JP2016192538A - Substrate treatment method and substrate treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
発明は、基板に対する処理液を用いた処理のための基板処理装置および基板処理方法に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体基板、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などが含まれる。より具体的には、基板の表面に付着した異物を除去するための基板洗浄技術に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for processing using a processing liquid for a substrate. Examples of substrates to be processed include semiconductor substrates, liquid crystal display substrates, plasma display substrates, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, photo A mask substrate is included. More specifically, the present invention relates to a substrate cleaning technique for removing foreign matter adhering to the surface of the substrate.
通常、基板の洗浄は以下のように行われている。まず、回転する基板の表面にSC1等の薬液を供給することにより、基板の表面に付着しているパーティクルを溶解またはリフトオフさせて離脱させる(薬液供給工程)。次に、基板の表面に純水等のリンス液を供給することにより、リンス液の液膜を基板の表面に形成して前記パーティクルをリンス液の液膜に溶解させる(リンス工程)。最後に、基板を高速回転させることによりリンス液の液膜に遠心力を作用させて、この液膜を基板の表面から排除する。これにより、前記パーティクルがリンス液ごと基板の表面から除去される(スピンドライ工程)。 Usually, the substrate is cleaned as follows. First, by supplying a chemical solution such as SC1 to the surface of the rotating substrate, particles adhering to the surface of the substrate are dissolved or lifted off and separated (chemical solution supplying step). Next, by supplying a rinse liquid such as pure water to the surface of the substrate, a liquid film of the rinse liquid is formed on the surface of the substrate, and the particles are dissolved in the liquid film of the rinse liquid (rinsing step). Finally, centrifugal force is applied to the liquid film of the rinsing liquid by rotating the substrate at a high speed, and the liquid film is removed from the surface of the substrate. Thus, the particles are removed from the surface of the substrate together with the rinse liquid (spin dry process).
図7は、スピンドライ工程開始前の基板の表面の模式図である。基板Wの上面W1には凸状の回路パターンW2が形成されている。上面W1にはリンス液の液膜Fが保持されている。液膜Fの中には基板Wの上面W1から離脱したパーティクルPが含まれている。 FIG. 7 is a schematic view of the surface of the substrate before the start of the spin dry process. A convex circuit pattern W2 is formed on the upper surface W1 of the substrate W. A liquid film F of the rinse liquid is held on the upper surface W1. The liquid film F contains particles P separated from the upper surface W1 of the substrate W.
図8はスピンドライ工程を実施中の基板Wの模式図である。液膜の上層領域F2には遠心力が作用するため飛散して基板Wから排除される。しかし、基板近傍の下層領域F1は基板Wに連動して基板Wと同一方向にほぼ同一の速度で回転する。このため下層領域F1中では処理液の流れが発生せず処理液が滞留してしまう。この結果、下層領域F1が基板から排除されず、下層領域F1中のパーティクルPが基板Wに残留する。したがって、基板Wを高い精度で洗浄することができない。 FIG. 8 is a schematic view of the substrate W during the spin dry process. Centrifugal force acts on the upper layer region F2 of the liquid film, so that it is scattered and excluded from the substrate W. However, the lower layer region F1 in the vicinity of the substrate rotates in the same direction as the substrate W at substantially the same speed in conjunction with the substrate W. For this reason, the flow of the processing liquid does not occur in the lower layer region F1, and the processing liquid stays. As a result, the lower layer region F1 is not excluded from the substrate, and the particles P in the lower layer region F1 remain on the substrate W. Therefore, the substrate W cannot be cleaned with high accuracy.
本発明は上記課題を解決することを目的とする。すなわち基板近傍の液中に存在するパーティクルを良好に除去することが可能な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。 The present invention aims to solve the above problems. That is, it is an object of the present invention to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of satisfactorily removing particles present in the liquid near the substrate.
上記課題を解決するため、第1の態様にかかる基板処理方法は、一主面を上方に向けて基板を支持した状態で、前記基板の前記一主面に処理液を供給する処理液供給工程と、前記基板の前記一主面に処理液の液膜を保持する液膜保持工程と、複数の第1開口が設けられた一面と、前記複数の第1開口に連通する1以上の第2開口が設けられた他の面と、を有する部材のうち、前記一面を前記液膜の上面に接触させる接触工程と、を含む。 In order to solve the above problems, a substrate processing method according to a first aspect includes a processing liquid supply step of supplying a processing liquid to the one main surface of the substrate in a state where the substrate is supported with one main surface facing upward. A liquid film holding step for holding a liquid film of a processing solution on the one main surface of the substrate, one surface provided with a plurality of first openings, and one or more second communicating with the plurality of first openings. A contact step of bringing the one surface into contact with the upper surface of the liquid film among members having another surface provided with an opening.
第2の態様にかかる基板処理方法は、第1の態様にかかる基板処理方法であって、前記接触工程において、前記複数の第1開口のうち2以上の第1開口が前記液膜の上面に接触する。 A substrate processing method according to a second aspect is the substrate processing method according to the first aspect, wherein, in the contacting step, two or more first openings among the plurality of first openings are formed on an upper surface of the liquid film. Contact.
