JP5941023B2 - Substrate cleaning apparatus, substrate cleaning method, and computer-readable recording medium - Google Patents
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Description
本発明は、基板洗浄装置、基板洗浄方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。 The present invention relates to a substrate cleaning apparatus, a substrate cleaning method, and a computer-readable recording medium.
現在、微細加工を行うにあたり、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸パターン(例えば、レジストパターン)を基板(例えば、半導体ウエハ)上に形成することが広く一般に行われている。具体的には、基板上にレジスト材料を塗布しレジスト膜を形成する塗布工程と、レジスト膜を露光する露光工程と、露光されたレジスト膜を現像する現像工程と、により凹凸パターンが形成される。 Currently, in performing microfabrication, it is widely performed to form a concavo-convex pattern (for example, a resist pattern) on a substrate (for example, a semiconductor wafer) using a photolithography technique. Specifically, a concavo-convex pattern is formed by an application process of applying a resist material on a substrate to form a resist film, an exposure process of exposing the resist film, and a developing process of developing the exposed resist film. .
現像工程においては、現像液により溶解したレジストの溶解物を現像液と共に洗浄液によって基板表面から除去する洗浄処理を含む。この洗浄処理において、レジストの溶解物が十分に除去されずに基板上に残存すると、所望の凹凸パターンが得られず現像欠陥が生じうる。 The development step includes a cleaning process in which the resist dissolved in the developer is removed from the substrate surface with the developer along with the developer. In this cleaning process, if the resist melt is not sufficiently removed and remains on the substrate, a desired uneven pattern cannot be obtained and development defects may occur.
そこで、このような現像欠陥を抑制するために、特許文献1,2に記載された基板の洗浄方法は、基板を回転させながら、基板の中央部に洗浄液を供給して基板の表面全体に洗浄液を拡げる工程と、基板を回転させながら、基板の表面上における洗浄液の供給位置を基板の中央側から周縁側へと所定距離だけ移動させると共に、前記基板の中央部に乾燥ガスを吐出して乾燥領域を形成する工程と、基板を回転させながら、基板の表面上における洗浄液の供給位置を基板の周縁側へとさらに移動させる工程とを含んでいる。この場合、洗浄液の供給位置が基板の周縁部に移動するのに伴い、基板の中心部に形成された乾燥領域も、遠心力の作用により外側に拡がる。そのため、凹凸パターンの凹部内から洗浄液が外側に向けて排出され、レジストの溶解物が洗浄液と共に排出される。その結果、現像欠陥の発生が抑制される。
Therefore, in order to suppress such development defects, the substrate cleaning methods described in
しかしながら、特許文献1,2の方法によっても、現像欠陥が生ずる場合があった。そのため、本発明の目的は、現像欠陥の発生をより一層抑制することが可能な基板洗浄装置、基板洗浄方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
However, even with the methods of
本発明者らが鋭意研究したところ、基板の表面上に吐出された洗浄液の液跳ねに起因して現像欠陥が生じ得ることが判明した。すなわち、液跳ねにより、レジストの溶解物を含む洗浄液の液滴が周囲に飛散し、乾燥領域に当該液滴が付着すると、レジストの溶解物が基板上に残存してしまう。その結果、現像欠陥が生じてしまう。そこで、本発明者らがさらに研究を進めたところ、基板の回転数と、洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御することで、液跳ねを効果的に抑制できることを見出だした。 As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that development defects may occur due to splashing of the cleaning liquid discharged on the surface of the substrate. That is, when the liquid droplets of the cleaning liquid containing the dissolved resist material scatter around the liquid droplets and adhere to the dry region, the dissolved resist material remains on the substrate. As a result, development defects occur. Therefore, the inventors further researched and found that the liquid splash can be effectively suppressed by controlling at least one of the rotation speed of the substrate and the discharge speed of the cleaning liquid.
すなわち、本発明の一つの観点に係る基板洗浄装置は、表面に対して垂直な軸周りに基板を回転させる回転駆動部と、基板よりも上方に位置すると共に基板の表面に洗浄液を吐出する、少なくとも一つの液ノズルと、基板の回転数と、液ノズルの移動と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度とを制御する制御部とを備え、液ノズルから吐出された洗浄液が回転駆動部により回転駆動された基板の表面に到達した到達地点において、当該洗浄液の流向が基板の線速度方向に沿う向きとなるように、液ノズルが設定され、制御部は、回転駆動部により基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御する。 That is, a substrate cleaning apparatus according to one aspect of the present invention is a rotary drive unit that rotates a substrate around an axis perpendicular to the surface, and is positioned above the substrate and discharges a cleaning liquid onto the surface of the substrate. A controller that controls at least one liquid nozzle, the number of rotations of the substrate, the movement of the liquid nozzle, and the discharge speed of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle, and the rotation of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle The liquid nozzle is set so that the flow direction of the cleaning liquid is aligned with the linear velocity direction of the substrate at the arrival point that has reached the surface of the substrate that is rotationally driven by the control unit, and the control unit rotates the substrate by the rotational drive unit. And moving the liquid nozzle from the center side to the peripheral side of the substrate so that the difference between the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point and the linear velocity of the substrate at the arrival point is within a predetermined range. And the rolling speed, for controlling at least one of the discharge rate of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle.
本発明の一つの観点に係る基板洗浄装置では、制御部が、回転駆動部により基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御する。そのため、到達地点において、洗浄液の流速と基板の線速度との差が小さくなる。従って、基板に到達した洗浄液が基板の表面に随伴して流れやすくなるので、洗浄液が周囲に飛散(液跳ね)し難くなる。その結果、現像欠陥の発生をより一層抑制することが可能となる。 In the substrate cleaning apparatus according to one aspect of the present invention, the control unit rotates the substrate by the rotation driving unit and moves the liquid nozzle from the central side to the peripheral side of the substrate, and the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point At least one of the rotation speed of the substrate and the discharge speed of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle is controlled so that the difference between the linear speed of the substrate at the arrival point is within a predetermined range. Therefore, the difference between the flow rate of the cleaning liquid and the linear velocity of the substrate becomes small at the arrival point. Accordingly, since the cleaning liquid that has reached the substrate easily flows along with the surface of the substrate, the cleaning liquid is less likely to scatter (splash) around. As a result, it is possible to further suppress development defects.
制御部は、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が±25m/secとなるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御してもよい。この場合、洗浄液が周囲により飛散(液跳ね)し難くなるので、現像欠陥の発生をさらに抑制することが可能となる。 The control unit sets at least the number of rotations of the substrate and the discharge speed of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle so that the difference between the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point and the linear velocity of the substrate at the arrival point is ± 25 m / sec. One may be controlled. In this case, since it becomes difficult for the cleaning liquid to scatter (splash) due to the surroundings, it is possible to further suppress development defects.
開口面積が互いに異なり且つ開口面積の順に並ぶ複数の液ノズルを備え、制御部は、回転駆動部により基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、開口面積が大きな液ノズルから開口面積が小さな液ノズルの順に切り替えながら液ノズルから洗浄液を吐出させてもよい。この場合、洗浄液の流量が同じであれば、開口面積が大きな液ノズルから開口面積が小さな液ノズルの順に切り替えることにより、洗浄液の吐出速度が順次大きくなる。そのため、到達地点における洗浄液の流速を、簡易な構成で変化させることができる。 A plurality of liquid nozzles having different opening areas and arranged in the order of the opening areas are provided, and the control unit rotates the substrate by the rotation driving unit and moves the liquid nozzles from the center side to the peripheral side of the substrate while opening the opening area. The cleaning liquid may be discharged from the liquid nozzle while switching from the large liquid nozzle to the liquid nozzle having the small opening area. In this case, if the flow rate of the cleaning liquid is the same, the discharge speed of the cleaning liquid is sequentially increased by switching from the liquid nozzle having the large opening area to the liquid nozzle having the small opening area. Therefore, the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point can be changed with a simple configuration.
軸に対する傾きが互いに異なり且つ傾きの順に並ぶと共に、出口が基板の表面に向かう、複数の液ノズルを備え、制御部は、回転駆動部により基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、傾きが小さな液ノズルから傾きが大きな液ノズルの順に切り替えながら液ノズルから洗浄液を吐出させてもよい。この場合、洗浄液の流量が同じであれば、軸に対する傾きが小さな液ノズルから軸に対する傾きが大きな液ノズルの順に切り替えることにより、到達地点における洗浄液の流速のうち基板の表面に沿う速度成分が順次大きくなる。そのため、到達地点における洗浄液の速度を、簡易な構成で変化させることができる。 The control unit includes a plurality of liquid nozzles having different inclinations with respect to the axis and arranged in the order of the inclinations, and the outlets are directed to the surface of the substrate. The cleaning liquid may be discharged from the liquid nozzle while switching toward the edge side while switching from the liquid nozzle having a small inclination to the liquid nozzle having a large inclination. In this case, if the flow rate of the cleaning liquid is the same, the velocity component along the surface of the substrate among the flow rates of the cleaning liquid at the arrival point is sequentially switched by switching the liquid nozzle having a small inclination with respect to the axis to the liquid nozzle having a large inclination with respect to the axis. growing. Therefore, the speed of the cleaning liquid at the arrival point can be changed with a simple configuration.
複数の液ノズルから吐出される洗浄液が基板の表面に到達する各到達地点がいずれも略同一地点となるよう、各液ノズルと基板の表面との距離と、各液ノズルの傾きとが設定されていてもよい。この場合、液ノズルを切り替えても、途切れることなく連続して洗浄液が基板の表面に供給される。そのため、レジストの溶解物を基板上から十分に除去することができ、現像欠陥の発生が大きく抑制される。 The distance between each liquid nozzle and the surface of the substrate and the inclination of each liquid nozzle are set so that the arrival points at which the cleaning liquid discharged from the plurality of liquid nozzles reaches the surface of the substrate are almost the same point. It may be. In this case, even if the liquid nozzle is switched, the cleaning liquid is continuously supplied to the surface of the substrate without interruption. Therefore, the dissolved resist can be sufficiently removed from the substrate, and development defects are greatly suppressed.
基板よりも上方に位置すると共に基板の表面に乾燥ガスを吐出する少なくとも一つのガスノズルを更に備え、制御部は、ガスノズルが液ノズルよりも基板の中央側に位置するように、ガスノズル及び液ノズルを移動させてもよい。この場合、ガスノズルが液ノズルよりも基板の中央側に位置しているので、基板の表面の中央部に乾燥領域を容易に形成することができる。 The apparatus further includes at least one gas nozzle that is positioned above the substrate and that discharges a dry gas to the surface of the substrate, and the control unit includes the gas nozzle and the liquid nozzle so that the gas nozzle is positioned closer to the center of the substrate than the liquid nozzle. It may be moved. In this case, since the gas nozzle is located closer to the center of the substrate than the liquid nozzle, a dry region can be easily formed at the center of the surface of the substrate.
液ノズルは、当該液ノズルよりも小径である複数の小型ノズルを束ねて一組とした集合ノズルにより構成されていてもよい。この場合、小型ノズルを用いることで、各小型ノズルから吐出される洗浄液の流速を高めることができると共に、当該小型ノズルを複数束ねて用いることで、必要な洗浄液の流量を確保することができる。 The liquid nozzle may be configured by a collective nozzle in which a plurality of small nozzles having a smaller diameter than the liquid nozzle are bundled. In this case, the flow rate of the cleaning liquid discharged from each small nozzle can be increased by using the small nozzles, and a necessary flow rate of the cleaning liquid can be secured by using a plurality of the small nozzles in a bundle.
