JP6113618B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
<1−1.構成>
基板処理システム100の構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、基板処理システム100を模式的に示す概略平面図である。
インデクサセル110は、装置外から受け取った未処理の基板9を処理セル120に渡すとともに、処理セル120から受け取った処理済みの基板9を装置外に搬出するためのセルである。インデクサセル110は、複数のキャリアCを載置するキャリアステージ111と、各キャリアCに対する基板9の搬出入を行う基板搬送装置(移載ロボット)IRと、を備える。
処理セル120は、基板9に処理を行うためのセルである。処理セル120は、複数の基板処理装置1と、当該複数の基板処理装置1に対する基板9の搬出入を行う基板搬送装置(搬送ロボットCR)と、を備える。ここでは、複数個(例えば、3個)の基板処理装置1が鉛直方向に積層されて、1個の基板処理装置群10を構成している。そして、複数個(図示の例では、4個)の基板処理装置群10が、搬送ロボットCRを取り囲むようにクラスタ状(房状)に設置される。
制御部130は、移載ロボットIR、搬送ロボットCR、および、一群の基板処理装置1の各々を制御する。制御部130のハードウエアとしての構成は、一般的なコンピュータと同様のものを採用できる。すなわち、制御部130は、例えば、各種演算処理を行うCPU、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるROM、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるRAM、制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスク、等を備えている。制御部130において、プログラムに記述された手順に従って主制御部としてのCPUが演算処理を行うことにより、基板処理システム100の各部を制御する各種の機能部が実現される。もっとも、制御部130において実現される一部あるいは全部の機能部は、専用の論理回路などでハードウエア的に実現されてもよい。
基板処理システム100の全体動作について、引き続き図1を参照しながら説明する。基板処理システム100においては、制御部130が、基板9の搬送手順および処理条件等を記述したレシピにしたがって、基板処理システム100が備える各部を制御することによって、以下に説明する一連の動作が実行される。
次に、基板処理装置1にて処理対象とされる基板9について、図2を参照しながら説明する。図2は、基板9の周縁部付近を示す断面図である。
基板処理装置1の構成について、図3〜図5を参照しながら説明する。図3は、基板処理装置1の概略斜視図であり、ガード部材60を構成する半円弧部材61,62、カップ31、および、周縁部用吐出ヘッド51が、各々の待避位置に配置されている状態が示されている。図4も、基板処理装置1の概略斜視図であるが、ここでは、ガード部材60、カップ31、および、周縁部用吐出ヘッド51が、各々の処理位置に配置されている状態が示されている。図5は、基板処理装置1の構成を説明するための模式図である。
スピンチャック2は、基板9を、例えば表面91を上に向けた状態で、略水平姿勢に保持する基板保持部であって、当該基板9を、その表面91の中心を通る鉛直な回転軸Aのまわりで回転させる。
飛散防止部3は、スピンベース21に保持されて回転される基板9から飛散する処理液等を受け止める。
表面保護部4は、スピンベース21上に保持された基板9の表面91の中央付近に対して、ガス(カバーガス)を供給して、デバイス領域90を、表面周縁部911等に供給された処理液の雰囲気等から保護する。
周縁処理部5は、スピンベース21上に保持された基板9の表面周縁部911に対する処理を行う。
基板処理装置1においては、スピンベース21上に保持された基板9の表面周縁部911に向けて、周縁部用吐出ヘッド51から処理液が吐出されるときに、表面周縁部911に供給された処理液の一部が基板9から飛散し、当該飛散した処理液の一部が、外部に配置された部材で跳ね返されるなどして、基板9に再付着する虞がある。液跳ね抑制部6は、基板9から飛散した処理液が、基板9に再付着することを抑制するための部材である。
