JP4172769B2 - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板に処理液を供給して当該基板を処理するための基板処理装置および基板処理方法に関する。処理の対象となる基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、基板に対して処理液を用いた表面処理が施される。たとえば、基板を1枚ずつ処理する枚葉型の基板処理装置では、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板に処理液を供給する処理液供給ノズルとが備えられていて、スピンチャックに保持された基板が水平面内で回転され、その一方で、処理液供給ノズルから基板の表面に処理液が供給されることにより、基板の表面に処理液による処理が施される。
【0003】
このような枚葉型の基板処理装置の中には、処理に適した一定温度に温度調節された処理液(温調液)を用いるものがある。基板に対して温調液を用いた表面処理を施すための装置は、たとえば、本願出願人の先願に係る下記特許文献1に開示されている。
下記特許文献1に開示された装置では、図10に示すように、処理に用いられる処理液は、処理液タンク101に貯留されており、処理液供給ノズル102には、処理液タンク101から延びた処理液供給路103が接続されている。処理液供給路103の途中部には、処理液タンク101側から順に、ポンプ104、温度調節器105、フィルタ106および処理液供給バルブ107が介装されている。温度調節器105は、処理液タンク101から処理液供給ノズル102に向けて送られる処理液の温度を処理に適した一定温度に調節するためのものであり、フィルタ106は、処理液供給ノズル102に向けて送られる温調液中の異物を除去するためのものである。また、処理液供給路103には、フィルタ106と処理液供給バルブ107との間の分岐点Jにおいて、処理液帰還路108が分岐接続されている。処理液帰還路108の先端は、処理液タンク101に接続されており、処理液帰還路108の途中部には、処理液帰還バルブ109が介装されている。
【0004】
装置の運転中は、ポンプ104および温度調節器105が常に駆動されており、基板の表面に温調液による処理を施すべきときには、処理液帰還バルブ109が閉じられ、処理液供給バルブ107が開かれて、処理液供給路103を流れる温調液が処理液供給ノズル102へと供給される。一方、基板の処理を行わないとき(基板の表面への温調液の供給を行わないとき)には、処理液供給バルブ107が閉じられ、処理液帰還バルブ109が開かれて、処理液供給路103を流れる温調液が分岐点Jから処理液帰還路108を通して処理液タンク101に戻される。これにより、基板の処理を行わないときには、処理液タンク101、処理液供給路103および処理液帰還路108からなる処理液循環路を温調液が循環することになる。こうして温調液を循環させておくことによって、処理液供給バルブ107の開成後、速やかに、基板に供給すべき温調液を処理液供給ノズル102に供給することができる。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−206957号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、処理液循環路を温調液が循環している間、処理液供給路103の分岐点Jよりも処理液供給ノズル102側には温調液が流入しないから、分岐点Jと処理液供給バルブ107との間、さらには処理液供給バルブ107と処理液供給ノズル102の先端との間に溜まった処理液の温度は低下していく。このため、基板の処理を行わない状態が長い時間続いた場合、処理液供給バルブ107の開成直後に、分岐点Jと処理液供給ノズル102の先端との間の低温の処理液(処理に適した温度よりも低い温度の処理液)が基板に供給されてしまい、その基板における処理品質が悪くなるおそれがあった。
【0007】
また、基板に対して温調液を用いた表面処理を施すための装置に限らず、基板に対して温度調節されていない処理液を用いた表面処理を施す装置であっても、処理液供給路の処理液供給バルブよりも上流側に処理液帰還路を分岐接続した構造を有している場合、処理品質の悪化の問題を生じるおそれがある。たとえば、処理液としてエッチング液などの薬液が用いられている場合には、基板の処理を行わない状態が長い時間続くと、処理液帰還路の分岐点と処理液供給ノズルの先端との間に溜まった処理液中に薬液成分の析出物が発生し、処理液供給バルブの開成直後に、その薬液成分の析出物(パーティクル)を含む処理液が供給されることによって、基板が汚染されるおそれがある。そのうえ、処理液中の薬液成分が析出すると、その処理液の濃度は低下するため、処理液供給バルブの開成直後は、適正な濃度よりも低濃度の処理液が基板に供給されることになり、洗浄不足やエッチング不足などの処理不良を生じるおそれもある。
【0008】
また、処理液として純水が用いられている場合には、基板の処理を行わない状態が長い時間続くと、処理液帰還路の分岐点と処理液供給ノズルの先端との間に溜まった処理液中にバクテリアなどの雑菌が発生し、処理液供給バルブの開成直後に、その雑菌を含む処理液が供給されることによって、基板が汚染されるおそれがある。
このような問題を回避するために、基板の搬入前に、処理液供給バルブを開いて、処理液帰還路の分岐点と処理液供給ノズルの先端との間に溜まった処理液を廃棄する手法(処理液のプリディスペンス)が考えられる。
【0009】
しかしながら、たとえば、基板をスピンチャックによって保持するとともに、スピンチャックの回転軸に挿通した裏面中心軸ノズルから基板の裏面中央に向けて処理液を供給する構成では、プリディスペンスが不可能である。すなわち、スピンチャック上に基板を保持した状態では、プリディスペンスを行うと、基板に不良な処理液が付着してしまう。また、スピンチャック上に基板が存在していない状態でプリディスペンスを行うと、処理液が噴水状に吐出されてまき散らされ、スピンチャックおよびその周囲が汚染されるという問題がある。
【0010】
そこで、この発明の目的は、基板に対して確実に良好な状態の処理液を供給することができ、プリディスペンスに伴う汚染の問題もない基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、基板(W)に処理液を供給して基板を処理する基板処理装置であって、処理液としての薬液を貯留しておくための薬液貯留槽(5,6)と、処理液としての純水を貯留しておくための純水貯留槽(7)と、基板へと処理液を導くための処理液供給路(21,2)と、上記薬液貯留槽から上記処理液供給路へと薬液を導くための薬液供給路(55,65)と、上記純水貯留槽から上記処理液供給路へと純水を導くための純水供給路(75)と、上記薬液貯留槽から薬液をくみ出して上記薬液供給路へと送り出す薬液送液手段(51,61)と、上記純水貯留槽から純水を汲み出して上記純水供給路へと送り出す純水送液手段(71)と、上記薬液供給路の途中部の薬液分岐部(BC11,BC12)に接続され、上記薬液貯留槽へと薬液を循環させるための薬液循環路(54,64)と、上記純水供給路の途中部の純水分岐部(BD1)に接続され、上記純水貯留槽へと純水を循環させるための純水循環路(74)と、上記処理液供給路に吸引分岐部(B2)で接続され、上記吸引分岐部よりも下流側における上記処理液供給路内の処理液を吸引して排出するための処理液吸引路(41)と、この処理液吸引路に接続され、この処理液吸引路内の処理液を吸引する吸引手段(4)と、上記処理液供給路に排出分岐部(B3)で接続され、上記薬液貯留槽から上記薬液送液手段によって送液される薬液によって押し出される上記薬液分岐部および排出分岐部の間の処理液を排出するための薬液排出路(57,67)と、上記処理液供給路に上記排出分岐部で接続され、上記純水貯留槽から上記純水送液手段によって送液される純水によって押し出される上記純水分岐部および排出分岐部の間の処理液を排出するための純水排出路(77)と、上記薬液供給路を通って上記薬液分岐部から上記吸引分岐部へと導かれる薬液または上記純水供給路を通って上記純水分岐部から上記吸引分岐部へと導かれる純水を上記吸引分岐部よりも下流側の上記処理液供給路(21,2)へと導く状態と、上記吸引分岐部よりも下流側の上記処理液供給路と上記処理液吸引路とを連通させた状態とを切り換える第1切り換え手段(MV1)と、上記薬液供給路を通って上記薬液分岐部から上記排出分岐部へと導かれる薬液を、上記排出分岐部よりも下流側の上記処理液供給路(2)と上記薬液排出路とのいずれかに切り換えて導く第2切り換え手段(MV2,VC21,VC22)と、上記純水供給路を通って上記純水分岐部から上記排出分岐部へと導かれる純水を、上記排出分岐部よりも下流側の上記処理液供給路と上記純水排出路とのいずれかに切り換えて導く第3切り換え手段(MV2,VD2)と、上記第1切換え手段、第2切換え手段および第3切換え手段を制御する制御手段(8)とを含み、上記制御手段は、上記第2切換え手段を制御することにより、上記薬液分岐部からの薬液を上記薬液排出路へと導くことによって、上記薬液分岐部と上記排出分岐部との間の処理液を上記薬液排出路へと押し出させる薬液排出工程(S10,S20)を実行し、この薬液排出工程の後に、上記第3切換え手段を制御することにより、上記純水分岐部からの純水を上記純水排出路へ導くことによって、上記純水分岐部と上記排出分岐部との間の処理液を上記純水排出路へ押し出させる純水排出工程(S30)を実行し、この純水排出工程の後に、上記第1切換え手段を制御して、上記吸引分岐部よりも下流側の上記処理液供給路と上記処理液吸引路とを連通させることにより、上記吸引分岐部よりも下流側の処理液供給路内の処理液を上記吸引手段によって吸引させる処理液吸引工程(S40)を実行し、この処理液吸引工程の後に、上記第1切換え手段および第2切換え手段を制御して、上記薬液供給路からの薬液を上記処理液供給路を介して基板へ供給する薬液供給工程(A1,A2)を実行するものであることを特徴とする基板処理装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【0012】
上記の構成によれば、処理液を供給していないときには、薬液分岐部から薬液循環路へと薬液を導き、純水分岐部から純水循環路へと純水を導くことにより、薬液貯留槽および純水貯留槽へと薬液および純水をそれぞれ循環させることができる。これにより、処理液の滞留を防止できる。たとえば、薬液貯留槽と薬液分岐部との間の薬液供給路に温調手段(52,62)を介装しておけば、薬液の温度を調節できる。また、処理液中の溶質が処理液供給路内で析出したりする問題や、処理液として純水を用いる場合におけるバクテリア発生の問題を回避できる。
【0013】
一方、薬液分岐部および純水分岐部と基板との間の処理液供給経路内では処理液の循環が行われないのであるが、薬液分岐部および純水分岐部よりも下流側の吸引分岐部から処理液吸引路へと処理液を吸引することによって、吸引分岐部と基板との間の処理液供給路内の処理液を吸引して排出できる。
また、薬液分岐部および純水分岐部とそれよりも下流側の排出分岐部との間の処理液は、薬液貯留槽または純水貯留槽から薬液送液手段または純水送液手段によって送液される処理液によって、薬液排出路または純水排出路へと押し出すことによって排除できる(プリディスペンス)。
【0014】
このようにして、薬液分岐部および純水分岐部よりも下流側における処理液供給経路内での滞留処理液を排除することができるので、滞留処理液が基板に供給されることを防止でき、基板に対する処理を良好に行うことができる。また、薬液排出路および純水排出路を設けたことによって、滞留処理液が基板に付着したり、滞留処理液が噴水状に吐出されたりすることなくプリディスペンスを行えるから、基板や基板保持機構などが汚染されたりするおそれがない。
また、基板に処理液を供給する前に、第2切り換え手段および第3切り換え手段の制御によって、薬液プリディスペンスおよび純水プリディスペンスを順に行うことができ、その後に、第1切り換え手段の制御によって、吸引分岐部よりも下流側の処理液供給路内の処理液を吸引して排出できる。これにより、吸引分岐部よりも下流側の処理液供給路内の残留処理液を排除できるから、この残留処理液が基板に供給されることによる処理不良を防止できる。したがって、処理液供給経路内に滞留していた処理液を排除した後に、基板に対して良好な状態の処理液を当初から供給することができる。これにより、良好な基板処理が可能になる。
【0015】
なお、上記基板処理装置は、さらに、処理液貯留槽(薬液貯留槽、純水貯留槽)から上記吸引分岐部まで導かれた処理液を処理液循環路(薬液循環路、純水循環路)側と上記吸引分岐部側とのいずれかに切り換えて導く供給/循環切り換え手段(VCR1,VCR2,VDR)をさらに含むことが好ましい。
