JP2013187229A - Substrate processing device and substrate processing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、基板上に供給された凝固対象液を凝固した後、凝固対象液よりも高温の融解液により凝固対象液の凝固体を融解して除去することにより、基板表面に付着した汚染物質を除去する基板処理技術に関する。 In the present invention, after the coagulation target liquid supplied on the substrate is coagulated, the coagulated substance of the coagulation target liquid is melted and removed by a melting liquid having a temperature higher than that of the coagulation target liquid. The present invention relates to a substrate processing technique that removes the substrate.
従来より、基板表面に付着したパーティクル等の汚染物質を除去するための処理の１つとして凍結洗浄技術が知られている。この技術では、基板表面に供給された凝固対象液を凝固させ、この凝固体を融解除去することにより基板表面からパーティクル等を凝固体とともに除去している。例えば特許文献１に示す基板処理装置においては、雰囲気遮断手段に設けられたノズルから凝固対象液としてのＤＩＷ（DeIonized Water：脱イオン水）が供給された後、これをＤＩＷの凝固点よりも温度の低い冷却ガスによって凝固させ、その後、凝固対象液を吐出するノズルと同じノズルから融解液としてのＤＩＷを供給して凝固体の融解除去を行っている。
Conventionally, a freeze cleaning technique is known as one of the processes for removing contaminants such as particles adhering to the substrate surface. In this technique, the liquid to be solidified supplied to the substrate surface is solidified, and the solidified body is melted and removed to remove particles and the like from the substrate surface together with the solidified body. For example, in the substrate processing apparatus shown in
上記した凍結洗浄技術においては、凝固体の融解が迅速に行われないと、凝固体が融解して生じた液の中に凝固体の小塊が存在する状態となり、このような小塊が基板表面に形成されているパターンにダメージを与えるおそれがある。そこで、凝固対象液よりも温度の高い融解液を凝固体に供給することで、融解除去の効率化が図られている。しかしながら、上記のように同じノズルから凝固対象液および融解液が基板上に供給される場合には、凝固対象液の供給を停止した後にノズル内に残留している凝固対象液の残液が悪影響を及ぼすおそれがあった。すなわち、融解液が凝固対象液の残液と混ざることで融解液の初期温度が低くなり、その結果、凝固体の融解に要する時間が増大するという問題があった。 In the above-described freeze-cleaning technology, if the solidified body is not melted quickly, the solidified body is present in the liquid formed by melting the solidified body, and such a small body is in the substrate. There is a risk of damaging the pattern formed on the surface. In view of this, the melting removal efficiency is improved by supplying a molten liquid having a higher temperature than the solidification target liquid to the solidified body. However, when the solidification target liquid and the melt are supplied onto the substrate from the same nozzle as described above, the residual liquid of the solidification target liquid remaining in the nozzle after the supply of the solidification target liquid is stopped is adversely affected. There was a risk of affecting. That is, when the melt is mixed with the remaining liquid of the solidification target liquid, the initial temperature of the melt is lowered, and as a result, there is a problem that the time required for melting the solidified body increases.
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、基板上に供給された凝固対象液を凝固した後、凝固対象液よりも高温の融解液により凝固対象液の凝固体を融解して除去する基板処理装置および基板処理方法において、凝固体に供給される融解液の初期温度の低下を抑制し、基板処理を良好に行うことを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and after coagulating the coagulation target liquid supplied on the substrate, the coagulation body of the coagulation target liquid is melted and removed with a melt higher in temperature than the coagulation target liquid. An object of the substrate processing apparatus and the substrate processing method is to satisfactorily perform substrate processing by suppressing a decrease in the initial temperature of the melt supplied to the solidified body.
この発明にかかる基板処理装置は、上記目的を達成するために、基板上に供給された凝固対象液を凝固した後、凝固対象液よりも高温の融解液により凝固対象液の凝固体を融解して除去する基板処理装置であって、略水平に保持された基板の上面に対向する基板対向面と、基板の上面中央部に向けて凝固対象液および融解液を吐出する液供給ノズルとを有する雰囲気遮断手段と、液供給ノズルに凝固対象液および融解液を供給する液供給手段と、基板上に供給された凝固対象液に、凝固対象液の凝固点以下の凝固用気体を供給する凝固用気体供給ノズルと、凝固用気体供給ノズルを支持するアームを有し、当該アームとともに凝固用気体供給ノズルを移動させるノズル駆動機構と、凝固用気体供給ノズルまたはアームに設けられ、液供給ノズルから排出される凝固対象液を受ける排液受け部と、を備え、液供給手段は、基板上への凝固対象液の供給を停止した後、凝固対象液の凝固体への融解液の供給を開始するまでの間に、少なくとも液供給ノズル内に残留している凝固対象液の残液を液供給ノズルから排出し、ノズル駆動機構は、凝固対象液の残液が液供給ノズルから排出されている間、排液受け部を基板の上方かつ液供給ノズルの下方に配置することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the substrate processing apparatus according to the present invention coagulates the coagulation target liquid supplied on the substrate, and then melts the coagulation body of the coagulation target liquid with a melting liquid higher in temperature than the coagulation target liquid. A substrate processing apparatus that removes the liquid to be solidified and a molten liquid toward a central portion of the upper surface of the substrate. Atmosphere shut-off means, liquid supply means for supplying the liquid to be solidified and the melt to the liquid supply nozzle, and coagulation gas for supplying the solidification gas below the freezing point of the liquid to be solidified to the liquid to be solidified supplied on the substrate A supply nozzle and an arm for supporting the coagulation gas supply nozzle; a nozzle drive mechanism for moving the coagulation gas supply nozzle with the arm; and a coagulation gas supply nozzle or arm. A liquid receiving portion for receiving the liquid to be solidified discharged from the substrate, and the liquid supply means stops supplying the liquid to be solidified onto the substrate and then supplies the melt to the solidified body of the liquid to be solidified. Before the start, at least the residual liquid of the coagulation target liquid remaining in the liquid supply nozzle is discharged from the liquid supply nozzle, and the nozzle drive mechanism discharges the residual liquid of the coagulation target liquid from the liquid supply nozzle. During this period, the drainage receiving part is arranged above the substrate and below the liquid supply nozzle.
また、この発明にかかる基板処理方法は、基板上に供給された凝固対象液を凝固した後、凝固対象液よりも高温の融解液により凝固対象液の凝固体を融解して除去する基板処理方法であって、略水平に保持された基板上に、液供給ノズルから凝固対象液を供給する凝固対象液供給工程と、基板上に供給された凝固対象液に、アームで支持された凝固用気体供給ノズルから凝固対象液の凝固点以下の凝固用気体を供給する凝固工程と、凝固対象液の凝固体に、液供給ノズルから融解液を供給する融解工程と、を備え、凝固対象液供給工程の終了時から融解工程の開始時までに、少なくとも液供給ノズル内に残留している凝固対象液の残液を液供給ノズルから排出し、当該排出された残液を凝固用気体供給ノズルまたはアームに設けられた排液受け部で受けることを特徴とする。 Further, the substrate processing method according to the present invention is a substrate processing method in which after the solidification target liquid supplied on the substrate is solidified, the solidified body of the solidification target liquid is melted and removed with a melt higher in temperature than the solidification target liquid. A solidification target liquid supplying step of supplying a liquid to be solidified from a liquid supply nozzle onto a substrate held substantially horizontally, and a solidification gas supported by an arm on the solidification target liquid supplied on the substrate A coagulation step of supplying a coagulation gas below the freezing point of the coagulation target liquid from the supply nozzle, and a melting step of supplying the melt from the liquid supply nozzle to the coagulation body of the coagulation target liquid. From the end to the start of the melting process, at least the residual liquid of the coagulation target liquid remaining in the liquid supply nozzle is discharged from the liquid supply nozzle, and the discharged residual liquid is discharged to the coagulation gas supply nozzle or arm. Provided drainage receiver Wherein the receiving in parts.
