JP7446181B2 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents

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Description

この発明は、基板を乾燥させる基板処理方法および基板処理装置に関する。基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、有機EL(electroluminescence)表示装置などの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が含まれる。
The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for drying a substrate. Substrates include semiconductor wafers, substrates for liquid crystal display devices, and FPDs (Flat Panels) such as organic EL (electroluminescence) display devices.
This includes substrates for displays), optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, photomask substrates, ceramic substrates, solar cell substrates, etc.

半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程においては、基板の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施してパターンを形成する工程が含まれる。また、このパターン形成後において、薬液による洗浄処理、リンス液によるリンス処理および乾燥処理などがこの順序で行われるが、パターンの微細化に伴い乾燥処理の重要性が特に高まっている。つまり、乾燥処理においてパターン倒壊の発生を抑制または防止する技術が重要となっている。そこで、例えば特許文献1に記載されているように、液体を経ずに気体に変化する昇華性物質を利用して基板を乾燥させる基板処理方法および基板処理装置が提案されている。 BACKGROUND ART Manufacturing processes for electronic components such as semiconductor devices and liquid crystal display devices include a process of forming a pattern by repeatedly performing processes such as film formation and etching on the surface of a substrate. Further, after this pattern formation, a cleaning process using a chemical solution, a rinsing process using a rinsing liquid, a drying process, etc. are performed in this order, and the importance of the drying process is particularly increasing as patterns become finer. In other words, techniques for suppressing or preventing pattern collapse during drying processing are important. Therefore, as described in Patent Document 1, for example, a substrate processing method and a substrate processing apparatus have been proposed in which a substrate is dried using a sublimable substance that changes into a gas without passing through a liquid.

特開2020-4948号公報JP2020-4948A

特許文献1に記載の基板処理技術では、樟脳などの昇華性物質と当該昇華性物質と溶け合う溶媒とを含む溶液が乾燥前処理液として準備される。乾燥前処理液は、パターンが形成された基板の表面に供給される。基板の表面上の乾燥前処理液から溶媒を気化させることで、昇華性物質からなる固体膜(本発明の「凝固体」の一例に相当)が基板の表面全体に形成される。その後で、昇華により固体膜が基板の表面から除去される。 In the substrate processing technique described in Patent Document 1, a solution containing a sublimable substance such as camphor and a solvent that dissolves in the sublimable substance is prepared as a drying pretreatment liquid. The pre-drying treatment liquid is supplied to the surface of the substrate on which the pattern is formed. By vaporizing the solvent from the drying pretreatment liquid on the surface of the substrate, a solid film (corresponding to an example of the "coagulated material" of the present invention) made of a sublimable substance is formed over the entire surface of the substrate. The solid film is then removed from the surface of the substrate by sublimation.

従来技術では、固体膜の昇華は基板の表面中央部に向けて吐出される窒素ガスにより行っている。より詳しくは、基板の表面中央部の上方にノズルが配置される。そして、当該ノズルから窒素ガスが基板の表面中央部に向けて吐出される。窒素ガスはまず固体膜の中央領域に供給され、さらに固体膜に沿って放射状に流れ、基板の周辺に流通する。このような窒素ガスの流通と並行し、固体膜の中央領域から周縁領域へと昇華性物質の気化が進行する。このため、後で図8を参照しつつ詳述するが、固体膜の周縁領域の上方雰囲気に中央領域から昇華した昇華性物質が窒素ガスと一緒に流れ込む。したがって、当該上方雰囲気での昇華性物質(気体)の濃度が高まり、固体膜の周縁領域での昇華が抑制されることがあった。その結果、従来技術には、基板の表面周縁部においてパターン倒壊が発生することがあった。 In the conventional technology, sublimation of the solid film is performed by nitrogen gas discharged toward the center of the surface of the substrate. More specifically, the nozzle is arranged above the center of the surface of the substrate. Then, nitrogen gas is discharged from the nozzle toward the center of the surface of the substrate. Nitrogen gas is first supplied to the central region of the solid film, and then flows radially along the solid film to the periphery of the substrate. In parallel with this flow of nitrogen gas, vaporization of the sublimable substance progresses from the central region to the peripheral region of the solid film. Therefore, as will be described in detail later with reference to FIG. 8, the sublimable substance sublimated from the central region flows into the atmosphere above the peripheral region of the solid film together with nitrogen gas. Therefore, the concentration of the sublimable substance (gas) in the upper atmosphere increases, and sublimation in the peripheral region of the solid film may be suppressed. As a result, in the prior art, pattern collapse may occur at the peripheral edge of the surface of the substrate.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、昇華性物質の昇華を利用して基板を乾燥させる基板処理技術において、基板の表面周縁部でのパターン倒壊を改善することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve pattern collapse at the peripheral edge of the surface of a substrate in a substrate processing technique that dries the substrate using sublimation of a sublimable substance.

本発明の一態様は、液体を経ずに気体に変化する昇華性物質を含む凝固体が表面全体に形成された基板から凝固体を昇華させて基板を乾燥させる基板処理方法であって、基板の表面中央部に向けて第1気体を吐出して第1気体を凝固体の全体を経由して基板の周辺に流通させて凝固体の全体を昇華させる第1昇華工程と、基板の表面周縁部に向けて第2気体を吐出して第2気体を凝固体のうち表面周縁部上の周縁領域を経由して基板の周辺に流通させて周縁領域を昇華させる第2昇華工程と、を備え、第2昇華工程の開始が第1昇華工程よりも早い、および/または第2気体の流量が第1気体の流量よりも多いことを特徴としている。 One aspect of the present invention is a substrate processing method in which a coagulated substance containing a sublimable substance that changes into a gas without passing through a liquid is formed on the entire surface of a substrate, and the substrate is dried by sublimating the coagulated substance. A first sublimation step in which the first gas is discharged toward the center of the surface of the substrate and the first gas is distributed around the substrate via the entire solidified body to sublimate the entire solidified body; a second sublimation step of discharging a second gas towards the surface of the solidified body to flow the second gas around the substrate via the peripheral region on the surface peripheral portion of the solidified body to sublimate the peripheral region; , the second sublimation process starts earlier than the first sublimation process, and/or the flow rate of the second gas is higher than the flow rate of the first gas.

また、本発明の他の態様は、液体を経ずに気体に変化する昇華性物質を含む凝固体が表面全体に形成された基板から凝固体を昇華させて基板を乾燥させる基板処理装置であって、基板の表面中央部に向けて第1気体を吐出する第1吐出部と、基板の表面周縁部に向けて第2気体を吐出する第2吐出部と、第1吐出部から第1気体を吐出させて第1気体を凝固体の全体を経由して基板の周辺に流通させて凝固体の全体を昇華させ、第2吐出部から第2気体を吐出させて第2気体を凝固体のうち表面周縁部上の周縁領域を経由して基板の周辺に流通させて周縁領域を昇華させる制御部と、を備え、制御部は、第2気体の吐出開始を第1気体の吐出開始よりも早める吐出タイミング制御および第2気体の流量を第1気体の流量よりも多くする流量制御の少なくとも一方を行うことを特徴としている。 Another aspect of the present invention is a substrate processing apparatus that dries the substrate by sublimating the coagulated material from a substrate on which a coagulated material containing a sublimable substance that changes into a gas without passing through a liquid is formed over the entire surface. a first discharge part that discharges the first gas toward the center of the surface of the substrate; a second discharge part that discharges the second gas toward the peripheral edge of the surface of the substrate; The first gas is caused to flow around the substrate via the entire solidified body to sublimate the entire solidified body, and the second gas is discharged from the second discharge part to cause the second gas to flow around the substrate through the entire solidified body. a control section that causes the peripheral region of the substrate to flow through the peripheral region on the surface peripheral portion to sublimate the peripheral region; It is characterized by performing at least one of discharge timing control to advance the discharge timing and flow rate control to make the flow rate of the second gas larger than the flow rate of the first gas.

このように構成された発明では、凝固体の周縁領域に対して第1気体に先立って第2気体が与えられる、または凝固体のうち周縁領域に多量の第2気体が与えられる。このため、凝固体の周縁領域における昇華が促進される。その結果、基板の表面周縁部におけるパターン倒壊を効果的に改善することができる。 In the invention configured in this way, the second gas is applied to the peripheral region of the solidified body before the first gas, or a large amount of the second gas is applied to the peripheral region of the solidified body. Therefore, sublimation in the peripheral region of the coagulated body is promoted. As a result, pattern collapse at the peripheral edge of the surface of the substrate can be effectively prevented.

本発明に係る基板処理装置の第1実施形態を装備する基板処理システムの概略構成を示す平面図である。1 is a plan view showing a schematic configuration of a substrate processing system equipped with a first embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention. 図1に示す基板処理システムの側面図である。2 is a side view of the substrate processing system shown in FIG. 1. FIG. 本発明に係る基板処理装置の第1実施形態に相当する処理ユニットの構成を示す部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of a processing unit corresponding to a first embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention. 処理ユニットを制御する制御系の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of a control system that controls a processing unit. 対向部材が対向位置に位置したときのスピンベース、基板および対向部材の位置関係を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing the positional relationship between the spin base, the substrate, and the opposing member when the opposing member is located at the opposing position. 対向部材および中心軸ノズルの部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the opposing member and the central axis nozzle. 中心軸ノズルの下端部近傍を下方から見た模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of the vicinity of the lower end of the central axis nozzle viewed from below. 処理ユニットにおいて実行される基板処理の内容を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the content of substrate processing executed in the processing unit. 従来技術において実行される昇華処理を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating sublimation processing performed in the prior art. 本発明の第1実施形態において実行される昇華処理を示す図である。It is a figure showing sublimation processing performed in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態において実行される昇華処理を示す図である。It is a figure which shows the sublimation process performed in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態において実行される昇華処理を示す図である。It is a figure which shows the sublimation process performed in 3rd Embodiment of this invention. 本発明に係る基板処理装置の第4実施形態に相当する処理ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the processing unit corresponding to 4th Embodiment of the substrate processing apparatus based on this invention. 図12に示す装置の平面図である。FIG. 13 is a plan view of the device shown in FIG. 12; ガスノズルの構成を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of a gas nozzle. ガスノズルを鉛直下方から見た図である。FIG. 3 is a diagram of a gas nozzle viewed from vertically below. 本発明の第4実施形態において実行される昇華処理を示す図である。It is a figure which shows the sublimation process performed in 4th Embodiment of this invention. 本発明に係る基板処理装置の第5実施形態に相当する処理ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the processing unit corresponding to 5th Embodiment of the substrate processing apparatus based on this invention. 図16に示す装置の平面図である。FIG. 17 is a plan view of the device shown in FIG. 16;

図1は本発明に係る基板処理装置の第1実施形態を装備する基板処理システムの概略構成を示す平面図である。また、図2は図1に示す基板処理システムの側面図である。これらの図面は基板処理システム100の外観を示すものではなく、基板処理システム100の外壁パネルやその他の一部構成を除外することでその内部構造をわかりやすく示した模式図である。この基板処理システム100は、例えばクリーンルーム内に設置され、一方主面のみに回路パターン等(以下「パターン」と称する)が形成された基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。そして、基板処理システム100に装備される処理ユニット1において本発明に係る基板処理方法が実行される。本明細書では、基板の両主面のうちパターン(後で説明する図6A中の符号PT参照)が形成されているパターン形成面(一方主面)を「表面」と称し、その反対側のパターンが形成されていない他方主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた面を「下面」と称し、上方に向けられた面を「上面」と称する。また、本明細書において「パターン形成面」とは、基板において、任意の領域に凹凸パターン形成されている面を意味する。 FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a substrate processing system equipped with a first embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention. Further, FIG. 2 is a side view of the substrate processing system shown in FIG. 1. These drawings do not show the external appearance of the substrate processing system 100, but are schematic diagrams that clearly show the internal structure of the substrate processing system 100 by excluding the outer wall panels and other parts of the structure. This substrate processing system 100 is installed in, for example, a clean room, and is a single-wafer type device that processes one substrate W on which a circuit pattern or the like (hereinafter referred to as a "pattern") is formed only on one main surface. Then, the substrate processing method according to the present invention is executed in the processing unit 1 installed in the substrate processing system 100. In this specification, the pattern-formed surface (one main surface) on which a pattern (see symbol PT in FIG. 6A to be described later) is formed among both main surfaces of the substrate is referred to as the "surface", and the opposite side The other main surface on which no pattern is formed is referred to as the "back surface." Further, the surface facing downward is referred to as the "lower surface", and the surface facing upward is referred to as the "upper surface". Furthermore, in this specification, the term "pattern-formed surface" refers to a surface on which a concavo-convex pattern is formed in an arbitrary region of the substrate.

ここで、本実施形態における「基板」としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emission 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などの各種基板を適用可能である。以下では主として半導体ウエハの処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも同様に適用可能である。 Here, the "substrate" in this embodiment includes a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display, a glass substrate for a plasma display, a substrate for an FED (Field Emission Display), a substrate for an optical disk, and a substrate for a magnetic disk. Various substrates such as substrates and magneto-optical disk substrates can be applied. The following explanation will be made with reference to the drawings, taking as an example a substrate processing apparatus mainly used for processing semiconductor wafers, but the invention is similarly applicable to the processing of the various substrates exemplified above.

図1に示すように、基板処理システム100は、基板Wに対して処理を施す基板処理部110と、この基板処理部110に結合されたインデクサ部120とを備えている。インデクサ部120は、基板Wを収容するための容器C(複数の基板Wを密閉した状態で収容するFOUP(Front Opening Unified Pod)、SMIF(Standard
Mechanical Interface)ポッド、OC(Open Cassette)など)を複数個保持することができる容器保持部121を有している。また、インデクサ部120は、容器保持部121に保持された容器Cにアクセスして、未処理の基板Wを容器Cから取り出したり、処理済みの基板Wを容器Cに収納したりするためのインデクサロボット122を備えている。各容器Cには、複数枚の基板Wがほぼ水平な姿勢で収容されている。
As shown in FIG. 1, the substrate processing system 100 includes a substrate processing section 110 that processes a substrate W, and an indexer section 120 coupled to the substrate processing section 110. The indexer unit 120 includes a container C for accommodating the substrates W (FOUP (Front Opening Unified Pod) for accommodating a plurality of substrates W in a sealed state), a SMIF (Standard
It has a container holder 121 that can hold a plurality of pods (mechanical interface), OC (open cassette), etc.). The indexer section 120 is also an indexer for accessing the container C held in the container holding section 121 and taking out an unprocessed substrate W from the container C or storing a processed substrate W in the container C. A robot 122 is provided. Each container C accommodates a plurality of substrates W in a substantially horizontal posture.

インデクサロボット122は、装置筐体に固定されたベース部122aと、ベース部122aに対し鉛直軸まわりに回動可能に設けられた多関節アーム122bと、多関節アーム122bの先端に取り付けられたハンド122cとを備える。ハンド122cはその上面に基板Wを載置して保持することができる構造となっている。このような多関節アームおよび基板保持用のハンドを有するインデクサロボットは公知であるので詳しい説明を省略する。 The indexer robot 122 includes a base portion 122a fixed to the device housing, a multi-joint arm 122b rotatable around a vertical axis with respect to the base portion 122a, and a hand attached to the tip of the multi-joint arm 122b. 122c. The hand 122c has a structure that allows the substrate W to be placed and held on its upper surface. An indexer robot having such a multi-joint arm and a hand for holding a substrate is well known, so a detailed description thereof will be omitted.

