基板処理方法及び基板処理装置
【課題】基板表面にウォーターマークが生成されるのを抑制しつつ、疎水性を示す基板表面を洗浄後にリンスし乾燥させることができるようにする。
【解決手段】少なくとも一部が疎水性である基板Wの表面をリンスし乾燥させる基板処理装置であって、水平に配置された基板Wの外周部を囲繞する位置に堰18を配置し、基板Wの表面にリンス水を供給して基板Wの全表面に堰18によって流れを堰き止めたリンス水の連続した液膜26を形成し、基板Wを回転させ基板Wの表面の中心部にある液膜26を基板Wの表面の外周部に移動させて基板表面の中心部を露出させ、しかる後、基板Wの表面の液膜26を完全に除去して基板Wの表面を乾燥させる。
【解決手段】少なくとも一部が疎水性である基板Wの表面をリンスし乾燥させる基板処理装置であって、水平に配置された基板Wの外周部を囲繞する位置に堰18を配置し、基板Wの表面にリンス水を供給して基板Wの全表面に堰18によって流れを堰き止めたリンス水の連続した液膜26を形成し、基板Wを回転させ基板Wの表面の中心部にある液膜26を基板Wの表面の外周部に移動させて基板表面の中心部を露出させ、しかる後、基板Wの表面の液膜26を完全に除去して基板Wの表面を乾燥させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウェーハや液晶、プラズマ表示用基板、光ディスク基板などの基板の表面をリンスして乾燥させる基板処理方法及び基板処理装置に関する。基板としては、例えば直径が200mm以上、例えば200mm、300mmまたは450mmで、厚みが例えば0.6〜1.2mmのディスク状シリコン基板が用いられる。
【背景技術】
【0002】
20世紀に発明された半導体は、我々の生活を豊かに、かつ便利にしている。半導体を用いた素子である半導体デバイスは、年々、微細化の度合いを高め、コストダウンと性能向上を両立してきた。半導体デバイスのコストダウンならびに性能向上には、基板(ウェーハ)の大口径化や配線に代表される構造の微細化の他に、今や半導体デバイス製造工程における全工程数の1/5から1/4を占める洗浄・乾燥工程が非常に重要な役割を果たしている。特に、洗浄・乾燥技術は、半導体デバイスの歩留まりに直結するため、半導体デバイスのコストダウンに与える影響が大きく、今後、益々重要性を増していくと考えられる。
【0003】
半導体デバイスの洗浄技術は、RCA洗浄を基本技術として発展し、様々な洗浄技術が開発され用いられている。洗浄後の乾燥技術としては、一度に大量の基板を処理するバッチ式と、一枚ずつ基板を処理する枚様式とがあり、それぞれに基板を浴槽から引き上げて乾燥させる引き上げ乾燥法や、基板を高速で回転させて乾燥させるスピン乾燥法がある。近年では、基板の大口径化に伴い、枚様式スピン乾燥法が一般化しつつある。
【0004】
スピン乾燥法では、チャックなどの基板ホルダで基板を保持し、基板を300〜1000rpm程度の回転速度で回転させながら、基板表面に薬液を供給して基板表面を洗浄処理した後、例えば超純水等のリンス水で基板表面の薬液を洗い流し、その後、基板を2000〜3000rpm程度の回転速度で回転させ基板表面のリンス水を遠心力で基板外に飛ばして基板表面を乾燥させるようにしている。
【0005】
近年の著しい半導体デバイスの性能向上は、動作周波数を高めつつ、配線間隔を狭めることで実現してきた。ところが、半導体デバイスを構成する配線の著しい微細化により配線間の電気容量が増大し、動作周波数の増大で信号遅延が生じ、半導体デバイスの性能向上が阻害されるようになった。これを防ぐために、配線間の絶縁膜にLow−k膜(低誘電率膜)が用いられるようになってきた。このように、配線間の絶縁膜にLow−k膜を用いると、配線間隔を狭くしても配線間の電気容量の増加が抑えられるので、半導体デバイスの性能向上が果たせる。
【0006】
配線間の絶縁膜としてLow−k膜が使用されるに伴って、次のような問題が生じている。Low−k膜は、一般に疎水性を示す。このため、Low−k膜を含む半導体ウェーハ等の基板の表面に、洗浄のために薬液やリンス水などを供給すると、基板の表面全体が薬液やリンス水などで覆われずに、疎水性を示す基板表面が部分的に露出する。このように表面が部分的に露出した状態で基板を回転させてスピン乾燥すると、薬液やリンス水の一部が基板表面に液滴として付着し、この付着した液滴が該液滴に作用する遠心力で基板表面上を基板の外周方向に向けて移動する。そして、この液滴が移動した跡に更に小さな液滴が点々と残留し、この基板表面に残留した小さな液滴が乾燥してウォーターマークが形成されてしまう。
【0007】
薬液やリンス水の供給量を増やし、基板の表面全体を薬液やリンス水が覆うようにすると上記問題点が解決できるように思われる。しかし、実際は、薬液やリンス水の供給量が少ない時と同じようなウォーターマークが基板表面に形成されてしまう。これは、次のようにして説明できる。すなわち、薬液やリンス水の供給が停止されると、薬液やリンス水が遠心力により基板最周辺部に集まり、表面張力を超えて基板外部に飛び出す。薬液やリンス水が基板最周辺部から飛び出す部分ができると、薬液やリンス水は、その部位から基板外部へ飛び出し続けるようになり、基板周辺部に位置する薬液やリンス水の表面張力のバランスが崩れ、基板表面の一部が薬液やリンス水に覆われることなく露出するようになる。こうして生じた基板の露出面は、薬液やリンス水の表面張力により基板中心方向へ後退し、基板表面に薬液やリンス水が流れる液糸が形成される。この液糸が薬液やリンス水の流路となり、次第に基板中心部の薬液やリンス水の量が減少すると、やがては流路が途切れ、その流路を辿るように液滴が基板表面に残留する。こうして液滴が残留した基板を回転させてスピン乾燥すると、基板の表面全体が薬液やリンス水などで覆われていない基板をスピン乾燥することと同じことになり、結局、基板表面にウォーターマークが形成されてしまう。このようなウォーターマークは、配線の密着不足を引き起こすなど、半導体デバイスの歩留まり低下の原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基板表面にウォーターマークが生成されるのを抑制しつつ、疎水性を示す基板表面を洗浄後にリンスし乾燥させることができるようにした基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1に記載の発明は、少なくとも一部が疎水性である基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、水平に配置された基板の外周部を囲繞する位置に堰を配置し、基板表面にリンス水を供給して基板の全表面に前記堰によって流れを堰き止めたリンス水の連続した液膜を形成し、基板を回転させ基板表面の中心部にある液膜を基板表面の外周部に移動させて基板表面の中心部を露出させ、しかる後、基板表面の液膜を完全に除去して基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法である。
【0010】
このように、基板の全表面に堰で流れを堰き止めたリンス水の連続した液膜を形成し、基板を回転させ基板表面の中心部にある液膜を基板表面の外周部に移動させて基板表面の中心部を露出させた後、基板表面のリンス水を完全に除去することで、疎水性の基板表面に形成された液膜がちぎれて液滴となり基板表面が部分的に露出することを防止しつつ、基板表面から液膜をより均一に除去して、基板表面にウォーターマークが生成されることを防止することができる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、前記堰は、基板を水平に保持して回転させる基板ホルダに設けられ、基板ホルダで基板を水平に保持する時に基板の外周部を囲繞する位置に配置されることを特徴とする請求項1記載の基板処理方法である。
このように、基板を水平に保持して回転させる基板ホルダに堰を設け、基板ホルダで基板を水平に保持する時に基板の外周部を囲繞する位置に堰を配置することで、工程の簡素化を図ることができる。
【0012】
請求項3に記載の発明は、少なくとも一部が疎水性の基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、親水性で平坦な表面を有する基板ホルダのクランパで、該クランパの上面と基板表面が面一となり、かつ前記クランパが基板の全外周をリング状に包囲するように基板を水平に保持し、基板を回転させながら基板表面にリンス水を供給し、しかる後、リンス水の供給を停止し基板の回転を継続して基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法である。
【0013】
これにより、基板ホルダのクランパで保持した基板表面にリンス水を供給して該表面をリンスし、リンス水の供給を停止して基板表面を乾燥させる時に、基板表面の外方に位置する基板ホルダの親水性のクランパ表面にリンス水が集まって連続した液膜が形成されるようにして、基板表面にウォーターマークが生成されることを防止することができる。
【0014】
請求項4に記載の発明は、少なくとも一部が疎水性である基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、基板を回転させ基板表面にリンス水を供給しながら基板表面の外周部を親水化し、しかる後、リンス水の供給を停止し基板の回転を継続させて基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法である。
【0015】
このように、基板表面の外周部を親水化することで、基板表面にリンス水を供給して該表面をリンスし、リンス水の供給を停止して基板表面を乾燥させる時に、親水化した基板表面の外周部にリンス水が集まって連続した液膜が形成されるようにすることができ、これによって、基板表面にウォーターマークが生成されることを防止することができる。この親水化させる外周部の幅は、例えば200mmmの基板(ウェーハ)の場合、約20mm程度である。
【0016】
請求項5に記載の発明は、基板の外周部を親水化する方法は、液膜を除去して露出させた基板の外周部にプラズマを照射する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部にオゾンガスまたはオゾン水を供給する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部に紫外線を照射する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部に界面活性剤を含む溶液を供給する方法の少なくとも一つであることを特徴とする請求項4記載の基板処理方法である。
【0017】
請求項6に記載の発明は、基板表面の略中心部の直上方位置から鉛直方向にリンス水を基板表面に供給することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、基板表面に供給されるリンス水が飛散したり、リンス水周辺部の気体を巻き込んだりすることを防止することができる。
【0018】
請求項7に記載の発明は、基板を回転させながら、不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを基板表面に向けて噴射することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理方法である。
【0019】
これにより、例えば窒素ガス等の不活性ガスで基板表面のリンス水を吹き払いつつリンス水の蒸発を促進させ、特に、IPA(イソプロピルアルコール)蒸気を含む不活性ガスを使用することで、リンス水の蒸発を更に促進させることができる。
【0020】
請求項8に記載の発明は、前記不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを噴射するガス噴射位置を基板表面の略中心部に対応する位置から外周部に向けて移動させることを特徴とする請求項7記載の基板処理方法である。
