TWI700127B - 基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體 - Google Patents

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Abstract

提供可以抑制缺陷之產生，而且使用乾燥液對基板表面進行乾燥的基板處理裝置等。
在對基板保持部(31)所保持而旋轉的基板(W)之表面供給處理液進行處理的基板處理裝置(16)中，乾燥液供給噴嘴(411)對已進行處理液之處理後之旋轉的基板之表面供給乾燥液，移動機構(41、42、421)使乾燥液在基板(W)之著液點PA自基板(W)之中心部朝向周緣部移動。控制部(18)進行如下控制：使以著液點為基點而形成的乾燥液之流線中，自上述著液點之中心至基板的旋轉中心側之端部的距離L成為事先設定的上限距離M以下。

Description

基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體
本發明關於使用乾燥液對經由處理液進行處理後的基板進行乾燥的技術。
依序切換藥液或沖洗液等之處理液而供給至旋轉的基板(例如半導體晶圓(以下稱為晶圓))之表面並對基板進行處理的技術為習知。使用各種處理液的處理結束後，對旋轉的基板供給IPA(Isopropyl Alcohol)等高揮發性的乾燥液，將殘存於基板表面的處理液置換為乾燥液之後，將乾燥液排出基板外而進行基板之乾燥。
例如專利文獻1揭示使朝旋轉的基板被供給的第二流體(相當於上述乾燥液)之供給位置由基板之中心側移動至周緣部側，據此而壓接流動於基板之上面之液膜並使基板乾燥的技術。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2007-36180號公報：請求項1、 段落0048
但是，伴隨著半導體裝置之高集積化或高深寬比化，乾燥時發生圖案之崩潰等缺陷。專利文獻1記載的手法亦有可能產生缺陷之情況。
本發明有鑑於此一事情之下而完成者，其目的在於提供可以抑制缺陷之產生，使用乾燥液對基板表面進行乾燥的基板處理裝置、基板處理方法及記憶有該方法的記憶媒體。
本發明之基板處理裝置，係對基板之表面供給處理液之後進行供給乾燥液之處理者，其特徵在於具備：基板保持部，用於保持基板；旋轉機構，使上述基板保持部所保持的基板旋轉；乾燥液供給噴嘴，對已進行上述處理液之處理後之旋轉的基板之表面，供給對基板進行乾燥的乾燥液；移動機構，使上述基板保持部所保持的基板與乾燥液供給噴嘴相對地移動；流量控制機構，控制由上述乾燥液供給噴嘴供給的乾燥液之供給流量；及 控制部，以如下方式進行控制：使由上述乾燥液供給噴嘴供給的乾燥液到達基板的位置即著液點，自基板之中心部側朝向周緣部側移動時，使以上述著液點為基點而形成的乾燥液之流線中，上述著液點之中心至基板的旋轉中心側之端部的距離L，成為事先設定的上限距離M以下。
上述基板處理裝置可以具備以下構成。
(a)上述上限距離M為，在形成該上限距離以下之流線而進行乾燥液之供給時，自基板表面形成的圖案上所形成的缺陷之基準值起算之增加數每1cm2為5個以下之值。上述控制部係藉由變化上述乾燥液之供給流量或變化上述乾燥液供給噴嘴之移動速度，使上述距離L成為上限距離M以下的方式進行控制。
(b)上述控制部，係依據乾燥液自上述著液點所描繪的軌道圓的單位區間流入基板之中心部側之流入量對上述距離L進行控制。此時，依據以下之數學式來設定乾燥液流入基板之中心部側之流入量。
乾燥液之流入量={(Q/2)*t}/C(其中，t=D/v)
於此，D係乾燥液供給噴嘴之開口直徑[mm]，Q係乾燥液之供給流量[ml/s]，v係著液點之移動速度[mm/s]，C係著液點所描繪的軌道圓的周長[mm]。
(c)上述控制部，係以作用於上述著液點之乾燥液的離心加速度在沿著該著液點之移動方向成為一定的方式，變 化基於上述旋轉機構的基板之每單位時間的旋轉數而進行控制。
(d)上述乾燥液供給噴嘴，係以由基板之旋轉中心觀察時，上述著液點比起乾燥液之吐出位置位於更靠近周緣部側的方式，在傾斜乾燥液之吐出方向的狀態下被配置。又，上述乾燥液供給噴嘴，在由平面觀察基板時，係使相對於上述著液點所描繪的軌道圓沿著基板之旋轉方向延伸的切線方向與乾燥液之吐出方向所形成的角度θ成為0°<θ<90°之範圍內之角度的方式被配置。
又，另一發明的基板處理裝置，係對基板之表面供給處理液之後進行供給乾燥液之處理者；其特徵為具備：基板保持部，用於保持基板；旋轉機構，使上述基板保持部所保持的基板旋轉；乾燥液供給噴嘴，對已進行上述處理液之處理後之旋轉的基板之表面，供給對基板進行乾燥的乾燥液；移動機構，使上述基板保持部所保持的基板與乾燥液供給噴嘴相對地移動；及控制部，以如下方式進行控制：在由上述乾燥液供給噴嘴供給的乾燥液到達基板的位置即著液點，自基板之中心部朝向周緣部側移動時，使作用於上述著液點之乾燥液的離心加速度沿著該著液點之移動方向成為一定的方式，變化基於上述旋轉機構的基板之每單位時間的旋轉數。
