JP2020136438A - Substrate treatment apparatus and substrate treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、基板処理装置および基板処理方法に関する。 The present disclosure relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
半導体装置の製造において、半導体ウエハ等の基板に対してエッチング、洗浄等のための様々な薬液処理が施される。薬液処理は、基板を水平姿勢に保持するとともに鉛直軸線周りに回転させるスピンチャックと、回転する基板に薬液を供給するノズルとを備えた枚葉式の基板処理装置により行うことができる。薬液処理の後、基板には、リンス処理および乾燥処理が施される。乾燥処理時には乾燥性能向上のための乾燥液としてIPA(イソプロピルアルコール)が基板に供給される。 In the manufacture of semiconductor devices, substrates such as semiconductor wafers are subjected to various chemical treatments for etching, cleaning, and the like. The chemical treatment can be performed by a single-wafer processing apparatus equipped with a spin chuck that holds the substrate in a horizontal position and rotates it around the vertical axis, and a nozzle that supplies the chemical liquid to the rotating substrate. After the chemical treatment, the substrate is rinsed and dried. During the drying process, IPA (isopropyl alcohol) is supplied to the substrate as a drying liquid for improving the drying performance.
本開示は、乾燥液由来のパーティクルの発生を抑制する技術を提供する。 The present disclosure provides a technique for suppressing the generation of particles derived from a dry liquid.
一実施形態に係る基板処理装置は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を回転駆動する回転駆動部と、前記基板保持部に保持された基板にリンス液を供給するリンス液供給部と、前記基板保持部に保持された基板に乾燥液を供給する乾燥液供給部と、前記基板保持部に保持された基板に紫外線を照射する紫外線照射部と、前記回転駆動部、前記リンス液供給部、前記乾燥液供給部および前記紫外線照射部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記基板保持部により保持されて回転する基板に前記リンス液供給部によりリンス液が供給された後に、前記乾燥液供給部により乾燥液を基板の中心部に供給させ、その後、乾燥液の着液位置を基板の中心部から周縁部に移動させることにより基板上に形成される乾燥領域を中心部から周縁部に広げてゆきながら前記紫外線照射部により前記乾燥領域に紫外線を基板に照射させ、このとき、基板の回転中心から乾燥液の着液位置までの距離を基板の回転中心から紫外線の照射位置までの距離よりも大きく維持しつつ紫外線の照射位置を基板の中心部から周縁部に移動させる。 The substrate processing apparatus according to one embodiment includes a substrate holding portion that holds a substrate, a rotational driving portion that rotationally drives the substrate holding portion, and a rinse liquid supply that supplies a rinse liquid to the substrate held by the substrate holding portion. The unit, the drying liquid supply unit that supplies the drying liquid to the substrate held by the substrate holding unit, the ultraviolet irradiation unit that irradiates the substrate held by the substrate holding unit with ultraviolet rays, the rotation driving unit, and the rinse. The control unit includes a liquid supply unit, a drying liquid supply unit, and a control unit that controls the ultraviolet irradiation unit. The control unit is such that the rinse liquid is supplied to a rotating substrate while being held by the substrate holding unit. After being supplied, the drying liquid is supplied to the central portion of the substrate by the drying liquid supply unit, and then the drying liquid is formed on the substrate by moving the landing position of the drying liquid from the central portion to the peripheral portion of the substrate. While expanding the region from the central portion to the peripheral portion, the ultraviolet irradiation portion irradiates the substrate with ultraviolet rays, and at this time, the distance from the rotation center of the substrate to the landing position of the drying liquid is the rotation center of the substrate. The ultraviolet irradiation position is moved from the central portion to the peripheral portion of the substrate while maintaining the distance from the ultraviolet ray irradiation position to be larger than the distance from the ultraviolet ray irradiation position.
本開示によれば、乾燥液由来のパーティクルの発生を抑制することができる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress the generation of particles derived from the dry liquid.
基板処理装置の一実施形態を、添付図面を参照して説明する。 An embodiment of the substrate processing apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a substrate processing system according to the present embodiment. In the following, in order to clarify the positional relationship, the X-axis, Y-axis, and Z-axis that are orthogonal to each other are defined, and the positive direction of the Z-axis is defined as the vertically upward direction.
