JP6771080B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
図14に示すように、基板の表面に微細なパターンが形成されている場合、スピンドライ工程では、液面(空気と液体との界面)がパターン内に形成される。この場合、液面とパターンとの接触位置に、液体の表面張力が働く。この表面張力が大きい場合には、パターンの倒壊が起こりやすくなる。典型的なリンス液である水は、表面張力が大きいために、スピンドライ工程におけるパターンの倒壊が無視できない。
例えば、特許文献1では、基板の上面にIPAを供給してIPAの液膜を形成させ、基板の中央部を通る回転中心まわりに基板を回転させながら基板の上面中央部に窒素ガスを吹き付けることによって基板の上面中央部からIPAを除去して穴を形成する。その後、基板の回転による遠心力や窒素ガスの吹き付け力によって環状の液膜の内径を大きくすることによって液膜を基板外に排除して、基板の表面を乾燥させる。
そこで、この発明の目的は、基板上に低表面張力液体が残留することを抑制しつつ基板の表面を速やかに乾燥させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
この構成によれば、供給切替手段によって、複数のノズルへの低表面張力液体の供給の有無をそれぞれ切り替えるという簡易な構造で着液位置を変更することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板保持手段に保持された基板の表面に対向する対向面を有し、前記対向面と前記基板の表面との間を周囲の雰囲気から離隔する対向部材をさらに含む。この構成によれば、対向部材の対向面と基板の表面との間が周囲の雰囲気から離隔されているため、開口よりも外側において低表面張力液体を蒸発しにくくすることができる。それにより、低表面張力液体の液膜の分裂を一層抑制することができる。
この構成によれば、対向部材回転手段が対向部材を回転軸線まわりに回転させることによって、対向面に付着した液滴を回転中心位置から離れる方向に遠心力で飛ばすことができる。これにより、対向面に付着した液滴が開口の周縁よりも回転中心位置側の基板の表面に落下することを抑制することができる。したがって、基板上での液滴の残留を一層確実に抑制できる。
この構成によれば、基板が加熱されることによって、開口の周縁の低表面張力液体の蒸発を促進して開口が拡大する速度を向上させることができる。これにより、基板の表面を一層速やかに乾燥させることができる。それにより、低表面張力液体またはそこに溶け込んだ処理液による表面張力が作用する時間を一層短縮できる。
<第1実施形態>
図1は、この発明の第1実施形態に係る基板処理装置1に備えられた処理ユニット2の構成例を説明するための図解的な断面図である。基板処理装置1は、シリコンウエハ等の基板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、円形状の基板である。基板Wの表面には、微細なパターン(図14参照)が形成されている。基板処理装置1は、液体で基板Wを処理する処理ユニット2を含む。例えば、基板処理装置1は、処理ユニット2のほかに、処理ユニット2に対して基板Wを搬入/搬出するための搬送ロボットを含んでいてもよい。また、基板処理装置1は、複数の処理ユニット2を含んでいてもよい。
リンス液供給ノズル8は、リンス液供給ノズル移動機構50によって、例えば水平方向(回転軸線A1に垂直な方向)に移動される。リンス液供給ノズル8は、水平方向への移動によって、基板Wの表面の回転中心位置に対向する中央位置と、基板Wの表面に対向しない退避位置との間で移動させることができる。リンス液供給ノズル8には、リンス液供給管51が結合されている。リンス液供給管51には、その流路を開閉するリンス液バルブ52が介装されている。
処理ユニット2は、スピンチャック5に保持された基板Wの表面に、水よりも表面張力が低い低表面張力液体の一例である有機溶剤を供給する有機溶剤供給ノズル9と、回転中心位置に向けて窒素ガス(N2)等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズル10と、スピンチャック5に保持された基板Wを加熱するための流体供給ノズル11とをさらに含む。有機溶剤供給ノズル9は、基板Wの表面に低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段の一例である。不活性ガス供給ノズル10は、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段の一例である。流体供給ノズル11は、基板Wを加熱する基板加熱手段の一例である。
