JP2011210933A - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体ウェハ、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(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などの各種基板(以下、単に「基板」と記載する)に対して洗浄処理を施す基板処理方法および基板処理装置に関するものである。 The present invention relates to 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 (Field Emission Display), a substrate for optical disk, a substrate for magnetic disk, a substrate for magneto-optical disk, etc. The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for performing a cleaning process on various substrates (hereinafter simply referred to as “substrates”).
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、基板の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成していく工程が含まれる。ここで、微細加工を良好に行うためには基板表面を清浄な状態に保つ必要があり、必要に応じて基板表面に対して洗浄処理が行われる。例えば特許文献1に記載された装置においては、微細パターンの間隙内部に入り込ませた脱イオン水(De Ionized Water:以下「DIW」と記載する)などの液体を凍結させることで微細パターンを構造的に補強した状態で基板表面に対して物理洗浄が実行される。
The manufacturing process of an electronic component such as a semiconductor device or a liquid crystal display device includes a step of repeatedly forming a fine pattern by repeatedly performing processes such as film formation and etching on the surface of the substrate. Here, in order to perform fine processing satisfactorily, it is necessary to keep the substrate surface clean, and a cleaning process is performed on the substrate surface as necessary. For example, in the apparatus described in
すなわち、特許文献1に記載の装置では、以下の工程が実行される。まず、基板の表面にDIWを供給することでパターンの間隙内部にDIWを入り込ませるとともに基板表面全体にDIWの液膜を形成する。これに続いて、DIWの供給を停止し、基板の回転数を制御することでパターンの間隙内部に入り込ませたDIWを残留させながら基板表面からDIWを除去する。そして、パターンの間隙内部に残留させたDIWを凍結させて氷を形成し、パターンを構造的に補強する。その後、パターン間隙内部の氷が凍結した状態を保ったまま基板表面に対して物理洗浄を施す。これにより、パターンがダメージを受けるのを防止しつつ、基板表面からパーティクル等の汚染物質を効率良く除去することができる。
That is, in the apparatus described in
上記従来技術では、DIWの液膜が形成された基板を回転させることでパターンの間隙内部にDIWを残留しつつ基板表面からDIWを除去しているが、その際、パターンの間隙内部のみならずパターンの上面にDIWの液膜が残ってしまうことがある。この場合、パターン上面であって液膜が残っている部分にパーティクル等の汚染物質(以下「パーティクル等」と記載する)が存在すると、凝固体形成時にパターン上面の液膜も凍結されて当該パーティクル等がDIWの凝固体(凍結膜)に埋もれてしまう。 In the above prior art, the substrate on which the DIW liquid film is formed is rotated to remove the DIW from the substrate surface while leaving the DIW inside the pattern gap. A DIW liquid film may remain on the upper surface of the pattern. In this case, if contaminants such as particles (hereinafter referred to as “particles”) are present on the upper surface of the pattern where the liquid film remains, the liquid film on the upper surface of the pattern is also frozen when the solidified body is formed. Etc. are buried in the DIW solidified body (frozen film).
また、パターン上面のDIWを除去できたとしても、その後、凝固体形成時に基板の温度を0℃(摂氏)以下に冷却するため、凝固体形成時及びその後にパターン上面を含む基板表面に霜が付着する。このため、基板表面にパーティクル等が残留していると、パーティクル等が霜に埋もれてしまうことになる。 Even if the DIW on the upper surface of the pattern can be removed, the substrate temperature is subsequently cooled to 0 ° C. (degrees Celsius) or lower when the solidified body is formed. Adhere to. For this reason, if particles or the like remain on the substrate surface, the particles or the like are buried in frost.
これらの場合、その後、基板表面に対し物理洗浄を行ったとしても、パターン上面のDIWの凝固体あるいは基板表面に付着した霜に埋もれている当該パーティクル等を洗浄除去することは困難である。このように、パーティクル等の除去効率の観点から改良の余地があった。 In these cases, even if the substrate surface is subsequently subjected to physical cleaning, it is difficult to clean and remove the DIW solidified body on the upper surface of the pattern or the particles buried in the frost adhering to the substrate surface. Thus, there was room for improvement from the viewpoint of particle removal efficiency.
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、パターンの間隙内部に入り込んだ液体を凝固させることでパターンを構造的に補強し、基板表面を物理洗浄する基板処理方法および装置において、パーティクル等の除去効率をさらに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 a substrate processing method and apparatus for structurally reinforcing a pattern by solidifying a liquid that has entered the gap between patterns and physically cleaning the substrate surface, particles and the like The purpose is to further improve the removal efficiency.
上記問題を解決するため、この発明は、所定のパターンが形成された基板のパターンの間隙内部に液体の凝固体を形成するとともに、基板の表面に液膜を保持する凝固工程と、パターンの間隙内部に凝固体を形成した状態を保ちながら、基板表面に保持された液膜を介して基板に超音波振動を付与し、基板表面を洗浄する超音波洗浄工程とを備えている。 In order to solve the above problem, the present invention provides a solidification step of forming a liquid solidified body inside a gap between patterns of a substrate on which a predetermined pattern is formed, and holding a liquid film on the surface of the substrate, and a gap between the patterns. An ultrasonic cleaning step of cleaning the substrate surface by applying ultrasonic vibration to the substrate through a liquid film held on the substrate surface while maintaining a state in which a solidified body is formed inside.
また、この発明は、液膜として、液体と互いに混合し難く、かつ液体の凝固点よりも低い凝固点を有する処理液を含むことができる。 Moreover, this invention can contain the process liquid which has a freezing point lower than the freezing point of a liquid which is hard to mix with a liquid as a liquid film.
また、この発明は、前記凝固工程に先立って、パターンが形成され液体が付着した基板の表面に液膜を形成するための処理液を供給し、パターンの間隙内部に液体を残留させながら液体を基板表面から除去するとともに、パターン間隙内部の液体の上層に処理液の液膜を形成する積層液膜形成工程を更に備えている。 Further, according to the present invention, prior to the solidification step, a processing liquid for forming a liquid film is supplied to the surface of the substrate on which the pattern is formed and the liquid adheres, and the liquid is left while the liquid remains inside the gap of the pattern. A laminated liquid film forming step is also provided for removing from the substrate surface and forming a liquid film of the treatment liquid on the upper layer of the liquid inside the pattern gap.
また、この発明は、所定のパターンが形成され液体が付着した基板を保持する基板保持手段と、基板を回転する基板回転手段と、基板保持手段に保持された基板の表面に向けて処理液を供給し、パターンの間隙内部に液体を残留させながら液体を基板表面から除去するとともに、パターン間隙内部の液体の上層に処理液の液膜を形成する積層液膜形成手段と、処理液の液膜を保持し、パターンの間隙内部に残留させた液体を凝固させて、パターンの間隙内部に凝固体を形成する凝固手段と、パターンの間隙内部に凝固体を形成した状態を保ちながら、基板表面に形成された液膜を介して基板に超音波振動を付与し、基板表面を洗浄する超音波洗浄手段とを備えている。 The present invention also provides a substrate holding means for holding a substrate on which a predetermined pattern is formed and a liquid is attached, a substrate rotating means for rotating the substrate, and a processing liquid toward the surface of the substrate held by the substrate holding means. A laminated liquid film forming means for supplying and removing the liquid from the substrate surface while leaving the liquid inside the pattern gap, and forming a liquid film of the treatment liquid on the upper layer of the liquid inside the pattern gap; and a liquid film of the treatment liquid And solidifying the liquid remaining inside the pattern gap to form a solidified body inside the pattern gap, while maintaining the state where the solidified body is formed inside the pattern gap, Ultrasonic cleaning means for cleaning the substrate surface by applying ultrasonic vibration to the substrate through the formed liquid film is provided.
このように構成された発明(基板処理方法および装置)では、基板表面に処理液を供給することにより、基板表面に形成されたパターンの間隙内部に液体を残留させながら基板表面に付着する液体が該基板表面から除去され、液体の除去に使用された処理液は基板表面上に処理液の液膜を形成する。これにより、パターンの間隙内部を除き、パターン上面を含む基板表面から液体が除去される。この状態でパターン間隙内部に残留させた液体を凝固させて該パターン間隙内部に凝固体を形成するため、パターン上面に液体の凝固体が形成されることがない。 In the invention (substrate processing method and apparatus) configured as described above, by supplying the processing liquid to the substrate surface, the liquid adhering to the substrate surface while the liquid remains inside the gaps of the pattern formed on the substrate surface. The processing liquid removed from the substrate surface and used for removing the liquid forms a liquid film of the processing liquid on the substrate surface. As a result, the liquid is removed from the substrate surface including the upper surface of the pattern except the inside of the pattern gap. In this state, the liquid remaining in the pattern gap is solidified to form a solidified body in the pattern gap, so that no liquid solidified body is formed on the upper surface of the pattern.
また、液体の凝固体を形成した後も処理液の液膜を維持し、該処理液の液膜に超音波を付与している。このため、基板表面は処理液の液膜により雰囲気から遮断され、基板表面に霜が付着することがない。このため、パターン上面及びパターンが形成されていない基板表面を良好に洗浄することが可能となる。 Further, the liquid film of the treatment liquid is maintained even after the liquid solidified body is formed, and ultrasonic waves are applied to the liquid film of the treatment liquid. For this reason, the substrate surface is shielded from the atmosphere by the liquid film of the processing liquid, and frost does not adhere to the substrate surface. For this reason, it becomes possible to wash | clean the pattern upper surface and the board | substrate surface in which the pattern is not formed favorably.
また、パターン間隙内部に液体の凝固体を形成することにより、パターンが構造的に補強された状態となる。つまり、パターンと凝固体とが一体となった塊(固形物)と見做せる状態となる。そして、凝固体を形成した状態(凝固した状態)を保ちながら基板表面に対して超音波を付与して洗浄するので、パターンがダメージを受けるのを防止しつつ、基板表面からパーティクル等を効率良く除去することができる。 Further, by forming a liquid solidified body inside the pattern gap, the pattern is structurally reinforced. That is, it can be regarded as a lump (solid material) in which the pattern and the solidified body are integrated. Since the substrate surface is cleaned by applying an ultrasonic wave while maintaining a solidified body (solidified state), particles are efficiently removed from the substrate surface while preventing the pattern from being damaged. Can be removed.
また、液体と処理液が互いに混合し難いため、基板上層の液体を排除しても処理液がパターン間隙内部に侵入することがなく、パターン間隙内部の液体まで排除することが無い。また、処理液が液体と混合することにより液体の凝固点の変化を引き起こすことも無い。 In addition, since the liquid and the processing liquid are difficult to mix with each other, the processing liquid does not enter the pattern gap even if the liquid in the upper layer of the substrate is removed, and the liquid inside the pattern gap is not excluded. Moreover, the change of the freezing point of the liquid is not caused by mixing the treatment liquid with the liquid.
また、液体の凝固点よりも低い凝固点を有する処理液を使用することにより、パターン間隙内部の液体を凝固する際に、処理液の凝固点より高い温度であって液体の凝固点より低い温度に冷却することで、液体のみ凝固して処理液は凝固しないままとすることが可能であり、その後処理液に超音波を付与して基板を洗浄し、超音波洗浄の後にパーティクル等が混入した処理液を基板上から排除することが可能となる。 In addition, by using a processing liquid having a freezing point lower than the freezing point of the liquid, when the liquid inside the pattern gap is solidified, the liquid is cooled to a temperature higher than the freezing point of the processing liquid and lower than the freezing point of the liquid. It is possible to solidify only the liquid and leave the treatment liquid unsolidified, and then apply ultrasonic waves to the treatment liquid to clean the substrate, and then treat the treatment liquid mixed with particles after the ultrasonic cleaning to the substrate. It becomes possible to exclude from above.
ここで、前記の処理液として、液体の凝固点よりも高い温度の第一処理液を少なくとも含み、前記の積層液膜形成工程は、第一処理液を供給する第一処理液供給工程を備える構成とすることが可能である。 Here, the processing liquid includes at least a first processing liquid having a temperature higher than the freezing point of the liquid, and the laminated liquid film forming step includes a first processing liquid supply step for supplying the first processing liquid. Is possible.
このように構成された発明では、液体の凝固点より高い温度の第一処理液を供給することで、パターン間隙内部以外の液体を排除する前に液体を凝固させることがなく、特にパターン上面に液体の凝固体を残留させることが無い。 In the invention configured as described above, by supplying the first processing liquid having a temperature higher than the freezing point of the liquid, the liquid is not solidified before the liquid other than the inside of the pattern gap is excluded. No coagulum remains.
また、前記の積層液膜形成工程は、基板を回転する工程を更に備え、第一処理液を基板の中心付近に供給する構成とすることも可能である。 The laminated liquid film forming step may further include a step of rotating the substrate and supply the first processing liquid to the vicinity of the center of the substrate.
このように構成された発明では、基板を回転させながら第一処理液を基板の中心付近に供給することで、第一処理液に基板中心から基板周縁に向かう遠心力を作用させ、基板中心から基板周縁に向かって順に液体を排除することが可能となる。これにより、静止した基板上に第一処理液を供給する場合よりも使用する第一処理液の量を少なくすることができ、また、積層液膜形成工程の実施に要する時間も短縮することが可能となる。 In the invention configured as described above, by supplying the first processing liquid to the vicinity of the center of the substrate while rotating the substrate, a centrifugal force is applied to the first processing liquid from the center of the substrate toward the periphery of the substrate. The liquid can be sequentially removed toward the periphery of the substrate. Thereby, the amount of the first processing liquid to be used can be reduced as compared with the case where the first processing liquid is supplied onto the stationary substrate, and the time required for performing the laminated liquid film forming process can be shortened. It becomes possible.
