JP5139844B2 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、基板に対するリンス処理および乾燥処理のための基板処理装置および基板処理方法に関する。基板には、たとえば、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板等が含まれる。   The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for rinsing and drying a substrate. Examples of substrates include semiconductor substrates, glass substrates for liquid crystal display devices, glass substrates for plasma displays, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, and photomask substrates. Etc. are included.
たとえば、半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)の表面に対して処理液を用いた処理が行われる。この処理液を用いた処理の後には、ウエハの表面に付着している処理液を純水で洗い流すリンス処理が行われる。そして、リンス処理後には、ウエハの表面を乾燥させる乾燥処理が行われる。乾燥処理では、リンス処理後のウエハが高速回転されることにより、ウエハに付着している純水が振り切られて除去(乾燥)される。   For example, in a semiconductor device manufacturing process, processing using a processing liquid is performed on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”). After the processing using this processing liquid, a rinsing process is performed in which the processing liquid adhering to the wafer surface is washed away with pure water. Then, after the rinsing process, a drying process for drying the surface of the wafer is performed. In the drying process, the rinsed wafer is rotated at a high speed, so that pure water adhering to the wafer is shaken off and removed (dried).
ところが、このような乾燥処理の手法では、ウエハの表面に形成されている微細なトレンチや微細なパターン間に入り込んだ純水が振り切られず、そのトレンチやパターン間の底部に純水が残るおそれがある。
そのため、純水によるリンス処理が行われた後のウエハの表面に常温(約25℃)のIPA(イソプロピルアルコール)液を供給して、ウエハの表面のトレンチやパターン間に入り込んだ純水をIPA液と置換して、ウエハの表面を乾燥させる手法が提案されている。
特開平9−38595号公報
However, in such a drying method, pure water that has entered between the fine trenches and fine patterns formed on the surface of the wafer is not shaken off, and there is a possibility that pure water may remain at the bottom between the trenches and patterns. is there.
Therefore, an IPA (isopropyl alcohol) solution at room temperature (about 25 ° C.) is supplied to the surface of the wafer after being rinsed with pure water, and the pure water that has entered the trenches and patterns on the surface of the wafer is IPA. A method for drying the surface of a wafer by replacing it with a liquid has been proposed.
JP-A-9-38595
しかしながら、常温のIPA液は、微細なトレンチや微細なパターン間に入り込んだ純水と混ざりにくいため、従来の手法では、それらのトレンチやパターン間の底部に純水が残ることがあった。たとえば、パターン間の底部に純水が残ったままにされると、純水が蒸発する際に、純水が有する表面張力によって、パターンの倒壊を生じるおそれがある。
そこで、本発明の目的は、基板の表面からリンス液を良好に除去することができる、基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
However, since IPA liquid at room temperature is difficult to mix with pure water that has entered between fine trenches and fine patterns, pure water sometimes remains at the bottom between the trenches and patterns. For example, if pure water remains at the bottom between the patterns, the pattern may collapse due to the surface tension of the pure water when the pure water evaporates.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of satisfactorily removing the rinse liquid from the surface of the substrate.
前記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、基板を回転させながらその表面に薬液を供給することにより当該表面全域を前記薬液で処理する薬液処理工程と、前記基板を回転させながら前記表面にリンス液を供給することにより当該表面に付着した薬液を当該リンス液で洗い流すリンス工程と、前記リンス液が付着した前記基板を回転させながら前記リンス液よりも表面張力の低い常温の低表面張力液体を前記表面に供給する低表面張力液体供給工程と、前記低表面張力液体供給工程と並行して、前記基板の前記表面と反対側の裏面に前記低表面張力液体よりも高温の温水を供給することにより、前記基板の表面上で前記低表面張力液体を温度上昇させ、前記基板の前記表面に付着した前記リンス液を前記低表面張力液体で置換する供給工程と、前記低表面張力液体および前記温水の供給を停止した状態で前記基板を回転させることにより、前記表面に付着している前記低表面張力液体と前記裏面に付着している温水とを振り切って除去する振り切り工程とを含む、基板処理方法である。
この方法によれば、基板を回転させながら当該基板の表面にリンス液が供給され、基板の表面に対するリンス処理(基板の表面に付着した薬液をリンス液で洗い流す処理)が行われた後、基板を回転させながら、リンス液よりも表面張力の低い常温の低表面張力液体が基板の表面に供給される。また、低表面張力液体の供給と並行して、基板の表面と反対側の裏面に低表面張力液体よりも高温のが供給される。
The invention according to claim 1 for achieving the above object includes a chemical treatment process for treating the entire surface with the chemical solution by supplying the chemical solution to the surface of the substrate while rotating the substrate, and rotating the substrate. a rinsing step of washing away the chemical solution adhering to the surface in the rinsing liquid by supplying a rinse liquid to the surface, low ambient temperature of the low surface tension than the rinsing liquid while rotating the substrate on which the rinsing liquid is attached In parallel with the low surface tension liquid supply step for supplying the surface tension liquid to the surface and the low surface tension liquid supply step , hot water having a temperature higher than that of the low surface tension liquid is provided on the back surface of the substrate opposite to the surface. by supplying the on the surface of the substrate low surface tension liquid is raised temperature, replacing the rinsing liquid adhering to the surface of the substrate with the low surface tension liquid And water supplying step, the by rotating the substrate in a state of stopping the supply of the low surface tension liquid and the hot water, and hot water adhering to the back surface and the low surface tension liquid adhering to said surface The substrate processing method includes a swing-off step of removing the substrate by shaking it off .
According to this method, after the substrate is rotated , the rinsing liquid is supplied to the surface of the substrate, and after the rinsing process for the substrate surface (the process of washing away the chemical solution attached to the substrate surface with the rinsing liquid) is performed, the substrate , A low temperature surface tension liquid having a surface tension lower than that of the rinsing liquid is supplied to the surface of the substrate. In parallel with the supply of low surface tension liquids, temperature water of the hot it is supplied than the low surface tension liquid to the rear surface opposite to the surface of the substrate.
基板の裏面への温の供給により、基板を加温することができ、基板を介して、基板の表面に供給された常温の低表面張力液体を加温することができる。これにより、基板の表面上での低表面張力液体の温度を常温以上に上昇させることができ、基板の表面上のリンス液と低表面張力液体との置換効率を向上させることができる。その結果、基板の表面からリンス液を良好に除去することができる。 By the supply of hot water to the back surface of the substrate, the substrate can be heated, through the substrate, the low surface tension liquid at room temperature that is supplied to the surface of the substrate can be heated. As a result, the temperature of the low surface tension liquid on the surface of the substrate can be raised to room temperature or higher, and the replacement efficiency between the rinse liquid on the surface of the substrate and the low surface tension liquid can be improved. As a result, the rinse liquid can be satisfactorily removed from the surface of the substrate.
低表面張力液体の温度を上昇させる手法として、低表面張力液体を基板の表面への供給前にヒータなどにより加熱することが考えられる。しかしながら、加熱された低表面張力液体を基板に供給するためには、低表面張力液体を供給するための配管および/またはノズルなどに加熱機構を設ける必要が生じる。その結果、基板処理装置の構成が複雑になり、基板処理装置のコストの上昇を招く。また、ノズルに加熱機構が設けられていない場合、基板への低表面張力液体の供給が開始される時点で、ノズルに温度の低下した低表面張力液体が溜まっていると、その温度の低下した低表面張力液体が基板に供給されてしまう。温度の低下した低表面張力液体は、基板の表面上のリンス液との置換効率が良くないので、基板の表面からリンス液を除去するために、結果として、低表面張力液体の供給量の増大によるコストの上昇や、処理時間が長くなることによる装置のスループットの低下を引き起こす。これに対して、基板を介して低表面張力液体を加温する手法では、低表面張力液体の供給系の加熱機構が不要であるので、基板処理装置の構成の複雑化およびコストの上昇を招くおそれがない。   As a technique for increasing the temperature of the low surface tension liquid, it is conceivable to heat the low surface tension liquid with a heater or the like before supplying the low surface tension liquid to the surface of the substrate. However, in order to supply the heated low surface tension liquid to the substrate, it is necessary to provide a heating mechanism in a pipe and / or a nozzle for supplying the low surface tension liquid. As a result, the configuration of the substrate processing apparatus becomes complicated, and the cost of the substrate processing apparatus increases. In addition, when the nozzle is not provided with a heating mechanism, when the low surface tension liquid with a lowered temperature is accumulated in the nozzle at the time when the supply of the low surface tension liquid to the substrate is started, the temperature is lowered. A low surface tension liquid is supplied to the substrate. Low surface tension liquid with reduced temperature is not efficient in replacing the rinsing liquid on the surface of the substrate, so removing the rinsing liquid from the surface of the substrate results in an increase in the supply of low surface tension liquid Causes an increase in cost due to the increase in processing cost and a decrease in throughput of the apparatus due to a longer processing time. On the other hand, in the method of heating the low surface tension liquid through the substrate, the heating mechanism of the low surface tension liquid supply system is unnecessary, which causes a complicated configuration of the substrate processing apparatus and an increase in cost. There is no fear.
