JP5786190B2 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents

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この発明は、半導体基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、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などの各種基板(以下、単に「基板」と記載する)に対して洗浄処理を施す基板処理方法および基板処理装置に関するものである。   The present invention includes a semiconductor substrate, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for FED (Field Emission Display), a substrate for optical disk, a substrate for magnetic disk, a substrate for magneto-optical disk, etc. The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for performing a cleaning process on various substrates (hereinafter simply referred to as “substrates”).
半導体装置や液晶表示装置などの電子部品等の製造工程では、基板の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成していく工程が含まれる。ここで、微細加工を良好に行うためには基板表面を清浄な状態に保つ必要があり、必要に応じて基板表面に対して洗浄処理が行われる。例えば特許文献1に記載された装置においては、基板表面に脱イオン水(De Ionized Water)などの液体を供給し、それを凍結させた後、リンス液で解凍除去することで基板表面の洗浄が実行される。   The manufacturing process of electronic components such as a semiconductor device and a liquid crystal display device includes a process of forming a fine pattern by repeatedly performing processes such as film formation and etching on the surface of the substrate. Here, in order to perform fine processing satisfactorily, it is necessary to keep the substrate surface clean, and a cleaning process is performed on the substrate surface as necessary. For example, in the apparatus described in Patent Document 1, a liquid such as deionized water is supplied to the substrate surface, and after freezing it, the substrate surface is cleaned by thawing and removing with a rinse solution. Executed.
すなわち、特許文献1に記載の装置では、以下の工程が実行される。まず、基板の表面にDIWを供給することで基板表面全体にDIWの液膜を形成する。この際、基板表面に形成されている微細なパターンの間隙内部にもその流動性によりDIWが侵入する。続いて、DIWの供給を停止し、低温の窒素ガスを基板表面に供給してDIWを凍結させる。これにより、パーティクル等の汚染物質と基板表面との間に侵入したDIWが氷となり、膨張することでパーティクル等の汚染物質が微小距離だけ基板から離れる。また、基板の表面と平行な方向にも膨張することで、基板に固着しているパーティクル等を剥離する。その結果、基板表面とパーティクル等の汚染物質との間の付着力が低減され、さらにはパーティクル等の汚染物質が基板表面から脱離することとなる。その後、基板表面の氷をリンス液で解凍除去することで、基板表面からパーティクル等の汚染物質を効率良く除去することができる。   That is, in the apparatus described in Patent Document 1, the following steps are executed. First, a DIW liquid film is formed on the entire surface of the substrate by supplying DIW to the surface of the substrate. At this time, DIW also penetrates into the fine pattern gap formed on the substrate surface due to its fluidity. Subsequently, the supply of DIW is stopped, and low temperature nitrogen gas is supplied to the substrate surface to freeze the DIW. As a result, the DIW that has entered between the contaminant such as particles and the substrate surface becomes ice and expands so that the contaminant such as particles is separated from the substrate by a minute distance. Further, by expanding in a direction parallel to the surface of the substrate, particles fixed to the substrate are peeled off. As a result, the adhesion force between the substrate surface and contaminants such as particles is reduced, and furthermore, contaminants such as particles are detached from the substrate surface. Thereafter, by removing the ice on the substrate surface by thawing and rinsing with a rinsing liquid, contaminants such as particles can be efficiently removed from the substrate surface.
特開2008−71875号公報(第3図)JP 2008-71875 A (FIG. 3)
近年、半導体装置や液晶表示装置などに代表される電子部品等に形成される微細な凹凸形状からなるパターンは、微細化がさらに進み、また、構造自体についても3次元化が進展するなど、微細かつ複雑な形状を有してきている。特にトランジスタやコンデンサなどの個別半導体に用いられるパターンについてこの傾向が顕著である。   In recent years, patterns made of fine concavo-convex shapes formed on electronic components such as semiconductor devices and liquid crystal display devices have been further miniaturized, and the structure itself has become three-dimensional. And it has a complicated shape. This tendency is particularly remarkable for patterns used for individual semiconductors such as transistors and capacitors.
このようにパターンの微細化及び構造の複雑化が進展することにより、パターンを構成する凸部の底面と基板とが接触する面積が縮小し、パターンの凸部と基板との付着力が小さくなり、また凸部自体の強度も小さくなっている。従って、小さな外力でもパターンの凸部の倒壊・剥離、パターンの凸部の間の空間の変形等のダメージが生ずる可能性が高くなっている。   As the pattern becomes finer and the structure becomes more complex in this way, the contact area between the bottom surface of the convex portion and the substrate constituting the pattern is reduced, and the adhesive force between the convex portion of the pattern and the substrate is reduced. Further, the strength of the convex portion itself is also reduced. Therefore, there is a high possibility that damages such as collapse / peeling of the convex portions of the pattern and deformation of the space between the convex portions of the pattern occur even with a small external force.
このような微細なパターンが形成されている基板に対し、特許文献1に開示されている従来技術の洗浄方法を適用すると、基板に供給されたDIWは、その流動性により微小間隔を隔てた隣接するパターンの凸部の間や3次元の円筒形状の内部等にも侵入し、その部分も含めたDIWが凍結されて洗浄が行われる。この従来技術は、DIWが氷となり膨張する際に生ずる力を利用してパーティクルを除去しているが、この力はパターンにも等しく働く。   When the conventional cleaning method disclosed in Patent Document 1 is applied to a substrate on which such a fine pattern is formed, DIW supplied to the substrate is adjacent to each other with a minute interval due to its fluidity. Intrusion also occurs between the convex portions of the pattern to be formed, the inside of the three-dimensional cylindrical shape, etc., and the DIW including that portion is frozen and washed. In this prior art, particles are removed by using a force generated when DIW expands as ice, and this force works equally on the pattern.
即ち、パターン全体に対しては基板の主面と平行な方向に働く力が、また、パターン間隙については、パターン間隙を外方に押し広げようとする力が働く。この力によりパターンにダメージが生ずるおそれがある。   That is, a force acting in a direction parallel to the main surface of the substrate is applied to the entire pattern, and a force to push the pattern gap outward is applied to the pattern gap. This force may cause damage to the pattern.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、微細かつ複雑な形状のパターンに対してダメージを与えることなく洗浄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を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus that can clean a pattern having a fine and complicated shape without causing damage.
上記課題を解決するため、この発明は、パターンが形成された基板に対し、凝固体を形成可能な第一凝固対象液を供給する第一凝固対象液供給工程と、第一凝固対象液が供給された基板に対し、凝固体を形成可能であって、第一凝固対象液の凝固点より低い温度の凝固点を有し、液体から固体へ相変化した際の体積変化が第一凝固対象液より大きい第二凝固対象液を供給し、パターン間隙内部を除く基板上の第一凝固対象液を除去する第二凝固対象液供給工程と、第一凝固対象液および第二凝固対象液を、第二凝固対象液の凝固点以下の温度に冷却して凝固する凝固工程と、第一凝固対象液および第二凝固対象液を除去する除去工程とを備える。   In order to solve the above problems, the present invention provides a first solidification target liquid supply step for supplying a first solidification target liquid capable of forming a solidified body to a substrate on which a pattern is formed, and a first solidification target liquid is supplied. A solidified body can be formed on the formed substrate, has a freezing point at a temperature lower than the freezing point of the first solidification target liquid, and the volume change when the phase changes from liquid to solid is larger than the first solidification target liquid. Supplying a second solidification target liquid and removing the first solidification target liquid on the substrate excluding the inside of the pattern gap; and a second solidification target liquid and a second solidification target liquid A coagulation step for cooling and solidifying to a temperature below the freezing point of the target liquid; and a removal step for removing the first coagulation target liquid and the second coagulation target liquid.
また、この発明は、パターンが形成された基板を保持する基板保持部と、基板に対し、凝固体を形成可能な第一凝固対象液を供給する第一凝固対象液供給部と、第一凝固対象液が供給された基板に対し、凝固体を形成可能であって、第一凝固対象液の凝固点より低い温度の凝固点を有し、液体から固体へ相変化した際の体積変化が第一凝固対象液より大きい第二凝固対象液を供給し、パターン間隙内部を除く基板上の第一凝固対象液を除去する第二凝固対象液供給部と、第一凝固対象液および第二凝固対象液を、第二凝固対象液の凝固点以下の温度に冷却して凝固する凝固部と、第一凝固対象液および第二凝固対象液を除去する除去部とを備える。   The present invention also includes a substrate holding unit that holds a substrate on which a pattern is formed, a first solidification target liquid supply unit that supplies a first solidification target liquid that can form a solidified body to the substrate, and a first solidification target. A solidified body can be formed on the substrate supplied with the target liquid, has a freezing point at a temperature lower than the freezing point of the first solidification target liquid, and the volume change when the phase changes from liquid to solid is the first solidification. A second coagulation target liquid supply unit configured to supply a second coagulation target liquid larger than the target liquid and remove the first coagulation target liquid on the substrate excluding the inside of the pattern gap; and a first coagulation target liquid and a second coagulation target liquid And a coagulation part that solidifies by cooling to a temperature below the freezing point of the second coagulation target liquid, and a removal part that removes the first coagulation target liquid and the second coagulation target liquid.
このように構成された発明(基板処理方法及び基板処理装置)では、第一凝固対象液を基板に供給した後、第二凝固対象液を供給し、第一凝固対象液を基板表面から除去している。   In the invention (substrate processing method and substrate processing apparatus) configured as described above, after supplying the first solidification target liquid to the substrate, the second solidification target liquid is supplied and the first solidification target liquid is removed from the substrate surface. ing.
ただし、基板に形成されたパターンは微細なものであり、第二凝固対象液がパターン間隙内部の微小領域に侵入する速度は、パターン間隙内部以外の領域において第二凝固対象液が第一凝固対象液を除去する速度よりも遅い。従って、第二凝固対象液を供給する工程の継続時間を、少なくともパターン間隙内部以外の領域において第二凝固対象液が第一凝固対象液を除去するに足る時間継続することで、パターン間隙内部にのみ第一凝固対象液を残留させる。   However, the pattern formed on the substrate is fine, and the speed at which the second solidification target liquid enters the minute area inside the pattern gap is determined by the second solidification target liquid in the area other than the inside of the pattern gap. Slower than the rate at which the liquid is removed. Therefore, the duration of the step of supplying the second coagulation target liquid is continued for at least the time required for the second coagulation target liquid to remove the first coagulation target liquid in a region other than the inside of the pattern gap, so Only leave the first coagulation target liquid.
第二凝固対象液が供給され、パターン間隙内部にのみ第一凝固対象液が残留した状態で、第一凝固対象液および第二凝固対象液を、第二凝固対象液の凝固点以下の温度に冷却して凝固する。第一凝固対象液の凝固点は第二凝固対象液の凝固点より高いため、第二凝固対象液が凝固する前に第一凝固対象液が凝固する。   The first solidification target liquid and the second solidification target liquid are cooled to a temperature below the freezing point of the second solidification target liquid with the second solidification target liquid supplied and the first solidification target liquid remaining only inside the pattern gap. And then solidify. Since the freezing point of the first solidification target liquid is higher than the freezing point of the second solidification target liquid, the first solidification target liquid is solidified before the second solidification target liquid is solidified.
第一凝固対象液がパターン間隙内部で凝固すると、第一凝固対象液の凝固体とパターンとが一体となった塊(固形物)と見做せる状態となり、パターンが構造的に補強される。従って、後続の凝固工程において第二凝固対象液が凝固して膨張することによる力(特に基板の主面と平行に働く力)に対抗することが可能となり、パターン剥離等のダメージを防止できる。   When the first solidification target liquid is solidified within the pattern gap, the solidification body of the first solidification target liquid and the pattern can be regarded as a lump (solid), and the pattern is structurally reinforced. Therefore, it is possible to counter the force (particularly, the force acting in parallel with the main surface of the substrate) due to the second solidification target liquid solidifying and expanding in the subsequent solidification step, and damage such as pattern peeling can be prevented.
尚、第一凝固対象液が液体から固体へ相変化する際の体積変化が、第二凝固対象液が液体から固体へ相変化する際の体積変化に比較して小さいため、パターン間隙内部で凝固しても、相変化による体積膨張によりパターンへ与える応力が第二凝固対象液より小さい。従って、パターンへのダメージを防止しながらパターンを補強して基板を洗浄することが可能となる。   The volume change when the first solidification target liquid changes phase from liquid to solid is smaller than the volume change when the second solidification target liquid changes phase from liquid to solid. Even so, the stress applied to the pattern by the volume expansion due to the phase change is smaller than the second solidification target liquid. Therefore, the substrate can be cleaned while reinforcing the pattern while preventing damage to the pattern.
また、第一凝固対象液を、第二凝固対象液に対し可溶性の物質とすることができる。   Moreover, a 1st coagulation object liquid can be made into a substance soluble with respect to a 2nd coagulation object liquid.
このように構成された発明では、第二凝固対象液として第一凝固対象液に対して良溶媒(第一凝固対象液が第二凝固対象液に対して可溶性)の物質を使用している。これにより、第二凝固対象液により第一凝固対象液を溶解することによっても除去することが可能となり、基板上から速やかに第一凝固対象液を除去することができる。   In the invention thus configured, a substance of a good solvent (the first coagulation target liquid is soluble in the second coagulation target liquid) is used as the second coagulation target liquid with respect to the first coagulation target liquid. Accordingly, the first solidification target liquid can be removed by dissolving the first solidification target liquid with the second solidification target liquid, and the first solidification target liquid can be quickly removed from the substrate.
また、第一凝固対象液供給工程として、第一凝固対象液を凝固点以上の温度にして供給することができる。   Further, as the first solidification target liquid supply step, the first solidification target liquid can be supplied at a temperature equal to or higher than the freezing point.
このように構成された発明では、第一凝固対象液を凝固点以上の温度にして供給している。従って、第一凝固対象液を液体の状態で基板に供給することが可能となり、第一凝固対象液の流動にともなってパターン間隙内部にまで侵入させることができる。   In the invention thus configured, the first solidification target liquid is supplied at a temperature equal to or higher than the freezing point. Accordingly, the first solidification target liquid can be supplied to the substrate in a liquid state, and can be penetrated into the pattern gap as the first solidification target liquid flows.
また、第二凝固対象液供給工程として、第一凝固対象液の凝固点より高い温度の第二凝固対象液を供給する高温第二凝固対象液供給工程を行った後、第一凝固対象液の凝固点より低い温度の第二凝固対象液を供給する低温第二凝固対象液供給工程を行うことができる。   Moreover, after performing the high temperature 2nd solidification target liquid supply process which supplies the 2nd solidification target liquid of the temperature higher than the freezing point of the 1st solidification target liquid as a 2nd solidification target liquid supply process, the freezing point of the 1st solidification target liquid A low-temperature second coagulation target liquid supply step for supplying a lower temperature second coagulation target liquid can be performed.
このように構成された発明では、基板に対し第一凝固対象液の凝固点より高い温度の第二凝固対象液を供給した後、第一凝固対象液の凝固点より低い温度の第二凝固対象液を供給している。これにより、第一凝固対象液の凝固点より高い温度の第二凝固対象液を供給することで第一凝固対象液を液体の状態とし、第一凝固対象液を第二凝固対象液に溶解するとともに、液体の状態の第一凝固対象液を第二凝固対象液の流れにより押し流すことで速やかに除去することが可能となる。また、第一凝固対象液の凝固点より高い温度の第二凝固対象液を供給した後、第一凝固対象液の凝固点より低い温度の第二凝固対象液を供給することで、基板全体を第一凝固対象液の凝固点より低い温度に冷却する。これにより、第一凝固対象液を凝固してパターンを補強するとともに、後続する凝固工程に要する時間を短縮することができる。   In the invention thus configured, after supplying the second solidification target liquid having a temperature higher than the freezing point of the first solidification target liquid to the substrate, the second solidification target liquid having a temperature lower than the freezing point of the first solidification target liquid is supplied. Supply. Thus, by supplying the second coagulation target liquid having a temperature higher than the freezing point of the first coagulation target liquid, the first coagulation target liquid is brought into a liquid state, and the first coagulation target liquid is dissolved in the second coagulation target liquid. The liquid in the first coagulation target liquid can be quickly removed by swirling it with the flow of the second coagulation target liquid. In addition, after supplying the second solidification target liquid having a temperature higher than the freezing point of the first solidification target liquid, the second solidification target liquid having a temperature lower than the freezing point of the first solidification target liquid is supplied. Cool to a temperature lower than the freezing point of the liquid to be solidified. Thereby, while solidifying the 1st solidification object liquid and reinforcing a pattern, the time which a subsequent coagulation process requires can be shortened.
また、第一凝固対象液が可溶性である除去液を用いることができる。   Moreover, the removal liquid in which the first coagulation target liquid is soluble can be used.
このように構成された発明では、除去液として第一凝固対象液に対して良溶媒(第一凝固対象液が第二凝固対象液に対して可溶性)の物質を使用している。これにより、除去液により第一凝固対象液を溶解することによっても除去することが可能となり、基板上から速やかに第一凝固対象液を除去することができる。   In the invention configured as described above, a substance having a good solvent (the first coagulation target liquid is soluble in the second coagulation target liquid) is used as the removal liquid with respect to the first coagulation target liquid. Accordingly, the first solidification target liquid can be removed by dissolving the first solidification target liquid with the removal liquid, and the first solidification target liquid can be quickly removed from the substrate.
また、除去工程は、第一凝固対象液の凝固点以上の温度の除去液を供給することができる。   Moreover, a removal process can supply the removal liquid of the temperature more than the freezing point of a 1st solidification object liquid.
このように構成された発明では、第一凝固対象液の凝固点以上の温度の除去液を供給することにより、第一凝固対象液および第二凝固対象液の双方を融解することができ、基板表面からすみやかにこれらの液を除去することができる。   In the invention thus configured, by supplying a removal liquid having a temperature equal to or higher than the freezing point of the first solidification target liquid, both the first solidification target liquid and the second solidification target liquid can be melted, and the substrate surface These liquids can be removed immediately.
この発明によれば、パターン間隙内部に第一凝固対象液を残留させて凝固させた後、パターン間隙内部以外の部分の第二凝固対象液を凝固させる。これにより、パターンを第一凝固対象液で補強した後で第二凝固対象液を凝固することが可能となり、第二凝固対象液の凝固による応力からパターンを保護することが可能となる。したがって、パターンにダメージを与えることなく基板を洗浄することができる。   According to this invention, after the first coagulation target liquid remains in the pattern gap and solidifies, the second coagulation target liquid in the part other than the inside of the pattern gap is coagulated. Thus, after the pattern is reinforced with the first solidification target liquid, the second solidification target liquid can be solidified, and the pattern can be protected from the stress caused by the solidification of the second solidification target liquid. Therefore, the substrate can be cleaned without damaging the pattern.
本発明に係る基板処理装置の概略構成を示す正面図である。It is a front view which shows schematic structure of the substrate processing apparatus which concerns on this invention. 図1のB1−B1線に沿った矢視断面図である。It is arrow sectional drawing along the B1-B1 line | wire of FIG. 図1の矢印B2から見た側面図である。It is the side view seen from arrow B2 of FIG. 第一の実施の形態にかかる処理ユニットの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the processing unit concerning 1st embodiment. 図4の処理ユニットにおける基板保持部、排液捕集部および雰囲気遮断部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the board | substrate holding part in the processing unit of FIG. 4, a drainage collection part, and an atmosphere interruption | blocking part. 図4の処理ユニットにおける第二凝固対象液供給部および除去部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 2nd coagulation object liquid supply part and removal part in the processing unit of FIG. 図6の第二凝固対象液供給部における第二凝固対象液供給ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 2nd coagulation object liquid supply unit in the 2nd coagulation object liquid supply part of FIG. 図6の除去部における除去液供給ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the removal liquid supply unit in the removal part of FIG. 図4の処理ユニットにおける第一凝固対象液供給部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 1st coagulation object liquid supply part in the processing unit of FIG. 図9の第一凝固対象液供給部における第一凝固対象液供給ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 1st coagulation object liquid supply unit in the 1st coagulation object liquid supply part of FIG. 図4の処理ユニットにおける凝固部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the solidification part in the processing unit of FIG. 図11の凝固部における凝固用窒素ガス供給ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the nitrogen gas supply unit for solidification in the solidification part of FIG. 図4の処理ユニットにおけるリンス部および乾燥用気体供給部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rinse part and drying gas supply part in the processing unit of FIG. 第一実施形態における基板処理装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the substrate processing apparatus in 1st embodiment. 第二実施形態における基板処理装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the substrate processing apparatus in 2nd embodiment.
以下の説明において、基板とは、半導体基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、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などの各種基板をいう。   In the following description, a substrate means a semiconductor substrate, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for FED (Field Emission Display), a substrate for optical disk, a substrate for magnetic disk, and a magneto-optical substrate. Various substrates such as disk substrates.
以下の説明においては、一方主面のみに回路パターン等(以下「パターン」と記載する)が形成されている基板を例として用いる。ここで、パターンが形成されている主面を「表面」と称し、その反対側のパターンが形成されていない主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた基板の面を「下面」と称し、上方に向けられた基板の面を「上面」と称する。尚、以下においては上面を表面として説明する。また、微小間隔を隔てた隣接する凸部の間や3次元の円筒や角柱内部等を「パターン間隙」と称する。   In the following description, a substrate on which a circuit pattern or the like (hereinafter referred to as “pattern”) is formed only on one main surface will be used as an example. Here, the main surface on which the pattern is formed is referred to as “front surface”, and the main surface on which the pattern on the opposite side is not formed is referred to as “back surface”. Further, the surface of the substrate directed downward is referred to as “lower surface”, and the surface of the substrate directed upward is referred to as “upper surface”. In the following description, the upper surface is the surface. In addition, a space between adjacent convex portions separated by a minute interval, a three-dimensional cylinder, a rectangular column, or the like is referred to as a “pattern gap”.
以下、本発明の実施の形態を、半導体基板の処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明する。尚、本発明は、半導体基板の処理に限らず、液晶表示器用のガラス基板などの各種の基板の処理にも適用することができる。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, taking a substrate processing apparatus used for processing a semiconductor substrate as an example. The present invention is not limited to the processing of semiconductor substrates, and can be applied to processing of various substrates such as glass substrates for liquid crystal displays.
<第一実施形態>
図1、図2および図3はこの発明にかかる基板処理装置9の概略構成を示す図である。図1は基板処理装置9の正面図であり、図2は図1の基板処理装置9のB1−B1線に沿った矢視断面図である。また、図3は図1の基板処理装置9を矢印B2側からみた側面図である。この装置は半導体基板等の基板W(以下、単に「基板W」と記載する)に付着しているパーティクル等の汚染物質(以下「パーティクル等」と記載する)を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の基板処理装置である。
<First embodiment>
1, FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus 9 according to the present invention. 1 is a front view of the substrate processing apparatus 9, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line B1-B1 of the substrate processing apparatus 9 of FIG. FIG. 3 is a side view of the substrate processing apparatus 9 of FIG. 1 viewed from the arrow B2 side. This apparatus is used for a cleaning process for removing contaminants such as particles (hereinafter referred to as “particles”) adhering to a substrate W such as a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as “substrate W”). This is a single wafer processing apparatus.
尚、各図には方向関係を明確にするため、Z軸を鉛直方向とし、XY平面を水平面とする座標系を適宜付している。また、各座標系において、矢印の先端が向く方向を+(プラス)方向とし、逆の方向を−(マイナス)方向とする。   In each figure, in order to clarify the directional relationship, a coordinate system in which the Z axis is the vertical direction and the XY plane is the horizontal plane is appropriately attached. Also, in each coordinate system, the direction in which the tip of the arrow faces is the + (plus) direction, and the opposite direction is the-(minus) direction.
