JP5234985B2 - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置のガラス基板(以下、単に基板と称する)に対して処理液により処理を行う基板処理装置及び基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for processing a semiconductor wafer or a glass substrate of a liquid crystal display device (hereinafter simply referred to as a substrate) with a processing liquid.
従来、この種の装置(第1の装置)として、処理液を貯留し、基板を収容する処理槽と、処理槽を囲い、処理槽の上部空間にIPA(イソプロピルアルコール)蒸気を供給するノズルと、を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of apparatus (first apparatus), a processing tank that stores a processing liquid and accommodates a substrate, a nozzle that surrounds the processing tank and supplies IPA (isopropyl alcohol) vapor to an upper space of the processing tank, (For example, refer to Patent Document 1).
第1の装置では、処理槽に純水を貯留した状態で、基板を純水に浸漬させて洗浄を行う。次に、溶剤蒸気として、例えば、IPA蒸気を上部空間に供給して乾燥雰囲気を形成し、基板を純水から乾燥雰囲気へと引き上げる。これにより、基板に付着している純水が水溶性のIPA蒸気によって置換される。したがって、基板に付着していた純水の乾燥が促進される。 In the first apparatus, cleaning is performed by immersing the substrate in pure water in a state where pure water is stored in the treatment tank. Next, as the solvent vapor, for example, IPA vapor is supplied to the upper space to form a dry atmosphere, and the substrate is lifted from pure water to the dry atmosphere. Thereby, the pure water adhering to the substrate is replaced with water-soluble IPA vapor. Therefore, drying of pure water adhering to the substrate is promoted.
また、この種の装置(第2の装置)として、液体を貯留する処理槽と、処理槽の内部と処理槽の上方とにわたって基板を昇降させる昇降機構と、液面より上で液体を加熱するためのビームを照射する加熱源とを備えたものがある(例えば、特許文献2参照)。 Further, as this type of apparatus (second apparatus), a processing tank for storing liquid, an elevating mechanism for raising and lowering the substrate over the inside of the processing tank and above the processing tank, and heating the liquid above the liquid level For example, see Patent Document 2).
第2の装置では、基板を処理槽の液体中から引き上げる際に、基板の表面と液体の表面との間に形成されるメニスカスにビームを照射して基板を乾燥させる。 In the second apparatus, when the substrate is pulled out of the liquid in the processing tank, the substrate is dried by irradiating the meniscus formed between the surface of the substrate and the surface of the liquid.
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の第1の装置は、たとえ表面張力が低い溶剤を用いたとしても、処理槽から乾燥雰囲気に基板を移動させる際に、基板が純水を持ち上げることになる。例えば、基板の表面に微細パターンが形成されていると、微細パターン間に純水が入り込んだ状態のままで乾燥雰囲気にまで基板が持ち上げられる。したがって、純水の表面張力により基板の微細パターンに負荷がかかるので、微細パターンが倒壊することがあるという問題がある。
However, the conventional example having such a configuration has the following problems.
That is, in the first conventional apparatus, even when a solvent having a low surface tension is used, the substrate lifts pure water when the substrate is moved from the treatment tank to the dry atmosphere. For example, if a fine pattern is formed on the surface of the substrate, the substrate is lifted to a dry atmosphere with pure water entering between the fine patterns. Therefore, since a load is applied to the fine pattern of the substrate due to the surface tension of pure water, there is a problem that the fine pattern may collapse.
また、従来の第2の装置は、基板を液面から引き上げつつ液面上で乾燥させるとはいっても、基板表面と液体表面との間にメニスカスが形成された状態で、既に微小パターンに負荷がかかっている。したがって、第1の装置と同様に、純水の表面張力に起因して、微細パターンが倒壊することがあるという問題がある。 In addition, although the conventional second apparatus dries the substrate from the liquid surface and dries it on the liquid surface, a load is already applied to the micropattern in a state where a meniscus is formed between the substrate surface and the liquid surface. Is on. Therefore, similarly to the first apparatus, there is a problem that the fine pattern may collapse due to the surface tension of pure water.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、処理液の沸点以上に基板を加熱することにより、処理液の表面張力に起因する微細パターンの倒壊を防止することができる基板処理装置及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 such circumstances, and a substrate that can prevent a fine pattern from collapsing due to the surface tension of the processing liquid by heating the substrate to the boiling point of the processing liquid or higher. An object is to provide a processing apparatus and a substrate processing method.