【0021】
これにより、基板の回転によって基板表面のリンス水に作用する遠心力に相まって、基板表面のリンス水を基板表面の略中心部に対応する位置から外周部に向けて移動させて基板表面から追い出すことができる。
【0022】
請求項9に記載の発明は、基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、前記基板ホルダで保持した基板の表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルと、前記基板ホルダで保持した基板の外周部を囲繞する位置に配置され、基板表面に供給されたリンス水の流出を阻止して基板の全表面にリンス水の連続した液膜を形成する堰と、前記堰を開放する堰開放部とを具備することを特徴とする基板処理装置である。
【0023】
請求項10に記載の発明は、前記堰は、前記基板ホルダに接離自在に設けられ、前記堰を基板ホルダから離した時に、前記堰と前記基板ホルダとの間に前記堰開放部が形成されるよう構成されていることを特徴とする請求項9記載の基板処理装置である。
【0024】
堰は、例えば基板ホルダに対して上下動自在に設けられ、堰が上昇した時に該堰と基板ホルダとの間に堰開放部が形成され、堰が下降した時に基板表面に供給されたリンス水の流れを該堰で堰き止めて基板の全表面にリンス水の連続した液膜が形成される。
【0025】
請求項11に記載の発明は、前記基板ホルダは、基板の厚みと同じ厚みで、基板表面と前記基板ホルダの上面とが面一となるようにして基板を保持するクランパを有し、前記堰は、該クランパの外周部に設けられていることを特徴とする請求項10記載の基板処理装置である。
【0026】
これにより、リンス水の供給を停止して基板表面を乾燥させる時に、基板表面の外方に位置する基板ホルダのクランパ表面にリンス水が集まるようにして、基板表面にウォーターマークが形成されることをより確実に阻止しつつ基板表面を乾燥させることができる。
【0027】
請求項12に記載の発明は、前記堰は、基板ホルダに一体に連接されていることを特徴とする請求項9記載の基板処理装置である。
このように、基板ホルダに堰を一体に連接して一体成型品とすることで、構造の簡素化を図ることができる。
【0028】
請求項13に記載の発明は、前記基板ホルダに一体に連接されている堰は、上面が前記堰開放部を形成する横断面流線形に形成されていることを特徴とする請求項12記載の基板処理装置である。
これにより、堰開放部を別途設ける必要を無くして、構造の更なる簡素化を図ることができる。
【0029】
請求項14に記載の発明は、前記堰の内周面及び該堰の内側に位置して前記リンス水供給ノズルから供給されるリンス水に接する部位は親水性であることを特徴とする請求項9乃至13のいずれかに記載の基板処理装置である。
【0030】
請求項15に記載の発明は、親水性で平坦な表面を有するクランパを備え、該クランパの上面と基板表面が面一となり、かつ前記クランパが基板の全外周をリング状に包囲するようにして基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、前記基板ホルダで保持した基板表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルとを具備することを特徴とする基板処理装置である。
【0031】
請求項16に記載の発明は、基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、前記基板ホルダで保持して回転させた基板の外周部を親水化する親水化装置と、前記基板ホルダで保持した基板表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルとを具備することを特徴とする基板処理装置である。
【0032】
請求項17に記載の発明は、前記親水化装置は、露出させた基板の外周部にプラズマを照射するプラズマ照射装置、露出させた基板の外周部にオゾン水またはオゾンガスを供給するオゾン供給装置、露出させた基板の外周部に紫外線を照射する紫外線照射装置、及び露出させた基板の外周部に界面活性剤を含む溶液を供給する溶液供給装置の少なくとも一つであることを特徴とする請求項16記載の基板処理装置である。
【0033】
請求項18に発明は、前記リンス水供給ノズルは、前記基板ホルダで保持した基板表面の略中心部の直上方位置に鉛直方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項9乃至17のいずれかに記載の基板処理装置である。
【0034】
請求項19に記載の発明は、前記基板ホルダで保持した基板表面に向けて、不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを噴射するガス噴射ノズルを更に有することを特徴とする請求項9乃至18のいずれかに記載の基板処理装置である。
【0035】
請求項20に記載の発明は、前記ガス噴射ノズルは、基板ホルダで保持した基板表面の略中心部に対応する位置から外周部に向けて移動自在に構成されていることを特徴とする請求項19記載の基板処理装置である。
【発明の効果】
【0036】
本発明によれば、基板表面にウォーターマークが生成されるのを抑制しつつ、疎水性を示す基板表面を洗浄後にリンスし乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の全体を示す概要図である。
【図2】図1に示す乾燥ユニットで堰開放部を閉じて基板表面を乾燥させている状態を示す概要図である。
【図3】図1に示す乾燥ユニットで堰開放部を開いて基板表面を乾燥させている状態を示す概要図である。
【図4】本発明の他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部を示す概要図である。
【図5】本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部を示す概要図である。
【図6】本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部を示す概要図である。
【図7】本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部を示す概要図である。
【図8】図7の一部拡大図である。
【図9】本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部を示す概要図である。
【図10】本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の全体を示す概要図である。
【図11】本発明の実施形態の研磨ユニット(基板処理装置)を備えた研磨装置を示す全体平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0038】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、下記の各実施形態において、同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【0039】
図1乃至図3は、本発明の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の概要を示す。図1乃至図3に示すように、この乾燥ユニット(基板処理装置)10には、表面(被処理面)を上向きにして半導体ウェーハ等の基板Wを着脱自在に水平に保持して回転させる基板ホルダ12が備えられている。基板ホルダ12は、回転用モータの駆動に伴って回転するスピンドル(図示せず)から延びる支持体14の上端にそれぞれ連結されて対向して配置され、互いに近離する方向に水平移動自在な一対のクランパ16を有している。このクランパ16は、開放位置から互いに近接させて、端面を互いに当接させた時に連続したリングとなる半リング状に形成され、内周面には、基板Wの外周端部の外形に沿った形状で、基板Wの外周端部をその全周に亘って嵌合させて基板Wを保持するクランプ溝16aが形成されている。
【0040】
これによって、図1の仮想線で示す開放位置にある一対のクランパ16の間に基板Wを配置してクランパ16を互いに近接する方向に水平移動させ、クランパ16の両端面を互いに接触させることで、図1の実線で示すように、基板Wの外周端部の全周をクランプ溝16aの内部に位置させて基板Wを保持する。そして、クランパ16を互いに離れる開放位置に水平移動させることで、基板Wの保持を解くようになっている。クランパ16の上面は、このようにして基板Wを保持した時、基板Wの表面とほぼ面一となるように構成されている。
【0041】
基板ホルダ12の各クランパ16には、該クランパ16の円周方向の全長に亘って延びて該クランパ16の上方に突出する半円筒状の堰18が設けられている。これによって、前述のようにして基板Wを基板ホルダ12のクランパ16で保持した時、堰18の両端面が互いに当接して円筒状となる。この状態で、下記のように、リンス水供給ノズル24から基板Wの表面にリンス水22を供給すると、図1に示すように、円筒状となった堰18でリンス水の流出が堰き止められて、基板Wの表面にリンス水の連続した液膜26が形成される。
【0042】
堰18は、例えばばねとカムや電磁石とを組合せた堰移動機構(図示せず)を介して、基板ホルダ12の各クランパ16の上面に接離自在に取り付けられている。これによって、図3に示すように、堰移動機構を介して堰18を基板ホルダ12のクランパ16の上面から上方に離間させたとき、堰18とクランパ16との間に堰開放部としての隙間20が形成されて、基板Wの表面に形成されたリンス水の液膜26は、この隙間(堰開放部)20を通って外部に流出し、堰18を基板ホルダ12のクランパ16の上面に当接させたとき、この堰開放部としての隙間20が閉じられる。
【0043】
基板ホルダ12で保持された基板Wの略中心部の直上方位置に位置して、基板Wの表面に超純水等のリンス水22を供給するリンス水供給ノズル24が垂直に配置されている。このように、基板Wの略中心部の直上方位置に垂直に配置したリンス水供給ノズル24からリンス水22を供給することで、リンス水22が飛散したり、リンス水22が周辺部の気体を巻き込んだりすることを防止しつつ、基板Wのほぼ中心部にリンス水22を供給することができる。このように、基板Wの表面にリンス水22を供給することで、図1に示すように、基板Wの表面にリンス水の連続した液膜26が形成される。
【0044】
更に、基板ホルダ12で保持された基板Wの略中心部の直上方に位置して、基板Wの表面に窒素ガス等の不活性ガス28(図2及び図3参照)を噴射して、基板表面のリンス水の液膜26を吹き払いつつ液膜(リンス水)26の蒸発を促進させるガス噴射ノズル30が垂直に配置されている。この例では、ガス噴射ノズル30は、基板Wの表面に向けて不活性ガス28を噴射しつつ、基板Wの略中心部から外周部に向けて水平に移動することで、基板Wの回転によって基板表面の液膜(リンス水)26に作用する遠心力に相まって、基板Wの表面の液膜26を基板Wの中心部から外周部に向けて移動させて、基板Wの表面から追い出すことができるように構成されている。なお、不活性ガス28の代わりにIPA(イソプロピルアルコール)蒸気を含む不活性ガスを使用しても良い。このように、IPA蒸気を含む不活性ガスを使用することで、液膜(リンス水)26の蒸発を更に促進させることができる。
【0045】
この例の基板ホルダ12は、一対のクランパ16を備えているが、両端面を互いに当接させることでリング状となる3個以上のクランパを備え、この各クランパに、両端面を互いに当接させることで円筒状となる堰をそれぞれ設けるようにしても良い。あるいは、円筒状の堰をクランパ上方から当接させるようにしても良い。
