JP2017212335A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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昌之 林
亨 遠藤
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亨 遠藤
啓之 河原
Hiroyuki Kawahara
啓之 河原
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Keiji Iwata
敬次 岩田
世 根来
Sei Negoro
世 根来
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Abstract

【課題】基板処理に用いられる複数種の薬剤流体の組合せが接触に適さないような組合せであっても、薬剤流体配管の内部におけるそれらの薬剤流体の接触の発生を防止しながら、当該複数種の薬剤流体を用いた処理を一つの処理チャンバにおいて完遂できる基板処理装置および基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、処理チャンバと、処理チャンバ内において、基板Wの上面に対向する基板対向面6に開口した第1の吐出口8を有する第1のノズル9と、第1のノズル9に接続され、内部が第1の吐出口8に連通する有機溶剤配管34とを含む。硫酸含有液工程に先立って第1の水置換工程が実行される。第1の水置換工程では、有機溶剤配管34に分岐接続された第1の水配管39を介して有機溶剤配管34に水が供給されることにより、有機溶剤配管34の内部が水で置換される。
【選択図】図5A−5B

Description

この発明は、第1の薬剤流体および第2の薬剤流体を用いて基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。前記基板の例には、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。
半導体装置や液晶表示装置の製造工程には、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板の表面に薬液による処理を施すために、基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。枚葉式の基板処理装置は、隔壁により区画された処処理チャンバの内部に、基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持されている基板の上面に第1の薬液を供給するための第1の薬液ノズルと、スピンチャックに保持されている基板の上面に第2の薬液を供給するための第2の薬液ノズルとを備えている。第1の薬液ノズルは吐出口を有し、第1の薬液ノズルには、薬液供給源からの薬液を第1の薬液ノズルに供給するための薬液配管が接続されている。
このような基板処理装置において、第1の薬液と第2の薬液とが接触に危険を伴うような組合せ(すなわち、接触に適さないような組合せ)であることがある。このような接触に適さないような組合せの薬液を用いた処理を一つの処理チャンバで行う場合、処理チャンバの内部で接触しないように、一方の薬液の供給時に他方の薬液用のバルブの新規開成を禁止したり、基板の回転速度の検出値が回転数範囲外になると薬液用のバルブの開成を禁止したりするインターロック処理の実行が提案されている(たとえば特許文献1,2参照)。
特許第4917469号公報 特許第4917470号公報
しかしながら、第2の薬剤流体(第2の薬液)を用いた処理中に、スピンチャックの周辺に第1のノズルが配置されていると、第2の薬剤流体を含む雰囲気が、吐出口を介して薬剤流体配管(薬液配管)に進入するおそれがある。薬剤流体配管の内部への第2の薬剤流体を含む雰囲気の進入は、第1の薬剤流体と第2の薬剤流体との接触の原因になり得る。
そこで、この発明の目的は、基板処理に用いられる複数種の薬剤流体の組合せが接触に適さないような組合せであっても、薬剤流体配管の内部におけるそれらの薬剤流体の接触の発生を防止しながら、当該複数種の薬剤流体を用いた処理を一つの処理チャンバにおいて完遂できる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
前記の目的を達成するための請求項1に記載の発明は、処理チャンバと、前記処理チャンバ内に配置されて、基板を保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に向けて流体を吐出するための吐出口を有する第1のノズルと、前記第1のノズルに接続され、内部が前記吐出口に連通する薬剤流体配管と、前記薬剤流体配管に、第1の薬剤流体を供給するための第1の薬剤流体供給ユニットと、前記薬剤流体配管に水を供給するための第1の水供給ユニットと、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に、前記第1の薬剤流体とは種類の異なる流体である第2の薬剤流体を供給するための第2の薬剤流体供給ユニットと、前記第1の薬剤流体供給ユニット、前記第2の薬剤流体供給ユニットおよび前記第1の水供給ユニットを制御する制御ユニットとを含み、前記制御ユニットは、前記第1の薬剤流体を前記薬剤流体配管に供給することにより前記第1のノズルから前記基板の主面に向けて前記第1の薬剤流体を吐出して、前記第1の薬剤流体を用いた処理を前記基板に施す第1の処理工程と、前記第2の薬剤流体を前記基板の主面に供給して、前記第2の薬剤流体を用いた処理を前記基板に施す第2の処理工程と、前記第1の処理工程の実行前および/もしくは実行後、ならびに/または、前記第2の処理工程の実行前および/もしくは実行後において、前記第1の水供給ユニットからの水を前記薬剤流体配管に供給して、前記薬剤流体配管の内部を前記水で置換する水置換工程とを実行する、基板処理装置を提供する。
この構成によれば、第1の薬剤流体を用いる第1の処理工程、および第2の薬剤流体を用いる第2薬液供給工程が、共通の処理チャンバ内において実行される。第1の処理工程では、第1の薬剤流体を薬剤流体配管に供給することにより、第1のノズルから基板の主面に向けて第1の薬剤流体を吐出される。
また、第1の処理工程の実行前および/もしくは実行後、ならびに/または、前記第2の処理工程の実行前および/もしくは実行後において、薬剤流体配管の内部を水で置換する水置換工程が実行される。
第1の処理工程の終了後および/または第2の処理工程の開始前に、薬剤流体配管の内部に第1の薬剤流体が残留していることがある。この場合、第1の処理工程の終了後および/または第2の処理工程の開始前において薬剤流体配管の内部を水で置換することにより、薬剤流体配管から、第1の薬剤流体を除去できる。そのため、第2の処理工程の開始時には、薬剤流体配管の内部に第1の薬剤流体は残留していない。したがって、当該第2の処理工程において第2の薬剤流体が薬剤流体配管内に進入しても、当該第2の薬剤流体は第1の薬剤流体と接触しない。これにより、薬剤流体配管の内部における第1の薬剤流体と第2の薬剤流体との接触を防止できる。
また、第1の処理工程の開始前および/または第2の処理工程の終了後に、薬剤流体配管の内部に第2の薬剤流体が付着していることがある。この場合、第1の処理工程の開始前および/または第2の処理工程の終了後において薬剤流体配管の内部を水で置換することにより、薬剤流体配管から、第2の薬剤流体を除去できる。そのため、第1の処理工程の開始時には、薬剤流体配管の内部に第2の薬剤流体は残留していない。したがって、当該第1の処理工程において第1の薬剤流体が薬剤流体配管内に供給されても、当該第1の薬剤流体は第2の薬剤流体と接触しない。これにより、薬剤流体配管の内部における第1の薬剤流体と第2の薬剤流体との接触を防止できる。
以上により、基板処理に用いられる複数種の薬剤流体(第1の薬剤流体および第2の薬剤流体)の組合せが接触に適さないような組合せであっても、薬剤流体配管の内部におけるそれらの薬剤流体の接触の発生を防止しながら、当該複数種の薬剤流体を用いた処理を一つの処理チャンバにおいて完遂できる基板処理装置を提供できる。
また、この明細書において、「接触に適さないような組合せ」であるとは、「接触に危険が伴うような組合せ」だけでなく、「接触により生成物を生成するような組合せ」も含む趣旨である。「接触により生成物を生成するような組合せ」には、酸とアルカリとの組合せも含む。
請求項2に記載の発明は、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に対向する基板対向面を有する対向部材をさらに含み、前記第1のノズルの前記吐出口は、前記基板対向面に開口している、請求項1に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の主面に対向する対向部材が設けられており、対向部材の基板対向面に、第1のノズルの吐出口が開口している。そのため、第2の処理工程において、基板の主面への第2の薬剤流体の供給に伴って第2の薬剤流体が、吐出口から薬剤流体配管の内部に進入するおそれがある。薬剤流体配管の内部への第2の薬剤流体を含む雰囲気の進入は、第1の薬剤流体と第2の薬剤流体との接触の原因になり得る。
しかしながら、第1の処理工程の実行前および/もしくは実行後、ならびに/または、前記第2の処理工程の実行前および/もしくは実行後において、薬剤流体配管の内部が水で置換される。そのため、基板の主面に対向する対向部材が設けられ、この対向部材の基板対向面に第1のノズルの吐出口が開口している場合であっても、薬剤流体配管の内部における第1の薬剤流体と第2の薬剤流体との接触を防止できる。
請求項3に記載の発明は、前記薬剤流体配管の内部を吸引するための吸引ユニットをさらに含み、前記制御ユニットは前記吸引ユニットをさらに制御するものであり、前記制御ユニットは、前記水置換工程の終了後、前記薬剤流体配管の内部を吸引する第1の吸引工程をさらに実行する、請求項1または2に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、水置換工程の終了後、薬剤流体配管の内部が吸引される。この吸引によって、薬剤流体配管の内部から水が除去され、吸引後には薬剤流体配管の内部に水が残存しないか、あるいは薬剤流体配管の内部に残存する水の量は少ない。これにより、水置換工程の終了後における第1のノズルからの水の落液を抑制または防止でき、ゆえに、基板の主面のパーティクル汚染を抑制または防止できる。
請求項4に記載の発明は、前記制御ユニットは、前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、前記制御ユニットは、前記水置換工程として、前記第2の処理工程に先立って実行される第1の水置換工程を少なくとも実行する、請求項1〜3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の処理工程に先立って第1の水置換工程が実行される。第2の処理工程の開始前には、前回の処理で用いられた第1の薬剤流体が薬剤流体配管の内部に残存しているおそれがある。しかしながら、第2の処理工程に先立って薬剤流体配管の内部を水で置換することにより、第2の処理工程の開始時には、薬剤流体配管の内部に第1の薬剤流体は残留していない。したがって、当該第2の処理工程において第2の薬剤流体が薬剤流体配管内に進入しても、薬剤流体配管の内部で第1の薬剤流体と接触しない。これにより、第2の処理工程において、薬剤流体配管の内部における第1の薬剤流体と第2の薬剤流体との接触を防止できる。
請求項5に記載の発明は、前記制御ユニットは、前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、前記制御ユニットは、前記水置換工程として、前記第2の処理工程の後、前記第1の処理工程に先立って実行される第2の水置換工程を少なくとも実行する、請求項1〜4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の処理工程の後、第1の処理工程に先立って第2の水置換工程が実行される。第2の処理工程の終了後でかつ第1の処理工程の開始前には、第2の処理工程において用いられた第2の薬剤流体が薬剤流体配管内に進入し、当該薬剤流体配管の内部に残存しているおそれがある。しかしながら、第1の処理工程に先立って薬剤流体配管の内部を水で置換することにより、第1の処理工程の開始時には、薬剤流体配管の内部に第2の薬剤流体は残留していない。したがって、当該第1の処理工程において薬剤流体配管に第1の薬剤流体が供給されても、第2の薬剤流体と接触しない。これにより、第1の処理工程において、薬剤流体配管の内部における第1の薬剤流体と第2の薬剤流体との接触を防止できる。
