substrate W in order to improve cleaning uniformity.

下記特許文献2には、2流体ノズル104を基板Wに対して、基板Wの一方の基板端から図8に示す回転中心Cを通り他方の基板端まで走査させる場合に、2流体ノズル104の走査時間が基板W上の位置によってばらつきが生じるのを抑える走査方法が開示されている。図10を用いて、特許文献2に記載された走査方法を説明する。   In the following Patent Document 2, when the two-fluid nozzle 104 is scanned with respect to the substrate W from one substrate end of the substrate W to the other substrate end through the rotation center C shown in FIG. A scanning method that suppresses variations in the scanning time depending on the position on the substrate W is disclosed. The scanning method described in Patent Document 2 will be described with reference to FIG.

図10に示すように、基板W上において、基板中心(回転中心C)からの距離rの円を中心線とした、幅Δrの円環Qの面積Sは以下の数式1により計算される。   As shown in FIG. 10, on the substrate W, the area S of the ring Q having a width Δr with the circle at the distance r from the substrate center (rotation center C) as the center line is calculated by the following formula 1.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

2流体ノズル104が基板中心を通る直線N上を走査すると仮定した場合、2流体ノズル104の移動速度(以下、ノズル移動速度という。)をvOとすると、図10に示す円環Qを2流体ノズル104が横切るのに要する時間tcは以下の数式2により計算される。 If two-fluid nozzle 104 is assumed scans the straight line N passing through the center of the substrate, the moving speed of the two-fluid nozzle 104 when (hereinafter, referred to as the nozzle moving speed.) And the v O, the ring Q shown in FIG. 10 2 The time t c required for the fluid nozzle 104 to cross is calculated by the following equation 2.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

したがって、円環Qにおいて、2流体ノズル104の単位面積あたりの走査時間D(以下、走査密度Dという。)は、以下の数式3により計算される。   Therefore, in the ring Q, the scanning time D (hereinafter referred to as scanning density D) per unit area of the two-fluid nozzle 104 is calculated by the following Equation 3.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

数式3は、ノズル移動速度vOが一定である場合、基板中心からの距離rが大きくなるにしたがって、走査密度Dが小さくなることを示している。すなわち、ノズル移動速度vOが一定である場合、基板Wの面内において、洗浄力が不均一になることを示している。走査密度Dを一定にするには、数式3を変形した下記の数式4にしたがい、ノズル移動速度を基板中心Cからの距離rの関数v(r)として、基板中心からの距離rに反比例させればよい。なお、数式4では、走査密度Dは所望の定数である。 Formula 3 shows that when the nozzle moving speed v O is constant, the scanning density D decreases as the distance r from the center of the substrate increases. That is, when the nozzle moving speed v O is constant, the cleaning power becomes nonuniform in the plane of the substrate W. In order to keep the scanning density D constant, the nozzle moving speed is made inversely proportional to the distance r from the substrate center as a function v (r) of the distance r from the substrate center C in accordance with the following Expression 4 modified from Equation 3. Just do it. In Equation 4, the scanning density D is a desired constant.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

しかし、数式4では、基板中心、すなわちr=0で速度v(r)が無限大に発散してしまう。このため、このような移動速度の制御を現実に実現することは困難である。そこで、特許文献2では、基板中心から基板端までの間を、任意の特定点で複数の円環状の区間に区切り、各特定点において、速度v(r)が距離rに対し反比例、もしくは、ほぼ反比例するよう設定し、また上記円環状の区間内では、基板中心からの距離rに対して近似的に1次関数になるようにノズル移動速度を制御することが記載されている。
特開2003−22994号公報 特開2005−93694号公報
However, in Equation 4, the velocity v (r) diverges infinitely at the center of the substrate, that is, r = 0. For this reason, it is difficult to actually realize such movement speed control. Therefore, in Patent Document 2, the space from the substrate center to the substrate edge is divided into a plurality of annular sections at arbitrary specific points, and at each specific point, the velocity v (r) is inversely proportional to the distance r, or It is described that the nozzle moving speed is set so as to be approximately inversely proportional, and the nozzle moving speed is controlled to be approximately a linear function with respect to the distance r from the center of the substrate in the annular section.
JP 2003-22994 A JP 2005-93694 A

上述したノズル移動速度の制御を適用することにより、2流体ノズル104を一定の移動速度vOで移動させる場合に比べて、洗浄力のばらつきを低減することができる。しかしながら、数式1から数式4の計算は、2流体ノズル104の移動軌跡が直線であると仮定している。すなわち、基板中心から基板端の間で区分された各円環を、2流体ノズル104が走査する距離が、各円環で一定であると仮定されている。 By applying the control of the nozzle moving speed described above, it is possible to reduce the variation in cleaning power as compared with the case where the two-fluid nozzle 104 is moved at a constant moving speed v O. However, the calculations of Formulas 1 to 4 assume that the movement trajectory of the two-fluid nozzle 104 is a straight line. That is, it is assumed that the distance that the two-fluid nozzle 104 scans each circular ring divided between the substrate center and the substrate edge is constant in each circular ring.