また、処理液の流路は、上記処理液貯留槽(薬液貯留槽、純水貯留槽)からの処理液が上記薬液分岐部または純水分岐部を経て上記処理液循環路(薬液循環路、純水循環路)に導かれる循環状態、上記処理液貯留槽(薬液貯留槽、純水貯留槽)からの処理液が基板へと供給される処理液供給状態、上記吸引分岐部よりも下流側の処理液供給路内の処理液が上記処理液吸引路に導かれる処理液吸引状態、および上記処理液貯留槽(薬液貯留槽、純水貯留槽)からの処理液が上記排出分岐部を経て処理液排出路(薬液排出路、純水排出路)に導かれる処理液排出状態のいずれかに切り換え可能とされていることが好ましい。
【0016】
請求項2記載の発明は、上記排出分岐部は、上記吸引分岐部と一致するか、または上記吸引分岐部よりも下流側において上記処理液供給路の途中部に配置されていることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置である。
この構成によれば、排出分岐部から処理液排出路(薬液排出路、純水排出路)へとプリディスペンスを行うことによって、薬液分岐部または純水分岐部と吸引分岐部との間で滞留した処理液を完全に排除できる。これにより、より良好な基板処理が可能になる。
【0017】
請求項3記載の発明は、上記薬液排出路は、上記薬液循環路または上記薬液貯留槽に接続されていることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置である。
この構成によれば、プリディスペンスされた薬液を薬液貯留槽に帰還させることができるから、プリディスペンスによる薬液の消費を防止できる。これにより、装置のランニングコストを低減できる。
【0018】
処理液として純水を用いる場合には、プリディスペンスされる純水中にバクテリアが発生しているおそれがある。したがって、純水の場合には、純水貯留槽への帰還は行わずに、プリディスペンスされた純水を廃棄する方が好ましい。
【0020】
請求項4記載の発明は、上記基板を保持する基板保持手段(1)と、この基板保持手段に対して一定の位置関係で固定され、上記処理液供給路から供給される処理液を上記基板保持手段に保持された基板に供給する固定ノズル(3)とをさらに含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置である。
【0021】
上記基板保持手段は、処理対象の基板を1枚ずつ処理するものであってもよい。この場合には、この基板保持手段に保持された1枚の基板に対して、固定ノズルからの処理液が供給される、枚葉式の基板処理装置が構成されることになる。
また、上記基板保持手段は、基板を浸漬すべき処理液を貯留する基板浸漬処理槽に貯留された処理液中で基板を保持するものであってもよい。この場合に、上記固定ノズルは、基板浸漬処理槽に処理液を供給するものであってもよい。このような構成によって、たとえば、複数枚の基板を一括して処理液に浸漬して処理するバッチ式の基板処理装置に対してこの発明を適用できる。
【0022】
請求項5記載の発明は、上記基板保持手段は、上記基板を保持して回転させる基板保持回転手段(1)を含むことを特徴とする請求項4記載の基板処理装置である。
この構成では、基板を保持して回転させる一方で、この回転されている基板に対して固定ノズルからの処理液を供給することができる。すなわち、この場合には、基板を1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が構成されることになる。
【0023】
基板保持回転手段は、たとえば、基板をほぼ水平な姿勢で鉛直軸線まわりに回転させるものであってもよく、この場合に、固定ノズルは、基板の上面または下面の回転中心付近に向けて処理液を吐出するものであってもよい。
請求項6記載の発明は、処理液供給路(21,2)を介して基板(W)に処理液を供給することによって当該基板を処理するための方法であって、薬液供給路(55,65)から上記処理液供給路に向けて供給される薬液を、当該処理液供給路を介して上記基板に供給せずに、上記処理液供給路に排出分岐部(B3)で分岐接続された薬液排出路(57,67)へと導いて排出する薬液排出工程(S10,S20)と、この薬液排出工程の後に実行され、純水供給路(75)から上記処理液供給路に向けて供給される純水を、当該処理液供給路を介して上記基板に供給せずに、上記処理液供給路に上記排出分岐部で分岐接続された純水排出路(77)へと導いて排出する純水排出工程(S30)と、この純水排出工程の後に実行され、上記処理液供給路に吸引分岐部(B2)で接続された処理液吸引路(41)を介して、上記吸引分岐部よりも下流側の処理液を吸引して排出する処理液吸引工程(S40)と、この処理液吸引工程の後に実行され、上記薬液供給路から上記処理液供給路に向けて供給される薬液を、当該処理液供給路を介して基板に供給する薬液供給工程(A1)とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
【0024】
この方法によれば、排出分岐部よりも上流側の処理液供給経路内の処理液を、基板側へと導くことなく、処理液排出路(薬液排出路、純水排出路)へと排出できる。これにより、基板や基板保持手段等を汚染したりすることなく、処理液のプリディスペンスを行うことができるので、基板に対して良好な処理を実行できる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための系統図である。この基板処理装置は、処理対象の基板の一例である半導体ウエハ(以下単に「ウエハ」という。)Wをほぼ水平に保持して鉛直軸線まわりに回転するスピンチャック1を備えており、ウエハWを1枚ずつ処理する枚葉型の装置である。
【0026】
スピンチャック1は、鉛直方向に沿って配置された中空の回転軸11の上端に円板状のスピンベース12をほぼ水平な姿勢で結合するとともに、このスピンベース12の周縁部に複数本(たとえば3本)の挟持ピン13を立設して構成されている。この複数本の挟持ピン13によってウエハWの周縁部が挟持され、その状態でスピンチャック1が回転することにより、ウエハWはその中心を通る鉛直軸線まわりに回転されることになる。スピンチャック1を回転するための回転駆動力は、回転駆動機構14から回転軸11へと伝達されるようになっている。
【0027】
回転軸11には処理液供給管2が挿通されており、その上端はスピンチャック1に保持されたウエハWの下面中央付近に至っている。この処理液供給管2の上端には、ウエハWの下面中央に向けて処理液を吐出する裏面ノズル3が、ウエハWに対する相対位置が固定された状態で取り付けられている。この裏面ノズル3からウエハWの下面中央に向けて吐出された処理液は、ウエハWの下面において遠心力を受け、ウエハWの半径方向外方側へと広がってウエハWの下面の全域に供給される。
【0028】
この実施形態では、裏面ノズル3からは、第1薬液、第2薬液および純水(脱イオン水)のいずれかを、処理液として、ウエハWの下面に供給することができる。第1薬液は第1薬液タンク5に貯留されており、第2薬液は第2薬液タンク6に貯留されており、純水は純水タンク7に貯留されている。
第1薬液タンク5内の第1薬液は、ポンプ51によって汲み出され、温調器52を通って適切な温度に温度調節された後、フィルタ53を通ることによって異物が除去されて清浄な状態とされる。この第1薬液は、第1薬液供給路55を通って第1多連弁MV1へと導かれる。
【0029】
第2薬液も同様に、第2薬液タンク6からポンプ61によって汲み出され、温調器62によって温度調節されるとともに、フィルタ63を通ることにより液中の異物が取り出されて清浄な状態とされた後に、第2薬液供給路65を通って第1多連弁MV1に導かれる。
さらに、純水タンク7に貯留された純水は、ポンプ71によって汲み出され、フィルタ73によって異物が取り除かれた後に、純水供給路75を通って第1多連弁MV1へと導かれる。
【0030】
第1薬液供給路55の途中部には、分岐部BC11(薬液分岐部)において、第1薬液循環路54が分岐接続されている。この第1薬液循環路54は第1薬液タンク5へと導かれており、その途中部には、第1薬液循環バルブVCR1が介装されている。
同様に、第2薬液供給路65の途中部には、分岐部BC12(薬液分岐部)において、第2薬液循環路64が分岐接続されている。この第2薬液循環路64は、第2薬液タンク6に接続されており、その途中部には、第2薬液循環バルブVCR2が介装されている。
【0031】
同様に、純水供給路75の途中部には、分岐部BD1(純水分岐部)において、純水循環路74が分岐して接続されている。この純水循環路74は、純水タンク7に接続されており、その途中部には、純水循環バルブVDRが介装されている。
第1多連弁MV1は、処理液流通路21を介して第2多連弁MV2に接続されており、この第2多連弁MV2に、処理液供給管2が結合されている。処理液流通路21には、必要に応じて、この処理液流通路21内に存在する処理液の温度を検出する温度センサ10が配置されている。
【0032】
上記第1および第2多連弁MV1,MV2内の処理液流路、処理液流通路21ならびに処理液供給管2によって、処理液をスピンチャック1に保持されたウエハWに供給するための処理液供給路が形成されており、この処理液経路に第1および第2薬液供給路55,65ならびに純水供給路75が接続されている。
第1多連弁MV1は、処理液流通路21の一端(第1および第2薬液タンク5,6ならびに純水タンク7側の一端)側に配置された分岐部B2(吸引分岐部)から分岐した複数の配管を備えており、それらには、第1薬液供給バルブVC11、第2薬液供給バルブVC12、純水供給バルブVD1および処理液吸引バルブVVがそれぞれ結合されている。第1薬液供給バルブVC11には第1薬液供給路55が結合されており、第2薬液供給バルブVC12には第2薬液供給路65が結合されており、純水供給バルブVD1には純水供給路75が接続されている。そして、処理液吸引バルブVVには、吸引排出路41が接続されていて、この吸引排出路41はさらに吸引機構4に接続されている。吸引機構4は、真空発生器(コンバム)やエジェクタ等で構成されていて、吸引路排出41を介して処理液を吸引し、この吸引された処理液を排液する。
【0033】
一方、第2多連弁MV2は、処理液流通路21の他端(スピンチャック1側の端部)側に配置された分岐部B3(排出分岐部)において分岐した複数本の配管と、これらの配管にそれぞれ接続された複数個のバルブとを備えている。この複数個のバルブは、処理液供給管2に接続された処理液供給バルブVTと、第1薬液タンク5へと第1薬液を帰還させるための第1薬液帰還路57に接続された第1薬液排出バルブVC21と、第2薬液タンク6に第2薬液を帰還させるための第2薬液帰還路67に接続された第2薬液排出バルブVC22と、純水を排液するための純水排出路77に接続された純水排出バルブVD2とを含む。
【0034】
図2は、この基板処理装置の制御ブロック図である。マイクロコンピュータ等を含む制御部8が設けられており、この制御部8により、回転駆動機構14、吸引機構4、ポンプ51,61,71および温調器52,62の動作が制御されるようになっている。また、この制御部8には、温度センサ10の検出信号が入力されている。
制御部8は、さらに、第1薬液循環バルブVCR1、第2薬液循環バルブVCR2、純水循環バルブVDRの開閉を個別に制御するとともに、第1多連弁MV1に備えられている第1薬液供給バルブVC11、第2薬液供給バルブVC12、純水供給バルブVD1および処理液吸引バルブVVの開閉を個別に制御し、同様に、第2多連弁MV2に備えられている処理液供給バルブVT、第1薬液排出バルブVC21、第2薬液排出バルブVC22および純水排出バルブVD2の開閉を個別に制御する。
【0035】
図3は、上記基板処理装置によるウエハWに対する処理フローの一例を示す流れ図である。まず、配管内における非温調薬液(ウエハWの処理に対して不適切な温度となっているおそれのある薬液)や、バクテリアが発生しているおそれのある純水を配管系から排除するための初期動作(ステップA0)が実行される。この初期動作に引き続き、回転駆動機構14によってスピンチャック1を回転状態とするとともに、スピンチャック1に保持されたウエハWに、第1薬液タンク5からの第1薬液を供給して(ステップA1)、ウエハWの処理が行われる。この第1薬液によるウエハWの処理をたとえば所定時間だけ行った後、第1薬液の供給を止めて、第2薬液タンク6に貯留されている第2薬液をウエハWに供給して(ステップA2)、この第2薬液によるウエハWの処理が行われる。この第2薬液による処理をたとえば所定時間だけ行った後に、第2薬液の供給を停止し、純水タンク7から純水を汲み出し、ウエハWに供給して、ウエハW上に残留する薬液を排除するための純水リンス処理が、たとえば所定時間だけ行われる(ステップA3)。
【0036】