また、この発明では低表面張力液体を温度上昇させるための温調液として温水を用いているので、基板の表面に温水を供給するための供給系に腐食対策などを施す必要がない。そのため、より簡素な構成で、基板の表面からリンス液を良好に除去することができる。
請求項2に記載のように、前記温水供給工程では、前記基板の表面上で前記低表面張力液体をその沸点程度まで温度上昇させることが好ましい。
また、請求項3に記載のように、前記低表面張力液体は、IPA液であることが好ましい。
In the present invention, since warm water is used as the temperature adjusting liquid for raising the temperature of the low surface tension liquid, it is not necessary to take measures against corrosion or the like in the supply system for supplying the warm water to the surface of the substrate. Therefore, the rinsing liquid can be satisfactorily removed from the surface of the substrate with a simpler configuration.
According to a second aspect of the present invention, in the hot water supply step, it is preferable that the temperature of the low surface tension liquid is increased to the boiling point on the surface of the substrate.
Further, as described in claim 3, the low surface tension liquid is preferably an IPA liquid.
請求項に記載のように、前記低表面張力液体供給工程は、前記温供給工程の終了よりも後に終了されることが好ましい。
基板の裏面上に温が存在している状態で、基板の表面上から低表面張力液体がなくなると、基板の裏面上の温が基板の周端面を伝って表面の周縁部に回り込むおそれがある。温の供給終了後にも、基板の表面への低表面張力液体の供給が続けられることにより、温が基板の表面の周縁部に回り込むことを防止することができる。その結果、基板の表面の周縁部における温の蒸発に伴うパターン倒壊や温の乾燥跡の発生などを防止することができる。
As described in claim 4, wherein the low surface tension liquid supply step is preferably terminated after the completion of the hot water supplying step.
In a state where warm water on the back surface of the substrate is present, the low surface tension liquid is eliminated from the surface of the substrate, a possibility that temperature water on the back surface of the substrate from flowing to the peripheral portion of the surface along the peripheral edge surface of the substrate There is. Even after completion of the supply of warm water, by the supply of low surface tension liquid to the surface of the substrate is continued, the temperature water can be prevented from flowing in the peripheral portion of the surface of the substrate. As a result, it is possible to prevent a pattern collapse and drying traces of hot water occurs due to the evaporation of warm water in the peripheral portion of the surface of the substrate.
請求項に記載のように、前記温供給工程は、前記低表面張力液体供給工程の開始と同時に開始されてもよい。
この場合、基板の裏面に温が供給されている時間(温供給工程の時間)を基板の表面に低表面張力液体が供給されている時間(低表面張力液体供給工程の時間)以下にすることができる。その結果、処理全体に要する時間を短縮することができる。
As described in claim 5, wherein the temperature water supplying step, the start and the low surface tension liquid supply step may be started simultaneously.
In this case, (the time of the warm water supply step) time temperature water on the back surface of the substrate is supplied with low surface tension liquids are supplied time (low surface tension liquid supply process time) on the surface of the substrate below can do. As a result, the time required for the entire process can be shortened.
また、請求項に記載のように、前記温供給工程は、前記低表面張力液体供給工程の開始に先立って開始されてもよい。
この場合、基板の表面への低表面張力液体の供給開始に先立ち、基板を加温しておくことができる。これにより、低表面張力液体の供給開始直後から、基板の表面上において、低表面張力液体を加温することができ、低表面張力液体とリンス液との良好な置換を達成することができる。
Further, as described in claim 6, wherein the temperature water supplying step may be initiated prior to the start of the low surface tension liquid supplying step.
In this case, the substrate can be heated prior to the start of the supply of the low surface tension liquid to the surface of the substrate. Thereby, immediately after the supply of the low surface tension liquid is started, the low surface tension liquid can be heated on the surface of the substrate, and good replacement between the low surface tension liquid and the rinsing liquid can be achieved.
前記基板処理方法は、請求項に記載のように、前記低表面張力液体供給工程では、前記基板の前記表面上の空間をその周囲から遮断するための遮断板を前記基板の前記表面に対して近接する位置に対向配置させた状態で、前記基板の前記表面と前記遮断板との間に窒素ガス、IPAベーパまたはドライエアのいずれかの気体を供給する気体供給工程を実行することが好ましい。
遮断板が基板の表面に対して間隔を空けて対向配置された状態で、基板の表面と遮断板との間に気体が供給されることにより、その供給される気体が基板の表面と遮断板との間に充満する。基板の表面と遮断板との間を所定の気体で充満させることによって、基板の表面に不純物が付着したり、基板の表面に形成されている金属膜などが酸化されたりするのを防止することができる。
請求項8に記載のように、前記気体は、前記基板の前記表面と前記遮断板との間に供給される前に予め加温されていることが好ましい。
In the substrate processing method according to claim 7 , in the low surface tension liquid supply step, a blocking plate for blocking a space on the surface of the substrate from its surroundings is provided on the surface of the substrate. It is preferable to execute a gas supply step of supplying any one of nitrogen gas, IPA vapor, and dry air between the surface of the substrate and the blocking plate in a state of being opposed to each other at close positions .
The gas is supplied between the surface of the substrate and the shielding plate in a state where the shielding plate is opposed to the surface of the substrate with a space therebetween, so that the supplied gas is separated from the surface of the substrate and the shielding plate. Charge between. By filling the space between the surface of the substrate and the shielding plate with a predetermined gas, it is possible to prevent impurities from adhering to the surface of the substrate and oxidation of the metal film formed on the surface of the substrate. Can do.
Preferably, the gas is preheated before being supplied between the surface of the substrate and the blocking plate.
請求項に記載の発明は、基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段を回転させる回転手段と、前記基板保持手段に保持された基板の表面に薬液を供給する薬液供給手段と、前記基板保持手段に保持された前記基板の前記表面にリンス液を供給するリンス液供給手段と、前記基板保持手段に保持された前記基板の前記表面に前記リンス液よりも表面張力の低い常温の低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段と、前記基板の表面と反対側の裏面に前記低表面張力液体よりも高温の温水を供給する温供給手段と、前記回転手段、前記薬液供給手段、前記リンス液供給手段、前記低表面張力液体供給手段および前記温供給手段を制御することにより、前記基板を回転させながら前記表面に前記薬液を供給することにより当該表面全域を前記薬液で処理する薬液処理工程、前記基板を回転させながら前記表面にリンス液を供給することにより当該表面に付着した薬液を当該リンス液で洗い流すリンス工程、前記基板を回転させながら前記基板の前記裏面に前記温を供給させつつ、リンス液が付着した前記基板の前記表面に前記低表面張力液体を供給させる低表面張力液体・温水供給工程、ならびに前記低表面張力液体および前記温水の供給を停止した状態で前記基板を回転させることにより、前記表面に付着している前記低表面張力液体と前記裏面に付着している温水とを振り切って除去する振り切り工程を実行するための制御手段とを含む、基板処理装置である。 The invention according to claim 9 is a substrate holding means for holding a substrate, a rotating means for rotating the substrate holding means, a chemical solution supplying means for supplying a chemical solution to the surface of the substrate held by the substrate holding means, a rinse liquid supply means for supplying a rinse liquid to the surface of the substrate held by the substrate holding unit, the rinsing liquid low room temperature surface tension than the surface of the substrate held by the substrate holding means a low surface tension liquid supply means for supplying a low surface tension liquid, and hot water supply means for supplying a high-temperature hot water than the low surface tension liquid to the back surface of the surface opposite of the substrate, said rotating means, the chemical supply means, said rinsing liquid supply means, said by controlling the low surface tension liquid supply means and said hot water supply means, said by supplying the chemical solution to the surface while rotating the substrate Chemical treatment step of treating the surface throughout by the chemical, rinsing step of washing away the chemical solution adhering to the surface in the rinsing liquid by supplying a rinse liquid to the surface while rotating the substrate, wherein while rotating the substrate while supplying the hot water to the back surface of the substrate, low surface tension liquid hot water supplying step to supply said low surface tension liquid to the surface of the substrate which rinsing liquid is attached, and the low surface tension liquid and the hot water Control for executing a swing-off step of rotating and removing the low surface tension liquid adhering to the front surface and the hot water adhering to the rear surface by rotating the substrate in a state where the supply of water is stopped A substrate processing apparatus.