本発明（基板処理装置および基板処理方法）によれば、液供給ノズルから基板上への凝固対象液の供給を停止した後、液供給ノズルから基板上に形成された凝固対象液の凝固体への融解液の供給を開始するまでの間に、少なくとも液供給ノズル内に残留している凝固対象液の残液が液供給ノズルから排出される。すなわち、凝固対象液の供給を停止した時点で液供給ノズル内に凝固対象液が残留していたとしても、この残液は、凝固体を融解除去すべく融解液が液供給ノズルから吐出されるまでに液供給ノズルから排出される。したがって、本発明によれば、凝固対象液よりも高温の融解液が少なくとも液供給ノズル内の凝固対象液の残液と混ざることを防止することで、凝固体に供給される融解液の初期温度の低下を抑制することが可能となる。 According to the present invention (the substrate processing apparatus and the substrate processing method), after the supply of the solidification target liquid from the liquid supply nozzle to the substrate is stopped, the solidification target liquid formed on the substrate from the liquid supply nozzle is solidified. Until the supply of the melt is started, at least the residual liquid of the coagulation target liquid remaining in the liquid supply nozzle is discharged from the liquid supply nozzle. That is, even if the solidification target liquid remains in the liquid supply nozzle when the supply of the solidification target liquid is stopped, the remaining liquid is discharged from the liquid supply nozzle to melt and remove the solidified body. Before being discharged from the liquid supply nozzle. Therefore, according to the present invention, the initial temperature of the melt supplied to the solidified body is prevented by preventing the melt higher in temperature than the liquid to be solidified from mixing with at least the remaining liquid of the liquid to be solidified in the liquid supply nozzle. Can be suppressed.
ここで、上記のように凝固対象液の残液を液供給ノズルから排出する場合、排出された残液が凝固前の凝固対象液に落下すると、凝固体形成の妨げとなったり、ゴミが凝固対象液に混入したりするおそれがある。一方、排出された残液が凝固対象液の凝固体に落下すると、融解処理の前に凝固体の一部が融解するおそれがある。そこで、本発明においては、液供給ノズルから排出される凝固対象液の残液が排液受け部で受けられる構成としている。したがって、液供給ノズルから排出された凝固対象液の残液が基板上の凝固対象液や凝固体に落下することを防止して、基板処理を良好に行うことが可能となる。しかも、排液受け部は凝固用気体供給ノズルまたはこれを支持するアームに設けられている。このため、排液受け部用の駆動機構をアームの駆動機構と兼用することができるので、装置の簡素化を図ることが可能となる。 Here, when the residual liquid of the coagulation target liquid is discharged from the liquid supply nozzle as described above, if the discharged residual liquid falls on the coagulation target liquid before solidification, formation of a solidified body may be hindered, or dust may be solidified. There is a risk of mixing into the target liquid. On the other hand, if the discharged residual liquid falls on the solidified body of the liquid to be solidified, a part of the solidified body may be melted before the melting treatment. Therefore, in the present invention, the remaining liquid of the coagulation target liquid discharged from the liquid supply nozzle is configured to be received by the drainage receiving portion. Therefore, it is possible to prevent the residual liquid of the coagulation target liquid discharged from the liquid supply nozzle from dropping on the coagulation target liquid or the solidified body on the substrate and to perform the substrate processing satisfactorily. In addition, the drainage receiving portion is provided on the coagulation gas supply nozzle or the arm that supports it. For this reason, the drive mechanism for the drainage receiving portion can also be used as the drive mechanism for the arm, so that the apparatus can be simplified.
本発明にかかる基板処理装置において、液供給手段は、凝固対象液を液供給ノズルに供給する凝固対象液用流路と、融解液を液供給ノズルに供給する融解液用流路と、凝固対象液用流路および融解液用流路が合流している合流部と液供給ノズルとを接続する接続流路とを備えており、合流部および接続流路に残留している凝固対象液の残液を液供給ノズルから排出すると好適である。このような構成によれば、液供給ノズル内に残留している凝固対象液の残液のみならず、接続流路に残留している凝固対象液の残液も排出される。したがって、融解液を凝固体に供給する際に融解液と混ざる凝固対象液の残液をさらに減らすことができ、凝固体に供給される融解液の初期温度の低下を一層抑制することが可能となる。ここで、液供給手段は凝固対象液用流路および融解液用流路が各々接続される複数の流入ポートを有するマルチポートバルブを備えており、マルチポートバルブの内部に合流部が形成されている構成とすることができる。 In the substrate processing apparatus according to the present invention, the liquid supply means includes a solidification target liquid channel for supplying the solidification target liquid to the liquid supply nozzle, a melt liquid flow path for supplying the melt to the liquid supply nozzle, and a solidification target. The liquid flow path and the melt flow path are joined to each other and a connection flow path that connects the liquid supply nozzle, and the solidification target liquid remaining in the merge part and the connection flow path remains. It is preferable that the liquid is discharged from the liquid supply nozzle. According to such a configuration, not only the residual liquid of the solidification target liquid remaining in the liquid supply nozzle but also the residual liquid of the solidification target liquid remaining in the connection channel is discharged. Therefore, it is possible to further reduce the residual liquid of the coagulation target liquid mixed with the melt when supplying the melt to the solidified body, and to further suppress the decrease in the initial temperature of the melt supplied to the solidified body. Become. Here, the liquid supply means includes a multiport valve having a plurality of inflow ports to which the flow path for the solidification target liquid and the flow path for the melt are respectively connected, and a confluence portion is formed inside the multiport valve. It can be set as a structure.
また、液供給手段は合流部または接続流路を大気に開放する大気開放手段を備えており、液供給ノズルへの凝固対象液および融解液の供給を停止した状態で大気開放手段により合流部または接続流路が大気開放されることで、凝固対象液の残液が自重により液供給ノズルから排出されると好適である。このような構成によれば、凝固対象液の残液を排出するための例えばパージ用の液体や気体を追加的に供給する必要がないので、ランニングコストを抑えることができる。また、凝固対象液の残液は自重により落下するだけなので排出速度を小さくすることができ、排液受け部との衝突時における残液の飛散を抑えることができる。 In addition, the liquid supply means includes an air release means for opening the junction or the connection flow path to the atmosphere, and the supply of the solidification target liquid and the melt to the liquid supply nozzle is stopped by the atmosphere release means in a state where the supply of the solidification target liquid and the melt is stopped. It is preferable that the residual liquid of the coagulation target liquid is discharged from the liquid supply nozzle by its own weight by opening the connection flow path to the atmosphere. According to such a configuration, it is not necessary to additionally supply, for example, a purging liquid or gas for discharging the residual liquid of the coagulation target liquid, so that the running cost can be suppressed. Further, since the residual liquid of the coagulation target liquid simply drops due to its own weight, the discharge speed can be reduced, and scattering of the residual liquid at the time of collision with the drainage receiving portion can be suppressed.
また、液供給手段は、凝固対象液の凝固体に融解液を供給する前に融解液を合流部および接続流路に流通させることで、凝固対象液の残液を融解液により押し出して液供給ノズルから排出するように構成してもよい。このように融解液により凝固対象液の残液を押し出して液供給ノズルから排出することで、融解液の流路上から確実に凝固対象液の残液を排除することができる。 In addition, the liquid supply means pushes the residual liquid of the coagulation target liquid with the melt and supplies the liquid by circulating the melt through the junction and the connection channel before supplying the melt to the solidified body of the coagulation target liquid. You may comprise so that it may discharge from a nozzle. Thus, by extruding the residual liquid of the coagulation target liquid with the melting liquid and discharging it from the liquid supply nozzle, the residual liquid of the coagulation target liquid can be reliably removed from the flow path of the melting liquid.
