JP2010050143A - Substrate processing method, and substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、表面が処理液で濡れた基板を乾燥させる基板処理方法および装置に関するものである。なお、乾燥処理対象となる基板には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(電界放出ディスプレイ: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等が含まれる。 The present invention relates to a substrate processing method and apparatus for drying a substrate whose surface is wet with a processing solution. Substrates to be dried include semiconductor wafers, photomask glass substrates, liquid crystal display glass substrates, plasma display glass substrates, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, and magnetic substrates. A disk substrate, a magneto-optical disk substrate, and the like are included.
半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程では、薬液による薬液処理および純水などのリンス液によるリンス処理が行われた後、基板表面に付着するリンス液を除去すべく、乾燥処理が実行される。例えば特許文献1に記載の装置は、基板を水平姿勢にて保持するスピンチャックと、スピンチャックを回転させるチャック回転駆動機構と、スピンチャックに保持された基板の表面に向けて薬液および純水やDIW(deionized water:脱イオン水)などのリンス液を供給する第1ノズルと、スピンチャックに保持された基板の表面に向けて溶剤を供給する第2ノズルとを備えている。そして、同装置では、次のようにして薬液処理、リンス処理、第1置換処理、第2置換処理および乾燥処理が実行される。すなわち、基板表面に対してフッ酸などの薬液が第1ノズルから供給されて薬液処理が実行された後、同ノズルからDIWが供給されてリンス処理が実行される。また、同基板表面に対し、DIWよりも揮発性の高い水溶性有機溶剤であるIPA(isopropyl alcohol:イソプロピルアルコール)と、純水よりも表面張力が低く、IPAよりも水溶性の低いフッ素系溶剤であるHFE(Hydrofluoroether:ハイドロフルオロエーテル)とを含む混合溶剤が供給されて基板上のリンス液(DIW)が混合溶剤に置換される。その後、HFEのみを基板の表面に供給して基板の表面上の混合溶剤をHFEに置換する。最後に、基板の高速回転によって基板表面からHFEを振り切ることで基板表面が乾燥される(乾燥処理)。
In the manufacturing process of electronic components such as semiconductor devices and liquid crystal display devices, a chemical treatment with a chemical solution and a rinse treatment with a rinse solution such as pure water are performed, followed by a drying treatment to remove the rinse solution adhering to the substrate surface. Executed. For example, an apparatus described in
このように乾燥処理前に基板表面全体をHFEで覆っておくことで、リンス液で濡れた基板をそのままスピン乾燥する場合に比べて乾燥性能を格段に高めることができる。しかしながら、乾燥処理を行っている間に基板表面上のHFE液膜の乾燥移動にしたがって微細な水滴が基板表面に付着してしまい、乾燥性能を低下させてしまうことがあった。 Thus, by covering the entire substrate surface with HFE before the drying treatment, the drying performance can be significantly improved as compared with the case where the substrate wet with the rinse liquid is directly spin-dried. However, during the drying process, fine water droplets may adhere to the substrate surface as the HFE liquid film moves on the substrate surface, which may reduce the drying performance.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、フッ素系溶剤を主成分とする溶剤を基板表面から除去して当該基板表面を乾燥させる基板処理方法および基板処理装置において、基板表面に水滴が付着するのを防止して乾燥性能を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in the substrate processing method and the substrate processing apparatus for removing a solvent mainly composed of a fluorinated solvent from the substrate surface and drying the substrate surface, water droplets adhere to the substrate surface. The purpose is to improve the drying performance.
この発明にかかる基板処理方法は、表面が処理液で濡れた基板を乾燥させる基板処理方法であって、上記目的を達成するため、基板表面にフッ素系溶剤を主成分とする溶剤を供給して処理液を溶剤で置換する置換工程と、置換工程後に基板表面から溶剤を除去する除去工程とを備え、除去工程において、少なくとも基板表面から溶剤が全部除去されるまでの間、基板を加熱することを特徴としている。 A substrate processing method according to the present invention is a substrate processing method for drying a substrate whose surface is wet with a processing solution, and in order to achieve the above object, a solvent containing a fluorine-based solvent as a main component is supplied to the substrate surface. A replacement step of replacing the treatment liquid with a solvent and a removal step of removing the solvent from the substrate surface after the replacement step, and heating the substrate at least until the solvent is completely removed from the substrate surface in the removal step. It is characterized by.
また、この発明にかかる基板処理装置は、上記目的を達成するため、処理液で濡れた基板表面を上方に向けた略水平姿勢で基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板の表面に向けてフッ素系溶剤を主成分とする溶剤を供給して処理液を溶剤で置換する溶剤供給手段と、基板表面から溶剤を除去する除去手段と、基板保持手段に保持された基板を加熱する加熱手段とを備え、少なくとも除去手段により基板表面から溶剤が全部除去されるまでの間、加熱手段が基板を加熱することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the substrate processing apparatus according to the present invention is held by the substrate holding means for holding the substrate in a substantially horizontal posture with the substrate surface wet with the processing liquid facing upward, and the substrate holding means. A solvent supply means for supplying a solvent mainly composed of a fluorinated solvent toward the surface of the substrate and replacing the treatment liquid with the solvent, a removing means for removing the solvent from the substrate surface, and a substrate held by the substrate holding means And heating means for heating the substrate until at least the solvent is removed from the substrate surface by the removing means.
このように構成された発明(基板処理方法および基板処理装置)では、フッ素系溶剤を主成分とする溶剤で覆われた基板表面から当該溶剤を除去することで基板表面を乾燥させているが、その除去処理中においてはHFE蒸発によりHFE液膜の端部では基板表面が乾燥されて露出する。このとき、HFE蒸発と同時に気化熱が発生して露出領域の周辺温度が局部的にかつ急激に低下する。これが上記「発明が解決しようとする課題」で説明した水滴発生の原因であると考えられる。つまり、露出領域の周辺に多量の水蒸気成分が存在すると、上記温度低下により露出領域に凝集して水滴として付着してしまう。 In the invention configured as described above (substrate processing method and substrate processing apparatus), the substrate surface is dried by removing the solvent from the substrate surface covered with a solvent containing a fluorinated solvent as a main component. During the removal process, the substrate surface is dried and exposed at the end of the HFE liquid film due to HFE evaporation. At this time, vaporization heat is generated simultaneously with the HFE evaporation, and the ambient temperature in the exposed region is locally and rapidly decreased. This is considered to be the cause of the generation of water droplets described in the above “problem to be solved by the invention”. In other words, if a large amount of water vapor component exists around the exposed area, it will aggregate and adhere to the exposed area as water droplets due to the temperature drop.
そこで、本発明では、除去処理の際、少なくとも溶剤が基板表面から全部除去されるまでの間、基板が加熱されるため、仮に基板表面の周辺に多量の水蒸気成分が存在していたとしても、基板表面への水滴付着は確実に防止される。 Therefore, in the present invention, during the removal process, the substrate is heated until at least the solvent is completely removed from the substrate surface, so even if a large amount of water vapor components exist around the substrate surface, Water droplet adhesion to the substrate surface is reliably prevented.