この構成により、請求項1に記載の基板処理方法を実施することができる。その結果、請求項1に関連して述べた効果と同様の効果を奏することができる。
請求項10に記載のように、前記温水供給手段は、前記基板の表面上で前記低表面張力液体をその沸点程度まで温度上昇させる温度の温水を供給することが好ましい。この構成により、請求項2に記載の基板処理方法を実施することができる。
請求項11に記載のように、前記低表面張力液体は、IPA液であることが好ましい。この構成により、請求項3に記載の基板処理方法を実施することができる。
請求項12に記載のように、前記制御手段は、前記低表面張力液体の供給を、前記温水の供給の終了よりも後に終了させることが好ましい。この構成により、請求項4に記載の基板処理方法を実施することができる。その結果、請求項4に関連して述べた効果と同様の効果を奏することができる。
請求項13に記載のように、前記制御手段は、前記温水の供給と前記低表面張力液体の供給と同時を開始させることが好ましい。この構成により、請求項5に記載の基板処理方法を実施することができる。その結果、請求項5に関連して述べた効果と同様の効果を奏することができる。
請求項14に記載のように、前記制御手段は、前記温水の供給を、前記低表面張力液体の供給に先立って開始させることが好ましい。この構成により、請求項6に記載の基板処理方法を実施することができる。その結果、請求項6に関連して述べた効果と同様の効果を奏することができる。
また、請求項15に記載の発明は、前記基板保持手段に保持された前記基板の前記表面に対して間隔を空けて対向配置され、前記基板の前記表面上の空間をその周囲から遮断するための遮断板と、前記基板の前記表面と前記遮断板との間に窒素ガス、IPAベーパまたはドライエアのいずれかの気体を供給するための気体供給手段とをさらにみ、前記制御手段は、前記遮断板および気体供給手段をさらに制御することにより、前記低表面張力液体・温水供給工程において、前記遮断板を前記基板の前記表面に対して近接する位置に対向配置させた状態で、前記基板の前記表面と前記遮断板との間に窒素ガス、IPAベーパまたはドライエアのいずれかの気体を供給する気体供給工程を実行する、請求項9〜14のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
With this configuration, the substrate processing method according to claim 1 can be performed. As a result, an effect similar to the effect described in relation to claim 1 can be obtained.
According to a tenth aspect of the present invention, the hot water supply means preferably supplies hot water having a temperature that raises the temperature of the low surface tension liquid to about the boiling point on the surface of the substrate. With this configuration, the substrate processing method according to claim 2 can be carried out.
As described in claim 11, the low surface tension liquid is preferably an IPA liquid. With this configuration, the substrate processing method according to claim 3 can be carried out.
According to a twelfth aspect of the present invention, it is preferable that the control means terminates the supply of the low surface tension liquid after the end of the supply of the hot water. With this configuration, the substrate processing method according to claim 4 can be carried out. As a result, an effect similar to the effect described in relation to claim 4 can be obtained.
According to a thirteenth aspect of the present invention, it is preferable that the control unit starts the supply of the warm water and the supply of the low surface tension liquid at the same time. With this configuration, the substrate processing method according to claim 5 can be carried out. As a result, an effect similar to the effect described in relation to claim 5 can be obtained.
According to a fourteenth aspect of the present invention, the control means preferably starts the supply of the hot water prior to the supply of the low surface tension liquid. With this configuration, the substrate processing method according to claim 6 can be carried out. As a result, an effect similar to the effect described in relation to claim 6 can be obtained.
According to a fifteenth aspect of the present invention, the substrate is held opposite to the surface of the substrate held by the substrate holding means with a space therebetween, and the space on the surface of the substrate is blocked from the surroundings. and blocking plate, nitrogen gas, and a gas supply means for supplying one of the gas of the IPA vapor or dry air further seen free between the surface of the substrate and the blocking plate, wherein, the By further controlling the blocking plate and the gas supply means, in the low surface tension liquid / warm water supplying step, the blocking plate is disposed opposite to the surface of the substrate in a position close to the surface of the substrate. performing nitrogen gas, a gas supply step of supplying one of the gas of the IPA vapor or dry air between the blocking plate and the surface, the substrate according to any one of claims 9 to 14 It is a management apparatus.
この構成により、請求項に記載の基板処理方法を実施することができる。その結果、請求項に関連して述べた効果と同様の効果を奏することができる。
請求項16に記載のように、前記基板処理装置は、前記気体を、前記基板の前記表面と前記遮断板との間に供給される前に予め加温する手段をさらに含むことが好ましい。この構成により、請求項8に記載の基板処理方法を実施することができる。
With this configuration, the substrate processing method according to claim 7 can be carried out. As a result, an effect similar to the effect described in relation to claim 7 can be obtained.
Preferably, the substrate processing apparatus further includes means for preheating the gas before being supplied between the surface of the substrate and the blocking plate. With this configuration, the substrate processing method according to claim 8 can be carried out.
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の図解的な側面図である。
基板処理装置1は、基板の一例としての半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)Wを1枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置1は、ウエハWをほぼ水平に保持するスピンチャック2と、スピンチャック2に保持されたウエハWの表面にリンス液の一例としての純水を供給するためのノズル3と、スピンチャック2に保持されたウエハWの表面に薬液を供給するための薬液ノズル33と、スピンチャック2に保持されたウエハWの表面付近の雰囲気をその周囲から遮断するための遮断板4とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic side view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
The substrate processing apparatus 1 is a single wafer type apparatus that processes semiconductor wafers (hereinafter simply referred to as “wafers”) W as an example of a substrate one by one. The substrate processing apparatus 1 includes a spin chuck 2 that holds a wafer W substantially horizontally, a nozzle 3 that supplies pure water as an example of a rinse liquid to the surface of the wafer W held by the spin chuck 2, and a spin chuck. 2 is provided with a chemical nozzle 33 for supplying a chemical liquid to the surface of the wafer W held by 2 and a blocking plate 4 for blocking the atmosphere near the surface of the wafer W held by the spin chuck 2 from its surroundings. Yes.
スピンチャック2は、ほぼ鉛直に延びるスピン軸5の上端に、円板状のスピンベース6がほぼ水平に取り付けられた構成を有している。スピンベース6の上面には、複数個の挟持部材7がスピン軸5の中心軸線を中心とする円周にほぼ等間隔で配置されている。複数個の挟持部材7は、ウエハWの端面を互いに異なる複数の位置で挟持することにより、そのウエハWをほぼ水平な姿勢で保持することができる。   The spin chuck 2 has a configuration in which a disk-shaped spin base 6 is mounted substantially horizontally on the upper end of a spin shaft 5 extending substantially vertically. On the upper surface of the spin base 6, a plurality of clamping members 7 are arranged at substantially equal intervals on a circumference centered on the central axis of the spin shaft 5. The plurality of clamping members 7 can hold the wafer W in a substantially horizontal posture by clamping the end face of the wafer W at a plurality of different positions.