【0046】
次に、乾燥ユニット(基板処理装置)10の操作例について説明する。
先ず、例えば洗浄後の半導体ウェーハ等の基板Wを、基板ホルダ12の、図1に仮想線で示す開放位置にある一対のクランパ16の間に配置し、クランパ16を互いに近接する方向に移動させクランパ16の両端面を互いに当接させて基板Wを保持する。この時、クランパ16に設けられた堰18は、その両端面が互いに当接して円筒状となる。
【0047】
この状態で、基板ホルダ12を介して、例えば300〜1000rpmの回転速度で基板Wを回転させながら、図1に示すように、リンス水供給ノズル24から基板Wの表面にリンス水22を供給して、基板Wの全表面に、堰18によって流出を阻止したリンス水の連続した液膜26を形成する。
【0048】
次に、リンス水供給ノズル24からのリンス水22の供給を停止し、例えば2000〜3000rpmの回転速度で基板Wを回転させ、同時に、必要に応じてガス噴射ノズル30から基板Wの表面に不活性ガスを噴射させながら、ガス噴射ノズル30を基板Wの略中心部から外周部に向けて移動させる。これによって、図2に示すように、基板Wの表面の中心部にあった液膜26を基板Wの外周部に移動させて基板Wの表面の中心部を露出させる。
【0049】
次に、基板Wを回転させたまま、図3に示すように、堰移動機構を介して、堰18を上昇させて基板ホルダ12のクランパ16の上面から引き離し、堰18とクランパ16との間に隙間(堰開放部)20を形成する。これによって、隙間(堰開放部)20を通して、基板Wの外周部に移動させた液膜26を基板Wの外部に流出させ、基板Wの表面の液膜(リンス水)26を完全に除去して、基板Wの表面を乾燥させる。
【0050】
このように、基板Wの全表面に堰18で堰き止めたリンス水22の連続した液膜26を形成し、基板Wを回転させ基板Wの表面の中心部にある液膜26を基板Wの表面の外周部に移動させて基板Wの表面の中心部を露出させた後、基板Wの表面の液膜(リンス水)26を完全に除去することで、疎水性の基板Wの表面に形成された液膜26がちぎれて液滴となり基板Wの表面が部分的に露出することを防止しつつ、基板Wの表面から液膜26をより均一に除去して、基板Wの表面にウォーターマークが生成されることを防止することができる。
【0051】
基板Wの表面の乾燥を終了した後、ガス噴射ノズル30からの不活性ガスの噴射を停止させて、ガス噴射ノズル30を元の位置に戻し、基板Wの回転を停止させて、乾燥後の基板Wを次工程に搬送する。
【0052】
図4は、本発明の他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示す。この図4に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10aの図1乃至図3に示す乾燥ユニット10と異なる点は、基板ホルダ12のクランパ16の上面を外方に向けて下方に傾斜する傾斜面16bとすることで、基板Wの外周部に移動した液膜26(図1参照)が、この傾斜面(上面)16bに沿ってスムーズに基板Wの外方に流出するようにした点にある。なお、クランパ16の傾斜面(上面)16bに当接する堰18の下面18aもクランパ16の傾斜面16bの傾斜に合わせた傾斜面としている。
【0053】
このように、上面を傾斜面16bとしたクランパ16を使用し、クランパ16の傾斜面(上面)16bに当接する堰18の下面18aもクランパ16の傾斜面16bの傾斜に合わせた傾斜面とした場合、図示しないが、堰を外方に平行移動させることで、堰とクランパとの間に堰開放部となる隙間を形成するようにしてもよい。
【0054】
図5は、本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示す。この図5に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10bの図1乃至図3に示す乾燥ユニット10と異なる点は、以下の通りである。すなわち、基板ホルダ12のクランパ16として、クランパ16で基板Wを保持した時、上面が基板Wの表面と面一となって外方に拡がる平坦面16cとなるものを使用し、この平坦面(上面)16cの外方で堰18をクランパ16に一体に連接し、更に、平坦面16cに連続して堰18の内部を貫通し、外方に向かって下方に傾斜する、堰開放部としての貫通孔32を設けている。
【0055】
この例にあっては、リンス水の供給を停止し、例えば2000〜3000rpmの回転速度で基板Wを回転させ、同時に、必要に応じて、ガス噴射ノズル30(図1参照)から基板Wの表面に不活性ガスを噴射させながら、ガス噴射ノズル30を基板Wの略中心部から外周部に向けて移動させる。これにより、基板Wの表面の中心部にあった液膜を基板Wの外周部に移動させて基板Wの表面の中心部を露出させながら、基板Wの外周部に移動させた液膜を貫通孔(堰開放部)32を通して基板Wの外部に流出させ、基板Wの表面の液膜(リンス水)を完全に除去して、基板Wの表面を乾燥させることができる。
【0056】
このように、基板ホルダ12とクランパ16とを一体とすることで、構造の簡素化を図ることができる。しかも、上面にクランパ16に基板Wを保持した時に基板Wの表面と面一となって外方に拡がる平坦部16cを設け、基板Wの表面を乾燥させる時に液膜が平坦部16cの上面に達するようにすることで、基板Wの表面の、特に外周部にウォーターマークが形成されることをより確実に防止することができる。
【0057】
クランパ16の平坦面16c及び堰18の内周面18bは、親水性であることが好ましく、これによって、クランパ16の平坦面16c及び堰18の内周面18bにリンス水が液滴として残り、これがウォーターマーク発生の原因となってしまうことを防止することができる。例えば、クランパ16と堰18とを親水化樹脂で一体成型したり、フッ素系樹脂成型品の表面を親水性に改質したり、またはプラズマガスを照射したりすることで、クランパ16の平坦面16c及び堰18の内周面18bを親水性にすることができる。このことは、以下同様である。
【0058】
図6は、本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示す。この図6に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10cの図5に示す乾燥ユニット10bと異なる点は、基板ホルダ12のクランパ16として、横断面流線型のものを使用し、このクランパ16の上方への膨出部34に堰18としての役割を、膨出部34の表面34aに堰開放部としての役割を果たさせるようにしている点にある。
【0059】
すなわち、この例によれば、リンス水の供給を停止し、例えば2000〜3000rpmの回転速度で基板Wを回転させ、同時にガス噴射ノズル30(図1参照)から基板Wの表面に不活性ガスを噴射させながら、ガス噴射ノズル30を基板Wの略中心部から外周部に向けて移動させることにより、基板Wの表面の中心部にあった液膜を基板Wの外周部に移動させて基板Wの表面の中心部を露出させながら、基板Wの外周部に移動させた液膜を膨出部(堰)34の表面(堰開放部)34aに沿って外部に流出させ、基板Wの表面の液膜(リンス水)を完全に除去して、基板Wの表面を乾燥させることができる。
【0060】
図7は、本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示し、図8は、図7の一部拡大図を示す。この図7に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10dの図1乃至図3に示す乾燥ユニット10と異なる点は、基板ホルダ12のクランパ16として、図8に詳細に示すように、その厚さT1が基板Wの厚さT2とほぼ同じ厚さ(T1≒T2)で、上面にクランパ16で基板Wを保持した時、基板Wの表面と面一となって外方に拡がる平坦面16cを有し、かつ下面が基板Wの裏面と面一となるものを使用し、この平坦面16cの外方に、前述の図4に示す例とほぼ同様に、堰移動機構(図示せず)を介して、堰18を設けた点にある。
【0061】
基板Wの厚さT2は、例えば直径200mmウェーハの場合で725μm程度、直径300mmウェーハの場合で775μm程度、直径450mmウェーハの場合で850〜900μm程度である。このため、クランパ16のクランプ溝16aは、図8に示すように、基板Wの外周端面に沿ってV字状の切り込みを入れた形状とすることが好ましい。クランパ16の平坦面16c及び堰18の内周面18bは、前述の図5に示す例と同様に、親水性であることが好ましい。
【0062】
このように、基板ホルダ12のクランパ16として、その厚さT1が基板Wの厚さT2とほぼ同じ厚さ(T1≒T2)のものを使用することで、クランパ16の存在が基板表面の乾燥処理の際に邪魔となってしまうことを防止することができる。
【0063】
図9は、本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示す。この図9に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10eの図7に示す乾燥ユニット10dと異なる点は、堰18(図7参照)を設けることなく、クランパ16に同一肉厚で平板状に外方に延出する延出部16dを設けて、クランパ16の上面の平坦面16cが十分な広さを有するようするとともに、平坦面16cを親水性にした点にある。
【0064】
この例にあっては、基板ホルダ12を介して、例えば300〜1000rpmの回転速度で基板Wを回転させながら、リンス水供給ノズル24(図1参照)から基板Wの表面にリンス水22を供給すると、リンス水は、基板Wの表面からクランパ16の平坦面16c上を流れて外部に流出する。そして、リンス水供給ノズル24からのリンス水22の供給を停止すると、リンス水は、基板Wの表面からクランパ16の平坦面16c上に液膜を形成する。そして、例えば2000〜3000rpmの回転速度で基板Wを回転させ、同時に、必要に応じて、ガス噴射ノズル30(図1参照)から基板Wの表面に不活性ガスを噴射させながら、ガス噴射ノズル30を基板Wの略中心部から外周部に向けて移動させると、基板Wの表面の中心部にあった液膜は、基板Wの外周部から更に親水性のクランパ16の平坦面16c上に液膜を維持したまま移動する。これによって、基板Wの表面は、液膜が除去されて乾燥される。
【0065】
このように、リンス水の供給を停止して基板Wの表面を乾燥させる時に、基板Wの表面の外方に位置する親水性のクランパ16の平坦面16cにリンス水が集まって連続した液膜が形成されるようにして、基板Wの表面にウォーターマークが生成されることを防止することができる。
【0066】
図10は、本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示す。この図10に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10fは、円周方向に沿った複数の箇所で基板Wの外周部を保持する保持部40を有し、基板Wを該保持部40で着脱自在に水平に保持して回転させる基板ホルダ42を備えている。そして、基板ホルダ42で保持された基板Wの表面の略中心部の直上方に位置して、リンス水供給ノズル24とガス噴射ノズル30が鉛直に配置されている。
【0067】
更に、基板ホルダ42で保持された基板Wの外周部の上方に位置して、該外周部を親水化する親水化装置44が配置されている。この親水化装置44は、基板Wの外周部に窒素ガス等の不活性ガスを吹き付け、液膜を除去して基板Wの表面の一部を露出させる不活性ガス噴射ノズル46と、この不活性ガスで露出させた領域にプラズマガスを照射して該領域を親水化するプラズマガス照射ノズル48を有している。
【0068】
