JP2011040572A - Substrate processing apparatus and method - Google Patents
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Abstract
【課題】パターン倒壊を防止し、低ダスト・高スループットでの超臨界乾燥を実現する。
【解決手段】ウェーハ支持部31によりウェーハWを把持して洗浄チャンバ1からウェーハWを搬出する前に、近接板33をウェーハWのデバイス面に近接させ毛細管力でリンス液RLをウェーハW上に保持したままで、超臨界乾燥チャンバ2へ搬送する。
【選択図】図3BAn object of the present invention is to prevent pattern collapse and realize supercritical drying with low dust and high throughput.
Before gripping a wafer W by a wafer support 31 and unloading the wafer W from a cleaning chamber 1, a proximity plate 33 is brought close to the device surface of the wafer W so that a rinsing liquid RL is applied onto the wafer W by capillary force. While being held, it is transferred to the supercritical drying chamber 2.
[Selection] Figure 3B
Description
本発明は基板処理装置および基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
近年、半導体デバイスの微細化が進み、パターンのアスペクト比が高くなっている。このため、半導体デバイスの製造において、液体を用いたウェーハの洗浄・乾燥プロセスを経た後に、パターン同士が接合してしまう(パターン倒壊)現象が問題となっている。このような問題に対し、乾燥プロセスに超臨界乾燥技術を用いると、表面張力=ゼロの理想的な媒質による乾燥により、乾燥時の表面張力に起因したパターン倒壊現象を抑制できることが知られている。 In recent years, the miniaturization of semiconductor devices has progressed, and the pattern aspect ratio has increased. For this reason, in the manufacture of semiconductor devices, there is a problem of a phenomenon in which patterns are joined (pattern collapse) after a wafer cleaning / drying process using a liquid. For such problems, it is known that the use of supercritical drying technology in the drying process can suppress the pattern collapse phenomenon caused by the surface tension during drying by drying with an ideal medium having a surface tension of zero. .
超臨界乾燥は、高圧(炭酸超臨界で臨界圧:約8MPa)下で行うため、処理チャンバには高圧容器を用いる必要があり、耐圧性を持たせるためにSUS(Stainless Used Steel)系材料による肉厚チャンバが使用される。ダスト発生の要因にもなるため、SUS表面へのコーティング処理は行わず、無垢のSUS表面となっている場合が多い。また、RIE(Reactive Ion Etching)後の処理等で使用される無機系薬液(例えばフッ酸、塩酸など)での処理は腐食性の観点から同一チャンバでは実施されず、別の洗浄チャンバでの処理後に超臨界乾燥のためのチャンバへ搬送されることが必要となっている。パターン倒壊は、ウェーハ表面に残留した溶媒がパターン間で乾燥していく際に、倒壊に必要な力をパターン側へ与える現象であるため、これを抑制するためには、超臨界乾燥に持ち込む前のパターン間のスペースが、常に何らか溶媒で満たされている必要がある。例えば、Wet処理後は超純水等のリンス(Rinse)処理を行い、このリンス液をウェーハに液盛した状態で超臨界チャンバへ搬送し、搬送完了後に超臨界状態で置換溶媒を導入する。パターン間に残っていた溶媒を超臨界溶媒で置換し、完全にパターン間が超臨界溶媒で満たされた後に、超臨界溶媒を気化排出し、乾燥終了後にウェーハを払い出す。 Since supercritical drying is performed under high pressure (supercritical carbonic acid and critical pressure: about 8 MPa), it is necessary to use a high-pressure vessel for the processing chamber. In order to provide pressure resistance, SUS (Stainless Used Steel) material is used. A wall thickness chamber is used. In many cases, the SUS surface is not subjected to a coating process and becomes a solid SUS surface because it causes dust generation. Also, the treatment with an inorganic chemical solution (for example, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, etc.) used in the processing after RIE (Reactive Ion Etching) is not performed in the same chamber from the viewpoint of corrosiveness, and the processing in another cleaning chamber. It must be later transferred to a chamber for supercritical drying. Pattern collapse is a phenomenon that applies the force necessary for collapse to the pattern side when the solvent remaining on the wafer surface is dried between patterns. To suppress this, before bringing it into supercritical drying, The space between the patterns must always be filled with some solvent. For example, after the wet process, a rinse process such as ultrapure water is performed, and the rinse liquid is transferred to the supercritical chamber in a state in which the wafer is accumulated on the wafer, and the substitution solvent is introduced in the supercritical state after the transfer is completed. The solvent remaining between the patterns is replaced with the supercritical solvent, and after the space between the patterns is completely filled with the supercritical solvent, the supercritical solvent is vaporized and discharged, and the wafer is discharged after the drying is completed.
