JP2013051301A - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板表面に付着したパーティクル等の汚染物質を除去するための基板処理方法および基板処理装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing method for removing contaminants such as particles adhering to various substrate surfaces such as a semiconductor wafer, a photomask glass substrate, a liquid crystal display glass substrate, a plasma display glass substrate, and an optical disk substrate, and the like. The present invention relates to a substrate processing apparatus.
従来より、基板表面に付着したパーティクル等の汚染物質を除去するための処理の1つとして凍結洗浄技術が知られている。この技術では、基板表面に形成した液膜を凍結させ、この凍結膜を除去することにより基板表面からパーティクル等を凍結膜とともに除去している。例えば、特許文献1に記載の技術においては、洗浄液としてのDIW(脱イオン水)を基板表面に供給して液膜を形成した後、冷却ガスを吐出するノズルを基板表面近傍でスキャンさせることにより液膜を凍結させ、再度DIWを供給して凍結膜を除去することによって、基板表面からのパーティクルの除去を行っている。 Conventionally, a freeze cleaning technique is known as one of the processes for removing contaminants such as particles adhering to the substrate surface. In this technique, the liquid film formed on the substrate surface is frozen, and the frozen film is removed to remove particles and the like from the substrate surface together with the frozen film. For example, in the technique described in Patent Document 1, after DIW (deionized water) as a cleaning liquid is supplied to the substrate surface to form a liquid film, a nozzle that discharges cooling gas is scanned in the vicinity of the substrate surface. Particles are removed from the substrate surface by freezing the liquid film and supplying DIW again to remove the frozen film.
この種の洗浄技術では、パーティクル除去効率のさらなる向上が求められている。本願発明者らは種々の実験により、基板表面に形成された液膜が冷却により液相から固相に変化する際の相変化にかかる時間(以下、「相変化時間」と称する)を短くすると、より高いパーティクル除去効率を得られることを見出した。上記従来技術においてこれを実現しようとすると、冷却ガスの使用量を大幅に増大させるか、その温度をより低くする必要があり、処理コストの増大を招くことから現実的とは言えなかった。 In this type of cleaning technology, further improvement in particle removal efficiency is required. The inventors of the present application have made various experiments to shorten the time required for the phase change when the liquid film formed on the substrate surface changes from the liquid phase to the solid phase by cooling (hereinafter referred to as “phase change time”). It was found that higher particle removal efficiency can be obtained. In order to achieve this in the above-described conventional technology, it is necessary to significantly increase the amount of cooling gas used or lower its temperature, which is not realistic because it increases processing costs.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板表面に付着したパーティクル等の汚染物質を除去するための基板処理方法および基板処理装置において、パーティクル除去効率を向上させることのできる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a technique capable of improving particle removal efficiency in a substrate processing method and a substrate processing apparatus for removing contaminants such as particles adhering to a substrate surface. For the purpose.
本発明の基板処理方法は、上記目的を達成するため、基板の表面に、ポリスチレンまたはシリカの微粒子を分散させた第1処理液による液膜を形成する液膜形成工程と、前記第1処理液の凝固点よりも低温の冷却ガスにより、前記液膜を凍結させる凍結工程と、前記液膜が凍結した前記基板の表面に第2処理液を供給して、前記液膜の凍結膜を除去する除去工程とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the substrate processing method of the present invention forms a liquid film with a first processing liquid in which fine particles of polystyrene or silica are dispersed on the surface of the substrate, and the first processing liquid A freezing step in which the liquid film is frozen by a cooling gas lower in temperature than the freezing point, and a second treatment liquid is supplied to the surface of the substrate on which the liquid film has been frozen to remove the frozen film from the liquid film And a process.
前記したように、本願発明者らの知見によれば、液膜を液相から固相に変化させる際の相変化時間を短くすることで、パーティクル除去効率を向上させることができる。本願発明者らは、相変化を短時間で行わせるため、液膜中に相変化時の凝固核となる微粒子を混合させることを検討した。その結果、ポリスチレンまたはシリカの微粒子を分散させた処理液(第1処理液)により液膜を形成すると、これらの微粒子が核となって液膜の凝固が短時間で進行するためパーティクル除去効率が向上し、また微粒子の付着による基板の汚染や処理後の基板への残留等の問題もないことが明らかになった。 As described above, according to the knowledge of the present inventors, the particle removal efficiency can be improved by shortening the phase change time when changing the liquid film from the liquid phase to the solid phase. The inventors of the present application studied mixing fine particles that become solidification nuclei at the time of phase change in the liquid film in order to make the phase change in a short time. As a result, when a liquid film is formed with a treatment liquid (first treatment liquid) in which fine particles of polystyrene or silica are dispersed, the solidification of the liquid film proceeds in a short time with these fine particles as nuclei. It has been clarified that there are no problems such as contamination of the substrate due to adhesion of fine particles and remaining on the substrate after processing.
すなわち、本発明によれば、第1処理液に分散させた微粒子が核となって液相から固相への相変化が短時間で生じるため、第1処理液の液膜を凍結させ、これを除去することにより、パーティクルの除去効率を向上させることが可能となっている。また、同じパーティクル除去効果を得るのに必要な冷却ガスの使用量を少なく、またその温度をより高くすることができるので、処理コストの低減を図ることができる。 That is, according to the present invention, since the fine particles dispersed in the first treatment liquid become nuclei and the phase change from the liquid phase to the solid phase occurs in a short time, the liquid film of the first treatment liquid is frozen, It is possible to improve the particle removal efficiency by removing. In addition, since the amount of cooling gas used to obtain the same particle removal effect can be reduced and the temperature can be increased, the processing cost can be reduced.
この発明において、第1処理液としては、例えば純水、脱イオン水、およびアンモニア水と過酸化水素水との混合溶液のいずれかの液体に微粒子を添加したものとすることができる。これらの液体はいずれも、凍結洗浄技術に好適に適用可能なものであり、これに上記の微粒子を添加することにより、液相から固相への相変化時間を短くして、パーティクル除去効率をさらに高めることが可能である。 In the present invention, as the first treatment liquid, for example, fine water may be added to any one of pure water, deionized water, and a mixed solution of ammonia water and hydrogen peroxide water. Any of these liquids can be suitably applied to freeze-cleaning technology, and by adding the above fine particles to this, the phase change time from the liquid phase to the solid phase is shortened, and the particle removal efficiency is improved. Further enhancement is possible.
