JP6593920B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Description
たとえば、基板を1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転される基板の上面に処理液を供給するためのノズルとを備えている。たとえば、スピンチャックに保持された基板に対して薬液が供給され、その後にリンス液が供給されることにより、基板上の薬液がリンス液に置換される。その後、基板の上面上からリンス液を排除するための乾燥処理が行われる。
しかしながら、このような乾燥方法では、処理液に含まれるパーティクルが、基板の上面に出現してしまい、その結果、乾燥後の基板の表面(処理対象面)にパーティクルが発生するおそれがある。
そして、基板の上面を覆う処理液の液膜の全域の周囲を蒸気雰囲気に保ちながら、薄膜領域形成工程および薄膜領域拡大工程を順次実行する。そのため、薄膜領域の拡大状況に依らずに、薄膜領域の拡大終了まで、処理液の液膜における、処理液の薄膜との境界(以下、「境界」という)の付近の部分(以下、「境界付近部分」という)の周囲および処理液の薄膜の周囲が蒸気雰囲気に保たれる。
また、薄膜が低表面張力液を多量に含むために、乾燥後にウォーターマークの発生を抑制することもできる。
この方法によれば、基板の上方空間を含む空間を遮断状態とすることにより、当該空間が外部の雰囲気の外乱の影響をほとんど受けない。当該空間に前記気体を供給することにより、処理液の液膜の周囲を蒸気雰囲気で満たすことができる。
この方法によれば、前記空間を外部に開放させることにより、新鮮な気体が基板の上面に接触する。そのため、基板の上面の各所で処理液の蒸気の拡散が進み、その結果、当該各所で処理液の蒸発が進行する。そして、基板の高速回転により、基板の上面上の処理液を振り切ることができる。これにより、基板の上面から、有機溶剤の薄膜が完全に除去され、ゆえに、基板の上面を乾燥させることができる。
この方法によれば、液膜形成工程に並行してパドル工程を実行するから、基板の上面に形成される処理液の液膜の境界付近部分の厚みを、分厚く保つことができる。処理液の液膜の境界付近部分の厚みが大きければ、薄膜領域拡大工程において、互いに連なる処理液の液膜および処理液の薄膜における低表面張力液の濃度勾配を大きく保つことができ、これにより、処理液の液膜中に発生するマランゴニ対流を強めることができる。
この方法によれば、薄膜領域拡大工程時に、基板を第1の高速度で回転させるので、基板に強い遠心力が作用し、この遠心力により、互いに連なる処理液の液膜および処理液の薄膜における膜厚の差異をより一層顕著にできる。これにより、処理液の液膜の境界付近部分中に生じる低表面張力液の濃度勾配を大きく保つことができ、ゆえに、処理液の液膜の境界付近部分中に発生するマランゴニ対流をさらに一層強めることができる。
この方法によれば、基板の上面を覆う水の液膜の全域の周囲を、有機溶剤蒸気を含む蒸気雰囲気(以下、単に「有機溶剤蒸気雰囲気」という。この項において同じ)に保ちながら、基板の速度を上昇させると、液膜の一部分の水が、基板の回転による遠心力を受けて径方向外方に押し拡げられる。その結果、当該一部分の液膜の厚みが薄くなり、水の薄膜が形成される。
そして、基板の上面を覆う水の液膜の全域の周囲を有機溶剤蒸気雰囲気に保ちながら、薄膜領域形成工程および薄膜領域拡大工程を順次実行する。そのため、薄膜領域の拡大状況に依らずに、薄膜領域の拡大終了まで、水の液膜における、水の薄膜との境界の付近の部分(境界付近部分)の周囲および水の薄膜の周囲が有機溶剤蒸気雰囲気に保たれる。
また、薄膜が有機溶剤を多量に含むために、乾燥後にウォーターマークの発生を抑制することもできる。
請求項9に記載の発明は、前記基板処理装置は、外部から密閉された内部空間を有し、当該内部空間に前記基板保持ユニットを収容する密閉チャンバをさらに含む、請求項8に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、密閉チャンバの内部空間に基板を収容することにより、密閉チャンバの内部空間の全域を蒸気雰囲気とすることができる。そのため、基板の上面全域の周囲を蒸気雰囲気に確実に保持できる。
請求項10に記載の発明は、前記気体供給ユニットは、前記内部空間に前記気体を供給する内部気体供給ユニットを含む、請求項9に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、内部気体供給ユニットから内部空間に低表面張力液の蒸気を含む気体を供給することにより、密閉チャンバの内部空間の全域を蒸気雰囲気とすることができる。これにより、基板の上面全域の周囲を蒸気雰囲気に保つ構成を簡単に実現できる。
