JP2010245575A

JP2010245575A - Spin treatment apparatus, and method of spin treatment

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Publication number: JP2010245575A
Application number: JP2010177022A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kikuchi; 勉菊池
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2022-12-18
Also published as: JP5118176B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spin treatment apparatus capable of quickly and surely carrying out the drying process of a substrate. <P>SOLUTION: The spin treatment apparatus includes: a treatment vessel 1; a cup member 2 installed in the treatment vessel and having an opening on its upper face; a rotary table 16 installed in the cup member and driven to rotate while holding a substrate; a fan-filter unit 32 installed on the upper portion of the treatment vessel and introducing clean air into the treatment vessel; an exhaust pipe 5 and an exhaust pump 6 that exhaust the clean air fed from the fan-filter unit to the treatment vessel through the inner space of the cup member; and a lamp 51 arranged above the cup member at a position outer than at least the upper face of the substrate in the radial direction for irradiating the substrate with a light beam for heating. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は基板を回転させながら処理液によって処理した後、乾燥処理するスピン処理装置及びスピン処理方法に関する。 The present invention relates to a spin processing apparatus and a spin processing method for performing a drying process after processing with a processing liquid while rotating a substrate.

半導体装置や液晶表示装置などを製造する場合、半導体ウエハやガラス基板などの基板に回路パタ−ンを形成するリソグラフィプロセスがある。このリソグラフィプロセスは、周知のように上記基板にレジストを塗布し、このレジストに回路パタ−ンが形成されたマスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照射されない部分（あるいは光が照射された部分）を除去し、除去された部分をエッチングするなどの一連の工程を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パタ−ンを形成するものである。 When manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, or the like, there is a lithography process in which a circuit pattern is formed on a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate. In this lithography process, as is well known, a resist is applied to the substrate, light is irradiated through a mask having a circuit pattern formed on the resist, and then the resist light is not irradiated (or light is irradiated). The circuit pattern is formed on the substrate by repeating a series of steps such as removing the removed portion and etching the removed portion a plurality of times.

上記一連の各工程において、上記基板が汚染されていると回路パタ−ンを精密に形成することができなくなり、不良品の発生原因となる。したがって、それぞれの工程で回路パタ−ンを形成する際には、レジストや塵埃などの微粒子が残留しない清浄な状態に上記基板を洗浄処理するということが行われている。 In each of the series of steps, if the substrate is contaminated, the circuit pattern cannot be accurately formed, causing defective products. Therefore, when the circuit pattern is formed in each process, the substrate is cleaned in a clean state in which fine particles such as resist and dust do not remain.

上記基板を洗浄処理する装置としてスピン処理装置が知られている。このスピン処理装置は処理槽を有し、この処理槽内にはカップ体が設けられている。このカップ体内には回転テーブルが設けられ、この回転テーブルには上記基板が着脱可能に保持される。 A spin processing apparatus is known as an apparatus for cleaning the substrate. This spin processing apparatus has a processing tank, and a cup body is provided in the processing tank. A rotating table is provided in the cup body, and the substrate is detachably held on the rotating table.

回転テーブルに基板を保持し、回転テーブルを回転させながら基板に処理液を供給して処理したならば、上記回転テーブルを処理液による処理時に比べて高速度で回転させることで、この基板を乾燥処理する。 If the substrate is held on the turntable and the processing liquid is supplied to the substrate while rotating the turntable and processed, the substrate is dried by rotating the turntable at a higher speed than when processing with the treatment liquid. To process.

上記処理槽の上部にはＵＬＰＡやＨＥＰＡなどのファン・フィルタユニットが設けられ、基板を処理するときには処理槽内に清浄空気を供給するようにしている。上記カップ体の底部には排出管が接続されている。この排出管には排気ポンプが接続されている。 A fan / filter unit such as ULPA or HEPA is provided in the upper part of the processing tank, and clean air is supplied into the processing tank when the substrate is processed. A discharge pipe is connected to the bottom of the cup body. An exhaust pump is connected to the discharge pipe.

それによって、上記ファン・フィルタユニットから処理槽内に供給された清浄空気は上記カップ体内を通り、上記排出管から排出される層流となるから、基板から飛散した処理液がミストとなって処理槽内で浮遊するのが防止される。その結果、乾燥処理時に、基板にミストが付着することがないから、基板を汚染することなく乾燥処理することができる。 As a result, the clean air supplied from the fan / filter unit into the processing tank passes through the cup and becomes a laminar flow discharged from the discharge pipe, so that the processing liquid scattered from the substrate becomes a mist. It is prevented from floating in the tank. As a result, since mist does not adhere to the substrate during the drying process, the drying process can be performed without contaminating the substrate.

このように、基板を処理液で処理してから乾燥処理する場合、処理時間の短縮化を図り、処理能率を向上させることが要求される。処理時間を短縮化する手段としては、基板の乾燥処理時に基板を高速回転させるだけでなく加熱することで、乾燥時間を短縮化するということが行なわれている。 As described above, when the substrate is processed with the processing liquid and then dried, it is required to shorten the processing time and improve the processing efficiency. As a means for shortening the processing time, not only the substrate is rotated at a high speed but also the substrate is dried, so that the drying time is shortened.

このような従来技術としては特開平９−２７５０８８号公報（特許文献１）に示された基板処理装置が提案されている。この公報に示された処理装置は、基板の処理位置の上方の構造物を昇温するように構成している。具体的には、基板を保持したスピンチャックが収容されるチャンバの上記スピンチャックの上方部分に位置する蓋や側面にヒータを設け、このヒータの熱で基板を加熱するようにしている。 As such a conventional technique, a substrate processing apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-275088 (Patent Document 1) has been proposed. The processing apparatus disclosed in this publication is configured to raise the temperature of the structure above the substrate processing position. Specifically, a heater is provided on a lid or a side surface of the chamber in which the spin chuck holding the substrate is accommodated, and the substrate is heated by the heat of the heater.