本發明可以抑制缺陷之產生，而且可以使用乾燥液對基板表面進行乾燥。
W:晶圓
16:處理單元
31:保持部
33:驅動部
41:第1噴嘴臂部
411、411a:IPA噴嘴
42:導軌
421:驅動部
71:IPA供給源
[圖1]具備本發明實施形態之處理單元的基板處理系統之概要之表示用的平面圖。
[圖2]表示上述處理單元之概要的縱斷側面圖。
[圖3]上述處理單元之平面圖。
[圖4]表示藉由設於上述處理單元的IPA噴嘴及N2噴嘴進行晶圓處理之模樣的斜視圖。
[圖5]由側面觀察的上述IPA噴嘴所吐出的IPA之著液點附近的模式圖。
[圖6]由上面觀察的上述IPA之著液點附近的模式圖。
[圖7]基於實施形態之處理單元的IPA供給之作用說明圖。
[圖8]基於比較形態之處理單元的IPA供給之作用說明圖。
[圖9]基於第2實施形態之處理單元的IPA供給之作用說明圖。
[圖10]基於第2比較形態之處理單元的IPA供給之作用說明圖。
[圖11]由側面觀察第3實施形態之IPA噴嘴所吐出的IPA之著液點附近的模式圖。
[圖12]由上面觀察第3實施形態之IPA之著液點附近的模式圖。
圖1係本實施形態之基板處理系統之概略構成之表示圖。以下為使位置關係明確，而規定相互正交的X軸、Y軸及Z軸，將Z軸正方向設為鉛直向上方向。
如圖1所示，基板處理系統1具備搬出入平台2及處理平台3。搬出入平台2與處理平台3係鄰接設置。
搬出入平台2具備晶圓盒(carrier)載置部11及搬送部12。於晶圓盒載置部11載置有將複數片基板、本實施形態中為半導體晶圓(以下稱為晶圓W)以水平狀態下進行收容的複數個晶圓盒C。
搬送部12係與晶圓盒載置部11鄰接設置，內部具備基板搬送裝置13及交付部14。基板搬送裝置13具備保持晶圓W的晶圓保持機構。又，基板搬送裝置13可以在水平方向及鉛直方向移動以及以鉛直軸為中心的旋動，使用晶圓保持機構在晶圓盒C與交付部14之間進行晶圓W之搬送。
處理平台3與搬送部12鄰接設置。處理平台3具備搬送部15及複數個處理單元16。複數個處理單元 16並列設於搬送部15之兩側。
搬送部15在內部具備基板搬送裝置17。基板搬送裝置17具備將晶圓W保持的晶圓保持機構。又，基板搬送裝置17可以在水平方向及鉛直方向移動以及以鉛直軸為中心的旋動，使用晶圓保持機構在交付部14與處理單元16之間進行晶圓W之搬送。
處理單元16對經由基板搬送裝置17搬送的晶圓W進行特定之基板處理。
又，基板處理系統1具備控制裝置4。控制裝置4例如為電腦，具備控制部18與記憶部19。記憶部19儲存有控制在基板處理系統1中執行的各種處理之程式。控制部18藉由讀出並執行記憶部19記憶的程式而控制基板處理系統1之動作。
又，該程式係記錄於藉由電腦可讀取的記憶媒體者，亦可以是由該記憶媒體安裝於控制裝置4之記憶部19者。作為電腦可讀取的記憶媒體，例如可以舉出硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。
上述構成的基板處理系統1中，首先，搬出入平台2之基板搬送裝置13由載置於晶圓盒載置部11的晶圓盒C取出晶圓W，將取出的晶圓W載置於交付部14。載置於交付部14的晶圓W，係藉由處理平台3之基板搬送裝置17由交付部14被取出，被搬入處理單元16。
搬入處理單元16的晶圓W，係經由處理單元16處理之後，藉由基板搬送裝置17由處理單元16被搬出，載置於交付部14。載置於交付部14的處理完畢之晶圓W，係經由基板搬送裝置13回至晶圓盒載置部11之晶圓盒C。
如圖2所示，處理單元16具備腔室20，基板保持機構30，處理流體供給部40及回收杯50。
腔室20收容基板保持機構30與處理流體供給部40與回收杯50。在腔室20之天井部設置FFU(Fan Filter Unit)21。FFU21在腔室20內形成下降流。
基板保持機構30具備保持部31、支柱部32及驅動部33。保持部31係將晶圓W保持於水平。支柱部32係朝鉛直方向延伸的構件，基端部藉由驅動部33支撐為可旋轉，於前端部將保持部31支撐為水平。驅動部33繞支柱部32之鉛直軸旋轉。該基板保持機構30，係藉由使用驅動部33來旋轉支柱部32，據此而使支柱部32所支撐的保持部31旋轉，使保持部31保持的晶圓W旋轉。
處理流體供給部40對晶圓W供給處理流體。處理流體供給部40連接於處理流體供給源70。