図1に示すように、基板処理システム1は、搬入出ステーション2と、処理ステーション3とを備える。搬入出ステーション2と処理ステーション3とは隣接して設けられる。
As shown in FIG. 1, the substrate processing system 1 includes a loading /
搬入出ステーション2は、キャリア載置部11と、搬送部12とを備える。キャリア載置部11には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウエハ(以下ウエハW)を水平状態で収容する複数のキャリアCが載置される。
The loading /
搬送部12は、キャリア載置部11に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置13と、受渡部14とを備える。基板搬送装置13は、ウエハWを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置13は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いてキャリアCと受渡部14との間でウエハWの搬送を行う。
The
処理ステーション3は、搬送部12に隣接して設けられる。処理ステーション3は、搬送部15と、複数の処理ユニット16とを備える。複数の処理ユニット16は、搬送部15の両側に並べて設けられる。
The processing station 3 is provided adjacent to the
搬送部15は、内部に基板搬送装置17を備える。基板搬送装置17は、ウエハWを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置17は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いて受渡部14と処理ユニット16との間でウエハWの搬送を行う。
The
処理ユニット16は、基板搬送装置17によって搬送されるウエハWに対して所定の基板処理を行う。
The
また、基板処理システム1は、制御装置4を備える。制御装置4は、たとえばコンピュータであり、制御部18と記憶部19とを備える。記憶部19には、基板処理システム1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部18は、記憶部19に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム1の動作を制御する。
Further, the substrate processing system 1 includes a
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置4の記憶部19にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカードなどがある。
The program may be recorded on a storage medium that can be read by a computer, and may be installed from the storage medium in the
上記のように構成された基板処理システム1では、まず、搬入出ステーション2の基板搬送装置13が、キャリア載置部11に載置されたキャリアCからウエハWを取り出し、取り出したウエハWを受渡部14に載置する。受渡部14に載置されたウエハWは、処理ステーション3の基板搬送装置17によって受渡部14から取り出されて、処理ユニット16へ搬入される。
In the substrate processing system 1 configured as described above, first, the
処理ユニット16へ搬入されたウエハWは、処理ユニット16によって処理された後、基板搬送装置17によって処理ユニット16から搬出されて、受渡部14に載置される。そして、受渡部14に載置された処理済のウエハWは、基板搬送装置13によってキャリア載置部11のキャリアCへ戻される。
The wafer W carried into the
次に、図2を参照して処理ユニット16の構成について説明する。処理ユニット16は、チャンバ(ユニットケーシング)20を有する。チャンバ20の天井部には、FFU(Fan Filter Unit)21が設けられる。FFU21は、チャンバ20内に清浄ガス例えば清浄空気のダウンフローを形成する。
Next, the configuration of the
チャンバ20内には、スピンチャックなどと呼ばれる基板保持回転部30が設けられている。基板保持回転部30は、チャック31(基板保持部)と、チャック31を回転させる回転モータ32(回転駆動部)とを有しており、被処理基板であるウエハWを水平姿勢で保持して、鉛直軸線周りに回転させることができる。チャック31は、ウエハWの下面を吸着するバキュームチャックであってもよいし、複数の把持爪によりウエハWの周縁部を保持するメカニカルチャックであってもよい。基板保持回転部30は、図示しない昇降機構を備えており、この昇降機構によりチャック31を昇降させることができる。
A substrate holding rotating
チャンバ20内には、第1ノズルアーム41が設けられている。第1ノズルアーム41の先端部のノズルホルダ42には、薬液としてのDHF(希フッ酸)を吐出する薬液ノズル43Aと、リンス液としてのDIW(純水)を吐出するリンスノズル43Bと、乾燥液としてのIPAを吐出する乾燥液ノズル43Cとが担持されている。第1ノズルアーム41の基端部は第1アーム駆動機構45に取り付けられている。第1アーム駆動機構45は、第1ノズルアーム41を鉛直方向に昇降させることができ、かつ、鉛直軸線46周りに旋回させることができる。薬液ノズル43A、リンスノズル43Bおよび乾燥液ノズル43Cは、ウエハWの上方において、ウエハWの中心部の真上の位置とウエハWの周縁部の真上の位置との間で移動することができる。「ウエハWの中心部」には、ウエハWの厳密な回転中心WCだけでなくその近傍領域も含まれる。「ウエハWの周縁部」には、ウエハWの外周縁だけでなくその近傍領域も含まれる。上記の3つのノズル43A,43B,43Cは、ウエハWの上方から外れた退避位置(後述する液受けカップの外側の位置)に退避することもできる。
