JP5954862B2 - Substrate processing equipment - Google Patents

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淳一 石井
淳一 石井
雄二 菅原
雄二 菅原
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この発明は、基板に処理液を用いた処理を施すための基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などの基板が含まれる。 The present invention relates to a substrate processing equipment for performing processing using the processing solution to the substrate. Examples of substrates to be processed include semiconductor wafers, glass substrates for liquid crystal display devices, substrates for plasma displays, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, Substrates such as a photomask substrate, a ceramic substrate, and a solar cell substrate are included.
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板に枚葉式の基板処理装置を用いて洗浄処理が行われる。このような枚葉式の基板処理装置は、たとえば、基板を水平姿勢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た基板の上面に処理液を供給する処理液ノズルとを備えている。回転状態にある基板の上面に処理液ノズルからの処理液が供給され、これにより、基板の上面の全域を覆う処理液の液膜が形成され、この処理液の液膜によって基板の上面に洗浄処理が施される。   In a manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device, a cleaning process is performed on a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display device by using a single wafer processing apparatus. Such a single-wafer substrate processing apparatus includes, for example, a spin chuck that rotates while holding the substrate in a horizontal position, and a processing liquid nozzle that supplies a processing liquid to the upper surface of the substrate held by the spin chuck. Yes. A processing liquid is supplied from the processing liquid nozzle to the upper surface of the substrate in a rotating state, thereby forming a liquid film of the processing liquid covering the entire upper surface of the substrate, and the upper surface of the substrate is cleaned by the liquid film of the processing liquid. Processing is performed.
洗浄処理後は、基板に対して乾燥処理が施される。下記引用文献1に示す乾燥処理では、基板の上面の全域を処理液の液膜で覆った状態で、基板の上面中心部(基板の回転中心およびその近傍)に真上から乾燥用ガスを吹き付けることにより、基板の上面中心部から処理液の液膜が部分的に除去される。その後、スピンチャックにより基板の回転速度を高速にすることにより、基板の回転による遠心力によって基板の上面の液膜が振り切られる。これにより、基板が乾燥される。   After the cleaning process, the substrate is dried. In the drying process shown in the following cited document 1, a drying gas is blown from directly above the center of the upper surface of the substrate (the center of rotation of the substrate and its vicinity) in a state where the entire upper surface of the substrate is covered with a liquid film of the processing liquid. As a result, the liquid film of the processing liquid is partially removed from the center of the upper surface of the substrate. Thereafter, by increasing the rotation speed of the substrate by the spin chuck, the liquid film on the upper surface of the substrate is shaken off by the centrifugal force generated by the rotation of the substrate. Thereby, the substrate is dried.
特開平7−29866号公報JP-A-7-29866
しかしながら、乾燥用ガスの吹き付けによって処理液の液膜を除去するためには、その乾燥用ガスは大流量である必要がある。大流量の乾燥用ガスが処理液の液膜に直接吹き付けられると、乾燥用ガスと処理液とが激しく衝突し、跳ね上がった処理液の微小液滴が、処理液液膜除去後の基板の上面中心部に捕獲されるおそれがある。
基板の上面中心部には、基板の回転による遠心力が作用し難いので、乾燥のためにスピンチャックにより基板が高速回転させられても、基板の上面中心部に捕獲された処理液の液滴は容易には排除できない。したがって、乾燥処理後に処理液の液滴が基板の上面中心部に残存し、基板の上面中心部に乾燥不良が発生するおそれがある。
However, in order to remove the liquid film of the processing liquid by spraying the drying gas, the drying gas needs to have a large flow rate. When a large amount of drying gas is sprayed directly onto the liquid film of the processing liquid, the drying gas and the processing liquid collide violently, and the splashed micro liquid droplets of the processing liquid are removed from the upper surface of the substrate after the processing liquid film is removed. There is a risk of being caught in the center.
Since the centrifugal force due to the rotation of the substrate hardly acts on the center of the upper surface of the substrate, even if the substrate is rotated at a high speed by a spin chuck for drying, the droplet of the processing liquid captured in the center of the upper surface of the substrate Cannot be easily excluded. Therefore, after the drying process, the droplets of the processing liquid may remain in the central portion of the upper surface of the substrate, which may cause poor drying in the central portion of the upper surface of the substrate.
そこで、この発明の目的は、基板の上面中心部における乾燥不良の発生を防止または抑制し、これにより、基板の全域に均一な乾燥処理を施すことができる基板処理装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention, intended to prevent or suppress the occurrence of drying failure in the upper surface center portion of the substrate, thereby providing a substrate processing equipment which can be subjected to uniform drying over the entire substrate And
前記の目的を達成するための請求項1に記載の発明は、基板(W)を水平姿勢に保持するための基板保持手段(3)と、前記基板保持手段に保持されている基板を、所定の鉛直軸線(C)まわりに回転させるための回転手段(7)と、前記基板保持手段に保持されている基板の上面に対向する対向面(15)、および前記対向面に開口する開口部(32)を有する基板対向部材(6)と、前記開口部内に固定的に配置された処理液吐出口(18)を有し、前記処理液吐出口から前記基板の上面に向けて処理液を吐出するための処理液ノズル(17)と、前記処理液ノズルに処理液を供給するための処理液供給手段(19,20)と、前記開口部内において前記処理液吐出口よりも前記基板保持手段に近づけて固定的に配置された乾燥用ガス吐出口(22)を有し、前記乾燥用ガス吐出口から当該基板の上面に向けて乾燥用ガスを吐出するための乾燥用ガスノズル(21)と、前記乾燥用ガスノズルに乾燥用ガスを供給する乾燥用ガス供給手段(23,24,31)と、前記基板対向部材、前記処理液ノズルおよび前記乾燥用ガスノズルを一括して昇降させる昇降手段(21)と、前記回転手段、前記処理液供給手段、前記乾燥用ガス供給手段および前記昇降手段を制御する制御手段(30)とを含み、前記制御手段は、前記基板対向部材、前記処理液ノズルおよび前記乾燥用ガスノズルを第1の位置に配置しかつ第1回転速度で前記基板を回転させた状態で、前記処理液吐出口から処理液を吐出することにより、当該基板の上面を覆う処理液の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記液膜形成工程の後、前記基板対向部材、前記処理液ノズルおよび前記乾燥用ガスノズルを前記第1の位置よりも前記基板に接近した第2の位置に配置しかつ第1回転速度で前記基板を回転させた状態で、前記乾燥用ガス吐出口から第1流量の乾燥用ガスを吐出することにより、当該基板の上面中心部に、処理液の液膜が除去された液膜除去領域を形成させる液膜除去領域形成工程と、前記液膜除去領域形成工程の後、前記乾燥用ガス吐出口から前記第1流量よりも多い第2流量の乾燥用ガスを吐出することにより、前記液膜除去領域を拡大させる除去領域拡大工程と前記除去領域拡大工程の後、前記第1回転速度よりも大きい第2回転速度で前記基板を回転させる乾燥工程とを実行する、基板処理装置(1)である。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention described in claim 1 includes a substrate holding means (3) for holding the substrate (W) in a horizontal posture and a substrate held by the substrate holding means. Rotating means (7) for rotating around the vertical axis (C) of the substrate, an opposing surface (15) facing the upper surface of the substrate held by the substrate holding means , and an opening (opening on the opposing surface) a substrate opposing member (6) having a 32), has a fixedly arranged treatment liquid outlet port in the opening (1 8), the process liquid toward from the treatment liquid outlet port on the upper surface of the substrate treatment liquid nozzle for ejecting the (1 7), a treatment liquid supply means for supplying the processing liquid to the treatment liquid nozzle (19, 20), wherein the substrate than the previous SL treatment liquid outlet port in said opening drying gas which is fixedly disposed close to the holding means An outlet (2 2), the supply drying gas nozzle from drying gas discharge port for discharging a drying gas toward the upper surface of the substrate and (2 1), the drying gas into the drying gas nozzle Gas supply means (23, 24, 31) for drying, lifting means (21) for raising and lowering the substrate facing member, the processing liquid nozzle and the drying gas nozzle collectively, the rotating means, and the processing liquid supply And a control means (30) for controlling the drying gas supply means and the elevating means, wherein the control means arranges the substrate facing member, the processing liquid nozzle and the drying gas nozzle at a first position. while rotating the substrate at a first rotation speed Shikatsu, by ejecting the processing liquid from the treatment liquid outlet port, and Ruekimaku formation step to form a treatment liquid film covering the upper surface of the substrate , After the recording film forming step, the substrate facing member, the processing liquid nozzle, and the drying gas nozzle are arranged at a second position closer to the substrate than the first position, and at the first rotational speed, the substrate. In the rotated state, a first flow rate of the drying gas is discharged from the drying gas discharge port, thereby forming a liquid film removal region in which the liquid film of the processing liquid is removed at the center of the upper surface of the substrate. and Ruekimaku removal region forming step is, after the liquid film removing region forming step, by discharging the drying gas of the second flow rate greater than the first flow rate from the drying gas discharge port, the liquid film a removal region enlarged step Ru is larger removal area, after the removal region growing process, to perform a drying step of rotating the substrate in front Symbol greater than the first rotational speed second rotational speed, the substrate processing apparatus ( 1) .
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
この構成によれば、液膜除去領域の形成の際には、処理液の吐出が停止され、基板保持手段に保持されている基板が第1回転速度で回転されるとともに、乾燥用ガス吐出口から第1流量の乾燥用ガスが吐出される。このとき、基板の回転による遠心力、および基板の上面中心部への乾燥用ガスの吹き付けによって、基板の上面中心部に液膜除去領域が形成される。その後、基板の上面中心部への乾燥用ガスの吐出流量が第1流量から第2流量に上げられることにより、液膜除去領域が拡大される。次いで、基板の回転速度が第2回転速度まで上げられることにより、基板の回転による遠心力によって基板の上面の処理液の液膜が振り切られて基板が乾燥される。
In addition, although the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later, the scope of the claims is not intended to be limited to the embodiments. The same applies hereinafter.
According to this configuration, when forming the liquid film removal region, the discharge of the processing liquid is stopped, the substrate held by the substrate holding means is rotated at the first rotation speed, and the drying gas discharge port A first flow rate of drying gas is discharged. At this time, a liquid film removal region is formed at the center of the upper surface of the substrate by the centrifugal force generated by the rotation of the substrate and the blowing of the drying gas onto the center of the upper surface of the substrate. Thereafter, the discharge flow rate of the drying gas to the center of the upper surface of the substrate is increased from the first flow rate to the second flow rate, thereby expanding the liquid film removal region. Next, when the rotation speed of the substrate is increased to the second rotation speed, the liquid film of the treatment liquid on the upper surface of the substrate is shaken off by the centrifugal force due to the rotation of the substrate, and the substrate is dried.
