JP6843606B2 - Substrate processing equipment, substrate processing method and storage medium - Google Patents

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Description

本発明は、基板の下面に処理液を供給して液処理を行う基板液処理装置において、基板の下面を乾燥させるための技術に関する。 The present invention relates to a technique for drying the lower surface of a substrate in a substrate liquid processing apparatus that supplies a processing liquid to the lower surface of the substrate to perform liquid treatment.

半導体装置の製造に用いられる基板処理装置において、半導体ウエハ等の基板を水平姿勢で鉛直軸線周りに回転させながら当該基板の下面にリンス液例えば純水を供給して、当該下面にリンス処理を行うことがある。なお、「基板の下面」とは処理時に下方を向いている面であり、それがデバイス形成面である表面である場合、デバイス非形成面である裏面である場合の両方の場合がありうる。 In a substrate processing apparatus used for manufacturing a semiconductor device, a rinsing solution such as pure water is supplied to the lower surface of the substrate while rotating a substrate such as a semiconductor wafer in a horizontal position around the vertical axis, and the lower surface is rinsed. Sometimes. The "lower surface of the substrate" is a surface facing downward during processing, and may be both a front surface that is a device forming surface and a back surface that is a non-device forming surface.

下面のリンス処理が終了した後に、基板を高速回転させることにより振り切り乾燥が行われる。このとき、乾燥促進及びウオーターマーク発生防止のために、基板の下面側に低湿度であって好ましくは低酸素濃度であるガス、例えば窒素ガスが供給される。上記の処理を実行するための基板液処理装置が、例えば特許文献1に記載されている。 After the rinsing treatment of the lower surface is completed, the substrate is rotated at high speed to shake off and dry. At this time, in order to promote drying and prevent the generation of water marks, a gas having a low humidity and preferably a low oxygen concentration, for example, nitrogen gas is supplied to the lower surface side of the substrate. A substrate liquid processing apparatus for performing the above processing is described in, for example, Patent Document 1.

基板を良好に乾燥させるには、まず、基板の中心部に小さな円形の乾燥領域(乾燥コア)を形成し、この乾燥領域の外周縁を同心円状に徐々に拡げてゆくことが好ましい。そうすることにより、仮に液中にパーティクルが存在していたとしても、パーティクルが液と一緒に基板の外方に追いやられるため、乾燥した基板上にパーティクルが残留することを防止することができる。 In order to dry the substrate satisfactorily, it is preferable to first form a small circular drying region (drying core) in the center of the substrate, and gradually expand the outer peripheral edge of this drying region concentrically. By doing so, even if the particles are present in the liquid, the particles are driven to the outside of the substrate together with the liquid, so that it is possible to prevent the particles from remaining on the dried substrate.

特許文献1の装置に限らず、基板の下面の処理を行う場合、装置構成上の制約及びスペースの制約から、基板の下面に供給される液及びガスを吐出するノズルは、通常は、基板の中心部の真下の位置から吐出される。このため、乾燥領域を同心円状に制御された速度で安定的に拡げてゆくことが比較的困難である。乾燥領域の広がる速度の制御が適切でないと、乾燥領域の外側にある液膜の千切れ(液膜から分離した液滴が生じること)が生じるおそれがある。千切れた液滴中にパーティクルが存在していると、そのパーティクルは当該液滴の乾燥後、基板に再付着する。 Not limited to the device of Patent Document 1, when processing the lower surface of the substrate, the nozzle for discharging the liquid and gas supplied to the lower surface of the substrate is usually of the substrate due to restrictions on the device configuration and space. It is discharged from a position directly below the center. For this reason, it is relatively difficult to stably expand the dry region at a concentricly controlled speed. If the rate at which the dry area spreads is not properly controlled, the liquid film outside the dry area may be torn (droplets separated from the liquid film may be generated). If particles are present in the torn droplets, the particles reattach to the substrate after the droplets have dried.

特開2015−231030号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-23130

本発明は、基板の下面を乾燥させる際に、乾燥領域の外側にある液膜が千切れて液滴が生じることを防止できる技術を提供することを目的にしている。 An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing the liquid film on the outside of the drying region from being torn to generate droplets when the lower surface of the substrate is dried.

本発明の一実施形態によれば、基板を水平姿勢で保持して鉛直軸線周りに回転させる基板保持回転機構と、前記基板保持回転機構に保持された前記基板の下方から、前記基板の下面の中央部に向けてリンス液を供給する処理液供給部と、前記基板を回転させながら前記基板の下面の中央部にリンス液を供給し、その後、前記基板を引き続き回転させながらリンス液の供給を停止して、前記基板の下面を、中央部から周縁部に向けて徐々に乾燥させてゆくときに、前記基板の下面においてリンス液の液膜が存在している領域とリンス液の液膜が存在していない領域との境界の前記基板の中心からの半径方向距離をrとし前記基板の角速度をωとしたとき、少なくとも前記rがある閾値より大きいときに、前記rが大きくなるに従って前記ωが小さくなるように、前記基板保持回転機構により前記基板の回転速度を制御する制御部とを備えた基板処理装置が提供される According to one embodiment of the present invention, a substrate holding rotation mechanism that holds a substrate in a horizontal posture and rotates it around a vertical axis, and a substrate holding rotation mechanism that is held by the substrate holding rotation mechanism from below the substrate to the lower surface of the substrate. The treatment liquid supply unit that supplies the rinse liquid toward the central portion and the rinse liquid are supplied to the central portion of the lower surface of the substrate while rotating the substrate, and then the rinse liquid is supplied while the substrate is continuously rotated. When the substrate is stopped and the lower surface of the substrate is gradually dried from the central portion to the peripheral portion, the region where the rinse liquid film is present and the rinse liquid liquid film are formed on the lower surface of the substrate. When the radial distance from the center of the substrate at the boundary with the non-existing region is r and the angular velocity of the substrate is ω, at least when the r is larger than a certain threshold, the ω increases as the r increases. Provided is a substrate processing apparatus including a control unit that controls the rotation speed of the substrate by the substrate holding rotation mechanism so that

本発明の他の実施形態によれば、基板を水平姿勢で鉛直軸線周りに回転させながら前記基板の下面の中央部にリンス液を供給するリンス工程と、その後、前記基板を引き続き回転させながらリンス液の供給を停止して、前記基板の下面を、中央部から周縁部に向けて徐々に乾燥させてゆく乾燥工程と、を備え、前記乾燥工程を実行しているときに、前記基板の下面においてリンス液の液膜が存在している領域とリンス液の液膜が存在していない領域との境界の前記基板の中心からの半径方向距離をrとし前記基板の角速度をωとしたとき、少なくとも前記半径方向距離rがある閾値より大きいときに、前記半径方向距離rが大きくなるに従って前記ωが小さくなるように、前記基板の回転速度を制御する、基板処理方法が提供される。 According to another embodiment of the present invention, a rinsing step of supplying a rinsing liquid to the central portion of the lower surface of the substrate while rotating the substrate in a horizontal posture around the vertical axis, and then rinsing while continuously rotating the substrate. A drying step of stopping the supply of the liquid and gradually drying the lower surface of the substrate from the central portion to the peripheral portion is provided, and when the drying step is being executed, the lower surface of the substrate is provided. When the radial distance from the center of the substrate at the boundary between the region where the rinse liquid film is present and the region where the rinse liquid film is not present is r and the angular velocity of the substrate is ω, Provided is a substrate processing method for controlling the rotation speed of the substrate so that the ω decreases as the radial distance r increases at least when the radial distance r is larger than a certain threshold value.

