JP2018181889A - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板の例には、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、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、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。 The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus. Examples of substrates to be processed include semiconductor wafers, substrates for liquid crystal displays, substrates for plasma displays, substrates for FED (Field Emission Display), substrates for optical disks, substrates for magnetic disks, substrates for magneto-optical disks, photomasks Substrates, ceramic substrates, substrates for solar cells, and the like.
基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置による基板処理では、スピンチャックによって水平に保持した基板を、基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させながら、基板の上面にリンス液等の処理液を供給したのち、基板の回転に伴う遠心力によって処理液を基板から側方に排出させることで、基板の上面を処理液によって処理する基板処理が行わる。 In substrate processing by a single-wafer substrate processing apparatus that processes substrates one by one, the substrate held horizontally by a spin chuck is rinsed on the upper surface of the substrate while rotating around a vertical rotation axis passing through the central portion of the substrate. After supplying the processing liquid such as liquid, the processing liquid is discharged sideways from the substrate by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate to perform the substrate processing for processing the upper surface of the substrate with the processing liquid.
特許文献1に記載の基板処理方法では、基板の回転に伴って基板から側方に排出される処理液を、スピンチャックに保持された基板の側方を取り囲む筒状部を含むカップによって受け止めさせて回収している。
ところが、基板の回転に伴って基板から側方に排出された処理液の液滴が、カップの筒状部の内壁に衝突すると、当該液滴が、衝突の衝撃によって分裂してミストを発生したり、内壁で跳ね返されて基板の方向に向かったりしやすく、発生したミストや跳ね返った液滴が基板に再付着すると、基板のパーティクルの原因となる。
In the substrate processing method described in
However, when droplets of the processing liquid discharged laterally from the substrate as the substrate rotates collide with the inner wall of the cylindrical portion of the cup, the droplets break up due to the impact of the collision and generate mist. It is easy for the inner wall to bounce back and head in the direction of the substrate, and when the generated mist or the rebounded droplets reattach to the substrate, it causes the particles of the substrate.
カップを、基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに、基板と同方向に回転させる場合がある。
この場合には、とくに、カップの回転速度を、基板から外周縁の接線方向に飛び出した液滴が、カップの筒状部の内壁へ到達した位置での、当該液滴の飛翔速度のうち、カップの接線方向の速度成分と一致させることにより、液滴の衝突の衝撃を低減して、ミストや跳ね返りの発生を抑制できると推測される。
The cup may be rotated about the vertical axis of rotation through the center of the substrate in the same direction as the substrate.
In this case, in particular, of the flying speed of the droplet at the position where the droplet which has jumped in the tangential direction of the outer peripheral edge from the substrate reaches the inner wall of the cylindrical portion of the cup, It is speculated that by making the velocity component in the tangential direction of the cup match, the impact of droplet collision can be reduced to suppress the occurrence of mist or rebound.
しかし発明者は、実際の基板処理において、カップの回転速度を上記のように設定したとしても、ミストや液滴の跳ね返りを有効に抑制できないとの知見を得ている。
そこで、この発明の目的は、カップの筒状部の内壁に液滴が衝突する際の衝撃を低減して、ミストの発生や液滴の跳ね返りを効果的に抑制しながら、基板の上面を処理液によって処理できる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
However, the inventor has found that in actual substrate processing, even if the rotational speed of the cup is set as described above, the bounce of the mist or the droplet can not be effectively suppressed.
Therefore, an object of the present invention is to reduce the impact when a droplet collides with the inner wall of the cylindrical portion of the cup, and to process the upper surface of the substrate while effectively suppressing the generation of mist and the rebound of the droplet. A substrate processing method and a substrate processing apparatus that can be processed by a liquid.
前記の目的を達成するための、請求項1に記載の発明は、複数のチャックピンを、基板の外周部に接触させて、前記基板を水平に保持する基板保持工程と、前記複数のチャックピンを、前記基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させることにより、上面に処理液を保持している前記基板を、前記回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、前記基板回転工程と並行して、前記基板の側方を取り囲む筒状部を含むカップを、前記回転軸線まわりに前記基板と同方向に回転させながら、前記基板の回転に伴って当該基板から側方に排出される処理液を、前記カップに受け止めさせる受液工程と、前記受液工程と並行して、前記カップの回転速度ωcを、前記基板の回転速度ωwに対して式(1):
In order to achieve the above object, the invention according to
〔数1〕
ωc<〔r/(r+d)〕2・ωw (1)
〔式中、rは基板の半径、dは基板とカップとの径方向の距離を示す。〕
を満足する範囲に制御するカップ回転速度制御工程とを含む基板処理方法を提供する。
[Equation 1]
ωc <[r / (r + d)] 2 · ωw (1)
[Wherein, r represents the radius of the substrate, and d represents the radial distance between the substrate and the cup. ]
And a cup rotation speed control step of controlling in a range satisfying the following conditions.
この構成によれば、カップの筒状部の内壁に液滴が衝突する際の衝撃を低減して、ミストの発生や液滴の跳ね返りを効果的に抑制できる。
すなわち、基板の外周縁から、当該外周縁の接線方向に飛び出す液滴の飛翔速度は、基板の外周速度r・ωwと一致し、基板の半径をr、基板とカップの筒状部の内壁との径方向の距離をdとすると、カップの筒状部の内壁へ到達した液滴の飛翔速度のうち、当該カップの接線方向の速度成分(以下「V1」と略記する場合がある。)は、V1=〔r2/(r+d)〕・ωwで表される。
According to this configuration, it is possible to reduce the impact when the droplet collides with the inner wall of the cylindrical portion of the cup, and to effectively suppress the generation of mist and the rebound of the droplet.
That is, the flying velocity of the droplet jumping out from the outer peripheral edge of the substrate in the tangential direction of the outer peripheral edge coincides with the peripheral velocity r · ωw of the substrate, and the radius of the substrate is r. when the distance in the radial direction is d, among the flying speed of the droplet has reached the inner wall of the cylindrical portion of the cup, the tangential velocity component of the cup (sometimes abbreviated hereinafter as "V 1".) Is expressed by V 1 = [r 2 / (r + d)] · ωw.
そのため、カップの周速度(r+d)・ωcを速度成分V1と一致させる、つまり式(1)′: Therefore, the peripheral velocity (r + d) · ωc of the cup is made to coincide with the velocity component V 1 , that is, the equation (1) ′:
〔数2〕
ωc=〔r/(r+d)〕2・ωw (1)′
を満足するように、カップの回転速度ωcを設定すると、基板の外周縁から、当該外周縁の接線方向に飛び出す液滴に対しては、ミストの発生や液滴の跳ね返りを抑制できる。
[Equation 2]
ωc = [r / (r + d)] 2 · ωw (1) ′
When the rotational speed ωc of the cup is set so as to satisfy the following condition, the generation of mist and the rebounding of droplets can be suppressed with respect to the droplets jumping out from the outer peripheral edge of the substrate in the tangential direction of the outer peripheral edge.
しかし、発明者の検討によると、実際の基板処理では、大多数の液滴の排出方向は、外周縁の接線方向より、基板の径方向の外方へ偏向しやすい。
とくに、複数のチャックピンを基板の外周部に接触させて、基板を水平に保持する場合は、チャックピンによって妨げられて、基板の外周縁からの液滴の排出方向が、接線方向より外側へ偏向する傾向がある。
However, according to the inventor's study, in the actual substrate processing, the discharge direction of the majority of droplets is more likely to be deflected outward in the radial direction of the substrate than the tangential direction of the outer peripheral edge.
In particular, when a plurality of chuck pins are brought into contact with the outer peripheral portion of the substrate to hold the substrate horizontally, the discharge direction of droplets from the outer peripheral edge of the substrate is outward from the tangential direction, being blocked by the chuck pins. It tends to be biased.
また、たとえば、処理液は、基板の上面に対して横から吹き付けられる場合があり、その場合には、とくに、基板の外周部の処理液に、吹付力と、基板の回転に伴う遠心力が加わって、処理液が基板の上面で流動することにより、基板の外周縁からの液滴の排出方向が、接線方向より外側へ偏向する傾向がある。
液滴の排出方向が、基板の外周縁の接線方向より、当該基板の径方向の外側へ偏向すると、偏向して飛び出した液滴が、カップの筒状部の内壁へ到達した位置での、当該液滴の飛翔速度のうち、カップの接線方向の速度成分は、速度成分V1より小さくなる。
Further, for example, the processing liquid may be sprayed from the side to the upper surface of the substrate, in which case the processing liquid on the outer peripheral portion of the substrate is particularly affected by the blowing force and the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate. In addition, when the processing liquid flows on the upper surface of the substrate, the discharge direction of droplets from the outer peripheral edge of the substrate tends to be deviated outward from the tangential direction.
When the discharge direction of the droplets is deflected to the outer side in the radial direction of the substrate from the tangential direction of the outer peripheral edge of the substrate, the droplets ejected by deflection are at a position where they reach the inner wall of the cylindrical portion of the cup of the flying speed of the droplet, the velocity component in the tangential direction of the cup is smaller than the velocity component V 1.
したがって、カップの回転速度ωcを、上述した式(1)′を満足する値とした場合には、偏向して飛び出した液滴の飛翔速度のうち、カップの筒状部の内壁へ到達した位置での、カップの接線方向の速度成分よりも、カップの周速度(r+d)・ωcが大きくなるため、却って、液滴の衝突の衝撃は大きくなり、ミストや跳ね返りを生じやすくなる。
これに対し、カップの周速度(r+d)・ωcを速度成分V1より小さくする、すなわち、カップの回転速度ωcを、前述した式(1)を満足する範囲とすることにより、ミストの発生や液滴の跳ね返りを効果的に抑制できる。
Therefore, in the case where the rotational speed ωc of the cup is a value satisfying the above-mentioned equation (1) ′, the position of the flying speed of the droplet which has jumped out and reached the inner wall of the cylindrical portion of the cup Because the peripheral velocity (r + d) · ωc of the cup is larger than the velocity component in the tangential direction of the cup, the impact of the collision of the droplets is rather large and it is easy to generate mist or rebound.
On the other hand, the peripheral velocity (r + d) · ωc of the cup is made smaller than the velocity component V 1 , that is, by setting the rotational speed ωc of the cup within the range satisfying the above-mentioned equation (1) Droplet bounce can be effectively suppressed.