請求項1では、液膜除去領域の形成のために乾燥用ガス吐出口から吐出される乾燥用ガスが小流量である第1流量であるので、乾燥用ガスが処理液の液膜に吹き付けられたときに、処理液の微小液滴の跳ね上がりをほとんど生じない。そのため、液膜除去領域の形成時において、処理液液膜除去後の基板の上面中心部に処理液の微小液滴が捕獲されるのを防止することができる。これにより、基板の上面中心部における乾燥不良の発生を抑制または防止することができる。   In the first aspect, since the drying gas discharged from the drying gas discharge port for forming the liquid film removal region is the first flow rate which is a small flow rate, the drying gas is sprayed onto the liquid film of the processing liquid. The liquid droplets of the processing liquid hardly jump up. Therefore, when forming the liquid film removal region, it is possible to prevent the microdroplets of the processing liquid from being captured at the center of the upper surface of the substrate after the processing liquid film is removed. Thereby, generation | occurrence | production of the dry defect in the upper surface center part of a board | substrate can be suppressed or prevented.
また、処理液ノズルの処理液吐出口から処理液が吐出される。処理液吐出口および乾燥用ガス吐出口の双方が基板の上面中心部に対向して集約して配置されている。この場合、仮に、乾燥用ガスノズルの乾燥用ガス吐出口が基板保持手段に対し処理液吐出口よりも離れた位置(上方位置)にあるか、あるいは処理液吐出口と同程度の高さ位置にあれば、処理液吐出口のすぐ側方を、大流量の乾燥用ガスが流通することが考えられる。   Further, the processing liquid is discharged from the processing liquid discharge port of the processing liquid nozzle. Both the processing liquid discharge port and the drying gas discharge port are arranged in a concentrated manner so as to face the center of the upper surface of the substrate. In this case, it is assumed that the drying gas discharge port of the drying gas nozzle is at a position (upward position) away from the processing liquid discharge port with respect to the substrate holding means, or at the same height as the processing liquid discharge port. If there is, it is conceivable that a large amount of drying gas flows through the immediate side of the treatment liquid discharge port.
しかしながら、処理液ノズルからの処理液の吐出停止時には、処理液ノズルの(配管の)処理液吐出口近くの内壁に処理液が残留していることがある。この場合、処理液ノズル内に残留している処理液が、処理液吐出口のすぐ側方を流通する大流量の乾燥用ガスの流れに引っ張られて(アスピレートされて)、乾燥用ガスに処理液の液滴が混入するおそれがある。乾燥用ガス吐出口から大流量の乾燥用ガスが吐出される場合として前述の液膜除去領域の拡大時が考えられるが、このような液膜除去領域の拡大時に乾燥用ガスに処理液の液滴が混入すると、処理液液膜除去後の基板の上面中心部に処理液の液滴が捕獲される結果、基板の上面中心部に乾燥不良が発生するおそれがある。   However, when the discharge of the processing liquid from the processing liquid nozzle is stopped, the processing liquid may remain on the inner wall near the processing liquid discharge port (of the piping) of the processing liquid nozzle. In this case, the processing liquid remaining in the processing liquid nozzle is pulled (aspirated) by the flow of a large flow rate of the drying gas that circulates right next to the processing liquid discharge port to be processed into the drying gas. There is a risk of liquid droplets being mixed. As a case where a large amount of drying gas is discharged from the drying gas discharge port, the above-described expansion of the liquid film removal region can be considered. When such a liquid film removal region is expanded, the liquid of the processing liquid is added to the drying gas. When the droplets are mixed, a droplet of the treatment liquid is captured at the center of the upper surface of the substrate after the removal of the treatment liquid film. As a result, there is a risk that a drying defect may occur at the center of the upper surface of the substrate.
これに対し、請求項1では、乾燥用ガス吐出口が処理液吐出口よりも基板保持手段に近づけて配置されている。そのため、処理液吐出口の側方を乾燥用ガスが流通しない。このため、乾燥用ガス吐出口から吐出される乾燥用ガスに、処理液ノズル内に残留している処理液が混入するおそれがない。これにより、基板の上面中心部における乾燥不良の発生をより一層抑制することができる。   On the other hand, in claim 1, the drying gas discharge port is disposed closer to the substrate holding means than the processing liquid discharge port. Therefore, the drying gas does not flow through the side of the treatment liquid discharge port. For this reason, there is no possibility that the processing liquid remaining in the processing liquid nozzle is mixed into the drying gas discharged from the drying gas discharge port. Thereby, generation | occurrence | production of the dry defect in the upper surface center part of a board | substrate can be suppressed further.
また、乾燥用ガス吐出口を基板の上面に近接配置させることも可能である。この場合、乾燥用ガス吐出口からの乾燥用ガスを、基板の上面中心部に精度良く当てることができるので、基板の上面中心部における乾燥不良をより一層抑制することができる。
また、液膜除去領域の形成の際には、乾燥用ガス吐出口が基板の上面に近づけられているので、乾燥用ガス吐出口からの乾燥用ガスが、基板の回転中心を含む小面積の領域に向けて吹き付けられる。換言すると、乾燥用ガス吐出口からの乾燥用ガスが吹き付けられる処理液の液膜の領域(処理液の液膜における乾燥用ガスを受ける領域)を小面積化することができる。これにより、処理液の液滴の跳ね上がりをより効果的に抑制することができる。
It is also possible to place the drying gas discharge port close to the upper surface of the substrate. In this case, the drying gas from the drying gas discharge port can be applied to the center portion of the upper surface of the substrate with high accuracy, so that drying defects at the center portion of the upper surface of the substrate can be further suppressed.
Further, when forming the liquid film removal region, since the drying gas discharge port is brought close to the upper surface of the substrate, the drying gas from the drying gas discharge port has a small area including the rotation center of the substrate. Sprayed towards the area. In other words, the area of the liquid film of the processing liquid to which the drying gas is blown from the drying gas discharge port (area for receiving the drying gas in the liquid film of the processing liquid) can be reduced in area. Thereby, it is possible to more effectively suppress the splashing of the treatment liquid droplets.
求項に記載のように、前記制御手段は、前記液膜除去領域拡大工程において、当該液膜除去領域の拡大開始時には前記基板を前記第1回転速度で回転させ、当該液膜除去領域の拡大の進行に伴って、当該基板の回転速度を当該第1回転速度より大きくかつ前記第2回転速度よりも小さい第3回転速度にまで増大させるようにしてもよい。 As described in Motomeko 2, wherein, in the liquid film is removed area expansion process, it rotates the front Kimoto plate at the first rotation speed at the time of the extension start of the liquid-film removal areas, the liquid As the film removal region expands, the rotation speed of the substrate may be increased to a third rotation speed that is greater than the first rotation speed and smaller than the second rotation speed.
この場合、基板上の処理液の液膜に作用する遠心力が次第に増大するので、基板の上面に形成される液膜除去領域を加速度的に拡大させることができる。これにより、液膜除去領域を良好に拡大させることができる。
請求項に記載のように、前記制御手段は、前記液膜除去領域を拡大させる際に、前記基板を、前記第1回転速度より大きくかつ前記第2回転速度よりも小さい第3回転速度で回転させてもよい。
In this case, since the centrifugal force acting on the liquid film of the processing liquid on the substrate gradually increases, the liquid film removal region formed on the upper surface of the substrate can be accelerated. Thereby, a liquid film removal area | region can be expanded favorably.
As described in claim 3, wherein, when to expand the liquid film removal areas, the board, small third rotational speed than the first greater than the rotational speed and the second rotational speed You may rotate with.
この場合、液膜除去領域の拡大開始時から、基板上の処理液の液膜に基板の回転による遠心力が作用するので、基板の上面に形成される液膜除去領域を早期に拡大させることができる。これにより、液膜除去領域を良好に拡大させることができる。
請求項記載の発明は、前記制御手段は、前記液膜形工程の開始に先立って、前記基板保持手段に保持されている基板の上面に前記処理液吐出口から処理液を吐出し、当該基板を前記第1回転速度よりも大きくかつ前記第2回転速度よりも小さい液処理回転速度で回転させる液処理工程を実行し、前記液処理工程の終了に連続して前記液膜形工程を実行する、請求項1〜のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
In this case, since the centrifugal force due to the rotation of the substrate acts on the liquid film of the processing liquid on the substrate from the start of the expansion of the liquid film removal region, the liquid film removal region formed on the upper surface of the substrate can be expanded early. Can do. Thereby, a liquid film removal area | region can be expanded favorably.
Fourth aspect of the present invention, the control means, prior to the start of the liquid film-shaped formation step, and discharging the processing liquid from said processing liquid discharge port on the upper surface of the substrate held by the substrate holding means, run the liquid processing step of rotating the substrate at a small liquid treatment speed than larger and the second rotational speed than the first rotation speed, the liquid film-type formed step in succession to the end of the liquid treatment step It is a substrate processing apparatus as described in any one of Claims 1-3 which performs.
この構成によれば、液処理工程後に、液膜の形成、液膜除去領域の形成、液膜除去領域の拡大および第2回転速度による回転がこの順で実行される。液処理工程後、基板の回転速度が液処理回転速度から第1回転速度まで下げられることにより、液膜の形成が実行される。これにより、液処理工程から乾燥に至る一連の処理をスムーズに実行することができる。   According to this configuration, after the liquid treatment step, the formation of the liquid film, the formation of the liquid film removal region, the expansion of the liquid film removal region, and the rotation at the second rotation speed are executed in this order. After the liquid processing step, the rotation speed of the substrate is lowered from the liquid processing rotation speed to the first rotation speed, thereby forming a liquid film. Thereby, a series of processes from the liquid treatment process to drying can be executed smoothly.
請求項5に記載の発明は、前記制御手段は、前記基板対向部材、前記処理液ノズルおよび前記乾燥用ガスノズルを前記第2の位置よりも前記基板に接近した第3の位置に配置した状態で前記乾燥工程を実行する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置である。According to a fifth aspect of the present invention, the control means is configured such that the substrate facing member, the processing liquid nozzle, and the drying gas nozzle are arranged at a third position closer to the substrate than the second position. It is a substrate processing apparatus as described in any one of Claims 1-4 which performs the said drying process.
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the substrate processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 遮断板および回転軸の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a shielding board and a rotating shaft. 遮断板の底面図である。It is a bottom view of a blocking plate. 図1に示す基板処理装置による第1処理例を示す工程図である。It is process drawing which shows the 1st process example by the substrate processing apparatus shown in FIG. 第1処理例の主要な工程における制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the control content by the control apparatus in the main processes of the 1st processing example. 第1処理例の一工程を説明するための図解的な断面図である。It is an illustration sectional view for explaining one process of the 1st processing example. 図6Aの次の工程を示す図解的な断面図である。FIG. 6B is an illustrative sectional view showing a step subsequent to FIG. 6A. 図6Bの次の工程を示す図解的な断面図である。FIG. 6D is an illustrative sectional view showing a step subsequent to FIG. 6B. 図6Cの次の工程を示す図解的な断面図である。FIG. 6D is an illustrative sectional view showing a step subsequent to FIG. 6C. 図6Dの次の工程を示す図解的な断面図である。FIG. 6D is an illustrative sectional view showing a step subsequent to FIG. 6D. 第2処理例の主要な工程における制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the control content by the control apparatus in the main processes of the 2nd processing example. 他の形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す図である。The construction of a substrate treatment apparatus according to another form status is a diagram schematically illustrating.
