JP2015177109A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/6875—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a plurality of individual support members, e.g. support posts or protrusions
Abstract
【解決手段】ホットプレート6が基板保持回転ユニット5から下方に退避する下位置に配置した状態で、基板保持回転ユニット5によって保持されている基板Wの上面に薬液を供給する薬液供給工程が実行される。この薬液供給工程に並行して、ホットプレート6の基板対向面6aに、当該基板対向面6aの全域を覆う保護液の液膜90が形成される。
【選択図】図12A−12B
Description
たとえば、基板を1枚ずつ処理する枚葉式の洗浄処理を実施する基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させる基板保持回転ユニットと、この基板保持回転ユニットによって回転される基板の表面に薬液を供給するための薬液ノズルとを備えている。
ホットプレートの上面に薬液の液滴が直接供給されると、発熱状態にあるホットプレートによって薬液が加熱され、ホットプレートの上面において薬液が加熱乾燥されるおそれがある。ホットプレートの上面で薬液が加熱乾燥されると、その乾燥薬液がパーティクルとなって雰囲気中に飛散するなどして基板を汚染するおそれがある。
また、本発明の他の目的は、保護液吐出口から保護液を吐出させるときにホットプレートの上面に保護液の液膜を良好に形成できる構成を、簡単な構成で実現できる基板処理装置を提供することである。
基板(W)を保持するための基板保持手段(5)と、前記基板を下方から加熱するためのホットプレート(6)とを備える基板処理装置(1)において実行される基板処理方法であって、前記ホットプレートおよび前記基板保持手段を、前記ホットプレートが前記基板保持手段から下方に退避する退避位置に配置した状態で、前記基板保持手段によって保持されている前記基板の上面に処理液を供給し、当該処理液を用いて前記基板を処理する処理液供給工程(S2,S3)と、前記処理液供給工程に並行して、前記ホットプレートの上面に、当該上面を覆う保護液の液膜を形成する保護液液膜形成工程(S2)と、前記ホットプレートを前記基板の下面に近接または接触させながら、当該ホットプレートにより前記基板を加熱する基板加熱工程(S7)と、を含む、基板処理方法を提供する。
この方法によれば、処理液供給工程に並行して、ホットプレートの上面に、当該上面を覆う保護液の液膜が形成される。
しかしながら、このような場合であっても、ホットプレートの上面が保護液の液膜で覆われているので、基板からの処理液の液滴がホットプレートの上面に直接供給されない。したがって、発熱状態にあるホットプレートの上面における処理液の乾燥を確実に防止できる。これにより、ホットプレート上での処理液の乾燥に起因するパーティクルの発生を防止できる。
この方法によれば、処理液供給工程に並行して、ホットプレートの上面に保護液が連続的に供給することにより、ホットプレートの上面を保護液の液膜で覆うことができる。
請求項3に記載のように、前記保護液液膜形成工程は、前記ホットプレートの上面に形成された保護液吐出口(20,120)から保護液を吐出する工程を含むことが好ましい。この場合、保護液吐出用のノズルを別途設けることなく、基板の上面に保護液を供給できる。
請求項5に記載に記載のように、前記処理液供給工程は、前記基板の上面に薬液またはリンス液を供給する工程と、前記基板の上面を有機溶剤の液膜に置換する有機溶媒供給工程とを含み、前記基板加熱工程では、前記有機溶媒供給工程により前記基板の上面に形成された前記有機溶媒の液膜が前記基板の上面で加熱されるようにしてもよい。この場合、ホットプレート上で薬液またはリンス液の乾燥に起因するパーティクルが発生しないため、その後に行われる、有機溶媒の液膜を基板の上面で加熱する工程において基板がこれらのパーティクルで汚染されることを防止することができる。
