JP2023045958A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被処理基板の洗浄及び乾燥を行うにあたって、液滴残りを低減すること。【解決手段】被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置であって、被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第1乾燥領域を生成し、洗浄液層と第1乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第1乾燥領域を拡大して第2乾燥領域を生成し、第2乾燥領域を更に拡大して第3乾燥領域を生成する。【選択図】図7
Description
実施形態は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置及び基板処理方法が知られている。
被処理基板の洗浄及び乾燥を行うにあたって、液滴残りを低減すること。
実施形態の基板処理装置は、被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置であって、被処理基板上に洗浄液を供給する洗浄液ノズルと、被処理基板上にガスを供給するガスノズルと、洗浄液ノズルからの洗浄液の供給状態及びガスノズルからのガスの供給状態を制御する制御部と、を備えている。制御部は、洗浄液ノズルから被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、ガスノズルから被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第1乾燥領域を生成し、洗浄液層と第1乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第1乾燥領域を拡大して第2乾燥領域を生成し、第2乾燥領域を更に拡大して第3乾燥領域を生成する。
実施形態の基板処理方法は、被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理方法であって、被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第1乾燥領域を生成し、洗浄液層と第1乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第1乾燥領域を拡大して第2乾燥領域を生成し、第2乾燥領域を更に拡大して第3乾燥領域を生成する。
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
図1,2を参照しながら、第1実施形態の基板処理装置1について説明する。基板処理装置1は、スピンチャック2及びカップ体3を備えている。スピンチャック2は、基板Sの裏面側中央部を吸引吸着して水平姿勢に保持するための基板保持部である。基板Sは、例えばフォトマスク、テンプレートなどの石英基板が考えられる。または、シリコン基板などの半導体ウエハであってもよい。図1の基板Sは、フォトマスクを例に説明する。スピンチャック2は回転軸21を介して回転機構を含む駆動機構22と接続されている。スピンチャック2は、基板Sを保持した状態で回転及び昇降可能なように構成されている。図1では、スピンチャック2の回転軸21上に基板Sの中心が位置するように保持されている。
スピンチャック2上に配置されている基板Sを囲むようにして上方側が開口するカップ体3が設けられている。このカップ体3は、外カップ31、内カップ32、昇降部33、円形板34、及び液受け部35を備える。外カップ31は、例えば、上部側が四角状であり下部側が円筒状をなしている。内カップ32は、例えば、上部側が内側に傾斜した筒状をなしている。外カップ31は、外カップ31の下端部に接続された昇降部33により昇降する。内カップ32は外カップ31の下端側内周面に形成された段部(不図示)に押し上げられて昇降可能なように構成されている。
円形板34は、スピンチャック2の下方側に設けられている。液受け部35は、円形板34の外側に全周に渡って設けられている。液受け部35は、断面が凹部状に形成されている。液受け部35は、基板Sからこぼれ落ちるか、あるいは振り切られた現像液や洗浄液を貯留する。液受け部35の底面にはドレイン排出口36が形成されている。液受け部35に貯留する現像液や洗浄液は、ドレイン排出口36を通って装置の外部に排出される。
円形板34の外側にはリング部材37が設けられている。リング部材37は、断面山形の部材である。リング部材37は、外側の傾斜面において内カップ32を保持可能なように構成されている。なお、図示は省略するが、円形板34を貫通する例えば3本の基板支持ピンである昇降ピンが設けられている。この昇降ピンと図示しない基板搬送手段との協働作用により基板Sはスピンチャック2に受け渡しされるように構成されている。
基板処理装置1は、現像液ノズル23、ガスノズル4、洗浄液ノズル5、及びモニター機構6を備えている。現像液ノズル23は、スピンチャック2に保持された基板Sの直径方向に伸びる帯状の吐出口23a(図2参照)を備えている。現像液ノズル23は、現像液供給路24例えば配管を介して現像液供給系25に接続されている。現像液供給系25は、現像液供給源、供給制御機器などを含むものである。
現像液ノズル23は、支持部材であるノズルアーム26の一端側に支持されている。ノズルアーム26の他端側は、図示しない昇降機構を備えた移動基体27と接続されている。移動基体27は、ガイド部材28に沿って、移動機構をなす図示しない駆動源により横方向に移動可能なように構成されている。ノズル待機部29は、現像液ノズル23の待機部である。ノズル待機部29において、現像液ノズル23の先端部の洗浄などが行われる。