このような超臨界乾燥処理では、倒壊を抑制するために搬送時の液盛状態を保ちながら搬送を完了することが必要である。しかしながら、枚葉装置等で使用されている搬送ハンドでは、移載時に乗せた液が零れ落ちる危険があり(図4参照)、特にφ300mm径のウェーハではその液をウェーハ全面からこぼさずに搬送することは非常に困難である。 In such a supercritical drying process, it is necessary to complete conveyance while maintaining a liquid accumulation state during conveyance in order to suppress collapse. However, in a transfer hand used in a single wafer apparatus or the like, there is a risk that the liquid placed on the transfer will spill out (see FIG. 4), and in particular for a φ300 mm diameter wafer, the liquid is transferred without spilling from the entire wafer surface. It is very difficult.
このような問題に対し、特別な専用容器を準備し、該専用容器にて形成される微小空間内にウェーハを静置し、容器中の溶媒ごと所定の次工程の処理槽へウェーハを搬送するという提案がある(例えば特許文献1)。特許文献1に開示の提案によれば、溶媒ごと搬送するための“容器”が必要となり、この容器内へウェーハを収めるために搬送アームをウェーハとともに容器内に挿入する必要がある。このため、実質アーム分の容積が必要となり、搬送後に次処理槽へ持ち込まれる溶媒の量が増加してしまう懸念がある。後の超臨界乾燥プロセスにおいて、持ち込み溶媒は超臨界溶媒で置換させるので、持ち込み溶媒の量が多いとその分だけダスト要因が増えることになる。このため、持ち込み溶媒を外部排出する長時間の工程が必要になり、装置側のスループットが低下するという問題が発生する。また、搬送容器を超臨界チャンバ内に静置し、液濡れ状態のままウェーハをすばやく取り出し、且つ、この搬送系を早急に外部搬送し、超臨界乾燥チャンバを密閉化して乾燥工程に至る必要があるが、搬送容器がウェーハ径以上の大きさを有するため、搬送システムが複雑化する恐れがある。
For such a problem, a special dedicated container is prepared, the wafer is allowed to stand in a minute space formed in the dedicated container, and the wafer is transferred to a predetermined processing tank together with the solvent in the container. (For example, Patent Document 1). According to the proposal disclosed in
超臨界乾燥チャンバへの濡れ搬送については、ウェーハ径程度の皿状の容器に溶媒とともにウェーハを浸漬して搬送する提案がある(例えば特許文献2)。特許文献2ではウェーハは平置きされシャーレ状の容器に溶媒をためてウェーハを浸漬させた状態で濡れ搬送させることが提案されている。しかしながら、搬送時の液面ゆれ等に起因する乾燥を抑制することまで考慮すると、浸漬液は十分な液量が必要なはずで、超臨界乾燥チャンバへ持ち込まれる溶媒量も増加してしまい、装置側のスループットが低下してしまう問題が発生することが予想される。
As for the wet conveyance to the supercritical drying chamber, there is a proposal of immersing the wafer together with a solvent in a dish-like container having a wafer diameter (for example, Patent Document 2). In
さらに、特許文献1および2のいずれも、被処理ウェーハを搬送時に両面溶媒浸漬させる構造を採用しているため、裏面側に回り込んだ溶媒に、他工程での裏面搬送痕に起因するダストが付着し、このダストが反対側のデバイス面へ回り込んでくるということも懸念される。
Furthermore, since both
本発明の目的は、パターン倒壊を防止し、低ダスト・高スループットでの超臨界乾燥を実現する基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method that prevent pattern collapse and realize supercritical drying with low dust and high throughput.
本発明の第1の態様によれば、
隣接する複数のパターンを主面に有する基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部により前記基板を支持したまま、前記基板を第1の溶媒により洗浄する第1のチャンバから前記基板を超臨界乾燥するための第2のチャンバへ搬送する搬送部と、前記基板と実質的に同一のサイズを有し、前記基板の主面に垂直な方向に昇降可能に配設され、前記基板の前記第1のチャンバからの搬出時に前記基板の主面に近接して前記基板との毛細管力で前記第1の溶媒を前記基板上に保持する溶剤保持部材と、前記溶剤保持部材を前記第1のチャンバ内で昇降させる第1の昇降機構と、を備える基板処理装置が提供される。
According to a first aspect of the invention,
A substrate support unit that supports a substrate having a plurality of adjacent patterns on the main surface, and the substrate is supported by the substrate support unit while the substrate is supported by the first solvent. A transport unit for transporting to a second chamber for critical drying; and a substrate having substantially the same size as the substrate, and arranged to be movable up and down in a direction perpendicular to a main surface of the substrate, A solvent holding member for holding the first solvent on the substrate by a capillary force with the substrate in the vicinity of the main surface of the substrate at the time of unloading from the first chamber; There is provided a substrate processing apparatus including a first lifting mechanism that moves up and down in a chamber.