本発明のさらに他の実施形態によれば、基板処理装置の動作を制御するための制御部をなすコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記基板処理装置を制御して上記の基板処理方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体が提供される。 According to still another embodiment of the present invention, the substrate processing method controls the substrate processing apparatus when executed by a computer forming a control unit for controlling the operation of the substrate processing apparatus. A storage medium in which a program for executing the above is recorded is provided.

上記本発明の実施形態によれば、基板の周縁部付近で液膜を拡げようとする力を抑制されるので、液膜が千切れて液滴が生じることを防止することができる。 According to the above-described embodiment of the present invention, since the force for expanding the liquid film is suppressed in the vicinity of the peripheral edge of the substrate, it is possible to prevent the liquid film from being torn to generate droplets.

本発明の基板処理装置の一実施形態に係る基板処理システムの全体構成を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the whole structure of the substrate processing system which concerns on one Embodiment of the substrate processing apparatus of this invention. 図1の基板液処理システムに含まれる処理ユニットの概略縦断面図である。It is a schematic vertical sectional view of the processing unit included in the substrate liquid processing system of FIG. 図2の処理ユニットの処理液の吐出口及び乾燥用ガスの吐出口の付近を拡大して示す断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the processing liquid discharge port and the drying gas discharge port of the processing unit of FIG. ウエハ下面の乾燥の進行について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the progress of drying of the lower surface of a wafer. ウエハ下面の乾燥時に生じる欠陥について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the defect which occurs at the time of drying of the lower surface of a wafer. ウエハの回転速度の制御について説明するグラフである。It is a graph explaining the control of the rotation speed of a wafer.

以下に添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

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。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a substrate processing system according to the present embodiment. In the following, in order to clarify the positional relationship, the X-axis, Y-axis, and Z-axis that are orthogonal to each other are defined, and the positive direction of the Z-axis is defined as the vertically upward direction.

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。 As shown in FIG. 1, the substrate processing system 1 includes a loading / unloading station 2 and a processing station 3. The loading / unloading station 2 and the processing station 3 are provided adjacent to each other.

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、複数枚のウエハ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。 The loading / unloading station 2 includes a carrier mounting section 11 and a transport section 12. A plurality of carriers C for accommodating a plurality of wafers W in a horizontal state are mounted on the carrier mounting portion 11.

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、ウエハWを保持する基板保持機構を備える。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、基板保持機構を用いてキャリアCと受渡部14との間でウエハWの搬送を行う。 The transport section 12 is provided adjacent to the carrier mounting section 11, and includes a substrate transport device 13 and a delivery section 14 inside. The substrate transfer device 13 includes a substrate holding mechanism for holding the wafer W. Further, the substrate transfer device 13 can move in the horizontal direction and the vertical direction and can rotate around the vertical axis, and transfers the wafer W between the carrier C and the delivery portion 14 by using the substrate holding mechanism. Do.

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。 The processing station 3 is provided adjacent to the transport unit 12. The processing station 3 includes a transport unit 15 and a plurality of processing units 16. The plurality of processing units 16 are provided side by side on both sides of the transport unit 15.

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、ウエハWを保持する基板保持機構を備える。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、基板保持機構を用いて受渡部14と処理ユニット16との間でウエハWの搬送を行う。 The transport unit 15 includes a substrate transport device 17 inside. The substrate transfer device 17 includes a substrate holding mechanism for holding the wafer W. Further, the substrate transfer device 17 can move in the horizontal direction and the vertical direction and swivel around the vertical axis, and transfers the wafer W between the delivery unit 14 and the processing unit 16 by using the substrate holding mechanism. I do.

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エハWに対して所定の基板処理を行う。 The processing unit 16 performs predetermined substrate processing on the wafer W transported by the substrate transport device 17.

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。 Further, the substrate processing system 1 includes a control device 4. The control device 4 is, for example, a computer, and includes a control unit 18 and a storage unit 19. The storage unit 19 stores programs that control various processes executed in the substrate processing system 1. The control unit 18 controls the operation of the substrate processing system 1 by reading and executing the program stored in the storage unit 19.

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。 The program may be recorded on a storage medium readable by a computer, and may be installed from the storage medium in the storage unit 19 of the control device 4. Examples of storage media that can be read by a computer include a hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnet optical disk (MO), and a memory card.

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からウエハWを取り出し、取り出したウエハWを受渡部14に載置する。受渡部14に載置されたウエハ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。 In the substrate processing system 1 configured as described above, first, the substrate transfer device 13 of the loading / unloading station 2 takes out the wafer W from the carrier C mounted on the carrier mounting portion 11, and receives the taken out wafer W. Placed on Watanabe 14. The wafer W placed on the delivery section 14 is taken out from the delivery section 14 by the substrate transfer device 17 of the processing station 3 and carried into the processing unit 16.

処理ユニット16へ搬入されたウエハ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エハ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。
The wafer W carried into the processing unit 16 is processed by the processing unit 16, then carried out from the processing unit 16 by the substrate transfer device 17, and placed on the delivery unit 14.
Then, the processed wafer W mounted on the delivery section 14 is returned to the carrier C of the carrier mounting section 11 by the substrate transfer device 13.

次に、処理ユニット16の概略構成について図2及び図3を参照して説明する。なお、特に説明の無い限り、図3に現れている全ての部材は、幾何学的用語としての回転体に該当する。 Next, the schematic configuration of the processing unit 16 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. Unless otherwise specified, all the members appearing in FIG. 3 correspond to a rotating body as a geometric term.

図2に示すように、処理ユニット16は、チャンバ20と、ウエハWを保持して回転させる基板保持回転機構30と、処理液供給ノズルを構成する液体吐出部40と、ウエハWに供給された後の処理液を回収する回収カップ50とを備える。 As shown in FIG. 2, the processing unit 16 is supplied to the chamber 20, the substrate holding rotation mechanism 30 that holds and rotates the wafer W, the liquid discharge unit 40 that constitutes the processing liquid supply nozzle, and the wafer W. A recovery cup 50 for collecting the subsequent treatment liquid is provided.

チャンバ20は、基板保持回転機構30、液体吐出部40及び回収カップ50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。 The chamber 20 houses the substrate holding rotation mechanism 30, the liquid discharge unit 40, and the recovery cup 50. An FFU (Fan Filter Unit) 21 is provided on the ceiling of the chamber 20. The FFU 21 forms a downflow in the chamber 20.

基板保持回転機構30は、機械的なクランプ機構によりウエハWを保持するメカニカルチャックとして構成されている。基板保持回転機構30は、基板保持部31、回転軸32及び回転モータ(回転駆動部)33を有している。回転モータ33の回転速度は、制御装置4の制御の下で、任意の値に連続的に変化させることができる。回転モータ33は回転軸32を回転駆動し、これにより、基板保持部31により水平姿勢で保持されたウエハWが鉛直軸線周りに回転する。 The substrate holding rotation mechanism 30 is configured as a mechanical chuck that holds the wafer W by a mechanical clamping mechanism. The substrate holding rotation mechanism 30 includes a substrate holding portion 31, a rotating shaft 32, and a rotating motor (rotation driving unit) 33. The rotation speed of the rotary motor 33 can be continuously changed to an arbitrary value under the control of the control device 4. The rotary motor 33 rotationally drives the rotary shaft 32, whereby the wafer W held in the horizontal posture by the substrate holding portion 31 rotates around the vertical axis.

