JP2011211166A - 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板処理装置2に設けられた洗浄槽221では、洗浄液供給部から洗浄液を供給しながら当該洗浄液に被処理基板Wを縦向きの状態で浸漬して洗浄が行われ、この洗浄槽221の上方領域と連通する乾燥室21では、洗浄槽221から引き上げられた被処理基板Wの乾燥が行われる。そして、第1の乾燥ガス供給部及び第2の乾燥ガス供給部からは、洗浄後の被処理基板Wの上端が洗浄液の液面より上方に引き上げられた後、少なくとも被処理基板が晒される領域に、前記洗浄槽の上方領域から乾燥室内に至るまでの雰囲気に液体除去用の溶剤蒸気を含む第1の乾燥ガスと、前記溶剤蒸気を含まない第2の乾燥ガスとが交互に供給される。
【選択図】図3
Description
被処理基板を縦向きの姿勢で保持し、前記洗浄槽内から当該被処理基板を引き上げて乾燥室に搬送する工程と、
洗浄後の被処理基板の上端が洗浄液の液面より上方に引き上げられた後は、少なくとも被処理基板が晒される領域であって、前記洗浄槽の上方領域から乾燥室内に至るまでの雰囲気に液体除去用の溶剤蒸気を含む第1の乾燥ガスと、前記液体除去用の溶剤蒸気を含まない第2の乾燥ガスとを交互に供給し、前記洗浄槽の上方領域と連通する乾燥室にて、当該被処理基板を乾燥する工程と、を含むことを特徴とする。
(a)被処理基板の全体が洗浄液に浸漬されている時点から、少なくとも洗浄槽の上方側領域に前記第1の乾燥ガスと第2の乾燥ガスとを交互に供給する工程を含むこと。
(b)前記洗浄槽の上方領域に第1の乾燥ガスを供給する動作に基づいて当該洗浄槽内に洗浄液を供給する工程を含むこと。
(c)前記被処理基板を洗浄液内から引き上げる速度は、2mm/秒以上、10mm/秒以下であること。
(d)前記第1の乾燥ガスと第2の乾燥ガスとを各々1回ずつ供給する期間を1サイクルとしたとき、当該1サイクルに要する時間は、被処理基板の上端が洗浄液の上方に引き上げられた時点から、当該被処理基板の全体が洗浄液から引き上げられる時点までの間に、少なくとも1サイクル以上の乾燥ガスの供給を実行可能な時間であること。
(e)前記被処理基板には、KrFエキシマレーザー露光用のレジストパターンが形成され、第1の乾燥ガスは、標準状態で窒素ガスキャリア中に60体積ppm以上、240体積ppm以下の濃度のイソプロピルアルコールを含む混合ガスであり、第2の乾燥ガスは窒素ガスであること。
(f)前記第1の乾燥ガスの供給時間と第2の乾燥ガスの供給時間との供給時間の比が1:1以上、1:10以下の範囲であること。
(g)前記乾燥ガスの供給量が標準状態で100リットル/分以上、200リットル/分以下であること。
被処理基板を縦向きの姿勢で保持し、前記洗浄槽内から当該被処理基板を引き上げて乾燥室に搬送する工程と、
洗浄後の被処理基板の上端が洗浄液の液面より上方に引き上げられた後は、少なくとも被処理基板が晒される領域であって、前記洗浄槽の上方領域から乾燥室内に至るまでの雰囲気に、被処理基板の表面に液膜を形成するために、溶剤蒸気を第1の濃度で含む第1のガスを供給する工程と、
前記溶剤を凝縮させて被処理基板の表面に付着している液体を希釈した後、この溶剤を蒸発させることにより液体を除去するために、洗浄槽の上方領域と連通する乾燥室に被処理基板が搬入された後は、前記溶剤蒸気を第1の濃度より高い第2の濃度で含む第2のガスを供給する工程と、を含むことを特徴とする。
(h)前記第1のガスを供給する工程及び第2のガスを供給する工程では、前記溶剤蒸気を含むガスと、この溶剤蒸気を含まないガスとを交互供給する間隔を変更することにより、前記第1の濃度と第2の濃度とを切り替えること。
(i)(h)の場合において、前記第2のガスを供給する工程では、前記溶剤蒸気を含むガスと、この溶剤蒸気を含まないガスとを交互供給することに替えて、当該溶剤蒸気を含むガスを連続供給すること。