また、本発明の第2の態様によれば、
隣接する複数のパターンを主面に有する基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部により前記基板を支持したまま、前記基板を第1の溶媒により洗浄する第1のチャンバから前記基板を超臨界乾燥するための第2のチャンバへ搬送する搬送部と、前記基板の主面に垂直な方向に昇降可能に配設され、前記基板の前記第1のチャンバからの搬出時に前記基板の主面に当接して前記基板の主面の少なくとも周辺部を被覆する基板保護部と、前記基板保護部を前記第1のチャンバ内で昇降させる第1の昇降機構と、を備える基板処理装置が提供される。
According to the second aspect of the present invention,
A substrate support unit that supports a substrate having a plurality of adjacent patterns on the main surface, and the substrate is supported by the substrate support unit while the substrate is supported by the first solvent. A transport unit for transporting to a second chamber for critical drying; and a main surface of the substrate that is disposed so as to be movable up and down in a direction perpendicular to the main surface of the substrate, and that the substrate is unloaded from the first chamber There is provided a substrate processing apparatus comprising: a substrate protection part that contacts at least a peripheral part of the main surface of the substrate; and a first elevating mechanism that elevates and lowers the substrate protection part in the first chamber. The
また、本発明の第3の態様によれば、
隣接する複数のパターンを主面に有する基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部により支持された前記基板を搬送する搬送部と、前記基板の主面に垂直な方向に昇降可能に配設される溶剤保持部材と、を備える基板処理装置を用いた基板処理方法であって、第1の溶媒により前記基板を洗浄する第1のチャンバから前記基板を搬出する前に、前記溶剤保持部材を前記基板の主面に近接させて前記基板の主面を被覆することにより、前記基板と前記溶剤保持部材との毛細管力で前記第1の溶媒を前記基板上に保持したままで、前記搬送部により、前記基板を超臨界乾燥するための第2のチャンバへ搬送する工程を備える基板処理方法が提供される。
According to the third aspect of the present invention,
A substrate support unit for supporting a substrate having a plurality of adjacent patterns on the main surface, a transport unit for transporting the substrate supported by the substrate support unit, and a vertically movable configuration in a direction perpendicular to the main surface of the substrate. A substrate processing method using a substrate processing apparatus comprising: a solvent holding member provided before the substrate is unloaded from a first chamber that cleans the substrate with a first solvent. The first solvent is held on the substrate by the capillary force of the substrate and the solvent holding member by covering the main surface of the substrate with the substrate close to the main surface of the substrate. The substrate processing method includes a step of transporting the substrate to a second chamber for supercritical drying.
さらに、本発明の第4の態様によれば、
隣接する複数のパターンを主面に有する基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部により支持された前記基板を搬送する搬送部と、前記基板の主面に垂直な方向に昇降可能に配設される基板保護部と、を備える基板処理装置を用いた基板処理方法であって、第1の溶媒により前記基板を洗浄する第1のチャンバから前記基板を搬出する前に、前記基板保護部を前記基板の主面に当接させて前記基板の主面の少なくとも周辺部を被覆することにより、前記第1の溶媒を前記基板上に保持したままで、前記搬送部により、前記基板を超臨界乾燥するための第2のチャンバへ搬送する工程を備える基板処理方法が提供される。
Furthermore, according to the fourth aspect of the present invention,
A substrate support unit for supporting a substrate having a plurality of adjacent patterns on the main surface, a transport unit for transporting the substrate supported by the substrate support unit, and a vertically movable configuration in a direction perpendicular to the main surface of the substrate. A substrate processing method using a substrate processing apparatus comprising: a substrate protection unit provided before the substrate is unloaded from a first chamber that cleans the substrate with a first solvent. In contact with the main surface of the substrate to cover at least the peripheral portion of the main surface of the substrate, so that the first solvent is held on the substrate and the substrate is moved by the transfer unit. There is provided a substrate processing method comprising a step of transporting to a second chamber for critical drying.
本発明によれば、パターン倒壊を防止し、低ダスト・高スループットでの超臨界乾燥を実現する基板処理装置および基板処理方法が提供される。 According to the present invention, there are provided a substrate processing apparatus and a substrate processing method that prevent pattern collapse and realize supercritical drying with low dust and high throughput.