これにより、基板ホルダ42で保持して回転させた基板Wの表面にリンス水供給ノズル24からリンス水を供給し、同時に基板Wの外周部に不活性ガス噴射ノズル46から不活性ガスを吹き付けて液膜を除去して基板Wの外周部の一部を露出させつつ、該露出部にプラズマガス照射ノズル48からプラズマガスを照射することで、基板Wの外周部を親水化させることができる。この親水化させる外周部の幅は、例えば200mmウェーハ(基板)の場合、20mm程度である。
【0069】
なお、この例では、プラズマガス照射ノズル48を使用し、プラズマガスの照射によって基板Wの外周部を親水化するようにしているが、プラズマガス照射ノズルの代わりに、オゾン供給ノズルを使用し、液膜を除去して露出させた領域にオゾンガスまたはオゾン水を供給するようにしても、或いは溶液供給ノズルを使用して、液膜を除去して露出させた領域に界面活性剤を含む溶液を供給するようにしてもよい。また、不活性ガス噴射ノズル46の代わりに液体吸引装置を使用し、この液体吸引装置で液体(液膜)を吸引除去して、基板Wの外周部の一部を露出させるようにしてもよい。
【0070】
この例によれば、基板ホルダ42で保持し、例えば300〜1000rpm程度の回転速度で回転させた基板Wの表面にリンス水供給ノズル24からリンス水を供給しつつ、基板Wの外周部を親水化装置44で親水化させる。そして、リンス水供給ノズル24からのリンス水22の供給を停止し、例えば2000〜3000rpmの回転速度で基板Wを回転させ、同時に、必要に応じて、ガス噴射ノズル30から基板Wの表面に不活性ガスを噴射させながら、ガス噴射ノズル30を基板Wの略中心部から外周部に向けて移動させ、これによって、基板Wの表面の液膜を除去して乾燥させる。
【0071】
この時、基板Wの外周部は親水化装置44で親水化されているため、この親水化された基板Wの外周部に集まったリンス水は連続した液膜を形成する。これによって、基板Wの外周部にリンス水が水滴として残って、ウォーターマークが形成されてしまうことが防止される。
【0072】
図11は、本発明の乾燥ユニット(基板処理装置)を備えた研磨装置を示す。図11に示すように、この研磨装置は、基板を搬入・搬出するロード・アンロード部100、基板表面を研磨して平坦化する研磨部102、研磨後の基板を洗浄する洗浄部104及び基板を搬送する基板搬送部106を備えている。ロード・アンロード部100は、半導体ウェーハ等の基板をストックする複数(図示では3個)の基板カセットを載置するフロントロード部108と、第1搬送ロボット110を備えている。
【0073】
研磨部102には、この例では、4つの研磨ユニット112が備えられ、基板搬送部106は、互いに隣接した2つの研磨ユニット108間で基板の搬送を行う第1リニアトランスポータ114a及び第2トランスポータ114bから構成されている。洗浄部104は、例えばロールブラシ方式を採用して粗洗浄を行う2つの洗浄ユニット116a,116b、スピンドライ方式を採用して仕上げ洗浄を行う洗浄ユニット118及び乾燥ユニット120を有している。更に、第1リニアトランスポータ114a、第2トランスポータ114b及び洗浄部104の間に位置して第2搬送ロボット122が配置されている。
【0074】
この例では、乾燥ユニット120として、前述の図1乃至図3に示す乾燥ユニット10が使用され、研磨し洗浄した後の基板を、乾燥ユニット120(10)で乾燥させるようにしている。なお、図1乃至図3に示す乾燥ユニット10の代りに、図4〜図10に示す乾燥ユニット10a〜10fのいずれかを使用しても良い。
【0075】
この研磨装置にあっては、フロントロード部108に搭載された基板カセットから第1搬送ロボット110で取り出された基板は、第1リニアトランスポータ114a、または第1リニアトランスポータ114a及び第2リニアトランスポータ114bを介して、研磨部102の少なくとも1つの研磨ユニット112に搬送される。そして、研磨ユニット112で研磨された基板は、第2搬送ロボット122で洗浄部104に搬送され、洗浄部104の洗浄ユニット116a,116b及び洗浄ユニット118で順次洗浄され、乾燥ユニット120で乾燥された後、第1搬送ロボット110でフロントロード部108に搭載された基板カセットに戻される。
【0076】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【0077】
10,10a,10b,10c,10d,10e,10f 乾燥ユニット(基板処理装置)
12,42 基板ホルダ
16 クランパ
16a クランプ溝
16b 傾斜面
16c 平坦面
16d 延出部
18 堰
18b 内周面
20 隙間(堰開放部)
24 リンス水供給ノズル
26 液膜
30 ガス噴射ノズル
32 貫通孔(堰開放部)
34 膨出部(堰)
34a 表面(堰開放部)
44 親水化装置
46 不活性ガス噴射ノズル
48 プラズマガス照射ノズル
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウェーハや液晶、プラズマ表示用基板、光ディスク基板などの基板の表面をリンスして乾燥させる基板処理方法及び基板処理装置に関する。基板としては、例えば直径が200mm以上、例えば200mm、300mmまたは450mmで、厚みが例えば0.6〜1.2mmのディスク状シリコン基板が用いられる。
【背景技術】
【0002】
20世紀に発明された半導体は、我々の生活を豊かに、かつ便利にしている。半導体を用いた素子である半導体デバイスは、年々、微細化の度合いを高め、コストダウンと性能向上を両立してきた。半導体デバイスのコストダウンならびに性能向上には、基板(ウェーハ)の大口径化や配線に代表される構造の微細化の他に、今や半導体デバイス製造工程における全工程数の1/5から1/4を占める洗浄・乾燥工程が非常に重要な役割を果たしている。特に、洗浄・乾燥技術は、半導体デバイスの歩留まりに直結するため、半導体デバイスのコストダウンに与える影響が大きく、今後、益々重要性を増していくと考えられる。
【0003】
半導体デバイスの洗浄技術は、RCA洗浄を基本技術として発展し、様々な洗浄技術が開発され用いられている。洗浄後の乾燥技術としては、一度に大量の基板を処理するバッチ式と、一枚ずつ基板を処理する枚様式とがあり、それぞれに基板を浴槽から引き上げて乾燥させる引き上げ乾燥法や、基板を高速で回転させて乾燥させるスピン乾燥法がある。近年では、基板の大口径化に伴い、枚様式スピン乾燥法が一般化しつつある。
【0004】
スピン乾燥法では、チャックなどの基板ホルダで基板を保持し、基板を300〜1000rpm程度の回転速度で回転させながら、基板表面に薬液を供給して基板表面を洗浄処理した後、例えば超純水等のリンス水で基板表面の薬液を洗い流し、その後、基板を2000〜3000rpm程度の回転速度で回転させ基板表面のリンス水を遠心力で基板外に飛ばして基板表面を乾燥させるようにしている。
【0005】
近年の著しい半導体デバイスの性能向上は、動作周波数を高めつつ、配線間隔を狭めることで実現してきた。ところが、半導体デバイスを構成する配線の著しい微細化により配線間の電気容量が増大し、動作周波数の増大で信号遅延が生じ、半導体デバイスの性能向上が阻害されるようになった。これを防ぐために、配線間の絶縁膜にLow−k膜(低誘電率膜)が用いられるようになってきた。このように、配線間の絶縁膜にLow−k膜を用いると、配線間隔を狭くしても配線間の電気容量の増加が抑えられるので、半導体デバイスの性能向上が果たせる。
【0006】
配線間の絶縁膜としてLow−k膜が使用されるに伴って、次のような問題が生じている。Low−k膜は、一般に疎水性を示す。このため、Low−k膜を含む半導体ウェーハ等の基板の表面に、洗浄のために薬液やリンス水などを供給すると、基板の表面全体が薬液やリンス水などで覆われずに、疎水性を示す基板表面が部分的に露出する。このように表面が部分的に露出した状態で基板を回転させてスピン乾燥すると、薬液やリンス水の一部が基板表面に液滴として付着し、この付着した液滴が該液滴に作用する遠心力で基板表面上を基板の外周方向に向けて移動する。そして、この液滴が移動した跡に更に小さな液滴が点々と残留し、この基板表面に残留した小さな液滴が乾燥してウォーターマークが形成されてしまう。
【0007】
薬液やリンス水の供給量を増やし、基板の表面全体を薬液やリンス水が覆うようにすると上記問題点が解決できるように思われる。しかし、実際は、薬液やリンス水の供給量が少ない時と同じようなウォーターマークが基板表面に形成されてしまう。これは、次のようにして説明できる。すなわち、薬液やリンス水の供給が停止されると、薬液やリンス水が遠心力により基板最周辺部に集まり、表面張力を超えて基板外部に飛び出す。薬液やリンス水が基板最周辺部から飛び出す部分ができると、薬液やリンス水は、その部位から基板外部へ飛び出し続けるようになり、基板周辺部に位置する薬液やリンス水の表面張力のバランスが崩れ、基板表面の一部が薬液やリンス水に覆われることなく露出するようになる。こうして生じた基板の露出面は、薬液やリンス水の表面張力により基板中心方向へ後退し、基板表面に薬液やリンス水が流れる液糸が形成される。この液糸が薬液やリンス水の流路となり、次第に基板中心部の薬液やリンス水の量が減少すると、やがては流路が途切れ、その流路を辿るように液滴が基板表面に残留する。こうして液滴が残留した基板を回転させてスピン乾燥すると、基板の表面全体が薬液やリンス水などで覆われていない基板をスピン乾燥することと同じことになり、結局、基板表面にウォーターマークが形成されてしまう。このようなウォーターマークは、配線の密着不足を引き起こすなど、半導体デバイスの歩留まり低下の原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基板表面にウォーターマークが生成されるのを抑制しつつ、疎水性を示す基板表面を洗浄後にリンスし乾燥させることができるようにした基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1に記載の発明は、少なくとも一部が疎水性である基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、水平に配置された基板の外周部を囲繞する位置に堰を配置し、基板表面にリンス水を供給して基板の全表面に前記堰によって流れを堰き止めたリンス水の連続した液膜を形成し、基板を回転させ基板表面の中心部にある液膜を基板表面の外周部に移動させて基板表面の中心部を露出させ、しかる後、基板表面の液膜を完全に除去して基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法である。
【0010】
このように、基板の全表面に堰で流れを堰き止めたリンス水の連続した液膜を形成し、基板を回転させ基板表面の中心部にある液膜を基板表面の外周部に移動させて基板表面の中心部を露出させた後、基板表面のリンス水を完全に除去することで、疎水性の基板表面に形成された液膜がちぎれて液滴となり基板表面が部分的に露出することを防止しつつ、基板表面から液膜をより均一に除去して、基板表面にウォーターマークが生成されることを防止することができる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、前記堰は、基板を水平に保持して回転させる基板ホルダに設けられ、基板ホルダで基板を水平に保持する時に基板の外周部を囲繞する位置に配置されることを特徴とする請求項1記載の基板処理方法である。
このように、基板を水平に保持して回転させる基板ホルダに堰を設け、基板ホルダで基板を水平に保持する時に基板の外周部を囲繞する位置に堰を配置することで、工程の簡素化を図ることができる。
【0012】
請求項3に記載の発明は、少なくとも一部が疎水性の基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、親水性で平坦な表面を有する基板ホルダのクランパで、該クランパの上面と基板表面が面一となり、かつ前記クランパが基板の全外周をリング状に包囲するように基板を水平に保持し、基板を回転させながら基板表面にリンス水を供給し、しかる後、リンス水の供給を停止し基板の回転を継続して基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法である。