より具体的には、例えば、ポリスチレンラテックス液と上記のいずれかの液体とを混合して、ポリスチレン微粒子を含む第1処理液を生成する第1処理液生成工程を備えるようにしてもよい。水、または水を主成分とする液体に、ポリスチレン粒子を水に分散させたポリスチレンラテックス液を混合することで、本発明に好適な第1処理液を簡便に生成することができる。 More specifically, for example, a first treatment liquid generation step of mixing a polystyrene latex liquid and any one of the above liquids to generate a first treatment liquid containing polystyrene fine particles may be provided. By mixing water or a liquid containing water as a main component with a polystyrene latex liquid in which polystyrene particles are dispersed in water, a first treatment liquid suitable for the present invention can be easily produced.
また、この発明の凍結工程では、例えば、液膜を形成された基板の表面に対して相対的に走査移動する冷却ノズルから冷却ガスを吐出させて、液膜に冷却ガスを供給して凍結させるようにしてもよい。冷却ノズルから冷却ガスを吐出させながら、冷却ノズルを基板に対して走査移動させることにより、基板表面の液膜を効率よく凍結させることが可能である。この場合において、基板を回転させながら冷却ノズルの走査移動を行うようにしてもよい。 Further, in the freezing process of the present invention, for example, cooling gas is discharged from a cooling nozzle that scans and moves relative to the surface of the substrate on which the liquid film is formed, and the cooling gas is supplied to the liquid film to freeze it. You may do it. The liquid film on the substrate surface can be efficiently frozen by scanning and moving the cooling nozzle relative to the substrate while discharging the cooling gas from the cooling nozzle. In this case, the scanning movement of the cooling nozzle may be performed while rotating the substrate.
この発明において、第1処理液が界面活性剤を含むものであってもよい。界面活性剤を含む液体で液膜を形成して凍結させ、これを除去することで、パーティクル除去効率をさらに高めることが可能である。 In the present invention, the first treatment liquid may contain a surfactant. It is possible to further increase the particle removal efficiency by forming a liquid film with a liquid containing a surfactant, freezing it, and removing it.
また、この発明にかかる基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持手段と、純水、脱イオン水、およびアンモニア水と過酸化水素水との混合溶液のいずれかの液体に、ポリスチレンまたはシリカの微粒子を含むスラリーを混合して、第1処理液を生成する第1処理液生成手段と、前記第1処理液を前記基板保持手段に保持された前記基板の表面に供給して、前記基板表面に前記第1処理液の液膜を形成する第1処理液供給手段と、前記液膜を形成された前記基板の表面に、前記第1処理液の凝固点よりも低温の冷却ガスを供給して、前記液膜を凍結させる冷却ガス供給手段と、前記液膜が凍結した前記基板の表面に第2処理液を供給して、前記液膜の凍結膜を除去する第2処理液供給手段とを備えることを特徴としている。 In addition, the substrate processing apparatus according to the present invention includes a substrate holding means for holding the substrate substantially horizontally, pure liquid, deionized water, and a mixed solution of ammonia water and hydrogen peroxide water, and a polystyrene. Alternatively, a slurry containing fine particles of silica is mixed to supply a first processing liquid generating unit that generates a first processing liquid, and supplying the first processing liquid to the surface of the substrate held by the substrate holding unit, A first processing liquid supply means for forming a liquid film of the first processing liquid on the surface of the substrate; and a cooling gas having a temperature lower than a freezing point of the first processing liquid on the surface of the substrate on which the liquid film has been formed. A cooling gas supply means for supplying and freezing the liquid film, and a second processing liquid supply for supplying a second processing liquid to the surface of the substrate on which the liquid film is frozen and removing the frozen film of the liquid film. Means.
このように構成された発明では、水、または水を主成分とする液体に、冷却時に凝固核として作用する微粒子が分散された第1処理液を生成し、これを基板表面に供給して液膜を形成し凍結させるので、上記したように、高いパーティクル除去効率で基板を洗浄することができる。 In the invention configured as described above, a first treatment liquid in which fine particles that act as solidification nuclei at the time of cooling are dispersed in water or a liquid containing water as a main component is generated and supplied to the surface of the substrate. Since the film is formed and frozen, the substrate can be cleaned with high particle removal efficiency as described above.
この場合において、基板保持手段は基板を鉛直軸周りに回転させる一方、冷却ガス供給手段は、冷却ガスを吐出しながら基板の表面に沿って走査移動する冷却ノズルを備えるようにしてもよい。基板を回転させながら、冷却ガスを吐出する冷却ノズルを基板に対して走査移動させることで、基板表面の液膜を効率よく凍結させることができる。この際に、液膜に凝固核となる微粒子が分散されているため、液膜の液相から固相への相変化がより促進される。これにより短時間で相変化が進行し、高いパーティクル除去効率を得ることができる。 In this case, the substrate holding unit may rotate the substrate around the vertical axis, while the cooling gas supply unit may include a cooling nozzle that scans and moves along the surface of the substrate while discharging the cooling gas. The liquid film on the surface of the substrate can be efficiently frozen by scanning and moving the cooling nozzle that discharges the cooling gas while rotating the substrate. At this time, since the fine particles serving as solidification nuclei are dispersed in the liquid film, the phase change from the liquid phase to the solid phase of the liquid film is further promoted. Thereby, the phase change proceeds in a short time, and high particle removal efficiency can be obtained.
この発明によれば、凍結時に核となる微粒子を含んだ第1処理液による液膜を形成して該液膜を凍結させ、これを除去するので、高いパーティクル除去効率で基板に対する処理を行うことができる。また、同じパーティクル除去効果をより低い処理コストにより得ることができる。 According to the present invention, a liquid film is formed by the first processing liquid containing fine particles that become nuclei at the time of freezing, and the liquid film is frozen and removed, so that the substrate can be processed with high particle removal efficiency. Can do. Further, the same particle removal effect can be obtained at a lower processing cost.
図1はこの発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また、図2は図1の基板処理装置の制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置は半導体ウエハ等の基板Wの表面Wfに付着しているパーティクル等の汚染物質を除去するための基板洗浄処理を実行可能な枚葉式の基板洗浄装置としての基板処理装置である。 FIG. 1 is a view showing an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the substrate processing apparatus of FIG. This substrate processing apparatus is a substrate processing apparatus as a single wafer cleaning apparatus capable of executing a substrate cleaning process for removing contaminants such as particles adhering to the surface Wf of a substrate W such as a semiconductor wafer. .
