JP5930270B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の枚葉式の基板処理装置は、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持されている基板の上面に向けて処理液を吐出する処理液ノズルと、スピンチャックに保持されている基板の上面に向けて冷却ガスを吐出する冷却ガス吐出ノズルとを備えている。
この方法によれば、基板の主面内の一部の領域だけに液滴が供給される。その後、基板の主面に保持されている液滴が冷却または加熱される。これにより、基板上の液滴の温度が変化する。基板上の異物が液滴に接している場合、この異物は、液滴によって冷却または加熱され、収縮または膨張する。そのため、基板と異物との間に応力が発生し、基板に対する異物の付着力が低下する。これにより、異物が基板から剥がれやすい状態となる。さらに、基板の主面内の一部の領域だけに液滴が供給されるから、基板の主面全域に液体を供給する場合よりも液体の消費量が少ない。しかも、基板上の液量が少ないから、液滴の温度を変化させる物質(たとえば、後述の冷却剤)やエネルギー(たとえば、赤外線を発生させるときのエネルギー)を低減できる。これにより、ランニングコストを低減できる。
さらにこの方法によれば、基板上の液滴が冷却および加熱されるから、冷却または加熱だけが行われる場合よりも、液滴温度の変化量が大きい。そのため、液滴に接する異物の変位量を増加させることができる。これにより、基板に対する異物の付着力を確実に低下させて、異物が基板から剥がれやすい状態にすることができる。
さらにこの方法によれば、前記温度変化工程が前記液滴の冷却と加熱とを交互に複数回行う繰り返し工程を含んでいるから、液滴に接する異物が収縮および膨張を交互に繰り返すので、冷却および加熱が一回だけしか行われない場合よりも、基板に対する異物の付着力を低下させることができる。これにより、異物が基板から剥がれやすい状態にすることができる。
請求項14に記載の発明は、前記液滴供給手段は、基板の主面を腐食させる腐食液の液滴を前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の一部の領域だけに供給する、請求項8〜13のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項7の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
この構成によれば、微量の液体がピペットから滴下される。これにより、基板保持手段に保持されている基板の主面の一部の領域だけに液滴が供給される。また、液体が滴下されるので、基板の主面内の所定位置(狙い位置)の上方にピペットを位置させた状態で、ピペットから液体を滴下させることにより、狙い位置に液滴を確実に供給できる。さらに、基板に供給される液量が少ないので、液滴の温度を変化させる物質やエネルギーを低減できる。これにより、基板処理装置のコストを低減できる。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1の模式的な平面図である。
基板処理装置1は、半導体ウエハなどの円板状の基板Wを1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置1は、基板Wを収容する複数のキャリアCを保持するロードポート2と、基板Wの受け渡しが行われる基板受渡ユニット3と、基板Wを処理する複数の処理ユニット4とを含む。ロードポート2および処理ユニット4は、水平方向に間隔を空けて配置されている。基板受渡ユニット3は、ロードポート2と処理ユニット4との間で搬送される基板Wの搬送経路上に配置されている。基板処理装置1は、さらに、ロードポート2と基板受渡ユニット3との間に配置されたインデクサロボットIRと、基板受渡ユニット3と処理ユニット4との間に配置されたメインロボットMRと、基板処理装置1に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置5(制御手段)とを含む。
処理ユニット4は、基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式のユニットである。処理ユニット4は、基板Wを水平に保持して回転させるスピンチャック8(基板保持手段)と、スピンチャック8に保持されている基板Wの上面内の任意の部分に液滴を保持させる液滴供給ユニット9(液滴供給手段)と、基板Wに保持されている液滴を冷却する冷却ユニット10(温度変化手段、冷却手段、凍結手段)と、基板Wに保持されている液滴を加熱する加熱ユニット11(温度変化手段、加熱手段、解凍手段、蒸発手段)と、スピンチャック8に保持されている基板Wの上面にリンス液を供給するリンスユニット12とを含む。