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1の構成を模式的に示す図である。
この基板処理装置1は、基板の一例としての円形の半導体ウエハW(以下、単に「ウエハW」という。)におけるデバイス形成領域側の上面に対し、薬液およびDIWを用いて、汚染物質を除去するための洗浄処理を施すための枚葉型の装置である。この洗浄処理では、薬液として、SC1(アンモニア過酸化水素水混合液)、SC2(塩酸過酸化水素水混合液)、SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture:硫酸過酸化水素水混合液)、フッ酸、バファードフッ酸(Buffered HF:フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液)、アンモニア水およびポリマ除去液などが用いられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
The substrate processing apparatus 1 removes contaminants from the upper surface on the device formation region side of a circular semiconductor wafer W (hereinafter simply referred to as “wafer W”) as an example of a substrate using chemicals and DIW. This is a single wafer type apparatus for performing a cleaning process. In this cleaning process, SC1 (ammonia hydrogen peroxide solution mixture), SC2 (hydrochloric acid hydrogen peroxide solution mixture), SPM (sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture), hydrofluoric acid are used as chemical solutions. Buffed hydrofluoric acid (Buffered HF: liquid mixture of hydrofluoric acid and ammonium fluoride), aqueous ammonia and polymer removal solution are used.
基板処理装置1は、隔壁(図示しない)により区画された処理室2内に、ウエハWをほぼ水平姿勢に保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な回転軸線(鉛直軸線)CまわりにウエハWを回転させるスピンチャック(基板保持手段)3と、スピンチャック3に保持されているウエハWの上面に向けて、薬液を供給するための薬液ノズル4と、スピンチャック3を収容するカップ5とを備えている。また、スピンチャック3の上方には、スピンチャック3に保持されているウエハWの上面付近の雰囲気をその周囲から遮断するための遮断板(基板対向部材)6が配設されている。   The substrate processing apparatus 1 holds a wafer W in a substantially horizontal posture in a processing chamber 2 partitioned by a partition wall (not shown), and around the substantially vertical rotation axis (vertical axis) C passing through the center of the wafer W. A spin chuck (substrate holding means) 3 for rotating the substrate, a chemical nozzle 4 for supplying a chemical toward the upper surface of the wafer W held by the spin chuck 3, and a cup 5 for accommodating the spin chuck 3. I have. Further, a blocking plate (substrate facing member) 6 for blocking the atmosphere near the upper surface of the wafer W held by the spin chuck 3 from the surroundings is provided above the spin chuck 3.
スピンチャック3は、スピンモータ(回転手段)7と、このスピンモータ7の回転駆動力によって回転軸線Cまわりに回転される円盤状のスピンベース9と、スピンベース9の周縁の複数箇所にほぼ等間隔で設けられ、ウエハWをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材10とを備えている。これにより、スピンチャック3は、複数個の挟持部材10によってウエハWを挟持した状態で、スピンモータ7の回転駆動力によってスピンベース9を回転させることにより、ほぼ水平姿勢を保ったウエハWを、スピンベース9とともに回転軸線Cまわりに回転させることができる。   The spin chuck 3 includes a spin motor (rotating means) 7, a disk-shaped spin base 9 that is rotated around the rotation axis C by the rotational driving force of the spin motor 7, and substantially the same at a plurality of locations around the periphery of the spin base 9. A plurality of clamping members 10 are provided at intervals and for clamping the wafer W in a substantially horizontal posture. As a result, the spin chuck 3 rotates the spin base 9 by the rotational driving force of the spin motor 7 in a state where the wafer W is held by the plurality of holding members 10, so that the wafer W maintained in a substantially horizontal posture is obtained. It can be rotated around the rotation axis C together with the spin base 9.
なお、スピンチャック3としては、挟持式のものに限らず、たとえば、ウエハWの裏面を真空吸着することにより、ウエハWを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、スピンチャック3に保持されたウエハWを回転させる真空吸着式のもの(バキュームチャック)が採用されてもよい。
薬液ノズル4は、たとえば、連続流の状態で薬液を吐出するストレートノズルであり、その吐出口を下方に向けた状態で、ほぼ水平に延びる第1アーム11の先端部に取り付けられている。第1アーム11は所定の回転軸線まわりに旋回可能に設けられている。第1アーム11には、第1アーム11を所定角度範囲内で旋回させるためのアーム旋回機構12が結合されている。第1アーム11の旋回により、薬液ノズル4は、ウエハWの回転軸線C上の位置(ウエハWの回転中心に対向する位置)と、カップ5の側方に設定された位置(ホームポジション)とに移動される。
Note that the spin chuck 3 is not limited to a sandwiching type, and for example, the wafer W is held in a horizontal posture by vacuum-sucking the back surface of the wafer W, and further rotated around a vertical rotation axis in that state. By doing so, a vacuum suction type (vacuum chuck) that rotates the wafer W held on the spin chuck 3 may be employed.
The chemical liquid nozzle 4 is, for example, a straight nozzle that discharges chemical liquid in a continuous flow state, and is attached to the distal end portion of the first arm 11 that extends substantially horizontally with the discharge port facing downward. The first arm 11 is provided so as to be rotatable around a predetermined rotation axis. An arm turning mechanism 12 for turning the first arm 11 within a predetermined angle range is coupled to the first arm 11. Due to the turning of the first arm 11, the chemical nozzle 4 has a position on the rotation axis C of the wafer W (a position facing the rotation center of the wafer W) and a position (home position) set to the side of the cup 5. Moved to.
薬液ノズル4は、薬液供給源からの薬液が供給される薬液供給管13が接続されている。薬液供給管13の途中部には、この薬液供給管13を開閉するための薬液バルブ14が介装されている。薬液バルブ14が開かれると、薬液供給管13から薬液ノズル4に薬液が供給され、薬液ノズル4から薬液が吐出される。
遮断板6は、ウエハWとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板状をなしている。そして、遮断板6は、スピンチャック3の上方に、ほぼ水平な姿勢で、その中心がウエハWの回転軸線C上に位置するように配置されている。遮断板6の下面には、スピンチャック3に保持されているウエハWの上面と対向する円形の対向面15が形成されている。対向面15は、ウエハWの上面の全域と対向している。
The chemical solution nozzle 4 is connected to a chemical solution supply pipe 13 to which a chemical solution from a chemical solution supply source is supplied. A chemical valve 14 for opening and closing the chemical liquid supply pipe 13 is interposed in the middle of the chemical liquid supply pipe 13. When the chemical valve 14 is opened, the chemical solution is supplied from the chemical solution supply pipe 13 to the chemical solution nozzle 4, and the chemical solution is discharged from the chemical solution nozzle 4.
The blocking plate 6 has a disk shape having a diameter substantially the same as or larger than that of the wafer W. The blocking plate 6 is disposed above the spin chuck 3 in a substantially horizontal posture so that the center thereof is positioned on the rotation axis C of the wafer W. On the lower surface of the blocking plate 6, a circular facing surface 15 that faces the upper surface of the wafer W held by the spin chuck 3 is formed. The facing surface 15 faces the entire upper surface of the wafer W.
遮断板6の上面には、遮断板6の中心を通る鉛直軸線(ウエハWの回転軸線と一致する鉛直軸線)を中心軸線とする回転軸16が固定されている。回転軸16は、中空に形成されており、その内部には、液供給管(処理液ノズル)17およびガス供給管(乾燥用ガスノズル)21が鉛直方向に延びた状態で挿通されている。液供給管17にはリンス液供給管(処理液供給手段)19が接続されている。リンス液供給管19には、リンス液供給管19の開閉のためのリンス液バルブ(処理液供給手段)20が介装されている。 On the upper surface of the shielding plate 6, a rotation shaft 16 having a vertical axis passing through the center of the shielding plate 6 (a vertical axis coinciding with the rotation axis of the wafer W) as a central axis is fixed. The rotary shaft 16 is formed in a hollow shape, and a liquid supply pipe (treatment liquid nozzle) 17 and a gas supply pipe (drying gas nozzle) 21 are inserted into the rotary shaft 16 in a state extending in the vertical direction. A rinsing liquid supply pipe (processing liquid supply means) 19 is connected to the liquid supply pipe 17. The rinse liquid supply pipe 19 is provided with a rinse liquid valve (processing liquid supply means) 20 for opening and closing the rinse liquid supply pipe 19.
ガス供給管21には乾燥用ガス供給管(乾燥用ガス供給手段)23が接続されている。乾燥用ガス供給管23には、乾燥用ガス供給管23の開閉のための乾燥用ガスバルブ(乾燥用ガス供給手段)24、および乾燥用ガス供給管23の開度を調節して、ガス吐出口22(後述する)からのガス吐出流量を調節するための流量調節バルブ(乾燥用ガス供給手段)31が介装されている。 A drying gas supply pipe (drying gas supply means) 23 is connected to the gas supply pipe 21. The drying gas supply pipe 23 includes a drying gas valve (drying gas supply means) 24 for opening and closing the drying gas supply pipe 23, and an opening degree of the drying gas supply pipe 23 to adjust a gas discharge port. A flow rate adjusting valve (drying gas supply means) 31 for adjusting a gas discharge flow rate from 22 (described later) is interposed.
ウエハWに対する処理時には、遮断板6は、その対向面15がウエハWの上面と所定間隔を隔てた所定位置に配置される。
また、基板処理装置1は、マイクロコンピュータで構成される制御装置(制御手段)30を備えている。制御装置30は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータ7、アーム旋回機構12、アーム昇降機構26および遮断板回転機構27の駆動を制御する。また、制御装置30は、予め定められたプログラムに従って、バルブ20,24の開閉を制御するとともに、流量調節バルブ31の開度を制御する。
At the time of processing on the wafer W, the blocking plate 6 is disposed at a predetermined position with the opposing surface 15 spaced from the upper surface of the wafer W by a predetermined distance.
In addition, the substrate processing apparatus 1 includes a control device (control means) 30 configured by a microcomputer. The control device 30 controls driving of the spin motor 7, the arm turning mechanism 12, the arm elevating mechanism 26 and the blocking plate rotating mechanism 27 according to a predetermined program. The control device 30 controls the opening and closing of the valves 20 and 24 and the opening of the flow rate adjusting valve 31 according to a predetermined program.
図2は、遮断板6および回転軸16の構成を示す断面図である。図3は、遮断板6の底面図である。
回転軸16の中空部分(回転軸16の内壁によって区画される部分)は、円筒状の管挿通路(開口部)32を形成している。管挿通路32の下端は、遮断板6の対向面15において円形に開口している。管挿通路32内には、液供給管17およびガス供給管21がそれぞれ鉛直方向に、かつ互いに左右方向に微小間隔(たとえば2mm)を空けて挿通されている。液供給管17およびガス供給管21は、管挿通路32内を回転軸16とほぼ同軸に延び、回転軸16とは別の静止部材に固定された円筒状のブロック体35に支持されている。液供給管17およびガス供給管21は、ブロック体35の内部を上下に貫通し、それらの下端部がブロック体35の下面から下方に突出している。ブロック体35の全周に関して、ブロック体35の外周面と管挿通路32の内壁との間には隙間が形成されており、換言すると、ブロック体35の外周面と管挿通路32の内壁との間には、ブロック体35の外周全周を取り囲む円筒空間29が形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the blocking plate 6 and the rotating shaft 16. FIG. 3 is a bottom view of the blocking plate 6.