請求項7に記載の発明は、前記ホットプレートは、当該ホットプレートの上面に開口する保護液吐出口(20,120)と、当該保護液吐出口に連通し、前記保護液吐出口に供給される保護液が流通する保護液流通路(17)と、前記保護液吐出口と前記保護液流通路とを区画し、前記ホットプレートに固定的に設けられた保護液配管(18)と、前記保護液流通路で上下動可能に、かつ前記保護液吐出口を閉塞可能に設けられた閉塞部材(98;198)と、を有し、前記閉塞部材は、前記保護液吐出口から保護液を吐出させないときには、前記保護液吐出口を閉塞する閉塞位置に配置され、前記保護液吐出口から保護液を吐出させるときには、前記ホットプレートの上面よりも上方に配置させられると共に、前記保護液吐出口から吐出される保護液を前記ホットプレートの外周部に向けて案内する浮上位置に配置させられる、請求項6記載の基板処理装置である。
請求項8に記載の発明は、前記閉塞部材は、前記保護液流通路で上下動自在に設けられており、前記閉塞部材は、前記保護液流通路を流通する保護液から圧力を受けて前記浮上位置に配置される、請求項7に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、保護液吐出口から保護液を吐出させないときには、閉塞部材の上面がホットプレートの上面と同一平面上に位置しているか、あるいは閉塞部材の上面がホットプレートの上面から下方に退避している。したがって、ホットプレート上に基板を載置する際において、ホットプレートの上面の全域で基板を良好に接触支持でき、かつ基板の全域を良好に加熱できる。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1の模式的な平面図である。図2は、基板処理装置1に備えられたチャンバ4の内部の断面図である。
図1に示すように、基板処理装置1は、半導体ウエハなどの円板状の基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、処理液や処理ガスによって基板Wを処理する複数の処理ユニット2と、各処理ユニット2のチャンバ4に対して基板Wの搬入および搬出を行う基板搬送ロボットCRと、基板処理装置1に備えられた装置の動作やバルブの開閉などを制御する制御装置3とを含む。
図2〜図5に示すように、基板保持回転ユニット5は、基板Wよりもやや大径の外径を有する円環状の回転リング11を有している。回転リング11は、耐薬性を有する樹脂材料を用いて形成されており、基板Wの回転軸線A1と同心の回転中心を有している。回転リング11は、水平平坦状の円環状の平面からなる上面11aを有している。上面11aには、回転リング11に対して不動の複数本(たとえば6本)の固定ピン10、および回転リング11に対して可動であり、固定ピン10より少ない複数本(たとえば3本)の可動ピン12がそれぞれ設けられている。
図2〜図5に示すように、ホットプレート6は、たとえばセラミックや炭化ケイ素(SiC)を用いて形成されており、円板状をなしている。ホットプレート6は、基板Wよりもやや小径の円形をなす平坦な基板対向面6aを有している。基板対向面6aは、回転リング11の内径よりも小径を有している。すなわち、ホットプレート6と基板保持回転ユニット5の回転リング11とが鉛直方向に重複していない。ホットプレート6の内部には、たとえば抵抗式のヒータ15が埋設されている。ヒータ15への通電によりヒータ15が発熱し、これにより、基板対向面6aを含むホットプレート6全体が加熱される。基板対向面6aには、回転軸線A1上に円形の保護液吐出口20が形成されている。
多数個のエンボス61が、基板対向面6aの全域ではなく、基板対向面6aの周縁部にのみ配置されていてもよい。
図2、図4および図5に示すように、ホットプレート6には、鉛直をなすプレート支持軸14が下方から固定されている。
プレート昇降ユニット8は、プレート支持軸14に結合されている。プレート昇降ユニット8は、たとえばボールねじやモータを含む。プレート昇降ユニット8の駆動によるプレート支持軸14の昇降により、ホットプレート6は、基板保持回転ユニット5に保持される基板Wの下面よりも、下方に大きく退避する下位置(図5に示す位置)と、基板保持回転ユニット5に保持される基板Wの下面よりもやや上方に位置する上位置(図4に示す位置)との間で昇降させられる。上位置では、基板Wが固定ピン10による保持から離脱し、ホットプレート6に支持されている。前述のように、ホットプレート6と基板保持回転ユニット5の回転リング11とが鉛直方向に重複していないので、ホットプレート6の昇降時に、ホットプレート6および基板保持回転ユニット5は互いに干渉しない。