(j)前記第1のガスを供給する工程及び第2のガスを供給する工程では、溶剤蒸気とこの溶剤蒸気を希釈するガスとの混合比を変更することにより、前記第1の濃度と第2の濃度とを切り替えること。
(k)前記第1のガスを供給する工程及び第2のガスを供給する工程では、予め設定された濃度の溶剤蒸気を含むガスの供給量を変更することにより、このガスが供給される雰囲気での溶剤蒸気の濃度を第1の濃度と第2の濃度とで切り替えること。
また例えばレジスト膜がArF露光用である場合には、第1の乾燥ガスと第2の乾燥ガスとの供給時間比は、1:1〜1:10の範囲内に設定することが好ましい。
またこのようにウエハW表面へのIPAの供給とその揮発が交互に行われることから、ウエハW表面におけるIPAの濃度を低く抑えることができ、ウエハW表面でのIPAの凝縮を抑えることができる。この結果、縦向きの状態でウエハWを洗浄液から引き上げても、IPAの液膜が形成されにくく、例えば洗浄後も比較的多くのパーティクルが残存する周縁領域からのIPAの流下に伴うパーティクルの流れ出しを抑制し、洗浄により清浄な状態となっている中央領域の再汚染を防止することができる。
さらに本発明を適用可能な溶剤はIPAに限定されるものではなく、プロセス上、可能であれば他の溶剤蒸気を用いてもよい。更に洗浄液もDIW以外の液体を用いてもよいことは勿論である。
第2の実施の形態に係わる洗浄・乾燥ユニット2では、洗浄処理を終え、洗浄液から引き上げられて乾燥室21へとウエハWが移送される領域にIPA蒸気(溶剤蒸気)を含むガスの供給が行われる点は既述の第1の実施の形態と共通している。その一方で、当該領域に供給されるガス中の溶剤の濃度がウエハWの表面に液膜を形成することが可能な濃度である点において第1の実施の形態とは異なっている。また、ウエハWを乾燥室21へと移送した後、乾燥処理を行う際に、ウエハWの引き上げ時よりも高濃度のIPA蒸気を供給する点においても第1の実施の形態とは異なる。
表面にIPAを含む薄い液膜を形成することにより、ウォーターマークの形成を抑えつつ、乾燥室21までウエハWを移送することができる。換言すれば、第1の濃度のガスは、乾燥室21への搬送されるまでの間、ウエハW表面が乾燥せずに液膜が形成された状態にしておくためのものであり、その濃度範囲は例えば150〜250体積ppmの範囲の200体積ppmに調節される。
また、例えば図10(a)、図10(b)に示すように、IPA蒸気及びその希釈ガスである窒素ガスを連続的に供給し、これらのガスの混合比を変化させることにより、第1の濃度と第2の濃度とを切り替えてもよい。
図1〜図7を用いて説明した第1の実施の形態に係る基板処理につき、乾燥ガスの種類、及びその供給方法を変更してレジスト膜の形成されたウエハWに対する影響を調べた。
A.実験条件
KrFレジスト膜からなるトレンチパターン80が形成された300mmのウエハWに対し、図3に示す洗浄・乾燥ユニット2を用いて洗浄、乾燥処理を行い、パーティクルの除去能、レジストへの影響、ウォーターマークの発生状況、パーティクルの流れ落ち現象の発生を観察した。
(実施例1−1) 図7(a)〜図7(c)に記載の乾燥ガス及び洗浄液の供給シーケンスに基づきウエハの洗浄、乾燥処理を行った。但し、ウエハWの引き上げ(移送)動作時には洗浄液の供給を停止し、洗浄液の間欠供給は行わなかった点が図7(c)とは異なる。
第1の乾燥ガス:窒素120リットル/分、IPA蒸気0.2cc/秒(IPA濃度100体積ppm)
第2の乾燥ガス:窒素120リットル/分、
1サイクル中の供給時間:第1の乾燥ガス供給時間5秒、第2の乾燥ガス供給時間10秒(引き上げ時間を含め全16サイクル実施)、
ウエハWの引き上げ速度:10mm/秒
(比較例1−1) 第1の乾燥ガスのみを連続供給した点が(実施例1−1)と異なる。ウエハWの引き上げは第1の乾燥ガスの供給雰囲気下で50mm/秒で行い、その後、シャッター23を閉じて乾燥室21内で90秒間第1の乾燥ガスを連続供給し、乾燥処理を行った。
