(第1の実施形態)
第1の実施形態について図1ないし図4を参照して説明する。
図1に示すように、第1の実施形態に係る基板処理装置1Aは、薬液を貯留する処理槽2と、その処理槽2を平面方向及びその垂直方向に移動させる第1の移動機構3と、処理対象基板Wを保持する保持部4Aと、その保持部4Aを上下方向に移動させる第2の移動機構5と、処理槽2に供給する薬液を貯留する貯留槽6と、保持部4A上の処理対象基板Wに対してレーザ光Lを照射する照射部7と、各部を制御する制御部8とを備えている。
処理槽2は、薬液や超純水(DIW)などの液体である洗浄液を貯留する上部開放の貯留部である。この処理槽2には、その内部につながる第1の液供給配管9、第2の液供給配管10及び気体供給配管11が接続されており、さらに、液循環配管12及び液排出配管13が接続されている。
第1の液供給配管9は、処理槽2内に薬液を供給するための配管であり、その一端が処理槽2の側面に接続されており、他端が貯留槽6の上部に接続されている。この第1の液供給配管9の途中には、薬液供給の駆動源となるポンプ9a、薬液の流量を調整する調整弁(例えば、電磁弁)9b、その流量を計測する流量計9c、薬液から不純物を取り除くフィルタ9d及び薬液の流れ方向を一方向にする逆止弁9eなどが設けられている。ポンプ9aや調整弁9bなどは制御部8に電気的に接続されており、制御部8による制御に応じて駆動する。調整弁9bが開状態となると、貯留槽6内の薬液が所定流量で第1の液供給配管9を介して処理槽2に供給される。
第2の液供給配管10は、処理槽2内に超純水(DIW)を供給するための配管であり、その一端が第1の液供給配管9と同じ側の処理槽2の側面に接続されており、他端が超純水用のタンク(図示せず)に接続されている。第2の液供給配管10の途中には、超純水の流量を調整する調整弁(例えば、電磁弁)10a、その流量を計測する流量計10b、超純水から不純物を取り除くフィルタ10c及び超純水の流れ方向を一方向にする逆止弁10dなどが設けられている。調整弁10aは制御部8に電気的に接続されており、制御部8による制御に応じて駆動する。調整弁10aが開状態となると、タンク内の超純水が所定流量で第2の液供給配管10を介して処理槽2に供給される。
ここで、前述の薬液や超純水は、処理対象基板Wから異物(例えば、レジストやパーティクル、金属など)を除去する洗浄液(処理液)として機能する。薬液としては、例えば、酸/アルカリ希釈薬液などを用いることが可能である。この酸/アルカリ希釈薬液としては、例えば、H2O2やH3PO4、HCl、HNO3、H2SO4、CH3COOH、NH3OH、IPAなどがある。
気体供給配管11は、処理槽2内に気体(例えば、N2)を供給するための配管であり、その一端が各液供給配管9及び10と同じ側の処理槽2の側面に接続されており、他端が気体用のタンク(図示せず)に接続されている。気体供給配管11の途中には、その気体供給配管11を開閉する開閉弁(例えば、電磁弁)11a、その流量を計測する流量計11b、気体から不純物を取り除くフィルタ11c及び気体の流れ方向を一方向にする逆止弁11dなどが設けられている。開閉弁11aは制御部8に電気的に接続されており、制御部8による制御に応じて駆動する。開閉弁11aが開状態となると、タンク内の気体が所定流量で気体供給配管11を介して処理槽2に供給される。
ここで、前述の気体としては、N2以外にも、例えば、H2やO2などを用いることが可能である。この気体が、処理槽2内における薬液あるいは超純水の上方の空間に供給され、一時的に不活性雰囲気が作り出され、処理雰囲気が一定にされる。
液循環配管12は、処理槽2内の薬液を貯留槽6に戻すための配管であり、その一端が、処理槽2において、各液供給配管9、10及び11が接続される側面の反対側の側面に接続されており、他端が貯留槽6の上部に接続されている。液循環配管12の途中には、その液循環配管12を開閉する開閉弁(例えば、電磁弁)12aが設けられている。開閉弁12aは制御部8に電気的に接続されており、制御部8による制御に応じて駆動する。薬液による洗浄処理中、開閉弁12aが開状態であり、薬液の供給によって処理槽2内の薬液が一定量以上となると、その余剰分の薬液が液循環配管12を流れて貯留槽6に戻る。
この液循環配管12の途中には、廃液用の廃液配管12bが接続されている。この廃液配管12bの途中には、廃液配管12bを開閉する開閉弁(例えば、電磁弁)12cが設けられている。開閉弁12cは制御部8に電気的に接続されており、制御部8による制御に応じて駆動する。超純水による洗浄処理中、開閉弁12cが開状態であり、超純水の供給により処理槽2内の超純水が一定量以上となると、その余剰分の超純水が液循環配管12に、さらに一部は廃液配管12bを流れて排出される。
液排出配管13は、処理槽内の薬液や超純水などの洗浄液を排出するための配管であり、その一端が処理槽2における、先に述べた反対側の側面近くの底面に接続されており、もう一端が廃液配管12bにおける開閉弁12cより下流側に接続さている。液排出配管13の途中には、液排出配管13を開閉する開閉弁(例えば、電磁弁)13aが設けられている。開閉弁13aは制御部8に電気的に接続されており、制御部8による制御に応じて液排出配管13を開閉する。洗浄処理後、開閉弁13aが開状態となると、処理槽2内の薬液あるいは超純水は液排出配管13さらに廃液配管12bの一部を流れて排出される。
第1の移動機構3は、処理槽2を支持して水平面内でX軸方向及びそのX軸方向に直交するY軸方向に移動させるXY軸移動機構3aと、そのXY軸移動機構3aと共に処理槽2をXY軸方向に直交するZ軸方向に移動させるZ軸移動機構3bにより構成されている。これらのXY軸移動機構3a及びZ軸移動機構3bは制御部8に電気的に接続されており、制御部8による制御に応じて処理槽2をX軸方向やY軸方向、Z軸方向に移動させる。
