JP7502400B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
基板を回転可能な載置台と、
前記載置台と、前記基板と、の間の空間に、冷却ガスを供給可能な冷却部と、
前記基板の、前記載置台側とは反対の面に第1の液体を供給可能な第1液体供給部と、
前記基板の前記面に、前記第1の液体よりも導電率が高い第2の液体を供給可能な第2液体供給部と、
前記基板の回転、前記冷却ガスの供給、前記第1の液体の供給、および、前記第2の液体の供給を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記冷却ガスの供給、前記第1の液体の供給、および、前記第2の液体の供給を制御することで、
前記基板の前記面に、前記第1の液体の凝固点よりも高い温度で前記第2の液体を供給し、前記載置台と前記基板との間の空間に前記冷却ガスを供給する予備工程と、
前記予備工程の後、前記基板の前記面に向けて前記第1の液体を供給して液膜を形成する液膜の形成工程と、
前記基板の前記面にある前記液膜を過冷却状態にする過冷却工程と、
前記基板の前記面にある前記液膜の少なくとも一部を凍結させる凍結工程と、
を実行する。
以下に例示をする基板100は、例えば、半導体ウェーハ、インプリント用テンプレート、フォトリソグラフィ用マスク、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)に用いられる板状体などとすることができる。
なお、基板100の表面には、パターンである凹凸部が形成されていてもよいし、凹凸部が形成される前の基板(例えば、いわゆるバルク基板)であってもよい。ただし、基板処理装置1の用途は、例示をした基板100に限定されるわけではない。
図2は、本実施の形態に係る基板処理装置1の制御部9を例示するための模式図である。
図1に示すように、基板処理装置1には、載置部2、冷却部3、第1液体供給部4、第2液体供給部5、筐体6、送風部7、制御部9、および排気部11が設けられている。また、図2に示すように、制御部9には、機構制御部9a、設定部9b、記憶部9c、が設けられている。
載置台2aは、筐体6の内部に回転可能に設けられている。載置台2aは、板状を呈している。載置台2aの一方の主面には、基板100を支持する複数の支持部2a1が設けられている。基板100を複数の支持部2a1に支持させる際には、基板100の表面100b(凹凸部が形成された側の面)が、載置台2a側とは反対の方を向くようにする。
水とアルコールの混合液とすれば表面張力を低下させることができるので、基板100の表面100bに形成された微細な凹凸部の内部に液体101を供給するのが容易となる。
水とアルカリ溶液の混合液とすれば、ゼータ電位を低下させることができるので、基板100の表面100bから分離させた汚染物が基板100の表面100bに再付着するのを抑制することができる。
供給部4bは、配管を介して、液体収納部4aに接続されている。供給部4bは、液体収納部4aに収納されている液体101を液体ノズル4dに向けて供給する。供給部4bは、例えば、液体101に対する耐性を有するポンプなどとすることができる。なお、供給部4bがポンプである場合を例示したが、供給部4bはポンプに限定されるわけではない。例えば、供給部4bは、液体収納部4aの内部にガスを供給し、液体収納部4aに収納されている液体101を圧送するものとしてもよい。
また、液体102は、前述した液体と、前述した液体よりも表面張力の小さい液体103との混合液としてもよい。液体103は、例えば、界面活性剤を含む液体、およびイソプロピルアルコール(IPA)などである。
例えば、制御部9は、基板100の表面100bにある液膜の少なくとも一部を凍結させる凍結工程を実行する。
なお、各工程における内容の詳細は後述する。
図3は、基板処理装置1の作用を例示するためのタイミングチャートである。
図4は、凍結洗浄工程における、基板100に供給された液体101の温度変化を例示するためのグラフである。
解凍工程においては、制御部9が、供給部5bおよび流量制御部5cを制御して、基板100の表面100bに、所定の流量の液体102を供給する。また、制御部9が、流量制御部3cを制御して、冷却ガス3a1の供給を停止させる。これにより凍結膜101aの解凍が始まり、凍結膜101aは徐々に液体101となってゆく。また、制御部9が、駆動部2cを制御して、基板100の回転数を第2の回転数よりも速い第3の回転数へと増加させる。基板100の回転が速くなれば、液体101、102を遠心力で振り切ることができる。そのため、液体101、102を基板100の表面100bから排出することが容易となる。この際、基板100の表面100bから分離された汚染物も液体101、102とともに排出される。
凍結洗浄が終了した基板100は、筐体6の図示しない搬入搬出口を介して、筐体6の 外部に搬出される。
以上の様にすることで、1回の凍結洗浄工程を行うことができる。
なお、過冷却状態の液体101は、液膜の温度不均一による密度変化、パーティクルなどの汚染物や気泡の存在、振動などが凍結開始の起点となる性質も有する。つまり、凍結開始の起点は、汚染物だけとは限らない。
また、液体102の温度を液体101の凝固点よりも高い温度とすることで、液膜の形成工程において、液体101を供給して液膜を形成する際に、液体101が過冷却状態を経ることなく凍結してしまうことを防止することができる。
