JP2003197590A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
基板処理装置および基板処理方法Info
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Abstract
面におけるウォーターマークまたは/および筋状パーテ
ィクルの発生を防止する。 【解決手段】制御装置7は、チャック回転駆動機構11
を制御して、スピンチャック1を予め定める低回転速度
(たとえば、300rpm以下)で回転させる。その一
方で、制御装置7は、アーム揺動機構62を制御して、
純水供給ノズル64およびIPAベーパ供給ノズル65
がウエハWの外方に向けて移動するようにアーム61を
一定速度で動かす。またこのとき、バルブ671,69
1を開成して、ウエハWの表面に純水供給ノズル64お
よびIPAベーパ供給ノズル65からそれぞれ純水およ
びIPAベーパを供給する。
Description
液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディプレイ用ガラ
ス基板、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等に代表される
各種の被処理基板に表面処理を施すための基板処理装置
および基板処理方法に関する。
被処理基板としての半導体ウエハ(以下、単に「ウエ
ハ」という。)に対して処理液(薬液または純水)によ
る表面処理が行われる。たとえば、ウエハを1枚ずつ洗
浄する枚葉型の基板洗浄装置では、ウエハを水平に保持
して回転させるスピンチャックが備えられていて、この
スピンチャックによってウエハが水平面内で回転される
一方で、そのウエハの表面に洗浄処理のための薬液が供
給される。そして、その薬液による洗浄処理後に、ウエ
ハの表面に純水(リンス液)が供給されてリンス処理が
行われる。このリンス処理の後のウエハ表面には純水が
付着しているので、この純水を除去するために、スピン
チャックによってウエハを高速回転させて、ウエハの表
面に付着している純水を振り切って乾燥させる乾燥処理
が行われる。
されたウエハの表面(上面)に近接した位置に、そのウ
エハ表面に対向して遮断板が配置される。この遮断板
は、鉛直な軸線まわりに回転可能に設けられており、乾
燥処理の間、ウエハとほぼ同じ速さで同じ方向に回転さ
れる。また、乾燥処理の間、ウエハと遮断板との間の空
間に窒素ガスを供給して窒素ガスを充満させ、その空間
への酸素雰囲気の進入を防止することにより、ウエハ表
面におけるウォータ−マーク(純水、酸素およびウエハ
表面のシリコンの反応によるウォーターマーク)の発生
の抑制が図られている。
力で振り切って乾燥させる方式では、ウエハ表面に形成
されているパターン間に入り込んだシリコンなどの不純
物を含む純水の液滴が振り切られずに残り、乾燥不良に
よるウォーターマークが発生するという問題があった。
また、窒素ガスの供給前は、ウエハ表面に付着している
純水と薬液雰囲気とが接しているので、ウエハの高速回
転を開始した時に、ウエハ表面の薬液雰囲気を含む純水
の液滴が遠心力を受けてウエハ外へと高速に移動するこ
とによって、ウエハ表面に筋状のパーティクル(薬液の
析出によるウォーターマーク)が発生するという問題も
あった。
好に除去することにより、基板表面におけるウォーター
マークまたは/および筋状パーティクルの発生を防止し
て、基板に良好な処理を施すことができる基板処理装置
および基板処理方法を提供することである。
目的を達成するための請求項1記載の発明は、基板
(W)を保持しつつ回転させる基板保持回転手段(1)
と、この基板保持回転手段に保持された基板の表面にリ
ンス液を供給するためのリンスノズル(64)と、上記
基板保持回転手段に保持された基板の表面に有機溶剤の
蒸気を供給するための蒸気ノズル(65)と、上記リン
スノズルおよび蒸気ノズルを同期させて、上記基板保持
回転手段に保持されて回転している基板の上方で移動さ
せるノズル移動手段(7,61,62,63)と、この
ノズル移動手段による上記リンスノズルおよび蒸気ノズ
ルの移動時に、上記リンスノズルから基板表面にリンス
液を供給させるとともに、当該基板表面に上記蒸気ノズ
ルから有機溶剤の蒸気を供給させる供給制御手段(7,
671,691)とを含むことを特徴とする基板処理装
置である。
における対応構成要素等を表す。以下、この項において