(比較例1−2) 第2の乾燥ガスのみを連続供給した点が(実施例1−1)と異なる。ウエハWの引き上げは第2の乾燥ガスの供給雰囲気下で50mm/秒で行い、その後、シャッター23を閉じて乾燥室21内で1200秒間第1の乾燥ガスを連続供給し、乾燥処理を行った。
第1の乾燥ガス中のIPA上記の混合量を変化させてレジストパターンへの影響を確認した。
A.実験条件
(実施例2−1)(実施例1−1)と同様の条件とした。
(実施例2−2)IPA蒸気の混合量を0.4cc/秒(IPA濃度200体積ppm)とした点以外は(実施例1−1)と同様の条件で実験を行った。
(実施例2−3)IPA蒸気の混合量を0.6cc/秒(IPA濃度300体積ppm)とした点以外は(実施例1−1)と同様の条件で実験を行った。
(実施例2−4)IPA蒸気の混合量を0.8cc/秒(IPA濃度400体積ppm)とした点以外は(実施例1−1)と同様の条件で実験を行った。
ウエハボート213の上昇速度(ウエハWの引き上げ速度)を変化させ、ウォーターマークの発生に与える影響を評価した。
A.実験条件
(実施例3−1)(実施例1−1)と同様の条件とした。
(実施例3−2)ウエハボート213の上昇速度を2mm/秒とした点以外は(実施例1−1)と同様の条件で実験を行った。
各実施例におけるウォーターマークの発生状況を図12に示す。(実施例3−1、3−2)の結果によれば、ウエハボート213の上昇速度、即ち、洗浄液からのウエハWの引き上げ速度を遅くした方が、ウォーターマークの発生量が少なくなる結果が得られた。これはウエハWの引き上げ速度を遅くすることで、洗浄液からウエハWの先端が乾燥ガス雰囲気中に露出し、ウエハW全体が引き上げられるまでの間に第1、第2の乾燥ガスが供給されるサイクル数が多くなり、よりウォーターマークの発生しにくい条件下でウエハWが引き上げられることになるためであると考えられる。
1 ウエハ洗浄システム
2 洗浄・乾燥ユニット
22 洗浄部
21 乾燥室
3 乾燥ガス供給部
4 洗浄液供給部
5 制御部
Claims (24)
- 洗浄槽に洗浄液を供給しながら当該洗浄液に被処理基板を縦向きの状態で浸漬して洗浄を行う工程と、
被処理基板を縦向きの姿勢で保持し、前記洗浄槽内から当該被処理基板を引き上げて乾燥室に搬送する工程と、
洗浄後の被処理基板の上端が洗浄液の液面より上方に引き上げられた後は、少なくとも被処理基板が晒される領域であって、前記洗浄槽の上方領域から乾燥室内に至るまでの雰囲気に液体除去用の溶剤蒸気を含む第1の乾燥ガスと、前記液体除去用の溶剤蒸気を含まない第2の乾燥ガスとを交互に供給し、前記洗浄槽の上方領域と連通する乾燥室にて、当該被処理基板を乾燥する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 被処理基板の全体が洗浄液に浸漬されている時点から、少なくとも洗浄槽の上方側領域に前記第1の乾燥ガスと第2の乾燥ガスとを交互に供給する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記洗浄槽の上方領域に第1の乾燥ガスを供給する動作に基づいて当該洗浄槽内に洗浄液を供給する工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記被処理基板を洗浄液内から引き上げる速度は、2mm/秒以上、10mm/秒以下であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の基板処理方法。
- 前記第1の乾燥ガスと第2の乾燥ガスとを各々1回ずつ供給する期間を1サイクルとしたとき、当該1サイクルに要する時間は、被処理基板の上端が洗浄液の上方に引き上げられた時点から、当該被処理基板の全体が洗浄液から引き上げられる時点までの間に、少なくとも1サイクル以上の乾燥ガスの供給を実行可能な時間であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の基板処理方法。