加熱処理部7は、保持部25によってスピンベース21上に保持された基板9の下面に対して、スチーム(水蒸気)、特に好ましくは、過熱スチーム(過熱水蒸気)を供給して、基板9を加熱する。ただし、この実施の形態では、基板9は、表面91を上に向けてスピンベース21上に保持されるので、スピンベース21上に保持された基板9の下面は、裏面92となる。つまり、加熱処理部7は、基板9の裏面92に、スチームを供給する。
下面処理部8は、保持部25によってスピンベース21上に保持された基板9の下面に向けて処理液を吐出して、当該下面に対する処理を行う。ただし、上述したとおり、この実施の形態では、基板9は、表面91を上に向けてスピンベース21上に保持されるので、スピンベース21上に保持された基板9の下面は、裏面92となる。つまり、下面処理部8は、基板9の裏面92に向けて処理液を吐出して、当該裏面92に対する処理を行う。
<4−1.全体構成>
保持部25の全体構成について、図6等を参照しながら説明する。図6は、スピンベース21を斜め上から見た斜視図である。
第1当接部材210について、図6に加え、図7を参照しながら説明する。図7は、第1当接部材210を側方から見た図である。
第2当接部材220について、図6に加え、図8を参照しながら説明する。図8は、第2当接部材220を側方から見た図である。
<i.構成>
切換部230は、上述したとおり、複数の第1当接部材210が基板9を保持する第1保持状態と、複数の第2当接部材220が基板9を保持する第2保持状態とを切り換える。切換部230の構成について、引き続き図6、図8を参照しながら説明する。
切換部230は、複数の第2当接部材220の各々を、スピンベース21上の基板9の周縁と近接離間する方向に移動させることによって、第1保持状態と第2保持状態と間の切り換えを行う。この切り換えの態様について、図9〜図12を参照しながら説明する。図9は、第1保持状態を示す平面図である。図10は、図9を矢印K1方向から見た側断面である。図11は、第2保持状態を示す平面図である。図12は、図11を矢印K1方向から見た側断面である。
複数の第1当接部材210が基板9を保持する第1保持状態(図9、図10に示される状態)において、切換制御部234が、駆動部233を制御して、複数の回動軸部232を、第2当接部材220が基板9の端面93に近づく方向(第1方向AR1)に、一斉に回動させると、各第1当接部材210が基板9から離間するとともに、各第2当接部材220が基板9に当接して、複数の第2当接部材220が基板9を保持する第2保持状態となる(図11、図12に示される状態)。すなわち、第1保持状態から第2保持状態に切り替わる。
複数の第2当接部材220が基板9を保持する第2保持状態(図11、図12に示される状態)において、切換制御部234が、駆動部233を制御して、複数の回動軸部232を、第2当接部材220が基板9の端面93から遠ざかる方向(第2方向AR2)に、一斉に回動させると、各第2当接部材220が基板9から離間するとともに、各第1当接部材210が基板9に当接して、複数の第1当接部材210が基板9を保持する第1保持状態となる(図9、図10に示される状態)。すなわち、第2保持状態から第1保持状態に切り替わる。
上述したとおり、この実施の形態では、切換部230が、第2当接部材220を、スピンベース21上の基板9の周縁と近接離間する方向に移動させることによって、第1保持状態と第2保持状態と間の切り換えが行われる。切換部230(具体的には、切換制御部234)は、基板9の回転速度が定められた閾値Tより小さい場合に、複数の第1当接部材210に基板9を保持させ、基板9の回転速度が閾値T以上の場合に、複数の第2当接部材220に基板9を保持させる。
次に、基板処理装置1の動作について説明する。基板処理装置1においては、制御部130の制御下で、以下に説明する一連の処理が実行される。もっとも、以下に説明するのは、基板処理装置1にて実行可能な処理の一例に過ぎない。