その後、純水の供給を停止し、回転駆動機構14によってスピンチャック1が高速回転されることにより、ウエハWの表面から遠心力によって水分を排除するための乾燥処理(ステップA4)が実行される。
この乾燥処理の後には、処理の終了したウエハWが、基板搬送ロボットによってスピンチャック1から搬出されて、次のウエハWがスピンチャック1に受け渡され、この新たなウエハWに対してステップA1〜A4の処理が行われる。
【0037】
初期動作(ステップA0)は、分岐部BC11,BC12よりもスピンチャック1側の処理液供給路に存在する薬液の温度がウエハWの表面処理のために不適切な温度範囲にあるような場合や、分岐部BD1よりもスピンチャック1側の処理液供給路内にバクテリアが発生した純水が存在するおそれのある状況で実行される。
具体的には、複数枚のウエハを相次いで処理しているときには、1枚のウエハWの処理が完了してから次のウエハWに対する処理が開始されるまでの間の待機時間は十分に短いので、初期動作(ステップA0)は不要であり、ステップA1以降の処理が各ウエハWに対して行われればよい。これに対し、複数枚(たとえば25枚)のウエハWで構成される1つのロットに対する処理と、別のロットのウエハWに対する処理との間に長い待機時間(たとえば1時間以上)が生じる場合には、分岐部BC11,BC12よりもスピンチャック1側の配管内に存在する第1および第2薬液の温度が低下していて、上記別のロットの1枚目のウエハWに対する処理が不良になる恐れがある。
【0038】
したがって、初期動作(ステップA0)は、たとえば、上記別のロットの1枚目のウエハWを処理する直前にのみ行い、当該ロットの2枚目以降のウエハWを処理するときには、初期動作(ステップA0)を行わずに、第1薬液供給(ステップA1)からの処理を行えばよい。
また、1つのロットの最後のウエハWに対して処理した後に、次のロットの1枚目のウエハWがスピンチャック1に受け渡されてその処理が開始されるまでの時間が十分に短ければ、この1枚目のウエハWに対する処理開始前に初期動作(A0)を行う必要は必ずしもない。そこで、たとえば制御部8の内蔵のタイマによって、1枚のウエハWに対する処理が完了してから、次のウエハWがスピンチャック1に受け渡されてその処理が開始されるまでの時間を計測し、この計測された時間が所定時間(たとえば1時間)を超える場合にのみ、当該ウエハWの処理に先立って、初期動作(ステップA0)を実行するようにしてもよい。
【0039】
さらに、処理液流通路21を流通する温度を計測する温度センサ10の出力に基づき、この処理液流通路21内の処理液の温度が予め定めるしきい値以下である場合にのみ初期動作(ステップA0)を実行することとしてもよい。
たとえば、上記第1薬液は、オゾン水(酸化剤の一例)であって、上記第2薬液はフッ酸(酸化膜をエッチングできるエッチング液の一例)であってもよい。この場合に、ステップA1,A2の処理を繰り返し実行することにより、ウエハWの表面に第1薬液としてのオゾン水の働きによる酸化膜を形成し、この酸化膜を第2薬液としてのフッ酸によってライトエッチングすることにより、酸化膜とともにウエハWの表面の異物(パーティクルや金属イオン等)をリフトオフすることができる。こうしてステップA1,A2の処理を繰り返し実行した後に、純水を供給して(ステップA3)、ウエハWの表面をリンスしておけばよい。
【0040】
また、上記第1薬液として硫酸を用い、上記第2薬液として過酸化水素水を用いてもよい。これらの薬液の組み合わせにより、ウエハWの表面の異物を除去することができる。
第1および第2薬液が、酸とアルカリの組み合わせである場合には、図4に示すように、第1薬液(たとえば酸)を供給した後(ステップA1)、ウエハWに純水を供給して当該第1薬液をウエハWの表面から排除し(ステップA10)、その後に、第2薬液(たとえばアルカリ)を供給するようにすればよい(ステップA2)。
【0041】
図5は、初期動作(図3および図4のステップA0)の一例を説明するためのフローチャートである。この例では、基板処理装置が待機状態(ステップS0)であるときに、第1薬液のプリディスペンス処理(ステップS10)、第2薬液のプリディスペンス処理(ステップS20)、純水のプリディスペンス処理(ステップS30)、および処理液供給管2および処理液流通路21内の処理液を排出するための処理液吸引排出処理(ステップS40)が順次実行される。
【0042】
待機状態(ステップS0)では、制御部8の働きによってポンプ51,61,71、温調器52,62および吸引機構4がそれぞれ駆動状態とされる。また、第1薬液循環バルブVCR1、第2薬液循環バルブVCR2および純水循環バルブVDRがそれぞれ開状態とされている。また、第1多連弁MV1に備えられたバルブVC11,VC12,VD1,VVおよび第2多連弁MV2に備えられたバルブVT,VC21,VC22,VD2はいずれも閉状態とされている。したがって、第1薬液タンク5、第2薬液タンク6および純水タンク7からそれぞれ汲み出された第1薬液、第2薬液および純水は、分岐部BC11,BC12,BD1から第1薬液循環路54、第2薬液循環路64および純水循環路74へとそれぞれ導かれて、第1薬液タンク5、第2薬液タンク6および純水タンク7に帰還される。こうして、第1および第2薬液が循環されて、温調器52,62の働きによる第1および第2薬液の温度調節が行われるとともに、純水が循環されることによって、バクテリアの発生が防がれている。
【0043】
この状態から、ウエハW(たとえば、あるロットの1枚目のウエハ)の処理に先立ち、プリディスペンス処理(ステップS10,S20,S30)および処理液吸引排出処理(ステップS40)が行われる。
第1薬液プリディスペンス処理(ステップS10)は、分岐部BC11よりもスピンチャック1側の薬液供給路(主として第1薬液供給路55)に存在する非温調状態の第1薬液を排除するための処理である。具体的には、制御部8により、第1薬液排出バルブVC21が開かれ、第1薬液供給バルブVC11が開かれ、第1薬液循環バルブVCR1が閉じられる(ステップS11,S12,S13)。これにより、第1薬液タンク5から汲み出された第1薬液は、ポンプ51、温調器52、フィルタ53を通り、分岐部BC11から第1薬液供給路55へと導かれ、さらに、第1薬液供給バルブVC11、処理液流通路21および第1薬液排出バルブVC21を順次通って、第1薬液帰還路57へと導かれることになる。これによって、分岐部BC11よりもスピンチャック1側(より詳細には分岐部BC11と分岐部B3との間)の処理液供給路に存在する第1薬液は、第1薬液帰還路57へと押し出され、第1薬液タンク5へと帰還されることになる。その結果、分岐部BC11よりもスピンチャック1側における非温調状態の第1薬液が排出される。
【0044】
このようにして、第1薬液のプリディスペンス(ステップS11,S12,S13)を一定時間だけ行って非温調状態の第1薬液を排除した後に、制御部8は、第1薬液循環バルブVCR1を開き、第1薬液供給バルブVC11を閉じ、第1薬液排出バルブVC21を閉じる(ステップS14,S15,S16)。こうして、第1薬液プリディスペンス処理が完了する。
第2薬液プリディスペンス処理(ステップS20)も、第1薬液プリディスペンス処理(ステップS10)と同様にして実行される。すなわち、制御部8は、第2薬液排出バルブVC21を開き、第2薬液供給バルブVC12を開くとともに、第2薬液循環バルブVCR2を閉じる(ステップS21,S22,S23)。これにより、第2薬液タンク6からポンプ61によって汲み出された第2薬液は、温調器62、フィルタ63および分岐部BC12を通って第2薬液供給路65へと導かれ、さらに、第2薬液供給バルブVC12、処理液流通路21および第2薬液排出バルブVC22を通って、第2薬液帰還路67へと導かれる。これにより、分岐部BC12よりもスピンチャック1側(より具体的には分岐部BC12およびB3の間)の処理液供給路に存在する第2薬液が、第2薬液帰還路67へと排除されて、第2薬液タンク6へと帰還されることになる。こうして、第2薬液のプリディスペンスが行われて、非温調状態の第2薬液が排除される。
【0045】
このような第2薬液プリディスペンス(ステップS21,S22,S23)を一定時間だけ実行した後に、制御部8は、第2薬液循環バルブVCR2を開き、第2薬液供給バルブVC12を閉じ、第2薬液排出バルブVC22を閉じる(ステップS24,S25,S26)。こうして、第2薬液プリディスペンス処理が完了する。
純水のプリディスペンス処理(ステップS30)も同様である。すなわち、制御部8は、純水排出バルブVD2を開き、純水供給バルブVD1を開き、さらに純水循環バルブVDRを閉じる(ステップS31,S32,S33)。これにより、純水タンク7から純水供給用のポンプ71によって汲み出された純水は、フィルタ73を通って、分岐部BD1から純水供給路75へと導かれる。この純水は、さらに、純水供給バルブVD1、処理液流通路21および純水排出バルブVD2を通り、純水排出路77を通って装置外に排液される。こうして、分岐部BD1よりもスピンチャック1側(より詳細には分岐部BD1,B3の間)の処理液供給路における非循環状態の純水がプリディスペンスされる。
【0046】
この純水のプリディスペンス(ステップS31,S32,S33)を一定期間だけ実行した後に、制御部8は、純水循環バルブVDRを開き、純水供給バルブVD1を閉じ、純水排出バルブVD2を閉じて、純水のプリディスペンスを完了する(ステップS34,S35,S36)。こうして、純水タンク7と分岐部BD1との間で純水が循環される状態に戻ることになる。
【0047】
純水プリディスペンス処理に続いて、制御部8は、処理液吸引排出処理(ステップS40)を実行するために、処理液供給バルブVTを開き、処理液吸引バルブVVを開く(ステップS41,S42)。処理液供給管2の上端に固定された裏面ノズル3は大気に開放されているから、吸引機構4によって吸引排出路41内を吸引することにより、分岐部B2,B3の間に残留している純水を、吸引排出路41から装置外へと排出することができる。このような処理液吸引(ステップS41,S42)を一定時間だけ行った後に、制御部8は、処理液吸引バルブVVを閉じる(ステップS43)。こうして、処理液吸引排出処理が完了する。
【0048】
初期動作において、この処理液吸引排出処理(ステップS40)を実行しておけば、初期動作に引き続いてウエハWに供給される第1薬液が、配管内に残留する純水により希釈されることがなく、ウエハWに対する薬液処理を精密に制御することができる。
図6は、初期動作の別の例(参考例)を説明するためのフローチャートである。この図6において、図5に示された各処理と同様の処理が行われる各ステップには、図5の場合と同一の参照符号を付して示す。
【0049】
この図6の例では、初期動作に引き続いて最初に供給される処理液である第1薬液のプリディスペンス処理(ステップS10)が、最後に行われるようになっている。これにより、第1薬液プリディスペンス処理(ステップS10)の後に、処理液吸引排出処理を実行する必要がなくなる。すなわち、第1薬液プリディスペンス処理の後に配管内に残留する処理液は第1薬液であるから、この状態で処理液吸引排出処理を実行することなく第1薬液供給処理(図3および図4のステップA1)を実行しても、何らの不都合はなく、ウエハWに対して良好な処理を施すことができる。
【0050】
図6の例では、処理液吸引排出処理を最初に実行し(ステップS40)、その後に、純水プリディスペンス処理(ステップS30)、第2薬液プリディスペンス処理(ステップS20)および第1薬液プリディスペンス処理(ステップS10)を順次行うようにしている。しかし、後述するとおり、第1薬液、第2薬液および純水をそれぞれ供給した直後に、その都度処理液吸引排出処理を行うこととしておけば、処理液供給バルブVTよりもスピンチャック1側の配管(すなわち処理液供給管2および裏面ノズル3)には実質的にいずれの処理液も残留していないから、処理液吸引処理(ステップS40)を省いても実害はないと言える。したがって、図6の例では、処理液吸引排出処理(ステップS40)を省くことができるから、初期動作に要する時間を短縮し、基板処理装置の生産性を高めることができる。
【0051】
また、純水中にバクテリアが発生するには相当の時間(2〜3日程度)を要するので、第1および第2薬液のプリディスペンス処理が必要な場合であっても、純水プリディスペンス処理は必ずしも実行する必要がない。たとえば、1枚のロットのウエハWの処理と、別のロットのウエハWの処理との間に1〜2時間程度の時間が開いたような場合には、第1薬液プリディスペンス処理(ステップS10)および第2薬液プリディスペンス処理(ステップS20)は必要であるが、純水プリディスペンス処理(ステップS30)は省いても差し支えない。このように、純水プリディスペンス処理(ステップS30)は、必要に応じて行われる処理であって、初期動作の際に純水プリディスペンス処理を行わず、第2薬液プリディスペンス処理および第1薬液プリディスペンス処理のみを順次実行すれば足りる場合もある。
