JP2011121009A - Substrate treatment apparatus and substrate treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(電界放出ディスプレイ:Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等を超音波洗浄する基板処理装置および基板処理方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor wafer, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for FED (Field Emission Display), a substrate for optical disk, a substrate for magnetic disk, and a magneto-optical disk. The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for ultrasonically cleaning a substrate for use.
半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程では、基板の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成するプロセス工程が含まれている。ここで、微細加工を良好に行うためには基板表面を清浄な状態に保つ必要があり、必要に応じて基板表面に対して洗浄処理が行われる。そこで、従来、基板上に付着したパーティクルを除去するために、例えば特許文献1および2に記載の装置では基板表面に脱イオン水などの処理液の液膜を形成するとともに該液膜に超音波振動を付与して基板表面を洗浄している。
The manufacturing process of electronic components such as semiconductor devices and liquid crystal display devices includes a process step of forming a fine pattern by repeatedly performing processes such as film formation and etching on the surface of a substrate. Here, in order to perform fine processing satisfactorily, it is necessary to keep the substrate surface clean, and a cleaning process is performed on the substrate surface as necessary. Therefore, conventionally, in order to remove particles adhering to the substrate, for example, in the apparatuses described in
上記した洗浄方式では、超音波振動の付与により処理液の液膜中に生じたキャビテーション崩壊により衝撃波が発生し、この衝撃波のエネルギーを利用して基板上からパーティクルを効果的に離脱して除去している。このため、強いエネルギーがそのまま基板表面の微細パターンに伝播してしまうと、基板表面にダメージを与えることがある。特に、処理液の液膜のうち微細パターン近傍位置でキャビテーション崩壊が生じると、衝撃波が微細パターンに到達するまでの距離は短く、比較的大きなエネルギーを持った衝撃波が微細パターンに与えられてしまう。ここで、基板表面の近傍でキャビテーション崩壊が発生しないようにコントロールすることが可能であれば、上記ダメージの低減を図ることができるが、従来の超音波洗浄技術でこれは困難であり、基板にダメージを与えてしまうことがあった。 In the cleaning method described above, a shock wave is generated due to cavitation collapse generated in the liquid film of the treatment liquid due to the application of ultrasonic vibration, and the energy of this shock wave is used to effectively separate and remove particles from the substrate. ing. For this reason, if strong energy propagates as it is to the fine pattern on the substrate surface, the substrate surface may be damaged. In particular, when cavitation collapse occurs in the vicinity of the fine pattern in the liquid film of the processing solution, the distance until the shock wave reaches the fine pattern is short, and a shock wave having relatively large energy is given to the fine pattern. Here, if it is possible to control so that cavitation collapse does not occur in the vicinity of the substrate surface, the above damage can be reduced, but this is difficult with conventional ultrasonic cleaning technology, It sometimes caused damage.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板表面に形成された液膜に超音波振動を付与する基板処理装置および基板処理方法において基板へのダメージを低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to reduce damage to a substrate in a substrate processing apparatus and a substrate processing method for applying ultrasonic vibration to a liquid film formed on a substrate surface.
この発明にかかる基板処理装置は、上記目的を達成するため、基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板の表面に向けて第1処理液を供給する第1処理液供給手段と、第1処理液よりも比重が小さい第2処理液を基板表面に向けて供給する第2処理液供給手段と、第1処理液および第2処理の供給により基板表面上で第1処理液の液膜の上に形成された第2処理液の液膜に対し、超音波振動を付与する超音波付与手段とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to the present invention has a substrate holding means for holding a substrate and a first processing liquid supply for supplying a first processing liquid toward the surface of the substrate held by the substrate holding means. Means, a second processing liquid supply means for supplying a second processing liquid having a specific gravity smaller than that of the first processing liquid toward the substrate surface, and the first processing on the substrate surface by supplying the first processing liquid and the second processing. Ultrasonic wave application means for applying ultrasonic vibration to the liquid film of the second treatment liquid formed on the liquid film of the liquid is provided.
また、この発明にかかる基板処理方法は、上記目的を達成するため、基板の表面に向けて第1処理液と第1処理液よりも比重が小さい第2処理液とを同時にあるいは異なるタイミングで供給して、基板表面上に第1処理液の液膜を形成するとともに第1処理液の液膜上に第2処理液の液膜を形成した後、第2処理液の液膜に対して超音波振動を付与することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the substrate processing method according to the present invention supplies the first processing liquid and the second processing liquid having a specific gravity smaller than that of the first processing liquid simultaneously or at different timings toward the surface of the substrate. Then, after forming a liquid film of the first processing liquid on the substrate surface and forming a liquid film of the second processing liquid on the liquid film of the first processing liquid, the liquid film of the second processing liquid is It is characterized by applying sonic vibration.
このように構成された発明(基板処理装置および基板処理方法)では、基板表面上に第1処理液の液膜が形成され、さらに第1処理液の液膜上に第2処理液の液膜が形成されており、両液膜の間に界面が存在する二重液膜構造となっている。そして、第2処理液の液膜に対して超音波振動が付与される。この超音波振動の付与により第2処理液の液膜中にキャビテーションが発生し、それが崩壊することで衝撃波が発生して上記界面を介して第2処理液の液膜に入射される。このとき、衝撃波の一部は上記界面により反射されて衝撃波のエネルギーは減衰する。さらに、界面をすり抜けた衝撃波は第1処理液の液膜中を伝播して基板表面に到達するため、その伝播中にも衝撃波のエネルギーは減衰する。このように界面および第1処理液の液膜の存在により、超音波振動より第2処理液の液膜中で発生して基板表面に与えられる衝撃波のエネルギーは低く、その結果、基板へのダメージが低減される。 In the invention thus configured (substrate processing apparatus and substrate processing method), the liquid film of the first processing liquid is formed on the substrate surface, and the liquid film of the second processing liquid is further formed on the liquid film of the first processing liquid. And has a double liquid film structure in which an interface exists between the two liquid films. Then, ultrasonic vibration is applied to the liquid film of the second processing liquid. By applying this ultrasonic vibration, cavitation occurs in the liquid film of the second processing liquid, and when it collapses, a shock wave is generated and incident on the liquid film of the second processing liquid through the interface. At this time, a part of the shock wave is reflected by the interface and the energy of the shock wave is attenuated. Furthermore, since the shock wave that has passed through the interface propagates through the liquid film of the first treatment liquid and reaches the substrate surface, the energy of the shock wave is attenuated during the propagation. Thus, due to the presence of the interface and the liquid film of the first processing liquid, the energy of the shock wave generated in the liquid film of the second processing liquid and applied to the substrate surface is lower than the ultrasonic vibration, and as a result, the substrate is damaged. Is reduced.