なお、XY軸移動機構3aとしては、例えば、サーボモータを駆動源とする送りねじ式の機構やリニアモータを駆動源とするリニアモータ式の機構などを用いることが可能である。また、Z軸移動機構3bとしては、例えば、サーボモータを駆動源とするジャッキ式の機構などを用いることが可能である。
保持部4Aは、処理対象基板Wを支持する支持部材4aと、その支持部材4aを上下方向(Z軸方向)に移動可能に保持する一対の保持部材4b及び4cにより構成されている。
ここで、処理対象基板Wの表面(図1においては下面)Waには、パターンWbが形成されている。なお、このパターンWbが形成された面が第1の面となり、この第1の面に対向する反対側の面が第2の面となる。また、パターンWbは処理対象基板Wの表面Waの全体ではなく、その表面領域より狭い中央領域に形成されており、パターンWbが形成されていない枠領域が生じている。このような処理対象基板Wは透光性を有しており、照射部7から照射されたレーザ光Lが透過する基板である。
支持部材4aは、処理対象基板Wの表面Waの枠領域を支持した状態で、処理対象基板Wの表面Wa上のパターンWbが露出するように、例えば、長方形状の開口部(貫通孔)を有する枠形状に形成されている。
各保持部材4b及び4cは、支持部材4aをその両側から保持し、第2の移動機構5により上下方向(昇降方向)、すなわちZ軸方向に移動して処理槽2内の薬液又は超純水の洗浄液に支持部材4a上の処理対象基板Wを浸水可能に形成されている。
第2の移動機構5は、保持部4Aを支持し、その保持部4Aと共に処理対象基板WをZ軸方向に移動させる一対のZ軸移動機構5a及び5bにより構成されている。この一対のZ軸移動機構5a及び5bは第1の移動機構3のXY軸移動機構3a上に処理槽2を挟むように設けられており、保持部4Aの各保持部材4b及び4cを保持している。これらのZ軸移動機構5a及び5bは制御部8に電気的に接続されており、制御部8による制御に応じて保持部4Aと共に処理対象基板WをZ軸方向に移動させる。
ここで、前述の処理対象基板Wは、第2の移動機構5による保持部4Aの移動によって、処理槽2内の液面に密着する洗浄処理位置(図1に示すように、処理対象基板Wの表面Wa上のパターンWb及びその基板側面の半分程度が処理槽2内の洗浄液に浸っている位置)と、処理槽2の開口より上方の基板搬出位置に移動することになる。なお、密着とは、少なくとも、基板WのパターンWbが形成されている表面Waが液に浸漬されている場合で、しかも、表面Waと対向する面(図1で示す上面)が液面より上にある場合も含むものである。
貯留槽6は、薬液を貯留する上部開放の貯留部である。この貯留槽6には、前述の第1の液供給配管9及び液循環配管12の各々の一端が接続されており、貯留槽6内の薬液は、第1の液供給配管9を通過して処理槽2内に供給され、その後、液循環配管12を通過して貯留槽6内に戻る。この循環は薬液による洗浄処理中などに行われる。
照射部7は、レーザ光Lを出射するレーザ発振部7aと、その出射したレーザ光Lを保持部4Aにより保持されている処理対象基板Wに照射するための光学系7bとを備えている。この照射部7は、上面開口の処理槽2の上方に、保持部4A上の処理対象基板Wに向けてレーザ光Lを照射可能に、図示しない支持体により支持されている。
レーザ発振部7aは電源に接続されており、その電源からの電力供給によりレーザ光Lを出射する。このレーザ発振部7aは制御部8に電気的に接続されており、制御部8による制御に応じてレーザ光Lを出射する。なお、レーザ種としては、例えば、固体や液体、ガス、半導体、自由電子、化学レーザなどのいずれかを用いることが可能である。
光学系7bは、レーザ発振部7aから出射されたレーザ光Lを保持部4Aにより保持されている処理対象基板Wに向けて反射するミラーや、その処理対象基板Wと洗浄液の界面などの所定位置にレーザ光Lを集光するレンズなどを有している。なお、レーザ光Lの光軸は処理対象基板Wの表面に対して垂直から全反射の起こらない範囲で傾斜可能である。
ここで、図2に示すように、レーザ光Lの集点は、処理対象基板Wの表面Wa、すなわち処理対象基板Wと洗浄液との界面に設定されている。ただし、この界面位置に限るものではなく、レーザ光Lの集点は、処理対象基板Wの表面WaからパターンWbの高さまでの範囲A1内(範囲以内)であっても良く、また、処理対象基板Wの表面Waから、レーザ光Lの照射により基板界面近傍の洗浄液に気泡(バブル)を生じさせる熱量を与えることが可能な範囲A2内であっても良い。
このようなレーザ光Lが処理対象基板Wを通過すると、図3に示すように、処理対象基板Wの表面WaのパターンWbに入り込んでいる洗浄液が加熱され、この加熱によって基板界面付近にバブルB1が発生する。このとき、隣接するパターンWbの間に異物B2が挟まって固定されていても、加熱によりバブルB1の体積が膨張し、その体積膨張による外力によって異物B2がパターンWbの間から押し出される。このようにレーザ光Lが処理対象基板Wを透過することで基板界面近傍の洗浄液を加熱し、基板表面に発生したバブルB1による外力を用いて処理対象基板Wの表面Waの異物除去を行うことが可能である(レーザ洗浄)。これにより、処理対象基板Wの表面Waから確実に異物を除去することができる。
なお、照射部7としては、連続レーザ以外にも、パルスレーザを用いることも可能である。この場合には、パルスによる気泡の発生や拡大、収縮などによって異物に振動を与え、処理対象基板Wの表面から異物を除去することも可能であり、異物除去効率を向上させることができる。ただし、超純水や純水による処理工程においてはレーザ照射を行っても行わなくてもどちらでも良い。
