JP7199602B2 - 基板処理方法、及び基板処理装置 - Google Patents
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Description
本開示は、基板処理方法、及び基板処理装置に関する。
特許文献１に記載の液処理方法は、基板を水平に保持すると共に回転した状態で、基板の下面に薬液と、リンス液と、をこの順番で供給する。基板の下面中央の真下には、複数のノズルを含む流体供給管が配置される。流体供給管は、基板を水平に保持する保持部の回転軸の内部に挿入されており、回転軸が回転しても回転しないように設置されている。流体供給管は、基板の下面に、薬液と、リンス液と、窒素ガス等を供給する。
本開示の一態様は、基板の下面中央に対向配置されるノズルユニットを洗浄する、技術を提供する。
本開示の一態様に係る基板処理方法は、下記（Ａ）～（Ｃ）を有する。（Ａ）基板を水平に保持すると共に回転した状態で、前記基板の下面中央に対向配置される複数のノズルを含むノズルユニットから、前記基板の下面に、酸性又はアルカリ性の第１薬液と、純水と、をこの順番で供給する。（Ｂ）前記基板を水平に保持すると共に回転し、前記基板を乾燥させる。（Ｃ）前記第１薬液の供給後、前記基板の乾燥前に、前記ノズルユニットの一の前記ノズルから純水を吐出し、前記ノズルユニットの全ての前記ノズルを覆う純水の洗浄膜を前記ノズルユニットの上に形成する。
本開示の一態様によれば、基板の下面中央に対向配置されるノズルユニットを洗浄できる。
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。
先ず、図１を参照して、基板処理装置１０について説明する。基板処理装置１０は、基板Ｗを処理する。基板Ｗは、例えば、シリコンウェハ又は化合物半導体ウェハなどを含む。なお、基板Ｗは、ガラス基板であってもよい。基板処理装置１０は、例えば、保持部２０と、回転部３０と、第１液供給部４０と、第２液供給部５０と、ノズルユニット６０と、リング６２と、樋６３と、流体供給ユニット７０と、カップ８０と、制御部９０と、を備える。
保持部２０は、基板Ｗを水平に保持する。基板Ｗは、上面Ｗａと、下面Ｗｂと、を含む。保持部２０は、基板Ｗの下面Ｗｂとの間に空間を形成するベースプレート２１と、基板Ｗの周縁を掴む開閉爪２２と、を有する。ベースプレート２１は、円盤状であって、水平に配置される。ベースプレート２１の中央には穴が形成され、その穴には流体供給ユニット７０の流体供給軸７１が配置される。開閉爪２２は、ベースプレート２１の周縁に沿って間隔をおいて複数配置される。
回転部３０は、保持部２０を回転させる。回転部３０は、例えば、保持部２０のベースプレート２１の中央から下方に延びる回転軸３１と、回転軸３１を回転させる回転モータ３２と、回転モータ３２の回転駆動力を回転軸３１に伝達するベルト３３と、を含む。回転軸３１は筒状であって、回転軸３１の内部には流体供給軸７１が配置される。流体供給軸７１は、固定されており、回転軸３１と共には回転されない。
第１液供給部４０は、保持部２０に保持された基板Ｗの上面Ｗａに対して、液体を供給する。第１液供給部４０は、例えば、液体を吐出するノズル４１と、ノズル４１を基板Ｗの径方向に移動させる移動機構４２と、ノズル４１に対して液体を供給する供給ライン４３と、を有する。ノズル４１は、保持部２０の上方に設けられ、下向きに液体を吐出する。
移動機構４２は、例えば、ノズル４１を保持する旋回アーム４２ａと、旋回アーム４２ａを旋回させる旋回機構４２ｂと、を有する。旋回機構４２ｂは、旋回アーム４２ａを昇降させる機構を兼ねてもよい。旋回アーム４２ａは、水平に配置され、その長手方向一端部にてノズル４１を保持し、その長手方向他端部から下方に延びる旋回軸を中心に旋回させられる。なお、移動機構４２は、旋回アーム４２ａと旋回機構４２ｂとの代わりに、ガイドレールと直動機構とを有してもよい。ガイドレールは水平に配置され、直動機構がガイドレールに沿ってノズル４１を移動させる。
供給ライン４３は、例えば、共通ライン４３ａと、共通ライン４３ａに接続される複数の個別ライン４３ｂと、を含む。個別ライン４３ｂは、液体の種類毎に設けられる。液体の種類としては、例えば、第１薬液Ｌ１と、第２薬液Ｌ２と、純水Ｌ３とが挙げられる。第１薬液Ｌ１と第２薬液Ｌ２とは、一方が酸性であり、他方がアルカリ性である。酸性の薬液は、例えば、ＤＨＦ（希フッ酸）等である。アルカリ性の薬液は、例えば、ＳＣ１（過酸化水素と水酸化アンモニウムを含む水溶液）等である。純水Ｌ３は、例えばＤＩＷ（脱イオン水）である。個別ライン４３ｂの途中には、液体の流路を開閉する開閉弁４５と、液体の流量を制御する流量制御器４６とが設けられる。