基板処理部110は、インデクサロボット122が基板Wを載置する載置台112と、平面視においてほぼ中央に配置された基板搬送ロボット111と、この基板搬送ロボット111を取り囲むように配置された複数の処理ユニット1とを備えている。具体的には、基板搬送ロボット111が配置された空間に面して複数の(この例では8つの)処理ユニット1が配置されている。これらの処理ユニット1に対して基板搬送ロボット111は載置台112にランダムにアクセスし、載置台112との間で基板Wを受け渡す。一方、各処理ユニット1は基板Wに対して所定の処理を実行する。本実施形態では、これらの処理ユニット1は同一の機能を有している。このため、複数基板Wの並列処理が可能となっている。なお、基板搬送ロボット111はインデクサロボット122から基板Wを直接受け渡すことが可能であれば、必ずしも載置台112は必要ない。各処理ユニット1としては、以下に説明する処理ユニット(1A~1C)などを用いることができる。 The substrate processing unit 110 includes a mounting table 112 on which an indexer robot 122 places a substrate W, a substrate transfer robot 111 arranged approximately at the center in a plan view, and a plurality of substrate transfer robots 111 arranged so as to surround the substrate transfer robot 111. A processing unit 1 is provided. Specifically, a plurality of (eight in this example) processing units 1 are arranged facing the space where the substrate transfer robot 111 is arranged. For these processing units 1, the substrate transfer robot 111 randomly accesses the mounting table 112 and transfers the substrate W to and from the mounting table 112. On the other hand, each processing unit 1 executes a predetermined process on the substrate W. In this embodiment, these processing units 1 have the same function. Therefore, parallel processing of multiple substrates W is possible. Note that if the substrate transfer robot 111 can directly transfer the substrate W from the indexer robot 122, the mounting table 112 is not necessarily required. As each processing unit 1, processing units (1A to 1C) described below can be used.

図3は本発明に係る基板処理装置の第1実施形態に相当する処理ユニットの構成を示す図である。また、図4は処理ユニットを制御する制御系の電気的構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、各処理ユニット1Aに対して制御部4を設けているが、1台の制御部により複数の処理ユニット1Aを制御するように構成してもよい。また、基板処理システム100全体を制御する制御ユニット(図示省略)により処理ユニット1Aを制御するように構成してもよい。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a processing unit corresponding to the first embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. Further, FIG. 4 is a block diagram showing the electrical configuration of a control system that controls the processing unit. Note that in this embodiment, the control section 4 is provided for each processing unit 1A, but a configuration may be adopted in which a plurality of processing units 1A are controlled by one control section. Further, the processing unit 1A may be configured to be controlled by a control unit (not shown) that controls the entire substrate processing system 100.

処理ユニット1Aは、内部空間21を有するチャンバ20と、チャンバ20の内部空間21に収容されて基板Wを保持するスピンチャック30とを備えている。図1および図2に示すように、チャンバ20の側面にシャッター23が設けられている。シャッター23にはシャッター開閉機構22(図4)が接続されており、制御部4からの開閉指令に応じてシャッター23を開閉させる。より具体的には、処理ユニット1Aでは、未処理の基板Wをチャンバ20に搬入する際にシャッター開閉機構22はシャッター23を開き、基板搬送ロボット111のハンドによって未処理の基板Wがフェースアップ姿勢でスピンチャック30に搬入される。つまり、基板Wは表面Wfを上方に向けた状態でスピンチャック30上に載置される。そして、当該基板搬入後に基板搬送ロボット111のハンドがチャンバ20から退避すると、シャッター開閉機構22はシャッター23を閉じる。そして、チャンバ20の内部空間21内で後述のように薬液、DIW(脱イオン水)、IPA(イソプロピルアルコール)処理液、乾燥前処理液および窒素ガスが基板Wの表面Wfに供給されて所望の基板処理が常温環境下で実行される。また、基板処理の終了後においては、シャッター開閉機構22がシャッター23を再び開き、基板搬送ロボット111のハンドが処理済の基板Wをスピンチャック30から搬出する。このように、本実施形態では、チャンバ20の内部空間21が常温環境に保ちつつ基板処理を行う処理空間として機能する。なお、本明細書において「常温」とは、5℃~35℃の温度範囲にあることを意味する。 The processing unit 1A includes a chamber 20 having an internal space 21, and a spin chuck 30 that is housed in the internal space 21 of the chamber 20 and holds the substrate W. As shown in FIGS. 1 and 2, a shutter 23 is provided on the side surface of the chamber 20. A shutter opening/closing mechanism 22 (FIG. 4) is connected to the shutter 23, and opens and closes the shutter 23 in response to opening/closing commands from the control unit 4. More specifically, in the processing unit 1A, when carrying the unprocessed substrate W into the chamber 20, the shutter opening/closing mechanism 22 opens the shutter 23, and the hand of the substrate transfer robot 111 moves the unprocessed substrate W into a face-up posture. Then, it is carried into the spin chuck 30. That is, the substrate W is placed on the spin chuck 30 with the front surface Wf facing upward. Then, when the hand of the substrate transfer robot 111 retreats from the chamber 20 after carrying in the substrate, the shutter opening/closing mechanism 22 closes the shutter 23 . Then, in the internal space 21 of the chamber 20, a chemical solution, DIW (deionized water), IPA (isopropyl alcohol) treatment liquid, drying pretreatment liquid, and nitrogen gas are supplied to the surface Wf of the substrate W to form a desired surface Wf. Substrate processing is performed in a room temperature environment. Further, after the substrate processing is finished, the shutter opening/closing mechanism 22 opens the shutter 23 again, and the hand of the substrate transfer robot 111 carries out the processed substrate W from the spin chuck 30. Thus, in this embodiment, the internal space 21 of the chamber 20 functions as a processing space in which substrate processing is performed while maintaining the room temperature environment. In this specification, "normal temperature" means a temperature range of 5°C to 35°C.

スピンチャック30は複数のチャックピン31を有する。スピンチャック30では、複数のチャックピン31は円盤形状のスピンベース32の上面の周縁部に設けられている。この実施形態では、チャックピン31はスピンベース32の周方向に適当な間隔(たとえば等間隔)を空けて配置され、基板Wの周縁部を把持する。これによって、スピンチャック30により基板Wは保持される。 The spin chuck 30 has a plurality of chuck pins 31. In the spin chuck 30, a plurality of chuck pins 31 are provided at the periphery of the upper surface of a disc-shaped spin base 32. In this embodiment, the chuck pins 31 are arranged at appropriate intervals (eg, equal intervals) in the circumferential direction of the spin base 32 and grip the peripheral edge of the substrate W. As a result, the substrate W is held by the spin chuck 30.

スピンベース32には回転軸33が連結されている。この回転軸33はスピンチャック30により支持された基板Wの表面中心から延びる面法線と平行な回転軸線AX1まわりに回転自在に設けられている。回転軸33はモータなどを含む基板回転駆動機構34に連結される。このため、スピンチャック30に載置された基板Wをチャックピン31により保持した状態で制御部4からの回転指令に応じて基板回転駆動機構34のモータが作動すると、基板Wは上記回転指令に対応する回転速度で回転軸線AX1まわりに回転する。また、このように基板Wを回転させた状態で、制御部4からの供給指令に応じて対向部材50を鉛直方向に挿通する中心軸ノズル60から薬液、IPA処理液、DIW、乾燥前処理液および窒素ガスが基板Wの表面Wfに供給される。 A rotating shaft 33 is connected to the spin base 32 . The rotation shaft 33 is rotatably provided around a rotation axis AX1 extending from the center of the surface of the substrate W supported by the spin chuck 30 and parallel to the surface normal. The rotation shaft 33 is connected to a substrate rotation drive mechanism 34 including a motor and the like. Therefore, when the motor of the substrate rotation drive mechanism 34 is operated in response to a rotation command from the control unit 4 while the substrate W placed on the spin chuck 30 is held by the chuck pin 31, the substrate W is rotated according to the rotation command. It rotates around the rotation axis AX1 at a corresponding rotation speed. In addition, while the substrate W is rotated in this manner, chemical solutions, IPA processing solution, DIW, and pre-drying processing solution are supplied from the central shaft nozzle 60 that vertically penetrates the opposing member 50 in response to a supply command from the control unit 4. and nitrogen gas are supplied to the surface Wf of the substrate W.

図5は、対向部材が対向位置に位置したときのスピンベース、基板および対向部材の位置関係を模式的に示す図である。対向部材50は、図3および図5に示すように、スピンチャック30に従って回転する従動型の対向部材である。すなわち、対向部材50は、基板処理中において、対向部材50がスピンチャック30に一体回転可能に支持される。これを可能とするために、対向部材50は、対向板51と、対向板51に同伴昇降可能に設けられた係合部材52と、係合部材52と係合して対向板51を上方から支持するための支持部53とを有している。 FIG. 5 is a diagram schematically showing the positional relationship between the spin base, the substrate, and the opposing member when the opposing member is located at the opposing position. The opposing member 50 is a driven opposing member that rotates according to the spin chuck 30, as shown in FIGS. 3 and 5. That is, the opposing member 50 is supported by the spin chuck 30 so that it can rotate integrally with the spin chuck 30 during substrate processing. In order to make this possible, the facing member 50 engages with the facing plate 51, an engaging member 52 provided on the facing plate 51 so as to be able to move up and down along with the facing plate 51, and moves the facing plate 51 from above. It has a support part 53 for supporting.

対向板51は基板Wの径よりも大きい円板状であり、基板Wを鉛直上方から覆うキャップ形状を有している。より詳しくは、対向板51は、水平な姿勢で保持された円板部511と、円板部511の外周部から下方に延びる円筒部512とを有している。対向板51の内面513は下向きに凹んだカップ面となっている。内面513は基板対向面513a、中央傾斜面513bおよび内周面513cを有している。 The opposing plate 51 has a disk shape larger than the diameter of the substrate W, and has a cap shape that covers the substrate W from vertically above. More specifically, the opposing plate 51 includes a disk portion 511 held in a horizontal position and a cylindrical portion 512 extending downward from the outer circumference of the disk portion 511. The inner surface 513 of the opposing plate 51 is a cup surface recessed downward. The inner surface 513 has a substrate facing surface 513a, a central inclined surface 513b, and an inner circumferential surface 513c.

基板対向面513aは円板部511の下面に相当している。より具体的には、基板対向面513aは基板Wの上面と平行な平坦面に仕上げられ、基板Wの表面Wfに対向している。 The substrate facing surface 513a corresponds to the lower surface of the disk portion 511. More specifically, the substrate facing surface 513a is finished as a flat surface parallel to the upper surface of the substrate W, and faces the front surface Wf of the substrate W.

また、中央傾斜面513bは基板対向面513aに取り囲まれた傾斜面を有している。より具体的には、中央傾斜面513bは、基板対向面513aから斜め上に回転軸線AX1に延びる環状の中央傾斜部を有しており、次のような特徴を有している。中央傾斜部は、回転軸線AX1に対する傾斜角が一定の緩斜面を有している。中央傾斜部の断面は下向きに開いている。中央傾斜面513bの内径は中央傾斜面513bの下端に近づくに従って増加している。中央傾斜面513bの下端は基板対向面513aと繋がっている。このため、対向部材50が対向位置にある状態で中心軸ノズル60の下端部は中央傾斜面513bに取り囲まれながら下方に露出する(後で説明する図6Aおよび図6B参照)。 Further, the central inclined surface 513b has an inclined surface surrounded by the substrate facing surface 513a. More specifically, the central inclined surface 513b has an annular central inclined portion extending obliquely upward from the substrate facing surface 513a toward the rotation axis AX1, and has the following characteristics. The central inclined portion has a gentle inclined surface with a constant inclination angle with respect to the rotation axis AX1. The cross section of the central slope is open downward. The inner diameter of the central inclined surface 513b increases as it approaches the lower end of the central inclined surface 513b. The lower end of the central inclined surface 513b is connected to the substrate facing surface 513a. Therefore, when the opposing member 50 is in the opposing position, the lower end of the central axis nozzle 60 is exposed downward while being surrounded by the central inclined surface 513b (see FIGS. 6A and 6B, which will be described later).

さらに、内周面513cが円筒部512の内側面に相当している。より具体的には、内周面513cは、基板対向面513aから斜め下に外方に延びる環状の内傾斜部を有しており、次のような特徴を有している。内傾斜部は、回転軸線AX1に対する傾斜角が連続的に変化する円弧状の断面を有している。内傾斜部の断面は下向きに開いている。内周面513cの内径は内周面513cの下端に近づくに従って増加している。内周面513cの下端はスピンベース32の外径よりも大きい内径を有している。このため、図3の1点鎖線で示すように、対向部材50が対向位置にある状態で基板Wの外周端およびスピンベース32の外周面(外周端)32bと対向する。 Further, the inner peripheral surface 513c corresponds to the inner surface of the cylindrical portion 512. More specifically, the inner circumferential surface 513c has an annular inner slope extending diagonally downward and outward from the substrate facing surface 513a, and has the following characteristics. The inner inclined portion has an arcuate cross section whose inclination angle with respect to the rotation axis AX1 changes continuously. The cross section of the inner slope is open downward. The inner diameter of the inner circumferential surface 513c increases as it approaches the lower end of the inner circumferential surface 513c. The lower end of the inner peripheral surface 513c has an inner diameter larger than the outer diameter of the spin base 32. Therefore, as shown by the dashed line in FIG. 3, the opposing member 50 is in the opposing position and faces the outer peripheral end of the substrate W and the outer peripheral surface (outer peripheral end) 32b of the spin base 32.

対向板51は、基板対向面513aに設けられて第1の係合部材35に係合するための複数の第2の係合部材514をさらに有している。基板対向面513aの中央部には、対向部材50を上下に貫通する貫通孔515が形成されている。貫通孔515は、円筒状の内周面によって区画されている。第2の係合部材514は、第1の係合部材35と同数、第1の係合部材35と一対一対応で設けられている。なお、第1の係合部材35および第2の係合部材514の構成は従来より周知である。例えば特開2019-57599号に記載された構成を本実施形態の係合部材35、514として用いることができる。第1の係合部材35と第2の係合部材514とが係合することで、当該係合体を介して対向部材50はスピンベース32に支持される。そして、モータの作動によりスピンベース32が回転すると、それと一体的に対向部材50が回転軸線AX1まわりに回転する。 The facing plate 51 further includes a plurality of second engaging members 514 provided on the substrate facing surface 513a and for engaging with the first engaging members 35. A through hole 515 that vertically passes through the facing member 50 is formed in the center of the substrate facing surface 513a. The through hole 515 is defined by a cylindrical inner peripheral surface. The second engaging members 514 are provided in the same number as the first engaging members 35 and in one-to-one correspondence with the first engaging members 35 . Note that the configurations of the first engaging member 35 and the second engaging member 514 are conventionally well known. For example, the configuration described in JP-A No. 2019-57599 can be used as the engaging members 35 and 514 of this embodiment. When the first engagement member 35 and the second engagement member 514 engage with each other, the opposing member 50 is supported by the spin base 32 via the engagement body. When the spin base 32 rotates due to the operation of the motor, the opposing member 50 rotates integrally with it around the rotation axis AX1.

係合部材52は、図3に示すように、対向板51の上面において、貫通孔515の周囲を包囲する円筒部521と、円筒部521の上端から径方向外方に広がるフランジ部522とを有している。フランジ部522は、支持部53の一構成部品であるフランジ支持部531よりも上方に位置しており、フランジ部522の外周はフランジ支持部531の内周よりも大径とされている。 As shown in FIG. 3, the engaging member 52 includes a cylindrical portion 521 surrounding the through hole 515 and a flange portion 522 extending radially outward from the upper end of the cylindrical portion 521 on the upper surface of the opposing plate 51. have. The flange portion 522 is located above the flange support portion 531, which is a component of the support portion 53, and the outer circumference of the flange portion 522 has a larger diameter than the inner circumference of the flange support portion 531.