請求項12に記載の発明は、前記基板処理装置は、前記基板保持ユニットを収容する処理チャンバと、前記基板の上面に対向する対向面を有する対向部材とをさらに含み、前記気体供給ユニットは、前記対向面に開口し、前記気体を吐出する気体吐出口を含む、請求項8または9に記載の基板処理装置である。
請求項13に記載の発明は、前記対向部材は、前記基板の上面周縁部に対向し、当該上面周縁部との間で、前記対向面の中央部と前記基板の上面中央部との間の間隔よりも狭い狭間隔を形成する対向周縁部を有する、請求項12に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、気体吐出口が複数個に分散配置されているので、気体吐出口からの気体を、基板上の処理液の液膜に均一に供給できる。この場合、各気体吐出口からの気体の吐出圧力を互いに等しくすることも可能であり、これにより、処理液の液膜が、気体の吐出圧力に押されて変形することを確実に防止できる。換言すると、複数個に分散配置された気体吐出口は、基板の上面の局所指向しない形態である。
基板の上面に処理液の液膜が形成されている状態で、基板の回転速度を上昇させると、処理液の液膜の厚みが薄くなる。そのため、基板の上面と対向面との間の空間の容積は同じであっても、処理液の液膜が薄化した分だけ、処理液の液膜の上面と対向面との間の空間の容積が大きくなる。この場合、基板の上面と対向面との間の空間に含まれる低表面張力液の濃度が低下するおそれもある。
図1は、この発明の第1の実施形態に係る基板処理装置の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。基板処理装置1は、シリコンウエハなどの基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Wは、円板状の基板である。基板処理装置1は、処理液で基板Wを処理する複数の処理ユニット2と、処理ユニット2で処理される複数枚の基板Wを収容するキャリヤCが載置されるロードポートLPと、ロードポートLPと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する搬送ロボットIRおよびCRと、基板処理装置1を制御する制御ユニット3とを含む。搬送ロボットIRは、キャリヤCと搬送ロボットCRとの間で基板Wを搬送する。搬送ロボットCRは、搬送ロボットIRと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する。複数の処理ユニット2は、たとえば、同様の構成を有している。
処理ユニット2は、内部空間SPを有する箱形の処理チャンバ(密閉チャンバ)4と、処理チャンバ4内で一枚の基板Wを水平な姿勢で保持して、基板Wの中心を通る鉛直な回転軸線A1まわりに基板Wを回転させるスピンチャック(基板保持ユニット)5と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に薬液を供給するための薬液供給ユニット6と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に水(処理液)を供給するための水供給ユニット(処理液供給ユニット)7と、低表面張力液としての有機溶剤蒸気の一例としてのIPAの蒸気(IPA Vapor)を内部空間SPに供給する第1の有機溶剤蒸気供給ユニット(内部気体供給ユニット、気体供給ユニット)8と、スピンチャック5を取り囲む筒状の処理カップ11とを含む。
処理チャンバ4は、第1の有機溶剤蒸気供給ユニット8によって内部空間SPに供給された気体(清浄空気や有機溶剤蒸気)を整流する整流板18を含む。整流板18は、内部空間SPに配置されており、具体的には、第1の有機溶剤蒸気供給ユニット8と、スピンチャック5との間の高さに配置されている、整流板18は、水平な姿勢で保持されている。整流板18は、隔壁12の内部を整流板18の上方の空間SP1と、整流板18の下方の空間SP2とに仕切っている。隔壁12の天井面12aと整流板18との間の上方空間SP1は、供給された気体(清浄空気や有機溶剤蒸気)が拡散するための拡散空間であり、整流板18と隔壁12の床面12bとの間の下方空間SP2は、基板Wの処理が行われる処理空間である。上方空間SP1の高さは下方空間SP2の高さよりも小さい。整流板18の下面18aは、平面視でスピンチャックに重なる対向部を含む。整流板18は、上下方向に貫通する複数の貫通孔18bがその全域に形成された多孔プレートである。
