JP4906418B2 - Substrate processing apparatus, substrate processing system, and substrate processing method - Google Patents

Substrate processing apparatus, substrate processing system, and substrate processing method Download PDF

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Description

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板(以下、単に「基板」という)の表面に形成された液膜を凍結させる基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法に関するものである。   The present invention provides a liquid film formed on the surface of various substrates (hereinafter simply referred to as “substrate”) such as a semiconductor wafer, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, and an optical disk substrate. The present invention relates to a frozen substrate processing apparatus, a substrate processing system, and a substrate processing method.

従来より、基板に対する処理のひとつとして基板表面に液膜を付着させた状態で基板を冷却することにより液膜を凍結させる技術が用いられている。特に、このような凍結技術は、基板に対する洗浄処理の一環として用いられている。すなわち、半導体装置に代表されるデバイスの微細化、高機能化、高精度化に伴って基板表面に形成されたパターンを倒壊させずに、基板表面に付着しているパーティクル等の微小な汚染物質を除去することが益々困難になっている。そこで、上記した凍結技術を用いて次のようにして基板表面に付着しているパーティクルを除去している。   Conventionally, a technique of freezing a liquid film by cooling the substrate with the liquid film attached to the surface of the substrate is used as one of the processes for the substrate. In particular, such a freezing technique is used as part of a cleaning process for a substrate. That is, minute contaminants such as particles adhering to the substrate surface without collapsing the pattern formed on the substrate surface with the miniaturization, higher functionality, and higher accuracy of devices typified by semiconductor devices It has become increasingly difficult to remove. Therefore, particles adhering to the substrate surface are removed using the above-described freezing technique as follows.

先ず、基板表面に液体を塗布して基板表面に液膜を形成する。続いて、基板を冷却することにより液膜を凍結させる。これにより、パーティクルが付着している基板表面に凍結膜が形成される。そして、最後に凍結膜を基板から除去することにより凍結膜とともに基板表面からパーティクルを除去している。   First, a liquid is applied to the substrate surface to form a liquid film on the substrate surface. Subsequently, the liquid film is frozen by cooling the substrate. As a result, a frozen film is formed on the surface of the substrate to which particles are attached. Finally, by removing the frozen film from the substrate, particles are removed from the substrate surface together with the frozen film.

ここで、基板表面に付着する液膜を凍結させる凍結方法としては次のようなものがある。例えば特許文献1に記載の装置においては、回転保持部が基板裏面を吸引して基板を保持している。そして、回転保持部に基板を保持させた状態で回転保持部に冷媒を供給して回転保持部を冷却している。これにより、回転保持部を介して基板を間接的に冷却して、基板表面に付着する液膜を凍結させている。   Here, freezing methods for freezing the liquid film adhering to the substrate surface include the following. For example, in the apparatus described in Patent Document 1, the rotation holding unit sucks the back surface of the substrate and holds the substrate. Then, with the substrate held by the rotation holding unit, the rotation holding unit is cooled by supplying the coolant to the rotation holding unit. As a result, the substrate is indirectly cooled via the rotation holding unit, and the liquid film adhering to the substrate surface is frozen.

また、特許文献2に記載の装置においては、被洗浄物に水分を含浸させた後、スプレーノズルから液体窒素を被洗浄物に向けて噴出させることにより、被洗浄物を凍結させている。   Moreover, in the apparatus described in Patent Document 2, the object to be cleaned is frozen by impregnating the object to be cleaned with water and then ejecting liquid nitrogen from the spray nozzle toward the object to be cleaned.

特開平11−31673号公報(図1)Japanese Patent Laid-Open No. 11-31673 (FIG. 1) 特開2000−58494号公報(第4頁)JP 2000-58494 A (page 4)

ところで、特許文献1に記載の装置では、回転保持部を介して基板を間接的に冷却している。このため、液膜を凍結するためには、液膜のみならず、回転保持部の温度を液膜が凍結するまでの温度に低下させる必要がある。その結果、液膜を凍結させるまでに比較的長時間を要していた。そして、このように液膜を凍結させるまでの時間が長くなると、単位時間当たりに洗浄処理可能な基板の枚数が減少してしまい、スループットが低下するという問題が生じていた。   By the way, in the apparatus described in Patent Document 1, the substrate is indirectly cooled through the rotation holding unit. For this reason, in order to freeze the liquid film, it is necessary to reduce not only the liquid film but also the temperature of the rotation holding unit to a temperature until the liquid film is frozen. As a result, it took a relatively long time to freeze the liquid film. If the time until the liquid film is frozen as described above becomes long, the number of substrates that can be cleaned per unit time decreases, resulting in a problem that throughput is lowered.

また、特許文献2に記載の装置では、液体窒素を冷媒として被洗浄物に向けて噴出することにより被洗浄物を凍結させている。そのため、冷媒に汚染物質が含まれる場合には、被洗浄物と冷媒との接触により、被洗浄物が汚染物質によって汚染されてしまうという問題がある。   Moreover, in the apparatus described in Patent Document 2, the object to be cleaned is frozen by ejecting liquid nitrogen as a refrigerant toward the object to be cleaned. Therefore, when a contaminant is contained in a refrigerant | coolant, there exists a problem that a to-be-cleaned object will be contaminated with a contaminant by contact with a to-be-cleaned object and a refrigerant | coolant.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板表面に形成された液膜を短時間でしかも基板表面を汚染させることなく凍結させることができる基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a substrate processing apparatus, a substrate processing system, and a substrate processing method capable of freezing a liquid film formed on a substrate surface in a short time without contaminating the substrate surface. The purpose is to provide.

この発明は、基板に所定の処理を施す基板処理装置および基板処理方法であって、上記目的を達成するため、以下のように構成されている。すなわち、基板処理装置は、液膜が形成された基板表面を上方に向けた状態で基板の周縁部を把持して基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板を回転させる回転手段と、回転手段により回転された基板の裏面に液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する液体冷媒を供給し、前記基板の裏面全面に前記液体冷媒を接液させて液膜を凍結させる液膜凍結手段とを備えたことを特徴としている。また、基板処理方法は、基板表面に液膜を形成する液膜形成工程と、液膜が形成された基板表面を上方に向けた状態で基板の周縁部を把持して基板を略水平姿勢で保持しながら回転させた前記基板の裏面に液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する液体冷媒を供給して液膜を凍結させる液膜凍結工程とを備えたことを特徴としている。 The present invention is a substrate processing apparatus and a substrate processing method for performing predetermined processing on a substrate, and is configured as follows to achieve the above object. That is, the substrate processing apparatus holds the substrate in a substantially horizontal posture by holding the peripheral edge of the substrate with the substrate surface on which the liquid film is formed facing upward, and is held by the substrate holding unit . Rotating means for rotating the substrate, and supplying a liquid refrigerant having a temperature lower than the freezing point of the liquid constituting the liquid film to the back surface of the substrate rotated by the rotating means, and bringing the liquid refrigerant into contact with the entire back surface of the substrate. And a liquid film freezing means for freezing the liquid film. Further, the substrate processing method includes a liquid film forming step of forming a liquid film on the surface of the substrate, and the substrate is held in a substantially horizontal posture by holding the peripheral edge of the substrate with the substrate surface on which the liquid film is formed facing upward. And a liquid film freezing step of freezing the liquid film by supplying a liquid refrigerant having a temperature lower than the freezing point of the liquid constituting the liquid film to the back surface of the substrate rotated while being held.

このように構成された発明(基板処理装置および方法)では、基板表面に形成された液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する液体冷媒が基板裏面に直接に供給される。これにより、基板がその裏面全面に接液する液体冷媒によって直接的に冷却される。このため、基板表面に形成された液膜を比較的短時間で凍結させることができる。また、基板表面に形成された液膜に液体冷媒を接触させることなく液膜を凍結させているため、液体冷媒に汚染物質が含まれる場合であっても、該汚染物質が基板表面に付着するのを防止することができる。したがって、基板表面を汚染させることなく液膜を凍結させることができる。 In the invention thus configured (substrate processing apparatus and method), the liquid refrigerant having a temperature lower than the freezing point of the liquid constituting the liquid film formed on the substrate surface is directly supplied to the back surface of the substrate. As a result, the substrate is directly cooled by the liquid refrigerant in contact with the entire back surface . For this reason, the liquid film formed on the substrate surface can be frozen in a relatively short time. In addition, since the liquid film is frozen without bringing the liquid refrigerant into contact with the liquid film formed on the substrate surface, the contaminant adheres to the substrate surface even when the liquid refrigerant contains the contaminant. Can be prevented. Therefore, the liquid film can be frozen without contaminating the substrate surface.

ここで、基板を回転させながら基板の裏面に液体冷媒を供給すると、基板に接液する液体冷媒に作用する遠心力によって液体冷媒が流動して、基板裏面全体に液体冷媒が均一に広げられる。このため、基板表面に形成された液膜を均一に凍結させることができる。また、液体冷媒を基板裏面全体に行き渡らせることで、基板と液体冷媒との接触面積が広げられる。このため、液膜の凍結時間をさらに短縮することができる。   Here, when the liquid refrigerant is supplied to the back surface of the substrate while rotating the substrate, the liquid refrigerant flows due to the centrifugal force acting on the liquid refrigerant in contact with the substrate, and the liquid refrigerant is uniformly spread over the entire back surface of the substrate. For this reason, the liquid film formed on the substrate surface can be frozen uniformly. Further, by spreading the liquid refrigerant over the entire back surface of the substrate, the contact area between the substrate and the liquid refrigerant can be expanded. For this reason, the freezing time of the liquid film can be further shortened.

また、基板表面から凍結後の液膜を除去してもよい。これにより、基板表面にパーティクルが付着している場合であっても、パーティクルを凍結後の液膜とともに基板表面から除去して基板表面を良好に洗浄することができる。すなわち、基板表面に付着する液膜を凍結させることで液膜が体積膨張して、基板と該基板の表面に付着するパーティクルとの間の付着力が弱められ、あるいはパーティクルが基板表面から脱離する。そのため、凍結後の液膜を除去することで、液膜中のパーティクルを基板から容易に除去することができる。しかも、この発明によれば、比較的短時間で液膜を凍結させることができるので、後述する実験結果から説明されるように、パーティクルを基板表面から効率良く除去することができる。   Further, the frozen liquid film may be removed from the substrate surface. As a result, even if particles adhere to the substrate surface, the particles can be removed from the substrate surface together with the liquid film after freezing, and the substrate surface can be cleaned well. That is, freezing the liquid film adhering to the substrate surface expands the volume of the liquid film, weakening the adhesion between the substrate and the particles adhering to the substrate surface, or detaching the particles from the substrate surface. To do. Therefore, the particles in the liquid film can be easily removed from the substrate by removing the liquid film after freezing. Moreover, according to the present invention, the liquid film can be frozen in a relatively short time, so that the particles can be efficiently removed from the substrate surface, as will be described from the experimental results described later.

また、基板表面から凍結後の液膜を除去する際に、基板表面に対して物理的な洗浄作用を有する物理洗浄、化学的な洗浄作用を有する化学洗浄または物理洗浄と化学洗浄とを組合わせた洗浄(以下「物理/化学洗浄」という)を基板表面に施すようにしてもよい。これにより、基板に対する付着力が弱まった、あるいは基板表面から脱離した液膜中のパーティクルを基板から効果的に除去することができ、基板表面を良好に洗浄することができる。   Also, when removing the frozen liquid film from the substrate surface, physical cleaning that has a physical cleaning action on the substrate surface, chemical cleaning that has a chemical cleaning action, or a combination of physical cleaning and chemical cleaning Further cleaning (hereinafter referred to as “physical / chemical cleaning”) may be performed on the substrate surface. Thereby, the particles in the liquid film whose adhesion to the substrate is weakened or detached from the substrate surface can be effectively removed from the substrate, and the substrate surface can be cleaned well.

