JP4937678B2 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板を水平面内で鉛直軸回りに回転させ、基板の表面へ純水等の洗浄液を供給しつつ基板を乾燥処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。 The present invention rotates a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask, and an optical disk substrate around a vertical axis in a horizontal plane, and supplies a cleaning liquid such as pure water to the surface of the substrate. The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for drying a substrate.
半導体装置の製造プロセスにおいては、リソグラフィ技術を利用して、例えばシリコン基板上にフォトレジストを塗布し、露光機を使用して基板上のレジスト膜に回路パターンを焼き付け、露光後のレジスト膜を現像液で現像する、といった各工程を行うことにより、基板上のレジスト膜に回路パターンを形成している。このうち現像処理においては、例えばスリットノズルにより、基板の表面に形成された露光後のレジスト膜上へ現像液を供給し、その後に、基板を水平面内で鉛直軸回りに回転させながらストレートノズルの吐出口から基板の中心へ純水等の洗浄液(リンス液)を吐出する。基板の中心に供給された洗浄液は、遠心力により基板の周縁方向へ拡散して基板全体に行き渡り、基板表面のレジスト膜上から現像液を洗い流す。この洗浄処理(リンス処理)が終了すると、ノズルから基板上への洗浄液の供給を停止し、その後に、基板の回転数をさらに増大させて、基板表面のレジスト膜上の洗浄液を遠心力によって振り切ることにより、基板を乾燥(スピン乾燥)させている。 In the manufacturing process of semiconductor devices, using a lithography technique, for example, a photoresist is applied on a silicon substrate, a circuit pattern is printed on the resist film on the substrate using an exposure machine, and the exposed resist film is developed. A circuit pattern is formed on the resist film on the substrate by performing each process such as development with a liquid. Among these, in the development process, for example, a slit nozzle is used to supply a developer onto the resist film after exposure formed on the surface of the substrate, and then the substrate is rotated by a straight nozzle while rotating the substrate around a vertical axis in a horizontal plane. A cleaning liquid (rinsing liquid) such as pure water is discharged from the discharge port to the center of the substrate. The cleaning liquid supplied to the center of the substrate is diffused in the peripheral direction of the substrate by centrifugal force and spreads over the entire substrate, and the developer is washed away from the resist film on the substrate surface. When this cleaning process (rinsing process) is completed, the supply of the cleaning liquid from the nozzle to the substrate is stopped, and then the number of rotations of the substrate is further increased to shake off the cleaning liquid on the resist film on the substrate surface by centrifugal force. Thus, the substrate is dried (spin drying).
ところが、上記したように基板をスピン乾燥させると、基板上において洗浄液の液滴が斑に残留する、といったことが起こる。これは、現像処理後の基板においてはレジスト膜の表面に親水性部分と疎水性部分とが混在していることにより、基板上において洗浄液の保持力にばらつきを生じてしまうためである。このように基板の表面に形成されたレジストパターン上に斑に残留した洗浄液の液滴は、現像欠陥を生じる要因となることが分かっている。 However, when the substrate is spin-dried as described above, a droplet of the cleaning liquid may remain on the substrate. This is because, in the substrate after the development processing, the hydrophilic portion and the hydrophobic portion are mixed on the surface of the resist film, thereby causing variation in the retention of the cleaning liquid on the substrate. Thus, it has been found that the droplets of the cleaning liquid remaining on the spots on the resist pattern formed on the surface of the substrate cause development defects.
上記した問題点を解決するために、基板をスピン乾燥させるときに、洗浄液吐出ノズルの吐出口から洗浄液を吐出しながら、その吐出ノズルの吐出口を基板の中心部から周辺部に向かって走査する、といった方法(スキャンリンス法)が提案されている。この方法によると、基板の中心から周縁に至るまで洗浄液の液膜が形成され保持された状態のままで乾燥が進行するため、親水性部分と疎水性部分とが混在するレジスト膜表面であっても、基板上に洗浄液の液滴が残留しにくくなる。また、洗浄液吐出ノズルの吐出口から洗浄液を吐出させつつ吐出ノズルを走査する際に、エアー噴出ノズルからガスを噴出させながら、エアー噴出ノズルを洗浄液吐出ノズルと一体でもしくは同期して基板の中心部から周辺部に向かって移動させる、といった方法も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
上記したスキャンリンスでは、従来のスピン乾燥に比べて現像欠陥を大幅に低減させることができる。しかしながら、撥水性の高い(例えば水の接触角が60°以上である)レジスト膜表面を有する基板に対してスキャンリンス法を適用した場合には、以下のような現象により現像欠陥が発生することが分かった。 In the above-described scan rinse, development defects can be greatly reduced as compared with conventional spin drying. However, when the scan rinse method is applied to a substrate having a resist film surface with high water repellency (for example, the contact angle of water is 60 ° or more), development defects occur due to the following phenomenon. I understood.