以下、本発明の実施の形態のいくつかについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図面において、同一の部分には同一の番号を付し、重複説明は必要な場合に限り行う。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
(1)第1の実施の形態
図1は、本発明の第1の実施の形態による基板処理装置の概略構成を含む平面図である。本実施形態の基板処理装置は、ウェーハ搬送装置3と昇降機構37とを備える。ウェーハ搬送装置3は、搬送アームDAと、下部アームLA(図3参照)と、ウェーハ支持部31と、上部アームUAと、近接板33と、を含む。
(1) First Embodiment FIG. 1 is a plan view including a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus of this embodiment includes a
ウェーハ支持部31は、本実施形態において例えば基板支持部に対応し、下部アームLAを介して搬送アームDAに接続され、第1のチャンバ1と第2のチャンバ2との間の搬送に際してウェーハWを把持する。本実施形態において、第1のチャンバ1は、ウェーハWに対して洗浄・リンス処理を行い、第2のチャンバ2は、ウェーハWに対して超臨界乾燥を行う。
In this embodiment, the
上部アームUAは、一方の側で搬送アームDAに接続されるとともに、他方の側で近接板33を昇降可能な状態で上方から支持する。上部アームUAは、溶剤供給機構を備え、ウェーハWの第1のチャンバ1から第2のチャンバ2への搬送前または搬送中に、内部に設けられた溶媒供給用の配管を通してリンス液RLを、近接板33の中心に設けられた溶媒供給口APからウェーハWに供給する。本実施形態において、下部アームLA、上部アームUAおよび搬送アームDAは、例えば搬送部に対応し、リンス液RLは、例えば第1の溶剤に対応する。また、本実施形態において、上部アームUAは、例えば第1の昇降機構にも対応する。
The upper arm UA is connected to the transfer arm DA on one side, and supports the
近接板33は、本実施形態において例えば溶媒保持部材に対応し、上部アームUAによりウェーハWに垂直な方向に支持され、第1のチャンバ1からウェーハWを搬出する際に、上部アームUAにより下降してウェーハWのパターン形成面に近接して微小ギャップを形成し、搬送アームDAによりウェーハWが移動して第2のチャンバ2内に載置されるまでウェーハWとの毛細管力でリンス液RLをウェーハW上に保持する(図3B参照)。近接板33は、ウェーハと実質的に同一のサイズを有し、ウェーハW側の濡れ性や超臨界乾燥プロセスでの溶剤に応じた材料で形成されたもの、またはウェーハWへの対向面が加工処理されたものが選択される。例えば、液盛溶媒が純水の場合は、ウェーハWへの対向面の最表面側に酸化膜系を積層させて親水処理化したものを選択する。また、近接板33自身が石英等の親水性を示す材料で形成されたものを使用しても良い。このような近接板であれば、処理ウェーハWのデバイス面についてポリシリコン(polySi)等の撥水性を示す箇所の被覆率が大きい場合でも、近接板33側で十分液を保持することができるので、ウェーハ側の表面濡れを保つことができる。さらに、後述するように、超臨界乾燥プロセスにおいて、イソプロピルアルコール(IPA)を乾燥前溶媒として用いる場合は、近接板33のウェーハWへの対向面は、アルコール類に関して濡れ性の高い親油化処理を施すことにより液保持性が向上した近接板を選択する。本実施形態では、図1に示すように、様々な種類の近接板33a〜33jが予め用意され、これらの中から処理対象のウェーハWに最も適したものが選択される。
In the present embodiment, the
昇降機構37は、本実施形態において例えば第2の昇降機構に対応し、第2のチャンバ2に配置され、ウェーハ支持部31に把持されたウェーハWが近接板33とともに第2のチャンバ2内に搬入された後に、第2のチャンバ2内の空間が超臨界溶媒に充填される度合いに応じて近接板33を上昇させる(図3D、図3E参照)。これにより、リンス液RLまたはIPAから超臨界溶媒への置換効率を向上させる。本実施形態において昇降機構37は、超臨界乾燥前に近接板33を介して近接板33とウェーハWとの間にIPAを供給するIPA供給機構を含む。これにより、リンス液RLのIPAへの一次置換において、必要量だけのIPAを使用できるので、コストを低減するとともに、スループットを高めることができる。
The elevating
次に、上述した基板処理装置を用いてウェーハWの超臨界乾燥を行う方法について、本発明に係る基板処理方法の第1の実施の形態として図2乃至図5Bを参照しながら説明する。なお、図3Aおよび図3Bは、上述のウェーハ搬送装置3と第1のチャンバ1とを図1の矢印AR1から見た部分側面図であり、図3C乃至図3Jは、上述のウェーハ搬送装置3と第2のチャンバ2とを図1の矢印AR2から見た部分側面図である。
Next, a method for performing supercritical drying of the wafer W using the above-described substrate processing apparatus will be described with reference to FIGS. 2 to 5B as a first embodiment of the substrate processing method according to the present invention. 3A and 3B are partial side views of the
図2は、本実施形態による基板処理方法の概略工程を示すフロー図である。 FIG. 2 is a flowchart showing schematic steps of the substrate processing method according to the present embodiment.
