JP2025032738A - SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、処理チャンバ内で基板を乾燥させる技術に関するものであり、特に液膜で覆われた基板を超臨界状態の処理流体で処理するプロセスに関するものである。 This invention relates to a technique for drying a substrate in a processing chamber, and in particular to a process for treating a substrate covered with a liquid film with a processing fluid in a supercritical state.
半導体基板、表示装置用ガラス基板等の各種基板の処理工程には、基板の表面を各種の処理流体によって処理するものが含まれる。処理流体として薬液やリンス液などの液体を用いる湿式処理が従来から広く行われている。近年では、当該湿式処理後の基板を乾燥させるために、超臨界状態の処理流体を用いた処理も実用化されている。特に、微細パターンが形成されたパターン形成面を有する基板の乾燥処理においては、有益である。というのも、超臨界状態の処理流体は、液体に比べて表面張力が低く、パターンの隙間の奥まで入り込むという特性を有しているからである。当該処理流体を用いることで、効率よく乾燥処理を行うことが可能である。また、乾燥時において表面張力に起因するパターン倒壊の発生リスクを低減させることも可能である。 Processing processes for various substrates, such as semiconductor substrates and glass substrates for display devices, include processing the surface of the substrate with various processing fluids. Wet processing, which uses liquids such as chemicals and rinse fluids as processing fluids, has been widely used. In recent years, processing using processing fluids in a supercritical state has also been put to practical use in order to dry substrates after the wet processing. This is particularly useful in drying substrates having a patterned surface on which fine patterns are formed. This is because the processing fluid in a supercritical state has a lower surface tension than liquids and has the property of penetrating deep into the gaps in the pattern. By using this processing fluid, it is possible to perform the drying process efficiently. It is also possible to reduce the risk of pattern collapse due to surface tension during drying.
例えば特許文献1に記載の基板処理システムでは、本発明の「湿式処理装置」の一例として基板現像装置が設けられている。この基板現像装置では、当該装置内での最終処理として、リンス液により濡れている基板に対し、本発明の「有機溶媒」の一例であるIPA(イソプロピルアルコール:isopropylalcohol)液が供給される。これにより、IPA置換が実行され、基板の表面からリンス液が除去される。また、基板の表面にIPA液を盛った液盛り状態が作り出される。つまり、IPA液を含む液膜がパドル状に形成される。その結果、基板の表面はIPA液で濡れた状態で維持される。そして、液盛り状態が維持されたまま基板は基板搬送装置により本発明の「超臨界処理装置」の一例に相当する基板乾燥装置に搬送され、超臨界状態の処理流体による乾燥処理が実行される。
For example, in the substrate processing system described in
基板現像装置や基板洗浄装置などの湿式処理装置において、IPA置換によりリンス液などの液体がパターンの内部から完全に排出されるのが望ましい。しかしながら、パターンの内底面に液体が残留することがある。このように残留する液体(以下「残留液」という)を残したまま基板を基板乾燥装置(超臨界処理装置)に搬入し、超臨界乾燥処理を実行すると、次のような問題が発生することがある。つまり、液膜を構成する液体成分と超臨界状態の処理流体との置換が不完全になりやすい。そのため、それをカバーするために、処理流体の使用量を増大させるという対応策が考えられる。しかしながら、これはランニングコストの増大を招くとともに、大きな環境負荷を社会に与えてしまう。 In wet processing equipment such as substrate developing equipment and substrate cleaning equipment, it is desirable to completely drain liquids such as rinse liquid from inside the pattern by IPA replacement. However, liquid may remain on the inner bottom surface of the pattern. If the substrate is loaded into a substrate drying equipment (supercritical processing equipment) with such remaining liquid (hereinafter referred to as "residual liquid") remaining and a supercritical drying process is performed, the following problem may occur. In other words, the replacement of the liquid components that make up the liquid film with the processing fluid in a supercritical state is likely to be incomplete. Therefore, in order to cover this, a countermeasure of increasing the amount of processing fluid used may be considered. However, this leads to an increase in running costs and places a large environmental burden on society.
また、処理流体の使用量を増大させたとしても、パターンの内底面に残留液がそのまま残り、これがパターン倒壊の要因となることもあった。このため、残留液の存在が製品歩留まりの低下の主要因のひとつになっている。 Even if the amount of processing fluid used was increased, residual liquid would remain on the inner bottom surface of the pattern, which could cause the pattern to collapse. For this reason, the presence of residual liquid is one of the main causes of reduced product yields.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、湿式処理を受けた基板の表面に有機溶媒を盛った状態の基板を湿式処理装置から超臨界処理装置に搬送し、超臨界状態の処理流体を用いて基板を乾燥させる基板処理システムにおいて、処理流体の消費量を削減して環境負荷を軽減しながら歩留まりの向上を図ることができる技術を提供することを目的とする。 This invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a technology that can improve yield while reducing the consumption of processing fluid and mitigating the environmental load in a substrate processing system in which a substrate that has been subjected to wet processing and has an organic solvent applied to its surface is transported from the wet processing device to a supercritical processing device and the substrate is dried using a processing fluid in a supercritical state.
この発明の一の態様は、パターンが形成されたパターン形成面を有する基板を処理する基板処理方法であって、(a)湿式処理装置において、パターン形成面への薬液の供給による基板の湿式処理、パターン形成面へのリンス液の供給によるリンス処理、パターン形成面への有機溶媒の供給による置換処理、およびパターン形成面への有機溶媒の供給によりパターン形成面上に有機溶媒の液膜を液盛り状態に形成する液盛り処理を、この順序で実行する工程と、(b)液盛り状態のまま、湿式処理装置から基板を超臨界処理装置に搬送する工程と、(c)超臨界処理装置において、液盛り状態のパターン形成面に超臨界状態の処理流体を接触させることで、基板を乾燥させる工程と、を備え、工程(a)、工程(b)および工程(c)の少なくとも1つにおいて、液盛り状態を維持しつつパターン内を温めることを特徴としている。 One aspect of the present invention is a substrate processing method for processing a substrate having a pattern-formed surface on which a pattern is formed, comprising: (a) a step of performing, in a wet processing apparatus, a wet processing of the substrate by supplying a chemical liquid to the pattern-formed surface, a rinsing processing by supplying a rinsing liquid to the pattern-formed surface, a replacement processing by supplying an organic solvent to the pattern-formed surface, and a puddle processing for forming a liquid film of the organic solvent in a puddle state on the pattern-formed surface by supplying an organic solvent to the pattern-formed surface, in this order; (b) a step of transporting the substrate from the wet processing apparatus to a supercritical processing apparatus while maintaining the puddle state; and (c) a step of drying the substrate by contacting the puddle-state pattern-formed surface with a processing fluid in a supercritical state in the supercritical processing apparatus, characterized in that in at least one of steps (a), (b), and (c), the inside of the pattern is heated while maintaining the puddle state.
また、この発明の他の態様は、パターンが形成されたパターン形成面を有する基板を処理する基板処理システムであって、パターン形成面への薬液の供給による基板の湿式処理、パターン形成面へのリンス液の供給によるリンス処理、パターン形成面への有機溶媒の供給による置換処理、およびパターン形成面への有機溶媒の供給によりパターン形成面上に有機溶媒の液膜を液盛り状態に形成する液盛り処理を、この順序で実行する湿式処理装置と、液盛り状態のパターン形成面に超臨界状態の処理流体を接触させることで、基板を乾燥させる超臨界処理装置と、液盛り状態のまま、湿式処理装置から基板を超臨界処理装置に搬送する基板搬送装置と、を備え、湿式処理装置、基板搬送装置および超臨界処理装置のうちの少なくとも1つは、液盛り状態を維持しつつ、パターン内を温めることを特徴としている。 Another aspect of the present invention is a substrate processing system for processing a substrate having a pattern-formed surface on which a pattern is formed, comprising a wet processing apparatus that performs, in the order of wet processing of the substrate by supplying a chemical liquid to the pattern-formed surface, a rinsing process by supplying a rinsing liquid to the pattern-formed surface, a replacement process by supplying an organic solvent to the pattern-formed surface, and a puddle process for forming a liquid film of the organic solvent in a puddle state on the pattern-formed surface by supplying an organic solvent to the pattern-formed surface; a supercritical processing apparatus that dries the substrate by contacting the puddle-state pattern-formed surface with a processing fluid in a supercritical state; and a substrate transport apparatus that transports the substrate from the wet processing apparatus to the supercritical processing apparatus while maintaining the puddle state, and is characterized in that at least one of the wet processing apparatus, the substrate transport apparatus, and the supercritical processing apparatus heats the inside of the pattern while maintaining the puddle state.
従来では、湿式処理装置において、パターン形成面への薬液の供給により薬液処理が実行された後で、従来技術では、リンス処理、置換処理および液盛り処理がこの順序で実行されていた。このため、パターンの内底面にリンス液が残留することがあり、この残留液が処理流体の消費増大や製品の歩留まり低下を招く要因となる。そこで、本発明では、液盛り状態を維持しつつ、パターン内が温められる。これにより、パターン内に存在する液体成分の対流拡散が促進される。つまり、内底面に存在していた残留液も有機溶媒に対流拡散して有機溶媒に混合される。その結果、パターンの内底面での残留液が存在しない状態、いわゆる残留液フリーで、超臨界状態の処理流体による乾燥処理が実行される。 In the past, in a wet processing apparatus, after a chemical processing is performed by supplying a chemical solution to a pattern formation surface, a rinsing process, a replacement process, and a liquid puddle process are performed in this order in the conventional technology. As a result, the rinsing solution may remain on the inner bottom surface of the pattern, and this residual liquid is a factor that leads to increased consumption of processing fluid and reduced product yield. Therefore, in the present invention, the inside of the pattern is heated while maintaining the liquid puddle state. This promotes convection diffusion of the liquid components present in the pattern. In other words, the residual liquid present on the inner bottom surface is also convection-diffused into the organic solvent and mixed with the organic solvent. As a result, a drying process is performed using a processing fluid in a supercritical state in a state where there is no residual liquid on the inner bottom surface of the pattern, i.e., in a so-called residual liquid-free state.