特開平９−２７５０８８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-275088

チャンバにヒータを設け、乾燥処理時に基板を加熱すれば、基板の乾燥処理時間を短縮することが可能となる。しかしながら、チャンバに設けたヒータの熱は、チャンバの壁体を通じて外部に放散され易いため、ヒータによる基板の加熱効率が低いということがある。 If a heater is provided in the chamber and the substrate is heated during the drying process, the drying process time of the substrate can be shortened. However, since the heat of the heater provided in the chamber is easily dissipated to the outside through the wall of the chamber, the heating efficiency of the substrate by the heater may be low.

しかも、ヒータをチャンバの蓋や側面に設けるため、清浄空気をチャンバの上部から基板に向けて供給し、チャンバの底部から排出するというダウンフローを作ることができない。そのため、チャンバ内で発生するミストが円滑に、しかも確実に排出できないため、乾燥処理時に基板にミストが付着し、基板を汚染するということがある。 In addition, since the heater is provided on the lid or side surface of the chamber, it is impossible to create a downflow in which clean air is supplied from the top of the chamber toward the substrate and discharged from the bottom of the chamber. For this reason, the mist generated in the chamber cannot be discharged smoothly and reliably, so that the mist may adhere to the substrate during the drying process and contaminate the substrate.

この発明は、基板を効率よく加熱乾燥することができ、しかも処理槽内のミストをダウンフローによって円滑に、しかも確実に排出できるようにしたスピン処理装置及びスピン処理方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a spin processing apparatus and a spin processing method that can efficiently heat and dry a substrate, and that can smoothly and reliably discharge mist in a processing tank by downflow.

本発明は、基板を回転させながら処理液で処理してから乾燥処理するスピン処理装置において、
回転する基板に処理液を供給するノズル体と、
上記基板を保持して回転させながら上記ノズル体から処理液を供給して処理してから、上記基板を上記処理液によって処理するときよりも高速度で回転させて乾燥処理する回転テーブルと、
上記処理液による処理が終了する前に上記基板を加熱するための光線を照射する光照射手段と、
を具備したことを特徴とするスピン処理装置にある。 The present invention provides a spin processing apparatus for performing a drying process after processing with a processing liquid while rotating a substrate.
A nozzle body for supplying a processing liquid to a rotating substrate;
A rotating table that performs processing by supplying a processing liquid from the nozzle body while holding and rotating the substrate and then rotating the substrate at a higher speed than when processing the substrate with the processing liquid, and
A light irradiating means for irradiating a light beam for heating the substrate before the treatment with the treatment liquid is completed;
A spin processing apparatus comprising:

また本発明は、基板を回転させながら処理液で処理してから乾燥処理するスピン処理方法において、
回転する基板に処理液を供給する処理工程と、
処理液によって処理された基板を上記処理工程時よりも高速度で回転させて乾燥処理する乾燥工程と、
上記処理工程が終了する前に上記基板を加熱するための光線を照射する光照射工程と、
を具備したことを特徴とするスピン処理方法にある。 Further, the present invention relates to a spin processing method of performing a drying process after processing with a processing liquid while rotating a substrate.
A processing step of supplying a processing liquid to the rotating substrate;
A drying step of rotating the substrate treated with the treatment liquid at a higher speed than during the treatment step, and a drying treatment;
A light irradiation step of irradiating a light beam for heating the substrate before the processing step is completed;
The spin processing method is characterized by comprising:

この発明によれば、基板に光線を照射して加熱するため、基板を効率よく加熱することが可能となり、さらに基板を加熱する光照射手段は基板の上面よりも径方向外方に配置したため、この光照射手段が処理槽内でダウンフローを作るのに邪魔になることがない。 According to this invention, since the substrate is irradiated with light and heated, the substrate can be efficiently heated, and further, the light irradiation means for heating the substrate is arranged radially outward from the upper surface of the substrate. This light irradiation means does not get in the way of creating a downflow in the treatment tank.

この発明の一実施の形態を示すスピン処理装置の概略的構成の断面図。1 is a cross-sectional view of a schematic configuration of a spin processing apparatus showing an embodiment of the present invention. 基板の回転中心と、この基板を照射加熱するランプの光軸との関係を説明するための図。The figure for demonstrating the relationship between the rotation center of a board | substrate, and the optical axis of the lamp | ramp which irradiates and heats this board | substrate. （ａ）はランプの光軸を基板の中心からずらしたときの基板の中心から外周端までの径方向に沿う温度分布を示す図、（ｂ）はランプの光軸を基板の中心に合わせたときの基板の中心から外周端までの径方向に沿う温度分布を示す図。(A) is a figure which shows the temperature distribution along the radial direction from the center of a board | substrate to the outer periphery end when the optical axis of a lamp | ramp is shifted from the center of a board | substrate, (b) matched the optical axis of the lamp | ramp with the center of the board | substrate. The figure which shows the temperature distribution along the radial direction from the center of a board | substrate to an outer periphery end at the time. この発明の他の実施の形態の光照射手段としてのレーザ装置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the laser apparatus as a light irradiation means of other embodiment of this invention. レーザ装置から出力されるレーザ光の波長を示す図。The figure which shows the wavelength of the laser beam output from a laser apparatus.