まず、デバイス面に複数の微細パターンが隣接して形成されたウェーハWを第1のチャンバ1に搬入し、洗浄・リンス処理を行う(ステップS1、S2)。この結果、ウェーハWのデバイス面には、リンス液RLが液盛り状態となっている(図3A参照)。本実施形態において、リンス液は超純水である。なお、本実施形態において、デバイス面は例えば主面に対応する。
First, a wafer W on which a plurality of fine patterns are formed adjacent to each other on the device surface is carried into the
リンス処理の終了後に、図3Aに示すように、ウェーハ搬送装置3の上部アームUA、近接板33、下部アームLAおよびウェーハ支持部31を第1のチャンバ1内に移動させ、ウェーハ支持部31でウェーハWを把持して搬送可能な状態にした後、例えば図示しない距離センサにより近接板33とウェーハWとの間の距離を計測しながらその計測値と目標値とが一致するように、近接板33をウェーハWに近づける(ステップS3、図3B)。または、事前に調整された相対距離となるように、ステッピングモータ等を用いてメカニカルにウェーハWに近接停止させてもよい。近接させる距離は、ウェーハW全面を溶媒で十分に濡らすことのできる値であり、乾燥に用いる超臨界溶媒の種類、乾燥前にウェーハWに液盛する溶媒の種類、ウェーハWおよび近接板33の溶媒に対する表面濡れ性などに応じて最適値は異なる。例えば液化二酸化炭酸を超臨界溶媒として用い、イソプロピルアルコール(IPA)を乾燥前溶媒として用いてφ300mmウェーハに超臨界乾燥を行う場合、ウェーハWと近接板32との間は、約1−2mmのギャップを設ければウェーハ全体を十分に濡らすことが可能となる。このような微小ギャップの値は事前に調整して求めておく。
After completion of the rinsing process, as shown in FIG. 3A, the upper arm UA, the
このようにウェーハWと近接板32とのギャップにリンス液RLを保持したままでウェーハWを第2のチャンバ2へ搬送する(ステップS4、図3C)。ウェーハWを第2のチャンバ2内の所定の位置に載置すると、ウェーハ支持部31および近接板33とともに第2のチャンバ2内に残し、搬送アームDA、下部アームLAおよび上部アームUAを第2のチャンバ2から退出させる(図3D)。
In this way, the wafer W is transferred to the
次いで、第2のチャンバ2に設置された昇降機構37が下降して近接板33に連結され(図3D)、昇降機構37内に設けられた配管にIPAが供給され、近接板33を介して近接板33とウェーハWとの間の微小ギャップに吐出される。これにより、ウェーハW上に液盛りされていたリンス液RLが追い出されて排出用配管23から排出され、IPAに置換される(ステップS5、図3D)。本実施形態において、IPAは例えば第2の溶剤に対応する。
Next, the elevating
続いて、配管21から超臨界溶媒を第2のチャンバ2に供給する(ステップS6、図3E)。超臨界溶媒としては、例えばエタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール、メタン、エタン、プロパン、水、アンモニア、エチレン、フルオロメタン等が挙げられるが、本実施形態では、液化二酸化炭素を用いる。このとき、ウェーハWに液盛りされたIPAの高さにまで液化二酸化炭素の液面が到達すると、昇降機構37により、近接板33が上昇し、これにより、近接板33とウェーハWとの間の微小ギャップ間の液置換を促進する(ステップS7、(図3E)。このように、本実施形態によれば、ウェーハW上の液盛状態のまま超臨界溶媒を導入して液置換を実施することが可能になる。なお、例えばウェーハWの側が液盛溶媒に対して撥溶媒性を示す場合など、ウェーハWの近傍に液体を充分に満たしておく必要がある場合は、第2のチャンバ内に超臨界溶媒が充満したのちに近接板33をウェーハWの上方へ後退させることとすればよい。
Subsequently, a supercritical solvent is supplied from the
ウェーハW上のIPAが液化二酸化炭素で十分に置換されると、液化二酸化炭素に対して昇圧および昇温を行い、二酸化炭素を超臨界状態に到達させることで(ステップS8)、第2のチャンバ内の液化二酸化炭素を超臨界流体にして超臨界乾燥を行う(ステップS9、図3F)。 When the IPA on the wafer W is sufficiently substituted with liquefied carbon dioxide, the liquefied carbon dioxide is boosted and heated to reach the supercritical state (step S8), whereby the second chamber. Supercritical drying is performed using the liquefied carbon dioxide in the inside as a supercritical fluid (step S9, FIG. 3F).
