JP6420707B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Description
開示の実施形態は、基板処理方法および基板処理装置に関する。
従来、たとえば基板処理装置における洗浄処理においては、基板にリンス液を供給してリンス処理を施した後に、基板を乾燥させることがある。この基板乾燥時に、リンス液の表面張力が基板のパターンに作用し、パターン倒壊が発生するおそれがあった。
そこで、近年、リンス処理の前に、基板に撥水化剤を供給して基板の撥水化処理を行っておくことで、基板乾燥時にリンス液から基板のパターンへ作用する力を低減し、パターン倒壊を抑制するようにした技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
また、上記した従来技術にあっては、撥水化剤を比較的高い温度まで加熱するとともに、さらに撥水化剤を常時加熱して高温の状態を維持したまま基板へ供給することで、基板の撥水化を促進させ、撥水化に要する時間を短縮するようにしている。
しかしながら、上記した従来技術にあっては、高温の状態に維持された撥水化剤が基板処理装置内を流れることとなる。そのため、基板処理装置内の雰囲気温度が変化して不安定になるおそれがあった。
実施形態の一態様は、基板のパターンの倒壊を抑制することができるとともに、基板処理装置内の雰囲気温度を一定に保つ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。
実施形態の一態様に係る基板処理方法は、撥水化工程と、リンス工程と、乾燥工程と、冷却工程とを含む。撥水化工程は、予め設定された第１所定温度まで加熱された後、前記第１所定温度より低い第２所定温度になった撥水化剤を基板へ供給する。リンス工程は、前記撥水化工程後の前記基板に対し、リンス液を供給する。乾燥工程は、前記リンス工程後の前記基板の前記リンス液を除去する。冷却工程は、前記撥水化工程前に、前記第１所定温度まで加熱された前記撥水化剤を前記第２所定温度になるまで冷却する。
実施形態の一態様によれば、基板のパターンの倒壊を抑制することができるとともに、基板処理装置内の雰囲気温度を一定に保つことができる。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理方法および基板処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
＜１．基板処理システムの構成＞
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ（以下ウェハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。
また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。
処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
次に、処理ユニット１６の概略構成について図２を参照して説明する。図２は、処理ユニット１６の概略構成を示す図である。
図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。
チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。
基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。
処理流体供給部４０は、ウェハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。
回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。
本実施形態に係る処理ユニット１６は、たとえば、ウェハＷに対して各種の処理液を吐出することによってウェハＷに各種の液処理を施した後、ウェハＷ上に残存する液体を除去する乾燥処理を行う。
ところで、ウェハＷを乾燥させる際に、ウェハＷ上に形成されたパターンが倒壊することがあった。図３は、ウェハＷの乾燥処理を説明する図であり、ウェハＷの模式拡大断面図である。