上記のように、本発明によれば、残留液フリーで超臨界乾燥処理を実行することができる。その結果、処理流体の消費量を削減しながら歩留まりの向上を図ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to perform supercritical drying processing without leaving any residual liquid. As a result, it is possible to improve yield while reducing the consumption of processing fluid.
図1は本発明に係る基板処理システムの第1実施形態の概略構成を示す図である。この基板処理システム1は、例えば半導体ウエハなどの各種基板の上面に処理液を供給して基板を湿式処理し、その後に基板を乾燥させるための処理システムであり、本発明に係る基板処理方法を実施するのに好適なシステム構成を有している。基板処理システム1は、その主要構成として、湿式処理装置2、基板搬送装置3、超臨界処理装置4および制御装置9を備えている。
Figure 1 is a diagram showing the schematic configuration of a first embodiment of a substrate processing system according to the present invention. This
湿式処理装置2は、被処理基板を受け入れて所定の湿式処理を実行する。処理の内容は特に限定されない。湿式処理には、上記従来装置で実行される薬液による現像処理や基板を洗浄する洗浄処理などが含まれるが、基板のパターン形成面にIPA液などの有機溶媒を盛った液盛り状態が作り出される。基板搬送装置3は、液盛り状態が維持されたまま基板を湿式処理装置2から搬出して搬送し、超臨界処理装置4に搬入する。超臨界処理装置4は、搬入された基板に対し超臨界状態の処理流体を用いた乾燥処理(超臨界乾燥処理)を実行する。これらはクリーンルーム内に設置される。したがって、基板搬送装置3は大気雰囲気、大気圧下で基板Sを搬送することとなる。
The
制御装置9は、これらの各装置の動作を制御して所定の処理を実現する。この目的のために、制御装置9は、CPU91、メモリ92、ストレージ93、およびインターフェース94などを備えている。CPU91は、各種の制御プログラムを実行する。メモリ92は、処理データを一時的に記憶する。ストレージ93は、CPU91が実行する制御プログラムを記憶する。インターフェース94は、ユーザや外部装置と情報交換を行う。後述する装置の動作は、CPU91が予めストレージ93に書き込まれた制御プログラムを実行し、装置各部に所定の動作を行わせることにより実現される。
The
CPU91が所定の制御プログラムを実行することにより、制御装置9には、湿式処理装置2の動作を制御する湿式処理制御部95、基板搬送装置3の動作を制御する搬送制御部96、超臨界処理装置4の動作を制御する超臨界処理制御部97などの機能ブロックがソフトウェア的に実現される。なお、これらの機能ブロックの各々は、その少なくとも一部が専用ハードウェアにより構成されてもよい。
When the
本実施形態における「基板」としては、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の各種基板を適用可能である。以下では主として円盤状の半導体ウエハの処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明する。しかしながら、上に例示した各種の基板の処理にも同様に適用可能である。また基板の形状についても各種のものを適用可能である。 As the "substrate" in this embodiment, various substrates such as semiconductor wafers, glass substrates for photomasks, glass substrates for liquid crystal displays, glass substrates for plasma displays, substrates for FEDs (Field Emission Displays), substrates for optical disks, substrates for magnetic disks, and substrates for magneto-optical disks can be applied. Below, a substrate processing apparatus used primarily for processing disc-shaped semiconductor wafers will be described with reference to the drawings. However, the present invention can be applied to the processing of the various substrates exemplified above in the same manner. Various substrate shapes can also be applied.
また、以下の説明において、一方主面のみにパターンが形成されている基板を例として用いる。ここで、パターン等が形成されている主面の側を「表面」と称し、その反対側のパターンが形成されていない主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた基板の主面を「下面」と称し、上方に向けられた基板の主面を「上面」と称する。尚、以下においては上面を表面として説明する。 In the following explanation, a substrate having a pattern formed on only one of its main surfaces will be used as an example. Here, the side of the main surface on which the pattern is formed will be referred to as the "front surface," and the opposite main surface on which no pattern is formed will be referred to as the "rear surface." The main surface of the substrate facing downward will be referred to as the "lower surface," and the main surface of the substrate facing upward will be referred to as the "upper surface." In the following explanation, the upper surface will be referred to as the front surface.
図2Aおよび図2Bは本発明の第1実施形態に係る基板処理システムに装備された湿式処理装置の構成例を示す図である。より具体的には、図2Aは湿式処理装置の全体構成を示す側面図であり、図2Bは湿式処理装置の動作を説明するための図である。この湿式処理装置2は、基板Sの上面に処理液を供給して基板を処理する装置である。湿式処理装置2の動作は、制御装置9の湿式処理制御部95により制御される。
Figures 2A and 2B are diagrams showing an example of the configuration of a wet processing apparatus installed in a substrate processing system according to a first embodiment of the present invention. More specifically, Figure 2A is a side view showing the overall configuration of the wet processing apparatus, and Figure 2B is a diagram for explaining the operation of the wet processing apparatus. This
湿式処理装置2は、基板Sの表面(パターン形成面)Saに処理液を供給し、後で詳述する各種処理(薬液処理、リンス処理、置換処理および液膜形成処理など)を行う。この目的のために、湿式処理装置2は、処理チャンバ200の内部に、基板保持部21、スプラッシュガード22、処理液供給部23,24を備えている。これらの動作は制御装置9に設けられる湿式処理制御部95より制御される。基板保持部21は、基板Sとほぼ同等の直径を有する円板状のスピンチャック211を有し、スピンチャック211の周縁部には複数のチャックピン212が設けられている。
The
図3はチャックピンの構成および動作を模式的に示す図であり、同図(a)はチャック状態(挟み込み状態)のチャックピンを示し、同図(b)は非チャック状態(開放状態)のチャックピンを示している。図示を省略しているが、本実施形態では、12個のチャックピン212がスピンチャック211の回転軸線AXを中心として放射状に設けられている。各チャックピン212は、スピンチャック211の周縁部の上面において、径方向Dに移動自在に配置されている。ここでいう「径方向D」とは、回転軸線AXとチャックピン212とを結んだ仮想線の長手方向を意味している。
Figure 3 is a diagram showing the configuration and operation of the chuck pin, where (a) shows the chuck pin in the chucked state (clamped state) and (b) shows the chuck pin in the non-chucked state (open state). Although not shown, in this embodiment, twelve
複数のチャックピン212はいずれも同一の構成を有している。したがって、以下においては、一のチャックピン212の構成について説明し、その他のチャックピン212の各部については、同一符号を付して説明を省略する。チャックピン212は、図3に示すように、チャック当接面212aを有している。このチャック当接面212aは、スピンチャック211の周縁部の上面を径方向Dに沿って移動可能となっている。チャックピン212では、チャック当接面212aの上方に下側当接面212bが設けられている。下側当接面212bは回転軸線AX側に向かう方向(+D)に進むにしたがって下方に傾斜している。この下側当接面212bの(-D)方向側の端部から湾曲当接面212cが上方に設けられている。この湾曲当接面212cは、回転軸線AX側を向く曲面に仕上げられている。さらに、湾曲当接面212cの上方端から上側当接面212dが上方に延設されている。この上側当接面212dは、回転軸線AX側に向かう方向(+D)に進むにしたがって上方に傾斜している。より詳しくは、図3に示すように、湾曲当接面212cは、上側当接面212dと下側当接面212bとの間に配置された状態で、上側当接面212dと下側当接面212bとに直接的に連続している。したがって、上側当接面212d、湾曲当接面212cおよび下側当接面212bが繋がって基板Sと当接する基板当接部位212eを径方向Dと直交する水平方向から見ると、基板当接部位212eは略C字形状を有している。つまり、チャックピン212は、基板当接部位212eを回転軸線AXに向けた状態で、径方向Dに沿って往復移動可能となっている。
All of the multiple chuck pins 212 have the same configuration. Therefore, the configuration of one
チャックピン212はチャック駆動部215と接続されている。チャック駆動部215は、湿式処理制御部95からの指令に応じて、チャックピン212を径方向Dに移動させる。例えば基板搬送装置3との間で基板Sの受渡しを行う際には、図3(b)に示すように、チャック駆動部215はチャックピン212を方向(-D)に移動させ、非チャック位置に位置決めする。このとき、湾曲当接面212cおよび上側当接面212dは回転軸線AXから基板Sの半径よりも若干離れている。一方、下側当接面212bは基板Sの下方に位置している。したがって、基板Sは、同図(b)に示すように、下側当接面212bのみで、しかも下側当接面212bのうち湾曲当接面212cから(+D)方向側に離れた位置で支持される。
The
一方、基板Sをチャックする際には、図3(a)に示すように、チャック駆動部215はチャックピン212を方向(+D)に移動させ、チャック位置に位置決めする。このようにチャックピン212を非チャック位置からチャック位置に移動させることで、下側当接面212bでの基板Sの支持位置が(-D)方向にシフトする。このチャックピン212のチャック位置への移動が完了すると、基板Sが下側当接面212b、湾曲当接面212cおよび上側当接面212dで支持される。つまり、基板チャックが完了する。
