JP2016167582A - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、処理液を用いて基板の上面を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板の例には、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。 The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for processing a top surface of a substrate using a processing liquid. Examples of substrates to be processed include semiconductor wafers, liquid crystal display substrates, plasma display substrates, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, and photomasks. Substrate, ceramic substrate, solar cell substrate and the like.
半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ等の基板の表面に処理液を供給して、その基板の表面が処理液を用いて処理される。
たとえば、基板を1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転される基板の上面に処理液を供給するためのノズルとを備えている。たとえば、スピンチャックに保持された基板に対して薬液が供給され、その後にリンス液が供給されることにより、基板上の薬液がリンス液に置換される。その後、基板の上面上からリンス液を排除するための乾燥処理が行われる。
In the manufacturing process of a semiconductor device, a processing liquid is supplied to the surface of a substrate such as a semiconductor wafer, and the surface of the substrate is processed using the processing liquid.
For example, a single-wafer type substrate processing apparatus that processes substrates one by one, a spin chuck that rotates the substrate while holding the substrate substantially horizontal, and a processing liquid on the upper surface of the substrate that is rotated by the spin chuck. And a nozzle for supplying. For example, the chemical liquid is supplied to the substrate held by the spin chuck, and then the rinse liquid is supplied, whereby the chemical liquid on the substrate is replaced with the rinse liquid. Thereafter, a drying process for removing the rinse liquid from the upper surface of the substrate is performed.
乾燥処理として、ウォーターマークの発生を抑制するべく、水よりも沸点が低いイソプロピルアルコール(isopropyl alcohol:IPA)の蒸気を、回転状態にある基板の表面に供給する手法が知られている。たとえば、ロタゴニ乾燥(特許文献1参照)はこの手法の一つの例である。 As a drying process, a technique of supplying isopropyl alcohol (IPA) vapor having a lower boiling point than water to the surface of a substrate in a rotating state is known in order to suppress the generation of watermarks. For example, rotagoni drying (see Patent Document 1) is an example of this method.
このような乾燥方法として、具体的には、基板の上面に処理液(リンス液)の液膜を形成し、その処理液の液膜に低表面張力液(IPA)の蒸気を吹き付けることにより、液膜除去領域を形成する。そして、液膜除去領域を拡大させ、液膜除去領域を基板の上面の全域に拡げることにより、基板の上面が乾燥される。
しかしながら、このような乾燥方法では、乾燥後の基板の表面(処理対象面)に、パーティクルが発生することがあった。
As such a drying method, specifically, a liquid film of a treatment liquid (rinse liquid) is formed on the upper surface of the substrate, and a low surface tension liquid (IPA) vapor is sprayed on the liquid film of the treatment liquid, A liquid film removal region is formed. Then, the upper surface of the substrate is dried by expanding the liquid film removal region and expanding the liquid film removal region over the entire upper surface of the substrate.
However, in such a drying method, particles may be generated on the surface (surface to be processed) of the substrate after drying.
そこで、本発明の目的は、パーティクルを抑制または防止しながら、基板の上面を乾燥できる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of drying the upper surface of a substrate while suppressing or preventing particles.
本願発明者は、低表面張力液の蒸気を用いた乾燥手法(ロタゴニ乾燥等)におけるパーティクル発生の原因は、次のような原因であると考えている。つまり、処理液を用いた処理の結果、基板の上面に形成される処理液の液膜中にパーティクルが含まれることがある。液膜除去領域が拡大すると、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界(気液固の三相界面を含む境界)が外側(つまり、処理液の液膜側)に向けて移動する。液膜除去領域の拡大に伴って、処理液の液膜の前記境界の近くの部分(「処理液の液膜の境界部分」という。以下、この項において同じ)にパーティクルが含まれるようになる。 The inventor of the present application considers that the cause of particle generation in the drying method (rotagony drying or the like) using the vapor of the low surface tension liquid is as follows. That is, as a result of processing using the processing liquid, particles may be included in the liquid film of the processing liquid formed on the upper surface of the substrate. When the liquid film removal area is expanded, the boundary between the upper surface of the substrate and the liquid film of the processing liquid and the gas phase (the boundary including the gas-liquid solid three-phase interface) faces outward (that is, the liquid film side of the processing liquid). Moving. Along with the expansion of the liquid film removal region, particles are included in a portion near the boundary of the liquid film of the processing liquid (referred to as “the boundary portion of the liquid film of the processing liquid”, hereinafter the same in this section). .
この処理液の液膜の境界部分の内部には、熱対流が発生している。この熱対流は、処理液の液膜と基板の上面と気相との境界に接近する方向に流れる。そのため、処理液の液膜の境界部分にパーティクルが含まれていると、当該パーティクルは、熱対流によって基板の上面および気相との境界に向かう方向に促され、当該境界から液膜除去領域に移動し、基板の上面に表れる。そして、処理液の液膜が除去された後の基板の上面に、パーティクルが残存する。これがパーティクル発生のメカニズムであると、本願発明者らは考えている。 Thermal convection is generated inside the boundary of the liquid film of the processing liquid. This thermal convection flows in a direction approaching the boundary between the liquid film of the processing liquid, the upper surface of the substrate, and the gas phase. Therefore, if particles are included in the boundary of the liquid film of the processing liquid, the particles are urged in the direction toward the boundary between the upper surface of the substrate and the gas phase by thermal convection, and from the boundary to the liquid film removal region. It moves and appears on the top surface of the substrate. Then, particles remain on the upper surface of the substrate after the liquid film of the processing liquid is removed. The present inventors consider that this is the mechanism of particle generation.
また、本願発明者らは、処理液の液膜と基板の上面と気相との境界の周囲の雰囲気が、当該処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気のリッチな状態であると、処理液の液膜の境界部分の内部に熱対流が発生せず、そればかりか、処理液の液膜の境界部分の内部に、処理液の液膜と基板の上面と気相との境界から離反する方向(つまり、熱対流と逆向き)に流れるマランゴニ対流が発生することを知得した。 In addition, the inventors of the present application are in a state where the atmosphere around the boundary between the liquid film of the processing liquid, the upper surface of the substrate, and the gas phase is rich in the vapor of the low surface tension liquid having a lower surface tension than the processing liquid. If this is the case, thermal convection does not occur inside the boundary of the liquid film of the processing liquid, and in addition, the liquid film of the processing liquid, the upper surface of the substrate, the gas phase, It has been found that Marangoni convection flows in a direction away from the boundary (ie, opposite to thermal convection).
前記の目的を達成するための請求項1に記載の発明は、基板を水平に保持する基板保持工程と、前記基板の上面に処理液を供給して、当該基板の上面を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記液膜形成工程の後、前記処理液の液膜から液膜が除去される液膜除去領域を形成するために、前記処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む第1の気体を第1の吐出口から吐出して、前記処理液の液膜に、当該上面に交差する方向から前記第1の気体を吹き付ける第1の気体吐出工程と、前記処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む第2の気体を、前記第1の吐出口とは異なる、環状の第2の吐出口から横向きかつ放射状に吐出する第2の気体吐出工程と、前記液膜除去領域を拡大させる液膜除去領域拡大工程とを含む、基板処理方法を提供する。 The invention according to claim 1 for achieving the above object includes a substrate holding step for horizontally holding the substrate, and a processing liquid that covers the upper surface of the substrate by supplying the processing liquid to the upper surface of the substrate. A liquid film forming step for forming a film, and after the liquid film forming step, in order to form a liquid film removal region in which the liquid film is removed from the liquid film of the processing liquid, a surface tension lower than that of the processing liquid is used. A first gas containing a low surface tension liquid vapor is discharged from a first discharge port, and the first gas is blown onto the liquid film of the processing liquid from a direction intersecting the upper surface. A second gas containing a vapor of a low surface tension liquid having a surface tension lower than that of the treatment liquid is discharged laterally and radially from an annular second discharge port different from the first discharge port. Second gas discharge step for discharging, and liquid film removal for expanding the liquid film removal region And a band expansion step, to provide a substrate processing method.
この方法によれば、基板の上面に形成された処理液の液膜に、低表面張力液の蒸気を含む第1の気体を、基板の上面に交差する方向から吹き付けることにより、処理液の液膜に液膜除去領域が形成される。この液膜除去領域の拡大により、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界が基板の外方に向けて移動する。液膜除去領域が基板の全域に拡大させられることにより、基板の上面の全域が乾燥される。 According to this method, the first gas containing the vapor of the low surface tension liquid is blown from the direction intersecting the upper surface of the substrate onto the liquid film of the processing solution formed on the upper surface of the substrate, thereby A liquid film removal region is formed in the film. By expanding the liquid film removal region, the boundary between the upper surface of the substrate and the liquid film of the processing liquid and the gas phase moves toward the outside of the substrate. By expanding the liquid film removal region over the entire area of the substrate, the entire area of the upper surface of the substrate is dried.