具体的には、図３に示すように、上記した乾燥処理は、ウェハＷ上のパターンＰ間に処理液（たとえば想像線で示すＤＩＷ（純水））が残存した状態で開始される。このとき、処理液からパターンＰに対し、パターンＰを倒壊させようとする力が作用してパターン倒壊が発生することがあった。
そこで、たとえば、予めウェハＷに撥水化剤を供給して撥水化処理を施しておくと、処理液は、パターンＰとの接触角度θを９０°近くに保ったまま乾燥していくこととなる。これにより、処理液からパターンＰへ作用する倒壊させようとする力を低減することができ、よってパターンＰの倒壊を抑制することができる。
また、撥水化剤を比較的高い温度まで加熱するとともに、さらに撥水化剤を常時加熱して高温の状態を維持したままウェハＷへ供給することで、ウェハＷの撥水化を促進させ、撥水化に要する時間を短縮することが考えられる。しかしながら、上記のように構成すると、たとえば基板処理システム１内の雰囲気温度が高温の撥水化剤によって変化して不安定になるおそれがある。
そこで、本実施形態に係る基板処理システム１では、ウェハＷのパターンＰの倒壊を抑制することができるとともに、基板処理システム１内の雰囲気温度を一定に保つことができるような構成とした。以下、かかる点について具体的に説明する。
まず、処理ユニット１６を含む基板処理システム１の具体的な構成について図４を参照して説明する。図４は、基板処理システム１の具体的な構成例を示す模式図である。なお、基板処理システム１は、基板処理装置の一例であり、処理ユニット１６は、処理部の一例である。
基板処理システム１の処理ユニット１６では、たとえばウェハＷの洗浄や撥水化、乾燥などを含む一連の洗浄処理が行われる。なお、処理ユニット１６で行われる所定の基板処理は、上記した洗浄処理に限定されるものではなく、たとえば現像処理やエッチング処理などその他の種類の処理であってもよい。
図４に示すように、複数の処理ユニット１６は、それぞれ処理流体供給部４０を備える。かかる処理流体供給部４０は、ノズル４１と、ノズル４１に一端が接続される配管４２とを備える。ノズル４１は、処理ユニット１６のチャンバ２０内に収容され、たとえばウェハＷを臨む位置に配置される。
各処理ユニット１６のノズル４１から延びる配管４２の他端は、処理ユニット１６のチャンバ２０の外で一度合流した後、多連切換バルブ７１を介して複数に分岐する。なお、図４では、配管４２が合流する位置を符号Ａで示した。
上記した多連切換バルブ７１は、薬液用バルブ７１ａと、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）用バルブ７１ｂと、リンス液用バルブ７１ｃと、撥水化剤用バルブ７１ｄとを含んでいる。
そして、多連切換バルブ７１で分岐された配管４２はそれぞれ、薬液用バルブ７１ａを介して薬液供給源７０ａに、ＩＰＡ用バルブ７１ｂを介してＩＰＡ供給源７０ｂに、リンス液用バルブ７１ｃを介してリンス液供給源７０ｃに、撥水化剤用バルブ７１ｄを介して撥水化剤供給源７０ｄに接続される。
なお、以下では、薬液供給源７０ａに接続される配管４２を「配管４２ａ」と記載する場合がある。同様に、ＩＰＡ供給源７０ｂに接続される配管４２を「配管４２ｂ」、リンス液供給源７０ｃに接続される配管４２を「配管４２ｃ」、撥水化剤供給源７０ｄに接続される配管４２を「配管４２ｄ」と記載する場合がある。また、配管４２のうち、各処理ユニット１６内に位置する部分を「配管４２ｅ」と記載する場合がある。
したがって、上記した処理流体供給部４０は、薬液供給源７０ａから配管４２ａを通って供給される薬液、ＩＰＡ供給源７０ｂから配管４２ｂを通って供給されるＩＰＡ、リンス液供給源７０ｃから配管４２ｃを通って供給されるリンス液、撥水化剤供給源７０ｄから配管４２ｄを通って供給される撥水化剤を、ノズル４１からウェハＷに対して吐出する。なお、処理流体供給部４０は、撥水化剤供給部およびリンス供給部の一例である。
なお、ここでは、処理流体供給部４０が処理ユニット１６ごとに１つのノズル４１を備える場合の例について説明するが、処理流体供給部４０は、各処理液に対応する複数のノズルを備えていてもよい。すなわち、各処理ユニット１６において、処理流体供給部４０は、薬液供給源７０ａに接続されて薬液を吐出するノズルと、ＩＰＡ供給源７０ｂに接続されてＩＰＡを吐出するノズルと、リンス液供給源７０ｃに接続されてリンス液を吐出するノズルと、撥水化剤供給源７０ｄに接続されて撥水化剤を吐出するノズルとを備えていてもよい。