ガスノズル4は、配管42を介してガス供給系43に接続されている。ガス供給系43は、不活性ガスであるN2(窒素)ガス供給源、供給制御機器などを含む。ガスノズル4は、例えばノズル保持部41に設けられている。
液体ノズルである洗浄液ノズル5は、配管51を介して洗浄液供給系53に接続されている。この洗浄液供給系53は、洗浄液供給源、供給制御機器などを含む。供給制御機器は、吐出流量可能なポンプ及びバルブなどを備えている。洗浄液ノズル5は、例えばノズル保持部41に設けられている。
ノズル保持部41は、ノズルアーム44の先端に設けられている。ノズルアーム44は昇降機構を備えた移動基体45と接続されている。移動基体45は、昇降機構と共に移動機構をなす図示しない駆動源により例えばガイド部材28に沿って現像液ノズル23と干渉しないで横方向に移動可能なように構成されている。ノズル待機部46は、洗浄液ノズル5の待機部である。
モニター機構6は、高精度カメラを含んでいる。モニター機構6は、液層と乾燥領域との境界である乾燥領域界面をモニターする。モニター機構6はモニター結果を制御部7に出力する。
制御部7は、プログラムを実行可能なコンピュータである。制御部7は、基板処理装置1が行う動作における各ステップを実行するためのプログラムを備えている。制御部7は、現像液供給系25、現像液ノズル23を移動させるための移動機構、ガス供給系43、ガスノズル4及び洗浄液ノズル5を移動させるための移動機構、スピンチャック2を駆動する駆動機構22及び内カップ32の昇降部33などを制御するための制御信号を、プログラムに基づいて出力するように構成されている。このプログラムは、ハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、メモリカードなどの記憶媒体に格納され、これら記憶媒体からコンピュータにインストールされて使用される。
続いて、基板処理装置1を用いて基板Sを現像し、その後洗浄する一連の方法について説明する。先ず、外カップ31、内カップ32が下降位置にあり、現像液ノズル23、ガスノズル4及び洗浄液ノズル5が所定の待機位置にて待機する。この待機状態において、基板Sが図示しない基板搬送手段により搬入される。搬入される基板Sは、その表面にレジストが塗布され、更に描画された後の基板である。基板搬送手段と図示しない昇降ピンとの協働作用により、基板Sはスピンチャック2に受け渡される。この例では、レジストとして高い撥水性の材質が用いられ、このため基板Sの表面の水の静的接触角は例えば90度である。
外カップ31及び内カップ32が上昇位置に設定される。現像液ノズル23から基板S上に現像液が供給され、公知の手法により現像液の供給が行われる。この例では例えば現像液ノズル23の吐出口23aを基板Sの表面から数mm高い位置に設定する。その後、基板Sを例えば1000~1200rpmの回転速度で回転させる。基板Sを回転させた状態で、吐出口23aから現像液を帯状に吐出しながら現像液ノズル23を基板Sの回転半径方向、つまり基板Sの外側から中央側に向かって移動させる。現像液ノズル23は、基板Sの中央側から外側に向かって移動させてもよく、揺動させてもよい。
吐出口23aから帯状に吐出された現像液は、基板Sの外側から内側に向かって互いに隙間のないように供給され、これにより基板Sの表面全体に螺旋状に現像液が供給される。そして回転している基板Sの遠心力の作用により基板Sの表面に沿って現像液は外側に広がり、結果として基板Sの表面には薄膜状の液膜が形成される。そして現像液にレジストの溶解性の部位が溶解して、その後にパターンを形成する不溶解性の部位が残ることとなる。
次いでこの現像液ノズル23と入れ替わって、洗浄液ノズル5が基板Sの中央部上方に配置される。現像液ノズル23が現像液の供給を停止した直後に速やかに洗浄液ノズル5から洗浄液を吐出して基板Sの表面の洗浄を行う。現像液を洗浄液で洗い流した後、基板Sの表面を乾燥させる必要がある。
基板Sの表面を乾燥させる手法として、基板Sを回転させて遠心力により洗浄液を除去するスピン乾燥法が知られている。しかしながら、現像工程によって基板Sの表面にはレジストパターンが形成されている部分と、レジストパターンが形成されていない部分とが混在する。レジストパターンが形成されている部分とレジストパターンが形成されていない部分とでは、洗浄液の下地に対する親水性の度合いが異なる。
そのためスピン乾燥法では、親水性度合いの異なる部分で乾燥時間に差が生じ、洗浄液の液膜と液膜が除去された乾燥領域との境界が乱れ、液膜が千切れて液滴となって基板S上に残留する場合がある。残留した液滴が微小な液滴であった場合、遠心力によって振り切ることが困難であり残留する。残留した液滴を原因としてウォーターマークといった反応生成物が形成され、欠陥の原因となる。
このような微小液滴の残留が起因となって生成する欠陥を抑制するために、洗浄液の供給と乾燥ガスの噴射とを併用する併用乾燥法がある。この併用乾燥法は、
(1)回転中の基板中心に洗浄液を供給して基板の表面全体に洗浄液を拡げ、
(2)基板の回転中に、基板表面上における洗浄液到達位置を基板中心側から周縁側へ所定距離だけ移動させると共に基板中心に乾燥ガスを吐出して基板中央部に乾燥領域を形成し、
(3)基板の回転中に、基板表面上における洗浄液到達位置と乾燥ガス到達位置とを一定距離離間した状態を保って乾燥領域界面を形成し、乾燥領域界面を基板周縁側へとさらに移動させて乾燥領域を拡げる、
ものである。なお、「乾燥領域界面」とは、上述した液膜と乾燥領域との境界を指す。
(1)回転中の基板中心に洗浄液を供給して基板の表面全体に洗浄液を拡げ、
(2)基板の回転中に、基板表面上における洗浄液到達位置を基板中心側から周縁側へ所定距離だけ移動させると共に基板中心に乾燥ガスを吐出して基板中央部に乾燥領域を形成し、
