WO2019058876A1 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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- H01L21/302—Treatment 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
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
Definitions
- the present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus.
- Substrates to be processed include, for example, substrates for semiconductor wafers, substrates for liquid crystal displays, substrates for flat panel displays (FPDs) such as organic EL (electroluminescence) displays, substrates for optical disks, substrates for magnetic disks, and magneto-optical disks.
- FPDs flat panel displays
- Substrates, substrates for photomasks, ceramic substrates, substrates for solar cells, etc. are included.
- a single wafer processing type substrate processing apparatus which processes substrates one by one supplies a processing solution to a surface of a spin chuck which rotates a substrate while holding the substrate substantially horizontally, and a surface of the substrate which is rotated by the spin chuck. And a nozzle for
- a chemical solution is supplied to a substrate held by a spin chuck. Thereafter, the rinse liquid is supplied to the substrate, whereby the chemical solution on the substrate is replaced with the rinse liquid. Thereafter, a spin dry process is performed to remove the rinse solution on the substrate. In the spin dry process, the substrate is rotated at a high speed, and the rinse solution adhering to the substrate is shaken off and removed (dried). A common rinse solution is deionized water.
- a liquid level (interface between air and liquid) is formed in the pattern.
- the surface tension of the liquid acts on the contact position between the liquid level and the pattern. This surface tension is one of the causes of collapsing the pattern.
- hot water is applied to the back surface opposite to the front surface of the substrate in parallel with the supply of the organic solvent to the front surface of the substrate in order to enhance the replaceability of the rinse liquid to the organic solvent Supply and warm the substrate.
- one object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of effectively suppressing the collapse of a pattern.
- a low surface tension liquid supply process for supplying a low surface tension liquid having a surface tension lower than that of the rinse liquid to the surface of a substrate to which the rinse liquid adheres, and the low surface tension liquid supply process in parallel.
- a temperature control liquid for supplying a temperature control liquid, the temperature control liquid having a temperature controlled to the back surface opposite to the surface of the substrate, the liquid containing the same kind of liquid as the low surface tension liquid but not containing water. And providing a substrate processing method.
- a low surface tension liquid supply step of supplying a low surface tension liquid to the surface of the substrate, and a temperature control liquid containing a liquid of the same type as the low surface tension liquid and containing no water are provided to the back surface of the substrate.
- the temperature adjustment liquid supply process is performed in parallel. Since the temperature control liquid contains the same kind of liquid as the low surface tension liquid and does not contain water, mixing of water into the low surface tension liquid supplied to the surface of the substrate can be effectively suppressed or prevented. Therefore, the substrate can be warmed while suppressing or preventing an increase in surface tension of the low surface tension liquid supplied to the surface of the substrate. Thereby, collapse of the pattern can be effectively suppressed.
- the substrate processing method is parallel to a rinse liquid supply process of supplying the rinse liquid to the surface of the substrate prior to the low surface tension liquid supply process, and the rinse liquid supply process.
- the circulation destination of the liquid discharged from the substrate and received by the processing cup is set to the second pipe.
- the liquid supplied to the surface of the substrate in the low surface tension liquid supply process is a low surface tension liquid.
- the liquid supplied to the back surface of the substrate is the same temperature control liquid as the low surface tension liquid. Therefore, in the low surface tension liquid supply step and the temperature adjustment liquid supply step, the liquid flowing through the second pipe is a single type of low surface tension liquid, and the liquid does not contain water. Therefore, by collecting the liquid flowing through the second pipe in the low surface tension liquid supply step and the temperature adjustment liquid supply step, it is possible to collect a high purity low surface tension liquid not mixed with water.
- a liquid received by a first guard among a plurality of cylindrical guards surrounding the periphery of the substrate, which is included in the processing cup, is led to the first pipe.
- the liquid received by the second guard of the plurality of guards is led to the second pipe.
- the first setting step may include the step of disposing the first guard at a first liquid receiving position capable of receiving the liquid discharged from the substrate.
- the second setting step may include the step of arranging the second guard at a second liquid receiving position capable of receiving the liquid discharged from the substrate.
- the second guard is disposed at the second liquid receiving position in parallel with the low surface tension liquid supply step and the temperature adjustment liquid supply step.
- the liquid received by the second guard is led to the second pipe. Therefore, in the low surface tension liquid supply step and the temperature adjustment liquid supply step, the liquid flowing through the second pipe is a single type of low surface tension liquid, and the liquid contains no water. Therefore, by collecting the liquid flowing through the second pipe in the low surface tension liquid supply step and the temperature adjustment liquid supply step, it is possible to collect a high purity low surface tension liquid not mixed with water.
- the second setting step is started after the start of the low surface tension liquid supply step.
- the flow destination in the processing cup is set to the second pipe, so that the liquid introduced into the second pipe is a single type of low surface tension. It can be liquid only.
- the temperature control liquid supply process is started simultaneously with or after the start of the low surface tension liquid supply process.
- the temperature control liquid supply process is not started prior to the start of the low surface tension liquid supply process. Therefore, it is possible to minimize the amount of the low surface tension liquid and the temperature control liquid (liquid similar to the low surface tension liquid) introduced into the first pipe. Therefore, it is possible to suppress the ratio of the low surface tension liquid contained in the liquid flowing through the first pipe, and thereby the liquid discharged from the first pipe is disposed of without disposal. It is possible.
- the substrate processing method further includes a rinse liquid supply process of supplying the rinse liquid to the surface of the substrate prior to the low surface tension liquid supply process;
- the method further includes the step of supplying hot water whose temperature has been adjusted to the back surface of the substrate prior to and in parallel to the step of supplying the rinse liquid.
- warm water is supplied to the back surface of the substrate in parallel with the rinse liquid supply step performed prior to the temperature adjustment liquid supply step. Therefore, it is possible to warm the substrate just before the start of the low surface tension liquid supply process, whereby the temperature of the low surface tension liquid supplied to the surface of the substrate from the start of the low surface tension liquid supply process. Can be kept at a high temperature. Thereby, collapse of the pattern can be suppressed more effectively.
- the temperature adjustment liquid supply process is ended simultaneously with or after the end of the low surface tension liquid supply process.
- the temperature control liquid supply process is ended simultaneously with or after the end of the low surface tension liquid supply process.
- the temperature control liquid is water
- the process needs to be completed prior to the end of the low surface tension liquid supply process.
- the temperature control liquid supplied to the back surface of the substrate contains the same kind of liquid as the low surface tension liquid supplied to the surface of the substrate, the temperature control is performed from the back surface to the surface side of the substrate. There is no problem if the solution gets around. Therefore, it is not necessary to complete the temperature control liquid supply process prior to the end of the low surface tension liquid supply process. Thereby, the low surface tension liquid can be warmed until the end of the low surface tension liquid supply process. Thereby, collapse of the pattern can be more effectively suppressed or prevented.
- a blocking member is spaced apart from the surface of the substrate in parallel with the temperature control liquid supply step and the low surface tension liquid supply step.
- the method further includes a blocking step of opposingly positioning the space between the blocking member and the surface of the substrate from the periphery of the space.
- the space between the surface of the substrate and the blocking member is blocked from the periphery of the space, with the blocking member being disposed opposite to the surface of the substrate at a distance. Therefore, it is possible to suppress the water contained in the atmosphere outside the space from being supplied to the surface of the substrate, and thereby it is possible to suppress the mixing of water into the low surface tension liquid supplied to the surface of the substrate.
- the method further includes a gas supplying step of supplying a gas to the space in parallel with the blocking step.
- the gas is supplied to the space between the surface of the substrate and the blocking member in a state where the blocking member is disposed to face the surface of the substrate at a distance from the surface of the substrate.
- a gas fills between the surface of the substrate and the blocking member. Therefore, the water contained in the atmosphere outside the space can be more effectively suppressed or prevented from being supplied to the surface of the substrate, whereby water is mixed with the low surface tension liquid supplied to the surface of the substrate. Can be more effectively suppressed.
- the low surface tension liquid may include a liquid having a boiling point higher than that of the rinse liquid.
- the rinse component contained in the low surface tension liquid can be evaporated without excess.
- the temperature control liquid supply step includes a temperature control liquid reduction step of decreasing a supply flow rate of the temperature control liquid as time passes.
- the temperature adjustment liquid reduction step includes the step of reducing the supply flow rate of the temperature adjustment liquid to below the supply flow rate of the low surface tension liquid in the low surface tension liquid supply step.
- the amount of temperature control liquid adhering to the back surface of the substrate is smaller than the amount of temperature control liquid adhering to the surface of the substrate.
- the time required to dry the back surface can be reduced to the same level as or less than the time required to dry the back surface of the substrate.
- the present invention includes a substrate holding unit for holding a substrate, a rinse liquid supply unit for supplying a rinse liquid to the surface of the substrate held by the substrate holding unit, and a surface tension of the surface of the substrate above the rinse liquid.
- a low surface tension liquid supply unit for supplying a low surface tension liquid, and a temperature control liquid whose temperature is adjusted on the back surface opposite to the surface of the substrate, which is the same kind of liquid as the low surface tension liquid
- Substrate including a temperature control liquid supply unit for supplying a temperature control liquid including and not containing water, and a control device for controlling the rinse liquid supply unit, the low surface tension liquid supply unit, and the temperature control liquid supply unit To provide a processing device.
- the temperature control liquid supply step may be performed, which is a heat control liquid which is the same as the low surface tension liquid and which is the same as the low surface tension liquid and which does not contain water.
- the low surface tension liquid supply process of supplying the low surface tension liquid to the front surface of the substrate, and the temperature control liquid containing the same kind of liquid as the low surface tension liquid but not containing water is supplied to the back surface of the substrate.
- the temperature adjustment liquid supply process is performed in parallel. Since the temperature control liquid contains the same kind of liquid as the low surface tension liquid and does not contain water, mixing of water into the low surface tension liquid supplied to the surface of the substrate can be effectively suppressed or prevented. Therefore, the substrate can be warmed while suppressing or preventing an increase in surface tension of the low surface tension liquid supplied to the surface of the substrate. Thereby, collapse of the pattern can be effectively suppressed.
- a cylindrical processing cup for receiving liquid discharged from the substrate, wherein the processing cup is provided connectably to a first pipe and a second pipe not in communication with each other;
- the liquid processing apparatus further includes a distribution destination switching unit for switching the distribution destination of the liquid discharged from the substrate and received by the processing cup between the first pipe and the second pipe.
- the control device further controls the distribution destination switching unit. Then, in parallel with the rinse liquid supply step of supplying the rinse liquid to the surface of the substrate by the rinse liquid supply unit prior to the low surface tension liquid supply step, the control device performs the rinse liquid supply step.
- a second setting step of setting the circulation destination of the liquid received by the processing cup by the circulation destination switching unit to the second pipe may be further performed.
- the circulation destination of the liquid discharged from the substrate and received by the processing cup is set to the second pipe.
- the liquid supplied to the surface of the substrate in the low surface tension liquid supply process is a low surface tension liquid.
- the liquid supplied to the back surface of the substrate is the same temperature control liquid as the low surface tension liquid. Therefore, in the low surface tension liquid supply step and the temperature adjustment liquid supply step, the liquid flowing through the second pipe is a single type of low surface tension liquid, and the liquid does not contain water. Therefore, by collecting the liquid flowing through the second pipe in the low surface tension liquid supply step and the temperature adjustment liquid supply step, it is possible to collect a high purity low surface tension liquid not mixed with water.
- the processing cup includes a plurality of cylindrical guards surrounding a periphery of the substrate holding unit.
- the liquid received by the first guard among the plurality of guards is guided to the first pipe, and the liquid received by the second guard among the plurality of guards is the second You may be led to 2 piping.
- the distribution destination switching unit may include a guard lifting and lowering unit for lifting and lowering at least one of the plurality of guards.
- the second guard is disposed at the second liquid receiving position in parallel with the low surface tension liquid supply step and the temperature adjustment liquid supply step.
- the liquid received by the second guard is led to the second pipe. Therefore, in the low surface tension liquid supply step and the temperature adjustment liquid supply step, the liquid flowing through the second pipe is a single type of low surface tension liquid, and the liquid contains no water. Therefore, by collecting the liquid flowing through the second pipe in the low surface tension liquid supply step and the temperature adjustment liquid supply step, it is possible to collect a high purity low surface tension liquid not mixed with water.
- control device starts the second setting step after the start of the low surface tension liquid supply step.
- the flow destination in the processing cup is set to the second pipe, so the liquid introduced into the second pipe is the same type of low surface tension liquid Can only be.
- control device starts the temperature adjustment liquid supply process simultaneously with or after the start of the low surface tension liquid supply process.
- the temperature control liquid supply process is not started prior to the start of the low surface tension liquid supply process. Therefore, it is possible to minimize the amount of the low surface tension liquid and the temperature control liquid (liquid similar to the low surface tension liquid) introduced into the first pipe. Therefore, it is possible to suppress the ratio of the low surface tension liquid contained in the liquid flowing through the first pipe, and thereby the liquid discharged from the first pipe is disposed of without disposal. It is possible.
- the back side of the substrate further includes a hot water supply unit for supplying hot water whose temperature has been adjusted. And a rinse liquid supply step of supplying the rinse liquid to the surface of the substrate by the rinse liquid supply unit prior to the low surface tension liquid supply step, and the control device prior to the temperature control liquid supply step.
- the hot water supply process of supplying the hot water to the back surface of the substrate by the hot water supply unit may be further performed in parallel with the rinse liquid supply process.
- control device ends the temperature adjustment liquid supply process simultaneously with the end of the low surface tension liquid supply process or after the end of the low surface tension liquid supply process.
- the temperature liquid supply process is ended simultaneously with or after the end of the low surface tension liquid supply process.
- the temperature control liquid is water
- the process needs to be completed prior to the end of the low surface tension liquid supply process.
- the temperature control liquid supplied to the back surface of the substrate contains the same kind of liquid as the low surface tension liquid supplied to the surface of the substrate, the temperature control is performed from the back surface to the surface side of the substrate. There is no problem if the solution gets around. Therefore, it is not necessary to complete the temperature control liquid supply process prior to the end of the low surface tension liquid supply process. Thereby, the low surface tension liquid can be warmed until the end of the low surface tension liquid supply process. Thereby, collapse of the pattern can be more effectively suppressed or prevented.
- the space is opposed to the surface of the substrate held by the substrate holding unit at a distance, and a space above the surface of the substrate is shielded from the periphery of the space It further includes a blocking member.
- the space between the surface of the substrate and the blocking member is blocked from the periphery of the space in a state where the blocking member is disposed to face the surface of the substrate at an interval. Therefore, it is possible to suppress the water contained in the atmosphere outside the space from being supplied to the surface of the substrate, and thereby it is possible to suppress the mixing of water into the low surface tension liquid supplied to the surface of the substrate.
- Another embodiment of the present invention further includes a gas supply unit for supplying a gas to the space.
- the gas is supplied to the space between the surface of the substrate and the blocking member in a state where the blocking member is disposed opposite to the surface of the substrate with a gap.
- a gas fills between the surface of the substrate and the blocking member. Therefore, the water contained in the atmosphere outside the space can be more effectively suppressed or prevented from being supplied to the surface of the substrate, whereby water is mixed with the low surface tension liquid supplied to the surface of the substrate. Can be more effectively suppressed.
- the low surface tension liquid has a boiling point higher than that of the rinse liquid.
- the temperature control liquid supply step includes a temperature control liquid reduction step of decreasing a supply flow rate of the temperature control liquid as time passes.
- the temperature adjustment liquid reduction step includes the step of reducing the supply flow rate of the temperature adjustment liquid to below the supply flow rate of the low surface tension liquid in the low surface tension liquid supply step.
- the amount of temperature control liquid adhering to the back surface of the substrate is smaller than the amount of temperature control liquid adhering to the surface of the substrate.
- the time required to dry the back surface can be reduced to the same level as or less than the time required to dry the back surface of the substrate.
- FIG. 1 is a schematic plan view for explaining an internal layout of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration example of a processing unit and a storage box provided in the substrate processing apparatus.
- FIG. 3 is a block diagram for explaining the electrical configuration of the main part of the substrate processing apparatus.
- FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the surface of the substrate W to be processed by the substrate processing apparatus.
- FIG. 5 is a flowchart for explaining the contents of a first example of substrate processing performed in the processing unit.
- FIG. 6 is a schematic view for explaining the rinse liquid supply process of FIG.
- FIG. 7 is a schematic view illustrating the replacement step of FIG. FIG.
- FIG. 8 is a timing chart for explaining the main control contents of the control device in the first example of substrate processing.
- FIG. 9 is a timing chart for explaining the main control contents of the control device in the second example of substrate processing performed in the processing unit according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a flowchart for explaining the contents of a third example of substrate processing performed in the processing unit according to the third embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration example of a processing unit according to a fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration example of the lower surface nozzle of the processing unit according to the fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 13 is a schematic plan view for explaining a configuration example of the lower surface nozzle.
- FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration example of a processing unit according to a sixth embodiment of the present invention.
- FIG. 15 is a diagram showing a modification of the present invention.
- FIG. 16 is a schematic sectional view for explaining the principle of pattern collapse due to surface tension.
- FIG. 1 is a schematic plan view for explaining an internal layout of a substrate processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.
- the substrate processing apparatus 1 is a sheet-fed apparatus which processes disk-like substrates W such as semiconductor wafers one by one.
- the substrate processing apparatus 1 processes a plurality of load ports LP for holding a plurality of substrate containers C for holding a substrate W, and a plurality of processes for processing a substrate W transported from the plurality of load ports LP with a processing solution such as a chemical solution. It includes a unit 2, a transfer robot that transfers the substrate W from the plurality of load ports LP to the plurality of processing units 2, and a control device 3 that controls the substrate processing apparatus 1.
- the transport robot transports the substrate W on the path between the indexer robot IR that transports the substrate W on the path between the load port LP and the processing unit 2 and the path on the path between the indexer robot IR and the processing unit 2 Including CR.
- the substrate processing apparatus 1 is provided with a storage box 4 for storing an organic solvent tank 31 (see FIG. 2) and the like for storing IPA (isopropyl alcohol) as an example of an organic solvent as a low surface tension liquid.
- the storage box is disposed outside the frame 5 of the substrate processing apparatus 1 in the example of FIG. 1, but may be accommodated in the frame 5.
- a plurality of storage boxes 4 may be provided as in the example of FIG. 1. In this case, each storage box 4 may be provided corresponding to a plurality of processing units 2 or may be provided in the processing units 2 in a one-to-one correspondence.
- the organic solvent stored in the organic solvent tank 31 in each storage box 4 is supplied to the processing unit 2 corresponding to the storage box 4.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration example of the processing unit 2 and the storage box 4 provided in the substrate processing apparatus 1.
- the processing unit 2 holds a box-shaped chamber 6 having an internal space and a single substrate W in a horizontal posture in the chamber 6 and moves the substrate W around a vertical rotation axis A1 passing through the center of the substrate W.
- the rinse solution supply unit 9 for supplying a rinse solution to the upper surface of the substrate W, and the organic solvent stored in the organic solvent tank 31 are directed toward the upper surface of the substrate W held by the spin chuck 7
- the organic solvent as the temperature control liquid is discharged toward the central portion of the organic solvent nozzle 10 for discharging the solvent and the lower surface of the substrate W held by the spin chuck 7 (the back surface Wb of the substrate W).
