JP7646469B2 - 基板処理装置、および、基板処理方法 - Google Patents
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Description
また、リンス液塗布部材は、基板の主面との接触によって基板の主面にリンス液を塗布する。そのため、連続流のリンス液を基板の主面に供給する場合と比較して、少量のリンス液を基板の主面に供給できる。そのため、リンス液の流体運動を抑制できるので、基板の主面上においてリンス液が広がることを抑制できる。
この構成によれば、接触領域の直径に相当する距離だけ半径方向に薬液塗布部材が移動する間に、基板が少なくとも一回転する。そのため、半径方向において中心軸線から或る距離の位置での薬液塗布部材の接触が開始してから薬液塗布部材が基板の主面上の当該位置を通り過ぎるまでの間に、基板の主面上の当該位置における薬液の塗布が回転方向の全周において完了する。したがって、周縁位置および中心位置の間で薬液塗布部材が移動させる際に、基板の主面において一度も薬液が塗布されない領域が発生すること抑制できる。
そのため、薬液塗布部材の移動速度を調整することで、薬液が基板の主面に接触している時間を調整することができる。詳しくは、薬液塗布部材の移動速度を高くすると薬液が基板の主面に接触している時間を短くすることができる。逆に、薬液塗布部材の移動速度を低くすると薬液が基板の主面に接触している時間を長くすることができる。したがって、薬液塗布部材の移動速度を制御することによって、基板の主面の各位置において薬液が接触する時間を良好に制御できる。
そのため、基板の主面上の各位置において薬液が塗布されてからリンス液によって薬液が除去されるまでの時間のばらつきを低減できる。すなわち、基板の主面の各位置において薬液が基板の主面に接触している時間のばらつきを低減できる。したがって、薬液による処理の面内均一性を向上できる。
詳しくは、基板の主面において薬液塗布部材が高速度で移動した領域では、薬液による処理の進行を抑制でき、基板の主面において薬液塗布部材が低速度で移動した領域では、薬液による処理の進行を促進できる。
すなわち、薬液塗布部材およびリンス液塗布部材が単一のアームに共通に支持されており、アームが、単一のアーム平行移動機構によって基板の主面に対して平行に移動される。そのため、薬液塗布部材およびリンス液塗布部材が互いに異なる駆動機構によって移動される構成と比較して、薬液塗布部材とリンス液塗布部材との距離を一定に保ちながら、薬液塗布部材およびリンス液塗布部材を同じ移動速度で移動させ易い。そのため、薬液塗布部材の移動速度を調整することで、薬液が基板の主面に接触している時間を調整することができる。
この発明の一実施形態では、前記支持アームが、前記薬液塗布部材を支持する第1アームと、前記リンス液塗布部材を支持する第2アームとを有する。そして、前記塗布部材移動ユニットが、前記基板の主面に対して平行に前記第1アームを移動させる第1アーム平行移動機構と、前記基板の主面に対して平行に前記第2アームを移動させる第2アーム平行移動機構とを有する。
薬液ブラシは、基板の主面と接触することによって外力を受けて、薬液ブラシの内部に保持されている(溜められている)薬液を放出する。そのため、連続流の薬液を基板の主面に供給する場合と比較して、非常に少量の薬液を基板の主面に塗布することができる。そのため、基板の主面上において薬液ブラシによって薬液が塗布された位置から薬液が移動することを抑制できる。
この発明の一実施形態では、前記リンス液塗布部材が、毛細管現象によりリンス液を内部に保持し、内部を保持している前記リンス液を前記基板の主面との接触によって前記基板の主面に供給し、前記基板の主面上の薬液を吸収するリンス液ブラシを有する。
リンス液塗布部材は、0.1μm以上5μm以下の厚さを有するリンス液膜を塗布できることが好ましい。0.1μm以上5μm以下の厚さは、リンス液の境界層以下の厚さである。そのため、リンス液膜を構成するリンス液の、流体としての挙動を効果的に制限できる。これにより、基板の主面においてリンス液塗布部材が接触する領域にリンス液を滞留させることができる。
支持アームの内部に形成された薬液内部流路から薬液塗布部材に薬液を供給することによって、薬液塗布部材が薬液を保持している状態を安定的に維持することができる。薬液内部流路が0.1MPa以上0.5MPa以下の圧力で薬液を薬液塗布部材に供給すれば、薬液塗布部材から基板の主面に適切な量の薬液を供給することができる。具体的には、0.1μm以上5μm以下の厚さを有する薬液膜を塗布することができる。
この構成によれば、収容凹部の底部で開口する薬液供給口から薬液塗布部材に薬液が供給される。そのため、底部から開口部に向かって、薬液塗布部材内で薬液が拡散する。そのため、薬液塗布部材の全体に薬液を充分に保持させ易い。
