JP3836040B2 - High pressure substrate processing equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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、光ディスク用基板などの各種基板(以下、単に「基板」という)に現像液を供給して現像処理を行った後、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体とし、この処理流体を該基板に供給して高圧乾燥させる高圧基板処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの微細化が近年急速に進められているが、この微細化に伴って基板処理において新たな問題が生じることとなった。例えば、基板上に塗布されたレジストをパターニングして微細パターンを形成する場合、現像処理、リンス処理および乾燥処理をこの順序で行う。ここで、基板に塗布されたレジストを現像するアルカリ現像処理では、不要なレジストを除去するためにアルカリ性水溶液が使用され、リンス処理ではそのアルカリ性水溶液を除去するために(現像を停止するために)純水などのリンス液が使用され、乾燥処理では基板を回転させることにより基板上に残っているリンス液に遠心力を作用させて基板からリンス液を除去し、乾燥させる(スピン乾燥)。このうち乾燥において、乾燥の進展とともにリンス液と気体との界面が基板上に現れ、半導体デバイスの微細パターンの間隙にこの界面が現れると、微細パターン同士がリンス液の表面張力により互いに引き寄せられて倒壊する問題があった。
【0003】
加えて、この微細パターンの倒壊には、リンス液を振り切る際の流体抵抗や、リンス液が微細パターンから排出される時に生じる印圧や、3000rpm超の高速回転による空気抵抗や遠心力も関与していると考えられている。
【0004】
この問題の解決のために、基板を圧力容器内で保持し、低粘性、高拡散性でかつ表面張力がない性質を持つ超臨界流体(以下、「SCF」という)を該圧力容器に導入して基板を超臨界乾燥する超臨界乾燥処理が従来より提案されている。その従来技術として、例えば特開2000−223467号公報に記載された超臨界乾燥装置がある。この超臨界乾燥装置は、現像処理およびリンス処理が施された基板を反応室内で保持可能となっており、基板を保持した状態でポンプユニットを作動させて一定量の液化二酸化炭素をボンベから反応室に圧送するとともに、反応室内の二酸化炭素の圧力を圧力制御バブルで自動制御することにより、反応室内の二酸化炭素の圧力を7.38〜8MPaにし、反応室内の二酸化炭素を超臨界流体としている。その後、超臨界二酸化炭素を反応室から放出することにより反応室内を減圧して、基板を乾燥している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した超臨界乾燥装置は乾燥処理のみを行う装置であり、現像処理およびリンス処理は該乾燥装置とは異なる別の現像装置で実行される。したがって、従来では現像処理から乾燥処理までの一連の基板処理を基板に対して施すためには、現像装置において現像処理およびリンス処理を行った後、リンス液で濡らした状態の基板を超臨界乾燥装置まで搬送する必要がある。というのも、現像装置から超臨界乾燥装置に搬送している間に該基板が自然乾燥してしまうと、微細パターン同士がリンス液の表面張力により互いに引き寄せられて倒壊してしまい、超臨界乾燥を行う意味がなくなってしまうからである。
【0006】
しかしながら、このように基板を濡らした状態で基板を現像装置から超臨界乾燥装置に搬送する場合、その基板搬送中に基板に液盛りされているリンス液が垂れたり、飛散したりして基板の搬送経路に沿って設けられている装置を汚染してしまうという問題がある。また、基板搬送中に基板に液盛りされているリンス液中に対し、大気中のパーティクルが混入したり、ガス成分が溶解してリンス液が汚染されてしまうという問題も発生する。
【0007】
このような問題を解消するために、リンス液の垂れや飛散を防止し、またリンス液が大気と触れないようにするための特別の構成、例えば基板を搬送する搬送機構に基板を収納する囲い部材を設けることなどが考えられる。しかしながら、このような構成を追加することは装置の複雑化および大型化を招くのみならず、装置コストを増大させる主要因のひとつとなってしまう。
【0008】
また、現像装置および超臨界乾燥装置がそれぞれ別のモジュールとなっており、しかも両装置の間で基板を搬送するための搬送装置が必要となるため、現像処理から乾燥処理までを実行する基板処理装置の大型化および高コスト化を招くという問題もあった。また、現像装置から超臨界乾燥装置への基板搬送がスループットの低下要因のひとつとなっていた。
【0009】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、小型で、しかも現像処理から乾燥処理までの一連の基板処理を優れたスループットでかつ低コストで行うことができる高圧基板処理装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するため、処理チャンバーおよび該処理チャンバーに通じる開口部を有し、該開口部を介して基板搬送ロボットのハンドが処理チャンバーに対してアクセスして基板を処理チャンバーに搬送可能となっている圧力容器と、開口部を開閉するゲート部と、圧力容器の外部で、しかも基板搬送ロボットによる基板の搬送経路に沿って配置され、搬送経路上を処理チャンバーに向けて搬送される基板に対して現像液を供給する現像液供給手段と、開口部が閉じた状態で、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として処理チャンバーに導入して処理チャンバー内に搬送された基板を高圧乾燥させる処理流体導入手段とを備えている。
【0011】
このように構成された発明では、基板搬送ロボットによって処理チャンバーに向けて搬送される基板に対して現像液供給手段が現像液を供給するとともに、こうして現像処理が開始された基板が現像処理を受けた状態のまま処理チャンバーに搬送される。そして、処理チャンバーに対して処理流体導入手段が処理流体を導入して現像処理された基板を高圧乾燥させる。このように、基板搬送ロボットによる処理チャンバーへの基板搬送と並行して現像処理が開始されるとともに、処理チャンバーへの基板搬送後に高圧乾燥が行われる。したがって、従来技術で必須となっていた現像処理を行うための専用の装置、つまり現像装置が不要となり、また現像装置と乾燥装置との間で基板を液盛り状態で搬送する搬送装置も不要となる。しかも、基板を現像液で濡らしてから処理チャンバー内に静置される迄の時間が極小となる為、基板搬送途上での汚染や自然乾燥を最大限に抑制できる。
【0012】
ここで、現像液を基板に供給するために、スリットノズルやスプレイノズルを搬送経路に沿って設け、その搬送経路上を処理チャンバーに向けて搬送される基板に向けて現像液を吐出供給するようにしてもよく、現像対象物(基板表面に形成された被現像膜)の種類などに応じてノズル構成を使い分けるのが望ましい。また、互いに異なる複数種類の現像液を予め準備しておき、現像対象物の種類などに対応して基板に応じて供給すべき現像液を選択するようにしてもよく、これによって基板に適した現像処理を行うことができる。
【0013】
また、基板に向けて現像液を供給した際に余剰の現像液が発生することがあるが、これら余剰の現像液を回収部によって回収して再利用に供するのが現像液の利用効率を高めてランニングコストを低減させる上で望ましい。
【0014】
また、リンス液導入手段をさらに設け、処理チャンバーにリンス液を導入して基板に付着している現像液をリンス液に置換するように構成してもよく、処理チャンバーにリンス液を供給するタイミングを制御することによって現像時間を正確に制御することが可能となる。
【0015】
また、リンス液としては単一のものを用いてもよいし、互いに異なる複数種類のものを用いてもよいが、後者の場合、現像液供給手段により供給された現像液の種類に応じて処理チャンバーに導入すべきリンス液を選択して基板に付着している現像液をその選択されたリンス液に置換するのが好適である。というのも、こうすることで現像処理のために用いられた現像液に対して最も適切なリンス液でリンス処理を行うことができるためである。また、後の高圧乾燥時に用いられる高圧流体との親和性を考慮し、さらに別のリンス液で置換してもよい。
【0016】