(3)基板の回転中に、基板表面上における洗浄液到達位置と乾燥ガス到達位置とを一定距離離間した状態を保って乾燥領域界面を形成し、乾燥領域界面を基板周縁側へとさらに移動させて乾燥領域を拡げる、
ものである。なお、「乾燥領域界面」とは、上述した液膜と乾燥領域との境界を指す。
併用乾燥法では、洗浄液到達位置と乾燥ガス到達位置とが基板周縁側へ移動するのに伴い乾燥領域界面も基板周縁側へ移動するので、基板中央部に形成された乾燥領域も外側に向けて拡がる。乾燥領域界面を能動的に形成して移動させることにより、乾燥領域界面の乱れを抑えることができ、液膜ちぎれによる微小液滴の残留を防ぐことができる。その結果、微小液滴の残留が起因となって生成する欠陥を抑制することが期待される。
レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板に対し、併用乾燥法で洗浄及び乾燥を行い、検査および欠陥観察を行った。図3に、検査および欠陥観察により確認した欠陥の発生位置を示す。欠陥は、基板中心から半径13mm程度の円の内側の領域に発生している。
併用乾燥法を用いて基板中心に最初に乾燥領域を形成する際の乾燥領域の大きさ及び形状は、半径13mm程度の円形である。すなわち、乾燥領域を形成する領域は半径13mm程度の円形である。乾燥ガスを吹き付けて乾燥領域が生成を開始し、乾燥領域が半径13mm程度の円形になるまでの時間は0.2sec程度である。乾燥領域が半径13mm程度の円形になってから、洗浄液到達位置と乾燥ガス到達位置とを一定距離離間した状態を保ちつつ基板周縁側へと移動させ、乾燥領域を拡大する。すなわち、乾燥領域を拡大する領域は半径13mm以上の円形である。
図4に、乾燥領域が拡大する様子を動画撮影し、動画解析により乾燥領域界面の移動速度を算出した結果を示す。界面移動速度は基板中心から半径13mmの円の内側、乾燥領域を形成する領域では50mm/secを超える速度である。基板中心から半径13mmの円の外側、乾燥領域を拡大する領域では7mm/secである。
乾燥領域を拡大する領域に比較して乾燥領域を初期に形成する領域では乾燥領域界面が非常に速く移動している。図5に示すように、液滴残りリスクは、親水性度合いが大きく変化する位置で高く、この位置を乾燥領域界面がある一定以上の速度で通過することにより液滴残りリスクがさらに高まると考えられる。
そこで本実施形態では、乾燥領域界面の移動速度を抑制することで、微小液滴の残留が起因となって生成する欠陥を抑制する方法を提供する。図6を参照しながら、本実施形態におけるノズル保持部41について説明する。ノズル保持部41は、ガスノズル4及び洗浄液ノズル5を保持している。
洗浄液ノズル5は、アクチュエータ52によって揺動するように構成されている。アクチュエータ52は、制御部7から出力される制御信号に応じて洗浄液ノズル5を制御し洗浄液噴射方向を変更する。続いて、図7を参照しながら、本実施形態の基板処理方法について説明する。本実施形態における基板処理方法は、液層形成工程、乾燥領域形成工程、乾燥領域拡大工程を含む。
以下、本実施形態に係る基板処理方法の詳細について説明する。
ステップ1(液層形成工程):レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Sを準備する。基板Sを回転させ、洗浄液ノズル5から洗浄液を供給して液層Wを形成する(図7(A)参照)。より具体的には、ノズル保持部41を移動することで、洗浄液ノズル5を基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5の先端を、基板Sの表面から例えば15mmの高さの位置に設定する。スピンチャック2を例えば1000rpmの回転数で回転させる。洗浄液ノズル5から、基板Sの中心部に、例えば、洗浄液としての純水を250ml/分の流量で5秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Sの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Sの中心部とは、基板Sの中心点及びその近傍を意味する。
ステップ1(液層形成工程):レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Sを準備する。基板Sを回転させ、洗浄液ノズル5から洗浄液を供給して液層Wを形成する(図7(A)参照)。より具体的には、ノズル保持部41を移動することで、洗浄液ノズル5を基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5の先端を、基板Sの表面から例えば15mmの高さの位置に設定する。スピンチャック2を例えば1000rpmの回転数で回転させる。洗浄液ノズル5から、基板Sの中心部に、例えば、洗浄液としての純水を250ml/分の流量で5秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Sの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Sの中心部とは、基板Sの中心点及びその近傍を意味する。