A hollow portion of the rotating shaft 16 (portion defined by the inner wall of the rotating shaft 16) forms a cylindrical tube insertion passage (opening) 32. The lower end of the tube insertion passage 32 opens in a circular shape on the facing surface 15 of the blocking plate 6. In the pipe insertion passage 32, the liquid supply pipe 17 and the gas supply pipe 21 are respectively inserted in the vertical direction and at a minute interval (for example, 2 mm) in the left-right direction. The liquid supply pipe 17 and the gas supply pipe 21 extend in the pipe insertion passage 32 substantially coaxially with the rotary shaft 16 and are supported by a cylindrical block body 35 fixed to a stationary member different from the rotary shaft 16. . The liquid supply pipe 17 and the gas supply pipe 21 penetrate the block body 35 up and down, and their lower ends protrude downward from the lower surface of the block body 35. With respect to the entire circumference of the block body 35, a gap is formed between the outer peripheral surface of the block body 35 and the inner wall of the tube insertion passage 32. In other words, the outer peripheral surface of the block body 35 and the inner wall of the tube insertion passage 32 are formed. A cylindrical space 29 that surrounds the entire outer periphery of the block body 35 is formed between them.
液供給管17の下端は、下方に向けて開口する液吐出口(処理液吐出口)18を有している。液吐出口18は、遮断板6の中心を通る鉛直軸線(ウエハWの回転軸線と一致する鉛直軸線)上にほぼ一致するように配置されている。換言すると、液吐出口18は、スピンチャック3に保持されるウエハWの回転中心に対向して配置されている。また、液吐出口18の高さ位置は、遮断板6の対向面15よりも上方である。   The lower end of the liquid supply pipe 17 has a liquid discharge port (treatment liquid discharge port) 18 that opens downward. The liquid discharge port 18 is disposed so as to substantially coincide with a vertical axis passing through the center of the blocking plate 6 (a vertical axis coinciding with the rotation axis of the wafer W). In other words, the liquid discharge port 18 is disposed so as to face the rotation center of the wafer W held by the spin chuck 3. Further, the height position of the liquid discharge port 18 is above the facing surface 15 of the blocking plate 6.
ガス供給管21の下端は、下方に向けて開口するガス吐出口(乾燥用ガス吐出口)22を有している。ガス吐出口22は、遮断板6の中心を通る鉛直軸線(ウエハWの回転軸線Cと一致する鉛直軸線)上にほぼ一致するように配置されている。換言すると、ガス吐出口22は、スピンチャック3に保持されるウエハWの回転中心に対向して配置されている。また、ガス吐出口22の高さ位置は、遮断板6の対向面15よりも上方であり、かつ液吐出口18よりも下方にある。換言すると、ガス吐出口22は液吐出口18よりもスピンチャック3に近づけて配置されている。液吐出口18とガス吐出口22との間の上下方向の間隔はたとえば10mmである。また、ガス吐出口22と対向面15との間の上下方向の間隔はたとえば10mmである。   The lower end of the gas supply pipe 21 has a gas discharge port (drying gas discharge port) 22 that opens downward. The gas discharge ports 22 are arranged so as to substantially coincide with a vertical axis passing through the center of the blocking plate 6 (a vertical axis coinciding with the rotation axis C of the wafer W). In other words, the gas discharge port 22 is arranged to face the rotation center of the wafer W held by the spin chuck 3. The height of the gas discharge port 22 is above the facing surface 15 of the blocking plate 6 and below the liquid discharge port 18. In other words, the gas discharge port 22 is disposed closer to the spin chuck 3 than the liquid discharge port 18. An interval in the vertical direction between the liquid discharge port 18 and the gas discharge port 22 is, for example, 10 mm. Moreover, the space | interval of the up-down direction between the gas discharge port 22 and the opposing surface 15 is 10 mm, for example.
図1〜図3に示すように、リンス液バルブ20が開かれることにより、リンス液供給管19から液供給管17にリンス液の一例としてのDIWが供給される。液供給管17に供給されるDIWは、液吐出口18から下方に向けて吐出される。
また、乾燥用ガスバルブ24が開かれることにより、乾燥用ガス供給管23からガス供給管21に乾燥用ガス(不活性ガス)の一例としての窒素ガスが供給される。ガス供給管21に供給される窒素ガスはガス吐出口22から下方に向けて吐出される。ガス吐出口22が液吐出口18よりもスピンチャック3に近づけて配置されているので、ガス吐出口22から吐出される窒素ガスが、液吐出口18の側方を流通することはない。
As shown in FIGS. 1 to 3, when the rinse liquid valve 20 is opened, DIW as an example of the rinse liquid is supplied from the rinse liquid supply pipe 19 to the liquid supply pipe 17. The DIW supplied to the liquid supply pipe 17 is discharged downward from the liquid discharge port 18.
Further, when the drying gas valve 24 is opened, nitrogen gas as an example of a drying gas (inert gas) is supplied from the drying gas supply pipe 23 to the gas supply pipe 21. Nitrogen gas supplied to the gas supply pipe 21 is discharged downward from the gas discharge port 22. Since the gas discharge port 22 is arranged closer to the spin chuck 3 than the liquid discharge port 18, the nitrogen gas discharged from the gas discharge port 22 does not flow through the side of the liquid discharge port 18.
また、円筒空間29を、不活性ガスの一例としての窒素ガスが流通する窒素ガス流通路として用いることもできる。この場合、円筒空間29に、窒素ガス供給管29B(図1に破線で図示)を通して窒素ガス供給源からの窒素ガスを供給すれば、窒素ガスは円筒空間29内に供給される。円筒空間29は、ブロック体35の下端の周囲で環状に開口しており、円筒空間29に供給される窒素ガスは、図2に破線で示すように、円筒空間29の下端の環状開口29Aから下方に向けて吐出される。   The cylindrical space 29 can also be used as a nitrogen gas flow passage through which nitrogen gas as an example of an inert gas flows. In this case, if nitrogen gas from a nitrogen gas supply source is supplied to the cylindrical space 29 through a nitrogen gas supply pipe 29 </ b> B (shown by a broken line in FIG. 1), the nitrogen gas is supplied into the cylindrical space 29. The cylindrical space 29 is annularly opened around the lower end of the block body 35, and the nitrogen gas supplied to the cylindrical space 29 passes through an annular opening 29A at the lower end of the cylindrical space 29 as shown by a broken line in FIG. It is discharged downward.
図4は、基板処理装置1による第1処理例を示す工程図である。図4に示すように、基板処理装置1による第1処理例では、処理室2(図1参照)に搬入されたウエハWに対して、薬液処理工程(ステップS2)、リンス処理工程(液処理工程。ステップS3)、液盛り工程(液膜形成工程。ステップS4)、穴あけ工程(液膜除去工程。ステップS5)、穴拡大工程(液膜除去領域拡大工程。ステップS6)および乾燥工程(ステップS7)の各処理が施される。その後、処理室2外にウエハWが搬出される(ステップS8)。この処理例1では、ステップS3のリンス処理工程の終了後ステップS7の乾燥工程に移る前に、ステップS4の液盛り工程、ステップS5の穴あけ工程およびステップS6の穴拡大工程がこの順で実行される。   FIG. 4 is a process diagram showing a first processing example by the substrate processing apparatus 1. As shown in FIG. 4, in the first processing example by the substrate processing apparatus 1, a chemical processing process (step S <b> 2) and a rinsing processing process (liquid processing) are performed on the wafer W carried into the processing chamber 2 (see FIG. 1). Step S3), liquid filling step (liquid film forming step. Step S4), hole making step (liquid film removing step. Step S5), hole expanding step (liquid film removing region expanding step. Step S6) and drying step (Step Each process of S7) is performed. Thereafter, the wafer W is carried out of the processing chamber 2 (step S8). In this processing example 1, the liquid filling process in step S4, the drilling process in step S5, and the hole expanding process in step S6 are performed in this order after the rinsing process in step S3 is completed and before the drying process in step S7. The
図5は、第1処理例のリンス処理工程から乾燥工程に至る各工程における制御装置30による制御内容を説明するためのタイムチャートである。図6A〜図6Eは、第1処理例のリンス処理工程から乾燥工程に至る各工程を説明するための図解的な断面図である。以下、図1〜図6Eを参照しつつ、基板処理装置1において実施される第1処理例について説明する。   FIG. 5 is a time chart for explaining the contents of control by the control device 30 in each process from the rinsing process to the drying process in the first processing example. 6A to 6E are schematic cross-sectional views for explaining each process from the rinse treatment process to the drying process of the first treatment example. Hereinafter, a first processing example performed in the substrate processing apparatus 1 will be described with reference to FIGS.
処理対象のウエハWは、搬送ロボット(図示しない)によって処理室2内に搬入され、その上面を上方に向けた状態でスピンチャック3に受け渡される(ステップS1:ウエハ搬入)。このとき、ウエハWの搬入の妨げにならないように、遮断板6は、スピンチャック3の上方に大きく離間した位置に退避されている。また、薬液ノズル4は、カップ5の側方のホームポジションに配置されている。   The wafer W to be processed is loaded into the processing chamber 2 by a transfer robot (not shown), and is transferred to the spin chuck 3 with its upper surface facing upward (step S1: wafer loading). At this time, the blocking plate 6 is retracted to a position far apart above the spin chuck 3 so as not to hinder the loading of the wafer W. The chemical nozzle 4 is disposed at the home position on the side of the cup 5.
ウエハWがスピンチャック3に保持された後、制御装置30はスピンモータ7を制御して、ウエハWを液処理回転数(液処理回転速度。たとえば300〜1200rpmのうち所定の回転数(たとえば500rpm))で回転させる。また、制御装置30は第1アーム11を旋回して、薬液ノズル4を、ホームポジションからウエハWの回転軸線C上に移動させる。   After the wafer W is held on the spin chuck 3, the control device 30 controls the spin motor 7 so that the wafer W is subjected to a liquid processing rotation speed (liquid processing rotation speed. For example, a predetermined rotation speed of 300 to 1200 rpm (for example, 500 rpm). )). Further, the control device 30 turns the first arm 11 to move the chemical nozzle 4 from the home position onto the rotation axis C of the wafer W.
薬液ノズル4の移動が完了すると、制御装置30は、薬液バルブ14を開いて薬液ノズル4から薬液を供給し、これにより、ウエハWの上面に対して薬液を用いた処理が施される(ステップS2:薬液処理工程)。
薬液ノズル4からの薬液の吐出開始から所定時間が経過すると、制御装置30は薬液バルブ14を閉じて、薬液ノズル4からの薬液の供給を停止する。そして、第1アーム11の旋回により、薬液ノズル4がウエハWの回転軸線C上からホームポジションに戻される。
When the movement of the chemical liquid nozzle 4 is completed, the control device 30 opens the chemical liquid valve 14 and supplies the chemical liquid from the chemical liquid nozzle 4, whereby the processing using the chemical liquid is performed on the upper surface of the wafer W (step). S2: Chemical solution treatment step).
