JP3892102B2 - Substrate processing method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板や液晶用ガラス基板等の基板に処理を施す方法及び同装置、特に、基板を処理槽内に浸漬して水洗処理を施すようにした基板処理方法及び同装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、半導体基板や液晶ガラス基板等の基板の製造において、基板を処理槽に貯留された薬液や純水(双方をまとめて「処理液」という)に浸漬し、処理槽内の処理液を順次異なる処理液と入れ替えることにより基板に薬液処理や水洗処理を施す方法や装置は一般に知られている。
【0003】
この種の基板処理装置の一つとして、例えば、特開平7−130699号公報に記載された装置がある。この基板処理装置は、処理槽を密閉チャンバ内に納め、水洗処理が完了した後、基板を処理槽から引き上げながら、2-プロパノール(イソプロピルアルコール:「IPA」という)蒸気をチャンバ内に吹き込むことによって基板に付着した水や処理残渣を除去するものである。この装置によれば、処理槽から基板が取り出される際に、IPA蒸気が基板表面で凝縮し、この凝縮熱により基板表面に付着した水が蒸発するとともに、凝縮により基板表面に形成されたIPA膜により基板表面のぬれ性が高められて処理残渣が剥離、除去される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の装置では、処理槽から基板を取り出しながら密閉チャンバ内にIPA蒸気を供給するようにしているため、基板表面の水や処理残渣を基板全面にわたって良好に取り除くことが困難である。
【0005】
すなわち、基板表面に付着した水や処理残渣を除去するには、基板の表面全体にできるだけムラなくIPA蒸気を凝縮させることが重要であるが、上記従来の装置のように基板を取り出しながらIPA蒸気を密閉チャンバ内に吹き込むと、密閉チャンバ内にIPA蒸気による気流が発生し、この気流の影響でIPA蒸気の凝縮箇所が基板表面で偏ったり、あるいは凝縮する量が不均一になったりする場合がある。そして、例えば、IPA蒸気が部分的に凝縮しなかったり、あるいは凝縮するIPA蒸気の量が少ないと、基板表面に水や処理残渣が部分的に残り、これがそのまま乾燥して基板の品質を低下させたり、あるいは次工程でパーティクルを発生させる原因となる場合がある。
【0006】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、水洗処理後の水や処理残渣を基板表面全体にわたって良好に除去できる基板処理方法及び同装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の基板処理方法は、密閉チャンバ内に収容された処理槽に基板を浸漬して基板に対して水洗処理を施す基板処理方法において、水を貯留した前記処理槽に基板を浸漬した状態で、前記密閉チャンバ内に有機溶媒を供給して前記密閉チャンバ内を有機溶媒で満たすとともに、水表面に有機溶媒の液層を形成し、前記密閉チャンバ内への有機溶媒の供給を停止し、有機溶媒の供給を停止した状態で、基板を前記処理槽内の水から引き上げて前記液層を通過させ、前記処理槽から有機溶媒で満たされた前記密閉チャンバ内に基板を引き上げた後、前記密閉チャンバ内に有機溶媒を供給するようにしたものである。
【0008】
この方法によれば、密閉チャンバ内に有機溶媒を供給した後に、密閉チャンバ内への有機溶媒の供給を停止して基板を処理層から引き上げているので、密閉チャンバ内が低濃度の有機溶媒雰囲気の状態とされて、気液界面通過時に基板が乾燥されずに引き上げられる。その結果、基板表面全体にわたって有機溶媒の液膜が形成され、これにより基板のぬれ性が高められる。そのため、基板の表面に付着した水や処理残渣、特に、水洗処理で除去され難い疎水性の処理残渣等が効果的に除去される。
【0009】
また、基板を前記処理槽から引き上げた後、密閉チャンバ内に有機溶媒が供給されるので、ウォーターマークが低減する。
【0010】
また、請求項2に記載の基板処理方法は、基板を前記処理槽から引き上げた後、前記密閉チャンバ内を減圧するようにしたものである。
【0011】
この方法によれば、基板を前記処理槽から引き上げた後、基板が減圧状態にさらされるので、基板の乾燥効率が向上する。
【0012】
また、請求項3に記載の基板処理装置は、水を貯留する処理槽と、前記処理槽を収容する密閉チャンバと、前記密閉チャンバ内に有機溶媒を供給する有機溶媒供給手段と、前記処理槽から基板を引き上げるハンドリング手段と、前記処理槽に基板を浸漬した状態で、前記有機溶媒供給手段により前記密閉チャンバ内に有機溶媒を供給させて前記密閉チャンバ内を有機溶媒で満たすとともに、水表面に有機溶媒の液層を形成した後、前記密閉チャ ンバ内への有機溶媒の供給を停止し、有機溶媒の供給を停止した状態で、前記ハンドリング手段により基板を前記処理槽から引き上げさせて前記液層を通過させ、前記処理槽から有機溶媒で満たされた前記密閉チャンバ内に基板を引き上げた後、前記有機溶媒供給手段により前記密閉チャンバ内に有機溶媒を供給させる制御手段と、を備えたものである。
