JP4421967B2 - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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Description
本発明は半導体ウエハ等の基板を洗浄処理等する基板処理装置および基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for cleaning a substrate such as a semiconductor wafer.
半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)を洗浄する種々の洗浄装置が用いられている。洗浄処理の一例として、希釈フッ酸(DHF)等の薬液を貯留した処理槽内にウェハを浸漬させて薬液処理した後、純水によつてウエハをリンス処理し、その後ウエハにイソプロピルアルコール(IPA)の蒸気等を吹き付けて乾燥処理する工程が行われている。 In the manufacturing process of a semiconductor device, various cleaning apparatuses for cleaning a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) are used. As an example of the cleaning process, the wafer is immersed in a processing tank in which a chemical solution such as diluted hydrofluoric acid (DHF) is stored, and the wafer is rinsed with pure water, and then the wafer is treated with isopropyl alcohol (IPA The process of spraying the vapor | steam etc. of) and performing a drying process is performed.
このようなウエハの洗浄処理を行う装置として、その上部が蓋により開閉自在なチャンバの下側に薬液または純水処理を行う処理槽が配置され、その上側に乾燥処理を行う乾燥処理部が設けられ、これら処理槽と乾燥処理部との間にシャッタが開閉自在に設けられたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。かかる装置においては、まず、チャンバの上部を開口させ、またシャッタを開いて、ウエハをチャンバ内の乾燥処理部を通過させて処理槽内に下降させ、チャンバの上部を蓋により閉じた状態で、処理槽内において薬液処理等を行う。その後、ウエハを乾燥処理部内にウエハを引き上げ、シャッタを閉じて乾燥処理部と処理槽との雰囲気を分離し、ウエハにIPA蒸気と窒素ガスを供給してウエハを乾燥処理する。そして、ウエハを搬出する前にチャンバ内を窒素ガスによってパージした後、蓋を開いてウエハを搬出する。 As an apparatus for performing such a wafer cleaning process, a treatment tank for performing a chemical or pure water treatment is disposed below a chamber whose upper part can be opened and closed by a lid, and a drying processing unit for performing a drying process is provided on the upper side. In addition, there is known one in which a shutter is provided between the processing tank and the drying processing unit so as to be freely opened and closed (see, for example, Patent Document 1). In such an apparatus, first, the upper part of the chamber is opened, the shutter is opened, the wafer is passed through the drying processing unit in the chamber and lowered into the processing tank, and the upper part of the chamber is closed by the lid, Chemical solution processing is performed in the processing tank. Thereafter, the wafer is pulled up into the drying processing unit, the shutter is closed, the atmosphere of the drying processing unit and the processing tank is separated, and the wafer is dried by supplying IPA vapor and nitrogen gas. Then, after the inside of the chamber is purged with nitrogen gas before unloading the wafer, the lid is opened and the wafer is unloaded.
ここで、ウエハを乾燥処理部において乾燥させる際には、ウエハから純水や液化したIPAがシャッタの上に落下する。シャッタ上に液体が溜まると、この液体が処理槽内に落下して薬液等を汚染し、またチャンバの内部を汚染し、さらにウエハを汚染する原因となるために、シャッタ上に落下した液体を残らず除去する必要がある。このため、シャッタの中央部には排液口が設けられており、この排液口に真空ポンプを取り付けて、シャッタが閉じられると速やかにシャッタの上面の液体の吸引除去を開始している。 Here, when the wafer is dried in the drying processing unit, pure water or liquefied IPA falls from the wafer onto the shutter. When liquid accumulates on the shutter, it falls into the processing tank and contaminates the chemicals, etc., contaminates the interior of the chamber, and further contaminates the wafer. It is necessary to remove everything. For this reason, a drainage port is provided at the center of the shutter, and a vacuum pump is attached to the drainage port, and when the shutter is closed, the suction and removal of the liquid on the upper surface of the shutter is started immediately.
しかしながら、このようなシャッタの上面からの液体除去方法では、排液口から空気を多く取り込んでしまうために、シャッタ上に液残りが生ずる。また真空ポンプを用いると脈動があるために、一定に吸引することができない。近年、半導体デバイスにおける構造の微細化が進む中で、これらが問題となる可能性が出てきている。
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、下部に液処理部を備え、その上に乾燥処理部を備え、前記液処理部と前記乾燥処理部との間がシャッタにより開閉自在である基板処理装置において、そのシャッタ上の液残りを減少させる基板処理装置を提供することを目的とする。また、本発明は、前記シャッタ上の液残りを減少させる基板処理方法を提供する。 The present invention has been made in view of such circumstances, and includes a liquid processing unit at a lower portion, a drying processing unit thereon, and a shutter between the liquid processing unit and the drying processing unit can be freely opened and closed. It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus that reduces the amount of liquid remaining on the shutter. The present invention also provides a substrate processing method for reducing liquid residue on the shutter.
本発明によれば、基板を処理液により処理する液処理部と、
前記液処理部の上側に設けられ、前記基板を乾燥させる乾燥処理部と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間で基板を搬送する基板搬送装置と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間を開閉することができるように水平方向に移動自在であり、排液口が形成されたシャッタと、
前記排液口に接続された吸引機構と、
前記排液口の開口上に設けられ、前記吸引機構を動作させた際に、前記シャッタの上面に沿って流れて前記排液口に流入する流体流れを生じさせる吸引制御部材と、
を具備することを特徴とする基板処理装置、が提供される。
According to the present invention, a liquid processing unit for processing a substrate with a processing liquid;
A drying processing unit provided on the liquid processing unit and drying the substrate;
A substrate transfer device for transferring a substrate between the liquid processing unit and the drying processing unit;
A shutter that is movable in a horizontal direction so as to be able to open and close between the liquid processing unit and the drying processing unit, and has a drain port formed therein;
A suction mechanism connected to the drainage port;
A suction control member that is provided on the opening of the drainage port and generates a fluid flow that flows along the upper surface of the shutter and flows into the drainage port when the suction mechanism is operated;
A substrate processing apparatus is provided.