スピンチャック5として、基板Wを水平方向に挟んで基板Wを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック5は、スピンモータ23と、このスピンモータ23の駆動軸と一体化されたスピン軸24と、スピン軸24の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース25とを含む。
水供給ユニット7は、水ノズル30を含む。水ノズル30は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック5の上方で、その吐出口を基板Wの上面中央部に向けて固定的に配置されている。水ノズル30には、水供給源からの水が供給される水配管31が接続されている。水配管31の途中部には、水ノズル30からの水の供給/供給停止を切り換えるための水バルブ32が介装されている。水バルブ32が開かれると、水配管31から水ノズル30に供給された連続流の水が、水ノズル30の下端に設定された吐出口から吐出される。また、水バルブ32が閉じられると、水配管31から水ノズル30への水の供給が停止される。水ノズル30に供給される水は、たとえば脱イオン水(DIW)であるが、DIWに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度(たとえば、10ppm〜100ppm程度)の塩酸水のいずれかであってもよい。
制御ユニット3は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータ23、排気装置20、第1のノズル移動ユニット34等の動作を制御する。さらに、制御ユニット3は、薬液バルブ29、水バルブ32、第1の有機溶剤蒸気バルブ16、第1の流量調整バルブ17、清浄空気バルブ42等の開閉動作等を制御する。
未処理の基板Wは、搬送ロボットIR,CRによってキャリヤCから処理ユニット2に搬入され、処理チャンバ4内に搬入され、基板Wがその表面(処理対象面。たとえばパターン形成面)を上方に向けた状態でスピンチャック5に受け渡され、スピンチャック5に基板Wが保持される(S1:基板搬入工程(基板保持工程))。基板Wの搬入に先立って、第1の有機溶剤蒸気バルブ16は閉じられ、清浄空気バルブ42は開かれ、かつ排気バルブ22は開かれている。そのため、下方空間SP2には、内部空間SP(下方空間SP2)に清浄空気のダウンフロー(下降流)が形成される。
薄膜領域拡大工程T3では、制御ユニット3は、スピンモータ23を制御して、基板Wの回転速度を、所定の乾燥速度(第1の高速度。第2の高速度。たとえば1000rpm)まで上昇させる。この基板Wの回転速度の上昇に伴って、図6C,6Dに示すように薄膜領域55が拡大する。薄膜領域55の拡大により、水の液膜50と薄膜領域55との境界60が基板Wの径方向外方に向けて移動する。そして、図6Eに示すように、薄膜領域55が基板Wの全域に拡大させられることにより、水の液膜50が全て基板W外に排出される。
薄膜領域拡大工程T3の全期間に亘って、第1の有機溶剤蒸気供給ユニット8からの内部空間SPに対する有機溶剤蒸気の供給が続行されている。そのため、薄膜領域拡大工程T3の全期間に亘って、基板Wの上面の全域が、有機溶剤蒸気に保持されている。そのため、薄膜領域55の拡大状況によらずに、水の液膜(液膜のうち、超薄膜56が形成されていない部分)の内周部分(境界付近部分)70の周囲の雰囲気を有機溶剤蒸気雰囲気に保ち続けることができる。
基板Wの回転速度が薄膜形成速度まで加速されることにより、水の液膜50の中央部の水が、基板Wの回転による遠心力を受けて径方向外方に押し拡げられる。その結果、基板Wの上面中央部における水の液膜50の厚みが薄くなり、当該部分に、水の超薄膜56が形成される。
1つ目の理由は、次に述べる通りである。すなわち、マランゴニ対流65を強めるためには、水の液膜50と水の超薄膜56との濃度差を大きくする(すなわち、水の超薄膜56の有機溶剤濃度をより一層濃くする)必要がある。水の超薄膜56をより一層薄膜化することにより、単位体積当たりの有機溶剤の量が増大し、水の超薄膜56の有機溶剤濃度を濃くできる。
図8は、水の液膜の内周部分70の内部における、マランゴニ対流65の発生メカニズムを説明するための図である。