支持アームの内部に形成されたリンス液内部流路からリンス液塗布部材にリンス液を供給することによって、リンス液塗布部材がリンス液を保持している状態を安定的に維持することができる。リンス液流路が0.1MPa以上0.5MPa以下の圧力でリンス液をリンス液塗布部材に供給すれば、リンス液塗布部材から基板の主面に適切な量のリンス液を供給することができる。具体的には、0.1μm以上5μm以下の厚さを有するリンス液膜を塗布することができる。
この発明の他の実施形態では、前記リンス液塗布工程が、前記基板の主面に沿う方向における前記薬液塗布部材の移動速度と、前記基板の主面に沿う方向における前記リンス液塗布部材の移動速度とが同速度となるように、前記リンス液塗布部材を移動させる工程を含む。
この発明の他の実施形態では、前記薬液塗布工程が、前記薬液塗布部材が前記周縁位置および前記中心位置の一方から他方に向けて移動する際、前記薬液塗布部材の位置に応じて前記薬液塗布部材の前記移動速度を変化させる工程を含む。
<第1実施形態に係る基板処理装置の構成>
図1は、この発明の第1実施形態に係る基板処理装置1の構成例を説明するための平面図である。
基板処理装置1は、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、円板状を有する。
基板処理装置1は、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を収容するキャリア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を制御するコントローラ3とを備える。
各搬送ロボットIR,CRは、たとえば、いずれも、一対の多関節アームARと、上下に互いに離間するように一対の多関節アームARの先端にそれぞれ設けられた一対のハンドHとを含む多関節アームロボットである。
処理ユニット2は、基板Wを収容するチャンバ4を備えている。チャンバ4には、搬送ロボットCRによって、基板Wを搬入したり基板Wを搬出したりするための出入口(図示せず)が形成されている。チャンバ4には、この出入口を開閉するシャッタユニット(図示せず)が備えられている。
処理ユニット2は、基板Wを処理姿勢に保持しながら回転軸線A1まわりに基板Wを回転させるスピンチャック5と、スピンチャック5によって回転されている基板Wの上面に接触することで基板Wの上面に薬液としてのエッチング液を塗布するエッチング液塗布部材6と、スピンチャック5によって回転されている基板Wの上面に接触することで基板Wの上面にリンス液を塗布するリンス液塗布部材7とを含む。エッチング液塗布部材6は、薬液塗布部材の一例である。
処理ユニット2は、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7の両方を支持する支持アーム8(アーム)と、支持アーム8を駆動する塗布部材移動ユニット9と、エッチング液塗布部材6にエッチング液を供給すエッチング液流路10と、リンス液塗布部材7にリンス液を供給するリンス液流路11とをさらに含む。エッチング液流路10は、薬液流路の一例である。
スピンベース20は、基板Wの下面に吸着する吸着面20aを有する。吸着面20aは、たとえば、スピンベース20の上面であり、その中央部を回転軸線A1が通る円形状面である。吸着面20aの直径は基板Wの直径よりも小さい。回転軸21の上端部は、スピンベース20に結合されている。
スピンモータ22によって回転軸21が回転されることにより、スピンベース20が回転される。これにより、スピンベース20と共に、基板Wが回転軸線A1まわりに回転される。スピンモータ22は、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。スピンチャック5は、基板Wを処理姿勢に保持しながら、回転軸線A1まわりに基板Wを回転させる回転保持ユニットの一例である。スピンチャック5は、基板Wを吸着面20aに吸着させながら基板Wを回転させる吸着回転ユニットともいう。
リンス液塗布部材7は、毛細管現象によりリンス液を吸収して内部にリンス液を保持し(溜め)、内部に保持しているリンス液を、外力が作用することで放出するリンス液ブラシである。リンス液塗布部材7は、基板Wの上面と接触することによって外力を受けて、リンス液を放出する。そのため、リンス液塗布部材7は、リンス液の連続流を基板Wの上面に供給する場合と比較して、基板Wの上面に適切な量のリンス液を塗布することができる。
塗布部材移動ユニット9は、たとえば、シリンダ機構、ボールねじ機構、リニアモータ機構、および、ラックアンドピニオン機構の少なくとも1つを含んでいてもよい。
エッチング液供給流路41は、たとえば、配管(エッチング液供給配管)によって構成されている。処理ユニット2は、エッチング液流路10を開閉するエッチング液バルブ42をさらに含む。エッチング液バルブ42が開かれると、エッチング液塗布部材6は、エッチング液内部流路40から供給されるエッチング液を吸収し、その内部にエッチング液を保持する。エッチング液バルブ42は、薬液バルブの一例である。