スピン軸5には、モータ8が結合されている。モータ8が発生する回転力により、スピン軸5をその中心軸線まわりに回転させることができる。そして、複数の挟持部材7によってウエハWを保持した状態で、スピン軸5を回転させることにより、ウエハWをスピンベース6とともに回転させることができる。
また、スピン軸5は、中空に形成されている。スピン軸5の内部には、温調液流通管9が挿通されている。温調液流通管9には、温水供給管32が接続されている。この温水供給管32を通して、温調液の一例としての約80℃の温水が温調液流通管9に供給されるようになっている。温水供給管32の途中部には、温水バルブ10が介装されている。また、温調液流通管9は、スピンチャック2(複数個の挟持部材7)に保持されたウエハWの裏面(下面)中央に近接する位置まで延びていて、その先端には、温調液流通管9に供給される温水を吐出する裏面ノズル11が設けられている。裏面ノズル11から吐出される温水は、たとえば、スピンチャック2に保持されたウエハWの裏面中央に対してほぼ垂直に入射する。
A motor 8 is coupled to the spin shaft 5. The spin shaft 5 can be rotated about its central axis by the rotational force generated by the motor 8. Then, the wafer W can be rotated together with the spin base 6 by rotating the spin shaft 5 while the wafer W is held by the plurality of clamping members 7.
The spin shaft 5 is formed hollow. A temperature adjusting liquid circulation pipe 9 is inserted into the spin shaft 5. A hot water supply pipe 32 is connected to the temperature adjusting liquid circulation pipe 9. Through this hot water supply pipe 32, hot water of about 80 ° C. as an example of the temperature adjustment liquid is supplied to the temperature adjustment liquid circulation pipe 9. A warm water valve 10 is interposed in the middle of the warm water supply pipe 32. The temperature adjusting liquid circulation tube 9 extends to a position close to the center of the back surface (lower surface) of the wafer W held by the spin chuck 2 (the plurality of clamping members 7), A back nozzle 11 that discharges hot water supplied to the flow pipe 9 is provided. The hot water discharged from the back surface nozzle 11 is incident substantially perpendicular to the center of the back surface of the wafer W held by the spin chuck 2, for example.
なお、温水は、基板処理装置1と別置された温水生成キャビネットにおいて、純水を加熱することにより生成され、この温水生成キャビネットから温水供給管32に供給されてもよいし、基板処理装置1が設置される工場に温水が流通する温水ラインが設けられている場合には、その温水ラインから温水供給管32に供給されてもよい。
ノズル3は、スピンチャック2の上方に設けられたアーム12の先端に取り付けられている。アーム12は、スピンチャック2の側方でほぼ鉛直に延びたアーム支持軸13に支持されており、このアーム支持軸13からほぼ水平に延びている。アーム支持軸13には、アーム駆動機構14が結合されている。アーム駆動機構14からアーム支持軸13に駆動力を入力して、アーム支持軸13を所定角度範囲内で回動させることにより、アーム12を所定角度範囲内で揺動させることができるようになっている。
The hot water may be generated by heating pure water in a hot water generation cabinet separately provided from the substrate processing apparatus 1, and supplied from the hot water generation cabinet to the hot water supply pipe 32, or the substrate processing apparatus 1. May be supplied to the hot water supply pipe 32 from the hot water line.
The nozzle 3 is attached to the tip of an arm 12 provided above the spin chuck 2. The arm 12 is supported by an arm support shaft 13 extending substantially vertically on the side of the spin chuck 2, and extends substantially horizontally from the arm support shaft 13. An arm drive mechanism 14 is coupled to the arm support shaft 13. By inputting a driving force from the arm drive mechanism 14 to the arm support shaft 13 and rotating the arm support shaft 13 within a predetermined angle range, the arm 12 can be swung within the predetermined angle range. ing.
ノズル3には、純水供給管15が接続されている。純水供給管15の途中部には、純水バルブ16が介装されている。純水バルブ16が開かれると、純水供給管15からノズル3に純水が供給される。
薬液ノズル33は、スピンチャック2の上方で、吐出口をウエハWの回転中心に向けて配置されている。薬液ノズル33には、薬液供給管34が接続されている。薬液供給管34の途中部には、薬液バルブ35が介装されている。薬液バルブ35が開かれると、薬液供給管34から薬液ノズル33に薬液が供給される。
A pure water supply pipe 15 is connected to the nozzle 3. A pure water valve 16 is interposed in the middle of the pure water supply pipe 15. When the pure water valve 16 is opened, pure water is supplied from the pure water supply pipe 15 to the nozzle 3.
The chemical nozzle 33 is disposed above the spin chuck 2 with the discharge port facing the rotation center of the wafer W. A chemical solution supply pipe 34 is connected to the chemical solution nozzle 33. A chemical liquid valve 35 is interposed in the middle of the chemical liquid supply pipe 34. When the chemical liquid valve 35 is opened, the chemical liquid is supplied from the chemical liquid supply pipe 34 to the chemical liquid nozzle 33.
遮断板4は、ウエハWとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板状に形成され、スピンチャック2の上方でほぼ水平に配置されている。遮断板4の上面には、スピンチャック2のスピン軸5と共通の鉛直軸線を中心とする回転軸17が固定されている。回転軸17は、中空に形成されている。回転軸17の内部には、低表面張力液体流通管18が挿通されている。   The blocking plate 4 is formed in a disc shape having a diameter substantially equal to or larger than that of the wafer W, and is disposed substantially horizontally above the spin chuck 2. On the upper surface of the blocking plate 4, a rotating shaft 17 centering on a vertical axis common to the spin shaft 5 of the spin chuck 2 is fixed. The rotating shaft 17 is hollow. A low surface tension liquid circulation pipe 18 is inserted into the rotary shaft 17.
低表面張力液体流通管18には、IPA供給管19が接続されている。このIPA供給管19を通して、低表面張力液体の一例としての常温(約25℃)のIPA(イソプロピルアルコール)液が低表面張力液体流通管18に供給されるようになっている。IPA供給管19の途中部には、IPAバルブ20が介装されている。また、低表面張力液体流通管18は、遮断板4の下面にまで延びており、その先端は、IPA液を吐出するためのIPAノズル21を形成している。   An IPA supply pipe 19 is connected to the low surface tension liquid circulation pipe 18. Through this IPA supply pipe 19, a normal temperature (about 25 ° C.) IPA (isopropyl alcohol) liquid as an example of a low surface tension liquid is supplied to the low surface tension liquid circulation pipe 18. An IPA valve 20 is interposed in the middle of the IPA supply pipe 19. Further, the low surface tension liquid circulation pipe 18 extends to the lower surface of the blocking plate 4, and the tip thereof forms an IPA nozzle 21 for discharging the IPA liquid.
また、回転軸17の内壁面と低表面張力液体流通管18との間は、窒素ガスが流通する窒素ガス流通路22を形成している。窒素ガス流通路22には、窒素ガス供給管23が接続されている。この窒素ガス供給管23を通して、図示しない供給源からの窒素ガスが窒素ガス流通路22に供給されるようになっている。窒素ガス供給管23の途中部には、窒素ガスバルブ24が介装されている。窒素ガス流通路22は、遮断板4の下面において、IPAノズル21の周囲で環状に開口して、窒素ガスを吐出するための窒素ガス吐出口25を形成している。   Further, a nitrogen gas flow passage 22 through which nitrogen gas flows is formed between the inner wall surface of the rotating shaft 17 and the low surface tension liquid circulation pipe 18. A nitrogen gas supply pipe 23 is connected to the nitrogen gas flow passage 22. Through this nitrogen gas supply pipe 23, nitrogen gas from a supply source (not shown) is supplied to the nitrogen gas flow passage 22. A nitrogen gas valve 24 is interposed in the middle of the nitrogen gas supply pipe 23. The nitrogen gas flow passage 22 is annularly opened around the IPA nozzle 21 on the lower surface of the blocking plate 4 to form a nitrogen gas discharge port 25 for discharging nitrogen gas.
回転軸17は、ほぼ水平に延びたアーム26の先端付近から垂下した状態に取り付けられている。そして、このアーム26には、遮断板4をスピンチャック2の上方に大きく離間した位置(図1に実線で示す位置)とスピンチャック2に保持されたウエハWの表面に微小な間隔を隔てて近接する位置(図1)に破線で示す位置)との間で昇降させるための遮断板昇降駆動機構27が結合されている。さらに、アーム26に関連して、遮断板4をスピンチャック2によるウエハWの回転にほぼ同期させて回転させるための遮断板回転駆動機構28が設けられている。   The rotating shaft 17 is attached in a state of hanging from the vicinity of the tip of an arm 26 extending substantially horizontally. The arm 26 is separated from the position where the blocking plate 4 is largely separated above the spin chuck 2 (position indicated by a solid line in FIG. 1) and the surface of the wafer W held by the spin chuck 2 with a small gap. A blocking plate raising / lowering drive mechanism 27 for moving up and down between the adjacent positions (positions indicated by broken lines) is coupled. Further, in connection with the arm 26, a blocking plate rotation drive mechanism 28 is provided for rotating the blocking plate 4 in synchronization with the rotation of the wafer W by the spin chuck 2.