【0013】
この装置によれば、処理槽に基板を浸漬した状態で、前記有機溶媒供給手段が前記密閉チャンバ内に有機溶媒を供給した後、有機溶媒の供給を停止し、有機溶媒の供給を停止した状態で、前記ハンドリング手段が基板を処理槽から引き上げているので、密閉チャンバ内が低能度の有機溶媒雰囲気の状態となって、気液界面通過時に基板が乾燥されずに引き上げられる。その結果、基板表面全体にわたって有機溶媒の液膜が形成され、これにより基板のぬれ性が高められる。そのため、基板の表面に付着した水や処理残渣、特に、水洗処理で除去され難い疎水性の処理残渣等が効果的に除去される。
【0014】
また、この装置によれば、基板を処理槽から引き上げた後、有機溶媒供給手段により有機溶媒が基板に供給されるので、ウォーターマークが低減し、基板の乾燥効率が向上する。
【0015】
請求項4に記載の基板処理装置は、前記密閉チャンバ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに備え、前記制御手段が、基板を前記処理槽から引き上げた後、前記不活性ガス供給手段により前記密閉チャンバ内に不活性ガスを供給させるものである。
【0016】
この装置によれば、基板を処理槽から引き上げた後、不活性ガス供給手段により不活性ガスが基板に供給されるので、ウォーターマークが低減し、基板の乾燥効率が向上する。
【0017】
請求項5に記載の基板処理装置は、前記密閉チャンバ内を減圧する減圧手段をさらに備え、前記制御手段が、基板を前記処理槽から引き上げた後、前記減圧手段により前記密閉チャンバ内を減圧させるものである。
【0018】
この装置によれば、基板を処理槽から引き上げた後、減圧手段により密閉チャンバ内が減圧されて基板が減圧状態にさらされるので、基板の乾燥効率がさらに向上する。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0020】
図1は、本発明に係る基板処理装置の一例を概略的に示している。この図に示す基板処理装置10は、単一の処理槽に各種薬液や純水を順次貯留しながら、半導体ウエハ等の基板をこの処理液に浸漬して表面処理を行う、いわゆるワンバス方式の基板処理装置である。
【0021】
同図に示すように、基板処理装置10は、密閉チャンバ12を有し、この密閉チャンバ12内に処理液を貯留するための処理槽14を備えるとともに、有機溶媒蒸気の供給系、チャンバ内を真空にするための減圧系及び処理液の給排系を備えた構成となっている。
【0022】
密閉チャンバ12には、その上部に、開口部16が形成されるとともに、この開口部16を開閉する扉18がスライド自在に設けられており、基板Wがこの開口部16を介して密閉チャンバ12に出し入れされるようになっている。
【0023】
処理槽14は、上部開口を有するとともに、その周囲に液受け部14aを備えた断面矩形の箱型に形成されており、その全体は例えばPTFE(ポリテトラフロロエチレン)、PVDF(フッ化ビニリデン)等の耐侵食性に優れた樹脂材料から構成されている。
【0024】
処理槽14には、処理液の給排系を構成する給水管20及び排水管21がそれぞれ接続されている。給水管20は、その上流端側が図外の純水供給源に接続される一方、下流端側が処理槽14の底部に接続されて処理槽14内に連通しており、その途中には、開閉バルブ22、ミキシングバルブ24及び三方弁26がその上流側から順に介設されている。
【0025】
ミキシングバルブ24には、薬液供給管28a〜28dが接続されており、これら薬液供給管28a〜28dの上流端側がそれぞれ異なる種類の薬液の供給源(図示せず)に接続されるとともに、その途中に、それぞれ開閉バルブ30a〜30dが介設されている。すなわち、給水管20の開閉弁22が開かれた状態で開閉バルブ30a〜30dのうちのいずれかの開閉バルブが開かれることにより、給水管20を通じて供給される純水に一種類の薬液が混合されて処理槽14に供給される一方、全ての開閉バルブ30a〜30dが閉じられることにより、純水のみが処理槽14に供給されるようになっている。これにより給水管20が純水及び各薬液の供給通路として共通化されている。
【0026】
排水管21は、上流端側が上記処理槽14の液受け部14aに接続される一方、下流端側が図外の廃液タンクに接続されている。また、排水管21には、その途中に分岐管21aが設けられ、この分岐管21aが給水管20の三方弁26に接続されている。すなわち、処理槽14から液受け部14aにオーバーフローした液を排水管21を介して廃液タンクに導入しつつ、例えば、処理槽14内の処理液を全て排出する必要がある場合には、三方弁26を切替えることにより、給水管20、三方弁26、分岐管21a及び排水管21を介して処理槽14内の処理液を廃液タンクに導入するようになっている。
