JP2017118064A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図22に示すように、基板の表面に微細なパターンが形成されている場合、スピンドライ工程では、パターン内部に入り込んだリンス液を除去できないおそれがあり、それによって、乾燥不良が生じるおそれがある。パターン内部に入り込んだリンス液の液面(空気と液体との界面)は、パターン内に形成されるので、液面とパターンとの接触位置に、液体の表面張力が働く。この表面張力が大きい場合には、パターンの倒壊が起こりやすくなる。典型的なリンス液である水は、表面張力が大きいために、スピンドライ工程におけるパターンの倒壊が無視できない。
この発明の一実施形態では、前記基板加熱手段は、前記低表面張力液体の液膜に形成される前記開口の周縁の移動に応じて加熱位置を移動させる加熱位置移動手段を含む。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板保持手段に保持された基板を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転手段をさらに含む。前記制御手段は、前記基板回転手段をさらに制御して、前記置換工程において前記基板を回転させ、前記液膜形成工程において前記基板の回転を減速させ、前記液膜排除工程において前記基板を前記置換工程における回転速度よりも低速度で回転させる。
この構成によれば、液膜に作用する遠心力による液膜の移動速度よりも液膜中の対流による液膜の自発的移動速度の方が高速であるため、遠心力によって基板から排除される低表面張力液体の量を抑制できる。それにより、液膜が基板上で分裂することを一層抑制することができる。したがって、基板の表面上の低表面張力液体を一層良好に排除することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板加熱手段は、前記基板の中心から離れた所定位置から前記基板の外周までの範囲に亘る環状領域を加熱する環状領域加熱手段を含む。
前記低表面張力液体供給手段は、前記基板の温度よりも低い低表面張力液体を供給してもよい。これにより、基板との温度差によって、液膜中の対流が生じやすくなる。より具体的には、基板加熱手段による加熱位置付近における基板の温度よりも低表面張力液体の温度が低いことが好ましい。それによって、加熱位置付近において、基板から液膜の表面へと向かう対流を生じさせ、また促進させることができるので、基板上における液膜の自発的移動によって、液膜を基板外へと効率的に排除できる。
この方法によれば、低表面張力液体の液膜の中央領域に形成された開口の周縁における液膜の気液界面において、基板から離れる方向の対流が生じる。この対流は、開口を広げる方向に向かう自発的な移動を生じさせ、それによって、開口が拡大される。そのため、液膜を分裂させることなく基板の表面上から低表面張力液体を一層良好に排除することができる。
この方法によれば、開口の周縁よりも外側に低表面張力液体が十分に供給されるので、開口の周縁よりも外側の低表面張力液体が局所的に蒸発して液膜が分裂することを抑制できる。したがって、基板の表面上の低表面張力液体を一層良好に排除することができる。
この方法によれば、液膜に作用する遠心力による液膜の移動速度よりも液膜中の対流による液膜の自発的移動速度の方が高速であるため、遠心力によって基板から排除される低表面張力液体の量を抑制できる。それにより、液膜が基板上で分裂することを一層抑制することができる。したがって、基板の表面上の低表面張力液体を一層良好に排除することができる。
この方法によれば、液膜が基板上で分裂しない速度範囲で基板が回転するため、遠心力によって液膜の移動を補助しながら、液塊の状態を保って、液膜を基板外に排除できる。
<第1実施形態>
図1は、この発明の第1実施形態に係る基板処理装置1に備えられた処理ユニット2の構成例を説明するための図解的な断面図である。基板処理装置1は、シリコンウエハ等の基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Wは、円形状の基板である。基板Wの表面には、微細なパターン(図22参照)が形成されている。基板処理装置1は、液体で基板Wを処理する処理ユニット2を含む。例えば、基板処理装置1は、処理ユニット2のほかに、処理ユニット2に対して基板Wを搬入/搬出するための搬送ロボット(図示せず)を含んでいてもよい。また、基板処理装置1は、複数の処理ユニット2を含んでいてもよい。
リンス液供給ノズル8は、リンス液供給ノズル移動機構50によって、例えば水平方向(回転軸線A1に垂直な方向)に移動される。リンス液供給ノズル8は、水平方向への移動によって、基板Wの表面の回転中心位置に対向する中央位置と、基板Wの表面に対向しない退避位置との間で移動させることができる。リンス液供給ノズル8には、リンス液供給管51が結合されている。リンス液供給管51には、その流路を開閉するリンス液バルブ52が介装されている。
処理ユニット2は、基板Wの上方で移動可能な移動ノズル10と、スピンチャック5に保持された基板Wを加熱するための加熱流体を供給する加熱流体供給ノズル11とをさらに含む。加熱流体供給ノズル11は、チャックピン20およびスピンベース21に保持された基板Wを加熱する基板加熱手段の一例である。
有機溶剤の一例としては、IPAが挙げられる。低表面張力液体としては、IPAに限らず、水よりも表面張力が小さく、かつ、基板Wの表面および基板Wに形成されたパターン(図22参照)と化学反応しない、IPA以外の有機溶剤を用いることができる。より具体的には、IPA、HFE(ハイドロフルオロエーテル)、メタノール、エタノール、アセトンおよびTrans-1,2ジクロロエチレンのうちの少なくとも1つを含む液を低表面張力液体として用いることができる。また、低表面張力液体は、単体成分のみからなる必要はなく、他の成分と混合した液体であってもよい。例えば、IPA液と純水との混合液であってもよいし、IPA液とHFE液との混合液であってもよい。
移動ノズル10には、有機溶剤供給管61、第1不活性ガス供給管63および第2不活性ガス供給管68が結合されている。有機溶剤供給管61には、その流路を開閉する有機溶剤バルブ62が介装されている。第1不活性ガス供給管63には、その流路を開閉する第1不活性ガスバルブ64が介装されている。第2不活性ガス供給管68には、第2不活性ガスバルブ69が介装されている。有機溶剤供給管61には、有機溶剤供給源から、有機溶剤が供給される。第1不活性ガス供給管63および第2不活性ガス供給管68には、不活性ガス供給源から、不活性ガスが供給される。
処理ユニット2による基板処理では、まず、薬液処理工程が実行される(ステップS1)。薬液処理工程では、まず、制御ユニット12は、基板回転駆動機構23を駆動してスピンベース21を回転させて基板Wの回転を開始する。薬液処理工程では、スピンベース21は、所定の薬液回転速度で回転される。薬液回転速度は、例えば、800rpm〜1000rpmである。
具体的には、制御ユニット12は、リンス液供給ノズル移動機構50を制御してリンス液供給ノズル8を基板Wの上方のリンス液処理位置に配置する。リンス液処理位置は、リンス液供給ノズル8から吐出されるリンス液が基板Wの表面の回転中心位置に着液する位置であってもよい。そして、制御ユニット12は、薬液バルブ42を閉じる。また、制御ユニット12は、リンス液バルブ52を開き、リンス液供給ノズル8に回転状態の基板Wの表面に向けてリンス液等の処理液を供給させる(処理液供給工程)。供給されたリンス液は遠心力によって基板Wの表面全体に行き渡り、薬液を置換する。
そして、基板Wの表面にリンス液を供給し続けることで、基板Wの表面上にリンス液の液膜が形成される。制御ユニット12は、基板回転駆動機構23を制御してスピンベース21を所定のリンス液膜形成速度で回転させる。リンス液膜形成速度は、例えば、10rpmである。
図4は、処理ユニット2による有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。図5A〜図5Dは、有機溶剤処理の一例の様子を説明するための図解的な断面図である。
有機溶剤処理工程では、まず、制御ユニット12は、ノズル移動機構60を制御して、移動ノズル10を基板Wの表面の回転中心位置に対向する中央位置に配置する(ステップT1)。
そして、制御ユニット12は、リンス液バルブ52を閉じてリンス液供給ノズル8からのリンス液の供給を停止させる。そして、制御ユニット12は、リンス液供給ノズル8を退避位置へ移動させる。そして、制御ユニット12は、有機溶剤バルブ62を開いて移動ノズル10からの有機溶剤の供給を開始させる(ステップT4)。移動ノズル10から供給される有機溶剤は、基板Wの表面の回転中心位置を含む中央領域に向けて吐出される。移動ノズル10から供給される有機溶剤の温度(有機溶剤温度)は、例えば50℃である。
詳しくは、制御ユニット12は、有機溶剤バルブ62を閉じることによって、移動ノズル10からの基板Wへの有機溶剤の供給を停止させる(ステップT9)。また、制御ユニット12は、加熱流体バルブ81を開き、図5Cに示すように、加熱流体供給ノズル11に加熱流体の供給を再開させる(ステップT10)。加熱流体の温度は、例えば、80℃〜85℃であり、移動ノズル10から供給されていた有機溶剤の温度(例えば50℃)よりも高い。加熱流体の供給により、基板Wへの加熱が強められる。加熱が強められることで基板Wの中央領域の温度が77℃〜82℃に達する。基板Wの裏面中心に到達した直後から基板Wと加熱流体との熱交換が始まるので、基板Wの外周に達するまでに加熱流体の熱量が基板Wに奪われる。そのため、基板Wの外周の温度は、71℃程度になる。
基板Wの中央領域が加熱されることによって、液膜66の中央領域に開口67が形成される開口形成工程が実行される(ステップT12)。詳しくは、加熱流体供給ノズル11から供給される加熱流体によって基板Wの裏面の中心が温められる。それによって、基板Wの中心付近の有機溶剤の表面張力が低下し、基板Wの中央領域においてのみ液膜66が薄くなる。基板Wの中央領域における有機溶剤の温度が上昇するため、有機溶剤の蒸発が促進され、液膜66の中央領域に開口67が形成される。開口67の形成は、基板Wの中心への不活性ガスの供給によって補助される。
図6Aに示すように、開口拡大工程では、基板Wの加熱によって、開口67の周縁67aに位置する液膜66の気液界面66aにおいて、基板Wの表面から離れる方向の対流Cが液膜66中に生じている。この対流Cは、液膜66中において、基板Wの表面に近い部分ほど液温が高いことによって生じる。対流Cは、基板Wの表面から離れる方向に沿って生じ、かつ気液界面66aに沿う流れを形成するので、開口67が拡大する方向に向かう液膜66の自発的な移動を生じさせる。開口拡大工程において、開口67の周縁67aに位置する液膜66の気液界面66aが、基板Wの表面に対して、有機溶剤の基板Wの表面に対する接触角θ2(図6B参照)よりも大きい角度θ1で接している。対流Cに起因する液膜66の自発的移動が生じているときに、このような状態となる。接触角θ2は、有機溶剤の液滴Aの気液界面と基板Wの表面との間で液膜66の内部に形成される角度である。角度θ1は、気液界面66aに直交する平面上で当該気液界面66aが形成する曲線において基板Wの表面との交点を接点として引いた接線66bと基板Wの表面との間で液膜66の内部に形成される角度である。開口67の周縁67aよりも外側とは、周縁67aに対して回転中心位置とは反対側をいう。角度θ1は、45度以上であることが好ましい。
制御ユニット12は、開口形成工程および開口拡大工程(液膜排除工程)において、液膜66に作用する遠心力による液膜66の移動速度よりも液膜66中の対流Cによる液膜66の移動速度の方が高速であるように、加熱流体バルブ81および基板回転駆動機構23を制御して、基板Wの加熱および回転を制御することが好ましい。液膜66の移動速度とは、開口67の周縁67aが基板Wの回転中心位置から離れる方向へ向かう速度である。
また、置換工程では、基板Wの回転により発生する遠心力によって処理液を排除しながら有機溶剤が基板Wの表面に供給されるので、基板W上の処理液を有機溶剤に効率良く置換させることができる。また、液膜形成工程では、基板Wの回転を減速させることで遠心力を低減させることができる。これにより、基板Wから排除される有機溶剤の量が低減されるので液膜66を良好に形成することができる。また、液膜排除工程においては、基板Wを置換工程における回転速度よりも低速度で回転させることによって、加熱に起因する液膜66の自発的な移動が支配的な状態となり、適度な遠心力によって、液膜66の自発的な移動を補助することができる。
また、移動ノズル10は、基板Wよりも温度が低い有機溶剤を供給しているため、基板Wとの温度差によって、液膜66中の対流Cが生じやすくなる。より具体的には、加熱流体供給ノズル11の加熱流体の供給による加熱位置付近における基板Wの温度よりも有機溶剤の温度が低いことが好ましい。それによって、加熱位置付近において、基板Wから液膜66の表面へと向かう対流Cを生じさせ、また促進させることができるので、基板W上における液膜66の自発的移動によって、液膜66を基板W外へと効率的に排除できる。
また、基板Wの裏面から表面への加熱流体の回り込みを抑制するために、加熱流体供給ノズル11からの加熱流体の供給の停止(ステップT6)は、移動ノズル10からの有機溶剤の供給の停止(ステップT9)よりも先に行うことが好ましい。
<第2実施形態>
第2実施形態に係る基板処理装置1Pは、第1実施形態に係る基板処理装置1と同じ構成を有している。図7は、この発明の第2実施形態に係る基板処理装置1Pに備えられた処理ユニット2Pによる有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。図8は、処理ユニット2Pによる有機溶剤処理の開口拡大工程の様子を説明するための図解的な断面図である。図7および図8ならびに後述する図9〜図21Bでは、今まで説明した部材と同じ部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
基板Wの外周付近では、基板Wの中心付近と比較して、加熱流体供給ノズル11から供給される加熱流体の熱が伝達されにくい。そのため、開口拡大工程において、開口67の周縁67aが基板Wの外周付近にある場合は、開口67の周縁67aが基板Wの中心付近にある場合と比較して、液膜66の自発的移動速度が遅い。そのため、開口拡大工程において、開口67の周縁67aが基板Wの外周に近づくのに従って基板Wの回転速度を徐々に加速させて遠心力を大きくすることによって、開口67の周縁67aが基板Wの外周付近にあるときの液膜66の移動の補助の度合いを大きくすることができる。
図9は、この発明の第3実施形態に係る基板処理装置1Qに備えられた処理ユニット2Qの構成例を説明するための図解的な断面図である。
第3実施形態に係る処理ユニット2Qが第1実施形態に係る処理ユニット2(図1参照)と主に異なる点は、処理ユニット2Qが、基板Wの中心から離れた外周位置で基板Wを加熱する外周部加熱機構30を含む点である。外周位置とは、加熱流体供給ノズル11が基板Wの裏面の中心に加熱流体を供給することによって特に加熱することができる位置(中央領域)よりも基板Wの外側の位置である。外周部加熱機構30は、外周位置で基板Wを加熱する外周部加熱手段の一例である。
第3実施形態に係る処理ユニット2Qによる有機溶剤処理が第1実施形態に係る処理ユニット2による有機溶剤処理(図4参照)と主に異なる点は、開口拡大工程において、基板Wを加熱する位置が移動する点である(ステップT31)。
制御ユニット12は、複数の加熱流体バルブ33を制御して、液膜66が排除されるまで複数の外周位置加熱流体供給ノズル31のうちのいずれかからの加熱流体の供給を続ける。
第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。
また、開口67の周縁67aの移動に応じて加熱位置が移動するため、開口67の周縁67aに位置する液膜66の気液界面66aにおいて対流Cを良好に生じさせることができる。したがって、基板Wの表面上の有機溶剤を一層良好に排除することができる。
また、開口67の周縁67aの位置に応じて、基板Wにおいて対流Cを発生させるために特に加熱が必要な部分のみを加熱することができるので、対流Cを発生させるための加熱流体の使用量を低減することができる。
図12は、第4実施形態に係る基板処理装置1Rに備えられた処理ユニット2Rの構成例を説明するための図解的な断面図である。
第4実施形態に係る処理ユニット2Rが第1実施形態に係る処理ユニット2(図1参照)と主に異なる点は、外周位置で基板Wを加熱する外周部加熱機構30Rが、複数のヒータ90を含む点である。外周部加熱機構30Rは、チャックピン20およびスピンベース21に保持された基板Wを加熱する基板加熱手段の一例である。複数のヒータ90は、例えば、スピンベース21に内蔵され、回転径方向に延びる抵抗体である。複数のヒータ90は、基板Wの下方から外周位置に対向している。複数のヒータ90は、基板Wが回転軸線A1まわりに回転されることによって、基板Wの裏面の環状領域に対向することになる。
ヒータ90は、回転軸線A1を取り囲む形状の円環状に形成されていてもよいし、周方向において円環の一部が途切れたC字状に形成されていてもよい。ヒータ90が円環状に形成されている場合、ヒータ90は、環状領域を加熱する環状領域加熱手段として機能する。
図13は、処理ユニット2Rによる有機溶剤処理の開口拡大工程の様子を説明するための図解的な断面図である。
第4実施形態に係る処理ユニット2Rによる有機溶剤処理は、第3実施形態に係る処理ユニット2Qによる有機溶剤処理(図10参照)と同じく、開口拡大工程において、基板Wを加熱する位置が移動する(ステップT31)。
このように、ヒータ通電機構91は、基板Wを加熱する位置を移動させる加熱位置移動手段として機能する。
第4実施形態によれば、第3実施形態と同様の効果を奏する。
<第5実施形態>
図14は、この発明の第5実施形態に係る基板処理装置1Sに備えられた処理ユニット2Sの構成例を説明するための図解的な断面図である。
外周位置加熱流体供給ノズル84は、外周位置で基板Wを加熱する外周部加熱手段として機能する。外周位置加熱流体供給ノズル84は、中心加熱流体供給ノズル83の先端から回転径方向に延びたバーノズルの形態を有している。
外周位置加熱流体供給ノズル84は、基板Wの裏面の中心から離れた外周位置に臨む複数の吐出口84aを有している。複数の吐出口84aは、回転軸線A1からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。これらの複数の吐出口84aは、基板Wが回転軸線A1まわりに回転されることによって、基板Wの裏面の環状領域に臨むことになる。
第5実施形態に係る処理ユニット2Sによる有機溶剤処理は、第1実施形態に係る処理ユニット2による有機溶剤処理(図4参照)と僅かに異なる。
すなわち、処理ユニット2Sによる有機溶剤処理は、基板Wの裏面の中心への加熱流体の供給を開始するステップT3(図4参照)の代わりに、加熱流体供給ノズル11Sにより基板Wの裏面の中心および基板Wの裏面の複数の外周位置へ向けた加熱流体の供給を開始するステップT51を実行する。
また、処理ユニット2Sによる有機溶剤処理は、基板Wの裏面の中心への加熱流体の供給を再開するステップT10(図4参照)の代わりに、加熱流体供給ノズル11Sにより基板Wの裏面の中心および基板Wの裏面の複数の外周位置へ向けた加熱流体の供給を再開するステップT53を実行する。
また、加熱流体供給ノズル11Sから加熱流体が供給される外周位置で基板Wを加熱することによって、外周位置の有機溶剤の蒸発を加速させることができるので、効率良く液膜66を排除することができる。
<第6実施形態>
第6実施形態に係る基板処理装置1Tは、第5実施形態に係る基板処理装置1Sと(図14参照)同じ構成を有している。
第6実施形態に係る処理ユニット2Tによる有機溶剤処理が第1実施形態に係る処理ユニット2による有機溶剤処理(図4参照)と主に異なる点は次のとおりである。すなわち、処理ユニット2Tによる有機溶剤処理では、不活性ガスを用いずに開口67を形成する。また、処理ユニット2Tによる有機溶剤処理では、開口67を拡大させる際、基板Wに有機溶剤を供給しながら有機溶剤の着液位置を変更する。着液位置とは、基板Wの表面において、移動ノズル10から供給される有機溶剤が着液する位置をいう。
そして、制御ユニット12が、基板回転駆動機構23を制御して、スピンベース21の回転を徐々に減速させ、基板Wの回転を置換工程よりも減速させる(ステップT7)。具体的には、基板Wが所定の液膜形成速度で回転するようになるまで徐々に基板Wの回転が減速される。液膜形成速度は、例えば、10rpmである。
詳しくは、制御ユニット12が、有機溶剤バルブ62を閉じることによって、移動ノズル10から基板Wへの有機溶剤の供給を停止させる(ステップT9)。また、制御ユニット12は、加熱流体バルブ81を開き、図18Cに示すように、加熱流体供給ノズル11Sに、基板Wの裏面の中心および基板Wの裏面の複数の外周位置へ向けた加熱流体の供給を再開させる(ステップT63)。加熱流体の温度は、例えば、80℃〜85℃であり、移動ノズル10から供給されていた有機溶剤の温度(例えば50℃)よりも高い。加熱流体の供給の再開により、基板Wへの加熱が強められる。加熱が強められることで基板Wの中央領域の温度が77℃〜82℃に達する。基板Wの外周の温度は、外周位置加熱流体供給ノズル84から供給される加熱流体により加熱されることで、75℃程度に達する。
基板Wの中央領域が加熱されることによって、液膜66の中央領域に開口67が形成される開口形成工程が実行される(ステップT12)。
そして、制御ユニット12は、開口67の周縁67aが基板Wの中央領域よりも外側へ移動すると、有機溶剤バルブ62を開くことによって、基板Wの中央領域よりも外側への移動ノズル10からの有機溶剤の供給を開始させる(ステップT65)。移動ノズル10から供給される有機溶剤の温度(有機溶剤温度)は、例えば、50℃である。有機溶剤温度が室温以上である場合は、対流C(図6A参照)が発生しやすい。有機溶剤温度が基板Wの温度(例えば、75℃〜82℃)よりも低い場合は、基板Wの表面付近の有機溶剤と液膜66の表面(上方の面)付近の有機溶剤との間に温度差が生じるため、対流Cが発生しやすくなる。移動ノズル10から供給される有機溶剤の供給量(有機溶剤供給量)は、例えば、50ミリリットル/minである。
第6実施形態によれば、第5実施形態と同様の効果を奏する。
また、開口67の拡大に応じて有機溶剤の着液位置が変更されるので、開口67の周縁67aよりも外側には、有機溶剤が十分に供給されるので、開口67の周縁67aよりも外側の有機溶剤が局所的に蒸発して液膜66が分裂することを抑制できる。したがって、基板Wの表面上の有機溶剤を一層良好に排除することができる。
<第7実施形態>