支持部53は、水平なフランジ支持部531と、略円板状の支持部本体532と、フランジ支持部531と支持部本体532とを接続する接続部533とを有している。そして、支持部53および対向板51の内部空間を挿通するように中心軸ノズル60が、対向板51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AX1に沿って上下方向に延びている。また、中心軸ノズル60は支持部53とともに対向板昇降駆動機構56により昇降する。例えば図3の実線で示すように中心軸ノズル60および対向部材50が基板Wから鉛直上方に離れた退避位置に位置決めされているとき、中心軸ノズル60の先端部はスピンチャック30に保持された基板Wの表面Wfから上方に離間している。そして、制御部4からの下降指令に応じて対向板昇降駆動機構56が中心軸ノズル60および支持部53を下方に降下させ、図3の1点鎖線や図5に示すように、対向部材50を対向位置に位置決めする。これにより、対向部材50の対向板51が基板Wの表面Wfに近接する。その結果、基板対向面(第1対向面)513a、内周面(第2対向面)513cおよびスピンベース32の外周面(外周端)32bによって、スピンチャック30に保持された基板Wを取り囲む、半密閉状の空間SPが形成される。そして、基板Wを半密閉状の空間SPに閉じ込めて周辺雰囲気から遮断したまま、図6Aおよび図6Bに示すように、中心軸ノズル60から薬液、IPA処理液、DIW、乾燥前処理液および窒素ガスが当該基板Wの表面Wfに供給される。 The support portion 53 includes a horizontal flange support portion 531, a substantially disk-shaped support portion main body 532, and a connection portion 533 that connects the flange support portion 531 and the support portion main body 532. The central axis nozzle 60 extends vertically along a vertical axis passing through the center of the opposing plate 51 and the substrate W, that is, the rotation axis AX1, so as to pass through the internal space of the supporting part 53 and the opposing plate 51. There is. Further, the central shaft nozzle 60 is raised and lowered together with the support portion 53 by the opposing plate raising and lowering drive mechanism 56. For example, when the central axis nozzle 60 and the opposing member 50 are positioned at a retracted position vertically upward from the substrate W as shown by the solid line in FIG. It is spaced apart upward from the surface Wf of the substrate W. Then, in response to a lowering command from the control unit 4, the opposing plate elevating drive mechanism 56 lowers the central shaft nozzle 60 and the support unit 53, and as shown in the dashed line in FIG. 3 and in FIG. to the opposite position. Thereby, the opposing plate 51 of the opposing member 50 approaches the front surface Wf of the substrate W. As a result, the substrate W held on the spin chuck 30 is surrounded by the substrate facing surface (first facing surface) 513a, the inner peripheral surface (second facing surface) 513c, and the outer peripheral surface (outer peripheral end) 32b of the spin base 32. A semi-closed space SP is formed. Then, while the substrate W is confined in the semi-sealed space SP and isolated from the surrounding atmosphere, as shown in FIGS. 6A and 6B, the chemical solution, IPA processing solution, DIW, drying pretreatment solution and nitrogen are supplied from the central axis nozzle 60. Gas is supplied to the surface Wf of the substrate W.

図6Aは対向部材および中心軸ノズルの部分断面図である。図6Bは中心軸ノズルの下端部近傍を下方から見た模式図である。図6Aにおける点線領域は基板Wの表面Wfの部分拡大図であり、表面Wfに形成されたパターンPTの一例が図示されている。中心軸ノズル60は回転軸線AX1に沿って上下方向に延設されたノズル本体61を有している。このノズル本体61の中央部には、ノズル本体61の上端面から下端面に貫通して5本の中央配管部(図示省略)が設けられている。それら5本の中央配管部の下端面側開口はそれぞれ薬液吐出口62a、DIW吐出口63a、IPA吐出口64a、乾燥前処理液吐出口65aおよび中央ガス吐出口66aとして機能する。 FIG. 6A is a partial cross-sectional view of the opposing member and central axis nozzle. FIG. 6B is a schematic diagram of the vicinity of the lower end of the central axis nozzle viewed from below. The dotted line area in FIG. 6A is a partially enlarged view of the front surface Wf of the substrate W, and shows an example of the pattern PT formed on the front surface Wf. The central axis nozzle 60 has a nozzle body 61 extending vertically along the rotation axis AX1. Five central piping portions (not shown) are provided in the center of the nozzle body 61, penetrating from the upper end surface to the lower end surface of the nozzle body 61. The openings on the lower end side of the five central piping portions function as a chemical solution outlet 62a, a DIW outlet 63a, an IPA outlet 64a, a drying pretreatment liquid outlet 65a, and a central gas outlet 66a, respectively.

薬液吐出口62aを有する中央配管部は、図3に示すように、配管62bを介して薬液供給部(図示省略)と接続されている。この配管62bには、バルブ62cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ62cが開かれると、薬液が配管62bを介して中心軸ノズル60に供給され、薬液吐出口62aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。本実施形態では、薬液は基板Wの表面Wfを洗浄する機能を有しておればよく、例えば硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸、リン酸、酢酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸(たとえばクエン酸、蓚酸など)、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など)、界面活性剤、および腐食防止剤の少なくとも1つを含む液であってもよいし、これ以外の液体であってもよい。 As shown in FIG. 3, the central piping section having the chemical liquid discharge port 62a is connected to a chemical liquid supply section (not shown) via a pipe 62b. A valve 62c is installed in this pipe 62b. Therefore, when the valve 62c is opened in response to an opening/closing command from the control unit 4, the chemical liquid is supplied to the central axis nozzle 60 via the pipe 62b, and is discharged from the chemical liquid discharge port 62a toward the center of the surface of the substrate W. be done. In this embodiment, the chemical liquid only has to have the function of cleaning the surface Wf of the substrate W, and includes, for example, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, acetic acid, ammonia water, hydrogen peroxide water, organic acid ( For example, it may be a liquid containing at least one of citric acid, oxalic acid, etc.), an organic alkali (for example, TMAH: tetramethylammonium hydroxide, etc.), a surfactant, and a corrosion inhibitor, or it may be a liquid other than these. There may be.

DIW吐出口63aを有する中央配管部は、図3に示すように、配管63bを介してDIW供給部(図示省略)と接続されている。この配管63bには、バルブ63cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ63cが開かれると、IPA処理液が配管63bを介して中心軸ノズル60に供給され、DIW吐出口63aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。本実施形態では、後で説明するように薬液処理後の基板Wの表面Wfに対してリンス処理を行うリンス液としてDIWが用いられるが、その他のリンス液を用いてもよい。例えば炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度(たとえば、10~100ppm程度)の塩酸水のいずれかをリンス液として用いてもよい。 As shown in FIG. 3, the central piping section having the DIW outlet 63a is connected to a DIW supply section (not shown) via a piping 63b. A valve 63c is installed in this pipe 63b. Therefore, when the valve 63c is opened in response to an opening/closing command from the control unit 4, the IPA processing liquid is supplied to the center axis nozzle 60 via the pipe 63b, and directed from the DIW outlet 63a toward the center of the surface of the substrate W. is discharged. In this embodiment, as will be described later, DIW is used as a rinsing liquid for rinsing the surface Wf of the substrate W after chemical treatment, but other rinsing liquids may be used. For example, carbonated water, electrolyzed ionized water, hydrogen water, ozone water, or diluted hydrochloric acid water (for example, about 10 to 100 ppm) may be used as the rinsing liquid.

IPA吐出口64aを有する中央配管部は、図3に示すように、配管64bを介してIPA処理液供給部(図示省略)と接続されている。この配管64bには、バルブ64cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ64cが開かれると、IPA処理液が配管64bを介して中心軸ノズル60に供給され、IPA吐出口64aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。本実施形態では、リンス処理後に基板Wの表面Wfに付着するリンス液(DIW)と置換する置換液として、IPA処理液が用いられるが、その他の液体を用いてもよい。より詳しくは、リンス液と乾燥前処理液の両方と溶け合う液体を置換液として用いることができる。例えばHFE(ハイドロフルオロエーテル)やIPAとHFEの混合液であってもよいし、IPAおよびHFEの少なくとも一方とこれら以外の成分とを含んでいてもよい。 As shown in FIG. 3, the central piping section having the IPA discharge port 64a is connected to an IPA processing liquid supply section (not shown) via a piping 64b. A valve 64c is installed in this pipe 64b. Therefore, when the valve 64c is opened in response to an opening/closing command from the control unit 4, the IPA processing liquid is supplied to the center axis nozzle 60 via the pipe 64b, and directed from the IPA discharge port 64a toward the center of the surface of the substrate W. is discharged. In this embodiment, the IPA processing liquid is used as a replacement liquid to replace the rinsing liquid (DIW) that adheres to the surface Wf of the substrate W after the rinsing process, but other liquids may be used. More specifically, a liquid that is soluble in both the rinsing liquid and the pre-drying liquid can be used as the replacement liquid. For example, it may be HFE (hydrofluoroether) or a mixture of IPA and HFE, or it may contain at least one of IPA and HFE and components other than these.

乾燥前処理液吐出口65aを有する中央配管部は、図3に示すように、配管65bを介して乾燥前処理液供給部(図示省略)と接続されている。この配管65bには、バルブ65cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ65cが開かれると、乾燥前処理液が配管65bを介して中心軸ノズル60に供給され、乾燥前処理液吐出口65aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。本実施形態では、乾燥前処理液として、溶質に相当する昇華性物質と、昇華性物質と溶け合う溶媒と、を含む溶液を用いている。ここで、昇華性物質は、常温(室温と同義)または常圧(処理ユニット1A内の圧力。たとえば1気圧またはその近傍の値)で液体を経ずに固体から気体に変化する物質であってもよい。溶媒は、このような物質であってもよいし、これ以外の物質であってもよい。つまり、乾燥前処理液は、常温または常圧で液体を経ずに固体から気体に変化する2種類以上の物質を含んでいてもよい。 As shown in FIG. 3, the central piping section having the drying pretreatment liquid discharge port 65a is connected to a drying pretreatment liquid supply section (not shown) via a piping 65b. A valve 65c is installed in this pipe 65b. Therefore, when the valve 65c is opened in response to an opening/closing command from the control unit 4, the drying pretreatment liquid is supplied to the central axis nozzle 60 via the pipe 65b, and the surface of the substrate W is supplied from the drying pretreatment liquid discharge port 65a. It is discharged towards the center. In this embodiment, a solution containing a sublimable substance corresponding to a solute and a solvent that dissolves in the sublimable substance is used as the drying pretreatment liquid. Here, a sublimable substance is a substance that changes from a solid to a gas without passing through a liquid state at normal temperature (synonymous with room temperature) or normal pressure (pressure inside the processing unit 1A, for example, a value of 1 atmosphere or its vicinity). Good too. The solvent may be such a substance or another substance. That is, the drying pretreatment liquid may contain two or more types of substances that change from solid to gas at room temperature or pressure without passing through the liquid state.

昇華性物質は、たとえば、2-メチル-2-プロパノール(別名:tert-ブチルアルコール、t-ブチルアルコール、ターシャリーブチルアルコール)やシクロヘキサノールなどのアルコール類、フッ化炭化水素化合物、1,3,5-トリオキサン(別名:メタホルムアルデヒド)、樟脳(別名:カンフル、カンファー)、ナフタレン、ヨウ素、シクロヘキサノンオキシム、およびシクロヘキサンのいずれかであってもよいし、これら以外の物質であってもよい。 Sublimable substances include, for example, alcohols such as 2-methyl-2-propanol (also known as tert-butyl alcohol, t-butyl alcohol, tert-butyl alcohol) and cyclohexanol, fluorinated hydrocarbon compounds, 1,3, It may be any one of 5-trioxane (also known as metaformaldehyde), camphor (also known as camphor, camphor), naphthalene, iodine, cyclohexanone oxime, and cyclohexane, or it may be a substance other than these.

溶媒は、たとえば、純水、IPA、HFE、アセトン、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、PGEE(プロピレングリコールモノエチルエーテル、1-エトキシ-2-プロパノール)、エチレングリコール、およびハイドロフルオロカーボン(hydrofluorocarbon)からなる群より選ばれた少なくとも1種であってもよい。 Solvents include, for example, pure water, IPA, HFE, acetone, PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), PGEE (propylene glycol monoethyl ether, 1-ethoxy-2-propanol), ethylene glycol, and hydrofluorocarbons. It may be at least one selected from the group consisting of:

中央ガス吐出口66aを有する中央配管部は、図3に示すように、配管66bを介して窒素ガス供給部(図示省略)と接続されている。この配管66bには、バルブ66cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ66cが開かれると、窒素ガスが配管66bを介して中心軸ノズル60に供給され、図6A中の1点鎖線矢印で示すように、中央ガス吐出口66aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。このように本実施形態では、中央ガス吐出口66aが本発明の「第1吐出部」の一例に相当している。また、中央ガス吐出口66aから吐出される窒素ガスが本発明の「第1気体」の一例に相当しており、以下においては適宜「垂直N2」と称する。 As shown in FIG. 3, the central piping section having the central gas discharge port 66a is connected to a nitrogen gas supply section (not shown) via a piping 66b. A valve 66c is installed in this pipe 66b. Therefore, when the valve 66c is opened in response to an opening/closing command from the control unit 4, nitrogen gas is supplied to the center shaft nozzle 60 via the pipe 66b, and as shown by the dashed line arrow in FIG. The gas is discharged toward the center of the surface of the substrate W from the gas discharge port 66a. As described above, in this embodiment, the central gas discharge port 66a corresponds to an example of the "first discharge part" of the present invention. Further, the nitrogen gas discharged from the central gas discharge port 66a corresponds to an example of the "first gas" of the present invention, and is appropriately referred to as "vertical N2" below.

このように5つの吐出口62a~66aが設けられた下端面61aは、図3の実線で示すように、非遮断状態で基板対向面513aおよび中央傾斜面513bよりも上方側に後退する。一方、遮断状態では、図6Aおよび図6Bに示すように、下端面61aは基板対向面513aと上下方向において同一の高さに位置し、ノズル本体61の下端部61bは中央傾斜面513bに取り囲まれた状態で貫通孔515から下方に露出する。 As shown by the solid line in FIG. 3, the lower end surface 61a provided with the five discharge ports 62a to 66a is retracted upward from the substrate facing surface 513a and the central inclined surface 513b in the non-blocking state. On the other hand, in the shut-off state, as shown in FIGS. 6A and 6B, the lower end surface 61a is located at the same height in the vertical direction as the substrate facing surface 513a, and the lower end portion 61b of the nozzle body 61 is surrounded by the central inclined surface 513b. It is exposed downward from the through hole 515 in a closed state.

この下端部61bの側面には、回転軸線AX1を中心として略等角度間隔で6個の周縁ガス吐出口67が設けられている。これらの周縁ガス吐出口67には、ノズル本体61の側面からノズル本体61の上端面に延びる周縁配管部68が接続されている。周縁配管部68は、図3に示すように、配管68bを介して窒素ガス供給部(図示省略)と接続されている。この配管68bには、バルブ68cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ68cが開かれると、窒素ガスが配管68bを介して中心軸ノズル60に供給され、周縁ガス吐出口67から回転軸線AX1を中心に略水平方向に吐出される。このように本実施形態では、周縁ガス吐出口67が本発明の「第2吐出部」の一例に相当している。また、周縁ガス吐出口67から吐出される窒素ガスが本発明の「第2気体」の一例に相当しており、垂直N2と区別するために、以下において適宜「水平N2」と称する。この水平N2は、図6A中の点線矢印で示すように、中央傾斜面513bおよび基板対向面513aに沿って基板Wの表面周縁部に向けて案内される。 Six peripheral gas discharge ports 67 are provided on the side surface of the lower end portion 61b at approximately equal angular intervals around the rotation axis AX1. A peripheral piping portion 68 extending from the side surface of the nozzle body 61 to the upper end surface of the nozzle body 61 is connected to these peripheral gas discharge ports 67 . As shown in FIG. 3, the peripheral piping section 68 is connected to a nitrogen gas supply section (not shown) via a piping 68b. A valve 68c is installed in this pipe 68b. Therefore, when the valve 68c is opened in response to an opening/closing command from the control unit 4, nitrogen gas is supplied to the central axis nozzle 60 via the piping 68b, and from the peripheral gas discharge port 67 approximately horizontally about the rotation axis AX1. discharged in the direction. As described above, in this embodiment, the peripheral gas discharge port 67 corresponds to an example of the "second discharge part" of the present invention. Further, the nitrogen gas discharged from the peripheral gas discharge port 67 corresponds to an example of the "second gas" of the present invention, and is appropriately referred to as "horizontal N2" below to distinguish it from the vertical N2. This horizontal N2 is guided toward the surface periphery of the substrate W along the central inclined surface 513b and the substrate facing surface 513a, as shown by the dotted arrow in FIG. 6A.