ここで、フッ素系溶剤としては、例えばハイドロフルオロエーテルを用いることができる。また、基板を加熱する具体的な方法としては、例えば常温以上に加熱された高温ガスを基板に供給して基板を加熱してもよい。また、常温以上に加熱された高温液体を基板表面の反対側から基板に供給して基板を加熱してもよく、この場合、基板表面を覆うように遮断部材を基板表面に対して近接して配置しながら高温液体の供給を行うのが望ましい。というのも基板に供給された高温液体の一部が基板表面側に飛散することがあるが、遮断部材によって基板表面への液体付着が確実に防止されるからである。 Here, as the fluorinated solvent, for example, hydrofluoroether can be used. As a specific method of heating the substrate, for example, the substrate may be heated by supplying a high-temperature gas heated to room temperature or higher to the substrate. Alternatively, the substrate may be heated by supplying a high-temperature liquid heated to room temperature or higher from the opposite side of the substrate surface. In this case, the blocking member is placed close to the substrate surface so as to cover the substrate surface. It is desirable to supply hot liquid while placing. This is because a part of the high-temperature liquid supplied to the substrate may scatter to the substrate surface side, but the liquid adhesion to the substrate surface is surely prevented by the blocking member.
また、処理液が純水である場合、置換工程の直前より基板の加熱を開始することが望ましく、これによって除去工程における基板温度を高めることができ、基板表面の周辺に存在する水蒸気成分が基板に凝集付着するのをさらに確実に防止することができる。一方、処理液が有機溶剤である場合、基板表面上の処理液の全部がフッ素系溶剤に置換された直後より基板の加熱を開始するのが望ましい。これは、有機溶剤の引火点が比較的低いことを考慮したものであり、基板加熱による引火リスクを低減するためである。 In addition, when the treatment liquid is pure water, it is desirable to start heating the substrate immediately before the replacement step, which can increase the substrate temperature in the removal step, and water vapor components present around the substrate surface are removed from the substrate. It is possible to more reliably prevent agglomeration and adhesion. On the other hand, when the processing liquid is an organic solvent, it is desirable to start heating the substrate immediately after the entire processing liquid on the substrate surface is replaced with the fluorine-based solvent. This is because the flash point of the organic solvent is considered to be relatively low, and is to reduce the risk of flashing due to substrate heating.
この発明によれば、フッ素系溶剤を主成分とする溶剤を基板表面から除去して当該基板表面を乾燥させる際、少なくとも溶剤が基板表面から全部除去されるまでの間、基板を加熱しているため、基板表面の周辺に存在する水蒸気成分が凝集して基板表面に付着するのを防止して乾燥性能を高めることができる。 According to this invention, when the solvent containing a fluorine-based solvent as a main component is removed from the substrate surface and the substrate surface is dried, the substrate is heated at least until the solvent is completely removed from the substrate surface. Therefore, it is possible to prevent the water vapor component existing around the substrate surface from aggregating and adhering to the substrate surface, thereby improving the drying performance.
図1は本発明にかかる基板処理装置の第1実施形態を示す図である。また、図2は図1の基板処理装置を制御する電気的構成を示すブロック図である。この基板処理装置1は、半導体ウエハ等の基板Wの表面に付着している不要物を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の基板処理装置である。より具体的には、(1)基板表面に対してフッ酸などの薬液による薬液処理、(2)純水やDIWなどのリンス液によるリンス処理、(3)基板表面にリンス液膜をパドル状に形成するパドル形成処理、(4)基板W上のリンス液をIPA液で置換する第1置換処理、(5)基板W上のIPA液をHFE液で置換する第2置換処理、(6)基板WからHFE液を除去して基板Wを乾燥させる除去処理を実行する装置である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration for controlling the substrate processing apparatus of FIG. The
この基板処理装置1では、処理チャンバー2の天井部分にファンフィルタユニット(FFU)4が配置されている。このファンフィルタユニット4はファン4aおよびフィルタ4bを有している。このファンフィルタユニット4では、装置1の上方空間より送り込まれた気体がファン4aによってフィルタ4bに向けて送られて当該フィルタ4bで清浄された後に処理チャンバー2の中央空間に送り込まれる。
In the
この中央空間にはスピンチャック6が配置されている。このスピンチャック6は基板表面Wfを上方に向けた状態で基板Wを略水平姿勢に保持して回転させるものであり、本発明の「基板保持手段」として機能する。また、このスピンチャック6では、回転支軸8がモータを含むチャック回転機構10(図2)の回転軸に連結されており、チャック回転機構10の駆動によりスピンチャック6が回転軸(鉛直軸)回りに回転可能となっている。これら回転支軸8およびチャック回転機構10は、円筒状のケーシング14内に収容されている。また、回転支軸8の上端部には、円盤状のスピンベース16が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、制御部18からの動作指令に応じてチャック回転機構10を駆動させることによりスピンベース16が回転軸回りに回転する。また、制御部18はチャック回転機構10を制御してスピンベース16の回転速度を調整する。
A
スピンベース16の周縁部付近には、基板Wの周縁部を把持するための複数個のチャックピン12が立設されている。チャックピン12は、円形の基板Wを確実に保持するために3個以上設けてあればよく、スピンベース16の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン12のそれぞれは、基板Wの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Wの外周端面を押圧して基板Wを保持する基板保持部とを備えている。また、各チャックピン12は、基板保持部が基板Wの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Wの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
Near the peripheral edge of the