また、スピンチャック2は、有底円筒容器状のカップ29に収容されている。カップ29の底部には、廃液ライン30が接続されている。この廃液ライン30を介して、カップ29の底部に集められた液体(純水、温水およびIPA液)を廃棄することができる。
図2は、基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
基板処理装置1は、たとえば、マイクロコンピュータで構成される制御部31を備えている。マイクロコンピュータには、CPU、RAMおよびROMなどが含まれる。
The spin chuck 2 is housed in a cup 29 having a bottomed cylindrical container shape. A waste liquid line 30 is connected to the bottom of the cup 29. The liquid (pure water, hot water, and IPA liquid) collected at the bottom of the cup 29 can be discarded via the waste liquid line 30.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the substrate processing apparatus.
The substrate processing apparatus 1 includes a control unit 31 configured with, for example, a microcomputer. The microcomputer includes a CPU, RAM, ROM, and the like.
制御部31は、予め定められたプログラムに従って、モータ8、アーム駆動機構14、遮断板昇降駆動機構27および遮断板回転駆動機構28の駆動を制御し、IPAバルブ20、窒素ガスバルブ24、純水バルブ16、薬液バルブ35および温水バルブ10の開閉を制御する。
図3は、基板処理装置における処理を説明するためのタイミングチャートである。
The control unit 31 controls the driving of the motor 8, the arm drive mechanism 14, the shield plate lifting / lowering drive mechanism 27, and the shield plate rotation drive mechanism 28 according to a predetermined program, and the IPA valve 20, the nitrogen gas valve 24, and the pure water valve. 16. Opening / closing of the chemical liquid valve 35 and the hot water valve 10 is controlled.
FIG. 3 is a timing chart for explaining processing in the substrate processing apparatus.
まず、図示しない搬送ハンドにより、基板処理装置1内に未処理のウエハWが搬入され、スピンチャック2に受け渡される。このとき、遮断板3は、ウエハWの搬入の妨げにならないように、スピンチャック2の上方に大きく離間した位置に退避されている。また、ノズル3(アーム12)は、ウエハWの搬入の妨げにならないように、スピンチャック2の上方から退避されている。   First, an unprocessed wafer W is loaded into the substrate processing apparatus 1 by a transfer hand (not shown) and delivered to the spin chuck 2. At this time, the blocking plate 3 is retracted to a position far above the spin chuck 2 so as not to hinder the loading of the wafer W. Further, the nozzle 3 (arm 12) is retracted from above the spin chuck 2 so as not to hinder the loading of the wafer W.
スピンチャック2にウエハWが保持されると、モータ8が駆動されて、ウエハWの回転が開始される。ウエハWの回転速度は、たとえば、1000rpmである。
そして、薬液バルブ35が開かれて、薬液ノズル33から回転中のウエハWの表面の中央に向けて、薬液が供給される。薬液としては、たとえば、ふっ酸が供給される。ウエハWの表面中央に供給された薬液は、ウエハWの回転による遠心力によってウエハWの周縁部に拡がり、ウエハWの表面の全域に供給される。その結果、ウエハWの表面全域が薬液により処理(ふっ酸により洗浄)される(薬液処理)。ウエハWの表面に薬液が所定時間にわたって供給されると、薬液バルブ35が閉じられて、薬液処理が終了する。次に、アーム駆動機構14の駆動が制御されて、ノズル3がスピンチャック2に保持されたウエハWの上方に配置される。
When the wafer W is held on the spin chuck 2, the motor 8 is driven to start the rotation of the wafer W. The rotation speed of the wafer W is 1000 rpm, for example.
Then, the chemical liquid valve 35 is opened, and the chemical liquid is supplied from the chemical liquid nozzle 33 toward the center of the surface of the rotating wafer W. For example, hydrofluoric acid is supplied as the chemical solution. The chemical solution supplied to the center of the surface of the wafer W spreads around the periphery of the wafer W due to the centrifugal force generated by the rotation of the wafer W, and is supplied to the entire surface of the wafer W. As a result, the entire surface of the wafer W is treated with a chemical solution (cleaned with hydrofluoric acid) (chemical solution treatment). When the chemical liquid is supplied to the surface of the wafer W over a predetermined time, the chemical liquid valve 35 is closed and the chemical liquid processing is completed. Next, the drive of the arm drive mechanism 14 is controlled, and the nozzle 3 is disposed above the wafer W held by the spin chuck 2.
そして、純水バルブ16が開かれて、スピンチャック2によりウエハWが回転されつつ、そのウエハWの表面にノズル3から純水が供給される。また、純水の供給時には、アーム12が所定の角度範囲内で揺動される。これにより、ウエハWの表面における純水の着液位置が、ウエハWの回転中心からウエハWの周縁部に至る範囲内を円弧状の軌跡を描きつつ移動する。その結果、純水がウエハWの表面の全域にむらなく供給され、ウエハWの表面に付着している薬液が純水で洗い流される(リンス処理)。   Then, the pure water valve 16 is opened, and pure water is supplied from the nozzle 3 to the surface of the wafer W while the wafer W is rotated by the spin chuck 2. Further, when supplying pure water, the arm 12 is swung within a predetermined angle range. As a result, the pure water landing position on the surface of the wafer W moves within a range extending from the rotation center of the wafer W to the peripheral edge of the wafer W while drawing an arc-shaped locus. As a result, pure water is supplied uniformly over the entire surface of the wafer W, and the chemical solution adhering to the surface of the wafer W is washed away with pure water (rinse treatment).
ウエハWの表面に供給された純水は、ウエハWの回転による遠心力によって、ウエハWの周縁から側方へ飛散する。ウエハWから飛散した純水は、カップ29の底部に集められ、廃液ライン30を介して廃棄される。
なお、純水の供給時に、ノズル3がウエハWの回転中心からウエハWの周縁部に移動せずに、ノズル3がウエハWの上方に固定された状態でウエハWに純水を供給してもよい。
The pure water supplied to the surface of the wafer W is scattered from the periphery of the wafer W to the side by the centrifugal force generated by the rotation of the wafer W. The pure water scattered from the wafer W is collected at the bottom of the cup 29 and discarded via the waste liquid line 30.
When supplying pure water, the nozzle 3 is not moved from the rotation center of the wafer W to the peripheral edge of the wafer W, and the pure water is supplied to the wafer W while the nozzle 3 is fixed above the wafer W. Also good.
純水バルブ16が開かれてから予め定める時間が経過すると、純水バルブ16が閉じられる(時刻T1)。そして、アーム駆動機構14の駆動が制御されて、ノズル3(アーム12)がスピンチャック2の上方から退避される。
次いで、ウエハWを乾燥させるための乾燥処理が行われる。まず、遮断板昇降駆動機構27の駆動が制御されて、遮断板4がウエハWの表面に近接する位置に下降される(時刻T2)。そして、遮断板回転駆動機構28の駆動が制御されて、遮断板4がウエハWと同方向に同じ回転速度で回転される。その一方で、窒素ガスバルブ24が開かれて、窒素ガス吐出口25からウエハW(の表面)と遮断板4との間に窒素ガスが供給される(時刻T2)。また、IPAバルブ20が開かれて、IPAノズル21からウエハWの表面にIPA液が供給される(時刻T2)。また、温水バルブ10が開かれて、裏面ノズル11からウエハWの裏面に温水が供給される(時刻T2)。
When a predetermined time elapses after the pure water valve 16 is opened, the pure water valve 16 is closed (time T1). Then, the drive of the arm drive mechanism 14 is controlled, and the nozzle 3 (arm 12) is retracted from above the spin chuck 2.