ここで、液膜を凍結させる液膜凍結手段と、凍結後の液膜を除去する膜除去手段とを同一の処理チャンバー内に収容してもよい。この構成によれば、基板を搬送することなく、液膜の凍結と凍結後の液膜除去を連続的に実行することができ、スループットを向上させることができる。しかも、この発明によれば、液体冷媒により基板を直接に冷却しているので、回転保持部(基板保持手段)を介して間接的に基板を冷却する従来技術と比較して凍結後の液膜除去に要する時間を短縮することができる。すなわち、従来技術によれば、基板を冷却する際に回転保持部に冷熱が蓄えられ、凍結後の液膜を除去する際に回転保持部の温度も上昇させる必要がある。これに対し、この発明によれば、基板保持手段に必要以上に冷熱が蓄えられることがなく、比較的短時間で凍結後の液膜を基板から除去することができる。さらに、基板表面に液膜を形成する液膜形成手段を設けて、液膜形成手段、液膜凍結手段および膜除去手段を同一の処理チャンバー内に収容してもよい。これにより、一連の洗浄処理(液膜形成+液膜凍結+膜除去)を同一箇所で一体的に実行することができる。   Here, the liquid film freezing means for freezing the liquid film and the film removing means for removing the liquid film after freezing may be accommodated in the same processing chamber. According to this configuration, the freezing of the liquid film and the removal of the liquid film after freezing can be continuously performed without transporting the substrate, and the throughput can be improved. Moreover, according to the present invention, since the substrate is directly cooled by the liquid refrigerant, the liquid film after freezing is compared with the prior art in which the substrate is indirectly cooled through the rotation holding unit (substrate holding means). The time required for removal can be shortened. That is, according to the prior art, cold heat is stored in the rotation holding unit when the substrate is cooled, and the temperature of the rotation holding unit needs to be raised when removing the liquid film after freezing. On the other hand, according to the present invention, the substrate holding means does not store cold heat more than necessary, and the liquid film after freezing can be removed from the substrate in a relatively short time. Furthermore, a liquid film forming means for forming a liquid film on the substrate surface may be provided, and the liquid film forming means, the liquid film freezing means, and the film removing means may be accommodated in the same processing chamber. Thereby, a series of cleaning processes (liquid film formation + liquid film freezing + film removal) can be integrally executed at the same location.

また、この発明にかかる基板処理システムは、上記目的を達成するため、請求項1または2記載の基板処理装置と同一構成を有する凍結ユニットと、凍結ユニットから分離して設けられるとともに、液膜が凍結された凍結膜を基板表面から除去する膜除去ユニットと、凍結ユニットから膜除去ユニットに基板を搬送する搬送ユニットとを備えたことを特徴としている。この構成によれば、凍結ユニットにおいて基板表面が汚染されることなく、該基板表面に形成された液膜が凍結される。これにより、基板表面が凍結前の状態を保ったまま、凍結膜で覆われる。そして、このように基板表面が凍結膜で覆われた状態で基板を膜除去ユニットに搬送して膜除去ユニットにおいて凍結膜を除去している。このため、液膜の凍結から凍結膜の除去までの間、凍結膜が基板表面に対する保護膜として作用して基板表面を周囲雰囲気からの汚染より保護することができる。したがって、凍結膜を保護膜として基板表面の汚染を防止しつつ基板を保存したり待機させておくことができる。また、必要に応じて基板を膜除去ユニットに搬送し、膜除去ユニットにおいて凍結膜を除去することで、適宜、基板表面を凍結前の状態で露出させることができる。   In order to achieve the above object, a substrate processing system according to the present invention is provided with a freezing unit having the same configuration as that of the substrate processing apparatus according to claim 1, a separate unit from the freezing unit, and a liquid film. A film removing unit that removes the frozen film from the substrate surface and a transport unit that transports the substrate from the freezing unit to the film removing unit are provided. According to this configuration, the liquid film formed on the substrate surface is frozen without contamination of the substrate surface in the freezing unit. Thus, the substrate surface is covered with the frozen film while maintaining the state before freezing. Then, the substrate is transported to the film removal unit in a state where the substrate surface is covered with the frozen film in this way, and the frozen film is removed in the film removal unit. For this reason, during the period from the freezing of the liquid film to the removal of the frozen film, the frozen film can act as a protective film against the substrate surface and protect the substrate surface from contamination from the surrounding atmosphere. Therefore, the substrate can be stored or kept on standby while preventing contamination of the substrate surface using the frozen film as a protective film. Further, if necessary, the substrate surface can be exposed to the state before freezing by transporting the substrate to the film removal unit and removing the frozen film in the film removal unit.

ここで、膜除去ユニットは、基板表面に対して物理的な洗浄作用を有する物理洗浄、化学的な洗浄作用を有する化学洗浄または物理洗浄と化学洗浄とを組合わせた洗浄を基板表面に施して該基板表面から凍結膜を除去するものであってもよい。これにより、凍結膜を基板表面から除去する際に、基板表面に汚染物質が付着している場合であっても、凍結膜とともに汚染物質を効果的に除去することができる。このため、基板表面を清浄な状態で露出させることができる。   Here, the film removal unit performs physical cleaning on the substrate surface, chemical cleaning that has a chemical cleaning function, or cleaning that combines physical cleaning and chemical cleaning on the substrate surface. The frozen film may be removed from the surface of the substrate. Thereby, when removing the frozen film from the substrate surface, the contaminant can be effectively removed together with the frozen film even if the contaminant is attached to the substrate surface. For this reason, the substrate surface can be exposed in a clean state.

なお、本発明に用いられる「液体冷媒」としては、エチレングリコール水溶液、アルコール類または液体窒素を用いることができる。特にエチレングリコール水溶液またはアルコール類を液体冷媒として用いることが好ましい。このような液体を液体冷媒として用いることで、液体冷媒を回収して再利用させることが可能となる。これにより、液体冷媒の使用量を抑制してコスト低減を図ることができる。アルコール類としては、安全性、価格等の観点からエチルアルコール、メチルアルコールまたはイソプロピルアルコールを用いることができるが、特にエチルアルコールが好適である。   In addition, as the “liquid refrigerant” used in the present invention, an ethylene glycol aqueous solution, alcohols, or liquid nitrogen can be used. In particular, it is preferable to use an ethylene glycol aqueous solution or alcohol as the liquid refrigerant. By using such a liquid as a liquid refrigerant, the liquid refrigerant can be recovered and reused. Thereby, the usage-amount of a liquid refrigerant can be suppressed and cost reduction can be aimed at. As alcohols, ethyl alcohol, methyl alcohol or isopropyl alcohol can be used from the viewpoint of safety, price, etc., and ethyl alcohol is particularly preferable.

この発明によれば、基板がその裏面に接液する液体冷媒によって直接的に冷却される。このため、基板表面に形成された液膜を比較的短時間で凍結させることができる。また、基板表面に形成された液膜に液体冷媒を接触させることなく液膜を凍結させているため、液体冷媒に汚染物質が含まれる場合であっても、該汚染物質が基板表面に付着するのを防止することができる。これにより、基板表面を汚染させることなく液膜を凍結させることができる。   According to this invention, the substrate is directly cooled by the liquid refrigerant in contact with the back surface thereof. For this reason, the liquid film formed on the substrate surface can be frozen in a relatively short time. In addition, since the liquid film is frozen without bringing the liquid refrigerant into contact with the liquid film formed on the substrate surface, the contaminant adheres to the substrate surface even when the liquid refrigerant contains the contaminant. Can be prevented. Thereby, the liquid film can be frozen without contaminating the substrate surface.

最初に、本発明にかかる基板表面に形成された液膜を凍結させる基板処理装置および方法を基板表面に付着するパーティクル等の汚染物質を除去する洗浄処理に適用した場合について説明する。このような洗浄処理では、次のようにして基板表面に付着するパーティクルを除去している。すなわち、基板表面に液膜を形成した状態で該液膜を凍結させる。これにより、液膜が体積膨張して、基板と該基板の表面に付着するパーティクルとの間の付着力が弱められ、あるいはパーティクルが基板表面から脱離する。その後、凍結後の液膜を基板表面から除去することで、該液膜とともに基板表面に付着するパーティクルを基板表面から除去している。   First, the case where the substrate processing apparatus and method for freezing the liquid film formed on the substrate surface according to the present invention is applied to a cleaning process for removing contaminants such as particles adhering to the substrate surface will be described. In such a cleaning process, particles adhering to the substrate surface are removed as follows. That is, the liquid film is frozen with the liquid film formed on the substrate surface. As a result, the liquid film expands in volume, and the adhesion force between the substrate and the particles adhering to the surface of the substrate is weakened, or the particles are detached from the substrate surface. Thereafter, the frozen liquid film is removed from the substrate surface, so that particles adhering to the substrate surface together with the liquid film are removed from the substrate surface.

<冷却温度とパーティクル除去率との関係>
本願発明者は、パーティクル除去効率を向上させる観点から、一連の洗浄処理(液膜形成+液膜凍結+膜除去)のうち、液膜の凍結処理に着目して種々の実験、検討を行った。具体的には、基板表面に形成された液膜を凍結させる際の冷却温度とパーティクル除去率との関係について評価を行った。
<Relationship between cooling temperature and particle removal rate>
From the viewpoint of improving particle removal efficiency, the present inventor conducted various experiments and examinations focusing on the liquid film freezing process in a series of cleaning processes (liquid film formation + liquid film freezing + film removal). . Specifically, the relationship between the cooling temperature when freezing the liquid film formed on the substrate surface and the particle removal rate was evaluated.

図1は、液膜を凍結させる際の冷却温度とパーティクル除去率との関係を示すグラフである。図1の横軸は基板表面に形成された液膜を凍結させる際の冷却温度を示し、温度が低いほど(紙面右方向)液膜が凍結するまでの時間(以下「凍結時間」という)が短くなっていることを表している。一方、図1の縦軸はパーティクル除去率を示しており、以下の手順により求められる。   FIG. 1 is a graph showing the relationship between the cooling temperature and the particle removal rate when freezing the liquid film. The horizontal axis of FIG. 1 shows the cooling temperature when freezing the liquid film formed on the substrate surface. The lower the temperature (right direction on the paper), the longer the time until the liquid film freezes (hereinafter referred to as “freezing time”). This means it is getting shorter. On the other hand, the vertical axis in FIG. 1 indicates the particle removal rate, which is obtained by the following procedure.

先ず、枚葉式の基板処理装置(大日本スクリーン製造社製、スピンプロセッサMP−2000)を用いてウエハ(ウエハ径:200mm)を強制的に汚染させる。具体的には、ウエハを回転させながら、パーティクル(Si屑)を分散させた分散液をウエハに供給する。ここでは、ウエハ表面に付着するパーティクルの数が約8000個となるように、分散液の液量、ウエハ回転数および処理時間を適宜調整する。その後、ウエハ表面に付着しているパーティクル(粒径:0.1μm以上)の数(初期値)を測定する。なお、パーティクル数の測定はKLA−Tencor社製のウエハ検査装置SP1を用いて、ウエハの外周から10mmまでの周縁領域を除去(エッジカット)として残余の領域にて評価を行っている。   First, a wafer (wafer diameter: 200 mm) is forcibly contaminated using a single wafer processing apparatus (Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd., spin processor MP-2000). Specifically, a dispersion liquid in which particles (Si scraps) are dispersed is supplied to the wafer while rotating the wafer. Here, the amount of dispersion liquid, the number of wafer rotations, and the processing time are appropriately adjusted so that the number of particles adhering to the wafer surface is about 8000. Thereafter, the number (initial value) of particles (particle size: 0.1 μm or more) adhering to the wafer surface is measured. The number of particles is measured using a wafer inspection apparatus SP1 manufactured by KLA-Tencor, and the remaining area is evaluated by removing the edge area from the outer periphery of the wafer to 10 mm (edge cut).

次に、脱イオン水(以下「DIW」と称す)をウエハ表面に供給してウエハ表面に液膜(水膜)を形成する。このように形成された液膜の厚みを液膜形成前後のウエハ重量から求めた結果、約20μm(マイクロメータ)となった。   Next, deionized water (hereinafter referred to as “DIW”) is supplied to the wafer surface to form a liquid film (water film) on the wafer surface. The thickness of the liquid film thus formed was determined from the wafer weight before and after the liquid film was formed, and was about 20 μm (micrometer).

続いて、基板を冷凍庫に移載し、所定の冷却温度(冷凍庫内の温度)に調整された冷凍庫にて液膜を凍結させる。そして、凍結処理した基板を基板処理装置(MP−2000)に搬入して、ウエハを回転させながら、DIWを供給して30秒間ウエハに対して洗浄(リンス処理)を施す。これにより、凍結後の液膜(凍結膜)がウエハ表面から解凍除去される。その後、ウエハを高速回転させてウエハを乾燥(スピンドライ)させる。   Subsequently, the substrate is transferred to the freezer, and the liquid film is frozen in a freezer adjusted to a predetermined cooling temperature (temperature in the freezer). Then, the frozen substrate is carried into a substrate processing apparatus (MP-2000), and while rotating the wafer, DIW is supplied and the wafer is cleaned (rinsing treatment) for 30 seconds. Thereby, the frozen liquid film (frozen film) is thawed and removed from the wafer surface. Thereafter, the wafer is rotated at high speed to dry (spin dry) the wafer.

こうして、一連の洗浄処理(液膜形成+液膜凍結+膜除去)を施したウエハの表面に付着しているパーティクル数を測定する。それから、洗浄処理後のパーティクル数と先に測定した初期(洗浄処理前)のパーティクル数(初期値)とを比較することで除去率を算出する。   Thus, the number of particles adhering to the surface of the wafer subjected to a series of cleaning processes (liquid film formation + liquid film freezing + film removal) is measured. Then, the removal rate is calculated by comparing the number of particles after the cleaning process with the number of initial particles (before the cleaning process) measured earlier (initial value).