基板保持部31は、円板形のベースプレート(板状体)31aと、ベースプレート31aの周縁部に設けられた複数の保持部材31bを有している。保持部材31bは、ウエハWの周縁を保持する。一実施形態においては、複数の保持部材31bのいくつかはウエハWの周縁に対して進退してウエハWの把持及び解放の切り換えを行う可動の支持部材であり、残りの保持部材31bは不動の保持部材(例えば支持ピン)である。回転軸32は鉛直方向に延びる中空の管状体からなる。 The substrate holding portion 31 has a disk-shaped base plate (plate-shaped body) 31a and a plurality of holding members 31b provided on the peripheral edge of the base plate 31a. The holding member 31b holds the peripheral edge of the wafer W. In one embodiment, some of the plurality of holding members 31b are movable support members that advance and retreat with respect to the peripheral edge of the wafer W to switch between gripping and releasing the wafer W, and the remaining holding members 31b are immovable. A holding member (for example, a support pin). The rotating shaft 32 is composed of a hollow tubular body extending in the vertical direction.

回転軸32とベースプレート31aとは連結部34により連結されている。連結部34は、回転軸32及びベースプレート31aと別体部品であってもよく、あるいは、回転軸32またはベースプレート31aと一体の部品であってもよい。 The rotating shaft 32 and the base plate 31a are connected by a connecting portion 34. The connecting portion 34 may be a separate part from the rotating shaft 32 and the base plate 31a, or may be an integral part with the rotating shaft 32 or the base plate 31a.

液体吐出部40は、全体として鉛直方向に延びる細長い軸状の部材として形成されている。液体吐出部40は、鉛直方向に延びる中空円筒形の軸部41と、頭部42とを有している。軸部41は、基板保持回転機構30の回転軸32の内部の円柱形の空洞32a内に挿入されている。軸部41と回転軸32とは同心である。軸部41の外周面と回転軸32の内周面との間に円環状の断面を有する気体通路80としての空間が形成されている。 The liquid discharge portion 40 is formed as an elongated shaft-shaped member extending in the vertical direction as a whole. The liquid discharge portion 40 has a hollow cylindrical shaft portion 41 extending in the vertical direction and a head portion 42. The shaft portion 41 is inserted into the cylindrical cavity 32a inside the rotating shaft 32 of the substrate holding rotation mechanism 30. The shaft portion 41 and the rotating shaft 32 are concentric. A space as a gas passage 80 having an annular cross section is formed between the outer peripheral surface of the shaft portion 41 and the inner peripheral surface of the rotating shaft 32.

気体通路80には、乾燥用ガス供給機構74から乾燥用ガスが供給される。乾燥用ガスは、乾燥が促進されるように低湿度であることが好ましく、ウオーターマークの発生を防止するために低酸素濃度であることがより好ましい。本実施形態では、乾燥用ガスとして、低湿度かつ低酸素濃度のガスである窒素ガスが用いられる。乾燥用ガス供給機構74の構成の図示及び詳細な説明は省略するが、例えば、ガス供給源に接続された供給ラインと、この供給ラインに介設された開閉弁及び流量制御弁などから構成される。 Drying gas is supplied to the gas passage 80 from the drying gas supply mechanism 74. The drying gas preferably has a low humidity so as to promote drying, and more preferably has a low oxygen concentration in order to prevent the generation of water marks. In the present embodiment, nitrogen gas, which is a gas having low humidity and low oxygen concentration, is used as the drying gas. Although the illustration and detailed description of the configuration of the drying gas supply mechanism 74 are omitted, for example, it is composed of a supply line connected to the gas supply source, an on-off valve and a flow rate control valve interposed in the supply line, and the like. To.

液体吐出部40の内部には、鉛直方向に延びる円柱形の空洞がある。この空洞の内部には処理液供給管43(図3にのみ示した)が設けられている。処理液供給管43の上端は、液体吐出部40の頭部42の上面の中央部で開口し、基板保持回転機構30に保持されたウエハWの下面の中央部に向けて処理液を吐出する(図3の黒塗り矢印を参照)液体吐出口43aとなる。 Inside the liquid discharge portion 40, there is a cylindrical cavity extending in the vertical direction. A treatment liquid supply pipe 43 (shown only in FIG. 3) is provided inside the cavity. The upper end of the processing liquid supply pipe 43 opens at the center of the upper surface of the head 42 of the liquid discharging portion 40, and discharges the processing liquid toward the center of the lower surface of the wafer W held by the substrate holding rotation mechanism 30. (Refer to the black arrow in FIG. 3) This is the liquid discharge port 43a.

処理液供給管43には、ウエハWの下面を洗浄するためのリンス液例えば純水(DIW)が、処理液供給機構72(図2参照)から供給される。処理液供給機構72の構成の図示及び詳細な説明は省略するが、例えば、処理液供給源に接続された供給ラインと、この供給ラインに介設された開閉弁及び流量制御弁などから構成される。処理液供給機構72は、リンス液と、リンス液以外の処理液例えばDHF等の薬液とを切り換えて供給することができるように構成されていてもよい。 A rinse liquid such as pure water (DIW) for cleaning the lower surface of the wafer W is supplied to the treatment liquid supply pipe 43 from the treatment liquid supply mechanism 72 (see FIG. 2). Although illustration and detailed description of the configuration of the processing liquid supply mechanism 72 are omitted, for example, it is composed of a supply line connected to the processing liquid supply source, an on-off valve and a flow rate control valve interposed in the supply line, and the like. To. The treatment liquid supply mechanism 72 may be configured so that the rinse liquid and a treatment liquid other than the rinse liquid, for example, a chemical liquid such as DHF, can be switched and supplied.

連結部34の上面中央部には、気体通路80と連通する円柱形の凹部34bが形成されている。頭部42の下側の大部分は凹部34b内に収容されている。頭部42は、凹部34aの外周端よりも半径方向外側に張り出すフランジ部42aを有している。気体通路80内を上向きに流れてきたガスは、凹部34aの内表面とこれと対向する頭部42の表面との間に形成された空間81を通って流れ、さらに、フランジ部42aの下面と連結部34の上面34aとの間の隙間82を通って流れ、半径方向外側に向けて概ね水平方向に、ウエハW下面とベースプレート31aとの間の空間83に噴射される(図3の白抜き矢印を参照)。つまり、隙間82の出口から噴射されるガスは、ウエハWの下面に向けて直接吹き付けられることはない。隙間82の出口はガス噴射部を構成する。 A cylindrical recess 34b communicating with the gas passage 80 is formed in the central portion of the upper surface of the connecting portion 34. Most of the lower side of the head 42 is housed in the recess 34b. The head portion 42 has a flange portion 42a that projects radially outward from the outer peripheral end of the recess 34a. The gas that has flowed upward in the gas passage 80 flows through the space 81 formed between the inner surface of the recess 34a and the surface of the head portion 42 facing the inner surface of the recess 34a, and further flows with the lower surface of the flange portion 42a. It flows through the gap 82 between the upper surface 34a of the connecting portion 34 and is ejected into the space 83 between the lower surface of the wafer W and the base plate 31a in a substantially horizontal direction toward the outside in the radial direction (white in FIG. 3). See arrow). That is, the gas injected from the outlet of the gap 82 is not directly blown toward the lower surface of the wafer W. The outlet of the gap 82 constitutes a gas injection section.

また、液体吐出口43aからウエハWの下面に供給された処理液が落下してきたとしても、この処理液が空間81を介して気体通路80に侵入することをフランジ部42aにより防止することができる。 Further, even if the processing liquid supplied to the lower surface of the wafer W falls from the liquid discharge port 43a, the flange portion 42a can prevent the processing liquid from entering the gas passage 80 through the space 81. ..

