JP7034634B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

基板処理方法および基板処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7034634B2
JP7034634B2 JP2017167680A JP2017167680A JP7034634B2 JP 7034634 B2 JP7034634 B2 JP 7034634B2 JP 2017167680 A JP2017167680 A JP 2017167680A JP 2017167680 A JP2017167680 A JP 2017167680A JP 7034634 B2 JP7034634 B2 JP 7034634B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
liquid
opening
peripheral edge
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017167680A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019046939A (ja
Inventor
成規 谷澤
信行 宮路
誠 ▲高▼岡
尚樹 澤崎
剛 奥村
淳靖 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Priority to JP2017167680A priority Critical patent/JP7034634B2/ja
Priority to US16/041,919 priority patent/US10854481B2/en
Priority to TW107125732A priority patent/TWI666688B/zh
Priority to KR1020180087989A priority patent/KR102101562B1/ko
Priority to CN201810857665.2A priority patent/CN109427548B/zh
Publication of JP2019046939A publication Critical patent/JP2019046939A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7034634B2 publication Critical patent/JP7034634B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02043Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052Wet cleaning only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02057Cleaning during device manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02343Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a liquid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/67034Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Description

この発明は、基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象になる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、有機EL(Electroluminescence)表示装置等のFPD(Flat Panel Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などの基板が含まれる。
枚葉式の基板処理装置による基板処理では、基板が1枚ずつ処理される。詳しくは、スピンチャックによって基板がほぼ水平に保持される。そして、基板の上面が薬液によって処理された後、リンス液によって基板の上面がリンスされる。その後、基板の上面を乾燥するために基板を高速回転させるスピンドライ工程が行われる。
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、パターン内部に入り込んだリンス液を除去できないおそれがある。それによって、乾燥不良が生じるおそれがある。パターン内部に入り込んだリンス液の液面(空気と液体との界面)は、パターン内に形成される。そのため、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い。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。
そこで、水よりも表面張力が低い低表面張力液体であるイソプロピルアルコール(Isopropyl Alcohol: IPA)を用いる手法が提案されている(たとえば、下記特許文献1を参照)。
特開2016-21597号公報
特許文献1に記載の基板処理では、基板上のリンス液をIPAで置換した後、基板上に形成されたIPAの液膜が、遠心力によって、基板外へ排除される。詳しくは、基板上のIPAの液膜の中央領域に円形状の開口が形成され、この開口が広がることによって、基板上からIPAが排除される。IPAの揮発性が比較的高いため、蒸発によって、IPAの液膜は薄くなりやすい。IPAの液膜が開口近傍で薄くなった場合、回転方向の全域において開口が均一な速度で(円形状を保ったまま)広がらないことがある。詳しくは、開口の周縁の一部が基板の周縁に向けて放射状に延びることによって、液膜が分裂することがある。これにより、基板の上面に部分的にIPAの液滴が残る。この液滴は、最終的に蒸発するまでに、IPA(IPAに溶け込んだ微量の水分を含む場合がある)の液面がパターンに対して表面張力を作用し続ける。それによって、パターン倒壊が起こるおそれがある。
そこで、この発明の目的は、基板上の低表面張力液体を良好に排除する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である。
この発明は、水平に基板を保持する基板保持工程と、水を含有する処理液を前記基板の上面に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の上面に供給することにより前記基板上の処理液を前記低表面張力液体で置換することによって、前記基板の上面を覆う前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、前記液膜の中央領域に気体を供給させることによって、前記液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、前記液膜を排除するために前記開口を拡大させる開口拡大工程と、前記開口拡大工程において、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る基板回転工程と、前記開口拡大工程において、前記基板の上面において前記開口の周縁よりも内側に設定された気体供給位置に向けて前記気体を吹き付け、前記基板の上面の周縁に向けて前記気体供給位置を移動させる気体供給位置移動工程と、前記開口拡大工程において、前記基板の上面において前記開口の周縁よりも外側に設定された着液位置に向けて前記低表面張力液体を供給し、前記基板の上面の周縁に向けて前記着液位置を移動させる着液位置移動工程とを含む、基板処理方法を提供する。
この方法によれば、低表面張力液体の液膜に形成された開口を拡大させて、基板上から液膜を排除する際に、基板回転工程と気体供給位置移動工程と着液位置移動工程とが実行される。
開口の拡大中に基板が回転されることによって、液膜には遠心力が作用し、液膜が基板外へ押し出される。気体位置移動工程では、開口の周縁よりも内側に設定された気体供給位置が基板の上面の周縁に向けて移動する。そのため、開口の拡大中において、液膜の内周縁には、気体の吹き付け力が作用する。気体の吹き付け力とは、気体の吹き付けによって作用する力のことである。気体の吹き付け力が液膜の内周縁に作用することによって、一層確実に液膜が基板外へ押し出される。したがって、開口の周縁よりも内側における低表面張力液体の液滴の残留が抑制される。つまり、開口の周縁よりも内側を良好に乾燥させることができる。
一方、遠心力および吹き付け力によって基板外に排出される低表面張力液体が増大し、遠心力および吹き付け力によって開口の近傍で液膜が薄くなることがある。着液位置移動工程では、開口の周縁よりも外側に設定された着液位置が、基板の上面の周縁に向けて移動する。そのため、液膜の厚さを充分に確保することができる。したがって、遠心力および吹き付け力によって開口の近傍で液膜が薄くなることが抑制される。したがって、回転方向の全域において開口を均一な速度で拡大させることができる。
以上のように、回転方向の全域において開口を均一な速度で拡大させつつ、開口の周縁よりも内側を良好に乾燥させることができる。その結果、基板上の低表面張力液体を良好に排除することができる。
この発明の一実施形態では、前記着液位置移動工程が、前記低表面張力液体の供給によって前記液膜の内周縁に液盛り上がりを形成しながら、前記着液位置を移動させる工程を含む。液盛り上がりとは、液膜において他の部分よりも厚さが厚い部分のことである。
この方法によれば、低表面張力液体の供給によって液膜の内周縁に液盛り上がりが形成された状態で、着液位置が移動する。そのため、開口の周縁近傍における液膜の厚さを一層充分に確保することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記開口形成工程と並行して前記液膜に前記低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程をさらに含む。そのため、開口の形成時に、開口の周縁の近傍における液膜の厚さを充分に確保することができる。したがって、開口形成時の気体の供給によって、開口の周縁近傍における低表面張力液体が押し退けられたとしても、開口の周縁近傍における液膜の厚さが充分に保たれる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記開口拡大工程が実行されている間、前記気体の供給を継続する気体供給継続工程をさらに含む。そのため、開口の拡大中、液膜に吹き付け力を作用させ続けることができる。したがって、開口の周縁よりも内側を一層良好に乾燥させることができる。
開口の拡大によって開口の周縁が基板の上面の周縁に近づくと、基板上の低表面張力液体の全体量が少なくなる。そのため、開口の周縁が基板の上面の周縁に近づくと、液膜の温度が低下しやすい。また、液膜の温度が低下することによって、基板が乾燥されにくくなる。そのため、基板の上面の周縁領域を良好に乾燥することができないおそれがある。
そこで、この発明の一実施形態では、前記基板回転工程が、前記開口の周縁が前記基板の上面の中央領域に位置するときの前記基板の回転速度よりも前記開口の周縁が前記基板の上面の周縁領域に位置するときの前記基板の回転速度が小さくなるように、前記基板の回転を減速させる回転減速工程を含む。
この方法によれば、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づいたときに、液膜を厚くすることができる。そのため、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づくことに起因する、基板上に存在する低表面張力液体の減少を抑制することができる。これにより、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づくことに起因する液膜の温度低下を抑制することができる。したがって、基板の上面の周縁領域を良好に乾燥することができる。
この発明の一実施形態では、前記回転減速工程が、前記開口の周縁が前記基板の上面の周縁に向かうにしたがって前記基板の回転速度が低下するように、前記基板の回転を減速させる工程を含む。
この方法によれば、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づくにしたがって、液膜を徐々に厚くすることができる。そのため、開口の周縁が、中央領域と周縁領域との間の領域に位置するときにも、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づくことに起因する、基板上に存在する低表面張力液体の減少を抑制することができる。したがって、基板の上面のいずれの位置に開口の周縁が位置する場合であっても、液膜の温度変化を抑制することができる。その結果、基板の上面の全域において、開口を良好に拡大させることができる。ひいては、基板上の液膜を良好に排除することができる。
液膜に低表面張力液体が着液する際、低表面張力液体が跳ねて基板の上面において開口よりも内側に付着するおそれがある。
そこで、この発明の一実施形態では、前記気体供給位置移動工程が、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜した傾斜方向に沿って気体ノズルから前記気体を吐出する気体傾斜吐出工程と、前記気体ノズルを前記基板の上面の周縁に向かって移動させることによって、前記気体供給位置を移動させる気体ノズル移動工程とを含む。
この方法によれば、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜した傾斜方向に沿って気体ノズルから気体が吐出される。そのため、液膜に低表面張力液体が着液する際に跳ねた低表面張力液体が、基板の上面において開口よりも内側に付着する前に、気体によって押し返されて再び液膜に着液する。したがって、基板上の液膜を良好に排除することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記基板を加熱する基板加熱工程をさらに含み、前記基板加熱工程が、前記開口拡大工程と並行して実行される。これにより、液膜の温度低下を抑制することができる。または、液膜の温度を上昇させることができる。そのため、基板の上面の乾燥速度が向上される。したがって、基板上の液膜を良好に排除することができる。
この発明の一実施形態では、前記着液位置移動工程が、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜する傾斜方向に沿って、低表面張力液体ノズルから前記低表面張力液体を吐出する低表面張力液体傾斜吐出工程と、前記低表面張力液体ノズルを前記基板の周縁に向かって移動させることによって、前記着液位置を移動させる低表面張力液体ノズル移動工程とを含む。