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１はこの発明の一実施の形態のスピン処理装置の概略的構成を示し、このスピン処理装置は箱型状の処理槽１を有する。この処理槽１内にはカップ体２が配置されている。このカップ体２は、上記処理槽１の底板上に設けられた下カップ３と、この下カップ３に対して図示しない上下駆動機構により上下動可能に設けられた上カップ４とからなる。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a spin processing apparatus according to an embodiment of the present invention. This spin processing apparatus has a box-shaped processing tank 1. A cup body 2 is disposed in the processing tank 1. The cup body 2 includes a lower cup 3 provided on the bottom plate of the processing tank 1 and an upper cup 4 provided to the lower cup 3 so as to be movable up and down by a vertical drive mechanism (not shown).

上記下カップ３の底壁には周方向に所定間隔で複数の排出管５が接続されている。これら排出管５は排気ポンプ６に連通している。排出管５にはバタフライ弁５ａが設けられ、このバタフライ弁５ａの開度は制御装置７によって設定できるようになっている。 A plurality of discharge pipes 5 are connected to the bottom wall of the lower cup 3 at predetermined intervals in the circumferential direction. These discharge pipes 5 communicate with an exhaust pump 6. The discharge pipe 5 is provided with a butterfly valve 5 a, and the opening degree of the butterfly valve 5 a can be set by the control device 7.

上記カップ体７の下面側にはベース板８が配置されている。このベース板８には、上記下カップ３と対応する位置に取付け孔９が形成されている。この取付け孔９には駆動手段を構成する制御モータ１１の固定子１２の上端部が嵌入固定されている。 A base plate 8 is disposed on the lower surface side of the cup body 7. An attachment hole 9 is formed in the base plate 8 at a position corresponding to the lower cup 3. The upper end portion of the stator 12 of the control motor 11 constituting the driving means is fitted and fixed in the mounting hole 9.

上記固定子１２は筒状をなしていて、その内部には同じく筒状の回転子１３が回転自在に嵌挿されている。この回転子１３の上端面には筒状の連結体１４が下端面を接触させて一体的に固定されている。この連結体１４の下端には上記固定子１２の内径寸法よりも大径な鍔部１５が形成されている。この鍔部１５は上記固定子１２の上端面に摺動可能に接触しており、それによって回転子１３の回転を阻止することなく、この回転子１３が固定子１２から抜け落ちるのを防止している。 The stator 12 has a cylindrical shape, and a cylindrical rotor 13 is also rotatably inserted in the stator 12. A cylindrical connecting body 14 is integrally fixed to the upper end surface of the rotor 13 with the lower end surface in contact therewith. A flange 15 having a diameter larger than the inner diameter of the stator 12 is formed at the lower end of the connecting body 14. The flange 15 is slidably in contact with the upper end surface of the stator 12, thereby preventing the rotor 13 from falling off the stator 12 without preventing the rotor 13 from rotating. Yes.

上記下カップ３には上記回転子１３と対応する部分に通孔３ａが形成され、上記連結体１４は上記通孔３ａからカップ体２内に突出している。この連結体１４の上端には回転テーブル１６が取付けられている。この回転テーブル１６の周辺部には周方向に所定間隔、この実施の形態では６０度間隔で６本（２本のみ図示）の円柱状の保持部材１７が図示しない駆動機構によって回転可能に設けられている。 A through hole 3 a is formed in the lower cup 3 at a portion corresponding to the rotor 13, and the connecting body 14 projects into the cup body 2 from the through hole 3 a. A turntable 16 is attached to the upper end of the connecting body 14. At the periphery of the turntable 16, six (two only shown) columnar holding members 17 are rotatably provided by a drive mechanism (not shown) at predetermined intervals in the circumferential direction, in this embodiment at intervals of 60 degrees. ing.

上記保持部材１７の上端面には、この保持部材１７の回転中心から偏心した位置にテーパ面を有する支持ピン１８が設けられている。回転テーブル１６には、基板としての半導体ウエハＷが周縁部の下面を上記支持ピン１８のテーパ面に当接するよう供給される。その状態で上記保持部材１７を回転させれば、支持ピン１８が偏心回転するから、回転テーブル１６に供給された半導体ウエハＷは、上記支持ピン１８によって保持される。 A support pin 18 having a tapered surface is provided on the upper end surface of the holding member 17 at a position eccentric from the rotation center of the holding member 17. A semiconductor wafer W as a substrate is supplied to the turntable 16 so that the lower surface of the peripheral edge is in contact with the tapered surface of the support pin 18. If the holding member 17 is rotated in this state, the support pins 18 are eccentrically rotated, so that the semiconductor wafer W supplied to the rotary table 16 is held by the support pins 18.

上記回転テーブル１６は乱流防止カバー２１によって覆われている。この乱流防止カバー２１は上記回転テーブル１６の外周面を覆う外周壁２２と、上面を覆う上面壁２３とを有し、上記外周壁は上側が小径部２２ａ、下側が大径部２２ｂに形成されている。 The rotary table 16 is covered with a turbulent flow prevention cover 21. The turbulent flow prevention cover 21 has an outer peripheral wall 22 that covers the outer peripheral surface of the turntable 16 and an upper surface wall 23 that covers the upper surface. The outer peripheral wall is formed with a small diameter portion 22a on the upper side and a large diameter portion 22b on the lower side. Has been.

上記上カップ４の上面は開口していて、その開口部４ａの内周面には環状壁体２５が設けられている。この環状壁体２５は高さ方向の下半分を上カップ４内に位置させ、上半分を上カップ４の上面から上方に突出させている。この環状壁体２５の上半分は、カップ体２の外部で乱流が生じた場合、その乱流がカップ体２内に流入するのを阻止する。 The upper surface of the upper cup 4 is open, and an annular wall 25 is provided on the inner peripheral surface of the opening 4a. The annular wall 25 has a lower half in the height direction positioned in the upper cup 4 and an upper half protruding upward from the upper surface of the upper cup 4. When the turbulent flow is generated outside the cup body 2, the upper half of the annular wall body 25 prevents the turbulent flow from flowing into the cup body 2.