図7は、第1薬液供給処理(図3および図4のステップA1)の詳細を説明するためのフローチャートである。初期動作の直後に第1薬液を供給するとき、その初期動作が図5に示す処理であるときには処理液供給バルブVTは開状態であり、図6に示す処理であるときには閉状態となっている。そこで、制御部8は、図5に示す初期動作を行った後に第1薬液をウエハWに供給するときには処理液供給バルブVTを開状態に保持し、図6に示す初期動作を行った直後に第1薬液を供給するときには処理液供給バルブVTを閉状態から開状態に切り換える。その後、制御部8は、第1薬液供給バルブVC11を開き、第1薬液循環バルブVCR1を閉じる(ステップA11,A12)。これにより、第1薬液タンク5からポンプ51によって汲み出された第1薬液は、分岐部BC11から第1薬液供給路55へと導かれ、さらに、第1薬液供給バルブVC11、処理液流通路21および処理液供給バルブVTを通過して処理液供給管2へと供給されて、裏面ノズル3からウエハWの裏面中央に向けて吐出される。このとき、制御部8は、予め、回転駆動機構14を制御し、スピンチャック1を所定の回転速度で回転駆動している。よって、ウエハWの裏面中央に供給された第1薬液は、遠心力を受けて、ウエハWの回転半径方向外方側へと広がり、ウエハWの裏面全域を処理することになる。
【0052】
このようにして、第1薬液を所定時間だけ供給した後に、制御部8は、第1薬液循環バルブVCR1を開き、第1薬液供給バルブVC11を閉じる(ステップA13,A14)。これにより、第1薬液の供給が停止される。
その後、制御部8は、処理液吸引バルブVVを開く(ステップA15)。処理液供給バルブVTは引き続き開状態とされているから、吸引機構4によって吸引排出路41を吸引すると、処理液供給管2および裏面ノズル3内に残留していた第1薬液は、処理液供給バルブVTを通り、分岐部B3、処理液流通路21および分岐部B2をそれぞれ通過して、処理液吸引バルブVVから処理液吸引排出路41へと導かれることになる。こうして、分岐部B2よりもスピンチャック1側の処理液供給路内における第1薬液が排出される。このような処理液吸引排出処理を一定時間だけ行った後に、制御部8は、処理液吸引バルブVVを閉じて(ステップA16)、第1薬液供給処理を完了する。
【0053】
図8は、第2薬液供給処理(図3および図4のステップA2)の詳細を説明するためのフローチャートである。制御部8は、処理液供給バルブVTを開状態としておいて、第2薬液供給バルブVC12を開き、第2薬液循環バルブVCR2を閉じる(ステップA21,A22)。これにより、第2薬液タンク6からポンプ61によって汲み出された第2薬液は、分岐部BC12から第2薬液供給路65へと導かれ、第2薬液供給バルブVC12、処理液流通路21および処理液供給バルブVTを順次通過して、処理液供給管2から裏面ノズル3へと導かれてウエハWの裏面中央に吐出される。第1薬液供給処理の場合と同様に、制御部8は回転駆動機構14によってスピンチャック1を所定の回転速度で回転状態としており、ウエハWの裏面中央に導かれて第2薬液は、遠心力を受けて、ウエハWの回転半径方向外方へと広がり、その全域に供給される。
【0054】
このような第2薬液の供給が一定時間だけ行われると、制御部8は、第2薬液循環バルブVCR2を開き、第2薬液供給バルブVC12を閉じて、第2薬液の供給を停止する(ステップA23,A24)。その後、制御部8は、処理液吸引バルブVVを開き(ステップA25)、分岐部B2からスピンチャック1側の処理液供給路内に残留している第2薬液を吸引排出路41を介して排出する。この処理液吸引排出処理を一定時間だけ行った後、制御部8は、処理液吸引バルブVVを閉じる(ステップA26)。こうして、第2薬液供給処理が完了する。
【0055】
図9は、純水供給処理の詳細を説明するためのフローチャートである。制御部8は、純水供給バルブVD1を開き、純水循環バルブVDRを閉じる(ステップA31,A32)。これにより、純水タンク7からポンプ71によって汲み出された純水は、分岐部BD1から純水供給路75へと導かれ、さらに、純水供給バルブVD1、処理液流通路21および処理液供給バルブVTを順次通過して、処理液供給管2から裏面ノズル3へと導かれる。これにより、裏面ノズル3からはウエハWの裏面中央に向けて純水が吐出される。
【0056】
制御部8は、回転駆動機構14によってスピンチャック1を回転駆動状態としており、ウエハWの裏面中央に導かれた純水は、遠心力によりその回転半径方向外方側へと導かれ、ウエハWの裏面全域へと供給される。このような純水の供給が一定時間だけ行われた後に、制御部8は、純水循環バルブVDRを開き、純水供給バルブVD1を閉じる(ステップA33,A34)。こうして、純水の供給が停止される。その後、制御部8は、処理液吸引バルブVVを開いて(ステップA35)、分岐部B2からスピンチャック1側の処理液供給路内に存在する純水を、処理液吸引排出路41を介して、装置外へと排出する。
【0057】
この処理液吸引排出処理を一定時間だけ行った後、制御部8は、処理液吸引バルブVVを閉じる(ステップA36)。こうして、純水供給処理が完了する。
なお、純水供給処理の最後に行われる処理液吸引排出処理(純水の吸引排出処理)は、必ずしも行われる必要はないが、この純水の吸引排出処理を行うことにより、その後に第1薬液または第2薬液をウエハWに供給するときに、供給当初の薬液が処理液供給路内に残留する純水によって希釈されることを防止できる。
【0058】
以上のように、この実施形態によれば、初期動作の際に、裏面ノズル3からプリディスペンスを行うのではなく、第1薬液排出バルブVC21、第2薬液排出バルブVC22および純水排出バルブVD2を介して、処理液供給管2とは別の配管である第1薬液帰還路57、第2薬液帰還路67および純水排出路77へと非温調状態の薬液または非循環状態の純水を導くことができる。したがって、裏面ノズル3から処理液を噴水状に吐出させたりすることなく、プリディスペンスを行うことができる。しかも、第1および第2薬液については、第1および第2薬液帰還路57,67を介して第1および第2薬液タンク5,6にそれぞれ帰還するようにしているから、プリディスペンスによって薬液が消費されることがなく、薬液消費量を抑えることができる。
【0059】
一方、第1,第2薬液および純水によって共有される処理液流通路21および処理液供給管2ならびに裏面ノズル3内の処理液は、処理液吸引バルブVVを介して、吸引機構4により吸引して排出することができる。そのため、処理液供給管2とは別の経路で処理液のプリディスペンスを行っているにも拘らず、処理液供給管2内で第1薬液、第2薬液および純水が相互に混合されるおそれがない。これにより、ウエハWに対して、厳密に制御された処理を施すことができる。
【0060】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、ウエハWの裏面中央に向けて処理液を吐出する裏面ノズル3が備えられた構成について説明したが、この発明は、上述の図10に示されているように、基板の上面に向けて処理液を供給する処理液供給配管系に対しても適用することができる。また、上記の実施形態では、複数種類の薬液(第1薬液および第2薬液)および純水を切り換えてウエハWに供給する構成例について説明したが、1種類の薬液および純水をウエハWに供給する構成の基板処理装置に対してもこの発明を適用することができる。
【0061】
また、上記の実施形態では、第1薬液帰還路57および第2薬液帰還路67を第1薬液タンク5および第2薬液タンク6にそれぞれ接続しているが、これらを第1薬液循環路54および第2薬液循環路64にそれぞれ接続してもよい。この構成の場合でも、プリディスペンス時に排出される第1および第2薬液を第1および第2薬液タンク5,6に帰還させることができる。むろん、プリディスペンス時における薬液の消費が問題とならなければ、第1薬液排出バルブVC21および第2薬液排出バルブVC22から排出される第1および第2薬液を排液配管に導く構成としてもよい。
【0062】
さらに、図1の構成において、分岐部B2,B3を一致させて(すなわち、第1および第2多連弁MV1,MV2を合体させて)、処理液流通路21を無くしてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための系統図である。
【図2】上記基板処理装置の制御ブロック図である。
【図3】上記基板処理装置によるウエハに対する処理フローの一例を示す流れ図である。
【図4】処理フローの別の例を示す流れ図である。
【図5】初期動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図6】初期動作の別の例を説明するためのフローチャートである。
【図7】第1薬液供給処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図8】第2薬液供給処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図9】純水供給処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図10】従来の基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【符号の説明】
1 スピンチャック
2 処理液供給管
3 裏面ノズル
4 吸引機構
5 第1薬液タンク
6 第2薬液タンク
7 純水タンク
8 制御部
10 温度センサ
11 回転軸
12 スピンベース
13 挟持ピン
14 回転駆動機構
21 処理液流通路
41 吸引排出路
51 ポンプ
52 温調器
53 フィルタ
54 第1薬液循環路
55 第1薬液供給路
57 第1薬液帰還路
61 ポンプ
62 温調器
63 フィルタ
64 第2薬液循環路
65 第2薬液供給路
67 第2薬液帰還路
71 ポンプ
73 フィルタ
74 純水循環路
75 純水供給路
77 純水排出路
BC11 分岐部
BC12 分岐部
BD1 分岐部
B2 分岐部
B3 分岐部
MV1 第1多連弁
MV2 第2多連弁
VC11 第1薬液供給バルブ
VC12 第2薬液供給バルブ
VD1 純水供給バルブ
VV 処理液吸引バルブ
VT 処理液供給バルブ
VC21 第1薬液排出バルブ
VC22 第2薬液排出バルブ
VD2 純水排出バルブ
VCR1 第1薬液循環バルブ
VCR2 第2薬液循環バルブ
VDR 純水循環バルブ
W ウエハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for supplying a processing liquid to a substrate and processing the substrate. Substrates to be processed include semiconductor wafers, glass substrates for liquid crystal display devices, glass substrates for plasma displays, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, photomask substrates, and the like.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device, a surface treatment using a treatment liquid is performed on a substrate. For example, in a single-wafer type substrate processing apparatus that processes substrates one by one, a spin chuck that holds and rotates the substrate horizontally, a processing liquid supply nozzle that supplies a processing liquid to the substrate held by the spin chuck, The substrate held by the spin chuck is rotated in a horizontal plane, while the processing liquid is supplied from the processing liquid supply nozzle to the surface of the substrate, thereby processing the surface of the substrate with the processing liquid. Is given.