【0013】
これにより、基板ホルダのクランパで保持した基板表面にリンス水を供給して該表面をリンスし、リンス水の供給を停止して基板表面を乾燥させる時に、基板表面の外方に位置する基板ホルダの親水性のクランパ表面にリンス水が集まって連続した液膜が形成されるようにして、基板表面にウォーターマークが生成されることを防止することができる。
【0014】
請求項4に記載の発明は、少なくとも一部が疎水性である基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、基板を回転させ基板表面にリンス水を供給しながら基板表面の外周部を親水化し、しかる後、リンス水の供給を停止し基板の回転を継続させて基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法である。
【0015】
このように、基板表面の外周部を親水化することで、基板表面にリンス水を供給して該表面をリンスし、リンス水の供給を停止して基板表面を乾燥させる時に、親水化した基板表面の外周部にリンス水が集まって連続した液膜が形成されるようにすることができ、これによって、基板表面にウォーターマークが生成されることを防止することができる。この親水化させる外周部の幅は、例えば200mmmの基板(ウェーハ)の場合、約20mm程度である。
【0016】
請求項5に記載の発明は、基板の外周部を親水化する方法は、液膜を除去して露出させた基板の外周部にプラズマを照射する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部にオゾンガスまたはオゾン水を供給する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部に紫外線を照射する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部に界面活性剤を含む溶液を供給する方法の少なくとも一つであることを特徴とする請求項4記載の基板処理方法である。
【0017】
請求項6に記載の発明は、基板表面の略中心部の直上方位置から鉛直方向にリンス水を基板表面に供給することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、基板表面に供給されるリンス水が飛散したり、リンス水周辺部の気体を巻き込んだりすることを防止することができる。
【0018】
請求項7に記載の発明は、基板を回転させながら、不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを基板表面に向けて噴射することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理方法である。
【0019】
これにより、例えば窒素ガス等の不活性ガスで基板表面のリンス水を吹き払いつつリンス水の蒸発を促進させ、特に、IPA(イソプロピルアルコール)蒸気を含む不活性ガスを使用することで、リンス水の蒸発を更に促進させることができる。
【0020】
請求項8に記載の発明は、前記不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを噴射するガス噴射位置を基板表面の略中心部に対応する位置から外周部に向けて移動させることを特徴とする請求項7記載の基板処理方法である。
【0021】
これにより、基板の回転によって基板表面のリンス水に作用する遠心力に相まって、基板表面のリンス水を基板表面の略中心部に対応する位置から外周部に向けて移動させて基板表面から追い出すことができる。
【0022】
請求項9に記載の発明は、基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、前記基板ホルダで保持した基板の表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルと、前記基板ホルダで保持した基板の外周部を囲繞する位置に配置され、基板表面に供給されたリンス水の流出を阻止して基板の全表面にリンス水の連続した液膜を形成する堰と、前記堰を開放する堰開放部とを具備することを特徴とする基板処理装置である。
【0023】
請求項10に記載の発明は、前記堰は、前記基板ホルダに接離自在に設けられ、前記堰を基板ホルダから離した時に、前記堰と前記基板ホルダとの間に前記堰開放部が形成されるよう構成されていることを特徴とする請求項9記載の基板処理装置である。
【0024】
堰は、例えば基板ホルダに対して上下動自在に設けられ、堰が上昇した時に該堰と基板ホルダとの間に堰開放部が形成され、堰が下降した時に基板表面に供給されたリンス水の流れを該堰で堰き止めて基板の全表面にリンス水の連続した液膜が形成される。
【0025】
請求項11に記載の発明は、前記基板ホルダは、基板の厚みと同じ厚みで、基板表面と前記基板ホルダの上面とが面一となるようにして基板を保持するクランパを有し、前記堰は、該クランパの外周部に設けられていることを特徴とする請求項10記載の基板処理装置である。
【0026】
これにより、リンス水の供給を停止して基板表面を乾燥させる時に、基板表面の外方に位置する基板ホルダのクランパ表面にリンス水が集まるようにして、基板表面にウォーターマークが形成されることをより確実に阻止しつつ基板表面を乾燥させることができる。
【0027】
請求項12に記載の発明は、前記堰は、基板ホルダに一体に連接されていることを特徴とする請求項9記載の基板処理装置である。
このように、基板ホルダに堰を一体に連接して一体成型品とすることで、構造の簡素化を図ることができる。
【0028】
請求項13に記載の発明は、前記基板ホルダに一体に連接されている堰は、上面が前記堰開放部を形成する横断面流線形に形成されていることを特徴とする請求項12記載の基板処理装置である。
これにより、堰開放部を別途設ける必要を無くして、構造の更なる簡素化を図ることができる。
【0029】
請求項14に記載の発明は、前記堰の内周面及び該堰の内側に位置して前記リンス水供給ノズルから供給されるリンス水に接する部位は親水性であることを特徴とする請求項9乃至13のいずれかに記載の基板処理装置である。
【0030】
請求項15に記載の発明は、親水性で平坦な表面を有するクランパを備え、該クランパの上面と基板表面が面一となり、かつ前記クランパが基板の全外周をリング状に包囲するようにして基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、前記基板ホルダで保持した基板表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルとを具備することを特徴とする基板処理装置である。
【0031】
請求項16に記載の発明は、基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、前記基板ホルダで保持して回転させた基板の外周部を親水化する親水化装置と、前記基板ホルダで保持した基板表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルとを具備することを特徴とする基板処理装置である。
【0032】
請求項17に記載の発明は、前記親水化装置は、露出させた基板の外周部にプラズマを照射するプラズマ照射装置、露出させた基板の外周部にオゾン水またはオゾンガスを供給するオゾン供給装置、露出させた基板の外周部に紫外線を照射する紫外線照射装置、及び露出させた基板の外周部に界面活性剤を含む溶液を供給する溶液供給装置の少なくとも一つであることを特徴とする請求項16記載の基板処理装置である。
【0033】
請求項18に発明は、前記リンス水供給ノズルは、前記基板ホルダで保持した基板表面の略中心部の直上方位置に鉛直方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項9乃至17のいずれかに記載の基板処理装置である。
【0034】
請求項19に記載の発明は、前記基板ホルダで保持した基板表面に向けて、不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを噴射するガス噴射ノズルを更に有することを特徴とする請求項9乃至18のいずれかに記載の基板処理装置である。
【0035】
請求項20に記載の発明は、前記ガス噴射ノズルは、基板ホルダで保持した基板表面の略中心部に対応する位置から外周部に向けて移動自在に構成されていることを特徴とする請求項19記載の基板処理装置である。
【発明の効果】
【0036】
本発明によれば、基板表面にウォーターマークが生成されるのを抑制しつつ、疎水性を示す基板表面を洗浄後にリンスし乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の全体を示す概要図である。
【図2】図1に示す乾燥ユニットで堰開放部を閉じて基板表面を乾燥させている状態を示す概要図である。
【図3】図1に示す乾燥ユニットで堰開放部を開いて基板表面を乾燥させている状態を示す概要図である。
【図4】本発明の他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部を示す概要図である。
【図5】本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部を示す概要図である。
【図6】本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部を示す概要図である。
【図7】本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部を示す概要図である。
【図8】図7の一部拡大図である。
【図9】本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部を示す概要図である。
【図10】本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の全体を示す概要図である。
【図11】本発明の実施形態の研磨ユニット(基板処理装置)を備えた研磨装置を示す全体平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0038】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、下記の各実施形態において、同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【0039】
図1乃至図3は、本発明の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の概要を示す。図1乃至図3に示すように、この乾燥ユニット(基板処理装置)10には、表面(被処理面)を上向きにして半導体ウェーハ等の基板Wを着脱自在に水平に保持して回転させる基板ホルダ12が備えられている。基板ホルダ12は、回転用モータの駆動に伴って回転するスピンドル(図示せず)から延びる支持体14の上端にそれぞれ連結されて対向して配置され、互いに近離する方向に水平移動自在な一対のクランパ16を有している。このクランパ16は、開放位置から互いに近接させて、端面を互いに当接させた時に連続したリングとなる半リング状に形成され、内周面には、基板Wの外周端部の外形に沿った形状で、基板Wの外周端部をその全周に亘って嵌合させて基板Wを保持するクランプ溝16aが形成されている。
【0040】