ステップ2(乾燥領域形成工程):図7(B)に示されるように、ノズル保持部41を移動させることで、ガスノズル4を基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5は、噴射する洗浄液が基板Sの中心部であってガスノズル4から噴射されるガスの外側に向かうように揺動される。すなわち、洗浄液ノズル5の先端が基板に対して垂直方向から、例えば0度より大きく90度未満の角度で傾斜する。図7(B)の状態で、ガスノズル4からはガスが噴射され、洗浄液ノズル5からは洗浄液が噴射される。続いて、図7(C)に示されるように、洗浄液ノズル5の洗浄液噴射方向がガスノズル4のガス噴射方向から離れるように揺動させる。この揺動速度は、乾燥領域界面Lの移動速度が7mm/secとなるように調整される。乾燥領域界面Lの移動速度は、例えば、モニター機構6によるモニター結果をフィードバックして調整されてもよい。乾燥領域界面Lの移動速度は、50mm/sec未満であることが望ましく、20mm/sec未満であることがより望ましい。図7(D)に示されるように、洗浄液ノズル5の洗浄液噴射方向を外側に向けていき、乾燥領域を半径13mm程度の円となるように調整する。
ステップ3(乾燥領域拡大工程):図7(E)に示されるように、ガスノズル4から噴射されるガスが基板Sに到達するガス到達位置と、洗浄液ノズル5から噴射される洗浄液が基板Sに到達する洗浄液到達位置とを15mm程度離間した状態を保ち、ノズル保持部41を基板周縁側へ移動させ、乾燥領域を拡大する。基板Sの全面を乾燥後、検査及び欠陥観察により確認したところ、液滴残りに起因する欠陥が低減された。
(第1変形例)
図8を参照しながら、本実施形態の第1変形例であるノズル保持部41Aについて説明する。ノズル保持部41Aは、ガスノズル4及び洗浄液ノズル5を保持している。
図8を参照しながら、本実施形態の第1変形例であるノズル保持部41Aについて説明する。ノズル保持部41Aは、ガスノズル4及び洗浄液ノズル5を保持している。
洗浄液ノズル5は、アクチュエータ52Aによって基板Sの表面に沿って移動するように構成されている。アクチュエータ52Aは、制御部7から出力される制御信号に応じて洗浄液ノズル5を制御し洗浄液ノズル5の位置を変更する。続いて、図9を参照しながら、第1変形例であるノズル保持部41Aを用いた基板処理方法について説明する。第1変形例に係るノズル保持部41Aを用いた基板処理方法も、液層形成工程、乾燥領域形成工程、乾燥領域拡大工程を含む。
以下、本実施形態の第1変形例に係る基板処理方法の詳細について説明する。
ステップ1(液層形成工程):レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Sを準備する。基板Sを回転させ、洗浄液ノズル5から洗浄液を供給して液層を形成する(図9(A)参照)。より具体的には、ノズル保持部41Aを移動することで、洗浄液ノズル5を基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5を、基板Sの表面から例えば15mmの高さの位置に設定する。スピンチャック2を例えば1000rpmの回転数で回転させる。洗浄液ノズル5から、基板Sの中心部に、例えば、洗浄液としての純水を250ml/分の流量で5秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Sの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Sの中心部とは、基板Sの中心点及びその近傍を意味する。
ステップ1(液層形成工程):レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Sを準備する。基板Sを回転させ、洗浄液ノズル5から洗浄液を供給して液層を形成する(図9(A)参照)。より具体的には、ノズル保持部41Aを移動することで、洗浄液ノズル5を基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5を、基板Sの表面から例えば15mmの高さの位置に設定する。スピンチャック2を例えば1000rpmの回転数で回転させる。洗浄液ノズル5から、基板Sの中心部に、例えば、洗浄液としての純水を250ml/分の流量で5秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Sの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Sの中心部とは、基板Sの中心点及びその近傍を意味する。
ステップ2(乾燥領域形成工程):図9(B)に示されるように、ノズル保持部41Aを移動させることで、ガスノズル4を基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5は、噴射する洗浄液が基板Sの中心部であってガスノズル4から噴射されるガスの外側に配置される。図9(B)の状態で、ガスノズル4からはガスが噴射され、洗浄液ノズル5からは洗浄液が噴射される。続いて、図9(C)に示されるように、洗浄液ノズル5の洗浄液噴射位置がガスノズル4のガス噴射位置から離れるように、洗浄液ノズル5を基板Sに対して水平方向に移動させる。この移動速度は、乾燥領域界面Lの移動速度が7mm/secとなるように調整される。図9(D)に示されるように、洗浄液ノズル5の洗浄液噴射位置を基板Sに対して水平な状態で外側に移動させていき、乾燥領域を半径13mm程度の円となるように調整する。
ステップ3(乾燥領域拡大工程):図9(E)に示されるように、ガスノズル4から噴射されるガスが基板Sに到達するガス到達位置と、洗浄液ノズル5から噴射される洗浄液が基板Sに到達する洗浄液到達位置とを15mm程度離間した状態を保ち、ノズル保持部41Aを基板周縁側へ移動させ、乾燥領域を拡大する。基板Sの全面を乾燥後、検査及び欠陥観察により確認したところ、液滴残りに起因する欠陥が低減された。
(第2変形例)
図10を参照しながら、本実施形態の第2変形例であるノズル保持部41Bについて説明する。ノズル保持部41Bは、ガスノズル4及び洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfを保持している。第2変形例では、1本のガスノズル4と、6本の洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfとが列状に配置されている。