- the temperature control liquid discharged from the lower surface nozzle 11 is made of the same organic solvent as the organic solvent from the organic solvent nozzle 10 and does not contain water.
- the chamber 6 has a box-like partition 12 accommodating the spin chuck 7 and the nozzles, and an FFU (fan and filter) as a blowing unit for sending clean air (air filtered by a filter) from the top of the partition 12 into the partition 12.
- the FFU and the exhaust duct form a downflow which flows downward in the chamber 6.
- the processing of the substrate W is performed in a state where the downflow is formed in the chamber 6.
- the spin chuck 7 As the spin chuck 7, a clamping type chuck is adopted which holds the substrate W horizontally by holding the substrate W in the horizontal direction.
- the spin chuck 7 includes a spin motor 13, a spin shaft 14 integrated with a drive shaft of the spin motor 13, and a disk-shaped spin base substantially horizontally attached to an upper end of the spin shaft 14. And 15.
- a plurality of (three or more, for example, six) clamping members 16 are disposed at the peripheral edge portion thereof.
- the plurality of holding members 16 are arranged at appropriate intervals on the circumference corresponding to the outer peripheral shape of the substrate W in the upper surface peripheral portion of the spin base 15.
- the spin chuck 7 is not limited to the sandwich type, and for example, the substrate W is held in a horizontal posture by vacuum suction of the lower surface (back surface Wb) of the substrate W, and the rotation is vertical in that state.
- a vacuum suction type vacuum chuck
- the chemical solution supply unit 8 includes a chemical solution nozzle 17.
- the chemical solution nozzle 17 is, for example, a straight nozzle that discharges a liquid in a continuous flow state, and is disposed above the spin chuck 7 so that its discharge port is directed toward the upper central portion of the substrate W.
- a chemical solution from a chemical solution supply source is supplied to the chemical solution nozzle 17 via a chemical solution valve 18.
- the chemical solution valve 18 When the chemical solution valve 18 is opened, the continuous flow of the chemical solution supplied to the chemical solution nozzle 17 is discharged from the discharge port set at the tip of the chemical solution nozzle 17. Further, when the chemical solution valve 18 is closed, the discharge of the chemical solution from the chemical solution nozzle 17 is stopped.
- the chemical solution is not limited to hydrofluoric acid, and acetic acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, ammonia water, hydrogen peroxide water, organic acid (eg citric acid, oxalic acid etc.), organic alkali (eg TMAH: tetramethyl ammonium hydroxide etc.) And at least one of a surfactant and a corrosion inhibitor.
- the chemical solution supply unit 8 may include a chemical solution nozzle moving device that causes the liquid deposition position of the chemical solution to the upper surface of the substrate W to be scanned within the surface of the substrate W by moving the chemical solution nozzle 17.
- the rinse liquid supply unit 9 includes a rinse liquid nozzle 19.
- the rinse liquid nozzle 19 is, for example, a straight nozzle that discharges the liquid in a continuous flow state, and is disposed above the spin chuck 7 so that its discharge port is directed toward the upper central portion of the substrate W.
- the rinse liquid nozzle 19 is, for example, a straight nozzle that discharges the liquid in a continuous flow state, and is disposed above the spin chuck 7 so that its discharge port is directed toward the central upper surface of the substrate W.
- the rinse liquid from the rinse liquid supply source is supplied to the rinse liquid nozzle 19 through the rinse liquid valve 20.
- the rinse liquid valve 20 When the rinse liquid valve 20 is opened, the continuous flow of rinse liquid supplied to the rinse liquid nozzle 19 is discharged from the discharge port set at the tip of the rinse liquid nozzle 19. In addition, when the rinse liquid valve 20 is closed, the discharge of the rinse liquid from the rinse liquid nozzle 19 is stopped.
- the rinse solution is, for example, water.
- DIW deionized water
- carbonated water electrolytic ion water
- hydrogen water hydrogen water
- ozone water hydrochloric acid water of diluted concentration (for example, about 10 to 100 ppm)
- reduced water hydrogen water
- Ammonia water deaerated water, and the like.
- the rinse liquid supply unit 9 may be equipped with a rinse liquid nozzle moving device that scans the liquid deposition position of the rinse liquid relative to the upper surface of the substrate W in the plane of the substrate W by moving the rinse liquid nozzle 19.
- the organic solvent nozzle 10 is, for example, a straight nozzle that discharges a liquid organic solvent in a continuous flow state.
- the organic solvent is IPA.
- the organic solvent nozzle 10 is attached to the nozzle arm 21 in a vertical posture in which the processing liquid is discharged, for example, in a direction perpendicular to the upper surface of the substrate W.
- a first nozzle moving unit 22 for moving the organic solvent nozzle 10 along the upper surface of the substrate W is coupled to the organic solvent nozzle 10.
- the first nozzle moving unit 22 is a processing position where the organic solvent discharged from the organic solvent nozzle 10 is supplied to the upper surface of the substrate W, and a retraction where the organic solvent nozzle 10 is retracted to the side of the spin chuck 7 in plan view.
- the organic solvent nozzle 10 is moved between the positions.
- the downstream end 23 a of the first organic solvent pipe 23 is connected to the organic solvent nozzle 10.
- a first organic solvent valve 24 for opening and closing the first organic solvent pipe 23 is interposed in the middle of the first organic solvent pipe 23.
- the upstream end 23 b of the first organic solvent pipe 23 is connected to a connection portion 38 of the circulation pipe 32 of the organic solvent supply unit 30 described below.
- the organic solvent nozzle 10, the first organic solvent pipe 23, the first organic solvent valve 24, and the organic solvent supply unit 30 constitute an upper side organic solvent supply unit (low surface tension liquid supply unit). ing.
- the lower surface nozzle 11 has a single discharge port 11 a facing the center of the lower surface of the substrate W held by the spin chuck 7.
- the discharge port 11a discharges the liquid vertically upward.
- the discharged liquid is incident substantially perpendicularly to the central portion of the lower surface of the substrate W held by the spin chuck 7.
- the lower surface supply pipe 25 is connected to the lower surface nozzle 11.
- the lower surface nozzle 11 is inserted into the inside of a spin shaft 14 formed of a hollow shaft disposed vertically.
- the lower surface supply pipe 25 is connected to a second organic solvent pipe 26 for supplying an organic solvent as a temperature control liquid.
- a second organic solvent valve 27 is interposed in the second organic solvent pipe 26.
- An organic solvent is supplied to the second organic solvent pipe 26 from an organic solvent tank 31.
- the other end of the second organic solvent pipe 26 is connected to a connection portion 38 of the circulation pipe 32 of the organic solvent supply unit 30 described below.
- the lower surface side organic solvent supply unit (temperature control liquid supply unit) is configured by the lower surface nozzle 11, the second organic solvent pipe 26, the second organic solvent valve 27, and the organic solvent supply unit 30. .
- the organic solvent is supplied to the lower surface nozzle 11 through the second organic solvent piping 26 and the lower surface supply piping 25.
- the lower surface nozzle 11 discharges the supplied organic solvent substantially vertically upward, and the organic solvent discharged from the lower surface nozzle 11 is incident substantially perpendicularly to the lower surface central portion of the substrate W held by the spin chuck 7. .
- the substrate processing apparatus 1 includes a first organic solvent supply unit for supplying the organic solvent to the organic solvent nozzle 10 and a second for supplying the organic solvent whose temperature is adjusted to a predetermined high temperature to the lower surface nozzle 11. And an organic solvent supply unit.
- the first organic solvent supply unit and the second organic solvent supply unit are constituted by a common organic solvent supply unit 30.
- the organic solvent supply unit 30 sends the organic solvent tank 31 storing the organic solvent, the circulation pipe 32 for circulating the organic solvent in the organic solvent tank 31, and the organic solvent in the organic solvent tank 31 to the circulation pipe 32.
- a liquid feeding apparatus P a temperature regulator 33 for adjusting the temperature of the organic solvent circulating in the circulation pipe 32 to a desired high temperature, a filter 34 for removing foreign substances in the organic solvent circulating in the circulation pipe 32, and a circulation pipe 32
- a pressure adjusting unit 35 for keeping the pressure of the organic solvent circulating through the predetermined pressure.
- the upstream end 32 a and the downstream end 32 b of the circulation pipe 32 are connected to the organic solvent tank 31.
- the circulation pipe 32 pumps up the organic solvent in the organic solvent tank 31 and leads it into the circulation pipe 32.
- the downstream end 23a of the first organic solvent pipe 23 and the upstream end 26a of the second organic solvent pipe 26 And the return part 39 which leads the organic solvent which passed the connection part 38 to the organic solvent tank 31.
- the other end of the first organic solvent piping 23 and the other end of the second organic solvent piping 26 are connected to the supply unit 37, respectively.
- the organic solvent is, for example, IPA.
- the liquid transfer device P is interposed in the supply unit 37.
- the liquid delivery device P is, for example, a pump.
- the pump sucks the chemical solution in the organic solvent tank 31 and discharges the sucked organic solvent.
- the liquid transfer device P may be a pressure device that sends the chemical solution in the organic solvent tank 31 to the circulation pipe 32 by increasing the pressure in the organic solvent tank 31.
- the temperature regulator 33 is interposed in the supply unit 37.
- the temperature regulator 33 may be disposed in the organic solvent tank 31.
- the temperature regulator 33 regulates (heats or cools) the organic solvent at a temperature in the range from a temperature higher than room temperature (for example, about 23 ° C.) to a temperature lower than the room temperature.
- the organic solvent flowing through the supply unit 37 is supplied to the return unit 39 and returned to the organic solvent tank 31.
- the pressure adjustment unit 35 includes an opening adjustment unit that adjusts the opening of the circulation pipe 32.
- a needle valve, a regulator, etc. can be illustrated as an opening adjustment unit.
- the organic solvent flowing through the supply unit 37 is supplied to the organic solvent nozzle 10. Further, the organic solvent flowing through the supply unit 37 is supplied to the lower surface nozzle 11 by opening the second organic solvent valve 27.
- the processing cup 40 is disposed outward (in a direction away from the rotation axis A1) than the substrate W held by the spin chuck 7.
- the processing cup 40 includes a plurality of cups (first to third cups 41 to 43) surrounding the spin base 15 and a processing liquid (chemical solution, rinse liquid, organic solvent, hydrophobizing agent) scattered around the substrate W Etc.) including a plurality of guards (inner guard 44, middle guard 45 and outer guard 46), and a guard lifting unit 47 for individually raising and lowering the plurality of guards (inner guard 44, middle guard 45 and outer guard 46) .
- the processing cup 40 is disposed outside (the direction away from the rotation axis A1) the outer periphery of the substrate W held by the spin chuck 7.
- Each cup (first to third cups 41 to 43) is cylindrical and surrounds the spin chuck 7.
- the second inner second cup 42 is disposed outside the first cup 41, and the outermost third cup 43 is disposed outside the second cup 42.
- the third cup 43 is, for example, integral with the middle guard 45 and ascends and descends with the middle guard 45.
- Each cup (first to third cups 41 to 43) forms an annular groove that opens upward.
- a first liquid discharge pipe (first pipe) 56 is connected to the groove of the first cup 41.
- the treatment liquid (mainly rinse liquid) led to the groove of the first cup 41 is sent to the drainage utility 59 in the factory through the first drainage pipe 56.
- the drainage utility 59 is a drainage facility provided in a factory where the substrate processing apparatus 1 is installed.
- the drainage utility 59 is commonly connected to other devices in the factory.
- a second drainage pipe (first pipe) 57 is connected to the groove of the second cup 42.
- the treatment liquid (mainly chemical liquid) introduced to the groove of the second cup 42 is sent to the drainage treatment facility 60 outside the machine through the second drainage pipe 57, and the drainage treatment treatment 60 treats the drainage solution Ru.
- a recovery pipe (second pipe) 58 is connected to the groove of the third cup 43.
- the treatment liquid for example, an organic solvent led to the groove of the third cup 43 is sent to the recovery facility 61 outside the machine through the recovery pipe 58, and is recovered and processed in the recovery facility 61.
- Each guard is cylindrical and surrounds the spin chuck 7.
- Each of the guards (inner guard 44, middle guard 45 and outer guard 46) has a cylindrical guide portion 48 surrounding the periphery of the spin chuck 7 and a center side from the upper end of the guide portion 48 (a direction approaching the rotation axis A1 of the substrate W) And a cylindrical inclined portion 49 extending obliquely upward.
- the upper end portion of each inclined portion 49 constitutes the inner peripheral portion of each guard (inner guard 44, middle guard 45 and outer guard 46), and has a diameter larger than that of the substrate W and the spin base 15.
- the three slopes 49 are stacked one on top of the other, and the three guides 48 are coaxially arranged.
- Each of the three guides 48 can enter and exit the corresponding cups (first to third cups 41 to 43). That is, the processing cup 40 is foldable, and the guard lift unit 47 unfolds and folds the processing cup 40 by raising and lowering at least one of the three guards (inner guard 44, middle guard 45 and outer guard 46). Is done.
- the cross-sectional shape of the inclined portion 49 may be linear as shown in FIG. 2, or may be extended while drawing a smooth upward convex arc, for example.
- the respective guards are at the upper position (the upper end of each inclined portion 49 is higher than the upper surface of the substrate W) and lower by driving the guard lifting unit 47. It is raised and lowered between the positions (the upper end of each inclined portion 49 is lower than the upper surface of the substrate W).
- one of the inner guard 44, the middle guard 45 and the outer guard 46 It is performed in the state which has opposed the peripheral end face of.
- the processing liquid chemical solution, rinse liquid, organic solvent, hydrophobization agent, etc.
- the middle guard 45 is placed at the lower position
- the outer guard 46 is placed at the upper position.
- all of the processing liquid discharged from the peripheral portion of the substrate W in the rotating state is received by the outer guard 46.
- the upper position of the outer guard 46 at this time corresponds to the second liquid receiving position of the outer guard 46.
- the inner guard 44 is lowered. And the middle guard 45 and the outer guard 46 in the upper position.
- the middle guard 45 In the second guard opposing state, all the processing liquid discharged from the peripheral portion of the substrate W in the rotating state is received by the middle guard 45.
- the upper position of the middle guard 45 at this time corresponds to the second liquid receiving position of the middle guard 45.
- first guard opposed state In order to realize a state in which the innermost inner guard 44 is opposed to the peripheral end face of the substrate W (state shown in FIG. 7.
- first guard opposed state the inner guard 44, the middle guard 45 and the outer guard 46 are all placed in the upper position.
- first guard opposing state all the processing liquid discharged from the peripheral portion of the substrate W in the rotating state is received by the inner guard 44.
- the upper position of the inner guard 44 at this time corresponds to the first liquid receiving position of the inner guard 44.
- any of the inner guard 44, the middle guard 45 and the outer guard 46 is The process is performed in the state of facing the peripheral end face of the substrate W. Therefore, when the processing liquid is supplied to the substrate W, the processing liquid that has splashed around the substrate W is subjected to the first to third cups 41 by any of the inner guard 44, the middle guard 45, and the outer guard 46. It is guided to any one of the cups 43 to 43.
- FIG. 3 is a block diagram for explaining the electrical configuration of the main part of the substrate processing apparatus 1.
- Control device 3 is configured using, for example, a microcomputer.
- the control device 3 has 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 to be executed by the arithmetic unit.
- a spin motor 13, a first nozzle moving unit 22, a guard lifting unit 47, and the like are connected to the control device 3 as control targets.
- the control device 3 controls the operations of the spin motor 13, the first nozzle moving unit 22, the guard lifting unit 47, and the like according to a predetermined program.
- control device 3 opens and closes the chemical solution valve 18, the rinse solution valve 20, the first organic solvent valve 24, and the second organic solvent valve 27 in accordance with a predetermined program.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing the surface Wa of the substrate W to be processed by the substrate processing apparatus 1 in an enlarged manner.
- the substrate W to be processed is, for example, a silicon wafer, and the pattern 50 is formed on the surface Wa, which is the pattern formation surface.
- the pattern 50 is, for example, a fine pattern.
- the pattern 50 may be one in which structures 51 having a convex shape (columnar shape) are arranged in a matrix.
- the line width W1 of the structure 51 is, for example, about 10 nm to 45 nm
- the gap W2 of the pattern 50 is, for example, about 10 nm to several ⁇ m.
- the film thickness T of the pattern 50 is, for example, about 1 ⁇ m.
- the pattern 50 may have, for example, an aspect ratio (ratio of film thickness T to line width W1) of, for example, about 5 to 500 (typically, about 5 to 50).
- the pattern 50 may be one in which line-shaped patterns formed by fine trenches are repeatedly arranged.
- the pattern 50 may be formed by providing a plurality of fine holes (voids or pores) in the thin film.
- Pattern 50 includes, for example, an insulating film.
- the pattern 50 may also include a conductor film. More specifically, the pattern 50 is formed of a laminated film in which a plurality of films are laminated, and may further include an insulating film and a conductor film.
- the pattern 50 may be a pattern composed of a single layer film.
- the insulating film may be a silicon oxide film (SiO 2 film) or a silicon nitride film (SiN film).
- the conductor film may be an amorphous silicon film into which an impurity for reducing resistance is introduced, or may be a metal film (for example, a metal wiring film).
- the pattern 50 may be a hydrophilic film.
- a hydrophilic film a TEOS film (a kind of silicon oxide film) can be exemplified.
- FIG. 5 is a flow chart for explaining the contents of a first example of substrate processing performed in the processing unit 2.
- FIG. 6 is a schematic view for explaining the rinse solution supply step S4 of FIG.
- FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the replacement step S5 of FIG.
- FIGS. 1 to 5 A first example of substrate processing will be described with reference to FIGS. 1 to 5. Reference will be made to FIGS. 6 to 8 as appropriate.
- An unprocessed substrate W (for example, a circular substrate having a diameter of 450 mm) is carried from the substrate container C into the processing unit 2 by the indexer robot IR and the substrate transfer robot CR, carried into the chamber 6, and the substrate W is The substrate W is delivered to the spin chuck 7 in a state in which the substrate W is directed upward as shown in FIG. In this state, the back surface Wb (see FIG. 6 and the like) of the substrate W is directed downward.
- the substrate W is carried into the chamber 6 with all of the inner guard 44, the middle guard 45 and the outer guard 46 disposed at the lower position.
- the control device 3 controls the spin motor 13 to rotate the spin base 15 at a predetermined liquid processing speed (within a range of about 10 to 1200 rpm, for example).
- the temperature is raised to about 800 rpm and maintained at the liquid processing speed (S2 in FIG. 5: start of substrate W rotation).
- control device 3 controls the guard lifting and lowering unit 47 to raise the inner guard 44, the middle guard 45, and the outer guard 46 to the upper position, thereby causing the inner guard 44 to face the circumferential end surface of the substrate W Realizes the guard opposing state of 1. First setting step).