同じ。この発明によれば、回転中の基板の上方で同期し
て移動しているリンスノズルおよび蒸気ノズルから、そ
の基板の表面に向けてリンス液および有機溶剤の蒸気が
同時に供給される。これにより、基板の表面の全域に隈
無くリンス液を供給することができ、基板の表面にリン
ス液による処理を良好に施すことができる。
気とが同時に供給されることにより、基板表面に供給さ
れたリンス液に有機溶剤の蒸気が溶け込む。このため、
基板表面のリンス液は、基板表面からすみやかに除去さ
れる。ゆえに、基板の表面に微細なパターンが形成され
ていても、そのパターン間にリンス液が残るおそれがな
く、基板の表面にリンス液の乾燥不良によるウォーター
マークが発生するおそれがない。
段は、上記リンスノズルを上記蒸気ノズルよりも先行さ
せて移動させるものであることを特徴とする請求項1記
載の基板処理装置である。この発明によれば、基板表面
のリンス液による処理が施された部分に有機溶剤を供給
することができ、そのリンス液による処理が施された部
分に付着しているリンス液に有機溶剤を溶け込ませるこ
とができる。
おける有機溶剤の蒸気の供給位置がリンス液供給位置を
追いかけるように、上記リンスノズルおよび蒸気ノズル
を移動させるものであってもよい。請求項3記載の発明
は、上記基板保持回転手段は、基板を300rpm以下
の回転速度で回転させるものであることを特徴とする請
求項1または2記載の基板処理装置である。
せることにより、筋状パーティクルの発生を防止するこ
とができる。請求項4記載の発明は、上記ノズル移動手
段は、上記リンスノズルおよび蒸気ノズルを、上記基板
保持回転手段に保持されて回転している基板の回転中心
付近から当該基板の外方に向けて移動させるものである
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の
基板処理装置である。
ら基板の端縁へと順にリンス液による処理を施していく
ことができ、また、そのリンス液による処理後の基板表
面を基板の回転中心付近から順に乾燥させていくことが
できる。ゆえに、乾燥した部分にリンス液が流れ込むお
それがない。請求項5記載の発明は、基板(W)を回転
させる基板回転工程と、回転中の基板の上方で、リンス
ノズル(64)および蒸気ノズル(65)を同期させて
移動させつつ、当該基板の表面に向けて、上記リンスノ
ズルからリンス液を供給するとともに上記蒸気ノズルか
ら有機溶剤の蒸気を供給する工程とを含むことを特徴と
する基板処理方法である。
べた効果と同様な効果を達成することができる。
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、この
発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図解
的な断面図である。この基板処理装置は、ウエハWを1
枚ずつ洗浄し、この洗浄後のウエハWを乾燥させる洗浄
・乾燥装置である。この基板処理装置は、ウエハWをほ
ぼ水平に保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な
回転軸線まわりにウエハWを回転させるためのスピンチ
ャック1と、このスピンチャック1の上方に設けられた
遮断板2と、スピンチャック1を収容した処理カップ3
と、処理カップ3に関連して設けられたスプラッシュガ
ード4と、ウエハWの上面に薬液を供給するための薬液
供給ノズル5を備えている。薬液供給ノズル5は、その
先端をウエハWに向けて斜めに下げた状態で、スプラッ
シュガード4の上端部に取り付けられている。
構11によって回転される回転軸12の上端に固定され
ている。この回転軸12は、中空軸となっていて、回転
軸12の内部には、薬液または純水(リンス液)が選択
的に供給される薬液/純水供給管13が挿通されてい
る。薬液/純水供給管13は、スピンチャック1に保持
されたウエハWに近接する位置まで延びており、その先
端には、ウエハWの下面中央に向けて薬液または純水を
吐出する下面ノズル13が形成されている。
る円板状に形成されており、その上面には、スピンチャ
ック1の回転軸12と共通の軸線に沿う回転軸21が固
定されている。回転軸21は、ほぼ水平に延びて設けら
れたアーム22の先端付近から垂下した状態に取り付け
られている。そして、このアーム22に関連して、遮断
板2をスピンチャック1に保持されたウエハWの上面に
近接した近接位置とスピンチャック1の上方に大きく退