基板よりも上方に位置すると共に基板の表面に洗浄液を吐出する、少なくとも一つの他の液ノズルを更に備え、他の液ノズルから吐出された洗浄液が回転駆動部により回転駆動された基板の表面に到達した他の到達地点において、当該洗浄液の流向は、基板の線速度方向に沿う向きとなるように設定され、制御部は、回転駆動部により基板を回転させ且つ他の液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて液ノズルとは異なる方向に移動させつつ、他の到達地点における洗浄液の流速と他の到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、他の液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御してもよい。この場合、互いに反対方向に移動する液ノズルからそれぞれ洗浄液が基板の表面に吐出される。そのため、大きなサイズの基板に対しても、基板に十分な量の洗浄液を供給することができる。 The apparatus further includes at least one other liquid nozzle that is positioned above the substrate and that discharges the cleaning liquid to the surface of the substrate, and the cleaning liquid discharged from the other liquid nozzle is rotated on the surface of the substrate that is rotationally driven by the rotation driving unit. At the other reaching point, the flow direction of the cleaning liquid is set to be in the direction along the linear velocity direction of the substrate, and the control unit rotates the substrate by the rotation driving unit and moves the other liquid nozzle to the center of the substrate. The substrate is moved from the side toward the peripheral side in a direction different from the liquid nozzle, and the difference between the flow rate of the cleaning liquid at the other arrival point and the linear velocity of the substrate at the other arrival point is within a predetermined range. And at least one of the discharge speed of the cleaning liquid discharged from another liquid nozzle may be controlled. In this case, the cleaning liquid is discharged from the liquid nozzles moving in opposite directions to the surface of the substrate. Therefore, a sufficient amount of cleaning liquid can be supplied to a large-sized substrate.
本発明の他の観点に係る基板洗浄方法は、表面に対して垂直な軸周りに基板を回転させつつ、基板よりも上方に位置する少なくとも一つの液ノズルから基板の表面の中央部に洗浄液を吐出し、その後、液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させて、液ノズルから吐出された洗浄液が基板の表面に到達した到達地点を基板の中央側から周縁側に移動させることにより、基板の表面を洗浄する洗浄工程を含み、洗浄工程では、液ノズルから吐出された洗浄液が回転中の基板の表面に到達した到達地点において、当該洗浄液の流向が、基板の線速度方向に沿う向きとなるように設定され、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate cleaning method in which a cleaning liquid is applied to a central portion of a surface of a substrate from at least one liquid nozzle positioned above the substrate while rotating the substrate about an axis perpendicular to the surface. After discharging, the liquid nozzle is moved from the center side of the substrate toward the peripheral side, and the arrival point where the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle reaches the surface of the substrate is moved from the central side of the substrate to the peripheral side. In the cleaning process, the flow direction of the cleaning liquid is in the linear velocity direction of the substrate at the arrival point where the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle reaches the surface of the rotating substrate. The flow rate of the cleaning liquid at the arrival point and the linear velocity of the substrate at the arrival point are set so as to be oriented, while the substrate is rotated and the liquid nozzle is moved from the center side to the peripheral side of the substrate. So they fall within a predetermined range, the rotational speed of the substrate is at least one of control of the discharge rate of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle.
本発明の他の観点に係る基板洗浄方法では、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御される。そのため、到達地点において、洗浄液の流速と基板の線速度との差が小さくなる。従って、基板に到達した洗浄液が基板の表面に随伴して流れやすくなるので、洗浄液が周囲に飛散(液跳ね)し難くなる。その結果、現像欠陥の発生をより一層抑制することが可能となる。 In the substrate cleaning method according to another aspect of the present invention, while rotating the substrate and moving the liquid nozzle from the central side toward the peripheral side, the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point and the linear velocity of the substrate at the arrival point At least one of the rotation speed of the substrate and the discharge speed of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle is controlled so that the difference between the two is within a predetermined range. Therefore, the difference between the flow rate of the cleaning liquid and the linear velocity of the substrate becomes small at the arrival point. Accordingly, since the cleaning liquid that has reached the substrate easily flows along with the surface of the substrate, the cleaning liquid is less likely to scatter (splash) around. As a result, it is possible to further suppress development defects.
洗浄工程では、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が±25m/secとなるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御されてもよい。この場合、洗浄液が周囲により飛散(液跳ね)し難くなるので、現像欠陥の発生をさらに抑制することが可能となる。 In the cleaning process, at least the rotation speed of the substrate and the discharge speed of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle are set so that the difference between the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point and the linear velocity of the substrate at the arrival point is ± 25 m / sec. One may be controlled. In this case, since it becomes difficult for the cleaning liquid to scatter (splash) due to the surroundings, it is possible to further suppress development defects.
洗浄工程では、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させている間、液ノズルが基板の周縁部に向かうにつれて到達地点における洗浄液の流速が大きくなるように液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度が制御されてもよい。この場合、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内とされていることから、液ノズルが基板の周縁部に向かうにつれて到達地点における洗浄液の流速が大きくなると、それと共に基板の線速度も大きくなる。そのため、液ノズルの移動に随伴して、乾燥領域が外側に拡がりやすくなる。従って、液ノズルが基板の周縁部に移動する速度に比べて乾燥領域が外側に拡がる速度が極めて遅くなること(いわゆる乾燥遅れ)を抑制できる。すなわち、乾燥遅れによってレジストの溶解物が基板上に残存することが抑制され、現像欠陥の発生が大きく抑制される。 In the cleaning process, while the substrate is rotated and the liquid nozzle is moved from the center side to the peripheral side of the substrate, the liquid flow rate at the arrival point increases as the liquid nozzle moves toward the peripheral edge of the substrate. The discharge speed of the cleaning liquid discharged from the nozzle may be controlled. In this case, since the difference between the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point and the linear velocity of the substrate at the arrival point is within a predetermined range, the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point increases as the liquid nozzle moves toward the peripheral edge of the substrate. As a result, the linear velocity of the substrate also increases. For this reason, the drying region easily spreads outward as the liquid nozzle moves. Therefore, it is possible to suppress the extremely slow speed (the so-called drying delay) at which the drying region spreads outside compared to the speed at which the liquid nozzle moves to the peripheral edge of the substrate. That is, resist dissolution remains on the substrate due to a delay in drying, and development defects are greatly suppressed.
洗浄工程では、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させている間、到達地点における基板の向心加速度が略一定となるように基板の回転数が制御されてもよい。この場合、ウエハの中央部から周縁部に向かう方向において、到達位置での洗浄液に作用する遠心力が略一定となる。そのため、液ノズルの移動に随伴して、乾燥領域が外側に拡がりやすくなる。従って、液ノズルが基板の周縁部に移動する速度に比べて乾燥領域が外側に拡がる速度が極めて遅くなること(いわゆる乾燥遅れ)を抑制できる。すなわち、乾燥遅れによってレジストの溶解物が基板上に残存することが抑制され、現像欠陥の発生が大きく抑制される。 In the cleaning process, while rotating the substrate and moving the liquid nozzle from the center side to the peripheral side of the substrate, the rotation speed of the substrate is controlled so that the centripetal acceleration of the substrate at the arrival point is substantially constant. May be. In this case, the centrifugal force acting on the cleaning liquid at the arrival position is substantially constant in the direction from the central portion to the peripheral portion of the wafer. For this reason, the drying region easily spreads outward as the liquid nozzle moves. Therefore, it is possible to suppress the extremely slow speed (the so-called drying delay) at which the drying region spreads outside compared to the speed at which the liquid nozzle moves to the peripheral edge of the substrate. That is, resist dissolution remains on the substrate due to a delay in drying, and development defects are greatly suppressed.
洗浄工程では、開口面積が互いに異なり且つ開口面積の順に並ぶ複数の液ノズルから基板の表面に洗浄液を吐出して基板の表面を洗浄するにあたり、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、開口面積が大きな液ノズルから開口面積が小さな液ノズルの順に切り替えながら液ノズルから洗浄液を吐出させてもよい。この場合、洗浄液の流量が同じであれば、開口面積が大きな液ノズルから開口面積が小さな液ノズルの順に切り替えることにより、洗浄液の吐出速度が順次大きくなる。そのため、到達地点における洗浄液の流速を、簡易な構成で変化させることができる。 In the cleaning process, when cleaning the substrate surface by discharging the cleaning liquid to the surface of the substrate from a plurality of liquid nozzles having different opening areas and arranged in order of the opening area, the substrate is rotated and the liquid nozzle is moved from the center side of the substrate. The cleaning liquid may be ejected from the liquid nozzle while switching in the order of the liquid nozzle having a large opening area and the liquid nozzle having a small opening area while moving toward the peripheral side. In this case, if the flow rate of the cleaning liquid is the same, the discharge speed of the cleaning liquid is sequentially increased by switching from the liquid nozzle having the large opening area to the liquid nozzle having the small opening area. Therefore, the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point can be changed with a simple configuration.
洗浄工程では、軸に対する傾きが互いに異なり且つ傾きの順に並ぶと共に、出口が基板の表面に向かう、複数の液ノズルから、基板の表面に洗浄液を吐出して基板の表面を洗浄するにあたり、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、傾きが小さな液ノズルから傾きが大きな液ノズルの順に切り替えながら液ノズルから洗浄液を吐出させてもよい。この場合、洗浄液の流量が同じであれば、軸に対する傾きが小さな液ノズルから軸に対する傾きが大きな液ノズルの順に切り替えることにより、到達地点における洗浄液の流速のうち基板の表面に沿う速度成分が順次大きくなる。そのため、到達地点における洗浄液の速度を、簡易な構成で変化させることができる。 In the cleaning step, the substrate is cleaned when the substrate surface is cleaned by discharging the cleaning liquid onto the substrate surface from a plurality of liquid nozzles having different inclinations with respect to the axes and arranged in the order of the inclination, and the outlets facing the substrate surface. The cleaning liquid may be discharged from the liquid nozzle while rotating and moving the liquid nozzle from the center side to the peripheral side of the substrate while switching from the liquid nozzle having a small inclination to the liquid nozzle having a large inclination. In this case, if the flow rate of the cleaning liquid is the same, the velocity component along the surface of the substrate among the flow rates of the cleaning liquid at the arrival point is sequentially switched by switching the liquid nozzle having a small inclination with respect to the axis to the liquid nozzle having a large inclination with respect to the axis. growing. Therefore, the speed of the cleaning liquid at the arrival point can be changed with a simple configuration.