また、前記第一処理液供給工程は、液体の凝固点付近の温度の第一処理液を供給する構成とすることも可能である。 The first treatment liquid supply step may be configured to supply a first treatment liquid having a temperature near the freezing point of the liquid.
このように構成された発明では、パターン間隙内部の液体の温度を上昇させることがなく、凝固工程において短い時間で液体の凝固体を形成することが可能となる。 In the invention configured as described above, it is possible to form a liquid solidified body in a short time in the solidification step without increasing the temperature of the liquid inside the pattern gap.
この発明によれば、パターンが形成された基板表面に対し、処理液を供給してパターン間隙内部を除く基板表面から液体を排除し、処理液はそのまま基板表面に液膜を形成する。これにより、パターンの間隙内部にのみ液体を孤立して残留させることができ、その後液体の凝固体を形成してもパターン上面に液体の凝固体が形成されることがない。また、処理液の液膜を基板表面の上に保持し続けることで、液体の凝固体を形成してその後超音波洗浄を行っても基板表面への霜の付着がない。このため、従来技術では困難であったパターン上面のパーティクル等をも洗浄除去することができ、洗浄効率をさらに向上させることができる。 According to the present invention, the processing liquid is supplied to the substrate surface on which the pattern is formed to exclude the liquid from the substrate surface excluding the inside of the pattern gap, and the processing liquid forms a liquid film on the substrate surface as it is. As a result, the liquid can be isolated and remain only in the gaps of the pattern, and even if the liquid solidified body is formed thereafter, the liquid solidified body is not formed on the upper surface of the pattern. Further, by continuously holding the liquid film of the processing liquid on the substrate surface, frost does not adhere to the substrate surface even if a liquid solidified body is formed and then ultrasonic cleaning is performed. For this reason, particles on the upper surface of the pattern, which were difficult in the prior art, can be removed by washing, and the washing efficiency can be further improved.
以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、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(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などの各種基板をいう。 In the following description, a substrate means 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 (Field Emission Display), a substrate for optical disk, a substrate for magnetic disk, and a magneto-optical substrate. Various substrates such as disk substrates.
また、以下の説明では、回路パターン等の各種パターンが形成される基板の面を表面と称し、その反対側の面を裏面と称する。また、下方に向けられた基板の面を下面と称し、上方に向けられた基板の面を上面と称する。 In the following description, the surface of the substrate on which various patterns such as circuit patterns are formed is referred to as the front surface, and the opposite surface is referred to as the back surface. Further, the surface of the substrate directed downward is referred to as a lower surface, and the surface of the substrate directed upward is referred to as an upper surface.
以下、本発明の実施の形態を、基板の一例として半導体ウェハの処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明する。ただし、本発明は、半導体ウェハの処理に限らず、液晶表示器用のガラス基板などの各種の基板の処理にも適用することができる。また、本発明が適用できる基板処理装置は、薬液処理、洗浄処理、および乾燥処理を同じ装置内で連続して行うものだけに限らず、単一の処理のみを行う装置や、薬液処理、洗浄処理、および乾燥処理の一部を同じ装置内で連続して行うものなどにも適用可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, taking as an example a substrate processing apparatus used for processing a semiconductor wafer as an example of a substrate. However, the present invention can be applied not only to processing of semiconductor wafers but also to processing of various substrates such as glass substrates for liquid crystal displays. In addition, the substrate processing apparatus to which the present invention can be applied is not limited to the apparatus that performs the chemical treatment, the cleaning process, and the drying process continuously in the same apparatus, the apparatus that performs only a single process, the chemical process, and the cleaning process. The present invention can also be applied to a case where a part of the treatment and the drying treatment are continuously performed in the same apparatus.
<第一実施形態>
図1及び図2はこの発明にかかる基板処理装置91の概略構成を示す図である。図1は基板処理装置91の平面図であり、図2は図1の基板処理装置91を矢印X1の方向から見た正面図である。この装置は半導体ウェハ等の基板W(以下、単に「基板W」と記載する)の表面に付着しているパーティクル等の汚染物質(以下「パーティクル等」と記載する)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。
<First embodiment>
1 and 2 are diagrams showing a schematic configuration of a
この基板処理装置91では、一方の端部に基板Wを処理ユニット1に搬入出する移載装置5が配置される。この移載装置5の一端に基板Wを収容するカセット8が載置可能に構成されたカセットステーション7が設けられており、このカセットステーション7の側方には、カセット8から処理工程前の基板Wを一枚ずつ取出すと共に、処理工程後の基板Wをカセット8内に1枚ずつ収容する搬送アーム511を備えた基板搬送装置51が備えられている。
In the
カセットステーション7の載置部71は、基板Wを例えば25枚収納したカセット8を載置できる構成になっている。基板搬送装置51は、水平、昇降方向に移動自在であると共に、鉛直軸を中心に回転できるように構成されている。
The
次に、処理ユニット1の構成について説明する。図3は処理ユニット1の構成を示す模式図である。この処理ユニット1には、基板保持手段11と、基板回転手段12と、処理カップ13と、遮断部材15と、超音波洗浄手段17と、液体供給手段21と、リンス液供給手段23と、第一処理液供給手段25と、第二処理液供給手段22と、SC1供給手段29と、凝固手段31と、乾燥用ガス供給手段33と、制御ユニット93と、が設けられている。
Next, the configuration of the
基板保持手段11は、基板Wの表面Wfを上方に向けて略水平姿勢に保持するものである。基板回転手段12は、基板保持手段11を基板保持手段11に保持されている基板Wとともに回転するものである。処理カップ13は基板保持手段11をその内側に収容し、基板保持手段11及び基板Wからの飛散物等を受け止めて排気・排液するものである。遮断部材15は、基板保持手段11の上方に、基板保持手段11に保持された基板Wの表面Wfに対向して配置され、基板表面Wfを外気から遮断するものである。超音波洗浄手段17は基板表面Wfに供給された処理液に超音波を付与するものである。
The
液体供給手段21は、基板表面Wfに液体を供給するものである。リンス液供給手段23は、基板表面Wfにリンス液を供給するものである。第一処理液供給手段25は基板表面Wfに対し第一処理液を供給し、基板表面Wfに付着した液体を排除するものである。第二処理液供給手段22は基板表面Wfに供給された第一処理液の液膜の上に、ミスト状の第二処理液を供給するものである。SC1供給手段は基板表面WfにSC1を供給するものである。 The liquid supply means 21 supplies liquid to the substrate surface Wf. The rinse liquid supply means 23 supplies a rinse liquid to the substrate surface Wf. The first processing liquid supply means 25 supplies the first processing liquid to the substrate surface Wf and removes the liquid adhering to the substrate surface Wf. The second processing liquid supply means 22 supplies a mist-like second processing liquid on the liquid film of the first processing liquid supplied to the substrate surface Wf. The SC1 supply means supplies SC1 to the substrate surface Wf.
凝固手段31は基板Wの裏面側から基板Wの裏面Wbに冷媒を吐出して液体の凝固体を形成するものである。乾燥用ガス供給手段33は基板表面Wfに乾燥用のガスを供給するものである。 The solidifying means 31 discharges a coolant from the back side of the substrate W to the back side Wb of the substrate W to form a liquid solidified body. The drying gas supply means 33 supplies a drying gas to the substrate surface Wf.
制御ユニット93は後述する洗浄プログラムに基づいて基板処理装置91の各部の動作を制御するものである。
The
基板保持手段11は、中心軸111と、スピンベース113と、チャックピン115と、チャックピン駆動機構116と、で構成される。
The
基板保持手段11の中心軸111の上端部には、中心部に開口を有する円板状のスピンベース113がネジなどの締結部品によって固定されている。スピンベース113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115が立設されている。チャックピン115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113の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。各チャックピン115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。
A disc-shaped
各チャックピン115は公知のリンク機構や褶動部材等を介してチャックピン駆動機構116内のエアシリンダに連結されている。そして、制御ユニット93からの動作指令によりエアシリンダが伸縮することで、各チャックピン115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。尚、本実施形態ではチャックピン115の駆動源としてエアシリンダを用いたが、モータやソレノイド等の駆動源を用いることも可能である。
Each
そして、スピンベース113に対して基板Wが受渡しされる際には、各チャックピン115を解放状態とし、基板Wに対して洗浄処理等を行う際には、各チャックピン115を押圧状態とする。各チャックピン115を押圧状態とすると、各チャックピン115は基板Wの周縁部を把持して、基板Wがスピンベース113から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持されることとなる。これにより、基板Wは、その表面Wfを上方に向け、裏面Wbを下方に向けた状態で保持される。なお、この実施形態では、基板Wの表面Wfに微細パターンが形成されており、表面Wfがパターン形成面となっている。
When the substrate W is delivered to the
また、基板保持手段11の中心軸111にモータを含む基板回転手段12の回転軸が連結されている。そして、制御ユニット93からの動作指令により基板回転手段12が駆動されると、中心軸111に固定されたスピンベース113が回転中心A0を中心に回転する。
Further, the rotation shaft of the substrate rotation means 12 including a motor is connected to the central shaft 111 of the substrate holding means 11. When the
処理カップ13は、基板Wの処理に用いられた後の処理液等を回収処理するためのものであり、スピンベース113とチャックピン115及び基板Wから飛散する処理液等を受け止めることができるよう、略円筒形状となっている。また、その上面には、基板Wが通過するための開口131が形成されている。この開口131は、回転中心A0を中心とする略円形のものである。処理カップ13の底部には排気液ライン(図示省略)が接続され、基板保持手段11周辺の雰囲気を、その中に含まれる処理液等の微粒子ごと排気(排気液)する。
The
遮断部材15は、中心部に開口を有する円板状に形成されている。遮断部材15の下面は、基板Wの表面Wfと略平行に対向する基板対向面となっており、基板Wの直径と同等以上の大きさに形成されている。遮断部材15は略円筒形状を有する支持軸151の下端部に略水平に取り付けられる。この支持軸151は、水平方向に延びるアーム152により保持されている。
The blocking member 15 is formed in a disk shape having an opening at the center. The lower surface of the blocking member 15 is a substrate facing surface that faces the surface Wf of the substrate W substantially in parallel and is formed to have a size equal to or larger than the diameter of the substrate W. The blocking member 15 is attached substantially horizontally to the lower end portion of the
また、アーム152には、遮断部材昇降機構153が接続されており、制御ユニット93からの動作指令により、遮断部材15をスピンベース113に近接させ、逆に離間させる。具体的に、制御ユニット93は、遮断部材昇降機構153の動作を制御して、処理ユニット1に対して基板Wを搬入出させる際には、遮断部材15を基板保持手段11の上方の離間位置(図3に示す位置)に上昇させる一方、基板Wに対して後述するDIWの供給やHFE液の供給等を行う際には、遮断部材15を基板保持手段11に保持された基板Wの表面Wfのごく近傍に設定された対向位置まで下降させる。
In addition, the
また、遮断部材15は遮断部材回転機構155と接続されており、制御ユニット93からの動作指令により支持軸151の中心を通る鉛直軸周りに回転される。また、遮断部材回転機構155は、基板保持手段11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遮断部材15を回転させるように構成されている。
The blocking member 15 is connected to the blocking
支持軸151は中空になっており、その内部に第一供給管157が挿通されるとともに、当該第一供給管157に第二供給管158が挿通されて、いわゆる二重管構造となっている。この第一供給管157及び第二供給管158の下方端部は遮断部材15の開口に延設されており、第二供給管158の先端に吐出ノズル159が設けられている。
The
第一供給管157には、常温の窒素ガスを供給する乾燥用窒素ガス供給部331が配管333を介して管路接続されている。
A drying nitrogen
第二供給管158には、主配管20が管路接続され、主配管20に対しては配管213、233、253と293を介してそれぞれ第一DIW供給部211、第二DIW供給部231、HFE液供給部251とSC1供給部291がそれぞれ管路接続されている。また、配管213、233、253と293にはそれぞれ開閉弁215、235、255と295が介挿されている。なお、開閉弁215、235、255と295は全て常時閉成されている。
A
超音波洗浄手段17は超音波洗浄部171と、配線175と、超音波発振器173と、で構成される。
The ultrasonic cleaning means 17 includes an
超音波洗浄部171を昇降及び旋回させるための駆動源として、処理カップ13の周方向外側にヘッド駆動機構173が設けられている。このヘッド駆動機構173は昇降モータ1731を有し、昇降モータ1731の回転軸にはボールネジ1732が連結されている。このボールネジ1732は立設されたガイド1733に併設されている。昇降ベース1735はガイド1733に褶動自在に嵌め付けられているとともに、ボールネジ1732に螺合されている。そして、制御ユニット93からの動作指令により昇降モータ1731が駆動されると、昇降ベース1735が上下方向に昇降される。
A
昇降ベース1735には旋回モータ1736が搭載されており、旋回モータ1736の回転軸には旋回軸1737が連結されている。旋回軸1737にはアーム1713の一端が連結され、このアーム1713の他方端には超音波洗浄ヘッド1715が保持されている。制御ユニット93からの動作指令により旋回モータ1736が駆動されると、旋回軸1737の周りにアーム1713が揺動して、超音波洗浄ヘッド1715を基板保持手段11上に保持された基板表面Wf近傍の振動付与位置と処理カップ13の周方向外側に外れている位置である退避位置との間で往復運動させる。
A
図4は超音波洗浄ヘッド1715の構成を示す断面図である。超音波洗浄ヘッド1715は、例えば4フッ化テフロン(登録商標)(poly tetra fuluoroethylene)等のフッ素樹脂からなる本体部1715aの底面側開口に振動板1715bが取り付けられている。この振動板1715bは平面視で円盤形状を有しており、その底面が振動面VFとなっている。また、振動板1715bの上面には振動子1715cが貼付けられている。振動子1715cは配線175を介して超音波発振器173に電気的に接続されている。そして、制御ユニット93からの動作指令により、超音波発振器173からパルス信号が配線175を介して振動子1715cに出力されると、振動子1715cが超音波振動し、振動板1715bを超音波振動させる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the
ヘッド駆動機構173により超音波洗浄ヘッド1715が振動付与位置に位置決めされる場合、振動面VFと基板表面Wfとの間隔は、昇降モータ1731の駆動制御によって高精度に制御される。
When the
図3に戻る。液体供給手段21は、第一DIW供給部211と、開閉弁215と、配管213と、主配管20と、第二供給管158と、吐出ノズル159と、で構成される。
Returning to FIG. The
制御ユニット93からの動作指令により開閉弁215が開成すると、第一DIW供給部211から液体としての脱イオン水(De Ionized Water。以下「DIW」と記載する)が配管213と主配管20と第二供給管158を通して吐出ノズル159から基板表面Wfに供給される。
When the on-off
リンス液供給手段23は、第二DIW供給部231と、開閉弁235と、配管233と、主配管20と、第二供給管158と、吐出ノズル159と、で構成される。
The rinse liquid supply means 23 includes a second DIW supply unit 231, an on-off
制御ユニット93からの動作指令により開閉弁235が開成すると、第二DIW供給部231からのリンス液としてのDIWが配管233と主配管20と第二供給管158を通して吐出ノズル159から基板表面Wfに供給される。
When the on-off
ここで、第一DIW供給部211は後述するDIW供給工程やDIWミスト供給工程において、例えば1℃(摂氏)に温度調整されたDIWを供給するものである。また、第二DIW供給部231は、後述するリンス処理において基板表面Wfに残留するDIWの凝固体を解凍して除去するため、例えば40℃(摂氏)に温度調整されたDIWを供給するものである。 Here, the first DIW supply unit 211 supplies DIW whose temperature is adjusted to, for example, 1 ° C. (degrees Celsius) in a DIW supply process and a DIW mist supply process described later. Further, the second DIW supply unit 231 supplies DIW whose temperature is adjusted to, for example, 40 ° C. (degrees Celsius) in order to defrost and remove the DIW solidified body remaining on the substrate surface Wf in the rinsing process described later. is there.
