WO2016063885A1 - 基板液処理方法及び基板液処理装置並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents

基板液処理方法及び基板液処理装置並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 Download PDF

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WO2016063885A1
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substrate
liquid
water
alcohol
functional water
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PCT/JP2015/079615
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光則 中森
純 野中
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東京エレクトロン株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a substrate liquid processing method, a substrate liquid processing apparatus, and a computer readable storage medium storing a substrate liquid processing program, in which a surface of a liquid-treated substrate is made water-repellent with a water-repellent liquid and then dried. is there.
  • liquid processing is performed on a substrate such as a semiconductor wafer or a liquid crystal substrate with various processing liquids using a substrate liquid processing apparatus, and then the substrate is processed at high speed.
  • a drying process is performed to remove the processing liquid remaining on the substrate by rotating.
  • the surface tension of the processing liquid remaining on the substrate during the drying process is accompanied by miniaturization of patterns such as circuit patterns and etching mask patterns formed on the surface of the substrate and high aspect ratios. There is a possibility that the pattern formed on the surface of the substrate collapses.
  • a water repellent liquid such as a silylating agent is supplied to the substrate to make the surface of the substrate water repellent.
  • pure water is supplied as a cleaning liquid to the substrate, and the substrate is rotated at a high speed to remove the cleaning liquid from the surface of the substrate.
  • the surface of the substrate is made water repellent so that the contact angle between the pattern and the rinsing liquid is close to 90 degrees to reduce the force of collapsing the pattern with the cleaning liquid, and drying.
  • the pattern is prevented from collapsing during processing (see Patent Document 1).
  • the water repellent liquid used to make the surface of the substrate water repellent can make the surface of the substrate water repellent (hydrophobicized) by the action of the contained hydrophobic group. Since this water repellent liquid contains many impurities, there is a possibility that the impurities remain on the surface of the substrate after the water repellent. However, even if pure water cleaning liquid is supplied to a water repellent treated substrate, impurities remaining on the surface of the substrate cannot be removed.
  • An object of the present invention is to provide a technique capable of removing impurities remaining on the surface of a water repellent treated substrate.
  • a liquid processing step for liquid processing a substrate with a processing liquid a rinsing processing step for rinsing the liquid processed substrate with a rinsing liquid, and a water repellent liquid for the rinse-treated substrate
  • a water repellent treatment step for performing a water repellent treatment and then performing a cleaning treatment step for washing the water repellent treated substrate with functional water, and then bringing the alcohol into contact with the washed substrate.
  • a substrate liquid processing method is provided in which a drying process for drying the substrate is performed.
  • a pure water treatment step of rinsing the substrate with pure water may be performed between the alcohol treatment step and the drying treatment step.
  • alkaline electrolytic ion water ammonia water, hydrogen water, and ozone water can be used as the functional water.
  • the functional water and the alcohol may be supplied to the substrate from the same nozzle.
  • the alcohol treatment step may include a step of forming a streak-like flow of functional water and a step of supplying the alcohol to the center side of the substrate with respect to the streak-like flow.
  • the step of forming the functional water streaky flow may include moving the functional water supply position from the center side to the outer periphery side of the substrate.
  • a substrate holding unit that holds a substrate, a processing liquid supply unit that supplies a processing liquid to the substrate, and a rinsing liquid that supplies a rinsing liquid to the substrate liquid-treated with the processing liquid
  • a supply part a water repellent liquid supply part for supplying a water repellent liquid to the substrate rinsed with a rinse liquid, and a functional water supply part for supplying functional water to the substrate water repellent treated with a water repellent liquid
  • a substrate processing apparatus including a control unit configured to supply functional water from the unit to the substrate and then control the drying of the substrate after supplying alcohol from the alcohol supply unit to the substrate.
  • the control unit may control to supply alcohol to the substrate from the alcohol supply unit and then supply the substrate to the substrate from the rinse liquid supply unit.
  • the functional water and the alcohol may be supplied to the substrate from the same nozzle.
  • the mixing ratio between the functional water and the alcohol may be changed stepwise or continuously when the functional water is supplied to the alcohol.
  • a streaky flow of the functional water may be formed, and the alcohol may be supplied to the center side of the substrate with respect to the streaky flow.
  • the functional water supply position forming the streaky flow may be moved from the center side of the substrate to the outer peripheral side.
  • a substrate holding unit for holding a substrate, a processing liquid supply unit for supplying a processing liquid to the substrate, and a rinsing for supplying a rinsing liquid to the substrate liquid-treated with the processing liquid
  • a liquid supply part a water repellent liquid supply part for supplying water repellent liquid to the substrate rinsed with a rinse liquid, and a functional water supply part for supplying functional water to the substrate water repellent treated with water repellent liquid
  • the substrate is repelled from the water repellent liquid supply unit to the substrate. After supplying the hydrating liquid, functional water is supplied to the substrate from the functional water supply unit, and then the substrate is dried after supplying alcohol to the substrate from the alcohol supply unit. Storage medium taken is provided.
  • Explanatory drawing of a substrate liquid processing method (a liquid processing process (a), a rinse process process (b)).
  • Explanatory drawing of a substrate liquid processing method water-repellent treatment process).
  • Explanatory drawing of a substrate liquid processing method cleaning process process).
  • Explanatory drawing of a substrate liquid processing method alcohol processing process (a), drying process process (b)).
  • the substrate liquid processing apparatus 1 has a carry-in / out section 2 at the front end.
  • a carrier 4 containing a plurality of (for example, 25) substrates 3 is carried into and out of the carry-in / out unit 2 and placed side by side on the left and right.
  • the substrate liquid processing apparatus 1 has a transport unit 5 at the rear part of the carry-in / out unit 2.
  • a substrate transfer device 6 is disposed on the front side of the transfer unit 5, and a substrate delivery table 7 is disposed on the rear side.
  • the transport unit 5 the substrate 3 is transported between the carrier 4 placed on the carry-in / out unit 2 and the substrate delivery table 7 using the substrate transport device 6.
  • the substrate liquid processing apparatus 1 has a processing unit 8 behind the transfer unit 5.
  • a substrate transfer device 9 extending in the front-rear direction is disposed at the center of the processing unit 8.
  • Substrate liquid processing units 10 for liquid processing the substrate 3 are arranged on the left and right sides of the substrate transfer device 9 in the front-rear direction.
  • the substrate 3 is transferred between the substrate delivery table 7 and the substrate liquid processing unit 10 using the substrate transfer device 9, and the substrate 3 is liquid processed using the substrate liquid processing unit 10.
  • the substrate liquid processing unit 10 includes a substrate holding unit 11, a supply unit 12, and a recovery unit 13, which are controlled by a control unit 14.
  • the substrate holder 11 rotates while holding the substrate 3.
  • the supply unit 12 supplies various liquids and gases to the substrate 3.
  • the recovery unit 13 recovers various liquids and gases supplied to the substrate 3.
  • the control unit 14 controls the entire operation of the substrate liquid processing apparatus 1 as well as the substrate liquid processing unit 10.
  • the substrate holding part 11 has a rotating shaft 16 extending vertically in the center of the inside of the processing chamber 15.
  • a disc-shaped turntable 17 is horizontally attached to the upper end of the rotating shaft 16.
  • a plurality of substrate holders 18 are attached to the outer peripheral edge of the turntable 17 at equal intervals in the circumferential direction.
  • a substrate rotating mechanism 19 and a substrate lifting mechanism 20 are connected to the rotating shaft 16.
  • the substrate rotating mechanism 19 and the substrate lifting mechanism 20 are controlled to rotate and lift by the control unit 14.
  • the substrate holder 11 horizontally holds the substrate 3 with the substrate holder 18 of the turntable 17. Further, the substrate holding unit 11 rotates the substrate 3 held on the turntable 17 by driving the substrate rotating mechanism 19. Further, the substrate holding unit 11 moves the turntable 17 and the substrate 3 up and down by driving the substrate lifting mechanism 20.
  • the supply unit 12 includes a guide rail 21 provided inside the processing chamber 15, an arm 22 movably attached to the guide rail 21, and a nozzle group 23 including a plurality of nozzles attached to the lower end of the arm 22. With. A nozzle moving mechanism 24 that is driven and controlled by the control unit 14 is connected to the arm 22.
  • the nozzle group 23 includes a treatment liquid supply nozzle 25, a pure water supply nozzle 26, an IPA supply nozzle 27, a water repellent liquid supply nozzle 28, a functional water supply nozzle 29, and an inert gas supply nozzle 30.
  • a processing liquid supply source 31 that supplies a processing liquid (here, a cleaning chemical) is connected to the processing liquid supply nozzle 25 via a flow rate regulator 32.