【0027】
有機溶媒蒸気の供給系としては蒸気供給管32が設けられている。この蒸気供給管32は、上流端側が窒素ガスの供給源に接続される一方、下流端側が密閉チャンバ12に接続されてその内部に連通しており、その間には、一対の三方弁34a,34bを介してバイパス通路36が設けられ、このバイパス通路36に有機溶媒の蒸気発生器38が介設されている。そして、各三方弁34a,34bの切替えに応じて、窒素ガスをバイパス通路36を介して密閉チャンバ12内に導入する状態と、これを遮断する状態とに切替えられるように有機溶媒蒸気の供給系が構成されている。
【0028】
蒸気発生器38は、アルコール系有機溶媒の蒸気、本実施形態においてはIPA蒸気を生成するように構成されており、上述のように窒素ガスがバイパス通路36を介して密閉チャンバ12に導入されることにより、この窒素ガスをキャリアガスとしてIPA蒸気が密閉チャンバ12内に導入されるようになっている。
【0029】
密閉チャンバ12内を真空するための減圧系としては減圧管40が設けられている。この減圧管40は、上流端側が密閉チャンバ12に接続されてその内部に連通している一方、下流端側が例えば水封式の真空ポンプ44に接続されており、その途中には、三方弁46が介設されてこの三方弁46に図外のフィルターを備えた排気管47が接続されている。そして、上記三方弁46の切替えに応じて、密閉チャンバ12を真空ポンプ44に接続してその内部を減圧する状態と、排気管47を介して密閉チャンバ12内を大気に開放する状態とに切替えられるようになっている。
【0030】
なお、密閉チャンバ12内には、複数枚の基板Wを保持するハンドリング手段48(図2に示す)が上下動可能に設けられており、このハンドリング手段48が下降端位置に移動させられることにより同図中実線で示すように基板Wが処理槽14内の処理液に浸漬させられる一方、ハンドリング手段48がこの位置から上昇させられることにより基板Wが処理液から取り出されるようになっている。
【0031】
また、密閉チャンバ12の上部外側には、ハンドリング手段48との間で基板Wを授受する移載機構が移動可能に設けられており、開口部16を介してこの移載機構とハンドリング手段48との間で基板Wが授け受されることにより、基板Wが基板処理装置10に対して出し入れされるようになっている。
【0032】
ところで、基板処理装置10には、図2に示すようなコントローラ50が設けられており、有機溶媒蒸気の供給系、減圧系及び処理液の給排系の各バルブ、ハンドリング手段48及び上記移載機構等がこのコントローラ50に電気的に接続されている。コントローラ50には、主制御手段52が設けられるとともに、駆動制御手段54及びバルブ制御手段56が設けられ、駆動制御手段54に対してハンドリング手段48が、バルブ制御手段56に対して有機溶媒蒸気の供給系等の各バルブがそれぞれ接続されている。
【0033】
そして、基板処理装置10の作動時には、駆動制御手段54を介してハンドリング手段48が、また、バルブ制御手段56を介して有機溶媒蒸気の供給系等の各バルブがそれぞれ主制御手段52によって統括的に制御されることにより、以下のような基板Wの処理動作が行われるようになっている。
【0034】
次に、基板処理装置10による基板Wの処理動作について作用と共に図3のフローチャートを用いて説明する。
【0035】
先ず、ハンドリング手段48が上昇端位置にセットされた状態で密閉チャンバ12の開口部16が開放され、密閉チャンバ12の上方に搬送されてきた複数枚の基板Wが移載機構により一括してハンドリング手段48に引き渡されて開口部16が閉じられる。このとき、密閉チャンバ12内は大気圧とされ、IPA蒸気の供給は行われていない。また、処理槽14には純水が供給されつつ液受け部14aにオーバーフローさせられており、これによって処理槽14内に純水の上昇流が形成されている。
【0036】
密閉チャンバ12の開口部16が閉じられると、ハンドリング手段48が下降端位置まで移動させられ、基板Wが一括して処理槽14内の純水に浸漬させられる。そして、基板Wがこのような純水による上昇流のなかに配置されることにより、基板Wに対して水洗処理が施される(ステップS1,2)。
【0037】
基板Wに対して一定時間水洗処理が施されると、次に、薬液供給管28a〜28dのいずれかの開閉バルブ30a〜30daが開かれることにより薬液が処理槽14に供給されて基板Wに対して薬液処理が施される。このときも、薬液が処理槽14に連続的に供給されて液受け部14aにオーバーフローさせられており、これにより処理残渣が処理槽14外へと導出される。そして、以後、開閉バルブ30a〜30dが順次択一的に開かれることにより、異なる薬液が処理槽14内に供給され、これによって基板Wに対して複数種類の薬液処理が順次施される(ステップS3,4)。
【0038】
すべての薬液処理が終了すると、再び純水が処理槽14に供給されて基板Wに対して水洗処理が施され、一定時間、水洗処理が行われると、処理槽14への純水の供給が停止される(ステップS5,6)。