また、低表面張力液の蒸気を含む第2の気体が、環状の第2の吐出口から横向きかつ放射状に吐出される。第2の吐出口から吐出された第2の気体は、基板の上面に形成された処理液の液膜の周囲に供給される。したがって、処理液の液膜の周囲の雰囲気を、低表面張力の蒸気のリッチな状態に保つことができる。そのため、液膜除去領域の形成後において、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界の周囲の雰囲気を、低表面張力液の蒸気のリッチな状態に保つことができる。これにより、処理液の液膜の境界部分の内部に、処理液の液膜と基板の上面と気相との境界から離反する方向に流れるマランゴニ対流を発生させることができ、かつ発生したマランゴニ対流を維持することができる。 Further, the second gas containing the vapor of the low surface tension liquid is discharged laterally and radially from the annular second discharge port. The second gas discharged from the second discharge port is supplied around the liquid film of the processing liquid formed on the upper surface of the substrate. Therefore, the atmosphere around the liquid film of the treatment liquid can be kept in a rich state of low surface tension vapor. Therefore, after the formation of the liquid film removal region, the atmosphere around the boundary between the upper surface of the substrate and the liquid film of the processing liquid and the gas phase can be maintained in a rich state of the low surface tension liquid vapor. As a result, Marangoni convection that flows in a direction away from the boundary between the liquid film of the processing liquid, the upper surface of the substrate, and the gas phase can be generated inside the boundary portion of the liquid film of the processing liquid, and the generated Marangoni convection is generated. Can be maintained.
したがって、処理液の液膜にパーティクルが含まれている場合には、このパーティクルは、マランゴニ対流によって基板の上面および気相との境界から離反する方向に促される。そのため、処理液の液膜中のパーティクルが当該液膜に取り込まれた状態のまま、液膜除去領域を拡大できる。処理液の液膜中に含まれるパーティクルは、液膜除去領域に出現することなく、処理液の液膜と共に基板の上面から除去される。そのため、基板の乾燥後において、基板の上面にパーティクルが残存することがない。これにより、パーティクルの発生を抑制または防止しながら、基板の上面の全域を乾燥できる。 Therefore, when particles are included in the liquid film of the processing liquid, the particles are urged away from the boundary between the upper surface of the substrate and the gas phase by Marangoni convection. Therefore, the liquid film removal region can be expanded while the particles in the liquid film of the processing liquid are taken into the liquid film. Particles contained in the liquid film of the processing liquid are removed from the upper surface of the substrate together with the liquid film of the processing liquid without appearing in the liquid film removal region. Therefore, no particles remain on the upper surface of the substrate after the substrate is dried. Accordingly, the entire upper surface of the substrate can be dried while suppressing or preventing the generation of particles.
また、たとえば、基板保持手段を収容するチャンバの内部の全域を、低表面張力液の蒸気の雰囲気で充満しながら、処理液の液膜に低表面張力液の蒸気を吹き付けることも考えられる。しかしながら、この場合には、チャンバの内部の全域を低表面張力液の蒸気の雰囲気で充満させる必要があるために、低表面張力液の消費量が膨大になる。
これに対し、請求項1の構成では、第2の吐出口から横向きかつ放射状に第2の気体を吐出することにより、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界の周囲の雰囲気を、低表面張力液の蒸気のリッチな状態に保つことができる。これにより、低表面張力液の省液化を図りながら、基板の上面を良好に乾燥させることができる。
Further, for example, it is conceivable to spray the low surface tension liquid vapor onto the liquid film of the processing liquid while filling the entire interior of the chamber containing the substrate holding means with the atmosphere of the low surface tension liquid vapor. However, in this case, since it is necessary to fill the entire interior of the chamber with the low surface tension liquid vapor atmosphere, the consumption of the low surface tension liquid becomes enormous.
On the other hand, in the configuration of claim 1, the atmosphere around the boundary between the upper surface of the substrate, the liquid film of the processing liquid, and the gas phase is obtained by discharging the second gas from the second discharge port horizontally and radially. Can be kept rich in the vapor of the low surface tension liquid. Thereby, the upper surface of a board | substrate can be dried favorably, aiming at the liquid-saving of a low surface tension liquid.
請求項2に記載の発明は、前記第2の吐出口は、鉛直方向に関し、前記第1の吐出口よりも上方に配置されている、請求項1に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、第2の吐出口が第1の吐出口よりも上方に配置されているので、第2の吐出口から吐出された第2の気体の流れによって、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界の周囲を、第2の吐出口よりも上方の領域から遮断することも可能である。これにより、処理液の液膜と基板の上面と気相との境界の周囲を、低表面張力液の蒸気の、よりリッチな状態に保つことができる。
The invention according to
According to this method, since the second discharge port is disposed above the first discharge port, the upper surface of the substrate and the processing liquid are caused by the flow of the second gas discharged from the second discharge port. It is also possible to block the periphery of the boundary between the liquid film and the gas phase from the region above the second discharge port. Thereby, the periphery of the boundary between the liquid film of the processing liquid, the upper surface of the substrate, and the gas phase can be maintained in a richer state of the vapor of the low surface tension liquid.
請求項3に記載の発明は、前記第1の気体吐出工程と、前記第2の気体吐出工程とを並行して実行する、請求項1または2に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、第1の吐出口からの第1の気体の吐出と、第2の吐出口からの第2の気体の吐出とが並行して行われるので、液膜除去領域の拡大時において、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界の周囲の雰囲気を、低表面張力液の蒸気のリッチな状態に保ち続けることができる。これにより、処理液の液膜の境界部分の内部に、処理液の液膜と基板の上面と気相との境界から離反する方向に流れるマランゴニ対流を発生させることができる。
A third aspect of the present invention is the substrate processing method according to the first or second aspect, wherein the first gas discharge step and the second gas discharge step are executed in parallel.
According to this method, since the discharge of the first gas from the first discharge port and the discharge of the second gas from the second discharge port are performed in parallel, the liquid film removal region is expanded. In this case, the atmosphere around the boundary between the upper surface of the substrate, the liquid film of the processing liquid, and the gas phase can be kept in a rich state of the vapor of the low surface tension liquid. Thereby, Marangoni convection flowing in a direction away from the boundary between the liquid film of the processing liquid, the upper surface of the substrate, and the gas phase can be generated inside the boundary portion of the liquid film of the processing liquid.
請求項4に記載の発明は、前記第2の気体吐出工程は、前記第1の気体吐出工程の開始に先立って開始される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、第2の吐出口からの第2の気体の吐出を、第1の吐出口からの第1の気体の吐出の開始に先立って開始させるため、基板の上面付近の雰囲気が低表面張力液の蒸気のリッチな状態で、液膜除去領域の形成を開始することができる。
The invention according to claim 4 is the substrate processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the second gas discharge step is started prior to the start of the first gas discharge step. It is.
According to this method, since the discharge of the second gas from the second discharge port is started prior to the start of the discharge of the first gas from the first discharge port, the atmosphere near the upper surface of the substrate is The formation of the liquid film removal region can be started in a rich state of the low surface tension liquid vapor.
請求項5に記載の発明は、前記液膜除去領域拡大工程は、前記第1の吐出口から吐出される前記第1の気体の流量を、当該第1の気体の吐出開始後、徐々に増大させる第1の流量増大工程を含み、前記基板処理方法は、前記第2の吐出口から吐出される前記第2の気体の流量を、当該第2の気体の吐出開始後、徐々に増大させる第2の流量増大工程をさらに含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理方法である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the liquid film removal region expanding step, the flow rate of the first gas discharged from the first discharge port is gradually increased after the start of discharge of the first gas. Including a first flow rate increasing step, wherein the substrate processing method gradually increases the flow rate of the second gas discharged from the second discharge port after the start of discharge of the second gas. The substrate processing method according to claim 1, further comprising two flow rate increasing steps.
この方法によれば、第1の気体の吐出開始後、当該第1の気体の流量を徐々に増大させることにより、液膜除去領域を拡大することができる。このとき、第2の気体の流量も、当該第2の気体の吐出開始後徐々に増大させるので、液膜除去領域の拡大状況によらずに、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界の周囲の雰囲気を、低表面張力液の蒸気のリッチな状態に保ち続けることができる。 According to this method, the liquid film removal region can be expanded by gradually increasing the flow rate of the first gas after the start of the discharge of the first gas. At this time, the flow rate of the second gas is also gradually increased after the discharge of the second gas is started, so that the upper surface of the substrate, the liquid film of the processing liquid, and the gas phase are not affected by the expansion state of the liquid film removal region. The atmosphere around the boundary can be kept rich in the low surface tension liquid vapor.
請求項6に記載の発明は、前記処理液は、リンス液を含み、前記低表面張力液は、有機溶剤を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板の上面に形成されたリンス液の液膜に、低表面張力液の蒸気を含む第1の気体を、基板の上面に交差する方向から吹き付けることにより、リンス液の液膜に液膜除去領域が形成される。この液膜除去領域の拡大により、基板の上面とリンス液の液膜と気相との境界が基板の外方に向けて移動する。液膜除去領域が基板の全域に拡大させられることにより、基板の上面の全域が乾燥される。
Invention of
According to this method, the first gas containing the vapor of the low surface tension liquid is blown onto the liquid film of the rinsing liquid formed on the upper surface of the substrate from the direction intersecting the upper surface of the substrate. A liquid film removal region is formed in the film. By expanding the liquid film removal region, the boundary between the upper surface of the substrate, the liquid film of the rinsing liquid, and the gas phase moves toward the outside of the substrate. By expanding the liquid film removal region over the entire area of the substrate, the entire area of the upper surface of the substrate is dried.