また、凝固用気体供給ノズルは凝固用気体の供給を基板の上面中央部から開始し、排液受け部は凝固用気体供給ノズルの上部に設けられていると好適である。本発明における液供給ノズルは、基板の上面中央部に向けて凝固対象液および融解液を吐出可能な位置に設けられている。したがって、凝固用気体供給ノズルが基板の上面中央部から凝固用気体の供給を開始する場合には、排液受け部を凝固用気体供給ノズルの上部に設けておくことで、凝固用気体の供給開始時に排液受け部が液供給ノズルの下方に位置することになる。すなわち、凝固用気体の供給開始時に凝固対象液の残液を液供給ノズルから排出し、これを排液受け部で受けることが可能となる。 Further, it is preferable that the coagulation gas supply nozzle starts supplying the coagulation gas from the center of the upper surface of the substrate, and the drainage receiving portion is provided above the coagulation gas supply nozzle. The liquid supply nozzle in the present invention is provided at a position where the liquid to be solidified and the molten liquid can be discharged toward the center of the upper surface of the substrate. Therefore, when the coagulation gas supply nozzle starts supplying the coagulation gas from the center of the upper surface of the substrate, the coagulation gas supply can be performed by providing the drainage receiving portion above the coagulation gas supply nozzle. At the start, the drainage receiving part is located below the liquid supply nozzle. That is, when the supply of the coagulation gas is started, the remaining liquid of the coagulation target liquid can be discharged from the liquid supply nozzle and received by the drainage receiving portion.
また、凝固用気体供給ノズルは凝固用気体の供給を基板の上面中央部よりも周縁部側の位置から開始し、排液受け部は凝固用気体の供給開始時または供給中に液供給ノズルの下に配置されるよう構成してもよい。このように構成することで、凝固用気体供給ノズルが基板の上面中央部から外れた位置から凝固用気体の供給を開始する場合においても、液供給ノズルから排出される凝固対象液の残液を排液受け部により受けることが可能となる。 The coagulation gas supply nozzle starts the supply of the coagulation gas from the position on the peripheral side of the center of the upper surface of the substrate, and the drainage receiver receives the liquid supply nozzle at the start or during the supply of the coagulation gas. You may comprise so that it may be arrange | positioned under. By configuring in this way, even when the coagulation gas supply nozzle starts to supply the coagulation gas from a position off the center of the upper surface of the substrate, the residual liquid of the coagulation target liquid discharged from the liquid supply nozzle is removed. It can be received by the drainage receiving part.
図１は本発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の基板処理装置の制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置は半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆに付着しているパーティクル等の汚染物質を除去するための基板洗浄処理を実行可能な枚葉式の基板洗浄装置としての基板処理装置である。 FIG. 1 is a view showing an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the substrate processing apparatus of FIG. This substrate processing apparatus is a substrate processing apparatus as a single wafer cleaning apparatus capable of executing a substrate cleaning process for removing contaminants such as particles adhering to the surface Wf of a substrate W such as a semiconductor wafer. .
この基板処理装置は、基板Ｗに対して洗浄処理を施す処理空間をその内部に有する処理チャンバー１を備え、処理チャンバー１内に基板表面Ｗｆを上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢に保持して回転させるスピンチャック２と、スピンチャック２に保持された基板Ｗの表面Ｗｆに向けて液膜を凍結させるための冷却ガスを吐出する冷却ガス吐出ノズル３と、スピンチャック２に保持された基板Ｗの表面Ｗｆに対向配置された遮断部材９が設けられている。処理液としては、薬液または純水やＤＩＷ等の洗浄液などが用いられる。
The substrate processing apparatus includes a
スピンチャック２は、回転支軸２１がモータを含むチャック回転機構２２の回転軸に連結されており、チャック回転機構２２の駆動により鉛直方向に延びる回転中心軸Ａ０を中心に回転可能となっている。回転支軸２１の上端部には、円盤状のスピンベース２３が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット４（図２）からの動作指令に応じてチャック回転機構２２を駆動させることによりスピンベース２３が回転中心軸Ａ０を中心に回転する。
The
スピンベース２３の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン２４が立設されている。チャックピン２４は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、スピンベース２３の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン２４のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン２４は、基板保持部が基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
Near the periphery of the
そして、スピンベース２３に対して基板Ｗが受渡しされる際には、複数個のチャックピン２４を解放状態とし、基板Ｗに対して洗浄処理を行う際には、複数個のチャックピン２４を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン２４は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース２３から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗはその表面（パターン形成面）Ｗｆを上方に向け、裏面Ｗｂを下方に向けた状態で保持される。そして、スピンチャック２が回転中心軸Ａ０回りに回転することで、スピンベース２３に保持された基板Ｗが回転中心軸Ａ０を中心として回転する。
When the substrate W is delivered to the
スピンチャック２の外方には、回動モータ３１が設けられている。回動モータ３１には、回動軸３３が接続されている。また、回動軸３３には、アーム３５が水平方向に延びるように連結され、アーム３５の先端に冷却ガス吐出ノズル３が取り付けられている。そして、制御ユニット４からの動作指令に応じて回動モータ３１が駆動されることで、アーム３５を回動軸３３回りに揺動させることができる。