さらに、基板搬送ロボットのハンドにより基板を搬送している最中に現像液を該基板に供給した場合、ハンドに現像液が付着して汚染されてしまうことがあるが、この場合、圧力容器の外部で、しかも基板搬送ロボットによる基板の搬送経路に沿ってハンド洗浄手段を設けることで汚染を解消することができる。すなわち、汚染されたハンドが搬送経路上を処理チャンバーから離れる方向に移動する際、ハンド洗浄手段がハンドに向けてリンス液を供給してハンドをリンス洗浄する。こうすることでハンドに付着した現像液が基板を汚染するという不都合が解消される。
【0017】
ところで、本発明において用いられる高圧流体としては、安全性、価格、超臨界状態にするのが容易、といった点で、二酸化炭素が好ましい。二酸化炭素以外には、水、アンモニア、亜酸化窒素、エタノール等も使用可能である。高圧流体を用いるのは、拡散係数が高く、溶解した汚染物質を媒体中に分散することができるためであり、より高圧にして超臨界流体にした場合には、気体と液体の中間の性質を有するようになって微細なパターン部分にもより一層浸透することができ、しかも表面張力が発生しないようになるためである。また、高圧流体の密度は、液体に近く、気体に比べて遥かに大量の添加剤(薬剤)を含むことができる。
【0018】
また、本発明における高圧流体とは、1MPa以上の圧力の流体である。好ましく用いることのできる高圧流体は、高密度、高溶解性、低粘度、高拡散性の性質が認められる流体であり、さらに好ましいものは超臨界状態または亜臨界状態の流体である。二酸化炭素を超臨界流体とするには31゜C、7.1MPa以上とすればよく、特に乾燥工程には、5〜30MPaの亜臨界(高圧流体)または超臨界流体を用いることが好ましく、7.1〜20MPaでこれらの処理を行うことがより好ましい。
【0019】
また、上記のように高圧流体のみを処理流体として用いる以外に、リンス液成分が高圧流体に非相溶である場合には、このリンス液成分を二酸化炭素に溶解もしくは均一分散させる助剤となり得る相溶化剤を薬剤として用いる、つまり超臨界二酸化炭素と薬剤との混合物を処理流体として用いることが好ましい。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る高圧基板処理装置の一実施形態の全体構成を示す図であり、図2は、図1の高圧基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。この高圧基板処理装置は、基板Wを圧力容器1の内部、つまり処理チャンバー11で回転自在に保持する。より具体的には、図1に示すように、圧力容器1では、その内部が処理チャンバー11となっているとともに、その側面部に基板Wを処理チャンバー11に対して搬入出させるための開口部12が設けられている。
【0021】
また、圧力容器1の近傍には、開口部12を開閉するゲート部2が配置されている。このゲート部2にはゲート駆動部21が連結されており、装置全体を制御する制御部3からの動作指令に応じてゲート駆動部21が作動することでゲート部2が昇降移動される。例えば、ゲート部2を下降させると、開口部12が閉じられて処理チャンバー11内が気密状態となる。一方、ゲート駆動部21によりゲート部2を上昇させると、図1に示すように開口部12が開放状態となり、基板搬送ロボット4のハンド41が図1中の1点鎖線で示す搬送経路42に沿って移動して処理チャンバー11に対してアクセス可能となる。そして、基板Wを保持したハンド41が処理チャンバー11に移動して処理チャンバー11内に位置するスピンチャック51に載置する(基板Wの搬入)。また、逆にハンド41がスピンチャック51上の基板Wを受け取った後、搬送経路42に沿って圧力容器1から後退することで基板Wが圧力容器1から搬出される。
【0022】
このスピンチャック51は処理チャンバー11内に配置されており、その上面に設けられた吸着口(図示省略)により基板Wの下面中央部を吸着保持可能となっている。また、スピンチャック51には、モータ53によって回転される回転軸52が連結されており、制御部3からの動作指令を受けたモータ53が回転駆動されるのに応じてスピンチャック51およびそれによって保持されている基板Wが一体的に処理チャンバー11内で回転する。なお、スピンチャック41の基板Wの保持は吸着に限られるものではなく、メカ的に保持する構成でもよい。
【0023】
また、この圧力容器1では、図1に示すように、処理チャンバー11に連通する2つの貫通孔13,14が設けられている。これらの貫通孔のうち天井側に設けられた貫通孔13の処理チャンバー11側の端部はスピンチャック51に保持された基板Wの上面中央部を臨むように設けられるとともに、その他端部はバルブV1,V2を介してリンス液供給部61およびSCF供給部71にそれぞれ接続されている。このため、制御部3からの開閉指令に基づきバルブV1を開くとともにバルブV2を閉じることで、基板Wの上面全体にリンス液として純水DIWを吐出させ、基板Wに対するリンス処理を実行可能となっている。逆に、制御部3からの開閉指令に基づきバルブV1を閉じるとともにバルブV2を開くことでSCF供給部71から超臨界二酸化炭素が処理流体として処理チャンバー11に供給されて超臨界乾燥を実行可能となっている。
【0024】
なお、この実施形態では、リンス液として純水DIWを使用するが、リンス液の種類はこれに限定されるものではない。また、処理流体として超臨界二酸化炭素のSCFを使用するが、超臨界二酸化炭素と薬剤との混合物を処理流体として処理チャンバー11に導入するようにしてもよく、乾燥処理に適した薬剤としてはリンス液成分をSCFに溶解もしくは均一分散させる助剤となり得る相溶化剤を用いることが好ましく、リンス液成分をSCFと相溶化させることができれば特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類や、いわゆる界面活性剤であるジメチルスルホキシド等のアルキルスルホキシドが好ましいものとして挙げられる。
【0025】
このように本実施形態では、リンス液供給部61とバルブV1とにより本発明の「リンス液導入手段」が構成されるとともに、SCF供給部71とバルブV2とにより本発明の「処理流体導入手段」が構成されている。なお、貫通孔13,14は複数個設けてもよい。
【0026】
残りの貫通孔14はバルブV3,V4を介して排液回収部81およびSCF回収部82にそれぞれ接続されており、上記のようにして処理チャンバー11内に導入されるリンス液やSCF、ならびにリンス処理や超臨界乾燥処理に伴って発生する汚染物質などを圧力容器1の外に排出回収可能となっている。
【0027】
さらに、このように構成された圧力容器1の外部には、ゲート部2を挟んで現像液供給部9およびハンド洗浄部10が搬送経路42に沿って直列に配置されている。より詳しく説明すると、現像液供給部9では、圧力容器1の開口部12に隣接して上下一対のハウジングが配置されて、その内部に現像液供給空間が形成されている。また、ハウジング対の両側には基板Wおよびハンド41を通過させるための開口部がそれぞれ設けられており、この現像液供給空間を搬送経路42に沿ってハンド41および基板Wが往復移動可能となっている。そして、現像液供給空間において、搬送経路42の直上位置にスリットノズル91が配置されるとともに、搬送経路42に向けて上側ハウジングにスプレイノズル92が取り付けられている。
【0028】
このスリットノズル91には、バルブV5を介して第1現像液供給部93が接続されており、制御部3からの開閉指令に基づきバルブV5を開くと、第1現像液供給部93からスリットノズル91に向けてアルカリ現像液が現像液として圧送され、現像液供給空間を移動している基板Wの上面にアルカリ現像液が供給されて基板Wに対する現像処理を実行可能となっている。
【0029】
一方、スプレイノズル92には、バルブV6を介して第2現像液供給部94が接続されており、制御部3からの開閉指令に基づきバルブV6を開くと、第2現像液供給部94からスプレイノズル92に向けて現像液として酢酸ブチルなどの有機現像液が圧送され、現像液供給空間を移動している基板Wの上面に有機現像液がスプレイ状に供給されて基板Wに対する現像処理を実行可能となっている。
【0030】
そして、搬送経路42に沿って搬送されてくる基板Wの種類、より具体的には基板に形成されているレジスト膜の膜材料に応じて制御部3がバルブV5,V6のいずれか一方のみを開くことで膜材料に適した現像液により現像処理を行うことが可能となっている。
【0031】
また、下ハウジング95は図1に示すように漏斗状断面を有しており、上記のようにしてスリットノズル91またはスプレイノズル92から吐出された現像液のうち余剰の現像液を回収可能となっており、本発明の「回収部」として機能している。そして、こうして回収された現像液は回収タンクに送られて廃棄されたり、必要に応じて再利用に供される。
