JP7315389B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献1において、遮断部材は、基板の上方の上方空間(基板と前記遮断部材との間に形成される空間)と、上方空間(基板と前記遮断部材との間に形成される空間)外側の外方空間と、をより効果的に遮断するために、スピンチャックに保持されている基板の上方に配置される円板部と、円板部との周縁から垂下する円筒部と、を備えている。遮断部材の円筒部の下端部と、スピンベースの上面の外周端縁との間に形成される隙間が狭く保たれるから(特許文献1の図3ご参照)、外方空間に含まれる、酸素を含む雰囲気が上方空間(基板と前記遮断部材との間に形成される空間)に進入することを効果的に抑制できる。これにより、上方空間(基板と前記遮断部材との間に形成される空間)を低酸素環境下に保つことができる。
この場合、大径のスピンベースが存在しない。大径のスピンベースがないので、基板の周端面よりも側方に張り出す部材がない。そのため、図12に示すように、スピンチャックに保持されている基板の周端面と、ガードの内周端との間に大きな隙間が形成される。この場合、その隙間を通って、基板の上面と遮断部材との間に、酸素を含む、その周囲の雰囲気が進入するおそれがある。この場合、基板の上面と遮断部材との間を、低酸素環境下に保つことができない。
ゆえに、基板の中央部を支持する場合において、低酸素環境下で、薬液を用いた処理を基板の上面に施すことができる。
この構成によれば、排気経路から排出される排気の流量よりも多い流量の不活性ガスが、第2の空間に供給される。これにより、第1の空間および第2の空間を比較的容易に陽圧に保つことができる。
この構成によれば、排気経路の流路幅が狭く設けられることにより、第1の空間および第2の空間を比較的容易に陽圧に保つことができる。また、隙間合計距離が、排気経路における流路幅以上であるので、陽圧状態にある第2の空間の雰囲気が、第1の環状隙間および第2の環状隙間を通って外方空間に流出し易い。これにより、外方空間に含まれる、酸素を含む雰囲気が、これら2つの環状隙間を通って第2の空間に進入するのを抑制または防止できる。
この構成によれば、2つの環状隙間のそれぞれが狭く設けられる。これにより、外方空間に含まれる、酸素を含む雰囲気が、これら2つの環状隙間を通って第2の空間に進入するのを、より一層効果的に、抑制または防止できる。これにより、第2の空間を低酸素環境下に保つことができる。
この構成によれば、排気経路を狭く設けることにより、第1の空間および第2の空間を比較的容易に陽圧に保つことができる。
この構成によれば、2つの環状隙間の隙間合計距離が、第1の空間における第1の円筒部と第2の円筒部との径方向の距離以下である。2つの環状隙間のそれぞれを狭く設けることにより、外方空間に含まれる、酸素を含む雰囲気が、これら2つの環状隙間を通って第2の空間に進入するのを、効果的に抑制できる。これにより、第2の空間を低酸素環境下に保つことができる。
この構成によれば、排気ユニットによって、第1の空間の雰囲気および第2の空間の雰囲気と、処理カップ外でかつチャンバー内の空間の雰囲気と、の双方が排気される。チャンバー内の気流を安定に保つ必要があるために、排気ユニットの排気力を過度に高めることはできない。
しかしながら、排気経路における流路幅を前述のように規定することにより、強い排気力を用いて排気することなく、第1の空間および第2の空間を比較的容易に陽圧に保つことができる。
この構成によれば、第1のガード先端部と第2のガード先端部との上下方向の距離を調整できる。これにより、基板の上面と遮断部材の基板対向面との間隔によらずに、第1のガード先端部の基板の周端面への対向、および第2のガード先端部の円板部の外周端への対向を、容易に実現できる。
この構成によれば、基板の周端面との間で第1の環状隙間を形成する内側ガードの内周端が、外側ガードの内周端との間で第2の環状隙間を形成する円板部の外周端よりも、内側に位置するので、第2の隙間を基板の周端面から遠ざけることが可能である。仮に、基板の周端面が第2の隙間に近いと、酸素を含む雰囲気が第2の隙間を通って第2の空間に進入したときに、基板の上面の外周部が酸化されるおそれがある。
また、この発明の一実施形態では、前記内側ガードおよび前記外側ガードの少なくとも一方に、当該ガードの昇降に同伴昇降可能なリングであって、昇降によって前記排気経路の流路幅を調整することにより、前記排気経路の排気流量を調整する排気流量調整リングを、さらに含む。
前記基板保持ユニットが、平面視で前記基板よりも小さいベースプレートを有していてもよい。前記基板保持ユニットが、前記基板の中央部を前記ベースプレートに吸着させることにより、前記ベースプレート上の前記基板を保持してもよい。
前記処理カップの前記第1のガード先端部の内周端が、前記基板の全周にわたって前記基板の周端面に直接対向していてもよい。