第3の態様にかかる基板処理方法は、第1の態様または第2の態様にかかる基板処理方法であって、前記接触工程において、前記部材を加熱する。 A substrate processing method according to a third aspect is the substrate processing method according to the first aspect or the second aspect, wherein the member is heated in the contact step.
第4の態様にかかる基板処理方法は、第1の態様から第3の態様のいずれか1つにかかる基板処理方法であって、前記接触工程において、前記液膜の厚みに応じて前記部材の高さ位置を調整する。 A substrate processing method according to a fourth aspect is the substrate processing method according to any one of the first to third aspects, wherein in the contacting step, the member is processed according to the thickness of the liquid film. Adjust the height position.
第5の態様にかかる基板処理装置は、一主面を上方に向けて基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部に支持された前記基板の前記一主面に処理液を供給する処理液供給部と、複数の第1開口が設けられた一面と、前記複数の第1開口に連通する1以上の第2開口が設けられた他の面と、を有する部材と、前記部材を移動させる部材移動部と、前記処理液供給部を制御して前記一主面に前記処理液の液膜を形成し、前記部材移動部を制御して前記部材の一面を前記液膜の上面に接触させる制御部と、を備える。 A substrate processing apparatus according to a fifth aspect includes a substrate support unit that supports a substrate with one main surface facing upward, and a process of supplying a processing liquid to the one main surface of the substrate supported by the substrate support unit. A member having a liquid supply section, one surface provided with a plurality of first openings, and another surface provided with one or more second openings communicating with the plurality of first openings, and moving the member Forming a liquid film of the processing liquid on the one main surface by controlling the member moving part to be controlled and the processing liquid supply unit, and controlling the member moving part to contact one surface of the member with the upper surface of the liquid film A control unit.
第6の態様にかかる基板処理装置は、第5の態様にかかる基板処理装置であって、前記部材は、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が設けられた平板を含む。 A substrate processing apparatus according to a sixth aspect is the substrate processing apparatus according to the fifth aspect, wherein the member includes a flat plate provided with a plurality of through holes penetrating in the thickness direction.
第7の態様にかかる基板処理装置は、第6の態様にかかる基板処理装置であって、前記部材は、厚さ方向に連通した複数の空隙部を有するメッシュ部材を含む。 A substrate processing apparatus according to a seventh aspect is the substrate processing apparatus according to the sixth aspect, wherein the member includes a mesh member having a plurality of gap portions communicating in the thickness direction.
第8の態様にかかる基板処理装置は、第5の態様から第7の態様のいずれか1つにかかる基板処理装置であって、前記部材に電圧を印加する印加部、をさらに備え、前記部材は電圧の印加に応じて発熱する発熱体を含む。 A substrate processing apparatus according to an eighth aspect is the substrate processing apparatus according to any one of the fifth to seventh aspects, further comprising an application unit that applies a voltage to the member, and the member Includes a heating element that generates heat in response to application of a voltage.
第9の態様にかかる基板処理装置は、第5の態様から第8の態様のいずれか1つにかかる基板処理装置であって、前記部材を洗浄する部材洗浄部、をさらに備える。 A substrate processing apparatus according to a ninth aspect is the substrate processing apparatus according to any one of the fifth to eighth aspects, further comprising a member cleaning unit that cleans the member.
他の態様にかかる基板処理方法は、所定の雰囲気の中で実行される基板処理方法であって、基板を略水平状態に支持した状態で前記基板の上面に処理液を供給し、前記基板に所定の基板処理を実行する処理液供給工程と、前記基板の上面に前記処理液の液膜を保持する液膜保持工程と、前記液膜に複数の貫通孔が形成された平板を接触させる平板接触工程と、を含む基板処理方法である。 A substrate processing method according to another aspect is a substrate processing method executed in a predetermined atmosphere, wherein a processing liquid is supplied to the upper surface of the substrate while the substrate is supported in a substantially horizontal state, and the substrate is supplied to the substrate. A processing liquid supply step for performing predetermined substrate processing, a liquid film holding step for holding a liquid film of the processing liquid on the upper surface of the substrate, and a flat plate for contacting a flat plate having a plurality of through holes formed in the liquid film And a contact process.
この態様によれば、平板接触工程で前記平板を液膜に接触させる。このとき、処理液、雰囲気および貫通孔の内縁が相交わる三相界面で発生する界面自由エネルギーによって基板近傍から液面に向かう対流が形成される。この対流により基板近傍の処理液が液膜の表面に移動し貫通孔の内縁に接触する。これにより、処理液中のパーティクルが平板に捕獲される。こうして、従来のスピンドライでは排除できなかった基板近傍のパーティクルを効率よく除去することが可能になる。 According to this aspect, the flat plate is brought into contact with the liquid film in the flat plate contact step. At this time, convection from the vicinity of the substrate toward the liquid surface is formed by the interface free energy generated at the three-phase interface where the treatment liquid, the atmosphere, and the inner edges of the through holes intersect. By this convection, the processing liquid in the vicinity of the substrate moves to the surface of the liquid film and contacts the inner edge of the through hole. Thereby, the particles in the processing liquid are captured by the flat plate. In this way, it is possible to efficiently remove particles in the vicinity of the substrate that could not be eliminated by conventional spin dry.