スピンベース16に対して基板Wが受渡しされる際には、複数個のチャックピン12を解放状態とし、後述する基板処理を基板Wに対して行う際には、複数個のチャックピン12を押圧状態とする。このように押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン12は基板Wの周縁部を把持してその基板Wをスピンベース16から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Wはその表面を上方に向け、裏面を下方に向けた状態で支持される。なお、基板保持機構としてはチャックピン12に限らず、基板裏面を吸引して基板Wを支持する真空チャックを用いてもよい。
When the substrate W is delivered to the
スピンチャック6により保持された基板Wの上方位置には、2種類のノズルアーム22、24が水平面内で揺動自在に設けられている。一方のノズルアーム22の先端部に薬液供給ノズル26とリンス液供給ノズル28が取り付けられている。また、他方のノズルアーム24の先端部にIPA液供給ノズル30(図3)とHFE液供給ノズル32(図3)が取り付けられている。
Two types of
これら4つのノズルのうち薬液供給ノズル26は薬液供給ユニット34(図2)と接続されている。この薬液供給ユニット34はフッ酸またはBHF(Buffered Hydrofluoric acid:バッファードフッ酸)などの基板洗浄に適した薬液をノズル26側に供給可能となっている。そして、制御部18からの指令に応じて薬液供給ユニット34が薬液供給ノズル26に向けて薬液を圧送すると、ノズル26から薬液が基板Wに向けて吐出される。また、薬液供給ノズル26と同様に、リンス液供給ノズル28にもリンス液供給ユニット36(図2)が接続されており、薬液処理された基板Wに向けてリンス液(DIW)を吐出させてリンス処理を実行可能となっている。そして、これらのノズル26、28が取り付けられたノズルアーム22にはノズルアーム移動機構38が接続されており、制御部18からの動作指令に応じてノズルアーム移動機構38が作動することで、基板Wの表面上方の吐出領域と吐出領域から側方に退避した待機位置との間でノズル26、28は移動可能となっている。さらに、吐出領域においても、ノズルアーム移動機構38によりノズル26、28は基板表面の中央部上方と周縁部上方との間を往復移動可能となっている。
Of these four nozzles, the
また、IPA液供給ノズル30はIPA液供給ユニット40(図2)と接続されている。このIPA液供給ユニット40は100%IPA液あるいは純水で希釈したIPA液をノズル30側に供給可能となっている。そして、制御部18からの指令に応じてIPA液供給ユニット40がIPA液供給ノズル30に向けてIPA液を圧送すると、ノズル30からIPA液が基板Wに向けて吐出される。
The IPA
また、IPA液供給ノズル30と同様に、HFE液供給ノズル32にHFE液供給ユニット42(図2)が接続されている。このHFE液供給ユニット42は本発明の「フッ素系溶剤を主成分とする溶剤」としてHFE液を供給可能となっている。この「HFE液」は、IPAおよびDIWよりも表面張力が低い、蒸発が速い、引火性がないという等の特性を有しており、「HFE液」として例えば住友スリーエム株式会社製の商品名ノベック(登録商標)シリーズのHFEを用いることができる。具体的には、HFEとして、例えばノベック7100/7100DL(化学式:C4F9OCH3)、ノベック7200(化学式:C4F9OC2H5)、ノベック7300(化学式:C6F13OCH3)などを用いることができる。そして、制御部18からの指令に応じてHFE液供給ユニット42がHFE液供給ノズル32に向けてHFE液を圧送すると、ノズル32からHFE液が基板Wに向けて吐出される。このようにHFE液供給ノズル32が本発明の「溶剤供給手段」として機能しており、HFE液を基板Wの表面中央部に供給可能となっている。
Similarly to the IPA
これらのノズル30、32が取り付けられたノズルアーム24にはノズルアーム移動機構44が接続されており、制御部18からの動作指令に応じてノズルアーム移動機構44が駆動されることで、基板Wの表面上方の吐出領域と吐出領域から側方に退避した待機位置との間でノズル30、32は移動可能となっている。
A nozzle arm moving mechanism 44 is connected to the
ケーシング14の周囲には、受け部材46が固定的に取り付けられている。この受け部材46には、円筒状の仕切り部材が3個立設されている。そして、これらの仕切り部材とケーシング14の組み合わせにより3つの空間が排液槽48a〜48cとして形成されている。また、これらの排液槽48a〜48cの上方にはスプラッシュガード(カップ)50がスピンチャック6に水平姿勢で保持されている基板Wの周囲を包囲するようにスピンチャック6の回転軸に沿って昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード50は回転軸に対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック6と同心円状に径方向内側から外側に向かって配置された2つのガードを備えている。そして、ガード昇降機構52の駆動によりスプラッシュガード50を段階的に昇降させることで、回転する基板Wから飛散する薬液やリンス液などを分別して排液させることが可能となっている。
A receiving
この実施形態では、回転支軸8は中空管構造を有しており、気体加熱ユニット54から高温窒素ガスが供給されて回転支軸8の内部空間に配置されたノズルの上端部に形成されたノズル孔(図示省略)から高温窒素ガスを基板裏面に向けて吐出することが可能となっている。この気体加熱ユニット54は例えば特開平11−281154号公報や特開2000−74485号公報などに記載された装置で構成されている。すなわち、この気体加熱ユニット54のインレット端部は基板処理装置1を設置する工場のユーティリティー(用力)と接続されて常温の窒素ガスの供給を受ける。また、気体加熱ユニット54の内部では、コイルに高周波電流を流すことによって加熱容器が加熱され、その加熱容器内を窒素ガスが流通することで窒素ガスの温度が上昇する。こうして常温よりも高い温度に加熱された高温窒素ガスが気体加熱ユニット54のアウトレット端部から回転支軸8に供給される。そして、制御部18からの動作指令に応じて気体加熱ユニット54が駆動されることで、基板Wの裏面に向けて高温窒素ガスが供給されて基板Wの温度を常温よりも高い温度に加熱することができる。このように、第1実施形態では、気体加熱ユニット54が本発明の「加熱手段」として機能しており、高温窒素ガスを熱媒体としている。
In this embodiment, the
次に、上記のように構成された基板処理装置1の動作について図3を参照しつつ詳述する。図3は図1の基板処理装置の動作を示す図である。この実施形態では、制御部18がメモリ(図示省略)に記憶されているプログラムにしたがって装置各部を制御して基板Wに対して薬液処理、リンス処理、パドル形成処理、第1置換処理、第2置換処理および乾燥処理(除去処理)を施す。これらのうち第1置換処理ではIPA液が本発明の「処理液」として用いられる。
Next, the operation of the
制御部18はスプラッシュガード50を降下させてスピンチャック6をスプラッシュガード50の開口部50aから突出させる。このとき、両ノズルアーム22、24ともスプラッシュガード50の外側に退避している。そして、この状態で基板搬送ロボット(図示省略)により未処理の基板Wが処理チャンバー2内に搬入される。より具体的には、基板表面を上方に向けた状態で基板Wが装置内に搬入され、スピンチャック6に保持される。これに続いて、スプラッシュガード50が1段階上昇されるとともに基板Wに対して薬液処理が実行される(ステップS1)。
The control unit 18 lowers the
薬液処理では、薬液供給ノズル26が基板表面の中央部上方に位置するようにノズルアーム移動機構38がノズルアーム22を移動させるとともに、チャック回転機構10の駆動によりスピンチャック6に保持された基板Wを200〜120rpmの範囲内で定められる回転速度(例えば800rpm)で回転させる。また、薬液供給ユニット34がフッ酸を薬液として薬液供給ノズル26に向けて圧送して当該ノズル26から基板表面に供給する。こうして基板表面の中央部に供給されたフッ酸は遠心力により径方向に広げられ、フッ酸による基板表面のエッチング処理(薬液処理)が実行される。
In the chemical processing, the nozzle arm moving mechanism 38 moves the
薬液処理が完了すると、リンス液供給ノズル28が薬液供給ノズル26と入れ替わって基板表面の中央部上方に位置するようにノズルアーム移動機構38がノズルアーム22を移動させる。そして、リンス液供給ノズル28からリンス液(DIW)が吐出される。こうして基板表面に吐出されたリンス液は基板Wの回転の遠心力によって基板Wの表面に拡がり、リンス液によるリンス処理が行われる。また、リンス処理が終了すると、次にパドル形成処理が実行される(ステップS2)。すなわち、制御部18は、リンス処理の終了後に、基板Wの回転速度をリンス処理時の回転速度よりも遅い回転速度(この実施形態では5rpm)に減速する。これによって、リンス液供給ノズル28から吐出されるリンス液が基板表面Wfに溜められてリンス液膜がパドル状に形成される。なお、パドル形成処理時の回転速度は5rpmに限定されるものではないが、リンス液に作用する遠心力がリンス液と基板表面との間で作用する表面張力よりも小さくなるという条件が満足する範囲で回転速度を設定する必要がある。というのも、リンス液の液膜をパドル状に形成するためには、上記条件の充足が必須だからである。