【0032】
このように構成された現像液供給部9に隣接して設けられたハンド洗浄部10では、搬送経路42を挟んで直上位置にノズル101が配置されるとともに、下方位置に漏斗状断面を有する下側ハウジング102が配置されている。このノズル101には、バルブV7を介して洗浄液供給部103が接続されており、制御部3からの開閉指令に基づきバルブV7を開くと、洗浄液供給部103からノズル101に向けて純水DIWがリンス液として圧送され、下側ハウジング102上を移動しているハンド41にリンス液が供給されてハンド41に対するリンス洗浄処理を実行可能となっている。
【0033】
次に、上記のように構成された高圧基板処理装置の動作について図3および図4を参照しつつ説明する。
【0034】
図3および図4は、図1の高圧基板処理装置の動作を示す図である。この高圧基板処理装置では、装置全体を制御する制御部3のメモリ(図示省略)に予め記憶されているプログラムにしたがって制御部3が基板搬送ロボット4の動作に連係して装置各部を制御することによって、露光処理を受けた基板Wに対して現像処理、リンス処理および高圧乾燥処理である超臨界乾燥処理をこの順序で行う。その動作は以下のとおりである。
【0035】
この高圧基板処理装置の初期状態では、ゲート部2が閉じられるとともに、各バルブV1〜V7は全て閉じられている。そして、基板Wをハンド41に保持する基板搬送ロボット4が高圧基板処理装置の手前まで移動してくると、ゲート駆動部21が作動してゲート部2を上昇させ、これによって開口部12が開放状態となる。そして、図3に示すように、基板搬送ロボット4はそのハンド41を搬送経路42に沿って処理チャンバー11に向けて移動させてハンド41上の基板Wを処理チャンバー11内に位置するスピンチャック51に載置する(基板Wの搬入)。
【0036】
また、この基板Wの搬入動作と並行して現像処理を開始する。すなわち、搬入動作においては、ハンド41に保持された基板Wはハンド41とともにハンド洗浄部10および現像液供給部9をこの順序で通過することになるが、基板Wが現像液供給部9に移動してきた際に、その基板Wの現像対象物(露光されたレジスト膜)の種類に応じてバルブV5,V6のいずれか一方を選択的に開いて現像処理を開始する。そして、基板Wが現像液供給空間を完全に通過するまで現像液の供給を継続し、基板Wの上面全体に現像液を塗布している。なお、同図では、バルブV5を開いて選択的にスリットノズル91からアルカリ現像液を吐出させて基板Wに対するアルカリ現像処理を実行しているが、もちろん有機現像液により現像処理を行う場合には、バルブV6を開いてスプレイノズル92から基板Wに向けて酢酸ブチルなどの有機現像液をスプレイ状に供給して基板Wに対する現像処理を実行すればよい。
【0037】
こうして現像液が塗布された基板Wが処理チャンバー11に搬送されてスピンチャック51にセットされると、基板搬送ロボット4は空となったハンド41を搬送経路42に沿って搬入時とは逆向きに移動させてロボット本体(図示省略)まで戻し、次の基板搬送指令があるまで待機する。この実施形態では、上記のようにしてハンド41を戻す際に、ハンド洗浄部10によってハンド41のリンス洗浄を行う。より具体的には、図4に示すように、ハンド41がハンド洗浄部10を搬送経路42に沿ってロボット本体側(同図右側)に移動している間、バルブV7を開いて純水DIWをリンス液としてノズル101からハンド41に向けて供給してハンド41に対するリンス洗浄処理を実行する。したがって、現像処理を行った際にハンド41に付着した現像液が洗浄除去されて、その後に基板を保持する際にも清浄な状態で基板を保持することができ、基板の汚染を確実に防止することができる。なお、必要に応じてリンス洗浄されたハンド41を乾燥させる乾燥部をさらに追加するようにしてもよい。
【0038】
一方、ハンド41が処理チャンバー11から後退移動すると、ゲート駆動部21が作動してゲート部2を下降させ、これによって開口部12が閉じられて処理チャンバー11が気密状態となる。そして、上記のようにして現像処理が開始された後、所定の現像時間が経過すると、モータ53を作動させて基板Wをスピンチャック51とともに回転させる。また、バルブV1を開いてリンス液供給部61から圧送されるリンス液を処理チャンバー11に導入して基板Wに対するリンス処理を開始するとともに、バルブV3を開いて処理チャンバー11からの排液を開始する。これによって基板Wに付着する現像液がリンス液に置換されて現像処理が停止される。したがって、制御部3によってリンス液を供給するタイミングを制御することで現像時間を正確に制御することができるようになっている。
【0039】
リンス処理が完了すると、バルブV1,V3を閉じて処理チャンバー11へのリンス液の導入および処理チャンバー11からの排液回収を停止する一方、バルブV2,V4を開いて処理チャンバー11へのSCF導入およびSCF回収を実行して超臨界乾燥処理を実行する。ここでは、バルブV4は調圧弁となっており、バルブV4によって処理チャンバー11内圧力が所定値に保たれる。SCF供給部71からSCFを処理チャンバー11に供給しながら、バルブV4を介してSCF回収部82に回収して処理チャンバー11内の圧力および温度を所定値に維持した後、バルブV2,V4を閉じてSCFの導入を停止するとともに、処理チャンバー11からSCFをSCF回収部82に回収することにより処理チャンバー11内を減圧して基板Wを乾燥させているが、当初バルブV4を閉じてSCFを処理チャンバー11に封じ込めた後、上記のようにバルブV2,V4を閉じてSCFの導入を停止するとともに、バルブV4を開いて処理チャンバー11内のSCFをSCF回収部82に回収して超臨界乾燥を行うようにしてもよい。
【0040】
こうして現像処理から乾燥処理までの一連の処理が完了すると、スピンチャック51の回転を停止すると共に大気圧まで減圧した後、バルブV4を閉じるとともに、ゲート部2を上昇させて基板Wの搬出が可能な状態にして基板搬送ロボット4に対して基板の搬送指令を与える。すると、この搬送指令を受けた基板搬送ロボット4がスピンチャック51から基板Wを受取り、この高圧基板処理装置から搬出して次の工程に搬送する。そして、次の現像処理前基板Wが基板搬送ロボット4により搬送されてくるたびに、上記した一連の動作を実行して各基板Wに対して現像処理、リンス処理および乾燥処理を施す。
【0041】
以上のように、この実施形態にかかる高圧基板処理装置によれば、単に処理チャンバー11にSCFを導入して超臨界乾燥を行うのみならず、基板搬送ロボット4による処理チャンバー11への基板搬送と並行して現像処理が実行可能となっており、同一装置内で現像処理から超臨界乾燥処理までの一連の処理を実行可能となっている。したがって、従来技術では必須となっていた現像処理を行うための専用の装置(現像装置)が不要となり、また現像装置と乾燥装置との間で基板を液盛り状態で搬送する搬送装置も不要となり、装置コストを大幅に低減することができるとともに、現像処理から超臨界乾燥処理までの一連の処理を実行する装置を小型化することができる。
【0042】
また、上記装置では処理チャンバー11に搬入される直前に現像液が基板Wに供給されており、しかもリンス処理と超臨界乾燥処理との間での基板搬送工程は不要となっているため、従来より問題となっていた液盛り搬送に伴う液垂れや搬送装置の複雑化などの問題を大幅に抑制することができることはもちろんのこと、スループットの面でも大幅に向上されている。
【0043】
また、従来の現像装置では、同一チャンバー内で現像処理とリンス処理とを実施するためにチャンバー内で現像液とリンス液が混ざり合ってしまい現像液の回収・再利用は困難であったのに対し、この実施形態では現像液供給部9内で現像液の供給のみを行うとともに、下ハウジング95によって余剰の現像液を回収するように構成しているので、現像液の再利用を効率的に行うことができ、ランニングコストの低減を図ることができる。
【0044】
また、従来の現像装置ではリンス処理を実行する際に処理液が装置周辺に飛散するのを防止するために基板周辺を取り囲むようにスプラッシュガードを設けていたが、本実施形態によればリンス処理は密閉された処理チャンバー11内で行われるため、処理チャンバー11がスプラッシュガードとしても機能しており、効率的な構成となっている。
【0045】
また、この高圧基板処理装置は同一装置内で現像処理から超臨界乾燥処理までの一連の処理を実行可能となっているため、半導体製造工場や液晶製造工場などにおいて複数のモジュールを配列する際にも、工場レイアウトや既設装置などに対して柔軟に、かつ合理的に配置することが可能となる。
【0046】