また、低表面張力液の蒸気を含む第2の気体が、環状の第2の吐出口から横向きかつ放射状に吐出される。第2の吐出口から吐出された第2の気体は、基板の上面に形成されたリンス液の液膜の周囲に供給される。したがって、リンス液の液膜の周囲の雰囲気を、低表面張力の蒸気のリッチな状態に保つことができる。そのため、液膜除去領域の形成後において、基板の上面とリンス液の液膜と気相との境界の周囲の雰囲気を、低表面張力液の蒸気のリッチな状態に保つことができる。これにより、リンス液の液膜の境界部分の内部に、処理液の液膜と基板の上面と気相との境界から離反する方向に流れるマランゴニ対流を発生させることができ、かつ発生したマランゴニ対流を維持することができる。 Further, the second gas containing the vapor of the low surface tension liquid is discharged laterally and radially from the annular second discharge port. The second gas discharged from the second discharge port is supplied around the rinsing liquid film formed on the upper surface of the substrate. Therefore, the atmosphere around the liquid film of the rinsing liquid can be maintained in a rich state of low surface tension vapor. Therefore, after the formation of the liquid film removal region, the atmosphere around the boundary between the upper surface of the substrate and the liquid film of the rinsing liquid and the gas phase can be maintained in a rich state of the low surface tension liquid vapor. As a result, Marangoni convection that flows in a direction away from the boundary between the liquid film of the processing liquid, the upper surface of the substrate, and the gas phase can be generated inside the boundary portion of the liquid film of the rinsing liquid, and the generated Marangoni convection is generated. Can be maintained.
したがって、リンス液の液膜にパーティクルが含まれている場合には、このパーティクルは、マランゴニ対流によって基板の上面および気相との境界から離反する方向に促される。そのため、リンス液の液膜中のパーティクルが当該液膜に取り込まれた状態のまま、液膜除去領域を拡大できる。リンス液の液膜中に含まれるパーティクルは、液膜除去領域に出現することなく、リンス液の液膜と共に基板の上面から除去される。そのため、基板の乾燥後において、基板の上面にパーティクルが残存することがない。これにより、パーティクルの発生を抑制または防止しながら、基板の上面の全域を乾燥できる。 Therefore, when particles are contained in the liquid film of the rinsing liquid, the particles are urged away from the boundary between the upper surface of the substrate and the gas phase by Marangoni convection. Therefore, the liquid film removal region can be expanded while the particles in the liquid film of the rinsing liquid are taken into the liquid film. The particles contained in the rinsing liquid film are removed from the upper surface of the substrate together with the rinsing liquid film without appearing in the liquid film removal region. Therefore, no particles remain on the upper surface of the substrate after the substrate is dried. Accordingly, the entire upper surface of the substrate can be dried while suppressing or preventing the generation of particles.
請求項7に記載の発明は、基板を水平に保持する基板保持手段と、前記基板の上面に処理液を供給するための処理液供給手段と、下向きに気体を吐出するための第1の吐出口と、横向きに気体を吐出するための環状の第2の吐出口とを有するノズルと、前記第1の吐出口に、前記処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む第1の気体を供給する第1の気体供給手段と、前記第2の吐出口に、前記処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む第2の気体を供給する第2の気体供給手段と、前記基板保持手段に保持されている基板を回転させる基板回転手段と、前記処理供給手段、前記第1の気体供給手段、第2の気体供給手段および前記基板回転手段を制御する制御手段とを含み、前記制御手段は、前記基板の上面に処理液を供給して、当該基板の上面を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記液膜形成工程の後、前記処理液の液膜から液膜が除去される液膜除去領域を形成するために、前記第1の気体を前記第1の吐出口から吐出して、前記処理液の液膜に前記第1の気体を吹き付ける第1の気体吐出工程と、前記第2の吐出口から、前記第2の気体を横向きかつ放射状に吐出する第2の気体吐出工程と、前記液膜除去領域を拡大させる液膜除去領域拡大工程とを実行する、基板処理装置を提供する。
The invention described in
この構成によれば、請求項1に記載の作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項8に記載の発明は、前記ノズルは、前記第1の気体が流通するための第1の流路が内部に形成された第1の筒体を含み、当該筒体の下端部分によって前記第1の吐出口が形成されており、かつ当該第1の筒体の下端部分にはフランジが設けられており、前記第1の吐出口から吐出された前記第1の気体は、前記基板の上面と前記フランジとの間の空間を流通する、請求項6に記載の基板処理装置である。
According to this structure, there exists an effect equivalent to the effect of Claim 1.
The invention according to
この構成によれば、第1の吐出口から吐出された第1の気体は、基板の上面と前記フランジとの間の空間を流通し、フランジの外周端と基板との間から、放射状にかつ横向きに吐出される。したがって、液膜除去領域が形成された後は、フランジの外周端と基板との間からの第1の気体が基板の上面に沿って周方向外方に向けて放射状に流れる。これにより、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界の周囲に第1の気体を供給することができ、処理液の液膜と基板の上面と気相との境界の周囲を、低表面張力液の蒸気のリッチな状態に保ち続けることができる。 According to this configuration, the first gas discharged from the first discharge port flows in the space between the upper surface of the substrate and the flange, and radially and between the outer peripheral end of the flange and the substrate. It is discharged sideways. Therefore, after the liquid film removal region is formed, the first gas from between the outer peripheral end of the flange and the substrate flows radially outward along the upper surface of the substrate. Thus, the first gas can be supplied around the boundary between the upper surface of the substrate and the liquid film of the processing liquid and the gas phase, and the periphery of the boundary between the liquid film of the processing liquid and the upper surface of the substrate and the gas phase can be supplied. , Can keep the low surface tension liquid vapor rich state.
請求項9に記載の発明は、前記第2の吐出口は、前記フランジよりも上方に配置されている、請求項8に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、第2の吐出口がフランジよりも上方に配置されている。そのため、第2の吐出口から吐出された第2の気体の流れによって、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界の周囲を、第2の吐出口よりも上方の領域から遮断することも可能である。これにより、処理液の液膜と基板の上面と気相との境界の周囲を、低表面張力液の蒸気の、よりリッチな状態に保つことができる。
The invention according to
According to this configuration, the second discharge port is disposed above the flange. Therefore, the periphery of the boundary between the upper surface of the substrate and the liquid film of the processing liquid and the gas phase is blocked from the region above the second discharge port by the flow of the second gas discharged from the second discharge port. It is also possible to do. Thereby, the periphery of the boundary between the liquid film of the processing liquid, the upper surface of the substrate, and the gas phase can be maintained in a richer state of the vapor of the low surface tension liquid.
請求項10に記載の発明は、前記ノズルは、前記第1の筒体を包囲する第2の筒体であって、前記第2の気体が流通する第2の流路を前記第1の筒体との間で区画する第2の筒体をさらに有し、前記第2の吐出口は、前記第2の筒体と前記フランジとによって形成されている、請求項9に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、第2の吐出口と、フランジの外周端と基板との間とが上下に並んでいるので、第2の吐出口から吐出された第2の気体が、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界の周囲に供給される。これにより、処理液の液膜と基板の上面と気相との境界の周囲を、低表面張力液の蒸気の、より一層リッチな状態に保つことができる。
According to a tenth aspect of the present invention, the nozzle is a second cylinder that surrounds the first cylinder, and the second cylinder in which the second gas flows is provided in the first cylinder. 10. The substrate processing apparatus according to
According to this configuration, since the second discharge port and the outer peripheral end of the flange and the substrate are arranged vertically, the second gas discharged from the second discharge port is transferred to the upper surface of the substrate. It is supplied around the boundary between the liquid film of the processing liquid and the gas phase. Thereby, the periphery of the boundary between the liquid film of the processing liquid, the upper surface of the substrate, and the gas phase can be kept in a richer state of the vapor of the low surface tension liquid.
請求項11に記載の発明は、前記基板の上面に対向し、前記第2の吐出口から吐出された前記第2の気体を案内する対向面を有する対向部材をさらに含む、請求項7〜10のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、第2の吐出口から吐出された第2の気体が、対向面と基板の上面との間の空間に満たされる。そのため、第2の気体が基板の上面近くから流出するのを抑制できる。これにより、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界の周囲の雰囲気を、低表面張力液の蒸気の、より一層リッチな状態に保ち続けることができる。
The invention according to claim 11 further includes a facing member having a facing surface that faces the upper surface of the substrate and guides the second gas discharged from the second discharge port. It is a substrate processing apparatus as described in any one of these.
According to this configuration, the second gas discharged from the second discharge port is filled in the space between the facing surface and the upper surface of the substrate. Therefore, it is possible to suppress the second gas from flowing out from near the upper surface of the substrate. Thereby, the atmosphere around the boundary between the upper surface of the substrate, the liquid film of the processing liquid, and the gas phase can be kept in a richer state of the vapor of the low surface tension liquid.
請求項12に記載の発明は、前記対向部材は、前記基板の上面周縁部に対向し、当該上面周縁部との間で、前記対向面の中央部と前記基板の上面中央部との間の間隔よりも狭い狭間隔を形成する対向周縁部を有している、請求項11に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、対向部材の対向周縁部と基板の上面周縁部との間に狭間隔が形成されているので、対向面と基板の上面との間の空間に供給された第2の気体が、当該空間から排出され難い。そのため、第2の気体が基板の上面近くから流出するのを、より一層抑制できる。これにより、基板の上面と処理液の液膜と気相との境界の周囲の雰囲気を、低表面張力液の蒸気の、さらに一層リッチな状態に保ち続けることができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, the facing member is opposed to the peripheral edge of the upper surface of the substrate, and between the peripheral portion of the upper surface, between the central portion of the opposing surface and the central portion of the upper surface of the substrate. It is a substrate processing apparatus of
According to this configuration, since the narrow gap is formed between the opposing peripheral edge of the opposing member and the upper peripheral edge of the substrate, the second gas supplied to the space between the opposing surface and the upper surface of the substrate. However, it is difficult to be discharged from the space. Therefore, it is possible to further suppress the second gas from flowing out from near the upper surface of the substrate. As a result, the atmosphere around the boundary between the upper surface of the substrate, the liquid film of the processing liquid and the gas phase can be kept in an even richer state of the vapor of the low surface tension liquid.