【0039】
そして、有機溶媒蒸気の供給系において三方弁34a,34bが切替えられることにより密閉チャンバ12内にIPA蒸気が一定時間導入される(ステップS7,8)。このようにIPA蒸気が導入されることにより、密閉チャンバ12内空間がIPA蒸気で満たされるとともに、IPA蒸気が処理槽14内の純水に溶け込み、純水表面にほぼ均一なIPAの液層が形成される。なお、IPA蒸気の導入時間は、基板Wの数等によっても異なるが、本実施形態においては、10分程度行うようにしている。
【0040】
IPA蒸気の導入が停止させられると、次いで、ハンドリング手段48が上昇端位置に移動させられることにより基板Wが処理槽14から取り出される(ステップS9)。この際、処理槽14内の純水の表面には上述のようにIPAの液層が形成されているため、このようなIPAの液層を介して基板Wが取り出されることにより、水洗処理で除去されなかった例えば疎水性の処理残渣等が効果的に除去される。また、基板Wの取り出しに伴い基板Wの表面全体にわたって均一なIPAの液膜が形成され、これにより基板表面のぬれ性が高められる結果、基板表面に強固に付着した処理残渣や水がIPAと共に処理槽14内に流下する。そのため、処理槽14から取り出される基板Wにおいては、これらの作用により、その表面全体にわたって水洗処理後の水や処理残渣が良好に除去されることとなる。
【0041】
処理槽14から基板Wが取り出されると、処理液の給排系において三方弁26が切替えられて処理槽14内の純水が急速排水されるとともに、再度、上記三方弁34a,34bが切替えられて密閉チャンバ12内に一定時間だけIPA蒸気が導入される(ステップS10,11)。このようにIPA蒸気が密閉チャンバ12内に導入されることにより、IPA蒸気が基板表面で凝縮して、その凝縮熱により基板表面のIPA液膜内に含まれる純水が蒸発させられる。そして、ウォーターマークが低減し、基板の乾燥効率が向上する。なお、このときのIPA蒸気の導入は、本実施形態においては5分程度行うようにしている。
【0042】
次いで、減圧系の三方弁46が切替えられて密閉チャンバ12が真空ポンプ44に接続されて密閉チャンバ12内が減圧される(ステップS12)。これにより基板表面のIPAが蒸発させられて基板Wが乾燥させられる。
【0043】
こうして一定時間密閉チャンバ12内が減圧されると、開閉バルブ46が切替えられて密閉チャンバ12内が大気に開放されるとともに(ステップS13)、開口部16が開放されて、基板Wが一括して移載装置により密閉チャンバ12外へと搬出される。こうして基板処理装置10による基板Wの処理動作が終了する。
【0044】
以上説明した基板処理装置10によれば、純水による最終的な水洗処理が終了した後、処理槽14内にIPA蒸気を供給して純水の表面にIPAの液層を形成し、この液層を介して基板Wを取り出すことによって、上述のように基板表面の水や処理残渣を除去するようにしているので、基板を純水から取り出しながらIPA蒸気を密閉チャンバ内に吹き込み、これによって基板表面にIPA蒸気を凝縮させて水や処理残渣を除去する従来のこの種の装置と比較すると、基板に付着した水や処理残渣を基板表面全体にわたって良好に除去することができる。
【0045】
すなわち、従来の装置では、密閉チャンバ12へのIPA蒸気の導入により、密閉チャンバ内にIPA蒸気の気流が生じている。そのため、この気流の影響で基板表面でのIPAの凝縮位置が偏る等して、IPAによる処理残渣等の除去効果が基板全体で均一に発揮されない虞れがある。これに対し、この基板処理装置10によれば、純水表面に形成されたIPAの液層を介して基板Wを処理槽14から取り出すことで基板Wの表面全体にわたってIPAの液膜を均一に形成するため、IPAによる処理残渣の除去効果が基板全体でほぼ均一に発揮される。そのため、基板Wに付着した水や処理残渣がより確実に除去されることとなり、水洗処理の水や処理残渣を基板表面全体にわたって良好に除去することができる。
【0046】
なお、当実施形態の基板処理装置10と従来装置とは、IPA蒸気を密閉チャンバ内に供給する点で構成が共通しているが、基板表面に付着している処理残渣を一定レベルまで除去するのに要する時間、具体的には、基板表面に付着している処理残渣を30個以下にまでするのに要する時間が、従来装置では15分かかるところを、当実施形態の装置では5分で行うことができ、大幅に処理残渣の除去効果を高め得ることが実験的に確認できた。そして、このように効率良く処理残渣を除去できるようになった結果、IPAの消費量も従来装置に比べると半分以下に低減することができた。
【0047】
また、複数の基板Wを一括して処理する基板処理装置10においては、次のような特徴もある。すなわち、複数枚の基板を一括に処理する場合、従来の装置では、基板の位置によっては気流の影響を受けることにより、IPAによる処理残渣等の除去効果が基板同士の間で均一に発揮されない虞れがあるが、基板処理装置10によれば、全ての基板Wについてその表面全体にIPAの液膜を均一に形成することが可能であるため、IPAによる処理残渣等の除去効果が基板間でほぼ均一に発揮される。そのため、基板Wの品質を均一にすることができるという利点がある。