すなわち、洗浄液吐出ノズルの吐出口から洗浄液を吐出しながら、吐出ノズルを基板の中心部から周辺部に向かって走査したときに、図4の(a)に基板の平面図を示すように、最初は基板Wの全面が洗浄液の液膜3で覆われ、続いて基板Wの中心部分の液膜3が薄くなって乾燥直前の状態となる。そして、二点鎖線で示す乾燥直前の状態にある部分(以下、「乾燥直前部分」という)4が、図4の(b)に示すように、外側に向かって次第に拡がっていくとともに、乾燥直前部分4内に乾燥コア5aが発生する。この乾燥コア5aが拡大して乾燥領域6aが形成され、その乾燥領域6aが基板Wの全面に拡がって基板Wの乾燥が行われる。ところが、基板上のレジスト膜表面の撥水性が高いと、基板Wの中心付近において、乾燥直前部分4内に1つ目の乾燥コア5aに続いて2つ目の乾燥コア5bが発生し、場合によってはさらに新たな乾燥コアが発生する。なお、乾燥コアは、基板Wの中心付近以外には発生しない。そして、図4の(c)に示すように、最初に形成された乾燥領域6aが拡大していくとともに、2つ目の乾燥コア5bが拡大して2つ目の乾燥領域6bが形成され、その乾燥領域6bも拡がっていく。
That is, when the discharge nozzle is scanned from the central part of the substrate toward the peripheral part while discharging the cleaning liquid from the discharge port of the cleaning liquid discharge nozzle, as shown in the plan view of the substrate in FIG. The entire surface of the substrate W is covered with the
上記したように2つの乾燥領域6a、6bがそれぞれ拡大していき、図4の(d)に示すように、2つの乾燥領域6a、6b同士が衝突して接合し、図4の(e)に示すように、やがて1つの乾燥領域6cとなる。このとき、2つの乾燥領域6a、6bの境界部分には、洗浄液の液滴7を生じる。続いて、図4の(f)に示すように、1つになった乾燥領域6cは外側に拡大していくが、洗浄液の液滴7は、そのまま最後まで残存する。そして、図4の(g)に示すように、最終的に基板Wの全面が乾燥することになるが、残存していた洗浄液の液滴7はそのまま乾燥してしまい、洗浄液の乾燥痕(ウォーターマークのようなシミ)7’が、基板W上にそのまま残ってしまう。この結果、現像欠陥が発生することとなる。なお、以上のような現象は、現像処理後の基板をスキャンリンスによって乾燥処理する場合に限らず、撥水性の高い表面を有する基板について一般的にみられるものであることが分かった。
As described above, the two dry regions 6a and 6b are enlarged, and as shown in FIG. 4D, the two dry regions 6a and 6b collide with each other, and FIG. As shown in FIG. 4, it eventually becomes one dry region 6c. At this time, cleaning
なお、特許文献1には、洗浄液(リンス液)吐出ノズルから所定距離だけ離間して配置されたエアー噴出ノズルを、洗浄液吐出ノズルと一体でもしくは同期して基板の中心部から周辺部に向かって移動させながら、エアー噴出ノズルからガスを基板へ吹き付けて、基板上に残存する洗浄液を乾燥除去する方法が記載されているが、このような方法では、乾燥コアが基板の中心付近に2つ以上発生することを防止することはできない。そして、基板の中心付近に乾燥コアが2つ発生すると、エアー噴出ノズルからガスを基板へ吹き付けたとしても、それぞれの乾燥コアが拡大して乾燥領域が拡がっていき、2つの乾燥領域同士が衝突して1つになる、といったことが起こるので、現像欠陥の原因となる洗浄液の乾燥痕の生成を無くすことはできない。
In
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、基板の表面へ吐出ノズルの吐出口から洗浄液を吐出させつつその吐出口を基板の中心部から周縁部まで走査して基板をスピン乾燥させるときに、基板に乾燥領域が形成されるときの始点となる乾燥コアが基板の中心付近に2つ以上発生することを防止して、現像欠陥等の発生を無くすことができる基板処理方法を提供すること、ならびに、その方法を好適に実施することができる基板処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above. While discharging the cleaning liquid from the discharge port of the discharge nozzle onto the surface of the substrate, the discharge port is scanned from the center to the peripheral portion of the substrate. Substrate processing that prevents the occurrence of development defects and the like by preventing the generation of two or more dry cores near the center of the substrate when a dry region is formed on the substrate during spin drying It is an object of the present invention to provide a method and a substrate processing apparatus capable of suitably performing the method.
