JP2018049918A - Evaluation sample manufacturing method, evaluation sample manufacturing device, and substrate processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置の洗浄能力を評価するための評価用サンプルを製造する評価用サンプル製造方法、前記評価用サンプルを製造する評価用サンプル製造装置、および評価用サンプル製造装置を備えた基板処理装置に関する。前記基板処理装置の処理対象となる基板には、たとえば、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、太陽電池用基板等などが含まれる。 The present invention relates to an evaluation sample manufacturing method for manufacturing an evaluation sample for evaluating the cleaning ability of a substrate processing apparatus, an evaluation sample manufacturing apparatus for manufacturing the evaluation sample, and a substrate including the evaluation sample manufacturing apparatus. The present invention relates to a processing apparatus. Examples of the substrate to be processed by the substrate processing apparatus include a semiconductor wafer, a liquid crystal display substrate, a plasma display substrate, a FED (Field Emission Display) substrate, an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, and a magneto-optical disk. Substrate, photomask substrate, ceramic substrate, solar cell substrate and the like.
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板からパーティクルなどの異物を除去する洗浄工程が基板処理装置によって行われる。基板処理装置の洗浄能力は、たとえば、予め汚染された評価用サンプルを洗浄することにより評価される。下記特許文献1には、汚染物質が溶媒に分散された汚染溶液を基板の上面に供給し、その後に、基板を熱処理(乾燥)させることにより、表面に汚染物質が分散配置された基板を形成し、これにより、洗浄能力を評価するための評価用サンプルを製造することが開示されている。
In a manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device, a cleaning process for removing foreign matters such as particles from a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display device is performed by the substrate processing apparatus. The cleaning ability of the substrate processing apparatus is evaluated, for example, by cleaning a sample that has been contaminated in advance. In
一般的には、このような評価用サンプルとして、基板の表面に汚染物質が均一に分散配置されていることが望ましい。
ところが、基板処理装置の処理対象は、表面が親水性を示す基板(ベアシリコン基板等)だけでなく、Low‐k膜が表面に形成された基板などの表面が疎水性を示す基板にも及ぶ。そのため、評価用サンプルとして、表面が疎水性を示す基板を母材とする評価用サンプルが求められることがある。
In general, as such an evaluation sample, it is desirable that contaminants are uniformly distributed on the surface of the substrate.
However, the processing target of the substrate processing apparatus extends not only to a substrate having a hydrophilic surface (such as a bare silicon substrate) but also to a substrate having a hydrophobic surface such as a substrate on which a low-k film is formed. . Therefore, an evaluation sample using a substrate whose surface is hydrophobic as a base material may be required as the evaluation sample.
しかしながら、汚染溶液の溶媒が水である場合には、基板の表面によって汚染溶液が撥かれてしまい、そのため、基板の表面に汚染溶液を配置することができない。この場合、乾燥後の基板の表面において、汚染物質を均一に分散配置することはできない。
そこで、本発明の目的は、基板の表面が疎水性を示す場合であっても、基板の表面に汚染物質が均一に分散配置された評価用サンプルを製造することができる評価用サンプル製造方法および評価用サンプル製造装置、ならびにその評価用サンプル製造装置を備えた基板処理装置を提供することである。
However, when the solvent of the contaminated solution is water, the contaminated solution is repelled by the surface of the substrate, so that the contaminated solution cannot be disposed on the surface of the substrate. In this case, the contaminant cannot be uniformly distributed on the surface of the dried substrate.
Therefore, an object of the present invention is to provide an evaluation sample manufacturing method capable of manufacturing an evaluation sample in which contaminants are uniformly distributed on the surface of the substrate, even when the surface of the substrate exhibits hydrophobicity. An object is to provide an evaluation sample manufacturing apparatus and a substrate processing apparatus including the evaluation sample manufacturing apparatus.
前記の目的を達成するための請求項1に記載の発明は、基板処理装置の洗浄能力を評価するための評価用サンプルであって、疎水性を示す表面に汚染物質が配置された基板を含む評価用サンプルを製造する方法であって、前記表面を上方に向けた状態で前記基板を水平姿勢に保持する基板保持工程と、水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体と汚染物質とを含む汚染溶液の液膜を前記基板の前記表面に保持する液膜保持工程と、前記低表面張力液体を前記表面から除去して前記表面を乾燥させる乾燥工程とを含む、評価用サンプル製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, an invention according to
この方法によれば、低表面張力液体を溶媒として含む汚染溶液の液膜が基板の表面に保持され、その後、基板の表面が乾燥させられる。
汚染溶液が低表面張力液体を溶媒として含むため、基板の表面が疎水性を示す場合であっても、汚染溶液の液膜を基板の表面に形成することが可能である。汚染溶液が膜状をなしていると、汚染溶液に含まれる汚染物質が膜の内部で均一に分散する。そのため、汚染溶液の液膜を基板の表面に形成することにより、基板の表面において汚染物質を均一に分散配置させることができる。したがって、乾燥後の基板の表面において、汚染物質が均一に分散配置される。ゆえに、基板の表面が疎水性を示す場合であっても、基板の表面に汚染物質が均一に分散配置された評価用サンプルを製造することができる。
According to this method, a liquid film of a contaminated solution containing a low surface tension liquid as a solvent is held on the surface of the substrate, and then the surface of the substrate is dried.
Since the contaminated solution contains a low surface tension liquid as a solvent, a liquid film of the contaminated solution can be formed on the surface of the substrate even when the surface of the substrate is hydrophobic. If the contaminated solution is in the form of a film, the contaminants contained in the contaminated solution are uniformly dispersed inside the film. Therefore, by forming a liquid film of the contaminated solution on the surface of the substrate, the contaminant can be uniformly distributed on the surface of the substrate. Therefore, the contaminants are uniformly distributed on the surface of the substrate after drying. Therefore, even if the surface of the substrate exhibits hydrophobicity, an evaluation sample in which contaminants are uniformly distributed on the surface of the substrate can be manufactured.
請求項2に記載の発明は、前記乾燥工程は、前記低表面張力液体を主として蒸発させることにより、前記低表面張力液体を除去する蒸発工程を含む、請求項1に記載の評価用サンプル製造方法である。
この方法によれば、乾燥工程において、溶媒としての低表面張力液体が、主として蒸発によって基板の表面から除去される。そのため、振り切り乾燥のみによって基板の表面を乾燥させる場合と比較して、露出している基板の表面を汚染溶液の液滴が移動することを抑制または防止することができる。これにより、乾燥後の基板の表面において、汚染物質が筋となって形成されることを抑制または防止できるから、汚染物質がより一層均一に分散配置された評価用サンプルを製造することができる。
Invention of
According to this method, in the drying step, the low surface tension liquid as a solvent is removed from the surface of the substrate mainly by evaporation. Therefore, it is possible to suppress or prevent the droplets of the contaminated solution from moving on the exposed surface of the substrate as compared with the case where the surface of the substrate is dried only by shake-drying. Thereby, since it is possible to suppress or prevent the contaminants from forming a streak on the surface of the substrate after drying, it is possible to manufacture an evaluation sample in which the contaminants are evenly distributed and arranged.
請求項3に記載の発明は、前記蒸発工程は、前記低表面張力液体の蒸発を促進させるために、前記表面に気体を供給する気体供給工程を含む、請求項2に記載の評価用サンプル製造方法である。
この方法によれば、基板の表面への気体の供給により、汚染溶液の液膜に含まれる低表面張力液体の蒸発を促進でき、これにより、基板の表面から低表面張力液体を良好に除去することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the sample production for evaluation according to the second aspect, the evaporation step includes a gas supply step of supplying a gas to the surface in order to promote the evaporation of the low surface tension liquid. Is the method.
According to this method, the supply of gas to the surface of the substrate can promote the evaporation of the low surface tension liquid contained in the liquid film of the contaminated solution, and thus the low surface tension liquid is favorably removed from the surface of the substrate. be able to.
請求項4に記載の発明は、前記基板処理方法は、前記蒸発工程の実行に先立って、前記表面に保持されている前記汚染溶液の液膜を薄化する薄化工程をさらに含む、請求項2または3に記載の評価用サンプル製造方法である。
この方法によれば、汚染溶液の液膜を薄化させた後に乾燥工程を開始し、この乾燥工程において基板の表面から低表面張力液体を除去する。汚染溶液の液膜の薄化後に基板の表面の乾燥(汚染溶液の蒸発)が開始されるので、乾燥工程に要する時間を短縮化できる。ゆえに、露出している基板の表面を汚染溶液の液滴が移動することを抑制または防止しながら、基板の表面を、短時間のうちに良好に乾燥させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the substrate processing method further includes a thinning step of thinning a liquid film of the contaminated solution held on the surface prior to the execution of the evaporation step. 2. The method for producing an evaluation sample according to 2 or 3.