水の液膜50および水の超薄膜56の周囲が、有機溶剤蒸気の高濃度状態に保たれている。この状態では、有機溶剤蒸気が、水の液膜50および水の超薄膜56の各所に均一に溶け込む。水の超薄膜56における有機溶剤濃度が、バルク72における有機溶剤濃度に比べて相対的に高い。その結果、互いに連なる水の液膜50および水の超薄膜56の内部に濃度勾配が生じ、その結果、超薄膜56からバルク72に向けて流れるマランゴニ対流65が発生する。このマランゴニ対流65は、後述する第2の部分70B(図10参照)に発生する熱対流76(図10参照)を打ち消すだけでなく、マランゴニ対流65によって、当該第2の部分70B(図10参照)に、境界近傍領域71からバルク72に向けて流れる新たな流れを作る。したがって、水の液膜の内周部分70(具体的には、図10に示す第2の部分70B)に微細パーティクルP2が含まれている場合において、図8に示すように、微細パーティクルP2に、マランゴニ対流65を受けて境界近傍領域71からバルク72に向かう方向、すなわち、境界60から離反する方向の強い力が作用する。これにより、境界近傍領域71に含まれている微細パーティクルP2は、径方向外方(境界60から離反する方向)に向けて移動する。
この場合、水の液膜の内周部分70(第2の部分70B)に含まれる微細パーティクルP2は、境界60から離反する方向に流れるマランゴニ対流65(図7参照)を受けて、径方向外方(境界60から離反する方向)に向けて移動して、その結果、水の液膜50のバルク72に取り込まれる。そして、薄膜領域55の拡大に伴って、基板Wの径方向外方(バルク72に向かう方向)に向けて境界60が移動するが、微細パーティクルP2がバルク72に取り込まれたまま、薄膜領域55が拡大する。すなわち、薄膜領域55の拡大に伴って境界60が基板Wの径方向外方に向けて移動すると、これに併せて、図9Bに示すように、微細パーティクルP2も径方向外方に向けて移動する。
基板Wの上面の周囲の雰囲気を清浄空気に置換した状態で、基板Wを高速回転させる。この場合、新鮮な清浄空気が基板Wの上面に接触するために、基板Wの上面の各所で有機溶剤の拡散が進み、当該有機溶剤を含む水の超薄膜56の蒸発が進行する。そのため、基板Wの高速回転により水の超薄膜56を振り切ることができ、これにより、基板Wの上面を完全に乾燥させることができる。
また、超薄膜56が有機溶剤を多量に含むために、乾燥後にウォーターマークの発生を抑制することもできる。
次に、スピンドライ工程(S4)に伴うパーティクル発生のメカニズムについて説明する。
この参考形態では、前述の実施形態に係る処理例と同様、パドルリンス工程T1、液膜除去領域形成工程(薄膜領域形成工程T2に相当)および液膜除去領域拡大工程(薄膜領域拡大工程T3に相当)を実行する。しかしながら、液膜除去領域形成工程および液膜除去領域拡大工程(において、基板Wの上面の周囲の全域を有機溶剤蒸気雰囲気とするのではなく、当該上面の周囲の全域を乾燥空気(Dry Air)の雰囲気とする点で、この参考形態は前述の実施形態と相違している。また、この参考形態では、薄膜領域形成工程T2において、前述の実施形態と異なり、基板Wの上面の中央部に対する、有機溶剤蒸気雰囲気の吹き付けも行っておらず、基板Wの回転による遠心力のみで液膜除去領域155(前述の実施形態の薄膜領域55に相当)を形成している。
図11に示すように、水の液膜の内周部分70は、基板W上面との境界付近に形成される境界層(Boundary layer)73と、境界層73に対し基板W上面と反対側に形成される流れ層(Flowing layer)74とを含む。水の液膜の内周部分70に微細パーティクルP2が含まれる場合、流れ層74では、パーティクルPは、その粒径の大小によらずに、流れの影響を強く受ける。そのため、流れ層74にあるパーティクルPは、流れに沿う方向に沿って移動可能である。
微細パーティクルP2は、前述のように、流れに沿う方向F(図12参照)に移動しないのであるが、干渉縞75の接線方向D1,D2には移動可能である。微細パーティクルP2は、境界近傍領域71において、干渉縞75の接線方向D1,D2に沿って列をなすように並ぶ。換言すると、微細パーティクルP2は境界60のラインに沿って並んでいる。微細パーティクルP2は、パーティクルP自身の大きさ毎に列をなす。比較的大径を有する微細パーティクルP21は、比較的小径を有する微細パーティクルP22よりも径方向外方に配置されている。
図13Aでは、水の液膜の内周部分70(具体的には、図10に示す第2の部分70B)に微細パーティクルP2が含まれている状態である。微細パーティクルP2は境界60のラインに沿って並んでいる。
第2の実施形態において、前述の第1の実施形態に示された各部に対応する部分には、図1〜図9の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