洗浄工程では、基板を回転させ且つ少なくとも一つのガスノズルから基板の表面の中央部に乾燥ガスを吐出させ、基板の表面の中央部に乾燥領域を形成した後、基板を回転させ且つ液ノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、到達地点における洗浄液の流速と到達地点における基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、基板の回転数と、液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御されてもよい。この場合、液ノズルが基板の周縁部に移動するのに伴い、基板の中央部に形成された乾燥領域も、遠心力の作用により外側に拡がる。そのため、洗浄液が外側に向けて排出され、レジストの溶解物が乾燥領域に残り難くなる。加えて、液跳ねが発生し難いことと相俟って、現像欠陥の発生が大きく抑制される。 In the cleaning process, the substrate is rotated and a dry gas is discharged from at least one gas nozzle to the center of the surface of the substrate to form a dry region in the center of the surface of the substrate, and then the substrate is rotated and the liquid nozzle is moved to the substrate. The substrate rotation speed and the liquid nozzle are discharged so that the difference between the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point and the linear velocity of the substrate at the arrival point is within a predetermined range. At least one of the discharge speed of the cleaning liquid to be performed may be controlled. In this case, as the liquid nozzle moves to the peripheral edge of the substrate, the dry region formed in the central portion of the substrate also expands outward due to the action of centrifugal force. For this reason, the cleaning liquid is discharged toward the outside, and the dissolved resist is hardly left in the dry region. In addition, coupled with the fact that liquid splash is less likely to occur, the occurrence of development defects is greatly suppressed.
洗浄工程では、複数の液ノズルから基板の表面に洗浄液を吐出すると共に、複数のガスノズルから基板の表面に乾燥ガスを洗浄液の到達地点よりも中央側に吐出するにあたり、複数の液ノズル及び複数のガスノズルを基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、複数の液ノズルの切り替えに合わせて各ガスノズルを順に切り替えながらガスノズルから乾燥ガスを吐出させてもよい。この場合、洗浄液が吐出される液ノズルが順次切り替えられることに伴い、洗浄液が吐出されている液ノズルに近い位置にあるガスノズルから乾燥ガスを吐出させることで、乾燥ガスの基板への到達位置と、洗浄液の基板への到達位置との距離が保たれるので、いわゆる乾燥遅れが抑制される。そのため、乾燥遅れによってレジストの溶解物が基板上に残存し難くなり、現像欠陥の発生が大きく抑制される。 In the cleaning step, the cleaning liquid is discharged from the plurality of liquid nozzles onto the surface of the substrate, and the plurality of liquid nozzles and the plurality of liquid nozzles are discharged from the plurality of gas nozzles to the surface of the substrate toward the center side from the arrival point of the cleaning liquid While moving the gas nozzle from the center side to the peripheral side of the substrate, the dry gas may be discharged from the gas nozzle while sequentially switching each gas nozzle in accordance with the switching of the plurality of liquid nozzles. In this case, as the liquid nozzle from which the cleaning liquid is discharged is sequentially switched, the dry gas is discharged from the gas nozzle located near the liquid nozzle from which the cleaning liquid is being discharged, so that the dry gas reaches the substrate position. Since the distance from the position where the cleaning liquid reaches the substrate is maintained, so-called drying delay is suppressed. For this reason, the resist melt hardly remains on the substrate due to the delay in drying, and development defects are greatly suppressed.
本発明の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記のいずれかの基板洗浄方法を基板洗浄装置に実行させるためのプログラムを記録している。なお、本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体(non-transitory computer recording medium)(例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置)や、伝播信号(transitory computer recording medium)(例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号)が含まれる。 A computer-readable recording medium according to another aspect of the present invention records a program for causing a substrate cleaning apparatus to execute any of the above substrate cleaning methods. In this specification, the computer-readable recording medium includes a non-transitory computer recording medium (for example, various main storage devices or auxiliary storage devices) and a propagation signal (transitory computer). recording medium) (for example, a data signal that can be provided via a network).
本発明によれば、現像欠陥の発生をより一層抑制することが可能な基板洗浄装置、基板洗浄方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a substrate cleaning apparatus, a substrate cleaning method, and a computer-readable recording medium that can further suppress the occurrence of development defects.
本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following embodiments are exemplifications for explaining the present invention and are not intended to limit the present invention to the following contents. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.
まず、図1〜図3に示される塗布・現像装置1の構成の概要について説明する。塗布・現像装置1は、露光装置E1による露光処理の前に、ウエハ(基板)Wの表面にレジスト材料を塗布してレジスト膜を形成する処理を行う。塗布・現像装置1は、露光装置E1による露光処理の後に、ウエハWの表面に形成されたレジスト膜の現像処理を行う。本実施形態において、ウエハWは円板状を呈するが、円形の一部が切り欠かれていたり、多角形などの円形以外の形状を呈するウエハを用いてもよい。
First, an outline of the configuration of the coating / developing
塗布・現像装置1は、図1及び図2に示されるように、キャリアブロックS1と、処理ブロックS2と、インターフェースブロックS3と、塗布・現像装置1の制御手段として機能する制御装置CUとを備える。本実施形態において、キャリアブロックS1、処理ブロックS2、インターフェースブロックS3及び露光装置E1は、この順に直列に並んでいる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the coating / developing
キャリアブロックS1は、図1及び図3に示されるように、キャリアステーション12と、搬入・搬出部13とを有する。キャリアステーション12は、複数のキャリア11を支持する。キャリア11は、複数枚のウエハWを密封状態で収容する。キャリア11は、ウエハWを出し入れするための開閉扉(図示せず)を一側面11a側に有する。キャリア11は、側面11aが搬入・搬出部13側に面するように、キャリアステーション12上に着脱自在に設置される。
As shown in FIGS. 1 and 3, the carrier block S <b> 1 includes a
搬入・搬出部13は、図1〜図3に示されるように、キャリアステーション12上の複数のキャリア11にそれぞれ対応する開閉扉13aを有する。側面11aの開閉扉と搬入・搬出部13の開閉扉13aとが同時に開放されると、キャリア11内と搬入・搬出部13内とが連通する。搬入・搬出部13は、図2及び図3に示されるように、受け渡しアームA1を内蔵している。受け渡しアームA1は、キャリア11からウエハWを取り出して処理ブロックS2に渡す。受け渡しアームA1は、処理ブロックS2からウエハWを受け取ってキャリア11内に戻す。
As shown in FIGS. 1 to 3, the carry-in / carry-out
処理ブロックS2は、図1〜図3に示されるように、キャリアブロックS1に隣接すると共に、キャリアブロックS1と接続されている。処理ブロックS2は、図1及び図2に示されるように、下層反射防止膜形成(BCT)ブロック14と、レジスト膜形成(COT)ブロック15と、上層反射防止膜形成(TCT)ブロック16と、現像処理(DEV)ブロック17とを有する。DEVブロック17、BCTブロック14、COTブロック15及びTCTブロック16は、底面側からこの順に並んで配置されている。
The processing block S2 is adjacent to the carrier block S1 and connected to the carrier block S1, as shown in FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the processing block S2 includes a lower antireflection film formation (BCT)
BCTブロック14は、図2に示されるように、塗布ユニット(図示せず)と、加熱・冷却ユニット(図示せず)と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA2とを内蔵している。塗布ユニットは、反射防止膜形成用の薬液をウエハWの表面に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウエハWを加熱し、その後例えば冷却板によりウエハWを冷却する。こうして、ウエハWの表面上に下層反射防止膜が形成される。
As shown in FIG. 2, the
COTブロック15は、図2に示されるように、塗布ユニット(図示せず)と、加熱・冷却ユニット(図示せず)と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA3とを内蔵している。塗布ユニットは、レジスト膜形成用の薬液(レジスト材料)を下層反射防止膜の上に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウエハWを加熱し、その後例えば冷却板によりウエハWを冷却する。こうして、ウエハWの下層反射防止膜上にレジスト膜が形成される。レジスト材料は、ポジ型でもよいし、ネガ型でもよい。
As shown in FIG. 2, the
TCTブロック16は、図2に示されるように、塗布ユニット(図示せず)と、加熱・冷却ユニット(図示せず)と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA4とを内蔵している。塗布ユニットは、反射防止膜形成用の薬液をレジスト膜の上に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウエハWを加熱し、その後例えば冷却板によりウエハWを冷却する。こうして、ウエハWのレジスト膜上に上層反射防止膜が形成される。
As shown in FIG. 2, the
DEVブロック17は、図2及び図3に示されるように、複数の現像処理ユニット(基板処理装置)U1と、複数の加熱・冷却ユニット(熱処理部)U2と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA5と、これらのユニットを経ずに処理ブロックS2の前後間でウエハWを搬送する搬送アームA6とを内蔵している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
現像処理ユニットU1は、後述するように、露光されたレジスト膜の現像処理を行う。加熱・冷却ユニットU2は、例えば熱板によるウエハWの加熱を通じて、ウエハW上のレジスト膜を加熱する。加熱・冷却ユニットU2は、加熱後のウエハWを例えば冷却板により冷却する。加熱・冷却ユニットU2は、ポストエクスポージャベーク(PEB)、ポストベーク(PB)等の加熱処理を行う。PEBは、現像処理前にレジスト膜を加熱する処理である。PBは、現像処理後にレジスト膜を加熱する処理である。 The development processing unit U1 performs development processing on the exposed resist film, as will be described later. The heating / cooling unit U2 heats the resist film on the wafer W, for example, by heating the wafer W with a hot plate. The heating / cooling unit U2 cools the heated wafer W by, for example, a cooling plate. The heating / cooling unit U2 performs heat treatment such as post-exposure baking (PEB) and post-baking (PB). PEB is a process for heating the resist film before the development process. PB is a process of heating the resist film after the development process.
図1〜図3に示されるように、処理ブロックS2のうちキャリアブロックS1側には、棚ユニットU10が設けられている。棚ユニットU10は、複数のセルC30〜C38を有する。セルC30〜C38は、DEVブロック17とTCTブロック16との間において上下方向に並んで配置されている。棚ユニットU10の近傍には、昇降アームA7が設けられている。昇降アームA7は、セルC30〜C38の間でウエハWを搬送する。
As shown in FIGS. 1 to 3, a shelf unit U <b> 10 is provided on the carrier block S <b> 1 side in the processing block S <b> 2. The shelf unit U10 includes a plurality of cells C30 to C38. The cells C30 to C38 are arranged in the vertical direction between the
処理ブロックS2のうちインターフェースブロックS3側には、棚ユニットU11が設けられている。棚ユニットU11は、複数のセルC40〜C42を有する。セルC40〜C42は、DEVブロック17に隣接して、上下方向に並んで配置されている。
A shelf unit U11 is provided on the interface block S3 side in the processing block S2. The shelf unit U11 has a plurality of cells C40 to C42. The cells C40 to C42 are arranged adjacent to the
インターフェースブロックS3は、図1〜図3に示されるように、処理ブロックS2及び露光装置E1の間に位置すると共に、処理ブロックS2及び露光装置E1のそれぞれに接続されている。インターフェースブロックS3は、図2及び図3に示されるように、受け渡しアームA8を内蔵している。受け渡しアームA8は、処理ブロックS2の棚ユニットU11から露光装置E1にウエハWを渡す。受け渡しアームA8は、露光装置E1からウエハWを受け取り、棚ユニットU11にウエハWを戻す。 As shown in FIGS. 1 to 3, the interface block S3 is located between the processing block S2 and the exposure apparatus E1, and is connected to each of the processing block S2 and the exposure apparatus E1. As shown in FIGS. 2 and 3, the interface block S3 includes a delivery arm A8. The transfer arm A8 transfers the wafer W from the shelf unit U11 of the processing block S2 to the exposure apparatus E1. The transfer arm A8 receives the wafer W from the exposure apparatus E1, and returns the wafer W to the shelf unit U11.