上記したように本実施形態では、図6Aに示すように、基板Wへの窒素ガスの供給態様として、
・基板Wの表面中央部を経由して基板Wの表面周縁部に供給する第1供給態様(同図中の1点鎖線矢印)と、
・基板Wの表面中央部を経由せずに基板Wの表面周縁部に供給する第2供給態様(同図中の点線矢印)と、
が存在する。そして、制御部4がバルブ66c、68cの開閉を制御することで、窒素ガスの供給を停止するモードと、第1供給態様のみを実行するモードと、第2供給態様のみを実行するモードと、第1供給態様および第2供給態様を同時に実行するモードとが選択的に切り替えられる。また、同図への図示を省略しているが、制御部4からの指令に応じて第1供給態様および第2供給態様で供給する窒素ガスの流量をそれぞれ独立して可変制御可能となっている。なお、本実施形態では、窒素ガスを本発明の「不活性ガス」として用いているが、これ以外に、除湿されたアルゴンガスなどの不活性ガスを用いてもよい。
As described above, in this embodiment, as shown in FIG. 6A, the nitrogen gas is supplied to the substrate W as follows.
- A first supply mode (dotted chain line arrow in the same figure) in which the liquid is supplied to the peripheral edge of the surface of the substrate W via the center of the surface of the substrate W;
- A second supply mode (dotted line arrow in the figure) in which the liquid is supplied to the peripheral edge of the surface of the substrate W without passing through the center of the surface of the substrate W;
exists. The control unit 4 controls the opening and closing of the valves 66c and 68c to provide a mode in which the supply of nitrogen gas is stopped, a mode in which only the first supply mode is executed, and a mode in which only the second supply mode is executed. A mode in which the first supply mode and the second supply mode are executed simultaneously is selectively switched. Although not shown in the figure, the flow rate of nitrogen gas supplied in the first supply mode and the second supply mode can be independently and variably controlled in accordance with commands from the control unit 4. There is. Note that in this embodiment, nitrogen gas is used as the "inert gas" of the present invention, but in addition to this, an inert gas such as dehumidified argon gas may be used.

処理ユニット1Aでは、スピンチャック30を取り囲むように、排気桶70が設けられている。また、スピンチャック30と排気桶70との間に配置された複数のカップ72と、基板Wの周囲に飛散した薬液、リンス液(DIW)、IPA処理液、乾燥前処理液を受け止める複数のガード73とが設けられている。また、ガード73に対してガード昇降駆動機構71が連結されている。ガード昇降駆動機構71は制御部4からの昇降指令に応じてガード73を独立して昇降する。さらに、排気桶70には、排気機構74が配管75を介して接続されている。この排気機構74は、チャンバ20の内底面、排気桶70およびガード73で囲まれた空間を排気する。 In the processing unit 1A, an exhaust bucket 70 is provided to surround the spin chuck 30. Additionally, a plurality of cups 72 are arranged between the spin chuck 30 and the exhaust bucket 70, and a plurality of guards are provided to catch the chemical liquid, rinsing liquid (DIW), IPA treatment liquid, and drying pretreatment liquid scattered around the substrate W. 73 is provided. Further, a guard lifting/lowering drive mechanism 71 is connected to the guard 73 . The guard lifting/lowering drive mechanism 71 independently lifts/lowers the guard 73 in response to a lifting/lowering command from the control section 4 . Further, an exhaust mechanism 74 is connected to the exhaust bucket 70 via a pipe 75. This exhaust mechanism 74 exhausts a space surrounded by the inner bottom surface of the chamber 20, the exhaust bucket 70, and the guard 73.

さらに、処理ユニット1Aでは、3つの流量計81~83が設けられ、装置各部における気体成分の流量を監視している。より具体的には、半密閉状の空間SPを臨むように第1流量計81が円板部511に取り付けられている。第1流量計81は空間SP内での気体成分の流量を計測し、その計測結果を制御部4に出力する。スピンチャック30の周辺空間を臨むように第2流量計82がスピンチャック30に取り付けられている。第2流量計82はスピンチャック30の周辺雰囲気における気体成分の流量を計測し、その計測結果を制御部4に出力する。排気桶70から排気機構74に延びる配管75に第1流量計81が取り付けられている。第3流量計83は上記配管75を流れる気体成分の流量を計測し、その計測結果を制御部4に出力する。 Further, the processing unit 1A is provided with three flowmeters 81 to 83 to monitor the flow rate of gas components in each part of the apparatus. More specifically, the first flow meter 81 is attached to the disk portion 511 so as to face the semi-closed space SP. The first flow meter 81 measures the flow rate of the gas component within the space SP, and outputs the measurement result to the control unit 4. A second flow meter 82 is attached to the spin chuck 30 so as to face the space around the spin chuck 30. The second flowmeter 82 measures the flow rate of the gas component in the atmosphere surrounding the spin chuck 30 and outputs the measurement result to the control unit 4. A first flow meter 81 is attached to a pipe 75 extending from the exhaust bucket 70 to the exhaust mechanism 74. The third flow meter 83 measures the flow rate of the gas component flowing through the pipe 75 and outputs the measurement result to the control section 4.

制御部4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。そして、制御部4は、上記プログラムにしたがって装置各部を制御することで、図7に示す基板処理を実行する。特に、制御部4は、以下に説明するように、昇華処理において水平N2の吐出開始を垂直N2の吐出開始よりも早める吐出タイミング制御および水平N2の流量を垂直N2の流量よりも多くする流量制御を行うことで基板Wの表面周縁部でのパターン倒壊の改善を図っている。 The control unit 4 includes an arithmetic unit such as a CPU, a fixed memory device, a storage unit such as a hard disk drive, and an input/output unit. The storage unit stores a program executed by the arithmetic unit. Then, the control section 4 executes the substrate processing shown in FIG. 7 by controlling each section of the apparatus according to the above program. In particular, as will be explained below, the control unit 4 controls the discharge timing to make the horizontal N2 discharge start earlier than the vertical N2 discharge start and the flow rate control to make the horizontal N2 flow rate higher than the vertical N2 flow rate in the sublimation process. By doing this, pattern collapse at the peripheral edge of the surface of the substrate W is improved.

図7は処理ユニットにおいて実行される基板処理の内容を示すフローチャートである。基板処理システム100における処理対象は、例えばシリコンウエハであり、パターン形成面である表面Wfに凹凸状のパターンPT(図6A参照)が形成されている。パターンPTは、ロジック回路、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やカルコゲナイド系合金の特異な性質を利用するPRAM(Phase-change Random Access Memory)を構成するものであってもよい。パターンPTは微細なトレンチにより形成されたライン状のパターンが繰り返し並ぶものであってもよい。また、パターンPTは、薄膜に、複数の微細穴(ボイド(void)またはポア(pore))を設けることにより形成されていてもよい。パターンPTは、たとえば絶縁膜を含む。また、パターンPTは導体膜を含んでいてもよい。より具体的には、パターンPT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PTは単層膜で構成されるパターンPTであってもよい。絶縁膜はシリコン酸化膜やシリコン窒化膜であってもよい。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(例えばTiN膜)であってもよい。また、パターンPTは、フロントエンドで形成されたものであってもよいし、バックエンドで形成されたものであってもよい。さらに、パターンPTは、疎水性膜であってもよいし、親水性膜であってもよい。親水性膜として例えばTEOS膜(シリコン酸化膜の一種)が含まれる。 FIG. 7 is a flowchart showing the contents of substrate processing executed in the processing unit. The processing target in the substrate processing system 100 is, for example, a silicon wafer, and an uneven pattern PT (see FIG. 6A) is formed on the surface Wf, which is a pattern formation surface. The pattern PT may constitute a logic circuit, a DRAM (Dynamic Random Access Memory), or a PRAM (Phase-change Random Access Memory) that utilizes the unique properties of a chalcogenide alloy. The pattern PT may be a pattern in which linear patterns formed by fine trenches are repeatedly arranged. Further, the pattern PT may be formed by providing a plurality of micro holes (voids or pores) in the thin film. Pattern PT includes, for example, an insulating film. Further, the pattern PT may include a conductive film. More specifically, the pattern PT is formed of a laminated film in which a plurality of films are laminated, and may further include an insulating film and a conductive film. The pattern PT may be a pattern PT composed of a single layer film. The insulating film may be a silicon oxide film or a silicon nitride film. Furthermore, the conductor film may be an amorphous silicon film into which impurities are introduced to lower the resistance, or a metal film (for example, a TiN film). Furthermore, the pattern PT may be formed at the front end or at the back end. Furthermore, the pattern PT may be a hydrophobic film or a hydrophilic film. Examples of the hydrophilic film include a TEOS film (a type of silicon oxide film).

また、図7に示す各工程は、特に明示しないかぎり、大気圧環境下で処理される。ここで、大気圧環境とは標準大気圧(1気圧、1013hPa)を中心に、0.7気圧以上1.3気圧以下の環境のことを指す。特に、基板処理システム100が陽圧となるクリーンルーム内に配置される場合には、基板Wの表面Wfの環境は、1気圧よりも高くなる。 Further, each step shown in FIG. 7 is performed under an atmospheric pressure environment unless otherwise specified. Here, the atmospheric pressure environment refers to an environment of 0.7 atm or more and 1.3 atm or less, centering on standard atmospheric pressure (1 atm, 1013 hPa). In particular, when the substrate processing system 100 is placed in a clean room with positive pressure, the environment on the surface Wf of the substrate W is higher than 1 atmosphere.

未処理の基板Wが処理ユニット1Aに搬入される前においては、制御部4が装置各部に指令を与えて処理ユニット1Aは初期状態にセットされる。すなわち、シャッター開閉機構22によりシャッター23(図1ないし図3)は閉じられている。基板回転駆動機構34によりスピンチャック30は基板Wのローディングに適した位置に位置決め停止されるとともに、図示しないチャック開閉機構によりチャックピン31は開状態となっている。対向板51は対向板昇降駆動機構56により退避位置に位置決めされている。これにより、スピンベース32による対向板51の支持は解消され、対向板51の回転は停止されている。ガード73はいずれも下方に移動して位置決めされている。さらに、バルブ62c~66c、68cはいずれも閉じられている。 Before the unprocessed substrate W is carried into the processing unit 1A, the control section 4 gives commands to each part of the apparatus, and the processing unit 1A is set to an initial state. That is, the shutter 23 (FIGS. 1 to 3) is closed by the shutter opening/closing mechanism 22. The spin chuck 30 is positioned and stopped at a position suitable for loading the substrate W by the substrate rotation drive mechanism 34, and the chuck pins 31 are opened by a chuck opening/closing mechanism (not shown). The opposing plate 51 is positioned at a retracted position by an opposing plate lifting/lowering drive mechanism 56. As a result, the support of the opposing plate 51 by the spin base 32 is released, and the rotation of the opposing plate 51 is stopped. All the guards 73 are moved downward and positioned. Furthermore, all valves 62c to 66c and 68c are closed.

未処理の基板Wが基板搬送ロボット111により搬送されてくると、シャッター23が開く。シャッター23の開成に合わせて基板Wは基板搬送ロボット111によりチャンバ20の内部空間21に搬入され、表面Wfを上方に向けたフェースアップ状態でスピンチャック30に受け渡される。そして、チャックピン31が閉状態となり、基板Wはスピンチャック30に保持される(ステップS1:基板搬入)。 When the unprocessed substrate W is transported by the substrate transport robot 111, the shutter 23 opens. When the shutter 23 is opened, the substrate W is carried into the internal space 21 of the chamber 20 by the substrate transfer robot 111, and is delivered to the spin chuck 30 in a face-up state with the surface Wf facing upward. Then, the chuck pins 31 are brought into a closed state, and the substrate W is held by the spin chuck 30 (step S1: substrate loading).

基板Wの搬入に続いて、基板搬送ロボット111がチャンバ20の外に退避し、さらにシャッター23が再び閉じる。その後で、制御部4は、対向板昇降駆動機構56を制御して、対向板51を対向位置に配置する。これにより、図5に示すように対向板51に設けられた係合部材514が係合部材35によって受け止められ、対向板51および中心軸ノズル60がスピンベース32に支持される。また、対向板51とスピンベース32とが相互に近接して半密閉状の空間SPが形成される。その結果、スピンチャック30に保持された基板Wは空間SPに閉じ込められ、周辺雰囲気から遮断される。なお、本実施形態では、後で説明する昇華工程(ステップS8)が完了するまで、対向板51は対向位置に位置決めされる。 Following the loading of the substrate W, the substrate transfer robot 111 retreats outside the chamber 20, and the shutter 23 closes again. After that, the control unit 4 controls the opposing plate elevation drive mechanism 56 to arrange the opposing plate 51 at the opposing position. As a result, as shown in FIG. 5, the engaging member 514 provided on the opposing plate 51 is received by the engaging member 35, and the opposing plate 51 and the central axis nozzle 60 are supported by the spin base 32. Further, the facing plate 51 and the spin base 32 are close to each other to form a semi-closed space SP. As a result, the substrate W held by the spin chuck 30 is confined in the space SP and is cut off from the surrounding atmosphere. In addition, in this embodiment, the opposing plate 51 is positioned at the opposing position until the sublimation process (step S8) described later is completed.

空間SPへの基板Wの閉込完了に続いて、制御部4は、基板回転駆動機構34のモータ(図示省略)を制御してスピンベース32の回転速度を、所定の薬液処理速度(約10~1200rpmの範囲内で、たとえば約800rpm)まで上昇させ、その薬液処理速度に維持させる。このスピンベース32の回転に同伴して、対向板51が回転軸線AX1まわりに回転されるとともに、基板Wが回転軸線AX1まわりに回転される(ステップS2:基板回転開始)。なお、次の薬液処理に進むまでに、制御部4は薬液処理に対応するガード73を上昇させることで、当該ガード73を、対向板51の内周面513cとスピンベース32の外周面32bとの隙間GPに対向させる。 Following completion of confinement of the substrate W in the space SP, the control unit 4 controls the motor (not shown) of the substrate rotation drive mechanism 34 to adjust the rotation speed of the spin base 32 to a predetermined chemical processing speed (approximately 10 ~1200 rpm, for example to about 800 rpm), and maintain that chemical solution processing speed. Along with this rotation of the spin base 32, the opposing plate 51 is rotated around the rotation axis AX1, and the substrate W is rotated around the rotation axis AX1 (step S2: substrate rotation start). Note that, before proceeding to the next chemical treatment, the control unit 4 raises the guard 73 corresponding to the chemical treatment so that the guard 73 is connected to the inner circumferential surface 513c of the opposing plate 51 and the outer circumferential surface 32b of the spin base 32. facing the gap GP.

基板Wの回転速度が薬液処理速度に達すると、次いで、制御部4はバルブ62cを開く。これにより、中心軸ノズル60の薬液吐出口62aから薬液が吐出され、基板Wの表面Wfに供給される。基板Wの表面Wf上では、薬液が基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの周縁部に移動する。これにより、基板Wの表面Wfの全体が薬液による薬液洗浄を受ける(ステップS3)。このとき、基板Wの周縁部に達した薬液は基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出され、ガード73を介して機外の廃液処理設備に送られる。この薬液供給による薬液洗浄は予め定められた洗浄時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ62cを閉じて、中心軸ノズル60からの薬液の吐出を停止する。 When the rotational speed of the substrate W reaches the chemical processing speed, the control section 4 then opens the valve 62c. As a result, the chemical liquid is discharged from the chemical liquid discharge port 62a of the central axis nozzle 60 and supplied to the surface Wf of the substrate W. On the surface Wf of the substrate W, the chemical liquid moves to the peripheral edge of the substrate W under the influence of centrifugal force caused by the rotation of the substrate W. As a result, the entire surface Wf of the substrate W is subjected to chemical cleaning with the chemical liquid (step S3). At this time, the chemical solution that has reached the peripheral edge of the substrate W is discharged from the peripheral edge of the substrate W to the side of the substrate W, and is sent via the guard 73 to waste liquid processing equipment outside the machine. This chemical cleaning by supplying the chemical continues for a predetermined cleaning time, and after that time, the control unit 4 closes the valve 62c and stops discharging the chemical from the central shaft nozzle 60.

薬液洗浄に続いて、リンス液(DIW)によるリンス処理が実行される(ステップS4)。このDIWリンスでは、制御部4はバルブ63cを開く。これにより、薬液洗浄処理を受けた基板Wの表面Wfの中央部に対して中心軸ノズル60のDIW吐出口63aからDIWがリンス液として供給される。すると、DIWが基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの周縁部に移動する。これにより、基板W上に付着している薬液がDIWによって洗い流される。このとき、基板Wの周縁部から排出されたDIWは、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出され、薬液と同様にして機外の廃液処理設備に送られる。このDIWリンスは予め定められたリンス時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ63cを閉じて、中心軸ノズル60からのDIWの吐出を停止する。 Following the chemical cleaning, a rinsing process using a rinsing liquid (DIW) is performed (step S4). In this DIW rinse, the control section 4 opens the valve 63c. As a result, DIW is supplied as a rinse liquid from the DIW discharge port 63a of the central axis nozzle 60 to the center of the front surface Wf of the substrate W that has undergone the chemical cleaning process. Then, the DIW receives centrifugal force due to the rotation of the substrate W and moves to the peripheral edge of the substrate W. As a result, the chemical solution adhering to the substrate W is washed away by the DIW. At this time, the DIW discharged from the peripheral edge of the substrate W is discharged from the peripheral edge of the substrate W to the side of the substrate W, and is sent to a waste liquid processing facility outside the machine in the same manner as the chemical solution. This DIW rinsing is continued for a predetermined rinsing time, and after that time, the control unit 4 closes the valve 63c and stops discharging DIW from the central axis nozzle 60.