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、基板を処理液で処理する基板処理装置において、処理液を貯留し、基板を収容可能な処理槽と、基板を保持し、前記処理槽の内部に相当する処理位置と前記処理槽の上方に相当する上方位置とにわたって移動可能な保持機構と、基板が浸漬されている処理液の沸点以上の温度に、前記処理槽内の基板を加熱する加熱手段と、前記保持機構を操作して、処理液中の基板を処理位置から上方位置へと移動させる際に、処理液の液面より下にある基板の一部位を前記加熱手段で加熱させる制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the invention according to
[作用・効果]請求項1に記載の発明によれば、制御手段は、処理液中の基板を処理位置から上方位置へ保持機構により移動させる際に、処理液の液面よりも下方にある基板の一部位を加熱手段により加熱する。基板は、処理液の沸点以上の温度に加熱された状態であるので、基板及び微細パターンに接触している処理液は沸騰して気化する。したがって、処理液から気中に基板が露出した状態では、基板に付着していた処理液の大半が既に蒸発しているので、処理液の表面張力によって微細パターンに負荷がかかることがない。その結果、処理液の表面張力に起因する微細パターンの倒壊を防止することができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in
また、本発明において、前記加熱手段は、前記処理槽の上部に形成されている開口縁より下方であって、前記処理槽が貯留している処理液の液面下に設けられた加熱ランプであることが好ましい(請求項2)。加熱ランプにより、処理液の沸点以上の温度にまで基板を短時間で加熱することができる。なお、加熱ランプは、処理液よりも基板での吸収が大きい光を放射するものがより好ましく、短時間で基板を昇温させることができるフラッシュランプが好ましい。 In the present invention, the heating means is a heating lamp provided below the opening edge formed in the upper part of the processing tank and below the liquid level of the processing liquid stored in the processing tank. It is preferable that it is present (claim 2). The substrate can be heated in a short time to a temperature equal to or higher than the boiling point of the treatment liquid by the heating lamp. Note that the heating lamp is more preferably a lamp that emits light having a larger absorption in the substrate than the treatment liquid, and a flash lamp capable of raising the temperature of the substrate in a short time is preferable.
また、本発明において、前記処理槽の上部に形成されている開口縁より下方であって、前記処理槽が貯留している処理液の液面下に設けられた加熱コイルであることが好ましい(請求項3)。加熱コイルによる誘導加熱により、処理液の沸点以上の温度にまで基板を短時間で加熱することができる。 Moreover, in this invention, it is preferable that it is a heating coil provided below the liquid level of the process liquid which is lower than the opening edge formed in the upper part of the said process tank, and the said process tank has stored ( Claim 3). The substrate can be heated in a short time to a temperature equal to or higher than the boiling point of the treatment liquid by induction heating with the heating coil.
また、本発明において、前記処理槽の開口縁には、側方から処理液面に沿って加熱された気体を供給する気体供給手段を備えていることが好ましい(請求項4)。加熱により処理液は気化しているが、基板が処理液の液面を越えた時点で、処理液の種類によっては気化した処理液が凝結して微細パターンに再付着する恐れがある。そこで、気体供給手段により加熱された気体を供給することにより、凝結を防止して処理液の再付着を防止することができる。 Moreover, in this invention, it is preferable to provide the gas supply means which supplies the gas heated along the process liquid surface from the side at the opening edge of the said processing tank (Claim 4). Although the treatment liquid is vaporized by heating, depending on the type of the treatment liquid, the vaporized treatment liquid may condense and reattach to the fine pattern when the substrate exceeds the liquid surface of the treatment liquid. Therefore, by supplying the gas heated by the gas supply means, condensation can be prevented and re-adhesion of the treatment liquid can be prevented.
また、本発明において、前記保持機構は、前記処理槽内に設けられ、処理位置に相当する前記処理槽の底部と、前記処理槽の開口縁より下方であって、基板の最大幅部分が処理液面から露出する受け渡し位置とにわたって昇降可能な下部保持機構と、前記処理槽の上方に設けられ、上方位置に相当する前記処理槽の上方と、前記受け渡し位置とにわたって昇降可能な上部保持機構と、を備えていることが好ましい(請求項5)。下部保持機構と上部保持機構との間で、受け渡し位置において基板を受け渡すことにより、処理槽の開口下部に設けられた加熱手段との干渉を防止して、円滑に基板の昇降を行わせることができる。 In the present invention, the holding mechanism is provided in the processing tank, and is below the bottom of the processing tank corresponding to the processing position and the opening edge of the processing tank, and the maximum width portion of the substrate is processed. A lower holding mechanism that can be raised and lowered over a delivery position exposed from the liquid surface; and an upper holding mechanism that is provided above the processing tank and that can be raised and lowered over the processing tank corresponding to the upper position and the delivery position. (Claim 5). By transferring the substrate between the lower holding mechanism and the upper holding mechanism at the transfer position, it is possible to prevent the interference with the heating means provided at the lower part of the opening of the processing tank and to smoothly raise and lower the substrate. Can do.