- the control device 3 executes a chemical solution process S3 (see FIG. 5) for supplying a chemical solution to the upper surface of the substrate W. Specifically, the control device 3 opens the chemical solution valve 18. Thereby, the chemical solution is discharged from the chemical solution nozzle 17 toward the upper surface (surface Wa) of the substrate W in the rotating state. The chemical solution supplied to the upper surface of the substrate W receives a centrifugal force due to the rotation of the substrate W and moves to the peripheral portion of the substrate W. Thus, the entire upper surface of the substrate W is processed using a chemical solution.
- the chemical solution moved to the peripheral portion of the substrate W is discharged from the peripheral portion of the substrate W to the side of the substrate W.
- the chemical solution discharged from the peripheral portion of the substrate W is received by the inner wall of the inner guard 44, travels down along the inner wall of the inner guard 44, and flows down through the first cup 41 and the first drainage pipe 56. It is sent to the drainage utility 59 inside.
- control device 3 closes the chemical solution valve 18 to stop the discharge of the chemical solution from the chemical solution nozzle 17. Thereby, chemical
- the control device 3 executes a rinse liquid supply process S4 (see FIG. 5) for replacing the chemical solution on the substrate W with the rinse liquid and removing the chemical solution from the substrate W.
- the control device 3 opens the rinse solution valve 20 while maintaining the first guard opposing state of the processing cup 40.
- the rinse liquid is discharged from the rinse liquid nozzle 19 toward the upper surface of the substrate W in a rotating state.
- the rinse liquid supplied to the upper surface of the substrate W receives the centrifugal force due to the rotation of the substrate W and moves to the peripheral portion of the substrate W. Thereby, the chemical solution adhering on the substrate W is washed away by the rinse liquid.
- the rinse liquid discharged from the peripheral portion of the substrate W is discharged from the peripheral portion of the substrate W to the side of the substrate W.
- the rinse liquid discharged from the peripheral portion of the substrate W is received by the inner wall of the inner guard 44, flows down along the inner wall of the inner guard 44, and flows through the first cup 41 and the first drainage pipe 56, It is sent to the drainage utility 59 in the factory.
- the replacement step S5 is a step of replacing the rinse liquid on the substrate W with an organic solvent (IPA in this example) having a lower surface tension than the rinse liquid (water).
- the control device 3 controls the guard lifting and lowering unit 47 to lower the inner guard 44 and the middle guard 45 to the lower position, as shown in FIG. Realizes the third guard opposing state (second setting step).
- control device 3 controls the first nozzle moving unit 22 to move the organic solvent nozzle 10 upward from the retracted position on the side of the spin chuck 7 to the central portion of the upper surface of the substrate W. Then, the control device 3 opens the first organic solvent valve 24 and discharges the liquid organic solvent from the organic solvent nozzle 10 toward the central portion of the upper surface (surface Wa) of the substrate W.
- the organic solvent discharged from the organic solvent nozzle 10 is adjusted to a high temperature (for example, about 72 ° C. at a temperature in the range of about 72 ° C. to about 82 ° C. close to the boiling point of IPA or the boiling point of IPA (about 82 ° C.) It is an organic solvent.
- the flow rate of the organic solvent discharged from the organic solvent nozzle 10 is, for example, about 0.3 (liters / minute).
- the organic solvent supplied to the upper surface of the substrate W receives the centrifugal force due to the rotation of the substrate W and spreads over the entire upper surface of the substrate W.
- the rinse solution adhering to the upper surface of the entire surface of the substrate W is replaced with the organic solvent.
- the organic solvent moving on the upper surface of the substrate W is discharged from the peripheral portion of the substrate W to the side of the substrate W.
- the organic solvent discharged from the peripheral portion of the substrate W is received by the inner wall of the outer guard 46, flows down along the inner wall of the outer guard 46, and is returned to the recovery facility 61 via the third cup 43 and the recovery pipe 58. Sent.
- the control device 3 supplies the organic solvent as the temperature control liquid to the central portion of the lower surface (back surface Wb) of the substrate W. Specifically, the control device 3 opens the second organic solvent valve 27 so that the organic solvent is discharged upward from the lower surface nozzle 11 and supplied to the central portion of the lower surface of the substrate W.
- the organic solvent discharged from the lower surface nozzle 11 is an organic solvent whose temperature is adjusted to, for example, about 72 ° C. at a high temperature (for example, a temperature of about 72 to about 82 ° C. close to IPA boiling point or IPA boiling point (about 82 ° C.)
- the flow rate of the organic solvent discharged from the lower surface nozzle 11 is, for example, about 2.0 (liters / minute).
- the organic solvent supplied to the central portion of the lower surface of the substrate W receives the centrifugal force due to the rotation of the substrate W and spreads over the entire lower surface of the substrate W. Thus, the organic solvent is supplied to the entire lower surface of the substrate W.
- the organic solvent moving on the lower surface of the substrate W is discharged from the peripheral portion of the substrate W to the side of the substrate W.
- the organic solvent discharged from the peripheral portion of the substrate W is received by the inner wall of the outer guard 46, flows down along the inner wall of the outer guard 46, and is returned to the recovery facility 61 via the third cup 43 and the recovery pipe 58. Sent.
- the controller 3 closes the first organic solvent valve 24. Thereby, the supply of the organic solvent to the upper surface of the substrate W is stopped. Further, in synchronization with the supply stop of the organic solvent to the upper surface of the substrate W (closing of the first organic solvent valve 24), the controller 3 closes the second organic solvent valve 27. Thereby, the supply of the organic solvent to the lower surface of the substrate W is stopped. Thus, the replacement step S5 ends.
- the control device 3 controls the first nozzle moving unit 22 to retract the organic solvent nozzle 10 to the retraction position.
- the control device 3 executes the spin dry step S6 (see FIG. 5). Specifically, the control device 3 accelerates the substrate W to a predetermined spin dry speed (for example, several thousand rpm) larger than the liquid processing speed, and rotates the substrate W at the spin dry speed. As a result, a large centrifugal force is applied to the liquid on the substrate W, and the liquid adhering to the substrate W is shaken off around the substrate W. Thus, the liquid is removed from the substrate W, and the substrate W is dried.
- a predetermined spin dry speed for example, several thousand rpm
- the control device 3 controls the spin motor 13 to stop the rotation of the spin chuck 7 (S7 in FIG. 5: stop of substrate W rotation). Further, the control device 3 controls the guard lifting and lowering unit 47 to lower the outer guard 46 and retract all the guards downward from the peripheral end surface of the substrate W.
- the substrate transport robot CR enters the processing unit 2 and carries out the processed substrate W out of the processing unit 2 (S8 in FIG. 5: substrate W carried out).
- the carried-out substrate W is delivered from the substrate transfer robot CR to the indexer robot IR, and is stored in the substrate container C by the indexer robot IR.
- FIG. 8 is a timing chart for explaining the main control contents of the control device 3 in the rinse liquid supply step S4 and the replacement step S5 of the first example of substrate processing.
- the drainage liquid led to the first drainage pipe 56 is mainly a rinse liquid, but there is a possibility that a chemical solution or an organic solvent may be mixed in the rinse liquid. From the viewpoint of environmental load reduction, it is not possible to discard waste liquid containing an organic solvent at a predetermined concentration or more. It is necessary to separate the organic solvent from the drainage in the waste disposal equipment separately containing the organic solvent at a predetermined concentration or more.
- the organic solvent recovered from the recovery pipe 58 is recovered in the recovery facility 61.
- the recovered organic solvent can not be used for reuse as it is, and in the recovery processing facility (not shown) separate from the recovery facility 61, the organic solvent is removed from the organic solvent Water needs to be separated and removed. Therefore, when the organic solvent recovered from the recovery pipe 58 contains water, a large cost may occur (second problem).
- the supply of the organic solvent to the lower surface (rear surface Wb) of the substrate W (temperature adjustment liquid supply step) I did not go parallel to. That is, the supply of the organic solvent to the lower surface (back surface Wb) of the substrate W (temperature adjustment liquid supply process) is started prior to the supply of the organic solvent to the upper surface (surface Wa) of the substrate W (surface tension liquid supply process) I did not.
- the control device 3 simultaneously opens the first organic solvent valve 24 and the second organic solvent valve 27.
- the amount of organic solvent (total amount of organic solvents from the organic solvent nozzle 10 and the lower surface nozzle 11) guided to the first drainage pipe 56 can be minimized. That is, the ratio of the organic solvent contained in the liquid flowing through the first drainage pipe 56 can be reduced, whereby the drainage flowing through the first drainage pipe 56 is treated as a drainage containing a low concentration of the organic solvent. be able to. As a result, the drained fluid can be disposed of without any additional cost.
- the transition of the processing cup 40 from the first guard facing state to the third guard facing state is performed after the start of the replacement step S5. It has started. Specifically, when a predetermined time period has elapsed after the first organic solvent valve 24 and the second organic solvent valve 27 are opened, the control device 3 controls the guard lift unit 47 to set the inner guard 44 and the inner lift 44 The descent of the middle guard 45 is started. Thereafter, the outer guard 46 is disposed to face the circumferential end surface of the substrate W (a first guard opposing state is realized). At this time, the time required for the raising and lowering operation of the guard is, for example, 1.5 seconds.
- the transition of the processing cup 40 from the first guard opposing state to the third guard opposing state occurs after the first organic solvent valve 24 and the second organic solvent valve 27 are opened (ie, in the organic solvent supply process). Since the process is started after the start), the liquid introduced into the recovery pipe 58 can be only the same type of organic solvent (organic solvent from the organic solvent nozzle 10 and the lower surface nozzle 11). Thus, by recovering the organic solvent in the recovery facility 61 via the recovery pipe 58, it is possible to recover a high purity organic solvent which is hardly mixed with water. As a result, the recovered organic solvent can be used for reuse without additional cost.
- the controller 3 closes the first organic solvent valve 24 and the second organic solvent valve 27. That is, in this embodiment, the supply of the organic solvent to the lower surface (back surface Wb) of the substrate W (mixture organic solvent supply step) is the supply of the organic solvent to the upper surface (surface Wa) of the substrate W (organic solvent supply step It is ended simultaneously with the end of).
- the temperature control liquid is water, as described in JP-A-2012-156561, in order to suppress or prevent the collapse of the pattern 50, the lower surface (back surface Wb) to the upper surface (front surface of the substrate W) It is necessary to prevent the heat regulation liquid from flowing around to the Wa) side, and for that purpose, the supply of the organic solvent to the lower surface (back surface Wb) of the substrate W is the supply of the organic solvent to the upper surface (surface Wa) of the substrate W Must be terminated prior to the termination of the
- the temperature control liquid supplied to the lower surface (back surface Wb) of the substrate W is an organic solvent (for example, IPA) of the same type as the organic solvent supplied to the upper surface (surface Wa) of the substrate W. Since the temperature control liquid flows from the lower surface (back surface Wb) to the upper surface (front surface Wa) side of the substrate W, no problem occurs. Thereby, the supply of the temperature control liquid to the lower surface (back surface Wb) of the substrate W can be continued until immediately before the start of the spin dry step S6. Thereby, collapse of the pattern 50 can be suppressed or prevented more effectively.
- organic solvent for example, IPA
- the replacement step S5 the supply of the organic solvent to the upper surface (surface Wa) of the substrate W (the organic solvent supply step) and the liquid containing the same kind of organic solvent as the organic solvent
- the supply of the non-organic solvent liquid to the back surface Wb of the substrate W (temperature adjustment liquid supply process) is performed in parallel.
- the heat regulation liquid supplied to the upper surface (surface Wa) of the substrate W is the same organic solvent as the organic solvent supplied to the upper surface (surface Wa) of the substrate W, and contains no water. It is possible to effectively suppress or prevent the mixing of water with the organic solvent present on (surface Wa). Therefore, the substrate W can be warmed while suppressing or preventing an increase in the surface tension of the organic solvent supplied to the upper surface (surface Wa) of the substrate W in the replacement step S5. Thereby, collapse of the pattern 50 can be suppressed more effectively.
- FIG. 9 is a timing chart for explaining the main control contents of the control device 3 in the second example of substrate processing performed in the processing unit 202 according to the second embodiment of the present invention.
- the substrate processing apparatus further includes a processing unit 202 (see FIG. 2).
- the processing unit 202 has the same configuration as the processing unit 2.
- the processing unit 202 is a hot water supply unit 203 that supplies hot water to the lower surface (the back surface of the substrate W) of the substrate W held by the spin chuck 7, as shown by the broken line in FIG. Further includes
- the hot water supply unit 203 includes a lower surface nozzle 70, a lower surface supply pipe 25, a hot water pipe 204 connected to the lower surface supply pipe 25, and a hot water valve 205 interposed in the hot water pipe 204.
- Hot water from the hot water supply source for example, hot water whose temperature is adjusted to 72 ° C. close to the boiling point of IPA (about 82 ° C.) is supplied to the hot water pipe 204.
- the second organic solvent piping 26 and the hot water piping 204 are connected to the lower surface supply piping 25.
- the organic solvent is discharged upward from the lower surface nozzle 11 upward.
- the hot water is discharged upward from the lower surface nozzle 11 by opening the hot water valve 205 while closing the second organic solvent valve 27.
- Hot water is water whose temperature has been adjusted to a high temperature.
- DIW deionized water
- carbonated water electrolytic ion water
- hydrogen water hydrogen water
- ozone water hydrochloric acid water of diluted concentration (for example, about 10 to 100 ppm)
- reduced water hydrogen water
- Ammonia water deaerated water, and the like.
- the second example of substrate processing differs from the first example of substrate processing in that, prior to the supply of the organic solvent from the lower surface nozzle 11, parallel to the rinse liquid supply step S4, Hot water is supplied from the nozzle 11 to the lower surface (rear surface Wb) of the substrate W.
- the control device 3 supplies the warm water to the lower surface central portion of the substrate W in parallel with the supply of the rinse liquid to the upper surface of the substrate W.
- the control device 3 opens the hot water valve 205 while closing the second organic solvent valve 27, whereby the hot water is discharged upward from the lower surface nozzle 11 and supplied to the lower surface central portion of the substrate W (see FIG. Hot water supply process).
- the flow rate of the hot water discharged from the lower surface nozzle 11 is, for example, about 2.0 (liters / minute).
- the control device 3 closes the rinse liquid valve 20 and the hot water valve 205. Thereby, rinse liquid supply process S4 is complete
- hot water is supplied to the lower surface (rear surface Wb) of the substrate W in parallel with the rinse liquid supply step S4. Therefore, it is possible to warm the substrate W just before the start of the replacement step S5, whereby the temperature of the organic solvent supplied to the upper surface (surface Wa) of the substrate W is raised to a high temperature from the start of the replacement step S5. You can keep Thereby, collapse of the pattern 50 can be suppressed more effectively.
- FIG. 10 is a flowchart for explaining the contents of a third example of substrate processing performed in the processing unit 302 according to the third embodiment.
- the substrate processing apparatus includes a processing unit 302.
- the processing unit 302 further comprises a hydrophobizing agent supply unit 303 (shown in dashed lines in FIG. 2), as shown in dashed lines in FIG.
- the hydrophobizing agent supply unit 303 includes a hydrophobizing agent nozzle 304 (shown in phantom in FIG. 2).
- the hydrophobizing agent nozzle 304 is, for example, a straight nozzle that discharges a liquid in a continuous flow state, and fixedly disposed above the spin chuck 7 with its discharge port directed toward the upper central portion of the substrate W.
- the hydrophobizing agent nozzle 304 is supplied with a hydrophobizing agent from a hydrophobizing agent source via a hydrophobizing agent valve 305.
- the hydrophobizing agent valve 305 When the hydrophobizing agent valve 305 is opened, the continuous flow of hydrophobizing agent supplied to the hydrophobizing agent nozzle 304 is discharged from the discharge port set at the tip of the hydrophobizing agent nozzle 304. Also, when the hydrophobizing agent valve 305 is closed, the discharge of the hydrophobizing agent from the hydrophobizing agent nozzle 304 is stopped.
- the hydrophobizing agent may be a silicon hydrophobizing agent or a metal hydrophobizing agent.
- the silicon-based hydrophobizing agent is a hydrophobizing agent that hydrophobizes silicon (Si) itself and a compound containing silicon.
- the silicon-based hydrophobizing agent is, for example, a silane coupling agent.
- the silane coupling agent includes, for example, at least one of HMDS (hexamethyldisilazane), TMS (tetramethylsilane), fluorinated alkyl chlorosilane, alkyldisilazane, and non-chloro hydrophobizing agent.
- non-chloro hydrophobizing agents examples include dimethylsilyldimethylamine, dimethylsilyldiethylamine, hexamethyldisilazane, tetramethyldisilazane, bis (dimethylamino) dimethylsilane, N, N-dimethylaminotrimethylsilane, and N- (trimethylsilyl). And d) dimethylamine and at least one of organosilane compounds.
- the metal-based hydrophobizing agent is, for example, a solvent having high coordination ability and mainly hydrophobizing metals by coordination bonds.
- the hydrophobizing agent includes, for example, at least one of an amine having a hydrophobic group, and an organic silicon compound.
- the hydrophobizing agent supply unit 303 includes a hydrophobizing agent nozzle moving device that causes the hydrophobizing agent to move to the surface of the substrate W with respect to the upper surface of the substrate W by moving the hydrophobizing agent nozzle 304. It is also good.
- the control device 3 controls the spin motor 13 to start the rotation of the substrate W (step S12).
- the control device 3 executes a chemical process S13 of supplying a chemical to the upper surface of the substrate W.
- the chemical solution process S13 ends.
- the control device 3 executes a rinse liquid supply process S14 for replacing the chemical solution on the substrate W with the rinse liquid and removing the chemical solution from the substrate W.
- the control device 3 executes a first replacement step S15.
- the first replacement step S15 ends.
- the steps S11 to S15 are the same as the steps S1 to S5 according to the first example of substrate processing (see FIG. 5), and thus the detailed description will be omitted.
- the control device 3 executes a hydrophobizing agent supply step S16 of supplying a liquid hydrophobizing agent to the upper surface of the substrate W.
- the hydrophobizing agent supply step S16 is a step of replacing the organic solvent on the substrate W with a hydrophobizing agent.
- control device 3 controls the guard lifting and lowering unit 47 to raise the middle guard 45 and place the middle guard 45 in the upper position while maintaining the outer guard 46 in the upper position.
- the peripheral end face of W is made to face (a second guard facing state is realized).
- control device 3 opens the hydrophobizing agent valve 305 and discharges the liquid hydrophobizing agent from the hydrophobizing agent nozzle 304 toward the central portion of the upper surface (surface Wa) of the substrate W.
- the hydrophobizing agent deposited on the central portion of the upper surface of the substrate W receives centrifugal force due to the rotation of the substrate W, and flows toward the peripheral portion of the upper surface of the substrate. Then, the organic solvent present on the substrate W is replaced by the hydrophobizing agent.
- the hydrophobizing agent By supplying the hydrophobizing agent to the upper surface of the substrate W, the hydrophobizing agent penetrates deep into the pattern 50, and the upper surface (surface Wa) of the substrate W is hydrophobized (hydrophobicizing treatment).
- the hydrophobizing agent moved to the peripheral portion of the substrate W is discharged from the peripheral portion of the substrate W to the side of the substrate W.
- the hydrophobizing agent discharged from the peripheral portion of the substrate W is received by the inner wall of the middle guard 45, flows down along the inner wall of the middle guard 45, and passes through the second cup 42 and the second drainage pipe 57. , And sent to the drainage processing facility 60.