上記回転テーブル１６に未処理の半導体ウエハＷを供給したり、乾燥処理された半導体ウエハＷを取り出すときには、上記上カップ４が後述するごとく下降させられる。 When the unprocessed semiconductor wafer W is supplied to the turntable 16 or the dried semiconductor wafer W is taken out, the upper cup 4 is lowered as described later.

上記処理槽１の上部壁には上記回転テーブル１６の平面形状よりも大きな径の開口部３１が形成されている。この開口部３１にはＵＬＰＡやＨＥＰＡなどのファン・フィルタユニット３２が設けられている。このファン・フィルタユニット３２はクリーンルーム内の空気をさらに清浄化して処理槽１内に導入する。上記ファン・フィルタユニット３２は駆動部３３を有し、この駆動部３３によって図示しないファンが回転駆動されて清浄空気を処理槽１内に導入する。 An opening 31 having a diameter larger than the planar shape of the turntable 16 is formed in the upper wall of the processing tank 1. The opening 31 is provided with a fan / filter unit 32 such as ULPA or HEPA. The fan / filter unit 32 further cleans the air in the clean room and introduces it into the treatment tank 1. The fan / filter unit 32 has a drive unit 33, and a fan (not shown) is rotationally driven by the drive unit 33 to introduce clean air into the treatment tank 1.

上記ファン・フィルタユニット３２によって上記処理槽１内に導入された清浄空気は、上記カップ体２に向かって流れるダウンフロ−となり、このダウンフローはカップ体２の上面の開口部４ａから内部に流入し、排出管５を通って排出される。つまり、ファン・フィルタユニット３２から処理槽１内に供給される清浄空気は、この処理槽１内で乱流となることなく、層流の状態で円滑に排出される。 The clean air introduced into the processing tank 1 by the fan / filter unit 32 becomes a downflow that flows toward the cup body 2, and this downflow flows into the inside through the opening 4 a on the upper surface of the cup body 2. , Discharged through the discharge pipe 5. That is, the clean air supplied from the fan / filter unit 32 into the processing tank 1 is smoothly discharged in a laminar flow state without becoming a turbulent flow in the processing tank 1.

なお、上記駆動部３３は上記制御装置７によって発停が制御されるようになっている。 The drive unit 33 is controlled to be started and stopped by the control device 7.

上記処理槽１の一側には出し入れ口３４が開口形成されている。この出し入れ口３４は、処理槽１の一側に上下方向にスライド可能に設けられたシャッタ３５によって開閉される。このシャッタ３５は圧縮空気で作動するシリンダ３６によって駆動される。つまり、上記シリンダ３６には圧縮空気の流れを制御する制御弁３７が設けられ、この制御弁３７を上記制御装置７によって切換え制御することで、上記シャッタ３５を上下動させることができるようになっている。 An entrance / exit 34 is formed on one side of the processing tank 1. The entrance / exit 34 is opened and closed by a shutter 35 provided on one side of the processing tank 1 so as to be slidable in the vertical direction. The shutter 35 is driven by a cylinder 36 that operates with compressed air. That is, the cylinder 36 is provided with a control valve 37 for controlling the flow of compressed air, and the control valve 37 is switched by the control device 7 so that the shutter 35 can be moved up and down. ing.

上記制御モータ１１の回転子１３内には筒状の固定軸４１が挿通されている。この固定軸４１の上端には、上記回転テーブル１６に形成された通孔４２から上記回転テーブル１６の上面側に突出したノズルヘッド４３が設けられている。このノズルヘッド４３には上記回転テーブル１６に保持された半導体ウエハＷの下面に向けて処理液としての薬液及び洗浄液を選択的に噴射する一対のノズル４４が設けられている。 A cylindrical fixed shaft 41 is inserted into the rotor 13 of the control motor 11. At the upper end of the fixed shaft 41, a nozzle head 43 that protrudes from the through hole 42 formed in the rotary table 16 to the upper surface side of the rotary table 16 is provided. The nozzle head 43 is provided with a pair of nozzles 44 for selectively injecting a chemical liquid and a cleaning liquid as a processing liquid toward the lower surface of the semiconductor wafer W held on the rotary table 16.

上記乱流防止カバー２１の上面壁２３には上記ノズルヘッド４３と対向して開口部４５が形成され、この開口部４５によって上記ノズル４４から噴射された処理液が半導体ウエハＷの下面に到達可能となっている。 An opening 45 is formed in the upper surface wall 23 of the turbulent flow prevention cover 21 so as to face the nozzle head 43, and the processing liquid sprayed from the nozzle 44 can reach the lower surface of the semiconductor wafer W through the opening 45. It has become.

回転テーブル１６の上方で、基板Ｗの上面から径方向外方にずれた位置には上部ノズル体４６が配置されている。この上部ノズル体４６は、回転テーブル１６に保持された半導体ウエハＷに向けて処理液を噴射する。 An upper nozzle body 46 is disposed above the turntable 16 at a position displaced radially outward from the upper surface of the substrate W. The upper nozzle body 46 ejects the processing liquid toward the semiconductor wafer W held on the turntable 16.