図2に示すように、回収カップ50は、基板保持回転機構30の基板保持部31を取り囲むように配置され、回転するウエハWから飛散する処理液を捕集する。回収カップ50は、不動の下カップ体51と、上昇位置(図2に示す位置)と下降位置との間で昇降可能な上カップ体52とを有している。上カップ体52は、昇降機構53により昇降する。上カップ体52が下降位置にあるときには、上カップ体52の上端は、基板保持回転機構30により保持されたウエハWよりも低い位置に位置する。このため、上カップ体52が下降位置にあるときに、チャンバ20内に進入した図1に示した基板搬送装置17の基板保持機構(アーム)と基板保持回転機構30との間で、ウエハWの受け渡しが可能となる。 As shown in FIG. 2, the recovery cup 50 is arranged so as to surround the substrate holding portion 31 of the substrate holding rotation mechanism 30, and collects the processing liquid scattered from the rotating wafer W. The recovery cup 50 has an immovable lower cup body 51 and an upper cup body 52 that can be raised and lowered between an ascending position (position shown in FIG. 2) and a lowering position. The upper cup body 52 moves up and down by the elevating mechanism 53. When the upper cup body 52 is in the lowered position, the upper end of the upper cup body 52 is located at a position lower than the wafer W held by the substrate holding rotation mechanism 30. Therefore, when the upper cup body 52 is in the lowered position, the wafer W is inserted between the substrate holding mechanism (arm) of the substrate conveying device 17 shown in FIG. 1 and the substrate holding rotation mechanism 30 which have entered the chamber 20. Can be delivered.

下カップ体51の底部には、排出口54が形成されている。この排出口54を介して、捕集された処理液及び回収カップ50内の雰囲気が回収カップ50から排出される。排出口54には排出管55が接続され、排出管55は減圧雰囲気の工場排気系(図示せず)に接続されている。 A discharge port 54 is formed at the bottom of the lower cup body 51. The collected treatment liquid and the atmosphere in the recovery cup 50 are discharged from the recovery cup 50 through the discharge port 54. A discharge pipe 55 is connected to the discharge port 54, and the discharge pipe 55 is connected to a factory exhaust system (not shown) in a depressurized atmosphere.

FFU21からの清浄空気のダウンフローは、回収カップ50(上カップ体52)の上部開口を介して回収カップ50内に引き込まれ、排出口54から排気される。このため、回収カップ50内には、矢印Fで示す気流が生じる。 The downflow of clean air from the FFU 21 is drawn into the recovery cup 50 through the upper opening of the recovery cup 50 (upper cup body 52) and exhausted from the discharge port 54. Therefore, the air flow indicated by the arrow F is generated in the recovery cup 50.

処理ユニット16は、基板保持回転機構30により保持されたウエハWの上面に、リンス液のミストとガス(例えば窒素ガス)との混合流体である二流体を供給する二流体ノズル61を備えていてもよい。二流体ノズル61は、図示ないノズルアームにより、ウエハWの中心の真上の位置とウエハWの周縁の真上の位置との間の任意の位置、並びにウエハWの外方の待機位置(ホームポジション)に位置させることができる。 The processing unit 16 is provided with a bifluid nozzle 61 that supplies a bifluid that is a mixed fluid of a mist of a rinse liquid and a gas (for example, nitrogen gas) on the upper surface of the wafer W held by the substrate holding rotation mechanism 30. May be good. The bifluid nozzle 61 is provided by a nozzle arm (not shown) at an arbitrary position between a position directly above the center of the wafer W and a position directly above the peripheral edge of the wafer W, and a standby position outside the wafer W (home). It can be positioned in the position).

処理ユニット16は、基板保持回転機構30により保持されたウエハWの上面をスクラブ洗浄するブラシ62を備えていてもよい。ブラシ62は、図示ないノズルアームにより、ウエハWの中心部とウエハWの周縁部との間の任意の位置、並びにウエハWの外方の待機位置(ホームポジション)に位置させることができる。 The processing unit 16 may include a brush 62 that scrubs and cleans the upper surface of the wafer W held by the substrate holding rotation mechanism 30. The brush 62 can be positioned at an arbitrary position between the central portion of the wafer W and the peripheral edge portion of the wafer W, and at a standby position (home position) outside the wafer W by a nozzle arm (not shown).

次に、処理ユニット16にて行われる処理の一例について説明する。ここでは、露光処理に先立ち、ウエハWの裏面(デバイスが形成されていない面)のパーティクル除去(露光時のデフォーカス防止を目的とする)のための洗浄処理について説明する。この場合、処理液として純水(DIW)のみが用いられ、薬液は使用されない。また、図1において12台設けられている処理ユニット16の一つが、ウエハを裏返すリバーサー(図示せず)に置換される。 Next, an example of the processing performed by the processing unit 16 will be described. Here, prior to the exposure process, a cleaning process for removing particles (for the purpose of preventing defocus during exposure) on the back surface (the surface on which the device is not formed) of the wafer W will be described. In this case, only pure water (DIW) is used as the treatment solution, and no chemical solution is used. Further, one of the 12 processing units 16 provided in FIG. 1 is replaced with a reverser (not shown) that turns the wafer over.

処理ユニット16に搬入される前に、図示しないリバーサーにより裏返されたウエハWを保持した基板搬送装置17がチャンバ20内に進入し、ウエハWを基板保持回転機構30の基板保持部31に渡す。基板保持回転機構30に保持されたウエハWの上面はデバイスが形成されていない裏面であり、ウエハWの下面はデバイスが形成されている表面である。その後、基板保持機構(アーム)がチャンバ20から退出し、上カップ体52が上昇位置に上昇する。 Before being carried into the processing unit 16, the substrate transfer device 17 holding the wafer W turned inside out by a reverser (not shown) enters the chamber 20 and passes the wafer W to the substrate holding portion 31 of the substrate holding rotation mechanism 30. The upper surface of the wafer W held by the substrate holding rotation mechanism 30 is the back surface on which the device is not formed, and the lower surface of the wafer W is the surface on which the device is formed. After that, the substrate holding mechanism (arm) exits the chamber 20, and the upper cup body 52 rises to the ascending position.

次に、基板保持回転機構30が、ウエハWを回転させる。ウエハWに対する一連の処理が終了するまでウエハWは回転し続ける。この状態で、二流体ノズル61に純水と窒素ガスが供給され、窒素ガスによりミスト化された純水の液滴と窒素ガスとの混合流体とからなる二流体が二流体ノズル61からウエハWに向けて噴射される。二流体ノズル61は、二流体を噴射しながら、図示しないノズルアームによりウエハWの中心部と周縁部との間を往復移動する。これにより、二流体のエネルギーによってウエハW上面に付着しているパーティクルを除去する二流体洗浄が行われる。 Next, the substrate holding rotation mechanism 30 rotates the wafer W. The wafer W continues to rotate until a series of processes on the wafer W are completed. In this state, pure water and nitrogen gas are supplied to the two-fluid nozzle 61, and a two-fluid composed of a droplet of pure water mistized by the nitrogen gas and a mixed fluid of the nitrogen gas is discharged from the two-fluid nozzle 61 to the wafer W It is sprayed toward. The bifluid nozzle 61 reciprocates between the central portion and the peripheral portion of the wafer W by a nozzle arm (not shown) while injecting the bifluid. As a result, the two-fluid cleaning is performed by removing the particles adhering to the upper surface of the wafer W by the energy of the two fluids.