【0048】
なお、上記実施形態の基板処理装置10は、本発明に係る基板処理装置の一例であって、その具体的な構成や制御(動作)は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0049】
例えば、基板処理装置10では、最終的な純水による水洗処理後、密閉チャンバ12内にIPA蒸気を導入し、この蒸気を純水に溶け込ませることによってIPAの液層を形成するようにしているが、上記処理液の給排系を利用したり、あるいは別途、専用の供給系を設けて処理槽14内に直接IPAを流し込むようにしてもよい。但し、上記実施形態のようにすれば、純水表面に均一なIPAの液層を形成し易いという利点がある。また、密閉チャンバ12内がIPA蒸気により満たされるため、基板Wの取り出し時には、これに伴いIPA蒸気が基板表面で凝縮して基板表面のIPA液膜に含まれる純水が蒸発するため、基板表面の水を効果的に除去することができるという利点がある。
【0050】
また、当実施形態では、基板Wを処理槽14から取り出した後、処理槽14内の純水を急速排水するようにしているが、排水タイミングは、必ずしも基板Wを処理槽14から取り出した直後である必要はなく、基板Wを引き上げた後の適当なタイミングで排水するようにすればよい。この際、必ずしも純水を急速で排水する必要はないが、急速で排水するようにすれば液中に浮遊する処理残渣が処理槽14の壁面に付着し難くなり、処理残渣の処理槽14内への残留を軽減することができるという利点がある。なお、このように純水を排出する代わりに、処理槽14に純水を連続的に供給して液受け部14aにオーバーフローさせ、これにより液中の処理残渣を排出するようにしてもよい。
【0051】
また、上記実施形態では、有機溶媒としてIPAを用いているが、使用する有機溶媒の種類は、勿論生産する基板の種類等に応じて適宜選定するようにすればよく、処理槽14に向けて供給することで、処理槽14の水面に液層を形成するとともに、基板Wを処理槽14から取り出した際に、基板表面に液膜を形成して基板表面の水や処理残渣の除去に寄与する機能を有する限り任意の有機溶媒を用いてもよい。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の処理方法によれば、密閉チャンバ内に有機溶媒を供給した後に、密閉チャンバ内への有機溶媒の供給を停止して基板を処理層から引き上げているので、気液界面通過時に基板が乾燥されずに引き上げられて基板表面全体にわたって有機溶媒の液膜が形成され、これにより基板のぬれ性が高められる。その結果、基板の表面に付着した水や処理残渣、特に、水洗処理で除去され難い疎水性の処理残渣等を効果的に除去することができる。
【0053】
また、この基板処理方法によれば、基板を前記処理槽から引き上げた後、基板に有機溶媒を供給するので、ウォーターマークを低減できる。
【0054】
また、請求項2に記載の基板処理方法によれば、基板を前記処理槽から引き上げた後、基板が減圧状態にさらされるので、基板の乾燥効率をさらに向上させることができる。
【0055】
請求項3記載の基板処理装置によれば、処理槽に基板を浸漬した状態で、有機溶媒供給手段が密閉チャンバ内に有機溶媒を供給した後、有機溶媒の供給を停止し、有機溶媒の供給を停止した状態で、ハンドリング手段が基板を処理槽から引き上げているので、気液界面通過時に基板が乾燥されずに引き上げられて、基板表面全体にわたって有機溶媒の液膜が形成され、これにより基板のぬれ性が高められる。その結果、基板の表面に付着した水や処理残渣、特に、水洗処理で除去され難い疎水性の処理残渣等を効果的に除去することができる。
【0056】
また、この基板処理装置は、基板を前記処理槽から引き上げた後、有機溶媒供給手段により有機溶媒が基板に供給されるので、ウォーターマークを低減でき、基板の乾燥効率を向上させることができる。
【0057】
請求項4に記載の基板処理装置は、基板を処理槽から引き上げた後、不活性ガス供給手段により基板に不活性ガスが供給されるので、ウォーターマークを低減でき、基板の乾燥効率を向上させることができる。
【0058】
請求項5記載の基板処理装置は、基板を処理槽から引き上げた後、減圧手段により密閉チャンバ内を減圧し、基板を減圧状態にさらしているので、基板の乾燥効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る基板処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】 上記基板処理装置の制御系を示すブロック図である。
【図3】 上記基板処理装置における基板処理動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 基板処理装置
12 密閉チャンバ
14 処理槽
20 給水管
21 排水管