有機溶剤供給ノズル9は、有機溶剤供給ノズル移動機構60によって、水平方向および鉛直方向に移動される。有機溶剤供給ノズル9は、水平方向への移動によって、基板Wの表面の回転中心位置に対向する中央位置と、基板Wの表面に対向しない退避位置との間で移動させることができる。有機溶剤供給ノズル移動機構60は、有機溶剤供給ノズル9を鉛直方向に移動させて、基板Wの表面に接近させたり基板Wの表面から上方に退避させたりすることができる。
不活性ガス供給ノズル10は、遮断板6に結合された中空の回転軸30に挿通されており、基板Wの表面の中央に臨む吐出口10aを下端に有している。不活性ガス供給ノズル10は、遮断板6と共に鉛直方向に沿って昇降可能で、かつ、水平方向に移動しないように設けられている。不活性ガス供給ノズル10は、例えば、回転軸30に対して軸受(図示せず)等を介して連結されていてもよい。
流体供給ノズル11は、基板Wの裏面(下方側の主面)に向けて加熱流体を供給することで基板Wを加熱する。流体供給ノズル11は、回転軸22を挿通しており、基板Wの裏面の回転中心位置を含む中央領域に臨む吐出口11aを上端に有している。基板Wの裏面の回転中心位置とは、基板Wの裏面における回転軸線A1との交差位置である。流体供給ノズル11には、流体供給源から流体供給管80を介して加熱流体が供給される。供給される加熱流体は、例えば、温水(室温よりも高温の水であって、かつ、有機溶剤の沸点よりも低温の水)であるが、温水に限らず、高温の窒素ガス等の気体であってもよく、基板Wを加熱することができる流体であればよい。流体供給管80には、その流路を開閉するための流体バルブ81が介装されている。
開口形成工程T3および開口拡大工程T4では、制御ユニット12は、基板回転駆動機構23を制御して、スピンベース21の回転を徐々に加速させる。具体的には、スピンベース21の回転は、速度が300rpmになるまで加速された後、300rpmの速度で一定期間維持される。
こうして、有機溶剤による処理を終えた後、制御ユニット12は、基板回転駆動機構23を制御して、基板Wを所定の乾燥回転速度で高速回転させる。乾燥回転速度は、例えば、2000rpmである。これにより、基板W上の液成分を遠心力によって振り切るための乾燥処理工程(ステップS4)が行われる。乾燥処理工程では、制御ユニット12は、遮断板昇降駆動機構32を制御して、遮断板6を下位置へ移動させる。乾燥処理工程は、スピンドライ工程ともいう。
第1実施形態によれば、開口67を回転中心位置から離れる方向に拡大させる際には不活性ガスが回転中心位置に向けて供給されるため、開口67の周縁67aの有機溶剤を素早く乾燥させながら、開口67を回転中心位置から均一に広げることができる。また、開口67の周縁67aよりも外側に有機溶剤の着液位置が位置するように開口67の拡大に応じて着液位置を少なくとも2箇所に変更させることによって、開口67の周縁67aよりも外側には有機溶剤が十分に供給される。そのため、蒸発または遠心力によって開口67の周縁67aよりも外側の有機溶剤が局所的になくなることを抑制できる。したがって、有機溶剤の液膜66の分裂を抑制または防止しながら基板W外へと有機溶剤の液膜66を排除できるので、有機溶剤またはそこに溶け込んだ水分が液滴となって基板W上に残ることを抑制または防止できる。こうして、基板Wの表面上に有機溶剤等が残留することを抑制しつつ基板Wの表面を速やかに乾燥させることができる。それにより、有機溶剤等による表面張力が基板W上の微細パターンに作用する時間を短縮できるので、パターン倒壊を抑制または防止できる。
また、有機溶剤供給ノズル移動機構60が基板Wの表面に沿う方向に有機溶剤供給ノズル9を移動させる構成であるので、着液位置を任意に設定して変更することができる。有機溶剤供給ノズル9の移動を無段階に行えば、着液位置を無段階に変更することができる。それにより、開口67の拡大に伴う周縁67aの移動に対して、着液位置を忠実に追従させることができるので、液膜66の分裂を確実に抑制できる。
<第2実施形態>