A
チャンバ20内には、さらに第2ノズルアーム51が設けられている。第2ノズルアーム51の先端部のノズルホルダ52には、乾燥ガスとしての窒素ガス(N2ガス)を吐出するガスノズル53と、紫外線を照射するUVランプ54とが担持されている。第2ノズルアーム51の基端部は第2アーム駆動機構55に取り付けられている。第2アーム駆動機構55は、第2ノズルアーム51を鉛直方向に昇降させることができ、かつ、鉛直軸線56周りに旋回させることができる。ガスノズル53およびUVランプ54は、ウエハWの上方において、ウエハWの中心部の真上の位置とウエハWの周縁部の真上の位置との間で移動することができる。また、ガスノズル53およびUVランプ54は、ウエハWの上方から外れた退避位置(後述する液受けカップの外側の位置)に退避することもできる。
A
基板保持回転部30に保持されたウエハWと、第1ノズルアーム41および第2ノズルアーム51との平面的な位置関係は、例えば図3Aおよび図3Bに示したようなものとすることができるが、これには限定されない。図3Aでは、第1ノズルアーム41および第2ノズルアーム51がウエハWの回転中心WCを対称中心とした点対称位置に配置されている。図3Bでは、第1ノズルアーム41および第2ノズルアーム51が、並列に(横並びに)配置されている。第1ノズルアーム41および第2ノズルアーム51は、矢印47,57で示すように旋回する。
The planar positional relationship between the wafer W held by the substrate holding
薬液ノズル43Aには薬液供給機構71が接続されている。リンスノズル43Bにはリンス液供給機構72が接続されている。乾燥液ノズル43Cは、乾燥液供給機構73が接続されている。ガスノズル53には、ガス供給機構74が接続されている。各供給機構(71,72,73,74)において、図3中において二重丸で示した要素は各処理流体(薬液、リンス液、乾燥液、ガス)の供給源(例えば工場用力、タンク、ボンベ等)であり、図3中において「X」が記入された白抜き四角により概略的に示されている要素は流れ制御機器である。流れ制御機器には、例えば、開閉弁、流量計、流量制御弁などが含まれる。
A chemical solution supply mechanism 71 is connected to the
薬液の種類次第では、薬液およびリンス液は同じノズルから供給することができる。例えば薬液としてのDHFとリンス液としてのDIWとは混ざっても特に問題は無いため、同じノズルから供給することができる。この場合、薬液供給機構71およびリンス液供給機構72が同じノズルに接続される。
Depending on the type of chemical solution, the chemical solution and the rinse solution can be supplied from the same nozzle. For example, there is no particular problem even if DHF as a chemical solution and DIW as a rinsing solution are mixed, so that they can be supplied from the same nozzle. In this case, the chemical solution supply mechanism 71 and the rinse
UVランプ54は、例えばLEDランプからなり、例えば172nmの紫外線を発生する。UVランプ54には、給電装置75が接続されている。
The
図4Aに示すように、ガスノズル53およびUVランプ54が一体化されていてもよい。図4の構成例では、UVランプ54の光出射面54aの周囲を囲む2つの半円形のスリット状のガス吐出口53aが設けられている。一方のガス吐出口53aは、第2ノズルアーム51の旋回に伴いガスノズル53が移動するときの進行方向(矢印MVを参照)前側にあり、他方のガス吐出口53aが進行方向後側にある。
As shown in FIG. 4A, the
図4Bに示すように、UVランプ54の光出射面54aの周囲を、円周方向に並んだ複数(多数)のガス吐出口53bが囲んでいてもよい。 図4Cに示すように、UVランプ54の光出射面54aの周囲を、直線的に延びるスリット状のガス吐出口53aが設けられていいてもよい。図4Cの例でも、一方のガス吐出口53cは、第2ノズルアーム51の旋回に伴いガスノズル53が移動するときの進行方向(矢印MVを参照)前側にあり、他方のガス吐出口53cが進行方向後側にある。
As shown in FIG. 4B, a plurality (many)
図4A〜図4Cに示すように、第2ノズルアーム51の旋回に伴いガスノズル53が移動するときの進行方向MVと直交する方向に計測したガスノズル53の配置領域の幅DNは、UVランプ54の光出射面54aの幅DLよりも大きいことが好ましい。後述する乾燥工程において、ガスノズル53がウエハの周縁部に移動向けて移動するときの進行方向前方のガスノズル53の配置領域の幅DNをUVランプ54の光出射面の幅DLよりも大きくすることにより、未乾燥の乾燥液(IPA)が確実に押しのけられる。このため、確実に乾燥した状態のウエハWの表面に紫外線を照射することができる。これに加えて、進行方向後方のガスノズル53の配置領域の幅DNをUVランプ54の光出射面54aの幅DLよりも大きくすることにより、UVランプ54からウエハWの表面に向かう紫外線の光路が不活性ガスにより実質的に囲まれるようになる。これにより、紫外線の光路内の酸素濃度を低くすることができ、オゾンの発生を抑制することができる。この効果は、紫外線の光路が不活性ガスによりほぼ囲まれることになる図4Aおよび図4Bの例でより高くなる。