この基板処理装置において、前記排液口は、前記シャッタの略中心に形成されていることが好ましい。また、基板から吸引制御部材上に落下する液体が吸引制御部材上に残らないように、吸引制御部材としては略円錐形状のものが好適に用いられる。この略円錐形状の吸引制御部材の外周端とシャッタの上面との間に形成される隙間(つまり、開口の高さ)は0.5mm以上1.0mm以下とすることが好ましい。また排液口の開口径は略円錐形状の吸引制御部材の外径よりも短いことが好ましい。シャッタの上面を略円錐状の凹面とし、排液口をその凹面の最深部に設けると、シャッタ上の液残りをさらに少なくすることができる。吸引機構としてはアスピレータが好適に用いられる。これにより一定の吸引が可能となる。 In this substrate processing apparatus, it is preferable that the drainage port is formed substantially at the center of the shutter. Further, a substantially conical shape is preferably used as the suction control member so that the liquid falling from the substrate onto the suction control member does not remain on the suction control member. The gap formed between the outer peripheral end of the substantially conical suction control member and the upper surface of the shutter (that is, the height of the opening) is preferably 0.5 mm or more and 1.0 mm or less. The opening diameter of the drainage port is preferably shorter than the outer diameter of the substantially conical suction control member. If the upper surface of the shutter is a substantially conical concave surface and the drainage port is provided at the deepest portion of the concave surface, the liquid remaining on the shutter can be further reduced. An aspirator is preferably used as the suction mechanism. Thereby, a constant suction is possible.
この基板処理装置は、乾燥処理部に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、基板処理装置の動作制御を行う制御装置をさらに具備する構成とすることが好ましい。この制御装置は、乾燥処理部に処理ガス供給を開始し、所定時間が経過した後にシャッタに設けられた排液口からの排液を開始し、その後所定時間経過後に処理ガスの供給を停止し、その後排液口からの排液を停止するように、処理ガス供給機構と吸引機構とを制御する。 The substrate processing apparatus preferably further includes a processing gas supply mechanism that supplies a processing gas to the drying processing unit and a control device that controls the operation of the substrate processing apparatus. The control device starts supplying the processing gas to the drying processing unit, starts draining from the drain port provided in the shutter after a predetermined time has elapsed, and then stops supplying the processing gas after the predetermined time has elapsed. Then, the processing gas supply mechanism and the suction mechanism are controlled so as to stop the drainage from the drainage port.
基板処理装置は、さらに乾燥処理部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給器機構を具備し、制御装置は、乾燥処理部への処理ガスの供給開始と実質的に同時に乾燥処理部への不活性ガスの供給を開始し、排液口からの排液を停止した後に不活性ガスの供給を停止するように、不活性ガス供給機構を制御する構成とすることが好ましい。本発明の基板処理装置の好適な形態としては、液処理部では基板の薬液処理、その薬液処理に続く水洗処理を行い、乾燥処理部では水洗処理後の基板をイソプロピルアルコール蒸気と不活性ガスで乾燥させる装置が挙げられる。 The substrate processing apparatus further includes an inert gas supply mechanism that supplies an inert gas to the drying processing unit, and the control device supplies the drying processing unit to the drying processing unit substantially simultaneously with the start of supply of the processing gas to the drying processing unit. It is preferable that the inert gas supply mechanism is controlled so that the supply of the inert gas is stopped after the supply of the inert gas is started and the drainage from the drainage port is stopped. As a preferred embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention, the substrate is subjected to chemical treatment of the substrate in the liquid treatment section, and water washing treatment following the chemical treatment, and the substrate after the water washing treatment is treated with isopropyl alcohol vapor and inert gas in the drying treatment section. Examples include a drying apparatus.
また本発明によれば、上記基板処理装置による基板処理方法、すなわち、基板を所定の処理液で処理する液処理部において基板を液処理する工程と、
前記液処理が終了した基板を前記液処理部の上方に設けられた乾燥処理部に引き上げる工程と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間をシャッタにより隔離する工程と、
前記乾燥処理部において前記基板を乾燥させる工程と、を有し、
前記基板の乾燥工程は、
前記乾燥処理部へ処理ガスの供給を開始する工程と、
前記処理ガスの供給を開始してから一定時間経過後に、前記シャッタに設けられた排液口の開口上に設けられた吸引制御部材を用いて、前記シャッタの上面に沿って流れて前記排液口に流入する流体流れを生じさせ、前記排液口を通して前記シャッタに落下した液体の吸引排液を開始する工程と、
前記排液口からの排液を開始してから所定時間経過後に前記処理ガスの供給を停止する工程と、
前記処理ガスの供給を停止してから所定時間経過後に前記排液口からの吸引排液を停止する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法、が提供される。
According to the invention, there is provided a substrate processing method by the substrate processing apparatus, that is, a step of liquid processing a substrate in a liquid processing section that processes the substrate with a predetermined processing liquid;
A step of pulling up the substrate after the liquid processing to a drying processing unit provided above the liquid processing unit;
Isolating the liquid processing unit and the drying processing unit with a shutter;
Drying the substrate in the drying processing unit,
The substrate drying process includes:
Starting the supply of processing gas to the drying processing unit;
After a lapse of a certain time from the start of the supply of the processing gas, the drainage liquid flows along the upper surface of the shutter using a suction control member provided on an opening of a drainage port provided in the shutter. Generating a fluid flow flowing into the mouth, and starting suction and drainage of the liquid dropped on the shutter through the drainage port;
A step of stopping the supply of the processing gas after elapse of a predetermined time after starting drainage from the drainage port;
A step of stopping suction and drainage from the drainage port after a lapse of a predetermined time after stopping the supply of the processing gas;
There is provided a substrate processing method characterized by comprising:
本発明によれば、液処理部と乾燥処理部を仕切るシャッタ上の液残りを減少させることができる。これにより装置および被処理基板の汚染を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the liquid residue on the shutter that partitions the liquid processing unit and the drying processing unit. Thereby, contamination of the apparatus and the substrate to be processed can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、例えば50枚の半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)を一括して液処理し、さらに乾燥処理する洗浄処理装置を例に挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, for example, a description will be given by taking as an example a cleaning processing apparatus that batch-processes 50 semiconductor wafers (hereinafter referred to as “wafers”) and further performs a drying process.