処理ユニット202が、第1の実施形態に係る処理ユニット2と相違する点は、第1の有機溶剤蒸気供給ユニット8を廃止した点、および低表面張力液としての有機溶剤の液体の一例としてのIPAの液体を吐出する有機溶剤液体吐出ユニット(低表面張力液供給ユニット)203を備えた点である。
待機ポット207は、基板Wの上面から退避する退避位置に配置されている有機溶剤液体ノズル204から吐出される有機溶剤の液体を受け止めるためのポットである。待機ポット207は、内部空間211を区画する箱状のハウジング212を含む。ハウジング212は、ハウジング212の上面に形成された開口213と、ハウジング212の底壁212aに形成された排出口214とを有する。待機ポット207の排出口214には、排液配管215の一端が接続されている。排液配管215の他端は、機外の廃液処理設備に接続されている。排液配管215の途中部に、排液バルブ208が介装されている。制御ユニット3は、排液バルブ208の開閉動作を制御する。
基板処理装置201において実行される基板処理が、第1の実施形態に係る基板処理装置1の場合と相違する点は、第1の有機溶剤蒸気供給ユニット8から内部空間SPに有機溶剤蒸気を供給する手法ではなく、待機ポット207の内部空間211に有機溶剤の液体を貯留しておき、この有機溶剤の液体の蒸発により生じた有機溶剤蒸気を内部空間SPに充満させる手法により、基板Wの上面の周囲の全域を有機溶剤蒸気雰囲気に保つようにした点である。
また、制御ユニット3は、パドルリンス工程T1の開始に同期して、排液バルブ208を閉じながら、有機溶剤バルブ210を開く。これにより、待機ポット207の内部空間211に有機溶剤の液体が貯留される。内部空間211に貯留されている有機溶剤の液体が所定量に達すると、有機溶剤液体ノズル204からの有機溶剤の液体の吐出が停止される。内部空間211に貯留されている有機溶剤は、沸点が水よりも低く、そのため、蒸発量が多い。有機溶剤の液体の蒸発により生じた有機溶剤蒸気は、内部空間SPに供給され、内部空間SPの全域に充満させられる。
第3の実施形態において、前述の第1の実施形態に示された各部に対応する部分には、図1〜図9の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
対向部材305は円板状である。対向部材305の直径は、基板Wの直径と同等か、基板Wの直径よりも大きい。対向部材305の下面には、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に対向する、平坦面からなる円形の対向面306が形成されている。対向面306は、基板Wの上面の全域と対向している。図15Bに示すように、対向面306には、その中央部(基板Wの回転中心に対向する部分)を除く全域に、多数(複数)の気体吐出口310が等密度で分散配置されている。
第3の実施形態に係る基板処理装置301では、第1の実施形態に係る基板処理装置1の場合と同等の基板処理(図4のS1〜S5)が実行される。以下、第3の実施形態に係る基板処理装置301において実行される基板処理が、第1の実施形態に係る基板処理装置1と相違する部分を中心に説明する。
図16は、基板処理装置301において実行される、リンス工程(図4のS3)およびスピンドライ工程(図4のS4)を説明するためのタイムチャートである。
また、気体吐出口310が複数個に分散配置されているので、気体吐出口310からの有機溶剤蒸気を、基板Wの上の水の液膜50に均一に供給できる。また、各気体吐出口310からの有機溶剤蒸気の吐出流量は、互いに等しい小流量であるから、各気体吐出口310からの有機溶剤蒸気の吐出圧力が互いに等しい。これにより、水の液膜50が、有機溶剤蒸気の吐出圧力に押されて変形することを確実に防止できる。換言すると、複数個に分散配置された気体吐出口310は、基板Wの上面の局所指向しない形態である。
次いで、制御ユニット3は、スピンドライ工程(図4のS4)を実行する。制御ユニット3は、まず、薄膜領域形成工程T12を実行する。
薄膜領域形成工程T12では、前述のように、水の液膜50は、当該液膜に有機溶剤蒸気の強い吐出圧力が加わらないために変形しない。そのため、水の液膜50(バルク72)を可能な限り厚く保つことができ、バルク72と薄膜領域55との膜厚の落差を大きく保つことができる。これにより、水の液膜の内周部分70に発生するマランゴニ対流65を強めることができる。
薄膜領域拡大工程T13では、制御ユニット3は、スピンモータ23を制御して、基板Wの回転速度を、所定の乾燥速度(たとえば1000rpm)まで上昇させる。この基板Wの回転速度の上昇に伴って、薄膜領域55が拡大する(図6D,6E参照)。