ここでは、ウエハを4枚用意して、各ウエハに対して冷却温度のみが相互に異なるように上記操作を実行した。すなわち、4枚のウエハに形成された液膜を互いに冷却温度(冷凍庫内の温度)を異ならせた状態で凍結させた。これにより、各ウエハごとに液膜の凍結時間が異なり、冷却温度が低いほど凍結時間が短くなる。   Here, four wafers were prepared, and the above operation was performed so that only the cooling temperature differs for each wafer. That is, the liquid films formed on the four wafers were frozen with the cooling temperatures (temperatures in the freezer) different from each other. Thereby, the freezing time of the liquid film differs for each wafer, and the freezing time becomes shorter as the cooling temperature is lower.

図1から明らかなように、冷却温度が低くなるほど、つまり凍結時間が短くなるほどパーティクル除去率が高くなっていることが分かる。したがって、液膜を冷却して最終的に液膜を凍結させるにしても、比較的短時間で液膜を凍結させる方がパーティクルを効率良く除去する上では有利であるといえる。   As can be seen from FIG. 1, the particle removal rate increases as the cooling temperature decreases, that is, as the freezing time decreases. Therefore, even if the liquid film is cooled and finally frozen, it can be said that freezing the liquid film in a relatively short time is advantageous in removing particles efficiently.

また、基板表面を良好に洗浄する観点からは、被洗浄対象である基板表面に向けて冷媒を供給して液膜に冷媒を接触させて該液膜を凍結させることは好ましくない。というのも、冷媒に汚染物質が含まれる場合には、基板表面が汚染物質により汚染されてしまうからである。   Also, from the viewpoint of satisfactorily cleaning the substrate surface, it is not preferable to freeze the liquid film by supplying the coolant toward the substrate surface to be cleaned and bringing the coolant into contact with the liquid film. This is because the substrate surface is contaminated by the contaminant when the coolant contains the contaminant.

そこで、上記した知見に鑑みて、以下のように構成して、基板表面に形成された液膜を短時間でしかも基板表面を汚染させることなく凍結させている。以下、図面を参照しつつ具体的な実施形態について詳述する。   Therefore, in view of the above-described knowledge, the liquid film formed on the substrate surface is frozen in a short time without contaminating the substrate surface. Hereinafter, specific embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

<基板処理装置>
図2は、この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また、図3は図2の基板処理装置の制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置は半導体ウエハ等の基板Wの表面Wfに付着しているパーティクル等の汚染物質を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の基板処理装置である。より具体的には、微細パターンが形成された基板表面Wfに液膜を形成した後、該液膜を凍結させてから凍結後の液膜を基板表面Wfから除去することにより、基板Wに対して一連の洗浄処理(液膜形成+液膜凍結+膜除去)を施す装置である。
<Substrate processing equipment>
FIG. 2 is a view showing an embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing a control configuration of the substrate processing apparatus of FIG. This substrate processing apparatus is a single wafer type substrate processing apparatus used for a cleaning process for removing contaminants such as particles adhering to a surface Wf of a substrate W such as a semiconductor wafer. More specifically, after the liquid film is formed on the substrate surface Wf on which the fine pattern is formed, the liquid film is frozen and then the frozen liquid film is removed from the substrate surface Wf. And a series of cleaning processes (liquid film formation + liquid film freezing + film removal).

この基板処理装置は、基板Wに対して洗浄処理を施す処理空間をその内部に有する処理チャンバー1を備え、処理チャンバー1内に基板表面Wfを上方に向けた状態で基板Wを略水平姿勢に保持して回転させるスピンチャック2(本発明の「基板保持手段」に相当)と、スピンチャック2に保持された基板Wの表面Wfに薬液または純水やDIW等のリンス液などの処理液を供給する洗浄ノズル3と、基板表面Wfに処理液の液滴を供給する二流体ノズル5とが設けられている。   The substrate processing apparatus includes a processing chamber 1 having a processing space for cleaning the substrate W therein, and the substrate W is placed in a substantially horizontal posture with the substrate surface Wf facing upward in the processing chamber 1. A spin chuck 2 (corresponding to the “substrate holding means” of the present invention) that is held and rotated, and a treatment liquid such as a chemical liquid or a rinse liquid such as pure water or DIW is applied to the surface Wf of the substrate W held on the spin chuck 2. A cleaning nozzle 3 for supplying and a two-fluid nozzle 5 for supplying droplets of the processing liquid to the substrate surface Wf are provided.

スピンチャック2は、回転支柱21がモータを含むチャック回転機構22の回転軸に連結されており、チャック回転機構22の駆動により鉛直軸回りに回転可能となっている。回転支柱21の上端部には、円盤状のスピンベース23が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット4からの動作指令に応じてチャック回転機構22を駆動させることによりスピンベース23が鉛直軸回りに回転する。このように、この実施形態では、チャック回転機構22が本発明の「回転手段」として機能する。   The spin chuck 2 has a rotary support 21 connected to a rotation shaft of a chuck rotation mechanism 22 including a motor, and can rotate around a vertical axis by driving the chuck rotation mechanism 22. A disc-shaped spin base 23 is integrally connected to the upper end portion of the rotating column 21 by a fastening component such as a screw. Therefore, the spin base 23 rotates around the vertical axis by driving the chuck rotating mechanism 22 in accordance with an operation command from the control unit 4 that controls the entire apparatus. Thus, in this embodiment, the chuck rotating mechanism 22 functions as the “rotating unit” of the present invention.

スピンベース23の周縁部付近には、基板Wの周縁部を把持するための複数個のチャックピン24が立設されている。チャックピン24は、円形の基板Wを確実に保持するために3個以上設けてあればよく、スピンベース23の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン24のそれぞれは、基板Wの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Wの外周端面を押圧して基板Wを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン24は、基板保持部が基板Wの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Wの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。   Near the periphery of the spin base 23, a plurality of chuck pins 24 for holding the periphery of the substrate W are provided upright. Three or more chuck pins 24 may be provided to securely hold the circular substrate W, and are arranged at equiangular intervals along the peripheral edge of the spin base 23. Each of the chuck pins 24 includes a substrate support portion that supports the peripheral portion of the substrate W from below, and a substrate holding portion that holds the substrate W by pressing the outer peripheral end surface of the substrate W supported by the substrate support portion. Yes. Each chuck pin 24 is configured to be switchable between a pressing state in which the substrate holding portion presses the outer peripheral end surface of the substrate W and a released state in which the substrate holding portion is separated from the outer peripheral end surface of the substrate W.

そして、スピンベース23に対して基板Wが受渡しされる際には、複数個のチャックピン24を解放状態とし、基板Wに対して洗浄処理を行う際には、複数個のチャックピン24を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン24は基板Wの周縁部を把持してその基板Wをスピンベース23から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Wはその表面(パターン形成面)Wfを上方に向け、裏面Wbを下方に向けた状態で保持される。   When the substrate W is delivered to the spin base 23, the plurality of chuck pins 24 are released, and when the substrate W is cleaned, the plurality of chuck pins 24 are pressed. State. By setting the pressed state, the plurality of chuck pins 24 can grip the peripheral edge of the substrate W and hold the substrate W in a substantially horizontal posture at a predetermined interval from the spin base 23. As a result, the substrate W is held with the front surface (pattern forming surface) Wf facing upward and the back surface Wb facing downward.

スピンチャック2の外方には、第1の回動モータ31が設けられている。第1の回動モータ31には、第1の回動軸33が接続されている。また、第1の回動軸33には、第1のアーム35が水平方向に延びるように連結され、第1のアーム35の先端に洗浄ノズル3が取り付けられている。そして、制御ユニット4からの動作指令に応じて第1の回動モータ31が駆動されることで、洗浄ノズル3を基板Wの回転中心の上方の吐出位置(図2に示す位置)と吐出位置から側方に退避した待機位置との間で往復移動させることができる。   A first rotation motor 31 is provided outside the spin chuck 2. A first rotation shaft 33 is connected to the first rotation motor 31. A first arm 35 is connected to the first rotation shaft 33 so as to extend in the horizontal direction, and the cleaning nozzle 3 is attached to the tip of the first arm 35. Then, the first rotation motor 31 is driven in accordance with an operation command from the control unit 4, whereby the cleaning nozzle 3 is moved to a discharge position (position shown in FIG. 2) and a discharge position above the rotation center of the substrate W. It is possible to reciprocate between the standby position retracted from the side to the side.

洗浄ノズル3は、薬液供給部61およびリンス液供給部62(図3)と接続されており、制御ユニット4からの動作指令に応じて薬液供給部61、リンス液供給部62からそれぞれ、洗浄ノズル3に薬液またはDIWがリンス液として選択的に供給される。薬液としては、例えばSC1溶液(アンモニア水と過酸化水素水との混合水溶液)が用いられる。また、リンス液の他の例としては、イソプロピルアルコール(IPA)等の有機溶剤、オゾンをDIWに溶解させたオゾン水または水素を純水に溶解させた水素水等が挙げられる。   The cleaning nozzle 3 is connected to the chemical liquid supply unit 61 and the rinsing liquid supply unit 62 (FIG. 3), and the cleaning nozzle 3 is respectively supplied from the chemical liquid supply unit 61 and the rinsing liquid supply unit 62 in accordance with an operation command from the control unit 4. 3 is supplied with a chemical solution or DIW selectively as a rinse solution. As the chemical solution, for example, an SC1 solution (a mixed aqueous solution of ammonia water and hydrogen peroxide solution) is used. Other examples of the rinsing liquid include an organic solvent such as isopropyl alcohol (IPA), ozone water in which ozone is dissolved in DIW, hydrogen water in which hydrogen is dissolved in pure water, and the like.

また、スピンチャック2の外方に第2の回動モータ51が設けられている。第2の回動モータ51には、第2の回動軸53が接続され、第2の回動軸53には、第2のアーム55が連結されている。また、第2のアーム55の先端に二流体ノズル5が取り付けられている。そして、制御ユニット4からの動作指令に応じて第2の回動モータ51が駆動されることで、二流体ノズル5を第2の回動軸53回りに揺動させることができる。二流体ノズル5は、基板表面Wfを洗浄するために処理液と気体とを混合して生成した処理液の液滴を吐出する。   A second rotation motor 51 is provided outside the spin chuck 2. A second rotation shaft 53 is connected to the second rotation motor 51, and a second arm 55 is connected to the second rotation shaft 53. A two-fluid nozzle 5 is attached to the tip of the second arm 55. The two-fluid nozzle 5 can be swung around the second rotation shaft 53 by driving the second rotation motor 51 in accordance with an operation command from the control unit 4. The two-fluid nozzle 5 discharges droplets of the processing liquid generated by mixing the processing liquid and gas in order to clean the substrate surface Wf.

図4は二流体ノズルの構成を示す図である。この二流体ノズルは、処理液としてDIWと窒素ガス(N2)とを空中(ノズル外部)で衝突させてDIWの液滴を生成する混合させる、いわゆる外部混合型の二流体ノズルである。二流体ノズル5は、胴部501の内部に処理液吐出口521を有する処理液吐出ノズル502が挿通される。この処理液吐出口521は、二流体ノズル5の傘部511の上面部512に配置されている。このため、DIWが処理液吐出ノズル502に供給されると、DIWが処理液吐出口521から基板Wに向けて吐出される。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the two-fluid nozzle. The two-fluid nozzle is a so-called external mixing type two-fluid nozzle that mixes DIW and nitrogen gas (N2) as treatment liquids in the air (external to the nozzle) to generate DIW droplets. The two-fluid nozzle 5 is inserted with a processing liquid discharge nozzle 502 having a processing liquid discharge port 521 inside the body 501. The processing liquid discharge port 521 is disposed on the upper surface portion 512 of the umbrella portion 511 of the two-fluid nozzle 5. For this reason, when DIW is supplied to the processing liquid discharge nozzle 502, DIW is discharged toward the substrate W from the processing liquid discharge port 521.

また、ガス吐出ノズル503が処理液吐出ノズル502に近接して設けられており、該処理液吐出ノズル502を囲んだリング状のガス通路を規定している。ガス吐出ノズル503の先端部は先細にテーパ状とされており、このノズル開口は基板Wの表面に対向している。このため、ガス吐出ノズル503に窒素ガスが供給されると、窒素ガスがガス吐出ノズル503のガス吐出口531から基板Wに向けて吐出される。   A gas discharge nozzle 503 is provided in the vicinity of the processing liquid discharge nozzle 502 and defines a ring-shaped gas passage surrounding the processing liquid discharge nozzle 502. The front end of the gas discharge nozzle 503 is tapered and the nozzle opening faces the surface of the substrate W. For this reason, when nitrogen gas is supplied to the gas discharge nozzle 503, the nitrogen gas is discharged toward the substrate W from the gas discharge port 531 of the gas discharge nozzle 503.