上記処理槽１内の上部であって、上記回転テーブル１６に保持された基板Ｗの上面よりも径方向外方、好ましくは上記カップ体２の上カップ４の開口部４ａよりも径方向外方の位置には光照射手段としてのランプ５１が配設されている。この実施の形態では、上記ランプ５１は上記上カップ４の開口部４ａよりも径方向外方に設置されている。ランプ５１は、たとえば赤外線ランプやハロゲンランプなどが用いられ、上記制御装置７によって点灯が制御される。 The upper part in the processing tank 1 and radially outward from the upper surface of the substrate W held by the rotary table 16, preferably radially outward from the opening 4 a of the upper cup 4 of the cup body 2. A lamp 51 as a light irradiating means is disposed at the position. In this embodiment, the lamp 51 is installed radially outward from the opening 4 a of the upper cup 4. For example, an infrared lamp or a halogen lamp is used as the lamp 51, and lighting is controlled by the control device 7.

上記ランプ５１からは、上記基板Ｗに向けてこの基板Ｗを加熱するための光線が出射される。図２に示すように、このランプ５１は、光軸Ｌを上記回転テーブル１６に保持された基板Ｗの回転中心Ｏから同図にＸで示す距離だけ径方向外方にずらしている。なお、ランプ５１による基板Ｗの照射範囲Ｒは、基板Ｗの半径のほぼ全長にわたっている。 The lamp 51 emits a light beam for heating the substrate W toward the substrate W. As shown in FIG. 2, the lamp 51 shifts the optical axis L radially outward from the rotation center O of the substrate W held on the rotary table 16 by a distance indicated by X in FIG. The irradiation range R of the substrate W by the lamp 51 extends over almost the entire length of the radius of the substrate W.

ランプ５１の光軸Ｌを基板Ｗの回転中心Ｏから径方向外方へＸの距離でずらすことで、基板Ｗの板面を全体にわたってほぼ均一に加熱することができる。図３（ａ）は図２に示すようにランプ５１の光軸Ｌを基板Ｗの回転中心Ｏからずらしたときの基板Ｗの径方向に沿う温度分布を測定した結果であり、同図（ｂ）は光軸Ｌを基板Ｗの回転中心Ｏに一致させたときの基板Ｗの径方向に沿う温度分布を測定した結果である。 By shifting the optical axis L of the lamp 51 from the rotation center O of the substrate W radially outward by a distance X, the plate surface of the substrate W can be heated almost uniformly. FIG. 3A shows the result of measuring the temperature distribution along the radial direction of the substrate W when the optical axis L of the lamp 51 is shifted from the rotation center O of the substrate W as shown in FIG. ) Is a result of measuring a temperature distribution along the radial direction of the substrate W when the optical axis L is aligned with the rotation center O of the substrate W.

これらの測定結果から分かるように、ランプ５１の光軸Ｌを基板Ｗの回転中心Ｏからずらすことで、基板Ｗを径方向に沿ってほぼ均一に加熱できることが確認された。 As can be seen from these measurement results, it was confirmed that by shifting the optical axis L of the lamp 51 from the rotation center O of the substrate W, the substrate W can be heated substantially uniformly along the radial direction.

このことは、以下のような理由によると考えられる。つまり、ランプ５１から出射される光線の照射範囲Ｒにおける強度分布は光軸中心が最も高い、ほぼ正規分布をなしており、また基板Ｗを回転させると、基板Ｗの中心部よりも周辺部の方が周速度が大きいため、周辺部が中心部よりも温度が低くなる。 This is considered due to the following reasons. In other words, the intensity distribution in the irradiation range R of the light beam emitted from the lamp 51 has a substantially normal distribution with the highest optical axis center, and when the substrate W is rotated, the peripheral portion is located more than the central portion of the substrate W. Since the peripheral speed is higher, the temperature of the peripheral part is lower than that of the central part.

そのため、ランプ５１の最も温度が高くなる光軸中心を基板Ｗの回転中心Ｏに一致させると、基板Ｗは中心部分が周辺部分よりも高温に加熱されるばかりか、回転にともなって周辺部分が中央部分よりも温度低下が大きくなるから、図３（ｂ）に示すように中心部分が周辺部分よりも温度が高くなる。 Therefore, if the center of the optical axis at which the temperature of the lamp 51 is highest coincides with the rotation center O of the substrate W, the central portion of the substrate W is heated to a higher temperature than the peripheral portion, and the peripheral portion is rotated along with the rotation. Since the temperature drop is larger than that in the central portion, the temperature in the central portion is higher than that in the peripheral portion as shown in FIG.

一方、ランプ５１の光軸Ｌを図２に示すように基板Ｗの回転中心Ｏからずらすと、基板Ｗは中心部分よりも周辺部分の方が高い温度に加熱されるが、基板Ｗを回転させると、周辺部分が中央部分よりも温度低下が大きくなるから、結果的には図３（ａ）に示すように基板Ｗの径方向に沿う温度分布がほぼ均一になる。 On the other hand, when the optical axis L of the lamp 51 is shifted from the rotation center O of the substrate W as shown in FIG. 2, the substrate W is heated to a higher temperature in the peripheral portion than in the central portion, but the substrate W is rotated. As a result, the temperature drop in the peripheral portion is larger than that in the central portion. As a result, the temperature distribution along the radial direction of the substrate W is substantially uniform as shown in FIG.

つぎに、上記構成のスピン処理装置によって基板Ｗを処理する場合について説明する。 Next, a case where the substrate W is processed by the spin processing apparatus having the above configuration will be described.

ファン・フィルタユニット３２を作動させて清浄空気を処理槽１内に供給するとともに、バタフライ弁５ａを所定の開度に設定することで、上記ファン・フィルタユニット３２から処理槽１内に供給された清浄空気はダウンフローとなり、カップ体２内を通り、排気ポンプ６の吸引力が作用する排出管５を通じて排出される。つまり、ファン・フィルタユニット３２から処理槽１内に供給された清浄空気は層流となってカップ体２内を通り、排出管５から排出される。 The fan / filter unit 32 is operated to supply clean air into the processing tank 1, and the butterfly valve 5a is set to a predetermined opening so that the fan / filter unit 32 is supplied into the processing tank 1. The clean air flows down and passes through the cup body 2 and is discharged through the discharge pipe 5 on which the suction force of the exhaust pump 6 acts. That is, the clean air supplied from the fan / filter unit 32 into the processing tank 1 passes through the cup body 2 as a laminar flow and is discharged from the discharge pipe 5.