図10を参照しながら、本実施形態の第2変形例であるノズル保持部41Bについて説明する。ノズル保持部41Bは、ガスノズル4及び洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfを保持している。第2変形例では、1本のガスノズル4と、6本の洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfとが列状に配置されている。
洗浄液ノズル5Baは、バルブ52Baの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズル5Bbは、バルブ52Bbの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズル5Bcは、バルブ52Bcの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズル5Bdは、バルブ52Bdの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズル5Beは、バルブ52Beの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズル5Bfは、バルブ52Bfの開閉によって洗浄液の噴射及び停止が調整されるように構成されている。洗浄液ノズルのバルブ52Ba,52Bb,52Bc,52Bd,52Be,52Bfは、制御部7から出力される制御信号に応じて開閉し、対応する洗浄液ノズルからの洗浄液の噴射を調整する。続いて、図11を参照しながら、第2変形例であるノズル保持部41Bを用いた基板処理方法について説明する。第2変形例に係るノズル保持部41Bを用いた基板処理方法も、液層形成工程、乾燥領域形成工程、乾燥領域拡大工程を含む。
以下、本実施形態の第2変形例に係る基板処理方法の詳細について説明する。
ステップ1(液層形成工程):レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Sを準備する。基板Sを回転させ、洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfから洗浄液を供給して液層Wを形成する(図11(A)参照)。より具体的には、ノズル保持部41Bを移動することで、洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfを基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfの先端を、基板Sの表面から例えば15mmの高さの位置に設定する。スピンチャック2を例えば1000rpmの回転数で回転させる。洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfから、基板Sの中心部に洗浄液例えば純水を例えば250ml/分の流量で例えば5秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Sの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Sの中心部とは、基板Sの中心点及びその近傍を意味する。
ステップ2(乾燥領域形成工程):図11(B)に示されるように、ノズル保持部41Bを移動させることで、ガスノズル4を基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfは、噴射する洗浄液が基板Sの中心部であってガスノズル4から噴射されるガスの外側に配置される。図11(B)の状態で、ガスノズル4からはガスが噴射され、洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfからは洗浄液が噴射される。続いて、図11(C)に示されるように、洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfの洗浄液噴射位置がガスノズル4のガス噴射位置から離れるように、洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfからの洗浄液噴射を順次停止させる。より具体的には、最初に洗浄液ノズル5Baからの洗浄液噴射を停止し、次に洗浄液ノズル5Bbからの洗浄液噴射を停止し、洗浄液ノズル5Bcからの洗浄液噴射を停止し、洗浄液ノズル5Bdからの洗浄液噴射を停止する。この順次停止速度は、乾燥領域界面Lの移動速度が7mm/secとなるように調整される。図11(D)に示されるように、洗浄液ノズル5Ba,5Bb,5Bc,5Bd,5Be,5Bfの洗浄液噴射位置を外側に移動させていき、乾燥領域を半径13mm程度の円となるように調整する。
ステップ3(乾燥領域拡大工程):図11(E)に示されるように、ガスノズル4から噴射されるガスが基板Sに到達するガス到達位置と、洗浄液ノズル5Be,5Bfから噴射される洗浄液が基板Sに到達する洗浄液到達位置とを15mm程度離間した状態を保ち、ノズル保持部41Bを基板周縁側へ移動させ、乾燥領域を拡大する。基板Sの全面を乾燥後、検査及び欠陥観察により確認したところ、液滴残りに起因する欠陥が低減された。
(第3変形例)
図12を参照しながら、本実施形態の第3変形例であるノズル保持部41Cについて説明する。ノズル保持部41Cは、ガスノズル4及び洗浄液ノズル5Cを保持している。
図12を参照しながら、本実施形態の第3変形例であるノズル保持部41Cについて説明する。ノズル保持部41Cは、ガスノズル4及び洗浄液ノズル5Cを保持している。