また、本発明において、前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、前記処理槽に純水を供給する純水供給手段と、前記処理槽に溶剤を供給する溶剤供給手段と、を備え、前記制御手段は、前記純水供給手段から前記処理槽内に純水を供給させて、前記処理位置にある基板を洗浄させ、前記溶剤供給手段から前記処理槽内に溶剤を供給させて、前記処理槽内の純水を溶剤で置換させた後、前記溶剤蒸気供給手段で前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給させて乾燥雰囲気を形成させるとともに、前記加熱手段で基板を加熱させつつ前記保持機構で基板を上方位置に移動させることが好ましい(請求項6)。制御手段は、純水供給手段から純水を供給させて基板を洗浄させ、溶剤供給手段から溶剤を供給させて純水を溶剤で置換させる。その後、溶剤蒸気供給手段でチャンバ内に溶剤蒸気を供給させて乾燥雰囲気を形成させるとともに、加熱手段で基板を加熱させつつ保持機構で基板を上方位置に移動させることで、基板に残った液滴を迅速に乾燥させることができる。 In the present invention, the chamber surrounding the treatment tank, the solvent vapor supply means for supplying the solvent vapor into the chamber, the pure water supply means for supplying pure water to the treatment tank, and the treatment tank Solvent supply means for supplying a solvent, and the control means supplies pure water from the pure water supply means into the processing tank to clean the substrate at the processing position, from the solvent supply means. After supplying the solvent into the treatment tank and replacing the pure water in the treatment tank with a solvent, the solvent vapor supply means supplies the solvent vapor into the chamber to form a dry atmosphere, and It is preferable that the substrate is moved to an upper position by the holding mechanism while the substrate is heated by the heating means. The control means supplies pure water from the pure water supply means to clean the substrate, and supplies the solvent from the solvent supply means to replace the pure water with the solvent. Thereafter, solvent vapor is supplied into the chamber by the solvent vapor supply means to form a dry atmosphere, and the substrate is moved to the upper position by the holding mechanism while the substrate is heated by the heating means, so that the droplets remaining on the substrate Can be dried quickly.
また、請求項7に記載の発明は、基板を処理液で処理する基板処理方法において、処理槽内の処理位置にある基板を純水で洗浄処理する過程と、処理槽内の純水を溶剤で置換する過程と、処理槽内の基板を処理位置から処理槽の上方にあたる上方位置に移動させる際に、溶剤の液面より下にある基板の一部位を、溶剤の沸点以上の温度で加熱する過程と、を備えていることを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a substrate processing method for processing a substrate with a processing liquid, a process of cleaning a substrate at a processing position in the processing tank with pure water, and the pure water in the processing tank as a solvent. When the substrate in the processing tank is moved from the processing position to an upper position above the processing tank, a part of the substrate below the solvent level is heated at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent. And a process of performing.
[作用・効果]請求項7に記載の発明によれば、基板を処理位置で純水により洗浄処理し、純水を溶剤で置換した後、基板を処理位置から上方位置に移動させる際に、溶剤の液面よりも下方にある基板の一部位を、溶剤の沸点以上の温度に加熱する。基板は、処理液の沸点以上の温度に加熱された状態であるので、基板及び微細パターンに接触している処理液は沸騰して気化する。したがって、処理液から気中に基板が露出した状態では、基板に付着していた処理液の大半が既に基板から蒸発しているので、処理液の表面張力によって微細パターンに負荷がかかることがない。その結果、処理液の表面張力に起因する微細パターンの倒壊を防止することができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in
また、本発明において、前記加熱は、溶剤の液面下にて加熱ランプ(請求項8)、または加熱コイルによって行われることが好ましい(請求項9)。 In the present invention, the heating is preferably performed by a heating lamp (Claim 8) or a heating coil under the surface of the solvent (Claim 9).
また、本発明において、前記加熱する過程の後、溶剤の液面から露出した基板に対して、加熱された気体を供給する過程を備えていることが好ましい(請求項10)。 Moreover, in this invention, it is preferable to provide the process of supplying the heated gas with respect to the board | substrate exposed from the liquid level of the solvent after the said process of heating (Claim 10).
本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、処理液中の基板を処理位置から上方位置へ保持機構により移動させる際に、処理液の液面よりも下方にある基板の一部位を加熱手段により加熱する。基板は、処理液の沸点以上の温度に加熱された状態であるので、基板及び微細パターンに接触している処理液は沸騰して気化する。したがって、処理液から気中に基板が露出した状態では、基板に付着していた処理液の大半が既に蒸発しているので、処理液の表面張力によって微細パターンに負荷がかかることがない。その結果、処理液の表面張力に起因する微細パターンの倒壊を防止できる。 According to the substrate processing apparatus of the present invention, when the control unit moves the substrate in the processing liquid from the processing position to the upper position by the holding mechanism, the control unit moves a part of the substrate below the liquid surface of the processing liquid. Heat by heating means. Since the substrate is heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the processing liquid, the processing liquid in contact with the substrate and the fine pattern boils and vaporizes. Therefore, in a state where the substrate is exposed from the processing liquid in the air, most of the processing liquid adhering to the substrate has already evaporated, so that a load is not applied to the fine pattern due to the surface tension of the processing liquid. As a result, the collapse of the fine pattern due to the surface tension of the treatment liquid can be prevented.
図1及び図2を参照して、本発明の概要について説明する。なお、図1は、表面張力に起因する微小パターンの倒壊を説明する模式図であり、図2は、動作原理について説明する模式図であり、(a)は基板を浸漬させた状態を示し、(b)は加熱した状態を示し、(c)は気液界面における状態を示す。 The outline of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining collapse of a micropattern due to surface tension, FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an operation principle, and (a) shows a state in which a substrate is immersed, (B) shows the heated state, and (c) shows the state at the gas-liquid interface.