この基板処理装置は、基板Wに対して洗浄処理を施す処理空間をその内部に有する処理チャンバー1を備え、処理チャンバー1内に基板表面Wfを上方に向けた状態で基板Wを略水平姿勢に保持して回転させるスピンチャック2と、スピンチャック2に保持された基板Wの表面Wfに向けて液膜を凍結させるための冷却ガスを吐出する冷却ガス吐出ノズル3と、基板表面Wfに処理液の液滴を供給する二流体ノズル5と、スピンチャック2に保持された基板Wの表面Wfに向けて薬液を吐出する薬液吐出ノズル6と、スピンチャック2に保持された基板Wの表面Wfに対向配置された遮断部材9が設けられている。処理液としては、薬液または純水やDIW(deionized water;脱イオン水)等の洗浄液などが用いられる。
The substrate processing apparatus includes a processing chamber 1 having a processing space for cleaning the substrate W therein, and the substrate W is placed in a substantially horizontal posture with the substrate surface Wf facing upward in the processing chamber 1. A spin chuck 2 that is held and rotated, a cooling
スピンチャック2は、回転支軸21がモータを含むチャック回転機構22の回転軸に連結されており、チャック回転機構22の駆動により回転中心A0を中心に回転可能となっている。回転支軸21の上端部には、円盤状のスピンベース23が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット4(図2)からの動作指令に応じてチャック回転機構22を駆動させることによりスピンベース23が回転中心A0を中心に回転する。
The spin chuck 2 has a
スピンベース23の周縁部付近には、基板Wの周縁部を把持するための複数個のチャックピン24が立設されている。チャックピン24は、円形の基板Wを確実に保持するために3個以上設けてあればよく、スピンベース23の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン24のそれぞれは、基板Wの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Wの外周端面を押圧して基板Wを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン24は、基板保持部が基板Wの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Wの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
Near the periphery of the
そして、スピンベース23に対して基板Wが受渡しされる際には、複数個のチャックピン24を解放状態とし、基板Wに対して洗浄処理を行う際には、複数個のチャックピン24を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン24は基板Wの周縁部を把持してその基板Wをスピンベース23から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Wはその表面(パターン形成面)Wfを上方に向け、裏面Wbを下方に向けた状態で保持される。
When the substrate W is delivered to the
スピンチャック2の外方には、第1の回動モータ31が設けられている。第1の回動モータ31には、第1の回動軸33が接続されている。また、第1の回動軸33には、第1のアーム35が水平方向に延びるように連結され、第1のアーム35の先端に冷却ガス吐出ノズル3が取り付けられている。そして、制御ユニット4からの動作指令に応じて第1の回動モータ31が駆動されることで、第1のアーム35を第1の回動軸33回りに揺動させることができる。
A
冷却ガス吐出ノズル3はガス供給部64(図2)と接続されており、制御ユニット4からの動作指令に応じてガス供給部64から冷却ガスが冷却ガス吐出ノズル3に供給される。より具体的には、ガス供給部64に設けられた窒素ガス貯留部641から供給される窒素ガスが熱交換器642によりDIWの凝固点よりも低い温度まで冷やされ、こうして冷やされた窒素ガスが冷却ガスとして冷却ガス吐出ノズル3に供給される。冷却ガス吐出ノズル3が基板表面Wfに対向配置されると、冷却ガス吐出ノズル3から基板表面Wfに向けて局部的に冷却ガスが吐出される。冷却ガス吐出ノズル3から冷却ガスを吐出させた状態で、制御ユニット4が基板Wを回転させながら冷却ガス吐出ノズル3を基板の回転中心から外周部に向けて移動させることで、冷却ガスを基板表面Wfの全面にわたって供給できる。このとき、後述するように基板表面WfにDIWによる液膜が予め形成されていると、該液膜の全体を凍結させて基板表面Wfの全面にDIWの凍結膜を生成可能となっている。
The cooling
また、スピンチャック2の外方に第2の回動モータ51が設けられている。第2の回動モータ51には、第2の回動軸53が接続され、第2の回動軸53には、第2のアーム55が連結されている。また、第2のアーム55の先端に二流体ノズル5が取り付けられている。そして、制御ユニット4からの動作指令に応じて第2の回動モータ51が駆動されることで、二流体ノズル5を第2の回動軸53回りに揺動させることができる。この二流体ノズルは、処理液としてのDIWと窒素ガスとを空中(ノズル外部)で衝突させてDIWの液滴を生成する、いわゆる外部混合型の二流体ノズルである。
A
また、スピンチャック2の外方には、第3の回動モータ67が設けられている。第3の回動モータ67には、第3の回動軸68が接続されている。また、第3の回動軸68には、第3のアーム69が水平方向に延びるように連結され、第3のアーム69の先端に薬液吐出ノズル6が取り付けられている。そして、制御ユニット4からの動作指令に応じて第3の回動モータ67が駆動されることで、薬液吐出ノズル6を基板Wの回転中心A0の上方の吐出位置と吐出位置から側方に退避した待機位置との間で往復移動させることができる。薬液吐出ノズル6は薬液供給部61と接続されており、制御ユニット4からの動作指令に応じてSC1溶液(アンモニア水と過酸化水素水との混合水溶液)等の薬液が薬液吐出ノズル6に圧送される。
A
なお、冷却ガス吐出ノズル3、二流体ノズル5および薬液吐出ノズル6ならびにこれらに付随するアームやその回動機構としては、例えば前記した特許文献1(特開2008−071875号公報)に記載されたものと同一構造のものを用いることができる。そこで、本明細書ではこれらの構成についてのより詳しい説明は省略する。
The cooling
スピンチャック2の上方には、中心部に開口を有する円盤状の遮断部材9が設けられている。遮断部材9は、その下面(底面)が基板表面Wfと略平行に対向する基板対向面となっており、その平面サイズは基板Wの直径と同等以上の大きさに形成されている。遮断部材9は略円筒形状を有する支持軸91の下端部に略水平に取り付けられ、支持軸91は水平方向に延びるアーム92により基板Wの中心を通る鉛直軸回りに回転可能に保持されている。また、アーム92には、遮断部材回転機構93と遮断部材昇降機構94が接続されている。
A disc-shaped blocking member 9 having an opening at the center is provided above the spin chuck 2. The blocking member 9 has a lower surface (bottom surface) that faces the substrate surface Wf and is substantially parallel to the substrate surface Wf. The planar size of the blocking member 9 is equal to or greater than the diameter of the substrate W. The blocking member 9 is attached substantially horizontally to a lower end portion of a
遮断部材回転機構93は、制御ユニット4からの動作指令に応じて支持軸91を基板Wの中心を通る鉛直軸回りに回転させる。また、遮断部材回転機構93は、スピンチャック2に保持された基板Wの回転に応じて基板Wと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で遮断部材9を回転させるように構成されている。
The blocking
また、遮断部材昇降機構94は、制御ユニット4からの動作指令に応じて、遮断部材9をスピンベース23に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット4は遮断部材昇降機構94を作動させることで、基板処理装置に対して基板Wを搬入出させる際には、スピンチャック2の上方の離間位置(図1に示す位置)に遮断部材9を上昇させる。その一方で、基板Wに対して所定の処理を施す際には、スピンチャック2に保持された基板Wの表面Wfのごく近傍に設定された対向位置まで遮断部材9を下降させる。