21a 分岐管
28a〜28d 薬液供給管
30a〜30d 開閉バルブ
32 蒸気供給管
40 減圧管
44 真空ポンプ
47 排気管
48 ハンドリング手段
50 コントローラ
52 主制御手段
54 駆動制御手段
56 バルブ制御手段
W 基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for processing a substrate such as a semiconductor substrate or a glass substrate for liquid crystal, and more particularly to a substrate processing method and apparatus for immersing a substrate in a processing tank to perform a water washing process. is there.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in manufacturing a substrate such as a semiconductor substrate or a liquid crystal glass substrate, the substrate is immersed in a chemical solution or pure water (collectively referred to as “treatment solution”) stored in the treatment vessel, and the treatment solution in the treatment vessel is immersed in the treatment solution. A method or apparatus for performing chemical treatment or water washing treatment on a substrate by sequentially replacing different treatment solutions is generally known.
[0003]
One example of this type of substrate processing apparatus is an apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-130699. In this substrate processing apparatus, a processing tank is placed in a sealed chamber, and after washing with water is completed, 2-propanol (isopropyl alcohol: “IPA”) vapor is blown into the chamber while the substrate is pulled up from the processing tank. It removes water and processing residues adhering to the substrate. According to this apparatus, when the substrate is taken out from the processing tank, the IPA vapor is condensed on the surface of the substrate, the water adhering to the surface of the substrate is evaporated by this condensation heat, and the IPA film formed on the surface of the substrate by the condensation. As a result, the wettability of the substrate surface is enhanced, and the processing residue is peeled off and removed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional apparatus described above, since IPA vapor is supplied into the sealed chamber while taking out the substrate from the processing tank, it is difficult to remove water and processing residues on the entire surface of the substrate satisfactorily.