上記した薬液としては、たとえば処理ユニット１６で洗浄処理が行われる場合、洗浄液の一種であるＤＨＦ（希フッ酸）などを用いることができるが、これに限定されるものではない。
また、上記したＩＰＡ供給源７０ｂは、これに限られず、ＩＰＡ供給源７０ｂに代えて、たとえばＩＰＡ以外の揮発性溶剤の供給源であってもよい。また、リンス液としては、たとえばＤＩＷを用いることができるが、これに限定されるものではなく、その他の種類のリンス液を用いてもよい。
また、上記した撥水化剤は、たとえば、ウェハＷの表面を撥水化するための撥水化剤をシンナーで所定の濃度に希釈したものである。ここで、撥水化剤としては、シリル化剤（またはシランカップリング剤）を用いることができる。具体的には、たとえばＴＭＳＤＭＡ（トリメチルシリルジメチルアミン）、ＤＭＳＤＭＡ（ジメチルシリルジメチルアミン）、ＴＭＳＤＥＡ（トリメチルシリルジエチルアミン）、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジンラザン）、および、ＴＭＤＳ（１，１，３，３−テトラメチルジシラザン）などを撥水化剤として用いることができる。
また、シンナーとしては、エーテル類溶媒や、ケトンに属する有機溶媒などを用いることができる。具体的には、たとえばＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、シクロヘキサノン、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などをシンナーとして用いることができる。
基板処理システム１はさらに、貯留部４３と、ポンプ４４と、フィルタ４５と、流量調整器４６と、加熱部８０と、冷却部８１とを備える。貯留部４３は、撥水化剤供給源７０ｄと処理ユニット１６との間の配管４２ｄに設けられ、撥水化剤供給源７０ｄから供給された撥水化剤を一時的に貯留する。
このように、配管４２ｄの途中に貯留部４３が設けられることで、たとえば撥水化剤供給源７０ｄからノズル４１に対し、急激に圧力が変化したり、脈動したりする撥水化剤が供給されることを防止することが可能となる。
上記した貯留部４３としては、たとえばバッファタンクを用いることができるが、これに限定されるものではない。なお、図４に示す例では、配管４２ｄに貯留部４３を設けるようにしたが、これに限られず、たとえば配管４２ａ〜４２ｃにも貯留部を設けるようにしてもよい。
また、以下では、配管４２ｄのうち、貯留部４３よりも上流側、すなわち撥水化剤供給源７０ｄ側を「上流配管４２ｄ１」と記載し、貯留部４３よりも下流側、すなわち処理ユニット１６側を「下流配管４２ｄ２」と記載する場合がある。
ポンプ４４は、下流配管４２ｄ２に設けられ、貯留部４３の撥水化剤を処理ユニット１６へ送り出す。また、フィルタ４５は、下流配管４２ｄ２においてポンプ４４よりも下流側に設けられ、たとえば撥水化剤に含まれるパーティクル等の異物を除去する。
流量調整器４６は、下流配管４２ｄ２において多連切換バルブ７１と処理ユニット１６との間に設けられる。また、流量調整器４６は、処理ユニット１６ごとに設けられ、対応する処理ユニット１６へ供給される撥水化剤や薬液などの流量を調整する。
加熱部８０は、配管４２ｄに設けられて撥水化剤を加熱する。詳しくは、加熱部８０は、撥水化剤供給源７０ｄと処理ユニット１６との間の配管４２ｄのうち、上流配管４２ｄ１に設けられ、貯留部４３へ供給される前の撥水化剤を加熱する。具体的には、加熱部８０は、撥水化剤を予め設定された第１所定温度まで加熱する。
第１所定温度は、任意の値に設定可能であるが、たとえば常温よりも高く、かつ、撥水化剤の沸点よりも低い値であることが好ましい。具体的には、第１所定温度は、約３０〜７０℃が好ましい。なお、常温とは、たとえば、基板処理システム１が設置される場所の室温であるが、これに限定されるものではない。
上記した加熱部８０としては、たとえば温度調節器などを用いることができる。温度調節器は、たとえば水などの液体が循環させられる管路を有し、かかる管路内を流れる液体と配管４２ｄを流れる撥水化剤とで熱交換が行われることにより、撥水化剤の温度を所定の温度（ここでは第１所定温度）に調節する。なお、加熱部８０は、上記した温度調節器に限定されるものではなく、たとえば電気ヒータなどその他の加熱機構であってもよい。
冷却部８１は、配管４２ｄに設けられて撥水化剤を冷却する。具体的には、冷却部８１は、配管４２ｄにおいて加熱部８０よりも下流側に設けられる、より具体的には、配管４２ｄの途中にある貯留部４３に設けられる。