On the other hand, when chucking the substrate S, as shown in FIG. 3(a), the
基板Sのチャックを開放する際には、上記とは逆の手順でチャックピン212が移動するとともに、下側当接面212bでの基板Sの支持位置が(+D)方向にシフトする。
When releasing the chuck of the substrate S, the
また、下側当接面212bでの基板Sの支持位置が径方向Dに移動することで、鉛直方向Zにおける基板Sの高さ位置が距離dzだけ変位する。したがって、湿式処理制御部95がチャック駆動部215に往復移動指令を与えると、チャックピン212が径方向Dに往復移動するとともに、それに同期して基板Sの昇降が繰り返される。つまり、基板Sに対して上下方向の振動を与えることが可能となっている。なお、本実施形態では、振動付与が可能なチャックピン212を用いているが、振動付与機能を有しない従前のチャックピンを用いてもよい。
In addition, as the support position of the substrate S on the
図2Aおよび図2Bに戻って、湿式処理装置2の構成説明を続ける。スピンチャック211はその下面中央部から下向きに延びる回転支軸213により上面が水平となるように支持されている。回転支軸213は処理チャンバ200の底部に取り付けられた回転機構214により回転自在に支持されている。回転機構214は図示しない回転モータを内蔵しており、制御装置9からの制御指令に応じて回転モータが回転することで、回転支軸213に直結されたスピンチャック211が1点鎖線で示す回転軸線AXまわりに回転する。図2においては上下方向が鉛直方向である。これにより、基板Sが水平姿勢のまま回転軸線AXまわりに回転される。
Returning to Figures 2A and 2B, we will continue to explain the configuration of the
基板保持部21を側方から取り囲むように、スプラッシュガード22が設けられる。スプラッシュガード22は、スピンチャック211の周縁部を覆うように設けられた概略筒状のカップ221と、カップ221の外周部の下方に設けられた液受け部222とを有している。カップ221は制御装置9からの制御指令に応じて昇降する。カップ221は、図2Aに示すようにカップ221の上端部がスピンチャック211に保持された基板Sの周縁部よりも下方まで下降した下方位置と、図2Bに示すようにカップ221の上端部が基板Sの周縁部よりも上方に位置する上方位置との間で昇降移動する。
The
カップ221が下方位置にあるときには、図2Aに示すように、スピンチャック211に保持される基板Sがカップ221外に露出した状態になっている。このため、例えばスピンチャック211への基板Sの搬入および搬出時にカップ221が障害となることが防止される。
When the
また、カップ221が上方位置にあるときには、図2Bに示すように、スピンチャック211に保持される基板Sの周縁部を取り囲むことになる。これにより、後述する液供給時に基板Sの周縁部から振り切られる処理液がチャンバ200内に飛散することが防止され、処理液を確実に回収することが可能となる。すなわち、基板Sが回転することで基板Sの周縁部から振り切られる処理液の液滴はカップ221の内壁に付着して下方へ流下し、カップ221の下方に配置された液受け部222により集められて回収される。複数の処理液を個別に回収するために、複数段のカップが同心に設けられてもよい。
When the
処理液供給部23は、処理チャンバ200に固定されたベース231に対し回動自在に設けられた回動支軸232から水平に伸びるアーム233の先端にノズル234が取り付けられた構造を有している。回動支軸232が制御装置9からの制御指令に応じて回動することによりアーム233が揺動し、アーム233先端のノズル234が、図2Aに示すように基板Sの上方から側方へ退避した退避位置と、図2Bに示すように基板S上方の処理位置との間を移動する。
The processing
ノズル234は処理液供給源238に接続されており、処理液供給源238から適宜の処理液が送出されると、ノズル234から基板Sに向けて処理液が吐出される。図2Bに示すように、スピンチャック211が比較的低速で回転することで基板Sを回転させながら、基板Sの回転中心の上方に位置決めされたノズル234から処理液F1を供給することで、基板Sの表面Saが処理液L1により処理される。本実施形態では、処理液L1として、薬液(現像液、エッチング液、洗浄液など)およびリンス液を使用するため、処理液供給源238は薬液供給源238AおよびDIW供給源238Bを有している。また、DIW供給源238Bとノズル234とを接続する配管には、加熱器239が介挿されている。この加熱器239は、湿式処理制御部95からの加熱指令に応じてDIW供給源238Bから供給されるリンス液として機能する常温のDIW(脱イオン水:De-ionized water)を加熱し、常温よりも高いDIW(以下「高温DIW」という)を生成する。なお、本明細書において「常温」とは、5℃~35℃の温度範囲にあることを意味する。一方、高温DIWの温度については、後で説明する。
The
もう1組の処理液供給部24も、上記した第1の処理液供給部23と対応する構成を有している。すなわち、第2の処理液供給部24は、ベース241、回動支軸242、アーム243、ノズル244等を有しており、これらの構成は、第1の処理液供給部23において対応するものと同等である。回動支軸242が制御装置9からの制御指令に応じて回動することによりアーム243が揺動する。アーム243先端のノズル244は、基板Sの表面Saに対して処理液を供給する。
The other processing
この実施形態において、第2の処理液供給部24は、置換処理および液膜形成処理を実施する目的に使用される。すなわち、湿式処理後の基板Sは超臨界処理装置4に搬送されて超臨界乾燥処理を受けるが、搬送の間に基板Sの表面が露出して酸化したり、表面に形成された微細パターンが倒壊したりするのを防止するために、基板Sは表面がパドル状液膜で覆われた状態で搬送される。
In this embodiment, the second processing
液膜を構成する液体としては、薬液処理やリンス処理に用いられる処理液の主成分である水よりも表面張力の小さい物質としてイソプロピルアルコール(IPA)またはアセトンなどの有機溶媒が用いられる。これらの有機溶媒は有機溶媒供給源248から供給される。
As the liquid that constitutes the liquid film, an organic solvent such as isopropyl alcohol (IPA) or acetone is used, which has a lower surface tension than water, which is the main component of the processing liquid used in the chemical processing and rinsing processes. These organic solvents are supplied from an organic
ここでは、湿式処理装置2に2組の処理液供給部が設けられているが、処理液供給部の設置数やその構造、機能についてはこれに限定されるものではない。例えば、処理液供給部は1組のみであってもよく、また3組以上設けられてもよい。また、1つの処理液供給部が複数のノズルを備えてもよい。例えば1つのアームの先端に複数のノズルが設けられてもよい。また、上記のようにノズルが所定の位置に位置決めされた状態で処理液を吐出する態様のみでなく、例えば基板Sの表面Saに沿ってノズルが走査移動しながら処理液を吐出する態様が含まれてもよい。
Here, two sets of processing liquid supply units are provided in the
図1に戻って、説明を続ける。基板搬送装置3には、伸縮・回動自在のアームの先端にハンド31が設けられた搬送ロボット30が設けられる。ハンド31は基板の下面に部分的に当接することで基板を支持可能であり、図1に点線で示すように、湿式処理装置2および超臨界処理装置4の双方に対し進退移動自在となっている。これにより、湿式処理装置2および超臨界処理装置4のそれぞれに対して、基板の搬入および搬出を行うことができる。搬送ロボット30の動作は制御装置9の搬送制御部96により制御される。この種の搬送ロボットとしては多くの公知技術があり、本実施形態でもそれらを適宜選択して用いることができるので、詳しい説明を省略する。
Returning to FIG. 1, the explanation will continue. The
図4は超臨界処理装置の構成を示す側面図である。超臨界処理装置4は、湿式処理後の基板Sに対し超臨界状態の処理流体を用いた乾燥処理を施す装置である。より具体的には、超臨界処理装置4は、湿式処理後の基板Sを受け入れて、超臨界状態の処理流体によって基板Sに残留する液体を置換した後、処理流体を排出することで、最終的に基板Sを乾燥状態に至らせるための装置である。
Figure 4 is a side view showing the configuration of a supercritical processing apparatus. The
超臨界処理装置4は、処理ユニット41、移載ユニット43および供給ユニット45を備えている。処理ユニット41は、超臨界乾燥処理の実行主体となるものである。移載ユニット43は、基板搬送装置3により搬送されてくる湿式処理後の基板Sを受け取って処理ユニット41に搬入し、また処理後の基板Sを処理ユニット41から外部の搬送装置に受け渡す。供給ユニット45は、処理に必要な化学物質、動力およびエネルギー等を、処理ユニット41および移載ユニット43に供給する。これらの動作は制御装置9、特に超臨界処理制御部97により制御される。
The
処理ユニット41は、台座411の上に処理チャンバ412が取り付けられた構造を有している。処理チャンバ412は、いくつかの金属ブロックの組み合わせにより構成され、その内部が空洞となって処理空間SPを構成している。処理対象の基板Sは処理空間SP内に搬入されて処理を受ける。処理チャンバ412の(-Y)側側面には、X方向に細長く延びるスリット状の開口421が形成されている。開口421を介して、処理空間SPと外部空間とが連通している。処理空間SPの断面形状は、開口421の開口形状と概ね同じである。すなわち、処理空間SPはX方向に長くZ方向に短い断面形状を有し、Y方向に延びる空洞である。
The
処理チャンバ412の(-Y)側側面には、開口421を閉塞するように蓋部材413が設けられている。蓋部材413が処理チャンバ412の開口421を閉塞することにより、気密性の処理容器が構成される。これにより、内部の処理空間SPで基板Sに対する高圧下での処理が可能となる。蓋部材413の(+Y)側側面には平板状の支持トレイ415が水平姿勢で取り付けられている。支持トレイ415の上面は、基板Sを載置可能な支持面となっている。蓋部材413は図示を省略する支持機構により、Y方向に水平移動自在に支持されている。
A
蓋部材413は、供給ユニット45に設けられた進退機構453により、処理チャンバ412に対して進退移動可能となっている。具体的には、進退機構453は、例えばリニアモータ、直動ガイド、ボールねじ機構、ソレノイド、エアシリンダ等の直動機構を有している。このような直動機構が蓋部材413をY方向に移動させる。進退機構453は制御装置9からの制御指令に応じて動作する。
The
蓋部材413が(-Y)方向に移動することにより処理チャンバ412から離間し、点線で示すように支持トレイ415が処理空間SPから開口421を介して外部へ引き出されると、支持トレイ415へのアクセスが可能となる。すなわち、支持トレイ415への基板Sの載置、および支持トレイ415に載置されている基板Sの取り出しが可能となる。一方、蓋部材413が(+Y)方向に移動することにより、支持トレイ415は処理空間SP内へ収容される。支持トレイ415に基板Sが載置されている場合、基板Sは支持トレイ415とともに処理空間SPに搬入される。
When the
図5は支持トレイの構造を示す斜視図である。支持トレイ415は、トレイ部材416と、複数の支持ピン417とを有している。トレイ部材416は、例えば平板状の構造体の水平かつ平坦な上面に、基板Sの平面サイズに対応した、より具体的には円形の基板Sの直径より僅かに大きい直径を有する窪み418を設けた構造を有している。
Figure 5 is a perspective view showing the structure of the support tray. The
窪み418は部分的にトレイ部材416の側面まで延びている。つまり、窪み418の側壁面は円形ではなく、部分的に切り欠かれている。このため、この切り欠き部分では、窪み418の底面418aの一部は直接側面に接続している。この例では、支持トレイ415のX側両端部および(+Y)側端部にこのような切り欠き部分が設けられており、これらの部位において、底面418aが側面に直接接続している。
The