As shown in FIGS. 4A to 4C, the width DN of the arrangement area of the
図2に示すように、チャンバ20内には、基板保持回転部30のチャック31の周囲を取り囲むように、液受けカップ60が設けられている。液受けカップ60は、回転するウエハWから飛散する処理液を捕集する。
As shown in FIG. 2, a
液受けカップ60の底部には排液口61及び排気口62が設けられている。液受けカップ60によって捕捉された処理液は、排液口61を通って処理ユニット16の外部へと流れ、回収して再利用されるか、あるいは工場排液系に廃棄される。液受けカップ60の内部空間の雰囲気は、排気口62及び排気管路63を介して減圧雰囲気の工場排気系に排出される。排気管路63には、排気を促進するための図示しないエゼクタ、排気流量を制御するための弁(例えばバタフライ弁)を設けることができる。
A
図2では液受けカップ60の内部構造が大幅に簡略化されて表記されている。液受けカップ60は、異なる種類の処理液(例えば酸性薬液、アルカリ性薬液、有機薬液)が切替可能な異なる経路を通って液受けカップ60内を流れ、互いに異なる複数の排気口62及び複数の排気管路63を介して処理ユニット16の外部へと排出されるように構成されていてもよい。このような構成は半導体製造装置の技術分野において周知であり、説明は省略する。
In FIG. 2, the internal structure of the
なお、リンスノズル43B、リンス液供給機構72、リンスノズル43Bが取り付けられた第1ノズルアーム41および第1アーム駆動機構45により、ウエハWの表面の所望の位置に所望の流量でリンス液を供給することができるリンス液供給部が構成される。乾燥液ノズル43C、乾燥液供給機構73、乾燥液ノズル43Cが取り付けられた第1ノズルアーム41および第1アーム駆動機構45により、ウエハWの表面の所望の位置に所望の流量で乾燥液を供給することができる乾燥液供給部が構成される。ガスノズル53、ガス供給機構74、ガスノズル53が取り付けられた第2ノズルアーム51および第2アーム駆動機構55により、ウエハWの表面の所望の位置に所望の流量で乾燥ガスを吹き付けることができるガス供給部が構成される。UVランプ54、給電装置75、UVランプ54が取り付けられた第2ノズルアーム51および第2アーム駆動機構55により、ウエハWの表面の所望の位置に所望の強度の紫外線を照射することができる紫外線照射部が構成される。
The rinse
次に、基板処理システム1により1枚のウエハWに対して施される液処理の一連の工程について説明する。以下に説明する基板処理システム1の動作は制御装置4が基板処理システム1の各種構成部品(基板保持回転部30、第1および第2アーム駆動機構45,55、流れ制御機器等)の動作を制御することにより実現される。
Next, a series of liquid treatment steps performed on one wafer W by the substrate processing system 1 will be described. In the operation of the board processing system 1 described below, the
未処理のウエハWを保持した基板搬送装置17のアームが、処理ユニット16に進入する。このとき、第1および第2ノズルアーム41,51は、液受けカップ60の上方から外れた退避位置にある。基板搬送装置17のアームは、チャック31にウエハWを渡し、処理ユニット16から退出する。
The arm of the
次に、基板保持回転部30がウエハWを回転させる。ウエハWの回転は、当該ウエハWに対する一連の処理が終了するまで継続する。
Next, the substrate holding
[薬液処理工程]
まず、第1ノズルアーム41の先端部に保持された薬液ノズル43Aが回転するウエハWの中心部の真上に位置し、薬液(本例ではDHF)をウエハWの表面に向けて吐出する。ウエハWの中心部に着液したDHFは、遠心力によりウエハWの周縁部に向けて広がりながら流れ、ウエハWの表面全体がDHFの液膜に覆われる。DHFは予め定められた時間だけウエハWの表面に供給され、これによりウエハWの表面が薬液処理(エッチング、洗浄等)される。
[Chemical solution treatment process]
First, the
[リンス工程]
次に、薬液ノズル43AからのDHFの吐出を停止するとともに、リンスノズル43Bが回転するウエハWの中心部の真上に位置し、リンス液(本例ではDIW)をウエハWの表面に向けて吐出する。薬液ノズル43AからのDHFの吐出の停止は、リンスノズル43BからのDIWの吐出が開始された後に行ってもよい。ウエハWの中心部に着液したDIWは、遠心力によりウエハWの周縁部に向けて広がりながら流れ、ウエハWの表面全体がDIWの液膜に覆われる。DIWは予め定められた時間だけウエハWの表面に供給され、これによりウエハWの表面に残留しているDHFおよび薬液処理工程で生成された反応生成物等がDIWにより洗い流される。
[Rinse process]
Next, the discharge of DHF from the
[乾燥液置換工程]
この乾燥液置換工程からは図5および図6も参照して説明する。予め定められた時間リンス工程が実行されたら、リンスノズル43BからのDIWの吐出を停止するとともに、乾燥液ノズル43Cが回転するウエハWの中心部の真上に位置し、乾燥液、本例ではIPAをウエハWの表面に向けて吐出する。リンスノズル43BからのDIWの吐出の停止は、乾燥液ノズル43CからのIPAの吐出の開始後に行うことが好ましい。言い換えれば、リンスノズル43BからのDIWの吐出期間の終期と、乾燥液ノズル43CからのIPAの吐出期間の始期が時間的にある程度オーバーラップしていることが好ましい。ウエハWの中心部に着液したIPAは、遠心力によりウエハWの周縁部に向けて広がりながら流れ、これによりウエハWの表面に残留しているDIWがIPAに置換され、ウエハWの表面全体(パターンの凹部の表面も含む)がIPAに覆われた状態となる(図5(A)を参照)。