避した退避位置(図1に示す位置)との間で昇降させる
ための遮断板昇降駆動機構23と、遮断板2をスピンチ
ャック1によるウエハWの回転にほぼ同期させて回転さ
せるための遮断板回転駆動機構24とが設けられてい
る。
り、その底部には、スピンチャック1の周囲を取り囲む
ように、ウエハWの処理に用いられた後の純水などを排
液するための排液溝31が形成されており、さらに、こ
の排液溝31を取り囲むように、ウエハWの処理のため
に用いられた後の薬液を回収するための回収溝32が形
成されている。排液溝31と回収溝32とは、筒状の仕
切壁33によって区画されている。また、排液溝31に
は、図外の排液処理設備へと延びた排液ライン34が接
続され、回収溝32には、図外の回収処理設備へと延び
た回収ライン35が接続されている。
軸線に対してほぼ回転対称な形状を有しており、上方部
の内面は、ウエハWの回転軸線に対向するように開いた
断面く字状の排液捕獲部41となっている。また、スプ
ラッシュガード4の下方部には、ウエハWの回転半径方
向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面の形態をな
した回収液捕獲部42が形成されている。回収液捕獲部
42の上端付近には、処理カップ3の仕切壁33を受け
入れるための仕切壁収納溝43が形成されている。
ば、ボールねじ機構などを含むスプラッシュガード昇降
駆動機構44が設けられている。スプラッシュガード昇
降駆動機構44は、スプラッシュガード4を、回収液捕
獲部42がスピンチャック1に保持されたウエハWの端
面に対向する回収位置と、排液捕獲部41がスピンチャ
ック1に保持されたウエハWの端面に対向する排液位置
との間で上下動させる。また、スプラッシュガード昇降
駆動機構44は、スピンチャック1に対するウエハWの
搬入/搬出の際に、スプラッシュガード4を排液位置よ
りも下方の退避位置に退避させる。
に純水およびIPA(イソプロピルアルコール)ベーパ
を供給するための機構を備えている。具体的には、スピ
ンチャック1の上方でほぼ水平に延びたアーム61と、
このアーム61をほぼ水平な面内で揺動させるためのア
ーム揺動機構62と、アーム61の先端に固定されたノ
ズル保持ブロック63と、ノズル保持ブロック63に取
り付けられた純水供給ノズル64およびIPAベーパ供
給ノズル65と、IPAベーパを生成するIPAベーパ
生成ユニット66とを備えている。
7が接続されており、この純水供給配管67から純水が
供給されるようになっている。純水供給配管67の途中
部には、この純水供給配管67を開閉するためのバルブ
671が介装されている。また、純水供給ノズル64
は、純水を斜め下方に向けて吐出できるように、鉛直線
に対して所定の角度(たとえば、10〜30度)で傾斜
した状態に設けられている。
ベーパ供給配管68の一端が接続されている。IPAベ
ーパ供給配管68の他端は、IPAベーパ生成ユニット
66に接続されている。IPAベーパ生成ユニット66
内には、液体のIPAが貯留されたIPA蒸発皿661
が配置されていて、IPAベーパ生成ユニット66内の
雰囲気には、IPA蒸発皿661から蒸発したIPA
(IPAベーパ)が含まれている。また、IPAベーパ
生成ユニット66には、図外の窒素ガス供給源から延び
た窒素ガス配管69の先端が接続されている。窒素ガス
配管69の途中部には、窒素ガス配管69を開閉するた
めのバルブ691と、窒素ガス配管69を流通する窒素
ガスから不純物を除去するためのフィルタ692とが介
装されている。この構成により、バルブ691を開成し
て、窒素ガス配管69からIPAベーパ生成ユニット6
6内に窒素ガスを供給すると、IPAベーパ生成ユニッ
ト66内のIPAベーパを含む雰囲気が、窒素ガスによ
ってIPAベーパ供給配管68に押し出され、このIP
Aベーパ供給配管68を通って、IPAベーパ供給ノズ
ル65に供給される。
ーパ供給配管68から供給されるIPAベーパをほぼ鉛
直下方に向けて吐出するように設けられている。また、
IPAベーパ供給ノズル65は、アーム61を揺動させ
たときに、ウエハWの表面においてIPAベーパの供給
位置の描く軌跡が純水供給ノズル64からの純水の供給
位置の描く軌跡とほぼ一致するように設けられている。
この基板処理装置はさらに、たとえば、マイクロコンピ
ュータで構成される制御装置7を備えている。制御装置
7は、チャック回転駆動機構11、遮断板昇降駆動機構