請求項1に係る発明は、基板を水平姿勢に保持して鉛直軸回りに回転させるとともに、吐出ノズルの吐出口から基板の表面へ洗浄液を吐出させつつ、前記吐出ノズルの吐出口を基板の中心に対向する位置から基板の周縁に対向する位置まで走査して、基板を乾燥させる基板処理方法において、前記吐出ノズルの吐出口が基板の中心に対向する位置から基板の周縁に向かって移動を開始し、基板の中心位置を中心とし前記吐出ノズルの吐出口に対向する基板面上の位置までの距離を半径とする円周内方の領域において、基板に乾燥領域が形成されるときの始点となる1つ目の乾燥コアが発生した後、2つ目の乾燥コアが発生する前に、気体噴出ノズルの噴出口から、前記1つ目の乾燥コアが発生している基板の中心部表面に向けて気体を吹き付けることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the substrate is held in a horizontal posture and rotated around the vertical axis, and the discharge port of the discharge nozzle is set to the center of the substrate while discharging the cleaning liquid from the discharge port of the discharge nozzle to the surface of the substrate. In the substrate processing method for drying the substrate by scanning from the position facing the substrate to the position facing the periphery of the substrate, the discharge port of the discharge nozzle starts moving from the position facing the center of the substrate toward the periphery of the substrate. And a starting point when a dry region is formed on the substrate in a region inward of the circumference centered on the center position of the substrate and having a radius to a position on the substrate surface facing the discharge port of the discharge nozzle. After the first dry core is generated and before the second dry core is generated, the gas discharge nozzle is ejected from the outlet of the gas to the center surface of the substrate on which the first dry core is generated. Blowing gas toward And wherein the Rukoto.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の基板処理方法において、前記気体噴出ノズルの噴出口から基板の中心部表面に向けて、前記1つ目の乾燥コアを起点として1つの乾燥領域が一気に形成されるように気体を瞬間的に吹き付けることを特徴とする。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の基板処理方法において、前記気体噴出ノズルの噴出口から基板の中心部表面に向けて、前記1つ目の乾燥コアを起点として1つの乾燥領域が形成されその乾燥領域が外側に向かって拡がっていくように気体を連続的に吹き付けることを特徴とする。
The invention according to
請求項4に係る発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の基板処理方法において、前記吐出ノズルの吐出口が基板の中心に対向する位置から基板の周縁に対向する位置まで走査される過程で、基板の回転速度を低下させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the substrate processing method according to any one of the first to third aspects, scanning is performed from a position where the discharge port of the discharge nozzle faces the center of the substrate to a position where the discharge port faces the peripheral edge of the substrate. In the process, the rotation speed of the substrate is reduced.
請求項5に係る発明は、基板を水平姿勢に保持する基板保持手段と、この基板保持手段によって保持された基板を鉛直軸回りに回転させる基板回転手段と、前記基板保持手段によって保持され前記基板回転手段によって回転させられる基板の表面へ吐出口から洗浄液を吐出する吐出ノズルと、この吐出ノズルへ洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記吐出ノズルの吐出口を、その吐出口から基板の表面へ洗浄液を吐出させつつ基板の中心に対向する位置から基板の周縁に対向する位置まで走査するノズル移動手段とを備えた基板処理装置において、噴出口が基板の中心部に対向する位置に停止した状態で、その噴出口から基板の中心部表面に向けて気体を吹き付ける気体噴出ノズルと、この気体噴出ノズルへ気体を供給する気体供給手段と、前記吐出ノズルの吐出口が基板の中心に対向する位置から基板の周縁に向かって移動を開始した直後であって、基板に乾燥領域が形成されるときの始点となる1つ目の乾燥コアが発生した後、2つ目の乾燥コアが発生する前に、前記気体噴出ノズルの噴出口から、前記1つ目の乾燥コアが発生している基板の中心部表面に向けて気体を吹き付けるように、前記気体供給手段を制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a substrate holding means for holding the substrate in a horizontal posture, a substrate rotating means for rotating the substrate held by the substrate holding means about a vertical axis, and the substrate held by the substrate holding means. A discharge nozzle that discharges the cleaning liquid from the discharge port to the surface of the substrate rotated by the rotating unit, a cleaning liquid supply unit that supplies the cleaning liquid to the discharge nozzle, and a discharge port of the discharge nozzle from the discharge port to the surface of the substrate In a substrate processing apparatus provided with a nozzle moving means that scans from a position facing the center of the substrate to a position facing the periphery of the substrate while discharging the cleaning liquid, a state in which the ejection port stops at a position facing the center of the substrate And a gas ejection nozzle that blows gas toward the center surface of the substrate from the ejection port, and a gas supply means for supplying gas to the gas ejection nozzle Immediately after the discharge port of the discharge nozzle starts moving from the position facing the center of the substrate toward the periphery of the substrate, a first drying core serving as a starting point when a dry region is formed on the substrate is provided. After the generation, before the second dry core is generated, the gas is blown from the outlet of the gas ejection nozzle toward the center surface of the substrate where the first dry core is generated. And a control means for controlling the gas supply means.
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の基板処理装置において、前記制御手段は、前記気体噴出ノズルの噴出口から基板の中心部表面に向けて、前記1つ目の乾燥コアを起点として1つの乾燥領域が一気に形成されるように気体を瞬間的に吹き付けるように前記気体供給手段を制御することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the fifth aspect, the control means starts the first dry core from the ejection port of the gas ejection nozzle toward the center surface of the substrate. and controlling the gas supply means to blow the air body momentarily as one drying region is once formed as.
請求項7に係る発明は、請求項5に記載の基板処理装置において、前記制御手段は、前記気体噴出ノズルの噴出口から基板の中心部表面に向けて、前記1つ目の乾燥コアを起点として1つの乾燥領域が形成されその乾燥領域が外側に向かって拡がっていくように気体を連続的に吹き付けるように前記気体供給手段を制御することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the fifth aspect, the control means starts the first dry core from the ejection port of the gas ejection nozzle toward the center surface of the substrate. the dry region one drying region is formed and controls the gas supply means to blow the air body continuously as will spread outwardly as.
請求項8に係る発明は、請求項5ないし請求項7のいずれかに記載の基板処理装置において、前記ノズル移動手段によって前記吐出ノズルの吐出口が基板の中心に対向する位置から基板の周縁に対向する位置まで走査される過程で、基板の回転速度を低下させるように、前記基板回転手段を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to any one of the fifth to seventh aspects, the discharge port of the discharge nozzle is moved from the position facing the center of the substrate to the periphery of the substrate by the nozzle moving means. It is further characterized by further comprising a control means for controlling the substrate rotating means so as to reduce the rotation speed of the substrate in the process of scanning to the facing position.