[Dry solution replacement process]
The drying liquid replacement step will be described with reference to FIGS. 5 and 6. When the rinsing step is executed for a predetermined time, the discharge of DIW from the rinsing
[乾燥工程]
図5(A)に示すように、乾燥液置換工程の終了のやや前に、第2ノズルアーム51の先端部に設けられたガスノズル53およびUVランプ54を、ウエハWの中心部の近傍の真上、つまり、乾燥液ノズル43Cに近接した位置に移動させておく。乾燥液置換工程が終了したら(つまり、DIWからIPAへの置換が終了したら)、乾燥液ノズル43CからのIPAの吐出を継続したまま、乾燥液ノズル43CをウエハWの周縁部の真上の位置に向けて移動させてゆく。これにより、IPAのウエハWの表面上への着液点PIの位置(つまり、ウエハW表面上におけるIPAの供給位置)がウエハWの中心部から周縁部に向けて移動してゆく。ウエハWの表面上におけるIPAの着液点PIよりもウエハWの回転中心WCに近い(半径方向内側の)領域にはIPAが新たに供給されなくなるため、当該領域は乾燥してゆく。つまり、ウエハWの中心部に環状の乾燥領域ADが形成される。着液点PIよりもウエハWの回転中心から遠い(半径方向外側の)円環状領域は、IPAにより濡れたままである。リンスノズル43Bの移動に伴い、円形の乾燥領域の直径が広がってゆく。
[Drying process]
As shown in FIG. 5A, slightly before the end of the drying liquid replacement step, the
乾燥液ノズル43CのウエハWの中心部の真上の位置から外れる動きにあわせて、ガスノズル53およびUVランプ54をウエハWの中心部の真上に位置させる(図5(A)→図5(B))。そして、ガスノズル53からのN2ガスの吐出およびUVランプ54からの紫外線の照射を開始する。ガスノズル53からのN2ガスの吐出は、ガスノズル53がウエハWの中心部の真上に位置する少し前から始めてもよい。こうすることにより、十分に乾燥した状態のウエハWの中心部に紫外線を照射することができる。
The
なお、以下、説明の簡略化のため、ウエハWの表面上における紫外線の照射位置をPUとし、ガスノズル53からのN2ガスの吹き付け位置PG1,PG2とする(図6も参照)。なお、ガスノズル53からのN2ガスの吹き付け位置は、ガスノズル53の進行方向に直交する水平方向から見て、照射位置PUよりもノズル進行方向前方の吹き付け位置をPG1、照射位置PUよりもノズル進行方向後方の吹き付け位置をPG2と呼ぶこととする。
Incidentally, (see also FIG. 6) below, for simplification of explanation, the irradiation position of the UV on the surface of the wafer W and PU, and position PG1, PG2 blowing N 2 gas from the
次に、ガスノズル53からの乾燥ガスの吐出およびUVランプ54からの紫外線の照射を継続したまま、ガスノズル53およびUVランプ54を、ウエハWの周縁部の真上の位置に向けて移動させてゆく(図5(C))。このとき、ウエハWの回転中心WCから紫外線照射位置PUおよびN2ガス吹き付け位置PG1,PG2までの距離を、ウエハWの回転中心WCからIPA着液点PIまでの距離よりも小さく維持しつつ、乾燥液ノズル43C、ガスノズル53およびUVランプ54を移動させる。こうすることにより、IPAが十分に乾燥した直後のウエハWの表面が紫外線により照射される。
Next, the
このときのガスノズル53およびUVランプ54の移動方向は、乾燥液ノズル43Cから遠ざかるような移動方向、言い換えれば、乾燥液ノズル43Cの移動方向と概ね逆方向であることが好ましい。つまり、例えば図3Aおよび図3Bに示した配置において、ガスノズル53およびUVランプ54、並びに乾燥液ノズル43Cが、ともにウエハWの回転中心WCから遠ざかるように移動することが好ましい。こうすることにより、IPAのスプラッシュ(IPAがウエハW表面に衝突するときに生じる微細液滴)がガスノズル53およびUVランプ54に付着することを防止することができる。しかしながら、ガスノズル53およびUVランプ54を乾燥液ノズル43Cと同方向あるいは概ね同方向に動かしてもよい。
At this time, the moving direction of the
IPA着液点PIがウエハWの周縁部に到達したら、乾燥液ノズル43CからのIPAの吐出が停止される。その後ウエハWの周縁部の上方に到達したUVランプ54により周縁部に予め定められた量の紫外線が照射されたら、ガスノズル53からのN2ガスの吐出およびUVランプ54からの紫外線の照射が停止される。以上により、乾燥工程が終了する。
When the IPA landing point PI reaches the peripheral edge of the wafer W, the discharge of IPA from the drying
以上により、1枚のウエハWに対する一連の処理が終了する。処理後のウエハWは、搬入時と逆の手順に従い、処理ユニット16から搬出される。
As described above, a series of processes for one wafer W is completed. The processed wafer W is carried out from the
上記の実施形態によれば、以下の有利な効果が得られる。 According to the above embodiment, the following advantageous effects can be obtained.