この方法によれば、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜した傾斜方向に沿って低表面張力液体ノズルから低表面張力液体が吐出される。そのため、液膜に低表面張力液体が着液する際に低表面張力液体が跳ねる方向を、基板の周縁側に向けることができる。したがって、液膜から跳ねた低表面張力液体の、基板の上面における開口よりも内側の部分への付着が抑制される。
この発明の一実施形態では、前記着液位置移動工程が、前記開口の周縁が前記基板の上面の中央領域に位置するときの前記着液位置の移動速度よりも、前記開口の周縁が前記基板の上面の周縁領域に位置するときの前記着液位置の移動速度が小さくなるように、前記着液位置の移動を減速させる移動減速工程を含む。
この方法によれば、開口の周縁が基板の上面の周縁領域に位置するときに液膜に供給される低表面張力液体の総量を増大させることができる。そのため、基板上の液膜の熱量が基板によって奪われたとしても、新たに液膜に供給される低表面張力液体によって熱量を補うことができる。これにより、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づくことに起因する液膜の温度低下を抑制することができる。したがって、基板上の液膜を良好に排除することができる。
この発明の一実施形態では、基板を水平に保持する基板保持ユニットと、水を含有する処理液を前記基板の上面に供給する処理液供給ユニットと、水よりも小さい表面張力を有する低表面張力液体を前記基板の上面に供給する低表面張力液体供給ユニットと、前記基板の上面に気体を供給する気体供給ユニットと、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る基板回転ユニットと、前記基板の上面において前記気体供給ユニットから前記気体が供給される位置である気体供給位置を移動させる気体供給位置移動ユニットと、前記基板の上面において前記低表面張力液体供給ユニットから前記低表面張力液体が着液する位置である着液位置を移動させる着液位置移動ユニットと、前記基板保持ユニット、前記処理液供給ユニット、前記低表面張力液体供給ユニット、前記気体供給ユニット、前記基板回転ユニット、前記気体供給位置移動ユニットおよび前記着液位置移動ユニットを制御する制御ユニットとを含む基板処理装置を提供する。
そして、前記制御ユニットが、前記基板保持ユニットによって前記基板を水平に保持する基板保持工程と、前記基板の上面に向けて前記処理液供給ユニットから前記処理液を供給する処理液供給工程と、前記基板の上面に向けて前記低表面張力液体供給ユニットから前記低表面張力液体を供給して、前記低表面張力液体で前記処理液を置換することによって、前記基板の上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、前記気体供給ユニットから前記液膜の中央領域に前記気体を供給することによって、前記液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、前記液膜を排除するために前記開口を拡大させる開口拡大工程と、前記開口拡大工程において、前記基板回転ユニットによって前記基板を回転させる基板回転工程と、前記開口拡大工程において、前記基板の上面において前記開口の周縁よりも内側に設定された前記気体供給位置に向けて前記気体供給ユニットから前記気体を吹き付け、前記気体供給位置移動ユニットによって、前記基板の上面の周縁に向けて前記気体供給位置を移動させる気体供給位置移動工程と、前記開口拡大工程において、前記基板の上面において前記開口の周縁の外側に位置するように設定された前記着液位置に向けて前記低表面張力液体供給ユニットから前記低表面張力液体を供給し、前記着液位置移動ユニットによって、前記基板の上面の周縁に向けて前記着液位置を移動させる着液位置移動工程とを実行するようにプログラムされている。
この構成によれば、低表面張力液体の液膜に形成された開口を拡大させて、基板上から液膜を排除する際に、基板回転工程と気体供給位置移動工程と着液位置移動工程とが実行される。
開口の拡大中に基板が回転されることによって、液膜には遠心力が作用し、液膜が基板外へ押し出される。気体位置移動工程では、開口の周縁よりも内側に設定された気体供給位置が基板の上面の周縁に向けて移動する。そのため、開口の拡大中において、液膜の内周縁には、気体の吹き付け力が作用する。気体の吹き付け力が液膜の内周縁に作用することによって、一層確実に液膜が基板外へ押し出される。したがって、開口の周縁よりも内側における低表面張力液体の液滴の残留が抑制される。つまり、開口の周縁よりも内側を良好に乾燥させることができる。
一方、遠心力および吹き付け力によって基板外に排出される低表面張力液体が増大し、遠心力および吹き付け力によって開口の近傍で液膜が薄くなることがある。着液位置移動工程では、開口の周縁よりも外側に設定された着液位置が、基板の上面の周縁に向けて移動する。そのため、液膜の厚さを充分に確保することができる。したがって、遠心力および吹き付け力によって開口の近傍で液膜が薄くなることが抑制される。したがって、回転方向の全域において開口を均一な速度で拡大させることができる。
以上のように、回転方向の全域において開口を均一な速度で拡大させつつ、開口の周縁よりも内側を良好に乾燥させることができる。その結果、基板上の低表面張力液体を良好に排除することができる。
この発明の一実施形態では、前記制御ユニットが、前記着液位置移動工程において、前記低表面張力液体供給ユニットから前記低表面張力液体を供給することによって、前記液膜の内周縁に液盛り上がりを形成しながら、前記着液位置を移動させる工程を実行するようにプログラムされている。
この構成によれば、低表面張力液体の供給によって液膜の内周縁に液盛り上がりが形成された状態で、着液位置が移動する。そのため、開口の周縁近傍における液膜の厚さを一層充分に確保することができる。
この発明の一実施形態では、前記制御ユニットが、前記開口形成工程と並行して、前記低表面張力液体供給ユニットから前記液膜に前記低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程を実行するようにプログラムされている。そのため、開口の形成時に、開口の周縁の近傍における液膜の厚さを充分に確保することができる。したがって、開口形成時の気体の供給によって、開口の周縁近傍における低表面張力液体が押し退けられたとしても、開口の周縁近傍における液膜の厚さが充分に保たれる。
この発明の一実施形態では、前記制御ユニットが、前記開口拡大工程が実行されている間、前記気体供給ユニットから前記気体の供給を継続する気体供給継続工程を実行するようにプログラムされている。そのため、開口の拡大中、液膜に吹き付け力を作用させ続けることができる。したがって、開口の周縁よりも内側を一層良好に乾燥させることができる。
この発明の一実施形態では、前記制御ユニットが、前記基板回転工程において、前記開口の周縁が前記基板の上面の中央領域に位置するときの前記基板の回転速度よりも前記開口の周縁が前記基板の上面の周縁領域に位置するときの前記基板の回転速度が小さくなるように、前記基板回転ユニットによって、前記基板の回転を減速させる回転減速工程を実行するようにプログラムされている。
この構成によれば、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づいたときに、液膜を厚くすることができる。そのため、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づくことに起因する、基板上に存在する低表面張力液体の減少を抑制することができる。これにより、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づくことに起因する、液膜の温度低下を抑制することができる。したがって、基板の上面の周縁領域を良好に乾燥することができる。
この発明の一実施形態では、前記制御ユニットが、前記回転減速工程において、前記開口の周縁が前記基板の上面の周縁に向かうにしたがって前記基板の回転速度が低下するように、前記基板回転ユニットによって、前記基板の回転を減速させる工程を実行するようにプログラムされている。
この構成によれば、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づくにしたがって、液膜を徐々に厚くすることができる。そのため、開口の周縁が、中央領域と周縁領域との間の領域に位置するときにも、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づくことに起因する、基板上に存在する低表面張力液体の減少を抑制することができる。したがって、基板の上面のいずれの位置に開口の周縁が位置する場合であっても、液膜の温度変化を抑制することができる。その結果、基板の上面の全域において、開口を良好に拡大させることができる。ひいては、基板上の液膜を良好に排除することができる。
この発明の一実施形態では、前記気体供給ユニットが、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜する傾斜方向に前記気体を吐出する気体ノズルを含む。そして、前記気体供給位置移動ユニットが、前記基板の上面に沿って前記気体ノズルを移動させる気体ノズル移動ユニットを含む。そして、前記制御ユニットが、前記気体供給位置移動工程において、前記気体ノズルから前記気体を吐出する気体傾斜吐出工程と、前記気体供給位置移動工程において、前記気体ノズル移動ユニットによって、前記基板の上面の周縁に向かって前記気体ノズルを移動させる気体ノズル移動工程とを実行するようにプログラムされている。
この構成によれば、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜した傾斜方向に沿って気体ノズルから気体が吐出される。そのため、液膜に低表面張力液体が着液する際に跳ねた低表面張力液体が、基板の上面において開口よりも内側に付着する前に、開口よりも外側に気体によって押し返される。したがって、基板上の液膜を良好に排除することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板を加熱する基板加熱ユニットをさらに含む。そして、前記制御ユニットが、前記基板加熱ユニットによって前記基板を加熱する基板加熱工程を、前記開口拡大工程と並行して実行するようにプログラムされている。これにより、液膜の温度低下を抑制することができる。または、液膜の温度を上昇させることができる。そのため、基板の上面の乾燥速度が向上される。したがって、基板上の液膜を良好に排除することができる。
この発明の一実施形態では、前記低表面張力液体供給ユニットが、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜する傾斜方向に前記低表面張力液体を吐出する低表面張力液体ノズルを含む。そして、前記着液位置移動ユニットが、前記基板の上面に沿って前記低表面張力液体ノズルを移動させる低表面張力液体ノズル移動ユニットを含む。そして、前記制御ユニットが、前記着液位置移動工程において、前記低表面張力液体ノズルから前記低表面張力液体を吐出する低表面張力液体傾斜吐出工程と、前記低表面張力液体ノズル移動ユニットによって、前記基板の上面の周縁に向かって前記低表面張力液体ノズルを移動させる低表面張力液体ノズル移動工程とを実行するようにプログラムされている。
この構成によれば、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜した傾斜方向に沿って低表面張力液体ノズルから低表面張力液体が吐出される。そのため、液膜に低表面張力液体が着液する際に低表面張力液体が跳ねる方向を、基板の周縁側に向けることができる。したがって、液膜から跳ねた低表面張力液体の、基板の上面における開口よりも内側の部分への付着が抑制される。
この発明の一実施形態によれば、前記制御ユニットが、前記着液位置移動工程において、前記開口の周縁が前記基板の上面の中央領域に位置するときの前記着液位置の移動速度よりも、前記開口の周縁が前記基板の上面の周縁領域に位置するときの前記着液位置の移動速度が小さくなるように、前記着液位置移動ユニットによって、前記着液位置の移動を減速させる移動減速工程を実行するようにプログラムされている。
この構成によれば、開口の周縁が基板の上面の周縁領域に位置するときに液膜に供給される低表面張力液体の総量を増大させることができる。そのため、基板上の液膜の熱量が基板によって奪われたとしても、新たに液膜に供給される低表面張力液体によって熱量を補うことができる。これにより、基板の上面の周縁に開口の周縁が近づくことに起因する液膜の温度低下を抑制することができる。したがって、基板上の液膜を良好に排除することができる。
図1は、この発明の第1実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための平面図である。 図2は、前記基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図3は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図4は、前記基板処理装置による基板処理の一例を説明するための流れ図である。 図5Aは、前記基板処理の一例を説明するための図解的な断面図である。 図5Bは、前記基板処理の一例を説明するための図解的な断面図である。 図5Cは、前記基板処理の一例を説明するための図解的な断面図である。 図5Dは、前記基板処理の一例を説明するための図解的な断面図である。 図5Eは、前記基板処理の一例を説明するための図解的な断面図である。 図6Aは、前記基板処理の開口形成工程における液膜の状態を示す平面図である。 図6Bは、前記開口拡大工程における液膜の状態を示す平面図である。 図7は、前記開口拡大工程における基板の回転速度の変化を説明するためのグラフである。 図8は、前記開口拡大工程における有機溶剤供給ユニットおよび気体供給ユニットの様子を説明するための模式図である。 図9は、第2実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図10Aは、第2実施形態に係る基板処理装置による基板処理の一例を説明するための図解的な断面図である。 図10Bは、第2実施形態に係る基板処理装置による基板処理の一例を説明するための図解的な断面図である。 図10Cは、第2実施形態に係る基板処理装置による基板処理の一例を説明するための図解的な断面図である。 図11は、第3実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図12は、第3実施形態に係る基板処理装置による基板処理の一例を説明するための図解的な断面図である。 図13は、第4実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図14は、表面張力によるパターン倒壊の原理を説明するための図解的な断面図である。
以下では、この発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
<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。処理液には、後述する薬液、リンス液、有機溶剤等が含まれる。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、例えば、同様の構成を有している。