図19は、第7実施形態に係る基板処理装置1Uに備えられた処理ユニット2Uの構成例を説明するための図解的な断面図である。この処理ユニット2Uは、基板加熱手段としての加熱流体供給ノズル11Uを含む。加熱流体供給ノズル11Uが、中心加熱流体供給ノズル83と、中心加熱流体供給ノズル83とは別体で設けられた外周部加熱手段としての外周位置加熱流体供給ノズル85とを含む。
外周位置加熱流体供給ノズル85は、複数設けられていてもよい。第7実施形態では、外周位置加熱流体供給ノズル85は、2つ設けられており、基板Wの回転方向に関して互いに180度離間している。各外周位置加熱流体供給ノズル85は、中心加熱流体供給ノズル83に結合された加熱流体供給管80とは別の複数の加熱流体供給管87にそれぞれ結合されている。複数の加熱流体供給管87のそれぞれには、複数の加熱流体バルブ88が介装されている。換言すれば、各外周位置加熱流体供給ノズル85に個別の加熱流体供給管87が結合されており、その加熱流体供給管87に1つの加熱流体バルブ88が介装されている。加熱流体供給管80および加熱流体供給管87には、共通の加熱流体供給源から加熱流体が供給されていてもよい。
図20は、第7実施形態に係る処理ユニット2Uによる有機溶剤処理の一例を説明するための流れ図である。図21Aは、第7実施形態に係る処理ユニット2Uによる有機溶剤処理の開口形成工程の様子を説明するための図解的な断面図である。図21Bは、第7実施形態に係る処理ユニット2Uによる有機溶剤処理の開口拡大工程の様子を説明するための図解的な断面図である。
また、処理ユニット2Uによる有機溶剤処理は、基板Wの裏面の中心への加熱流体の供給を停止するステップT6(図4参照)の代わりに、制御ユニット12が、加熱流体バルブ88を閉じ、外周位置加熱流体供給ノズル85からの基板Wの裏面の外周位置へ向けた加熱流体の供給を停止させるステップT72を実行する。
また、図21Aに示すように、処理ユニット2Uによる有機溶剤処理では、制御ユニット12は、第1不活性ガスバルブ64を開き、移動ノズル10から基板Wの中心への不活性ガスを供給させる(ステップT11)。第7実施形態の有機溶剤処理では、この不活性ガスの供給によって基板W上の液膜66に開口67が形成される。
第7実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。
また、加熱流体供給ノズル11Sから加熱流体が供給される外周位置で基板Wを加熱することによって、外周位置の有機溶剤の蒸発を加速させることができるので、効率良く液膜66を排除することができる。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
また、各実施形態の有機溶剤処理では、液膜形成工程において、加熱流体の供給を停止するステップT6,T52,T62,T72を実行するとしたが、加熱流体の供給を完全に停止する必要はない。すなわち、制御ユニット12が加熱流体バルブ81,88を制御することによって加熱流体の供給量を低減することによって基板Wへの加熱を弱めてもよいし、制御ユニット12が加熱流体の温度を低下させることによって基板Wへの加熱を弱めてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
1P 基板処理装置
1Q 基板処理装置
1R 基板処理装置
1S 基板処理装置
1T 基板処理装置
1U 基板処理装置
8 リンス液供給ノズル(処理液供給手段)
10 移動ノズル(低表面張力供給手段)
11 加熱流体供給ノズル(基板加熱手段、中心温水供給手段)
11S 加熱流体供給ノズル(基板加熱手段)
11U 加熱流体供給ノズル(基板加熱手段)
12 制御ユニット(制御手段)
20 チャックピン(基板保持手段)
21 スピンベース(基板保持手段)
22 回転軸(基板回転手段)
23 基板回転駆動機構(基板回転手段)
30 外周部加熱機構(基板加熱手段、外周部加熱手段)
30R 外周部加熱機構(基板加熱手段、外周部加熱手段)
33 加熱流体バルブ(加熱位置移動手段)
60 ノズル移動機構(着液位置変更手段)
66 液膜
66a 気液界面
67 開口
67a 周縁
81 加熱流体バルブ(加熱位置移動手段)
83 中心加熱流体供給ノズル(中心温水供給手段)
84 外周位置加熱流体供給ノズル(外周部加熱手段)
85 外周位置加熱流体供給ノズル(外周部加熱手段)
90 ヒータ(環状領域加熱手段)
91 ヒータ通電機構(加熱位置移動手段)
A1 回転軸線
W 基板
Claims (21)
- 基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板を加熱する基板加熱手段と、