洗浄液ノズル5Cは、その先端から噴射される洗浄液の噴出角度が調整可能なように構成されている。洗浄液ノズル5Cの内部には噴射角度調整部材52Cが設けられている。噴射角度調整部材52Cが上下に移動することで、洗浄液ノズル5Cから噴射される洗浄液の角度が調整される。噴射角度調整部材52Cは、制御部7から出力される制御信号に応じて洗浄液ノズル5Cを制御し、洗浄液ノズル5Cから噴射される洗浄液の角度を変更する。続いて、図13を参照しながら、第3変形例であるノズル保持部41Cを用いた基板処理方法について説明する。第3変形例に係るノズル保持部41Aを用いた基板処理方法も、液層形成工程、乾燥領域形成工程、乾燥領域拡大工程を含む。
以下、本実施形態の第3変形例に係る基板処理方法の詳細について説明する。
ステップ1(液層形成工程):レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Sを準備する。基板Sを回転させ、洗浄液ノズル5Cから洗浄液を供給して液層Wを形成する(図13(A)参照)。より具体的には、ノズル保持部41Cを移動することで、洗浄液ノズル5Cを基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5Cを、基板Sの表面から例えば15mmの高さの位置に設定する。スピンチャック2を例えば1000rpmの回転数で回転させる。洗浄液ノズル5Cから、基板Sの中心部に洗浄液例えば純水を例えば250ml/分の流量で例えば5秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Sの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Sの中心部とは、基板Sの中心点及びその近傍を意味する。
ステップ2(乾燥領域形成工程):図13(B)に示されるように、ノズル保持部41Cを移動させることで、ガスノズル4を基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5Cから噴射される洗浄液の角度は広角に調整され、噴射する洗浄液が基板Sの中心部であってガスノズル4から噴射されるガスの外側に配置される。図13(B)の状態で、ガスノズル4からはガスが噴射され、洗浄液ノズル5Cからは洗浄液が噴射される。続いて、図13(C)に示されるように、洗浄液ノズル5Vの洗浄液噴射位置がガスノズル4のガス噴射位置から離れるように、洗浄液ノズル5Cから噴射される洗浄液の角度が狭められていく。この洗浄液の噴射角度が狭められる速度は、乾燥領域界面Lの移動速度が7mm/secとなるように調整される。図13(D)に示されるように、洗浄液ノズル5Cの洗浄液噴射位置を外側に移動させていき、乾燥領域を半径13mm程度の円となるように調整する。
ステップ3(乾燥領域拡大工程):図13(E)に示されるように、ガスノズル4から噴射されるガスが基板Sに到達するガス到達位置と、洗浄液ノズル5Cから噴射される洗浄液が基板Sに到達する洗浄液到達位置とを15mm程度離間した状態を保ち、ノズル保持部41Cを基板周縁側へ移動させ、乾燥領域を拡大する。基板Sの全面を乾燥後、検査及び欠陥観察により確認したところ、液滴残りに起因する欠陥が低減された。
図6から図13を参照しながら説明した各ステップ2において、乾燥領域界面Lの移動速度を7mm/secとしたが、移動速度はこれに限られるものではない。最終的に液滴残りに起因する欠陥が発生しなければ、乾燥領域界面Lの移動速度を一定範囲内に収まるように変更することができる。図6から図13を参照しながら説明した各ステップ3において、ガス到達位置と洗浄液到達位置とを15mm程度離間した状態で乾燥領域を拡大したが、この離間距離は適宜変更可能である。ステップ3においては、ガス噴射を停止してもよい。
上記説明したように、本実施形態は、被処理基板である基板Sの洗浄及び乾燥を行う基板処理装置1であって、被処理基板上に洗浄液を供給する洗浄液ノズル5と、被処理基板上にガスを供給するガスノズル4と、洗浄液ノズル5からの洗浄液の供給状態及びガスノズル4からのガスの供給状態を制御する制御部7と、を備えている。制御部7は、洗浄液ノズル5から被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、ガスノズル4から被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第1乾燥領域(図7(B)、図9(B)、図11(B)、図13(B)参照)を生成し、洗浄液層と第1乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第1乾燥領域を拡大して第2乾燥領域(図7(C)(D)、図9(C)(D)、図11(C)(D)、図13(C)(D)参照)を生成し、第2乾燥領域を更に拡大して第3乾燥領域(図7(E)、図9(E)、図11(E)、図13(E)参照)を生成する。第1乾燥領域は極めて小さい領域、例えば直径1nm程度でもよい。ガスノズル4から被処理基板上にガスを供給した直後に洗浄液層と第1乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第1乾燥領域を拡大して第2乾燥領域を生成してもよい。
上記説明したように、本実施形態は、被処理基板である基板Sの洗浄及び乾燥を行う基板処理方法であって、被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第1乾燥領域(図7(B)、図9(B)、図11(B)、図13(B)参照)を生成し、洗浄液層と第1乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第1乾燥領域を拡大して第2乾燥領域(図7(C)(D)、図9(C)(D)、図11(C)(D)、図13(C)(D)参照)を生成し、第2乾燥領域を更に拡大して第3乾燥領域(図7(E)、図9(E)、図11(E)、図13(E)参照)を生成する。第1乾燥領域は極めて小さい領域、例えば直径1nm程度でもよい。ガスノズル4から被処理基板上にガスを供給した直後に洗浄液層と第1乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第1乾燥領域を拡大して第2乾燥領域を生成してもよい。
第1乾燥領域、第2乾燥領域、及び第3乾燥領域の形成にあたっては、洗浄液が被処理基板上に到達する液到達位置、及びガスが被処理基板上に到達するガス到達位置の少なくとも一方を調整する。
(第2実施形態)
図14を参照しながら、本実施形態におけるノズル保持部41を用いた別の基板処理方法について説明する。本実施形態における基板処理方法は、液層形成工程、乾燥領域形成工程、乾燥領域拡大工程を含む。なお、本実施形態に係る基板処理装置1が備える構成は第1実施形態と同様である。
図14を参照しながら、本実施形態におけるノズル保持部41を用いた別の基板処理方法について説明する。本実施形態における基板処理方法は、液層形成工程、乾燥領域形成工程、乾燥領域拡大工程を含む。なお、本実施形態に係る基板処理装置1が備える構成は第1実施形態と同様である。
以下、本実施形態に係る基板処理方法の詳細について説明する。
ステップ1(液層形成工程):レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Sを準備する。基板Sを回転させ、洗浄液ノズル5から洗浄液を供給して液層Wを形成する(図14(A)参照)。より具体的には、ノズル保持部41を移動することで、洗浄液ノズル5を基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5を、基板Sの表面から例えば15mmの高さの位置に設定する。スピンチャック2を例えば1000rpmの回転数で回転させる。洗浄液ノズル5から、基板Sの中心部に洗浄液例えば純水を例えば250ml/分の流量で例えば5秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Sの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Sの中心部とは、基板Sの中心点及びその近傍を意味する。
ステップ1(液層形成工程):レジスト塗布、描画、現像処理によりレジストパターンが形成された基板Sを準備する。基板Sを回転させ、洗浄液ノズル5から洗浄液を供給して液層Wを形成する(図14(A)参照)。より具体的には、ノズル保持部41を移動することで、洗浄液ノズル5を基板Sの中心部に対向配置させる。洗浄液ノズル5を、基板Sの表面から例えば15mmの高さの位置に設定する。スピンチャック2を例えば1000rpmの回転数で回転させる。洗浄液ノズル5から、基板Sの中心部に洗浄液例えば純水を例えば250ml/分の流量で例えば5秒間吐出する。これにより洗浄液が遠心力により基板Sの中心部から周縁に向かって広がり、現像液が洗浄液により洗い流される。なお基板Sの中心部とは、基板Sの中心点及びその近傍を意味する。
ステップ2(乾燥領域形成工程):図14(B)に示されるように、ノズル保持部41を移動させることで、ガスノズル4を基板Sの中心部に対向配置させる。図14(B)の状態で、ガスノズル4からはガスが噴射され、洗浄液ノズル5からは洗浄液が噴射される。基板Sの中心にガスを噴射し、基板Sの中心から15mm程度離れた位置に洗浄液を噴射することで、基板S中央部に半径13mm程度の円形の乾燥領域を形成する。続いて、図14(C)に示されるように、洗浄液到達位置を基板Sの中心側へ10mm移動させ、円形の乾燥領域の半径が3mm程度になるように調整する。
ステップ3(乾燥領域拡大工程):図14(D)に示されるように、ガスノズル4から噴射されるガスが基板Sに到達するガス到達位置と、洗浄液ノズル5から噴射される洗浄液が基板Sに到達する洗浄液到達位置とを15mm程度離間した状態を保ち、ノズル保持部41を基板周縁側へ移動させ、乾燥領域を拡大する。基板Sの全面を乾燥後、検査及び欠陥観察により確認したところ、液滴残りに起因する欠陥が低減された。
図14を参照しながら説明したステップ2において、ガス到達位置と洗浄液到達位置とを15mm程度離間した状態で乾燥領域を拡大したが、この離間距離は適宜変更可能である。基板Sの中央部に形成する乾燥領域の半径は13mm程度に限られない。乾燥領域形成後はガス噴射を停止してもよい。ステップ2において、洗浄液到達位置を基板Sの中心側へ移動させる距離は10mmに程度に限られない。調整後の乾燥領域の半径は3mm程度に限られない。ステップ3において、ガス到達位置と洗浄液到達位置とを15mm程度離間した状態で乾燥領域を拡大したが、この離間距離は適宜変更可能である。
上記説明したように、本実施形態は、被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置1であって、被処理基板上に洗浄液を供給する洗浄液ノズル5と、被処理基板上にガスを供給するガスノズル4と、洗浄液ノズル5からの洗浄液の供給状態及びガスノズル4からのガスの供給状態を制御する制御部7と、を備えている。制御部7は、洗浄液ノズル5から被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、ガスノズル4から被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去し記被処理基板上に第1乾燥領域(図14(B)参照)を生成し、第1乾燥領域を縮小して第4乾燥領域(図14(C)参照)を生成し、第4乾燥領域を更に拡大して第5乾燥領域(図14(D)参照)を生成する。