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置1を水平方向に見た図である。
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、処理液や処理ガスによって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、基板Wを、処理液を用いて処理する処理ユニット2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を制御する制御装置(制御手段)3とを含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram of a substrate processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention viewed in the horizontal direction.
The substrate processing apparatus 1 is a single-wafer type apparatus that processes a disk-shaped substrate W such as a semiconductor wafer one by one with a processing liquid or a processing gas. The substrate processing apparatus 1 includes a
各処理ユニット2は、枚葉式のユニットである。各処理ユニット2は、内部空間を有する箱形のチャンバ4と、チャンバ4内で一枚の基板Wを水平な姿勢で保持して、基板Wの中心を通る鉛直な回転軸線A1まわりに基板Wを回転させるスピンチャック(基板保持手段)5と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に薬液を供給するための薬液供給ユニット6と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面にリンス液を供給するためのリンス液供給ユニット(処理液供給手段)7と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上方に、低表面張力液としての有機溶剤の一例としてのIPAの蒸気と、不活性ガスの一例としてのN2ガスとの混合気体(IPA Vapor+N2)を供給するための気体供給ユニット(第1の気体供給手段、第2の気体供給手段)8と、スピンチャック5の周囲を取り囲む筒状のカップ9とを含む。
Each
チャンバ4は、スピンチャック5やノズルを収容する箱状の隔壁10と、隔壁10の上部から隔壁10内に清浄空気(フィルタによってろ過された空気)を送る送風ユニットとしてのFFU(ファン・フィルタ・ユニット)11と、隔壁10の下部からチャンバ4内の気体を排出する排気ダクト12とを含む。FFU11は、隔壁10の上方に配置されており、隔壁10の天井に取り付けられている。FFU11は、隔壁10の天井からチャンバ4内に下向きに清浄空気を送る。排気ダクト12は、カップ9の底部に接続されており、基板処理装置1が設置される工場に設けられた排気処理設備に向けてチャンバ4内の気体を導出する。したがって、チャンバ4内を下方に流れるダウンフロー(下降流)が、FFU11および排気ダクト12によって形成される。基板Wの処理は、チャンバ4内にダウンフローが形成されている状態で行われる。
The chamber 4 includes a box-shaped
スピンチャック5として、基板Wを水平方向に挟んで基板Wを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック5は、スピンモータ(基板回転手段)13と、このスピンモータ13の駆動軸と一体化されたスピン軸14と、スピン軸14の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース15とを含む。
スピンベース15の上面には、その周縁部に複数個(3個以上。たとえば6個)の挟持部材16が配置されている。複数個の挟持部材16は、スピンベース15の上面周縁部において、基板Wの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。
As the
On the upper surface of the
また、スピンチャック5としては、挟持式のものに限らず、たとえば、基板Wの裏面を真空吸着することにより、基板Wを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、スピンチャック5に保持されている基板Wを回転させる真空吸着式のもの(バキュームチャック)が採用されてもよい。
薬液供給ユニット6は、薬液を吐出する薬液ノズル17と、薬液ノズル17に接続された薬液配管18と、薬液配管18に介装された薬液バルブ19と、薬液ノズル17が先端部に取り付けられた第1のノズルアーム20と、第1のノズルアーム20を揺動させることにより、薬液ノズル17を移動させる第1のノズル移動ユニット21とを含む。
Further, the
The chemical
薬液バルブ19が開かれると、薬液配管18から薬液ノズル17に供給された薬液が、薬液ノズル17から下方に吐出される。薬液バルブ19が閉じられると、薬液ノズル17からの薬液の吐出が停止される。第1のノズル移動ユニット21は、薬液ノズル17を基板Wの上面に沿って移動させることにより、薬液の供給位置を基板Wの上面内で移動させる。さらに、第1のノズル移動ユニット21は、薬液ノズル17から吐出された薬液が基板Wの上面に供給される処理位置と、薬液ノズル17が平面視でスピンチャック5の側方に退避した退避位置との間で、薬液ノズル17を移動させる。
When the chemical
薬液ノズル17から吐出される薬液は、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸(たとえばクエン酸、蓚酸など)、有機アルカリ(たとえば、TMAH:テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど)、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも1つを含む液を例示することができる。
リンス液供給ユニット7は、水を吐出するリンス液ノズル22と、リンス液ノズル22に接続されたリンス液配管23と、リンス液配管23に介装されたリンス液バルブ24と、リンス液ノズル22が先端部に取り付けられた第2のノズルアーム25と、第2のノズルアーム25を揺動させることにより、リンス液ノズル22を移動させる第2のノズル移動ユニット26とを含む。
The chemical liquid discharged from the
The rinse
リンス液バルブ24が開かれると、リンス液配管23からリンス液ノズル22に供給された水が、リンス液ノズル22から下方に吐出される。リンス液バルブ24が閉じられると、リンス液ノズル22からの水の吐出が停止される。第2のノズル移動ユニット26は、リンス液ノズル22を基板Wの上面に沿って移動させることにより、水の供給位置を基板Wの上面内で移動させる。さらに、第2のノズル移動ユニット26は、リンス液ノズル22から吐出された水が基板Wの上面に供給される処理位置と、リンス液ノズル22が平面視でスピンチャック5の側方に退避した退避位置との間で、リンス液ノズル22を移動させる。
When the rinsing
リンス液ノズル22から吐出されるリンス液は、たとえば、純水(脱イオン水:Deionzied Water)である。水は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度(たとえば、10〜100ppm程度)の塩酸水のいずれかであってもよい。
気体供給ユニット8は、混合気体(IPA Vapor+N2)を吐出する気体ノズル(ノズル)27と、気体ノズル27が先端部に取り付けられた第3のノズルアーム28と、第3のノズルアーム28を揺動させることにより、気体ノズル27を移動させる第3のノズル移動ユニット29とを含む。
The rinse liquid discharged from the rinse
The
図2は、基板処理装置1に備えられた気体ノズル27の、混合気体(IPA Vapo
r+N2)を吐出している状態を拡大して示す断面図である。
気体ノズル27は、内筒(第1の筒体)31と、内筒31に外嵌され、内筒31を包囲する外筒(第1の筒体)32とを有している。内筒31および外筒32は、各々共通の鉛直軸線A2上に同軸配置されている。図3に示すように、内筒31は、下端部分31aを除いて、円筒状をなしている。内筒31の下端部分31aには、水平方向に延びる平坦状のフランジ33が形成されている。フランジ33の上面33bおよび下面33cは、それぞれ水平平坦状の水平壁を含む。図2において、フランジ33の外周端33aは、平面視で外筒32の外周と揃っている状態が描かれているが、フランジ33の外周端33aが外筒32よりも径方向の外方に張り出していてもよい。内筒31の内部空間は、後述する第1の気体配管40からの混合気体(IPA Vapor+N2)が流通する直線状の第1の気体流路34となっている。第1の気体流路34の下端は、第1の吐出口35を形成している。
FIG. 2 shows a mixed gas (IPA Vapo) of the
is an enlarged sectional view showing a state in which discharging the r + N 2).
The
外筒32は、円筒部36と、円筒部36の上端部を閉鎖する閉鎖部37とを含む。内筒31の外周と、閉鎖部37の内周との間は、シール部材(図示しない)によって液密にシールされている。内筒31と外筒32の円筒部36との間には、後述する第2の気体配管42からの処理液が流通する円筒状の第2の気体流路38が形成されている。内筒31および外筒32は、それぞれ、塩化ビニル、PCTFE(ポリクロロトリフルエチレン)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(perfluoro-alkylvinyl-ether-tetrafluoro-ethlene-copolymer)などの樹脂材料を用いて形成されている。
The
外筒32の下端部分には、外筒32の下端縁32aと内筒31のフランジ33の外周端33aとによって、環状の第2の吐出口39が区画されている。フランジ33の上面33bが、水平平坦面をなしているので、混合気体(IPA Vapor+N2)が第2の気体流路38を第2の吐出口39に向けて流れる過程で水平方向の流れが形成され、これにより、第2の吐出口39は、第2の気体流路38を流通する混合気体(IPA Vapor+N2)を、水平方向に放射状に吐出する。
An annular
気体供給ユニット8は、さらに、気体ノズル27の第1の気体流路34に接続された第1の気体配管40と、第1の気体配管40に介装された第1の気体バルブ41と、気体ノズル27の第2の気体流路38に接続された第2の気体配管42と、第2の気体配管42に介装された第2の気体バルブ43とを含む。第1の気体バルブ41が開かれると、第1の気体配管40から気体ノズル27の第1の気体流路34に供給された混合気体(IPA Vapor+N2)が、第1の吐出口35から下方に向けて吐出される。また、第2の気体バルブ43が開かれると、第2の気体配管42から気体ノズル27の第2の気体流路38に供給された混合気体(IPA Vapor+N2)が、第2の吐出口39から、水平方向に放射状に吐出される。
The
基板処理装置1により基板Wに対して処理を行う際には、気体ノズル27が、フランジ33の下面33cが基板Wの上面と所定の間隔W1(たとえば、約6mm)を空けて対向する下位置に配置される。この状態で、第1の気体バルブ41が開かれると、第1の吐出口35から吐出された混合気体(IPA Vapor+N2)が、基板Wの上面に吹き付けられる。また、第1の吐出口35から吐出された混合気体(IPA Vapor+N2)は、フランジ33の下面33cと基板Wの上面との間の空間SPを流れ、フランジ33の外周端33aと基板Wの間に形成された環状出口50から、放射状かつ水平方向に吐出される。
When processing the substrate W by the substrate processing apparatus 1, the
図3は、基板処理装置1によって行われる処理の第1の処理例について説明するためのフローチャートである。図4A〜4Fは、第1の処理例を説明するための図解的な図である。図5は、処理時間と、第1の吐出口35および第2の吐出口39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量との関係を示すグラフである。図6A,6Bは、液膜除去領域45が拡大される場合における、リンス液の液膜の境界部分47の状態を示す平面図である。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a first processing example of processing performed by the substrate processing apparatus 1. 4A to 4F are schematic diagrams for explaining the first processing example. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the processing time and the discharge flow rate of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) from the
図1〜図3を参照しつつ第1の処理例について説明する。図4A〜4F、図5および図6A,6Bについては適宜参照する。第1の処理例は、薬液を用いて、基板Wの上面に洗浄処理を施す処理例である。
基板処理装置1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が搬入される(ステップS1)。具体的には、制御装置3は、ノズル17,22,27等のチャンバ4内の構成がスピンチャック5の上方から退避している状態で、搬送ロボット(図示しない)に基板Wをチャンバ4内に搬入させる。そして、制御装置3は、基板Wの処理対象面(たとえばパターン形成面)が上に向けられた状態で、搬送ロボットに基板Wをスピンチャック5上に載置させる(基板保持工程)。その後、制御装置3は、基板Wがスピンチャック5に保持されている状態でスピンモータ13を回転させる。これにより、基板Wの回転が開始される(ステップS2)。制御装置3は、スピンチャック5上に基板Wが載置された後、搬送ロボットをチャンバ4内から退避させる。
A first processing example will be described with reference to FIGS. 4A to 4F, FIG. 5, and FIGS. 6A and 6B will be referred to as appropriate. The first processing example is a processing example in which a cleaning process is performed on the upper surface of the substrate W using a chemical solution.