When a predetermined time has elapsed since the start of the discharge of the chemical liquid from the chemical liquid nozzle 4, the control device 30 closes the chemical liquid valve 14 and stops the supply of the chemical liquid from the chemical liquid nozzle 4. Then, the chemical nozzle 4 is returned from the rotation axis C of the wafer W to the home position by the turning of the first arm 11.
なお、ステップS2の薬液処理工程中、制御装置30はアーム旋回機構12を制御して、第1アーム11を所定の角度範囲内で旋回することにより、ウエハWの上面における薬液の供給位置を、ウエハWの回転中心(ウエハWにおける回転軸線C上の点)からウエハWの周縁に至る範囲内を円弧状の軌跡を描きつつ移動させてもよい。
次いで、ステップS3のリンス処理工程が施される。
Note that, during the chemical solution processing step of step S2, the control device 30 controls the arm turning mechanism 12 to turn the first arm 11 within a predetermined angular range, thereby changing the supply position of the chemical solution on the upper surface of the wafer W. The wafer W may be moved while drawing an arc-shaped locus within a range from the rotation center of the wafer W (a point on the rotation axis C in the wafer W) to the periphery of the wafer W.
Next, a rinsing process in step S3 is performed.
図1、図5および図6Aに示すように、制御装置30はアーム昇降機構(乾燥用ガスノズル昇降手段)26を制御して、遮断板6をリンス処理位置まで下降させる。リンス処理位置は、遮断板6の対向面15と、スピンチャック3に保持されているウエハWの上面との間隔がたとえば65mm程度になるような高さ位置である。また、前述のように、液吐出口18およびガス吐出口22は、ウエハWの上面の回転中心に対向している。   As shown in FIGS. 1, 5, and 6 </ b> A, the control device 30 controls the arm elevating mechanism (drying gas nozzle elevating means) 26 to lower the blocking plate 6 to the rinse processing position. The rinse processing position is a height position at which the distance between the facing surface 15 of the blocking plate 6 and the upper surface of the wafer W held by the spin chuck 3 is about 65 mm, for example. Further, as described above, the liquid discharge port 18 and the gas discharge port 22 face the rotation center of the upper surface of the wafer W.
遮断板6の下降が完了すると、制御装置30はリンス液バルブ20を開いて、液吐出口18からたとえば2〜3L/minのDIWを吐出する。液吐出口18から吐出されるDIWは、回転中のウエハWの上面の中心部に供給される。また、制御装置30が乾燥用ガスバルブ24を開く。このとき、流量調節バルブ31の開度は、ガス吐出口22からの窒素ガスの供給流量が予め定める小流量(第1流量。たとえば5〜10L/min)になるようにその開度が設定されている。そのため、ガス吐出口22から前述のような小流量の窒素ガスを吐出する。   When the lowering of the blocking plate 6 is completed, the control device 30 opens the rinse liquid valve 20 and discharges, for example, 2 to 3 L / min of DIW from the liquid discharge port 18. The DIW discharged from the liquid discharge port 18 is supplied to the center of the upper surface of the rotating wafer W. Further, the control device 30 opens the drying gas valve 24. At this time, the opening degree of the flow rate adjusting valve 31 is set so that the supply flow rate of the nitrogen gas from the gas discharge port 22 becomes a predetermined small flow rate (first flow rate, for example, 5 to 10 L / min). ing. Therefore, nitrogen gas having a small flow rate as described above is discharged from the gas discharge port 22.
ウエハWの上面に供給されたDIWは、ウエハWの回転による遠心力を受けてウエハWの上面上を周縁に向けて流れ、ウエハWの上面の全域に拡がる(図6A参照)。これにより、ウエハWの上面に付着している薬液がDIWにより洗い流される。
前述のように、第1処理例では、ステップS3のリンス処理工程の終了後ステップS7の乾燥工程に移る前に、ステップS4の液盛り工程、ステップS5の穴あけ工程およびステップS6の穴拡大工程がこの順で実行される。
The DIW supplied to the upper surface of the wafer W receives centrifugal force due to the rotation of the wafer W, flows on the upper surface of the wafer W toward the peripheral edge, and spreads over the entire upper surface of the wafer W (see FIG. 6A). Thereby, the chemical solution adhering to the upper surface of the wafer W is washed away by DIW.
As described above, in the first processing example, after the rinsing process in step S3 is completed and before the drying process in step S7, the liquid filling process in step S4, the drilling process in step S5, and the hole expanding process in step S6 are performed. It is executed in this order.
DIWの吐出開始から予め定めるリンス処理期間(たとえば30秒間)が経過すると、制御装置30は、スピンモータ7を制御して、ウエハWの回転数を低回転数(第1回転速度。たとえば10rpm)まで低下させる(ステップS4:液盛り工程)。また、図1、図5および図6Bに示すように、制御装置30はアーム昇降機構26を制御して、リンス処理位置にある遮断板6を液盛り位置(第1の位置)まで下降させる。液盛り位置は、遮断板6の対向面15と、スピンチャック3に保持されているウエハWの上面との間隔がたとえば20〜30mm程度になるような高さ位置である。 When a predetermined rinsing process period (for example, 30 seconds) elapses from the start of DIW discharge, control device 30 controls spin motor 7 to reduce the rotation speed of wafer W to a low rotation speed (first rotation speed, for example, 10 rpm). (Step S4: liquid filling step). In addition, as shown in FIGS. 1, 5 and 6B, the control device 30 controls the arm lifting mechanism 26 to lower the blocking plate 6 in the rinse processing position to the liquid buildup position (first position) . The liquid accumulation position is a height position at which the distance between the facing surface 15 of the blocking plate 6 and the upper surface of the wafer W held by the spin chuck 3 is, for example, about 20 to 30 mm.
このとき、ウエハWの上面中央部に着液したDIWは、後続のDIWによって押されてウエハW上を外方に広がっていく。しかしながら、ウエハWの回転数が低回転数であるためにウエハW上のDIWに作用する遠心力が小さいので、ウエハWの周縁から排出されるDIWの流量は少なく、多量のDIWがウエハW上に溜まる。したがって、ウエハWの上面の全域に、所定厚み(たとえば2mm程度)のDIWの液膜(処理液の液膜)40が形成される。   At this time, the DIW deposited on the center of the upper surface of the wafer W is pushed by the subsequent DIW and spreads outward on the wafer W. However, since the rotational speed of the wafer W is low, the centrifugal force acting on the DIW on the wafer W is small, so the flow rate of DIW discharged from the periphery of the wafer W is small, and a large amount of DIW is on the wafer W. Accumulate. Accordingly, a DIW liquid film (a liquid film of the processing liquid) 40 having a predetermined thickness (for example, about 2 mm) is formed over the entire upper surface of the wafer W.
次に、ステップS5の穴あけ工程について説明する。
ウエハWの減速(回転数低下)から予め定める液盛り期間(たとえば10秒間)が経過すると、図1、図5および図6Cに示すように、制御装置30はリンス液バルブ20を閉じて、液吐出口18からのDIWの吐出を停止する。また、制御装置30はアーム昇降機構26を制御して、液盛り位置にある遮断板6を穴あけ位置(第2の位置)まで下降させる。穴あけ位置は、遮断板6の対向面15と、スピンチャック3に保持されているウエハWの上面との間隔がたとえば10mm程度になるような高さ位置である。このときのウエハWの回転による遠心力、およびウエハWの上面中心部への窒素ガスの吹き付けによって、ウエハWの上面中心部上のDIWの液膜40に、当該液膜40が部分的に除去されることにより、小径円形状の穴(液膜除去領域)50があけられる(形成される)(ステップS5:穴あけ工程)。
Next, the drilling process in step S5 will be described.
When a predetermined liquid accumulation period (for example, 10 seconds) elapses from the deceleration (rotation speed reduction) of the wafer W, the control device 30 closes the rinsing liquid valve 20 as shown in FIGS. The discharge of DIW from the discharge port 18 is stopped. Further, the control device 30 controls the arm elevating mechanism 26 to lower the blocking plate 6 located at the liquid filling position to the drilling position (second position) . The drilling position is a height position such that the distance between the facing surface 15 of the blocking plate 6 and the upper surface of the wafer W held by the spin chuck 3 is about 10 mm, for example. At this time, the liquid film 40 is partially removed from the DIW liquid film 40 on the center of the upper surface of the wafer W by the centrifugal force generated by the rotation of the wafer W and the blowing of nitrogen gas to the center of the upper surface of the wafer W. As a result, a small-diameter circular hole (liquid film removal region) 50 is formed (formed) (step S5: drilling step).
処理例1では、穴あけ(液膜除去領域の形成)のためにガス吐出口22から吐出される窒素ガスが小流量であるので、窒素ガスがDIWの液膜40に吹き付けられたときに、DIWの微小液滴の跳ね上がりをほとんど生じない。これにより、穴あけ時において、DIW液膜除去後のウエハWの上面中心部に、DIWの微小液滴が捕獲されるのを防止することができる。   In the processing example 1, since the nitrogen gas discharged from the gas discharge port 22 for drilling (formation of the liquid film removal region) has a small flow rate, when the nitrogen gas is sprayed on the liquid film 40 of DIW, DIW Almost no splashing of micro droplets occurs. Thereby, it is possible to prevent the DIW micro droplets from being captured at the center of the upper surface of the wafer W after the DIW liquid film is removed at the time of drilling.
また、ステップS5の穴あけ工程において、ステップS3のリンス処理工程およびステップS4の液盛り工程と比較して、ガス吐出口22がウエハWの上面に近づけて配置されている。そのため、ガス吐出口22からの窒素ガスを、ウエハWの上面中心部(ウエハWの回転中心により近い位置)に精度良く当てることができる。
また、ガス吐出口22がウエハWの上面に近づけられて配置されていることにより、加えて、ガス吐出口22からの窒素ガスが吹き付けられるDIWの液膜40の領域(窒素ガスを受ける領域)を小面積化することができる。したがって、窒素ガスが吹き付けられるDIWの液膜40の領域の単位面積当たりの窒素ガスの吹き付け量が多くなる。そのため、ガス吐出口22からの窒素ガスの吐出流量が少ない場合であっても、DIWの液膜40に穴50を形成することが可能になる。これにより、DIWの液滴の跳ね上がりをより一層防止しつつ、DIWの液膜40に良好に穴50を形成することができる。
Further, in the drilling process in step S5, the gas discharge ports 22 are arranged closer to the upper surface of the wafer W than in the rinsing process in step S3 and the liquid filling process in step S4. Therefore, the nitrogen gas from the gas discharge port 22 can be accurately applied to the center of the upper surface of the wafer W (position closer to the rotation center of the wafer W).
Further, since the gas discharge port 22 is arranged close to the upper surface of the wafer W, in addition, a region of the DIW liquid film 40 to which nitrogen gas is blown from the gas discharge port 22 (region receiving nitrogen gas). Can be reduced in area. Therefore, the amount of nitrogen gas sprayed per unit area in the region of the DIW liquid film 40 to which nitrogen gas is sprayed increases. Therefore, even when the discharge flow rate of nitrogen gas from the gas discharge port 22 is small, the hole 50 can be formed in the liquid film 40 of DIW. Thereby, the hole 50 can be satisfactorily formed in the liquid film 40 of the DIW while further preventing the DIW droplets from jumping up.