そして、冷却部８１は、貯留部４３に貯留された撥水化剤を冷却する。具体的には、冷却部８１は、撥水化剤を第２所定温度まで冷却する。第２所定温度は、第１所定温度よりも低い任意の値に設定可能であるが、たとえば常温に設定されることが好ましい。
上記した冷却部８１としては、加熱部８０と同様に、たとえば温度調節器を用いることができる。温度調節器は、たとえば管路内を流れる液体と貯留部４３の撥水化剤とで熱交換が行われることにより、撥水化剤の温度を所定の温度（ここでは第２所定温度）に調節する。なお、冷却部８１は、上記した水冷式の温度調節器に限定されるものではなく、たとえば空冷式の温度調節器などその他の冷却機構であってもよい。
このように、撥水化剤供給源７０ｄから供給された撥水化剤は、加熱部８０で第１所定温度まで加熱された後、冷却部８１で第２所定温度になるまで冷却されることとなる。そして、第２所定温度となった撥水化剤がノズル４１からウェハＷへ供給される。
これにより、本実施形態に係る基板処理システム１にあっては、ウェハＷの撥水化を促進させることができ、撥水化に要する時間を短縮することができる。
具体的には、たとえば撥水化剤を常温のまま、すなわち加熱せずにウェハＷへ供給した場合と比較すると、常温のままの場合、ウェハＷを十分に撥水化させるまでに、撥水化剤を約６０秒間ウェハＷへ供給する必要があった。
なお、ここで、ウェハＷを十分に撥水化させるとは、たとえば、撥水化処理後の乾燥処理において、リンス液とウェハＷのパターンＰとの接触角度θ（図３参照）を９０°近くに保ったまま乾燥させることができる程度の撥水性をウェハＷに付与することを意味している。
これに対し、本発明者らは、上記した加熱後に冷却された撥水化剤を約３０秒間ウェハＷへ供給することで、ウェハＷを十分に撥水化させることができることを見出した。この結果は、たとえば、撥水化剤を比較的高い温度まで加熱するとともに、さらに高温の状態を維持したままウェハＷへ供給する場合と同等の結果である。
これについて本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、撥水化剤を加温した後に冷却することで、撥水化剤中のシンナー等の溶媒が揮発し、たとえばシリル化液成分や活性剤の濃度が、ウェハＷの撥水化を促進させるより良いバランスになるという知見を得た。したがって、本実施形態に係る基板処理システム１では、上記した知見に基づき、加温した後に冷却した撥水化剤をウェハＷへ供給することで、ウェハＷの撥水化を促進させることができる。
また、たとえば、比較的高温の撥水化剤がウェハＷへ供給された場合、処理ユニット１６のチャンバ２０内を含む基板処理システム１内の雰囲気温度が変化して、洗浄処理などが不安定になるおそれがある。これに対し、本実施形態に係る基板処理システム１では、撥水化剤は冷却部８１で第２所定温度（たとえば常温）まで冷却されてからウェハＷへ供給されるため、処理ユニット１６のチャンバ２０内などの基板処理システム１内の雰囲気温度を一定に保つことができる。これにより、たとえば処理ユニット１６において、洗浄処理などを安定して行うことができる。
また、たとえば、高温の状態に維持された撥水化剤が基板処理システム１内を流れると、基板処理システム１内で使用される各種部品を耐熱性を有する材質にするなど、使用部品に対する制限が多くなるおそれがある。これに対し、本実施形態に係る基板処理システム１では、撥水化剤が第１所定温度よりも低い第２所定温度になるため、冷却部８１よりも下流側の配管４２ｄ（下流配管４２ｄ２など）やポンプ４４、フィルタ４５、流量調整器４６、ノズル４１、回収カップ５０等は、たとえば耐熱性を有する材質であることを要しない。このように、基板処理システム１における使用部品の制限を少なくすることができる。
また、上記したように、加熱部８０および冷却部８１が配管４２ｄに設けられることで、撥水化剤を容易に第１所定温度まで加熱した後、第２所定温度まで冷却することができる。また、冷却部８１は、配管４２ｄの途中の貯留部４３に設けられるため、撥水化剤を第２所定温度まで確実に冷却してから、ウェハＷへ供給することが可能となる。
また、本実施形態では、たとえばヒータなどで撥水化剤を常時加熱することを要しないため、基板処理システム１全体としての省電力化を図ることも可能である。
＜２．基板処理の具体的動作＞