このように吐出される窒素ガスの吐出軌跡は、処理液吐出口521からのDIWの吐出軌跡に交わっている。すなわち、処理液吐出口521からの液体(DIW)流は、混合領域内の衝突部位Gにおいて気体(窒素ガス)流と衝突する。気体流はこの衝突部位Gに収束するように吐出される。この混合領域は、胴部501の下端部の空間である。このため、処理液吐出口521からのDIWの吐出方向の直近においてDIWはそれに衝突する窒素ガスによって速やかに液滴化される。こうして、洗浄用液滴が生成される。   The discharge trajectory of nitrogen gas discharged in this way intersects the DIW discharge trajectory from the processing liquid discharge port 521. That is, the liquid (DIW) flow from the processing liquid discharge port 521 collides with the gas (nitrogen gas) flow at the collision site G in the mixing region. The gas flow is discharged so as to converge at the collision site G. This mixed region is a space at the lower end of the body 501. For this reason, the DIW is quickly formed into droplets by the nitrogen gas colliding with it in the immediate vicinity of the DIW discharge direction from the processing liquid discharge port 521. In this way, cleaning droplets are generated.

図2に戻って説明を続ける。スピンチャック2の回転支柱21は中空軸からなる。回転支柱21の内部には、基板Wの裏面Wbに処理液を供給するための処理液供給管25と、基板裏面Wbに液体冷媒を供給するための冷媒供給管26とが挿通されている。これら処理液供給管25および冷媒供給管26は、スピンチャック2に保持された基板Wの下面(裏面Wb)に近接する位置まで延びている。そして、処理液供給管25の先端には、基板Wの下面中央部に向けて処理液を吐出する処理液ノズル27が設けられる一方、冷媒供給管26の先端には、基板Wの下面中央部に向けて液体冷媒を吐出する冷媒ノズル28が設けられている。   Returning to FIG. 2, the description will be continued. The rotary support 21 of the spin chuck 2 is a hollow shaft. A processing liquid supply pipe 25 for supplying a processing liquid to the back surface Wb of the substrate W and a refrigerant supply pipe 26 for supplying a liquid refrigerant to the substrate back surface Wb are inserted into the rotary column 21. The processing liquid supply pipe 25 and the refrigerant supply pipe 26 extend to a position close to the lower surface (back surface Wb) of the substrate W held by the spin chuck 2. A processing liquid nozzle 27 is provided at the front end of the processing liquid supply pipe 25 to discharge the processing liquid toward the lower surface central portion of the substrate W, while the lower surface central portion of the substrate W is provided at the front end of the coolant supply pipe 26. A refrigerant nozzle 28 is provided for discharging liquid refrigerant toward the head.

処理液供給管25は、薬液供給部61およびリンス液供給部62と接続されており、薬液供給部61からSC1溶液(アンモニア水と過酸化水素水との混合水溶液)等の薬液が、リンス液供給部62からDIWやオゾン水等のリンス液が選択的に供給される。また、冷媒供給管26は冷媒供給部64と接続されており、冷媒供給部64からエチレングリコール水溶液、アルコール類または液体窒素が液体冷媒として供給される。特に、後述するようにして基板Wに供給した液体冷媒を回収して再利用するために、エチレングリコール水溶液またはアルコール類を液体冷媒として用いるのが好ましい。アルコール類としては、安全性、価格等の観点からエチルアルコール、メチルアルコールまたはイソプロピルアルコールを用いることができるが、特にエチルアルコールが好適である。   The treatment liquid supply pipe 25 is connected to the chemical liquid supply unit 61 and the rinse liquid supply unit 62, and a chemical liquid such as an SC1 solution (a mixed aqueous solution of ammonia water and hydrogen peroxide solution) is supplied from the chemical liquid supply unit 61 to the rinse liquid. A rinse liquid such as DIW or ozone water is selectively supplied from the supply unit 62. The refrigerant supply pipe 26 is connected to a refrigerant supply unit 64, and an ethylene glycol aqueous solution, alcohols, or liquid nitrogen is supplied from the refrigerant supply unit 64 as a liquid refrigerant. In particular, an ethylene glycol aqueous solution or alcohol is preferably used as the liquid refrigerant in order to recover and reuse the liquid refrigerant supplied to the substrate W as described later. As alcohols, ethyl alcohol, methyl alcohol, or isopropyl alcohol can be used from the viewpoints of safety, price, and the like, and ethyl alcohol is particularly preferable.

この実施形態では、後述するように基板表面WfにDIWによる液膜が形成された状態で冷媒ノズル28から基板裏面Wbに液体冷媒を吐出することで、液膜を凍結させる。したがって、液体冷媒は液膜を構成するDIWの凝固点(氷点)よりも低い温度に調整されたものが用いられる。このように、この実施形態では、冷媒ノズル28が本発明の「液膜凍結手段」として機能する。   In this embodiment, as will be described later, the liquid film is frozen by discharging the liquid refrigerant from the refrigerant nozzle 28 to the substrate back surface Wb in a state in which the liquid film by DIW is formed on the substrate surface Wf. Therefore, the liquid refrigerant adjusted to a temperature lower than the freezing point (freezing point) of DIW constituting the liquid film is used. Thus, in this embodiment, the refrigerant nozzle 28 functions as the “liquid film freezing means” of the present invention.

また、回転支柱21の内壁面と処理液供給管25および冷媒供給管26の外壁面の隙間は、円筒状のガス供給路29を形成している。このガス供給路29はガス供給部65と接続されており、スピンベース23と基板裏面Wbとの間に形成される空間に窒素ガスを供給することができる。なお、この実施形態では、ガス供給部65から窒素ガスを供給しているが、空気や他の不活性ガスなどを吐出してもよい。   A gap between the inner wall surface of the rotating column 21 and the outer wall surface of the processing liquid supply pipe 25 and the refrigerant supply pipe 26 forms a cylindrical gas supply path 29. The gas supply path 29 is connected to the gas supply unit 65 and can supply nitrogen gas to a space formed between the spin base 23 and the substrate back surface Wb. In this embodiment, nitrogen gas is supplied from the gas supply unit 65, but air or other inert gas may be discharged.

スピンチャック2は、ケーシング7内に収容されている。ケーシング7の周囲には、受け部材71が固定的に取り付けられている。受け部材71には、円筒状の仕切り部材73a,73b,73cが立設されている。ケーシング7の外壁と仕切り部材73aの内壁との間の空間が第1排液槽75aを形成し、仕切り部材73aの外壁と仕切り部材73bの内壁との間の空間が第2排液槽75bを形成し、仕切り部材73bの外壁と仕切り部材73cの内壁との間の空間が第3排液槽75cを形成している。   The spin chuck 2 is accommodated in the casing 7. A receiving member 71 is fixedly attached around the casing 7. Cylindrical partition members 73a, 73b, 73c are erected on the receiving member 71. A space between the outer wall of the casing 7 and the inner wall of the partition member 73a forms a first drainage tank 75a, and a space between the outer wall of the partition member 73a and the inner wall of the partition member 73b serves as a second drainage tank 75b. The space between the outer wall of the partition member 73b and the inner wall of the partition member 73c forms the third drainage tank 75c.

第1排液槽75a、第2排液槽75bおよび第3排液槽75cの底部にはそれぞれ、排出口77a,77b,77cが形成されており、各排出口は相互に異なるドレインに接続されている。例えばこの実施形態では、第1排液槽75aは使用済みの液体冷媒を回収するための槽であり、液体冷媒を回収して再利用するための回収ドレインに連通されている。また、第2排液槽75bは使用済みの薬液を回収するための槽であり、薬液を回収して再利用するための回収ドレインに連通されている。さらに、第3排液槽75cは使用済みのリンス液(DIWやオゾン水)を排液するための槽であり、廃棄処理のための廃棄ドレインに連通されている。   The bottoms of the first drain tank 75a, the second drain tank 75b, and the third drain tank 75c are formed with discharge ports 77a, 77b, 77c, respectively, and each discharge port is connected to a different drain. ing. For example, in this embodiment, the first drainage tank 75a is a tank for recovering the used liquid refrigerant, and communicates with a recovery drain for recovering and reusing the liquid refrigerant. The second drainage tank 75b is a tank for collecting used chemical liquid, and communicates with a recovery drain for collecting and reusing the chemical liquid. Furthermore, the third drainage tank 75c is a tank for draining used rinse liquid (DIW or ozone water), and communicates with a waste drain for disposal processing.

各排液槽75a〜75cの上方にはスプラッシュガード8が設けられている。スプラッシュガード8はスピンチャック2に略水平姿勢で保持されている基板Wの周囲を包囲するようにスピンチャック2の回転軸(鉛直軸)に対して昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード8はスピンチャック2の回転軸に対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック2と同心円状に径方向内側から外側に向かって配置された3つのガード81,82,83を備えている。3つのガード81,82,83は、最外部のガード83から最内部のガード81に向かって、順に高さが低くなるように設けられるとともに、各ガード81,82,83の上端部が鉛直方向に延びる面内に収まるように配置されている。   A splash guard 8 is provided above the drainage tanks 75a to 75c. The splash guard 8 is provided to be movable up and down with respect to the rotation axis (vertical axis) of the spin chuck 2 so as to surround the periphery of the substrate W held in the spin chuck 2 in a substantially horizontal posture. The splash guard 8 has a shape that is substantially rotationally symmetric with respect to the rotation axis of the spin chuck 2, and includes three guards 81, 82, 82 that are arranged concentrically with the spin chuck 2 from the radially inner side toward the outer side. 83. The three guards 81, 82, 83 are provided such that the height decreases in order from the outermost guard 83 toward the innermost guard 81, and the upper ends of the guards 81, 82, 83 are in the vertical direction. It arrange | positions so that it may be settled in the surface extended to.

スプラッシュガード8は、ガード昇降機構85(図3)と接続され、制御ユニット4からの動作指令に応じてガード昇降機構85の昇降駆動用アクチェータ(例えばエアシリンダーなど)を作動させることで、スプラッシュガード8をスピンチャック2に対して昇降させることが可能となっている。この実施形態では、ガード昇降機構85の駆動によりスプラッシュガード8を段階的に昇降させることで、回転する基板Wから飛散する液体冷媒および処理液を第1〜第3排液槽75a〜75cに分別して排液させることが可能となっている。   The splash guard 8 is connected to the guard lifting mechanism 85 (FIG. 3), and operates the lift driving actuator (for example, an air cylinder) of the guard lifting mechanism 85 in accordance with an operation command from the control unit 4. 8 can be moved up and down with respect to the spin chuck 2. In this embodiment, the splash guard 8 is lifted and lowered stepwise by driving the guard lifting mechanism 85, whereby the liquid refrigerant and the processing liquid scattered from the rotating substrate W are divided into the first to third drain tanks 75a to 75c. It can be drained separately.

ガード81の上部には、断面くの字形で内方に開いた溝状の第1案内部81aが形成されている。そして、液体冷媒供給時にスプラッシュガード8を最も高い位置(以下「第1高さ位置」という)に位置させることで、回転する基板Wから排出される液体冷媒が第1案内部81aで受け止められ、第1排液槽75aに案内される。具体的には、第1高さ位置として、第1案内部81aがスピンチャック2に保持された基板Wの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード8を配置させることで、回転する基板Wから排出される液体冷媒がガード81を介して第1排液槽75aに案内される。   A groove-shaped first guide portion 81 a that is inwardly opened in a cross-sectional shape is formed on the upper portion of the guard 81. Then, by positioning the splash guard 8 at the highest position (hereinafter referred to as “first height position”) when supplying the liquid refrigerant, the liquid refrigerant discharged from the rotating substrate W is received by the first guide portion 81a, It is guided to the first drain tank 75a. Specifically, the splash guard 8 is disposed so that the first guide portion 81a surrounds the periphery of the substrate W held by the spin chuck 2 as the first height position, so that the substrate W is discharged from the rotating substrate W. The liquid refrigerant is guided to the first drain tank 75a through the guard 81.

また、ガード82の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部82aが形成されている。そして、薬液供給時にスプラッシュガード8を第1高さ位置よりも低い位置(以下「第2高さ位置」という)に位置させることで、回転する基板Wから飛散する薬液が傾斜部82aで受け止められ、第2排液槽75bに案内される。具体的には、第2高さ位置として、傾斜部82aがスピンチャック2に保持された基板Wの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード8を配置させることで、回転する基板Wから飛散する薬液がガード81の上端部とガード82の上端部との間を通り抜けて第2排液槽75bに案内される。   In addition, an inclined portion 82 a that is inclined obliquely upward from the radially outer side to the inner side is formed on the upper portion of the guard 82. Then, by placing the splash guard 8 at a position lower than the first height position (hereinafter referred to as “second height position”) when supplying the chemical liquid, the chemical liquid scattered from the rotating substrate W is received by the inclined portion 82a. , Guided to the second drainage tank 75b. Specifically, as the second height position, the splash guard 8 is arranged so that the inclined portion 82a surrounds the periphery of the substrate W held by the spin chuck 2, so that the chemical solution scattered from the rotating substrate W is guarded. It passes between the upper end portion of 81 and the upper end portion of the guard 82 and is guided to the second drainage tank 75b.