これによって、図1の仮想線で示す開放位置にある一対のクランパ16の間に基板Wを配置してクランパ16を互いに近接する方向に水平移動させ、クランパ16の両端面を互いに接触させることで、図1の実線で示すように、基板Wの外周端部の全周をクランプ溝16aの内部に位置させて基板Wを保持する。そして、クランパ16を互いに離れる開放位置に水平移動させることで、基板Wの保持を解くようになっている。クランパ16の上面は、このようにして基板Wを保持した時、基板Wの表面とほぼ面一となるように構成されている。
【0041】
基板ホルダ12の各クランパ16には、該クランパ16の円周方向の全長に亘って延びて該クランパ16の上方に突出する半円筒状の堰18が設けられている。これによって、前述のようにして基板Wを基板ホルダ12のクランパ16で保持した時、堰18の両端面が互いに当接して円筒状となる。この状態で、下記のように、リンス水供給ノズル24から基板Wの表面にリンス水22を供給すると、図1に示すように、円筒状となった堰18でリンス水の流出が堰き止められて、基板Wの表面にリンス水の連続した液膜26が形成される。
【0042】
堰18は、例えばばねとカムや電磁石とを組合せた堰移動機構(図示せず)を介して、基板ホルダ12の各クランパ16の上面に接離自在に取り付けられている。これによって、図3に示すように、堰移動機構を介して堰18を基板ホルダ12のクランパ16の上面から上方に離間させたとき、堰18とクランパ16との間に堰開放部としての隙間20が形成されて、基板Wの表面に形成されたリンス水の液膜26は、この隙間(堰開放部)20を通って外部に流出し、堰18を基板ホルダ12のクランパ16の上面に当接させたとき、この堰開放部としての隙間20が閉じられる。
【0043】
基板ホルダ12で保持された基板Wの略中心部の直上方位置に位置して、基板Wの表面に超純水等のリンス水22を供給するリンス水供給ノズル24が垂直に配置されている。このように、基板Wの略中心部の直上方位置に垂直に配置したリンス水供給ノズル24からリンス水22を供給することで、リンス水22が飛散したり、リンス水22が周辺部の気体を巻き込んだりすることを防止しつつ、基板Wのほぼ中心部にリンス水22を供給することができる。このように、基板Wの表面にリンス水22を供給することで、図1に示すように、基板Wの表面にリンス水の連続した液膜26が形成される。
【0044】
更に、基板ホルダ12で保持された基板Wの略中心部の直上方に位置して、基板Wの表面に窒素ガス等の不活性ガス28(図2及び図3参照)を噴射して、基板表面のリンス水の液膜26を吹き払いつつ液膜(リンス水)26の蒸発を促進させるガス噴射ノズル30が垂直に配置されている。この例では、ガス噴射ノズル30は、基板Wの表面に向けて不活性ガス28を噴射しつつ、基板Wの略中心部から外周部に向けて水平に移動することで、基板Wの回転によって基板表面の液膜(リンス水)26に作用する遠心力に相まって、基板Wの表面の液膜26を基板Wの中心部から外周部に向けて移動させて、基板Wの表面から追い出すことができるように構成されている。なお、不活性ガス28の代わりにIPA(イソプロピルアルコール)蒸気を含む不活性ガスを使用しても良い。このように、IPA蒸気を含む不活性ガスを使用することで、液膜(リンス水)26の蒸発を更に促進させることができる。
【0045】
この例の基板ホルダ12は、一対のクランパ16を備えているが、両端面を互いに当接させることでリング状となる3個以上のクランパを備え、この各クランパに、両端面を互いに当接させることで円筒状となる堰をそれぞれ設けるようにしても良い。あるいは、円筒状の堰をクランパ上方から当接させるようにしても良い。
【0046】
次に、乾燥ユニット(基板処理装置)10の操作例について説明する。
先ず、例えば洗浄後の半導体ウェーハ等の基板Wを、基板ホルダ12の、図1に仮想線で示す開放位置にある一対のクランパ16の間に配置し、クランパ16を互いに近接する方向に移動させクランパ16の両端面を互いに当接させて基板Wを保持する。この時、クランパ16に設けられた堰18は、その両端面が互いに当接して円筒状となる。
【0047】
この状態で、基板ホルダ12を介して、例えば300〜1000rpmの回転速度で基板Wを回転させながら、図1に示すように、リンス水供給ノズル24から基板Wの表面にリンス水22を供給して、基板Wの全表面に、堰18によって流出を阻止したリンス水の連続した液膜26を形成する。
【0048】
次に、リンス水供給ノズル24からのリンス水22の供給を停止し、例えば2000〜3000rpmの回転速度で基板Wを回転させ、同時に、必要に応じてガス噴射ノズル30から基板Wの表面に不活性ガスを噴射させながら、ガス噴射ノズル30を基板Wの略中心部から外周部に向けて移動させる。これによって、図2に示すように、基板Wの表面の中心部にあった液膜26を基板Wの外周部に移動させて基板Wの表面の中心部を露出させる。
【0049】
次に、基板Wを回転させたまま、図3に示すように、堰移動機構を介して、堰18を上昇させて基板ホルダ12のクランパ16の上面から引き離し、堰18とクランパ16との間に隙間(堰開放部)20を形成する。これによって、隙間(堰開放部)20を通して、基板Wの外周部に移動させた液膜26を基板Wの外部に流出させ、基板Wの表面の液膜(リンス水)26を完全に除去して、基板Wの表面を乾燥させる。
【0050】
このように、基板Wの全表面に堰18で堰き止めたリンス水22の連続した液膜26を形成し、基板Wを回転させ基板Wの表面の中心部にある液膜26を基板Wの表面の外周部に移動させて基板Wの表面の中心部を露出させた後、基板Wの表面の液膜(リンス水)26を完全に除去することで、疎水性の基板Wの表面に形成された液膜26がちぎれて液滴となり基板Wの表面が部分的に露出することを防止しつつ、基板Wの表面から液膜26をより均一に除去して、基板Wの表面にウォーターマークが生成されることを防止することができる。
【0051】
基板Wの表面の乾燥を終了した後、ガス噴射ノズル30からの不活性ガスの噴射を停止させて、ガス噴射ノズル30を元の位置に戻し、基板Wの回転を停止させて、乾燥後の基板Wを次工程に搬送する。
【0052】
図4は、本発明の他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示す。この図4に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10aの図1乃至図3に示す乾燥ユニット10と異なる点は、基板ホルダ12のクランパ16の上面を外方に向けて下方に傾斜する傾斜面16bとすることで、基板Wの外周部に移動した液膜26(図1参照)が、この傾斜面(上面)16bに沿ってスムーズに基板Wの外方に流出するようにした点にある。なお、クランパ16の傾斜面(上面)16bに当接する堰18の下面18aもクランパ16の傾斜面16bの傾斜に合わせた傾斜面としている。
【0053】
このように、上面を傾斜面16bとしたクランパ16を使用し、クランパ16の傾斜面(上面)16bに当接する堰18の下面18aもクランパ16の傾斜面16bの傾斜に合わせた傾斜面とした場合、図示しないが、堰を外方に平行移動させることで、堰とクランパとの間に堰開放部となる隙間を形成するようにしてもよい。
【0054】
図5は、本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示す。この図5に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10bの図1乃至図3に示す乾燥ユニット10と異なる点は、以下の通りである。すなわち、基板ホルダ12のクランパ16として、クランパ16で基板Wを保持した時、上面が基板Wの表面と面一となって外方に拡がる平坦面16cとなるものを使用し、この平坦面(上面)16cの外方で堰18をクランパ16に一体に連接し、更に、平坦面16cに連続して堰18の内部を貫通し、外方に向かって下方に傾斜する、堰開放部としての貫通孔32を設けている。
【0055】
この例にあっては、リンス水の供給を停止し、例えば2000〜3000rpmの回転速度で基板Wを回転させ、同時に、必要に応じて、ガス噴射ノズル30(図1参照)から基板Wの表面に不活性ガスを噴射させながら、ガス噴射ノズル30を基板Wの略中心部から外周部に向けて移動させる。これにより、基板Wの表面の中心部にあった液膜を基板Wの外周部に移動させて基板Wの表面の中心部を露出させながら、基板Wの外周部に移動させた液膜を貫通孔(堰開放部)32を通して基板Wの外部に流出させ、基板Wの表面の液膜(リンス水)を完全に除去して、基板Wの表面を乾燥させることができる。
【0056】
このように、基板ホルダ12とクランパ16とを一体とすることで、構造の簡素化を図ることができる。しかも、上面にクランパ16に基板Wを保持した時に基板Wの表面と面一となって外方に拡がる平坦部16cを設け、基板Wの表面を乾燥させる時に液膜が平坦部16cの上面に達するようにすることで、基板Wの表面の、特に外周部にウォーターマークが形成されることをより確実に防止することができる。
【0057】
クランパ16の平坦面16c及び堰18の内周面18bは、親水性であることが好ましく、これによって、クランパ16の平坦面16c及び堰18の内周面18bにリンス水が液滴として残り、これがウォーターマーク発生の原因となってしまうことを防止することができる。例えば、クランパ16と堰18とを親水化樹脂で一体成型したり、フッ素系樹脂成型品の表面を親水性に改質したり、またはプラズマガスを照射したりすることで、クランパ16の平坦面16c及び堰18の内周面18bを親水性にすることができる。このことは、以下同様である。
【0058】
図6は、本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示す。この図6に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10cの図5に示す乾燥ユニット10bと異なる点は、基板ホルダ12のクランパ16として、横断面流線型のものを使用し、このクランパ16の上方への膨出部34に堰18としての役割を、膨出部34の表面34aに堰開放部としての役割を果たさせるようにしている点にある。
【0059】
すなわち、この例によれば、リンス水の供給を停止し、例えば2000〜3000rpmの回転速度で基板Wを回転させ、同時にガス噴射ノズル30(図1参照)から基板Wの表面に不活性ガスを噴射させながら、ガス噴射ノズル30を基板Wの略中心部から外周部に向けて移動させることにより、基板Wの表面の中心部にあった液膜を基板Wの外周部に移動させて基板Wの表面の中心部を露出させながら、基板Wの外周部に移動させた液膜を膨出部(堰)34の表面(堰開放部)34aに沿って外部に流出させ、基板Wの表面の液膜(リンス水)を完全に除去して、基板Wの表面を乾燥させることができる。
【0060】
図7は、本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示し、図8は、図7の一部拡大図を示す。この図7に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10dの図1乃至図3に示す乾燥ユニット10と異なる点は、基板ホルダ12のクランパ16として、図8に詳細に示すように、その厚さT1が基板Wの厚さT2とほぼ同じ厚さ(T1≒T2)で、上面にクランパ16で基板Wを保持した時、基板Wの表面と面一となって外方に拡がる平坦面16cを有し、かつ下面が基板Wの裏面と面一となるものを使用し、この平坦面16cの外方に、前述の図4に示す例とほぼ同様に、堰移動機構(図示せず)を介して、堰18を設けた点にある。
【0061】
基板Wの厚さT2は、例えば直径200mmウェーハの場合で725μm程度、直径300mmウェーハの場合で775μm程度、直径450mmウェーハの場合で850〜900μm程度である。このため、クランパ16のクランプ溝16aは、図8に示すように、基板Wの外周端面に沿ってV字状の切り込みを入れた形状とすることが好ましい。クランパ16の平坦面16c及び堰18の内周面18bは、前述の図5に示す例と同様に、親水性であることが好ましい。