Next, a drying process for drying the wafer W is performed. First, the drive of the shield plate lifting / lowering drive mechanism 27 is controlled, and the shield plate 4 is lowered to a position close to the surface of the wafer W (time T2). Then, the drive of the shield plate rotation drive mechanism 28 is controlled, and the shield plate 4 is rotated in the same direction as the wafer W at the same rotational speed. On the other hand, the nitrogen gas valve 24 is opened, and nitrogen gas is supplied between the wafer W (the surface thereof) and the blocking plate 4 from the nitrogen gas discharge port 25 (time T2). Further, the IPA valve 20 is opened, and the IPA liquid is supplied from the IPA nozzle 21 to the surface of the wafer W (time T2). Further, the hot water valve 10 is opened, and hot water is supplied from the back surface nozzle 11 to the back surface of the wafer W (time T2).
ウエハWの裏面への温水の供給により、ウエハWが加温される。この加温されたウエハWの表面にIPA液が供給されることにより、IPA液は、ウエハWを介して加温される。これにより、ウエハWの表面上でのIPA液の温度がIPAの沸点(約82.5℃)程度まで上昇し、ウエハWの表面上の純水がIPA液と良好に置換される。
また、ウエハWの表面にIPA液が供給されている間、ウエハWは、予め定める回転速度(たとえば、1000rpm)で回転されている。これにより、IPA液がウエハWの表面の全域にむらなく行き渡り、ウエハWの表面の全域において、純水とIPA液との良好な置換が達成される。
The wafer W is heated by supplying hot water to the back surface of the wafer W. When the IPA liquid is supplied to the heated surface of the wafer W, the IPA liquid is heated through the wafer W. As a result, the temperature of the IPA liquid on the surface of the wafer W rises to about the boiling point of IPA (about 82.5 ° C.), and the pure water on the surface of the wafer W is satisfactorily replaced with the IPA liquid.
Further, while the IPA liquid is supplied to the surface of the wafer W, the wafer W is rotated at a predetermined rotation speed (for example, 1000 rpm). As a result, the IPA liquid spreads uniformly over the entire surface of the wafer W, and good replacement of pure water with the IPA liquid is achieved over the entire surface of the wafer W.
温水バルブ10が開かれてから予め定める時間が経過すると、温水バルブ10が閉じられる(時刻T3)。温水バルブ10が閉じられた後も、ウエハWの表面へのIPA液の供給は継続されている。そのため、ウエハWの裏面への温水の供給停止後に、ウエハWの裏面に残留する温水が周端面を伝って表面の周縁部に回り込むことを防止することができる。その結果、基板の表面の周縁部における温水の蒸発に伴うパターン倒壊や温水の乾燥跡の発生などを防止することができる。   When a predetermined time elapses after the hot water valve 10 is opened, the hot water valve 10 is closed (time T3). Even after the hot water valve 10 is closed, the supply of the IPA liquid to the surface of the wafer W is continued. Therefore, after the supply of hot water to the back surface of the wafer W is stopped, it is possible to prevent the warm water remaining on the back surface of the wafer W from flowing around the peripheral end surface to the peripheral portion of the surface. As a result, it is possible to prevent the pattern collapse accompanying the evaporation of the hot water at the peripheral edge of the surface of the substrate and the generation of the dry trace of the hot water.
温水バルブ10が閉じられてから予め定める時間が経過すると、IPAバルブ20が閉じられる(T4)。そして、モータ8の駆動が制御されて、ウエハWの回転速度が予め定める回転速度(たとえば、3000rpm)に上げられる。これにより、ウエハWの表面に付着しているIPA液およびウエハWの裏面に付着している温水が遠心力により振り切られて除去される。ウエハWから除去されたIPA液および温水は、カップ29の底部に集められ、廃液ライン30を介して廃棄される。   When a predetermined time elapses after the hot water valve 10 is closed, the IPA valve 20 is closed (T4). Then, the drive of the motor 8 is controlled, and the rotation speed of the wafer W is increased to a predetermined rotation speed (for example, 3000 rpm). As a result, the IPA liquid adhering to the front surface of the wafer W and the hot water adhering to the back surface of the wafer W are spun off by the centrifugal force and removed. The IPA liquid and hot water removed from the wafer W are collected at the bottom of the cup 29 and discarded via the waste liquid line 30.
IPAの供給停止から予め定める時間が経過すると、窒素ガスバルブ24が閉じられる(時刻T5)。また、モータ8の駆動が停止されて、ウエハWの回転が停止される(時刻T5)。さらに、遮断板昇降駆動機構27の駆動が制御されて、遮断板4がウエハWの表面に近接する位置からスピンチャック2の上方に大きく離間した位置に上昇される(時刻T5)。これにより、ウエハWに対するリンス処理および乾燥処理が終了する。そして、ウエハWは、図示しない搬送ハンドによって、基板処理装置1から搬出される。   When a predetermined time elapses after the supply of IPA is stopped, the nitrogen gas valve 24 is closed (time T5). Further, the driving of the motor 8 is stopped, and the rotation of the wafer W is stopped (time T5). Further, the drive of the shield plate lifting / lowering drive mechanism 27 is controlled, and the shield plate 4 is raised from a position close to the surface of the wafer W to a position far apart above the spin chuck 2 (time T5). Thereby, the rinsing process and the drying process for the wafer W are completed. Then, the wafer W is unloaded from the substrate processing apparatus 1 by a transfer hand (not shown).
以上のように、ウエハWの表面に純水が供給され、ウエハWの表面に対するリンス処理(ウエハWの表面を純水で洗い流す処理)が行われた後、純水よりも表面張力の低いIPA液がウエハWの表面に供給される。また、IPA液の供給と並行して、ウエハWの表面と反対側の裏面に温水が供給される。
ウエハWの裏面への温水の供給により、ウエハWを加温することができ、ウエハWを介して、ウエハWの表面に供給されたIPA液を加温することができる。これにより、ウエハWの表面上でのIPA液の温度を常温以上に上昇させることができ、ウエハWの表面上の純水とIPA液との置換効率を向上させることができる。その結果、ウエハWの表面から純水を良好に除去することができる。
As described above, after pure water is supplied to the surface of the wafer W and rinse processing is performed on the surface of the wafer W (processing to wash the surface of the wafer W with pure water), IPA having a surface tension lower than that of pure water. The liquid is supplied to the surface of the wafer W. In parallel with the supply of the IPA liquid, hot water is supplied to the back surface opposite to the front surface of the wafer W.
By supplying hot water to the back surface of the wafer W, the wafer W can be heated, and the IPA liquid supplied to the surface of the wafer W via the wafer W can be heated. Thereby, the temperature of the IPA liquid on the surface of the wafer W can be raised to room temperature or higher, and the replacement efficiency between the pure water and the IPA liquid on the surface of the wafer W can be improved. As a result, pure water can be removed well from the surface of the wafer W.
また、ウエハWを介してIPA液を加温するため、IPA液をウエハWの表面への供給前に加熱する構成と異なり、IPA液の供給系に加熱機構を設ける必要がない。よって、基板処理装置1の構成の複雑化およびコストの上昇を招くおそれがない。
また、温調液として温水を用いているので、ウエハWの表面に温水を供給するための供給系に腐食対策などを施す必要がない。そのため、より簡素な構成で、ウエハWの表面から純水を良好に除去することができる。
Further, since the IPA liquid is heated through the wafer W, unlike the configuration in which the IPA liquid is heated before being supplied to the surface of the wafer W, it is not necessary to provide a heating mechanism in the IPA liquid supply system. Therefore, there is no possibility that the configuration of the substrate processing apparatus 1 is complicated and the cost is increased.
Further, since warm water is used as the temperature adjusting liquid, it is not necessary to take countermeasures against corrosion or the like in the supply system for supplying warm water to the surface of the wafer W. Therefore, pure water can be satisfactorily removed from the surface of the wafer W with a simpler configuration.
また、ウエハWへの温水の供給終了後に、ウエハWの表面へのIPA液の供給が続けられることにより、温水供給停止後にウエハWの裏面に残留する温水がウエハWの表面の周縁部に回り込むことを防止することができる。その結果、ウエハWの表面の周縁部における温水の蒸発に伴うパターン倒壊や温水の乾燥跡の発生などを防止することができる。
また、ウエハWの裏面への温水の供給は、ウエハWの表面へのIPA液の供給開始と同時に開始される。そのため、ウエハWの裏面に温水が供給されている時間をウエハWの表面にIPA液が供給されている時間以下にすることができる。その結果、処理全体に要する時間を短縮することができる。
Further, the supply of the IPA liquid to the surface of the wafer W is continued after the supply of the warm water to the wafer W is completed, so that the warm water remaining on the back surface of the wafer W after the supply of the warm water wraps around the peripheral portion of the surface of the wafer W. This can be prevented. As a result, it is possible to prevent the pattern collapse accompanying the evaporation of the hot water at the peripheral edge of the surface of the wafer W, the generation of dry marks of the hot water, and the like.
