JP3604906B2 - Substrate processing apparatus and method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、純水による洗浄処理が終了した半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、光ディスク用基板等の薄板状基板(以下、単に「基板」とする)に有機溶剤を供給した後、減圧状態とすることによって乾燥処理を行う基板処理装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、上記基板の製造工程においては、密閉処理室に収容された処理槽内のフッ酸等のエッチング液に基板を浸漬してエッチング処理ないし洗浄処理を施した後、処理槽内のエッチング液を純水に置換して当該基板の洗浄処理を行い、さらにその後純水から引き上げた基板に処理室内にて減圧乾燥処理を行う基板処理装置が用いられている。
【0003】
かかる装置においては、通常、純水による洗浄処理が終了した後、処理槽の純水から基板を引き上げる前、または基板を引き上げつつ有機溶剤であるイソプロピルアルコール(以下、「IPA」と称する)の蒸気を処理室内に供給し、基板表面にIPAを凝縮させることによって当該基板に付着した水をIPAに置換している。そして、処理室内雰囲気を不活性ガスである窒素ガスに置換するとともに処理槽の純水を排液した後、密閉した処理室を減圧状態とすることによって基板の乾燥処理を行っている(減圧乾燥処理)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この乾燥処理の工程においては、減圧乾燥処理後に基板表面にパーティクルが付着している現象がしばしば認められた。そして、乾燥処理において付着したパーティクルは、最終製品たる半導体デバイス等の品質を劣化させ、その歩留まりを低下させるという問題を生じることとなる。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、減圧乾燥を行うときに、パーティクルの基板への付着を防止することができる基板処理装置および方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、純水による洗浄処理が終了した基板に有機溶剤の蒸気を供給して前記基板に付着した前記純水を前記有機溶剤に置換した後、減圧状態とすることによって前記基板の乾燥処理を行う基板処理装置であって、前記洗浄処理を行う処理槽と、前記処理槽を収容し、前記乾燥処理を行う処理室と、前記有機溶剤の蒸気を加熱する有機溶剤蒸気加熱手段と、前記有機溶剤蒸気加熱手段によって加熱された前記有機溶剤の蒸気を前記処理室内に供給することによって、前記乾燥処理時における前記減圧状態によって低下する前記基板の温度をその時点の前記処理室内の水の露点および前記有機溶剤の露点のうちいずれか高い温度よりも高くする有機溶剤蒸気供給手段と、加熱された前記有機溶剤の蒸気が供給された後に前記処理室内を減圧する減圧手段と、を備えている。
【0007】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る基板処理装置において、不活性ガスを加熱する不活性ガス加熱手段と、加熱された前記有機溶剤の蒸気が供給された後であって前記処理室内を減圧する前に、前記不活性ガス加熱手段によって加熱された不活性ガスを前記処理室内に供給する不活性ガス供給手段と、をさらに備える。
【0008】
また、請求項3の発明は、純水による洗浄処理が終了した基板に処理室にて乾燥処理を行う基板処理方法であって、有機溶剤の蒸気を加熱する有機溶剤蒸気加熱工程と、純水による前記洗浄処理が終了した後に加熱された前記有機溶剤の蒸気を前記処理室内に供給して前記基板に付着した純水を有機溶剤に置換するとともに、前記基板を昇温する有機溶剤蒸気供給工程と、加熱された前記有機溶剤の蒸気が供給された後に前記処理室内を減圧する減圧工程と、を備えるとともに、前記減圧工程において低下する前記基板の温度がその時点の前記処理室内の水の露点および前記有機溶剤の露点のうちいずれか高い温度よりも高くなるように、前記有機溶剤蒸気加熱工程にて前記有機溶剤の蒸気を加熱している。
【0009】
また、請求項4の発明は、請求項3の発明に係る基板処理方法において、不活性ガスを加熱する不活性ガス加熱工程と、加熱された前記有機溶剤の蒸気が供給された後であって前記処理室内を減圧する前に、加熱された不活性ガスを前記処理室内に供給する不活性ガス供給工程と、をさらに備える。
【0012】
【発明の実施の形態】
<A.課題解決のための基礎となる知見および本発明の原理>
上述した課題、すなわち減圧乾燥処理におけるパーティクル付着の問題を解決すべく、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、以下のような知見を見いだしたので、まずそれについて説明する。
【0013】
上述した従来の技術においては、減圧乾燥を行う前に処理室内雰囲気を窒素ガスに置換しているものの、処理室内には依然としてIPAの蒸気が残留しているものと考えられる。また、排液後の処理槽には水滴が付着しているため、減圧前の処理室内には水蒸気も存在することになる。