【0062】
このように、基板ホルダ12のクランパ16として、その厚さT1が基板Wの厚さT2とほぼ同じ厚さ(T1≒T2)のものを使用することで、クランパ16の存在が基板表面の乾燥処理の際に邪魔となってしまうことを防止することができる。
【0063】
図9は、本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示す。この図9に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10eの図7に示す乾燥ユニット10dと異なる点は、堰18(図7参照)を設けることなく、クランパ16に同一肉厚で平板状に外方に延出する延出部16dを設けて、クランパ16の上面の平坦面16cが十分な広さを有するようするとともに、平坦面16cを親水性にした点にある。
【0064】
この例にあっては、基板ホルダ12を介して、例えば300〜1000rpmの回転速度で基板Wを回転させながら、リンス水供給ノズル24(図1参照)から基板Wの表面にリンス水22を供給すると、リンス水は、基板Wの表面からクランパ16の平坦面16c上を流れて外部に流出する。そして、リンス水供給ノズル24からのリンス水22の供給を停止すると、リンス水は、基板Wの表面からクランパ16の平坦面16c上に液膜を形成する。そして、例えば2000〜3000rpmの回転速度で基板Wを回転させ、同時に、必要に応じて、ガス噴射ノズル30(図1参照)から基板Wの表面に不活性ガスを噴射させながら、ガス噴射ノズル30を基板Wの略中心部から外周部に向けて移動させると、基板Wの表面の中心部にあった液膜は、基板Wの外周部から更に親水性のクランパ16の平坦面16c上に液膜を維持したまま移動する。これによって、基板Wの表面は、液膜が除去されて乾燥される。
【0065】
このように、リンス水の供給を停止して基板Wの表面を乾燥させる時に、基板Wの表面の外方に位置する親水性のクランパ16の平坦面16cにリンス水が集まって連続した液膜が形成されるようにして、基板Wの表面にウォーターマークが生成されることを防止することができる。
【0066】
図10は、本発明の更に他の実施形態の乾燥ユニットに適用した基板処理装置の要部の概要を示す。この図10に示す乾燥ユニット(基板処理装置)10fは、円周方向に沿った複数の箇所で基板Wの外周部を保持する保持部40を有し、基板Wを該保持部40で着脱自在に水平に保持して回転させる基板ホルダ42を備えている。そして、基板ホルダ42で保持された基板Wの表面の略中心部の直上方に位置して、リンス水供給ノズル24とガス噴射ノズル30が鉛直に配置されている。
【0067】
更に、基板ホルダ42で保持された基板Wの外周部の上方に位置して、該外周部を親水化する親水化装置44が配置されている。この親水化装置44は、基板Wの外周部に窒素ガス等の不活性ガスを吹き付け、液膜を除去して基板Wの表面の一部を露出させる不活性ガス噴射ノズル46と、この不活性ガスで露出させた領域にプラズマガスを照射して該領域を親水化するプラズマガス照射ノズル48を有している。
【0068】
これにより、基板ホルダ42で保持して回転させた基板Wの表面にリンス水供給ノズル24からリンス水を供給し、同時に基板Wの外周部に不活性ガス噴射ノズル46から不活性ガスを吹き付けて液膜を除去して基板Wの外周部の一部を露出させつつ、該露出部にプラズマガス照射ノズル48からプラズマガスを照射することで、基板Wの外周部を親水化させることができる。この親水化させる外周部の幅は、例えば200mmウェーハ(基板)の場合、20mm程度である。
【0069】
なお、この例では、プラズマガス照射ノズル48を使用し、プラズマガスの照射によって基板Wの外周部を親水化するようにしているが、プラズマガス照射ノズルの代わりに、オゾン供給ノズルを使用し、液膜を除去して露出させた領域にオゾンガスまたはオゾン水を供給するようにしても、或いは溶液供給ノズルを使用して、液膜を除去して露出させた領域に界面活性剤を含む溶液を供給するようにしてもよい。また、不活性ガス噴射ノズル46の代わりに液体吸引装置を使用し、この液体吸引装置で液体(液膜)を吸引除去して、基板Wの外周部の一部を露出させるようにしてもよい。
【0070】
この例によれば、基板ホルダ42で保持し、例えば300〜1000rpm程度の回転速度で回転させた基板Wの表面にリンス水供給ノズル24からリンス水を供給しつつ、基板Wの外周部を親水化装置44で親水化させる。そして、リンス水供給ノズル24からのリンス水22の供給を停止し、例えば2000〜3000rpmの回転速度で基板Wを回転させ、同時に、必要に応じて、ガス噴射ノズル30から基板Wの表面に不活性ガスを噴射させながら、ガス噴射ノズル30を基板Wの略中心部から外周部に向けて移動させ、これによって、基板Wの表面の液膜を除去して乾燥させる。
【0071】
この時、基板Wの外周部は親水化装置44で親水化されているため、この親水化された基板Wの外周部に集まったリンス水は連続した液膜を形成する。これによって、基板Wの外周部にリンス水が水滴として残って、ウォーターマークが形成されてしまうことが防止される。
【0072】
図11は、本発明の乾燥ユニット(基板処理装置)を備えた研磨装置を示す。図11に示すように、この研磨装置は、基板を搬入・搬出するロード・アンロード部100、基板表面を研磨して平坦化する研磨部102、研磨後の基板を洗浄する洗浄部104及び基板を搬送する基板搬送部106を備えている。ロード・アンロード部100は、半導体ウェーハ等の基板をストックする複数(図示では3個)の基板カセットを載置するフロントロード部108と、第1搬送ロボット110を備えている。
【0073】
研磨部102には、この例では、4つの研磨ユニット112が備えられ、基板搬送部106は、互いに隣接した2つの研磨ユニット108間で基板の搬送を行う第1リニアトランスポータ114a及び第2トランスポータ114bから構成されている。洗浄部104は、例えばロールブラシ方式を採用して粗洗浄を行う2つの洗浄ユニット116a,116b、スピンドライ方式を採用して仕上げ洗浄を行う洗浄ユニット118及び乾燥ユニット120を有している。更に、第1リニアトランスポータ114a、第2トランスポータ114b及び洗浄部104の間に位置して第2搬送ロボット122が配置されている。
【0074】
この例では、乾燥ユニット120として、前述の図1乃至図3に示す乾燥ユニット10が使用され、研磨し洗浄した後の基板を、乾燥ユニット120(10)で乾燥させるようにしている。なお、図1乃至図3に示す乾燥ユニット10の代りに、図4〜図10に示す乾燥ユニット10a〜10fのいずれかを使用しても良い。
【0075】
この研磨装置にあっては、フロントロード部108に搭載された基板カセットから第1搬送ロボット110で取り出された基板は、第1リニアトランスポータ114a、または第1リニアトランスポータ114a及び第2リニアトランスポータ114bを介して、研磨部102の少なくとも1つの研磨ユニット112に搬送される。そして、研磨ユニット112で研磨された基板は、第2搬送ロボット122で洗浄部104に搬送され、洗浄部104の洗浄ユニット116a,116b及び洗浄ユニット118で順次洗浄され、乾燥ユニット120で乾燥された後、第1搬送ロボット110でフロントロード部108に搭載された基板カセットに戻される。
【0076】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【0077】
10,10a,10b,10c,10d,10e,10f 乾燥ユニット(基板処理装置)
12,42 基板ホルダ
16 クランパ
16a クランプ溝
16b 傾斜面
16c 平坦面
16d 延出部
18 堰
18b 内周面
20 隙間(堰開放部)
24 リンス水供給ノズル
26 液膜
30 ガス噴射ノズル
32 貫通孔(堰開放部)
34 膨出部(堰)
34a 表面(堰開放部)
44 親水化装置
46 不活性ガス噴射ノズル
48 プラズマガス照射ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一部が疎水性である基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、
水平に配置された基板の外周部を囲繞する位置に堰を配置し、
基板表面にリンス水を供給して基板の全表面に前記堰によって流れを堰き止めたリンス水の連続した液膜を形成し、
基板を回転させ基板表面の中心部にある液膜を基板表面の外周部に移動させて基板表面の中心部を露出させ、しかる後、
基板表面の液膜を完全に除去して基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項2】
前記堰は、基板を水平に保持して回転させる基板ホルダに設けられ、基板ホルダで基板を水平に保持する時に基板の外周部を囲繞する位置に配置されることを特徴とする請求項1記載の基板処理方法。
【請求項3】
少なくとも一部が疎水性の基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、
親水性で平坦な表面を有する基板ホルダのクランパで、該クランパの上面と基板表面が面一となり、かつ前記クランパが基板の全外周をリング状に包囲するように基板を水平に保持し、
基板を回転させながら基板表面にリンス水を供給し、しかる後、
リンス水の供給を停止し基板の回転を継続して基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項4】
少なくとも一部が疎水性である基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、
基板を回転させ基板表面にリンス水を供給しながら基板表面の外周部を親水化し、しかる後、
リンス水の供給を停止し基板の回転を継続させて基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項5】
基板の外周部を親水化する方法は、液膜を除去して露出させた基板の外周部にプラズマを照射する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部にオゾンガスまたはオゾン水を供給する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部に紫外線を照射する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部に界面活性剤を含む溶液を供給する方法の少なくとも一つであることを特徴とする請求項4記載の基板処理方法。
【請求項6】
基板表面の略中心部の直上方位置から鉛直方向にリンス水を基板表面に供給することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項7】
基板を回転させながら、不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを基板表面に向けて噴射することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項8】
前記不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを噴射するガス噴射位置を基板表面の略中心部に対応する位置から外周部に向けて移動させることを特徴とする請求項7記載の基板処理方法。
【請求項9】
基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、
前記基板ホルダで保持した基板の表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルと、