さらに、上記実施形態では、スリットノズル91やスプレイノズル92を搬送経路42に沿って設け、その搬送経路42上を処理チャンバー11に向けて搬送される基板Wに向けて現像液を選択的に吐出供給するように構成しているので、現像対象物の種類(基板表面に形成されたレジスト膜の材料)などに応じて現像液の供給方法や種類を選択することができ、基板Wに適した現像処理を行うことができる。
【0047】
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2種類の現像液を選択的に使用するのに対してリンス液については単一のものを使用しているが、例えば図5に示すように予め2種類のリンス液を用意しておき、基板Wに供給する現像液に対応してリンス液を選択的に使用するようにしてもよい。すなわち、図5に示す高圧基板処理装置では、アルカリ現像液に対応してバルブV1aを選択的に開くことでリンス液供給部61aから純水DIWをリンス液として基板Wに供給する一方、有機現像液に対応してバルブV1bを選択的に開くことでリンス液供給部61bからイソプロピルアルコール(IPA)をリンス液として基板Wに供給するように構成してもよい。
【0048】
また、図5に示す高圧基板処理装置において、リンス液供給部61aから純水DIWをリンス液として基板Wに供給する工程が終了した後に、例えば有機溶剤をはじめとする不活性及び低蒸気圧で超臨界二酸化炭素に親和性に優れた溶剤、例えばフロロカーボン系の薬液を供給することで基板W上の純水DIWを置換するように構成してもよい。こうすることでSCFに相溶化剤を用いる必要がなくなる。
【0049】
また、上記実施形態では、リンス液供給部61、61a、61bから処理チャンバー11にリンス液を供給してリンス処理を行うように構成しているが、SCF単体あるいはSCFに薬剤を混合させてなる処理流体がリンス機能を有する場合にはリンス液供給部61を設けることなく、本発明の「処理流体導入手段」が超臨界乾燥機能のみならずリンス機能を担うように構成することも可能となる。
【0050】
また、上記実施形態では、圧力容器1に対して現像液供給部9およびハンド洗浄部10が搬送経路42に沿って配置されているが、現像液供給部9およびハンド洗浄部10の配列順序を入れ替えてもよいことはいうまでもない。
【0051】
さらに、上記実施形態では、リンス処理を開始するとともにスピンチャック51を回転開始しているが、リンス液の導入途中から、またはSCF導入工程の途中から回転を開始するように構成してもよい。リンス処理工程中のみ、またはSCF導入工程中のみ回転するように構成してもよい。
【0052】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、同一装置内で、基板搬送ロボットによって基板を処理チャンバーに向けて搬送するのと並行して該基板に現像液を供給して現像処理を開始するとともに、その基板が処理チャンバーに搬送された後、処理チャンバーに対して処理流体を導入して処理チャンバー内の基板が高圧乾燥される。したがって、従来技術で必須となっていた現像処理を行うための専用の装置、つまり現像装置が不要となり、また現像装置と乾燥装置との間で基板を液盛り状態で搬送する搬送装置も不要となる。その結果、本発明にかかる装置を小型化することができ、しかも装置コストを大幅に低減させることができる。また、現像装置から乾燥装置への基板搬送が不要となるので、現像装置と乾燥装置との間で基板を搬送していた従来技術に比べてスループットを大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高圧基板処理装置の一実施形態の全体構成を示す図である。
【図2】図1の高圧基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図3】図1の高圧基板処理装置の動作を示す図である。
【図4】図1の高圧基板処理装置の動作を示す図である。
【図5】本発明に係る高圧基板処理装置の他の実施形態の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
1…圧力容器
2…ゲート部
3…制御部
4…基板搬送ロボット
9…現像液供給部
10…ハンド洗浄部
11…処理チャンバー
12…開口部
41…(基板搬送ロボットの)ハンド
42…搬送経路
61,61a,61b…リンス液供給部(リンス液導入手段)
71…SCF供給部(処理流体導入手段)
91…スリットノズル
92…スプレイノズル
95…下ハウジング(回収部)
V1a,V1b,V1…バルブ(リンス液導入手段)
V2…バルブ(処理流体導入手段)
W…基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention supplies a developing solution to various substrates (hereinafter simply referred to as “substrate”) such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, and a substrate for an optical disk, and develops it. The present invention relates to a high-pressure substrate processing apparatus in which a high-pressure fluid or a mixture of a high-pressure fluid and a chemical is used as a processing fluid, and the processing fluid is supplied to the substrate and dried at high pressure.
[0002]
[Prior art]
In recent years, miniaturization of semiconductor devices has been promoted rapidly, but with this miniaturization, new problems have arisen in substrate processing. For example, when a fine pattern is formed by patterning a resist applied on a substrate, development processing, rinsing processing, and drying processing are performed in this order. Here, in the alkaline development process for developing the resist applied to the substrate, an alkaline aqueous solution is used to remove unnecessary resist, and in the rinsing process, the alkaline aqueous solution is removed (to stop development). A rinsing liquid such as pure water is used, and in the drying process, the rinsing liquid is removed from the substrate by rotating the substrate to apply a centrifugal force to the rinsing liquid remaining on the substrate and drying (spin drying). Of these, in the drying process, the interface between the rinsing liquid and the gas appears on the substrate as the drying progresses, and when this interface appears in the gap between the fine patterns of the semiconductor device, the fine patterns are attracted to each other by the surface tension of the rinsing liquid. There was a problem to collapse.