図8は、この発明の第2実施形態に係る基板処理装置1Pに備えられた処理ユニット2Pの構成例を説明するための図解的な断面図である。なお、図8および後述する図9〜図13では、今まで説明した部材と同じ部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
また、流体供給ノズル11Pによって基板Wの中心から外周までを万遍なく加熱することができるため、液膜66の開口67が基板Wの外周付近に達した場合でも開口67の周縁67aの有機溶剤を安定して蒸発させることができる。これにより、開口67の拡大を基板Wの加熱によって良好に補助することができる。
<第3実施形態>
図9は、この発明の第3実施形態に係る基板処理装置1Qに備えられた処理ユニット2Qの構成例を説明するための図解的な断面図である。
中心位置供給ノズル100は、遮断板6に結合された中空の中心軸30Qに挿通されており、先端に設けられた吐出口100aから基板Wの表面の回転中心に向けて有機溶剤を吐出する。
ヒータ90は、例えば、遮断板6に内蔵され、回転径方向に延びる抵抗体であってもよい。ヒータ90は、回転軸線A1を取り囲む形状の円環状に形成されていてもよいし、回転軸線A1まわりの周方向において円環の一部が途切れたC字状に形成されていてもよい。図9に示す例では、ヒータ90は、回転径方向に沿って分けられた複数の領域を有しており、領域ごとに異なる温度に設定することができる。ヒータ90の温度は、例えば、基板Wの回転中心位置から離れるに従って高温になるように領域ごとに設定されてもよい。ヒータ90には、ヒータ90に通電することによってヒータ90の温度を上昇させるヒータ通電機構91が接続されている。制御ユニット12は、ヒータ通電機構91を制御し、ヒータ90への通電を制御することができる。
有機溶剤処理工程では、基板加熱工程が並行して実施される。基板加熱工程は、少なくとも基板Wに有機溶剤を供給する期間中、すなわち、少なくとも有機溶剤処理工程S3(置換工程T1、液膜形成工程T2、開口形成工程T3、開口拡大工程T4および着液位置変更工程T5)に実行される。処理ユニット2Qによる基板処理における基板加熱工程では、制御ユニット12は、ヒータ通電機構91を制御して、ヒータ90を通電させることによって、ヒータ90の温度を上昇させる。温度が上昇したヒータ90によって、ヒータ90から離間して配置された回転状態の基板W全体が加熱される。また、基板加熱工程では、回転状態の基板Wの裏面の回転中心位置を含む中央領域に向けて加熱流体(例えば温水)を供給していてもよい。供給された加熱流体は遠心力によって基板Wの裏面全体に行き渡り、基板W全体が加熱される。
そして、図10Cに示すように、開口67の周縁67aよりも外側に着液位置が位置するように、着液位置を開口67の拡大に応じて変更する着液位置変更工程T5が実行される。着液位置変更工程T5では、制御ユニット12は、液膜66に開口67が形成されると有機溶剤バルブ102を閉じる。また、制御ユニット12は、複数の有機溶剤バルブ107を開いた状態に制御し、複数(少なくとも2つ)の離間位置供給ノズル105が基板Wの表面に有機溶剤を供給している状態にする。そして、制御ユニット12は、開口67の拡大に応じて離間位置供給ノズル105に対応する有機溶剤バルブ107を回転中心位置側から順次に閉じる。具体的には、制御ユニット12は、離間位置供給ノズル105から供給される有機溶剤の着液位置に開口67の周縁67aが到達する直前に離間位置供給ノズル105からの有機溶剤の供給を停止させるために、対応する有機溶剤バルブ107を閉じる。最も外側で有機溶剤を供給している離間位置供給ノズル105からの有機溶剤の着液位置に開口67の周縁67aが到達する直前に全ての離間位置供給ノズル105からの有機溶剤の供給が停止される。
また、複数の有機溶剤バルブ107によって、対応する離間位置供給ノズル105への有機溶剤の供給の有無をそれぞれ切り替えるという簡易な構造で着液位置を変更することができる。
また、複数の離間位置供給ノズル105に対応した複数の供給口68から有機溶剤が基板Wの表面に供給されるため、遮断板6と基板Wとの間に複数の離間位置供給ノズル105を配置するための間隔を確保する必要がない。したがって、遮断板6を基板Wに近づけた状態で複数の離間位置供給ノズル105から有機溶剤を供給することができるので、周縁67aよりも外側の液膜66の有機溶剤の蒸発を一層抑制することができる。
<第4実施形態>
図11は、この発明の第4実施形態に係る基板処理装置1Rに備えられた処理ユニット2Rの構成例を説明するための図解的な断面図である。