第一処理液供給手段25は、HFE液供給部251と、開閉弁255と、配管253と、主配管20と、第二供給管158と、吐出ノズル159と、で構成される。
The first processing
制御ユニット93からの動作指令により開閉弁255が開成すると、HFE液供給部251から、第一処理液としてのHFE液が配管253と主配管20と第二供給管158を介して吐出ノズル159から基板表面Wfに供給される。
When the on-off
ここで、HFE液とはハイドロフルオロエーテル(Hydrofluoroether)を主たる成分とする液をいう。「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、例えば化学式:C4F9OCH3、化学式:C4F9OC2H5、化学式:C6F13OCH3、化学式:C3HF6−CH(CH3)O−C3HF6、化学式:C2HF4OCH3などを用いることができる。これらのHFE液の密度は1430〜1660(kg/m3)であり、水に対する比重は「1」よりも大きい。したがって、本実施形態で「第二処理液」として使用するDIWは本実施形態で「第一処理液」として使用するHFE液よりも比重が小さい。 Here, the HFE liquid refers to a liquid mainly composed of hydrofluoroether. As the “HFE liquid”, for example, HFE of the trade name Novec (registered trademark) series manufactured by Sumitomo 3M Limited can be used. Specifically, as HFE, for example, chemical formula: C 4 F 9 OCH 3 , chemical formula: C 4 F 9 OC 2 H 5 , chemical formula: C 6 F 13 OCH 3 , chemical formula: C 3 HF 6 —CH (CH 3 ) O-C 3 HF 6, the formula: such as C 2 HF 4 OCH 3 can be used. The density of these HFE liquids is 1430-1660 (kg / m 3 ), and the specific gravity with respect to water is greater than “1”. Accordingly, the DIW used as the “second processing liquid” in the present embodiment has a specific gravity smaller than the HFE liquid used as the “first processing liquid” in the present embodiment.
また、上記それぞれの化学式で表されるHFE液は全て−(マイナス)38℃(摂氏)以下の凝固点を有するため、液体としてのDIWの凝固点(0℃(摂氏))より凝固点が低い。 Moreover, since all the HFE liquids represented by the respective chemical formulas have a freezing point of − (minus) 38 ° C. (Celsius) or lower, the freezing point is lower than the freezing point (0 ° C. (Celsius)) of DIW as a liquid.
第二処理液供給手段22は、第一ノズル部19と、配管223と、開閉弁225と、第一DIW供給部211と、で構成される。
The second processing
第一ノズル部19をスキャン駆動するための駆動源として、処理カップ13の周方向外側にノズル駆動機構191が設けられている。このノズル駆動機構191には回転軸193が接続され、この回転軸193にはアーム195が水平方向に延びるように接続されており、このアーム195の先端にミスト供給ノズル197が取り付けられている。そして、制御ユニット93からの動作指令によりノズル駆動機構191が駆動されると、アーム195が回転軸193回りに基板表面Wf上空の吐出位置と処理カップ13の周方向外側に外れている位置である退避位置の間を揺動することとなる。
A
第一ノズル部19は配管223を介して第一DIW供給部211に管路接続されている。また、配管223には開閉弁225が介挿されている。開閉弁225は常時閉成されており、後述の通り基板表面WfへDIWのミストを供給する時点で制御ユニット93からの動作指令により開閉弁225が開成する。これにより、第一DIW供給部211からDIWが配管223を介して第一ノズル部19へ圧送され、ミスト供給ノズル197からミスト状のDIWが基板表面Wfへ向けて吐出される。
The
なお、第一実施形態における積層液膜形成手段は第一処理液供給手段25と、第二処理液供給手段22で構成される。
In addition, the laminated liquid film forming unit in the first embodiment includes a first processing
SC1供給手段29は、SC1供給部291と、開閉弁295と、配管293と、主配管20と、第二供給管158と、吐出ノズル159と、で構成される。
The
制御ユニット93からの動作指令により開閉弁295が開成すると、SC1供給部291からSC1が配管293と主配管20と第二供給管158を介して吐出ノズル159から基板表面Wfに供給される。
When the on-off
ここで、SC1(Standard Clean 1)とはアンモニア(化学式:NH4OH)と過酸化水素(化学式:H2O2)と水(化学式:H2O)を例えば容積比1:1:50で混合した水溶液をいう。 Here, SC1 (Standard Clean 1) is ammonia (chemical formula: NH 4 OH), hydrogen peroxide (chemical formula: H 2 O 2 ), and water (chemical formula: H 2 O) in a volume ratio of 1: 1: 50, for example. A mixed aqueous solution.
凝固手段31は凍結用窒素ガス供給部311と、配管313と、ガス供給管117と、吐出ノズル119と、で構成される。
The coagulation means 31 includes a freezing nitrogen
基板保持手段11の中心軸111は中空になっており、その内部にガス供給管117が挿通されている。そして、ガス供給管117は配管313を介して凍結用窒素ガス供給部311に管路接続されている。スピンベース113の中心には開口が設けられており、ガス供給管117の上方端部がスピンベース113の開口に延設されるとともに、ガス供給管117の先端に吐出ノズル119が設けられている。凍結用窒素ガス供給部311は、制御ユニット93からの動作指令により、DIWの凝固点よりも低温であり、しかもHFE液の凝固点よりも高い温度、例えば−(マイナス)20℃(摂氏)の窒素ガスを、配管313とガス供給管117を介して吐出ノズル119から基板裏面Wbに供給する。
The central axis 111 of the substrate holding means 11 is hollow, and a
乾燥用ガス供給手段33は、乾燥用窒素ガス供給部331と、配管333と、第一供給管157と、で構成される。
The drying gas supply means 33 includes a drying nitrogen
乾燥用窒素ガス供給部331は配管333を介して第一供給管157に管路接続されている。この乾燥用窒素ガス供給部331は、制御ユニット93からの動作指令により常温の窒素ガスを配管333と第一供給管157を介して基板表面Wfに供給する。
The drying nitrogen
制御ユニット93には、基板Wに応じた洗浄条件が、洗浄プログラム(レシピとも呼ばれる)として予め格納されており、洗浄プログラムの内容に従って基板処理装置91の各部が制御される。尚、制御ユニット93には洗浄プログラムの作成・変更や、複数の洗浄プログラムの中から所望のものを選択するために用いる操作部(図示せず)が接続されている。
The
次に、上記のように構成された基板処理装置91における洗浄処理動作について図5ないし図13を参照して説明する。図5は図3の処理ユニット1の動作を示すフローチャートである。また、図6ないし図13は図3の処理ユニット1の動作を説明するための模式図である。
Next, a cleaning process operation in the
尚、以下の説明において特に断らない限り、遮断部材回転機構155は、基板回転手段12が基板保持手段11を回転する方向に同じ回転数で遮断部材15を回転するものとする。
Unless otherwise specified in the following description, the blocking
まず、所定の基板Wに応じた洗浄プログラムが図示しない操作部で選択され、実行指示される。基板Wを処理ユニット1に搬入する準備として、制御ユニット93からの動作指令により以下の動作を行う。
First, a cleaning program corresponding to a predetermined substrate W is selected by an operation unit (not shown) and instructed to be executed. In preparation for carrying the substrate W into the
すなわち、遮断部材回転機構155が遮断部材15の回転を停止し、基板回転手段12が基板保持手段11の回転を停止する。遮断部材昇降機構153が遮断部材15を図3に示す離間位置へ移動すると共に、基板回転手段12が基板保持手段11を基板Wの受け渡しに適した位置へ位置決めする。基板保持手段11が基板Wの受け渡しに適した位置に位置決めされた後、チャックピン駆動機構116がチャックピン115を解放状態とする。
That is, the blocking
また、第一ノズル部19がミスト供給ノズル197を、超音波洗浄部171が超音波洗浄ヘッド1715を、それぞれ退避位置(ミスト供給ノズル197及び超音波洗浄ヘッド1715が処理カップ13の周方向外側に外れている位置)へ移動する。更に、開閉弁215、225、235、255と295が閉成し、凍結用窒素ガス供給部311と乾燥用窒素ガス供給部331それぞれが凍結用窒素ガスと乾燥用窒素ガスの供給を停止する。また、超音波発振器173が超音波の発振を停止する。
In addition, the
処理ユニット1への基板Wの搬入準備が完了すると、制御ユニット93からの動作指令により、基板搬送装置51が載置部71に載置されたカセット8の所定の位置から基板Wを取り出し、処理ユニット1へ搬入する(ステップS101)。
When the preparation for loading the substrate W into the
未処理の基板Wが処理ユニット1内に搬入され、チャックピン115の基板支持部の上に載置されると、制御ユニット93から基板保持手段11への動作指令によりチャックピン駆動機構116がチャックピン115を押圧状態とする。
When an unprocessed substrate W is loaded into the
基板保持手段11に未処理の基板Wが保持されると、制御ユニット93からの動作指令により、遮断部材昇降機構153が遮断部材15を近接位置まで降下し、基板表面Wfに近接配置する。そして、制御ユニット93の動作指令により、基板回転手段12が基板保持手段11を例えば100rpmで回転開始させ、該回転数による回転が継続される。また、制御ユニット93から液体供給手段21への動作指令により、開閉弁215が開成する。これにより、第一DIW供給部211から液体としてのDIWが配管213と主配管20と第二供給管158を介して吐出ノズル159から基板表面Wfに供給される。
When the unprocessed substrate W is held by the substrate holding means 11, the blocking
基板表面Wfに供給されたDIWは基板Wの回転に伴う遠心力により基板表面Wfの全面に均一に広がり、基板表面Wfに液体であるDIWの膜(水膜)を形成する。このとき、DIWの流動によりパターンの間隙内部にDIWが入り込む(液体供給工程)(ステップS102)。基板Wの回転速度は、基板表面Wf上のDIWを流動させてパターンの間隙内部にまでDIWを入り込ませるように設定される。図6に、基板表面Wfに液体としてのDIWの液膜F01が形成され、パターンFPの間隙内部までDIWが侵入した状態を模式的に示す。 The DIW supplied to the substrate surface Wf spreads uniformly over the entire surface of the substrate surface Wf due to the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W, and forms a DIW film (water film) that is a liquid on the substrate surface Wf. At this time, DIW enters the pattern gap due to the flow of DIW (liquid supply step) (step S102). The rotation speed of the substrate W is set so that the DIW on the substrate surface Wf flows and the DIW enters into the gaps of the pattern. FIG. 6 schematically shows a state in which a DIW liquid film F01 as a liquid is formed on the substrate surface Wf, and the DIW has penetrated into the gaps of the pattern FP.