また、洗浄液としては、液中に微細な気泡を発生させた濁度を有する純水や、ガス(例えば、H2やN2、O2など)過飽和液、ガス飽和液などを用いることも可能である。この場合には、レーザ照射による気泡生成(バブル生成)を促進することができる。なお、大気中に含まれるO2を用いることで足りる処理であれば、気体を積極的に供給しなくても良い。また、超純水中に薬液を添加することによって、洗浄液透過スペクトルの調整も可能であり、レーザ光Lの透過領域を変えることができる。
図1に戻り、制御部8は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータ、さらに、基板洗浄に関する各種処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部を備えている。この制御部8は、各種処理情報や各種プログラムに基づいて、薬液におけるレーザ洗浄処理や超純水(純水)におけるレーザ洗浄処理などの各種処理を制御する。
次に、前述の基板処理装置1Aが行う基板処理(基板処理工程)について図4を参照して説明する。なお、薬液は貯留槽6から処理槽2、その処理槽2から貯留槽6と循環している。この循環中に薬液中の不純物がフィルタ9dにより除去されるため、薬液は清潔に保たれている。
図4に示すように、まず、処理対象基板Wが保持部4Aの移動によって基板搬出位置から洗浄処理位置(図1参照)に移動させられ(ステップS1)、次いで、照射部7によるレーザ光Lの照射が実行される(ステップS2)。
詳しくは、処理対象基板Wが保持部4Aと共に第2の移動機構5により移動し、処理槽2内の薬液の液面に密着して位置する洗浄処理位置で停止される。その後、レーザ光Lが処理対象基板Wの表面Waに沿って走査され、その表面WaにおけるパターンWbが形成されている全領域に照射される(走査照射)。このとき、処理対象基板Wが処理槽2と共にXY軸移動機構3aによりX軸方向やY軸方向に移動することでレーザ光Lと処理対象基板Wとが相対移動し、前述のレーザ走査が行われる。また、処理対象基板Wは、照射部7との離間距離が所定距離となるようにZ軸移動機構3bによってZ軸方向に処理槽2と共に移動する。これにより、レーザ光Lの照射中の焦点位置が維持される。
なお、前述の薬液におけるレーザ洗浄処理中には、気体供給配管11の開閉弁11aは開状態となり、処理槽2への気体(例えば、N2)の供給が行われ、処理槽2内の処理雰囲気は一定にされている。
また、ステップS2よりも前工程において、図示しない検査部により異物が処理対象基板Wの表面Wa上の何処に存在するかを把握している場合には、その箇所あるいはその箇所を含む所定範囲内にレーザ光Lを照射するようにしても良い(スポット照射)。
前述のステップS2のレーザ光Lの照射完了後、薬液の循環が停止され、処理槽2内が薬液から超純水に置換され(ステップS3)、その置換完了後にレーザ光Lの照射が再度実行される(ステップS4)。
詳しくは、ステップS2のレーザ照射完了後、ポンプ9aが停止され、第1の液供給配管9の調整弁9b及び液循環配管12の開閉弁12aが開状態から閉状態となり、処理槽2への薬液の供給が停止される。次いで、第2の液供給配管10の調整弁10aが閉状態から開状態となり、処理槽2への超純水の供給が開始され、さらに、液排出配管13の開閉弁13aが閉状態から開状態となり、処理槽2内の薬液が排出されて超純水に置換される。この置換完了後、液排出配管13の開閉弁13aが開状態から閉状態となり、廃液配管12bの開閉弁12cが閉状態から開状態となる。
この置換完了後のレーザ光Lの照射では、前述と同様、レーザ光Lが処理対象基板Wの表面Waに沿って走査され、その表面WaにおけるパターンWbが形成されている全領域に照射される。また、処理対象基板Wも、処理槽2と共にXY軸移動機構3aによりX軸方向やY軸方向に移動するとともに、照射部7との離間距離が所定距離となるようにZ軸移動機構3bによってZ軸方向に処理槽2と共に移動する。
前述のステップS4のレーザ光Lの照射完了後、処理対象基板Wが保持部4Aの移動によって洗浄処理位置から基板搬出位置に移動させられ(ステップS5)、次いで、次の処理対象基板Wに対する洗浄処理のため、処理槽2内が超純水から薬液に置換され、その置換完了後に薬液の循環が開始される(ステップS6)。
詳しくは、ステップS4のレーザ照射完了後、処理対象基板Wは保持部4Aと共に第2の移動機構5により移動し、洗浄処理位置から、基板を搬出するための基板搬出位置で停止される。その後、第2の液供給配管10の調整弁10a及び廃液配管12bの開閉弁12cが開状態から閉状態となり、処理槽2への超純水の供給が停止される。次いで、第1の液供給配管9の調整弁9bが閉状態から開状態となり、ポンプ9aが始動し、処理槽2への薬液の供給が開始され、さらに、液排出配管13の開閉弁13aが閉状態から開状態となり、処理槽2内の超純水が排出されて薬液に置換される。この置換完了後、液排出配管13の開閉弁13aが開状態から閉状態となり、液循環配管12の開閉弁12aが閉状態から開状態となり、処理槽2内の薬液が液循環配管12を通って貯留槽6に戻り、薬液の循環が開始される。
このような基板処理工程では、薬液や超純水による洗浄処理中にレーザ光Lが処理対象基板Wを透過する。このとき、処理対象基板Wの表面Wa、すなわち基板界面付近の洗浄液が局所的に加熱され、この加熱によって基板界面付近に気泡(バブルB1)が発生する(図3参照)。その後、この気泡の体積膨張による外力によって処理対象基板Wの表面Waから異物が除去されるため、処理対象基板Wの表面Waから確実に異物を除去することができる。