請求項6に記載の発明は、前記制御ユニットは、前記第2の処理工程の後において前記基板の主面から前記第2の薬剤流体を水で洗い流すべく、前記第1の処理工程に先立って、前記基板の主面に水を供給する第1の水供給工程をさらに実行し、前記制御ユニットは、前記第1の水供給工程として前記第2の水置換工程を実行する、請求項5に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、第2の処理工程の後において基板の主面から第2の薬剤流体を水で洗い流す第1の水供給工程に並行して、薬剤流体配管の内部を水で置換する第2の水置換工程を実行する。これにより、第1の水供給工程を、第2の水置換工程とタイミングで行う場合と比較して、全体の処理時間を短縮できる。
請求項7に記載の発明は、前記第1のノズルとは別のノズルであって、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に向けて流体を吐出するための第2のノズルと、前記第2のノズルに水を供給するための第2の水供給ユニットとをさらに含み、前記制御ユニットは前記第2の水供給ユニットをさらに制御するものであり、前記制御ユニットは、前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、かつ前記第2の処理工程の後、前記第1の処理工程の開始に先立って、前記第2のノズルに水を供給することにより前記第2のノズルから前記基板の主面に向けて水を吐出開始する第2の水供給工程を実行し、前記制御ユニットは、前記第1の処理工程における前記薬剤流体配管への前記第1の薬剤流体の供給を、前記第2の水供給工程の終了に先立って開始する、請求項1〜6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の水供給の終了後直ちに第1の薬剤流体を吐出口から吐出することができる。すなわち、第2の水供給工程の終了後直ちに第1の処理工程を開始できる。これにより、全体の処理時間を短縮できる。
請求項8に記載の発明は、前記制御ユニットは、前記第2の水供給工程の終了前に、前記第1の処理工程を開始する、請求項1〜7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の水供給の終了前から、第1の薬剤流体を吐出口から吐出することができる。これにより、全体の処理時間をより一層短縮できる。
請求項9に記載の発明は、前記制御ユニットは、前記1の処理工程における前記第1のノズルからの第1の薬剤流体の吐出終了後に、前記薬剤流体配管の内部を吸引する第2の吸引工程をさらに実行する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
請求項10に記載のように、前記洗浄液は、炭酸水を含んでいてもよい。
請求項11に記載のように、前記第1の薬剤流体は、硫酸含有液を含み、前記第2の薬剤流体は、有機溶剤を含んでいてもよい。
前記の目的を達成するための請求項12に記載の発明は、処理チャンバ内で基板を保持する基板保持工程と、第1の薬剤流体を、第1のノズルに接続された薬剤流体配管に供給することにより前記第1のノズルから前記基板の主面に向けて前記第1の薬剤流体を吐出して、前記第1の薬剤流体を用いた処理を前記基板に施す第1の処理工程と、前記第1の薬剤流体とは種類の異なる流体である第2の薬剤流体を前記基板の主面に供給して、前記第2の薬剤流体を用いた処理を前記基板に施す第2の処理工程と、前記第1の処理工程の実行前および/もしくは実行後、ならびに/または、前記第2の処理工程の実行前および/もしくは実行後において、前記第1の水供給ユニットからの水を前記薬剤流体配管に供給して、前記薬剤流体配管の内部を前記水で置換する水置換工程とを含む、基板処理方法を提供する。
この方法によれば、請求項1に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項13に記載の発明は、前記水置換工程の終了後、前記薬剤流体配管の内部を吸引する第1の吸引工程をさらに含む、請求項12に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、請求項3に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項14に記載の発明は、前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、前記水置換工程は、前記第2の処理工程に先立って実行される第1の水置換工程を含む、請求項12または13に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、請求項4に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項15に記載の発明は、前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、前記水置換工程は、前記第2の処理工程の後、前記第1の処理工程に先立って実行される第2の水置換工程を含む、請求項12〜14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、請求項5に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項16に記載の発明は、前記第2の処理工程の後において前記基板の主面から前記第2の薬剤流体を水で洗い流すべく、前記第1の処理工程に先立って、前記基板の主面に水を供給する第1の水供給工程をさらに含み、前記第1の水供給工程は、前記第2の水置換工程を含む、請求項15に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、請求項6に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項17に記載の発明は、前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、前記第2の処理工程の後、前記第1の処理工程に先立って、前記第1のノズルとは別のノズルである第2のノズルから前記基板の主面に向けて水を吐出する第2の水供給工程をさらに含み、前記第1の処理工程は、前記薬剤流体配管への前記第1の薬剤流体の供給を、前記第2の水供給工程の終了に先立って実行開始する、請求項12〜16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、請求項7に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項18に記載の発明は、前記第2の処理工程の後、前記第2のノズルから水を前記基板の主面に供給する第2の水供給工程をさらに含み、前記第2の水供給工程に並行して、前記第1の処理工程を実行する、請求項12〜17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、請求項8に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項19に記載の発明は、前記1の処理工程における前記第1のノズルからの第1の薬剤流体の吐出終了後に、前記薬剤流体配管の内部を吸引する第2の吸引工程をさらに含む、請求項12〜18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、請求項9に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項20に記載のように、前記洗浄液は、炭酸水を含んでいてもよい。
請求項21に記載のように、前記第1の薬剤流体は、硫酸含有液を含み、前記第2の薬剤流体は、有機溶剤を含んでいてもよい。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。 図2Aは、前記基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図2Bは、前記処理ユニットに含まれる対向部材の周辺の構成を具体的に説明するための図である。 図2Cは、前記処理ユニットの下部の構成例を拡大して示す図解的な断面図である。 図3は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図4は、前記処理ユニットによる第1の基板処理例を説明するための流れ図である。 図5A−5Bは、前記第1の基板処理例を説明するための図解的な図である。 図5C−5Dは、図5Bに続く工程を説明するための図解的な図である。 図5E−5Fは、図5Dに続く工程を説明するための図解的な図である。 図5G−5Hは、図5Fに続く工程を説明するための図解的な図である。 図6は、前記第1の基板処理例の主要な工程における、第1の液体検知センサおよび第2の液体検知センサによる監視状況を説明するための図解的な図である。 図7は、前記第1の基板処理例における、ハードインターロックを説明するための図である。 図8は、前記処理ユニットによる第2の基板処理例を説明するための図解的な図である。 図9は、前記処理ユニットによる第3の基板処理例を説明するための図解的な図である。
以下では、この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の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。基板処理装置1は、シリコンウエハなどの基板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、円板状の基板である。基板処理装置1は、処理液で基板Wを処理する複数の処理ユニット2と、処理ユニット2で処理される複数枚の基板Wを収容するキャリヤCが載置されるロードポートLPと、ロードポートLPと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する搬送ロボットIRおよびCRと、基板処理装置1を制御する制御ユニット3とを含む。搬送ロボットIRは、キャリヤCと基板搬送ロボットCRとの間で基板Wを搬送する。基板搬送ロボットCRは、搬送ロボットIRと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する。複数の処理ユニット2は、たとえば、同様の構成を有している。
図2Aは、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。
処理ユニット2は、箱形の処理チャンバ4と、処理チャンバ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(基板保持ユニット)5と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面(主面)に対向する基板対向面6を有する対向部材7とを含む。対向部材7は、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面の中央部に向けて流体を吐出するための第1の吐出口(吐出口)8を有する第1のノズル9と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面の中央部に向けて流体を吐出するための第2の吐出口10を有する第2のノズル11と、第1の薬剤流体としての液体の有機溶剤(低表面張力を有する有機溶剤)の一例のイソプロピルアルコール(isopropyl alcohol:IPA)を第1のノズル9に供給するための有機溶剤供給ユニット(第1の薬剤流体供給ユニット)12と、第2のノズル11に、リンス液としての水(たとえば炭酸水)を供給するためのリンス用水供給ユニット(第2の水供給ユニット)13と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に、第2の薬剤流体としての硫酸含有液の一例の硫酸過酸化水素水混合液(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture:SPM)を供給するための硫酸含有液供給ユニット(第2の薬剤流体供給ユニット)14と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に、洗浄薬液の一例のSC1(NHOHおよびHを含む液体)を供給するための洗浄薬液供給ユニット15と、スピンチャック5を取り囲む筒状の処理カップ16とを含む。
処理チャンバ4は、スピンチャック5やノズルを収容する箱状の隔壁18と、隔壁18の上部から隔壁18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)19とを含む。
FFU19は、隔壁18の上方に配置されており、隔壁18の天井に取り付けられている。FFU19は、隔壁18の天井から処理チャンバ4内に下向きに清浄空気を送る。また、処理カップ16の底部には、排気液配管81が接続されており、排気液配管81は、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処理チャンバ4内の気体を導出する。したがって、処理チャンバ4内を下方に流れるダウンフロー(下降流)が、FFU19および排気液配管81によって形成される。基板Wの処理は、処理チャンバ4内にダウンフローが形成されている状態で行われる。
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22と、このスピンモータ22の駆動軸と一体化された下スピン軸23と、下スピン軸23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24とを含む。
スピンベース24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25が配置されている。複数個の挟持部材25は、スピンベース24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。
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。
図2Bは、処理ユニット2に含まれる対向部材7の周辺の構成を具体的に説明するための図である。
図2A,2Bに示すように、対向部材7は、遮断板26と、遮断板26に同軸に設けられた上スピン軸27とを含む。遮断板26は、基板Wとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板状である。基板対向面6は、遮断板26の下面を形成しており、基板Wの上面全域に対向する円形である。
基板対向面6の中央部には、遮断板26および上スピン軸27を上下に貫通する円筒状の貫通穴28が形成されている。貫通穴28の内周壁は、円筒面によって区画されている。貫通穴28の内部には、第1のノズル9および第2のノズル11が挿通されている。第1および第2のノズル9,11は、それぞれ、上スピン軸27の回転軸線A2(回転軸線A1と同軸)に沿って上下方向に延びている。
具体的には、貫通穴28の内部には、遮断板26の回転軸線A2に沿って上下に延びる中心軸ノズル29が挿通している。中心軸ノズル29は、図2Bに示すように、第1および第2のノズル9,11と、第1および第2のノズル9,11を取り囲む筒状のケーシング30とを含む。この実施形態では、第1および第2のノズル9,11は、それぞれ、インナーチューブである。第1の吐出口8は、第1のノズル9の下端に形成されている。第2の吐出口10は、第2のノズル11の下端に形成されている。ケーシング30は、回転軸線A2に沿って上下方向に延びている。ケーシング30は、貫通穴28の内部に非接触状態で挿入されている。したがって、遮断板26の内周は、径方向に間隔を空けてケーシング30の外周を取り囲んでいる。
図2Aに示すように、上スピン軸27には、遮断板回転ユニット31が結合されている。遮断板回転ユニット31は、遮断板26ごと上スピン軸27を回転軸線A2まわりに回転させる。遮断板26には、電動モータ、ボールねじ等を含む構成の遮断板昇降ユニット32が結合されている。遮断板昇降ユニット32は、中心軸ノズル29ごと遮断板26を鉛直方向に昇降する。遮断板昇降ユニット32は、遮断板26の基板対向面6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(図5A等参照)と、近接位置の上方に設けられた退避位置(図2Aや図5G等参照)の間で、遮断板26および中心軸ノズル29を昇降させる。遮断板昇降ユニット32は、近接位置と退避位置との間の各位置で遮断板26を保持可能である。
また、遮断板26に関連して、遮断板26の近接位置への配置を検出するための遮断板近接位置センサ33(図2A〜2Cで図示しない)が設けられている。
図2Bに示すように、有機溶剤供給ユニット12は、第1のノズル9に接続され、内部が第1の吐出口8に連通する有機溶剤配管(薬剤流体配管)34と、有機溶剤配管34に介装され、有機溶剤を開閉する第1の有機溶剤バルブ35と、第1の有機溶剤バルブ35よりも下流側の有機溶剤配管34に介装され、有機溶剤を開閉する第2の有機溶剤バルブ36と、第1の有機溶剤バルブ35が閉状態にあることを検知するバルブ閉センサ37とを含む。
図2Bに示すように、有機溶剤配管34において第1の有機溶剤バルブ35と第2の有機溶剤バルブ36との間に設定された第1の分岐位置38には、第1の水配管39が分岐接続されている。以降の説明において、有機溶剤配管34における第1の分岐位置38よりも下流側の下流側部分40を、「有機溶剤下流側部分40」という。有機溶剤配管34における第1の分岐位置38よりも上流側の上流側部分41を、「有機溶剤上流側部分41」という。この実施形態では、第1の分岐位置38は、有機溶剤配管34の上端に近い位置に設定されている。そのため、有機溶剤下流側部分40に有機溶剤が存在しない状態において、第1の有機溶剤バルブ35の開成後第2のノズル11(第2の吐出口10)に有機溶剤が到達するまでの時間は長くなる(たとえば約3秒)。
第1の有機溶剤バルブ35が開かれると、有機溶剤供給源からの有機溶剤が、第2の有機溶剤バルブ36へと供給される。この状態で第2の有機溶剤バルブ36が開かれると、第2の有機溶剤バルブ36に供給された有機溶剤が、第1の吐出口8から基板Wの上面中央部に向けて吐出される。
図2Bに示すように、有機溶剤下流側部分40において、第2の有機溶剤バルブ36の介装位置よりも上流側の所定の第1の検出位置42には、有機溶剤下流側部分40の内部の液体の存否を検出するための第1の液体検知センサ43が配置されている。第1の液体検知センサ43は、第1の検出位置42における有機溶剤配管34の内部の液体の存否を検出し、その検出結果に応じた信号を制御ユニット3に送出する。有機溶剤配管34の内部の液体の先端が、第1の検出位置42よりも前進している(第1のノズル9側に位置している)とき、第1の液体検知センサ43によって液体が検出される。有機溶剤配管34の内部の液体の先端が、第1の検出位置42よりも後退している(有機溶剤供給源側に位置している)とき、第1の液体検知センサ43によっては、液体は検出されない。
図2Bに示すように、有機溶剤下流側部分40において、第2の有機溶剤バルブ36の介装位置よりも下流側の所定の第2の検出位置44には、有機溶剤下流側部分40の内部の液体の存否を検出するための第2の液体検知センサ45が配置されている。第2の液体検知センサ45は、第2の検出位置44における有機溶剤配管34の内部の液体の存否を検出し、その検出結果に応じた信号を制御ユニット3に送出する。有機溶剤配管34の内部の液体の先端が、第2の検出位置44よりも前進している(第1のノズル9側に位置している)とき、第2の液体検知センサ45によって液体が検出される。有機溶剤配管34の内部の液体の先端が、第2の検出位置44よりも後退している(有機溶剤供給源側に位置している)とき、第2の液体検知センサ45によっては、液体は検出されない。
第1の液体検知センサ43および第2の液体検知センサ45は、それぞれ、たとえば液検知用のファイバセンサ(たとえば(株)キーエンス社製FU95S)であり、有機溶剤配管34の外周壁に直付け配置または近接配置されている。第1の液体検知センサ43および/または第2の液体検知センサ45は、たとえば静電容量型のセンサによって構成されていてもよい。
図2Bに示すように、第1の水配管39には、水供給源からの水(たとえば炭酸水)が供給されるようになっている。第1の水配管39の途中部には、第1の水配管39を開閉するための第1の水バルブ46が介装されている。第1の水バルブ46が開かれると、第1の水配管39から有機溶剤下流側部分40へと供給される。また、第1の水バルブ46が閉じられると、第1の水配管39から有機溶剤下流側部分40への水の供給が停止される。第1の水配管39から有機溶剤配管34へと供給される水は、たとえば炭酸水である。第1の水配管39および第1の水バルブ46は、置換用水供給ユニット(第1の水供給ユニット)47に含まれている。
図2Bに示すように、第1の水配管39の途中部(すなわち、第1の分岐位置38と第1の水バルブ46との間)に設定された第2の分岐位置48には、吸引配管49が分岐接続されている。以降の説明において、第1の水配管39における第2の分岐位置48よりも下流側の下流側部分50を、「水下流側部分50」という。
図2Bに示すように、吸引配管49の途中部には、吸引配管49を開閉するための吸引バルブ51が介装されている。吸引配管49の先端には吸引装置52が接続されている。吸引装置52は、たとえば、図2Aに示すように、真空発生器53と、真空発生器53を作動させるための駆動バルブ54とを含む。吸引装置52は、真空発生により吸引力を発生させるものに限られず、たとえば、アスピレータ等であってもよい。
図2Bに示すように、吸引装置52(真空発生器53)の作動状態において、第1の有機溶剤バルブ35および第1の水バルブ46が閉じられかつ第2の有機溶剤バルブ36が開かれた状態で吸引バルブ51が開かれると、吸引装置52の働きが有効化され、有機溶剤下流側部分40および水下流側部分50の内部が排気され、有機溶剤下流側部分40および水下流側部分50に含まれる液体(水または有機溶剤)が、吸引配管49へと引き込まれる。吸引装置52および吸引バルブ51は、吸引ユニット55に含まれている。
図2Bに示すように、リンス用水供給ユニット13は、第2のノズル11に接続され、内部が第2の吐出口10に連通する第2の水配管56と、第2の水配管56を開閉して、第2の水配管56から第2のノズル11への水の供給および供給停止を切り替える第2の水バルブ57とを含む。第2の水バルブ57が開かれると、水供給源からの水が、第2の水配管56へと供給され、第2の吐出口10から基板Wの上面中央部に向けて吐出される。
図2Aに示すように、処理ユニット2は、さらに、ケーシング30の外周と遮断板26の内周との間の筒状の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス配管58と、不活性ガス配管58に介装された不活性ガスバルブ59とを含む。不活性ガスバルブ59が開かれると、不活性ガス供給源からの不活性ガスが、ケーシング30の外周と遮断板26の内周との間を通って、遮断板26の下面中央部から下方に吐出される。したがって、遮断板26が近接位置に配置されている状態で、不活性ガスバルブ59が開かれると、遮断板26の下面中央部から吐出された不活性ガスが基板Wの上面と遮断板26の基板対向面6との間を外方に(回転軸線A1から離れる方向に)広がり、基板Wと遮断板26との空気が不活性ガスに置換される。不活性ガス配管58内を流れる不活性ガスは、たとえば窒素ガスである。不活性ガスは、窒素ガスに限らず、ヘリウムガスやアルゴンガスなどの他の不活性ガスであってもよい。
図2Aに示すように、硫酸含有液供給ユニット14は、硫酸含有液ノズル60と、硫酸含有液ノズル60に接続された硫酸含有液配管61と、硫酸含有液配管61に介装された硫酸含有液バルブ62と、硫酸含有液ノズル60を移動させる第1のノズル移動ユニット63とを含む。第1のノズル移動ユニット63は、モータ等を含む。第1のノズル移動ユニット63には、硫酸含有液ノズル60が退避位置にあること検出するためのノズル退避センサ64が結合されている。
第1のノズル移動ユニット63が、たとえばステッピングモータによって構成されている場合、当該ステッピングモータを制御するための、モータ制御部から出力される、硫酸含有液ノズル60の移動量(アームの揺動角度)に応じたエンコーダ信号を参照して、ノズル退避センサ64は、硫酸含有液ノズル60が退避位置にあるか否かを検出できる。
硫酸含有液ノズル60は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルである。硫酸含有液配管61には、硫酸含有液供給源からの硫酸含有液が供給されている。この実施形態では、硫酸含有液配管61には、硫酸含有液として、高温(たとえば約170℃〜約200℃)の硫酸過酸化水素水混合液(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture:SPM)が供給される。硫酸と過酸化水素水との反応熱により、前記の高温まで昇温されたSPMが硫酸含有液配管61に供給されている。
硫酸含有液バルブ62が開かれると、硫酸含有液配管61から硫酸含有液ノズル60に供給された高温のSPMが、硫酸含有液ノズル60から下方に吐出される。硫酸含有液バルブ62が閉じられると、硫酸含有液ノズル60からの、高温のSPMの吐出が停止される。第1のノズル移動ユニット63は、硫酸含有液ノズル60から吐出された高温のSPMが基板Wの上面に供給される処理位置と、硫酸含有液ノズル60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、硫酸含有液ノズル60を移動させる。
図2Aに示すように、洗浄薬液供給ユニット15は、洗浄薬液ノズル65と、洗浄薬液ノズル65に接続された洗浄薬液配管66と、洗浄薬液配管66に介装された洗浄薬液バルブ67と、洗浄薬液ノズル65を移動させる第2のノズル移動ユニット68とを含む。洗浄薬液ノズル65は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルである。洗浄薬液配管66には、洗浄薬液供給源からの洗浄薬液(たとえばSC1)が供給されている。
洗浄薬液バルブ67が開かれると、洗浄薬液配管66から洗浄薬液ノズル65に供給されたSC1が、洗浄薬液ノズル65から下方に吐出される。洗浄薬液バルブ67が閉じられると、洗浄薬液ノズル65からの洗浄薬液の吐出が停止される。第2のノズル移動ユニット68は、洗浄薬液ノズル65から吐出されたSC1が基板Wの上面に供給される処理位置と、洗浄薬液ノズル65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、洗浄薬液ノズル65を移動させる。さらに、第2のノズル移動ユニット68は、洗浄薬液ノズル65から吐出された洗浄薬液が基板Wの上面中央部に着液する中央位置と、洗浄薬液ノズル65から吐出された洗浄薬液が基板Wの上面周縁部に着液する周縁位置との間で、洗浄薬液ノズル65を水平に移動させる。中央位置および周縁位置は、いずれも処理位置である。
図2Cは、処理ユニット2の下部の構成例を拡大して示す図解的な断面図である。
図2A,2Cに示すように、処理カップ16は、スピンチャック5を取り囲む、基板Wの周囲に飛散した処理液(洗浄薬液およびリンス液)を受け止めるための第1および第2のガード71,72と、個々のガード71,72を独立して昇降させるガード昇降ユニット73とを含む。ガード昇降ユニット73は、個々のガード71,72を独立して昇降させる。なお、ガード昇降ユニット73は、たとえはボールねじ機構を含む構成である。
処理カップ16は上下方向に重なるように収容可能であり、ガード昇降ユニット73が2つのガード71,72のうちの少なくとも一つを昇降させることにより、処理カップ16の展開および収容が行われる。
内側の第1のガード71は、スピンチャック5の周囲を取り囲み、スピンチャック5による基板Wの回転軸線A1に対してほぼ回転対称な形状を有している。図2Cに示すように、第1のガード71は、平面視において円環状をなす底部74と、この底部74の内周縁から上方に立ち上がる円筒状の内壁部75と、底部74の外周縁から上方に立ち上がる円筒状の外壁部76と、内周縁と外周縁との間に対応する底部74の一部から上方に立ち上がる円筒状の案内部77とを一体的に備えている。
案内部77は、底部74から立ち上がる円筒状の本体部78と、この本体部78の上端から滑らかな円弧を描きつつ中心側(回転軸線A1に近づく方向)斜め上方に延びる筒状の上端部79とを含む。
内壁部75と案内部77との間は、基板Wの処理に使用された処理液(硫酸含有液、洗浄薬液および水)を集めて排液するための第1の排液溝80が区画されている。第1の排液溝80の底部の最も低い箇所には、図示しない負圧源から延びる排気液配管81が接続されている。これにより、第1の排液溝80の内部が強制的に排気され、第1の排液溝80に集められた処理液、および第1の排液溝80内の雰囲気が、排気液配管81を介して排出される。雰囲気とともに排出される処理液は、排気液配管81の途中部に介装された気液分離器97によって雰囲気から分離される。排気液配管81には、気液分離器97を介して、複数の排液分岐配管(硫酸含有液用分岐配管82、洗浄薬液用分岐配管83および水用分岐配管84)が、それぞれ排液分岐バルブ85が介して接続されている。個々の排液分岐バルブ85には、当該排液分岐バルブ85が閉状態にあることを検知する第2のバルブ閉センサ95とを含む。
後述する硫酸含有液工程(図4のステップS3)では、排液分岐バルブ85のうち、硫酸含有液用分岐配管82用の排液分岐バルブ85のみが開かれており、排気液配管81を流通する処理液は、硫酸含有液用分岐配管82へと供給され、その後、硫酸含有液を排液処理するための処理装置(図示しない)に送られる。
また、後述する第1および第2のリンス工程(図4のステップS4およびステップS6)では、排液分岐バルブ85のうち、水用分岐配管84用の排液分岐バルブ85のみが開かれており、排気液配管81を流通する処理液は、水用分岐配管84へと供給され、その後、水を排液処理するための処理装置(図示しない)に送られる。
また、後述する洗浄薬液工程(図4のステップS5)では、排液分岐バルブ85のうち、洗浄薬液用分岐配管83用の排液分岐バルブ85のみが開かれており、排気液配管81を流通する処理液は、洗浄薬液用分岐配管83へと供給され、その後、洗浄薬液を排液処理するための処理装置(図示しない)に送られる。
また、案内部77と外壁部76との間は、基板Wの処理に使用された有機溶剤を集めて回収するための第2の排液溝86とされている。第2の排液溝86において、たとえば底部には、排気配管87の一端が接続されている。これにより、第2の排液溝86の内部が強制的に排気され、第2の排液溝86内の雰囲気が、排気配管87を介して排出される。
排気配管87の他端は、図示しない負圧源に接続されている。排気配管87には、排気配管87を開閉するための排気バルブ101が介装されている。排気バルブ101には、当該排気バルブ101が開状態にあることを検知するバルブ開センサ21が設けられている。
外側の第2のガード72は、回転軸線A1に対してほぼ回転対称な形状を有している。第2のガード72は、第1のガード71の案内部77の外側においてスピンチャック5の周囲を取り囲んでいる。第2のガード72の上端部88には、スピンチャック5によって保持された基板Wよりも直径が大きい開口89が形成されており、第2のガード72の上端90は、開口89を区画する開口端となっている。
第2のガード72は、案内部77と同軸円筒状をなす下端部91と、下端部91の上端から滑らかな円弧を描きつつ中心側(回転軸線A1に近づく方向)斜め上方に延びる筒状の上端部88と、上端部88の先端部を下方に折り返して形成された折返し部92とを有している。
下端部91は、第2の排液溝86上に位置し、第1のガード71と第2のガード72が最も近接した状態で、第2の排液溝86に収容される長さに形成されている。また、上端部88は、第1のガード71の案内部77の上端部79と上下方向に重なるように設けられ、第1のガード71と第2のガード72とが最も近接した状態で、案内部77の上端部79に対してごく微少な隙間を保って近接するように形成されている。折返し部92は、第1のガード71と第2のガード72とが最も近接した状態で、案内部77の上端部79と水平方向に重なるように形成されている。
図2Aに示すように、ガード昇降ユニット73は、ガードの上端部が基板Wより上方に位置する上位置と、ガードの上端部が基板Wより下方に位置する下位置との間で、各ガード71,72を昇降させる。ガード昇降ユニット73は、上位置と下位置との間の任意の位置で各ガード71,72を保持可能である。基板Wへの処理液の供給や基板Wの乾燥は、いずれかのガード71,72が基板Wの周端面に対向している状態で行われる。
内側の第1のガード71を基板Wの周端面に対向させる場合には、図5A等に示すように、第1および第2のガード71,72のいずれもが上位置に配置される。この状態では、折返し部92が案内部77の上端部79と水平方向に重なっている。
第1のガード71に関連して、第1のガード71の上位置への配置を検出するためのガード上位置センサ93と、第1のガード71の上位置への配置を検出するためのガード下位置センサ94とが設けられている。
一方、外側の第2のガード72を基板Wの周端面に対向させる場合には、図2Aや図5G等に示すように、第2のガード72が上位置に配置され、かつ第1のガード71が下位置に配置される。
図3は、基板処理装置1の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御ユニット3は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御ユニット3はCPU等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。
第2のノズル移動ユニット63,68、遮断板回転ユニット31、遮断板昇降ユニット32およびガード昇降ユニット73等の動作を制御する。また、制御ユニット3は、第1の有機溶剤バルブ35、第2の有機溶剤バルブ36、第1の水バルブ46、吸引バルブ51、駆動バルブ54、第2の水バルブ57、不活性ガスバルブ59、硫酸含有液バルブ62、洗浄薬液バルブ67、排液分岐バルブ85等を開閉する。さらに、制御ユニット3には、第1のバルブ開センサ21の検出出力、遮断板近接位置センサ33の検出出力、バルブ閉センサ37の検出出力、第1の液体検知センサ43の検出出力、第2の液体検知センサ45の検出出力、ノズル退避センサ64の検出出力、ガード上位置センサ93の検出出力、ガード下位置センサ94の検出出力、第2のバルブ閉センサ95の検出出力等が入力されるようになっている。
図4は、処理ユニット2による第1の基板処理例を説明するための流れ図である。図5A〜5Hは、第1の基板処理例を説明するための図解的な図である。
以下、図2A〜図4を参照しながら、第1の基板処理例について説明する。図5A〜5Hについては適宜参照する。第1の基板処理例は、基板Wの上面に形成されたレジストを除去するためのレジスト除去処理である。以下で述べるように、第1の基板処理例は、SPM等の硫酸含有液を用いて基板Wを処理する硫酸含有液工程S3と、IPA等の液体の有機溶剤を用いて基板Wを処理する有機溶剤工程S7とを含む。硫酸含有液と有機溶剤とは、接触に危険(この場合、急激な反応)が伴うような薬剤流体(薬液、または薬剤成分を含む気体)の組合せである。
処理ユニット2によってレジスト除去処理が基板Wに施されるときには、処理チャンバ4の内部に、高ドーズでのイオン注入処理後の基板Wが搬入される(図4のステップS1)。搬入される基板Wは、レジストをアッシングするための処理を受けていないものとする。また、基板Wの表面には、微細で高アスペクト比の微細パターンが形成されている。
具体的には、制御ユニット3は、対向部材7(すなわち、遮断板26および中心軸ノズル29)が退避位置に退避し、全ての移動ノズル(すなわち、硫酸含有液ノズル60および洗浄薬液ノズル65)がスピンチャック5の上方から退避し、かつ第1および第2のガード71,72が下位置に下げられる。その結果、第1および第2のガード71,72の上端がいずれも基板Wの保持位置よりも下方に配置される。この状態で、基板Wを保持している基板搬送ロボットCR(図1参照)のハンドH(図1参照)を処理チャンバ4の内部に進入させることにより、基板Wがその表面(レジスト形成面)を上方に向けた状態でスピンチャック5に受け渡される。その後、スピンチャック5に基板Wが保持される(基板保持工程)。
その後、制御ユニット3は、スピンモータ22によって基板Wの回転を開始させる。基板Wは予め定める液処理速度(1〜500rpmの範囲内で、たとえば約100rpm)まで上昇させられ、その液処理速度に維持される。また、制御ユニット3は、ガード昇降ユニット73を制御して、第1および第2のガード71,72をそれぞれ上位置まで上昇させて、第1のガード71を基板Wの周端面に対向させる。
基板Wの回転速度が液処理速度に達すると、次いで、炭酸水を基板Wの上面に供給して基板Wを除電する除電工程(図4のステップS2)が行われる。具体的には、制御ユニット3は、第2の水バルブ57を開く。これにより、図5Aに示すように、第2のノズル11の第2の吐出口10から、基板Wの上面中央部に向けて炭酸水が吐出される。第2のノズル11から吐出された炭酸水は、基板Wの上面中央部に着液し、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの上面上を基板Wの周縁部に向けて流れる。
また、この実施形態では、除電工程S2は、第2のノズル11からの炭酸水の吐出だけでなく、併せて、第1のノズル9の第1の吐出口8から炭酸水を吐出することによって実現される。つまり、除電工程S2は、有機溶剤配管34の内部を炭酸水で置換する第1の水置換工程T1を含む。具体的には、制御ユニット3は、除電工程S2の開始と同期して、第2の有機溶剤バルブ36を開きかつ第1の有機溶剤バルブ35および吸引バルブ51を閉じながら、第1の水バルブ46を開く。これにより、第1の水配管39からの炭酸水が、有機溶剤下流側部分40に供給される。有機溶剤下流側部分40の内壁に、前回のレジスト除去処理時に使用したIPAの液滴が付着している場合には、このIPAの液滴が炭酸水によって置換される。有機溶剤下流側部分40に供給された炭酸水は、第1のノズル9から吐出されて基板Wの上面中央部に着液し、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの上面上を基板Wの周縁部に向けて流れる。また、有機溶剤下流側部分40の管内に前回のレジスト除去処理時に使用したIPA雰囲気が混入している場合も、炭酸水により除去される。