また、この発明の第2の局面は、チャンバーと、前記チャンバー内に収容されて、基板の中央部を支持して当該基板を水平に保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に対向する基板対向面を有する円板部を有する遮断部材と、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む第1の円筒部と、前記第1の円筒部の上端から、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の中央部を通る鉛直線に向けて近づくように延びる第1のガード先端部と、を有する内側ガードと、前記内側ガードの周囲を取り囲む第2の円筒部と、前記第2の円筒部の上端から前記鉛直線に向けて近づくように延び、かつ前記第1のガード先端部よりも上方に位置する第2のガード先端部と、を有する外側ガードと、を有する処理カップと、を含む基板処理装置において実行される基板処理方法であって、前記基板保持ユニットに保持されている基板の上方に、前記基板対向面と当該基板の上面との間隔が所定間隔になるように前記遮断部材を対向配置させる遮断部材対向工程と、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の周端面に前記第1のガード先端部の内周端が水平方向に第1の環状隙間を隔てて対向するように、かつ前記基板保持ユニットによって保持されている基板の周端面に前記第2のガード先端部の内周端が水平方向に第2の環状隙間を隔てて対向するように、前記内側ガードおよび前記外側ガードを配置することにより、前記処理カップの内部に、前記第1のガード先端部と前記第2のガード先端部とによって区画される第1の空間と、前記第1の空間に連通する排気経路と、を形成するガード対向工程と、前記遮断部材対向工程および前記ガード対向工程に並行して、前記基板保持ユニットによって保持されている基板と前記遮断部材との間に形成される第2の空間に不活性ガスを供給して、前記第1の空間および前記第2の空間の双方を陽圧に保つ陽圧維持工程と、前記遮断部材対向工程、前記ガード対向工程および前記陽圧維持工程に並行して、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に薬液を供給して、当該基板の上面に薬液を用いた処理を施す薬液処理工程と、を含む、基板処理方法を提供する。
ゆえに、基板の中央部を支持する場合において、低酸素環境下で、薬液を用いた処理を基板の上面に施すことができる。
この方法によれば、排気経路から排出される排気の流量よりも多い流量の不活性ガスが、第2の空間に供給される。これにより、第1の空間および第2の空間を比較的容易に陽圧に保つことができる。
前記基板保持ユニットが、平面視で前記基板よりも小さいベースプレートを有していてもよい。前記基板保持ユニットが、前記基板の中央部を前記ベースプレートに吸着させることにより、前記ベースプレート上の前記基板を保持してもよい。
前記ガード対向工程が、前記処理カップの前記第1のガード先端部の内周端を、前記基板の全周にわたって前記基板の周端面に直接対向させる工程を含んでいてもよい。
ゆえに、基板の中央部を支持する場合において、低酸素環境下で、薬液を用いた処理を基板の上面に施すことが可能である。
前記基板保持ユニットが、平面視で前記基板よりも小さいベースプレートを有していてもよい。前記基板保持ユニットが、前記基板の中央部を前記ベースプレートに吸着させることにより、前記ベースプレート上の前記基板を保持してもよい。
前記処理カップの前記第1のガード先端部の内周端が、前記基板の全周にわたって前記基板の周端面に直接対向していてもよい。
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置1を上から見た模式図である。
基板処理装置1は、シリコンウエハなどの基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Wは、円板状の基板である。基板処理装置1は、処理流体を用いて基板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を収容する基板収容器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を搬送するインデクサロボットIRおよび搬送ロボットCRと、基板処理装置1を制御する制御装置3と、を含む。インデクサロボットIRは、基板収容器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、インデクサロボットIRと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する。複数の処理ユニット2は、たとえば、同様の構成を有している。
図2に示すように、処理ユニット2は、箱形のチャンバー4と、チャンバー4内で一枚の基板Wを水平な姿勢で保持して、基板Wの中心を通る鉛直な回転軸線(所定の鉛直線)A1まわりに基板Wを回転させるスピンチャック(基板保持ユニット)5と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面(表面Wa(図6参照))の上方の空間をその周囲の雰囲気から遮断するための遮断部材6と、遮断部材6の内部を上下に挿通し、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面の中央部に向けて処理液(薬液、リンス液、有機溶剤等)を吐出するための中央ノズル7と、薬液の一例としてのフッ酸を中央ノズル7に供給するための薬液供給ユニット8と、リンス液を中央ノズル7に供給するためのリンス液供給ユニット9と、低表面張力液体としての有機溶剤を中央ノズル7に供給する有機溶剤供給ユニット10と、不活性ガスを中央ノズル7に供給する不活性ガス供給ユニット11と、スピンチャック5の側方を取り囲む筒状の処理カップ13と、を含む。