また、底面418aのうち移載ユニット43のリフトピン437に対応する位置には、リフトピン437を挿通させるための貫通孔419が穿設されている。貫通孔419を通ってリフトピン437が昇降することで、基板Sが窪み418に収容された状態と、これより上方へ持ち上げられた状態とが実現される。
In addition, through
窪み418の周縁部には複数の支持ピン417が配置されている。支持ピン417の配設数は任意であるが、基板Sを安定的に支持するという点からは3以上であることが望ましい。本実施形態では、3つの支持ピン417が、上方からの平面視で底面418aを取り囲むように、トレイ部材416に取り付けられている。図5中の部分拡大図に示すように、支持ピン417は高さ規制部位417aと水平位置規制部位417bとを有している。
A number of support pins 417 are arranged on the periphery of the
高さ規制部位417aは、上面が平坦となっており、基板Sの下面の周縁部に当接することで、基板Sを支持するとともにその鉛直方向Zにおける位置(以下「高さ位置」という)を規制する。一方、水平位置規制部位417bは、高さ規制部位417aの上端よりも上方まで延びており、基板Sの側面に当接することで、基板Sの水平方向(XY方向)における位置を規制する。このような支持ピン417により、基板Sは窪み418の底面418aと対向しながら底面418aから上方に離間した水平姿勢で支持される。
The
蓋部材413が(+Y)方向に移動し開口421を塞ぐことにより、処理空間SPが密閉される。蓋部材413の(+Y)側側面と処理チャンバ412の(-Y)側側面との間にはシール部材422が設けられ、処理空間SPの気密状態が保持される。シール部材422は例えばゴム製である。また、図示しないロック機構により、蓋部材413は処理チャンバ412に対して固定される。このように、この実施形態では、蓋部材413は、開口421を閉塞して処理空間SPを密閉する閉塞状態(実線)と、開口421から大きく離間して基板Sの出し入れが可能となる離間状態(点線)との間で切り替えられる。
The
処理空間SPの気密状態が確保された状態で、処理空間SP内で基板Sに対する処理が実行される。この実施形態では、供給ユニット45に設けられた流体供給部457が、処理流体として、超臨界処理に利用可能な物質の処理流体、例えば二酸化炭素を送出し、さらに処理流体を処理チャンバ412内で加圧することで超臨界状態に至らせる。処理流体は気体または液体の状態で処理ユニット41に供給される。二酸化炭素は、比較的低温、低圧で超臨界状態となり、また基板処理に多用される有機溶媒をよく溶かす性質を有するという点で、超臨界乾燥処理に好適な化学物質である。二酸化炭素が超臨界状態となる臨界点は、気圧(臨界圧力)が7.38MPa、温度(臨界温度)が31.1℃である。
With the processing space SP kept airtight, processing of the substrate S is performed in the processing space SP. In this embodiment, the
処理流体が処理空間SPに充填され、処理空間SP内が適当な温度および圧力に到達すると、処理空間SPは超臨界状態の処理流体で満たされる。こうして基板Sが処理チャンバ412内で超臨界状態の処理流体により処理される。供給ユニット45には流体回収部455が設けられており、処理後の流体は流体回収部455により回収される。流体供給部457および流体回収部455は、超臨界処理制御部97により制御されている。
When the processing space SP is filled with the processing fluid and the processing space SP reaches an appropriate temperature and pressure, the processing space SP is filled with the processing fluid in a supercritical state. In this way, the substrate S is processed by the processing fluid in a supercritical state in the
処理空間SPは、支持トレイ415およびこれに支持される基板Sを受け入れ可能な形状および容積を有している。すなわち、処理空間SPは、水平方向には支持トレイ415の幅よりも広く、鉛直方向には支持トレイ415と基板Sとを合わせた高さよりも大きい概略矩形の断面形状と、支持トレイ415を受け入れ可能な奥行きとを有している。このように処理空間SPは支持トレイ415および基板Sを受け入れるだけの形状および容積を有している。ただし、支持トレイ415および基板Sと、処理空間SPの内壁面との間の隙間は僅かである。したがって、処理空間SPを充填するために必要な処理流体の量は比較的少なくて済む。
The processing space SP has a shape and volume capable of receiving the
流体供給部457は、基板Sの(+Y)側端部よりもさらに(+Y)側で、処理空間SPに対して処理流体を供給する。一方、流体回収部55は、基板Sの(-Y)側端部よりもさらに(-Y)側で、処理空間SPのうち基板Sよりも上方の空間および支持トレイ415よりも下方の空間を流通してくる処理流体を排出する。これにより、処理空間SP内では、基板Sの上方と支持トレイ415の下方とのそれぞれに、(+Y)側から(-Y)側に向かう処理流体の層流が形成されることになる。
The
制御装置9の超臨界処理制御部97は、図示しない検出部の検出結果に基づいて処理空間SP内の圧力および温度を特定し、その結果に基づき流体供給部457および流体回収部455を制御する。これにより、処理空間SPへの処理流体の供給および処理空間SPからの処理流体の排出が適切に管理され、処理空間SP内の圧力および温度が予め定められた処理レシピに応じて調整される。
The supercritical
移載ユニット43は、基板搬送装置3と支持トレイ415との間における基板Sの受け渡しを担う。この目的のために、移載ユニット43は、本体431と、昇降部材433と、ベース部材435と、複数のリフトピン437とを備えている。昇降部材433はZ方向に延びる柱状の部材であり、図示しない支持機構により、本体431に対してZ方向に移動自在に支持されている。昇降部材433の上部には、略水平の上面を有するベース部材435が取り付けられている。ベース部材435の上面から上向きに、複数のリフトピン437が立設されている。リフトピン437の各々は、その上端部が基板Sの下面に当接することで基板Sを下方から水平姿勢に支持する。基板Sを水平姿勢で安定的に支持するために、上端部の高さが互いに等しい3以上のリフトピン437が設けられることが望ましい。
The
昇降部材433は、供給ユニット45に設けられた昇降機構451により昇降移動可能となっている。具体的には、昇降機構451は、例えばリニアモータ、直動ガイド、ボールねじ機構、ソレノイド、エアシリンダ等の直動機構を有しており、このような直動機構が昇降部材433をZ方向に移動させる。昇降機構451は制御装置9からの制御指令に応じて動作する。
The lifting
昇降部材433の昇降によりベース部材435が上下動し、これと一体的に複数のリフトピン437が上下動する。これにより、移載ユニット43と支持トレイ415との間での基板Sの受け渡しが実現される。より具体的には、図5に点線で示すように、支持トレイ415がチャンバ外へ引き出された状態で基板Sが受け渡される。この目的のために、支持トレイ415にはリフトピン437を挿通させるための貫通孔419が設けられている。ベース部材435が上昇すると、リフトピン437の上端は貫通孔419を通して支持トレイ415の上面よりも上方に到達する。この状態で、搬送ロボット30により搬送されてくる基板Sが、搬送ロボット30のハンド31からリフトピン437に受け渡される。リフトピン437が下降することにより、基板Sはリフトピン437から支持トレイ415へ受け渡される。基板Sの搬出は、上記と逆の手順により行うことができる。
The
図6は第1実施形態に係る基板処理システムにより実行される処理の概要を示す図である。この基板処理システム1は、処理対象の基板Sを受け入れて、薬液、リンス液および有機溶媒などの処理液を用いた湿式処理、湿式処理済の基板Sを湿式処理装置2から超臨界処理装置4に搬送する搬送処理および超臨界処理流体を用いた超臨界乾燥処理を順番に実行する。具体的には、処理対象の基板Sが基板処理システム1を構成する湿式処理装置2に収容される(ステップS10)と、湿式処理(ステップS20)、搬送処理(ステップS30)および超臨界乾燥処理(ステップS40)がこの順序で実行される。
Figure 6 is a diagram showing an overview of the processing performed by the substrate processing system according to the first embodiment. This
ここで、基板Sの搬入は、外部の搬送装置により直接行われてもよく、また外部の搬送装置から搬送ロボット30を介して搬入される態様でもよい。
Here, the substrate S may be transported directly by an external transport device, or may be transported from the external transport device via a
湿式処理装置2は、所定の処理液を用いて基板Sに対し湿式処理を施す(ステップS20)。本実施形態は、従来装置と同様に、薬液処理(ステップS21)、リンス処理(ステップS22)、置換処理(ステップS23)および液膜形成処理(ステップS24)をこの順序で実行するが、次の点で従来装置と相違する。すなわち、湿式処理では、ステップS21で現像液や洗浄液などの薬液を供給して所定の薬液処理を行った後に、高温DIWがリンス液として基板Sの表面Saに供給される(ステップS22)。それに続いて、例えばIPAなどの有機溶媒を基板Sに供給することで、基板Sの表面Saに付着しているリンス液が有機溶媒に置換される(ステップS23)とともに、有機溶媒を盛った液盛り状態が作り出される。つまり、液膜LFが基板Sの表面Saに形成される(ステップS24:液膜形成処理)。
The
このように従来装置と同様に、薬液処理(ステップS21)、リンス処理(ステップS22)、置換処理(ステップS23)および液膜形成処理(ステップS24)をこの順序で実行しているため、同図の右上段に示すように、基板Sの表面Saに形成されたパターンPTの内底面にDIWが残存液として存在することがある。しかしながら、本実施形態では、高温DIWをリンス液として使用しているため、高温DIWによりパターンPT内が温められる。これにより、パターンPT内に存在するDIWおよびIPAなどの液体成分の対流拡散が促進される。つまり、内底面に存在していた残留液もIPAに対流拡散してIPAに混合される。こうして、基板Sの表面Saに残留液フリーの液膜LFが形成される。 As described above, as in the conventional apparatus, the chemical liquid processing (step S21), rinsing processing (step S22), replacement processing (step S23), and liquid film forming processing (step S24) are performed in this order, so that DIW may remain as residual liquid on the inner bottom surface of the pattern PT formed on the surface Sa of the substrate S, as shown in the upper right part of the figure. However, in this embodiment, high-temperature DIW is used as the rinsing liquid, so the inside of the pattern PT is heated by the high-temperature DIW. This promotes convection diffusion of liquid components such as DIW and IPA present in the pattern PT. In other words, the residual liquid present on the inner bottom surface is also convected and diffused into the IPA and mixed with the IPA. In this way, a residual liquid-free liquid film LF is formed on the surface Sa of the substrate S.