保護液吐出口20は、鉛直視で円形の浅い円形溝96によって区画されている。円形溝96は、回転軸線A1を中心とする円筒状をなし、円形溝96の直径は、保護液配管18の外径よりも大きく設定されている。保護液配管18の上端18aが、円形溝96の、水平面からなる下底面96aに開口している。保護液吐出口20は、次に述べる浮上部材97の閉塞部(閉塞部材)98を丁度収容できる大きさに設定されている。保護液吐出口20は、通常の状態において、保護液配管18内に挿通する浮上部材97によって閉塞されている。
保護液バルブ21(図2参照)の開閉により、保護液流通路17への保護液の供給および供給停止が切り替えられる。保護液バルブ21が開かれた状態では、保護液流通路17に保護液が供給され、保護液流通路17を保護液が流通する。一方、保護液バルブ21が閉じられた状態では、保護液流通路17に保護液が新たに供給されず、保護液流通路17を保護液が流通しない。
図2に示すように、処理液供給ユニット7は、薬液を吐出する薬液ノズル26と、リンス液を吐出するリンス液ノズル27とを含む。薬液ノズル26およびリンス液ノズル27は、その吐出口を下方に向けた状態で、ほぼ水平に延びるアーム29の先端に取り付けられている。アーム29は所定の回転軸線まわりに揺動可能に設けられている。薬液ノズル26およびリンス液ノズル27は、アーム29の揺動方向に関し揃っている。アーム29には、アーム29を所定角度範囲内で揺動させるためのアーム揺動ユニット30が結合されている。アーム29の揺動により、薬液ノズル26およびリンス液ノズル27は、基板保持回転ユニット5またはホットプレート6に保持されている基板Wの中央部上と、カップ9外に設定されたホームポジションとの間を移動させられる。
図2に示すように、カップ9は、基板保持回転ユニット5およびホットプレート6を収容する下カップ37と、下カップ37の開口38を閉塞するための蓋部材39とを備えている。蓋部材39が下カップ37の開口38を閉塞することで、内部に密閉空間を有する密閉カップが形成される。
蓋部材39は、下カップ37の上方において、ほぼ水平な姿勢で配置されている。蓋部材39には、蓋昇降ユニット54が結合されている。蓋昇降ユニット54は、たとえばボールねじやモータを含む。蓋昇降ユニット54の駆動により、蓋部材39は、下カップ37の開口38を閉塞する蓋閉位置と、下カップ37よりも上方に退避して下カップ37の開口38を開放する蓋開位置との間で昇降させられる。蓋部材39の下面には、その中央部39aと周縁部39cとを除く領域に、蓋部材39と同心の円筒状の上環状溝39bが形成されている。
蓋部材39の下面の周縁部39cには、シール環53が全周に亘って設けられている。シール環53は、たとえば樹脂弾性材料を用いて形成されている。蓋部材39が蓋閉位置にある状態では、蓋部材39の下面の周縁部39cに配置されたシール環53が、その円周方向全域で下カップ37の上端面41aに当接し、蓋部材39と下カップ37との間がシールされる。
リンス液上配管44の下端は、蓋部材39の下面の中央部39aで開口し、リンス液吐出口47を形成している。リンス液上配管44の上端には、リンス液供給源が接続されている。リンス液上配管44には、リンス液がリンス液供給源から供給される。リンス液上配管44には、リンス液の供給を開閉するためのリンス液上バルブ48が介装されている。
図1に示す制御装置3は、たとえばマイクロコンピュータなどによって構成されている。制御装置3は、予め定められたプログラムに従って、プレート昇降ユニット8、リング回転ユニット13、アーム揺動ユニット30、蓋昇降ユニット54、チャック開閉ユニット76等の動作を制御する。また、制御装置3は、ヒータ15に供給される電力を調整する。さらに、制御装置3は、保護液バルブ21、薬液バルブ32、リンス液バルブ34、リンス液上バルブ48、有機溶剤バルブ50、窒素ガスバルブ52等の開閉を制御する。
また、微細パターン101は、薄膜に、複数の微細孔(ボイド(void)またはポア(pore))を設けることにより形成されていてもよい。