DIWリンスの完了後、置換処理(ステップS5)が行われる。置換処理(ステップS5)では、制御部4は、基板回転駆動機構34のモータ(図示省略)を制御して基板Wの回転速度を所定の置換回転速度に調整し、その置換回転速度に維持させる。また、制御部4は中央ガス吐出口66aおよび周縁ガス吐出口67からの窒素ガス、つまり垂直N2および水平N2の流量をそれぞれ調整する。これによって、半密閉状の空間SPに対して窒素ガスが供給され、空間SP内で窒素リッチとなる。また、空間SPと周辺雰囲気とを連通する唯一の箇所となる隙間GP(図5参照)を介して周辺雰囲気から空間SPに外気が侵入するのを効果的に防止することができる。これにより空間SPは低酸素環境となる。ここで、「低酸素」とは、酸素濃度が100ppm以下であることを指す。 After completion of DIW rinsing, replacement processing (step S5) is performed. In the replacement process (step S5), the control unit 4 controls the motor (not shown) of the substrate rotation drive mechanism 34 to adjust the rotational speed of the substrate W to a predetermined replacement rotational speed, and maintains the rotational speed at the replacement rotational speed. . Further, the control unit 4 adjusts the flow rates of nitrogen gas from the central gas discharge port 66a and the peripheral gas discharge port 67, that is, the flow rates of vertical N2 and horizontal N2, respectively. As a result, nitrogen gas is supplied to the semi-closed space SP, and the space SP becomes nitrogen-rich. Furthermore, it is possible to effectively prevent outside air from entering the space SP from the surrounding atmosphere through the gap GP (see FIG. 5), which is the only point that communicates the space SP with the surrounding atmosphere. As a result, the space SP becomes a hypoxic environment. Here, "low oxygen" refers to an oxygen concentration of 100 ppm or less.

また、制御部4は、置換処理に対応するガード73を隙間GPに対向させる。そして、制御部4は、バルブ64cを開く。それにより、DIWが付着している基板Wの表面Wfの中央部に向けて中心軸ノズル60のIPA吐出口64aからIPA処理液が低表面張力液体として吐出される。基板Wの表面Wfに供給されたIPA処理液は、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの表面Wfの全域に広がる。これにより、基板Wの表面Wfの全域において、当該表面Wfに付着しているDIW(リンス液)がIPA処理液によって置換される。なお、基板Wの表面Wfを移動するIPA処理液は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出され、上記ガード73に受け止められ、図示を省略する回収経路に沿って回収設備に送られる。このIPA置換は予め定められた置換時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ64cを閉じて中心軸ノズル60からのIPA処理液の吐出を停止する。 Further, the control unit 4 causes the guard 73 corresponding to the replacement process to face the gap GP. Then, the control unit 4 opens the valve 64c. Thereby, the IPA processing liquid is discharged as a low surface tension liquid from the IPA discharge port 64a of the central axis nozzle 60 toward the center of the surface Wf of the substrate W to which the DIW is attached. The IPA treatment liquid supplied to the surface Wf of the substrate W is spread over the entire surface Wf of the substrate W by the centrifugal force caused by the rotation of the substrate W. As a result, DIW (rinsing liquid) adhering to the surface Wf of the substrate W is replaced with the IPA treatment liquid over the entire surface Wf of the substrate W. The IPA processing liquid moving on the surface Wf of the substrate W is discharged from the periphery of the substrate W to the side of the substrate W, is received by the guard 73, and is sent to the recovery equipment along a recovery path (not shown). It will be done. This IPA replacement continues for a predetermined replacement time, and after that time, the control unit 4 closes the valve 64c and stops discharging the IPA processing liquid from the central axis nozzle 60.

IPA置換の次に、乾燥前処理液供給処理(ステップS6)が実行される。この乾燥前処理液供給処理では、制御部4は、基板Wの回転速度、垂直N2の流量および水平N2の流量をそれぞれ置換処理での値に維持している。制御部4は、乾燥前処理液供給処理に対応するガード73を隙間GPに対向させる。制御部4は、バルブ65cを開く。それにより、置換液が付着している基板Wの表面Wfの中央部に向けて中心軸ノズル60の乾燥前処理液吐出口65aから乾燥前処理液が吐出される。基板Wの表面Wfに供給された乾燥前処理液は、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの表面Wfの全域に広がる。これにより、基板Wの表面Wfの全域においてIPA処理液から乾燥前処理液の置換が行われるとともに比較的厚い乾燥前処理液の液膜が形成される。乾燥前処理液の吐出は予め定められた時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ65cを閉じて中心軸ノズル60からの乾燥前処理液の吐出を停止する。 After IPA replacement, a pre-drying treatment liquid supply process (step S6) is executed. In this pre-drying treatment liquid supply process, the control unit 4 maintains the rotational speed of the substrate W, the vertical N2 flow rate, and the horizontal N2 flow rate at the values in the replacement process. The control unit 4 causes the guard 73 corresponding to the drying pretreatment liquid supply process to face the gap GP. The control unit 4 opens the valve 65c. Thereby, the drying pretreatment liquid is discharged from the drying pretreatment liquid discharge port 65a of the central axis nozzle 60 toward the center of the surface Wf of the substrate W to which the replacement liquid is attached. The drying pretreatment liquid supplied to the surface Wf of the substrate W is spread over the entire surface Wf of the substrate W by the centrifugal force caused by the rotation of the substrate W. As a result, the IPA treatment liquid is replaced with the drying pretreatment liquid over the entire surface Wf of the substrate W, and a relatively thick liquid film of the drying pretreatment liquid is formed. Discharging of the drying pretreatment liquid is continued for a predetermined period of time, and after that time, the control unit 4 closes the valve 65c to stop discharging the drying pretreatment liquid from the central axis nozzle 60.

こうして形成された液膜を所望厚さまで薄くするために、膜厚減少処理(ステップS7)が実行される。膜厚減少処理では、制御部4は、バルブ66c、68cを閉じて垂直N2および水平N2の吐出を停止させるとともに、基板回転駆動機構34のモータ(図示省略)を制御して基板Wの回転速度を置換回転速度よりも高いスピンオフ速度まで増速させる。そして、制御部4は予め定められた時間だけスピンオフ速度に維持させる。これにより、余分な乾燥前処理液が基板Wの表面Wfから除去されて乾燥前処理液の液膜の厚みが所望厚さに調整される。なお、本実施形態では、膜厚減少処理中の間、空間SPへの窒素ガスの供給を停止しているが、窒素ガス供給を行ってもよい。 In order to thin the liquid film thus formed to a desired thickness, a film thickness reduction process (step S7) is performed. In the film thickness reduction process, the control unit 4 closes the valves 66c and 68c to stop discharging vertical N2 and horizontal N2, and controls the motor (not shown) of the substrate rotation drive mechanism 34 to adjust the rotation speed of the substrate W. is increased to a spin-off speed higher than the displacement rotation speed. Then, the control unit 4 maintains the spin-off speed for a predetermined time. As a result, the excess drying pretreatment liquid is removed from the surface Wf of the substrate W, and the thickness of the liquid film of the drying pretreatment liquid is adjusted to a desired thickness. Note that in this embodiment, the supply of nitrogen gas to the space SP is stopped during the film thickness reduction process, but the supply of nitrogen gas may be continued.

次に、基板W上の乾燥前処理液を凝固させ、昇華性物質を含む凝固体を基板Wの表面Wf上に形成する凝固体形成処理(ステップS8)が実行される。この凝固体形成処理では、制御部4は、基板回転駆動機構34のモータ(図示省略)を制御して基板Wの回転速度を凝固体形成速度に調整する。この凝固体形成速度は置換回転速度と同じであってもよいし、それ以上であってもよい。また、制御部4は、凝固体形成を促進させるために、バルブ66c、68cの少なくとも一方を開いて窒素ガスを吐出する。こうした凝固体形成処理により、乾燥前処理液の蒸発が促進され、基板W上の乾燥前処理液の一部が蒸発する。液膜中の昇華性物質の濃度が徐々に増加しながら、液膜の膜厚が徐々に減少していく。そして、基板Wの表面上面全域を覆う固化膜に相当する凝固体(図8~図11、図15中の符号SB)が形成される。 Next, a solidified body forming process (step S8) is performed in which the pre-drying treatment liquid on the substrate W is solidified and a solidified body containing a sublimable substance is formed on the surface Wf of the substrate W. In this solidified body forming process, the control unit 4 controls the motor (not shown) of the substrate rotation drive mechanism 34 to adjust the rotational speed of the substrate W to the solidified body forming speed. This coagulation formation speed may be the same as the displacement rotation speed or may be higher. Further, the control unit 4 opens at least one of the valves 66c and 68c to discharge nitrogen gas in order to promote coagulation formation. This coagulation formation process promotes evaporation of the drying pretreatment liquid, and a portion of the drying pretreatment liquid on the substrate W evaporates. While the concentration of the sublimable substance in the liquid film gradually increases, the thickness of the liquid film gradually decreases. Then, a solidified body (symbol SB in FIGS. 8 to 11 and 15) corresponding to a solidified film covering the entire upper surface of the substrate W is formed.

この凝固体形成処理に続いて、基板Wの表面Wf上の凝固体を昇華させて、基板Wの表面Wfから除去する昇華処理(ステップS9)が実行される。制御部4は、基板Wの回転速度を昇華速度に調整する。この昇華速度は、凝固体形成工程の最終速度と等しくてもよいし、異なっていてもよい。また、制御部4は、凝固体SBに対して窒素ガスを供給する。ここで、例えば図8に示すように、従来技術と同様の手法、つまり垂直N2の供給のみにより昇華処理を行うと、既述の問題が生じる。 Following this solidified body formation process, a sublimation process (step S9) is performed in which the solidified body on the surface Wf of the substrate W is sublimated and removed from the surface Wf of the substrate W. The control unit 4 adjusts the rotation speed of the substrate W to the sublimation speed. This sublimation rate may be equal to or different from the final rate of the coagulum formation step. Further, the control unit 4 supplies nitrogen gas to the solidified body SB. Here, for example, as shown in FIG. 8, if the sublimation process is performed using the same method as in the prior art, that is, only by supplying vertical N2, the above-mentioned problem will occur.

図8は従来技術において実行される昇華処理を示す図である。同図中の上段グラフ(および後で説明する同様のグラフ)の横軸は昇華開始からの経過時間を示し、縦軸は垂直N2の流量を示している。従来技術では、図6A中の1点鎖線矢印で示す第1供給態様のみにより窒素ガスが基板Wの表面Wfに供給される。つまり、垂直N2が基板Wの表面中央部を経由して基板Wの表面全体に行き渡っている。このため、図8の下段模式図に示すように、昇華処理の初期段階(タイミングT01)では、凝固体SBの表層部分で昇華した気体状の昇華性物質SSが窒素ガスとともに基板Wの表面Wfから排除される。しかしながら、ある程度の時間が経過したタイミングT02では、基板Wの表面周縁部上に位置する凝固体SBの中央領域SB1に対しては常にフレッシュな窒素ガスが供給されるのに対し、基板Wの表面周縁部上に位置する凝固体SBの周縁領域SB2に対しては昇華性物質SSの濃度が高い窒素ガスが流れてくる。このため、凝固体SBの中央領域SB1と周縁領域SB2とで昇華処理の進行度が相違する。より具体的には、周縁領域SB2の昇華が抑制されることがあり、このことが基板Wの表面周縁部におけるパターン倒壊の主要因のひとつになっている。そこで、本実施形態では、窒素ガスの供給態様を2種類用意し、これらのON/OFFを適宜制御することで上記問題を解消している。 FIG. 8 is a diagram showing a sublimation process performed in the conventional technique. The horizontal axis of the upper graph in the figure (and a similar graph described later) indicates the elapsed time from the start of sublimation, and the vertical axis indicates the vertical N2 flow rate. In the prior art, nitrogen gas is supplied to the surface Wf of the substrate W only by the first supply mode shown by the dashed-dotted line arrow in FIG. 6A. In other words, the vertical N2 extends over the entire surface of the substrate W via the center of the surface of the substrate W. Therefore, as shown in the lower schematic diagram of FIG. 8, in the initial stage of the sublimation process (timing T01), the gaseous sublimable substance SS sublimated on the surface layer portion of the solidified body SB is mixed with the nitrogen gas on the surface Wf of the substrate W. be excluded from However, at timing T02 after a certain amount of time has elapsed, fresh nitrogen gas is always supplied to the central region SB1 of the solidified body SB located on the peripheral edge of the surface of the substrate W; Nitrogen gas containing a high concentration of sublimable substance SS flows into the peripheral region SB2 of the solidified body SB located on the peripheral portion. Therefore, the degree of progress of the sublimation process is different between the central region SB1 and the peripheral region SB2 of the solidified body SB. More specifically, sublimation of the peripheral edge region SB2 may be suppressed, and this is one of the main causes of pattern collapse at the peripheral edge of the surface of the substrate W. Therefore, in this embodiment, the above problem is solved by preparing two types of nitrogen gas supply modes and controlling their ON/OFF as appropriate.

図9は本発明の第1実施形態において実行される昇華処理を示す図である。本実施形態では、昇華処理(ステップS9)の開始時点で、制御部4はバルブ66cを閉じて垂直N2の吐出を停止させる一方で、バルブ68cを開いて流量F2で水平N2の吐出を開始する。これにより、水平N2のみを供給している間、周縁領域SB2に対して昇華性物質SSを含まないフレッシュな窒素ガスが常時供給される。その結果、例えばタイミングT11では、周縁領域SB2の昇華が進行する。一方、凝固体SBの中央領域SB1に対して窒素ガスは供給されないため、中央領域SB1の昇華は規制される。 FIG. 9 is a diagram showing the sublimation process performed in the first embodiment of the present invention. In this embodiment, at the start of the sublimation process (step S9), the control unit 4 closes the valve 66c to stop discharging vertical N2, and opens the valve 68c to start discharging horizontal N2 at a flow rate F2. . As a result, while only the horizontal N2 is being supplied, fresh nitrogen gas that does not contain the sublimable substance SS is constantly supplied to the peripheral region SB2. As a result, for example, at timing T11, sublimation of the peripheral region SB2 progresses. On the other hand, since nitrogen gas is not supplied to the central region SB1 of the solidified body SB, sublimation of the central region SB1 is regulated.

こうして本発明の「第2昇華工程」の一例に相当する周縁領域SB2の昇華が優先的に進行した、あるいは同昇華が完了したタイミングTswで、制御部4はバルブ68cを開いたままバルブ66cを開いて流量F1(<F2)で垂直N2の吐出を開始する。これにより、例えばタイミングT12での模式図(同図の下段右図)に示すように、中央領域SB1に対してフレッシュな窒素ガスが供給され、中央領域SB1を含めた凝固体SBの全体的な昇華が進行していく。これが本発明の「第1昇華工程」の一例に相当する。また、周縁領域SB2に対しては、フレッシュな水平N2が供給され続けており、昇華性物質SSの濃度は低く抑えられている。このため、タイミングTsw時点で周縁領域SB2の昇華が完了していない場合であっても、周縁領域SB2の昇華は進行していく。その結果、昇華処理(ステップS9)により、凝固体SB全体が確実に昇華除去される。 In this way, at the timing Tsw when the sublimation of the peripheral region SB2, which corresponds to an example of the "second sublimation step" of the present invention, has progressed preferentially or has been completed, the control unit 4 closes the valve 66c while keeping the valve 68c open. It opens and starts discharging vertical N2 at a flow rate F1 (<F2). As a result, for example, as shown in the schematic diagram at timing T12 (lower right diagram in the figure), fresh nitrogen gas is supplied to the central region SB1, and the entire solidified body SB including the central region SB1 is Sublimation is progressing. This corresponds to an example of the "first sublimation step" of the present invention. Furthermore, fresh horizontal N2 continues to be supplied to the peripheral region SB2, and the concentration of the sublimable substance SS is kept low. Therefore, even if the sublimation of the peripheral area SB2 is not completed at the timing Tsw, the sublimation of the peripheral area SB2 continues. As a result, the entire coagulated body SB is reliably sublimated and removed by the sublimation process (step S9).