次に、上記のように構成された基板処理システム１において、処理ユニット１６で実行される所定の基板処理の内容について図５を参照して説明する。具体的に処理ユニット１６においては、基板洗浄処理が行われる。
次に、上記のように構成された基板処理システム１において、処理ユニット１６で実行される所定の基板処理の内容について図５を参照して説明する。具体的に処理ユニット１６においては、基板洗浄処理が行われる。
図５は、処理ユニット１６において実行される基板洗浄処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図５に示す基板洗浄処理の処理手順は、制御装置４の記憶部１９に格納されているプログラムを制御部１８が読み出すとともに、読み出した命令に基づいて処理ユニット１６等を制御することにより実行される。
図５に示すように、まず、制御部１８は、撥水化剤を加熱する加熱処理を行う（ステップＳ１０１）。かかる加熱処理では、上記したように、撥水化剤供給源７０ｄから供給された撥水化剤が、加熱部８０によって第１所定温度まで加熱される。
つづいて、制御部１８は、撥水化剤を冷却する冷却処理を行う（ステップＳ１０２）。かかる冷却処理では、第１所定温度まで加熱されて貯留部４３に供給された撥水化剤が、冷却部８１によって第２所定温度まで冷却される。
なお、ここでは、撥水化剤の加熱処理および冷却処理が最初に行われるように構成したが、これに限定されるものではない。すなわち、撥水化剤の加熱処理および冷却処理は、たとえば後述する撥水化処理の前までに、行われるようにすればよい。
次に、制御部１８は、基板搬送装置１７（図１参照）によって処理ユニット１６のチャンバ２０内にウェハＷを搬入する（ステップＳ１０３）。ウェハＷは、パターン形成面を上方に向けた状態で保持部３１（図２参照）に保持される。その後、制御部１８は、保持部３１を所定の回転速度で回転させる。
つづいて、制御部１８は、洗浄液供給処理を行う（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部１８は、薬液用バルブ７１ａを所定時間（たとえば、１８０秒間）開放させることにより、ノズル４１から回転するウェハＷへ向けて洗浄液であるＤＨＦを吐出させる。ウェハＷに供給されたＤＨＦは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの上面全体に広がる。これにより、ウェハＷが洗浄される。
つづいて、制御部１８は、第１リンス処理を行う（ステップＳ１０５）。制御部１８は、リンス液用バルブ７１ｃを所定時間（たとえば、３０秒間）開放させることにより、ノズル４１から回転するウェハＷへ向けてリンス液であるＤＩＷを吐出させる。ウェハＷに供給されたＤＩＷは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの上面全体に広がる。これにより、ウェハＷの上面に残存するＤＨＦがＤＩＷによって洗い流される。
つづいて、制御部１８は、第１ＩＰＡ供給処理を行う（ステップＳ１０６）。制御部１８は、ＩＰＡ用バルブ７１ｂを所定時間（たとえば、３０秒間）開放させることにより、ノズル４１から回転するウェハＷへＩＰＡを吐出させる。ウェハＷに供給されたＩＰＡは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの上面全体に広がる。これにより、ウェハＷ上面の液体が、後段の撥水化処理においてウェハＷに吐出される撥水化剤と親和性を有するＩＰＡに置換される。なお、ＩＰＡは、ＤＩＷとの親和性も有するため、ＤＩＷからＩＰＡへの置換も容易である。
つづいて、制御部１８は、ウェハＷの撥水化処理を行う（ステップＳ１０７）。制御部１８は、撥水化剤用バルブ７１ｄを、所定時間開放させることにより、ノズル４１から回転するウェハＷへ向けて撥水化剤であるシリル化剤を吐出させる。撥水化剤用バルブ７１ｄを開放する所定時間は、ウェハＷを十分に撥水化させることができる時間に設定され、たとえば３０秒間に設定される。
ウェハＷに供給された撥水化剤は、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの上面全体に広がる。これにより、ウェハＷ上面のＯＨ基にシリル基が結合して、ウェハＷ上面に撥水膜が形成される。