微細パターン101は、たとえば絶縁膜を含む。また、微細パターン101は、導体膜を含んでいてもよい。より具体的には、微細パターン101は、複数の膜を積層した積層膜により形成されており、さらには、絶縁膜と導体膜とを含んでいてもよい。微細パターン101は、単層膜で構成されるパターンであってもよい。絶縁膜は、シリコン酸化膜(SiO2膜)やシリコン窒化膜(SiN膜)であってもよい。また、導体膜は、低抵抗化のための不純物を導入したアモルファスシリコン膜であってもよいし、金属膜(たとえば金属配線膜)であってもよい。
図11は、処理ユニット2で実行される薬液処理の処理例について説明するための工程図である。図12A−12Hは、処理例を説明するための模式図である。図13A−13Bは、処理例における基板Wの上面の状態を説明するための模式的な断面図である。
処理ユニット2によって基板Wが処理されるときには、チャンバ4内に未処理の基板Wを搬入する基板搬入工程(図11のステップS1)が行われる。基板搬入工程(S1)に先立って、制御装置3は、ヒータ15をオン(通電状態)にしておき、ホットプレート6を、基板保持回転ユニット5による基板Wの保持位置から下方に大きく退避した下位置(図5に示す位置)に配置し、かつ全てのノズルを基板保持回転ユニット5の上方から退避させる。また、すべての可動ピン12を開放状態にさせる。基板搬入工程(S1)では、制御装置3は、基板Wを保持している基板搬送ロボットCR(図1参照)のハンドをチャンバ4内に進入させ、基板搬送ロボットCRに、パターン形成面(表面)を上方に向けた状態で、基板保持回転ユニット5に基板Wを引き渡させる。基板保持回転ユニット5に受けられた基板Wは、複数本の固定ピン10によって下方から支持され、その後、制御装置3は、複数本の可動ピン12をいずれも挟持状態にさせる。これにより、図12Aに示すように、複数本(たとえば、6本)の固定ピン10および複数本(たとえば、3本)の可動ピン12によって基板Wが水平姿勢に挟持される(図12Aでは、固定ピン10のみを図示)。制御装置3は、基板保持回転ユニット5に基板Wを引き渡した後、基板搬送ロボットCRのハンドをチャンバ4内から退避させる。
なお、基板搬入工程(S1)からヒータ15がオン状態とされ、それゆえホットプレート6が発熱状態(このときの基板対向面6aの表面温度が、たとえば約60〜250℃)とされているのであるが、ホットプレート6は下位置にあるため、ホットプレート6からの熱が基板Wに十分に届かない。
具体的には、図12Bに示すように、制御装置3は、アーム揺動ユニット30を制御することにより、アーム29をホームポジションから揺動させ、薬液ノズル26を退避位置から基板W上に移動させる。これにより、薬液ノズル26が処理位置(基板Wの上方の、基板Wの回転軸線A1上の処理位置)に配置される。薬液ノズル26が処理位置に配置された後、制御装置3は、薬液バルブ32を開く。これにより、薬液ノズル26の吐出口から薬液が吐出され、基板Wの上面に薬液が供給される。
また、薬液ノズル26からの薬液の吐出の開始に併せて、制御装置3は、保護液バルブ21を開く。これにより、保護液流通路17に供給された保護液が当該保護液流通路17を流通し、閉塞部98が、流通している保護液から圧力を受けて、その結果、浮上部材97が、閉塞位置(図6に示す位置)から浮上位置(図7に示す位置)まで浮上する。
次いで、基板Wから薬液を除去するためのリンス工程(図11のステップS3)が行われる。
具体的には、図12Cに示すように、制御装置3は、アーム揺動ユニット30を制御することによりアーム29を揺動させ、リンス液ノズル27を処理位置に配置させる。リンス液ノズル27が処理位置に配置された後、制御装置3は、リンス液バルブ34を開く。これにより、リンス液ノズル27の吐出口からリンス液が吐出される。
基板Wの周縁部から飛散するリンス液は、下カップ37の周壁部41の内壁に受け止められ、この内壁を伝って下カップ37の底部に溜められる。下カップ37の底部に溜められた第リンス液は、廃液路(図示しない)を介して、機外の廃液設備(図示しない)に送られ、そこで処理される。