When the chemical liquid processing is completed, the nozzle arm moving mechanism 38 moves the
こうしてパドル形成が完了すると、制御部18はノズルアーム移動機構38を制御してノズルアーム22を基板Wから離間移動させて両ノズル26、28をスプラッシュガード50の外側に退避させる。そして、第1置換処理を開始する(ステップS3)。すなわち、制御部18はノズルアーム移動機構44を制御してIPA液供給ノズル30を基板表面Wfの中央部上方に位置させる。そして、IPA液供給ユニット40からIPA液が圧送されてIPA液供給ノズル30から基板Wの表面中央部に向けてIPA液が供給される。また、この実施形態では、第1置換処理の進行に伴って基板Wの回転速度を変化させている。つまり、IPA液供給の前半段階では、基板Wの表面中央部ではリンス液膜の中央部がIPA液に置換されて置換領域が液膜に形成される。このときの回転速度はパドル形成処理と同程度(この実施形態では10rpm)に設定されている。そして、IPA液供給から所定時間が経過すると、IPA液供給を継続させたまま基板Wの回転速度を10rpmから100rpmに加速する。このように回転速度の加速によって基板表面上の液膜(リンス液領域+IPA液領域(置換領域))に作用する遠心力が増大してリンス液が振り切られるとともに置換領域が径方向に広がっていく。そして、所定時間が経過すると、基板Wの表面外周部に存在していたリンス液は基板Wから振り落とされるとともに、置換領域が基板表面の全面に均一に広がって基板表面はIPA液膜で全面的に覆われる。さらに、制御部18は基板Wの回転速度を100rpmから300rpmに加速する。これは基板表面Wfに形成された微細パターン(図示省略)の間隙内部に残留しているリンス液をIPA液に置換するために行われるものである。つまり、回転速度の加速によってIPA液が基板表面Wfで大きく流動し、これによって微細パターンの間隙内部では残留リンス液がIPA液に置換される。これによって、基板表面Wfに付着するリンス液がIPA液に確実に置換される。
When the paddle formation is completed in this way, the control unit 18 controls the nozzle arm moving mechanism 38 to move the
この第1置換処理に続いて第2置換処理が開始される(ステップS4)。すなわち、制御部18はノズルアーム移動機構44を制御してHFE液供給ノズル32を基板表面Wfの中央部上方に位置させる。そして、HFE液供給ユニット42からHFE液が圧送されてHFE液供給ノズル32から基板Wの表面中央部に向けてHFE液が供給される。また、この実施形態では、第2置換処理においても処理の進行に伴って基板Wの回転速度を変化させている。つまり、HFE液供給の前半段階では、基板Wの表面中央部ではIPA液膜の中央部がHFE液に置換されて置換領域Rが液膜に形成される。このときの回転速度はパドル形成処理と同程度(この実施形態では10rpm)に設定されている。また、HFE液供給から所定時間が経過すると、HFE液供給を継続させたまま基板Wの回転速度を10rpmから100rpmに加速する。このように回転速度の加速によって基板表面上の液膜(IPA液領域+HFE液領域(置換領域R))に作用する遠心力が増大してIPA液が振り切られるとともに置換領域Rが径方向に広がっていく。そして、所定時間が経過すると、基板Wの表面外周部に存在していたIPA液は基板Wから振り落とされるとともに、置換領域Rが基板表面Wfの全面に均一に広がって基板表面WfはHFE液膜で全面的に覆われる。
Subsequent to the first replacement process, the second replacement process is started (step S4). That is, the control unit 18 controls the nozzle arm moving mechanism 44 to position the HFE
この実施形態では、上記のようにして基板表面Wf上のIPA液がHFE液で全面置換されるのを検出するために、HFE液による置換処理の開始と同時に制御部18の内部タイマー(図示省略)による経過時間Tの計測を開始する(ステップS5)。また、この実施形態では、HFE液の供給開始から基板表面Wf全体をHFE液で置換するまでに要する時間T0を予め求めておき、メモリに記憶している。そして、制御部18は経過時間Tが時間T0に達したことでHFE液による第2置換処理が完了したことを判定する(ステップS6)。なお、上記時間T0は基板Wのサイズや回転速度、HFE液の物性、HFE液の吐出流量などの処理条件により大きく異なるため、予め実験やコンピュータ・シミュレーションなどによって処理条件に対応した時間T0を求めておくのが望ましい。例えばCCD(Charge Coupled Device)カメラなどの撮像装置を用いることによってIPA液領域と置換領域Rとの境界(図3中の符号B)が時間経過とともに基板周縁部に移動する様子を観察し、上記時間T0を実験的に求めることができる。このように境界Bの観察が可能となるのは、HFE液の接触角がIPA液の接触角に比べて小さいためである。また、処理条件と時間T0とを対応付けた関連データを例えばレシピ形式でメモリに記憶しておき、オペレータなどにより入力された処理条件に対応する時間T0を制御部18がメモリから読み出して時間T0をセットするように構成してもよい。 In this embodiment, in order to detect that the IPA liquid on the substrate surface Wf is entirely replaced with the HFE liquid as described above, an internal timer (not shown) of the control unit 18 is started simultaneously with the start of the replacement process with the HFE liquid. ) Is started (step S5). In this embodiment, the time T0 required from the start of the supply of the HFE liquid until the entire substrate surface Wf is replaced with the HFE liquid is obtained in advance and stored in the memory. Then, the control unit 18 determines that the second replacement process using the HFE liquid is completed when the elapsed time T has reached the time T0 (step S6). The time T0 differs greatly depending on the processing conditions such as the size and rotation speed of the substrate W, the physical properties of the HFE liquid, and the discharge flow rate of the HFE liquid. Therefore, the time T0 corresponding to the processing conditions is obtained in advance by experiments or computer simulations. It is desirable to keep it. For example, by using an imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) camera, the boundary between the IPA liquid region and the replacement region R (symbol B in FIG. 3) moves to the periphery of the substrate over time, and The time T0 can be determined experimentally. The boundary B can be observed in this way because the contact angle of the HFE liquid is smaller than the contact angle of the IPA liquid. Further, related data in which the processing conditions are associated with the time T0 is stored in a memory, for example, in a recipe format, and the control unit 18 reads the time T0 corresponding to the processing conditions input by the operator or the like from the memory, and the time T0. May be set.