The supply of hot water to the back surface of the wafer W is started simultaneously with the start of the supply of the IPA liquid to the front surface of the wafer W. Therefore, the time during which the hot water is supplied to the back surface of the wafer W can be made shorter than the time during which the IPA liquid is supplied to the front surface of the wafer W. As a result, the time required for the entire process can be shortened.
また、遮断板4がウエハWの表面に対して間隔を空けて対向配置された状態で、ウエハWの表面と遮断板4との間に窒素ガスが供給されることにより、その窒素ガスがウエハWの表面と遮断板4との間に充満する。ウエハWの表面と遮断板4との間を窒素ガスで充満させることによって、ウエハWの表面に不純物が付着したり、ウエハWの表面に形成されている金属膜などが酸化されたりするのを防止することができる。   Further, nitrogen gas is supplied between the surface of the wafer W and the shielding plate 4 in a state where the shielding plate 4 is opposed to the surface of the wafer W with a space therebetween, whereby the nitrogen gas is converted into the wafer. It fills between the surface of W and the shielding plate 4. By filling the space between the surface of the wafer W and the shielding plate 4 with nitrogen gas, impurities adhere to the surface of the wafer W, and metal films and the like formed on the surface of the wafer W are oxidized. Can be prevented.
なお、前述の実施形態では、温水の供給開始とIPAの供給開始とは、同じタイミング(時刻T2)で行われたが、純水の供給停止(時刻T1)後、IPAの供給開始(時刻T2)に先立って、温水の供給が開始(図3に破線で示す時刻T6)されてもよい。この場合、ウエハWの表面へのIPA液の供給開始(時刻T2)に先立ち、ウエハWを加温しておくことができる。これにより、IPA液の供給開始直後から、ウエハWの表面上において、IPA液を加温することができ、IPA液と純水との良好な置換を達成することができる。   In the above-described embodiment, the hot water supply start and the IPA supply start are performed at the same timing (time T2). However, after the pure water supply stop (time T1), the IPA supply start (time T2) is performed. ), The supply of hot water may be started (time T6 indicated by a broken line in FIG. 3). In this case, the wafer W can be heated prior to the start of supply of the IPA liquid to the surface of the wafer W (time T2). As a result, the IPA liquid can be heated on the surface of the wafer W immediately after the start of the supply of the IPA liquid, and good replacement between the IPA liquid and pure water can be achieved.
また、ウエハWの表面と遮断板4との間に窒素ガスが供給されるとしたが、ウエハWの表面と遮断板4との間に、窒素ガスに代えて、IPAベーパ(IPA蒸気)またはドライエア(水分が除去された空気)が供給されてもよい Further, it is assumed that nitrogen gas is supplied between the surface of the wafer W and the shielding plate 4, but instead of nitrogen gas between the surface of the wafer W and the shielding plate 4, IPA vapor (IPA vapor) or Dry air (air from which moisture has been removed) may be supplied .
また、窒素ガスは、ウエハWの表面と遮断板4との間への供給前に、適当な温度に加温されていてもよい。これにより、IPA液の温度が、窒素ガスによって下げられることを防止することができる。
なお、上記の実施形態において、低表面張力液体の一例として、IPA液を例示したが、低表面張力液体としては、IPA、HFE(ハイドロフロロエーテル)、メタノール、エタノール、アセトンおよびTrans-1,2ジクロロエチレンのうちの少なくとも1つを含む液を用いることができる。また、低表面張力液体としては、単体成分のみからなる場合だけでなく、他の成分と混合した液体であってもよい。たとえば、IPA液と純水の混合液であってもよいし、IPA液とHFEの混合液であってもよい。
Further, the nitrogen gas may be heated to an appropriate temperature before being supplied between the surface of the wafer W and the shielding plate 4. Thereby, it is possible to prevent the temperature of the IPA liquid from being lowered by the nitrogen gas.
In the above embodiment, the IPA liquid is exemplified as an example of the low surface tension liquid. However, as the low surface tension liquid, IPA, HFE (hydrofluoroether), methanol, ethanol, acetone, and Trans-1,2 A liquid containing at least one of dichloroethylene can be used. The low surface tension liquid is not limited to a single component, but may be a liquid mixed with other components. For example, a mixed liquid of IPA liquid and pure water may be used, or a mixed liquid of IPA liquid and HFE may be used.
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の図解的な側面図である。1 is a schematic side view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of a substrate processing apparatus. 基板処理装置におけるリンス処理および乾燥処理を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the rinse process and drying process in a substrate processing apparatus.
符号の説明Explanation of symbols
1 基板処理装置
2 スピンチャック(基板保持手段)
4 遮断板
9 温調液流通管(温調液供給手段)
10 温水バルブ(温調液供給手段)
15 供給管(リンス液供給手段)
16 純水バルブ(リンス液供給手段)
18 低表面張力液体流通管(低表面張力液体供給手段)
19 IPA供給管(低表面張力液体供給手段)
20 IPAバルブ(低表面張力液体供給手段)
21 IPAノズル(低表面張力液体供給手段)
22 窒素ガス流通路(気体供給手段)
23 窒素ガス供給管(気体供給手段)
24 窒素ガスバルブ(気体供給手段)
25 窒素ガス吐出口(気体供給手段)
31 制御部
W ウエハ(基板)
1. Substrate processing apparatus 2. Spin chuck (substrate holding means)
4 Blocking plate 9 Temperature control fluid distribution pipe (temperature control fluid supply means)
10 Hot water valve (Temperature adjustment liquid supply means)
15 Supply pipe (rinsing liquid supply means)
16 Pure water valve (Rinse solution supply means)
18 Low surface tension liquid circulation pipe (Low surface tension liquid supply means)
19 IPA supply pipe (low surface tension liquid supply means)
20 IPA valve (low surface tension liquid supply means)
21 IPA nozzle (low surface tension liquid supply means)
22 Nitrogen gas flow passage (gas supply means)
23 Nitrogen gas supply pipe (gas supply means)
24 Nitrogen gas valve (gas supply means)
25 Nitrogen gas outlet (gas supply means)
31 Control Unit W Wafer (Substrate)

Claims (16)

  1. 基板を回転させながらその表面に薬液を供給することにより当該表面全域を前記薬液で処理する薬液処理工程と、
    前記基板を回転させながら前記表面にリンス液を供給することにより当該表面に付着した薬液を当該リンス液で洗い流すリンス工程と、
    前記リンス液が付着した前記基板を回転させながら前記リンス液よりも表面張力の低い常温の低表面張力液体を前記表面に供給する低表面張力液体供給工程と、
    前記低表面張力液体供給工程と並行して、前記基板の前記表面と反対側の裏面に前記低表面張力液体よりも高温の温水を供給することにより、前記基板の表面上で前記低表面張力液体を温度上昇させ、前記基板の前記表面に付着した前記リンス液を前記低表面張力液体で置換する供給工程と
    前記低表面張力液体および前記温水の供給を停止した状態で前記基板を回転させることにより、前記表面に付着している前記低表面張力液体と前記裏面に付着している温水とを振り切って除去する振り切り工程と
    を含む、基板処理方法。
    A chemical treatment process for treating the entire surface with the chemical solution by supplying the chemical solution to the surface while rotating the substrate;
    A rinsing step of rinsing the chemical solution adhering to the surface with the rinsing liquid by supplying the rinsing liquid to the surface while rotating the substrate;
    A low surface tension liquid supplying step of supplying a low surface tension liquid at room temperature lower surface tension than the rinsing liquid while rotating the substrate on which the rinsing liquid is adhered to said surface,
    In parallel with the low surface tension liquid supply step , hot water having a temperature higher than that of the low surface tension liquid is supplied to the back surface opposite to the front surface of the substrate, whereby the low surface tension liquid is formed on the surface of the substrate. the elevated temperature, and the hot water supplying step of replacing the rinsing liquid adhering to the surface of the low surface tension liquid in the substrate,
    By rotating the substrate in a state where supply of the low surface tension liquid and the hot water is stopped, the low surface tension liquid adhering to the surface and the hot water adhering to the back surface are removed by shaking. A substrate processing method including a swing-off step .