特に、レーザ光Lが透過する処理対象基板Wが洗浄液の液面に密着する洗浄処理位置に位置し、洗浄液の液面を安定化する液面安定基板として機能する。このため、レーザ光Lが洗浄液の揺らぎにより散乱することが抑止されるので、基板越しに照射されたレーザ光Lにより、処理対象基板Wの界面近傍の洗浄液を局所加熱し、その洗浄液中に発生した気泡による外力を用いて洗浄を行うことが可能となる。
また、薬液は循環しているため、処理槽2内の薬液は流動することになる。この流動による外力が処理対象基板Wの表面Wa上の気泡、さらに異物にも加わるので、薬液が流動していない場合と比べ、より確実に異物を除去することが可能となり、異物除去効率を向上させることができる。
以上説明したように、第1の実施形態によれば、処理対象基板Wの表面(第1の面)Waを処理槽2内の液面に密着させてその処理対象基板Wを保持し、その保持した処理対象基板Wに対して表面Waに対向する反対面である裏面(第2の面)からレーザ光Lを照射する。これにより、洗浄液の液面が安定し、レーザ照射により処理対象基板Wの界面近傍の洗浄液を局所加熱することが可能となる。この加熱によって処理対象基板Wの界面付近に気泡が発生して膨張し、この気泡の体積膨張による外力によってパターンWbに付着した異物が取り除かれる。このようにして、薬液によるリフトオフ効果に比べ、パターンが細る材料ロスを抑止することが可能となり、さらに、ブラシや超音波、スプレーなどの物理洗浄に比べ、処理対象基板Wへのダメージを抑えることが可能となる。その結果、デバイス電気特性の変動及び悪化を防止し、歩留りの向上を実現することができる。
なお、前述の第1の実施形態においては、処理槽2を水平面内で移動させて処理対象基板Wと照射部7とを相対移動させ、処理対象基板Wの表面Waに対するレーザ照射を実行しているが、これに限るものではなく、例えば、照射部7を移動させて処理対象基板Wと照射部7とを相対移動させ、処理対象基板Wの表面Waに対するレーザ照射を実行しても良く、あるいは、照射部7のミラー(反射鏡)にガルバノミラーを用いて、処理対象基板Wの表面Waに対するレーザ照射を実行しても良い。すなわち、三軸(X軸、Y軸及びZ軸)の移動により基板表面の任意の位置にレーザ光Lを照射するようにしても良く、あるいは、レーザ光Lの光軸を変えることで、基板表面の任意の位置にレーザ光Lを照射するようにしても良い。
また、前述の第1の実施形態においては、薬液及び超純水のどちらの洗浄処理においてもレーザ洗浄処理を実行しているが、これに限るものではなく、例えば、それらのどちらか一方のみでレーザ洗浄処理を実行するようにしても良い。
また、前述の第1の実施形態においては、パターン面である表面Waを液面に対して下に向け、液面に密着させて基板Wを配置し、上側からレーザLを照射しているが、これに限るものではなく、その実施形態と上下を逆にし、すなわちパターン面である表面Waを液面に対して上に向け、液面に密着させて基板Wを配置し、下側からレーザLを照射するようにしても良い。
(第2の実施形態)
第2の実施形態について図5を参照して説明する。
第2の実施形態では、第1の実施形態との相違点について説明し、第1の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
図5に示すように、第2の実施形態に係る基板処理装置1Bにおいては、保持部4Bが、処理対象基板Wを保持しつつ処理槽2の開口部を塞ぐ蓋体として機能する。この保持部4Bは、第1の実施形態に係る支持部材4aと同じように、処理対象基板Wの表面Waの枠領域を支持した状態で、処理対象基板Wの表面Wa上のパターンWbが露出するように、例えば、長方形状の開口部(貫通孔)を有する枠形状に形成されている。
第1の液供給配管9は、その一端である先端から薬液を吐出するように形成されており、その先端が上方を向けて固定ブロック21に設けられている。これにより、保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waには、第1の液供給配管9の先端から薬液が吐出されて供給され、保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waと固定ブロック21との空間は薬液により満たされ、液膜が形成される。
第2の液供給配管10は、その一端である先端から超純水(DIW)を吐出するように形成されており、その先端が上方を向けて固定ブロック21に設置されている。これにより、保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waには、第2の液供給配管10の先端から超純水が吐出されて供給され、保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waと固定ブロック21との空間は超純水により満たされ、液膜が形成される。
気体供給配管11は、その一端である先端から気体(例えば、N2)を吐出するように形成されており、その先端が上方を向けて固定ブロック21に設置されている。これにより、保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waと固定ブロック21との空間には、気体供給配管11の先端から気体が吐出されて供給されるが、この気体供給は洗浄液の供給と同時に実行される。
固定ブロック21は、処理槽2の底面に設けられており、第1の液供給配管9や第2の液供給配管10、気体供給配管11を内蔵して保持している。この固定ブロック21と保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waとの離間距離は、その空間が第1の液供給配管9あるいは第2の液供給配管10から供給された洗浄液(薬液又は超純水)により満たされるように設定されている。