ステップS6で「YES」と判定される、つまり基板表面Wfの全体にわたってHFE液でIPA液が置換されると、制御部18は気体加熱ユニット54を駆動して基板Wの裏面Wbに向けて高温窒素ガスを供給して基板加熱を開始する(ステップS7)。これによって、基板Wの温度は上昇していく。また、基板加熱の開始と同時あるいは若干遅れて制御部18からの指令に応じて、HFE液供給ユニット42がHFE液の供給を停止して第2置換処理を終了させるとともにノズルアーム移動機構44がノズルアーム24を基板Wから離間移動させて両ノズル30、32をスプラッシュガード50の外側に退避させる(ステップS8)。
If “YES” is determined in step S6, that is, if the IPA liquid is replaced with the HFE liquid over the entire substrate surface Wf, the control unit 18 drives the
それに続いて、高温窒素ガスを基板裏面Wbに供給し続けた状態で、基板Wが300〜2500rpm(この実施形態では800rpm)で高速回転されて基板表面Wf上のHFE液が除去されて基板Wの乾燥処理が実行される(ステップS9)。ここでは、揮発性の高いHFE液を用いているため、この乾燥処理(除去処理)では、図4に示すように、基板回転の遠心力とHFE蒸発に伴いHFE液膜が移動していく。また、HFE蒸発によりHFE液膜の端部では基板表面Wfが乾燥されて露出するが、HFE蒸発と同時に気化熱が発生して露出領域の周辺温度が局部的にかつ急激に低下する(同図(a))。このとき、露出領域の周辺に多量の水蒸気成分が存在すると、上記温度低下により露出領域に凝集して水滴として付着することがある(同図(b)、(c))。このような現象はHFE液膜の乾燥移動にしたがって順次発生するため、帯状の乾燥不良が発生してしまう。しかしながら、本実施形態では少なくとも基板表面WfからHFE液が全部除去されるまでの間、基板Wを加熱した状態で乾燥処理を行っているため、基板表面の周辺に存在する水蒸気成分が凝集して基板表面に付着するのを防止することができる。 Subsequently, the substrate W is rotated at a high speed of 300 to 2500 rpm (800 rpm in this embodiment) while the high-temperature nitrogen gas is continuously supplied to the substrate back surface Wb, and the HFE liquid on the substrate surface Wf is removed to remove the substrate W. The drying process is executed (step S9). Here, since a highly volatile HFE liquid is used, in this drying process (removal process), as shown in FIG. 4, the HFE liquid film moves with the centrifugal force of substrate rotation and HFE evaporation. Further, although the substrate surface Wf is dried and exposed at the end of the HFE liquid film due to HFE evaporation, the heat of vaporization is generated simultaneously with the HFE evaporation, and the ambient temperature in the exposed region is locally and rapidly decreased (see FIG. (A)). At this time, if a large amount of water vapor component is present around the exposed area, it may aggregate in the exposed area and adhere as water droplets due to the temperature drop (FIGS. (B) and (c)). Since such a phenomenon occurs sequentially as the HFE liquid film is dried and moved, a belt-like drying defect occurs. However, in this embodiment, since the drying process is performed while the substrate W is heated at least until the HFE liquid is completely removed from the substrate surface Wf, water vapor components present around the substrate surface are aggregated. Adhesion to the substrate surface can be prevented.
基板Wの乾燥処理が終了すると、制御部18はチャック回転機構10を制御して基板Wの回転を停止させる。また、制御部18は気体加熱ユニット54に停止指令を与えて高温窒素ガスの供給を停止して基板加熱を停止する(ステップS10)。また、スプラッシュガード50を降下させて、スピンチャック6をスプラッシュガード50の上方から突出させる。その後、基板搬送ロボットが処理済の基板Wを基板処理装置1から搬出して、1枚の基板Wに対する一連の基板処理が終了する。そして、次の基板Wについても、上記と同様の処理が実行される。なお、この実施形態では、基板表面WfからHFE液が全部除去された後も、しばらくの間、基板加熱を行いながら乾燥処理を継続しているが、HFE液が全部除去されると同時に基板加熱のみを停止してもよい。また、基板表面WfからHFE液が全部除去された時点で基板加熱および乾燥処理を同時に終了してもよい。
When the drying process of the substrate W is completed, the control unit 18 controls the
以上のように、第1実施形態によれば、乾燥処理(除去処理)中において少なくとも基板表面WfからHFE液が全部除去されるまでの間、基板裏面Wbに高温窒素ガスを供給して基板Wを加熱しているため、仮に基板Wfの周辺に多量の水蒸気成分が存在していたとしても、基板表面Wfに水滴は付着することなく、基板Wを確実に乾燥することができる。 As described above, according to the first embodiment, during the drying process (removal process), the substrate W is supplied with the high-temperature nitrogen gas to the substrate back surface Wb until at least all of the HFE liquid is removed from the substrate surface Wf. Therefore, even if a large amount of water vapor components exist around the substrate Wf, water droplets do not adhere to the substrate surface Wf, and the substrate W can be reliably dried.
また、上記実施形態では、基板表面Wf上のIPA液がHFE液で全面置換された後に基板加熱を開始しているため、次のような効果もある。すなわち、IPA液の引火点は比較的低く(約11゜C)、基板表面Wf上にIPA液が存在している状態で基板加熱することは安全面上のリスクを伴うことになる。そこで、本実施形態では、IPA液が基板表面Wfから排除されたことを確実に検出した上で基板加熱を行っているため、安全面のリスクを回避しながらも基板乾燥を良好に行うことができる。 Further, in the above embodiment, since the substrate heating is started after the entire surface of the IPA liquid on the substrate surface Wf is replaced with the HFE liquid, the following effects are also obtained. That is, the flash point of the IPA liquid is relatively low (about 11 ° C.), and heating the substrate in a state where the IPA liquid is present on the substrate surface Wf involves a safety risk. Therefore, in this embodiment, since the substrate is heated after reliably detecting that the IPA liquid has been removed from the substrate surface Wf, the substrate can be satisfactorily dried while avoiding safety risks. it can.
なお、上記第1実施形態では、高温窒素ガスの供給を気体加熱ユニット54を駆動して基板を加熱する時以外で停止しているが、気体加熱ユニット54を介して基板を加熱する時以外は、常温の窒素ガスを基板に供給し、基板を加熱する時に窒素ガスの温度を上昇し基板に供給するようにしても良い。
In the first embodiment, the supply of high-temperature nitrogen gas is stopped except when the
図5は本発明にかかる基板処理装置の第2実施形態を示す図である。この第2実施形態が第1実施形態と大きく相違している点は、気体加熱ユニット54からの高温窒素ガスの供給態様である。すなわち、同図に示すように、第2実施形態では気体加熱ユニット54と回転支軸8の内部空間を連通する配管に開閉弁56が介挿されるとともに、その開閉弁56と気体加熱ユニット54の間で配管が分岐して熱排気部(図示省略)に延設されている。また、この分岐配管に開閉弁58が介挿されている。そして、制御部18からの指令に応じて開閉弁56、58が開閉制御されて気体加熱ユニット54から供給される高温窒素ガスの供給先が切り替えられる。
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. The second embodiment is greatly different from the first embodiment in the supply mode of high-temperature nitrogen gas from the
この第2実施形態では、気体加熱ユニット54は常時作動しており、基板加熱を開始するタイミング(ステップS7)で制御部18は開閉弁56を開く一方、開閉弁58を閉じて気体加熱ユニット54で加熱された高温窒素ガスを開閉弁56および回転支軸8の内部空間を介して基板裏面Wbに供給し、基板加熱を実行する(図5(a))。一方、基板加熱を停止するタイミング(ステップS10)で制御部18は開閉弁56を閉じる一方、開閉弁58を開いて気体加熱ユニット54で加熱された高温窒素ガスを開閉弁58を介して熱排気部に排気する(図5(b))。なお、基板加熱を行わない(基板非加熱)時には、開閉弁56,58はそれぞれ「閉成状態」、「開成状態」となっており、気体加熱ユニット54から排出される高温窒素ガスは熱排気部に排気されている。
In the second embodiment, the
このように第2実施形態によれば、気体加熱ユニット54を常時作動させておき、開閉弁56、58の開閉制御によって高温窒素ガスの供給先を切り替えているため、次のような作用効果が得られる。気体加熱ユニット54は誘導電流により加熱容器を加熱し、その内部を流れる窒素ガスを加熱しているため、比較的短時間で窒素ガスの温度を上昇させることができる。といっても、気体加熱ユニット54を起動した直後より高温窒素ガスを得ることは困難であり、基板裏面Wbに供給される窒素ガスの温度を所望温度に上昇させるにはある程度の時間が必要となる。これに対し、第2実施形態では気体加熱ユニット54を常時駆動するとともに、基板裏面Wbへの高温窒素ガスの供給が必要となったタイミングで開閉弁56,58を開閉制御することで直ちに高温窒素ガスを基板裏面Wbに供給して基板加熱を行うことができる。したがって、短時間で、しかも効率的に基板Wを加熱して水滴付着を確実に防止することができ、タクトタイムを短縮することができる。
As described above, according to the second embodiment, the
なお、上記第1および第2実施形態では、基板Wを加熱するために高温窒素ガスを用いているが、他の気体(例えば空気)を加熱して得られる高温ガスを基板裏面Wbに供給して基板加熱を行ってもよい。また、高温窒素ガスなどの高温ガスを基板表面Wf側から供給して基板加熱を行ってもよい。 In the first and second embodiments, high-temperature nitrogen gas is used to heat the substrate W. However, a high-temperature gas obtained by heating another gas (for example, air) is supplied to the substrate back surface Wb. Then, the substrate may be heated. Further, the substrate may be heated by supplying a high temperature gas such as a high temperature nitrogen gas from the substrate surface Wf side.