上記説明したように、本実施形態は、被処理基板である基板Sの洗浄及び乾燥を行う基板処理方法であって、被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、被処理基板上にガスを供給し洗浄液層を部分的に除去して被処理基板上に第1乾燥領域(図14(B)参照)を生成し、第1乾燥領域を縮小して第4乾燥領域(図14(C)参照)を生成し、第4乾燥領域を更に拡大して第5乾燥領域(図14(D)参照)を生成する。
洗浄液層と第1乾燥領域との境界の移動速度を所定速度以下としながら、第1乾燥領域を縮小して第4乾燥領域を生成し、第4乾燥領域を更に拡大して第5乾燥領域を生成することもできる。
第1乾燥領域、第4乾燥領域、及び第5乾燥領域の形成にあたっては、洗浄液が被処理基板上に到達する液到達位置、及びガスが被処理基板上に到達するガス到達位置の少なくとも一方を調整する。
実施形態および変形例の記載において、液到達位置の調整は、例えば、吐出される洗浄液の流量によって調整されてもよい。ガス到達位置の調整は、例えば、吐出されるガスの流量によって調整されてもよい。
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
2:スピンチャック
3:カップ体
4:ガスノズル
5:洗浄液ノズル
7:制御部
21:回転軸
22:駆動機構
23:現像液ノズル
26:ノズルアーム
27:移動基体
28:ガイド部材
29:ノズル待機部
31:外カップ
32:内カップ
33:昇降部
34:円形板
35:液受け部
36:ドレイン排出口
37:リング部材
41:ノズル保持部
44:ノズルアーム
45:移動基体
46:ノズル待機部
52:アクチュエータ
1:基板処理装置
S:基板
3:カップ体
4:ガスノズル
5:洗浄液ノズル
7:制御部
21:回転軸
22:駆動機構
23:現像液ノズル
26:ノズルアーム
27:移動基体
28:ガイド部材
29:ノズル待機部
31:外カップ
32:内カップ
33:昇降部
34:円形板
35:液受け部
36:ドレイン排出口
37:リング部材
41:ノズル保持部
44:ノズルアーム
45:移動基体
46:ノズル待機部
52:アクチュエータ
1:基板処理装置
S:基板
Claims (7)
- 被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置であって、
前記被処理基板上に液体を供給することで液層を形成する液体ノズルと、
前記被処理基板上にガスを供給することで乾燥領域を形成するガスノズルと、
前記液体ノズル及び前記ガスノズルを制御する制御部と、
前記液層と前記乾燥領域との境界である乾燥領域界面をモニターするモニター機構と、 を備え、
前記制御部は、
前記モニター機構のモニター結果に基づいて、
前記液体ノズルから前記液体を供給しつつ前記ガスノズルから前記ガスを供給し、前記乾燥領域界面の移動速度を所定速度以下としながら、前記乾燥領域を形成する、基板処理装置。 - 被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理装置であって、
前記被処理基板上に液体を供給することで液層を形成する液体ノズルと、
前記被処理基板上にガスを供給することで乾燥領域を形成するガスノズルと、
前記液体ノズル及び前記ガスノズルを制御する制御部と、
前記液層と前記乾燥領域との境界である乾燥領域界面をモニターするモニター機構と、を備え、
前記制御部は、
前記モニター機構のモニター結果に基づいて、
前記液体ノズルから前記被処理基板上に洗浄液を供給して洗浄液層を形成し、
前記液体ノズルから前記液体を供給しつつ前記ガスノズルから前記ガスを供給し、前記被処理基板上に乾燥領域を生成し、前記乾燥領域を縮小してから拡大する、基板処理装置。 - 請求項1又は2に記載の基板処理装置であって、
前記制御部は、
前記乾燥領域の形成にあたっては、
前記液体が前記被処理基板上に到達する液到達位置及び前記ガスが前記被処理基板上に到達するガス到達位置の少なくとも一つを調整する、基板処理装置。 - 請求項1又は2に記載の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記モニター機構のモニター結果に基づいて、前記液体ノズルの首振り状態又は噴射角度を制御する、基板処理装置。 - 被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理方法であって、
前記被処理基板上に液体を供給して液層を形成し、
前記被処理基板上にガスを供給し前記液層を部分的に除去して前記被処理基板上に乾燥領域を生成し、前記液層と前記乾燥領域との境界である乾燥領域界面の移動速度を所定速度以下としながら、前記乾燥領域を拡大する、基板処理方法。 - 被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板処理方法であって、
前記被処理基板上に液体を供給して液層を形成し、
前記被処理基板上にガスを供給し前記液層を部分的に除去して前記被処理基板上に乾燥領域を生成し、前記乾燥領域を縮小した後に拡大する、基板処理方法。 - 請求項5又は6に記載の基板処理方法であって、
前記乾燥領域の形成にあたっては、
前記洗浄液が前記被処理基板上に到達する液到達位置及び前記ガスが前記被処理基板上に到達するガス到達位置の少なくとも一つを調整する、基板処理方法。
Priority Applications (5)
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