When the substrate W is processed by the substrate processing apparatus 1, an unprocessed substrate W is carried into the chamber 4 (step S1). Specifically, the control device 3 moves the substrate W to the transfer robot (not shown) in the chamber 4 while the configuration in the chamber 4 such as the
次いで、基板Wに薬液を供給する薬液工程(ステップS3)が行われる。具体的には、制御装置3は、第1のノズル移動ユニット21を制御することにより、薬液ノズル17を退避位置から処理位置に移動させる。その後、制御装置3は、薬液バルブ19を開いて、回転状態の基板Wの上面に向けて薬液ノズル17から薬液を吐出させる。薬液ノズル17から吐出された薬液は、基板Wの上面に供給された後、遠心力によって基板Wの上面に沿って外方に流れる。さらに、制御装置3は、基板Wが回転している状態で、基板Wの上面に対する薬液の供給位置を中央部と周縁部との間で移動させる。これにより、薬液の供給位置が、基板Wの上面全域を通過し、基板Wの上面全域が走査(スキャン)され、基板Wの上面全域が均一に処理される。予め定める時間が経過すると、制御装置3は、薬液バルブ19を閉じて、薬液ノズル17からの薬液の吐出を停止させ、その後、第2のノズル移動ユニット26を制御することにより、薬液ノズル17をスピンチャック5の上方から退避させる。薬液工程(S3)により、チャンバ4に搬入された基板Wの上面からパーティクルが除去される。
Next, a chemical solution process (step S3) for supplying the chemical solution to the substrate W is performed. Specifically, the control device 3 controls the first
薬液工程(S3)において、物理洗浄が施されていてもよい。この物理洗浄として、いわゆる二流体ノズルからの薬液の微小の液滴の噴流を、基板Wの上面に供給する液滴吐出洗浄や、基板Wの表面に薬液を供給しながら、当該基板Wの表面にスクラブブラシ等の
ブラシを接触させることにより当該表面を洗浄するブラシ洗浄を例示できる。
次いで、リンス液を基板Wに供給するリンス工程(ステップS4)が行われる。具体的には、制御装置3は、第2のノズル移動ユニット26を制御することにより、リンス液ノズル22を退避位置から処理位置に移動させる。その後、制御装置3は、リンス液バルブ24を開いて、回転状態の基板Wの上面に向けてリンス液ノズル22から水を吐出させる。薬液ノズル17から吐出された薬液と同様に、リンス液ノズル22から吐出されたリンス液は、基板Wの上面に着液した後、遠心力によって基板Wの上面に沿って外方に流れる。そのため、基板W上の薬液は、リンス液によって外方に押し流され、基板Wの周囲に排出される。これにより、基板W上の薬液が、リンス液によって洗い流される。さらに、制御装置3は、基板Wが回転している状態で、基板Wの上面に対するリンス液の供給位置を中央部と周縁部との間で移動させる。これにより、リンス液の供給位置が、基板Wの上面全域を通過し、基板Wの上面全域が走査し、基板Wの上面全域にリンス処理が施される。リンス液には、基板Wの上面から取り除かれたパーティクルが含まれる。
In the chemical solution step (S3), physical cleaning may be performed. As this physical cleaning, a droplet discharge cleaning that supplies a jet of a fine droplet of a chemical solution from a so-called two-fluid nozzle to the upper surface of the substrate W, or a surface of the substrate W while supplying the chemical solution to the surface of the substrate W. Examples of the brush cleaning include cleaning the surface by bringing a brush such as a scrub brush into contact therewith.
Next, a rinsing step (step S4) for supplying the rinsing liquid to the substrate W is performed. Specifically, the control device 3 moves the rinse
次に、基板Wへのリンス液の供給を停止させた状態でリンス液の液膜(処理液の液膜)44を基板W上に保持するパドルリンス工程(ステップS5)が行われる。具体的には、制御装置3は、スピンチャック5を制御することにより、基板Wの上面全域がリンス液に覆われている状態で、基板Wの回転を停止させる、もしくは、リンス工程(S4)での回転速度よりも低速の低回転速度(たとえば約10〜100rpm)まで基板Wの回転速度を低下させる(図4Aには、約50rpmで低速回転している状態を示す)。これにより、基板Wの上面に、基板Wの上面の全域を覆うパドル状のリンス液の液膜44が形成される。この状態では、基板Wの上面のリンス液の液膜44に作用する遠心力がリンス液と基板Wの上面との間で作用する表面張力よりも小さいか、あるいは前記の遠心力と前記の表面張力とがほぼ拮抗している。基板Wの減速により、基板W上のリンス液に作用する遠心力が弱まり、基板W上から排出されるリンス液の量が減少する。リンス液の液膜44には、パーティクルが含まれることがある。
Next, a paddle rinsing step (step S5) is performed in which the rinsing liquid film (processing liquid film) 44 is held on the substrate W in a state where the supply of the rinsing liquid to the substrate W is stopped. Specifically, the control device 3 controls the
制御装置3は、基板Wが静止している状態もしくは基板Wが低回転速度で回転している状態で、リンス液バルブ24を閉じて、リンス液ノズル22からのリンス液の吐出を停止させる。また、基板Wの上面にパドル状のリンス液の液膜44が形成された後に、基板Wの上面へのリンス液の供給が続行されていていてもよい。
次いで、制御装置3は、乾燥工程(ステップS6)を行う。
The control device 3 closes the rinse
Next, the control device 3 performs a drying process (step S6).