図8に示したような基板処理装置では、2流体ノズル104を駆動機構107のモータにより駆動することが一般的であり今後も使用されると予想される。この場合、ノズルの移動軌跡は、モータの回転軸を中心とした円弧になる。2流体ノズル104の移動軌跡が円弧である場合、図10に示すように、円環Qの内周と円弧状のノズルの移動軌跡Kとの交点Pおよび基板中心を通る直線Nと、ノズル移動軌跡Kとにおいて、円環Q内を走査する距離は、ノズル移動軌跡Kの方が大きくなる。また、交点Pにおけるノズル移動軌跡Kの接線K1と直線Nとがなす角度は、交点Pと基板中心との距離が大きくなるほど増大する。すなわち、円環Qが基板中心から離れるにつれて、円弧状のノズル移動軌跡Kが円環Qを走査する距離は増大する。したがって、ノズルの移動軌跡が円弧である場合、走査密度Dは、反比例式にしたがうノズルの移動速度制御できない基板中心付近を除き、基板周辺部で増大することになる。このため、上述のノズル移動速度制御を適用した場合であっても、単位面積当たりのノズル走査時間は必ずしも一定にならない。   In the substrate processing apparatus as shown in FIG. 8, the two-fluid nozzle 104 is generally driven by the motor of the drive mechanism 107 and is expected to be used in the future. In this case, the movement trajectory of the nozzle is an arc centered on the rotation axis of the motor. When the movement locus of the two-fluid nozzle 104 is an arc, as shown in FIG. 10, the intersection point P between the inner circumference of the ring Q and the movement locus K of the arc-shaped nozzle and the straight line N passing through the substrate center, and the nozzle movement With respect to the trajectory K, the nozzle movement trajectory K has a larger distance for scanning in the ring Q. Further, the angle formed by the tangent line K1 of the nozzle movement locus K and the straight line N at the intersection point P increases as the distance between the intersection point P and the substrate center increases. That is, as the ring Q moves away from the center of the substrate, the distance that the arc-shaped nozzle movement locus K scans the ring Q increases. Therefore, when the nozzle movement trajectory is an arc, the scanning density D increases in the periphery of the substrate except in the vicinity of the center of the substrate where the nozzle movement speed cannot be controlled according to the inversely proportional expression. For this reason, even when the above-described nozzle movement speed control is applied, the nozzle scanning time per unit area is not necessarily constant.

図11に示す座標系において、以上の内容は、以下のように数式化される。図11では、基板中心を原点にしている。また、基板半径をaとし、2流体ノズル104のモータ回転軸を座標(0,−α)にしている。時刻tにおける2流体ノズル104の位置座標は(x、y)とする。この場合、2流体ノズル104は座標(0,−α)を中心とした、半径αの円弧L上を走査する。したがって、位置座標(x、y)は、以下の数式5を満たす。   In the coordinate system shown in FIG. 11, the above contents are mathematically expressed as follows. In FIG. 11, the center of the substrate is the origin. Further, the substrate radius is a, and the motor rotation axis of the two-fluid nozzle 104 is the coordinates (0, -α). The position coordinates of the two-fluid nozzle 104 at time t are (x, y). In this case, the two-fluid nozzle 104 scans on an arc L having a radius α with the coordinate (0, −α) as the center. Therefore, the position coordinates (x, y) satisfy the following formula 5.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

また、2流体ノズル104の移動速度v1=(v1x、v1y)は、数式5の両辺を時間で微分した以下の数式6を満たす。 Moreover, the moving speed v 1 = (v 1x , v 1y ) of the two-fluid nozzle 104 satisfies the following formula 6 obtained by differentiating both sides of formula 5 with respect to time.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

基板中心からの距離rに対してノズル移動速度v1を反比例させる場合、ノズル移動速度v1は、定数bを導入して、以下の数式7により表現することができる。 When the nozzle moving speed v 1 is inversely proportional to the distance r from the substrate center, the nozzle moving speed v 1 can be expressed by the following Equation 7 by introducing a constant b.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

また、ノズル移動速度v1と基板中心からの距離rは、以下の数式8、9を満足する。 The nozzle moving speed v 1 and the distance r from the center of the substrate satisfy the following expressions 8 and 9.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

Figure 2009059876
Figure 2009059876

時刻t=0のときに、2流体ノズル104が基板端にあることを境界条件として、数式5〜7を解き、2流体ノズル104の位置座標(x、y)を求めると、座標yは、以下の数式10により計算される。   When the two fluid nozzles 104 are located at the substrate edge at time t = 0 and the boundary conditions of the two fluid nozzles 104 are solved to obtain the position coordinates (x, y) of the two fluid nozzles 104, the coordinate y is It is calculated by the following formula 10.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