前記基板ホルダで保持した基板の外周部を囲繞する位置に配置され、基板表面に供給されたリンス水の流出を阻止して基板の全表面にリンス水の連続した液膜を形成する堰と、
前記堰を開放する堰開放部と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項10】
前記堰は、前記基板ホルダに接離自在に設けられ、前記堰を基板ホルダから離した時に、前記堰と前記基板ホルダとの間に前記堰開放部が形成されるよう構成されていることを特徴とする請求項9記載の基板処理装置。
【請求項11】
前記基板ホルダは、基板の厚みと同じ厚みで、基板表面と前記基板ホルダの上面とが面一となるようにして基板を保持するクランパを有し、前記堰は、該クランパの外周部に設けられていることを特徴とする請求項10記載の基板処理装置。
【請求項12】
前記堰は、基板ホルダに一体に連接されていることを特徴とする請求項9記載の基板処理装置。
【請求項13】
前記基板ホルダに一体に連接されている堰は、上面が前記堰開放部を構成する横断面流線形に形成されていることを特徴とする請求項12記載の基板処理装置。
【請求項14】
前記堰の内周面及び該堰の内側に位置して前記リンス水供給ノズルから供給されるリンス水に接する部位は親水性であることを特徴とする請求項9乃至13のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項15】
親水性で平坦な表面を有するクランパを備え、該クランパの上面と基板表面が面一となり、かつ前記クランパが基板の全外周をリング状に包囲するようにして基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、
前記基板ホルダで保持した基板表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルと、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項16】
基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、
前記基板ホルダで保持して回転させた基板の外周部を親水化する親水化装置と、
前記基板ホルダで保持した基板表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルと、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項17】
前記親水化装置は、露出させた基板の外周部にプラズマを照射するプラズマ照射装置、露出させた基板の外周部にオゾン水またはオゾンガスを供給するオゾン供給装置、露出させた基板の外周部に紫外線を照射する紫外線照射装置、及び露出させた基板の外周部に界面活性剤を含む溶液を供給する溶液供給装置の少なくとも一つであることを特徴とする請求項16記載の基板処理装置。
【請求項18】
前記リンス水供給ノズルは、前記基板ホルダで保持した基板表面の略中心部の直上方位置に鉛直方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項9乃至17のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項19】
前記基板ホルダで保持した基板表面に向けて、不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを噴射するガス噴射ノズルを更に有することを特徴とする請求項9乃至18のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項20】
前記ガス噴射ノズルは、基板ホルダで保持した基板表面の略中心部に対応する位置から外周部に向けて移動自在に構成されていることを特徴とする請求項19記載の基板処理装置。
【請求項1】
少なくとも一部が疎水性である基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、
水平に配置された基板の外周部を囲繞する位置に堰を配置し、
基板表面にリンス水を供給して基板の全表面に前記堰によって流れを堰き止めたリンス水の連続した液膜を形成し、
基板を回転させ基板表面の中心部にある液膜を基板表面の外周部に移動させて基板表面の中心部を露出させ、しかる後、
基板表面の液膜を完全に除去して基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項2】
前記堰は、基板を水平に保持して回転させる基板ホルダに設けられ、基板ホルダで基板を水平に保持する時に基板の外周部を囲繞する位置に配置されることを特徴とする請求項1記載の基板処理方法。
【請求項3】
少なくとも一部が疎水性の基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、
親水性で平坦な表面を有する基板ホルダのクランパで、該クランパの上面と基板表面が面一となり、かつ前記クランパが基板の全外周をリング状に包囲するように基板を水平に保持し、
基板を回転させながら基板表面にリンス水を供給し、しかる後、
リンス水の供給を停止し基板の回転を継続して基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項4】
少なくとも一部が疎水性である基板表面をリンスし乾燥させる基板処理方法であって、
基板を回転させ基板表面にリンス水を供給しながら基板表面の外周部を親水化し、しかる後、
リンス水の供給を停止し基板の回転を継続させて基板表面を乾燥させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項5】
基板の外周部を親水化する方法は、液膜を除去して露出させた基板の外周部にプラズマを照射する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部にオゾンガスまたはオゾン水を供給する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部に紫外線を照射する方法、液膜を除去して露出させた基板の外周部に界面活性剤を含む溶液を供給する方法の少なくとも一つであることを特徴とする請求項4記載の基板処理方法。
【請求項6】
基板表面の略中心部の直上方位置から鉛直方向にリンス水を基板表面に供給することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項7】
基板を回転させながら、不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを基板表面に向けて噴射することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項8】
前記不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを噴射するガス噴射位置を基板表面の略中心部に対応する位置から外周部に向けて移動させることを特徴とする請求項7記載の基板処理方法。
【請求項9】
基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、
前記基板ホルダで保持した基板の表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルと、
前記基板ホルダで保持した基板の外周部を囲繞する位置に配置され、基板表面に供給されたリンス水の流出を阻止して基板の全表面にリンス水の連続した液膜を形成する堰と、
前記堰を開放する堰開放部と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項10】
前記堰は、前記基板ホルダに接離自在に設けられ、前記堰を基板ホルダから離した時に、前記堰と前記基板ホルダとの間に前記堰開放部が形成されるよう構成されていることを特徴とする請求項9記載の基板処理装置。
【請求項11】
前記基板ホルダは、基板の厚みと同じ厚みで、基板表面と前記基板ホルダの上面とが面一となるようにして基板を保持するクランパを有し、前記堰は、該クランパの外周部に設けられていることを特徴とする請求項10記載の基板処理装置。
【請求項12】
前記堰は、基板ホルダに一体に連接されていることを特徴とする請求項9記載の基板処理装置。
【請求項13】
前記基板ホルダに一体に連接されている堰は、上面が前記堰開放部を構成する横断面流線形に形成されていることを特徴とする請求項12記載の基板処理装置。
【請求項14】
前記堰の内周面及び該堰の内側に位置して前記リンス水供給ノズルから供給されるリンス水に接する部位は親水性であることを特徴とする請求項9乃至13のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項15】
親水性で平坦な表面を有するクランパを備え、該クランパの上面と基板表面が面一となり、かつ前記クランパが基板の全外周をリング状に包囲するようにして基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、
前記基板ホルダで保持した基板表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルと、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項16】
基板を水平に保持して回転させる基板ホルダと、
前記基板ホルダで保持して回転させた基板の外周部を親水化する親水化装置と、
前記基板ホルダで保持した基板表面にリンス水を供給するリンス水供給ノズルと、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項17】
前記親水化装置は、露出させた基板の外周部にプラズマを照射するプラズマ照射装置、露出させた基板の外周部にオゾン水またはオゾンガスを供給するオゾン供給装置、露出させた基板の外周部に紫外線を照射する紫外線照射装置、及び露出させた基板の外周部に界面活性剤を含む溶液を供給する溶液供給装置の少なくとも一つであることを特徴とする請求項16記載の基板処理装置。
【請求項18】
前記リンス水供給ノズルは、前記基板ホルダで保持した基板表面の略中心部の直上方位置に鉛直方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項9乃至17のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項19】
前記基板ホルダで保持した基板表面に向けて、不活性ガスまたはイソプロピルアルコール蒸気を含む不活性ガスを噴射するガス噴射ノズルを更に有することを特徴とする請求項9乃至18のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項20】
前記ガス噴射ノズルは、基板ホルダで保持した基板表面の略中心部に対応する位置から外周部に向けて移動自在に構成されていることを特徴とする請求項19記載の基板処理装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2011−9602(P2011−9602A)
【公開日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−153292(P2009−153292)
【出願日】平成21年6月29日(2009.6.29)
【出願人】(000000239)株式会社荏原製作所 (1,477)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年6月29日(2009.6.29)
【出願人】(000000239)株式会社荏原製作所 (1,477)
【Fターム(参考)】
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