超臨界乾燥が終了すると、第2のチャンバ2を常圧に戻し、超臨界流体を気化させた後に排出用配管23から排気させ(図3G参照)、ウェーハWをウェーハ支持部31および近接板33とともに第2のチャンバ2から取り出し、上部アームUAにより再び近接板33をウェーハWから離隔させて乾燥後のウェーハWを取り出す(ステップS10、図3H〜図3J)。
When the supercritical drying is completed, the
本実施形態の基板処理方法の効果を従来の技術との対比により説明する。図4は、従来の技術による基板処理方法を説明する図である。従来は、リンス液RLがウェーハWのデバイス面に液盛りとなった状態で、ウェーハWのエッジ部をグリップしながら搬送し、またはウェーハ径にあわせたガイドに落とし込むだけで搬送していたので、洗浄・リンス用のチャンバから超臨界乾燥チャンバへ搬送する間にリンス液RLの液こぼれが生じ、液量が少なくなったこぼれ箇所で部分的に自然乾燥することにより、乾燥する際の溶媒が有する表面張力によりパターンが倒壊する事態が発生していた。 The effect of the substrate processing method of the present embodiment will be described by comparison with the conventional technique. FIG. 4 is a diagram for explaining a substrate processing method according to a conventional technique. In the past, the rinse liquid RL was transferred to the device surface of the wafer W while it was transferred by gripping the edge portion of the wafer W or dropping it into a guide according to the wafer diameter. The liquid of the rinsing liquid RL is spilled while being transported from the cleaning / rinsing chamber to the supercritical drying chamber, and partially dried naturally at the spilled part where the liquid volume is reduced, so that the solvent for drying is included. There was a situation where the pattern collapsed due to surface tension.
これに対して、本実施形態によれば、搬送時の液こぼれが防止されるので、超臨界溶媒との置換を円滑に完了でき、パターン倒壊の発生を未然に予防できる。また近接板33を用いてウェーハWとの微小ギャップにリンス液RLを載せるので、通常の液盛搬送に比べて、液盛に必要な液量を低減することが可能になる。さらに、ウェーハWのデバイス面にのみ溶媒が接する構造になるので、裏面からダストが回り込むという懸念を払拭される。
On the other hand, according to the present embodiment, liquid spillage during transportation can be prevented, so that the replacement with the supercritical solvent can be completed smoothly, and the occurrence of pattern collapse can be prevented. Further, since the rinsing liquid RL is placed in the minute gap with the wafer W using the
図5Aは、超臨界乾燥チャンバに持ち込まれるIPAの量と付着パーティクルとの相関関係を示すグラフである。図5AからIPAの量が低減すると1ウェーハWに付着するパーティクルの数が概ね指数関数的に激減することが分かる。また、図5Bは、持ち込まれるIPAの量と1つの超臨界乾燥チャンバ当たりの処理時間との相関関係を示すグラフである。図5Bから、IPAの量と1チャンバ当たりの処理時間とが概ね比例関係にあることが分かる。図5Aおよび図5Bの参照によっても、本実施形態によりウェーハW上の液盛に必要な液量が低減すると、超臨界乾燥チャンバ内のIPAの量が低減し、ダスト低減および処理時間の双方において顕著な効果が奏されることが分かる。 FIG. 5A is a graph showing the correlation between the amount of IPA brought into the supercritical drying chamber and adhered particles. FIG. 5A shows that the number of particles adhering to one wafer W drastically decreases exponentially when the amount of IPA is reduced. FIG. 5B is a graph showing the correlation between the amount of IPA brought in and the processing time per supercritical drying chamber. From FIG. 5B, it can be seen that the amount of IPA and the processing time per chamber are generally proportional. Also referring to FIG. 5A and FIG. 5B, when the amount of liquid required for liquid deposition on the wafer W is reduced according to this embodiment, the amount of IPA in the supercritical drying chamber is reduced, and both in dust reduction and processing time. It turns out that a remarkable effect is show | played.
(2)第2の実施の形態
図6は、本発明の第2の実施の形態による基板処理装置の概略構成を含む平面図である。図1との対比により明らかなように、本実施形態の基板処理装置において、ウェーハ搬送装置4は、第1の実施の形態における近接板33に代えて、ウェーハガード43を備える。本実施形態の基板処理装置のその他の構成は、図1に示す装置と実質的に同一である。
(2) Second Embodiment FIG. 6 is a plan view including a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. As is clear from comparison with FIG. 1, in the substrate processing apparatus of the present embodiment, the wafer transfer apparatus 4 includes a
ウェーハガード43は、本実施形態においてリング状のウェーハ保護部材であり、図8Aの側面図から分かるように、所定の高さ(厚み)を有して上部アームUAによりウェーハWに垂直な方向に移動可能に支持され、第1のチャンバ1からウェーハWを搬出する際に、上部アームUAにより下降してウェーハWのパターン形成面の周辺部に下面で当接し、搬送アームDAによりウェーハWが移動して第2のチャンバ2内に載置されるまでウェーハWを周辺部から囲んで保護することにより、リンス液RLがウェーハWからこぼれることを防止する(図8B参照)。ウェーハガード43は、近接板33と同様に、ウェーハと実質的に同一のサイズを有し、ウェーハWの種類やウェーハW側の濡れ性や超臨界乾燥プロセスでの溶剤に応じた材料で形成されたもの、またはこれらに応じてウェーハWへの対向面が処理されたものが選択される。本実施形態においても、図6に示すように、様々なウェーハガード43a〜43jが予め用意され、これらの中から処理対象のウェーハWに最も適したものが選択される。
The
なお、本実施形態では、ウェーハガード43の高さ(厚み)はそれぞれ所与の値であるため、選択対象のウェーハガード43a〜43jについては、材質やウェーハWとの対向面の処理態様等の他、その高さ(厚み)もバリエーションの要素に加えて準備される。
In this embodiment, since the height (thickness) of the
ウェーハガード43がリング形状を有するので、第2のチャンバ2側に設置される昇降機構37の連結部分は、リング形状に応じた形状となるように調整される。なお、本実施形態ではウェーハガード43をリング状としたが、これに限ることなく、蓋付きの形状にしてウェーハWのデバイス面の全てを覆うようにしてもよい。
Since the
図7は、図6に示す基板処理装置を用いてウェーハWを処理する方法の概略工程を示すフロー図である。図7に示すフローは、図2のフロー図中の近接板をウェーハガードに置換して各工程番号に20を加算したものに相当する。 FIG. 7 is a flowchart showing a schematic process of the method of processing the wafer W using the substrate processing apparatus shown in FIG. The flow shown in FIG. 7 corresponds to a flow in which the proximity plate in the flow diagram of FIG. 2 is replaced with a wafer guard and 20 is added to each process number.