図12は、数式10と数式5を用いて算出した、ノズル走査密度Dの基板中心からの距離rに対する依存性を示す図である。図12では、移動速度が発散する基板中心を除くため、基板中心から10mmを除外した範囲で依存性を算出している。また、基板半径aは200mmであり、基板中心からノズル駆動モータの回転軸までの距離αは250mmである。そして、基板面を直径方向の幅が10mmの円環に区分し、各円環をノズルが走査するのに要する時間を各円環の面積で除することにより走査密度を求めている。なお、図12の横軸は、各円環の外周の基板中心からの距離であり、縦軸は、各円環における2流体ノズル104の走査密度Dである。また、図12の計算において、数式7の定数bは、1000としている。図12から、従来法では、ノズル走査密度Dは基板中心から離れるにつれて増大し、洗浄力に不均一を生じることが分かる。   FIG. 12 is a diagram illustrating the dependence of the nozzle scanning density D on the distance r from the substrate center, calculated using Expression 10 and Expression 5. In FIG. 12, in order to exclude the substrate center where the moving speed diverges, the dependency is calculated in a range excluding 10 mm from the substrate center. The substrate radius a is 200 mm, and the distance α from the substrate center to the rotation axis of the nozzle drive motor is 250 mm. Then, the scanning density is obtained by dividing the substrate surface into an annulus having a diametrical width of 10 mm and dividing the time required for the nozzle to scan each annulus by the area of each annulus. Note that the horizontal axis of FIG. 12 is the distance from the substrate center on the outer periphery of each ring, and the vertical axis is the scanning density D of the two-fluid nozzle 104 in each ring. In the calculation of FIG. 12, the constant b in Expression 7 is set to 1000. From FIG. 12, it can be seen that in the conventional method, the nozzle scanning density D increases as the distance from the center of the substrate increases, and the cleaning power becomes non-uniform.

本発明は、上記従来の事情を鑑みて提案されたものであり、ノズルの移動軌跡がモータ回転軸を中心とした円弧である場合において、洗浄力のばらつきを低減できる基板処理方法を提供することを目的としている。   The present invention has been proposed in view of the above-described conventional circumstances, and provides a substrate processing method capable of reducing variations in cleaning power when the nozzle movement locus is an arc centered on a motor rotation axis. It is an object.

本願において開示される発明のうち、概要を説明すれば、以下の通りである。まず、本発明は、加圧された気体と処理薬液を混合してノズルから吐出することによって形成されたミスト状の処理薬液に、基板表面を曝して基板を処理する基板処理方法を前提とする。そして、当該基板に処理を施す際、前記ノズルは、移動軌跡が円弧上であって、移動速度の基板の半径方向成分(基板動径成分)が基板中心からの距離に対し反比例するように制御する基板処理方法である。もしくは、基板上の任意の複数箇所で移動速度の動径成分が基板中心からの距離に対し反比例するように制御する基板処理方法である。   The outline of the invention disclosed in the present application will be described as follows. First, the present invention is premised on a substrate processing method for processing a substrate by exposing the substrate surface to a mist-like processing chemical liquid formed by mixing pressurized gas and a processing chemical liquid and discharging the mixture from a nozzle. . Then, when processing the substrate, the nozzle is controlled so that the movement locus is on an arc and the radial component of the substrate (substrate radial component) of the moving speed is inversely proportional to the distance from the substrate center. This is a substrate processing method. Alternatively, it is a substrate processing method in which the radial component of the moving speed is controlled to be inversely proportional to the distance from the substrate center at any plurality of locations on the substrate.

本発明では、ノズルの移動軌跡に対応して、ノズルの移動速度の基板動径成分が基板中心からの距離に対し反比例する、もしくは、基板上の任意の複数箇所で移動速度の基板動径成分が基板中心からの距離に対し反比例するように制御するため、基板面内を均一に洗浄することができる。   In the present invention, the substrate moving diameter component of the moving speed of the nozzle is inversely proportional to the distance from the center of the substrate corresponding to the movement trajectory of the nozzle, or the substrate moving diameter component of the moving speed at any plurality of locations on the substrate. Is controlled so as to be inversely proportional to the distance from the center of the substrate, the substrate surface can be cleaned uniformly.

以下、図面を参照しながら本発明に係る基板処理方法を説明する。本実施形態では、本発明に係る基板処理方法を、上記背景技術において図8を用いて説明した、2流体ノズル104(以下、ノズル104という。)を備える基板処理装置に適用した事例により具体化している。なお、本実施形態では、ノズル104がモータ駆動により円弧状の軌跡に沿って、ノズル移動速度v2にて動作するものとする。本実施形態では、ノズル移動速度v2ベクトルの、半導体基板などの円形基板の半径方向成分(基板動径成分)v2rを基板中心からの距離rに反比例するようにノズル104を動作させる。 Hereinafter, a substrate processing method according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the substrate processing method according to the present invention is embodied by an example applied to a substrate processing apparatus including the two-fluid nozzle 104 (hereinafter referred to as the nozzle 104) described in the background art with reference to FIG. ing. In the present embodiment, it is assumed that the nozzle 104 operates at a nozzle moving speed v 2 along an arcuate locus by driving a motor. In this embodiment, the nozzle 104 is operated so that the radial direction component (substrate radial component) v 2r of a circular substrate such as a semiconductor substrate of the nozzle moving speed v 2 vector is inversely proportional to the distance r from the substrate center.