回收杯50配置成為包圍保持部31，用於補集基於保持部31之旋轉而由晶圓W飛散的處理液。於回收杯50之底部形成排液口51，回收杯50捕集的處理液經由該排液口51排出至處理單元16之外部。又，於回收杯 50之底部形成將FFU21供給的氣體排出至處理單元16之外部的排氣口52。
設於上述基板處理系統1的處理單元16，係相當於本發明實施形態之基板處理裝置。處理單元16具備對已進行處理流體(處理液)即藥液或沖洗液之處理後的旋轉晶圓W供給乾燥液，而且使該乾燥液之著液點由晶圓W之中心部側朝周緣部側移動而使晶圓W乾燥的構成。乾燥液係揮發性高於沖洗液，可與沖洗液混合的液體，本實施形態中，沖洗液使用DIW(Deionized Water)，乾燥液使用IPA。
以下，參照圖3對該構成進行說明。
本例之處理單元16中，上述處理流體供給部40具備對基板保持機構30保持的晶圓W進行藥液之供給的藥液噴嘴413、進行沖洗液即DIW之供給的DIW噴嘴412、及進行IPA之供給的IPA噴嘴411。
本例中上述各噴嘴411~413設於共通之第1噴嘴臂部41之前端部。第1噴嘴臂部41之基端部側連接於導軌42，導軌42，係在保持部(基板保持部)31保持的晶圓W之中央部之上方側之位置與由該晶圓W之上方位置退避至側方的位置之間使彼等噴嘴411~413移動。於導軌42設有使第1噴嘴臂部41移動的驅動部421。第1噴嘴臂部41、導軌42、驅動部421係相當於使IPA噴嘴411相對保持部31所保持的晶圓W移動的移動機構。又，圖3中，朝側方退避的第1噴嘴臂部41以實線表 示，進入晶圓W之中央部之上方側的第1噴嘴臂部41以虛線表示。
藥液噴嘴413透過開關閥V3連接於藥液供給源73。由藥液供給源73對應於晶圓W之處理目的而供給1種或複數種之藥液。本實施形態中，記載1種類之藥液。藥液由藥液噴嘴413透過開關閥V3臂供給。
DIW噴嘴412透過開關閥V2連接於DIW供給源72。DIW係由DIW噴嘴412透過開關閥V2供給。上述藥液或DIW相當於進行晶圓W之處理的處理液。
IPA噴嘴411，係相當於本例之乾燥液供給噴嘴，透過開關閥V1連接於IPA供給源71。可與DIW混合的乾燥液即IPA係由IPA供給源71供給。乾燥液，係揮發性高於DIW，可以促進晶圓W的乾燥之液體。IPA供給源71具備：貯存液體IPA的槽，及由槽向IPA噴嘴411進行IPA之送液的泵等之送液機構，及包含流量調節閥等、並控制向IPA噴嘴411供給的IPA之供給流量的流量控制機構(均未圖示)。
圖3所示處理單元16具備N2噴嘴431，該N2噴嘴431對被供給乾燥液後之晶圓W之表面供給作為乾燥用氣體的惰性氣體亦即氮(N2)氣體。
本例之N2噴嘴431係設於與設有IPA噴嘴411等之既述之第1噴嘴臂部41不同的第2噴嘴臂部43之前端部。第2噴嘴臂部43之基端部側連接於導軌44，該導軌44使N2噴嘴431在保持部31保持的晶圓W之中央部之 上方側之位置與由該晶圓W之上方位置朝側方退避的位置之間移動。在導軌44設置使第2噴嘴臂部43移動的驅動部441。圖3中，朝側方退避的第2噴嘴臂部43以實線表示，進入晶圓W之中央部之上方側的第2噴嘴臂部43以虛線(與既述之第1噴嘴臂部41共通之虛線)表示。
N2噴嘴431透過開關閥V4連接於N2供給源74。
使用圖3說明的各噴嘴411~413、431之朝晶圓W之上方側之位置或由該上方側之位置退避的位置之移動，來自各供給源71~74之流體之供給/停止或流量之控制，係藉由既述之控制部18執行。
針對使用具備以上說明的構成之處理單元16所實施的液處理之內容，依據圖4~圖6進行說明。
當藉由基板搬送機構17被搬入處理單元16內的晶圓W，被設於保持部31的保持銷311保持時，使朝側方退避的第1噴嘴臂部41進入晶圓W之上方側，將藥液噴嘴413、DIW噴嘴412配置於晶圓W之中心部PO之上方位置。之後，透過旋轉機構之驅動部33、支柱部32使晶圓W以特定之旋轉速度旋轉經由藥液噴嘴413供給藥液，進行藥液處理。
特定藥液之處理結束後，保持旋轉晶圓W之狀態下，停止來自藥液噴嘴413之藥液之供給之同時，由DIW噴嘴412供給DIW，執行沖洗洗淨處理。執行特定時間之沖洗洗淨處理後，保持旋轉晶圓W之狀態下停止來自DIW噴嘴412之DIW之供給，並且由IPA噴嘴411 供給IPA進行與DIW之置換。
此時，將IPA噴嘴411配置於晶圓W之中心部PO配置於可供給IPA之位置，向上述中心部PO供給IPA。藉由離心力之作用使供給的IPA在晶圓W之表面擴散，在晶圓W之表面全體形成IPA之液膜。藉由如此形成的IPA之液膜，可以將沖洗洗淨處理時供給至晶圓W之表面的DIW置換為IPA。