A
冷却ガス吐出ノズル３はガス供給部６４（図２）と接続されており、制御ユニット４からの動作指令に応じてガス供給部６４から冷却ガスが冷却ガス吐出ノズル３に供給される。より具体的には、ガス供給部６４に設けられた窒素ガス貯留部６４１から供給される窒素ガスが熱交換器６４２によりＤＩＷの凝固点よりも低い温度まで冷やされ、こうして冷やされた窒素ガスが冷却ガスとして冷却ガス吐出ノズル３に供給される。そして、冷却ガス吐出ノズル３から基板表面Ｗｆに向けて局部的に冷却ガスが吐出される。
The cooling
図３は冷却ガス吐出ノズルの動作を示す図である。ここで、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は平面図である。回動モータ３１を駆動してアーム３５を揺動させると、冷却ガス吐出ノズル３は基板表面Ｗｆに対向しながら同図（ｂ）の移動軌跡Ｔ、つまり基板Ｗの回転中心軸Ａ０上の中心位置Ｐｃから基板Ｗの端縁に対向する端縁位置Ｐｅに向かう軌跡Ｔに沿って移動する。また、冷却ガス吐出ノズル３は基板Ｗの側方に退避した待機位置Ｐｓに移動可能となっている。そして、冷却ガス吐出ノズル３から冷却ガスを吐出させた状態で、制御ユニット４が基板Ｗを回転させながら冷却ガス吐出ノズル３を中心位置Ｐｃから端縁位置Ｐｅに向かって走査移動させることで、基板表面ＷｆのＤＩＷによる液膜ＬＰが部分的に凍結した領域ＦＲ（以下「凍結領域ＦＲ」と称する）が基板表面Ｗｆの中央部から周縁部へと広がる。
FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the cooling gas discharge nozzle. Here, FIG. 4A is a side view and FIG. 4B is a plan view. When the
図１および図３（ａ）に示すように、冷却ガス吐出ノズル３の上部には排液受け部３７が設けられている。この排液受け部３７は、後述する低温ＤＩＷの残液をノズル９７から排出する際にノズル９７の下方に位置し、ノズル９７から排出される残液を受けることができるよう構成されている。排液受け部３７の底面部または底面部近傍には、排液受け部３７に溜まった残液を排出するための排水管３９が設けられている。なお、排液受け部３７はノズル９７から排出される低温ＤＩＷの残液を受けることができる容器状のものであればどのような形状でも構わない。また、本実施形態では排液受け部３７を冷却ガス吐出ノズル３とは別の部材として設けているが、冷却ガス吐出ノズル３の上部に凹状の受け部を一体的に形成することで排液受け部３７を構成することも可能である。
As shown in FIGS. 1 and 3A, a
スピンチャック２の上方には、中心部に開口を有する円盤状の遮断部材９が設けられている。遮断部材９は、その下面（底面）が基板表面Ｗｆと略平行に対向する基板対向面９９となっており、その平面サイズは基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成されている。遮断部材９は略円筒形状を有する支持軸９１の下端部に略水平に取り付けられ、支持軸９１は水平方向に延びるアーム９２により基板Ｗの回転中心軸Ａ０回りに回転可能に保持されている。また、アーム９２には、遮断部材回転機構９３と遮断部材昇降機構９４が接続されている。
A disc-shaped blocking member 9 having an opening at the center is provided above the
遮断部材回転機構９３は、制御ユニット４からの動作指令に応じて支持軸９１を基板Ｗの回転中心軸Ａ０回りに回転させる。また、遮断部材回転機構９３は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの回転に応じて基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で遮断部材９を回転させるように構成されている。
The blocking
また、遮断部材昇降機構９４は、制御ユニット４からの動作指令に応じて、遮断部材９をスピンベース２３に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット４は遮断部材昇降機構９４を作動させることで、基板処理装置に対して基板Ｗを搬入出させる際には、スピンチャック２の上方の離間位置（図１に示す位置）に遮断部材９を上昇させる。その一方で、基板Ｗに対して所定の処理を施す際には、スピンチャック２に保持された基板Ｗの表面Ｗｆのごく近傍に設定された対向位置まで遮断部材９を下降させる。
Further, the blocking
支持軸９１は中空に仕上げられ、その内部にガス供給管９５が挿通され、さらにガス供給管９５の内部に液供給管９６が挿通されている。ガス供給管９５および液供給管９６の一方端は遮断部材９の開口まで延びて当該開口に連通されている。また、液供給管９６の一方端にノズル９７が設けられている。このようにガス供給管９５および液供給管９６で二重管構造が形成されており、ガス供給管９５の内壁面と液供給管９６の外壁面の隙間が上記開口につながるガス供給路として機能するとともに、液供給管９６の内部がノズル９７につながる液供給路として機能する。そして、上記ガス供給路に対してガス供給部６４（図２）が接続され、窒素ガス貯留部６４１から熱交換器６４２を通さずに供給される窒素ガスが乾燥ガスとして供給される。また、液供給管９６の他方端は処理液供給ユニット７と接続されており、液供給管９６を介して処理液供給ユニット７からノズル９７にＤＩＷが供給される。
The
図４は処理液供給ユニットの構成を示す模式図である。この処理液供給ユニット７は、互いに異なる３種類の温度のＤＩＷをノズル９７に対して選択的に供給するものであり、次のように構成されている。この処理液供給ユニット７は、ＤＩＷの供給源として、常温のＤＩＷ（以下「常温ＤＩＷ」と称する）を貯留しているＤＩＷ貯留部７１を有している。このＤＩＷ貯留部７１に対し、次に説明する低温ＤＩＷ供給系７２、常温ＤＩＷ供給系７３および高温ＤＩＷ供給系７４がそれぞれ接続されており、互いに異なる３種類の温度のＤＩＷが準備される。そして、各ＤＩＷ供給系７２、７３、７４で準備されたＤＩＷはマルチポートバルブ７５を介して選択的にノズル９７に供給される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the processing liquid supply unit. The processing
低温ＤＩＷ供給系７２は、ＤＩＷ貯留部７１からの常温ＤＩＷを冷却し、常温よりも低温のＤＩＷ（以下「低温ＤＩＷ」と称する）を基板表面Ｗｆに液膜を形成するための凝固対象液としてマルチポートバルブ７５の流入ポート７５１に流入させることが可能となっている。より詳しく説明すると、低温ＤＩＷ供給系７２は、ＤＩＷ貯留部７１とマルチポートバルブ７５の流入ポート７５１とを結ぶ配管７２１を有しており、配管７２１には上流側から順にポンプ７２２、流量調整弁７２３、熱交換器７２４が介挿されている。そして、ＤＩＷ貯留部７１に貯留されている常温ＤＩＷはポンプ７２２によって汲み出され、流量調整弁７２３によって流量が調整される。続いて、流量調整された常温ＤＩＷが熱交換器７２４にて冷却されて低温ＤＩＷが生成される。
The low temperature
また、低温ＤＩＷ供給系７２には、マルチポートバルブ７５と熱交換器７２４との間で配管７２１からスローリーク用の配管７２６が分岐してスローリーク部７２５が形成されている。このスローリーク部７２５には、分岐配管７２６に開閉弁７２７および流量調整弁７２８が介挿されている。制御ユニット４からの動作指令に応じて開閉弁７２７が開くと、配管７２１から分岐配管７２６に低温ＤＩＷが流れ込み、その流量を流量調整弁７２８で調整可能となっている。
In the low-temperature
本実施形態では、流量調整弁７２８によるスローリーク流量を流量調整弁７２３により調整された流量よりも小さな微小流量に設定する。こうして配管７２１からスローリークされた低温ＤＩＷ（以下「スローリークＤＩＷ」と称する）はスローリーク部７２５から排出される。このようなスローリーク部７２５を設けることにより、低温ＤＩＷ供給系７２の配管７２１における低温ＤＩＷの凍結を防止するとともに、配管７２１に低温ＤＩＷが滞留して外熱吸収により温度が上昇することを抑制することができる。もちろん、スローリーク部７２５から排出されたスローリークＤＩＷを流量調整弁７２３の上流側に戻してスローリークＤＩＷを再利用してもよいことは言うまでもなく、このようにスローリークＤＩＷの再利用によってランニングコストを抑制することができる。開閉弁７２７は常時開に設定されておりスローリークを行なわない時に閉じられるように制御ユニット４から動作指令される。
In this embodiment, the slow leak flow rate by the flow
常温ＤＩＷ供給系７３は、ＤＩＷ貯留部７１とマルチポートバルブ７５の流入ポート７５２とを結ぶ配管７３１を有しており、配管７３１には上流側から順にポンプ７３２、流量調整弁７３３が介挿されている。そして、ＤＩＷ貯留部７１に貯留されている常温ＤＩＷはポンプ７３２によって汲み出され、流量調整弁７３３によって流量が調整される。常温ＤＩＷ供給系７３においては、ＤＩＷの温度調整は行われず、ＤＩＷ貯留部７１から供給される常温ＤＩＷをそのままリンス液としてマルチポートバルブ７５の流入ポート７５２に流入させることが可能となっている。