まず、図1に示す座標系にて、本実施形態におけるノズル104の移動速度制御の詳細を具体的に説明する。図1において、回転中心Cと一致する基板中心(以下、基板中心Cをいう。)が原点であり、ノズル104のモータ回転軸が座標(0,α)である。この場合、ノズル104は、座標(0,α)を中心とした半径αの円弧上を走査する。したがって、ノズル座標(x,y)は、以下の数式11を満たす。   First, details of the movement speed control of the nozzle 104 in the present embodiment will be specifically described with reference to the coordinate system shown in FIG. In FIG. 1, the substrate center (hereinafter referred to as the substrate center C) that coincides with the rotation center C is the origin, and the motor rotation axis of the nozzle 104 is the coordinates (0, α). In this case, the nozzle 104 scans on an arc having a radius α with the coordinate (0, α) as the center. Therefore, the nozzle coordinates (x, y) satisfy the following formula 11.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

また、ノズル移動速度v2=(v2x、v2y)は、数式11の両辺を時間で微分した、以下の数式12を満たす。 Further, the nozzle moving speed v 2 = (v 2x , v 2y ) satisfies the following Expression 12 obtained by differentiating both sides of Expression 11 with respect to time.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

本実施形態では、ノズル走査密度が基板外周において低下を抑制するため、上述したように、ノズル速度v2の基板動径成分v2rを基板中心Cからの距離rに反比例させている。このため、基板動径成分v2rは、定数dを導入して、以下の数式13で表現することができる。 In the present embodiment, in order to suppress a decrease in the nozzle scanning density on the outer periphery of the substrate, the substrate radius vector component v 2r of the nozzle velocity v 2 is inversely proportional to the distance r from the substrate center C as described above. For this reason, the substrate radius vector component v 2r can be expressed by the following Equation 13 by introducing a constant d.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

また、ノズル移動速度v2の基板動径成分v2rは、原点とノズル104とを通る直線と、ノズル速度v2とのなす角度δ(図2参照)によって、以下の数式14で表すことができる。 Further, the substrate moving radius component v 2r of the nozzle moving speed v 2 can be expressed by the following formula 14 by an angle δ (see FIG. 2) formed by a straight line passing through the origin and the nozzle 104 and the nozzle speed v 2 . it can.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

図2は、図1の要部を拡大して示す図である。図2に示すように、原点とノズル104とを通過する直線と、座標系のX軸とのなす角を角度θと定義し、モータ回転軸とノズル104とを通る直線と、座標系のX軸とのなす角を角度φと定義すると、δ=π/2−(θ+φ)またはδ=θである。したがって、角度δは数式15を満足する。   FIG. 2 is an enlarged view showing a main part of FIG. As shown in FIG. 2, an angle formed between a straight line passing through the origin and the nozzle 104 and the X axis of the coordinate system is defined as an angle θ, a straight line passing through the motor rotation axis and the nozzle 104, and an X of the coordinate system When an angle formed with the axis is defined as an angle φ, δ = π / 2− (θ + φ) or δ = θ. Therefore, the angle δ satisfies Expression 15.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

時刻t=0において、ノズル104が基板端にあることを境界条件として、数式12〜15をyについて解くと、以下の数式16となる。   When Equations 12 to 15 are solved for y with the boundary condition that the nozzle 104 is at the substrate end at time t = 0, Equation 16 below is obtained.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

また、数式16を数式11に代入し、xについて解くと、x≧0において、以下の数式17となる。   Further, when Expression 16 is substituted into Expression 11 and solved for x, the following Expression 17 is obtained when x ≧ 0.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

図3は、数式16、17を用いて算出した、ノズルの走査密度Dの基板中心Cからの距離に対する依存性を示す図である。図3では、基板中心Cから10mmの範囲を除外した範囲で依存性を算出している。図3において、基板半径aは200mmであり、基板中心Cからノズル駆動モータの回転軸までの距離αは250mmである。そして、基板面を直径方向の幅が10mmの円環に区分し、各円環をノズル104が走査するのに要する時間により走査密度を求めている。すなわち、数式16、17を用いて、ノズル104が各円環の境界を通過する時刻tをそれぞれ算出する。隣接する境界について求められた時刻の差分が、各円環の走査時間になる。そして、各円環の走査時間を各円環の面積で割ることにより、走査密度Dを求める。なお、図3の横軸は、各円環の外周の基板中心Cからの距離であり、縦軸はノズル走査密度Dである。図3の計算において、数式13の定数dは、1000としている。また、図3には、比較例として、図12に示した従来のノズル移動速度制御によるノズル走査密度を示している。   FIG. 3 is a diagram illustrating the dependence of the nozzle scanning density D on the distance from the substrate center C, calculated using Equations 16 and 17. In FIG. In FIG. 3, the dependence is calculated in a range excluding the range of 10 mm from the substrate center C. In FIG. 3, the substrate radius a is 200 mm, and the distance α from the substrate center C to the rotation axis of the nozzle drive motor is 250 mm. Then, the substrate surface is divided into annulus having a diametrical width of 10 mm, and the scanning density is determined by the time required for the nozzle 104 to scan each of the annulus. That is, the time t at which the nozzle 104 passes through the boundary of each ring is calculated using Equations 16 and 17, respectively. The difference in time obtained for adjacent boundaries becomes the scanning time of each ring. Then, the scanning density D is obtained by dividing the scanning time of each ring by the area of each ring. Note that the horizontal axis in FIG. 3 is the distance from the substrate center C on the outer periphery of each ring, and the vertical axis is the nozzle scanning density D. In the calculation of FIG. 3, the constant d of Expression 13 is 1000. FIG. 3 shows the nozzle scanning density by the conventional nozzle movement speed control shown in FIG. 12 as a comparative example.