具体的には、制御装置3は、第3のノズル移動ユニット29を制御することにより、気体ノズル27を退避位置から中央位置に移動させる。気体ノズル27が中央位置に配置された後、気体ノズル27からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出が行われる。
具体的には、先ず、制御装置3は、第2の気体バルブ43を開いて、図4Bに示すように、気体ノズル27の第2の吐出口39から混合気体(IPA Vapor+N2)を放射状に水平方向に吐出する。これにより、基板W上のリンス液の液膜44の中央部の周囲に、混合気体(IPA Vapor+N2)が供給され、当該中央部の周囲が、IPAの蒸気のリッチな状態になる。
Specifically, the control device 3 controls the third
Specifically, first, the control device 3 opens the
制御装置3は、図5に示すように、混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出開始後から、第2の吐出口39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量を徐々に増大させる。図5では、混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量は、時間の経過に比例して増大しているが、時間の経過に伴って増大していれば、時間の経過に比例していなくてもよい。
Controller 3, as shown in FIG. 5, after start of the discharge of the mixed gas (IPA Vapor + N 2), gradually increasing the discharge flow rate of the mixed gas (IPA Vapor + N 2) from the
第2の吐出口39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出から予め定める期間が経過すると、次に、制御装置3は、第1の気体バルブ41を開いて、気体ノズル27の第1の吐出口35から混合気体(IPA Vapor+N2)を下向きに吐出し、図4Cに示すように、基板Wの上面のリンス液の液膜44の中央部に混合気体(IPA Vapor+N2)が吹き付けられる。これにより、リンス液の液膜44の中央部にあるリンス液が、吹き付け圧力(ガス圧)で物理的に押し拡げられ、当該基板Wの上面の中央部から吹き飛ばされて除去される。その結果、基板Wの上面中央部に液膜除去領域45が形成される。
When a predetermined period has elapsed since the discharge of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) from the
第1の吐出口35から吐出された混合気体(IPA Vapor+N2)は、基板Wの上面とフランジ33の下面33cとの間の空間SPを流通し、フランジ33の外周端33aと基板Wとの間に形成された環状出口50から、放射状にかつ水平方向に吐出される。したがって、液膜除去領域45が形成された後は、環状出口50からの混合気体(IPA Vapor+N2)が基板Wの上面に沿って周方向外方に向けて放射状に流れる。
The mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) discharged from the
制御装置3は、図5に示すように、混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出開始後から、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量を徐々に増大させる。図5では、混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量は、時間の経過に比例して増大しているが、時間の経過に伴って増大していれば、時間の経過に比例していなくてもよい。
Controller 3, as shown in FIG. 5, after start of the discharge of the mixed gas (IPA Vapor + N 2), gradually increasing the discharge flow rate of the mixed gas (IPA Vapor + N 2) from the
また、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出開始後、制御装置3は、スピンモータ13を制御して、基板Wの回転速度を、零または低回転速度から徐々に増大させる。基板Wの回転速度が所定の速度を超えると、基板W上のリンス液の液膜44に、基板Wの回転による遠心力が作用する。また、基板Wの回転速度の上昇に伴って、当該遠心力が増大する。混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量の増大および基板Wの回転の高速化に伴って、図4Dに示すように、液膜除去領域45が拡大する。また、基板Wの回転の加速を、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出開始後でなく、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出開始と同時に開始するようにしてもよい。
In addition, after starting the discharge of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) from the
液膜除去領域45の拡大により、基板の上面とリンス液の液膜と気相との境界(気液固の三層界面を含む境界)46が基板Wの外方に向けて移動する。次に述べる2つの理由により、液膜除去領域45の拡大状況によらずに、境界46の周囲の雰囲気を、IPAの蒸気のリッチな状態に保ち続けることができる。
第1の理由は、第2の吐出口39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量を、当該吐出開始後徐々に増大させるので、第2の吐出口39から放射状に吐出された混合気体(IPA Vapor+N2)は、常に境界46の周囲に供給されるという点である。
Due to the enlargement of the liquid
The first reason is that since the discharge flow rate of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) from the
第2の理由は、次に述べるとおりである。すなわち、第2の吐出口39が第1の吐出口35よりも上方に配置されているので、第2の吐出口39から吐出された混合気体(IPA Vapor+N2)の流れ48(図2参照)によって境界46の周囲を、第2の吐出口39よりも上方の領域から遮断している。加えて、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)が、環状出口50から放射状にかつ水平方向に吐出され、基板Wの上面に沿って混合気体(IPA Vapor+N2)を周方向外方に向けて流れており、第2の吐出口39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の流れ48(図2参照)によって、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)が、基板Wの上面の近傍位置に止められ続ける。
The second reason is as follows. That is, since the
境界46の周囲の雰囲気が、リンス液よりも低い表面張力を有するIPAの蒸気のリッチな状態であると、図2に示すように、リンス液の液膜44における、境界46の近くの部分(「リンス液の液膜の境界部分47」という)の内部に熱対流が発生せず、そればかりか、リンス液の液膜の境界部分47の内部に、境界46から離反する方向(つまり、熱対流と逆向き)に流れるマランゴニ対流49が発生する。液膜除去領域45の形成後において、液膜除去領域45の拡大状況によらずに境界46の周囲の雰囲気を、IPAの蒸気のリッチな状態に保ち続けることができる。
When the atmosphere around the
図6A〜6Bは、液膜除去領域45が拡大される場合における、リンス液の液膜の境界部分47の状態を示す平面図である。
図6Aに示すように、リンス液の液膜44に含まれるパーティクルPが、リンス液の液膜の境界部分47に存在する場合には、このパーティクルPは、マランゴニ対流49によって境界46から離反する方向に促される。そのため、液膜除去領域45の拡大に伴って境界46が基板Wの外方に向けて移動すると、これに併せて、図6Bに示すように、パーティクルPも径方向外方に向けて移動する。そのため、パーティクルPがリンス液の液膜の境界部分47に取り込まれた状態のまま、液膜除去領域45が拡大する。
6A to 6B are plan views showing a state of the
As shown in FIG. 6A, when the particles P contained in the rinse
そして、液膜除去領域45が基板Wの全域に拡大させられ、リンス液の液膜44が基板Wの上面から完全に排出される(図4Fに示す状態)ことにより、基板Wの上面の全域が乾燥される。リンス液の液膜44中に含まれるパーティクルは、液膜除去領域45に出現することなく、リンス液の液膜44と共に基板Wの上面から除去される。
液膜除去領域45が基板Wの上面の全域に拡大した後、制御装置3は、第1の気体バルブ41および第2の気体バルブ43を閉じて、気体ノズル27からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出を停止させる。その後、制御装置3は、第3のノズル移動ユニット29を制御することにより、気体ノズル27をスピンチャック5の上方から退避させる。また、制御装置3は、スピンモータ13を制御して、スピンチャック5の回転(基板Wの回転)を停止させる(ステップS7)。
Then, the liquid
After the liquid
これにより、一枚の基板Wに対する処理が終了し、制御装置3は、基板Wを搬入したときと同様に、処理済みの基板Wを搬送ロボットによってチャンバ4内から搬出させる(ステップS8)。
以上によりこの実施形態によれば、基板Wの上面に形成されたリンス液の液膜44に、混合気体(IPA Vapor+N2)を、基板Wの上面に上方から吹き付けることにより、リンス液の液膜44に液膜除去領域45が形成される。液膜除去領域45の拡大により、境界46が基板Wの外方に向けて移動する。液膜除去領域45が基板Wの全域に拡大させられることにより、基板Wの上面の全域が乾燥される。
Thereby, the processing for one substrate W is completed, and the control device 3 causes the processed substrate W to be unloaded from the chamber 4 by the transfer robot in the same manner as when the substrate W is loaded (step S8).
As described above, according to this embodiment, the liquid film of the rinsing liquid is sprayed onto the upper surface of the substrate W from above with the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) on the
また、混合気体(IPA Vapor+N2)が、環状の第2の吐出口39から水平方向から放射状に吐出される。第2の吐出口39から吐出された混合気体(IPA Vapor+N2)は、基板Wの上面に形成されたリンス液の液膜44の周囲に供給される。したがって、リンス液の液膜44の上面の付近の雰囲気を、IPAの蒸気のリッチな状態に保つことができる。そのため、液膜除去領域45の形成後において、境界46の周囲の雰囲気を、IPAの蒸気のリッチな状態に保つことができる。これにより、リンス液の液膜の境界部分47の内部に境界46から離反する方向のマランゴニ対流49を発生させることができ、かつ発生したマランゴニ対流49を維持することができる。
Further, the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) is discharged radially from the annular
したがって、リンス液の液膜44にパーティクルが含まれている場合には、このパーティクルは、マランゴニ対流49によって境界46から離反する方向に促される。液膜除去領域45の拡大時において、境界46の周囲の雰囲気がIPAの蒸気のリッチな状態に保ち続けられる。そのため、リンス液の液膜44中のパーティクルがリンス液の液膜の境界部分47に取り込まれた状態のまま、液膜除去領域45を拡大できる。そのため、リンス液の液膜44中に含まれるパーティクルは、液膜除去領域45に出現することなく、リンス液の液膜44と共に基板Wの上面から除去される。そのため、基板Wの乾燥後において、基板Wの上面にパーティクルが残存することがない。これにより、パーティクルの発生およびウォーターマークの発生の双方を、抑制または防止しながら、基板Wの上面の全域を乾燥できる。
Therefore, when particles are contained in the
また、第2の吐出口39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出を、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出の開始に先立って開始させるため、基板Wの上面付近の雰囲気がIPAの蒸気のリッチな状態で、液膜除去領域45の形成を開始することができる。これにより、液膜除去領域45の形成開始時から、リンス液の液膜の境界部分47の内部に、境界46から離反する方向に流れるマランゴニ対流49を発生させることができる。
In addition, since the discharge of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) from the
また、第2の吐出口39が第1の吐出口35よりも上方に配置されているので、第2の吐出口39から吐出された混合気体(IPA Vapor+N2)の流れによって境界46の周囲を、第2の吐出口39よりも上方の領域から遮断しているという作用もある。これにより、境界46の周囲を、IPAの蒸気の、よりリッチな状態に保つことができる。
また、第1の吐出口35から吐出された混合気体(IPA Vapor+N2)は、基板Wの上面とフランジ33との間の空間SPを流通し、フランジ33の外周端33aと基板Wとの間に形成された環状出口50から、放射状にかつ水平方向に吐出される。したがって、液膜除去領域45が形成された後は、混合気体(IPA Vapor+N2)が基板Wの上面に沿って周方向外方に向けて流れる。これにより、境界46の周囲を、より一層、IPAの蒸気のリッチな状態に保ち続けることができる。
Further, since the
The mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) discharged from the
また、第2の吐出口39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量を、当該吐出開始後徐々に増大させるので、液膜除去領域45の拡大状況によらずに、境界46の周囲の雰囲気を、IPAの蒸気のリッチな状態に保ち続けることができる。
また、たとえば、チャンバ4の内部の全域を、IPAの蒸気の雰囲気で充満しながら、リンス液の液膜44にIPAの蒸気を吹き付けることも考えられる。しかしながら、この場合には、チャンバ4の内部の全域をIPAの蒸気の雰囲気で充満させる必要があるために、IPAの消費量が膨大になる。
In addition, since the discharge flow rate of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) from the
For example, it is conceivable to spray the IPA vapor onto the
これに対し、この実施形態では、第2の吐出口39から水平方向かつ放射状に混合気体(IPA Vapor+N2)を吐出することにより、境界46の周囲の雰囲気を、IPAの蒸気のリッチな状態に保つことができる。これにより、IPAの省液化を図りながら、基板Wの上面を良好に乾燥させることができる。
図7は、基板処理装置1によって行われる処理の第2の処理例について説明するための図解的な図である。
On the other hand, in this embodiment, the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) is discharged from the
FIG. 7 is an illustrative view for describing a second processing example of the processing performed by the substrate processing apparatus 1.