図7に戻って説明を続ける。昇華処理の次に、制御部4は、基板回転駆動機構34のモータを停止制御して基板Wの回転を停止させる(ステップS10:基板回転停止)。それに続いて、制御部4は、対向板昇降駆動機構56を制御して対向板51を対向位置から上昇させて退避位置に位置決めする。さらに、制御部4は、全てのガード73を隙間GPから下方に退避させる。 Returning to FIG. 7, the explanation will be continued. After the sublimation process, the control unit 4 controls the motor of the substrate rotation drive mechanism 34 to stop the rotation of the substrate W (step S10: stop substrate rotation). Subsequently, the control unit 4 controls the opposing plate elevating drive mechanism 56 to raise the opposing plate 51 from the opposing position and position it at the retracted position. Further, the control unit 4 retracts all the guards 73 downward from the gap GP.

その後、制御部4がシャッター開閉機構22を制御してシャッター23(図1~図3)を開いた後で、基板搬送ロボット111がチャンバ20の内部空間に進入して、チャックピン31による保持が解除された処理済みの基板Wをチャンバ20外へと搬出する(ステップS10)。なお、基板Wの搬出が完了して基板搬送ロボット111が処理ユニット1Aから離れると、制御部4はシャッター開閉機構22を制御してシャッター23を閉じる。 Thereafter, after the control unit 4 controls the shutter opening/closing mechanism 22 to open the shutter 23 (FIGS. 1 to 3), the substrate transfer robot 111 enters the internal space of the chamber 20 and is held by the chuck pin 31. The released processed substrate W is carried out of the chamber 20 (step S10). Note that when the substrate transfer robot 111 leaves the processing unit 1A after the substrate W is completely unloaded, the control section 4 controls the shutter opening/closing mechanism 22 to close the shutter 23.

以上のように、第1実施形態では、垂直N2を供給することで凝固体SB全体を昇華させるのに先立って、水平N2が凝固体SBの周縁領域SB2に供給されて周縁領域SB2の優先的な昇華が行われている。また、垂直N2の供給を開始した後において、水平N2の流量F2は垂直N2の流量F1よりも多く設定されている。このため、垂直N2の供給開始後において、周縁領域SB2に流れ込む窒素ガス(=垂直N2+水平N2)中の昇華性物質SSの濃度は低い。したがって、垂直N2の供給開始時点で周縁領域SB2の一部が未昇華であったとしても、当該未昇華部分の昇華が中央領域SB1の昇華と並行して行われる。よって、第1実施形態によれば、基板Wの表面周縁部でのパターン倒壊を改善することができる。 As described above, in the first embodiment, prior to sublimating the entire solidified body SB by supplying vertical N2, horizontal N2 is supplied to the peripheral area SB2 of the solidified body SB, and the horizontal N2 is preferentially applied to the peripheral area SB2. Sublimation is taking place. Further, after starting the supply of vertical N2, the flow rate F2 of horizontal N2 is set to be larger than the flow rate F1 of vertical N2. Therefore, after the vertical N2 supply starts, the concentration of the sublimable substance SS in the nitrogen gas (=vertical N2+horizontal N2) flowing into the peripheral region SB2 is low. Therefore, even if part of the peripheral region SB2 is unsublimated at the time of starting the supply of the vertical N2, sublimation of the unsublimated part is performed in parallel with sublimation of the central region SB1. Therefore, according to the first embodiment, pattern collapse at the peripheral edge of the surface of the substrate W can be improved.

図10は本発明の第2実施形態において実行される昇華処理を示す図である。第2実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、垂直N2の吐出開始後における垂直N2(第1気体)および水平N2(第2気体)の流量制御のみである。その他の構成は第1実施形態と同一である。そこで、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 10 is a diagram showing the sublimation process performed in the second embodiment of the present invention. The only major difference between the second embodiment and the first embodiment is the flow rate control of vertical N2 (first gas) and horizontal N2 (second gas) after the start of discharging vertical N2. The other configurations are the same as the first embodiment. Therefore, in the following, the differences will be mainly explained, and the same components will be given the same reference numerals and the explanation will be omitted.

第2実施形態では、昇華処理(ステップS9)において、周縁領域SB2の昇華が優先的に進行した、あるいは昇華が完了したタイミングTswで、制御部4はバルブ66cを開くとともに垂直N2の流量を徐々に増やすとともに水平N2の流量を徐々に減らした後でバルブ68cを閉じて水平N2の供給を停止する。 In the second embodiment, in the sublimation process (step S9), at the timing Tsw when the sublimation of the peripheral area SB2 has progressed preferentially or when the sublimation has been completed, the control unit 4 opens the valve 66c and gradually reduces the flow rate of the vertical N2. After gradually decreasing the horizontal N2 flow rate, the valve 68c is closed to stop the horizontal N2 supply.

この第2実施形態によれば、次の作用効果が得られる。凝固体SBの周縁領域SB2の昇華が優先的に行われており、タイミングTsw以降において昇華させるべき周縁領域SB2はゼロあるいは少量である。したがって、タイミングTsw以降に周縁領域SB2の昇華に主体的に寄与する水平N2の流量を絞ることで窒素ガスの消費量および排気機構74による排気量を抑えることができる。その結果、ランニングコストの低減を図ることができる。 According to this second embodiment, the following effects can be obtained. The peripheral region SB2 of the solidified body SB is preferentially sublimated, and the peripheral region SB2 to be sublimated after the timing Tsw is zero or a small amount. Therefore, by reducing the flow rate of the horizontal N2 that primarily contributes to the sublimation of the peripheral region SB2 after the timing Tsw, the amount of nitrogen gas consumed and the amount of exhaust by the exhaust mechanism 74 can be suppressed. As a result, running costs can be reduced.

図11は本発明の第3実施形態において実行される昇華処理を示す図である。第3実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、垂直N2の吐出開始タイミングである。その他の構成は第1実施形態と同一である。そこで、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 11 is a diagram showing the sublimation process performed in the third embodiment of the present invention. A major difference between the third embodiment and the first embodiment is the start timing of vertical N2 discharge. The other configurations are the same as the first embodiment. Therefore, in the following, the differences will be mainly explained, and the same components will be given the same reference numerals and the explanation will be omitted.

第3実施形態では、制御部4は、昇華処理(ステップS9)の開始時点より、バルブ66cを開いて流量F1で垂直N2の吐出を開始するとともにバルブ68cを開いて流量F2で水平N2の吐出を開始する。これにより、垂直N2が基板Wの表面中央部に供給されて凝固体SBの中央領域SB1の昇華が進行していく。この時に発生する気体状の昇華性物質SSは窒素ガスに含まれて表面周縁部に流れる。したがって、当該表面周縁部での昇華性物質SSが存在することになる。しかしながら、第3実施形態では、水平N2が、昇華処理の開始時点より垂直N2の流量F1よりも多くの流量F2で基板Wの表面周縁部に向けて供給される。このため、表面周縁部での窒素ガス(=垂直N2+水平N2)中の昇華性物質濃度は比較的低く、当該窒素ガスにより周縁領域SB2の昇華が中央領域SB1の昇華と並行して行われる。 In the third embodiment, from the start of the sublimation process (step S9), the control unit 4 opens the valve 66c to start discharging vertical N2 at a flow rate F1, and opens the valve 68c to discharge horizontal N2 at a flow rate F2. Start. As a result, the vertical N2 is supplied to the central part of the surface of the substrate W, and sublimation of the central region SB1 of the solidified body SB progresses. The gaseous sublimable substance SS generated at this time is contained in the nitrogen gas and flows to the surface periphery. Therefore, the sublimable substance SS exists at the peripheral edge of the surface. However, in the third embodiment, the horizontal N2 is supplied toward the surface periphery of the substrate W at a flow rate F2 greater than the flow rate F1 of the vertical N2 from the start of the sublimation process. Therefore, the concentration of the sublimable substance in the nitrogen gas (=vertical N2+horizontal N2) at the surface periphery is relatively low, and the nitrogen gas sublimates the peripheral region SB2 in parallel with the sublimation of the central region SB1.

以上のように、第3実施形態では、制御部4は水平N2(第2気体)の流量F2を垂直N2(第1気体)の流量F1よりも多くする流量制御を行っている。その結果、基板Wの表面周縁部でのパターン倒壊を改善することができる。 As described above, in the third embodiment, the control unit 4 controls the flow rate so that the flow rate F2 of the horizontal N2 (second gas) is larger than the flow rate F1 of the vertical N2 (first gas). As a result, pattern collapse at the peripheral edge of the surface of the substrate W can be improved.

ところで、上記第1実施形態ないし第3実施形態では、対向部材50の対向板51を基板Wの表面Wfに近接させることで半密閉状の空間SPを形成して基板処理を行う処理ユニット1Aに対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されない。例えば特許文献1に記載の装置、つまり遮断板の下面を基板の上面と平行に近接配置した状態で基板処理する基板処理装置にも適用することができる。また、上記対向板51や遮断板よりも小型、つまり基板Wの外径よりも小さなガスノズルを用いて基板処理する処理ユニット(第4実施形態)や基板Wの表面Wfに沿ってスキャンノズルを走査して基板処理する処理ユニット(第5実施形態)などにも本発明を適用することができる。 By the way, in the first to third embodiments described above, the processing unit 1A that processes the substrate is formed by forming the semi-sealed space SP by bringing the opposing plate 51 of the opposing member 50 close to the front surface Wf of the substrate W. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to the apparatus described in Patent Document 1, that is, a substrate processing apparatus that processes a substrate with the lower surface of the shielding plate disposed close to and parallel to the upper surface of the substrate. Further, a processing unit (fourth embodiment) that processes a substrate using a gas nozzle smaller than the opposing plate 51 and the blocking plate, that is, smaller than the outer diameter of the substrate W, and a scan nozzle that scans along the surface Wf of the substrate W. The present invention can also be applied to a processing unit (fifth embodiment) that processes a substrate.

図12は本発明に係る基板処理装置の第4実施形態に相当する処理ユニットの構成を示す図である。図13は図12に示す装置の平面図である。図14Aはガスノズルの構成を模式的に示す図である。図14Bはガスノズルを鉛直下方から見た図である。第4実施形態が第1実施形態と大きく相違している点は、薬液、DIW、IPA処理液、乾燥前処理液および窒素ガスを基板Wに供給する構成である。その他の構成は第1実施形態と同一である。そこで、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 12 is a diagram showing the configuration of a processing unit corresponding to the fourth embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 13 is a plan view of the device shown in FIG. 12. FIG. 14A is a diagram schematically showing the configuration of a gas nozzle. FIG. 14B is a diagram of the gas nozzle viewed from vertically below. The fourth embodiment is largely different from the first embodiment in the configuration for supplying the chemical solution, DIW, IPA treatment liquid, drying pretreatment liquid, and nitrogen gas to the substrate W. The other configurations are the same as the first embodiment. Therefore, in the following, the differences will be mainly explained, and the same components will be given the same reference numerals and the explanation will be omitted.

処理ユニット1Bは、スピンチャック30に保持されている基板Wの表面Wfを保護する気流を形成するガスノズル54を有している。ガスノズル54は、基板Wの直径よりも小さな外径を有するノズル本体540を有している。このノズル本体540の外周面に、2つのガス吐出口541、542が設けられている。ガス吐出口541、542はガスノズル54の全周にわたって周方向に連続した環状のスリットであり、それぞれ基板Wの上方で放射状に窒素ガスを吐出可能となっている。ガス吐出口541、542はガスノズル54の下面よりも上方に配置されている。ガス吐出口542はガス吐出口541よりも上方に配置されている。なお、ガス吐出口541、542の直径は、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。 The processing unit 1B has a gas nozzle 54 that forms an airflow that protects the surface Wf of the substrate W held by the spin chuck 30. The gas nozzle 54 has a nozzle body 540 having an outer diameter smaller than the diameter of the substrate W. Two gas discharge ports 541 and 542 are provided on the outer peripheral surface of this nozzle body 540. The gas discharge ports 541 and 542 are annular slits continuous in the circumferential direction over the entire circumference of the gas nozzle 54, and can discharge nitrogen gas radially above the substrate W, respectively. The gas discharge ports 541 and 542 are arranged above the lower surface of the gas nozzle 54. The gas discharge port 542 is arranged above the gas discharge port 541. Note that the diameters of the gas discharge ports 541 and 542 may be equal to each other or may be different from each other.

ガス吐出口541は、図14Aに示すように、ノズル本体540の側面から上端面に繋がる配管部543と接続されている。配管部543は配管544bを介して窒素ガス供給部(図示省略)と接続されている。この配管544bには、バルブ544cが介装されている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ544cが開かれると、窒素ガスが配管544bを介してノズル本体540に供給され、ガス吐出口541から回転軸線AX1を中心に放射状に吐出される。 The gas discharge port 541 is connected to a piping portion 543 that connects from the side surface of the nozzle body 540 to the upper end surface, as shown in FIG. 14A. The piping section 543 is connected to a nitrogen gas supply section (not shown) via a piping 544b. A valve 544c is installed in this pipe 544b. Therefore, when the valve 544c is opened in response to an opening/closing command from the control unit 4, nitrogen gas is supplied to the nozzle body 540 via the pipe 544b, and is discharged from the gas discharge port 541 radially around the rotation axis AX1. Ru.

ガス吐出口542は、ノズル本体540の側面から上端面に繋がる配管部545と接続されている。配管部545は、図14Aに示すように、配管546bを介して窒素ガス供給部(図示省略)と接続されている。この配管546bには、バルブ546cが介装されている。このため、制御部4からの開指令に応じてバルブ546cが開かれると、窒素ガスが配管546bを介してノズル本体540に供給され、ガス吐出口542から回転軸線AX1を中心に放射状に吐出される。 The gas discharge port 542 is connected to a piping portion 545 that connects from the side surface of the nozzle body 540 to the upper end surface. As shown in FIG. 14A, the piping section 545 is connected to a nitrogen gas supply section (not shown) via a piping 546b. A valve 546c is installed in this pipe 546b. Therefore, when the valve 546c is opened in response to an opening command from the control unit 4, nitrogen gas is supplied to the nozzle body 540 via the pipe 546b, and is discharged from the gas discharge port 542 radially around the rotation axis AX1. Ru.

したがって、バルブ544c、546cの両方が開かれると、上下に重なった複数の環状の気流がガスノズル54のまわりに形成される。つまり、ガス吐出口542から窒素ガスが水平方向に吐出されて環状の窒素ガス流が形成される。また、当該窒素ガス流の下方側で、ガス吐出口541から窒素ガスが水平方向から若干下方に傾いて吐出されて円錐台状の窒素ガス流が形成される。この円錐台状に吐出された窒素ガスは基板Wの表面周縁部に向かって流れ、第1実施形態中の水平N2に相当し、本発明の「第2気体」として機能する。 Therefore, when both valves 544c, 546c are opened, a plurality of overlapping annular air flows are formed around the gas nozzle 54. That is, nitrogen gas is discharged from the gas discharge port 542 in the horizontal direction to form an annular nitrogen gas flow. Further, on the lower side of the nitrogen gas flow, nitrogen gas is discharged from the gas discharge port 541 with a slight downward inclination from the horizontal direction, thereby forming a truncated conical nitrogen gas flow. This nitrogen gas discharged in the shape of a truncated cone flows toward the peripheral edge of the surface of the substrate W, corresponds to the horizontal N2 in the first embodiment, and functions as the "second gas" of the present invention.