- 前記被処理基板には、KrFエキシマレーザー露光用のレジストパターンが形成され、第1の乾燥ガスは、標準状態で窒素ガスキャリア中に60体積ppm以上、240体積ppm以下の濃度のイソプロピルアルコールを含む混合ガスであり、第2の乾燥ガスは窒素ガスであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一つに記載の基板処理方法。
- 前記第1の乾燥ガスの供給時間と第2の乾燥ガスの供給時間との供給時間の比が1:1以上、1:10以下の範囲であることを特徴とする請求項6に記載の基板処理方法。
- 前記乾燥ガスの供給量が標準状態で100リットル/分以上、200リットル/分以下であることを特徴とする請求項6または7に記載の基板処理方法。
- 洗浄槽に洗浄液を供給しながら当該洗浄液に被処理基板を縦向きの状態で浸漬して洗浄を行う工程と、
被処理基板を縦向きの姿勢で保持し、前記洗浄槽内から当該被処理基板を引き上げて乾燥室に搬送する工程と、
洗浄後の被処理基板の上端が洗浄液の液面より上方に引き上げられた後は、少なくとも被処理基板が晒される領域であって、前記洗浄槽の上方領域から乾燥室内に至るまでの雰囲気に、被処理基板の表面に液膜を形成するために、溶剤蒸気を第1の濃度で含む第1のガスを供給する工程と、
前記溶剤を凝縮させて被処理基板の表面に付着している液体を希釈した後、この溶剤を蒸発させることにより液体を除去するために、洗浄槽の上方領域と連通する乾燥室に被処理基板が搬入された後は、前記溶剤蒸気を第1の濃度より高い第2の濃度で含む第2のガスを供給する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 前記第1のガスを供給する工程及び第2のガスを供給する工程では、前記溶剤蒸気を含むガスと、この溶剤蒸気を含まないガスとを交互供給する間隔を変更することにより、前記第1の濃度と第2の濃度とを切り替えることを特徴とする請求項9に記載の基板処理方法。
- 前記第2のガスを供給する工程では、前記溶剤蒸気を含むガスと、この溶剤蒸気を含まないガスとを交互供給することに替えて、当該溶剤蒸気を含むガスを連続供給することを特徴とする請求項10に記載の基板処理方法。
- 前記第1のガスを供給する工程及び第2のガスを供給する工程では、溶剤蒸気とこの溶剤蒸気を希釈するガスとの混合比を変更することにより、前記第1の濃度と第2の濃度とを切り替えることを特徴とする請求項9に記載の基板処理方法。
- 前記第1のガスを供給する工程及び第2のガスを供給する工程では、予め設定された濃度の溶剤蒸気を含むガスの供給量を変更することにより、このガスが供給される雰囲気での溶剤蒸気の濃度を第1の濃度と第2の濃度とで切り替えることを特徴とする請求項9に記載の基板処理方法。
- 洗浄液供給部から洗浄液を供給しながら当該洗浄液に被処理基板を縦向きの状態で浸漬して洗浄するための洗浄槽と、
この洗浄槽の上方領域と連通し、前記洗浄槽から引き上げられた被処理基板を乾燥するための乾燥室と、
前記洗浄槽の上方領域から乾燥室内に至るまでの雰囲気に液体除去用の溶剤蒸気を含む第1の乾燥ガスを供給するための第1の乾燥ガス供給部と、
前記洗浄槽の上方領域から乾燥室内に至るまでの雰囲気に前記液体除去用の溶剤蒸気を含まない第2の乾燥ガスを供給するための第2の乾燥ガス供給部と、
被処理基板を縦向きの姿勢で保持し、前記洗浄槽内から当該被処理基板を引き上げて乾燥室に搬送する基板保持部と、
前記基板保持部により洗浄後の被処理基板の上端が洗浄液の液面より上方に引き上げられた後は、少なくとも被処理基板が晒される領域に、前記第1の乾燥ガスと、第2の乾燥ガスとを交互に供給するように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 前記制御部は、被処理基板の全体が洗浄液に浸漬されている時点から、少なくとも洗浄槽の上方側領域に前記第1の乾燥ガスと第2の乾燥ガスとを交互に供給するように制御信号を出力することを特徴とする請求項14に記載の基板処理装置。