図8A乃至図8Jは、図7に示す基板処理方法の各フローを具体的に示す部分側面図である。 8A to 8J are partial side views specifically showing each flow of the substrate processing method shown in FIG.
前述した通り、ウェーハガード43の高さ(厚み)はそれぞれ所与の値であるため、ウェーハWのデバイス面との距離を調整する工程が存在しないことを除けば、図3A乃至図3Jにおける近接板33をウェーハガード43に置換したものに相当し、具体的工程は上述した第1の実施の形態と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。なお、図8Aおよび図8Bは、ウェーハ搬送装置4と第1のチャンバ1とを図6の矢印AR1から見た部分側面図であり、図8C乃至図8Jは、ウェーハ搬送装置4と第2のチャンバ2とを図6の矢印AR2から見た部分側面図である。
As described above, since the height (thickness) of the
本実施形態によれば、所定の高さ(厚み)を有するウェーハガード43がウェーハWの周辺部に当接するので、ウェーハWを近接する際にそのデバイス面との距離を調整する必要がない。従って、簡易な構造で搬送時の液こぼれを防止して超臨界溶媒との置換を円滑に完了できるので、パターン倒壊の発生を未然に予防できる。また、第1の実施の形態と同様に、ウェーハWのデバイス面にのみ溶媒が接する構造になるので、裏面からダストが回り込むという懸念も払拭される。
According to the present embodiment, since the
(3)その他
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記形態に限ることなく、その技術的範囲内で種々変形して実施できることは勿論である。
(3) Others Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made within the technical scope thereof.
上述の実施形態では、昇降機構37により第2のチャンバ2内で近接板33またはウェーハガード43を昇降させることにより、超臨界乾燥溶媒との置換効率を高めることとしたが、この機構は本発明において必須の要素ではなく、ウェーハ搬送装置3または4のみを用い、第2のチャンバ2内にウェーハWを載置した段階で近接板33またはウェーハガード43を第2のチャンバ2から退出させることとしてもよい。
In the above-described embodiment, the elevating
同様に、上述の実施形態では、上部アームUAに溶剤供給機構を設け、ウェーハWの第1のチャンバ1から第2のチャンバ2への搬送前または搬送中に、リンス液RLをウェーハWに供給することとしたが、この機構も本発明において必須の要素ではない。
Similarly, in the above-described embodiment, the upper arm UA is provided with a solvent supply mechanism, and the rinse liquid RL is supplied to the wafer W before or during transfer of the wafer W from the
また、上述の実施形態では、近接板33とウェーハWとの間にIPAを供給するIPA供給機構を昇降機構37に持たせたが、これに限ることなく、昇降機構37に独立して配設してもよいし、単に第2のチャンバ2の側壁に配管を設けて第2のチャンバ2の底面から近接板33の底面に至るまで、またはウェーハガード43のリング頂面に至るまでIPAを供給することとしてもよい。
In the above-described embodiment, the
さらに、上述した実施形態では、IPAへの一次置換を経てリンス液RLを液化二酸化炭素へ置換することとしたが、IPAを介することなく、洗浄・リンス用の溶剤から超臨界乾燥溶媒へ直接置換することとしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the rinsing liquid RL is replaced with liquefied carbon dioxide through the primary replacement with IPA. However, the cleaning / rinsing solvent is directly replaced with the supercritical dry solvent without using IPA. It is good to do.