同様にして、ガード83の上部には、径方向外側から内側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜部83aが形成されている。そして、リンス液供給時にスプラッシュガード8を第2高さ位置よりも低い位置(以下「第3高さ位置」という)に位置させることで、回転する基板Wから飛散するリンス液が傾斜部83aで受け止められ、第3排液槽75cに案内される。具体的には、第3高さ位置として、傾斜部83aがスピンチャック2に保持された基板Wの周囲を取り囲むようにスプラッシュガード8を配置させることで、回転する基板Wから飛散するリンス液がガード82の上端部とガード83の上端部との間を通り抜けて第3排液槽75cに案内される。   Similarly, on the upper part of the guard 83, an inclined portion 83a that is inclined obliquely upward from the radially outer side to the inner side is formed. Then, the rinsing liquid that scatters from the rotating substrate W is caused by the inclined portion 83a by positioning the splash guard 8 at a position lower than the second height position (hereinafter referred to as “third height position”) when supplying the rinsing liquid. It is received and guided to the third drainage tank 75c. Specifically, as the third height position, the splash guard 8 is disposed so that the inclined portion 83a surrounds the periphery of the substrate W held by the spin chuck 2, so that the rinsing liquid scattered from the rotating substrate W can be obtained. It passes between the upper end of the guard 82 and the upper end of the guard 83 and is guided to the third drainage tank 75c.

さらに、第3高さ位置よりも低い位置(以下「退避位置」という)に位置させて、スピンチャック2をスプラッシュガード8の上端部から突出させることで、基板搬送手段(図示せず)が未処理の基板Wをスピンチャック2に載置したり、処理済の基板Wをスピンチャック2から受け取ることが可能となっている。   Further, by positioning the spin chuck 2 from the upper end portion of the splash guard 8 at a position lower than the third height position (hereinafter referred to as “retracted position”), the substrate transfer means (not shown) is not moved. It is possible to place the processed substrate W on the spin chuck 2 and receive the processed substrate W from the spin chuck 2.

また、スピンチャック2の上方には、中心部に開口を有する円盤状の遮断部材9が設けられている。遮断部材9は、その下面(底面)が基板表面Wfと略平行に対向する基板対向面となっており、その平面サイズは基板Wの直径と同等以上の大きさに形成されている。遮断部材9は略円筒形状を有する支持軸91の下端部に略水平に取り付けられ、支持軸91は水平方向に延びるアーム92により基板Wの中心を通る鉛直軸回りに回転可能に保持されている。また、アーム92には、遮断部材回転機構93と遮断部材昇降機構94が接続されている。   A disc-shaped blocking member 9 having an opening at the center is provided above the spin chuck 2. The blocking member 9 has a lower surface (bottom surface) that faces the substrate surface Wf and is substantially parallel to the substrate surface Wf. The planar size of the blocking member 9 is equal to or greater than the diameter of the substrate W. The blocking member 9 is attached substantially horizontally to a lower end portion of a support shaft 91 having a substantially cylindrical shape, and the support shaft 91 is rotatably held around a vertical axis passing through the center of the substrate W by an arm 92 extending in the horizontal direction. . The arm 92 is connected to a blocking member rotating mechanism 93 and a blocking member lifting mechanism 94.

遮断部材回転機構93は、制御ユニット4からの動作指令に応じて支持軸91を基板Wの中心を通る鉛直軸回りに回転させる。また、遮断部材回転機構93は、スピンチャック2に保持された基板Wの回転に応じて基板Wと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で遮断部材9を回転させるように構成されている。   The blocking member rotating mechanism 93 rotates the support shaft 91 around the vertical axis passing through the center of the substrate W in accordance with an operation command from the control unit 4. The blocking member rotating mechanism 93 is configured to rotate the blocking member 9 in the same rotational direction as the substrate W and at substantially the same rotational speed in accordance with the rotation of the substrate W held by the spin chuck 2.

また、遮断部材昇降機構94は、制御ユニット4からの動作指令に応じて、遮断部材9をスピンベース23に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット4は遮断部材昇降機構94を作動させることで、基板処理装置に対して基板Wを搬入出させる際には、スピンチャック2の上方の離間位置(図2に示す位置)に遮断部材9を上昇させる。その一方で、基板Wに対して所定の処理を施す際には、スピンチャック2に保持された基板Wの表面Wfのごく近傍に設定された対向位置まで遮断部材9を下降させる。   Further, the blocking member elevating mechanism 94 can cause the blocking member 9 to face the spin base 23 in the vicinity of the spin base 23 according to an operation command from the control unit 4, or to separate the blocking member 9. Specifically, the control unit 4 operates the blocking member elevating mechanism 94 so that when the substrate W is carried into and out of the substrate processing apparatus, the separation position above the spin chuck 2 (the position shown in FIG. 2). ) To raise the blocking member 9. On the other hand, when a predetermined process is performed on the substrate W, the blocking member 9 is lowered to a facing position set very close to the surface Wf of the substrate W held by the spin chuck 2.

支持軸91は中空に仕上げられ、その内部に遮断部材9の開口に連通したガス供給路95が挿通されている。ガス供給路95は、ガス供給部65と接続されており、ガス供給部65から窒素ガスが供給される。この実施形態では、基板Wに対する洗浄処理後の乾燥処理時に、ガス供給路95から遮断部材9と基板表面Wfとの間に形成される空間に窒素ガスを供給する。また、ガス供給路95の内部には、遮断部材9の開口に連通した液供給管96が挿通されており、液供給管96の下端にノズル97が結合されている。液供給管96はリンス液供給部62に接続されており、リンス液供給部62よりリンス液としてDIWが供給されることで、ノズル97からDIWを基板表面Wfに向けて吐出可能となっている。   The support shaft 91 is finished in a hollow shape, and a gas supply path 95 communicating with the opening of the blocking member 9 is inserted into the support shaft 91. The gas supply path 95 is connected to the gas supply unit 65, and nitrogen gas is supplied from the gas supply unit 65. In this embodiment, nitrogen gas is supplied from the gas supply path 95 to the space formed between the blocking member 9 and the substrate surface Wf during the drying process after the cleaning process for the substrate W. A liquid supply pipe 96 communicating with the opening of the blocking member 9 is inserted into the gas supply path 95, and a nozzle 97 is coupled to the lower end of the liquid supply pipe 96. The liquid supply pipe 96 is connected to the rinse liquid supply unit 62, and DIW is supplied as the rinse liquid from the rinse liquid supply unit 62, so that DIW can be discharged from the nozzle 97 toward the substrate surface Wf. .

次に、上記のように構成された基板処理装置における洗浄処理動作について図5を参照しつつ説明する。図5は、図2の基板処理装置の動作を示す模式図である。先ず、制御ユニット4はスプラッシュガード8を退避位置に位置させて、スピンチャック2をスプラッシュガード8の上端部から突出させる。そして、この状態で基板搬送手段(図示せず)により未処理の基板Wが処理チャンバー1内に搬入されると、基板Wに対して洗浄処理を実行する。ここで、基板表面Wfに微細パターンが形成されることがある。つまり、基板表面Wfがパターン形成面になっている。そこで、この実施形態では、基板表面Wfを上方に向けた状態で基板Wが処理チャンバー1内に搬入され、スピンチャック2に保持される。続いて、遮断部材9が離間位置から対向位置に位置決めされる。これにより、基板表面Wfが遮断部材9の基板対向面に近接した状態で覆われ、基板Wの周辺雰囲気から遮断される。   Next, a cleaning process operation in the substrate processing apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG. First, the control unit 4 positions the splash guard 8 at the retracted position, and causes the spin chuck 2 to protrude from the upper end portion of the splash guard 8. In this state, when an unprocessed substrate W is carried into the processing chamber 1 by a substrate transport unit (not shown), a cleaning process is performed on the substrate W. Here, a fine pattern may be formed on the substrate surface Wf. That is, the substrate surface Wf is a pattern formation surface. Therefore, in this embodiment, the substrate W is carried into the processing chamber 1 with the substrate surface Wf facing upward and is held by the spin chuck 2. Subsequently, the blocking member 9 is positioned from the separated position to the facing position. As a result, the substrate surface Wf is covered in the state of being close to the substrate facing surface of the blocking member 9 and is blocked from the ambient atmosphere of the substrate W.

そして、制御ユニット4はスプラッシュガード8を第3高さ位置に配置して、チャック回転機構22を駆動させてスピンチャック2を回転させるとともに、ノズル97から基板表面WfにDIWを供給する。基板表面に供給されたDIWは、基板Wの回転に伴う遠心力により表面全体に広げられ、その一部が基板外に振り切られる。これによって、基板Wの表面全体に所定の厚みの液膜(水膜)が形成される(図5(a);液膜形成工程)。なお、液膜形成に際して、上記のように基板表面Wfに供給されたDIWの一部を振り切ることは必須の要件ではない。例えば、基板Wの回転を停止させた状態あるいは基板Wを比較的低速で回転させた状態で基板WからDIWを振り切ることなく基板表面Wfに液膜を形成してもよい。このように、この実施形態では、ノズル97が本発明の「液膜形成手段」として機能する。   The control unit 4 arranges the splash guard 8 at the third height position, drives the chuck rotating mechanism 22 to rotate the spin chuck 2, and supplies DIW from the nozzle 97 to the substrate surface Wf. The DIW supplied to the substrate surface is spread over the entire surface by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W, and a part of the DIW is shaken off the substrate. As a result, a liquid film (water film) having a predetermined thickness is formed on the entire surface of the substrate W (FIG. 5A; liquid film forming step). When forming the liquid film, it is not an essential requirement to shake off part of the DIW supplied to the substrate surface Wf as described above. For example, the liquid film may be formed on the substrate surface Wf without shaking the DIW from the substrate W with the rotation of the substrate W stopped or with the substrate W rotated at a relatively low speed. Thus, in this embodiment, the nozzle 97 functions as the “liquid film forming means” of the present invention.

また、基板表面Wfへの液膜形成はノズル97からのDIWの供給に限らず、洗浄ノズル3を用いてもよい。すなわち、遮断部材9を離間位置に配置した状態で洗浄ノズル3を吐出位置に位置決めした後、該洗浄ノズル3から基板表面WfにDIWを供給してもよい。   The formation of the liquid film on the substrate surface Wf is not limited to the supply of DIW from the nozzle 97, and the cleaning nozzle 3 may be used. That is, DIW may be supplied from the cleaning nozzle 3 to the substrate surface Wf after the cleaning nozzle 3 is positioned at the discharge position in a state where the blocking member 9 is disposed at the separation position.

こうして、液膜形成工程が終了すると、制御ユニット4はスプラッシュガード8を第1高さ位置に配置させる。そして、冷媒ノズル28から液体冷媒を基板裏面Wbの中央部に向けて吐出させながら適度な回転数で基板Wを回転させる(図5(b))。これにより、基板Wに接液する液体冷媒に作用する遠心力によって液体冷媒が流動して、基板Wの裏面全体に液体冷媒が均一に行き渡る。その結果、基板全体がその裏面Wbに接液する液体冷媒によって直接的に冷却され、基板表面Wfに形成された液膜が比較的短時間で凍結する(液膜凍結工程)。なお、ここでいうところの「適度な回転数」とは、液体冷媒を基板Wの裏面全体に広げながらも、基板表面Wfの周縁部に液体冷媒が回り込まない程度の回転数を意味している。なんとなれば、液体冷媒が基板表面Wf側に回り込んでしまうと、冷媒による汚染が生じるかもしれないからである。このように回転数を設定することにより、基板裏面Wbに供給された液体冷媒は基板表面Wfに形成された液膜に接触することなく、基板Wから排出される。なお、基板Wから排出される液体冷媒は第1排液槽75aに回収され、適宜再利用される。これにより、凍結処理に要するランニングコストを大幅に低減することができる。   Thus, when the liquid film forming step is completed, the control unit 4 places the splash guard 8 at the first height position. Then, the substrate W is rotated at an appropriate rotational speed while discharging the liquid refrigerant from the refrigerant nozzle 28 toward the center of the substrate back surface Wb (FIG. 5B). Thereby, the liquid refrigerant flows due to the centrifugal force acting on the liquid refrigerant in contact with the substrate W, and the liquid refrigerant uniformly spreads over the entire back surface of the substrate W. As a result, the entire substrate is directly cooled by the liquid refrigerant in contact with the back surface Wb, and the liquid film formed on the substrate surface Wf is frozen in a relatively short time (liquid film freezing step). The term “appropriate number of revolutions” here means a number of revolutions that does not allow the liquid refrigerant to wrap around the periphery of the substrate surface Wf while spreading the liquid refrigerant over the entire back surface of the substrate W. . This is because if the liquid refrigerant wraps around the substrate surface Wf, contamination by the refrigerant may occur. By setting the number of revolutions in this way, the liquid refrigerant supplied to the substrate back surface Wb is discharged from the substrate W without contacting the liquid film formed on the substrate surface Wf. The liquid refrigerant discharged from the substrate W is collected in the first drainage tank 75a and reused as appropriate. Thereby, the running cost required for the freezing process can be greatly reduced.