【0014】
一方、処理室内を減圧状態にすると、室内の気体の内部エネルギーが減少するとともに、処理槽に付着した水滴の気化が促進されることに伴って気化熱が奪われることにより、温度低下が生じる。そして、基板の温度が低下して、水蒸気またはIPA蒸気の露点よりも低くなると、基板表面に水またはIPAが結露することになる。このことを図6を用いつつさらに説明する。
【0015】
図6は、飽和蒸気圧曲線を示す図である。上述の如く、減圧前においては、水蒸気およびIPA蒸気が処理室内に存在しており、減圧中においてもそれらの一部は残存している。そして、減圧中における水またはIPAの蒸気圧をP1とすると、図6に示す如く、温度T1が水またはIPAの露点となる。
【0016】
ここで、従来においては、減圧前の基板の温度がT2であり、減圧による温度低下によって基板温度が徐々に低下し、やがて温度T1以下となると水またはIPAの基板面への結露が生じるのである。もっとも、処理室内は減圧されているため水またはIPAの蒸気圧が減少して露点自体も低下しているものと考えられるが、露点の低下よりも基板の温度低下の方が大きい場合は、基板温度が露点以下となり、結露が生じるものと推察される。また、水に関しては、減圧によって処理槽に付着した水滴の気化が促進され、処理室内における水蒸気圧低下が抑制されることとなり、その結果露点の低下も小さくなるものと推考される。
【0017】
処理室内の水またはIPAの蒸気は処理室内に浮遊する微粒子を吸着していることもあり、基板面に結露した水またはIPAの液滴が乾燥されると、その微粒子が基板面に残留し、パーティクルになるものと考えられる。
【0018】
本発明者は、減圧乾燥に伴うパーティクル発生の原因について以上のような現象を究明し、この知見に基づいて本発明を完成させたのである。
【0019】
すなわち、図6において、減圧乾燥前の基板温度をT3程度としておけば、減圧によって基板温度が低下しても、露点T1以下となることはなくなり、基板面に結露が生じることもなくなる。その結果、結露した液滴が乾燥することによるパーティクル発生が防止できるのである。逆に言えば、減圧乾燥処理時における基板の温度がその時点の処理室内の水の露点およびIPAの露点のうちいずれか高い温度T1よりも高くなるように減圧乾燥前の基板温度をT3まで上昇させておけば、パーティクルの発生が防止できるのである。
【0020】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0021】
<B.基板処理装置の構成>
図1は、本発明の実施の形態の基板処理装置1の全体構成を示す斜視図である。図示のように、この装置は、未処理基板を収納しているカセットCが投入されるカセット搬入部2と、このカセット搬入部2からのカセットCが載置され内部から複数の基板が同時に取り出される基板取出部3と、カセットCから取り出された未処理基板が順次洗浄処理に供される基板処理部5と、洗浄処理後の複数の処理済み基板が同時にカセットC中に収納される基板収納部7と、処理済み基板を収納しているカセットCが払い出されるカセット搬出部8とを備える。さらに、装置の前側(−Y側)には、基板取出部3から基板収納部7に亙って基板移載搬送機構9が配置されており、洗浄処理前、洗浄処理中及び洗浄処理後の基板を一箇所から別の箇所に搬送したり移載したりする。
【0022】
カセット搬入部2は、水平移動、昇降移動及び垂直軸回りの回転が可能なカセット移載ロボットCR1を備え、カセットステージ2a上の所定位置に載置された一対のカセットCを基板取出部3に移載する。
【0023】
基板取出部3は、昇降移動する一対のホルダ3a、3bを備える。そして、各ホルダ3a、3bの上面にはガイド溝が刻設されており、カセットC中の未処理基板を垂直かつ互いに平行に支持することを可能にする。したがって、ホルダ3a、3bが上昇すると、カセットC中から基板が取り出される。カセットC中から取り出された基板は、基板移載搬送機構9に設けた搬送ロボットTRに受け渡され、水平移動後に基板処理部5に投入される。
【0024】
基板処理部5は、薬液を収容する薬液槽を備える薬液処理部52と、純水を収容する水洗槽を備える水洗処理部54と、単一槽内で各種の薬液処理や水洗処理を行う処理槽562を備える多機能処理部56とから構成される。
【0025】
基板処理部5において、薬液処理部52及び水洗処理部54の後方側(+Y側)には、第1基板浸漬機構55が配置されており、これに設けた上下動及び横行可能なリフタヘッドLH1によって、搬送ロボットTRから受け取った基板を薬液処理部52の薬液槽に浸漬したり、水洗処理部54の水洗槽に浸漬したりする。また、多機能処理部56の後方側には、第2基板浸漬機構57が配置されており、これに設けた上下動可能なリフタヘッド563aによって、搬送ロボットTRから受け取った基板を多機能処理部56の処理槽562内に支持する。
【0026】
基板収納部7は、基板取出部3と同様の構造を有し、昇降可能な一対のホルダ7a、7bによって、搬送ロボットTRに把持された処理済み基板を受け取ってカセットC中に収納する。
【0027】