制御装置CUは、制御用のコンピュータであり、図1に示されるように、記憶部CU1と、制御部CU2とを有する。記憶部CU1は、塗布・現像装置1の各部や露光装置E1の各部を動作させるためのプログラムを記憶している。記憶部CU1は、例えば半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクである。当該プログラムは、記憶部CU1とは別体の外部記憶装置や、伝播信号などの無形の媒体にも含まれ得る。これらの他の媒体から記憶部CU1に当該プログラムをインストールして、記憶部CU1に当該プログラムを記憶させてもよい。制御部CU2は、記憶部CU1から読み出したプログラムに基づいて、塗布・現像装置1の各部や露光装置E1の各部の動作を制御する。なお、制御装置CUは、処理条件の設定画面を表示する表示部(図示せず)や、処理条件を作業者が入力可能な入力部(図示せず)をさらに有し、入力部を通じて入力された条件に従って塗布・現像装置1の各部や露光装置E1の各部を動作させてもよい。
The control device CU is a computer for control and includes a storage unit CU1 and a control unit CU2 as shown in FIG. The storage unit CU1 stores a program for operating each part of the coating / developing
次に、塗布・現像装置1の動作の概要について説明する。まず、キャリア11がキャリアステーション12に設置される。このとき、キャリア11の一側面11aは、搬入・搬出部13の開閉扉13aに向けられる。続いて、キャリア11の開閉扉と、搬入・搬出部13の開閉扉13aとが共に開放され、受け渡しアームA1により、キャリア11内のウエハWが取り出され、処理ブロックS2の棚ユニットU10のうちいずれかのセルに順次搬送される。
Next, an outline of the operation of the coating / developing
ウエハWが受け渡しアームA1により棚ユニットU10のいずれかのセルに搬送された後、ウエハWは、昇降アームA7により、BCTブロック14に対応するセルC33に順次搬送される。セルC33に搬送されたウエハWは、搬送アームA2によってBCTブロック14内の各ユニットに搬送される。搬送アームA2によってウエハWがBCTブロック14内を搬送される過程で、ウエハWの表面上に下層反射防止膜が形成される。
After the wafer W is transferred to any cell of the shelf unit U10 by the transfer arm A1, the wafer W is sequentially transferred to the cell C33 corresponding to the
下層反射防止膜が形成されたウエハWは、搬送アームA2によってセルC33の上のセルC34に搬送される。セルC34に搬送されたウエハWは、昇降アームA7によって、COTブロック15に対応するセルC35に搬送される。セルC35に搬送されたウエハWは、搬送アームA3によりCOTブロック15内の各ユニットに搬送される。搬送アームA3によってウエハWがCOTブロック15内を搬送される過程で、下層反射防止膜上にレジスト膜が形成される。
The wafer W on which the lower antireflection film is formed is transferred to the cell C34 above the cell C33 by the transfer arm A2. The wafer W transferred to the cell C34 is transferred to the cell C35 corresponding to the
レジスト膜が形成されたウエハWは、搬送アームA3によってセルC35の上のセルC36に搬送される。セルC36に搬送されたウエハWは、昇降アームA7によって、TCTブロック16に対応するセルC37に搬送される。セルC37に搬送されたウエハWは、搬送アームA4によってTCTブロック16内の各ユニットに搬送される。搬送アームA4によってウエハWがTCTブロック16内を搬送される過程で、レジスト膜上に上層反射防止膜が形成される。
The wafer W on which the resist film is formed is transferred to the cell C36 above the cell C35 by the transfer arm A3. The wafer W transferred to the cell C36 is transferred to the cell C37 corresponding to the
上層反射防止膜が形成されたウエハWは、搬送アームA4によってセルC37の上のセルC38に搬送される。セルC38に搬送されたウエハWは、昇降アームA7によってセルC32に搬送された後、搬送アームA6によって棚ユニットU11のセルC42に搬送される。セルC42に搬送されたウエハWは、インターフェースブロックS3の受け渡しアームA8により露光装置E1に渡され、露光装置E1においてレジスト膜の露光処理が行われる。露光処理が行われたウエハWは、受け渡しアームA8によりセルC42の下のセルC40,C41に搬送される。 The wafer W on which the upper antireflection film is formed is transferred to the cell C38 above the cell C37 by the transfer arm A4. The wafer W transferred to the cell C38 is transferred to the cell C32 by the lift arm A7 and then transferred to the cell C42 of the shelf unit U11 by the transfer arm A6. The wafer W transferred to the cell C42 is transferred to the exposure apparatus E1 by the transfer arm A8 of the interface block S3, and a resist film exposure process is performed in the exposure apparatus E1. The wafer W subjected to the exposure processing is transferred to the cells C40 and C41 below the cell C42 by the transfer arm A8.
セルC40,C41に搬送されたウエハWは、搬送アームA5により、DEVブロック17内の各ユニットに搬送され、現像処理が行われる。これにより、ウエハWの表面上にレジストパターン(凹凸パターン)が形成される。レジストパターンが形成されたウエハWは、搬送アームA5によって棚ユニットU10のうちDEVブロック17に対応したセルC30,C31に搬送される。セルC30,C31に搬送されたウエハWは、昇降アームA7によって、受け渡しアームA1がアクセス可能なセルに搬送され、受け渡しアームA1によって、キャリア11内に戻される。
The wafer W transferred to the cells C40 and C41 is transferred to each unit in the
なお、上述した塗布・現像装置1の構成及び動作は一例にすぎない。塗布・現像装置1は、塗布ユニットや現像処理ユニット等の液処理ユニットと、加熱・冷却ユニット等の前処理・後処理ユニットと、搬送装置とを備えていればよい。すなわち、これら各ユニットの個数、種類、レイアウト等は適宜変更可能である。
The configuration and operation of the coating / developing
次に、現像処理ユニット(基板処理装置)U1について、さらに詳しく説明する。現像処理ユニットU1は、図4に示されるように、回転保持部20と、昇降装置22と、現像液供給部23と、表面洗浄・乾燥部100と、裏面洗浄部26とを備える。
Next, the development processing unit (substrate processing apparatus) U1 will be described in more detail. As shown in FIG. 4, the development processing unit U <b> 1 includes a
回転保持部20は、電動モータ等の動力源を内蔵した本体部20aと、本体部20aから鉛直上方に延びる回転軸20bと、回転軸20bの先端部に設けられたチャック20cとを有する。本体部20aは、動力源により回転軸20b及びチャック20cを回転させる。チャック20cは、ウエハWの中心部を支持し、例えば吸着によりウエハWを略水平に保持する。すなわち、回転保持部20は、ウエハWの姿勢が略水平の状態で、ウエハWの表面に対して垂直な中心軸(鉛直軸)周りでウエハWを回転させる。本実施形態では、図4及び図5等に示されるように、回転保持部20は、上方から見て正時計回りにウエハWを回転させる。
The
昇降装置22は、回転保持部20に取り付けられており、回転保持部20を昇降させる。具体的には、昇降装置22は、搬送アームA5とチャック20cとの間でウエハWの受け渡しを行うための上昇位置(受け渡し位置)と、現像処理を行うための下降位置(現像位置)との間で、回転保持部20(チャック20c)を昇降させる。
The lifting
回転保持部20の周囲には、カップ30が設けられている。ウエハWが回転すると、ウエハWの表面に供給された液体(詳しくは後述する。)が周囲に振り切られて落下するが、カップ30は、当該落下した液体を受け止める収容器として機能する。カップ30は、回転保持部20を囲む円環形状の底板31と、底板31の外縁から鉛直上方に突出した円筒状の外壁32と、底板31の内縁から鉛直上方に突出した円筒状の内壁33とを有する。
A
外壁32の全部分は、チャック20cに保持されたウエハWよりも外側に位置する。外壁32の上端32aは、下降位置にある回転保持部20に保持されたウエハWよりも上方に位置する。外壁32の上端32a側の部分は、上方に向かうにつれて内側に傾いた傾斜壁部32bとなっている。内壁33の全部分は、チャック20cに保持されたウエハWの外縁よりも内側に位置する。内壁33の上端33aは、下降位置にある回転保持部20に保持されたウエハWよりも下方に位置する。
All parts of the
内壁33と外壁32との間には、底板31の上面から鉛直上方に突出した仕切壁34が設けられている。すなわち、仕切壁34は、内壁33を囲んでいる。底板31のうち、外壁32と仕切壁34との間の部分には、液体排出孔31aが形成されている。液体排出孔31aには、排液管35が接続されている。底板31のうち、仕切壁34と内壁33との間の部分には、気体排出孔31bが形成されている。気体排出孔31bには、排気管36が接続されている。
A
内壁33の上には、仕切壁34よりも外側に張り出す傘状部37が設けられている。ウエハW上から外側に振り切られて落下した液体は、外壁32と仕切壁34との間に導かれ、液体排出孔31aから排出される。仕切壁34と内壁33との間には、液体から発生したガス等が進入し、当該ガスが気体排出孔31bから排出される。
On the inner wall 33, an umbrella-shaped
内壁33に囲まれる空間の上部は、仕切板38により閉塞されている。回転保持部20の本体部20aは仕切板38の下方に位置する。チャック20cは仕切板38の上方に位置する。回転軸20bは仕切板38の中心部に形成された貫通孔内に挿通されている。
The upper part of the space surrounded by the inner wall 33 is closed by a
現像液供給部23は、図4及び図5に示されるように、現像液(処理液)の供給源23aと、現像液ヘッド23cと、移動体23dとを有する。供給源23aは、現像液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。現像液ヘッド23cは、供給管23bを介して供給源23aに接続される。現像液ヘッド23cは、制御装置CUからの制御信号を受けて供給源23aから供給された現像液を、液ノズルh1からウエハWの表面Waに吐出する。液ノズルh1は、ウエハWの表面Waに向けて下方に開口している。液ノズルh1は、図5に示されるように、ウエハWの径方向に沿って延びるスリット状を呈している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
移動体23dは、アーム23eを介して現像液ヘッド23cに接続されている。移動体23dは、制御装置CUからの制御信号を受けて、外壁32の外側において水平に延びるガイドレール40上を移動することで、現像液ヘッド23cを水平方向に移動させる。これにより、現像液ヘッド23cは、下降位置にあるウエハWの上方で且つウエハWの中心軸に直交する直線上を、ウエハWの径方向に沿って移動する。
The moving body 23d is connected to the
表面洗浄・乾燥部100は、図4及び図5に示されるように、洗浄液(リンス液)の供給源100aと、乾燥ガスの供給源100bと、洗浄・乾燥ヘッド100cと、移動体100dとを有する。供給源100aは、洗浄液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。洗浄液は、例えば純水又はDIW(Deionized Water)である。供給源100aは、供給管100eを介して洗浄・乾燥ヘッド100cに接続されている。供給源100bは、乾燥ガスの貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。乾燥ガスは、例えばN2等の不活性ガスである。供給源100bは、供給管100fを介して洗浄・乾燥ヘッド100cに接続されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the surface cleaning /
洗浄・乾燥ヘッド100cは、制御装置CUからの制御信号を受けて供給源100aから供給された洗浄液をウエハWの表面Waに吐出する複数の液ノズル(本実施形態では4つの液ノズル)h2〜h5と、制御装置CUからの制御信号を受けて供給源100bから供給された乾燥ガスをウエハWの表面Waに吐出するガスノズルh6とを含む。これらのノズルh2〜h6は、ウエハWの表面Waに向けて下方に開口している。
The cleaning / drying
ノズルh6,h2〜h5は、図4〜図6に示されるように、上方から見て、ウエハWの径方向に沿うようにウエハWの中央部から周縁部に向けてこの順に並んでいる。ノズルh5〜h2,h6は、図5及び図6(a)に示されるように、上方から見て、ウエハWの接線方向に沿うようにウエハWの回転方向の上流側から下流側に向かってこの順に並んでいる。 As shown in FIGS. 4 to 6, the nozzles h <b> 6, h <b> 2 to h <b> 5 are arranged in this order from the center of the wafer W toward the peripheral edge along the radial direction of the wafer W as viewed from above. As shown in FIG. 5 and FIG. 6A, the nozzles h <b> 5 to h <b> 2 and h <b> 6 are from the upstream side in the rotational direction of the wafer W toward the downstream side along the tangential direction of the wafer W as viewed from above. They are arranged in this order.