なお、第１薬液Ｌ１と、第２薬液Ｌ２と、純水Ｌ３とは、図１では１つのノズル４１から吐出されるが、異なるノズル４１から吐出されてもよい。ノズル４１の数が複数である場合、ノズル４１ごとに供給ライン４３が設けられる。
第２液供給部５０は、第１液供給部４０と同様に、保持部２０に保持された基板Ｗの上面Ｗａに対して、液体を供給する。第２液供給部５０は、例えば、液体を吐出するノズル５１と、ノズル５１を基板Ｗの径方向に移動させる移動機構５２と、ノズル５１に対して液体を供給する供給ライン５３と、を有する。ノズル５１は、保持部２０の上方に設けられ、下向きに液体を吐出する。第２液供給部５０のノズル５１と、第１液供給部４０のノズル４１とは、独立に移動させられる。
移動機構５２は、例えば、ノズル５１を保持する旋回アーム５２ａと、旋回アーム５２ａを旋回させる旋回機構５２ｂと、を有する。旋回機構５２ｂは、旋回アーム５２ａを昇降させる機構を兼ねてもよい。旋回アーム５２ａは、水平に配置され、その長手方向一端部にてノズル５１を保持し、その長手方向他端部から下方に延びる旋回軸を中心に旋回させられる。なお、移動機構５２は、旋回アーム５２ａと旋回機構５２ｂとの代わりに、ガイドレールと直動機構とを有してもよい。ガイドレールは水平に配置され、直動機構がガイドレールに沿ってノズル５１を移動させる。
供給ライン５３は、ＩＰＡ等の有機溶剤Ｌ４を、ノズル５１に対して供給する。供給ライン５３の途中には、有機溶剤Ｌ４の流路を開閉する開閉弁５５と、有機溶剤Ｌ４の流量を制御する流量制御器５６とが設けられる。
有機溶剤Ｌ４は、純水Ｌ３に比べて、低い表面張力を有するものが用いられる。基板Ｗの上面Ｗａの液膜を、純水Ｌ３の液膜から有機溶剤Ｌ４の液膜に置換したうえで、基板Ｗを乾燥できる。基板Ｗの乾燥の際に、表面張力による凹凸パターンの倒壊を抑制できる。
凹凸パターンは、基板Ｗの上面Ｗａに予め形成される。凹凸パターンは、基板Ｗの下面Ｗｂには予め形成されてなくてもよい。従って、有機溶剤Ｌ４は、基板Ｗの上面Ｗａに供給されればよく、基板Ｗの下面Ｗｂには供給されなくてもよい。
本実施形態では、後述するように、基板Ｗの上面Ｗａの液膜を純水Ｌ３の液膜から有機溶剤Ｌ４の液膜に置換する際に、液膜が途切れないように、純水Ｌ３の供給位置と有機溶剤Ｌ４の供給位置とを独立に移動させる。具体的には、有機溶剤Ｌ４の供給位置を基板Ｗの上面Ｗａの中心に固定した状態で、純水Ｌ３の供給位置を基板Ｗの径方向外方に移動させる。そのために、第２液供給部５０と、第１液供給部４０とは、別々に設けられる。
但し、基板Ｗの凹凸パターンの寸法及び形状、基板Ｗの材質等によっては、有機溶剤Ｌ４の供給位置を基板Ｗの上面Ｗａの中心に固定した状態で、純水Ｌ３の供給位置を基板Ｗの径方向外方に移動させてなくてもよい場合がある。この場合、第２液供給部５０は無くてもよく、第１液供給部４０のノズル４１が有機溶剤Ｌ４を吐出してもよい。
ノズルユニット６０は、図６等に示すように、保持部２０で保持された基板Ｗの下面中央に対向配置される複数のノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを含む。下面中央とは、例えば下面中心から５０ｍｍ以内の領域である。複数のノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃは、ノズルユニット６０の上面に形成され、それぞれ、上方に流体を吐出する。ノズル６１Ａは、例えば、第１薬液Ｌ１と、第２薬液Ｌ２と、純水Ｌ３と、を上方に吐出する。ノズル６１Ｂは、例えば、純水Ｌ３を上方に吐出する。ノズル６１Ｃは、例えばＮ２ガス等のガスを上方に吐出する。
ノズルユニット６０の上面には、複数のノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを囲むリング６２が設けられる。リング６２は、ノズルユニット６０の上面の周縁から上方に突出し、内部に純水Ｌ３を溜める。リング６２は、例えば、ノズルユニット６０の上面の周縁から鉛直上方に向かうほど基板Ｗの径方向外方に傾斜する傾斜部６２ａと、傾斜部６２ａの上端から真下に延びる鉛直部６２ｂと、を含む。