図2に示すように、スピンチャック5は、この実施形態では、真空吸着式のチャックである。スピンチャック5は、基板Wの下面(表面Waと反対側の裏面)の中央部を吸着支持している。スピンチャック5は、鉛直な方向に延びた下スピン軸21と、この下スピン軸21の上端に取り付けられて、基板Wを水平な姿勢でその下面を吸着して保持するスピンベース22と、下スピン軸21と同軸に結合された回転軸を有するスピンモータ23と、を備えている。スピンベース22は、基板Wの外径よりも小さな外径を有する水平な円形の上面22aを含む。基板Wの下面がスピンベース22に吸着保持された状態では、基板Wの外周部が、スピンベース22の周端縁よりも外側にはみ出ている。スピンモータ23が駆動されることにより、下スピン軸21の中心軸線まわりに基板Wが回転される。
中央ノズル7は、遮断板26(円板部28)および基板Wの中心を通る鉛直な軸線、すなわち、回転軸線A1に沿って上下方向に延びている。中央ノズル7は、スピンチャック5の上方に配置され、遮断板26および上スピン軸27の内部空間を挿通する。中央ノズル7は、遮断板26および上スピン軸27と共に昇降する。
遮断部材昇降ユニット33は、遮断板26を、基板対向面26aがスピンチャック5に保持されている基板Wの上面に近接するような下位置(図2に破線で示す位置)と、下位置よりも大きく上方に退避した上位置(図2に実線で示す位置)と、の間で昇降させる。
図3に示すように、第1のノズル配管41の下端は、ケーシング40の下端面に開口して、第1の吐出口(中央部吐出口)41aを形成している。第1のノズル配管41には、薬液供給ユニット8からの薬液が供給される。
図3に示すように、第2のノズル配管46の下端は、ケーシング40の下端面に開口して、第2の吐出口(中央部吐出口)46aを形成している。第2のノズル配管46には、リンス液供給ユニット9からのリンス液が供給される。
図2に示すように、有機溶剤供給ユニット10は、第3のノズル配管51の上流端側に接続された有機溶剤配管52と、有機溶剤配管52の途中部に介装された有機溶剤バルブ53と、有機溶剤配管52の開度を調整する第3の流量調整バルブ54と、を含む。有機溶剤バルブ53が開かれると、第3の吐出口51aから下方に向けて有機溶剤が吐出される。有機溶剤バルブ53が閉じられると、第3の吐出口51aからの有機溶剤の吐出が停止される。第3の流量調整バルブ54によって、第3の吐出口51aからの有機溶剤の吐出流量が調整される。
図2に示すように、不活性ガス供給ユニット11は、第4のノズル配管56の上流端側に接続された不活性ガス配管57と、不活性ガス配管57の途中部に介装された不活性ガスバルブ58と、不活性ガス配管57の開度を調整する第4の流量調整バルブ59と、を含む。不活性ガスバルブ58が開かれると、第4の吐出口56aから下方に向けて不活性ガスが吐出される(吹き出される)。不活性ガスバルブ58が閉じられると、第4の吐出口56aからの不活性ガスの吐出が停止される。第4の流量調整バルブ59によって、第4の吐出口56aからの不活性ガスの吐出流量が調整される。不活性ガスは、たとえば、窒素ガスであるが、アルゴンガス等であってもよい。
以下、主として図4Aおよび図4Bを参照しながら、処理カップ13について説明する。
処理カップ13は、スピンチャック5に保持されている基板Wから排出される処理液(薬液、リンス液、有機溶剤等)を捕獲し、処理液の液種に応じた排液設備に送る。処理カップ13は、スピンチャック5に保持されている基板W上の雰囲気を排気ダクト20を介して排気装置14に送る。
第2のカップ72の溝には、第2の排液配管80が接続されている。第2のカップ72の溝に導かれた処理液(主として薬液)は、第2の排液配管80を通して機外の排液処理設備に送られ、この排液処理設備において処理される。
最も内側の第1のガード74は、スピンチャック5の周囲を取り囲み、スピンチャック5による基板Wの回転軸線A1(図2参照)に対して、平面視でほぼ回転対称な形状を有している。第1のガード74は、スピンチャック5の周囲を取り囲む円筒状の下端部83と、下端部83の上端から外方(基板Wの回転軸線A1から遠ざかる方向)に延びる筒状部84と、筒状部84の上面外周部から鉛直上方に延びる中段の第1の円筒部85と、第1の円筒部85の上端から内方(基板Wの回転軸線A1に近づく方向)に向かって延びる円環状の第1のガード先端部86と、を含む。下端部83は、第1のカップ71の溝上に位置し、第1のガード74と第1のカップ71とが最も近接した状態で、第1のカップ71の溝の内部に収容される。第1のガード74の内周端74a(第1のガード先端部86の先端)は、平面視で、スピンチャック5に保持される基板Wよりも大径の円形をなしている。第1のガード先端部86は、第1の円筒部85の上端から内側に、斜め上方に向けて延びる傾斜部である。第1のガード先端部86は、図4A、図4B等に示すようにその断面形状が直線状である。
最も外側の第3のガード76は、第2のガード75の外側において、スピンチャック5の周囲を取り囲み、スピンチャック5による基板Wの回転軸線A1に対して、平面視でほぼ回転対称な形状を有している。第3のガード76の内周端76a(第3のガード先端部90の先端)は、平面視で、スピンチャック5に保持される基板Wよりも大径の円形をなしている。第3のガード先端部90は、円筒部89の上端から内側に、斜め上方に向けて延びる傾斜部である。第3のガード先端部90は、図4A、図4B等に示すようにその断面形状が直線状である。第3のガード76は、第2のガード75と同軸の円筒部89と、円筒部89の上端から中心側(基板Wの回転軸線A1に近づく方向)に延びる第3のガード先端部90と、を有している。
各先端部(第1のガード先端部86、第2のガード先端部88、第3のガード先端部90)の内周端(すなわち、先端)74a,75a,76aは、下方に向けて折れ曲がった折り返し部の内周端によって規定されている。