図1に洗浄処理装置1の概略構造を示す断面図を示す。この洗浄処理装置1は、ウエハWの液処理(ここでは、希フッ酸水溶液(DHF)による薬液処理を行い、それに続いて純水(DIW)によるリンス処理を行うものとする)を行う液処理部2と、液処理部2の上側に配置され、液処理部2でのリンス処理が終了したウエハWの乾燥を行う乾燥処理部3と、液処理部2と乾燥処理部3との間で50枚のウエハWを一括して移動させる移動機構としてのウエハガイド4を有している。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic structure of the cleaning processing apparatus 1. The cleaning processing apparatus 1 performs liquid processing on the wafer W (here, liquid processing using a dilute hydrofluoric acid aqueous solution (DHF) and subsequent rinsing processing using pure water (DIW)) is performed. Between the
ウエハガイド4は、例えば、50枚のウエハWを略垂直姿勢で、図1の紙面に垂直な方向に一定の間隔で並べた状態で保持することができる保持部26と、保持部26を支持する支柱部27とを有しており、この支柱部27は、後述するチャンバ5の蓋62を気密に貫通している。この支柱部27はガイド昇降機構28により昇降自在であり、保持部26に保持されたウエハWを液処理部2と乾燥処理部3との間で移動させることができる。
The wafer guide 4 supports, for example, a
液処理部2と乾燥処理部3との間はシャッタ10により開閉自在であり、このシャッタ10は、液処理部2において液処理を行うときと液処理部2と乾燥処理部3との間でウエハWを移動させるときは、シャッタボックス11に収容される。洗浄処理装置5には、その上方に設けられたファンフィルタユニット(FFU)12からクリーンエアがダウンフローされるようになっている。
The
液処理部2には、DHFおよびDIWが貯留され、ウエハWを収納して液処理する内槽30と、内槽30の上部の開口を囲むように形成された中槽31と、中槽31の開口を囲むように形成された外槽32と、を有する液処理槽6が配設されており、この液処理槽6はボックス13内に配置されている。
In the
内槽30の下部には、DHFおよびDIWを内槽30内に吐出する処理液供給ノズル35が設けられている。そして、処理液供給ノズル35には、DHF供給源からDHFを内槽30に供給するDHF供給ライン51と、DIW供給源からDIWを供給するDIW供給ライン52と、を有する処理液供給ライン20が接続されている。
A processing
DHF供給ライン51に介在された開閉バルブ51aとDIW供給ライン52に介在された開閉バルブ52aの開閉を切り替えることによって、DHFとDIWのいずれか一方を供給することができ、また、開閉バルブ51a・52aの開閉量を調整することによりDHFを希釈して内槽30に供給することができるようになっている。また、内槽30に最初にDIWを供給し、その後にDHFを供給することにより、内槽30内で一定濃度のDHFを調製してもよい。内槽30内には、DHF濃度を測定するための濃度センサ53が設けられている。
By switching the opening / closing of the opening /
内槽30の底部には、開閉バルブ37が介在された排液管36が接続されており、この開閉バルブ37を開くことによって、内槽30からDHFやDIWをボックス13内に排出することができるようになっている。また、ボックス13の下部には、バルブが介在された排液管141が設けられており、ボックス13内からDHFやDIWを排出することできるようになっている。さらにボックス13には排気管142が設けられており、例えば、ボックス13にDHFが貯留された状態では、DHFから発生する蒸気を排気することができるようになっている。
A
中槽31は、内槽30の上面開口からオーバーフローした純水を受け止める。中槽31には、中槽31から純水を排出するための排液管41が設けられており、この排液管41にはトラップ42が接続されている。このトラップ42は、排液管41を通して排出された処理液が一定の高さで貯留され、その水面で開口した排液管43を通してトラップ42から処理液が排出されるように、排液管41の下端(排液口)が排液管43の上端(排出口)よりも低い位置に配置されている。このような構成により、排液管43やボックス13の雰囲気が排液管41に流入することを防止することができる。例えば、内槽30内にDHFを貯留してウエハWをこれに浸漬させて処理し、次いで内槽30内にDIWを供給してウエハWのリンス処理を行う際に、ボックス13内に排出されたDHFから発生した蒸気が排液管41を通じて液処理槽6内に混入することが防止される。
The
外槽32には、常時、純水が貯留されており、環状のシール板46が、その下部がこの純水に漬され、かつ、その上端が外槽32の上方に配置されたシャッタボックス11の下板に密着するように、配設されている。このような構成により、外槽32は純水を利用したシール機能を有し、内槽30の雰囲気を外部に漏らさないようになっている。なお、シャッタボックス11には開閉バルブ137を介在させて排気管136が設けられており、シャッタボックス11内の雰囲気を排気することができるようになっている。
Pure water is always stored in the
図2に乾燥処理部3とシャッタ10のより詳細な構成を示す断面図を示す。乾燥処理部3にはウエハWを収容するためのチャンバ5が設けられており、このチャンバ5は、略筒状の本体部61と、本体部61の上面開口61aを開閉する蓋62とから構成されている。本体部61の下面開口61bは、シャッタボックス11の上板に形成された開口部に気密に連結されている。また、シャッタ10を本体部61の真下に配置した状態では、シャッタ10の上面に設けられたシールリング135が本体部61の下端に当接することにより、下面開口61bが気密に閉塞される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a more detailed configuration of the drying processing unit 3 and the