基板処理装置9は、基板Wを例えば25枚収容したFOUP(Front Open Unified Pod)949を載置するオープナー94と、オープナー94上のFOUP949から未処理の基板Wを取り出し、また処理完了後の基板WをFOUP949内に収納するインデクサユニット93と、インデクサユニット93とセンターロボット96との間で基板Wの受け渡しを行うシャトル95と、基板Wをセンターロボット96でその内部に収容して洗浄を行う処理ユニット91と、処理ユニット91に供給される液体や気体の配管、開閉弁等を収容する流体ボックス92と、で構成される。   The substrate processing apparatus 9 takes out an unprocessed substrate W from the opener 94 on which a FOUP (Front Open Unified Pod) 949 containing, for example, 25 substrates W is placed, and the FOUP 949 on the opener 94, and after the processing is completed An indexer unit 93 for storing W in the FOUP 949, a shuttle 95 for transferring the substrate W between the indexer unit 93 and the center robot 96, and a processing for storing the substrate W in the center robot 96 for cleaning. The unit 91 includes a fluid box 92 that accommodates a pipe for liquid or gas supplied to the processing unit 91, an on-off valve, and the like.
まず、これらの平面的な配置について図2を用いて説明する。基板処理装置9の一端(図2において左端)には複数の(本実施形態においては3台の)オープナー94が配置される。オープナー94の図2における右側(+Y側)に隣接してインデクサユニット93が配置される。インデクサユニット93のX方向における中央付近であって、インデクサユニットの図2における右側(+Y側)に隣接してシャトル95が配置され、シャトル95の図2における右側(+Y側)に、シャトル95と+Y方向に並ぶようにセンターロボット96が配置される。このように、インデクサユニット93と、シャトル95およびセンターロボット96は、直交する二本のラインの配置をなしている。   First, these planar arrangements will be described with reference to FIG. A plurality of (three in this embodiment) openers 94 are arranged at one end (left end in FIG. 2) of the substrate processing apparatus 9. An indexer unit 93 is arranged adjacent to the right side (+ Y side) of the opener 94 in FIG. A shuttle 95 is arranged near the center of the indexer unit 93 in the X direction and adjacent to the right side (+ Y side) of the indexer unit in FIG. 2, and on the right side (+ Y side) of the shuttle 95 in FIG. Center robot 96 is arranged so as to line up in the + Y direction. Thus, the indexer unit 93, the shuttle 95, and the center robot 96 are arranged in two orthogonal lines.
+Y方向に並ぶように配置されたシャトル95とセンターロボット96の図2における上側(−X側)と下側(+X側)には処理ユニット91と流体ボックス92が配置されている。即ち、シャトル95とセンターロボット96の図2における上側(−X側)または下側(+X側)に、インデクサユニット93の図2における右側(+Y側)に隣接して、流体ボックス92、処理ユニット91、処理ユニット91、流体ボックス92の順に配置されている。   A processing unit 91 and a fluid box 92 are arranged on the upper side (−X side) and the lower side (+ X side) in FIG. 2 of the shuttle 95 and the center robot 96 arranged in the + Y direction. That is, the fluid box 92 and the processing unit are adjacent to the upper side (−X side) or the lower side (+ X side) of the shuttle 95 and the center robot 96 in FIG. 2 and adjacent to the right side (+ Y side) of the indexer unit 93 in FIG. 91, the processing unit 91, and the fluid box 92 are arranged in this order.
尚、インデクサユニット93の+X側(図2における下側)の側面には後述する制御ユニット97の操作部971が設置されている(図1参照)。   An operation unit 971 of a control unit 97 described later is installed on the side surface of the indexer unit 93 on the + X side (lower side in FIG. 2) (see FIG. 1).
次に、オープナー94について説明する。オープナー94はその上部にFOUP949を載置する載置面941と、FOUP949の正面(図1および図2におけるFOUP949の右側(+Y側)の面)に対向して配置され、FOUP949の正面にある蓋部(図示省略)を開閉する開閉機構943(図3参照)を備える。   Next, the opener 94 will be described. The opener 94 is disposed so as to face the mounting surface 941 on which the FOUP 949 is mounted, and the front surface of the FOUP 949 (the right side (+ Y side) surface of the FOUP 949 in FIGS. 1 and 2). An opening / closing mechanism 943 (see FIG. 3) for opening and closing a portion (not shown) is provided.
基板処理装置9の外部から自動搬送車両等により搬入されたFOUP949は、オープナー94の載置面941上に載置され、開閉機構943により蓋部が解放される。これにより、後述するインデクサユニット93のインデクサロボット931が、FOUP949内の基板Wを搬出し、逆にFOUP949内に基板Wを搬入することが可能となる。   The FOUP 949 carried in from the outside of the substrate processing apparatus 9 by an automatic conveyance vehicle or the like is placed on the placement surface 941 of the opener 94, and the lid is released by the opening / closing mechanism 943. As a result, an indexer robot 931 of the indexer unit 93 described later can carry out the substrate W in the FOUP 949, and conversely, carry in the substrate W into the FOUP 949.
次に、インデクサユニット93について説明する。インデクサユニット93には、FOUP949から処理工程前の基板Wを一枚ずつ取り出すとともに、処理工程後の基板WをFOUP949に一枚ずつ収容し、更に基板Wをシャトル95と受け渡しする、Z軸方向に上下に配置された2組のハンド933を有するインデクサロボット931が備えられている。インデクサロボット931はX軸方向に水平移動自在であり、またZ軸方向に昇降移動自在であるとともに、Z軸周りに回転可能に構成されている。   Next, the indexer unit 93 will be described. In the indexer unit 93, the substrates W before the processing step are taken out one by one from the FOUP 949, the substrates W after the processing step are accommodated one by one in the FOUP 949, and the substrates W are transferred to the shuttle 95 in the Z-axis direction. An indexer robot 931 having two sets of hands 933 arranged above and below is provided. The indexer robot 931 can move horizontally in the X-axis direction, can move up and down in the Z-axis direction, and can rotate about the Z-axis.
次に、シャトル95について説明する。シャトル95には、基板Wの図2における上側(−X側)および下側(+X側)の周縁部付近であって、インデクサロボット931のハンド933および後述するセンターロボット96のハンド961と干渉しない位置を保持する、Z軸方向に上下に配置された2組のハンド951と、2組のハンド951をそれぞれ独立してY軸方向に水平移動する水平移動機構(図示せず)とを備える。   Next, the shuttle 95 will be described. The shuttle 95 is in the vicinity of the peripheral edge on the upper side (−X side) and the lower side (+ X side) in FIG. 2 of the substrate W and does not interfere with the hand 933 of the indexer robot 931 and the hand 961 of the center robot 96 described later. Two sets of hands 951 arranged vertically in the Z-axis direction and a horizontal movement mechanism (not shown) for horizontally moving the two sets of hands 951 in the Y-axis direction are provided.
シャトル95はインデクサロボット931とセンターロボット96双方との間で基板Wを受け渡し可能に構成されている。即ち、図示しない水平移動機構によりハンド951が図2における左側(−Y側)に移動した場合、インデクサロボット931のハンド951との間で基板Wの受け渡しが可能となり、また、ハンド951が図2における右側(+Y側)に移動した場合はセンターロボット96のハンド961との間で基板Wの受け渡しが可能となる。   The shuttle 95 is configured such that the substrate W can be transferred between both the indexer robot 931 and the center robot 96. That is, when the hand 951 is moved to the left side (−Y side) in FIG. 2 by a horizontal movement mechanism (not shown), the substrate W can be transferred to and from the hand 951 of the indexer robot 931. When moving to the right side (+ Y side), the substrate W can be delivered to and from the hand 961 of the center robot 96.
次に、センターロボット96について説明する。センターロボット96には、基板Wを1枚ずつ保持し、シャトル95または処理ユニット91との間で基板Wの受け渡しを行う、Z軸方向に上下に配置された2組のハンド961と、鉛直方向(Z軸方向)に延設され、ハンド961の鉛直方向の移動の軸となる昇降軸963と、ハンド961を昇降移動させる昇降機構965と、ハンド961をZ軸周りに回転させる回転機構967を備える。センターロボット96はZ軸方向に昇降軸963に沿って昇降移動自在であるとともに、回転機構967によってハンドがZ軸周りに回転可能に構成されている。   Next, the center robot 96 will be described. The center robot 96 holds the substrates W one by one, and transfers the substrates W to and from the shuttle 95 or the processing unit 91. Two sets of hands 961 arranged vertically in the Z-axis direction and the vertical direction A lifting shaft 963 that extends in the (Z-axis direction) and serves as a vertical movement axis of the hand 961, a lifting mechanism 965 that moves the hand 961 up and down, and a rotating mechanism 967 that rotates the hand 961 around the Z axis. Prepare. The center robot 96 is movable up and down along the lifting shaft 963 in the Z-axis direction, and the hand can be rotated around the Z-axis by a rotating mechanism 967.
尚、処理ユニット91の後述する側壁であって、センターロボット96に対向する面には、センターロボット96のハンド961を伸ばして処理ユニット91内に基板Wを搬入し、または搬出するための開口が設けられている。また、センターロボット96が処理ユニット91と基板Wの受け渡しを行わない場合に上記開口を閉塞して処理ユニット91内部の雰囲気の清浄度を保持するためのシャッター911が設けられている。   Note that an opening through which the hand 961 of the center robot 96 is extended and the substrate W is carried into or out of the processing unit 91 is formed on a side wall, which will be described later, of the processing unit 91 facing the center robot 96. Is provided. In addition, when the center robot 96 does not deliver the processing unit 91 and the substrate W, a shutter 911 is provided for closing the opening and maintaining the cleanliness of the atmosphere inside the processing unit 91.
尚、図1に示すように処理ユニット91と流体ボックス92は上下2段に積み上げる構成とされている。従って、本実施形態における基板処理装置9には処理ユニット91および流体ボックス92はそれぞれ8台ずつ備えられている。   As shown in FIG. 1, the processing unit 91 and the fluid box 92 are stacked in two upper and lower stages. Therefore, the substrate processing apparatus 9 in this embodiment is provided with eight processing units 91 and eight fluid boxes 92 each.
次に、インデクサロボット931、シャトル95およびセンターロボット96による基板Wの搬送の手順について説明する。基板処理装置9の外部から自動搬送車両等により搬入されたFOUP949は、オープナー94の載置面941上に載置され、開閉機構943により蓋部が解放される。インデクサロボット931はFOUP949の所定の位置から下側のハンド933により基板Wを1枚取り出す。その後、インデクサロボット931はシャトル95の前(図2におけるインデクサユニット93のX軸方向中央付近)に移動する。同時にシャトル95は下側のハンド951をインデクサユニット93の側(図2における左側(−Y側))へ移動する。   Next, a procedure for transporting the substrate W by the indexer robot 931, the shuttle 95, and the center robot 96 will be described. The FOUP 949 carried in from the outside of the substrate processing apparatus 9 by an automatic conveyance vehicle or the like is placed on the placement surface 941 of the opener 94, and the lid is released by the opening / closing mechanism 943. The indexer robot 931 takes out one substrate W from the predetermined position of the FOUP 949 with the lower hand 933. Thereafter, the indexer robot 931 moves in front of the shuttle 95 (near the center in the X-axis direction of the indexer unit 93 in FIG. 2). At the same time, the shuttle 95 moves the lower hand 951 to the indexer unit 93 side (left side (-Y side in FIG. 2)).
シャトル95の前に移動したインデクサロボット931は下側のハンド933に保持した基板Wをシャトル95の下側のハンド951に移載する。その後、シャトル95は下側のハンド951をセンターロボット96の側(図2における右側(+Y側))に移動する。また、センターロボット96がシャトル95にハンド961を向ける位置に移動する。   The indexer robot 931 that has moved in front of the shuttle 95 transfers the substrate W held by the lower hand 933 to the lower hand 951 of the shuttle 95. Thereafter, the shuttle 95 moves the lower hand 951 to the center robot 96 side (the right side (+ Y side in FIG. 2)). Further, the center robot 96 moves to a position where the hand 961 is directed to the shuttle 95.
その後、センターロボット96が下側のハンド961により、シャトル95の下側のハンド951に保持された基板Wを取り出し、8つある処理ユニット91のいずれかのシャッター911へハンド961を向けるように移動する。その後、シャッター911が解放され、センターロボット96が下側のハンド961を伸ばして処理ユニット91内に基板Wを搬入し、処理ユニット91内での基板Wの洗浄処理が開始される。   Thereafter, the center robot 96 takes out the substrate W held by the lower hand 951 of the shuttle 95 by the lower hand 961 and moves the hand 961 to one of the shutters 911 of the eight processing units 91. To do. Thereafter, the shutter 911 is released, the center robot 96 extends the lower hand 961 and carries the substrate W into the processing unit 91, and cleaning processing of the substrate W in the processing unit 91 is started.
処理ユニット91内で処理が完了した基板Wは、センターロボット96の上側のハンド961で搬出され、その後は上記未処理の基板Wを搬送する場合とは逆にセンターロボット96の上側のハンド961、シャトル95の上側のハンド951、インデクサロボット931の上側のハンド933の順に移載され、最終的にFOUP949の所定の位置に収容される。   The substrate W that has been processed in the processing unit 91 is unloaded by the upper hand 961 of the center robot 96, and then the upper hand 961 of the center robot 96, contrary to the case of transporting the unprocessed substrate W, The upper hand 951 of the shuttle 95 and the upper hand 933 of the indexer robot 931 are transferred in this order, and are finally accommodated in a predetermined position of the FOUP 949.
次に、処理ユニット91の構成について図4を用いて説明する。図4は処理ユニット91の構成を示す模式図である。ここで、本実施形態における8つの処理ユニット91はそれぞれ同じ構成であるため、図2における矢印B3の示す処理ユニット91(図1において左下側の処理ユニット91)を代表として以下説明する。   Next, the configuration of the processing unit 91 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the processing unit 91. Here, since the eight processing units 91 in the present embodiment have the same configuration, the processing unit 91 indicated by the arrow B3 in FIG. 2 (the processing unit 91 on the lower left side in FIG. 1) will be described as a representative.
処理ユニット91は、表面にパターンが形成された基板Wを略水平に保持し、回転する基板保持部11と、基板保持部11をその内側に収容し、基板保持部11及び基板Wからの飛散物等を受け止めて排気・排液する排液捕集部21と、基板保持部11に保持された基板Wの表面Wfに対向して配置され、基板表面Wfの上方の空間を外気から遮断する雰囲気遮断部23と、を備える。   The processing unit 91 holds the substrate W having a pattern formed on the surface thereof substantially horizontally, accommodates the rotating substrate holder 11 and the substrate holder 11 inside, and scatters from the substrate holder 11 and the substrate W. A drainage collecting unit 21 that receives and exhausts objects and the like and a surface Wf of the substrate W held by the substrate holding unit 11 are arranged to face each other, and a space above the substrate surface Wf is blocked from outside air. And an atmosphere blocking unit 23.
また、処理ユニット91は、基板Wの表面Wfに第一凝固対象液を供給する第一凝固対象液供給部31と、基板Wの表面Wfに第二凝固対象液を供給する第二凝固対象液供給部43と、基板Wの表面Wf上の第一凝固対象液および第二凝固対象液に対し低温の凝固用気体を供給して凝固する凝固部35と、基板表面Wf上で凝固した第一凝固対象液および第二凝固対象液に対し除去液を供給して除去する除去部45と、基板表面Wfおよび基板裏面Wbに向けてリンス液を供給するリンス部51と、基板表面Wfおよび基板裏面Wbに向けて乾燥用気体を供給して基板表面Wfおよび基板裏面Wbを外気から遮断する乾燥用気体供給部55と、後述する洗浄プログラムに基づいて基板処理装置9の各部の動作を制御する制御ユニット97と、を備える。   In addition, the processing unit 91 includes a first solidification target liquid supply unit 31 that supplies the first solidification target liquid to the surface Wf of the substrate W, and a second solidification target liquid that supplies the second solidification target liquid to the surface Wf of the substrate W. Supply portion 43, coagulation portion 35 for supplying and solidifying a low-temperature coagulation gas to the first and second coagulation target liquids on the surface Wf of the substrate W, and the first coagulation on the substrate surface Wf A removal unit 45 that supplies and removes the removal liquid to the coagulation target liquid and the second coagulation target liquid, a rinse part 51 that supplies a rinse liquid toward the substrate surface Wf and the substrate back surface Wb, and the substrate surface Wf and the substrate back surface A drying gas supply unit 55 that supplies a drying gas toward Wb to block the substrate surface Wf and the substrate back surface Wb from the outside air, and a control that controls the operation of each unit of the substrate processing apparatus 9 based on a cleaning program to be described later. Unit 97; Provided.
尚、本実施形態においては、第一凝固対象液として有機溶媒であるターシャリーブタノール(t−ブタノール)(化学式:C10O、凝固点:25.6℃(摂氏))を、第二凝固対象液、除去液及びリンス液として脱イオン水(De Ionized Water:以下「DIW」と記載する)を、それぞれ用いる。また、本実施形態においては、凝固用気体及び乾燥用気体として窒素ガスを用いる。 In the present embodiment, tertiary butanol (t-butanol) (chemical formula: C 4 H 10 O, freezing point: 25.6 ° C. (Celsius)), which is an organic solvent, is used as the first coagulation target liquid. Deionized water (De Ionized Water: hereinafter referred to as “DIW”) is used as the target liquid, the removal liquid, and the rinse liquid, respectively. In the present embodiment, nitrogen gas is used as the coagulation gas and the drying gas.
また、第二凝固対象液であるDIWは第一凝固対象液であるターシャリーブタノールに対して良溶媒(第一凝固対象液は第二凝固対象液に対して可溶性)である。   Moreover, DIW which is the second coagulation target liquid is a good solvent (the first coagulation target liquid is soluble in the second coagulation target liquid) with respect to tertiary butanol which is the first coagulation target liquid.
また、処理ユニット91は、中空の略角柱形状を有する側壁901と、側壁901に略水平に固設され、処理ユニット91内の空間を仕切る上側ベース部材902及び下側ベース部材903と、側壁901の内部であって上側ベース部材902の上方である上側空間905と、側壁901の内部であって、上側ベース部材902の下方であり、かつ下側ベース部材903の上方である処理空間904と、側壁901の内部であって下側ベース部材903の下方である下側空間906と、を備える。尚、本実施形態において側壁901は略角柱形状としたが、側壁の形状はそれに限定されず、略円柱形状やその他の形状としても良い。   Further, the processing unit 91 includes a hollow side wall 901 having a substantially prismatic shape, an upper base member 902 and a lower base member 903 that are fixed substantially horizontally to the side wall 901 and partition the space in the processing unit 91, and the side wall 901. An upper space 905 above the upper base member 902, a processing space 904 inside the side wall 901, below the upper base member 902, and above the lower base member 903; A lower space 906 inside the side wall 901 and below the lower base member 903. In the present embodiment, the side wall 901 has a substantially prismatic shape, but the shape of the side wall is not limited thereto, and may be a substantially cylindrical shape or other shapes.
尚、前述のとおり側壁901の内センターロボット96に対向する側には、センターロボットが処理ユニット91内に基板Wを搬入し、または搬出可能な開口と、その開口を閉塞して処理ユニット91内部の雰囲気の清浄度を保持するためのシャッター911が設けられている。   As described above, on the side of the side wall 901 that faces the center robot 96, an opening through which the center robot can load or unload the substrate W into the processing unit 91, and the opening is closed to close the inside of the processing unit 91. A shutter 911 is provided for maintaining the cleanliness of the atmosphere.
上側ベース部材902は側壁901の上方(図4における上側)に略水平に固設され、処理ユニット91の内部の空間である上側空間905と処理空間904との間を仕切っている。上側ベース部材902の中央付近には、上側ベース部材902の下面から、処理ユニット91の上端に連通する雰囲気導入路907が設けられている。また、雰囲気導入路907の上端付近には、処理空間904へ清浄な雰囲気を供給するファンフィルタユニット908が設けられている。上側空間905内の雰囲気導入路907に設置されたファンフィルタユニット908は、処理ユニット91上方から雰囲気を取り込み、内蔵したHEPAフィルタ等により雰囲気中の微粒子等を捕集した上で、下方である処理空間904内へ清浄化された雰囲気を供給する。   The upper base member 902 is fixed substantially horizontally above the side wall 901 (upper side in FIG. 4), and partitions the upper space 905 and the processing space 904 that are internal spaces of the processing unit 91. Near the center of the upper base member 902, an atmosphere introduction path 907 that communicates from the lower surface of the upper base member 902 to the upper end of the processing unit 91 is provided. A fan filter unit 908 that supplies a clean atmosphere to the processing space 904 is provided near the upper end of the atmosphere introduction path 907. The fan filter unit 908 installed in the atmosphere introduction path 907 in the upper space 905 takes in the atmosphere from above the processing unit 91 and collects particulates and the like in the atmosphere with a built-in HEPA filter or the like, and then performs processing below. A cleaned atmosphere is supplied into the space 904.
下側ベース部材903は側壁901の中程(図4における下側)に略水平に固設され、処理ユニット91の内部の空間である処理空間904と下側空間906との間を仕切っている。下側ベース部材903には複数の排気口909が設けられており、各排気口909は図示しない排気系統に接続され、処理空間904内の雰囲気を外部に排出している。   The lower base member 903 is fixed substantially horizontally in the middle of the side wall 901 (lower side in FIG. 4), and partitions the processing space 904 that is the space inside the processing unit 91 and the lower space 906. . The lower base member 903 is provided with a plurality of exhaust ports 909, and each exhaust port 909 is connected to an exhaust system (not shown) and exhausts the atmosphere in the processing space 904 to the outside.
ここで、処理空間904内は清浄な雰囲気が保たれており、基板Wの洗浄等が行われる空間である。また、上側空間905及び下側空間906は処理空間904内に設置される各部材を駆動するための駆動源等が配設される空間である。   Here, a clean atmosphere is maintained in the processing space 904, and the substrate W is cleaned. The upper space 905 and the lower space 906 are spaces in which drive sources and the like for driving each member installed in the processing space 904 are disposed.
ファンフィルタユニット908を通して処理空間904内に供給された雰囲気は、処理空間904の上方から下方へ向かう流れとなり、最終的に排気口909から処理空間904の外に排出される。これにより、後述する基板Wを処理する各工程において発生する微細な液体の微粒子等を、処理空間904の中を上から下に向かって流れる気流により下向きに移動させて排気口909から排出する。よって、これら微粒子が基板Wや処理空間904内の各部材に付着することを防止できる。   The atmosphere supplied into the processing space 904 through the fan filter unit 908 flows from the upper side to the lower side of the processing space 904, and is finally discharged out of the processing space 904 from the exhaust port 909. As a result, fine liquid fine particles and the like generated in each process of processing the substrate W to be described later are moved downward by the airflow flowing from the top to the bottom in the processing space 904 and discharged from the exhaust port 909. Therefore, these fine particles can be prevented from adhering to each member in the substrate W and the processing space 904.
次に、基板保持部11、排液捕集部21および雰囲気遮断部23の構成について図5を用いて説明する。図5は基板保持部11、排液捕集部21および雰囲気遮断部23の構成を示す模式図である。   Next, the configuration of the substrate holding unit 11, the drainage collecting unit 21, and the atmosphere blocking unit 23 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the configuration of the substrate holding unit 11, the drainage collecting unit 21, and the atmosphere blocking unit 23.
まず、基板保持部11について説明する。基板保持部11のベースユニット111は下側ベース部材903の上に固設されており、ベースユニット111の上方に、中心部に開口を有する円板状のスピンベース113が回転可能に略水平に支持されている。スピンベース113の下面中心には中心軸117の上端がネジなどの締結部品によって固定されている。また、スピンベース113の周縁付近には、基板Wの周縁部を把持するための複数個の基板保持部材115が立設されている。基板保持部材115は、円形の基板Wを確実に保持するために3個以上設けてあればよく、スピンベース113の周縁に沿って等角度間隔で配置されている。各基板保持部材115のそれぞれは、基板Wの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Wの外周端面を押圧して基板Wを保持する基板保持部とを備えている。   First, the substrate holding unit 11 will be described. The base unit 111 of the substrate holding part 11 is fixed on the lower base member 903, and a disk-shaped spin base 113 having an opening at the center part is rotatably and substantially horizontally above the base unit 111. It is supported. At the center of the lower surface of the spin base 113, the upper end of the central shaft 117 is fixed by a fastening component such as a screw. In addition, a plurality of substrate holding members 115 for holding the periphery of the substrate W are erected in the vicinity of the periphery of the spin base 113. Three or more substrate holding members 115 may be provided in order to securely hold the circular substrate W, and are arranged at equiangular intervals along the periphery of the spin base 113. Each of the substrate holding members 115 includes a substrate support portion that supports the peripheral portion of the substrate W from below, and a substrate holding portion that holds the substrate W by pressing the outer peripheral end surface of the substrate W supported by the substrate support portion. I have.