第2の処理例が、図3〜4Fに示す第1の処理例と相違する点は、乾燥工程(S6)いおいて、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の基板Wの上面への吹き付け開始後(つまり、液膜除去領域45の形成後)、基板Wの上面における混合気体(IPA Vapor+N2)の吹き付け位置を、基板Wの上面中央部から上面周縁部まで移動させることにより、液膜除去領域45を拡大するようにした点である。それ以外の点において、第2の処理例は第1の処理例と共通する。
The difference between the second processing example and the first processing example shown in FIGS. 3 to 4F is that the substrate of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) from the
具体的には、制御装置3は、液膜除去領域45の形成後、気体ノズル27の第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吹き付けを続行しながら、第3のノズル移動ユニット29を制御して、気体ノズル27を、基板Wの上面中央部の上方から、上面周縁部の上方へと、径方向外方に向けて水平に移動させる。これにより、液膜除去領域45が拡大する。
Specifically, after the liquid
この第2の処理例では、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吹き付け位置を径方向外方に移動させることにより液膜除去領域45の拡大が実現できる。そのため、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量は、吐出開始後、一定流量に保たれるものであってもよい。また、基板Wの回転速度も、零または低回転速度のまま維持されるものであってもよい(図7では、50rpmで回転させる場合を示す)。
In the second processing example, the liquid
また、第2の吐出口39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量は、吐出開始後、一定流量に保たれている。
液膜除去領域45の拡大により境界46が基板Wの外方に向けて移動する。第1の吐出口35からの混合気体の吹き付け位置の移動に追随して境界46が移動するから、換言すると、気体ノズル27の移動に追随して境界46が移動する。そのため、液膜除去領域45の拡大状況によらずに、第2の吐出口39から放射状に吐出された混合気体(IPA Vapor+N2)を、常に境界46の周囲に供給することができる。これにより、液膜除去領域45の拡大状況によらずに、境界46の周囲の雰囲気を、IPAの蒸気のリッチな状態に保ち続けることができる。
Further, the discharge flow rate of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) from the
The
以上により、第2の処理例では、第1の処理例で説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
また、第2の処理例において、第2の吐出口39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量は、第1の処理例のように、吐出開始後徐々に増大するものであってもよい。
As described above, in the second processing example, the same effects as the effects described in the first processing example are achieved.
Further, in the second process example, the discharge flow rate of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) from the
また、第2の処理例において、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出流量が、第1の処理例のように、吐出開始後徐々に増大するものであってもよい。また、基板Wの回転速度も、第1の処理例のように、吐出開始後徐々に増大するものであってもよい。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置201の構成を説明するための図解的な図である。
Further, in the second processing example, even if the discharge flow rate of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) from the
FIG. 8 is an illustrative view for explaining the configuration of the
第2の実施形態において、第1の実施形態と共通する部分には、図1〜図7の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。第2の実施形態に係る基板処理装置201が、第1の実施形態に係る基板処理装置1と相違する主たる点は、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に対向する対向部材202を設けた点である。
対向部材202は、円板状である。対向部材202の直径は、基板Wの直径と同等か、基板Wの直径よりも大きい。対向部材202の下面には、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に対向する、平坦面からなる円形の対向面204が形成されている。対向面204は、基板Wの上面の全域と対向している。対向部材202は、ホルダ205によって、対向部材202の中心軸線がスピンチャック5の回転軸線A1上に位置するように、かつ水平姿勢で支持されている。
In the second embodiment, portions common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 7 and description thereof is omitted. The main difference between the
The facing
対向部材202の上面には、対向部材202の中心を通る鉛直軸線(スピンチャック5の回転軸線A1と一致する鉛直軸線)を中心軸線とするホルダ205が固定されている。ホルダ205は、中空に形成されており、その内部には、気体ノズル(ノズル)203が鉛直方向に延びた状態で挿通されている。気体ノズル203は、対向部材202の中央部に形成された貫通穴212を介して、対向面204よりも下方に突出している。気体ノズル203は、第1および第2の吐出口35,39が、対向面204よりも下方に露出するように、対向部材202に対して位置決めされている。より具体的には、対向面204と、第2の吐出口39の上端との隙間は若干量である。
On the upper surface of the opposing
気体ノズル203の第1の気体流路34には、第3の気体配管206が接続されている。第3の気体配管206には、第3の気体バルブ207が介装されている。気体ノズル203の第2の気体流路38には、第4の気体配管208が接続されている。第4の気体配管208には、第4の気体バルブ209が介装されている。第3の気体バルブ207が開かれると、第3の気体配管206から気体ノズル203の第1の気体流路34に供給された混合気体(IPA Vapor+N2)が、第1の吐出口35から下方に向けて吐出される。また、第4の気体バルブ209が開かれると、第4の気体配管208から気体ノズル203の第2の気体流路38に供給された混合気体(IPA Vapor+N2)が、第2の吐出口39から、水平方向に放射状に吐出される。
A
ホルダ205には、支持部材昇降ユニット211が結合されている。制御装置3は、支持部材昇降ユニット211を制御して、対向部材202の対向面204が、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に近接する近接位置と、スピンチャック5の上方に大きく退避した退避位置との間で昇降させる。対向部材202が近接位置に位置するとき、気体ノズル203のフランジ33の下面33c(図2参照)が基板Wの上面と所定の間隔W2(たとえば約6mm)を空けて対向している。
A support member lifting / lowering
第2の実施形態に係る基板処理装置201ではたとえば第1の処理例(図3および図4A〜4F参照)と同等の処理が実行される。乾燥工程(図3のステップS6)では、制御装置3は、支持部材昇降ユニット211を制御して、対向部材202を近接位置に配置する。その後、気体ノズル203からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出が行われる。気体ノズル203の第1および第2の吐出口35,39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出タイミングおよび吐出流量ならびに、基板Wの回転の態様は、第1の実施形態の第1の処理例の場合と同等である。そのため、第2の実施形態では、第1の実施形態に関連して説明した効果と同等の効果を奏する。
In the
また、第2の実施形態では、第1の実施形態に関連して説明した作用効果に加えて、第2の吐出口39から吐出された混合気体(IPA Vapor+N2)が、対向面204と基板Wの上面との間の空間210に満たされる。そのため、混合気体(IPA Vapor+N2)が基板Wの上面近くから流出するのを抑制できる。これにより、境界46の周囲の雰囲気を、IPAの蒸気の、より一層リッチな状態に保ち続けることができる。
In the second embodiment, in addition to the effects described in relation to the first embodiment, the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) discharged from the
図9は、本発明の第3の実施形態に係る基板処理装置301の構成を説明するための図解的な図である。
第3の実施形態において、第2の実施形態と共通する部分には、図8の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。第3の実施形態に係る基板処理装置301が、第2の実施形態に係る基板処理装置201と相違する主たる点は、対向部材202に代えて対向部材202Aを設けた点にある。
FIG. 9 is an illustrative view for explaining the configuration of a
In the third embodiment, parts common to the second embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. The main difference between the
対向部材202Aは、円板状である。対向部材202Aの直径は、基板Wの直径と同等であってもよいし、図9に示すように基板Wの直径よりも大きくてもよい。対向部材202Aの下面には、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に対向する、対向面204Aが形成されている。対向面204Aの中央部は、水平平坦状に形成されている。対向面204Aの周縁部に、環状突部(対向周縁部)302が形成されている。環状突部302の下面には、径方向外方に向かうに従って下がるテーパ面303が形成されている。図9に示すように、対向部材202Aの直径が基板Wの直径よりも大きい場合には、対向部材202Aの周端縁が、平面視で基板Wの周端縁よりも外方に張り出している。
The facing
制御装置3は、支持部材昇降ユニット211を制御して、対向部材202Aの対向面204Aが、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に近接する近接位置と、スピンチャック5の上方に大きく退避した退避位置との間で昇降させる。対向部材202Aが近接位置に位置するとき、気体ノズル203のフランジ33の下面33c(図2参照)が基板Wの上面と所定の間隔W2(たとえば約6mm)を空けて対向している。この状態では、図9に示すように、テーパ面303の外周端303aが、上下方向に関し、基板Wの上面よりも下方に位置している。したがって、対向面204Aと基板Wの上面とによって区画される空間は、その外側空間からほぼ密閉された密閉空間を形成する。そして、基板Wの上面の周縁部と、環状突部302(すなわちテーパ面303)との間は、対向面204Aの中央部と基板Wの上面に中央部との間の間隔よりも著しく狭く設けられている。
The control device 3 controls the support member lifting / lowering
第3の実施形態に係る基板処理装置301では、第2の実施形態に係る基板処理装置201の場合と同等の処理が実行される。すなわち、乾燥工程(図3のステップS6)では、制御装置3は、支持部材昇降ユニット211を制御して、対向部材202Aを近接位置に配置する。
また、第3の実施形態では、第2の実施形態に関連して説明した作用効果に加えて、対向面204Aと基板Wの上面とによって区画される空間が、その外側空間からほぼ密閉されているので、対向面204Aと基板Wの上面との間の空間210Aに供給された混合気体(IPA Vapor+N2)が、当該空間210Aから排出され難い。そのため、混合気体(IPA Vapor+N2)が基板Wの上面近くから流出するのを、より一層抑制できる。これにより、境界46の周囲の雰囲気を、IPAの蒸気の、さらに一層リッチな状態に保ち続けることができる。
In the
In the third embodiment, in addition to the operational effects described in relation to the second embodiment, the space defined by the facing
以上、この発明の3つの実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、第1の実施形態の第1の処理例(第2および第3の実施形態の処理例でも同様)において、混合気体(IPA Vapor+N2)の流量の増大と、基板Wの回転速度の高速化とによって液膜除去領域45を拡大させる場合を例に挙げて説明したが、液膜除去領域45の拡大は、混合気体(IPA Vapor+N2)の流量の増大、および基板Wの回転速度の高速化の一方のみによって達成するようにしてもよい。
While the three embodiments of the present invention have been described above, the present invention can also be implemented in other forms.