図3より、本実施形態では、ノズル走査密度Dが基板端まで一定になっており、ノズル104の移動速度自体を基板中心Cからの距離rに応じて反比例させる従来法と比較して洗浄力が均一になっていることが理解できる。このような本実施形態のノズル移動速度の制御は、図8に示した基板処理装置では、制御装置114を通じて駆動機構107を制御することにより実現される。これにより、均一な基板処理を実現することができる。   As shown in FIG. 3, in this embodiment, the nozzle scanning density D is constant up to the substrate edge, and the cleaning power compared to the conventional method in which the moving speed of the nozzle 104 is inversely proportional to the distance r from the substrate center C. Can be understood to be uniform. Such control of the nozzle movement speed of the present embodiment is realized by controlling the drive mechanism 107 through the control device 114 in the substrate processing apparatus shown in FIG. Thereby, uniform substrate processing can be realized.

ところで、本実施形態においても、基板中心Cでのノズル速度は無限大に発散することになる(数式13参照)。そのため、基板中心C付近ではノズル移動速度を補正する必要がある。そこで、本実施形態では、基板中心Cとの距離が10mmを越える位置から基板端までを以上で説明したノズルの移動速度制御を用いてノズルを走査させている。そして、基板中心Cからの距離が10mm以内にある領域では、基板中心Cからの距離r(mm)に対して、ノズル移動速度vを以下の数式18の1次関数で補正している。なお、数式18では、基板中心Cにおけるノズル速度をva、基板中心Cから10mmの位置でのノズル移動速度をvbとしている。 Incidentally, also in this embodiment, the nozzle speed at the substrate center C diverges infinitely (see Equation 13). Therefore, it is necessary to correct the nozzle moving speed in the vicinity of the substrate center C. Therefore, in this embodiment, the nozzle is scanned using the nozzle moving speed control described above from the position where the distance from the substrate center C exceeds 10 mm to the substrate end. In a region where the distance from the substrate center C is within 10 mm, the nozzle movement speed v is corrected by a linear function of the following Expression 18 with respect to the distance r (mm) from the substrate center C. In Equation 18, the nozzle speed at the substrate center C is v a , and the nozzle moving speed at a position 10 mm from the substrate center C is v b .

Figure 2009059876
Figure 2009059876

次に、定数dについて説明する。定数dの値は、基板中心Cから基板端までの走査時間に応じて設定される。上述のように、基板中心Cより距離が10mm離れた位置から基板端までの間で、数式16、17を満足する上述のノズル移動速度制御によりノズル104が走査される場合、基板中心Cから基板端までの走査時間は、ノズル走査距離の約95%を占める、基板中心Cから10mmの距離にある位置と基板端との間の走査時間によりほぼ決定される。したがって、数式16を定数dについて解いた以下の数式19により、所望の走査時間に対する定数dの値を近似的に算出することができる。   Next, the constant d will be described. The value of the constant d is set according to the scanning time from the substrate center C to the substrate edge. As described above, when the nozzle 104 is scanned by the above-described nozzle movement speed control that satisfies Expressions 16 and 17 from the position 10 mm away from the substrate center C to the substrate end, the substrate center C to the substrate The scanning time to the edge is substantially determined by the scanning time between the position at a distance of 10 mm from the substrate center C, which occupies about 95% of the nozzle scanning distance, and the substrate edge. Therefore, the value of the constant d for a desired scanning time can be approximately calculated by the following mathematical formula 19 obtained by solving the mathematical formula 16 for the constant d.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

数式19では、図1に示す座標系において、ノズル104が基板中心Cから10mmの距離にあるときの座標値をydとしている。例えば、基板半径aが150mm(直径300mm)、基板中心Cからノズル104を駆動するモータ回転軸までの距離αが200mmであり、基板中心Cから基板端までのノズル走査に要する時間を12秒に設定するものとする。この場合、数式19に、a=150、α=200、t=12、r=10のおけるノズル104のy座標ydを代入することにより、定数dを求めることができる。この場合d=933となる。 In Equation 19, in the coordinate system shown in FIG. 1, a coordinate value when the nozzle 104 is at a distance of 10mm from the substrate center C as a y d. For example, the substrate radius a is 150 mm (diameter 300 mm), the distance α from the substrate center C to the motor rotation shaft that drives the nozzle 104 is 200 mm, and the time required for nozzle scanning from the substrate center C to the substrate edge is 12 seconds. Shall be set. In this case, the constant d can be obtained by substituting the y coordinate y d of the nozzle 104 at a = 150, α = 200, t = 12, and r = 10 into Equation 19. In this case, d = 933.