各基板保持部材115は公知のリンク機構や褶動部材等を介して基板保持部材駆動機構119内のエアシリンダに連結されている。尚、基板保持部材駆動機構119はスピンベース113の下側であってベースユニット111の内部に設置されている。また、基板保持部材駆動機構119は制御ユニット97と電気的に接続されている。そして、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、基板保持部材駆動機構119のエアシリンダを伸縮する。これにより、各基板保持部材115を、その基板保持部が基板Wの外周端面を押圧する「閉状態」と、その基板保持部が基板Wの外周端面から離れる「開状態」との間を切り替え可能としている。尚、基板保持部材115の駆動源としてエアシリンダ以外に、モーターやソレノイド等の公知の駆動源を用いることも可能である。   Each substrate holding member 115 is connected to an air cylinder in the substrate holding member driving mechanism 119 via a known link mechanism, a swinging member, or the like. The substrate holding member driving mechanism 119 is installed below the spin base 113 and inside the base unit 111. The substrate holding member drive mechanism 119 is electrically connected to the control unit 97. Then, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holding unit 11 to expand and contract the air cylinder of the substrate holding member drive mechanism 119. Thereby, each substrate holding member 115 is switched between a “closed state” in which the substrate holding portion presses the outer peripheral end surface of the substrate W and an “open state” in which the substrate holding portion is separated from the outer peripheral end surface of the substrate W. It is possible. In addition to the air cylinder, a known drive source such as a motor or a solenoid can be used as a drive source for the substrate holding member 115.
そして、スピンベース113に対して基板Wが受渡しされる際には、各基板保持部材115を開状態とし、基板Wに対して洗浄処理等を行う際には、各基板保持部材115を閉状態とする。各基板保持部材115を閉状態とすると、各基板保持部材115が基板Wの周縁部を把持し、基板Wをスピンベース113から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持する。これにより、基板Wは、その表面Wfを上方に向け、裏面Wbを下方に向けた状態で保持される。   When the substrate W is delivered to the spin base 113, each substrate holding member 115 is opened, and when performing a cleaning process or the like on the substrate W, each substrate holding member 115 is closed. And When each substrate holding member 115 is in a closed state, each substrate holding member 115 holds the peripheral edge of the substrate W, and holds the substrate W in a substantially horizontal posture with a predetermined interval from the spin base 113. As a result, the substrate W is held with the front surface Wf facing upward and the back surface Wb facing downward.
また、基板保持部11の中心軸117には、モーターを含む基板回転機構121の回転軸が連結されている。尚、基板回転機構121は下側ベース部材903の上であってベースユニット111の内部に設置される。また、基板回転機構121は制御ユニット97と電気的に接続されている。そして、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、基板回転機構121を駆動する。これにより、中心軸117に固定されたスピンベース113が回転中心軸A1を中心に回転する。   In addition, a rotation shaft of a substrate rotation mechanism 121 including a motor is connected to the central shaft 117 of the substrate holding unit 11. The substrate rotation mechanism 121 is installed on the lower base member 903 and inside the base unit 111. The substrate rotation mechanism 121 is electrically connected to the control unit 97. Then, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holding unit 11 to drive the substrate rotation mechanism 121. As a result, the spin base 113 fixed to the central axis 117 rotates about the rotation central axis A1.
尚、スピンベース113の上面から中心軸117を通して下側空間906に至るまで、後述する下側第一供給管及び下側第二供給管が挿通可能なように、連通した中空部が形成されている。   From the upper surface of the spin base 113 to the lower space 906 through the central axis 117, a communicating hollow portion is formed so that a lower first supply pipe and a lower second supply pipe described later can be inserted. Yes.
次に、排液捕集部21について説明する。基板保持部11の周囲であって下側ベース部材903の上側に略円環状のカップ210が、基板保持部11に保持されている基板Wの周囲を包囲するように設けられている。カップ210は基板保持部11及び基板Wから飛散する液体などを捕集することが可能なように回転中心軸A1に対して略回転対称な形状を有している。尚、図中、カップ210については説明のため断面形状を示している。   Next, the drainage collecting part 21 will be described. A substantially annular cup 210 is provided around the substrate holding unit 11 and above the lower base member 903 so as to surround the periphery of the substrate W held by the substrate holding unit 11. The cup 210 has a substantially rotationally symmetric shape with respect to the rotation center axis A1 so as to be able to collect the liquid scattered from the substrate holding part 11 and the substrate W. In the drawing, the cup 210 has a cross-sectional shape for explanation.
カップ210は互いに独立して昇降可能な内構成部材211、中構成部材213及び外構成部材215で構成される。図5に示すとおり、内構成部材211の上に中構成部材213及び外構成部材215が重ねられた構造を有する。内構成部材211、中構成部材213及び外構成部材215は、下側空間906に設けられた、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成されたガード昇降機構217にそれぞれ接続されている。また、ガード昇降機構217は制御ユニット97と電気的に接続されている。そして、制御ユニット97が排液捕集部21へ動作指令を行い、ガード昇降機構217を駆動する。これにより、内構成部材211、中構成部材213及び外構成部材215がそれぞれ独立に、又は複数の部材が同期して回転中心軸A1に沿って上下方向に移動する。   The cup 210 includes an inner component member 211, an intermediate component member 213, and an outer component member 215 that can be moved up and down independently of each other. As shown in FIG. 5, the intermediate component member 213 and the outer component member 215 are stacked on the inner component member 211. The inner component member 211, the middle component member 213, and the outer component member 215 are respectively connected to a guard lifting mechanism 217 that is provided in the lower space 906 and is configured by a known drive mechanism such as a motor and a ball screw. Further, the guard lifting mechanism 217 is electrically connected to the control unit 97. Then, the control unit 97 issues an operation command to the drainage collecting unit 21 to drive the guard lifting mechanism 217. Accordingly, the inner component member 211, the middle component member 213, and the outer component member 215 move in the vertical direction along the rotation center axis A1 independently or in synchronization with a plurality of members.
内構成部材211には、内構成部材211、中構成部材213及び外構成部材215それぞれで捕集された液体をそれぞれ別の経路で排液処理系へ導くための収集溝が3つ設けられている。それぞれの収集溝は回転中心軸A1を中心とする略同心円状に設けられ、各収集溝には図示しない排液処理系へと接続する配管がそれぞれ管路接続されている。   The inner component member 211 is provided with three collection grooves for guiding the liquid collected by the inner component member 211, the middle component member 213, and the outer component member 215 to the drainage treatment system through different paths. Yes. Each collection groove is provided in a substantially concentric shape with the rotation center axis A1 as the center, and a pipe connected to a drainage treatment system (not shown) is connected to each collection groove.
カップ210は内構成部材211、中構成部材213及び外構成部材215のそれぞれの上下方向の位置を組合せて使用する。即ち、内構成部材211、中構成部材213及び外構成部材215の全てが下位置にあるホームポジション、内構成部材211及び中構成部材213が下位置であって外構成部材215のみ上位置にある外捕集位置、内構成部材211が下位置であって中構成部材213及び外構成部材215が上位置に有る中捕集位置、及び内構成部材211、中構成部材213及び外構成部材215の全てが上位置にある内捕集位置である。   The cup 210 is used by combining the positions of the inner component member 211, the middle component member 213, and the outer component member 215 in the vertical direction. That is, the home position in which all of the inner component member 211, the middle component member 213, and the outer component member 215 are in the lower position, and the inner component member 211 and the middle component member 213 are in the lower position, and only the outer component member 215 is in the upper position. Outer collection position, middle collection position in which inner component member 211 is in the lower position and middle component member 213 and outer component member 215 are in the upper position, and inner component member 211, middle component member 213, and outer component member 215 It is an internal collection position where everything is in the upper position.
ホームポジションはセンターロボット96が基板Wを処理ユニット91内に搬入出する場合などにおいて取られる位置である。外捕集位置は外構成部材215で受け止めた液体を捕集して外側の収集溝に導く位置であり、中捕集位置は中構成部材213で受け止めた液体を中間の収集溝に導く位置であり、また、内捕集位置は内構成部材211で受け止めた液体を内側の収集溝に導く位置である。   The home position is a position taken when the center robot 96 carries the substrate W into and out of the processing unit 91. The outer collection position is a position where the liquid received by the outer component member 215 is collected and guided to the outer collection groove, and the intermediate collection position is a position where the liquid received by the middle component member 213 is guided to the intermediate collection groove. In addition, the internal collection position is a position for guiding the liquid received by the internal component 211 to the internal collection groove.
このような構成の排液捕集部21を用いることにより、処理に使用される液体に応じて内構成部材211、中構成部材213及び外構成部材215のそれぞれの位置を変更して分別捕集することが可能となる。従って、それぞれの液体を分別し、対応する排液処理系に排出することで、液体の再利用や混合することが危険な複数の液体を分別して処理することが可能となる。   By using the drainage collecting part 21 having such a configuration, the respective positions of the inner component member 211, the middle component member 213, and the outer component member 215 are changed according to the liquid used in the processing, and are collected separately. It becomes possible to do. Therefore, by separating each liquid and discharging it to the corresponding drainage processing system, it becomes possible to separate and process a plurality of liquids that are dangerous to reuse or mix.
次に、雰囲気遮断部23について説明する。雰囲気遮断部23の基板対向部材である遮断部材231は、中心部に開口を有する円板状に形成されている。遮断部材231の下面は、基板Wの表面Wfと略平行に対向する基板対向面となっている。また、遮断部材231の直径は基板Wの直径と同等以上の大きさに形成されている。遮断部材231は、その内部が中空であって略円筒形状を有する支持軸233の下方に回転可能に略水平に支持される。   Next, the atmosphere blocking unit 23 will be described. The blocking member 231 that is a substrate facing member of the atmosphere blocking unit 23 is formed in a disk shape having an opening at the center. The lower surface of the blocking member 231 is a substrate facing surface that faces the surface Wf of the substrate W substantially in parallel. Further, the diameter of the blocking member 231 is formed to be equal to or larger than the diameter of the substrate W. The blocking member 231 is supported substantially horizontally so as to be rotatable below a support shaft 233 having a hollow inside and a substantially cylindrical shape.
支持軸233の上端部は遮断部材231を回転する遮断部材回転機構235の下面に固設される。遮断部材回転機構235は、例えば中空モーター237及び中空軸239で構成される。中空軸239の一端(図5における上端)は中空モーター237の回転軸に連結されており、他端(図5における下端)は支持軸233の中を通して遮断部材231の上面に連結されている。   The upper end portion of the support shaft 233 is fixed to the lower surface of the blocking member rotating mechanism 235 that rotates the blocking member 231. The blocking member rotation mechanism 235 includes, for example, a hollow motor 237 and a hollow shaft 239. One end (the upper end in FIG. 5) of the hollow shaft 239 is connected to the rotating shaft of the hollow motor 237, and the other end (the lower end in FIG. 5) is connected to the upper surface of the blocking member 231 through the support shaft 233.
また、遮断部材回転機構235は制御ユニット97と電気的に接続されている。そして、制御ユニット97が雰囲気遮断部23へ動作指令を行い、遮断部材回転機構235を駆動する。これにより、遮断部材231を支持軸233の中心を通る回転中心軸A5周りに回転する。遮断部材回転機構235は、基板保持部11に保持された基板Wの回転に応じて基板Wと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で遮断部材231を回転させるように構成されている。尚、スピンベース113と遮断部材231は、回転中心軸A1とA5が略一致するよう配設されている。従って、スピンベース113と遮断部材231略同じ回転中心軸の周りに回転する。   The blocking member rotating mechanism 235 is electrically connected to the control unit 97. Then, the control unit 97 issues an operation command to the atmosphere blocking unit 23 to drive the blocking member rotating mechanism 235. Accordingly, the blocking member 231 is rotated around the rotation center axis A5 passing through the center of the support shaft 233. The blocking member rotating mechanism 235 is configured to rotate the blocking member 231 in the same rotation direction as the substrate W and at substantially the same rotation speed in accordance with the rotation of the substrate W held by the substrate holding unit 11. The spin base 113 and the blocking member 231 are arranged so that the rotation center axes A1 and A5 substantially coincide. Accordingly, the spin base 113 and the blocking member 231 rotate about the same rotation center axis.
尚、遮断部材回転機構235の上面から遮断部材231の中心部の開口にいたるまで、後述する上側第一供給管及び上側第二供給管が挿通可能なように、中空モーター237及び中空軸239の内部空間を含む連通した中空部が形成されている。   The hollow motor 237 and the hollow shaft 239 are inserted so that an upper first supply pipe and an upper second supply pipe, which will be described later, can be inserted from the upper surface of the blocking member rotating mechanism 235 to the opening of the central portion of the blocking member 231. A communicating hollow portion including the internal space is formed.
遮断部材回転機構235の一側面(図5における左側面)にはアーム241の一端が接続され、アーム241の他端は上下軸243の図5における上端付近に接続されている。上下軸243は排液捕集部21のカップ210の周方向外側であって、下側ベース部材903の上に固設された円筒形状のベース部材245に昇降可能に取り付けられる。上下軸243には、ベース部材245の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された遮断部材昇降機構247が接続されている。   One end of the arm 241 is connected to one side surface (left side surface in FIG. 5) of the blocking member rotation mechanism 235, and the other end of the arm 241 is connected to the vicinity of the upper end of the vertical shaft 243 in FIG. The vertical shaft 243 is located on the outer side in the circumferential direction of the cup 210 of the drainage collecting unit 21 and is attached to a cylindrical base member 245 fixed on the lower base member 903 so as to be movable up and down. A blocking member elevating mechanism 247 configured by a known drive mechanism such as a motor and a ball screw is connected to the vertical shaft 243 through the base member 245.
尚、遮断部材昇降機構247は下側空間906に設けられている。また、遮断部材昇降機構247は制御ユニット97と電気的に接続されている。そして、制御ユニット97が雰囲気遮断部23へ動作指令を行い、遮断部材昇降機構247を駆動する。これにより、遮断部材231をスピンベース113に近接し、逆に離間する。   The blocking member elevating mechanism 247 is provided in the lower space 906. Further, the blocking member lifting mechanism 247 is electrically connected to the control unit 97. Then, the control unit 97 issues an operation command to the atmosphere blocking unit 23 and drives the blocking member lifting mechanism 247. Accordingly, the blocking member 231 is brought close to the spin base 113 and is separated away.
すなわち、制御ユニット97は、遮断部材昇降機構247の動作を制御して、処理ユニット91に対して基板Wを搬入出させる際には、遮断部材231を基板保持部11の上方の離間位置に上昇させる一方、基板Wに対して後述するリンス処理や基板Wの乾燥等を行う際には、遮断部材231を基板保持部11に保持された基板Wの表面Wfのごく近傍に設定された対向位置まで下降させる。   That is, the control unit 97 controls the operation of the blocking member lifting / lowering mechanism 247 to raise the blocking member 231 to a separation position above the substrate holding unit 11 when loading / unloading the substrate W into / from the processing unit 91. On the other hand, when the substrate W is subjected to a rinsing process described later, drying of the substrate W, or the like, the blocking position 231 is set to a position close to the surface Wf of the substrate W held by the substrate holder 11. To lower.
次に、第二凝固対象液供給部43及び除去部45の構成について図6を用いて説明する。図6は第二凝固対象液供給部43及び除去部45の構成を示す模式図である。   Next, the configuration of the second coagulation target liquid supply unit 43 and the removal unit 45 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the second coagulation target liquid supply unit 43 and the removal unit 45.
基板Wの表面Wfに第二凝固対象液または除去液を供給するノズル411は、上側ベース部材902の下面に設置されたノズル駆動機構413に昇降及び旋回可能に支持されている。ノズル駆動機構413のベース部材415は、上側ベース部材902の下面であって雰囲気導入路907の外側に下方に伸びるように固設されている。   The nozzle 411 that supplies the second solidification target liquid or the removal liquid to the surface Wf of the substrate W is supported by a nozzle driving mechanism 413 installed on the lower surface of the upper base member 902 so as to be able to move up and down. The base member 415 of the nozzle driving mechanism 413 is fixed so as to extend downward on the lower surface of the upper base member 902 and outside the atmosphere introduction path 907.
ベース部材415の下方には、旋回上下軸417が上下及び回転自在に保持されている。尚、ベース部材415は旋回上下軸417と、後述する上下駆動部421及び旋回駆動部419を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸417の下面にはアーム423の一端が結合されており、アーム423の他端にノズル411が取り付けられている。   Below the base member 415, a turning vertical shaft 417 is held vertically and rotatably. Note that the base member 415 is formed in a hollow, substantially cylindrical shape for connecting the swing vertical shaft 417 to the vertical drive unit 421 and the swing drive unit 419 described later. One end of an arm 423 is coupled to the lower surface of the turning vertical axis 417, and a nozzle 411 is attached to the other end of the arm 423.
旋回上下軸417はベース部材415の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部421及び、モーター及びギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部419に接続されている。また、上下駆動部421及び旋回駆動部419は制御ユニット97と電気的に接続されている。尚、上下駆動部421及び旋回駆動部419は上側空間905に配設される。   The swivel vertical axis 417 is connected through the base member 415 to a vertical drive unit 421 configured with a known drive mechanism such as a motor and a ball screw, and a swing drive unit 419 configured with a known drive mechanism such as a motor and a gear. Has been. Further, the vertical drive unit 421 and the turning drive unit 419 are electrically connected to the control unit 97. The vertical drive unit 421 and the turning drive unit 419 are disposed in the upper space 905.
制御ユニット97がノズル駆動機構413へ動作指令を行い、上下駆動部421を駆動する。これにより、旋回上下軸417が上下に移動し、アーム423に取り付けられているノズル411を上下に移動する。また、制御ユニット97がノズル駆動機構413へ動作指令を行い、旋回駆動部419を駆動する。これにより、旋回上下軸417が回転中心軸A4を中心に回転し、アーム423を旋回することで、アーム423に取り付けられたノズル411を揺動する。   The control unit 97 issues an operation command to the nozzle drive mechanism 413 to drive the vertical drive unit 421. Thereby, the turning vertical axis 417 moves up and down, and the nozzle 411 attached to the arm 423 moves up and down. In addition, the control unit 97 issues an operation command to the nozzle drive mechanism 413 to drive the turning drive unit 419. As a result, the turning vertical axis 417 rotates about the rotation center axis A4 and the arm 423 is turned, so that the nozzle 411 attached to the arm 423 is swung.
ノズル411は集合配管449、配管435および455を介して第二凝固対象液供給ユニット433および除去液供給ユニット453に、それぞれ管路接続されている。   The nozzle 411 is connected to the second coagulation target liquid supply unit 433 and the removal liquid supply unit 453 via a collecting pipe 449 and pipes 435 and 455, respectively.
図7に第二凝固対象液供給ユニット433の構成を示す。第二凝固対象液供給ユニット433は、DIWを貯留するDIWタンク441、DIWタンク441からDIWを圧送するポンプ443、DIWを第一の温度に調整する第一温度調整ユニット445、DIWを第二の温度に調整する第二温度調整ユニット446および開閉弁436、437で構成される。尚、DIWタンク441に管路接続された配管435は一旦配管438と配管439に分岐し、再び合流してノズル411に管路接続している。   FIG. 7 shows the configuration of the second coagulation target liquid supply unit 433. The second solidification target liquid supply unit 433 includes a DIW tank 441 for storing DIW, a pump 443 for pumping DIW from the DIW tank 441, a first temperature adjustment unit 445 for adjusting DIW to a first temperature, and a DIW for a second A second temperature adjustment unit 446 for adjusting the temperature and on-off valves 436 and 437 are configured. Note that the pipe 435 connected to the DIW tank 441 is once branched into a pipe 438 and a pipe 439, joined again, and connected to the nozzle 411.
DIWタンク441と配管435が分岐する部分の間にはポンプ443が介挿され、DIWを加圧して送出する。ポンプ443から送出されたDIWは配管438および439に分岐して供給される。   A pump 443 is inserted between the DIW tank 441 and the portion where the pipe 435 branches to pressurize and send the DIW. The DIW delivered from the pump 443 is branched and supplied to the pipes 438 and 439.
配管438にはDIWを第一の温度に調整する第一温度調整ユニット445およびDIWの流れを制御する開閉弁436が、また配管439にはDIWを第二の温度に調整する第二温度調整ユニット446およびDIWの流れを制御する開閉弁437が、それぞれ介挿されている。開閉弁436および437は共に常時閉成とされている。また、開閉弁436および437は制御ユニット97と電気的に接続されている。   The pipe 438 has a first temperature adjustment unit 445 for adjusting DIW to a first temperature and an on-off valve 436 for controlling the flow of DIW, and the pipe 439 has a second temperature adjustment unit for adjusting DIW to a second temperature. On-off valves 437 for controlling the flow of 446 and DIW are inserted respectively. Both the on-off valves 436 and 437 are normally closed. The on-off valves 436 and 437 are electrically connected to the control unit 97.
制御ユニット97が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、開閉弁436を開成すると、DIWがDIWタンク441からポンプ443により加圧されて第一温度調整ユニット445へ送出される。第一温度調整ユニット445へ送られたDIWは第一の温度に調整され、配管438、配管435、集合配管449及びノズル411を介して基板表面Wfに供給される。   When the control unit 97 issues an operation command to the second coagulation target liquid supply unit 43 and opens the on-off valve 436, DIW is pressurized by the pump 443 from the DIW tank 441 and sent to the first temperature adjustment unit 445. The DIW sent to the first temperature adjustment unit 445 is adjusted to the first temperature and supplied to the substrate surface Wf via the pipe 438, the pipe 435, the collective pipe 449, and the nozzle 411.
また、制御ユニット97が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、開閉弁437を開成すると、DIWがDIWタンク441からポンプ443により加圧されて第二温度調整ユニット446へ送出される。第二温度調整ユニット446へ送られたDIWは第二の温度に調整され、配管439、配管435、集合配管449及びノズル411を介して基板表面Wfに供給される。   Further, when the control unit 97 issues an operation command to the second coagulation target liquid supply unit 43 and opens the on-off valve 437, DIW is pressurized from the DIW tank 441 by the pump 443 and sent to the second temperature adjustment unit 446. . The DIW sent to the second temperature adjustment unit 446 is adjusted to the second temperature and supplied to the substrate surface Wf via the pipe 439, the pipe 435, the collective pipe 449, and the nozzle 411.
ここで、第一温度調整ユニット445および第二温度調整ユニット446はペルチェ素子による温度調整装置や、水、オイル、ハイドロフルオロカーボン等を用いた熱交換器など、公知の温度調整手段を用いることができる。また、第二凝固対象液供給ユニット433にDIWタンク441を設けず、工場ユーティリティー側から直接DIWを供給する構成とすることも可能である。尚、第二凝固対象液供給ユニット433のポンプ443は基板処理装置9が起動した時点から常時動作している。   Here, the first temperature adjustment unit 445 and the second temperature adjustment unit 446 may use known temperature adjustment means such as a temperature adjustment device using a Peltier element, a heat exchanger using water, oil, hydrofluorocarbon, or the like. . Further, the DIW tank 441 may not be provided in the second coagulation target liquid supply unit 433, and DIW may be directly supplied from the factory utility side. Note that the pump 443 of the second coagulation target liquid supply unit 433 always operates from the time when the substrate processing apparatus 9 is activated.