請求項1に係る発明の基板処理方法によると、吐出ノズルの吐出口が基板の中心に対向する位置から基板の周縁に向かって移動を開始した後であって、基板の中心付近において1つ目の乾燥コアが発生した後、2つ目の乾燥コアが発生する前に、気体噴出ノズルの噴出口から、1つ目の乾燥コアが発生している基板の中心部表面に向けて気体が吹き付けられる。これにより、2つ目の乾燥コアが発生する隙(ひま)が無いうちに、1つ目の乾燥コアを起点として1つの乾燥領域が強制的に速やかに形成され、その1つの乾燥領域が外側に向かって拡がっていき、基板全面の乾燥が行われる。このように、基板の中心付近に1つだけ発生した乾燥コアを始点とする1つの乾燥領域が基板の全面に拡がって基板の乾燥が行われ、基板の中心付近に2つ以上の乾燥コアが発生することがないので、洗浄液の乾燥痕が基板上に残るといったことは起こらない。これらの動作について、基板の平面図を示す図3によりさらに詳しく説明する。 According to the substrate processing method of the first aspect of the present invention, after the discharge port of the discharge nozzle starts moving from the position facing the center of the substrate toward the peripheral edge of the substrate, the first in the vicinity of the center of the substrate. After the dry core is generated, before the second dry core is generated, gas is blown from the outlet of the gas jet nozzle toward the center surface of the substrate where the first dry core is generated. It is done. As a result, one dry region is forcibly and quickly formed starting from the first dry core, without any gaps in which the second dry core is generated. The whole surface of the substrate is dried. In this way, one drying region starting from a single dry core generated near the center of the substrate spreads over the entire surface of the substrate to dry the substrate, and two or more dry cores are located near the center of the substrate. Since it does not occur, the drying trace of the cleaning liquid does not remain on the substrate. These operations will be described in more detail with reference to FIG. 3 showing a plan view of the substrate.
符号1で示す洗浄液吐出ノズルの吐出口から洗浄液を吐出しながら、吐出ノズル1を基板Wの中心部から周辺部に向かって移動させ、吐出ノズル1が移動を開始してから僅かな時間が経過して吐出ノズル1が所定位置まで移動したときに、図3の(b)に示すように、気体噴出ノズル2の噴出口から基板Wの中心部表面に向けて気体を吹き付ける。このとき、図3の(a)に示すように、最初は基板Wの全面が洗浄液の液膜3で覆われているが、基板Wの中心付近における液膜3が薄くなって乾燥直前の状態となり、続いて、二点鎖線で示す乾燥直前部分4内に1つの乾燥コア5が発生する。そして、1つ目の乾燥コア5が発生した後、2つ目の乾燥コアが発生する前のタイミングで、気体噴出ノズル2の噴出口から基板Wの中心部表面に向けて気体が吹き付けられることにより、図3の(b)に示すように、基板Wの中心付近において2つ目の乾燥コアが発生することなく、1つ目の乾燥コア5が拡大して乾燥領域6が形成される。このとき、基板Wの中心位置を中心とし吐出ノズル1の吐出口に対向する基板面上の位置までの距離を半径とする円周の外方は、吐出ノズル1の吐出口から洗浄液が吐出し続けられているために液膜3が維持されたままの状態である。そして、吐出ノズル1が基板Wの周縁に向かって移動するのに伴い、図3の(c)および(d)に示すように、1つの乾燥領域6が外側に向かって拡がっていき、図3の(e)に示すように、乾燥領域6が基板Wの全面に拡がって基板Wの乾燥が行われる。
While discharging the cleaning liquid from the discharge port of the cleaning liquid discharge nozzle denoted by
この基板処理方法では、基板の中心付近に2つ以上の乾燥コアが発生して2つ以上の乾燥領域同士が衝突して接合する、といったことは起こらないので、基板上に洗浄液の乾燥痕が残ることはない。したがって、請求項1に係る発明の基板処理方法によると、現像欠陥等の発生を無くすことができる。 In this substrate processing method, two or more dry cores are generated near the center of the substrate, and two or more dry regions do not collide and join with each other. It will not remain. Therefore, according to the substrate processing method of the first aspect of the present invention, the occurrence of development defects and the like can be eliminated.