二流体洗浄工程の終了後、二流体ノズル61への純水の供給を継続したままで窒素ガスの供給を停止することにより、二流体ノズル61からウエハWの上面中央部にミスト化されていない純水を供給することにより、ウエハWの上面のリンス処理が行われる。このリンス処理の終了後、ウエハWの上面への純水の供給を停止し、ウエハWの振り切り乾燥が行われる。 After the completion of the two-fluid cleaning step, the supply of nitrogen gas is stopped while the supply of pure water to the two-fluid nozzle 61 is continued, so that the two-fluid nozzle 61 is not misted in the center of the upper surface of the wafer W. By supplying pure water, the upper surface of the wafer W is rinsed. After the completion of this rinsing treatment, the supply of pure water to the upper surface of the wafer W is stopped, and the wafer W is shaken off and dried.

なお、デバイス非形成面である裏面を上にして処理を行う場合には、二流体ノズル61に代えてブラシ62を用いて裏面の洗浄を行ってもよい。 When the treatment is performed with the back surface, which is the device non-forming surface, facing up, the back surface may be cleaned using a brush 62 instead of the two-fluid nozzle 61.

上記のウエハWの上面(デバイスが形成されていない裏面)の処理中、特にウエハWの表面に二流体または純水が供給されている二流体洗浄及びリンス処理の実行中に、ウエハWの下面(デバイスが形成されていない裏面)の汚染を防止するために、ウエハWのリンス処理が行われる。 During the treatment of the upper surface of the wafer W (the back surface on which the device is not formed), particularly during the two-fluid cleaning and rinsing treatment in which bifluid or pure water is supplied to the surface of the wafer W, the lower surface of the wafer W. The wafer W is rinsed in order to prevent contamination (the back surface on which the device is not formed).

リンス処理は、液体吐出部40の液体吐出口43aから、回転しているウエハWの下面中央部にリンス液としての純水を供給することにより行われる。ウエハWの下面中央部に供給された純水は遠心力により半径方向外側に広がりながら流れ、ウエハWの周縁から外方に飛散する。このとき、ウエハWの下面全域が純水の液膜により覆われる。この純水の液膜は、ウエハWの上面から下面に周り込もうとするパーティクルを含む純水をブロックする。 The rinsing treatment is performed by supplying pure water as a rinsing liquid from the liquid discharge port 43a of the liquid discharge unit 40 to the central portion of the lower surface of the rotating wafer W. The pure water supplied to the central portion of the lower surface of the wafer W flows while spreading outward in the radial direction due to centrifugal force, and scatters outward from the peripheral edge of the wafer W. At this time, the entire lower surface of the wafer W is covered with a liquid film of pure water. This liquid film of pure water blocks pure water containing particles that try to wrap around from the upper surface to the lower surface of the wafer W.

ウエハWの上面から下面へ、あるいは下面から上面へのリンス液の回り込みを防止するため、ウエハWの上面のリンス処理と、ウエハの下面のリンス処理は同時またはほぼ同時に終了させることが好ましい。つまり、ウエハWの上面のリンス液の供給停止と、ウエハWの下面のリンス液の供給停止はほぼ同時に行うことが好ましい。 In order to prevent the rinsing liquid from wrapping around from the upper surface to the lower surface of the wafer W or from the lower surface to the upper surface, it is preferable to finish the rinsing treatment on the upper surface of the wafer W and the rinsing treatment on the lower surface of the wafer at the same time or substantially at the same time. That is, it is preferable to stop the supply of the rinse liquid on the upper surface of the wafer W and stop the supply of the rinse liquid on the lower surface of the wafer W almost at the same time.

以下にウエハWの下面の乾燥について説明する。ウエハWの下面にウオーターマーク(これはパーティクルの原因となり得る)が生じないように、ウエハWと基板保持部31のベースプレート31aとの間の空間の酸素濃度を下げておくことが好ましい。このため、当該空間に、頭部42のフランジ部42aの下面と連結部34の上面34aとの間の隙間82の出口から窒素ガスを噴射する。 The drying of the lower surface of the wafer W will be described below. It is preferable to reduce the oxygen concentration in the space between the wafer W and the base plate 31a of the substrate holding portion 31 so that water marks (which can cause particles) do not occur on the lower surface of the wafer W. Therefore, nitrogen gas is injected into the space from the outlet of the gap 82 between the lower surface of the flange portion 42a of the head portion 42 and the upper surface 34a of the connecting portion 34.

なお、特に窒素ガスの噴射開始直後に、ベースプレート31aに付着していたパーティクルが舞い上がる可能性があるため、窒素ガスの噴射はウエハWの下面が純水の液膜により覆われているうちに開始することが好ましい。 Since the particles adhering to the base plate 31a may fly up immediately after the start of the injection of the nitrogen gas, the injection of the nitrogen gas is started while the lower surface of the wafer W is covered with the liquid film of pure water. It is preferable to do so.

ウエハWの下面の乾燥にあたっては、まず、ウエハWを回転させたまま、液体吐出部40の液体吐出口43aからの純水の吐出を停止する。ウエハWの下面上に存在している純水は遠心力によりウエハWの周縁に向かって流れているため、まず最初に、ウエハWの中心部において、純水の液膜LFが消失しウエハWの表面(下面)が露出する。すなわち、ウエハW中心部に小さな円形の乾燥領域DA(乾燥コアとも呼ぶ)が形成される(図4も参照)。 In drying the lower surface of the wafer W, first, the discharge of pure water from the liquid discharge port 43a of the liquid discharge unit 40 is stopped while the wafer W is rotated. Since the pure water existing on the lower surface of the wafer W is flowing toward the peripheral edge of the wafer W by centrifugal force, first, the liquid film LF of the pure water disappears at the center of the wafer W and the wafer W The surface (lower surface) of the surface is exposed. That is, a small circular drying region DA (also referred to as a drying core) is formed in the center of the wafer W (see also FIG. 4).

その後、時間経過とともに乾燥領域DAが広がってゆき、最終的にウエハWの下面の全体が乾燥する。ウエハWの下面の中心部に形成された乾燥領域DAが半径方向外側に向けて滑らかに広がってゆくことが好ましい。より具体的には、液膜LFと乾燥領域DAとの境界Bがほぼ円形を維持しながら、半径方向に滑らかに移動してゆくことが好ましい。 After that, the drying region DA expands with the passage of time, and finally the entire lower surface of the wafer W is dried. It is preferable that the dry region DA formed in the central portion of the lower surface of the wafer W smoothly spreads outward in the radial direction. More specifically, it is preferable that the boundary B between the liquid film LF and the dry region DA moves smoothly in the radial direction while maintaining a substantially circular shape.

境界Bの移動速度が不適切だと、液膜LFが千切れて液膜LFから液滴LDが分離する可能性がある。この現象が生じたときの状況を図5に模式的に示した。液滴の千切れは、ウエハの表面が疎水性である場合、及びウエハの表面に疎水性領域と親水性領域が混在している場合に生じやすく、特に後者の場合に生じやすい。具体的な例としては、マトリックス状に四角形の回路パターンがウエハWの表面に多数形成いる状況下で、回路パターンの表面に疎水性部分が多く存在し、かつ、四角形の間の領域が親水性である場合がある。この場合、回路パターン上に液滴が残り、その後液滴が乾燥するという事象が生じる。 If the moving speed of the boundary B is inappropriate, the liquid film LF may be torn and the droplet LD may be separated from the liquid film LF. The situation when this phenomenon occurs is schematically shown in FIG. Droplet shredding is likely to occur when the surface of the wafer is hydrophobic and when the surface of the wafer is a mixture of hydrophobic and hydrophilic regions, especially in the latter case. As a specific example, in a situation where a large number of quadrangular circuit patterns are formed on the surface of the wafer W in a matrix, many hydrophobic portions are present on the surface of the circuit pattern, and the region between the quadrangles is hydrophilic. May be. In this case, an event occurs in which droplets remain on the circuit pattern and then the droplets dry.