基板Wには、ある微細パターンmpが形成されており、例えば、この基板Wを純水中に浸漬させて純水洗浄処理を行う。その後、基板Wを純水から引き上げた状態を例にとって説明する。ある微細パターンmp1について着目した場合、図1中の符号ST(ST1,ST2)が微小パターンmp1に対して作用する表面張力である。微細パターンmp1の両側に作用する表面張力ST1,ST2が異なる大きさであったり、それぞれの表面張力ST1,ST2の作用点が異なったりすると、微細パターンmp1に加わるトータルの表面が一方側だけに作用し、微細パターンmp1が倒壊する。また、全ての微細パターンmpにおける乾燥速度が均一になることはなく、ある程度のバラツキがあるので、作用点が下がってゆく速度も異なることになり、これも微細パターンmpが倒壊する原因となっている。 A certain fine pattern mp is formed on the substrate W. For example, the substrate W is immersed in pure water to perform a pure water cleaning process. Then, the state which pulled up the board | substrate W from the pure water is demonstrated to an example. When attention is paid to a certain fine pattern mp1, the code ST (ST1, ST2) in FIG. 1 is the surface tension acting on the minute pattern mp1. If the surface tensions ST1 and ST2 acting on both sides of the fine pattern mp1 have different magnitudes or the action points of the surface tensions ST1 and ST2 are different, the total surface applied to the fine pattern mp1 acts only on one side. Then, the fine pattern mp1 collapses. In addition, the drying speed in all the fine patterns mp is not uniform and there is a certain degree of variation, so the speed at which the point of action decreases is also different, which also causes the fine pattern mp to collapse. Yes.
そこで、本発明は、微細パターンmpに作用する表面張力を小さくするために、表面張力が作用する時間を短くすることに着目した。概要について説明すると、まず、図2(a)に示すように、微細パターンmpが形成された基板Wを処理液に浸漬させる。このとき、微細パターンmpの間には処理液が満たされた状態である。次に、図2(b)に示すように、基板Wを処理液から引き上げる前、詳細には微細パターンmpが気液界面を横切る前に、基板Wに対して加熱用のエネルギーEを付与する。基板Wが加熱される温度は、処理液の沸点より高い温度である。これにより、微細パターンmpを含む基板Wに触れている処理液が気化するので、加熱された部分の周囲には処理液に触れていない空洞部CVが形成される。この状態で、基板Wを上方へ引き上げると、気液界面を微小パターンmpが通過しても、既に処理液が気化して存在しない状態であるので、微細パターンmpには処理液の表面張力が加わることがない。したがって、処理液の表面張力に起因する微細パターンmpの倒壊を防止できる。 Therefore, the present invention has focused on shortening the time during which the surface tension acts in order to reduce the surface tension acting on the fine pattern mp. The outline will be described. First, as shown in FIG. 2A, the substrate W on which the fine pattern mp is formed is immersed in the processing liquid. At this time, the processing liquid is filled between the fine patterns mp. Next, as shown in FIG. 2B, heating energy E is applied to the substrate W before the substrate W is pulled out of the processing liquid, specifically, before the fine pattern mp crosses the gas-liquid interface. . The temperature at which the substrate W is heated is higher than the boiling point of the processing liquid. As a result, the processing liquid in contact with the substrate W including the fine pattern mp is vaporized, so that a cavity CV not in contact with the processing liquid is formed around the heated portion. In this state, when the substrate W is pulled upward, even if the micro pattern mp passes through the gas-liquid interface, the processing liquid is already vaporized and does not exist. Therefore, the surface tension of the processing liquid is present in the micro pattern mp. There is no participation. Therefore, the collapse of the fine pattern mp due to the surface tension of the processing liquid can be prevented.
上述した処理を実施するための装置を以下に説明する。 An apparatus for performing the above-described processing will be described below.
以下、図面を参照して本発明の実施例1について説明する。
図3は、実施例1に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。また、図4は、処理槽の側面図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the substrate processing apparatus according to the first embodiment. FIG. 4 is a side view of the treatment tank.