  • a pure water supply source 33 that supplies pure water is connected to the pure water supply nozzle 26 via a flow rate regulator 34.
  • An IPA supply source 35 that supplies IPA (isopropyl alcohol) is connected to the IPA supply nozzle 27 via a flow rate regulator 36.
  • a water repellent liquid supply source 37 that supplies a water repellent liquid (here, a silylating agent) is connected to the water repellent liquid supply nozzle 28 via a flow rate regulator 38.
  • a functional water supply source 39 for supplying functional water (here, electrolytic ion water having a pH of 8 or more) is connected to the functional water supply nozzle 29 via a flow rate regulator 40.
  • the inert gas supply nozzle 30 is connected to an inert gas supply source 41 that supplies an inert gas (here, nitrogen gas) via a flow rate regulator 42.
  • These flow regulators 32, 34, 36, 38, 40, 42 are subjected to flow control and open / close control by the control unit 14.
  • Carbon dioxide gas may be dissolved in advance in pure water supplied from the pure water supply nozzle 26. Thereby, it is possible to suppress the generation of static electricity when pure water flows on the surface of the substrate 3, and it is possible to remove even if static electricity is generated on the surface of the substrate 3.
  • the supplying unit 12 horizontally moves the nozzles 25 to 30 between the standby position outside the outer peripheral edge of the substrate 3 and the starting position above the central portion of the substrate 3 by the nozzle moving mechanism 24.
  • the supply unit 12 discharges the liquid or gas adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate adjusters 32, 34, 36, 38, 40, 42 from the nozzles 25 to 30 toward the surface (upper surface) of the substrate 3.
  • a plurality of arms 22 movable independently of each other may be provided, and one or more of the nozzles 25 to 30 may be distributed and attached to each arm. All the nozzles 25 to 30 may be arranged on one common arm.
  • a single supply nozzle for supplying both pure water and IPA is provided, switching from IPA supply to pure water supply, and supply of pure water. It may be configured such that switching from IPA supply to IPA supply can be performed continuously. Thereby, when switching between pure water and IPA, it is difficult for the surface of the substrate 3 to be exposed and to come into contact with the surrounding atmosphere (surrounding gas).
  • the collection unit 13 has an annular collection cup 43 arranged around the turntable 17 as shown in FIG.
  • An opening having a size slightly larger than the turntable 17 (substrate 3) is formed at the upper end of the recovery cup 43.
  • a drain 44 is connected to the lower end of the recovery cup 43.
  • the collection unit 13 collects the processing liquid supplied to the surface of the substrate 3 with the collection cup 43 and discharges it from the drain 44 to the outside.
  • the drain 44 collects not only the liquid but also the gas (atmosphere) inside the processing chamber 15.
  • the FFU 45 can switch between a state in which clean air is supplied and a state in which CDA (Clean Dry) Air) having a humidity lower than that of clean air is supplied.
  • CDA Compact Dry
  • the FFU 45 functions as a dry gas supply unit that supplies CDA as the dry gas into the processing chamber 15.
  • the FFU 45 is driven and controlled by the control unit 14.
  • the substrate liquid processing apparatus 1 is configured as described above, and is controlled by the control unit 14 in accordance with various programs stored in the storage medium 46 provided in the control unit 14 (computer) to process the substrate 3.
  • the storage medium 46 stores various setting data and programs, and is well-known such as a memory such as ROM and RAM, and a disk-shaped storage medium such as a hard disk, CD-ROM, DVD-ROM, and flexible disk. Composed of things.
  • the substrate liquid processing apparatus 1 processes the substrate 3 as described below according to the substrate liquid processing program stored in the storage medium 46 (see FIG. 4A).
  • the substrate liquid processing apparatus 1 receives the substrate 3 transferred by the substrate transfer apparatus 9 by the substrate liquid processing unit 10 (substrate receiving step).
  • the control unit 14 raises the turntable 17 to a predetermined position. Then, the single substrate 3 transferred from the substrate transfer device 9 to the inside of the processing chamber 15 is received while being held horizontally by the substrate holder 18. Thereafter, the turntable 17 is lowered to a predetermined position.
  • the nozzle group 23 (the treatment liquid supply nozzle 25, the pure water supply nozzle 26, the IPA supply nozzle 27, the water repellent liquid supply nozzle 28, and the inert gas supply nozzle 30) is moved from the outer periphery of the turntable 17. Also retract to the outside standby position.
  • the substrate liquid processing apparatus 1 performs liquid processing on the surface of the substrate 3 with a processing liquid such as an etching liquid or a cleaning liquid (liquid processing step).
  • a processing liquid such as an etching liquid or a cleaning liquid
  • the control unit 14 moves the processing liquid supply nozzle 25 to the start position above the center of the substrate 3. Further, the substrate 3 is rotated by rotating the turntable 17 at a predetermined rotation speed. Thereafter, the processing liquid whose flow rate is adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate regulator 32 is supplied from the processing liquid supply source 31 to the processing liquid supply nozzle 25 and is discharged from the processing liquid supply nozzle 25 toward the surface (upper surface) of the substrate 3. . Thereby, the surface of the substrate 3 is liquid-treated with the treatment liquid. The processing liquid supplied to the substrate 3 is shaken off outward by the centrifugal force of the rotating substrate 3, recovered by the recovery cup 43, and discharged from the drain 44 to the outside.
  • the processing liquid supply nozzle 25, the flow rate adjuster 32, the processing liquid supply source 31 and the like mainly function as a processing liquid supply unit.
  • clean air or CDA is selected as the gas supplied from the FFU 45 depending on the type of the processing liquid, and the inside of the processing chamber 15 is maintained at a high cleanliness.
  • the substrate liquid processing apparatus 1 rinses the surface of the substrate 3 with a rinsing liquid (rinsing process).
  • the control unit 14 turns the pure water supply nozzle 26 in a state where the substrate 3 is continuously rotated by rotating the turntable 17 at a predetermined rotation speed. Move to the start position above the center of the substrate 3. Thereafter, pure water whose flow rate has been adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate regulator 34 is supplied as a rinse liquid from the pure water supply source 33 to the pure water supply nozzle 26 and discharged from the pure water supply nozzle 26 toward the surface of the substrate 3. . Accordingly, the surface of the substrate 3 is rinsed with the rinse liquid by washing away the treatment liquid on the surface of the substrate 3 with the rinse liquid.
  • the rinse liquid supplied to the substrate 3 is shaken off to the outside of the outer peripheral edge of the substrate 3 by the centrifugal force of the rotating substrate 3, recovered by the recovery cup 43, and discharged from the drain 44 to the outside. After supplying the rinse liquid for a predetermined time, the discharge of the rinse liquid is stopped by the flow rate regulator 34.
  • the pure water supply nozzle 26, the flow rate regulator 34, the pure water supply source 33, and the like mainly function as a rinsing liquid supply unit.
  • the substrate liquid processing apparatus 1 performs a water repellent treatment on the surface of the substrate 3 with a water repellent liquid (water repellent treatment step).
  • the control unit 14 turns the IPA supply nozzle 27 in a state where the substrate 3 is continuously rotated by rotating the turntable 17 at a predetermined rotation speed. Move to the start position above the center of the substrate 3. Thereafter, IPA whose flow rate is adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate adjuster 36 is supplied from the IPA supply source 35 to the IPA supply nozzle 27 and discharged from the IPA supply nozzle 27 toward the surface of the substrate 3. As a result, the surface of the substrate 3 is replaced with IPA from the rinse liquid.
  • the IPA supplied to the substrate 3 is shaken off to the outside of the outer peripheral edge of the substrate 3 by the centrifugal force of the rotating substrate 3, recovered by the recovery cup 43, and discharged outside from the drain 44. After supplying IPA for a predetermined time, discharge of IPA is stopped by the flow rate regulator 36.
  • the control unit 14 moves the water repellent liquid supply nozzle 28 to the start position above the center of the substrate 3. Thereafter, the water repellent liquid whose flow rate is adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate regulator 38 is supplied from the water repellent liquid supply source 37 to the water repellent liquid supply nozzle 28, and the surface of the substrate 3 is supplied from the water repellent liquid supply nozzle 28. Dispense towards Thereby, the surface of the substrate 3 is subjected to water repellent treatment with the water repellent liquid.
  • the water repellent liquid supplied to the substrate 3 is shaken off by the centrifugal force of the rotating substrate 3 to the outside of the outer peripheral edge of the substrate 3, recovered by the recovery cup 43, and discharged from the drain 44 to the outside.
  • the flow controller 38 stops the discharge of the water repellent liquid.
  • the water repellent liquid supply nozzle 28, the flow rate regulator 38, the water repellent liquid supply source 37, etc. mainly function as the water repellent liquid supply section.
