JP2022035122A - Substrate processing device and substrate processing method - Google Patents

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Abstract

To improve drying quality further more in a substrate processing technique for drying a substrate by using sublimation of a sublimable substance.SOLUTION: The present invention provides substrate processing device and substrate processing method, in which, during a liquid film formation period when a process liquid is supplied to a surface of a substrate to form a liquid film of the process liquid on the surface of the substrate, a first facing surface of an opposing member is set to face the surface of the substrate and a second facing surface of the opposing member is set to face the outer peripheral end of a base member so that the opposing member and the base member continue to form a space surrounding the substrate and inert gas is supplied in the space to change the space to an atmosphere rich in inert gas.SELECTED DRAWING: Figure 6A

Description

この発明は、基板を乾燥させる基板処理装置および基板処理方法に関する。基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、有機EL(electroluminescence)表示装置などのFPD(Flat Panel
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。
The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for drying a substrate. The substrate is an FPD (Flat Panel) such as a semiconductor wafer, a substrate for a liquid crystal display device, and an organic EL (electroluminescence) display device.
A substrate for Display), a substrate for an optical disk, a substrate for a magnetic disk, a substrate for a magneto-optical disk, a substrate for a photomask, a ceramic substrate, a substrate for a solar cell, and the like are included.

半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程においては、基板の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施してパターンを形成する工程が含まれる。また、このパターン形成後において、薬液による洗浄処理、リンス液によるリンス処理および乾燥処理などがこの順序で行われるが、パターンの微細化に伴い乾燥処理の重要性が特に高まっている。つまり、乾燥処理においてパターン倒壊の発生を抑制または防止する技術が重要となっている。そこで、例えば特許文献1に記載されているように、液体を経ずに気体に変化する昇華性物質を利用して基板を乾燥させる基板処理装置および基板処理方法が提案されている。 The manufacturing process of electronic components such as semiconductor devices and liquid crystal display devices includes a step of repeatedly performing processes such as film formation and etching on the surface of a substrate to form a pattern. Further, after the pattern is formed, a cleaning treatment with a chemical solution, a rinsing treatment with a rinsing solution, a drying treatment, and the like are performed in this order, but the importance of the drying treatment is particularly increasing as the pattern becomes finer. That is, a technique for suppressing or preventing the occurrence of pattern collapse in the drying process is important. Therefore, for example, as described in Patent Document 1, a substrate processing apparatus and a substrate processing method for drying a substrate by using a sublimable substance that changes into a gas without passing through a liquid have been proposed.

特開2020-4948号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-4948

特許文献1に記載の基板処理技術では、樟脳などの昇華性物質と当該昇華性物質と溶け合う溶媒とを含む溶液が乾燥前処理液として準備される。乾燥前処理液は、パターンが形成された基板の表面に供給される。これにより、基板の表面上に所望厚さで乾燥前処理液の液膜が形成される。この後で、当該液膜から溶媒を気化して除去することで、昇華性物質からなる固体膜(本発明の「凝固体」の一例に相当)が基板の表面全体に形成される。その後で、昇華により固体膜が基板の表面から除去される。 In the substrate processing technique described in Patent Document 1, a solution containing a sublimating substance such as camphor and a solvent that dissolves in the sublimating substance is prepared as a drying pretreatment liquid. The drying pretreatment liquid is supplied to the surface of the substrate on which the pattern is formed. As a result, a liquid film of the drying pretreatment liquid is formed on the surface of the substrate with a desired thickness. After that, by vaporizing and removing the solvent from the liquid film, a solid film made of a sublimable substance (corresponding to an example of the "coagulant" of the present invention) is formed on the entire surface of the substrate. Sublimation then removes the solid film from the surface of the substrate.

従来技術では、基板の表面に乾燥前処理液を供給して所望の液膜を形成する期間(以下、「液膜形成期間」という)における基板の表面上の乾燥前処理液と接する雰囲気について格別の注意を払っていなかった。そのため、従来技術では、より高度な乾燥要求に対応するのが難しく、高品質な乾燥に一定の限界があった。 In the prior art, the atmosphere in contact with the drying pretreatment liquid on the surface of the substrate during the period in which the drying pretreatment liquid is supplied to the surface of the substrate to form a desired liquid film (hereinafter referred to as “liquid film formation period”) is exceptional. Did not pay attention to. Therefore, it is difficult for the prior art to meet the higher drying requirements, and there is a certain limit to high quality drying.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、昇華性物質の昇華を利用して基板を乾燥させる基板処理技術において、乾燥品質をさらに高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to further improve the drying quality in a substrate processing technique for drying a substrate by utilizing sublimation of a sublimable substance.

本発明の一の態様は、基板処理装置であって、ベース部材と、ベース部材の表面に設けられる複数の保持部材とを有し、基板の表面を上方に向けた姿勢で複数の保持部材により基板を保持する基板保持部と、基板保持部により保持された基板の表面に対し、液体を経ずに気体に変化する昇華性物質および昇華性物質と溶け合う溶媒を含む処理液を基板の表面に供給する処理液供給部と、基板の表面上の処理液から溶媒を除去して昇華性物質を含む凝固体を形成する凝固体形成部と、凝固体を昇華させて基板の表面から除去する昇華部と、基板保持部により保持された基板の表面に対向可能な第1対向面と、基板保持部により保持された基板の外周端およびベース部材の外周端に対向可能な第2対向面とを有する対向部材と、基板保持部に対して対向部材を相対的に移動させる移動部と、不活性ガスを供給するガス供給部と、を備え、処理液供給部により処理液を基板の表面に供給して処理液の液膜を基板の表面上に形成する液膜形成期間の間、移動部は対向部材を基板保持部に近接させて対向部材およびベース部材により基板を取り囲む空間を形成し続け、ガス供給部は空間に不活性ガスを供給して空間を不活性ガスリッチな雰囲気とすることを特徴としている。 One aspect of the present invention is a substrate processing apparatus, which has a base member and a plurality of holding members provided on the surface of the base member, and is provided with a plurality of holding members in a posture in which the surface of the substrate is directed upward. A treatment liquid containing a sublimating substance that changes to a gas without passing through a liquid and a solvent that dissolves in the sublimating substance is applied to the surface of the substrate on the surface of the substrate held by the substrate holding portion and the substrate holding portion. The processing liquid supply unit to be supplied, the coagulating body forming unit that removes the solvent from the processing liquid on the surface of the substrate to form a coagulant containing the sublimating substance, and the sublimation that sublimates the coagulant and removes it from the surface of the substrate. A first facing surface that can face the surface of the substrate held by the substrate holding portion, and a second facing surface that can face the outer peripheral end of the substrate and the outer peripheral end of the base member held by the substrate holding portion. It is provided with a facing member, a moving portion for moving the facing member relative to the substrate holding portion, and a gas supply unit for supplying an inert gas, and the processing liquid is supplied to the surface of the substrate by the processing liquid supply unit. During the liquid film forming period in which the liquid film of the treatment liquid is formed on the surface of the substrate, the moving portion keeps the facing member close to the substrate holding portion and continues to form a space surrounding the substrate by the facing member and the base member. The gas supply unit is characterized in that an inert gas is supplied to the space to create an atmosphere rich in the inert gas.

また、本発明の他の態様は、基板処理方法であって、ベース部材の表面に設けられる複数の保持部材により保持された基板の表面に対し、液体を経ずに気体に変化する昇華性物質および昇華性物質と溶け合う溶媒を含む処理液を供給して処理液の液膜を基板の表面上に形成する液膜形成工程と、基板の表面上の液膜から溶媒を除去して昇華性物質を含む凝固体を形成する凝固体形成工程と、凝固体を昇華させて基板の表面から除去する昇華工程と、を備え、液膜形成工程は、複数の保持部材により保持された基板の表面に対向部材の第1対向面を対向させるとともにベース部材の外周端に対向部材の第2対向面を対向させることで、対向部材およびベース部材により基板を取り囲む空間を形成し続ける工程と、空間に不活性ガスを供給して空間を不活性ガスリッチな雰囲気とする工程と、を有することを特徴としている。 Another aspect of the present invention is a substrate processing method, which is a sublimation substance that changes to a gas without passing through a liquid with respect to the surface of the substrate held by a plurality of holding members provided on the surface of the base member. A liquid film forming step of supplying a treatment liquid containing a solvent that dissolves in a sublimable substance to form a liquid film of the treatment liquid on the surface of the substrate, and a sublimation substance by removing the gas from the liquid film on the surface of the substrate. The liquid film forming step comprises a coagulating body forming step of forming a coagulating body containing the above, and a sublimation step of sublimating the coagulating body to remove it from the surface of the substrate. The process of continuing to form a space surrounding the substrate by the facing member and the base member by facing the first facing surface of the facing member and facing the second facing surface of the facing member to the outer peripheral end of the base member, and the space is not suitable. It is characterized by having a process of supplying an active gas to make the space an inert gas-rich atmosphere.

上記発明では、昇華性物質を含む凝固体を基板の表面に形成する前に、上記昇華性物質および上記昇華性物質と溶け合う溶媒を含む処理液が基板の表面に供給されて処理液の液膜が形成される。この液膜形成を実行する際、基板の表面は不活性ガスリッチな空間に接している。その結果、上記液膜形成を安定して行うことができ、乾燥品質を高めることができる。 In the above invention, before the coagulant containing the sublimable substance is formed on the surface of the substrate, a treatment liquid containing the sublimate substance and a solvent soluble in the sublimate substance is supplied to the surface of the substrate to form a liquid film of the treatment liquid. Is formed. When performing this liquid film formation, the surface of the substrate is in contact with an inert gas-rich space. As a result, the above-mentioned liquid film formation can be stably performed, and the drying quality can be improved.

本発明に係る基板処理装置の第1実施形態を装備する基板処理システムの概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows the schematic structure of the substrate processing system equipped with 1st Embodiment of the substrate processing apparatus which concerns on this invention. 図1に示す基板処理システムの側面図である。It is a side view of the substrate processing system shown in FIG. 本発明に係る基板処理装置の第1実施形態に相当する処理ユニットの構成を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the structure of the processing unit which corresponds to 1st Embodiment of the substrate processing apparatus which concerns on this invention. 処理ユニットを制御する制御系の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric structure of the control system which controls a processing unit. 対向部材が対向位置に位置したときのスピンベース、基板および対向部材の位置関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the positional relationship of the spin base, the substrate and the facing member when the facing member is positioned at the facing position. 対向部材および中心軸ノズルの部分断面図である。It is a partial cross-sectional view of a facing member and a central axis nozzle. 中心軸ノズルの下端部近傍を下方から見た模式図である。It is a schematic diagram which looked at the vicinity of the lower end portion of a central axis nozzle from below. 処理ユニットにおいて実行される基板処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the substrate processing which is executed in a processing unit. 本発明に係る基板処理装置の第1実施形態における置換処理、液膜形成工程および凝固体形成工程での動作状況を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation state in the substitution process, the liquid film formation process, and the solid body formation process in the 1st Embodiment of the substrate processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る基板処理装置の第2実施形態における置換処理、液膜形成工程および凝固体形成工程での動作状況を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation state in the substitution process, the liquid film formation process and the solid body formation process in the 2nd Embodiment of the substrate processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る基板処理装置の第3実施形態における置換処理、液膜形成工程および凝固体形成工程での動作状況を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation state in the substitution process, the liquid film formation process and the solid body formation process in the 3rd Embodiment of the substrate processing apparatus which concerns on this invention.

図1は本発明に係る基板処理装置の第1実施形態を装備する基板処理システムの概略構成を示す平面図である。また、図2は図1に示す基板処理システムの側面図である。これらの図面は基板処理システム100の外観を示すものではなく、基板処理システム100の外壁パネルやその他の一部構成を除外することでその内部構造をわかりやすく示した模式図である。この基板処理システム100は、例えばクリーンルーム内に設置され、一方主面のみに回路パターン等(以下「パターン」と称する)が形成された基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。そして、基板処理システム100に装備される処理ユニット1において本発明に係る基板処理方法が実行される。本明細書では、基板の両主面のうちパターン(後で説明する図6A中の符号PT参照)が形成されているパターン形成面(一方主面)を「表面」と称し、その反対側のパターンが形成されていない他方主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた面を「下面」と称し、上方に向けられた面を「上面」と称する。また、本明細書において「パターン形成面」とは、基板において、任意の領域に凹凸パターン形成されている面を意味する。 FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a substrate processing system equipped with the first embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. Further, FIG. 2 is a side view of the substrate processing system shown in FIG. These drawings do not show the appearance of the substrate processing system 100, but are schematic views showing the internal structure of the substrate processing system 100 in an easy-to-understand manner by excluding the outer wall panel and other partial configurations. This substrate processing system 100 is, for example, a single-wafer type apparatus that is installed in a clean room and processes substrates W having a circuit pattern or the like (hereinafter referred to as "pattern") formed only on one main surface one by one. Then, the substrate processing method according to the present invention is executed in the processing unit 1 equipped in the substrate processing system 100. In the present specification, of the two main surfaces of the substrate, the pattern forming surface (one main surface) on which the pattern (see the reference numeral PT in FIG. 6A described later) is formed is referred to as a "surface", and the opposite side thereof. The other main surface on which the pattern is not formed is referred to as the "back surface". Further, the downwardly oriented surface is referred to as a "lower surface", and the upwardly oriented surface is referred to as an "upper surface". Further, in the present specification, the "pattern forming surface" means a surface on the substrate in which an uneven pattern is formed in an arbitrary region.

ここで、本実施形態における「基板」としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、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などの各種基板を適用可能である。以下では主として半導体ウエハの処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも同様に適用可能である。 Here, the "board" in the present embodiment includes a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display, a glass substrate for a plasma display, a substrate for a FED (Field Emission Display), a substrate for an optical disk, and a magnetic disk. Various substrates such as substrates and substrates for optomagnetic disks can be applied. In the following, a substrate processing apparatus mainly used for processing a semiconductor wafer will be described with reference to the drawings, but the present invention can be similarly applied to the processing of various substrates exemplified above.