在晶圓W之表面形成IPA之液膜後，使IPA噴嘴411由中心部PO移動至比起被供給IPA的位置更側方(例如由晶圓W之中心部PO沿著半徑方向移動40mm之位置)。結果，基於離心力之作用致使IPA從IPA噴嘴411所供給的IPA未到達的晶圓W之中心部PO之周緣區域流出，而形成不存在液膜之區域(以下亦稱為「核心」)。
配合上述IPA噴嘴411之移動動作，使朝側方退避的第2噴嘴臂部43進入晶圓W之上方側，將N2噴嘴N2噴嘴431配置於晶圓W之中心部PO之上方位置。前述之核心形成之後，朝該核心供給N2氣體，促進晶圓W之表面之乾燥。
又，為使圖4之配置狀態中IPA噴嘴411之IPA之吐出位置與N2噴嘴431之N2氣體之吐出位置之位置關係容易理解，圖5中假設使N2噴嘴431沿著與IPA噴嘴411同一方向移動時之N2噴嘴431之配置位置、及N2氣體之吐出位置係以虛線表示。
如圖4所示，繼續保持晶圓W之旋轉、IPA噴嘴411之IPA之供給、及N2噴嘴431之N2氣體之供給，且使彼等噴嘴411、431朝晶圓W之周緣部移動(本例中2個噴嘴411、431朝相反方向移動)。結果，IPA之供給位置(圖4中以一點虛線表示)及N2氣體之供給位置(同圖中以虛線表示)朝向晶圓W之周緣部側，以掃描晶圓W之全面的方式移動。又，由圖4中之一點虛線與虛線之位置關係可知，上述掃描動作中，比起IPA噴嘴411之IPA之供給位置，係以N2噴嘴431之N2氣體之供給位置在晶圓W之半徑方向、更位於中央部側的方式對各噴嘴臂部41、43之移動動作進行控制。
伴隨IPA之供給位置之掃描動作，IPA之液膜被沖到晶圓W之周緣部側，致使未形成液膜之區域擴散。又，伴隨N2氣體之供給位置之掃描動作，對IPA之液膜被沖掉後之晶圓W之表面噴吹N2氣體，結束該區域之乾燥。
IPA之供給位置到達晶圓W之周緣後，停止IPA噴嘴411之IPA之供給。接著，N2氣體之供給位置到達晶圓W之周緣後，停止N2噴嘴431之N2氣體之供給。
藉由上述動作，在晶圓W之全面使DIW被IPA置換、除去，可以獲得乾燥的晶圓W。
晶圓W之乾燥結束後，使晶圓W之旋轉停止，使基板搬送裝置17進入處理單元16內，將晶圓W由保持部 31交付給基板搬送裝置17，將處理結束後之晶圓W由處理單元16取出。如此而結束對處理單元16中之晶圓W的一連串之處理。
以上，說明針對供給藥液或DIW等的處理液進行處理後之晶圓W，進一步供給IPA(乾燥液)並使與處理液進行置換，藉由使IPA之供給位置由晶圓W之中央部朝周緣部移動，而對晶圓W進行乾燥的手法。
於此本案發明人確認，藉由該手法進行晶圓W之乾燥時，會有在晶圓W之表面之一部分產生圓環狀之缺陷(圖案崩潰或微塵附著、洗淨殘渣)之情況。針對發生此事象之要因檢討結果發現，IPA噴嘴411所供給的IPA到達晶圓W的位置即著液點中的IPA之行為會影響缺陷之產生。
以下，參照圖5~圖8針對圖案崩潰等之缺陷產生的結構以及其對策的實施形態之IPA之供給手法，和習知之手法進行比較說明。
圖5係將觀察IPA噴嘴411吐出的IPA到達晶圓W的位置亦即著液點PA之附近區域的結果，由側面側以模式表示之圖，圖6係將該區域由上面側表示的模式圖。
依據上述區域之觀察結果，由IPA噴嘴411吐出、到達著液點PA的IPA，係在IPA液膜711之液膜內等方地擴散。另一方面，源自於旋轉的晶圓W之離心力作用於該IPA，因此IPA形成圖6中所示旋動流狀之IPA流線 710，而且不久即被IPA液膜711吸收。此時，供給至晶圓W的IPA進入形成於晶圓W表面的圖案700內，被與DIW置換。又，圖5中將著液點PA之附近區域形成的圖案700以模式表示。
執行IPA噴嘴411之掃描動作時，伴隨IPA噴嘴411之移動，著液點PA之位置及IPA流線710之形成區域亦移動。此時，觀察到在IPA流線710之內側區域，未能追隨IPA噴嘴411之移動的IPA以薄的液膜(以下稱為中心部側IPA液膜711a)殘存之現象(圖5、圖6)。
未能追隨IPA噴嘴411之移動的中心部側IPA液膜711a，藉由IPA之蒸發由晶圓W之表面被除去。此時，在中心部側IPA液膜711a之面內未能均勻地除去IPA時，IPA之表面張力不均勻地作用於圖案700，成為引起圖案崩潰之要因。又，發現在IPA未被均勻地除去的區域中，亦容易發生微塵之附著或洗淨殘渣。
另外，發現以圖案崩潰為始的上述缺陷，隨著中心部側IPA液膜711a之寬度(中心部側IPA液膜711a之形成區域)越擴散，越容易產生，若將中心部側IPA液膜711a之寬度限定在狹窄範圍，可以抑制缺陷之產生。
發明人針對影響中心部側IPA液膜711a之寬度的因子檢討結果，發現從IPA供給至晶圓W的著液點PA流入晶圓W之中心部側的IPA量之影響較大。發現流入晶圓W之中心部側的IPA量，可以根據著液點PA之中 心，與晶圓W之旋轉中心側中的IPA流線710之端部713(IPA流線710-中心部側IPA液膜711a間之界面)之間的距離L予以把握。