前処理(ステップS1)について、図14、図15を参照しながら説明する。図14は、前処理の流れを示す図である。図15は、前処理を説明するための図であり、前処理における各処理工程を実行している状態の基板処理装置1の一部要素が、模式的に示されている。
前処理(ステップS1)が終了すると、続いて、表面周縁処理(ステップS2)が行われる。表面周縁処理について、図16、図17を参照しながら説明する。図16は、表面周縁処理の流れを示す図である。図17は、表面周縁処理を説明するための図であり、表面周縁処理における各処理工程を実行している状態の基板処理装置1の一部要素が、模式的に示されている。
<i.薬液処理>
まず、基板9の表面周縁部911に対して、SC−1による薬液処理が行われる(ステップS201)。具体的には、まず、周縁部用吐出ヘッド51が、待避位置から処理位置に移動される。そして、処理位置に配置された周縁部用吐出ヘッド51の第2薬液ノズル50bから、回転される基板9の表面周縁部911に向けて、SC−1が吐出される。このときのSC−1の吐出流量は、例えば、20(mL/min)以上かつ50(mL/min)以下である。SC−1が吐出開始されてから所定時間(例えば、20秒)が経過すると、周縁部用吐出ヘッド51からのSC−1の吐出が停止される。
続いて、リンス処理が行われる(ステップS202)。具体的には、処理位置に配置されている周縁部用吐出ヘッド51のリンス液ノズル50cから、回転される基板9の表面周縁部911に向けて、リンス液が吐出される。リンス液が吐出開始されてから所定時間(例えば、5秒)が経過すると、周縁部用吐出ヘッド51からのリンス液の吐出が停止される。このリンス処理によって、表面周縁部911に付着している処理液(ここでは、SC−1)が、すすぎ流される。
続いて、液振り切り処理が行われる(ステップS203)。液振り切り処理は、表面周縁部911に残存している処理液(ここでは、ステップS202のリンス処理において基板9から振り切られずに、表面周縁部911に残存しているリンス液)を、基板9の端面93側に寄せて、端面93から基板9の外に振り切る処理である。端面93側に寄せられた処理液は、端面93およびその付近の非水平な面領域部分に保持された状態となるところ、非水平な面領域部分に保持された処理液は液切れを起こしにくいため、このような処理液は、まとまって、基板9の外に振り切られる。つまり、表面周縁部911に残存している処理液を、基板9の端面93側に寄せてから基板9の外に振り切ることによって、表面周縁部911に液残りをほとんど生じさせることなく、当該残存している処理液の大部分を基板9から除去することができる。
<i.薬液処理>
次に、基板9の表面周縁部911に対して、SC−2による薬液処理が行われる(ステップS204)。具体的には、処理位置に配置されている周縁部用吐出ヘッド51の第1薬液ノズル50aから、回転される基板9の表面周縁部911に向けて、SC−2が吐出される。SC−2が吐出開始されてから所定時間(例えば、20秒)が経過すると、周縁部用吐出ヘッド51からのSC−2の吐出が停止される。
続いて、液振り切り処理が行われる(ステップS205)。液振り切り処理の具体的な流れは、ステップS203にて説明したとおりである。すなわち、まず、表面周縁部911に向けての流体の吐出が停止された状態で、基板9が定められた時間だけ回転され(液寄せ工程)、その後、処理位置に配置されている周縁部用吐出ヘッド51のガスノズル50dから、回転される基板9の表面周縁部911に向けて、ガスが吐出される(吹き飛ばし工程)。周縁部用吐出ヘッド51からのガスの吐出が開始されてから所定時間(例えば、15秒)が経過すると、周縁部用吐出ヘッド51からのガスの吐出が停止される。
続いて、リンス処理が行われる(ステップS206)。リンス処理の具体的な流れは、ステップS202の処理と同様である。すなわち、処理位置に配置されている周縁部用吐出ヘッド51のリンス液ノズル50cから、回転される基板9の表面周縁部911に向けて、リンス液が吐出される。リンス液が吐出開始されてから所定時間(例えば、5秒)が経過すると、周縁部用吐出ヘッド51からのリンス液の吐出が停止される。