基板Wの上面に供給された炭酸水は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に向けて飛散し、第1のガード71の内壁に受け止められる。そして、第1のガード71の内壁を伝って流下する炭酸水は、第1の排液溝80に集められた後排気液配管81に導かれる。除電工程S2では、水用分岐配管84用の排液分岐バルブ85を開き、かつ硫酸含有液用分岐配管82用の排液分岐バルブ85および洗浄薬液用分岐配管83用の排液分岐バルブ85を閉じることにより、排気液配管81を通る液体の流通先が水用分岐配管84に設定されている。そのため、除電工程S2では、排気液配管81に導かれた炭酸水は、水用分岐配管84を通して、炭酸水を排液処理するための処理装置(図示しない)へと導かれる。前回のレジスト除去処理時に使用したIPAの液滴が第1のガード71の内壁や第1の排液溝80、排気液配管81の管壁に付着している場合には、このIPAの液滴が炭酸水によって洗い流される。
基板Wの上面への炭酸水の供給により、基板W上の上面に炭酸水の液膜が形成される。炭酸水の液膜が基板Wの上面に接液することにより、スピンチャック5に保持されている基板Wが除電される。この実施形態では、除電工程S2が第1の水置換工程T1を含むので、第1の水置換工程T1を、除電工程S2と別のタイミングで行う場合と比較して、レジスト除去処理全体の処理時間を短縮できる。
そして、炭酸水の吐出開始から所定時間が経過すると、制御ユニット3は、図5Bに示すように、第2の水バルブ57を開いた状態に維持しながら第1の水バルブ46を閉じて、第2のノズル11からの炭酸水の吐出を維持しながら第1のノズル9からの炭酸水の吐出を停止させる。
第1のノズル9からの炭酸水の吐出停止後、有機溶剤配管34の内の炭酸水を吸引する第1の水吸引工程T2(第1の吸引工程)が実行される。この第1の水吸引工程T2は、第1の水置換工程T1後に有機溶剤配管34の内部に存在している炭酸水を、吸引ユニット55によって吸引するものである。
具体的には、制御ユニット3は、第1の水置換工程T1の終了後、第2の有機溶剤バルブ36を開きかつ第1の有機溶剤バルブ35および第1の水バルブ46を閉じながら、吸引バルブ51を開く。これにより、有機溶剤下流側部分40および水下流側部分50の内部が排気され、図5Bに示すように、有機溶剤下流側部分40および水下流側部分50に存在している炭酸水が、吸引配管49へと引き込まれる(吸引)。炭酸水の吸引は、炭酸水の先端面が配管内の所定の待機位置(たとえば吸引配管49または水下流側部分50に設定)に後退するまで行われる。炭酸水の先端面が、待機位置まで後退すると、制御ユニット3は吸引バルブ51を閉じる。これにより、第1の水置換工程T1が終了する。
第1の水置換工程T1の終了後に第1の水吸引工程T2が実行されることにより、第1の水吸引工程T2の実行後には、有機溶剤配管34の内部に炭酸水が存在しない。これにより、第1の水置換工程T1の終了後における第1のノズル9からの炭酸水の落液を抑制または防止できる。
炭酸水の吐出開始から所定時間が経過すると、制御ユニット3は、第1の水バルブ46を閉じて、第2のノズル11からの炭酸水の吐出を停止させる。これにより、除電工程S2が終了する。
また、この実施形態では、第1の水吸引工程T2と、除電工程S2の一部(第2のノズル9からの炭酸水の吐出)とを並行して行うので、第1の水吸引工程T2を、除電工程S2の終了後に別途行う場合と比較して、レジスト除去処理全体の処理時間を短縮できる。
次いで、制御ユニット3は、高温のSPMを基板Wの上面に供給する硫酸含有液工程(第2の処理工程。図4のステップS3)を行う。硫酸含有液工程S3では、基板Wの表面からレジストを剥離すべく、制御ユニット3は、硫酸含有液ノズル60からの高温のSPMを、基板Wの上面中央部に供給する。
具体的には、硫酸含有液工程S3において、制御ユニット3は、第1のノズル移動ユニット63を制御することにより、硫酸含有液ノズル60を退避位置から中央位置に移動させる。これにより、硫酸含有液ノズル60が基板Wの中央部の上方に配置される。その後、制御ユニット3は、硫酸含有液バルブ62を開く。これにより、高温(たとえば約170℃〜約200℃)のSPMが硫酸含有液配管61から硫酸含有液ノズル60に供給され、この硫酸含有液ノズル60の吐出口から高温のSPMが吐出される。硫酸含有液ノズル60から吐出された高温のSPMは、基板Wの上面の中央部に着液し、基板Wの回転による遠心力を受けて、基板Wの上面に沿って外方に流れる。これにより、図5Cに示すように、基板Wの上面全域がSPMの液膜によって覆われる。高温のSPMにより、基板Wの表面からレジストが剥離されて、当該基板Wの表面から除去される。
基板Wの上面に供給されたSPMは、基板Wの周縁部から基板Wの側方に向けて飛散し、第1のガード71の内壁に受け止められる。そして、第1のガード71の内壁を伝って流下するSPMは、第1の排液溝80に集められた後排気液配管81に導かれる。硫酸含有液工程S3では、硫酸含有液用分岐配管82用の排液分岐バルブ85を開き、かつ洗浄薬液用分岐配管83用の排液分岐バルブ85および水用分岐配管84用の排液分岐バルブ85を閉じることにより、排気液配管81を通る液体の流通先が硫酸含有液用分岐配管82に設定されている。そのため、除電工程S2では、排気液配管81に導かれたSPMは、硫酸含有液用分岐配管82を通して、硫酸含有液を排液処理するための処理装置(図示しない)へと導かれる。そのため、硫酸含有液工程S3の後には、第1のガード71の内壁や第1の排液溝80、排気液配管81の管壁にSPMの液滴が付着している。
硫酸含有液工程S3では、高温のSPMの基板Wへの供給により、基板Wの上面の周囲に大量のSPMのミストが発生する。硫酸含有液工程S3では、遮断板26および中心軸ノズル29は退避位置(たとえば、遮断板26の基板対向面6がスピンベース24の上面から上方に十分な間隔(たとえば約150mm)を隔てられているのであるが、硫酸含有液工程S3において使用されるSPMが極めて高温(たとえば約170℃〜約200℃)であるため、硫酸含有液工程S3では大量のSPMのミストが発生し、その結果、このSPMのミストが第1の吐出口8から有機溶剤配管34の内部に入り込み、有機溶剤配管34の内部に(奥深くまで)進入する。
この場合、前回のレジスト除去処理で用いられたIPAが有機溶剤配管34の内部に残存していると(有機溶剤配管34の内部へのIPAの液滴の付着も含む)、硫酸含有液工程S3において、有機溶剤配管34内に進入したSPMのミストが、有機溶剤配管34の内部でIPAと接触するおそれがある。有機溶剤配管34の内部でSPMのミストがIPAと接触するとパーティクルが発生し、有機溶剤配管34の内部が、パーティクル発生源になるおそれがある。
しかしながら、この実施形態では、硫酸含有液工程S3に先立って第1の水置換工程T1を実行しているから、硫酸含有液工程S3の開始時には、有機溶剤配管34の内部にIPAは残留していない。したがって、硫酸含有液工程S3においてSPMのミストが有機溶剤配管34内に進入しても、有機溶剤配管34の内部でIPAと接触しない。そのため、硫酸含有液工程S3においてIPAとSPMとの接触を防止でき、これにより、有機溶剤配管34の内部がパーティクル発生源になることを抑制または防止できる。
硫酸含有液工程S3において、高温のSPMの吐出開始から予め定める期間が経過すると、硫酸含有液工程S3が終了する。具体的には、制御ユニット3は、硫酸含有液バルブ62を閉じて、硫酸含有液ノズル60からの高温のSPMの吐出を停止させ、その後、第1のノズル移動ユニット63を制御して、硫酸含有液ノズル60を退避位置まで退避させる。
次いで、リンス液としての炭酸水を基板Wの上面に供給する第1のリンス工程(図4のステップS4)が行われる。具体的には、制御ユニット3は、第2の水バルブ57を開く。これにより、図5Dに示すように、第2のノズル11の第2の吐出口10から、基板Wの上面中央部に向けて炭酸水が吐出される。第2のノズル11から吐出された炭酸水は、基板Wの上面中央部に着液し、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの上面上を基板Wの周縁部に向けて流れる。
また、この実施形態では、第1のリンス工程S4は、第2のノズル11からの炭酸水の吐出だけでなく、併せて、第1のノズル9の第1の吐出口8から炭酸水を吐出することによって実現される。つまり、第1のリンス工程S4は、第2のノズル11からの炭酸水の吐出に並行して、有機溶剤配管34の内部を炭酸水で置換する第2の水置換工程T3を含む。具体的には、制御ユニット3は、第1のリンス工程S4の開始と同期して、第2の有機溶剤バルブ36を開きかつ第1の有機溶剤バルブ35および吸引バルブ51を閉じながら、第1の水バルブ46を開く。これにより、第1の水配管39からの炭酸水が、有機溶剤下流側部分40に供給され、有機溶剤下流側部分40の内壁に付着しているSPMの液滴が炭酸水によって置換される。有機溶剤下流側部分40に供給された炭酸水は、第1のノズル9から吐出されて基板Wの上面中央部に着液し、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの上面上を基板Wの周縁部に向けて流れる。
基板Wの上面に供給された炭酸水は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に向けて飛散し、第1のガード71の内壁に受け止められる。そして、第1のガード71の内壁を伝って流下する炭酸水は、第1の排液溝80に集められた後排気液配管81に導かれる。第1のリンス工程S4では、水用分岐配管84用の排液分岐バルブ85を開き、かつ硫酸含有液用分岐配管82用の排液分岐バルブ85および洗浄薬液用分岐配管83用の排液分岐バルブ85を閉じることにより、排気液配管81を通る液体の流通先が水用分岐配管84に設定されている。そのため、排気液配管81に導かれた炭酸水は、水用分岐配管84を通して、水を排液処理するための処理装置(図示しない)へと導かれる。硫酸含有液工程S3において使用したSPMの液滴が第1のガード71の内壁や第1の排液溝80、排気液配管81の管壁に付着している場合には、このSPMの液滴が炭酸水によって洗い流される。
基板Wの上面に供給される炭酸水によって、基板W上のSPMが外方に押し流され、基板Wの周囲に排出され、基板W上のSPMの液膜が、基板Wの上面全域を覆う炭酸水の液膜に置換される。すなわち、リンス液としての炭酸水によって、基板Wの上面からSPMが洗い流される。そして、炭酸水の吐出開始から所定時間が経過すると、制御ユニット3は、第1の水バルブ46および第2の水バルブ57をそれぞれ閉じて、第1のノズル9および第2のノズル11からの炭酸水の吐出を停止させる。これにより、第1のリンス工程が終了する。
また、この実施形態では、第1のリンス工程S4が第2の水置換工程T3を含むので、第1の水置換工程T1を、第1のリンス工程S4と別のタイミングで行う場合と比較して、レジスト除去処理全体の処理時間を短縮できる。
また、第1のリンス工程S4において、第1のノズル9からの炭酸水の吐出停止と、第2のノズル11からの炭酸水の吐出停止とを同期させる必要はなく、第1のノズル9からの炭酸水の吐出停止を、第2のノズル11からの炭酸水の吐出停止に先立って行うようにしてもよい。
第1のノズル9および第2のノズル11からの炭酸水の吐出停止後、制御ユニット3は、SC1を基板Wの上面に供給する洗浄薬液工程(第1の処理工程。図4のステップS5)を行う。洗浄薬液工程S5では、硫酸含有液工程S3後に基板Wの表面に存在するレジスト残渣を基板Wの表面から除去すべく、制御ユニット3は、洗浄薬液ノズル65からのSC1を、基板Wの上面に供給する。
具体的には、洗浄薬液工程S5において、制御ユニット3は、第2のノズル移動ユニット68を制御することにより、洗浄薬液ノズル65を退避位置から処理位置に移動させる。その後、制御ユニット3は、洗浄薬液バルブ67を開く。これにより、図5Eに示すように、洗浄薬液配管66から洗浄薬液ノズル65にSC1が供給され、洗浄薬液ノズル65の吐出口からSC1が吐出される。また、制御ユニット3は、洗浄薬液ノズル65からのSC1の吐出に並行して、第2のノズル移動ユニット68を制御して、洗浄薬液ノズル65を中央位置と周縁位置との間で往復移動させる(ハーフスキャン)。これにより、洗浄薬液ノズル65からのSC1の着液位置を、基板Wの上面中央部と基板Wの上面周縁部との間で往復移動させることができ、これにより、SC1の着液位置を、基板Wの上面の全域を走査させることができる。基板Wの上面にSC1が供給されることにより、レジスト残渣を、基板Wの表面から除去できる。