亦即，距離L越長，流入晶圓W之中心側的IPA量變多，未能追隨IPA噴嘴411之移動的IPA變多、中心部側IPA液膜711a之寬度擴散。另一方面，縮短距離L，則流入晶圓W之中心側的IPA之量變少，可以縮窄中心部側IPA液膜711a之寬度。
另外，由能獲得缺陷之產生數極少的乾燥結果之距離L之狀態，以漸增長距離L的方式變化條件來進行晶圓W之乾燥時，存在有就生產效率等之觀點而言可以忽視缺陷之產生數的臨界距離。於此，以較該臨界距離短的距離M為上限(以下稱為「上限距離M」)對形成於晶圓W表面的IPA流線710中的上述距離L進行控制，可以將缺陷之產生減低至特定數以下。
於此，由IPA噴嘴411對晶圓W供給IPA時，清晰地形成IPA流線710，因此可以明確把握距離L。另一方面，缺陷大多依存於晶圓W之表面上形成的圖案700之構造，因此無法一概地界定上限距離M。例如，某一世代之半導體裝置之生產時可以充分抑制缺陷的上限距離M，在圖案700之線寬比起該世代更細的次一世代之半導體裝置之生產時，包含引起多個缺陷的距離L之情況亦存在。
其中，縮短IPA流線710中的上述距離L之 效果是可以明確把握缺陷數之減少。著眼於該點，可以不依存於圖案700之構造，將上限距離M予以定義。
於此，藉由預備實驗等，將對圖案700進行攝像獲得的圖案影像之中，在生產管理上缺陷數為容許值以下的晶圓W之理想的圖案影像(未必一定是缺陷數為零)設定為基準值。接著，以使上述距離L成為事先設定的值的方式，例如對IPA之供給流量進行控制對晶圓W進行乾燥處理後，取得該處理後之晶圓W之圖案影像，與上述理想之圖案影像比較，檢測圖案影像相對於理想之圖案影像之變化處並將其設為1個缺陷，對缺陷數進行計數。以漸次縮短上述距離L的方式在變化控制條件的複數個條件下，執行使用IPA的晶圓W之乾燥，及對乾燥後之晶圓W中的缺陷之計數。結果，將晶圓W之表面之每1cm2範圍內產生的平均之缺陷之增加數為5個以下的距離L設為上述之上限距離M。
接著，針對控制IPA流線710中的距離L(著液點PA之中心與晶圓W之旋轉中心側中的IPA流線710之端部713之間的距離L)的手法進行說明。
IPA由著液點PA等向性地擴散之情況下，和著液點PA比較，距離L更受到流入晶圓W之中心部側的IPA之流量(以下稱為「IPA中心流入量」)之影響。亦即，IPA中心流入量越多距離L變為越長，IPA中心流入量變少則距離L變短。又，在晶圓W之中心部側與周緣部側，著液點A所描繪的軌道圓的周長不同，因此該軌道圓之每一 單位區間之IPA中心流入量會有變化。亦即，將IPA噴嘴411之IPA之吐出量設為一定時，相比於軌道圓的周長較長的周緣部，在著液點A所描繪的軌道圓的周長比周緣部為短的中心部側，其之每一單位區間之IPA中心流入量較多。
依循上述關係，將著液點A所描繪的軌道圓之每一單位區間之IPA中心流入量，藉由著液點A之掃描速度(移動速度)與IPA之供給流量之關係來表現。
考量著液點PA充分小(例如和IPA噴嘴411之開口直徑相同)，等向性地擴散的IPA之半量流入晶圓W之中心部側時，上述IPA中心流入量可以用以下之數學式(1)表現。
IPA中心流入量[ml/mm] ={(Q/2)*t}/C(其中，t=D/v)...(1)
於此，D係IPA噴嘴411之開口直徑[mm]，Q係IPA之供給流量[ml/s]，v係著液點PA之掃描速度[mm/s]，C係著液點PA所描繪的軌道圓的周長[mm]。IPA之供給流量，例如設為1~300ml/min(0.017~5ml/s)之範圍。
接著，檢討IPA流線710中的距離L以外之缺陷之產生要因。
如上述說明，晶圓W之旋轉引起的大的離心加速度(離心力)施加於厚度不穩定的中心部側IPA液膜711a時，有可能該區域之IPA被進行不均勻地乾燥，或由中心 部側IPA液膜711a被細切的IPA殘留於晶圓W表面的事象變為更容易發生。
圖8係將確認有圓環狀缺陷的比較形態之著液點PA之掃描速度(圖8(a))、IPA中心流入量(圖8(b))、晶圓W之每一單位時間之旋轉數(圖8(c))、對供給至著液點PA的IPA作用的離心加速度(圖8(d)之值，對應於自晶圓W之中心部PO至著液點PA之半徑方向的距離予以表示的圖表。
該比較形態中，IPA噴嘴411之開口直徑D=2mm，IPA之供給流量Q=0.54ml/s，為一定。
依據圖8(a)，於晶圓W之中心部PO由IPA噴嘴411供給IPA，於晶圓W之全面形成IPA液膜711之後，為了形成核心而使著液點PA以40mm/s之掃描速度移動至中心部PO起算40mm之位置，之後，暫時停止著液點PA之掃描。接著，在形成核心後之時刻在中心部PO起40~50mm之區域以約7mm/s之掃描速度移動著液點PA之後，慢慢地降低掃描速度，在比起60mm更靠周緣部側之區域以約5mm/s之一定之掃描速度移動著液點PA。