For example, in the first processing example of the first embodiment (the same applies to the processing examples of the second and third embodiments), the flow rate of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) is increased and the rotation speed of the substrate W is increased. In the above description, the liquid
また、前述の各実施形態では、第2の吐出口39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出を、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出開始に先立って開始させるとして説明したが、第1の吐出口35からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出開始タイミングを、第2の吐出口39からの混合気体(IPA Vapor+N2)の吐出開始タイミングと同じとしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the discharge of the mixed gas (IPA Vapor + N 2 ) from the
また、前述の各実施形態では、第1および第2の吐出口35,39から吐出される気体を混合気体(IPA Vapor+N2)であるとして説明したが、第1および第2の吐出口35,39から吐出される気体として、N2ガスが含まれないIPAの蒸気(低表面張力液の蒸気)を採用してもよい。
また、低表面張力液として、リンス液より低い表面張力を有する有機溶剤の一例であるIPAを例に挙げて説明したが、このような有機溶剤として、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。
Further, in each of the above-described embodiments, the gas discharged from the first and
Further, IPA, which is an example of an organic solvent having a surface tension lower than that of the rinsing liquid, has been described as an example of the low surface tension liquid. In addition to IPA, for example, methanol, ethanol, acetone, etc. , And HFE (hydrofluoroether) can be employed.
また、前述の各実施形態では、液膜44を構成する処理液が、リンス液である場合を例に挙げて説明したが、液膜を構成する処理液が、IPA(液体)であってもよい。この場合、第1および第2の吐出口35,39から吐出される気体に含まれる、低表面張力液の蒸気は、HFEまたはEG(エチレングリコール)であってもよい。
また、気体ノズル27,203を、環状出口50と環状の第2の吐出口39とをフランジ33によって上下に仕切る構成として説明したが、このような構成に限られず、他の構成のノズル形状を採用してもよいのはいうまでもない。
Further, in each of the above-described embodiments, the case where the treatment liquid constituting the
Further, the
また、第1の吐出口35から吐出される気体(第1の気体)と、第2の吐出口39から吐出される気体(第2の気体)との種類を互いに異ならせてもよい。
また、前述の各実施形態では、基板処理装置1,201,301が円板状の基板Wを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置1,201,301が、液晶表示装置用ガラス基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。
Moreover, the gas discharged from the first discharge port 35 (first gas) and the gas discharged from the second discharge port 39 (second gas) may be different from each other.
In each of the above-described embodiments, the case where the
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。
1 基板処理装置
3 制御装置(制御手段)
5 スピンチャック(基板保持手段)
7 リンス液供給ユニット(処理液供給手段)
8 気体供給ユニット(第1の気体供給手段、第2の気体供給手段)
13 スピンモータ(基板回転手段)
27 気体ノズル(ノズル)
31 内筒(第1の筒体)
31a 内筒の下端部分
32 外筒(第2の筒体)
33 フランジ
35 第1の吐出口
39 第2の吐出口
44 リンス液の液膜(処理液の液膜)
45 液膜除去領域
202 対向部材
202A 対向部材
203 気体ノズル(ノズル)
204 対向面
204A 対向面
303a テーパ面の外周端(対向面の対向周縁部)
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing apparatus 3 Control apparatus (control means)
5 Spin chuck (substrate holding means)
7. Rinse solution supply unit (treatment solution supply means)
8 Gas supply unit (first gas supply means, second gas supply means)
13 Spin motor (substrate rotation means)
27 Gas nozzle (nozzle)
31 Inner cylinder (first cylinder)
31a Lower end portion of
33
45 Liquid
204
Claims (12)
前記基板の上面に処理液を供給して、当該基板の上面を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記液膜形成工程の後、前記処理液の液膜から液膜が除去される液膜除去領域を形成するために、前記処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む第1の気体を第1の吐出口から吐出して、前記処理液の液膜に、当該上面に交差する方向から前記第1の気体を吹き付ける第1の気体吐出工程と、
前記処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む第2の気体を、前記第1の吐出口とは異なる、環状の第2の吐出口から横向きかつ放射状に吐出する第2の気体吐出工程と、
前記液膜除去領域を拡大させる液膜除去領域拡大工程とを含む、基板処理方法。 A substrate holding step for holding the substrate horizontally;
A liquid film forming step of supplying a processing liquid to the upper surface of the substrate and forming a liquid film of the processing liquid covering the upper surface of the substrate;
After the liquid film forming step, in order to form a liquid film removal region in which the liquid film is removed from the liquid film of the processing liquid, a low surface tension liquid vapor having a lower surface tension than the processing liquid is included. A first gas discharge step of discharging one gas from a first discharge port and spraying the first gas from a direction intersecting the upper surface onto the liquid film of the processing liquid;
A second gas that discharges a second gas containing a vapor of a low surface tension liquid having a surface tension lower than that of the processing liquid from an annular second discharge port that is different from the first discharge port in a lateral direction and in a radial manner. Gas discharge process of
A substrate processing method comprising: a liquid film removal region expanding step of expanding the liquid film removal region.
前記基板処理方法は、前記第2の吐出口から吐出される前記第2の気体の流量を、当該第2の気体の吐出開始後、徐々に増大させる第2の流量増大工程をさらに含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The liquid film removal region expanding step includes a first flow rate increasing step of gradually increasing the flow rate of the first gas discharged from the first discharge port after the start of discharge of the first gas. ,
The substrate processing method further includes a second flow rate increasing step of gradually increasing the flow rate of the second gas discharged from the second discharge port after starting the discharge of the second gas. Item 5. The substrate processing method according to any one of Items 1 to 4.
前記低表面張力液は、有機溶剤を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The treatment liquid includes a rinse liquid,
The substrate processing method according to claim 1, wherein the low surface tension liquid includes an organic solvent.
前記基板の上面に処理液を供給するための処理液供給手段と、
下向きに気体を吐出するための第1の吐出口と、横向きに気体を吐出するための環状の第2の吐出口とを有するノズルと、
前記第1の吐出口に、前記処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む第1の気体を供給する第1の気体供給手段と、
前記第2の吐出口に、前記処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む第2の気体を供給する第2の気体供給手段と、
前記処理供給手段、前記第1の気体供給手段、第2の気体供給手段および前記基板回転手段を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記基板の上面に処理液を供給して、当該基板の上面を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記液膜形成工程の後、前記処理液の液膜から液膜が除去される液膜除去領域を形成するために、前記第1の気体を前記第1の吐出口から吐出して、前記処理液の液膜に前記第1の気体を吹き付ける第1の気体吐出工程と、前記第2の吐出口から、前記第2の気体を横向きかつ放射状に吐出する第2の気体吐出工程と、前記液膜除去領域を拡大させる液膜除去領域拡大工程とを実行する、基板処理装置。 Substrate holding means for holding the substrate horizontally;
Treatment liquid supply means for supplying a treatment liquid to the upper surface of the substrate;
A nozzle having a first discharge port for discharging gas downward and an annular second discharge port for discharging gas horizontally;
A first gas supply means for supplying a first gas containing a vapor of a low surface tension liquid having a surface tension lower than that of the processing liquid to the first discharge port;
A second gas supply means for supplying a second gas containing a vapor of a low surface tension liquid having a lower surface tension than the processing liquid to the second discharge port;
Control means for controlling the processing supply means, the first gas supply means, the second gas supply means and the substrate rotation means,
The control means supplies a processing liquid to the upper surface of the substrate to form a liquid film of the processing liquid that covers the upper surface of the substrate, and after the liquid film forming process, the liquid of the processing liquid In order to form a liquid film removal region in which the liquid film is removed from the film, the first gas is discharged from the first discharge port, and the first gas is blown onto the liquid film of the processing liquid. 1 gas discharge step, a second gas discharge step of discharging the second gas laterally and radially from the second discharge port, and a liquid film removal region expansion step of expanding the liquid film removal region, Performing the substrate processing apparatus.
前記第1の吐出口から吐出された前記第1の気体は、前記基板の上面と前記フランジとの間の空間を流通する、請求項7に記載の基板処理装置。 The nozzle includes a first cylindrical body in which a first flow path through which the first gas flows is formed, and the first discharge port is formed by a lower end portion of the cylindrical body. And a flange is provided at the lower end portion of the first cylindrical body,
The substrate processing apparatus according to claim 7, wherein the first gas discharged from the first discharge port flows through a space between the upper surface of the substrate and the flange.
前記第2の吐出口は、前記第2の筒体と前記フランジとによって形成されている、請求項9に記載の基板処理装置。 The nozzle is a second cylinder that surrounds the first cylinder, and is a second cylinder that divides a second flow path through which the second gas flows between the first cylinder and the second cylinder. It further has a cylinder
The substrate processing apparatus according to claim 9, wherein the second discharge port is formed by the second cylindrical body and the flange.
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