(1)IPAが蒸発した直後のウエハW表面に紫外線が照射されるため、IPA中に含まれる高分子有機不純物由来のパーティクルの発生を大幅に抑制することができる。通常のIPAを用いた乾燥を行うと、乾燥終了時からの時間経過とともにパーティクル量の増大が認められる。発明者の研究により、パーティクル量の増大が認められるIPA中には、比較的多くの高分子有機不純物(CxHy,C16以上)の含有が確認された。高分子有機不純物は、IPAの蒸発後にウエハWの表面上に残留し、これがウエハW周囲の水分と反応することにより、パーティクルとして析出するものと考えられる。そして上記実施形態によれば、IPAが蒸発した直後のウエハW表面に紫外線を照射することにより、高分子有機不純物のC−C結合が分断され低分子化されるため、パーティクルとして析出しなくなるかあるいは析出し難くなるものと考えられる。 (1) Since the surface of the wafer W immediately after the IPA has evaporated is irradiated with ultraviolet rays, the generation of particles derived from high molecular weight organic impurities contained in the IPA can be significantly suppressed. When drying is performed using ordinary IPA, an increase in the amount of particles is observed with the passage of time from the end of drying. According to the research of the inventor, it was confirmed that IPA containing an increased amount of particles contained a relatively large amount of high molecular weight organic impurities (CxHy, C16 or more). It is considered that the polymer organic impurities remain on the surface of the wafer W after the evaporation of the IPA and are precipitated as particles by reacting with the moisture around the wafer W. According to the above embodiment, by irradiating the surface of the wafer W immediately after the IPA has evaporated with ultraviolet rays, the CC bonds of the high molecular weight organic impurities are broken and the molecular weight is reduced, so that the wafers do not precipitate as particles. Alternatively, it is considered that it becomes difficult to precipitate.
(2)UVランプ54の周囲にN2ガスのような不活性ガス供給されているため、UVランプ54周囲の酸素濃度が大幅に低下する。このため、酸素に紫外線を照射することにより生じ得るオゾンの発生を防止することができ、ウエハWの表面(例えばウエハWの表面に露出した金属配線層)がオゾンにより酸化することを防止することができる。また、N2ガス等の不活性ガスは殆ど水分を含まない低湿度ガスであるため、乾燥領域と非乾燥領域との境界付近の雰囲気の湿度も低下する。このため、残留する高分子有機不純物(C−C結合が分断されていないもの)がパーティクルとして析出し難くなる。また、ガスノズル53からN2ガスをウエハWの表面に吹き付けながらガスノズル53をウエハWの周縁部に向けて動かすことにより、IPAの液膜がウエハWの周縁部に向けて押し出され、これによりウエハWの表面の乾燥を促進することができる。
(2) Since an inert gas such as N 2 gas is supplied around the
高分子有機不純物のC−C結合が分断に由来する上記(1)の効果は、IPAの蒸発後から時間が経過するに従って低下してゆく。従って、例えば、乾燥工程の完了後に別工程として紫外線照射工程を行ったのでは、パーティクル析出抑制効果は上記実施形態と比較して大幅に低下する。また、ウエハWの全表面を同時に照射することができる紫外線ランプをチャンバ20内のウエハWの上方に配置した場合、上記(2)のオゾン発生抑制が困難となる。オゾン発生を十分に抑制するには、例えばチャンバ20内を高濃度のN2ガス雰囲気にする必要があり、多量のN2ガスの消費により基板処理システム1のランニングコストが増大する。
The effect of (1) above, which is derived from the disruption of the CC bond of the polymer organic impurity, decreases as time passes after the evaporation of IPA. Therefore, for example, if the ultraviolet irradiation step is performed as a separate step after the completion of the drying step, the effect of suppressing particle precipitation is significantly reduced as compared with the above embodiment. Further, when an ultraviolet lamp capable of irradiating the entire surface of the wafer W at the same time is arranged above the wafer W in the
上記実施形態では、UVランプ54とガスノズル53とが一体化されていたが、これには限定されず、UVランプ54とガスノズル53とが別々の部品であってもよい。
In the above embodiment, the
上記の乾燥工程が終了した後に、再度、ガスノズル53からN2ガスを吐出するとともにUVランプ54によりUVを照射しながら、ガスノズル53およびUVランプ54をウエハWの中心部から周縁部へ向けて移動させる処理を行ってもよい。これにより、乾燥液由来のパーティクルの発生をさらに抑制することができる。
Go after the above drying process is completed, again, while irradiating with UV by a
ガスノズル53により不活性ガスを供給することが好ましいが、オゾンの発生が問題とならないなら不活性ガスを供給しなくてもよい。不活性ガスによるIPAの押し出し効果を望まない場合も、ガスノズル53から不活性ガスを供給しなくてもよい。つまり、上記実施形態の効果のうちのパーティクル抑制効果だけを望むなら、IPA(乾燥液)の乾燥直後に紫外線がウエハの表面に照射されればよい。