また、カセット搬出部8は、カセット搬入部2と同様の構造を有し、移動自在のカセット移載ロボットCR2を備え、基板収納部7上に載置された一対のカセットCをカセットステージ8a上の所定位置に移載する。
【0028】
基板移載搬送機構9は、水平移動及び昇降移動が可能な搬送ロボットTRを備える。そして、この搬送ロボットTRに設けた一対の回転可能なハンド91、92よって基板を把持することにより、基板取出部3のホルダ3a、3bに支持された基板を基板処理部5の第1基板浸漬機構55に設けたリフタヘッドLH1側に移載したり、このリフタヘッドLH1側から隣の第2基板浸漬機構57に設けたリフタヘッド563a側に移載したり、このリフタヘッド563a側から基板収納部7のホルダ7a、7bに移載したりする。
【0029】
次に、多機能処理部56の正面断面図および側面断面図である図2および図3を用いて、その構成および概略動作を説明する。
【0030】
多機能処理部56は主にケーシング(処理室)560、シャッタ561、処理槽562、リフタ563、リフタ駆動部564、IPA・N2供給部565およびN2供給部566を備えている。
【0031】
ケーシング560は上面に基板搬出入口TOを備え、その周囲にシール部材560aを固着し、また、底面には排気用の配管560bを備えている。
【0032】
シャッタ561は遮蔽板561aとそれを前後から挟むようにしてケーシング560の側面上端に設けられたガイド561bを備えており、当該ガイド561bのガイドレールに沿って遮蔽板561aが若干上下動するとともに水平方向にスライドすることによって開閉する。なお、ケーシング560上面に設けられたシール部材560aにより、シャッタ561が閉じた状態ではケーシング560の気密性が保たれている。
【0033】
処理槽562はエッチング液であるフッ酸(HF)および洗浄液である純水(以下、併せて「処理液」という。)を貯留することが可能で、それらに基板Wが浸漬されて、それぞれエッチング処理や洗浄処理が行われる。また、処理槽562の底面には処理液の帰還用の配管562c、廃液用の配管562d、処理液供給用の配管562eが連結されている。さらに、処理槽562の四方の外側面の上端には処理液回収溝562aが設けられており、それには処理液回収用の配管562bが連結されている。
【0034】
リフタ563はリフタヘッド563aと保持板563bとの間に、基板Wが保持される保持溝を所定間隔で多数備えた基板ガイド563cを3本備えている。
【0035】
リフタ駆動部564はサーボモータ564aに取り付けられたタイミングベルト564bに、その長手方向が鉛直方向となっているシャフト564cが連結されるとともに、シャフト564cの上端はリフタ563のリフタヘッド563aに連結されており、サーボモータ564aの駆動によりリフタ563およびそれに保持された複数の基板Wを昇降させ、図2および図3に示した基板Wの搬送ロボットTRとの受け渡し位置TP、基板Wの乾燥位置DR、基板Wの上記処理液への浸漬位置DPに位置させることが可能となっている。
【0036】
IPA・N2供給部565は、ケーシング560の内部側面に一対のIPA・N2供給管565aがそれぞれブラケット565bによって保持されることにより、処理槽562に貯留されている処理液の液面(処理槽562の上端)より下の位置に取り付けられている。IPA・N2供給管565aには有機溶剤であるIPAをキャリアガスN2とともに供給するための複数の供給口IOが上向きに開孔して設けられている。また、図2および図3には図示しないがIPA・N2供給管565aには配管565c(図4参照)が連結されている。
【0037】
N2供給部566もケーシング560の内部側面に一対のN2供給管566aがそれぞれブラケット566bによって保持されることにより取り付けられている。N2供給管566aにはN2を供給するための複数の供給口NO(図3には一部にのみ参照符号を付した)が設けられている。また、図2および図3には図示しないがN2供給管566aには配管566c(図4参照)が連結されている。
【0038】
図4は多機能処理部56へのガス給排機構を示す模式図である。多機能処理部56のガス給排機構は、大別してN2をキャリアガスとしてIPA蒸気をケーシング560に供給する機能と、N2のみを供給する機能と、ケーシング560から排気することによってケーシング560内を減圧する機能とを有している。
【0039】
N2をキャリアガスとしてIPA蒸気をケーシング560に供給する機能は、N2供給源60から配管60bを通してIPA供給源61にキャリアガスN2を送るとともに、三方弁V2に配管61aと配管565cとを連通させることによって実現される。N2をキャリアガスとしたIPA蒸気はIPA供給源61にて発生し、配管61a、フィルタFおよび配管565cを経由してIPA・N2供給部565からケーシング560内に供給される。ここで、配管565cには、ヒータH2が設けられており、ケーシング560内に供給されるIPA蒸気を加熱することが可能である。
【0040】