このように構成されたノズル本体540の中央部には、図14Aおよび図14Bに示すように、中心軸ノズル60が取り付けられている。中心軸ノズル60は回転軸線AX1に沿って上下方向に延設されたノズル本体61を有している。このノズル本体61の中央部には、ノズル本体61の上端面から下端面に貫通して5本の中央配管部(図示省略)が設けられている。それら5本の中央配管部の下端面側開口はそれぞれ薬液吐出口62a、DIW吐出口63a、IPA吐出口64a、乾燥前処理液吐出口65aおよび中央ガス吐出口66aとして機能する。これらの吐出口62a~66aには、第1実施形態と同様に、配管62b~66bが接続されている。そして、制御部4がバルブ62c~66cを開閉制御することで薬液、DIW、IPA処理液、乾燥前処理液および窒素ガスが選択的に基板Wの表面中央部に向けて吐出される。このように吐出口66aから鉛直下方に吐出される窒素ガス、つまり垂直N2が本発明の「第1気体」の一例に相当している。 As shown in FIGS. 14A and 14B, a central axis nozzle 60 is attached to the center of the nozzle body 540 configured in this way. The central axis nozzle 60 has a nozzle body 61 extending vertically along the rotation axis AX1. Five central piping portions (not shown) are provided in the center of the nozzle body 61, penetrating from the upper end surface to the lower end surface of the nozzle body 61. The openings on the lower end side of the five central piping portions function as a chemical solution outlet 62a, a DIW outlet 63a, an IPA outlet 64a, a drying pretreatment liquid outlet 65a, and a central gas outlet 66a, respectively. Pipes 62b to 66b are connected to these discharge ports 62a to 66a, as in the first embodiment. Then, by controlling the opening and closing of the valves 62c to 66c by the control unit 4, the chemical liquid, DIW, IPA treatment liquid, drying pretreatment liquid, and nitrogen gas are selectively discharged toward the center of the surface of the substrate W. The nitrogen gas discharged vertically downward from the discharge port 66a, that is, the vertical N2, corresponds to an example of the "first gas" of the present invention.

中心軸ノズル60が一体的に取り付けられたガスノズル54には、ノズル移動機構55が接続されている。ノズル移動機構55は、ガスノズル54を保持するノズルアーム551と、ノズルアーム551を移動させることにより、鉛直方向および水平方向にガスノズル54を移動させるノズル駆動部552とを有している。ノズル駆動部552は例えばスピンチャック30およびガード73のまわりで鉛直に延びるノズル回動軸線AX2まわりにガスノズル54を水平に移動させる旋回ユニットである。 A nozzle moving mechanism 55 is connected to the gas nozzle 54 to which the central axis nozzle 60 is integrally attached. The nozzle moving mechanism 55 includes a nozzle arm 551 that holds the gas nozzle 54, and a nozzle drive section 552 that moves the gas nozzle 54 in the vertical and horizontal directions by moving the nozzle arm 551. The nozzle drive unit 552 is, for example, a turning unit that horizontally moves the gas nozzle 54 around the nozzle rotation axis AX2 that extends vertically around the spin chuck 30 and the guard 73.

ノズル移動機構55は中央上位置(図13において2点鎖線で示す位置)と待機位置(図13において実線で示す位置)との間で、ガスノズル54を中心軸ノズル60と一体的に水平移動させる。ノズル移動機構55は、さらに、中央上位置と中央下位置との間でガスノズル54を鉛直に移動させる。待機位置は、平面視でガスノズル54がガード73のまわりに位置する位置である。中央上位置および中央下位置は、平面視でガスノズル54が基板Wの中央部に重なる位置(図13において2点鎖線で示す位置)である。中央上位置は、中央下位置の上方の位置である。ノズル移動機構55が制御部4からの下降指令を受けてガスノズル54を中央上位置から中央下位置に下降させると、ガスノズル54の下面が基板Wの表面中央部に近づく。 The nozzle moving mechanism 55 horizontally moves the gas nozzle 54 integrally with the central axis nozzle 60 between the upper center position (the position shown by the two-dot chain line in FIG. 13) and the standby position (the position shown by the solid line in FIG. 13). . The nozzle moving mechanism 55 further moves the gas nozzle 54 vertically between the upper center position and the lower center position. The standby position is a position where the gas nozzle 54 is located around the guard 73 in plan view. The upper center position and the lower center position are positions where the gas nozzle 54 overlaps the center of the substrate W in plan view (positions indicated by two-dot chain lines in FIG. 13). The upper center position is a position above the lower center position. When the nozzle moving mechanism 55 receives a lowering command from the control unit 4 and lowers the gas nozzle 54 from the upper center position to the lower center position, the lower surface of the gas nozzle 54 approaches the center of the surface of the substrate W.

ガスノズル54が中央位置に配置されると、ガスノズル54が平面視で基板Wの表面中央部に重なる。このとき、ガスノズル54の下面および中心軸ノズル60の吐出口62a~66aが基板Wの上面中央部に対向する。そして、制御部4は基板回転駆動機構34のモータ(図示省略)を制御してスピンベース32と一緒に基板Wを回転させながらバルブ62c~66cを開閉制御することで第1実施形態と同様に一連の基板処理を行う。特に、昇華処理(ステップS9)では、制御部4がバルブ66cを開くことで垂直N2が本発明の「第2気体」として基板Wの表面中央部に供給される。また、制御部4がバルブ544c、546cを開くことでガスノズル54から放射状に広がる環状の窒素ガス流が基板Wの上方で形成される。そのうち、バルブ544cの開成によりガス吐出口541から窒素ガスが本発明の「第2気体」として基板Wの表面周縁部に向けて供給される。 When the gas nozzle 54 is arranged at the center position, the gas nozzle 54 overlaps the center of the surface of the substrate W in plan view. At this time, the lower surface of the gas nozzle 54 and the discharge ports 62a to 66a of the central axis nozzle 60 face the center of the upper surface of the substrate W. Then, the control unit 4 controls the motor (not shown) of the substrate rotation drive mechanism 34 to rotate the substrate W together with the spin base 32 while controlling the opening and closing of the valves 62c to 66c, as in the first embodiment. Perform a series of substrate processing. In particular, in the sublimation process (step S9), the control unit 4 opens the valve 66c to supply vertical N2 to the center of the surface of the substrate W as the "second gas" of the present invention. Further, when the control unit 4 opens the valves 544c and 546c, an annular nitrogen gas flow that radially spreads from the gas nozzle 54 is formed above the substrate W. When the valve 544c is opened, nitrogen gas is supplied from the gas discharge port 541 toward the peripheral edge of the surface of the substrate W as the "second gas" of the present invention.

このように構成された処理ユニット1Bにおいては、第1実施形態と同様にして、図7に示すフローに一連の基板処理(ステップS1~S11)が実行されるが、特に昇華処理(ステップS9)は以下のようにして実行される。 In the processing unit 1B configured as described above, a series of substrate processing (steps S1 to S11) is executed in the flow shown in FIG. 7 in the same manner as in the first embodiment, but in particular, sublimation processing (step S9) is executed as follows.

図15は本発明の第4実施形態において実行される昇華処理を示す図である。第4実施形態では、ガスノズル54が中央下位置(図15の下段模式図において実線で示す位置)に位置決めされた状態で昇華処理(ステップS9)は実行される。この昇華処理の開始時点で、制御部4はバルブ66cを閉じて垂直N2の吐出を停止させる一方で、同図に示すようにバルブ544cを開いて流量F2で水平N2の吐出を開始する。これにより、水平N2のみを供給している間、周縁領域SB2に対して昇華性物質SSを含まないフレッシュな窒素ガスが常時供給される。その結果、例えばタイミングT41では、周縁領域SB2の昇華が進行する。一方、凝固体SBの中央領域SB1に対して窒素ガスは供給されないため、中央領域SB1の昇華は規制される。なお、本実施形態では、バルブ546cを開いて水平N2の上方に環状の窒素ガス流(同図中の破線)を形成しているが、当該窒素ガス流を省略してもよい。 FIG. 15 is a diagram showing the sublimation process performed in the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the sublimation process (step S9) is performed with the gas nozzle 54 positioned at the lower center position (the position indicated by the solid line in the lower schematic diagram of FIG. 15). At the start of this sublimation process, the control unit 4 closes the valve 66c to stop discharging vertical N2, while opening the valve 544c to start discharging horizontal N2 at a flow rate F2, as shown in the figure. As a result, while only the horizontal N2 is being supplied, fresh nitrogen gas that does not contain the sublimable substance SS is constantly supplied to the peripheral region SB2. As a result, at timing T41, for example, sublimation of the peripheral region SB2 progresses. On the other hand, since nitrogen gas is not supplied to the central region SB1 of the solidified body SB, sublimation of the central region SB1 is regulated. In this embodiment, the valve 546c is opened to form an annular nitrogen gas flow (broken line in the figure) above the horizontal N2, but the nitrogen gas flow may be omitted.

こうして周縁領域SB2の昇華が優先的に進行した、あるいは昇華が完了したタイミングTswで、制御部4はバルブ244c、246cを開いたままバルブ66cを開いて流量F1(<F2)で垂直N2の吐出を開始する。これにより、例えばタイミングT42での模式図(同図の下段右図)に示すように、中央領域SB1に対してフレッシュな窒素ガスが供給され、中央領域SB1を含めて凝固体SBの全体的な昇華が進行していく。また、周縁領域SB2に対しては、フレッシュな水平N2が供給され続けており、昇華性物質SSの濃度は低く抑えられている。このため、タイミングTsw時点で周縁領域SB2の昇華が完了していない場合であっても、周縁領域SB2の昇華は進行していく。その結果、昇華処理(ステップS9)により、凝固体SB全体が確実に昇華除去される。 In this way, at the timing Tsw when the sublimation of the peripheral area SB2 has progressed preferentially or when the sublimation has been completed, the control unit 4 opens the valve 66c while keeping the valves 244c and 246c open to discharge vertical N2 at a flow rate F1 (<F2). Start. As a result, for example, as shown in the schematic diagram at timing T42 (lower right diagram in the figure), fresh nitrogen gas is supplied to the central region SB1, and the entire solidified body SB including the central region SB1 is Sublimation is progressing. Furthermore, fresh horizontal N2 continues to be supplied to the peripheral region SB2, and the concentration of the sublimable substance SS is kept low. Therefore, even if the sublimation of the peripheral area SB2 is not completed at the timing Tsw, the sublimation of the peripheral area SB2 continues. As a result, the entire coagulated body SB is reliably sublimated and removed by the sublimation process (step S9).

以上のように、ガスノズル54を用いる処理ユニット1Bにおいて、第1実施形態と同様に、基板Wの表面周縁部でのパターン倒壊を改善することができる。 As described above, in the processing unit 1B using the gas nozzle 54, pattern collapse at the peripheral edge of the surface of the substrate W can be improved as in the first embodiment.

図16は本発明に係る基板処理装置の第5実施形態に相当する処理ユニットの構成を示す図である。図17は図16に示す装置の平面図である。第5実施形態に係る処理ユニット1Cは、基板Wの表面Wfを上方から保護する構成(対向部材50やガスノズル54)を設けることなく、上記実施形態と同様に昇華処理を含む一連の基板処理を行う。特に、第5実施形態が第1実施形態と大きく相違している点は、ノズル構成と、昇華処理の内容とである。その他の構成は第1実施形態と同一である。そこで、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 16 is a diagram showing the configuration of a processing unit corresponding to the fifth embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 17 is a plan view of the device shown in FIG. 16. The processing unit 1C according to the fifth embodiment performs a series of substrate processing including sublimation processing as in the above embodiments without providing a structure (facing member 50 or gas nozzle 54) that protects the front surface Wf of the substrate W from above. conduct. In particular, the fifth embodiment differs greatly from the first embodiment in the nozzle configuration and the content of the sublimation process. The other configurations are the same as the first embodiment. Therefore, in the following, the differences will be mainly explained, and the same components will be given the same reference numerals and the explanation will be omitted.

処理ユニット1Cは、中心軸ノズル60が一体的に取り付けられたスキャンノズル57と、スキャンノズル57を移動させるノズル移動機構55とを有している。ノズル移動機構55は、第4実施形態と同様に、スキャンノズル57を保持するノズルアーム551と、ノズルアーム551を移動させることにより、鉛直方向および水平方向にスキャンノズル57を移動させるノズル駆動部552とを有している。ノズル駆動部552は例えばスピンチャック30およびガード73のまわりで鉛直に延びるノズル回動軸線AX2まわりにスキャンノズル57を水平に移動させる旋回ユニットである。 The processing unit 1C includes a scan nozzle 57 to which a central axis nozzle 60 is integrally attached, and a nozzle moving mechanism 55 that moves the scan nozzle 57. Similar to the fourth embodiment, the nozzle moving mechanism 55 includes a nozzle arm 551 that holds the scan nozzle 57, and a nozzle drive section 552 that moves the scan nozzle 57 in the vertical and horizontal directions by moving the nozzle arm 551. It has The nozzle drive unit 552 is, for example, a turning unit that horizontally moves the scan nozzle 57 around the nozzle rotation axis AX2 that extends vertically around the spin chuck 30 and the guard 73.

ノズル移動機構55は、中央上位置(図17において2点鎖線で示す位置)を経由しながら第1待機位置(図17において実線で示す位置)と第2待機位置(図17において1点鎖線で示す位置)との間で、スキャンノズル57を中心軸ノズル60と一体的に水平移動させる。また、ノズル移動機構55は制御部4からの速度指令に応じてスキャンノズル57の移動速度を変更可能となっている。より具体的には、ノズル移動機構55は、図17に示すように、第1待機位置、第1基板直上位置P1ないし第9基板直上位置P9および第2待機位置の間でスキャンノズル57の移動速度を変更可能となっている。そして、ノズル移動機構55は、昇華処理(ステップS9)を行う際にはスキャンノズル57を第1待機位置と第2待機位置との間でスキャンする一方、薬液処理(ステップS3)、リンス処理(ステップS4)、置換処理(ステップS5)、乾燥前処理液供給処理(ステップS6)、膜厚減少処理(ステップS7)および凝固体形成処理(ステップS8)を行う際にはスキャンノズル57を中央上位置(第5基板直上位置P5)に位置決めする。ここで、凝固体形成処理においては、スキャンノズル57を中央上位置から第1待機位置または第2待機位置にスキャンさせてよい。 The nozzle moving mechanism 55 moves through the center upper position (the position shown by the two-dot chain line in FIG. 17), and the first standby position (the position shown by the solid line in FIG. 17) and the second standby position (the one-dot chain line in FIG. 17). The scan nozzle 57 is horizontally moved integrally with the central axis nozzle 60 between the positions shown in FIG. Further, the nozzle moving mechanism 55 is capable of changing the moving speed of the scan nozzle 57 in accordance with a speed command from the control section 4. More specifically, as shown in FIG. 17, the nozzle moving mechanism 55 moves the scan nozzle 57 between a first standby position, a position P1 directly above the first substrate to a position P9 directly above the ninth substrate, and a second standby position. Speed can be changed. The nozzle moving mechanism 55 scans the scan nozzle 57 between the first standby position and the second standby position when performing the sublimation process (step S9), and also scans the scan nozzle 57 between the first standby position and the second standby position when performing the sublimation process (step S3), and the rinsing process (step S3). When performing step S4), replacement processing (step S5), pre-drying liquid supply processing (step S6), film thickness reduction processing (step S7), and coagulation formation processing (step S8), the scan nozzle 57 is placed above the center. position (position P5 directly above the fifth board). Here, in the coagulum formation process, the scan nozzle 57 may be scanned from the upper center position to the first standby position or the second standby position.

スキャンノズル57の中央部には、図16に示すように、中心軸ノズル60が取り付けられている。中心軸ノズル60は回転軸線AX1に沿って上下方向に延設されたノズル本体61を有している。このノズル本体61の中央部には、第1実施形態と同様に、ノズル本体61の上端面から下端面に貫通して5本の中央配管部(図示省略)が設けられている。また、それら5本の中央配管部には、配管62b~66bが接続されている。そして、スキャンノズル57が中央上位置(第5基板直上位置P5)に位置決めされた中央位置決め状態で、制御部4がバルブ62c~66cを開閉制御することで薬液、DIW、IPA処理液、乾燥前処理液および窒素ガスが選択的に基板Wの表面中央部に向けて吐出される。このように中央位置決め状態で中心軸ノズル60から吐出される窒素ガスが本発明の「第1気体」の一例に相当している。また、スキャンノズル57が第1基板直上位置P1または第9基板直上位置P9に位置する間に中心軸ノズル60の中央ガス吐出口66aから吐出される窒素ガスが本発明の「第2気体」の一例に相当している。本実施形態では、中央ガス吐出口66aが本発明の「第1吐出部」および「第2吐出部」として機能している。 A central axis nozzle 60 is attached to the center of the scan nozzle 57, as shown in FIG. The central axis nozzle 60 has a nozzle body 61 extending vertically along the rotation axis AX1. Five central piping sections (not shown) are provided in the center of the nozzle body 61, penetrating from the upper end surface to the lower end surface of the nozzle main body 61, as in the first embodiment. Furthermore, pipes 62b to 66b are connected to these five central pipe sections. In the center positioning state in which the scan nozzle 57 is positioned at the upper center position (position P5 directly above the fifth substrate), the control unit 4 controls the opening and closing of the valves 62c to 66c to remove the chemical liquid, DIW, IPA processing liquid before drying. The processing liquid and nitrogen gas are selectively discharged toward the center of the surface of the substrate W. The nitrogen gas discharged from the central axis nozzle 60 in this centrally positioned state corresponds to an example of the "first gas" of the present invention. Further, while the scan nozzle 57 is located at the position P1 directly above the first substrate or the position P9 directly above the ninth substrate, the nitrogen gas discharged from the central gas discharge port 66a of the central axis nozzle 60 is the "second gas" of the present invention. This corresponds to an example. In this embodiment, the central gas discharge port 66a functions as a "first discharge part" and a "second discharge part" of the present invention.