リンス液流路11は、支持アーム8の内部に形成されたリンス液内部流路45と、支持アーム8の外部に設けられリンス液内部流路45にリンス液を供給するリンス液供給流路46とを有する。
リンス液バルブ47は、リンス液供給流路46(厳密には、リンス液供給配管)に設けられている。リンス液供給流路46は、リンス液バルブ47およびリンス液内部流路45に直接的に接続される下流リンス液配管46Aと、リンス液供給流路46にリンス液を供給するリンス液供給源48およびリンス液バルブ47に直接的に接続される上流リンス液配管46Bとを有する。
図3は、エッチング液塗布部材6、リンス液塗布部材7、および、これらの周辺の部材の断面図である。
第1収容凹部50は、第1開口部51および第1底部52を有する。第1収容凹部50は、エッチング液塗布部材6の一部が第1開口部51よりも第1底部52から離れる方向(この実施形態では、下方)に突出するようにエッチング液塗布部材6を収容する。
エッチング液供給口40aからエッチング液塗布部材6にエッチング液を供給することで、エッチング液塗布部材6にエッチング液が染み込む(吸収される)。エッチング液塗布部材6に染み込んだ(吸収された)エッチング液は、第1底部52から第1開口部51に向かって(上方から下方へ向かって)、エッチング液塗布部材6内で拡散する。そのため、たとえば、第1開口部51の近傍においてエッチング液塗布部材6にエッチング液が供給される場合と比較して、エッチング液塗布部材6の全体にエッチング液を充分に保持させ易い。
リンス液塗布部材7は、支持アーム8に対して着脱可能である。たとえば、リンス液塗布部材7は、第2収容凹部60に下方から収容することで支持アーム8に取り付けられ、第2収容凹部60から下方に引き抜かれることで、支持アーム8から取り外される。この実施形態とは異なり、リンス液塗布部材7は、支持アーム8に対して取り外しできないようにホルダ30に接着されていてもよい。
リンス液供給口45aからリンス液塗布部材7にリンス液を供給することで、リンス液塗布部材7にリンス液が染み込む(吸収される)。リンス液塗布部材7に染み込んだ(吸収された)リンス液は、第2底部62から第2開口部61に向かってリンス液塗布部材7内で拡散する。そのため、たとえば、第2開口部61の近傍においてリンス液塗布部材7にエッチング液が供給される場合と比較して、リンス液塗布部材7の全体にリンス液を充分に保持させ易い。
図4および図5は、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7が基板Wの上面にエッチング液およびリンス液をそれぞれ塗布しているときの基板Wの上面の様子について説明するための模式図である。図4は、斜視図であり、図5は、側面図である。
基板Wの上面と同じ高さとは、たとえば、エッチング液塗布部材6の下端部およびリンス液塗布部材7の下端部が、基板Wの上面と同じ高さまたは基板Wの上面よりも僅かに下方に位置することを意味する。そのようにエッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7を移動させることで、基板Wの上面にエッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7を接触させる(接触位置に配置する)ことも可能である。
詳しくは、エッチング液膜100の厚さT1が0.1μm以上5μm以下であれば、エッチング液膜100の厚さT1はエッチング液の境界層以下の厚さである。エッチング液膜100の厚さT1がエッチング液の境界層以下の厚さであれば、エッチング液は粘性の影響を強く受けエッチング液の流速が限りなく零に近づく。このことは、他の流体(たとえば、リンス液)においても同様である。そのため、基板Wの回転速度にかかわらず、エッチング液が基板Wの上面上で流れずに、塗布された位置に留まる。すなわち、基板Wの回転速度が高速回転(たとえば、2000rpm)であっても、エッチング液が基板Wの上面上のエッチング液塗布領域PA1に留まる。このように、エッチング液膜100を構成するエッチング液の、流体としての挙動が効果的に制限される。これにより、エッチング液塗布領域PA1からエッチング液が広がることを抑制でき、エッチング液塗布領域PA1にエッチング液を滞留させることができる。
リンス液は、リンス液塗布部材7と基板Wの上面との接触によって基板Wの上面に塗布される。リンス液塗布部材7を用いて基板Wの上面にリンス液を塗布すれば、リンス液の連続流を基板Wの上面に供給する場合と比較して、基板Wの上面に少量のリンス液を塗布することができる。そのため、リンス液の流体運動を抑制できるので、基板Wの上面上においてリンス液が塗布された領域(リンス液塗布領域PA2)からリンス液が広がることを抑制できる。