この、第二凝固対象液供給ユニット433、配管435、集合配管449、ノズル411およびノズル駆動機構413が、第二凝固対象液供給部43を構成する。   The second solidification target liquid supply unit 433, the pipe 435, the collective pipe 449, the nozzle 411, and the nozzle drive mechanism 413 constitute the second solidification target liquid supply unit 43.
図6に戻る。配管455には開閉弁457が介挿されており、開閉弁457は常時閉成とされている。また、開閉弁457は制御ユニット97と電気的に接続されている。そして、制御ユニット97が除去部45へ動作指令を行い、開閉弁457を開成する。これにより、除去液が除去液供給ユニット453から配管455、集合配管449及びノズル411を介して基板表面Wfに供給される。尚、除去液供給ユニット453は、基板処理装置9の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。   Returning to FIG. An open / close valve 457 is inserted in the pipe 455, and the open / close valve 457 is normally closed. The on-off valve 457 is electrically connected to the control unit 97. Then, the control unit 97 issues an operation command to the removal unit 45 and opens the on-off valve 457. As a result, the removal liquid is supplied from the removal liquid supply unit 453 to the substrate surface Wf via the pipe 455, the collective pipe 449 and the nozzle 411. The removal liquid supply unit 453 may be provided inside the substrate processing apparatus 9 or may be provided outside.
図8に除去液供給ユニット453の構成を示す。除去液供給ユニット453は、DIWを貯留するDIWタンク461、DIWタンク461からのDIWを圧送するポンプ463及びDIWの温度を調整する温度調整ユニット465を有する。DIWタンク461に管路接続されたポンプ463はDIWを加圧して温度調整ユニット465に送出する。ポンプ463を介して温度調整ユニット465に供給されたDIWは、温度調整ユニット465において所定の温度に調整され、配管455、集合配管449及びノズル411を介して基板表面Wfに供給される。   FIG. 8 shows the configuration of the removal liquid supply unit 453. The removal liquid supply unit 453 includes a DIW tank 461 that stores DIW, a pump 463 that pumps DIW from the DIW tank 461, and a temperature adjustment unit 465 that adjusts the temperature of the DIW. The pump 463 connected to the DIW tank 461 pressurizes DIW and sends it to the temperature adjustment unit 465. The DIW supplied to the temperature adjustment unit 465 via the pump 463 is adjusted to a predetermined temperature by the temperature adjustment unit 465 and supplied to the substrate surface Wf via the pipe 455, the collective pipe 449 and the nozzle 411.
ここで、温度調整ユニット465はペルチェ素子による温度調整装置や水、オイル、ハイドロフルオロカーボン等を用いた熱交換器など、公知の温度調整手段を用いることができる。また、除去液供給ユニット453にDIWタンク461を設けず、工場ユーティリティー側から直接DIWを供給する構成とすることも可能である。尚、除去液供給ユニット453のポンプ463は基板処理装置9が起動した時点から常時動作している。   Here, the temperature adjustment unit 465 may be a known temperature adjustment means such as a temperature adjustment device using a Peltier element or a heat exchanger using water, oil, hydrofluorocarbon or the like. Further, the DIW tank 461 may not be provided in the removal liquid supply unit 453, and DIW may be directly supplied from the factory utility side. The pump 463 of the removal liquid supply unit 453 is always operating from the time when the substrate processing apparatus 9 is activated.
この、除去液供給ユニット453、配管455、集合配管449、開閉弁457、ノズル411およびノズル駆動機構413が、除去部45を構成する。   The removal liquid supply unit 453, the pipe 455, the collective pipe 449, the on-off valve 457, the nozzle 411, and the nozzle drive mechanism 413 constitute the removal unit 45.
次に、第一凝固対象液供給部31の構成について図9を用いて説明する。図9は第一凝固対象液供給部31の構成を示す模式図である。基板Wに第一凝固対象液を供給するノズル311は、上側ベース部材902の下面に設置されたノズル駆動機構313に昇降及び旋回可能に支持されている。ノズル駆動機構313のベース部材315は、上側ベース部材902の下面であって雰囲気導入路907の外側に下方に伸びるように固設されている。   Next, the structure of the 1st coagulation object liquid supply part 31 is demonstrated using FIG. FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the first coagulation target liquid supply unit 31. The nozzle 311 for supplying the first solidification target liquid to the substrate W is supported by a nozzle drive mechanism 313 installed on the lower surface of the upper base member 902 so as to be able to move up and down. The base member 315 of the nozzle drive mechanism 313 is fixed so as to extend downward on the lower surface of the upper base member 902 and outside the atmosphere introduction path 907.
ベース部材315の下方には、旋回上下軸317が上下及び回転自在に保持されている。尚、ベース部材315は旋回上下軸317と、後述する上下駆動部321及び旋回駆動部319を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸317の下面にはアーム323の一端が結合されており、アーム323の他端にノズル311が取り付けられている。   Below the base member 315, a turning vertical shaft 317 is held vertically and rotatably. Note that the base member 315 is formed in a hollow, substantially cylindrical shape for connecting a swing vertical shaft 317, a vertical drive unit 321 and a swing drive unit 319 described later. One end of an arm 323 is coupled to the lower surface of the turning vertical axis 317, and a nozzle 311 is attached to the other end of the arm 323.
旋回上下軸317はベース部材315の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部321及び、モーター及びギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部319に接続されている。また、上下駆動部321及び旋回駆動部319は制御ユニット97と電気的に接続されている。尚、上下駆動部321及び旋回駆動部319は上側空間905に配設される。   The swing vertical shaft 317 is connected through the base member 315 to a vertical drive unit 321 configured with a known drive mechanism such as a motor and a ball screw, and a swing drive unit 319 configured with a known drive mechanism such as a motor and a gear. Has been. Further, the vertical drive unit 321 and the turning drive unit 319 are electrically connected to the control unit 97. The vertical drive unit 321 and the turning drive unit 319 are disposed in the upper space 905.
制御ユニット97が第一凝固対象液供給部31へ動作指令を行い、上下駆動部321を駆動する。これにより、旋回上下軸317が上下に移動し、アーム323に取り付けられているノズル311を上下に移動する。また、制御ユニット97が第一凝固対象液供給部31へ動作指令を行い、旋回駆動部319を駆動する。これにより、旋回上下軸317が回転中心軸A2を中心に回転し、アーム323を旋回することで、アーム323に取り付けられたノズル311を揺動する。   The control unit 97 issues an operation command to the first coagulation target liquid supply unit 31 and drives the vertical drive unit 321. Thereby, the turning vertical axis 317 moves up and down, and the nozzle 311 attached to the arm 323 moves up and down. In addition, the control unit 97 issues an operation command to the first coagulation target liquid supply unit 31 to drive the turning drive unit 319. As a result, the turning vertical axis 317 rotates about the rotation center axis A <b> 2, and the arm 323 is turned to swing the nozzle 311 attached to the arm 323.
ノズル311は配管335を介して、第一凝固対象液供給ユニット333に管路接続されている。配管335には開閉弁337が介挿されており、開閉弁337は常時閉成とされている。また、開閉弁337は制御ユニット97と電気的に接続されている。そして、制御ユニット97が第一凝固対象液供給部31へ動作指令を行い、開閉弁337を開成する。これにより、第一凝固対象液が第一凝固対象液供給ユニット333から配管335及びノズル311を介して基板表面Wfに供給される。尚、第一凝固対象液供給ユニット333は、基板処理装置9の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。   The nozzle 311 is connected to the first coagulation target liquid supply unit 333 via a pipe 335. An open / close valve 337 is inserted in the pipe 335, and the open / close valve 337 is normally closed. The on-off valve 337 is electrically connected to the control unit 97. Then, the control unit 97 issues an operation command to the first coagulation target liquid supply unit 31 and opens the on-off valve 337. As a result, the first solidification target liquid is supplied from the first solidification target liquid supply unit 333 to the substrate surface Wf via the pipe 335 and the nozzle 311. The first solidification target liquid supply unit 333 may be provided inside the substrate processing apparatus 9 or may be provided outside.
図10に第一凝固対象液供給ユニット333の構成を示す。第一凝固対象液供給ユニット333は、第一凝固対象液を貯留する第一凝固対象液タンク341、第一凝固対象液の温度を調整する温度調整ユニット345および第一凝固対象液タンク341を加圧して第一凝固対象液を送出する加圧部344で構成される。   FIG. 10 shows the configuration of the first coagulation target liquid supply unit 333. The first coagulation target liquid supply unit 333 includes a first coagulation target liquid tank 341 that stores the first coagulation target liquid, a temperature adjustment unit 345 that adjusts the temperature of the first coagulation target liquid, and a first coagulation target liquid tank 341. It is comprised with the pressurization part 344 which pressurizes and sends out the 1st solidification object liquid.
第一凝固対象液タンク341には温度調整ユニット345が設けられており、温度調整ユニット345から延びる熱交換パイプ347は第一凝固対象液タンク341内に貯留されている第一凝固対象液に浸漬されている。熱交換パイプ347の内部には水が循環されるようになっており、温度調整ユニット345により、熱交換パイプ347の内部を循環する水の温度が調整される。熱交換パイプ347の内部を流れる水は、第一凝固対象液を融解して液体とするため、第一凝固対象液の凝固点(25.6℃(摂氏))より高い温度に調整され、第一凝固対象液タンク341内の第一凝固対象液と熱交換を行って第一凝固対象液の温度を調節する。   A temperature adjustment unit 345 is provided in the first solidification target liquid tank 341, and a heat exchange pipe 347 extending from the temperature adjustment unit 345 is immersed in the first solidification target liquid stored in the first solidification target liquid tank 341. Has been. Water is circulated inside the heat exchange pipe 347, and the temperature of the water circulating inside the heat exchange pipe 347 is adjusted by the temperature adjustment unit 345. The water flowing inside the heat exchange pipe 347 is adjusted to a temperature higher than the freezing point (25.6 ° C. (degrees Celsius)) of the first solidification target liquid in order to melt the first solidification target liquid into a liquid. Heat exchange with the first solidification target liquid in the solidification target liquid tank 341 is performed to adjust the temperature of the first solidification target liquid.
温度調整ユニット345には、第一凝固対象液タンク341内の第一凝固対象液を撹拌する攪拌部349が更に設けられている。攪拌部349は回転軸の先端(図10における攪拌部349の下端)にプロペラ状の攪拌翼を備えており、攪拌翼を回転することで第一凝固対象液を撹拌し、全体の温度を均一化する。   The temperature adjustment unit 345 is further provided with a stirring unit 349 for stirring the first solidification target liquid in the first solidification target liquid tank 341. The stirring unit 349 is provided with a propeller-shaped stirring blade at the tip of the rotating shaft (the lower end of the stirring unit 349 in FIG. 10), and the first solidification target liquid is stirred by rotating the stirring blade so that the entire temperature is uniform. Turn into.
加圧部344は、第一凝固対象液タンク341を加圧する気体の供給源である窒素ガスタンク342、窒素ガスを加圧するポンプ343および配管336で構成される。窒素ガスタンク342は配管336により第一凝固対象液タンク341と管路接続されており、また配管336にはポンプ343が介挿されている。   The pressurizing unit 344 includes a nitrogen gas tank 342 that is a gas supply source that pressurizes the first coagulation target liquid tank 341, a pump 343 that pressurizes the nitrogen gas, and a pipe 336. The nitrogen gas tank 342 is connected to the first solidification target liquid tank 341 by a pipe 336, and a pump 343 is inserted in the pipe 336.
第一凝固対象液タンク341内には気圧センサ(図示省略)が設けられ、制御ユニット97と電気的に接続されている。制御ユニット97は、気圧センサが検出した値に基づいてポンプ343の動作を制御することにより、第一凝固対象液タンク341内の気圧を大気圧より高い所定の気圧に維持する。これにより、制御ユニット97が第一凝固対象液供給部31へ動作指令を行い、開閉弁337を開成すると、加圧されている第一凝固対象液タンク341内から第一凝固対象液が押し出され、配管335を介してノズル311から吐出される。尚、第一凝固対象液タンク341は、上記のとおり窒素ガスによる気圧を用いて第一凝固対象液を供給するため、気密に構成されることが好ましい。   An atmospheric pressure sensor (not shown) is provided in the first coagulation target liquid tank 341 and is electrically connected to the control unit 97. The control unit 97 controls the operation of the pump 343 based on the value detected by the atmospheric pressure sensor, thereby maintaining the atmospheric pressure in the first coagulation target liquid tank 341 at a predetermined atmospheric pressure higher than the atmospheric pressure. Thereby, when the control unit 97 issues an operation command to the first coagulation target liquid supply unit 31 and opens the on-off valve 337, the first coagulation target liquid is pushed out from the pressurized first coagulation target liquid tank 341. And discharged from the nozzle 311 through the pipe 335. In addition, since the 1st solidification object liquid tank 341 supplies a 1st solidification object liquid using the atmospheric pressure by nitrogen gas as mentioned above, it is preferable to be comprised airtight.
第一凝固対象液供給ユニット333からノズル311に送られる第一凝固対象液は、途中の配管335において、配管335の外側の雰囲気により冷却され、ノズル311から吐出される第一凝固対象液の流量や温度が不安定になる、あるいは配管335やノズル331の内部で凝固してノズル311から吐出自体出来なくなる可能性がある。   The first solidification target liquid sent from the first solidification target liquid supply unit 333 to the nozzle 311 is cooled by the atmosphere outside the pipe 335 in the pipe 335 on the way, and the flow rate of the first solidification target liquid discharged from the nozzle 311. There is a possibility that the temperature becomes unstable or the inside of the pipe 335 or the nozzle 331 is solidified and cannot be discharged from the nozzle 311 itself.
従って、第一凝固対象液供給ユニット333からノズル311に至る経路において、第一凝固対象液を保温することが好ましい。即ち、配管335を断熱材と一体となった断熱性の配管や真空断熱配管とする、配管335に発泡ポリエチレンなどの断熱材を取り付けて断熱する等、公知の断熱方法を使用することが好ましい。また、配管335を二重配管にして、外側の配管内に加熱した気体や液体を循環させる、配管335にケーブルヒーターやシリコンラバーヒーター等のヒーターを取り付けるなど、公知の方法により第一凝固対象液の温度を維持することが更に好ましい。   Therefore, it is preferable to keep the temperature of the first coagulation target liquid in the path from the first coagulation target liquid supply unit 333 to the nozzle 311. That is, it is preferable to use a known heat insulation method such that the pipe 335 is a heat insulating pipe integrated with the heat insulating material or a vacuum heat insulating pipe, and a heat insulating material such as foamed polyethylene is attached to the pipe 335 for heat insulation. In addition, the pipe 335 is made into a double pipe, the heated gas or liquid is circulated in the outer pipe, and a heater such as a cable heater or a silicon rubber heater is attached to the pipe 335. It is further preferable to maintain the temperature of
尚、第一凝固対象液の温度調整を行う方法は、上記した方法に限られず、第一凝固対象液タンク341の壁面自体を温度調整する方法や、熱交換パイプ347に替えてペルチェ素子のユニットを浸漬して温度調整する方法等、公知の温度調整方法を用いることができる。   The method for adjusting the temperature of the first coagulation target liquid is not limited to the above-described method, and a method for adjusting the temperature of the wall surface of the first coagulation target liquid tank 341 or a unit of a Peltier element instead of the heat exchange pipe 347. A known temperature adjusting method such as a method of adjusting the temperature by immersing the substrate can be used.
また、第一凝固対象液タンク341内の第一凝固対象液の温度を均一にする方法としては、上記した方法に限られず、別途循環用のポンプを設けて第一凝固対象液を循環する方法等、公知の方法を用いることができる。   In addition, the method for making the temperature of the first coagulation target liquid in the first coagulation target liquid tank 341 uniform is not limited to the above-described method, and a method of separately circulating a first coagulation target liquid by providing a circulation pump. For example, a known method can be used.
次に、凝固部35の構成について図11を用いて説明する。図11は凝固部35の構成を示す模式図である。基板Wに凝固用気体を供給するノズル351は、上側ベース部材902の下面に設置されたノズル駆動機構353により、昇降及び旋回可能に支持されている。ノズル駆動機構353のベース部材355は、上側ベース部材902の下面であって雰囲気導入路907の外側に伸びるように固設されている。   Next, the configuration of the solidifying part 35 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the solidifying part 35. The nozzle 351 that supplies the gas for solidification to the substrate W is supported by a nozzle drive mechanism 353 installed on the lower surface of the upper base member 902 so as to be able to move up and down and turn. The base member 355 of the nozzle drive mechanism 353 is fixed so as to extend to the lower surface of the upper base member 902 and to the outside of the atmosphere introduction path 907.
ベース部材355の下方には、旋回上下軸357が上下及び回転自在に保持されている。尚、ベース部材355は旋回上下軸357と、後述する上下駆動部361及び旋回駆動部359を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸357はベース部材355に対して昇降可能及び回転可能に支持される。旋回上下軸357の下面にはアーム363の一端が結合されており、アーム363の他端にノズル351が取り付けられている。   Below the base member 355, a turning vertical shaft 357 is held vertically and rotatably. The base member 355 is formed in a hollow, substantially cylindrical shape for connecting a swing vertical shaft 357, a vertical drive unit 361 and a swing drive unit 359, which will be described later. The turning vertical axis 357 is supported so as to be movable up and down and rotatable with respect to the base member 355. One end of an arm 363 is coupled to the lower surface of the turning vertical axis 357, and a nozzle 351 is attached to the other end of the arm 363.
旋回上下軸357はベース部材355の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部361及び、モーター及びギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部359に接続されている。また、上下駆動部361及び旋回駆動部359は制御ユニット97と電気的に接続されている。尚、上下駆動部361及び旋回駆動部359は上側空間905に配設される。   The swing vertical shaft 357 is connected through the base member 355 to a vertical drive unit 361 configured with a known drive mechanism such as a motor and a ball screw, and a swing drive unit 359 configured with a known drive mechanism such as a motor and a gear. Has been. Further, the vertical drive unit 361 and the turning drive unit 359 are electrically connected to the control unit 97. The vertical drive unit 361 and the turning drive unit 359 are disposed in the upper space 905.
制御ユニット97が凝固部35へ動作指令を行い、上下駆動部361を駆動する。これにより、旋回上下軸357が上下に移動し、アーム363に取り付けられているノズル351を上下に移動する。また、制御ユニット97が凝固部35へ動作指令を行い、旋回駆動部359を駆動する。これにより、旋回上下軸357が中心軸A3を中心に回転し、アーム363を旋回することで、アーム363に取り付けられたノズル351を揺動する。   The control unit 97 issues an operation command to the coagulation unit 35 and drives the vertical drive unit 361. Thereby, the turning vertical axis 357 moves up and down, and the nozzle 351 attached to the arm 363 moves up and down. In addition, the control unit 97 issues an operation command to the coagulation unit 35 to drive the turning drive unit 359. As a result, the turning vertical axis 357 rotates around the central axis A3 and the arm 363 is turned, so that the nozzle 351 attached to the arm 363 is swung.
ノズル351は配管375を介して凝固用窒素ガス供給ユニット373と管路接続されている。また、凝固用窒素ガス供給ユニット373は制御ユニット97に電気的に接続されている。この凝固用窒素ガス供給ユニット373は、第二凝固対象液の凝固点より低い温度の窒素ガスを配管375及びノズル351を介して基板表面Wfに供給する。尚、凝固用窒素ガス供給ユニット373は、基板処理装置9の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。   The nozzle 351 is connected to a solidification nitrogen gas supply unit 373 through a pipe 375. The solidification nitrogen gas supply unit 373 is electrically connected to the control unit 97. The solidification nitrogen gas supply unit 373 supplies nitrogen gas having a temperature lower than the freezing point of the second solidification target liquid to the substrate surface Wf via the pipe 375 and the nozzle 351. The solidification nitrogen gas supply unit 373 may be provided inside or outside the substrate processing apparatus 9.
図12に凝固用窒素ガス供給ユニット373の構成を示す。凝固用窒素ガス供給ユニット373は、液体窒素の冷熱を用いて窒素ガスを冷却するガス冷却ユニット611、液体窒素を貯蔵する液体窒素タンク613、液体窒素タンク613から液体窒素をガス冷却ユニット611へ供給するポンプ615、窒素ガスを貯蔵する窒素ガスタンク619、窒素ガスタンク619から窒素ガスをガス冷却ユニット611へ供給するポンプ621および窒素ガスタンク619からガス冷却ユニット611に供給される窒素ガスの流量を制御するマスフローコントローラ625で構成される。   FIG. 12 shows the configuration of the solidification nitrogen gas supply unit 373. The solidification nitrogen gas supply unit 373 supplies the nitrogen gas to the gas cooling unit 611 from the gas cooling unit 611 that cools the nitrogen gas using the cold heat of liquid nitrogen, the liquid nitrogen tank 613 that stores liquid nitrogen, and the liquid nitrogen tank 613. A pump 615 that stores nitrogen gas, a pump 621 that supplies nitrogen gas from the nitrogen gas tank 619 to the gas cooling unit 611, and a mass flow that controls the flow rate of nitrogen gas supplied from the nitrogen gas tank 619 to the gas cooling unit 611 The controller 625 is configured.
ガス冷却ユニット611の容器627は内部に液体窒素を貯留できるようタンク状になっており、液体窒素の温度(−(マイナス)195.8℃(摂氏))に耐えうる材料、例えば、ガラス、石英またはHDPE(高密度ポリエチレン:High Density Polyetylene)により形成されている。なお、容器627を断熱容器で覆う二重構造を採用してもよい。この場合、断熱容器は、外部の雰囲気と容器627との間での熱移動を抑制するために、断熱性の高い材料、例えば発泡性樹脂やPVC(ポリ塩化ビニル樹脂:Polyvinyl Chloride)などにより形成するのが好ましい。   The container 627 of the gas cooling unit 611 has a tank shape so that liquid nitrogen can be stored therein, and is capable of withstanding the temperature of liquid nitrogen (− (minus) 195.8 ° C. (degrees Celsius)), for example, glass, quartz Or it is formed by HDPE (High Density Polyethylene: High Density Polyethylene). In addition, you may employ | adopt the double structure which covers the container 627 with a heat insulation container. In this case, the heat insulating container is formed of a highly heat insulating material such as a foamable resin or PVC (Polyvinyl Chloride) in order to suppress heat transfer between the external atmosphere and the container 627. It is preferable to do this.
容器627は配管617を介して液体窒素タンク613に管路接続されており、配管617にはポンプ615が介挿されている。また、ポンプ615は制御ユニット97と電気的に接続されている。また、容器627内には液面センサ(図示省略)が設けられ、制御ユニット97と電気的に接続されている。制御ユニット97は、液面センサが検出した値に基づいてポンプ615の動作を制御することにより、容器627内に貯留される液体窒素の量を一定に保持する。   The container 627 is connected to the liquid nitrogen tank 613 via a pipe 617, and a pump 615 is inserted in the pipe 617. The pump 615 is electrically connected to the control unit 97. A liquid level sensor (not shown) is provided in the container 627 and is electrically connected to the control unit 97. The control unit 97 keeps the amount of liquid nitrogen stored in the container 627 constant by controlling the operation of the pump 615 based on the value detected by the liquid level sensor.
また、容器627の内部には、ステンレス、銅などの金属管で形成されたコイル状の熱交換パイプ629がガス通送路として設けられ、容器627に貯留された液体窒素に浸漬されている。熱交換パイプ629の一方の端(図12において容器627の側壁上方から右に突出する側)は、配管623を介して窒素ガスタンク619に管路接続されており、配管623にはポンプ621が介挿され、ポンプ621と容器627の間にはマスフローコントローラ625が介挿されている。   Inside the container 627, a coiled heat exchange pipe 629 formed of a metal tube such as stainless steel or copper is provided as a gas transmission path, and is immersed in liquid nitrogen stored in the container 627. One end of the heat exchange pipe 629 (the side protruding to the right from the upper side of the side wall of the container 627 in FIG. 12) is connected to a nitrogen gas tank 619 via a pipe 623, and a pump 621 is connected to the pipe 623. The mass flow controller 625 is inserted between the pump 621 and the container 627.