なお、本実施形態では0〜2℃(摂氏)程度に温度調整されたDIWを用いるのが好ましい。なぜなら、DIWの液膜F01の温度が比較的高いために、HFE液によりDIWを排除する前にDIWの液膜F01が蒸発することによってパターンFPの倒壊などを生じさせないためであり、また、後述するDIWの凝固に要する時間を短縮するためである。 In the present embodiment, it is preferable to use DIW whose temperature is adjusted to about 0 to 2 ° C. (Celsius). This is because the temperature of the DIW liquid film F01 is relatively high, so that the DIW liquid film F01 evaporates before the DIW is removed by the HFE liquid so that the pattern FP is not collapsed. This is to shorten the time required for solidifying the DIW.
続いて、制御ユニット93から液体供給手段21への動作指令により開閉弁215が閉成する。また、制御ユニット93から第一処理液供給手段25への動作指令により、開閉弁255が開成する。これにより、HFE液供給部251から第一処理液としてのHFE液が配管253と主配管20と第二供給管158を介して吐出ノズル159から基板表面Wfに供給される。尚、基板保持手段11は液体供給工程(ステップS102)と同じ回転数による回転が継続される。
Subsequently, the on-off
基板保持手段11に保持された基板Wを回転させながらHFE液が供給されることで液膜F01を構成するDIWが基板表面Wfから基板Wの外側に押し出されて基板表面Wf全体についてDIWがHFE液に置換される。ただし、半導体ウェハなどの基板Wに形成されるパターンFPは微細であり、HFE液はパターンFPの間隙内部に容易に浸入することはできない。また、HFE液はDIWと互いに混合し難いため、更に浸入し難くなる。すなわち、基板表面Wf上層のDIWを排除してもHFE液がパターンFPの間隙内部に侵入することがなく、パターンFPの間隙内部のDIWまで排除することが無い。また、HFE液がDIWと混合することによりDIWの凝固点の変化を引き起こすことが無い。 When the HFE liquid is supplied while rotating the substrate W held by the substrate holding means 11, DIW constituting the liquid film F01 is pushed out of the substrate W from the substrate surface Wf, and DIW is HFE on the entire substrate surface Wf. Replaced with liquid. However, the pattern FP formed on the substrate W such as a semiconductor wafer is fine, and the HFE liquid cannot easily enter the gap between the patterns FP. Further, since the HFE liquid is difficult to mix with DIW, it is further difficult to enter. That is, even if the DIW in the upper layer of the substrate surface Wf is excluded, the HFE liquid does not enter the gap of the pattern FP and does not exclude the DIW in the gap of the pattern FP. Further, the HFE solution is not mixed with DIW to cause a change in the freezing point of DIW.
したがって、パターンFPの間隙内部にのみDIWを残留させた状態で、パターンFPの間隙内部のDIWの液層の上にHFE液の液膜が形成される(第一処理液供給工程)(ステップS103)。図7に、HFE液によりパターンFPの間隙内部以外のDIWが排除され、基板表面Wf上に第一処理液としてのHFE液の液膜F03が保持されている状態を模式的に示す。 Therefore, a liquid film of the HFE liquid is formed on the liquid layer of DIW inside the gap of the pattern FP with the DIW remaining only inside the gap of the pattern FP (first processing liquid supply step) (step S103). ). FIG. 7 schematically shows a state in which DIW other than the inside of the gap of the pattern FP is removed by the HFE liquid, and the liquid film F03 of the HFE liquid as the first processing liquid is held on the substrate surface Wf.
なお、基板表面WfのDIWと置換するHFE液は0〜2℃(摂氏)程度に温度調整されているのが好ましい。なぜなら、基板表面Wf上層のDIWがHFE液に置換された状態でHFE液の温度が高いと、基板表面Wfに残留するDIWにHFE液からの熱が伝導してDIWの温度が上昇するため、後述するDIWの凝固体を形成する際に時間を要することとなるためである。 The temperature of the HFE liquid that replaces DIW on the substrate surface Wf is preferably adjusted to about 0 to 2 ° C. (Celsius). Because, if the temperature of the HFE liquid is high in the state where the DIW on the substrate surface Wf is replaced with the HFE liquid, the heat from the HFE liquid is conducted to the DIW remaining on the substrate surface Wf and the temperature of the DIW rises. This is because it takes time to form a DIW solidified body to be described later.
パターンFPの上層の基板表面Wf全体にHFE液の液膜F03が形成され、基板表面Wf上のパターンFPの間隙内部以外のDIWが除去された後、制御ユニット93から第一処理液供給手段25への動作指令により開閉弁255が閉成し、基板表面WfへのHFE液の供給が停止される。その後、制御ユニット93から凝固手段31への動作指令により、凍結用窒素ガス供給部311が凍結用窒素ガスの供給を開始する。尚、基板保持手段11は第一処理液供給工程(ステップS103)と同じ回転数による回転が継続される。
After the liquid film F03 of the HFE liquid is formed on the entire substrate surface Wf of the upper layer of the pattern FP, and DIW other than the inside of the gap of the pattern FP on the substrate surface Wf is removed, the first processing liquid supply means 25 from the
凍結用窒素ガス供給部311から配管313とガス供給管117を介して吐出ノズル119から基板裏面Wbに供給された凍結用窒素ガスは、基板Wを介して基板表面Wfに残留したDIWを冷却する。これにより、基板表面Wfに形成されたパターンFPの間隙内部に、DIWの凝固体が形成される(凝固工程)(ステップS104)。
The freezing nitrogen gas supplied to the substrate back surface Wb from the
この凍結用窒素ガスはDIWの凝固点よりも低い温度でかつHFE液の凝固点より高い温度、例えば−(マイナス)20℃(摂氏)の温度に調整されているため、HFEを凝固させることなくDIWのみを凝固させることが可能である。即ち、パターンFPが形成された基板表面WfのパターンFPの間隙内部に液体の凝固体を形成することが出来る。図8に、HFE液の液膜F03を保持したままパターンFPの間隙内部にDIWの凝固体F05を形成した状態を模式的に示す。 This freezing nitrogen gas is adjusted to a temperature lower than the freezing point of DIW and higher than the freezing point of the HFE liquid, for example, − (minus) 20 ° C. (degrees Celsius), so only DIW is allowed to solidify HFE. Can be solidified. In other words, a liquid solidified body can be formed inside the gap of the pattern FP on the substrate surface Wf on which the pattern FP is formed. FIG. 8 schematically shows a state in which a DIW solidified body F05 is formed inside the gap of the pattern FP while the liquid film F03 of the HFE liquid is held.
このように、DIWの凝固点よりも低い凝固点を有するHFE液を第一処理液として使用することにより、パターンFPの間隙内部のDIWを凝固する際に、HFE液の凝固点より高い温度であってDIWの凝固点より低い温度に冷却することで、DIWのみ凝固してHFE液は液層のまま流動性を保持することが可能となる。これにより、後述する超音波洗浄工程において超音波洗浄ヘッド1715から超音波を付与して基板表面Wfを洗浄することが可能となり、また、パターンFPの間隙内部のDIWの凝固体F05を保持したまま、基板表面WfからHFE液の液膜のみ除去することも可能となる。
As described above, when the HFE liquid having a freezing point lower than that of DIW is used as the first processing liquid, when DIW inside the gap of the pattern FP is solidified, the DIW temperature is higher than the freezing point of the HFE liquid. By cooling to a temperature lower than the freezing point, only DIW is solidified and the HFE liquid can maintain its fluidity while remaining in the liquid layer. Accordingly, it is possible to clean the substrate surface Wf by applying ultrasonic waves from the
更に、DIWの凝固点より高い温度のHFE液を供給することで、パターンFPの間隙内部以外のDIWを排除する前にDIWを凝固させることがなく、特にパターンFP上面にDIWの凝固体を残留させることが無い。 Further, by supplying the HFE liquid at a temperature higher than the freezing point of DIW, DIW is not solidified before the DIW other than the inside of the gap of the pattern FP is excluded, and the solidified body of DIW remains particularly on the upper surface of the pattern FP. There is nothing.
前記第一処理液供給工程により、基板表面Wfに残留したDIWはパターンFPの間隙内部に偏在し、パターンFPの上面を含むその他の部分に存在するDIWは除去される。その後、前記凝固工程により、DIWの凝固体が生成されるが、DIWの凝固体が生成されるパターンFPの間隙内部以外の部分はHFE液の液膜に覆われたままであるため、パターンFPの上面にDIWの凝固体が形成されることがない。また、基板表面Wfに残留したDIWはHFE液により覆われているため蒸発することがなく、パターンFPの間隙内部に残留して凝固するため、パターンFPを有効に補強することができる。 Through the first processing liquid supply step, DIW remaining on the substrate surface Wf is unevenly distributed in the gaps of the pattern FP, and DIW existing in other portions including the upper surface of the pattern FP is removed. Thereafter, a DIW solidified body is generated by the solidification step, but the portions other than the inside of the pattern FP where the DIW solidified body is generated remain covered with the liquid film of the HFE liquid. No DIW coagulum is formed on the upper surface. Further, since DIW remaining on the substrate surface Wf is covered with the HFE liquid, it does not evaporate, and remains in the gap of the pattern FP and solidifies, so that the pattern FP can be effectively reinforced.
また、パターンFPの間隙内部については、パーティクル等とパターンFPの側壁及び底部との間に入り込んだ液体の体積が増加(0℃(摂氏)の水が0度℃(摂氏)の氷になると、その体積はおよそ1.1倍に増加する)し、パーティクル等が微小距離だけ基板表面Wfから離れる。その結果、基板表面Wfとパーティクル等との間の付着力が低減され、さらにはパーティクル等が基板表面Wfから脱離することとなり、後述するリンス工程によりDIWの凝固体が除去されることにより、パーティクル等も併せて除去される。 Further, regarding the inside of the gap of the pattern FP, when the volume of the liquid that has entered between the particles and the side wall and the bottom of the pattern FP increases (0 ° C. (degrees Celsius) water becomes 0 ° C. (degrees Celsius) ice, The volume increases by about 1.1 times), and particles and the like are separated from the substrate surface Wf by a minute distance. As a result, the adhesion force between the substrate surface Wf and the particles or the like is reduced, and further particles and the like are detached from the substrate surface Wf, and the solidified body of DIW is removed by a rinsing process described later, Particles and the like are also removed.
パターンFPの間隙内部のDIWが凝固した後、制御ユニット93から凝固手段31への動作指令により凍結用窒素ガス供給部311が凍結用窒素ガスの供給を停止する。その後、制御ユニット93からの動作指令により、基板回転手段12が基板保持手段11をHFE液の液膜F03を形成した時点よりも高い回転速度、例えば500rpmまで加速し、該回転数による回転が継続される。図9に、基板表面Wf上に形成されたHFE液の液膜F03が、厚さTHに調整された状態を模式的に示す。これにより、基板Wf上にその回転速度に対応する厚みTHのHFE液の液膜F03を形成する事ができる。HFE液の液膜F03の厚みTHは基板保持手段11の回転数を変更することにより高精度に調整可能である(液膜厚制御工程)(ステップS105)。
After the DIW inside the gap of the pattern FP is solidified, the freezing nitrogen
HFE液の液膜F03の厚みTHの調整が終わった後、制御ユニット93からの動作指令により、基板回転手段12が基板保持手段11を例えば10rpmまで減速し、該回転数による回転が継続されるとともに、遮断部材昇降機構153が遮断部材15を離間位置へ移動する。その後、制御ユニット93から第二処理液供給手段22への動作指令により、ノズル駆動機構191がミスト供給ノズル197を吐出位置へ移動する。
After the adjustment of the thickness TH of the liquid film F03 of the HFE liquid is completed, the
ミスト供給ノズル197が吐出位置へ位置決めされた後、制御ユニット93から第二処理液供給手段22への動作指令により開閉弁225が開成する。これにより、第一DIW供給部211から第二処理液としてのDIWが配管223を介して第一ノズル部19へ圧送され、ミスト供給ノズル197からミスト状のDIWが基板表面Wfへ向けて吐出される(第二処理液供給工程)(ステップS106)。図10に、基板表面Wf上に形成されたHFE液の液膜F03の上に、更に第二処理液としてのDIWの液膜F07が形成された状態を模式的に示す。これにより、基板表面Wf上のHFE液の液膜F03の上に、更にDIWの液膜F07が形成され、最終的にHFEの液膜F03と界面BFとDIWの液膜F07という二重液膜構造を有する二重液膜LFが得られる。
After the
このように、基板Wの回転速度を変更してHFE液の液膜F03の厚みTHを調整することで、後述する超音波洗浄工程において、HFE液の液膜F03の上にあるDIWの液膜F07内で発生するキャビテーションの基板表面Wfからの高さを変更することが可能となる。これにより、HFE液の液膜F03を通過して基板表面Wfに到達する衝撃波のエネルギーを制御することができる。 In this way, by adjusting the thickness TH of the HFE liquid film F03 by changing the rotation speed of the substrate W, the DIW liquid film on the HFE liquid film F03 in the ultrasonic cleaning process described later. It becomes possible to change the height of the cavitation occurring in F07 from the substrate surface Wf. Thereby, the energy of the shock wave that passes through the liquid film F03 of the HFE liquid and reaches the substrate surface Wf can be controlled.
尚、本実施形態における積層液膜形成工程は、第一処理液供給工程と第二処理液供給工程で構成される。 In addition, the laminated liquid film formation process in this embodiment is comprised by the 1st process liquid supply process and the 2nd process liquid supply process.