[0003]
In addition, the collapse of the fine pattern involves fluid resistance when shaking off the rinse liquid, printing pressure generated when the rinse liquid is discharged from the fine pattern, and air resistance and centrifugal force due to high-speed rotation exceeding 3000 rpm. It is believed that
[0004]
In order to solve this problem, a supercritical fluid (hereinafter referred to as “SCF”) having a property of holding a substrate in a pressure vessel and having low viscosity, high diffusibility and no surface tension is introduced into the pressure vessel. Conventionally, a supercritical drying process for supercritical drying of a substrate has been proposed. As the prior art, there is a supercritical drying apparatus described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-223467. This supercritical drying device can hold a substrate that has been subjected to development processing and rinsing processing in a reaction chamber, and with the substrate held, a pump unit is operated to react a certain amount of liquefied carbon dioxide from a cylinder. The pressure of the carbon dioxide in the reaction chamber is automatically controlled with a pressure control bubble and the pressure of the carbon dioxide in the reaction chamber is set to 7.38 to 8 MPa, and the carbon dioxide in the reaction chamber is used as a supercritical fluid. . Thereafter, supercritical carbon dioxide is released from the reaction chamber to reduce the pressure in the reaction chamber and dry the substrate.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the supercritical drying apparatus described above is an apparatus that performs only a drying process, and the development process and the rinsing process are executed by a different developing apparatus different from the drying apparatus. Therefore, conventionally, in order to perform a series of substrate processing from development processing to drying processing on a substrate, after the development processing and rinsing processing in the developing device, the substrate wet with the rinsing liquid is supercritically dried. It must be transported to the device. This is because if the substrate is naturally dried while being transported from the developing device to the supercritical drying device, the fine patterns are attracted to each other by the surface tension of the rinsing liquid and collapsed, resulting in supercritical drying. This is because it makes no sense to do.
[0006]
However, when the substrate is transported from the developing device to the supercritical drying device with the substrate wet in this way, the rinse liquid accumulated on the substrate may drip or splash during the substrate transport. There is a problem that a device provided along the transport path is contaminated. Further, there arises a problem that particles in the atmosphere are mixed into the rinse liquid accumulated on the substrate during the conveyance of the substrate, or the rinse liquid is contaminated due to dissolution of gas components.
[0007]
In order to solve such problems, a special configuration for preventing the rinsing liquid from dripping or scattering and preventing the rinsing liquid from coming into contact with the atmosphere, for example, an enclosure for storing the substrate in a transport mechanism for transporting the substrate. It is conceivable to provide a member. However, the addition of such a configuration not only increases the complexity and size of the apparatus, but also becomes one of the main factors that increase the apparatus cost.
[0008]
In addition, since the developing device and the supercritical drying device are separate modules, and a transport device for transporting the substrate is required between the two devices, the substrate processing for performing from the development processing to the drying processing. There is also a problem that the apparatus is increased in size and cost. In addition, the conveyance of the substrate from the developing device to the supercritical drying device has been one of the factors that reduce the throughput.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a high-pressure substrate processing apparatus that is small in size and can perform a series of substrate processing from development processing to drying processing with excellent throughput and low cost. Objective.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has a processing chamber and an opening communicating with the processing chamber, and the hand of the substrate transfer robot accesses the processing chamber through the opening to bring the substrate into the processing chamber. A pressure vessel that can be transported, a gate part that opens and closes the opening, and a substrate outside the pressure vessel, along the substrate transport path by the substrate transport robot, and transports on the transport path toward the processing chamber A developer supply means for supplying a developer to the substrate to be processed, and a high pressure fluid or a mixture of a high pressure fluid and a chemical as a processing fluid introduced into the processing chamber and transported into the processing chamber with the opening closed. And a processing fluid introducing means for drying the formed substrate at a high pressure.
[0011]
In the invention configured as described above, the developer supply means supplies the developer to the substrate transported toward the processing chamber by the substrate transport robot, and the substrate on which the development processing has thus started is subjected to the development processing. Then, it is transferred to the processing chamber. Then, the processing fluid introduction means introduces the processing fluid into the processing chamber, and the developed substrate is dried at high pressure. In this way, development processing is started in parallel with the substrate transfer to the processing chamber by the substrate transfer robot, and high-pressure drying is performed after the substrate transfer to the processing chamber. This eliminates the need for a dedicated device for developing processing, which is essential in the prior art, that is, a developing device, and also eliminates the need for a transport device that transports the substrate in a liquid state between the developing device and the drying device. Become. In addition, since the time from when the substrate is wetted with the developing solution until it is left in the processing chamber is minimized, contamination and natural drying during substrate transportation can be suppressed to the maximum.
[0012]
Here, in order to supply the developer to the substrate, slit nozzles and spray nozzles are provided along the transport path, and the developer is discharged and supplied toward the substrate transported toward the processing chamber on the transport path. Alternatively, it is desirable to use different nozzle configurations according to the type of development object (film to be developed formed on the substrate surface). Also, a plurality of different types of developing solutions may be prepared in advance, and a developing solution to be supplied according to the substrate may be selected in accordance with the type of object to be developed. Development processing can be performed.
[0013]
Further, when the developer is supplied toward the substrate, surplus developer may be generated. However, recovering the surplus developer by the recovery unit and reusing it increases the utilization efficiency of the developer. This is desirable for reducing running costs.
[0014]
Further, a rinsing liquid introducing means may be further provided so that the rinsing liquid is introduced into the processing chamber and the developing solution adhering to the substrate is replaced with the rinsing liquid, and the timing of supplying the rinsing liquid to the processing chamber. By controlling this, it is possible to accurately control the development time.
[0015]
Further, a single rinsing solution may be used, or a plurality of different types may be used. In the latter case, processing is performed according to the type of the developer supplied by the developer supply means. It is preferable to select a rinsing solution to be introduced into the chamber and replace the developer adhering to the substrate with the selected rinsing solution. This is because the rinse treatment can be performed with the most appropriate rinse solution for the developer used for the development treatment. Further, considering the affinity with the high-pressure fluid used at the time of subsequent high-pressure drying, it may be replaced with another rinse solution.
[0016]
Furthermore, if the developer is supplied to the substrate while the substrate is being transported by the hand of the substrate transport robot, the developer may adhere to the hand and become contaminated. Contamination can be eliminated by providing hand cleaning means outside and along the substrate transfer path by the substrate transfer robot. That is, when the contaminated hand moves on the transport path in a direction away from the processing chamber, the hand cleaning means supplies a rinsing liquid toward the hand to rinse the hand. This eliminates the disadvantage that the developer adhering to the hand contaminates the substrate.
[0017]
By the way, as a high-pressure fluid used in the present invention, carbon dioxide is preferable from the viewpoints of safety, cost, and easy supercritical state. In addition to carbon dioxide, water, ammonia, nitrous oxide, ethanol and the like can also be used. The high pressure fluid is used because it has a high diffusion coefficient and can disperse dissolved pollutants in the medium. This is because the fine pattern portion can be further penetrated and the surface tension is not generated. Further, the density of the high-pressure fluid is close to that of a liquid and can contain a much larger amount of additives (drugs) than gas.
[0018]
The high-pressure fluid in the present invention is a fluid having a pressure of 1 MPa or more. The high-pressure fluid that can be preferably used is a fluid in which high-density, high-solubility, low-viscosity, and high-diffusibility properties are observed, and more preferable is a fluid in a supercritical state or a subcritical state. In order to use carbon dioxide as a supercritical fluid, the temperature may be set to 31 ° C. and 7.1 MPa or more, and in particular, a subcritical (high pressure fluid) or supercritical fluid of 5 to 30 MPa is preferably used in the drying process. More preferably, these treatments are performed at 1 to 20 MPa.
[0019]
In addition to using only the high-pressure fluid as the processing fluid as described above, when the rinse liquid component is incompatible with the high-pressure fluid, it can be an aid for dissolving or uniformly dispersing the rinse liquid component in carbon dioxide. It is preferable to use a compatibilizing agent as the drug, that is, use a mixture of supercritical carbon dioxide and the drug as the processing fluid.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment of a high-pressure substrate processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the high-pressure substrate processing apparatus of FIG. This high-pressure substrate processing apparatus holds a substrate W rotatably in the pressure vessel 1, that is, in a processing chamber 11. More specifically, as shown in FIG. 1, the pressure vessel 1 has a processing chamber 11 inside thereof, and an opening for allowing the substrate W to be carried into and out of the processing chamber 11 on the side surface thereof. 12 is provided.