ノズルユニット６０は、リング状の樋６３の内側に配置される。樋６３は、リング６２からオーバーフローした純水Ｌ３を溜める。樋６３は、ノズルユニット６０を取り囲む内壁６３ａと、内壁６３ａの外側に配置される外壁６３ｂと、内壁６３ａと外壁６３ｂの間に形成される溝６３ｃと、溝６３ｃの底を形成する底壁６３ｄと、を含む。
樋６３の溝６３ｃには、リング６２の鉛直部６２ｂの下端が挿入される。鉛直部６２ｂに沿って流れ落ちる純水Ｌ３は、樋６３の溝６３ｃに一時的に溜められ、樋６３の外壁６３ｂから外側にオーバーフローされる。純水Ｌ３が樋６３の内壁６３ａから内側にオーバーフローしないように、樋６３の内壁６３ａとノズルユニット６０との間にはＮ２ガスなどのガスが供給される。
図１に示すように、流体供給ユニット７０は、ノズルユニット６０に対して、第１薬液Ｌ１と、第２薬液Ｌ２と、純水Ｌ３と、ガスと、を供給する。流体供給ユニット７０は、ノズルユニット６０が上端に設けられる流体供給軸７１を有する。流体供給軸７１は、回転軸３１の内部に配置され、回転軸３１と共には回転されない。流体供給軸７１には、複数のノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃに接続される複数の供給ライン７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃが設けられる。
供給ライン７２Ａは、ノズル６１Ａに接続され、ノズル６１Ａに、第１薬液Ｌ１と、第２薬液Ｌ２と、純水Ｌ３と、を供給する。供給ライン７２Ａは、例えば、共通ライン７２Ａａと、共通ライン７２Ａａに接続される複数の個別ライン７２Ａｂと、を含む。個別ライン７２Ａｂは、液体の種類毎に設けられる。個別ライン７２Ａｂの途中には、第１薬液Ｌ１等の流路を開閉する開閉弁７５Ａと、及び第１薬液Ｌ１等の流量を制御する流量制御器７６Ａとが設けられる。
同様に、供給ライン７２Ｂは、ノズル６１Ｂに接続され、ノズル６１Ｂに、純水Ｌ３を供給する。供給ライン７２Ｂの途中には、純水Ｌ３の流路を開閉する開閉弁７５Ｂと、純水Ｌ３の流量を制御する流量制御器７６Ｂと、純水Ｌ３の温度を調節する温調器７７Ｂと、が設けられる。温調器７７Ｂは、例えば純水Ｌ３を加熱するヒータを含む。なお、供給ライン７２Ｂの純水Ｌ３の供給源と、供給ライン７２Ａの純水Ｌ３の供給源とは、図１では共通のものが１つ設けられるが、別々のものが設けられてもよい。
また、供給ライン７２Ｃは、ノズル６１Ｃに接続され、ノズル６１Ｃに、Ｎ２ガス等のガスを供給する。供給ライン７２Ｃの途中には、ガスの流路を開閉する開閉弁７５Ｃと、液体の流量を制御する流量制御器７６Ｃとが設けられる。
カップ８０は、基板Ｗに対して供給された各種の液体を回収する。カップ８０は、円筒部８１と、底蓋部８２と、傾斜部８３と、を含む。円筒部８１は、基板Ｗの直径よりも大きい内径を有し、鉛直に配置される。底蓋部８２は、円筒部８１の下端の開口を塞ぐ。傾斜部８３は、円筒部８１の上端全周に亘って形成され、円筒部８１の径方向内側に向うほど上方に傾斜する。底蓋部８２には、カップ８０の内部に溜まった液体を排出する排液管８４と、カップ８０の内部に溜まった気体を排出する排気管８５とが設けられる。
制御部９０は、回転部３０と、第１液供給部４０と、第２液供給部５０と、流体供給ユニット７０と、を制御する。制御部９０は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９１と、メモリなどの記憶媒体９２と、を備える。記憶媒体９２には、基板処理装置１０において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部９０は、記憶媒体９２に記憶されたプログラムをＣＰＵ９１に実行させることにより、基板処理装置１０の動作を制御する。
次に、図２等を参照して、基板処理方法について説明する。図２等に示す各ステップＳ１０１～Ｓ１０８は、制御部９０による制御下で実施される。各ステップＳ１０１～Ｓ１０８では、基板Ｗは、水平に保持され、且つ鉛直な回転軸３１を中心に回転させられる。また、各ステップＳ１０１～Ｓ１０８では、ノズルユニット６０のノズル６１Ｃがガスを吐出し続ける。