続いて、液振り切り処理が行われる(ステップS207)。液振り切り処理の具体的な流れは、ステップS203にて説明したとおりである。すなわち、まず、表面周縁部911に向けての流体の吐出が停止された状態で、基板9が定められた時間だけ回転され(液寄せ工程)、その後、処理位置に配置されている周縁部用吐出ヘッド51のガスノズル50dから、回転される基板9の表面周縁部911に向けて、ガスが吐出される(吹き飛ばし工程)。周縁部用吐出ヘッド51からのガスの吐出が開始されてから所定時間(例えば、15秒)が経過すると、周縁部用吐出ヘッド51からのガスの吐出が停止される。
<i.薬液処理>
次に、基板9の表面周縁部911に対して、DHFによる薬液処理が行われる(ステップS208)。具体的には、処理位置に配置されている周縁部用吐出ヘッド51の第1薬液ノズル50aから、回転される基板9の表面周縁部911に向けて、DHFが吐出される。このときのDHFの吐出流量は、例えば、20(mL/min)以上かつ50(mL/min)以下である。DHFが吐出開始されてから所定時間(例えば、10秒)が経過すると、周縁部用吐出ヘッド51からのDHFの吐出が停止される。
続いて、リンス処理が行われる(ステップS209)。リンス処理の具体的な流れは、ステップS202の処理と同様である。すなわち、処理位置に配置されている周縁部用吐出ヘッド51のリンス液ノズル50cから、回転される基板9の表面周縁部911に向けて、リンス液が吐出される。リンス液が吐出開始されてから所定時間(例えば、5秒)が経過すると、周縁部用吐出ヘッド51からのリンス液の吐出が停止される。
続いて、液振り切り処理が行われる(ステップS210)。液振り切り処理の具体的な流れは、ステップS203にて説明したとおりである。すなわち、まず、表面周縁部911に向けての流体の吐出が停止された状態で、基板9が定められた時間だけ回転され(液寄せ工程)、その後、処理位置に配置されている周縁部用吐出ヘッド51のガスノズル50dから、回転される基板9の表面周縁部911に向けて、ガスが吐出される(吹き飛ばし工程)。周縁部用吐出ヘッド51からのガスの吐出が開始されてから所定時間(例えば、5秒)が経過すると、周縁部用吐出ヘッド51からのガスの吐出が停止される。
表面周縁処理(ステップS2)が終了すると、続いて、処理面切り替え処理(ステップS3)が行われる。ただし、上述したとおり、処理面切り替え処理が行われる間も、基板9の表面91の中央付近に向けて、カバーガスノズル41からカバーガスが供給され続けている。
処理面切り替え処理(ステップS3)が終了すると、続いて、裏面処理(ステップS4)が行われる。裏面処理について、図18、図19を参照しながら説明する。図18は、ステップS2〜ステップS4の流れを示す図である。図19は、裏面処理等を説明するための図であり、裏面処理における各処理工程を実行している状態の基板処理装置1の一部要素が、模式的に示されている。
裏面処理(ステップS4)が終了すると、続いて、乾燥処理(ステップS5)が行われる。ただし、上述したとおり、乾燥処理が行われる間も、基板9の表面91の中央付近に向けて、カバーガスノズル41からカバーガスが供給され続けている。
上記の実施の形態によると、複数の第1当接部材210が基板9を保持する第1保持状態において、基板9の上面が第1当接部材210の上端(具体的には、上端面2121)よりも高い位置にあり、かつ、第2当接部材220が基板9から離間している。したがって、この第1保持状態においては、基板9の下面に供給された処理液が、第1当接部材210を伝って基板9の上面に回り込みにくく、第2当接部材220を伝っても基板9の上面に回り込みにくい。すなわち、基板9の下面に供給された処理液が、基板9の上面に回り込むことを抑制できる。
上記の実施の形態においては、基板9に対して、表面周縁処理および裏面処理がこの順番で行われていたが、例えば、表面周縁処理をスキップして、裏面処理が行われてもよい。この場合、基板9が回転開始されてからはじめに行われる処理での基板9の回転速度が、閾値Tよりも小さいことになるため、上述したとおり、ステップS1012の処理の後に、切換部230が、第2保持状態から第1保持状態への切り換えを行う。
130 制御部
200 切換部
1 基板処理装置
2 スピンチャック
21 スピンベース
25 保持部
210 第1当接部材
211 基体部分
212 先端部分
2120 傾斜側面
220 第2当接部材
2220 傾斜面