- the control device 3 closes the hydrophobization valve 305 to stop the discharge of the hydrophobization agent.
- the hydrophobizing agent supply step S16 is completed.
- the second replacement step S17 is a step equivalent to the replacement step S5 according to the first example of substrate processing (see FIG. 5), and thus the detailed description will be omitted.
- the spin dry process S18 is the same process as the spin dry process S6 according to the first example of substrate processing (see FIG. 5), and thus the detailed description is omitted.
- the control device 3 controls the spin motor 13 to stop the rotation of the spin chuck 7 (S19: stop the substrate W rotation). Further, the control device 3 controls the guard lifting and lowering unit 47 to retract all the guards downward from the circumferential end surface of the substrate W.
- FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration example of the processing unit 402 according to the fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 11 parts in common with the first embodiment described above (embodiments shown in FIGS. 1 to 8) are assigned the same reference numerals as in the case of FIGS.
- the main difference between the processing unit 402 and the processing unit 2 is that the organic solvent nozzle 10 is eliminated, and instead a blocking member 403, an organic solvent nozzle 407 and a gas nozzle 408 are provided.
- the blocking member 403 has a disk shape.
- the diameter of the blocking member 403 is equal to or larger than the diameter of the substrate W.
- a circular opposing surface 404 formed of a flat surface is formed to be opposed to the upper surface (Wa) of the substrate W held by the spin chuck 7.
- the facing surface 404 faces the entire top surface (surface Wa) of the substrate W.
- the blocking member 403 is supported by the holder 405 so that the central axis of the blocking member 403 is positioned on the rotation axis A1 of the spin chuck 7 in a horizontal posture.
- a hollow cylindrical holder 405 having a vertical axis passing through the center of the blocking member 403 (a vertical axis coinciding with the rotation axis A1 of the spin chuck 7) is fixed.
- An opposing member lifting unit 406 is coupled to the holder 405.
- the control device 3 controls the opposing member lifting unit 406 so that the opposing surface 404 of the blocking member 403 approaches the upper surface (surface Wa) of the substrate W held by the spin chuck 7.
- the position is raised and lowered between a position (indicated by an alternate long and short dash line in FIG. 11) and a retracted position largely retracted above the spin chuck 7 (indicated by a solid line in FIG. 11).
- the holder 405 is formed hollow, and the organic solvent nozzle 407 and the gas nozzle 408 are inserted in the inside in the state of extending in the vertical direction.
- a single discharge port 407 a is formed at the tip of the organic solvent nozzle 407.
- the discharge port 407 a opens in the facing surface 404 through a through hole 409 formed in the central portion of the blocking member 403.
- the organic solvent from the organic solvent supply unit 30 is supplied to the organic solvent nozzle 407.
- a single discharge port 408 a is formed at the tip of the gas nozzle 408.
- the discharge port 408 a is opened to the opposing surface 404 through the through hole 409.
- the processing unit 402 further comprises a gas supply unit 410 for supplying gas to the gas nozzle 408.
- the gas supply unit 410 includes a gas supply pipe 411 connected to the upstream end of the gas nozzle 408 and a gas valve 412 for opening and closing the gas supply pipe 411.
- the gas is an inert gas, in particular a dehumidified inert gas.
- the inert gas includes, for example, nitrogen gas and argon gas.
- the same substrate processing example as the above-described first substrate processing example is performed.
- the control device 3 arranges the blocking member 403 at the close position, opens the first organic solvent valve 24 to discharge the organic solvent from the organic solvent nozzle 407, and opens the gas valve 412 to open the gas nozzle.
- the organic solvent is discharged from 408.
- the organic solvent discharged from the organic solvent nozzle 407 contacts the central portion of the upper surface (surface Wa) of the substrate W.
- the organic solvent discharged from the organic solvent nozzle 407 is adjusted to a high temperature (for example, about 72 ° C. at a temperature in the range of about 72 ° C. to about 82 ° C. close to IPA boiling point or IPA boiling point (about 82 ° C.) It is an organic solvent.
- the flow rate of the organic solvent discharged from the organic solvent nozzle 407 is, for example, about 0.3 (liter / minute).
- blocking member 403 By arranging blocking member 403 in the proximity position, space 415 (minute space) between the upper surface (surface Wa) of substrate W and opposing surface 404 is narrowed, and the peripheral portion of the lower surface of blocking member 403 Are disposed below the upper surface of the substrate W. Thereby, the space 415 is shut off from the space 415 (shutoff process step). Further, the gas discharged from the gas nozzle 408 is blown to the central portion of the upper surface (surface Wa) of the substrate W.
- the flow rate of the gas discharged from the gas nozzle 408 is, for example, about 50 (liters / minute) in the range of about 50 to about 100 (liters / minute).
- the gas discharged from the gas nozzle 408 is supplied between the facing surface 404 and the upper surface of the substrate W, and is filled with the inert gas (gas supply step).
- the space 415 is blocked from the periphery of the space 415 in a state where the blocking member 403 is disposed opposite to the upper surface (surface Wa) of the substrate W with a minute gap, It is possible to suppress the water contained in the atmosphere from being supplied to the upper surface (surface Wa) of the substrate W, and thereby, it is possible to suppress the mixing of water with the organic solvent supplied to the upper surface (surface Wa) of the substrate W. Furthermore, in this embodiment, the supply of the inert gas to the space 415 fills the space 415 with the inert gas. Therefore, the water contained in the atmosphere outside the space can be suppressed from being supplied to the upper surface (surface Wa) of the substrate W, whereby water is mixed with the organic solvent supplied to the upper surface (surface Wa) of the substrate W Can be suppressed.
- the blocking member 403 may be a driven blocking member 403 that rotates in accordance with the rotation of the spin chuck 7 (spin base 15).
- the blocking member 403 is integrally rotatably supported by the spin chuck 7 during substrate processing.
- FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration example of the lower surface nozzle 503 of the processing unit 502 according to the fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 13 is a schematic plan view for describing a configuration example of the lower surface nozzle 503. As shown in FIG.
- the processing unit 502 includes a lower surface nozzle 503 in the form of a bar nozzle, instead of the lower surface nozzle 11 having a single discharge port 11a.
- the lower surface nozzle 503 includes a bar-shaped (rod-like) nozzle portion 504 extending horizontally along the rotational radial direction DL of the substrate W, as shown in FIGS. 12 and 13.
- the plurality of discharge ports 505 are arranged along the radial direction of rotation DL of the substrate W.
- An internal flow passage 506 for guiding the organic solvent supplied to the plurality of discharge ports 505 is formed inside the nozzle portion 504.
- the plurality of discharge ports 505 communicate with the internal flow path 506.
- the nozzle portion 504 is connected to the downstream end (upper end) of the lower surface supply pipe 25.
- the internal flow passage 506 is in communication with the inside of the lower surface supply pipe 25.
- the opening areas of the respective discharge ports 505 are equal to one another.
- the opening areas of the discharge ports 505 may be made different from each other.
- the opening area of the discharge port 505 on the peripheral edge side of the substrate W may be larger than the opening area of the discharge port 505 on the rotation axis A1 side. Since the substrate W in rotation tends to have a lower temperature on the peripheral side than on the center side, the substrates W can be uniformly heated in the rotational radial direction DL by making the opening areas of the discharge ports different from one another in this manner.
- FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration example of the processing unit 602 and the storage box 604 according to the sixth embodiment of the present invention.
- parts in common with the first embodiment described above are assigned the same reference numerals as in the case of FIGS.
- the difference between the processing unit 602 and the storage box 604 from the processing unit 2 and the storage box 4 according to the first embodiment is that the organic solvent collected by the collection pipe 58 is supplied to the organic solvent tank 31. It is a point. That is, the circulation destination of the recovery pipe 58 is set to the organic solvent tank 31. In the example of FIG. 14, the organic solvent recovered by the recovery pipe 58 is directly supplied to the organic solvent tank 31, but is supplied to the organic solvent tank 31 via another unit or pipe. It may be like that.
- two or more of the second to sixth embodiments may be combined.
- the supply of the organic solvent as the temperature control liquid to the back surface Wb of the substrate W is, for example, FIG.
- the process may be started after the start of the supply of the organic solvent to the surface Wa of the substrate W.
- the supply of the organic solvent as the heat regulation liquid to the back surface Wb of the substrate W is not started prior to the start of the supply of the organic solvent to the front surface Wa of the substrate W. Therefore, the amounts of the organic solvent and the temperature control liquid (liquid of the same type as the organic solvent) entering the first drainage pipe 56 can be minimized. Therefore, it is possible to suppress the ratio of the organic solvent contained in the liquid flowing through the first drain pipe 56 to be low, and thereby the cost of the liquid drained from the first drain pipe 56 is added separately. It is possible to dispose without disposal.
- the supply of the organic solvent as the temperature control liquid to the back surface Wb of the substrate W is, for example, FIG.
- the process may be terminated after the end of the supply of the organic solvent to the surface Wa of the substrate W.
- the supply of the organic solvent to the back surface Wb of the substrate W may be terminated after the start of the spin dry step S6.
- the substrate W can be warmed until the end of the supply of the organic solvent to the surface Wa of the substrate W. Thereby, collapse of the pattern 50 can be suppressed or prevented more effectively.
- step S17 the flow rate of the organic solvent supplied to the back surface Wb of the substrate W may be reduced as time passes (temperature adjustment liquid reduction step). In this case, an opening adjustment valve for adjusting the opening of the second organic solvent pipe 26 is required. Further, in this case, as shown in FIG. 15, the supply flow rate of the organic solvent to the back surface Wb of the substrate W corresponds to the substitution step (first substitution step S5, second substitution step S15, second substitution step At the end of S17), the supply flow rate of the organic solvent to the back surface Wb of the substrate W may be reduced to below.