23、遮断板回転駆動機構24、スプラッシュガード昇
降駆動機構44およびアーム揺動機構62の動作を制御
する。また、バルブ671,691の開閉を制御する。
には、制御装置7は、チャック回転駆動機構11を停止
させて、スピンチャック1を停止状態に保持している。
また、ウエハWの搬入が阻害されないように、制御装置
7は、遮断板昇降駆動機構23およびスプラッシュガー
ド昇降駆動機構44を制御して、遮断板2およびスプラ
ッシュガード4を待避位置に保持している。基板搬送ロ
ボット(図示せず)から未処理のウエハWがスピンチャ
ック1に受け渡されると、制御装置7は、スプラッシュ
ガード昇降駆動機構44を制御して、スプラッシュガー
ド4を回収液捕獲部42がウエハWの端面に対向する回
収位置に移動させる。また、チャック回転駆動機構11
を制御して、スピンチャック1の回転を開始させる。そ
の後、スピンチャック1が所定の速度に達すると、回転
中のウエハWに薬液供給ノズル5および下面ノズル13
から薬液が供給され、この薬液による薬液洗浄工程が行
われる。
振り切られて側方に飛散した薬液は、スプラッシュガー
ド4の回収液捕獲部42に捕獲される。そして、この回
収液捕獲部42を伝い、回収液捕獲部42の下端縁から
処理カップ3の回収溝32へと落下する。こうして回収
溝32に集められた薬液は、回収ライン35を介して回
収され再利用される。薬液洗浄工程が所定時間に渡って
行われると、薬液供給ノズル5および下面ノズル13か
らの薬液の供給が停止される。この後、制御装置7は、
スプラッシュガード昇降駆動機構44を制御して、スプ
ラッシュガード4を排液位置に移動させた後、アーム揺
動機構62を制御して、図2(a)に示すように、純水供
給ノズル64およびIPAベーパ供給ノズル65を、純
水供給ノズル64から吐出される純水がウエハWの中心
C付近に供給されるような位置に移動させた後、ウエハ
Wに付着した薬液の排除およびウエハWの乾燥のための
リンス・乾燥工程を開始する。
ャック回転駆動機構11を制御して、スピンチャック1
を予め定める低回転速度(たとえば、300rpm以下
で、好ましくは200rpm以下の回転速度)で回転さ
せる。また、制御装置7は、バルブ671,691を開
成し、また、アーム揺動機構62を制御して、純水供給
ノズル64およびIPAベーパ供給ノズル65がウエハ
Wの外方に向けて移動するように、アーム61を一定速
度(たとえば、ウエハWの中心CからウエハWの外周ま
でを約10〜45秒の速度。好ましくは約30秒の速
度。)で動かす。これにより、低速回転中のウエハWの
表面(図1における上面)に、純水供給ノズル64から
の純水およびIPAベーパ供給ノズル65からのIPA
ベーパが供給され、また、その純水供給位置およびIP
Aベーパ供給位置が、ウエハWの中心C付近からウエハ
Wの外方に向けて徐々に移動する。アーム61は、図2
(b)に示すように、IPAベーパ供給位置がウエハWの
周端縁に達するまで動かされる。なお、この際、純水供
給ノズル64およびIPAベーパ供給ノズル65がウエ
ハWの外方に向かう移動は、通常は1回行われるだけで
よい。ただし、1回だけの移動では十分に薬液が除去さ
れないような場合には、ウエハWの外方へ向かう移動を
複数回行うこととしてもよい。
向けて吐出される純水は、ウエハWの表面に斜め上方か
ら供給されて、ウエハWの上面をウエハWの外方に向け
て流れる。したがって、ウエハWが低速回転されるとと
もに、純水供給位置がウエハWの中心C付近からウエハ
Wの外方に向けて徐々に移動されることにより、薬液を
純水で洗い流すリンス処理がウエハWの中心C付近から
施されていき、最終的には、ウエハWの表面の全域に隈
無くリンス処理が施される。
ベーパ供給位置が純水供給位置を追いかけるように移動
する。これにより、ウエハWの表面のリンス処理が施さ
れた部分(薬液が洗い流された部分)には、IPAベー
パが供給され、そのリンス処理が施された部分に付着し
ている純水にIPAベーパが溶け込む。この結果、ウエ
ハWの表面に付着している純水は、ウエハWの表面から
すみやかに除去される。ゆえに、ウエハWの表面に形成
されているパターン間に純水が残るおそれがなく、ウエ
ハWの表面に乾燥不良によるウォーターマークが発生す
るおそれがない。しかも、ウエハWは低速回転されてい
るので、ウエハWを高速回転させて乾燥させる場合に発
生する筋状パーティクルの問題もない。
に、下面ノズル13からウエハWの裏面(下面)に純水