  • the control unit 14 selects CDA as a gas supplied from the FFU 45 to the treatment chamber 15 to reduce the humidity inside the treatment chamber 15.
  • the substrate liquid processing apparatus 1 cleans the surface of the substrate 3 with a cleaning liquid (cleaning process step).
  • the control unit 14 rotates the turntable 17 at a predetermined rotation speed to keep the substrate 3 rotating, and the functional water supply nozzle 29 is moved to the substrate 3. Move to the start position above the center. Thereafter, the functional water whose flow rate is adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate regulator 40 is supplied from the functional water supply source 39 to the functional water supply nozzle 29 as a cleaning liquid, and is discharged from the functional water supply nozzle 29 toward the surface of the substrate 3. Thereby, the surface of the substrate 3 is washed with functional water.
  • the water repellent liquid contains a large amount of impurities, and thus there is a possibility that impurities remain on the surface of the substrate 3 after the water repellent effect. Therefore, the impurities remaining on the surface of the substrate 3 can be removed by cleaning the substrate 3 subjected to the water repellent treatment with a cleaning liquid.
  • the functional water supplied to the substrate 3 is shaken off to the outside of the outer peripheral edge of the substrate 3 by the centrifugal force of the rotating substrate 3, recovered by the recovery cup 43, and discharged from the drain 44 to the outside. After supplying the functional water for a predetermined time, the discharge of the functional water is stopped by the flow rate regulator 40.
  • the functional water supply nozzle 29, the flow rate regulator 40, the functional water supply source 39, etc. mainly function as a cleaning liquid supply unit (functional water supply unit).
  • a cleaning liquid supply unit functional water supply unit
  • an alkaline liquid is used, and alkaline (preferably pH 8 or higher) electrolytic ion water, ammonia water diluted to 1 ppm to 20 ppm, hydrogen water, ozone water, or the like can be used.
  • the water repellent liquid and the cleaning liquid (functional water) may be discharged simultaneously from the same or different nozzles.
  • substrate 3 is exposed at the time of switching from a water repellent liquid to a washing
  • the mixing ratio of the water repellent liquid and the cleaning liquid may be changed stepwise or gradually continuously.
  • “mixing” includes both mixing before discharging from the nozzle and mixing on the wafer W after discharging.
  • mixing ratio is the ratio of the discharge flow rate from each nozzle. is there.
  • the mixing ratio of the water repellent liquid: the cleaning liquid is 1: 0, but the supply amount of the water repellent liquid is decreased by increasing the supply amount of the cleaning liquid over time. Thereafter, when a predetermined mixing ratio is reached, the mixture is supplied at the ratio for a predetermined time. Thereafter, the supply amount of the cleaning liquid may be increased stepwise or continuously and the supply amount of the water repellent liquid may be decreased.
  • IPA that is a liquid having a surface tension lower than that of the cleaning liquid may be included in the cleaning liquid and supplied. As a result, the cleaning liquid can easily penetrate into the pattern of the water-repellent substrate 3, and the cleaning effect can be improved.
  • the cleaning liquid may be supplied after supplying the cleaning liquid containing IPA.
  • the control unit 14 selects clean air as the gas supplied from the FFU 45, supplies clean air to the processing chamber 15, and increases the humidity inside the processing chamber 15.
  • the substrate liquid processing apparatus 1 performs an alcohol process in which alcohol (drying liquid) is brought into contact with the surface of the substrate 3 (alcohol processing step).
  • alcohol drying liquid
  • alcohol having higher volatility and lower surface tension than the cleaning liquid is used.
  • electrolytic ion water having a pH of 8 or more is used as the cleaning liquid
  • IPA is used as the drying liquid.
  • the control unit 14 keeps the substrate 3 rotated by rotating the turntable 17 at a predetermined rotation speed, and the IPA supply nozzle 27 and the inactive state.
  • the gas supply nozzle 30 is moved to the start position above the center of the substrate 3.
  • the IPA whose flow rate has been adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate adjuster 36 is supplied as a drying liquid from the IPA supply source 35 to the IPA supply nozzle 27 and discharged from the IPA supply nozzle 27 toward the surface of the substrate 3.
  • an inert gas (in this case, nitrogen gas) whose flow rate is adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate regulator 42 is supplied from the inert gas supply source 41 to the inert gas supply nozzle 30, and the inert gas supply nozzle 30 supplies the substrate. 3 is discharged toward the surface. Then, the IPA supply nozzle 27 and the inert gas supply nozzle 30 are respectively moved from the start position above the central portion of the substrate 3 toward the position above the outer peripheral edge of the substrate 3.
  • the movement directions of both nozzles 27 and 30 may be the opposite direction or the same direction, but the IPA supply nozzle 27 is always positioned radially outside the inert gas supply nozzle 30.
  • the IPA discharged from the IPA supply nozzle 27 to the substrate 3 is forcibly moved toward the outer peripheral edge of the substrate 3 by the inert gas discharged from the inert gas supply nozzle 30, thereby drying the substrate 3.
  • the surface of the substrate 3 is replaced with the drying liquid from the cleaning liquid.
  • the drying liquid supplied to the substrate 3 is shaken off to the outside of the outer peripheral edge of the substrate 3 by the centrifugal force of the rotating substrate 3, collected by the collection cup 43, and discharged from the drain 44 to the outside.
  • the flow controller 36 stops the discharge of the drying liquid.
  • the IPA supply nozzle 27, the flow rate adjuster 36, the IPA supply source 35, etc. mainly function as an alcohol supply unit.
  • the control unit 14 supplies the substrate 3 with a smaller amount of drying liquid than the flow rate of the washing liquid in the washing treatment process.
  • functional water and alcohol can be discharged from the same nozzle, and the surface of the substrate 3 is exposed and the ambient atmosphere (surrounding gas) is switched when switching from the functional water to alcohol. ) Can be made difficult to contact.
  • the mixing ratio of functional water and alcohol may be changed stepwise, or the mixing ratio may be changed gradually and continuously.
  • the wettability of the substrate 3 changes gradually, it is easier to prevent the surface of the substrate 3 from being exposed to the outside air than when the wettability changes abruptly.
  • the functional water: alcohol mixing ratio is 1: 0, but the supply amount of alcohol is increased with the passage of time to decrease the supply amount of functional water.
  • the mixture is supplied at the predetermined time.
  • the supply amount of alcohol may be increased stepwise or continuously and the supply amount of functional water may be decreased.
  • the substrate liquid processing apparatus 1 removes the drying liquid from the substrate 3 and dries the substrate 3 (drying process step).
  • the substrate liquid processing apparatus 1 supplies pure water to the substrate 3 subjected to the alcohol treatment step and rinses the substrate 3 before performing the drying treatment step. May be performed.
  • the pure water treatment step can be performed in the same manner as the rinse treatment step. In that case, in the drying process, the rinse liquid is removed from the substrate 3 to dry the substrate 3.
  • alcohol and pure water can be discharged from the same nozzle, and the mixing ratio of alcohol and pure water may be changed stepwise. May be gradually and continuously changed. As a result, the alcohol treatment step and the rinse treatment step can be performed at the same time, so that the liquid on the substrate 3 is prevented from running out and the time required for the treatment can be shortened.
  • the control unit 14 has a predetermined rotation speed (a rotation speed faster than the rotation speed in the liquid treatment process, the rinse treatment process, the water repellent treatment process, and the cleaning treatment process). Then, the substrate 3 is continuously rotated by rotating the turntable 17. As a result, the drying liquid remaining on the surface of the substrate 3 is shaken out of the surface of the substrate 3 by the action of the centrifugal force of the rotating substrate 3, the drying liquid is removed from the surface of the substrate 3, and the surface of the substrate 3 is dried. Is done.
  • the nozzle group 23 (the treatment liquid supply nozzle 25, the pure water supply nozzle 26, the IPA supply nozzle 27, the water repellent liquid supply nozzle 28, and the inert gas supply nozzle 30) is moved from the outer periphery of the turntable 17. Also retract to the outside standby position.
  • the control unit 14 selects CDA as the gas supplied from the FFU 45, supplies the CDA to the treatment chamber 15, and sets the humidity inside the treatment chamber 15 to be higher than the humidity in the cleaning treatment step. It is reduced. Thereby, drying of the board
  • the substrate liquid processing apparatus 1 delivers the substrate 3 from the substrate liquid processing unit 10 to the substrate transfer apparatus 9 (substrate delivery process).
  • control unit 14 raises the turntable 17 to a predetermined position. Then, the substrate 3 held by the turntable 17 is transferred to the substrate transfer device 9. Thereafter, the turntable 17 is lowered to a predetermined position.
  • the substrate liquid processing apparatus 1 the substrate liquid processing method executed by the substrate liquid processing apparatus 1
  • the substrate 3 that has been subjected to the water repellent treatment with the water repellent liquid has an alkaline function immediately after the water repellent treatment. After washing with water, the substrate 3 is dried.
  • the substrate 3 when the substrate 3 is subjected to the water repellent treatment with the water repellent liquid, a large amount of impurities contained in the water repellent liquid immediately after the water repellent treatment is affected by the hydrophobic groups contained in the water repellent liquid. It tends to adhere to the surface of the substrate 3 and may remain as particles on the substrate 3 after drying. Therefore, by washing the surface of the substrate 3 with functional water having alkalinity immediately after the water repellent treatment, impurities can be removed from the surface of the substrate 3, and the substrate 3 can be dried well.
  • the functional water is replaced with a drying liquid having higher volatility than the functional water used in the cleaning after the cleaning process, and the drying liquid Is removed from the substrate 3 to dry the substrate 3.
  • the water-repellent liquid contains many impurities, and thus there is a possibility that impurities remain on the surface of the substrate 3 after the water-repellent process. Therefore, by supplying functional water to the water-repellent substrate 3, impurities remaining on the surface of the substrate 3 can be removed.
  • the water-repellent substrate 3 is cleaned with functional water before being subjected to alcohol treatment.
  • the substrate 3 When the substrate 3 is subjected to a water repellent treatment with a water repellent solution, if the alcohol treatment is performed immediately after that, it is difficult to remove impurities contained in the water repellent solution from the substrate 3 and there is a possibility that the substrate 3 may remain. Therefore, by supplying functional water to the substrate 3 immediately after the water repellent treatment (before the alcohol treatment), impurities can be favorably removed from the surface of the substrate 3.
  • the processing with the subsequent liquid for example, the cleaning process with functional water
  • the treatment with the subsequent liquid can be started from the middle of the treatment with the previous liquid.
  • the process moves from the functional water cleaning process performed to clean impurities contained in the water repellent solution to the IPA alcohol processing process will be described below.
  • the control unit 14 keeps the substrate 3 rotating by rotating the turntable 17 at a predetermined rotational speed, and moves the functional water supply nozzle 29 to the center of the substrate 3.
  • the IPA supply nozzle 27 is moved to a position adjacent to the functional water supply nozzle 29 while being moved to the start position above the unit.
  • functional water is discharged as a cleaning liquid from the functional water supply nozzle 29 toward the center of the surface of the substrate 3.
  • the functional water supply nozzle 29 is moved from above the central portion of the substrate 3 to above the outer peripheral edge of the substrate 3 while discharging the functional water, and the IPA supply nozzle 27 is moved.
  • the IPA supply nozzle 27 It is moved together with the functional water supply nozzle 29, and when the IPA supply nozzle 27 is positioned above the center of the substrate 3, the IPA is discharged as a drying liquid from the IPA supply nozzle 27 toward the center of the substrate 3. At that time, the flow rate or / and the number of rotations are controlled so that a streaky flow composed of IPA and functional water is formed on the surface of the substrate 3.
  • the number of rotations of the substrate 3 may be reduced as compared with the cleaning process, or the amount of functional water supplied may be reduced. In particular, reducing the supply amount of functional water is more preferable because it leads to reduction of the consumption amount of functional water.
  • the region through which the streaky flow passes is covered with a functional water liquid film thinner than the functional water liquid film in the cleaning process.
  • the functional water supply nozzle 29 and the IPA supply nozzle 27 are moved upward above the outer peripheral edge of the substrate 3.
  • the functional water supplied from the functional water supply nozzle 29 flows toward the outer peripheral edge of the substrate 3 while maintaining a streak-like flow on the surface of the substrate 3.
  • a streaky flow composed of IPA and the functional water is formed. Impurities remaining on the surface of the substrate 3 can be removed by the functional water contained in the streaky flow.
  • IPA having a low surface tension is mixed, an unbroken streak-like flow can be formed, so that impurities remaining on the surface of the substrate 3 can be uniformly removed. Further, the functional water can easily penetrate into the pattern of the substrate 3 and the cleaning effect can be improved. In the region where the streaky flow passes, the liquid film of the functional water is gradually replaced with the liquid film of IPA having a surface tension lower than that of the functional water, and the surface of the substrate 3 is not exposed. In addition, the concentration of IPA is high at the upstream end of the streaky flow. For this reason, the drying area expands concentrically in the area inside the IPA supply position.
  • the cleaning process and the drying process by the streaky flow can be performed at the same time, the time of the drying process can be shortened, and the throughput of the substrate liquid processing apparatus 1 can be improved. Furthermore, the cleaning effect can be improved by forming a streak-like flow.
  • the functional water supply nozzle 29 is moved from above the center of the substrate 3 toward the outer periphery of the substrate 3 while discharging the functional water, and the IPA supply nozzle 27 is moved to the substrate 3.
  • the IPA may be discharged as a drying liquid from the IPA supply nozzle 27 toward the center of the substrate 3.
  • the functional water supplied from the functional water supply nozzle 29 flows toward the outer peripheral edge of the substrate 3 while maintaining a streak-like flow on the surface of the substrate 3, and thereby the streaks composed of IPA and functional water.
  • a flow is formed. Impurities remaining on the surface of the substrate 3 can be removed by the functional water contained in the streaky flow.
  • a streak-like flow that is not interrupted can be formed by mixing IPAs having a low surface tension, and the streaky flow moves from the center of the substrate 3 toward the outer peripheral edge of the substrate 3. Impurities remaining on the surface of the substrate 3 can be removed uniformly. Further, the functional water can easily penetrate into the pattern of the substrate 3 and the cleaning effect can be improved. The area where the streaky flow passes is covered with a functional water liquid film that is thinner than the functional water liquid film in the cleaning process, but the functional water liquid film is gradually replaced with the IPA liquid film. Therefore, the surface of the substrate 3 is not exposed. Further, since IPA is discharged from above the center of the substrate 3, the region inside the substrate 3 is covered with the IPA liquid film rather than the region where the streaky flow exists.
  • the drying process can be performed immediately. Since this drying process is the same as the drying process described in the previous embodiment, a description thereof is omitted.
  • the drying liquid removing step can be performed after the cleaning process by the streaky flow, the drying process time can be shortened and the throughput of the substrate liquid processing apparatus 1 can be improved. Furthermore, the cleaning effect can be improved by forming a streak-like flow of pure water after the cleaning process. Further, the cleaning process by the streak-like flow can be performed without exposing the surface of the substrate 3.