図4は、基板半径aが150mm(直径300mm)、基板中心Cからノズル104を駆動するモータ回転軸までの距離αが200mmである場合の、基板中心Cからの距離rに対するノズル移動速度v2の分布を示す図である。なお、図4では、基板中心Cでのノズル移動速度を150mm/sec、定数dを1000にしている(基板中心Cから基板端までのノズル走査に要する時間は約12秒)。また、図4では、比較例として、従来のノズル移動速度制御によるデータを示している。図4に示すように、本実施形態では、ノズル移動速度の基板動径成分を、基板中心Cからの距離rに応じて反比例させているため、従来と異なるノズル移動速度になっている。また、図5は、図4に示した本実施形態のノズル移動速度制御において、基板面を幅10mmの円環に区分した場合に、各円環におけるノズル走査密度Dを示す図である。図5に示すように基板中心Cから10mmの位置から基板端にわたって、ノズル走査密度Dが増大することなく均一に洗浄できることが理解できる。なお、図5では、比較例として、従来のノズル移動速度制御によるデータを示している。 FIG. 4 shows the nozzle moving speed v 2 with respect to the distance r from the substrate center C when the substrate radius a is 150 mm (diameter 300 mm) and the distance α from the substrate center C to the motor rotation shaft for driving the nozzle 104 is 200 mm. FIG. In FIG. 4, the nozzle moving speed at the substrate center C is 150 mm / sec and the constant d is 1000 (the time required for nozzle scanning from the substrate center C to the substrate edge is about 12 seconds). FIG. 4 shows data by conventional nozzle movement speed control as a comparative example. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the substrate moving diameter component of the nozzle moving speed is inversely proportional to the distance r from the substrate center C, so that the nozzle moving speed is different from the conventional one. FIG. 5 is a diagram showing the nozzle scanning density D in each circular ring when the substrate surface is divided into circular rings with a width of 10 mm in the nozzle movement speed control of the present embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 5, it can be understood that cleaning can be performed uniformly without increasing the nozzle scanning density D from the position 10 mm from the substrate center C to the substrate end. In FIG. 5, data by conventional nozzle movement speed control is shown as a comparative example.

また、図6は、基板半径aが200mm(直径400mm)、基板中心Cからノズル104を駆動するモータ回転軸までの距離αが250mmである場合の、基板中心Cからの距離rに対するノズル移動速度v2の分布を示す図である。図6では、基板中心Cでのノズル移動速度を150mm/sec、定数dを1000にしている(基板中心Cから基板端までのノズル走査に要する時間は約20秒)。また、図7は、図6に示した本実施形態のノズル移動速度制御において、基板面を幅10mmの円環に区分した場合の、各円環におけるノズル走査密度Dを示す図である。図7に示すように基板中心から10mmの位置から基板端にわたって、ノズル走査密度Dが増大することなく均一に洗浄できる。なお、図7においても、比較例として、従来のノズル移動速度制御によるデータを示している。 FIG. 6 shows the nozzle moving speed with respect to the distance r from the substrate center C when the substrate radius a is 200 mm (diameter 400 mm) and the distance α from the substrate center C to the motor rotation shaft for driving the nozzle 104 is 250 mm. v is a diagram showing the distribution of the two. In FIG. 6, the nozzle moving speed at the substrate center C is 150 mm / sec and the constant d is 1000 (the time required for nozzle scanning from the substrate center C to the substrate edge is about 20 seconds). FIG. 7 is a diagram showing the nozzle scanning density D in each ring when the substrate surface is divided into 10 mm wide rings in the nozzle movement speed control of this embodiment shown in FIG. 6. As shown in FIG. 7, the cleaning can be performed uniformly without increasing the nozzle scanning density D from the position of 10 mm from the substrate center to the substrate end. In FIG. 7 as well, data by conventional nozzle movement speed control is shown as a comparative example.

したがって、図8に示した基板処理装置にて、制御装置114を通じた駆動機構107の制御により、2流体ノズル104に上述の移動速度制御を適用することで、図5や図7に示すような均一な洗浄処理を実現することができる。   Therefore, in the substrate processing apparatus shown in FIG. 8, the above-described moving speed control is applied to the two-fluid nozzle 104 by the control of the driving mechanism 107 through the control device 114, as shown in FIG. 5 and FIG. A uniform cleaning process can be realized.