It is preferable to supply the inert gas through the
上記実施形態の効果について確認した試験結果について簡単に説明する。図7の表の下段が上記実施形態に基づき処理を行った場合にウエハWに存在する35nmより大きなサイズのパーティクルの分布を示した模式図(分析器画像の大まかな写し)である。図7の表の上段が比較例として、紫外線照射が無いこと以外が実施形態と同じ条件で行った場合を示している。処理直後および処理後一定時間放置後の両方で、大幅にパーティクルが減少していることがわかる。なお、「ADDER」は、処理直後および処理後一定時間放置後の差分を示している。表の各枠に記載された数値は35nm以上の大きさのパーティクルの数を示している。 The test results confirmed for the effects of the above embodiments will be briefly described. The lower part of the table of FIG. 7 is a schematic diagram (rough copy of the analyzer image) showing the distribution of particles having a size larger than 35 nm existing on the wafer W when the treatment is performed based on the above embodiment. As a comparative example, the upper part of the table of FIG. 7 shows a case where the procedure is performed under the same conditions as in the embodiment except that there is no ultraviolet irradiation. It can be seen that the particles are significantly reduced both immediately after the treatment and after being left for a certain period of time after the treatment. In addition, "ADDER" indicates the difference immediately after the treatment and after being left for a certain period of time after the treatment. The numerical values shown in each frame of the table indicate the number of particles having a size of 35 nm or more.
上記の試験結果よりわかるように、処理直後から処理後一定時間放置後までのパーティクル増加は、ウエハW中央部の方が周縁部よりも多い。従って、ウエハW周縁部よりも中央部の紫外線照射時間を長くすること、および/またはウエハW周縁部よりも中央部の紫外線強度を高くすることのいずれかを行うことが好ましい。紫外線照射時間を長くすることは、例えばウエハW中心部から周縁部に向かうUVランプ54の移動速度をウエハW中心部において低くすることにより実現することができる。
As can be seen from the above test results, the increase in particles from immediately after the treatment to after being left for a certain period of time after the treatment is larger in the central portion of the wafer W than in the peripheral portion. Therefore, it is preferable to either lengthen the ultraviolet irradiation time in the central portion of the wafer W peripheral portion and / or increase the ultraviolet intensity in the central portion of the wafer W peripheral portion. The ultraviolet irradiation time can be lengthened, for example, by lowering the moving speed of the
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The above embodiments may be omitted, replaced, or modified in various forms without departing from the scope of the appended claims and their gist.
W 基板
4 制御部
31 基板保持部
32 回転駆動部
43B,72,41,45 リンス液供給部
43C,73,41,45乾燥液供給部
54,75,51,55 紫外線照射部
Claims (11)
前記基板保持部を回転駆動する回転駆動部と、
前記基板保持部に保持された基板にリンス液を供給するリンス液供給部と、
前記基板保持部に保持された基板に乾燥液を供給する乾燥液供給部と、
前記基板保持部に保持された基板に紫外線を照射する紫外線照射部と、
前記回転駆動部、前記リンス液供給部、前記乾燥液供給部および前記紫外線照射部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記基板保持部により保持されて回転する基板に前記リンス液供給部によりリンス液が供給された後に、前記乾燥液供給部により乾燥液を基板の中心部に供給させ、その後、乾燥液の着液位置を基板の中心部から周縁部に移動させることにより基板上に形成される乾燥領域を中心部から周縁部に広げてゆきながら前記紫外線照射部により前記乾燥領域に紫外線を基板に照射させ、このとき、基板の回転中心から乾燥液の着液位置までの距離を基板の回転中心から紫外線の照射位置までの距離よりも大きく維持しつつ紫外線の照射位置を基板の中心部から周縁部に移動させる、基板処理装置。 The board holding part that holds the board and
A rotary drive unit that rotationally drives the substrate holding unit,
A rinse liquid supply unit that supplies the rinse liquid to the substrate held by the substrate holding unit, and a rinse liquid supply unit.
A drying liquid supply unit that supplies the drying liquid to the substrate held by the substrate holding unit, and a drying liquid supply unit.