また、リンス液の吐出停止と同時に、制御装置3は、保護液バルブ21を閉じて、保護液流通路17への保護液の供給を停止する。これにより、保護液吐出口20からのリンス液の吐出が停止され、基板対向面6aに保持されていた保護液の液膜90が解消(液膜状態が解消)される。保護液流通路17への保護液の供給停止に伴い、浮上部材97が閉塞位置(図6参照)まで下降する。なお、保護液を停止するタイミングはリンス液の停止と同時でなくてもよく、基板Wの上面から薬液がリンス液に置換された後の任意のタイミングに実行すればよい。
具体的には、図12Dに示すように、制御装置3は、リンス液上バルブ48を開いて、リンス液上配管44のリンス液吐出口47からリンス液を吐出する。リンス液吐出口47から吐出されたリンス液は、基板Wの上面の中央部に着液する。
基板Wの上面の中央部に供給されたリンス液は、基板Wの回転による遠心力を受けて、基板Wの上面を基板Wの周縁部に向けて流れる。これにより、基板Wの上面全域にリンス液が供給され、基板Wの上面にリンス処理が施される。最終リンス工程(S4)において、基板Wの上面100(図10参照)に形成された微細パターン101(図10参照)の隙間の底部(当該空間における基板W自体の上面100に極めて近い位置)までリンス液が行き渡る。
リンス液の吐出開始から、予め定める時間が経過すると、制御装置3は、リンス液上バルブ48を閉じて、リンス液吐出口47からのリンス液の吐出を停止する。
制御装置3は、図12Eに示すように、有機溶剤バルブ50を開き、有機溶剤上配管45の有機溶剤吐出口49から、液体のIPAを連続流状に吐出する。有機溶剤吐出口49から吐出されるIPAは、常温(たとえば25℃)、すなわちIPAの沸点(82.4℃)未満の液温を有しており、液体である。有機溶剤吐出口49から吐出された液体のIPAは、基板Wの上面の中央部に着液する。IPAの吐出開始により、有機溶剤置換工程(S5)が開始される。
具体的には、制御装置3は、プレート昇降ユニット8を制御して、ホットプレート6を、下位置(図5に示す位置)から上位置(図4に示す位置)まで上昇させる。ホットプレート6が回転リング11と同じ高さまで上昇させられると、基板Wの下面にホットプレート6の基板対向面6aが当接するようになる。その後、制御装置3がホットプレート6を引き続き上昇させることにより、基板保持回転ユニット5から基板Wが離脱して、ホットプレート6に基板Wが引き渡される。ホットプレート6に引き渡された基板Wは、多数個のエンボス61によって下方から支持される。基板Wが引き渡された後もホットプレート6の上昇は続行され、上位置に達するとホットプレート6の上昇が停止させられる。ホットプレート6が上位置に配置された状態を、図12Fおよび図4に示す。
ヒータ15は常時オン状態とされており、そのため、ホットプレート6(基板対向面6a)が発熱状態とされている。ホットプレート6上に基板Wが載置された状態では、基板対向面6aからの熱が、熱輻射、基板対向面6aと基板Wとの間の空間内の流体熱伝導および多数個のエンボス61を介した伝熱により、基板Wの下面に与えられ、これにより、基板Wの下面が加熱される。基板Wに与えられる単位面積当たりの熱量は、基板Wの全域においてほぼ均一となっている。
基板Wの上面の温度が液膜浮上温度TE1に達した後、基板Wの上面の温度(微細パターン101(図13B等参照)の上面、より詳しくは、各構造体102の上端面102Aの温度)は、液膜浮上温度TE1に保持される。基板Wの上面の全域において、液膜浮上温度TE1に保持される。このとき、ヒータ15の単位時間当たりの発熱量は、ホットプレート6からの加熱により、ホットプレート6に載置されている基板Wの上面が液膜浮上温度TE1になるように設定されている。
具体的には、ホットプレート6に基板Wが引き渡されてから予め定める時間(たとえば、約1〜2分間)が経過すると、制御装置3は、図12Gに示すように、窒素ガスバルブ52を開く。これにより、窒素ガス吐出口51から窒素ガスが吐出し、この窒素ガスが基板Wの上面の中央部に吹き付けられる。これにより、浮上しているIPAの液膜111の中央部に、小径円形状の乾燥領域113が形成される。基板Wの上面とIPAの液膜111との間に生じる摩擦力の大きさは略零であるので、窒素ガス吐出口51からの窒素ガスの吐出の続行に伴って、前記の乾燥領域113は拡大し、乾燥領域113が基板Wの上面の全域に広がることにより、浮上しているIPAの液膜111が、液塊状態を維持しながら(多数の小滴に分裂させることなく)、基板Wの側方へと案内される。これにより、IPAの液膜111を基板Wの上方から完全に排除できる。