図6は本発明にかかる基板処理装置の第3実施形態を示す図である。この第3実施形態が第1実施形態および第2実施形態と大きく相違している点は、基板加熱の態様である。すなわち、第1実施形態および第2実施形態では、高温窒素ガスを用いて基板Wを加熱しているのに対し、第3実施形態ではスピンベース16にヒータなどの加熱部材60が設けられており、この加熱部材60によって上記タイミングで基板Wが加熱される。つまり、ステップS7で制御部18から加熱部材60に電流が供給されて加熱部材60による基板加熱が開始される。一方、ステップS10で制御部18からの電流供給を停止することで加熱部材60による基板加熱が停止される。なお、その他の構成および動作は第1実施形態や第2実施形態と同一である。
FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. The third embodiment is greatly different from the first and second embodiments in the manner of heating the substrate. That is, in the first and second embodiments, the substrate W is heated using high-temperature nitrogen gas, whereas in the third embodiment, the
図7は本発明にかかる基板処理装置の第4実施形態を示す図である。また、図8は図7の基板処理装置の動作を示す図である。この第4実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、(1)基板表面を覆うように遮断部材を基板表面に対して近接して配置することが可能となっている点、(2)リンス液(DIW)、IPA液およびHFE液の供給態様、および(3)基板Wを加熱する手段として液体加熱ユニット62を用いている点であり、その他の構成は基本的に第1実施形態と同一である。そこで、以下の説明においては、相違点を中心に説明し、同一構成については同一または相当の符号を付して説明を省略する。
FIG. 7 is a view showing a fourth embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 8 is a view showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG. The fourth embodiment differs greatly from the first embodiment in that (1) it is possible to dispose the blocking member close to the substrate surface so as to cover the substrate surface, (2 ) The supply mode of the rinsing liquid (DIW), the IPA liquid and the HFE liquid, and (3) the
この基板処理装置1では、スピンチャック6により保持された基板Wの上方位置には、ノズルアーム22と遮断部材64が設けられている。この第4実施形態では、ノズルアーム22の先端部には薬液供給ノズル26のみが取り付けられており、上記第1実施形態と同様にして基板表面Wfへの薬液供給が可能となっている。
In the
遮断部材64は、中心部に開口部を有するドーナツ盤状の板状部材66と、内部が中空に仕上げられ、板状部材66を支持する回転支軸68と、回転支軸68の中空部および板状部材66の開口部に挿通された内挿軸(図示省略)とを有している。板状部材66はスピンチャック6に保持された基板Wの表面Wfに対向配置されている。板状部材66は、その下面(底面)66aが基板表面Wfと略平行に対向する基板対向面となっており、その平面サイズは基板Wの直径と同等以上の大きさに形成されている。板状部材66は略円筒形状を有する回転支軸68の下端部に略水平に取り付けられ、回転支軸68は水平方向に延びるアーム70により基板Wの中心を通る回転軸回りに回転可能に保持されている。内挿軸の外周面と回転支軸68の内周面との間にはベアリング(図示省略)が介在して取り付けられている。また、アーム70には、遮断部材回転機構72と遮断部材昇降機構74が接続されている。
The blocking
遮断部材回転機構72は、制御部18からの動作指令に応じて回転支軸68を回転軸回りに回転させる。この回転支軸68の回転によって板状部材66が回転支軸68とともに一体的に回転する。遮断部材回転機構72は、スピンチャック6に保持された基板Wの回転に応じて基板Wと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で板状部材66(下面66a)を回転させるように構成されている。
The blocking
また、遮断部材昇降機構74は、制御部18からの動作指令に応じて遮断部材64をスピンベース16に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御部18は遮断部材昇降機構74を作動させることで、基板処理装置1に対して基板Wを搬入出させる際には、スピンチャック6の上方の離間位置に遮断部材64を上昇させる。その一方で、基板Wに対して所定の処理を施す際には、スピンチャック6に保持された基板Wの表面Wfのごく近傍に設定された所定の対向位置(図8参照)まで遮断部材64を下降させる。この実施形態では、リンス処理が開始されてから遮断部材64を離間位置から対向位置に下降させ、乾燥処理が完了するまで継続して遮断部材64を対向位置に位置させる。
Further, the blocking
この遮断部材64では、回転支軸68と内挿軸は全周にわたって互いに均一に離間しており、気体供給経路が形成されている。そして、この気体供給経路の上端側(図7の上方側)に窒素ガスが圧送されると、窒素ガスは気体供給経路を介して気体供給経路の下端側開口からスピンチャック6に向けて吐出される。
In the blocking
一方、内挿軸には3本の流体供給路が鉛直軸方向に延びるように形成されている。すなわち、リンス液(DIW)の通路となるリンス液供給路、IPA液の通路となるIPA液供給路およびHFE液の通路となるHFE液供給路が内挿軸に形成されている。これらの流体供給路はPTFE(ポリテトラフルオロエチレン:polytetrafluoroethylene)からなる内挿軸にそれぞれ、PFA(パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)製のチューブを軸方向に挿入することによって形成されている。そして、リンス液供給路、IPA液供給路およびHFE液供給路の下端がそれぞれ、リンス液吐出口、IPA液吐出口およびHFE液吐出口となってスピンチャック6に保持された基板Wの表面Wfと対向している。
On the other hand, three fluid supply paths are formed on the insertion shaft so as to extend in the vertical axis direction. That is, a rinse liquid supply path serving as a rinse liquid (DIW) path, an IPA liquid supply path serving as an IPA liquid path, and an HFE liquid supply path serving as an HFE liquid path are formed on the insertion shaft. These fluid supply paths are each formed by inserting a tube made of PFA (perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) in the axial direction into an insertion shaft made of PTFE (polytetrafluoroethylene). The lower surfaces of the rinse liquid supply path, the IPA liquid supply path, and the HFE liquid supply path become the rinse liquid discharge port, the IPA liquid discharge port, and the HFE liquid discharge port, respectively, and the surface Wf of the substrate W held on the