ケーシング560にN2のみを供給する機能は、バルブV1を開いて配管60cと配管566cとを連通させることによって実現される。N2は、配管60cおよび配管566cを介してN2供給部566からケーシング560内に供給される。配管566cにもヒータH1が設けられており、ケーシング560内に供給されるN2を加熱することが可能である。N2のみの供給経路としては、三方弁V2に配管60aと配管565cとを連通させ、IPA・N2供給部565からケーシング560内に供給する経路でもよい。この場合、配管565cに設けられたヒータH2によってN2を加熱することが可能である。なお、ヒータH1、H2が「ガス加熱手段」に相当する。
【0041】
ケーシング560から排気する機能は、バルブV3を開くとともに、排気ポンプAPを作動させることによって実現される。配管560bは、施設内の排気ラインに接続されており、密閉状態のケーシング560内の気体が排気ラインへと排出されることによりケーシング560内が減圧される。
【0042】
<C.処理手順>
以上のような構成を有する基板処理装置1の多機能処理部56における処理手順について説明する。本実施形態の多機能処理部56では、
▲1▼HFによる基板Wのエッチング処理、
▲2▼純水による洗浄処理、
▲3▼IPA蒸気の供給および基板Wの引き上げ、
▲4▼N2の供給および純水排液、
▲5▼減圧乾燥、
という手順に従って一連の処理が実行される。
【0043】
まず、HFによる基板Wのエッチング処理が終了すると配管562dを介してHFが排出され、配管562eから処理槽562に純水が供給される。そして、基板Wが純水に浸漬されることにより、基板Wに付着しているHFが洗浄される。
【0044】
次に、純水による基板Wの洗浄が終了すると、リフタ563が基板Wを純水から引き上げる。すなわち、リフタ563が基板Wを浸漬位置DPから乾燥位置DRまで上昇させる。このときの引き上げ速度は5mm/sec.程度である。基板Wを純水から引き上げるときには、三方弁V2に配管565cと配管61aとを繋がせ、IPA・N2供給部565からケーシング560内にIPA蒸気を供給させる。
【0045】
ここで、ケーシング560内に供給されるIPA蒸気はヒータH2によって125℃(ヒータH2の出口温度)にまで加熱・昇温されている。高温のIPA蒸気がケーシング560内の基板W周辺に供給されることによって、IPA蒸気が基板W表面に凝縮して水と置換しやすくなるとともに、基板W自体の温度も高められることになる。
【0046】
IPA蒸気の供給によって基板W表面の水がIPAに置換されると、三方弁V2を閉じてIPA・N2供給部565からのIPA蒸気の供給を停止するとともに、バルブV1を開いてN2供給部566より乾燥位置DRに位置するリフタ563の基板ガイド563c付近に向けてN2を供給し、その保持溝内に残った純水を吹き飛ばす。このときに、N2はヒータH1によって125℃にまで加熱・昇温されている。また、同時に、処理槽562内の純水は配管562dから排出される。
【0047】
次に、三方弁V2を作動させて、配管60aを配管565cにつなぎ、IPA・N2供給部565からもN2のみを供給し、ケーシング560内を窒素雰囲気で満たす。このときにも、供給されるN2はヒータH2によって125℃にまで加熱・昇温されている。ヒータH1およびヒータH2によってケーシング560内に供給されるN2が加熱されることにより、基板Wの温度が高められた状態が維持されることとなる。
【0048】
そして、その後、バルブV3を開き、配管560bによりケーシング560内の雰囲気を配管560bを通じて排気し、シャッタ561によって密閉されたケーシング560内の気圧を減圧する。これにより、基板Wに凝縮したIPAは完全に乾燥される。
【0049】
このときには、既述したように、減圧に伴う気体内部エネルギーの低下によって、温度低下が生じるのであるが、減圧前に基板Wの温度が高められているため、減圧中にケーシング560内に存在する水蒸気またはIPA蒸気の露点以下にまで基板Wの温度が低下することはない。従って、基板Wの表面に水またはIPAが結露することはなくなり、結露したそれらの液滴が乾燥することによるパーティクル発生が防止できる。
【0050】
最後に、シャッタ561を開いて大気解放し、リフタ563を受け渡し位置TPまで上昇させることにより基板Wをケーシング560外に取り出して、一連の基板処理を終了する。
【0051】
<D.変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態における多機能処理部56では有機溶剤としてIPAを用い、不活性ガスとしてN2を用いたが、これに限られず、有機溶剤としてエタノールやメタノール等のその他の有機溶剤、不活性ガスとしてヘリウムガスやアルゴンガス等のその他の不活性ガスを用いてもよい。
【0052】
また、上記実施形態においては、ケーシング560内に供給されるIPA蒸気およびN2を加熱・昇温することによって減圧前の基板Wの温度を高め、減圧中の結露を防止していたが、本発明はこの手法に限定されるものではない。すなわち、減圧乾燥処理時の基板Wの温度をその時点のケーシング560内に存在する水蒸気の露点およびIPA蒸気の露点の双方よりも高くできるような形態であればよい。具体的には、例えば、図5に示すような多機能処理部56であってもよい。
【0053】