ここで、HFE液はDIWとは互いに混合し難く、また、HFE液の方がDIWよりも比重が大きい。したがって、上記二重液膜LFは安定したものとなり、後述する超音波洗浄を行う際にも二重液膜LFが安定的に維持される。 Here, the HFE liquid is difficult to mix with DIW, and the HFE liquid has a higher specific gravity than DIW. Therefore, the double liquid film LF is stable, and the double liquid film LF is stably maintained even when performing ultrasonic cleaning described later.
また、二重液膜LFを構成するために、HFE液の液膜F03が形成された基板表面Wfに対してDIWをミスト状に供給し、DIWの液膜F07を形成しているため、二重液膜構造を安定して形成することができる。更に、ミスト状のDIWの供給と同時に基板Wを回転させているため、DIWの液膜及び界面BFを平坦かつ均一に形成することができる。その結果、HFE液の液膜F03の厚みTHを均一にすることが可能となり、後述する超音波洗浄の面内均一性を向上することが可能となる。 Further, in order to form the double liquid film LF, DIW is supplied in a mist form to the substrate surface Wf on which the HFE liquid film F03 is formed, and the DIW liquid film F07 is formed. A heavy liquid film structure can be formed stably. Furthermore, since the substrate W is rotated simultaneously with the supply of the mist-like DIW, the DIW liquid film and the interface BF can be formed flat and uniformly. As a result, the thickness TH of the liquid film F03 of the HFE liquid can be made uniform, and the in-plane uniformity of ultrasonic cleaning described later can be improved.
二重液膜構造LFが形成された後、制御ユニット93から第二処理液供給手段22への動作指令により開閉弁225が閉成すると共に、ノズル駆動機構191がミスト供給ノズル197を退避位置へ移動する。その後、制御ユニット93からの動作指令により、基板回転手段12が基板保持手段11を例えば100rpmまで加速し、該回転数による回転が継続される。また、制御ユニット93から超音波付与手段17への動作指令により、ヘッド駆動機構173が超音波洗浄ヘッド1715を振動付与位置へ移動する。
After the double liquid film structure LF is formed, the on-off
超音波洗浄ヘッド1715が振動付与位置へ位置決めされ、振動面VFがDIWの液膜F07と接液した状態で、制御ユニット93から超音波付与手段17への動作指令により、超音波発振器173がパルス信号の発振を開始する。これにより振動子1715cが超音波振動し、振動板1715bを振動させ、振動面VFからDIWの液膜F07に対し超音波振動が付与される(超音波洗浄工程)(ステップS107)。図11に、DIWの液膜F07に超音波洗浄ヘッド1715の振動板1715bが接液し、振動面VFから超音波振動が付与されている状態を模式的に示す。
In the state where the
DIWの液膜F07では、付与された超音波振動によりキャビテーションの発生及び崩壊が生じ、それに伴う衝撃波が発生する。この衝撃波の一部はHFE液の液膜F03とDIWの液膜F07の界面BFで反射される。一方、界面BFを通過した衝撃波はHFEの液膜F03を介して基板表面Wfに伝搬され、この衝撃波のエネルギーにより基板表面Wfに付着したパーティクル等が離脱して二重液膜LF内に遊離する。 In the DIW liquid film F07, cavitation is generated and collapsed by the applied ultrasonic vibration, and a shock wave is generated accordingly. A part of this shock wave is reflected at the interface BF between the liquid film F03 of HFE liquid and the liquid film F07 of DIW. On the other hand, the shock wave that has passed through the interface BF is propagated to the substrate surface Wf through the liquid film F03 of HFE, and particles attached to the substrate surface Wf are released by the energy of the shock wave and are released into the double liquid film LF. .
また、HFE液とDIWのキャビテーション係数を比較するとDIWのキャビテーション係数が小さい。これは、HFE液よりもDIWの方が超音波振動によるキャビテーションが発生しやすいことを示している。従って、HFE液とDIWによる二重液膜LFに超音波振動を付与することで、DIWの液膜中でキャビテーションが発生し、超音波洗浄に必要な衝撃波を形成することができる。尚、本実施形態では、上記した通りDIWの液膜F07で発生した衝撃波のエネルギーを界面BFとHFE液の液膜F03により減衰して適切なエネルギーに調整することが可能である。 Further, when the cavitation coefficients of HFE liquid and DIW are compared, the cavitation coefficient of DIW is small. This indicates that cavitation due to ultrasonic vibration is more likely to occur in DIW than in HFE liquid. Therefore, by applying ultrasonic vibration to the double liquid film LF made of HFE liquid and DIW, cavitation occurs in the liquid film of DIW, and a shock wave necessary for ultrasonic cleaning can be formed. In this embodiment, as described above, the energy of the shock wave generated in the DIW liquid film F07 can be attenuated by the interface BF and the HFE liquid film F03 to be adjusted to an appropriate energy.
更に、二重液膜LFを形成した後、基板Wの回転速度を高めて超音波振動を付与しているため、界面BFの乱れを抑制し、超音波洗浄の面内均一性を更に高めることが可能である。 Furthermore, since the ultrasonic wave is applied by increasing the rotation speed of the substrate W after forming the double liquid film LF, the disturbance of the interface BF is suppressed and the in-plane uniformity of ultrasonic cleaning is further increased. Is possible.
第一実施形態では上記の通りキャビテーションの発生と崩壊による衝撃波を主に利用して洗浄を行うため、DIW中でキャビテーションが発生しやすい周波数、例えば30kHzの周波数の超音波がDIWの液膜F07に対し付与される。 In the first embodiment, as described above, cleaning is performed mainly using shock waves generated and collapsed as a result of cavitation. Therefore, an ultrasonic wave having a frequency at which cavitation is likely to occur in DIW, for example, 30 kHz, is applied to the DIW liquid film F07. It is given to.
前記凝固工程から前記超音波洗浄工程に至る間、基板表面Wfの上には少なくともHFE液の液膜F03が存在し続けるため、基板表面Wfは雰囲気と接触することがない。従って、低温の基板表面Wfに霜が付着せず、パーティクル等が霜の中に埋没することがないため、基板表面Wfに付着したパーティクル等を良好に除去することが可能となる。 During the period from the solidification step to the ultrasonic cleaning step, at least the liquid film F03 of the HFE liquid continues to exist on the substrate surface Wf, and therefore the substrate surface Wf does not come into contact with the atmosphere. Therefore, frost does not adhere to the low-temperature substrate surface Wf, and particles and the like are not buried in the frost, so that the particles and the like attached to the substrate surface Wf can be removed well.
尚、パターンFPの間隙内部には固体であるDIWの凝固体F05が存在しており、パターンFPを側面から支持している。従って、上記衝撃波によるパターンFPの振動等の影響が小さく、より大きなエネルギーを加えて洗浄することができるため、より高い洗浄効果を得ることができる。 Incidentally, a solid DIW solidified body F05 exists in the gap of the pattern FP, and supports the pattern FP from the side. Therefore, the influence of the vibration of the pattern FP due to the shock wave is small and the cleaning can be performed by applying a larger energy, so that a higher cleaning effect can be obtained.
また、超音波洗浄手段17からDIWの液膜F07に超音波を付与している間、制御ユニット93から超音波付与手段17への動作指令により、ヘッド駆動機構173が超音波洗浄ヘッド1715を基板Wの中心付近から外縁付近まで揺動させることが好ましい。なぜなら、基板Wを回転させると共に超音波洗浄ヘッド1715を揺動することで基板表面Wfの全面にわたって均一に超音波を付与することが可能となるためである。もちろん、予め定められた位置に超音波洗浄ヘッド1715を固定して基板表面Wfに超音波を付与することも可能である。
Further, while the ultrasonic wave is being applied from the ultrasonic cleaning means 17 to the DIW liquid film F07, the
超音波洗浄ヘッド1715の揺動は1回だけでなく、繰り返し行うことも可能である。揺動を繰り返すことにより、基板表面Wfの全面に繰り返し超音波を付与することが可能となり、より高い洗浄効果を得ることができる。
The
所定時間超音波を付与した後、制御ユニット93から超音波付与手段17への動作指令により、超音波発振器173がパルス信号の発振を停止するとともに、ヘッド駆動機構173が超音波洗浄ヘッド1715を退避位置へ移動する。その後、制御ユニット93からの動作指令により遮断部材昇降機構153が遮断部材15を対向位置へ移動する。
After applying the ultrasonic wave for a predetermined time, the
遮断部材15が対向位置へ位置決めされた後、制御ユニット93からの動作指令により、基板回転手段12が基板保持手段11を例えば300rpmまで加速し、該回転数による回転が継続される。また、制御ユニット93からSC1供給手段29への動作指令により開閉弁295が開成する。これにより、SC1供給部291からのSC1が配管293と主配管20と第二供給管158を介して吐出ノズル159から基板表面Wfに供給される。これにより、超音波振動の付与によって基板表面Wfから遊離されたパーティクル等が二重液膜LFとともに基板表面Wfから除去される(ステップS108)。図12に、基板表面Wfに供給されたSC1により、二重液膜LFが除去され、基板表面Wf上にSC1の液膜F09が形成されている状態を模式的に示す。
After the blocking member 15 is positioned at the facing position, the
SC1中の固体表面のゼータ電位(界面動電電位)は比較的大きな値を有するため、基板表面Wfとその上に存在するパーティクル等との間がSC1で満たされることにより、基板表面Wfとパーティクル等との間に大きな反発力が作用する。これにより、基板表面Wfからのパーティクル等の脱離を促すとともに、基板表面Wfへの再付着を防止し、基板表面Wfからパーティクル等をより効果的に除去することができる。 Since the zeta potential (electrokinetic potential) of the solid surface in SC1 has a relatively large value, when the space between the substrate surface Wf and the particles existing thereon is filled with SC1, the substrate surface Wf and the particles A large repulsive force acts between them. This facilitates detachment of particles and the like from the substrate surface Wf, prevents reattachment to the substrate surface Wf, and more effectively removes particles and the like from the substrate surface Wf.
尚、SC1はパターンFPの間隙内部に存在するDIWの凝固体F05を融解しない温度、例えば−(マイナス)0.5℃(摂氏)とするのが望ましい。 SC1 is preferably set to a temperature at which the DIW solidified body F05 existing in the gaps of the pattern FP does not melt, for example, − (minus) 0.5 ° C. (degrees Centigrade).
SC1による洗浄処理が終了すると、制御ユニット93からSC1供給手段29への動作指令により開閉弁295が閉成するとともに、制御ユニット93からリンス液供給手段23への動作指令により開閉弁235が開成する。尚、基板保持手段11はSC1で基板表面Wfを洗浄するステップ(ステップS108)と同じ回転数による回転が継続される。
When the cleaning process by SC1 is completed, the opening /
これにより、第二DIW供給部231からの例えば40℃(摂氏)に温度調整されたリンス液としてのDIWが配管233と主配管20と第二供給管158を介して吐出ノズル159から基板表面Wfに供給される。これにより、パターンFPの間隙内部に存在するDIWの凝固体F05を融解して除去すると共に、基板表面Wf上に残留するSC1を洗い流すリンス処理が行われる(ステップS109)。図13に、リンス処理によりDIWの凝固体が融解して除去され、併せてSC1の液膜も排除された状態を模式的に示す。
Accordingly, DIW as a rinse liquid whose temperature is adjusted to, for example, 40 ° C. (degrees Celsius) from the second DIW supply unit 231 is discharged from the
リンス処理終了後、制御ユニット93からリンス液供給手段23への動作指令により、開閉弁235が閉成する。また、制御ユニット93から乾燥用ガス供給手段33への動作指令により、乾燥用窒素ガス供給部331が乾燥用窒素ガスの供給を開始する。
After the rinsing process, the on-off
これにより、乾燥用窒素ガス供給部331からの乾燥用窒素ガスが、配管333と第一供給管157を介して基板表面Wfに供給される。乾燥用窒素ガスが、対向位置に位置決めされた遮断部材15と基板表面Wfとの間の空間に充満することにより、基板表面Wfと外気が接触することを防止する。
Thus, the drying nitrogen gas from the drying nitrogen
基板表面Wfが外気から遮断された後、制御ユニット93から基板回転手段12と遮断部材回転機構155への動作指令により、基板保持手段11と遮断部材15を例えば1500rpmで回転し、該回転数による回転が継続される。これにより、基板表面Wf上に残留するリンス液であるDIWに遠心力を作用させて除去し、基板表面Wfを乾燥させる(ステップS110)。
After the substrate surface Wf is blocked from the outside air, the substrate holding means 11 and the blocking member 15 are rotated at, for example, 1500 rpm in accordance with the operation command from the
基板Wの乾燥完了後、制御ユニット93から乾燥用ガス供給手段33への動作指令により、乾燥用窒素ガス供給部331が乾燥用窒素ガスの供給を停止する。また、制御ユニット93からの動作指令により基板回転手段12が基板保持手段11の回転を停止し、また遮断部材回転機構155が遮断部材15の回転を停止する。基板保持手段11の回転が停止した後、制御ユニット93からの動作指令により基板回転手段12が基板保持手段11を基板Wの受け渡しに適した位置へ位置決めする。更に、制御ユニット93からの動作指令により遮断部材昇降機構153が遮断部材15を退避位置へ移動する。
After the drying of the substrate W is completed, the drying nitrogen
基板保持手段11が基板Wの受け渡しに適した位置に位置決めされた後、制御ユニット93から基板保持手段11への動作指令により、チャックピン駆動機構116がチャックピン115を開放状態とする。
After the
その後、制御ユニット93からの動作指令により、基板搬送装置51が処理ユニット1内の処理済みの基板Wを取り出し、載置部71に載置されたカセット8の所定の位置に搬入し(ステップS111)、一連の処理が終了する。
Thereafter, according to an operation command from the
以上のように、第一実施形態では、パターンFPが形成された基板表面Wfに対し、積層液膜形成手段でパターンFPの間隙内部を除く基板表面Wfから液体を排除し、基板表面Wfに処理液として第一処理液と第二処理液とで構成される液膜を形成している。これにより、パターンFPの間隙内部にのみ液体を孤立して残留させることができ、その後の凝固工程でパターンFP上面に液体の凝固体が形成されることがない。また、液体の凝固体を形成した後も処理液の液膜を維持し、該処理液の液膜に超音波を付与している。このため、基板表面Wfは処理液の液膜により雰囲気から遮断され、基板表面Wfに霜が付着することがない。このため、パターンFPの上面及びパターンFPが形成されていない基板表面Wfを良好に洗浄することが可能となる。 As described above, in the first embodiment, with respect to the substrate surface Wf on which the pattern FP is formed, liquid is removed from the substrate surface Wf excluding the inside of the gap of the pattern FP by the laminated liquid film forming unit, and the substrate surface Wf is processed. A liquid film composed of the first processing liquid and the second processing liquid is formed as the liquid. Thereby, the liquid can be isolated and remained only in the gaps of the pattern FP, and a solidified liquid body is not formed on the upper surface of the pattern FP in the subsequent solidification process. Further, the liquid film of the treatment liquid is maintained even after the liquid solidified body is formed, and ultrasonic waves are applied to the liquid film of the treatment liquid. For this reason, the substrate surface Wf is shielded from the atmosphere by the liquid film of the processing liquid, and frost does not adhere to the substrate surface Wf. For this reason, it becomes possible to satisfactorily clean the upper surface of the pattern FP and the substrate surface Wf on which the pattern FP is not formed.