請求項2に係る発明の基板処理方法では、気体噴出ノズルの噴出口から基板の中心部表面に向けて気体が瞬間的に吹き付けられることにより、基板の中心付近に、1つ目の乾燥コアを起点として1つの乾燥領域が一気に形成される。
The substrate processing method of the invention according to
請求項3に係る発明の基板処理方法では、気体噴出ノズルの噴出口から基板の中心部表面に向けて気体が連続的に吹き付けられることにより、基板の中心付近に、1つ目の乾燥コアを起点として1つの乾燥領域が形成されて、その乾燥領域が外側に向かって拡がっていく。
The substrate processing method of the invention according to
請求項4に係る発明の基板処理方法では、吐出ノズルの吐出口が基板の中心に対向する位置から基板の周縁に対向する位置まで走査される過程で基板の回転速度が低下させられることにより、基板面上で乾燥領域が拡大した際に基板面上から飛散する洗浄液の勢いが低減するので、基板面上の乾燥領域に洗浄液が再付着することが防止される。
In the substrate processing method of the invention according to
請求項5に係る発明の基板処理装置においては、制御手段により気体供給手段が制御されて、吐出ノズルの吐出口が基板の中心に対向する位置から基板の周縁に向かって移動を開始した直後に、気体噴出ノズルの噴出口から、1つ目の乾燥コアが発生している基板の中心部表面に向けて気体が吹き付けられる。これにより、2つ目の乾燥コアが発生する隙が無いうちに、1つ目の乾燥コアを起点として1つの乾燥領域が強制的に速やかに形成され、その1つの乾燥領域が外側に向かって拡がっていき、基板全面の乾燥が行われる。このように、基板の中心付近に1つだけ発生した乾燥コアを始点とする1つの乾燥領域が基板の全面に拡がって基板の乾燥が行われ、基板の中心付近に2つ以上の乾燥コアが発生することがないので、洗浄液の乾燥痕が基板上に残るといったことが起こらない。
したがって、請求項5に係る発明の基板処理装置を使用すると、請求項1に係る発明の基板処理方法を好適に実施して、上記効果を奏することができる。
In the substrate processing apparatus according to the fifth aspect of the present invention, immediately after the gas supply means is controlled by the control means and the discharge port of the discharge nozzle starts moving from the position facing the center of the substrate toward the peripheral edge of the substrate. The gas is blown from the jet port of the gas jet nozzle toward the center surface of the substrate where the first dry core is generated. Thus, while there is no gap in which the second dry core is generated, one dry region is forcibly and rapidly formed starting from the first dry core, and the one dry region is directed outward. It spreads and the whole surface of the substrate is dried. In this way, one drying region starting from a single dry core generated near the center of the substrate spreads over the entire surface of the substrate to dry the substrate, and two or more dry cores are located near the center of the substrate. Since it does not occur, the drying trace of the cleaning liquid does not remain on the substrate.
Therefore, when the substrate processing apparatus according to the fifth aspect of the present invention is used, the substrate processing method according to the first aspect of the present invention can be suitably implemented to achieve the above-described effects.
請求項6に係る発明の基板処理装置では、制御手段により気体供給手段が制御されて、気体噴出ノズルの噴出口から基板の中心部表面に向けて気体が瞬間的に吹き付けられる。これにより、基板の中心付近に、1つ目の乾燥コアを起点として1つの乾燥領域が一気に形成される。したがって、請求項6に係る発明の基板処理装置を使用すると、請求項2に係る発明の基板処理方法を好適に実施して、上記効果を奏することができる。
In the substrate processing apparatus of the invention according to
請求項7に係る発明の基板処理装置では、制御手段により気体供給手段が制御されて、気体噴出ノズルの噴出口から基板の中心部表面に向けて気体が連続的に吹き付けられる。これにより、基板の中心付近に、1つ目の乾燥コアを起点として1つの乾燥領域が形成されて、その乾燥領域が外側に向かって拡がっていく。したがって、請求項7に係る発明の基板処理装置を使用すると、請求項3に係る発明の基板処理方法を好適に実施して、上記効果を奏することができる。
In the substrate processing apparatus of the invention according to
請求項8に係る発明の基板処理装置では、制御手段により基板回転手段が制御されて、吐出ノズルの吐出口が基板の中心に対向する位置から基板の周縁に対向する位置まで走査される過程で基板の回転速度が低下させられる。これにより、基板面上で乾燥領域が拡大した際に基板面上から飛散する洗浄液の勢いが低減する。したがって、請求項8に係る発明の基板処理装置を使用すると、請求項4に係る発明の基板処理方法を好適に実施して、上記効果を奏することができる。
In the substrate processing apparatus according to the eighth aspect of the present invention, the substrate rotating unit is controlled by the control unit, and the discharge port of the discharge nozzle is scanned from the position facing the center of the substrate to the position facing the peripheral edge of the substrate. The rotation speed of the substrate is reduced. This reduces the momentum of the cleaning liquid that scatters from the substrate surface when the drying region is enlarged on the substrate surface. Therefore, when the substrate processing apparatus of the invention according to claim 8 is used, the substrate processing method of the invention of
以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1および図2は、この発明に係る基板処理方法を実施するために使用される基板処理装置の構成の1例を示し、図1は、基板処理装置の概略平面図であり、図2は、その概略断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show an example of the configuration of a substrate processing apparatus used for carrying out the substrate processing method according to the present invention, FIG. 1 is a schematic plan view of the substrate processing apparatus, and FIG. FIG.