依循上述著液點PA之掃描速度之變化(圖8(a))，依據上述之(1)式計算IPA中心流入量時，如圖8(b)所示IPA中心流入量之值對應於中心部PO起算之著液點PA的距離(晶圓W之半徑方向之位置)而大幅上下變化。在IPA中心流入量變多的區域中，上述的距離L變長，成為引起缺陷之要因的中心部側IPA液膜711a變 大。
又，著眼於晶圓W之旋轉數時，如圖8(c)所示，在中心部PO至著液點PA的距離為40mm為止的核心之形成區域，將晶圓W之旋轉數設為1000rpm，著液點PA進一步往周緣部側移動後，晶圓W之旋轉數降為600rpm。
伴隨著與上述著液點PA之位置對應的晶圓W之旋轉數變化，作用於供給至著液點PA的IPA之離心加速度亦大幅變動。可以推測該離心加速度之變動之影響，以及使用圖8(b)說明的IPA中心流入量之變化引起的IPA流線710中之距離L之增大的互相作用，導致圓環狀缺陷之產生。
以上，依循參照圖8(a)~(d)觀察到的比較形態之IPA之供給手法，本實施形態之處理單元16中，係將形成核心之後之IPA流線710中的上述距離L設為特定之上限距離M以下，藉由對著液點PA之掃描速度控制，使IPA中心流入量沿著著液點PA之移動方向大致成為一定(圖7(b))。進一步，形成核心之後，以使作用於供給至著液點PA的IPA之離心加速度沿著著液點PA之移動方向大致成為一定的方式，亦對晶圓W之旋轉數進行控制(圖7(d))。
如比較形態中之檢討，IPA中心流入量之增大或作用於著液點PA的IPA之離心加速度之變動產生時，容易引起中心部側IPA液膜711a之不均一乾燥或IPA之 殘留於晶圓W表面。於此，實施形態中，係將IPA中心流入量(IPA流線710中的距離L)保持一定值以下，另外，亦將作用於著液點PA的IPA之離心加速度保持為一定之同時使IPA之著液點PA移動來進行晶圓W之乾燥，據此可以達成缺陷之抑制。
於上述之比較形態中，在晶圓W之周緣部中，幾乎未發現上述圓環狀之缺陷。因此，可以說該區域中形成的IPA流線710中的距離L成為上限距離M以下之值。於此，在實施形態之處理單元16中採用之控制手法，係使IPA中心流入量或作用於IPA之離心加速度之值成為和上述比較形態之周緣部中的IPA中心流入量或離心加速度一致的方式，對著液點PA之掃描速度或晶圓W之旋轉數進行控制。
例如依據圖8(b)，晶圓W之周緣部中的IPA中心流入量約9.0×10-4ml/mm。於此，以核心之形成區域以外之IPA的中心流入量成為上述之值的方式，依據上述之(1)式，決定各位置中的著液點PA之掃描速度(圖7(a))。又，以不發生IPA中心流入量之急速變動的方式，核心之形成區域之外端部(本例中自中心部PO沿半徑方向移動40mm之位置)中的著液點PA之掃描停止不被執行。接著，在通過核心之形成區域之外端部的時點開始基於(1)式計算的掃描速度，依此方式在核心之形成區域內漸次降低著液點PA之掃描速度。
又，依據圖8(d)，在晶圓W之周緣部(但是， 在圖案700之形成區域內)作用於著液點PA之IPA的離心加速度約550m/s2。於此，以使核心之形成區域以外之離心加速度成為上述的值的方式，依據離心加速度之計算式G=rω2(其中G係離心加速度[m/s2]，r係自中心部PO至著液點PA的距離[m]，ω係晶圓W之角速度[rad/s])，來決定晶圓W之旋轉數(圖7(c))。又，在核心之形成區域，為能確實排出該區域內之IPA，例如以驅動部33之使用範圍之上限即1000rpm使晶圓W旋轉。
依據上述考量方式，藉由進行著液點PA之掃描速度或晶圓W之旋轉數之設定(操作變數之設定)，沿著著液點PA之移動方向，將IPA中心流入量設為一定值以下(將IPA流線710中的距離L設為上限距離M以下)，可以將作用於IPA之離心加速度之值保持一定。
於此，本實施形態中將作用於IPA之離心加速度「保持一定」，除了以將該值嚴格保持一定的方式來控制操作變數之情況以外，例如亦包含與控制之穩定性或應答速度等對應地，以使離心加速度之變動範圍收斂於例如目標值之±5%左右之範圍內而進行的控制。
於此，如上述說明，沿著上述著液點PA之移動方向使IPA中心流入量之上限值或作用於IPA之離心加速度之目標值，與比較形態的晶圓W之周緣部之值成為一致並非必須之要件。如上述般，藉由使IPA流線710中的距離L成為上限距離M以下的方式來調節IPA中心流入量，使作用於IPA之離心加速度沿著「著液點PA之移 動方向保持一定」，據此，可以抑制中心部側IPA液膜711a之成長或縮小伴隨而生的不均勻乾燥，可以抑制IPA之殘留之產生，可以獲得抑制缺陷之產生的效果。