また、本実施形態では、上記したように、基板Wを加熱するための手段として液体加熱ユニット62が設けられている。この液体加熱ユニット62は基板処理装置1を設置する工場のユーティリティー(用力)と接続されて常温のDIWの供給を受けるとともに、DIWを加熱して高温DIWを回転支軸8に供給可能となっている。そして、制御部18からの動作指令に応じて液体加熱ユニット62が駆動することで、基板Wの裏面に向けて高温DIWが供給されて基板Wの温度を常温よりも高い温度に加熱することができる。このように、第4実施形態では、液体加熱ユニット62が本発明の「加熱手段」として機能しており、高温DIWを熱媒体としている。もちろん、第1実施形態と同様に気体加熱ユニット54を「加熱手段」として用いてもよい。
In the present embodiment, as described above, the
次に、上記のように構成された基板処理装置1の動作について図8を参照しつつ詳述する。この第4実施形態においても、第1実施形態と同様に、制御部18がメモリに記憶されているプログラムにしたがって装置各部を制御して基板Wに対して薬液処理、リンス処理、パドル形成処理、第1置換処理、第2置換処理および乾燥処理(除去処理)を施す。
Next, the operation of the
第1実施形態と同様に、基板搬送ロボット(図示省略)により未処理の基板Wが処理チャンバー2内に搬入されると、基板Wに対して薬液処理が実行される(ステップS1)。そして、薬液処理が完了すると、制御部18はノズルアーム移動機構38を制御してノズルアーム22を基板Wから離間移動させてノズル26をスプラッシュガード50の外側に退避させる。それに続いて、制御部18は遮断部材昇降機構74を制御して遮断部材64をスピンベース16に近接して対向させる。これによって、薬液処理を受けた基板Wの表面Wfに対して板状部材66の下面66aが略平行に、しかも近接して対向位置決めされて基板表面Wfを覆う。
Similarly to the first embodiment, when an unprocessed substrate W is carried into the
この状態でリンス処理(ステップS2)から乾燥処理(ステップS10)までの一連の処理が実行される。すなわち、リンス液供給ユニット36から遮断部材64のリンス液供給路にリンス液が圧送されて板状部材66に設けられたリンス液吐出口からリンス液が吐出される。また、リンス処理が終了すると、制御部18は基板Wの回転速度をリンス処理時の回転速度よりも遅い回転速度(この実施形態では5rpm)に減速する。これによって、リンス液吐出口から吐出されるリンス液が基板表面Wfに溜められてリンス液膜がパドル状に形成される。また、パドル形成が完了すると、リンス液吐出を停止するとともにIPA液供給ユニット40から遮断部材64のIPA液供給路にIPA液が圧送されて板状部材66に設けられたIPA液吐出口からIPA液が吐出されて第1置換処理が実行される(ステップS3)。さらに、第1置換処理後、IPA液吐出を停止するとともにHFE液供給ユニット42から遮断部材64のHFE液供給路にHFE液が圧送されて板状部材66に設けられたHFE液吐出口からのHFE液吐出が開始される(ステップS4)。
In this state, a series of processes from the rinse process (step S2) to the drying process (step S10) are executed. In other words, the rinse liquid is pumped from the rinse liquid supply unit 36 to the rinse liquid supply path of the blocking
また、第4実施形態では、第1実施形態と同様に、基板表面Wf上のIPA液がHFE液で全面置換されるのを検出するために、HFE液による置換処理の開始と同時に制御部18の内部タイマー(図示省略)による経過時間Tの計測を開始する(ステップS5)。そして、経過時間Tが時間T0に達した時点でHFE液による第2置換処理が完了したと判定して(ステップS6)、制御部18は液体加熱ユニット62を駆動して基板Wの裏面Wbに向けて高温DIWを供給して基板加熱を開始する(ステップS7)。これによって、基板Wの温度は上昇していく。また、基板加熱の開始と同時あるいは若干遅れて制御部18からの指令に応じて、HFE液供給ユニット42がHFE液の供給を停止して第2置換処理を終了させる(ステップS8)。
In the fourth embodiment, as in the first embodiment, the control unit 18 simultaneously with the start of the replacement process using the HFE solution in order to detect that the entire IPA solution on the substrate surface Wf is replaced with the HFE solution. Measurement of elapsed time T by an internal timer (not shown) is started (step S5). Then, when the elapsed time T reaches the time T0, it is determined that the second replacement process using the HFE liquid is completed (step S6), and the control unit 18 drives the
それに続いて、高温DIWを基板裏面Wbに供給し続けた状態で、基板Wが300〜2500rpm(この実施形態では800rpm)で高速回転されて基板表面Wf上のHFE液が除去されて基板Wの乾燥処理が実行される(ステップS9)。そして、基板Wの乾燥処理が終了すると、制御部18はチャック回転機構10を制御して基板Wの回転を停止させるとともに、液体加熱ユニット62に停止指令を与えて高温DIWの供給を停止して基板加熱を停止する(ステップS10)。そして、スプラッシュガード50を降下させて、スピンチャック6をスプラッシュガード50の上方から突出させる。その後、基板搬送ロボットが処理済の基板Wを基板処理装置1から搬出して、1枚の基板Wに対する一連の基板処理が終了する。そして、次の基板Wについても、上記と同様の処理が実行される。
Subsequently, while the high temperature DIW is continuously supplied to the substrate back surface Wb, the substrate W is rotated at a high speed of 300 to 2500 rpm (800 rpm in this embodiment), and the HFE liquid on the substrate surface Wf is removed to remove the substrate W. A drying process is executed (step S9). When the drying process of the substrate W is completed, the control unit 18 controls the
以上のように、第4実施形態によれば、乾燥処理(除去処理)中において少なくとも基板表面WfからHFE液が全部除去されるまでの間、基板裏面Wbに高温DIWを供給して基板Wを加熱しているため、仮に基板Wfの周辺に多量の水蒸気成分が存在していたとしても、基板表面Wfに水滴は付着することなく、基板Wを確実に乾燥することができる。 As described above, according to the fourth embodiment, during the drying process (removal process), the substrate W is supplied by supplying the high-temperature DIW to the substrate back surface Wb until at least the HFE liquid is completely removed from the substrate surface Wf. Since the substrate is heated, even if a large amount of water vapor components exist around the substrate Wf, water droplets do not adhere to the substrate surface Wf, and the substrate W can be reliably dried.