液ノズルh2〜h5の開口面積(開口径)は、図4〜図6に示されるように、この順に小さくなるように設定されている。液ノズルh2〜h5の先端側(出口側)は、図6(b)に示されるように、ウエハWの中心軸に対して傾いており、当該中心軸に対する傾きがこの順に大きくなるように設定されている。液ノズルh2〜h5の先端側(出口側)の傾きと、ウエハWの洗浄が行われる際の液ノズルh2〜h5とウエハWの表面Waとの直線距離とは、図6(b)に示されるように、ウエハWの径方向から見て、各液ノズルh2〜h5から吐出される洗浄液がウエハWの表面Waにおいて略同一の地点Pに到達するように設定されている。液ノズルh2〜h5が上記のように設定されているので、各液ノズルh2〜h5から吐出される洗浄液の流速は、液ノズルh2〜h5の順で速くなる。 The opening areas (opening diameters) of the liquid nozzles h2 to h5 are set so as to decrease in this order as shown in FIGS. As shown in FIG. 6B, the front end sides (exit sides) of the liquid nozzles h2 to h5 are inclined with respect to the central axis of the wafer W, and the inclination with respect to the central axis increases in this order. Has been. The inclination of the tip side (exit side) of the liquid nozzles h2 to h5 and the linear distance between the liquid nozzles h2 to h5 and the surface Wa of the wafer W when the wafer W is cleaned are shown in FIG. As seen from the radial direction of the wafer W, the cleaning liquid discharged from the liquid nozzles h <b> 2 to h <b> 5 reaches the substantially same point P on the surface Wa of the wafer W. Since the liquid nozzles h2 to h5 are set as described above, the flow rate of the cleaning liquid discharged from each of the liquid nozzles h2 to h5 increases in the order of the liquid nozzles h2 to h5.
液ノズルh2〜h5の先端側(出口側)が傾く向きは、上方から見て、ウエハWの接線方向に沿うと共にウエハWの回転方向の上流側から下流側に向かう向きである。従って、各液ノズルh2〜h5から吐出された洗浄液がウエハWの表面Waに到達した到達地点Pにおいて、当該洗浄液の流向は、ウエハWの線速度方向に沿う向きとなる。ここで、線速度とは、ウエハWの表面Waのある地点における接線方向の速度を意味し、角速度とは区別される。ウエハWの中心から当該地点までの距離をr(ベクトル量)、当該地点での角速度をω(ベクトル量)、当該地点での線速度をv(ベクトル量)とすると、線速度vは距離rと角速度ωとの外積(v=r×ω)で表される。 The direction in which the tip side (exit side) of the liquid nozzles h2 to h5 is inclined is a direction along the tangential direction of the wafer W and from the upstream side to the downstream side in the rotation direction of the wafer W as viewed from above. Accordingly, at the arrival point P where the cleaning liquid discharged from each of the liquid nozzles h <b> 2 to h <b> 5 has reached the surface Wa of the wafer W, the flow direction of the cleaning liquid is in the direction along the linear velocity direction of the wafer W. Here, the linear velocity means a tangential velocity at a certain point on the surface Wa of the wafer W, and is distinguished from an angular velocity. When the distance from the center of the wafer W to the point is r (vector amount), the angular velocity at the point is ω (vector amount), and the linear velocity at the point is v (vector amount), the linear velocity v is the distance r. And the angular product ω (v = r × ω).
移動体100dは、アーム100gを介して洗浄・乾燥ヘッド100cに接続されている。移動体100dは、制御装置CUからの制御信号を受けてガイドレール40上を移動することで、洗浄・乾燥ヘッド100cを水平方向に移動させる。これにより、洗浄・乾燥ヘッド100cは、下降位置にあるウエハWの上方で且つウエハWの中心軸に直交する直線上を、ウエハWの径方向に沿って移動する。
The moving
裏面洗浄部26は、図4に示されるように、裏面洗浄液(裏面リンス液)の供給源26aと、裏面洗浄液ヘッド26cとを有する。供給源26aは、裏面洗浄液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。裏面洗浄液は、純水、DIW、又は水溶性の有機溶剤である。水溶性の有機溶剤としては、例えばイソプロピルアルコールが挙げられる。裏面洗浄液ヘッド26cは、供給管26bを介して供給源26aに接続される。裏面洗浄液ヘッド26cは仕切板38の上に配置されており、供給管26bは仕切板38に形成された貫通孔に挿通されている。裏面洗浄液ヘッド26cは、制御装置CUからの制御信号を受けて供給源26aから供給された裏面洗浄液を、液ノズルh7からウエハWの裏面Wbに吐出する。液ノズルh7は、ウエハWの周縁側で且つウエハWの裏面Wbに向けて、斜め上方に開口している。
As shown in FIG. 4, the back
次に、現像処理ユニットU1を用いて、ウエハWの表面Waにレジストパターン(凹凸パターン)を形成する方法について、詳しく説明する。まず、制御装置CUは昇降装置22に指示して、チャック20cを上昇位置まで上昇させる。この状態で、搬送アームA5によりウエハWが現像処理ユニットU1内に搬入される。なお、ウエハWが現像処理ユニットU1内に搬入される前に、ウエハWの表面Waにはレジスト膜R(図7参照)が形成され、当該レジスト膜Rには露光装置E1により露光処理が施されている。
Next, a method for forming a resist pattern (uneven pattern) on the surface Wa of the wafer W using the development processing unit U1 will be described in detail. First, the control device CU instructs the
レジスト膜Rが配置されている表面Waを上にした状態でウエハWがチャック20c上に載置されると、制御装置CUはチャック20cに指示して、ウエハWをチャック20cに吸着保持させる。続いて、制御装置CUは昇降装置22に指示して、チャック20cを下降位置まで下降させる。
When the wafer W is placed on the
続いて、制御装置CUは回転保持部20(本体部20a)に指示して、ウエハWを回転させる(図7(a)参照)。本実施形態では、ウエハWは、上方から見て正時計回りに回転される。制御装置CUは移動体23d及び供給源23aに指示して、ウエハWの回転中に現像液ヘッド23cをウエハWの周縁側から中央側に向けて移動させつつ、液ノズルh1から現像液L1をウエハWの表面Wa上に吐出させる(図7(a)参照)。これにより、ウエハWの表面Wa上には、ウエハWの周縁側から中央側に向けてスパイラル状に現像液L1が供給され、ウエハWの表面Wa全体が現像液L1によって覆われる(図7(b)参照)。続いて、制御装置CUは移動体23d及び供給源23aに指示して、液ノズルh1から現像液L1の吐出を停止させると共に、現像液ヘッド23cをウエハWの外側に退避させる。
Subsequently, the control unit CU instructs the rotation holding unit 20 (main body unit 20a) to rotate the wafer W (see FIG. 7A). In the present embodiment, the wafer W is rotated clockwise as viewed from above. The control unit CU instructs the moving body 23d and the
続いて、制御装置CUは移動体100dに指示して、洗浄・乾燥ヘッド100cをウエハWの中央部まで移動させる。液ノズルh2がウエハWの略中央部に到達すると、制御装置CUは供給源100aに指示して、ウエハWの回転中に液ノズルh2から洗浄液L2を吐出させる(図8(a)及び図10(a)参照)。このときのウエハWの回転数ω1の下限は、例えば500rpm程度でもよいし、1000rpm程度でもよい。このときのウエハWの回転数ω1の上限は、例えば15000rpm程度でもよいし、1000rpm程度でもよい。液ノズルh2からの洗浄液L2の吐出時間の下限は、例えば15秒程度でもよいし、30秒程度でもよい。液ノズルh2からの洗浄液L2の吐出時間の上限は、例えば600秒程度でもよいし、30秒程度でもよい。
Subsequently, the control unit CU instructs the moving
露光処理されたレジスト膜Rのうち現像液L1との反応で溶解したレジストの溶解物は、現像液L1と共に洗浄液L2によって洗い流される(図8(b)参照)。これらレジストの溶解物、現像液L1及び洗浄液L2は、ウエハWの回転に伴う遠心力によって、ウエハWの周囲に振り切られて落下する。こうして、ウエハWの表面Wa上にレジストパターンRPが形成される(図8(b)参照)。レジストパターンRPは、凸部Ra及び凹部Rbを有する凹凸パターンである。 Of the exposed resist film R, the resist dissolved in the reaction with the developer L1 is washed away together with the developer L1 by the cleaning liquid L2 (see FIG. 8B). These dissolved resist, developer L1 and cleaning liquid L2 are shaken off around the wafer W by the centrifugal force accompanying the rotation of the wafer W and dropped. Thus, a resist pattern RP is formed on the surface Wa of the wafer W (see FIG. 8B). The resist pattern RP is a concave / convex pattern having convex portions Ra and concave portions Rb.
続いて、制御装置CUは移動体100dに指示して、ウエハWの回転及び液ノズルh2からの洗浄液L2の吐出を維持しつつ、洗浄・乾燥ヘッド100cをウエハWの周縁側に移動させる。ガスノズルh6がウエハWの略中央部に到達すると、制御装置CUは供給源100bに指示して、ウエハWの回転中にガスノズルh6から乾燥ガスGを吐出させる(図9(a)及び図10(b)参照)。乾燥ガスGの吐出開始から吐出停止までの時間は、例えば5秒程度に設定できる。
Subsequently, the control unit CU instructs the moving
これにより、ウエハWの中央部上にある洗浄液L2が周囲に吹き飛ばされ且つ蒸発し、ウエハWの中央部に乾燥領域Dが形成される。ここで、乾燥領域Dとは、洗浄液L2が蒸発することによりウエハWの表面Waが露出した状態の領域をいうが、当該表面Wa上にごく僅かの(例えばマイクロオーダーの)液滴が付着している場合も含むものとする。この乾燥領域Dは、ウエハWの回転により生ずる遠心力で、ウエハWの中央部から周縁側に向けて拡がる。 As a result, the cleaning liquid L2 on the central portion of the wafer W is blown away and evaporated, and a dry region D is formed in the central portion of the wafer W. Here, the dry region D is a region in which the surface Wa of the wafer W is exposed by the evaporation of the cleaning liquid L2, and very few (for example, micro-order) droplets adhere to the surface Wa. It is also included. The dry region D expands from the central portion of the wafer W toward the peripheral side by centrifugal force generated by the rotation of the wafer W.