マスフローコントローラ625は制御ユニット97と電気的に接続されている。また、熱交換パイプ629の他方の端(図12において容器627の上方に突出する側)は、配管375を介してノズル351に管路接続されている。尚、ポンプ621は基板処理装置9が起動した時点から常時動作している。   The mass flow controller 625 is electrically connected to the control unit 97. Further, the other end of the heat exchange pipe 629 (the side protruding above the container 627 in FIG. 12) is connected to the nozzle 351 through a pipe 375. The pump 621 always operates from the time when the substrate processing apparatus 9 is activated.
制御ユニット97が凝固部35へ動作指令を行い、マスフローコントローラ625を所定の流量となるように開放する。これにより、窒素ガスが窒素ガスタンク619からガス冷却ユニット611内の熱交換パイプ629に供給され、熱交換パイプ629内を通過する間、容器627内に貯留された液体窒素の冷熱により冷却される。熱交換パイプ629内を通過するうちに冷却された窒素ガスは配管375を介してノズル351へと供給される。   The control unit 97 issues an operation command to the coagulation unit 35, and opens the mass flow controller 625 so that a predetermined flow rate is obtained. Thereby, nitrogen gas is supplied from the nitrogen gas tank 619 to the heat exchange pipe 629 in the gas cooling unit 611 and is cooled by the cold heat of the liquid nitrogen stored in the container 627 while passing through the heat exchange pipe 629. Nitrogen gas cooled while passing through the heat exchange pipe 629 is supplied to the nozzle 351 through the pipe 375.
尚、熱交換パイプ629の他方の端(図12において容器627の上方に突出する側)と容器627の間には微小な空間が設けられており、容器627の内部の空間から排気管路631に至る連通した流通経路を形成している。容器627の内部に貯留された液体窒素は、熱交換パイプ629の中を流れる窒素ガスを冷却して気化し、気化した窒素ガスは、この流通経路を通り排気管路631を介して図示しない排気系統に排出される。   A minute space is provided between the other end of the heat exchange pipe 629 (the side protruding above the container 627 in FIG. 12) and the container 627, and the exhaust pipe 631 extends from the space inside the container 627. The communication channel that leads to is formed. The liquid nitrogen stored in the container 627 is vaporized by cooling the nitrogen gas flowing in the heat exchange pipe 629, and the vaporized nitrogen gas passes through this flow path and is exhausted through an exhaust pipe 631 (not shown). Discharged into the grid.
尚、本実施形態においては凝固用気体として窒素ガスを用いたが、凝固用気体としては窒素ガスに限らず、乾燥空気、オゾンガス、アルゴンガス等の他の気体を使用することも可能である。また、凝固用気体を冷却する手段としては、液体窒素に限らず、液体ヘリウム等の低温の液体を使用することが可能であり、またペルチェ素子を用いて電気的に冷却することも可能である。   In this embodiment, nitrogen gas is used as the coagulation gas. However, the coagulation gas is not limited to nitrogen gas, and other gases such as dry air, ozone gas, and argon gas can be used. The means for cooling the coagulation gas is not limited to liquid nitrogen, and a low-temperature liquid such as liquid helium can be used, and it is also possible to electrically cool using a Peltier element. .
また、凝固用窒素ガス供給ユニット373に液体窒素タンク613及び窒素ガスタンク619を設けず、工場ユーティリティー側から液体窒素と窒素ガスを供給する構成とすることも可能である。尚、凝固用窒素ガス供給ユニット373は、基板処理装置9の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。   Further, the liquid nitrogen tank 613 and the nitrogen gas tank 619 are not provided in the solidification nitrogen gas supply unit 373, and it is possible to supply liquid nitrogen and nitrogen gas from the factory utility side. The solidification nitrogen gas supply unit 373 may be provided inside or outside the substrate processing apparatus 9.
次に、リンス部51および乾燥用気体供給部55の構成について図13を用いて説明する。図13は、リンス部51および乾燥用気体供給部55の構成を示す模式図である。リンス部51は基板表面Wfおよび基板裏面Wbに向けてリンス液を供給するものであり、乾燥用気体供給部55は基板表面Wfおよび基板裏面Wbに向けて乾燥用気体を供給するものである。   Next, the structure of the rinse part 51 and the gas supply part 55 for drying is demonstrated using FIG. FIG. 13 is a schematic diagram showing the configuration of the rinse section 51 and the drying gas supply section 55. The rinsing unit 51 supplies a rinsing liquid toward the substrate surface Wf and the substrate back surface Wb, and the drying gas supply unit 55 supplies a drying gas toward the substrate surface Wf and the substrate back surface Wb.
まず、基板表面Wf側の管路構成について説明する。前述の雰囲気遮断部23の遮断部材回転機構235の上面から、遮断部材231の中心部の開口まで連通する中空部の内部に上側第一供給管271が挿通されるとともに、当該上側第一供給管271に上側第二供給管273が挿通され、いわゆる二重管構造となっている。この上側第一供給管271及び上側第二供給管273の下方端部は遮断部材231の開口に延設されており、上側第二供給管273の先端にノズル275が設けられている。   First, the pipe line configuration on the substrate surface Wf side will be described. The upper first supply pipe 271 is inserted into the hollow portion that communicates from the upper surface of the aforementioned blocking member rotating mechanism 235 of the atmosphere blocking portion 23 to the opening of the central portion of the blocking member 231, and the upper first supply tube The upper second supply pipe 273 is inserted into the 271 to form a so-called double pipe structure. The lower ends of the upper first supply pipe 271 and the upper second supply pipe 273 are extended to the opening of the blocking member 231, and a nozzle 275 is provided at the tip of the upper second supply pipe 273.
次に、基板裏面Wb側の管路構成について説明する。前述の基板保持部11のスピンベース113の上面から中心軸117を通って下側空間906に至る連通空間の内部に下側第一供給管281が挿通されるとともに、当該下側第一供給管281に下側第二供給管283が挿通され、いわゆる二重管構造となっている。この下側第一供給管281及び下側第二供給管283の上方端部はスピンベース113の開口に延設されており、下側第二供給管283の先端にノズル291が設けられている。   Next, the pipe line configuration on the substrate rear surface Wb side will be described. A lower first supply pipe 281 is inserted into a communication space from the upper surface of the spin base 113 of the substrate holding unit 11 to the lower space 906 through the central axis 117 and the lower first supply pipe. A lower second supply pipe 283 is inserted through 281 to form a so-called double pipe structure. Upper ends of the lower first supply pipe 281 and the lower second supply pipe 283 are extended to the opening of the spin base 113, and a nozzle 291 is provided at the tip of the lower second supply pipe 283. .
次に、リンス部51について説明する。リンス部51はリンス液の供給源であるリンス液供給ユニット513から基板表面Wfおよび基板裏面Wbにそれぞれリンス液を供給する。図示しないDIWタンク、温度調整ユニット及びポンプを有するリンス液供給ユニット513に主配管515の一端が管路接続されている。主配管515の他端は、上側分岐配管517および下側分岐配管521に分岐し、上側分岐配管517は上側第二供給管273に、下側分岐配管521は下側第二供給管283にそれぞれ管路接続されている。また、リンス液供給ユニット513のポンプは基板処理装置9が起動した時点から常時動作している。   Next, the rinse part 51 is demonstrated. The rinsing unit 51 supplies the rinsing liquid from the rinsing liquid supply unit 513, which is a rinsing liquid supply source, to the substrate front surface Wf and the substrate back surface Wb, respectively. One end of a main pipe 515 is connected to a rinse liquid supply unit 513 having a DIW tank, a temperature adjustment unit, and a pump (not shown). The other end of the main pipe 515 branches to an upper branch pipe 517 and a lower branch pipe 521, the upper branch pipe 517 is connected to the upper second supply pipe 273, and the lower branch pipe 521 is connected to the lower second supply pipe 283, respectively. The pipeline is connected. Further, the pump of the rinsing liquid supply unit 513 always operates from the time when the substrate processing apparatus 9 is activated.
上側分岐配管517には開閉弁519が介挿されている。なお、開閉弁519は常時閉成されている。開閉弁519は制御ユニット97に電気的に接続されている。そして、制御ユニット97がリンス部51へ動作指令を行い、開閉弁519を開成する。これにより、リンス液がリンス液供給ユニット513から主配管515、上側分岐配管517、上側第二供給管273及びノズル275を介して基板表面Wfに供給される。   An open / close valve 519 is inserted in the upper branch pipe 517. The on-off valve 519 is always closed. The on-off valve 519 is electrically connected to the control unit 97. Then, the control unit 97 issues an operation command to the rinsing unit 51 and opens the on-off valve 519. Thus, the rinse liquid is supplied from the rinse liquid supply unit 513 to the substrate surface Wf via the main pipe 515, the upper branch pipe 517, the upper second supply pipe 273 and the nozzle 275.
下側分岐配管521には開閉弁523が介挿されている。なお、開閉弁523は常時閉成されている。開閉弁523は制御ユニット97に電気的に接続されている。そして、制御ユニット97がリンス部51へ動作指令を行い、開閉弁523を開成する。これにより、リンス液がリンス液供給ユニット513から主配管515、下側分岐配管521、下側第二供給管283及びノズル291を介して基板裏面Wbに供給される。   An open / close valve 523 is inserted in the lower branch pipe 521. The on-off valve 523 is always closed. The on-off valve 523 is electrically connected to the control unit 97. Then, the control unit 97 issues an operation command to the rinse unit 51 to open the on-off valve 523. Thus, the rinse liquid is supplied from the rinse liquid supply unit 513 to the substrate back surface Wb through the main pipe 515, the lower branch pipe 521, the lower second supply pipe 283, and the nozzle 291.
この、リンス液供給ユニット513、主配管515、上側分岐配管517、下側分岐配管521、開閉弁519、開閉弁523、上側第二供給管273、下側第二供給管283、ノズル275及びノズル291がリンス部51を構成する。尚、リンス液供給ユニット513は、基板処理装置9の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。   This rinse liquid supply unit 513, main pipe 515, upper branch pipe 517, lower branch pipe 521, on-off valve 519, on-off valve 523, upper second supply pipe 273, lower second supply pipe 283, nozzle 275 and nozzle Reference numeral 291 constitutes a rinse section 51. The rinsing liquid supply unit 513 may be provided inside or outside the substrate processing apparatus 9.
次に、乾燥用気体供給部55について説明する。乾燥用気体供給部55は乾燥用気体の供給源である乾燥用窒素ガス供給ユニット553から基板表面Wf及び基板裏面Wbにそれぞれ乾燥用窒素ガスを供給する。図示しない窒素ガスタンク及びポンプを有する乾燥用窒素ガス供給ユニット553に主配管555の一端が管路接続されている。主配管555の他端は、上側分岐配管557および下側分岐配管561に分岐し、上側分岐配管557は上側第一供給管271に、下側分岐配管は下側第一供給管281にそれぞれ管路接続している。また、乾燥用窒素ガス供給ユニット553のポンプは基板処理装置9が起動した時点から常時動作している。   Next, the drying gas supply unit 55 will be described. The drying gas supply unit 55 supplies the drying nitrogen gas to the substrate surface Wf and the substrate back surface Wb from the drying nitrogen gas supply unit 553 which is a supply source of the drying gas. One end of a main pipe 555 is connected to a drying nitrogen gas supply unit 553 having a nitrogen gas tank and a pump (not shown). The other end of the main pipe 555 branches into an upper branch pipe 557 and a lower branch pipe 561, the upper branch pipe 557 is connected to the upper first supply pipe 271 and the lower branch pipe is connected to the lower first supply pipe 281. Road connection. Further, the pump of the drying nitrogen gas supply unit 553 is always operating from the time when the substrate processing apparatus 9 is activated.
上側分岐配管557にはマスフローコントローラ559が介挿されている。マスフローコントローラ559は制御ユニット97と電気的に接続されている。そして、制御ユニット97が乾燥用気体供給部55へ動作指令を行い、マスフローコントローラ559を所定流量となるように開放する。これにより、常温の窒素ガスが主配管555、上側分岐配管557及び上側第一供給管271の内面と上側第二供給管273の外面との間の空間を介して基板表面Wfに供給される。   A mass flow controller 559 is inserted in the upper branch pipe 557. The mass flow controller 559 is electrically connected to the control unit 97. Then, the control unit 97 issues an operation command to the drying gas supply unit 55 and opens the mass flow controller 559 so that the flow rate becomes a predetermined flow rate. Thus, room temperature nitrogen gas is supplied to the substrate surface Wf via the main pipe 555, the upper branch pipe 557, and the space between the inner surface of the upper first supply pipe 271 and the outer surface of the upper second supply pipe 273.
下側分岐配管561にはマスフローコントローラ563が介挿されている。マスフローコントローラ563は制御ユニット97と電気的に接続されている。そして、制御ユニット97が乾燥用気体供給部55へ動作指令を行い、マスフローコントローラ563を所定流量となるように開放する。これにより、常温の窒素ガスが主配管555、下側分岐配管561及び下側第一供給管281の内面と下側第二供給管の外面との間の空間を介して基板裏面Wbに供給される。   A mass flow controller 563 is inserted in the lower branch pipe 561. The mass flow controller 563 is electrically connected to the control unit 97. Then, the control unit 97 issues an operation command to the drying gas supply unit 55 and opens the mass flow controller 563 so that the flow rate becomes a predetermined flow rate. Thus, room temperature nitrogen gas is supplied to the substrate back surface Wb through the space between the inner surface of the main pipe 555, the lower branch pipe 561, and the lower first supply pipe 281 and the outer surface of the lower second supply pipe. The
この、乾燥用窒素ガス供給ユニット553、主配管555、上側分岐配管557、下側分岐配管561、マスフローコントローラ559、マスフローコントローラ563、上側第一供給管271及び下側第一供給管281が乾燥用気体供給部55を構成する。尚、乾燥用窒素ガス供給ユニット553は、基板処理装置9の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。   The drying nitrogen gas supply unit 553, main pipe 555, upper branch pipe 557, lower branch pipe 561, mass flow controller 559, mass flow controller 563, upper first supply pipe 271 and lower first supply pipe 281 are for drying. The gas supply part 55 is comprised. The drying nitrogen gas supply unit 553 may be provided inside or outside the substrate processing apparatus 9.
制御ユニット97は、各種演算処理を行うCPU、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるROM、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるRAM及び制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備える。磁気ディスクには、基板Wに応じた洗浄条件が、洗浄プログラム(レシピとも呼ばれる)として予め格納されおり、CPUがその内容をRAMに読み出し、RAMに読み出された洗浄プログラムの内容に従ってCPUが基板処理装置9の各部を制御する。尚、制御ユニット97には洗浄プログラムの作成・変更や、複数の洗浄プログラムの中から所望のものを選択するために用いる操作部971(図1参照)が接続されている。   The control unit 97 is a CPU that performs various arithmetic processes, a ROM that is a read-only memory that stores basic programs, a RAM that is a readable and writable memory that stores various information, and a magnet that stores control software and data. Provide a disc. In the magnetic disk, the cleaning conditions corresponding to the substrate W are stored in advance as a cleaning program (also called a recipe). The CPU reads the contents into the RAM, and the CPU executes the substrate according to the contents of the cleaning program read into the RAM. Each part of the processing device 9 is controlled. The control unit 97 is connected to an operation unit 971 (see FIG. 1) used for creating / changing a cleaning program and selecting a desired one from a plurality of cleaning programs.
次に、上記のように構成された基板処理装置9における洗浄処理動作について図14を参照して説明する。図14は基板処理装置9の全体の動作を示すフローチャートである。尚、以下の説明において特に断らない限り、雰囲気遮断部23は、遮断部材231が対向位置にある場合、基板保持部11の基板回転機構121がスピンベース113を回転する方向に略同じ回転数で遮断部材231を回転するものとする。   Next, the cleaning processing operation in the substrate processing apparatus 9 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a flowchart showing the overall operation of the substrate processing apparatus 9. Unless otherwise specified in the following description, the atmosphere blocking unit 23 has substantially the same number of rotations in the direction in which the substrate rotating mechanism 121 of the substrate holding unit 11 rotates the spin base 113 when the blocking member 231 is in the facing position. It is assumed that the blocking member 231 is rotated.
まず、所定の基板Wに応じた洗浄プログラムが操作部971で選択され、実行指示される。その後、基板Wを処理ユニット91に搬入する準備として、制御ユニット97が動作指令を行い以下の動作をする。   First, a cleaning program corresponding to a predetermined substrate W is selected by the operation unit 971 and executed. Thereafter, in preparation for carrying the substrate W into the processing unit 91, the control unit 97 issues an operation command and performs the following operation.
すなわち、雰囲気遮断部23が遮断部材231の回転を停止し、基板保持部11がスピンベース113の回転を停止する。雰囲気遮断部23が遮断部材231を離間位置へ移動すると共に、基板保持部11がスピンベース113を基板Wの受け渡しに適した位置へ位置決めする。また、排液捕集部21がカップ210をホームポジションに位置決めする。スピンベース113が基板Wの受け渡しに適した位置に位置決めされた後、基板保持部11が基板保持部材115開を状態とする。   That is, the atmosphere blocking unit 23 stops the rotation of the blocking member 231, and the substrate holding unit 11 stops the rotation of the spin base 113. The atmosphere blocking unit 23 moves the blocking member 231 to the separated position, and the substrate holding unit 11 positions the spin base 113 to a position suitable for delivery of the substrate W. Further, the drainage collecting part 21 positions the cup 210 at the home position. After the spin base 113 is positioned at a position suitable for delivery of the substrate W, the substrate holding unit 11 brings the substrate holding member 115 into an open state.
また、第一凝固対象液供給部31がノズル311を、凝固部35がノズル351を、第二凝固対象液供給部43がノズル411をそれぞれ退避位置(各ノズルがカップ210の周方向外側に外れている位置)へ移動する。更に、開閉弁337、436、437、457、519及び523を閉成する。また、マスフローコントローラ559、563及び625を流量0(ゼロ)に設定する。   In addition, the first solidification target liquid supply unit 31 retreats the nozzle 311, the coagulation unit 35 retreats the nozzle 351, and the second solidification target liquid supply unit 43 retreats the nozzle 411 (each nozzle is disengaged outward in the circumferential direction of the cup 210 Move to the current position). Further, the on-off valves 337, 436, 437, 457, 519 and 523 are closed. Further, the mass flow controllers 559, 563, and 625 are set to a flow rate of 0 (zero).
基板Wを処理ユニット91に搬入する準備が完了した後、未処理の基板Wを処理ユニット91へ搬入する基板搬入工程(ステップS101)を行う。即ち、インデクサロボット931がオープナー94上のFOUP949の所定の位置にある基板Wを下側のハンド933で取り出し、シャトル95の下側のハンド951に載置する。その後、シャトル95の下側のハンド951をセンターロボット96の側に移動し、センターロボット96がシャトル95の下側のハンド951上の基板Wを、下側のハンド961で取り上げる。   After the preparation for loading the substrate W into the processing unit 91 is completed, a substrate loading step (step S101) for loading the unprocessed substrate W into the processing unit 91 is performed. That is, the indexer robot 931 takes out the substrate W at a predetermined position of the FOUP 949 on the opener 94 with the lower hand 933 and places it on the lower hand 951 of the shuttle 95. Thereafter, the lower hand 951 of the shuttle 95 is moved toward the center robot 96, and the center robot 96 picks up the substrate W on the lower hand 951 of the shuttle 95 with the lower hand 961.
その後、処理ユニット91のシャッター911が開かれ、センターロボット96が下側のハンド961を処理ユニット91の中に伸ばし、基板Wを基板保持部11の基板保持部材115の基板支持部の上に載置する。基板Wの処理ユニット91への搬入が終了すると、センターロボット96が下側のハンド961を縮めて処理ユニット91内の外に出すとともに、シャッター911が閉じる。   Thereafter, the shutter 911 of the processing unit 91 is opened, the center robot 96 extends the lower hand 961 into the processing unit 91, and the substrate W is placed on the substrate support portion of the substrate holding member 115 of the substrate holding portion 11. Put. When the loading of the substrate W into the processing unit 91 is completed, the center robot 96 contracts the lower hand 961 to bring it out of the processing unit 91 and closes the shutter 911.
未処理の基板Wが処理ユニット91内に搬入され、基板保持部材115の基板支持部の上に載置されると、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、基板保持部材115を閉状態とする。   When an unprocessed substrate W is loaded into the processing unit 91 and placed on the substrate support portion of the substrate holding member 115, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holding portion 11, and the substrate holding member 115 is moved. Closed.
未処理の基板Wが基板保持部11に保持された後、基板表面Wfに対して、第一凝固対象液であるターシャリーブタノールを供給する第一凝固対象液供給工程(ステップS102)を行う。まず、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、スピンベース113の回転を開始し、第一凝固対象液供給工程の間維持する。また、制御ユニット97が排液捕集部21へ動作指令を行い、カップ210を中捕集位置に位置決めする。尚、雰囲気遮断部23の遮断部材231は離間位置を維持する。   After the unprocessed substrate W is held by the substrate holder 11, a first solidification target liquid supply step (step S102) for supplying tertiary butanol, which is the first solidification target liquid, is performed on the substrate surface Wf. First, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holding unit 11, starts the rotation of the spin base 113, and maintains it during the first coagulation target liquid supply process. Further, the control unit 97 issues an operation command to the drainage collecting unit 21 to position the cup 210 at the middle collection position. Note that the blocking member 231 of the atmosphere blocking unit 23 maintains the separated position.
第一凝固対象液供給工程における基板Wの回転数は、基板表面Wfに供給されたターシャリーブタノールが基板表面Wfの全面に拡散可能なように300〜1000rpmとすることが好ましい。以下では、第一凝固対象液供給工程における基板Wの回転数を500rpmとして説明する。   The number of rotations of the substrate W in the first solidification target liquid supply step is preferably 300 to 1000 rpm so that the tertiary butanol supplied to the substrate surface Wf can diffuse over the entire surface of the substrate surface Wf. Below, the rotation speed of the board | substrate W in a 1st solidification object liquid supply process is demonstrated as 500 rpm.
また、制御ユニット97が第一凝固対象液供給部31へ動作指令を行い、ノズル311を基板表面Wfの中心付近上空へ位置決めする。ノズル311の位置決めが完了した後、制御ユニット97が第一凝固対象液供給部31へ動作指令を行い、開閉弁337を開成する。これにより、ターシャリーブタノールを、第一凝固対象液供給部333から配管335及びノズル311を介して基板表面Wfの中心付近に供給する。   Further, the control unit 97 issues an operation command to the first coagulation target liquid supply unit 31 to position the nozzle 311 near the center of the substrate surface Wf. After the positioning of the nozzle 311 is completed, the control unit 97 issues an operation command to the first coagulation target liquid supply unit 31 and opens the on-off valve 337. As a result, tertiary butanol is supplied from the first coagulation target liquid supply unit 333 to the vicinity of the center of the substrate surface Wf via the pipe 335 and the nozzle 311.
尚、ターシャリーブタノールは、基板表面Wfに液体の状態で供給することが好ましい。本実施形態では、ターシャリーブタノールを、第一凝固対象液タンク341の中で温度調整ユニット345により、凝固点(25.6℃(摂氏))以上沸点(82.5℃(摂氏))以下の温度に調節して供給する。尚、後述の低温第二凝固対象液供給工程によりターシャリーブタノールを凝固させる時間を短縮するため、ターシャリーブタノールの温度は凝固点以上で低い温度であることが好ましい。以下では、ターシャリーブタノールの温度を30℃(摂氏)として説明する。   The tertiary butanol is preferably supplied in a liquid state to the substrate surface Wf. In the present embodiment, the tertiary butanol is heated in the first solidification target liquid tank 341 by the temperature adjustment unit 345 at a temperature not lower than the freezing point (25.6 ° C. (degrees Celsius)) and not higher than the boiling point (82.5 ° C. (degrees Celsius)). Adjust to supply. In addition, in order to shorten the time which solidifies tertiary butanol by the below-mentioned low temperature 2nd solidification object liquid supply process, it is preferable that the temperature of tertiary butanol is low temperature more than a freezing point. In the following description, the temperature of tertiary butanol is assumed to be 30 ° C. (Celsius).