また、遮断板6の対向面15によってウエハWの上面が上方から覆われた状態で、ステップS5の穴あけ工程の実行が開始される。前述のように、穴あけのためにガス吐出口22から吐出される窒素ガスは小流量であるので、DIWの液膜40への窒素ガスの吹き付けによっては、DIWの微小液滴の跳ね上がりをほとんど生じないのであるが、さらに、対向面15によってウエハWの上面が上方から覆われているので、ウエハWの上面に対する窒素ガスの吹き付けの際にDIWの液滴が周囲に飛散して、周囲の部材を汚染するのをより確実に抑制することができる。また、対向面15がウエハWの上面の全域と対向しているので、このようなDIWの液滴の飛散を、さらに一層効果的に抑制することができる。   In addition, execution of the drilling process in step S5 is started in a state where the upper surface of the wafer W is covered from above by the facing surface 15 of the blocking plate 6. As described above, since the nitrogen gas discharged from the gas discharge port 22 for drilling has a small flow rate, the blowing of the nitrogen gas to the DIW liquid film 40 almost causes the DIW micro-droplet to jump up. Furthermore, since the upper surface of the wafer W is covered from above by the facing surface 15, the DIW droplets scatter to the surroundings when nitrogen gas is blown onto the upper surface of the wafer W, and the surrounding members It is possible to more reliably suppress contamination. Further, since the facing surface 15 faces the entire upper surface of the wafer W, it is possible to further effectively suppress the DIW liquid droplet scattering.
次に、ステップS6の穴拡大工程について説明する。
液吐出口18からのDIWの吐出停止から予め定める穴あけ期間(たとえば3〜10秒間)が経過すると、図1、図5および図6Dに示すように、制御装置30は流量調節バルブ31を制御して、ガス吐出口22からの窒素ガスの吐出流量を大流量(第2流量。たとえば100〜150L/min)まで上昇させる(ステップS6:穴拡大工程)。これにより、穴50が拡径(拡大)される。
Next, the hole enlargement process in step S6 will be described.
When a predetermined drilling period (for example, 3 to 10 seconds) elapses after the DIW discharge is stopped from the liquid discharge port 18, the control device 30 controls the flow rate adjustment valve 31, as shown in FIGS. Then, the discharge flow rate of nitrogen gas from the gas discharge port 22 is increased to a large flow rate (second flow rate, for example, 100 to 150 L / min) (step S6: hole expansion step). Thereby, the diameter of the hole 50 is expanded (enlarged).
ステップS6の穴拡大工程では、窒素ガスの吐出流量が上昇された後、スピンモータ7を制御して、ウエハWの回転数を時間の経過(穴拡大工程の進行)に伴って低回転数(たとえば10rpm)から穴拡大回転数(第3回転速度。たとえば50rpm)にまで上昇(増大)させている。この実施形態では、図5に示すように、ウエハWの回転数を、穴拡大工程の全期間にわたって、低回転数から穴拡大回転数にまで時間の経過に比例して徐々に上昇させている。この場合、ウエハW上のDIWの液膜40に作用する遠心力が次第に増大するので、ウエハW上の穴50を加速度的に拡大させることができる。これにより、穴50を良好に拡大させることができる。   In the hole enlargement process of step S6, after the discharge flow rate of the nitrogen gas is increased, the spin motor 7 is controlled so that the rotation speed of the wafer W decreases with the passage of time (progress of the hole enlargement process). For example, the rotation speed is increased (increased) from a hole expansion rotation speed (third rotation speed, for example, 50 rpm) from 10 rpm. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the rotation speed of the wafer W is gradually increased in proportion to the passage of time from the low rotation speed to the hole expansion rotation speed over the entire period of the hole expansion process. . In this case, since the centrifugal force acting on the DIW liquid film 40 on the wafer W gradually increases, the holes 50 on the wafer W can be expanded at an accelerated rate. Thereby, the hole 50 can be expanded favorably.
しかしながら、これに代えて、穴拡大工程の途中で穴拡大回転数に達し、その後穴拡大回転数のまま回転されるようにしてもよい。
また、ステップS6の穴拡大工程において、遮断板6は穴あけ位置に維持されている、このように、穴拡大工程において、ガス吐出口22がウエハWの上面に近づけて配置されるので、ガス吐出口22からの窒素ガスを、ウエハWの上面中心部に精度良く当てることができる。
However, instead of this, the hole expansion rotation speed may be reached in the middle of the hole expansion process, and then the hole expansion rotation speed may be maintained.
Further, in the hole enlargement process of step S6, the blocking plate 6 is maintained at the drilling position. In this way, in the hole enlargement process, the gas discharge port 22 is disposed close to the upper surface of the wafer W. Nitrogen gas from the outlet 22 can be accurately applied to the center of the upper surface of the wafer W.
その後、ガス吐出口22からの窒素ガスの吐出流量の上昇から予め定める穴拡大期間(たとえば5〜10秒間)が経過すると、図1、図5および図6Eに示すように、制御装置30はアーム昇降機構26を制御して、穴あけ位置にある遮断板6を乾燥位置(第3の位置)まで下降させる。
これにより、ウエハWの表面と対向面15との間に、ウエハWの中心部から周縁部に向かう窒素ガスの気流が形成され、ウエハWの表面と対向面15との間が窒素ガスで充満される。なお、乾燥位置は、遮断板6の対向面15と、スピンチャック3に保持されているウエハWの上面との間隔がたとえば0.5〜2.5mm程度になるような高さ位置である。換言すると、遮断板6の乾燥位置は、遮断板6の対向面15がスピンチャック3に保持されたウエハWの上面に微小な間隔を隔てて近接する位置である。
Thereafter, when a predetermined hole enlargement period (for example, 5 to 10 seconds) elapses from the increase in the discharge flow rate of nitrogen gas from the gas discharge port 22, the control device 30 moves the arm as shown in FIGS. The lifting mechanism 26 is controlled to lower the blocking plate 6 in the drilling position to the drying position (third position) .
As a result, an air flow of nitrogen gas is formed between the surface of the wafer W and the facing surface 15 from the center of the wafer W toward the peripheral edge, and the space between the surface of the wafer W and the facing surface 15 is filled with nitrogen gas. Is done. The drying position is a height position at which the distance between the facing surface 15 of the blocking plate 6 and the upper surface of the wafer W held by the spin chuck 3 is about 0.5 to 2.5 mm, for example. In other words, the drying position of the blocking plate 6 is a position where the facing surface 15 of the blocking plate 6 is close to the upper surface of the wafer W held by the spin chuck 3 with a minute gap.
また、制御装置30は、スピンモータ7を制御して、ウエハWの回転数を所定の高回転数(第2回転速度。たとえば1500rpm)まで加速させる。これにより、ウエハW上のDIWの液膜40が振り切られて除去される(ステップS7:乾燥処理)。さらにまた、乾燥処理時には、制御装置30は、遮断板6をウエハWの回転に同期して、ウエハWの回転方向と同方向に回転される。そのため、スピンチャック3に保持されているウエハWの上面付近の雰囲気がその周囲から遮断され、ウエハWの上面と遮断板6との間に安定気流が形成される。   In addition, the control device 30 controls the spin motor 7 to accelerate the rotation speed of the wafer W to a predetermined high rotation speed (second rotation speed, for example, 1500 rpm). Thus, the DIW liquid film 40 on the wafer W is shaken off and removed (step S7: drying process). Furthermore, during the drying process, the control device 30 rotates the blocking plate 6 in the same direction as the rotation direction of the wafer W in synchronization with the rotation of the wafer W. Therefore, the atmosphere in the vicinity of the upper surface of the wafer W held by the spin chuck 3 is blocked from the periphery, and a stable airflow is formed between the upper surface of the wafer W and the blocking plate 6.
そして、ウエハWの高回転数での回転が所定時間にわたって続けられると、制御装置30はスピンモータ7を制御してウエハWの回転を停止するとともに、乾燥用ガスバルブ24を閉じる。また、制御装置30はアーム昇降機構26を駆動して、遮断板6を、スピンチャック3の上方に大きく離間した位置まで上昇させる。これにより、1枚のウエハWに対する洗浄処理が終了し、搬送ロボットによって、処理済みのウエハWが処理室2から搬出される(ステップS8)。   When the rotation of the wafer W at a high rotational speed is continued for a predetermined time, the control device 30 controls the spin motor 7 to stop the rotation of the wafer W and close the drying gas valve 24. Further, the control device 30 drives the arm lifting mechanism 26 to raise the blocking plate 6 to a position far away from the spin chuck 3. Thereby, the cleaning process for one wafer W is completed, and the processed wafer W is unloaded from the processing chamber 2 by the transfer robot (step S8).
以上により、基板処理装置1において実施される処理例1によれば、ステップS5の穴あけ工程において、DIWの吐出が停止され、スピンチャック3に保持されているウエハWが低回転数で回転されるとともに、ガス吐出口22から小流量の窒素ガスが吐出される。このとき、ウエハWの回転による遠心力、およびウエハWの上面中心部への窒素ガスの吹き付けによって、ウエハWの上面中心部に穴50が形成される。その後、ウエハWの上面中心部への窒素ガスの吐出流量が小流量から大流量に上げられることにより、穴50が拡大される。次いで、ウエハWの回転数が高回転数まで上げられることにより、ウエハWの回転による遠心力によってウエハWの上面のDIWの液膜40が振り切られ、これによりウエハWが乾燥される。   As described above, according to the processing example 1 performed in the substrate processing apparatus 1, the DIW ejection is stopped and the wafer W held on the spin chuck 3 is rotated at a low rotational speed in the drilling process of step S <b> 5. At the same time, a small flow of nitrogen gas is discharged from the gas discharge port 22. At this time, the hole 50 is formed at the center of the upper surface of the wafer W by the centrifugal force generated by the rotation of the wafer W and the blowing of nitrogen gas to the center of the upper surface of the wafer W. Thereafter, the hole 50 is enlarged by increasing the discharge flow rate of nitrogen gas to the center of the upper surface of the wafer W from a small flow rate to a large flow rate. Next, when the rotation speed of the wafer W is increased to a high rotation speed, the DIW liquid film 40 on the upper surface of the wafer W is shaken off by the centrifugal force generated by the rotation of the wafer W, and the wafer W is thereby dried.
また、この処理例1では、穴あけのためにガス吐出口22から吐出される窒素ガスが小流量であるので、窒素ガスがDIWの液膜40に吹き付けられたときに、DIWの微小液滴の跳ね上がりをほとんど生じない。そのため、ステップS5の穴あけ工程において、DIW液膜除去後のウエハWの上面中心部に、DIWの微小液滴が捕獲されるのを防止することができる。これにより、ウエハWの上面中心部における乾燥不良の発生を抑制または防止することができる。   Further, in this processing example 1, since the nitrogen gas discharged from the gas discharge port 22 for drilling has a small flow rate, when the nitrogen gas is sprayed onto the DIW liquid film 40, the DIW micro droplets are discharged. Almost no jumping occurs. Therefore, it is possible to prevent DIW microdroplets from being captured at the center of the upper surface of the wafer W after the DIW liquid film removal in the drilling process of step S5. Thereby, it is possible to suppress or prevent the occurrence of poor drying at the center of the upper surface of the wafer W.