  2. 前記温水供給工程では、前記基板の表面上で前記低表面張力液体をその沸点程度まで温度上昇させる、請求項1に記載の基板処理方法。  The substrate processing method according to claim 1, wherein, in the hot water supply step, the temperature of the low surface tension liquid is increased to about the boiling point on the surface of the substrate.
  3. 前記低表面張力液体は、IPA液である、請求項1または2に記載の基板処理方法。  The substrate processing method according to claim 1, wherein the low surface tension liquid is an IPA liquid.
  4. 前記低表面張力液体供給工程は、前記温供給工程の終了よりも後に終了される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The low surface tension liquid supplying step, the is terminated after the completion of the warm water supply step, the substrate processing method according to any one of claims 1-3.
  5. 前記温供給工程は、前記低表面張力液体供給工程の開始と同時に開始される、請求項1〜のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The temperature water supplying step, the starts low surface tension liquids start of supply step at the same time, the substrate processing method according to any one of claims 1-4.
  6. 前記温供給工程は、前記低表面張力液体供給工程に先立って開始される、請求項1〜のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The temperature water supplying step, the initiated prior to the low surface tension liquid supply step, the substrate processing method according to any one of claims 1-4.
  7. 前記低表面張力液体供給工程では、前記基板の前記表面上の空間をその周囲から遮断するための遮断板を前記基板の前記表面に対して近接する位置に対向配置させた状態で、前記基板の前記表面と前記遮断板との間に窒素ガス、IPAベーパまたはドライエアのいずれかの気体を供給する気体供給工程を実行する、請求項1〜のいずれか一項に記載の基板処理方法。 In the low surface tension liquid supply step, a blocking plate for blocking the space on the surface of the substrate from its surroundings is disposed opposite to the surface of the substrate in a state of being opposed to the surface of the substrate. The substrate processing method as described in any one of Claims 1-6 which performs the gas supply process which supplies either the gas of nitrogen gas, IPA vapor, or dry air between the said surface and the said shielding board.
  8. 前記気体は、前記基板の前記表面と前記遮断板との間に供給される前に予め加温されている、請求項7に記載の基板処理方法。  The substrate processing method according to claim 7, wherein the gas is preheated before being supplied between the surface of the substrate and the blocking plate.
  9. 基板を保持する基板保持手段と、
    前記基板保持手段を回転させる回転手段と、
    前記基板保持手段に保持された基板の表面に薬液を供給する薬液供給手段と、
    前記基板保持手段に保持された前記基板の前記表面にリンス液を供給するリンス液供給手段と、
    前記基板保持手段に保持された前記基板の前記表面に前記リンス液よりも表面張力の低い常温の低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段と、
    前記基板の表面と反対側の裏面に前記低表面張力液体よりも高温の温水を供給する温供給手段と、
    前記回転手段、前記薬液供給手段、前記リンス液供給手段、前記低表面張力液体供給手段および前記温供給手段を制御することにより、前記基板を回転させながら前記表面に前記薬液を供給することにより当該表面全域を前記薬液で処理する薬液処理工程、前記基板を回転させながら前記表面にリンス液を供給することにより当該表面に付着した薬液を当該リンス液で洗い流すリンス工程、前記基板を回転させながら前記基板の前記裏面に前記温を供給させつつ、リンス液が付着した前記基板の前記表面に前記低表面張力液体を供給させる低表面張力液体・温水供給工程、ならびに前記低表面張力液体および前記温水の供給を停止した状態で前記基板を回転させることにより、前記表面に付着している前記低表面張力液体と前記裏面に付着している温水とを振り切って除去する振り切り工程を実行するための制御手段とを含む、基板処理装置。
    Substrate holding means for holding the substrate;
    Rotating means for rotating the substrate holding means;
    Chemical supply means for supplying a chemical to the surface of the substrate held by the substrate holding means;
    A rinse liquid supply means for supplying a rinse liquid to the surface of the substrate held by the substrate holding means,
    A low surface tension liquid supply means for supplying a low surface tension liquid at room temperature having a surface tension lower than that of the rinse liquid to the surface of the substrate held by the substrate holding means ;
    And the hot water supply means for supplying a high-temperature hot water than the low surface tension liquid to the back surface of the surface opposite of the substrate,
    Said rotating means, said chemical supply means, said rinsing liquid supply means, said by controlling the low surface tension liquid supply means and said hot water supply means, by supplying the chemical solution to the surface while rotating the substrate A chemical treatment process for treating the entire surface with the chemical liquid, a rinse process for washing the chemical liquid adhering to the surface with the rinse liquid by supplying the rinse liquid to the surface while rotating the substrate, and rotating the substrate while supplying the hot water to the back surface of the substrate, the said surface of the substrate rinsing liquid adhering low surface tension liquid hot water supplying step to supply the low surface tension liquid, and the low surface tension liquid and the By rotating the substrate with the hot water supply stopped, the low surface tension liquid adhering to the front surface and the back surface are attached. To and including a control means for performing a shake-off process to remove shake off the hot water, the substrate processing apparatus.
  10. 前記温水供給手段は、前記基板の表面上で前記低表面張力液体をその沸点程度まで温度上昇させる温度の温水を供給する、請求項9に記載の基板処理装置。  The substrate processing apparatus according to claim 9, wherein the hot water supply means supplies hot water having a temperature that raises the temperature of the low surface tension liquid to about the boiling point thereof on the surface of the substrate.
  11. 前記低表面張力液体は、IPA液である、請求項9または10に記載の基板処理装置。  The substrate processing apparatus according to claim 9, wherein the low surface tension liquid is an IPA liquid.
  12. 前記制御手段は、前記低表面張力液体の供給を、前記温水の供給の終了よりも後に終了させる、請求項9〜11のいずれか一項に記載の基板処理装置。  The substrate processing apparatus according to claim 9, wherein the control unit terminates the supply of the low surface tension liquid after the end of the supply of the hot water.
  13. 前記制御手段は、前記温水の供給と前記低表面張力液体の供給と同時を開始させる、請求項9〜12のいずれか一項に記載の基板処理装置。  The substrate processing apparatus according to claim 9, wherein the control unit starts the supply of the hot water and the supply of the low surface tension liquid simultaneously.
  14. 前記制御手段は、前記温水の供給を、前記低表面張力液体の供給に先立って開始させる、請求項9〜12のいずれか一項に記載の基板処理装置。  The substrate processing apparatus according to claim 9, wherein the control unit starts supplying the hot water prior to supplying the low surface tension liquid.
  15. 前記基板保持手段に保持された前記基板の前記表面に対して間隔を空けて対向配置され、前記基板の前記表面上の空間をその周囲から遮断するための遮断板と、
    前記基板の前記表面と前記遮断板との間に窒素ガス、IPAベーパまたはドライエアのいずれかの気体を供給するための気体供給手段とをさらにみ、
    前記制御手段は、前記遮断板および気体供給手段をさらに制御することにより、前記低表面張力液体・温水供給工程において、前記遮断板を前記基板の前記表面に対して近接する位置に対向配置させた状態で、前記基板の前記表面と前記遮断板との間に窒素ガス、IPAベーパまたはドライエアのいずれかの気体を供給する気体供給工程を実行する、請求項9〜14のいずれか一項に記載の基板処理装置。
    A blocking plate disposed opposite to and spaced from the surface of the substrate held by the substrate holding means, and blocking a space on the surface of the substrate from its surroundings;
    Further seen including a gas supply means for supplying nitrogen gas, any gas of IPA vapor or dry air between the blocking plate and the surface of the substrate,
    The control unit further controls the blocking plate and the gas supply unit to dispose the blocking plate at a position close to the surface of the substrate in the low surface tension liquid / hot water supply step. state, executes nitrogen gas, a gas supply step of supplying one of the gas of the IPA vapor or dry air between the blocking plate and the surface of the substrate, according to any one of claims 9 to 14 Substrate processing equipment.
  16. 前記気体を、前記基板の前記表面と前記遮断板との間に供給される前に予め加温する手段をさらに含む、請求項15に記載の基板処理装置。  The substrate processing apparatus according to claim 15, further comprising means for preheating the gas before being supplied between the surface of the substrate and the blocking plate.
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