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Abstract

 基板処理方法は、基板を処理液で液処理する液処理工程と、液処理した前記基板をリンス液でリンス処理するリンス処理工程と、リンス処理した前記基板を撥水化液で撥水処理する撥水処理工程とを行い、次に、撥水処理した前記基板を機能水で洗浄処理する洗浄処理工程を行い、その後、洗浄処理した前記基板にアルコールを接触させるアルコール処理工程を行い、その後、前記基板を乾燥する乾燥処理工程を行う。洗浄処理工程により、撥水処理した基板の表面に残留した不純物が除去される。

Description

基板液処理方法及び基板液処理装置並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
 本発明は、液処理した基板の表面を撥水化液で撥水化させてから乾燥させる基板液処理方法及び基板液処理装置並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関するものである。
 従来、半導体部品やフラットパネルディスプレイなどを製造する場合には、半導体ウエハや液晶基板などの基板に対して基板液処理装置を用いて各種の処理液で液処理を施し、その後、基板を高速で回転させることによって基板に残留した処理液を除去する乾燥処理を施している。
 この基板液処理装置では、基板の表面に形成される回路パターンやエッチングマスクパターンなどのパターンの微細化や高アスペクト比化に伴って、乾燥処理時に基板に残留した処理液の表面張力の作用で基板の表面に形成されたパターンが倒壊する現象が生じるおそれがある。
 そのため、従来の基板液処理装置では、乾燥処理を行う際に、基板にシリル化剤等の撥水化液を供給して基板の表面を撥水化させる。その後、基板に洗浄液として純水を供給し、基板を高速で回転させて基板の表面から洗浄液を除去する。このように、従来の基板液処理装置では、基板の表面を撥水化させることで、パターンとリンス液との接触角度を90度に近い状態として洗浄液によってパターンを倒壊させる力を低減し、乾燥処理時にパターンが倒壊するのを防止する(特許文献1参照。)。
 基板の表面を撥水化させるために用いられる撥水化液は、含有される疎水基の作用で基板の表面を撥水化(疎水化)させることができる。この撥水化液には多くの不純物が含有されているために、撥水化させた後の基板の表面に不純物が残留するおそれがある。しかしながら、撥水処理した基板に純水の洗浄液を供給しても、基板の表面に残留した不純物を除去することができない。
特開2010-114439号公報
 本発明は、撥水処理した基板の表面に残留した不純物を除去することができる技術を提供することを目的とする。
 本発明の一実施形態によれば、基板を処理液で液処理する液処理工程と、液処理した前記基板をリンス液でリンス処理するリンス処理工程と、リンス処理した前記基板を撥水化液で撥水処理する撥水処理工程とを行い、次に、撥水処理した前記基板を機能水で洗浄処理する洗浄処理工程を行い、その後、洗浄処理した前記基板にアルコールを接触させるアルコール処理工程を行い、その後、前記基板を乾燥する乾燥処理工程を行う基板液処理方法が提供される。
 前記アルコール処理工程と乾燥処理工程との間に、前記基板を純水でリンス処理する純水処理工程を行ってもよい。
 前記機能水として、アルカリ性を有する電解イオン水、アンモニア水、水素水、オゾン水のいずれかを用いることができる。
 前記機能水と前記アルコールを同一のノズルから前記基板に供給してもよい。
 前記洗浄処理工程から前記アルコール処理工程への移行時に前記機能水と前記アルコールとの混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給することができる。
 前記アルコール処理工程は、前記機能水の筋状の流れを形成する工程と、前記筋状の流れよりも前記基板の中心側に前記アルコールを供給する工程を含んでいてもよい。
 前記機能水の筋状の流れを形成する工程は、前記機能水の供給位置を前記基板の中心側から外周側へ移動させることを含んでいてもよい。
 本発明の他の実施形態によれば、基板を保持する基板保持部と、前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、処理液で液処理した前記基板にリンス液を供給するリンス液供給部と、リンス液でリンス処理した前記基板に撥水化液を供給する撥水化液供給部と、撥水化液で撥水処理した前記基板に機能水を供給する機能水供給部と、機能水で洗浄処理した前記基板にアルコールを供給するアルコール供給部と、前記撥水化液供給部から前記リンス液でリンス処理した前記基板に撥水化液を供給した後に、前記機能水供給部から前記基板に機能水を供給し、その後、前記アルコール供給部から前記基板にアルコールを供給した後に前記基板を乾燥するように制御する制御部を備える基板処理装置が提供される。
 前記制御部は、前記アルコール供給部から前記基板にアルコールを供給した後に、前記リンス液供給部から前記基板に供給するよう制御してもよい。
 前記機能水と前記アルコールを同一のノズルから前記基板に供給してもよい。
 前記機能水の供給から前記アルコールの供給への移行時に前記機能水と前記アルコールとの混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給してもよい。
 また、前記機能水の供給から前記アルコールの供給への移行時に、前記機能水の筋状の流れを形成し、前記筋状の流れよりも前記基板の中心側に前記アルコールを供給してもよい。
 また、前記筋状の流れを形成する前記機能水の供給位置を、前記基板の中心側から外周側へ移動させてもよい。
 本発明の更に他の実施形態によれば、基板を保持する基板保持部と、前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、処理液で液処理した前記基板にリンス液を供給するリンス液供給部と、リンス液でリンス処理した前記基板に撥水化液を供給する撥水化液供給部と、撥水化液で撥水処理した前記基板に機能水を供給する機能水供給部と、これらを制御する制御部とを有する基板液処理装置を用いて前記基板を処理させる基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、前記撥水化液供給部から前記基板に撥水化液を供給した後に、前記機能水供給部から前記基板に機能水を供給し、その後、前記アルコール供給部から前記基板にアルコールを供給した後に前記基板を乾燥するように制御するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が提供される。
基板液処理装置を示す平面図。 基板液処理ユニットを示す側面図。 ノズル群を示す説明図。 基板液処理方法の工程図。 基板液処理方法の説明図(液処理工程(a)、リンス処理工程(b))。 基板液処理方法の説明図(撥水処理工程)。 基板液処理方法の説明図(洗浄処理工程)。 基板液処理方法の説明図(アルコール処理工程(a)、乾燥処理工程(b))。 基板液処理方法の説明図。
 以下に、本発明に係る基板液処理装置及び基板液処理方法の具体的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
 図1に示すように、基板液処理装置1は、前端部に搬入出部2を有する。搬入出部2には、複数枚(たとえば、25枚)の基板3(ここでは、半導体ウエハ)を収容したキャリア4が搬入及び搬出され、左右に並べて載置される。
 また、基板液処理装置1は、搬入出部2の後部に搬送部5を有する。搬送部5の前側に基板搬送装置6が配置され、後側に基板受渡台7が配置される。この搬送部5では、搬入出部2に載置されたいずれかのキャリア4と基板受渡台7との間で基板搬送装置6を用いて基板3を搬送する。
 さらに、基板液処理装置1は、搬送部5の後方に処理部8を有する。処理部8の中央に前後に伸延する基板搬送装置9が配置されている。基板搬送装置9の左右両側に基板3を液処理するための基板液処理ユニット10が、前後に並べられている。この処理部8では、基板受渡台7と基板液処理ユニット10との間で基板搬送装置9を用いて基板3を搬送し、基板液処理ユニット10を用いて基板3の液処理を行う。
 基板液処理ユニット10は、図2に示すように、基板保持部11と供給部12と回収部13とを有し、これらを制御部14で制御している。基板保持部11は、基板3を保持しながら回転させる。供給部12は、基板3に各種の液体や気体を供給する。回収部13は、基板3に供給された各種の液体や気体を回収する。制御部14は、基板液処理ユニット10だけでなく基板液処理装置1の全体の動作を制御する。
 基板保持部11は、処理室15の内部略中央に上下に伸延させた回転軸16を有する。回転軸16の上端には、円板状のターンテーブル17が水平に取付けられている。ターンテーブル17の外周端縁には、複数個の基板保持体18が円周方向に等間隔をあけて取付けられている。
 回転軸16には、基板回転機構19と基板昇降機構20が接続されている。これらの基板回転機構19及び基板昇降機構20は、制御部14により回転動作及び昇降動作が制御される。
 基板保持部11は、ターンテーブル17の基板保持体18で基板3を水平に保持する。また、基板保持部11は、基板回転機構19を駆動させることでターンテーブル17に保持した基板3を回転させる。さらに、基板保持部11は、基板昇降機構20を駆動させることでターンテーブル17及び基板3を昇降させる。
 供給部12は、処理室15の内部に設けられたガイドレール21と、ガイドレール21に移動自在に取付けられたアーム22と、アーム22の先端下部に取り付けられた複数のノズルからなるノズル群23とを備える。このアーム22には、制御部14で駆動制御されるノズル移動機構24が接続されている。