[0021]
In addition, a gate portion 2 that opens and closes the opening 12 is disposed in the vicinity of the pressure vessel 1. A gate drive unit 21 is connected to the gate unit 2, and the gate unit 2 is moved up and down by operating the gate drive unit 21 in accordance with an operation command from the control unit 3 that controls the entire apparatus. For example, when the gate part 2 is lowered, the opening part 12 is closed and the inside of the processing chamber 11 becomes airtight. On the other hand, when the gate unit 2 is raised by the gate drive unit 21, the opening 12 is opened as shown in FIG. 1, and the hand 41 of the substrate transfer robot 4 moves to the transfer path 42 indicated by the one-dot chain line in FIG. The process chamber 11 can be accessed by moving along. Then, the hand 41 holding the substrate W moves to the processing chamber 11 and is placed on the spin chuck 51 located in the processing chamber 11 (carrying in the substrate W). Conversely, after the hand 41 receives the substrate W on the spin chuck 51, the substrate W is unloaded from the pressure vessel 1 by retreating from the pressure vessel 1 along the transfer path 42.
[0022]
The spin chuck 51 is disposed in the processing chamber 11, and the lower surface center portion of the substrate W can be sucked and held by a suction port (not shown) provided on the upper surface thereof. The spin chuck 51 is connected to a rotating shaft 52 that is rotated by a motor 53. The spin chuck 51 and the spin chuck 51 are driven in response to the rotation of the motor 53 that receives an operation command from the control unit 3. The held substrate W is integrally rotated in the processing chamber 11. In addition, holding | maintenance of the board | substrate W of the spin chuck 41 is not restricted to adsorption | suction, The structure hold | maintained mechanically may be sufficient.
[0023]
Further, in the pressure vessel 1, as shown in FIG. 1, two through holes 13 and 14 communicating with the processing chamber 11 are provided. Among these through holes, the end of the through hole 13 provided on the ceiling side on the processing chamber 11 side is provided so as to face the center of the upper surface of the substrate W held by the spin chuck 51, and the other end is a valve. They are connected to the rinsing liquid supply unit 61 and the SCF supply unit 71 via V1 and V2, respectively. Therefore, by opening the valve V1 and closing the valve V2 based on the opening / closing command from the control unit 3, the pure water DIW is discharged as the rinsing liquid over the entire upper surface of the substrate W, and the rinsing process for the substrate W can be executed. ing. On the contrary, by closing the valve V1 and opening the valve V2 based on the opening / closing command from the control unit 3, supercritical carbon dioxide is supplied from the SCF supply unit 71 to the processing chamber 11 as a processing fluid, and supercritical drying can be performed. It has become.
[0024]
In this embodiment, pure water DIW is used as the rinse liquid, but the type of the rinse liquid is not limited to this. Further, although SCF of supercritical carbon dioxide is used as a processing fluid, a mixture of supercritical carbon dioxide and a chemical may be introduced into the processing chamber 11 as a processing fluid. It is preferable to use a compatibilizing agent that can be an auxiliary for dissolving or uniformly dispersing the liquid component in SCF, and there is no particular limitation as long as the rinsing liquid component can be compatibilized with SCF, but alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, etc. An alkyl sulfoxide such as dimethyl sulfoxide, which is a so-called surfactant, is preferable.
[0025]
Thus, in the present embodiment, the “rinsing liquid introducing means” of the present invention is constituted by the rinsing liquid supply section 61 and the valve V1, and the “processing fluid introducing means of the present invention is constituted by the SCF supply section 71 and the valve V2. Is configured. A plurality of through holes 13 and 14 may be provided.
[0026]
The remaining through-holes 14 are connected to the drainage recovery part 81 and the SCF recovery part 82 via valves V3 and V4, respectively. The rinse liquid and SCF introduced into the processing chamber 11 as described above, and the rinse Contaminants and the like generated during the treatment and the supercritical drying treatment can be discharged and collected outside the pressure vessel 1.
[0027]
Further, the developer supply unit 9 and the hand cleaning unit 10 are arranged in series along the transport path 42 across the gate unit 2 outside the pressure vessel 1 configured in this way. More specifically, in the developer supply unit 9, a pair of upper and lower housings are disposed adjacent to the opening 12 of the pressure vessel 1, and a developer supply space is formed therein. Further, openings for passing the substrate W and the hand 41 are respectively provided on both sides of the housing pair, and the hand 41 and the substrate W can reciprocate along the transport path 42 in the developer supply space. ing. In the developer supply space, a slit nozzle 91 is disposed at a position immediately above the transport path 42, and a spray nozzle 92 is attached to the upper housing toward the transport path 42.
[0028]
A first developer supply unit 93 is connected to the slit nozzle 91 via a valve V5. When the valve V5 is opened based on an open / close command from the control unit 3, the first developer supply unit 93 opens the slit nozzle. The alkali developer is pumped as a developer toward the developer 91, and the alkali developer is supplied to the upper surface of the substrate W moving in the developer supply space, so that the development process on the substrate W can be executed.
[0029]
On the other hand, a second developer supply unit 94 is connected to the spray nozzle 92 via a valve V6. When the valve V6 is opened based on an open / close command from the control unit 3, the spray from the second developer supply unit 94 is made. An organic developer such as butyl acetate is pumped toward the nozzle 92 as a developer, and the organic developer is sprayed onto the upper surface of the substrate W moving in the developer supply space to execute development processing on the substrate W. It is possible.
[0030]
Then, the controller 3 controls only one of the valves V5 and V6 according to the type of the substrate W transported along the transport path 42, more specifically, the film material of the resist film formed on the substrate. By opening, development processing can be performed with a developer suitable for the film material.
[0031]
Further, the lower housing 95 has a funnel-shaped cross section as shown in FIG. 1, and it is possible to collect surplus developer from the developer discharged from the slit nozzle 91 or the spray nozzle 92 as described above. And functions as the “recovery unit” of the present invention. The developer collected in this manner is sent to a collection tank and discarded, or reused as necessary.
[0032]
In the hand cleaning unit 10 provided adjacent to the developer supply unit 9 configured as described above, the nozzle 101 is disposed at a position immediately above the conveyance path 42 and a bottom having a funnel-shaped cross section at a lower position. A side housing 102 is arranged. A cleaning liquid supply unit 103 is connected to the nozzle 101 via a valve V 7. When the valve V 7 is opened based on an opening / closing command from the control unit 3, pure water DIW is supplied from the cleaning liquid supply unit 103 toward the nozzle 101. The rinsing liquid is supplied to the hand 41 that is pumped as the rinsing liquid and is moving on the lower housing 102, so that the rinsing cleaning process for the hand 41 can be executed.
[0033]
Next, the operation of the high-pressure substrate processing apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS.
[0034]
3 and 4 are diagrams showing the operation of the high-pressure substrate processing apparatus of FIG. In this high-pressure substrate processing apparatus, the control unit 3 controls each part of the apparatus in conjunction with the operation of the substrate transfer robot 4 in accordance with a program stored in advance in a memory (not shown) of the control unit 3 that controls the entire apparatus. Thus, the development process, the rinse process, and the supercritical drying process, which is a high-pressure drying process, are performed in this order on the substrate W that has undergone the exposure process. The operation is as follows.
[0035]
In the initial state of the high-pressure substrate processing apparatus, the gate unit 2 is closed and all the valves V1 to V7 are closed. When the substrate transport robot 4 that holds the substrate W on the hand 41 moves to the front of the high-pressure substrate processing apparatus, the gate drive unit 21 is activated to raise the gate unit 2, thereby opening the opening 12. It becomes a state. Then, as shown in FIG. 3, the substrate transport robot 4 moves the hand 41 toward the processing chamber 11 along the transport path 42 to place the substrate W on the hand 41 in the processing chamber 11. (Substrate W is carried in).