According to this method, after the liquid film of the contaminated solution is thinned, the drying process is started, and the low surface tension liquid is removed from the surface of the substrate in the drying process. Since the drying of the surface of the substrate (evaporation of the contaminated solution) is started after the liquid film of the contaminated solution is thinned, the time required for the drying process can be shortened. Therefore, the surface of the substrate can be satisfactorily dried in a short time while suppressing or preventing the droplet of the contaminating solution from moving on the exposed surface of the substrate.
請求項5に記載の発明は、前記薄化工程は、前記基板の前記表面を通る所定の鉛直軸線回りに、前記基板を、前記基板の前記表面から前記汚染溶液を振り切ることが可能な所定の第1の速度で回転させる第1の回転工程を含む、請求項4に記載の評価用サンプル製造方法である。
この方法によれば、基板を第1の速度で回転させることにより、汚染溶液の液膜に含まれる汚染溶液を基板の周囲に排出させることができる。これにより、汚染溶液の液膜を、短時間のうちに薄化させることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the thinning step, the substrate can be swung off the substrate from the surface of the substrate around the predetermined vertical axis passing through the surface of the substrate. It is a sample manufacturing method for evaluation of
According to this method, the contaminated solution contained in the liquid film of the contaminated solution can be discharged around the substrate by rotating the substrate at the first speed. Thereby, the liquid film of a contaminated solution can be thinned in a short time.
請求項6に記載の発明は、前記乾燥工程は、前記蒸発工程に並行して、前記基板の前記表面を通る所定の鉛直軸線回りに、前記基板を、前記基板の前記表面から前記汚染溶液を振り切ることが可能な所定の第2の速度で回転させる第2の回転工程をさらに含む、請求項2〜5のいずれか一項に記載の評価用サンプル製造方法である。
この方法によれば、蒸発工程に並行して基板を第2の速度で回転させることにより、基板の表面を良好に乾燥させることができる。
According to a sixth aspect of the invention, in the drying step, the substrate is moved around the predetermined vertical axis passing through the surface of the substrate in parallel with the evaporation step, and the contamination solution is discharged from the surface of the substrate. The evaluation sample manufacturing method according to any one of
According to this method, the surface of the substrate can be satisfactorily dried by rotating the substrate at the second speed in parallel with the evaporation step.
請求項7に記載の発明は、前記液膜保持工程は、前記基板を、前記基板の前記表面を通る所定の鉛直軸線回りに所定のパドル速度で回転させることにより、前記基板の前記表面に前記汚染溶液の前記パドル状の液膜を保持する工程を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の評価用サンプル製造方法である。
この方法によれば、基板の表面に汚染溶液の液膜を良好に保持させることができる。
In the invention according to
According to this method, the liquid film of the contaminated solution can be favorably held on the surface of the substrate.
前記の目的を達成するための請求項8に記載の発明は、基板処理装置の洗浄能力を評価するための評価用サンプルであって、疎水性を示す表面に汚染物質が配置された基板を含む評価用サンプルを製造する装置であって、前記表面を上方に向けた状態で前記基板を水平姿勢に保持する基板保持ユニットと、水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体と汚染物質とを含む汚染溶液を前記基板の表面に供給するための汚染溶液供給ユニットと、前記基板の表面から前記低表面張力液体を除去させるための低表面張力液体除去ユニットと、前記汚染溶液供給ユニットおよび前記低表面張力液体除去ユニットを制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、前記表面を上方に向けた状態で前記基板を水平姿勢に保持する基板保持工程と、水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体と汚染物質とを含む汚染溶液の液膜を前記基板の前記表面に保持する液膜保持工程と、前記低表面張力液体を前記表面から除去して前記表面を乾燥させる乾燥工程とを実行する、評価用サンプル製造装置を提供する。
In order to achieve the above object, an invention according to
この構成によれば、溶媒としての低表面張力液体と汚染物質とを含む汚染溶液の液膜が基板の表面に保持され、その後、前記表面が乾燥させられる。
汚染溶液が低表面張力液体を溶媒として含むため、水平姿勢にある基板の表面に汚染溶液を供給することにより、汚染溶液の液膜を、基板の表面に容易に形成することができる。基板の表面に汚染溶液の液膜が形成されるため、汚染溶液に含まれる汚染物質が基板の表面に均一に広がる。そのため、乾燥後の基板の表面において、汚染物質が均一に分散配置される。これにより、疎水性を示す表面を基板が有する場合であっても、汚染物質を前記表面に均一に配置できる評価用サンプル製造装置を提供することができる。
According to this configuration, the liquid film of the contaminated solution containing the low surface tension liquid as the solvent and the contaminant is held on the surface of the substrate, and then the surface is dried.
Since the contaminated solution contains a low surface tension liquid as a solvent, a liquid film of the contaminated solution can be easily formed on the surface of the substrate by supplying the contaminated solution to the surface of the substrate in a horizontal posture. Since the liquid film of the contaminated solution is formed on the surface of the substrate, the contaminant contained in the contaminated solution spreads uniformly on the surface of the substrate. Therefore, contaminants are uniformly distributed on the surface of the substrate after drying. Thereby, even if a board | substrate has the surface which shows hydrophobicity, the sample manufacturing apparatus for evaluation which can arrange | position a contaminant on the said surface uniformly can be provided.
前記の目的を達成するための請求項9に記載の発明は、基板を洗浄する洗浄ユニットと、前記請求項8に記載の評価用サンプル製造装置であって、前記洗浄ユニットの洗浄能力を評価するための評価用サンプルを製造する前記評価用サンプル製造装置とを含む、基板処理装置を提供する。
この構成によれば、前記評価用サンプル製造を含む基板処理装置を提供できる。
In order to achieve the above object, an invention described in
According to this configuration, a substrate processing apparatus including the sample for evaluation can be provided.
請求項10に記載の発明は、前記評価用サンプル製造装置によって製造された評価用サンプルを洗浄することにより、前記基板を清浄状態に戻す再生洗浄ユニットをさらに含む、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、基板処理装置が、洗浄ユニットと、この洗浄ユニットを評価するための評価用サンプルを製造する評価用サンプル製造装置と、製造された評価用サンプルサンプルを清浄状態に戻す再生洗浄ユニットとを含んでいる。そのため、評価用サンプルの製造、洗浄処理、および基板の再生洗浄を、一つの基板処理装置において行うことができる。したがって、基板処理装置に備えられた洗浄ユニットの洗浄能力の評価を、繰り返し行うことができる。
The invention described in
According to this configuration, the substrate processing apparatus includes a cleaning unit, an evaluation sample manufacturing apparatus that manufactures an evaluation sample for evaluating the cleaning unit, and a regenerative cleaning that returns the manufactured evaluation sample sample to a clean state. Includes units. Therefore, the production of the sample for evaluation, the cleaning process, and the regenerative cleaning of the substrate can be performed in one substrate processing apparatus. Therefore, it is possible to repeatedly evaluate the cleaning capability of the cleaning unit provided in the substrate processing apparatus.
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の実施形態に係る評価用サンプル製造装置1、汚染状態計測装置2および基板処理装置3の模式図である。評価用サンプル製造装置1、汚染状態計測装置2および基板処理装置3は、基板処理システム4に含まれる。基板処理装置3は、枚葉式の装置であってもよいし、バッチ式の装置であってもよい。評価用サンプル製造装置1、汚染状態計測装置2および基板処理装置3は、互いに独立したユニットである。すなわち、基板処理システム4は、図1に示すように、基板処理装置3と、基板処理装置3から離れた位置に配置された評価用サンプル製造装置1と、基板処理装置3から離れた位置に配置された汚染状態計測装置2とを備える例を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of an evaluation
評価用サンプル製造装置1は、半導体ウエハなどの円板状の基板W(たとえば基板直径300mmや450mm)の表面5に汚染物質6を含む汚染溶液7を供給して、基板処理装置3の洗浄能力を評価するための評価用サンプル8を一枚ずつ製造する枚葉式の装置である。基板Wの表面5は疎水性を示している。疎水性を示す表面5として、Low−k膜、ポリシリコン膜、SOC膜等の疎水性膜が形成された表面や、酸性液(HF、HFとHNO3との混合液、バッファードフッ酸(BHF)、フッ化アンモニウム、HFEG(フッ酸とエチレングリコールとの混合液)等)を薬液として用いた薬液処理後のシリコン基板の表面を例示できる。
The evaluation
評価用サンプル製造装置1は、内部空間を有する箱形のチャンバ9と、チャンバ9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(鉛直軸線)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)10と、水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体11と汚染物質6とを含む汚染溶液7を基板Wの表面5に供給するための汚染溶液供給ユニット12とを含む。
An evaluation
スピンチャック10は、基板Wを水平に保持している状態で回転軸線A1まわりに回転可能な円盤状のスピンベース13と、スピンベース13を回転軸線A1まわりに回転させるスピンモータ14とを含む。スピンチャック10は、基板Wの周縁部を挟んで当該基板Wを水平に保持する挟持式のチャックであってもよいし、基板Wの下面を吸着することにより当該基板Wを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。図1では、スピンチャック10がバキューム式のチャックである場合が示されている。
The
汚染溶液供給ユニット12は、汚染溶液ノズル15と、汚染溶液ノズル15が先端部に取り付けられたノズルアーム16と、汚染溶液ノズル15に一端が接続された汚染溶液配管17と、汚染溶液配管17に介装された汚染溶液バルブ18と、ノズルアーム16に接続され、所定の揺動軸線まわりにノズルアーム16を揺動させて汚染溶液ノズル15を移動させる第1のノズル移動ユニット19とを含む。第1のノズル移動ユニット19は、モータ等を含む。第1のノズル移動ユニット19は、基板Wの上面に沿う円弧状を描くように汚染溶液ノズル15を移動させるものに限られず、基板Wの上面に沿う直線状を描くように汚染溶液ノズル15を移動させてもよい。
The contaminated
汚染溶液ノズル15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。図1に示すように汚染溶液ノズル15のボディの下端に吐出口が形成されており、吐出口から下向きに汚染溶液7を吐出する構成が採用されていてもよい。また、図1では、汚染溶液ノズル15が、基板Wの上面における汚染溶液7の供給位置を変更可能な移動ノズルである場合を例に挙げているが、汚染溶液ノズル15が、吐出口が基板Wの上面の所定位置(たとえば中央部)に向けて固定的に配置された固定ノズルであってもよい。
The contaminated
汚染溶液配管17の他端は、次に述べる汚染溶液生成ユニット20に接続されており、汚染溶液生成ユニット20から汚染溶液7が供給されるようになっている。汚染溶液バルブ18が開かれると、汚染溶液配管17から汚染溶液ノズル15に供給された汚染溶液7が、汚染溶液ノズル15の下端に設定された吐出口から吐出される。また、汚染溶液バルブ18が閉じられると、汚染溶液配管17から汚染溶液ノズル15への汚染溶液7の供給が停止される。
The other end of the contaminated
汚染溶液生成ユニット20は、汚染溶液7を溜めることが可能な上向きに開いたタンク21と、溶媒としての低表面張力液体11(たとえば常温(約23℃)の液体)をタンク21内に供給する低表面張力液体配管22と、低表面張力液体配管22に介装された低表面張力液体バルブ23と、タンク21内の液体を撹拌する撹拌装置24とを含む。タンク21内には汚染物質6が供給され、また、タンク21内には、低表面張力液体配管22を介して低表面張力液体11が供給される。汚染物質6および低表面張力液体11は、タンク21内で撹拌装置24によって撹拌される。これにより、汚染物質6および低表面張力液体11が所定の比率で混合された汚染溶液7が調合(生成)される。図1では、汚染溶液7がタンク21内で調合される場合が示されているが、タンク21内の汚染溶液は、タンク21に供給される前に調合(生成)されたものであってもよい。
The contaminated
タンク21に供給される汚染物質6は、パーティクルの粉末であってもよいし、金属汚染物質(一例として硫酸銅)であってもよいし、有機汚染物質であってもよい。パーティクルの粉末として、SiO2の粉末、窒化ケイ素(SiN、Si3N4)の粉末、ポリスチレンラテックス(Polystyrene Latex)の粉末、アルミニウムの粉末等を例示できる。汚染物質6の種類は、実際の基板処理装置3の洗浄処理において生じる汚染物質の種類に合わせて選択される。
The
タンク21に供給される低表面張力液体11の一例として、有機溶剤の一種であるイソプロピルアルコール(isopropyl alcohol:IPA)を挙げることができるが、また、使用可能な低表面張力液体11として、IPAの他に、メタノール、エタノール、アセトン、HFE(ハイドルフルオロエーテル)等を例示できる。また、低表面張力液体11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。但し、使用される汚染物質6の種類や、基板Wの性質に合わせ、それらが溶解しないような種類の低表面張力液体11が採用される。
An example of the low
評価用サンプル製造装置1は、スピンチャック10に保持されている基板Wの上面(表面5)に、気体の一例としての不活性ガスを供給するための気体吐出ノズル(低表面張力液体除去ユニット)30をさらに含む。気体吐出ノズル30には、気体吐出ノズル30を昇降および水平移動させるための第2のノズル移動ユニット29が結合されている。
図2は、図1に示す気体吐出ノズル30の構成例を説明するための模式的な縦断面図である。気体吐出ノズル30には、気体配管31が結合されている。気体配管31には、その流路を開閉する気体バルブ32が介装されている。気体吐出ノズル30は、下端にフランジ部33を有する円筒状のノズル本体34を有している。フランジ部33の側面である外周面には、上側気体吐出口35および下側気体吐出口36が、それぞれ環状に外方に向けて開口している。上側気体吐出口35および下側気体吐出口36は、上下に間隔を空けて配置されている。ノズル本体34の下面には、中心気体吐出口37が配置されている。気体吐出ノズル30から吐出される不活性ガスとして窒素ガスを例示できる。
The evaluation
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a configuration example of the
ノズル本体34には、気体配管31から、不活性ガスが供給される気体導入口38,39が形成されている。気体導入口38,39に対して、個別の不活性ガス配管が結合されてもよい。ノズル本体34内には、気体導入口38と上側気体吐出口35および下側気体吐出口36とを接続する筒状の気体流路41が形成されている。また、ノズル本体34内には、気体導入口39に連通する筒状の気体流路42がまわりに形成されている。気体流路42の下方にはバッファ空間43が連通している。バッファ空間43は、さらに、パンチングプレート44を介して、その下方の空間45に連通している。この空間45が中心気体吐出口37に開放している。
In the
気体導入口38から導入された不活性ガスは、気体流路41を介して上側気体吐出口35および下側気体吐出口36に供給され、これらの気体吐出口35,36から放射状に吐出される。これにより、上下方向に重なる2つの放射状気流が基板Wの上方に形成される。一方、気体導入口39から導入された不活性ガスは、気体流路42を介してバッファ空間43に蓄えられ、さらにパンチングプレート44を通って拡散された後に、空間45を通って中心気体吐出口37から基板Wの上面に向けて下方に吐出される。この不活性ガスは、基板Wの上面にぶつかって方向を変え、放射方向の不活性ガス流を基板Wの上方に形成する。
The inert gas introduced from the
したがって、中心気体吐出口37から吐出される不活性ガスが形成する放射状気流と、気体吐出口35,36から吐出される二層の放射状気流とを合わせて、三層の放射状気流が基板Wの上方に形成されることになる。この三層の放射状気流によって、基板Wの上面が保護される。とくに、後述する通り、基板Wを高速度回転させるときに、三層の放射状気流によって基板Wの上面が保護されることにより、液滴やミストが基板Wの表面に付着することを回避できる。
Accordingly, the radial airflow formed by the inert gas discharged from the central
図3は、評価用サンプル製造装置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。
評価用サンプル製造装置1は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成された制御装置50を備えている。制御装置50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、基板処理を行うためのレシピ(演算ユニットが実行するプログラム)が記憶されている。制御装置50は、記憶ユニットに保持されているレシピの内容に基づいて、スピンモータ14、第1および第2のノズル移動ユニット19,29等の動作を制御する。さらに、制御装置50は、汚染溶液バルブ18、低表面張力液体バルブ23、気体バルブ32等の開閉動作を制御する。
FIG. 3 is a block diagram for explaining the electrical configuration of the main part of the
The
図4は、基板処理システム4における、サンプル製造&ユニット洗浄評価フロー(評価用サンプル8を製造し、基板処理装置3の洗浄能力を評価するときのフロー)の一例を示す工程図である。図1〜図4を参照しながら、前記サンプル製造&ユニット洗浄評価フローの一例を説明する。