続いて、制御装置CUは回転保持部20(本体部20a)、移動体100d及び供給源100aに指示して、洗浄・乾燥ヘッド100cを所定の速度でウエハWの中央部から周縁側に移動させつつ、所定の条件に従って、ウエハWの回転数ω2を変更すると共に、洗浄液L2を吐出させる液ノズルh2〜h5を切り替える。洗浄・乾燥ヘッド100cの移動速度は、例えば2.5mm/sec〜10mm/sec程度の範囲内で一定の速度となるように設定してもよい。このウエハWの洗浄過程では、上方から見てガスノズルh6が液ノズルh2〜h5よりもウエハWの中央側に位置するように、洗浄・乾燥ヘッド100cをウエハWの中央側から周縁側に移動させる。
Subsequently, the control unit CU instructs the rotation holding unit 20 (main body unit 20a), the moving
ウエハWの回転数ω2は、洗浄・乾燥ヘッド100cが移動している間、各液ノズルh2〜h5から吐出された洗浄液L2がウエハWの表面Waに到達した地点(到達地点)PにおけるウエハWの向心加速度が略一定となるように、設定される。ここで、向心加速度a(ベクトル量)は、角速度ω(ベクトル量)と、ウエハWの中心から当該地点Pまでの距離r(ベクトル量)とを用いて、a=−|ω|2・rで表される。従って、洗浄・乾燥ヘッド100cがウエハWの周縁側に向かうほど距離rが大きくなるので、向心加速度aを一定とすると、ウエハWの回転数ω2(角速度ω)は徐々に小さくなる(図11参照)。ただし、洗浄・乾燥ヘッド100cがウエハWの中央近傍を移動する場合には、向心加速度aが一定となるようウエハWの回転数ω2を設定すると、ウエハWの回転数ω2が極めて大きくなり、液跳ねが発生しやすくなってしまう。従って、洗浄・乾燥ヘッド100cがウエハWの中央近傍を移動する間、ウエハWの回転数ω2は所定の上限値を上回らないように設定される(図11参照)。
The rotational speed ω2 of the wafer W is such that the cleaning liquid L2 discharged from the liquid nozzles h2 to h5 reaches the surface Wa of the wafer W (arrival point) P while the cleaning / drying
液ノズルh2〜h5は、当該到達地点Pにおける洗浄液L2の流速と、当該到達地点PにおけるウエハWの線速度との差が所定の範囲内となるように、順次切り替えられる(図9(b)、図9(c)、図10(c)及び図10(d)参照)。具体的には、上述のように向心加速度aを一定にするようウエハWの回転数ω2を制御しているため、洗浄・乾燥ヘッド100cがウエハWの周縁側に向かうほど、当該到達地点PにおけるウエハWの線速度は距離rの大きさの平方根に比例して大きくなる。そのため、洗浄・乾燥ヘッド100cがウエハWの周縁側に向かうにつれて、液ノズルh2〜h5の順に洗浄液L2を吐出させて洗浄液L2の流速を速くすることで、当該差が所定の範囲内となるように制御される。当該差は、例えば±25m/secの範囲内となるように設定してもよい。なお、液ノズルh2〜h5の切り替えの際には、洗浄液L2がウエハWの表面Waにおいて途切れないよう、切り替え前後の2つの液ノズルから同時に洗浄液L2を吐出させたり、洗浄・乾燥ヘッド100cをウエハWの中心側に若干戻すように移動させてもよい。
The liquid nozzles h2 to h5 are sequentially switched so that the difference between the flow rate of the cleaning liquid L2 at the arrival point P and the linear velocity of the wafer W at the arrival point P is within a predetermined range (FIG. 9B). FIG. 9 (c), FIG. 10 (c) and FIG. 10 (d)). Specifically, as described above, since the rotational speed ω2 of the wafer W is controlled so as to keep the centripetal acceleration a constant, the arrival point P increases as the cleaning / drying
続いて、ウエハWの表面Wa全体の洗浄が終了すると、制御装置CUは移動体100d及び回転保持部20(本体部20a)に指示して、洗浄・乾燥ヘッド100cをウエハWの外側まで移動させた後、所定の回転数でウエハWを回転させてウエハWの乾燥を行う(図9(d)、図10(e)及び図11参照)。このときのウエハWの回転数は、例えば1500rpm〜2000rpm程度に設定してもよい。
Subsequently, when the cleaning of the entire surface Wa of the wafer W is completed, the control unit CU instructs the moving
以上の工程を経て、ウエハWの表面Waにレジストパターン(凹凸パターン)RPが形成される。従って、現像処理ユニットU1は、現像処理の際にウエハWを洗浄するための装置としても機能する。なお、裏面洗浄部26によるウエハWの裏面Wbの洗浄は、液ノズルh2から洗浄液がウエハWの表面Waに吐出された後で、且つ、ウエハWの表面Waが乾燥される前に行われてもよい。
Through the above steps, a resist pattern (uneven pattern) RP is formed on the surface Wa of the wafer W. Accordingly, the development processing unit U1 also functions as an apparatus for cleaning the wafer W during the development processing. The back surface Wb of the wafer W is cleaned by the back
ところで、現像液により溶解したレジストの溶解物がウエハの表面に残存すると、所望のレジストパターン(凹凸パターン)が得られず現像欠陥が生じうる。この現像欠陥を抑制するために、ウエハの表面に洗浄液を吐出しつつ、ウエハの中央部に乾燥ガスを吹き付けて乾燥領域を形成することが、一つの方法として考えられる。この際、液ノズルを有するヘッドが移動している間、液ノズルから吐出された洗浄液がウエハの表面に到達した地点(到達地点)におけるウエハの線速度が略一定となるように、ウエハの回転数を設定しうる。この場合、液ノズルから吐出される洗浄液の流速も一定にしておけば、当該流速とウエハの線速度との差を一定の範囲内とすることが可能となるので、液跳ねを抑制できる。しかしながら、このような線速度を一定にする制御を行うと、ヘッドがウエハの周縁側に向かうにつれてウエハの回転数が小さくなるので、乾燥領域が外側に向けて拡がる速度が遅くなる。従って、ヘッドを速く移動させようとするほど、ヘッドと乾燥領域との距離が大きくなり、乾燥遅れが顕著となる(図12参照)。その結果、乾燥遅れに伴う現像欠陥を抑制するためにヘッドの移動速度を低くせざるを得なくなるので、当該方法を大型のウエハに適用しようとすると処理時間が長くなってしまう。 By the way, if the resist melt dissolved by the developer remains on the surface of the wafer, a desired resist pattern (uneven pattern) cannot be obtained and development defects may occur. In order to suppress this development defect, it can be considered as one method to form a dry region by spraying a dry gas to the central portion of the wafer while discharging a cleaning liquid onto the surface of the wafer. At this time, while the head having the liquid nozzle is moving, the wafer is rotated so that the linear velocity of the wafer at the point (arrival point) where the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle reaches the surface of the wafer is substantially constant. A number can be set. In this case, if the flow rate of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle is also constant, the difference between the flow rate and the linear velocity of the wafer can be kept within a certain range, so that liquid splash can be suppressed. However, when such control is performed to keep the linear velocity constant, the number of rotations of the wafer decreases as the head moves toward the peripheral edge of the wafer, so that the speed at which the dry region spreads outward becomes slower. Therefore, the faster the head is moved, the greater the distance between the head and the drying area, and the more the drying delay becomes more pronounced (see FIG. 12). As a result, the head moving speed must be lowered in order to suppress development defects due to delay in drying, and therefore the processing time becomes long when the method is applied to a large wafer.
そこで、液ノズルを有するヘッドが移動している間、液ノズルから吐出された洗浄液がウエハの表面に到達した地点(到達地点)におけるウエハの向心加速度が略一定となるように、ウエハの回転数を設定しうる。このようにすると、ヘッドの移動速度が速くても、乾燥遅れを抑制することが可能となる(図13参照)。しかしながら、この場合、ヘッドの移動速度に対して、乾燥遅れによる現像欠陥が生じないウエハの回転数を求めると、上記の線速度を一定にする制御の場合よりもウエハの回転数が高くなる(図14参照)。そのため、液ノズルから吐出される洗浄液の流速が一定のままであると、ヘッドがウエハの周縁側に向かうにつれて当該流速とウエハの線速度との差が大きくなり、液跳ねによる現像欠陥が生じうる。特に、当該差が25m/secを超えると、液跳ねの発生が認められた(図15参照)。従って、このような向心加速度を一定にする制御の場合も、液跳ねに伴う現像欠陥を抑制するためにヘッドの移動速度を低くせざるを得なくなるので、当該方法を大型のウエハに適用することが困難であった。 Therefore, while the head having the liquid nozzle is moving, the wafer is rotated so that the centripetal acceleration of the wafer at the point (arrival point) at which the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle reaches the surface of the wafer is substantially constant. A number can be set. In this way, even if the moving speed of the head is high, it is possible to suppress the drying delay (see FIG. 13). However, in this case, if the number of rotations of the wafer that does not cause development defects due to drying delay is determined with respect to the moving speed of the head, the number of rotations of the wafer becomes higher than in the case of the control for keeping the linear velocity constant ( (See FIG. 14). Therefore, if the flow rate of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle remains constant, the difference between the flow rate and the linear velocity of the wafer increases as the head moves toward the peripheral edge of the wafer, and development defects due to liquid splashing may occur. . In particular, when the difference exceeded 25 m / sec, occurrence of liquid splash was observed (see FIG. 15). Therefore, even in the case of such control that keeps the centripetal acceleration constant, the head moving speed has to be lowered in order to suppress development defects caused by liquid splashing, so the method is applied to a large wafer. It was difficult.
そこで本発明者らは、ヘッドの移動速度が速くても乾燥遅れや液跳ねに伴う現像欠陥の発生を抑制でき、処理時間の短縮が可能となる手法について、鋭意研究を行った。その結果、上記の実施形態のように、向心加速度を一定にする制御を採用しつつ、到達地点Pにおける洗浄液L2の流速と、当該到達地点PにおけるウエハWの線速度との差を所定の範囲内とするという新たな手法を開発するに至った。 Therefore, the present inventors have conducted intensive research on a technique that can suppress the occurrence of development defects due to delay in drying and liquid splashing even when the moving speed of the head is high, and can shorten the processing time. As a result, the difference between the flow velocity of the cleaning liquid L2 at the arrival point P and the linear velocity of the wafer W at the arrival point P is set to a predetermined value while adopting the control for making the centripetal acceleration constant as in the above embodiment. It came to develop a new method of making it within the range.