他の態様にかかる基板処理方法は、前記平板接触工程では、前記処理液、前記雰囲気および前記貫通孔の内縁が相交わる三相界面を前記液膜の表面の複数箇所で発生させるように、前記平板を前記処理液の液膜に接触させることを特徴とする基板処理方法である。 In the substrate processing method according to another aspect, in the flat plate contact step, the three-phase interface where the processing liquid, the atmosphere, and the inner edge of the through hole intersect with each other is generated at a plurality of locations on the surface of the liquid film. The substrate processing method is characterized in that a flat plate is brought into contact with the liquid film of the processing liquid.
この態様によれば、三相界面が前記液膜の複数箇所で発生するため、処理液が平板の貫通孔に接触する箇所が多くなる。この結果、平板によるパーティクルの捕獲がより効率的に行える。 According to this aspect, since the three-phase interface is generated at a plurality of locations of the liquid film, the number of locations where the treatment liquid contacts the flat plate through-holes increases. As a result, particles can be captured more efficiently by the flat plate.
他の態様にかかる基板処理方法は、前記平板加熱工程では前記平板を加熱することを特徴とする基板処理方法である。 The substrate processing method concerning another aspect is a substrate processing method characterized by heating the said flat plate in the said flat plate heating process.
この態様によれば、液膜中により強力な対流を発生させることができるのでパーティクルをより効率的に捕獲することができる。 According to this aspect, since stronger convection can be generated in the liquid film, particles can be captured more efficiently.
他の態様にかかる基板処理方法は、前記平板接触工程では、前記液膜保持工程における前記液膜の厚みに応じて前記平板の位置を設定することを特徴とする基板処理方法である。 A substrate processing method according to another aspect is the substrate processing method, wherein, in the flat plate contact step, the position of the flat plate is set according to the thickness of the liquid film in the liquid film holding step.
この態様によれば、平板接触工程における平板の位置を液膜の厚みに応じた位置に設定することが可能になる。 According to this aspect, it is possible to set the position of the flat plate in the flat plate contact step to a position corresponding to the thickness of the liquid film.
他の態様にかかる基板処理装置は、所定の雰囲気の中で基板処理を実行する基板処理装置であって、基板を略水平状態に支持する基板支持手段と、前記基板支持手段に支持された基板の上面に処理液を供給し前記基板を処理する処理液の液膜を形成する処理液供給手段と、複数の貫通孔が形成されたメッシュ部材を有する平板と、前記液膜に接する位置と、前記液膜に接しない離隔位置との間で、前記平板を移動させる平板移動手段と、前記処理液の液膜が形成された後、前記平板移動手段を制御することによって前記平板を前記液膜に接する位置に移動させ、前記液膜中に存在するパーティクルを前記メッシュ部材の貫通孔の側面に付着させて捕捉する制御を行う制御手段と、を備える基板処理装置である。 A substrate processing apparatus according to another aspect is a substrate processing apparatus that performs substrate processing in a predetermined atmosphere, and includes a substrate support unit that supports the substrate in a substantially horizontal state, and a substrate that is supported by the substrate support unit. Processing liquid supply means for supplying a processing liquid to the upper surface of the substrate and forming a liquid film of the processing liquid for processing the substrate, a flat plate having a mesh member in which a plurality of through holes are formed, a position in contact with the liquid film, The flat plate moving means for moving the flat plate between the separation positions not in contact with the liquid film, and the liquid film of the treatment liquid is formed, and then the flat plate is moved to the liquid film by controlling the flat plate moving means. And a control means for controlling the particles to move to a position in contact with the surface of the mesh member and attach the particles to the side surface of the through hole of the mesh member.
この態様によれば、基板近傍の処理液が液膜の表面に移動しメッシュ部材の貫通孔の内縁に接触する。これにより、処理液中のパーティクルが平板に捕獲される。こうして、従来のスピンドライでは排除できなかった基板近傍のパーティクルを効率よく除去することが可能になる。 According to this aspect, the processing liquid in the vicinity of the substrate moves to the surface of the liquid film and contacts the inner edge of the through hole of the mesh member. Thereby, the particles in the processing liquid are captured by the flat plate. In this way, it is possible to efficiently remove particles in the vicinity of the substrate that could not be eliminated by conventional spin dry.
各態様の発明によれば、基板近傍のパーティクルを良好に除去することが可能になる。 According to each aspect of the invention, it is possible to satisfactorily remove particles near the substrate.