ホットプレート6が下位置まで下降させられた後は、ホットプレート6と基板保持回転ユニット5に保持されている基板Wとの間の間隔が、ホットプレート6が上位置にあるときよりも大きくなるため、ホットプレート6からの熱(熱輻射、基板対向面6aと基板Wとの間の空間内の流体熱伝導および多数個のエンボス61を介した伝熱)が基板Wに十分に届かなくなる。これにより、ホットプレート6による基板Wの加熱が終了し、基板Wは、ほぼ常温になるまで降温する。
以上により、薬液供給工程(S2)およびリンス工程(S3)に並行して、ホットプレート6の基板対向面6aに保護液が連続的に供給することにより、ホットプレート6の基板対向面6aに、基板対向面6aを覆う保護液の液膜90が形成される。薬液供給工程(S2)およびリンス工程(S3)では、ホットプレート6が基板保持回転ユニット5から退避している。そのため、基板保持回転ユニット5に保持されている基板Wから排出される薬液や薬液を含んだリンス液の液滴が、ホットプレート6の基板対向面6aや多数個のエンボス61に向けて降り掛かるおそれがある。仮に、これらの液滴が基板対向面6aやエンボス61に直接供給され発熱状態にあるホットプレート6によって加熱されると、基板対向面6aやエンボス61において薬液が加熱乾燥されるおそれがある。ホットプレート6のエンボス61が、基板高温化工程(S7)において基板Wに接触するので、乾燥薬液が、パーティクルとなって基板Wを汚染するおそれがある。
前述の処理例において、下カップ37および蓋部材39の内部空間が密閉された状態で最終リンス工程(S4)が実行されるものとして説明したが、下カップ37および蓋部材39の内部空間が開放されている(蓋部材39が開位置にある)状態で最終リンス工程(S4)が実行されてもよい。リンス液上配管44のリンス液吐出口47からのリンス液を基板Wの上面に供給してもよいし、リンス液ノズル27を基板Wの上面に対向して配置させ、リンス液ノズル27からのリンス液を基板Wの上面に供給してもよい。この場合、最終リンス工程(S4)の後、下カップ37および蓋部材39の内部空間が密閉状態にされる。
また、処理例の薬液供給工程(S2)およびリンス工程(S3)において、基板Wの上面処理のみを例に挙げて説明したが、これらの工程(S2,S3)において、上下両面処理を実行するものであってもよい。
また、処理例において、リンス工程(S3)を省略してもよい。
また、前述の処理例では、有機溶剤排除工程(S8)において、IPAの液膜111を基板Wの側方に向けて移動させるために、窒素ガス吐出口51から基板Wの上面の中央部に向けて窒素ガスを吹き付けた。この手法に代えて、誘導面を有する誘導部材(誘導ピンや誘導リング)を、基板の周縁部に対向するように設けておき、有機溶剤排除工程(S8)において、誘導部材を基板Wの内方に向けて移動させて、浮上しているIPAの液膜111に誘導部材の誘導面を接触させるようにしてもよい。基板Wの上面とIPAの液膜111との間に生じる摩擦力の大きさは略零であるので、誘導部材の誘導面とIPAの液膜111との接触により、浮上しているIPAの液膜111が、液塊状態を維持しながら(多数の小滴に分裂させることなく)誘導面を伝って基板Wの側方へと案内される。これにより、IPAの液膜111を基板Wの上方から完全に排除できる。このような手法を採用する場合、有機溶剤排除工程(S8)において、基板Wおよびホットプレート6をともに水平姿勢に維持することが可能である。
一方、保護液流通路17を保護液が流通するときには、図15に示すように、閉塞部198のテーパ面198bが、流通している保護液から圧力を受けて、浮上部材97が浮上する。その結果、浮上部材97は、基板対向面6aよりも上方の浮上位置(図15に示す位置)に浮上配置される。
図16は、本発明の他の実施形態に係る処理ユニット202の構成を示す模式的な断面図である。図16において、図1〜図15に示された各部に対応する部分には、図1〜図15の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。また、図16には、主要な構成のみを示して、適宜省略している。