蓋62は断面略半円形の形状を有し、その底部が上側となるように配置されている。蓋62は蓋昇降機構64により昇降自在であり、図2に示す位置P1、P2、P3において静止可能であり、これらの位置の間で移動可能となっている。蓋62を位置P1へ上昇させ、本体部61の上面開口61aを開口させた状態で、洗浄処理装置1の外部と乾燥処理部3の内部(つまり本体部61の内部)との間でのウエハWの搬入出を行うことができる。より具体的には、ウエハガイド4の保持部26を本体部61の上側に出した状態で、保持部26と図示しない外部搬送装置等との間でウエハWの受け渡しを行うことができる。
The
蓋62が位置P2にあるときは、蓋62の下端と本体部61の上面開口61aとの間に一定の隙間が形成される。このように蓋62が位置P1および位置P2にあるときには、本体部61の内部が外気と連通する。蓋62が位置P3に配置された状態では、蓋62の下端面が本体部61の上端に設けられたシールリング63に当接し、本体部61の上面開口61aが閉じられる。このときにシャッタ10により本体部61の下面開口61bを閉じることにより、本体部61内の雰囲気が外部に漏れないようになる。
When the
チャンバ5内には、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)蒸気と所定温度に加熱された窒素ガス(以下「ホットN2」と記す)とからなる乾燥用処理ガスをチャンバ5内に供給する第1ガス供給ノズル71と、常温の窒素ガス(以下「常温N2」と記す)をチャンバ5内に供給する第2ガス供給ノズル72と、が配設されている。またチャンバ5内には、チャンバ5内に処理ガス等を供給することによってチャンバ5から押し出されるガスを排気するための排気ノズル73が設けられている。この排気ノズル73には、チャンバ5内の雰囲気ガスを強制的に排気するための図示しない強制排気装置が取り付けられた強制排気ライン48と、チャンバ5内を大気圧に保持するための自然排気ライン49と、が接続されている。
In the
第1ガス供給ノズル71には処理ガス供給ライン21が接続されており、この処理ガス供給ライン21にはIPA蒸気を発生させるIPA蒸気発生装置22が接続されている。さらに、IPA蒸気発生装置22には、開閉バルブ82を介在させてIPA供給源と接続されたIPA供給ライン23と、開閉バルブ83およびフローメータ84を介在させてホットN2供給源と接続されたホットN2供給ライン24と、が接続されている。第2ガス供給ノズル72には、常温N2供給源から開閉バルブ86を介在させて常温N2を供給する常温N2供給ライン25が接続されている。
A processing
ホットN2供給ライン24と処理ガス供給ライン21は、図示しない保温材またはヒータによって、ホットN2の温度および乾燥用処理ガスの温度が低下しないように構成してもよい。IPA供給ライン23から供給されたIPAとホットN2供給ライン24から供給されたホットN2とがIPA蒸気発生装置22において混合されることによって乾燥用処理ガスが調製され、乾燥用処理ガスはそこから第1ガス供給ノズル71へ送られる。また、IPA供給ライン23に設けられた開閉バルブ82を閉じて、ホットN2供給ライン24開閉バルブ83を開くことによって、ホットN2のみを第1ガス供給ノズル71へ送ることができる。
The hot N 2 supply line 24 and the processing
第1ガス供給ノズル71と第2ガス供給ノズル72はそれぞれ円筒状の形状を有し、乾燥用処理ガス等を噴出させるためのガス噴射口がその長手方向(図2において紙面に垂直な方向)に一定の間隔で形成された構造を有する。また、排気ノズル73は、円筒状の形状を有し、チャンバ5内のガスを取り込むための一定長さのスリット型吸気口が、その長手方向(図2において紙面に垂直な方向)に一定の間隔で形成された構造を有する。
Each of the first
図2に示されるように、第1ガス供給ノズル71は、ガス噴射口から噴射される乾燥用処理ガスおよびホットN2がチャンバ5内に収容されたウエハWに直接にあたることなく斜め上方に噴射されるように、配置されている。第1ガス供給ノズル71から噴射された乾燥用処理ガスおよびホットN2は、ウエハWの左上と右上を通過して蓋62の内周面上部に向かって上昇し、蓋62の上部中央において合流して下降し、ウエハWどうしの間に流入してウエハWの表面に沿って流下するようになっている。
As shown in FIG. 2, the first
第2ガス供給ノズル72もまた、ガス噴射口から噴射される常温N2がチャンバ5内に収容されたウエハWに直接にあたることなく斜め上方に噴射されるように、配置されている。第2ガス供給ノズル72から噴射された常温N2は、ウエハWの左上と右上を通過して蓋62の内周面上部に向かって上昇し、蓋62の上部中央において合流して下降し、ウエハWどうしの間に流入してウエハWの表面に沿って流下する。
The second
続いてシャッタ10の構成について説明する。先に説明したように、シャッタ10の上面の周縁にはシールリング135が設けられている。そして、図2に示すように、シールリング135のその内側は略円錐形状となっており、緩やかに中心に向かって窪んだ斜面(凹面)となっている。シャッタ10にはこの凹面の最深部において開口する排液口91が形成されており、この排液口91には吸引機構としてのアスピレータ92が接続されている。
Next, the configuration of the
図3にシャッタ10の中心部の断面拡大図を示す。排液口91の開口上には略円錐状の吸引制御部材93が配設されている。吸引制御部材93は、シャッタ10の上面に向けて突起するようにシャッタ10の裏面に配置されたビス94に固定されている。このような構成では、アスピレータ92を動作させると、シャッタ10の上面に沿って吸引制御部材93の外周とシャッタ10の上面との間に形成された隙間(開口)へ流れ込み、さらに排液口91に流れ込む流体流れを発生させることができる。
FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the central portion of the
例えば、液処理部でDIWによるリンス処理を終えたウエハWが乾燥処理部3に引き上げられ、その後にシャッタ10が液処理部2と乾燥処理部3との間を仕切ると、ウエハWから水滴がシャッタ10上に落下してきて、シャッタ10上にDIWが溜まる。また、その後に乾燥用処理ガスによるウエハWの乾燥処理を行うと、ウエハWからDIWとIPAとが混じり合った液滴が落下する。このようにしてシャッタ10の上面に落下した液滴は、吸引制御部材93による流体流れを利用して効率よく回収されるため、シャッタ10の上面での液残りを少なくすることができる。また、吸引制御部材93は略円錐状の凹面であるので、吸引制御部材93の上面にウエハWから落下した液滴は、重力によってその斜面を流れ落ちて排液口91へと導かれる。なお、シャッタ10の上面を液滴が動きやすいように、シャッタ10は、ステンレス等の金属板にフッ素樹脂をコーティングしたものや、疎水性樹脂からなるものが好適に用いられる。
For example, when the wafer W that has been rinsed by DIW in the liquid processing unit is pulled up to the drying processing unit 3, and then the
こうしてシャッタ10上に落下し、溜まった液体を除去することで、シャッタ10を水平移動させる際にシャッタ10から液滴が液処理部2に落ちて、液処理部2を汚染することが防止される。また、チャンバ5に供給されるホットN2や常温N2の気流によってシャッタ10の液滴からミスト等が、これがウエハWやチャンバ5の内面を汚染することが抑制される。さらに、吸引機構としてアスピレータ92を用いることにより、脈動が生じなくなり、一定した吸引が可能となっている。
Thus, by dropping the liquid that has fallen onto the
吸引制御部材93の高さは、シャッタ10を水平方向で移動させる際に、シャッタボックス11に接触しない高さに制限される。このため、吸引制御部材93の外径が長くなると上面の傾斜が緩やかとなって吸引制御部材93の上面にDIW等が溜まりやすくなり、一方で吸引制御部材93の外径が短いと、シャッタ10の上面に沿った流体流れを起こし難くなる。このような観点から、吸引制御部材93の外径は、例えば、30〜40mmとすることが好ましい。吸引制御部材93の外周端とシャッタ10の上面との間に形成される隙間h(つまり、開口の高さh)は、液滴の高さよりも低いと液滴を効率的に吸引することができるので、例えば、0.5mm以上1.0mm以下とすることが好ましく、0.6mm以上0.8mm以下とすることがより好ましい。隙間hが狭いと圧損が大きくなり、逆に隙間hが広いと液体の吸引効率が悪化し、またシャッタ10の上面に沿った流体流れが生じ難くなる。なお、排液口91の開口径は、吸引制御部材93の外径よりも短く設定する。
The height of the
吸引制御部材93を配置した場合と配置しない場合でそれぞれシャッタ10の中心近傍に水滴を全量で50gとなるように落下させ、60秒間の水滴除去のための吸引動作を行ったところ、吸引制御部材93を配置しない場合にはシャッタ上に約5g程度の液残りが認められたが、吸引制御部材93を配置した場合には、液残りは1g以下に低減された。同様に、シャッタ10の外周部分に水滴を全量で50gとなるように落下させ、60秒間の水滴除去のための吸引動作を行ったところ、吸引制御部材93を配置しない場合にはシャッタ上に約10g程度の液残りが認められたが、吸引制御部材93を配置した場合の液残りは5g程度に低減された。このような効果は、ウエハWを液処理部2においてリンス処理し、その後に乾燥処理するプロセスでも、同様に得られることは、容易に理解できるものである。
When the
上述のように構成された洗浄処理装置1に設けられた各種の駆動装置、例えば、液処理部2へDHFやDIWを供給するための開閉バルブ51a・52aや、内槽30からDHF等を排出するための開閉バルブ37、乾燥処理部3へホットN2やIPA、常温N2を供給するための開閉バルブ83・82・86、チャンバ5を構成する蓋62の蓋昇降機構64、シャッタ10に形成された排液口91に接続されたアスピレータ92、ウエハガイド4を昇降させるガイド昇降機構28等の駆動制御は、制御装置99により行われる。
Various driving devices provided in the cleaning processing apparatus 1 configured as described above, for example, open /
次に、洗浄処理装置1を用いた基板洗浄方法の具体的な実施形態について説明する。図4にウエハWの処理工程を示すフローチャートを示す。最初に、乾燥処理部3では、本体部61の上面が蓋体62により閉塞され、かつ、本体部61の下面がシャッタ10により閉塞されて、チャンバ5が密閉された状態とする(STEP1a)。また、こうして密閉されたチャンバ5内に第1ガス供給ノズル71を通してホットN2を一定流量で供給し、その際に排気ノズル73および自然排気ライン49を通して自然排気が行われるようにする(STEP1b)。さらに、液処理槽6の内槽30に所定濃度のDHFを貯留させておく(STEP1c)。この状態で、ウエハガイド4においてウエハWを保持する部分は乾燥処理部3に配置されている。
Next, a specific embodiment of the substrate cleaning method using the cleaning processing apparatus 1 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the processing steps of the wafer W. First, in the drying processing unit 3, the upper surface of the