また、このように高温DIWを用いて基板Wを加熱する場合、高温DIWを供給している間に高温DIWの一部が基板表面Wf側に飛散することがある。しかしながら、基板表面Wfを遮断部材64によって覆った状態で高温DIWは供給されているため、飛散した液滴が基板表面Wfに付着するのを確実に防止することができる。
Further, when the substrate W is heated using the high temperature DIW as described above, a part of the high temperature DIW may be scattered to the substrate surface Wf side while the high temperature DIW is supplied. However, since the high temperature DIW is supplied in a state where the substrate surface Wf is covered by the blocking
また、第4実施形態では、高温DIWを用いて基板加熱を行っているが、他の液体を加熱して得られる高温液体を基板裏面Wbに供給して基板加熱を行ってもよい。 Further, in the fourth embodiment, the substrate heating is performed using the high temperature DIW, but the substrate heating may be performed by supplying a high temperature liquid obtained by heating another liquid to the substrate back surface Wb.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、本発明の「フッ素系溶剤を主成分とする溶剤」として上記ノベック7100/7100DL等を用いているが、例えばHFE液に対して少量(例えば5%程度)のIPA液を混合させた混合溶剤を用いてもよい。このような混合溶剤としては、例えば住友スリーエム株式会社製の商品名ノベック(登録商標)シリーズのHFE71IPA(ハイドロフルオロエーテル共沸様混合物)を用いてもよい、また、この混合溶剤を本発明の「フッ素系溶剤を主成分とする溶剤」として用いる場合には、第1置換処理を省略することができ、基板処理の簡素化、タクトタイムの短縮およびコスト低減を図ることができる。その理由について説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the above-mentioned Novec 7100 / 7100DL or the like is used as the “solvent containing a fluorine-based solvent as a main component” of the present invention. You may use the mixed solvent mixed. As such a mixed solvent, for example, HFE71IPA (hydrofluoroether azeotrope-like mixture) of the trade name Novec (registered trademark) series manufactured by Sumitomo 3M Limited may be used. When used as a “solvent containing a fluorinated solvent as a main component”, the first substitution process can be omitted, and the substrate processing can be simplified, the tact time can be shortened, and the cost can be reduced. The reason will be described.
上記第1ないし第4実施形態では、本発明の「フッ素系溶剤を主成分とする溶剤」としてノベック7100/7100DL等を用いているが、これらはDIWに対して不溶性である。したがって、IPA液を用いた第1置換処理を実行した後でHFE液による第2置換処理を実行する必要がある。これに対し、ノベックHFE71IPAはDIWに対して溶解性を有するため、リンス液膜が形成された基板WにノベックHFE71IPAを供給してリンス液膜をノベックHFE71IPAで置換可能となっている。このため、第1置換処理が不要となる。 In the first to fourth embodiments, Novec 7100 / 7100DL or the like is used as the “solvent containing a fluorinated solvent as a main component” of the present invention, but these are insoluble in DIW. Therefore, it is necessary to execute the second replacement process using the HFE liquid after the first replacement process using the IPA liquid is performed. On the other hand, since Novec HFE71IPA is soluble in DIW, Novec HFE71IPA can be supplied to the substrate W on which the rinse liquid film is formed to replace the rinse liquid film with Novec HFE71IPA. For this reason, the first replacement process becomes unnecessary.
また、第1置換処理が不要となり、第2置換処理の直前において基板表面Wf上の処理液はDIWであるため、基板加熱を第2置換処理の直前より行ってもよい。例えばパドル形成処理中に基板加熱を開始してもよく、この場合、乾燥処理(除去処理)における基板温度が高くなり、基板表面Wfの周辺に存在する水蒸気成分が基板Wに凝集付着するのをさらに確実に防止することができる。 Further, since the first replacement process is not required and the processing liquid on the substrate surface Wf is DIW immediately before the second replacement process, the substrate heating may be performed immediately before the second replacement process. For example, the substrate heating may be started during the paddle forming process. In this case, the substrate temperature in the drying process (removal process) is increased, and the water vapor component existing around the substrate surface Wf is aggregated and adhered to the substrate W. Furthermore, it can prevent reliably.
また、上記実施形態では、半導体ウエハ等の基板Wに対して薬液処理、リンス処理、パドル処理、(第1置換処理、)第2置換処理および乾燥処置を行う装置および方法に本発明を適用しているが、基板Wの種類や処理内容はこれに限定されるものではなく、フッ素系溶剤を主成分とする溶剤を基板表面から除去して当該基板表面を乾燥させる基板処理方法および基板処理装置に本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the present invention is applied to an apparatus and a method for performing a chemical treatment, a rinsing process, a paddle process, a (first replacement process), a second replacement process, and a drying process on a substrate W such as a semiconductor wafer. However, the type and processing content of the substrate W are not limited to this, and a substrate processing method and a substrate processing apparatus for removing a solvent mainly composed of a fluorinated solvent from the substrate surface and drying the substrate surface. The present invention can be applied to.
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、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などを含む基板の表面を乾燥させる基板処理方法および装置に適用することができる。 The present invention provides a surface of a substrate including a semiconductor wafer, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for FED, an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, a magneto-optical disk substrate, etc. It can be applied to a substrate processing method and apparatus for drying.
1…基板処理装置
6…スピンチャック
32…HFE液供給ノズル(溶剤供給手段)
42…HFE液供給ユニット(溶剤供給手段)
54…気体加熱ユニット(加熱手段)
60…加熱部材(加熱手段)
62…液体加熱ユニット(加熱手段)
64…遮断部材
W…基板
Wb…基板裏面
Wf…基板表面
DESCRIPTION OF
42 ... HFE liquid supply unit (solvent supply means)
54 ... Gas heating unit (heating means)
60 ... Heating member (heating means)
62 ... Liquid heating unit (heating means)
64 ... Shut-off member W ... Substrate Wb ... Substrate back surface Wf ... Substrate surface
Claims (9)
前記基板表面にフッ素系溶剤を主成分とする溶剤を供給して前記処理液を前記溶剤で置換する置換工程と、
前記置換工程後に前記基板表面から前記溶剤を除去する除去工程とを備え、
前記除去工程において、少なくとも前記基板表面から前記溶剤が全部除去されるまでの間、前記基板を加熱することを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for drying a substrate whose surface is wet with a processing solution,
A substitution step of replacing the treatment liquid with the solvent by supplying a solvent mainly containing a fluorine-based solvent to the substrate surface;
A removal step of removing the solvent from the substrate surface after the substitution step,
In the removing step, the substrate is heated until at least the solvent is removed from the surface of the substrate.
前記基板保持手段に保持された前記基板の表面に向けてフッ素系溶剤を主成分とする溶剤を供給して前記処理液を前記溶剤で置換する溶剤供給手段と、
前記基板表面から前記溶剤を除去する除去手段と、
前記基板保持手段に保持された前記基板を加熱する加熱手段とを備え、
少なくとも前記除去手段により前記基板表面から前記溶剤が全部除去されるまでの間、前記加熱手段が前記基板を加熱することを特徴とする基板処理装置。 A substrate holding means for holding the substrate in a substantially horizontal posture with the substrate surface wet with the processing liquid facing upward;
Solvent supply means for supplying a solvent mainly composed of a fluorinated solvent toward the surface of the substrate held by the substrate holding means and replacing the treatment liquid with the solvent;
Removing means for removing the solvent from the substrate surface;
Heating means for heating the substrate held by the substrate holding means,
The substrate processing apparatus, wherein the heating unit heats the substrate at least until the solvent is removed from the substrate surface by the removing unit.
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