また、制御ユニット3は、基板Wの回転速度の上昇に同期して、昇降ユニット308を制御して、対向部材305を、第2の近接位置よりも下方に設定された第3の近接位置まで下降させる。対向部材305が第3の近接位置に位置するとき、対向面306と基板Wの上面との間の間隔は約3mmであり、狭空間321はそれまでよりもさらに一層狭くされる。
薄膜領域拡大工程T13では、前述のように、水の液膜50は、当該液膜に有機溶剤蒸気の強い吐出圧力が加わらないために変形しない。そのため、水の液膜50(バルク72)を可能な限り厚く保つことができ、バルク72と薄膜領域55との膜厚の落差を大きく保つことができる。これにより、水の液膜の内周部分70に発生するマランゴニ対流65を強めることができる。
スピンドライ工程(図4のS4)の開始から予め定める期間が経過すると、制御ユニット3は、スピンモータ23を制御してスピンチャック5の回転を停止させる。その後、搬送ロボットCRにより、処理済みの基板Wを処理ユニット302外へと搬出される(図4のS5)。
図18は、本発明の第3の実施形態に係る基板処理装置301の変形例を示す図である。
図18において、第3の実施形態と共通する部分には、図15〜図17の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。図18に示す変形例では、第3の実施形態に係る対向部材305に代えて対向部材305Aが設けられている。
また、第3の実施形態およびその変形例である図18の形態において、気体吐出口310は、対向面306,306Aの中央部に配置されていてもよい。この場合、対向面306,306Aの中央部に配置された気体吐出口310からの有機溶剤蒸気の吐出圧力は、他の気体吐出口310からの有機溶剤蒸気と比較して弱圧力であることが好ましい。
また、前述の第1および第2の実施形態において、第1の有機溶剤蒸気供給ユニット8を、有機溶剤蒸気を供給するユニットであるとして説明したが、供給ユニット8が、有機溶剤蒸気と不活性ガス(たとえば窒素ガス)との混合ガスを供給する構成であってもよい。同様に、前述の第3の実施形態において、気体吐出口310に有機溶剤蒸気を供給するとして説明したが、有機溶剤蒸気と不活性ガス(たとえば窒素ガス)との混合ガスを供給するようにしてもよい。
また、前述の各実施形態において、基板Wの回転速度をパドル速度に維持することにより基板W上面にパドル状の水の液膜50を形成し、このパドル状の水の液膜50に薄膜領域55を設ける構成について説明したが、水の液膜50はパドル状に限られず、パドル速度よりも高速で回転されている水の液膜に薄膜領域55を設けるようにしてもよい。
また、前述の各実施形態では、処理液の液膜(水の液膜50)を構成する処理液が水である場合を例に挙げて説明したが、液膜を構成する処理液が、IPA(液体)であってもよい。この場合、低表面張力液の蒸気として、HFEまたはEG(エチレングリコール)を採用できる。
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。
4 処理チャンバ(密閉チャンバ)
5 スピンチャック(基板保持ユニット)
7 水供給ユニット(処理液供給ユニット)
8 第1の有機溶剤蒸気供給ユニット(内部気体供給ユニット、気体供給ユニット)
201 基板処理装置
203 有機溶剤液体吐出ユニット(低表面張力液供給ユニット、気体供給ユニット)
204 有機溶剤液体ノズル(ノズル、気体供給ユニット)
207 待機ポット(貯留容器、気体供給ユニット)
301 基板処理装置
304 処理チャンバ
330 第2の有機溶剤蒸気供給ユニット(気体供給ユニット)
352 突部(対向周縁部)
SP 内部空間
W 基板
Claims (15)
- 基板を水平に保持する基板保持工程と、
前記基板の上面に処理液を供給して、当該基板の上面を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記処理液の液膜の周囲を、当該処理液よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む蒸気雰囲気で満たす蒸気雰囲気充満工程と、
前記蒸気雰囲気充満工程に並行して、前記基板に気体を吹き付けることなく前記基板を所定の薄膜領域形成速度で回転させて処理液を部分的に排除することにより、前記処理液の液膜の一部分の厚みが薄くなる薄膜領域を形成する薄膜領域形成工程と、
前記蒸気雰囲気充満工程に並行して、前記薄膜領域を前記基板の外周に向けて拡大させる薄膜領域拡大工程と、