次に、蓋62を上昇させて位置P1(図2参照)で保持し、ウエハガイド4の保持部26をチャンバ5の本体部61の上側に位置させた後、チャンバ5内へのホットN2の供給を停止する(STEP2)。そして、外部の基板搬送装置(図示せず)からウエハガイド4の保持部26に50枚のウエハWを受け渡す(STEP3)。次いで、ウエハガイド4を降下させてウエハWをチャンバ5の本体部61内に収容し、また蓋62を降下させて位置P2(図2参照)で保持し、さらに排気ノズル73と強制排気ライン48を通してチャンバ5内の雰囲気の強制排気を開始した後に、シャッタ10をシャッタボックス11内に移動させて、液処理部2と乾燥処理部3との間を開放させる(STEP4)。
Next, the
このSTEP4では、ファンフィルタユニット(FFU)12からのダウンフローがチャンバ5内に流入し、本体部61の上面開口61aから排気ノズル73に向かうクリーンエアの流れが形成される。これによりシャッタ10を開いても、液処理槽6に貯留されたDHF雰囲気が乾燥処理部3に上昇することを防止することができる。これにより、DHF雰囲気(蒸気)によりチャンバ5の内面が汚染されたり、本体部61の上面開口61aを通って外部に漏れることが防止される。なお、ファンフィルタユニット(FFU)12から供給されるクリーンエアを利用して乾燥処理部3に気流を形成するので、経済的にチャンバ5の汚染等を防止できる。
In STEP 4, the down flow from the fan filter unit (FFU) 12 flows into the
次いで、ウエハガイド4をさらに降下させて、保持したウエハWを内槽30に貯留されたDHFに浸漬させ、シリコン酸化物除去処理を行う(STEP5)。このSTEP5の処理中も、蓋62を位置P2で保持し、排気ノズル73と強制排気ライン48を通してチャンバ5内の雰囲気を強制排気することによって、DHF雰囲気によるチャンバ5の汚染等を防止する。
Next, the wafer guide 4 is further lowered, the held wafer W is immersed in DHF stored in the
DHFによるウエハWの処理が終了したら、ウエハWを内槽30内に配置したたまま、処理液供給ノズル35からDIWを内槽30内に供給して、内槽30内のDHFをDIWに置換し、ウエハWのリンス処理を行う(STEP6)。このとき、内槽30からオーバーフローしたDHFやDIWは、中槽31に受け止められ、排液管41およびトラップ42を通して排液される。
When the processing of the wafer W by DHF is completed, DIW is supplied into the
なお、内槽30内のDHFをDIWに置換する間も、ウエハWのDHF処理を行う間と同様に、蓋62を位置P2に配置し、排気ノズル73を通して強制排気を行う。内槽30のDHFをDIWに置換する工程は、例えば、排液管36を通してDHFをボックス13に排出し、その後に内槽30にDIWを供給することによって行ってもよい。
Note that while replacing the DHF in the
内槽30内のDHFがDIWに置換されたか否かは、濃度センサ53の測定値によって判断することができる。したがって、濃度センサ53の測定値によって内槽30内のDHFがDIWに置換され、内槽30内からDHFが排出されたと判断したら、強制排気ライン48から自然排気ライン49に切り替え、蓋62を位置P3(図2参照)に降下させて本体部61の上面開口61aを閉塞し、さらに第1ガス供給ノズル71からホットN2を、第2ガス供給ノズル72から常温N2をそれぞれチャンバ5内に噴射させる(STEP7)。こうしてチャンバ5内がN2雰囲気に保持される。
Whether or not DHF in the
このSTEP7では、ホットN2が処理ガス供給ライン21を通るので処理ガス供給ライン21が昇温される。これにより、後にIPA蒸気を含む乾燥用処理ガスをチャンバ5内に供給する際の乾燥用処理ガスの温度低下を抑制することができる。またチャンバ5が温められることによって、後に乾燥用処理ガスをチャンバ5内に供給した際に、チャンバ5の内壁でIPAが結露することを抑制することができる。これによりIPAの使用量を低減させることができる。なお、STEP6およびSTEP7では、さらにシャッタボックス11内の排気を行うことにより、シャッタボックス11内に残っているおそれがあるDHF雰囲気を排気することが好ましい。
In this STEP 7, since the hot N 2 passes through the processing
DIWによるウエハWのリンス処理が終了したら、ウエハWがチャンバ5内に収容されるようにウエハガイド4を上昇させ、その後にシャッタ10により液処理部2と乾燥処理部3との間を隔離する(STEP8)。STEP8において、ウエハWを上昇させている間は、第2ガス供給ノズル72からの常温N2のチャンバ5内への供給を停止し、第1ガス供給ノズル71からのホットN2の供給は、処理ガス供給ライン21を温めるために継続して行う。STEP8が終了した時点で、ウエハWに付着したDIWの液滴がシャッタ10上に落下する。
When rinsing processing of the wafer W by DIW is completed, the wafer guide 4 is raised so that the wafer W is accommodated in the
なお、シャッタ10により液処理部2と乾燥処理部3との間が隔離された後には、液処理部2に設けられた内槽30内のDIWを、開閉バルブ37を開くことで排液管36を通してボックス13に排出し、その後に、一定濃度のDHFで内槽30を満たし、次の処理に備えることが好ましい。ボックス13に排出されたDIWは排液管141から外部に排出される。
After the
続いてウエハWの乾燥処理を行う(STEP9)。図5にこのSTEP9の各工程をより詳細に示すフローチャートを示す。上記STEP8により、ウエハWが密閉されたチャンバ5内に収容され、シャッタ10が閉じられたら、第1ガス供給ノズル71から乾燥用処理ガス(つまり、所定量のIPA蒸気を含んだホットN2)の供給を開始する(STEP9a)。