ガード昇降ユニット78は、各ガード(第1のガード74、第2のガード75、第3のガード76)を、上位置(先端部(第1のガード先端部86、第2のガード先端部88、第3のガード先端部90)の内周端が、基板Wの上面よりも上方の位置)と、下位置(先端部の内周端が、基板Wの上面よりも下方の位置)と、の間で昇降させることが可能である。また、ガード昇降ユニット78は、各ガードを、上位置と下位置との間の所望の位置に支持可能である。
図4Aに示すように、3つのガードの全て(第1のガード74、第2のガード75、第3のガード76)が下位置に位置している場合、いずれのガードも基板Wの周端面Wcに対向しないガード非対向状態が実現される。
また、基板Wの外周部から排出される処理液を第1のガード74によって捕獲可能な状態(後述する図8Aに示す状態。以下、この状態を「第1のガード捕獲状態」という。)を実現するために、3つのガードの全てを上位置に配置する。第1のガード捕獲状態では、回転状態にある基板Wの外周部から排出される処理液の全てが、第1のガード74によって受け止められる(捕獲される)。
基板Wおよび円板部28を、処理カップ13に対して回転可能に設けるので、基板Wの周端面Wcと第1のガード先端部86との間、および円板部28の外周端28cと第1のガード先端部86との間に、それぞれ環状隙間(第1の環状隙間C1、第2の環状隙間C2)を設ける必要がある。第1の環状隙間C1の距離L1と、第2の環状隙間C2の距離L2と、の合計距離(すなわち、L1+L2)を、隙間合計距離とすると、隙間合計距離(L1+L2)は、排気経路EPにおける流路幅WFが、隙間合計距離(L1+L2)以下である(WF<(L1+L2))。
また、円筒部材70の側壁には開口70a(図2参照)が形成されており、その開口70aには排気ダクト20(図2参照)が接続されている。開口70aは、排気装置14の排気用力によって常に排気されている(つまり減圧状態にある)。
また、排気ダクト20および排気装置14は、基板Wの上方にある雰囲気(基板上空間SP2の雰囲気)だけでなく、チャンバー4の内部の雰囲気を排気する。具体的には、排気ダクト20による開口70aの排気によって、チャンバー4の内部の雰囲気が、円筒部材70の内部に取り込まれる。円筒部材70の内部に取り込まれた雰囲気は、開口70aおよび排気ダクト20を介して排気装置14に送られる。
処理ユニット2によって実行される基板処理例では、処理カップ13が第2のガード捕獲状態を実現している状態で、遮断部材6が下位置に配置される。すなわち、スピンチャック5に保持されている基板Wの上方に、遮断部材6が、基板対向面26aと基板Wの上面とが、所定の間隔(所定間隔
)WUを保ちながら対向している。この間隔WUは、隙間合計距離(L1+L2)以上である(WU≧(L1+L2))。
図5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。
制御装置3は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御装置3はCPU等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。
また、制御装置3は、予め定められたプログラムに従って、薬液バルブ43、リンス液バルブ48、有機溶剤バルブ53、不活性ガスバルブ58等を開閉する。
以下では、デバイス形成面である表面Waに、パターンが形成された基板Wを処理する場合について説明する。
パターン100は、たとえば絶縁膜を含む。また、パターン100は、導体膜を含んでいてもよい。より具体的には、パターン100は、複数の膜を積層した積層膜により形成されており、さらには、絶縁膜と導体膜とを含んでいてもよい。パターン100は、単層膜で構成されるパターンであってもよい。絶縁膜は、シリコン酸化膜(SiO2膜)やシリコン窒化膜(SiN膜)であってもよい。また、導体膜は、低抵抗化のための不純物を導入したアモルファスシリコン膜であってもよいし、金属膜(たとえば金属配線膜)であってもよい。
図7は、処理ユニット2において実行される基板処理例の内容を説明するための流れ図である。図8A~8Cは、前記基板処理例を説明する模式的な図である。
図1~図7を参照しながら、前記基板処理例について説明する。図8A~8Cについては適宜参照する。
搬送ロボットCRが処理ユニット2外に退避した後、制御装置3は、スピンモータ23を制御してスピンベース22の回転速度を、所定の液処理速度(約10~1200rpmの範囲内で、たとえば約800rpm)まで上昇させ、その液処理速度に維持させる(図7のS2:基板W回転開始)。
次いで、制御装置3は、スピンモータ23を制御してスピンベース22の回転速度を、所定の液処理速度(10~1200rpmの範囲内で、たとえば1000rpm)まで上昇させ、その液処理速度に維持する(図7のS3:基板W回転開始)。スピンベース22の回転に同伴して、基板Wが回転軸線A1まわりに、回転させられる。
また、制御装置3は、ガード昇降ユニット78を制御して、第2のガード75および第3のガード76を上位置に上昇させ、かつ第1のガード74を、周端面対向位置(図4Bに示す位置)に配置する。この状態で、処理カップ13の第2のガード捕獲状態(図4Bを併せて参照)が実現され、基板Wの周端面Wcに、第1のガード先端部86の内周端74aが水平方向に対向し、円板部28の外周端28cに、第2のガード先端部88の内周端75aが水平方向に対向する(ガード対向工程)。これにより、基板上空間SP2の外側に隣接して、基板上空間SP2に連通するガード間空間SP1が設けられる。