図1に示すように、基板処理システム100は、基板Wに対して処理を施す基板処理部110と、この基板処理部110に結合されたインデクサ部120とを備えている。インデクサ部120は、基板Wを収容するための容器C(複数の基板Wを密閉した状態で収容するFOUP(Front Opening Unified Pod)、SMIF(Standard
Mechanical Interface)ポッド、OC(Open Cassette)など)を複数個保持することができる容器保持部121を有している。また、インデクサ部120は、容器保持部121に保持された容器Cにアクセスして、未処理の基板Wを容器Cから取り出したり、処理済みの基板Wを容器Cに収納したりするためのインデクサロボット122を備えている。各容器Cには、複数枚の基板Wがほぼ水平な姿勢で収容されている。
As shown in FIG. 1, the substrate processing system 100 includes a substrate processing unit 110 that processes a substrate W, and an indexer unit 120 coupled to the substrate processing unit 110. The indexer unit 120 is a container C for accommodating the substrate W (FOUP (Front Opening Unified Pod) for accommodating a plurality of substrates W in a sealed state, SMIF (Standard).
It has a container holding portion 121 capable of holding a plurality of mechanical interface) pods, OCs (Open Cassettes), etc. Further, the indexer unit 120 is an indexer for accessing the container C held in the container holding unit 121 to take out the unprocessed substrate W from the container C and store the processed substrate W in the container C. It is equipped with a robot 122. A plurality of substrates W are housed in each container C in a substantially horizontal posture.

インデクサロボット122は、装置筐体に固定されたベース部122aと、ベース部122aに対し鉛直軸まわりに回動可能に設けられた多関節アーム122bと、多関節アーム122bの先端に取り付けられたハンド122cとを備える。ハンド122cはその上面に基板Wを載置して保持することができる構造となっている。このような多関節アームおよび基板保持用のハンドを有するインデクサロボットは公知であるので詳しい説明を省略する。 The indexer robot 122 has a base portion 122a fixed to the device housing, an articulated arm 122b rotatably provided around a vertical axis with respect to the base portion 122a, and a hand attached to the tip of the articulated arm 122b. It is equipped with 122c. The hand 122c has a structure in which the substrate W can be placed and held on the upper surface thereof. Since indexer robots having such an articulated arm and a hand for holding a substrate are known, detailed description thereof will be omitted.

基板処理部110は、インデクサロボット122が基板Wを載置する載置台112と、平面視においてほぼ中央に配置された基板搬送ロボット111と、この基板搬送ロボット111を取り囲むように配置された複数の処理ユニット1とを備えている。具体的には、基板搬送ロボット111が配置された空間に面して複数の(この例では8つの)処理ユニット1が配置されている。これらの処理ユニット1に対して基板搬送ロボット111は載置台112にランダムにアクセスし、載置台112との間で基板Wを受け渡す。一方、各処理ユニット1は基板Wに対して所定の処理を実行する。本実施形態では、これらの処理ユニット1は同一の機能を有している。このため、複数基板Wの並列処理が可能となっている。なお、基板搬送ロボット111はインデクサロボット122から基板Wを直接受け渡すことが可能であれば、必ずしも載置台112は必要ない。各処理ユニット1としては、以下に説明する処理ユニット(1A~1C)などを用いることができる。 The board processing unit 110 includes a mounting table 112 on which the indexer robot 122 mounts the board W, a board transfer robot 111 arranged substantially in the center in a plan view, and a plurality of board transfer robots 111 arranged so as to surround the board transfer robot 111. It is equipped with a processing unit 1. Specifically, a plurality of (eight in this example) processing units 1 are arranged facing the space in which the substrate transfer robot 111 is arranged. The board transfer robot 111 randomly accesses the mounting table 112 with respect to these processing units 1 and transfers the board W to and from the mounting table 112. On the other hand, each processing unit 1 executes a predetermined processing on the substrate W. In this embodiment, these processing units 1 have the same function. Therefore, parallel processing of the plurality of substrates W is possible. If the substrate transfer robot 111 can directly deliver the substrate W from the indexer robot 122, the mounting table 112 is not always necessary. As each processing unit 1, processing units (1A to 1C) described below can be used.

図3は本発明に係る基板処理装置の第1実施形態に相当する処理ユニットの構成を示す部分断面図である。また、図4は処理ユニットを制御する制御系の電気的構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、各処理ユニット1に対して制御部4を設けているが、1台の制御部により複数の処理ユニット1を制御するように構成してもよい。また、基板処理システム100全体を制御する制御ユニット(図示省略)により処理ユニット1を制御するように構成してもよい。 FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of a processing unit corresponding to the first embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. Further, FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of a control system that controls a processing unit. In the present embodiment, the control unit 4 is provided for each processing unit 1, but a plurality of processing units 1 may be controlled by one control unit. Further, the processing unit 1 may be controlled by a control unit (not shown) that controls the entire substrate processing system 100.

処理ユニット1は、内部空間21を有するチャンバ20と、チャンバ20の内部空間21に収容されて基板Wを保持するスピンチャック30とを備えている。図1および図2に示すように、チャンバ20の側面にシャッター23が設けられている。シャッター23にはシャッター開閉機構22(図4)が接続されており、制御部4からの開閉指令に応じてシャッター23を開閉させる。より具体的には、処理ユニット1では、未処理の基板Wをチャンバ20に搬入する際にシャッター開閉機構22はシャッター23を開き、基板搬送ロボット111のハンドによって未処理の基板Wがフェースアップ姿勢でスピンチャック30に搬入される。つまり、基板Wは表面Wfを上方に向けた状態でスピンチャック30上に載置される。そして、当該基板搬入後に基板搬送ロボット111のハンドがチャンバ20から退避すると、シャッター開閉機構22はシャッター23を閉じる。そして、チャンバ20の内部空間21内で後述のように薬液、DIW(脱イオン水)、IPA(イソプロピルアルコール)処理液、乾燥前処理液および窒素ガスが基板Wの表面Wfに供給されて所望の基板処理が常温環境下で実行される。また、基板処理の終了後においては、シャッター開閉機構22がシャッター23を再び開き、基板搬送ロボット111のハンドが処理済の基板Wをスピンチャック30から搬出する。このように、本実施形態では、チャンバ20の内部空間21が常温環境に保ちつつ基板処理を行う処理空間として機能する。なお、本明細書において「常温」とは、5℃~35℃の温度範囲にあることを意味する。 The processing unit 1 includes a chamber 20 having an internal space 21 and a spin chuck 30 housed in the internal space 21 of the chamber 20 to hold the substrate W. As shown in FIGS. 1 and 2, a shutter 23 is provided on the side surface of the chamber 20. A shutter opening / closing mechanism 22 (FIG. 4) is connected to the shutter 23, and the shutter 23 is opened / closed in response to an opening / closing command from the control unit 4. More specifically, in the processing unit 1, the shutter opening / closing mechanism 22 opens the shutter 23 when the unprocessed substrate W is carried into the chamber 20, and the unprocessed substrate W is in a face-up posture by the hand of the substrate transfer robot 111. Is carried into the spin chuck 30. That is, the substrate W is placed on the spin chuck 30 with the surface Wf facing upward. Then, when the hand of the substrate transfer robot 111 retracts from the chamber 20 after the substrate is carried in, the shutter opening / closing mechanism 22 closes the shutter 23. Then, in the internal space 21 of the chamber 20, a chemical solution, DIW (deionized water), IPA (isopropyl alcohol) treatment solution, drying pretreatment solution and nitrogen gas are supplied to the surface Wf of the substrate W as desired. Substrate processing is performed in a room temperature environment. Further, after the substrate processing is completed, the shutter opening / closing mechanism 22 opens the shutter 23 again, and the hand of the substrate transfer robot 111 carries out the processed substrate W from the spin chuck 30. As described above, in the present embodiment, the internal space 21 of the chamber 20 functions as a processing space for processing the substrate while maintaining the normal temperature environment. In the present specification, "normal temperature" means that the temperature is in the temperature range of 5 ° C to 35 ° C.

スピンチャック30は複数のチャックピン31を有する。スピンチャック30では、複数のチャックピン31は円盤形状のスピンベース32の上面の周縁部に設けられている。この実施形態では、チャックピン31はスピンベース32の周方向に適当な間隔(たとえば等間隔)を空けて配置され、基板Wの周縁部を把持する。これによって、スピンチャック30により基板Wは保持される。 The spin chuck 30 has a plurality of chuck pins 31. In the spin chuck 30, the plurality of chuck pins 31 are provided on the peripheral edge of the upper surface of the disk-shaped spin base 32. In this embodiment, the chuck pins 31 are arranged at appropriate intervals (for example, even intervals) in the circumferential direction of the spin base 32 to grip the peripheral edge portion of the substrate W. As a result, the substrate W is held by the spin chuck 30.

スピンベース32には回転軸33が連結されている。この回転軸33はスピンチャック30により支持された基板Wの表面中心から延びる面法線と平行な回転軸線AX1まわりに回転自在に設けられている。回転軸33はモータなどを含む基板回転駆動機構34に連結される。このため、スピンチャック30に載置された基板Wをチャックピン31により保持した状態で制御部4からの回転指令に応じて基板回転駆動機構34のモータが作動すると、基板Wは上記回転指令に対応する回転速度で回転軸線AX1まわりに回転する。また、このように基板Wを回転させた状態で、制御部4からの供給指令に応じて対向部材50を鉛直方向に挿通する中心軸ノズル60から薬液、IPA処理液、DIW、乾燥前処理液および窒素ガスが基板Wの表面Wfに供給される。 A rotation shaft 33 is connected to the spin base 32. The rotation shaft 33 is rotatably provided around a rotation axis AX1 parallel to a surface normal extending from the surface center of the substrate W supported by the spin chuck 30. The rotation shaft 33 is connected to a substrate rotation drive mechanism 34 including a motor and the like. Therefore, when the motor of the substrate rotation drive mechanism 34 operates in response to the rotation command from the control unit 4 while the substrate W mounted on the spin chuck 30 is held by the chuck pin 31, the substrate W receives the rotation command. It rotates around the rotation axis AX1 at the corresponding rotation speed. Further, in the state where the substrate W is rotated in this way, the chemical liquid, the IPA treatment liquid, the DIW, and the drying pretreatment liquid are inserted from the central shaft nozzle 60 that vertically inserts the facing member 50 in response to the supply command from the control unit 4. And nitrogen gas is supplied to the surface Wf of the substrate W.

図5は、対向部材が対向位置に位置したときのスピンベース、基板および対向部材の位置関係を模式的に示す図である。対向部材50は、図3および図5に示すように、スピンチャック30に従って回転する従動型の対向部材である。すなわち、対向部材50は、基板処理中において、対向部材50がスピンチャック30に一体回転可能に支持される。これを可能とするために、対向部材50は、対向板51と、対向板51に同伴昇降可能に設けられた係合部材52と、係合部材52と係合して対向板51を上方から支持するための支持部53とを有している。 FIG. 5 is a diagram schematically showing the positional relationship between the spin base, the substrate, and the facing member when the facing member is located at the facing position. As shown in FIGS. 3 and 5, the facing member 50 is a driven type facing member that rotates according to the spin chuck 30. That is, the facing member 50 is supported by the spin chuck 30 so that the facing member 50 can rotate integrally during the substrate processing. In order to make this possible, the facing member 50 engages with the facing plate 51, the engaging member 52 provided so as to be able to move up and down with the facing plate 51, and the engaging member 52 to engage the facing plate 51 from above. It has a support portion 53 for supporting.

対向板51は基板Wの径よりも大きい円板状であり、基板Wを鉛直上方から覆うキャップ形状を有している。より詳しくは、対向板51は、水平な姿勢で保持された円板部511と、円板部511の外周部から下方に延びる円筒部512とを有している。対向板51の内面513は下向きに凹んだカップ面となっている。内面513は基板対向面513a、中央傾斜面513bおよび内周面513cを有している。 The facing plate 51 has a disk shape larger than the diameter of the substrate W, and has a cap shape that covers the substrate W from vertically above. More specifically, the facing plate 51 has a disk portion 511 held in a horizontal posture and a cylindrical portion 512 extending downward from the outer peripheral portion of the disk portion 511. The inner surface 513 of the facing plate 51 is a cup surface recessed downward. The inner surface 513 has a substrate facing surface 513a, a central inclined surface 513b, and an inner peripheral surface 513c.

基板対向面513aは円板部511の下面に相当している。より具体的には、基板対向面513aは基板Wの上面と平行な平坦面に仕上げられ、基板Wの表面Wfに対向している。 The substrate facing surface 513a corresponds to the lower surface of the disk portion 511. More specifically, the substrate facing surface 513a is finished as a flat surface parallel to the upper surface of the substrate W and faces the surface Wf of the substrate W.

また、中央傾斜面513bは基板対向面513aに取り囲まれた傾斜面を有している。より具体的には、中央傾斜面513bは、基板対向面513aから斜め上に回転軸線AX1に延びる環状の中央傾斜部を有しており、次のような特徴を有している。中央傾斜部は、回転軸線AX1に対する傾斜角が一定の緩斜面を有している。中央傾斜部の断面は下向きに開いている。中央傾斜面513bの内径は中央傾斜面513bの下端に近づくに従って増加している。中央傾斜面513bの下端は基板対向面513aと繋がっている。このため、対向部材50が対向位置にある状態で中心軸ノズル60の下端部は中央傾斜面513bに取り囲まれながら下方に露出する(後で説明する図6Aおよび図6B参照)。 Further, the central inclined surface 513b has an inclined surface surrounded by the substrate facing surface 513a. More specifically, the central inclined surface 513b has an annular central inclined portion extending diagonally upward from the substrate facing surface 513a to the rotation axis AX1, and has the following features. The central inclined portion has a gentle slope having a constant inclination angle with respect to the rotation axis AX1. The cross section of the central slope is open downward. The inner diameter of the central inclined surface 513b increases as it approaches the lower end of the central inclined surface 513b. The lower end of the central inclined surface 513b is connected to the substrate facing surface 513a. Therefore, in a state where the facing member 50 is in the facing position, the lower end portion of the central shaft nozzle 60 is exposed downward while being surrounded by the central inclined surface 513b (see FIGS. 6A and 6B described later).