基板処理装置1によって基板Wが処理されるときには、制御装置5は、インデクサロボットIRによって、キャリアCから基板Wを搬出させ、この基板Wを基板受渡ユニット3に搬入させる。そして、図3Aに示すように、制御装置5は、測定ユニット7によって基板Wの汚染状態を測定させる(汚染状態測定工程)。これにより、基板Wの上面に付着している異物の位置が測定され、基板Wの上面内における異物の位置を示す位置情報が測定ユニット7から制御装置5に出力される。制御装置5は、測定ユニット7によって基板Wの汚染状態が測定された後、メインロボットMRによって、基板受渡ユニット3から基板Wを搬出させ、処理ユニット4にこの基板Wを搬入させる。これにより、基板Wがスピンチャック8によって水平な姿勢で保持される。
たとえば、前述の実施形態では、基板W上の液滴が加熱剤によって加熱される場合について説明したが、液滴の加熱方法は、これに限られない。
具体的には、図4に示すように、スピンベース13に内蔵された赤外線照射ユニット30(赤外線照射手段)から、たとえば、約3μmから4μm未満の波長の赤外線を基板Wの全域に照射してもよい。スピンチャック8に保持されている基板Wが、たとえばシリコン基板である場合、この範囲内の波長の赤外線は、シリコン基板に殆ど吸収されずに、シリコン基板を透過する。その一方で、基板W上の液滴が、水を含む液体によって形成されている場合、この範囲内の波長の赤外線は、液滴に効率的に吸収される。したがって、この範囲内の波長の赤外線を基板Wの全域に照射すると、基板W上の液滴だけが加熱される。そのため、基板W上の液滴を選択的に加熱できる。
また、前述の処理例では、凍結状態の液滴を蒸発させることにより、全ての液滴を基板Wから除去する場合について説明したが、たとえば加熱剤の温度や供給時間を変更することにより、基板W上から全ての液滴が無くならないように、液滴の加熱温度を調整してもよい。この場合、基板Wから液滴が無くならないので、液滴を加熱した後に、液滴ノズル15から基板Wへの液滴の供給を行わなくてもよい。すなわち、液滴の冷却および加熱を複数回行う場合でも、液滴供給工程を複数回行わなくてもよい。したがって、基板Wの処理時間を短縮できる。
また、前述の処理例では、液滴が供給される基板Wの上面内の領域が、基板W毎に設定される場合について説明したが、この領域は、予め設定されていてもよい。たとえば、基板Wの上面周縁部だけに液滴が供給されてもよい。基板Wの上面周縁部は、搬送ロボットIR、MRや、スピンチャック8に接触する。そのため、基板Wの上面周縁部は、基板Wの他の領域よりも汚染され易い。したがって、液滴が供給される領域は、この汚染され易い領域に設定されていてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
5 :制御装置(制御手段)
7 :測定ユニット(汚染状態測定手段)
8 :スピンチャック(基板保持手段)
9 :液滴供給ユニット(液滴供給手段)
10 :冷却ユニット(温度変化手段、冷却手段、凍結手段)
11 :加熱ユニット(温度変化手段、加熱手段、解凍手段、蒸発手段)
15 :液滴ノズル(ピペット)
16 :ノズル移動ユニット(液滴ノズル移動手段)
18 :冷却ノズル
22 :加熱ノズル
30 :赤外線照射ユニット(赤外線照射手段)
31 :熱プローブ(発熱部材)
W :基板
Claims (15)
- 基板の主面内の一部の領域だけに液滴を供給する液滴供給工程と、
前記基板上の液滴の温度を変化させる温度変化工程とを含み、
前記温度変化工程は、前記基板上の液滴を冷却する冷却工程と、前記基板上の液滴を加熱する加熱工程とを含み、
前記温度変化工程は、前記液滴の冷却と加熱とを交互に複数回行う繰り返し工程を含む、基板処理方法。 - 前記冷却工程は、前記基板上の液滴を凍結させる凍結工程を含み、
前記加熱工程は、前記基板上の液滴を解凍させる解凍工程を含む、請求項1に記載の基板処理方法。 - 前記冷却工程は、前記基板上の液滴を凍結させる凍結工程を含み、
前記加熱工程は、前記基板上の液滴を蒸発させる蒸発工程を含み、
前記基板処理方法は、前記液滴供給工程、凍結工程、および蒸発工程をこの順番で複数回行う工程を含む、請求項1または2に記載の基板処理方法。 - 前記冷却工程は、前記基板上の液滴を選択的に冷却する選択的冷却工程を含み、