まず、搬送ロボット(図示しない)によりチャンバ9内に、評価用サンプル8の母材である基板Wが搬入され、基板Wがその表面5(計測対象面)を上方に向けた状態でスピンチャック10に保持される(S1:基板保持工程)。搬送ロボットがチャンバ9外に退避させられた後、制御装置50は、液膜保持工程(ステップS2)を実行する。これにより、基板Wの表面5に汚染溶液の液膜51(図6Aおよび6B等参照)がパドル状に保持され、このパドル状の液膜51によって、基板Wの上面全域が覆われるようになる。この実施形態において、パドル状とは、基板Wの表面5の液膜51に作用する遠心力が汚染溶液7と基板Wの表面5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。液膜51をパドル状に設けるので、基板Wの表面5に汚染溶液の液膜51を良好に保持させることができる。
FIG. 4 is a process diagram showing an example of a sample manufacturing & unit cleaning evaluation flow (a flow for manufacturing the
First, a substrate W, which is a base material of the
基板Wの表面5に液膜51がパドル状に保持された後、制御装置50は乾燥工程(ステップS3)を実行する。乾燥工程S3は、低表面張力液体11を基板Wの表面5から除去して、表面5を乾燥させる工程である。乾燥工程S3においては、気体吐出ノズル30が、基板Wの表面5の中央部に近接する近接位置(図2に示す位置、図6Dおよび6Eに実線で示す位置)に配置される。制御装置50は、気体バルブ32を開いて、不活性ガスを3つの気体吐出口35,36,37から吐出させることにより、表面5に形成されたパドル状の液膜51に不活性ガスを吹き付ける(供給する)。これにより、基板W上の液膜51に含まれる低表面張力液体11の蒸発を促進させることができる。また、乾燥工程S3においては、制御装置50は、スピンモータ14を制御して、基板Wを高速度(約1000rpm)で回転させる。それにより、基板W上の低表面張力液体11の一部が遠心力によって振り切られる。しかしながら、乾燥工程S3では、遠心力による低表面張力液体11の振り切りよりも、低表面張力液体11の蒸発の方が優勢である。換言すると、乾燥工程S3では、低表面張力液体11を蒸発させられる蒸発工程が支配的である。基板Wの表面5が完全に乾燥させられることにより、評価用サンプル8の製造が完了する。
After the
その後、基板W(評価用サンプル8)は搬送ロボットによってチャンバ9外へと搬出されて、パーティクルカウンターなどの汚染状態計測装置2に受け渡される。汚染状態計測装置2は、基板Wの汚染状態の計測を行う(図4のステップS4)。これにより、汚染状態計測装置2が、洗浄処理前の基板Wの汚染状態を把握できる。
次いで、基板Wは基板処理装置3に受け渡される。基板処理装置3は、基板Wを洗浄する(図4のステップS5)。
Thereafter, the substrate W (evaluation sample 8) is carried out of the
Next, the substrate W is delivered to the
洗浄処理後の基板Wは、パーティクルカウンターなどの汚染状態計測装置2に受け渡される。汚染状態計測装置2は、基板Wの汚染状態の計測を行う(図4のステップS6)。これにより、洗浄処理後の基板Wの汚染状態を把握できる。そして、洗浄前後における基板Wの汚染状態を比較することにより、汚染状態計測装置2は、基板処理装置3の洗浄能力を評価することが可能である。
The substrate W after the cleaning process is delivered to a contamination
図5は、液膜保持工程S2および乾燥工程S3を詳細に説明するためのタイムチャートである。図6A〜6Cは、液膜保持工程S2の様子を説明するための図解的な断面図である。図6D,6Eは、乾燥工程S3の様子を説明するための図解的な断面図である。
図1〜図5を参照しながら、ステップS2〜S4について詳細に説明する。
チャンバ9内への基板Wの搬入に先立って、汚染溶液ノズル15は、スピンチャック10の側方に設定されたホーム位置に退避させられている。また、気体吐出ノズル30も、スピンチャック10の側方に設定されたホーム位置に退避させられている。
FIG. 5 is a time chart for explaining the liquid film holding step S2 and the drying step S3 in detail. 6A to 6C are schematic cross-sectional views for explaining the state of the liquid film holding step S2. 6D and 6E are schematic cross-sectional views for explaining the state of the drying step S3.
Steps S2 to S4 will be described in detail with reference to FIGS.
Prior to loading the substrate W into the
液膜保持工程S2は、パドル工程T1と、均し工程T2と、薄化工程T3とを含む。
パドル工程T1は、図6Aに示すように、基板Wの表面5(上面)に、当該上面の全域を覆うパドル状の汚染溶液の液膜51を形成する工程である。具体的には、パドル工程T1において、制御装置50は、スピンモータ14を制御してスピンベース13を回転させると共に、その回転速度を所定のパドル速度(零〜約40rpm。たとえば約10rpm)に維持する。また、パドル工程T1の開始に先立って、図6Aに示すように、汚染溶液ノズル15は、スピンチャック10の側方のホーム位置から処理位置(たとえば基板Wの表面5の中央部)に移動させられている。
The liquid film holding step S2 includes a paddle step T1, a leveling step T2, and a thinning step T3.
As shown in FIG. 6A, the paddle process T1 is a process of forming a
また、パドル工程T1の開始に際し、制御装置50は汚染溶液バルブ18を開く。それにより、基板Wの表面5の中央部に向けて、汚染溶液ノズル15から汚染溶液7が吐出される。このとき、基板Wの表面5に供給された汚染溶液7に、零または小さな遠心力しか作用しないため、基板Wの表面5に汚染溶液7が滞留して汚染溶液の液膜51がパドル状に形成される。液膜51の厚みはたとえば3mm程度である。これにより、基板Wの表面5に、基板Wの表面5全域を覆う汚染溶液の液膜51(図6Aおよび6B等参照)がパドル状に保持される。基板Wの表面5への汚染溶液7の供給は、パドル工程T1の終了まで続行される。パドル工程T1の開始から予め定める期間(たとえば約60秒間)が経過すると、パドル工程T1が終了する。具体的には、制御装置50は、汚染溶液バルブ18を閉じて汚染溶液ノズル15からの汚染溶液7の吐出を停止すると共に、第1のノズル移動ユニット19を制御して汚染溶液ノズル15をホーム位置に退避させる。次いで、均し工程T2が開始される。
At the start of the paddle process T1, the
図6Bに示すように、均し工程T2は、基板Wを、パドル速度よりもやや速い中速度(たとえば約50rpm)で回転させることにより、基板Wの表面5に保持されている液膜51を外周側に押し広げ、汚染溶液7を基板W表面全体に行き渡らせることを目的とした工程である。均し工程T2の開始から予め定める期間(たとえば約6秒間)が経過すると、均し工程T2が終了する。次いで、薄化工程T3が開始される。
As shown in FIG. 6B, in the leveling step T2, the
図6Cに示すように、薄化工程T3は、基板Wを、回転軸線A1まわりに高速度回転させて、液膜51に含まれる汚染溶液7の一部を、基板Wの周囲に排出させることにより、液膜51を短時間のうちに薄化させる工程である。このときの基板Wの回転速度は、液膜51に含まれる汚染溶液7の一部を振り切ることが可能であるが、当該汚染溶液7の全部を振り切ることはできない程度の高速度(第1の速度。たとえば約1000rpm)に設定されている。この高速度は、通常、基板Wからの液の振り切りに用いられている回転速度(液膜51に含まれる汚染溶液7の全部を振り切ることができる速度。たとえば約1500rpm)よりも低速に設定されている。
As shown in FIG. 6C, in the thinning step T3, the substrate W is rotated at a high speed around the rotation axis A1, and a part of the contaminated
薄化工程T3の開始から、予め定める期間(たとえば約2秒間)が経過すると、薄化工程T3が終了する。薄化工程T3の終了の際には、基板Wの表面5の全域が薄膜52によって覆われている。そのため、基板Wの表面5は一部分も露出しない。このときの薄膜52の厚みはたとえば20〜600μmである。薄化工程T3の終了後は、次いで、乾燥工程S3が開始される。
When a predetermined period (for example, about 2 seconds) elapses from the start of the thinning process T3, the thinning process T3 ends. At the end of the thinning step T3, the
制御装置50は、第2のノズル移動ユニット29を制御して、乾燥工程S3の開始に先立ち(すなわち液膜保持工程S2において)、図6Dに示すように、気体吐出ノズル30をスピンチャック10の側方のホーム位置から処理位置(基板Wの表面5の中央部の上方)に移動させ、かつ当該処理位置において、気体吐出ノズル30を基板Wに接近する近接位置まで下降させる。気体吐出ノズル30が下位置にある状態では、気体吐出ノズル30の下面と基板Wの表面5(基板Wの上面)との間の間隔はたとえば約7mmである。気体吐出ノズル30が処理位置(前述の近接位置を含む)に配置されている状態では、図6Dに示すように、気体吐出ノズル30の中心軸線が回転軸線A1に一致している。
The
乾燥工程S3は、蒸発工程T4と、減速工程T5とを含む。
薄化工程T3の終了に続いて、蒸発工程T4が開始される。すなわち、図6Dに示すように、制御装置50は、気体バルブ32を開いて、気体吐出ノズル30の3つの気体吐出口(上側気体吐出口35(図2参照)、下側気体吐出口36(図2参照)および中心気体吐出口37(図2参照))からの不活性ガス(窒素ガス)の吐出をそれぞれ開始させる。このときにおいて、上側気体吐出口35、下側気体吐出口36および中心気体吐出口37からの不活性ガスの吐出流量は、それぞれ、たとえば約50(リットル/分)、約50(リットル/分)および約50(リットル/分)である。これにより、図6Dに示すように、上下方向に重なる三層の環状気流が基板Wの上方に形成され、この三層の環状気流によって、基板Wの表面5の全域を覆うことができる。すなわち、液膜51(薄膜52)の全域に不活性ガスが供給され、これにより、基板Wの表面5に不活性ガスを供給するので、基板Wの表面5の各所において低表面張力液体11の蒸発が進行し、基板Wの表面5の乾燥が促進される。
The drying step S3 includes an evaporation step T4 and a deceleration step T5.