 ノズル群23は、図3に示すように、処理液供給ノズル25、純水供給ノズル26、IPA供給ノズル27、撥水化液供給ノズル28、機能水供給ノズル29及び不活性ガス供給ノズル30から構成される。処理液供給ノズル25には、処理液(ここでは、洗浄用の薬液)を供給する処理液供給源31が流量調整器32を介して接続されている。純水供給ノズル26には、純水を供給する純水供給源33が流量調整器34を介して接続されている。IPA供給ノズル27には、IPA(イソプロピルアルコール)を供給するIPA供給源35が流量調整器36を介して接続されている。撥水化液供給ノズル28には、撥水化液(ここでは、シリル化剤)を供給する撥水化液供給源37が流量調整器38を介して接続されている。機能水供給ノズル29には、機能水(ここでは、pH8以上の電解イオン水)を供給する機能水供給源39が流量調整器40を介して接続されている。不活性ガス供給ノズル30は、不活性ガス(ここでは、窒素ガス)を供給する不活性ガス供給源41が流量調整器42を介して接続されている。これらの流量調整器32,34,36,38,40,42は、制御部14で流量制御及び開閉制御される。なお、純水供給ノズル26から供給される純水には、予め炭酸ガスを溶解させておいてもよい。これにより、純水が基板3の表面を流れる際に静電気が発生するのを抑制することができるとともに、基板3の表面に静電気が発生してもそれを除去することができる。
 供給部12は、ノズル移動機構24によってノズル25~30を基板3の外周縁の外方の待機位置と基板3の中央部上方の開始位置との間で水平に移動させる。また、供給部12は、流量調整器32,34,36,38,40,42によって所定の流量に調整した液体又は気体をノズル25~30から基板3の表面(上面)に向けて吐出させる。互いに独立して移動可能な複数のアーム22を設け、各アームにノズル25~30のうちの1個以上を分配して取り付けてもよい。全てのノズル25~30を、1個の共通のアームに配置してもよい。また、純水供給ノズル26とIPA供給ノズル27を設けることに代えて、純水とIPAの両方を供給する1個の供給ノズルを設け、IPA供給から純水供給への切り替え、並びに純水供給からIPA供給への切り替えを連続的に行えるように構成してもよい。これにより、純水とIPAとを切り替える際に、基板3の表面が露出して周囲雰囲気(周囲の気体)と接触することが生じ難くなる。
 回収部13は、図2に示すように、ターンテーブル17の周囲に配置された円環状の回収カップ43を有する。回収カップ43の上端部には、ターンテーブル17(基板3)よりも一回り大きいサイズの開口が形成されている。回収カップ43の下端部には、ドレイン44が接続されている。
 回収部13は、基板3の表面に供給された処理液などを回収カップ43で回収し、ドレイン44から外部へと排出する。なお、ドレイン44は、液体の回収だけでなく、処理室15の内部の気体(雰囲気)をも回収する。これにより、処理室15の上部に設けられたFFU(Fan Filter Unit)45から供給される清浄空気を処理室15の内部でダウンフローさせる。FFU45は、清浄空気を供給する状態と、清浄空気よりも湿度の低いCDA(Clean Dry Air)を供給する状態とを切り替えることができるようになっている。CDAを処理室15の内部でダウンフローさせることにより、処理室15の内部(基板3の周囲)の湿度を低下させることができる。このように、FFU45は、処理室15の内部に乾燥気体としてのCDAを供給する乾燥気体供給部として機能する。なお、FFU45は、制御部14で駆動制御される。
 基板液処理装置1は、以上に説明したように構成されており、制御部14(コンピュータ)に設けた記憶媒体46に記憶された各種のプログラムにしたがって制御部14で制御され、基板3の処理を行う。ここで、記憶媒体46は、各種の設定データやプログラムを格納しており、ROMやRAMなどのメモリーや、ハードディスク、CD-ROM、DVD-ROMやフレキシブルディスクなどのディスク状記憶媒体などの公知のもので構成される。
 そして、基板液処理装置1は、記憶媒体46に記憶された基板液処理プログラムにしたがって、以下に説明するように基板3に対して処理を行う(図4(a)参照。)。
 まず、基板液処理装置1は、基板搬送装置9によって搬送される基板3を基板液処理ユニット10で受け取る(基板受取工程)。
 この基板受取工程では、制御部14は、ターンテーブル17を所定位置まで上昇させる。そして、基板搬送装置9から処理室15の内部に搬送された1枚の基板3を基板保持体18で水平に保持した状態で受取る。その後、ターンテーブル17を所定位置まで降下させる。なお、基板受取工程では、ノズル群23(処理液供給ノズル25、純水供給ノズル26、IPA供給ノズル27、撥水化液供給ノズル28、不活性ガス供給ノズル30)をターンテーブル17の外周よりも外方の待機位置に退避させておく。
 次に、基板液処理装置1は、基板3の表面を例えばエッチング液や洗浄液などの処理液で液処理する(液処理工程)。
 この液処理工程では、図5(a)に示すように、制御部14は、処理液供給ノズル25を基板3の中心部上方の開始位置に移動させる。また、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板3を回転させる。その後、流量調整器32によって所定流量に流量調整された処理液を処理液供給源31から処理液供給ノズル25に供給し、処理液供給ノズル25から基板3の表面(上面)に向けて吐出させる。これにより、基板3の表面が処理液で液処理される。基板3に供給された処理液は、回転する基板3の遠心力で基板3の外周縁の外方へ振り切られ、回収カップ43で回収されてドレイン44から外部に排出される。処理液を所定時間供給した後に、流量調整器32によって処理液の吐出を停止させる。このように、液処理工程では、主に処理液供給ノズル25、流量調整器32、処理液供給源31などが処理液供給部として機能する。この液処理工程では、FFU45から供給される気体として処理液の種類によって清浄空気又はCDAが選択され、処理室15の内部が高い清浄度に維持される。
 次に、基板液処理装置1は、基板3の表面をリンス液でリンス処理する(リンス処理工程)。
 このリンス処理工程では、図5(b)に示すように、制御部14は、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板3を回転させ続けた状態で、純水供給ノズル26を基板3の中心部上方の開始位置に移動させる。その後、流量調整器34によって所定流量に流量調整された純水をリンス液として純水供給源33から純水供給ノズル26に供給し、純水供給ノズル26から基板3の表面に向けて吐出させる。これにより、基板3の表面の処理液をリンス液で洗い流すことで、基板3の表面がリンス液でリンス処理される。基板3に供給されたリンス液は、回転する基板3の遠心力で基板3の外周縁の外方へ振り切られ、回収カップ43で回収されてドレイン44から外部に排出される。リンス液を所定時間供給した後に、流量調整器34によってリンス液の吐出を停止させる。このように、リンス処理工程では、主に純水供給ノズル26、流量調整器34、純水供給源33などがリンス液供給部として機能する。
 次に、基板液処理装置1は、基板3の表面を撥水化液で撥水処理する(撥水処理工程)。
 この撥水処理工程では、図6(a)に示すように、制御部14は、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板3を回転させ続けた状態で、IPA供給ノズル27を基板3の中心部上方の開始位置に移動させる。その後、流量調整器36によって所定流量に流量調整されたIPAをIPA供給源35からIPA供給ノズル27に供給し、IPA供給ノズル27から基板3の表面に向けて吐出させる。これにより、基板3の表面がリンス液からIPAに置換される。基板3に供給されたIPAは、回転する基板3の遠心力で基板3の外周縁の外方へ振り切られ、回収カップ43で回収されてドレイン44から外部に排出される。IPAを所定時間供給した後に、流量調整器36によってIPAの吐出を停止させる。
 さらに、撥水処理工程では、図6(b)に示すように、制御部14は、撥水化液供給ノズル28を基板3の中心部上方の開始位置に移動させる。その後、流量調整器38によって所定流量に流量調整された撥水化液を撥水化液供給源37から撥水化液供給ノズル28に供給し、撥水化液供給ノズル28から基板3の表面に向けて吐出させる。これにより、基板3の表面が撥水化液で撥水処理される。基板3に供給された撥水化液は、回転する基板3の遠心力で基板3の外周縁の外方へ振り切られ、回収カップ43で回収されてドレイン44から外部に排出される。撥水化液を所定時間供給した後に、流量調整器38によって撥水化液の吐出を停止させる。このように、撥水処理工程では、主に撥水化液供給ノズル28、流量調整器38、撥水化液供給源37などが撥水化液供給部として機能する。この撥水処理工程では、制御部14は、FFU45から処理室15に供給される気体としてCDAを選択し、処理室15の内部の湿度を低減させている。
 次に、基板液処理装置1は、基板3の表面に洗浄液で洗浄処理する(洗浄処理工程)。