図5は、多機能処理部56の他の例を示す正面断面図である。この多機能処理部56が上記実施形態である図2の多機能処理部56と異なる点は、ケーシング560の内壁に赤外線ヒータIRを設けている点である。赤外線ヒータIRは、乾燥位置DRに位置する基板Wに対して赤外線を照射し、その基板Wを加熱・昇温することが可能である。そして、減圧乾燥中に赤外線ヒータIRが基板Wを加熱し、基板Wの温度を減圧中のケーシング560内に存在する水蒸気の露点およびIPA蒸気の露点の双方よりも高くすれば、基板Wの表面に水またはIPAが結露することはなくなり、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0054】
また、上記実施形態における多機能処理部56ではIPA・N2供給部565を処理槽562の上端より下方位置の側方に供給口IOを上方に向けた状態で設け、それによりIPA蒸気を上向きに供給するものとしたが、これに限定されるものではなく、ケーシング560内にIPA蒸気を供給できる供給部であれば、その設置位置、蒸気供給方向は任意に定めることができる。例えば、IPA・N2供給部565を処理槽562の上端より上に設け、さらに、供給口IOを斜め上方向に向けて設けてもよい。また、N2供給部566からIPA蒸気を供給するようにしてもよい。
【0055】
さらに、上記実施形態においては、処理槽562に貯留されている純水からリフタ563によって基板Wを引き上げることにより基板Wを露出させるようにしていたが、これを配管562dを介して純水を排出することにより実現するようにしてもよい。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1および請求項3の発明によれば、減圧状態として乾燥処理を行うときに低下する基板の温度がその時点の処理室内の水の露点および有機溶剤の露点のうちいずれか高い温度よりも高くなるように、加熱した有機溶剤の蒸気を基板に供給しているため、乾燥処理時に基板の表面に水または有機溶剤が結露することはなくなり、その結果結露した液滴が乾燥することによるパーティクル付着が防止できる。
【0057】
また、請求項2および請求項4の発明によれば、有機溶剤の蒸気が供給された後であって処理室内を減圧する前に、加熱した不活性ガスをさらに処理室内に供給しているため、乾燥処理時の基板表面への結露をより効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基板処理装置の全体構成を示す斜視図である。
【図2】図1の基板処理装置の多機能処理部の正面断面図である。
【図3】図1の基板処理装置の多機能処理部の側面断面図である。
【図4】多機能処理部へのガス給排機構を示す模式図である。
【図5】多機能処理部の他の例を示す正面断面図である。
【図6】飽和蒸気圧曲線を示す図である。
【符号の説明】
1 基板処理装置
56 多機能処理部
560 ケーシング
562 処理槽
565 IPA・N2供給部
566 N2供給部
IR 赤外線ヒータ
H1、H2 ヒータ
W 基板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, an organic solvent is supplied to a thin substrate (hereinafter, simply referred to as a “substrate”) such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display, and a substrate for an optical disk, which have been subjected to a cleaning treatment with pure water. After that, the present invention relates to a substrate processing apparatus and method for performing a drying process by reducing the pressure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the above-described substrate manufacturing process, the substrate is immersed in an etching solution such as hydrofluoric acid in a processing tank housed in a closed processing chamber to perform an etching process or a cleaning process, and then the etching solution in the processing bath. Is replaced with pure water to perform a cleaning process on the substrate, and then perform a reduced-pressure drying process in the processing chamber on the substrate pulled up from the pure water.