Following the end of the thinning step T3, the evaporation step T4 is started. That is, as shown in FIG. 6D, the
また、図6Dに示すように、蒸発工程T4において、基板Wの回転が高速度(第2の速度。たとえば約1000rpm。たとえば約1500rpm)に保たれている。基板Wの高速度回転により、基板Wの表面5に付着している低表面張力液体11が基板Wの周囲に振り切られる。
このように、蒸発工程T4では、基板Wの高速度回転と、基板Wの表面5への不活性ガスの供給とが並行して行われる。これにより、基板Wの表面5において、低表面張力液体11の蒸発と、低表面張力液体11の振り切りとが同時に行われ、その結果、図6Eに示すように、低表面張力液体11が基板Wの表面5から完全に除去される。
As shown in FIG. 6D, in the evaporation step T4, the rotation of the substrate W is maintained at a high speed (second speed, for example, about 1000 rpm, for example, about 1500 rpm). Due to the high speed rotation of the substrate W, the low
Thus, in the evaporation step T4, the high-speed rotation of the substrate W and the supply of the inert gas to the
また、この実施形態において、蒸発工程T4における高速度(第2の速度)を、薄化工程T3における高速度(第1の速度)と等速に設定したが、蒸発工程T4における高速度(第2の速度)が、薄化工程T3における高速度(第1の速度)よりも高速度であってもよい。この場合、蒸発工程T4における高速度(第2の速度)が、通常、基板Wからの液の振り切りに用いられている回転速度(液膜51に含まれる汚染溶液7の全部を振り切ることができる速度)に設定されていてもよい。
In this embodiment, the high speed (second speed) in the evaporation step T4 is set equal to the high speed (first speed) in the thinning step T3, but the high speed (first speed) in the evaporation step T4 is set. 2) may be higher than the high speed (first speed) in the thinning step T3. In this case, the high speed (second speed) in the evaporation step T4 can normally shake off all of the contaminated
蒸発工程T4の開始から、予め定める期間(たとえば約10秒間)が経過すると、蒸発工程T4が終了し、次いで減速工程T5が開始される。
減速工程T5では、基板Wの表面5への不活性ガスの供給を継続しながら、基板Wの回転を減速させて停止させる。減速工程T5の終了に伴い、スピンチャック10の回転が停止されると共に、気体バルブ32が閉じられて気体吐出ノズル30からの不活性ガスの吐出が停止される。
When a predetermined period (for example, about 10 seconds) elapses from the start of the evaporation step T4, the evaporation step T4 ends, and then the deceleration step T5 starts.
In the deceleration process T5, the rotation of the substrate W is decelerated and stopped while continuing the supply of the inert gas to the
以上によりこの実施形態によれば、評価用サンプル製造装置1では、低表面張力液体11を溶媒として含む汚染溶液7の液膜51が基板Wの表面5に保持され、その後、基板Wの表面5が乾燥させられる。
汚染溶液7が低表面張力液体11を溶媒として含むため、基板Wの表面5が疎水性を示す場合であっても、汚染溶液の液膜51を基板Wの表面5に形成することが可能である。汚染溶液7が膜状をなしていると、汚染溶液7に含まれる汚染物質6が膜の内部で均一に分散する。そのため、汚染溶液の液膜51を基板Wの表面5に形成することにより、基板Wの表面5において汚染物質6を均一に分散配置させることができる。したがって、乾燥後の基板Wの表面5において、汚染物質6が均一に分散配置される。ゆえに、汚染物質6が表面5に均一に配置された評価用サンプル8を製造することができる。
As described above, according to this embodiment, in the evaluation
Since the contaminated
また、振り切り乾燥のみによって基板Wの表面5を乾燥させる場合を想定する。この場合、基板Wの表面5が液膜によって覆われていない状態で(基板Wの表面5が露出している状態で)基板Wの表面5を液滴が移動する事態が生じ、そのために、図7Aに示すように基板Wの表面5において汚染物質6が放射状に延びる筋53となって形成されることがある。
Moreover, the case where the
これに対しこの実施形態では、溶媒としての低表面張力液体11が主として蒸発によって基板Wの表面5から除去されるから、振り切り乾燥のみによって基板Wの表面5を乾燥させる場合と比較して、露出している基板Wの表面5を汚染溶液7の液滴が移動することを抑制または防止することができる。これにより、乾燥工程S3後の基板Wの表面5において、汚染物質6が筋53となって形成されることを抑制または防止できるから、図7Bに示すように、基板Wの表面5の全域に汚染物質6が均一に分散配置された評価用サンプル8を製造することができる。
On the other hand, in this embodiment, since the low
また、汚染溶液の液膜51を薄化させた後に乾燥工程S3を開始し、この乾燥工程S3において基板Wの表面5から低表面張力液体11を除去する。汚染溶液の液膜51の薄化後(すなわち汚染溶液の薄膜52が形成された後)に基板Wの表面5の乾燥(汚染溶液7の蒸発)が開始されるので、乾燥工程S3に要する時間を短縮化できる。
図8Aは、本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置201のレイアウトを示す図解的な平面図であり、図8Bは、その図解的な断面図である。図9は、基板処理装置201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8Aおよび8B、ならびに図9において、前述の図1〜図7Bに示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
Further, after thinning the
FIG. 8A is an illustrative plan view showing a layout of a
第2の実施形態に係る基板処理装置201は、基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置201は、基板Wが搬入されるインデクサセクション202と、インデクサセクション202に搬入された基板Wを処理する処理セクション203とを含む。処理セクション203は、インデクサセクション202との間で基板Wを受け渡しするための受け渡しユニットPASSを備えている。
The
インデクサセクション202は、キャリア保持部205と、インデクサロボットIRと、IR移動機構206とを含む。キャリア保持部205は、複数枚の基板Wを収容できるキャリアCを保持する。複数のキャリアCは、水平なキャリア配列方向Uに配列された状態でキャリア保持部205に保持される。IR移動機構206は、キャリア配列方向UにインデクサロボットIRを移動させる。インデクサロボットIRは、キャリア保持部205に保持されたキャリアCに基板Wを搬入する搬入動作、および基板WをキャリアCから搬出する搬出動作を行う。基板Wは、インデクサロボットIRによって水平な姿勢で搬送される。
The
インデクサセクション202は、未処理の基板Wを受け渡しユニットPASSに渡し、受け渡しユニットPASSから処理済みの基板Wを受け取る。処理セクション203は、受け渡しユニットPASSから未処理の基板Wを受け取って、その基板Wに対し洗浄処理を施す。そして、処理セクション203は、処理後の基板Wを受け渡しユニットPASSに渡す。
The
処理セクション203は、複数(図8Aおよび8Bの例では12個)の処理ユニットUNIT1〜UNIT12(以下、処理ユニットUNIT1〜UNIT12を総称するときは「処理ユニット204」と呼ぶ場合もある)と、センターロボットCRと、前述の受け渡しユニットPASSとを含む。
処理ユニットUNIT1〜UNIT12は、この実施形態では、立体的に配置されている。より具体的には、三階建て構造をなすように複数の処理ユニットUNIT1〜UNIT12が配置されており、各階部分に4つの処理ユニット204が配置されている。すなわち、一階部分に4つの処理ユニットUNIT1,UNIT4,UNIT7,UNIT10が配置され、二階部分に別の4つの処理ユニットUNIT2,UNIT5,UNIT8,UNIT11が配置され、三階部分にさらに別の処理ユニットUNIT3,UNIT6,UNIT9,UNIT12が配置されている。さらに具体的には、平面視において処理セクション203の中央にセンターロボットCRが配置されており(図8BにおいてはセンターロボットCRの図示を省略)、このセンターロボットCRとインデクサロボットIRとの間に受け渡しユニットPASSが配置されている。受け渡しユニットPASSを挟んで対向するように、3つの処理ユニットUNIT1〜UNIT3を積層した第1処理ユニット群G1と、別の3つの処理ユニットUNIT4〜UNIT6を積層した第2処理ユニット群G2とが配置されている。そして、第1処理ユニット群G1に対してインデクサロボットIRから遠い側に隣接するように、3つの処理ユニットUNIT7〜UNIT9を積層した第3処理ユニット群G3が配置されている。同様に、第2処理ユニット群G2に対してインデクサロボットIRから遠い側に隣接するように、3つの処理ユニットUNIT10〜UNIT12を積層した第4処理ユニット群G4が配置されている。第1〜第4処理ユニット群G1〜G4によって、センターロボットCRが取り囲まれている。
The
The processing units UNIT1 to UNIT12 are three-dimensionally arranged in this embodiment. More specifically, a plurality of processing units UNIT1 to UNIT12 are arranged so as to form a three-story structure, and four