液膜中にはパーティクルが存在しうる。パーティクルは、元々ウエハWに付着していたものかもしれないし、あるいは前述したように隙間82の出口から噴射された窒素ガスにより巻き上げられた後に液膜LF中に取り込まれたものであるかもしれない。パーティクルを含有する液滴が乾燥すると、そのパーティクルはウエハWの表面に付着する。回路パターンの部分にパーティクル入りの液滴が残り、これが乾燥すると、歩留まりに悪影響を及ぼす。 Particles can be present in the liquid film. The particles may have originally adhered to the wafer W, or may have been taken up into the liquid film LF after being wound up by the nitrogen gas injected from the outlet of the gap 82 as described above. .. When the droplets containing the particles are dried, the particles adhere to the surface of the wafer W. Droplets containing particles remain in the circuit pattern, and when they dry, they adversely affect the yield.

一方、液膜中にパーティクルが存在していたとしても、上述したように、液膜LFと乾燥領域DAとの境界Bがほぼ円形を維持しながら、半径方向に滑らかに移動してゆくのであれば、そのような問題は生じない。つまりこの場合、液膜中のパーティクルは液膜と一緒に半径方向外側に移動し、液膜と一緒にウエハWの外側に排出され、ウエハWの表面には残留しない。 On the other hand, even if the particles are present in the liquid film, as described above, the boundary B between the liquid film LF and the dry region DA keeps a substantially circular shape and moves smoothly in the radial direction. If so, such a problem does not occur. That is, in this case, the particles in the liquid film move outward in the radial direction together with the liquid film, are discharged to the outside of the wafer W together with the liquid film, and do not remain on the surface of the wafer W.

液膜LFの千切れは、境界BがウエハWの周縁WEに近い位置にある場合に生じやすい。境界Bが周縁WEに近づくに従って液膜LFが薄くなり、かつ液膜LFを拡げようとする力が大きくなるからである。液膜の千切れが生じやすい領域では、ウエハWの回転速度を低めに抑えて液膜LFを拡げようとする力を抑制することが好ましい。 Shredding of the liquid film LF is likely to occur when the boundary B is located near the peripheral edge WE of the wafer W. This is because the liquid film LF becomes thinner as the boundary B approaches the peripheral edge WE, and the force for expanding the liquid film LF increases. In a region where the liquid film is likely to be torn, it is preferable to suppress the rotation speed of the wafer W to be low to suppress the force for expanding the liquid film LF.

本実施形態では、ウエハWの中心Oから境界Bまでの半径方向距離をrとし、ウエハWの回転の角速度をωとしたときに、少なくとも半径方向距離rがある閾値より大きいときに、半径方向距離rが大きくなるに従って角速度ωが小さくなるようにウエハWの角速度ωを制御し、これにより液膜の千切れが生じやすい領域において液膜LFを拡げようとする力を抑制している。なお、半径方向距離rが比較的小さいときには角速度ωが比較的高くても液膜の千切れは生じ難い。このため、乾燥時間の短縮のために、液膜の千切れが生じ難い領域においては、液膜の千切れが生じない範囲で角速度ωを大きくしている。 In the present embodiment, when the radial distance from the center O of the wafer W to the boundary B is r and the angular velocity of rotation of the wafer W is ω, at least the radial distance r is larger than a certain threshold value in the radial direction. The angular velocity ω of the wafer W is controlled so that the angular velocity ω decreases as the distance r increases, thereby suppressing the force for expanding the liquid film LF in the region where the liquid film is likely to be torn. When the radial distance r is relatively small, the liquid film is unlikely to be torn even if the angular velocity ω is relatively high. Therefore, in order to shorten the drying time, the angular velocity ω is increased in the region where the liquid film is unlikely to be torn, within the range where the liquid film is not torn.

なお、ウエハWの回転速度(単位時間当たりの回転数を意味し、例えば単位rpm(回転数/分)等により表示される)は角速度ωの定数倍である。従って、半径方向距離rが大きくなるに従って角速度ωを小さくするというのは、半径方向距離rが大きくなるに従ってウエハWの回転速度が小さくということと同じことである。 The rotation speed of the wafer W (meaning the number of rotations per unit time, represented by, for example, the unit rpm (rotation speed / minute)) is a constant multiple of the angular velocity ω. Therefore, decreasing the angular velocity ω as the radial distance r increases is the same as decreasing the rotational speed of the wafer W as the radial distance r increases.

具体的な制御方法について以下に説明する。 A specific control method will be described below.

[第1の制御方法]
第1の制御方法では、半径方向距離rがある閾値rT1より大きいときに、半径方向距離rと角速度をωの積rωが一定となるように制御を行う。この場合、境界Bの半径方向位置に関わらず、境界Bの半径方向位置におけるウエハWの周速度が同一になる。これによりウエハWの周縁部付近でも液膜LFを拡げようとする力が小さくなるため、液千切れの発生が生じ難くなる。第1の制御方法を採用したときの、半径方向距離rとウエハWの回転速度(rpm)(回転速度は60ω/2πに等しい:但しωの単位はラジアン)との関係の一例を、図6のグラフにおいて白抜き四角で示した。
[First control method]
In the first control method, when the radial distance r is larger than a certain threshold value r T1 , the radial distance r and the angular velocity are controlled so that the product rω of ω becomes constant. In this case, the peripheral speed of the wafer W at the radial position of the boundary B is the same regardless of the radial position of the boundary B. As a result, the force for expanding the liquid film LF is reduced even in the vicinity of the peripheral edge of the wafer W, so that the liquid breakage is less likely to occur. FIG. 6 shows an example of the relationship between the radial distance r and the rotation speed (rpm) of the wafer W (the rotation speed is equal to 60ω / 2π: the unit of ω is radians) when the first control method is adopted. It is shown by a white square in the graph of.

半径方向距離置rが小さい場合にまで積rωを一定に維持しようとすると、そのときのウエハWの角速度ω(回転速度)が過大となり、ウエハWの振動が生じ、所望のプロセスが実行できなる恐れがある。また、半径方向距離置rが小さい場合には、つまり乾燥領域DAがあまり広がっていないときには、境界B付近での液膜LFの厚さが比較的厚いため、液千切れが生じる可能性は低い。このため、半径方向距離置rが閾値rT1以下のときの積rωを、閾値rT1より大きいときの積rωよりも小さくしている。 If an attempt is made to keep the product rω constant even when the radial distance setting r is small, the angular velocity ω (rotational speed) of the wafer W at that time becomes excessive, the wafer W vibrates, and the desired process cannot be executed. There is a fear. Further, when the radial distance setting r is small, that is, when the dry region DA is not so widened, the thickness of the liquid film LF near the boundary B is relatively thick, so that the possibility of liquid tearing is low. .. Therefore, the product rω when radial distance location r is equal to or smaller than the threshold r T1, is smaller than the product rω when greater than the threshold value r T1.

実際の運用では、半径方向距離置rが閾値rT1未満のときの角速度ωを、半径方向距離置rが閾値rT1に等しいときの角速度ωと同一の一定値にしている。これにより回転数制御が容易となる。なお、閾値rT1は、ウエハWの振動が生じず安定して回転させることができるウエハWの上限角速度ωmax(または上限回転速度)及び液膜LFの厚さを考慮して決定することができる。図6のグラフでは、上限角速度ωmaxに相当するウエハ回転速度を2500rpmとしている。 In actual practice, the angular velocity ω when the radial distance location r is less than the threshold r T1, has the same constant value and the angular velocity ω when the radial distance location r is equal to the threshold r T1. This facilitates rotation speed control. The threshold value r T1 can be determined in consideration of the upper limit angular velocity ωmax (or upper limit rotation speed) of the wafer W and the thickness of the liquid film LF, which can be stably rotated without causing vibration of the wafer W. .. In the graph of FIG. 6, the wafer rotation speed corresponding to the upper limit angular velocity ωmax is set to 2500 rpm.