この基板処理装置は、表面に露光後のレジスト膜が形成された基板を現像処理した後に洗浄処理(リンス処理)するものであり、基板Wを水平姿勢に保持するスピンチャック10、上端部にスピンチャック10が固着され鉛直方向に支持された回転支軸12、および、回転支軸12に回転軸が連結されスピンチャック10および回転支軸12を鉛直軸回りに回転させる回転モータ14を備えている。スピンチャック10の周囲には、スピンチャック10上の基板Wを取り囲むようにカップ16が配設されている。カップ16は、図示しない支持機構により上下方向へ往復移動自在に支持されており、カップ16の底部には排液管18が連通接続されている。また、図1および図2には図示を省略しているが、基板W上に現像液を供給する機構、例えば、下端面にスリット状吐出口が形設された現像液吐出ノズルを有し、そのスリット状吐出口から現像液を吐出させつつ、現像液吐出ノズルを、そのスリット状吐出口と直交する水平方向へ直線的に移動させて、基板W上に現像液を供給し液盛りする現像液供給機構、あるいは、ストレートノズルからなる現像液吐出ノズルを有し、その現像液吐出ノズルを、先端の吐出口が基板Wの中心部直上に配置される吐出位置と待機位置との間で往復移動するように支持し、現像液吐出ノズルの先端吐出口から現像液を基板Wの中心部上へ吐出する現像液供給機構が設けられている。
In this substrate processing apparatus, a substrate having an exposed resist film formed on the surface is developed and then subjected to a cleaning process (rinse process). A
また、カップ16の側方側近傍には、先端の吐出口から洗浄液(リンス液)、例えば純水を基板W上へ吐出する純水吐出ノズル20が配設されている。純水吐出ノズル20は、純水供給管22を通して純水供給源に流路接続されており、純水供給管22にポンプ24、フィルタ26および開閉制御弁28が介挿されている。純水吐出ノズル20は、水平面内で回動可能にノズル保持部30に保持されており、回転駆動機構32によって水平面内で回動させられる。そして、純水吐出ノズル20は、先端の吐出口から基板Wの表面へ純水を吐出させつつ、図1中に矢印aで示すように吐出口が基板Wの中心に対向する位置から基板Wの周縁に対向する位置まで走査され、また、二点鎖線で示すようにカップ16から外側へ外れた待機位置と吐出口が基板Wの中心部直上に配置される位置との間で往復移動するような構成となっている。
Further, near the side of the
さらに、この基板処理装置は、カップ16の側方側近傍に、カップ16を挟んで純水吐出ノズル20の反対側に、先端の噴出口から気体、例えば窒素ガスを基板W上へ噴出するガス噴出ノズル34が配設されている。ガス噴出ノズル34は、ガス供給管36を通して窒素ガス供給源に流路接続されており、ガス供給管36に開閉制御弁38が介挿されている。ガス噴出ノズル34は、水平面内で回動可能にノズル保持部40に保持されており、回転駆動機構42によって水平面内で回動させられる。そして、ガス噴出ノズル34は、図1中に二点鎖線で示すようにカップ16から外側へ外れた待機位置と実線で示すように噴出口が基板Wの中心部直上に配置される位置との間で往復移動するような構成となっている。
Furthermore, this substrate processing apparatus is a gas that ejects a gas, for example, nitrogen gas, from the tip outlet onto the substrate W on the opposite side of the pure
ガス供給管36に介挿された開閉制御弁38は、制御装置44に接続されており、この制御装置44により、ガス噴出ノズル34の噴出口からの窒素ガスの噴出・停止の動作が制御される。すなわち、純水吐出ノズル20が基板Wの中心部から周辺部に向かって移動を開始した直後であって、純水吐出ノズル20の吐出口が基板Wの中心に対向する位置から僅かな距離だけ移動して所定位置(図1中に実線で示す位置)に到達した時点で、ガス噴出ノズル34の噴出口から基板Wの中心部表面に向けて窒素ガスを吹き付け、その後に吹き付けを停止させるように、制御装置44によって開閉制御弁38の開閉動作が制御される。より詳しく説明すると、純水吐出ノズル20が移動を開始し、基板Wの中心位置を中心とし純水吐出ノズル20の吐出口に対向する基板面上の位置までの距離を半径とする円周内方の領域において1つ目の乾燥コアが発生した後、2つ目の乾燥コアが発生する前に、ガス噴出ノズル34の噴出口から基板Wの中心部表面に向けて窒素ガスを吹き付けるように制御される。基板Wの中心部表面に対する窒素ガスの吹き付けに際しては、ガス噴出ノズル34の噴出口から大流量の窒素ガスを瞬間的に噴出させるようにしてもよいし、小流量の窒素ガスを連続的に噴出させるようにしてもよい。
The open /
図1および図2に示した基板処理装置を使用し、基板Wの表面に形成された露光後のレジスト膜上へ現像液を供給してレジスト膜を現像処理した後に、基板Wを比較的低速で回転させながら基板W上へ純水を供給して洗浄処理し、基板W表面のレジスト膜上から現像液を洗い流して除去し、この後に、基板Wを比較的高速で回転させてスピン乾燥(スキャンリンス)処理する。スキャンリンスする際は、スピンチャック10上に保持された基板Wを回転モータ14によって比較的高速で回転させるとともに、純水吐出ノズル20の吐出口から純水を基板W上へ吐出させつつ、純水吐出ノズル20を走査し、その過程で、ガス噴出ノズル34の噴出口から基板Wの中心部表面に向けて窒素ガスを吹き付ける。
The substrate processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is used to supply the developing solution onto the exposed resist film formed on the surface of the substrate W to develop the resist film, and then the substrate W is relatively slow. Then, pure water is supplied onto the substrate W while rotating the substrate W to perform cleaning treatment, and the developer is washed away from the resist film on the surface of the substrate W. Thereafter, the substrate W is rotated at a relatively high speed and spin-dried ( Scan rinse). When performing the scan rinse, the substrate W held on the