2230 鉛直側面
230 切換部
231 基台
232 回動軸部
233 駆動部
234 切換制御部
3 飛散防止部
31 カップ
32 カップ駆動機構
4 表面保護部
41 カバーガスノズル
45 カバーガス供給部
5 周縁処理部
51 周縁部用吐出ヘッド
55 周縁部用流体供給部
6 液跳ね抑制部
60 ガード部材
7 加熱処理部
71 スチームノズル
72 スチーム供給部
8 下面処理部
81 供給管
82 下面側吐出口
83 裏面用処理液供給部
9 基板
90 デバイス領域
91 基板の表面
911 基板の表面周縁部
92 基板の裏面
93 基板の端面
Claims (8)
- 回転軸を中心に水平面内で回転されるスピンベースと、
前記スピンベースの上方に基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持される前記基板の下面に向けて、処理液を吐出する下面処理部と、
を備え、
前記保持部が、
基板の斜め下から前記基板に当接して、前記基板を、前記スピンベースの上面から離間した位置に水平姿勢で保持する、複数の第1当接部材と、
基板の側方から前記基板に当接して、前記基板を、前記スピンベースの上面から離間した位置に水平姿勢で保持する、複数の第2当接部材と、
前記複数の第1当接部材が基板を保持する第1保持状態と、前記複数の第2当接部材が基板を保持する第2保持状態と、を切り換える切換部と、
を備え、
前記第2保持状態において、前記第1当接部材が基板から離間しており、
前記第1保持状態において、基板の上面が前記第1当接部材の上端よりも高い位置にあり、かつ、前記第2当接部材が前記基板から離間している、
基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置であって、
基板の回転速度が定められた閾値より小さい場合に、前記複数の第1当接部材が前記基板を保持し、
基板の回転速度が前記閾値以上の場合に、前記複数の第2当接部材が前記基板を保持する、
基板処理装置。 - 請求項1または2に記載の基板処理装置であって、
前記第1当接部材が、
円錐体の上部を底面と平行に切り落とした形状部分、
を備え、
前記第1当接部材が、前記円錐体の傾斜した側面において、前記基板と当接する、
基板処理装置。 - 請求項3に記載の基板処理装置であって、
前記円錐体の傾斜した側面が水平面となす角度が、45°以上である、
基板処理装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記第1当接部材の表面が、疎水性である、
基板処理装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記切換部が、前記複数の第2当接部材の各々を、前記スピンベース上の基板の周縁と近接離間する方向に移動させることによって、前記第1保持状態と前記第2保持状態と間の切り換えが行われる、
基板処理装置。 - 請求項1から6のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記基板処理装置に対する基板の搬出入を行う搬送ロボットから前記スピンベース上に移載された基板が、まずは、前記複数の第1当接部材に保持される、
基板処理装置。 - a)複数の第1当接部材を基板の斜め下から前記基板に当接させるとともに、複数の第2当接部材を前記基板から離間させて、前記基板を、スピンベースの上面から離間した位置に水平姿勢で保持する工程と、
b)前記複数の第1当接部材に保持される前記基板を、第1回転速度で回転しつつ、前記基板の下面に処理液を供給する工程と、
c)前記b)工程の後、複数の第2当接部材を前記基板の側方から前記基板に当接させるとともに、前記複数の第1当接部材を前記基板から離間させて、前記基板を、前記スピンベースの上面から離間した位置に水平姿勢で保持する工程と、
d)前記複数の第2当接部材に保持される前記基板を、第1回転速度よりも大きな第2回転速度で回転させる工程と、
を備え、
前記複数の第1当接部材に保持される基板の上面が、前記第1当接部材の上端よりも高い位置にある、
基板処理方法。
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