また、液体と第一処理液が互いに混合し難いため、基板表面Wf上層の液体を排除しても第一処理液がパターンFPの間隙内部に侵入することがなく、パターンFPの間隙内部の液体まで排除することが無い。また、第一処理液が液体と混合することにより液体の凝固点の変化を引き起こすことも無い。 Further, since the liquid and the first processing liquid are difficult to mix with each other, even if the liquid on the upper surface of the substrate surface Wf is excluded, the first processing liquid does not enter the gap of the pattern FP, and the liquid inside the gap of the pattern FP. There is no exclusion. Moreover, the first treatment liquid does not cause a change in the freezing point of the liquid when mixed with the liquid.
また、パターンFPの間隙内部にはDIWの凝固体F05が存在し、パターンFPを側壁から支えているため、超音波洗浄による影響が小さい。従って、HFE液の液膜F03の厚さTHを小さくして基板表面Wfに伝搬するエネルギーを大きくし、より高い洗浄効果を得ることが可能である。 Further, the DIW solidified body F05 exists in the gap of the pattern FP, and the pattern FP is supported from the side wall, so that the influence of ultrasonic cleaning is small. Therefore, the thickness TH of the liquid film F03 of the HFE liquid can be reduced to increase the energy propagated to the substrate surface Wf, and a higher cleaning effect can be obtained.
尚、上記第一実施形態では、凍結工程において基板Wの裏面Wbに凍結用の窒素ガスを吐出して冷却をおこなったが、乾燥空気等の他の気体冷媒やハイドロフルオロカーボン等の液体冷媒を基板Wの裏面Wbに吐出する、あるいは、冷却プレートを基板裏面Wbに接触あるいは近接する等、他の公知な方法により冷却することも可能である。 In the first embodiment, cooling is performed by discharging freezing nitrogen gas to the back surface Wb of the substrate W in the freezing step. However, other gaseous refrigerant such as dry air or liquid refrigerant such as hydrofluorocarbon is used as the substrate. It is also possible to cool by other well-known methods, such as discharging to the back surface Wb of W, or making a cooling plate contact or adjoin to the substrate back surface Wb.
<第二実施形態>
次に、この発明にかかる基板処理装置の第二実施形態を説明する。図14は第二実施形態における処理ユニット1の構成を示す模式図である。図15は図14の処理ユニット1の動作を示すフローチャートである。また、図16は図14の処理ユニット1の動作を説明するための模式図である。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention will be described. FIG. 14 is a schematic diagram showing the configuration of the
この第二実施形態が第一実施形態と大きく相違する点は、まず、二重液膜LFを形成せずに超音波洗浄を行う点である。すなわち、第一実施形態において備えていたHFE液の液膜の上にDIWを供給する後処理液供給手段22を備えず、基板表面Wfに保持されたHFE液に直接超音波洗浄手段17から超音波を付与して超音波洗浄を行う点である。 The second embodiment is greatly different from the first embodiment in that ultrasonic cleaning is performed without forming the double liquid film LF. That is, the post-processing liquid supply means 22 for supplying DIW on the liquid film of the HFE liquid provided in the first embodiment is not provided, but the ultrasonic cleaning means 17 directly applies the HFE liquid held on the substrate surface Wf. The point is that ultrasonic cleaning is performed by applying sound waves.
また、DIWを凝固するために、DIWの凝固点よりも低温のHFE液を基板表面Wfに供給する点も相違する。すなわち第一実施形態で備えていた凍結手段31に代えて、DIWの凝固点よりも低温のHFE液を供給する後処理液供給手段27を備えている点である。 Another difference is that in order to solidify DIW, an HFE liquid having a temperature lower than that of DIW is supplied to the substrate surface Wf. That is, instead of the freezing means 31 provided in the first embodiment, a post-treatment liquid supply means 27 for supplying an HFE liquid having a temperature lower than the freezing point of DIW is provided.
尚、その他の構成は図1ないし図13に示す基板処理装置91及び処理ユニット1と基本的に同一であるため、以下の説明では上記相違する点について述べ、相違ない点については同一符号を付して構成説明を省略する。
Since other configurations are basically the same as those of the
また、第二実施形態における前処理用HFE液供給部251は第一実施形態におけるHFE供給部251と同じものであり、後述する後処理液供給手段27の後処理用HFE供給部271と区別するため名称のみ変更している。
Further, the pretreatment HFE
後処理液供給手段27は後処理用HFE液供給部271と、開閉弁275と配管273と、主配管20と、第二供給管158と、吐出ノズル159と、で構成される。
The post-processing liquid supply means 27 includes a post-processing HFE
制御ユニット93からの動作指令により開閉弁275が開成すると、後処理用HFE液供給部271から後処理液としての後処理用HFE液が配管273と主配管20と第二供給管158を介して吐出ノズル159から基板表面Wfに供給される。
When the on-off
第二実施形態における凝固手段は後処理液供給手段27で構成される。また、第二実施形態における凝固工程は後処理液供給工程で構成される。 The coagulation means in the second embodiment is constituted by post-treatment liquid supply means 27. Moreover, the coagulation process in the second embodiment includes a post-treatment liquid supply process.
第二実施形態における積層液膜形成手段は前処理液供給手段25で構成される。また、第二実施形態における積層液膜形成手段は前処理液供給工程で構成される。 The laminated liquid film forming means in the second embodiment is constituted by a pretreatment liquid supply means 25. Further, the laminated liquid film forming means in the second embodiment is constituted by a pretreatment liquid supply step.
この第二実施形態においても第一実施形態と同様に基板Wの搬入(ステップS201)、DIWの供給(ステップS202)と前処理用HFE液による基板表面Wfに残留したDIWの排除(ステップS203)が行われる。尚、第二実施形態においては基板Wの搬入準備において制御ユニット93からの動作指令により開閉弁275が閉成する点が異なる。
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the substrate W is carried in (step S201), the DIW is supplied (step S202), and the DIW remaining on the substrate surface Wf by the pretreatment HFE liquid is removed (step S203). Is done. In the second embodiment, the on-off
パターンFPの上層の基板表面Wf全体に前処理液としての前処理用HFE液の液膜F03が形成され、基板表面Wf上のパターンFPの間隙内部以外のDIWが除去された後、制御ユニット93から前処理液供給手段25への動作指令により開閉弁255が閉成し、基板表面Wfへの前処理液としての前処理用HFE液の供給が停止される。
After the liquid film F03 of HFE liquid for pretreatment as a pretreatment liquid is formed on the entire substrate surface Wf on the upper layer of the pattern FP, DIW other than the inside of the gap of the pattern FP on the substrate surface Wf is removed, and then the
その後、制御ユニット93から後処理液供給手段27への動作指令により開閉弁275が開成し、後処理用HFE液供給部271からの後処理液としての後処理用HFE液が、配管273と主配管20と第二供給管158を介して吐出ノズル159から基板表面Wfに供給される。ここで、後処理用HFE液は、パターンFPの間隙内部に存在するDIWを凍結させるため、DIWの凝固点より低く、HFE液の凝固点より高い温度、例えば−(マイナス)10℃(摂氏)に温度調節される。尚、基板保持手段11は前処理用HFE液を供給するステップ(ステップS203)と同じ回転数による回転が継続される。
Thereafter, the on-off
基板表面Wfに供給された後処理用HFE液は、前処理用HFE液を排除しながら基板表面Wf全体に広がって後処理用HFE液の液膜を形成する。このとき、パターンFPの間隙内部に存在するDIWに後処理用HFE液の冷熱が伝導し、DIWの凝固体F05が形成される(凝固工程)(ステップS204)。図16に、基板表面Wfに後処理用HFE液を供給して後処理用HFE液の液膜F04を形成し、パターンFPの間隙内部のDIWが凝固した状態を模式的に示す。 The post-processing HFE liquid supplied to the substrate surface Wf spreads over the entire substrate surface Wf while removing the pre-processing HFE liquid, and forms a liquid film of the post-processing HFE liquid. At this time, the cold heat of the post-processing HFE liquid is conducted to DIW existing in the gaps of the pattern FP, and a DIW solidified body F05 is formed (solidification step) (step S204). FIG. 16 schematically shows a state in which the post-processing HFE liquid is supplied to the substrate surface Wf to form the liquid film F04 of the post-processing HFE liquid, and the DIW inside the gap of the pattern FP is solidified.
DIWの凝固体F05が形成された後、制御ユニット93から後処理液供給手段27への動作指令により、開閉弁275が閉成する。また、制御ユニット93からの動作指令により、遮断部材昇降機構153が遮断部材15を退避位置へ移動する。尚、後処理用HFE液はDIWの凝固体F05を形成することを目的とするものであるため、DIWの凝固体F05が形成される前に基板表面Wfへの後処理用HFE液の供給を停止し、基板表面Wfに残留した後処理用HFE液の液膜F04の冷熱によりDIWを凝固させることも可能である。
After the DIW solidified body F05 is formed, the on-off
前記積層液膜形成工程により、基板表面Wfに残留したDIWはパターンFPの間隙内部に偏在し、パターンFPの上面を含むその他の部分に存在するDIWは除去される。その後、前記凝固工程により、DIWの凝固体が生成されるが、DIWの凝固体が生成されるパターンFPの間隙内部以外の部分はHFE液の液膜に覆われたままであるため、パターンFPの上面にDIWの凝固体が形成されることがない。また、基板表面Wfに残留したDIWはHFE液により覆われているため蒸発することがなく、パターンFPの間隙内部に残留して凝固するため、パターンFPを有効に補強することができる。 Through the laminated liquid film forming step, DIW remaining on the substrate surface Wf is unevenly distributed in the gaps of the pattern FP, and DIW existing in other portions including the upper surface of the pattern FP is removed. Thereafter, a DIW solidified body is generated by the solidification step, but the portions other than the inside of the pattern FP where the DIW solidified body is generated remain covered with the liquid film of the HFE liquid. No DIW coagulum is formed on the upper surface. Further, since DIW remaining on the substrate surface Wf is covered with the HFE liquid, it does not evaporate, and remains in the gap of the pattern FP and solidifies, so that the pattern FP can be effectively reinforced.
また、パターンFPの間隙内部については、パーティクル等とパターンFPの側壁及び底部との間に入り込んだ液体の体積が増加(0℃(摂氏)の水が0℃(摂氏)の氷になると、その体積はおよそ1.1倍に増加する)し、パーティクル等が微小距離だけ基板表面Wfから離れる。その結果、基板表面Wfとパーティクル等との間の付着力が低減され、さらにはパーティクル等が基板表面Wfから脱離することとなり、後述するリンス工程によりDIWの凝固体が除去されることにより、パーティクル等も併せて除去される。 In addition, regarding the inside of the gap of the pattern FP, when the volume of the liquid that has entered between the particles and the side wall and the bottom of the pattern FP increases (when water at 0 ° C. (celsius) becomes ice at 0 ° C. (celsius), The volume increases approximately 1.1 times), and particles and the like are separated from the substrate surface Wf by a minute distance. As a result, the adhesion force between the substrate surface Wf and the particles or the like is reduced, and further particles and the like are detached from the substrate surface Wf, and the solidified body of DIW is removed by a rinsing process described later, Particles and the like are also removed.