複数の処理ユニット204は、評価サンプルを製造する評価用サンプル製造装置1と、基板Wの汚染状態を計測する汚染状態計測装置2と、基板Wの洗浄処理を行う洗浄ユニット207と、洗浄能力の評価に用いられた後の評価サンプル(すなわち、基板W)を清浄状態に戻す(すなわち、再生する、初期化する)ための再生洗浄ユニット208とを含む。この実施形態では、UNIT1〜UNIT6が洗浄ユニット207として機能し、UNIT7およびUNIT10がサンプル製造装置1として機能し、UNIT8およびUNIT11が汚染状態計測装置2として機能し、UNIT9およびUNIT12が再生洗浄ユニット208として機能する。
The plurality of
この実施形態では、評価用サンプル製造装置1と、汚染状態計測装置2と、再生洗浄ユニット208とによって、洗浄ユニット207の洗浄能力の評価を行う洗浄能力評価装置209が構成されている。すなわち、基板処理装置201は、洗浄能力評価装置209を処理セクション203に内蔵する枚葉型洗浄装置である。
洗浄ユニット207は、基板Wを一枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄ユニットである。洗浄ユニット207は、スピンチャック(図1に示すスピンチャック10と同等の構成)と、スピンチャックに保持されている基板Wの表面5に向けて洗浄液を吐出する洗浄液ノズル(図示しない)とを含み、洗浄液ノズルから洗浄液が基板Wに吐出されることにより、基板Wの表面5に対し洗浄処理が行われる。なお、洗浄ユニット207において実行される洗浄処理において、洗浄液による洗浄に併せて(または代えて)、ブラシによる洗浄、スプレーや超音波等の物理力を用いた洗浄(物理洗浄)、ガスによる洗浄が行われてもよい。
In this embodiment, the evaluation
The
再生洗浄ユニット208は、基板Wを一枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄ユニットである。再生洗浄ユニット208は、スピンチャック(図1に示すスピンチャック10と同等の構成)と、スピンチャックに保持されている基板Wに向けて洗浄液を吐出する洗浄液ノズル(図示しない)とを含み、洗浄液ノズルから洗浄液が基板Wに吐出されることにより、基板Wを清浄状態に戻す(すなわち、再生する、初期化する)ための再生洗浄処理が行われる。再生洗浄処理は、汚染物質6およびその他の物質を当該表面5から完全に除去する処理である。洗浄ユニット207においては、洗浄液としてたとえばSC1(アンモニア過酸化水素水混合液)が用いられるが、洗浄液として酸性液(HF、HFとHNO3との混合液、バッファードフッ酸(BHF)、フッ化アンモニウム、HFEG(フッ酸とエチレングリコールとの混合液)等)を用いることもでき、この場合には、再生洗浄処理後の基板Wの表面が疎水性を示すようになる。
The
なお、再生洗浄ユニット208において実行される再生洗浄処理において、洗浄液による洗浄に併せて(または代えて)、ブラシによる洗浄、スプレーや超音波等の物理力を用いた洗浄(物理洗浄)、ガスによる洗浄が行われてもよい。
センターロボットCRは、受け渡しユニットPASSから未処理の基板Wを、ハンド(図示しない)を用いて受け取り、その未処理の基板Wをいずれかの処理ユニットUNIT1〜UNIT12に搬入する。また、センターロボットCRは、処理ユニットUNIT1〜UNIT12で処理された処理済みの基板Wを、ハンド(図示しない)を用いて受け取り、その基板Wを受け渡しユニットPASSに渡す。
In the regenerative cleaning process executed in the
The center robot CR receives an unprocessed substrate W from the delivery unit PASS using a hand (not shown), and carries the unprocessed substrate W into any of the processing units UNIT1 to UNIT12. The center robot CR receives the processed substrate W processed by the processing units UNIT1 to UNIT12 using a hand (not shown), and transfers the substrate W to the transfer unit PASS.
図9に示すように、制御装置50は、さらに、洗浄ユニット207および再生洗浄ユニット208の動作を制御する。
図10は、基板処理装置201における、サンプル製造&ユニット洗浄評価フローの一例を示す工程図である。図8A〜図10を参照しながら、サンプル製造&ユニット洗浄評価フローの一例を説明する。
As shown in FIG. 9, the
FIG. 10 is a process diagram showing an example of a sample manufacturing & unit cleaning evaluation flow in the
サンプル製造&ユニット洗浄評価フローでは、基板Wの計測に先立って再生洗浄処理(ステップS9)が実行される。しかし、基板処理装置201への当該基板Wの供給直後のサンプル製造&ユニット洗浄評価フローにおいては、再生洗浄処理S9はスキップされる。すなわち、センターロボットCRは、受け取った未処理の基板Wを、パーティクルカウンターなどの汚染状態計測装置2に受け渡す。制御装置50は、汚染状態計測装置2を制御して、基板Wの汚染状態の計測を行う(ステップS10)。これにより、前回の再生洗浄処理により、基板Wが所定の清浄条件を満たしているか否かが評価される。この清浄条件を満たしている場合には、ステップS11に移行する。清浄条件を満たしていない場合には、再生洗浄ユニット208を用いて再生洗浄処理が行われ、その後、再度、汚染状態計測装置2において基板Wの汚染状態が計測される。
In the sample manufacturing & unit cleaning evaluation flow, the regeneration cleaning process (step S9) is performed prior to the measurement of the substrate W. However, in the sample manufacturing & unit cleaning evaluation flow immediately after the supply of the substrate W to the
次いで、搬送ロボット(図示しない)により、評価用サンプル製造装置1のチャンバ9(図1参照)内に、評価用サンプル8の母材である基板Wが搬入され、基板Wがその表面5を上方に向けた状態でスピンチャック10に保持される(ステップS11:基板保持工程)。搬送ロボットが評価用サンプル製造装置1外に退避させられた後、制御装置50は、液膜保持工程(ステップS12)を実行する。基板Wの表面5に液膜51(図6Aおよび6B参照)がパドル状に保持された後、制御装置50は乾燥工程(ステップS13)を実行する。ステップS11、S12およびS13は、それぞれ、ステップS1、S2およびS3(図4参照)と同等の処理である。
Next, a substrate W, which is a base material of the
その後、基板W(評価用サンプル8)は搬送ロボットによって、評価用サンプル製造装置1外へと搬出されて、パーティクルカウンターなどの汚染状態計測装置2に受け渡される。制御装置50は、汚染状態計測装置2を制御して、基板Wの汚染状態の計測を行う(ステップS14)。これにより、洗浄処理前の基板Wの汚染状態を把握できる。
次いで、基板Wは洗浄ユニット207に搬入される。制御装置50は、洗浄ユニット207を制御して、基板Wを洗浄する(ステップS15)。
Thereafter, the substrate W (evaluation sample 8) is carried out of the evaluation
Next, the substrate W is carried into the
洗浄処理後の基板Wは、パーティクルカウンターなどの汚染状態計測装置2に受け渡される。制御装置50は、汚染状態計測装置2を制御して、基板Wの汚染状態の計測を行う(ステップS16)。これにより、洗浄処理後の基板Wの汚染状態を把握できる。この場合、洗浄前後における基板Wの汚染状態を比較することにより、洗浄ユニット207の洗浄能力を評価することが可能である。ステップS16の基板Wの汚染状態の計測の終了に伴い、図10のサンプル製造&ユニット洗浄評価フローは終了する。
The substrate W after the cleaning process is delivered to a contamination
図10のサンプル製造&ユニット洗浄評価フローは、繰り返し実行される。そのため、2回目の基板Wの汚染状態の計測後、ステップS9に戻り、制御装置50は、再生洗浄ユニット208を制御して、基板Wを再生洗浄処理する(ステップS9)。これにより、基板Wが汚染前の清浄状態に戻される(すなわち、再生させられる)。
図11は、複数の洗浄ユニット(処理ユニットUNIT1〜UNIT3)に対して洗浄能力を評価するときのフローの一例を示す図である。たとえば、いずれも洗浄ユニットである処理ユニットUNIT1〜UNIT3の各々の洗浄能力を評価する場合(図11参照)を例に挙げながら、基板処理装置201において複数の洗浄ユニットについて洗浄能力を評価するときの流れについて説明する。
The sample manufacturing & unit cleaning evaluation flow of FIG. 10 is repeatedly executed. Therefore, after measuring the contamination state of the substrate W for the second time, the process returns to step S9, and the
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a flow for evaluating the cleaning capability for a plurality of cleaning units (processing units UNIT1 to UNIT3). For example, when evaluating the cleaning capability of each of the processing units UNIT1 to UNIT3, which are all cleaning units (see FIG. 11), as an example, when the cleaning capability is evaluated for a plurality of cleaning units in the
まず、処理ユニットUNIT1についての洗浄能力が評価される。
評価用サンプル製造装置1において評価用サンプル8が製造される(S11〜S13)。次いで、処理ユニットUNIT1における洗浄能力が計測および評価される。具体的には、汚染状態計測装置2において、洗浄前の基板Wの汚染状態の計測が行われ(S14)、次いで、処理ユニットUNIT1において、基板Wの洗浄が行われる(S15)。洗浄後には、汚染状態計測装置2において、洗浄後の基板Wの汚染状態の計測が行われる。この場合、洗浄前後における基板Wの汚染状態を比較することにより、処理ユニットUNIT1の洗浄能力を評価することが可能である。次いで、再生洗浄ユニット208において基板Wが再生洗浄処理される、これにより、基板Wが汚染前の清浄状態に戻される(すなわち、再生させられる)。
First, the cleaning ability of the processing unit UNIT1 is evaluated.