The room temperature
高温ＤＩＷ供給系７４は、ＤＩＷ貯留部７１からの常温ＤＩＷを加熱し、常温よりも高温のＤＩＷ（以下「高温ＤＩＷ」と称する）を融解液としてマルチポートバルブ７５の流入ポート７５３に流入させることが可能となっている。より詳しく説明すると、高温ＤＩＷ供給系７４は、ＤＩＷ貯留部７１とマルチポートバルブ７５の流入ポート７５３とを結ぶ配管７４１を有しており、配管７４１には上流側から順にポンプ７４２、流量調整弁７４３、ヒーター７４４が介挿されている。ＤＩＷ貯留部７１に貯留されている常温ＤＩＷはポンプ７４２によって汲み出され、流量調整弁７４３によって流量が調整される。続いて、流量調整された常温ＤＩＷがヒーター７４４にて加熱されて高温ＤＩＷが生成される。
The high temperature
また、高温ＤＩＷ供給系７４には、マルチポートバルブ７５とヒーター７４４との間で配管７４１から温水循環用の配管７４６が分岐し、この配管７４６がポンプ７４２の上流側で配管７４１に合流することで温水循環部７４５が形成されている。この温水循環部７４５には、分岐配管７４６に開閉弁７４７が介挿されている。制御ユニット４からの動作指令に応じてマルチポートバルブ７５の開閉弁７６３が閉じられた状態で開閉弁７４７が開くと、配管７４１から分岐配管７４６に高温ＤＩＷが流れ込む。このように一度昇温された高温ＤＩＷが温水循環部７４５を経てヒーター７４４よりも上流側に戻されることで、ＤＩＷの昇温に要するエネルギーを抑えることが可能となり、ランニングコストを抑制することができる。開閉弁７４７は、高温ＤＩＷの供給を行っている間、すなわちマルチポートバルブ７５の開閉弁７６３が開いている間は、閉状態となるように制御ユニット４から動作指令される。
Further, in the high-temperature
このようにマルチポートバルブ７５には、３種類の温度のＤＩＷがそれぞれ流入ポート７５１、７５２、７５３に送り込まれる。これらの流入ポート７５１、７５２、７５３は合流部７７１に対してそれぞれ接続路７５６、７５７、７５８で接続されており、各接続路７５６、７５７、７５８にはそれぞれ開閉弁７６１、７６２、７６３が介挿されている。このため、制御ユニット４からの動作指令に応じて開閉弁７６１、７６２、７６３が開閉制御されることで所望の温度のＤＩＷが選択的に合流部７７１に流入する。例えば、マルチポートバルブ７５の開閉弁７６２、７６３を閉じた状態で開閉弁７６１が開くと、流量調整された低温ＤＩＷが合流部７７１に流入する。また、開閉弁７６１、７６３を閉じた状態で開閉弁７６２が開くと、流量調整された常温ＤＩＷが合流部７７１に流入する。さらに、開閉弁７６１、７６２を閉じた状態で開閉弁７６３が開くと、流量調整された高温ＤＩＷが合流部７７１に流入する。
As described above, the
この合流部７７１は、接続路７７２を介してマルチポートバルブ７５の流出ポート７５４と接続されている。さらに、流出ポート７５４は液供給管９６と接続され、液供給管９６の下流端にはノズル９７が形成されている。したがって、合流部７７１に流入したＤＩＷは接続路７７２および液供給管９６を経てノズル９７に供給され、ノズル９７から基板Ｗの表面Ｗｆに吐出される。
The
さらに、マルチポートバルブ７５では、合流部７７１が接続路７５９を介して大気開放ポート７５５と接続されるとともに、この接続路７５９に開閉弁７６５が介挿されている。このため、開閉弁７６１、７６２、７６３を全て閉じて合流部７７１へのＤＩＷの流入を規制した状態で開閉弁７６５のみが開成されると、大気開放ポート７５５と合流部７７１とが連通し、合流部７７１が大気開放された状態となる。後で詳しく説明するが、合流部７７１が大気開放されることで、合流部７７１に存在する液体には大気開放ポート７５５側からの大気圧とノズル９７側からの大気圧とが作用する。そして、これら両方の大気圧が相殺されることで、合流部７７１の液体は自重により下方に移動しノズル９７から排出される。
Further, in the
以上が本実施形態における処理液供給ユニット７の構成であるが、上記各流量調整弁７２３、７２８、７３３、７４３の下流側に流量計を取り付けてもよい。そして、流量計での計測結果に基づいて各流量調整弁７２３、７２８、７３３、７４３をフィードバック制御することにより、各配管におけるＤＩＷの流量をより精密に制御することも可能である。
The above is the configuration of the processing
図５は洗浄処理動作を示すフローチャートであり、図６および図７は洗浄処理動作を模式的に示す図である。本実施形態にかかる基板処理装置では、未処理の基板Ｗが装置内に搬入されると、制御ユニット４が装置各部を制御して該基板Ｗに対して一連の洗浄処理が実行される。ここで、基板Ｗがその表面Ｗｆに微細パターンを形成されたものである場合、該基板表面Ｗｆを上方に向けた状態で基板Ｗが処理チャンバー１内に搬入され、スピンチャック２に保持される（ステップＳ１０１）。なお、このとき遮断部材９は離間位置にあり、基板Ｗとの干渉を防止している。
FIG. 5 is a flowchart showing the cleaning processing operation, and FIGS. 6 and 7 are diagrams schematically showing the cleaning processing operation. In the substrate processing apparatus according to the present embodiment, when an unprocessed substrate W is carried into the apparatus, the
スピンチャック２に未処理の基板Ｗが保持されると、遮断部材９が対向位置まで降下され、基板表面Ｗｆに近接配置される（ステップＳ１０２）。これにより、基板表面Ｗｆが遮断部材９の基板対向面９９に近接した状態で覆われ、基板Ｗの周辺雰囲気から遮断される。そして、制御ユニット４はチャック回転機構２２を駆動させてスピンチャック２を回転させるとともに、マルチポートバルブ７５の開閉弁７６１を開いてノズル９７から低温ＤＩＷを基板表面Ｗｆに供給する。
When the unprocessed substrate W is held on the
このとき、図６（ａ）に示すように、基板表面Ｗｆに供給された低温ＤＩＷには基板Ｗの回転に伴う遠心力が作用し、基板Ｗの径方向外向きに均一に広げられてその一部が基板外に振り切られる。これによって、基板表面Ｗｆの全面にわたって液膜の厚みを均一にコントロールして、基板表面Ｗｆの全体に所定の厚みを有する低温ＤＩＷの液膜が形成される（ステップＳ１０３）。このときの基板Ｗの回転数は低温ＤＩＷの一部が適切に振り切られるように決めればよく、例えば１５０ｒｐｍとすることができる。なお、液膜形成に際して、上記のように基板表面Ｗｆに供給された低温ＤＩＷの一部を振り切ることは必須の要件ではない。例えば、基板Ｗの回転を停止させた状態あるいは基板Ｗを比較的低速で回転させた状態で基板Ｗから液を振り切ることなく基板表面Ｗｆに液膜を形成してもよい。 At this time, as shown in FIG. 6A, the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W acts on the low-temperature DIW supplied to the substrate surface Wf, and the substrate W is uniformly spread outward in the radial direction. A part is shaken off the substrate. Thereby, the thickness of the liquid film is uniformly controlled over the entire surface of the substrate surface Wf, and a low temperature DIW liquid film having a predetermined thickness is formed on the entire surface of the substrate Wf (step S103). The rotation speed of the substrate W at this time may be determined so that a part of the low temperature DIW is appropriately shaken off, and can be set to 150 rpm, for example. In forming the liquid film, it is not an essential requirement to shake off part of the low-temperature DIW supplied to the substrate surface Wf as described above. For example, the liquid film may be formed on the substrate surface Wf without shaking the liquid from the substrate W in a state where the rotation of the substrate W is stopped or in a state where the substrate W is rotated at a relatively low speed.