また、第4実施形態に係る処理ユニット2Rは、第3実施形態に係る処理ユニット2Qとほぼ同じ基板処理が可能であるためその説明を省略する。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
前述の図9(第3実施形態)には、複数の離間位置供給ノズル105が遮断板6に形成された供給口68を通して基板Wの表面に有機溶剤を供給する構成を示した。しかし、遮断板6に供給口68を設ける代わりに、複数の離間位置供給ノズル105を遮断板6の対向面6aと基板Wの上面との間で保持してもよい。この場合、有機溶剤を供給するときに、離間位置供給ノズル105を配置できる間隔を対向面6aと基板Wとの間に確保する必要がある。しかし、その一方で、遮断板回転駆動機構31(図1参照)を設ければ、遮断板回転駆動機構31によって遮断板6を回転させることができるので、対向面6aに付着した液滴を遠心力によって振り切ることができる。
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
A1.
基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の表面に水を含む処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の表面に、水よりも表面張力が小さい低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給手段と、
前記低表面張力液体供給手段から供給される低表面張力液体の前記基板の表面上での着液位置を変更する着液位置変更手段と、
前記基板表面の前記回転軸線上の位置である回転中心位置に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の表面に対向する対向面を有する対向部材と、
前記基板保持手段に保持された基板に近接する下位置と、前記下位置よりも上方の上位置との間で、前記対向部材を前記鉛直方向に昇降させる昇降駆動手段と、
前記基板回転手段、前記処理液供給手段、前記低表面張力液体供給手段、前記着液位置変更手段、前記不活性ガス供給手段および前記昇降駆動手段を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段が、前記処理液供給手段から基板の表面に処理液を供給させる処理液供給工程と、前記対向面と前記基板との間の空間が周囲の雰囲気から遮断される雰囲気遮断位置に前記対向部材が位置するように前記昇降駆動手段が前記対向部材を移動させる雰囲気遮断工程と、前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で、前記不活性ガス供給手段から前記基板の表面に向けて不活性ガスを供給させながら前記低表面張力液体供給手段から前記基板の表面に低表面張力液体を供給させて前記処理液を低表面張力液体に置換して前記基板の表面に低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で、前記基板回転手段によって前記基板を回転させながら前記不活性ガス供給手段から前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給させることにより、前記低表面張力液体の液膜に前記回転中心位置から広がる開口を形成する開口形成工程と、前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で前記基板回転手段によって前記基板を回転させながら前記不活性ガス供給手段から前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給させることにより、前記開口を前記回転中心位置から離れる方向に拡大させる開口拡大工程と、前記開口の周縁よりも外側に前記着液位置が位置するように、前記低表面張力液体の前記着液位置を前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも2箇所に変更させる着液位置変更工程とを実行し、
前記開口形成工程において前記回転中心位置に向けて供給される不活性ガスの流量が、前記液膜形成工程において前記基板の表面に供給される不活性ガスの流量よりも大きい、基板処理装置。
前記制御手段は、前記開口の周縁と前記着液位置との距離が一定に保たれるように、前記着液位置を移動させる、項A1に記載の基板処理装置。
A3.