Further, the blocking
支持軸91は中空に仕上げられ、その内部に遮断部材9の開口に連通したガス供給路95が挿通されている。ガス供給路95は、ガス供給部64と接続されており、窒素ガス貯留部641から熱交換器642を通さずに供給される窒素ガスが乾燥ガスとして供給される。この実施形態では、基板Wに対する洗浄処理後の乾燥処理時に、ガス供給路95から遮断部材9と基板表面Wfとの間に形成される空間に窒素ガスを供給する。また、ガス供給路95の内部には、遮断部材9の開口に連通した液供給管96が挿通されており、液供給管96の下端にノズル97が結合されている。液供給管96は処理液供給部62に接続されており、処理液供給部62より供給される、後述する第1処理液またはDIWを選択的に、ノズル97から基板表面Wfに向けて吐出可能となっている。
The
処理液供給部62は、DIWを貯留するDIW貯留部621およびポリスチレン微粒子またはシリカ微粒子を水に分散させたスラリーを貯留するスラリー貯留部622を備えている。詳しくは後述するが、スラリーとしては例えばポリスチレンラテックス(PSL)液を用いることができる。
The treatment
DIW貯留部621に貯留される常温のDIWは、開閉バルブ626を介して液供給管96に送出される。より具体的には、開閉バルブ626が開かれたとき、DIW貯留部621から送出された常温のDIWが液供給管96を経由してノズル97からリンス液として基板表面Wfに向け供給される。
The room-temperature DIW stored in the
さらに、DIW貯留部621から供給されるDIWの一部が、スラリー貯留部622から供給されるスラリーが送り込まれる混合器623に供給されている。混合器623は、DIW貯留部621から供給されるDIWとスラリー貯留部622から供給されるスラリーとを所定の比率で混合・撹拌して、DIW中に上記した微粒子を分散させた第1処理液を生成する。こうして生成された第1処理液は、熱交換器624によってDIWの凝固点近傍温度まで冷却され、開閉バルブ625を介して液供給管96に送出される。より具体的には、開閉バルブ625が開かれたとき、冷却された第1処理液が液供給管96を経由してノズル97から基板表面Wfに向け供給される。
Further, a part of DIW supplied from the
スピンチャック2の回転支軸21は中空軸からなる。回転支軸21の内部には、基板Wの裏面Wbに処理液を供給するための処理液供給管25が挿通されている。そして、回転支軸21の内壁面と処理液供給管25の外壁面の隙間は、円筒状のガス供給路29を形成している。処理液供給管25およびガス供給路29は、スピンチャック2に保持された基板Wの下面(裏面Wb)に近接する位置まで延びており、その先端には基板Wの下面中央部に向けて処理液およびガスを吐出する下面ノズル27が設けられている。
The
処理液供給管25は薬液供給部61および処理液供給部62と接続されており、薬液供給部61から供給されるSC1溶液等の薬液または処理液供給部62から供給される常温のDIWが選択的に供給される。一方、ガス供給路29はガス供給部64と接続されており、スピンベース23と基板裏面Wbとの間に形成される空間にガス供給部64からの窒素ガスを供給することができる。より具体的には、ガス供給部64から供給される常温で水分を含まない窒素ガス(乾燥ガス)と冷却ガスとがそれぞれバルブを介してガス供給路29に供給される。
The processing
次に、上記のように構成された基板処理装置における洗浄処理動作について説明する。最初に、この実施形態における洗浄処理動作の原理について、図3を参照しながら説明する。図3は液膜の冷却速度とパーティクル除去効率との関係を示す図である。図3(a)は、基板表面に形成した液膜を一定の冷却能力で冷却したときの液膜(およびそれが凝固してなる氷膜)の温度変化を模式的に示す図である。同図に示すように、液膜を冷却するとその温度Tは次第に低下してゆく。そして、液膜を構成する液体の凝固点Tfの近傍に達すると液相から固相への相変化が徐々に始まる。液相と固相が混在した状態では、液膜の温度Tは凝固点Tf近傍でほとんど変化せず、固相への変化が完了すると再び低下し始める。ここでは、液相から固相への相変化が始まってから完了するまでの、液膜の温度変化がほとんどない時間を、相変化が完了するまでに要する時間という意味で「相変化時間tc」と称する。 Next, a cleaning process operation in the substrate processing apparatus configured as described above will be described. First, the principle of the cleaning processing operation in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the cooling rate of the liquid film and the particle removal efficiency. FIG. 3A is a diagram schematically showing a temperature change of the liquid film (and an ice film formed by solidifying the liquid film) when the liquid film formed on the substrate surface is cooled with a constant cooling capacity. As shown in the figure, when the liquid film is cooled, its temperature T gradually decreases. Then, when reaching the vicinity of the freezing point Tf of the liquid constituting the liquid film, the phase change from the liquid phase to the solid phase starts gradually. In a state where the liquid phase and the solid phase coexist, the temperature T of the liquid film hardly changes near the freezing point Tf, and starts to decrease again when the change to the solid phase is completed. Here, “phase change time tc” means that the time required for the phase change to be completed is the time from the start of the phase change from the liquid phase to the solid phase until the completion of the phase change. Called.
図3(b)は、従来の凍結洗浄技術、すなわち基板表面に形成した液膜を冷却ガスによって凍結させ、凍結膜をリンス除去する技術において、冷却能力を種々に変更して相変化時間tcを変化させ、そのときの相変化時間tcとパーティクル除去効率PREとの相関を調べた結果を示す図である。同図に示すように、液相から固相への相変化時間tcが短いほど、パーティクル除去効率PREが高くなるという結果が得られた。 FIG. 3 (b) shows a conventional freeze cleaning technique, that is, a technique in which a liquid film formed on a substrate surface is frozen with a cooling gas and rinsed to remove the frozen film, and the phase change time tc is changed by variously changing the cooling capacity. It is a figure which shows the result of having changed and investigating the correlation of the phase change time tc at that time, and particle removal efficiency PRE. As shown in the figure, the result was obtained that the particle removal efficiency PRE was higher as the phase change time tc from the liquid phase to the solid phase was shorter.