ここで、第2処理液が第1処理液よりも超音波振動によるキャビテーションが発生し易い液体で構成することができる。超音波振動を利用して基板表面を洗浄するためには、第2処理液の液膜中でキャビテーションを発生させる必要がある。また、第2処理液の液膜に対して超音波振動を付与すると、その超音波振動は第1処理液の液膜にも伝播されるが、第1処理液は第2処理液に比べてキャビテーションが発生し難いため、次のような作用効果が得られる。つまり、第1処理液の液膜中でキャビテーションが高頻度で発生すると、当該キャビテーションの崩壊により発生する衝撃波が直接基板表面に与えられてしまう。しかしながら、第1処理液の液膜中ではキャビテーションは第2処理液の液膜中よりも発生し難いため、第1処理液の液膜中でキャビテーション崩壊の発生頻度は低減される。その結果、基板表面へのダメージを効果的に低減することができる。例えば、基板表面に供給された第1処理液および第2処理液のキャビテーション係数をそれぞれα1、α2としたとき、
α1>α2
が満足されるように構成することで上記した作用効果が確実に得られる。
Here, the second treatment liquid can be made of a liquid in which cavitation due to ultrasonic vibration is more likely to occur than the first treatment liquid. In order to clean the substrate surface using ultrasonic vibration, it is necessary to generate cavitation in the liquid film of the second processing liquid. Further, when ultrasonic vibration is applied to the liquid film of the second processing liquid, the ultrasonic vibration is also propagated to the liquid film of the first processing liquid, but the first processing liquid is compared with the second processing liquid. Since cavitation hardly occurs, the following effects can be obtained. That is, if cavitation occurs frequently in the liquid film of the first processing liquid, a shock wave generated by the collapse of the cavitation is directly applied to the substrate surface. However, since cavitation is less likely to occur in the liquid film of the first processing liquid than in the liquid film of the second processing liquid, the frequency of occurrence of cavitation collapse in the liquid film of the first processing liquid is reduced. As a result, damage to the substrate surface can be effectively reduced. For example, when the cavitation coefficients of the first processing liquid and the second processing liquid supplied to the substrate surface are α1 and α2, respectively,
α1> α2
As described above, the above-described effects can be obtained with certainty.
また、上記した二重液膜構造(第1処理液の液膜−界面−第2処理液の液膜)を得るためには、例えば第1処理液の液膜が形成された基板表面に対して第2処理液供給手段により第2処理液を供給して第1処理液の液膜上に第2処理液の液膜を形成してもよい。また、第1処理液および第2処理液が互いに混合し難い液体である場合には、標準物質(通常、4゜Cの水)に対する第1処理液の比重と、同標準物質に対する第2処理液の比重との差を利用してもよい。すなわち、第2処理液が第1処理液よりも比重が小さいために両処理液を基板表面に供給した後に所定時間放置することで上記二重液膜構造(第1処理液の液膜−界面−第2処理液の液膜)が得られる。 Further, in order to obtain the above-described double liquid film structure (liquid film of the first processing liquid-interface-liquid film of the second processing liquid), for example, on the substrate surface on which the liquid film of the first processing liquid is formed. Then, the second processing liquid may be supplied by the second processing liquid supply means to form the liquid film of the second processing liquid on the liquid film of the first processing liquid. When the first treatment liquid and the second treatment liquid are difficult to mix with each other, the specific gravity of the first treatment liquid with respect to the standard substance (usually 4 ° C. water) and the second treatment with respect to the standard substance You may utilize the difference with the specific gravity of a liquid. That is, since the specific gravity of the second processing liquid is smaller than that of the first processing liquid, the two processing liquids are supplied to the substrate surface, and then left for a predetermined time, so that the double liquid film structure (the liquid film-interface of the first processing liquid) -Liquid film of the second treatment liquid) is obtained.
また、二重液膜構造を形成する本発明では、第1処理液の液膜の厚みを制御することで基板表面から第2処理液の液膜までの高さを変更することができ、その結果、基板へのダメージおよび超音波洗浄力のバランスを適正化することができる。つまり、液膜厚制御手段により第1処理液の液膜を比較的厚くすると、第2処理液の液膜が基板表面から離れ、キャビテーションが基板表面から比較的遠い位置で発生するため、当該キャビテーションの崩壊時に発生して基板表面に伝播するエネルギーが小さくなり、基板表面のダメージを大幅に低減することができる。逆に、液膜厚制御手段により第1処理液の液膜を比較的薄くすると、第2処理液の液膜が基板表面に近づき、キャビテーションが基板表面から比較的近い位置で発生するため、当該キャビテーションの崩壊時に発生して基板表面に伝播するエネルギーは界面および第1処理液の液膜で幾分減衰されるものの基板洗浄に十分なエネルギーが基板表面に与えられて超音波洗浄効果を高めることができる。 Further, in the present invention that forms a double liquid film structure, the height from the substrate surface to the liquid film of the second processing liquid can be changed by controlling the thickness of the liquid film of the first processing liquid, As a result, the balance between the damage to the substrate and the ultrasonic cleaning power can be optimized. That is, when the liquid film of the first processing liquid is made relatively thick by the liquid film thickness control means, the liquid film of the second processing liquid is separated from the substrate surface, and cavitation occurs at a position relatively far from the substrate surface. The energy generated at the time of collapse of the substrate and propagated to the substrate surface is reduced, and damage to the substrate surface can be greatly reduced. On the contrary, when the liquid film of the first processing liquid is relatively thin by the liquid film thickness control means, the liquid film of the second processing liquid approaches the substrate surface, and cavitation occurs at a position relatively close to the substrate surface. The energy generated when the cavitation collapses and propagates to the substrate surface is somewhat attenuated by the interface and the liquid film of the first treatment liquid, but sufficient energy is given to the substrate surface to enhance the ultrasonic cleaning effect. Can do.
また、上記した第1処理液としては例えばハイドロフルオロエーテルを用いることができ、また第2処理液として脱イオン水を用いることができる。 Further, for example, hydrofluoroether can be used as the first processing liquid, and deionized water can be used as the second processing liquid.
さらに、上記のように超音波振動を付与する第2処理液以外にダメージ低減のために第1処理液の液膜を形成しているため、超音波振動の付与後に第1処理液を基板表面から確実に除去するのが望まれる。そこで、超音波付与手段から超音波振動が付与された基板の表面に第1処理液と異なる第3処理液を供給して基板表面を洗浄する洗浄手段をさらに設けてもよい。例えば、第3処理液としてアンモニア水と過酸化水素水との混合水溶液(SC1溶液)を用いてもよい。 Further, since the liquid film of the first treatment liquid is formed for reducing damage in addition to the second treatment liquid that imparts ultrasonic vibration as described above, the first treatment liquid is applied to the substrate surface after application of ultrasonic vibration. It is desirable to remove it reliably. Therefore, a cleaning unit may be further provided for supplying a third processing liquid different from the first processing liquid to the surface of the substrate to which ultrasonic vibration is applied from the ultrasonic wave application unit, and cleaning the substrate surface. For example, a mixed aqueous solution (SC1 solution) of ammonia water and hydrogen peroxide water may be used as the third treatment liquid.