[0005]
That is, in order to remove water and processing residues adhering to the substrate surface, it is important to condense the IPA vapor over the entire surface of the substrate as much as possible, but the IPA vapor is taken out while taking out the substrate as in the conventional apparatus. When the air is blown into the sealed chamber, an air current is generated by the IPA vapor in the sealed chamber, and the IPA vapor condensing part may be biased on the substrate surface due to the air current, or the amount of condensation may be uneven. is there. For example, if the IPA vapor is not partially condensed or the amount of the IPA vapor to be condensed is small, water and processing residue partially remain on the substrate surface, which is dried as it is to reduce the quality of the substrate. Or may cause generation of particles in the next process.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a substrate processing method and apparatus that can satisfactorily remove water and processing residues after washing treatment over the entire substrate surface.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problem,Claim 1In the substrate processing method of immersing the substrate in a processing tank accommodated in a sealed chamber and subjecting the substrate to a water washing process, the substrate processing method is a state in which the substrate is immersed in the processing tank storing water. Supply organic solvent into the sealed chamberThe inside of the sealed chamber is filled with an organic solvent, and a liquid layer of the organic solvent is formed on the water surface.The supply of the organic solvent into the sealed chamber is stopped, and the substrate is placed in the processing tank in a state where the supply of the organic solvent is stopped.Water inLifted fromThe substrate is pulled up into the sealed chamber filled with the organic solvent from the treatment tank, and then the organic solvent is supplied into the sealed chamber.It was made toThe
[0008]
According to this method, after supplying the organic solvent into the sealed chamber, the supply of the organic solvent into the sealed chamber is stopped and the substrate is pulled up from the processing layer. In this state, the substrate is pulled up without being dried when passing through the gas-liquid interface. As a result, a liquid film of an organic solvent is formed over the entire substrate surface, thereby improving the wettability of the substrate. For this reason, water and processing residues adhering to the surface of the substrate, in particular, hydrophobic processing residues that are difficult to be removed by washing with water are effectively removed.
[0009]
Also, GroupAfter lifting the plate from the treatment tank, the organic solvent is placed in a sealed chamber.Will reduce the watermark.The
[0010]
Further, according to claim 2ofSubstrate processingMethodIsThe boardAboveAfter lifting from the treatment tank,The inside of the sealed chamber is depressurized.The
[0011]
According to this methodAfter lifting the substrate from the treatment tank,BoardDecompressionThe drying efficiency of the substrate is improved because it is exposed to the state.The
[0012]
The substrate processing apparatus according to claim 3 is a processing tank for storing water, a sealed chamber for storing the processing tank, an organic solvent supply means for supplying an organic solvent into the sealed chamber, and the processing tank. The organic solvent is supplied into the sealed chamber by the organic solvent supply means in a state where the substrate is immersed in the treatment tank, and the inside of the sealed chamber is filled with the organic solvent while the substrate is immersed in the treatment tank. After forming a liquid layer of organic solvent, In the state where the supply of the organic solvent into the chamber is stopped and the supply of the organic solvent is stopped, the handling meansPull up the substrate from the treatment tankLet the liquid layer pass, and lift the substrate from the treatment tank into the sealed chamber filled with an organic solvent.AfterControl means for supplying the organic solvent into the sealed chamber by the organic solvent supply means.The
[0013]
According to this device, the processingThe organic solvent supply means with the substrate immersed in the treatment tankButSupply organic solvent into the sealed chamberShiAfter the supply of the organic solvent is stopped, the handling means is stopped in a state where the supply of the organic solvent is stopped.ButsubstrateThePull out from the tankTherefore, the inside of the sealed chamber becomes a low-performance organic solvent atmosphere, and the substrate is pulled up without being dried when passing through the gas-liquid interface. As a result, a liquid film of an organic solvent is formed over the entire substrate surface, thereby improving the wettability of the substrate. For this reason, water and processing residues adhering to the surface of the substrate, in particular, hydrophobic processing residues that are difficult to be removed by washing with water are effectively removed.
[0014]
Also,According to this device, GroupPull the plate out of the processing tankAfterOrganic solventSince the organic solvent is supplied to the substrate by the supply means, the watermark is reduced and the drying efficiency of the substrate is improved.The
[0015]
Claim 4Substrate processing equipment,in frontIn the sealed chamberInert gasSupplyAnd an inert gas supply unit configured to remove the substrate from the processing tank and then the inert gas supply unit supplies the inert gas into the sealed chamber.Is to supply.
[0016]
According to this apparatus, after lifting the substrate from the processing tank,Inert gasBy supply meansInert gasIs supplied to the substrate, the watermark is reduced and the drying efficiency of the substrate is improved.
[0017]
Claim 5The substrate processing apparatus in the sealed chamberDepressurizeDoDecompressionAnd a control means, after the control means has lifted the substrate from the processing tank,DecompressionIn the sealed chamber by meansDepressurizeIt is something to be made.