凍結洗浄技術において、相変化時間tcを短縮するためには、冷却ガスによる液膜の冷却能力を高めることが考えられる。この目的のために、例えば、冷却ガスの供給量を増加させたり、冷却ガスの温度をより低温にすることは有効である。しかしながら、この場合、ガスの使用量や冷却に要するエネルギー消費量が増大し、処理コストを押し上げることになってしまう。そこで、本願発明者らは、液膜中に予め微粒子を混入させておき、冷却時にこの微粒子を凝固核として機能させることで液相から固相への相変化を促進させ、結果として相変化時間tcを短縮させる方法を検討した。 In the freeze cleaning technique, in order to shorten the phase change time tc, it is conceivable to increase the cooling capability of the liquid film by the cooling gas. For this purpose, for example, it is effective to increase the supply amount of the cooling gas or to lower the temperature of the cooling gas. However, in this case, the amount of gas used and the energy consumption required for cooling increase, which increases the processing cost. Therefore, the inventors of the present invention previously mixed fine particles in the liquid film, and promoted the phase change from the liquid phase to the solid phase by causing the fine particles to function as solidification nuclei during cooling, resulting in a phase change time. A method for shortening tc was examined.
図4はこの実施形態における液膜凍結の原理を模式的に示す図である。この実施形態では、図4(a)に示すように、スピンチャック2に保持した基板Wを回転させながら、液体中に微粒子Pを分散させた第1処理液Lを遮断部材9のノズル97から基板表面Wfに向け供給する。こうして基板表面Wfに微粒子Pを含む第1処理液Lの液膜を形成する。次いで、図4(b)に示すように、基板Wの回転を維持しながら、冷却ガス吐出ノズル3を基板Wの回転中心から周縁部に向けて走査移動させて、冷却ガスを基板表面Wfの液膜LPに供給する。これにより、基板中心から周縁部に向けて、第1処理液が凍結した凍結領域FRが広がってゆく。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the principle of liquid film freezing in this embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 4A, the first processing liquid L in which the fine particles P are dispersed in the liquid is rotated from the
冷却ガスが直接吹き付けられる冷却ガス吐出ノズル3の直下では、冷却により液膜LP中に微小な氷塊ICが形成されこれが成長することにより、液膜の凍結が進行する。このとき、液膜LP中に微粒子Pが分散されていると、それらが凝固核となって氷塊ICの形成が促進される。この作用により、相変化時間tcの短縮が期待される。
Immediately below the cooling
そして、最終的には、図4(c)に示すように、基板表面Wfの液膜全体に凍結領域FRが広がり、液膜全体が凍結する。その後、基板Wにリンス液を供給して凍結膜を除去することにより、基板表面Wfに付着していたパーティクル等の汚染物質が凍結膜とともに洗い流されて、基板が洗浄される。 Finally, as shown in FIG. 4C, the freezing region FR spreads over the entire liquid film on the substrate surface Wf, and the entire liquid film freezes. Thereafter, a rinse liquid is supplied to the substrate W to remove the frozen film, whereby contaminants such as particles adhering to the substrate surface Wf are washed away together with the frozen film, and the substrate is cleaned.
第1処理液に分散させる微粒子Pが有するべき条件は以下の通りである。第1に、第1処理液の主体となる液体に対して溶解しないものである必要がある。添加した微粒子が液体に溶解するものであると、液体の凝固点降下によって液膜の凍結にさらなるエネルギーを必要とすることになる。次に、液体に対して凝固核として効果的に作用するものである必要がある。さらに、基板Wに接触して基板Wを汚染することがなく、リンス処理により簡単に洗い流すことができて基板表面Wfに残留しないものであることが望ましい。 The conditions that the fine particles P to be dispersed in the first treatment liquid should have are as follows. First, it must be insoluble in the liquid that is the main component of the first processing liquid. If the added fine particles are dissolved in the liquid, further energy is required for freezing the liquid film due to the lowering of the freezing point of the liquid. Next, it needs to act effectively as a solidification nucleus for the liquid. Further, it is desirable that the substrate W is not contaminated by contacting the substrate W, can be easily washed away by rinsing, and does not remain on the substrate surface Wf.
これらの条件を満たす微粒子について本願発明者らは種々の研究を行い、その結果、水を主体とする液体に対しては、ポリスチレンまたはシリカの微粒子Pを添加したときに、相変化時間tcが短縮され高いパーティクル除去効率PREを得られることがわかった。このことから、この実施形態では、ポリスチレン微粒子を水に分散させたスラリー状の懸濁液であるポリスチレンラテックス液をDIWと混合したものを第1処理液として基板表面Wfへの液膜形成に使用している。 The inventors of the present invention have made various studies on the fine particles satisfying these conditions. As a result, when the polystyrene or silica fine particles P are added to a liquid mainly composed of water, the phase change time tc is shortened. It was found that high particle removal efficiency PRE can be obtained. Therefore, in this embodiment, a mixture of polystyrene latex liquid, which is a slurry suspension in which polystyrene fine particles are dispersed in water, and DIW is used as a first treatment liquid for forming a liquid film on the substrate surface Wf. doing.
図5はこの実施形態における洗浄処理動作を示すフローチャートである。この装置では、未処理の基板Wが装置内に搬入されると、制御ユニット4が装置各部を制御して該基板Wに対して一連の洗浄処理が実行される。ここで、基板がその表面Wfに微細パターンを形成されたものである場合、該基板表面Wfを上方に向けた状態で基板Wが処理チャンバー1内に搬入され、スピンチャック2に保持される(ステップS101)。なお、このとき遮断部材9は離間位置にあり、基板Wとの干渉を防止している。 FIG. 5 is a flowchart showing the cleaning processing operation in this embodiment. In this apparatus, when an unprocessed substrate W is carried into the apparatus, the control unit 4 controls each part of the apparatus to execute a series of cleaning processes on the substrate W. Here, when the substrate has a fine pattern formed on its surface Wf, the substrate W is loaded into the processing chamber 1 with the substrate surface Wf facing upward and held by the spin chuck 2 ( Step S101). At this time, the blocking member 9 is in a separated position to prevent interference with the substrate W.