液膜形成が終了すると、制御ユニット４は開閉弁７６１を閉じて低温ＤＩＷの供給を停止するとともに、遮断部材９を離間位置に退避させる（ステップＳ１０４）。その後、冷却ガス吐出ノズル３を待機位置Ｐｓから中心位置Ｐｃに移動させる（ステップＳ１０５）。そして、図６（ｂ）に示すように、基板表面Ｗｆ上の液膜ＬＰに向けて冷却ガス吐出ノズル３から冷却ガスの供給を開始する（ステップＳ１０６）。このときの基板Ｗの回転数としては、冷却ガスの拡散を抑えるため液膜形成時よりも低速（例えば５０ｒｐｍ）とすることが好ましい。なお、冷却ガス吐出ノズル３が中心位置Ｐｃに到達した時点で安定的に冷却ガスの供給が行えるように、冷却ガス吐出ノズル３を待機位置Ｐｓから中心位置Ｐｃに移動させる過程において冷却ガスの吐出を開始することも可能である。
When the liquid film formation is completed, the
ここで、制御ユニット４がマルチポートバルブ７５の開閉弁７６１を閉じて低温ＤＩＷの供給を停止した時点で、マルチポートバルブ７５、液供給管９６またはノズル９７の内部に低温ＤＩＷが残留している場合がある。この場合、後の工程において、融解液としての高温ＤＩＷを高温ＤＩＷ供給系７４より供給してノズル９７から基板表面Ｗｆに向けて吐出すると、高温ＤＩＷが低温ＤＩＷの残液と混ざってしまい、高温ＤＩＷの初期温度が低下するおそれがある。
Here, when the
そこで、本実施形態においては、次に制御ユニット４からの動作指令によってマルチポートバルブ７５の開閉弁７６５を開き、大気開放ポート７５５が大気開放される（ステップＳ１０７）。このとき、マルチポートバルブ７５の開閉弁７６１、７６２、７６３はいずれも閉じられており、ノズル９７には低温ＤＩＷ、常温ＤＩＷおよび高温ＤＩＷのいずれも供給されていない。したがって、開閉弁７６５が開状態となることで大気開放ポート７５５と連通しているマルチポートバルブ７５の合流部７７１には大気圧が作用する。この大気圧は、合流部７７１に残留している低温ＤＩＷの残液だけでなく、合流部７７１と連結している接続路７７２、液供給管９６およびノズル９７の内部に残留している低温ＤＩＷの残液にも作用する。これら各部の残液にはノズル９７の吐出口側からも大気圧が作用しているが、これは大気開放ポート７５５を通じて作用する大気圧によって相殺される。その結果、図６（ｃ）に示すように、低温ＤＩＷの残液が自重によりノズル９７から落下する。
Therefore, in the present embodiment, the open /
このとき、冷却ガス吐出ノズル３の上部に設けられた排液受け部３７および遮断部材９の基板対向面９９に設けられたノズル９７は互いに対向した状態、すなわち排液受け部３７がノズル９７の下方に位置する状態となっている。したがって、ノズル９７から落下した低温ＤＩＷの残液は排液受け部３７によって受け止められ、基板表面Ｗｆに形成されている液膜ＬＰや凍結領域ＦＲには落下しない。なお、排液受け部３７に溜まった低温ＤＩＷの残液は排水管３９から排出される。
At this time, the
マルチポートバルブ７５の開閉弁７６５が開いている状態、すなわち大気開放ポート７５５が大気開放された状態を所定の時間維持する。大気開放状態を維持する時間としては、例えばノズル９７から低温ＤＩＷの残液が排出されるのに要する時間が１秒程度の場合には、余裕を持たせて２秒程度に設定しておくことが望ましい。また、大気開放を行っている間は冷却ガス吐出ノズル３が中心位置Ｐｃに滞在しており、低温ＤＩＷの残液は排液受け部３７によって受け止められる。
The state where the on-off
その後、マルチポートバルブ７５の開閉弁７６５を閉じて大気開放ポート７５５を閉塞し（ステップＳ１０８）、続いて、冷却ガス吐出ノズル３を端縁位置Ｐｅに向けて走査移動させる（ステップＳ１０９）。これにより、図７（ａ）に示すように、液膜ＬＰが部分的に凍結した凍結領域ＦＲが基板表面Ｗｆの中央部から周縁部へと広がる。そして、冷却ガス吐出ノズル３は中心位置Ｐｃから端縁位置Ｐｅへと走査移動した後、待機位置Ｐｓまで移動し（ステップＳ１１０）、続いて、遮断部材９が基板表面Ｗｆに近接配置される（ステップＳ１１１）。このとき、図７（ｂ）に示すように、基板表面Ｗｆの液膜全面が凍結して凍結膜ＦＬが形成されている。
Thereafter, the open /
次に、制御ユニット４からの動作指令に応じてマルチポートバルブ７５の開閉弁７６３が開かれる。その結果、図７（ｃ）に示すように、高温ＤＩＷ供給系７４から供給される高温ＤＩＷがノズル９７から吐出され、凍結膜ＦＬの融解処理が行われる（ステップＳ１１２）。このとき、上記のごとく、低温ＤＩＷによる液膜形成が完了した時点でマルチポートバルブ７５、液供給管９６およびノズル９７の内部に残留していた低温ＤＩＷの残液が、マルチポートバルブ７５の大気開放ポート７５５を大気開放させることでノズル９７よりすでに排出されている。したがって、低温ＤＩＷの残液と混ざることによる高温ＤＩＷの温度低下が抑制され、速やかに融解処理を行うことが可能となる。なお、このときの基板Ｗの回転数は、融解した凍結膜を遠心力で振り切るため比較的高速にすることが望ましく、例えば８００ｒｐｍとすることができる。
Next, the open /
続いて、基板Ｗの両面に対し常温ＤＩＷによるリンス処理を行う（ステップＳ１１３）。すなわち、制御ユニット４からの動作指令によりマルチポートバルブ７５の開閉弁７６２を開いて常温ＤＩＷ供給系７３から供給される常温ＤＩＷをノズル９７から吐出するとともに、下面ノズル２７から常温ＤＩＷを吐出し、基板Ｗの両面を常温ＤＩＷによりリンス処理する。
Subsequently, a rinsing process with room temperature DIW is performed on both surfaces of the substrate W (step S113). That is, the open /
その後、基板Ｗの両面への常温ＤＩＷの供給をともに停止し、基板を乾燥させる乾燥処理を行う（ステップＳ１１４）。すなわち、遮断部材９に設けられたノズル９７およびスピンベース２３に設けられた下面ノズル２７から常温の窒素ガス（乾燥ガス）を吐出させながら基板Ｗを高速度で回転させることにより、基板Ｗに残留するＤＩＷを振り切り基板Ｗを乾燥させる。このとき、例えば基板Ｗがシリコンウェハの場合には、水膜の周縁で酸素とシリコンが反応して生成されるケイ酸によりウォーターマークと呼ばれる模様が発生し、これが基板表面上に欠陥として残ることがある。しかしながら、上記のように基板Ｗに対して窒素ガスを供給した状態で乾燥処理を行うことで、処理空間から酸素を排除してウォーターマークの発生を防止することができる。こうして乾燥処理が終了すると、処理済みの基板Ｗを搬出することによって１枚の基板に対する処理が完了する（ステップＳ１１５）。
Thereafter, the supply of the room temperature DIW to both surfaces of the substrate W is stopped, and a drying process for drying the substrate is performed (step S114). That is, by rotating the substrate W at a high speed while discharging nitrogen gas (dry gas) at room temperature from the
以上のように、この実施形態では、冷却ガス吐出ノズル３が液膜ＬＰへの冷却ガスの供給を開始すべく中心位置Ｐｃに滞在しているときに、マルチポートバルブ７５の大気開放ポート７５５が大気開放される。その結果、マルチポートバルブ７５、液供給管９６およびノズル９７の内部に残留している低温ＤＩＷの残液が自重によりノズル９７から排出される。したがって、凍結膜ＦＬに融解液としての高温ＤＩＷを供給する際に、高温ＤＩＷが低温ＤＩＷと混ざることで初期温度が低下してしまうことを抑制し、速やかな融解処理を行うことが可能となる。
As described above, in this embodiment, when the cooling
さらに、ノズル９７から排出される低温ＤＩＷの残液を受ける排液受け部３７が設けられているので、低温ＤＩＷの残液が液膜ＬＰに落下して、液膜ＬＰが凍結する際の妨げとなったり、ゴミが液膜ＬＰに混入したりすることを防止できる。また、ノズル９７から排出される低温ＤＩＷの残液が凍結領域ＦＲに落下して、融解処理の前に凍結領域ＦＲを融解してしまうことを防止できる。しかも、排液受け部３７は冷却ガス吐出ノズル３に設けられているため、排液受け部３７を移動させるには回動モータ３１を駆動させればよく、排液受け部３７用の駆動機構を別に設ける必要がないので、装置の簡素化を図ることが可能となる。また、大気開放により低温ＤＩＷの残液を排出するので、残液をパージするための液体や気体を追加的に供給する必要がなく、ランニングコストを抑えることができる。また、低温ＤＩＷの残液は自重により落下するだけなので排出速度を小さくすることができ、排液受け部３７との衝突時における液の飛散を抑えることができる。