[0003]
In such an apparatus, usually, after the cleaning process with pure water is completed, before the substrate is pulled up from the pure water in the processing tank, or while the substrate is pulled up, the vapor of isopropyl alcohol (hereinafter referred to as “IPA”) as an organic solvent is vaporized. Is supplied into the processing chamber, and IPA is condensed on the surface of the substrate to replace water attached to the substrate with IPA. After the atmosphere in the processing chamber is replaced with nitrogen gas as an inert gas, and pure water in the processing tank is drained, the substrate is dried by reducing the pressure in the sealed processing chamber (drying under reduced pressure). processing).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this drying process, a phenomenon that particles adhered to the substrate surface after the reduced-pressure drying process was often observed. Particles attached in the drying process deteriorate the quality of the final product, such as a semiconductor device, and cause a problem of lowering the yield.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a substrate processing apparatus and method capable of preventing particles from adhering to a substrate when performing drying under reduced pressure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
[0007]
Further, according to a second aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the first aspect of the present invention, after the inert gas heating means for heating the inert gas and the heated vapor of the organic solvent are supplied, And an inert gas supply unit configured to supply the inert gas heated by the inert gas heating unit into the processing chamber before depressurizing the processing chamber.
[0008]
The invention according to claim 3 is a substrate processing method for performing a drying process in a processing chamber on a substrate that has been subjected to a cleaning process with pure water, the method comprising: an organic solvent vapor heating step of heating an organic solvent vapor; An organic solvent vapor supply step of supplying vapor of the organic solvent heated after the completion of the cleaning process into the processing chamber to replace the pure water attached to the substrate with the organic solvent, and raising the temperature of the substrate. When the vacuum step of the vapor of the organic solvent which is heated to reduce the pressure inside the processing chamber after being supplied, provided with a water in the processing chamber at that time the temperature of the substrate decreases have you to the decompression step In the organic solvent vapor heating step, the vapor of the organic solvent is heated so as to be higher than any one of the dew point of the organic solvent and the dew point of the organic solvent.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in the substrate processing method according to the third aspect of the present invention, there is provided an inert gas heating step of heating an inert gas and after the heated vapor of the organic solvent is supplied. An inert gas supply step of supplying a heated inert gas into the processing chamber before reducing the pressure in the processing chamber.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<A. Knowledge as the basis for solving the problem and principle of the present invention>
In order to solve the above-mentioned problem, that is, the problem of particle adhesion in the reduced-pressure drying process, the present inventors have made intensive studies and found the following findings.
[0013]
In the above-described conventional technique, although the atmosphere in the processing chamber is replaced with nitrogen gas before the drying under reduced pressure, it is considered that the vapor of IPA still remains in the processing chamber. Further, since water droplets adhere to the processing tank after draining, water vapor also exists in the processing chamber before the pressure reduction.
[0014]
On the other hand, when the pressure in the processing chamber is reduced, the internal energy of the gas in the processing chamber is reduced, and the vaporization of water droplets attached to the processing tank is promoted, so that the heat of vaporization is deprived, thereby lowering the temperature. Then, when the temperature of the substrate decreases and becomes lower than the dew point of water vapor or IPA vapor, water or IPA condenses on the substrate surface. This will be further described with reference to FIG.
[0015]
FIG. 6 is a diagram showing a saturated vapor pressure curve. As described above, before the pressure reduction, the water vapor and the IPA vapor exist in the processing chamber, and some of them remain even during the pressure reduction. Then, the vapor pressure of water or IPA in vacuo When P 1, as shown in FIG. 6, the temperature T 1 is a dew point of water or IPA.
[0016]
Here, conventionally, the temperature of the substrate before decompression is T 2, gradually decreases the substrate temperature is the temperature drop due to pressure reduction, condensation of water or IPA substrate surface of results when eventually the temperature T 1 of less It is. However, since the pressure in the processing chamber is reduced, it is considered that the vapor pressure of water or IPA is reduced and the dew point itself is also lowered. However, when the temperature drop of the substrate is larger than the drop of the dew point, It is presumed that the temperature falls below the dew point and dew condensation occurs. Further, as for water, it is presumed that the decompression promotes the vaporization of water droplets attached to the processing tank, and suppresses a decrease in water vapor pressure in the processing chamber.