処理槽1は、内槽3と外槽5とを備えている。内槽3は、基板Wを収容可能に構成されている。内槽3の底部には、一対の注入管7が設けられている。一対の注入管7には、循環配管9の一端側が連通接続されている。循環配管9の他端側は、内槽3から溢れた処理液を回収する外槽5の底部に連通接続されている。
The
循環配管9には、上流側から循環ポンプ11と、分岐部13と、ミキシングバルブ15とが取り付けられている。循環ポンプ11は、循環配管9内の処理液を循環させる。分岐部13には、排液管17の一端側が連通接続されている。この排液管17には、開閉弁19が取り付けられている。排液管17の他端側は、図示しない廃液設備に連通接続されている。
A
ミキシングバルブ15には、例えば、二つの供給管21,23の一端側が連通接続されている。供給管21の他端側は、例えば、純水供給源に連通接続され、供給管23の他端側は、例えば、溶剤供給源に連通接続されている。供給管21には、流量を調整可能な流量制御弁25が取り付けられている。また、供給管23には、流量を調整可能な流量制御弁27が取り付けられている。ここでは、溶剤供給源にHFEと少量のIPAを含む溶剤が貯留されているものとするが、以下の説明においては単にHFEと称する。
For example, one end side of two
なお、供給管21、ミキシングバルブ15、循環配管9、注入管7が本発明における「純水供給手段」に相当し、供給管23、ミキシングバルブ15、循環配管9、注入管7が本発明における「溶剤供給手段」に相当する。
The
内槽3には、下部保持機構29が設けられている。この下部保持機構29は、複数枚の基板Wを起立姿勢で保持する。下部保持機構29は、図4に示すように、背板31と、背板31の下部に取り付けられた三本の保持部材33(図4中では図示の関係上、二本のみ)とを備えている。保持部材33は、複数枚の基板Wの各下縁に当接して各基板Wを保持する。また、下部保持機構29は、内槽3の底部にあたる処理位置(図1及び図2の実線で示す位置)と、内槽3の上部にあたる受け渡し位置(図1及び図2の二点鎖線で示す位置)とにわたって昇降可能である。本実施例における受け渡し位置は、基板Wの最大幅部分が処理液面から露出する位置である。
A
上述した処理槽1は、その全体周囲がチャンバ35によって囲われている。チャンバ35の一方の側壁(図1の左側)には、噴射口37が設けられ、噴射口37に対して水平方向で対向するチャンバ35の他方の側壁(図1の右側)には、排気口39が設けられている。噴射口37には、ホットエア供給源から所定温度に加熱された空気が供給される。噴射口37から噴射されたホットエアは、処理槽1の処理液面に沿って層流を形成しながら排気口39から排気される。
The
なお、噴射口37が本発明における「気体供給手段」に相当する。
The
チャンバ35の天井近くの両側壁には、ノズル41が取り付けられている。ノズル41には、HFE蒸気供給源が連通接続されており、HFEの蒸気が供給される。
なお、ノズル41が本発明における「溶剤蒸気供給手段」に相当する。
The
チャンバ35内における処理槽1の上方には、上部保持機構43が設けられている。この上部保持機構43は、昇降部材45と挟持機構47とを備えている。挟持機構47は、基板Wの最大径付近を挟持する。上部保持機構43は、処理槽1の上方であって、チャンバ35の天井直下にあたる上方位置(図1の実線で示す位置)と、上述した受け渡し位置(図1の二点鎖線で示す位置)とにわたって昇降する。
An
上述した下部保持機構29は、昇降駆動部49により昇降動作が行われる。また、上述した上部保持機構43は、昇降駆動部51により昇降動作が行われる。
The
なお、下部保持機構29と上部保持機構43が本発明における「保持機構」に相当する。
The
内槽3の開口53には、加熱ユニット55が設けられている。加熱ユニット55は、処理液に耐性を有する部材で覆われた複数本の加熱ランプ57を備えている。本実施例では、複数枚の基板Wを同時に処理するバッチ式であるので、起立姿勢の各基板Wの間に各加熱ランプ57が配置されている。各加熱ランプ57は、内槽3の開口53の縁より下方であって、処理液の液面下に配置されている。この加熱ランプ57は、基板Wを加熱するが、微細パターンが形成されている面に光を照射する姿勢とするのが好ましい。その方が、微細パターンを効率的に加熱できるからである。加熱温度は、基板Wが引き上げられる際に内槽3に貯留されている処理液の沸点よりも高い温度である。基板Wの引き上げ時における処理液がHFEである場合には、HFEの沸点が約54℃であるので、例えば、54℃以上100℃以下程度である。加熱ランプ57としては、処理液への吸収が少なく、基板W及び微細パターンmpへの吸収が大きな波長のランプが好ましく、例えば、フラッシュランプが挙げられる。この種のランプを用いることにより、短時間での昇温が可能になる。加熱ユニット55は、ランプ駆動源59によって非照射・照射が制御される。
A
なお、加熱ユニット55が本発明における「加熱手段」に相当する。
The
上述したポンプ11、開閉弁19及び流量制御弁25,27の開閉動作、昇降駆動部49,51、噴射口37及び排気口39によるホットエアの制御、ノズル41からのHFE蒸気の供給制御、ランプ駆動源59は、本発明における「制御手段」に相当する制御部61により統括的に制御される。
Opening / closing operation of the
次に、図5及び図6を参照して、上述した装置の動作について説明する。なお、図5は、動作説明に係る模式図であり、(a)は受け渡し状態を示し、(b)は処理位置への移動状態を示し、(c)は純水洗浄状態を示し、(d)はHFEによる置換状態を示す。図6は、動作説明に係る模式図であり、(a)はHFEによる処理状態を示し、(b)は乾燥雰囲気を形成した状態を示し、(c)は加熱及び移動状態を示し、(d)は上方位置における乾燥状態を示す。 Next, the operation of the above-described apparatus will be described with reference to FIGS. 5A and 5B are schematic diagrams for explaining the operation, in which FIG. 5A shows a delivery state, FIG. 5B shows a movement state to a processing position, FIG. 5C shows a pure water cleaning state, and FIG. ) Indicates a substitution state by HFE. 6A and 6B are schematic diagrams for explaining the operation, in which FIG. 6A shows a treatment state by HFE, FIG. 6B shows a state where a dry atmosphere is formed, FIG. 6C shows a heating and moving state, and FIG. ) Indicates the dry state in the upper position.