基板表面Wfの中心付近に供給されたターシャリーブタノールは、基板Wが回転することにより生ずる遠心力により、基板Wの中心から基板Wの周縁部に向かって流動し、基板表面Wf全面に拡散する。このターシャリーブタノールの流動に伴って、基板表面Wfに形成されたパターン間隙内部にまでターシャリーブタノールが侵入する。   Tertiary butanol supplied near the center of the substrate surface Wf flows from the center of the substrate W toward the peripheral edge of the substrate W by the centrifugal force generated by the rotation of the substrate W, and diffuses over the entire surface of the substrate surface Wf. . As the tertiary butanol flows, the tertiary butanol penetrates into the pattern gap formed on the substrate surface Wf.
基板表面Wfの全面にターシャリーブタノールが拡散した後、制御ユニット97が第一凝固対象液供給部31へ動作指令を行い、開閉弁337を閉成する。また、制御ユニット97が第一凝固対象液供給部31へ動作指令を行い、ノズル311を退避位置(ノズル311がカップ210の周方向外側に外れている位置)へ位置決めする。   After tertiary butanol diffuses over the entire surface Wf of the substrate, the control unit 97 issues an operation command to the first coagulation target liquid supply unit 31 and closes the on-off valve 337. In addition, the control unit 97 issues an operation command to the first coagulation target liquid supply unit 31 to position the nozzle 311 to the retracted position (a position where the nozzle 311 is out of the cup 210 in the circumferential direction).
次に、ターシャリーブタノールが付着している基板表面Wfに第一の温度の第二凝固対象液であるDIWを供給する高温第二凝固対象液供給工程(ステップS103)を行う。まず、制御ユニット97が排液捕集部21へ動作指令を行い、カップ210を外捕集位置に位置決めする。尚、基板Wの回転は第一凝固対象液供給工程の際の回転数と同じ回転数を維持する。また、雰囲気遮断部23の遮断部材231は離間位置を維持する。   Next, a high temperature second coagulation target liquid supply step (step S103) is performed for supplying DIW, which is the second coagulation target liquid at the first temperature, to the substrate surface Wf to which the tertiary butanol is adhered. First, the control unit 97 issues an operation command to the drainage collection unit 21 to position the cup 210 at the external collection position. The rotation of the substrate W maintains the same rotation speed as that in the first solidification target liquid supply process. Further, the blocking member 231 of the atmosphere blocking unit 23 maintains the separated position.
また、制御ユニット97が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、ノズル411を基板表面Wfの中心付近上空へ位置決めする。ノズル411の位置決めが完了した後、制御ユニット97が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、開閉弁436を開成する。これにより、DIWを第一温度調整ユニット445により第一の温度に調整し、配管438、配管435、集合配管449及びノズル411を介して基板表面Wfの中心付近に供給する。以下、第一の温度のDIWを「高温DIW」と称する。   In addition, the control unit 97 issues an operation command to the second coagulation target liquid supply unit 43, and positions the nozzle 411 above the vicinity of the center of the substrate surface Wf. After the positioning of the nozzle 411 is completed, the control unit 97 issues an operation command to the second coagulation target liquid supply unit 43 to open the on-off valve 436. Thus, the DIW is adjusted to the first temperature by the first temperature adjustment unit 445 and supplied to the vicinity of the center of the substrate surface Wf via the pipe 438, the pipe 435, the collective pipe 449, and the nozzle 411. Hereinafter, the first temperature DIW is referred to as “high temperature DIW”.
尚、高温DIWは、ターシャリーブタノールを液体の状態として基板上から押し流すため、ターシャリーブタノールの凝固点(25.6℃(摂氏))以上沸点(82.5℃(摂氏))以下の第一の温度に調整されて供給するのが好ましい。以下では、高温DIWの温度を30℃(摂氏)として説明する。   The high temperature DIW causes tertiary butanol to be swept away from the substrate in a liquid state, so that the first of the tertiary butanol freezing point (25.6 ° C. (Celsius)) to the boiling point (82.5 ° C. (Celsius)) or less It is preferable to supply it after adjusting the temperature. In the following description, the temperature of the high temperature DIW is assumed to be 30 ° C. (Celsius).
基板表面Wfの中心付近に供給された高温DIWは、基板Wが回転することにより生ずる遠心力により、基板Wの中心から基板Wの周縁部に向かって基板表面Wfに付着した第一凝固対象液を押し流しながら流動する。また、ターシャリーブタノールはDIWに溶解しやすいため、高温DIWに溶解することによっても基板表面Wf上から除去される。   The high-temperature DIW supplied to the vicinity of the center of the substrate surface Wf is the first solidification target liquid that adheres to the substrate surface Wf from the center of the substrate W toward the peripheral edge of the substrate W due to the centrifugal force generated by the rotation of the substrate W. It flows while pushing away. Moreover, since tertiary butanol is easy to melt | dissolve in DIW, it is removed from the board | substrate surface Wf also by melt | dissolving in high temperature DIW.
ただし、基板表面Wfに形成されたパターンは微細なものであり、高温DIWがパターン間隙内部の微小領域に侵入する速度は、パターン間隙内部以外の領域において高温DIWがターシャリーブタノールを押し流し、あるいは溶解して除去する速度よりはるかに遅い。従って、高温第二凝固対象液供給工程を行う時間を、パターン間隙内部以外の領域において高温DIWがターシャリーブタノールを押し流し、あるいは溶解して除去するに足る時間とすることで、基板表面Wfに形成されたパターン間隙内部にのみターシャリーブタノールを残留させることができる。   However, the pattern formed on the substrate surface Wf is fine, and the speed at which the high temperature DIW penetrates into the minute area inside the pattern gap is such that the high temperature DIW pushes tertiary butanol away or dissolves in the area other than the inside of the pattern gap. And much slower than removing. Accordingly, the time for performing the high temperature second coagulation target liquid supplying step is set to the time required for the high temperature DIW to wash away or dissolve the tertiary butanol in a region other than the inside of the pattern gap, thereby forming the substrate surface Wf. Tertiary butanol can be left only inside the formed pattern gap.
尚、後続する低温第二凝固対象液供給工程においても基板表面に供給された第二の温度のDIWによりターシャリーブタノールが押し流され、溶解されて除去される量を勘案し、高温第二凝固対象液供給工程を継続する時間を、パターン間隙内部以外の領域から完全にターシャリーブタノールが除去されうる時間よりも短くしてもよい。   In the subsequent low-temperature second solidification target liquid supply step, the amount of tertiary butanol that is pushed away by the second temperature DIW supplied to the substrate surface, dissolved, and removed is taken into consideration, and the high-temperature second solidification target The time for which the liquid supply process is continued may be shorter than the time during which tertiary butanol can be completely removed from the region other than the inside of the pattern gap.
パターン間隙内部以外の領域において高温DIWがターシャリーブタノールを押し流し、あるいは溶解して除去して、パターン間隙内部にのみターシャリーブタノールを残留させた後、制御ユニット97が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、開閉弁436を閉成する。   The high temperature DIW flushes or dissolves and removes the tertiary butanol in the region other than the inside of the pattern gap, and after leaving the tertiary butanol only in the inside of the pattern gap, the control unit 97 performs the second coagulation target liquid supply unit 43. The operation command is issued, and the on-off valve 436 is closed.
次に、基板表面Wfに第二の温度のDIWを供給する低温第二凝固対象液供給工程(ステップS104)を行う。まず、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、スピンベース113の回転数を変更し、低温第二凝固対象液供給工程の間維持する。尚、排液捕集部21のカップ210は外捕集位置、雰囲気遮断部23の遮断部材231は離間位置のまま維持する。   Next, a low temperature second solidification target liquid supplying step (step S104) for supplying DIW at the second temperature to the substrate surface Wf is performed. First, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holding unit 11 to change the rotation speed of the spin base 113 and maintain it during the low temperature second solidification target liquid supplying step. In addition, the cup 210 of the drainage collecting part 21 is maintained at the outside collecting position, and the blocking member 231 of the atmosphere blocking part 23 is maintained at the separated position.
低温第二凝固対象液供給工程における基板Wの回転数は、基板表面Wfに供給された第二の温度のDIWが基板表面Wfの全面に拡散し、基板表面Wfに安定して液膜を形成可能なように300〜500rpmとすることが好ましい。以下では、低温第二凝固対象液供給工程における基板Wの回転数を400rpmとして説明する。   The rotation speed of the substrate W in the low-temperature second solidification target liquid supply step is such that DIW of the second temperature supplied to the substrate surface Wf diffuses over the entire surface of the substrate Wf and forms a liquid film stably on the substrate surface Wf. It is preferable to set it as 300-500 rpm so that it is possible. Below, the rotation speed of the board | substrate W in a low temperature 2nd solidification object liquid supply process is demonstrated as 400 rpm.
次に、制御ユニット97が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、開閉弁437を開成する。これにより、DIWを第二温度調整ユニット446により第二の温度に調整し、配管439、配管435、集合配管449及びノズル411を介して基板表面Wfの中心付近に供給する。以下、第二の温度の第二凝固対象液を「低温DIW」と記載する。   Next, the control unit 97 issues an operation command to the second coagulation target liquid supply unit 43 to open the on-off valve 437. Thus, the DIW is adjusted to the second temperature by the second temperature adjustment unit 446 and supplied to the vicinity of the center of the substrate surface Wf via the pipe 439, the pipe 435, the collective pipe 449, and the nozzle 411. Hereinafter, the second solidification target liquid at the second temperature is referred to as “low temperature DIW”.
ここで、低温DIWは、ターシャリーブタノールを冷却して凝固するため、ターシャリーブタノールの凝固点(25.6℃(摂氏))以下の第二の温度に調整される。尚、後述する凝固工程においてDIWを凝固させる時間を短縮するため、低温DIW液は、DIWの凝固点以上であってDIWの凝固点に近い温度であることが望ましい。以下では、低温DIWの温度を0.5℃(摂氏)として説明する。   Here, the low temperature DIW is adjusted to a second temperature lower than the freezing point of tertiary butanol (25.6 ° C. (Celsius)) in order to cool and solidify the tertiary butanol. In order to shorten the time for solidifying DIW in the solidification step described later, the low temperature DIW liquid is preferably at a temperature not lower than the freezing point of DIW and close to the freezing point of DIW. In the following description, the temperature of the low temperature DIW is assumed to be 0.5 ° C. (Celsius).
基板表面Wfの中心付近に供給された低温DIWは、基板Wが回転することにより生ずる遠心力により、基板Wの中心から基板Wの周縁部に向かって基板表面Wf上に存在する高温DIWを押し流しながら流動する。   The low temperature DIW supplied to the vicinity of the center of the substrate surface Wf pushes away the high temperature DIW existing on the substrate surface Wf from the center of the substrate W toward the peripheral edge of the substrate W due to the centrifugal force generated by the rotation of the substrate W. While flowing.
基板表面Wfに供給されて基板表面Wf全体に広がりながら流動する低温DIWは、基板Wおよびパターン間隙内部のターシャリーブタノールを冷却する。パターン間隙内部のターシャリーブタノールは、その温度が凝固点より低くなった時点で凝固する。   The low-temperature DIW supplied to the substrate surface Wf and flowing while spreading over the entire substrate surface Wf cools the substrate W and the tertiary butanol inside the pattern gap. The tertiary butanol inside the pattern gap solidifies when its temperature falls below the freezing point.
パターン間隙内部の微小領域に残留して凝固したターシャリーブタノールの凝固体は、パターンと一体となった塊(固形物)と見做せる状態となり、パターンが構造的に補強される。従って、後述する凝固工程においてDIWが凝固して膨張することによる力(特に基板表面Wfと平行に働く力)に対抗することが可能となり、パターン剥離等のダメージを防止することが可能となる。   The solid body of tertiary butanol solidified by remaining in a minute area inside the pattern gap can be regarded as a lump (solid) integrated with the pattern, and the pattern is structurally reinforced. Therefore, it is possible to counter a force (particularly a force acting in parallel with the substrate surface Wf) due to the solidification and expansion of DIW in a solidification process described later, and it is possible to prevent damage such as pattern peeling.
通常の物質は温度が低下するに従って体積が小さくなる(密度が大きくなる)、即ち温度に対して正の膨張率を有する。これに対し、水は4℃(摂氏)以上では正の膨張率を示すものの、それ以下においては負の膨張率(温度が低下するに従って体積が大きくなる(密度が小さくなる))を有する。特に、水が氷に相転移する際に大きく膨張する。これは、氷の結晶構造が、1つの水分子の周りに他の水分子が4個しかない(4配位)という特異な構造を有するためである。換言すると、一つの水分子を中心にして正4面体的に4個の隣接分子と水素結合で結び付いた構造となる。   A normal substance decreases in volume (increases density) as the temperature decreases, that is, it has a positive expansion coefficient with respect to temperature. On the other hand, water exhibits a positive expansion coefficient at 4 ° C. (degrees Celsius) or higher, but has a negative expansion coefficient (the volume increases (the density decreases) as the temperature decreases) below that. In particular, it expands greatly when water undergoes phase transition to ice. This is because the crystal structure of ice has a unique structure in which there are only four other water molecules (four-coordinate) around one water molecule. In other words, the structure is a tetrahedron-like structure in which four adjacent molecules are connected by hydrogen bonds around a single water molecule.
この4配位構造は全ての結晶の中で最も小さな配位数であり、分子間の空間が最も大きな構造である。このため、このような規則的な配列構造を有しない液体の水よりも体積が増加(密度が低下)する。   This four-coordinate structure has the smallest coordination number among all the crystals, and has the largest intermolecular space. For this reason, the volume increases (density decreases) as compared with liquid water that does not have such a regular arrangement structure.
これに対し、ターシャリーブタノールは液体の状態で密度が0.786g/cmであり、固体の状態では0.79g/cmである。即ち、液体より固体のほうが密度が大きく、液体から固体へ相変化した場合には体積が減少する。 In contrast, tertiary butanol is density at 0.786 g / cm 3 in a liquid state, in the solid state is 0.79 g / cm 3. That is, the density of the solid is greater than that of the liquid, and the volume decreases when the phase changes from liquid to solid.
即ち、第二凝固対象液であるDIWと第一凝固対象液であるターシャリーブタノールがそれぞれ液体から固体に相変化した場合の体積変化を比較すると、ターシャリーブタノールの方が小さい。従って、パターン間隙内部でターシャリーブタノールが凝固しても、周囲のパターンに与える応力が小さく、パターン剥離等のダメージを生ずることはない。   That is, comparing the volume changes when the DIW as the second coagulation target liquid and the tertiary butanol as the first coagulation target liquid undergo a phase change from liquid to solid, the tertiary butanol is smaller. Therefore, even if tertiary butanol solidifies in the pattern gap, the stress applied to the surrounding pattern is small, and damage such as pattern peeling does not occur.
この、高温第二凝固対象液供給工程および低温第二凝固対象液供給工程が第二凝固対象液供給工程を構成する。   The high temperature second coagulation target liquid supply step and the low temperature second coagulation target liquid supply step constitute the second coagulation target liquid supply step.
尚、本実施形態では、高温第二凝固対象液供給工程および低温第二凝固対象液供給工程においてそれぞれ別の温度に調整されたDIWを択一的に吐出していたが、それぞれの温度のDIWを、それぞれの流量を調整しながら同時に吐出して配管435内で混合し、基板表面Wfに供給するDIWの温度を変更することも可能である。   In the present embodiment, DIW adjusted to different temperatures in the high temperature second coagulation target liquid supply step and the low temperature second coagulation target liquid supply step is alternatively discharged. It is also possible to change the temperature of DIW supplied to the substrate surface Wf by simultaneously discharging and mixing them in the pipe 435 while adjusting the respective flow rates.
パターン間隙内部のターシャリーブタノールが凝固した後、制御ユニット97が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、開閉弁437を閉成する。また、制御ユニット97が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、ノズル411を退避位置(ノズル411がカップ210の周方向外側に外れている位置)へ位置決めする。   After the tertiary butanol in the pattern gap is solidified, the control unit 97 issues an operation command to the second coagulation target liquid supply unit 43 and closes the on-off valve 437. Further, the control unit 97 issues an operation command to the second coagulation target liquid supply unit 43 to position the nozzle 411 at the retracted position (position where the nozzle 411 is disengaged from the outer side in the circumferential direction of the cup 210).
次に、基板表面に形成されたDIWの液膜を凝固する凝固工程(ステップS105)を行う。まず、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、スピンベース113の回転数を変更し、凝固工程の間維持する。凝固工程における基板Wの回転数は、基板表面Wfに形成されたDIWの液膜を均一に凝固可能なように30〜100rpmの回転数で回転することが望ましい。以下では、凝固工程における基板Wの回転数を60rpmとして説明する。また、制御ユニット97が排液捕集部21へ動作指令を行い、カップ210を内捕集位置に位置決めする。尚、雰囲気遮断部23の遮断部材231は離間位置のまま維持する。   Next, a solidification step (step S105) for solidifying the DIW liquid film formed on the substrate surface is performed. First, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holder 11 to change the rotation speed of the spin base 113 and maintain it during the solidification process. It is desirable that the rotation speed of the substrate W in the coagulation step is rotated at a rotation speed of 30 to 100 rpm so that the DIW liquid film formed on the substrate surface Wf can be uniformly solidified. In the following description, it is assumed that the rotation speed of the substrate W in the solidification process is 60 rpm. In addition, the control unit 97 issues an operation command to the drainage collection unit 21 to position the cup 210 at the internal collection position. Note that the blocking member 231 of the atmosphere blocking unit 23 is maintained in the separated position.
また、制御ユニット97が凝固部35へ動作指令を行い、ノズル351を基板表面Wfの中心付近上空へ位置決めする。ノズル351の位置決めが完了した後、制御ユニット97が凝固部35へ動作指令を行い、DIWの凝固点(0℃(摂氏))より低い温度に調整された凝固用気体である窒素ガスを、ノズル351から基板表面Wfの中心部付近に供給する。   In addition, the control unit 97 issues an operation command to the coagulation unit 35 to position the nozzle 351 above the center of the substrate surface Wf. After the positioning of the nozzle 351 is completed, the control unit 97 issues an operation command to the coagulation unit 35, and nitrogen gas, which is a coagulation gas adjusted to a temperature lower than the solidification point of DIW (0 ° C. (degrees Celsius)), is supplied to the nozzle 351. From near the center of the substrate surface Wf.
尚、後述するように、回転する基板Wの表面Wf上を基板Wの中心付近上空から端部上空まで移動するノズル351から窒素ガスを吐出し、基板表面Wf上のDIWおよびターシャリーブタノールを冷却するため、基板W上の単位面積当たりに供給される冷熱の量は限られている。また、液体および固体を気体で冷却する効率、および、雰囲気からの吸熱も考慮して、窒素ガスは−50℃〜−(マイナス)190℃(摂氏)に温度調整されていることが好ましい。以下では、窒素ガスの温度を−(マイナス)190℃(摂氏)に調整するとして説明する。   As will be described later, nitrogen gas is discharged from a nozzle 351 that moves from the vicinity of the center of the substrate W to the upper end of the substrate W over the surface Wf of the rotating substrate W to cool DIW and tertiary butanol on the substrate surface Wf. For this reason, the amount of cold supplied per unit area on the substrate W is limited. Moreover, it is preferable that the temperature of nitrogen gas is adjusted to −50 ° C. to − (minus) 190 ° C. (degrees Celsius) in consideration of the efficiency of cooling liquids and solids with gas and the endotherm from the atmosphere. In the following description, it is assumed that the temperature of the nitrogen gas is adjusted to − (minus) 190 ° C. (Celsius).
ノズル351から窒素ガスの吐出を開始した後、制御ユニット97が凝固部35へ動作指令を行い、ノズル351を基板表面Wfの中心付近上空から基板表面Wfの周縁部付近上空へ旋回移動させる。このように、基板Wを回転しながらノズル351を基板表面Wfの中心付近上空から周縁部付近上空まで旋回移動することで、基板表面Wf全面に窒素ガスを吹きつけることが可能となり、基板表面Wf全面に均一にDIWの凝固体を形成することが可能となる。   After the discharge of nitrogen gas from the nozzle 351 is started, the control unit 97 issues an operation command to the coagulation unit 35, and the nozzle 351 is swung from the vicinity of the center of the substrate surface Wf to the vicinity of the periphery of the substrate surface Wf. In this way, by rotating the nozzle 351 from the vicinity of the center of the substrate surface Wf to the vicinity of the peripheral edge while rotating the substrate W, it becomes possible to blow nitrogen gas over the entire surface of the substrate Wf. It is possible to uniformly form a DIW solidified body on the entire surface.
DIWは、凝固して氷となることにより体積が増加する(0℃(摂氏)の水が0度℃(摂氏)の氷になると、その体積はおよそ1.1倍に増加する)。従って、基板表面Wfとパーティクル等との間に侵入したDIWが凝固して膨張することにより、パーティクル等が基板表面Wfから微小距離だけ離間する。その結果、基板表面Wfとパーティクル等との間の付着力が低減され、さらにはパーティクル等が基板Wから脱離することとなる。また、基板表面Wfと平行な方向にも膨張することにより、基板に固着しているパーティクル等を剥離する。これにより、後述する除去工程によりDIWの凝固体である氷を除去するとともに、パーティクル等も併せて除去する。   DIW increases in volume by solidifying into ice (when water at 0 ° C. (Celsius) becomes ice at 0 ° C. (Celsius), its volume increases approximately 1.1 times). Accordingly, the DIW that has entered between the substrate surface Wf and the particles or the like solidifies and expands, whereby the particles or the like are separated from the substrate surface Wf by a minute distance. As a result, the adhesion force between the substrate surface Wf and the particles or the like is reduced, and further, the particles or the like are detached from the substrate W. Further, by expanding in a direction parallel to the substrate surface Wf, particles and the like fixed to the substrate are peeled off. Thereby, the ice which is a solidified body of DIW is removed and particles and the like are also removed together by a removing process which will be described later.
尚、前述のとおり、パターン間隙内部の微小領域には、ターシャリーブタノールが残留して凝固しているため、パターンと一体となった塊(固形物)と見做せる状態となり、パターンを構造的に補強している。従って、DIWが凝固して体積が膨張することによる力に対抗して基板表面Wf上に固着したままの状態を維持することができ、パターンが基板表面Wfから剥離する等のダメージが生じない。   As mentioned above, since tertiary butanol remains in the minute area inside the pattern gap and solidifies, it can be regarded as a lump (solid) integrated with the pattern, and the pattern is structurally It is reinforced. Therefore, it is possible to maintain the state where the DIW is solidified to be fixed on the substrate surface Wf against the force due to solidification and volume expansion, and damage such as peeling of the pattern from the substrate surface Wf does not occur.
尚、ノズル351の旋回移動は、基板表面Wfの中心付近上空から基板表面Wfの周縁部付近上空へ1回移動するだけでなく、中心付近上空から周縁部付近上空への移動を複数回繰り返したり、中心付近上空と周縁部付近上空との間で往復運動させてもよい。   The swivel movement of the nozzle 351 not only moves once from the vicinity of the center of the substrate surface Wf to the vicinity of the periphery of the substrate surface Wf, but also repeats the movement from the vicinity of the center to the vicinity of the periphery several times. The reciprocation may be performed between the sky near the center and the sky near the periphery.
基板Wf全面にDIWの凝固体を形成した後、制御ユニット97が凝固部35へ動作指令を行い、窒素ガスの供給を停止する。また、制御ユニット97が凝固部35へ動作指令を行い、ノズル351を退避位置(ノズル351がカップ210の周方向外側に外れている位置)へ位置決めする。   After the DIW solidified body is formed on the entire surface of the substrate Wf, the control unit 97 issues an operation command to the solidifying section 35 and stops the supply of nitrogen gas. In addition, the control unit 97 issues an operation command to the coagulation unit 35 and positions the nozzle 351 to the retracted position (a position where the nozzle 351 is out of the cup 210 in the circumferential direction).