ここで、第2の実施形態では、薬液の循環(再利用)は行われておらず、第1の実施形態に係る液循環配管12や開閉弁12a、廃液配管12b、開閉弁12cなどが省かれている。なお、薬液の循環により薬液を再利用しても良い。また、保持部4Bの移動は必要ないため、第2の移動機構5が省かれている。さらに、固定ブロック21と保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waとの離間距離を前述のように設定されているため、処理槽2は第1の実施形態に比べて小型化されている。
前述の基板処理装置1Bでは、第1の液供給配管9の調整弁9b、気体供給配管11の開閉弁11a及び液排出配管13の開閉弁13aが閉状態から開状態となり、ポンプ9aが始動し、保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waへの薬液及び気体(例えば、N2)の供給が開始される。薬液は第1の液供給配管9から吐出され、さらに、気体が気体供給配管11から吐出されて保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waに供給される。このとき、保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waと固定ブロック21との空間は薬液により満たされる。なお、その空間から流れ出た薬液は液排出配管13から排出される。
この薬液による洗浄処理中に、照射部7によるレーザ光Lの照射が第1の実施形態と同様に実行される。このレーザ光Lの照射完了後、ポンプ9aが停止され、第1の液供給配管9の調整弁9bが開状態から閉状態となり、薬液の供給が停止される。次に、第2の液供給配管10の調整弁10aが閉状態から開状態となり、保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waへの超純水の供給が開始される。なお、気体の供給は継続されている。超純水は第2の液供給配管10から吐出されて保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waに供給される。このとき、保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waと固定ブロック21との空間は超純水により満たされる。なお、その空間から流れ出た超純水は液排出配管13から排出される。
この超純水による洗浄処理中にも、照射部7によるレーザ光Lの照射が第1の実施形態と同様に実行される。このレーザ光Lの照射完了後、第2の液供給配管10の調整弁10a及び気体供給配管11の開閉弁11aが開状態から閉状態となり、超純水及び気体の供給が停止される。ただし、超純水や純水による処理工程においてはレーザ照射を行っても行わなくてもどちらでも良い。
このような基板処理工程でも、第1の実施形態と同様、洗浄液の液面が安定し、レーザ光Lの照射により処理対象基板Wの界面近傍の洗浄液を局所加熱することが可能になる。この加熱によって処理対象基板Wの界面付近に気泡が発生して膨張し、この気泡の体積膨張による外力によってパターンWbに付着した異物を取り除くことができる。さらに、気体供給により処理槽2内の洗浄液に気体を積極的に溶解させ、洗浄液を例えばガス飽和液とすることも可能であり、レーザ照射による気泡生成(バブル生成)を促進することができる。
また、洗浄液が吐出されて供給されているため、保持部4B上の処理対象基板Wの表面Waと固定ブロック21との空間にたまった洗浄液も流動することになる。この流動による外力が処理対象基板Wの表面Wa上の気泡さらに異物にも加わるので、洗浄液が流動していない場合と比べ、より確実に異物を除去することが可能となり、異物除去効率を向上させることができる。
以上説明したように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、処理対象基板Wの表面Waにその下方から洗浄液を吐出して供給することによって、処理槽2内に洗浄液を貯める場合に比べ、省洗浄液や液置換性能の向上を達成することができる。
(第3の実施形態)
第3の実施形態について図6を参照して説明する。
第3の実施形態では、第1の実施形態との相違点について説明し、第1の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
図6に示すように、第3の実施形態に係る基板処理装置1Cにおいては、保持部4Cが、処理対象基板Wを保持しつつ処理槽2の開口部を塞ぐ蓋体として機能し、処理槽2と一体に形成されている。なお、液循環配管12の一端は保持部4C、すなわち処理槽2の上面に接続されている。
保持部4Cは、第1の実施形態に係る支持部材4aと同じように、処理対象基板Wの表面Waの枠領域を支持した状態で、処理対象基板Wの表面Wa上のパターンWbが露出するように、例えば、長方形状の開口部(貫通孔)を有する枠形状に形成されている。
この保持部4Cの開口部の周囲には、Oリングなどの密封部材31が設けられている。この密封部材31は、保持部4C上の処理対象基板Wの表面Waの枠領域に当接し、処理槽2内の気密性を維持する部材である。
また、保持部4Cの上面には、保持部4C上の処理対象基板Wを固定する固定部材32が設けられている。この固定部材32は、保持部4C上の処理対象基板Wを押さえ込むように固定して密封部材31と共に処理槽2内の気密性を維持する部材である。
処理槽2には、その処理槽2内の洗浄液の温度を計測する温度計33が取り付けられている。この温度計33は制御部8に電気的に接続されており、計測した温度を制御部8に温度情報として送る。