さらに、内周面513cが円筒部512の内側面に相当している。より具体的には、内周面513cは、基板対向面513aから斜め下に外方に延びる環状の内傾斜部を有しており、次のような特徴を有している。内傾斜部は、回転軸線AX1に対する傾斜角が連続的に変化する円弧状の断面を有している。内傾斜部の断面は下向きに開いている。内周面513cの内径は内周面513cの下端に近づくに従って増加している。内周面513cの下端はスピンベース32の外径よりも大きい内径を有している。このため、図3の1点鎖線で示すように、対向部材50が対向位置にある状態で基板Wの外周端およびスピンベース32の外周面(外周端)32bと対向する。 Further, the inner peripheral surface 513c corresponds to the inner side surface of the cylindrical portion 512. More specifically, the inner peripheral surface 513c has an annular inner inclined portion extending diagonally downward and outward from the substrate facing surface 513a, and has the following features. The inner inclined portion has an arcuate cross section in which the inclination angle with respect to the rotation axis AX1 continuously changes. The cross section of the inwardly inclined portion is open downward. The inner diameter of the inner peripheral surface 513c increases as it approaches the lower end of the inner peripheral surface 513c. The lower end of the inner peripheral surface 513c has an inner diameter larger than the outer diameter of the spin base 32. Therefore, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 3, the facing member 50 faces the outer peripheral end of the substrate W and the outer peripheral surface (outer peripheral end) 32b of the spin base 32 in a state of facing each other.

対向板51は、基板対向面513aに設けられて第1の係合部材35に係合するための複数の第2の係合部材514をさらに有している。基板対向面513aの中央部には、対向部材50を上下に貫通する貫通孔515が形成されている。貫通孔515は、円筒状の内周面によって区画されている。第2の係合部材514は、第1の係合部材35と同数、第1の係合部材35と一対一対応で設けられている。なお、第1の係合部材35および第2の係合部材514の構成は従来より周知である。例えば特開2019-57599号に記載された構成を本実施形態の係合部材35、514として用いることができる。第1の係合部材35と第2の係合部材514とが係合することで、当該係合体を介して対向部材50はスピンベース32に支持される。そして、モータの作動によりスピンベース32が回転すると、それと一体的に対向部材50が回転軸線AX1まわりに回転する。 The facing plate 51 is further provided on the substrate facing surface 513a and further has a plurality of second engaging members 514 for engaging with the first engaging member 35. A through hole 515 that vertically penetrates the facing member 50 is formed in the central portion of the substrate facing surface 513a. The through hole 515 is partitioned by a cylindrical inner peripheral surface. The second engaging member 514 is provided in the same number as the first engaging member 35 and in a one-to-one correspondence with the first engaging member 35. The configurations of the first engaging member 35 and the second engaging member 514 are well known. For example, the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-57599 can be used as the engaging member 35, 514 of the present embodiment. By engaging the first engaging member 35 and the second engaging member 514, the opposing member 50 is supported by the spin base 32 via the engaging body. Then, when the spin base 32 is rotated by the operation of the motor, the facing member 50 is integrally rotated around the rotation axis AX1.

係合部材52は、図3に示すように、対向板51の上面において、貫通孔515の周囲を包囲する円筒部521と、円筒部521の上端から径方向外方に広がるフランジ部522とを有している。フランジ部522は、支持部53の一構成部品であるフランジ支持部531よりも上方に位置しており、フランジ部522の外周はフランジ支持部531の内周よりも大径とされている。 As shown in FIG. 3, the engaging member 52 has a cylindrical portion 521 that surrounds the periphery of the through hole 515 and a flange portion 522 that extends radially outward from the upper end of the cylindrical portion 521 on the upper surface of the facing plate 51. Have. The flange portion 522 is located above the flange support portion 531 which is a component of the support portion 53, and the outer circumference of the flange portion 522 has a larger diameter than the inner circumference of the flange support portion 531.

支持部53は、水平なフランジ支持部531と、略円板状の支持部本体532と、フランジ支持部531と支持部本体532とを接続する接続部533とを有している。そして、支持部53および対向板51の内部空間を挿通するように中心軸ノズル60が、対向板51および基板Wの中心を通る鉛直な軸線、すなわち、回転軸線AX1に沿って上下方向に延びている。また、中心軸ノズル60は支持部53とともに対向板昇降駆動機構56により昇降する。例えば図3の実線で示すように中心軸ノズル60および対向部材50が基板Wから鉛直上方に離れた退避位置に位置決めされているとき、中心軸ノズル60の先端部はスピンチャック30に保持された基板Wの表面Wfから上方に離間している。そして、制御部4からの下降指令に応じて対向板昇降駆動機構56が中心軸ノズル60および支持部53を下方に降下させ、図3の1点鎖線や図5に示すように、対向部材50を対向位置に位置決めする。これにより、対向部材50の対向板51が基板Wの表面Wfに近接する。その結果、基板対向面(第1対向面)513a、内周面(第2対向面)513cおよびスピンベース32の外周面(外周端)32bによって、スピンチャック30に保持された基板Wを取り囲む、半密閉状の空間SPが形成される。そして、基板Wを半密閉状の空間SPに閉じ込めて周辺雰囲気から遮断したまま、図6Aおよび図6Bに示すように、中心軸ノズル60から薬液、IPA処理液、DIW、乾燥前処理液および窒素ガスが当該基板Wの表面Wfに供給される。 The support portion 53 has a horizontal flange support portion 531, a substantially disk-shaped support portion main body 532, and a connection portion 533 that connects the flange support portion 531 and the support portion main body 532. Then, the central axis nozzle 60 extends in the vertical direction along the vertical axis passing through the center of the opposed plate 51 and the substrate W, that is, the rotation axis AX1 so as to pass through the internal space of the support portion 53 and the facing plate 51. There is. Further, the central shaft nozzle 60 moves up and down together with the support portion 53 by the facing plate elevating drive mechanism 56. For example, as shown by the solid line in FIG. 3, when the central axis nozzle 60 and the facing member 50 are positioned at retracted positions vertically upward away from the substrate W, the tip of the central axis nozzle 60 is held by the spin chuck 30. It is separated upward from the surface Wf of the substrate W. Then, in response to the lowering command from the control unit 4, the facing plate elevating drive mechanism 56 lowers the central shaft nozzle 60 and the supporting portion 53 downward, and as shown in the alternate long and short dash line in FIG. 3 and FIG. 5, the facing member 50 Is positioned at the opposite position. As a result, the facing plate 51 of the facing member 50 is close to the surface Wf of the substrate W. As a result, the substrate W held by the spin chuck 30 is surrounded by the substrate facing surface (first facing surface) 513a, the inner peripheral surface (second facing surface) 513c, and the outer peripheral surface (outer peripheral end) 32b of the spin base 32. A semi-enclosed space SP is formed. Then, as shown in FIGS. 6A and 6B, the substrate W is confined in the semi-enclosed space SP and shielded from the surrounding atmosphere, and the chemical solution, IPA treatment solution, DIW, drying pretreatment solution and nitrogen are used from the central axis nozzle 60. Gas is supplied to the surface Wf of the substrate W.

図6Aは対向部材および中心軸ノズルの部分断面図である。図6Bは中心軸ノズルの下端部近傍を下方から見た模式図である。図6Aにおける点線領域は基板Wの表面Wfの部分拡大図であり、表面Wfに形成されたパターンPTの一例が図示されている。中心軸ノズル60は回転軸線AX1に沿って上下方向に延設されたノズル本体61を有している。このノズル本体61の中央部には、ノズル本体61の上端面から下端面に貫通して5本の中央配管部(図示省略)が設けられている。それら5本の中央配管部の下端面側開口はそれぞれ薬液吐出口62a、DIW吐出口63a、IPA吐出口64a、乾燥前処理液吐出口65aおよび中央ガス吐出口66aとして機能する。 FIG. 6A is a partial cross-sectional view of the facing member and the central shaft nozzle. FIG. 6B is a schematic view of the vicinity of the lower end portion of the central axis nozzle as viewed from below. The dotted line region in FIG. 6A is a partially enlarged view of the surface Wf of the substrate W, and an example of the pattern PT formed on the surface Wf is shown. The central axis nozzle 60 has a nozzle body 61 extending in the vertical direction along the rotation axis AX1. In the central portion of the nozzle body 61, five central piping portions (not shown) are provided so as to penetrate from the upper end surface to the lower end surface of the nozzle body 61. The lower end surface side openings of the five central piping portions function as a chemical liquid discharge port 62a, a DIW discharge port 63a, an IPA discharge port 64a, a drying pretreatment liquid discharge port 65a, and a central gas discharge port 66a, respectively.

薬液吐出口62aを有する中央配管部は、図3に示すように、配管62bを介して薬液供給部(図示省略)と接続されている。この配管62bには、バルブ62cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ62cが開かれると、薬液が配管62bを介して中心軸ノズル60に供給され、薬液吐出口62aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。本実施形態では、薬液は基板Wの表面Wfを洗浄する機能を有しておればよく、例えば硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸、リン酸、酢酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸(たとえばクエン酸、蓚酸など)、有機アルカリ(たとえば、TMAH:テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど)、界面活性剤、および腐食防止剤の少なくとも1つを含む液であってもよいし、これ以外の液体であってもよい。 As shown in FIG. 3, the central pipe portion having the chemical liquid discharge port 62a is connected to the chemical liquid supply unit (not shown) via the pipe 62b. A valve 62c is interposed in the pipe 62b. Therefore, when the valve 62c is opened in response to the opening / closing command from the control unit 4, the chemical solution is supplied to the central shaft nozzle 60 via the pipe 62b and discharged from the chemical solution discharge port 62a toward the center of the surface of the substrate W. Will be done. In the present embodiment, the chemical solution may have a function of cleaning the surface Wf of the substrate W, for example, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, phosphoric acid, acetic acid, aqueous ammonia, hydrogen peroxide solution, organic acid ( It may be a liquid containing at least one of, for example, citric acid, phosphoric acid, etc.), an organic alkali (eg, TMAH: tetramethylammonium hydrochloride, etc.), a surfactant, and a corrosion inhibitor, or any other liquid. There may be.

DIW吐出口63aを有する中央配管部は、図3に示すように、配管63bを介してDIW供給部(図示省略)と接続されている。この配管63bには、バルブ63cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ63cが開かれると、IPA処理液が配管63bを介して中心軸ノズル60に供給され、DIW吐出口63aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。本実施形態では、後で説明するように薬液処理後の基板Wの表面Wfに対してリンス処理を行うリンス液としてDIWが用いられるが、その他のリンス液を用いてもよい。例えば炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度(たとえば、10~100ppm程度)の塩酸水のいずれかをリンス液として用いてもよい。 As shown in FIG. 3, the central pipe portion having the DIW discharge port 63a is connected to the DIW supply unit (not shown) via the pipe 63b. A valve 63c is interposed in the pipe 63b. Therefore, when the valve 63c is opened in response to the opening / closing command from the control unit 4, the IPA processing liquid is supplied to the central shaft nozzle 60 via the pipe 63b, and is directed from the DIW discharge port 63a toward the surface center portion of the substrate W. Is discharged. In the present embodiment, as will be described later, DIW is used as the rinsing solution for rinsing the surface Wf of the substrate W after the chemical solution treatment, but other rinsing solutions may be used. For example, any one of carbonated water, electrolytic ionized water, hydrogen water, ozone water, and hydrochloric acid water having a diluted concentration (for example, about 10 to 100 ppm) may be used as the rinsing solution.

IPA吐出口64aを有する中央配管部は、図3に示すように、配管64bを介してIPA処理液供給部(図示省略)と接続されている。この配管64bには、バルブ64cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ64cが開かれると、IPA処理液が配管64bを介して中心軸ノズル60に供給され、IPA吐出口64aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。本実施形態では、リンス処理後に基板Wの表面Wfに付着するリンス液(DIW)と置換する置換液として、IPA処理液が用いられるが、その他の液体を用いてもよい。より詳しくは、リンス液と乾燥前処理液の両方と溶け合う液体を置換液として用いることができる。例えばHFE(ハイドロフルオロエーテル)やIPAとHFEの混合液であってもよいし、IPAおよびHFEの少なくとも一方とこれら以外の成分とを含んでいてもよい。 As shown in FIG. 3, the central piping unit having the IPA discharge port 64a is connected to the IPA processing liquid supply unit (not shown) via the piping 64b. A valve 64c is interposed in the pipe 64b. Therefore, when the valve 64c is opened in response to the opening / closing command from the control unit 4, the IPA processing liquid is supplied to the central shaft nozzle 60 via the pipe 64b, and is directed from the IPA discharge port 64a toward the center surface of the substrate W. Is discharged. In the present embodiment, the IPA treatment liquid is used as the replacement liquid for replacing the rinsing liquid (DIW) adhering to the surface Wf of the substrate W after the rinsing treatment, but other liquids may be used. More specifically, a liquid that dissolves in both the rinsing liquid and the drying pretreatment liquid can be used as the replacement liquid. For example, it may be HFE (hydrofluoroether) or a mixed solution of IPA and HFE, or may contain at least one of IPA and HFE and other components.

乾燥前処理液吐出口65aを有する中央配管部は、図3に示すように、配管65bを介して乾燥前処理液供給部(図示省略)と接続されている。この配管65bには、バルブ65cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ65cが開かれると、乾燥前処理液が配管65bを介して中心軸ノズル60に供給され、乾燥前処理液吐出口65aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。本実施形態では、乾燥前処理液として、溶質に相当する昇華性物質と、昇華性物質と溶け合う溶媒と、を含む溶液を用いている。ここで、昇華性物質は、常温(室温と同義)または常圧(処理ユニット1内の圧力。たとえば1気圧またはその近傍の値)で液体を経ずに固体から気体に変化する物質であってもよい。溶媒は、このような物質であってもよいし、これ以外の物質であってもよい。つまり、乾燥前処理液は、常温または常圧で液体を経ずに固体から気体に変化する2種類以上の物質を含んでいてもよい。 As shown in FIG. 3, the central pipe portion having the drying pretreatment liquid discharge port 65a is connected to the drying pretreatment liquid supply unit (not shown) via the pipe 65b. A valve 65c is interposed in the pipe 65b. Therefore, when the valve 65c is opened in response to the opening / closing command from the control unit 4, the drying pretreatment liquid is supplied to the central shaft nozzle 60 via the pipe 65b, and the surface of the substrate W is supplied from the drying pretreatment liquid discharge port 65a. It is discharged toward the center. In the present embodiment, a solution containing a sublimating substance corresponding to a solute and a solvent that dissolves in the sublimating substance is used as the drying pretreatment liquid. Here, the sublimable substance is a substance that changes from a solid to a gas at normal temperature (synonymous with room temperature) or normal pressure (pressure in the processing unit 1, for example, a value at 1 atm or its vicinity) without passing through a liquid. May be good. The solvent may be such a substance or may be another substance. That is, the drying pretreatment liquid may contain two or more kinds of substances that change from a solid to a gas at normal temperature or pressure without passing through the liquid.

昇華性物質は、たとえば、2-メチル-2-プロパノール(別名:tert-ブチルアルコール、t-ブチルアルコール、ターシャリーブチルアルコール)やシクロヘキサノールなどのアルコール類、フッ化炭化水素化合物、1,3,5-トリオキサン(別名:メタホルムアルデヒド)、樟脳(別名:カンフル、カンファー)、ナフタレン、ヨウ素、シクロヘキサノンオキシムおよびシクロヘキサンのいずれかであってもよいし、これら以外の物質であってもよい。 Sublimable substances include, for example, alcohols such as 2-methyl-2-propanol (also known as tert-butyl alcohol, t-butyl alcohol, and tertiary butyl alcohol) and cyclohexanol, fluorinated hydrocarbon compounds, 1,3. It may be any of 5-trioxane (also known as metaformaldehyde), camphor (also known as camphor, camphor), naphthalene, iodine, cyclohexanone oxime and cyclohexane, or it may be a substance other than these.

溶媒は、たとえば、純水、IPA、HFE、アセトン、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、PGEE(プロピレングリコールモノエチルエーテル、1-エトキシ-2-プロパノール)、エチレングリコール、およびハイドロフルオロカーボン(hydrofluorocarbon)からなる群より選ばれた少なくとも1種であってもよい。 Solvents are from, for example, pure water, IPA, HFE, acetone, PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), PGEE (propylene glycol monoethyl ether, 1-ethoxy-2-propanol), ethylene glycol, and hydrofluorocarbon. It may be at least one species selected from the group.

中央ガス吐出口66aを有する中央配管部は、図3に示すように、配管66bを介して窒素ガス供給部(図示省略)と接続されている。この配管66bには、バルブ66cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ66cが開かれると、窒素ガスが配管66bを介して中心軸ノズル60に供給され、図6A中の1点鎖線矢印で示すように、中央ガス吐出口66aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。 As shown in FIG. 3, the central pipe portion having the central gas discharge port 66a is connected to the nitrogen gas supply unit (not shown) via the pipe 66b. A valve 66c is interposed in the pipe 66b. Therefore, when the valve 66c is opened in response to the open / close command from the control unit 4, nitrogen gas is supplied to the central shaft nozzle 60 via the pipe 66b, and is centered as shown by the alternate long and short dash arrow in FIG. 6A. The gas is discharged from the gas discharge port 66a toward the center of the surface of the substrate W.

このように5つの吐出口62a~66aが設けられた下端面61aは、図3の実線で示すように、非遮断状態で基板対向面513aおよび中央傾斜面513bよりも上方側に後退する。一方、遮断状態では、図6Aおよび図6Bに示すように、下端面61aは基板対向面513aと上下方向において同一の高さに位置し、ノズル本体61の下端部61bは中央傾斜面513bに取り囲まれた状態で貫通孔515から下方に露出する。 As shown by the solid line in FIG. 3, the lower end surface 61a provided with the five discharge ports 62a to 66a retracts upward from the substrate facing surface 513a and the central inclined surface 513b in a non-blocking state. On the other hand, in the cutoff state, as shown in FIGS. 6A and 6B, the lower end surface 61a is located at the same height in the vertical direction as the substrate facing surface 513a, and the lower end portion 61b of the nozzle body 61 is surrounded by the central inclined surface 513b. It is exposed downward from the through hole 515 in the state of being removed.

この下端部61bの側面には、回転軸線AX1を中心として略等角度間隔で6個の周縁ガス吐出口67が設けられている。これらの周縁ガス吐出口67には、図6Aに示すように、ノズル本体61の側面からノズル本体61の上端面に延びる周縁配管部68が接続されている。周縁配管部68は、図3に示すように、配管68bを介して窒素ガス供給部(図示省略)と接続されている。この配管68bには、バルブ68cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ68cが開かれると、窒素ガスが配管68bを介して中心軸ノズル60に供給され、周縁ガス吐出口67から回転軸線AX1を中心に略水平方向に吐出される。なお、略水平吐出された窒素ガスは、図6A中の点線矢印で示すように、中央傾斜面513bおよび基板対向面513aに沿って基板Wの表面周縁部に向けて案内される。 On the side surface of the lower end portion 61b, six peripheral gas discharge ports 67 are provided at substantially equal angular intervals around the rotation axis AX1. As shown in FIG. 6A, peripheral piping portions 68 extending from the side surface of the nozzle body 61 to the upper end surface of the nozzle body 61 are connected to these peripheral gas discharge ports 67. As shown in FIG. 3, the peripheral pipe portion 68 is connected to the nitrogen gas supply portion (not shown) via the pipe 68b. A valve 68c is interposed in the pipe 68b. Therefore, when the valve 68c is opened in response to the opening / closing command from the control unit 4, nitrogen gas is supplied to the central shaft nozzle 60 via the pipe 68b, and is substantially horizontal from the peripheral gas discharge port 67 around the rotation axis AX1. It is discharged in the direction. As shown by the dotted arrow in FIG. 6A, the nitrogen gas discharged substantially horizontally is guided toward the surface peripheral portion of the substrate W along the central inclined surface 513b and the substrate facing surface 513a.

上記したように本実施形態では、図6Aに示すように、基板Wへの窒素ガスの供給態様として、
・基板Wの表面中央部を経由して基板Wの表面周縁部に供給する第1供給態様(同図中の1点鎖線矢印)と、
・基板Wの表面中央部を経由せずに基板Wの表面周縁部に供給する第2供給態様(同図中の点線矢印)と、
が存在する。そして、制御部4がバルブ66c、68cの開閉を制御することで、窒素ガスの供給を停止するモードと、第1供給態様のみを実行するモードと、第2供給態様のみを実行するモードと、第1供給態様および第2供給態様を同時に実行するモードとが選択的に切り替えられる。また、同図への図示を省略しているが、制御部4からの指令に応じて第1供給態様および第2供給態様で供給する窒素ガスの流量をそれぞれ独立して可変制御可能となっている。なお、本実施形態では、窒素ガスを本発明の「不活性ガス」として用いているが、これ以外に、除湿されたアルゴンガスなどの不活性ガスを用いてもよい。
As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 6A, as a mode of supplying nitrogen gas to the substrate W,
The first supply mode (one-dot chain arrow in the figure) of supplying to the surface peripheral portion of the substrate W via the central portion of the surface of the substrate W and
A second supply mode (dotted arrow in the figure) that supplies the substrate W to the surface peripheral portion of the substrate W without passing through the central portion of the surface of the substrate W.
Exists. Then, the control unit 4 controls the opening and closing of the valves 66c and 68c to stop the supply of nitrogen gas, a mode for executing only the first supply mode, and a mode for executing only the second supply mode. The mode in which the first supply mode and the second supply mode are executed at the same time is selectively switched. Further, although not shown in the figure, the flow rate of nitrogen gas supplied in the first supply mode and the second supply mode can be independently and variably controlled according to a command from the control unit 4. There is. In the present embodiment, the nitrogen gas is used as the "inert gas" of the present invention, but in addition to this, an inert gas such as dehumidified argon gas may be used.

さらに、処理ユニット1では、スピンチャック30を取り囲むように、排気桶70が設けられている。また、スピンチャック30と排気桶70との間に配置された複数のカップ72と、基板Wの周囲に飛散した薬液、リンス液(DIW)、IPA処理液、乾燥前処理液を受け止める複数のガード73とが設けられている。また、ガード73に対してガード昇降駆動機構71が連結されている。ガード昇降駆動機構71は制御部4からの昇降指令に応じてガード73を独立して昇降する。さらに、排気桶70には、排気機構74が接続されている。この排気機構74は、チャンバ20の内底面、排気桶70およびガード73で囲まれた空間を排気する。 Further, in the processing unit 1, an exhaust tub 70 is provided so as to surround the spin chuck 30. Further, a plurality of cups 72 arranged between the spin chuck 30 and the exhaust tub 70, and a plurality of guards for receiving the chemical liquid, the rinsing liquid (DIW), the IPA treatment liquid, and the pre-drying treatment liquid scattered around the substrate W. 73 is provided. Further, the guard elevating drive mechanism 71 is connected to the guard 73. The guard elevating drive mechanism 71 independently elevates and elevates the guard 73 in response to an elevating command from the control unit 4. Further, an exhaust mechanism 74 is connected to the exhaust tub 70. The exhaust mechanism 74 exhausts the space surrounded by the inner bottom surface of the chamber 20, the exhaust tub 70, and the guard 73.

制御部4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。そして、制御部4は、上記プログラムにしたがって装置各部を制御することで、図7に示す基板処理を実行する。 The control unit 4 has an arithmetic unit such as a CPU, a fixed memory device, a storage unit such as a hard disk drive, and an input / output unit. The storage unit stores the program executed by the arithmetic unit. Then, the control unit 4 executes the substrate processing shown in FIG. 7 by controlling each unit of the device according to the above program.

図7は処理ユニットにおいて実行される基板処理の内容を示すフローチャートである。基板処理システム100における処理対象は、例えばシリコンウエハであり、パターン形成面である表面Wfに凹凸状のパターンPT(図6A参照)が形成されている。パターンPTは、ロジック回路、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やカルコゲナイド系合金の特異な性質を利用するPRAM(Phase-change Random Access Memory)を構成するものであってもよい。パターンPTは微細なトレンチにより形成されたライン状のパターンが繰り返し並ぶものであってもよい。また、パターンPTは、薄膜に、複数の微細穴(ボイド(void)またはポア(pore))を設けることにより形成されていてもよい。パターンPTは、たとえば絶縁膜を含む。また、パターンPTは導体膜を含んでいてもよい。より具体的には、パターンPTは、複数の膜を積層した積層膜により形成されており、さらには、絶縁膜と導体膜とを含んでいてもよい。パターンPTは単層膜で構成されるパターンPTであってもよい。絶縁膜はシリコン酸化膜やシリコン窒化膜であってもよい。また、導体膜は、低抵抗化のための不純物を導入したアモルファスシリコン膜であってもよいし、金属膜(例えばTiN膜)であってもよい。また、パターンPTは、フロントエンドで形成されたものであってもよいし、バックエンドで形成されたものであってもよい。さらに、パターンPTは、疎水性膜であってもよいし、親水性膜であってもよい。親水性膜として例えばTEOS膜(シリコン酸化膜の一種)が含まれる。 FIG. 7 is a flowchart showing the contents of the substrate processing executed in the processing unit. The processing target in the substrate processing system 100 is, for example, a silicon wafer, and an uneven pattern PT (see FIG. 6A) is formed on the surface Wf which is a pattern forming surface. The pattern PT may constitute a logic circuit, a DRAM (Dynamic Random Access Memory), or a PRAM (Phase-change Random Access Memory) that utilizes the peculiar properties of a chalcogenide-based alloy. The pattern PT may be one in which line-shaped patterns formed by fine trenches are repeatedly arranged. Further, the pattern PT may be formed by providing a plurality of fine holes (voids or pores) in the thin film. The pattern PT includes, for example, an insulating film. Further, the pattern PT may include a conductor film. More specifically, the pattern PT is formed of a laminated film in which a plurality of films are laminated, and may further include an insulating film and a conductor film. The pattern PT may be a pattern PT composed of a monolayer film. The insulating film may be a silicon oxide film or a silicon nitride film. Further, the conductor film may be an amorphous silicon film into which impurities for lowering the resistance are introduced, or may be a metal film (for example, a TiN film). Further, the pattern PT may be formed at the front end or may be formed at the back end. Further, the pattern PT may be a hydrophobic film or a hydrophilic film. As the hydrophilic film, for example, a TEOS film (a kind of silicon oxide film) is included.

また、図7に示す各工程は、特に明示しないかぎり、大気圧環境下で処理される。ここで、大気圧環境とは標準大気圧(1気圧、1013hPa)を中心に、0.7気圧以上1.3気圧以下の環境のことを指す。特に、基板処理システム100が陽圧となるクリーンルーム内に配置される場合には、基板Wの表面Wfの環境は、1気圧よりも高くなる。 Further, each step shown in FIG. 7 is processed in an atmospheric pressure environment unless otherwise specified. Here, the atmospheric pressure environment refers to an environment of 0.7 atm or more and 1.3 atm or less, centered on the standard atmospheric pressure (1 atm, 1013 hPa). In particular, when the substrate processing system 100 is arranged in a clean room where the pressure is positive, the environment of the surface Wf of the substrate W becomes higher than 1 atm.

未処理の基板Wが処理ユニット1に搬入される前においては、制御部4が装置各部に指令を与えて処理ユニット1は初期状態にセットされる。すなわち、シャッター開閉機構22によりシャッター23(図1ないし図3)は閉じられている。基板回転駆動機構34によりスピンチャック30は基板Wのローディングに適した位置に位置決め停止されるとともに、図示しないチャック開閉機構によりチャックピン31は開状態となっている。対向板51は対向板昇降駆動機構56により退避位置に位置決めされている。これにより、スピンベース32による対向板51の支持は解消され、対向板51の回転は停止されている。ガード73はいずれも下方に移動して位置決めされている。さらに、バルブ62c~66c、68cはいずれも閉じられている。 Before the unprocessed substrate W is carried into the processing unit 1, the control unit 4 gives a command to each unit of the device to set the processing unit 1 in the initial state. That is, the shutter 23 (FIGS. 1 to 3) is closed by the shutter opening / closing mechanism 22. The spin chuck 30 is positioned and stopped at a position suitable for loading the substrate W by the substrate rotation drive mechanism 34, and the chuck pin 31 is opened by a chuck opening / closing mechanism (not shown). The facing plate 51 is positioned at the retracted position by the facing plate elevating drive mechanism 56. As a result, the support of the facing plate 51 by the spin base 32 is canceled, and the rotation of the facing plate 51 is stopped. The guards 73 are all moved downward and positioned. Further, the valves 62c to 66c and 68c are all closed.

未処理の基板Wが基板搬送ロボット111により搬送されてくると、シャッター23が開く。シャッター23の開成に合わせて基板Wは基板搬送ロボット111によりチャンバ20の内部空間21に搬入され、表面Wfを上方に向けたフェースアップ状態でスピンチャック30に受け渡される。そして、チャックピン31が閉状態となり、基板Wはスピンチャック30に保持される(ステップS1:基板搬入)。 When the unprocessed substrate W is conveyed by the substrate transfer robot 111, the shutter 23 opens. Along with the opening of the shutter 23, the substrate W is carried into the internal space 21 of the chamber 20 by the substrate transfer robot 111, and is delivered to the spin chuck 30 in a face-up state with the surface Wf facing upward. Then, the chuck pin 31 is closed, and the substrate W is held by the spin chuck 30 (step S1: substrate loading).

基板Wの搬入に続いて、基板搬送ロボット111がチャンバ20の外に退避し、さらにシャッター23が再び閉じる。その後で、制御部4は、対向板昇降駆動機構56を制御して、対向板51を対向位置に配置する。これにより、図5に示すように対向板51に設けられた係合部材514が係合部材35によって受け止められ、対向板51および中心軸ノズル60がスピンベース32に支持される。また、対向板51とスピンベース32とが相互に近接して半密閉状の空間SPが形成される。その結果、スピンチャック30に保持された基板Wは空間SPに閉じ込められ、周辺雰囲気から遮断される。なお、本実施形態では、後で説明する昇華工程(ステップS8)が完了するまで、対向板51は対向位置に位置決めされる。 Following the loading of the substrate W, the substrate transfer robot 111 retracts out of the chamber 20, and the shutter 23 closes again. After that, the control unit 4 controls the facing plate elevating drive mechanism 56 to arrange the facing plate 51 at the facing position. As a result, as shown in FIG. 5, the engaging member 514 provided on the facing plate 51 is received by the engaging member 35, and the facing plate 51 and the central shaft nozzle 60 are supported by the spin base 32. Further, the facing plate 51 and the spin base 32 are close to each other to form a semi-enclosed space SP. As a result, the substrate W held by the spin chuck 30 is confined in the space SP and shielded from the surrounding atmosphere. In this embodiment, the facing plate 51 is positioned at the facing position until the sublimation step (step S8) described later is completed.

空間SPへの基板Wの閉込完了に続いて、制御部4は、基板回転駆動機構34のモータ(図示省略)を制御してスピンベース32の回転速度を、所定の薬液処理速度(約10~1200rpmの範囲内で、たとえば約800rpm)まで上昇させ、その薬液処理速度に維持させる。このスピンベース32の回転に同伴して、対向板51が回転軸線AX1まわりに回転されるとともに、基板Wが回転軸線AX1まわりに回転される(ステップS2:基板回転開始)。なお、次の薬液処理に進むまでに、制御部4は薬液処理に対応するガード73を上昇させることで、当該ガード73を、対向板51の内周面513cとスピンベース32の外周面32bとの隙間GPに対向させる。 Following the completion of closing the substrate W into the space SP, the control unit 4 controls the motor (not shown) of the substrate rotation drive mechanism 34 to set the rotation speed of the spin base 32 to a predetermined chemical solution processing speed (about 10). Within the range of ~ 1200 rpm, for example, about 800 rpm) is increased to maintain the chemical treatment rate. Along with the rotation of the spin base 32, the facing plate 51 is rotated around the rotation axis AX1 and the substrate W is rotated around the rotation axis AX1 (step S2: substrate rotation start). By the time the chemical solution treatment proceeds, the control unit 4 raises the guard 73 corresponding to the chemical solution treatment so that the guard 73 is connected to the inner peripheral surface 513c of the facing plate 51 and the outer peripheral surface 32b of the spin base 32. Facing the gap GP of.

基板Wの回転速度が薬液処理速度に達すると、次いで、制御部4はバルブ62cを開く。これにより、中心軸ノズル60の薬液吐出口62aから薬液が吐出され、基板Wの表面Wfに供給される。基板Wの表面Wf上では、薬液が基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの周縁部に移動する。これにより、基板Wの表面Wfの全体が薬液による薬液洗浄を受ける(ステップS3)。このとき、基板Wの周縁部に達した薬液は基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出され、ガード73を介して機外の廃液処理設備に送られる。この薬液供給による薬液洗浄は予め定められた洗浄時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ62cを閉じて、中心軸ノズル60からの薬液の吐出を停止する。 When the rotation speed of the substrate W reaches the chemical treatment speed, the control unit 4 then opens the valve 62c. As a result, the chemical solution is discharged from the chemical solution discharge port 62a of the central axis nozzle 60 and supplied to the surface Wf of the substrate W. On the surface Wf of the substrate W, the chemical solution receives centrifugal force due to the rotation of the substrate W and moves to the peripheral edge of the substrate W. As a result, the entire surface Wf of the substrate W is washed with the chemical solution (step S3). At this time, the chemical solution that has reached the peripheral edge of the substrate W is discharged from the peripheral edge of the substrate W to the side of the substrate W, and is sent to the waste liquid treatment facility outside the machine via the guard 73. The chemical solution cleaning by supplying the chemical solution is continued for a predetermined cleaning time, and after that, the control unit 4 closes the valve 62c and stops the discharge of the chemical solution from the central shaft nozzle 60.

薬液洗浄に続いて、リンス液(DIW)によるリンス処理が実行される(ステップS4)。このDIWリンスでは、制御部4はバルブ63cを開く。これにより、薬液洗浄処理を受けた基板Wの表面Wfの中央部に対して中心軸ノズル60のDIW吐出口63aからDIWがリンス液として供給される。すると、DIWが基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの周縁部に移動する。これにより、基板W上に付着している薬液がDIWによって洗い流される。このとき、基板Wの周縁部から排出されたDIWは、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出され、薬液と同様にして機外の廃液処理設備に送られる。このDIWリンスは予め定められたリンス時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ63cを閉じて、中心軸ノズル60からのDIWの吐出を停止する。 Following the chemical washing, a rinsing treatment with a rinsing solution (DIW) is performed (step S4). In this DIW rinse, the control unit 4 opens the valve 63c. As a result, DIW is supplied as a rinsing solution from the DIW discharge port 63a of the central axis nozzle 60 to the central portion of the surface Wf of the substrate W that has been subjected to the chemical solution cleaning treatment. Then, the DIW receives the centrifugal force due to the rotation of the substrate W and moves to the peripheral edge portion of the substrate W. As a result, the chemical solution adhering to the substrate W is washed away by the DIW. At this time, the DIW discharged from the peripheral edge portion of the substrate W is discharged from the peripheral edge portion of the substrate W to the side of the substrate W, and is sent to the waste liquid treatment facility outside the machine in the same manner as the chemical solution. This DIW rinsing is continued for a predetermined rinsing time, after which the control unit 4 closes the valve 63c and stops the discharge of the DIW from the central axis nozzle 60.

DIWリンスの完了後、置換処理(ステップS5)、液膜形成工程(ステップS6)および凝固体形成工程(ステップS7)が実行される。 After the completion of the DIW rinse, a substitution process (step S5), a liquid film forming step (step S6), and a solid body forming step (step S7) are executed.

図8は、本発明に係る基板処理装置の第1実施形態における置換処理、液膜形成工程および凝固体形成工程での動作状況を示すタイミングチャートである。同図中の「垂直N2の流量」とは、中央ガス吐出口66aから下方に吐出される窒素ガスの流量を意味している。つまり、制御部4がバルブ66cを開くことで、窒素ガスが中央ガス吐出口66aから基板Wの表面Wfの中央部に供給される。この窒素ガスは基板Wの表面Wfに沿って基板W全体に供給される(第1供給態様:図6A中の1点鎖線参照)。このように表面中央部を経由して供給される窒素ガスの流量が「垂直N2の流量」である。一方、同図中の「水平N2の流量」とは、6つの周縁ガス吐出口67から略水平方向に吐出される窒素ガスの流量を意味している。つまり、制御部4がバルブ68cを開くことで、窒素ガスが回転軸線AX1を中心として放射状に吐出される。この窒素ガスは中央傾斜面513bおよび基板対向面513aに沿って基板Wの表面周縁部に供給される(第2供給態様:図6A中の点線参照)。このように表面中央部を経由せずに表面周縁部に供給される窒素ガスの流量が「水平N2の流量」である。 FIG. 8 is a timing chart showing operating conditions in the substitution process, the liquid film forming step, and the solidified body forming step in the first embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. The “flow rate of vertical N2” in the figure means the flow rate of nitrogen gas discharged downward from the central gas discharge port 66a. That is, when the control unit 4 opens the valve 66c, nitrogen gas is supplied from the central gas discharge port 66a to the central portion of the surface Wf of the substrate W. This nitrogen gas is supplied to the entire substrate W along the surface Wf of the substrate W (first supply mode: see the alternate long and short dash line in FIG. 6A). The flow rate of the nitrogen gas supplied via the central portion of the surface in this way is the “vertical N2 flow rate”. On the other hand, the “horizontal N2 flow rate” in the figure means the flow rate of nitrogen gas discharged in the substantially horizontal direction from the six peripheral gas discharge ports 67. That is, when the control unit 4 opens the valve 68c, the nitrogen gas is discharged radially around the rotation axis AX1. This nitrogen gas is supplied to the surface peripheral portion of the substrate W along the central inclined surface 513b and the substrate facing surface 513a (second supply mode: see the dotted line in FIG. 6A). The flow rate of nitrogen gas supplied to the peripheral edge of the surface without passing through the central portion of the surface is the “horizontal N2 flow rate”.

置換処理(ステップS5)では、制御部4は、基板回転駆動機構34のモータ(図示省略)を制御して基板Wの回転速度を所定の第1回転速度V1に調整し、その第1回転速度V1に維持させる。また、制御部4は、中央ガス吐出口66aおよび周縁ガス吐出口67からの窒素ガスの流量をそれぞれ「VF1」、「HF1」に調整する。これによって、半密閉状の空間SPに対して窒素ガスが供給され、空間SP内で窒素リッチとなる。また、空間SPと周辺雰囲気とを連通する唯一の箇所となる隙間GP(図5参照)を介して周辺雰囲気から空間SPに外気が侵入するのを効果的に防止することができる。これにより空間SPは低酸素環境となる。ここで、「低酸素」とは、酸素濃度が100ppm以下であることを指す。 In the replacement process (step S5), the control unit 4 controls the motor (not shown) of the substrate rotation drive mechanism 34 to adjust the rotation speed of the substrate W to a predetermined first rotation speed V1, and the first rotation speed thereof. Keep it at V1. Further, the control unit 4 adjusts the flow rates of nitrogen gas from the central gas discharge port 66a and the peripheral gas discharge port 67 to "VF1" and "HF1", respectively. As a result, nitrogen gas is supplied to the semi-enclosed space SP, and the space SP becomes nitrogen-rich. Further, it is possible to effectively prevent outside air from entering the space SP from the surrounding atmosphere through the gap GP (see FIG. 5) which is the only place where the space SP and the surrounding atmosphere communicate with each other. As a result, the space SP becomes a low oxygen environment. Here, "hypoxia" means that the oxygen concentration is 100 ppm or less.

また、制御部4は、置換処理に対応するガード73を隙間GPに対向させる。そして、制御部4は、バルブ64cを開く。それにより、DIWが付着している基板Wの表面Wfの中央部に向けて中心軸ノズル60のIPA吐出口64aからIPA処理液が低表面張力液体として吐出される。基板Wの表面Wfに供給されたIPA処理液は、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの表面Wfの全域に広がる。これにより、基板Wの表面Wfの全域において、当該表面Wfに付着しているDIW(リンス液)がIPA処理液によって置換される。なお、基板Wの表面Wfを移動するIPA処理液は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出され、上記ガード73に受け止められ、図示を省略する回収経路に沿って回収設備に送られる。このIPA置換は予め定められた置換時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ64cを閉じて中心軸ノズル60からのIPA処理液の吐出を停止する。 Further, the control unit 4 makes the guard 73 corresponding to the replacement process face the gap GP. Then, the control unit 4 opens the valve 64c. As a result, the IPA treatment liquid is discharged as a low surface tension liquid from the IPA discharge port 64a of the central axis nozzle 60 toward the central portion of the surface Wf of the substrate W to which the DIW is attached. The IPA treatment liquid supplied to the surface Wf of the substrate W receives centrifugal force due to the rotation of the substrate W and spreads over the entire surface Wf of the substrate W. As a result, the DIW (rinse liquid) adhering to the surface Wf is replaced by the IPA treatment liquid in the entire surface Wf of the substrate W. The IPA treatment liquid moving on the surface Wf of the substrate W is discharged from the peripheral edge of the substrate W to the side of the substrate W, is received by the guard 73, and is sent to the collection equipment along a collection route (not shown). Be done. This IPA replacement is continued for a predetermined replacement time, and after that, the control unit 4 closes the valve 64c and stops the discharge of the IPA processing liquid from the central axis nozzle 60.

IPA置換の次に、液膜形成工程(ステップS6)が実行される。この液膜形成工程は、乾燥前処理液を供給する乾燥前処理液供給工程(ステップS6a)と、スピンオフ工程(ステップS6b)と、乾燥前処理液に含まれる昇華性物質をパターンPT間に沈下させる昇華性物質沈下工程(ステップS6c)とを有している。これらのステップS6a~6cはこの順序で実行される。 Following the IPA substitution, a liquid film forming step (step S6) is performed. In this liquid film forming step, the drying pretreatment liquid supply step (step S6a) for supplying the drying pretreatment liquid, the spin-off step (step S6b), and the sublimation substance contained in the drying pretreatment liquid are submerged between the pattern PTs. It has a sublimable substance sublimation step (step S6c) to cause the sublimation. These steps S6a to 6c are executed in this order.

乾燥前処理液供給工程(ステップS6a)では、制御部4は、図8に示すように、基板Wの回転速度、垂直N2の流量および水平N2の流量をそれぞれ置換処理での値「V1」、「VF1」、「HF1」に維持している。制御部4は、乾燥前処理液供給工程に対応するガード73を隙間GPに対向させる。制御部4は、バルブ65cを開く。それにより、置換液が付着している基板Wの表面Wfの中央部に向けて中心軸ノズル60の乾燥前処理液吐出口65aから乾燥前処理液が吐出される。基板Wの表面Wfに供給された乾燥前処理液は、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの表面Wfの全域に広がる。これにより、基板Wの表面Wfの全域においてIPA処理液から乾燥前処理液の置換が行われるとともに比較的厚い乾燥前処理液の液膜が形成される。乾燥前処理液の吐出は予め定められた時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ65cを閉じて中心軸ノズル60からの乾燥前処理液の吐出を停止する。 In the drying pretreatment liquid supply step (step S6a), as shown in FIG. 8, the control unit 4 sets the rotation speed of the substrate W, the flow rate of the vertical N2, and the flow rate of the horizontal N2 to the values “V1” in the replacement process, respectively. It is maintained at "VF1" and "HF1". The control unit 4 makes the guard 73 corresponding to the drying pretreatment liquid supply process face the gap GP. The control unit 4 opens the valve 65c. As a result, the drying pretreatment liquid is discharged from the drying pretreatment liquid discharge port 65a of the central axis nozzle 60 toward the central portion of the surface Wf of the substrate W to which the replacement liquid is attached. The drying pretreatment liquid supplied to the surface Wf of the substrate W receives centrifugal force due to the rotation of the substrate W and spreads over the entire surface Wf of the substrate W. As a result, the IPA treatment liquid is replaced with the drying pretreatment liquid over the entire surface Wf of the substrate W, and a relatively thick liquid film of the drying pretreatment liquid is formed. The discharge of the drying pretreatment liquid is continued for a predetermined time, and after that, the control unit 4 closes the valve 65c and stops the discharge of the drying pretreatment liquid from the central axis nozzle 60.

スピンオフ工程(ステップS6b)では、制御部4は、バルブ66c、68cを閉じて窒素ガスの吐出を停止させるとともに、基板回転駆動機構34のモータ(図示省略)を制御して基板Wの回転速度を第1回転速度V1よりも高いスピンオフ速度V3まで増速させる。そして、制御部4は予め定められた時間だけスピンオフ速度V3に維持させる。これにより、余分な乾燥前処理液が基板Wの表面Wfから除去されて乾燥前処理液の液膜の厚みが所望厚さに調整される。 In the spin-off step (step S6b), the control unit 4 closes the valves 66c and 68c to stop the discharge of nitrogen gas, and controls the motor (not shown) of the substrate rotation drive mechanism 34 to control the rotation speed of the substrate W. The speed is increased to a spin-off speed V3 higher than the first rotation speed V1. Then, the control unit 4 maintains the spin-off speed V3 for a predetermined time. As a result, the excess drying pretreatment liquid is removed from the surface Wf of the substrate W, and the thickness of the liquid film of the drying pretreatment liquid is adjusted to a desired thickness.

昇華性物質沈下工程(ステップS6c)では、制御部4は、窒素ガスの吐出を停止させたまま、基板回転駆動機構34のモータを制御して基板Wの回転速度を第1回転速度V1よりも低い第2回転速度V2に減速する。そして、制御部4は、所定時間が経過するのを待つ。この所定時間の待機の間、乾燥前処理液の液膜中に存在する昇華性物質が沈下してパターンPT間に充填される。また、上記所定時間の後半で、制御部4はバルブ66cを開く。これにより、窒素ガスが基板Wの表面中央部に吐出される。このように本実施形態では、昇華性物質沈下工程の後半で、第1供給態様で流量VF1の窒素ガスを中央ガス吐出口66aから垂直に吐出している。そのため、次の作用効果が得られる。後述する凝固体形成工程(ステップS7)の前に上記窒素ガス制御を行うことで、基板Wの表面Wfの中央部近傍における乾燥前処理液の溶媒を蒸発させ溶質濃度を上げることができる。しかも、それに続く凝固体形成工程(ステップS7)で窒素ガスを水平に吐出することで、基板Wの表面Wfにおける溶質濃度を均一化することができる。これらによって、凝固体の膜厚を均一化させることができる。 In the sublimation material subsidence step (step S6c), the control unit 4 controls the motor of the substrate rotation drive mechanism 34 while stopping the discharge of nitrogen gas to make the rotation speed of the substrate W higher than that of the first rotation speed V1. Decelerate to a lower second rotation speed V2. Then, the control unit 4 waits for the predetermined time to elapse. During this waiting time of a predetermined time, the sublimable substance present in the liquid film of the drying pretreatment liquid sinks and is filled between the pattern PTs. Further, in the latter half of the predetermined time, the control unit 4 opens the valve 66c. As a result, nitrogen gas is discharged to the central portion of the surface of the substrate W. As described above, in the present embodiment, in the latter half of the sublimation material subsidence step, the nitrogen gas having the flow rate VF1 is vertically discharged from the central gas discharge port 66a in the first supply mode. Therefore, the following effects can be obtained. By performing the nitrogen gas control before the solidified body forming step (step S7) described later, the solvent of the drying pretreatment liquid in the vicinity of the central portion of the surface Wf of the substrate W can be evaporated to increase the solute concentration. Moreover, by horizontally discharging the nitrogen gas in the subsequent solidification body forming step (step S7), the solute concentration on the surface Wf of the substrate W can be made uniform. With these, the film thickness of the solidified body can be made uniform.

こうして昇華乾燥に適した乾燥前処理液の液膜が基板Wの表面Wf上に形成されると、凝固体形成工程(ステップS7)が実行される。制御部4は、基板回転駆動機構34のモータを制御して基板Wの回転速度を第1回転速度V1よりも増速する。より具体的には、制御部4は、スピンオフ速度V3に増速するとともに、窒素ガスの流量を増やす。より具体的には、中央ガス吐出口66aから吐出されている窒素ガスの流量を流量VF1から流量VF2に引き上げるとともに、バルブ68cを開いて周縁ガス吐出口67から窒素ガスを吐出する。こうした回転速度および窒素ガスの増大から所定時間が経過する間に液膜中の溶媒が除去され、昇華性物質の凝固体が形成される。 When a liquid film of the drying pretreatment liquid suitable for sublimation drying is formed on the surface Wf of the substrate W, the solidified body forming step (step S7) is executed. The control unit 4 controls the motor of the substrate rotation drive mechanism 34 to increase the rotation speed of the substrate W to be higher than the first rotation speed V1. More specifically, the control unit 4 increases the spin-off speed to V3 and increases the flow rate of nitrogen gas. More specifically, the flow rate of the nitrogen gas discharged from the central gas discharge port 66a is increased from the flow rate VF1 to the flow rate VF2, and the valve 68c is opened to discharge the nitrogen gas from the peripheral gas discharge port 67. The solvent in the liquid film is removed within a predetermined time from the increase in the rotation speed and the nitrogen gas, and a coagulated body of the sublimable substance is formed.

こうした凝固体の形成に続いて、制御部4は、回転速度V4(>V3)までさらに増速し、その回転速度V4を維持する。また、制御部4は、中央ガス吐出口66aから吐出されている窒素ガスの流量を流量VF2に維持したまま、バルブ68cを開いて周縁ガス吐出口67から吐出されている窒素ガスの流量を流量HF2から流量HF3に引き上げて基板Wの表面Wfに沿って流れる窒素ガスの流量を高めて昇華工程(ステップS8)を実行する。 Following the formation of such a solid body, the control unit 4 further increases the rotation speed to V4 (> V3) and maintains the rotation speed V4. Further, the control unit 4 opens the valve 68c to flow the flow rate of the nitrogen gas discharged from the peripheral gas discharge port 67 while maintaining the flow rate of the nitrogen gas discharged from the central gas discharge port 66a at the flow rate VF2. The sublimation step (step S8) is executed by increasing the flow rate from HF2 to the flow rate HF3 to increase the flow rate of the nitrogen gas flowing along the surface Wf of the substrate W.

昇華工程については、凝固体形成工程の最終速度および最終流量を引き継いで行ってもよいが、本実施形態では回転速度および流量をステップアップさせている。このため、昇華速度が高まり、昇華時のパターン倒壊防止及び、乾燥時間の時短効果が得られる。そして、上記ステップアップから所定時間が経過すると、制御部4は、基板回転駆動機構34のモータを停止制御して基板Wの回転を停止させる(ステップS9:基板回転停止)。 The sublimation step may be carried out by taking over the final speed and the final flow rate of the solidified body forming step, but in the present embodiment, the rotation speed and the flow rate are stepped up. Therefore, the sublimation speed is increased, the pattern collapse prevention at the time of sublimation, and the effect of shortening the drying time can be obtained. Then, when a predetermined time elapses from the step-up, the control unit 4 stops and controls the motor of the substrate rotation drive mechanism 34 to stop the rotation of the substrate W (step S9: substrate rotation stop).

それに続いて、制御部4は、対向板昇降駆動機構56を制御して対向板51を対向位置から上昇させて退避位置に位置決めする。さらに、制御部4は、全てのガード73を隙間GPから下方に退避させる。 Subsequently, the control unit 4 controls the facing plate elevating drive mechanism 56 to raise the facing plate 51 from the facing position and position it in the retracted position. Further, the control unit 4 retracts all the guards 73 downward from the gap GP.

その後、制御部4がシャッター開閉機構22を制御してシャッター23(図1~図3)を開いた後で、基板搬送ロボット111がチャンバ20の内部空間に進入して、チャックピン31による保持が解除された処理済みの基板Wをチャンバ20外へと搬出する(ステップS10)。なお、基板Wの搬出が完了して基板搬送ロボット111が処理ユニット1から離れると、制御部4はシャッター開閉機構22を制御してシャッター23を閉じる。 After that, after the control unit 4 controls the shutter opening / closing mechanism 22 to open the shutters 23 (FIGS. 1 to 3), the substrate transfer robot 111 enters the internal space of the chamber 20 and is held by the chuck pin 31. The released processed substrate W is carried out of the chamber 20 (step S10). When the loading of the substrate W is completed and the substrate transfer robot 111 separates from the processing unit 1, the control unit 4 controls the shutter opening / closing mechanism 22 to close the shutter 23.

以上のように、第1実施形態では、液膜形成工程(ステップS6)を実行している間、対向板51とスピンベース32とが相互に近接して半密閉状の空間SPを形成するとともに当該空間SPを窒素ガスリッチな雰囲気としている。そして、基板Wの表面Wfが不活性ガスリッチな空間SPに接した状態で乾燥前処理液の液膜が形成される。これによって、液膜形成を安定して行うことができる。例えばロジック回路、DRAMやPRAMを構成するためのパターンPTが表面Wfに形成された基板Wを従来技術により乾燥させると、パターンPTの一部、特に線幅箇所が酸化するという問題が発生することがあった。これに対し、本実施形態によれば、乾燥前処理液の液膜形成を窒素ガスリッチな空間SPで行っている。すなわち、低酸素状態で液膜形成が実行される。その結果、上記問題を効果的に抑制することができる。 As described above, in the first embodiment, while the liquid film forming step (step S6) is being executed, the facing plate 51 and the spin base 32 are in close proximity to each other to form a semi-sealed space SP. The space SP has a nitrogen gas-rich atmosphere. Then, a liquid film of the drying pretreatment liquid is formed in a state where the surface Wf of the substrate W is in contact with the space SP rich with the inert gas. Thereby, the liquid film formation can be stably performed. For example, when the substrate W on which the pattern PT for forming a logic circuit, DRAM or PRAM is formed on the surface Wf is dried by the prior art, there arises a problem that a part of the pattern PT, particularly a line width portion, is oxidized. was there. On the other hand, according to the present embodiment, the liquid film of the drying pretreatment liquid is formed in the nitrogen gas-rich space SP. That is, liquid film formation is performed in a hypoxic state. As a result, the above problem can be effectively suppressed.

また、上記第1実施形態では、乾燥前処理液供給工程(ステップS6a)より中央ガス吐出口66aおよび周縁ガス吐出口67の両方から窒素ガスを吐出している。このため、液膜形成期間の初期より空間SPを窒素ガスリッチな雰囲気とすることができ、液膜形成をより安定的に行うことができる。ここで、両吐出口66a、67から同時吐出することは必須ではなく、窒素ガスの吐出タイミングを相互にずらしたり、一方の吐出口からのみ窒素ガスを吐出するように構成してもよい。 Further, in the first embodiment, nitrogen gas is discharged from both the central gas discharge port 66a and the peripheral gas discharge port 67 from the drying pretreatment liquid supply step (step S6a). Therefore, the space SP can have a nitrogen gas-rich atmosphere from the initial stage of the liquid film formation period, and the liquid film formation can be performed more stably. Here, it is not essential to simultaneously discharge the nitrogen gas from both discharge ports 66a and 67, and the nitrogen gas discharge timing may be staggered from each other, or the nitrogen gas may be discharged from only one discharge port.

上記したように、第1実施形態において、チャックピン31およびスピンベース32がそれぞれ本発明の「ベース部材」および「保持部材」の一例に相当し、これらを備えたスピンチャック30が本発明の「基板保持部」の一例に相当している。乾燥前処理液および窒素ガスがそれぞれ本発明の「処理液」および「不活性ガス」の一例に相当している。乾燥前処理液および窒素ガスを吐出する中心軸ノズル60が、本発明の「処理液供給部」、「ガス供給部」、「凝固体形成部」および「昇華部」として機能している。中心軸ノズル60に設けられた中央ガス吐出口66aおよび周縁ガス吐出口67がそれぞれ本発明の「第1ガス吐出口」および「第2ガス吐出口」の一例に相当している。バルブ66c、68cがそれぞれ本発明の「第1ガス吐出切替部」および「第2ガス吐出切替部」の一例に相当している。対向板昇降駆動機構56が本発明の「移動部」の一例に相当している。基板回転駆動機構34が本発明の「回転部」の一例に相当している。ステップS6の実行期間が本発明の「液膜形成期間」の一例に相当している。そのうちのステップS6a、S6cがそれぞれ本発明の「液膜形成期間の初期段階」および「液膜形成期間の終了段階」の一例に相当している。ステップS6cの実行期間が本発明の「昇華性物質沈下期間」の一例に相当している。昇華性物質沈下期間(ステップS6c)のうち垂直N2の流量がゼロに維持されている期間が本発明の「昇華性物質沈下期間の前半」の一例に相当し、垂直N2の流量が値「VF1」に維持されている期間が本発明の「昇華性物質沈下期間の後半」の一例に相当している。 As described above, in the first embodiment, the chuck pin 31 and the spin base 32 correspond to examples of the "base member" and the "holding member" of the present invention, respectively, and the spin chuck 30 provided with these corresponds to the "base member" and the "holding member" of the present invention, respectively. It corresponds to an example of "board holding part". The drying pretreatment liquid and the nitrogen gas correspond to examples of the "treatment liquid" and the "inert gas" of the present invention, respectively. The central axis nozzle 60 for discharging the drying pretreatment liquid and nitrogen gas functions as the “treatment liquid supply unit”, the “gas supply unit”, the “coagulant forming unit” and the “sublimation unit” of the present invention. The central gas discharge port 66a and the peripheral gas discharge port 67 provided in the central shaft nozzle 60 correspond to an example of the "first gas discharge port" and the "second gas discharge port" of the present invention, respectively. The valves 66c and 68c correspond to an example of the "first gas discharge switching unit" and the "second gas discharge switching unit" of the present invention, respectively. The facing plate elevating drive mechanism 56 corresponds to an example of the "moving portion" of the present invention. The substrate rotation drive mechanism 34 corresponds to an example of the "rotating portion" of the present invention. The execution period of step S6 corresponds to an example of the "liquid film formation period" of the present invention. Of these, steps S6a and S6c correspond to examples of the "initial stage of the liquid film formation period" and the "end stage of the liquid film formation period" of the present invention, respectively. The execution period of step S6c corresponds to an example of the "sublimation substance subsidence period" of the present invention. The period during which the flow rate of the vertical N2 is maintained at zero during the sublimation substance sublimation period (step S6c) corresponds to an example of the “first half of the sublimation substance sublimation period” of the present invention, and the flow rate of the vertical N2 is the value “VF1”. The period maintained at "" corresponds to an example of "the latter half of the sublimation substance sublimation period" of the present invention.

図9は、本発明に係る基板処理装置の第2実施形態における置換処理、液膜形成工程および凝固体形成工程での動作状況を示すタイミングチャートである。この第2実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、液膜形成工程(ステップS6)および凝固体形成工程(ステップS7)における窒素ガスの供給態様である。その他の構成および動作は基本的に第1実施形態と同一であるため、ここでは相違点を中心に説明し、同一または相当符号を付して説明を省略する。 FIG. 9 is a timing chart showing operating conditions in the substitution process, the liquid film forming step, and the solidified body forming step in the second embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. The major difference between the second embodiment and the first embodiment is the supply mode of nitrogen gas in the liquid film forming step (step S6) and the solidified body forming step (step S7). Since other configurations and operations are basically the same as those of the first embodiment, the differences will be mainly described here, and the same or corresponding reference numerals will be given and the description thereof will be omitted.

第2実施形態では、図9に示すように、周縁ガス吐出口67からの窒素ガスの吐出が乾燥前処理液供給工程(ステップS6a)から引き続き、スピンオフ工程(ステップS6b)および昇華性物質沈下工程(ステップS6c)においても継続されている。一方、中央ガス吐出口66aからの窒素ガスの吐出は乾燥前処理液供給工程(ステップS6a)の完了と同時に停止され、その吐出停止状態はスピンオフ工程(ステップS6b)および昇華性物質沈下工程(ステップS6c)においても継続されている。このように第2実施形態では、液膜形成工程(ステップS6)において窒素ガスが空間SPに供給され、低酸素状態が確実に継続されている。 In the second embodiment, as shown in FIG. 9, the discharge of nitrogen gas from the peripheral gas discharge port 67 continues from the drying pretreatment liquid supply step (step S6a), followed by the spin-off step (step S6b) and the sublimation substance sublimation step. It is also continued in (step S6c). On the other hand, the discharge of nitrogen gas from the central gas discharge port 66a is stopped at the same time as the completion of the drying pretreatment liquid supply step (step S6a), and the discharge stop state is the spin-off step (step S6b) and the sublimable substance sublimation step (step). It is also continued in S6c). As described above, in the second embodiment, nitrogen gas is supplied to the space SP in the liquid film forming step (step S6), and the hypoxic state is surely continued.

凝固体形成工程(ステップS7)では、周縁ガス吐出口67からの窒素ガスの吐出流量が値HF1から値HF2に高められる一方で、中央ガス吐出口66aからの窒素ガスの吐出流量はゼロに維持されている。つまり、窒素ガスは、基板Wの表面中央部に供給されず、対向板51の中央傾斜面513bおよび基板対向面513aに沿って基板Wの表面周縁部に供給される。 In the solidified body forming step (step S7), the nitrogen gas discharge flow rate from the peripheral gas discharge port 67 is increased from the value HF1 to the value HF2, while the nitrogen gas discharge flow rate from the central gas discharge port 66a is maintained at zero. Has been done. That is, the nitrogen gas is not supplied to the central surface portion of the substrate W, but is supplied to the surface peripheral portion of the substrate W along the central inclined surface 513b of the facing plate 51 and the substrate facing surface 513a.

そして、一定時間が経過して凝固体形成されると、制御部4がバルブ66cを開いて中央ガス吐出口66aから基板Wの表面中央部への窒素ガスを供給し始める(吐出流量VF2)。また、これに同期して周縁ガス吐出口67からの窒素ガスの吐出流量が値HF2から値HF3に高められる。こうして、図6Aに示すように、基板Wの表面Wf全体に大量の窒素ガスが供給され、凝固体の昇華が効率的に行われる(ステップS8)。 Then, when the solidified body is formed after a certain period of time, the control unit 4 opens the valve 66c and starts supplying nitrogen gas from the central gas discharge port 66a to the central portion of the surface of the substrate W (discharge flow rate VF2). Further, in synchronization with this, the discharge flow rate of the nitrogen gas from the peripheral gas discharge port 67 is increased from the value HF2 to the value HF3. In this way, as shown in FIG. 6A, a large amount of nitrogen gas is supplied to the entire surface Wf of the substrate W, and the solidified body is efficiently sublimated (step S8).

以上のように、第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用効果が得られるだけでなく、次に説明する作用効果も得られる。本実施形態では、2つの窒素ガスの供給態様を有しており、第1実施形態と同様に、基板Wの表面中央部への供給を優先して行ってもよい。この場合、表面周縁部よりも先に表面中央部から気体成分が発生し、表面周縁部に流動していく。この装置の空間SPは半密閉状態であることから、気体成分は表面周縁部で滞留し易い。そのため、その後のプロセスを好適に行うことができず、表面周縁部でのパターン倒壊が発生する可能性がある。これに対し、第2実施形態では、表面中央部よりも先に表面周縁部に窒素ガスを供給しているため、表面周縁部でのパターン倒壊を効果的に防止することができる。しかも、表面中央部への窒素ガスの供給開始と同時に、表面周縁部に供給していた窒素ガスの流量を増大させているため、基板Wの表面Wfから発生した気体成分を隙間GPから確実に排出することができる。その結果、基板Wの乾燥を良好に行うことができる。 As described above, according to the second embodiment, not only the same action and effect as those of the first embodiment can be obtained, but also the action and effect described below can be obtained. The present embodiment has two modes of supplying nitrogen gas, and as in the first embodiment, the supply to the central portion of the surface of the substrate W may be prioritized. In this case, the gas component is generated from the central part of the surface before the peripheral part of the surface and flows to the peripheral part of the surface. Since the space SP of this device is in a semi-sealed state, gas components tend to stay at the peripheral edge of the surface. Therefore, the subsequent process cannot be performed favorably, and pattern collapse may occur at the peripheral edge of the surface. On the other hand, in the second embodiment, since the nitrogen gas is supplied to the surface peripheral portion before the surface central portion, it is possible to effectively prevent the pattern collapse at the surface peripheral portion. Moreover, since the flow rate of the nitrogen gas supplied to the peripheral portion of the surface is increased at the same time as the supply of the nitrogen gas to the central portion of the surface is started, the gas component generated from the surface Wf of the substrate W is surely removed from the gap GP. Can be discharged. As a result, the substrate W can be satisfactorily dried.

第2実施形態において、凝固体形成工程(ステップS7)の実行期間が本発明の「凝固体形成期間」の一例に相当している。また、凝固体形成工程から昇華工程に切り替わるタイミングが本発明の「凝固体形成期間の経過後に」の一例に相当している。 In the second embodiment, the execution period of the solid body formation step (step S7) corresponds to an example of the “solid body formation period” of the present invention. Further, the timing of switching from the solid body forming step to the sublimation step corresponds to an example of "after the lapse of the solid body forming period" of the present invention.

図10は、本発明に係る基板処理装置の第3実施形態における置換処理、液膜形成工程および凝固体形成工程での動作状況を示すタイミングチャートである。この第3実施形態が第2実施形態と大きく相違する点は、昇華性物質沈下工程(ステップS6c)の後半での窒素ガスの供給態様と、凝固体形成工程(ステップS7)および昇華工程(ステップS8)での周縁ガス吐出口67からの窒素ガスの流量変化とである。その他の構成および動作は基本的に第2実施形態と同一であるため、ここでは相違点を中心に説明し、同一または相当符号を付して説明を省略する。 FIG. 10 is a timing chart showing operating conditions in the substitution process, the liquid film forming step, and the solidified body forming step in the third embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. The major difference between the third embodiment and the second embodiment is the supply mode of nitrogen gas in the latter half of the sublimable substance sublimation step (step S6c), and the solid body forming step (step S7) and the sublimation step (step). It is a change in the flow rate of nitrogen gas from the peripheral gas discharge port 67 in S8). Since other configurations and operations are basically the same as those of the second embodiment, the differences will be mainly described here, and the same or corresponding reference numerals will be given and the description thereof will be omitted.

第2実施形態(図9)では昇華性物質沈下工程(ステップS6c)の後半において周縁ガス吐出口67から吐出された窒素ガスを供給している。これに対し、第3実施形態では、図10に示すように、上記後半に相当する期間のみ、周縁ガス吐出口67からの窒素ガスの吐出が一時的に停止されるとともに中央ガス吐出口66aから基板Wの表面中央部に窒素ガスが吐出される。このように窒素ガスを第2供給態様(図6A中の点線参照)から第1供給態様(図6A中の1点鎖線参照)に一時的に変更してもよい。また、周縁ガス吐出口67からの窒素ガスの吐出を維持しながら、中央ガス吐出口66aから基板Wの表面中央部に窒素ガスが吐出してもよい。 In the second embodiment (FIG. 9), the nitrogen gas discharged from the peripheral gas discharge port 67 is supplied in the latter half of the sublimable substance subsidence step (step S6c). On the other hand, in the third embodiment, as shown in FIG. 10, the discharge of nitrogen gas from the peripheral gas discharge port 67 is temporarily stopped and the discharge of nitrogen gas from the central gas discharge port 66a is temporarily stopped only during the period corresponding to the latter half of the above. Nitrogen gas is discharged to the central portion of the surface of the substrate W. In this way, the nitrogen gas may be temporarily changed from the second supply mode (see the dotted line in FIG. 6A) to the first supply mode (see the alternate long and short dash line in FIG. 6A). Further, nitrogen gas may be discharged from the central gas discharge port 66a to the central portion of the surface of the substrate W while maintaining the discharge of nitrogen gas from the peripheral gas discharge port 67.

また、第2実施形態(図9)では、凝固体形成工程(ステップS7)から昇華工程(ステップS8)に切り替わるタイミングで周縁ガス吐出口67からの窒素ガスの吐出流量が増大されるが、第3実施形態では凝固体形成工程から水平方向に大量の窒素ガスが吐出される。すなわち、半密閉状の空間SPにおいて図6Aの周縁ガス吐出口67が始点となる点線矢印の気流が凝固体形成工程中に形成されている。この気流により、蒸発した溶媒雰囲気が空間SP上方に滞留することなくスピンベース32側へ流れるので、蒸発が促進される。特に揮発し難い(蒸気圧の低い)溶媒に対し、蒸発し易い環境にすることが可能となる。 Further, in the second embodiment (FIG. 9), the discharge flow rate of nitrogen gas from the peripheral gas discharge port 67 is increased at the timing of switching from the solid body forming step (step S7) to the sublimation step (step S8). In the third embodiment, a large amount of nitrogen gas is discharged in the horizontal direction from the solidified body forming step. That is, in the semi-enclosed space SP, an air flow indicated by a dotted line arrow starting from the peripheral gas discharge port 67 of FIG. 6A is formed during the solidification body forming step. Due to this air flow, the evaporated solvent atmosphere flows toward the spin base 32 without staying above the space SP, so that evaporation is promoted. It is possible to create an environment in which vaporization is likely to occur with respect to a solvent that is particularly difficult to volatilize (low vapor pressure).

以上のように、第3実施形態によれば、第1実施形態および第2実施形態と同様の作用効果が得られる。 As described above, according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment and the second embodiment can be obtained.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、昇華性物質沈下工程(ステップS6c)において基板Wを第2回転速度V2で回転させているが、回転停止してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made other than those described above as long as the present invention is not deviated from the gist thereof. For example, in the above embodiment, the substrate W is rotated at the second rotation speed V2 in the sublimation material subsidence step (step S6c), but the rotation may be stopped.

また、上記実施形態では、液膜形成工程(ステップS6)においてスピンオフ工程(ステップS6b)および昇華性物質沈下工程(ステップS6c)を実行する装置に本発明を適用している。ただし、これは本発明の必須要件ではなく、例えば両ステップを実行しない、または一方のステップを実行する装置に対しても本発明を適用することができる。 Further, in the above embodiment, the present invention is applied to an apparatus that executes a spin-off step (step S6b) and a sublimable substance sublimation step (step S6c) in the liquid film forming step (step S6). However, this is not an essential requirement of the present invention, and the present invention can be applied to a device that does not perform both steps or performs one step, for example.

本発明は、液体を経ずに気体に変化する昇華性物質を利用して基板を乾燥させる基板処理技術全般に適用することができる。 The present invention can be applied to all substrate processing techniques for drying a substrate by utilizing a sublimable substance that changes into a gas without passing through a liquid.

1…処理ユニット(基板処理装置)
30…スピンチャック(基板保持部)
31…チャックピン(保持部材)
32…スピンベース(ベース部材)
34…基板回転駆動機構(回転部)
50…対向部材
51…対向板
56…対向板昇降駆動機構(移動部)
60…中心軸ノズル
61…ノズル本体
66a…中央ガス吐出口
67…周縁ガス吐出口
513a…基板対向面
513b…中央傾斜面
513c…内周面
514…係合部材
PT…パターン
SP…空間
V1…第1回転速度
V2…第2回転速度
W…基板
Wf…(基板の)表面
1 ... Processing unit (board processing equipment)
30 ... Spin chuck (board holding part)
31 ... Chuck pin (holding member)
32 ... Spin base (base member)
34 ... Board rotation drive mechanism (rotating part)
50 ... Facing member 51 ... Facing plate 56 ... Facing plate elevating drive mechanism (moving part)
60 ... Central axis nozzle 61 ... Nozzle body 66a ... Central gas discharge port 67 ... Peripheral gas discharge port 513a ... Board facing surface 513b ... Central inclined surface 513c ... Inner peripheral surface 514 ... Engagement member PT ... Pattern SP ... Space V1 ... First 1 rotation speed V2 ... 2nd rotation speed W ... substrate Wf ... surface (of substrate)

Claims (10)

ベース部材と、前記ベース部材の表面に設けられる複数の保持部材とを有し、基板の表面を上方に向けた姿勢で前記複数の保持部材により前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部により保持された前記基板の表面に対し、液体を経ずに気体に変化する昇華性物質および前記昇華性物質と溶け合う溶媒を含む処理液を前記基板の表面に供給する処理液供給部と、
前記基板の表面上の前記処理液から前記溶媒を除去して前記昇華性物質を含む凝固体を形成する凝固体形成部と、
前記凝固体を昇華させて前記基板の表面から除去する昇華部と、
前記基板保持部により保持された前記基板の表面に対向可能な第1対向面と、前記基板保持部により保持された前記基板の外周端および前記ベース部材の外周端に対向可能な第2対向面とを有する対向部材と、
前記基板保持部に対して前記対向部材を相対的に移動させる移動部と、
不活性ガスを供給するガス供給部と、を備え、
前記処理液供給部により前記処理液を前記基板の表面に供給して前記処理液の液膜を前記基板の表面上に形成する液膜形成期間の間、前記移動部は前記対向部材を前記基板保持部に近接させて前記対向部材および前記ベース部材により前記基板を取り囲む空間を形成し続け、
前記ガス供給部は前記空間に前記不活性ガスを供給して前記空間を不活性ガスリッチな雰囲気とすることを特徴とする基板処理装置。
A substrate holding portion having a base member and a plurality of holding members provided on the surface of the base member, and holding the substrate by the plurality of holding members with the surface of the substrate facing upward.
A treatment liquid supply to the surface of the substrate held by the substrate holding portion is supplied with a treatment liquid containing a sublimable substance that changes into a gas without passing through a liquid and a solvent that dissolves in the sublimate substance. Department and
A coagulant forming portion that removes the solvent from the treatment liquid on the surface of the substrate to form a coagulant containing the sublimable substance, and a coagulant forming portion.
A sublimation portion that sublimates the solidified body and removes it from the surface of the substrate,
A first facing surface held by the substrate holding portion that can face the surface of the substrate, and a second facing surface that can face the outer peripheral end of the substrate and the outer peripheral end of the base member held by the substrate holding portion. And the facing member having
A moving portion that moves the facing member relative to the substrate holding portion, and a moving portion.
Equipped with a gas supply unit that supplies inert gas,
During the liquid film forming period in which the treatment liquid is supplied to the surface of the substrate by the treatment liquid supply unit to form the liquid film of the treatment liquid on the surface of the substrate, the moving portion makes the facing member the substrate. The facing member and the base member continue to form a space surrounding the substrate in close proximity to the holding portion.
The gas supply unit is a substrate processing apparatus characterized in that the inert gas is supplied to the space to make the space an inert gas-rich atmosphere.
請求項1に記載の基板処理装置であって、
前記ガス供給部は、少なくとも前記液膜形成期間の初期段階で前記空間に前記不活性ガスを供給する基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 1.
The gas supply unit is a substrate processing device that supplies the inert gas to the space at least at the initial stage of the liquid film formation period.
請求項1または2に記載の基板処理装置であって、
前記基板保持部により保持された前記基板を鉛直方向と平行な回転軸線まわりに回転させる回転部をさらに備え、
前記処理液供給部は、前記液膜形成期間の初期段階でのみ前記処理液の供給を行い、
前記回転部は、
前記液膜形成期間の初期段階で前記基板を第1回転速度で回転させて前記処理液を前記基板の表面全体に広げ、
前記液膜形成期間の終了段階で前記第1回転速度よりも低い第2回転速度で回転させる、または前記基板の回転を停止させて前記基板の表面に形成されたパターンの間に前記昇華性物質を沈下させる基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2.
Further provided with a rotating portion for rotating the substrate held by the substrate holding portion around a rotation axis parallel to the vertical direction.
The treatment liquid supply unit supplies the treatment liquid only at the initial stage of the liquid film formation period.
The rotating part is
At the initial stage of the liquid film formation period, the substrate is rotated at the first rotation speed to spread the treatment liquid over the entire surface of the substrate.
At the end of the liquid film formation period, the sublimating substance is rotated at a second rotation speed lower than the first rotation speed, or the rotation of the substrate is stopped to form a pattern formed on the surface of the substrate. Substrate processing device that sinks.
請求項3に記載の基板処理装置であって、
前記ガス供給部は、
前記基板の表面の中央部に向かって前記不活性ガスを前記回転軸と平行に吐出する第1ガス吐出口と、
前記回転軸から前記基板の表面の周縁部に向かって放射状に前記不活性ガスを吐出する第2ガス吐出口と、
前記第1ガス吐出口からの前記不活性ガスの吐出と吐出停止とを切り替える第1ガス吐出切替部と、
前記第2ガス吐出口からの前記不活性ガスの吐出と吐出停止とを切り替える第2ガス吐出切替部と、
を有する基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 3.
The gas supply unit
A first gas discharge port that discharges the inert gas in parallel with the axis of rotation toward the central portion of the surface of the substrate.
A second gas discharge port that radially discharges the inert gas from the rotating shaft toward the peripheral edge of the surface of the substrate.
A first gas discharge switching unit that switches between the discharge of the inert gas from the first gas discharge port and the stop of the discharge,
A second gas discharge switching unit that switches between the discharge of the inert gas from the second gas discharge port and the stop of the discharge,
Substrate processing equipment with.
請求項4に記載の基板処理装置であって、
前記液膜形成期間の初期段階において、前記第1ガス吐出切替部は前記第1ガス吐出口から前記不活性ガスを吐出させるとともに前記第2ガス吐出切替部は前記第2ガス吐出口から前記不活性ガスを吐出させる基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 4.
At the initial stage of the liquid film formation period, the first gas discharge switching unit discharges the inert gas from the first gas discharge port, and the second gas discharge switching unit discharges the inert gas from the second gas discharge port. A substrate processing device that discharges active gas.
請求項4または5に記載の基板処理装置であって、
前記昇華性物質を沈下させる昇華性物質沈下期間の前半において、前記第1ガス吐出切替部は前記第1ガス吐出口からの前記不活性ガスの吐出を停止するとともに前記第2ガス吐出切替部は前記第2ガス吐出口からの前記不活性ガスの吐出を停止し、
前記昇華性物質沈下期間の後半において、前記第2ガス吐出切替部は前記不活性ガスの吐出停止を継続する一方で前記第1ガス吐出切替部は前記第1ガス吐出口から前記不活性ガスを吐出させる基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 4 or 5.
In the first half of the sublimation substance sublimation period for sublimating the sublimable substance, the first gas discharge switching unit stops the discharge of the inert gas from the first gas discharge port, and the second gas discharge switching unit stops the discharge of the inert gas. The discharge of the inert gas from the second gas discharge port is stopped, and the discharge is stopped.
In the latter half of the sublimation substance subsidence period, the second gas discharge switching unit continues to stop the discharge of the inert gas, while the first gas discharge switching unit discharges the inert gas from the first gas discharge port. Subsidence processing device to discharge.
請求項4または5に記載の基板処理装置であって、
前記昇華性物質を沈下させる昇華性物質沈下期間において、前記第1ガス吐出切替部は前記第1ガス吐出口からの前記不活性ガスの吐出を停止する一方で前記第2ガス吐出切替部は前記第2ガス吐出口から前記不活性ガスを吐出させる基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 4 or 5.
During the sublimation substance sublimation period in which the sublimable substance is sublimated, the first gas discharge switching unit stops the discharge of the inert gas from the first gas discharge port, while the second gas discharge switching unit is said. A substrate processing device that discharges the inert gas from the second gas discharge port.
請求項4または5に記載の基板処理装置であって、
前記昇華性物質を沈下させる昇華性物質沈下期間の前半において、前記第1ガス吐出切替部は前記第1ガス吐出口からの前記不活性ガスの吐出を停止するとともに前記第2ガス吐出切替部は前記第2ガス吐出口から前記不活性ガスを吐出させ、
前記昇華性物質沈下期間の後半において、前記第2ガス吐出切替部は前記第2ガス吐出口からの前記不活性ガスの吐出を停止するとともに前記第1ガス吐出切替部は前記第1ガス吐出口から前記不活性ガスを吐出させる基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 4 or 5.
In the first half of the sublimation substance sublimation period for sublimating the sublimable substance, the first gas discharge switching unit stops the discharge of the inert gas from the first gas discharge port, and the second gas discharge switching unit stops the discharge of the inert gas. The inert gas is discharged from the second gas discharge port, and the inert gas is discharged.
In the latter half of the sublimation substance subsidence period, the second gas discharge switching unit stops the discharge of the inert gas from the second gas discharge port, and the first gas discharge switching unit is the first gas discharge port. A substrate processing device that discharges the inert gas from.
請求項4ないし8のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記凝固体形成部により前記凝固体を形成する凝固体形成期間において、前記第1ガス吐出切替部は前記第1ガス吐出口からの前記不活性ガスの吐出を停止するとともに前記第2ガス吐出切替部は前記第2ガス吐出口から前記不活性ガスを吐出させ、
前記凝固体形成期間の経過後に、前記第1ガス吐出切替部は前記第1ガス吐出口から前記不活性ガスを吐出させる基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to any one of claims 4 to 8.
During the solid body formation period in which the solid body is formed by the solid body forming unit, the first gas discharge switching unit stops the discharge of the inert gas from the first gas discharge port and switches the second gas discharge. The unit discharges the inert gas from the second gas discharge port.
After the lapse of the solidified body forming period, the first gas discharge switching unit is a substrate processing device that discharges the inert gas from the first gas discharge port.
ベース部材の表面に設けられる複数の保持部材により保持された基板の表面に対し、液体を経ずに気体に変化する昇華性物質および前記昇華性物質と溶け合う溶媒を含む処理液を供給して前記処理液の液膜を基板の表面上に形成する液膜形成工程と、
前記基板の表面上の前記液膜から前記溶媒を除去して前記昇華性物質を含む凝固体を形成する凝固体形成工程と、
前記凝固体を昇華させて前記基板の表面から除去する昇華工程と、を備え、
前記液膜形成工程は、
前記複数の保持部材により保持された前記基板の表面に対向部材の第1対向面を対向させるとともに前記ベース部材の外周端に前記対向部材の第2対向面を対向させることで、前記対向部材および前記ベース部材により前記基板を取り囲む空間を形成し続ける工程と、
前記空間に不活性ガスを供給して前記空間を不活性ガスリッチな雰囲気とする工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
A treatment liquid containing a sublimable substance that changes into a gas without passing through a liquid and a solvent that dissolves in the sublimable substance is supplied to the surface of the substrate held by a plurality of holding members provided on the surface of the base member. A liquid film forming step of forming a liquid film of the treatment liquid on the surface of the substrate, and
A solid body forming step of removing the solvent from the liquid film on the surface of the substrate to form a solid body containing the sublimable substance.
A sublimation step of sublimating the solidified body and removing it from the surface of the substrate is provided.
The liquid film forming step is
The facing member and the facing member and the second facing surface of the facing member are opposed to the outer peripheral end of the base member while the first facing surface of the facing member is opposed to the surface of the substrate held by the plurality of holding members. The process of continuing to form a space surrounding the substrate by the base member, and
The process of supplying the space with an inert gas to make the space rich in the inert gas,
A substrate processing method comprising.
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