保護液供給ユニット210は、連続流の状態で保護液を下方に向けて吐出するための保護液ノズル211を備えている。保護液ノズル211には、保護液供給源からの保護液が供給される保護液供給管212が接続されている。保護液供給管212には、保護液の供給を開閉するための保護液バルブ213が介装されている。保護液バルブ213が開かれると、保護液供給管212から保護液ノズル211に保護液が供給され、また、保護液バルブ213が閉じられると、保護液供給管212から保護液ノズル211への保護液の供給が停止される。保護液ノズル211には、ノズル移動ユニット214が結合されている。ノズル移動ユニット214は、下位置(図16に示す位置)にあるホットプレート6の上方と、カップ9外に設定されたホームポジションとの間で保護液ノズル211を移動させる。図1に示す制御装置3は、予め定められたプログラムに従って、ノズル移動ユニット214の動作を制御する。また、制御装置3は、ヒータ15に供給される電力を調整する。さらに、制御装置3は、保護液バルブ213の開閉を制御する。
その後、制御装置3は、保護液バルブ213を開く。これにより、保護液ノズル211の吐出口から保護液が吐出される。このときの保護液の流量は、比較的大流量(たとえば約0.5〜4.0(リットル/分))である。また、保護液の吐出と並行して、制御装置3は、ノズル移動ユニット214を制御して、保護液ノズル211を、基板対向面6aの面内を基板対向面6aに沿って移動させる。これに伴い、保護液の着液位置が、基板対向面6aの面内を移動する。これにより、基板対向面6aに、基板対向面6aの全域を覆う保護液の液膜290が形成される。保護液の液膜290の形成後も、保護液ノズル211から基板対向面6aに連続的に保護液が供給され、これにより、基板対向面6a上の保護液の液膜290が、基板対向面6aを覆う状態に維持される。
なお、保護液ノズル211を所定位置(たとえば、基板対向面6aの中央部の上方)に静止させた状態で、基板対向面6aに保護液を供給してもよい。この場合、保護液ノズル211から吐出された保護液は、後続の保護液によって径方向外方へと押し出され、基板対向面6aの周縁部に向けて放射状に流れる。これにより、基板対向面6aに、基板対向面6aの全域を覆う保護液の液膜290が形成される。保護液の液膜290の形成後も、保護液ノズル211から基板対向面6aに連続的に保護液が供給され、これにより、基板対向面6a上の保護液の液膜290が、基板対向面6aを覆う状態に維持される。
図1〜図15に示す実施形態において、浮上部材97が閉塞位置(図6または図14に示す位置)にある状態で、浮上部材97の閉塞部98,198の上面98a,198aが基板対向面6aと同一平面上に位置しているとして説明した。しかしながら、浮上部材97の閉塞部98,198の上面98a,198aが基板対向面6aよりも下方に退避していてもよい。
また、前述の処理例では、薬液供給工程(S2)に並行して、基板対向面6aを保護液の液膜90で覆うものとして説明したが、薬液供給工程(S2)だけでなく、リンス工程(S3)や最終リンス工程(S4)など、基板Wの上面または下面に向けて、薬液・有機溶媒・リンス液などの処理液を供給する工程と並行して、基板対向面6aを保護液の液膜90で覆ってもよい。
また、リンス液より低い表面張力を有する有機溶剤としてIPAを例に挙げて説明したが、IPA以外に、たとえば、メタノール、エタノール、アセトン、およびHFE(ハイドロフルオロエーテル)などを採用できる。
また、前述した実施形態の薬液処理(エッチング処理、洗浄処理等)は、大気圧の下で実行したが、処理雰囲気の圧力はこれに限られるものではない。たとえば、蓋部材39と下カップ37とで区画される密閉空間の雰囲気を所定の圧力調整手段を用いて加減圧することにより、大気圧よりも高い高圧雰囲気または大気圧よりも低い減圧雰囲気とした上で各実施形態のエッチング処理、洗浄処理等を実行してもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
3 制御装置
5 基板保持回転ユニット(基板保持手段)
6 ホットプレート
6a 基板対向面(上面)
17 保護液流通路
18 保護液配管
20 保護液吐出口
90 保護液の液膜
98 閉塞部(閉塞部材)
98a 閉塞部の上面
120 保護液吐出口
198 閉塞部(閉塞部材)
198a 閉塞部の上面
211 保護液ノズル
290 保護液の液膜
W 基板
Claims (10)