薬液処理工程(図7のS4)において、制御装置3は、薬液バルブ43を開く。それにより、回転状態の基板Wの上面(表面Wa)の中央部に向けて、中央ノズル7(第1のノズル配管41)の第1の吐出口41aからフッ酸が吐出される(薬液供給工程)。このときのフッ酸の吐出流量は、たとえば2(リットル/分)である。基板Wの上面に供給されるフッ酸として、溶存酸素量が十分に低減されたものが用いられる。
薬液処理工程(図7のS4)において、不活性ガスが前記の流量で連続的に供給される。制御装置3が基板上空間SP2に不活性ガスを供給することにより、ガード間空間SP1および基板上空間SP2の双方が陽圧に保たれる(陽圧維持工程)。これらにより、外方空間SP3に含まれる、酸素を含む雰囲気が、第1の環状隙間C1および第2の環状隙間C2を通って基板上空間SP2に進入するのを、効果的に抑制できる。これにより、基板上空間SP2を低酸素環境下に保つことができる。
薬液処理工程(図7のS4)において、パターン形成面である基板Wの表面Waから酸化膜が除去される。その結果、薬液処理工程(図7のS4)において、基板Wの表面Waが退縮するおそれがある。それに伴って、基板Wの表面Waに形成されているパターン100が脆弱化することがある。
フッ酸の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置3は、薬液バルブ43を閉じて、中央ノズル7(第1のノズル配管41)からのフッ酸の吐出を停止する。これにより、薬液処理工程(図7のS4)が終了する。
リンス液の供給開始から予め定める期間が経過すると、基板Wの上面の全域がリンス液に覆われている状態で、制御装置3は、リンス液の吐出を続行させながら、スピンモータ23および遮断板回転ユニット32を制御して、基板Wおよび遮断板26の回転速度を液処理速度からパドル速度(零または40rpm以下の低回転速度。この基板処理例では、たとえば10rpm)まで段階的に減速させる。その後、基板Wの回転速度をそのパドル速度に維持する(パドルリンス工程(図7のS6))。これにより、基板Wの上面に、その全域を覆うリンス液の液膜LF2がパドル状に支持される。この状態では、リンス液の液膜LF2に作用する遠心力がリンス液と基板Wの上面との間で作用する表面張力よりも小さいか、あるいは前記の遠心力と前記の表面張力とがほぼ拮抗している。基板Wの減速により、基板W上のリンス液に作用する遠心力が弱まり、基板W上から排出されるリンス液の量が減少する。これにより、基板Wの上面に保持されているリンス液の液膜LF2の厚みが大きくなる。
次いで、制御装置3は、置換工程(図7のS7)の実行を開始する。具体的には、制御装置3は、基板Wの回転速度をパドル速度に維持しながら、有機溶剤バルブ53を開く。これにより、回転状態の基板Wの上面の中央部に向けて、中央ノズル7(第3のノズル配管51)の第3の吐出口51aから、有機溶剤の一例としてのIPAが吐出される。これにより、リンス液の液膜LF2に含まれるリンス液がIPAに順次置換されていく。これにより、基板Wの上面に、基板Wの上面全域を覆うIPAの液膜LF3がパドル状に保持される。
有機溶剤バルブ53が開かれてから予め定める期間が経過すると、制御装置3は有機溶剤バルブ53を閉じる。これにより、置換工程(図7のS7)が終了する。
具体的には、制御装置3は、処理カップ13の状態を第3のガード対向状態に保ち、遮断部材6を下位置に配置し、中央ノズル7からの不活性ガスの吐出を継続させた状態で、制御装置3は、スピンモータ23および遮断板回転ユニット32を制御して、基板Wおよび遮断板26の回転速度を乾燥回転速度(たとえば数千rpm)まで基板Wおよび遮断板26を加速させ、その乾燥回転速度で基板Wを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板W上の液体に加わり、基板Wに付着している液体が基板Wの周囲に振り切られる。
ゆえに、スピンチャック5(バキュームチャック)によって基板Wの外周部ではなく基板Wの中央部を支持する場合であっても、低酸素環境下で、薬液(フッ酸)を用いた処理を基板Wの表面Waに施すことができる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。
また、前述の基板処理例において、少なくとも薬液処理工程(図7のS4)において遮断部材6を下位置に配置していれば足り、それ以降のリンス工程(図7のS5)、パドルリンス工程(図7のS6)および置換工程(図7のS7)において、遮断部材6が上位置に配置されていてもよい。
また、図9に示すように、第1のガード74の内周端74aが、第2および第3のガード75,76の内周端75a,76aと、径方向に関して揃っていてもよい。この場合、遮断部材6の円板部28の外径(すなわち、遮断板26の外径)D3は、スピンチャック5に保持される基板Wの外径と同程度である。
また、図10Aおよび図10Bに示すように、第1のガードと第2のガードとが、互いに一体移動可能に連結されていてもよい。図10Aには、基板Wから排出される処理液を、第2のガード先端部88で捕獲する第2のガード捕獲状態を示す。図10Bには、基板Wから排出される処理液を、第1のガード先端部86で捕獲する第1のガード捕獲状態を示す。