先ず、ステップＳ１０１では、図３に示すように、基板Ｗの上面Ｗａと下面Ｗｂの両方に、第１薬液Ｌ１を供給する。第１薬液Ｌ１は、第１液供給部４０のノズル４１から基板Ｗの上面中央に供給され、遠心力によって上面全体に濡れ広がり、上面全体を処理する。また、第１薬液Ｌ１は、ノズルユニット６０のノズル６１Ａから基板Ｗの下面中央に供給され、遠心力によって下面全体に濡れ広がり、下面全体を処理する。
上記ステップＳ１０１では、第１薬液Ｌ１は、基板Ｗの下面Ｗｂとの衝突によって飛び散り、液滴を形成する。その液滴が、ノズルユニット６０の上に付着する。
次に、ステップＳ１０２では、図４に示すように、基板Ｗの上面Ｗａと下面Ｗｂの両方に純水Ｌ３を供給し、上記Ｓ１０１で形成された第１薬液Ｌ１の液膜を純水Ｌ３の液膜に置換する。純水Ｌ３は、第１液供給部４０のノズル４１から基板Ｗの上面中央に供給され、遠心力によって上面全体に濡れ広がり、上面Ｗａに残る第１薬液Ｌ１を洗い流し、上面Ｗａに純水Ｌ３の液膜を形成する。また、純水Ｌ３は、ノズルユニット６０のノズル６１Ａから基板Ｗの下面中央に供給され、遠心力によって下面全体に濡れ広がり、下面Ｗｂに残る第１薬液Ｌ１を洗い流し、下面Ｗｂに純水Ｌ３の液膜を形成する。
次に、ステップＳ１０３では、図５に示すように、基板Ｗの上面Ｗａと下面Ｗｂの両方に、第２薬液Ｌ２を供給し、上記Ｓ１０２で形成された純水Ｌ３の液膜を第２薬液Ｌ２の液膜に置換する。第２薬液Ｌ２は、第１液供給部４０のノズル４１から基板Ｗの上面中央に供給され、遠心力によって上面全体に濡れ広がり、上面全体を処理する。また、第２薬液Ｌ２は、ノズルユニット６０のノズル６１Ａから基板Ｗの下面中央に供給され、遠心力によって下面全体に濡れ広がり、下面全体を処理する。
上記ステップＳ１０３では、第２薬液Ｌ２は、基板Ｗの下面Ｗｂとの衝突によって飛び散り、液滴を形成する。その液滴が、ノズルユニット６０の上に付着する。その結果、ノズルユニット６０の上で、第１薬液Ｌ１と第２薬液Ｌ２との中和反応が生じ、結晶が析出する。析出した結晶が、パーティクルＰを形成する。
次に、ステップＳ１０４では、図６に示すように、基板Ｗの上面Ｗａと下面Ｗｂの両方に純水Ｌ３を供給し、上記Ｓ１０３で形成された第２薬液Ｌ２の液膜を純水Ｌ３の液膜に置換する。純水Ｌ３は、第１液供給部４０のノズル４１から基板Ｗの上面中央に供給され、遠心力によって上面全体に濡れ広がり、上面Ｗａに残る第２薬液Ｌ２を洗い流し、上面Ｗａに純水Ｌ３の液膜を形成する。また、純水Ｌ３は、ノズルユニット６０のノズル６１Ａから基板Ｗの下面中央に供給され、遠心力によって下面全体に濡れ広がり、下面Ｗｂに残る第２薬液Ｌ２を洗い流し、下面Ｗｂに純水Ｌ３の液膜を形成する。
本実施形態では、上記ステップＳ１０４において、ノズルユニット６０の一のノズル６１Ｂが純水Ｌ３を吐出し、純水Ｌ３の洗浄膜Ｆをノズルユニット６０の上に形成する。洗浄膜Ｆは、ノズルユニット６０の全てのノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを覆う。洗浄膜Ｆは、パーティクルＰをも覆い、パーティクルＰを溶解して除去する。従って、ノズルユニット６０を洗浄できる。
ノズルユニット６０は、基板Ｗの下面中央に対向配置され、基板Ｗの下面Ｗｂの近傍に配置される。そのため、ノズルユニット６０の上面にてパーティクルＰが生じると、生じたパーティクルＰが飛散し、基板Ｗの下面中央を汚染しうる。本実施形態によれば、ノズルユニット６０の上面に生じたパーティクルＰを除去できるので、基板Ｗの清浄度を向上できる。
ノズルユニット６０の上面には、複数のノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを囲むリング６２が設けられる。リング６２は、その内部に純水Ｌ３を溜める。純水Ｌ３をリング６２の内部に集めることができ、洗浄膜Ｆによってノズルユニット６０の全てのノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを確実に覆うことができる。複数のノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃの高さが異なり、段差が形成される場合に、リング６２は特に有効である。リング６２は、全てのノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃよりも上方に突出する。なお、純水Ｌ３の凝集力を利用すれば、リング６２がなくても、洗浄膜Ｆの形成は可能である。