制御部61は、昇降駆動部49,51を操作する。そして、下部保持機構29を受け渡し位置に待機させるとともに、基板Wを保持した上部保持機構43を待機位置にまで下降させる(図5(a))。このとき、流量制御弁25を操作して、純水を循環配管9に注入させるとともに、循環ポンプ11を稼働させて内槽3に純水を供給させる。
The
制御部61は、上部保持機構43を上方位置へ待避させるとともに、下部保持機構29を処理位置にまで下降させる(図5(b))。この状態を所定時間だけ維持して、循環する純水により、基板Wに対して洗浄処理を行わせる(図5(c))。
The
所定時間の純水洗浄処理が終わると、制御部61は、流量制御弁25を閉止して純水の供給を遮断するとともに、開閉弁19を開放する。これにより、洗浄に利用された純水が循環ラインから排水される。さらに、制御部61は、流量制御弁27を開放して注入管7からHFEを内槽3に供給する(図5(d))。その際には、流量を小さくしておくことが好ましい。純水よりもHFEの比重が大きいので、内槽3の純水とHFEとの境界を維持させたままで純水を排出させることができ、効率的に内槽3内をHFEで置換することができるからである。内槽3がHFEで置換された時点で、制御部61は開閉弁19を閉止する。
When the pure water cleaning process for a predetermined time is completed, the
内槽3、外槽5、循環配管9内がHFEで満たされた後、HFEを所定時間だけ循環させて、基板Wの微細パターンmp内に入り込んだ純水をできるだけ多く置換させる(図6(a))。所定時間の置換処理が完了すると、制御部61は、ノズル41からHFEの蒸気を供給させ、チャンバ35内の処理槽1の上方に乾燥雰囲気を形成させる(図6(b))。さらに、制御部61は、ランプ駆動源59を操作して、加熱ユニット55から光を照射させるとともに、噴射口37からホットエアを噴出させる。次に、制御部61は、昇降駆動部49を操作して、下部保持機構29を処理位置から受け渡し位置にまで一定速度で上昇させる(図6(c))。これにより、液面下にある基板Wの一部位だけが加熱されて液面から徐々に露出される。
After the
なお、気化したHFEが凝結して、気中に露出した微細パターンmpに再付着する恐れがあるが、噴射口37からホットエアを噴出させているので、このような不都合を防止することができる。
Although the vaporized HFE may condense and reattach to the fine pattern mp exposed in the air, such inconvenience can be prevented because hot air is ejected from the
このとき、上述した図2(a)〜(c)のように、基板Wの微細パターンmpがHFEの液面から露出した時点で、微細パターンmpの間にあるHFEが気化しているので、微細パターンmpが液面から上に液体のHFEを持ち上げることがない。また、液面から露出した基板Wの一部には、HFEの蒸気が凝結するとともに揮発して乾燥が促される。なお、このときチャンバ35内を減圧して、乾燥をより迅速に行わせるようにしてもよい。
At this time, as shown in FIGS. 2A to 2C, when the fine pattern mp of the substrate W is exposed from the liquid surface of the HFE, the HFE between the fine patterns mp is vaporized. The fine pattern mp does not lift the liquid HFE upward from the liquid surface. In addition, HFE vapor condenses and volatilizes on a part of the substrate W exposed from the liquid surface, and drying is promoted. At this time, the inside of the
次に、制御部61は、上部保持機構43を受け渡し位置まで下降させ、半分ほど液面から露出している基板Wを保持させた後、乾燥雰囲気が形成されている上方位置まで一定速度で上昇させる(図6(d))。このとき、基板Wの下半分が徐々に液面から露出してゆくが、やはり微細パターンmpの間にあるHFEは気化しているので、微細パターンmpが液体のHFEを持ち上げることがない。また、上述したようにHFEの凝結・揮発により乾燥が促される。この乾燥雰囲気で所定時間だけ上部保持機構43を維持させることにより、基板Wに対する洗浄・乾燥処理が完了する。
Next, the
上述したように、本実施例装置によると、制御部61は、HFE中の基板Wを処理位置から上方位置へ下部保持機構29及び上部保持機構43により移動させる際に、HFEの液面よりも下方にある基板Wの一部位を加熱ユニット55により加熱する。基板Wは、HFEの沸点以上の温度に加熱された状態であるので、基板W及び微細パターンmpに接触しているHFEは沸騰して気化する。したがって、HFEから気中に基板Wが露出した状態では、基板Wに付着していたHFEの大半が既に蒸発しているので、HFEの表面張力によって微細パターンmpに負荷がかかることがない。その結果、HFEの表面張力に起因する微細パターンmpの倒壊を防止できる。
As described above, according to the apparatus of this embodiment, the
また、下部保持機構29と上部保持機構43による受け渡し位置を介した二段階の昇降を行わせるので、処理槽1の開口下部に設けられた加熱ユニット55との干渉を防止して、円滑に基板Wの昇降を行わせることができる。
Further, since the
また、加熱時の処理液及び乾燥雰囲気の形成にフッ素系溶剤であるHFEを用いているので、防爆構造を採る必要がなく装置コストを低減できる。 In addition, since HFE, which is a fluorinated solvent, is used to form the treatment liquid during heating and the dry atmosphere, it is not necessary to adopt an explosion-proof structure, and the apparatus cost can be reduced.
次に、図面を参照して本発明の実施例2について説明する。
図7は、実施例2に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。また、図8は処理槽の側面図であり、図9は処理槽の平面図である。
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the substrate processing apparatus according to the second embodiment. FIG. 8 is a side view of the processing tank, and FIG. 9 is a plan view of the processing tank.