[0003]
Some of such single-wafer type substrate processing apparatuses use a processing liquid (temperature control liquid) whose temperature is adjusted to a certain temperature suitable for processing. An apparatus for performing a surface treatment using a temperature control liquid on a substrate is disclosed in, for example, the following Patent Document 1 according to the prior application of the applicant of the present application.
In the apparatus disclosed in Patent Document 1 below, as shown in FIG. 10, the processing liquid used for processing is stored in the processing
[0004]
During the operation of the apparatus, the
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-206957 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, while the temperature adjustment liquid is circulating in the treatment liquid circulation path, the temperature adjustment liquid does not flow into the treatment
[0007]
Further, the present invention is not limited to an apparatus for performing a surface treatment using a temperature control liquid on a substrate, but also an apparatus for performing a surface treatment using a processing liquid whose temperature is not adjusted on a substrate. In the case of having a structure in which the processing liquid return path is branched and connected upstream of the processing liquid supply valve in the path, there is a possibility that a problem of deterioration in processing quality may occur. For example, when a chemical solution such as an etching solution is used as the processing solution, if the state in which the substrate is not processed continues for a long time, it is between the branch point of the processing solution return path and the tip of the processing solution supply nozzle. There is a risk that chemical component deposits are generated in the accumulated processing liquid, and the substrate is contaminated by supplying the processing liquid containing the chemical component deposits (particles) immediately after the processing liquid supply valve is opened. There is. In addition, when the chemical component in the processing liquid is deposited, the concentration of the processing liquid decreases, so that immediately after the processing liquid supply valve is opened, a processing liquid having a concentration lower than the appropriate concentration is supplied to the substrate. In addition, there is a risk of processing defects such as insufficient cleaning and insufficient etching.
[0008]
In addition, when pure water is used as the processing liquid, if the substrate is not processed for a long time, the processing accumulated between the branch point of the processing liquid return path and the tip of the processing liquid supply nozzle Bacteria such as bacteria are generated in the liquid, and the substrate may be contaminated by supplying the treatment liquid containing the bacteria immediately after opening the treatment liquid supply valve.
In order to avoid such a problem, a method of opening the processing liquid supply valve before loading the substrate and discarding the processing liquid collected between the branch point of the processing liquid return path and the tip of the processing liquid supply nozzle (Pre-dispensing of treatment liquid) is conceivable.
[0009]
However, for example, in a configuration in which a substrate is held by a spin chuck and a processing liquid is supplied from a back surface central axis nozzle inserted through the rotation axis of the spin chuck toward the center of the back surface of the substrate, pre-dispensing is impossible. In other words, in a state where the substrate is held on the spin chuck, when the pre-dispensing is performed, a defective processing liquid is attached to the substrate. Further, if the pre-dispensing is performed in a state where the substrate is not present on the spin chuck, there is a problem that the processing liquid is discharged and scattered in the form of a fountain, and the spin chuck and its surroundings are contaminated.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can reliably supply a processing solution in a good state to a substrate and that do not have a contamination problem associated with pre-dispensing.
[0011]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
The invention described in claim 1 for achieving the above object is a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing liquid to the substrate (W), wherein the processing liquidAs a chemical solutionFor storingmedicineLiquid storage tank (5,6)When,A pure water storage tank (7) for storing pure water as a treatment liquid;Treatment liquid supply path for guiding the treatment liquid to the plate(21, 2),A chemical solution supply path (55, 65) for guiding a chemical solution from the chemical solution storage tank to the treatment liquid supply channel, and a pure water supply channel for guiding pure water from the pure water storage tank to the treatment liquid supply channel (75)the abovemedicineFrom the liquid storage tankmedicinePour out the liquidAbove medicineSend to liquid supply pathMedicinal solutionLiquid feeding means (51, 61)When,Pure water feed means (71) for pumping pure water from the pure water storage tank and sending it to the pure water supply path;the abovemedicineIn the middle of the liquid supply pathMedicinal solutionBranch part (BC11, BC12)Connected to the abovemedicineTo liquid storage tankmedicineFor circulating the liquidmedicineLiquid circuit (54, 64)When,A deionized water circulation path (74) connected to the deionized water branch (BD1) in the middle of the deionized water supply path for circulating deionized water to the deionized water storage tank;In the treatment liquid supply pathSuctionBranch (B2)soConnected and aboveSuctionA processing liquid suction path (41) for sucking and discharging the processing liquid in the processing liquid supply path on the downstream side of the branch portion, and a process in the processing liquid suction path connected to the processing liquid suction path The suction means (4) for sucking the liquid and the treatment liquid supply pathDischargeBranch (B3)soConnected and abovemedicineFrom the liquid storage tankMedicinal solutionLiquid is fed by liquid feeding meansmedicineAbove extruded by liquidMedicinal solutionBifurcation andDischargeFor discharging the processing liquid between the branch partsmedicineLiquid discharge path (57, 67)When,The treatment liquid between the pure water branch part and the discharge branch part that is connected to the treatment liquid supply path at the discharge branch part and is pushed out by the pure water fed from the pure water storage tank by the pure water feed means. A pure water discharge channel (77) for discharging water,the abovemedicineThrough the liquid supply pathMedicinal solutionFrom the bifurcationSuctionLed to bifurcationPure water guided from the pure water branch to the suction branch through the chemical solution or the pure water supply pathThe aboveSuctionA state of leading to the processing liquid supply path (21, 2) on the downstream side of the branch portion;SuctionA first switching means (MV1) for switching between a state in which the processing liquid supply path and the processing liquid suction path on the downstream side of the branch portion communicate with each other;medicineThrough the liquid supply pathMedicinal solutionFrom the bifurcationDischargeLed to bifurcationmedicineLiquid, aboveDischargeThe treatment liquid supply path (2) on the downstream side of the branch portion and the abovemedicineSecond switching means (MV2) that switches to and leads to either the liquid discharge path, VC21, VC22)WhenThe pure water guided from the pure water branching section to the discharge branching section through the pure water supply path is any of the treatment liquid supply path and the pure water discharge path on the downstream side of the discharge branching section. The third switching means (MV2, VD2))And a control means (8) for controlling the first switching means, the second switching means, and the third switching means, and the control means controls the second switching means so as to control the chemical solution branching section. The chemical solution discharging step (S10, S20) for pushing the processing solution between the chemical solution branching portion and the discharge branching portion into the chemical solution discharge passage by guiding the chemical solution to the chemical solution discharge passage is executed. After the chemical solution discharging step, by controlling the third switching means, the pure water from the pure water branching portion is guided to the pure water discharging passage, so that the pure water branching portion and the discharging branching portion are interposed. A pure water discharge step (S30) for extruding the treatment liquid to the pure water discharge passage is performed, and after the pure water discharge step, the first switching means is controlled to be downstream of the suction branching portion. The treatment liquid supply path and the treatment liquid A processing liquid suction step (S40) in which the processing liquid in the processing liquid supply path downstream of the suction branching portion is sucked by the suction means by communicating with the drawing path is performed. The chemical switching process (A1, A2) for controlling the first switching means and the second switching means to supply the chemical liquid from the chemical liquid supply path to the substrate through the processing liquid supply path is executed.This is a substrate processing apparatus. The alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
[0012]
According to the above configuration, when the processing liquid is not supplied,Medicinal solutionFrom the branchMedicinal solutionTo the circuitMedicinal solutionLeadThe pure water from the pure water branch to the pure water circuitByMedicinal solutionStorage tankAnd pure water storage tankToChemical solution and pure waterTheRespectivelyIt can be circulated. Thereby, retention of a processing liquid can be prevented. For example,Medicinal solutionStorage tank andMedicinal solutionBetween the bifurcationMedicinal solutionIf temperature control means (52, 62) are installed in the supply path,Medicinal solutionCan adjust the temperature. In addition, it is possible to avoid the problem that the solute in the processing liquid is deposited in the processing liquid supply path and the problem of the generation of bacteria when pure water is used as the processing liquid.
[0013]
on the other hand,Medicinal solutionBifurcationAnd pure water branchTreatment liquid supply between the substrate and the substrateRouteThe processing liquid is not circulated inside,Medicinal solutionBifurcationAnd pure water branchMore downstreamSuctionBy aspirating the processing liquid from the branch part to the processing liquid suction path,SuctionThe processing liquid in the processing liquid supply path between the branch portion and the substrate can be sucked and discharged.
Also,Medicinal solutionBifurcationAnd pure water branchAnd downstream of itDischargeThe processing liquid between the branching partsMedicinal solutionStorage tankOr pure water storage tankFromMedicinal solutionLiquid feeding meansOr pure water feeding meansDepending on the processing liquid sent byMedicinal solutionDischarge channelOr pure water discharge channelIt can be eliminated by pushing it out (pre-dispensing).
[0014]
In this wayMedicinal solutionBifurcationAnd pure water branchTreatment liquid supply downstreamSutraSince the staying treatment liquid in the path can be eliminated, the staying treatment liquid can be prevented from being supplied to the substrate, and the substrate can be satisfactorily processed. Also,Medicinal solutionDischarge channelAnd pure water discharge channelSince the pre-dispensing can be performed without the staying treatment liquid adhering to the substrate or being discharged in the form of a fountain, there is no possibility that the substrate or the substrate holding mechanism is contaminated.