Furthermore, since the
以上説明したように、この実施形態においては、冷却ガス吐出ノズル３が本発明の「凝固用気体供給ノズル」に相当し、遮断部材９が本発明の「雰囲気遮断手段」に相当し、ノズル９７が本発明の「液供給ノズル」に相当し、回動モータ３１が本発明の「ノズル駆動機構」に相当する。また、処理液供給ユニット７および液供給管９６が本発明の「液供給手段」として機能しており、配管７２１および接続路７５６が本発明の「凝固対象液用流路」として、配管７４１および接続路７５８が本発明の「融解液用流路」として、接続路７７２および液供給管９６が本発明の「接続流路」として機能する。また、大気開放ポート７５５および開閉弁７６５が協働して本発明の「大気開放手段」として機能する。また、低温ＤＩＷが本発明の「凝固対象液」として、高温ＤＩＷが本発明の「融解液」として機能する。
As described above, in this embodiment, the cooling
また、図５の処理においては、ステップＳ１０３が本発明の「凝固対象液供給工程」に相当し、Ｓ１０６〜Ｓ１１０において冷却ガスを液膜ＬＰに供給している工程が本発明の「凝固工程」に相当し、Ｓ１１２が本発明の「融解工程」に相当する。 In the process of FIG. 5, step S103 corresponds to the “coagulation target liquid supply process” of the present invention, and the process of supplying the cooling gas to the liquid film LP in S106 to S110 is the “coagulation process” of the present invention. S112 corresponds to the “melting step” of the present invention.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、処理液供給ユニット７にスローリーク部７２５や温水循環部７４５を設けたが、これらを省略することも可能である。さらに、処理液供給ユニット７は少なくとも互いに温度の異なる２種類のＤＩＷを供給できればよく、必ずしも３種類の温度のＤＩＷを供給する必要はないし、互いに温度の異なる４種類以上のＤＩＷを供給してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the processing
また、上記実施形態ではマルチポートバルブ７５の内部に合流部７７１が設けられているが、合流部の形態はこれに限らない。例えば図８に示すように、マルチポートバルブ７５を設けずに、配管７２１、７３１、７４１を適当なジョイント等で直接合流させることにより、処理液供給ユニット７を構成することも可能である。このとき、各配管７２１、７３１、７４１にそれぞれ開閉弁７８１、７８２、７８３を介挿し、制御ユニット４からの動作指令に応じて開閉弁７８１、７８２、７８３が開閉制御されることで所望の温度のＤＩＷが選択的に合流部７９１に流入する。そして、合流部７９１の上流側において合流部７９１を大気と連通させる接続配管７９９を設け、接続配管７９９に介挿された開閉弁７８５を制御ユニット４により開閉制御すればよい。なお、合流部７９１と液供給管９６とは接続配管７９２によって接続されている。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、冷却ガス吐出ノズル３が中心位置Ｐｃから冷却ガスの供給を開始するとともに、排液受け部３７を冷却ガス吐出ノズル３の上部に設けておくことにより、冷却ガスの供給開始時に排液受け部３７でノズル９７から排出される低温ＤＩＷの残液を受けることができるものとした。しかしながら、冷却ガス吐出ノズル３による冷却ガスの供給を、図３において中心位置Ｐｃよりも端縁位置Ｐｅ側の位置から開始することも可能である。以下に、この場合について説明する。
In the above embodiment, the cooling
図９（ａ）に示すように、冷却ガス吐出ノズル３は、冷却ガスの供給を基板表面Ｗｆの中央部から外れた初期位置から開始してもよい。このとき、初期位置において供給された冷却ガスは初期位置を中心として基板表面Ｗｆに沿って広がり、その一部は基板表面Ｗｆの中央部にも及ぶ。その結果、図９（ｂ）に示すように、初期位置から基板表面Ｗｆの回転中心にわたる範囲において液膜ＬＰを凍結することが可能となる。その後、冷却ガス吐出ノズル３を基板表面Ｗｆの周縁部に向かって走査移動することで、基板表面Ｗｆの全域において凍結膜が形成される。このように冷却ガスが基板表面Ｗｆの中央部に及ぶ範囲内で初期位置を設定し、当該初期位置から冷却ガスの供給を開始することで、冷却ガス吐出ノズル３を走査移動させる範囲を狭くすることができ、走査移動に要する時間を短縮してスループットを向上させることが可能となる。
As shown in FIG. 9A, the cooling
上記のように冷却ガスの供給を基板表面Ｗｆの中央部よりも周縁部側の初期位置から開始する場合には、排液受け部３７を冷却ガス吐出ノズル３の側方に設けておくことにより、冷却ガスの供給開始時に排液受け部３７をノズル９７の下方に位置させることができる。そして、この状態でマルチポートバルブ７５の大気開放ポート７５５が大気開放されることにより、図９（ｂ）に示すように、ノズル９７から排出される低温ＤＩＷの残液を排液受け部３７により受けることができる。
As described above, when the supply of the cooling gas is started from the initial position on the peripheral edge side with respect to the central portion of the substrate surface Wf, the
なお、ノズル９７から低温ＤＩＷの残液を排出させるタイミングは、冷却ガス吐出ノズル３による冷却ガスの供給開始時に限らず、冷却ガスの供給中としてもよい。この場合、排液受け部３７を冷却ガス吐出ノズル３またはアーム３５の適当な位置に設け、ノズル９７から低温ＤＩＷの残液が排出されるときに、排液受け部３７をノズル９７の下方に配置するよう制御すればよい。
The timing of discharging the low temperature DIW residual liquid from the
また、上記実施形態では、大気開放ポート７５５を大気開放することで、マルチポートバルブ７５、液供給管９６およびノズル９７の内部に残留している低温ＤＩＷの残液をノズル９７から排出するものとした。しかしながら、低温ＤＩＷの残液を排出する方法はこれに限らない。例えば図５のステップＳ１０７にて大気開放ポートを開放する代わりに、マルチポートバルブ７５の開閉弁７６３を開いて、マルチポートバルブ７５、液供給管９６およびノズル９７に高温ＤＩＷを流通させて、高温ＤＩＷにより低温ＤＩＷをパージすることも可能である。このように高温ＤＩＷにより低温ＤＩＷの残液を押し出してノズル９７から排出することで、高温ＤＩＷの流路上から確実に低温ＤＩＷの残液を排除することができる。また、低温ＤＩＷの残液をノズル９７からパージする場合には、高温ＤＩＷのほかに常温ＤＩＷや窒素ガス等を用いることも可能である。
Further, in the above embodiment, by releasing the
また、上記実施形態では、基板Ｗの表面Ｗｆに対して洗浄処理を実行する場合について説明したが、基板Ｗの裏面Ｗｂに対して適宜必要な処理を行ってもよいことは言うまでもない。例えば、基板Ｗの裏面Ｗｂに対しても液膜を形成し、これを凍結させて融解除去することにより洗浄処理を施すことも可能である。 In the above embodiment, the case where the cleaning process is performed on the front surface Wf of the substrate W has been described. Needless to say, the necessary process may be performed on the back surface Wb of the substrate W as appropriate. For example, it is also possible to perform a cleaning process by forming a liquid film on the back surface Wb of the substrate W, and freezing it to remove it by melting.