このように、撥水化処理を行ってウェハＷを撥水化させることで、後段の乾燥処理において、ＤＩＷは、パターンＰとの接触角度θ（図３参照）を９０°近くに保ったまま乾燥していくこととなる。これにより、ＤＩＷからパターンＰへ作用する倒壊させようとする力を低減することができ、よってパターンＰの倒壊を抑制することができる。
つづいて、制御部１８は、第２ＩＰＡ供給処理を行う（ステップＳ１０８）。第２ＩＰＡ供給処理は、上記した第１ＩＰＡ供給処理と同様の手順で行われる。かかる第２ＩＰＡ供給処理により、ウェハＷ上面に残存する撥水化剤がＩＰＡに置換される。
つづいて、制御部１８は、第２リンス処理を行う（ステップＳ１０９）。第２リンス処理は、上記した第１リンス処理と同様の手順で行われる。これにより、ウェハＷの上面に残存するＩＰＡがＤＩＷによって洗い流される。なお、上記では、第２リンス処理においてＤＩＷを用いるようにしたが、これに限られず、たとえば、ＩＰＡや、ＩＰＡとＤＩＷとの混合液などであってもよい。
つづいて、制御部１８は、乾燥処理を行う（ステップＳ１１０）。制御部１８は、基板保持機構３０の駆動部３３（図２参照）を制御して、ウェハＷの回転速度を増速させることによってウェハＷ上のＤＩＷを振り切ってウェハＷを乾燥させる。
その後、制御部１８は、搬出処理を行う（ステップＳ１１１）。制御部１８は、駆動部３３（図２参照）を制御してウェハＷの回転を停止させた後、ウェハＷを基板搬送装置１７（図１参照）によって処理ユニット１６から搬出する。かかる搬出処理が完了すると、１枚のウェハＷについての一連の基板処理が完了する。
上述してきたように、本実施形態に係る基板処理方法は、撥水化工程と、リンス工程と、乾燥工程とを含む。撥水化工程は、予め設定された第１所定温度まで加熱された後、第１所定温度より低い第２所定温度になった撥水化剤をウェハＷへ供給する。リンス工程は、撥水化工程後のウェハＷに対し、リンス液を供給する。乾燥工程は、リンス工程後のウェハＷのリンス液を除去する。
これにより、ウェハＷのパターンＰの倒壊を抑制することができるとともに、ウェハＷにおける撥水化を促進することができる。また、処理ユニット１６のチャンバ２０内などの基板処理システム１内の雰囲気温度を一定に保つことができる。
＜３−１．第１変形例＞
上記した基板処理システム１において、加熱部８０および冷却部８１が設けられる場所は、図４に示すものに限定されるものではない。ここで、実施形態に係る基板処理システム１において、加熱部８０および冷却部８１が設けられる場所の変形例について、図６〜図９を参照して説明する。
上記した基板処理システム１において、加熱部８０および冷却部８１が設けられる場所は、図４に示すものに限定されるものではない。ここで、実施形態に係る基板処理システム１において、加熱部８０および冷却部８１が設けられる場所の変形例について、図６〜図９を参照して説明する。
図６〜図９は、第１〜第４変形例における基板処理システム１の具体的な構成例を示す模式図である。なお、以下では、図４に示す基板処理システム１に対して相違する点に焦点をおいて説明する。
第１変形例では、図６に示すように、冷却部８１が、配管４２ｄのうち、下流配管４２ｄ２であってポンプ４４よりも上流側に設けられるようにした。これにより、撥水化剤を容易に第２所定温度まで冷却することができる。
すなわち、撥水化剤は、貯留部４３に一旦貯留されるため、温度が第１所定温度よりも下がり、温度が下がった状態の撥水化剤を下流配管４２ｄ２で冷却することとなるため、冷却部８１は撥水化剤を容易に第２所定温度まで冷却することができる。
また、第１変形例に係る基板処理システム１においても、冷却部８１よりも下流側の配管４２ｄやポンプ４４、フィルタ４５、流量調整器４６、ノズル４１、回収カップ５０等は、耐熱性を有する材質であることを要せず、よって使用部品の制限を少なくすることができる。
＜３−２．第２変形例＞
第２変形例では、図７に示すように、冷却部８１が、各処理ユニット１６内の配管４２ｅに設けられるようにした。このように、各処理ユニット１６内で撥水化剤を第２所定温度に冷却することで、複数の処理ユニット１６間で撥水化剤の温度にバラツキが生じることを抑制することができる。
第２変形例では、図７に示すように、冷却部８１が、各処理ユニット１６内の配管４２ｅに設けられるようにした。このように、各処理ユニット１６内で撥水化剤を第２所定温度に冷却することで、複数の処理ユニット１６間で撥水化剤の温度にバラツキが生じることを抑制することができる。