具体的には、本実施形態では、ウエハWが回転中で且つ洗浄・乾燥ヘッド100cがウエハWの中央側から周縁側に向けて移動中に、到達地点Pにおける洗浄液L2の流速と到達地点PにおけるウエハWの線速度との差が所定の範囲内となるように、液ノズルh2〜h5を順次切り替えている。そのため、到達地点Pにおいて、洗浄液L2の流速とウエハWの線速度との差が小さくなる。従って、ウエハWに到達した洗浄液L2がウエハWの表面Waに随伴して流れやすくなるので、洗浄液L2が周囲に飛散(液跳ね)し難くなる。その結果、現像欠陥の発生をより一層抑制することが可能となる。
Specifically, in the present embodiment, the flow rate of the cleaning liquid L2 at the arrival point P and the arrival point P while the wafer W is rotating and the cleaning / drying
本実施形態では、ガスノズルh6から乾燥ガスGを吐出させることにより、ウエハWの表面Waの中央部に乾燥領域Dを形成している。そのため、洗浄・乾燥ヘッド100cがウエハWの周縁部に移動するのに伴い、ウエハWの中央部に形成された乾燥領域Dも、遠心力の作用により外側に拡がる。そのため、レジストパターンRPの凹部Rb内から洗浄液L2が外側に向けて排出され、レジストの溶解物が洗浄液と共に排出される。加えて、液跳ねが発生し難いことと相俟って、現像欠陥の発生が大きく抑制される。
In the present embodiment, the dry region D is formed in the center of the surface Wa of the wafer W by discharging the dry gas G from the gas nozzle h6. Therefore, as the cleaning / drying
本実施形態では、ウエハWが回転中で且つ洗浄・乾燥ヘッド100cがウエハWの中央側から周縁側に向けて移動中に、到達地点PにおけるウエハWの向心加速度aが略一定となるようにウエハWの回転数ω2を制御している。そのため、ウエハWの中央部から周縁部に向かう方向において、到達位置Pでの洗浄液L2に作用する遠心力が略一定となる。そのため、洗浄・乾燥ヘッド100cの移動に随伴して、乾燥領域Dが外側に拡がりやすくなる。従って、洗浄・乾燥ヘッド100cがウエハWの周縁部に移動する速度に比べて乾燥領域Dが外側に拡がる速度が極めて遅くなること(いわゆる乾燥遅れ)を抑制できる。すなわち、乾燥遅れによってレジストの溶解物がウエハW上に残存することが抑制され、現像欠陥の発生が大きく抑制される。
In the present embodiment, the centripetal acceleration a of the wafer W at the arrival point P is substantially constant while the wafer W is rotating and the cleaning / drying
本実施形態では、洗浄・乾燥ヘッド100cは、開口面積(開口径)が互いに異なり且つ開口面積の順に並ぶ複数の液ノズルh2〜h5を有し、所定の条件に従って液ノズルh2〜h5の切り替えがこの順に(開口面積が大きい順に)行われる。そのため、洗浄液L2の流量が同じであれば、開口面積が大きな液ノズルh2から開口面積が小さな液ノズルh5の順に切り替えられることにより、洗浄液L2の吐出速度が順次大きくなる。従って、到達地点Pにおける洗浄液L2の流速を、簡易な構成で変化させることができる。
In the present embodiment, the cleaning / drying
本実施形態では、洗浄・乾燥ヘッド100cは、ウエハWの中心軸に対する傾きが互いに異なり且つ傾きの順に並ぶと共に、出口がウエハWの表面Waに向かう、複数の液ノズルh2〜h5を有し、所定の条件に従って液ノズルh2〜h5の切り替えがこの順に(傾きが小さい順に)行われる。そのため、洗浄液L2の流量が同じであれば、傾きが小さな液ノズルh2から傾きが大きな液ノズルh5の順に切り替えることにより、到達地点Pにおける洗浄液L2の流速のうちウエハWの表面Waに沿う速度成分が順次大きくなる。そのため、到達地点Pにおける洗浄液L2の速度を、簡易な構成で変化させることができる。
In the present embodiment, the cleaning / drying
本実施形態では、複数の液ノズルh2〜h5から吐出される洗浄液L2がウエハWの表面Waに到達する各到達地点Pがいずれも略同一地点となるよう、各液ノズルh2〜h5とウエハWの表面Waとの距離と、各液ノズルh2〜h5の傾きとが設定されている。そのため、液ノズルh2〜h5を切り替えても、途切れることなく連続して洗浄液L2がウエハWの表面Waに供給される。そのため、レジストの溶解物をウエハW上から十分に除去することができ、現像欠陥の発生が大きく抑制される。 In the present embodiment, the liquid nozzles h2 to h5 and the wafer W are arranged so that the arrival points P at which the cleaning liquid L2 discharged from the plurality of liquid nozzles h2 to h5 reaches the surface Wa of the wafer W are substantially the same point. The distance from the surface Wa and the inclination of each of the liquid nozzles h2 to h5 are set. Therefore, even if the liquid nozzles h2 to h5 are switched, the cleaning liquid L2 is continuously supplied to the surface Wa of the wafer W without interruption. Therefore, the dissolved resist can be sufficiently removed from the wafer W, and the occurrence of development defects is greatly suppressed.
以上のような本実施形態では、図16に示されるように、洗浄・乾燥ヘッド100cの移動速度が速くても乾燥遅れや液跳ねに伴う現像欠陥の発生を抑制でき、処理時間を大きく短縮することが可能である。
In the present embodiment as described above, as shown in FIG. 16, even when the moving speed of the cleaning / drying
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、図17(a)に示されるように、洗浄・乾燥ヘッド100cは、複数のガスノズルh61〜h64を有していてもよい。ガスノズルh61〜h64は、上方から見て、ウエハWの径方向に沿うようにウエハWの中央部から周縁部に向けてこの順に並んでいる。ガスノズルh61〜h64はそれぞれ、各液ノズルh2〜h5に対応して配置されている。ガスノズルh61〜h64の出口は、鉛直下方に向かっている。この場合、洗浄液L2が吐出される液ノズルh2〜h5が順次切り替えられることに伴い、ガスノズルh61〜h64も順次切り替える。そのため、洗浄液L2が吐出されている液ノズルh2〜h5に近い位置にあるガスノズルh61〜h64から乾燥ガスGが吐出されるので、乾燥ガスGのウエハWへの到達位置と、洗浄液L2のウエハWへの到達位置との距離が保たれ、乾燥遅れが抑制される。従って、乾燥遅れによってレジストの溶解物がウエハW上に残存することが抑制され、現像欠陥の発生が大きく抑制される。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to above-described embodiment. For example, as illustrated in FIG. 17A, the cleaning / drying
図17(b)に示されるように、液ノズルh2〜h5は、上方から見て、ウエハWの接線方向において一列に並んでいてもよい。この場合、複数の液ノズルh2〜h5から吐出される洗浄液L2がウエハWの表面Waに到達する各到達地点Pをいずれも略同一地点とすることが容易となる。 As illustrated in FIG. 17B, the liquid nozzles h <b> 2 to h <b> 5 may be arranged in a line in the tangential direction of the wafer W when viewed from above. In this case, it is easy to set the arrival points P where the cleaning liquid L2 discharged from the plurality of liquid nozzles h2 to h5 reaches the surface Wa of the wafer W to substantially the same point.
図17(c)に示されるように、洗浄・乾燥ヘッド100cは、複数のガスノズルh8〜h11を有しており、液ノズルh2〜h5及びガスノズルh8〜h11が共に、上方から見て、ウエハWの接線方向において一列に並んでいてもよい。ガスノズルh8〜h11の先端側(出口側)が傾く向きは、上方から見て、ウエハWの接線方向に沿うと共にウエハWの回転方向の上流側から下流側に向かう向きである。図17(c)においては、ガスノズルh8〜h11の組は、ウエハWの径方向において、ガスノズルh6と液ノズルh2〜h5の組との間に位置している。この場合、乾燥遅れの抑制と、洗浄液L2の到達地点Pの一致とを両立できる。
As shown in FIG. 17C, the cleaning / drying
図示はしていないが、ノズルh5〜h2は、上方から見て、ウエハWの径方向に沿うようにウエハWの中央部から周縁部に向けてこの順に並んでいてもよい。すなわち、ノズルh2〜h5が、上記実施形態の配列順とは逆順となっていてもよい。 Although not shown, the nozzles h <b> 5 to h <b> 2 may be arranged in this order from the center of the wafer W toward the peripheral edge along the radial direction of the wafer W as viewed from above. That is, the nozzles h2 to h5 may be in the reverse order to the arrangement order of the above embodiment.
図18(a)に示されるように、各液ノズルh2〜h5は、当該液ノズルh2〜h5よりも小径である複数の小型ノズルを束ねて一組とした集合ノズルにより構成されていてもよい。これらの小型ノズルから吐出される洗浄液L2は、図18(b)に示されるように、略同じ地点に到達する。この場合、小型ノズルを用いることで、各小型ノズルから吐出される洗浄液L2の流速を高めることができると共に、当該小型ノズルを複数束ねて用いることで、必要な洗浄液L2の流量を確保することができる。 As shown in FIG. 18A, each of the liquid nozzles h2 to h5 may be configured by a collective nozzle that bundles a plurality of small nozzles having a smaller diameter than the liquid nozzles h2 to h5. . As shown in FIG. 18B, the cleaning liquid L2 discharged from these small nozzles reaches substantially the same point. In this case, the flow rate of the cleaning liquid L2 discharged from each small nozzle can be increased by using a small nozzle, and a necessary flow rate of the cleaning liquid L2 can be ensured by bundling a plurality of the small nozzles. it can.
洗浄・乾燥ヘッド100cは、少なくとも一つの液ノズルを有していればよい。液ノズルが一つの場合には、当該液ノズルから吐出される洗浄液L2の流速を調整可能な機構を付加した上で、ウエハW上の洗浄液L2の到達地点PがウエハWの周縁へと移動するのに伴い、当該機構が流速を調整して当該液ノズルから吐出される洗浄液L2の流速を速めるとよい(図19参照)。
The cleaning / drying
図20に示されるように、2つの洗浄・乾燥ヘッド100c1,100c2を用いて、ウエハWの洗浄を行ってもよい。具体的には、上記実施形態と同様に乾燥領域Dを形成するまでは1つの洗浄・乾燥ヘッド100c1で行う。その後、2つの洗浄・乾燥ヘッド100c1,100c2を互いに反対方向に向けて移動させながら、各液ノズルh2〜h5から洗浄液L2を吐出させる。洗浄・乾燥ヘッド100c1,100c2の液ノズルh2〜h5の切り替えタイミングは、図21に示されるように、共に同じとなるように設定することができる。この場合、互いに反対方向に移動する液ノズルからそれぞれ洗浄液L2がウエハWの表面Waに吐出される。そのため、大きなサイズのウエハWに対しても、ウエハWに十分な量の洗浄液L2を供給することができる。
As shown in FIG. 20, the wafer W may be cleaned using two cleaning / drying heads 100c 1 and 100c 2 . Specifically, until to form a dry region D as in the embodiment carried out in a single washing and drying
ガスノズルh6の開口面積(開口径)は、例えばノズルh2の開口面積(開口径)と同程度に設定することができる。 The opening area (opening diameter) of the gas nozzle h6 can be set to be approximately the same as the opening area (opening diameter) of the nozzle h2, for example.