Subsequently, the wafer W is dried (STEP 9). FIG. 5 is a flowchart showing the details of each step of STEP9. When the wafer W is accommodated in the sealed
乾燥用処理ガスは、第1ガス供給ノズル71からチャンバ5内に噴射され、蓋62の内周面上部に向かって上昇した後、ウエハWの上部からウエハWどうしの間に流入し、ウエハWの表面に沿って流下し、排気ノズル73を通して外部に排出される。このとき、ウエハWに付着している水分にIPAが混じってシャッタ10上に落下する。乾燥用処理ガスの供給を開始してから、例えば、20秒〜30秒が経過した後に、シャッタ10に形成された排液口91に接続されたアスピレータ92による吸引排液を開始する(STEP9b)。
The drying process gas is injected into the
シャッタ10が閉じられてから、このように一定の間隔を開けてアスピレータ92の動作を開始し、シャッタ10上に溜まった液の吸引除去を行った場合には、シャッタ10が閉じられると同時にアスピレータ92の動作を開始する場合と比較して、シャッタ10上の液残りを少なくすることができる。これはシャッタ10上に落下した液滴どうしが結合する時間を与えた場合、吸引制御部材93とシャッタ10の上面との間に形成される隙間に近い部分にある液が吸引されると、それと結合している遠くの液部も吸引され易くなることや、液滴が大きくなることで、シャッタ10に形成された凹面を液が流れやすくなること等によるものと考えられる。
After the
一定時間(例えば、90秒)が経過したら、IPA供給ライン23からのIPA供給を停止させて、第1ガス供給ノズル71からホットN2のみがチャンバ5内に供給されるようにする(STEP9c)。さらに、IPAの供給を停止してから所定時間(例えば、30秒〜60秒)が経過した後に、アスピレータ92を停止させて、シャッタ10の液滴吸引を終了する(STEP9d)。さらにその後所定時間経過後に、ホットN2のチャンバ5内への供給を継続しながら、第2ガス供給ノズル72から常温N2のチャンバ5内への供給を開始する(STEP9e)。この時点でウエハWの乾燥処理は終了する。常温N2をチャンバ5内に供給することによって、ウエハWは冷却される。
When a certain time (for example, 90 seconds) elapses, the IPA supply from the
常温N2の供給を開始してから所定時間経過後に、蓋62を位置P1へ上昇させ、これと実質的に同時にウエハガイド4を上昇させて、ウエハWをチャンバ5の本体部61の上側に出す(STEP10)。このとき、第1ガス供給ノズル71および第2ガス供給ノズル72からの窒素ガス供給を停止し、強制排気ライン48を通して、ファンフィルタユニット(FFU)12からのクリーンエアーをチャンバ5内に引き入れる。次いで、外部から図示しない基板搬送装置がウエハガイド4にアクセスして、ウエハWを洗浄処理装置1から搬出する(STEP11)。
After a predetermined time has elapsed from the start of the supply of the normal temperature N 2 , the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、シャッタ10としてその上面が凹面となっているものを示したが、シャッタ10の上面が水平面であっても、吸引制御部材93を配置することによって、吸引制御部材93を配置しない従来の場合と比較して、シャッタ10上の液残りを低減することができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such a form. For example, although the
上記説明においては、薬液としてDHFを取り上げたが、それに限定されるものではなく、SC−1洗浄液等のその他の薬液であってもよい。また、本発明は洗浄処理に限定されて適用されるものではなく、例えば、ウェットエッチング処理等にも適用することができる。さらに基板は半導体ウエハに限定されるものではなく、液晶ディスプレイ用のガラス基板、プリント配線基板、セラミック基板等であってもよい。 In the above description, DHF is taken up as a chemical solution, but is not limited thereto, and other chemical solutions such as SC-1 cleaning solution may be used. The present invention is not limited to the cleaning process and can be applied to, for example, a wet etching process. Furthermore, the substrate is not limited to a semiconductor wafer, and may be a glass substrate for liquid crystal display, a printed wiring board, a ceramic substrate, or the like.
本発明は、半導体ウエハ等の各種基板の洗浄処理装置、エッチング処理装置等、各種の液処理を行う装置に好適である。 The present invention is suitable for an apparatus for performing various liquid treatments such as a cleaning processing apparatus and an etching processing apparatus for various substrates such as semiconductor wafers.