また、第２変形例に係る基板処理システム１においては、冷却部８１よりも下流側の配管４２ｅやノズル４１、回収カップ５０等は、耐熱性を有する材質であることを要せず、よって使用部品の制限を少なくすることができる。
なお、第２変形例および後述の第４変形例における撥水化剤の冷却処理は、図５のフローチャートにおいて、第１ＩＰＡ供給処理（ステップＳ１０６）の後、かつ、撥水化処理（ステップＳ１０７）の前に行われる。
＜３−３．第３変形例＞
第３変形例では、図８に示すように、加熱部８０が貯留部４３に設けられるとともに、冷却部８１が下流配管４２ｄ２であってポンプ４４よりも上流側に設けられるようにした。このように、加熱部８０が配管４２ｄの途中の貯留部４３に設けられるため、撥水化剤を第１所定温度まで確実に加熱してから、ウェハＷへ供給することが可能となる。
第３変形例では、図８に示すように、加熱部８０が貯留部４３に設けられるとともに、冷却部８１が下流配管４２ｄ２であってポンプ４４よりも上流側に設けられるようにした。このように、加熱部８０が配管４２ｄの途中の貯留部４３に設けられるため、撥水化剤を第１所定温度まで確実に加熱してから、ウェハＷへ供給することが可能となる。
また、加熱部８０よりも上流の上流配管４２ｄ１などは、たとえば耐熱性を有する材質であることを要しないため、基板処理システム１における使用部品の制限を少なくすることができる。また、冷却部８１よりも下流側の配管４２ｄやポンプ４４、フィルタ４５、流量調整器４６、ノズル４１、回収カップ５０等についても、耐熱性を有する材質であることを要せず、よって使用部品の制限を少なくすることができる。なお、第３変形例において、冷却部８１を下流配管４２ｄ２に設けるようにしたが、これに限られず、各処理ユニット１６内の配管４２ｅに設けるようにしてもよい。
＜３−４．第４変形例＞
第４変形例では、図９に示すように、加熱部８０が下流配管４２ｄ２であってポンプ４４よりも上流側に設けられるとともに、冷却部８１が各処理ユニット１６内の配管４２ｅに設けられるようにした。
第４変形例では、図９に示すように、加熱部８０が下流配管４２ｄ２であってポンプ４４よりも上流側に設けられるとともに、冷却部８１が各処理ユニット１６内の配管４２ｅに設けられるようにした。
これにより、加熱部８０よりも上流の貯留部４３や上流配管４２ｄ１などは、たとえば耐熱性を有する材質であることを要しないため、基板処理システム１における使用部品の制限を少なくすることができる。また、冷却部８１よりも下流側の配管４２ｅやノズル４１、回収カップ５０等についても、耐熱性を有する材質であることを要せず、よって使用部品の制限を少なくすることができる。
なお、上記した実施形態および第１〜第４変形例における加熱部８０および冷却部８１が設けられる場所は、あくまでも例示であって限定されるものではない。すなわち、撥水化剤を加熱後に冷却することができれば、どのような場所に設けてもよく、たとえば加熱部８０および冷却部８１の両方を上流配管４２ｄ１や貯留部４３に設けるなどしてもよい。
なお、上記した実施形態および第１〜第４変形例では、加熱部８０および冷却部８１を備えるようにしたが、これに限定されるものではなく、加熱部８０および冷却部８１の一方、あるいは両方が除去される構成であってもよい。
すなわち、基板処理システム１にあっては、加熱部８０のみを備え、冷却部８１が除去されるようにしてもよい。かかる場合、加熱部８０で第１所定温度に加熱された状態の撥水化剤は、配管４２ｄ等を介して放熱されることで第２所定温度まで下がって、ウェハＷに供給される。これにより、上記と同様な効果を得ることができる。
また、基板処理システム１にあっては、加熱部８０が除去され、冷却部８１のみを備えるようにしてもよい。かかる場合、撥水化剤供給源７０ｄからは、既に第１所定温度に加熱された状態の撥水化剤が基板処理システム１に供給されるようにする。これにより、上記と同様な効果を得ることができる。
また、基板処理システム１にあっては、加熱部８０および冷却部８１の両方を除去するようにしてもよい。かかる場合、撥水化剤供給源７０ｄからは、既に第１所定温度に加熱された後に第２所定温度となった撥水化剤が基板処理システム１に供給されるようにする。これにより、上記と同様な効果を得ることができる。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１ 基板処理システム
４ 制御装置
１６ 処理ユニット