洗浄膜Ｆの形成中に、ノズル６１Ｂが純水Ｌ３を吐出し続け、純水Ｌ３がリング６２の内部から外部にオーバーフローしてもよい。パーティクルＰから純水Ｌ３に溶出した成分も、純水Ｌ３と共にリング６２の内部から外部に流れ出る。それゆえ、リング６２の内部に溜まる洗浄膜Ｆの純水濃度を高く維持でき、パーティクルＰの溶解速度を高く維持できる。
洗浄膜Ｆは、予め温調された純水Ｌ３で形成されてもよい。純水Ｌ３は、温調器７７Ｂによって温度調節された後、ノズル６１Ｂから吐出される。純水Ｌ３の温度は、凝固点よりも高く、且つ沸点よりも低く設定される。純水Ｌ３の温度は、パーティクルＰを効率的に溶解できるように調節され、好ましくは室温よりも高温に調節される。温調器７７Ｂで純水Ｌ３を加熱すれば、パーティクルＰを効率的に溶解できる。
洗浄膜Ｆの形成中に、洗浄膜Ｆと、基板Ｗの下面Ｗｂとを隔てる空間Ｓが形成される。空間Ｓは、洗浄膜Ｆと、基板Ｗの下面Ｗｂに形成される純水Ｌ３の液膜との間に形成される。空間Ｓによって、パーティクルＰがノズルユニット６０の上面から基板Ｗの下面Ｗｂに移動するのを制限できる。
一のノズル６１Ａは、基板Ｗの下面Ｗｂに届くように純水Ｌ３を吐出するので、例えば８００ｍｌ／ｍｉｎ～１６００ｍｌ／ｍｉｎ、好ましくは１０００ｍｌ／ｍｉｎ～１４００ｍｌ／ｍｉｎの流量で純水Ｌ３を吐出する。
別のノズル６１Ｂは、基板Ｗの下面Ｗｂに届かないように純水Ｌ３を吐出するので、例えば２５０ｍｌ／ｍｉｎ～５００ｍｌ／ｍｉｎ、好ましくは３００ｍｌ／ｍｉｎ～４５０ｍｌ／ｍｉｎの流量で純水Ｌ３を吐出する。
ノズル６１Ｂは、ノズル６１Ａよりも低い流量で純水Ｌ３を吐出する。純水Ｌ３は、ノズル６１Ｂから吐出された後、ほとんど上に流れることなく横に流れ、全てのノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを覆う。純水Ｌ３の液跳ねを抑制できる。
一のノズル６１Ａが基板Ｗの下面Ｗｂに純水Ｌ３を供給する間に、別のノズル６１Ｂがノズルユニット６０の上に洗浄膜Ｆを形成する。つまり、純水Ｌ３が基板Ｗの下面Ｗｂに残る第２薬液Ｌ２を除去する間に、ノズルユニット６０が洗浄される。ノズルユニット６０の洗浄を基板Ｗの処理中に実施でき、スループットの低下を抑制できる。
次に、ステップＳ１０５では、図７に示すように、純水Ｌ３の液膜を有機溶剤Ｌ４の液膜に置換する。純水Ｌ３の供給位置が中心位置Ｐ０から第１偏心位置Ｐ１まで移動され、有機溶剤Ｌ４が第２偏心位置Ｐ２に供給される。第２偏心位置Ｐ２と第１偏心位置Ｐ１とは、中心位置Ｐ０を挟んだ位置である。中心位置Ｐ０は、基板Ｗの上面Ｗａの中心である。
その後、純水Ｌ３の供給位置が、第１偏心位置Ｐ１から、中心位置Ｐ０とは反対方向（基板Ｗの径方向外方）に向けて移動させられる。同時に、有機溶剤Ｌ４の供給位置が、第２偏心位置Ｐ２から中心位置Ｐ０まで移動させられる。
その後、有機溶剤Ｌ４の供給位置が中心位置Ｐ０に固定された状態で、純水Ｌ３の供給位置が基板Ｗの周縁に達するまで移動させられる。有機溶剤Ｌ４が中心位置Ｐ０から径方向外方に広がる際に、有機溶剤Ｌ４の前方に純水Ｌ３を補給でき、液膜が途切れるのを抑制できる。
本実施形態では、上記ステップＳ１０５において、洗浄膜Ｆをノズルユニット６０の内部に吸引し、洗浄膜Ｆをノズルユニット６０の上から除去する。洗浄膜Ｆの乾燥を抑制でき、洗浄膜Ｆの残渣によるパーティクルの発生を抑制できる。
図１に示すように、供給ライン７２Ａ、７２Ｂには、排出ライン７２Ｄが接続される。排出ライン７２Ｄの途中には、流路を開閉する開閉弁７５Ｄと、流量を制御する流量制御器７６Ｄとが設けられる。開閉弁７５Ｄが流路を開放すると、洗浄膜Ｆが重力によってノズル６１Ａ、６１Ｂの内部に吸引される。
次に、ステップＳ１０６では、図８に示すように、基板Ｗの上面Ｗａに、有機溶剤Ｌ４を供給する。有機溶剤Ｌ４は、第２液供給部５０のノズル５１から基板Ｗの上面中央に供給され、遠心力によって上面全体に濡れ広がり、上面Ｗａに残る純水Ｌ３を洗い流し、上面Ｗａに有機溶剤Ｌ４の液膜を形成する。
次に、ステップＳ１０７では、図９に示すように、有機溶剤Ｌ４の供給位置が基板Ｗの上面Ｗａの中心から周縁まで移動される。有機溶剤Ｌ４の液膜の中心に開口が形成され、その開口が基板Ｗの上面Ｗａの中心から周縁に向けて徐々に広がる。有機溶剤Ｌ４の液膜の開口縁を押さえるべく、開口縁に向けてＮ２ガス等のガスが供給されてもよい。ガスの供給位置は、有機溶剤Ｌ４の供給位置に追従して移動する。