[第2の制御方法]
第2の制御方法では半径方向距離rがある閾値rT2より大きいときに、半径方向距離rと角速度ωの二乗の積rωが一定になるように制御を行う。この場合、境界Bの半径方向位置に関わらず、境界Bの半径方向位置におけるウエハW上の物体つまり液膜を構成する水が受ける遠心力(=mrω)が同一になる。これによりウエハWの周縁部付近でも液膜LFを拡げようとする力が小さくなるため、液千切れの発生が生じ難くなる。第2の制御方法を採用したときの、半径方向距離rとウエハWの回転速度(rpm)(回転速度は60ω/2πに等しい:但しωの単位はラジアン)との関係の一例を、図6のグラフにおいて黒丸で示した。半径方向距離置rが閾値rT2以下のときの角速度ωは、第1の制御方法の場合と同様に設定すればよい。
[Second control method]
In the second control method, when the radial distance r is larger than a certain threshold value r T2 , the product rω 2 of the square of the radial distance r and the angular velocity ω is controlled to be constant. In this case, regardless of the radial position of the boundary B, the centrifugal force (= mrω 2 ) received by the object on the wafer W, that is, the water forming the liquid film at the radial position of the boundary B is the same. As a result, the force for expanding the liquid film LF is reduced even in the vicinity of the peripheral edge of the wafer W, so that the liquid breakage is less likely to occur. FIG. 6 shows an example of the relationship between the radial distance r and the rotation speed (rpm) of the wafer W (the rotation speed is equal to 60ω / 2π: the unit of ω is radians) when the second control method is adopted. It is indicated by a black circle in the graph of. The angular velocity ω when the radial distance setting r is equal to or less than the threshold value r T2 may be set in the same manner as in the case of the first control method.

本実施形態では、ウエハWの回転速度(角速度ω)の制御は、乾燥を開始してからの経過時間と半径方向距離rとの関係を予め把握しておき、乾燥を開始してからの経過時間に応じてウエハWの回転速度を制御する。乾燥を開始してからの経過時間と半径方向距離rとの関係は、ウエハと同形の透明円形基板を用いた実験により予め把握しておくか、あるいはシミュレーションで把握することができる。なお、装置構造上、ウエハWの下面側に撮像センサ等を設けるスペースがあるのであれば、洗浄処理を実行しているときにリアルタイムで境界Bの半径方向位置つまり半径方向距離rをセンサに検出することも可能である。 In the present embodiment, the control of the rotation speed (angular velocity ω) of the wafer W is such that the relationship between the elapsed time from the start of drying and the radial distance r is grasped in advance, and the elapsed time from the start of drying. The rotation speed of the wafer W is controlled according to the time. The relationship between the elapsed time from the start of drying and the radial distance r can be grasped in advance by an experiment using a transparent circular substrate having the same shape as the wafer, or can be grasped by a simulation. If there is a space for providing an image pickup sensor or the like on the lower surface side of the wafer W due to the device structure, the sensor detects the radial position of the boundary B, that is, the radial distance r in real time during the cleaning process. It is also possible to do.

ウエハWの上面の乾燥については本明細書では詳細には説明しない。例えば、回転するウエハWにリンスノズル(図示せず)からリンス液を供給しながら乾燥用ガスノズル(図示せず)から窒素ガス等の乾燥用ガスを供給し、窒素ガスがウエハWに衝突する半径方向位置PNをリンス液がウエハWに衝突する半径方向位置PRよりも半径方向内側に維持しつつ、半径方向位置PN及び半径方向位置PRの両方を半径方向外側に移動させてゆくといった公知の手法を用いることにより、乾燥領域と液膜との境界の移動速度を制御しながら、良好な乾燥を行うことができる。つまり、ウエハWの上面については、公知の方法により、液膜の千切れを防止し、パーティクルの残留が生じない乾燥を行うことができる。 Drying of the upper surface of the wafer W is not described in detail herein. For example, while supplying a rinse liquid from a rinse nozzle (not shown) to a rotating wafer W, a drying gas such as nitrogen gas is supplied from a drying gas nozzle (not shown), and the radius at which the nitrogen gas collides with the wafer W. A known method of moving both the radial position PN and the radial position PR to the outside in the radial direction while maintaining the directional position PN radially inside the radial position PR where the rinse liquid collides with the wafer W. By using the above, good drying can be performed while controlling the moving speed of the boundary between the dry region and the liquid film. That is, the upper surface of the wafer W can be dried by a known method to prevent the liquid film from being torn and to prevent particles from remaining.

上記の実施形態では、ウエハWの裏面(デバイス非形成面)を上向きとし、ウエハWの表面(デバイス形成面)を下向きとした状態で洗浄処理を行ったが、これに限定されるものではなくウエハWの表面を上向きとし、ウエハWの裏面を下向きとした状態で洗浄処理を行ってもよい。また、ウエハWの上向きの面に対しては洗浄処理を行わず、ウエハWの下向きの面のみに対して洗浄処理を行ってもよい。 In the above embodiment, the cleaning treatment is performed with the back surface (device non-forming surface) of the wafer W facing upward and the front surface (device forming surface) of the wafer W facing downward, but the cleaning treatment is not limited to this. The cleaning treatment may be performed with the front surface of the wafer W facing upward and the back surface of the wafer W facing downward. Further, the upward surface of the wafer W may not be cleaned, and only the downward surface of the wafer W may be cleaned.

処理対象の基板は半導体ウエハ(ウエハW)に限定されるものではなく、回転状態で処理が施される円形の基板であるならば、ガラス基板、セラミック基板等の他の種類の基板であってもよい。 The substrate to be processed is not limited to the semiconductor wafer (wafer W), and if it is a circular substrate to be processed in a rotating state, it may be another type of substrate such as a glass substrate or a ceramic substrate. May be good.

W 基板(半導体ウエハ)
4 制御部(制御装置)
30 基板保持回転機構
31a ベースプレート
43a 処理液供給部
82 ガス噴射部
W substrate (semiconductor wafer)
4 Control unit (control device)
30 Substrate holding rotation mechanism 31a Base plate 43a Processing liquid supply unit 82 Gas injection unit

Claims (12)