数値の1例を示しながら具体的に説明すると、直径が200mm〜300mmである基板Wを1800rpm〜2100rpmの回転速度で回転させ、純水吐出ノズル20を、その吐出口が基板Wの中心に対向する位置へ移動させて、純水吐出ノズル20の吐出口から基板W上へ純水を0.4l/min〜0.6l/minの流量で吐出しながら、純水吐出ノズル20を基板Wの周辺部に向かって6mm〜10mmのスキャン速度で移動させる。そして、純水吐出ノズル20の移動開始時点から数秒経過後、例えば2秒経過後に、従って、純水吐出ノズル20の吐出口が基板Wの中心から12mm〜20mmの距離の位置まで移動した時に、図1中に実線で示すように噴出口が基板Wの中心部直上に配置されたガス噴出ノズル34へ窒素供給源からガス供給管36を通して窒素ガスを供給し、ガス噴出ノズル34の噴出口から基板Wの中心部表面に向けて窒素ガスを吹き付ける。この窒素ガスの吹き付けは、例えば約10l/minの流量で約1秒間行う。あるいは、例えば約0.1l/minの流量で数秒間、窒素ガスの吹き付けを行う。なお、ガス噴出ノズル34の噴出口からの窒素ガスの噴出は、基板Wの中心部分に乾燥領域が形成されると直ぐに止めればよいが、暫くの間、ガス噴出ノズル34の噴出口から窒素ガスを噴出させておいても差し支えない。
More specifically, an example of numerical values will be described. A substrate W having a diameter of 200 mm to 300 mm is rotated at a rotational speed of 1800 rpm to 2100 rpm, and the pure
基板Wの中心部表面への窒素ガスの吹き付けのタイミングは、基板Wの種類や大きさ、表面状態等、基板Wの回転速度、純水吐出ノズル20の吐出口からの純水の吐出流量、純水吐出ノズル20のスキャン速度などの諸々の条件において実験を行い、基板Wの中心付近において1つ目の乾燥コアが発生した後に2つ目の乾燥コアが発生しないかどうかを観察して、前もって決定しておくようにする。
The timing of blowing nitrogen gas to the surface of the central portion of the substrate W is the type, size, surface state, etc. of the substrate W, the rotation speed of the substrate W, the discharge flow rate of pure water from the discharge port of the pure
純水吐出ノズル20は、ガス噴出ノズル34の噴出口から窒素ガスを噴出しているときにも連続して走査される。そして、純水吐出ノズル20の吐出口を基板Wの周縁に対向する位置まで走査し、純水吐出ノズル20の吐出口が基板Wの周縁に対向する位置に到達すると、純水供給管22に介挿された開閉制御弁28を閉じて純水吐出ノズル20への純水の供給を停止して、純水吐出ノズル20からの純水の吐出を止め、純水吐出ノズル20を待機位置まで移動させる。そして、基板Wの乾燥処理が終了すると、基板Wの回転を停止させる。
The pure
ガス噴出ノズル34の噴出口から窒素ガスを噴出させたり噴出を止めたりするタイミングは、動作プログラムに基づいてマイコンで制御するようにすればよい。あるいは、エンコーダによって純水吐出ノズル20の位置を検出し、その検出信号により、純水吐出ノズル20が所定位置に到達した時点でガス噴出ノズル34の噴出口から窒素ガスを噴出させるようにしてもよいし、タイマーを使用して、純水吐出ノズル20の走査開始時点から所定時間が経過した時点でガス噴出ノズル34の噴出口から窒素ガスを噴出させ、その噴出時点から所定時間が経過した時点で窒素ガスの噴出を止めるようにしてもよい。
The timing at which the nitrogen gas is ejected from the ejection port of the
なお、純水吐出ノズル20の吐出口を基板Wの周縁に対向する位置まで走査する過程で、基板Wの回転速度を低下させるようにしてもよい。具体的には、純水吐出ノズル20の吐出口が所定距離だけ移動した時点、例えば基板Wの中心から60mmの半径位置に到達した時点で基板Wの回転速度を低下、例えば1800rpm〜2100rpmの回転数から1000rpm〜1200rpmの回転数に減速させるように、制御装置(図示せず)により制御するようにする。基板Wの回転速度を変更する回数は1回に限らず、基板Wの回転速度を段階的に低下させるようにしてもよい。あるいは、純水吐出ノズル20の吐出口が基板Wの周縁に対向する位置に近付くのに従って基板Wの回転速度を漸次低下、例えば直線的に減速させるように制御してもよい。
Note that the rotational speed of the substrate W may be reduced in the process of scanning the discharge port of the pure
上記したような方法でスキャンリンスしたときは、基板Wの中心付近において乾燥コアが2つ以上発生することを防止することができる。そして、基板Wの中心付近に1つだけ発生した乾燥コアを始点とする1つの乾燥領域が基板Wの全面に拡がって基板Wの乾燥が行われるので、純水の乾燥痕が基板W上に残るといったことが起こらない。したがって、上記した方法によると、現像欠陥等の発生を無くすことができる。 When the scan rinse is performed by the method as described above, it is possible to prevent two or more dry cores from being generated near the center of the substrate W. Then, since one dry region starting from a dry core generated only in the vicinity of the center of the substrate W extends over the entire surface of the substrate W, the substrate W is dried. It does n’t happen. Therefore, according to the method described above, development defects and the like can be eliminated.