最後に、ステップＳ１０８では、図１０に示すように、基板Ｗを水平に保持すると共に回転し、基板Ｗを乾燥させる。
次に、図１１等を参照して、変形例に係る基板処理方法について説明する。上記実施形態では、図２に示すように基板Ｗの上面Ｗａと下面Ｗｂの両方に純水Ｌ３を供給するステップＳ１０４で、ノズルユニット６０の上に洗浄膜Ｆを形成する。一方、本変形例では、図１１に示すように基板Ｗの上面Ｗａに有機溶剤Ｌ４を供給するステップＳ１０６で、ノズルユニット６０の上に洗浄膜Ｆを形成する。以下、上記実施形態と本変形例との相違点に主に説明する。
ステップＳ１０６では、図１２に示すように、基板Ｗの上面Ｗａに、有機溶剤Ｌ４を供給する。有機溶剤Ｌ４は、第２液供給部５０のノズル５１から基板Ｗの上面中央に供給され、遠心力によって上面全体に濡れ広がり、上面Ｗａに残る純水Ｌ３を洗い流し、上面Ｗａに有機溶剤Ｌ４の液膜を形成する。
本変形例では、上記ステップＳ１０６において、ノズルユニット６０の一のノズル６１Ｂが純水Ｌ３を吐出し、純水Ｌ３の洗浄膜Ｆをノズルユニット６０の上に形成する。洗浄膜Ｆは上記実施形態と同様に形成されるので、本変形例においても上記実施形態と同様の効果が得られる。また、ノズルユニット６０の洗浄を基板Ｗの処理中に実施でき、スループットの低下を抑制できる。
次に、ステップＳ１０７では、図１３に示すように、有機溶剤Ｌ４の供給位置が基板Ｗの上面Ｗａの中心から周縁まで移動される。有機溶剤Ｌ４の液膜の中心に開口が形成され、その開口が基板Ｗの上面Ｗａの中心から周縁に向けて徐々に広がる。有機溶剤Ｌ４の液膜の開口縁を押さえるべく、開口縁に向けてＮ２ガス等のガスが供給されてもよい。ガスの供給位置は、有機溶剤Ｌ４の供給位置に追従して移動する。
本変形例では、上記ステップＳ１０７において、洗浄膜Ｆをノズルユニット６０の内部に吸引し、洗浄膜Ｆをノズルユニット６０の上から除去する。洗浄膜Ｆの乾燥を抑制でき、洗浄膜Ｆの残渣によるパーティクルの発生を抑制できる。
次に、図１４～図１６を参照して、バッフルプレート６４の第１例について説明する。基板処理装置１０は、バッフルプレート６４を備える。図１４に示すように、バッフルプレート６４は、洗浄膜Ｆを形成するノズル６１Ｂよりも上方に設置される。ノズル６１Ｂは、純水Ｌ３を吐出し、純水Ｌ３の洗浄膜Ｆをノズルユニット６０の上に形成する。洗浄膜Ｆは、ノズルユニット６０の全てのノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを覆う。
ノズルユニット６０の上面には、複数のノズル６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを囲むリング６２が設けられる。リング６２は、ノズルユニット６０の上面の周縁から上方に突出し、内部に純水Ｌ３を溜める。リング６２は、例えば、ノズルユニット６０の上面の周縁から鉛直上方に向かうほど基板Ｗの径方向外方に傾斜する第１傾斜部６２ａと、第１傾斜部６２ａの上端から鉛直下方に向かうほど基板Ｗの径方向外方に傾斜する第２傾斜部６２ｂと、を含む。
リング６２は、ノズルユニット６０の外周面を囲む円筒部６２ｃを更に含む。円筒部６２ｃの下端には、円筒部６２ｃの内側に突出するフランジ部６２ｄが設けられる。ノズルユニット６０の外周面には段差が形成されており、その段差にフランジ部６２ｄが当接される。一方、円筒部６２ｃの上端には、第１傾斜部６２ａが設けられる。
ノズルユニット６０は、リング状の樋６３の内側に配置される。樋６３は、リング６２からオーバーフローした純水Ｌ３を溜める。樋６３は、ノズルユニット６０を取り囲む内壁６３ａと、内壁６３ａの外側に配置される外壁６３ｂと、内壁６３ａと外壁６３ｂの間に形成される溝６３ｃと、溝６３ｃの底を形成する底壁６３ｄと、を含む。純水Ｌ３が樋６３の内壁６３ａから内側にオーバーフローしないように、樋６３の内壁６３ａとノズルユニット６０との間にはＮ２ガスなどのガスが供給される。
図１５に示すように、バッフルプレート６４は、保持部２０で保持された基板Ｗよりも下方に設置される。バッフルプレート６４は、例えば、リング６２に架け渡される。バッフルプレート６４は、ノズル６１Ｂから上向きに吐出した純水Ｌ３を受け止め、純水Ｌ３の向きを上向きから横向きに方向転換させる。基板Ｗの下面Ｗｂに純水Ｌ３が付着するのを抑制でき、基板Ｗの下面Ｗｂに付着するパーティクルの数を低減できる。