ここで、対流拡散を促進するためには、高温DIWの温度が40℃以上に設定するのが望ましく、例えばIPAの沸点(82.4℃)よりも高く設定してもよい。ただし、DIWの高温設定に起因し、液膜形成時に液はねが生じることがある。この液はねにより液膜LFの維持が困難になることがある。したがって、例えば特許第7179568号に記載された監視技術、いわゆるディスペンスモニタを用いて液膜LFの維持が可能となる高温DIWの上限温度を求めるのが好適である。そこで、本実施形態では、高温DIWの温度が40℃以上かつ上限温度以下となるように、湿式処理制御部95が加熱器239を制御している。その結果、液盛り状態を維持しつつ残留液を除去することができる。なお、上限温度の設定方法については、後で説明する実施形態においても同様である。
Here, in order to promote convection diffusion, it is desirable to set the temperature of the high-temperature DIW to 40 ° C. or higher, and may be set to, for example, higher than the boiling point of IPA (82.4° C.). However, due to the high temperature setting of the DIW, splashing may occur when the liquid film is formed. This splashing may make it difficult to maintain the liquid film LF. Therefore, it is preferable to obtain the upper limit temperature of the high-temperature DIW at which the liquid film LF can be maintained using, for example, a monitoring technique described in Japanese Patent No. 7179568, a so-called dispense monitor. Therefore, in this embodiment, the wet
湿式処理を受けた基板Sは、液盛り状態のまま、基板搬送装置3により湿式処理装置2から超臨界処理装置4に搬送される(ステップS30)。
The substrate S that has undergone wet processing is transported from the
超臨界処理装置4に搬送されてきた基板Sは、液盛り状態にまま、処理チャンバ412に収容される。具体的には、基板Sはパターン形成面(表面Sa)を上面にして、しかも該パターン形成面が薄い液膜LFに覆われた状態で搬送されてくる。図4に点線で示すように、蓋部材413が(-Y)側へ移動し支持トレイ415が引き出された状態で、リフトピン437が上昇する。搬送装置は基板Sをリフトピン437へ受け渡す。リフトピン437が下降することで、基板Sは支持トレイ415に載置される。支持トレイ415および蓋部材413が一体的に(+Y)方向に移動すると、基板Sを支持する支持トレイ415が処理チャンバ412内の処理空間SPに収容されるとともに、開口421が蓋部材413により閉塞される。
The substrate S transported to the
この状態で、処理流体としての二酸化炭素が、気相の状態で処理空間SPに導入される(ステップS41)。基板Sの搬入時に処理空間SPには外気が侵入するが、気相の処理流体を導入することで、これを置換することができる。さらに気相の処理流体を注入することで、処理チャンバ412内の圧力が上昇する。
In this state, carbon dioxide as a processing fluid is introduced in a gas phase into the processing space SP (step S41). When the substrate S is loaded, outside air enters the processing space SP, but this can be replaced by introducing the gas phase processing fluid. Furthermore, the pressure inside the
なお、処理流体の導入過程において、処理空間SPからの処理流体の排出は継続的に行われる。すなわち、流体供給部457により処理流体が導入されている間にも、流体回収部455による処理空間SPからの処理流体の排出が実行されている。これにより、処理に供された処理流体が処理空間SPに滞留することなく排出され、処理流体中に取り込まれた残留物などの不純物が基板Sに再付着することが防止される。
In addition, during the process of introducing the processing fluid, the processing fluid is continuously discharged from the processing space SP. That is, even while the processing fluid is being introduced by the
処理流体の供給量が排出量よりも多ければ、処理空間SPにおける処理流体の密度が上昇しチャンバ内圧が上昇する。逆に、処理流体の供給量が排出量よりも少なければ、処理空間SPにおける処理流体の密度は低下しチャンバ内は減圧される。このような処理流体の処理チャンバ412への供給および処理チャンバ12からの排出については、予め作成された給排レシピに基づいて行われる。すなわち、制御装置9が給排レシピに基づき流体供給部457および流体回収部455を制御することによって、処理流体の供給・排出タイミングやその流量等が調整される。
If the amount of processing fluid supplied is greater than the amount of processing fluid discharged, the density of the processing fluid in the processing space SP increases, and the pressure inside the chamber increases. Conversely, if the amount of processing fluid supplied is less than the amount of processing fluid discharged, the density of the processing fluid in the processing space SP decreases, and the pressure inside the chamber is reduced. The supply of such processing fluid to the
図7は処理チャンバ内の圧力変化を示す図である。処理流体が二酸化炭素である場合、その臨界温度は室温とあまり変わらないため、処理中の温度変化もさほど大きくない。ここで、より変化が顕著であるチャンバ内圧力に着目して現象を説明する。処理空間SPが大気開放され内部の気圧が大気圧Paである状態から、処理空間SPが密閉された後の時刻T1に処理流体の導入が開始され、内部の圧力は上昇し始める。 Figure 7 shows the pressure change inside the processing chamber. When the processing fluid is carbon dioxide, its critical temperature is not very different from room temperature, so the temperature change during processing is not very large. Here, the phenomenon will be explained by focusing on the pressure inside the chamber, where the change is more noticeable. When the processing space SP is open to the atmosphere and the internal pressure is atmospheric pressure Pa, the introduction of the processing fluid begins at time T1 after the processing space SP is sealed, and the internal pressure begins to rise.
処理空間SP内で処理流体の圧力が上昇し臨界圧力Pcを超過するまで(ステップS42)、加圧は継続される。チャンバ内が臨界圧力Pcに到達する時刻T2において、処理流体はチャンバ内で超臨界状態となる。すなわち、処理空間SP内での相変化により、処理流体が気相から超臨界状態に遷移する。処理空間SPが超臨界状態の処理流体で満たされることで、基板Sを覆うIPA(あるいはIPAとDIWの混合流体)が超臨界状態の処理流体により置換される。基板Sの表面から遊離したIPA等は処理流体に溶け込んだ状態で処理流体と共に処理チャンバ412から排出され、基板Sから除去される。すなわち、超臨界状態の処理流体は、基板Sに付着するIPA(あるいはIPAとDIWの混合流体)を置換対象液としてこれを置換し、処理チャンバ412外へ排出する機能を有する。
Pressurization continues until the pressure of the processing fluid in the processing space SP rises and exceeds the critical pressure Pc (step S42). At time T2 when the chamber reaches the critical pressure Pc, the processing fluid becomes supercritical in the chamber. That is, due to a phase change in the processing space SP, the processing fluid transitions from the gas phase to the supercritical state. When the processing space SP is filled with the processing fluid in the supercritical state, the IPA (or a mixed fluid of IPA and DIW) covering the substrate S is replaced by the processing fluid in the supercritical state. IPA and the like that are liberated from the surface of the substrate S are discharged from the
処理流体が確実に超臨界状態に遷移している時刻T3以降、処理空間SPが超臨界状態の処理流体で満たされた状態を所定時間継続することで(ステップS43、S44)、基板Sに付着していた置換対象液を完全に置換しチャンバ外へ排出することができる。なお、図7では超臨界状態でのチャンバ内圧力Pmを一定として示しているが、臨界圧力Pc以下とならない範囲で圧力の変動があってもよい。 After time T3 when the processing fluid has definitely transitioned to the supercritical state, the processing space SP is kept filled with the processing fluid in the supercritical state for a predetermined time (steps S43, S44), so that the liquid to be replaced adhering to the substrate S can be completely replaced and discharged outside the chamber. Note that while FIG. 7 shows the pressure Pm inside the chamber in the supercritical state as constant, the pressure may fluctuate as long as it does not fall below the critical pressure Pc.
時刻T4において、処理チャンバ412内での超臨界状態の処理流体による置換対象液の置換が終了すると(ステップS44で「YES」)、処理空間SP内の処理流体を排出して基板Sを乾燥させる。具体的には、処理空間SPからの流体の排出量を増大させることで、超臨界状態の処理流体で満たされた処理チャンバ12内を減圧する(ステップS45)。
At time T4, when the replacement of the liquid to be replaced with the supercritical processing fluid in the
減圧プロセスにおいて、処理流体の供給は停止されてもよく、また少量の処理流体が継続して供給される態様でもよい。処理空間SPが超臨界状態の処理流体で満たされた状態から減圧されることで、処理流体は超臨界状態から相変化して気相となる。気化した処理流体を外部へ排出することで、基板Sは乾燥状態となる。このとき、急激な温度低下により固相および液相を生じることがないように、減圧速度が調整される。すなわち、時刻T4において減圧を開始した後、圧力が臨界圧力Pcを確実に下回る時刻T5までは、比較的低い減圧速度で減圧が実行される。これにより、処理空間SP内の処理流体は超臨界状態から直接気化して外部へ排出される。 In the depressurization process, the supply of the processing fluid may be stopped, or a small amount of processing fluid may be continuously supplied. When the processing space SP is depressurized from a state filled with processing fluid in a supercritical state, the processing fluid changes phase from the supercritical state to a gas phase. By discharging the vaporized processing fluid to the outside, the substrate S becomes dry. At this time, the depressurization speed is adjusted so that a solid phase and a liquid phase are not generated due to a sudden drop in temperature. That is, after the depressurization starts at time T4, the depressurization is performed at a relatively low depressurization speed until time T5 when the pressure falls reliably below the critical pressure Pc. As a result, the processing fluid in the processing space SP is directly vaporized from the supercritical state and discharged to the outside.
処理流体が完全に気化した時刻T5以降は減圧速度が高められ、これにより短時間で大気圧Paまで減圧することができる。こうすることで、減圧が開始される時刻T4からチャンバ内が大気圧Paまで低下する時刻T6までの期間の全てにおいて、処理流体が液化することはなく、乾燥後の表面が露出した基板Sに気液界面が形成されることは回避される。 After time T5 when the processing fluid is completely vaporized, the depressurization speed is increased, which allows the pressure to be reduced to atmospheric pressure Pa in a short time. In this way, the processing fluid does not liquefy during the entire period from time T4 when depressurization begins to time T6 when the pressure inside the chamber drops to atmospheric pressure Pa, and the formation of a gas-liquid interface on the substrate S with its surface exposed after drying is avoided.