次に、基板表面Wf上に形成したDIWの凝固体と、パターン間隙内部に残留するターシャリーブタノールの凝固体を除去する除去工程(ステップS106)を行う。まず、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、スピンベース113の回転数を変更し、除去工程の間維持する。尚、カップ210は内捕集位置、雰囲気遮断部23の遮断部材231は離間位置のまま維持する。   Next, a removal step (step S106) is performed to remove the DIW solidified body formed on the substrate surface Wf and the tertiary butanol solidified body remaining in the pattern gap. First, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holder 11 to change the rotation speed of the spin base 113 and maintain it during the removal process. Note that the cup 210 is maintained at the internal collection position, and the blocking member 231 of the atmosphere blocking section 23 is maintained at the separated position.
除去工程における基板Wの回転数は、基板表面Wfに供給された除去液であるDIWが基板表面Wfの全面に拡散可能であり、かつ基板表面Wfを拡散する流れにより、基板表面Wfから脱離したパーティクル等を押し流すことが可能なように1500〜2500rpmとすることが好ましい。以下では、除去工程における基板Wの回転数を2000rpmとして説明する。   The number of rotations of the substrate W in the removal process is such that DIW, which is the removal liquid supplied to the substrate surface Wf, can diffuse over the entire surface of the substrate surface Wf, and is detached from the substrate surface Wf due to the flow of diffusing the substrate surface Wf. It is preferable to set it as 1500-2500 rpm so that the carried out particle etc. can be washed away. In the following description, it is assumed that the rotation speed of the substrate W in the removing step is 2000 rpm.
また、制御ユニット97が除去部45へ動作指令を行い、ノズル411を基板表面Wfの中心付近の上空へ位置決めする。ノズル411の位置決めが完了した後、制御ユニット97が除去部45へ動作指令を行い、開閉弁457を開成する。これにより、除去液を除去液供給ユニット453から配管455、集合配管449及びノズル411を介して基板表面Wfの中心付近に供給する。   Further, the control unit 97 issues an operation command to the removing unit 45, and positions the nozzle 411 in the sky near the center of the substrate surface Wf. After the positioning of the nozzle 411 is completed, the control unit 97 issues an operation command to the removal unit 45 and opens the on-off valve 457. As a result, the removal liquid is supplied from the removal liquid supply unit 453 to the vicinity of the center of the substrate surface Wf via the pipe 455, the collective pipe 449 and the nozzle 411.
基板表面Wfに供給される除去液は、ターシャリーブタノールを融解することにより速やかに基板表面Wfから除去するため、ターシャリーブタノールの凝固点(25.6℃(摂氏))よりも高い温度で供給することが望ましい。また、基板表面Wf上に形成された第二凝固対象液であるDIWの凝固体を速やかに解凍し、基板表面を流動する液体の中に未解凍の氷の結晶が浮遊してパターンに衝突することによるダメージを防止するため、50℃(摂氏)から90℃(摂氏)の温度に調節することが好ましい。以下では、除去液として80℃(摂氏)のDIWが供給されるとして説明する。   The removal liquid supplied to the substrate surface Wf is supplied at a temperature higher than the freezing point of tertiary butanol (25.6 ° C. (degrees Celsius)) in order to quickly remove it from the substrate surface Wf by melting the tertiary butanol. It is desirable. Also, the solidified body of DIW, which is the second solidification target liquid, formed on the substrate surface Wf is quickly thawed, and unthawed ice crystals float in the liquid flowing on the substrate surface and collide with the pattern. In order to prevent damage caused by this, it is preferable to adjust the temperature to 50 ° C. (Celsius) to 90 ° C. (Celsius). In the following description, it is assumed that 80 ° C. (Celsius) DIW is supplied as the removal liquid.
基板表面Wfの中心付近に供給された除去液は、基板Wの回転に伴う遠心力により、基板表面Wfの中心付近から基板表面Wfの周縁部に向かって流動し、基板表面Wf全面に拡散した後、基板外へ飛散して、排液捕集部21により捕集されて排液される。基板表面Wf上に拡散した除去液は、基板表面Wf上に形成された第二凝固対象液であるDIWの凝固体を急速に解凍するとともに、基板表面Wfから脱離したパーティクル等をその流れにより押し流し、併せてパターン間隙内部のターシャリーブタノールも溶解して除去する。   The removal liquid supplied to the vicinity of the center of the substrate surface Wf flows from the vicinity of the center of the substrate surface Wf toward the peripheral portion of the substrate surface Wf by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W, and diffuses over the entire surface of the substrate surface Wf. Thereafter, it is scattered outside the substrate, collected by the drainage collecting part 21 and drained. The removal liquid diffused on the substrate surface Wf rapidly thaws the solidified body of DIW, which is the second solidification target liquid, formed on the substrate surface Wf, and removes particles and the like detached from the substrate surface Wf by the flow. In addition, the tertiary butanol in the pattern gap is dissolved and removed.
パターン間隙内部の微小空間に対する除去液としてのDIWの侵入速度は遅くはあるが全く侵入しないということではなく、時間の経過と共にパターン間隙内部に侵入しながらターシャリーブタノールを溶解し、最終的にはパターン間隙内部のターシャリーブタノールがDIWに置換される。従って、除去工程を実施する時間は、少なくともパターン間隙内部のターシャリーブタノールが除去されるに足る時間とすればよい。   Although the penetration speed of DIW as a removal liquid into the minute space inside the pattern gap is slow, it does not mean that it does not penetrate at all, but as the time passes, the tertiary butanol dissolves while entering the pattern gap. Tertiary butanol inside the pattern gap is replaced with DIW. Therefore, the time for carrying out the removing step may be a time sufficient to remove at least the tertiary butanol in the pattern gap.
除去工程を所定の時間継続した後、制御ユニット97が除去部45へ動作指令を行い、開閉弁457を閉成する。また、制御ユニット97が除去部45へ動作指令を行い、ノズル411を退避位置(ノズル411がカップ210の周方向外側に外れている位置)へ位置決めする。   After the removal process is continued for a predetermined time, the control unit 97 issues an operation command to the removal unit 45 and closes the on-off valve 457. Further, the control unit 97 issues an operation command to the removing unit 45, and positions the nozzle 411 to a retracted position (a position where the nozzle 411 is out of the cup 210 in the circumferential direction).
次に、リンス工程を行う(ステップS107)。制御ユニット97が雰囲気遮断部23へ動作指示を行い、遮断部材231を対向位置へ移動する。また、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、スピンベース113の回転数を変更し、リンス工程の間維持する。尚、カップ210は内捕集位置のまま維持する。   Next, a rinse process is performed (step S107). The control unit 97 instructs the atmosphere blocking unit 23 to move, and moves the blocking member 231 to the facing position. Further, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holder 11 to change the rotation speed of the spin base 113 and maintain it during the rinsing process. Note that the cup 210 is maintained in the internal collection position.
リンス工程における基板Wの回転数は、基板表面Wfおよび基板裏面Wbに供給されたリンス液としてのDIWが基板表面Wfおよび基板裏面Wbの全面に拡散可能であり、かつ基板表面Wfを拡散する流れにより、基板表面Wfに残留する除去液を排除可能なように300〜1000rpmとすることが好ましい。以下では、リンス工程における基板Wの回転数を800rpmとして説明する。   The number of rotations of the substrate W in the rinsing process is such that DIW as a rinsing liquid supplied to the substrate surface Wf and the substrate back surface Wb can diffuse over the entire surface of the substrate surface Wf and the substrate back surface Wb, and diffuses the substrate surface Wf. Therefore, it is preferable to set the pressure at 300 to 1000 rpm so that the removal liquid remaining on the substrate surface Wf can be removed. Below, the rotation speed of the board | substrate W in a rinse process is demonstrated as 800 rpm.
遮断部材231を対向位置に位置決めした後、制御ユニット97がリンス部51へ動作指示を行い、開閉弁519及び開閉弁523を開成する。   After positioning the blocking member 231 at the opposing position, the control unit 97 instructs the rinsing unit 51 to operate, and opens the on-off valve 519 and the on-off valve 523.
これにより、リンス液をリンス液供給ユニット513から、主配管515、上側分岐配管517、上側第二供給管273及びノズル275を介して基板表面Wfへ、また、主配管515、下側分岐配管521、下側第二供給管283及びノズル291を介して基板裏面Wbへ供給する。基板表面Wf及び基板裏面Wbのそれぞれ中心付近に供給されたリンス液は、基板Wの回転による遠心力により、基板周縁方向に流動し、最終的には基板周縁部から基板W外へ飛散し、排液捕集部21に捕集されて排液される。   As a result, the rinse liquid is supplied from the rinse liquid supply unit 513 to the substrate surface Wf via the main pipe 515, the upper branch pipe 517, the upper second supply pipe 273 and the nozzle 275, and the main pipe 515 and the lower branch pipe 521. Then, the substrate is supplied to the substrate back surface Wb through the lower second supply pipe 283 and the nozzle 291. The rinsing liquid supplied near the center of each of the substrate front surface Wf and the substrate back surface Wb flows in the direction of the substrate periphery due to the centrifugal force generated by the rotation of the substrate W, and finally scatters from the substrate periphery to the outside of the substrate W. It is collected in the drainage collecting part 21 and drained.
尚、リンス液は、先行する各工程において基板Wの裏面Wbへ飛散したDIW等や、雰囲気の中に浮遊していたパーティクル等が基板Wに付着したものなどを除去する役割をも果たす。   The rinsing liquid also plays a role of removing DIW and the like scattered on the back surface Wb of the substrate W in each of the preceding steps, and particles adhering to the substrate W that have floated in the atmosphere.
リンス工程終了後、制御ユニット97がリンス部51へ動作指令を行い、開閉弁519及び開閉弁523を閉成する。   After completion of the rinsing process, the control unit 97 issues an operation command to the rinsing unit 51 and closes the on-off valve 519 and the on-off valve 523.
次に、基板Wを乾燥する乾燥工程を行う(ステップS108)。制御ユニット97が乾燥用気体供給部55へ動作指令を行い、マスフローコントローラ559とマスフローコントローラ563を所定流量となるように開放する。尚、雰囲気遮断部23の遮断部材231は対向位置のまま維持し、カップ210は内捕集位置のまま維持する。   Next, a drying process for drying the substrate W is performed (step S108). The control unit 97 issues an operation command to the drying gas supply unit 55, and opens the mass flow controller 559 and the mass flow controller 563 so that a predetermined flow rate is obtained. Note that the blocking member 231 of the atmosphere blocking unit 23 is maintained at the facing position, and the cup 210 is maintained at the internal collection position.
これにより、常温の窒素ガスが乾燥用窒素ガス供給ユニット553から、主配管555、上側分岐配管557及び上側第一供給管271の内面と上側第二供給管273の外面との間隙を介して基板表面Wfへ、また、主配管555、下側分岐配管561及び下側第一供給管281の内面と下側第二供給管283の外面との間隙を介して基板裏面Wbへ供給される。窒素ガスが対向位置に位置決めされた遮断部材231の下面と基板表面Wfとの間の空間に充満し、また、スピンベース113の上面と基板裏面Wbとの間の空間に充満することにより、基板表面Wf及び基板裏面Wbと外気とが接触することを防止する。   As a result, room temperature nitrogen gas is transferred from the drying nitrogen gas supply unit 553 through the main pipe 555, the upper branch pipe 557, and the gap between the inner surface of the upper first supply pipe 271 and the outer surface of the upper second supply pipe 273. It is supplied to the front surface Wf and to the substrate back surface Wb through a gap between the inner surface of the main pipe 555, the lower branch pipe 561, and the lower first supply pipe 281 and the outer surface of the lower second supply pipe 283. Nitrogen gas fills the space between the lower surface of the blocking member 231 positioned at the opposing position and the substrate surface Wf, and also fills the space between the upper surface of the spin base 113 and the substrate back surface Wb, thereby The front surface Wf and the substrate back surface Wb are prevented from coming into contact with outside air.
基板Wが外気から遮断された後、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、スピンベース113の回転数を変更し、乾燥工程の間維持する。乾燥工程における基板Wの回転数は、基板表面Wfおよび基板裏面Wbに残留したリンス液を遠心力により基板Wの外に振り切ることが可能なように1500〜3000rpmとすることが好ましい。以下では、乾燥工程における基板Wの回転数を2000rpmとして説明する。   After the substrate W is shut off from the outside air, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holder 11 to change the rotation speed of the spin base 113 and maintain it during the drying process. The number of rotations of the substrate W in the drying step is preferably set to 1500 to 3000 rpm so that the rinse liquid remaining on the substrate front surface Wf and the substrate back surface Wb can be shaken out of the substrate W by centrifugal force. Below, the rotation speed of the board | substrate W in a drying process is demonstrated as 2000 rpm.
基板Wの乾燥完了後、制御ユニット97が乾燥用気体供給部55へ動作指令を行い、マスフローコントローラ559とマスフローコントローラ563を流量0(ゼロ)に設定する。また、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、スピンベース113の回転を停止する。また、制御ユニット97が雰囲気遮断部23へ動作指令を行い、遮断部材231の回転を停止する。また、制御ユニット97が排液捕集部21へ動作指令を行い、カップ210をホームポジションに位置決めする。スピンベース113の回転が停止した後、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、スピンベース113を基板Wの受け渡しに適した位置へ位置決めする。更に、制御ユニット97が雰囲気遮断部23へ動作指令を行い、遮断部材231を離間位置へ移動する。   After the drying of the substrate W is completed, the control unit 97 issues an operation command to the drying gas supply unit 55 and sets the mass flow controller 559 and the mass flow controller 563 to a flow rate of 0 (zero). Further, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holder 11 and stops the rotation of the spin base 113. In addition, the control unit 97 issues an operation command to the atmosphere blocking unit 23 to stop the rotation of the blocking member 231. Further, the control unit 97 issues an operation command to the drainage collecting unit 21 to position the cup 210 at the home position. After the rotation of the spin base 113 stops, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holder 11 to position the spin base 113 at a position suitable for delivery of the substrate W. Further, the control unit 97 issues an operation command to the atmosphere blocking unit 23 and moves the blocking member 231 to the separated position.
最後に、基板Wを処理ユニット91から搬出する基板搬出工程を行う(ステップS109)。基板保持部11を基板Wの受け渡しに適した位置に位置決めした後、制御ユニット97が基板保持部11へ動作指令を行い、基板保持部材115を開状態として基板Wを基板支持部の上に載置する。   Finally, a substrate unloading process for unloading the substrate W from the processing unit 91 is performed (step S109). After positioning the substrate holding unit 11 at a position suitable for delivery of the substrate W, the control unit 97 issues an operation command to the substrate holding unit 11 to open the substrate holding member 115 and place the substrate W on the substrate supporting unit. Put.
その後、シャッター911を開放し、センターロボット96が上側のハンド961を処理ユニット91の中に伸ばし、基板Wを処理ユニット91の外に搬出し、シャトル95の上側のハンド951に移載する。その後、シャトル95は上側のハンド951をインデクサユニット93の側に移動する。   Thereafter, the shutter 911 is opened, and the center robot 96 extends the upper hand 961 into the processing unit 91, carries the substrate W out of the processing unit 91, and transfers it to the upper hand 951 of the shuttle 95. Thereafter, the shuttle 95 moves the upper hand 951 toward the indexer unit 93.
そして、インデクサロボット931が上側のハンド933でシャトル95の上側のハンド951に保持されている基板Wを取り出し、FOUP949の所定の位置に搬入し、一連の処理が終了する。   Then, the indexer robot 931 takes out the substrate W held by the upper hand 951 of the shuttle 95 with the upper hand 933 and carries it into a predetermined position of the FOUP 949, and a series of processing ends.
以上のように、本実施形態では、パターン間隙内部の微小領域に、ターシャリーブタノールを残留させて凝固するため、ターシャリーブタノールの凝固体とパターンとが一体となった塊(固形物)と見做せる状態となり、パターンが構造的に補強される。従って、後続の凝固工程においてDIWが凝固して膨張することによる力(特に基板表面Wfと平行に働く力)に対抗することが可能となり、パターン剥離等のダメージを防止できる。   As described above, in this embodiment, tertiary butanol remains in a minute region inside the pattern gap and solidifies, so that it is regarded as a lump (solid matter) in which the solid butanol solidified body and the pattern are integrated. The pattern becomes thin and the pattern is structurally reinforced. Therefore, it is possible to counter the force (particularly, the force acting in parallel with the substrate surface Wf) caused by the solidification and expansion of DIW in the subsequent solidification step, and damage such as pattern peeling can be prevented.
また、第二凝固対象液であるDIWと第一凝固対象液であるターシャリーブタノールが、それぞれ液体から固体に相変化した場合の体積変化を比較すると、ターシャリーブタノールの方が小さい。従って、パターン間隙内部でターシャリーブタノールが凝固しても、周囲のパターンに与える応力が小さく、パターン剥離等のダメージを生ずることはない。   Moreover, when the volume change when the DIW which is the second coagulation target liquid and the tertiary butanol which is the first coagulation target liquid undergo a phase change from the liquid to the solid respectively, the tertiary butanol is smaller. Therefore, even if tertiary butanol solidifies in the pattern gap, the stress applied to the surrounding pattern is small, and damage such as pattern peeling does not occur.
尚、上記第一実施形態では、第一凝固対象液としてターシャリーブタノールを使用しているが、第二凝固対象液であるDIWの凝固点より高い凝固点を有し、かつ液体から固体への相変化時の体積変化がDIWより小さい物質であれば他の物質を使用することも可能である。例えば、炭酸エチレン(エチレンカーボネート)(化学式:C、凝固点:36.4℃(摂氏))等である。尚、これらは希釈されていても良い。 In the first embodiment, tertiary butanol is used as the first coagulation target liquid, but it has a freezing point higher than that of DIW, which is the second coagulation target liquid, and the phase change from liquid to solid Other materials can be used as long as the volume change with time is smaller than DIW. For example, ethylene carbonate (ethylene carbonate) (chemical formula: C 3 H 4 O 3 , freezing point: 36.4 ° C. (degrees Centigrade)). These may be diluted.
また、第一凝固対象液として使用する物質の凝固点は、第一凝固対象液を液体として供給した後、あるいは第一凝固対象液を除去する場合に第二凝固対象液が蒸発してしまわないよう、第二凝固対象液の沸点より低い温度が好ましい。また、第一凝固対象液として使用する物質の凝固点は、除去工程の際に融解して除去できるよう、除去液の沸点より低い温度であることが好ましい。   The freezing point of the substance used as the first solidification target liquid is such that the second solidification target liquid will not evaporate after the first solidification target liquid is supplied as a liquid or when the first solidification target liquid is removed. A temperature lower than the boiling point of the second coagulation target liquid is preferable. Moreover, it is preferable that the freezing point of the substance used as the first solidification target liquid is a temperature lower than the boiling point of the removal liquid so that it can be melted and removed during the removal step.
また、第一凝固対象液供給工程において、基板表面Wfに供給された液体状態のターシャリーブタノールが凝固しないように、予め基板Wをターシャリーブタノールの凝固点以上の温度としておいてもよい。例えば、高温の気体を基板表面Wfあるいは基板裏面Wbあるいはその両面に吐出する、基板裏面Wbに高温の液体を吐出する等の方法を用いることができる。また、第一凝固対象液供給工程の前に高温第二凝固対象液供給工程で使用する高温DIWを基板表面Wfに吐出することで基板Wの温度を調整してもよい。   In the first solidification target liquid supplying step, the substrate W may be set to a temperature equal to or higher than the freezing point of the tertiary butanol so that the liquid butanol supplied to the substrate surface Wf does not solidify. For example, a method of discharging a high temperature gas to the substrate front surface Wf or the substrate back surface Wb or both surfaces, or discharging a high temperature liquid to the substrate back surface Wb can be used. Further, the temperature of the substrate W may be adjusted by discharging high temperature DIW used in the high temperature second solidification target liquid supply step onto the substrate surface Wf before the first solidification target liquid supply step.
<第二実施形態>
次に、この発明にかかる基板処理装置の第二実施形態を説明する。この第二実施形態が第一実施形態と大きく相違する点は、高温第二凝固対象液供給工程を行わずに低温凝固対象液供給工程のみでパターン間隙内部以外の領域のターシャリーブタノールを除去する点、及び除去工程としてDIWの凝固点以上、ターシャリーブタノールの凝固点以下の温度の除去液を供給する点である。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention will be described. The second embodiment is greatly different from the first embodiment in that the tertiary butanol in the region other than the inside of the pattern gap is removed only by the low temperature solidification target liquid supply step without performing the high temperature second solidification target liquid supply step. As a removal step, a removal liquid having a temperature not lower than the freezing point of DIW and not higher than the freezing point of tertiary butanol is supplied.
尚、第二実施形態の構成は図3ないし図13に示す基板処理装置9及び処理ユニット91と基本的に同一であるため、以下の説明では同一符号を付して構成説明を省略する。   Since the configuration of the second embodiment is basically the same as that of the substrate processing apparatus 9 and the processing unit 91 shown in FIGS. 3 to 13, the same reference numerals are given in the following description and the description of the configuration is omitted.
以下、第二実施形態における基板処理装置9の動作を図15に基づいて説明する。図15は第二実施形態における基板処理装置9の全体の動作を示すフローチャートである。この第二実施形態においても第一実施形態と同様に基板Wを処理ユニット91へ搬入する基板搬入工程(S201)および基板表面Wfにターシャリーブタノールを供給する第一凝固対象液供給工程(S202)を行う。   Hereinafter, operation | movement of the substrate processing apparatus 9 in 2nd embodiment is demonstrated based on FIG. FIG. 15 is a flowchart showing the overall operation of the substrate processing apparatus 9 in the second embodiment. In the second embodiment, similarly to the first embodiment, a substrate loading step (S201) for loading the substrate W into the processing unit 91 and a first solidification target liquid supplying step (S202) for supplying tertiary butanol to the substrate surface Wf. I do.
基板表面Wfの全面に第一凝固対象液が拡散した後、制御ユニット997が第一凝固対象液供給部31へ動作指令を行い、開閉弁337を閉成する。また、制御ユニット997が第一凝固対象液供給部31へ動作指令を行い、ノズル311を基板表面Wfの退避位置(ノズル311がカップ210の周方向外側に外れている位置)へ位置決めする。   After the first solidification target liquid has diffused over the entire surface Wf of the substrate, the control unit 997 issues an operation command to the first solidification target liquid supply unit 31 and closes the on-off valve 337. In addition, the control unit 997 issues an operation command to the first coagulation target liquid supply unit 31 to position the nozzle 311 to the retracted position of the substrate surface Wf (the position where the nozzle 311 is out of the cup 210 in the circumferential direction).
次に、ターシャリーブタノールが付着している基板表面WfにDIWを供給する第二凝固対象液供給工程(ステップS203)を行う。まず、制御ユニット997が排液捕集部21へ動作指令を行い、カップ210を外捕集位置に位置決めする。尚、基板Wの回転は第一凝固対象液供給工程の際の回転数と同じ回転数を維持する。また、雰囲気遮断部23の遮断部材231は離間位置のまま維持する。   Next, a second coagulation target liquid supply step (step S203) is performed in which DIW is supplied to the substrate surface Wf to which tertiary butanol is attached. First, the control unit 997 issues an operation command to the drainage collection unit 21 to position the cup 210 at the external collection position. The rotation of the substrate W maintains the same rotation speed as that in the first solidification target liquid supply process. Further, the blocking member 231 of the atmosphere blocking unit 23 is maintained in the separated position.
また、制御ユニット997が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、ノズル411を基板表面Wfの中心付近上空へ位置決めする。ノズル411の位置決めが完了した後、制御ユニット997が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、開閉弁437を開成する。これにより、ターシャリーブタノールの凝固点より低い温度のDIWが、第二凝固対象液供給ユニット433から配管439、配管435、集合配管449及びノズル411を介して基板表面Wfの中心付近に供給される。   Further, the control unit 997 issues an operation command to the second coagulation target liquid supply unit 43, and positions the nozzle 411 near the center of the substrate surface Wf. After the positioning of the nozzle 411 is completed, the control unit 997 issues an operation command to the second coagulation target liquid supply unit 43 and opens the on-off valve 437. Thus, DIW having a temperature lower than the freezing point of tertiary butanol is supplied from the second solidification target liquid supply unit 433 to the vicinity of the center of the substrate surface Wf via the pipe 439, the pipe 435, the collective pipe 449, and the nozzle 411.