ノズル６１Ｂは、例えば、基板Ｗの上面Ｗａに有機溶剤Ｌ４を供給するステップＳ１０６で、純水Ｌ３を吐出する。バッフルプレート６４は、基板Ｗの下面Ｗｂに対する純水Ｌ３の付着を抑制することで、純水Ｌ３の付着に起因する基板Ｗの温度変化を抑制する。その結果、基板Ｗの下面Ｗｂに付着するパーティクルの数を低減できる。
また、ノズル６１Ｂは、基板Ｗの上面Ｗａに有機溶剤Ｌ４を供給するステップＳ１０６で、純水Ｌ３を吐出することで、カップ８０（図１参照）に回収される有機溶剤Ｌ４を純水Ｌ３で希釈する。純水Ｌ３は、リング６２の内部に溜められた後、リング６２の外部にあふれ出し、回転するベースプレート２１の上を流れる。純水Ｌ３は、遠心力によってベースプレート２１の径方向外方に流れ、ベースプレート２１から振り切られる際に有機溶剤Ｌ４と混ざり合い、有機溶剤Ｌ４を希釈する。
有機溶剤Ｌ４は、純水Ｌ３によって希釈された状態で、カップ８０に回収され、カップ８０の内部に滞留することなく、排液管８４を介してカップ８０の外部に排出される。それゆえ、有機溶剤Ｌ４の揮発を抑制でき、排気ガスに含まれる有機溶剤Ｌ４の濃度を低減できる。この効果は、純水Ｌ３の吐出量が多いほど、顕著に得られる。純水Ｌ３の吐出量を増大しても、純水Ｌ３の基板Ｗへの付着をバッフルプレート６４によって抑制できる。
図１５に示すように、バッフルプレート６４は、例えば三角柱状であり、上方に向けて先細り状の一対のテーパ面６４ａ、６４ｂ（図１６参照）を含む。一対のテーパ面６４ａ、６４ｂは、逆Ｖ字状の断面形状を有する。純水Ｌ３の供給を停止した後に、純水Ｌ３を重力によって斜め下に落とすことができ、純水Ｌ３をバッフルプレート６４の上から除去できる。なお、ノズルユニット６０の上に残る洗浄膜Ｆは、重力によってノズル６１Ａ、６１Ｂの内部に吸引される。洗浄膜Ｆの乾燥を抑制でき、洗浄膜Ｆの残渣によるパーティクルの発生を抑制できる。
図１５に示すように、リング６２の上端の高さに比べて、バッフルプレート６４の下面６４ｃ（図１６参照）の高さが低い。バッフルプレート６４によってリング６２の内部に純水Ｌ３を跳ね返し、リング６２の内部に純水Ｌ３を確実に溜めることができる。より好ましくは、リング６２の上端の高さに比べて、バッフルプレート６４の上端６４ｄ（図１６参照）の高さが低い。リング６２の内部にバッフルプレート６４を収容でき、バッフルプレート６４と基板Ｗの干渉を抑制できる。
バッフルプレート６４の下面６４ｃは、図１６に示すように平坦であってもよいが、図１７に示すようにノズル１６Ｂに相対する円錐状のくぼみ６４ｅを含んでもよい。くぼみ６４ｅによって下向きの流れを形成でき、リング６２の内部に純水Ｌ３を確実に溜めることができる。
図１８に示すように、くぼみ６４ｄからテーパ面６４ａ、６４ｂまで横方向にバッフルプレート６４を貫通する貫通穴６４ｆ、６４ｇが形成されてもよい。貫通穴６４ｇ、６４ｇによって横向きの流れを形成でき、テーパ面６４ａ、６４ｂに付着したパーティクルを押し流すことができる。
以上、本開示に係る基板処理方法及び基板処理装置の実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
例えば、上記実施形態及び上記変形例では、第１薬液Ｌ１と第２薬液Ｌ２とを順番に基板Ｗの下面Ｗｂに供給した後に、洗浄膜Ｆの形成を行うが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、第１薬液Ｌ１の供給と第２薬液Ｌ２の供給との間、例えばステップＳ１０２で、洗浄膜Ｆの形成を行ってもよい。
また、上記実施形態及び上記変形例では、第１薬液Ｌ１と第２薬液Ｌ２の両方を基板Ｗの下面Ｗｂに供給するが、第１薬液Ｌ１のみを供給してもよい。ノズルユニット６０の上に付着した第１薬液Ｌ１の液滴を、洗浄膜Ｆで除去できる。第１薬液Ｌ１の液滴が乾燥すると、残渣によってパーティクルが発生しうる。第１薬液Ｌ１の液滴の乾燥前に、第１薬液Ｌ１の液滴を洗浄膜Ｆで除去すれば、パーティクルの発生を抑制できる。
本出願は、２０２０年４月１０日に日本国特許庁に出願した特願２０２０－０７１０７０号と、２０２１年２月１日に日本国特許庁に出願した特願２０２１－０１４５１９号と、に基づく優先権を主張するものであり、特願２０２０－０７１０７０号と特願２０２１－０１４５１９号の全内容を本出願に援用する。
６０ ノズルユニット
６１Ａ ノズル
６１Ｂ ノズル
Ｆ 洗浄膜
Ｌ１ 第１薬液
Ｌ２ 第２薬液
Ｌ３ 純水
Ｗ 基板
Ｗａ 上面