また、上記実施形態では、冷却ガスおよび乾燥ガスとして同一の窒素ガス貯留部から供給されて互いに温度を異ならせた窒素ガスを用いているが、乾燥ガスおよび冷却ガスとしては窒素ガスに限定されない。例えば、乾燥ガスおよび冷却ガスのいずれか一方または両方を他の不活性ガスとしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although nitrogen gas supplied from the same nitrogen gas storage part and having mutually different temperature is used as cooling gas and drying gas, drying gas and cooling gas are not limited to nitrogen gas. For example, one or both of the drying gas and the cooling gas may be used as another inert gas.
また、上記実施形態の基板処理装置は、ＤＩＷ貯留部７１を装置内部に内蔵しているが、ＤＩＷの供給源については装置の外部に設けてもよく、例えば工場内に既設のＤＩＷの供給源を利用するようにしてもよい。また、ＤＩＷを温度調整するための既設設備がある場合には、該設備によって温度調整されたＤＩＷを利用するようにしてもよい。
Moreover, although the substrate processing apparatus of the above embodiment has the
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板全般を処理する基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。 The present invention relates to a semiconductor wafer, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for FED (Field Emission Display), a substrate for optical disk, a substrate for magnetic disk, a substrate for magneto-optical disk, etc. The present invention can be applied to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for processing an entire substrate including the substrate.
３ 冷却ガス吐出ノズル（凝固用気体供給ノズル）
７ 処理液供給ユニット（液供給手段）
９ 遮断部材（雰囲気遮断手段）
３１ 回動モータ（ノズル駆動機構）
３５ アーム
３７ 排液受け部
７５ マルチポートバルブ
９６ 液供給管（接続流路）
９７ ノズル（液供給ノズル）
９９ 基板対向面
７２１ 配管（凝固対象液用流路）
７４１ 配管（融解液用流路）
７５５ 大気開放ポート（大気開放手段）
７５６ 接続路（凝固対象液用流路）
７５８ 接続路（融解液用流路）
７６５ 開閉弁（大気開放手段）
７７１ 合流部
７７２ 接続路（接続流路）
Ｓ１０３ 凝固対象液供給工程
Ｓ１０６〜Ｓ１１０ 凝固工程
Ｓ１１２ 融解工程
Ｗ 基板
Ｗｆ 基板表面（上面）
3 Cooling gas discharge nozzle (gas supply nozzle for solidification)
7 Treatment liquid supply unit (liquid supply means)
9 Blocking member (atmosphere blocking means)
31 Rotating motor (nozzle drive mechanism)
35
97 nozzle (liquid supply nozzle)
99
741 Piping (flow path for melt)
755 Air release port (atmosphere release means)
756 Connection path (flow path for coagulation target liquid)
758 Connection path (flow path for melt)
765 On-off valve (atmospheric release means)
S103 Solidification target liquid supply process S106 to S110 Solidification process S112 Melting process W Substrate Wf Substrate surface (upper surface)
Claims (8)
略水平に保持された前記基板の上面に対向する基板対向面と、前記基板の上面中央部に向けて前記凝固対象液および前記融解液を吐出する液供給ノズルとを有する雰囲気遮断手段と、
前記液供給ノズルに前記凝固対象液および前記融解液を供給する液供給手段と、
前記基板上に供給された前記凝固対象液に、前記凝固対象液の凝固点以下の凝固用気体を供給する凝固用気体供給ノズルと、
前記凝固用気体供給ノズルを支持するアームを有し、当該アームとともに前記凝固用気体供給ノズルを移動させるノズル駆動機構と、
前記凝固用気体供給ノズルまたは前記アームに設けられ、前記液供給ノズルから排出される前記凝固対象液を受ける排液受け部と、
を備え、
前記液供給手段は、前記基板上への前記凝固対象液の供給を停止した後、前記凝固対象液の凝固体への前記融解液の供給を開始するまでの間に、少なくとも前記液供給ノズル内に残留している前記凝固対象液の残液を前記液供給ノズルから排出し、
前記ノズル駆動機構は、前記凝固対象液の残液が前記液供給ノズルから排出されている間、前記排液受け部を前記基板の上方かつ前記液供給ノズルの下方に配置することを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for coagulating a coagulation target liquid supplied on a substrate and then melting and removing the coagulation body of the coagulation target liquid with a melt higher in temperature than the coagulation target liquid,
An atmosphere blocking means having a substrate facing surface facing the upper surface of the substrate held substantially horizontally, and a liquid supply nozzle for discharging the liquid to be solidified and the melt toward the center of the upper surface of the substrate;
Liquid supply means for supplying the liquid to be solidified and the melt to the liquid supply nozzle;
A coagulation gas supply nozzle for supplying a coagulation gas below the freezing point of the coagulation target liquid to the coagulation target liquid supplied on the substrate;
A nozzle driving mechanism that has an arm for supporting the coagulation gas supply nozzle, and moves the coagulation gas supply nozzle together with the arm;
A drainage receiving portion that is provided on the gas supply nozzle for solidification or the arm and receives the liquid to be solidified discharged from the liquid supply nozzle;
With
The liquid supply means stops at least the inside of the liquid supply nozzle after the supply of the liquid to be solidified on the substrate is stopped and before the supply of the molten liquid to the solidified body of the liquid to be solidified is started. Discharging the residual liquid of the coagulation target liquid remaining in the liquid supply nozzle,
The nozzle driving mechanism arranges the drainage receiving portion above the substrate and below the liquid supply nozzle while the residual liquid of the liquid to be solidified is discharged from the liquid supply nozzle. Substrate processing equipment.
略水平に保持された前記基板上に、液供給ノズルから前記凝固対象液を供給する凝固対象液供給工程と、
前記基板上に供給された前記凝固対象液に、アームで支持された凝固用気体供給ノズルから前記凝固対象液の凝固点以下の凝固用気体を供給する凝固工程と、
前記凝固対象液の凝固体に、前記液供給ノズルから前記融解液を供給する融解工程と、
を備え、
前記凝固対象液供給工程の終了時から前記融解工程の開始時までに、少なくとも前記液供給ノズル内に残留している前記凝固対象液の残液を前記液供給ノズルから排出し、当該排出された残液を前記凝固用気体供給ノズルまたは前記アームに設けられた排液受け部で受けることを特徴とする基板処理方法。
A substrate processing method for coagulating a coagulation target liquid supplied on a substrate and then melting and removing the coagulation body of the coagulation target liquid with a melt higher in temperature than the coagulation target liquid,
A coagulation target liquid supply step for supplying the coagulation target liquid from a liquid supply nozzle onto the substrate held substantially horizontally;
A coagulation step of supplying a coagulation gas below the freezing point of the coagulation target liquid from a coagulation gas supply nozzle supported by an arm to the coagulation target liquid supplied on the substrate;
A melting step of supplying the melt from the liquid supply nozzle to the solidified body of the solidification target liquid;
With
From the end of the solidification target liquid supply process to the start of the melting process, at least the residual liquid of the solidification target liquid remaining in the liquid supply nozzle is discharged from the liquid supply nozzle and discharged A substrate processing method, wherein the residual liquid is received by the coagulation gas supply nozzle or a drain receiving part provided in the arm.
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