基板Wの上面に供給されたSC1は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に向けて飛散し、第1のガード71の内壁に受け止められる。そして、第1のガード71の内壁を伝って流下するSC1は、第1の排液溝80に集められた後排気液配管81に導かれる。洗浄薬液工程S5では、洗浄薬液用分岐配管83用の排液分岐バルブ85を開き、かつ硫酸含有液用分岐配管82用の排液分岐バルブ85および水用分岐配管84用の排液分岐バルブ85を閉じることにより、排気液配管81を通る液体の流通先が洗浄薬液用分岐配管83に設定されている。そのため、排気液配管81に導かれたSC1は、洗浄薬液用分岐配管83を通して、洗浄薬液を排液処理するための処理装置(図示しない)へと導かれる。
また、洗浄薬液工程S5に並行して、有機溶剤配管34の内の炭酸水を吸引する第2の水吸引工程T4(第1の吸引工程)が実行される。この第2の水吸引工程T4は、有機溶剤工程S7後に有機溶剤配管34の内部に存在している炭酸水を、吸引ユニット55によって吸引するものである。
具体的には、制御ユニット3は、第2の水置換工程T3の終了後、第2の有機溶剤バルブ36を開きかつ第1の有機溶剤バルブ35および第1の水バルブ46を閉じながら、吸引バルブ51を開く。これにより、有機溶剤下流側部分40および水下流側部分50の内部が排気され、図5Eに示すように、有機溶剤下流側部分40および水下流側部分40に存在している炭酸水が、吸引配管49へと引き込まれる(吸引)。炭酸水の吸引は、炭酸水の先端面が配管内の所定の待機位置(たとえば吸引配管49または水下流側部分50に設定)に後退するまで行われる。炭酸水の先端面が、待機位置まで後退すると、制御ユニット3は吸引バルブ51を閉じる。これにより、第2の水吸引工程T4が終了する。
第2の水置換工程T3の終了後に第2の水吸引工程T4が実行されることにより、第2の水吸引工程T4の実行後には、有機溶剤配管34の内部に炭酸水が存在しない。これにより、第2の水置換工程T3の終了後における第1のノズル9からの炭酸水の落液を抑制または防止できる。
また、この実施形態では、第2の水吸引工程T4を、洗浄薬液工程S5に並行して実行するので、第2の水吸引工程T4を、洗浄薬液工程S5と別のタイミングで行う場合と比較して、レジスト除去処理全体の処理時間を短縮できる。
SC1の吐出開始から予め定める期間が経過すると、洗浄薬液工程S5が終了する。具体的には、制御ユニット3は、洗浄薬液バルブ67を閉じて、洗浄薬液ノズル65からのSC1の吐出を停止させ、その後、第2のノズル移動ユニット68を制御して、洗浄薬液ノズル65を退避位置まで退避させる。
次いで、リンス液としての炭酸水を基板Wの上面に供給する第2のリンス工程(図4のステップS6)が行われる。具体的には、制御ユニット3は、第2の水バルブ57を開く。これにより、図5Fに示すように、第2のノズル11の第2の吐出口10から、基板Wの上面中央部に向けて炭酸水が吐出される。第2のノズル11から吐出された炭酸水は、基板Wの上面中央部に着液し、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの上面上を基板Wの周縁部に向けて流れる。
基板Wの上面に供給された炭酸水は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に向けて飛散し、第1のガード71の内壁に受け止められる。そして、第1のガード71の内壁を伝って流下する炭酸水は、第1の排液溝80に集められた後排気液配管81に導かれる。第2のリンス工程S6では、水用分岐配管84用の排液分岐バルブ85を開き、かつ硫酸含有液用分岐配管82用の排液分岐バルブ85および洗浄薬液用分岐配管83用の排液分岐バルブ85を閉じることにより、排気液配管81を通る液体の流通先が水用分岐配管84に設定されている。そのため、第2のリンス工程S6では、排気液配管81に導かれた炭酸水は、水用分岐配管84を通して、水を排液処理するための処理装置(図示しない)へと導かれる。
基板Wの上面に供給される炭酸水によって、基板W上のSC1が外方に押し流され、基板Wの周囲に排出され、基板W上のSC1の液膜が、基板Wの上面全域を覆う炭酸水の液膜に置換される。すなわち、リンス液としての炭酸水によって、基板Wの上面からSC1が洗い流される。そして、第2の水バルブ57が開かれてから所定時間が経過すると、制御ユニット3は、第2の水バルブ57を閉じて、第2のノズル11からの炭酸水の吐出を停止させる。これにより、第2のリンス工程S6が終了する。
次いで、有機溶剤としてのIPAを基板Wの上面に供給する有機溶剤工程(図4のステップS7)が行われる。具体的には、制御ユニット3は、遮断板昇降ユニット32を制御して、遮断板26を近接位置に配置する。遮断板26が近接位置にあるときには、遮断板26が、基板Wの上面をその周囲の空間から遮断する。
また、制御ユニット3は、ガード昇降ユニット73を制御して、第1のガード71を下位置のまま、第2のガード72を上位置に配置して、第2のガード72を基板Wの周端面に対向させる。また、制御ユニット3は、基板Wの回転を所定のパドル速度に減速する。このパドル速度とは、基板Wをパドル速度で回転させたときに、基板Wの上面の液体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するような速度をいう。
そして、制御ユニット3は、第2の有機溶剤バルブ36を開きかつ第1の水バルブ46および吸引バルブ51を閉じながら、第1の有機溶剤バルブ35を開く。これにより、図5Gに示すように、有機溶剤供給源からのIPAが、第2のノズル11に供給され、第2のノズル11からIPAが吐出されて基板Wの上面に着液する。
硫酸含有液工程S3において有機溶剤配管34内に進入したSPMのミストが凝縮により液化してSPMの液滴を形成する。有機溶剤工程S7の開始前に有機溶剤配管34の内部にSPMの液滴が存在していると、有機溶剤工程S7において有機溶剤配管34に供給されたIPAが、有機溶剤配管34の内部でSPMと接触するおそれがある。有機溶剤配管34の内部でIPAがSPMの液滴と接触するとパーティクルが発生し、有機溶剤配管34の内部が、パーティクル発生源になるおそれがある。
しかしながら、この実施形態では、有機溶剤工程S7に先立って第2の水置換工程T3を実行しているから、有機溶剤工程S7の開始時には、有機溶剤配管34の内部にSPMの液滴は残留していない。したがって、当該有機溶剤工程S7において有機溶剤配管34にIPAが供給されても、有機溶剤配管34の内部でSPMと接触しない。そのため、IPAとSPMとの接触に伴うパーティクルの発生を効果的に抑制または防止でき、これにより、有機溶剤配管34の内部がパーティクル発生源になることを抑制または防止できる。
有機溶剤工程S7では、第1のノズル9からのIPAの吐出により、基板Wの上面の液膜に含まれる炭酸水がIPAに順次置換されていく。これにより、基板Wの上面に、基板Wの上面全域を覆うIPAの液膜がパドル状に保持される。基板Wの上面全域の液膜がほぼIPAの液膜に置換された後も、基板Wの上面へのIPAの供給は続行される。そのため、基板Wの周縁部からIPAが排出される。
基板Wの周縁部から排出されるIPAは、第2のガード72の内壁に受け止められる。そして、第1のガード72の内壁を伝って流下するIPAは、第2の排液溝86に集められた後排気配管87に導かれる。そのため、有機溶剤工程S7の後には、第2のガード72の内壁や第2の排液溝86、排気配管87の管壁にIPAの液滴が付着している。
IPAの吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御ユニット3は、第1の有機溶剤バルブ35を閉じて、第1のノズル9からのIPAの吐出を停止させる。これにより、有機溶剤工程S7が終了する。
次いで、基板Wを乾燥させるスピンドライ工程(図4のステップS8)が行われる。具体的には、制御ユニット3は、遮断板昇降ユニット32を制御して、遮断板26を近接位置に配置する。また、この状態で、制御ユニット3はスピンモータ22を制御することにより、図5Hに示すように、硫酸含有液工程S3から有機溶剤工程S7までの各工程における回転速度よりも大きい乾燥回転速度(たとえば数千rpm)まで基板Wを加速させ、その乾燥回転速度で基板Wを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板W上の液体に加わり、基板Wに付着している液体が基板Wの周囲に振り切られる。このようにして、基板Wから液体が除去され、基板Wが乾燥する。また、制御ユニット3は、遮断板回転ユニット31を制御して、遮断板26を基板Wの回転方向に高速で回転させる。
また、スピンドライ工程S8に並行して、有機溶剤配管34の内の有機溶剤を吸引する有機溶剤吸引工程T5(第2の吸引工程)が実行される。この有機溶剤吸引工程T5は、有機溶剤工程S7後に有機溶剤配管34の内部に存在している有機溶剤を、吸引ユニット55によって吸引するものである。
具体的には、制御ユニット3は、有機溶剤工程S7の終了後、第2の有機溶剤バルブ36を開きかつ第1の有機溶剤バルブ35および第1の水バルブ46を閉じながら、吸引バルブ51を開く。これにより、有機溶剤下流側部分40および水下流側部分50の内部が排気され、図5Hに示すように、有機溶剤下流側部分40および水下流側部分50に存在しているIPAが、吸引配管49へと引き込まれる(吸引)。IPAの吸引は、IPAの先端面が配管内の所定の待機位置(たとえば吸引配管49または水下流側部分50に設定)に後退するまで行われる。IPAの先端面が待機位置まで後退すると、制御ユニット3は吸引バルブ51を閉じる。
基板Wの加速から所定時間が経過すると、制御ユニット3は、スピンモータ22を制御してスピンチャック5による基板Wの回転を停止させ、かつ遮断板回転ユニット31を制御して遮断板26の回転を停止させる。
その後、処理チャンバ4内から基板Wが搬出される(図4のステップS9)。具体的には、制御ユニット3は、遮断板26を退避位置に配置させ、かつ第2のガード72を下位置に下げて、第1および第2のガード71,72を、基板Wの保持位置よりも下方に配置する。その後、制御ユニット3は、基板搬送ロボットCRのハンドHを処理チャンバ4の内部に進入させる。そして、制御ユニット3は、基板搬送ロボットCRのハンドにスピンチャック5上の基板Wを保持させ、基板搬送ロボットCRのハンドHを処理チャンバ4内から退避させる。これにより、表面からレジストが除去された基板Wが処理チャンバ4から搬出される。
また、図4に二点鎖線で示すように、有機溶剤吸引工程T5の開始に先立って、有機溶剤配管34を新しいIPAに置換する有機溶剤プリディスペンス(図4のステップS10)が実行されることがある。有機溶剤吸引工程T5の開始前には、有機溶剤配管34のIPAの先端面が有機溶剤上流側部分41内に位置している。このとき、有機溶剤配管34内(有機溶剤上流側部分41内)のIPAが経時変化(温度変化または成分変化)していることがある。
有機溶剤プリディスペンスを行う場合、制御ユニット3は、第2の有機溶剤バルブ36および第1の水バルブ46を閉じながら、第1の有機溶剤バルブ35および吸引バルブ51を開き、有機溶剤供給源からのIPAが、有機溶剤上流側部分41および水下流側部分50を通って、吸引配管49へと引き込まれる(吸引)。これにより、有機溶剤上流側部分41に存在する、経時変化したIPAが、新鮮なIPAに置換される。第1の有機溶剤バルブ35の開成から予め定める期間が経過すると、制御ユニット3は、第1の有機溶剤バルブ35および吸引バルブ51を閉じる。
図6は、第1の基板処理例の主要な工程における、第1の液体検知センサ43および第2の液体検知センサ45による監視状況を説明するための図解的な図である。
図6に示すように、有機溶剤工程S7(有機溶剤吐出中)において、制御ユニット3は、第2の有機溶剤バルブ36よりも上流側に配置された第1の液体検知センサ43の検出出力、および第2の有機溶剤バルブ36よりも下流側に配置された第2の液体検知センサ45の検出出力の双方を参照していない。換言すると、有機溶剤工程S7において、制御ユニット3は、第1の検出位置42および第2の検出位置44の双方における液体の存否を無視している。
図6に示すように、有機溶剤吸引工程T5において、制御ユニット3は、第2の有機溶剤バルブ36よりも上流側に配置された第1の液体検知センサ43の検出出力、および第2の有機溶剤バルブ36よりも下流側に配置された第2の液体検知センサ45の検出出力の双方を参照している。換言すると、制御ユニット3は、第1の検出位置42および第2の検出位置44の双方における液体の存否を監視している。有機溶剤吸引工程T5において、第1の液体検知センサ43および第2の液体検知センサ45の双方からの検出出力に基づき、第1の検出位置42および第2の検出位置44の双方において液体(すなわちIPA)が存在していないことを検出した場合には、制御ユニット3は、IPAの吸引が完了したと検知する。