1:第1のチャンバ
2:第2のチャンバ
3,4:ウェーハ搬送装置
31:ウェーハ支持部
33,33a〜33j:近接板
37:昇降機構
43,43a〜43j:ウェーハガード(基板保護部)
AP:溶剤供給口
DA:搬送アーム
LA:下部アーム
RL:リンス液
W:ウェーハ
UA:上部アーム
1: First chamber 2:
AP: Solvent supply port DA: Transfer arm LA: Lower arm RL: Rinse solution W: Wafer UA: Upper arm
Claims (13)
前記基板支持部により前記基板を支持したまま、前記基板を第1の溶媒により洗浄する第1のチャンバから前記基板を超臨界乾燥するための第2のチャンバへ搬送する搬送部と、
前記基板と実質的に同一のサイズを有し、前記基板の主面に垂直な方向に昇降可能に配設され、前記基板の前記第1のチャンバからの搬出時に前記基板の主面に近接して前記基板との毛細管力で前記第1の溶媒を前記基板上に保持する溶剤保持部材と、
前記溶剤保持部材を前記第1のチャンバ内で昇降させる第1の昇降機構と、
を備える基板処理装置。 A substrate support portion for supporting a substrate having a plurality of adjacent patterns on the main surface;
A transport unit for transporting the substrate from a first chamber for cleaning the substrate with a first solvent to a second chamber for supercritical drying, while supporting the substrate by the substrate support unit;
The substrate has substantially the same size as the substrate, and is disposed so as to be movable up and down in a direction perpendicular to the main surface of the substrate, and is close to the main surface of the substrate when the substrate is unloaded from the first chamber. A solvent holding member for holding the first solvent on the substrate by capillary force with the substrate;
A first elevating mechanism for elevating and lowering the solvent holding member in the first chamber;
A substrate processing apparatus comprising:
前記基板支持部により前記基板を支持したまま、前記基板を第1の溶媒により洗浄する第1のチャンバから前記基板を超臨界乾燥するための第2のチャンバへ搬送する搬送部と、
前記基板の主面に垂直な方向に昇降可能に配設され、前記基板の前記第1のチャンバからの搬出時に前記基板の主面に当接して前記基板の主面の少なくとも周辺部を被覆する基板保護部と、
前記基板保護部を前記第1のチャンバ内で昇降させる第1の昇降機構と、
を備える基板処理装置。 A substrate support portion for supporting a substrate having a plurality of adjacent patterns on the main surface;
A transport unit for transporting the substrate from a first chamber for cleaning the substrate with a first solvent to a second chamber for supercritical drying, while supporting the substrate by the substrate support unit;
The substrate is disposed so as to be movable up and down in a direction perpendicular to the main surface of the substrate, and contacts at least the peripheral portion of the main surface of the substrate by contacting the main surface of the substrate when the substrate is unloaded from the first chamber. A board protection unit;
A first elevating mechanism that elevates and lowers the substrate protection part in the first chamber;
A substrate processing apparatus comprising:
第1の溶媒により前記基板を洗浄する第1のチャンバから前記基板を搬出する前に、前記溶剤保持部材を前記基板の主面に近接させ、前記基板と前記溶剤保持部材との毛細管力で前記第1の溶媒を前記基板上に保持したままで、前記搬送部により、前記基板を超臨界乾燥するための第2のチャンバへ搬送する工程を備える、
基板処理方法。 A substrate support unit for supporting a substrate having a plurality of adjacent patterns on the main surface, a transport unit for transporting the substrate supported by the substrate support unit, and a vertically movable configuration in a direction perpendicular to the main surface of the substrate. A substrate holding method, and a substrate processing method using a substrate processing apparatus comprising:
Before unloading the substrate from the first chamber that cleans the substrate with the first solvent, the solvent holding member is brought close to the main surface of the substrate, and the capillary force between the substrate and the solvent holding member causes the A step of transporting the substrate to a second chamber for supercritical drying by the transport unit while holding the first solvent on the substrate;
Substrate processing method.
第1の溶媒により前記基板を洗浄する第1のチャンバから前記基板を搬出する前に、前記基板保護部を前記基板の主面に当接させて前記基板の主面の少なくとも周辺部を被覆することにより、前記第1の溶媒を前記基板上に保持したままで、前記搬送部により、前記基板を超臨界乾燥するための第2のチャンバへ搬送する工程を備える、
基板処理方法。 A substrate support unit for supporting a substrate having a plurality of adjacent patterns on the main surface, a transport unit for transporting the substrate supported by the substrate support unit, and a vertically movable configuration in a direction perpendicular to the main surface of the substrate. A substrate processing method using a substrate processing apparatus comprising: a substrate protection unit provided;
Before unloading the substrate from the first chamber for cleaning the substrate with the first solvent, the substrate protection unit is brought into contact with the main surface of the substrate to cover at least the peripheral portion of the main surface of the substrate. Thereby, the process of transporting the substrate to the second chamber for supercritical drying by the transport unit while holding the first solvent on the substrate,
Substrate processing method.
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