処理槽１内に清浄空気を流したならば、基板Ｗを保持した回転テーブル１６を回転させるとともに、ノズル体４６から基板Ｗの上面に純水などの処理液を供給する。それによって、基板Ｗの上面は処理液によって洗浄処理されることになる。処理液による基板Ｗの処理工程が終わる前に、ランプ５１を点灯し、基板Ｗを光線によって照射加熱する。 When clean air is flowed into the processing tank 1, the rotary table 16 holding the substrate W is rotated, and a processing liquid such as pure water is supplied from the nozzle body 46 to the upper surface of the substrate W. As a result, the upper surface of the substrate W is cleaned with the processing liquid. Before the processing step of the substrate W with the processing liquid is completed, the lamp 51 is turned on to irradiate and heat the substrate W with light.

処理液による基板Ｗの処理が終了したならば、基板Ｗを乾燥処理する。乾燥処理工程では、基板Ｗを処理工程時に比べて高速度で回転させる。それによって、基板Ｗに付着残留した処理液は遠心力によって除去されるから、基板Ｗが乾燥処理される。 When the processing of the substrate W with the processing liquid is completed, the substrate W is dried. In the drying process, the substrate W is rotated at a higher speed than in the process. Accordingly, the processing liquid adhering and remaining on the substrate W is removed by the centrifugal force, so that the substrate W is dried.

上記ランプ５１は基板Ｗの処理が乾燥工程になる前の、処理工程のときから点灯されて基板Ｗを加熱しているから、基板Ｗは処理工程が終了した時点では、所定温度に加熱されている。そのため、処理工程に続く乾燥工程では、乾燥工程が開始されると同時に、遠心力による乾燥と相俟ってランプ５１による加熱乾燥が行なわれるから、基板Ｗの乾燥処理を短時間で行なうことが可能となる。 Since the lamp 51 is turned on to heat the substrate W from the processing step before the processing of the substrate W becomes a drying step, the substrate W is heated to a predetermined temperature when the processing step is completed. Yes. Therefore, in the drying process subsequent to the processing process, the drying process is started, and at the same time, the drying by the lamp 51 is performed in combination with the drying by the centrifugal force, so that the drying process of the substrate W can be performed in a short time. It becomes possible.

ランプ５１は光軸Ｌを基板Ｗの回転中心Ｏから径方向外方に距離Ｘずらしている。そのため、基板Ｗはランプ５１によって径方向中心部分よりも外方部分の方が高い温度に加熱されるが、基板Ｗが高速度で回転することで、周速度の違いによって中心部分よりも周辺部分の温度低下が大きくなる。その結果、基板Ｗは径方向全体がほぼ均一な温度に加熱される。つまり、ランプ５１によって基板Ｗを径方向全長にわたってほぼ均一に加熱することができるから、加熱による乾燥を、むらなくほぼ均一に行なうことが可能となる。 The lamp 51 shifts the optical axis L from the rotation center O of the substrate W by a distance X outward in the radial direction. Therefore, the substrate W is heated to a higher temperature in the outer portion than the central portion in the radial direction by the lamp 51. However, the substrate W rotates at a high speed, so that the peripheral portion is different from the central portion due to the difference in peripheral speed. The temperature drop increases. As a result, the substrate W is heated to a substantially uniform temperature in the entire radial direction. That is, since the substrate 51 can be heated almost uniformly over the entire length in the radial direction by the lamp 51, drying by heating can be performed almost uniformly without unevenness.

なお、上記実施の形態ではランプ５１の光軸Ｌを、基板Ｗの回転中心Ｏよりもランプ５１側、つまり手前側にずらしたが、ランプ５１の光軸Ｌを回転中心Ｏを対称にして径方向の反対側にずらしてもよい。 In the above embodiment, the optical axis L of the lamp 51 is shifted from the rotation center O of the substrate W to the lamp 51 side, that is, the front side, but the optical axis L of the lamp 51 is symmetric with respect to the rotation center O. You may shift to the opposite side of a direction.

基板Ｗは、上記ランプ５１から出射される光線が照射されて加熱されるため、このランプ５１からの熱を効率よく基板Ｗに吸収させることができる。つまり、基板Ｗはランプ５１からの輻射熱によって加熱されるため、伝導熱によって加熱する場合に比べて加熱効率を大幅に向上させることができる。 Since the substrate W is heated by being irradiated with the light beam emitted from the lamp 51, the heat from the lamp 51 can be efficiently absorbed by the substrate W. That is, since the substrate W is heated by the radiant heat from the lamp 51, the heating efficiency can be greatly improved as compared with the case of heating by the conduction heat.

しかも、基板Ｗをランプ５１の輻射熱によって加熱するため、処理槽１の上部にファン・フィルタユニット３２を設け、この処理槽１内にダウンフローを生じさせる構成とすることができる。 In addition, since the substrate W is heated by the radiant heat of the lamp 51, a fan / filter unit 32 can be provided in the upper part of the processing tank 1, and a downflow can be generated in the processing tank 1.