このようにして液膜凍結工程を実行すると、基板表面Wfとパーティクルの間に入り込んだ液膜の体積が増加(摂氏0℃の水が摂氏0℃の氷になると、その体積はおよそ1.1倍に増加する)し、パーティクルが微小距離だけ基板表面Wfから離れる。その結果、基板表面Wfとパーティクルとの間の付着力が低減され、さらにはパーティクルが基板表面Wfから脱離することとなる。このとき、基板表面Wfに微細パターンが形成されている場合であっても、液膜の体積膨張によってパターンに加わる圧力はあらゆる方向に等しく、つまりパターンに加えられる力が相殺される。そのため、パターンを剥離あるいは倒壊させることなく、パーティクルのみを選択的に優先して、基板表面Wfから除去することができる。   When the liquid film freezing step is performed in this manner, the volume of the liquid film that has entered between the substrate surface Wf and the particles increases (when water at 0 ° C. becomes ice at 0 ° C., the volume is about 1.1. The particles are separated from the substrate surface Wf by a minute distance. As a result, the adhesion force between the substrate surface Wf and the particles is reduced, and further, the particles are detached from the substrate surface Wf. At this time, even if a fine pattern is formed on the substrate surface Wf, the pressure applied to the pattern by the volume expansion of the liquid film is equal in all directions, that is, the force applied to the pattern is canceled out. Therefore, it is possible to selectively remove only the particles from the substrate surface Wf without peeling or collapsing the pattern.

所定時間の経過後、液膜の凍結が完了すると、制御ユニット4は、スプラッシュガード8を第3高さ位置に配置させる。そして、ノズル97および処理液ノズル27からDIWをリンス液として基板Wの表面Wfおよび裏面Wbに供給する。これにより基板表面Wfの凍結膜がDIWによって解凍される。また、凍結膜と基板表面Wfに供給されたDIWとに基板Wの回転による遠心力が作用する。その結果、基板表面Wfからパーティクルを含む凍結膜が除去され、基板外に排出される(図5(c);膜除去工程)。このように、この実施形態では、ノズル97が本発明の「膜除去手段」として機能する。   When the freezing of the liquid film is completed after the lapse of the predetermined time, the control unit 4 places the splash guard 8 at the third height position. Then, DIW is supplied as a rinse liquid from the nozzle 97 and the processing liquid nozzle 27 to the front surface Wf and the back surface Wb of the substrate W. As a result, the frozen film on the substrate surface Wf is thawed by DIW. Further, the centrifugal force due to the rotation of the substrate W acts on the frozen film and the DIW supplied to the substrate surface Wf. As a result, the frozen film containing particles is removed from the substrate surface Wf and discharged out of the substrate (FIG. 5C; film removal step). Thus, in this embodiment, the nozzle 97 functions as the “film removal means” of the present invention.

また、基板裏面WbについてもDIWが基板Wの回転により裏面全体に広がり基板裏面Wbがリンス処理される。したがって、基板表面Wfのみならず、基板Wの全体からパーティクル等の汚染物質を除去することができる。さらに、液膜凍結工程においてスピンベース23およびチャックピン24等に結露が生じている場合であっても、基板Wの表裏面に供給されるDIWにより洗い流される。なお、基板Wから振り切られた使用済みのリンス液(DIW)は第3排液槽75cに案内され、廃棄される。   As for the substrate back surface Wb, DIW spreads over the entire back surface by the rotation of the substrate W, and the substrate back surface Wb is rinsed. Therefore, contaminants such as particles can be removed not only from the substrate surface Wf but also from the entire substrate W. Further, even when condensation occurs on the spin base 23, the chuck pins 24, and the like in the liquid film freezing step, they are washed away by DIW supplied to the front and back surfaces of the substrate W. The used rinse liquid (DIW) shaken off from the substrate W is guided to the third drain tank 75c and discarded.

ここで、液体冷媒としてエチレングリコール水溶液またはアルコール類を使用した場合には、基板裏面Wbがこれら有機物により汚染される可能性がある。この場合には、基板裏面Wbにリンス液としてオゾン水を供給することにより、基板裏面Wbから有機汚染物を除去することができる。なお、この場合には、オゾン水によるリンス処理後にDIWによる最終リンス処理が基板裏面Wbに対して行われる。   Here, when an ethylene glycol aqueous solution or alcohol is used as the liquid refrigerant, the substrate back surface Wb may be contaminated by these organic substances. In this case, organic contaminants can be removed from the substrate back surface Wb by supplying ozone water as the rinse liquid to the substrate back surface Wb. In this case, the final rinse treatment using DIW is performed on the substrate back surface Wb after the rinse treatment using ozone water.

また、膜除去工程では、基板Wの回転とともに遮断部材9を回転させるのが好ましい。これにより、遮断部材9に付着する液体が振り切られるとともに、遮断部材9と基板表面Wfとの間に形成される空間に基板周辺からミスト状の処理液が侵入するのを防止することができる。   In the film removal step, it is preferable to rotate the blocking member 9 together with the rotation of the substrate W. Thereby, the liquid adhering to the blocking member 9 is shaken off, and it is possible to prevent the mist-like processing liquid from entering the space formed between the blocking member 9 and the substrate surface Wf from the periphery of the substrate.

こうして、膜除去工程が終了すると、制御ユニット4はチャック回転機構22および遮断部材回転機構93のモータの回転速度を高めて基板Wおよび遮断部材9を高速回転させる。これにより、基板Wの乾燥処理(スピンドライ)が実行される(図5(d))。さらに、この乾燥処理においては、ガス供給路95,29から窒素ガスを供給することで、遮断部材9と基板表面Wfとの間に挟まれた空間およびスピンベース23と基板裏面Wbとの間に挟まれた空間が窒素ガス雰囲気とされる。これにより、基板Wの乾燥が促進され、乾燥時間を短縮することができる。   Thus, when the film removal step is completed, the control unit 4 increases the rotation speeds of the motors of the chuck rotating mechanism 22 and the blocking member rotating mechanism 93 to rotate the substrate W and the blocking member 9 at high speed. Thereby, the drying process (spin drying) of the substrate W is executed (FIG. 5D). Further, in this drying process, by supplying nitrogen gas from the gas supply paths 95 and 29, a space sandwiched between the blocking member 9 and the substrate surface Wf and between the spin base 23 and the substrate back surface Wb are provided. The sandwiched space is a nitrogen gas atmosphere. Thereby, the drying of the substrate W is promoted, and the drying time can be shortened.

以上のように、この実施形態によれば、基板表面Wfに形成された液膜を凍結させる際に、基板裏面Wbに直接に液体冷媒を供給しているので、基板Wがその裏面Wbに接液する液体冷媒によって直接的に冷却される。そのため、液膜を比較的短時間で凍結させることができる。したがって、図1から説明されるように、パーティクル除去率を向上させ、基板Wを効果的に洗浄することができる。また、液膜に液体冷媒を接触させることなく液膜を凍結させているため、液体冷媒に汚染物質が含まれる場合でも、該汚染物質が基板表面Wfに付着するのを防止することができる。   As described above, according to this embodiment, when the liquid film formed on the substrate surface Wf is frozen, the liquid coolant is directly supplied to the substrate back surface Wb, so that the substrate W contacts the back surface Wb. It is cooled directly by the liquid refrigerant that is liquid. Therefore, the liquid film can be frozen in a relatively short time. Therefore, as will be described with reference to FIG. 1, the particle removal rate can be improved and the substrate W can be effectively cleaned. Further, since the liquid film is frozen without bringing the liquid refrigerant into contact with the liquid film, even when the liquid refrigerant contains a contaminant, the contaminant can be prevented from adhering to the substrate surface Wf.

また、この実施形態によれば、基板Wを回転させながら基板裏面Wbに液体冷媒を供給しているので、基板裏面全体に液体冷媒が広げられ液膜を均一に凍結させることができる。また、液体冷媒を基板裏面全体に行き渡らせることで、基板Wと液体冷媒との接触面積が広げられる。このため、基板全体が効率良く冷却され、液膜の凍結時間をさらに短縮することができ、パーティクルを基板表面Wfから効果的に除去することができる。   Further, according to this embodiment, since the liquid refrigerant is supplied to the substrate back surface Wb while rotating the substrate W, the liquid refrigerant is spread over the entire substrate back surface, and the liquid film can be frozen uniformly. Further, by spreading the liquid refrigerant over the entire back surface of the substrate, the contact area between the substrate W and the liquid refrigerant can be expanded. For this reason, the whole substrate is efficiently cooled, the freezing time of the liquid film can be further shortened, and particles can be effectively removed from the substrate surface Wf.

また、この実施形態によれば、同一の処理チャンバー1内で、液膜形成工程、液膜凍結工程および膜除去工程を連続的に実行している。そのため、基板を搬送することなく、一連の洗浄処理(液膜形成+液膜凍結+膜除去)を同一箇所で一体的に実行することができ、スループットを向上させることができる。しかも、この実施形態によれば、液体冷媒により基板Wを直接に冷却しているので、回転保持部(基板保持手段)を介して間接的に基板Wを冷却する従来技術と比較して凍結膜除去に要する時間を短縮することができる。すなわち、従来技術によれば、基板Wを冷却する際に回転保持部に冷熱が蓄えられ、凍結膜を除去する際に回転保持部の温度も上昇させる必要がある。これに対し、この実施形態によれば、基板保持手段に必要以上に冷熱が蓄えられることがなく、比較的短時間で凍結膜を基板Wから除去することができる。   Further, according to this embodiment, the liquid film forming process, the liquid film freezing process, and the film removing process are continuously executed in the same processing chamber 1. Therefore, a series of cleaning processes (liquid film formation + liquid film freezing + film removal) can be integrally executed at the same place without transporting the substrate, and throughput can be improved. Moreover, according to this embodiment, since the substrate W is directly cooled by the liquid refrigerant, the frozen film is compared with the prior art in which the substrate W is indirectly cooled through the rotation holding unit (substrate holding means). The time required for removal can be shortened. That is, according to the prior art, when the substrate W is cooled, cold heat is stored in the rotation holding unit, and the temperature of the rotation holding unit needs to be increased when removing the frozen film. On the other hand, according to this embodiment, the substrate holding means does not store cold heat more than necessary, and the frozen film can be removed from the substrate W in a relatively short time.

なお、上記実施形態では、DIWにより基板Wに対してリンス処理を施すことで凍結膜を除去しているが、次のように基板表面Wfに対して化学洗浄を施して凍結膜を除去してもよい。すなわち、液膜を凍結させた後、制御ユニット4は、スプラッシュガード8を第2高さ位置に配置するとともに、洗浄ノズル3を吐出位置に配置して洗浄ノズル3からSC1溶液を基板表面Wfに供給する。ここで、SC1溶液中の固体表面のゼータ電位(界面動電電位)は比較的大きな値を有することから、基板表面Wfと該基板表面Wf上のパーティクルとの間がSC1溶液で満たされることにより、基板表面Wfとパーティクルとの間に大きな反発力が作用する。したがって、基板表面Wfからのパーティクルの脱離をさらに容易にして、基板表面Wfからパーティクルを効果的に除去することができる。この場合、洗浄ノズル3が本発明の「膜除去手段」として機能する。   In the above embodiment, the frozen film is removed by rinsing the substrate W with DIW, but the frozen film is removed by performing chemical cleaning on the substrate surface Wf as follows. Also good. That is, after freezing the liquid film, the control unit 4 disposes the splash guard 8 at the second height position, disposes the cleaning nozzle 3 at the discharge position, and transfers the SC1 solution from the cleaning nozzle 3 to the substrate surface Wf. Supply. Here, since the zeta potential (electrokinetic potential) of the solid surface in the SC1 solution has a relatively large value, the space between the substrate surface Wf and the particles on the substrate surface Wf is filled with the SC1 solution. A large repulsive force acts between the substrate surface Wf and the particles. Therefore, the detachment of particles from the substrate surface Wf can be further facilitated, and the particles can be effectively removed from the substrate surface Wf. In this case, the cleaning nozzle 3 functions as the “film removing means” of the present invention.

また、基板表面WfへのSC1溶液の供給と同時に基板裏面Wbにも処理液ノズル27からSC1溶液を供給してもよい。これにより、基板裏面Wbに液体冷媒の供給による有機汚染物が付着している場合でも、SC1溶液の化学洗浄作用により有機汚染物を基板Wから除去することができる。なお、SC1溶液による洗浄後、基板Wの表裏面にDIWが供給され、DIWによるリンス処理が行われる。   Further, the SC1 solution may be supplied from the processing liquid nozzle 27 to the substrate back surface Wb simultaneously with the supply of the SC1 solution to the substrate surface Wf. Thereby, even when the organic contaminant by the supply of a liquid refrigerant has adhered to the substrate back surface Wb, the organic contaminant can be removed from the substrate W by the chemical cleaning action of the SC1 solution. After cleaning with the SC1 solution, DIW is supplied to the front and back surfaces of the substrate W, and a rinsing process with DIW is performed.