其中，作為獲得更好的缺陷抑制效果之範圍，可以舉出將IPA中心流入量之目標值設為0.001ml/mm以下之值，將作用於著液點PA之IPA之離心加速度之目標值設為60~13000m/s2(晶圓W之旋轉數相當於200~3000rpm)之範圍內之值之情況。
藉由使用圖7(a)~(d)說明的實施形態之IPA之供給手法進行晶圓W之乾燥，結果並未發生在比較形態中觀察到的圓環狀之缺陷，可以獲得良好的缺陷抑制效果。
依據以上說明的本實施形態之處理單元16可得以下之效果。針對已進行藥液或DIW等處理液之處理的晶圓W，對旋轉的晶圓W之表面供給乾燥液即IPA，使該IPA之著液點PA自基板之中心部朝向周緣部移動而得乾燥之基板。此時，使IPA流線710中的距離L(著液點PA之中心與晶圓W之旋轉中心側中的IPA流線710之端部713之間的距離L)，成為相對於理想的圖案影像在晶圓W之表面之每1cm2之範圍內產生的平均之缺陷之增加數為5個以下的上限距離M以下的方式，針對由著液點PA流入晶圓W之中心部側的IPA之流入量進行控制。又，使作用於IPA之離心加速度沿著該著液點PA之移動方向成為一定的方式，來變化著液點PA之移動速度。藉 由彼等可以抑制著液點PA引起的基板之中心部側之液殘留或不均勻乾燥之產生，可以抑制缺陷之產生。
於此，如使用圖7(b)說明般，供作為調節IPA流線710中的距離L(調節IPA中心流入量)之操作變數，不限定於該著液點PA之掃描速度。
例如將著液點PA之掃描速度固定於一定值之條件下，如圖10(a)之第2比較形態所示將IPA噴嘴411之IPA之供給流量保持一定時，隨著著液點PA自晶圓W之中央部側朝周緣部側移動，IPA中心流入量降低下(圖10(b))。
於此，在將著液點PA之掃描速度固定的條件下，以使IPA中心流入量成為一定的方式來變化IPA之供給流量，據此亦可以在沿著著液點PA之移動方向，使IPA流線710中的距離L成為上限距離M以下而可以調節IPA中心流入量(例如保持一定)。該情況之IPA之供給流量亦可以使用上述之(1)式算出。
作為可以調節IPA中心流入量之確認，在圖9(a)、(b)之第2實施形態示出，以和圖10(b)所示第2比較形態之周緣部中的IPA中心流入量成為一致的方式，沿著著液點PA之移動方向而變化IPA之供給流量之例。
於此，供作為調節IPA中心流入量之操作變數，不限定於選擇IPA之著液點PA之掃描速度或IPA之供給流量之任一方，亦可以變化彼等操作變數之雙方。
又，圖9(a)、(b)所示第2實施形態中，亦和使用圖 7(c)、(d)說明的例同樣地，可以使作用於著液點PA之IPA的離心加速度沿著該著液點PA之移動方向成為一定的方式，來變化晶圓W之旋轉數。
圖11、圖12所示側面圖及平面圖，係表示藉由傾斜IPA噴嘴411a之配置，縮短距離L而達成中心部側IPA液膜711a之形成區域之縮小的第3實施形態。
該實施形態中，如圖11所示，由晶圓W之旋轉中心觀察時，和源自於IPA噴嘴411a之IPA之吐出位置比較，對於晶圓W的IPA著液點PA之位置係位於更靠近周緣部側，以此方式使IPA液之吐出方向傾斜之狀態下予以配置。藉由朝遠離晶圓W之中心部側的方向吐出IPA，可以縮短距離L。結果，可以縮短影響缺陷之產生的中心部側IPA液膜711a之寬度。
又，如圖12所示，較好是由平面觀察晶圓W時，使相對於著液點PA所描繪的軌道圓而沿著晶圓W之旋轉方向延伸的切線與IPA之吐出方向所形成的角度θ成為0°<θ<90°之範圍內之角度的方式來配置IPA噴嘴411a。藉由沿著形成於晶圓W之表面的IPA流線710來供給IPA，可以抑制著液點PA中的霧之產生，可以抑制霧之附著於乾燥的晶圓W。
另外，如參照圖4之說明，將進行IPA之供給的IPA噴嘴411及進行N2氣體之供給的N2噴嘴431設於個別之噴嘴臂部41、43相互往相反方向移動並非必須者。例如將IPA噴嘴411、N2噴嘴431設於共通之第1噴 嘴臂部41，以使N2氣體之供給位置比起IPA之供給位置在晶圓W之半徑方向更位於靠中央部側的方式，來設定彼等噴嘴411、431之配置亦可。
另外，進行N2噴嘴431之N2氣體之供給亦非必須之要件，僅藉由移動IPA噴嘴411之IPA之供給位置而對IPA之液膜沖洗之動作，而結束晶圓W之乾燥亦可。
其他，為了界定由著液點PA流入晶圓W之中心部側的IPA之流量(IPA中心流入量)，而決定著液點PA之掃描速度或IPA噴嘴411之IPA之供給流量的手法，不限定於使用上述之(1)式。例如，使用流體模擬器，使流入晶圓W之表面的IPA之流動狀態再現，依據該模擬結果決定著液點PA之掃描速度或IPA之供給流量。
又，使用圖7或圖9說明的各例中，為將IPA流線710中的距離L設為上限距離M以下，以IPA之中心流入量成為特定值以下的方式，對著液點PA之掃描速度或IPA之供給流量進行控制，另外將對供給至著液點PA的IPA作用之離心加速度設為一定，而達成抑制中心部側IPA液膜711a之不穩定嵌入或IPA之殘留於晶圓W表面。