なお、上述した実施例1と共通する構成については、同符号を付すことにより詳細な説明については省略する。 In addition, about the structure which is common in Example 1 mentioned above, detailed description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting a same sign.
本実施例装置は、加熱ユニット55Aが複数個の加熱コイル63で構成されている点において、上記実施例装置と相違する。加熱コイル63は、内槽3の開口53の縁よりも下方であって、内槽3が貯留している処理液面の直下に配置されている。加熱コイル63は、電磁誘導により、基板Wを引き上げる際に内槽3に貯留している処理液の沸点よりも高い温度にまで基板Wを誘導加熱する。その制御は、直接的にはコイル電源65によって行われる。コイル電源65は、基板Wを目的温度にまで加熱できる所定出力及び所定周波数の交流電圧を出力する。コイル電源65は、制御部61により操作される。
This embodiment apparatus is different from the above-described embodiment apparatus in that the
また、図9に示すように、加熱コイル63は、平面視で基板Wの最大径より若干広めの開口長さを備え、基板Wの厚さよりも若干広い開口幅を有する。加熱コイル63は、処理液に耐性を有する部材で覆われている。
As shown in FIG. 9, the
なお、加熱ユニット55Aが本発明における「加熱手段」に相当する。
The
上述した構成であっても、加熱コイル63による誘導加熱により、処理液の沸点以上の温度にまで基板Wを短時間で加熱することができ、実施例1と同様の効果を奏する。
Even with the configuration described above, the substrate W can be heated in a short time to a temperature equal to or higher than the boiling point of the processing liquid by induction heating by the
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
(1)上述した各実施例では、下部保持機構29と上部保持機構43による二段階の昇降を用いているが、一枚だけの基板Wを処理する場合には、一つの保持機構により基板を昇降させるようにしてもよい。
(1) In each of the above-described embodiments, the two-step lifting by the
(2)上述した各実施例では、基板Wを引き上げる際の処理液としてHFEを用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。その処理液に代えて、例えば、HFC(ハイドロフルオロカーボン)やIPAを採用してもよい。 (2) In each of the above-described embodiments, HFE is used as a processing liquid when pulling up the substrate W, but the present invention is not limited to this. For example, HFC (hydrofluorocarbon) or IPA may be employed instead of the treatment liquid.
(3)上述した各実施例では、噴射口37からホットエアを供給しているが、これをホットN2としてもよい。また、加熱により気化した処理液の再付着が生じ難い場合には、噴射口37及び排気口39を備える必要はない。
(3) In each embodiment described above, although supplying hot air from the
(4)上述した各実施例では、加熱手段として加熱ランプ57と加熱コイル63を用いているが、これらに代えてレーザ光を走査させて基板Wに照射させて液面直下の基板Wの一部位を加熱する構成としてもよい。
(4) In each of the embodiments described above, the
(5)上述した各実施例では、加熱手段を液面下に配置しているが、液面上に配置して、上方から液面下の基板Wの一部位だけを加熱する構成としてもよい。また、加熱手段を下部保持機構29や上部保持機構43に備えるようにしてもよい。
(5) In each of the above-described embodiments, the heating means is disposed below the liquid surface, but it may be configured such that only one portion of the substrate W below the liquid surface is heated from above. . Further, the
(6)上述した各実施例では、チャンバ35を備えているが、本発明はチャンバ35を必ずしも備える必要はない。また、ノズル41についても同様である。
(6) Although each embodiment described above includes the
(7)上述した各実施例では、加熱手段により液面下の基板Wの一部位だけを加熱しているが、基板W全体を加熱する構成としてもよい。 (7) In each of the above-described embodiments, only one portion of the substrate W below the liquid level is heated by the heating means, but the entire substrate W may be heated.
W … 基板
mp、mp1 … 微細パターン
ST、ST1 … 表面張力
E … エネルギー
CV … 空洞部
1 … 処理槽
3 … 内槽
5 … 外槽
7 … 注入管
9 … 循環配管
11 … 循環ポンプ
15 … ミキシングバルブ
17 … 排液管
29 … 下部保持機構
35 … チャンバ
41 … ノズル
43 … 上部保持機構
53 … 開口
55,55A … 加熱ユニット
57 … 加熱ランプ
61 … 制御部
63 … 加熱コイル
W ... Substrate mp, mp1 ... Fine pattern ST, ST1 ... Surface tension E ... Energy CV ...