請求項2に記載の発明は、前記カップ回転速度制御工程では、前記カップの回転速度ωcを、前記基板の回転速度ωwに対して式(2): According to the second aspect of the invention, in the cup rotation speed control step, the rotation speed ωc of the cup is set to the equation (2) with respect to the rotation speed ωw of the substrate:
〔数3〕
ωc=〔r/(r+d)〕2・ωw・cosθ (2)
〔式中、rは基板の半径、dは基板とカップとの径方向の距離、θは、前記基板の外周縁の接線方向に対して、前記処理液の排出方向がなす排出角度(90°>θ>0°)を示す。〕
を満足する範囲に制御する請求項1に記載の基板処理方法である。
[Equation 3]
ωc = [r / (r + d)] 2 · ωw · cosθ (2)
[Wherein, r is the radius of the substrate, d is the radial distance between the substrate and the cup, θ is the discharge angle (90 ° between the discharge direction of the processing solution with respect to the tangential direction of the outer peripheral edge of the substrate >Θ> 0 °). ]
The substrate processing method according to
前述したチャックピンの形状や位置は、同一装置上で処理ごとに一定しており、また、処理液の供給方向や、遠心力に影響する基板の回転速度などは、同一装置上で、処理ごとに一定している。そのため、チャックピンによって妨げられたり、処理液が流動したりすることによる、基板の外周縁からの液滴の排出方向の偏向は、いずれも指向性が高く、液滴は、基板の外周縁の接線方向に対して、処理ごとに、たとえば、基板の回転速度等の条件に応じた、上記接線方向を除く、すなわちθ>0°を満足し、かつ排出される液滴が基板の回転力を受けることから、当該基板の回転方向の後方と径方向とを除く、すなわち90°>θを満足する一定の排出角度θの方向に、主に偏向して排出される。 The shape and position of the above-mentioned chuck pins are constant for each process on the same apparatus, and the supply direction of the processing liquid, the rotational speed of the substrate that affects the centrifugal force, etc. are all processes on the same apparatus. It is constant. Therefore, any deflection in the discharge direction of droplets from the outer peripheral edge of the substrate due to obstruction by the chuck pins or the flow of the processing liquid is highly directional, and the droplets are at the outer peripheral edge of the substrate. With respect to the tangential direction, for each process, for example, the tangential direction is excluded according to conditions such as the rotational speed of the substrate, that is, θ> 0 ° is satisfied, and the discharged droplets Since the substrate is received, it is mainly deflected and discharged in the direction of a constant discharge angle θ which excludes the rear of the rotational direction of the substrate and the radial direction, that is, 90 °> θ.
排出角度θで偏向して排出される液滴の飛翔速度は、基板の外周縁から接線方向に飛び出す液滴の飛翔速度、すなわち基板の外周速度r・ωwと等しいが、カップの筒状部の内壁へ到達した液滴の、当該カップの接線方向の速度成分(以下「V2」と略記する場合がある。)はV2=〔r2/(r+d)〕・ωw・cosθ、つまりV1のcosθ倍となる。 The flying speed of droplets discharged with deflection by the discharging angle θ is equal to the flying speed of droplets ejected in the tangential direction from the outer peripheral edge of the substrate, ie, the peripheral velocity r · ωw of the substrate. The tangential velocity component (hereinafter sometimes abbreviated as “V 2 ”) of the droplet reaching the inner wall (hereinafter sometimes abbreviated as “V 2 ”) is V 2 = [r 2 / (r + d)] · ω w · cos θ, that is, V 1 The cos θ of
そのため、カップの周速度(r+d)・ωcを速度成分V2と一致させる、すなわち式(2)を満足するように、カップの回転速度ωcを設定することにより、ミストの発生や液滴の跳ね返りを、さらに効果的に抑制できる。
請求項3に記載の発明は、前記基板回転工程は、前記基板を回転させながら、前記基板の上面の外周部に洗浄ブラシを接触させて、当該外周部を洗浄するブラシ洗浄工程を含む請求項1または2に記載の基板処理方法である。
Therefore, by making the peripheral velocity (r + d) · ωc of the cup coincide with the velocity component V 2 , that is, by setting the rotational velocity ωc of the cup so as to satisfy the equation (2), mist generation and droplet rebound Can be further effectively suppressed.
The invention according to
基板の上面に洗浄ブラシを接触させて、当該上面を洗浄するブラシ洗浄工程を実施する場合は、とくに、基板の上面の外周部を洗浄する際に、基板の上面での処理液の流動が、洗浄ブラシによって妨げられて、基板の外周縁からの液滴の排出方向が、接線方向より外側へ偏向する傾向がある。
ただし、洗浄ブラシの形状は、同一装置上で処理ごとに一定しており、また、ブラシ洗浄工程での洗浄ブラシの駆動速度や駆動方向は、同一装置上で処理ごとに一定している。そのため、洗浄ブラシによって妨げられることによる、基板の外周縁からの液滴の排出方向の偏向は、やはり指向性が高く、液滴は、基板の外周縁の接線方向に対して、ブラシ洗浄工程において、一定の排出角度θの方向に偏向して排出される。
When the cleaning brush is brought into contact with the upper surface of the substrate to carry out the brush cleaning step of cleaning the upper surface, the flow of the processing liquid on the upper surface of the substrate is particularly large when cleaning the outer peripheral portion of the upper surface of the substrate. Disturbed by the cleaning brush, the direction of droplet ejection from the outer periphery of the substrate tends to deflect outward more than tangential.
However, the shape of the cleaning brush is constant for each process on the same apparatus, and the driving speed and the driving direction of the cleaning brush in the brush cleaning process are constant for each process on the same apparatus. Therefore, deflection of the discharge direction of the droplets from the outer peripheral edge of the substrate due to being blocked by the cleaning brush is also highly directional, and the droplets are in the brush cleaning process with respect to the tangential direction of the outer peripheral edge of the substrate. And is discharged in the direction of a constant discharge angle θ.
したがって、洗浄ブラシによるブラシ洗浄工程を含む場合も、カップを、式(1)または式(2)を満足する回転速度ωcで回転させることにより、ミストの発生や液滴の跳ね返りを、さらに効果的に抑制できる。
請求項4に記載の発明は、前記基板の処理内容に応じた、当該基板の回転速度ωwを含む複数の基板情報と、前記複数の基板情報にそれぞれ対応する複数の排出角度θと、を含む排出角度テーブルを記憶する記憶工程と、前記排出角度テーブルから、前記基板情報に対応する前記排出角度θを選択する排出角度選択工程と、をさらに含み、前記カップ回転速度制御工程は、前記回転速度ωwを含む前記基板情報、および当該基板情報に基づいて前記排出角度選択工程で選択された前記排出角度θをもとに、前記カップの回転速度ωcを、前記式(2)を満足する範囲に制御する工程である請求項2または3に記載の基板処理方法である。
Therefore, even in the case of including the brush cleaning step by the cleaning brush, the generation of the mist and the repelling of the droplet can be more effectively performed by rotating the cup at the rotation speed ωc satisfying the equation (1) or (2). Can be suppressed.
The invention according to
この構成によれば、たとえば、基板処理の工程ごとの、基板の回転速度の変化や、洗浄ブラシの接触の有無、あるいは処理液の供給の有無等の基板情報と、それぞれの基板情報に対応して、チャックピンや洗浄ブラシによって妨げられたり、処理液が流動したりすることによって発生する、基板の外周縁からの液滴の排出方向の偏向の角度、すなわち、排出角度θとの関係を、あらかじめ排出角度テーブルとして記憶させておき、この排出角度テーブルから排出角度θを選択して、それぞれの基板情報に応じてカップの回転速度ωcを、基板処理の工程ごとに、式(2)を満足する最適値に制御することができる。 According to this configuration, for example, the substrate information corresponds to the substrate information such as the change in the rotation speed of the substrate, the presence or absence of the contact of the cleaning brush, or the presence or absence of the supply of the treatment liquid in each substrate processing step. The relationship between the angle of deflection of the droplet in the discharge direction from the outer peripheral edge of the substrate, ie, the discharge angle θ, which is generated by obstruction by the chuck pin or the cleaning brush or the flow of the processing solution, The discharge angle is stored in advance as a discharge angle table, and the discharge angle θ is selected from the discharge angle table, and the rotational speed ωc of the cup is satisfied according to each substrate information, and the equation (2) is satisfied for each process of substrate processing. Can be controlled to the optimum value.
したがって、カップの筒状部の内壁に液滴が衝突する際の衝撃を低減して、ミストの発生や液滴の跳ね返りを、さらに効果的に抑制できる。
前記の目的を達成するための、請求項5に記載の発明は、複数のチャックピンを備え、前記複数のチャックピンを、基板の外周部に接触させて、前記基板を水平に保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットで水平に保持した前記基板を、当該基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板回転ユニットと、前記基板の上面に、処理液を供給するための処理液供給ユニットと、前記基板を取り囲む筒状部を含み、前記基板から側方に排出される処理液を受け止める環状のカップと、前記カップを、前記回転軸線まわりに回転させるカップ回転ユニットと、前記基板回転ユニット、前記処理液供給ユニット、および前記カップ回転ユニットを制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、前記複数のチャックピンを、前記基板の外周部に接触させて、前記基板を水平に保持する基板保持工程と、前記複数のチャックピンを、前記回転軸線まわりに回転させることにより、上面に処理液を保持している前記基板を、前記回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、前記基板回転工程と並行して、前記カップを、前記回転軸線まわりに前記基板と同方向に回転させながら、前記基板の回転に伴って当該基板から側方に排出される処理液を、前記カップに受け止めさせる受液工程と、前記受液工程と並行して、前記カップの回転速度ωcを、前記基板の回転速度ωwに対して式(1):
Therefore, the impact when the droplet collides with the inner wall of the cylindrical portion of the cup can be reduced, and the generation of the mist and the rebound of the droplet can be more effectively suppressed.