前記薄膜領域拡大工程によって前記薄膜領域を前記上面の全域に拡げた後に、前記上面から当該薄膜領域を除去する薄膜除去工程とを含む、基板処理方法。 - 前記基板の上方空間を含む空間を、外部から遮断された遮断状態とする遮断工程をさらに含み、前記遮断工程の後に前記空間に前記気体を供給することにより、前記蒸気雰囲気充満工程が実行される、請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記薄膜除去工程は、前記空間を前記外部に開放させながら、前記基板を所定の高回転速度で回転させる開放高速回転工程を含む、請求項2に記載の基板処理方法。
- 前記液膜形成工程に並行して、前記基板を静止状態とさせまたは前記基板の中央部を通る回転軸線回りにパドル速度で前記基板を回転させるパドル工程をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記薄膜領域拡大工程は、前記基板を前記薄膜領域形成速度よりも速い第1の高速度で回転させる第1の高速回転工程を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記薄膜除去工程は、
前記基板を前記薄膜領域形成速度よりも速い第2の高速度で回転させる第2の高速回転工程と、
前記第2の高速回転工程に並行して、前記基板の上面の周囲の雰囲気を、前記蒸気雰囲気から前記低表面張力液以外の気体の雰囲気に置換する雰囲気置換工程を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記処理液は水を含み、
前記低表面張力液は有機溶剤を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 基板を水平に保持する基板保持ユニットと、
前記基板の上面に処理液を供給するための処理液供給ユニットと、
前記基板の上面の周囲に、水よりも低い表面張力を有する低表面張力液の蒸気を含む気体を供給する気体供給ユニットと、
前記処理液供給ユニットおよび前記気体供給ユニットを制御する制御ユニットとを含み、
前記制御ユニットは、前記基板の上面に処理液を供給して、当該基板の上面を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記処理液の液膜の周囲を、前記低表面張力液の蒸気を含む蒸気雰囲気で満たす蒸気雰囲気充満工程と、前記蒸気雰囲気充満工程に並行して、前記基板に気体を吹き付けることなく前記基板を所定の薄膜領域形成速度で回転させて処理液を部分的に排除することにより、前記処理液の液膜の一部分の厚みが薄くなる薄膜領域を形成する薄膜領域形成工程と、前記蒸気雰囲気充満工程に並行して、前記薄膜領域を前記基板の外周に向けて拡大させる薄膜領域拡大工程とを実行する、基板処理装置。 - 前記基板処理装置は、外部から密閉された内部空間を有し、当該内部空間に前記基板保持ユニットを収容する密閉チャンバをさらに含む、請求項8に記載の基板処理装置。
- 前記気体供給ユニットは、前記内部空間に前記気体を供給する内部気体供給ユニットを含む、請求項9に記載の基板処理装置。
- 前記気体供給ユニットは、
前記低表面張力液の液体を吐出するためのノズルと、
前記ノズルに前記低表面張力液の前記液体を供給するための低表面張力液供給ユニットとをさらに含み、
前記基板処理装置は、前記ノズルから吐出される前記低表面張力液の前記液体を受け入れて、当該液体を溜めることが可能な貯留容器をさらに含む、請求項9または10に記載の基板処理装置。 - 前記基板処理装置は、
前記基板保持ユニットを収容する処理チャンバと、
前記基板の上面に対向する対向面を有する対向部材とをさらに含み、
前記気体供給ユニットは、前記対向面に開口し、前記気体を吐出する気体吐出口を含む、請求項8または9に記載の基板処理装置。 - 前記対向部材は、前記基板の上面周縁部に対向し、当該上面周縁部との間で、前記対向面の中央部と前記基板の上面中央部との間の間隔よりも狭い狭間隔を形成する対向周縁部を有する、請求項12に記載の基板処理装置。
- 前記気体吐出口は、前記対向面に複数個分散配置されている、請求項12または13に記載の基板処理装置。
- 前記対向部材を昇降させる昇降ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記昇降ユニットを制御して、前記昇降ユニットの高さを前記基板の回転速度の変化に応じて昇降させる、請求項12〜14のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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