この発明によれば、基板表面上に形成された第1処理液の液膜の上に第2処理液の液膜を形成するとともに、この第2処理液の液膜に対して超音波振動を付与するように構成しているため、超音波振動付加による基板へのダメージを効果的に低減することができる。 According to the present invention, the liquid film of the second processing liquid is formed on the liquid film of the first processing liquid formed on the substrate surface, and ultrasonic vibration is applied to the liquid film of the second processing liquid. Since it is configured to impart, damage to the substrate due to the addition of ultrasonic vibration can be effectively reduced.
図1はこの発明にかかる基板処理装置の第1実施形態を示す図である。また、図2は図1の基板処理装置で用いられる超音波付与ヘッドの構成を示す断面図である。さらに、図3は図1に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。この基板処理装置は、半導体ウエハ等の基板Wの表面Wfに付着したパーティクルなどの汚染物質を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の基板処理装置である。より具体的には、デバイスパターンが形成された基板表面Wfに対して第1処理液および第2処理液を供給して二重液膜構造の液膜LF(=LF1+LF2)を形成した後に、表層側の液膜(第2処理液の液膜LF2)に対して超音波振動を付与して基板Wを超音波洗浄する装置である。 FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of an ultrasonic wave application head used in the substrate processing apparatus of FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the substrate processing apparatus shown in FIG. This substrate processing apparatus is a single wafer type substrate processing apparatus used for a cleaning process for removing contaminants such as particles adhering to the surface Wf of a substrate W such as a semiconductor wafer. More specifically, after the first processing liquid and the second processing liquid are supplied to the substrate surface Wf on which the device pattern is formed to form a liquid film LF (= LF1 + LF2) having a double liquid film structure. This is an apparatus for ultrasonically cleaning the substrate W by applying ultrasonic vibration to the surface side liquid film (liquid film LF2 of the second processing liquid).
この基板処理装置は、基板Wよりも若干大きな平面サイズを有するスピンベース11を有している。このスピンベース11の上面周縁には、複数の支持ピン12が配置されている。そして、各支持ピン12が基板Wの端部と当接することによって、基板Wの基板表面Wfを上方に向けた状態で、かつ略水平状態で基板Wは保持される。このように本実施形態では、スピンベース11と支持ピン12が本発明の「基板保持手段」として機能している。なお、基板を保持するための構成(基板保持手段)はこれに限定されるものではなく、例えば基板Wをスピンチャックなどの吸着方式により保持するようにしてもよい。 The substrate processing apparatus includes a spin base 11 having a slightly larger planar size than the substrate W. A plurality of support pins 12 are arranged on the periphery of the upper surface of the spin base 11. Each support pin 12 comes into contact with the end of the substrate W, so that the substrate W is held in a substantially horizontal state with the substrate surface Wf of the substrate W facing upward. Thus, in this embodiment, the spin base 11 and the support pins 12 function as the “substrate holding means” of the present invention. The configuration for holding the substrate (substrate holding means) is not limited to this, and the substrate W may be held by an adsorption method such as a spin chuck.
スピンベース11には、図1に示すように、回転軸31が連結されている。この回転軸31はベルト32を介してモータ33の出力回転軸34と連結されている。そして、制御ユニット2からの制御信号に基づきモータ33が作動すると、そのモータ駆動に伴って回転軸31が回転する。これによって、スピンベース11の上方で支持ピン12により保持されている基板Wはスピンベース11とともに回転軸心Pa回りに回転する。
As shown in FIG. 1, a rotation shaft 31 is connected to the spin base 11. The rotating shaft 31 is connected to an
こうして回転駆動される基板Wの表面Wfに対して第1処理液およびリンス液を供給するための第1ノズルN1と、同表面Wfに対して第2処理液をミスト状に供給する第2ノズルN2とがスピンベース11の上方位置に配置されている。この実施形態では、第1処理液としてHFE(Hydrofluoroether:ハイドロフルオロエーテル)液が供給され、第2処理液およびリンス液としてDIW(deionized water:脱イオン水)が供給可能となっている。 A first nozzle N1 for supplying the first processing liquid and the rinsing liquid to the surface Wf of the substrate W thus rotationally driven, and a second nozzle for supplying the second processing liquid to the surface Wf in a mist form. N2 is arranged above the spin base 11. In this embodiment, HFE (Hydrofluoroether) liquid is supplied as the first processing liquid, and DIW (deionized water) can be supplied as the second processing liquid and the rinsing liquid.
すなわち、第1ノズルN1に対してHFE液供給部41が開閉バルブ42を介して接続されるとともに、DIW供給部43が開閉バルブ44を介して接続されている。これらの開閉バルブ42、44は常時閉成されており、後述するように基板WへのHEF液の液膜形成時には制御ユニット2からの開指令に応じて開閉バルブ42が開成する。
That is, the HFE
これにより、HFE液供給部41からHFE液が開閉バルブ42を介して第1ノズルN1に圧送されて第1ノズルN1からHFE液が基板表面Wfに向けて吐出される。一方、後述するようにリンス処理時には制御ユニット2からの開指令に応じて開閉バルブ44が開成する。これにより、DIW供給部43からDIWが開閉バルブ44を介して第1ノズルN1に圧送されて第1ノズルN1からDIWが基板表面Wfに向けて吐出される。
As a result, the HFE liquid is pumped from the HFE
なお、「HFE液」として例えば住友スリーエム株式会社製の商品名ノベック(登録商標)シリーズのHFEを用いることができる。具体的には、HFEとして、例えば化学式:C4F9OCH3)、化学式:C4F9OC2H5、化学式:C6F13OCH3、化学式:C3HF6−CH(CH3)O−C3HF6、化学式:C2HF4OCH3などを用いることができる。これらのHFE液の密度は1430〜1660(kg/m3)であり、水に対する比重は「1」よりも大きい。したがって、本発明の「第2処理液」として使用するDIWは本発明の「第1処理液」として使用するHFE液よりも比重が小さい。このように、本実施形態では、HFE液供給部41およびDIW供給部43がそれぞれ本発明の「第1処理液供給手段」および「第2処理液供給手段」に相当している。
Note that as the “HFE liquid”, for example, HFE of the trade name Novec (registered trademark) series manufactured by Sumitomo 3M Limited can be used. Specifically, as HFE, for example, chemical formula: C 4 F 9 OCH 3 ), chemical formula: C 4 F 9 OC 2 H 5 , chemical formula: C 6 F 13 OCH 3 , chemical formula: C 3 HF 6 —CH (CH 3) ) O—C 3 HF 6 , chemical formula: C 2 HF 4 OCH 3 and the like can be used. The density of these HFE liquids is 1430-1660 (kg / m 3 ), and the specific gravity with respect to water is greater than “1”. Therefore, the specific gravity of DIW used as the “second processing liquid” of the present invention is smaller than that of the HFE liquid used as the “first processing liquid” of the present invention. Thus, in this embodiment, the HFE
また、DIW供給部43は開閉バルブ45を介して第2ノズルN2にも接続されている。この開閉バルブ45も開閉バルブ42、44と同様に常時閉成されており、後述するように基板WへのDIW液の液膜形成時には制御ユニット2からの開指令に応じて開閉バルブ45が開成する。これにより、DIW供給部43からDIWが開閉バルブ45を介して第2ノズルN2に圧送されて第2ノズルN2からミスト状のDIWが基板表面Wfに向けて吐出される。
The
第1処理液(HFE液)およびリンス液(DIW)を吐出する第1ノズルN1の上端は水平ビーム46により第1ノズル駆動機構51と接続されている。この第1ノズル駆動機構51は後述するヘッド駆動機構73と同様に構成されており、制御ユニット2からの制御信号に応じて作動することでノズルN1を水平ビーム46とともに一体的に昇降移動し、また供給位置(回転軸心Pa上で、かつスピンベース11の上方位置)と退避位置(スピンベース11から側方に離れた位置)との間を往復移動するように構成されている。そして、第1処理液(HFE液)およびリンス液(DIW)を吐出する際には、第1ノズルN1は退避位置から供給位置に移動されるとともに、制御ユニット2から与えられた高さ位置指令に応じた高さ位置に位置決めされる。
The upper end of the first nozzle N1 that discharges the first processing liquid (HFE liquid) and the rinsing liquid (DIW) is connected to the first
また、もう一方の第2ノズルN2は水平ビーム47により第2ノズル駆動機構52と接続されており、第1ノズルN1と同様に、水平ビーム47とともに一体的に昇降移動され、また供給位置と退避位置との間を往復移動される。そして、第2処理液(ミスト状のDIW)を吐出する際には、第2ノズルN2は退避位置から供給位置に移動されるとともに、制御ユニット2から与えられた高さ位置指令に応じた高さ位置に位置決めされる。
The other second nozzle N2 is connected to the second
また、ノズルN1、N2から吐出された液体(HFE液、DIW)が基板Wおよびスピンベース11の周辺に飛散するのを防止するために、スピンベース11の周囲に飛散防止カップ61が配備されている。すなわち、制御ユニット2からの制御信号に応じてカップ昇降駆動機構62がカップ61を上昇させると、図1に示すようにカップ61はスピンベース11および支持ピン12で保持された基板Wを側方位置から取り囲み、スピンベース11および基板Wから飛散するHFE液やDIWを捕集可能となっている。一方、図示していない搬送ユニットが未処理の基板Wをスピンベース11上の支持ピン12に載置したり、処理済の基板Wを支持ピン12から受け取ったり、次に説明する超音波付与ユニット7のヘッド71を振動付与位置と退避位置の間を移動させる際には、制御ユニット2からの制御信号に応じてカップ昇降駆動機構62がカップ61を下方に駆動する。
Further, in order to prevent the liquid (HFE liquid, DIW) discharged from the nozzles N1 and N2 from being scattered around the substrate W and the spin base 11, a
図2は超音波付与ヘッドの構成を示す断面図である。この超音波付与ユニット7は、超音波付与ヘッド71と、超音波付与ヘッド71を保持するアーム部材72と、超音波付与ヘッド71を移動させるヘッド駆動機構73とを有している。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the ultrasonic wave application head. The ultrasonic
超音波付与ヘッド71では、例えば4ふっ化テフロン(登録商標)(poly tetra fluoro ethylene)などのフッ素樹脂からなる本体部711の底面側開口に振動板712が取り付けられている。この振動板712は平面視で円盤形状を有しており、その底面が振動面VFとなっている。また、振動板712の上面には、振動子713が貼り付けられている。そして、制御ユニット2からの制御信号に基づき超音波発振器714からパルス信号が振動子713に出力されると、振動子713が超音波振動する。
In the ultrasonic
超音波付与ヘッド71はアーム部材72の一方端で保持されている。また、このアーム部材72の他方端にはヘッド駆動機構73が連結されている。このヘッド駆動機構73は図1に示すように回転モータ731を有している。そして、回転モータ731の回転軸732がアーム部材72の他方端に連結されており、制御ユニット2からの制御信号に応じて回転モータ731が作動すると、回転中心Pbの周りにアーム部材72が揺動して超音波付与ヘッド71を振動付与位置と退避位置との間で往復移動させる。
The ultrasonic
回転モータ731を搭載している昇降ベース734は、立設されたガイド735に摺動自在に嵌め付けられているとともに、ガイド735に並設されているボールネジ736に螺合されている。このボールネジ736は、昇降モータ737の回転軸に連動連結されている。また、この昇降モータ737は制御ユニット2からの制御信号に応じて作動してボールネジ736を回転させてヘッド71を上下方向に昇降させる。このように、ヘッド駆動機構73は超音波付与ヘッド71を昇降および往復移動させて振動付与位置に位置決めする機構である。
The elevating base 734 on which the rotation motor 731 is mounted is slidably fitted to an upright guide 735 and is screwed to a ball screw 736 provided side by side with the guide 735. The ball screw 736 is linked to the rotating shaft of the lifting
また、ヘッド駆動機構73により超音波付与ヘッド71が振動付与位置に位置決めされたとき、振動面VFと基板表面Wfとの間隔、つまり基板対向間隔は昇降モータ737の駆動制御によって高精度に行われる。そして、この接液状態で制御ユニット2が超音波付与ヘッド71を作動させると、液膜LFに超音波振動が付与される。なお、本実施形態では後述するように二重液膜構造の液膜LF(=LF1+LF2)が形成され、その表層側の液膜LF2に対して振動面VFが接液するように構成されている。
Further, when the ultrasonic
なお、装置全体を制御する制御ユニット2は、主として、CPU(Central Processing Unit)21と、RAM(Random Access Memory)22と、ROM(Read Only Memory)23と、モータ33、HFE液供給部41などを駆動制御する駆動制御部24とを有している。これらのうちROM23は、いわゆる不揮発性の記憶部であり、装置各部を制御するためのプログラムを格納している。そして、CPU21がROM23に格納されているプログラムに従って装置各部を制御することによって装置は次に説明する基板洗浄動作を実行する。
The
この基板処理装置では、図示を省略する搬送ユニットにより支持ピン12上に未処理の基板Wが搬送されて支持ピン12に保持される。そして、搬送ユニットが基板処理装置から退避した後、制御ユニット2のCPU21が装置各部を制御して超音波洗浄を実行する。なお、この時点では第1ノズルN1、第2ノズルN2および超音波付与ヘッド71はそれぞれスピンベース11から水平方向に離れた退避位置に位置決めされている。
In this substrate processing apparatus, an unprocessed substrate W is transported onto the support pins 12 by a transport unit (not shown) and held on the support pins 12. Then, after the transfer unit is retracted from the substrate processing apparatus, the
先ず、基板Wの回転が開始される。続いて、第1ノズルN1が退避位置から供給位置(回転軸心Pa上で、かつスピンベース11の上方位置)に移動された後、図4(a)に示すように第1ノズルN1からHFE液が吐出されて基板表面Wfに供給される。これによって、基板表面Wf上にHFE液の液膜LF1が形成される(HFE液膜の形成動作)。そして、基板Wの回転速度を調整することによって液膜LF1の膜厚が高精度に調整される(同図(b))。 First, the rotation of the substrate W is started. Subsequently, after the first nozzle N1 is moved from the retracted position to the supply position (on the rotational axis Pa and above the spin base 11), the first nozzle N1 is moved from the first nozzle N1 to the HFE as shown in FIG. The liquid is discharged and supplied to the substrate surface Wf. As a result, the liquid film LF1 of the HFE liquid is formed on the substrate surface Wf (HFE liquid film forming operation). Then, the film thickness of the liquid film LF1 is adjusted with high accuracy by adjusting the rotation speed of the substrate W ((b) in the figure).
例えば基板Wの回転速度を液膜形成時よりも高い回転速度、例えば500rpmに設定することで基板表面Wfに当該回転速度に対応する厚みTH(図2参照)の液膜LF1を形成することができる。また、制御ユニット2から基板Wの回転速度に関連する回転速度指令に応じてモータ33が作動して基板Wの回転速度を変更すると、HFE液の液膜LF1の厚みTHはその回転速度に応じた値に調整される。このように、本実施形態ではモータ33が本発明の「液膜厚制御手段」として機能している。なお、第1ノズルN1は基板表面WfへのHFE液の供給完了後に退避位置に移動される。
For example, the liquid film LF1 having a thickness TH (see FIG. 2) corresponding to the rotation speed can be formed on the substrate surface Wf by setting the rotation speed of the substrate W to a higher rotation speed than that at the time of liquid film formation, for example, 500 rpm. it can. When the
こうしてHFE液の液膜LF1が形成された後、基板Wの回転速度は例えば10rpm程度まで減速される。また、第2ノズルN2が退避位置から供給位置(回転軸心Pa上で、かつスピンベース11の上方位置)に移動した後、図4(c)に示すように第2ノズルN2からDIWがミスト状に吐出されて基板表面Wfに向けて供給される。これによって、基板表面Wf上のHFE液の液膜LF1上にDIWの液膜LF2が形成される(DIW膜の形成動作)。これにより二重液膜構造(HFE液の液膜LF1−界面BF−DIWの液膜LF2)が得られる。また、HFE液とDIWとは互いに混合し難く、しかもDIWはHFE液よりも比重が小さいため、上記した二重液膜構造は安定したものとなっており、次に説明する超音波振動の付加時にも二重液膜構造が安定的に維持される。なお、第2ノズルN2は二重液膜構造の形成完了後に退避位置に移動される。 After the liquid film LF1 of the HFE liquid is thus formed, the rotation speed of the substrate W is reduced to, for example, about 10 rpm. Further, after the second nozzle N2 has moved from the retracted position to the supply position (on the rotational axis Pa and above the spin base 11), the DIW is mist from the second nozzle N2 as shown in FIG. Are discharged toward the substrate surface Wf. Thus, a DIW liquid film LF2 is formed on the HFE liquid film LF1 on the substrate surface Wf (DIW film forming operation). As a result, a double liquid film structure (HFE liquid film LF1-interface BF-DIW liquid film LF2) is obtained. In addition, since the HFE liquid and DIW are difficult to mix with each other and the specific gravity of DIW is smaller than that of the HFE liquid, the above-mentioned double liquid film structure is stable, and the addition of ultrasonic vibration described below is added. Sometimes the double liquid film structure is stably maintained. The second nozzle N2 is moved to the retracted position after the formation of the double liquid film structure is completed.
そして、基板Wの回転速度を二重液膜構造の形成時よりも高めるとともに、超音波付与ヘッド71が退避位置から振動付与位置に移動されて位置決めされる。これにより振動面VFが液膜LF2と接液する。それに続いて、超音波発振器714からパルス信号が振動子713に出力されて振動子713が超音波振動する(同図(d))。これにより液膜LF2に対して超音波振動が付与されて液膜LF2中でキャビテーションの発生および崩壊が生じ、衝撃波が発生する。この衝撃波の一部は液膜LF1、LF2の界面BFで反射される。一方、界面BFを通過した衝撃波は液膜LF1を通過して基板表面Wfに伝播され、この衝撃波のエネルギーによりパーティクルなどの付着物が基板表面Wfから離脱して液膜LFに遊離する。
Then, the rotational speed of the substrate W is increased as compared with the formation of the double liquid film structure, and the ultrasonic
この超音波付与後、超音波振動が停止される。また、超音波付与ヘッド71が退避位置に移動されるのと入れ替わりに第1ノズルN1が再び退避位置から供給位置に移動され、同図(e)に示すように第1ノズルN1からリンス液(DIW)が吐出されて基板表面Wfに対してリンス処理が施される。これにより、超音波振動の付与により基板表面Wfから遊離された付着物が液膜LF(LF1+LF2)とともに基板表面Wfから除去される。
After applying this ultrasonic wave, the ultrasonic vibration is stopped. In addition, the first nozzle N1 is moved again from the retracted position to the supply position as the ultrasonic
こうしてリンス処理が完了すると、基板Wの回転速度を増大させて基板W上に残っている洗浄液に遠心力を作用させて基板Wからリンス液を除去し、乾燥させる(図4(f):スピン乾燥)。そして、一連の処理が完了すると、搬送ユニットにより処理済みの基板Wを基板処理装置から搬出する。 When the rinsing process is completed in this way, the rotational speed of the substrate W is increased and centrifugal force is applied to the cleaning liquid remaining on the substrate W to remove the rinsing liquid from the substrate W and dry it (FIG. 4F: spin). Dry). When a series of processing is completed, the substrate W processed by the transport unit is unloaded from the substrate processing apparatus.
以上のように、本発明の第1実施形態では、基板表面Wf上にHFE液(第1処理液)の液膜LF1を形成し、さらにHFE液の液膜LF1上にDIW(第2処理液)の液膜LF2を形成し、この液膜LF2に対して超音波振動を付与して超音波洗浄を実行している。したがって、超音波振動の付与により液膜LF2で発生した衝撃波の全てが基板表面Wfに到達するのではなく、その一部は両液膜LF1、LF2の間に形成された界面BFにより反射される。また、界面BFを通過した衝撃波は液膜LF1を通過して基板表面Wfに達するまでの間に減衰される。したがって、超音波振動より液膜LF2中で発生して基板表面Wfに与えられる衝撃波のエネルギーが効果的に低減されて基板表面Wfへのダメージを抑制することができる。 As described above, in the first embodiment of the present invention, the liquid film LF1 of the HFE liquid (first processing liquid) is formed on the substrate surface Wf, and DIW (second processing liquid) is further formed on the liquid film LF1 of the HFE liquid. ) Liquid film LF2 is formed, and ultrasonic cleaning is executed by applying ultrasonic vibration to the liquid film LF2. Therefore, not all of the shock waves generated in the liquid film LF2 by the application of the ultrasonic vibration reach the substrate surface Wf, but a part thereof is reflected by the interface BF formed between the two liquid films LF1 and LF2. . In addition, the shock wave that has passed through the interface BF is attenuated before it passes through the liquid film LF1 and reaches the substrate surface Wf. Therefore, the energy of the shock wave generated in the liquid film LF2 by ultrasonic vibration and applied to the substrate surface Wf is effectively reduced, and damage to the substrate surface Wf can be suppressed.
また、上記第1実施形態では、基板表面Wf上に液膜LF1、LF2を形成した状態で超音波振動を付与しており、この時のHFE液とDIWとのキャビテーション係数をそれぞれα1、α2としたとき、
α1>α2
が満足されている、つまりDIWはHFE液よりも超音波振動によるキャビテーションが発生し易い液体である。したがって、超音波振動を付与することでDIW(第2処理液)の液膜中でキャビテーションが発生して超音波洗浄に必要な衝撃波を形成することができる(ただし、本実施形態では、上記したように液膜LF2で発生した衝撃波のエネルギーを界面BFおよびHFE液の液膜LF1により減衰して適切なエネルギーに調整している)。
In the first embodiment, ultrasonic vibration is applied in a state where the liquid films LF1 and LF2 are formed on the substrate surface Wf. The cavitation coefficients of the HFE liquid and DIW at this time are α1, α2, and When
α1> α2
In other words, DIW is a liquid that is more susceptible to cavitation due to ultrasonic vibration than HFE liquid. Therefore, by applying ultrasonic vibration, cavitation is generated in the liquid film of DIW (second processing liquid), and a shock wave necessary for ultrasonic cleaning can be formed (however, in this embodiment, as described above) Thus, the energy of the shock wave generated in the liquid film LF2 is attenuated by the liquid film LF1 of the interface BF and the HFE liquid and adjusted to an appropriate energy).
また、上記のようにHFE液の液膜LF1でのキャビテーション発生頻度が液膜LF2でのそれよりも低いため、次の作用効果が得られる。すなわち、基板表面Wf上に直接形成された液膜LF1中でのキャビテーションの発生および崩壊により発生する衝撃波が直接基板表面Wfに与えられるため、当該液膜LF1中でキャビテーションが高頻度で発生すると、基板表面Wfに対して多大なダメージを与えてしまう。しかしながら、本実施形態では、本発明の「第1処理液」としてHFE液を用いることで液膜LF1中でのキャビテーションの発生を抑制して液膜LF1中で衝撃波の発生を低減させている。その結果、基板表面Wfへのダメージを効果的に低減することができる。 Moreover, since the cavitation occurrence frequency of the HFE liquid in the liquid film LF1 is lower than that in the liquid film LF2, as described above, the following operational effects can be obtained. That is, since a shock wave generated by the occurrence and collapse of cavitation in the liquid film LF1 directly formed on the substrate surface Wf is directly applied to the substrate surface Wf, when cavitation occurs frequently in the liquid film LF1, The substrate surface Wf is greatly damaged. However, in the present embodiment, by using the HFE liquid as the “first processing liquid” of the present invention, the occurrence of cavitation in the liquid film LF1 is suppressed, and the generation of shock waves in the liquid film LF1 is reduced. As a result, damage to the substrate surface Wf can be effectively reduced.
また、上記した二重液膜構造(液膜LF1−界面BF−液膜LF2)を構成するためには、図4(c)に示すように、HFE液の液膜LF1が形成された基板表面Wfに対してDIWをミスト状に供給して液膜LF2を形成しているため、二重液膜構造を安定して形成することができる。さらに第1実施形態では、DIW供給と同時に基板Wを回転させているため、液膜LF2および界面BFを平坦に、かつ均一に形成することができる。その結果、界面BFによる衝撃波の低減を均一に行うことができ、超音波洗浄の面内均一性を高めることができる。 Further, in order to configure the above-described double liquid film structure (liquid film LF1-interface BF-liquid film LF2), as shown in FIG. 4C, the substrate surface on which the liquid film LF1 of the HFE liquid is formed. Since the liquid film LF2 is formed by supplying DIW to Wf in a mist form, a double liquid film structure can be stably formed. Furthermore, in the first embodiment, since the substrate W is rotated simultaneously with the DIW supply, the liquid film LF2 and the interface BF can be formed flatly and uniformly. As a result, the shock wave can be uniformly reduced by the interface BF, and the in-plane uniformity of ultrasonic cleaning can be improved.
また、上記第1実施形態では、基板Wの回転速度を変更することでHFE液の液膜LF1の厚みTHを調整してDIW(第2処理液)の液膜LF2中で発生するキャビテーションの基板表面Wfからの高さを変更することが可能となっており、この厚み調整によって液膜LF1を通過する際の衝撃波の減衰量をコントロールすることができる。つまり、モータ33による基板Wの回転速度を比較的低速に設定することで比較的厚い液膜LF1が形成され、DIWの液膜LF2が基板表面Wfから離れ、キャビテーションが基板表面Wfから比較的遠い位置で発生する。このようにキャビテーションが基板表面Wfから離れることによって、当該キャビテーションの崩壊時に発生して基板表面Wfに伝播するエネルギーは小さくなり、基板表面Wfのダメージを大幅に低減することができる。逆に、基板Wの回転速度を比較的高速に設定すると、液膜LF1は薄くなり、基板表面Wfから比較的近い位置でキャビテーションがDIWの液膜LF2中で発生するため、キャビテーションが基板表面Wfに近づくことによって、当該キャビテーションの崩壊時に発生して基板表面Wfに伝播するエネルギーが大きくなり、界面BFおよびHFE液の液膜LF1で幾分減衰されるものの基板洗浄に十分なエネルギーが基板表面Wfに与えられて超音波洗浄効果を高めることができる。このように第1実施形態では、モータ33は本発明の「液膜厚制御手段」として機能して基板Wへのダメージおよび超音波洗浄力のバランスを適正化することができる。
In the first embodiment, the thickness of the liquid film LF1 of the HFE liquid is adjusted by changing the rotation speed of the substrate W, and the cavitation substrate generated in the liquid film LF2 of the DIW (second processing liquid). The height from the surface Wf can be changed, and the attenuation amount of the shock wave when passing through the liquid film LF1 can be controlled by adjusting the thickness. That is, by setting the rotation speed of the substrate W by the
さらに、上記第1実施形態では、二重液膜構造の液膜LFを形成した後、基板Wの回転速度を高めて超音波振動を付与しているので、界面BFの乱れを抑えて超音波洗浄の面内均一性をさらに高めることができる。 Furthermore, in the first embodiment, after forming the liquid film LF having the double liquid film structure, since the ultrasonic vibration is applied by increasing the rotation speed of the substrate W, the ultrasonic wave can be suppressed by suppressing the disturbance of the interface BF. In-plane uniformity of cleaning can be further enhanced.
図5はこの発明にかかる基板処理装置の第2実施形態を示す図である。また、図6は図5に示す基板処理装置により実行される超音波洗浄動作を模式的に示す図である。この第2実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、HFE液(第1処理液)およびDIW(第2処理液)の供給態様および二重液膜構造の形成態様であり、その他の構成および動作は基本的に第1実施形態と同一である。したがって、以下においては相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 6 is a diagram schematically showing an ultrasonic cleaning operation executed by the substrate processing apparatus shown in FIG. The second embodiment is greatly different from the first embodiment in the supply mode of the HFE liquid (first processing liquid) and DIW (second processing liquid) and the formation mode of the double liquid film structure. The configuration and operation are basically the same as those in the first embodiment. Accordingly, the following description will focus on the differences, and the same components will be assigned the same reference numerals and description thereof will be omitted.
この第2実施形態では、第2ノズルN2を用いることなく、第1処理液としてHFE液を、第2処理液としてDIWを、またリンス液としてDIWをそれぞれ以下のようにして第1ノズルN1から基板表面Wfに向けて吐出して二重液膜構造の液膜LF(=LF1+LF2)を形成している。すなわち、図示を省略する搬送ユニットにより支持ピン12上に未処理の基板Wが搬送されて支持ピン12に保持されると、基板Wの回転とともに第1ノズルN1が退避位置から供給位置(回転軸心Pa上で、かつスピンベース11の上方位置)に移動される。そして、開閉バルブ42、44が開いてHFE液およびDIWが同時に第1ノズルN1に対して圧送され、HFE液およびDIWを含む液体が第1ノズルN1から基板表面Wfに向けて吐出される(図6(a))。なお、第2実施形態では、HFE液(第1処理液)の供給手段たるHFE液供給部41は制御ユニット2からの指令により供給流量を調整可能であり、上記のようにして第1ノズルN1から吐出される液体におけるHFE液の重量%を調整可能となっている。
In the second embodiment, without using the second nozzle N2, the HFE liquid is used as the first processing liquid, DIW is used as the second processing liquid, and DIW is used as the rinsing liquid from the first nozzle N1 as follows. A liquid film LF (= LF1 + LF2) having a double liquid film structure is formed by discharging toward the substrate surface Wf. That is, when an unprocessed substrate W is transported onto the support pins 12 by a transport unit (not shown) and held on the support pins 12, the first nozzle N1 is moved from the retracted position to the supply position (rotation shaft) as the substrate W rotates. And moved to a position above the spin base 11 and above the spin base 11. Then, the opening and closing
こうして基板表面Wfに対してHFE液とDIWが同時に供給されると、基板Wの回転速度は例えば10rpm程度まで減速されてHFE液とDIWがパドル状に基板表面Wfにとどまる。このとき、HFE液とDIWは互いに混合し難い液体であり、しかもDIWがHFE液よりも比重が小さいために、同図(b)に示すようにパドル形成中に二重液膜構造(HFE液の液膜LF1−界面BF−DIWの液膜LF2)が得られる。 When the HFE liquid and DIW are simultaneously supplied to the substrate surface Wf in this way, the rotation speed of the substrate W is reduced to, for example, about 10 rpm, and the HFE liquid and DIW remain on the substrate surface Wf in a paddle shape. At this time, since the HFE liquid and DIW are difficult to mix with each other and the specific gravity of DIW is smaller than that of the HFE liquid, a double liquid film structure (HFE liquid) is formed during paddle formation as shown in FIG. Liquid film LF1--liquid film LF2) of interface BF-DIW is obtained.
なお、二重液膜構造の液膜LF(=LF1+LF2)の形成と、第1ノズルN1の退避位置への移動完了後に、第1実施形態と同様に、超音波付与ヘッド71が退避位置から振動付与位置に移動されて位置決めされて液膜LF2に対して超音波振動が付与され(同図(c))、さらにリンス処理(同図(d))およびスピン乾燥(同図(e))が実行される。
In addition, after the formation of the liquid film LF (= LF1 + LF2) having the double liquid film structure and the completion of the movement of the first nozzle N1 to the retracted position, the ultrasonic
以上のように、本発明の第2実施形態においても、基板表面Wf上にHFE液(第1処理液)の液膜LF1を形成し、さらにHFE液の液膜LF1上にDIW(第2処理液)の液膜LF2を形成し、この液膜LF2に対して超音波振動を付与して超音波洗浄を実行しているため、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。また、HFE液とDIWとを同時に吐出しているため、第2ノズルN2が不要となり、しかも第1実施形態よりも少ない工程数で超音波洗浄処理を行うことができ、スループットを高めることができる。 As described above, also in the second embodiment of the present invention, the liquid film LF1 of the HFE liquid (first processing liquid) is formed on the substrate surface Wf, and DIW (second processing) is further formed on the liquid film LF1 of the HFE liquid. Since the liquid film LF2 is formed, and ultrasonic vibration is performed by applying ultrasonic vibration to the liquid film LF2, the same effects as the first embodiment can be obtained. In addition, since the HFE liquid and DIW are discharged simultaneously, the second nozzle N2 is not necessary, and the ultrasonic cleaning process can be performed with a smaller number of steps than in the first embodiment, thereby increasing the throughput. .
また、この第2実施形態では、HFE液供給部41からのHFE液の供給流量を調整して第1ノズルN1から吐出される液体におけるHFE液の重量%を調整しているので、基板表面Wf上に形成されるHFE液の液膜LF1の厚みTHを調整することが可能となっている。したがって、当該厚み調整によってDIW(第2処理液)の液膜LF2中で発生するキャビテーションの基板表面Wfからの高さを変更して液膜LF1を通過する際の衝撃波の減衰量をコントロールすることができる。つまり、第1ノズルN1から吐出される液体におけるHFE液の重量%を、HFE液供給部41によるHFE液の供給流量により高めると、比較的厚い液膜LF1が形成され、DIWの液膜LF2が基板表面Wfから離れ、キャビテーションが基板表面Wfから比較的遠い位置で発生する。
In the second embodiment, the HFE liquid supply flow rate from the HFE
このようにキャビテーションが基板表面Wfから離れることによって、当該キャビテーションの崩壊時に発生して基板表面Wfに伝播するエネルギーは小さくなり、基板表面Wfのダメージを大幅に低減することができる。逆に、HFE液供給部41によるHFE液の供給流量に抑えてHFE液の重量%を低減させると、液膜LF1は薄くなり、基板表面Wfから比較的近い位置でキャビテーションがDIWの液膜LF2中で発生するため、当該キャビテーションの崩壊時に発生して基板表面Wfに伝播するエネルギーが大きくなり、基板表面Wfにダメージが付与される可能性は高まるものの超音波洗浄効果を高めることができる。このように第2実施形態では、HFE液供給部41が本発明の「第1処理液供給手段」としてのみならず、「液膜厚制御手段」としても機能して基板Wへのダメージおよび超音波洗浄力のバランスを適正化することができる。
As the cavitation moves away from the substrate surface Wf in this way, the energy that is generated when the cavitation collapses and propagates to the substrate surface Wf is reduced, and damage to the substrate surface Wf can be greatly reduced. On the contrary, when the HFE liquid supply flow rate by the HFE
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記第2実施形態において、HFE液の供給流量の調整とともにあるいはHFE液の供給流量を一定に保ちながら、DIWの供給流量を制御して第1ノズルN1から吐出される液体におけるHFE液の重量%を調整してもよい。この場合、DIW供給部43は本発明の「第2液供給手段」としてのみならず、「液膜厚制御手段」としても機能して基板Wへのダメージおよび超音波洗浄力のバランスを適正化することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the second embodiment, the weight of the HFE liquid in the liquid discharged from the first nozzle N1 by controlling the DIW supply flow rate while adjusting the HFE liquid supply flow rate or keeping the HFE liquid supply flow rate constant. % May be adjusted. In this case, the
また、上記各実施形態では、超音波振動を付与した後にリンス処理を実行しているが、超音波振動の付与後で、かつリンス処理前にSC1溶液(アンモニア水と過酸化水素水との混合水溶液)などの基板洗浄に用いられる第3処理液を基板表面Wfに供給して付着力の弱ったパーティクルなどを除去してもよい。このようにSC1溶液などの洗浄薬液を用いることでHFE液による基板表面Wfの有機物汚染も除去することができる。 In each of the above embodiments, the rinsing process is performed after applying the ultrasonic vibration. However, the SC1 solution (mixing of ammonia water and hydrogen peroxide solution) is applied after the ultrasonic vibration is applied and before the rinsing process. A third treatment liquid used for substrate cleaning such as an aqueous solution may be supplied to the substrate surface Wf to remove particles with weak adhesion. In this way, by using a cleaning chemical such as the SC1 solution, organic contamination of the substrate surface Wf by the HFE liquid can be removed.
また、上記各実施形態では、第1処理液としてHFE液を用いているが、第2処理液よりも比重の重い処理液、例えばジメチルスルホキシド(dimethyl sulfoxide、DMSO)を用いることができる。 In each of the above embodiments, the HFE liquid is used as the first processing liquid, but a processing liquid having a specific gravity higher than that of the second processing liquid, for example, dimethyl sulfoxide (DMSO) can be used.
また、上記各実施形態では、第1ノズルN1からHFE液およびDIWを吐出しているが、HFE液とDIWとを互いに異なるノズルから吐出するように構成してもよい。 In each of the above embodiments, the HFE liquid and DIW are discharged from the first nozzle N1, but the HFE liquid and DIW may be discharged from different nozzles.
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板全般の表面を超音波洗浄する基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。 The present invention relates to a semiconductor wafer, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for FED (Field Emission Display), a substrate for optical disk, a substrate for magnetic disk, a substrate for magneto-optical disk, etc. The present invention can be applied to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for ultrasonically cleaning the entire surface of a substrate including the substrate.
7…超音波付与ユニット(超音波付与手段)
11…スピンベース(基板保持手段)
12…支持ピン(基板保持手段)
41…HFE液供給部(第1処理液供給手段)
43…DIW供給部(第2処理液供給手段)
71…超音波付与ヘッド(超音波付与手段)
BF…界面
LF…液膜
LF1…(第1処理液の)液膜
LF2…(第2処理液の)液膜
W…基板
Wf…基板表面
7 ... Ultrasonic application unit (Ultrasonic application means)
11 ... Spin base (substrate holding means)
12 ... Support pin (substrate holding means)
41... HFE liquid supply unit (first processing liquid supply means)
43 ... DIW supply section (second processing liquid supply means)
71 ... Ultrasonic wave application head (ultrasonic wave application means)
BF ... Interface LF ... Liquid film LF1 ... Liquid film (of the first treatment liquid) LF2 ... Liquid film (of the second treatment liquid) W ... Substrate Wf ... Substrate surface
Claims (10)
前記基板保持手段に保持された基板の表面に向けて第1処理液を供給する第1処理液供給手段と、
前記第1処理液よりも比重が小さい第2処理液を前記基板表面に向けて供給する第2処理液供給手段と、
前記第1処理液および前記第2処理の供給により前記基板表面上で前記第1処理液の液膜の上に形成された前記第2処理液の液膜に対し、超音波振動を付与する超音波付与手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。 Substrate holding means for holding the substrate;
First processing liquid supply means for supplying a first processing liquid toward the surface of the substrate held by the substrate holding means;
Second processing liquid supply means for supplying a second processing liquid having a specific gravity smaller than that of the first processing liquid toward the substrate surface;
Ultrasonic wave is applied to the liquid film of the second processing liquid formed on the liquid film of the first processing liquid on the substrate surface by the supply of the first processing liquid and the second processing. A substrate processing apparatus comprising a sound wave applying unit.
α1>α2
が満足されている請求項2に記載の基板処理装置。 When the cavitation coefficients of the first treatment liquid and the second treatment liquid supplied to the substrate surface are α1 and α2, respectively.
α1> α2
The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein:
前記基板表面上に前記第1処理液の液膜が形成されるとともに、前記第1処理液の液膜上に前記第2処理液の液膜が形成される請求項1ないし3のいずれか一項に記載の基板処理装置。 The first treatment liquid and the second treatment liquid are liquids that are difficult to mix with each other, and are left for a predetermined time after being supplied to the substrate surface,
4. The liquid film of the first processing liquid is formed on the substrate surface, and the liquid film of the second processing liquid is formed on the liquid film of the first processing liquid. 5. The substrate processing apparatus according to item.
前記液膜厚制御手段は前記基板表面から前記第2処理液の液膜までの高さを変更して前記キャビテーションの崩壊時に発生して前記基板表面に伝播するエネルギーを制御する請求項1ないし5のいずれか一項に記載の基板処理装置。 A liquid film thickness control means for controlling the thickness of the liquid film of the first treatment liquid;
6. The liquid film thickness control means changes the height from the substrate surface to the liquid film of the second processing liquid to control energy generated when the cavitation collapses and propagating to the substrate surface. The substrate processing apparatus as described in any one of these.
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