In order to achieve the above object, the invention according to
〔数4〕
ωc<〔r/(r+d)〕2・ωw (1)
〔式中、rは基板の半径、dは基板とカップとの径方向の距離を示す。〕
を満足する範囲に制御するカップ回転速度制御工程とを実行する、基板処理装置である。
[Equation 4]
ωc <[r / (r + d)] 2 · ωw (1)
[Wherein, r represents the radius of the substrate, and d represents the radial distance between the substrate and the cup. ]
And a cup rotation speed control step of controlling in a range satisfying the following conditions.
この構成によれば、カップの筒状部の内壁に液滴が衝突する際の衝撃を低減して、ミストの発生や液滴の跳ね返りを効果的に抑制できる。
すなわち、基板の外周縁から、当該外周縁の接線方向に飛び出す液滴の飛翔速度は、基板の外周速度r・ωwと一致し、基板の半径をr、基板とカップの筒状部の内壁との径方向の距離をdとすると、カップの筒状部の内壁へ到達した液滴の飛翔速度のうち、当該カップの接線方向の速度成分V1は、V1=〔r2/(r+d)〕・ωwで表される。
According to this configuration, it is possible to reduce the impact when the droplet collides with the inner wall of the cylindrical portion of the cup, and to effectively suppress the generation of mist and the rebound of the droplet.
That is, the flying velocity of the droplet jumping out from the outer peripheral edge of the substrate in the tangential direction of the outer peripheral edge coincides with the peripheral velocity r · ωw of the substrate, and the radius of the substrate is r. Among the flight velocity of the droplet that has reached the inner wall of the cylindrical portion of the cup, the velocity component V 1 in the tangential direction of the cup is V 1 = [r 2 / (r + d). ] ・ It is represented by ωw.
そのため、カップの周速度(r+d)・ωcを速度成分V1と一致させる、つまり式(1)′: Therefore, the peripheral velocity (r + d) · ωc of the cup is made to coincide with the velocity component V 1 , that is, the equation (1) ′:
〔数5〕
ωc=〔r/(r+d)〕2・ωw (1)′
を満足するように、カップの回転速度ωcを設定すると、基板の外周縁から、当該外周縁の接線方向に飛び出す液滴に対しては、ミストの発生や液滴の跳ね返りを抑制できる。
[Equation 5]
ωc = [r / (r + d)] 2 · ωw (1) ′
When the rotational speed ωc of the cup is set so as to satisfy the following condition, the generation of mist and the rebounding of droplets can be suppressed with respect to the droplets jumping out from the outer peripheral edge of the substrate in the tangential direction of the outer peripheral edge.
しかし、発明者の検討によると、実際の基板処理では、大多数の液滴の排出方向は、外周縁の接線方向より、基板の径方向の外方へ偏向しやすい。
とくに、複数のチャックピンを基板の外周部に接触させて、基板を水平に保持する場合は、チャックピンによって妨げられて、基板の外周縁からの液滴の排出方向が、接線方向より外側へ偏向する傾向がある。
However, according to the inventor's study, in the actual substrate processing, the discharge direction of the majority of droplets is more likely to be deflected outward in the radial direction of the substrate than the tangential direction of the outer peripheral edge.
In particular, when a plurality of chuck pins are brought into contact with the outer peripheral portion of the substrate to hold the substrate horizontally, the discharge direction of droplets from the outer peripheral edge of the substrate is outward from the tangential direction, being blocked by the chuck pins. It tends to be biased.
また、たとえば、処理液は、基板の上面に対して横から吹き付けられる場合があり、その場合には、とくに、基板の外周部の処理液に、吹付力と、基板の回転に伴う遠心力が加わって、処理液が基板の上面で流動することにより、基板の外周縁からの液滴の排出方向が、接線方向より外側へ偏向する傾向がある。
液滴の排出方向が、基板の外周縁の接線方向より、当該基板の径方向の外側へ偏向すると、偏向して飛び出した液滴が、カップの筒状部の内壁へ到達した位置での、当該液滴の飛翔速度のうち、カップの接線方向の速度成分は、速度成分V1より小さくなる。
Further, for example, the processing liquid may be sprayed from the side to the upper surface of the substrate, in which case the processing liquid on the outer peripheral portion of the substrate is particularly affected by the blowing force and the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate. In addition, when the processing liquid flows on the upper surface of the substrate, the discharge direction of droplets from the outer peripheral edge of the substrate tends to be deviated outward from the tangential direction.
When the discharge direction of the droplets is deflected to the outer side in the radial direction of the substrate from the tangential direction of the outer peripheral edge of the substrate, the droplets ejected by deflection are at a position where they reach the inner wall of the cylindrical portion of the cup of the flying speed of the droplet, the velocity component in the tangential direction of the cup is smaller than the velocity component V 1.
したがって、カップの回転速度ωcを、上述した式(1)′を満足する値とした場合には、偏向して飛び出した液滴の飛翔速度のうち、カップの筒状部の内壁へ到達した位置での、カップの接線方向の速度成分よりも、カップの周速度(r+d)・ωcが大きくなるため、却って、液滴の衝突の衝撃は大きくなり、ミストや跳ね返りを生じやすくなる。
これに対し、カップの周速度(r+d)・ωcを速度成分V1より小さくする、すなわち、カップの回転速度ωcを、前述した式(1)を満足する範囲とすることにより、ミストの発生や液滴の跳ね返りを効果的に抑制できる。
Therefore, in the case where the rotational speed ωc of the cup is a value satisfying the above-mentioned equation (1) ′, the position of the flying speed of the droplet which has jumped out and reached the inner wall of the cylindrical portion of the cup Because the peripheral velocity (r + d) · ωc of the cup is larger than the velocity component in the tangential direction of the cup, the impact of the collision of the droplets is rather large and it is easy to generate mist or rebound.
On the other hand, the peripheral velocity (r + d) · ωc of the cup is made smaller than the velocity component V 1 , that is, by setting the rotational speed ωc of the cup within the range satisfying the above-mentioned equation (1) Droplet bounce can be effectively suppressed.
請求項6に記載の発明は、前記制御装置は、前記カップ回転速度制御工程において、前記カップの回転速度ωcを、前記基板の回転速度ωwに対して式(2):
In the invention according to
〔数6〕
ωc=〔r/(r+d)〕2・ωw・cosθ (2)
〔式中、rは基板の半径、dは基板とカップとの径方向の距離、θは、前記基板の外周縁の接線方向に対して、前記処理液の排出方向がなす排出角度(90°>θ>0°)を示す。〕
を満足する範囲に制御する請求項5に記載の基板処理装置である。
[Equation 6]
ωc = [r / (r + d)] 2 · ωw · cosθ (2)
[Wherein, r is the radius of the substrate, d is the radial distance between the substrate and the cup, θ is the discharge angle (90 ° between the discharge direction of the processing solution with respect to the tangential direction of the outer peripheral edge of the substrate >Θ> 0 °). ]
The substrate processing apparatus according to
前述したチャックピンの形状や位置は、同一装置上で処理ごとに一定しており、また、処理液の供給方向や、遠心力に影響する基板の回転速度などは、同一装置上で、処理ごとに一定している。そのため、チャックピンによって妨げられたり、処理液が流動したりすることによる、基板の外周縁からの液滴の排出方向の偏向は、いずれも指向性が高く、液滴は、基板の外周縁の接線方向に対して、処理ごとに、たとえば、基板の回転速度等の条件に応じた、上記接線方向を除く、すなわちθ>0°を満足し、かつ排出される液滴が基板の回転力を受けることから、当該基板の回転方向の後方と径方向とを除く、すなわち90°>θを満足する一定の排出角度θの方向に、主に偏向して排出される。 The shape and position of the above-mentioned chuck pins are constant for each process on the same apparatus, and the supply direction of the processing liquid, the rotational speed of the substrate that affects the centrifugal force, etc. are all processes on the same apparatus. It is constant. Therefore, any deflection in the discharge direction of droplets from the outer peripheral edge of the substrate due to obstruction by the chuck pins or the flow of the processing liquid is highly directional, and the droplets are at the outer peripheral edge of the substrate. With respect to the tangential direction, for each process, for example, the tangential direction is excluded according to conditions such as the rotational speed of the substrate, that is, θ> 0 ° is satisfied, and the discharged droplets Since the substrate is received, it is mainly deflected and discharged in the direction of a constant discharge angle θ which excludes the rear of the rotational direction of the substrate and the radial direction, that is, 90 °> θ.
排出角度θで偏向して排出される液滴の飛翔速度は、基板の外周縁から接線方向に飛び出す液滴の飛翔速度、すなわち基板の外周速度r・ωwと等しいが、カップの筒状部の内壁へ到達した液滴の、当該カップの接線方向の速度成分V2はV2=〔r2/(r+d)〕・ωw・cosθ、つまりV1のcosθ倍となる。
そのため、カップの周速度(r+d)・ωcを速度成分V2と一致させる、すなわち式(2)を満足するように、カップの回転速度ωcを設定することにより、ミストの発生や液滴の跳ね返りを、さらに効果的に抑制できる。
The flying speed of droplets discharged with deflection by the discharging angle θ is equal to the flying speed of droplets ejected in the tangential direction from the outer peripheral edge of the substrate, ie, the peripheral velocity r · ωw of the substrate. The tangential velocity component V 2 of the droplet having reached the inner wall is V 2 = [r 2 / (r + d)] · ω w · cos θ, that is, cos θ times V 1 .
Therefore, by making the peripheral velocity (r + d) · ωc of the cup coincide with the velocity component V 2 , that is, by setting the rotational velocity ωc of the cup so as to satisfy the equation (2), mist generation and droplet rebound Can be further effectively suppressed.
請求項7に記載の発明は、前記基板の上面に接触させて当該上面を洗浄するための洗浄ブラシと、前記洗浄ブラシを駆動するための洗浄ブラシ駆動ユニットと、をさらに含み、前記制御装置は、前記基板回転工程において、前記基板を回転させながら、前記基板の上面の外周部に、前記洗浄ブラシを接触させて、当該外周部を洗浄するブラシ洗浄工程を実行する請求項5または6に記載の基板処理装置である。
The invention according to claim 7 further includes a cleaning brush for contacting the upper surface of the substrate to clean the upper surface, and a cleaning brush drive unit for driving the cleaning brush, and the control device 7. The substrate rotation step according to
基板の上面に洗浄ブラシを接触させて、当該上面を洗浄するブラシ洗浄工程を実施する場合は、とくに、基板の上面の外周部を洗浄する際に、基板の上面での処理液の流動が、洗浄ブラシによって妨げられて、基板の外周縁からの液滴の排出方向が、接線方向より外側へ偏向する傾向がある。
ただし、洗浄ブラシの形状は、同一装置上で処理ごとに一定しており、また、ブラシ洗浄工程での洗浄ブラシの駆動速度や駆動方向は、同一装置上で処理ごとに一定している。そのため、洗浄ブラシによって妨げられることによる、基板の外周縁からの液滴の排出方向の偏向は、やはり指向性が高く、液滴は、基板の外周縁の接線方向に対して、ブラシ洗浄工程において、一定の排出角度θの方向に偏向して排出される。
When the cleaning brush is brought into contact with the upper surface of the substrate to carry out the brush cleaning step of cleaning the upper surface, the flow of the processing liquid on the upper surface of the substrate is particularly large when cleaning the outer peripheral portion of the upper surface of the substrate. Disturbed by the cleaning brush, the direction of droplet ejection from the outer periphery of the substrate tends to deflect outward more than tangential.
However, the shape of the cleaning brush is constant for each process on the same apparatus, and the driving speed and the driving direction of the cleaning brush in the brush cleaning process are constant for each process on the same apparatus. Therefore, deflection of the discharge direction of the droplets from the outer peripheral edge of the substrate due to being blocked by the cleaning brush is also highly directional, and the droplets are in the brush cleaning process with respect to the tangential direction of the outer peripheral edge of the substrate. And is discharged in the direction of a constant discharge angle θ.
したがって、洗浄ブラシによるブラシ洗浄工程を含む場合も、カップを、式(1)または式(2)を満足する回転速度ωcで回転させることにより、ミストの発生や液滴の跳ね返りを、さらに効果的に抑制できる。
請求項8に記載の発明は、前記制御装置は、前記基板の処理内容に応じた、当該基板の回転速度ωwを含む複数の基板情報と、前記複数の基板情報にそれぞれ対応する複数の排出角度θと、を含む排出角度テーブルを記憶する記憶装置と、前記排出角度テーブルから、前記基板情報に対応する前記排出角度θを選択する排出角度選択部とを含み、前記カップ回転速度制御工程において、前記回転速度ωwを含む前記基板情報、および当該基板情報に基づいて前記排出角度選択工程で選択された前記排出角度θをもとに、前記カップの回転速度ωcを、前記式(2)を満足する範囲に制御する請求項6または7に記載の基板処理装置である。
Therefore, even in the case of including the brush cleaning step by the cleaning brush, the generation of the mist and the repelling of the droplet can be more effectively performed by rotating the cup at the rotation speed ωc satisfying the equation (1) or (2). Can be suppressed.
In the invention according to
この構成によれば、たとえば、基板処理の工程ごとの、基板の回転速度の変化や、洗浄ブラシの接触の有無、あるいは処理液の供給の有無等の基板情報と、それぞれの基板情報に対応して、チャックピンや洗浄ブラシによって妨げられたり、処理液が流動したりすることによって発生する、基板の外周縁からの液滴の排出方向の偏向の角度、すなわち、排出角度θとの関係を、あらかじめ排出角度テーブルとして記憶させておき、この排出角度テーブルから排出角度θを選択して、それぞれの基板情報に応じてカップの回転速度ωcを、基板処理の工程ごとに、式(2)を満足する最適値に制御することができる。 According to this configuration, for example, the substrate information corresponds to the substrate information such as the change in the rotation speed of the substrate, the presence or absence of the contact of the cleaning brush, or the presence or absence of the supply of the treatment liquid in each substrate processing step. The relationship between the angle of deflection of the droplet in the discharge direction from the outer peripheral edge of the substrate, ie, the discharge angle θ, which is generated by obstruction by the chuck pin or the cleaning brush or the flow of the processing solution, The discharge angle is stored in advance as a discharge angle table, and the discharge angle θ is selected from the discharge angle table, and the rotational speed ωc of the cup is satisfied according to each substrate information, and the equation (2) is satisfied for each process of substrate processing. Can be controlled to the optimum value.
したがって、カップの筒状部の内壁に液滴が衝突する際の衝撃を低減して、ミストの発生や液滴の跳ね返りを、さらに効果的に抑制できる。 Therefore, the impact when the droplet collides with the inner wall of the cylindrical portion of the cup can be reduced, and the generation of the mist and the rebound of the droplet can be more effectively suppressed.
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
図1は、この発明の第1の実施形態に係る基板処理装置1のレイアウトを示す図解的な平面図である。
基板処理装置1は、シリコンウエハなどの基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Wは、円板状の基板である。基板処理装置1は、処理液で基板Wを処理する複数の処理ユニット2と、処理ユニット2で処理される複数枚の基板Wを収容するキャリヤCが載置されるロードポートLPと、ロードポートLPと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する搬送ロボットIRおよびCRと、基板処理装置1を制御する制御装置3とを含む。搬送ロボットIRは、キャリヤCと搬送ロボットCRとの間で基板Wを搬送する。搬送ロボットCRは、搬送ロボットIRと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する。複数の処理ユニット2は、たとえば、同様の構成を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view showing the layout of a
The
図2は、基板処理装置1に備えられた処理ユニット2の概略構成を示す模式図である。
処理ユニット2は、一枚の基板Wを水平な姿勢で保持して、基板Wの中心を通る鉛直な回転軸線A1まわりに回転させるスピンチャック4と、スピンチャック4に保持された基板Wの上面に、処理液として、水を含むリンス液を供給するリンス液供給ノズル5と、基板Wから側方に排出されるリンス液を受け止める環状のカップ6と、カップ6を、基板Wの中心を通る鉛直な回転軸線A1まわりに回転させるカップモータ7とを含む。
FIG. 2 is a schematic view showing a schematic configuration of the
The
スピンチャック4は、スピンベース8と、スピンベース8の上方で基板Wを水平な姿勢で保持する複数のチャックピン9と、複数のチャックピン9を開閉させるチャックピン開閉機構(図4中の符号29)と、回転軸10と、基板Wを回転軸線A1まわりに回転させるスピンモータ11とを含む。スピンベース8、チャックピン9およびチャックピン開閉機構29を含むスピンチャック4は、基板Wを水平に保持する基板保持ユニットの一例である。スピンベース8は、基板Wよりも外径の大きい、水平方向に沿う円盤形状を有している。スピンベース8の上面の周縁部には、複数個(3個以上、たとえば6個)のチャックピン9が配置されている。複数個のチャックピン9は、スピンベース8の上面の周縁部において、基板Wの外周形状に対応する円周上で適当な間隔をあけて、たとえば、等間隔に配置されている。
The
回転軸10は、回転軸線A1に沿って鉛直方向に延びており、この実施形態では、中空軸である。回転軸10の上端は、スピンベース8の下面の中央に結合されている。スピンモータ11は、回転軸10に回転力を与えることによって、回転軸10に結合された、スピンベース8、チャックピン9および基板Wを回転軸線A1まわりに一体回転させる電動モータである。回転軸10およびスピンモータ11は、スピンベース8およびチャックピン9によって保持された基板Wを回転軸線A1まわりに回転させる基板回転ユニットの一例である。
The
リンス液供給ノズル5は、ノズル移動機構12によって、たとえば、水平方向(回転軸線A1に垂直な方向)に移動される。リンス液供給ノズル5は、水平方向への移動によって、基板Wの上面の回転中心位置に対向する中央位置と、基板Wの上面に対向しない退避位置(ホーム位置)との間で移動させることができる。基板Wの上面の回転中心位置とは、基板Wの上面における回転軸線A1との交差位置である。リンス液供給ノズル5は、中央位置において、リンス液を、図中に二点鎖線で示すように、基板Wの上面の回転中心位置に供給する。基板Wの上面に対向しない退避位置とは、平面視において、スピンベース8の外方の位置である。リンス液供給ノズル5には、リンス液供給管13が接続されている。リンス液供給管13には、その流路を開閉するリンス液バルブ14が介装されている。
The rinse
リンス液供給ノズル5に供給されるリンス液は、たとえば、水である。水は、たとえば、脱イオン水(DIW)である。しかし、水は、脱イオン水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度(たとえば、10ppm〜100ppm程度)の塩酸水のいずれであってもよい。リンス液供給ノズル5は、処理液供給ユニットの一例である。
The rinse liquid supplied to the rinse
カップ6は、スピンチャック4を取り囲む円筒状の筒状部6aと、筒状部6aの上端部から回転軸線A1に向かって斜め上に延びる円環状の傾斜部6bと、上向きに開いた環状の液受部6cを有する底板部6dと、底板部6dの下面の中央から下方に延びる回転軸6eを含む。回転軸6eは、回転軸線A1に沿って鉛直方向に延びており、この実施形態では、回転軸10およびスピンモータ11を囲む円筒状である。筒状部6aおよび回転軸6eは、回転軸線A1を中心として同心円状に配置されている。液受部6cの下端部には排液口6fが設けられている。
The
カップモータ7の回転軸7aにはプーリ15が連結され、回転軸6eにはプーリ16が連結されているとともに、プーリ15、16間には、ベルト17が掛け渡されている。カップモータ7は、回転軸7aに回転力を与えることによって、当該回転軸7a、プーリ15、ベルト17、プーリ16および回転軸6eを介して、カップ6を回転軸線A1まわりに回転させる電動モータである。カップモータ7、回転軸7a、プーリ15、ベルト17およびプーリ16は、カップ6を回転軸線A1まわりに回転させるカップ回転ユニットの一例である。
A
カップ6には、カップ6を昇降させるカップ昇降機構18が接続されている。カップ昇降機構18は、筒状部6aの上端部がスピンチャック4による基板Wの保持位置よりも上方に位置する上位置(図2に示す位置)と、傾斜部6bの上端がスピンチャック4による基板Wの保持位置よりも下方に位置する下位置との間で、カップ6を鉛直に昇降させる。リンス液が基板Wに供給されるとき、カップ6は上位置に配置される。基板Wから側方に排出されたリンス液は、筒状部6aによって受け止められて液受部6c内に集められた後、排液口6fを通してカップ6の外へ排出される。
The
処理ユニット2は、基板Wの上面に接触して当該上面を洗浄するための洗浄ブラシ19と、洗浄ブラシ19を駆動するための洗浄ブラシ駆動機構20と、スピンチャック4に保持されている基板Wの下面に保護液を供給するための保護液供給ユニット21とをさらに含む。
洗浄ブラシ19は、たとえば、PVA(ポリビニルアルコール)からなるスポンジ状のスクラブ部材であり、円柱状をなしている。洗浄ブラシ19は、その下面に、平坦状の洗浄面19aを有している。洗浄面19aが、基板Wの上面と接触する接触面として機能する。
The
The cleaning
洗浄ブラシ駆動機構20は、洗浄ブラシ19を先端部に保持する揺動アーム22と、揺動アーム22を駆動するためのアーム駆動機構23とを含む。アーム駆動機構23は、揺動アーム22を、鉛直方向に延びる揺動軸線A2まわりに揺動させたり、揺動アーム22を上下動させたりできるように構成されている。この構成により、基板Wがスピンチャック4に保持されて回転しているときに、洗浄ブラシ19を、基板Wの上方の位置と、スピンチャック4の側方に設定された退避位置(ホーム位置)との間で水平に移動させることができる。
The cleaning
さらに、洗浄ブラシ19の洗浄面19aを基板Wの上面に押し付けるとともに、洗浄面19aを基板Wの上面に押し付けた状態を維持しながら、洗浄ブラシ19を、図3に示すように、基板Wの中央部(図3に実線で示す位置)から、基板Wの外周部(図3に二点鎖線で示す位置)まで、基板Wの径方向に移動(スキャン)させて、基板Wの上面をスクラブ洗浄することもできる。このスクラブ洗浄の際には、リンス液供給ノズル5からリンス液が供給されることによって、基板Wの上面の異物が取れやすくなり、また洗浄ブラシ19によって擦り落とされた異物を基板W外へ排出することができる。洗浄ブラシ駆動機構20、揺動アーム22およびアーム駆動機構23は、洗浄ブラシ駆動ユニットの一例である。
Furthermore, while pressing the
保護液供給ユニット21は、中空状の回転軸10内を挿通されて上下に延びる、保護液供給のための下面供給配管24と、下面供給配管24の上端部に設けられて、下面供給配管24から供給された保護液を、基板Wの下面の回転中心位置に向けて吐出するための下面ノズル25とを含む。基板Wの下面の回転中心位置とは、基板Wの下面における回転軸線A1との交差位置である。
The protective
下面供給配管24の下端部には、保護液配管26が接続されている。保護液配管26には、その流路を開閉する保護液バルブ27と、保護液配管26の開度を調整して、その流通流量を調整する保護液流量調整バルブ28が介装されている。保護液供給ユニット21に供給される保護液は、たとえば、水である。水は、たとえば、脱イオン水(DIW)である。しかし、水は、脱イオン水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度(たとえば、10ppm〜100ppm程度)の塩酸水のいずれであってもよい。
A
図4は、基板処理装置1の主要部の電気的構成を説明するブロック図である。
基板処理装置1は、制御装置3を含む。制御装置3は、マイクロコンピュータを備え、所定の制御プログラムに従って基板処理装置1に備えられた制御対象を制御する。より具体的には、制御装置3は、プロセッサ(CPU)3Aと、制御プログラムおよび排出角度テーブル3Bが記憶されたメモリ3Cとを含み、プロセッサ3Aが制御プログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御を実行するように構成されている。特に、制御装置3は、ノズル移動機構12、チャックピン開閉機構29、スピンモータ11、カップモータ7、カップ昇降機構18、アーム駆動機構23、バルブ類14,27,28を制御するようにプログラムされている。
FIG. 4 is a block diagram for explaining the electrical configuration of the main part of the
The
図5は、制御装置3に記憶された排出角度テーブル3Bの内容の一例を示す図である。図5に示すように、排出角度テーブル3Bは、1対1で対応する複数の基板情報と複数の排出角度θとを含み、基板情報は、各工程における基板の回転速度ωw、基板Wの少なくとも外周部への洗浄ブラシの接触の有無およびリンス液の供給の有無を含む。
図5に示す例では、基板の回転速度ωw1で洗浄ブラシの接触「なし」、リンス液の供給「あり」の基板情報が排出角度θ1と対応し、基板の回転速度ωw2で洗浄ブラシの接触「なし」、リンス液の供給「あり」の基板情報が排出角度θ2と対応し、同じ回転速度ωw2で洗浄ブラシの接触「あり」、リンス液の供給「あり」の基板情報が排出角度θ3と対応し、基板の回転速度ωw3で洗浄ブラシの接触「あり」、リンス液の供給「あり」の基板情報が排出角度θ4と対応し、基板の回転速度ωw4で洗浄ブラシの接触「なし」、リンス液の供給「なし」の基板情報が排出角度θ5と対応している。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the content of the discharge angle table 3B stored in the
In the example shown in FIG. 5, the substrate information of the cleaning brush contact “No” at the substrate rotation speed ωw 1 and the supply “with” of the rinse solution correspond to the discharge angle θ 1 and the cleaning brush at the substrate rotation speed ωw 2 contact "No", board information of supply of the rinse liquid "there" corresponds the discharge angle theta 2, "YES" contact of the cleaning brush at the same rotational speed Omegadaburyu 2, the board information supply "Yes" in the rinsing liquid Corresponding to the discharge angle θ 3 , the cleaning brush contact “Yes” at the substrate rotation speed ω w 3 and the substrate information “supply” of the rinse solution corresponds to the discharge angle θ 4, and the cleaning is performed at the substrate rotation speed ω w 4 contact brush "none", board information of supply of the rinse liquid "none" corresponds with the discharge angle theta 5.
排出角度テーブル3Bに含まれる排出角度θは、あらかじめ実験的に求められた値である。すなわち、上述した基板情報を組み合わせながら、基板Wを実際に所定の回転速度ωwで回転させた際に、当該基板Wから側方に排出される液滴の、排出角度θの中心値を測定した結果が、排出角度テーブル3Bに記録されている。
制御装置3は、排出角度テーブル3Bから、基板情報に対応する排出角度θを選択する排出角度選択工程を実行する排出角度選択部を含み、この排出角度選択部で選択した排出角度θと、基板情報とをもとに、カップ6の回転速度ωcを、式(2)を満足する範囲に制御するカップ回転速度制御工程を実行する。
The discharge angle θ included in the discharge angle table 3B is a value experimentally obtained in advance. That is, when the substrate W was actually rotated at a predetermined rotational speed ωw while combining the substrate information described above, the central value of the discharge angle θ of the droplets discharged laterally from the substrate W was measured. The result is recorded in the discharge angle table 3B.
The
図6Aは、基板Wの回転に伴って当該基板Wから側方に排出される液滴の飛翔方向を説明する図、図6Bは図6Aの一部を拡大した図である。両図を参照して、基板Wが回転速度ωwで回転した際に、リンス液の液滴は、基板Wから、図中に破線の矢印で示す基板Wの外周縁の接線方向ではなく、先に説明した各種の要因に基づいて、上記接線方向より一定の排出角度θの方向を中心とした、図中に一点鎖線の矢印で示す、基板Wの径方向外方に偏向して排出される。 FIG. 6A is a view for explaining the flight direction of droplets discharged laterally from the substrate W with the rotation of the substrate W, and FIG. 6B is an enlarged view of a part of FIG. 6A. Referring to both figures, when the substrate W is rotated at the rotational speed ωw, droplets of the rinse liquid from the substrate W are not tangential to the outer peripheral edge of the substrate W indicated by the broken arrow in the figure, Based on the various factors described in the above, the substrate W is deflected outward in the radial direction of the substrate W, as indicated by the dashed-dotted arrows in the figure, centered on the direction of the constant discharge angle θ from the tangential direction. .
排出角度θは、前述したように、接線方向を除くことから、θ>0°を満足し、かつ排出される液滴が基板の回転力を受けることから、当該基板の回転方向の後方と径方向とを除く、90°>θを満足する範囲とされる。
接線方向に排出される液滴の飛翔速度は、基板Wの外周速度r・ωwと一致し、当該飛翔速度のうち、カップ6の内壁へ到達した液滴の、当該カップ6の接線方向の速度成分V1は、基板Wの半径をr、基板Wとカップ6との径方向の距離をdとすると、V1=〔r2/(r+d)〕・ωwとなる。また、接線方向から排出角度θで偏向して排出される液滴の飛翔速度は、基板Wの外周速度r・ωwと等しいが、カップ6の内壁へ到達した液滴の、当該カップ6の接線方向の速度成分V2はV2=〔r2/(r+d)〕・ωw・cosθ、つまりV1のcosθ倍となる。
Since the discharge angle θ satisfies θ> 0 ° because the tangential direction is excluded as described above, and the discharged droplet is subjected to the rotational force of the substrate, the rear and the diameter of the substrate in the rotational direction It is considered as a range satisfying 90 °> θ except for the direction.
The flying velocity of the droplet discharged in the tangential direction coincides with the peripheral velocity r · ωw of the substrate W, and the velocity of the droplet having reached the inner wall of the
そこで、制御装置3は、排出角度テーブル3Bに含まれる排出角度θをもとに、カップ6の回転速度ωcが式(2)を満足する範囲となるように、カップモータ7を制御する。
図7は、処理ユニット2による基板処理の一例を説明するための流れ図である。図8A−8Cは、基板処理の処理例を説明するための図解的な断面図である。
図1、図2、図4、図7を参照して、処理ユニット2による基板処理では、まず、処理ユニット2内に基板Wを搬入する基板搬入工程が実行される(ステップS1)。
Therefore, based on the discharge angle θ included in the discharge angle table 3B, the
FIG. 7 is a flowchart for explaining an example of substrate processing by the
Referring to FIGS. 1, 2, 4 and 7, in the substrate processing by the
具体的には、制御装置3は、ノズル移動機構12およびアーム駆動機構23を制御して、リンス液供給ノズル5と洗浄ブラシ19を、基板Wの上方から、それぞれの退避位置に退避させる。また、制御装置3は、カップ昇降機構18を制御して、カップ6を下位置に配置するとともに、チャックピン開閉機構29を制御してチャックピン9を開いた状態で、搬送ロボットCRによって、基板Wをスピンチャック4の上に載置する。そして制御装置3は、搬送ロボットCRを処理ユニット2外へ退避させるとともに、チャックピン開閉機構29を制御してチャックピン9を閉じて、基板Wを、スピンチャック4によって、水平な姿勢で保持させる。
Specifically, the
次に、制御装置3は、カップ昇降機構18を制御して、カップ6を上位置に配置したのち、カップモータ7を駆動して、カップ6を、回転軸線A1まわりに回転させる(ステップS2)とともに、スピンモータ11を駆動して、基板Wを、回転軸線A1まわりに回転させる(ステップS3)。
基板Wの回転速度は、あらかじめ定められる保護膜形成速度(300〜1500rpmの範囲内で、たとえば500rpm)まで上昇させられ、その保護膜形成速度に維持される。
Next, the
The rotational speed of the substrate W is increased to a predetermined protective film forming speed (for example, 500 rpm in the range of 300 to 1500 rpm) and maintained at the protective film forming speed.
基板Wの回転速度が保護膜形成速度に達すると、次に制御装置3は、基板Wの下面に保護液の供給を開始する(ステップS4)。
具体的には、制御装置3は、保護液バルブ27を開き、保護液配管26から供給される保護液を、下面供給配管24を通して、下面ノズル25から上方へ向けて吐出させる。吐出された保護液は、回転状態の基板Wの下面の回転中心位置に着液する。このときの保護液の吐出流量は、保護液流量調整バルブ28により、たとえば、0.5(リットル/分)程度に設定される。基板Wの下面に供給された保護液は、基板Wの回転による遠心力を受けて、図8Aに示すように、基板Wの下面の全域に拡がり、当該基板Wの下面の全域を覆う保護液の液膜LF1が形成される。たとえば、基板Wの下面側がデバイス形成面である場合は、この液膜LF1によって、当該デバイス形成面が保護される。基板Wの下面を流れる保護液は、基板Wの回転に伴って、基板Wから側方に排出されて、カップ6によって受け止められる。
When the rotational speed of the substrate W reaches the protective film forming speed, next, the
Specifically, the
保護液は、基板Wの下面から、基板Wの側方の主に下方へ排出されるため、排出された保護液の液滴がカップ6の内壁と衝突することで発生するミストや、跳ね返った液滴が、基板Wの上面に再付着することは少ない。また再付着しても、続く洗浄工程で基板の上面が洗浄されるため、パーティクルの原因とはなりにくい。そのため、カップ6の回転速度は、この時点では任意に設定できる。ただし、ミストの発生や液滴の跳ね返りをできるだけ抑制するためには、カップ6の回転速度ωcは、基板の回転速度ωwに対して、前述した式(1)を満足する範囲に制御するのが好ましい。
The protective liquid is discharged mainly downward from the lower surface of the substrate W to the side of the substrate W, so that the mist generated when the discharged protective liquid droplets collide with the inner wall of the
基板Wの下面に保護液の液膜LF1が形成されるのに十分な時間が経過すると、次に、プレリンス工程が実行される(ステップS5)。
すなわち、制御装置3は、基板Wの回転速度が、あらかじめ定められるプレリンス速度(800〜1200rpmの範囲内で、たとえば1000rpm)となるように、スピンモータ11を制御する。また、制御装置3は、たとえば、図5に示す排出角度テーブル3Bに基づき、上記プレリンス速度(たとえば、ωw1)、洗浄ブラシの接触「なし」、およびリンス液の供給「あり」の基板条件から排出角度θ1を得、この排出角度θ1をもとに、カップ6の回転速度ωcが、式(2)を満足する値となるように、カップモータ7を制御する。
When a sufficient time for forming the liquid film LF1 of the protective liquid on the lower surface of the substrate W has passed, a pre-rinsing process is then performed (step S5).
That is, the
そして、制御装置3は、ノズル移動機構12を駆動して、リンス液供給ノズル5を、基板Wの上面の回転中心位置に対向する中央位置に配置した状態で、リンス液バルブ14を開く。これにより、回転状態の基板Wの上面の回転中心位置に向けて、リンス液供給ノズル5からリンス液が供給される。供給されたリンス液は、基板Wの回転による遠心力を受けて、図8Bに示すように、基板Wの上面の全域に拡がり、当該基板Wの上面の全域を覆うリンス液の液膜LF2が形成される。基板Wの上面を流れるリンス液は、基板Wの外周縁から、基板Wの側方に向けて排出されて、カップ6によって受け止められる(受液工程)。
Then, the
プレリンス工程が所定の時間(たとえば、5秒間)に亘って行われると、次に、ブラシ洗浄工程が実行される(ステップS6)。
すなわち、制御装置3は、基板Wの回転速度が、あらかじめ定められるブラシ洗浄速度(800〜1200rpmの範囲内で、たとえば1000rpm)となるように、スピンモータ11を制御する。また、ブラシ洗浄工程の開始時には洗浄ブラシ19は基板Wに接触されないため、制御装置3は、たとえば、図5に示す排出角度テーブル3Bに基づき、上記ブラシ洗浄速度(たとえば、ωw2)、洗浄ブラシの接触「なし」、およびリンス液の供給「あり」の基板条件から排出角度θ2を得、この排出角度θ2をもとに、カップ6の回転速度ωcが、式(2)を満足する値となるように、カップモータ7を制御する。
When the pre-rinsing step is performed for a predetermined time (for example, 5 seconds), a brush cleaning step is then performed (step S6).
That is, the
次に、制御装置3は、アーム駆動機構23を制御して、図8Cに実線で示すように、洗浄ブラシ19を、基板Wの上面の中央部でかつ基板Wの上方へ移動させ、次いで、洗浄ブラシ19を下方へ移動させて、洗浄ブラシ19の洗浄面19aを、基板Wの上面の中央部に押し付ける。次に、制御装置3は、アーム駆動機構23を制御して、洗浄ブラシ19の洗浄面19aを、基板Wの上面に押し付けた状態を維持しながら、洗浄ブラシ19を、基板Wの中央部から、基板Wの外周部まで、基板Wの径方向に移動(スキャン)させたのち、洗浄ブラシ19を上方へ移動させ、さらに基板Wの径方向に移動させて、図8Cに実線で示す位置に戻す。この一連の動作を、たとえば複数回、繰り返すことにより、基板Wの上面がスクラブ洗浄される。
Next, the
また、このブラシ洗浄工程のうち、洗浄ブラシ19が、基板Wの少なくとも外周部に接触している期間に、制御装置3は、たとえば、図5に示す排出角度テーブル3Bに基づき、上記ブラシ洗浄速度(たとえば、ωw2)、洗浄ブラシの接触「あり」、およびリンス液の供給「あり」の基板条件から排出角度θ3を得、この排出角度θ3をもとに、カップ6の回転速度ωcが、式(2)を満足する値となるように、カップモータ7を制御する。
Further, in the brush cleaning process, during a period in which the cleaning
また、たとえば、洗浄の効率を高めるために、制御装置3は、ブラシ洗浄工程の途中で、ブラシ洗浄速度を、200rpm程度まで低下させる期間を設けるべく、スピンモータ11を制御する場合がある。その場合、制御装置3は、図5に示す排出角度テーブル3Bに基づき、低下させたブラシ洗浄速度(たとえば、ωw3)、洗浄ブラシの接触「あり」、およびリンス液の供給「あり」の基板条件から排出角度θ4を得、この排出角度θ4をもとに、カップ6の回転速度ωcが、式(2)を満足する値となるように、カップモータ7を制御する。
Further, for example, in order to increase the cleaning efficiency, the
ブラシ洗浄工程を実行することによって、基板の上面に付着している異物が除去され、リンス液とともに、基板Wの外周縁から、基板Wの側方に向けて排出されて、カップ6によって受け止められる(受液工程)。
ブラシ洗浄工程が所定の時間(たとえば、30秒間)に亘って行われると、次に、ポストリンス工程が実行される(ステップS7)。
By performing the brush cleaning process, foreign matter adhering to the upper surface of the substrate is removed, and is discharged together with the rinse liquid from the outer peripheral edge of the substrate W toward the side of the substrate W and received by the cup 6 (The liquid receiving process).
After the brush cleaning process has been performed for a predetermined time (for example, 30 seconds), a post rinse process is then performed (step S7).
すなわち、制御装置3は、アーム駆動機構23を制御して、洗浄ブラシ19を、スピンチャック4の側方に設定された退避位置に退避させる。
次いで、制御装置3は、基板Wの回転速度が、あらかじめ定められるポストリンス速度(800〜1200rpmの範囲内で、たとえば1000rpm)となるように、スピンモータ11を制御する。また、制御装置3は、たとえば、図5に示す排出角度テーブル3Bに基づき、上記ポストリンス速度(たとえば、再びωw1)、洗浄ブラシの接触「なし」、およびリンス液の供給「あり」の基板条件から排出角度θ1を得、この排出角度θ1をもとに、カップ6の回転速度ωcが、式(2)を満足する値となるように、カップモータ7を制御する。基板Wの上面を流れるリンス液は、基板Wの外周縁から、基板Wの側方に向けて排出されて、カップ6によって受け止められる(受液工程)。
That is, the
Next, the
ポストリンス工程が所定の時間(たとえば、5秒間)に亘って行われると、次に、スピンドライ工程が実行される(ステップS8)。
すなわち、制御装置3は、リンス液バルブ14を閉じて、リンス液供給ノズル5からのリンス液の供給を停止し、次いでノズル移動機構12を制御して、リンス液供給ノズル5を、基板Wの上方から退避位置に退避させる。また、制御装置3は、保護液バルブ27を閉じて、下面ノズル25からの保護液の供給を停止する。
When the post rinse step is performed for a predetermined time (for example, 5 seconds), a spin dry step is then performed (step S8).
That is, the
次に、制御装置3は、基板Wの回転速度が、あらかじめ定められるスピンドライ速度(2600〜3400rpmの範囲内で、たとえば3000rpm)となるように、スピンモータ11を制御する。また、制御装置3は、たとえば、図5に示す排出角度テーブル3Bに基づき、上記スピンドライ速度(たとえば、ωw4)、洗浄ブラシの接触「なし」、およびリンス液の供給「なし」の基板条件から排出角度θ5を得、この排出角度θ5をもとに、カップ6の回転速度ωcが、式(2)を満足する値となるように、カップモータ7を制御する。
Next, the
これにより、基板Wの上面に付着しているリンス液、および基板Wの下面に付着している保護液に、それぞれ大きな遠心力が作用して、リンス液と保護液が、基板Wの周囲に振り切られて、カップ6によって受け止められる(受液工程)。そして、基板Wからリンス液と保護液が除去されて、基板Wが乾燥する。
スピンドライ工程が所定時間(たとえば、20秒間)に亘って行われた後は、制御装置3は、スピンモータ11を制御して、基板Wの回転を停止させる(ステップS9)とともに、カップモータ7を制御して、カップ6の回転を停止させる(ステップS10)。
As a result, a large centrifugal force acts on the rinse liquid adhering to the upper surface of the substrate W and the protective liquid adhering to the lower surface of the substrate W, and the rinse liquid and the protective liquid around the substrate W It is shaken off and received by the cup 6 (reception step). Then, the rinse liquid and the protective liquid are removed from the substrate W, and the substrate W is dried.
After the spin dry process has been performed for a predetermined time (for example, 20 seconds), the
その後、処理ユニット2内から基板Wを搬出する基板搬出工程が実行される(ステップS11)。
すなわち、制御装置3は、カップ昇降機構18を制御して、カップ6を下位置に配置するとともに、チャックピン開閉機構29を制御してチャックピン9を開いた状態で、搬送ロボットCRによって、基板Wをスピンチャック4の上から取り出し、処理ユニット2内から搬出する。これにより、処理ユニット2による基板処理が終了する。
Thereafter, a substrate unloading step of unloading the substrate W from inside the
That is, the
以上のように、カップ6の回転速度ωcを、基板処理の工程ごとに変化する基板の回転速度ωwに対して式(1)を満足する範囲、とくに、式(2)を満足する範囲に制御するカップ回転速度制御工程を実行しながら、基板Wの回転に伴って当該基板Wから側方に排出される処理液を、カップ6に受け止めさせることによって(受液工程)、ミストの発生や液滴の跳ね返りを効果的に抑制しながら、基板の上面を処理液によって処理することが可能となる。
As described above, the rotational speed ωc of the
なお、実施形態では、カップ6の回転速度ωcを、基板処理の工程ごとに変化する基板の回転速度ωwに対して式(2)を満足する範囲に制御するために、カップ6の回転を、カップモータ7によって、基板Wの回転と別個に制御していた。しかし、たとえば、カップ6の回転速度ωcを、基板処理の工程ごとに変化する基板の回転速度ωwに対して式(1)を満足する範囲に制御する場合は、カップモータ7を省略して、処理ユニット2の構造を簡略化することも可能である。
In the embodiment, the rotation of the
図9は、基板処理装置に備えられる処理ユニットの変形例の概略構成を示す模式図である。この変形例の処理ユニット2は、上述したように図2の処理ユニット2のうち、カップモータ7を省略した構成のみが異なるものである。したがって、図9においては、前述の図2に示された各部と同等の構成部分について、図2と同等の符号を付して、その説明を省略する。
FIG. 9 is a schematic view showing a schematic configuration of a modification of the processing unit provided in the substrate processing apparatus. The
図9に示すように、処理ユニット2は、スピンチャック4の回転軸10に連結されたプーリ30、回転軸線A1と平行で鉛直方向に延びる回転軸線A3に沿う回転軸31、回転軸31に連結されたプーリ32、33、カップ6の回転軸6eに連結されたプーリ34、プーリ30、32間に掛け渡されたベルト35、およびプーリ33、34間に掛け渡されたベルト36をさらに含む。
As shown in FIG. 9, the
電動モータであるスピンモータ11によって、回転軸10に回転力を与えることによって、回転軸10に結合された、スピンベース8、チャックピン9および基板Wが回転軸線A1まわりに一体回転される。それとともに、スピンモータ11によって回転軸10に回転力を与えることによって、当該回転軸10、プーリ30、ベルト35、プーリ32、回転軸31、プーリ33、ベルト36、プーリ34および回転軸6eを介して、カップ6が回転軸線A1まわりに回転される。
By applying rotational force to the
回転軸10およびスピンモータ11は、スピンベース8およびチャックピン9によって保持された基板Wを回転軸線A1まわりに回転させる基板回転ユニットの一例である。また回転軸10、プーリ30、ベルト35、プーリ32、回転軸31、プーリ33、ベルト36およびプーリ34は、カップ6を回転軸線A1まわりに回転させるカップ回転ユニットの一例である。
The
プーリ30、32、33、34およびベルト35、36は、スピンモータ11によって回転力が与えられた際に、カップ6の回転速度ωcが、基板Wの回転速度ωwに対して、式(1):
When rotational force is applied by the
〔数7〕
ωc<〔r/(r+d)〕2・ωw (1)
〔式中、rは基板の半径、dは基板とカップとの径方向の距離を示す。〕
を満足する範囲に制御されるように、減速比が設定されている。
[Equation 7]
ωc <[r / (r + d)] 2 · ωw (1)
[Wherein, r represents the radius of the substrate, and d represents the radial distance between the substrate and the cup. ]
The reduction ratio is set so as to be controlled to a range that satisfies
図10は、図9の処理ユニットを含む基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するブロック図である。
基板処理装置1は、制御装置3を含む。制御装置3は、マイクロコンピュータを備え、所定の制御プログラムに従って基板処理装置1に備えられた制御対象を制御する。より具体的には、制御装置3は、プロセッサ(CPU)3Aと、制御プログラムが記憶されたメモリ3Cとを含み、プロセッサ3Aが制御プログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御を実行するように構成されている。特に、制御装置3は、ノズル移動機構12、チャックピン開閉機構29、スピンモータ11、カップ昇降機構18、アーム駆動機構23、バルブ類14,27,28を制御するようにプログラムされている。
FIG. 10 is a block diagram for explaining the electrical configuration of the main part of the substrate processing apparatus including the processing unit of FIG.
The
上記変形例の処理ユニット2によれば、スピンモータ11を駆動することにより、基板Wを、回転軸線A1まわりに所定の回転速度ωwで回転させると、カップ6を、上記基板Wの回転速度ωwに対して所定の減速比で減速して、式(1)を満足する回転速度ωcで回転させることができる。また、処理に応じて基板Wの回転速度ωwを変化させても、カップ6の回転速度ωcは、所定の減速比を維持して、常に式(1)を満足しながら変化する。したがって、カップ6の筒状部6aの内壁に液滴が衝突する際の衝撃を低減して、ミストの発生や液滴の跳ね返りを抑制できる。
According to the
以上、この発明の一実施形態および変形例について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、リンス液による処理に先立って、フッ酸等の薬液を供給して、基板の上面を処理する工程を含んでいてもよい。その場合には、薬液の処理に適した基板の回転速度ωwと、式(1)または式(2)を満足するカップの回転速度ωcとを設定すればよい。
As mentioned above, although one Embodiment and modification of this invention were described, this invention can also be implemented with another form.
For example, the process of supplying a chemical solution such as hydrofluoric acid to process the upper surface of the substrate may be included prior to the treatment with the rinse solution. In that case, the rotational speed ωw of the substrate suitable for the treatment of the chemical solution and the rotational speed ωc of the cup satisfying the equation (1) or the equation (2) may be set.
また基板は、上面側がデバイス形成面であって、当該デバイス形成面を処理液で処理するために、本発明の基板処理を実施してもよい。その場合、基板の上面を洗浄するために、液滴状の処理液をスプレーノズルから基板の上面に吹き付ける洗浄処理をしてもよいし、場合によっては、ブラシ洗浄を実施してもよい。
また、本発明の基板処理では、基板Wの回転に伴って基板Wから側方に排出された処理液の液滴が、カップ6の筒状部6aの内壁に衝突する際の衝撃を低減して、基板Wのパーティクルの原因となるミストの発生や液滴の跳ね返りを抑制するために、カップ6の回転速度ωcを、前述した式(1)または式(2)を満足する範囲としていた。
In addition, the upper surface side of the substrate may be a device formation surface, and the substrate processing of the present invention may be performed to treat the device formation surface with a treatment liquid. In that case, in order to clean the upper surface of the substrate, a cleaning process may be performed in which a droplet processing solution is sprayed from the spray nozzle onto the upper surface of the substrate, or in some cases brush cleaning may be performed.
Further, in the substrate processing of the present invention, the impact when the droplet of the processing liquid discharged to the side from the substrate W with the rotation of the substrate W collides with the inner wall of the
しかし、基板処理の終了後には、たとえば、スピンチャック4にダミーの基板を保持して回転させるとともに、基板の上面にリンス液を供給しながら、カップ6を、基板の回転速度より高速で回転させたり、逆にカップ6を停止したり、あるいは基板Wと逆方向にカップ6を回転させたりして、基板Wから側方に排出された液滴がカップ6の筒状部の内壁に衝突する際の衝撃を高めるなどして、カップ6の内壁に付着した汚れなどを落としたりすることも可能である。
However, after completion of the substrate processing, for example, the
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で、種々の設計変更を施すことができる。 Besides, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
1 基板処理装置
2 処理ユニット
3 制御装置
3B 排出角度テーブル
4 スピンチャック(基板保持ユニット)
5 リンス液供給ノズル(処理液供給ユニット)
6 カップ
7 カップモータ(カップ回転ユニット)
7a 回転軸(カップ回転ユニット)
8 スピンベース(基板保持ユニット)
9 チャックピン(基板保持ユニット)
10 回転軸(基板回転ユニット)
11 スピンモータ(基板回転ユニット)
15、16、30、32、33、34 プーリ(カップ回転ユニット)
17、35、36 ベルト(カップ回転ユニット)
19 洗浄ブラシ
20 洗浄ブラシ駆動機構(洗浄ブラシ駆動ユニット)
21 保護液供給ユニット
22 揺動アーム(洗浄ブラシ駆動ユニット)
23 アーム駆動機構(洗浄ブラシ駆動ユニット)
29 チャックピン開閉機構(基板保持ユニット)
31 回転軸(カップ回転ユニット)
A1 回転軸線
W 基板
θ 排出角度
ωc カップの回転速度
ωw 基板の回転速度
r 基板の半径
d 基板とカップとの径方向の距離
1
5 Rinsing solution supply nozzle (processing solution supply unit)
6 cup 7 cup motor (cup rotation unit)
7a Rotary shaft (cup rotation unit)
8 Spin base (substrate holding unit)
9 Chuck pin (substrate holding unit)
10 rotation axis (substrate rotation unit)
11 Spin motor (substrate rotation unit)
15, 16, 30, 32, 33, 34 pulleys (cup rotation unit)
17, 35, 36 belts (cup rotation unit)
19 cleaning
21 Protective
23 arm drive mechanism (washing brush drive unit)
29 Chuck pin opening / closing mechanism (substrate holding unit)
31 Rotary shaft (cup rotation unit)
A1 rotation axis W substrate θ discharge angle ωc cup rotation speed ω w substrate rotation speed r substrate radius d distance between substrate and cup in radial direction
Claims (8)
前記複数のチャックピンを、前記基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させることにより、上面に処理液を保持している前記基板を、前記回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、
前記基板回転工程と並行して、前記基板の側方を取り囲む筒状部を含むカップを、前記回転軸線まわりに前記基板と同方向に回転させながら、前記基板の回転に伴って当該基板から側方に排出される処理液を、前記カップに受け止めさせる受液工程と、
前記受液工程と並行して、前記カップの回転速度ωcを、前記基板の回転速度ωwに対して式(1):
〔数1〕
ωc<〔r/(r+d)〕2・ωw (1)
〔式中、rは基板の半径、dは基板とカップとの径方向の距離を示す。〕
を満足する範囲に制御するカップ回転速度制御工程と、
を含む基板処理方法。 A substrate holding step of holding the substrate horizontally by bringing a plurality of chuck pins into contact with the outer peripheral portion of the substrate;
And rotating the plurality of chuck pins around a vertical rotation axis passing through a central portion of the substrate to rotate the substrate holding the processing liquid on the upper surface around the rotation axis.
Parallel to the substrate rotation step, the cup including the cylindrical portion surrounding the side of the substrate is rotated in the same direction as the substrate around the rotation axis, and the substrate is rotated from the substrate side. Receiving the treatment liquid to be discharged to the cup in the cup;
In parallel with the liquid receiving step, the rotational speed ωc of the cup is expressed by equation (1) with respect to the rotational speed ωw of the substrate:
[Equation 1]
ωc <[r / (r + d)] 2 · ωw (1)
[Wherein, r represents the radius of the substrate, and d represents the radial distance between the substrate and the cup. ]
A cup rotational speed control step of controlling in a range satisfying
A substrate processing method including:
〔数2〕
ωc=〔r/(r+d)〕2・ωw・cosθ (2)
〔式中、rは基板の半径、dは基板とカップとの径方向の距離、θは、前記基板の外周縁の接線方向に対して、前記処理液の排出方向がなす排出角度(90°>θ>0°)を示す。〕
を満足する範囲に制御する請求項1に記載の基板処理方法。 In the cup rotation speed control step, the rotation speed ωc of the cup is expressed by equation (2) with respect to the rotation speed ωw of the substrate:
[Equation 2]
ωc = [r / (r + d)] 2 · ωw · cosθ (2)
[Wherein, r is the radius of the substrate, d is the radial distance between the substrate and the cup, θ is the discharge angle (90 ° between the discharge direction of the processing solution with respect to the tangential direction of the outer peripheral edge of the substrate >Θ> 0 °). ]
The substrate processing method according to claim 1, wherein the control is performed in a range satisfying the following conditions.
前記排出角度テーブルから、前記基板情報に対応する前記排出角度θを選択する排出角度選択工程と、
をさらに含み、前記カップ回転速度制御工程は、前記回転速度ωwを含む前記基板情報、および当該基板情報に基づいて前記排出角度選択工程で選択された前記排出角度θをもとに、前記カップの回転速度ωcを、前記式(2)を満足する範囲に制御する工程である請求項2または3に記載の基板処理方法。 Storing a discharge angle table including a plurality of pieces of substrate information including the rotational speed ωw of the substrate and a plurality of discharge angles θ respectively corresponding to the plurality of pieces of substrate information according to the processing content of the substrate; ,
A discharge angle selection step of selecting the discharge angle θ corresponding to the substrate information from the discharge angle table;
The cup rotation speed control step further includes the step of controlling the cup rotation speed based on the substrate information including the rotation speed ωw and the discharge angle θ selected in the discharge angle selection step based on the substrate information. The substrate processing method according to claim 2, wherein the rotational speed ωc is controlled to a range satisfying the equation (2).
前記基板保持ユニットで水平に保持した前記基板を、当該基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板回転ユニットと、
前記基板の上面に、処理液を供給するための処理液供給ユニットと、
前記基板を取り囲む筒状部を含み、前記基板から側方に排出される処理液を受け止める環状のカップと、
前記カップを、前記回転軸線まわりに回転させるカップ回転ユニットと、
前記基板回転ユニット、前記処理液供給ユニット、および前記カップ回転ユニットを制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、前記複数のチャックピンを、前記基板の外周部に接触させて、前記基板を水平に保持する基板保持工程と、前記複数のチャックピンを、前記回転軸線まわりに回転させることにより、上面に処理液を保持している前記基板を、前記回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、前記基板回転工程と並行して、前記カップを、前記回転軸線まわりに前記基板と同方向に回転させながら、前記基板の回転に伴って当該基板から側方に排出される処理液を、前記カップに受け止めさせる受液工程と、前記受液工程と並行して、前記カップの回転速度ωcを、前記基板の回転速度ωwに対して式(1):
〔数3〕
ωc<〔r/(r+d)〕2・ωw (1)
〔式中、rは基板の半径、dは基板とカップとの径方向の距離を示す。〕
を満足する範囲に制御するカップ回転速度制御工程とを実行する、基板処理装置。 A substrate holding unit that includes a plurality of chuck pins and holds the substrate horizontally by bringing the plurality of chuck pins into contact with the outer peripheral portion of the substrate;
A substrate rotation unit configured to rotate the substrate horizontally held by the substrate holding unit around a vertical rotation axis passing through a central portion of the substrate;
A processing liquid supply unit for supplying a processing liquid to the upper surface of the substrate;
An annular cup including a tubular portion surrounding the substrate and receiving a processing solution discharged laterally from the substrate;
A cup rotation unit for rotating the cup around the rotation axis;
The substrate rotation unit, the processing liquid supply unit, and a control device that controls the cup rotation unit;
The control device brings the plurality of chuck pins into contact with the outer peripheral portion of the substrate to rotate the plurality of chuck pins about the rotation axis by holding the substrate horizontally and holding the substrate horizontally. Parallel to the substrate rotating step of rotating the substrate holding the processing liquid on the upper surface about the rotation axis, and the substrate rotation step, in the same direction as the substrate about the rotation axis. Parallel to the liquid receiving step of causing the cup to receive the processing liquid discharged sideways from the substrate with the rotation of the substrate while rotating, and in parallel with the liquid receiving step, the rotational speed ωc of the cup Equation (1) with respect to the rotational speed ωw of the substrate:
[Equation 3]
ωc <[r / (r + d)] 2 · ωw (1)
[Wherein, r represents the radius of the substrate, and d represents the radial distance between the substrate and the cup. ]
A substrate processing apparatus which performs a cup rotation speed control step of controlling in a range satisfying the following conditions.
〔数4〕
ωc=〔r/(r+d)〕2・ωw・cosθ (2)
〔式中、rは基板の半径、dは基板とカップとの径方向の距離、θは、前記基板の外周縁の接線方向に対して、前記処理液の排出方向がなす排出角度(90°>θ>0°)を示す。〕
を満足する範囲に制御する請求項5に記載の基板処理装置。 In the cup rotational speed control step, the control device performs the rotational speed ωc of the cup with respect to the rotational speed ωw of the substrate according to Formula (2):
[Equation 4]
ωc = [r / (r + d)] 2 · ωw · cosθ (2)
[Wherein, r is the radius of the substrate, d is the radial distance between the substrate and the cup, θ is the discharge angle (90 ° between the discharge direction of the processing solution with respect to the tangential direction of the outer peripheral edge of the substrate >Θ> 0 °). ]
The substrate processing apparatus according to claim 5, wherein the control is performed in a range satisfying the following condition.
前記洗浄ブラシを駆動するための洗浄ブラシ駆動ユニットと、
をさらに含み、
前記制御装置は、前記基板回転工程において、前記基板を回転させながら、前記基板の上面の外周部に、前記洗浄ブラシを接触させて、当該外周部を洗浄するブラシ洗浄工程を実行する請求項5または6に記載の基板処理装置。 A cleaning brush for contacting and cleaning the upper surface of the substrate;
A cleaning brush drive unit for driving the cleaning brush;
Further include
The control device executes a brush cleaning step of cleaning the outer peripheral portion by bringing the cleaning brush into contact with the outer peripheral portion of the upper surface of the substrate while rotating the substrate in the substrate rotating step. Or the substrate processing apparatus as described in 6.
前記基板の処理内容に応じた、当該基板の回転速度ωwを含む複数の基板情報と、前記複数の基板情報にそれぞれ対応する複数の排出角度θと、を含む排出角度テーブルを記憶する記憶装置と、
前記排出角度テーブルから、前記基板情報に対応する前記排出角度θを選択する排出角度選択部とを含み、
前記カップ回転速度制御工程において、前記回転速度ωwを含む前記基板情報、および当該基板情報に基づいて前記排出角度選択工程で選択された前記排出角度θをもとに、前記カップの回転速度ωcを、前記式(2)を満足する範囲に制御する請求項6または7に記載の基板処理装置。 The controller is
A storage device storing a discharge angle table including a plurality of pieces of substrate information including the rotational speed ωw of the substrate and a plurality of discharge angles θ corresponding to the plurality of pieces of substrate information according to the processing content of the substrate; ,
A discharge angle selection unit which selects the discharge angle θ corresponding to the substrate information from the discharge angle table;
In the cup rotation speed control step, the rotation speed ωc of the cup is determined based on the substrate information including the rotation speed ωw and the discharge angle θ selected in the discharge angle selection step based on the substrate information. The substrate processing apparatus according to claim 6, wherein the control is performed to a range satisfying the equation (2).
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