以下、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す断面図である。基板処理装置1は、基板の一例としての基板Wをほぼ水平な姿勢に保持して回転させるための基板回転機構2と、基板回転機構2に保持された基板Wの上面(表面)に薬液およびリンス液を選択的に供給するための液体供給機構3と、筐体1aとを有している。筐体1aには、基板回転機構2、液体供給機構3、アーム11(後述)、ノズル移動機構12(後述)、アーム14(後述)、部材移動部15(後述)、部材洗浄部17(後述)などが格納されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus 1 includes a
基板回転機構2としては、たとえば、挟持式のものが採用されている。具体的には、基板回転機構2は、モータ4と、このモータ4の駆動軸と一体化されたスピン軸5と、スピン軸5の上端にほぼ水平に取り付けられた円板状のスピンベース6と、スピンベース6の周縁部の複数箇所にほぼ等角度間隔で設けられた複数個の挟持部材7とを備えている。
As the substrate
複数個の挟持部材7により、基板Wをほぼ水平な姿勢で挟持することができる。この状態で、モータ4を駆動すると、その駆動力によって、そのスピンベース6とともに、基板Wをほぼ水平な姿勢を保った状態でスピン軸5の中心軸線まわりに回転することができる。
The plurality of clamping members 7 can clamp the substrate W in a substantially horizontal posture. When the
基板回転機構2が、一主面を上方に向けて基板Wを支持する基板支持部として機能する。基板Wを支持する態様は、上述した挟持式の態様の他、基板Wの下面を真空吸引する吸引式の態様であってもよい。また、支持される基板Wの姿勢も、厳密な水平姿勢に限られず、水平から傾いた姿勢であってもよい。基板Wの上面に処理液の液膜が保持される状態であれば、後述する基板処理方法により基板W近傍のパーティクルを効率よく除去することができる。このため、基板Wの傾きの許容度は、処理液に対する基板Wの親液性や処理液の粘性に応じて定まる。
The
液体供給機構3は、ノズル8と、ノズル8に接続された供給管9aと、供給管9aに接続された枝管9bおよび枝管9cと、枝管9bの途中部に介装されたバルブ10bと、枝管9cの途中部に介装されたバルブ10cとを備えている。枝管9bへは図示しない薬液供給手段から洗浄液等の薬液が供給される。枝管9cへは図示しないリンス液供給手段からDIW等のリンス液が供給される。バルブ10bおよびバルブ10cの一方を開放し他方を閉止することにより、薬液とリンス液とをノズル8に向けて選択的に供給することができる。
The liquid supply mechanism 3 includes a
本実施形態では、リンス液が後述する部材13に接液される処理液として用いられる。したがって、液体供給機構3は、基板支持部に支持された基板Wの上面に処理液を供給する処理液供給部として機能する。
In the present embodiment, the rinsing liquid is used as a processing liquid that comes into contact with the
ノズル8は、アーム11の先端部に取り付けられている。アーム11は、基板回転機構2の上方で水平に延びている。アーム11には、モータなどを含むノズル移動機構12が結合されている。ノズル移動機構12により、アーム11を基板回転機構2の側方に設定された軸線を中心に水平面内で揺動させることができる。アーム11の揺動に伴ってノズル8は基板回転機構2の上方で水平移動する。
The
基板回転機構2の上方には部材13が設けられている。部材13は基板Wよりも微小量小さな外径を有する円形部材であり、多数の空隙部135(後述する図2)が形成されている。部材13の上面には突起部133が固着されている。部材13は突起部133を介して基板回転機構2の上方で水平に延びるアーム14の先端部に着脱自在に取り付けられる。アーム14には、モータなどを含む部材移動部15が結合されている。部材移動部15はアーム14を基板回転機構2の側方に設定された軸線を中心に水平面内で揺動させることができる。アーム14を揺動させることによって、部材13を基板回転機構2の上方で水平移動させることができ、基板回転機構2から側方に離隔した待機位置と、部材13の中心がスピンベース6上の基板Wの回転中心Cと一致する位置との間で移動させることができる。
A
部材移動部15により、アーム14を昇降させることができる。アーム14の昇降に伴って、部材13を昇降させ、部材13の下面を基板Wの上面に近接する高さに位置させることができる。これにより、基板処理時に、部材13を基板Wの液膜の上に重ねることができる。
The
基板処理装置1は部材洗浄部17を有している。部材洗浄部17は部材13を洗浄するための中空の筐体であり、部材13を搬入出するための開閉可能な図示しない搬入出口を備えている。部材洗浄部17の内部には部材13に向けて洗浄液を吐出する複数のスプレー18が配設されている。部材移動部15は、アーム14を搖動させかつ上昇させることにより、部材13を基板回転機構2の上方から部材洗浄部17の内部に移動させることができる。部材13が部材洗浄部17の内部に格納されるとアーム14による部材13の把持が解除される。
The substrate processing apparatus 1 has a
基板処理装置1は、マイクロコンピュータで構成される制御部16を備えている。制御部16は、予め定められたプログラムに従って、モータ4、ノズル移動機構12、および部材移動部15の駆動を制御し、また、バルブ10bおよびバルブ10cの開閉を制御する。さらに、制御部16はスプレー18からの洗浄液吐出タイミングを制御する。
The substrate processing apparatus 1 includes a
制御部16は、基板処理装置1が備える各部と電気的に接続されており、各種の演算処理を実行しつつ基板処理装置1の各部の動作を制御する。制御部16は、例えば、CPU、ROM、RAM、記憶装置等がバスラインを介して相互接続された一般的なコンピュータによって構成されている。ROMは基本プログラム等を格納しており、RAMはCPUが所定の処理を行う際の作業領域として供される。記憶装置は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。記憶装置にはプログラムが格納されており、このプログラムに記述された手順に従って、主制御部としてのCPUが演算処理を行うことにより、各種機能が実現されるように構成されている。プログラムは、通常、予め記憶装置等のメモリに格納されて使用されるものであるが、CD−ROMあるいはDVD−ROM、外部のフラッシュメモリ等の記録媒体に記録された形態(プログラムプロダクト)で提供され(あるいは、ネットワークを介した外部サーバからのダウンロードなどにより提供され)、追加的に記憶装置等のメモリに格納されるものであってもよい。なお、制御部16において実現される一部あるいは全部の機能は、専用の論理回路等でハードウエア的に実現されてもよい。