また、制御ユニット3は、第1の基板処理例において、有機溶剤吸引工程T5だけでなくその他の吸引工程(たとえば第1の水吸引工程T2や第2の水吸引工程T4)においても、第1の検出位置42および第2の検出位置44の双方における液体の存否を監視している。
また、有機溶剤プリディスペンス工程S10において、制御ユニット3は、第2の有機溶剤バルブ36よりも上流側に配置された第2の液体検知センサ45の検出出力のみを参照し、第2の有機溶剤バルブ36よりも下流側に配置された第1の液体検知センサ43の検出出力は参照しない。換言すると、制御ユニット3は、第2の検出位置44における液体の存否を監視しているが、第1の検出位置42における液体の存否は無視している。第2の有機溶剤バルブ36が閉状態に制御されているにも拘らず、第2の液体検知センサ45によって第2の検出位置44における液体(すなわちIPA)の存在が検出された場合には、制御ユニット3は、図6に示すように、第2の有機溶剤バルブ36から有機溶剤(すなわちIPA)が漏れているとして、出流れエラーを検知できる。
また、第1の基板処理例において、特に言及した各工程を除き、制御ユニット3は、第2の有機溶剤バルブ36よりも下流側に配置された第2の液体検知センサ45の検出出力のみを参照し、第2の有機溶剤バルブ36よりも上流側に配置された第1の液体検知センサ43の検出出力は参照しない。換言すると、制御ユニット3は、第2の検出位置44における液体の存否を監視しているが、第1の検出位置42における液体の存否は無視している。第2の有機溶剤バルブ36が閉状態に制御されているにも拘らず、第2の液体検知センサ45によって第2の検出位置44における液体(すなわちIPA)の存在が検出された場合には、制御ユニット3は、図6に示すように、第2の有機溶剤バルブ36から有機溶剤(すなわちIPA)が漏れているとして、出流れエラーを検知できる。
図7は、第1の基板処理例における、ハードインターロックを説明するための図である。
このインターロック処理は、制御ユニット3のメモリに保持されたレシピに従って一連の基板処理が行われる過程において、各工程の開始時に実行される。
硫酸含有液工程S3の開始時には、(3)ガード下位置センサ94の検出出力がオンであるか、すなわち第1のガード71が下位置に配置されているか、(5)第1および第2の液体検知センサ43,45の検出出力がオフであるか、すなわち、IPAの先端面が吸引配管49または水下流側部分50まで後退しているか、および(6)バルブ閉センサ37の検出出力がオンであるか、すなわち、第1の有機溶剤バルブ35が閉状態にあるか、がそれぞれ調べられる。これら(3)、(5)および(6)の条件を全て満たす場合には、制御ユニット3は、硫酸含有液バルブ62の開動作を許容する。つまり、(3)、(5)および(6)の条件のうち一つでも条件を満たさない場合には、制御ユニット3は、硫酸含有液バルブ62の開動作を禁止する。このようなハードインターロックにより、第1のノズル9からのIPAの吐出開始時に処理チャンバ4内においてIPAとSPMとの接触が発生することを確実に防止できる。
また、有機溶剤工程S7の開始時には、(1)遮断板近接位置センサ33の検出出力がオンであるか、すなわち遮断板26が近接位置に配置されているか、(2)ノズル退避センサ64の検出出力がオンであるか、すなわち硫酸含有液ノズル60が退避位置にあるか、(4)ガード上位置センサ93の検出出力がオンであるか、すなわち第1のガード71が上位置に配置されているか、および(8)第1のバルブ開センサ21の検出出力がオンであるか、すなわち排気配管100を開閉する排気バルブ101が開状態にあるか、がそれぞれ調べられる。これら(1)、(2)、(4)および(8)の条件を全て満たす場合には、制御ユニット3は、第1の有機溶剤バルブ35の開動作を許容する。つまり、(1)、(2)、(4)および(8)の条件のうち一つでも条件を満たさない場合には、制御ユニット3は、第1の有機溶剤バルブ35の開動作を禁止する。このようなハードインターロックにより、硫酸含有液ノズル60からのSPMの吐出開始時に処理チャンバ4内においてSPMとIPAとの接触が発生することを確実に防止できる。
また、除電工程S2の開始時、硫酸含有液工程S3の開始時、第1のリンス工程S4の開始時、洗浄薬液工程S5の開始時、または第2のリンス工程S6の開始時には、(7)吐出対象の処理液以外の処理に対応する第2のバルブ閉センサ95の検出出力が全てオンであるか、すなわち、吐出対象の処理液以外の処理に対応する排液分岐バルブ85が閉じられているかが調べられる。
具体的には、除電工程S2、第1のリンス工程S4および第2のリンス工程S6では、硫酸含有液用分岐配管82用の排液分岐バルブ85に対応する第2のバルブ閉センサ95、および洗浄薬液用分岐配管83用の排液分岐バルブ85に対応する第2のバルブ閉センサ95の検出出力がそれぞれ調べられる。硫酸含有液工程S3では、洗浄薬液用分岐配管83用の排液分岐バルブ85に対応する第2のバルブ閉センサ95、および水用分岐配管84用の排液分岐バルブ85に対応する第2のバルブ閉センサ95の検出出力がそれぞれ調べられる。洗浄薬液工程S5では、硫酸含有液用分岐配管82用の排液分岐バルブ85に対応する第2のバルブ閉センサ95、および水用分岐配管84用の排液分岐バルブ85に対応する第2のバルブ閉センサ95の検出出力がそれぞれ調べられる。
この条件(7)を満たす場合には、制御ユニット3は、各工程S2〜S6の開始時において、吐出対象の処理液に対応する吐出開閉用のバルブ(すなわち、第1の水バルブ46、硫酸含有液バルブ62および洗浄薬液バルブ67のうちのいずれか1つ)を開く。つまり、(7)の条件を満たさない場合には、制御ユニット3は、バルブ46,62,67の開動作を禁止する。
以上により、この実施形態によれば、硫酸含有液工程S3に先立って第1の水置換工程T1が実行される。硫酸含有液工程S3の開始前に、前回のレジスト除去処理で用いられたIPAが有機溶剤配管34の内部に残存していると、硫酸含有液工程S3において、有機溶剤配管34内に進入したSPMのミストが、有機溶剤配管34の内部でIPAと接触するおそれがある。しかしながら、硫酸含有液工程S3に先立って有機溶剤配管34の内部を炭酸水で置換することにより、硫酸含有液工程S3の開始時には、有機溶剤配管34の内部にIPAは残留していない。したがって、硫酸含有液工程S3においてSPMのミストが有機溶剤配管34内に進入しても、有機溶剤配管34の内部でIPAと接触しない。そのため、硫酸含有液工程S3においてIPAとSPMとの接触を防止でき、これにより、有機溶剤配管34の内部がパーティクル発生源になることを抑制または防止できる。
また、硫酸含有液工程S3の後、有機溶剤工程S7に先立って第2の水置換工程T3が実行される。硫酸含有液工程S3において有機溶剤配管34内に進入し、凝縮により液化したSPMの液滴が、有機溶剤工程S7の開始前に有機溶剤配管34の内部に存在していると、有機溶剤工程S7において、有機溶剤配管34に供給されたIPAが、有機溶剤配管34の内部でSPMと接触するおそれがある。しかしながら、有機溶剤工程S7に先立って有機溶剤配管34の内部を炭酸水で置換することにより、有機溶剤工程S7の開始時には、有機溶剤配管34の内部にSPMの液滴は残留していない。したがって、当該有機溶剤工程S7において有機溶剤配管34にIPAが供給されても、有機溶剤配管34の内部でSPMと接触しない。そのため、IPAとSPMとの接触に伴うパーティクルの発生を効果的に抑制または防止でき、これにより、有機溶剤配管34の内部がパーティクル発生源になることを抑制または防止できる。
図8は、処理ユニット2による第2の基板処理例を説明するための図解的な図である。図9は、処理ユニット2による第3の基板処理例を説明するための図解的な図である。第2および第3の基板処理例は、第2のリンス工程S6の終了に先立って、第1のノズル9にIPAを供給する点で、図4等に示す第1の基板処理例と相違している。それ以外の点では、第2および第3の基板処理例は、第1の基板処理例と相違するところがない。
図8に示す第2の基板処理例において、制御ユニット3は、第2のリンス工程S6の実行中に(第2のリンス工程S6に並行して)、第2の有機溶剤バルブ36を開きながら第1の有機溶剤バルブ35を開く。これにより、有機溶剤供給源からのIPAが第1のノズル9に向けて供給される。但し、第1の吐出口8からIPAが吐出される直前のタイミングで、制御ユニット3は第2の水バルブ57を閉じる。これにより、第1の吐出口8からはIPAは吐出されない。すなわち、第2のリンス工程S6の実行中においては、第1の吐出口8からIPAが吐出されず、かつ有機溶剤下流側部分40の内部および第1のノズル9のノズル配管の内部がIPAによって充填されている。
その後、第2のリンス工程S6が終了し、有機溶剤工程S7を開始するタイミングになると、制御ユニット3は、第1の有機溶剤バルブ35を開く、これにより、有機溶剤供給源から第1のノズル9へのIPAの供給が再開され、第1の吐出口8からIPAが吐出される。
この第2の基板処理例によれば、第2のリンス工程S6の終了後直ちに第1の吐出口8からIPAを吐出できる。すなわち、第2のリンス工程S6の終了後直ちに有機溶剤工程S7を開始できる。これにより、第1の基板処理例と比較して、レジスト除去処理全体の処理時間を短縮できる。
図9に示す第3の基板処理例では、図8に示す第2の基板処理例と異なり、制御ユニット3は、第2のリンス工程S6の実行中に(第2のリンス工程S6に並行して)、第1の吐出口8からIPAを吐出する。
具体的には、制御ユニット3は、第2のリンス工程S6の実行中に、第2の有機溶剤バルブ36を開きながら第1の有機溶剤バルブ35を開く。これにより、有機溶剤供給源からのIPAが第1のノズル9に向けて供給され、第1の吐出口8から吐出される。すなわち、制御ユニット3は、第2のリンス工程S6の終了前に有機溶剤工程S7を開始する。
第3の基板処理例では、第1の吐出口8からのIPAの吐出流量は、第2の吐出口10からの炭酸水の吐出流量と比較して小流量(たとえば約1/10)である。そのため、基板Wへのリンス処理に悪影響はほとんどない。第3の基板処理例においても、第2の基板処理例と同様、第2のリンス工程S6の終了後から有機溶剤工程S7の開始までにインターバルが存在しないから、第1の基板処理例と比較して、レジスト除去処理全体の処理時間を短縮できる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、本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〜第3の基板処理例の第1および第2の水吸引工程T2,T4において、炭酸水の先端面が吸引配管49または水下流側部分50まで後退するまで炭酸水の吸引を行うとして説明したが、吸引後の炭酸水の先端面が、有機溶剤配管34の内部に位置してもよい。
第1〜第3の基板処理例において、第1の水置換工程T1を、除電工程S2と別のタイミングで行ってもよい。また、第2の水置換工程T3を、第1のリンス工程S4と別のタイミングで行ってもよい。第1の水吸引工程T2を、除電工程S2の終了後に行ってもよい。第2の水吸引工程T4を、洗浄薬液工程S5と別のタイミングで行ってもよい。
また、第1〜第3の基板処理例において、水置換工程として、硫酸含有液工程S3に先立って実行される第1の水置換工程T1と、硫酸含有液工程S3の後、有機溶剤工程S7に先立って実行される第2の水置換工程T3とを実行している。しかしながら、水置換工程は、有機溶剤工程S7の実行前および/もしくは実行後、ならびに/または、硫酸含有液工程S3の実行前および/もしくは実行後において少なくとも1回以降実行されるものであればよい。
また、第1〜第3の基板処理例において、洗浄薬液工程S5の実行に先立って、または洗浄薬液工程S5の実行後に、過酸化水素水(H)を基板Wの上面(表面)に供給する過酸化水素水供給工程を行ってもよい。
また、前述の実施形態では、第1の薬剤流体の一例として用いられる硫酸含有液としてSPMを例示したが、硫酸含有液としてその他に、硫酸やSOM(硫酸オゾン)を用いることができる。
前述の実施形態では、処理カップとして、内部で雰囲気と処理液との気液分離を行なわずに、外部の気液分離器(気液分離器97)を用いて雰囲気と処理液との気液分離を行うタイプの処理カップ16を用いた場合を説明した。しかしながら、処理カップとして、雰囲気と処理液との気液分離を内部で行うことが可能なタイプの処理カップを用いてもよい。
このタイプの処理カップは、スピンチャック5を取り囲むように配置された1または複数のカップと、各カップに接続された排液配管とを含む。また、このタイプの処理カップを有する処理チャンバ4では、隔壁18の側壁下部または隔壁18の底部に排気口が開口しており、この排気口の内部が、当該排気口に接続された排気ダクトにより吸引されることにより、処理チャンバ4の下部空間の雰囲気が排気される。