図2は、処理ユニット2の構成例を説明するための模式図である。
処理ユニット2は、カップ4と、スピンチャック5と、対向部材6と、薬液供給ユニット7と、リンス液供給ユニット8と、有機溶剤供給ユニット9と、気体供給ユニット10と、加熱流体供給ユニット11とを含む。
スピンチャック5は、一枚の基板Wを水平な姿勢で保持しながら基板Wの中央部を通る鉛直な回転軸線A1まわりに基板Wを回転させる。カップ4は、筒状の形態を有しており、スピンチャック5を取り囲む。カップ4は、上向きに開いた環状の溝を有している。カップ4の溝には、回収配管(図示せず)または排出配管(図示せず)が接続されている。カップ4は、基板Wから飛散する処理液を受ける。カップ4が受けた処理液は、回収配管または排出配管を通じて、回収または廃棄される。
処理ユニット2は、カップ4を収容するチャンバ14をさらに含む。チャンバ14には、チャンバ14の内部空間14Aに基板Wを搬入したり、チャンバ14内から基板Wを搬出したりするための出入口14Bが形成されている。チャンバ14には、出入口14Bを開閉するシャッタユニット14Cが備えられている。
スピンチャック5は、チャックピン20と、スピンベース21と、回転軸22と、回転軸22に回転力を与える電動モータ23とを含む。スピンベース21は、水平方向に沿う円板形状を有している。スピンベース21の上面には、複数のチャックピン20が周方向に間隔を空けて配置されている。複数のチャックピン20は、開閉ユニット24によって開閉される。複数のチャックピン20は、開閉ユニット24によって閉状態にされることによって基板Wを水平に保持(挟持)する。複数のチャックピン20は、開閉ユニット24によって開状態にされることによって基板Wを解放する。複数のチャックピン20およびスピンベース21は、基板Wを水平に保持する基板保持ユニットに含まれる。基板保持ユニットは、基板ホルダともいう。
回転軸22は、回転軸線A1に沿って鉛直方向に延びている。回転軸22の上端部は、スピンベース21の下面中央に結合されている。平面視におけるスピンベース21の中央領域には、スピンベース21を上下に貫通する貫通孔21aが形成されている。貫通孔21aは、回転軸22の内部空間22aと連通している。電動モータ23は、回転軸22に回転力を与える。電動モータ23によって回転軸22が回転されることにより、スピンベース21が回転される。これにより、基板Wが回転軸線A1のまわりに回転される。以下では、基板Wの回転径方向内方を単に「径方向内方」といい、基板Wの回転径方向外方を単に「径方向外方」という。電動モータ23は、基板Wを回転軸線A1のまわりに回転させる基板回転ユニットに含まれる。
対向部材6は、基板Wとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板状に形成され、スピンチャック5の上方でほぼ水平に配置されている。対向部材6は、基板Wの上面に対向する対向面6aを有する。対向部材6において対向面6aとは反対側の面には、中空軸26が固定されている。対向部材6において平面視で回転軸線A1と重なる位置を含む部分には、対向部材6を上下に貫通し、中空軸26の内部空間と連通する連通孔6bが形成されている。
処理ユニット2は、対向部材6の昇降を駆動する対向部材昇降ユニット27と、対向部材6を回転軸線A1まわりに回転させる対向部材回転ユニット28とをさらに含む。
対向部材昇降ユニット27は、下位置から上位置までの任意の位置(高さ)に対向部材6を位置させることができる。下位置とは、対向部材6の可動範囲において、対向部材6の対向面6aが基板Wに最も近接する位置である。上位置とは、対向部材6の可動範囲において対向部材6の対向面6aが基板Wから最も離間する位置である。対向部材昇降ユニット27は、たとえば、ボールねじ機構(図示せず)と、それに駆動力を与える電動モータ(図示せず)とを含む。
対向部材回転ユニット28は、中空軸26を回転させることによって対向部材6を回転させる。対向部材回転ユニット28は、中空軸26に駆動力を伝達する電動モータ(図示せず)を含む。
薬液供給ユニット7は、基板Wの上面の中央領域に薬液を供給するユニットである。基板Wの上面の中央領域は、基板Wの上面と回転軸線A1との交差位置を含む基板Wの上面の中央辺りの領域である。また、基板Wの上面の周縁を含む基板Wの上面の周縁辺りの領域を周縁領域という。薬液供給ユニット7は、基板Wの上面の中央領域に向けて薬液を吐出する薬液ノズル30と、薬液ノズル30に結合された薬液供給管31と、薬液供給管31に介装された薬液バルブ32とを含む。薬液供給管31には、薬液供給源から、フッ酸(フッ化水素水:HF)等の薬液が供給されている。薬液バルブ32は、薬液供給管31内の流路を開閉する。薬液ノズル30は、水平方向および鉛直方向における位置が固定された固定ノズルである。
薬液ノズル30から吐出される薬液は、フッ酸に限られない。薬液ノズル30から吐出される薬液は、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、バッファードフッ酸(BHF)、希フッ酸(DHF)、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸(たとえば、クエン酸、蓚酸等)、有機アルカリ(たとえば、TMAH:テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等)、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも1つを含む液であってもよい。これらを混合した薬液の例としては、SPM(硫酸過酸化水素水混合液)、SC1(アンモニア過酸化水素水混合液)、SC2(塩酸過酸化水素水混合液)等が挙げられる。
リンス液供給ユニット8は、基板Wの上面の中央領域にリンス液を供給するユニットである。リンス液供給ユニット8は、基板Wの上面の中央領域に向けてリンス液を吐出するリンス液ノズル40と、リンス液ノズル40に結合されたリンス液供給管41と、リンス液供給管41に介装されたリンス液バルブ42とを含む。リンス液供給管41には、リンス液供給源から、脱イオン水(Deionized Water: DIW)等のリンス液が供給されている。リンス液バルブ42は、リンス液供給管41内の流路を開閉する。リンス液ノズル40は、水平方向および鉛直方向における位置が固定された固定ノズルである。
リンス液ノズル40から吐出されるリンス液は、DIWに限られない。リンス液ノズル40から吐出されるリンス液は、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、アンモニア水、希釈濃度(たとえば、10ppm~100ppm程度)の塩酸水、還元水(水素水)であってもよい。リンス液ノズル40から吐出されるリンス液は、高温のDIWであってもよい。高温のDIWは、例えば80℃~85℃のDIWである。このように、リンス液ノズル40から吐出されるリンス液は、水溶液または水である。つまり、リンス液ノズル40から吐出されるリンス液は、水を含有する。リンス液ノズル40を備えるリンス液供給ユニット8は、水を含有する処理液を基板Wの上面に供給する処理液供給ユニットの一例である。
有機溶剤供給ユニット9は、基板Wの上面に有機溶剤を供給するユニットである。有機溶剤供給ユニット9は、基板Wの上面に向けて有機溶剤を吐出する第1有機溶剤ノズル50と、第1有機溶剤ノズル50に結合された第1有機溶剤供給管51と、第1有機溶剤供給管51に介装された第1有機溶剤バルブ52とを含む。第1有機溶剤供給管51には、第1有機溶剤供給源から、IPA等の有機溶剤が供給されている。第1有機溶剤バルブ52は、第1有機溶剤供給管51内の流路を開閉する。
第1有機溶剤ノズル50は、傾斜方向D1に有機溶剤を吐出する。傾斜方向D1は、下方に向かうにしたがって、基板Wの上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜する方向である。傾斜方向D1に延びる直線と鉛直方向に延びる直線との交差角度は、例えば5°~45°である。図示の便宜上、傾斜方向D1に延びる直線と鉛直方向に延びる直線との交差角度を45°よりも小さい角度で図示しているが、この交差角度は、45°であることが好ましい。
処理ユニット2は、第1有機溶剤ノズル50を水平方向および鉛直方向に移動させる有機溶剤ノズル移動ユニット15をさらに含む。第1有機溶剤ノズル50は、水平方向への移動によって、中心位置とホーム位置(退避位置)との間で基板Wの上面に沿って移動される。第1有機溶剤ノズル50は、中央位置に位置するとき、基板Wの上面の回転中心に対向する。第1有機溶剤ノズル50は、退避位置に位置するとき、平面視において、カップ4の外方に位置する。基板Wの上面の回転中心とは、基板Wの上面における回転軸線A1との交差位置である。第1有機溶剤ノズル50は、鉛直方向への移動によって、基板Wの上面に接近したり、基板Wの上面から上方に退避したりできる。
有機溶剤ノズル移動ユニット15は、たとえば、鉛直方向に沿って延びる回動軸(図示せず)と、回動軸に結合されて水平に延びるアーム(図示せず)と、アームを駆動するアーム駆動機構(図示せず)とを含む。アーム駆動機構は、回動軸を鉛直な回動軸線まわりに回動させることによってアームを揺動させ、回動軸を鉛直方向に沿って昇降することにより、アームを上下動させる。第1有機溶剤ノズル50はアームに固定される。アームの揺動および昇降に応じて、第1有機溶剤ノズル50が水平方向および鉛直方向に移動する。
有機溶剤供給ユニット9は、基板Wの上面に向けて有機溶剤を吐出する第2有機溶剤ノズル60と、第2有機溶剤ノズル60に結合された第2有機溶剤供給管61と、第2有機溶剤供給管61に介装された第2有機溶剤バルブ62とをさらに含む。第2有機溶剤供給管61には、第2有機溶剤供給源から、IPA等の有機溶剤が供給されている。第2有機溶剤バルブ62は、第2有機溶剤供給管61内の流路を開閉する。
第2有機溶剤ノズル60は、対向部材6の連通孔6bに挿通されたノズル収容部材29に収容されている。ノズル収容部材29の下端部は、基板Wの上面の中央領域に対向している。第2有機溶剤ノズル60は、ノズル収容部材29の下端部から露出する吐出口60aを有する。
有機溶剤供給ユニット9は、本実施形態では、IPA等の有機溶剤を供給する構成である。しかし、有機溶剤供給ユニット9は、水よりも表面張力の低い低表面張力液体を基板Wの上面に供給する低表面張力液体供給ユニットとして機能すればよい。第1有機溶剤ノズル50は、傾斜方向D1に低表面張力液体を吐出する低表面張力液体ノズルとして機能する。また、有機溶剤ノズル移動ユニット15が、基板Wの上面に沿って低表面張力液体ノズルを移動させる低表面張力液体ノズル移動ユニットとして機能する。
低表面張力液体は、IPAに限られない。低表面張力液体としては、基板Wの上面および基板Wに形成されたパターン(図14参照)と化学反応しない(反応性が乏しい)有機溶剤を用いることができる。第1有機溶剤ノズル50から吐出される有機溶剤および第2有機溶剤ノズル60から吐出される有機溶剤は、IPA、HFE(ハイドロフルオロエーテル)、メタノール、エタノール、アセトンおよびTrans-1,2ジクロロエチレンのうちの少なくとも1つを含む有機溶剤であってもよい。
第1有機溶剤ノズル50から吐出される有機溶剤および第2有機溶剤ノズル60から吐出される有機溶剤は、沸点または沸点より僅かに低い温度であることが好ましい。すなわち、有機溶剤がIPAの場合、IPAは、76℃~82.4℃であることが好ましい。
気体供給ユニット10は、基板Wの上面に気体を供給するユニットである。気体供給ユニット10は、基板Wの上面に向けて気体を吐出する第1気体ノズル70と、第1気体ノズル70に結合された第1気体供給管71と、第1気体供給管71に介装された第1気体バルブ72とを含む。第1気体供給管71には、第1気体供給源から、窒素ガス(N)等の気体が供給されている。第1気体バルブ72は、第1気体供給管71内の流路を開閉する。
第1気体ノズル70は、傾斜方向D2に気体を吐出する。傾斜方向D2は、下方に向かうにしたがって、基板Wの上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜する方向である。傾斜方向D2に延びる直線と鉛直方向に延びる直線との交差角度は、例えば5°~45°である。図示の便宜上、傾斜方向D2に延びる直線と鉛直方向に延びる直線との交差角度を45°よりも小さい角度で図示しているが、この交差角度は、45°であることが好ましい。
処理ユニット2は、第1気体ノズル70を水平方向および鉛直方向に移動させる気体ノズル移動ユニット16をさらに含む。気体ノズル移動ユニット16は、基板Wの上面に沿って、中心位置とホーム位置(退避位置)との間で、第1気体ノズル70を移動させる。第1気体ノズル70は、中央位置に位置するとき、基板Wの上面の回転中心に対向する。退避位置は、カップ4よりも径方向外方の位置である。第1気体ノズル70は、鉛直方向への移動によって、基板Wの上面に接近したり、基板Wの上面から上方に退避したりできる。
気体ノズル移動ユニット16は、たとえば、鉛直方向に沿って延びる回動軸(図示せず)と、回動軸に結合されて水平に延びるアーム(図示せず)と、アームを駆動するアーム駆動機構(図示せず)とを含む。アーム駆動機構は、回動軸を鉛直な回動軸線まわりに回動させることによってアームを揺動させ、回動軸を鉛直方向に沿って昇降することにより、アームを上下動させる。第1気体ノズル70はアームに固定される。アームの揺動および昇降に応じて、第1気体ノズル70が水平方向および鉛直方向に移動する。
気体供給ユニット10は、基板Wの上面に向けて気体を吐出する第2気体ノズル80と、第2気体ノズル80に結合された第2気体供給管81と、第2気体供給管81に介装された第2気体バルブ82とをさらに含む。第2気体供給管81には、第2気体供給源から、高温の窒素ガス(N(Hot))等の気体が供給されている。第2気体バルブ82は、第2気体供給管81内の流路を開閉する。高温の窒素ガスは、約75℃に加熱された窒素ガスである。
第2気体ノズル80は、第2有機溶剤ノズル60とともにノズル収容部材29に収容されている。第2気体ノズル80の先端は、ノズル収容部材29の下端部から露出している。
第1気体ノズル70から吐出される気体および第2気体ノズル80ノズルから吐出される気体は、窒素ガスに限られない。第1気体ノズル70から吐出される気体および第2気体ノズル80ノズルから吐出される気体は、不活性ガスであることが好ましい。不活性ガスは、基板Wの上面およびパターンに対して不活性なガスのことであり、例えばアルゴン等の希ガス類であってもよい。第1気体ノズル70から吐出される気体は、空気であってもよい。