- 基板を保持するための基板保持手段と、前記基板を下方から加熱するためのホットプレートとを備える基板処理装置において実行される基板処理方法であって、
前記ホットプレートおよび前記基板保持手段を、前記ホットプレートが前記基板保持手段から下方に退避する退避位置に配置した状態で、前記基板保持手段によって保持されている前記基板の上面に処理液を供給し、当該処理液を用いて前記基板を処理する処理液供給工程と、
前記処理液供給工程に並行して、前記ホットプレートの上面に、当該上面を覆う保護液の液膜を形成する保護液液膜形成工程と、
前記ホットプレートを前記基板の下面に近接または接触させながら、当該ホットプレートにより前記基板を加熱する基板加熱工程と、を含む、基板処理方法。 - 前記保護液液膜形成工程は、前記ホットプレートの上面に保護液を連続的に供給する工程を含む、請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記保護液液膜形成工程は、前記ホットプレートの上面に形成された保護液吐出口から保護液を吐出する工程を含む、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記保護液液膜形成工程は、保護液ノズルから前記ホットプレートの上面に保護液を吐出する工程を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記処理液供給工程は、前記基板の上面に薬液またはリンス液を供給する工程と、前記基板の上面を有機溶剤の液膜に置換する有機溶媒供給工程とを含み、
前記基板加熱工程では、前記有機溶媒供給工程により前記基板の上面に形成された前記有機溶媒の液膜が前記基板の上面で加熱される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 基板を水平姿勢に保持するための基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に向けて処理液を供給する処理液供給手段と、
前記処理液供給手段から供給された処理液により処理された前記基板の下面に近接または接触させた状態で前記基板を下方から加熱するためのホットプレートと、
前記処理液供給手段による前記処理液の供給と並行して、前記ホットプレートの上面に保護液を供給し、当該ホットプレートの上面に保護液の液膜を形成する保護液供給手段とを含む、基板処理装置。 - 前記ホットプレートは、
当該ホットプレートの上面に開口する保護液吐出口と、
当該保護液吐出口に連通し、前記保護液吐出口に供給される保護液が流通する保護液流通路と、
前記保護液吐出口と前記保護液流通路とを区画し、前記ホットプレートに固定的に設けられた保護液配管と、
前記保護液流通路で上下動可能に、かつ前記保護液吐出口を閉塞可能に設けられた閉塞部材と、を有し、
前記閉塞部材は、前記保護液吐出口から保護液を吐出させないときには、前記保護液吐出口を閉塞する閉塞位置に配置され、前記保護液吐出口から保護液を吐出させるときには、前記ホットプレートの上面よりも上方に配置させられると共に、前記保護液吐出口から吐出される保護液を前記ホットプレートの外周部に向けて案内する浮上位置に配置させられる、請求項6に記載の基板処理装置。 - 前記閉塞部材は、前記保護液流通路で上下動自在に設けられており、
前記閉塞部材は、前記保護液流通路を流通する保護液から圧力を受けて前記浮上位置に配置される、請求項7に記載の基板処理装置。 - 前記閉塞部材は、前記閉塞位置において、当該閉塞部材の上面が、前記ホットプレートの前記上面と同一平面上にあるか、あるいは前記ホットプレートの上面から下方に退避している、請求項7または8に記載の基板処理装置。
- 前記処理液供給手段は、薬液またはリンス液を含む第1処理液を前記基板に向けて供給する第1処理液供給手段と、有機溶剤を含む第2処理液を前記基板に向けて供給し当該第2処理液の液膜を前記基板の上面に形成する第2処理液供給手段と、を含み、
前記ホットプレートは、前記第2処理液の液膜が前記基板の上面に形成された状態で前記基板を加熱する、請求項6〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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