基板を水平姿勢で保持して鉛直軸線周りに回転させる基板保持回転機構と、
前記基板保持回転機構に保持された前記基板の下方から、前記基板の下面の中央部のみに向けてリンス液を供給するように構成された処理液供給部と、
前記基板を回転させながら前記基板の下面の中央部にリンス液を供給し、その後、前記基板を引き続き回転させながら、リンス液が前記基板の下面の中央部に向けて吐出されている状態から当該リンス液の供給を停止して、前記基板の下面を、中央部から周縁部に向けて徐々に乾燥させてゆくときに、前記基板の下面においてリンス液の液膜が存在している領域とリンス液の液膜が存在していない領域との境界の前記基板の中心からの半径方向距離をrとし前記基板の角速度をωとしたとき、少なくとも前記半径方向距離rがある閾値より大きいときに、前記半径方向距離rが大きくなるに従って前記角速度ωが小さくなるように、かつ、前記境界より外側のリンス液の液膜が千切れて液滴が生じることが無いように、前記基板保持回転機構により前記基板の回転速度を制御する制御部と
を備えた基板処理装置。
A board holding rotation mechanism that holds the board in a horizontal position and rotates it around the vertical axis,
A processing liquid supply unit configured to supply the rinse liquid only to the central portion of the lower surface of the substrate from below the substrate held by the substrate holding rotation mechanism.
The rinse liquid is supplied to the central portion of the lower surface of the substrate while rotating the substrate, and then the rinse liquid is discharged toward the central portion of the lower surface of the substrate while continuously rotating the substrate. When the supply of the rinse liquid is stopped and the lower surface of the substrate is gradually dried from the central portion to the peripheral portion, the region where the liquid film of the rinse liquid exists and the rinse on the lower surface of the substrate. When the radial distance from the center of the substrate at the boundary with the region where the liquid film does not exist is r and the angular velocity of the substrate is ω, at least when the radial distance r is larger than a certain threshold. By the substrate holding rotation mechanism , the angular velocity ω becomes smaller as the radial distance r becomes larger , and the liquid film of the rinse liquid outside the boundary is not torn to generate droplets. A substrate processing device including a control unit that controls the rotation speed of the substrate.
前記制御部は、前記半径方向距離rがある閾値より大きいときに前記半径方向距離rと前記角速度ωの積rωが一定となるように前記基板の回転速度を制御する、請求項1記載の基板処理装置。 The substrate according to claim 1, wherein the control unit controls the rotation speed of the substrate so that the product rω of the radial distance r and the angular velocity ω becomes constant when the radial distance r is larger than a certain threshold value. Processing equipment. 前記制御部は、前記半径方向距離rが前記閾値以下のときの前記積rωが、前記半径方向距離rが前記閾値より大きいときの前記積rω以下となるように前記基板の回転速度を制御する、請求項2記載の基板処理装置。 The control unit controls the rotation speed of the substrate so that the product rω when the radial distance r is equal to or less than the threshold value is equal to or less than the product rω when the radial distance r is larger than the threshold value. , The substrate processing apparatus according to claim 2. 前記制御部は、前記半径方向距離rが前記閾値以下のときの前記角速度ωが、前記半径方向距離rが前記閾値と等しいときの前記角速度ωと等しい一定の値に維持されるように前記基板の回転速度を制御する、請求項2記載の基板処理装置。 The control unit maintains the angular velocity ω when the radial distance r is equal to or less than the threshold value at a constant value equal to the angular velocity ω when the radial distance r is equal to the threshold value. The substrate processing apparatus according to claim 2, which controls the rotation speed of the above. 前記制御部は、前記半径方向距離rがある閾値より大きいときに前記半径方向距離rと前記角速度ωの二乗の積rωが一定となるように、前記基板の回転速度を制御する、請求項1記載の基板処理装置。 The control unit controls the rotation speed of the substrate so that the product rω 2 of the square of the radial distance r and the angular velocity ω becomes constant when the radial distance r is larger than a certain threshold value. 1. The substrate processing apparatus according to 1. 前記制御部は、前記半径方向距離rが前記閾値以下のときの前記積rωが、前記半径方向距離rが前記閾値より大きいときの前記積rω以下となるように前記基板の回転速度を制御する、請求項5記載の基板処理装置。 The control unit sets the rotation speed of the substrate so that the product rω 2 when the radial distance r is equal to or less than the threshold value is equal to or less than the product rω 2 when the radial distance r is larger than the threshold value. The substrate processing apparatus according to claim 5, which is controlled. 前記制御部は、前記半径方向距離rが前記閾値以下のときの前記角速度ωが、前記半径方向距離rが前記閾値と等しいときの前記角速度ωと等しい一定の値に維持されるように前記基板の回転速度を制御する、請求項5記載の基板処理装置。 The control unit maintains the angular velocity ω when the radial distance r is equal to or less than the threshold value at a constant value equal to the angular velocity ω when the radial distance r is equal to the threshold value. The substrate processing apparatus according to claim 5, which controls the rotation speed of the above. 前記基板保持回転機構は、前記基板保持回転機構により保持された基板の下方で基板に対向するベースプレートを有し、
前記基板処理装置は、前記基板保持回転機構により保持された基板と前記ベースプレートとの間の空間に、当該基板の中央部の下方から、当該基板の面と実質的に平行な向きであってかつ半径方向外向きに乾燥用ガスを噴射するガス噴射部をさらに備えている、請求項1から7のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置。
The substrate holding rotation mechanism has a base plate facing the substrate below the substrate held by the substrate holding rotation mechanism.
The substrate processing apparatus is oriented in a space between the substrate held by the substrate holding rotation mechanism and the base plate from below the central portion of the substrate in a direction substantially parallel to the surface of the substrate. The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, further comprising a gas injection unit that injects a drying gas outward in the radial direction.
基板を水平姿勢で鉛直軸線周りに回転させながら前記基板の下面の中央部のみにリンス液を供給するリンス工程と、
その後、前記基板を引き続き回転させながら、リンス液が前記基板の下面の中央部に向けて吐出されている状態から当該リンス液の供給を停止して、前記基板の下面を、中央部から周縁部に向けて徐々に乾燥させてゆく乾燥工程と、を備え、
前記乾燥工程を実行しているときに、前記基板の下面においてリンス液の液膜が存在している領域とリンス液の液膜が存在していない領域との境界の前記基板の中心からの半径方向距離をrとし前記基板の角速度をωとしたとき、少なくとも前記半径方向距離rがある閾値より大きいときに、前記半径方向距離rが大きくなるに従って前記角速度ωが小さくなるように、かつ、前記境界より外側のリンス液の液膜が千切れて液滴が生じることが無いように、前記基板の回転速度を制御する、基板処理方法。
A rinsing process in which the rinsing liquid is supplied only to the central portion of the lower surface of the substrate while rotating the substrate in a horizontal position around the vertical axis.
After that, while continuing to rotate the substrate, the supply of the rinse liquid is stopped from the state where the rinse liquid is discharged toward the central portion of the lower surface of the substrate, and the lower surface of the substrate is moved from the central portion to the peripheral portion. With a drying process that gradually dries toward
When the drying step is being performed, the radius from the center of the substrate at the boundary between the region where the rinse liquid film is present and the region where the rinse liquid film is not present on the lower surface of the substrate. When the directional distance is r and the angular velocity of the substrate is ω, at least when the radial distance r is larger than a certain threshold value, the angular velocity ω decreases as the radial distance r increases, and the angular velocity ω decreases. A substrate processing method for controlling the rotation speed of the substrate so that the liquid film of the rinse liquid outside the boundary is not torn and droplets are not generated.
前記半径方向距離rがある閾値より大きいときに前記半径方向距離rと前記角速度ωの積rωが一定となるように前記基板の回転速度を制御する、請求項9記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 9, wherein the rotational speed of the substrate is controlled so that the product rω of the radial distance r and the angular velocity ω becomes constant when the radial distance r is larger than a certain threshold value. 前記半径方向距離rがある閾値より大きいときに前記半径方向距離rと前記角速度ωの二乗の積rωが一定となるように前記基板の回転速度を制御する、請求項9記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 9, wherein the rotation speed of the substrate is controlled so that the product rω 2 of the square of the radial distance r and the angular velocity ω becomes constant when the radial distance r is larger than a certain threshold value. .. 基板処理装置の動作を制御するための制御部をなすコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記基板処理装置を制御して請求項9から11のうちのいずれか一項に記載の基板処理方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体。 The substrate processing according to any one of claims 9 to 11, wherein the computer controls the substrate processing apparatus when executed by a computer forming a control unit for controlling the operation of the substrate processing apparatus. A storage medium on which the program that executes the method is recorded.
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