前記加熱工程は、前記基板上の液滴を選択的に加熱する選択的加熱工程を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 基板の主面内の一部の領域だけに液滴を供給する液滴供給工程と、
前記基板上の液滴の温度を変化させる温度変化工程と、
前記液滴供給工程が行われる前に、前記基板の主面において異物が付着している汚染部分を特定する汚染状態測定工程とを含み、
前記液滴供給工程は、前記汚染部分だけに液滴を供給する工程を含む、基板処理方法。 - 前記液滴供給工程は、前記基板の主面内の予め定められた部分に液滴を供給する特定部分供給工程を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記液滴供給工程は、基板を腐食させる腐食液の液滴を基板の主面内の一部の領域だけに供給する工程を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の一部の領域だけに液滴を供給する液滴供給手段と、
前記基板上の液滴を冷却する冷却手段と、前記基板上の液滴を加熱する加熱手段とを含み、前記基板保持手段に保持されている基板上の液滴の温度を変化させる温度変化手段と、
前記冷却手段および加熱手段によって前記液滴の冷却と加熱とを交互に複数回実行させる制御手段とを含む、基板処理装置。 - 前記冷却手段は、前記基板上の液滴を凍結させる凍結手段を含み、
前記加熱手段は、前記基板上の液滴を解凍させる解凍手段を含む、請求項8に記載の基板処理装置。 - 前記冷却手段は、前記基板上の液滴を凍結させる凍結手段を含み、
前記加熱手段は、前記基板上の液滴を蒸発させる蒸発手段を含み、
前記制御手段は、前記液滴供給手段、凍結手段、および蒸発手段によって、基板への液滴の供給、前記液滴の凍結、および前記液滴の蒸発をこの順番で複数回実行させる、請求項8または9に記載の基板処理装置。 - 前記冷却手段は、冷却剤を前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の一部の領域だけに供給する冷却ノズルを含み、
前記加熱手段は、加熱剤を前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の一部の領域だけに供給する加熱ノズル、前記基板保持手段に保持されている基板に赤外線を照射する赤外線照射手段、および前記基板保持手段に保持されている基板の主面上の液滴だけに接触可能な発熱部材のうちの少なくとも一つを含む、請求項8〜10のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 基板を保持する基板保持手段と、
液滴を吐出する液滴ノズルと、前記液滴ノズルを移動させる液滴ノズル移動手段とを含み、前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の一部の領域だけに液滴を供給する液滴供給手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板上の液滴の温度を変化させる温度変化手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板の主面において異物が付着している汚染部分を特定する汚染状態測定手段と、
前記汚染状態測定手段からの出力に基づいて前記液滴ノズル移動手段を制御することにより、前記液滴ノズルからの液滴の供給位置を前記汚染部分に位置させる制御手段とを含む、基板処理装置。 - 前記液滴供給手段は、前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の予め定められた部分に液滴を供給するように構成されている、請求項8〜11のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記液滴供給手段は、基板の主面を腐食させる腐食液の液滴を前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の一部の領域だけに供給する、請求項8〜13のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記液滴供給手段は、液体を滴下させるピペットを含む、請求項8〜14のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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