前述の基板処理装置1Cでは、第1の液供給配管9の調整弁9b、気体供給配管11の開閉弁11a及び液循環配管12の開閉弁12aが閉状態から開状態となり、ポンプ9aが始動し、処理槽2への薬液及び気体の供給が開始される。薬液は第1の液供給配管9から処理槽2内に供給され、気体は気体供給配管11から処理槽2内に供給される。処理槽2内の薬液は液循環配管12を通って貯留槽6に戻る。このとき、液循環配管12の開閉弁12aが開状態から閉状態にされると、処理槽2内の薬液はポンプ9aによる圧力によって加圧される。これにより、薬液に対する気体の溶解度が向上し、液循環配管12の開閉弁12aが閉状態から開状態にされて圧力が開放されると、処理槽2内の薬液はガス過飽和液となる。
この圧力開放後、照射部7によるレーザ光Lの照射が第1の実施形態と同様に実行される。このレーザ光Lの照射完了後、ポンプ9aが停止され、第1の液供給配管9の調整弁9bが開状態から閉状態となり、薬液の供給が停止される。次に、第2の液供給配管10の調整弁10aが閉状態から開状態となり、処理槽2への超純水の供給が開始され、さらに、液排出配管13の開閉弁13aが閉状態から開状態となり、処理槽2内の薬液が排出されて超純水に置換される。この置換完了後、液排出配管13の開閉弁13aは開状態から閉状態となる。なお、気体の供給は継続されているため、処理槽2内の超純水は気体供給による圧力によって加圧される。これにより、超純水に対する気体の溶解度が向上し、廃液配管12bの開閉弁12cが閉状態から開状態にされて圧力が開放されると、処理槽2内の超純水はガス過飽和液となる。
この圧力開放後、照射部7によるレーザ光Lの照射が第1の実施形態と同様に実行される。このレーザ光Lの照射完了後、第2の液供給配管10の調整弁10a及び気体供給配管11の開閉弁11aが開状態から閉状態となり、超純水及び気体の供給が停止される。ただし、超純水や純水による処理工程においてはレーザ照射を行っても行わなくてもどちらでも良い。
このような基板処理工程でも、第1の実施形態と同様、洗浄液の液面が安定し、レーザ光Lの照射により処理対象基板Wの界面近傍の洗浄液を局所加熱することが可能になる。この加熱によって処理対象基板Wの界面付近に気泡が発生して膨張し、この気泡の体積膨張による外力によってパターンWbに付着した異物を取り除くことができる。また、処理槽2内の薬液の流動によって、薬液が流動していない場合と比べ、より確実に異物を除去することが可能となり、異物除去効率を向上させることができる。
また、前述のように、処理槽2がクローズチャンバとして機能するため、完全密封チャンバで洗浄液の加圧が可能となり、洗浄液に対する気体の溶解度を上げ、レーザ照射による気泡生成(バブル生成)をより促進することが可能となり、異物除去効率を向上させることができる。特に、処理槽2内の洗浄液をガス過飽和液とすることも可能となり、レーザ照射による気泡生成を促進することができる。
以上説明したように、第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、洗浄液への加圧が可能となり、洗浄液に対する気体の溶解度を上げ、レーザ照射による気泡生成を促進することが可能となる。これにより、異物除去効率を向上させることができる。
(第4の実施形態)
第4の実施形態について図7を参照して説明する。
第4の実施形態では、第1の実施形態との相違点について説明し、第1の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
図7に示すように、第4の実施形態に係る基板処理装置1Dにおいて、保持部4Dは処理対象基板Wではなく、レーザ光Lが透過する透光性を有する基板41を保持している。この基板41は、処理槽2内の洗浄液の液面に位置し、その液面を安定化する液面安定基板として機能する。これにより、レーザ光Lが洗浄液の液面の揺らぎにより散乱することを抑止することが可能となる。
また、処理槽2内の底面には、処理対象基板Wを支持する支持部42が設けられている。支持部42は、複数の支持部材42a及び42bを備えており、これらの支持部材42a及び42bにより処理対象基板Wの表面Waを上方、すなわち保持部4Dにより保持されている基板41に向けて処理対象基板Wをほぼ水平に支持している。
また、処理槽2の底面には、レーザ光Lを集光する集光部43が設けられている。この集光部43は処理対象基板Wの下方に位置しており、処理対象基板Wの下部などに散乱したレーザ光Lを処理対象基板Wの表面Waに集光(再集束)する。この集光部43としては、例えば、放物曲面を有する光学ミラーなどを用いることが可能である。
なお、処理対象基板Wは、図示しない移動機構により平面方向に移動可能に構成されている。この処理対象基板WがX軸方向やY軸方向に移動することで、レーザ光Lと処理対象基板Wとが相対移動し、レーザ光Lが処理対象基板Wの表面Waに沿って走査されることになる。
前述の基板処理装置1Dでは、第1の実施形態と同様、薬液や超純水などの洗浄液による洗浄処理中に、照射部7によってレーザ光Lが、支持部42により支持されている処理対象基板Wの表面Waに照射される。このとき、レーザ光Lの一部は処理対象基板Wの表面Waで散乱するが、その散乱したレーザ光Lは集光部43により再度、前述の処理対象基板Wの表面Waに集光される。これにより、集光部43を設けない場合と比べ、処理対象基板Wの表面Wa、すなわち基板界面付近の洗浄液をより高温で加熱することが可能となる。その結果、基板界面付近に気泡も発生しやすくなるため、より確実にさらに短時間で処理対象基板Wの表面Waから異物を除去することができる。