さらに、図11Aおよび図11Bに示すように、排気経路EPに、排気経路EPの流路幅WFを調整するための円環状の排気流量調整リング301を設けるようにしてもよい。排気流量調整リング301は、第2のガード75に同伴して昇降可能に設けられている。第2のガード75の昇降させることにより、図11Aおよび図11Bに示すように、処理カップ13の第2のガード捕獲状態にあるときに、排気経路EPの流路幅WFを調整できる。たとえば、図11Bに示すように、遮断部材6および第2のガード75の高さ位置を、図11Aに比べてそれぞれ下寄りに配置することにより、排気経路EPの流路幅WFを狭めて排気経路EPの圧力損失を高めて、排気経路EPの排気流量を弱める(調整する)ことが可能であり、これにより、ガード間空間SP1および基板上空間SP2を、さらに容易に陽圧に保つことができる。なお、排気流量調整リング301は、第1のガード74に昇降可能に設けられていてもよい。
また、処理カップ13の各ガードのガード先端部(第1のガード先端部86,第2のガード先端部88,第3のガード先端部90)は、その断面形状が、たとえば滑らかな上に凸の円弧を描きつつ延びていてもよい。
さらには、処理カップ13が3段のカップである場合を例に挙げて説明したが、処理カップ13は、内側のガードおよび外側のガードを備えていれば、2段のカップであってもよいし、4段以上の多段カップであってもよい。
2 :処理ユニット
3 :制御装置
4 :チャンバー
5 :スピンチャック(基板保持ユニット)
6 :遮断部材
8 :薬液供給ユニット
11 :不活性ガス供給ユニット
13 :処理カップ
14 :排気装置(排気ユニット)
20 :排気ダクト(排気ユニット)
26 :遮断板
26a :基板対向面
28 :円板部
28c :外周端
74 :第1のガード(内側ガード)
74a :内周端
75 :第2のガード(外側ガード)
75a :内周端
85 :第1の円筒部
86 :第1のガード先端部
87 :第2の円筒部
88 :第2のガード先端部
A1 :回転軸線(鉛直線)
C1 :第1の環状隙間
C2 :第2の環状隙間
EP :排気経路
L1 :距離(第1の環状隙間の距離)
L2 :距離(第2の環状隙間の距離)
SP1 :ガード間空間(第1の空間)
SP2 :基板上空間(第2の空間)
Wa :表面
Wc :周端面
WF :流路幅
WU :間隔(基板の上面と基板対向面との間隔)
Claims (13)
- チャンバーと、
平面視で基板よりも小さいベースプレートを有し、前記基板の中央部を前記ベースプレートに吸着させることにより、前記ベースプレート上の前記基板を前記チャンバー内において水平に保持する基板保持ユニットと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に所定間隔を空けて対向する基板対向面を有する円板部を有する遮断部材と、
前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む第1の円筒部と、前記第1の円筒部の上端から、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の中央部を通る鉛直線に向けて近づくように延びる第1のガード先端部と、を有し、前記第1のガード先端部の内周端が、当該基板の周端面に、水平方向に第1の環状隙間を隔てて対向する内側ガードと、前記第1の円筒部の周囲を取り囲む第2の円筒部と、前記第2の円筒部の上端から前記鉛直線に向けて近づくように延び、かつ前記第1のガード先端部よりも上方に位置する第2のガード先端部と、を有し、前記第2のガード先端部の内周端が、前記円板部の外周端に、内周端が水平方向に第2の環状隙間を隔てて対向する外側ガードと、を有し、前記第1のガード先端部と前記第2のガード先端部とによって区画される第1の空間と、前記第1の空間に連通する排気経路と、が内部に形成された処理カップと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板と前記遮断部材との間に形成される第2の空間に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給ユニットと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に薬液を供給するための薬液供給ユニットと、
前記不活性ガス供給ユニットおよび前記薬液供給ユニットを制御する制御装置と、を含み、
前記処理カップの前記第1のガード先端部の内周端が、前記基板の全周にわたって前記基板の周端面に直接対向しており、
前記制御装置が、
前記不活性ガス供給ユニットによって前記第2の空間に不活性ガスを供給して、前記第1の空間および前記第2の空間の双方を陽圧に保つ陽圧維持工程と、
前記陽圧維持工程に並行して、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に前記薬液供給ユニットによって薬液を供給して、当該基板の上面に薬液を用いた処理を施す薬液処理工程と、を実行する、基板処理装置。 - 前記陽圧維持工程が、前記排気経路から排出される排気の流量よりも多い流量の不活性ガスを前記第2の空間に供給する工程を含む、請求項1に記載の基板処理装置。
- チャンバーと、
前記チャンバー内に収容されて、基板の中央部を支持して当該基板を水平に保持する基板保持ユニットと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に所定間隔を空けて対向する基板対向面を有する円板部を有する遮断部材と、