前記低表面張力液体供給手段は、前記基板の表面に向けて低表面張力液体を吐出する低表面張力液体ノズルを含み、
前記着液位置変更手段は、前記低表面張力液体ノズルに連結されたアームと、前記アームを駆動することにより、前記低表面張力液体ノズルを基板の表面に沿う方向に移動させるアーム駆動手段とを含み、
前記制御手段が、前記液膜形成工程において、前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板との間に位置させた状態で、前記低表面張力液体ノズルから低表面張力液体を吐出させる工程を実行し、前記着液位置変更工程において、前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させながら、低表面張力液体を前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて吐出させ、低表面張力液体の前記着液位置が前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも2箇所に変更されるように前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させる工程を実行する、項A1またはA2に記載の基板処理装置。
前記制御手段が、前記低表面張力液体ノズルからの低表面張力液体の吐出が開始されてから、前記開口が拡大されて前記基板の表面から前記低表面張力液体の液膜が排除されるまでの間、前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板の表面との間に維持し、かつ、前記対向部材を前記雰囲気遮断位置に維持する、項A3に記載の基板処理装置。
前記低表面張力液体供給手段は、前記回転中心位置からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置された複数のノズルを含み、
前記着液位置変更手段は、前記複数のノズルへの低表面張力液体の供給の有無をそれぞれ切り替える供給切替手段を含む、項A1またはA2に記載の基板処理装置。
前記複数のノズルが、前記基板の回転半径方向に沿って並んで配置されている、項A5に記載の基板処理装置。
A7.
前記対向部材には、前記回転中心位置からの距離が互いに異なる複数の位置のそれぞれに、前記対向部材を上下に貫通する貫通孔が形成されており、
前記複数のノズルが、前記基板保持手段に保持された基板の表面に先端が対向するように複数の前記貫通孔にそれぞれ収容される、項A5またはA6に記載の基板処理装置。
前記供給切替手段が、前記複数のノズルへの低表面張力液体の供給の有無をそれぞれ切り替える複数の切替バルブを含み、
前記制御手段が、前記液膜形成工程において、全ての前記切替バルブを開くことによって、前記基板の表面に向けて全ての前記ノズルから低表面張力液体を吐出して処理液を低表面張力液体に置換して前記低表面張力液体の液膜を形成する工程を実行し、前記着液位置変更工程において、前記開口の拡大に応じて前記切替バルブを順次に閉じることによって、前記開口の周縁よりも内側に位置する前記ノズルからの低表面張力液体の吐出を停止して前記開口の周縁よりも外側に前記着液位置が位置するように前記着液位置を変更する工程を実行する、項A5〜A7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記対向部材を前記回転軸線まわりに回転させる対向部材回転手段をさらに含む、項A1〜A6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
A10.
前記不活性ガス供給手段が、前記回転中心位置に向けて不活性ガスを吐出する単一の吐出口を有する不活性ガスノズルを含み、
前記制御手段が、前記液膜形成工程において、前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成するために前記低表面張力液体供給手段から前記基板の表面に低表面張力液体を供給している間に、前記不活性ガスノズルの前記吐出口からの前記不活性ガスの吐出を開始する工程を実行し、前記開口形成工程において、前記不活性ガスノズルから吐出される不活性ガスの流量を増大させることによって前記低表面張力液体の液膜に前記開口を形成させる工程を実行する、項A1〜A9のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記下位置は、前記対向面が前記基板の表面から0.5mm〜2.5mm上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記上位置は、前記対向面が前記基板の表面から150mm上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記雰囲気遮断位置は、前記対向面が前記基板の表面から15mm上方に配置されるときの前記対向部材の位置である、項A1〜A10のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記基板保持手段に保持された基板を加熱する基板加熱手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記基板加熱手段を制御し、少なくとも前記低表面張力液体供給手段から前記基板表面に低表面張力液体を供給する期間中には、前記基板加熱手段によって基板を加熱させる、項A1〜A11のいずれか一項に記載の基板処理装置。
水平に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給工程と、
水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板に供給することにより前記処理液を置換する置換工程と、
前記基板の表面に対向する対向面を有する対向部材を鉛直方向に昇降させて、前記対向面と前記基板の表面との間の空間を周囲の雰囲気から遮断する雰囲気遮断位置に前記対向部材を配置する雰囲気遮断工程と、
前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で、前記基板の表面に向けて不活性ガスを供給させながら前記基板に水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を供給することにより前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で、鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板の表面の前記回転軸線上の位置である回転中心位置に向けて不活性ガスを供給することにより、前記低表面張力液体の液膜に前記回転中心位置から広がる開口を形成する開口形成工程と、
前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に位置する状態で前記基板を前記回転軸線まわりに回転させながら、前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給することにより前記開口を前記回転中心位置から離れる方向に拡大させる開口拡大工程と、
前記基板の表面での着液位置が前記開口の周縁よりも外側に位置するように、水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板の表面に供給し、かつ、前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも2箇所に前記着液位置を変更させる着液位置変更工程とを含み、
前記開口形成工程において前記回転中心位置に向けて供給される不活性ガスの流量が、前記液膜形成工程において前記基板の表面に供給される不活性ガスの流量よりも大きい、基板処理方法。
前記着液位置変更工程は、前記開口の周縁と前記着液位置との距離が一定に保たれるように、前記着液位置を移動させる工程を含む、項A13に記載の基板処理方法。
A15.