スピンチャック2に未処理の基板Wが保持されると、遮断部材9が対向位置まで降下され、基板表面Wfに近接配置される(ステップS102)。これにより、基板表面Wfが遮断部材9の基板対向面に近接した状態で覆われ、基板Wの周辺雰囲気から遮断される。そして、制御ユニット4はチャック回転機構22を駆動させてスピンチャック2を回転させるとともに、ノズル97から冷却された第1処理液を基板表面Wfに供給する。図4(a)に示すように、基板表面に供給された第1処理液には基板Wの回転に伴う遠心力が作用し、基板Wの径方向外向きに均一に広げられてその一部が基板外に振り切られる。これによって、基板表面Wfの全面にわたって液膜の厚みを均一にコントロールして、基板表面Wfの全体に所定の厚みを有する第1処理液の液膜が形成される(ステップS103)。なお、液膜形成に際して、上記のように基板表面Wfに供給された第1処理液の一部を振り切ることは必須の要件ではない。例えば、基板Wの回転を停止させた状態あるいは基板Wを比較的低速で回転させた状態で基板Wから液を振り切ることなく基板表面Wfに液膜を形成してもよい。
When the unprocessed substrate W is held on the spin chuck 2, the blocking member 9 is lowered to the opposing position and is disposed close to the substrate surface Wf (step S102). As a result, the substrate surface Wf is covered in the state of being close to the substrate facing surface of the blocking member 9 and is blocked from the ambient atmosphere of the substrate W. Then, the control unit 4 drives the
この状態では、基板Wの表面Wfに所定厚さの第1処理液によるパドル状液膜が形成されている。こうして、液膜形成が終了すると、制御ユニット4は遮断部材9を離間位置に退避させる(ステップS104)。その後、冷却ガス吐出ノズル3を待機位置から基板の回転中心の上方に移動させる。そして、回転する基板Wの表面Wfに向けて冷却ガス吐出ノズル3から冷却ガスを吐出させながら、冷却ガス吐出ノズル3を徐々に基板Wの端縁位置に向けて走査移動させていく(ステップS105)。これにより、図4(b)に示すように、冷却ガスにより冷やされた液膜LP中で氷塊が形成されるとともに、これが成長することで液膜LPが部分的に凍結し、凍結した領域(凍結領域FR)が基板表面Wfの中央部に形成される。このとき、液膜LP中に分散された微粒子Pが核となることで氷塊の形成が促進され、液相から固相への相変化に要する時間が短縮される。
In this state, a paddle-like liquid film of the first processing liquid having a predetermined thickness is formed on the surface Wf of the substrate W. Thus, when the liquid film formation is completed, the control unit 4 retracts the blocking member 9 to the separated position (step S104). Thereafter, the cooling
そして、方向Dsへのノズル3のスキャンによって凍結領域FRは基板表面Wfの中央部から周縁部へと広げられ、図4(c)に示すように、最終的には基板表面Wfの液膜全面が凍結する。液膜全体が凍結すると、冷却ガス吐出ノズル3を退避させるとともに遮断部材9を基板表面Wfに近接配置する(ステップS106)。
Then, the freezing region FR is expanded from the central portion to the peripheral portion of the substrate surface Wf by the scanning of the
続いて、基板Wの両面に対しDIWによるリンス処理を行う(ステップS107)。すなわち、基板表面Wfに近接配置した遮断部材9のノズル97と、下面ノズル27とからそれぞれ常温のDIWを吐出し、基板Wの両面をDIWによりリンス処理する。本実施形態において使用する微粒子はポリスチレン粒子またはシリカ粒子である。本願発明者らの知見によれば、これらの微粒子はDIWリンス処理によって基板Wから比較的容易に洗い流すことが可能であり、リンス後には基板への残留がほとんど見られない。
Subsequently, a rinse process using DIW is performed on both surfaces of the substrate W (step S107). That is, room temperature DIW is discharged from the
その後、基板両面へのDIWの供給をともに停止し、基板を乾燥させる乾燥処理を行う(ステップS108)。すなわち、遮断部材9に設けられたノズル97およびスピンベース23に設けられた下面ノズル27から常温の窒素ガス(乾燥ガス)を吐出させながら基板Wを高速度で回転させることにより、基板Wに残留するDIWを振り切り基板Wを乾燥させる。このときに供給される窒素ガスは乾燥ガスとしての作用をするものであり、熱交換器642を通さない常温のガスである。こうして乾燥処理が終了すると、処理済みの基板Wを搬出することによって1枚の基板に対する処理が完了する(ステップS109)。
Thereafter, the supply of DIW to both sides of the substrate is stopped, and a drying process for drying the substrate is performed (step S108). That is, by rotating the substrate W at a high speed while discharging nitrogen gas (dry gas) at room temperature from the
上記処理によって得られる洗浄効果について説明する。上記のようにして液膜を凍結させると、基板表面Wfとパーティクルの間に入り込んだ液膜の体積が増加(摂氏0℃の水が摂氏0℃の氷になると、その体積はおよそ1.1倍に増加する)し、パーティクルが微小距離だけ基板表面Wfから離れる。その結果、基板表面Wfとパーティクルとの間の付着力が低減され、さらにはパーティクルが基板表面Wfから脱離することとなる。このとき、基板表面Wfに微細パターンが形成されている場合であっても、液膜の体積膨張によってパターンに加わる圧力はあらゆる方向に等しく、つまりパターンに加えられる力が相殺される。そのため、パターンの剥離や倒壊を防止しながら、パーティクルのみを基板表面Wfから剥離させることができる。そして、新たに供給するDIWによって凍結した液膜を除去することにより、パーティクル等についても基板表面Wfから取り除くことができる。 The cleaning effect obtained by the above treatment will be described. When the liquid film is frozen as described above, the volume of the liquid film entering between the substrate surface Wf and the particles increases (when water at 0 ° C. becomes ice at 0 ° C., the volume is about 1.1. The particles are separated from the substrate surface Wf by a minute distance. As a result, the adhesion force between the substrate surface Wf and the particles is reduced, and further, the particles are detached from the substrate surface Wf. At this time, even if a fine pattern is formed on the substrate surface Wf, the pressure applied to the pattern by the volume expansion of the liquid film is equal in all directions, that is, the force applied to the pattern is canceled out. Therefore, it is possible to peel only the particles from the substrate surface Wf while preventing the pattern from peeling or collapsing. Then, by removing the liquid film frozen by newly supplied DIW, particles and the like can also be removed from the substrate surface Wf.
以上のように、この実施形態では、基板表面Wfに液膜を形成してこれを冷却ガスにより凍結させ、凍結膜を除去することで基板を洗浄する凍結洗浄技術において、液膜を構成する液体に凝固核として作用する微粒子を分散させている。こうすることで、冷却ガスにより冷やされた液膜中では微粒子を核として氷塊が形成されやすい状態となり、液膜の液相から固相への相変化が短時間で生じる。本願発明者らの知見によれば、液膜の液相から固相への相変化時間tcを短縮することでパーティクル除去効率を向上させることが可能であり、本実施形態においても高いパーティクル除去効率を得ることができる。 As described above, in this embodiment, in the freeze cleaning technique in which a liquid film is formed on the substrate surface Wf, frozen with a cooling gas, and the frozen film is removed to clean the substrate, the liquid constituting the liquid film The fine particles that act as solidification nuclei are dispersed. By doing so, in the liquid film cooled by the cooling gas, an ice lump is easily formed with the fine particles as nuclei, and the phase change from the liquid phase to the solid phase of the liquid film occurs in a short time. According to the knowledge of the inventors of the present application, it is possible to improve the particle removal efficiency by shortening the phase change time tc from the liquid phase to the solid phase of the liquid film. Even in this embodiment, the particle removal efficiency is high. Can be obtained.