- 前記制御部は、前記洗浄槽の上方領域に第1の乾燥ガスを供給する動作に基づいて、当該洗浄槽内に洗浄液を供給するように制御信号を出力することを特徴とする請求項14または15に記載の基板処理装置。
- 前記被処理基板を洗浄液内から引き上げる速度は、2mm/秒以上、10mm/秒以下であることを特徴とする請求項14ないし16のいずれか一つに記載の基板処理装置。
- 前記第1の乾燥ガスと第2の乾燥ガスとを各々1回ずつ供給する期間を1サイクルとしたとき、当該1サイクルに要する時間は、被処理基板の上端が洗浄液の上方に引き上げられた時点から、当該被処理基板の全体が洗浄液から引き上げられる時点までの間に、少なくとも1サイクル以上の乾燥ガスの供給を実行可能な時間であることを特徴とする請求項14ないし17のいずれか一つに記載の基板処理装置。
- 洗浄液供給部から洗浄液を供給しながら当該洗浄液に被処理基板を縦向きの状態で浸漬して洗浄するための洗浄槽と、
この洗浄槽の上方領域と連通し、前記洗浄槽から引き上げられた被処理基板を乾燥するための乾燥室と、
前記洗浄槽の上方領域から乾燥室内に至るまでの雰囲気に液体除去用の溶剤蒸気の濃度を切り替えて供給するための乾燥ガス供給部と、
被処理基板を縦向きの姿勢で保持し、前記洗浄槽内から当該被処理基板を引き上げて乾燥室に搬送する基板保持部と、
前記基板保持部により洗浄後の被処理基板の上端が洗浄液の液面より上方に引き上げられた後は、少なくとも被処理基板が晒される領域であって、前記洗浄槽の上方領域から乾燥室内に至るまでの雰囲気に、被処理基板の表面に液膜を形成するために、溶剤蒸気を第1の濃度で供給するステップと、前記溶剤を凝縮させて被処理基板の表面に付着している液体を希釈した後、この溶剤を蒸発させることにより液体を除去するために、洗浄槽の上方領域と連通する乾燥室に被処理基板が搬入された後は、前記溶剤蒸気を第1の濃度より高い第2の濃度で供給するステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 前記溶剤蒸気を第1の濃度で供給するステップ及び第2の濃度で供給するステップでは、前記溶剤蒸気を含むガスと、この溶剤蒸気を含まないガスとを交互供給する間隔を変更することにより、前記第1の濃度と第2の濃度とを切り替えることを特徴とする請求項19に記載の基板処理装置。
- 前記溶剤蒸気を第2の濃度で供給する工程では、前記溶剤蒸気を含むガスと、この溶剤蒸気を含まないガスとを交互供給することに替えて、当該溶剤蒸気を含むガスを連続供給することを特徴とする請求項20に記載の基板処理装置。
- 前記溶剤蒸気を第1の濃度で供給するステップ及び第2の濃度で供給するステップでは、溶剤蒸気とこの溶剤蒸気を希釈するガスとの混合比を変更することにより、前記第1の濃度と第2の濃度とを切り替えることを特徴とする請求項19に記載の基板処理装置。
- 前記溶剤蒸気を第1の濃度で供給するステップ及び第2の濃度で供給するステップでは、予め設定された濃度の溶剤蒸気を含むガスの供給量を変更することにより、このガスが供給される雰囲気での溶剤蒸気の濃度を第1の濃度と第2の濃度とで切り替えることを特徴とする請求項19に記載の基板処理装置。
- 洗浄槽内の洗浄液に被処理基板を浸漬して洗浄を行った後、当該被処理基板を乾燥室搬送して乾燥を行う基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは請求項1ないし13のいずれか一つに記載された基板処理方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
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