[0036]
Further, development processing is started in parallel with the loading operation of the substrate W. That is, in the carry-in operation, the substrate W held by the hand 41 passes through the hand cleaning unit 10 and the developer supply unit 9 together with the hand 41 in this order, but the substrate W moves to the developer supply unit 9. Then, either one of the valves V5 and V6 is selectively opened according to the type of the development object (exposed resist film) on the substrate W to start development processing. Then, the supply of the developer is continued until the substrate W completely passes through the developer supply space, and the developer is applied to the entire upper surface of the substrate W. In the drawing, the valve V5 is opened and the alkali developing solution is selectively discharged from the slit nozzle 91 to execute the alkali developing process on the substrate W. Of course, when the developing process is performed with the organic developer, Then, the developing process for the substrate W may be performed by opening the valve V6 and supplying an organic developer such as butyl acetate from the spray nozzle 92 toward the substrate W in the form of a spray.
[0037]
When the substrate W coated with the developer is thus transported to the processing chamber 11 and set on the spin chuck 51, the substrate transport robot 4 moves the empty hand 41 in the direction opposite to that during transport along the transport path. To the robot body (not shown), and waits for the next substrate transfer command. In this embodiment, when the hand 41 is returned as described above, the hand 41 is rinsed and cleaned by the hand cleaning unit 10. More specifically, as shown in FIG. 4, while the hand 41 is moving the hand washing unit 10 along the transfer path 42 to the robot body side (right side in the figure), the valve V7 is opened and pure water DIW is opened. Is supplied from the nozzle 101 toward the hand 41 as a rinsing liquid, and the rinsing cleaning process for the hand 41 is executed. Therefore, the developer attached to the hand 41 when the developing process is performed is removed by washing, and the substrate can be held in a clean state even when the substrate is held thereafter, and contamination of the substrate is reliably prevented. can do. In addition, you may make it add the drying part which dries the hand 41 by which the rinse washing was carried out as needed.
[0038]
On the other hand, when the hand 41 moves backward from the processing chamber 11, the gate driving unit 21 operates to lower the gate unit 2, thereby closing the opening 12 and bringing the processing chamber 11 into an airtight state. Then, after a predetermined development time has elapsed after the development processing has been started as described above, the motor 53 is operated to rotate the substrate W together with the spin chuck 51. Further, the rinsing liquid pumped from the rinsing liquid supply unit 61 by opening the valve V1 is introduced into the processing chamber 11 to start the rinsing process for the substrate W, and the draining from the processing chamber 11 is started by opening the valve V3. To do. As a result, the developing solution adhering to the substrate W is replaced with the rinsing solution, and the developing process is stopped. Therefore, the development time can be accurately controlled by controlling the timing of supplying the rinse liquid by the control unit 3.
[0039]
When the rinsing process is completed, the valves V1 and V3 are closed to stop the introduction of the rinsing liquid into the processing chamber 11 and the drainage recovery from the processing chamber 11, while the valves V2 and V4 are opened to introduce the SCF into the processing chamber 11. And SCF recovery is performed to perform the supercritical drying process. Here, the valve V4 is a pressure regulating valve, and the pressure in the processing chamber 11 is maintained at a predetermined value by the valve V4. While supplying SCF from the SCF supply unit 71 to the processing chamber 11, the pressure and temperature in the processing chamber 11 are recovered to the SCF recovery unit 82 via the valve V4, and then the valves V2 and V4 are closed. The introduction of SCF is stopped and the substrate W is dried by recovering the SCF from the processing chamber 11 to the SCF recovery unit 82 to dry the substrate W, but initially the valve V4 is closed to process the SCF. After sealing in the chamber 11, the introduction of SCF is stopped by closing the valves V 2 and V 4 as described above, and the valve V 4 is opened and the SCF in the processing chamber 11 is collected in the SCF collection unit 82 for supercritical drying. You may make it perform.
[0040]
When a series of processes from the development process to the drying process is completed in this way, the rotation of the spin chuck 51 is stopped and the pressure is reduced to the atmospheric pressure, and then the valve V4 is closed and the gate unit 2 is raised to allow the substrate W to be carried out. In such a state, a substrate transfer command is given to the substrate transfer robot 4. Then, the substrate transport robot 4 that has received this transport command receives the substrate W from the spin chuck 51, carries it out of the high-pressure substrate processing apparatus, and transports it to the next step. Each time the next pre-development substrate W is transported by the substrate transport robot 4, the series of operations described above are executed to perform development processing, rinsing processing, and drying processing on each substrate W.
[0041]
As described above, according to the high-pressure substrate processing apparatus according to this embodiment, not only the SCF is introduced into the processing chamber 11 to perform supercritical drying, but also the substrate transfer robot 4 can transfer the substrate to the processing chamber 11. Development processing can be performed in parallel, and a series of processing from development processing to supercritical drying processing can be performed in the same apparatus. This eliminates the need for a dedicated device (developing device) for performing development processing, which is essential in the prior art, and eliminates the need for a transport device for transporting the substrate in a liquid state between the developing device and the drying device. The apparatus cost can be greatly reduced, and the apparatus for executing a series of processes from the development process to the supercritical drying process can be reduced in size.
[0042]
Further, in the above apparatus, the developer is supplied to the substrate W immediately before it is carried into the processing chamber 11, and the substrate transfer step between the rinsing process and the supercritical drying process is not necessary. Of course, problems such as liquid dripping associated with the accumulation of liquid and complication of the conveying apparatus, which are more problematic, can be significantly suppressed, and the throughput is also greatly improved.
[0043]
Further, in the conventional developing apparatus, since the developing process and the rinsing process are performed in the same chamber, the developer and the rinsing liquid are mixed in the chamber, and it is difficult to collect and reuse the developer. On the other hand, in this embodiment, since only the developer is supplied in the developer supply unit 9 and the excess developer is collected by the lower housing 95, the developer can be reused efficiently. It is possible to reduce the running cost.
[0044]
In the conventional developing apparatus, the splash guard is provided so as to surround the periphery of the substrate in order to prevent the processing liquid from being scattered around the apparatus when the rinsing process is performed. However, according to the present embodiment, the rinsing process is performed. Is performed in the sealed processing chamber 11, the processing chamber 11 also functions as a splash guard and has an efficient configuration.
[0045]
In addition, this high-pressure substrate processing apparatus can perform a series of processing from development processing to supercritical drying processing in the same apparatus, so when arranging a plurality of modules in a semiconductor manufacturing factory, a liquid crystal manufacturing factory, etc. However, it can be arranged flexibly and rationally with respect to the factory layout or existing equipment.
[0046]
Further, in the above embodiment, the slit nozzle 91 and the spray nozzle 92 are provided along the transport path 42, and the developer is selectively discharged toward the substrate W transported toward the processing chamber 11 on the transport path 42. Since it is configured to supply, the supply method and type of developer can be selected according to the type of development object (the material of the resist film formed on the substrate surface) and the like. Development processing can be performed.
[0047]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, two types of developing solutions are selectively used, whereas a single rinsing solution is used. For example, as shown in FIG. A rinse solution may be selectively used corresponding to the developer supplied to the substrate W. That is, in the high-pressure substrate processing apparatus shown in FIG. 5, pure water DIW is supplied from the rinsing liquid supply unit 61a as the rinsing liquid to the substrate W by selectively opening the valve V1a corresponding to the alkaline developer, while organic development. It is also possible to supply isopropyl alcohol (IPA) from the rinsing liquid supply unit 61b to the substrate W as a rinsing liquid by selectively opening the valve V1b corresponding to the liquid.