上記ランプ５１は基板Ｗの上面よりも径方向外方、この実施の形態では上カップ４の開口部４ａよりも径方向外方に設置した。そのため、ランプ５１がファン・フィルタユニット３２からカップ体２内に流入するダウンフローの流れを乱すことがないから、処理工程や乾燥工程において、カップ体２内で発生したミストをこのカップ体２内から排出管５を通じて円滑かつ確実に排出することができる。つまり、処理工程や乾燥工程のときに、カップ体２内にミストが浮遊するのを防止できるから、基板Ｗをミストによって汚染させることなく乾燥処理することができる。 The lamp 51 is disposed radially outward from the upper surface of the substrate W, in this embodiment, radially outward from the opening 4a of the upper cup 4. For this reason, the lamp 51 does not disturb the flow of the downflow flowing into the cup body 2 from the fan / filter unit 32, so that the mist generated in the cup body 2 is treated in the cup body 2 in the processing step and the drying step. Can be discharged smoothly and reliably through the discharge pipe 5. That is, since it is possible to prevent the mist from floating in the cup body 2 during the processing step and the drying step, the substrate W can be dried without being contaminated by the mist.

なお、上記一実施の形態では、ランプを処理槽内の上方で、カップ体の開口部よりも径方向外方に配置するようにしたが、上記ランプがカップ体の開口部の径方向内方であっても、上記基板の径方向外方に配置すれば、カップ体内に流入するダウンフロ−が上記ランプによって乱流となるのを抑制することが可能である。また、その場合、ファン・フィルタユニットからのダウンフローの吹き出し範囲を、ランプよりも径方向内方となる基板の上面の範囲内だけとすれば、より一層、乱流の発生を効果的に防止できる。 In the above embodiment, the lamp is disposed above the inside of the treatment tank and radially outward from the opening of the cup body. However, the lamp is disposed radially inward of the opening of the cup body. Even so, if it is arranged radially outward of the substrate, it is possible to suppress the downflow flowing into the cup body from being turbulent by the ramp. In that case, if the blowout range of the downflow from the fan / filter unit is only within the range of the upper surface of the substrate that is radially inward of the lamp, the generation of turbulence can be further effectively prevented. it can.

ランプが基板の上面から径方向外方に外れる位置であっても、ファン・フィルタユニットから吹き出される清浄空気の流路内に設置する場合、このランプの外形状を流線型など、空気抵抗の少ない形状にすれば、ダウンフロ−がランプによって乱されるのを防止できる。 Even when the lamp is positioned radially outward from the top surface of the board, when installed in the flow path of clean air blown out from the fan / filter unit, the outer shape of this lamp is streamlined and has low air resistance. If the shape is adopted, the downflow can be prevented from being disturbed by the lamp.

図４と図５はこの発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態は光照射手段として上記一実施の形態のランプ５１に代わり、レーザ装置６１が用いられている。このレーザ装置６１は、上記ランプ５１と同様、カップ体２の上方で、上カップ４の開口部４ａよりも径方向外方に配置されている。 4 and 5 show another embodiment of the present invention. In this embodiment, a laser device 61 is used as a light irradiating means instead of the lamp 51 of the above-described embodiment. Similar to the lamp 51, the laser device 61 is disposed above the cup body 2 and radially outward from the opening 4 a of the upper cup 4.

上記レーザ装置６１は駆動源６２の回転軸６３に支持されている。この回転軸６３は設定された範囲の角度で回転駆動されるようになっている。この実施の形態では、上記回転軸６３の回転角度は、上記レーザ装置６１から出力されるレーザ光６４が図４に実線で示す基板Ｗの上面の回転の中心部から鎖線で示す外周端までの範囲を走査するよう設定される。それによって、基板Ｗを回転させてレーザ装置６１を揺動させれば、レーザ光６４は基板Ｗの上面全体を照射することになる。 The laser device 61 is supported on the rotating shaft 63 of the drive source 62. The rotating shaft 63 is driven to rotate at an angle within a set range. In this embodiment, the rotation angle of the rotating shaft 63 is such that the laser beam 64 output from the laser device 61 extends from the center of rotation of the upper surface of the substrate W shown by the solid line to the outer peripheral end shown by the chain line in FIG. Set to scan range. Accordingly, if the substrate W is rotated and the laser device 61 is swung, the laser light 64 irradiates the entire upper surface of the substrate W.

上記基板Ｗがシリコンウエハの場合、上記レーザ装置６１としてはシリコンウエハに吸収される約１μｍの波長のレーザ光６４を出力する、たとえばＮｄ−ＹＡＧレーザなどのレーザ装置６１が用いられる。そのレーザ装置６１から出力されるレーザ光６４の波長は、図５に示すように約１μｍを中心とした狭帯域の分布となっている。したがって、レーザ光６４のほとんどはシリコンウエハからなる基板Ｗに吸収されることになる。 When the substrate W is a silicon wafer, a laser device 61 such as an Nd-YAG laser that outputs laser light 64 having a wavelength of about 1 μm absorbed by the silicon wafer is used as the laser device 61. The wavelength of the laser beam 64 output from the laser device 61 has a narrow band distribution centered at about 1 μm as shown in FIG. Therefore, most of the laser beam 64 is absorbed by the substrate W made of a silicon wafer.

レーザ装置６１から出力されるレーザ光６４の波長が基板Ｗに吸収される波長であれば、そのレーザ光６４によって基板Ｗを効率よく、しかも迅速に加熱することが可能となるばかりか、基板Ｗを透過してこの基板Ｗの下方に位置する回転テーブル１６などを加熱するのを防止することができる。 If the wavelength of the laser beam 64 output from the laser device 61 is a wavelength that can be absorbed by the substrate W, the substrate W can be efficiently and quickly heated by the laser beam 64. It is possible to prevent the rotary table 16 and the like positioned below the substrate W from being heated.