また、レーザ光Lが透過する基板41が洗浄液の液面に位置しており、洗浄液の液面を安定化する液面安定基板として機能する。このため、レーザ光Lが洗浄液の液面の揺らぎにより散乱することが抑止されるので、基板越しに照射されたレーザ光Lにより、処理対象基板Wの界面近傍の洗浄液を局所加熱し、その洗浄液中に発生した気泡による外力を用いて洗浄を行うことが可能となる。なお、使用する洗浄液としては、レーザ光が透過する液体を用いている。
以上説明したように、第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、支持部42により支持した処理対象基板Wに対し、保持部4Dにより処理槽2内の洗浄液の液面に保持した基板41を間にしてレーザ光Lを照射する。これにより、洗浄液の液面が安定し、レーザ照射により処理対象基板Wの界面近傍の洗浄液を局所加熱することが可能になる。この加熱によって処理対象基板Wの界面付近に気泡が発生して膨張するため、この気泡の体積膨張や浮力による外力によってパターンWbに付着した異物を取り除くことができる。その結果、第1の実施形態と同様に、デバイス電気特性の変動及び悪化を防止し、歩留りの向上を実現することができる。
さらに、散乱したレーザ光Lを処理対象基板Wの表面Waに集光することによって、処理対象基板Wの表面Wa、すなわち基板界面付近の洗浄液をより高温で加熱することが可能となる。これにより、基板界面付近に気泡も発生しやすくなるため、洗浄時間の短縮や確実な異物除去効率の向上を実現することができる。
(第5の実施形態)
第5の実施形態について図8を参照して説明する。
第5の実施形態では、第1の実施形態との相違点について説明し、第1の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
図8に示すように、第5の実施形態に係る基板処理装置1Eにおいては、処理槽2の外側に外槽2aを有している。この外槽2aは、上部開放の槽で、内部に処理槽2を収容し、処理槽2からオーバーフローした薬液を貯留するように形成されている。また、基板Wの支持部材4a'は、第1の実施形態に係る保持部4Aにおいて支持部材4aの支持位置が基板側面である点を除き、他は同様の機構であり、処理対象基板Wの側面を支持部材4a’(上下方向への移動機構5は省略)が支持した状態で、処理対象基板Wの表面Wa上のパターンWbが露出するように、例えば、長方形状の開口部を有する枠状体に形成されている。
第1の液供給配管9は、その一端である先端から薬液を処理槽2に供給するように形成されており、薬液が処理槽2に貯留され満杯になって溢れ出すと、処理槽2の開口部と基板Wの表面Waとの間に薬液が満たされる状態となる。そしてこの状態のとき、基板WのパターンWbが形成されている表面Waは、処理槽2の開口部と基板Wの表面Waとの間に満たされた薬液に密着することになる。
第2の液供給配管10は、その一端である先端から超純水(DIW)を処理槽2に供給するように形成されており、その先端は、処理槽2の底面に設けられている。超純水が処理槽2に貯留され満杯になって溢れ出すと、処理槽2と基板Wの表面Waとの間に超純水が満たされた状態となる。
廃液管30は、処理槽2内の薬液や、超純水などの洗浄液を排出するための配管であり、その一端が処理槽2における底面に接続されており、もう一端は洗浄液が排出可能なように、下方に向けて開放されている。この廃液配管30の途中には、廃液配管30を開閉する開閉弁30aが設けられている。
この基板処理装置1Eでは、第1の液供給配管9の調整弁9b、液排出配管13の開閉弁13aが閉状態から開状態となり、ポンプ9aが始動し、処理槽2への薬液供給が開始される。このとき、開閉弁30aは閉状態にしておく。処理槽2に供給された薬液は、満杯となって処理槽2から外槽2aへと溢れ出し、処理槽2の開口部と基板Wの表面Waとの間に薬液が満たされた状態となる。この、処理槽2の開口部と基板Wの表面Waとの間から流れ出た薬液は、外槽2aに溜まり、液排出配管13から排出される。
この薬液による洗浄処理中に、照明部7によるレーザ光Lの照射が第1の実施形態と同様に実行される。このレーザ光Lの照射完了後、ポンプ9aが停止され、第1の液供給配管9の調整弁9bが開状態から閉状態となり、開閉弁30aを開状態とし、処理槽2内の薬液が廃液配管30を介して廃液されたあと、開閉弁30aが閉状態となり、第2の液供給配管10の調整弁10aが閉状態から開状態となり、保持部4Aに保持された処理対象基板Wの表面Waへの超純水の供給が開始される。処理槽2に供給された超純水は、満杯となって処理槽2から外槽2aへと溢れ出し、処理槽2の開口部と基板Wの表面Waとの間に超純水が満たされた状態となる。そしてこの状態のとき、基板WのパターンWbが形成されている表面Waは、処理槽2の開口部と基板Wの表面Waとの間に満たされた超純水に密着することになる。この、処理槽2の開口部と基板Wの表面Waとの間から流れ出た超純水は、外槽2aに溜まり、液排出配管13から排出される。
この超純水により洗浄処理中にも、照射部7によるレーザ光Lの照射を行っても良い。
このレーザ光Lの照射完了後、第2の液供給配管10の調整弁10aが開状態から閉状態となり、超純水の供給が停止される。
また、液排出配管13の開閉弁13aは、薬液あるいは超純水の処理槽2への供給開始と同時に閉状態から開状態になっても良いし、処理槽2から外槽2aへオーバーフローした薬液あるいは超純水が、外槽2aに一定時間貯留されたあとに開閉弁13aを開状態にし、排出されるようにしても良い。開閉弁13aは三方弁になっており、排液しても良いし、薬液を貯留槽6に戻すようにしても良い。
このような基板処理工程でも、第1乃至4の実施形態と同様、洗浄液の液面が安定し、レーザ光Lの照射によって処理対象基板Wの界面近傍の洗浄液を局所加熱することが可能になる。この加熱によって処理対象基板Wの界面付近に気泡が発生して膨張し、この気泡の体積膨張による外力によってパターンWbに付着した異物を取り除くことができる。