上記実施形態では、液ノズルh2〜h5を切り替えて洗浄液L2の吐出速度を制御することにより、到達地点Pにおける洗浄液L2の流速と到達地点PにおけるウエハWの線速度との差が所定の範囲内となるようにしたが、液ノズルから吐出される洗浄液L2の吐出速度は一定とし、ウエハWの回転数を制御することにより、当該差が所定の範囲内となるようにしてもよい。また、洗浄液L2の吐出速度とウエハWの回転数との両方を制御することにより、当該差が所定の範囲内となるようにしてもよい。 In the above embodiment, by controlling the discharge speed of the cleaning liquid L2 by switching the liquid nozzles h2 to h5, the difference between the flow rate of the cleaning liquid L2 at the arrival point P and the linear velocity of the wafer W at the arrival point P is within a predetermined range. However, the discharge speed of the cleaning liquid L2 discharged from the liquid nozzle may be constant, and the difference may be within a predetermined range by controlling the number of rotations of the wafer W. Further, by controlling both the discharge speed of the cleaning liquid L2 and the rotational speed of the wafer W, the difference may be within a predetermined range.
液ノズルとガスノズルとが同じ一つの洗浄・乾燥ヘッド100cに設けられている必要はない。すなわち、これらのノズルが別々のヘッドに設けられており、各ヘッドの動作をそれぞれ制御してもよい。
The liquid nozzle and the gas nozzle do not need to be provided in the same cleaning / drying
1…塗布・現像装置、20…回転保持部、100…表面洗浄・乾燥部、100c…洗浄・乾燥ヘッド、h2〜h5…液ノズル、h6…ガスノズル、CU…制御装置、W…ウエハ。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記基板よりも上方に位置すると共に前記基板の前記表面に洗浄液を吐出する、複数の液ノズルと、
前記基板の回転数と、前記液ノズルの移動と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度とを制御する制御部とを備え、
複数の前記液ノズルは、開口面積が互いに異なり且つ開口面積の順に並んでおり、
前記液ノズルから吐出された洗浄液が前記回転駆動部により回転駆動された前記基板の前記表面に到達した到達地点において、当該洗浄液の流向が前記基板の線速度方向に沿う向きとなるように、前記液ノズルが設定され、
前記制御部は、前記回転駆動部により前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、
前記到達地点における洗浄液の流速と前記到達地点における前記基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、前記基板の回転数と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御すると共に、
開口面積が大きな前記液ノズルから開口面積が小さな前記液ノズルの順に切り替えながら前記液ノズルから洗浄液を吐出させる、基板洗浄装置。 A rotary drive that rotates the substrate about an axis perpendicular to the surface;
A plurality of liquid nozzles located above the substrate and discharging a cleaning liquid onto the surface of the substrate;
A controller that controls the number of rotations of the substrate, the movement of the liquid nozzle, and the discharge speed of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle;
The plurality of liquid nozzles have different opening areas and are arranged in the order of the opening areas,
At the arrival point where the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle reaches the surface of the substrate rotated by the rotation driving unit, the flow direction of the cleaning liquid is in a direction along the linear velocity direction of the substrate. Liquid nozzle is set,
The control unit rotates the substrate by the rotation driving unit and moves the liquid nozzle from the center side to the peripheral side of the substrate,
The rotation speed of the substrate and the discharge speed of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle so that the difference between the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point and the linear velocity of the substrate at the arrival point is within a predetermined range. Control at least one ,
A substrate cleaning apparatus that discharges a cleaning liquid from the liquid nozzle while switching in order from the liquid nozzle having a large opening area to the liquid nozzle having a small opening area .
前記制御部は、前記回転駆動部により前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、傾きが小さな前記液ノズルから傾きが大きな前記液ノズルの順に切り替えながら前記液ノズルから洗浄液を吐出させる、請求項1に記載の基板洗浄装置。 A plurality of the liquid nozzle, as well as arranged in this order and inclination different inclination from each other with respect to the shaft, the outlet has Tsu suited to the surface of the substrate,
The control unit rotates the substrate by the rotation driving unit and moves the liquid nozzle from the central side toward the peripheral side of the substrate, and in order from the liquid nozzle having a small inclination to the liquid nozzle having a large inclination. The substrate cleaning apparatus according to claim 1 , wherein a cleaning liquid is discharged from the liquid nozzle while switching.
前記基板よりも上方に位置すると共に前記基板の前記表面に洗浄液を吐出する、複数の液ノズルと、 A plurality of liquid nozzles located above the substrate and discharging a cleaning liquid onto the surface of the substrate;
前記基板の回転数と、前記液ノズルの移動と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度とを制御する制御部とを備え、 A controller that controls the number of rotations of the substrate, the movement of the liquid nozzle, and the discharge speed of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle;
複数の前記液ノズルは、前記軸に対する傾きが互いに異なり且つ傾きの順に並ぶと共に、出口が前記基板の前記表面に向かっており、 The plurality of liquid nozzles are different from each other in inclination with respect to the axis and are arranged in the order of inclination, and an outlet is directed to the surface of the substrate,
前記液ノズルから吐出された洗浄液が前記回転駆動部により回転駆動された前記基板の前記表面に到達した到達地点において、当該洗浄液の流向が前記基板の線速度方向に沿う向きとなるように、前記液ノズルが設定され、 At the arrival point where the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle reaches the surface of the substrate rotated by the rotation driving unit, the flow direction of the cleaning liquid is in a direction along the linear velocity direction of the substrate. Liquid nozzle is set,
前記制御部は、前記回転駆動部により前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、 The control unit rotates the substrate by the rotation driving unit and moves the liquid nozzle from the center side to the peripheral side of the substrate,
前記到達地点における洗浄液の流速と前記到達地点における前記基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、前記基板の回転数と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御すると共に、 The rotation speed of the substrate and the discharge speed of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle so that the difference between the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point and the linear velocity of the substrate at the arrival point is within a predetermined range. Control at least one,
傾きが小さな前記液ノズルから傾きが大きな前記液ノズルの順に切り替えながら前記液ノズルから洗浄液を吐出させる、基板洗浄装置。 A substrate cleaning apparatus that discharges a cleaning liquid from the liquid nozzle while switching in order from the liquid nozzle having a small inclination to the liquid nozzle having a large inclination.
前記制御部は、前記ガスノズルが前記液ノズルよりも前記基板の中央側に位置するように、前記ガスノズル及び前記液ノズルを移動させる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。 And further comprising at least one gas nozzle located above the substrate and for discharging a dry gas to the surface of the substrate,
Wherein the control unit, so that the gas nozzle is positioned at the center side of the substrate than the nozzle, moving the gas nozzle and the liquid nozzle, a substrate cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 4, .
前記他の液ノズルから吐出された洗浄液が前記回転駆動部により回転駆動された前記基板の前記表面に到達した他の到達地点において、当該洗浄液の流向は、前記基板の線速度方向に沿う向きとなるように設定され、
前記制御部は、前記回転駆動部により前記基板を回転させ且つ前記他の液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて前記液ノズルとは異なる方向に移動させつつ、前記他の到達地点における洗浄液の流速と前記他の到達地点における前記基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、前記基板の回転数と、前記他の液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方を制御する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。 And further comprising at least one other liquid nozzle positioned above the substrate and discharging a cleaning liquid onto the surface of the substrate,
At the other arrival point where the cleaning liquid discharged from the other liquid nozzle reaches the surface of the substrate rotated by the rotation driving unit, the flow direction of the cleaning liquid is a direction along the linear velocity direction of the substrate. Is set to be
The control unit rotates the substrate by the rotation driving unit and moves the other liquid nozzle from the center side to the peripheral side of the substrate in a direction different from the liquid nozzle, The number of rotations of the substrate and the discharge speed of the cleaning liquid discharged from the other liquid nozzle so that the difference between the flow rate of the cleaning liquid and the linear velocity of the substrate at the other arrival point is within a predetermined range. The substrate cleaning apparatus according to claim 1, wherein at least one of the two is controlled.
前記洗浄工程では、
前記液ノズルから吐出された洗浄液が回転中の前記基板の前記表面に到達した前記到達地点において、当該洗浄液の流向が、前記基板の線速度方向に沿う向きとなるように設定され、
前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、前記到達地点における洗浄液の流速と前記到達地点における前記基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、前記基板の回転数と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御され、
前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させている間、前記液ノズルが前記基板の周縁部に向かうにつれて前記到達地点における洗浄液の流速が大きくなるように前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度が制御される、基板洗浄方法。 While rotating the substrate around an axis perpendicular to the surface, the cleaning liquid is discharged from at least one liquid nozzle located above the substrate to the center of the surface of the substrate, and then the liquid nozzle is The substrate is moved from the center side of the substrate toward the peripheral side, and the arrival point at which the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle reaches the surface of the substrate is moved from the center side of the substrate to the peripheral side. A cleaning step of cleaning the surface;
In the washing step,
At the arrival point where the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle has reached the surface of the rotating substrate, the flow direction of the cleaning liquid is set to be a direction along the linear velocity direction of the substrate,
While rotating the substrate and moving the liquid nozzle from the central side toward the peripheral side of the substrate, the difference between the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point and the linear velocity of the substrate at the arrival point is within a predetermined range. So that at least one of the rotational speed of the substrate and the discharge speed of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle is controlled ,
While the substrate is rotated and the liquid nozzle is moved from the center side to the peripheral side of the substrate, the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point increases as the liquid nozzle moves toward the peripheral portion of the substrate. discharge rate of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle that are controlled, the substrate cleaning method.
前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、開口面積が大きな前記液ノズルから開口面積が小さな前記液ノズルの順に切り替えながら前記液ノズルから洗浄液を吐出させる、請求項9〜11のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。 In the cleaning step, when cleaning the surface of the substrate by discharging a cleaning liquid to the surface of the substrate from a plurality of liquid nozzles having different opening areas and arranged in order of the opening area,
While rotating the substrate and moving the liquid nozzle from the center side toward the peripheral side of the substrate, the cleaning liquid is discharged from the liquid nozzle while switching from the liquid nozzle having a large opening area to the liquid nozzle having a small opening area. The substrate cleaning method according to any one of claims 9 to 11, wherein the substrate is discharged.
前記基板を回転させ且つ少なくとも一つのガスノズルから前記基板の前記表面の中央部に乾燥ガスを吐出させ、前記基板の前記表面の中央部に乾燥領域を形成した後、
前記基板を回転させ且つ前記液ノズルを前記基板の中央側から周縁側に向けて移動させつつ、前記到達地点における洗浄液の流速と前記到達地点における前記基板の線速度との差が所定の範囲内となるように、前記基板の回転数と、前記液ノズルから吐出される洗浄液の吐出速度との少なくとも一方が制御される、請求項9〜13のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。 In the washing step,
After rotating the substrate and discharging a dry gas from at least one gas nozzle to the center of the surface of the substrate to form a dry region in the center of the surface of the substrate,
While rotating the substrate and moving the liquid nozzle from the central side toward the peripheral side of the substrate, the difference between the flow rate of the cleaning liquid at the arrival point and the linear velocity of the substrate at the arrival point is within a predetermined range. The substrate cleaning method according to any one of claims 9 to 13 , wherein at least one of a rotation speed of the substrate and a discharge speed of the cleaning liquid discharged from the liquid nozzle is controlled so that
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