また、次のようにして、凍結膜を解凍除去してもよい。すなわち、液膜を凍結させた後、制御ユニット4は、遮断部材9を離間位置に配置した状態で二流体ノズル5を基板Wの上方で揺動させながらDIWの液滴を基板表面Wfに供給する。これにより、液滴が基板表面Wfに付着するパーティクルに衝突して、液滴が有する運動エネルギーによってパーティクルが物理的に除去(物理洗浄)される。したがって、基板表面Wfからのパーティクル除去を容易にして、基板表面Wfを良好に洗浄することができる。この場合、二流体ノズル5が本発明の「膜除去手段」として機能する。   Further, the frozen membrane may be thawed and removed as follows. That is, after freezing the liquid film, the control unit 4 supplies the droplet of DIW to the substrate surface Wf while the two-fluid nozzle 5 is swung above the substrate W with the blocking member 9 disposed at the separated position. To do. Thereby, the droplet collides with the particle adhering to the substrate surface Wf, and the particle is physically removed (physical cleaning) by the kinetic energy of the droplet. Therefore, it is possible to easily remove particles from the substrate surface Wf and to clean the substrate surface Wf satisfactorily. In this case, the two-fluid nozzle 5 functions as the “film removing means” of the present invention.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、処理チャンバー1内で基板表面Wfに液体(DIW)を供給して基板表面Wfに液膜を形成しているが、予め基板表面Wfに液膜が形成された基板Wを処理チャンバー1に搬入してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, liquid (DIW) is supplied to the substrate surface Wf in the processing chamber 1 to form a liquid film on the substrate surface Wf. However, the substrate W on which the liquid film has been formed on the substrate surface Wf in advance is used. It may be carried into the processing chamber 1.

また、上記実施形態では液膜の凍結完了後、直ちに膜除去工程に移行しているが、膜除去工程への移行タイミングを後側にずらしてタクトタイムを調整してもよい。この場合、凍結膜が形成された状態のまま基板Wが装置内部で待機することになるが、凍結膜が保護膜として機能する。その結果、基板表面Wfが汚染されるのを確実に防止できる。   Further, in the above-described embodiment, the transition to the film removal process is immediately performed after the completion of the freezing of the liquid film. However, the tact time may be adjusted by shifting the transition timing to the film removal process to the rear side. In this case, the substrate W stands by inside the apparatus while the frozen film is formed, but the frozen film functions as a protective film. As a result, it is possible to reliably prevent the substrate surface Wf from being contaminated.

また、上記実施形態では、液膜の凍結後、凍結状態で凍結後の液膜(凍結膜)を除去しているが、凍結膜が融解した状態で凍結後の液膜を除去してもよい。ただし、凍結状態で凍結後の液膜(凍結膜)を除去する方が基板表面Wfに付着するパーティクルを効率良く除去する点で有利である。すなわち、液膜を凍結させることで基板表面Wfに対するパーティクルの付着力が弱められ、脱離することになるが、凍結膜が融解していくうちに基板表面Wfへの付着力が強まり、再付着するようになる。そこで、凍結膜が融解しないうちに凍結膜を基板表面Wfから除去することで、基板表面Wfから脱離したパーティクルが基板表面Wfに再付着するのを回避することができる。その結果、パーティクルを基板表面Wfから効率良く除去することができる。   In the above embodiment, after freezing the liquid film, the frozen liquid film (frozen film) is removed in the frozen state. However, the frozen liquid film may be removed while the frozen film is thawed. . However, it is advantageous to remove the liquid film (frozen film) after freezing in a frozen state in order to efficiently remove particles adhering to the substrate surface Wf. That is, by freezing the liquid film, the adhesion force of the particles to the substrate surface Wf is weakened and detached, but as the frozen film melts, the adhesion force to the substrate surface Wf increases and reattachment occurs. To come. Therefore, by removing the frozen film from the substrate surface Wf before the frozen film is melted, it is possible to avoid reattaching particles detached from the substrate surface Wf to the substrate surface Wf. As a result, particles can be efficiently removed from the substrate surface Wf.

また、上記実施形態では、基板表面Wfに対して主に化学的な洗浄作用を有する化学洗浄としてSC1溶液による洗浄(SC1洗浄)を実行しているが、本発明で実行される化学洗浄としては、SC1洗浄に限定されない。例えば、化学洗浄としてSC1溶液以外のアルカリ性溶液、酸性溶液、有機溶剤、界面活性剤などを処理液として、またはそれらを適宜に組合わせたものを処理液として使用する湿式洗浄が挙げられる。   In the above embodiment, cleaning with the SC1 solution (SC1 cleaning) is performed as chemical cleaning mainly having a chemical cleaning action on the substrate surface Wf. However, as chemical cleaning executed in the present invention, , Not limited to SC1 cleaning. For example, as the chemical cleaning, wet cleaning using an alkaline solution other than the SC1 solution, an acidic solution, an organic solvent, a surfactant, or the like as a processing liquid, or a combination of them as an appropriate processing liquid can be used.

また、上記実施形態では、基板表面Wfに対して主に物理的な洗浄作用を有する物理洗浄として二流体ノズルを用いた液滴による洗浄(液滴洗浄)を実行しているが、本発明で実行される物理洗浄としては、液滴洗浄に限定されない。例えば、物理洗浄として基板表面Wfに対してブラシやスポンジ等を接触させることで基板Wを洗浄するスクラブ洗浄、超音波振動によって基板表面Wfに付着するパーティクルを振動させて脱離させたり、処理液中に発生したキャビテーションや気泡を基板表面Wfに作用させて基板Wを洗浄する超音波洗浄などが挙げられる。   In the above embodiment, cleaning with droplets (droplet cleaning) using a two-fluid nozzle is performed as physical cleaning mainly having a physical cleaning action on the substrate surface Wf. The physical cleaning performed is not limited to droplet cleaning. For example, scrub cleaning for cleaning the substrate W by bringing a brush, sponge, or the like into contact with the substrate surface Wf as physical cleaning, particles adhering to the substrate surface Wf are vibrated and detached by ultrasonic vibration, or processing liquid Examples thereof include cavitation generated inside and ultrasonic cleaning for cleaning the substrate W by causing bubbles to act on the substrate surface Wf.

さらに、基板表面Wfに対して物理洗浄と化学洗浄とを必要に応じて組合わせた洗浄を施して基板表面Wfから凍結後の液膜を除去してもよい。例えば、基板表面WfにSC1溶液を接液させるとともに、該SC1溶液中に気泡を発生させて基板表面Wfに気泡を供給しながら洗浄してもよい。すなわち、SC1溶液による化学洗浄と気泡が有する物理作用を利用した物理洗浄とを組合わせた洗浄を行うようにしてもよい。また、二流体ノズルを用いた処理液の液滴洗浄において、処理液として基板表面Wfに対して化学作用を有する薬液を用いてもよい。この構成によれば、薬液による化学洗浄と液滴が有する運動エネルギーを利用した物理洗浄とが組合された洗浄が実行される。   Furthermore, the frozen liquid film may be removed from the substrate surface Wf by performing cleaning that combines physical cleaning and chemical cleaning, if necessary, on the substrate surface Wf. For example, the SC1 solution may be brought into contact with the substrate surface Wf, and bubbles may be generated in the SC1 solution to perform cleaning while supplying the bubbles to the substrate surface Wf. That is, you may make it perform the cleaning combined with the chemical cleaning by SC1 solution, and the physical cleaning using the physical action which a bubble has. Further, in the treatment liquid droplet cleaning using the two-fluid nozzle, a chemical solution having a chemical action on the substrate surface Wf may be used as the treatment liquid. According to this structure, the cleaning combined with the chemical cleaning using the chemical solution and the physical cleaning using the kinetic energy of the droplets is executed.

また、上記実施形態では、二流体ノズルからの液滴吐出による物理洗浄を行う際に、いわゆる外部混合型の二流体ノズルを用いて液滴洗浄を実行しているが、これに限定されず、いわゆる内部混合型の二流体ノズルを用いて液滴洗浄を実行してもよい。すなわち、二流体ノズルの内部で処理液とガスとを混合させて洗浄用液滴を生成するとともにノズル吐出口から基板Wに向けて吐出してもよい。   In the above embodiment, when performing physical cleaning by discharging liquid droplets from a two-fluid nozzle, droplet cleaning is performed using a so-called external mixing type two-fluid nozzle. The droplet cleaning may be performed using a so-called internal mixing type two-fluid nozzle. That is, the processing liquid and the gas may be mixed inside the two-fluid nozzle to generate cleaning droplets and discharged from the nozzle discharge port toward the substrate W.

<基板処理システム>
上記実施形態では、本発明にかかる基板表面に形成された液膜を凍結させる基板処理装置および方法を基板表面に付着するパーティクル等の汚染物質を除去する洗浄処理に適用した場合について説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、本発明にかかる基板処理装置および方法を用いて凍結させた液膜(凍結膜)を基板表面を保護するための保護膜として利用してもよい。以下、凍結膜を保護膜として利用した基板処理システムについて、図6および図7を参照しつつ説明する。
<Substrate processing system>
In the above embodiment, the case where the substrate processing apparatus and method for freezing the liquid film formed on the substrate surface according to the present invention is applied to a cleaning process for removing contaminants such as particles adhering to the substrate surface has been described. The application of the present invention is not limited to this. For example, a liquid film (frozen film) frozen using the substrate processing apparatus and method according to the present invention may be used as a protective film for protecting the substrate surface. Hereinafter, a substrate processing system using a frozen film as a protective film will be described with reference to FIGS.

図6は、この発明にかかる基板処理システムの一実施形態を示す平面レイアウト図である。この基板処理システムでは、凍結ユニット10と洗浄ユニット20とが一定距離だけ離間して配置されるとともに、それらの間に基板搬送機構30(本発明の「搬送ユニット」に相当)が配置されている。これらのうち、凍結ユニット10は基板表面に形成された液膜を凍結させる液膜凍結工程を実行するユニットである。また、洗浄ユニット20は基板表面を洗浄して凍結された液膜(凍結膜)を除去する膜除去工程を実行するユニットであり、本発明の「膜除去ユニット」として機能する。そして、凍結ユニット10において表面の液膜が凍結された基板が基板搬送機構30により洗浄ユニット20に搬送され、洗浄ユニット20において凍結膜が基板表面から除去される。   FIG. 6 is a plan layout view showing an embodiment of the substrate processing system according to the present invention. In this substrate processing system, the freezing unit 10 and the cleaning unit 20 are arranged apart from each other by a certain distance, and the substrate carrying mechanism 30 (corresponding to the “carrying unit” of the present invention) is arranged between them. . Among these, the freezing unit 10 is a unit that executes a liquid film freezing step for freezing the liquid film formed on the substrate surface. The cleaning unit 20 is a unit that performs a film removal step of cleaning the substrate surface and removing the frozen liquid film (frozen film), and functions as the “film removal unit” of the present invention. Then, the substrate on which the liquid film on the surface has been frozen in the freezing unit 10 is transported to the cleaning unit 20 by the substrate transport mechanism 30, and the frozen film is removed from the substrate surface in the cleaning unit 20.

上記した基板処理システムによれば、基板表面の汚染を防止する観点から次のような場合に有効である。例えば洗浄ユニット20における洗浄後に基板を他の処理ユニット(あるいは装置)に搬送する際に、洗浄ユニット20と他の処理ユニットとの間で処理タクトが一致しておらず、洗浄ユニット20から他の処理ユニットに直ちに基板を搬送することができない場合がある。この場合には、洗浄後の基板表面を周囲雰囲気に露出した状態で基板を放置することとなり、その間に基板表面が汚染されるおそれがある。そこで、以下のように処理することで、基板表面Wfの汚染を防止することができる。   The above substrate processing system is effective in the following cases from the viewpoint of preventing contamination of the substrate surface. For example, when the substrate is transported to another processing unit (or apparatus) after cleaning in the cleaning unit 20, the processing tact does not match between the cleaning unit 20 and the other processing unit, so In some cases, the substrate cannot be immediately transferred to the processing unit. In this case, the substrate is left in a state where the cleaned substrate surface is exposed to the ambient atmosphere, and the substrate surface may be contaminated during that time. Therefore, contamination of the substrate surface Wf can be prevented by performing the following treatment.