[0018]
According to this apparatus, after lifting the substrate from the processing tank,DecompressionBy meansThe inside of the sealed chamber is depressurized to expose the substrate to a depressurized stateBecause, GroupThe drying efficiency of the boardfurtherimproves.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 schematically shows an example of a substrate processing apparatus according to the present invention. The
[0021]
As shown in the figure, the
[0022]
An opening 16 is formed in the upper portion of the sealed
[0023]
The
[0024]
A
[0025]
Chemical
[0026]
The
[0027]
A
[0028]
The
[0029]
A
[0030]
In the sealed
[0031]
Further, a transfer mechanism for transferring the substrate W to and from the handling means 48 is movably provided on the upper outer side of the sealed
[0032]
Incidentally, the
[0033]
When the
[0034]
Next, the processing operation of the substrate W by the
[0035]
First, the opening 16 of the sealed
[0036]
When the opening 16 of the sealed
[0037]
When the substrate W is subjected to the water washing process for a certain time, the chemical liquid is supplied to the
[0038]
When all the chemical liquid processing is completed, pure water is again supplied to the
[0039]
Then, the IPA vapor is introduced into the sealed
[0040]
When the introduction of the IPA vapor is stopped, the handling means 48 is then moved to the rising end position.ThisThus, the substrate W is taken out from the processing tank 14 (step S9). At this time, since the liquid layer of IPA is formed on the surface of the pure water in the
[0041]
When the substrate W is taken out from the
[0042]
Next, the three-
[0043]
When the inside of the sealed
[0044]
According to the
[0045]
That is, in the conventional apparatus, the introduction of IPA vapor into the sealed
[0046]
The
[0047]
In addition, the
[0048]
In addition, the
[0049]
For example, in the
[0050]
In this embodiment, the pure water in the
[0051]
Moreover, in the said embodiment, although IPA is used as an organic solvent, the kind of organic solvent to be used should just be suitably selected according to the kind of board | substrate etc. to produce, etc. By supplying, a liquid layer is formed on the water surface of the
[0052]
【The invention's effect】
As explained above,Claim 1According to this processing method, after supplying the organic solvent into the sealed chamber, the supply of the organic solvent into the sealed chamber is stopped and the substrate is pulled up from the processing layer, so that the substrate is dried when passing through the gas-liquid interface. The organic solvent liquid film is formed over the entire surface of the substrate without increasing the wettability of the substrate. As a result, it is possible to effectively remove water and treatment residues adhering to the surface of the substrate, in particular, hydrophobic treatment residues that are difficult to remove by the water washing treatment.The
[0053]
Also,ThisAccording to this substrate processing method, after the substrate is lifted from the processing tank, the organic solvent is added to the substrate.MediumSince it is supplied, the watermark is reduced.wear.
[0054]
Also,Claim 2According to this substrate processing method, since the substrate is exposed to a reduced pressure state after the substrate is lifted from the processing tank, the drying efficiency of the substrate can be further improved.The
[0055]
Claim 3Substrate processingapparatusAccording toAfter the substrate is immersed in the processing tank, the organic solvent supply means supplies the organic solvent into the sealed chamber, then the supply of the organic solvent is stopped, and the handling means processes the substrate with the supply of the organic solvent stopped. Since the substrate is pulled up, the substrate is pulled up without being dried when passing through the gas-liquid interface, and a liquid film of an organic solvent is formed over the entire surface of the substrate, thereby improving the wettability of the substrate. As a result, water and processing residues adhering to the surface of the substrate, in particular, hydrophobic processing residues that are difficult to be removed by washing with water are effectively removed.CanThe
[0056]
Also,ThisAfter the substrate is lifted from the processing tank,Organic solvent is supplied to the substrate by organic solvent supply meansSoCan reduce the watermark,The drying efficiency of the substrate can be improved.
[0057]
Claim 4Substrate processing equipmentSince the inert gas is supplied to the substrate by the inert gas supply means after the substrate is lifted from the processing tank, the watermark can be reduced and the drying efficiency of the substrate is improved.CanThe
[0058]
Claim 5After the substrate is pulled out of the processing tank,Pressure reducing meansBySince the inside of the sealed chamber is decompressed and the substrate is exposed to a decompressed state,Increased substrate drying efficiencyfurtherCan be improvedThe
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the substrate processing apparatus.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a substrate processing operation in the substrate processing apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Substrate processing equipment
12 Sealed chamber
14 Treatment tank
20 Water supply pipe
21 Drain pipe
21a Branch pipe
28a to 28d Chemical liquid supply pipe
30a-30d Open / close valve
32 Steam supply pipe
40 Pressure reducing tube
44 Vacuum pump
47 Exhaust pipe
48 Handling means
50 controller
52 Main control means
54 Drive control means
56 Valve control means
W substrate
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