The
また、制御部では、入力部、表示部、通信部もバスラインに接続されている。入力部は、各種スイッチ、タッチパネル等により構成されており、オペレータから各種の入力設定指示を受け付ける。表示部は、液晶表示装置、ランプ等により構成されており、CPUによる制御の下、各種の情報を表示する。通信部は、LAN等を介したデータ通信機能を有する。 In the control unit, an input unit, a display unit, and a communication unit are also connected to the bus line. The input unit includes various switches, a touch panel, and the like, and receives various input setting instructions from an operator. The display unit includes a liquid crystal display device, a lamp, and the like, and displays various types of information under the control of the CPU. The communication unit has a data communication function via a LAN or the like.
後述するパドル形成工程S3および接触工程S4では、制御部16が、液体供給機構3を制御して基板Wの上面に処理液の液膜を形成し、部材移動部15を制御して部材13の下面を処理液の液膜の上面に接触させる。
In a paddle formation step S3 and a contact step S4 described later, the
図2は、部材13の構成を図解的に示す平面図である。部材13は平面視で円形の枠体131と、枠体131の内部で枠体131の径方向に直交して配置された支持部132と、支持部132に固着された突起部133と、枠体131の内部で支持部132に支持されたメッシュ部材134とで構成されている。メッシュ部材134は複数のバー134aを交差させることで形成される。
FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the
図3は、図2におけるIII-III断面から視た部材13の模式的な断面図である。各バー134aは、断面視で矩形状であり、側面134bを有している。側面134bは基板W上の液膜中のパーティクルを捕獲する際に使用される。側面134bはパーティクルの捕獲が良好に行えるよう、親水性であることが望ましい。枠体131も、断面視で矩形状であり、側面131bを有している。また、支持部132も、断面視で矩形状であり、側面132bを有している。枠体131の側面131bおよび支持部132の側面132bもバー134aの側面134bと同様にパーティクルの捕獲に利用されるが、以下ではこれらの代表としてバー134aの側面134bがパーティクルの捕獲に利用される態様について詳述する。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the
部材13は、複数の第1開口が設けられた下面と、複数の第1開口に連通する複数の第2開口が設けられた上面と、を有する。そして、複数の第1開口と複数の第2開口との間には、それぞれ結ぶ複数の空隙部135が設けられる。具体的には、隣接するバー134aとバー134aとに囲まれた箇所、バー134aと枠体131とに囲まれた箇所、バー134aと支持部132とに囲まれた箇所、および、バー134aと枠体131と支持部132とに囲まれた箇所、において、部材13の上面と下面との間に空隙部135が形成される。
The
図3からも分かるように、枠体131および支持部132の幅はバー134aの幅よりも太く、枠体131および支持部132はバー134aに比べて剛性が高い。そして、このように剛性が高い支持部132に突起部133が取り付けられる。このため、突起部133がアーム14に取付けられて部材13が移動された場合でも、部材13が変形し難い。
As can be seen from FIG. 3, the width of the
図4は、本実施形態に係る基板処理を実施する際のフローチャートである。なお、スピンベース6には既に基板Wが固定されており、また、部材13は基板Wの上方から離隔した待機位置に位置しているものとする。
FIG. 4 is a flowchart when the substrate processing according to the present embodiment is performed. It is assumed that the substrate W is already fixed to the spin base 6 and that the
まず、制御部16は薬液処理S1を実行する。具体的には、制御部16は基板Wを所定の薬液処理速度(例えば1000rpm)で回転させる。これと同時に、ノズル移動機構12を制御してアーム11を移動してノズル8を基板Wの回転中心Cの直上位置まで移動させる。この状態で、バルブ10bが開放される。これによりノズル8から基板Wの回転中心Cに向けて薬液が供給される。供給された薬液は遠心力により基板Wの回転中心Cから基板Wの周縁に向けて流れ広がり、基板Wの上面全体を薬液処理する。
First, the
薬液処理S1の開始から所定時間経過後に、制御部16はリンス処理工程S2を実行する。具体的には、制御部16はバルブ10bを閉止し、バルブ10cを開放する。これによりノズル8から基板Wの回転中心Cに向けてリンス液が供給される。供給されたリンス液は基板Wの回転中心Cから基板Wの周縁部に向けて拡散し、基板Wの周縁部から外部に飛散する。この結果、基板Wの上面に付着していた薬液がリンス液に置換される。
After a predetermined time has elapsed from the start of the chemical liquid processing S1, the
リンス処理工程S2は、一主面を上方に向けて基板Wを支持した状態で、基板Wの該一主面に処理液を供給する処理液供給工程に相当する。 The rinse treatment step S2 corresponds to a treatment liquid supply step for supplying a treatment liquid to the one principal surface of the substrate W in a state where the substrate W is supported with one principal surface facing upward.