 この洗浄処理工程では、図7に示すように、制御部14は、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板3を回転させ続けた状態で、機能水供給ノズル29を基板3の中心部上方の開始位置に移動させる。その後、流量調整器40によって所定流量に流量調整された機能水を洗浄液として機能水供給源39から機能水供給ノズル29に供給し、機能水供給ノズル29から基板3の表面に向けて吐出させる。これにより、基板3の表面が機能水で洗浄される。基板3を撥水化液で撥水処理した場合、撥水化液には多くの不純物が含有するために、撥水化させた後の基板3の表面に不純物が残留するおそれがある。そこで、撥水処理した基板3を洗浄液で洗浄することで、基板3の表面に残留した不純物を除去することができる。基板3に供給された機能水は、回転する基板3の遠心力で基板3の外周縁の外方へ振り切られ、回収カップ43で回収されてドレイン44から外部に排出される。機能水を所定時間供給した後に、流量調整器40によって機能水の吐出を停止させる。このように、洗浄処理工程では、主に機能水供給ノズル29、流量調整器40、機能水供給源39などが洗浄液供給部(機能水供給部)として機能する。機能水としては、アルカリ性を有する液体が用いられ、アルカリ性(好ましくはpH8以上)の電解イオン水、1ppm~20ppmに希釈されたアンモニア水、水素水、オゾン水などを用いることができる。なお、撥水処理工程から洗浄処理工程への移行時には、同一又は別のノズルから撥水化液と洗浄液(機能水)と同時に吐出してもよい。これにより、撥水化液から洗浄液への切り替え時に基板3の表面が露出して周囲雰囲気(周囲の気体)と接触させにくくすることができる。このとき、撥水化液と洗浄液との混合比率を段階的に、あるいは徐々に連続的に変化させてもよい。なお、ここで「混合」とはノズルからの吐出前の混合と、吐出後のウエハW上での混合の両方を含み、後者の場合、「混合比率」は各ノズルからの吐出流量の比率である。このように混合比率を変化させることにより、基板3の表面に存在する液体の表面張力が徐々に変化するために、表面張力が急激に変化する時と比較して基板3の表面の外気への露出が防止しやすい。たとえば、供給開始時には撥水化液:洗浄液の混合比率は1:0であるが、時間の経過とともに洗浄液の供給量を増加させて撥水化液の供給量を減少させる。その後、予め決められた混合比率になったら決められた時間その比率で供給する。その後、段階的又は連続的に洗浄液の供給量を増加させるとともに撥水化液の供給量を減少させるようにしてもよい。また、洗浄処理工程の際に、洗浄液より表面張力が低い液体であるIPAを洗浄液に含ませて供給してもよい。これにより、撥水化した基板3のパターン内に洗浄液が浸透しやすくなり、洗浄効果を向上させることができる。さらに、この場合に、IPAを含む洗浄液を供給した後に、洗浄液のみを供給してもよい。IPAを含む洗浄液が十分にパターン内に浸透した状態で新たに洗浄液を供給することにより、新たに供給された洗浄液もパターン内に容易に浸透するため、洗浄効果をより向上させることができる。この洗浄処理工程では、制御部14は、FFU45から供給される気体として清浄空気を選択し、処理室15に清浄空気を供給し、処理室15の内部の湿度を増加させている。
 次に、基板液処理装置1は、基板3の表面にアルコール(乾燥液)を接触させるアルコール処理を行う(アルコール処理工程)。乾燥液としては、洗浄液よりも揮発性が高く表面張力が低いアルコールが用いられる。ここでは、洗浄液としてpH8以上の電解イオン水を用い、乾燥液としてIPAを用いている。
 アルコール処理工程では、図8(a)に示すように、制御部14は、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板3を回転させ続けた状態で、IPA供給ノズル27及び不活性ガス供給ノズル30を基板3の中心部上方の開始位置に移動させる。その後、流量調整器36によって所定流量に流量調整されたIPAを乾燥液としてIPA供給源35からIPA供給ノズル27に供給し、IPA供給ノズル27から基板3の表面に向けて吐出させる。また、流量調整器42によって所定流量に流量調整された不活性ガス(ここでは、窒素ガス)を不活性ガス供給源41から不活性ガス供給ノズル30に供給し、不活性ガス供給ノズル30から基板3の表面に向けて吐出させる。そして、IPA供給ノズル27と不活性ガス供給ノズル30を基板3の中心部上方の開始位置から基板3の外周縁の上方の位置へ向けてそれぞれ移動させる。なお、両ノズル27、30の移動方向は逆方向であっても同一方向であってもよいが、常にIPA供給ノズル27を不活性ガス供給ノズル30よりも半径方向外側に位置させる。これにより、IPA供給ノズル27から基板3に吐出されたIPAが不活性ガス供給ノズル30から吐出された不活性ガスにより基板3の外周縁へ向けて強制的に移動させられ、基板3の乾燥を促進させることができる。このように、基板3にIPAを供給することで、基板3の表面が洗浄液から乾燥液に置換される。基板3に供給された乾燥液は、回転する基板3の遠心力で基板3の外周縁の外方へ振り切られ、回収カップ43で回収されてドレイン44から外部に排出される。乾燥液を所定時間供給した後に、流量調整器36によって乾燥液の吐出を停止させる。このように、アルコール処理工程では、主にIPA供給ノズル27、流量調整器36、IPA供給源35などがアルコール供給部として機能する。このアルコール処理工程では、制御部14は、洗浄処理工程における洗浄液の流量よりも少量の乾燥液を基板3に供給している。なお、洗浄処理工程からアルコール処理工程への移行時には、同一のノズルから機能水とアルコールとを吐出可能とし、機能水からアルコールへの切り替え時に基板3の表面が露出して周囲雰囲気(周囲の気体)と接触させにくくすることができる。また、機能水とアルコールとの混合比率を段階的に変化させてもよく、また、混合比率を徐々に連続的に変化させてもよい。
 これにより、基板3の濡れ性が徐々に変化するために、濡れ性が急激に変化する時と比較して基板3の表面の外気への露出が防止しやすい。たとえば、供給開始時には機能水:アルコールの混合比率は1:0であるが、時間の経過とともにアルコールの供給量を増加させて機能水の供給量を減少させる。その後、予め決められた混合比率になったら決められた時間その比率で供給する。その後、段階的又は連続的にアルコールの供給量を増加させるとともに機能水の供給量を減少させるようにしてもよい。
 次に、基板液処理装置1は、図4(a)に示すように、基板3から乾燥液を除去して基板3を乾燥させる(乾燥処理工程)。基板液処理装置1は、図4(b)に示すように、乾燥処理工程を行う前に、アルコール処理工程を行った基板3に純水を供給して基板3をリンス処理する純水処理工程を行ってもよい。純水処理工程は、前記リンス処理工程と同様にして行うことができる。その場合、乾燥処理工程では、基板3からリンス液を除去して基板3を乾燥させる。なお、アルコール処理工程からリンス処理工程への移行時には、同一のノズルからアルコールと純水とを吐出可能とし、アルコールと純水との混合比率を段階的に変化させてもよく、また、混合比率を徐々に連続的に変化させてもよい。これにより、アルコール処理工程とリンス処理工程を同時に行うことができ、基板3上での液切れを防止するとともに、処理に要する時間を短縮することができる。
 乾燥処理工程では、図8(b)に示すように、制御部14は、所定の回転速度(液処理工程、リンス処理工程、撥水処理工程、洗浄処理工程における回転速度よりも速い回転速度)でターンテーブル17を回転させることで基板3を回転させ続ける。これにより、回転する基板3の遠心力の作用で基板3の表面に残留する乾燥液が基板3の外方に振切られ、基板3の表面から乾燥液が除去され、基板3の表面が乾燥される。なお、乾燥処理工程では、ノズル群23(処理液供給ノズル25、純水供給ノズル26、IPA供給ノズル27、撥水化液供給ノズル28、不活性ガス供給ノズル30)をターンテーブル17の外周よりも外方の待機位置に退避させておく。アルコール処理工程及び乾燥処理工程では、制御部14は、FFU45から供給される気体としてCDAを選択し、処理室15にCDAを供給し、処理室15の内部の湿度を洗浄処理工程における湿度よりも低減させている。これにより、基板3の乾燥が促進される。
 最後に、基板液処理装置1は、基板3を基板液処理ユニット10から基板搬送装置9へ受け渡す(基板受渡工程)。
 この基板受渡工程では、制御部14は、ターンテーブル17を所定位置まで上昇させる。そして、ターンテーブル17で保持した基板3を基板搬送装置9に受け渡す。その後、ターンテーブル17を所定位置まで降下させる。
 以上に説明したように、上記基板液処理装置1(基板液処理装置1で実行する基板液処理方法)では、撥水化液で撥水処理した基板3を撥水処理直後にアルカリ性を有する機能水で洗浄した後に基板3を乾燥させる。
 このように、基板3を撥水化液で撥水処理した場合には、撥水処理直後において撥水化液に含有される多量の不純物が撥水化液に含有される疎水基の影響で基板3の表面に付着しやすく、乾燥後の基板3にパーティクルとして残存する恐れがある。そこで、撥水処理直後にアルカリ性を有する機能水で基板3の表面を洗浄することによって基板3の表面から不純物を除去することができ、基板3を良好に乾燥させることができる。
 また、上記基板液処理装置1(基板液処理装置1で実行する基板液処理方法)では、洗浄処理後に洗浄で用いた機能水よりも揮発性の高い乾燥液で機能水を置換し、乾燥液を基板3から除去することで基板3の乾燥処理を行う。
 基板3を撥水化液で撥水処理した場合、撥水化液には多くの不純物が含有するために、撥水化させた後の基板3の表面に不純物が残留するおそれがある。そこで、撥水処理した基板3に機能水を供給することで、基板3の表面に残留した不純物を除去することができる。
 また、上記基板液処理装置(基板液処理装置1で実行する基板液処理方法)では、撥水処理した基板3に対してアルコール処理する前に機能水で洗浄処理する。
 基板3を撥水化液で撥水処理した場合、その直後にアルコール処理すると、撥水化液に含有される不純物を基板3から除去することが困難となり基板3に残留するおそれがある。そこで、撥水処理の直後(アルコール処理の前)に基板3に機能水を供給することで、基板3の表面から不純物を良好に除去することができる。