前記処理液供給手段、前記低表面張力液体供給手段および前記基板加熱手段を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段が、前記処理液供給手段によって前記基板に処理液を供給させる処理液供給工程と、前記基板加熱手段によって前記基板を加熱しながら前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記処理液を置換させる置換工程と、前記基板加熱手段による基板の加熱を弱め、前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記低表面張力液体供給手段から前記基板の中央領域に低表面張力液体を供給せずに、前記基板加熱手段による前記基板の加熱を強め、前記基板上の液膜を排除する液膜排除工程とを実行する、基板処理装置。 - 基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板を加熱する基板加熱手段と、
前記処理液供給手段、前記低表面張力液体供給手段および前記基板加熱手段を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段が、前記処理液供給手段によって前記基板に処理液を供給させる処理液供給工程と、前記基板加熱手段によって前記基板を加熱しながら前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記処理液を置換させる置換工程と、前記低表面張力液体供給手段から前記基板に低表面張力液体を供給させて前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記基板加熱手段を制御して前記低表面張力液体の液膜中に対流を生じさせ、その対流による前記液膜の移動によって前記基板の表面から前記液膜を排除する液膜排除工程とを実行する、基板処理装置。 - 前記液膜排除工程が、前記低表面張力液体の液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面において、前記基板から離れる方向の対流が生じるように前記基板加熱手段により前記基板を加熱し、それによって、前記開口を前記基板の周縁に向かって広げる開口拡大工程とを含む、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記開口拡大工程において、前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面が、前記基板の表面に対して、前記低表面張力液体の前記基板の表面に対する接触角よりも大きい角度で接している、請求項3に記載の基板処理装置。
- 前記開口拡大工程において、前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面が、前記基板の表面に対して、45度以上の角度で接している、請求項3または4に記載の基板処理装置。
- 前記低表面張力液体供給手段によって供給される低表面張力液体の前記基板の表面上における着液位置を変更する着液位置変更手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記着液位置変更手段を制御し、前記低表面張力液体の液膜に前記開口が形成された後に、前記開口の拡大に伴って、前記開口の周縁よりも外側に前記着液位置が位置するように前記着液位置を移動させる、請求項3〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記基板加熱手段は、前記低表面張力液体の液膜に形成される前記開口の周縁の移動に応じて加熱位置を移動させる加熱位置移動手段を含む、請求項3〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持手段に保持された基板を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記基板回転手段をさらに制御して、前記置換工程において前記基板を回転させ、前記液膜形成工程において前記基板の回転を減速させ、前記液膜排除工程において前記基板を前記置換工程における回転速度よりも低速度で回転させる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記制御手段は、前記液膜排除工程において、前記液膜に作用する遠心力による前記液膜の移動速度よりも前記液膜中の対流による前記液膜の移動速度の方が高速であるように、前記基板加熱手段による前記基板の加熱および前記基板回転手段による前記基板の回転を制御する、請求項8に記載の基板処理装置。