尚、DIWは、ターシャリーブタノールを凝固し、後述する凝固工程において凝固に要する時間を短縮し、また温度が高いゆえに、凝固工程において凝固される前にDIWが蒸発してDIW液膜がなくなることで基板表面Wfを洗浄できなくなる事態を防止するため、0℃〜5℃(摂氏)に温度調整されていることが好ましい。以下では、DIWの温度を0.5℃(摂氏)であるとして説明する。   DIW coagulates tertiary butanol, shortens the time required for coagulation in the coagulation process to be described later, and because of the high temperature, DIW evaporates before the coagulation process coagulates and the DIW liquid film disappears. In order to prevent a situation in which the substrate surface Wf cannot be cleaned, the temperature is preferably adjusted to 0 ° C. to 5 ° C. (Celsius). In the following description, it is assumed that the DIW temperature is 0.5 ° C. (Celsius).
基板表面Wfの中心付近に供給されたDIWは、基板Wが回転することにより生ずる遠心力により、基板Wの中心から基板Wの周縁部に向かって基板表面Wfに付着したターシャリーブタノールを凝固しながら流動する。また、ターシャリーブタノールはDIWに溶解しやすいため、DIWの流動にともなって基板表面Wf上から除去される。   The DIW supplied near the center of the substrate surface Wf solidifies tertiary butanol adhering to the substrate surface Wf from the center of the substrate W toward the peripheral edge of the substrate W by centrifugal force generated by the rotation of the substrate W. While flowing. Further, since tertiary butanol is easily dissolved in DIW, it is removed from the substrate surface Wf as DIW flows.
ただし、基板表面Wfに形成されたパターンは微細なものであり、DIWがターシャリーブタノールを溶解しながらパターン間隙内部の微小領域に侵入する速度は、パターン間隙内部以外の領域においてDIWがターシャリーブタノールを溶解して除去する速度よりはるかに遅い。従って、第二凝固対象液供給工程が行われる時間を、少なくともパターン間隙内部以外の領域においてDIWがターシャリーブタノールを溶解して除去するに足る時間とすることで、基板表面Wfに形成されたパターン間隙内部にのみターシャリーブタノールを残留させることができる。   However, the pattern formed on the substrate surface Wf is fine, and the speed at which DIW enters the minute area inside the pattern gap while dissolving tertiary butanol is such that the DIW is in the area other than the inside of the pattern gap. Much slower than the rate of dissolving and removing. Therefore, the pattern formed on the substrate surface Wf is set so that the time during which the second coagulation target liquid supplying process is performed is sufficient for the DIW to dissolve and remove the tertiary butanol at least in the region other than the inside of the pattern gap. Tertiary butanol can remain only in the gap.
所定の時間第二凝固対象液供給工程を継続した後、制御ユニット997が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、開閉弁437を閉成する。また、制御ユニット997が第二凝固対象液供給部43へ動作指令を行い、ノズル411を退避位置(ノズル411がカップ210の周方向外側に外れている位置)へ位置決めする。   After the second coagulation target liquid supply process is continued for a predetermined time, the control unit 997 issues an operation command to the second coagulation target liquid supply unit 43 and closes the on-off valve 437. In addition, the control unit 997 issues an operation command to the second coagulation target liquid supply unit 43, and positions the nozzle 411 to a retracted position (a position where the nozzle 411 is out of the cup 210 in the circumferential direction).
その後、第一実施形態と同様、凝固工程(ステップS204)を行い、次に基板表面Wf上に形成した第二凝固対象液の凝固体と、パターン間隙内部に残留するターシャリーブタノールの凝固体を除去する除去工程(ステップS205)を行う。まず、制御ユニット997が基板保持部11へ動作指令を行い、スピンベース113の回転数を変更し、除去工程の間維持する。尚、カップ210は内捕集位置、雰囲気遮断部23の遮断部材231は離間位置のまま維持する。   Thereafter, as in the first embodiment, a solidification step (step S204) is performed, and then a solidified body of the second solidification target liquid formed on the substrate surface Wf and a solidified butanol solidified body remaining in the pattern gap are obtained. A removal step (step S205) for removal is performed. First, the control unit 997 issues an operation command to the substrate holder 11 to change the rotation speed of the spin base 113 and maintain it during the removal process. Note that the cup 210 is maintained at the internal collection position, and the blocking member 231 of the atmosphere blocking section 23 is maintained at the separated position.
除去工程における基板Wの回転数は、基板表面Wfに供給された除去液であるDIWが基板表面Wfの全面に拡散可能であり、かつ基板表面Wfを拡散する流れにより、基板表面Wfから脱離したパーティクル等を押し流すことが可能なように1500〜2500rpmとすることが好ましい。以下では、除去工程における基板Wの回転数を2000rpmとして説明する。   The number of rotations of the substrate W in the removal process is such that DIW, which is the removal liquid supplied to the substrate surface Wf, can diffuse over the entire surface of the substrate surface Wf, and is detached from the substrate surface Wf due to the flow of diffusing the substrate surface Wf. It is preferable to set it as 1500-2500 rpm so that the carried out particle etc. can be washed away. In the following description, it is assumed that the rotation speed of the substrate W in the removing step is 2000 rpm.
また、制御ユニット997が除去部45へ動作指令を行い、ノズル411を基板表面Wfの中心付近の上空へ位置決めする。ノズル411の位置決めが完了した後、制御ユニット997が除去部45へ動作指令を行い、開閉弁457を開成する。これにより、除去液を除去液供給ユニット453から配管455、集合配管449及びノズル411を介して基板表面Wfの中心付近に供給する。   In addition, the control unit 997 issues an operation command to the removal unit 45, and positions the nozzle 411 in the sky near the center of the substrate surface Wf. After the positioning of the nozzle 411 is completed, the control unit 997 issues an operation command to the removal unit 45 and opens the on-off valve 457. As a result, the removal liquid is supplied from the removal liquid supply unit 453 to the vicinity of the center of the substrate surface Wf via the pipe 455, the collective pipe 449 and the nozzle 411.
基板表面Wfに供給された除去液は、DIWを融解して除去するため、DIWの凝固点(0℃(摂氏))よりも高い温度で供給される。以下では、除去液として20℃(摂氏)のDIWが供給されるとして説明する。   The removal liquid supplied to the substrate surface Wf is supplied at a temperature higher than the freezing point (0 ° C. (degrees Celsius)) of DIW in order to melt and remove DIW. In the following description, it is assumed that DIW at 20 ° C. (Celsius) is supplied as the removal liquid.
基板表面Wfの中心付近に供給された除去液は、基板Wの回転に伴う遠心力により、基板表面Wfの中心付近から基板表面Wfの周縁部に向かって流動し、基板表面Wf全面に拡散した後、基板外へ飛散して、排液捕集部21により捕集されて排液される。基板表面Wf上に拡散した除去液は、基板表面Wf上に形成されたDIWの凝固体を解凍するとともに、基板表面Wfから脱離したパーティクル等をその流れにより押し流し、併せてパターン間隙内部のターシャリーブタノールも溶解して除去する。   The removal liquid supplied to the vicinity of the center of the substrate surface Wf flows from the vicinity of the center of the substrate surface Wf toward the peripheral portion of the substrate surface Wf by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W, and diffuses over the entire surface of the substrate surface Wf. Thereafter, it is scattered outside the substrate, collected by the drainage collecting part 21 and drained. The removal liquid diffused on the substrate surface Wf thaws the DIW solidified body formed on the substrate surface Wf and pushes away particles and the like detached from the substrate surface Wf by the flow. Libutanol is also dissolved and removed.
本実施形態では、除去工程の間もパターン間隙内部のターシャリーブタノールは凝固したままであるが、除去液であるDIWはターシャリーブタノールに対し良溶媒(ターシャリーブタノールはDIWに対し可溶性)であり、時間の経過と共に除去液がターシャリーブタノールを溶解しながらパターン間隙内部に侵入し、最終的にはパターン間隙内部のターシャリーブタノールが除去液に置換される。従って、除去工程を実施する時間は、少なくともパターン間隙内部のターシャリーブタノールが除去されるに足る時間とすればよい。   In this embodiment, the tertiary butanol inside the pattern gap remains solidified during the removal step, but the removal solution DIW is a good solvent for tertiary butanol (tertiary butanol is soluble in DIW). As the time elapses, the removal liquid enters the pattern gap while dissolving the tertiary butanol, and finally the tertiary butanol in the pattern gap is replaced with the removal liquid. Therefore, the time for carrying out the removing step may be a time sufficient to remove at least the tertiary butanol in the pattern gap.
除去工程を所定の時間継続した後、制御ユニット997が除去部45へ動作指令を行い、開閉弁457を閉成する。また、制御ユニット997が除去部45へ動作指令を行い、ノズル411を退避位置(ノズル411がカップ210の周方向外側に外れている位置)へ位置決めする。   After the removal process is continued for a predetermined time, the control unit 997 issues an operation command to the removal unit 45 and closes the on-off valve 457. Further, the control unit 997 issues an operation command to the removing unit 45, and positions the nozzle 411 to a retracted position (a position where the nozzle 411 is out of the cup 210 in the circumferential direction).
その後、第一実施形態と同様、リンス工程(ステップS206)、乾燥工程(ステップS207)および基板搬出工程(ステップS208)を行い、一連の処理が終了する。   Thereafter, as in the first embodiment, a rinsing process (step S206), a drying process (step S207), and a substrate unloading process (step S208) are performed, and a series of processes is completed.
以上のように、本実施形態では、パターン間隙内部の微小領域に、ターシャリーブタノールを残留させて凝固するため、ターシャリーブタノールの凝固体とパターンとが一体となった塊(固形物)と見做せる状態となり、パターンが構造的に補強される。従って、後続の凝固工程においてDIWが凝固して膨張することによる力(特に基板表面Wfと平行に働く力)に対抗することが可能となり、パターン剥離等のダメージを防止できる。   As described above, in this embodiment, tertiary butanol remains in a minute region inside the pattern gap and solidifies, so that it is regarded as a lump (solid matter) in which the solid butanol solidified body and the pattern are integrated. The pattern becomes thin and the pattern is structurally reinforced. Therefore, it is possible to counter the force (particularly, the force acting in parallel with the substrate surface Wf) caused by the solidification and expansion of DIW in the subsequent solidification step, and damage such as pattern peeling can be prevented.
また、第二凝固対象液であるDIWと第一凝固対象液であるターシャリーブタノールが、それぞれ液体から固体に相変化した場合の体積変化を比較すると、ターシャリーブタノールの方が小さい。従って、パターン間隙内部でターシャリーブタノールが凝固しても、周囲のパターンに与える応力が小さく、パターン剥離等のダメージを生ずることはない。   Moreover, when the volume change when the DIW which is the second coagulation target liquid and the tertiary butanol which is the first coagulation target liquid undergo a phase change from the liquid to the solid respectively, the tertiary butanol is smaller. Therefore, even if tertiary butanol solidifies in the pattern gap, the stress applied to the surrounding pattern is small, and damage such as pattern peeling does not occur.
尚、本実施形態では第一凝固対象液供給工程で基板表面Wfにターシャリーブタノールを供給した後、第二凝固対象液供給工程を行ってDIWによりターシャリーブタノールを凝固させていたが、ターシャリーブタノールを凝固させる方法はこれだけに限らない。即ち、第一凝固対象液供給工程においてターシャリーブタノールを供給した後、そのまま放置して基板W周辺の雰囲気による冷却やターシャリーブタノールが気化することによる気化熱で冷却して凝固する方法などにより凝固することも可能である。尚、これらの方法を行う場合、第一凝固対象液の凝固点は常温より高い温度であることが好ましい。   In this embodiment, after supplying tertiary butanol to the substrate surface Wf in the first solidification target liquid supply step, the second solidification target liquid supply step is performed to solidify the tertiary butanol by DIW. The method of solidifying butanol is not limited to this. That is, after supplying tertiary butanol in the first solidification target liquid supplying step, it is left as it is and then cooled by the atmosphere around the substrate W or solidified by cooling with the heat of vaporization caused by vaporization of the tertiary butanol to solidify. It is also possible to do. In addition, when performing these methods, it is preferable that the freezing point of a 1st solidification object liquid is a temperature higher than normal temperature.
また、ターシャリーブタノールの凝固点より低い温度の気体を基板表面Wfに吹きつける方法、基板裏面Wbにターシャリーブタノールの凝固点より低い温度の液体や気体を吐出する方法などにより凝固することも可能である。   It is also possible to coagulate by a method of blowing a gas having a temperature lower than the freezing point of tertiary butanol to the substrate surface Wf, a method of discharging a liquid or gas having a temperature lower than the freezing point of tertiary butanol to the substrate back surface Wb, and the like. .
また、上記第二実施形態では、第一凝固対象液としてターシャリーブタノールを使用しているが、第二凝固対象液の凝固点より高い凝固点を有し、かつ液体から固体への相変化時の体積変化が第二凝固対象液より小さい物質であれば他の物質を使用することも可能である。例えば、炭酸エチレン(エチレンカーボネート)(化学式:C、凝固点:36.4℃(摂氏))等である。尚、これらは希釈されていても良い。 In the second embodiment, tertiary butanol is used as the first solidification target liquid, but has a freezing point higher than the freezing point of the second solidification target liquid and the volume at the time of phase change from liquid to solid. Other substances can be used as long as the change is smaller than the second coagulation target liquid. For example, ethylene carbonate (ethylene carbonate) (chemical formula: C 3 H 4 O 3 , freezing point: 36.4 ° C. (degrees Centigrade)). These may be diluted.
尚、第一凝固対象液として使用する物質の凝固点は、第一凝固対象液を液体として供給した後、あるいは第一凝固対象液を除去する場合に第二凝固対象液が蒸発してしまわないよう、第二凝固対象液の沸点より低い温度が好ましい。また、第一凝固対象液として使用する物質の凝固点は、除去工程の際に融解して除去できるよう、除去液の沸点より低い温度であることが好ましい。   The solidification point of the substance used as the first solidification target liquid is such that the second solidification target liquid does not evaporate after the first solidification target liquid is supplied as a liquid or when the first solidification target liquid is removed. A temperature lower than the boiling point of the second coagulation target liquid is preferable. Moreover, it is preferable that the freezing point of the substance used as the first solidification target liquid is a temperature lower than the boiling point of the removal liquid so that it can be melted and removed during the removal step.
<その他>
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態では、基板表面Wfに第二凝固対象液としてDIWを供給しているが、第二凝固対象液としてはDIWに限定されるものではなく、純水、超純水や水素水、炭酸水等、更にはSC1等の液体であっても使用することができる。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the above embodiments, DIW is supplied to the substrate surface Wf as the second solidification target liquid. However, the second solidification target liquid is not limited to DIW, and pure water, ultrapure water, hydrogen, etc. Even liquids such as water, carbonated water, and SC1 can be used.
また、上記各実施形態では、基板表面Wfに除去液としてDIWを供給しているが、除去液としてはDIWに限定されるものではなく、純水、超純水や水素水、炭酸水等、更にはSC1等の液体であっても使用することができる。   In each of the above embodiments, DIW is supplied as a removing liquid to the substrate surface Wf. However, the removing liquid is not limited to DIW, and pure water, ultrapure water, hydrogen water, carbonated water, etc. Furthermore, even liquid such as SC1 can be used.
また、上記各実施形態では、第二凝固対象液と除去液を同じDIWとしているが、それぞれ別の液とすることも可能である。   Further, in each of the above embodiments, the second coagulation target liquid and the removal liquid are the same DIW, but they can also be different liquids.
9 基板処理装置
11 基板保持部
21 排液捕集部
23 雰囲気遮断部
31 第一凝固対象液供給部
35 凝固部
43 第二凝固対象液供給部
45 除去部
51 リンス部
55 乾燥用気体供給部
91 処理ユニット
92 流体ボックス
93 インデクサユニット
94 オープナー
95 シャトル
96 センターロボット
97 制御ユニット
113 スピンベース
115 基板保持部材
119 基板保持部材駆動機構
121 基板回転機構
210 カップ
211 内構成部材
213 中構成部材
215 外構成部材
217 ガード昇降機構
231 遮断部材
233 支持軸
235 遮断部材回転機構
241 アーム
243 上下軸
245 ベース部材
247 遮断部材昇降機構
271 上側第一供給管
273 上側第二供給管
281 下側第一供給管
283 下側第二供給管
313 ノズル駆動機構
331 第一凝固対象液供給部
353 ノズル駆動機構
371 凝固用窒素ガス供給部
413 ノズル駆動機構
553 乾燥用窒素ガス供給ユニット
738 基板保持部材駆動機構
901 側壁
902 上側ベース部材
903 下側ベース部材
904 処理空間
905 上側空間
906 下側空間
907 雰囲気導入路
908 ファンフィルタユニット
909 排気口
911 シャッター
931 インデクサロボット
997 制御ユニット
W 基板
Wb 基板裏面
Wf 基板表面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Substrate processing apparatus 11 Substrate holding | maintenance part 21 Drainage collection part 23 Atmosphere interruption | blocking part 31 1st coagulation object liquid supply part 35 Coagulation part 43 2nd coagulation object liquid supply part 45 Removal part 51 Rinse part 55 Gas supply part 91 for drying Processing unit 92 Fluid box 93 Indexer unit 94 Opener 95 Shuttle 96 Center robot 97 Control unit 113 Spin base 115 Substrate holding member 119 Substrate holding member driving mechanism 121 Substrate rotating mechanism 210 Cup 211 Inner component 213 Middle component 215 Outer component 217 Guard lifting mechanism 231 Blocking member 233 Support shaft 235 Blocking member rotating mechanism 241 Arm 243 Vertical shaft 245 Base member 247 Blocking member lifting mechanism 271 Upper first supply pipe 273 Upper second supply pipe 281 Lower first supply pipe 283 Lower first Two supply pipes 313 Nozzle drive Structure 331 First solidification target liquid supply unit 353 Nozzle drive mechanism 371 Solidification nitrogen gas supply unit 413 Nozzle drive mechanism 553 Drying nitrogen gas supply unit 738 Substrate holding member drive mechanism 901 Side wall 902 Upper base member 903 Lower base member 904 Processing Space 905 Upper space 906 Lower space 907 Atmosphere introduction path 908 Fan filter unit 909 Exhaust port 911 Shutter 931 Indexer robot 997 Control unit W Substrate Wb Substrate rear surface Wf Substrate surface

Claims (8)

  1. パターンが形成された基板に対し、凝固体を形成可能な第一凝固対象液を供給する第一凝固対象液供給工程と、
    前記第一凝固対象液が供給された前記基板に対し、凝固体を形成可能であって、前記第一凝固対象液の凝固点より低い温度の凝固点を有し、液体から固体へ相変化した際の体積変化が前記第一凝固対象液より大きい第二凝固対象液を供給し、前記パターン間隙内部を除く前記基板上の前記第一凝固対象液を除去する第二凝固対象液供給工程と、
    前記第一凝固対象液および前記第二凝固対象液を、前記第二凝固対象液の凝固点以下の温度に冷却して凝固する凝固工程と、
    前記第一凝固対象液および前記第二凝固対象液を除去する除去工程とを備える基板処理方法。
    A first solidification target liquid supply step for supplying a first solidification target liquid capable of forming a solidified body to the substrate on which the pattern is formed;
    A solidified body can be formed on the substrate supplied with the first solidification target liquid, and has a freezing point lower than the freezing point of the first solidification target liquid. Supplying a second coagulation target liquid whose volume change is larger than the first coagulation target liquid, and removing the first coagulation target liquid on the substrate excluding the inside of the pattern gap;
    A coagulation step in which the first coagulation target liquid and the second coagulation target liquid are cooled and solidified to a temperature below the freezing point of the second coagulation target liquid;
    A substrate processing method comprising: a removing step of removing the first coagulation target liquid and the second coagulation target liquid.
  2. 請求項1に記載の基板処理方法であって、
    前記第一凝固対象液が、前記第二凝固対象液に対し可溶性である基板処理方法。
    The substrate processing method according to claim 1,
    The substrate processing method in which the first coagulation target liquid is soluble in the second coagulation target liquid.
  3. 請求項1または2のいずれか1項に記載の基板処理方法であって、
    前記第一凝固対象液供給工程が、前記第一凝固対象液を、前記第一凝固対象液の凝固点以上の温度にして供給する基板処理方法。
    The substrate processing method according to claim 1, wherein:
    The substrate processing method in which the first solidification target liquid supplying step supplies the first solidification target liquid at a temperature equal to or higher than the freezing point of the first solidification target liquid.
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載の基板処理方法であって、
    前記第二凝固対象液供給工程が、
    前記第一凝固対象液の凝固点より高い温度の前記第二凝固対象液を供給する高温第二凝固対象液供給工程を行った後、
    前記第一凝固対象液の凝固液より低い温度の前記第二凝固対象液を供給する低温第二凝固対象液供給工程を行う基板処理方法。
    The substrate processing method according to any one of claims 1 to 3,
    The second coagulation target liquid supply step includes
    After performing the high temperature second coagulation target liquid supply step of supplying the second coagulation target liquid having a temperature higher than the freezing point of the first coagulation target liquid,
    A substrate processing method for performing a low-temperature second solidification target liquid supply step for supplying the second solidification target liquid having a temperature lower than that of the first solidification target liquid.
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載の基板処理方法であって、  The substrate processing method according to any one of claims 1 to 4,
    前記除去工程は、前記基板に除去液を供給する工程である基板処理方法。  The removal process is a substrate processing method in which a removal liquid is supplied to the substrate.
  6. 請求項に記載の基板処理方法であって、
    前記第一凝固対象液が、前記除去液に対し可溶性である基板処理方法。
    The substrate processing method according to claim 5 ,
    The substrate processing method, wherein the first coagulation target liquid is soluble in the removal liquid.
  7. 請求項5または請求項6に記載の基板処理方法であって、
    前記除去工程が、前記第一凝固対象液の凝固点以上の温度の前記除去液を供給する基板処理方法。
    The substrate processing method according to claim 5 or 6 , wherein
    Said removing step, the substrate processing method of supplying the removal liquid temperature above the freezing point of the first coagulation object liquid.
  8. パターンが形成された基板を保持する基板保持部と、
    前記基板に対し、凝固体を形成可能な第一凝固対象液を供給する第一凝固対象液供給部と、
    前記第一凝固対象液が供給された前記基板に対し、凝固体を形成可能であって、前記第一凝固対象液の凝固点より低い温度の凝固点を有し、液体から固体へ相変化した際の体積変化が前記第一凝固対象液より大きい第二凝固対象液を供給し、前記パターン間隙内部を除く前記基板上の前記第一凝固対象液を除去する第二凝固対象液供給部と、
    前記第一凝固対象液および前記第二凝固対象液を、前記第二凝固対象液の凝固点以下の温度に冷却して凝固する凝固部と、
    前記第一凝固対象液および前記第二凝固対象液を除去する除去部とを備える基板処理装置。
    A substrate holder for holding the substrate on which the pattern is formed;
    A first solidification target liquid supply unit that supplies a first solidification target liquid capable of forming a solidified body to the substrate;
    A solidified body can be formed on the substrate supplied with the first solidification target liquid, and has a freezing point lower than the freezing point of the first solidification target liquid. A second coagulation target liquid supply unit for supplying a second coagulation target liquid whose volume change is larger than the first coagulation target liquid and removing the first coagulation target liquid on the substrate excluding the inside of the pattern gap;
    A coagulation part that cools and solidifies the first coagulation target liquid and the second coagulation target liquid to a temperature below the freezing point of the second coagulation target liquid;
    A substrate processing apparatus comprising: a removing unit that removes the first coagulation target liquid and the second coagulation target liquid.
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