 上記基板液処理装置1では、基板3を処理する液体の種類を変更する際に、前の液体での処理(たとえば、機能水による洗浄処理)が終了した後に後の液体での処理(たとえば、IPAによるアルコール処理)を開始するようにしているが、前の液体での処理の途中から後の液体での処理を開始することもできる。たとえば、撥水化液に含まれる不純物を洗浄するために行う機能水による洗浄処理工程からIPAによるアルコール処理工程に移行する場合について以下に説明する。
 まず、図9(a)に示すように、制御部14は、所定の回転速度でターンテーブル17を回転させることで基板3を回転させ続けた状態で、機能水供給ノズル29を基板3の中心部上方の開始位置に移動させるとともに、IPA供給ノズル27を機能水供給ノズル29と隣接する位置に移動させる。その後、機能水を洗浄液として機能水供給ノズル29から基板3の表面中央に向けて吐出させる。その後、図9(b)に示すように、機能水供給ノズル29を機能水を吐出させながら基板3の中心部上方から基板3の外周縁の上方へ向けて移動させるとともに、IPA供給ノズル27を機能水供給ノズル29とともに移動させ、IPA供給ノズル27が基板3の中心部上方に位置した時にIPAを乾燥液としてIPA供給ノズル27から基板3の中央に向けて吐出させる。その際に、基板3の表面でIPAと機能水とからなる筋状の流れが形成されるように、流量又は/及び回転数を制御する。この筋状の流れを形成するには、洗浄処理工程よりも基板3の回転数を下げてもよく、機能水の供給量を減らしてもよい。特に機能水の供給量を減らすことは、機能水の消費量削減につながるためより好ましい。筋状の流れが通過する領域は洗浄処理工程のときの機能水の液膜より薄い機能水の液膜で覆われている。その後、図9(c)に示すように、機能水供給ノズル29とIPA供給ノズル27を基板3の外周縁の上方へ向けて移動させる。その際に、機能水供給ノズル29から供給された機能水は、基板3の表面で筋状の流れを保った状態で基板3の外周縁へ向けて流れる。また、機能水とともにIPA供給ノズル27から所定量のIPAが供給されているために、IPAと機能水とからなる筋状の流れが形成される。筋状の流れに含まれる機能水により基板3の表面に残留した不純物を除去することができる。さらに、表面張力の低いIPAが混ざることにより、途切れることのない筋状の流れを形成することができるため、基板3の表面に残留した不純物を均一に除去することができる。また、基板3のパターン内に機能水が浸透しやすくなり、洗浄効果を向上させることができる。筋状の流れが通過する領域では、機能水の液膜が、次第に、機能水よりも表面張力の低いIPAの液膜へと置換され、基板3の表面が露出することはない。また、筋状の流れの上流端ではIPAの濃度が高い。このため、IPAの供給位置よりも内側の領域は、同心円状に乾燥領域が広がっていく。このように、筋状の流れによる洗浄処理と乾燥処理を同時に行うことができるため、乾燥処理の時間を短縮することができ、基板液処理装置1のスループットを向上させることができる。さらに、筋状の流れを形成することで、洗浄効果を向上させることができる。
 なお、図9(d)に示すように、機能水供給ノズル29を機能水を吐出させながら基板3の中心部上方から基板3の外周縁へ向けて移動させるとともに、IPA供給ノズル27を基板3の中心部上方に位置させてIPAを乾燥液としてIPA供給ノズル27から基板3の中央部に向けて吐出させてもよい。その際に、機能水供給ノズル29から供給された機能水は、基板3の表面で筋状の流れを保った状態で基板3の外周縁へ向けて流れ、これによりIPAと機能水からなる筋状の流れが形成される。筋状の流れに含まれる機能水により基板3の表面に残留した不純物を除去することができる。さらに、表面張力の低いIPAが混ざることにより途切れることのない筋状の流れを形成することができるとともに、筋状の流れが基板3の中心部上方から基板3の外周縁へ向けて移動するため、基板3の表面に残留した不純物を均一に除去することができる。また、基板3のパターン内に機能水が浸透しやすくなり、洗浄効果を向上させることができる。筋状の流れが通過する領域は、洗浄処理工程のときの機能水の液膜より薄い機能水の液膜で覆われているが、次第に機能水の液膜がIPAの液膜へと置換されるため、基板3の表面が露出することはない。また、基板3の中心部上方からIPAを吐出しているので、筋状の流れが存在している領域よりも基板3の内側の領域は、IPAの液膜で覆われているため、基板3の表面が露出することはない。この実施形態によれば、機能水供給ノズル29が基板3の外周に到達した後、すぐに乾燥処理工程を行うことができる。この乾燥処理工程は、先の実施形態に記載した乾燥処理工程と同一なため説明を省略する。
 このように、筋状の流れによる洗浄処理後に乾燥液除去工程を行うことができるため、乾燥処理の時間を短縮することができ、基板液処理装置1のスループットを向上させることができる。さらに、洗浄処理工程の後に、純水による筋状の流れを形成することで、洗浄効果を向上させることができる。また、基板3の表面を露出させることなく、筋状の流れによる洗浄処理を行うことができる。

Claims (14)

  1.  基板を処理液で液処理する液処理工程と、液処理した前記基板をリンス液でリンス処理するリンス処理工程と、リンス処理した前記基板を撥水化液で撥水処理する撥水処理工程とを行い、
     次に、撥水処理した前記基板を機能水で洗浄処理する洗浄処理工程を行い、
     その後、洗浄処理した前記基板にアルコールを接触させるアルコール処理工程を行い、
     その後、前記基板を乾燥する乾燥処理工程を行うことを特徴とする基板液処理方法。
  2.  前記アルコール処理工程と乾燥処理工程との間に、前記基板を純水でリンス処理する純水処理工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の基板液処理方法。
  3.  前記機能水として、アルカリ性を有する電解イオン水、アンモニア水、水素水、オゾン水のいずれかを用いることを特徴とする請求項1に記載の基板液処理方法。
  4.  前記機能水と前記アルコールを同一のノズルから前記基板に供給することを特徴とする請求項1に記載の基板液処理方法。
  5.  前記洗浄処理工程から前記アルコール処理工程への移行時に前記機能水と前記アルコールとの混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給することを特徴とする請求項1~請求項4のいずれかに記載の基板液処理方法。
  6.  前記アルコール処理工程は、前記機能水の筋状の流れを形成する工程と、前記筋状の流れよりも前記基板の中心側に前記アルコールを供給する工程を含むことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれかに記載の基板液処理方法。
  7.  前記機能水の筋状の流れを形成する工程は、前記機能水の供給位置を前記基板の中心側から外周側へ移動させることを含むことを特徴とする請求項6に記載の基板液処理方法。
  8.  基板を保持する基板保持部と、
     前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、
     処理液で液処理した前記基板にリンス液を供給するリンス液供給部と、
     リンス液でリンス処理した前記基板に撥水化液を供給する撥水化液供給部と、
     撥水化液で撥水処理した前記基板に機能水を供給する機能水供給部と、
     機能水で洗浄処理した前記基板にアルコールを供給するアルコール供給部と、
     前記撥水化液供給部から前記リンス液でリンス処理した前記基板に撥水化液を供給した後に、前記機能水供給部から前記基板に機能水を供給し、その後、前記アルコール供給部から前記基板にアルコールを供給した後に前記基板を乾燥するように制御する制御部を備えたことを特徴とする基板液処理装置。
  9.  前記制御部は、前記アルコール供給部から前記基板にアルコールを供給した後に、前記リンス液供給部から前記基板に供給するよう制御することを特徴とする請求項8に記載の基板液処理装置。
  10.  前記機能水と前記アルコールを同一のノズルから前記基板に供給することを特徴とする請求項8に記載の基板液処理装置。
  11.  前記機能水の供給から前記アルコールの供給への移行時に前記機能水と前記アルコールとの混合比率を段階的又は連続的に変化させて前記基板に供給することを特徴とする請求項8~請求項10のいずれかに記載の基板液処理装置。
  12.  前記機能水の供給から前記アルコールの供給への移行時に、前記機能水の筋状の流れを形成し、前記筋状の流れよりも前記基板の中心側に前記アルコールを供給することを特徴とする請求項8~請求項10のいずれかに記載の基板液処理装置。
  13.  前記筋状の流れを形成する前記機能水の供給位置を、前記基板の中心側から外周側へ移動させることを特徴とする請求項12に記載の基板液処理装置。
  14.  基板を保持する基板保持部と、前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、処理液で液処理した前記基板にリンス液を供給するリンス液供給部と、リンス液でリンス処理した前記基板に撥水化液を供給する撥水化液供給部と、撥水化液で撥水処理した前記基板に機能水を供給する機能水供給部と、これらを制御する制御部とを有する基板液処理装置を用いて前記基板を処理させる基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、
     前記撥水化液供給部から前記基板に撥水化液を供給した後に、前記機能水供給部から前記基板に機能水を供給し、その後、前記アルコール供給部から前記基板にアルコールを供給した後に前記基板を乾燥するように制御することを特徴とする基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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