液膜に添加する微粒子としてはポリスチレン粒子またはシリカ粒子としており、これらを用いた場合、微粒子が基板に触れることによる悪影響がなく、またDIWでのリンス処理により容易に除去することができ、しかも処理後に基板に残留するという問題も生じない。 The fine particles added to the liquid film are polystyrene particles or silica particles. When these particles are used, there is no adverse effect caused by the fine particles touching the substrate, and they can be easily removed by rinsing with DIW. There is no problem of remaining on the substrate later.
このように、本実施形態によれば、凍結洗浄処理におけるパーティクル除去効率を向上させることが可能であり、しかも、パーティクル除去効率向上のために冷却ガスの使用量を増やしたりガス温度をより低温化させる必要がないので、処理コストの増大を抑えることが可能である。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to improve the particle removal efficiency in the freeze cleaning process, and also increase the amount of cooling gas used to improve the particle removal efficiency or lower the gas temperature. Therefore, it is possible to suppress an increase in processing cost.
なお、第1処理液に混入させる微粒子の量については、例えば次のような本願発明者らの知見に基づき設定することが可能である。凝固核となる微粒子を含まないDIWによる液膜を凍結させた場合、凍結膜中に生成される氷塊の代表的なサイズは小さいもので直径150μm程度である。液膜中でほぼ一様にこのサイズの氷塊を生成させると仮定すると、上部から見たときの液膜の1cm2当たりの氷塊の数は、約5.7×103個となる。微粒子混入の効果をより確かなものとするためには、微粒子を含まないときに生成される氷塊よりも多数の氷塊を生成させることが望ましく、したがって、液膜1cm2当たりに含まれる微粒子の数を、例えば上記氷塊の数以上とすることが考えられる。 The amount of fine particles mixed into the first treatment liquid can be set based on, for example, the following knowledge of the present inventors. When a liquid film made of DIW that does not contain microparticles as solidification nuclei is frozen, the typical size of ice blocks generated in the frozen film is small and about 150 μm in diameter. Assuming that ice pieces of this size are generated almost uniformly in the liquid film, the number of ice pieces per 1 cm 2 of the liquid film when viewed from above is about 5.7 × 10 3 . In order to make the effect of mixing the fine particles more certain, it is desirable to generate a larger number of ice blocks than the ice blocks generated when the fine particles are not included. Therefore, the number of the fine particles included per 1 cm 2 of the liquid film. For example, it is conceivable to set the number to be equal to or greater than the number of ice blocks.
以上説明したように、この実施形態においては、スピンチャック2が本発明の「基板保持手段」として機能している。また、処理液供給部62、特にDIW貯留部621、スラリー貯留部622および混合器623等が一体として本発明の「第1処理液生成手段」として機能している。また、開閉バルブ625、液供給管96およびノズル97等が一体として本発明の「第1処理液供給手段」として機能する一方、開閉バルブ626、液供給管96およびノズル97等が一体として本発明の「第2処理液供給手段」として機能している。すなわち、本実施形態においてはリンス液としてのDIWが本発明の「第2処理液」に相当している。
As described above, in this embodiment, the spin chuck 2 functions as the “substrate holding means” of the present invention. Further, the processing
また、この実施形態では、冷却ガス吐出ノズル3が本発明の「冷却ノズル」として機能しており、該ノズル3およびガス供給部64が本発明の「冷却ガス供給手段」として機能している。
In this embodiment, the cooling
また、図5の処理においては、ステップS103、S105およびS107がそれぞれ本発明の「液膜形成工程」、「凍結工程」および「除去工程」に相当している。また、混合器623において予めDIWとスラリーとを混合し第1処理液を生成する過程が、本発明の「第1処理液生成工程」に相当している。
In the process of FIG. 5, steps S103, S105, and S107 correspond to the “liquid film forming step”, “freezing step”, and “removal step” of the present invention, respectively. Further, the process of previously mixing DIW and slurry in the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、DIWとスラリーとの混合液を本発明の「第1処理液」として、またDIWを本発明の「第2処理液」として使用しているが、使用する液種はこれに限定されない。例えば、第1処理液の主体としてDIW以外に使用可能なものとしては、純水、アンモニア水と過酸化水素水との混合溶液(SC−1溶液)や、これらに少量の界面活性剤を添加したものなどがある。特に、SC−1溶液を使用した場合、基板、基板に付着したパーティクルおよび溶液に添加した微粒子の間に相互にゼータ電位差が生じるので、剥離されたパーティクルや微粒子の基板への再付着をより効果的に防止し、より優れたパーティクル除去効果を得ることが可能である。また、「第2処理液」についてもDIWに限定されず、上記した液種を同様に用いることが可能である。また、第1処理液の主成分となる液種と第2処理液とが異なるものであっても構わない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, a mixed liquid of DIW and slurry is used as the “first processing liquid” of the present invention, and DIW is used as the “second processing liquid” of the present invention. It is not limited to. For example, what can be used other than DIW as the main component of the first treatment liquid includes pure water, a mixed solution of ammonia water and hydrogen peroxide solution (SC-1 solution), and a small amount of surfactant added to these. There is something that was done. In particular, when the SC-1 solution is used, a zeta potential difference is generated between the substrate, the particles adhering to the substrate, and the fine particles added to the solution, so that the reattachment of the separated particles and fine particles to the substrate is more effective. Therefore, it is possible to obtain a better particle removal effect. Further, the “second treatment liquid” is not limited to DIW, and the above-described liquid types can be used similarly. Further, the liquid type that is the main component of the first treatment liquid and the second treatment liquid may be different.
また、上記実施形態では、冷却ガスおよび乾燥ガスとして同一の窒素ガス貯留部から供給されて互いに温度を異ならせた窒素ガスを用いているが、乾燥ガスおよび冷却ガスとしては窒素ガスに限定されない。例えば、乾燥ガスおよび冷却ガスのいずれか一方または両方を乾燥空気や他の不活性ガスとしてもよい。特に、冷却ガスは洗浄液を冷却するものであって基板に直接触れるものではないので、冷却ガスとして乾燥空気を好適に使用することができる。 Moreover, in the said embodiment, although nitrogen gas supplied from the same nitrogen gas storage part and having mutually different temperature is used as cooling gas and drying gas, drying gas and cooling gas are not limited to nitrogen gas. For example, one or both of the dry gas and the cooling gas may be dry air or other inert gas. In particular, since the cooling gas cools the cleaning liquid and does not directly touch the substrate, dry air can be suitably used as the cooling gas.