このように構成された処理ユニット1Cにおいては、第1実施形態と同様にして、図7に示すフローに一連の基板処理(ステップS1~S11)が実行されるが、特に昇華処理(ステップS9)は以下のようにして実行される。制御部4は、スキャンノズル57を第1基板直上位置P1(または第9基板直上位置P9)、つまり基板Wの表面周縁部の上方に移動される。また、基板Wの表面周縁部でのスキャンノズル57の下降により、スキャンノズル57の下面が基板Wの表面周縁部に近づく。これに続いて、制御部4がバルブ66cを開くことで、スキャンノズル57に保持された中心軸ノズル60から窒素ガスが基板Wの表面周縁部に供給される。これにより、まず最初に凝固体SBの周縁領域SB2に窒素ガスが供給されて周縁領域SB2の昇華が開始される。そして、周縁領域SB2の昇華が優先的に進行した、あるいは昇華が完了したタイミングで、制御部4は、中心軸ノズル60からの窒素ガスの吐出を継続させたまま、スキャンノズル57を基板Wの表面中央部の上方に向けて順次移動させる。そして、スキャンノズル57が中央上位置(第5基板直上位置P5)に位置することで、中心軸ノズル60から窒素ガスが基板Wの表面中央部に供給される。これにより、凝固体SBの中央領域SB1の昇華が最後に開始される。なお、本実施形態では、制御部4は、所定時間だけスキャンノズル57を中央上位置に位置させた後で、基板Wの表面周縁部の上方を経由してスキャンノズル57を待機位置に戻す。また、制御部4は、上記移動中に、スキャンノズル57の上昇によりスキャンノズル57の下面を基板Wの表面Wfから離間させるとともにバルブ66cを閉じて中心軸ノズル60からの窒素ガスの吐出を停止する。 In the processing unit 1C configured in this way, a series of substrate processing (steps S1 to S11) is executed in the flow shown in FIG. 7 in the same manner as in the first embodiment, but in particular, sublimation processing (step S9) is executed as follows. The control unit 4 moves the scan nozzle 57 to a position P1 directly above the first substrate (or a position P9 directly above the ninth substrate), that is, above the peripheral edge of the surface of the substrate W. Further, as the scan nozzle 57 descends at the peripheral edge of the surface of the substrate W, the lower surface of the scan nozzle 57 approaches the peripheral edge of the surface of the substrate W. Subsequently, the control unit 4 opens the valve 66c, so that nitrogen gas is supplied to the peripheral edge of the surface of the substrate W from the central axis nozzle 60 held by the scan nozzle 57. As a result, nitrogen gas is first supplied to the peripheral region SB2 of the solidified body SB, and sublimation of the peripheral region SB2 is started. Then, at the timing when the sublimation of the peripheral region SB2 has progressed preferentially or when the sublimation has been completed, the control unit 4 controls the scan nozzle 57 to move the scan nozzle 57 toward the substrate W while continuing to discharge nitrogen gas from the central axis nozzle 60. Move it sequentially toward the upper part of the center of the surface. By locating the scan nozzle 57 at the upper center position (position P5 directly above the fifth substrate), nitrogen gas is supplied from the central axis nozzle 60 to the center of the surface of the substrate W. As a result, sublimation of the central region SB1 of the solidified body SB is finally started. In this embodiment, the control unit 4 positions the scan nozzle 57 at the upper center position for a predetermined period of time, and then returns the scan nozzle 57 to the standby position via above the peripheral edge of the surface of the substrate W. Further, during the above movement, the control unit 4 moves the lower surface of the scan nozzle 57 away from the surface Wf of the substrate W by raising the scan nozzle 57, and closes the valve 66c to stop the discharge of nitrogen gas from the central axis nozzle 60. do.

以上のように、第5実施形態においても、第1実施形態と同様に、基板Wの表面周縁部でのパターン倒壊を改善することができる。 As described above, in the fifth embodiment as well, pattern collapse at the peripheral edge of the surface of the substrate W can be improved as in the first embodiment.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記第1実施形態、第2実施形態、第4実施形態および第5実施形態では、周縁領域SB2の昇華が優先的に進行した、あるいは昇華が完了したタイミングTswを昇華処理の開始からの経過時間で管理しているが、これ以外の指標に基づいて管理してもよい。例えば流量計81~83の検出値、つまり流量値に基づいてタイミングTswを決定してもよい。すなわち、昇華性物質を含有する気体の量が多くなるにしたがって粘性は高くなる傾向にある。一方、凝固体SBの周縁領域SB2の昇華が完了すると、半密閉状の空間SP、排気桶70で囲まれた回収空間または排気経路における気体状の昇華性物質の濃度が低くなる。つまり、チャンバ20の内部空間21および内部空間21から排気される排気経路は窒素ガスのみが存在する雰囲気に近づき、内部空間21および排気経路を流れる気体の流量が増大する。そこで、流量計81~83による計測値が所定のしきい値以上に変化することを捉えて上記タイミングTswを決定してもよい。また、計測値の微分値の変化に基づいて上記タイミングTswを決定してもよい。 Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various changes other than those described above can be made without departing from the spirit thereof. For example, in the first embodiment, the second embodiment, the fourth embodiment, and the fifth embodiment, the timing Tsw at which the sublimation of the peripheral area SB2 progresses preferentially or is completed is defined as the elapsed time from the start of the sublimation process. Although it is managed based on time, it may also be managed based on other indicators. For example, the timing Tsw may be determined based on the detected values of the flowmeters 81 to 83, that is, the flow rate values. That is, the viscosity tends to increase as the amount of gas containing the sublimable substance increases. On the other hand, when the sublimation of the peripheral region SB2 of the solidified body SB is completed, the concentration of the gaseous sublimable substance in the semi-closed space SP, the recovery space surrounded by the exhaust tub 70, or the exhaust path becomes low. In other words, the internal space 21 of the chamber 20 and the exhaust path exhausted from the internal space 21 approach an atmosphere in which only nitrogen gas exists, and the flow rate of gas flowing through the internal space 21 and the exhaust path increases. Therefore, the timing Tsw may be determined based on the fact that the measured values by the flowmeters 81 to 83 change beyond a predetermined threshold value. Further, the timing Tsw may be determined based on a change in the differential value of the measured value.

また、流量計に代えて昇華性物質の含有量を検出する昇華性物質検出センサを用いてもよい。また、第4実施形態や第5実施形態において、当該昇華性物質検出センサをガスノズル54やスキャンノズル57の外周面に取り付け、ノズルの周辺雰囲気における昇華性物質を検出してもよい。すなわち、昇華性物質検出センサによる検出値(含有量)が所定のしきい値以下に変化することを捉えて上記タイミングTswを決定してもよい。また、複数の流量計や昇華性物質検出センサの出力値の一つに基づいてタイミングTswを決定してもよいし、それらを総合的に検証してタイミングTswを決定してもよい。 Furthermore, a sublimable substance detection sensor that detects the content of the sublimable substance may be used instead of the flow meter. Further, in the fourth embodiment or the fifth embodiment, the sublimable substance detection sensor may be attached to the outer peripheral surface of the gas nozzle 54 or the scan nozzle 57 to detect the sublimable substance in the atmosphere around the nozzle. That is, the timing Tsw may be determined based on a change in the detected value (content) by the sublimable substance detection sensor to a predetermined threshold value or less. Further, the timing Tsw may be determined based on one of the output values of a plurality of flowmeters or sublimable substance detection sensors, or the timing Tsw may be determined by comprehensively verifying them.

本発明は、液体を経ずに気体に変化する昇華性物質で構成される凝固体に対して気体を供給して凝固体を昇華させて基板を乾燥させる基板処理技術全般に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to all substrate processing techniques in which a gas is supplied to a coagulated body made of a sublimable substance that changes into a gas without passing through a liquid state, thereby sublimating the coagulated body and drying the substrate. .

1A,1B,1C…処理ユニット(基板処理装置)
4…制御部
20…チャンバ
21…内部空間
66a…中央ガス吐出口(第1吐出部、第2吐出部)
67…周縁ガス吐出口(第2吐出部)
81~83…流量計
541,542…ガス吐出口(第2吐出部)
AX1…(凝固体の)回転軸線
PT…パターン
S9…昇華処理
SB…凝固体
SB1…(凝固体の)中央領域
SS…昇華性物質
W…基板
Wf…(基板の)表面
1A, 1B, 1C...processing unit (substrate processing equipment)
4...Control part 20...Chamber 21...Internal space 66a...Central gas discharge port (first discharge part, second discharge part)
67...Peripheral gas discharge port (second discharge part)
81-83...Flowmeter 541,542...Gas discharge port (second discharge part)
AX1...Rotation axis (of the coagulated body) PT...Pattern S9...Sublimation treatment SB...Coagulated body SB1...Central region (of the coagulated body) SS...Sublimable substance W...Substrate Wf...Surface (of the substrate)

Claims (9)

液体を経ずに気体に変化する昇華性物質を含む凝固体が表面全体に形成された基板から前記凝固体を昇華させて前記基板を乾燥させる基板処理方法であって、
前記基板の表面中央部に向けて第1気体を吐出して前記第1気体を前記凝固体の全体を経由して前記基板の周辺に流通させて前記凝固体の全体を昇華させる第1昇華工程と、
前記基板の表面周縁部に向けて第2気体を吐出して前記第2気体を前記凝固体のうち前記表面周縁部上の周縁領域を経由して前記基板の周辺に流通させて前記周縁領域を昇華させる第2昇華工程と、を備え、
前記第2昇華工程の開始が前記第1昇華工程よりも早い、または
前記第2気体の流量が前記第1気体の流量よりも多い
ことを特徴とする基板処理方法。
A substrate processing method in which a coagulated substance containing a sublimable substance that changes into a gas without passing through a liquid is formed on the entire surface of a substrate, and the substrate is dried by sublimating the coagulated substance, the method comprising:
A first sublimation step of discharging a first gas toward the center of the surface of the substrate to flow the first gas around the substrate via the entire solidified body to sublimate the entire solidified body. and,
Discharging a second gas toward the surface periphery of the substrate and causing the second gas to flow around the substrate via a periphery region on the surface periphery of the solidified body, thereby spreading the second gas toward the surface periphery of the substrate. A second sublimation step of sublimating,
A substrate processing method characterized in that the second sublimation step starts earlier than the first sublimation step, or the flow rate of the second gas is higher than the flow rate of the first gas.
請求項1に記載の基板処理方法であって、
前記第2昇華工程の開始後、前記第2気体の吐出を継続したまま前記第1昇華工程が開始される、基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 1,
A substrate processing method, wherein after the start of the second sublimation step, the first sublimation step is started while continuing to discharge the second gas.
請求項2に記載の基板処理方法であって、
前記第1昇華工程の開始後における前記第1気体の流量は第1流量であり、
前記第2気体の流量は前記第1流量よりも多い第2流量である、基板処理方法。
3. The substrate processing method according to claim 2,
The flow rate of the first gas after the start of the first sublimation step is a first flow rate,
The substrate processing method, wherein the flow rate of the second gas is a second flow rate higher than the first flow rate.
請求項2に記載の基板処理方法であって、
前記第1昇華工程の開始時点より、
前記第1気体の流量は時間経過に伴って増大する一方で、前記第2気体の流量は時間経過に伴って減少する、基板処理方法。
3. The substrate processing method according to claim 2,
From the start of the first sublimation step,
A substrate processing method, wherein the flow rate of the first gas increases over time, while the flow rate of the second gas decreases over time.
請求項1に記載の基板処理方法であって、
前記第1昇華工程は前記第2昇華工程と同時または前記第2昇華工程の開始以降に開始され、
前記第2気体の流量は前記第1気体の流量よりも多い第2流量である、基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 1,
The first sublimation step is started at the same time as the second sublimation step or after the start of the second sublimation step,
The substrate processing method, wherein the flow rate of the second gas is a second flow rate higher than the flow rate of the first gas.
請求項1に記載の基板処理方法であって、
前記第2昇華工程を行った後で前記第1昇華工程が実行される、基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 1,
A substrate processing method, wherein the first sublimation step is performed after the second sublimation step.
請求項2、3、4または6に記載の基板処理方法であって、
前記第1昇華工程および前記第2昇華工程が実行されるチャンバの内部空間を排気する工程と、
前記内部空間に存在する気体成分および前記内部空間から排気される気体成分のうちの少なくとも一方の流量値を計測する工程と、を備え、
前記流量値に基づいて前記第1昇華工程を開始するタイミングを決定する、基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 2, 3, 4 or 6,
evacuating an internal space of a chamber in which the first sublimation step and the second sublimation step are performed;
a step of measuring a flow rate value of at least one of a gas component existing in the internal space and a gas component exhausted from the internal space,
A substrate processing method, wherein the timing to start the first sublimation step is determined based on the flow rate value.
請求項2、3、4または6に記載の基板処理方法であって、
前記第1昇華工程および前記第2昇華工程が実行されるチャンバの内部空間を排気する工程と、
前記内部空間に存在する気体状の昇華性物質および前記内部空間から排気される気体状の昇華性物質のうちの少なくとも一方を昇華性物質検出センサで検出する工程と、を備え、
前記昇華性物質検出センサの検出値に基づいて前記第1昇華工程を開始するタイミングを決定する、基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 2, 3, 4 or 6,
evacuating an internal space of a chamber in which the first sublimation step and the second sublimation step are performed;
a step of detecting at least one of a gaseous sublimable substance existing in the internal space and a gaseous sublimable substance exhausted from the internal space with a sublimable substance detection sensor,
A substrate processing method, wherein a timing for starting the first sublimation step is determined based on a detection value of the sublimable substance detection sensor.
液体を経ずに気体に変化する昇華性物質を含む凝固体が表面全体に形成された基板から前記凝固体を昇華させて前記基板を乾燥させる基板処理装置であって、
前記基板の表面中央部に向けて第1気体を吐出する第1吐出部と、
前記基板の表面周縁部に向けて第2気体を吐出する第2吐出部と、
前記第1吐出部から前記第1気体を吐出させて前記第1気体を前記凝固体の全体を経由して前記基板の周辺に流通させて前記凝固体の全体を昇華させ、前記第2吐出部から前記第2気体を吐出させて前記第2気体を前記凝固体のうち前記表面周縁部上の周縁領域を経由して前記基板の周辺に流通させて前記周縁領域を昇華させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第2気体の吐出開始を前記第1気体の吐出開始よりも早める吐出タイミング制御および前記第2気体の流量を前記第1気体の流量よりも多くする流量制御の少なくとも一方を行う
ことを特徴とする基板処理装置。
A substrate processing apparatus that sublimates a coagulated substance from a substrate on which a coagulated substance containing a sublimable substance that changes into a gas without passing through a liquid and dries the substrate, the substrate processing apparatus comprising:
a first discharge part that discharges a first gas toward the center of the surface of the substrate;
a second discharge part that discharges a second gas toward the peripheral edge of the surface of the substrate;
The first gas is discharged from the first discharge section to flow around the substrate via the entire solidified body to sublimate the entire solidified body, and the second discharge section a control unit that discharges the second gas from the solidified body and causes the second gas to flow around the substrate via a peripheral region on the surface peripheral portion of the solidified body to sublimate the peripheral region; Prepare,
The control unit performs at least one of a discharge timing control that causes the discharge start of the second gas to be earlier than a discharge start of the first gas, and a flow rate control that increases the flow rate of the second gas than the flow rate of the first gas. A substrate processing apparatus characterized by:
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