加熱流体供給ユニット11は、基板Wの下面の中央領域に加熱流体を供給するユニットである。基板Wの下面の中央領域は、基板Wの下面と回転軸線A1との交差位置を含む基板Wの下面の中央辺りの領域である。加熱流体供給ユニット11は、基板Wの下面の中央領域に向けて加熱流体を吐出する加熱流体ノズル90と、加熱流体ノズル90に結合された加熱流体供給管91と、加熱流体供給管91に介装された加熱流体バルブ92とを含む。加熱流体供給管91には、加熱流体供給源から、高温の窒素ガス(N(Hot))等の加熱流体が供給されている。加熱流体バルブ92は、加熱流体供給管91内の流路を開閉する。加熱流体ノズル90は、回転軸22に挿通されている。加熱流体ノズル90は、スピンベース21の上面から露出する吐出口90aを有する。
加熱流体ノズル90から吐出される加熱流体は、高温の窒素に限られない。加熱流体ノズル90から吐出される加熱流体は、基板Wを加熱することができる流体であればよい。加熱流体ノズル90から吐出される加熱流体は、例えば、温水であってもよい。温水は、室温よりも高温の水であり、例えば80℃~85℃の水である。加熱流体ノズル90から吐出される加熱流体は、水蒸気であってもよい。加熱流体が水蒸気であれば、温水よりも高温の流体で基板Wを加熱することができる。
図3は、基板処理装置1の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。制御ユニット3は、マイクロコンピュータを備えており、所定のプログラムに従って、基板処理装置1に備えられた制御対象を制御する。より具体的には、制御ユニット3は、プロセッサ(CPU)3Aと、プログラムが格納されたメモリ3Bとを含み、プロセッサ3Aがプログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御を実行するように構成されている。特に、制御ユニット3は、搬送ロボットIR,CR、電動モータ23、開閉ユニット24、対向部材昇降ユニット27、対向部材回転ユニット28、およびバルブ類32,42,52,62,72,82,92等の動作を制御する。
図4は、基板処理装置1による基板処理の一例を説明するための流れ図であり、主として、制御ユニット3がプログラムを実行することによって実現される処理が示されている。図5A~図5Eは、基板処理の一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による基板処理では、例えば、図4に示すように、基板搬入(S1)、薬液処理(S2)、リンス処理(S3)、有機溶剤処理(S4)、乾燥処理(S5)および基板搬出(S6)がこの順番で実行される。
まず、図1を参照して、基板処理装置1による基板処理では、基板Wが、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、スピンチャック5に渡される(ステップS1:基板搬入)。
そして、図2を参照して、開閉ユニット24が、チャックピン20を閉状態にする。この後、基板Wは、搬送ロボットCRによって搬出されるまでの間、チャックピン20によって、スピンベース21の上面から上方に間隔を空けて水平に保持される(基板保持工程)。そして、電動モータ23がスピンベース21の回転を開始させる。これにより、基板Wの回転が開始される(基板回転工程)。そして、対向部材昇降ユニット27が対向部材6を上位置に位置させる。そして、対向部材回転ユニット28が対向部材6を基板Wと同期回転させる。同期回転とは、同じ方向に同じ回転速度で回転することをいう。基板Wの回転中、対向部材6は、常に同期回転していてもよい。そして、第2気体バルブ82が開かれる。これにより、高温の窒素ガスによるチャンバ14内の雰囲気の置換が開始される(雰囲気置換工程)。
そして、薬液処理(S2)が開始される。薬液処理(S2)では、基板W上に薬液としてフッ酸(HF)を供給することによって、基板Wの上面にエッチング等の処理が施される。
具体的には、薬液バルブ32が開かれる。これにより、薬液供給ユニット7の薬液ノズル30から回転状態の基板Wの上面の中央領域にフッ酸(薬液)が供給される。フッ酸は遠心力によって基板Wの上面の全体に行き渡る。フッ酸は、遠心力によって基板Wから径方向外方に飛散する。薬液処理(S2)では、電動モータ23が、基板Wを例えば1500rpmで回転させる。
一定時間の薬液処理(S2)の後、リンス処理(S3)が実行される。リンス処理では、基板W上のフッ酸(薬液)をDIW(リンス液)に置換することにより、基板Wの上面がリンスされる。
具体的には、薬液バルブ32が閉じられる。これにより、薬液ノズル30からのフッ酸の吐出が停止される。そして、リンス液バルブ42が開かれる。これにより、図5Aに示すように、リンス液供給ユニット8のリンス液ノズル40から回転状態の基板Wの上面の中央領域に向けてリンス液(水を含有する処理液)としてのDIWが供給される(処理液供給工程)。DIWは遠心力によって基板Wの上面の全体に行き渡る。これにより、基板W上のフッ酸がDIWによって置換される。フッ酸およびDIWの混合液やDIWは、遠心力によって基板Wから径方向外方に飛散する。リンス処理(S3)では、電動モータ23が、基板Wを例えば1500rpmで回転させる。
一定時間のリンス処理(S3)の後、有機溶剤処理(S4)が実行される。有機溶剤処理(S4)では、基板W上のDIW(リンス液)がIPA(有機溶剤)で置換される。
具体的には、リンス液バルブ42が閉じられる。これにより、リンス液ノズル40からのDIWの吐出が停止される。そして、電動モータ23が、基板Wの回転を減速し、基板Wの回転速度を低速度(例えば、10rpm)にする。そして、第1有機溶剤バルブ52が開かれる。これにより、図5Bに示すように、有機溶剤供給ユニット9の第2有機溶剤ノズル60から回転状態の基板Wの上面の中央領域に向けて有機溶剤(低表面張力液体)としてのIPAが供給される(低表面張力液体液供給工程)。第2有機溶剤ノズル60から供給されるIPAは、76℃~82.4℃である。IPAは遠心力によって基板Wの上面の全体に行き渡る。これにより、基板W上のDIWがIPAによって置換される。DIWおよびIPAの混合液やIPAは、遠心力によって基板Wから径方向外方に飛散する。
そして、加熱流体バルブ92が開かれる。これにより、加熱流体供給ユニット11の加熱流体ノズル90から、加熱流体としての高温の窒素ガス(N(Hot))が基板Wの下面の中央領域に向けて吐出される。これによって、基板Wの加熱が開始される(基板加熱工程)。このように、加熱流体供給ユニット11は、基板Wを加熱する基板加熱ユニットとして機能する。
基板W上のリンス液がIPAによって完全に置換された後、第2有機溶剤バルブ62が閉じられる。基板Wの回転速度が低速度にされているため、遠心力によるIPAの飛散が抑えられている。そのため、図5Cに示すように、IPAの厚い液膜100が基板W上に形成され基板W上で保持される。液膜100は、基板Wの上を覆っている。このように、基板Wの上面にIPAを供給することにより基板W上のDIWをIPAで置換することによって、基板W上に液膜100が形成される(液膜形成工程)。高温の窒素ガスによるチ
ャンバ14の内部空間14Aの雰囲気の置換は、液膜100の形成までに完了していることが好ましい。
図5Cに示すように、液膜100の形成と並行して、有機溶剤ノズル移動ユニット15が第1有機溶剤ノズル50を所定の処理位置へ向けて移動させる。また、気体ノズル移動ユニット16が第1気体ノズル70を所定の処理位置へ向けて移動させる。第1気体ノズル70の処理位置は、基板Wの回転中心から径方向外方へ僅かにずれた位置である。第1有機溶剤ノズル50の処理位置とは、第1気体ノズル70の処理位置よりも僅かに径方向外方の位置である。
気体ノズル移動ユニット16は、第2有機溶剤バルブ62が閉じられたときに第1気体ノズル70が処理位置に到達するように、第1気体ノズル70を移動させる。有機溶剤ノズル移動ユニット15は、第2有機溶剤バルブ62が閉じられたときに第1有機溶剤ノズル50が処理位置に到達するように、第1有機溶剤ノズル50を移動させる。
一定時間の有機溶剤処理(S4)の後、乾燥処理(S5)が実行される。乾燥処理(S5)では、IPAの液膜100が基板W上から排除されることによって(液膜排除工程)、基板Wが乾燥される。
具体的には、電動モータ23は、基板Wの回転速度が例えば1000rpmになるまで基板Wの回転を加速させる。そして、液膜100の中央領域に気体が吹き付けられるように、第2気体バルブ82の開度が調整される。これにより、第2気体ノズル80から吐出される気体の流量が大きくされる。第2気体ノズル80から吐出される気体によって、図5Dに示すように、液膜100の中央領域に平面視で円形状の開口101が形成される(開口形成工程)。開口101の直径は、例えば30mm程度である。開口101が形成されると、液膜100は、環状になる(図6A参照)。液膜100の中央領域とは、平面視で基板Wの上面の中央領域と重なる領域のことである。開口101が形成されると、第2気体バルブ82の開度が調整されて、第2気体ノズル80から吐出される窒素ガスの流量が小さくされる。
そして、図5Eに示すように、基板Wの回転による遠心力によって開口101が拡大される(開口拡大工程)。言い換えると、開口拡大工程において基板回転工程が実行される。開口拡大工程が開始されると、第1気体バルブ72が開かれる。これにより、処理位置に位置する第1気体ノズル70から基板Wの上面に窒素ガス(気体)が供給される。また、開口拡大工程が開始されると、第1有機溶剤バルブ52が開かれる。これにより、処理位置に位置する第1有機溶剤ノズル50から基板Wの上面に向けてIPA(有機溶剤)が供給される。
有機溶剤処理(S4)で開始された、加熱流体ノズル90からの窒素ガスの供給は、開口拡大工程においても継続されている。つまり、基板加熱工程が開口拡大工程と並行して実行されている。
第1気体ノズル70の処理位置は、第1気体ノズル70から吐出された気体は、開口101の周縁101aよりも内側に吹き付けられるように設定されている。つまり、基板Wの上面において第1気体ノズル70から吐出された窒素ガス(気体)が供給される(吹き付けられる)位置(気体供給位置P2)は、開口101の周縁101aよりも内側に設定されている。開口101の周縁101aよりも内側とは、開口101の周縁101aよりも径方向内方のことであり、開口101の周縁101aよりも回転軸線A1側のことである。
第1気体ノズル70から吐出された窒素ガスの吹き付け力によって、開口101の拡大が促進される。開口101は、基板Wの回転による遠心力と窒素ガスの吹き付け力との両方によって拡大されている。また、基板Wが回転するため、第1気体ノズル70から吐出された窒素ガスは開口101の周縁101aの全域に対して均等に吹き付けられる。そのため、第1気体ノズル70から吐出された窒素ガスの吹き付け力を、開口101の周縁101a(液膜100の内周縁)に対して回転方向において均等に作用させることができる。これにより、図6Bに示すように、開口101は、円形状を保ったまま拡大される。
一方、第1有機溶剤ノズル50の処理位置は、第1有機溶剤ノズル50から吐出されたIPAが開口101の周縁101aよりも外側に着液するように設定されている。つまり、基板Wの上面において第1有機溶剤ノズル50から吐出された有機溶剤(低表面張力液体)としてのIPAが着液する位置(着液位置P1)は、開口101の周縁101aよりも外側に設定されている。開口101の周縁101aよりも外側とは、開口101の周縁101aよりも径方向外方のことであり、開口101の周縁101aよりも基板Wの周縁側のことである。
開口拡大工程において、気体ノズル移動ユニット16は、第1気体ノズル70を基板Wの周縁へ向けて移動させる(気体ノズル移動工程)。これにより、図6Bに示すように、気体供給位置P2が、基板Wの周縁に向けて移動される(気体供給位置移動工程)。このように、気体ノズル移動ユニット16は、気体供給位置移動ユニットとして機能する。また、開口拡大工程において、有機溶剤ノズル移動ユニット15は、第1有機溶剤ノズル50(低表面張力液体ノズル)を基板Wの周縁へ向けて移動させる(低表面張力液体ノズル移動工程)。これにより、図6Bに示すように、着液位置P1が、基板Wの周縁に向けて移動される(着液位置移動工程)。このように、有機溶剤ノズル移動ユニット15は、着液位置移動ユニットとして機能する。詳しくは後述するが、開口拡大工程では、開口101の拡大に応じて、基板Wの回転速度および着液位置P1の移動速度が変化される。
開口101が拡大されることによって、液膜100が基板Wの上面から排除される。第1有機溶剤ノズル50からのIPAの吐出は、第1有機溶剤ノズル50が基板Wの周縁に到達した時点で終了する。第1気体ノズル70からの窒素ガス(気体)の吐出は、液膜100が基板Wの上面から完全に排除された時点で終了される。つまり、開口拡大工程が実行されている間、第1気体ノズル70からの窒素ガスの供給は、中断されることなく継続される(気体供給継続工程)。
液膜100が基板Wの上面から排除された時点で加熱流体ノズル90からの窒素ガス(加熱流体)の吐出も終了される。液膜100が基板Wの上面から排除された時点で第2気体ノズル80からの窒素ガス(気体)の吐出も終了される。
基板W上から液膜100が排除されると、基板Wの上面の液成分が遠心力によって振り切られる。具体的には、対向部材昇降ユニット27が対向部材6を下位置に移動させる。そして、電動モータ23が基板Wを、例えば、2000rpmで高速回転させる。これによって、基板Wが乾燥される。
その後、電動モータ23がスピンチャック5の回転を停止させる。そして、対向部材昇降ユニット27が対向部材6を上位置に移動させる。そして、開閉ユニット24が、チャックピン20を開状態にする。その後、図1も参照して、搬送ロボットCRが、処理ユニット2に進入して、スピンチャック5から処理済みの基板Wをすくい取って、処理ユニット2外へと搬出する(S7)。その基板Wは、搬送ロボットCRから搬送ロボットIRへと渡され、搬送ロボットIRによって、キャリヤCに収納される。
次に、開口拡大工程の詳細について説明する。前述したように、開口拡大工程では、開口101の拡大に応じて、基板Wの回転速度が変化される。図7は、開口拡大工程における基板Wの回転速度の変化を説明するためのグラフである。図7では、基板Wの上面における開口101の周縁101aの位置を横軸とする。横軸では、回転軸線A1の位置を原点としている。図7では、基板Wの回転速度を縦軸としている。開口拡大工程の開始時における基板Wの回転速度を第1回転速度R1とする。また、開口拡大工程の終了時における基板Wの回転速度を第2回転速度R2とする。第2回転速度R2は、第1回転速度R1よりも小さい。詳しくは、第1回転速度R1は、例えば、1000rpmであり、第2回転速度R2は、例えば、400rpm~500rpmである。
開口拡大工程では、開口101の拡大に応じて、基板Wの回転速度が第2回転速度R2になるまで基板Wの回転を減速させている。具体的には、開口101の周縁101aが基板Wの上面の特定の位置に到達した時点(一定時間が経過した時点)で、基板Wの回転を急激に減速させるのではない。すなわち、開口101の周縁101aが基板Wの上面の周縁に向かうにしたがって、基板Wの回転速度が徐々に低下するように、基板Wの回転が減速される。基板Wの上面の中央領域と周縁領域との間の領域(外周領域)においても、開口101の拡大に応じて基板Wの回転速度が減速される。