上述のノズル移動速度制御では、ノズル移動速度の基板動径成分を、基板中心Cからの距離rに応じて反比例させた。しかしながら、ノズル移動速度の基板動径成分が、基板中心Cからの距離rに対してほぼ反比例の関係にあれば、同様の効果を得ることができる。すなわち、基板上の任意の複数箇所で、ノズル移動速度の基板動径成分が、基板中心Cからの距離rに対して反比例の関係を満たせば、これら任意の箇所の間でノズル104を等速で移動させてもよい。例えば、基板面を、基板中心Cを中心とする同心円状の複数の円環に区分する。各円環の一方端と基板中心Cとの間の距離rに応じて、数式16、17の関係を満足する、当該距離rに対応するノズル移動速度v2の基板動径成分v2rを決定する。そして、各円環の上方にノズル104がある場合に、その円環の一方端で決定したノズル移動速度でノズル104を等速で走査させても、同様の効果を得ることができる。なお、各円環の幅は、同一であっても異なっていてもよい。 In the nozzle movement speed control described above, the substrate moving radius component of the nozzle movement speed is made inversely proportional to the distance r from the substrate center C. However, the same effect can be obtained if the substrate moving diameter component of the nozzle moving speed is substantially in inverse proportion to the distance r from the substrate center C. That is, if the substrate moving radius component of the nozzle moving speed satisfies an inversely proportional relationship with the distance r from the substrate center C at any plurality of locations on the substrate, the nozzle 104 is moved at a constant speed between these arbitrary locations. You may move it with. For example, the substrate surface is divided into a plurality of concentric rings centered on the substrate center C. In accordance with the distance r between one end of each circular ring and the substrate center C, the substrate radius vector component v 2r of the nozzle moving speed v 2 corresponding to the distance r is determined, which satisfies the relationship of Equations 16 and 17. To do. When the nozzles 104 are located above each ring, the same effect can be obtained even if the nozzles 104 are scanned at a constant speed at the nozzle moving speed determined at one end of the ring. Note that the width of each ring may be the same or different.

数式16、17を満足する、距離r1でのノズル移動速度v2は、数式13〜15および17より、以下の数式20で表される。 The nozzle moving speed v 2 at the distance r 1 that satisfies the expressions 16 and 17 is expressed by the following expression 20 from the expressions 13 to 15 and 17.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

よって、基板中心Cからの距離r1と距離r2(r1>r2)の間の区間でのノズル移動速度v12は、例えば以下の数式21で表すことができる。 Therefore, the nozzle moving speed v 12 in the section between the distance r 1 and the distance r 2 (r 1 > r 2 ) from the substrate center C can be expressed by the following Expression 21, for example.

Figure 2009059876
Figure 2009059876

以上に説明したように、本実施形態よれば、ノズル移動速度v2の基板動径成分v2rが基板中心Cからの距離rに反比例する状態に設定することで、円形基板を加圧された気体と処理薬液を混合し吐出させて洗浄処理を行う基板処理装置において、基板面内で、均一な洗浄処理を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, the circular substrate is pressurized by setting the substrate moving diameter component v 2r of the nozzle moving speed v 2 in inverse proportion to the distance r from the substrate center C. In a substrate processing apparatus that performs a cleaning process by mixing and discharging a gas and a processing chemical solution, a uniform cleaning process can be realized within the substrate surface.

なお、本発明は、以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、種々の変形および応用が可能である。例えば、本発明は、基板上にCVD法や炉処理による薄膜堆積後のような基板上にパターンのない工程でのスクラバー洗浄工程のみならず、フォトリソグラフィーやドライエッチングにより、ゲート形成後や層間絶縁膜に配線や配線層間を接続するコンタクトビアの溝を加工後のパーティクル除去等、凹凸のあるパターンを有する基板のスクラバー洗浄工程に有用である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and applications are possible without departing from the technical idea of the present invention. For example, the present invention can be applied not only to a scrubber cleaning process in a process having no pattern on the substrate, such as after deposition of a thin film by CVD or furnace treatment, but also after photolithography and dry etching, after gate formation and interlayer insulation. It is useful in a scrubber cleaning process for a substrate having an uneven pattern, such as particle removal after processing a groove of a contact via connecting a wiring or a wiring layer to a film.

また、本発明は、130nmノード以下(90nm、65nm、45nmなど)の製造プロセスにより、微細なパターン寸法を有する半導体集積回路装置を製造するための、直径が200mm以上の半導体基板の洗浄に対して特に有効である。直径が大きくなればなるほど、ノズル104の軌跡が直線から大きくずれるようになってくるからである。   Further, the present invention is for cleaning a semiconductor substrate having a diameter of 200 mm or more for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a fine pattern dimension by a manufacturing process of 130 nm node or less (90 nm, 65 nm, 45 nm, etc.). It is particularly effective. This is because the larger the diameter is, the more the locus of the nozzle 104 deviates from the straight line.

これら微細パターンを有する半導体装置は直径300mmの半導体基板を用いて製造されるのが主であり、将来は直径450mmの半導体基板で製造される可能性もある。このような集積回路の洗浄工程では現在以上に微小なパーティクルが歩留まり上問題とされ、かつ基板直径が大きくなることによって従来の方法では図5、図7に示したようにノズル走査密度の不均一性が大きくなる。したがって今後一層均一な洗浄効果が要求されるが、本発明はこのような動向に対して極めて有効である。   A semiconductor device having these fine patterns is mainly manufactured using a semiconductor substrate having a diameter of 300 mm, and may be manufactured using a semiconductor substrate having a diameter of 450 mm in the future. In such an integrated circuit cleaning process, fine particles are more problematic than the current yield, and the substrate diameter is increased, so that the conventional method has non-uniform nozzle scanning density as shown in FIGS. Increases sex. Therefore, a more uniform cleaning effect will be required in the future, but the present invention is extremely effective against such trends.