[0048]
Further, in the high-pressure substrate processing apparatus shown in FIG. 5, after the process of supplying pure water DIW from the rinsing liquid supply unit 61a to the substrate W as a rinsing liquid is completed, for example, with an inert and low vapor pressure including an organic solvent. A pure water DIW on the substrate W may be replaced by supplying a solvent having an affinity for supercritical carbon dioxide, for example, a fluorocarbon chemical. This eliminates the need to use a compatibilizer in the SCF.
[0049]
In the above-described embodiment, the rinsing liquid is supplied from the rinsing liquid supply units 61, 61a, 61b to the processing chamber 11 to perform the rinsing process. However, the chemical is mixed with the SCF alone or the SCF. In the case where the processing fluid has a rinsing function, the “processing fluid introducing means” of the present invention can be configured not only to provide the supercritical drying function but also to perform the rinsing function without providing the rinsing liquid supply unit 61. .
[0050]
In the above embodiment, the developer supply unit 9 and the hand cleaning unit 10 are arranged along the transport path 42 with respect to the pressure vessel 1. However, the arrangement order of the developer supply unit 9 and the hand cleaning unit 10 is changed. Needless to say, it may be replaced.
[0051]
Furthermore, in the above embodiment, the rinsing process is started and the rotation of the spin chuck 51 is started. However, the rotation may be started from the middle of introducing the rinsing liquid or from the middle of the SCF introduction process. You may comprise so that it may rotate only during the rinse process, or only during the SCF introduction process.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the same apparatus, a developing solution is supplied to the substrate in parallel with the substrate transport robot transporting the substrate toward the processing chamber, and the developing process is started. After the substrate is transferred to the processing chamber, a processing fluid is introduced into the processing chamber, and the substrate in the processing chamber is dried at high pressure. This eliminates the need for a dedicated device for developing processing, which is essential in the prior art, that is, a developing device, and also eliminates the need for a transport device that transports the substrate in a liquid state between the developing device and the drying device. Become. As a result, the apparatus according to the present invention can be reduced in size, and the apparatus cost can be greatly reduced. Further, since it is not necessary to transport the substrate from the developing device to the drying device, the throughput can be greatly improved as compared with the conventional technique in which the substrate is transported between the developing device and the drying device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment of a high-pressure substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the high-pressure substrate processing apparatus of FIG.
3 is a diagram showing an operation of the high-pressure substrate processing apparatus of FIG. 1. FIG.
4 is a diagram showing an operation of the high-pressure substrate processing apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of another embodiment of the high-pressure substrate processing apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Pressure vessel
2 ... Gate part
3. Control unit
4 ... Board transfer robot
9 ... Developer supply section
10 ... Hand washing part
11 ... Processing chamber
12 ... Opening
41 ... Hand of substrate transfer robot
42 ... transport route
61, 61a, 61b ... Rinse solution supply unit (rinse solution introduction means)
71 ... SCF supply section (processing fluid introduction means)
91 ... Slit nozzle
92 ... Spray nozzle
95 ... Lower housing (collection part)
V1a, V1b, V1 ... Valve (rinse solution introduction means)
V2 ... Valve (Processing fluid introduction means)
W ... Board

Claims (8)

処理チャンバーおよび該処理チャンバーに通じる開口部を有し、該開口部を介して基板搬送ロボットのハンドが前記処理チャンバーに対してアクセスして基板を前記処理チャンバーに搬送可能となっている圧力容器と、
前記開口部を開閉するゲート部と、
前記圧力容器の外部で、しかも前記基板搬送ロボットによる基板の搬送経路に沿って配置され、前記搬送経路上を前記処理チャンバーに向けて搬送される基板に対して現像液を供給する現像液供給手段と、
前記開口部が閉じた状態で、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として前記処理チャンバーに導入して前記処理チャンバー内に搬送された基板を高圧乾燥させる処理流体導入手段と
を備えたことを特徴とする高圧基板処理装置。
A pressure chamber having a processing chamber and an opening communicating with the processing chamber, through which the hand of the substrate transfer robot can access the processing chamber and transfer the substrate to the processing chamber; ,
A gate for opening and closing the opening;
A developer supply unit that supplies the developer to the substrate that is disposed outside the pressure vessel and along the substrate transfer path by the substrate transfer robot and is transferred toward the processing chamber on the transfer path. When,
A processing fluid introduction means for introducing a high-pressure fluid or a mixture of a high-pressure fluid and a chemical into the processing chamber as a processing fluid in a state where the opening is closed, and drying the substrate transported into the processing chamber at a high pressure; A high-pressure substrate processing apparatus.
前記現像液供給手段は、前記搬送経路上を前記処理チャンバーに向けて搬送される基板に向けて現像液を吐出するスリットノズルを有する請求項1記載の高圧基板処理装置。2. The high-pressure substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the developer supply unit includes a slit nozzle that discharges the developer toward a substrate that is transported toward the processing chamber on the transport path. 前記現像液供給手段は、前記搬送経路上を前記処理チャンバーに向けて搬送される基板に向けて現像液をスプレイ状に供給する吐出するスプレイノズルを有する請求項1または2記載の高圧基板処理装置。3. The high-pressure substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the developer supply unit includes a spray nozzle that discharges the developer in a spray form toward a substrate that is transported toward the processing chamber on the transport path. . 前記現像液供給手段は、互いに異なる複数種類の現像液を前記基板に供給可能となっており、前記基板に応じて供給すべき現像液を選択する請求項1ないし3のいずれかに記載の高圧基板処理装置。4. The high pressure according to claim 1, wherein the developer supply means can supply a plurality of different types of developers to the substrate, and selects a developer to be supplied according to the substrate. 5. Substrate processing equipment. 前記現像液供給手段は、前記基板に向けて供給した現像液のうちの余剰の現像液を回収する回収部を有している請求項1ないし4のいずれかに記載の高圧基板処理装置。5. The high-pressure substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the developer supply means includes a recovery unit that recovers excess developer out of the developer supplied toward the substrate. 前記処理チャンバーにリンス液を導入して前記基板に付着している現像液をリンス液に置換するリンス液導入手段をさらに備える請求項1ないし5のいずれかに記載の高圧基板処理装置。The high-pressure substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a rinsing liquid introducing unit that introduces a rinsing liquid into the processing chamber and replaces the developer adhering to the substrate with a rinsing liquid. 前記処理チャンバーに互いに異なる複数種類のリンス液を導入可能となっており、前記現像液供給手段により供給された現像液の種類に応じて前記処理チャンバーに導入すべきリンス液を選択して前記基板に付着している現像液をその選択されたリンス液に置換するリンス液導入手段をさらに備える請求項4記載の高圧基板処理装置。A plurality of different types of rinsing liquids can be introduced into the processing chamber, and the rinsing liquid to be introduced into the processing chamber is selected according to the type of the developing liquid supplied by the developing solution supply means, and the substrate The high-pressure substrate processing apparatus according to claim 4, further comprising a rinsing liquid introduction unit that replaces the developing solution adhering to the selected rinsing liquid. 前記圧力容器の外部で、しかも前記基板搬送ロボットによる基板の搬送経路に沿って配置され、前記搬送経路上を前記処理チャンバーから離れる方向に移動する前記ハンドに向けてリンス液を供給して前記ハンドをリンス洗浄するハンド洗浄手段をさらに備える請求項1ないし7のいずれかに記載の高圧基板処理装置。The rinsing liquid is supplied to the hand that is arranged outside the pressure vessel and along the substrate transfer path by the substrate transfer robot and moves in a direction away from the processing chamber on the transfer path. The high-pressure substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising hand cleaning means for rinsing the substrate.
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