このように、この実施形態の超臨界乾燥処理では、処理空間SPを超臨界状態の処理流体で満たした後、気相に相変化させて排出することにより、基板Sに付着する液体を効率よく置換し、基板Sへの残留を防止することができる。しかも、不純物の付着による基板の汚染やパターン倒壊等、気液界面の形成に起因して生じる問題を回避しつつ基板を乾燥させることができる。 In this way, in the supercritical drying process of this embodiment, the processing space SP is filled with a processing fluid in a supercritical state, and then the liquid is changed into a gas phase and discharged, thereby efficiently replacing the liquid adhering to the substrate S and preventing it from remaining on the substrate S. Furthermore, the substrate can be dried while avoiding problems caused by the formation of a gas-liquid interface, such as contamination of the substrate due to the adhesion of impurities and pattern collapse.
処理後の基板Sは後工程へ払い出される(ステップS50)。すなわち、蓋部材413が(-Y)方向へ移動することで支持トレイ415が処理チャンバ412から外部へ引き出され、移載ユニット43を介して外部の搬送装置へ基板Sが受け渡される。このとき、基板Sは乾燥した状態となっている。後工程の内容は任意である。こうして1枚の基板Sに対する処理が完結する。次に処理すべき基板がある場合には、ステップS101に戻って新たな基板Sが受け入れられ、上記処理が繰り返される。
After processing, the substrate S is discharged to the next process (step S50). That is, the
以上のように、第1実施形態によれば、湿式処理装置2において、高温DIWを用いてリンス処理を行っているため、高温DIWによりパターンPT内が温められる。このため、液盛り状態の基板Sのパターン形成面(表面Sa)のパターンPT内にDIWが残留したとしても、当該DIW(残留液)はIPAに効果的に対流拡散してIPAに混合される。したがって、いわゆる残留液フリーで、超臨界状態の処理流体による乾燥処理が実行される。このことは、超臨界状態の処理流体を過剰に使用することなく、超臨界乾燥処理を高品質で実行することを意味する。その結果、処理流体の消費量を削減しながら歩留まりの向上を図ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the
上記したように、第1実施形態では、DIWが本発明の「リンス液」の一例に相当している。また、IPAが本発明の「有機溶媒」の一例に相当している。基板Sの表面Saが本発明の「パターン形成面」に相当している。また、液膜形成処理が本発明の「液盛り処理」の一例に相当している。また、ステップS20、S30、S40がそれぞれ本発明の「工程(a)」、「工程(b)」、「工程(c)」の一例に相当している。 As described above, in the first embodiment, DIW corresponds to an example of the "rinsing liquid" of the present invention. Also, IPA corresponds to an example of the "organic solvent" of the present invention. The surface Sa of the substrate S corresponds to the "pattern formation surface" of the present invention. Also, the liquid film formation process corresponds to an example of the "liquid puddle process" of the present invention. Also, steps S20, S30, and S40 correspond to examples of "step (a)", "step (b)", and "step (c)" of the present invention, respectively.
ところで、上記第1実施形態では、パターンPT内を温める手段として高温DIWを用いているが、これ以外の手段を用いてもよい。 In the above first embodiment, high-temperature DIW is used as a means for heating the inside of the pattern PT, but other means may also be used.
図8は本発明の第2実施形態に係る基板処理システムに装備された湿式処理装置の構成例を示す図である。この基板処理システム1が第1実施形態と大きく相違するのは、常温のDIWがリンス液として供給されるように構成される代わりに、基板Sの裏面Sbの中央部に向けて高温DIWを吐出して加熱する裏面加熱部25が設けられている点である。以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明し、同一構成および動作については、同一または相当符号を付して説明を省略する。
Figure 8 is a diagram showing an example of the configuration of a wet processing apparatus installed in a substrate processing system according to a second embodiment of the present invention. This
裏面加熱部25は下方ノズル251を有している。この下方ノズル251は、図8に示すように、スピンチャック211に保持された基板Sの裏面Sbの中央部に対向する単一の吐出口252を有している。吐出口252は、鉛直上方に向けて高温DIWを吐出する。吐出された高温DIWは、スピンチャック211に保持されている基板Sの裏面Sbの中央部に対してほぼ垂直に入射する。下方ノズル251には、下面供給配管253が接続されている。下面供給配管253は、回転支軸213および回転機構214に設けられた鉛直中空部分の内部に挿通されている。下面供給配管253には、DIW供給源254が接続されている。また、下面供給配管253およびDIW供給源254を相互接続する配管には、加熱器255が介挿されている。この加熱器255は、湿式処理制御部95からの加熱指令に応じてDIW供給源254から供給される常温のDIWを加熱し、高温DIWを生成する。
The rear
図9は本発明の第2実施形態に係る基板処理システムにより実行される処理の概要を示す図である。この基板処理システム1は、第1実施形態と同様に、処理対象の基板Sを受け入れて、薬液、リンス液および有機溶媒などの処理液を用いた湿式処理、湿式処理済の基板Sを湿式処理装置2から超臨界処理装置4に搬送する搬送処理および超臨界処理流体を用いた超臨界乾燥処理を順番に実行する。第2実施形態では、ステップS21で現像液や洗浄液などの薬液を供給して所定の薬液処理を行った後に、常温のDIWがリンス液として基板Sの表面Saに供給される(ステップS22A)。それに続いて、例えばIPAなどの有機溶媒を基板Sに供給することで、基板Sの表面Saに付着しているリンス液が有機溶媒に置換される(ステップS23)とともに、有機溶媒を盛った液盛り状態が作り出される。つまり、液膜LFが基板Sの表面Saに形成される(液膜形成処理)。この液膜形成処理と並行し、下方ノズル251の吐出口252から高温DIWが吐出される。この高温DIWは基板Sの裏面Sbの中央部に対してほぼ垂直に入射し、裏面Sb全体に供給される。この高温DIWの基板Sへの供給によりパターンPT内が温められる。このため、第1実施形態と同様に、パターンPT内に存在するDIWおよびIPAなどの液体成分の対流拡散が促進される。つまり、内底面に存在していた残留液もIPAに対流拡散してIPAに混合される。こうして、基板Sの表面Saに残留液フリーの液膜LFが形成される(ステップS24A)。
9 is a diagram showing an overview of the processing performed by the substrate processing system according to the second embodiment of the present invention. As in the first embodiment, the
湿式処理を受けた基板Sは、液盛り状態のまま、基板搬送装置3により湿式処理装置2から超臨界処理装置4に搬送される(ステップS30)。そして、第1実施形態と同様にして、超臨界処理装置4において超臨界乾燥処理(ステップS40)が実行される。
The substrate S that has been subjected to the wet processing is transported by the
よって、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。このように第2実施形態では、基板Sを下面側から加熱するために高温DIWを用いているが、DIW以外の流体を加熱し、加熱流体を基板Sの裏面Sbに供給してもよい。このように高温DIWおよび加熱流体(これらを総称して「加熱媒体」という)の温度としては、パターンPT内を温めるためには、80℃以上であることが必要である。一方、上限温度としては、第1実施形態と同様に、ディスペンスモニタを用いて液膜LFの維持が可能となる加熱媒体の上限温度を求めるのが好適である。 Thus, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In this way, in the second embodiment, high-temperature DIW is used to heat the substrate S from the lower surface side, but a fluid other than DIW may be heated and the heating fluid may be supplied to the rear surface Sb of the substrate S. In this way, the temperature of the high-temperature DIW and the heating fluid (collectively referred to as the "heating medium") must be 80 °C or higher in order to heat the inside of the pattern PT. On the other hand, as for the upper limit temperature, it is preferable to use a dispense monitor to find the upper limit temperature of the heating medium at which the liquid film LF can be maintained, as in the first embodiment.
上記した第2実施形態では、加熱媒体による基板Sの加熱が本発明の「第1加熱処理」の一例に相当している。 In the second embodiment described above, the heating of the substrate S by the heating medium corresponds to an example of the "first heating process" of the present invention.