図5は、凍結洗浄工程を複数回実施する場合のフローチャートである。
図5に示すように、次の凍結洗浄工程が実施されるのであれば、解凍工程を実施した後、液膜の形成工程に戻るようにすればよい。
図6は、凍結洗浄工程を複数回実施する場合の、制御部9の動作を説明したフローチャートである。
なお、凍結洗浄工程の繰り返し数は、予め、操作者により記憶部9cに記憶されている。
次に、制御部9は、冷却工程を実施する。冷却工程において、不図示の検出部からの検出データを取得し、液膜が凍結したか判断する(S005)。検出データは、液膜の温度でもよいし、液膜の厚みや液膜の白濁状態を検知してもよい。なお、所定時間経過しても、液膜が凍結していないと判断した場合、警告を出力し装置を停止させる。
図7に示すように、基板処理装置1aは、第3液体供給部15をさらに有する。第3液体供給部15は、基板100の表面100bに表面張力の小さい液体103を供給する。液体103は、例えば、界面活性剤を含む液体、およびイソプロピルアルコール(IPA)などである。
第3液体供給部15の構成は、例えば、第2液体供給部5の構成と同様とすることができるので、説明は省略する。
基板処理装置1aは、予備工程において、異なる2種類の液体102、103を用いる。例えば、予備工程の開始時において、制御部9は、供給部5bおよび流量制御部5cを制御して、基板100の表面100bに液体ノズル4dから、例えば、炭酸水(液体102)を供給する。冷却ガス3a1の制御および基板の回転数の制御は、基板処理装置1と同様である。この場合、液体ノズル15dは、不図示の駆動部により基板100の外周付近に移動させる。
液膜の形成工程は、基板処理装置1と同様である。なお、液体ノズル4d内および配管内には、予備工程において用いた炭酸水が残留している。そのため、液体103が液体ノズル15dから基板100の表面100bに供給されている間に、液体ノズル4d内および配管内に残留した炭酸水を排出し、液体101に置換しておくことが好ましい。
液体102bは、例えば、濃度の低いSC-1(Standard Clean 1)、コリン(CHOLINE)水溶液、TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide)水溶液、あるいは、これらの溶液と液体103の混合液である。
例えば、予備工程において、基板は、常に第2の回転数で回転させる必要はなく、第1の回転数以下としてもよい。この場合、液膜の形成工程に移る直前に、回転数を第2の回転数として、液体102の少なくとも一部を排出するようにすればよい。
また、解凍工程において、解凍の開始は、必ずしも凍結膜101aに対して行う必要はなく、例えば、液体101が過冷却状態から一部が凍結した状態(固液相の状態)で解凍を開始するようにしてもよい。
Claims (6)
- 基板を回転可能な載置台と、
前記載置台と、前記基板と、の間の空間に、冷却ガスを供給可能な冷却部と、
前記基板の、前記載置台側とは反対の面に第1の液体を供給可能な第1液体供給部と、
前記基板の前記面に、前記第1の液体よりも導電率が高い第2の液体を供給可能な第2液体供給部と、
前記基板の回転、前記冷却ガスの供給、前記第1の液体の供給、および、前記第2の液体の供給を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記冷却ガスの供給、前記第1の液体の供給、および、前記第2の液体の供給を制御することで、
前記基板の前記面に、前記第1の液体の凝固点よりも高い温度で前記第2の液体を供給し、前記載置台と前記基板との間の空間に前記冷却ガスを供給する予備工程と、
前記予備工程の後、前記基板の前記面に向けて前記第1の液体を供給して液膜を形成する液膜の形成工程と、
前記基板の前記面にある前記液膜を過冷却状態にする過冷却工程と、
前記基板の前記面にある前記液膜の少なくとも一部を凍結させる凍結工程と、
を実行する基板処理装置。 - 前記制御部は、前記液膜の形成工程において、前記基板を回転させて前記基板の前記面に供給された前記第2の液体の少なくとも一部を排出させ、前記第2の液体が排出された前記基板の前記面に向けて前記第1の液体を供給させる請求項1記載の基板処理装置。
- 前記制御部は、前記液膜の形成工程において、前記第2の液体を排出する際に一部を残留させ、前記残留させた前記第2の液体の上に、前記第1の液体を供給する請求項2記載の基板処理装置。
- 前記制御部は、
前記基板の前記面にある凍結した前記液膜に、前記第2の液体を供給して、凍結した前記液膜を解凍する解凍工程と、
をさらに実行する請求項1~3のいずれか1つに記載の基板処理装置。 - 前記第2の液体は、溶解した際にイオン化するガスが溶存している液体である請求項1~4のいずれか1つに記載の基板処理装置。
- 前記制御部は、
前記液膜の形成工程において、前記基板を回転させて前記基板の前記面に供給された前記第2の液体の少なくとも一部を排出後、前記予備工程の回転数よりも遅い第1の回転数とした後、前記基板の前記面に向けて前記第1の液体を供給する、請求項1~4のいずれか1つに記載の基板処理装置。
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