An
次に、処理ユニットUNIT2についての洗浄能力が評価される。
評価用サンプル製造装置1において評価用サンプル8が製造される(S11〜S13)。次いで、処理ユニットUNIT2における洗浄能力が計測および評価される。具体的には、汚染状態計測装置2において、洗浄前の基板Wの汚染状態の計測が行われ(S14)、次いで、処理ユニットUNIT2において、基板Wの洗浄が行われる(S15)。洗浄後には、汚染状態計測装置2において、洗浄後の基板Wの汚染状態の計測が行われる。この場合、洗浄前後における基板Wの汚染状態を比較することにより、処理ユニットUNIT2の洗浄能力を評価することが可能である。次いで、再生洗浄ユニット208において基板Wが再生洗浄処理される、これにより、基板Wが汚染前の清浄状態に戻される(すなわち、再生させられる)。
Next, the cleaning capacity for the processing unit UNIT2 is evaluated.
An
次に、処理ユニットUNIT3についての洗浄能力が評価される。
評価用サンプル製造装置1において評価用サンプル8が製造される(S11〜S13)。次いで、処理ユニットUNIT3における洗浄能力が計測および評価される。具体的には、汚染状態計測装置2において、洗浄前の基板Wの汚染状態の計測が行われ(S14)、次いで、処理ユニットUNIT3において、基板Wの洗浄が行われる(S15)。洗浄後には、汚染状態計測装置2において、洗浄後の基板Wの汚染状態の計測が行われる。この場合、洗浄前後における基板Wの汚染状態を比較することにより、処理ユニットUNIT3の洗浄能力を評価することが可能である。次いで、再生洗浄ユニット208において基板Wが再生洗浄処理される、これにより、基板Wが汚染前の清浄状態に戻される(すなわち、再生させられる)。
Next, the cleaning capacity for the processing unit UNIT3 is evaluated.
An
図11に示すフローの実行により、処理ユニットUNIT1〜UNIT3の各々の洗浄能力を評価することができる。これにより、ユニット間差評価を精度良く行うことができる。
図12は、制御装置50の記憶ユニットに保持された洗浄処理用のレシピRの一例を示す図である。洗浄ユニット207における洗浄処理は、このレシピRに基づいて実行される。
By executing the flow shown in FIG. 11, it is possible to evaluate the cleaning ability of each of the processing units UNIT1 to UNIT3. Thereby, difference evaluation between units can be performed accurately.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the cleaning process recipe R held in the storage unit of the
レシピRは、レシピ番号(No.)によって識別される複数のレシピを含む。各レシピには、洗浄条件として、洗浄液として使用すべき薬液の種類、洗浄処理における基板Wの回転数、洗浄処理時に基板Wに供給される不活性ガスの流量、および洗浄処理の処理時間等が規定されている。洗浄条件として、スプレーや超音波等の物理力の使用の有無が規定されていてもよい。 Recipe R includes a plurality of recipes identified by a recipe number (No.). Each recipe includes, as cleaning conditions, the type of chemical liquid to be used as the cleaning liquid, the number of rotations of the substrate W in the cleaning process, the flow rate of the inert gas supplied to the substrate W during the cleaning process, the processing time of the cleaning process, and the like. It is prescribed. Whether or not physical force such as spray or ultrasonic wave is used may be defined as the cleaning condition.
したがって、レシピとして、図12に示すレシピRが採用される場合には、1つの洗浄ユニット207において、互いに異なる内容の洗浄処理が実行される。
図13は、1つの洗浄ユニット(処理ユニットUNIT1)における複数回の洗浄処理の個々について洗浄能力を評価するときのフローの一例を示す図である。
たとえば、洗浄ユニットである処理ユニットUNIT1における3回の洗浄処理(互いに異なる番号のレシピを採用)の個々について洗浄能力を評価する場合(図13参照)を例に挙げながら、基板処理装置201において複数回の洗浄処理の個々について洗浄能力を評価するときの流れについて説明する。
Therefore, when the recipe R shown in FIG. 12 is adopted as a recipe, cleaning processes having different contents are executed in one
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a flow for evaluating the cleaning capability for each of a plurality of cleaning processes in one cleaning unit (processing unit UNIT1).
For example, the
まず、処理ユニットUNIT1における1回目の洗浄処理についての洗浄能力が評価される。
評価用サンプル製造装置1において評価用サンプル8が製造される(S11〜S13)。次いで、1回目の洗浄処理についての洗浄能力が計測および評価される。具体的には、汚染状態計測装置2において、洗浄前の基板Wの汚染状態の計測が行われ(S14)、次いで、処理ユニットUNIT1において、所定のレシピ(たとえば図12のNo.1のレシピ)に基づく洗浄が行われる(S15)。洗浄後には、汚染状態計測装置2において、洗浄後の基板Wの汚染状態の計測が行われる。この場合、洗浄前後における基板Wの汚染状態を比較することにより、1回目の洗浄処理についての洗浄能力を評価することが可能である。次いで、再生洗浄ユニット208において基板Wが再生洗浄処理される。これにより、基板Wが汚染前の清浄状態に戻される(すなわち、再生させられる)。
First, the cleaning capability for the first cleaning process in the processing unit UNIT1 is evaluated.
An
次に、処理ユニットUNIT1における2回目の洗浄処理についての洗浄能力が評価される。
評価用サンプル製造装置1において評価用サンプル8が製造される(S11〜S13)。次いで、2回目の洗浄処理についての洗浄能力が計測および評価される。具体的には、汚染状態計測装置2において、洗浄前の基板Wの汚染状態の計測が行われ(S14)、次いで、処理ユニットUNIT1において、1回目の洗浄処理で参照したレシピを除く所定のレシピ(たとえば図12のNo.2のレシピ)に基づく洗浄が行われる(S15)。洗浄後には、汚染状態計測装置2において、洗浄後の基板Wの汚染状態の計測が行われる。この場合、洗浄前後における基板Wの汚染状態を比較することにより、2回目の洗浄処理についての洗浄能力を評価することが可能である。次いで、再生洗浄ユニット208において基板Wが再生洗浄処理される、これにより、基板Wが汚染前の清浄状態に戻される(すなわち、再生させられる)。
Next, the cleaning capability for the second cleaning process in the processing unit UNIT1 is evaluated.
An
次に、処理ユニットUNIT1における3回目の洗浄処理についての洗浄能力が評価される。評価用サンプル製造装置1において評価用サンプル8が製造される(S11〜S13)。次いで、3回目の洗浄処理についての洗浄能力が計測および評価される。具体的には、汚染状態計測装置2において、洗浄前の基板Wの汚染状態の計測が行われ(S14)、次いで、処理ユニットUNIT1において、1回目または2回目の洗浄処理で参照したレシピを除く所定のレシピ(たとえば図12のNo.3のレシピ)に基づく基板Wの洗浄が行われる(S15)。洗浄後には、汚染状態計測装置2において、洗浄後の基板Wの汚染状態の計測が行われる。この場合、洗浄前後における基板Wの汚染状態を比較することにより、3回目の洗浄処理についての洗浄能力を評価することが可能である。
Next, the cleaning capability for the third cleaning process in the processing unit UNIT1 is evaluated. An
図13に示すフローの実行により、処理ユニットUNIT1における3回の洗浄処理の個々について洗浄能力を評価することができる。これにより、洗浄処理の洗浄条件依存性を精度良く評価できる。
以上により、第2の実施形態によれば、第1の実施形態において記載した作用効果に加えて、次の作用効果を奏する。すなわち、基板処理装置201が、評価用サンプル製造装置1、汚染状態計測装置2および洗浄ユニット207に加えて、洗浄能力の評価に用いられた後の評価サンプル(基板W)を清浄状態に戻す再生洗浄ユニット208を含んでいる。そのため、評価用サンプル8の製造、洗浄処理、洗浄能力の評価、および基板Wの再生洗浄処理を、1つの基板処理装置201において行うことができる。したがって、基板処理装置201に備えられた洗浄ユニット207の洗浄能力の評価を、繰り返し行うことができる。基板処理装置201に備えられた洗浄ユニット207の洗浄能力の評価結果を、自動で生成することも可能である。
By executing the flow shown in FIG. 13, the cleaning capability can be evaluated for each of the three cleaning processes in the processing unit UNIT1. Thereby, it is possible to accurately evaluate the cleaning condition dependency of the cleaning process.
As mentioned above, according to 2nd Embodiment, in addition to the effect described in 1st Embodiment, there exists the following effect. That is, the
また、これら能力評価に用いる基板Wを使い回すことができるので、能力評価用の基板W(評価用サンプル8の母材となる基板)が一枚の基板で足りる。
以上、この発明の2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も実施できる。
たとえば、前述の第1の実施形態に係る蒸発工程T4において、低表面張力液体11の蒸発を促進させるために、基板Wの表面5に不活性ガスを供給するものとして説明したが、これに代えて/併せて、赤外線ランプやヒータなどの加熱装置により液膜51を加熱することにより、低表面張力液体11の蒸発を促進させてもよい。また、チャンバ9内を減圧することにより、低表面張力液体11の蒸発を促進させてもよい。
Further, since the substrate W used for the performance evaluation can be reused, a single substrate is sufficient for the performance evaluation substrate W (the substrate serving as the base material of the evaluation sample 8).