なお、上記した実施形態では、基板上に形成された露光後のレジスト膜を現像処理した後に基板をスキャンリンスする処理にこの発明を適用した場合について説明したが、この発明は、現像処理後の基板をスキャンリンスによって乾燥処理する場合に限らず、撥水性の高い表面を有する基板をスキャンリンス処理する場合、例えば基板の表面を洗浄液で洗浄処理(スクラバ処理)する場合や液浸露光後の基板を洗浄・乾燥処理する場合など、広く一般に適用し得るものである。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the process of performing the scan rinse after the development of the resist film after the exposure formed on the substrate has been described. Not only when the substrate is dried by scan rinsing, but also when a substrate having a surface with high water repellency is subjected to a scan rinse treatment, for example, when the surface of the substrate is washed with a cleaning liquid (scrubber treatment) or after immersion exposure Can be widely applied to general cases such as washing and drying.
10 スピンチャック
12 回転支軸
14 回転モータ
16 カップ
20 純水吐出ノズル
22 純水供給管
24 ポンプ
28、38 開閉制御弁
30 純水吐出ノズルのノズル保持部
32 純水吐出ノズルの回転駆動機構
34 ガス噴出ノズル
36 ガス供給管
40 ガス噴出ノズルのノズル保持部
42 ガス噴出ノズルの回転駆動機構
44 制御装置
W 基板
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記吐出ノズルの吐出口が基板の中心に対向する位置から基板の周縁に向かって移動を開始し、基板の中心位置を中心とし前記吐出ノズルの吐出口に対向する基板面上の位置までの距離を半径とする円周内方の領域において、基板に乾燥領域が形成されるときの始点となる1つ目の乾燥コアが発生した後、2つ目の乾燥コアが発生する前に、気体噴出ノズルの噴出口から、前記1つ目の乾燥コアが発生している基板の中心部表面に向けて気体を吹き付けることを特徴とする基板処理方法。 While rotating the substrate around a vertical axis while holding the substrate in a horizontal position, while discharging the cleaning liquid from the discharge port of the discharge nozzle to the surface of the substrate, the peripheral edge of the substrate from the position where the discharge port of the discharge nozzle faces the center of the substrate In the substrate processing method of scanning to a position facing the substrate and drying the substrate,
The distance from the position where the discharge port of the discharge nozzle opposes the center of the substrate toward the peripheral edge of the substrate, and the distance from the center position of the substrate to the position on the substrate surface facing the discharge port of the discharge nozzle In the inner area of the circumference with the radius of, the gas is blown out after the first dry core is generated as the starting point when the dry area is formed on the substrate and before the second dry core is generated. A substrate processing method, comprising: blowing a gas from a nozzle outlet toward a center surface of a substrate on which the first dry core is generated.
この基板保持手段によって保持された基板を鉛直軸回りに回転させる基板回転手段と、
前記基板保持手段によって保持され前記基板回転手段によって回転させられる基板の表面へ吐出口から洗浄液を吐出する吐出ノズルと、
この吐出ノズルへ洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記吐出ノズルの吐出口を、その吐出口から基板の表面へ洗浄液を吐出させつつ基板の中心に対向する位置から基板の周縁に対向する位置まで走査するノズル移動手段と、
を備えた基板処理装置において、
噴出口が基板の中心部に対向する位置に停止した状態で、その噴出口から基板の中心部表面に向けて気体を吹き付ける気体噴出ノズルと、
この気体噴出ノズルへ気体を供給する気体供給手段と、
前記吐出ノズルの吐出口が基板の中心に対向する位置から基板の周縁に向かって移動を開始した直後であって、基板に乾燥領域が形成されるときの始点となる1つ目の乾燥コアが発生した後、2つ目の乾燥コアが発生する前に、前記気体噴出ノズルの噴出口から、前記1つ目の乾燥コアが発生している基板の中心部表面に向けて気体を吹き付けるように、前記気体供給手段を制御する制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とする基板処理装置。 Substrate holding means for holding the substrate in a horizontal position;
Substrate rotating means for rotating the substrate held by the substrate holding means around a vertical axis;
A discharge nozzle that discharges the cleaning liquid from a discharge port to the surface of the substrate held by the substrate holding unit and rotated by the substrate rotating unit;
Cleaning liquid supply means for supplying a cleaning liquid to the discharge nozzle;
A nozzle moving means for scanning the discharge port of the discharge nozzle from a position facing the center of the substrate to a position facing the peripheral edge of the substrate while discharging a cleaning liquid from the discharge port to the surface of the substrate;
In a substrate processing apparatus comprising:
A gas ejection nozzle that blows gas from the ejection port toward the center surface of the substrate in a state where the ejection port is stopped at a position facing the center of the substrate;
Gas supply means for supplying gas to the gas ejection nozzle;
Immediately after the discharge port of the discharge nozzle starts moving from the position facing the center of the substrate toward the periphery of the substrate, a first drying core serving as a starting point when a dry region is formed on the substrate is provided. After the generation, before the second dry core is generated, the gas is blown from the outlet of the gas ejection nozzle toward the center surface of the substrate where the first dry core is generated. Control means for controlling the gas supply means;
A substrate processing apparatus further comprising:
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