リンス処理工程S2の終了後、制御部16はパドル形成工程S3を開始する。すなわち、モータ4を制御して基板Wの回転を減速して停止させる。または停止と同一視できる程度の回転速度(例えば10rpm)まで減速させる。制御部16は基板Wの回転中心Cへのリンス液の供給を継続する。これによりリンス液の表面張力により基板Wの上面にリンス液が滞留してパドル状の液膜が形成される。基板Wの上面に液膜が形成された後、制御部16はバルブ10cを閉止して基板Wへのリンス液の供給を停止する。
After completion of the rinsing process S2, the
このように、パドル形成工程S3は、基板Wの上面に処理液の液膜を保持する液膜保持工程に相当する。 Thus, the paddle formation step S3 corresponds to a liquid film holding step for holding a liquid film of the processing liquid on the upper surface of the substrate W.
次に、制御部16は接触工程S4を実行する。具体的には、制御部16は、基板Wの上面のパドル状の液膜を維持しつつ、部材移動部15を制御して部材13が基板Wの直上に位置するまでアーム14を水平移動させる。次に、制御部16は、部材移動部15を制御して部材13の下面が基板Wの液膜の上面に接触する高さまでアーム14を下降させる。
Next, the
図5は部材13が液膜Fに接触した状態を示す模式図である。基板W上には液膜Fが保持されている。液膜Fの液面F12は部材13の空隙部135において基板処理装置1の筐体1a内の雰囲気Aに露出している。部材13の下面は液面F12と液密状態で接触している。液面F12は部材13の側面134bとも接している。液面F12と側面134bとの接触箇所134cでは、液膜Fと、液膜Fの直上の雰囲気Aと、バー134aとが相交わる三相界面が形成される。接触箇所134cでは界面自由エネルギーが発生する。これによりバー134aと基板Wとの間には対流Sが発生し、液面F12から基板W近傍へ向かう液流と基板W近傍から液面F12に向かう液流とが形成される。この液流により基板Wの上面近傍の処理液に含まれていたパーティクルが液面F12に向けて移動して側面134bの接触箇所134cで接触し捕獲される。また、リンス液が蒸発するのに伴い、液面F12は仮想線F11で示すように下降する。これにより、側面134bに捕獲されたパーティクルは側面134bに順次取り残されていき、液膜Fに再度取り込まれることが防止できる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which the
また、上述したように、部材13は基板Wよりも微小量小さな外径を有する円形部材である。このため、接触工程S4においては、部材13が有する複数の第1開口の全てが液膜Fの上面(液面F12)に接触し、全ての空隙部の内壁まで液面F12が到達する。これにより、第1開口付近の全箇所で上記対流Sが発生し、パーティクルが特に効率的に捕獲される。なお、本実施形態のように複数の第1開口の全てが液面F12に接触する場合でなくても、接触工程S4においては、部材13が有する複数の第1開口のうち2以上の第1開口が液面F12に接触することが望ましい。これにより、2以上の箇所で上記対流Sが発生し、パーティクルが効率的に捕獲されるからである。
Further, as described above, the
部材13(例えば、バー134a)が高温であればあるほど、接触箇所134cでのリンス液の蒸発が促進される。これにより液膜F内で下から上に向かう液流をより強力にすることができるため、側面134bで捕獲されるパーティクルの量を増やすことができる。したがって、接触工程S4およびパーティクル捕捉工程S5においては、バー134aを加熱するなどして常温より高い温度に維持することが望ましい。
The higher the temperature of the member 13 (for example, the
例えば、部材13が電圧の印加に応じて発熱する発熱体を含んで構成される場合、図示しない印加部によって部材13に電圧を印加することで部材13が加熱される。このような部材13の構成としては、部材13が電熱線を含む構成が挙げられる。
For example, when the
また、基板Wの上面の疎水度が低いと(すなわち、親水度が高いと)液膜Fは薄くなり、逆に疎水度が高いと(すなわち、親水度が低いと)液膜Fは厚くなる。したがって、接触工程S4においては、基板Wの疎水度に応じて部材13の高さ位置を決定してもよい。具体的には、基板Wの上面の疎水度が低い場合には部材13の高さを低く設定し、逆に疎水度が高い場合には部材13の高さを高く設定する。このように、接触工程S4においては、液膜Fの厚みに応じて部材13の高さ位置が調整される。また、接触工程S4およびパーティクル捕捉工程S5の最中に液膜Fの厚みが変動する場合には、液膜Fの厚みの変動に応じて部材13の高さ位置が調整されてもよい。
Further, when the hydrophobicity of the upper surface of the substrate W is low (that is, when the hydrophilicity is high), the liquid film F becomes thin. Conversely, when the hydrophobicity is high (that is, when the hydrophilicity is low), the liquid film F becomes thick. . Therefore, in the contact step S4, the height position of the