1;洗浄処理装置
2;液処理部
3;乾燥処理部
4;ウエハガイド
5;チャンバ
6;液処理槽
10;シャッタ
71;第1ガス供給ノズル
72;第2ガス供給ノズル
73;排気ノズル
91;排液口
92;アスピレータ
93;吸引制御部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1;
Claims (11)
前記液処理部の上側に設けられ、前記基板を乾燥させる乾燥処理部と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間で基板を搬送する基板搬送装置と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間を開閉することができるように水平方向に移動自在であり、排液口が形成されたシャッタと、
前記排液口に接続された吸引機構と、
前記排液口の開口上に設けられ、前記吸引機構を動作させた際に、前記シャッタの上面に沿って流れて前記排液口に流入する流体流れを生じさせる吸引制御部材と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。 A liquid processing section for processing the substrate with the processing liquid;
A drying processing unit provided on the liquid processing unit and drying the substrate;
A substrate transfer device for transferring a substrate between the liquid processing unit and the drying processing unit;
A shutter that is movable in a horizontal direction so as to be able to open and close between the liquid processing unit and the drying processing unit, and has a drain port formed therein;
A suction mechanism connected to the drainage port;
A suction control member that is provided on the opening of the drainage port and generates a fluid flow that flows along the upper surface of the shutter and flows into the drainage port when the suction mechanism is operated;
A substrate processing apparatus comprising:
前記乾燥処理部へ処理ガスの供給を開始し、所定時間が経過した後に前記排液口からの排液を開始し、その後所定時間経過後に前記処理ガスの供給を停止し、その後前記排液口からの排液を停止するように、前記処理ガス供給機構と前記吸引機構とを制御する制御装置と、
をさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の基板処理装置。 A processing gas supply mechanism for supplying a processing gas to the drying processing unit;
The supply of the processing gas to the drying processing unit is started, the drainage from the drainage port is started after a predetermined time has elapsed, and then the supply of the processing gas is stopped after the predetermined time has passed, and then the drainage port A control device for controlling the processing gas supply mechanism and the suction mechanism so as to stop drainage from
The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記制御装置は、前記乾燥処理部への処理ガスの供給開始と実質的に同時に前記乾燥処理部へ不活性ガスの供給を開始し、前記排液口からの排液を停止した後に前記不活性ガスの前記乾燥処理部への供給を停止するように、前記不活性ガス供給機構を制御し、
前記液処理部では基板の薬液処理および水洗処理が行われ、前記乾燥処理部では前記水洗処理後の基板の乾燥処理が前記処理ガスとしてイソプロピルアルコール蒸気を用いて行われることを特徴とする請求項8に記載の基板処理装置。 An inert gas supply mechanism for supplying an inert gas to the drying processing unit;
The control device starts supplying inert gas to the drying processing unit substantially simultaneously with the start of supply of processing gas to the drying processing unit, and stops the drainage from the drainage port, and then deactivates the inert gas. Controlling the inert gas supply mechanism so as to stop the supply of gas to the drying processing unit;
The chemical treatment and water washing treatment of the substrate is performed in the liquid treatment section, and the drying treatment of the substrate after the water washing treatment is performed using isopropyl alcohol vapor as the processing gas in the drying treatment section. 9. The substrate processing apparatus according to 8.
前記液処理が終了した基板を前記液処理部の上方に設けられた乾燥処理部に引き上げる工程と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間をシャッタにより隔離する工程と、
前記乾燥処理部において前記基板を乾燥させる工程と、を有し、
前記基板の乾燥工程は、
前記乾燥処理部へ処理ガスの供給を開始する工程と、
前記処理ガスの供給を開始してから一定時間経過後に、前記シャッタに設けられた排液口の開口上に設けられた吸引制御部材を用いて、前記シャッタの上面に沿って流れて前記排液口に流入する流体流れを生じさせ、前記排液口を通して前記シャッタに落下した液体の吸引排液を開始する工程と、
前記排液口からの排液を開始してから所定時間経過後に前記処理ガスの供給を停止する工程と、
前記処理ガスの供給を停止してから所定時間経過後に前記排液口からの吸引排液を停止する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。 A step of liquid-treating the substrate in a liquid treatment section for treating the substrate with a predetermined treatment liquid;
A step of pulling up the substrate after the liquid processing to a drying processing unit provided above the liquid processing unit;
Isolating the liquid processing unit and the drying processing unit with a shutter;
Drying the substrate in the drying processing unit,
The substrate drying process includes:
Starting the supply of processing gas to the drying processing unit;
After a lapse of a certain time from the start of the supply of the processing gas, the drainage liquid flows along the upper surface of the shutter using a suction control member provided on an opening of a drainage port provided in the shutter. Generating a fluid flow flowing into the mouth, and starting suction and drainage of the liquid dropped on the shutter through the drainage port;
A step of stopping the supply of the processing gas after elapse of a predetermined time after starting drainage from the drainage port;
A step of stopping suction and drainage from the drainage port after a lapse of a predetermined time after stopping the supply of the processing gas;
A substrate processing method comprising:
前記乾燥工程においては、前記処理ガスとしてイソプロピルアルコール蒸気を用い、前記乾燥処理部へのイソプロピルアルコール蒸気の供給開始と実質的に同時に前記乾燥処理部への不活性ガスの供給をさらに開始し、前記排液口からの吸引排液を停止した後に、前記乾燥処理部への不活性ガスの供給を停止することを特徴とする請求項10に記載の基板処理方法。
The liquid treatment of the substrate includes a water washing treatment with pure water,
In the drying step, isopropyl alcohol vapor is used as the processing gas, and the supply of the inert gas to the drying processing unit is further started substantially simultaneously with the start of the supply of isopropyl alcohol vapor to the drying processing unit, The substrate processing method according to claim 10, wherein the supply of the inert gas to the drying processing unit is stopped after the suction and drainage from the drainage port is stopped.
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