このように、基板回転工程では、開口101の周縁101aが基板Wの上面の中央領域に位置するときの基板Wの回転速度よりも開口101の周縁101aが基板Wの上面の周縁領域に位置するときの基板Wの回転速度が小さくなるように、基板Wの回転を減速する回転減速工程が実行されている。本実施形態とは異なり、図7に二点鎖線で示すように、開口101の周縁101aが基板Wの上面の特定の位置(例えば回転中心から120mmの位置)に到達した時点で、基板Wの回転を急激に減速させてもよい。
図8は、開口拡大工程における第1有機溶剤ノズル50および第1気体ノズル70の様子を説明するための模式図である。
気体供給位置移動工程では、傾斜方向D2に向けて第1気体ノズル70から気体が吐出される(気体傾斜吐出工程)。前述したように、第1気体ノズル70から吐出される気体は、開口101の周縁101aよりも内側に供給される。第1気体ノズル70から吐出される気体は、液膜100の気液界面と基板Wの上面との交差位置に近い位置に向けて供給されることが好ましい。これにより、気体供給位置移動工程において、液膜100に吹き付け力を充分に作用させることができる。また、基板Wの上面において液膜100が排除された部分を即座に乾燥させることができる。
着液位置移動工程では、傾斜方向D1に向けて第1有機溶剤ノズル50からIPAが吐出される(低表面張力液体傾斜吐出工程)。前述したように、第1有機溶剤ノズル50から吐出されるIPAは、開口101の周縁101aよりも外側に供給される。第1有機溶剤ノズル50から吐出されるIPAは、液膜100の内周縁に向けて供給されることが好ましい。これにより、着液位置移動工程において、液膜100の内周縁に液盛り上がり102を形成しながら着液位置P1を移動させることができる(図6Bも参照)。特に、気液界面と基板Wの上面との交差位置に近い位置に向けて供給されることが一層好ましい。これにより、液盛り上がり102を開口101の周縁101aに近い位置に形成することができる。
第1有機溶剤ノズル50が基板Wの上面の中央領域の上方を移動するときの着液位置P1の移動速度を、第1移動速度V1とする。また、第1有機溶剤ノズル50が基板Wの上面の周縁領域の上方を移動するときの着液位置P1の移動速度を、第2移動速度V2とする。基板Wの拡大に応じて、有機溶剤ノズル移動ユニット15が、第1有機溶剤ノズル50の移動速度が第2移動速度V2になるまで第1有機溶剤ノズル50の移動を減速させる。これにより、着液位置P1の移動速度が第2移動速度V2になるまで着液位置P1の移動が減速される。このように、着液位置移動工程では、着液位置P1が基板Wの上面の中央領域に位置するときの着液位置P1の移動速度(第1移動速度V1)よりも、着液位置P1が基板Wの上面の周縁領域に位置するときの着液位置P1の移動速度(第2移動速度V2)が小さくなるように、着液位置P1の移動を減速する着液位置移動減速工程が実行されている。
また、第1有機溶剤ノズル50の移動の減速と同時に、第1気体ノズル70の移動が減速される。詳しくは、基板Wの拡大に応じて、気体ノズル移動ユニット16が、第1気体ノズル70の移動速度が第2移動速度V2になるまで第1気体ノズル70の移動を減速させる。これにより、気体供給位置P2の移動速度が第2移動速度V2になるまで気体供給位置P2の移動が減速される。このように、気体供給位置移動工程では、気体供給位置P2が基板Wの上面の中央領域に位置するときの気体供給位置P2の移動速度(第1移動速度V1)よりも気体供給位置P2が基板Wの上面の周縁領域に位置するときの気体供給位置P2の移動速度(第2移動速度V2)が小さくなるように、気体供給位置P2の移動速度を減速する気体供給位置移動減速工程が実行されている。
また、気体供給位置移動工程において、第1気体ノズル70からの窒素ガスの流量(単位時間当たりの供給量)を増大させる(供給量増大工程)。詳しくは、基板Wの拡大に応じて、第1気体バルブ72の開度が調整される。より詳しくは、第1気体ノズル70から吐出される窒素ガスの流量が、基板Wの拡大に応じて、第1流量F1から第2流量F2まで増大される。このように、気体供給位置移動工程において、開口101の周縁101aが基板Wの上面の中央領域に位置するときの第1気体ノズル70からの窒素ガスの流量よりも、開口101の周縁101aが基板Wの上面の周縁領域に位置するときの第1気体ノズル70からの窒素ガスの流量が大きくされる。
第1気体ノズル70からの窒素ガスの流量と同様に、開口拡大工程において、加熱流体ノズル90から供給される高温の窒素ガスの流量が、基板Wの拡大に応じて増大されてもよい。
以上のように、本実施形態によれば、基板処理装置1が、複数のチャックピン20およびスピンベース21(基板保持ユニット)と、リンス液供給ユニット8(処理液供給ユニット)と、有機溶剤供給ユニット9(低表面張力液体供給ユニット)と、気体供給ユニット10と、電動モータ23(基板回転ユニット)と、気体ノズル移動ユニット16(気体供給位置移動ユニット)と、有機溶剤ノズル移動ユニット15(着液位置移動ユニット)と、制御ユニット3とを含む。
複数のチャックピン20およびスピンベース21によって基板Wを水平に保持する基板保持工程と、基板Wの上面に向けてリンス液供給ユニット8からリンス液を供給するリンス液供給工程とが実行される。そして、基板Wの上面に向けて有機溶剤供給ユニット9から有機溶剤を供給して、有機溶剤でリンス液を置換することによって、基板Wの上面に有機溶剤の液膜100を形成する液膜形成工程が実行される。そして、気体供給ユニット10から液膜100の中央領域に気体を供給することによって、液膜100の中央領域に開口101を形成する開口形成工程が実行される。そして、液膜100を排除するために開口101を拡大させる開口拡大工程が実行される。
開口拡大工程では、電動モータ23によって基板Wを回転させる基板回転工程が実行される。また、気体供給位置P2に向けて気体供給ユニット10から気体を供給し(吹き付け)、気体ノズル移動ユニット16によって、基板Wの上面の周縁に向けて気体供給位置P2を移動させる気体供給位置移動工程が実行される。また、着液位置P1に向けて有機溶剤供給ユニット9から有機溶剤を供給し、有機溶剤ノズル移動ユニット15によって、基板Wの上面の周縁に向けて着液位置P1を移動させる着液位置移動工程が実行される。
この構成によれば、液膜100に形成された開口101を拡大させて、基板W上から液膜100を排除する際に、基板回転工程と気体供給位置移動工程と着液位置移動工程とが実行される。
開口101の拡大中に基板Wが回転されることによって、液膜100には遠心力が作用し、液膜100が基板Wへ押し出される。気体位置移動工程では、開口101の周縁101aよりも内側に設定された気体供給位置P2が基板Wの上面の周縁に向けて移動する。そのため、開口101の拡大中において、液膜100の内周縁には、気体の吹き付け力が作用する。気体の吹き付け力が液膜100の内周縁に作用することによって、一層確実に液膜100が基板W外へ押し出される。したがって、開口101の周縁101aよりも内側における有機溶剤の液滴の残留が抑制される。つまり、開口101の周縁101aよりも内側を良好に乾燥させることができる。
一方、着液位置移動工程では、開口101の周縁101aよりも外側に設定された着液位置P1が、基板Wの上面の周縁に向けて移動する。そのため、液膜100の厚さを充分に確保することができる。したがって、遠心力および吹き付け力によって開口101の近傍で液膜100が薄くなることが、抑制される。したがって、回転方向の全域において開口101を均一な速度で拡大させることができる。
以上のように、回転方向の全域において開口101を均一な速度で拡大させつつ、開口101の周縁101aよりも内側を良好に乾燥させることができる。その結果、基板W上の有機溶剤を良好に排除することができる。
また、本実施形態では、着液位置移動工程において、有機溶剤供給ユニット9から有機溶剤が供給される。これにより、液膜100の内周縁に液盛り上がり102を形成しながら、着液位置P1が移動される。そのため、開口101の周縁101aの近傍における液膜100の厚さを一層充分に確保することができる。また、液膜100の内周縁に、新たなIPAが供給されるので、液膜100の内周縁の温度低下が抑制される。
また本実施形態では、開口拡大工程が実行されている間、気体供給ユニット10から気体の供給を継続する気体供給継続工程が実行される。そのため、開口101の拡大中、液膜100に吹き付け力を作用させ続けることができる。したがって、開口101の周縁101aよりも内側を一層良好に乾燥させることができる。
ところで、開口101の拡大によって開口101の周縁101aが基板Wの上面の周縁101aに近づくと、基板W上のIPAの全体量が少なくなる。そのため、開口101の周縁101aが基板Wの上面の周縁に近づくと、液膜100の温度が低下しやすい。IPAが基板Wの上面に及ぼす表面張力は、液膜100の内周縁の温度が低下すると大きくなる。液膜100の温度が低下すると、基板Wの上面に形成されたパターン(図14参照)に作用する表面張力が増大し、パターン倒れが発生しやすい。また、液膜100の温度が低下することによって、基板Wが乾燥されにくくなる。そのため、基板Wの上面の周縁領域を良好に乾燥することができないおそれがある。
そこで、本実施形態では、電動モータ23によって、基板Wの回転を減速させる回転減速工程が実行される。これにより、基板Wの上面の周縁に開口101の周縁101aが近づいたときに、液膜100を厚くすることができる。そのため、基板Wの上面の周縁に開口101の周縁101aが近づくことに起因する、基板W上に存在するIPAの減少を抑制することができる。これにより、基板Wの上面の周縁に開口101の周縁101aが近づくことに起因する液膜100の温度低下を抑制することができる。したがって、基板Wの上面の周縁領域を良好に乾燥することができる。
また、本実施形態では、回転減速工程において、開口101の周縁101aが基板Wの上面の周縁に向かうにしたがって基板Wの回転速度が低下するように、電動モータ23によって、基板Wの回転が減速される。
この構成によれば、基板Wの上面の周縁に開口101の周縁101aが近づくにしたがって、液膜100を徐々に厚くすることができる。そのため、開口101の周縁101aが外周領域に位置するときにも、基板Wの上面の周縁に開口101の周縁101aが近づくことに起因する基板W上に存在するIPAの減少を抑制することができる。したがって、基板Wの上面のいずれの位置に開口101の周縁101aが位置する場合であっても、液膜100の温度変化を抑制することができる。その結果、基板Wの上面の全域において、基板W上の液膜100を良好に排除することができる。
ところで、液膜100にIPAが着液する際、IPAが跳ねて基板Wの上面において開口101よりも内側に付着するおそれがある。そこで、本実施形態では、気体供給位置移動工程において、気体供給ユニット10の第1気体ノズル70が傾斜方向D2に気体を吐出する気体傾斜吐出工程が実行される。そして、気体供給位置移動工程において、気体供給ユニット10の気体ノズル移動ユニット16が第1気体ノズル70を移動させる気体ノズル移動工程が実行される。そのため、液膜100に有機溶剤が着液する際に跳ねたIPAが、基板Wの上面において開口101の周縁101aよりも内側に付着する前に、気体によって押し返されて再び液膜100に着液する。したがって、基板W上の液膜100を良好に排除することができる。
液膜100の温度が高いほど、基板Wの上面に形成されたパターン(図14参照)に作用する表面張力が低下する。液膜100の温度が高いほど、基板Wの上面の乾燥速度が向上される。そこで、本実施形態では、基板処理装置1が、加熱流体供給ユニット11(基板加熱ユニット)をさらに含む。そして、加熱流体供給ユニット11によって基板Wを加熱する基板加熱工程が、開口拡大工程と並行して実行される。これにより、液膜100の温度低下を抑制することができる。または、液膜100の温度を高くすることができる。そのため、基板Wの上面の乾燥速度が向上される。さらには、パターン倒れが抑制される。したがって、基板W上の液膜100を良好に排除することができる。
また、本実施形態では、着液位置移動工程において、有機溶剤供給ユニット9の第1有機溶剤ノズル50が、傾斜方向D1に有機溶剤(低表面張力液体)としてのIPAを吐出する低表面張力液体傾斜吐出工程が実行される。そして、着液位置移動工程において、有機溶剤供給ユニット9の有機溶剤ノズル移動ユニット15が第1有機溶剤ノズル50を移動させる低表面張力液体ノズル移動工程が実行される。そのため、液膜100に有機溶剤が着液する際にIPAが跳ねる方向を、基板Wの周縁側に向けることができる。液膜100にIPAが着液する際に、IPAが跳ねて基板Wの上面において開口101よりも内側への付着を抑制できる。
また、本実施形態によれば、着液位置移動工程において、着液位置P1の移動を減速させる着液位置移動減速工程が実行される。これにより、開口101の周縁101aが基板Wの上面の周縁領域に位置するときに液膜100に供給されるIPAの総量を増大させることができる。そのため、基板W上の液膜100の熱量が基板Wによって奪われたとしても、新たに液膜100に供給されるIPAによって熱量を補うことができる。これにより、基板Wの上面の周縁に開口101の周縁101aが近づくことに起因する液膜100の温度低下を抑制することができる。したがって、基板W上の液膜100を良好に排除することができる。
ここで、開口101の周縁101aが基板Wの上面の周縁に向かうにしたがって、単位時間当たりに、基板Wの上面において気体供給位置P2が回転方向に相対移動する距離が増大する。つまり、単位面積当たりに第1気体ノズル70から吹き付けられる気体の量が低減される。したがって、第1気体ノズル70を基板Wの上面の周縁に向けて等速で移動させた場合、開口101の周縁101aが基板Wの上面の周縁に向かうにしたがって、基板Wの乾燥効率が低下する。
そこで、第1実施形態では、気体供給位置移動工程において、気体供給位置P2の移動を減速させる気体供給位置移動減速工程が実行される。これにより、基板Wの上面の周縁領域を充分に乾燥させることができる。
また、第1実施形態では、気体供給位置移動工程において、第1気体ノズル70からの窒素ガスの流量(単位時間当たりの供給量)を増大させる供給量増大工程が実行される。これにより、基板Wの上面の周縁領域を充分に乾燥させることができる。
また、開口101の周縁101aが基板Wの周縁に向かうにしたがって、単位時間当たりの回転方向における基板Wに対する着液位置P1の相対移動距離が大きくなる。したがって、第1有機溶剤ノズル50から基板WにIPAを供給する際に、液膜100から跳ね返るIPAの勢いおよび量が増大する。しかしながら、第1実施形態では、供給量増大工程が実行されるため、開口101の周縁101aが基板Wの周縁に移動して液膜100から跳ね返るIPAの勢いおよび量が増大した場合であっても、跳ね返ったIPAを開口101の周縁101aよりも外側に押し返すことができる。
また、第1実施形態によれば、液膜100が形成される前に、チャンバ14の内部空間14Aが窒素ガスによって置換されている。そのため、内部空間14Aの湿度、ひいては基板Wの上面の近傍の雰囲気内の湿度が低減される。したがって、開口形成工程および開口拡大工程が実行されることによって、露出した基板Wへの水の付着を抑制することができる。したがって、基板Wが良好に乾燥される。