リンス液塗布部材7から染み出るリンス液が基板Wに塗布されるため、リンス液膜101の厚さT2は、連続流のリンス液によって形成される液膜の厚さよりも非常に小さい。そのため、基板Wの上面上をリンス液が流れることを抑制できる。リンス液膜101の厚さT2は、0.1μm以上5μm以下であることが好ましい。
そのため、リンス液内部流路45およびリンス液供給源48の間において、リンス液供給流路46には、リンス液バルブ47が設けられていればよく、リンス液の流体運動に関連するパラメータを調整するための部材を設ける必要がない。
この実施形態とは異なり、複数のノズルから複数の液体を基板Wの上面にそれぞれ供給する構成であれば、各液体を吐出するノズル毎に、流量調整バルブ、ヒータ、温度計等の部材を設ける必要がある。一方、この実施形態では、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7を用いることで、基板Wの上面に液体を供給するための構成を簡素化できる。
図6は、基板処理装置1の制御に関する構成例を説明するためのブロック図である。コントローラ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。
<基板処理装置1によるエッチング処理の第1例>
図7A~図7Cは、基板処理装置1によるエッチング処理の第1例を説明するための平面図である。図7A~図7Cでは、支持アーム8および塗布部材移動ユニット9を二点鎖線で図示しており、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7の符号を、それぞれ、エッチング液塗布部材6と基板Wの上面との接触領域(第1接触領域CA1)、および、リンス液塗布部材7と基板Wの上面との接触領域(第2接触領域CA2)と併記している。このことは、後述する図8Aおよび図8Bにおいても同様である。
その後、エッチング液塗布部材6が、図7Bに示すように、中心位置に向かって移動する。エッチング液塗布部材6が中心位置を通った後、図7Cに示すように、塗布部材移動ユニット9は、移動方向を変更することなくエッチング液塗布部材6を移動させ、中心位置を挟んで先ほどの周縁位置(第1周縁位置)とは反対側の周縁位置(第2周縁位置)にエッチング液塗布部材6を位置させる。
その後、エッチング液バルブ42およびリンス液バルブ47が閉じられる。さらにその後、スピンチャック5が基板Wの回転を停止させ、吸引バルブ28が閉じられる。その後、搬送ロボットCR(図1を参照)が、処理ユニット2に進入して、スピンチャック5から処理済みの基板Wをすくい取って、処理ユニット2外へと搬出する(基板搬出工程)。その基板Wは、搬送ロボットCRから搬送ロボットIR(図1を参照)へと渡され、搬送ロボットIRによって、キャリアCに収納される。これにより、エッチング処理が完了する。
エッチング液およびリンス液の塗布が終了した後、基板Wが搬出される前に、基板Wを高速回転(たとえば、2000rpmで回転)させて、基板W上のリンス液を乾燥させてもよい。
塗布部材移動ユニット9は、基板Wが一回転するために必要な時間または当該時間よりも長い時間の間に、第1接触領域CA1の直径D1に相当する距離だけ、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7を、半径方向RDに移動させる。
基板Wが比較的低速で回転することによって基板W上の所定の位置をエッチング液塗布部材6が1回のみ塗布する場合と比較して、基板Wが比較的高速で回転することによって基板W上の所定の位置をエッチング液塗布部材6が複数回塗布する場合には、エッチング液膜100の厚さが厚くなる。
詳しくは、中心位置付近においてエッチング液塗布部材6が単位時間当たりに回転方向に移動する距離は、周縁位置付近においてエッチング液塗布部材6が単位時間当たりに回転方向に移動する距離よりも小さい。そのため、単位時間当たりにエッチング液塗布部材6から染み出るエッチング液の量が等しいと仮定すれば、基板Wの上面の中心領域において単位面積当たりに塗布されるエッチング液の量が、基板Wの上面の周縁領域において単位面積当たりに塗布されるエッチング液の量よりも多い。中心領域は、基板Wの上面の中心部およびその周辺の部分を含む領域である。周縁領域は、基板Wの上面の周縁部およびその周辺の部分を含む領域である
上述したように、基板Wの上面の表層部においてエッチング対象である部分の厚さはナノメートルオーダーである。そのため、基板Wの上面上のいずれの位置においても、エッチング液塗布部材6によって基板Wの上面に塗布されるエッチング液の量は、基板Wの上面の表層部においてエッチング対象である部分のエッチングに充分な量である。したがって、回転軸線A1とエッチング液塗布部材6との間の距離が処理の度合に及ぼす影響は、エッチング液の接触時間が処理の度合に及ぼす影響と比較して小さい。