また、液供給管17の液吐出口18からDIWが吐出される。液吐出口18およびガス吐出口22の双方がウエハWの上面中心部に対向して集約して配置されている。この場合、仮に、ガス供給管21のガス吐出口22がスピンチャック3に対し液吐出口18よりも離れた位置(上方位置)にあるか、あるいは液吐出口18と同程度の高さ位置にあれば、液吐出口18のすぐ側方を、大流量の窒素ガスが流通することが考えられる。   Further, DIW is discharged from the liquid discharge port 18 of the liquid supply pipe 17. Both the liquid discharge port 18 and the gas discharge port 22 are collectively disposed so as to face the center of the upper surface of the wafer W. In this case, suppose that the gas discharge port 22 of the gas supply pipe 21 is located at a position (upward position) away from the liquid discharge port 18 with respect to the spin chuck 3 or at a height position similar to the liquid discharge port 18. If there is, it is conceivable that a large flow of nitrogen gas circulates just beside the liquid discharge port 18.
しかしながら、液供給管17からのDIW吐出の停止時には、液供給管17の液吐出口18近くの内壁に処理液が残留していることがある。この場合、液供給管17内に残留している処理液が、液吐出口18のすぐ側方を流通する大流量の窒素ガスの流れに引っ張られて(アスピレートされて)、窒素ガスにDIWの液滴が混入するおそれがある。ガス吐出口22から大流量の窒素ガスが吐出される場合としてステップS6の穴拡大工程が考えられるが、このような穴拡大工程で窒素ガスに処理液の液滴が混入すると、DIW液膜除去後のウエハWの上面中心部にDIWの液滴が捕獲される結果、ウエハWの上面中心部に乾燥不良が発生するおそれがある。   However, when DIW discharge from the liquid supply pipe 17 is stopped, the processing liquid may remain on the inner wall of the liquid supply pipe 17 near the liquid discharge port 18. In this case, the processing liquid remaining in the liquid supply pipe 17 is pulled (aspirated) by a flow of nitrogen gas having a large flow rate that flows immediately to the liquid discharge port 18, and DIW is added to the nitrogen gas. There is a risk of droplets being mixed. As a case where a large flow rate of nitrogen gas is discharged from the gas discharge port 22, a hole expansion process in step S6 is conceivable. When a droplet of the processing liquid is mixed into the nitrogen gas in such a hole expansion process, the DIW liquid film is removed. As a result of DIW droplets being captured at the center of the upper surface of the subsequent wafer W, poor drying may occur at the center of the upper surface of the wafer W.
これに対し、処理例1では、ガス吐出口22が液吐出口18よりもスピンチャック3に近づけて配置されている。したがって、液吐出口18の側方を窒素ガスが流通しないので、ガス吐出口22から吐出される窒素ガスに、液供給管17内に残留しているDIWの液滴が混入するおそれがない。これにより、ウエハWの上面中心部における乾燥不良の発生をより一層抑制することができる。   On the other hand, in Processing Example 1, the gas discharge port 22 is disposed closer to the spin chuck 3 than the liquid discharge port 18. Accordingly, since nitrogen gas does not flow through the side of the liquid discharge port 18, there is no possibility that DIW droplets remaining in the liquid supply pipe 17 are mixed into the nitrogen gas discharged from the gas discharge port 22. Thereby, generation | occurrence | production of the dry defect in the upper surface center part of the wafer W can be suppressed further.
また、ステップS5の穴あけ工程およびステップS6の穴拡大工程において、ガス吐出口22がウエハWの上面に近づけられる。そのため、ガス吐出口22からの窒素ガスを、ウエハWの上面中心部に精度良く当てることができる。これにより、ウエハWの上面中心部における乾燥不良をより一層抑制することができる。
図7は、第2処理例のリンス処理工程から乾燥工程に至る各工程における制御装置30による制御内容を説明するためのタイムチャートである。
Further, in the hole making process in step S5 and the hole expanding process in step S6, the gas discharge port 22 is brought close to the upper surface of the wafer W. Therefore, the nitrogen gas from the gas discharge port 22 can be accurately applied to the center of the upper surface of the wafer W. Thereby, the dry defect in the center part of the upper surface of the wafer W can be further suppressed.
FIG. 7 is a time chart for explaining the contents of control by the control device 30 in each step from the rinse treatment step to the drying step in the second treatment example.
処理例2では処理例1と同様、薬液処理工程(図4に示すステップS2)、リンス処理工程(図4に示すステップS3)、液盛り工程(図4に示すステップS4)、穴あけ工程(図4に示すステップS5)、穴拡大工程(図4に示すステップS6)および乾燥工程(図4に示すステップS7)の各処理が、この順に実行される。
処理例2が処理例1と相違する点は、ステップS6の穴拡大工程において、その開始時からウエハWが穴拡大回転数(第3回転速度)で回転されている点であり、それ以外の点については、処理例1と同様である。この場合、穴拡大工程の開始からウエハW上のDIWの液膜40にウエハWの回転による遠心力が作用するので、穴50を早期に拡大させることができる。これにより、穴50を良好に拡大させることができる。
In treatment example 2, as in treatment example 1, the chemical solution treatment step (step S2 shown in FIG. 4), the rinse treatment step (step S3 shown in FIG. 4), the liquid filling step (step S4 shown in FIG. 4), and the drilling step (FIG. 4, step S5), hole expansion step (step S6 shown in FIG. 4), and drying step (step S7 shown in FIG. 4) are executed in this order.
The difference between Process Example 2 and Process Example 1 is that the wafer W is rotated at the hole expansion rotation speed (third rotation speed) from the start in the hole expansion process of Step S6. About a point, it is the same as that of the example 1 of a process. In this case, since the centrifugal force due to the rotation of the wafer W acts on the liquid film 40 of DIW on the wafer W from the start of the hole expansion process, the hole 50 can be expanded at an early stage. Thereby, the hole 50 can be expanded favorably.
図8は、他の形態に係る基板処理装置101のノズルユニット104の構成を模式的に示す図である。
この図8の実施形態において、図1〜図7の実施形態に示された各部に対応する部分には、図1〜図7と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
図1〜図7に示す基板処理装置1では、リンス処理工程(ステップS3)、液盛り工程(ステップS4)、穴あけ工程(ステップS5)および穴拡大工程(ステップS6)の各処理におけるDIWの供給および窒素ガスの供給を、それぞれ遮断板6の対向面15に開口する管挿通路32に挿通された液供給管17およびガス供給管21を用いて行った。これに対し、基板処理装置101は、遮断板6とは別にそれぞれ設けられる処理液ノズル102および乾燥用ガスノズル103を有するノズルユニット104を備え、これら処理液ノズル102および乾燥用ガスノズル103を用いて、前記の各工程(ステップS3〜ステップS6)におけるDIWの供給および窒素ガスの供給を行う。
Figure 8 is a diagram schematically showing the configuration of the nozzle unit 104 of the substrate processing apparatus 101 according to other forms state.
In the embodiment of FIG. 8, parts corresponding to those shown in the embodiment of FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 1 to 7, and description thereof is omitted.
In the substrate processing apparatus 1 shown in FIGS. 1 to 7, supply of DIW in each of the rinsing process (step S3), the liquid filling process (step S4), the drilling process (step S5), and the hole enlargement process (step S6). The nitrogen gas was supplied by using the liquid supply pipe 17 and the gas supply pipe 21 inserted through the pipe insertion passage 32 opened on the opposing surface 15 of the shielding plate 6. On the other hand, the substrate processing apparatus 101 includes a nozzle unit 104 having a processing liquid nozzle 102 and a drying gas nozzle 103 provided separately from the blocking plate 6, and using these processing liquid nozzle 102 and the drying gas nozzle 103, DIW supply and nitrogen gas supply are performed in each of the above steps (steps S3 to S6).
処理液ノズル102は、液流通配管105と、液流通配管105の下端に形成され、液流通配管105を流通する処理液の一例としてのDIWを下方に向けて吐出する液吐出口(処理液吐出口)106とを有している。乾燥用ガスノズル103は、ガス流通配管107と、ガス流通配管107の下端に形成され、ガス流通配管107を流通する乾燥用ガスの一例としての窒素ガスを下方に向けて吐出するガス吐出口(乾燥用ガス吐出口)108を有している。液流通配管105およびガス流通配管107はそれぞれ鉛直姿勢をなすように設けられている。   The processing liquid nozzle 102 is formed at the liquid flow pipe 105 and the lower end of the liquid flow pipe 105, and is a liquid discharge port (process liquid discharge port) that discharges DIW as an example of the processing liquid flowing through the liquid flow pipe 105 downward. Outlet) 106. The drying gas nozzle 103 is formed at the gas circulation pipe 107 and the lower end of the gas circulation pipe 107, and discharges nitrogen gas as an example of the drying gas flowing through the gas circulation pipe 107 downward (drying). Gas outlet 108). The liquid circulation pipe 105 and the gas circulation pipe 107 are each provided in a vertical posture.
ノズルユニット104は、処理液ノズル102および乾燥用ガスノズル103を直接支持するホルダ109を備えている。ホルダ109には、ホルダ109を移動させるための移動機構(乾燥用ガスノズル昇降手段)110が結合されている。また、液流通配管105には、リンス液供給管19(図1参照)と同様のリンス液供給管(図示しない)が接続されており、リンス液供給管には、リンス液バルブ20(図1参照)と同様のリンス液バルブ(図示しない)が介装されている。   The nozzle unit 104 includes a holder 109 that directly supports the processing liquid nozzle 102 and the drying gas nozzle 103. A movement mechanism (drying gas nozzle lifting / lowering means) 110 for moving the holder 109 is coupled to the holder 109. Further, a rinse liquid supply pipe (not shown) similar to the rinse liquid supply pipe 19 (see FIG. 1) is connected to the liquid circulation pipe 105, and the rinse liquid valve 20 (FIG. 1) is connected to the rinse liquid supply pipe. A rinse liquid valve (not shown) similar to that shown in FIG.
ガス流通配管107には、乾燥用ガス供給管23(図1参照)と同様の乾燥用ガス供給管(図示しない)が接続されており、乾燥用ガス供給管には、乾燥用ガスバルブ24と同様の乾燥用ガスバルブ(図示しない)、および流量調節バルブ31と同様の流量調節バルブ(図示しない)が介装されている。これらのバルブおよび移動機構110が制御装置30に、制御対象として接続されている。   The gas distribution pipe 107 is connected to a drying gas supply pipe (not shown) similar to the drying gas supply pipe 23 (see FIG. 1), and the drying gas supply pipe is similar to the drying gas valve 24. A drying gas valve (not shown) and a flow rate adjusting valve (not shown) similar to the flow rate adjusting valve 31 are interposed. These valves and the moving mechanism 110 are connected to the control device 30 as a control target.