次に、制御部16は部材離脱工程S6を実行する。すなわち、制御部16は、部材移動部15を制御してアーム14を上昇させる。これにより部材13が液面F12から離脱する。制御部16は次に部材移動部15を制御してアーム14を回動させて、部材13を基板Wの直上位置から移動させる。
Next, the
次に、制御部16は部材洗浄工程S7を実行する。すなわち、制御部16は、部材移動部15を制御してアーム14を昇降および回動させて部材13を部材洗浄部17の内部に格納させる。そして、スプレー18から洗浄液等の所定の洗浄流体を部材13に向けて吹き付けて、パーティクル捕捉工程S5時に部材13に付着したパーティクルを除去する。なお、部材洗浄部17の内部で洗浄後の部材13を乾燥させてもよい。
Next, the
部材洗浄工程S7に引き続いて、または部材洗浄工程S7と並行して、制御部16はスピンドライ工程S8を実行する。すなわち、制御部16は、モータ4を制御してスピンベース6を高速回転させる。これにより、基板Wに保持された液膜Fが遠心力により飛散し、スピンベース6を囲繞する図示しないカップに回収される。上述したように、スピンドライを行っても基板Wに近傍する液膜領域(下層領域F1)を基板Wから飛散させて排除することは困難であるが、本実施形態においては、スピンドライ工程S8を実行する前にパーティクル捕捉工程S5を実行している。これにより下層領域F1に含まれるパーティクルを基板Wから除去している。このため、仮に、スピンドライ工程S8を行った後に下層領域F1のリンス液が基板W上に残存したとしても、残存液の中にはパーティクルがほとんど含まれていない。したがって、基板Wの上面にパーティクルが残存することはない。これにより高い基板洗浄性能を実現することができる。
Subsequent to the member cleaning step S7 or in parallel with the member cleaning step S7, the
なお、上述した実施形態ではパーティクル捕捉工程S5を一度しか実行しない。しかし、パドル形成工程S3から部材離脱工程S6までの工程を繰り返し実行してもよい。こうすることにより、基板W上に保持された液膜Fから複数回にわたってパーティクルを除去することができる。これにより、液膜Fに含まれるパーティクルの量をより減少させることができる。この結果、基板の洗浄性能を向上させることができる。 In the above-described embodiment, the particle capturing step S5 is executed only once. However, the steps from the paddle formation step S3 to the member removal step S6 may be repeatedly executed. By doing so, particles can be removed from the liquid film F held on the substrate W a plurality of times. Thereby, the amount of particles contained in the liquid film F can be further reduced. As a result, the cleaning performance of the substrate can be improved.
また、上述した実施形態では、部材13をアーム14に保持させた状態で接触工程S4とパーティクル捕捉工程S5とを実行していた。しかし、基板Wを固定するための挟持部材7とは別に、部材13を固定するための固定部材をスピンベース6に設けてもよい。これにより、接触工程S4において部材13をアーム14から離脱させスピンベース6上に固定することができる。そして、部材13をスピンベース6上に置き去りにした状態でパーティクル捕捉工程S5を実行することができる。
In the above-described embodiment, the contact process S4 and the particle capturing process S5 are performed with the
また、パーティクル捕捉工程S5と並行して、液膜Fに向けてノズル8からリンス液を供給するようにしてもよい。また、パーティクル捕捉工程S5中に基板Wの回転数を変動させてもよい。このような工程を付加することによりパーティクル捕捉工程S5の実行中に液膜Fに振動を与えることができる。これにより、基板W近傍に存在するパーティクルをメッシュ部材134の側面134bにより効率的に付着させることができるようになる。
Further, the rinsing liquid may be supplied from the
上記実施形態では、部材13が、複数の第1開口が設けられた下面と複数の第1開口に連通する複数の第2開口が設けられた上面とを有する態様について説明したが、これに限られるものではない。部材は、複数の第1開口が設けられた一面と複数の第1開口に連通する1以上の第2開口が設けられた他の面とを有していればよく、上記実施形態とは異なる構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the mode in which the
例えば、部材が、複数の第1開口が設けられた一面と複数の第1開口に連通する1つの第2開口が設けられた他の面とを有し、その内部に分岐した空隙部が形成されていてもよい。 For example, the member has one surface provided with a plurality of first openings and another surface provided with one second opening communicating with the plurality of first openings, and a gap portion branched into the inside is formed. May be.