有機溶剤の温度が高いほど、有機溶剤によるリンス液の置換効率は高い。第1実施形態によれば、第2有機溶剤ノズル60から吐出されるIPAの温度は、沸点であるか、あるいは、沸点より僅かに低い。そのため、DIW(リンス液)をIPA(有機溶剤)で効率良く置換することができる。また、加熱流体供給ユニット11による加熱によって液膜100を昇温させるために必要な時間が短縮される。つまり、充分に温度が高い液膜100が短時間で形成される。
また、有機溶剤が揮発する際に気化熱が発生するため、基板W上の液膜100の温度が低下しやすい。第1実施形態によれば、第1有機溶剤ノズル50から吐出されるIPAの温度も、沸点であるか、あるいは、沸点より僅かに低い。そのため、開口拡大工程では、液膜100には、沸点または沸点より僅かに低いIPAが常に補充さているので、揮発による液膜100の温度低下を抑制することができる。
以上のように、第1実施形態の基板処理装置1の構成と第1実施形態の基板処理装置1による基板処理について説明したが、第1実施形態の基板処理装置1は、以下のような構成であってもよいし、以下のような基板処理を実行してもよい。
例えば、上述の基板処理とは異なり、リンス液として高温のDIWを用いる場合、第2有機溶剤ノズル60から基板Wの上面に供給してリンス液を有機溶剤で置換する際、基板W上のIPAの温度低下を抑制することができる。IPAの温度低下が抑制されることによって、DIWをIPAで効率良く置換することができる。したがって、DIWをIPAで置換するまでの時間を一層短縮することができる。
第1実施形態では、第1有機溶剤ノズル50は、有機溶剤を傾斜方向D1に吐出するとした。しかしながら、第1実施形態とは異なり、第1有機溶剤ノズル50は、鉛直方向に(下方に)有機溶剤を吐出するように構成されていてもよい。また、第1実施形態では、第1気体ノズル70は、気体を傾斜方向D2に吐出するとした。しかしながら、第1実施形態とは異なり、第1気体ノズル70は、鉛直方向に(下方に)気体を吐出するように構成されていてもよい。
また、第1実施形態の基板処理装置1により基板処理では、第1有機溶剤ノズル50および第1気体ノズル70を同時に減速するとした。しかしながら、第1有機溶剤ノズル50および第1気体ノズル70は、異なるタイミングで減速されてもよい。また、第1有機溶剤ノズル50および第1気体ノズル70は、移動速度が異なっていてもよい。
また、第1実施形態では、第1有機溶剤ノズル50および第1気体ノズル70は、互いに異なる移動ユニットによって移動されるとした。しかしながら、第1実施形態とは異なり、第1有機溶剤ノズル50および第1気体ノズル70が共通のノズル移動ユニットによって一体移動されるように構成されていてもよい。
また、図5Cおよび図5Dに示すように、開口101が形成される際、第1有機溶剤ノズル50から有機溶剤が吐出されていてもよい。つまり、低表面張力液体供給工程は、開口形成工程と並行して実行されてもよい。これにより、開口101の形成時に、開口101の周縁101aの近傍における液膜100の厚さを充分に確保することができる。したがって、開口形成時の気体の供給によって、開口101の周縁101aの近傍におけるIPAが押し退けられたとしても、開口101の周縁101aの近傍における液膜100の厚さが充分に保たれる。
<第2実施形態>
図9は、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。図10A~図10Cは、基板処理装置1Pによる基板処理の一例を説明するための図解的な断面図である。図9~図10C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。
基板処理装置1Pが第1実施形態に係る基板処理装置1(図2参照)と主に異なる点は、処理ユニット2Pが、加熱流体供給ユニット11の代わりに、基板Wを加熱する赤外線ヒータユニット12を含む点である。赤外線ヒータユニット12は、基板加熱ユニットの一例である。
赤外線ヒータユニット12は、赤外線を発する赤外線ランプ110と、赤外線ランプ110を収容するランプハウジング111とを含む。赤外線ランプ110は、ランプハウジング111内に配置されている。赤外線ランプ110は、たとえば、フィラメントと、フィラメントを収容する石英管とを含む。
赤外線ランプ110は、有機溶剤ノズル移動ユニット15によって水平方向および鉛直方向に移動される。詳しくは、有機溶剤ノズル移動ユニット15は、第1有機溶剤ノズル50を支持するアーム15Aと、アーム15Aを駆動するアーム駆動機構15Bとを含む。ランプハウジング111は、第1有機溶剤ノズル50とともにアーム15Aによって支持されている。
有機溶剤ノズル移動ユニット15によって、赤外線ランプ110は、中心位置と、ホーム位置(退避位置)との間で水平方向に移動させられる。赤外線ランプ110は、中心位置に位置するとき、基板Wの上面に対する赤外線の照射領域が基板Wの上面の中央領域に位置する。赤外線ランプ110は、退避位置に位置するとき、カップ4よりも径方向外方に位置する。赤外線ランプ110は、制御ユニット3によって制御される(図3参照)。ランプハウジング111は、第1有機溶剤ノズル50よりも径方向外方に位置するようにアーム15Aによって支持されている。
基板処理装置1Pによる基板処理では、加熱流体供給ユニット11の代わりに、赤外線ヒータユニット12が用いられる。図10Aに示すように、液膜100の形成後に第1有機溶剤ノズル50を処理位置に移動させる際に、赤外線ランプ110による基板W(液膜100)の加熱が開始される。
そして、図10Bに示すように、開口101が形成されると、液膜100内周縁が赤外線ランプ110で加熱される(内周縁加熱工程)。そして、ランプハウジング111は、第1有機溶剤ノズル50よりも径方向外方に位置するため、図10Cに示すように、開口拡大工程において、赤外線ランプ110が液膜100に対向する。
第2実施形態とは異なり、ランプハウジング111が第1有機溶剤ノズル50よりも径方向内方に位置する場合、開口拡大工程において、赤外線ランプ110が基板Wの上面において開口101よりも内側の部分と対向する。一方、第2実施形態では、ランプハウジング111が第1有機溶剤ノズル50よりも径方向外方に位置する。そのため、開口拡大工程において赤外線ヒータユニット12によって液膜100を直接加熱することができる。これにより、液膜100の温度低下を抑制することができる。したがって、液膜100の温度低下を一層抑制することができる。
また、第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。
第2実施形態の基板処理装置1Pは、赤外線ヒータユニット12に加えて加熱流体供給ユニット11を備えていてもよい。赤外線ヒータユニット12と加熱流体供給ユニット11とを併用することで、基板Wおよび液膜100を充分に加熱することができる。
<第3実施形態>
図11は、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。図12は、基板処理装置1Qによる基板処理の一例を説明するための図解的な断面図である。図11および図12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。
基板処理装置1Qが第1実施形態に係る基板処理装置1(図2参照)と主に異なる点は、気体供給ユニット10の第1気体ノズル70が、鉛直吐出口70aおよび傾斜吐出口70bを有する点である。
鉛直吐出口70aは、下方に向けて気体を吐出する吐出口である。傾斜吐出口70bは、傾斜方向D3に気体を吐出する。傾斜方向D3は、下方に向かうにしたがって、基板Wの上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜する方向である。傾斜方向D3に延びる直線と鉛直方向に延びる直線との交差角度は、例えば5°~45°である。図示の便宜上、傾斜方向D3に延びる直線と鉛直方向に延びる直線との交差角度を45°よりも小さい角度で図示しているが、この交差角度は、45°であることが好ましい。
図12を参照して、基板処理装置1Qによる基板処理における開口拡大工程では、第1気体ノズル70から、鉛直方向および傾斜方向D3の両方向に向けて気体が吐出される(気体傾斜吐出工程)。基板Wの上面において、鉛直吐出口70aから気体が供給される位置を第1気体供給位置P21という。基板Wの上面において、傾斜吐出口70bから気体が供給される位置を第2気体供給位置P22という。第1気体供給位置P21および第2気体供給位置P22は、開口101の周縁101aよりも内側に設定される。気体供給位置移動工程では、第1気体供給位置P21および第2気体供給位置P22が基板Wの周縁に向けて移動する。
第1気体ノズル70から鉛直方向に向けて吐出される気体は、基板Wの上面において開口101の周縁101aよりも内側に吹き付けられる。これにより、基板Wの上面において開口101の周縁101aよりも内側が一層良好に乾燥される。一方、第1気体ノズル70から傾斜方向D3に吐出される気体は、液膜100にIPAが着液する際に跳ねたIPAを、基板Wの上面において開口101よりも内側に付着する前に押し返す。傾斜方向D3に吐出された気体によって押し返されたIPAは、再び液膜100に着液する。したがって、基板W上の液膜100を良好に排除することができる。
また、第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。
第3実施形態とは異なり、第1気体ノズル70は、3つ以上の吐出口を有していていてもよい。第1気体ノズル70が、シャワー状に気体を吐出する複数の吐出口を有するシャワーノズルであってもよい。第1気体ノズル70がシャワーノズルであれば、気体供給位置移動工程において、開口101の周縁101aの近傍の雰囲気を窒素ガス等の気体で置換しながら基板Wの上面を乾燥させることができる。したがって、基板Wの上面を一層良好に乾燥させることができる。
<第4実施形態>
図13は、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。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。
基板処理装置1Rが第1実施形態に係る基板処理装置1(図2参照)と主に異なる点は、加熱流体供給ユニット11が、加熱流体ノズル90(図2参照)の代わりに、中心流体ノズル120と環状流体ノズル121とを含む点である。中心流体ノズル120は、基板Wの下面の中央領域に向けて加熱流体を供給する。環状流体ノズル121は、基板Wの下面の環状領域に加熱流体を供給する。基板Wの下面の環状領域とは、基板Wの下面において中央領域を除く領域である。詳しくは、基板Wの下面の環状領域は、中央領域よりも外側の所定位置から基板Wの下面の周縁までの範囲に亘る領域である。
中心流体ノズル120は、鉛直方向に沿って延びている。中心流体ノズル120は、回転軸22に挿通されている。中心流体ノズル120は、基板Wの下面の回転中心に臨む吐出口120aを上端に有している。環状流体ノズル121は、中心流体ノズル120の先端から径方向に延びたバーノズルの形態を有しており、基板Wの下面の環状領域に臨む複数の吐出口121aを有している。複数の吐出口121aは、回転軸線A1からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。これらの複数の吐出口121aは、基板Wが回転軸線A1まわりに回転されることによって、基板Wの下面の環状領域に臨むことになる。
中心流体ノズル120の下端には、加熱流体供給管91が接続されている。中心流体ノズル120および環状流体ノズル121には、加熱流体供給管91を介して、加熱流体供給源から温水等の加熱流体が供給される。中心流体ノズル120の吐出口120aおよび環状流体ノズル121の複数の吐出口121aから吐出される加熱流体は温水に限られない。中心流体ノズル120の吐出口120aおよび環状流体ノズル121の複数の吐出口121aから吐出される加熱流体は、基板Wを加熱することができる流体であればよい。例えば、高温の窒素ガスであってもよいし、水蒸気であってもよい。加熱流体が水蒸気であれば、温水よりも高温の流体で基板Wを加熱することができる。
中心流体ノズル120の吐出口120aおよび環状流体ノズル121の複数の吐出口121aから吐出された加熱流体は、基板Wの下面を伝い、遠心力によって外方へと広がって、基板Wの下面を覆う液膜を形成する。複数の吐出口120a,121aから吐出された加熱流体は、それらが対向する基板Wの下面の各位置に到達し、その到達後に加熱流体と基板Wとの熱交換が始まる。したがって、基板Wの全域を均一に加熱することができる。第4実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。
また、加熱流体供給ユニット11によって基板Wの回転中心から周縁までを万遍なく加熱することができるため、開口101が基板Wの周縁領域に達した場合でも開口101の周縁101a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101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。
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。
例えば、第1実施形態の基板処理装置1とは異なり、気体供給ユニットが、第1気体ノズル70の代わりに、基板Wの上面の一部と対向する対向面を有する気体ノズルを含んでいてもよい。開口101の周縁101aにこの気体ノズルを近接させた状態で、この気体ノズルから窒素ガス(気体)を吐出させることによって、基板Wにおいて開口101の周縁101aが位置する部分と、当該対向面から外部に向かう気流が形成される。したがって、液膜100から跳ね返ったIPAを開口101の周縁101aよりも外側に容易に押し返すことができる。
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。
1 :基板処理装置
1P :基板処理装置
1Q :基板処理装置
1R :基板処理装置
3 :制御ユニット
8 :リンス液供給ユニット(処理液供給ユニット)
9 :有機溶剤供給ユニット(低表面張力液体供給ユニット)
10 :気体供給ユニット
11 :加熱流体供給ユニット(基板加熱ユニット)
12 :赤外線ヒータユニット(基板加熱ユニット)
15 :有機溶剤ノズル移動ユニット(低表面張力液体ノズル移動ユニット、着液位置移動ユニット)
16 :気体ノズル移動ユニット(気体供給位置移動ユニット)
20 :チャックピン(基板保持ユニット)
21 :スピンベース(基板保持ユニット)
23 :電動モータ(基板回転ユニット)
50 :第1有機溶剤ノズル(低表面張力液体ノズル)
70 :第1気体ノズル(気体ノズル)
100 :液膜
101 :開口
101a :周縁
102 :液盛り上がり
A1 :回転軸線
D1 :傾斜方向
D2 :傾斜方向
D3 :傾斜方向
P1 :着液位置
P2 :気体供給位置
P21 :第1気体供給位置
P22 :第2気体供給位置
R1 :第1回転速度
R2 :第2回転速度
V1 :第1移動速度
V2 :第2移動速度
W :基板