前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む第1の円筒部と、前記第1の円筒部の上端から、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の中央部を通る鉛直線に向けて近づくように延びる第1のガード先端部と、を有し、前記第1のガード先端部の内周端が、当該基板の周端面に、第1の環状隙間を隔てて水平方向に対向する内側ガードと、前記第1の円筒部の周囲を取り囲む第2の円筒部と、前記第2の円筒部の上端から前記鉛直線に向けて近づくように延び、かつ前記第1のガード先端部よりも上方に位置する第2のガード先端部と、を有し、前記第2のガード先端部の内周端が、前記円板部の外周端に、第2の環状隙間を隔てて水平方向に対向する外側ガードと、を有し、前記第1のガード先端部と前記第2のガード先端部とによって区画される第1の空間と、前記第1の空間に連通する排気経路と、が内部に形成された処理カップと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板と前記遮断部材との間に形成される第2の空間に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給ユニットと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に薬液を供給するための薬液供給ユニットと、
前記不活性ガス供給ユニットおよび前記薬液供給ユニットを制御する制御装置と、を含み、
前記排気経路における流路幅が、前記第1の環状隙間の距離と、前記第2の環状隙間の距離と、の合計である隙間合計距離以下であり、
前記制御装置が、
前記不活性ガス供給ユニットによって前記第2の空間に不活性ガスを供給して、前記第1の空間および前記第2の空間の双方を陽圧に保つ陽圧維持工程と、
前記陽圧維持工程に並行して、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に前記薬液供給ユニットによって薬液を供給して、当該基板の上面に薬液を用いた処理を施す薬液処理工程と、を実行する、基板処理装置。 - 前記隙間合計距離が、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面と前記遮断部材の前記基板対向面との間隔以下である、請求項3に記載の基板処理装置。
- 前記排気経路における流路幅が、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面と前記遮断部材の前記基板対向面との間隔以下である、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記排気経路における前記流路幅が、前記第1の空間における前記第1の円筒部と前記第2の円筒部との径方向の距離である、請求項3~5のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記排気経路に設けられ、前記チャンバーの雰囲気を前記チャンバーの外に排出させる排気ユニットをさらに含み、
前記排気ユニットが、前記第1の空間および第2の空間の雰囲気と、前記処理カップ外でかつ前記チャンバー内の空間の雰囲気と、の双方を排気する、請求項3~6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記内側ガードと前記外側ガードとが、互いに独立して昇降可能に設けられている、請求項1~7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記内側ガードの前記内周端が、前記円板部の前記外周端よりも、水平方向に関して内側に位置している、請求項1~8のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- チャンバーと、
前記チャンバー内に収容されて、基板の中央部を支持して当該基板を水平に保持する基板保持ユニットと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に所定間隔を空けて対向する基板対向面を有する円板部を有する遮断部材と、
前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む第1の円筒部と、前記第1の円筒部の上端から、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の中央部を通る鉛直線に向けて近づくように延びる第1のガード先端部と、を有し、前記第1のガード先端部の内周端が、当該基板の周端面に、第1の環状隙間を隔てて水平方向に対向する内側ガードと、前記第1の円筒部の周囲を取り囲む第2の円筒部と、前記第2の円筒部の上端から前記鉛直線に向けて近づくように延び、かつ前記第1のガード先端部よりも上方に位置する第2のガード先端部と、を有し、前記第2のガード先端部の内周端が、前記円板部の外周端に、第2の環状隙間を隔てて水平方向に対向する外側ガードと、を有し、前記第1のガード先端部と前記第2のガード先端部とによって区画される第1の空間と、前記第1の空間に連通する排気経路と、が内部に形成された処理カップと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板と前記遮断部材との間に形成される第2の空間に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給ユニットと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に薬液を供給するための薬液供給ユニットと、
前記不活性ガス供給ユニットおよび前記薬液供給ユニットを制御する制御装置と、を含み、
前記内側ガードと前記外側ガードとが、互いに独立して昇降可能に設けられており、
前記制御装置が、