- 前記制御手段は、前記液膜排除工程において、前記液膜が前記基板上で分裂しない速度範囲で、前記基板の回転速度を一定に維持するか、または前記基板の回転速度を変更する、請求項8または9に記載の基板処理装置。
- 前記基板加熱手段は、前記基板の裏面中心に向けて温水を供給する中心温水供給手段を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記基板加熱手段は、前記基板の中心から離れた外周位置で前記基板を加熱する外周部加熱手段をさらに含む請求項11に記載の基板処理装置。
- 前記基板加熱手段は、前記基板の中心から離れた所定位置から前記基板の外周までの範囲に亘る環状領域を加熱する環状領域加熱手段を含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記低表面張力液体供給手段は、前記基板の温度よりも低い低表面張力液体を供給する、請求項1〜13のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 水平に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給工程と、
前記基板を加熱しながら水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板に供給することにより前記処理液を置換する置換工程と、
前記基板の加熱を弱め、前記基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給することにより前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記基板の中央領域に低表面張力液体を供給せずに前記基板の加熱を強めることにより前記基板上の液膜を排除する液膜排除工程とを含む、基板処理方法。 - 水平に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給工程と、
前記基板を加熱しながら水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板に供給することにより前記処理液を置換する置換工程と、
前記基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給することにより前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記基板を加熱することにより水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体の液膜中に対流を生じさせ、その対流による前記液膜の移動によって前記基板の表面から前記液膜を排除する液膜排除工程とを含む、基板処理方法。 - 前記液膜排除工程は、前記低表面張力液体の液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、前記開口の周縁に位置する前記液膜の気液界面において、前記基板から離れる方向の対流が生じるよう前記基板を加熱し、それによって、前記開口を前記基板の周縁に向かって広げる開口拡大工程とを含む、請求項15または16に記載の基板処理方法。
- 前記開口拡大工程と並行して、前記基板の表面上における前記開口の周縁よりも外側に設定した着液位置に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給し、かつ、前記開口の拡大に従って当該着液位置を変更する着液位置変更工程をさらに含む、請求項17に記載の基板処理方法。
- 前記置換工程において前記基板を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに回転させ、前記液膜形成工程において前記回転軸線まわりの前記基板の回転を減速させ、前記液膜排除工程において前記基板を前記回転軸線まわりに前記置換工程における回転速度よりも低速度で回転させる基板回転工程をさらに含む、請求項15〜18のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記液膜排除工程において、前記液膜に作用する遠心力による前記液膜の移動速度よりも前記液膜中の対流による液膜の移動速度の方が高速であるように、前記基板を加熱し回転させる、請求項19に記載の基板処理方法。
- 前記基板回転工程は、前記液膜排除工程において、前記液膜が前記基板上で分裂しない速度範囲で、前記基板の回転速度を一定に維持するか、または前記基板の回転速度を変更する、請求項19または20に記載の基板処理方法。
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