另一方面，單獨將作用於被供給至著液點PA的IPA之離心加速度設為一定時，和比較形態相比亦可以抑制中心部側IPA液膜711a之不穩定乾燥等之產生。
亦即，針對圖8(a)、(b)或圖10(a)、(b)所示IPA中心流入量變動之情況，以沿著著液點PA之移動方向使作用 於被供給至該著液點PA的IPA之離心加速度保持一定的方式，適用圖7(c)、(d)記載的技術亦可。
其他，可以作為乾燥液使用的液體，不限定於IPA，可以採用丙酮或HFE(氫氟醚)、HFO(甲氧基全氟庚烯)、PFC(全氟碳化物)、HFC(氫氟碳化物)等。
W:晶圓
16:處理單元
31:保持部
311:保持銷
41:第1噴嘴臂部
411:IPA噴嘴
42、44:導軌
421、441:驅動部
71:IPA供給源
413:藥液噴嘴
412:DIW噴嘴
V1、V2、V3、V4:開關閥
73:藥液供給源
72:DIW供給源
431:N2噴嘴
43:第2噴嘴臂部
74:N2供給源
18:控制部
PO:晶圓W之中心部
70:處理流體供給源

Claims (7)

  1. 一種基板處理裝置，係對基板之表面供給處理液之後進行供給乾燥液之處理者，其特徵在於具備：基板保持部，用於保持基板；旋轉機構，使上述基板保持部所保持的基板旋轉；乾燥液供給噴嘴，對已進行上述處理液之處理後之旋轉的基板之表面，供給使基板乾燥的乾燥液；移動機構，使上述基板保持部所保持的基板與上述乾燥液供給噴嘴相對地移動；流量控制機構，控制由上述乾燥液供給噴嘴供給的乾燥液之供給流量；及控制部，以如下方式進行控制:使由上述乾燥液供給噴嘴供給的乾燥液到達基板的位置即著液點，自基板之中心部朝向周緣部移動時，使以上述著液點為基點而形成的乾燥液之流線中，上述著液點之中心至基板的旋轉中心側之端部的距離L，成為事先設定的上限距離M以下；上述控制部，係依據以下之數學式來設定上述乾燥液流入基板之中心部側之流入量，以使上述乾燥液自上述著液點所描繪的軌道圓的單位區間流入基板之中心部側的流入量成為事先設定之值的方式來控制上述距離L；上述乾燥液之流入量={(Q/2)*t}/C(其中，t=D/v)於此，D係上述乾燥液供給噴嘴之開口直徑[mm]，Q係上述乾燥液之供給流量[ml/s]，v係上述著液點之移動速 度[mm/s]，C係上述著液點所描繪的軌道圓的周長[mm]。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中上述控制部進行如下控制:藉由變化上述乾燥液之供給流量而使上述距離L成為上限距離M以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中上述控制部進行如下控制：藉由變化上述乾燥液供給噴嘴之移動速度而使上述距離L成為上限距離M以下。
  4. 一種基板處理方法，係對基板之表面供給處理液進行處理者，其特徵在於包含：對已進行處理液之處理後之旋轉的基板之表面，供給除去該處理液使基板乾燥的乾燥液之工程；上述供給乾燥液之工程，係使上述乾燥液到達基板的位置即著液點，自該基板之中心部朝向周緣部移動，除了基板之中心部以外，為了使以上述著液點為基點而形成的乾燥液之流線中，上述著液點之中心至基板的旋轉中心側之端部的距離L成為事先設定的上限距離M以下，依據以下之數學式來設定上述乾燥液流入基板之中心部側之流入量，以使上述乾燥液自上述著液點所描繪的軌道圓的單位區間流入基板之中心部側的流入量成為事先設定之值的方式來控制上述距離L； 上述乾燥液之流入量={(Q/2)*t}/C(其中，t=D/v)於此，D係上述乾燥液供給噴嘴之開口直徑[mm]，Q係上述乾燥液之供給流量[ml/s]，v係上述著液點之移動速度[mm/s]，C係上述著液點所描繪的軌道圓的周長[mm]。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理方法，其中藉由變化上述乾燥液之供給流量而將上述距離L設為上限距離M以下。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之基板處理方法，其中藉由變化上述乾燥液之著液點之移動速度而將上述距離L設為上限距離M以下。
  7. 一種記憶媒體，係記憶基板處理裝置所使用的電腦程式者，該基板處理裝置係對基板之表面供給處理液而進行處理者；其特徵在於：上述電腦程式，係以執行如申請專利範圍第4至6項中任一項之基板處理方法的方式將步驟群予以組合。
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