[0017]
Water or IPA vapor in the processing chamber may adsorb fine particles floating in the processing chamber, and when water or IPA droplets condensed on the substrate surface are dried, the fine particles remain on the substrate surface, It is considered to be particles.
[0018]
The present inventors have investigated the above-mentioned phenomena regarding the cause of the generation of particles due to drying under reduced pressure, and completed the present invention based on this finding.
[0019]
That is, in FIG. 6, if the substrate temperature before vacuum drying to approximately T 3, even if the substrate temperature by vacuum is lowered, no longer be the dew point T 1 or less, also eliminates the condensation on the substrate surface occurs. As a result, generation of particles due to drying of the condensed droplets can be prevented. Conversely, the substrate temperature before drying under reduced pressure is set to T 3 so that the substrate temperature during the reduced-pressure drying process is higher than the higher temperature T 1 of the dew point of water in the processing chamber and the dew point of IPA at that time. If it is raised to such a level, generation of particles can be prevented.
[0020]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0021]
<B. Configuration of Substrate Processing Apparatus>
FIG. 1 is a perspective view illustrating an overall configuration of a
[0022]
The
[0023]
The substrate take-out unit 3 includes a pair of holders 3a and 3b that move up and down. A guide groove is formed in the upper surface of each of the holders 3a and 3b, so that the unprocessed substrates in the cassette C can be supported vertically and parallel to each other. Therefore, when the holders 3a and 3b are raised, the substrate is taken out of the cassette C. The substrate taken out of the cassette C is transferred to the transfer robot TR provided in the substrate transfer /
[0024]
The
[0025]
In the
[0026]
The substrate storage unit 7 has the same structure as the substrate unloading unit 3, and receives a processed substrate held by the transport robot TR by a pair of vertically movable holders 7 a and 7 b and stores the processed substrate in the cassette C.
[0027]
The cassette unloading section 8 has the same structure as that of the
[0028]
The
[0029]
Next, a configuration and a schematic operation of the
[0030]
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
The IPA · N 2 supply unit 565 is configured such that the pair of IPA · N 2 supply pipes 565a are held on the inner side surfaces of the
[0037]
The N 2 supply section 566 is also attached to the inner side surface of the
[0038]
FIG. 4 is a schematic diagram showing a mechanism for supplying and discharging gas to and from the
[0039]
The function of supplying IPA vapor to the
[0040]
Function of supplying the only N 2 to the
[0041]
The function of exhausting from the
[0042]
<C. Processing Procedure>
A processing procedure in the
(1) Etching of the substrate W by HF,
(2) Cleaning treatment with pure water,
(3) Supply of IPA vapor and lifting of substrate W,
▲ 4 ▼ feed and pure water drainage N 2,
5) Dry under reduced pressure,
A series of processes are executed according to the procedure described above.
[0043]
First, when the etching process of the substrate W by HF is completed, HF is discharged through the
[0044]
Next, when the cleaning of the substrate W with the pure water is completed, the
[0045]
Here, the IPA vapor supplied into the
[0046]
When the supply of the IPA vapor water surface of the substrate W is replaced with the IPA, by closing the three-way valve V2 stops the supply of the IPA vapor from the IPA · N 2
[0047]
Then, by operating the three-way valve V2, connecting
[0048]
After that, the valve V3 is opened, the atmosphere in the
[0049]
At this time, as described above, the temperature decreases due to the decrease in the gas internal energy due to the pressure reduction. However, since the temperature of the substrate W is increased before the pressure reduction, the substrate W is present in the
[0050]
Finally, the
[0051]
<D. Modification>
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above examples. For example, in the
[0052]
In the embodiment described above, increasing the temperature of the substrate W before vacuum by heating and raising the temperature of IPA vapor and N 2 is supplied into the
[0053]
FIG. 5 is a front sectional view showing another example of the
[0054]
Upwards Further, provided in a state where the supply port IO laterally toward above the lower position than the upper end of the
[0055]
Further, in the above embodiment, the substrate W is exposed by lifting the substrate W from the pure water stored in the
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the first and third aspects of the present invention, the temperature of the substrate, which decreases when the drying process is performed under reduced pressure, is one of the dew point of the water in the processing chamber and the dew point of the organic solvent at that time. Since the vapor of the heated organic solvent is supplied to the substrate so that it becomes higher than any of the higher temperatures, water or the organic solvent does not condense on the surface of the substrate during the drying process, and as a result, the condensed droplets Particles can be prevented from adhering due to drying.