Claims (10)
処理液を貯留し、基板を収容可能な処理槽と、
基板を保持し、前記処理槽の内部に相当する処理位置と前記処理槽の上方に相当する上方位置とにわたって移動可能な保持機構と、
基板が浸漬されている処理液の沸点以上の温度に、前記処理槽内の基板を加熱する加熱手段と、
前記保持機構を操作して、処理液中の基板を処理位置から上方位置へと移動させる際に、処理液の液面より下にある基板の一部位を前記加熱手段で加熱させる制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。 In a substrate processing apparatus for processing a substrate with a processing liquid,
A processing tank for storing the processing liquid and accommodating the substrate;
A holding mechanism that holds the substrate and is movable between a processing position corresponding to the inside of the processing tank and an upper position corresponding to the upper side of the processing tank;
Heating means for heating the substrate in the processing tank to a temperature equal to or higher than the boiling point of the processing liquid in which the substrate is immersed;
Control means for heating a portion of the substrate below the liquid level of the processing liquid by the heating means when operating the holding mechanism to move the substrate in the processing liquid from the processing position to the upper position;
A substrate processing apparatus comprising:
前記加熱手段は、前記処理槽の上部に形成されている開口縁より下方であって、前記処理槽が貯留している処理液の液面下に設けられた加熱ランプであることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The heating means is a heating lamp provided below the opening edge formed in the upper part of the processing tank and below the liquid level of the processing liquid stored in the processing tank. Substrate processing equipment.
前記加熱手段は、前記処理槽の上部に形成されている開口縁より下方であって、前記処理槽が貯留している処理液の液面下に設けられた加熱コイルであることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The heating means is a heating coil provided below the opening edge formed in the upper part of the processing tank and below the liquid level of the processing liquid stored in the processing tank. Substrate processing equipment.
前記処理槽の開口縁には、側方から処理液面に沿って加熱された気体を供給する気体供給手段を備えていることを特徴とする基板処理装置。 In the substrate processing apparatus according to claim 1,
A substrate processing apparatus comprising gas supply means for supplying gas heated along the processing liquid surface from the side at an opening edge of the processing tank.
前記保持機構は、
前記処理槽内に設けられ、処理位置に相当する前記処理槽の底部と、前記処理槽の開口縁より下方であって、基板の最大幅部分が処理液面から露出する受け渡し位置とにわたって昇降可能な下部保持機構と、
前記処理槽の上方に設けられ、上方位置に相当する前記処理槽の上方と、前記受け渡し位置とにわたって昇降可能な上部保持機構と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。 In the substrate processing apparatus according to claim 1,
The holding mechanism is
It can be moved up and down across the bottom of the processing tank corresponding to the processing position and the transfer position below the opening edge of the processing tank where the maximum width of the substrate is exposed from the processing liquid surface. A lower holding mechanism,
An upper holding mechanism which is provided above the processing tank and can be moved up and down over the processing tank corresponding to the upper position and the delivery position;
A substrate processing apparatus comprising:
前記処理槽の周囲を囲うチャンバと、
前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、
前記処理槽に純水を供給する純水供給手段と、
前記処理槽に溶剤を供給する溶剤供給手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記純水供給手段から前記処理槽内に純水を供給させて、前記処理位置にある基板を洗浄させ、前記溶剤供給手段から前記処理槽内に溶剤を供給させて、前記処理槽内の純水を溶剤で置換させた後、前記溶剤蒸気供給手段で前記チャンバ内に溶剤蒸気を供給させて乾燥雰囲気を形成させるとともに、前記加熱手段で基板を加熱させつつ前記保持機構で基板を上方位置に移動させることを特徴とする基板処理装置。 In the substrate processing apparatus in any one of Claim 1 to 5,
A chamber surrounding the processing tank;
Solvent vapor supply means for supplying solvent vapor into the chamber;
Pure water supply means for supplying pure water to the treatment tank;
A solvent supply means for supplying a solvent to the treatment tank;
With
The control means supplies pure water into the processing tank from the pure water supply means, cleans the substrate at the processing position, supplies a solvent from the solvent supply means into the processing tank, and After the pure water in the treatment tank is replaced with a solvent, the solvent vapor supply means supplies the solvent vapor into the chamber to form a dry atmosphere, and the heating mechanism heats the substrate with the holding mechanism. A substrate processing apparatus for moving a substrate to an upper position.
処理槽内の処理位置にある基板を純水で洗浄処理する過程と、
処理槽内の純水を溶剤で置換する過程と、
処理槽内の基板を処理位置から処理槽の上方にあたる上方位置に移動させる際に、溶剤の液面より下にある基板の一部位を、溶剤の沸点以上の温度で加熱する過程と、
を備えていることを特徴とする基板処理方法。 In a substrate processing method for processing a substrate with a processing liquid,
Cleaning the substrate at the processing position in the processing tank with pure water;
A process of replacing pure water in the treatment tank with a solvent;
When the substrate in the processing tank is moved from the processing position to an upper position above the processing tank, a part of the substrate below the liquid level of the solvent is heated at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent;
A substrate processing method characterized by comprising:
前記加熱は、溶剤の液面下にて加熱ランプによって行われることを特徴とする基板処理方法。 In the substrate processing method of Claim 7,
The substrate processing method according to claim 1, wherein the heating is performed by a heating lamp below a liquid level of the solvent.
前記加熱は、溶剤の液面下にて加熱コイルによって行われることを特徴とする基板処理方法。 In the substrate processing method of Claim 7,
The substrate processing method according to claim 1, wherein the heating is performed by a heating coil under a liquid level of the solvent.
前記加熱する過程の後、溶剤の液面から露出した基板に対して、加熱された気体を供給する過程を備えていることを特徴とする基板処理方法。 In the substrate processing method in any one of Claim 7 to 9,
A substrate processing method comprising a step of supplying a heated gas to the substrate exposed from the liquid surface of the solvent after the heating step.
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