While the two embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be implemented in other forms.
For example, in the evaporation step T4 according to the first embodiment described above, the inert gas is supplied to the
また、前述の第1の実施形態に係る乾燥工程S3において、基板Wを回転させずに静止させた状態で、基板Wの表面5を乾燥させてもよい。この場合、基板Wは、スピンチャック以外の基板保持装置によって保持されてもよい。
また、前述の各実施形態では、基板Wの表面5が当初から疎水性を示しているとして説明したが、基板処理システム4や基板処理装置201への搬入前には、基板Wの表面5が疎水性を示しておらず、基板処理装置3や洗浄ユニット207による洗浄処理、再生洗浄ユニット208による再生洗浄処理の結果、基板Wの表面5が疎水性を示すようになってもよい。
Further, in the drying step S3 according to the first embodiment described above, the
In each of the above-described embodiments, the
また、基板Wの表面5に不活性ガスを供給する低表面張力液体除去ユニットとして、気体吐出ノズル30に代えて、基板Wの表面5に対向する対向面を有する対向部材(図示しない)と、対向面(のたとえば中央部)に形成された吐出口とを有する対向ユニットが設けられていてもよい。吐出口は不活性ガスを吐出するようになっており、吐出口から吐出される不活性ガスが、基板Wの表面(のたとえば中央部)に供給されるようになっていてもよい。
Further, as a low surface tension liquid removing unit that supplies an inert gas to the
また、第2の実施形態において、専用の再生洗浄ユニット208ではなく、洗浄ユニット207において再生洗浄処理を行うようにしてもよい。
また、第2の実施形態において、第1の実施形態に記載の手法以外の手法を用いて評価サンプルの製造するようにしてもよい。
また、第1および第2の実施形態では、基板処理装置3,201が、円板状の基板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3,201は、液晶表示装置用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。
In the second embodiment, the regeneration cleaning process may be performed in the
In the second embodiment, an evaluation sample may be manufactured using a method other than the method described in the first embodiment.
In the first and second 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。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
1 :評価用サンプル製造装置
3 :基板処理装置
5 :表面
6 :汚染物質
7 :汚染溶液
8 :評価用サンプル
10 :スピンチャック(基板保持ユニット)
11 :低表面張力液体
12 :汚染溶液供給ユニット
30 :気体吐出ノズル(低表面張力液体除去ユニット)
50 :制御装置
201 :基板処理装置
207 :洗浄ユニット
208 :再生洗浄ユニット
A1 :回転軸線(鉛直軸線)
W :基板
1: Evaluation sample manufacturing apparatus 3: Substrate processing apparatus 5: Surface 6: Contaminant 7: Contaminant solution 8: Evaluation sample 10: Spin chuck (substrate holding unit)
11: Low surface tension liquid 12: Contaminated solution supply unit 30: Gas discharge nozzle (low surface tension liquid removal unit)
50: Control device 201: Substrate processing device 207: Cleaning unit 208: Regenerative cleaning unit A1: Rotation axis (vertical axis)
W: Substrate
Claims (10)
前記表面を上方に向けた状態で前記基板を水平姿勢に保持する基板保持工程と、
水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体と汚染物質とを含む汚染溶液の液膜を前記基板の前記表面に保持する液膜保持工程と、
前記低表面張力液体を前記表面から除去して前記表面を乾燥させる乾燥工程と
を含む、評価用サンプル製造方法。 An evaluation sample for evaluating the cleaning ability of a substrate processing apparatus, wherein the evaluation sample includes a substrate in which a contaminant is disposed on a hydrophobic surface.
A substrate holding step for holding the substrate in a horizontal posture with the surface facing upward;
A liquid film holding step of holding a liquid film of a contaminated solution containing a low surface tension liquid having a lower surface tension than water and a contaminant on the surface of the substrate;
And a drying step of drying the surface by removing the low surface tension liquid from the surface.
前記低表面張力液体を主として蒸発させることにより、前記低表面張力液体を除去する蒸発工程を含む、請求項1に記載の評価用サンプル製造方法。 The drying step
The evaluation sample manufacturing method according to claim 1, further comprising an evaporation step of removing the low surface tension liquid by mainly evaporating the low surface tension liquid.
前記低表面張力液体の蒸発を促進させるために、前記表面に気体を供給する気体供給工程を含む、請求項2に記載の評価用サンプル製造方法。 The evaporation step includes
The sample production method for evaluation according to claim 2, further comprising a gas supply step of supplying a gas to the surface in order to promote evaporation of the low surface tension liquid.
前記蒸発工程の実行に先立って、前記表面に保持されている前記汚染溶液の液膜を薄化する薄化工程をさらに含む、請求項2または3に記載の評価用サンプル製造方法。 The substrate processing method includes:
The sample production method for evaluation according to claim 2 or 3, further comprising a thinning step of thinning a liquid film of the contaminated solution held on the surface prior to execution of the evaporation step.
前記基板の前記表面を通る所定の鉛直軸線回りに、前記基板を、前記基板の前記表面から前記汚染溶液を振り切ることが可能な所定の第1の速度で回転させる第1の回転工程を含む、請求項4に記載の評価用サンプル製造方法。 The thinning process includes
A first rotating step of rotating the substrate around a predetermined vertical axis passing through the surface of the substrate at a predetermined first speed capable of shaking off the contaminated solution from the surface of the substrate; The evaluation sample manufacturing method according to claim 4.
前記蒸発工程に並行して、前記基板の前記表面を通る所定の鉛直軸線回りに、前記基板を、前記基板の前記表面から前記汚染溶液を振り切ることが可能な所定の第2の速度で回転させる第2の回転工程をさらに含む、請求項2〜5のいずれか一項に記載の評価用サンプル製造方法。 The drying step
In parallel with the evaporation step, the substrate is rotated about a predetermined vertical axis passing through the surface of the substrate at a predetermined second speed capable of shaking off the contaminated solution from the surface of the substrate. The evaluation sample manufacturing method according to any one of claims 2 to 5, further comprising a second rotation step.
前記基板の前記表面を通る所定の鉛直軸線回りに、所定のパドル速度で前記基板を回転させることにより、前記基板を、前記基板の前記表面に前記汚染溶液の前記パドル状の液膜を保持する工程を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の評価用サンプル製造方法。 The liquid film holding step includes
By rotating the substrate at a predetermined paddle speed around a predetermined vertical axis passing through the surface of the substrate, the substrate holds the paddle-like liquid film of the contaminated solution on the surface of the substrate. The sample production method for evaluation according to any one of claims 1 to 6 including a process.
前記表面を上方に向けた状態で前記基板を水平姿勢に保持する基板保持ユニットと、
水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体と汚染物質とを含む汚染溶液を前記基板の表面に供給するための汚染溶液供給ユニットと、
前記基板の表面から前記低表面張力液体を除去させるための低表面張力液体除去ユニットと、
前記汚染溶液供給ユニットおよび前記低表面張力液体除去ユニットを制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、前記表面を上方に向けた状態で前記基板を水平姿勢に保持する基板保持工程と、水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体と汚染物質とを含む汚染溶液の液膜を前記基板の前記表面に保持する液膜保持工程と、前記低表面張力液体を前記表面から除去して前記表面を乾燥させる乾燥工程とを実行する、評価用サンプル製造装置。 An evaluation sample for evaluating the cleaning ability of a substrate processing apparatus, and an apparatus for producing an evaluation sample including a substrate in which a contaminant is disposed on a hydrophobic surface,
A substrate holding unit for holding the substrate in a horizontal posture with the surface facing upward;
A contamination solution supply unit for supplying a contamination solution comprising a low surface tension liquid having a lower surface tension than water and a contaminant to the surface of the substrate;
A low surface tension liquid removal unit for removing the low surface tension liquid from the surface of the substrate;
A controller for controlling the contaminated solution supply unit and the low surface tension liquid removal unit,
The control device includes a substrate holding step for holding the substrate in a horizontal posture with the surface facing upward, a liquid film of a contaminated solution including a low surface tension liquid having a surface tension lower than water and a contaminant. A sample manufacturing apparatus for evaluation, which executes a liquid film holding step of holding the substrate on the surface of the substrate and a drying step of drying the surface by removing the low surface tension liquid from the surface.
前記請求項8に記載の評価用サンプル製造装置であって、前記洗浄ユニットの洗浄能力を評価するための評価用サンプルを製造する前記評価用サンプル製造装置とを含む、基板処理装置。 A cleaning unit for cleaning the substrate;
9. A substrate processing apparatus, comprising: the evaluation sample manufacturing apparatus according to claim 8, wherein the evaluation sample manufacturing apparatus manufactures an evaluation sample for evaluating a cleaning capability of the cleaning unit.
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-
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