Further, before supplying the processing liquid to the substrate, the chemical liquid pre-dispensing and the pure water pre-dispensing can be sequentially performed by the control of the second switching means and the third switching means, and then the control of the first switching means. The processing liquid in the processing liquid supply path downstream of the suction branching section can be sucked and discharged. Thereby, since the residual processing liquid in the processing liquid supply path downstream of the suction branching portion can be eliminated, it is possible to prevent processing failure due to the residual processing liquid being supplied to the substrate. Therefore, after removing the processing liquid staying in the processing liquid supply path, the processing liquid in a good state can be supplied to the substrate from the beginning. Thereby, favorable substrate processing becomes possible.
[0015]
The substrate processing apparatus further includes,placeChemical liquid storage tank(Chemical solution storage tank, pure water storage tank)To aboveSuctionTreatment liquid led to the branchTheScientific fluid circuit(Chemical solution circuit, pure water circuit)Side and aboveSuctionIt is preferable to further include supply / circulation switching means (VCR1, VCR2, VDR) for switching to any one of the branch portions.
The flow path of the processing liquid is the above processing liquid storage tank(Chemical solution storage tank, pure water storage tank)Treatment liquid from aboveMedicinal solutionBifurcationOr pure water branchThrough the above treatment liquid circuit(Chemical solution circuit, pure water circuit)Circulating state led to the above treatment liquid storage tank(Chemical solution storage tank, pure water storage tank)The processing liquid supply state in which the processing liquid from is supplied to the substrate, the aboveSuctionThe processing liquid suction state in which the processing liquid in the processing liquid supply path downstream of the branching portion is guided to the processing liquid suction path, and the processing liquid storage tank(Chemical solution storage tank, pure water storage tank)Treatment liquid from aboveDischargeVia the bifurcationThe placeLiquid drainage path(Chemical solution discharge path, pure water discharge path)It is preferable that the process liquid can be switched to any one of the treatment liquid discharge states led to the above.
[0016]
The invention according to claim 2 is the aboveDischargeThe bifurcation is aboveSuctionMatch the bifurcation or aboveSuctionThe substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing apparatus is disposed in a middle portion of the processing liquid supply path downstream of the branch portion.
According to this configuration,DischargeProcessing liquid discharge path from branch(Chemical solution discharge path, pure water discharge path)By pre-dispensingMedicinal solutionBifurcationOr pure water branchWhenSuctionThe processing liquid staying between the branch portions can be completely eliminated. Thereby, better substrate processing is possible.
[0017]
The invention according to claim 3 is the abovemedicineThe liquid discharge path ismedicineLiquid circuit or abovemedicine3. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing apparatus is connected to a liquid storage tank.
According to this configuration, pre-dispensedmedicineLiquidmedicineBecause it can be returned to the liquid storage tank,medicineLiquid consumption can be prevented.ThisThe running cost of the device can be reduced.
[0018]
When pure water is used as the treatment liquid, there is a possibility that bacteria are generated in the pure water to be pre-dispensed. Therefore, in the case of pure water,Pure waterIt is better to discard the pre-dispensed pure water without returning to the storage tank.
[0020]
Claim4The described invention includes a substrate holding means (1) for holding the substrate and a processing liquid fixed to the substrate holding means in a fixed positional relationship and supplied from the processing liquid supply path to the substrate holding means. A fixed nozzle (3) for supplying to a held substrate is further included.3The substrate processing apparatus according to any one of the above.
[0021]
The substrate holding means may process the substrates to be processed one by one. In this case, a single-wafer type substrate processing apparatus is configured in which the processing liquid from the fixed nozzle is supplied to one substrate held by the substrate holding means.
Further, the substrate holding means may hold the substrate in the processing liquid stored in the substrate immersion processing tank that stores the processing liquid in which the substrate is to be immersed. In this case, the fixed nozzle may supply a processing liquid to the substrate immersion processing tank. With such a configuration, for example, the present invention can be applied to a batch-type substrate processing apparatus in which a plurality of substrates are collectively immersed in a processing solution for processing.
[0022]
Claim5The present invention is characterized in that the substrate holding means includes a substrate holding and rotating means (1) for holding and rotating the substrate.4It is a substrate processing apparatus of description.
In this configuration, while the substrate is held and rotated, the processing liquid from the fixed nozzle can be supplied to the rotated substrate. That is, in this case, a single wafer processing apparatus for processing substrates one by one is configured.
[0023]
The substrate holding and rotating means may be, for example, a device that rotates the substrate around a vertical axis in a substantially horizontal posture. In this case, the fixed nozzle is directed toward the center of rotation of the upper surface or the lower surface of the substrate. May be discharged.
Claim6The described invention is a processing liquid supply path.(21, 2) a method for processing a substrate by supplying a processing liquid to the substrate (W) viaFrom the chemical solution supply path (55, 65)The treatment liquid supply pathThe chemical solution supplied toward the substrate is supplied to the substrate through the processing solution supply path.Without supply, aboveDischarge to processing liquid supply pathBifurcation(B3)Branch connectedmedicineTo liquid discharge path (57, 67)And leadAnd dischargemedicineLiquid discharge process(S10, S20)When,The pure water supplied from the pure water supply path (75) toward the processing liquid supply path is supplied to the substrate through the processing liquid supply path without being supplied to the substrate. A pure water discharge step (S30) for guiding and discharging to the pure water discharge passage (77) branched and connected to the liquid supply passage at the discharge branch portion, and executed after the pure water discharge step, and the treatment liquid supply passage A processing liquid suction step (S40) for sucking and discharging the processing liquid downstream of the suction branching section via the processing liquid suction path (41) connected to the suction branching section (B2). The chemical liquid that is executed after the liquid suction step and is supplied from the chemical liquid supply path toward the processing liquid supply pathProcessing liquid supply pathThroughSupply to substrateChemical supplyProcess(A1)The substrate processing method characterized by including.
[0024]
According to this method,DischargeSupply of processing liquid upstream from the branchRouteThe processing liquid discharge path without guiding the processing liquid inside to the substrate side(Chemical solution discharge path, pure water discharge path)Can be discharged. Thereby, since the pre-dispensing of the processing liquid can be performed without contaminating the substrate, the substrate holding means, or the like, it is possible to execute a favorable process on the substrate.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a system diagram for explaining the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus includes a spin chuck 1 that holds a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) W, which is an example of a substrate to be processed, substantially horizontally and rotates around a vertical axis. This is a single-wafer type device that processes one sheet at a time.
[0026]
In the spin chuck 1, a disk-shaped
[0027]
A processing liquid supply pipe 2 is inserted into the rotating
[0028]
In this embodiment, any one of the first chemical liquid, the second chemical liquid, and pure water (deionized water) can be supplied from the back surface nozzle 3 to the lower surface of the wafer W as a processing liquid. The first chemical liquid is stored in the first chemical liquid tank 5, the second chemical liquid is stored in the second chemical liquid tank 6, and the pure water is stored in the
The first chemical liquid in the first chemical liquid tank 5 is pumped out by the
[0029]
Similarly, the second chemical liquid is pumped out of the second chemical liquid tank 6 by the
Further, the pure water stored in the
[0030]
In the middle of the first chemical
Similarly, in the middle part of the second chemical
[0031]
Similarly, in the middle part of the pure
The first multiple valve MV1 is connected to the second multiple valve MV2 via the processing
[0032]
UpNo.Processing liquid supply for supplying the processing liquid to the wafer W held by the spin chuck 1 by the processing liquid flow path, the processing
The first multiple valve MV1 is a branch B2 disposed on one end (one end on the first and second chemical liquid tanks 5 and 6 and the
[0033]
On the other hand, the second multiple valve MV2 is a branch B3 disposed on the other end (end on the spin chuck 1 side) side of the processing liquid flow passage 21.(Discharge branch)And a plurality of pipes branched from each other and a plurality of valves respectively connected to these pipes. The plurality of valves are connected to a processing liquid supply valve VT connected to the processing liquid supply pipe 2 and a first chemical
[0034]
FIG. 2 is a control block diagram of the substrate processing apparatus. A control unit 8 including a microcomputer or the like is provided, and the control unit 8 controls operations of the
The control unit 8 further individually controls opening and closing of the first chemical liquid circulation valve VCR1, the second chemical liquid circulation valve VCR2, and the pure water circulation valve VDR, and the first chemical liquid supply provided in the first multiple valve MV1. The valve VC11, the second chemical liquid supply valve VC12, the pure water supply valve VD1, and the processing liquid suction valve VV are individually controlled. Similarly, the processing liquid supply valve VT and the second liquid supply valve VT provided in the second multiple valve MV2 are controlled. Opening and closing of the one chemical liquid discharge valve VC21, the second chemical liquid discharge valve VC22 and the pure water discharge valve VD2 are individually controlled.
[0035]
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing flow for the wafer W by the substrate processing apparatus. First, in order to exclude non-temperature-adjusting chemicals in the piping (chemicals that may be at an inappropriate temperature for the processing of the wafer W) and pure water that may have bacteria in the piping system. The initial operation (step A0) is executed. Subsequent to this initial operation, the spin chuck 1 is rotated by the
[0036]
Thereafter, the supply of pure water is stopped, and the spin chuck 1 is rotated at a high speed by the
After the drying process, the processed wafer W is unloaded from the spin chuck 1 by the substrate transfer robot, and the next wafer W is delivered to the spin chuck 1, and step A1 is performed on the new wafer W. Processes A4 to A4 are performed.
[0037]
The initial operation (step A0) is performed when the temperature of the chemical liquid existing in the processing liquid supply path on the spin chuck 1 side of the branch parts BC11 and BC12 is in an inappropriate temperature range for the surface treatment of the wafer W. The process is executed in a situation where there is a possibility that pure water in which bacteria are generated is present in the treatment liquid supply path closer to the spin chuck 1 than the branch part BD1.
Specifically, when processing a plurality of wafers one after another, the standby time from the completion of processing of one wafer W to the start of processing for the next wafer W is sufficiently short. Therefore, the initial operation (step A0) is unnecessary, and the processing after step A1 only needs to be performed on each wafer W. On the other hand, when a long standby time (for example, 1 hour or more) occurs between a process for one lot composed of a plurality of (for example, 25) wafers W and a process for wafers W of another lot. The temperature of the 1st and 2nd chemical | medical solution which exists in piping by the side of the spin chuck 1 rather than branch part BC11, BC12 is falling, and the process with respect to the 1st wafer W of said another lot becomes defective. There is a fear.
[0038]
Therefore, for example, the initial operation (step A0) is performed only immediately before processing the first wafer W of the other lot, and when the second and subsequent wafers W of the lot are processed, the initial operation (step A0) is performed. What is necessary is just to perform the process from 1st chemical | medical solution supply (step A1), without performing A0).
If the time from when the last wafer W of one lot is processed to when the first wafer W of the next lot is transferred to the spin chuck 1 and the processing is started is sufficiently short. It is not always necessary to perform the initial operation (A0) before starting the processing for the first wafer W. For this reason, for example, a built-in timer of the control unit 8 measures the time from when the processing for one wafer W is completed until the next wafer W is transferred to the spin chuck 1 and the processing is started. Only when the measured time exceeds a predetermined time (for example, 1 hour), the initial operation (step A0) may be executed prior to the processing of the wafer W.