１８ 制御部
１９ 記憶部
４０ 処理流体供給部
４１ ノズル
４２ 配管
４３ 貯留部
７０ 処理流体供給源
７０ａ 薬液供給源
７０ｂ ＩＰＡ供給源
７０ｃ リンス液供給源
７０ｄ 撥水化剤供給源
８０ 加熱部
８１ 冷却部
Ｗ ウェハ
４ 制御装置
１６ 処理ユニット
１８ 制御部
１９ 記憶部
４０ 処理流体供給部
４１ ノズル
４２ 配管
４３ 貯留部
７０ 処理流体供給源
７０ａ 薬液供給源
７０ｂ ＩＰＡ供給源
７０ｃ リンス液供給源
７０ｄ 撥水化剤供給源
８０ 加熱部
８１ 冷却部
Ｗ ウェハ
Claims (11)
- 予め設定された第１所定温度まで加熱された後、前記第１所定温度より低い第２所定温度になった撥水化剤を基板へ供給する撥水化工程と、
前記撥水化工程後の前記基板に対し、リンス液を供給するリンス工程と、
前記リンス工程後の前記基板の前記リンス液を除去する乾燥工程と、
前記撥水化工程前に、前記第１所定温度まで加熱された前記撥水化剤を前記第２所定温度になるまで冷却する冷却工程と
を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 前記撥水化工程前に、前記撥水化剤を前記第１所定温度まで加熱する加熱工程
を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。 - 前記第２所定温度は常温であること
を特徴とする請求項１または２に記載の基板処理方法。 - 撥水化剤を基板へ供給する撥水化剤供給部と、
リンス液を前記基板へ供給するリンス供給部と、
前記撥水化剤供給部から、予め設定された第１所定温度まで加熱された後、前記第１所定温度より低い第２所定温度になった前記撥水化剤を前記基板へ供給する撥水化処理と、前記撥水化処理後の前記基板に対し、前記リンス供給部から前記リンス液を供給するリンス処理と、前記リンス処理後の前記基板の前記リンス液を乾燥させる乾燥処理とを行う制御部と、
前記撥水化剤供給部に接続され、前記撥水化剤を前記撥水化剤供給部へ供給する配管と、
前記配管に設けられて前記撥水化剤を冷却する冷却部と
を備え、
前記制御部は、
前記第１所定温度まで加熱された前記撥水化剤を、前記冷却部で前記第２所定温度になるまで冷却すること
を特徴とする基板処理装置。 - 前記撥水化剤供給部が収容され、前記撥水化処理が行われる処理部
を備え、
前記冷却部は、
前記処理部内の前記配管に設けられること
を特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。 - 前記撥水化剤供給部が収容され、前記撥水化処理が行われる処理部
を備え、
前記冷却部は、
撥水化剤供給源と前記処理部との間の前記配管に設けられること
を特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。 - 前記撥水化剤供給源と前記処理部との間の前記配管に設けられ、前記撥水化剤供給源から供給された前記撥水化剤を貯留する貯留部
を備え、
前記冷却部は、
前記貯留部に設けられること
を特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。 - 前記撥水化剤供給部に接続され、前記撥水化剤を前記撥水化剤供給部へ供給する配管と、
前記配管に設けられて前記撥水化剤を加熱する加熱部
を備え、
前記制御部は、
前記加熱部で前記撥水化剤を前記第１所定温度まで加熱すること
を特徴とする請求項４〜７のいずれか一つに記載の基板処理装置。 - 前記撥水化剤供給部が収容され、前記撥水化処理が行われる処理部
を備え、
前記加熱部は、
撥水化剤供給源と前記処理部との間の前記配管に設けられること
を特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。 - 前記撥水化剤供給源と前記処理部との間の前記配管に設けられ、前記撥水化剤供給源から供給された前記撥水化剤を貯留する貯留部
を備え、
前記加熱部は、
前記貯留部に設けられること
を特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。 - 前記第２所定温度は常温であること
を特徴とする請求項４〜１０のいずれか一つに記載の基板処理装置。
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