第二HFE液の供給を停止した後、制御ユニット93からの動作指令により、基板回転手段12が基板保持手段11の回転速度を例えば100rpmまで加速し、該回転数による回転が継続される。また、制御ユニット93から超音波付与手段17への動作指令により、ヘッド駆動機構173が超音波洗浄ヘッド1715を振動付与位置へ移動する。
After the supply of the second HFE liquid is stopped, the
超音波洗浄ヘッド1715が振動付与位置へ位置決めされ、振動面VFが第二HFE液の液膜F04と接液した状態で、制御ユニット93から超音波付与手段17への動作指令により超音波発振器173がパルス信号の発振を開始する。これにより振動子1715cが超音波振動し、振動板1715bを振動させ、振動面VFから第二HFE液の液膜に対し超音波振動が付与される(超音波洗浄工程)(ステップS205)。
In the state where the
前記凍結工程から前記超音波洗浄工程に至る間、基板表面Wfの上にはHFE液の液膜が存在し続けるため、基板表面Wfは雰囲気と接触することがない。従って、低温の基板表面Wfに霜が付着せず、パーティクル等が霜の中に埋没することがないため、基板表面Wfに付着したパーティクル等を良好に除去することが可能となる。 During the period from the freezing step to the ultrasonic cleaning step, since the liquid film of the HFE liquid continues to exist on the substrate surface Wf, the substrate surface Wf does not come into contact with the atmosphere. Therefore, frost does not adhere to the low-temperature substrate surface Wf, and particles and the like are not buried in the frost, so that the particles and the like attached to the substrate surface Wf can be removed well.
尚、パターンFPの間隙内部には固体であるDIWの凝固体F05が存在しており、パターンFPを側面から支持している。従って、上記超音波振動によるパターンFPへの影響が小さく、より大きなエネルギーを加えて洗浄することができるため、より高い洗浄効果を得ることができる。 Incidentally, a solid DIW solidified body F05 exists in the gap of the pattern FP, and supports the pattern FP from the side. Therefore, since the influence on the pattern FP by the ultrasonic vibration is small and cleaning can be performed by applying a larger energy, a higher cleaning effect can be obtained.
また、第二実施形態では、第一実施形態のように二重液膜構造LFを有せず、2つの液膜の間の界面BFによる反射がない。従って、超音波洗浄ヘッド1715からの超音波振動のエネルギーをより多く基板表面Wfに伝搬することが可能となり、より高い洗浄能力が得られる。
Moreover, in 2nd embodiment, it does not have the double liquid film structure LF like 1st embodiment, and there is no reflection by the interface BF between two liquid films. Therefore, it becomes possible to propagate more ultrasonic vibration energy from the
尚、超音波洗浄手段17から第二HFE液の液膜F04に超音波を付与している間、制御ユニット93から超音波付与手段17への動作指令により、ヘッド駆動機構173が超音波洗浄ヘッド1715を基板Wの中心付近から外縁付近まで揺動させることが好ましい。なぜなら、基板Wを回転させると共に超音波洗浄ヘッド1715を揺動することで基板表面Wfの全面にわたって均一に超音波を付与することが可能となるためである。もちろん、予め定められた位置に超音波洗浄ヘッド1715を固定して基板表面Wfに超音波を付与することも可能である。
While the ultrasonic wave is being applied from the ultrasonic cleaning means 17 to the liquid film F04 of the second HFE liquid, the
超音波洗浄ヘッド1715の揺動は1回だけでなく、繰り返し行うことも可能である。揺動を繰り返すことにより、基板表面Wfの全面に繰り返し超音波を付与することが可能となり、より高い洗浄効果を得ることができる。
The
ここで、HFE液は前述の通りキャビテーション係数が大きいためキャビテーションが発生しにくい。従って、第二実施形態においては超音波発振器173から発振されるパルス信号の周波数を例えば1MHzとし、HFE液を媒介として超音波振動の振動加速度を基板表面Wfに伝達し、基板表面Wfに付着しているパーティクル等を脱離させて洗浄を行う。
Here, since the HFE liquid has a large cavitation coefficient as described above, cavitation hardly occurs. Therefore, in the second embodiment, the frequency of the pulse signal oscillated from the
所定時間超音波を付与した後、制御ユニット93から超音波付与手段17への動作指令により超音波発振器173がパルス信号の発振を停止するとともに、ヘッド駆動機構173が退避位置へ移動する。
After applying the ultrasonic wave for a predetermined time, the
その後、制御ユニット93からの動作指令により、遮断部材昇降機構153が遮断部材15を対向位置へ移動し、第一実施形態と同様にSC1による洗浄(ステップS206)、DIWによるリンス処理(ステップS207)、高速スピンによる基板Wの乾燥(ステップS208)と処理後の基板Wの搬出(ステップS209)が行われ一連の処理が終了する。
Thereafter, in response to an operation command from the
尚、上記第二実施形態において、凍結工程としてDIWの凝固点より低温の後処理用HFE液を基板表面Wfに供給することにより行っているが、基板裏面Wbからも併せて冷却することも可能である。この場合、基板Wの表裏両方から冷却されるため、DIWの凍結に要する時間が短縮される。 In the second embodiment, although the post-treatment HFE liquid at a temperature lower than the freezing point of DIW is supplied to the substrate surface Wf as the freezing step, it can also be cooled from the substrate back surface Wb. is there. In this case, since cooling is performed from both the front and back of the substrate W, the time required for freezing the DIW is shortened.
また、後処理用HFE液を供給することなく、基板表面Wfに前処理用HFE液の液膜を保持したまま、前記第一実施形態と同様に基板裏面Wbから冷却してDIWの凝固体を生成し、基板表面Wfに保持された前処理用HFE液に超音波洗浄ヘッド1715から超音波を付与して洗浄を行うことも可能である。
Further, without supplying the post-processing HFE liquid, the DIW solidified body is cooled by cooling from the substrate back surface Wb in the same manner as in the first embodiment while the liquid film of the pre-processing HFE liquid is held on the substrate surface Wf. It is also possible to perform cleaning by applying ultrasonic waves from the
また、上記第二実施形態では、処理液である前処理液及び後処理液としてHFE液を使用しているが、液体と互いに混合し難く、かつ液体の凝固点より低い凝固点を有している液体であれば他の液体を使用することも可能である。例えばo-キシレン(1,2−ジメチルベンゼン)(凝固点:−(マイナス)25.2℃(摂氏))、m-キシレン(1,3―ジメチルベンゼン)(凝固点:−(マイナス)48.9℃(摂氏))、トリクロロメタン(凝固点:−(マイナス)63.5℃(摂氏))、テトラクロロエチレン(凝固点:−(マイナス)22.2℃(摂氏))等である。尚、これらの処理液は希釈されていても良い。 In the second embodiment, the HFE liquid is used as the pretreatment liquid and the posttreatment liquid, which are treatment liquids. However, the liquid is difficult to mix with the liquid and has a freezing point lower than the freezing point of the liquid. It is possible to use other liquids. For example, o-xylene (1,2-dimethylbenzene) (freezing point:-(minus) 25.2 ° C (Celsius)), m-xylene (1,3-dimethylbenzene) (freezing point:-(minus) 48.9 ° C (Celsius)), trichloromethane (freezing point:-(minus) 63.5 ° C (Celsius)), tetrachloroethylene (freezing point:-(minus) 22.2 ° C (Celsius)), and the like. In addition, these process liquids may be diluted.
また、上記第二実施形態では、処理液を前処理液と後処理液として同じHFE液を温度のみ変更して供給しているが、液体と混合し難く、かつ液体の凝固点よりも低い凝固点を有するものであれば、前処理液と後処理液を異なる液にして供給することも可能である。特に、前処理液と後処理液が互いに混合し難い場合、両処理液の界面領域で互いに混合することによる熱の移動が少なくなり、両処理液が混合した領域まで振り切って凍結処理を行う必要がなく、処理液の供給量を減らすことができるため好ましい。 In the second embodiment, the same HFE liquid is supplied by changing the temperature only as the pretreatment liquid and the posttreatment liquid, but it is difficult to mix with the liquid and has a freezing point lower than the freezing point of the liquid. If so, the pretreatment liquid and the posttreatment liquid can be supplied as different liquids. In particular, when the pretreatment liquid and the posttreatment liquid are difficult to mix with each other, heat transfer due to mixing with each other in the interface area between the two treatment liquids is reduced, and it is necessary to perform freezing by shaking to the area where both treatment liquids are mixed. This is preferable because the supply amount of the processing liquid can be reduced.
<第三実施形態>
次に、この発明にかかる基板処理装置の第三実施形態を説明する。図17は第三実施形態の処理ユニットで用いられる超音波洗浄ノズルの構成を示す正面断面図であり、図18は第三実施形態の処理ユニット1の動作を示すフローチャートである。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention will be described. FIG. 17 is a front sectional view showing the configuration of the ultrasonic cleaning nozzle used in the processing unit of the third embodiment, and FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the
この第三実施形態が第一実施形態と大きく相違する点は、二重液膜LFを形成せずに超音波洗浄を行う点、及び第一実施形態における超音波洗浄部171の代わりに超音波洗浄ノズルを有する第二ノズル部35を設け、SC1に超音波を付与しながら基板表面Wfに供給し、超音波洗浄を行う点である。従って、第三実施形態では第一実施形態における第二処理液供給手段22を備えていない。
The third embodiment differs greatly from the first embodiment in that ultrasonic cleaning is performed without forming the double liquid film LF, and in place of the
尚、その他の構成は図1ないし図13に示す基板処理装置91及び処理ユニット1と基本的に同一であるため、以下の説明では上記相違する点について述べ、相違ない点については同一符号を付して構成説明を省略する。
Since other configurations are basically the same as those of the
第二ノズル部35は、第一実施形態における第一ノズル部19と同様の機構を有する。また、第二ノズル部35のアーム35の先端には超音波洗浄ノズル357が取り付けられる。また、SC1供給部は第一実施形態のように第二供給管158を通して遮断部材15の中心から吐出するのではなく、配管293を介して超音波洗浄ノズル357に接続される。
The second nozzle part 35 has the same mechanism as the
すなわち、第二ノズル部35をスキャン駆動するための駆動源として、処理カップ13の周方向外側にノズル駆動機構351が設けられている。このノズル駆動機構351には回転軸353が接続され、この回転軸353にはアーム355が水平方向に延びるように接続されており、このアーム355の先端に超音波洗浄ノズル357が取り付けられている。そして、制御ユニット93からの動作指令によりノズル駆動機構351が駆動されると、アーム355が回転軸353回りに基板表面Wf上空の吐出位置と処理カップ13の周方向外側に外れている位置である退避位置の間を揺動することとなる。
That is, a nozzle driving mechanism 351 is provided on the outer side in the circumferential direction of the
第二ノズル部35は配管293を介してSC1供給部291に管路接続されており、配管293には開閉弁295が介挿されている。開閉弁295は常時閉成されており、後述の通り基板表面Wfへ洗浄液としてのSC1を供給する時点で制御ユニット93からの動作指令により開閉弁295が開成する。これにより、SC1供給部291からSC1が配管293を介して第二ノズル部35へ圧送され、超音波洗浄ノズル357から基板表面Wfへ向けて吐出される。
The second nozzle part 35 is connected to the
図17に超音波洗浄ノズル357の正面断面図を示す。この超音波洗浄ノズルは、その上半部が円筒形で下半部が円錐形を有し、下端面に円形の吐出口3573を有する胴部3571と、胴部3571の上壁面に形成された透孔3575の位置に固設された振動版3577と、振動板3577の上に固設された超音波振動子3579とを有する。また、胴部3571の上方側壁面に形成された透孔3581は配管293を介してSC1供給部291に管路接続されている。尚、胴部3571はフッ素樹脂等の耐薬品性を有する素材で形成されている。
FIG. 17 is a front sectional view of the
超音波振動子3579はケーブル175を介して超音波発振器173と電気的に接続されており、超音波発振器173からパルス信号が超音波振動子3579に出力されると、超音波振動子3579が超音波振動し、振動板3577を介して胴部3571の内部に充満したSC1に超音波振動が付与される。
The
第三実施形態における超音波洗浄手段34は、第二ノズル部35と、ケーブル316と、超音波発振器173と、洗浄液供給部29と、で構成される。
The ultrasonic cleaning means 34 in the third embodiment includes a second nozzle part 35, a cable 316, an
また、洗浄液供給部29は、配管293と、開閉弁295と、SC1供給部291と、で構成される。
The cleaning
この第三実施形態においても第一実施形態と同様に基板Wの搬入(ステップS301)、DIWの供給(ステップS302)、HFE液による基板表面Wfに残留したDIWの排除(ステップS303)と基板裏面Wbに冷媒を供給してDIWの凝固体F05を形成する凍結処理(ステップS304)が行われる。 In the third embodiment, similarly to the first embodiment, the substrate W is carried in (step S301), DIW is supplied (step S302), DIW remaining on the substrate surface Wf by the HFE liquid (step S303), and the back surface of the substrate. A freezing process (step S304) is performed in which a refrigerant is supplied to Wb to form a DIW solidified body F05.