図10は本発明の第3実施形態に係る基板処理システムに装備された湿式処理装置の構成例を示す図である。この基板処理システム1が第1実施形態と大きく相違するのは、常温のDIWがリンス液として供給されるように構成される代わりに、スピンチャック211にヒーター26が内蔵されている点である。以下、第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明し、同一構成および動作については、同一または相当符号を付して説明を省略する。
Figure 10 is a diagram showing an example of the configuration of a wet processing apparatus installed in a substrate processing system according to a third embodiment of the present invention. This
ヒーター26が、その上面がスピンチャック211に保持されている基板Sの裏面Sb全体と対向するように、スピンチャック211に配置されている。このヒーター26は、湿式処理制御部95と電気的に接続されている。湿式処理制御部95から電力が供給されることでヒーター26が作動する。これによって、スピンチャック211の上面からの伝導熱および輻射熱によって基板Sが均一に加熱される。その結果、パターンPT内が温められる。
The
図11は本発明の第3実施形態に係る基板処理システムにより実行される処理の概要を示す図である。この基板処理システム1は、第1実施形態と同様に、処理対象の基板Sを受け入れて、薬液、リンス液および有機溶媒などの処理液を用いた湿式処理、湿式処理済の基板Sを湿式処理装置2から超臨界処理装置4に搬送する搬送処理および超臨界処理流体を用いた超臨界乾燥処理を順番に実行する。第3実施形態では、ステップS21で現像液や洗浄液などの薬液を供給して所定の薬液処理を行った後に、常温のDIWがリンス液として基板Sの表面Saに供給される(ステップS22A)。それに続いて、例えばIPAなどの有機溶媒を基板Sに供給することで、基板Sの表面Saに付着しているリンス液が有機溶媒に置換される(ステップS23)とともに、有機溶媒を盛った液盛り状態が作り出される。つまり、液膜LFが基板Sの表面Saに形成される(液膜形成処理)。この液膜形成処理と並行し、ヒーター26が作動し、基板Sを下方側から加熱する。これにより、パターンPT内が温められる。このため、第1実施形態と同様に、パターンPT内に存在するDIWおよびIPAなどの液体成分の対流拡散が促進される。つまり、内底面に存在していた残留液もIPAに対流拡散してIPAに混合される。こうして、基板Sの表面Saに残留液フリーの液膜LFが形成される(ステップS24B)。
11 is a diagram showing an outline of the processing performed by the substrate processing system according to the third embodiment of the present invention. As in the first embodiment, the
湿式処理を受けた基板Sは、液盛り状態のまま、基板搬送装置3により湿式処理装置2から超臨界処理装置4に搬送される(ステップS30)。そして、第1実施形態と同様にして、超臨界処理装置4において超臨界乾燥処理(ステップS40)が実行される。
The substrate S that has been subjected to the wet processing is transported by the
よって、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。このように第3実施形態では、基板Sから下方に離れて配設されたヒーター26により基板Sを加熱しており、これが本発明の「第2加熱処理」の一例に相当している。もちろん、ヒーターを基板Sの裏面Sbと対向密着させた状態で上記第2加熱処理を実行してもよい。
Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In this way, in the third embodiment, the substrate S is heated by the
また、上記第1実施形態ないし第3実施形態では、湿式処理装置2内でパターンPT内を温めているが、基板搬送装置3による超臨界処理装置4への基板搬送(ステップS30)中に基板SのパターンPT内を温めるように構成してもよい。例えば搬送ロボット30のハンド31にヒーター(図示省略)が内蔵されるように構成し、当該ヒーターにより基板Sを加熱することでパターンPT内を温めてもよい(第4実施形態)。
In the above first to third embodiments, the inside of the pattern PT is heated in the
また、超臨界処理装置4において、処理流体を基板Sに接触させる前に、トレイ部材416に支持された基板SのパターンPT内を温めるように構成してもよい。例えば超臨界処理装置4のトレイ部材416にヒーター(図示省略)が内蔵されるように構成し、当該ヒーターにより基板Sを加熱することでパターンPT内を温めてもよい(第5実施形態)。
The
また、上記第1実施形態ないし第5実施形態では、チャックピン212は、基板Sの側端部を挟み込んで基板Sを保持するという機能以外に、振動付与機能を有している。そこで、第1実施形態ないし第5実施形態のそれぞれに、液膜形成処理(ステップS24、S24A、S24B)後でかつ基板搬送(ステップS30)の前に、基板Sに振動を付与する工程を付加してもよい。ここでは、第1実施形態に対して振動を付加する構成を追加した第4実施形態について、図12を参照しつつ説明する。なお、それ以外の第2実施形態ないし第5実施形態においても同様である。 In the first to fifth embodiments, the chuck pins 212 have a vibration function in addition to the function of clamping the side edges of the substrate S to hold the substrate S. Therefore, a step of imparting vibration to the substrate S may be added to each of the first to fifth embodiments after the liquid film formation process (steps S24, S24A, S24B) and before the substrate transport (step S30). Here, a fourth embodiment in which a configuration for imparting vibration is added to the first embodiment will be described with reference to FIG. 12. The same applies to the other second to fifth embodiments.
図12は本発明の第4実施形態に係る基板処理システムにより実行される処理の概要を示す図である。第4実施形態では、湿式処理装置2において液盛り状態が作り出された後で、湿式処理制御部95がチャック駆動部215に往復移動指令を与える。すると、図3(a)に示すチャック状態と、図3(b)に示す非チャック状態とが交互に繰り返される。つまり、径方向Dにおけるチャックピン212の往復移動に伴って基板Sの昇降が繰り返される。これによって、図12の左下図に示すように、基板Sに対して鉛直方向Zの振動が与えられ、DIWとIPAとが移流拡散される。こうして残留液(DIW)が第1実施形態よりも短時間で消失するとともに、DIWが液膜LF全体に広がる(ステップS60)。なお、本明細書では、このように振動付加により残留液を除去する処理を「残留液除去処理」と称する。
Figure 12 is a diagram showing an overview of the process executed by the substrate processing system according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, after a liquid puddle state is created in the
また、第4実施形態では、残留液除去処理を実行するために振動付与機能が必須となるが、チャックピン212がその機能を担っている。そのため、振動付与機能を専門的に担う構成を追加する必要がないため、装置コストの低減を図ることができる。
In addition, in the fourth embodiment, a vibration function is essential to perform the residual liquid removal process, but this function is performed by the
また、第4実施形態では、残留液除去処理を実行するために基板Sを鉛直方向Zに振動させているが、振動の付与態様はこれに限定されるものではない。例えばチャックピン212で基板Sを保持した状態で、湿式処理制御部95が回転機構214に正逆回転指令を与えてもよい。この場合、正逆回転指令を受けた回転機構214は基板Sを回転軸線AXまわりに所定角度だけ正逆回転させる動作、つまり回動動作を繰り返す。このように基板Sを周方向に回動させる動作によって基板Sに振動を付与してもよい。
In addition, in the fourth embodiment, the substrate S is vibrated in the vertical direction Z to perform the residual liquid removal process, but the manner in which the vibration is applied is not limited to this. For example, while the substrate S is held by the chuck pins 212, the wet
また、チャックピン212による鉛直方向Zに沿った振動付与(以下「上下振動付与」という)や回転機構214による周方向に沿った振動付与(以下「回動振動付与」という)を行うことなく、別途追加した構成により基板Sに振動を付与してもよい。例えば液膜形成処理(ステップS24)に続いて湿式処理制御部95が基板保持部21から離れた位置に設置された超音波振動子を作動させ、超音波振動子で発生した超音波により基板Sを振動させてもよい。また、振動子を基板保持部21に予め取り付けておき、液膜形成処理(ステップS24)に続いて湿式処理制御部95が振動子を作動させてもよい。これらの実施形態では、振動子の設置態様によって基板Sの振動方向を制御することができる。なお、振動子や超音波振動子については、従来周知のものを使用することができる。したがって、本明細書において詳しい構成説明は省略する。
In addition, vibration may be applied to the substrate S by a separately added configuration without applying vibration along the vertical direction Z by the chuck pin 212 (hereinafter referred to as "applying vertical vibration") or vibration along the circumferential direction by the rotation mechanism 214 (hereinafter referred to as "applying rotational vibration"). For example, following the liquid film formation process (step S24), the wet
また、上記第4実施形態では、湿式処理装置2において液盛り状態の基板Sに振動を付与しているが、基板搬送装置3や超臨界処理装置4において振動を付与してもよい。例えば第1実施形態および第4実施形態では、搬送ロボット30は液盛り状態の基板Sを下面側から支持しながら湿式処理装置2および超臨界処理装置4の双方に対し進退移動自在となっている。したがって、搬送ロボット30は、単に湿式処理装置2および超臨界処理装置4のそれぞれに対して、基板Sの搬入および搬出を行う機能のみならず、基板Sを支持しているハンド31を水平方向に往復移動させたり、回動させたりすることが可能である。つまり、ハンド31の往復移動や回動動作を繰り返すことで基板Sに水平方向に沿った振動を付与することが可能となっている。そこで、湿式処理装置2から超臨界処理装置4への搬送工程(ステップS30)が次の3つのサブ工程、
・ハンド31が液盛り状態の基板Sを受け取る工程、
・液盛り状態の基板Sを保持したままハンド31が水平面内で所定距離だけ往復移動したり、正逆方向に回動したりして基板Sに振動を付与する工程、
・液盛り状態の基板Sを超臨界処理装置4の処理ユニット41に搬送する工程、
をこの順序で実行するように、搬送制御部96が搬送ロボット30を制御してもよい。なお、ここでは、ハンド31が湿式処理装置2に進入して液盛り状態の基板Sを受け取った時点で残留液除去処理を実行しているが、残留液除去処理の実行タイミングはこれに限定されるものではない。例えばハンド31が超臨界処理装置4に移動している途中や、ハンド31が超臨界処理装置4の近傍で停止して待機している間に残留液除去処理を実行してもよい。
In the fourth embodiment, the substrate S in a puddle state is subjected to vibration in the
A step in which the
A process in which the
A process of transporting the substrate S in a puddle state to the
The
また、超臨界処理装置4の稼働状況に応じて超臨界処理装置4への基板Sの搬送を待機するために、上記のように超臨界処理装置4の近傍を待機位置として設定する以外にも、別の待機位置を設ける場合がある。例えば基板搬送装置3が液盛り状態の基板Sを一時的に載置して待機させる載置台を有する場合には、当該載置台が待機位置として機能する。したがって、当該載置台に振動子を取り付け、当該載置台で待機している基板Sに振動を付与してもよい。つまり、載置台が設けられた待機位置で残留液除去処理を実行してもよい。
In addition, in order to wait for the transport of the substrate S to the
また、残留液除去処理を実行するために、ハンド31を水平方向に沿って振動させる、または水平面内で回動させているが、搬送ロボット30の構成によっては別の態様で振動を付与してもよい。例えば搬送ロボット30がハンド31を鉛直方向Zに移動可能に構成されていることがある。このような場合、液盛り状態の基板Sを保持したハンド31を鉛直方向Zに昇降させることで、基板Sに振動させてもよい。
In addition, to perform the residual liquid removal process, the
第1実施形態および第4実施形態では、超臨界処理装置4に搬送されてきた基板Sは、液盛り状態にまま、処理チャンバ412に収容される。具体的には、基板Sはパターン形成面Saを上面にして、しかも該パターン形成面Saが薄い液膜LFに覆われた状態で搬送されてくる。図4に点線で示すように、蓋部材413が(-Y)側へ移動し支持トレイ415が引き出された状態で、リフトピン437が上昇する。搬送装置は基板Sをリフトピン437へ受け渡す。リフトピン437が下降することで、基板Sは支持トレイ415に載置される。こうして、基板Sの受け取りが完了する。
In the first and fourth embodiments, the substrate S transported to the
この時点で、超臨界処理制御部97が、液盛り状態の基板Sを保持したまま、支持トレイ415および蓋部材413をY方向に沿って往復移動させてもよい。この往復移動により基板Sに振動を付与することで、第4実施形態と同様に、残留液が移流拡散される(残留液除去処理)。この実施形態によれば、超臨界状態の処理流体を基板Sに接触させる前に、超臨界処理装置4内で残留液除去処理が実行される。したがって、第4実施形態と同様の作用効果が得られる。
At this point, the supercritical
また、この実施形態では、残留液除去処理を実行するために、支持トレイ415および蓋部材413をY方向に沿って振動させているが、支持トレイ415または蓋部材413に振動子を取り付けてもよい。つまり、超臨界処理制御部97からの振動指令に応じて振動子が作動して基板Sを振動させてもよい。
In addition, in this embodiment, the
また、処理チャンバ412内の圧力が上昇する前に、残留液除去処理を実行しているが、超臨界条件に達する前であれば、圧力上昇中において残留液除去処理を実行してもよい。例えば亜臨界状態で残留液除去処理を実行してもよい。特に、残留液除去処理を実行してから超臨界状態の処理流体との接触開始までの経過時間を考慮すると、亜臨界状態に近いタイミングで残留液除去処理を実行するのが好ましい。つまり、DIWの比重がIPAのそれよりも大きいなどの理由により、上記経過時間が長くなるにしたがって、IPAに拡散したDIWの一部がパターンPTの内底面に沈降してDIW濃度が上昇する可能性がある。この点を考慮して残留液除去処理の実行タイミングを設定するのが好適である。
Although the residual liquid removal process is performed before the pressure 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。上記実施形態では、1枚の基板Sに対して湿式処理および超臨界乾燥処理を施すのに当たって、残留液除去処理を1回だけ実行しているが、残留液除去処理を複数回、実行してもよい。すなわち、第1振動付与処理ないし第3振動付与処理のうちの少なくとも1つ以上を実行してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. In the above-described embodiment, the residual liquid removal process is performed only once when performing the wet processing and supercritical drying process on one substrate S, but the residual liquid removal process may be performed multiple times. In other words, at least one of the first vibration application process to the third vibration application process may be performed.