[0039]
Further, based on the output of the
For example, the first chemical solution may be ozone water (an example of an oxidizing agent), and the second chemical solution may be hydrofluoric acid (an example of an etching solution that can etch an oxide film). In this case, by repeatedly executing the processes of steps A1 and A2, an oxide film is formed on the surface of the wafer W by the action of ozone water as the first chemical solution, and this oxide film is formed by hydrofluoric acid as the second chemical solution. By light etching, foreign matter (particles, metal ions, etc.) on the surface of the wafer W can be lifted off together with the oxide film. After the processes of steps A1 and A2 are repeatedly executed in this way, pure water is supplied (step A3) and the surface of the wafer W is rinsed.
[0040]
Further, sulfuric acid may be used as the first chemical solution, and hydrogen peroxide water may be used as the second chemical solution. Foreign substances on the surface of the wafer W can be removed by a combination of these chemical solutions.
When the first and second chemicals are a combination of acid and alkali, as shown in FIG. 4, after supplying the first chemical (for example, acid) (step A1), pure water is supplied to the wafer W. Then, the first chemical liquid is removed from the surface of the wafer W (step A10), and then a second chemical liquid (for example, alkali) is supplied (step A2).
[0041]
FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of the initial operation (step A0 in FIGS. 3 and 4). In this example, when the substrate processing apparatus is in a standby state (step S0), the first chemical pre-dispensing process (step S10), the second chemical pre-dispensing process (step S20), and the pure water pre-dispensing process (step S20). Step S30) and processing liquid suction / discharge processing (step S40) for discharging processing liquid in the processing liquid supply pipe 2 and the processing
[0042]
In the standby state (step S <b> 0), the
[0043]
From this state, prior to processing of the wafer W (for example, the first wafer of a lot), pre-dispensing processing (steps S10, S20, S30) and processing liquid suction / discharge processing (step S40) are performed.
The first chemical solution pre-dispensing process (step S10) is for eliminating the non-temperature-controlled first chemical solution existing in the chemical solution supply channel (mainly the first chemical solution supply channel 55) on the spin chuck 1 side with respect to the branch part BC11. It is processing. Specifically, the first chemical liquid discharge valve VC21 is opened, the first chemical liquid supply valve VC11 is opened, and the first chemical liquid circulation valve VCR1 is closed by the control unit 8 (steps S11, S12, S13). Thereby, the 1st chemical | medical solution pumped out from the 1st chemical | medical solution tank 5 is guide | induced to the 1st chemical | medical
[0044]
In this way, after predispensing the first chemical solution (steps S11, S12, S13) for a certain period of time to eliminate the non-temperature-controlled first chemical solution, the control unit 8 sets the first chemical solution circulation valve VCR1. The first chemical liquid supply valve VC11 is closed, and the first chemical liquid discharge valve VC21 is closed (steps S14, S15, S16). Thus, the first chemical pre-dispensing process is completed.
The second chemical liquid pre-dispensing process (step S20) is also executed in the same manner as the first chemical liquid pre-dispensing process (step S10). That is, the control unit 8 opens the second chemical liquid discharge valve VC21, opens the second chemical liquid supply valve VC12, and closes the second chemical liquid circulation valve VCR2 (steps S21, S22, S23). As a result, the second chemical liquid pumped out from the second chemical liquid tank 6 by the
[0045]
After executing such second chemical liquid pre-dispensing (steps S21, S22, S23) for a predetermined time, the control unit 8 opens the second chemical liquid circulation valve VCR2, closes the second chemical liquid supply valve VC12, and performs the second chemical liquid. The discharge valve VC22 is closed (steps S24, S25, S26). Thus, the second chemical liquid pre-dispensing process is completed.
The same applies to the pre-dispensing process of pure water (step S30). That is, the control unit 8 opens the pure water discharge valve VD2, opens the pure water supply valve VD1, and closes the pure water circulation valve VDR (steps S31, S32, and S33). Thereby, the pure water pumped out from the
[0046]
After the pure water pre-dispensing (steps S31, S32, S33) is executed for a certain period, the control unit 8 opens the pure water circulation valve VDR, closes the pure water supply valve VD1, and closes the pure water discharge valve VD2. Thus, the pre-dispensing of pure water is completed (steps S34, S35, S36). In this way, it returns to the state where pure water is circulated between the
[0047]
Following pure water pre-dispense treatmentAndThe control unit 8 opens the processing liquid supply valve VT and opens the processing liquid suction valve VV (steps S41 and S42) in order to execute the processing liquid suction / discharge process (step S40). Since the back surface nozzle 3 fixed to the upper end of the processing liquid supply pipe 2 is open to the atmosphere, the suction mechanism 4 sucks the inside of the suction /
[0048]
FirstThis processing liquid suction / discharge process(Step S40), The first chemical liquid supplied to the wafer W following the initial operation is not diluted with pure water remaining in the pipe, and the chemical liquid processing on the wafer W can be precisely controlled. it can.
FIG. 6 shows another example of the initial operation.(Reference example)It is a flowchart for demonstrating. In FIG. 6, steps in which the same processes as those shown in FIG. 5 are performed are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
[0049]
In the example of FIG. 6, the pre-dispensing process (step S <b> 10) of the first chemical liquid that is the processing liquid that is supplied first following the initial operation is performed last. This eliminates the need to execute the processing liquid suction / discharge process after the first chemical liquid pre-dispensing process (step S10). That is, since the processing liquid remaining in the pipe after the first chemical liquid pre-dispensing process is the first chemical liquid, the first chemical liquid supply process (FIGS. 3 and 4 in FIG. 3 and FIG. 4 is performed without executing the processing liquid suction / discharge process in this state. Even if step A1) is executed, there is no inconvenience, and a good process can be performed on the wafer W.
[0050]
In the example of FIG. 6, the processing liquid suction / discharge process is first executed (step S40), and then the pure water pre-dispensing process (step S30), the second chemical pre-dispensing process (step S20), and the first chemical pre-dispensing. Processing (step S10) is performed sequentially. However, as will be described later, if the processing liquid suction / discharge process is performed each time immediately after the first chemical liquid, the second chemical liquid, and the pure water are supplied, the pipe closer to the spin chuck 1 than the processing liquid supply valve VT is provided. That is, since substantially no processing liquid remains in the processing liquid supply pipe 2 and the back nozzle 3, it can be said that there is no actual harm even if the processing liquid suction processing (step S 40) is omitted. Therefore, in the example of FIG. 6, the processing liquid suction / discharge process (step S40) can be omitted, so that the time required for the initial operation can be shortened and the productivity of the substrate processing apparatus can be increased.
[0051]
Also,Since it takes a considerable amount of time (about 2 to 3 days) to generate bacteria in pure water, pure water pre-dispensing treatment is not always necessary even when pre-dispensing treatment of the first and second chemicals is required. There is no need to execute. For example, when a time of about 1 to 2 hours is opened between the processing of the wafer W of one lot and the processing of the wafer W of another lot, the first chemical pre-dispensing processing (step S10). ) And the second chemical pre-dispensing process (step S20) are necessary, but the pure water pre-dispensing process (step S30) may be omitted. in this wayThe pure water pre-dispensing process (step S30) is a process performed as necessary, and the pure water pre-dispensing process and the first chemical pre-dispensing process are not performed during the initial operation. In some cases, it is sufficient to execute only the above.
FIG. 7 is a flowchart for explaining details of the first chemical liquid supply process (step A1 in FIGS. 3 and 4). When the first chemical solution is supplied immediately after the initial operation, the processing solution supply valve VT is open when the initial operation is the processing shown in FIG. 5, and is closed when the processing is shown in FIG. . Therefore, when the first chemical solution is supplied to the wafer W after the initial operation shown in FIG. 5 is performed, the control unit 8 holds the processing liquid supply valve VT in an open state immediately after the initial operation shown in FIG. When supplying the first chemical liquid, the processing liquid supply valve VT is switched from the closed state to the open state. Thereafter, the control unit 8 opens the first chemical liquid supply valve VC11 and closes the first chemical liquid circulation valve VCR1 (steps A11 and A12). As a result, the first chemical liquid pumped out from the first chemical liquid tank 5 by the
[0052]
In this way, after supplying the first chemical liquid for a predetermined time, the controller 8 opens the first chemical liquid circulation valve VCR1 and closes the first chemical liquid supply valve VC11 (steps A13 and A14). Thereby, supply of the 1st chemical | medical solution is stopped.
Thereafter, the control unit 8 opens the processing liquid suction valve VV (step A15). Since the processing liquid supply valve VT is continuously opened, when the
[0053]
FIG. 8 is a flowchart for explaining details of the second chemical liquid supply process (step A2 in FIGS. 3 and 4). The controller 8 opens the processing liquid supply valve VT, opens the second chemical liquid supply valve VC12, and closes the second chemical liquid circulation valve VCR2 (steps A21 and A22). As a result, the second chemical liquid pumped out from the second chemical liquid tank 6 by the
[0054]
When the supply of the second chemical liquid is performed for a predetermined time, the control unit 8 opens the second chemical liquid circulation valve VCR2, closes the second chemical liquid supply valve VC12, and stops the supply of the second chemical liquid (Step). A23, A24). Thereafter, the control unit 8 opens the processing liquid suction valve VV (step A25), and discharges the second chemical remaining in the processing liquid supply path on the spin chuck 1 side from the branch part B2 through the
[0055]
FIG. 9 is a flowchart for explaining details of the pure water supply process. The controller 8 opens the pure water supply valve VD1 and closes the pure water circulation valve VDR (steps A31 and A32). Thereby, the pure water pumped out from the
[0056]
The control unit 8 drives the spin chuck 1 in a rotationally driven state by the
[0057]
After performing this process liquid suction / discharge process for a predetermined time, the control unit 8 closes the process liquid suction valve VV (step A36). Thus, the pure water supply process is completed.
Note that the treatment liquid suction / discharge process (pure water suction / discharge process) performed at the end of the pure water supply process is not necessarily performed. When the chemical liquid or the second chemical liquid is supplied to the wafer W, it is possible to prevent the original chemical liquid from being diluted with pure water remaining in the processing liquid supply path.
[0058]
As described above, according to this embodiment, in the initial operation, the first chemical solution discharge valve VC21, the second chemical solution discharge valve VC22, and the pure water discharge valve VD2 are not pre-dispensed from the back nozzle 3. Thus, non-temperature-controlled chemical liquid or non-circulated pure water is supplied to the first chemical
[0059]
On the other hand, the processing
[0060]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the back surface nozzle 3 that discharges the processing liquid toward the center of the back surface of the wafer W has been described. However, as shown in FIG. The present invention can also be applied to a processing liquid supply piping system that supplies a processing liquid toward the upper surface of the substrate. In the above embodiment, a plurality of typesmedicineLiquid (first chemical solutionandSecond chemical)And pure waterIn the above description, the configuration example in which the wafer W is supplied to the wafer W has been described.medicineliquidAnd pure waterThe present invention can also be applied to a substrate processing apparatus configured to supply a wafer W to a wafer W.