また、前述の実施形態では、複数の種類の処理液(硫酸含有液、洗浄薬液および水)を排液するための共通の排液溝(排液溝80)を設け、排液溝80からの排液(処理液)の流通先を、当該排液(処理液)の種類に応じて複数の排液分岐配管82〜84の間で切り換えるようにした。
しかしながら、処理カップ16において、各種類の処理液に1対1対応で排液溝が設けられていてもよい。すなわち、硫酸含有液の排液溝、洗浄薬液用の排液溝および水用の排液溝が個別に設けられていてもよい。この場合、排液(処理液)の流通先を複数の排液分岐配管の間で切り換える必要がない。
また、前述の実施形態では、第2の薬剤流体の一例として用いられる有機溶剤の一例としてIPAを例示したが、有機溶剤としてその他に、メタノール、エタノール、HFE(ハイドロフロロエーテル)、アセトン等を例示できる。また、有機溶剤としては、単体成分のみからなる場合だけでなく、他の成分と混合した液体であってもよい。たとえば、IPAとアセトンの混合液であってもよいし、IPAとメタノールの混合液であってもよい。
前述の実施形態において、SPM等の硫酸含有液およびIPA等の有機溶剤の組合せを、接触に危険が伴うような薬液の組合せとして例示したが、その他、王水および硫酸の組合せ等を、接触に危険が伴うような組合せとして例示できる。
また、本発明は、前述の酸とアルカリとの組合せのような、接触により生成物(たとえば塩)を生成する組合せ、すなわち、接触に適さないような薬剤流体の組合せに対しても広く適用される。
前述の説明では、第1の薬剤流体(薬剤成分を含む流体)が液体(すなわち、薬剤成分を含む液体)であるとして説明したが、第1の薬剤流体として気体(すなわち、薬剤成分を含む気体)を採用してもよい。
また、第2の薬剤流体が液体であるとして説明したが、第2の薬剤流体として気体を採用してもよい。
また、薬剤流体配管(有機溶剤配管34)の内部を置換する水として炭酸水を例示したが、この水は、炭酸水に限らず、脱イオン水(DIW)、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度(たとえば、10ppm〜100ppm程度)の塩酸水のいずれかであってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能で
ある。
1 :基板処理装置
4 :処理チャンバ
5 :スピンチャック(基板保持ユニット)
6 :基板対向面
7 :対向部材
8 :第1の吐出口
9 :第1のノズル
11 :第2のノズル
12 :有機溶剤供給ユニット(第1の薬剤流体供給ユニット)
13 :リンス用水供給ユニット(第2の水供給ユニット)
14 :硫酸含有液供給ユニット(第2の薬剤流体供給ユニット)
15 :洗浄薬液供給ユニット
16 :処理カップ
34 :有機溶剤配管(薬剤流体配管)
35 :第1の有機溶剤バルブ
36 :第2の有機溶剤バルブ
37 :バルブ閉センサ
39 :第1の水配管
40 :有機溶剤下流側部分
43 :第1の液体検知センサ
45 :第2の液体検知センサ
46 :第1の水バルブ
47 :置換用水供給ユニット(第1の水供給ユニット)
49 :吸引配管
51 :吸引バルブ
52 :吸引装置
53 :真空発生器
54 :駆動バルブ
55 :吸引ユニット
56 :第2の水配管
57 :第2の水バルブ
A1 :回転軸線
A2 :回転軸線
W :基板

Claims (21)

  1. 処理チャンバと、
    前記処理チャンバ内に配置されて、基板を保持する基板保持ユニットと、
    前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に向けて流体を吐出するための吐出口を有する第1のノズルと、
    前記第1のノズルに接続され、内部が前記吐出口に連通する薬剤流体配管を有し、前記薬剤流体配管を介して前記第1のノズルに第1の薬剤流体を供給するための第1の薬剤流体供給ユニットと、
    前記薬剤流体配管に分岐接続された水配管を有し、前記水配管を介して前記薬剤流体配管に水を供給するための第1の水供給ユニットと、
    前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に、前記第1の薬剤流体とは種類の異なる流体である第2の薬剤流体を供給するための第2の薬剤流体供給ユニットと、
    前記第1の薬剤流体供給ユニット、前記第2の薬剤流体供給ユニットおよび前記第1の水供給ユニットを制御する制御ユニットとを含み、
    前記制御ユニットは、
    前記第1の薬剤流体を前記薬剤流体配管に供給することにより前記第1のノズルから前記基板の主面に向けて前記第1の薬剤流体を吐出して、前記第1の薬剤流体を用いた処理を前記基板に施す第1の処理工程と、
    前記第2の薬剤流体を前記基板の主面に供給して、前記第2の薬剤流体を用いた処理を前記基板に施す第2の処理工程と、
    前記第1の処理工程の実行前および/もしくは実行後、ならびに/または、前記第2の処理工程の実行前および/もしくは実行後において、前記第1の水供給ユニットからの水を前記薬剤流体配管に供給して、前記薬剤流体配管の内部を水で置換する水置換工程とを実行する、基板処理装置。
  2. 前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に対向する基板対向面を有する対向部材をさらに含み、
    前記第1のノズルの前記吐出口は、前記基板対向面に設けられている、請求項1に記載の基板処理装置。
  3. 前記薬剤流体配管の内部を吸引するための吸引ユニットをさらに含み、
    前記制御ユニットは前記吸引ユニットをさらに制御するものであり、
    前記制御ユニットは、前記水置換工程の終了後、前記薬剤流体配管の内部を吸引する第1の吸引工程をさらに実行する、請求項1または2に記載の基板処理装置。
  4. 前記制御ユニットは、前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、
    前記制御ユニットは、前記水置換工程として、前記第2の処理工程に先立って実行される第1の水置換工程を少なくとも実行する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  5. 前記制御ユニットは、前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、
    前記制御ユニットは、前記水置換工程として、前記第2の処理工程の後、前記第1の処理工程に先立って実行される第2の水置換工程を少なくとも実行する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記制御ユニットは、前記第2の処理工程の後において前記基板の主面から前記第2の薬剤流体を水で洗い流すべく、前記第1の処理工程に先立って、前記基板の主面に水を供給する第1の水供給工程をさらに実行し、
    前記制御ユニットは、前記第1の水供給工程として前記第2の水置換工程を実行する、請求項5に記載の基板処理装置。
  7. 前記第1のノズルとは別のノズルであって、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に向けて流体を吐出するための第2のノズルと、
    前記第2のノズルに水を供給するための第2の水供給ユニットとをさらに含み、
    前記制御ユニットは前記第2の水供給ユニットをさらに制御するものであり、
    前記制御ユニットは、前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、かつ前記第2の処理工程の後、前記第1の処理工程の開始に先立って、前記第2のノズルに水を供給することにより前記第2のノズルから前記基板の主面に向けて水を吐出開始する第2の水供給工程を実行し、
    前記制御ユニットは、前記第1の処理工程における前記薬剤流体配管への前記第1の薬剤流体の供給を、前記第2の水供給工程の終了に先立って開始する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  8. 前記制御ユニットは、前記第2の水供給工程の終了前に、前記第1の処理工程を開始する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  9. 前記制御ユニットは、前記1の処理工程における前記第1のノズルからの第1の薬剤流体の吐出終了後に、前記薬剤流体配管の内部を吸引する第2の吸引工程をさらに実行する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  10. 前記洗浄液は、炭酸水を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  11. 前記第1の薬剤流体は、硫酸含有液を含み、
    前記第2の薬剤流体は、有機溶剤を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  12. 処理チャンバ内で基板を保持する基板保持工程と、
    第1の薬剤流体を、第1のノズルに接続された薬剤流体配管を介して前記第1のノズルに供給することにより前記第1のノズルから前記基板の主面に向けて前記第1の薬剤流体を吐出して、前記第1の薬剤流体を用いた処理を前記基板に施す第1の処理工程と、
    前記第1の薬剤流体とは種類の異なる流体である第2の薬剤流体を前記基板の主面に供給して、前記第2の薬剤流体を用いた処理を前記基板に施す第2の処理工程と、
    前記第1の処理工程の実行前および/もしくは実行後、ならびに/または、前記第2の処理工程の実行前および/もしくは実行後において前記薬剤流体配管に分岐接続された水配管を介して、前記薬剤流体配管に水を供給して、前記薬剤流体配管の内部を水で置換する水置換工程とを含む、基板処理方法。
  13. 前記水置換工程の終了後、前記薬剤流体配管の内部を吸引する第1の吸引工程をさらに含む、請求項12に記載の基板処理方法。
  14. 前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、
    前記水置換工程は、前記第2の処理工程に先立って実行される第1の水置換工程を含む、請求項12または13に記載の基板処理方法。
  15. 前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、
    前記水置換工程は、前記第2の処理工程の後、前記第1の処理工程に先立って実行される第2の水置換工程を含む、請求項12〜14のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  16. 前記第2の処理工程の後において前記基板の主面から前記第2の薬剤流体を水で洗い流すべく、前記第1の処理工程に先立って、前記基板の主面に水を供給する第1の水供給工程をさらに含み、
    前記第1の水供給工程は、前記第2の水置換工程を含む、請求項15に記載の基板処理方法。
  17. 前記第1の処理工程を、前記第2の処理工程の終了後に開始し、
    前記第2の処理工程の後、前記第1の処理工程に先立って、前記第1のノズルとは別のノズルである第2のノズルに水を供給することにより前記第2のノズルから前記基板の主面に向けて水を吐出する第2の水供給工程をさらに含み、
    前記第1の処理工程は、前記薬剤流体配管への前記第1の薬剤流体の供給を、前記第2の水供給工程の終了に先立って実行開始する、請求項12〜16のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  18. 前記第2の処理工程の後、前記第2のノズルから水を前記基板の主面に供給する第2の水供給工程をさらに含み、
    前記第2の水供給工程に並行して、前記第1の処理工程を実行する、請求項12〜17のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  19. 前記1の処理工程における前記第1のノズルからの第1の薬剤流体の吐出終了後に、前記薬剤流体配管の内部を吸引する第2の吸引工程をさらに含む、請求項12〜18のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  20. 前記洗浄液は、炭酸水を含む、請求項12〜19のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  21. 前記第1の薬剤流体は、硫酸含有液を含み、
    前記第2の薬剤流体は、有機溶剤を含む、請求項12〜20のいずれか一項に記載の基板処理方法。
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