Claims (20)

  1. 水平に基板を保持する基板保持工程と、
    水を含有する処理液を前記基板の上面に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の上面に供給することにより前記基板上の処理液を前記低表面張力液体で置換することによって、前記基板の上面を覆う前記低表面張力液体の液膜を形成する液膜形成工程と、
    前記基板の上面の中央領域に向けて中央ノズルから気体を吐出させることによって、前記液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、
    前記液膜を排除するために前記開口を拡大させる開口拡大工程と、
    前記開口拡大工程において、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る基板回転工程と、
    前記開口拡大工程において、前記基板の上面において前記開口の周縁よりも内側に設定された気体供給位置に向けて移動ノズルから前記気体を吹き付け、前記基板の上面の周縁に向けて前記移動ノズルを移動させることによって前記基板の上面の周縁に向けて前記気体供給位置を移動させる気体供給位置移動工程と、
    前記開口拡大工程において、前記基板の上面において前記開口の周縁よりも外側に設定された着液位置に向けて前記低表面張力液体を供給し、前記基板の上面の周縁に向けて前記着液位置を移動させる着液位置移動工程とを含み、
    前記気体供給位置移動工程の実行中において、前記中央ノズルから前記基板の上面の中央領域への前記気体の吐出が維持され、
    前記基板回転工程が、前記基板の上面の周縁に前記開口の周縁が近づくにしたがって前記液膜が厚くなるように、前記基板の回転を減速させる回転減速工程を含む、基板処理方法。
  2. 前記着液位置移動工程が、前記低表面張力液体の供給によって前記液膜の内周縁に液盛り上がりを形成しながら、前記着液位置を移動させる工程を含む、請求項1に記載の基板処理方法。
  3. 前記開口形成工程と並行して前記液膜に前記低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程をさらに含む、請求項1または2に記載の基板処理方法。
  4. 前記開口拡大工程が実行されている間、前記移動ノズルからの前記気体の吐出を継続する気体供給継続工程をさらに含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  5. 前記回転減速工程が、前記開口の周縁が前記基板の上面の中央領域に位置するときの前記基板の回転速度よりも前記開口の周縁が前記基板の上面の周縁領域に位置するときの前記基板の回転速度が小さくなるように、前記基板の回転を減速させる工程を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  6. 前記気体供給位置移動工程が、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜した傾斜方向に沿って前記移動ノズルから前記気体を吐出する気体傾斜吐出工程を含む、請求項1~のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  7. 前記基板を加熱する基板加熱工程をさらに含み、
    前記基板加熱工程が、前記開口拡大工程と並行して実行される、請求項1~のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  8. 前記着液位置移動工程が、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜する傾斜方向に沿って、低表面張力液体ノズルから前記低表面張力液体を吐出する低表面張力液体傾斜吐出工程と、前記低表面張力液体ノズルを前記基板の周縁に向かって移動させることによって、前記着液位置を移動させる低表面張力液体ノズル移動工程とを含む、請求項1~のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  9. 前記着液位置移動工程が、前記開口の周縁が前記基板の上面の中央領域に位置するときの前記着液位置の移動速度よりも、前記開口の周縁が前記基板の上面の周縁領域に位置するときの前記着液位置の移動速度が小さくなるように、前記着液位置の移動を減速させる移動減速工程を含む、請求項1~のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  10. 前記開口拡大工程が終了した後、前記開口拡大工程における前記基板の回転数よりも高い回転数で前記回転軸線まわりに前記基板を回転させる高速回転工程をさらに含み、
    前記開口形成工程および前記開口拡大工程が、前記基板の上面の全体に対向する対向面を有する対向部材を、前記対向面と前記基板の上面との間を前記移動ノズルが移動できる第1高さ位置に配置した状態で行われ、
    前記高速回転工程が、前記第1高さ位置よりも前記基板の上面に近接する第2高さ位置に前記対向部材を配置した状態で行われる、請求項1~9のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  11. 基板を水平に保持する基板保持ユニットと、
    水を含有する処理液を前記基板の上面に供給する処理液供給ユニットと、
    水よりも小さい表面張力を有する低表面張力液体を前記基板の上面に供給する低表面張力液体供給ユニットと、
    前記基板の上面の中央領域に向けて気体を吐出する中央ノズルと、
    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る基板回転ユニットと、
    前記基板の上面に向けて前記気体を吐出し、前記基板の上面に沿って移動する移動ノズルと、
    前記基板の上面に沿って前記移動ノズルを移動させることによって、前記基板の上面において前記移動ノズルから前記気体が供給される位置である気体供給位置を移動させる気体供給位置移動ユニットと、
    前記基板の上面において前記低表面張力液体供給ユニットから供給される前記低表面張力液体が着液する位置である着液位置を移動させる着液位置移動ユニットと、
    前記基板保持ユニット、前記処理液供給ユニット、前記低表面張力液体供給ユニット、前記中央ノズル、前記基板回転ユニット、前記移動ノズル、前記気体供給位置移動ユニットおよび前記着液位置移動ユニットを制御する制御ユニットとを含み、
    前記制御ユニットが、前記基板保持ユニットによって前記基板を水平に保持する基板保持工程と、前記基板の上面に向けて前記処理液供給ユニットから前記処理液を供給する処理液供給工程と、前記基板の上面に向けて前記低表面張力液体供給ユニットから前記低表面張力液体を供給して、前記低表面張力液体で前記処理液を置換することによって、前記基板の上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、前記中央ノズルから前記液膜の中央領域に前記気体を供給することによって、前記液膜の中央領域に開口を形成する開口形成工程と、前記液膜を排除するために前記開口を拡大させる開口拡大工程と、前記開口拡大工程において、前記基板回転ユニットによって前記基板を回転させる基板回転工程と、前記開口拡大工程において、前記基板の上面において前記開口の周縁よりも内側に設定された前記気体供給位置に向けて前記移動ノズルから前記気体を吹き付け、前記気体供給位置移動ユニットによって前記基板の上面の周縁に向けて前記移動ノズルを移動させることにより、前記基板の上面の周縁に向けて前記気体供給位置を移動させる気体供給位置移動工程と、前記開口拡大工程において、前記基板の上面において前記開口の周縁の外側に位置するように設定された前記着液位置に向けて前記低表面張力液体供給ユニットから前記低表面張力液体を供給し、前記着液位置移動ユニットによって、前記基板の上面の周縁に向けて前記着液位置を移動させる着液位置移動工程とを実行するようにプログラムされており、
    前記制御ユニットが、前記気体供給位置移動工程の実行中において、前記中央ノズルから前記基板の上面の中央領域への前記気体の供給を維持するようにプログラムされており、
    前記制御ユニットが、前記基板回転工程において、前記基板の上面の周縁に前記開口の周縁が近づくにしたがって前記液膜が厚くなるように、前記基板回転ユニットに前記基板の回転を減速させる回転減速工程を実行するようにプログラムされている、基板処理装置。
  12. 前記制御ユニットが、前記着液位置移動工程において、前記低表面張力液体供給ユニットから前記低表面張力液体を供給することによって、前記液膜の内周縁に液盛り上がりを形成しながら、前記着液位置を移動させる工程を実行するようにプログラムされている、請求項11に記載の基板処理装置。
  13. 前記制御ユニットが、前記開口形成工程と並行して、前記低表面張力液体供給ユニットから前記液膜に前記低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程を実行するようにプログラムされている、請求項11または12に記載の基板処理装置。
  14. 前記制御ユニットが、前記開口拡大工程が実行されている間、前記移動ノズルから前記気体の吐出を継続する気体供給継続工程を実行するようにプログラムされている、請求項11~13のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  15. 前記制御ユニットが、前記回転減速工程において、前記開口の周縁が前記基板の上面の中央領域に位置するときの前記基板の回転速度よりも前記開口の周縁が前記基板の上面の周縁領域に位置するときの前記基板の回転速度が小さくなるように、前記基板回転ユニットによって、前記基板の回転を減速させる工程を実行するようにプログラムされている、請求項11~14のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  16. 前記移動ノズルが、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜する傾斜方向に前記気体を吐出し、
    記制御ユニットが、前記気体供給位置移動工程において、前記移動ノズルから前記気体を吐出する気体傾斜吐出工程を実行するようにプログラムされている、請求項11~15のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  17. 前記基板を加熱する基板加熱ユニットをさらに含み、
    前記制御ユニットが、前記基板加熱ユニットによって前記基板を加熱する基板加熱工程を、前記開口拡大工程と並行して実行するようにプログラムされている、請求項11~16のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  18. 前記低表面張力液体供給ユニットが、下方に向かうにしたがって前記基板の上面の周縁に向かうように鉛直方向に対して傾斜する傾斜方向に前記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、
    前記着液位置移動ユニットが、前記基板の上面に沿って前記低表面張力液体ノズルを移動させる低表面張力液体ノズル移動ユニットを含み、
    前記制御ユニットが、前記着液位置移動工程において、前記低表面張力液体ノズルから前記低表面張力液体を吐出する低表面張力液体傾斜吐出工程と、前記低表面張力液体ノズル移動ユニットによって、前記基板の上面の周縁に向かって前記低表面張力液体ノズルを移動させる低表面張力液体ノズル移動工程とを実行するようにプログラムされている、請求項11~17のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  19. 前記制御ユニットが、前記着液位置移動工程において、前記開口の周縁が前記基板の上面の中央領域に位置するときの前記着液位置の移動速度よりも、前記開口の周縁が前記基板の上面の周縁領域に位置するときの前記着液位置の移動速度が小さくなるように、前記着液位置移動ユニットによって、前記着液位置の移動を減速させる移動減速工程を実行するようにプログラムされている、請求項11~18のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  20. 前記基板の上面の全体に対向する対向面を有する対向部材をさらに含み、
    前記制御ユニットが、前記開口拡大工程が終了した後、前記開口拡大工程における前記基板の回転数よりも高い回転数で前記回転軸線まわりに前記基板を回転させる高速回転工程を実行するようにプログラムされており、
    前記制御ユニットが、前記対向面と前記基板の上面との間を前記移動ノズルが移動できる第1高さ位置に前記対向部材を配置した状態で、前記開口形成工程および前記開口拡大工程を実行し、前記第1高さ位置よりも前記基板の上面に近接する第2高さ位置に前記対向部材を配置した状態で前記高速回転工程を実行するようにプログラムされている、請求項11~19のいずれか一項に記載の基板処理装置。
JP2017167680A 2017-08-31 2017-08-31 基板処理方法および基板処理装置 Active JP7034634B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017167680A JP7034634B2 (ja) 2017-08-31 2017-08-31 基板処理方法および基板処理装置
US16/041,919 US10854481B2 (en) 2017-08-31 2018-07-23 Substrate processing method and substrate processing apparatus
TW107125732A TWI666688B (zh) 2017-08-31 2018-07-25 基板處理方法以及基板處理裝置
KR1020180087989A KR102101562B1 (ko) 2017-08-31 2018-07-27 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
CN201810857665.2A CN109427548B (zh) 2017-08-31 2018-07-31 基板处理方法以及基板处理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017167680A JP7034634B2 (ja) 2017-08-31 2017-08-31 基板処理方法および基板処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019046939A JP2019046939A (ja) 2019-03-22
JP7034634B2 true JP7034634B2 (ja) 2022-03-14