An ultraviolet irradiation unit that irradiates the substrate held by the substrate holding unit with ultraviolet rays,
The rotation drive unit, the rinse liquid supply unit, the drying liquid supply unit, and a control unit for controlling the ultraviolet irradiation unit are provided.
The control unit supplies the rinse liquid to the rotating substrate held by the substrate holding unit by the rinse liquid supply unit, supplies the drying liquid to the central portion of the substrate by the drying liquid supply unit, and then supplies the drying liquid to the central portion of the substrate. By moving the landing position of the drying liquid from the central portion to the peripheral portion of the substrate, the dry region formed on the substrate is expanded from the central portion to the peripheral portion, and the ultraviolet irradiation portion applies ultraviolet rays to the dry region. At this time, the ultraviolet irradiation position is maintained from the center of the substrate while maintaining the distance from the center of rotation of the substrate to the landing position of the drying liquid larger than the distance from the center of rotation of the substrate to the irradiation position of ultraviolet rays. A substrate processing device that moves to the periphery.
前記制御部は、前記紫外線照射部が紫外線の照射位置を基板の中心部から周縁部に移動させながら紫外線を基板に照射しているときに、少なくとも紫外線の照射位置よりも基板の回転中心に近い基板の部分に不活性ガスが吹き付けられている状態を維持しつつ、不活性ガスの吹き付け位置を基板の中心部から周縁部に移動させながら前記不活性ガス供給部により不活性ガスを吹き付けさせる、請求項1記載の基板処理装置。 Further provided with an inert gas supply unit that supplies the inert gas to the substrate held by the substrate holding unit is provided.
The control unit is at least closer to the center of rotation of the substrate than the irradiation position of the ultraviolet rays when the ultraviolet irradiation unit irradiates the substrate with the ultraviolet rays while moving the irradiation position of the ultraviolet rays from the central portion to the peripheral portion of the substrate. While maintaining the state in which the inert gas is sprayed on the substrate portion, the inert gas is sprayed by the inert gas supply portion while moving the spraying position of the inert gas from the central portion to the peripheral portion of the substrate. The substrate processing apparatus according to claim 1.
前記制御部は、前記紫外線照射部が紫外線の照射位置を基板の中心部から周縁部に移動させながら紫外線を基板に照射しているときに、少なくとも乾燥液の供給位置よりも基板の回転中心に近くかつ紫外線の照射位置よりも基板の回転中心から遠い基板の部分に不活性ガスが吹き付けられている状態を維持しつつ、不活性ガスの吹き付け位置を基板の中心部から周縁部に移動させながら前記不活性ガス供給部により不活性ガスを吹き付けさせる、請求項1または2記載の基板処理装置。 Further provided with an inert gas supply unit that supplies the inert gas to the substrate held by the substrate holding unit is provided.
When the control unit irradiates the substrate with ultraviolet rays while moving the irradiation position of the ultraviolet rays from the central portion to the peripheral portion of the substrate, the control unit is at least closer to the center of rotation of the substrate than the supply position of the drying liquid. While maintaining the state in which the inert gas is sprayed on the portion of the substrate that is close and farther from the center of rotation of the substrate than the irradiation position of ultraviolet rays, the position where the inert gas is sprayed is moved from the central portion to the peripheral portion of the substrate. The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the inert gas is blown by the inert gas supply unit.
前記基板にリンス液を供給することと、
前記基板に乾燥液を供給して、前記基板上のリンス液を前記乾燥液で置換することと、
前記乾燥液の前記基板上への着液位置を前記基板の中心部から周縁部に移動させて、前記基板の乾燥領域を前記中心部から前記周縁部に広げてゆくことと、
前記乾燥液の前記基板上への着液位置を前記基板の中心部から周縁部に移動させてゆくときに、前記基板の回転中心から前記乾燥液の前記着液位置までの距離を前記基板の回転中心から紫外線の照射位置までの距離よりも大きく維持しつつ、前記紫外線の照射位置を前記基板の中心部から周縁部に移動させながら前記紫外線を基板に照射することと、
を含む基板処理方法。 Rotating the board in a horizontal position around the vertical axis,
Supplying the rinse liquid to the substrate and
By supplying a drying liquid to the substrate and replacing the rinsing liquid on the substrate with the drying liquid,
By moving the liquid landing position of the drying liquid on the substrate from the central portion of the substrate to the peripheral portion, and expanding the drying region of the substrate from the central portion to the peripheral portion.
When the liquid landing position of the drying liquid on the substrate is moved from the central portion to the peripheral portion of the substrate, the distance from the rotation center of the substrate to the liquid landing position of the drying liquid is the distance of the substrate. Irradiating the substrate with the ultraviolet rays while moving the irradiation position of the ultraviolet rays from the center portion to the peripheral portion of the substrate while maintaining the distance from the center of rotation to the irradiation position of the ultraviolet rays.
Substrate processing method including.
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