前記液膜形成工程が、低表面張力液体ノズルに連結されたアームをアーム駆動手段によって駆動して前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板との間に位置させた状態で、前記水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて吐出させることにより、前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する工程を含み、
前記着液位置変更工程が、前記基板の表面での着液位置が前記開口の周縁よりも外側に位置するように前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させた状態で、前記水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて吐出し、かつ、前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも2箇所に前記着液位置が変更されるように前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させる工程を含む、項A13またはA14に記載の基板処理方法。
前記液膜形成工程において前記低表面張力液体ノズルからの低表面張力液体の吐出が開始されてから、前記開口拡大工程において前記開口が拡大されて前記基板の表面から前記低表面張力液体の液膜が排除されるまでの間、前記低表面張力液体ノズルが前記対向面と前記基板の表面との間に維持され、かつ、前記対向部材が前記雰囲気遮断位置に維持される、項A15に記載の基板処理方法。
前記液膜形成工程が、前記対向部材を上下に貫通し、前記回転中心位置からの距離が互いに異なる複数の位置に形成された複数の貫通孔に、前記基板の表面に先端が対向するようにそれぞれ収容された複数のノズルの少なくとも一つから、前記水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を前記基板の表面に向けて吐出することにより、前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成する工程を含み、
前記着液位置変更工程が、前記基板の表面での前記着液位置が前記開口の周縁よりも外側に位置するように、前記水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を吐出する前記ノズルを切り替えることで、前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも2箇所に前記着液位置を変更させる工程を含む、項A13に記載の基板処理方法。
前記複数のノズルが、前記基板の回転半径方向に沿って並んで配置されている、項A17に記載の基板処理方法。
A19.
前記液膜形成工程が、前記基板の表面に向けて全ての前記ノズルから低表面張力液体を吐出して前記低表面張力液体の液膜を形成する工程を含み、
前記着液位置変更工程が、複数の前記ノズルからの低表面張力液体の吐出の有無を切り替える切替バルブを前記開口の拡大に応じて順次に閉じることによって、前記開口の周縁よりも内側に位置する前記ノズルからの低表面張力液体の吐出を停止して前記開口の周縁よりも外側に前記着液位置が位置するように前記着液位置を変更する工程を含む、項A17または18に記載の基板処理方法。
少なくとも前記置換工程、前記液膜形成工程および前記着液位置変更工程が、前記基板を加熱する工程を含む、項A13〜A19のいずれか一項に記載の基板処理方法。
1P 基板処理装置
1Q 基板処理装置
1R 基板処理装置
6 遮断板(対向部材)
8 リンス液供給ノズル(処理液供給手段)
9 有機溶剤供給ノズル(低表面張力液体供給手段、ノズル)
9Q 有機溶剤供給ノズル(低表面張力液体供給手段)
10 不活性ガス供給ノズル(不活性ガス供給手段)
11 流体供給ノズル(基板加熱手段)
11P 流体供給ノズル(基板加熱手段)
12 制御ユニット(制御手段)
20 チャックピン(基板保持手段)
21 スピンベース(基板保持手段)
22 回転軸(基板回転手段)
23 基板回転駆動機構(基板回転手段)
31 遮断板回転駆動機構(対向部材回転手段)
63 アーム駆動機構(ノズル移動手段、着液位置変更手段)
63S アーム駆動機構(ノズル移動手段、着液位置変更手段)
66 液膜
67 開口
67a 周縁
90 ヒータ(基板加熱手段)
90R ヒータ(基板加熱手段)
102 有機溶剤バルブ(着液位置変更手段)
105 離間位置供給ノズル(複数のノズル)
107 有機溶剤バルブ(供給切替手段、着液位置変更手段)
A1 回転軸線
W 基板
Claims (11)
- 基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板を鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の表面に水を含む処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の表面に向けて、水よりも表面張力が小さい低表面張力液体を吐出する低表面張力液体ノズルと、