Family

ID=65435524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017167680A Active JP7034634B2 (ja) 2017-08-31 2017-08-31 基板処理方法および基板処理装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10854481B2 (ja)
JP (1) JP7034634B2 (ja)
KR (1) KR102101562B1 (ja)
CN (1) CN109427548B (ja)
TW (1) TWI666688B (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7201494B2 (ja) * 2019-03-20 2023-01-10 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP7233294B2 (ja) * 2019-04-25 2023-03-06 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法、半導体製造方法、および、基板処理装置
KR102267912B1 (ko) * 2019-05-14 2021-06-23 세메스 주식회사 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP7285741B2 (ja) * 2019-08-30 2023-06-02 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP7390837B2 (ja) * 2019-09-27 2023-12-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置
KR102357066B1 (ko) * 2019-10-31 2022-02-03 세메스 주식회사 기판 처리 장치
TWI712122B (zh) * 2019-12-10 2020-12-01 樂盟科技有限公司 晶圓表面處理裝置及晶圓表面處理方法
JP7406404B2 (ja) 2020-02-28 2023-12-27 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
WO2021177078A1 (ja) * 2020-03-05 2021-09-10 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、及び基板処理装置
CN113889405A (zh) 2020-07-02 2022-01-04 长鑫存储技术有限公司 半导体结构的处理方法及形成方法
KR20220122723A (ko) * 2020-07-02 2022-09-02 창신 메모리 테크놀로지즈 아이엔씨 반도체 구조의 처리 방법 및 형성 방법

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007036180A (ja) 2005-06-23 2007-02-08 Tokyo Electron Ltd 基板処理方法及び基板処理装置
JP2009111219A (ja) 2007-10-31 2009-05-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JP2009252855A (ja) 2008-04-03 2009-10-29 Tokyo Electron Ltd 基板洗浄方法、基板洗浄装置及び記憶媒体
JP2011171396A (ja) 2010-02-16 2011-09-01 Ebara Corp 基板乾燥装置
JP2014090015A (ja) 2012-10-29 2014-05-15 Tokyo Electron Ltd 基板乾燥方法、液処理システムおよび記憶媒体
JP2016040812A (ja) 2014-08-13 2016-03-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP2017118064A (ja) 2015-12-25 2017-06-29 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
JP2017118049A (ja) 2015-12-25 2017-06-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
JP2017117954A (ja) 2015-12-24 2017-06-29 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置および基板処理方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000108024A (ja) * 1998-10-02 2000-04-18 Toshiba Mach Co Ltd Cmp研磨装置
TWI286353B (en) 2004-10-12 2007-09-01 Tokyo Electron Ltd Substrate processing method and substrate processing apparatus
CN101165854A (zh) * 2006-10-19 2008-04-23 大日本网目版制造株式会社 基板处理装置和基板处理方法
JP5242242B2 (ja) 2007-10-17 2013-07-24 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置
EP2051285B1 (en) 2007-10-17 2011-08-24 Ebara Corporation Substrate cleaning apparatus
JP5114252B2 (ja) * 2008-03-06 2013-01-09 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法および基板処理装置
JP5390873B2 (ja) 2009-01-28 2014-01-15 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法および基板処理装置
US20110289795A1 (en) * 2010-02-16 2011-12-01 Tomoatsu Ishibashi Substrate drying apparatus, substrate drying method and control program
JP5820709B2 (ja) 2011-11-30 2015-11-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、この基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体、および基板処理装置
US9704730B2 (en) 2013-05-28 2017-07-11 Tokyo Electron Limited Substrate cleaning apparatus, substrate cleaning method and non-transitory storage medium
JP6007925B2 (ja) 2013-05-28 2016-10-19 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄装置、基板洗浄方法及び記憶媒体
JP6379400B2 (ja) 2013-09-26 2018-08-29 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP6104786B2 (ja) 2013-12-16 2017-03-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置
CN106463397A (zh) * 2014-05-12 2017-02-22 东京毅力科创株式会社 用于改善柔性纳米结构的干燥的方法和系统
JP6314779B2 (ja) 2014-10-01 2018-04-25 東京エレクトロン株式会社 液処理方法、記憶媒体及び液処理装置
JP6521242B2 (ja) 2015-06-16 2019-05-29 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
TWI622091B (zh) * 2015-06-18 2018-04-21 思可林集團股份有限公司 基板處理裝置
JP6573520B2 (ja) 2015-09-29 2019-09-11 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
CN108140595A (zh) * 2015-09-30 2018-06-08 盛美半导体设备(上海)有限公司 晶圆清洗装置和方法
JP6046225B2 (ja) 2015-10-05 2016-12-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、この基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体、および基板処理装置
JP6672023B2 (ja) * 2016-03-08 2020-03-25 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP7073658B2 (ja) * 2017-09-25 2022-05-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置、及び記憶媒体

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007036180A (ja) 2005-06-23 2007-02-08 Tokyo Electron Ltd 基板処理方法及び基板処理装置
JP2009111219A (ja) 2007-10-31 2009-05-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JP2009252855A (ja) 2008-04-03 2009-10-29 Tokyo Electron Ltd 基板洗浄方法、基板洗浄装置及び記憶媒体
JP2011171396A (ja) 2010-02-16 2011-09-01 Ebara Corp 基板乾燥装置
JP2014090015A (ja) 2012-10-29 2014-05-15 Tokyo Electron Ltd 基板乾燥方法、液処理システムおよび記憶媒体
JP2016040812A (ja) 2014-08-13 2016-03-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP2017117954A (ja) 2015-12-24 2017-06-29 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
JP2017118064A (ja) 2015-12-25 2017-06-29 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
JP2017118049A (ja) 2015-12-25 2017-06-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体

Also Published As

Publication number Publication date
TW201913726A (zh) 2019-04-01
KR102101562B1 (ko) 2020-04-16
JP2019046939A (ja) 2019-03-22
US20190067047A1 (en) 2019-02-28
TWI666688B (zh) 2019-07-21
KR20190024674A (ko) 2019-03-08
US10854481B2 (en) 2020-12-01
CN109427548A (zh) 2019-03-05
CN109427548B (zh) 2023-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7034634B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP6588819B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
CN107871691B (zh) 基板处理方法和基板处理装置
US10900127B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP6586697B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
CN108604546B (zh) 基板处理方法和基板处理装置
JP7386922B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
US10727043B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP6710608B2 (ja) 基板処理方法
JP2017041512A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP6916003B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP6771080B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200622

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210514

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210701

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211018

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220210

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220302

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7034634

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150