制御装置30は、移動機構110を制御して、液吐出口106およびガス吐出口108を、スピンチャック3に保持されているウエハWの回転中心に対向するように、ノズルユニット104を配置する。そして、その状態で、前述の処理例1や処理例2の処理と同様の処理を、ウエハWの上面に対して施す。この場合、移動機構110を制御して、支持部109(ノズルユニット104全体)を昇降させることにより、液吐出口106およびガス吐出口108の高さ位置を、リンス処理工程(図4に示すステップS3)、液盛り工程(図4に示すステップS4)、穴あけ工程(図4に示すステップS5)および穴拡大工程(図4に示すステップS6)の各処理に応じた高さ位置とすることができる。   The control device 30 controls the moving mechanism 110 to arrange the nozzle unit 104 so that the liquid discharge port 106 and the gas discharge port 108 face the rotation center of the wafer W held by the spin chuck 3. In this state, the same processing as the processing example 1 and processing example 2 described above is performed on the upper surface of the wafer W. In this case, the height position of the liquid discharge port 106 and the gas discharge port 108 is set in the rinse process step (step shown in FIG. 4) by controlling the moving mechanism 110 to raise and lower the support portion 109 (the entire nozzle unit 104). S3), the liquid filling step (step S4 shown in FIG. 4), the drilling step (step S5 shown in FIG. 4), and the hole enlargement step (step S6 shown in FIG. 4), the height position may be set. it can.
以上、本発明の2つの実施形態について説明したが、本発明は他の形態でも実施するこができる。
また、処理液を用いた液処理として、リンス処理を例示し、このリンス処理におけるリンス液としてDIWを用いる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、リンス液は、DIWに限らず、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、還元水(水素水)、磁気水、などをリンス液として採用することもできる。
As mentioned above, although two embodiment of this invention was described, this invention can be implemented also with another form.
Moreover, the rinse process was illustrated as a liquid process using a process liquid, and the case where DIW was used as a rinse liquid in this rinse process was mentioned as an example and demonstrated. However, the rinse liquid is not limited to DIW, and carbonated water, electrolytic ionic water, ozone water, reduced water (hydrogen water), magnetic water, and the like can also be employed as the rinse liquid.
乾燥用ガスの一例として窒素ガスを挙げたが、清浄空気やその他の不活性ガスを乾燥用ガスとして用いることができる。
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。
Nitrogen gas is mentioned as an example of the drying gas, but clean air or other inert gas can be used as the drying gas.
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
1,101 基板処理装置
3 スピンチャック(基板保持手段)
6 遮断板(基板対向部材)
7 スピンモータ(回転手段)
15 対向面
17 液供給管(処理液ノズル)
18 液吐出口(処理液吐出口)
21 ガス供給管(乾燥用ガスノズル)
22 ガス吐出口(乾燥用ガス吐出口)
26 アーム昇降機構(乾燥用ガスノズル昇降手段)
30 制御装置(制御手段)
32 管挿通路(開口部)
40 DIWの液膜(処理液の液膜)
50 穴(液膜除去領域)
102 処理液ノズル
103 乾燥用ガスノズル
106 液吐出口(処理液吐出口)
108 ガス吐出口(乾燥用ガス吐出口)
110 移動機構(乾燥用ガスノズル昇降手段)
C 回転軸線(鉛直軸線)
W ウエハ(基板)
1,101 Substrate processing equipment 3 Spin chuck (substrate holding means)
6 Barrier plate (substrate facing member)
7 Spin motor (rotating means)
15 Opposing surface 17 Liquid supply pipe (treatment liquid nozzle)
18 Liquid outlet (treatment liquid outlet)
21 Gas supply pipe (drying gas nozzle)
22 Gas outlet (drying gas outlet)
26 Arm lifting mechanism (drying gas nozzle lifting mechanism)
30 Control device (control means)
32 Pipe insertion passage (opening)
40 DIW liquid film (liquid film of treatment liquid)
50 holes (liquid film removal area)
102 treatment liquid nozzle 103 drying gas nozzle 106 liquid discharge port (treatment liquid discharge port)
108 Gas outlet (drying gas outlet)
110 Moving mechanism (Drying gas nozzle lifting / lowering means)
C Rotation axis (vertical axis)
W Wafer (Substrate)

Claims (5)

  1. 基板を水平姿勢に保持するための基板保持手段と、
    前記基板保持手段に保持されている基板を、所定の鉛直軸線まわりに回転させるための回転手段と、
    前記基板保持手段に保持されている基板の上面に対向する対向面、および前記対向面に開口する開口部を有する基板対向部材と、
    前記開口部内に固定的に配置された処理液吐出口を有し、前記処理液吐出口から前記基板の上面に向けて処理液を吐出するための処理液ノズルと、
    前記処理液ノズルに処理液を供給するための処理液供給手段と、
    前記開口部内において前記処理液吐出口よりも前記基板保持手段に近づけて固定的に配置された乾燥用ガス吐出口を有し、前記乾燥用ガス吐出口から当該基板の上面に向けて乾燥用ガスを吐出するための乾燥用ガスノズルと、
    前記乾燥用ガスノズルに乾燥用ガスを供給する乾燥用ガス供給手段と、
    前記基板対向部材、前記処理液ノズルおよび前記乾燥用ガスノズルを一括して昇降させる昇降手段と、
    前記回転手段、前記処理液供給手段、前記乾燥用ガス供給手段および前記昇降手段を制御する制御手段とを含み、
    前記制御手段は、
    前記基板対向部材、前記処理液ノズルおよび前記乾燥用ガスノズルを第1の位置に配置しかつ第1回転速度で前記基板を回転させた状態で、前記処理液吐出口から処理液を吐出することにより、当該基板の上面を覆う処理液の液膜を形成させる液膜形成工程と、
    前記液膜形成工程の後、前記基板対向部材、前記処理液ノズルおよび前記乾燥用ガスノズルを前記第1の位置よりも前記基板に接近した第2の位置に配置しかつ第1回転速度で前記基板を回転させた状態で、前記乾燥用ガス吐出口から第1流量の乾燥用ガスを吐出することにより、当該基板の上面中心部に、処理液の液膜が除去された液膜除去領域を形成させる液膜除去領域形成工程と、
    前記液膜除去領域形成工程の後、前記乾燥用ガス吐出口から前記第1流量よりも多い第2流量の乾燥用ガスを吐出することにより、前記液膜除去領域を拡大させる除去領域拡大工程と
    前記除去領域拡大工程の後、前記第1回転速度よりも大きい第2回転速度で前記基板を回転させる乾燥工程とを実行する、基板処理装置。
    A substrate holding means for holding the substrate in a horizontal position;
    A rotating means for rotating the substrate held by the substrate holding means around a predetermined vertical axis;
    A substrate facing member having a facing surface facing the upper surface of the substrate held by the substrate holding means , and an opening opening in the facing surface;
    Has a fixedly arranged treatment liquid outlet port in the opening, a treatment liquid nozzle for ejecting the processing liquid toward the upper surface of the substrate from the treatment liquid outlet port,
    Treatment liquid supply means for supplying the treatment liquid to the treatment liquid nozzle;
    Has a fixedly arranged drying gas discharge port than the pre-Symbol treatment liquid outlet port closer to said substrate holding means within said opening, for drying the drying gas discharge port toward the upper surface of the substrate A gas nozzle for drying for discharging gas;
    A drying gas supply means for supplying a drying gas to the drying gas nozzle;
    Elevating means for elevating and lowering the substrate facing member, the treatment liquid nozzle, and the drying gas nozzle all together,
    Control means for controlling the rotation means, the treatment liquid supply means, the drying gas supply means and the lifting means,
    The control means includes
    By discharging the processing liquid from the processing liquid discharge port in a state where the substrate facing member, the processing liquid nozzle and the drying gas nozzle are arranged at the first position and the substrate is rotated at the first rotation speed. a Ruekimaku formation step to form a treatment liquid film covering the upper surface of the substrate,
    After the liquid film forming step, the substrate facing member, the processing liquid nozzle, and the drying gas nozzle are disposed at a second position closer to the substrate than the first position, and at the first rotational speed. In the rotated state, a first flow rate of the drying gas is discharged from the drying gas discharge port, thereby forming a liquid film removal region in which the liquid film of the processing liquid is removed at the center of the upper surface of the substrate. and Ruekimaku removal region forming step is,
    After the liquid film removal region forming step, the by discharging drying from the gas outlet of the second flow rate greater than said first flow rate drying gas, the liquid film removal areas Ru is enlarged removal region growing process And
    After the removal region growing process, to perform a drying step of rotating the substrate in front Symbol greater than the first rotational speed second rotational speed, the substrate processing apparatus.
  2. 前記制御手段は、前記液膜除去領域拡大工程において、当該液膜除去領域の拡大開始時には前記基板を前記第1回転速度で回転させ、当該液膜除去領域の拡大の進行に伴って、当該基板の回転速度を当該第1回転速度より大きくかつ前記第2回転速度よりも小さい第3回転速度にまで増大させる、請求項1に記載の基板処理装置。 Wherein, in the liquid film is removed area enlargement process, at the time of the extension start of the liquid-film removal areas by rotating the front Kimoto plate at the first rotation speed, with the progress of expansion of the liquid film removal areas The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the rotation speed of the substrate is increased to a third rotation speed that is larger than the first rotation speed and smaller than the second rotation speed.
  3. 前記制御手段は、前記液膜除去領域を拡大させる際に、前記基板を、前記第1回転速度より大きくかつ前記第2回転速度よりも小さい第3回転速度で回転させる、請求項1に記載の基板処理装置。 Wherein, when to expand the liquid film removal areas, the board is rotated at a small third rotational speed than the first greater than the rotational speed and the second rotational speed, according to claim 1 Substrate processing equipment.
  4. 前記制御手段は、前記液膜形工程の開始に先立って、前記基板保持手段に保持されている基板の上面に前記処理液吐出口から処理液を吐出し、当該基板を前記第1回転速度よりも大きくかつ前記第2回転速度よりも小さい液処理回転速度で回転させる液処理工程を実行し、
    前記液処理工程の終了に連続して前記液膜形工程を実行する、請求項1〜のいずれか一項に記載の基板処理装置。
    Wherein, prior to the start of the liquid film-shaped formation step, the ejected treatment liquid from the treatment liquid outlet port on the upper surface of the substrate held by the substrate holding unit, the first rotational speed the substrate A liquid treatment step of rotating at a liquid treatment rotation speed greater than and less than the second rotation speed,
    The liquid processing step ends on continuously performing the liquid film-shaped formation step, a substrate processing apparatus according to any one of claims 1-3.
  5. 前記制御手段は、前記基板対向部材、前記処理液ノズルおよび前記乾燥用ガスノズルを前記第2の位置よりも前記基板に接近した第3の位置に配置した状態で前記乾燥工程を実行する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置。  The said control means performs the said drying process in the state which has arrange | positioned the said board | substrate opposing member, the said process liquid nozzle, and the said gas nozzle for drying in the 3rd position nearer to the said board | substrate than the said 2nd position. The substrate processing apparatus as described in any one of 1-4.
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