前記低表面張力液体ノズルに連結されたアームと、
前記アームを駆動することにより、前記基板保持手段に保持された基板の表面に沿う方向に前記低表面張力液体ノズルを移動させるアーム駆動手段と、
前記基板の表面の前記回転軸線上の位置である回転中心位置に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の表面に対向する対向面を有する対向部材と、
前記基板保持手段に保持された基板に近接する下位置と、前記下位置よりも上方の上位置との間で、前記対向部材を前記鉛直方向に昇降させる昇降駆動手段と、
前記基板回転手段、前記処理液供給手段、前記低表面張力液体ノズル、前記アーム駆動手段、前記不活性ガス供給手段および前記昇降駆動手段を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段が、前記処理液供給手段から基板の表面に処理液を供給させる処理液供給工程と、前記昇降駆動手段によって前記下位置と前記上位置との間の低表面張力液体処理位置に前記対向部材を位置させることによって前記対向面と前記基板の表面との間の空間を周囲の雰囲気から遮断させた状態で、かつ、前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板との間に位置させた状態で前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて低表面張力液体を吐出させて前記処理液を低表面張力液体に置換して前記基板の表面に低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、前記対向部材が前記低表面張力液体処理位置に位置する状態で、前記基板回転手段によって前記基板を回転させながら前記不活性ガス供給手段から前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給させることにより、前記低表面張力液体の液膜に前記回転中心位置から広がる開口を形成する開口形成工程と、前記対向部材が前記低表面張力液体処理位置に位置する状態で前記基板回転手段によって前記基板を回転させながら前記不活性ガス供給手段から前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給させることにより、前記開口を前記回転中心位置から離れる方向に拡大させる開口拡大工程と、前記開口の周縁よりも外側に、前記基板の表面上での低表面張力液体の着液位置が位置するように、前記着液位置を前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも2箇所に変更されるように前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させる着液位置変更工程とを実行し、
前記制御手段が、前記低表面張力液体ノズルからの低表面張力液体の吐出が開始されてから、前記開口が拡大されて前記基板の表面から前記低表面張力液体の液膜が排除されるまでの間、前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板の表面との間に維持し、かつ、前記対向部材を前記低表面張力液体処理位置に維持する、基板処理装置。 - 前記制御手段は、前記開口の周縁と前記着液位置との距離が一定に保たれるように、前記着液位置を移動させる、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記対向部材を前記回転軸線まわりに回転させる対向部材回転手段をさらに含む、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記不活性ガス供給手段が、前記回転中心位置に向けて不活性ガスを吐出する単一の吐出口を有する不活性ガスノズルを含み、
前記制御手段が、前記液膜形成工程において、前記基板の表面に前記低表面張力液体の液膜を形成するために前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて低表面張力液体を吐出している間に、前記不活性ガスノズルの前記吐出口からの前記不活性ガスの吐出を開始する工程を実行し、前記開口形成工程において、前記不活性ガスノズルから吐出される不活性ガスの流量を増大させることによって前記低表面張力液体の液膜に前記開口を形成させる工程を実行する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記下位置は、前記対向面が前記基板の表面から0.5mm〜2.5mm上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記上位置は、前記対向面が前記基板の表面から150mm上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