また洗浄液が処理槽2からオーバーフローして外槽2aへと流れ出るようにして処理対象基板Wの表面Waに供給されているため、処理槽2の開口部と基板Wの表面Waとの間に満たされた薬液や超純水も流動する。この流動による外力が処理対象基板Wの表面Wa上の気泡や異物にも加わるので、洗浄液が流動していない場合と比べ、より異物除去効率を向上させることができる。
また、基板Wの側面については、薬液や超純水が付着する機会がない。そのため、基板全体を浸漬して処理する場合と比べ、乾燥を必要とする面積が少ない分、基板を乾燥する工程においても効率が良く、また、基板側面に付着していた異物が洗浄後の基板W表面Wa側へ流れて付着することも防ぐことができる。
さらに、第2の実施形態の基板処理装置1Bと比較して、第1の液供給管9、第2の液供給配管10の先端がレーザ照射によってダメージを受けることが抑制される。
以上説明したように、第5の実施形態によれば、第1乃至4の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第6の実施形態)
第6の実施形態について図9を参照して説明する。
第6の実施形態では、第1の実施形態との相違点について説明し、第1の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
図9に示すように、第6の実施形態に係る基板処理装置1Fにおいては、保持部材43a、43bが処理対象基板Wを、パターンWbが形成された第1の面を下に向けて保持している。処理対象基板Wの表面Waに対向するようにして、ノズル22が設けられており、ノズル22は図示しない移動機構によって、少なくとも基板Wの表面Wa上のパターンWbが形成されている領域において、水平方向と上下方向に移動可能に設置されている(ノズル22の支持機構、移動機構は不図示)。
第1の液供給配管9は、その一端である先端から薬液をノズル22に供給するように形成されており、その先端が上方を向けてノズル22の供給路22aに設けられている。これにより、処理対象基板Wの表面Waには、第1の液供給配管9の先端から供給路22aに薬液が供給され、処理対象基板Wの表面Waにノズル22から薬液が吐出されて供給され、処理対象基板Wの表面Waとノズル22の上面との空間は薬液により満たされ、液膜が形成される。つまり、ノズル22が基板Wの表面Waに対向するとき、処理対象基板Wの表面Waとノズル22の上面との間隔が、ノズル22から吐出される薬液により満たされ得るような間隔となるように、ノズルの上昇位置は決定される。
第2の液供給配管10は、その一端である先端から超純水(DIW)をノズル22に供給するように形成されており、その先端が上方を向けてノズル22の供給路22aに設けられている。これにより、処理対象基板Wの表面Waには、第2の液供給配管10の先端から供給路22aに超純水が供給され、処理対象基板Wの表面Waにノズル22から超純水が供給され、処理対象基板Wの表面Waとノズル22の上面との空間は超純水により満たされ、液膜が形成される。
気体供給配管11は、その一端である先端から気体(例えば、N2)を供給するように形成されており、その先端が上方を向けてノズル22の供給路22aに設けられている。これにより、処理対象基板Wの表面Waとノズル22の上面との空間には、気体供給配管11の先端からの気体がノズル22から供給されるが、この気体供給は薬液あるいは超純水の供給と同時に実行される。
ノズル22は、円筒状のノズルであり、薬液や超純水、あるいはこれらと同時に供給される気体が供給される供給路22aが中央部に設けられ、その外周には吸引流路22bが設けられている。吸引流路22bは吸引配管14に接続され、吸引配管14には図示しない吸引機構が設けられている。吸引配管14は、処理対象基板Wの表面Wa上の処理液を吸引することができるので、処理液の置換性向上が可能となる。
ノズル22は、処理対象基板Wの表面Waに形成されたパターンWbにおいて、スポット的に異物を除去したい場合に、その除去対象の異物が存在するスポットに移動し、その部分のみを洗浄することができる。例えば、洗浄を一通り終えた基板Wについて検査装置によって異物除去状況を検査し、基板Wの一部分に異物が存在することが分かった場合などに用いることができる。このとき、照射部7をノズルとともに移動させるようにすると良い。異物の存在するスポットのみをレーザ光Lによって処理することができるので、第1乃至第5の実施形態のように、基板W全面を処理することなく、一部分のみを処理することができる。
以上説明したように、第6の実施形態によれば、基板の一部分のみを処理したい場合に、第1乃至第5の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、前述の第1ないし第6の実施形態において、液体を流動させることによって、この流動による外力が処理対象基板Wの表面Wa上の気泡さらに異物にも加わるため、液体が流動していない場合と比べ、より確実に異物を除去することが可能となり、異物除去効率を向上させるという効果を得ることができるが、必ずしも液体を流動させなければならないわけではない。
また、前述の第1ないし第4の実施形態においては、薬液のみを循環させる例を挙げたが、これに限らず、超純水での処理においても、超純水を循環供給しながら行なっても良い。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、第1の処理液や第2の処理液などの供給は、それぞれの供給時間が重ならない実施形態で説明したが、一部重なっても構わない。また、上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。