また、上記実施形態の処理で使用される各種の化学物質は一部の例を示したものであり、上記した本発明の技術思想に合致するものであれば、これに代えて種々のものを使用することが可能である。 The various chemical substances used in the processes of the above embodiments are only a few examples, and various substances can be used instead as long as they are in accordance with the technical concept of the present invention.
この発明は、液膜で覆われた基板を超臨界状態の処理流体で処理する基板処理方法および基板処理システム全般に適用することができる。 This invention can be applied to substrate processing methods and substrate processing systems in general, in which a substrate covered with a liquid film is processed with a processing fluid in a supercritical state.
1…基板処理システム
2…湿式処理装置
3…基板搬送装置
4…超臨界処理装置
9…制御装置
21…基板保持部
30…搬送ロボット
31…ハンド
95…湿式処理制御部
96…搬送制御部
97…超臨界処理制御部
212…チャックピン
415…支持トレイ
AX…回転軸線
D…径方向
LF…液膜
PT…パターン
S…基板
Sa…上面(パターン形成面)
Z…鉛直方向
REFERENCE SIGNS
Z: vertical direction
Claims (9)
(a)湿式処理装置において、前記パターン形成面への薬液の供給による前記基板の湿式処理、前記パターン形成面へのリンス液の供給によるリンス処理、前記パターン形成面への有機溶媒の供給による置換処理、および前記パターン形成面への前記有機溶媒の供給により前記パターン形成面上に前記有機溶媒の液膜を液盛り状態に形成する液盛り処理を、この順序で実行する工程と
(b)前記液盛り状態のまま、前記湿式処理装置から前記基板を超臨界処理装置に搬送する工程と
(c)前記超臨界処理装置において、前記液盛り状態の前記パターン形成面に超臨界状態の処理流体を接触させることで、前記基板を乾燥させる工程と、を備え、
前記工程(a)、前記工程(b)および前記工程(c)の少なくとも1つにおいて、液盛り状態を維持しつつ前記パターン内を温めることを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for processing a substrate having a pattern-formed surface on which a pattern is formed, comprising: (a) a step of performing, in a wet processing apparatus, a wet processing of the substrate by supplying a chemical liquid to the pattern-formed surface, a rinsing processing by supplying a rinsing liquid to the pattern-formed surface, a replacement processing by supplying an organic solvent to the pattern-formed surface, and a puddle processing for forming a liquid film of the organic solvent in a puddle state on the pattern-formed surface by supplying the organic solvent to the pattern-formed surface, in this order; (b) a step of transporting the substrate from the wet processing apparatus to a supercritical processing apparatus while maintaining the puddle state; and (c) a step of drying the substrate in the supercritical processing apparatus by contacting the pattern-formed surface in the puddle state with a processing fluid in a supercritical state,
A substrate processing method, characterized in that in at least one of the steps (a), (b) and (c), the inside of the pattern is heated while maintaining a puddle state.
前記工程(a)で使用するリンス液は、40℃以上でかつ液盛り状態を維持することができる上限温度以下を有している、基板処理方法。 2. The substrate processing method according to claim 1,
The substrate processing method according to claim 1, wherein the rinsing liquid used in the step (a) has a temperature of 40 ° C. or higher and is equal to or lower than the upper limit temperature at which a puddle state can be maintained.
前記工程(a)は、前記液盛り処理と並行して、前記パターン形成面と反対の前記基板の下面に加熱媒体を供給する第1加熱処理を有する、基板処理方法。 2. The substrate processing method according to claim 1,
The substrate processing method, wherein the step (a) comprises a first heating process of supplying a heating medium to a lower surface of the substrate opposite to the pattern formation surface in parallel with the puddle process.
前記加熱媒体は、80℃以上でかつ液盛り状態を維持することができる上限温度以下を有している、基板処理方法。 4. The substrate processing method according to claim 3,
A substrate processing method, wherein the heating medium has a temperature of 80 ° C. or higher and is equal to or lower than the upper limit temperature at which a puddle state can be maintained.
前記工程(a)は、前記液盛り処理と並行して、前記パターン形成面と反対の前記基板の下面に対向して配置されたヒーターにより前記基板を加熱する第2加熱処理を有する、基板処理方法。 2. The substrate processing method according to claim 1,
The substrate processing method, wherein the step (a) includes a second heating process in which the substrate is heated by a heater disposed opposite to the lower surface of the substrate opposite the pattern formation surface, in parallel with the puddle process.
前記工程(b)は
(b-1)搬送ロボットのハンドで前記湿式処理装置から前記基板を受け取る工程と、 (b-2)前記ハンドに設けられたヒーターにより前記湿式処理装置から受け取った前記基板を加熱しながら、前記ハンドを前記超臨界処理装置に移動させる工程と
(b-3)前記ハンドから前記超臨界処理装置に渡す工程と、
を有する、基板処理方法。 2. The substrate processing method according to claim 1,
The step (b) includes: (b-1) receiving the substrate from the wet-treatment device with a hand of a transfer robot; (b-2) moving the hand to the supercritical treatment device while heating the substrate received from the wet-treatment device with a heater provided in the hand; and (b-3) transferring the substrate from the hand to the supercritical treatment device.
The substrate processing method comprises:
前記工程(c)は
(c-1)支持トレイに前記基板を載置する工程と
(c-2)前記基板を載置した状態で前記支持トレイを水平方向に移動させることで、超臨界用の処理チャンバに前記基板を収容する工程と
(c-3)前記基板を収容した前記処理チャンバの内部の圧力を上昇させる工程と
(c-4)前記処理チャンバ内で前記超臨界状態の前記処理流体を前記基板と接触させて超臨界乾燥させる工程と
(c-5)前記工程(c-1)と前記工程(c-4)との間で、前記支持トレイに設けられたヒーターにより前記基板を加熱する工程と、
を有する、基板処理方法。 2. The substrate processing method according to claim 1,
The step (c) comprises: (c-1) placing the substrate on a support tray; (c-2) horizontally moving the support tray with the substrate placed thereon to accommodate the substrate in a supercritical processing chamber; (c-3) increasing the pressure inside the processing chamber accommodating the substrate; (c-4) contacting the processing fluid in the supercritical state with the substrate in the processing chamber to perform supercritical drying; and (c-5) heating the substrate by a heater provided on the support tray between the steps (c-1) and (c-4).
The substrate processing method comprises:
(d)前記パターン形成面に前記超臨界状態の前記処理流体を接触させる前に、前記液盛り状態を維持しながら前記基板に振動を付与することで、前記パターンに残留する前記リンス液を前記有機溶媒に混合させる工程をさらに備える、基板処理方法。 8. The substrate processing method according to claim 1 , further comprising the step of: (d) vibrating the substrate while maintaining the puddle state, before contacting the processing fluid in the supercritical state with the pattern formation surface, thereby mixing the rinsing liquid remaining in the pattern with the organic solvent.
前記パターン形成面への薬液の供給による前記基板の湿式処理、前記パターン形成面へのリンス液の供給によるリンス処理、前記パターン形成面への有機溶媒の供給による置換処理、および前記パターン形成面への前記有機溶媒の供給により前記パターン形成面上に前記有機溶媒の液膜を液盛り状態に形成する液盛り処理を、この順序で実行する湿式処理装置と、
前記液盛り状態の前記パターン形成面に超臨界状態の処理流体を接触させることで、前記基板を乾燥させる超臨界処理装置と、
前記液盛り状態のまま、前記湿式処理装置から前記基板を超臨界処理装置に搬送する基板搬送装置と、を備え、
前記湿式処理装置、前記基板搬送装置および前記超臨界処理装置のうちの少なくとも1つは、前記液盛り状態を維持しつつ、前記パターン内を温めることを特徴とする基板処理システム。 1. A substrate processing system for processing a substrate having a patterned surface on which a pattern is formed, comprising:
a wet processing apparatus which performs, in this order, a wet processing of the substrate by supplying a chemical liquid to the pattern-formed surface, a rinsing processing by supplying a rinsing liquid to the pattern-formed surface, a replacement processing by supplying an organic solvent to the pattern-formed surface, and a puddle processing for forming a liquid film of the organic solvent in a puddle state on the pattern-formed surface by supplying the organic solvent to the pattern-formed surface;
a supercritical processing apparatus that dries the substrate by contacting the puddle-like pattern-formed surface with a processing fluid in a supercritical state;
a substrate transport device that transports the substrate from the wet processing device to a supercritical processing device while the substrate is in the puddle state,
At least one of the wet processing device, the substrate transport device and the supercritical processing device heats the inside of the pattern while maintaining the puddle state.
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