図7は、図6の基板処理システムの動作を示す模式図である。先ず、凍結ユニット10において表面Wfに形成された液膜を上記した基板処理装置にかかる実施形態と同様にして凍結する。すなわち、基板裏面Wbに液体冷媒を供給して、基板表面Wfを汚染させることなく、液膜を凍結させる(図7(a))。これにより、基板表面Wfが凍結前の状態を保ったまま、凍結した液膜(凍結膜)で覆われる。そして、洗浄ユニット20と他の処理ユニット(図示せず)との間の処理タクトが一致するまで基板Wを待機させる(図7(b))。具体的には、後述の洗浄ユニット20における洗浄後、洗浄ユニット20から他の処理ユニットに直ちに基板Wを搬送可能な状態になるまで基板Wを待機させる。その後、基板表面Wfが凍結膜で覆われた状態で基板搬送機構30が基板Wを洗浄ユニット20に搬送する(図7(c))。そして、洗浄ユニット20において凍結膜が除去され、基板表面Wfが露出することとなるが、基板Wは直ちに洗浄ユニット20から他の処理ユニットに搬送される(図7(d))。このため、基板表面Wfを露出したまま放置させることがなく基板表面Wfの汚染を防止することができる。   FIG. 7 is a schematic diagram showing the operation of the substrate processing system of FIG. First, the liquid film formed on the surface Wf in the freezing unit 10 is frozen in the same manner as in the above-described embodiment of the substrate processing apparatus. That is, a liquid refrigerant is supplied to the substrate back surface Wb to freeze the liquid film without contaminating the substrate surface Wf (FIG. 7A). Thereby, the substrate surface Wf is covered with the frozen liquid film (frozen film) while maintaining the state before freezing. Then, the substrate W is put on standby until the processing tact between the cleaning unit 20 and another processing unit (not shown) matches (FIG. 7B). Specifically, after cleaning in the cleaning unit 20 described later, the substrate W is put on standby until the substrate W can be transported immediately from the cleaning unit 20 to another processing unit. Thereafter, the substrate transport mechanism 30 transports the substrate W to the cleaning unit 20 in a state where the substrate surface Wf is covered with the frozen film (FIG. 7C). Then, the frozen film is removed in the cleaning unit 20 and the substrate surface Wf is exposed, but the substrate W is immediately transferred from the cleaning unit 20 to another processing unit (FIG. 7D). Therefore, contamination of the substrate surface Wf can be prevented without leaving the substrate surface Wf exposed.

以上のように、この実施形態によれば、液膜の凍結から凍結膜の除去までの間、基板表面Wfが凍結膜に覆われている。このため、凍結膜が基板表面Wfに対する保護膜として作用して基板表面Wfを周囲雰囲気からの汚染より保護することができる。したがって、凍結膜を保護膜として基板表面Wfの汚染を防止しつつ基板Wを保存したり待機させておくことができる。また、必要に応じて基板Wを洗浄ユニット20に搬送し、洗浄ユニット20において凍結膜を除去することで、適宜、基板表面Wfを凍結前の状態で露出させることができる。   As described above, according to this embodiment, the substrate surface Wf is covered with the frozen film from the freezing of the liquid film to the removal of the frozen film. For this reason, the frozen film can act as a protective film for the substrate surface Wf to protect the substrate surface Wf from contamination from the surrounding atmosphere. Therefore, the substrate W can be stored or kept on standby while preventing contamination of the substrate surface Wf using the frozen film as a protective film. Further, if necessary, the substrate surface Wf can be exposed in a state before freezing by transporting the substrate W to the cleaning unit 20 and removing the frozen film in the cleaning unit 20.

なお、この実施形態においても、凍結膜を基板表面Wfから除去する際に、基板表面Wfに対して物理的な洗浄作用を有する物理洗浄、化学的な洗浄作用を有する化学洗浄または物理洗浄と化学洗浄とを組合わせた洗浄を基板表面Wfに施して該基板表面Wfから凍結膜を除去するものであってもよい。これにより、基板表面Wfに汚染物質が付着している場合であっても、凍結膜とともに汚染物質を効果的に除去することができる。このため、基板表面Wfを清浄な状態で露出させることができる。   Also in this embodiment, when the frozen film is removed from the substrate surface Wf, physical cleaning that has a physical cleaning action on the substrate surface Wf, chemical cleaning that has a chemical cleaning action, or physical cleaning and chemical cleaning. A combination of cleaning and cleaning may be performed on the substrate surface Wf to remove the frozen film from the substrate surface Wf. Thereby, even if the contaminant adheres to the substrate surface Wf, the contaminant can be effectively removed together with the frozen film. For this reason, the substrate surface Wf can be exposed in a clean state.

なお、上記実施形態にかかる基板処理システムでは、基板上の凍結膜を保護膜として凍結ユニット10から洗浄ユニット20に基板Wを搬送しているが、基板Wの搬送先はこれに限定されない。例えば基板Wの搬送先として基板Wを冷凍保管するための保管ユニットなどであってもよい。この場合には、保管ユニットが凍結膜を除去する膜除去手段を備えることで、必要に応じて凍結膜を除去して基板Wを保管ユニットから取り出すことができる。   In the substrate processing system according to the above embodiment, the substrate W is transported from the freezing unit 10 to the cleaning unit 20 using the frozen film on the substrate as a protective film, but the transport destination of the substrate W is not limited to this. For example, a storage unit for storing the substrate W in a frozen state as a transfer destination of the substrate W may be used. In this case, the storage unit includes a film removing unit that removes the frozen film, so that the frozen film can be removed as needed to take out the substrate W from the storage unit.

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などを含む基板全般の表面に形成された液膜を凍結させる基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法に適用することができる。   The present invention relates to a substrate processing apparatus for freezing a liquid film formed on the entire surface of a substrate including a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for an optical disk, etc. It can be applied to a system and a substrate processing method.

液膜を凍結させる際の冷却温度とパーティクル除去率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the cooling temperature at the time of freezing a liquid film, and a particle removal rate. この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。It is a figure showing one embodiment of a substrate processing device concerning this invention. 図2の基板処理装置の制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of the substrate processing apparatus of FIG. 二流体ノズルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a two-fluid nozzle. 図2の基板処理装置の動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows operation | movement of the substrate processing apparatus of FIG. この発明にかかる基板処理システムの一実施形態を示す平面レイアウト図である。1 is a plan layout view showing an embodiment of a substrate processing system according to the present invention. 図6の基板処理システムの動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows operation | movement of the substrate processing system of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…処理チャンバー
2…スピンチャック(基板保持手段)
3…洗浄ノズル(膜除去手段、液膜形成手段)
5…二流体ノズル(膜除去手段)
10…凍結ユニット
20…洗浄ユニット(膜除去ユニット)
22…チャック回転機構(回転手段)
28…冷媒ノズル(液膜凍結手段)
30…基板搬送機構(搬送ユニット)
97…ノズル(膜除去手段、液膜形成手段)
W…基板
Wf…基板表面
Wb…基板裏面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing chamber 2 ... Spin chuck (substrate holding means)
3 ... Cleaning nozzle (film removing means, liquid film forming means)
5 ... Two-fluid nozzle (membrane removal means)
10 ... Freezing unit 20 ... Cleaning unit (membrane removal unit)
22 ... Chuck rotating mechanism (rotating means)
28 ... Refrigerant nozzle (liquid film freezing means)
30 ... Substrate transport mechanism (transport unit)
97 ... Nozzle (film removing means, liquid film forming means)
W ... Substrate Wf ... Substrate surface Wb ... Substrate back surface

Claims (11)

基板表面に形成された液膜を凍結させる基板処理装置において、
液膜が形成された基板表面を上方に向けた状態で前記基板の周縁部を把持して、前記基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された前記基板を回転させる回転手段と、
前記回転手段により回転された前記基板の裏面に前記液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する液体冷媒を供給し、前記基板の裏面全面に前記液体冷媒を接液させて前記液膜を凍結させる液膜凍結手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
In a substrate processing apparatus for freezing a liquid film formed on a substrate surface,
A substrate holding means for holding the substrate in a substantially horizontal posture by gripping the peripheral edge of the substrate with the substrate surface on which the liquid film is formed facing upward;
Rotating means for rotating the substrate held by the substrate holding means;
The liquid refrigerant having a temperature lower than the freezing point of the liquid constituting the liquid film is supplied to the back surface of the substrate rotated by the rotating means, and the liquid refrigerant is brought into contact with the entire back surface of the substrate to form the liquid film. A substrate processing apparatus comprising: a liquid film freezing means for freezing.
前記基板保持手段に保持された前記基板の表面から凍結後の液膜を除去する膜除去手段をさらに備える請求項1記載の基板処理装置。 Further comprising Claim 1 Symbol mounting substrate processing apparatus film removing means for removing the liquid film after freezing the surface of the substrate held by the substrate holding means. 前記膜除去手段は、前記基板表面に対して物理的な洗浄作用を有する物理洗浄、化学的な洗浄作用を有する化学洗浄または前記物理洗浄と前記化学洗浄とを組合わせた洗浄を前記基板表面に施して該基板表面から凍結後の液膜を除去する請求項記載の基板処理装置。 The film removing means performs physical cleaning on the substrate surface, chemical cleaning having a chemical cleaning action, or cleaning combining the physical cleaning and the chemical cleaning on the substrate surface. 3. The substrate processing apparatus according to claim 2 , wherein the substrate processing apparatus removes the frozen liquid film from the substrate surface. 前記液膜凍結手段と前記膜除去手段とは同一の処理チャンバー内に収容される請求項または記載の基板処理装置。 The liquid film freezing means and the substrate processing apparatus according to claim 2 or 3 wherein are housed in the same processing chamber and the film removing means. 前記基板保持手段に保持された前記基板表面に前記液体を供給して前記基板表面に前記液膜を形成する液膜形成手段をさらに備え、
前記液膜形成手段、前記液膜凍結手段および前記膜除去手段は同一の処理チャンバー内に収容される請求項記載の基板処理装置。
A liquid film forming means for supplying the liquid to the substrate surface held by the substrate holding means to form the liquid film on the substrate surface;
The substrate processing apparatus according to claim 4 , wherein the liquid film forming unit, the liquid film freezing unit, and the film removing unit are accommodated in the same processing chamber.
請求項1記載の基板処理装置と同一構成を有する凍結ユニットと、
前記凍結ユニットから分離して設けられるとともに、前記液膜が凍結された凍結膜を前記基板表面から除去する膜除去ユニットと、
前記凍結ユニットから前記膜除去ユニットに前記基板を搬送する搬送ユニットと
を備えたことを特徴とする基板処理システム。
A freezing unit having a substrate processing apparatus having the same configuration as claimed in claim 1 Symbol placement,
A film removing unit that is provided separately from the freezing unit and removes the frozen film on which the liquid film is frozen from the substrate surface;
A substrate processing system comprising: a transport unit that transports the substrate from the freezing unit to the film removal unit.
前記膜除去ユニットは、前記基板表面に対して物理的な洗浄作用を有する物理洗浄、化学的な洗浄作用を有する化学洗浄または前記物理洗浄と前記化学洗浄とを組合わせた洗浄を前記基板表面に施して該基板表面から前記凍結膜を除去する請求項記載の基板処理システム。 The film removal unit performs physical cleaning on the substrate surface, chemical cleaning having a chemical cleaning function, or cleaning combining the physical cleaning and the chemical cleaning on the substrate surface. The substrate processing system according to claim 6, which is applied to remove the frozen film from the surface of the substrate. 基板表面に形成された液膜を凍結させる基板処理方法において、
基板表面に液膜を形成する液膜形成工程と、
前記液膜が形成された前記基板表面を上方に向けた状態で前記基板の周縁部を把持して前記基板を略水平姿勢で保持しながら回転させた前記基板の裏面に前記液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する液体冷媒を供給し、前記基板の裏面全面に前記液体冷媒を接液させて前記液膜を凍結させる液膜凍結工程と
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
In the substrate processing method for freezing the liquid film formed on the substrate surface,
A liquid film forming step of forming a liquid film on the substrate surface;
Forming the liquid film on the back surface of the substrate on which the liquid film is rotated while maintaining the substrate surface which is formed in a substantially horizontal position the substrate by gripping the periphery of the substrate in a state where the upward A substrate processing method comprising: a liquid film freezing step of supplying a liquid refrigerant having a temperature lower than a freezing point of the liquid and bringing the liquid refrigerant into contact with the entire back surface of the substrate to freeze the liquid film. .
前記液膜凍結工程後に前記基板表面から凍結後の液膜を除去する膜除去工程をさらに備える請求項8記載の基板処理方法。 The liquid film substrate processing method according to claim 8 Symbol mounting further comprises a film removal step of removing the liquid film after freezing from the substrate surface after freezing process. 前記液膜形成工程、前記液膜凍結工程および前記膜除去工程を同一の処理チャンバー内で連続的に行う請求項記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 9 , wherein the liquid film forming step, the liquid film freezing step, and the film removing step are continuously performed in the same processing chamber. 前記液体冷媒は、エチレングリコール水溶液またはアルコール類である請求項ないし10のいずれかに記載の基板処理方法。 The liquid refrigerant, the substrate processing method according to any one of claims 8 to 10 ethylene glycol solution or alcohols.
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