[0061]
In the above embodiment, the first chemical
[0062]
Further, in the configuration of FIG. 1, the branch portions B2 and B3 may be matched (that is, the first and second multiple valves MV1 and MV2 are combined), and the processing
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram for explaining the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram of the substrate processing apparatus.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing flow for a wafer by the substrate processing apparatus.
FIG. 4 is a flowchart showing another example of a processing flow.
FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of an initial operation;
FIG. 6 is a flowchart for explaining another example of the initial operation.
FIG. 7 is a flowchart for explaining details of a first chemical supply process.
FIG. 8 is a flowchart for explaining details of a second chemical liquid supply process;
FIG. 9 is a flowchart for explaining details of pure water supply processing;
FIG. 10 is an illustrative view for explaining the configuration of a conventional substrate processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Spin chuck
2 Treatment liquid supply pipe
3 Back nozzle
4 Suction mechanism
5 First chemical tank
6 Second chemical tank
7 Pure water tank
8 Control unit
10 Temperature sensor
11 Rotating shaft
12 Spin base
13 pinching pin
14 Rotation drive mechanism
21 Treatment liquid flow path
41 Suction discharge path
51 pump
52 Temperature controller
53 Filter
54 1st chemical circuit
55 First chemical supply path
57 First chemical return path
61 pump
62 Temperature controller
63 Filter
64 Second chemical circuit
65 Second chemical solution supply path
67 Second chemical return path
71 pump
73 Filter
74 Pure water circuit
75 Pure water supply channel
77 Pure water discharge channel
BC11 branch
BC12 branch
BD1 branch
B2 branch
B3 branch
MV1 1st multiple valve
MV2 2nd multiple valve
VC11 1st chemical supply valve
VC12 Second chemical supply valve
VD1 Pure water supply valve
VV treatment liquid suction valve
VT treatment liquid supply valve
VC21 1st chemical solution discharge valve
VC22 Second chemical discharge valve
VD2 pure water discharge valve
VCR1 first chemical circulation valve
VCR2 Second chemical circulation valve
VDR pure water circulation valve
W wafer
Claims (6)
処理液としての薬液を貯留しておくための薬液貯留槽と、
処理液としての純水を貯留しておくための純水貯留槽と、
基板へと処理液を導くための処理液供給路と、
上記薬液貯留槽から上記処理液供給路へと薬液を導くための薬液供給路と、
上記純水貯留槽から上記処理液供給路へと純水を導くための純水供給路と、
上記薬液貯留槽から薬液をくみ出して上記薬液供給路へと送り出す薬液送液手段と、
上記純水貯留槽から純水を汲み出して上記純水供給路へと送り出す純水送液手段と、
上記薬液供給路の途中部の薬液分岐部に接続され、上記薬液貯留槽へと薬液を循環させるための薬液循環路と、
上記純水供給路の途中部の純水分岐部に接続され、上記純水貯留槽へと純水を循環させるための純水循環路と、
上記処理液供給路に吸引分岐部で接続され、上記吸引分岐部よりも下流側における上記処理液供給路内の処理液を吸引して排出するための処理液吸引路と、
この処理液吸引路に接続され、この処理液吸引路内の処理液を吸引する吸引手段と、
上記処理液供給路に排出分岐部で接続され、上記薬液貯留槽から上記薬液送液手段によって送液される薬液によって押し出される上記薬液分岐部および排出分岐部の間の処理液を排出するための薬液排出路と、
上記処理液供給路に上記排出分岐部で接続され、上記純水貯留槽から上記純水送液手段によって送液される純水によって押し出される上記純水分岐部および排出分岐部の間の処理液を排出するための純水排出路と、
上記薬液供給路を通って上記薬液分岐部から上記吸引分岐部へと導かれる薬液または上記純水供給路を通って上記純水分岐部から上記吸引分岐部へと導かれる純水を上記吸引分岐部よりも下流側の上記処理液供給路へと導く状態と、上記吸引分岐部よりも下流側の上記処理液供給路と上記処理液吸引路とを連通させた状態とを切り換える第1切り換え手段と、
上記薬液供給路を通って上記薬液分岐部から上記排出分岐部へと導かれる薬液を、上記排出分岐部よりも下流側の上記処理液供給路と上記薬液排出路とのいずれかに切り換えて導く第2切り換え手段と、
上記純水供給路を通って上記純水分岐部から上記排出分岐部へと導かれる純水を、上記排出分岐部よりも下流側の上記処理液供給路と上記純水排出路とのいずれかに切り換えて導く第3切り換え手段と、
上記第1切換え手段、第2切換え手段および第3切換え手段を制御する制御手段とを含み、
上記制御手段は、
上記第2切換え手段を制御することにより、上記薬液分岐部からの薬液を上記薬液排出路へと導くことによって、上記薬液分岐部と上記排出分岐部との間の処理液を上記薬液排出路へと押し出させる薬液排出工程を実行し、
この薬液排出工程の後に、上記第3切換え手段を制御することにより、上記純水分岐部からの純水を上記純水排出路へ導くことによって、上記純水分岐部と上記排出分岐部との間の処理液を上記純水排出路へ押し出させる純水排出工程を実行し、
この純水排出工程の後に、上記第1切換え手段を制御して、上記吸引分岐部よりも下流側の上記処理液供給路と上記処理液吸引路とを連通させることにより、上記吸引分岐部よりも下流側の処理液供給路内の処理液を上記吸引手段によって吸引させる処理液吸引工程を実行し、
この処理液吸引工程の後に、上記第1切換え手段および第2切換え手段を制御して、上記薬液供給路からの薬液を上記処理液供給路を介して基板へ供給する薬液供給工程を実行するものであることを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing liquid to the substrate,
A chemical liquid reservoir for keeping storing the chemical solution as the processing liquid,
A pure water storage tank for storing pure water as a treatment liquid;
A treatment liquid supply channel for guiding the treatment liquid to the board,
A chemical liquid supply path for guiding the chemical liquid from the chemical liquid storage tank to the treatment liquid supply path;
A pure water supply path for guiding pure water from the pure water storage tank to the treatment liquid supply path;
A chemical liquid feeding means for feeding into the drug solution supply path pumping the chemical liquid from the drug solution storage tank,
Pure water feeding means for pumping pure water from the pure water storage tank and sending it to the pure water supply path;
Is connected to the drug solution branch of the middle portion of the drug solution supply passage, a chemical liquid circulation path for circulating the drug solution into the drug solution storage tank,
Connected to a pure water branch in the middle of the pure water supply path, and a pure water circulation path for circulating pure water to the pure water storage tank;
A processing liquid suction path connected to the processing liquid supply path by a suction branch , and for sucking and discharging the processing liquid in the processing liquid supply path on the downstream side of the suction branch;
A suction means connected to the processing liquid suction path and sucking the processing liquid in the processing liquid suction path;
It is connected by discharge branch section to the treatment liquid supply passage, for discharging the treatment liquid between the drug solution branching section and the discharge branching unit that is pushed out by the chemical liquid which is fed by the chemical solution feeding means from the drug solution storage tank and the medicine liquid discharge path for,
The treatment liquid between the pure water branch part and the discharge branch part that is connected to the treatment liquid supply path at the discharge branch part and is pushed out by the pure water fed from the pure water storage tank by the pure water feed means. A pure water discharge path for discharging
Pure water the suction is guided to the suction branching portion from the pure water bifurcation through a chemical or the deionized water supply path is guided to the suction branching portion from the chemical branch portion through said drug liquid supply passage First switching for switching between a state leading to the processing liquid supply path downstream of the branching section and a state where the processing liquid supply path downstream of the suction branching section and the processing liquid suction path are communicated Means,
Medicine liquid is guided through the drug solution supply path to the discharge branch portion from the drug solution bifurcation, in any of the downstream side the treatment liquid supply passage and the drug solution discharge path than the discharge branch portion A second switching means for switching and guiding ;
Pure water guided from the pure water branching section to the discharge branching section through the pure water supply path is either the treatment liquid supply path or the pure water discharge path on the downstream side of the discharge branching section. A third switching means for switching to and leading to
Control means for controlling the first switching means, the second switching means and the third switching means,
The control means includes
By controlling the second switching means, the chemical liquid from the chemical liquid branching section is guided to the chemical liquid discharging path, whereby the processing liquid between the chemical liquid branching section and the discharging branching section is transferred to the chemical liquid discharging path. Execute the chemical discharge process to push
After the chemical solution discharging step, by controlling the third switching means, the pure water from the pure water branching portion is guided to the pure water discharging path, so that the pure water branching portion and the discharge branching portion are connected. Execute a pure water discharge process to push the processing liquid in between to the pure water discharge path,
After the deionized water discharging step, the first switching means is controlled so that the processing liquid supply path and the processing liquid suction path on the downstream side of the suction branch section are communicated with each other. A processing liquid suction step of sucking the processing liquid in the processing liquid supply path on the downstream side by the suction means,
After this processing liquid suction step, the chemical switching step of controlling the first switching means and the second switching means to supply the chemical liquid from the chemical liquid supply path to the substrate through the processing liquid supply path is executed. a substrate processing apparatus, characterized in that it.
この基板保持手段に対して一定の位置関係で固定され、上記処理液供給路から供給される処理液を上記基板保持手段に保持された基板に供給する固定ノズルとをさらに含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置。Substrate holding means for holding the substrate;
And a fixed nozzle that is fixed to the substrate holding unit in a fixed positional relationship and supplies the processing liquid supplied from the processing liquid supply path to the substrate held by the substrate holding unit. the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
薬液供給路から上記処理液供給路に向けて供給される薬液を、当該処理液供給路を介して上記基板に供給せずに、上記処理液供給路に排出分岐部で分岐接続された薬液排出路へと導いて排出する薬液排出工程と、
この薬液排出工程の後に実行され、純水供給路から上記処理液供給路に向けて供給される純水を、当該処理液供給路を介して上記基板に供給せずに、上記処理液供給路に上記排出分岐部で分岐接続された純水排出路へと導いて排出する純水排出工程と、
この純水排出工程の後に実行され、上記処理液供給路に吸引分岐部で接続された処理液吸引路を介して、上記吸引分岐部よりも下流側の処理液を吸引して排出する処理液吸引工程と、
この処理液吸引工程の後に実行され、上記薬液供給路から上記処理液供給路に向けて供給される薬液を、当該処理液供給路を介して基板に供給する薬液供給工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。A method for processing a substrate by supplying a processing liquid to the substrate via a processing liquid supply path,
A chemical solution from the chemical liquid supply passage is supplied toward the treatment liquid supply passage, the treatment solution without supplying to the substrate via a supply path, the treatment liquid branch connected drug solution in discharge branch portion to the supply passage a chemical liquid discharging step of discharging have electrically to the discharge passage,
The processing liquid supply path is not supplied to the substrate through the processing liquid supply path, but is supplied after the chemical liquid discharging step and is supplied from the pure water supply path toward the processing liquid supply path. A pure water discharge step for discharging to the pure water discharge path branched and connected to the discharge branching section,
A processing liquid that is executed after the deionized water discharging step and sucks and discharges the processing liquid downstream of the suction branching section through the processing liquid suction path connected to the processing liquid supply path by the suction branching section. A suction process;
The treatment liquid is performed after the suction process, a chemical solution is supplied toward the treatment liquid supply path from the chemical liquid supply passage, characterized in that it comprises a chemical supply step of supplying to the substrate through the treatment liquid supply channel A substrate processing method.
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