- the amount of the organic solvent adhering to the back surface Wb of the substrate W can be reduced at the end of the substitution step (first substitution step S5, second substitution step S15, second substitution step S17).
- the time required for drying the back surface Wb of the substrate W can be shortened to the same extent as or less than the time required for drying the back surface Wb of the substrate W.
- the organic solvent supply unit 30 has been described by taking the example of raising the temperature of the organic solvent (temperature control) by circulating the organic solvent in the circulation pipe 32 as an example.
- the organic solvent may be raised and lowered by the heater of
- IPA which is an example of an organic solvent
- methanol, ethanol, acetone, EG (ethylene glycol), etc. can be used besides IPA.
- organic solvents such as HFE (hydrofluoroether), n-butanol, t-butanol, isobutyl alcohol and 2-butanol. These organic solvents have a boiling point lower than that of the rinse solution (water).
- the organic solvent whose boiling point is higher than the rinse liquid (water) as a heat regulation liquid can also be used.
- an organic solvent n-butanol, t-butanol, isobutyl alcohol and 2-butanol can be exemplified.
- the substrate W can be efficiently heated in order to use a higher temperature organic solvent in the replacement step S5.
- the rinse component may be mixed in the organic solvent, the rinse component contained in the organic solvent is evaporated without excess by raising the temperature of the organic solvent higher than the boiling point of the rinse liquid (water). be able to. Thereby, collapse of the pattern 50 can be further suppressed.
- the organic solvent from the common organic solvent supply unit 30 is supplied to the organic solvent nozzle 10 and the lower surface nozzle 11 in each embodiment described above, the organic solvent nozzle 10 and the lower surface nozzle 11 are mutually supplied Organic solvents from different organic solvent supply units may be supplied. In this case, the temperatures of the organic solvents held by the respective organic solvent supply units can be made different from each other. In this case, the liquid temperature of the organic solvent discharged from the organic solvent nozzle 10 and the lower surface nozzle 11 And the temperature of the liquid of the organic solvent to be discharged can be made different from each other.
- the substrate processing apparatus 1, 601 is an apparatus for processing the substrate W made of a semiconductor wafer
- the substrate processing apparatus is a liquid crystal display substrate, an organic EL (electroluminescence) display Devices for processing substrates such as FPD (Flat Panel Display) substrates for optical devices, substrates for optical disks, substrates for magnetic disks, substrates for magneto-optical disks, substrates for photomasks, ceramic substrates, substrates for solar cells, etc. Good.
- Substrate processing apparatus 2 Processing unit 3: Controller 7: Spin chuck (substrate holding unit) 9: rinse liquid supply unit 10: organic solvent nozzle (low surface tension liquid supply unit) 11: Bottom nozzle (temperature adjustment liquid supply unit) 23: First organic solvent piping (low surface tension liquid supply unit) 24: First organic solvent valve (low surface tension liquid supply unit) 26: 2nd organic solvent piping (temperature adjustment liquid supply unit) 27: Second organic solvent valve (temperature adjustment liquid supply unit) 30: Organic solvent supply unit (low surface tension liquid supply unit) 40: Processing unit 47: Guard lifting unit (distribution destination switching unit) 202: processing unit 302: processing unit 402: processing unit 403: blocking member 405: space 410: gas supply unit 502: processing unit 601: substrate processing apparatus 602: processing unit 604: storage box W: substrate Wa: substrate Wa: surface Wb: back surface
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Abstract
基板処理方法は、リンス液が付着している基板の表面に前記リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程と、前記低表面張力液体供給工程と並行して、前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を供給する温調液供給工程とを含む。
Description
この発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、有機EL(electroluminescence)表示装置などの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。
半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ等の基板の表面が処理液で処理される。基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転される基板の表面に処理液を供給するためのノズルとを備えている。
典型的な基板処理工程では、スピンチャックに保持された基板に対して薬液が供給される。その後、リンス液が基板に供給され、それによって、基板上の薬液がリンス液に置換される。その後、基板上のリンス液を排除するためのスピンドライ工程が行われる。スピンドライ工程では、基板が高速回転されることにより、基板に付着しているリンス液が振り切られて除去(乾燥)される。一般的なリンス液は脱イオン水である。
基板の表面に微細なパターンが形成されている場合に、スピンドライ工程では、パターンの内部に入り込んだリンス液を除去できないおそれがあり、それによって、乾燥不良が生じるおそれがある。そこで、リンス液による処理後の基板の表面に、イソプロピルアルコール(isopropyl alcohol:IPA)等の有機溶剤を供給して、基板の表面のパターンの隙間に入り込んだリンス液を有機溶剤に置換することによって基板の表面を乾燥させる手法が提案されている。
図16に示すように、基板の高速回転により基板を乾燥させるスピンドライ工程では、液面(空気と液体との界面)が、パターン内に形成される。この場合、液面とパターンとの接触位置に、液体の表面張力が働く。この表面張力は、パターンを倒壊させる原因の一つである。
下記特許文献1のように、リンス処理後スピンドライ工程の前に液体の有機溶剤を基板の表面に供給する場合には、液体の有機溶剤がパターンの間に入り込む。有機溶剤の表面張力は、典型的なリンス液である水よりも低い。そのため、表面張力に起因するパターンの倒壊の問題が緩和される。
また、特許文献1に記載されている手法では、リンス液から有機溶剤への置換性を高めるべく、基板の表面への有機溶剤の供給と並行して、基板の表面と反対側の裏面に温水を供給し、基板を温めている。
しかしながら、特許文献1に記載の手法においては、基板の裏面(裏面)への温水供給の際に、基板の裏面において温水の蒸発により水蒸気が発生する。そして、その水蒸気が基板の表面(表面)側に回り込み、基板の表面の低表面張力液体に混ざり込むおそれがある。基板の表面の低表面張力液体に水が混じる結果、基板の表面に供給された低表面張力液体の表面張力が上昇し、その結果、パターンの倒壊が生じるおそれがある。
そこで、この発明の一つの目的は、パターンの倒壊を効果的に抑制することができる
基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
この発明は、リンス液が付着している基板の表面に前記リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程と、前記低表面張力液体供給工程と並行して、前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を供給する温調液供給工程とを含む、基板処理方法を提供する。
この方法によれば、低表面張力液体を基板の表面に供給する低表面張力液体供給工程と、この低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を基板の裏面に供給する温調液供給工程とが並行して実行される。温調液が、低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まないので、基板の表面に供給された低表面張力液体に水が混じることを効果的に抑制または防止できる。そのため、基板の表面に供給された低表面張力液体の表面張力の上昇を抑制または防止しながら、基板を温めることができる。これにより、パターンの倒壊を効果的に抑制することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、前記リンス液供給工程に並行して、前記基板から排出され、処理カップによって受けられた液体の流通先を第1の配管に設定する第1の設定工程と、前記低表面張力液体供給工程および前記温調液供給工程に並行して、前記基板から排出され、前記処理カップによって受けられた液体の流通先を、前記第1の配管に連通しない第2の配管に設定する第2の設定工程とをさらに含む。
この方法によれば、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程に並行して、基板から排出され、処理カップによって受けられた液体の流通先が、第2の配管に設定される。低表面張力液体供給工程において基板の表面に供給される液体は低表面張力液体である。また、温調液供給工程において、基板の裏面に供給される液体は低表面張力液体と同種の温調液である。そのため、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第2の配管を流れる液体は、単一種類の低表面張力液体であり、かつその液体には水は含まれない。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第2の配管を流れる液体を回収することにより、水の混ざっていない高純度の低表面張力液体を回収することが可能である。
この発明の一実施形態では、前記処理カップに含まれる、前記基板の周囲を取り囲む複数の筒状のガードのうち第1のガードに受けられた液体が、前記第1の配管に導かれるようになっており、前記複数のガードのうち第2のガードに受けられた液体が前記第2の配管に導かれるようになっている。そして、前記第1の設定工程が、前記第1のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第1の液受け位置に配置する工程を含んでいてもよい。そして、前記第2の設定工程が、前記第2のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第2の液受け位置に配置する工程を含んでいてもよい。
この方法によれば、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程に並行して、第2のガードが第2の液受け位置に配置される。第2のガードに受けられた液体は、第2の配管に導かれる。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第2の配管を流れる液体は、単一種類の低表面張力液体であり、かつその液体には水は含まれない。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第2の配管を流れる液体を回収することにより、水の混ざっていない高純度の低表面張力液体を回収することが可能である。
この発明の一実施形態では、前記第2の設定工程が、前記低表面張力液体供給工程の開始後に開始される。
この方法によれば、低表面張力液体供給工程の開始後に、処理カップにおける流通先が第2の配管に設定されるので、第2の配管に導入される液体を、単一種類の低表面張力液体のみとすることができる。
そのため、水のほとんど混ざっていない低表面張力液体を回収することが可能であり、これにより、コストを別途かけることなく、回収した低表面張力液体を再利用のために用いることが可能である。
この発明の一実施形態では、前記温調液供給工程が、前記低表面張力液体供給工程の開始と同時またはその後に開始される。
この方法によれば、温調液供給工程が、低表面張力液体供給工程の開始に先立って開始されない。そのため、第1の配管に導入される低表面張力液体および温調液(低表面張力液体と同種の液体)の量を最小限に抑制することができる。そのため、第1の配管を流れる液体に含まれる低表面張力液体の割合を抑制することが可能であり、これにより、第1の配管から排出された液体を、コストを別途かけることなく廃棄処理することが可能である。
この発明の他の実施形態では、前記基板処理方法が、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、 前記温調液供給工程に先立ってかつ前記リンス液供給工程に並行して、前記基板の前記裏面に、温度が調整された温水を供給する温水供給工程とをさらに含む。
この方法によれば、温調液供給工程に先立って実行されるリンス液供給工程に並行して、基板の裏面に温水が供給される。そのため、低表面張力液体供給工程の開始の直前まで基板を温めておくことが可能であり、これにより、低表面張力液体供給工程の開始から、基板の表面に供給された低表面張力液体の温度を高温に保つことができる。これにより、パターンの倒壊をより効果的に抑制することができる。
この発明の一実施形態では、前記温調液供給工程が、前記低表面張力液体供給工程の終了と同時またはその後に終了される。
この方法によれば、温調液供給工程が、低表面張力液体供給工程の終了と同時またはその後に終了される。
仮に、温調液が水である場合には、パターンの倒壊を抑制または防止するために温調液が基板の裏面から表面側に回り込むことを防止する必要があり、そのために、温調液供給工程を、低表面張力液体供給工程の終了に先立って終了させる必要がある。
これに対し、この方法では、基板の裏面に供給される温調液が、基板の表面に供給される低表面張力液体と同種の液体を含んでいるので、基板の裏面から表面側に温調液が回り込んでも問題が生じない。そのため、温調液供給工程を、低表面張力液体供給工程の終了に先立って終了させる必要がない。これにより、低表面張力液体供給工程の終了まで低表面張力液体を温めておくことができる。これにより、パターンの倒壊をより効果的に抑制または防止することができる。
この発明の他の実施形態では、前記基板処理方法が、前記温調液供給工程および前記低表面張力液体供給工程に並行して、遮断部材を、前記基板の前記表面に対して間隔を空けて対向配置して、前記遮断部材と前記基板の前記表面の間の空間を当該空間の周囲から遮断させる遮断工程をさらに含む。
この方法によれば、遮断部材が基板の表面に対して間隔を空けて対向配置された状態で、基板の表面と遮断部材との間の空間が当該空間の周囲から遮断される。したがって、空間外の雰囲気に含まれる水分が基板の表面に供給されることを抑制でき、これにより、基板の表面に供給されている低表面張力液体に水が混じることを抑制できる。
この発明の他の実施形態では、前記遮断工程に並行して、 前記空間に気体を供給する気体供給工程をさらに含む。
この方法によれば、遮断部材が基板の表面に対して間隔を空けて対向配置された状態で、基板の表面と遮断部材との間の空間に気体が供給されることにより、その供給される気体が基板の表面と遮断部材との間に充満する。したがって、空間外の雰囲気に含まれる水分が基板の表面に供給されることをより効果的に抑制または防止でき、これにより、基板の表面に供給されている低表面張力液体に水が混じることを、より一層効果的に抑制することができる。
前記低表面張力液体が、前記リンス液よりも沸点が高い液体を含んでいてもよい。
この方法によれば、基板を効率よく加熱することが可能である。また、低表面張力液体中に含まれるリンス成分を余すことなく蒸発させることもできる。
この発明の一実施形態では、前記温調液供給工程が、時間の経過に従って前記温調液の供給流量を減少させる温調液減少工程を含む。
この方法によれば、温調液供給工程の終了後における、基板の裏面に付着している温調液の量を低減することができる。そのため、その後、その温調液の乾燥に要する期間を短縮化することができる。
この発明の一実施形態では、前記温調液減少工程が、前記温調液の供給流量を、前記低表面張力液体供給工程における前記低表面張力液体の供給流量を下回るまで減少させる工程を含む。
この方法によれば、温調液供給工程の終了後において、基板の裏面に付着している温調液の量が基板の表面に付着している温調液の量よりも少ないので、基板の裏面の乾燥に要する時間を、基板の裏面の乾燥に要する時間と同程度またはそれ以下まで短縮させることができる。
この発明は、基板を保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットに保持された基板の表面にリンス液を供給するリンス液供給ユニットと、前記基板の前記表面に前記リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給ユニットと、前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を供給するための温調液供給ユニットと、前記リンス液供給ユニット、前記低表面張力液体供給ユニットおよび前記温調液供給ユニットを制御する制御装置とを含む基板処理装置を提供する。そして、前記制御装置が、前記低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程と、前記低表面張力液体供給工程と並行して、前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の低表面張力液体からなりかつ水を含まない温調液を供給する温調液供給工程とを実行してもよい。
この構成によれば、低表面張力液体を基板の表面に供給する低表面張力液体供給工程と、この低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を基板の裏面に供給する温調液供給工程とが並行して実行される。温調液が、低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まないので、基板の表面に供給された低表面張力液体に水が混じることを効果的に抑制または防止できる。そのため、基板の表面に供給された低表面張力液体の表面張力の上昇を抑制または防止しながら、基板を温めることができる。これにより、パターンの倒壊を効果的に抑制することができる。
この発明の一実施形態では、前記基板から排出された液体を受け止める筒状の処理カップであって、互いに連通しない第1の配管および第2の配管に接続可能に設けられた処理カップと、前記基板から排出され、前記処理カップによって受けられた液体の流通先を、前記第1の配管と前記第2の配管との間で切り換えるための流通先切り換えユニットとをさらに含む。そして、前記制御装置が、前記流通先切り換えユニットをさらに制御している。そして、前記制御装置が、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記リンス液供給ユニットにより前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、前記リンス液供給工程に並行して、前記流通先切り換えユニットにより前記処理カップによって受けられた液体の流通先を前記第1の配管に設定する第1の設定工程と、前記低表面張力液体供給工程および前記温調液供給工程に並行して、前記流通先切り換えユニットにより前記処理カップによって受けられた液体の流通先を前記第2の配管に設定する第2の設定工程とをさらに実行してもよい。
この構成によれば、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程に並行して、基板から排出され、処理カップによって受けられた液体の流通先が、第2の配管に設定される。低表面張力液体供給工程において基板の表面に供給される液体は低表面張力液体である。また、温調液供給工程において、基板の裏面に供給される液体は低表面張力液体と同種の温調液である。そのため、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第2の配管を流れる液体は、単一種類の低表面張力液体であり、かつその液体には水は含まれない。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第2の配管を流れる液体を回収することにより、水の混ざっていない高純度の低表面張力液体を回収することが可能である。