本発明は、LSI、ULSI等の半導体装置の製造分野のみでなく、基板材料を問わず、円形基板を加圧された気体と処理薬液を混合し吐出させて洗浄処理を行う基板処理装置において、利用可能な技術である。   The present invention is not only in the field of manufacturing semiconductor devices such as LSI and ULSI, but also in a substrate processing apparatus that performs a cleaning process by mixing and discharging a pressurized gas and a processing chemical solution to a circular substrate regardless of the substrate material. Available technology.

本発明の一実施形態におけるノズル移動制御の説明図Explanatory drawing of nozzle movement control in one embodiment of the present invention 図1の要部拡大図1 is an enlarged view of the main part of FIG. 本発明の一実施形態におけるノズル走査密度の基板中心からの距離依存を示す図The figure which shows the distance dependence from the substrate center of the nozzle scanning density in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるノズル走査速度の基板中心からの距離依存を示す図The figure which shows the distance dependence from the substrate center of the nozzle scanning speed in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるノズル走査密度の基板中心からの距離依存を示す図The figure which shows the distance dependence from the substrate center of the nozzle scanning density in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるノズル走査速度の基板中心からの距離依存を示す図The figure which shows the distance dependence from the substrate center of the nozzle scanning speed in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるノズル走査密度の基板中心からの距離依存を示す図The figure which shows the distance dependence from the substrate center of the nozzle scanning density in one Embodiment of this invention. 2流体ノズルを備えた基板処理装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the substrate processing apparatus provided with the 2 fluid nozzle. 2流体ノズルの構成を示す断面図Sectional drawing which shows structure of 2 fluid nozzle 従来のノズル移動制御の説明図Explanatory drawing of conventional nozzle movement control 従来のノズルが円弧状の軌道を走査する場合の説明図Explanatory drawing when a conventional nozzle scans an arc-shaped trajectory 従来のノズル走査密度の基板中心からの距離依存を示す図The figure which shows the distance dependence from the substrate center of the conventional nozzle scanning density

符号の説明Explanation of symbols

101 スピンチャック
101A 支持ピン
102 回転軸
103 電動モータ
104 2流体ノズル
105 飛散防止カップ
106 支持アーム
107 駆動機構
108A ガス導入管
108B 薬液導入管
109 気体供給装置
110 制御弁
111 圧力調整器
112 制御弁
113 超純水供給装置
114 コントローラ
201 2流体ノズル先端部
101 Spin chuck 101A Support pin 102 Rotating shaft 103 Electric motor 104 Two-fluid nozzle 105 Splash prevention cup 106 Support arm 107 Drive mechanism 108A Gas introduction pipe 108B Chemical liquid introduction pipe 109 Gas supply device 110 Control valve 111 Pressure regulator 112 Control valve 113 Pure water supply device 114 Controller 201 Two-fluid nozzle tip

Claims (5)

円形状の基板の上方において、前記基板の中心を通って前記基板の端部まで円弧状にノズルを移動させるとともに、加圧された気体と処理薬液を混合して前記ノズルから吐出することによって形成されたミスト状の前記処理薬液に基板表面を曝し、前記基板を処理する基板処理方法であって、
前記ノズルの移動速度の前記基板についての半径方向成分が、該ノズルの該基板の中心からの距離に反比例することを特徴とする、基板処理方法。
Formed by moving the nozzle in a circular arc shape through the center of the substrate to the end of the substrate above the circular substrate, and mixing the pressurized gas and the treatment chemical solution and discharging them from the nozzle A substrate processing method for exposing the substrate surface to the treated mist-like chemical solution to process the substrate,
A substrate processing method, wherein a radial component of the moving speed of the nozzle with respect to the substrate is inversely proportional to a distance of the nozzle from the center of the substrate.
前記ノズルが前記基板の中心から所定の距離以内の領域の上方にあるとき、前記ノズルの移動速度が、該ノズルの該基板の中心からの距離の1次関数である、請求項1記載の基板処理方法。   The substrate according to claim 1, wherein when the nozzle is above an area within a predetermined distance from the center of the substrate, the moving speed of the nozzle is a linear function of the distance of the nozzle from the center of the substrate. Processing method. 前記気体が不活性ガスまたは希ガスである、請求項1または2に記載の基板処理方法。   The substrate processing method according to claim 1, wherein the gas is an inert gas or a rare gas. 前記基板に対する処理が、前記基板上に付着しているパーティクルを除去する洗浄処理である請求項1から3のいずれか1項に記載の基板処理方法。   The substrate processing method according to claim 1, wherein the processing for the substrate is cleaning processing for removing particles adhering to the substrate. 前記基板の直径が200mm以上である、請求項1から4のいずれか1項に記載の基板処理方法。   The substrate processing method according to claim 1, wherein a diameter of the substrate is 200 mm or more.
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