DIWの凝固体F05が形成された後、制御ユニット93から凝固手段31への動作指令により凍結用窒素ガス供給部311が凍結用窒素ガスの供給を停止する。その後、制御ユニット93からの動作指令により、基板回転手段12が基板保持手段11の回転速度を、例えば100rpmに変更し、該回転数による回転が継続されるとともに、遮断部材昇降機構153が遮断部材15を離間位置へ移動する。その後、制御ユニット93から超音波洗浄手段34への動作指令によりノズル駆動機構351が超音波洗浄ノズル357を吐出位置へ移動する。
After the DIW solidified body F05 is formed, the freezing nitrogen
超音波洗浄ノズル357が吐出位置へ位置決めされた後、制御ユニット93から超音波洗浄手段34への動作指令により開閉弁295が開成するとともに、超音波発振器173がパルス信号の発振を開始する。これにより振動子3579が超音波振動し、振動板3577を介して胴部3571の内部に充満したSC1に超音波振動が付与され、吐出口3573から基板表面Wfに吐出される(超音波洗浄工程)(ステップS305)。
After the
超音波洗浄ノズル357で超音波振動を付与され、基板表面Wfに吐出されたSC1は、その超音波振動により基板表面Wfに付着したパーティクル等を基板表面Wfから脱離させるとともに、基板表面Wfに存在しているHFE液をも排除して基板表面Wfの洗浄を行う。
The SC1 to which ultrasonic vibration is applied by the
前記凍結工程の後、超音波洗浄工程に至るまでは、基板表面Wfの上にHFE液の液膜が存在し続ける。また、超音波洗浄工程においてはSC1がHFE液と置換されるものの依然として基板表面Wf上には液膜が形成されている。このため、基板表面Wfは雰囲気と接触せず、低温の基板表面Wfに霜が付着しないため、パーティクル等が霜の中に埋没することがない。従って、基板表面Wfに付着したパーティクル等を良好に除去することが可能となる。 The liquid film of the HFE liquid continues to exist on the substrate surface Wf after the freezing process until the ultrasonic cleaning process. In the ultrasonic cleaning process, although SC1 is replaced with the HFE liquid, a liquid film is still formed on the substrate surface Wf. For this reason, the substrate surface Wf does not come into contact with the atmosphere, and frost does not adhere to the low-temperature substrate surface Wf, so that particles or the like are not buried in the frost. Therefore, it is possible to satisfactorily remove particles and the like attached to the substrate surface Wf.
尚、パターンFPの間隙内部には固体であるDIWの凝固体F05が存在しており、パターンFPを側面から支持している。従って、上記衝撃波によるパターンFPの振動等の影響が小さく、より大きなエネルギーを加えて洗浄することができるため、より高い洗浄効果を得ることができる。 Incidentally, a solid DIW solidified body F05 exists in the gap of the pattern FP, and supports the pattern FP from the side. Therefore, the influence of the vibration of the pattern FP due to the shock wave is small and the cleaning can be performed by applying a larger energy, so that a higher cleaning effect can be obtained.
また、第三実施形態では、第一実施形態のように二重液膜構造LFを有せず、2つの液膜の間の界面BFによる反射がない。従って、超音波洗浄ノズル357から吐出された洗浄液であるSC1によって伝搬される超音波振動のエネルギーをより多く基板表面Wfに付与することが可能であるため、より高い洗浄能力が得られる。
Moreover, in 3rd embodiment, it does not have the double liquid film structure LF like 1st embodiment, and there is no reflection by the interface BF between two liquid films. Therefore, since it is possible to apply more energy of ultrasonic vibration propagated by SC1, which is the cleaning liquid discharged from the
また、超音波洗浄ノズル357からSC1を吐出しながら超音波洗浄を行っており、基板表面Wfを洗浄するのと並行して、HFEの液膜を排除しているため、第一実施形態より処理に要する時間を短縮することが可能である。
In addition, the ultrasonic cleaning is performed while discharging SC1 from the
尚、超音波洗浄ノズル357から基板表面Wfに超音波が付与されたSC1を吐出している間、制御ユニット93から超音波洗浄手段34への動作指令により、超音波洗浄手段34が超音波洗浄ノズル357を基板Wの中心付近から外縁付近まで揺動させることが好ましい。なぜなら、基板Wを回転させると共に超音波洗浄ノズル357を揺動することで基板表面Wfの全面にわたって均一に超音波を付与することが可能となるためである。もちろん、予め定められた位置、例えば吐出されたSC1が基板Wの中心付近に当たるように超音波洗浄ノズル357の位置を固定して基板表面Wfに超音波を付与することも可能である。
While the SC1 with ultrasonic waves applied to the substrate surface Wf is discharged from the
超音波洗浄ノズル357の揺動は1回だけでなく、繰り返し行うことも可能である。揺動を繰り返すことにより、基板表面Wfの全面に繰り返し超音波を付与することが可能となり、より高い洗浄効果を得ることができる。
The oscillation of the
SC1中の固体表面のゼータ電位(界面動電電位)は比較的大きな値を有するため、基板表面Wfとその上に存在するパーティクル等との間がSC1で満たされることにより、基板表面Wfとパーティクル等との間に大きな反発力が作用する。これにより、超音波振動によるパーティクル等の除去の効果を助長するとともに、基板表面Wfへのパーティクル等の再付着を防止し、基板表面Wfからパーティクル等を効果的に除去することができる。 Since the zeta potential (electrokinetic potential) of the solid surface in SC1 has a relatively large value, when the space between the substrate surface Wf and the particles existing thereon is filled with SC1, the substrate surface Wf and the particles A large repulsive force acts between them. Thereby, the effect of removing particles and the like by ultrasonic vibration is promoted, and the reattachment of particles and the like to the substrate surface Wf can be prevented, and the particles and the like can be effectively removed from the substrate surface Wf.
また、SC1はパターンFPの間隙内部に存在するDIWの凝固体F05を融解しない温度、例えば−(マイナス)0.5℃(摂氏)とするのが望ましい。 Further, SC1 is preferably set to a temperature at which the DIW solidified body F05 existing in the gap of the pattern FP is not melted, for example, − (minus) 0.5 ° C. (Celsius).
また、第三実施形態としては超音波洗浄ノズル357から基板表面Wfに吐出して超音波洗浄を行う液体としてSC1を用いたが、超音波洗浄に使用できる液体はこれに限らず、DIWやオゾン水、更にはSC2(Standard Clean 2:塩酸(化学式:HCl)と過酸化水素(化学式:H2O2)の混合水溶液)その他の薬液も使用することができる。
In the third embodiment, SC1 is used as a liquid for ultrasonic cleaning by being discharged from the
基板表面Wfの超音波洗浄が終了した後、制御ユニット93から超音波洗浄手段34への動作指令により開閉弁295が閉成するとともに、超音波発振器173がパルス信号の発振を停止する。また、制御ユニット93から超音波洗浄手段34への動作指令により、ノズル駆動機構351が超音波洗浄ノズル357を退避位置へ移動する。
After the ultrasonic cleaning of the substrate surface Wf is completed, the on-off
その後、制御ユニット93からの動作指令により、遮断部材昇降機構153が遮断部材15を対向位置へ移動し、第一実施形態と同様にDIWによるリンス処理(ステップS306)、高速スピンによる基板表面Wfの乾燥(ステップS307)と処理後の基板Wの搬出(ステップS308)が行われ一連の処理が終了する。
Thereafter, in response to an operation command from the
尚、上記第三実施形態では、処理液としてHFE液を使用しているが、液体と互いに混合し難く、かつ液体の凝固点より低い凝固点を有している液体であれば他の液体を使用することも可能である。例えばo-キシレン(1,2−ジメチルベンゼン)(凝固点:−(マイナス)25.2℃(摂氏))、m-キシレン(1,3―ジメチルベンゼン)(凝固点:−(マイナス)48.9℃(摂氏))、トリクロロメタン(凝固点:−(マイナス)63.5℃(摂氏))、テトラクロロエチレン(凝固点:−(マイナス)22.2℃(摂氏))等である。尚、これらの処理液は希釈されていても良い。 In the third embodiment, the HFE liquid is used as the processing liquid, but other liquids are used as long as they are difficult to mix with the liquid and have a freezing point lower than the freezing point of the liquid. It is also possible. For example, o-xylene (1,2-dimethylbenzene) (freezing point:-(minus) 25.2 ° C (Celsius)), m-xylene (1,3-dimethylbenzene) (freezing point:-(minus) 48.9 ° C (Celsius)), trichloromethane (freezing point:-(minus) 63.5 ° C (Celsius)), tetrachloroethylene (freezing point:-(minus) 22.2 ° C (Celsius)), and the like. In addition, these process liquids may be diluted.
<その他>
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、上記各実施形態では、基板表面Wfに凍結用の液体としてDIWを供給しているが、凍結用の液体としてはDIWに限定されるものではなく、純水、超純水や水素水、炭酸水等、更にはSC1等の液体であっても使用することができる。
<Others>
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 each of the above embodiments, DIW is supplied to the substrate surface Wf as a freezing liquid, but the freezing liquid is not limited to DIW, and pure water, ultrapure water, hydrogen water, Even a liquid such as carbonated water or SC1 can be used.
1 処理ユニット
11 基板保持手段
12 基板回転手段
13 処理カップ
15 遮断部材
17 超音波洗浄手段
21 液体供給手段
22 第二処理液供給手段
23 リンス液供給手段
25 第一処理液供給手段(図3)、前処理液供給手段(図14)
27 後処理液供給手段
29 SC1供給手段
31 凝固手段
33 乾燥用ガス供給手段
91 基板処理装置
93 制御ユニット
DESCRIPTION OF
27 Post-treatment liquid supply means 29 SC1 supply means 31 Coagulation means 33 Drying gas supply means 91
Claims (9)
前記パターンの間隙内部に前記凝固体を形成した状態を保ちながら、前記基板表面に保持された前記液膜を介して前記基板に超音波振動を付与し、前記基板表面を洗浄する超音波洗浄工程と
を備えた基板処理方法。 A solidification step of forming a liquid solidified body in the gap between the patterns of the substrate on which the predetermined pattern is formed, and holding a liquid film on the surface of the substrate;
An ultrasonic cleaning step of cleaning the substrate surface by applying ultrasonic vibration to the substrate through the liquid film held on the substrate surface while maintaining the state where the solidified body is formed inside the gap of the pattern And a substrate processing method.
前記液膜は、
前記液体と互いに混合し難く、かつ前記液体の凝固点よりも低い凝固点を有する処理液を含む基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 1,
The liquid film is
A substrate processing method comprising a processing liquid which is difficult to mix with the liquid and has a freezing point lower than the freezing point of the liquid.
前記凝固工程に先立って、
前記パターンが形成され前記液体が付着した前記基板の表面に前記液膜を形成するための前記処理液を供給し、前記パターンの間隙内部に前記液体を残留させながら前記液体を前記基板表面から除去するとともに、前記パターン間隙内部の前記液体の上層に前記処理液の液膜を形成する積層液膜形成工程を更に備える基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 2,
Prior to the solidification process,
The processing liquid for forming the liquid film is supplied to the surface of the substrate on which the pattern is formed and the liquid adheres, and the liquid is removed from the substrate surface while the liquid remains in the gap of the pattern. And a laminated liquid film forming step of forming a liquid film of the processing liquid on the upper layer of the liquid inside the pattern gap.
前記処理液は、
前記液体の凝固点よりも高い温度の第一処理液を少なくとも含む基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 3,
The treatment liquid is
A substrate processing method comprising at least a first processing liquid having a temperature higher than a freezing point of the liquid.
前記積層液膜形成工程は、
前記第一処理液を供給する第一処理液供給工程を備える基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 4,
The laminated liquid film forming step includes
A substrate processing method comprising a first processing liquid supply step for supplying the first processing liquid.
前記積層液膜形成工程は、前記基板を回転する工程を更に備え、前記第一処理液を前記基板の中心付近に供給する基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 5,
The laminated liquid film forming step further includes a step of rotating the substrate, and the first processing liquid is supplied near the center of the substrate.
前記第一処理液供給工程は、
前記液体の凝固点付近の温度の第一処理液を供給する基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 6, comprising:
The first treatment liquid supply step includes
A substrate processing method for supplying a first processing liquid having a temperature near a freezing point of the liquid.
前記基板表面に前記液体を供給する液体供給工程を更に備える基板処理方法。 A substrate processing method according to any one of claims 1 to 7,
A substrate processing method further comprising a liquid supply step of supplying the liquid to the substrate surface.
前記基板を回転する基板回転手段と、
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処理液を供給し、前記パターンの間隙内部に前記液体を残留させながら前記液体を前記基板表面から除去するとともに、前記パターン間隙内部の前記液体の上層に前記処理液の液膜を形成する積層液膜形成手段と、
前記処理液の液膜を保持し、前記パターンの間隙内部に残留させた前記液体を凝固させて、前記パターンの間隙内部に凝固体を形成する凝固手段と、
前記パターンの間隙内部に前記凝固体を形成した状態を保ちながら、前記基板表面に形成された液膜を介して前記基板に超音波振動を付与し、前記基板表面を洗浄する超音波洗浄手段と
を備えた基板処理装置。 Substrate holding means for holding a substrate on which a predetermined pattern is formed and liquid is attached;
Substrate rotating means for rotating the substrate;
A processing liquid is supplied toward the surface of the substrate held by the substrate holding means, and the liquid is removed from the substrate surface while the liquid remains in the pattern gap, and the liquid inside the pattern gap is removed. A laminated liquid film forming means for forming a liquid film of the treatment liquid on an upper layer of the liquid;
A coagulation means for holding a liquid film of the processing liquid and coagulating the liquid remaining in the gap of the pattern to form a solidified body in the gap of the pattern;
Ultrasonic cleaning means for cleaning the substrate surface by applying ultrasonic vibration to the substrate through a liquid film formed on the substrate surface while maintaining the state where the solidified body is formed inside the gap of the pattern; A substrate processing apparatus comprising:
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