この発明の一実施形態では、前記処理カップが、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む複数の筒状のガードを含む。そして、前記複数のガードのうち第1のガードに受けられた液体が前記第1の配管に導かれるようになっており、前記複数のガードのうち第2のガードに受けられた液体が前記第2の配管に導かれるようになっていてもよい。そして、前記流通先切り換えユニットが、前記複数のガードのうち少なくとも一つのガードを昇降させるためのガード昇降ユニットを含んでいてもよい。そして、前記制御装置が、前記第1の設定工程において、前記ガード昇降ユニットにより、前記第1のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第1の液受け位置に配置する工程を実行し、前記制御装置が、前記第2の設定工程において、前記ガード昇降ユニットにより、前記第2のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第2の液受け位置に配置する工程を実行してもよい。
この構成によれば、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程に並行して、第2のガードが第2の液受け位置に配置される。第2のガードに受けられた液体は、第2の配管に導かれる。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第2の配管を流れる液体は、単一種類の低表面張力液体であり、かつその液体には水は含まれない。したがって、低表面張力液体供給工程および温調液供給工程において、第2の配管を流れる液体を回収することにより、水の混ざっていない高純度の低表面張力液体を回収することが可能である。
この発明の一実施形態では、前記制御装置が、前記第2の設定工程を、前記低表面張力液体供給工程の開始後に開始させる。
この構成によれば、低表面張力液体供給工程の開始後に、処理カップにおける流通先が第2の配管に設定されるので、第2の配管に導入される液体を、同一種類の低表面張力液体のみとすることができる。
そのため、水のほとんど混ざっていない低表面張力液体を回収することが可能であり、これにより、コストを別途かけることなく、回収した低表面張力液体を再利用のために用いることが可能である。
この発明の一実施形態では、前記制御装置が、前記温調液供給工程を、前記低表面張力液体供給工程の開始と同時またはその後に開始させる。
この構成によれば、温調液供給工程が、低表面張力液体供給工程の開始に先立って開始されない。そのため、第1の配管に導入される低表面張力液体および温調液(低表面張力液体と同種の液体)の量を最小限に抑制することができる。そのため、第1の配管を流れる液体に含まれる低表面張力液体の割合を抑制することが可能であり、これにより、第1の配管から排出された液体を、コストを別途かけることなく廃棄処理することが可能である。
この発明の他の実施形態では、前記基板の前記裏面に、温度が調整された温水を供給するための温水供給ユニットをさらに含む。そして、前記制御装置が、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記リンス液供給ユニットにより前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、 前記温調液供給工程に先立ってかつ前記リンス液供給工程に並行して、前記温水供給ユニットにより前記基板の前記裏面に前記温水を供給する温水供給工程とをさらに実行してもよい。
この構成によれば、温調液供給工程に先立って実行されるリンス液供給工程に並行して、基板の裏面に温水が供給される。そのため、低表面張力液体供給工程の開始の直前まで基板を温めておくことが可能であり、これにより、低表面張力液体供給工程の開始から、低表面張力液体の温度を高温に保つことができる。これにより、パターンの倒壊をより効果的に抑制することができる。
この発明の一実施形態では、前記制御装置が、前記温調液供給工程を、前記低表面張力液体供給工程の終了と同時または前記低表面張力液体供給工程の終了よりも後に終了させる。
この構成によれば、温度液供給工程が、低表面張力液体供給工程の終了と同時またはその後に終了される。
仮に、温調液が水である場合には、パターンの倒壊を抑制または防止するために温調液が基板の裏面から表面側に回り込むことを防止する必要があり、そのために、温調液供給工程を、低表面張力液体供給工程の終了に先立って終了させる必要がある。
これに対し、この方法では、基板の裏面に供給される温調液が、基板の表面に供給される低表面張力液体と同種の液体を含んでいるので、基板の裏面から表面側に温調液が回り込んでも問題が生じない。そのため、温調液供給工程を、低表面張力液体供給工程の終了に先立って終了させる必要がない。これにより、低表面張力液体供給工程の終了まで低表面張力液体を温めておくことができる。これにより、パターンの倒壊をより効果的に抑制または防止することができる。
この発明の他の実施形態では、前記基板保持ユニットに保持された前記基板の前記表面に対して間隔を空けて対向配置され、前記基板の前記表面の上の空間を当該空間の周囲から遮断する遮断部材をさらに含む。
この構成によれば、遮断部材が基板の表面に対して間隔を空けて対向配置された状態で、基板の表面と遮断部材との間の空間が当該空間の周囲から遮断される。したがって、空間外の雰囲気に含まれる水分が基板の表面に供給されることを抑制でき、これにより、基板の表面に供給されている低表面張力液体に水が混じることを抑制できる。
この発明の他の実施形態では、前記空間に気体を供給するための気体供給ユニットをさらに含む。
この構成によれば、遮断部材が基板の表面に対して間隔を空けて対向配置された状態で、基板の表面と遮断部材との間の空間に気体が供給されることにより、その供給される気体が基板の表面と遮断部材との間に充満する。したがって、空間外の雰囲気に含まれる水分が基板の表面に供給されることをより効果的に抑制または防止でき、これにより、基板の表面に供給されている低表面張力液体に水が混じることを、より一層効果的に抑制することができる。
この発明の一実施形態では、前記低表面張力液体が、前記リンス液よりも沸点が高い。
この構成によれば、基板を効率よく加熱することが可能である。また、低表面張力液体中に含まれるリンス成分を余すことなく蒸発させることもできる。
この発明の一実施形態では、前記温調液供給工程が、時間の経過に従って前記温調液の供給流量を減少させる温調液減少工程を含む。
この構成によれば、温調液供給工程の終了後における、基板の裏面に付着している温調液の量を低減することができる。そのため、その後、その温調液の乾燥に要する期間を短縮化することができる。
この発明の一実施形態では、前記温調液減少工程が、前記温調液の供給流量を、前記低表面張力液体供給工程における前記低表面張力液体の供給流量を下回るまで減少させる工程を含む。
この構成によれば、温調液供給工程の終了後において、基板の裏面に付着している温調液の量が基板の表面に付着している温調液の量よりも少ないので、基板の裏面の乾燥に要する時間を、基板の裏面の乾燥に要する時間と同程度またはそれ以下まで短縮させることができる。
本発明における前述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
<第1の実施形態>
図1は、この発明の第1の実施形態に係る基板処理装置1の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。基板処理装置1は、半導体ウエハなどの円板状の基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。
図1は、この発明の第1の実施形態に係る基板処理装置1の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。基板処理装置1は、半導体ウエハなどの円板状の基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。
基板処理装置1は、基板Wを収容する複数の基板収容器Cを保持する複数のロードポートLPと、複数のロードポートLPから搬送された基板Wを薬液等の処理液で処理する複数の処理ユニット2と、複数のロードポートLPから複数の処理ユニット2に基板Wを搬送する搬送ロボットと、基板処理装置1を制御する制御装置3とを含む。搬送ロボットは、ロードポートLPと処理ユニット2との間の経路上で基板Wを搬送するインデクサロボットIRと、インデクサロボットIRと処理ユニット2との間の経路上で基板Wを搬送する基板搬送ロボットCRとを含む。
基板処理装置1は、低表面張力液体としての有機溶剤の一例の液体のIPA(isopropyl alcohol)を貯留する有機溶剤タンク31(図2参照)等を収容する貯留ボックス4を
備えている。貯留ボックスは、図1の例では基板処理装置1のフレーム5の外に配置されているが、フレーム5の中に収容されていてもよい。貯留ボックス4は、図1の例のように複数設けられていてもよい。この場合、各貯留ボックス4は、複数の処理ユニット2に対応して設けられていてもよいし、処理ユニット2に一対一対応で設けられていてもよい。各貯留ボックス4内の有機溶剤タンク31に貯留されている有機溶剤は、その貯留ボックス4に対応する処理ユニット2に供給される。
備えている。貯留ボックスは、図1の例では基板処理装置1のフレーム5の外に配置されているが、フレーム5の中に収容されていてもよい。貯留ボックス4は、図1の例のように複数設けられていてもよい。この場合、各貯留ボックス4は、複数の処理ユニット2に対応して設けられていてもよいし、処理ユニット2に一対一対応で設けられていてもよい。各貯留ボックス4内の有機溶剤タンク31に貯留されている有機溶剤は、その貯留ボックス4に対応する処理ユニット2に供給される。
図2は、基板処理装置1に備えられた処理ユニット2および貯留ボックス4の構成例を説明するための図解的な断面図である。
処理ユニット2は、内部空間を有する箱形のチャンバー6と、チャンバー6内で一枚の基板Wを水平な姿勢で保持して、基板Wの中心を通る鉛直な回転軸線A1まわりに基板Wを回転させるスピンチャック(基板保持ユニット)7と、スピンチャック7に保持されている基板Wの上面(基板Wの表面Wa)に薬液を供給するための薬液供給ユニット8と、スピンチャック7に保持されている基板Wの上面にリンス液を供給するためのリンス液供給ユニット9と、有機溶剤タンク31に貯留されている有機溶剤を、スピンチャック7に保持されている基板Wの上面に向けて有機溶剤を吐出するための有機溶剤ノズル10と、スピンチャック7に保持されている基板Wの下面(基板Wの裏面Wb)の中央部に向けて温調液としての有機溶剤を吐出する下面ノズル11と、スピンチャック7の側方を取り囲む筒状の処理カップ40とを含む。下面ノズル11から吐出される温調液は、有機溶剤ノズル10からの有機溶剤と同種の有機溶剤からなり、水を含まない。
チャンバー6は、スピンチャック7やノズルを収容する箱状の隔壁12と、隔壁12の上部から隔壁12内に清浄空気(フィルタによってろ過された空気)を送る送風ユニットしてのFFU(ファン・フィルタ・ユニット。図示しない)と、隔壁12の下部からチャンバー6内の気体を排出する排気ダクト(図示しない)とを含む。FFUおよび排気ダクトにより、チャンバー6内を下方に流れるダウンフロー(下降流)が形成される。基板Wの処理は、チャンバー6内にダウンフローが形成されている状態で行われる。
スピンチャック7として、基板Wを水平方向に挟んで基板Wを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック7は、スピンモータ13と、このスピンモータ13の駆動軸と一体化されたスピン軸14と、スピン軸14の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース15とを含む。
スピンベース15の上面15aには、その周縁部に複数個(3個以上。たとえば6個)の挟持部材16が配置されている。複数個の挟持部材16は、スピンベース15の上面周縁部において、基板Wの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。
また、スピンチャック7としては、挟持式のものに限らず、たとえば、基板Wの下面(裏面Wb)を真空吸着することにより、基板Wを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、スピンチャック7に保持されている基板Wを回転させる真空吸着式のもの(バキュームチャック)が採用されてもよい。
薬液供給ユニット8は、薬液ノズル17を含む。薬液ノズル17は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック7の上方で、その吐出口を基板Wの上面中央部に向けて固定的に配置されている。薬液ノズル17には、薬液供給源からの薬液が、薬液バルブ18を介して供給される。薬液バルブ18が開かれると、薬液ノズル17に供給された連続流の薬液が、薬液ノズル17の先端に設定された吐出口から吐出される。また、薬液バルブ18が閉じられると、薬液ノズル17からの薬液の吐出が停止される。薬液は、フッ酸に限られず、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、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、腐食防止剤のうちの少なくとも1つを含む液であってもよい。薬液供給ユニット8は、薬液ノズル17を移動させることにより、基板Wの上面に対する薬液の着液位置を基板Wの面内で走査させる薬液ノズル移動装置を備えていてもよい。
リンス液供給ユニット9は、リンス液ノズル19を含む。リンス液ノズル19は、たとえば連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック7の上方で、その吐出口を基板Wの上面中央部に向けて固定的に配置されている。リンス液ノズル19は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック7の上方で、その吐出口を基板Wの上面中央部に向けて固定的に配置されている。リンス液ノズル19には、リンス液供給源からのリンス液が、リンス液バルブ20を介して供給される。リンス液バルブ20が開かれると、リンス液ノズル19に供給された連続流のリンス液が、リンス液ノズル19の先端に設定された吐出口から吐出される。また、リンス液バルブ20が閉じられると、リンス液ノズル19からのリンス液の吐出が停止される。
リンス液は、たとえば水である。この水として、DIW(脱イオン水)を挙げることができるが、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、希釈濃度(たとえば、10~100ppm程度)の塩酸水、還元水(水素水)、アンモニア水、脱気水などであってもよい。リンス液供給ユニット9は、リンス液ノズル19を移動させることにより、基板Wの上面に対するリンス液の着液位置を基板Wの面内で走査させるリンス液ノズル移動装置を備えていてもよい。
有機溶剤ノズル10は、たとえば、連続流の状態で液体状の有機溶剤を吐出するストレートノズルである。この実施形態では、有機溶剤はIPAである。有機溶剤ノズル10は、たとえば基板Wの上面に垂直な方向に処理液を吐出する垂直姿勢でノズルアーム21に取り付けられている。有機溶剤ノズル10には、有機溶剤ノズル10を基板Wの上面に沿って移動させる第1のノズル移動ユニット22が結合されている。第1のノズル移動ユニット22は、有機溶剤ノズル10から吐出された有機溶剤が基板Wの上面に供給される処理位置と、有機溶剤ノズル10が平面視でスピンチャック7の側方に退避した退避位置との間で、有機溶剤ノズル10を移動させる。有機溶剤ノズル10には、第1の有機溶剤配管23の下流端23aが接続されている。第1の有機溶剤配管23の途中部には、第1の有機溶剤配管23を開閉するための第1の有機溶剤バルブ24が介装されている。第1の有機溶剤配管23の上流端23bは、次に述べる有機溶剤供給ユニット30の循環配管32の接続部38に接続されている。この実施形態では、有機溶剤ノズル10、第1の有機溶剤配管23、第1の有機溶剤バルブ24および有機溶剤供給ユニット30によって、上面側有機溶剤供給ユニット(低表面張力液体供給ユニット)が構成されている。
下面ノズル11は、スピンチャック7に保持された基板Wの下面の中央部に対向する単一の吐出口11aを有している。吐出口11aは、鉛直上方に向けて液を吐出する。吐出された液は、スピンチャック7に保持されている基板Wの下面の中央部に対してほぼ垂直に入射する。
下面ノズル11には、下面供給配管25が接続されている。下面ノズル11は、鉛直に配置された中空軸からなるスピン軸14の内部に挿通されている。下面供給配管25には、温調液としての有機溶剤を供給するための第2の有機溶剤配管26が接続されている。第2の有機溶剤配管26には、第2の有機溶剤バルブ27が介装されている。第2の有機溶剤配管26には、有機溶剤タンク31から有機溶剤が供給されるようになっている。第2の有機溶剤配管26の他端は、次に述べる有機溶剤供給ユニット30の循環配管32の接続部38に接続されている。この実施形態では、下面ノズル11、第2の有機溶剤配管26、第2の有機溶剤バルブ27および有機溶剤供給ユニット30によって、下面側有機溶剤供給ユニット(温調液供給ユニット)が構成されている。
第2の有機溶剤バルブ27が開かれると、第2の有機溶剤配管26および下面供給配管25を介して下面ノズル11に有機溶剤が供給される。下面ノズル11は、供給された有機溶剤をほぼ鉛直上向きに吐出し、下面ノズル11から吐出された有機溶剤は、スピンチャック7に保持された基板Wの下面中央部に対してほぼ垂直に入射する。
基板処理装置1は、有機溶剤ノズル10に、有機溶剤を供給するための第1の有機溶剤供給ユニットと、下面ノズル11に、所定の高温に温度調整された有機溶剤を供給するための第2の有機溶剤供給ユニットとを備えている。この実施形態では、第1の有機溶剤供給ユニットおよび第2の有機溶剤供給ユニットは、共通の有機溶剤供給ユニット30によって構成されている。
有機溶剤供給ユニット30は、有機溶剤を貯留する有機溶剤タンク31と、有機溶剤タンク31内の有機溶剤を循環させるための循環配管32と、有機溶剤タンク31内の有機溶剤を循環配管32に送る送液装置Pと、循環配管32を循環する有機溶剤の温度を所望の高温に調整する温度調整器33と、循環配管32を循環する有機溶剤中の異物を除去するフィルタ34と、循環配管32を循環する有機溶剤の圧力を所定に保つための圧力調整ユニット35とを含む。
循環配管32の上流端32aおよび下流端32bは、有機溶剤タンク31に接続されている。循環配管32は、有機溶剤タンク31内の有機溶剤を汲み上げて循環配管32内に導く供給部37と、第1の有機溶剤配管23の下流端23aおよび第2の有機溶剤配管26の上流端26aが接続された接続部38と、接続部38を通過した有機溶剤を有機溶剤タンク31に導く帰還部39を含む。供給部37に、第1の有機溶剤配管23の他端および第2の有機溶剤配管26の他端がそれぞれ接続されている。有機溶剤は、たとえばIPAである。
第1の有機溶剤バルブ24が開かれると、有機溶剤ノズル10から下方に向けて有機溶剤が吐出される。第2の有機溶剤バルブ27が開かれると、下面ノズル11から上方に向けて有機溶剤が吐出される。
送液装置Pは、供給部37に介装されている。送液装置Pは、たとえばポンプである。ポンプは、有機溶剤タンク31内の薬液を吸い込み、その吸い込んだ有機溶剤を吐出する。送液装置Pは、有機溶剤タンク31内の気圧を上昇させることにより有機溶剤タンク31内の薬液を循環配管32に送る加圧装置であってもよい。
温度調整器33は、供給部37に介装されている。温度調整器33は、有機溶剤タンク31内に配置されていてもよい。温度調整器33は、室温(たとえば約23℃)よりも高い温度から室温よりも低い温度まで範囲内の温度で有機溶剤を温度調整(加熱または冷却)する。供給部37を流れる有機溶剤が帰還部39に供給されて有機溶剤タンク31に戻される。
圧力調整ユニット35は、循環配管32の開度を調整する開度調整ユニットを含む。開度調整ユニットとして、ニードルバルブやレギュレータ等を例示することができる。
第1の有機溶剤バルブ24が開かれることにより、供給部37を流れる有機溶剤が有機溶剤ノズル10に供給される。また、第2の有機溶剤バルブ27が開かれることにより、供給部37を流れる有機溶剤が下面ノズル11に供給される。
処理カップ40は、スピンチャック7に保持されている基板Wよりも外方(回転軸線A1から離れる方向)に配置されている。処理カップ40は、スピンベース15の周囲を取り囲む複数のカップ(第1~第3のカップ41~43)と、基板Wの周囲に飛散した処理液(薬液、リンス液、有機溶剤、疎水化剤等)を受け止める複数のガード(内ガード44、中ガード45および外ガード46)と、複数のガード(内ガード44、中ガード45および外ガード46)を個別に昇降させるガード昇降ユニット47とを含む。処理カップ40は、スピンチャック7に保持されている基板Wの外周よりも外側(回転軸線A1から離れる方向)に配置されている。
各カップ(第1~第3のカップ41~43)は、円筒状であり、スピンチャック7の周囲を取り囲んでいる。内側から2番目の第2のカップ42は、第1のカップ41よりも外側に配置されており、最も外側の第3のカップ43は、第2のカップ42よりも外側に配置されている。第3のカップ43は、たとえば、中ガード45と一体であり、中ガード45と共に昇降する。各カップ(第1~第3のカップ41~43)は、上向きに開いた環状の溝を形成している。
第1のカップ41の溝には、第1の排液配管(第1の配管)56が接続されている。第1のカップ41の溝に導かれた処理液(主としてリンス液)は、第1の排液配管56を通して工場内の排液ユーティリティ59に送られる。排液ユーティリティ59は、基板処理装置1が設置される工場に設けられた排液設備である。排液ユーティリティ59は、工場内にある他の装置にも共通して接続される。
第2のカップ42の溝には、第2の排液配管(第1の配管)57が接続されている。第2のカップ42の溝に導かれた処理液(主として薬液)は、第2の排液配管57を通して機外の排液処理設備60に送られ、この排液処理設備60において排液処理される。
第3のカップ43の溝には、回収配管(第2の配管)58が接続されている。第3のカップ43の溝に導かれた処理液(たとえば有機溶剤)は、回収配管58を通して機外の回収設備61に送られ、この回収設備61において回収処理される。
各ガード(内ガード44、中ガード45および外ガード46)は、円筒状であり、スピンチャック7の周囲を取り囲んでいる。各ガード(内ガード44、中ガード45および外ガード46)は、スピンチャック7の周囲を取り囲む円筒状の案内部48と、案内部48の上端から中心側(基板Wの回転軸線A1に近づく方向)に斜め上方に延びる円筒状の傾斜部49とを含む。各傾斜部49の上端部は、各ガード(内ガード44、中ガード45および外ガード46)の内周部を構成しており、基板Wおよびスピンベース15よりも大きな直径を有している。3つの傾斜部49は、上下に重ねられており、3つの案内部48は、同軸的に配置されている。3つの案内部48(ガードの案内部48)は、それぞれ、対応するカップ(第1~第3のカップ41~43)内に出入り可能である。すなわち、処理カップ40は、折り畳み可能であり、ガード昇降ユニット47が3つのガード(内ガード44、中ガード45および外ガード46)の少なくとも一つを昇降させることにより、処理カップ40の展開および折り畳みが行われる。なお、傾斜部49は、その断面形状が図2に示すように直線状であってもよいし、また、たとえば滑らかな上に凸の円弧を描きつつ延びていてもよい。
各ガード(内ガード44、中ガード45および外ガード46)は、ガード昇降ユニット47の駆動によって、上位置(各傾斜部49の上端部が、基板Wの上面よりも上方の位置)と、下位置(各傾斜部49の上端部が、基板Wの上面よりも下方の位置)との間で昇降させられる。
基板Wへの処理液(薬液、リンス液、有機溶剤、疎水化剤等)の供給や基板Wの乾燥は、内ガード44、中ガード45および外ガード46のうちいずれかのガードが、基板Wの周端面に対向している状態で行われる。たとえば最も外側の外ガード46が基板Wの周端面に対向している状態(図8に示す状態。以下、「第3のガード対向状態」という場合がある)を実現するために、内ガード44および中ガード45を下位置に配置し、外ガード46を上位置に配置する。第3のガード対向状態では、回転状態にある基板Wの周縁部から排出される処理液の全てが、外ガード46によって受け止められる。このときの外ガード46の上位置が、外ガード46の第2の液受け位置に相当する。
また、内側から2番目の中ガード45が基板Wの周端面に対向している状態(以下、「第2のガード対向状態」という場合がある)を実現するために、内ガード44を下位置に配置し、中ガード45および外ガード46を上位置に配置する。第2のガード対向状態では、回転状態にある基板Wの周縁部から排出される処理液の全てが、中ガード45によって受け止められる。このときの中ガード45の上位置が、中ガード45の第2の液受け位置に相当する。
また、最も内側の内ガード44が基板Wの周端面に対向している状態(図7に示す状態。以下、「第1のガード対向状態」という場合がある)を実現するために、内ガード44、中ガード45および外ガード46の全てを上位置に配置する。第1のガード対向状態では、回転状態にある基板Wの周縁部から排出される処理液の全てが、内ガード44によって受け止められる。このときの内ガード44の上位置が、内ガード44の第1の液受け位置に相当する。
たとえば、後述する薬液工程S3(図5参照)や、リンス液供給工程S4(図5参照)、置換工程S5(図5参照)では、内ガード44、中ガード45および外ガード46のいずれかが、基板Wの周端面に対向している状態で行われる。したがって、基板Wに処理液が供給されているときに基板Wの周囲に飛散した処理液は、内ガード44、中ガード45、および外ガード46のいずれかによって、第1~第3のカップ41~43のうちのいずれかのカップに案内される。
図3は、基板処理装置1の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御装置3は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御装置3はCPU等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。
また、制御装置3には、制御対象として、スピンモータ13、第1のノズル移動ユニット22およびガード昇降ユニット47等が接続されている。制御装置3は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータ13、第1のノズル移動ユニット22およびガード昇降ユニット47等の動作を制御する。
また、制御装置3は、予め定められたプログラムに従って、薬液バルブ18、リンス液バルブ20、第1の有機溶剤バルブ24、第2の有機溶剤バルブ27を開閉する。
以下では、デバイス形成面である、表面(表面)Waにパターン50が形成された基板Wを処理する場合について説明する。
図4は、基板処理装置1による処理対象の基板Wの表面Waを拡大して示す断面図である。処理対象の基板Wは、たとえばシリコンウエハであり、そのパターン形成面である表面Waにパターン50が形成されている。パターン50は、たとえば微細パターンである。パターン50は、図4に示すように、凸形状(柱状)を有する構造体51が行列状に配置されたものであってもよい。この場合、構造体51の線幅W1はたとえば10nm~45nm程度に、パターン50の隙間W2はたとえば10nm~数μm程度に、それぞれ設けられている。パターン50の膜厚Tは、たとえば、1μm程度である。また、パターン50は、たとえば、アスペクト比(線幅W1に対する膜厚Tの比)が、たとえば、5~500程度であってもよい(典型的には、5~50程度である)。
また、パターン50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50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50は、たとえば絶縁膜を含む。また、パターン50は、導体膜を含んでいてもよい。より具体的には、パターン50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50は、単層膜で構成されるパターンであってもよい。絶縁膜は、シリコン酸化膜(SiO2膜)やシリコン窒化膜(SiN膜)であってもよい。また、導体膜は、低抵抗化のための不純物を導入したアモルファスシリコン膜であってもよいし、金属膜(たとえば金属配線膜)であってもよい。
また、パターン50は、親水性膜であってもよい。親水性膜として、TEOS膜(シリコン酸化膜の一種)を例示できる。
図5は、処理ユニット2において実行される第1の基板処理例の内容を説明するための流れ図である。図6は、図5のリンス液供給工程S4を説明する模式的な図である。図7は、図5の置換工程S5を説明する模式的な図である。
図1~図5を参照しながら、第1の基板処理例について説明する。図6~図8については適宜参照する。
未処理の基板W(たとえば直径450mmの円形基板)は、インデクサロボットIRおよび基板搬送ロボットCRによって基板収容器Cから処理ユニット2に搬入され、チャンバー6内に搬入され、基板Wがその表面Wa(図6等参照)を上方に向けた状態でスピンチャック7に受け渡され、スピンチャック7に基板Wが保持される(図5のS1:基板W搬入)。この状態において、基板Wの裏面Wb(図6等参照)は下方を向いている。チャンバー6への基板Wの搬入は、かつ内ガード44、中ガード45および外ガード46の全てが下位置に配置された状態で行われる。
基板搬送ロボットCRが処理ユニット2外に退避した後、制御装置3は、スピンモータ13を制御してスピンベース15の回転速度を、所定の液処理速度(約10~1200rpmの範囲内で、たとえば約800rpm)まで上昇させ、その液処理速度に維持させる(図5のS2:基板W回転開始)。
また、制御装置3は、ガード昇降ユニット47を制御して、内ガード44、中ガード45および外ガード46を上位置に上昇させることにより、内ガード44を基板Wの周端面に対向させる(第1のガード対向状態を実現。第1の設定工程)。
基板Wの回転が液処理速度に達すると、制御装置3は、基板Wの上面に薬液を供給する薬液工程S3(図5参照)を実行する。具体的には、制御装置3は、薬液バルブ18を開く。それにより、回転状態の基板Wの上面(表面Wa)に向けて、薬液ノズル17から薬液が吐出される。基板Wの上面に供給された薬液は、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の上面の全域が薬液を用いて処理される。
基板Wの周縁部に移動した薬液は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出される。基板Wの周縁部から排出される薬液は、内ガード44の内壁に受け止められ、内ガード44の内壁を伝って流下し、第1のカップ41および第1の排液配管56を介して、工場内の排液ユーティリティ59に送られる。
薬液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置3は、薬液バルブ18を閉じて、薬液ノズル17からの薬液の吐出を停止する。これにより、薬液工程S3が終了する。
次いで、制御装置3は、基板W上の薬液をリンス液に置換して基板W上から薬液を排除するためのリンス液供給工程S4(図5参照)を実行する。具体的には、制御装置3は、処理カップ40の第1のガード対向状態を維持しながら、リンス液バルブ20を開く。それにより、回転状態の基板Wの上面に向けて、リンス液ノズル19からリンス液が吐出される。基板Wの上面に供給されたリンス液は、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リンス液によって洗い流される。
基板Wの周縁部から排出されたリンス液は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出される。基板Wの周縁部から排出されたリンス液は、内ガード44の内壁に受け止められ、内ガード44の内壁を伝って流下し、第1のカップ41および第1の排液配管56を介して、工場内の排液ユーティリティ59に送られる。
リンス液バルブ20が開かれてから予め定める期間が経過すると、制御装置3はリンス液バルブ20を閉じる。これにより、リンス液供給工程S4が終了する。
次いで、制御装置3は、置換工程(低表面張力液体供給工程)S5(図5参照)を実行する。置換工程S5は、基板W上のリンス液を、リンス液(水)よりも表面張力の低い有機溶剤(この例では、IPA)に置換する工程である。制御装置3は、ガード昇降ユニット47を制御して、図7に示すように、内ガード44および中ガード45を下位置に下降させることにより、外ガード46を基板Wの周端面に対向させる(第3のガード対向状態を実現。第2の設定工程)。
また、制御装置3は、第1のノズル移動ユニット22を制御して、有機溶剤ノズル10を、スピンチャック7の側方の退避位置から、基板Wの上面中央部に上方に移動させる。そして、制御装置3は、第1の有機溶剤バルブ24を開いて、基板Wの上面(表面Wa)の中央部に向けて有機溶剤ノズル10から、液体の有機溶剤を吐出する。有機溶剤ノズル10から吐出される有機溶剤は、高温(たとえば、IPAの沸点かIPAの沸点(約82℃)に近い温度約72~約82℃の範囲でたとえば約72℃)に温度調整された有機溶剤である。有機溶剤ノズル10から吐出される有機溶剤の流量は、たとえば約0.3(リットル/分)である。
置換工程S5において、基板Wの上面に供給された有機溶剤は、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの上面の全域に広がる。これにより、基板Wの上面の全域において、当該上面に付着しているリンス液が、有機溶剤によって置換される。
基板Wの上面を移動する有機溶剤は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出される。基板Wの周縁部から排出される有機溶剤は、外ガード46の内壁に受け止められ、外ガード46の内壁を伝って流下し、第3のカップ43および回収配管58を介して、回収設備61に送られる。
また、置換工程S5では、制御装置3は、基板Wの上面への有機溶剤の供給に並行して、基板Wの下面(裏面Wb)中央部に温調液としての有機溶剤を供給する。具体的には、制御装置3は第2の有機溶剤バルブ27を開き、これにより、下面ノズル11から有機溶剤が上向きに吐出され、基板Wの下面中央部に供給される。下面ノズル11から吐出される有機溶剤は、高温(たとえば、IPAの沸点かIPAの沸点(約82℃)に近い温度約72~約82℃の範囲でたとえば約72℃に温度調整された有機溶剤である。下面ノズル11から吐出される有機溶剤の流量は、たとえば約2.0(リットル/分)である。
基板Wの下面中央部に供給された有機溶剤は、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの下面の全域に広がる。これにより、基板Wの下面の全域に有機溶剤が供給される。
基板Wの下面を移動する有機溶剤は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出される。基板Wの周縁部から排出される有機溶剤は、外ガード46の内壁に受け止められ、外ガード46の内壁を伝って流下し、第3のカップ43および回収配管58を介して、回収設備61に送られる。
有機溶剤の供給開始から予め定める期間が経過すると、制御装置3は、第1の有機溶剤バルブ24を閉じる。これにより、基板Wの上面に対する有機溶剤の供給が停止される。また、制御装置3は、基板Wの上面への有機溶剤の供給停止(第1の有機溶剤バルブ24の閉成)と同期して、制御装置3は、第2の有機溶剤バルブ27を閉じる。これにより、基板Wの下面に対する有機溶剤の供給が停止される。これにより、置換工程S5が終了する。有機溶剤の供給停止の後に、制御装置3は、第1のノズル移動ユニット22を制御して、有機溶剤ノズル10を退避位置に退避させる。
また、置換工程S5の終了後には、制御装置3は、スピンドライ工程S6(図5参照)を実行する。具体的には、制御装置3は、液処理速度よりも大きい所定のスピンドライ速度(たとえば数千rpm)まで基板Wを加速させ、そのスピンドライ速度で基板Wを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板W上の液体に加わり、基板Wに付着している液体が基板Wの周囲に振り切られる。このようにして、基板Wから液体が除去され、基板Wが乾燥する。
スピンドライ工程S6の開始から予め定める期間が経過すると、制御装置3は、スピンモータ13を制御してスピンチャック7の回転を停止させる(図5のS7:基板W回転停止)。また、制御装置3は、ガード昇降ユニット47を制御して、外ガード46に下降させて、全てのガードを基板Wの周端面から下方に退避させる。
その後、基板搬送ロボットCRが、処理ユニット2に進入して、処理済みの基板Wを処理ユニット2外へと搬出する(図5のS8:基板W搬出)。搬出された基板Wは、基板搬送ロボットCRからインデクサロボットIRへと渡され、インデクサロボットIRによって、基板収容器Cに収納される。
図8は、前記第1の基板処理例のリンス液供給工程S4および置換工程S5における、制御装置3の主たる制御内容を説明するためのタイミングチャートである。
リンス液供給工程S4において、第1の排液配管56に導出される排液は、主にリンス液であるが、リンス液には、薬液や有機溶剤が混入しているおそれがある。環境負荷低減の観点から、有機溶剤を所定濃度以上含有している排液を廃棄することはできない。有機溶剤を所定濃度以上含有している排液は、別途廃棄設備において、有機溶剤を排液から分離する必要がある。
仮に、置換工程S5において基板Wをより高温状態に保つために、基板Wの下面(裏面Wb)への有機溶剤の供給(温調液供給工程)を、リンス液供給工程S4に並行して行うことも考えられる。しかし、この場合、第1の排液配管56に導出される排液の有機溶剤濃度が所定濃度を超えるおそれがある。この排液を適切に廃棄処理すると、多大なコストが生じるおそれがある(1つ目の問題)。
また、置換工程S5において、回収配管58から回収される有機溶剤は、回収設備61において回収される。回収した有機溶剤に水が混ざっている場合には、回収した有機溶剤をそのまま再利用のために用いることができず、回収設備61とは別の回収処理設備(図示しない)において、有機溶剤から水を分離除去する必要がある。したがって、回収配管58から回収される有機溶剤に水が含まれている場合、多大なコストが生じるおそれがある(2つ目の問題)。
1つ目の問題を解決すべく、この実施形態では、図8に示すように、基板Wの下面(裏面Wb)への有機溶剤の供給(温調液供給工程)を、リンス液供給工程S4に並行して行っていない。すなわち、基板Wの下面(裏面Wb)への有機溶剤の供給(温調液供給工程)を、基板Wの上面(表面Wa)への有機溶剤の供給(表面張力液体供給工程)に先立って開始していない。具体的には、制御装置3は、第1の有機溶剤バルブ24および第2の有機溶剤バルブ27を同時に開いている。これにより、基板Wの下面(裏面Wb)への有機溶剤の供給(温調液供給工程)と、基板Wの上面(表面Wa)への有機溶剤の供給(表面張力液体供給工程)とが同時に開始される。
そのため、第1の排液配管56に導かれる有機溶剤の量(有機溶剤ノズル10および下面ノズル11からの有機溶剤の総量)を最小限に止めることができる。すなわち、第1の排液配管56を流れる液体に含まれる有機溶剤の割合を低下できる、これにより、第1の排液配管56を流れる排液を、有機溶剤の含有濃度が低い排液とすることができる。その結果、排出された排液を、コストを別途かけることなく廃棄処理することができる。
2つ目の問題を解決すべく、この実施形態では、図8に示すように、第1のガード対向状態から第3のガード対向状態への処理カップ40の遷移を、置換工程S5の開始後に開始している。具体的には、第1の有機溶剤バルブ24および第2の有機溶剤バルブ27が開かれてから予め定める期間が経過すると、制御装置3は、ガード昇降ユニット47を制御して、内ガード44および中ガード45の下降を開始させる。その後、外ガード46が、基板Wの周端面に対向して配置される(第1のガード対向状態が実現されている)。このときガードの昇降動作に要する時間はたとえば1.5秒間である。
第1のガード対向状態から第3のガード対向状態への処理カップ40の遷移が、第1の有機溶剤バルブ24および第2の有機溶剤バルブ27が開かれた後(すなわち、有機溶剤供給工程の開始後)に開始されるので、回収配管58に導入される液体を、互いに同一種類の有機溶剤(有機溶剤ノズル10および下面ノズル11からの有機溶剤)のみとすることができる。これにより、回収配管58を介して回収設備61において有機溶剤を回収することにより、水のほとんど混ざっていない高純度の有機溶剤を回収することができる。その結果、回収した有機溶剤を、コストを別途かけることなく再利用のために用いることができる。
第1の有機溶剤バルブ24および第2の有機溶剤バルブ27の開成から予め定める期間が経過すると、制御装置3は第1の有機溶剤バルブ24および第2の有機溶剤バルブ27を閉じる。すなわち、この実施形態では、基板Wの下面(裏面Wb)への有機溶剤の供給(調液有機溶剤供給工程)が、基板Wの上面(表面Wa)への有機溶剤の供給(有機溶剤供給工程)の終了と同時に終了される。
たとえば、温調液が水である場合には、特開2012-156561号公報に記載のように、パターン50の倒壊を抑制または防止するために、基板Wの下面(裏面Wb)から上面(表面Wa)側に温調液が回り込むことを防止する必要があり、そのために、基板Wの下面(裏面Wb)への有機溶剤の供給を、基板Wの上面(表面Wa)への有機溶剤の供給の終了に先立って終了させる必要がある。
これに対し、この実施形態では、基板Wの下面(裏面Wb)に供給される温調液が、基板Wの上面(表面Wa)に供給される有機溶剤と同種の有機溶剤(たとえばIPA)であるので、基板Wの下面(裏面Wb)から上面(表面Wa)側に温調液が回り込んでも問題が生じない。これにより、基板Wの下面(裏面Wb)への温調液の供給を、スピンドライ工程S6の開始の直前まで継続することができる。これにより、パターン50の倒壊をより効果的に抑制または防止することができる。
以上により、この実施形態によれば、置換工程S5において、基板Wの上面(表面Wa)への有機溶剤の供給(有機溶剤供給工程)と、この有機溶剤と同種の液体を含みかつ水を含まない有機溶剤液の、基板Wの裏面Wbへの供給(温調液供給工程)とが並行して実行される。
基板Wの上面(表面Wa)に供給される温調液が、基板Wの上面(表面Wa)に供給される有機溶剤と同種の有機溶剤であり、かつ水を含まないので、基板Wの上面(表面Wa)に存在する有機溶剤に水が混じることを効果的に抑制または防止できる。そのため、置換工程S5において、基板Wの上面(表面Wa)に供給された有機溶剤の表面張力の上昇を抑制または防止しながら、基板Wを温めることができる。これにより、パターン50の倒壊をより効果的に抑制することができる。
なお、処理カップ40の第1のガード対向状態ではなく、処理カップ40の第2のガード対向状態において、薬液工程S3が実行されてもよい。
<第2の実施形態>
図9は、この発明の第2の実施形態に係る処理ユニット202において実行される第2の基板処理例における、制御装置3の主たる制御内容を説明するためのタイミングチャートである。
<第2の実施形態>
図9は、この発明の第2の実施形態に係る処理ユニット202において実行される第2の基板処理例における、制御装置3の主たる制御内容を説明するためのタイミングチャートである。
第2の実施形態に係る基板処理装置は、処理ユニット202(図2参照)をさらに備えている。その余の点において、処理ユニット202は、処理ユニット2と共通の構成を有する。処理ユニット202は、処理ユニット2の構成に加えて、図2において破線で示すように、スピンチャック7に保持されている基板Wの下面(基板Wの裏面)に温水を供給する温水供給ユニット203をさらに含む。
温水供給ユニット203は、下面ノズル70と、下面供給配管25と、下面供給配管25に接続された温水配管204と、温水配管204に介装された温水バルブ205とを含む。温水配管204には、温水供給源からの温水(たとえば、IPAの沸点(約82℃)に近い温度72℃に温度調整された温水)が供給されるようになっている。
すなわち、この実施形態では、下面供給配管25に、第2の有機溶剤配管26と、温水配管204とが接続されている。温水バルブ205を閉じながら第2の有機溶剤バルブ27を開くことにより、下面ノズル11から上方に向けて有機溶剤が上向きに吐出される。また、第2の有機溶剤バルブ27を閉じながら温水バルブ205を開くことにより、下面ノズル11から上方に向けて温水が上向きに吐出される。
温水は、高温に温度調整された水である。この水として、DIW(脱イオン水)を挙げることができるが、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、希釈濃度(たとえば、10~100ppm程度)の塩酸水、還元水(水素水)、アンモニア水、脱気水などであってもよい。
図9に示すように、第2の基板処理例が第1の基板処理例と相違する点は、下面ノズル11からの有機溶剤の供給に先立って、リンス液供給工程S4に並行して、下面ノズル11から基板Wの下面(裏面Wb)に温水を供給する点にある。リンス液供給工程S4では、制御装置3は、基板Wの上面へのリンス液の供給に並行して、基板Wの下面中央部に温水を供給する。具体的には、制御装置3は第2の有機溶剤バルブ27を閉じながら温水バルブ205を開き、これにより、下面ノズル11から温水が上向きに吐出され、基板Wの下面中央部に供給される(温水供給工程)。下面ノズル11から吐出される温水の流量は、たとえば約2.0(リットル/分)である。
リンス液バルブ20が開かれてから予め定める期間が経過すると、制御装置3はリンス液バルブ20および温水バルブ205を閉じる。これにより、リンス液供給工程S4が終了する。また、制御装置3は、リンス液バルブ20および温水バルブ205の閉成に同時に、第1の有機溶剤バルブ24および第2の有機溶剤バルブ27を開く。これにより、有機溶剤ノズル10および下面ノズル11からそれぞれ有機溶剤が吐出されて、置換工程S5が開始する。
この実施形態によれば、リンス液供給工程S4に並行して、基板Wの下面(裏面Wb)に温水が供給される。そのため、置換工程S5の開始の直前まで基板Wを温めておくことが可能であり、これにより、置換工程S5の開始から、基板Wの上面(表面Wa)に供給された有機溶剤の温度を高温に保つことができる。これにより、パターン50の倒壊をより効果的に抑制することができる。
図10の例では、リンス液供給工程S4の長期間にわたり基板Wに温水を供給しているが、リンス液供給工程S4の終了前の暫くの期間において、基板Wに温水を供給するようにしてもよい。
<第3の実施形態>
図10は、第3の実施形態に係る処理ユニット302において実行される第3の基板処理例の内容を説明するための流れ図である。
<第3の実施形態>
図10は、第3の実施形態に係る処理ユニット302において実行される第3の基板処理例の内容を説明するための流れ図である。
第3の実施形態に係る基板処理装置は、処理ユニット302を備えている。処理ユニット302は、図2に破線で示すように、疎水化剤供給ユニット303(図2において破線で図示)をさらに備えている。
疎水化剤供給ユニット303は、疎水化剤ノズル304(図2において破線で図示)を含む。疎水化剤ノズル304は、たとえば連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック7の上方で、その吐出口を基板Wの上面中央部に向けて固定的に配置されている。疎水化剤ノズル304には、疎水化剤供給源からの疎水化剤が、疎水化剤バルブ305を介して供給される。疎水化剤バルブ305が開かれると、疎水化剤ノズル304に供給された連続流の疎水化剤が、疎水化剤ノズル304の先端に設定された吐出口から吐出される。また、疎水化剤バルブ305が閉じられると、疎水化剤ノズル304からの疎水化剤の吐出が停止される。
疎水化剤は、シリコン系の疎水化剤であってもよいし、メタル系の疎水化剤であってもよい。シリコン系の疎水化剤は、シリコン(Si)自体およびシリコンを含む化合物を疎水化させる疎水化剤である。シリコン系疎水化剤は、たとえば、シランカップリング剤である。シランカップリング剤は、たとえば、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)、TMS(テトラメチルシラン)、フッ素化アルキルクロロシラン、アルキルジシラザン、および非クロロ系疎水化剤の少なくとも一つを含む。非クロロ系疎水化剤は、たとえば、ジメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジエチルアミン、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、N,N-ジメチルアミノトリメチルシラン、N-(トリメチルシリル)ジメチルアミンおよびオルガノシラン化合物の少なくとも一つを含む。メタル系の疎水化剤は、たとえば高い配位性を有し、主として配位結合によって金属を疎水化する溶剤である。この疎水化剤は、たとえば、疎水基を有するアミン、および有機シリコン化合物の少なくとも一つを含む。
疎水化剤供給ユニット303は、疎水化剤ノズル304を移動させることにより、基板Wの上面に対する疎水化剤の着液位置を基板Wの面内で走査させる疎水化剤ノズル移動装置を備えていてもよい。
第3の基板処理例では、インデクサロボットIRおよび基板搬送ロボットCRによる基板Wの搬入(ステップS11)の後、スピンチャック7に基板Wが保持される。その後、制御装置3が、スピンモータ13を制御して基板Wの回転を開始させる(ステップS12)。基板Wの回転が液処理速度に達すると、制御装置3は、基板Wの上面に薬液を供給する薬液工程S13を実行する。薬液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、薬液工程S13が終了する。次いで、制御装置3は、基板W上の薬液をリンス液に置換して基板W上から薬液を排除するためのリンス液供給工程S14を実行する。次いで、制御装置3は、第1の置換工程S15を実行する。有機溶剤の吐出開始から予め定める期間が経過すると、第1の置換工程S15が終了する。S11~S15の工程は、それぞれ第1の基板処理例(図5参照)に係るS1~S5と同等の工程であるので、詳細な説明を省略する。
第1の置換工程S15の終了後、次いで、制御装置3は、液体の疎水化剤を基板Wの上面に供給する疎水化剤供給工程S16を実行する。疎水化剤供給工程S16は、基板W上の有機溶剤を、疎水化剤に置換する工程である。
具体的には、制御装置3は、ガード昇降ユニット47を制御して、外ガード46を上位置に維持しながら、中ガード45を上昇させて上位置に配置することにより、中ガード45を基板Wの周端面に対向させる(第2のガード対向状態を実現)。また、制御装置3は、疎水化剤バルブ305を開いて、基板Wの上面(表面Wa)の中央部に向けて疎水化剤ノズル304から、液体の疎水化剤を吐出する。
基板Wの上面の中央部に着液した疎水化剤は、基板Wの回転による遠心力を受けて、基板の上面の周縁部に向けて流れる。そして、基板W上に存在する有機溶剤が、疎水化剤に置換される。基板Wの上面に疎水化剤が供給されることにより、疎水化剤がパターン50の奥深くにまで入り込んで、基板Wの上面(表面Wa)が疎水化される(疎水化処理)。
基板Wの周縁部に移動した疎水化剤は、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出される。基板Wの周縁部から排出される疎水化剤は、中ガード45の内壁に受け止められ、中ガード45の内壁を伝って流下し、第2のカップ42および第2の排液配管57を介して、排液処理設備60に送られる。
疎水化処理が所定時間にわたって行われると、制御装置3は、疎水化剤バルブ305を閉じて、疎水化剤の吐出を停止させる。これにより、疎水化剤供給工程S16が終了する。
次いで、制御装置3は、第2の置換工程S17を実行する。第2の置換工程S17は、第1の基板処理例(図5参照)に係る置換工程S5と同等の工程であるので、詳細な説明を省略する。
また、置換工程S5の終了後には、制御装置3は、スピンドライ工程S18を実行する。スピンドライ工程S18は、第1の基板処理例(図5参照)に係るスピンドライ工程S6と同等の工程であるので、詳細な説明を省略する。
スピンドライ工程S18の開始から予め定める期間が経過すると、制御装置3は、スピンモータ13を制御してスピンチャック7の回転を停止させる(S19:基板W回転停止)。また、制御装置3は、ガード昇降ユニット47を制御して、全てのガードを基板Wの周端面から下方に退避させる。
その後、基板搬送ロボットCRが、処理ユニット2に進入して、処理済みの基板Wを処理ユニット2外へと搬出する(S20:基板W搬出)。搬出された基板Wは、基板搬送ロボットCRからインデクサロボットIRへと渡され、インデクサロボットIRによって、基板収容器Cに収納される。
<第4の実施形態>
図11は、この発明の第4の実施形態に係る処理ユニット402の構成例を説明するための図解的な断面図である。
<第4の実施形態>
図11は、この発明の第4の実施形態に係る処理ユニット402の構成例を説明するための図解的な断面図である。
図11において、前述の第1の実施形態(図1~図8に示す実施形態)と共通する部分には、図1~図8の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。
処理ユニット402が、処理ユニット2と相違する主たる点は、有機溶剤ノズル10を廃止し、これに代えて遮断部材403および有機溶剤ノズル407および気体ノズル408を設けた点にある。
遮断部材403は、円板状である。遮断部材403の直径は、基板Wの直径と同等か、基板Wの直径よりも大きい。遮断部材403の下面には、スピンチャック7に保持されている基板Wの上面(Wa)に対向する、平坦面からなる円形の対向面404が形成されている。この実施形態では、対向面404は、基板Wの上面(表面Wa)の全域と対向している。遮断部材403は、ホルダ405によって、遮断部材403の中心軸線がスピンチャック7の回転軸線A1上に位置するように、かつ水平姿勢で支持されている。
遮断部材403の上面には、遮断部材403の中心を通る鉛直軸線(スピンチャック7の回転軸線A1と一致する鉛直軸線)を中心軸線とする中空円筒状のホルダ405が固定されている。ホルダ405には、対向部材昇降ユニット406が結合されている。制御装置3(図3等参照)は、対向部材昇降ユニット406を制御して、遮断部材403の対向面404が、スピンチャック7に保持されている基板Wの上面(表面Wa)に近接する近接位置(図11に一点鎖線で示す位置)と、スピンチャック7の上方に大きく退避した退避位置(図11に実線で示す位置)との間で昇降させる。ホルダ405は、中空に形成されており、その内部に有機溶剤ノズル407および気体ノズル408がそれぞれ鉛直方向に延びた状態で挿通されている。
有機溶剤ノズル407の先端には、単一の吐出口407aが形成されている。吐出口407aは、遮断部材403の中央部に形成された貫通穴409を介して対向面404に開口している。有機溶剤ノズル407には、第1の実施形態の場合と同様に、有機溶剤供給ユニット30からの有機溶剤が供給されるようになっている。
気体ノズル408の先端には、単一の吐出口408aが形成されている。吐出口408aは、貫通穴409を介して対向面404に開口している。
処理ユニット402は、気体ノズル408に気体を供給するための気体供給ユニット410をさらに備える。気体供給ユニット410は、気体ノズル408の上流端に接続された気体供給配管411と、気体供給配管411を開閉する気体バルブ412とを含む。気体は、不活性ガス、とくに除湿された不活性ガスである。不活性ガスは、たとえば、窒素ガスやアルゴンガスを含む。
処理ユニット402では、たとえば前述の第1の基板処理例(図5参照)と同様の基板処理例が実行される。
置換工程S5では、制御装置3は、遮断部材403を近接位置に配置させ、第1の有機溶剤バルブ24を開いて有機溶剤ノズル407から有機溶剤を吐出させ、かつ気体バルブ412を開いて気体ノズル408から有機溶剤を吐出させる。有機溶剤ノズル407から吐出された有機溶剤は、基板Wの上面(表面Wa)の中央部に着液する。有機溶剤ノズル407から吐出された有機溶剤は、高温(たとえば、IPAの沸点かIPAの沸点(約82℃)に近い温度約72~約82℃の範囲でたとえば約72℃)に温度調整された有機溶剤である。有機溶剤ノズル407から吐出される有機溶剤の流量は、たとえば約0.3(リットル/分)である。
遮断部材403が近接位置に配置されることにより、基板Wの上面(表面Wa)と対向面404との間の空間415(微小空間)が狭空間化され、かつ遮断部材403の下面の周縁部が、基板Wの上面よりも下方に配置される。これにより、空間415が当該空間415の周囲から遮断される(遮断工程工程)。また、気体ノズル408から吐出された気体は、基板Wの上面(表面Wa)の中央部に吹き付けられる。気体ノズル408から吐出される気体の流量は、約50~約100(リットル/分)の範囲でたとえば約50(リットル/分)である。置換工程S5において、気体ノズル408から吐出された気体は、対向面404と基板Wの上面との間に供給され、不活性ガスによって満たされる(気体供給工程)。
この実施形態では、遮断部材403が基板Wの上面(表面Wa)に対して微小間隔を空けて対向配置された状態で、空間415が当該空間415の周囲から遮断されるので、空間415外の雰囲気に含まれる水分が基板Wの上面(表面Wa)に供給されることを抑制でき、これにより、基板Wの上面(表面Wa)に供給されている有機溶剤に水が混じることを抑制できる。さらに、この実施形態では、空間415への不活性ガスの供給により、不活性ガスが空間415に充満する。したがって、空間外の雰囲気に含まれる水分が基板Wの上面(表面Wa)に供給されることを抑制でき、これにより、基板Wの上面(表面Wa)に供給されている有機溶剤に水が混じることを抑制できる。
なお、遮断部材403が、スピンチャック7(スピンベース15)の回転に従って回転する従動型の遮断部材403であってもよい。この場合、遮断部材403は、基板処理中において、スピンチャック7に一体回転可能に支持される。
また、この実施形態において、空間415に気体を供給するための気体供給ユニット410を廃止してもよい。
<第5の実施形態>
図12は、この発明の第5の実施形態に係る処理ユニット502の下面ノズル503の構成例を説明するための図解的な断面図である。図13は、下面ノズル503の構成例を説明するための模式的な平面図である。
<第5の実施形態>
図12は、この発明の第5の実施形態に係る処理ユニット502の下面ノズル503の構成例を説明するための図解的な断面図である。図13は、下面ノズル503の構成例を説明するための模式的な平面図である。
処理ユニット502は、単一の吐出口11aを有する下面ノズル11に代えて、バーノズルの形態を有する下面ノズル503を備えている。下面ノズル503は、図12および図13に示すように、基板Wの回転半径方向DLに沿って水平に延びるバー状(棒状)のノズル部504を含む。ノズル部504の上面には、温調液としての有機溶剤を吐出する複数の吐出口505が開口している。複数の吐出口505は、基板Wの回転半径方向DLに沿って配列されている。
ノズル部504の内部には、複数の吐出口505に供給される有機溶剤を案内する内部流路506が形成されている。複数の吐出口505は、内部流路506に連通している。ノズル部504は、下面供給配管25の下流端部(上端部)に接続されている。内部流路506は、下面供給配管25の内部に連通している。図12および図13の例では、各吐出口505の開口面積は互いに等しい。しかし、吐出口505の開口面積を互いに異ならせるようにしてもよい。たとえば、基板Wの周縁側の吐出口505の開口面積を、回転軸線A1側の吐出口505の開口面積よりも大きくしてもよい。回転中の基板Wは周縁側が中心側よりも低温になりやすいため、吐出口の開口面積をこのように互いに異ならせることにより基板Wを回転半径方向DLに均一に加熱することができる。
吐出口505は、基板Wの下面(裏面Wb(図6等参照))に向けて吐出方向に有機溶剤を吐出する。この吐出方向は、鉛直上方であってもよいし、鉛直上方に対し、基板Wの回転方向Drの上流側または下流側に傾いていてもよい。
<第6の実施形態>
図14は、この発明の第6の実施形態に係る処理ユニット602および貯留ボックス604の構成例を説明するための図解的な断面図である。図14において、前述の第1の実施形態(図1~図8に示す実施形態)と共通する部分には、図1~図8の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。
<第6の実施形態>
図14は、この発明の第6の実施形態に係る処理ユニット602および貯留ボックス604の構成例を説明するための図解的な断面図である。図14において、前述の第1の実施形態(図1~図8に示す実施形態)と共通する部分には、図1~図8の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。
処理ユニット602および貯留ボックス604が、第1の実施形態に係る処理ユニット2および貯留ボックス4と相違する点は、回収配管58によって回収された有機溶剤を、有機溶剤タンク31に供給するようにした点である。すなわち、回収配管58の流通先が有機溶剤タンク31に設定されている。図14の例では、回収配管58によって回収された有機溶剤が有機溶剤タンク31に直接的に供給される構成を示しているが、他のユニットや配管を介して有機溶剤タンク31に供給されるようになっていてもよい。
以上、この発明の6つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の実施形態で実施することもできる。
たとえば、第2の実施形態~第6の実施形態のうち2つ以上の実施形態を組み合わせるようにしてもよい。
また、前述の第1の基板処理例(図8参照)および第2の基板処理例(図9参照)において、基板Wの裏面Wbへの温調液としての有機溶剤の供給が、たとえば図8において破線で示すように、基板Wの表面Waへの有機溶剤の供給の開始後に開始されるようになっていてもよい。この場合においても、基板Wの裏面Wbへの温調液としての有機溶剤の供給が、基板Wの表面Waへの有機溶剤の供給の開始に先立って開始されない。そのため、第1の排液配管56に進入する有機溶剤および温調液(有機溶剤と同種の液体)の量を最小限に抑制することができる。そのため、第1の排液配管56を流れる液体に含まれる有機溶剤の割合を低く抑制することが可能であり、これにより、第1の排液配管56から排出された液体を、コストを別途かけることなく廃棄処理することが可能である。
また、前述の第1の基板処理例(図8参照)および第2の基板処理例(図9参照)において、基板Wの裏面Wbへの温調液としての有機溶剤の供給が、たとえば図8において破線で示すように、基板Wの表面Waへの有機溶剤の供給の終了以降に終了されるようになっていてもよい。この場合、基板Wの裏面Wbへの有機溶剤の供給が、スピンドライ工程S6の開始後以降に終了されるようになっていてもよい。これにより、基板Wの表面Waへの有機溶剤の供給の終了まで、基板Wを温めておくことができる。これにより、パターン50の倒壊をより効果的に抑制または防止することができる。
また、前述の第1の基板処理例(図8参照)および第2の基板処理例(図9参照)に係る置換工程(第1の置換工程S5、第2の置換工程S15、第2の置換工程S17)において、時間の経過に従って、基板Wの裏面Wbへの有機溶剤の供給流量を減少させるようにしてもよい(温調液減少工程)。この場合には、第2の有機溶剤配管26の開度を調整する開度調整バルブが必要になる。また、この場合には、図15に示すように、基板Wの裏面Wbへの有機溶剤の供給流量が、置換工程(第1の置換工程S5、第2の置換工程S15、第2の置換工程S17)の終了時において基板Wの裏面Wbへの有機溶剤の供給流量を下回るまで減少させるようにしてもよい。これにより、置換工程(第1の置換工程S5、第2の置換工程S15、第2の置換工程S17)の終了時に基板Wの裏面Wbに付着している有機溶剤の量を少なくすることができ、これにより、基板Wの裏面Wbの乾燥に要する時間を、基板Wの裏面Wbの乾燥に要する時間と同程度またはそれ以下まで短縮させることができる。
また、前述の各実施形態に係る有機溶剤供給ユニット30は、循環配管32において有機溶剤を循環させることにより、有機溶剤を昇温(温度調整)させるものを例に挙げて説明したが、たとえばワンパスのヒータにより有機溶剤を昇降させるようにしてもよい。
また、温調液としての有機溶剤として、有機溶剤の一例であるIPAを例に挙げて説明したが、このような有機溶剤として、IPA以外に、たとえば、メタノール、エタノール、アセトン、EG(エチレングリコール)、HFE(ハイドロフルオロエーテル)、n-ブタノール、t-ブタノール、イソブチルアルコール、2-ブタノールなどの有機溶剤を採用できる。これらの有機溶剤は、リンス液(水)よりも沸点が低い。
また、温調液としてのリンス液(水)よりも沸点が高い有機溶剤を使用することもできる。このような有機溶剤として、n-ブタノール、t-ブタノール、イソブチルアルコール、2-ブタノールを例示することができる。この場合には、置換工程S5において、より高温の有機溶剤を用いるために基板Wを効率よく加熱することができる。加えて、有機溶剤にリンス成分が混入するようなことがあっても、有機溶剤をリンス液(水)の沸点よりも高温化させることにより、有機溶剤に含まれるリンス成分を余すことなく蒸発させることができる。これにより、パターン50の倒壊をより一層抑制することができる。
前述の各実施形態において、有機溶剤ノズル10および下面ノズル11に対し、共通の有機溶剤供給ユニット30からの有機溶剤が供給されるとして説明したが、有機溶剤ノズル10および下面ノズル11に対し、互いに異なる有機溶剤供給ユニットからの有機溶剤が供給されるようになっていてもよい。この場合には、各有機溶剤供給ユニットが保持する有機溶剤の温度を互いに異ならせることも可能であり、この場合には、有機溶剤ノズル10から吐出される有機溶剤の液温と、下面ノズル11から吐出される有機溶剤の液温とを互いに異ならせることができる。
また、前述の実施形態において、基板処理装置1,601が半導体ウエハからなる基板Wを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置が、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の基板を処理する装置であってもよい。
板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などの基板を処理する装置であってもよい。
本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、これらは本発明の技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。
この出願は、2017年9月20日に日本国特許庁に提出された特願2017-180521号に対応しており、この出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。
1 :基板処理装置
2 :処理ユニット
3 :制御装置
7 :スピンチャック(基板保持ユニット)
9 :リンス液供給ユニット
10 :有機溶剤ノズル(低表面張力液体供給ユニット)
11 :下面ノズル(温調液供給ユニット)
23 :第1の有機溶剤配管(低表面張力液体供給ユニット)
24 :第1の有機溶剤バルブ(低表面張力液体供給ユニット)
26 :第2の有機溶剤配管(温調液供給ユニット)
27 :第2の有機溶剤バルブ(温調液供給ユニット)
30 :有機溶剤供給ユニット(低表面張力液体供給ユニット)
40 :処理ユニット
47 :ガード昇降ユニット(流通先切り換えユニット)
202 :処理ユニット
302 :処理ユニット
402 :処理ユニット
403 :遮断部材
405 :空間
410 :気体供給ユニット
502 :処理ユニット
601 :基板処理装置
602 :処理ユニット
604 :貯留ボックス
W :基板
Wa :表面
Wb :裏面
2 :処理ユニット
3 :制御装置
7 :スピンチャック(基板保持ユニット)
9 :リンス液供給ユニット
10 :有機溶剤ノズル(低表面張力液体供給ユニット)
11 :下面ノズル(温調液供給ユニット)
23 :第1の有機溶剤配管(低表面張力液体供給ユニット)
24 :第1の有機溶剤バルブ(低表面張力液体供給ユニット)
26 :第2の有機溶剤配管(温調液供給ユニット)
27 :第2の有機溶剤バルブ(温調液供給ユニット)
30 :有機溶剤供給ユニット(低表面張力液体供給ユニット)
40 :処理ユニット
47 :ガード昇降ユニット(流通先切り換えユニット)
202 :処理ユニット
302 :処理ユニット
402 :処理ユニット
403 :遮断部材
405 :空間
410 :気体供給ユニット
502 :処理ユニット
601 :基板処理装置
602 :処理ユニット
604 :貯留ボックス
W :基板
Wa :表面
Wb :裏面
Claims (24)
- リンス液が付着している基板の表面に前記リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程と、
前記低表面張力液体供給工程と並行して、前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を供給する温調液供給工程とを含む、基板処理方法。 - 前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、
前記リンス液供給工程に並行して、前記基板から排出され、処理カップによって受けられた液体の流通先を第1の配管に設定する第1の設定工程と、
前記低表面張力液体供給工程および前記温調液供給工程に並行して、前記基板から排出され、前記処理カップによって受けられた液体の流通先を、前記第1の配管に連通しない第2の配管に設定する第2の設定工程とをさらに含む、請求項1に記載の基板処理方法。 - 前記処理カップに含まれる、前記基板の周囲を取り囲む複数の筒状のガードのうち第1のガードに受けられた液体が、前記第1の配管に導かれるようになっており、前記複数のガードのうち第2のガードに受けられた液体が前記第2の配管に導かれるようになっており、
前記第1の設定工程が、前記第1のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第1の液受け位置に配置する工程を含み、
前記第2の設定工程が、前記第2のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第2の液受け位置に配置する工程を含む、請求項2に記載の基板処理方法。 - 前記第2の設定工程が、前記低表面張力液体供給工程の開始後に開始される、請求項2または3に記載の基板処理方法。
- 前記温調液供給工程が、前記低表面張力液体供給工程の開始と同時またはその後に開始される、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、
前記温調液供給工程に先立ってかつ前記リンス液供給工程に並行して、前記基板の前記裏面に、温度が調整された温水を供給する温水供給工程とをさらに含む、請求項1または2に記載の基板処理方法。 - 前記温調液供給工程が、前記低表面張力液体供給工程の終了と同時またはその後に終了される、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記温調液供給工程および前記低表面張力液体供給工程に並行して、遮断部材を、前記基板の前記表面に対して間隔を空けて対向配置して、前記基板の前記表面の上の空間を当該空間の周囲から遮断させる遮断工程をさらに含む、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記遮断工程に並行して、 前記基板の前記表面と前記遮断部材との間に気体を供給する気体供給工程をさらに含む、請求項8に記載の基板処理方法。
- 前記低表面張力液体が、前記リンス液よりも沸点が高い液体を含む、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記温調液供給工程が、時間の経過に従って前記温調液の供給流量を減少させる温調液減少工程を含む、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記温調液減少工程が、前記温調液の供給流量を、前記低表面張力液体供給工程における前記低表面張力液体の供給流量を下回るまで減少させる工程を含む、請求項11に記載の基板処理方法。
- 基板を保持する基板保持ユニットと、
前記基板保持ユニットに保持された基板の表面にリンス液を供給するリンス液供給ユニットと、
前記基板の前記表面に前記リンス液よりも表面張力の低い低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給ユニットと、
前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の液体を含みかつ水を含まない温調液を供給するための温調液供給ユニットと、
前記リンス液供給ユニット、前記低表面張力液体供給ユニットおよび前記温調液供給ユニットを制御する制御装置とを含み、
前記制御装置が、前記低表面張力液体を供給する低表面張力液体供給工程と、前記低表面張力液体供給工程と並行して、前記基板の前記表面と反対側の裏面に、温度が調整された温調液であって、前記低表面張力液体と同種の低表面張力液体からなりかつ水を含まない温調液を供給する温調液供給工程とを実行する、基板処理装置。 - 前記基板から排出された液体を受け止める筒状の処理カップであって、互いに連通しない第1の配管および第2の配管に接続可能に設けられた処理カップと、
前記基板から排出され、前記処理カップによって受けられた液体の流通先を、前記第1の配管と前記第2の配管との間で切り換えるための流通先切り換えユニットとをさらに含み、
前記制御装置が、前記流通先切り換えユニットをさらに制御しており、
前記制御装置が、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記リンス液供給ユニットにより前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、前記リンス液供給工程に並行して、前記流通先切り換えユニットにより前記処理カップによって受けられた液体の流通先を前記第1の配管に設定する第1の設定工程と、前記低表面張力液体供給工程および前記温調液供給工程に並行して、前記流通先切り換えユニットにより前記処理カップによって受けられた液体の流通先を前記第2の配管に設定する第2の設定工程とをさらに実行する、請求項13に記載の基板処理装置。 - 前記処理カップが、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲む複数の筒状のガードを含み、前記複数のガードのうち第1のガードに受けられた液体が前記第1の配管に導かれるようになっており、前記複数のガードのうち第2のガードに受けられた液体が前記第2の配管に導かれるようになっており、
前記流通先切り換えユニットが、前記複数のガードのうち少なくとも一つのガードを昇降させるためのガード昇降ユニットを含み、
前記制御装置が、前記第1の設定工程において、前記ガード昇降ユニットにより、前記第1のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第1の液受け位置に配置する工程を実行し、
前記制御装置が、前記第2の設定工程において、前記ガード昇降ユニットにより、前記第2のガードを、前記基板から排出される液体を受けることができる第2の液受け位置に配置する工程を実行する、請求項14に記載の基板処理装置。 - 前記制御装置が、前記第2の設定工程を、前記低表面張力液体供給工程の開始後に開始させる、請求項15に記載の基板処理装置。
- 前記制御装置が、前記温調液供給工程を、前記低表面張力液体供給工程の開始と同時またはその後に開始させる、請求項13または14に記載の基板処理装置。
- 前記基板の前記裏面に、温度が調整された温水を供給するための温水供給ユニットをさらに含み、
前記制御装置が、前記低表面張力液体供給工程に先立って、前記リンス液供給ユニットにより前記基板の前記表面に前記リンス液を供給するリンス液供給工程と、前記温調液供給工程に先立ってかつ前記リンス液供給工程に並行して、前記温水供給ユニットにより前記基板の前記裏面に前記温水を供給する温水供給工程とをさらに実行する、請求項13または14に記載の基板処理装置。 - 前記制御装置が、前記温調液供給工程を、前記低表面張力液体供給工程の終了と同時または前記低表面張力液体供給工程の終了よりも後に終了させる、請求項13または14に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持ユニットに保持された前記基板の前記表面に対して間隔を空けて対向配置され、前記基板の前記表面の上の空間を当該空間の周囲から遮断する遮断部材をさらに含む、請求項13または14に記載の基板処理装置。
- 前記基板の前記表面と前記遮断部材との間に気体を供給するための気体供給ユニットをさらに含む、請求項20に記載の基板処理装置。
- 前記低表面張力液体が、前記リンス液よりも沸点が高い液体を含む、請求項13または14に記載の基板処理装置。
- 前記温調液供給工程が、時間の経過に従って前記温調液の供給流量を減少させる温調液減少工程を含む、請求項13または14に記載の基板処理装置。
- 前記温調液減少工程が、前記温調液の供給流量を、前記低表面張力液体供給工程における前記低表面張力液体の供給流量を下回るまで減少させる工程を含む、請求項23に記載の基板処理装置。
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