また別の例として、部材が、複数の第1開口が設けられた一面(例えば、下面)と複数の第1開口に連通する1つの第2開口が設けられた他の複数の面(上面や側面などの複数の面)とを有していてもよい。 As another example, the member has one surface (for example, a lower surface) provided with a plurality of first openings and another surface (an upper surface or a top surface) provided with one second opening communicating with the plurality of first openings. A plurality of surfaces such as side surfaces).
また、上記実施形態では、部材の下面(部材のうち処理液と接する一面)の形状が平坦である態様について説明したが、これに限られるものではない。部材の下面の形状は凹凸形状であってもよいし、曲面形状であってもよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the aspect with the flat shape of the lower surface (one surface which contacts a process liquid among members), it is not restricted to this. The shape of the lower surface of the member may be an uneven shape or a curved shape.
図6は、変形例に係る部材13Aの平面図である。上記実施形態では、部材13が厚さ方向に連通した複数の空隙部135を有するメッシュ部材134である態様について説明したが、これに限られるものではない。この変形例のように、部材13Aは、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔135Aが穿設された平板139(いわゆるパンチングプレート)であってもよい。また、この変形例のように、部材13Aの平面視における外形が矩形であってもよい。
FIG. 6 is a plan view of a
本発明は、基板の処理に有効に利用することができる。 The present invention can be effectively used for processing a substrate.
1 基板処理装置
2 基板回転機構
3 液体供給機構
4 モータ
5 スピン軸
6 スピンベース
7 挟持部材
8 ノズル
11、14 アーム
12 ノズル移動機構
13、13A 部材
133 突起部
134 メッシュ部材
134a バー
134b 側面
134c 接触箇所
135 空隙部
135A 貫通孔
139 平板
15 部材移動部
16 制御部
17 部材洗浄部
18 スプレー
F 液膜
F12 液面
S 対流
W 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記基板の前記一主面に処理液の液膜を保持する液膜保持工程と、
複数の第1開口が設けられた一面と、前記複数の第1開口に連通する1以上の第2開口が設けられた他の面と、を有する部材のうち、前記一面を前記液膜の上面に接触させる接触工程と、
を含む、基板処理方法。 A treatment liquid supply step of supplying a treatment liquid to the one principal surface of the substrate in a state where the substrate is supported with one principal surface facing upward;
A liquid film holding step of holding a liquid film of a processing liquid on the one main surface of the substrate;
Among members having one surface provided with a plurality of first openings and another surface provided with one or more second openings communicating with the plurality of first openings, the one surface is an upper surface of the liquid film. A contact process for contacting
A substrate processing method.
前記接触工程において、前記複数の第1開口のうち2以上の第1開口が前記液膜の上面に接触する、基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 1,
In the contacting step, the substrate processing method, wherein two or more first openings of the plurality of first openings are in contact with an upper surface of the liquid film.
前記接触工程において、前記部材を加熱する、基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 1 or 2, wherein
The substrate processing method which heats the said member in the said contact process.
前記接触工程において、前記液膜の厚みに応じて前記部材の高さ位置を調整する、基板処理方法。 A substrate processing method according to any one of claims 1 to 3, comprising:
The substrate processing method which adjusts the height position of the said member according to the thickness of the said liquid film in the said contact process.
前記基板支持部に支持された前記基板の前記一主面に処理液を供給する処理液供給部と、
複数の第1開口が設けられた一面と、前記複数の第1開口に連通する1以上の第2開口が設けられた他の面と、を有する部材と、
前記部材を移動させる部材移動部と、
前記処理液供給部を制御して前記一主面に前記処理液の液膜を形成し、前記部材移動部を制御して前記部材の一面を前記液膜の上面に接触させる制御部と、
を備える、基板処理装置。 A substrate support part for supporting the substrate with one principal surface facing upward,
A processing liquid supply unit that supplies a processing liquid to the one main surface of the substrate supported by the substrate support;
A member having one surface provided with a plurality of first openings and another surface provided with one or more second openings communicating with the plurality of first openings;
A member moving unit for moving the member;
A control unit that controls the processing liquid supply unit to form a liquid film of the processing liquid on the one main surface, and controls the member moving unit to bring one surface of the member into contact with the upper surface of the liquid film;
A substrate processing apparatus comprising:
前記部材は、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が設けられた平板を含む、基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 5,
The said member is a substrate processing apparatus containing the flat plate in which the some through-hole penetrated in the thickness direction was provided.
前記部材は、厚さ方向に連通した複数の空隙部を有するメッシュ部材を含む、基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 6,
The substrate processing apparatus, wherein the member includes a mesh member having a plurality of voids communicating in the thickness direction.
前記部材に電圧を印加する印加部、
をさらに備え、
前記部材は電圧の印加に応じて発熱する発熱体を含む、基板処理装置。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 5 to 7,
An application unit for applying a voltage to the member;
Further comprising
The substrate processing apparatus, wherein the member includes a heating element that generates heat in response to application of a voltage.
前記部材を洗浄する部材洗浄部、
をさらに備える、基板処理装置。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 5 to 8,
A member cleaning section for cleaning the member;
A substrate processing apparatus further comprising:
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