が供給され、この純水により、薬液洗浄工程後のウエハ
Wの裏面に付着している薬液が洗い流される。なお、ウ
エハWの裏面中心に向けてIPA蒸気を供給するための
ノズルを、さらに下面ノズル13近傍に設けて、デバイ
スが形成されないウエハW裏面のウォーターマークの発
生をもさらに防止するようにしてもよい。
すると、制御装置7は、バルブ671,691を閉成
し、純水供給ノズル64からの純水およびIPAベーパ
供給ノズル65からのIPAベーパの供給を停止させ
る。この後、制御装置7は、チャック回転駆動機構11
を制御して、スピンチャック1の回転速度を予め定める
高回転速度(たとえば、1000〜4000rpm)に
上げて、ウエハWの裏面に付着している純水の液滴を遠
心力で振り切って乾燥させる処理を行う。この裏面乾燥
処理の際、制御装置7は、遮断板昇降駆動機構23およ
び遮断板回転駆動機構24を制御して、遮断板2をウエ
ハWの上面に近接した近接位置まで下降させ、その近接
位置で遮断板2をウエハWと同じ方向にほぼ同速度で高
速回転させる。これにより、ウエハWの裏面から振り切
られた純水の跳ね返りによるウエハWの表面の汚染を防
止できる。
したが、この発明は他の形態で実施することもできる。
たとえば、上記の実施形態では、ウエハWの表面にIP
Aベーパを供給するとしたが、IPAベーパに限らず、
アセトン、MIBK(メチルイソブチルケトン)、ME
K(メチルエチルケトン)またはHFE(ハイドロフル
オロエーテル)など、揮発性の高い有機溶剤のベーパを
ウエハWの表面に供給すれば、IPAベーパを供給した
場合と同様な効果を達成することができる。
ず、液晶表示装置用ガラス基板などの他の種類の基板で
あってもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事
項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
成を示す図解的な断面図である。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】基板を保持しつつ回転させる基板保持回転
手段と、 この基板保持回転手段に保持された基板の表面にリンス
液を供給するためのリンスノズルと、 上記基板保持回転手段に保持された基板の表面に有機溶
剤の蒸気を供給するための蒸気ノズルと、 上記リンスノズルおよび蒸気ノズルを同期させて、上記
基板保持回転手段に保持されて回転している基板の上方
で移動させるノズル移動手段と、 このノズル移動手段による上記リンスノズルおよび蒸気
ノズルの移動時に、上記リンスノズルから基板表面にリ
ンス液を供給させるとともに、当該基板表面に上記蒸気
ノズルから有機溶剤の蒸気を供給させる供給制御手段と
を含むことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項2】上記ノズル移動手段は、上記リンスノズル
を上記蒸気ノズルよりも先行させて移動させるものであ
ることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。 - 【請求項3】上記基板保持回転手段は、基板を300r
pm以下の回転速度で回転させるものであることを特徴
とする請求項1または2記載の基板処理装置。 - 【請求項4】上記ノズル移動手段は、上記リンスノズル
および蒸気ノズルを、上記基板保持回転手段に保持され
て回転している基板の回転中心付近から当該基板の外方
に向けて移動させるものであることを特徴とする請求項
1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置。 - 【請求項5】基板を回転させる基板回転工程と、 回転中の基板の上方で、リンスノズルおよび蒸気ノズル
を同期させて移動させつつ、当該基板の表面に向けて、
上記リンスノズルからリンス液を供給するとともに上記
蒸気ノズルから有機溶剤の蒸気を供給する工程とを含む
ことを特徴とする基板処理方法。
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JP2001390135A JP2003197590A (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 基板処理装置および基板処理方法 |
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