前記不活性ガス供給ユニットによって前記第2の空間に不活性ガスを供給して、前記第1の空間および前記第2の空間の双方を陽圧に保つ陽圧維持工程と、
前記陽圧維持工程に並行して、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に前記薬液供給ユニットによって薬液を供給して、当該基板の上面に薬液を用いた処理を施す薬液処理工程と、を実行し、
前記内側ガードおよび前記外側ガードの少なくとも一方に、当該ガードの昇降に同伴昇降可能なリングであって、昇降によって前記排気経路の流路幅を調整することにより、前記排気経路の排気流量を調整する排気流量調整リングを、さらに含む、基板処理装置。 - チャンバーと、平面視で基板よりも小さいベースプレートを有し、前記基板の中央部を前記ベースプレートに吸着させることにより、前記ベースプレート上の前記基板を前記チャンバー内において水平に保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に対向する基板対向面を有する円板部を有する遮断部材と、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む第1の円筒部と、前記第1の円筒部の上端から、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の中央部を通る鉛直線に向けて近づくように延びる第1のガード先端部と、を有する内側ガードと、前記内側ガードの周囲を取り囲む第2の円筒部と、前記第2の円筒部の上端から前記鉛直線に向けて近づくように延び、かつ前記第1のガード先端部よりも上方に位置する第2のガード先端部と、を有する外側ガードと、を有する処理カップと、を含む基板処理装置において実行される基板処理方法であって、
前記基板保持ユニットに保持されている基板の上方に、前記基板対向面と当該基板の上面との間隔が所定間隔になるように前記遮断部材を対向配置させる遮断部材対向工程と、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板の周端面に前記第1のガード先端部の内周端が水平方向に第1の環状隙間を隔てて対向するように、かつ前記基板保持ユニットによって保持されている基板の周端面に前記第2のガード先端部の内周端が水平方向に第2の環状隙間を隔てて対向するように、前記内側ガードおよび前記外側ガードを配置することにより、前記処理カップの内部に、前記第1のガード先端部と前記第2のガード先端部とによって区画される第1の空間と、前記第1の空間に連通する排気経路と、を形成するガード対向工程であって、前記処理カップの前記第1のガード先端部の内周端を、前記基板の全周にわたって前記基板の周端面に直接対向させるガード対向工程と、
前記遮断部材対向工程および前記ガード対向工程に並行して、前記基板保持ユニットによって保持されている基板と前記遮断部材との間に形成される第2の空間に不活性ガスを供給して、前記第1の空間および前記第2の空間の双方を陽圧に保つ陽圧維持工程と、
前記遮断部材対向工程、前記ガード対向工程および前記陽圧維持工程に並行して、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に薬液を供給して、当該基板の上面に薬液を用いた処理を施す薬液処理工程と、を含む、基板処理方法。 - 前記陽圧維持工程が、前記排気経路から排出される排気の流量よりも多い流量の不活性ガスを前記第2の空間に供給する工程を含む、請求項11に記載の基板処理方法。
- チャンバーと、
平面視で基板よりも小さいベースプレートを有し、前記基板の中央部を前記ベースプレートに吸着させることにより、前記ベースプレート上の前記基板を前記チャンバー内において水平に保持する基板保持ユニットと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に所定間隔を空けて対向する基板対向面を有する円板部を有する遮断部材と、
前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む第1の円筒部と、前記第1の円筒部の上端から、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の中央部を通る鉛直線に向けて近づくように延びる第1のガード先端部と、を有し、前記第1のガード先端部の内周端が、当該基板の周端面に、水平方向に第1の環状隙間を隔てて対向する内側ガードと、前記第1の円筒部の周囲を取り囲む第2の円筒部と、前記第2の円筒部の上端から前記鉛直線に向けて近づくように延び、かつ前記第1のガード先端部よりも上方に位置する第2のガード先端部と、を有し、前記第2のガード先端部の内周端が、前記円板部の外周端に、内周端が水平方向に第2の環状隙間を隔てて対向する外側ガードと、を有し、前記第1のガード先端部と前記第2のガード先端部とによって区画される第1の空間と、前記第1の空間に連通する排気経路と、が内部に形成された処理カップであって、前記第1のガード先端部の内周端が、前記基板の全周にわたって前記基板の周端面に直接対向する処理カップと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板と前記遮断部材との間に形成される空間であって前記第1の空間に連通する第2の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に薬液を供給する薬液供給ユニットと、を含む、基板処理装置。
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