記低表面張力液体処理位置は、前記対向面が前記基板の表面から15mm上方に配置されるときの前記対向部材の位置である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記基板保持手段に保持された基板を加熱する基板加熱手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記基板加熱手段を制御し、少なくとも前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に低表面張力液体を供給する期間中には、前記基板加熱手段によって基板を加熱させる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 水平に保持された基板に水を含む処理液を供給する処理液供給工程と、
水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体を低表面張力液体ノズルから前記基板に向けて吐出することにより前記処理液を置換する置換工程と、
前記基板の表面に対向する対向面を有する対向部材を昇降させる昇降駆動手段によって前記基板に近接する下位置と前記下位置よりも上方の上位置との間の低表面張力液体処理位置に前記対向部材を位置させることによって、前記対向部材の前記対向面と前記基板の表面との間の空間を周囲の雰囲気から遮断する雰囲気遮断工程と、
前記対向部材を前記低表面張力液体処理位置に位置させ、かつ、前記低表面張力液体ノズルに連結されたアームをアーム駆動手段によって駆動して前記低表面張力液体ノズルを前記対向面と前記基板との間に位置させた状態で、前記基板に低表面張力液体を前記低表面張力液体ノズルから吐出させることにより前記基板の表面に低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記対向部材が前記低表面張力液体処理位置に位置する状態で、鉛直方向に沿う所定の回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板の表面の前記回転軸線上の位置である回転中心位置に向けて不活性ガスを供給することにより、前記低表面張力液体の液膜に前記回転中心位置から広がる開口を形成する開口形成工程と、
前記対向部材が前記低表面張力液体処理位置に位置する状態で前記基板を前記回転軸線まわりに回転させながら、前記回転中心位置に向けて不活性ガスを供給することにより前記開口を前記回転中心位置から離れる方向に拡大させる開口拡大工程と、
前記基板の表面での低表面張力液体の着液位置が前記開口の周縁よりも外側に位置するように、前記アーム駆動手段によって前記低表面張力液体ノズルを移動させた状態で、低表面張力液体を前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面に向けて吐出し、かつ、前記開口の拡大に応じて前記回転中心位置以外の少なくとも2箇所に前記着液位置を変更させる着液位置変更工程とを含み、
前記液膜形成工程において前記低表面張力液体ノズルからの低表面張力液体の吐出が開始されてから、前記開口拡大工程において前記開口が拡大されて前記基板の表面から前記低表面張力液体の液膜が排除されるまでの間、前記低表面張力液体ノズルが前記対向面と前記基板の表面との間に維持され、かつ、前記対向部材が前記低表面張力液体処理位置に維持される、基板処理方法。 - 前記着液位置変更工程は、前記開口の周縁と前記着液位置との距離が一定に保たれるように、前記着液位置を移動させる工程を含む、請求項7に記載の基板処理方法。
- 少なくとも前記置換工程、前記液膜形成工程および前記着液位置変更工程が、前記基板を加熱する工程を含む、請求項7または8に記載の基板処理方法。
- 前記液膜形成工程において、前記低表面張力液体ノズルから前記基板の表面へ向けて低表面張力液体を吐出している間に、前記回転中心位置に向けて不活性ガスを吐出する単一の吐出口を有する不活性ガスノズルの前記吐出口からの不活性ガスの吐出を開始する不活性ガス供給開始工程をさらに含み、
前記開口形成工程が、前記不活性ガスノズルから吐出される不活性ガスの流量を増大させることによって、前記低表面張力液体の液膜に前記開口を形成させる工程を含む、請求項7〜9のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記下位置は、前記対向面が前記基板の表面から0.5mm〜2.5mm上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記上位置は、前記対向面が前記基板の表面から150mm上方に配置されるときの前記対向部材の位置であり、
前記低表面張力液体処理位置は、前記対向面が前記基板の表面から15mm上方に配置されるときの前記対向部材の位置である、請求項7〜10のいずれか一項に記載の基板処理方法。
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