Ｗｂ 下面
６１Ａ ノズル
６１Ｂ ノズル
Ｆ 洗浄膜
Ｌ１ 第１薬液
Ｌ２ 第２薬液
Ｌ３ 純水
Ｗ 基板
Ｗａ 上面
Ｗｂ 下面
Claims (15)
- 基板を水平に保持すると共に回転した状態で、前記基板の下面中央に対向配置される複数のノズルを含むノズルユニットから、前記基板の下面に、酸性又はアルカリ性の第１薬液と、純水と、をこの順番で供給することと、
前記基板を水平に保持すると共に回転し、前記基板を乾燥させることと、
前記第１薬液の供給後、前記基板の乾燥前に、前記ノズルユニットの一の前記ノズルから純水を吐出し、前記ノズルユニットの全ての前記ノズルを覆う純水の洗浄膜を前記ノズルユニットの上に形成することと、を有する、基板処理方法。 - 前記洗浄膜の形成中に、前記洗浄膜と、前記基板の前記下面とを隔てる空間が形成される、請求項１に記載の基板処理方法。
- 前記ノズルユニットの一の前記ノズルが前記基板の前記下面に純水を供給する間に、前記ノズルユニットの別の前記ノズルが前記洗浄膜を形成する、請求項１又は２に記載の基板処理方法。
- 前記ノズルユニットの全ての前記ノズルを囲むリングの内部に純水を溜め、前記洗浄膜を形成する、請求項１～３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
- 前記洗浄膜の形成中に、前記リングの内部から外部に純水をオーバーフローさせることを含む、請求項４に記載の基板処理方法。
- 前記洗浄膜を形成する前記ノズルから上向きに吐出した純水を、前記基板よりも下方に設置したバッフルプレートで受け止め、上向きから横向きに方向転換させることを含む、請求項５に記載の基板処理方法。
- 前記バッフルプレートは、上方に向けて先細り状の一対のテーパ面を含む、請求項６に記載の基板処理方法。
- 前記バッフルプレートは、前記洗浄膜を形成する前記ノズルに相対する円錐状のくぼみを下面に含む、請求項６又は７に記載の基板処理方法。
- 前記バッフルプレートは、上方に向けて先細り状の一対のテーパ面を含み、前記洗浄膜を形成する前記ノズルに相対する円錐状のくぼみを下面に含み、
前記くぼみから前記テーパ面まで横方向に前記バッフルプレートを貫通する貫通穴が形成されている、請求項６に記載の基板処理方法。 - 前記バッフルプレートの下面の高さは、前記リングの上端の高さよりも低い、請求項６～９のいずれか１項に記載の基板処理方法。
- 前記基板の乾燥前に、前記ノズルユニットの上から前記洗浄膜を除去することを含む、請求項１～１０のいずれか１項に記載の基板処理方法。
- 前記洗浄膜は、予め温調された純水で形成される、請求項１～１１のいずれか１項に記載の基板処理方法。
- 前記ノズルユニットは、前記第１薬液と、前記第１薬液とは異なる第２薬液とを、順番に前記基板の前記下面に供給し、その後に、前記洗浄膜の形成を行い、
前記第１薬液と前記第２薬液は、一方が酸性であり、他方がアルカリ性である、請求項１～１２のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 前記基板の上面に、前記第１薬液と、純水と、有機溶剤と、をこの順番で供給することを有し、
前記有機溶剤の供給中に、前記洗浄膜の形成を行う、請求項１～１３のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 基板を水平に保持する保持部と、
前記保持部を回転させる回転部と、
前記保持部で水平に保持された前記基板の下面中央に対向配置される複数のノズルを含むノズルユニットと、
前記ノズルユニットに対して、酸性又はアルカリ性の第１薬液と、純水と、を供給する流体供給ユニットと、
前記回転部と前記流体供給ユニットを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記基板を水平に保持すると共に回転した状態で、前記ノズルユニットから前記基板の下面に、前記第１薬液と純水とをこの順番で供給することと、
前記基板を水平に保持すると共に回転させ、前記基板を乾燥させることと、
前記第１薬液の供給後、前記基板の乾燥前に、前記ノズルユニットの一の前記ノズルから純水を吐出し、前記ノズルユニットの全ての前記ノズルを覆う純水の洗浄膜を前記ノズルユニットの上に形成することと、を実施する、基板処理装置。
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