仮に、レーザ光６４が基板Ｗを透過して回転テーブル１６を加熱すると、上述したようにレーザ光６４による基板Ｗの加熱効率が低下するばかりか、温度上昇した回転テーブル１６の熱によって基板Ｗの加熱状態が一定しなくなるということがある。 If the laser beam 64 passes through the substrate W and heats the turntable 16, the heating efficiency of the substrate W by the laser beam 64 is reduced as described above, and the heat of the turntable 16 that has risen in temperature causes the substrate W to heat. The heating state may become unstable.

しかしながら、上述したごとくレーザ光６４の波長を基板Ｗに吸収される波長としたことで、レーザ光６４が基板Ｗを透過するのを防止することができるから、基板Ｗを効率よく加熱することができる。しかも、基板Ｗを加熱する際、レーザ光６４を基板Ｗの中心部と径方向外周端との間で揺動させるようにしたから、回転する基板Ｗの全面を均一に加熱することができる。 However, since the wavelength of the laser beam 64 is set to a wavelength absorbed by the substrate W as described above, it is possible to prevent the laser beam 64 from passing through the substrate W, so that the substrate W can be efficiently heated. it can. In addition, when the substrate W is heated, the laser beam 64 is swung between the central portion of the substrate W and the radially outer peripheral end, so that the entire surface of the rotating substrate W can be heated uniformly.

なお、この実施の形態においては基板Ｗがシリコンウエハであるため、レーザ光６４の波長を約１μｍとしたが、レーザ光６４の波長は基板Ｗの種類や表面に形成された膜の材料などによって効率よく吸収される波長が異なってくるから、加熱される基板の種類に応じてレーザ光を最も吸収されやすい波長のものにすればよい。 In this embodiment, since the substrate W is a silicon wafer, the wavelength of the laser beam 64 is about 1 μm. However, the wavelength of the laser beam 64 depends on the type of the substrate W, the material of the film formed on the surface, and the like. Since the wavelength that is efficiently absorbed differs, the laser beam may be of a wavelength that is most easily absorbed according to the type of substrate to be heated.

１…処理槽
２…カップ体
５…排出管（排出手段）
６…排気ポンプ（排出手段）
１６…回転テーブル
３２…ファン・フィルタユニット
５１…ランプ（光照射手段）
６１…レーザ装置（光照射手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing tank 2 ... Cup body 5 ... Discharge pipe (discharge means)
6 ... Exhaust pump (discharge means)
16 ... Rotary table 32 ... Fan / filter unit 51 ... Lamp (light irradiation means)
61 ... Laser device (light irradiation means)

この発明は、基板を効率よく加熱乾燥することができるようにしたスピン処理装置及びスピン処理方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a spin processing apparatus and a spin processing method capable of efficiently heating and drying a substrate.

この発明によれば、基板に光線を照射して加熱するため、基板を効率よく加熱することが可能となる。 According to the invention, for heating by irradiating a light beam to the substrate, it is possible to heat the substrate efficiently.

Claims

基板を回転させながら処理液で処理してから乾燥処理するスピン処理装置において、
回転する基板に処理液を供給するノズル体と、
上記基板を保持して回転させながら上記ノズル体から処理液を供給して処理してから、上記基板を上記処理液によって処理するときよりも高速度で回転させて乾燥処理する回転テーブルと、
上記処理液による処理が終了する前に上記基板を加熱するための光線を照射する光照射手段と、
を具備したことを特徴とするスピン処理装置。 In a spin processing apparatus that performs drying with a processing solution while rotating the substrate,
A nozzle body for supplying a processing liquid to a rotating substrate;
A rotating table that performs processing by supplying a processing liquid from the nozzle body while holding and rotating the substrate and then rotating the substrate at a higher speed than when processing the substrate with the processing liquid, and
A light irradiating means for irradiating a light beam for heating the substrate before the treatment with the treatment liquid is completed;
A spin processing apparatus comprising:

上記光照射手段は、上記カップ体の上面の開口部よりも径方向外方に配置されていることを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置。 2. The spin processing apparatus according to claim 1, wherein the light irradiation means is disposed radially outward from the opening on the upper surface of the cup body.

上記光照射手段はランプであって、このランプは光軸中心を上記基板の回転中心からずらして配置されていることを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置。 2. The spin processing apparatus according to claim 1, wherein the light irradiation means is a lamp, and the lamp is disposed with the optical axis center shifted from the rotation center of the substrate.

上記光照射手段はレーザ光を出力するレーザ装置であることを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置。 2. The spin processing apparatus according to claim 1, wherein the light irradiation means is a laser apparatus that outputs laser light.

上記レーザ光を上記基板の回転中心部と径方向外周端との間で揺動させることを特徴とする請求項４記載のスピン処理装置。 5. The spin processing apparatus according to claim 4, wherein the laser beam is oscillated between a rotation center portion of the substrate and a radially outer peripheral end.

上記レーザ光は上記基板に吸収される波長であることを特徴とする請求項４記載のスピン処理装置。 The spin processing apparatus according to claim 4, wherein the laser beam has a wavelength that is absorbed by the substrate.

基板を回転させながら処理液で処理してから乾燥処理するスピン処理方法において、
回転する基板に処理液を供給する処理工程と、
処理液によって処理された基板を上記処理工程時よりも高速度で回転させて乾燥処理する乾燥工程と、
上記処理工程が終了する前に上記基板を加熱するための光線を照射する光照射工程と、
を具備したことを特徴とするスピン処理方法。 In the spin processing method in which the substrate is rotated and processed with the processing liquid and then dried.
A processing step of supplying a processing liquid to the rotating substrate;
A drying step of rotating the substrate treated with the treatment liquid at a higher speed than during the treatment step, and a drying treatment;
A light irradiation step of irradiating a light beam for heating the substrate before the processing step is completed;
A spin processing method comprising: