JP2024064787A - 基板処理装置、及び基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】硫酸の消費量の低減を図ることができる基板処理装置、及び基板処理方法を提供する。【解決手段】基板処理装置100は、チャンバー201と、基板保持部3と、処理空間形成部70と、基板回転部4と、処理液供給部600と、過熱水蒸気吹出部8とを備える。チャンバー201は、基板Wを収容する。基板保持部3は、チャンバー201内で基板Wを保持する。処理空間形成部70は、対向部材72を含む。対向部材72は、基板保持部3に保持された基板Wと対向する。処理空間形成部70は、基板Wの処理が行われる処理空間を形成する。基板回転部4は、基板保持部3が保持する基板Wを回転させる。処理液供給部600は、基板回転部4により回転される基板Wに、硫酸と過酸化水素水とが混合された第1混合液(SPM)を供給する。過熱水蒸気吹出部8は、処理空間内に過熱水蒸気を吹き出す。【選択図】図2
Description
本発明は、基板処理装置、及び基板処理方法に関する。
SPM(硫酸過酸化水素混合液)を用いて基板を1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このような基板処理装置は、基板を水平に保持しながら回転させて、回転中の基板の上面に向けてSPMを吐出する。
SPMによるレジスト除去の効率は、基板の温度に依存する。具体的には、基板の温度が低温であるほど、レジスト除去の効率が低下する。基板へのSPMの供給開始時の基板の温度は室温と略同等であり、SPMの供給により基板の温度は昇温する。
しかしながら、基板の周囲の雰囲気の温度はSPMの温度より低いため、SPMの供給によって基板の温度を昇温させる構成では、基板の温度の昇温に時間がかかり、処理時間が長くなる。処理期間が長くなると、SPMの消費量が増大する。したがって、硫酸の消費量が増大する。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、硫酸の消費量の低減を図ることができる基板処理装置、及び基板処理方法を提供することにある。
本発明の一局面によれば、基板処理装置は、チャンバーと、基板保持部と、処理空間形成部と、基板回転部と、処理液供給部と、過熱水蒸気吹出部とを備える。前記チャンバーは、基板を収容する。前記基板保持部は、前記チャンバー内で前記基板を保持する。前記処理空間形成部は、対向部材を含む。前記対向部材は、前記基板保持部に保持された前記基板と対向する。前記処理空間形成部は、前記基板の処理が行われる処理空間を形成する。前記基板回転部は、前記基板保持部が保持する前記基板を回転させる。前記処理液供給部は、前記基板回転部により回転される前記基板に、硫酸と過酸化水素水とが混合された第1混合液を供給する。前記過熱水蒸気吹出部は、前記処理空間内に過熱水蒸気を吹き出す。
ある実施形態において、前記過熱水蒸気吹出部は、前記基板よりも上方に配置される第1過熱水蒸気吹出部を含む。
ある実施形態において、前記第1過熱水蒸気吹出部は、前記対向部材に支持される。
ある実施形態において、前記第1過熱水蒸気吹出部は、前記処理液供給部に含まれる。
ある実施形態において、前記処理空間形成部は、液受け部を更に含む。前記液受け部は、前記基板回転部により回転される前記基板から排出される前記第1混合液を受け止める。前記過熱水蒸気吹出部は、前記液受け部に支持される第2過熱水蒸気吹出部を含む。
ある実施形態において、上記の基板処理装置は、制御部を更に備える。前記制御部は、前記第1混合液の供給と、前記過熱水蒸気の吹き出しとを制御する。前記制御部は、前記第1混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる。
ある実施形態において、前記制御部は、前記基板回転部による前記基板の回転を更に制御する。前記制御部は、前記第1混合液の供給時に、前記基板の回転速度を制御して、前記基板の上面に前記第1混合液の液膜を形成させる。前記制御部は、前記第1混合液の供給を停止させ、かつ、前記基板の回転速度を制御して、前記液膜が前記基板の上面に支持されたパドル状態を形成する。前記制御部は、前記パドル状態の形成時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる。
ある実施形態において、前記処理液供給部は、前記第1混合液と過酸化水素水とを排他的に前記基板に供給する。前記制御部は、前記過酸化水素水の供給を更に制御する。前記制御部は、前記過酸化水素水の供給時に、前記過熱水蒸気の吹き出しを停止させる。
ある実施形態において、前記処理液供給部は、前記第1混合液と過酸化水素水とを排他的に前記基板に供給する。前記制御部は、前記過酸化水素水の供給を更に制御する。前記制御部は、前記第1混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を第1流量で吹き出させる。前記制御部は、前記過酸化水素水の供給時に、前記過熱水蒸気を、前記第1流量より小さい第2流量で吹き出させる。
ある実施形態において、前記処理液供給部は、アンモニア水と、過酸化水素水と、純水とが混合された第2混合液と、前記第1混合液とを排他的に前記基板に供給する。前記制御部は、前記第2混合液の供給を更に制御する。前記制御部は、前記第2混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる。
本発明の他の局面によれば、基板処理方法は、基板保持部により、チャンバー内で基板を保持する工程と、前記基板保持部に保持された前記基板と対向する対向部材を含む処理空間形成部により、前記基板の処理が行われる処理空間を形成する工程と、前記処理空間に過熱水蒸気を吹き出す工程とを含む。
ある実施形態において、上記の基板処理方法は、前記基板保持部が保持する前記基板を回転させる工程と、回転中の前記基板に、硫酸と過酸化水素水とが混合された第1混合液を供給する工程とを更に含む。前記第1混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる。
ある実施形態において、上記の基板処理方法は、前記第1混合液の供給時に、前記基板の回転速度を制御して、前記基板の上面に前記第1混合液の液膜を形成させる工程と、前記第1混合液の供給を停止させ、かつ、前記基板の回転速度を制御して、前記液膜が前記基板の上面に支持されたパドル状態を形成する工程とを更に含む。前記パドル状態の形成時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる。
ある実施形態において、上記の基板処理方法は、回転中の前記基板に過酸化水素水を供給する工程を更に含む。前記過酸化水素水の供給時に、前記過熱水蒸気の吹き出しを停止させる。
ある実施形態において、上記の基板処理方法は、回転中の前記基板に過酸化水素水を供給する工程を更に含む。前記第1混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を第1流量で吹き出させる。前記過酸化水素水の供給時に、前記過熱水蒸気を、前記第1流量より小さい第2流量で吹き出させる。
ある実施形態において、上記の基板処理方法は、前記基板保持部が保持する前記基板を回転させる工程と、回転中の前記基板に、アンモニア水と、過酸化水素水と、純水とが混合された第2混合液を供給する工程とを更に含む。前記第2混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる。
本発明に係る基板処理装置、及び基板処理方法によれば、硫酸の消費量の低減を図ることができる。
以下、図面(図1~図18)を参照して本発明の基板処理装置、及び基板処理方法に係る実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合がある。また、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
本発明に係る基板処理装置、及び基板処理方法において、基板処理の対象となる「基板」には、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、及び光磁気ディスク用基板などの各種の基板を適用可能である。以下では主として、円盤状の半導体ウエハを基板処理の対象とする場合を例に本発明の実施形態を説明するが、本発明に係る基板処理装置、及び基板処理方法は、上記した半導体ウエハ以外の各種の基板に対しても同様に適用可能である。また、基板の形状についても、円盤状に限定されず、本発明に係る基板処理装置、及び基板処理方法は、各種の形状の基板に対して適用可能である。
まず、図1を参照して、本実施形態の基板処理装置100を説明する。図1は、本実施形態の基板処理装置100の模式図である。詳しくは、図1は、本実施形態の基板処理装置100の模式的な平面図である。基板処理装置100は、処理液により基板Wを処理する。より具体的には、基板処理装置100は、枚葉式の装置であり、1枚ずつ基板Wを処理する。
図1に示すように、基板処理装置100は、複数の基板処理部2と、流体キャビネット10Aと、複数の流体ボックス10Bと、複数のロードポートLPと、インデクサーロボットIRと、センターロボットCRと、制御装置101とを備える。
ロードポートLPの各々は、複数枚の基板Wを積層して収容する。本実施形態では、未処理の基板W(処理前の基板W)の各々に、不要になったレジストのマスク(レジスト膜)が付着している。
インデクサーロボットIRは、ロードポートLPとセンターロボットCRとの間で基板Wを搬送する。センターロボットCRは、インデクサーロボットIRと基板処理部2との間で基板Wを搬送する。なお、インデクサーロボットIRとセンターロボットCRとの間に、基板Wを一時的に載置する載置台(パス)を設けて、インデクサーロボットIRとセンターロボットCRとの間で載置台を介して間接的に基板Wを受け渡しする装置構成としてもよい。
複数の基板処理部2は、複数のタワーTW(図1では4つのタワーTW)を形成している。複数のタワーTWは、平面視においてセンターロボットCRを取り囲むように配置される。各タワーTWは、上下に積層された複数の基板処理部2(図1では3つの基板処理部2)を含む。
流体キャビネット10Aは、流体を収容する。流体は、不活性ガス及び処理液を含む。流体ボックス10Bはそれぞれ、複数のタワーTWのうちの1つに対応している。流体キャビネット10A内の不活性ガス及び処理液は、いずれかの流体ボックス10Bを介して、流体ボックス10Bに対応するタワーTWに含まれる全ての基板処理部2に供給される。
不活性ガスは、例えば、窒素ガスである。処理液は、硫酸(H2SO4)、過酸化水素水(H2O2)、アンモニア水(NH4OH)、及びリンス液を含む。本実施形態において、リンス液は、純水である。純水は、例えば、脱イオン水(DIW:Deionzied Water)である。なお、リンス液は、例えば、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、アンモニア水、又は希釈された塩酸水(例えば、濃度が10ppm~100ppm程度の塩酸水)であってもよい。リンス液が純水でない場合、流体キャビネット10A内の流体は、純水を更に含む。
基板処理部2の各々は、処理液を基板Wの上面に供給する。具体的には、基板処理部2は、硫酸過酸化水素混合液(SPM:Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture)、過酸化水素水、リンス液、及びSC1を、SPM、過酸化水素水、リンス液、SC1、リンス液の順に基板Wに供給する。硫酸過酸化水素混合液は、硫酸と過酸化水素水とが混合された混合液である。SC1は、アンモニア水と、過酸化水素水と、純水とが混合された混合液である。
基板Wの上面にSPMが供給されると、基板Wの上面からレジスト膜(有機物)が剥離されて、基板Wの上面からレジスト膜が除去される。基板Wの上面にSC1が供給されると、基板Wの上面に付着しているパーティクルが除去される。より具体的には、SC1に含まれる過酸化水素水により基板Wの本体表面のシリコンが酸化し、シリコン酸化物がアンモニアによりエッチングされて、リフトオフにより各種パーティクルが除去される。したがって、SC1により、レジスト膜の残渣物、及び非溶解性のパーティクルが剥離除去される。
制御装置101は、基板処理装置100の各部の動作を制御する。例えば、制御装置101は、ロードポートLP、インデクサーロボットIR、センターロボットCR、及び基板処理部2を制御する。制御装置101は、制御部102と、記憶部103とを含む。
制御部102は、記憶部103に記憶されている各種情報に基づいて基板処理装置100の各部の動作を制御する。制御部102は、例えば、プロセッサを有する。制御部102は、プロセッサとして、CPU(Central Processing Unit)、又は、MPU(Micro Processing Unit)を有してもよい。あるいは、制御部102は、汎用演算機又は専用演算器を有してもよい。
記憶部103は、基板処理装置100の動作を制御するための各種情報を記憶する。例えば、記憶部103は、データ及びコンピュータプログラムを記憶する。データは、種々のレシピデータを含む。レシピデータは、例えば、プロセスレシピを含む。プロセスレシピは、基板処理の手順を規定するデータである。具体的には、プロセスレシピは、基板処理に含まる一連の処理の実行順序、各処理の内容、及び各処理の条件(パラメータの設定値)を規定する。
記憶部103は、主記憶装置を有する。主記憶装置は、例えば、半導体メモリである。記憶部103は、補助記憶装置を更に有してもよい。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリ及びハードディスクドライブの少なくも一方を含む。記憶部103はリムーバブルメディアを含んでもよい。
続いて、図1~図3を参照して、本実施形態の基板処理装置100を説明する。図2は、本実施形態の基板処理装置100に含まれる基板処理部2の構成を模式的に示す断面図である。図3は、本実施形態の基板処理装置100に含まれる基板処理部2の構成を模式的に示す他の断面図である。
図2に示すように、基板処理部2は、チャンバー201と、排気ダクト202と、スピンチャック3と、スピンモータ部4と、基板加熱部5と、流体供給部600に含まれるノズル6と、吹出部8と、移動機構20と、処理空間形成部70とを備える。流体供給部600は、処理液供給部の一例である。
チャンバー201は、略箱形状を有する。チャンバー201は、基板Wと、排気ダクト202の一部と、スピンチャック3と、スピンモータ部4と、基板加熱部5の一部と、ノズル6と、吹出部8と、移動機構20と、処理空間形成部70とを収容する。
スピンチャック3は、チャンバー201内で基板Wを保持する。スピンチャック3は、基板保持部の一例である。より具体的には、スピンチャック3は、基板Wを水平な姿勢で保持する。図2に示すように、スピンチャック3は、複数のチャック部材31と、スピンベース32とを有してもよい。
スピンベース32は、略円盤状であり、水平な姿勢で複数のチャック部材31を支持する。複数のチャック部材31は、スピンベース32の周縁部に配置される。複数のチャック部材31は、基板Wの周縁部を挟持する。複数のチャック部材31により、基板Wが水平な姿勢で保持される。複数のチャック部材31の動作は、制御装置101(制御部102)によって制御される。
スピンモータ部4は、スピンチャック3に保持された基板Wを回転させる。スピンモータ部4は、基板回転部の一例である。より具体的には、スピンモータ部4は、鉛直方向に延びる回転軸線AXを中心として、基板Wとスピンチャック3とを一体に回転させる。制御装置101(制御部102)は、スピンモータ部4による基板Wの回転を制御する。
詳しくは、回転軸線AXは、スピンベース32の中心を通る。複数のチャック部材31は、基板Wの中心がスピンベース32の中心と一致するように配置されている。したがって、基板Wは、基板Wの中心を回転中心として回転する。
図2に示すように、スピンモータ部4は、シャフト41と、モータ本体42とを有してもよい。シャフト41はスピンベース32に結合される。モータ本体42は、シャフト41を回転させる。その結果、スピンベース32が回転する。モータ本体42の動作は、制御装置101(制御部102)によって制御される。
処理空間形成部70は、遮断部材72を含む。遮断部材72は、スピンチャック3に保持された基板Wと対向する。遮断部材72は、対向部材の一例である。より具体的には、遮断部材72は、スピンチャック3に保持された基板Wの上方に位置する。処理空間形成部70は、基板Wの処理(基板処理)が行われる処理空間を形成する。処理空間は、処理空間の外部の雰囲気から略遮断された空間である。つまり、処理空間は、チャンバー201の内部に形成される局所空間である。処理空間は、チャンバー201内部の雰囲気から略遮断される。
詳しくは、遮断部材72は、天蓋部721と、側壁部722とを有する。天蓋部721は、略円盤状の部材である。天蓋部721の下面は、スピンチャック3に保持された基板Wの上面に対向する。つまり、天蓋部721の下面は、スピンチャック3に対向する。側壁部722は、略円筒状の部材である。側壁部722は、天蓋部721の外周部から下方に突出する。
より具体的には、天蓋部721は、略水平面に沿って拡がる。天蓋部721の直径は、例えば、基板Wの直径より大きい。天蓋部721の直径は、スピンベース32の直径より大きくてもよい。天蓋部721の中心は、回転軸線AX上に位置してもよい。つまり、天蓋部721は、回転軸線AXを中心とする略円盤状の部材であってもよい。同様に、側壁部722は、回転軸線AXを中心とする略円筒状の部材であってもよい。
また、遮断部材72は、貫通穴72aを有する。貫通穴72aは、天蓋部721を貫通する。貫通穴72aの一端は、天蓋部721の下面に位置する。したがって、貫通穴72aの一端は、スピンチャック3に保持された基板Wに対向する。つまり、貫通穴72aの一端は、スピンチャック3に対向する。
ノズル6は、基板処理の際に、不活性ガスを吐出する。また、ノズル6は、スピンモータ部4により回転される基板Wに処理液を供給する。より具体的には、ノズル6は、処理空間内に位置する基板Wに向けて処理液を吐出する。本実施形態において、ノズル6は、SPM、過酸化水素水、リンス液、及びSC1を、SPM、過酸化水素水、リンス液、SC1、リンス液の順に基板Wに供給する。つまり、ノズル6は、SPM、過酸化水素水、リンス液、及びSC1を排他的に基板Wに供給する。
また、ノズル6は、遮断部材72の貫通穴72aに収容される。ノズル6の先端は、貫通穴72aの一端から露出する。ノズル6の先端から不活性ガス及び処理液が吐出される。ノズル6の先端は、貫通穴72a内に位置してもよいし、貫通穴72aの外に位置してもよい。つまり、ノズル6の先端部は貫通穴72aからスピンチャック3に向かって突出してもよい。
より具体的には、貫通穴72a及びノズル6は、略鉛直方向に延びる。貫通穴72aの一端は、貫通穴72aの下端であり、ノズル6の先端は、ノズル6の下端である。貫通穴72aは、例えば、平面視において略円形である。貫通穴72aの直径は、基板Wの直径に比べて十分に小さい。貫通穴72aは、例えば、回転軸線AX上に配置される。この場合、ノズル6は、スピンチャック3に保持された基板Wの中央部に対向する。したがって、ノズル6から基板Wの中央部に向けて処理液が吐出される。
移動機構20は、遮断部材72を上下方向に移動させる。具体的には、移動機構20は、保持部21と、アーム部22と、アーム基台23と、昇降部24とを備える。
アーム基台23は鉛直方向に延びる。アーム部22の基端部はアーム基台23に結合している。アーム部22は、アーム基台23から水平方向に延びる。保持部21は、アーム部22の先端に結合している。保持部21は、遮断部材72を保持する。より具体的には、保持部21は、天蓋部721が略水平な姿勢となるように遮断部材72を保持する。
昇降部24は、鉛直方向にアーム基台23を昇降させる。この結果、遮断部材72が上下方向に移動する。より具体的には、昇降部24は、遮断位置と退避位置との間で遮断部材72を昇降させる。図2は、遮断位置に位置する遮断部材72を示す。図3は、退避位置に位置する遮断部材72を示す。図2及び図3に示すように、処理位置は、退避位置の下方の位置である。つまり、処理位置は、退避位置と比べて、スピンチャック3に保持された基板Wに近い位置である。
昇降部24の動作は、制御装置101(制御部102)によって制御される。昇降部24は、例えば、ボールねじ機構と、ボールねじ機構に駆動力を与える電動モータとを備えてもよい。
制御装置101(制御部102)は、例えば、図1を参照して説明したセンターロボットCRとスピンチャック3との間で基板Wの受け渡しが行われる際に、遮断部材72を処置位置から退避位置へ移動させる。つまり、チャンバー201内に基板Wが搬入される際に、遮断部材72は退避位置に退避する。また、チャンバー201から基板Wが搬出される際に、遮断部材72は退避位置に退避する。遮断位置は、遮断部材72とスピンチャック3との間の隙間へのセンターロボットCRのハンドの進入が可能となる位置である。
制御装置101(制御部102)は、処理空間内で基板Wを処理する際に、遮断部材72を退避位置から処理位置へ移動させる。遮断部材72が処理位置へ移動することにより、処理空間が形成される。
本実施形態において、処理空間形成部70は、液受け部71を更に含む。液受け部71は、スピンモータ部4により回転される基板Wから排出される処理液を受け止める。図2に示すように、液受け部71は、ガード711と、ガード昇降部714とを有してもよい。
ガード711は、略円筒状であり、スピンチャック3に保持されている基板Wの周囲を取り囲む。ガード711は、基板Wから排出された処理液を受け止める。より具体的には、ガード711は、回転する基板Wから飛散する処理液を受け止める。
図2に示すように、ガード711は、筒状の案内部712と、筒状の傾斜部713とを含んでもよい。傾斜部713は、回転軸線AXに向かって斜め上に延びる。案内部712は、傾斜部713の下端部から下方に延びる。傾斜部713は、円環状の上端71aを含む。傾斜部713の上端71aは、遮断部材72よりも大きい内径を有する。傾斜部713の上端71aは、ガード711の上端に相当する。以下、傾斜部713の上端71aを、「ガード711の上端71a」と記載する場合がある。
ガード昇降部714は、図2において二点鎖線で示す第1下位置と、図2において実線で示す第1上位置との間でガード711を昇降させる。ここで、第1下位置は、ガード711の上端71aが基板Wよりも下方に配置される位置を示す。第1上位置は、ガード711の上端71aが基板Wよりも上方に配置される位置を示す。
ガード昇降部714は、制御装置101(制御部102)によって制御される。ガード昇降部714は、例えば、ボールねじ機構と、ボールねじ機構に駆動力を与える電動モータとを備えてもよい。
例えば、制御装置101(制御部102)は、基板Wがスピンチャック3によって保持された後に、ガード711を第1下位置から第1上位置へ移動させる。ガード711が第1上位置に移動することで、基板Wから飛散する処理液をガード711によって受け止めることができる。また、制御装置101(制御部102)は、基板Wがチャンバー201から搬出される際に、ガード711を第1上位置から第1下位置へ移動させる。ガード711が第1下位置に移動することで、図1を参照して説明したセンターロボットCRとスピンチャック3との間での基板Wの受け渡しが可能となる。
本実施形態では、ガード711が第1上位置に移動し、遮断部材72が処理位置に移動することにより、チャンバー201の内部に処理空間が形成される。詳しくは、第1上位置に配置されたガード711の上端71aは、処理位置に配置された遮断部材72の側壁部722を取り囲む。この結果、チャンバー201内部の雰囲気から略遮断された局所空間(処理空間)が形成される。
既に説明したように、ノズル6は、基板Wを処理する際に不活性ガスを吐出する。不活性ガスは、処理空間に供給される。処理空間は、処理空間の外部の雰囲気から略遮断されるため、不活性ガスは処理空間内に充満する。詳しくは、不活性ガスは、処理空間が形成されている間、処理空間に常時供給される。
なお、本実施形態では、保持部21が遮断部材72を回転自在に保持する。遮断部材72は、処理位置に移動すると、スピンチャック3に係合する。遮断部材72は、スピンチャック3が回転すると、スピンチャック3と共に回転する。
排気ダクト202は、チャンバー201内の気体をチャンバー201の外に排出する。具体的には、排気ダクト202内の気体は、基板処理装置100が設置される工場に設けられた排気設備(図示せず)によって常時吸引される。
排気ダクト202の上流端は、スピンベース32よりも下方において、処理空間形成部70により形成される処理空間に連通する。したがって、基板処理時に、処理空間内の不活性ガスが、排気ダクト202を通じて伝達される排気設備の吸引力によって、排気ダクト202の上流端に吸い寄せられる。その結果、処理空間内の不活性ガスは、排気ダクト202を通じてチャンバー201の外に排出される。
更に、処理空間内の薬液雰囲気が、不活性ガスと共に、排気ダクト202を通じてチャンバー201の外に排出される。薬液雰囲気は、ノズル6から薬液が吐出される際に、ノズル6の先端から発生する。また、薬液が基板Wの上面に衝突することにより、基板Wの上面から薬液雰囲気が発生する。スピンチャック3や液受け部71等の基板Wの周辺の部材に薬液が衝突したときにも、薬液雰囲気が発生する。特に、100℃以上のSPMがノズル6から吐出される場合には、SPMに含まれる水の蒸発により、SPMの液滴やミストがノズル6から噴出する。SPMとレジスト膜との反応により基板Wからヒューム(煙のような気体)が発生する場合もある。
基板加熱部5は、スピンチャック3に保持された基板Wを加熱する。例えば、図2に示すように、基板加熱部5は、加熱部材51と、昇降軸52と、給電部53と、ヒータ昇降部54とを有してもよい。
加熱部材51は、略円盤状であり、チャック部材31に保持された基板Wとスピンベース32との間に位置する。加熱部材51には、ヒータが埋め込まれている。ヒータは、例えば、抵抗体を含む。給電部53は、加熱部材51に埋め込まれたヒータに通電して、加熱部材51を加熱させる。給電部53は、制御装置101(制御部102)によって制御される。
昇降軸52は略棒状の部材であり、略鉛直方向に延びる。昇降軸52は、加熱部材51に結合する。ヒータ昇降部54は、昇降軸52を昇降させることにより、加熱部材51を昇降させる。具体的には、ヒータ昇降部54は、チャック部材31に保持された基板Wの下面とスピンベース32の上面との間で加熱部材51を昇降させる。ヒータ昇降部54は、制御装置101(制御部102)によって制御される。ヒータ昇降部54は、例えば、ボールねじ機構と、ボールねじ機構に駆動力を与える電動モータとを備えてもよい。
吹出部8は、処理空間内に過熱水蒸気を吹き出す。過熱水蒸気は、処理空間内に充満する。吹出部8は、過熱水蒸気吹出部の一例である。なお、過熱水蒸気は、水蒸気を加熱することにより生成される。したがって、過熱水蒸気は、水蒸気の温度より高温である。具体的には、水蒸気の発生時の温度は100℃であり、過熱水蒸気の生成時の温度は100℃より高温である。
本実施形態では、吹出部8は、第1吹出部81と、第2吹出部82とを含む。第1吹出部81は、スピンチャック3に保持された基板Wよりも上方に配置される。第1吹出部81は、第1過熱水蒸気吹出部の一例である。本実施形態では、第1吹出部81は、遮断部材72の内壁面に支持される。第2吹出部82は、液受け部71に支持される。具体的には、第2吹出部82は、ガード711の内壁面に支持される。第2吹出部82は、第2過熱水蒸気吹出部の一例である。例えば、第1吹出部81は、ブラケットを介して遮断部材72に固定されてもよい。同様に、第2吹出部82は、ブラケットを介してガード711に固定されてもよい。
吹出部8からの過熱水蒸気の吹き出しは、制御装置101(制御部102)によって制御される。例えば、制御装置101(制御部102)は、基板WにSPMが供給されている際に、吹出部8から過熱水蒸気を吹き出させる。以下、SPMによる基板処理を、「SPM処理」と記載する場合がある。
本実施形態によれば、SPM処理時に、処理空間内に過熱水蒸気を充満させることができる。したがって、SPMの温度のみによって基板Wの温度を昇温させる構成と比べて、基板Wの温度の昇温に必要な時間を短縮することができる。その結果、処理時間を短くして、SPMの消費量の低減を図ることができる。よって、硫酸の消費量の低減を図ることができる。
また、SPM処理の際には、基板Wの上面においてSPMが流れる。具体的には、基板Wの上面に吐出されたSPMが基板Wの中央部から周縁部へ流れて、基板Wから排出される。そのため、基板Wの上面は熱を与え難い。これに対し、本実施形態によれば、処理空間内に過熱水蒸気が充満するため、基板Wの下面から基板Wに熱を与えることができる。よって、基板Wの温度を効率的に昇温させることができる。
また、基板Wの周囲に配置される部材の温度が低い場合、基板Wの周囲に配置される部材の温度に起因して基板Wの温度が昇温し難くなる。これに対し、本実施形態によれば、処理空間内に過熱水蒸気が充満するため、スピンチャック3、液受け部71、及び遮断部材72等の基板Wの周囲に配置される部材の温度を過熱水蒸気により昇温させることができる。したがって、基板Wの温度の昇温に必要な時間を短縮することができる。
また、過熱水蒸気には若干の水分が含まれる。したがって、過熱水蒸気に含まれる水分がSPMに接触して、SPMと水分とが反応する際に発生する熱により、基板Wの温度を昇温させることができる。
また、過熱水蒸気を供給することにより、処理空間の湿度が高くなる。その結果、基板Wの上面においてSPMが拡がり易くなり、基板Wを効率よく処理することが可能となる。
また、基板処理時に処理空間内で発生した薬液雰囲気の殆どは、不活性ガスと共に、排気ダクト202を通じてチャンバー201の外に排出されるが、一部の薬液雰囲気が処理空間内で拡散して、基板Wの周囲の部材に付着する場合がある。この場合、基板Wが汚染されるおそれがある。これに対し、本実施形態によれば、過熱水蒸気により、薬液雰囲気の拡散を抑制することができる。したがって、薬液雰囲気に起因する基板Wの汚染を低減させることができる。
具体的には、過熱水蒸気は、排気ダクト202を通じて伝達される排気設備の吸引力によって、不活性ガスと共に、排気ダクト202の上流端に吸い寄せられる。その際、過熱水蒸気に含まれる液滴が、処理空間を漂う薬液成分に衝突する。この結果、薬液成分に排気ダクト202の上流端へ向かう加速度が与えられて、薬液雰囲気が、排気ダクト202を通じてチャンバー201の外に効率的に排出される。
特に、本実施形態では、第1吹出部81が基板Wの上方に配置される。よって、基板Wから発生する薬液成分が基板Wの周囲の部材に付着する前に、基板Wから発生する薬液成分に過熱水蒸気の液滴が衝突し易い。よって、薬液雰囲気の拡散を効率よく抑制することができる。
また、本実施形態では、第1吹出部81が遮断部材72に支持される。よって、ノズル6から発生する薬液成分が基板Wの周囲の部材に付着する前に、ノズル6から発生する薬液成分に過熱水蒸気の液滴が衝突し易い。よって、薬液雰囲気の拡散を効率よく抑制することができる。
第1吹出部81について更に説明する。本実施形態では、第1吹出部81は、平面視において、スピンチャック3に保持された基板Wの外側に位置する。したがって、第1吹出部81から水滴のぼた落ちが発生しても、その水滴は基板Wに落下し難い。
また、本実施形態では、第1吹出部81は、側壁部722の内周面に支持される。したがって、ノズル6から比較的遠い位置に第1吹出部81が配置される。よって、ノズル6から吐出されるSPMに過熱水蒸気が引き寄せられ難い。その結果、過熱水蒸気が処理空間内で偏在し難くなるため、過熱水蒸気によって、基板Wや、基板Wの周囲に配置されている部材を効率よく昇温させることができる。
続いて、第2吹出部82について更に説明する。本実施形態では、第2吹出部82は、基板Wよりも下方に配置される。例えば、第2吹出部82は、案内部712の内周面に支持される。基板Wよりも下方に第2吹出部82を配置することにより、第2吹出部82から基板Wの下面に向けて過熱水蒸気を効率よく供給することができる。したがって、基板Wの下面から効率よく基板Wの温度を昇温させることができる。
なお、本実施形態では、基板処理装置100は、2つの吹出部8(第1吹出部81及び第2吹出部82)を備えるが、吹出部8の数は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。例えば、吹出部8は、第1吹出部81と、第2吹出部82とのうちの一方のみを含んでもよい。また、基板処理装置100は、遮断部材72に支持される2つ以上の吹出部8を備えてもよいし、液受け部71に支持される2つ以上の吹出部8を備えてもよい。
続いて、図4(a)及び図4(b)を参照して、本実施形態の基板処理装置100を説明する。図4(a)は、本実施形態の基板処理装置100に含まれるノズル6を下から視た下面図である。図4(b)は、本実施形態の基板処理装置100に含まれる流体供給部600の構成を示す図である。
図4(a)に示すように、ノズル6は、第1吐出口61~第4吐出口64を有する。第1吐出口61~第4吐出口64は、ノズル6の下面(先端)に開口している。なお、第4吐出口64は、円環状である。第4吐出口64は、ノズル6の下面(先端)においてノズル6の外周部に沿って延びる。第1吐出口61から、SPMと過酸化水素水とが排他的に吐出される。第2吐出口62からSC1が吐出される。第3吐出口63からリンス液が吐出される。第4吐出口64から不活性ガスが吐出される。なお、本実施形態において、不活性ガスは、窒素ガスである。
図4(b)に示すように、流体供給部600は、ノズル6に加えて、第1薬液供給部610と、第2薬液供給部620と、リンス液供給部630と、ガス供給部640とを更に含む。
ノズル6からのSPMの吐出と、ノズル6からの過酸化水素水の吐出とは、制御装置101(制御部102)によって制御される。具体的には、制御装置101(制御部102)は、第1薬液供給部610を制御することにより、ノズル6からのSPMの吐出と、ノズル6からの過酸化水素水の吐出とを制御する。
第1薬液供給部610は、SPMと過酸化水素水とを排他的にノズル6へ供給する。第1薬液供給部610からノズル6へ供給されたSPMは、図4(a)を参照して説明した第1吐出口61から吐出される。同様に、第1薬液供給部610からノズル6へ供給された過酸化水素水は、図4(a)を参照して説明した第1吐出口61から吐出される。
具体的には、第1薬液供給部610は、第1薬液供給配管611と、第1成分開閉バルブ613と、第2成分開閉バルブ615と、ヒータ617とを有してもよい。第1薬液供給配管611の一部は、図2を参照して説明したチャンバー201内に収容される。第1成分開閉バルブ613、第2成分開閉バルブ615、及びヒータ617は、図1を参照して説明した流体ボックス10Bに収容される。
第1薬液供給配管611は、ノズル6にSPMと過酸化水素水とを排他的に供給する。具体的には、第1薬液供給配管611は、管状の部材であり、SPM及び過酸化水素水をノズル6まで流通させる。
詳しくは、第1薬液供給配管611は、第1配管611aと、第2配管611bとを含む。第1配管611aの一端は、ノズル6に接続する。第2配管611bの一端は、第1配管611aに接続する。第1配管611aには、硫酸が流入する。第2配管611bには過酸化水素水が流入する。
ヒータ617は、第1配管611aに介装される。例えば、ヒータ617は、第1成分開閉バルブ613よりも上流側において、第1配管611aに介装される。ヒータ617は、第1配管611aを流通する硫酸を加熱する。
第1成分開閉バルブ613は、第1配管611aに介装される。具体的には、第1成分開閉バルブ613は、第1配管611aと第2配管611bとの接続箇所CPよりも上流側に配置される。第2成分開閉バルブ615は、第2配管611bに介装される。
第1成分開閉バルブ613及び第2成分開閉バルブ615は、開状態と閉状態との間で切り替え可能である。制御装置101(制御部102)は、第1成分開閉バルブ613及び第2成分開閉バルブ615の開閉動作を制御する。第1成分開閉バルブ613及び第2成分開閉バルブ615のアクチュエータは、例えば、空圧アクチュエータ、又は電動アクチュエータである。
制御装置101(制御部102)は、基板WにSPMを供給する際に、第1成分開閉バルブ613及び第2成分開閉バルブ615を開状態にする。第1成分開閉バルブ613及び第2成分開閉バルブ615を開状態にすると、硫酸がノズル6に向かって第1配管611aを流通し、過酸化水素水が接続箇所CPに向かって第2配管611bを流通する。この結果、接続箇所CPにおいて硫酸と過酸化水素水とが混合されて、SPMが生成される。SPMは、ノズル6に向かって第1配管611aを流通し、ノズル6から基板Wに向けてSPMが吐出される。
制御装置101(制御部102)は、基板Wに過酸化水素水を供給する際に、第1成分開閉バルブ613を閉状態にし、第2成分開閉バルブ615を開状態にする。第1成分開閉バルブ613を閉状態にし、第2成分開閉バルブ615を開状態にすると、第1配管611aを介した硫酸の流通が停止し、過酸化水素水が接続箇所CPに向かって第2配管611bを流通する。この結果、第1配管611aに流入した過酸化水素水が、ノズル6に向かって第1配管611aを流通し、ノズル6から基板Wに向けて過酸化水素水が吐出される。
制御装置101(制御部102)は、ノズル6からのSPM及び過酸化水素水の吐出を停止させる際に、第1成分開閉バルブ613及び第2成分開閉バルブ615を閉状態にする。第1成分開閉バルブ613及び第2成分開閉バルブ615を閉状態にすると、第1配管611aを介した硫酸の流通が停止し、第2配管611bを介した過酸化水素水の流通が停止する。
ノズル6からのSC1の吐出は、制御装置101(制御部102)によって制御される。具体的には、制御装置101(制御部102)は、第2薬液供給部620を制御することにより、ノズル6からのSC1の吐出を制御する。
第2薬液供給部620は、SC1をノズル6へ供給する。第2薬液供給部620からノズル6へ供給されたSC1は、図4(a)を参照して説明した第2吐出口62から吐出される。
具体的には、第2薬液供給部620は、第2薬液供給配管621と、薬液開閉バルブ623とを有してもよい。第2薬液供給配管621の一部は、図2を参照して説明したチャンバー201内に収容される。薬液開閉バルブ623は、図1を参照して説明した流体ボックス10Bに収容される。
第2薬液供給配管621は、ノズル6にSC1を供給する。具体的には、第2薬液供給配管621は、管状の部材であり、SC1をノズル6まで流通させる。
薬液開閉バルブ623は、第2薬液供給配管621に介装される。薬液開閉バルブ623は、開状態と閉状態との間で切り替え可能である。制御装置101(制御部102)は、薬液開閉バルブ623の開閉動作を制御する。薬液開閉バルブ623は、例えば、空圧アクチュエータ、又は電動アクチュエータである。
制御装置101(制御部102)は、基板WにSC1を供給する際に、薬液開閉バルブ623を開状態にする。薬液開閉バルブ623を開状態にすると、SC1がノズル6に向かって第2薬液供給配管621を流通する。この結果、ノズル6から基板Wに向けてSC1が吐出される。
制御装置101(制御部102)は、ノズル6からのSC1の吐出を停止させる際に、薬液開閉バルブ623を閉状態にする。薬液開閉バルブ623を閉状態にすると、第2薬液供給配管621を介したSC1の流通が停止する。
ノズル6からのリンス液の吐出は、制御装置101(制御部102)によって制御される。具体的には、制御装置101(制御部102)は、リンス液供給部630を制御することにより、ノズル6からのリンス液の吐出を制御する。
リンス液供給部630は、リンス液をノズル6へ供給する。リンス液供給部630からノズル6へ供給されたリンス液は、図4(a)を参照して説明した第3吐出口63から吐出される。
具体的には、リンス液供給部630は、リンス液供給配管631と、リンス液開閉バルブ633とを有してもよい。リンス液供給配管631の一部は、図2を参照して説明したチャンバー201内に収容される。リンス液開閉バルブ633は、図1を参照して説明した流体ボックス10Bに収容される。
リンス液供給配管631は、ノズル6にリンス液を供給する。具体的には、リンス液供給配管631は、管状の部材であり、リンス液をノズル6まで流通させる。
リンス液開閉バルブ633は、リンス液供給配管631に介装される。リンス液開閉バルブ633は、開状態と閉状態との間で切り替え可能である。制御装置101(制御部102)は、リンス液開閉バルブ633の開閉動作を制御する。リンス液開閉バルブ633は、例えば、空圧アクチュエータ、又は電動アクチュエータである。
制御装置101(制御部102)は、基板Wにリンス液を供給する際に、リンス液開閉バルブ633を開状態にする。リンス液開閉バルブ633を開状態にすると、リンス液がノズル6に向かってリンス液供給配管631を流通する。この結果、ノズル6から基板Wに向けてリンス液が吐出される。
制御装置101(制御部102)は、ノズル6からのリンス液の吐出を停止させる際に、リンス液開閉バルブ633を閉状態にする。リンス液開閉バルブ633を閉状態にすると、リンス液供給配管631を介したリンス液の流通が停止する。
ノズル6からの窒素ガスの吐出は、制御装置101(制御部102)によって制御される。具体的には、制御装置101(制御部102)は、ガス供給部640を制御することにより、ノズル6からの窒素ガスの吐出を制御する。
ガス供給部640は、窒素ガスをノズル6へ供給する。ガス供給部640からノズル6へ供給された窒素ガスは、図4(a)を参照して説明した第4吐出口64から吐出される。
具体的には、ガス供給部640は、ガス供給配管641と、ガス開閉バルブ643とを有してもよい。ガス供給配管641の一部は、図2を参照して説明したチャンバー201内に収容される。ガス開閉バルブ643は、図1を参照して説明した流体ボックス10Bに収容される。
ガス供給配管641は、ノズル6に窒素ガスを供給する。具体的には、ガス供給配管641は、管状の部材であり、窒素ガスをノズル6まで流通させる。
ガス開閉バルブ643は、ガス供給配管641に介装される。ガス開閉バルブ643は、開状態と閉状態との間で切り替え可能である。制御装置101(制御部102)は、ガス開閉バルブ643の開閉動作を制御する。ガス開閉バルブ643は、例えば、空圧アクチュエータ、又は電動アクチュエータである。
制御装置101(制御部102)は、図2を参照して説明した遮断部材72が処理位置に移動すると、ガス開閉バルブ643を開状態にする。換言すると、制御装置101(制御部102)は、図2を参照して説明した処理空間形成部70によって処理空間が形成されると、ガス開閉バルブ643を開状態にする。ガス開閉バルブ643を開状態にすると、窒素ガスがノズル6に向かってガス供給配管641を流通して、ノズル6から窒素ガスが吐出される。この結果、ノズル6から処理空間に窒素ガスが供給される。
制御装置101(制御部102)は、図2を参照して説明した遮断部材72が退避位置に移動すると、ガス開閉バルブ643を閉状態にする。ガス開閉バルブ643を閉状態にすると、ガス供給配管641を介した窒素ガスの流通が停止して、ノズル6からの窒素ガスの吐出が停止する。
なお、図4(a)及び図4(b)を参照して説明した流体供給部600では、ノズル6の第1吐出口61から、SPMと過酸化水素水とが排他的に吐出されたが、ノズル6は、SPMを吐出する吐出口と、過酸化水素水を吐出する吐出口とを個別に有してもよい。この場合、流体供給部600は、SPMをノズル6へ供給する薬液供給ラインと、過酸化水素水をノズル6へ供給する薬液供給ラインとを個別に備える。
続いて、図5を参照して、本実施形態の基板処理装置100を説明する。図5は、本実施形態の基板処理装置100に含まれる第1吹出部81及び過熱水蒸気供給部800の構成を示す図である。
図5に示すように、第1吹出部81は円環状であり、図2を参照して説明した遮断部材72の側壁部722の内周面に沿って延びる。第1吹出部81は、管状の部材であり、過熱水蒸気は第1吹出部81の内部を流通する。第1吹出部81の内周側には、少なくとも1つの吹出口(図示せず)が形成されている。吹出口は開口であり、第1吹出部81を流通する過熱水蒸気は、第1吹出部81の吹出口から吹き出して、処理空間に供給される。なお、図5は、4つの吹出口を有する第1吹出部81を例示している。図5の矢印は、第1吹出部81から吹き出る過熱水蒸気を示す。
なお、図2を参照して説明した第2吹出部82の構成も第1吹出部81と同様である。具体的には、第2吹出部82は円環状であり、図2を参照して説明したガード711の内周面に沿って延びる。第2吹出部82は、管状の部材であり、過熱水蒸気は第2吹出部82の内部を流通する。第2吹出部82の内周側には、少なくとも1つの吹出口(図示せず)が形成されている。吹出口は開口であり、第2吹出部82を流通する過熱水蒸気は、第2吹出部82の吹出口から吹き出して、処理空間に供給される。
本実施形態によれば、第1吹出部81が円環状であるため、第1吹出部81に複数の吹出口を形成することにより、処理空間に偏りなく過熱水蒸気を供給することができる。但し、第1吹出部81の吹出口の数は1つであってもよい。
同様に、第2吹出部82が円環状であるため、第2吹出部82に複数の吹出口を形成することにより、処理空間に偏りなく過熱水蒸気を供給することができる。但し、第2吹出部82の吹出口の数は1つであってもよい。
また、本実施形態によれば、例えば、円周に沿って配列された複数のノズルにより第1吹出部81を構成する場合と比べて、基板処理装置100の構成が簡易な構成となり、基板処理装置100の製造が容易になる。同様に、円周に沿って配列された複数のノズルにより第2吹出部82を構成する場合と比べて、基板処理装置100の構成が簡易な構成となり、基板処理装置100の製造が容易になる。但し、第1吹出部81は、少なくとも1つのノズルによって構成されてもよい。同様に、第2吹出部82は、少なくとも1つのノズルによって構成されてもよい。
続いて、図5及び図6を参照して、本実施形態の基板処理装置100を更に説明する。図6は、本実施形態の基板処理装置100の構成を示す図である。図5に示すように、基板処理装置100は、過熱水蒸気供給部800を更に備える。過熱水蒸気供給部800は、第1吹出部81に過熱水蒸気を供給する。また、図6に示すように、過熱水蒸気供給部800は、第2吹出部82に過熱水蒸気を供給する。
図5に示すように、過熱水蒸気供給部800は、水蒸気発生部800Aと、第1水蒸気配管811と、過熱水蒸気バルブ812と、流量制御バルブ813と、過熱水蒸気生成ヒータ803とを有する。図6に示すように、過熱水蒸気供給部800は、第2水蒸気配管821を更に有する。
水蒸気発生部800Aは、図1を参照して説明した流体キャビネット10Aに収容される。過熱水蒸気バルブ812、流量制御バルブ813、及び過熱水蒸気生成ヒータ803は、図1を参照して説明した流体ボックス10Bに収容される。第1水蒸気配管811の一部、及び第2水蒸気配管821の一部は、図2を参照して説明したチャンバー201内に収容される。
水蒸気発生部800Aは、水蒸気を発生させる。図5に示すように、水蒸気発生部800Aから発生した水蒸気は、第1水蒸気配管811に流入する。具体的には、水蒸気発生部800Aは、貯留部801と、水蒸気生成ヒータ802とを有する。貯留部801は、純水を貯留する。水蒸気生成ヒータ802は、貯留部801に貯留されている純水を加熱して、水蒸気を発生させる。貯留部801には第1水蒸気配管811の一端が接続されている。水蒸気生成ヒータ802の動作は、制御装置101(制御部102)によって制御される。
第1水蒸気配管811の他端は、第1吹出部81に接続している。第1水蒸気配管811には、過熱水蒸気バルブ812と、流量制御バルブ813と、過熱水蒸気生成ヒータ803とが介装されている。
第1水蒸気配管811は、水蒸気及び過熱水蒸気が流通する管状の部材である。過熱水蒸気生成ヒータ803は、貯留部801から第1水蒸気配管811に流入した水蒸気を加熱して、過熱水蒸気を生成する。過熱水蒸気は、第1水蒸気配管811を流通して、第1吹出部81に流入する。
第2水蒸気配管821は、過熱水蒸気が流通する管状の部材である。図6に示すように、第2水蒸気配管821の一端は、過熱水蒸気バルブ812よりも下流側において第1水蒸気配管811に接続している。したがって、第1水蒸気配管811から第2水蒸気配管821に過熱水蒸気が流入する。第2水蒸気配管821の他端は、第2吹出部82に接続している。第2水蒸気配管821に流入した過熱水蒸気は、第2水蒸気配管821を流通して、第2吹出部82に流入する。
過熱水蒸気バルブ812は開閉バルブであり、開状態と閉状態との間で切り替え可能である。制御装置101(制御部102)は、過熱水蒸気バルブ812の開閉動作を制御する。過熱水蒸気バルブ812のアクチュエータは、例えば、空圧アクチュエータ、又は電動アクチュエータである。過熱水蒸気バルブ812が開くことにより、過熱水蒸気が第1水蒸気配管811を介して第1吹出部81まで流通して、第1吹出部81に過熱水蒸気が供給される。また、過熱水蒸気バルブ812が開くことにより、過熱水蒸気が第2水蒸気配管821を介して第2吹出部82まで流通して、第2吹出部82に過熱水蒸気が供給される。過熱水蒸気バルブ812が閉じることにより、第1吹出部81及び第2吹出部82への過熱水蒸気の供給が停止する。
流量制御バルブ813は、第1水蒸気配管811及び第2水蒸気配管821を流通する過熱水蒸気の流量を制御する。具体的には、流量制御バルブ813は、開度の制御が可能であり、第1水蒸気配管811及び第2水蒸気配管821を流通する過熱水蒸気の流量は、流量制御バルブ813の開度に応じた大きさになる。流量制御バルブ813のアクチュエータは、例えば、電動アクチュエータである。流量制御バルブ813は、例えば、モーターニードルバルブであってもよい。流量制御バルブ813の開度は、制御装置101(制御部102)によって制御される。
続いて、図1~図7を参照して、本実施形態の基板処理方法を説明する。本実施形態の基板処理方法は、例えば、図1~図6を参照して説明した基板処理装置100により実行される。図7は、本実施形態の基板処理方法を示すフローチャートである。詳しくは、図7は、制御装置101(制御部102)による処理の流れを示す。
図7に示すように、本実施形態の基板処理方法は、ステップS1~ステップS8を含む。図7に示す処理を開始すると、制御装置101(制御部102)は、まず、センターロボットCRを制御して、チャンバー201内に基板Wを搬入させる(ステップS1)。制御装置101(制御部102)は、スピンチャック3を制御して、センターロボットCRが搬入した基板Wを保持させる(ステップS2)。この結果、スピンチャック3により、チャンバー201内で基板Wが保持される。
スピンチャック3により基板Wが保持されると、制御装置101(制御部102)は、移動機構20を制御して、遮断部材72を退避位置から処理位置まで下降させる(ステップS3)。この結果、遮断部材72と液受け部71とによって囲まれる局所空間(処理空間)が形成される。
制御装置101(制御部102)は、処理空間が形成されると、基板処理部2を制御して、基板処理を実行させる(ステップS4)。具体的には、制御装置101(制御部102)は、基板処理部2を制御して、SPM、過酸化水素水、リンス液、及びSC1を、SPM、過酸化水素水、リンス液、SC1、リンス液の順に基板Wに供給させる。
また、制御装置101(制御部102)は、処理空間が形成されると、図4(b)を参照して説明したガス供給部640を制御して、処理空間に不活性ガス(窒素ガス)を供給する。より詳しくは、制御装置101(制御部102)は、処理空間形成部70によって処理空間が形成されている間、ガス供給部640による不活性ガス(窒素ガス)の供給を継続させる。よって、処理空間が形成されている間、不活性ガス(窒素ガス)が処理空間に充満する。換言すると、基板処理が行われている間、不活性ガス(窒素ガス)が処理空間に充満する。
更に、制御装置101(制御部102)は、基板処理と並行して、基板処理部2に過熱水蒸気処理を実行させる(ステップS5)。具体的には、制御装置101(制御部102)は、図5及び図6を参照して説明した過熱水蒸気供給部800を制御して、吹出部8から処理空間に過熱水蒸気を吹き出させる。例えば、制御装置101(制御部102)は、SPM処理の際に、吹出部8から過熱水蒸気を吹き出させる。
制御装置101(制御部102)は、基板処理が終了すると、図4(b)を参照して説明したガス供給部640を制御して、処理空間への不活性ガス(窒素ガス)の供給を停止させる。その後、制御装置101(制御部102)は、移動機構20を制御して、遮断部材72を処理位置から退避位置まで上昇させる(ステップS6)。
制御装置101(制御部102)は、遮断部材72が処理位置から退避位置まで上昇すると、スピンチャック3を制御して、基板Wの保持を解除させる(ステップS7)。スピンチャック3による基板Wの保持が解除されると、制御装置101(制御部102)は、センターロボットCRを制御して、基板Wをチャンバー201から搬出させる(ステップS8)。この結果、図7に示す処理が終了する。
続いて、図1~図15を参照して、図7に示す基板処理(ステップS4)及び過熱水蒸気処理(ステップS5)を説明する。図8は、本実施形態の基板処理方法に含まれる基板処理(ステップS4)及び過熱水蒸気処理(ステップS5)を示すフローチャートである。図9は、事前加熱時の基板処理部2を模式的に示す図である。図10は、SPM処理時の基板処理部2を模式的に示す図である。図11は、パドル処理時の基板処理部2を模式的に示す図である。図12は、過酸化水素水により基板Wを処理する際の基板処理部2を模式的に示す図である。図13は、リンス処理時の基板処理部2を模式的に示す図である。図14は、SC1により基板Wを処理する際の基板処理部2を模式的に示す図である。図15は、乾燥処理時の基板処理部2を模式的に示す図である。
図8に示すように、基板処理を開始すると、制御装置101(制御部102)は、まず、基板加熱部5を制御して、基板Wを加熱させる(ステップS41)。つまり、SPM処理の実行前に基板Wを昇温させる。事前に基板Wを昇温させることにより、SPMによるレジスト膜の剥離の効率が向上する。
詳しくは、図9に示すように、制御装置101(制御部102)は、給電部53を制御して、加熱部材51に埋め込まれたヒータに通電させる。この結果、加熱部材51が加熱される。また、制御装置101(制御部102)は、ヒータ昇降部54を制御して、加熱部材51を第2下位置から第2上位置まで上昇させる。
ここで、第2下位置は、スピンベース32の上面に加熱部材51が近接する位置である。第2下位置は、スピンベース32の上面に加熱部材51が接触する位置であってもよい。第2上位置は、基板Wの下面に加熱部材51が近接する位置である。加熱部材51を第2上位置まで上昇させると、加熱部材51からの輻射熱によって基板Wが加熱される。なお、事前加熱時に過熱水蒸気は処理空間に供給されない。
制御装置101(制御部102)は、予め定められた時間、基板Wを事前加熱した後、スピンモータ部4を制御して、スピンチャック3に保持させた基板Wの回転を開始させる(図10参照)。
制御装置101(制御部102)は、基板Wの回転速度が予め定められた回転速度に達すると、図4(b)を参照して説明した第1薬液供給部610を制御して、回転中の基板Wに向けてノズル6からSPMを吐出させる(ステップS42)。この結果、図10に示すように、回転中の基板Wの上面にSPMが供給されて、基板Wの上面にSPMの液膜が形成される。つまり、制御装置101(制御部102)は、基板WへのSPMの供給時に、基板Wの回転速度を制御して、基板Wの上面にSPMの液膜を形成させる。
更に、制御装置101(制御部102)は、基板WへのSPMの供給時に、第1過熱水蒸気処理を行う(ステップS51)。具体的には、図10に示すように、制御装置101(制御部102)は、図5及び図6を参照して説明した過熱水蒸気供給部800を制御して、吹出部8(第1吹出部81及び第2吹出部82)から処理空間に過熱水蒸気を吹き出させる。
本実施形態によれば、SPM処理時に、処理空間内に過熱水蒸気を充満させることができる。したがって、既に説明したように、基板Wの温度の昇温に必要な時間を短縮することができる。その結果、処理時間を短くして、SPMの消費量の低減を図ることができる。よって、硫酸の消費量の低減を図ることができる。更に、本実施形態によれば、既に説明したように、過熱水蒸気により、薬液雰囲気の拡散を抑制することができる。
吹出部8からの過熱水蒸気の吹き出しを開始するタイミングは、SPMの吐出開始前であってもよいし、SPMの吐出開始タイミングと同じタイミングであってもよい。あるいは、吹出部8からの過熱水蒸気の吹き出しを開始するタイミングは、SPMの吐出開始後であってもよい。制御装置101(制御部102)は、吹出部8から過熱水蒸気を連続して吹き出させてもよいし、間欠的に吹き出させてもよい。
制御装置101(制御部102)は、SPMの吐出開始前にのみ吹出部8から過熱水蒸気を吹き出させてもよいし、SPMの吐出開始時にのみ吹出部8から過熱水蒸気を吹き出させてもよい。あるいは、制御装置101(制御部102)は、SPMの吐出開始から吐出終了までの間に、SPMの吐出開始から吐出終了までの期間よりも短い期間、吹出部8から過熱水蒸気を吹き出させてもよい。
なお、図10に示すように、制御装置101(制御部102)は、SPMの吐出開始前に、ヒータ昇降部54を制御して、加熱部材51を第2上位置から第2下位置まで下降させてもよい。
制御装置101(制御部102)は、SPMの吐出を開始してから予め定められた時間が経過した後、図4(b)を参照して説明した第1薬液供給部610を制御して、SPMの吐出を停止させる。そして、制御装置101(制御部102)は、スピンモータ部4により基板Wの回転速度を制御して、SPMの液膜が基板Wの上面に支持されたパドル状態を形成する(ステップS43)。例えば、制御装置101(制御部102)は、基板Wの回転を停止させて、パドル状態を形成してもよい(図11参照)。あるいは、制御装置101(制御部102)は、基板Wを低速回転させて、パドル状態を形成してもよい。パドル状態を形成することにより、SPMによるレジスト剥離の効率を向上させることができる。
制御装置101(制御部102)は、パドル状態の形成時(パドル処理時)に、第2過熱水蒸気処理を行う(ステップS52)。具体的には、図11に示すように、制御装置101(制御部102)は、過熱水蒸気供給部800を制御して、吹出部8から過熱水蒸気を吹き出させる。制御装置101(制御部102)は、SPM処理からパドル処理にかけて、過熱水蒸気の供給を継続させてもよい。
本実施形態によれば、パドル処理時に、処理空間内に過熱水蒸気を充満させることができる。したがって、パドル処理時に基板Wの温度が低下し難い。よって、SPMによるレジスト剥離の効率を向上させることができる。その結果、処理時間を短くして、SPMの消費量の低減を図ることができる。つまり、硫酸の消費量の低減を図ることができる。更に、本実施形態によれば、既に説明したように、過熱水蒸気により、薬液雰囲気の拡散を抑制することができる。
また、基板Wの上面にはSPMの液膜が形成されているため、基板Wの上面側からは、基板Wに熱を直接与えることができない。これに対し、本実施形態では、処理空間内に過熱水蒸気を充満させることができるため、基板Wの下面側から基板Wに熱を直接与えることができる。よって、パドル処理中に基板Wの温度が低下し難い。したがって、SPMによるレジスト剥離の効率を向上させることができる。更に、本実施形態によれば、第2吹出部82から基板Wの下面に向けて過熱水蒸気を効率よく供給することができるため、パドル処理中に基板Wの温度が低下することを、より抑制することができる。
なお、図11に示すように、制御装置101(制御部102)は、パドル状態の形成時に、ヒータ昇降部54を制御して、加熱部材51を第2下位置から第2上位置まで上昇させて、加熱部材51により基板Wを加熱させてもよい。
制御装置101(制御部102)は、パドル状態の形成を開始してから予め定められた時間が経過すると、スピンモータ部4を制御して、スピンチャック3に保持させた基板Wの回転を開始させる(図12参照)。あるいは、制御装置101(制御部102)は、パドル状態の形成を開始してから予め定められた時間が経過すると、スピンモータ部4を制御して、基板Wの回転速度を増加させる。
制御装置101(制御部102)は、基板Wの回転速度が予め定められた回転速度に達すると、図4(b)を参照して説明した第1薬液供給部610を制御して、回転中の基板Wに向けてノズル6から過酸化水素水を吐出させる(ステップS44)。この結果、図12に示すように、回転中の基板Wの上面に過酸化水素水が供給されて、基板Wの上面に過酸化水素水の液膜が形成される。つまり、制御装置101(制御部102)は、基板Wへの過酸化水素水の供給時に、基板Wの回転速度を制御して、基板Wの上面に過酸化水素水の液膜を形成させる。詳しくは、過酸化水素水の吐出によって、SPMが基板Wの上面から排出されて、SPMの液膜が過酸化水素水の液膜に置換される。
制御装置101(制御部102)は、基板Wへの過酸化水素水の供給時に、第3過熱水蒸気処理を行う(ステップS53)。具体的には、図12に示すように、制御装置101(制御部102)は、図5及び図6を参照して説明した過熱水蒸気供給部800を制御して、吹出部8(第1吹出部81及び第2吹出部82)から吹き出させる過熱水蒸気の流量を減少させる。
詳しくは、制御装置101(制御部102)は、SPM処理時及びパドル処理時に、吹出部8から過熱水蒸気を第1流量で吹き出させ、基板Wへの過酸化水素水の供給時に、吹出部8から過熱水蒸気を、第1流量より小さい第2流量で吹き出させる。制御装置101(制御部102)は、図5及び図6に示す流量制御バルブ813を制御することにより過熱水蒸気の流量を調整する。
なお、図12に示すように、制御装置101(制御部102)は、基板Wへの過酸化水素水の供給時に、加熱部材51により基板Wを加熱させてもよい。
過酸化水素水は、基板Wを酸化させる可能性がある。特に、過酸化水素水の温度が高いほど、基板Wは酸化され易い。また、基板Wの温度が高いほど、基板Wは酸化され易い。これに対し、本実施形態によれば、基板Wへの過酸化水素水の供給時に処理空間へ供給する過熱水蒸気の量を減少させることができる。この結果、過熱水蒸気による過酸化水素水の温度の上昇が抑制されるとともに、基板Wの温度が低下し易くなるため、過酸化水素水による基板Wの酸化を抑制することができる。
また、基板Wへの過酸化水素水の供給時には、基板Wから大量のヒュームが発生する。更に、基板Wへの過酸化水素水の供給時には、ノズル6からヒュームが発生し易い。本実施形態によれば、基板Wへの過酸化水素水の供給時に過熱水蒸気を供給することにより、ヒュームの拡散を抑制することができる。
また、基板Wへの過酸化水素水の供給時には、高温のSPMの液膜が形成されている基板Wに向けて、常温の過酸化水素水が吐出される。この結果、基板Wの面内に温度勾配が発生して、基板Wが振動する。これに対し、本実施形態によれば、基板Wへの過酸化水素水の供給時に過熱水蒸気を供給することにより、温度勾配を抑制することができる。したがって、基板Wの振動を抑制することができる。
制御装置101(制御部102)は、過酸化水素水の吐出を開始してから予め定められた時間が経過した後、図4(b)を参照して説明した第1薬液供給部610を制御して、過酸化水素水の吐出を停止させる。
制御装置101(制御部102)は、過酸化水素水の吐出を停止させた後、スピンチャック3に保持された基板Wを回転させた状態で、図4(b)を参照して説明したリンス液供給部630を制御して、回転中の基板Wに向けてノズル6からリンス液を吐出させる(ステップS45)。この結果、図13に示すように、回転中の基板Wの上面にリンス液が供給されて、基板Wの上面にリンス液の液膜が形成される。つまり、制御装置101(制御部102)は、基板Wへのリンス液の供給時に、基板Wの回転速度を制御して、基板Wの上面にリンス液の液膜を形成させる。詳しくは、リンス液の吐出によって、過酸化水素水が基板Wの上面から排出されて、過酸化水素水の液膜がリンス液の液膜に置換される。
図13に示すように、制御装置101(制御部102)は、過酸化水素水の吐出を停止させた後、基板Wへのリンス液の供給を開始する前に、図5及び図6を参照して説明した過熱水蒸気供給部800を制御して、吹出部8からの過熱水蒸気の吹き出しを停止させる。つまり、制御装置101(制御部102)は、処理空間への過熱水蒸気の供給を停止させる。
本実施形態によれば、基板Wへのリンス液の供給を開始する前に、処理空間への過熱水蒸気の供給を停止させるため、処理空間への過熱水蒸気の供給を継続させる場合と比べて、基板Wの上面からリンス液が蒸発し難くなる。
なお、図13に示すように、制御装置101(制御部102)は、リンス液の吐出開始前に、ヒータ昇降部54を制御して、加熱部材51を第2上位置から第2下位置まで下降させてもよい。これにより、基板Wの上面からリンス液が蒸発し難くなる。
制御装置101(制御部102)は、リンス液の吐出を開始してから予め定められた時間が経過した後、図4(b)を参照して説明したリンス液供給部630を制御して、リンス液の吐出を停止させる。制御装置101(制御部102)は、リンス液の吐出を停止させた後、スピンチャック3に保持された基板Wを回転させた状態で、図4(b)を参照して説明した第2薬液供給部620を制御して、回転中の基板Wに向けてノズル6からSC1を吐出させる(ステップS46)。この結果、図14に示すように、回転中の基板Wの上面にSC1が供給されて、基板Wの上面にSC1の液膜が形成される。つまり、制御装置101(制御部102)は、基板WへのSC1の供給時に、基板Wの回転速度を制御して、基板Wの上面にSC1の液膜を形成させる。詳しくは、SC1の吐出によって、リンス液が基板Wの上面から排出されて、リンス液の液膜がSC1の液膜に置換される。
制御装置101(制御部102)は、基板WへのSC1の供給時に、第4過熱水蒸気処理を行う(ステップS54)。具体的には、図14に示すように、制御装置101(制御部102)は、図5及び図6を参照して説明した過熱水蒸気供給部800を制御して、吹出部8(第1吹出部81及び第2吹出部82)から過熱水蒸気を吹き出させる。
本実施形態によれば、基板WへのSC1の供給時に処理空間に過熱水蒸気が供給されるため、基板Wの上面に供給されたSC1を昇温させることができる。この結果、基板Wの本体表面がSC1によって酸化され易い状態となる。
制御装置101(制御部102)は、SC1の吐出を開始してから予め定められた時間が経過した後、図4(b)を参照して説明した第2薬液供給部620を制御して、SC1の吐出を停止させる。
制御装置101(制御部102)は、基板WへのSC1の供給を停止させた後、ステップS45と同様に、回転中の基板Wに向けてノズル6からリンス液を吐出させる(ステップS47)。この結果、リンス液の吐出によって、SC1が基板Wの上面から排出されて、基板Wの上面にリンス液の液膜が形成される。
また、既に説明したように、制御装置101(制御部102)は、リンス処理時に、吹出部8からの過熱水蒸気の吹き出しを停止させる。つまり、制御装置101(制御部102)は、処理空間への過熱水蒸気の供給を停止させる。
制御装置101(制御部102)は、リンス液の吐出を開始してから予め定められた時間が経過した後、図4(b)を参照して説明したリンス液供給部630を制御して、リンス液の吐出を停止させる。制御装置101(制御部102)は、リンス液の吐出を停止させた後、スピンモータ部4により基板Wの回転速度を制御して、基板Wの上面からリンス液を除去して基板Wの上面を乾燥させる乾燥処理を実行する(ステップS48)。この結果、図8に示す処理が終了する。
具体的には、制御装置101(制御部102)は、スピンモータ部4を制御して、基板Wを高速回転させる。基板Wを高速回転させることにより、基板Wに付着しているリンス液が振り切られる。この結果、基板Wが乾燥する。また、図15に示すように、乾燥処理の際に、制御装置101(制御部102)は、吹出部8からの過熱水蒸気の吹き出しを停止させる。詳しくは、リンス処理(ステップS47)から乾燥処理にかけて、過熱水蒸気の吹き出しの停止を継続させる。
本実施形態によれば、乾燥処理の際に過熱水蒸気が処理空間に供給されないため、過熱水蒸気が供給される場合と比べて、処理空間の湿度を低下させることができる。よって、基板Wを効率よく乾燥させることができる。
更に、本実施形態によれば、基板WへのSC1の供給時(ステップS46)に、処理空間に過熱水蒸気を充満させて、基板Wや基板Wの周囲の部材の温度を昇温させることができる。その結果、余熱によってリンス液が昇温するため、乾燥処理の際に、リンス液が蒸発し易くなり、基板Wを効率よく乾燥させることができる。
続いて、図16(a)及び図16(b)を参照して、本実施形態の基板処理装置100の第1変形例を説明する。第1変形例では、ノズル6から処理空間に向けて過熱水蒸気が供給される。
図16(a)は、本実施形態の基板処理装置100の第1変形例に含まれるノズル6を下から視た下面図である。図16(b)は、本実施形態の基板処理装置100の第1変形例に含まれる流体供給部600の構成を示す図である。以下、第1変形例のノズル6を、「ノズル6a」と記載する場合がある。
図16(a)に示すように、ノズル6aは、図4(a)を参照して説明したノズル6と比べて、吹出口8aが追加されている。吹出口8aからは、過熱水蒸気が吹き出る。つまり、ノズル6aは、過熱水蒸気を吹き出す吹出部として機能する。このように、過熱水蒸気を吹き出す吹出部は、流体供給部600に含まれてもよい。
図16(b)に示すように、第1変形例では、ノズル6aに過熱水蒸気供給部800から過熱水蒸気が供給される。過熱水蒸気供給部800からノズル6aへ供給された過熱水蒸気は、図16(a)を参照して説明した吹出口8aから吹き出る。
なお、図2を参照して説明した吹出部8は、省略されてもよいし、省略されなくてもよい。
続いて、図17(a)及び図17(b)を参照して、本実施形態の基板処理装置100の第2変形例を説明する。第2変形例では、ノズル6から基板Wに向けて、硫酸、過酸化水素水、純水、及びアンモニア水が吐出される。また、ノズル6から処理空間に向けて窒素ガスが供給される。
図17(a)は、本実施形態の基板処理装置100の第2変形例に含まれるノズル6を下から視た下面図である。図17(b)は、本実施形態の基板処理装置100の第2変形例に含まれる流体供給部600の構成を示す図である。以下、第2変形例のノズル6を、「ノズル6b」と記載する場合がある。
図17(a)に示すように、ノズル6bは、第1吐出口61b~第5吐出口65bを有する。第1吐出口61b~第5吐出口65bは、ノズル6bの下面(先端)に開口している。なお、第5吐出口65bは、円環状である。第5吐出口65bは、ノズル6bの下面(先端)においてノズル6bの外周部に沿って延びる。第1吐出口61bから、硫酸が吐出される。第2吐出口62bから過酸化水素水が吐出される。第3吐出口63bからアンモニア水が吐出される。第4吐出口64bから純水が吐出される。第5吐出口65bから不活性ガスが吐出される。第2変形例において、不活性ガスは、窒素ガスである。
図17(b)に示すように、第2変形例において、流体供給部600は、ノズル6bと、第1薬液供給部610bと、第2薬液供給部620bと、第3薬液供給部630bと、純水供給部640bと、ガス供給部650bとを含む。
第1薬液供給部610bは、硫酸をノズル6bへ供給する。第1薬液供給部610bからノズル6bへ供給された硫酸は、図17(a)を参照して説明した第1吐出口61bから吐出される。
具体的には、第1薬液供給部610bは、第1薬液供給配管612bと、第1薬液開閉バルブ614bと、ヒータ616bとを有する。第1薬液供給配管612bの一部は、図2を参照して説明したチャンバー201内に収容される。第1薬液開閉バルブ614b、及びヒータ616bは、図1を参照して説明した流体ボックス10Bに収容される。
第1薬液供給配管612bは、ノズル6bに硫酸を供給する。具体的には、第1薬液供給配管612bは、管状の部材であり、硫酸をノズル6bまで流通させる。ヒータ616bは、第1薬液供給配管612bに介装される。ヒータ616bは、第1薬液供給配管612bを流通する硫酸を加熱する。
第1薬液開閉バルブ614bは、第1薬液供給配管612bに介装される。第1薬液開閉バルブ614bは、開状態と閉状態との間で切り替え可能である。制御装置101(制御部102)は、第1薬液開閉バルブ614bの開閉動作を制御する。第1薬液開閉バルブ614bのアクチュエータは、例えば、空圧アクチュエータ、又は電動アクチュエータである。
第1薬液開閉バルブ614bを開状態にすると、硫酸がノズル6bに向かって第1薬液供給配管612bを流通する。この結果、ノズル6bから基板Wに向けて硫酸が吐出される。第1薬液開閉バルブ614bを閉状態にすると、第1薬液供給配管612bを介した硫酸の流通が停止する。したがって、ノズル6bから基板Wへの硫酸の供給が停止する。
第2薬液供給部620bは過酸化水素水をノズル6bへ供給する。第2薬液供給部620bからノズル6bへ供給された過酸化水素水は、図17(a)を参照して説明した第2吐出口62bから吐出される。
具体的には、第2薬液供給部620bは、第2薬液供給配管622bと、第2薬液開閉バルブ624bとを有する。第2薬液供給配管622bの一部は、図2を参照して説明したチャンバー201内に収容される。第2薬液開閉バルブ624bは、図1を参照して説明した流体ボックス10Bに収容される。
第2薬液供給配管622bは、ノズル6bに過酸化水素水を供給する。具体的には、第2薬液供給配管622bは、管状の部材であり、過酸化水素水をノズル6bまで流通させる。
第2薬液開閉バルブ624bは、第2薬液供給配管622bに介装される。第2薬液開閉バルブ624bは、開状態と閉状態との間で切り替え可能である。制御装置101(制御部102)は、第2薬液開閉バルブ624bの開閉動作を制御する。第2薬液開閉バルブ624bのアクチュエータは、例えば、空圧アクチュエータ、又は電動アクチュエータである。
第2薬液開閉バルブ624bを開状態にすると、過酸化水素水がノズル6bに向かって第2薬液供給配管622bを流通する。この結果、ノズル6bから基板Wに向けて過酸化水素水が吐出される。第2薬液開閉バルブ624bを閉状態にすると、第2薬液供給配管622bを介した硫酸の流通が停止する。したがって、ノズル6bから基板Wへの過酸化水素水の供給が停止する。
制御装置101(制御部102)は、基板WにSPMを供給する際に、第1薬液開閉バルブ614b及び第2薬液開閉バルブ624bを開状態にする。この結果、基板Wの上面において硫酸と過酸化水素水とが混合されて、基板Wの上面にSPMが供給される。
第3薬液供給部630bはアンモニア水をノズル6bへ供給する。第3薬液供給部630bからノズル6bへ供給されたアンモニア水は、図17(a)を参照して説明した第3吐出口63bから吐出される。
具体的には、第3薬液供給部630bは、第3薬液供給配管632bと、第3薬液開閉バルブ634bとを有する。第3薬液供給配管632bの一部は、図2を参照して説明したチャンバー201内に収容される。第3薬液開閉バルブ634bは、図1を参照して説明した流体ボックス10Bに収容される。
第3薬液供給配管632bは、ノズル6bにアンモニア水を供給する。第3薬液開閉バルブ634bは、第3薬液供給配管632bに介装される。第3薬液開閉バルブ634bは、開状態と閉状態との間で切り替え可能である。第3薬液開閉バルブ634bが開状態になると、アンモニア水が第3薬液供給配管632bを流通して、ノズル6bにアンモニア水が供給される。第3薬液開閉バルブ634bが閉状態になると、ノズル6bへのアンモニア水の供給が停止される。制御装置101(制御部102)は、第3薬液開閉バルブ634bの開閉動作を制御する。第3薬液供給部630bの構成は、第2薬液供給部620bと略同様であるため、その詳しい説明は割愛する。
純水供給部640bは、純水をノズル6bへ供給する。純水供給部640bからノズル6bへ供給された純水は、図17(a)を参照して説明した第4吐出口64bから吐出される。
具体的には、純水供給部640bは、純水供給配管642bと、純水開閉バルブ644bとを有する。純水供給配管642bの一部は、図2を参照して説明したチャンバー201内に収容される。純水開閉バルブ644bは、図1を参照して説明した流体ボックス10Bに収容される。
純水供給配管642bは、ノズル6bに純水を供給する。純水開閉バルブ644bは、純水供給配管642bに介装される。純水開閉バルブ644bは、開状態と閉状態との間で切り替え可能である。純水開閉バルブ644bが開状態になると、純水が純水供給配管642bを流通して、ノズル6bに純水が供給される。純水開閉バルブ644bが閉状態になると、ノズル6bへの純水の供給が停止される。制御装置101(制御部102)は、純水開閉バルブ644bの開閉動作を制御する。純水供給部640bの構成は、第2薬液供給部620bと略同様であるため、その詳しい説明は割愛する。
制御装置101(制御部102)は、基板WにSC1を供給する際に、第2薬液開閉バルブ624b、第3薬液開閉バルブ634b、及び純水開閉バルブ644bを開状態にする。この結果、基板Wの上面において、アンモニア水と、過酸化水素水と、純水とが混合されて、基板Wの上面にSC1が供給される。
また、第2変形例において、リンス液は純水である。制御装置101(制御部102)は、リンス処理の際に、純水開閉バルブ644bを開状態にする。
ガス供給部650bは、窒素ガスをノズル6bへ供給する。ガス供給部650bからノズル6bへ供給された窒素ガスは、図17(a)を参照して説明した第5吐出口65bから吐出される。
具体的には、ガス供給部650bは、ガス供給配管652bと、ガス開閉バルブ654bとを有する。ガス供給配管652bの一部は、図2を参照して説明したチャンバー201内に収容される。ガス開閉バルブ654bは、図1を参照して説明した流体ボックス10Bに収容される。
ガス供給配管652bは、ノズル6bに窒素ガスを供給する。ガス開閉バルブ654bは、ガス供給配管652bに介装される。ガス開閉バルブ654bは、開状態と閉状態との間で切り替え可能である。ガス開閉バルブ654bが開状態になると、窒素ガスがガス供給配管652bを流通して、ノズル6bに窒素ガスが供給される。ガス開閉バルブ654bが閉状態になると、ノズル6bへの窒素ガスの供給が停止される。制御装置101(制御部102)は、ガス開閉バルブ654bの開閉動作を制御する。ガス供給部650bの構成は、第2薬液供給部620bと略同様であるため、その詳しい説明は割愛する。
続いて、図18(a)及び図18(b)を参照して、本実施形態の基板処理装置100の第3変形例を説明する。第3変形例では、ノズル6から処理空間に向けて過熱水蒸気が供給される。
図18(a)は、本実施形態の基板処理装置100の第3変形例に含まれるノズル6を下から視た下面図である。図18(b)は、本実施形態の基板処理装置100の第3変形例に含まれる流体供給部600の構成を示す図である。以下、第3変形例のノズル6を、「ノズル6c」と記載する場合がある。
図18(a)に示すように、ノズル6cは、第1吐出口61c~第5吐出口65cと、吹出口8aとを有する。ノズル6cの第1吐出口61c~第5吐出口65cは、図17(a)に示すノズル6bの第1吐出口61b~第5吐出口65bに相当する。つまり、ノズル6cは、図17(a)を参照して説明したノズル6bと比べて、吹出口8aが追加されている。吹出口8aからは、過熱水蒸気が吹き出る。したがって、ノズル6cは、過熱水蒸気を吹き出す吹出部として機能する。このように、過熱水蒸気を吹き出す吹出部は、流体供給部600に含まれてもよい。
図18(b)に示すように、第3変形例では、ノズル6cに対し、過熱水蒸気供給部800から過熱水蒸気が供給される。過熱水蒸気供給部800からノズル6cへ供給された過熱水蒸気は、図18(a)を参照して説明した吹出口8aから吹き出る。
なお、図2を参照して説明した吹出部8は、省略されてもよいし、省略されなくてもよい。
以上、図面(図1~図18(b))を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。
図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、図1~図18(b)を参照して説明した実施形態において、スピンチャック3は、複数のチャック部材31を基板Wの周端面に接触させる挟持式のチャックであったが、基板Wを保持する方式は、基板Wを水平に保持できる限り、特に限定されない。例えば、スピンチャック3は、バキューム式のチャックであってもよいし、ベルヌーイ式のチャックであってもよい。
また、図1~図18(b)を参照して説明した実施形態では、基板Wへ過酸化水素水を供給する際(図8のステップS44)、制御装置101(制御部102)は、吹出部8から吹き出させる過熱水蒸気の流量を減少させたが、基板Wへ過酸化水素水を供給する際(図8のステップS44)、制御装置101(制御部102)は、吹出部8からの過熱水蒸気の吹き出しを停止させてもよい。なお、この場合、制御装置101(制御部102)は、リンス処理時(図8のステップS45)にかけて、処理空間への過熱水蒸気の供給停止を継続させる。
また、図1~図18(b)を参照して説明した実施形態では、基板加熱部5はヒータにより基板Wを加熱したが、基板加熱部5が基板Wの加熱に用いる部材は、基板Wを加熱できる部材である限り、特に限定されない。例えば、基板加熱部5は、レーザ照射又は光照射により基板Wを加熱してもよい。
また、図1~図18(b)を参照して説明した実施形態では、基板処理装置100に基板加熱部5が設けられたが、基板加熱部5は省略されてもよい。この場合、過熱水蒸気を用いて事前加熱を行ってもよい。
また、図1~図18(b)を参照して説明した実施形態では、パドル処理が行われたが、パドル処理は省略されてもよい。
また、基板処理装置100は、処理空間の内部の洗浄時に吹出部8から処理空間へ過熱水蒸気を供給させてもよい。この結果、処理空間の内部の洗浄後に、処理空間形成部70や、処理空間内に配置される部材を乾燥させ易くなる。
詳しくは、処理空間の内部の洗浄後、処理空間に窒素ガスのような不活性ガスを供給して、処理空間形成部70や、処理空間内に配置される部材を乾燥させる処理が行われる。しかしながら、処理空間の内部を洗浄する際には、大量の純水が使用される。そのため、洗浄後の処理空間の内部は乾燥し難い状態となる。これに対し、処理空間の内部の洗浄時に吹出部8から処理空間へ過熱水蒸気を供給することで、処理空間形成部70や、処理空間内に配置される部材の温度を昇温させることができる。その結果、処理空間の内部の洗浄後に、処理空間形成部70や、処理空間内に配置される部材を効率よく乾燥させることができる。
なお、処理空間の内部の洗浄は、例えば、基板処理部2が予め定められた枚数(例えば、24枚)の基板Wを処理する度に実行されてもよい。あるいは、処理空間の内部の洗浄は、予め定められた時間が経過する度に実行されてもよい。
本発明は、基板を処理する装置に有用であり、産業上の利用可能性を有する。
2 :基板処理部
3 :スピンチャック
4 :スピンモータ部
6 :ノズル
6a :ノズル
6b :ノズル
6c :ノズル
8 :吹出部
8a :吹出口
70 :処理空間形成部
71 :液受け部
72 :遮断部材
81 :第1吹出部
82 :第2吹出部
100 :基板処理装置
101 :制御装置
102 :制御部
103 :記憶部
201 :チャンバー
600 :流体供給部
800 :過熱水蒸気供給部
W :基板
3 :スピンチャック
4 :スピンモータ部
6 :ノズル
6a :ノズル
6b :ノズル
6c :ノズル
8 :吹出部
8a :吹出口
70 :処理空間形成部
71 :液受け部
72 :遮断部材
81 :第1吹出部
82 :第2吹出部
100 :基板処理装置
101 :制御装置
102 :制御部
103 :記憶部
201 :チャンバー
600 :流体供給部
800 :過熱水蒸気供給部
W :基板
Claims (16)
- 基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内で前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板と対向する対向部材を含み、前記基板の処理が行われる処理空間を形成する処理空間形成部と、
前記基板保持部が保持する前記基板を回転させる基板回転部と、
前記基板回転部により回転される前記基板に、硫酸と過酸化水素水とが混合された第1混合液を供給する処理液供給部と、
前記処理空間内に過熱水蒸気を吹き出す過熱水蒸気吹出部と
を備える、基板処理装置。 - 前記過熱水蒸気吹出部は、前記基板よりも上方に配置される第1過熱水蒸気吹出部を含む、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記第1過熱水蒸気吹出部は、前記対向部材に支持される、請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記第1過熱水蒸気吹出部は、前記処理液供給部に含まれる、請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記処理空間形成部は、前記基板回転部により回転される前記基板から排出される前記第1混合液を受け止める液受け部を更に含み、
前記過熱水蒸気吹出部は、前記液受け部に支持される第2過熱水蒸気吹出部を含む、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 前記第1混合液の供給と、前記過熱水蒸気の吹き出しとを制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記第1混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる、請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記制御部は、前記基板回転部による前記基板の回転を更に制御し、
前記制御部は、前記第1混合液の供給時に、前記基板の回転速度を制御して、前記基板の上面に前記第1混合液の液膜を形成させ、
前記制御部は、前記第1混合液の供給を停止させ、かつ、前記基板の回転速度を制御して、前記液膜が前記基板の上面に支持されたパドル状態を形成し、
前記制御部は、前記パドル状態の形成時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる、請求項6に記載の基板処理装置。 - 前記処理液供給部は、前記第1混合液と過酸化水素水とを排他的に前記基板に供給し、
前記制御部は、前記過酸化水素水の供給を更に制御し、
前記制御部は、前記過酸化水素水の供給時に、前記過熱水蒸気の吹き出しを停止させる、請求項6又は請求項7に記載の基板処理装置。 - 前記処理液供給部は、前記第1混合液と過酸化水素水とを排他的に前記基板に供給し、
前記制御部は、前記過酸化水素水の供給を更に制御し、
前記制御部は、前記第1混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を第1流量で吹き出させ、
前記制御部は、前記過酸化水素水の供給時に、前記過熱水蒸気を、前記第1流量より小さい第2流量で吹き出させる、請求項6又は請求項7に記載の基板処理装置。 - 前記処理液供給部は、アンモニア水と、過酸化水素水と、純水とが混合された第2混合液と、前記第1混合液とを排他的に前記基板に供給し、
前記制御部は、前記第2混合液の供給を更に制御し、
前記制御部は、前記第2混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる、請求項6又は請求項7に記載の基板処理装置。 - 基板保持部により、チャンバー内で基板を保持する工程と、
前記基板保持部に保持された前記基板と対向する対向部材を含む処理空間形成部により、前記基板の処理が行われる処理空間を形成する工程と、
前記処理空間に過熱水蒸気を吹き出す工程と
を含む、基板処理方法。 - 前記基板保持部が保持する前記基板を回転させる工程と、
回転中の前記基板に、硫酸と過酸化水素水とが混合された第1混合液を供給する工程と
を更に含み、
前記第1混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる、請求項11に記載の基板処理方法。 - 前記第1混合液の供給時に、前記基板の回転速度を制御して、前記基板の上面に前記第1混合液の液膜を形成させる工程と、
前記第1混合液の供給を停止させ、かつ、前記基板の回転速度を制御して、前記液膜が前記基板の上面に支持されたパドル状態を形成する工程と
を更に含み、
前記パドル状態の形成時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる、請求項12に記載の基板処理方法。 - 回転中の前記基板に過酸化水素水を供給する工程を更に含み、
前記過酸化水素水の供給時に、前記過熱水蒸気の吹き出しを停止させる、請求項12又は請求項13に記載の基板処理方法。 - 回転中の前記基板に過酸化水素水を供給する工程を更に含み、
前記第1混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を第1流量で吹き出させ、
前記過酸化水素水の供給時に、前記過熱水蒸気を、前記第1流量より小さい第2流量で吹き出させる、請求項12又は請求項13に記載の基板処理方法。 - 前記基板保持部が保持する前記基板を回転させる工程と、
回転中の前記基板に、アンモニア水と、過酸化水素水と、純水とが混合された第2混合液を供給する工程と
を更に含み、
前記第2混合液の供給時に、前記過熱水蒸気を吹き出させる、請求項11から請求項13のいずれか1項に記載の基板処理方法。
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