[0057]
According to the second and fourth aspects of the present invention , the heated inert gas is further supplied into the processing chamber after the vapor of the organic solvent is supplied and before the pressure in the processing chamber is reduced. In addition, dew condensation on the substrate surface during the drying process can be more effectively prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view of a multifunctional processing unit of the substrate processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a side sectional view of a multifunctional processing unit of the substrate processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic view showing a mechanism for supplying and discharging gas to and from a multifunctional processing unit.
FIG. 5 is a front sectional view showing another example of the multi-function processing unit.
FIG. 6 is a diagram showing a saturated vapor pressure curve.
[Explanation of symbols]
1
Claims (4)
前記洗浄処理を行う処理槽と、
前記処理槽を収容し、前記乾燥処理を行う処理室と、
前記有機溶剤の蒸気を加熱する有機溶剤蒸気加熱手段と、
前記有機溶剤蒸気加熱手段によって加熱された前記有機溶剤の蒸気を前記処理室内に供給することによって、前記乾燥処理時における前記減圧状態によって低下する前記基板の温度をその時点の前記処理室内の水の露点および前記有機溶剤の露点のうちいずれか高い温度よりも高くする有機溶剤蒸気供給手段と、
加熱された前記有機溶剤の蒸気が供給された後に前記処理室内を減圧する減圧手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。Substrate processing for supplying a vapor of an organic solvent to a substrate that has been subjected to a cleaning process with pure water to replace the pure water attached to the substrate with the organic solvent, and then drying the substrate by reducing the pressure. A device,
A treatment tank for performing the cleaning treatment,
A processing chamber that houses the processing tank and performs the drying process;
Organic solvent vapor heating means for heating the vapor of the organic solvent,
By supplying the vapor of the organic solvent heated by the organic solvent vapor heating means into the processing chamber, the temperature of the substrate, which is reduced by the reduced pressure state during the drying process, is reduced by the water in the processing chamber at that time. Organic solvent vapor supply means to raise the dew point and the dew point of the organic solvent higher than any higher temperature,
Decompression means for decompressing the processing chamber after the heated vapor of the organic solvent is supplied,
A substrate processing apparatus comprising:
不活性ガスを加熱する不活性ガス加熱手段と、
加熱された前記有機溶剤の蒸気が供給された後であって前記処理室内を減圧する前に、前記不活性ガス加熱手段によって加熱された不活性ガスを前記処理室内に供給する不活性ガス供給手段と、
をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1,
Inert gas heating means for heating the inert gas,
An inert gas supply unit that supplies an inert gas heated by the inert gas heating unit into the processing chamber after the heated vapor of the organic solvent is supplied and before the pressure in the processing chamber is reduced. When,
A substrate processing apparatus, further comprising:
有機溶剤の蒸気を加熱する有機溶剤蒸気加熱工程と、
純水による前記洗浄処理が終了した後に加熱された前記有機溶剤の蒸気を前記処理室内に供給して前記基板に付着した純水を有機溶剤に置換するとともに、前記基板を昇温する有機溶剤蒸気供給工程と、
加熱された前記有機溶剤の蒸気が供給された後に前記処理室内を減圧する減圧工程と、
を備え、
前記減圧工程において低下する前記基板の温度がその時点の前記処理室内の水の露点および前記有機溶剤の露点のうちいずれか高い温度よりも高くなるように、前記有機溶剤蒸気加熱工程にて前記有機溶剤の蒸気を加熱することを特徴とする基板処理方法。A substrate processing method for performing a drying process in a processing chamber on a substrate after the cleaning process with pure water,
An organic solvent vapor heating step of heating the vapor of the organic solvent,
An organic solvent vapor that supplies the vapor of the organic solvent heated after the completion of the cleaning process with pure water into the processing chamber to replace the pure water attached to the substrate with the organic solvent, and raises the temperature of the substrate. Supply process,
A pressure reducing step of reducing the pressure in the processing chamber after the heated vapor of the organic solvent is supplied,
With
The As temperature of the substrate decreases have you to depressurization step is higher than either higher temperature among the dew point of the treatment chamber of the water and the dew point of the organic solvent at that time, in the organic solvent vapor heating step A substrate processing method, wherein the vapor of the organic solvent is heated.
不活性ガスを加熱する不活性ガス加熱工程と、
加熱された前記有機溶剤の蒸気が供給された後であって前記処理室内を減圧する前に、加熱された不活性ガスを前記処理室内に供給する不活性ガス供給工程と、
をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。The substrate processing method according to claim 3,
An inert gas heating step of heating the inert gas,
An inert gas supply step of supplying a heated inert gas into the processing chamber after the heated vapor of the organic solvent is supplied and before the pressure in the processing chamber is reduced.
A substrate processing method, further comprising:
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