また、上記各実施形態ではDIWを吐出する処理液吐出口と冷却ガスを吐出するガス吐出口とを同軸構造としているが、このような構造に限定されるものではなく、例えば、基板の回転軸上に洗浄液を吐出する処理液吐出口を設ける一方、冷却ガスを吐出するガス吐出口を処理液吐出口の横に並べて配置してもよい。このような構造では冷却ガスが基板回転軸に対し非対称に吐出されることになるが、基板を回転させているので実質的には等方的に処理が行われる。 Further, in each of the above embodiments, the processing liquid discharge port that discharges DIW and the gas discharge port that discharges the cooling gas have a coaxial structure. However, the present invention is not limited to this structure. While the processing liquid discharge port for discharging the cleaning liquid is provided above, the gas discharge port for discharging the cooling gas may be arranged side by side next to the processing liquid discharge port. In such a structure, the cooling gas is discharged asymmetrically with respect to the substrate rotation axis. However, since the substrate is rotated, processing is performed substantially isotropically.
また、上記各実施形態の基板処理装置は、DIW貯留部621および窒素ガス貯留部641をいずれも装置内部に内蔵しているが、洗浄液およびガスの供給源については装置の外部に設けられてもよく、例えば工場内に既設の洗浄液やガスの供給源を利用するようにしてもよい。また、これらを冷却するための既設設備がある場合には、該設備によって冷却された洗浄液やガスを利用するようにしてもよい。
In addition, the substrate processing apparatus of each of the above embodiments incorporates the
また、上記各実施形態の基板処理装置は、基板Wの上方に近接配置される遮断部材9を有するものであるが、本発明は遮断部材を有しない装置にも適用可能である。また、これらの実施形態の装置は基板Wをその周縁部に当接するチャックピン24によって保持するものであるが、基板の保持方法はこれに限定されるものではなく、他の方法で基板を保持する装置にも、本発明を適用することが可能である。 Further, the substrate processing apparatus of each of the above embodiments has the blocking member 9 disposed close to the upper side of the substrate W, but the present invention is also applicable to an apparatus having no blocking member. In addition, although the apparatus of these embodiments holds the substrate W by the chuck pins 24 that abut on the peripheral edge thereof, the substrate holding method is not limited to this, and the substrate is held by other methods. The present invention can also be applied to an apparatus that performs the above.
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板全般を処理する基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。 The present invention relates to a semiconductor wafer, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for FED (Field Emission Display), a substrate for optical disk, a substrate for magnetic disk, a substrate for magneto-optical disk, etc. The present invention can be applied to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for processing an entire substrate including the substrate.
2 スピンチャック(基板保持手段)
3 冷却ガス吐出ノズル
9 遮断部材
62 処理液供給部(第1処理液生成手段)
64 ガス供給部(冷却ガス供給手段)
96 液供給管(第1処理液供給手段、第2処理液供給手段)
97 ノズル(第1処理液供給手段、第2処理液供給手段)
621 DIW貯留部(第1処理液生成手段)
622 スラリー貯留部(第1処理液生成手段)
623 混合器(第1処理液生成手段)
625 開閉バルブ(第1処理液供給手段)
626 開閉バルブ626(第2処理液供給手段)
S103 液膜形成工程
S105 凍結工程
S107 除去工程
W 基板
Wf 基板表面
Wb 基板裏面
2 Spin chuck (substrate holding means)
3 Cooling gas discharge nozzle 9
64 Gas supply part (cooling gas supply means)
96 liquid supply pipe (first processing liquid supply means, second processing liquid supply means)
97 nozzle (first processing liquid supply means, second processing liquid supply means)
621 DIW reservoir (first treatment liquid generating means)
622 Slurry reservoir (first treatment liquid generating means)
623 Mixer (first treatment liquid generating means)
625 On-off valve (first processing liquid supply means)
626 On-off valve 626 (second processing liquid supply means)
S103 Liquid film formation process S105 Freezing process S107 Removal process W Substrate Wf Substrate surface Wb Substrate back surface
Claims (7)
前記第1処理液の凝固点よりも低温の冷却ガスにより、前記液膜を凍結させる凍結工程と、
前記液膜が凍結した前記基板の表面に第2処理液を供給して、前記液膜の凍結膜を除去する除去工程と
を備えることを特徴とする基板処理方法。 A liquid film forming step of forming a liquid film by a first treatment liquid in which polystyrene or silica fine particles are dispersed on the surface of the substrate;
A freezing step of freezing the liquid film with a cooling gas having a temperature lower than the freezing point of the first treatment liquid;
A substrate processing method comprising: a removing step of supplying a second processing liquid to the surface of the substrate on which the liquid film is frozen to remove the frozen film on the liquid film.
純水、脱イオン水、およびアンモニア水と過酸化水素水との混合溶液のいずれかの液体に、ポリスチレンまたはシリカの微粒子を含むスラリーを混合して、第1処理液を生成する第1処理液生成手段と、
前記第1処理液を前記基板保持手段に保持された前記基板の表面に供給して、前記基板表面に前記第1処理液の液膜を形成する第1処理液供給手段と、
前記液膜を形成された前記基板の表面に、前記第1処理液の凝固点よりも低温の冷却ガスを供給して、前記液膜を凍結させる冷却ガス供給手段と、
前記液膜が凍結した前記基板の表面に第2処理液を供給して、前記液膜の凍結膜を除去する第2処理液供給手段と
を備えることを特徴とする基板処理装置。 Substrate holding means for holding the substrate substantially horizontally;
A first treatment liquid for producing a first treatment liquid by mixing a slurry containing fine particles of polystyrene or silica with any one of pure water, deionized water, and a mixed solution of ammonia water and hydrogen peroxide water. Generating means;
First processing liquid supply means for supplying the first processing liquid to the surface of the substrate held by the substrate holding means to form a liquid film of the first processing liquid on the substrate surface;
A cooling gas supply means for supplying a cooling gas having a temperature lower than the freezing point of the first processing liquid to the surface of the substrate on which the liquid film is formed, and freezing the liquid film;
A substrate processing apparatus, comprising: a second processing liquid supply unit configured to supply a second processing liquid to the surface of the substrate on which the liquid film has been frozen and remove the frozen film of the liquid film.
前記冷却ガス供給手段は、前記冷却ガスを吐出しながら前記基板の表面に沿って走査移動する冷却ノズルを備える請求項6に記載の基板処理装置。 The substrate holding means rotates the substrate around a vertical axis,
The substrate processing apparatus according to claim 6, wherein the cooling gas supply unit includes a cooling nozzle that scans and moves along the surface of the substrate while discharging the cooling gas.
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