あるいは、図8Aに示すように、塗布部材移動ユニット9は、エッチング液塗布部材6を中心位置に配置した状態でエッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7を基板Wの上面に接触させ、図8Bに示すように、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7を中心位置から周縁位置に向けて移動させてもよい。すなわち、塗布部材移動ユニット9は、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7を、周縁位置および中心位置の一方から他方に向けて移動させればよい。
エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7を回転軸線A1との間の距離にかかわらず、一定の速度で水平移動させる第1例のエッチング処理は、たとえば、リセス工程に適用することができる。リセス工程は、トレンチ内に埋設された絶縁体層または金属層の表面をトレンチの底部に向けて後退させる工程であり、基板Wの上面の全域において均一性高く絶縁体層または金属層をエッチングする必要がある。
図9Aおよび図9Bは、第1例のエッチング処理による基板Wの表層部110の変化の一例について説明するための模式図である。図9Aは、エッチング処理前の基板Wの表層部110の状態を示す図であり、図9Bは、エッチング処理後の基板Wの表層部110の状態を示す図である。
トレンチ111は、たとえば、ライン状である。ライン状のトレンチ111の幅W1は、トレンチ111が延びる方向および基板Wの厚さ方向TDに直交する方向におけるトレンチ111の大きさのことである。
リセス工程が素子分離層リセス工程(STI酸化膜リセス工程)である場合、絶縁体層113が酸化シリコンである。その場合、エッチング液として希フッ酸およびバッファードフッ酸のうちの少なくとも一方を用いることが好ましい。
図10Aおよび図10Bは、第1例のエッチング処理をリセス工程に適用した場合における基板Wの表層部114の変化の別の例について説明するための模式図である。図10Aは、エッチング処理前の基板Wの表層部114の状態を示す図であり、図10Bは、エッチング処理後の基板Wの表層部114の状態を示す図である。
図10Aに示す表層部114を有する基板Wに第1例のエッチング処理を行うと、図10Bに示すように、金属層117の不要な部分が除去される。詳しくは、金属層117の表面がトレンチ115の底部へ向けて後退し、金属層117は、絶縁体層116が露出するまで除去される。これにより、複数のトレンチ115内に複数の埋設金属層118がそれぞれ形成される。リセス工程がタングステンリセス工程である場合、エッチングの対象となる金属層117がタングステンである。その場合、エッチング液として、混酸を用いることが好ましい。
第2例のエッチング処理が第1例のエッチング処理と異なる点は、塗布部材移動ユニット9が、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7の移動速度V1,V2を、エッチング液塗布部材6の位置に応じて変化させる点である。言い換えると、塗布部材移動ユニット9が、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7の移動速度V1,V2を、回転軸線A1からの距離に応じて変化させる。
第2例のエッチング処理では、塗布部材移動ユニット9は、半径方向RDに沿って分けられた複数の領域のそれぞれにおいて異なる速度でエッチング液塗布部材6を水平移動させる。具体的には、塗布部材移動ユニット9は、回転軸線A1に近い領域ほど移動速度が高速となるようにエッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7を水平移動させる。
図12Aを参照して、基板Wは、半導体層120と、半導体層120上に形成されたエピタキシャル層121とを含む。半導体層120は、たとえば、シリコンからなる。エピタキシャル層121は、たとえば、シリコン等の半導体からなる。エピタキシャル層121の厚さT22は、均一ではなく、回転軸線A1からの距離に応じて異なっている。
エピタキシャル層121の表面の形状によって、エッチング液塗布部材6の移動速度を、第2例のエッチング処理から変更することも可能である。たとえば、第2例のエッチング処理とは異なり、エピタキシャル層121の厚さT22が回転軸線A1に近づくほど大きい場合には、第1移動速度MV1、第2移動速度MV2および第3移動速度MV3の大小関係は第2例のエッチング処理とは逆であってもよい。すなわち、第3移動速度MV3が最も高く、第1移動速度MV1が最も低くてもよい。
また、エッチング液塗布部材6は、半径方向RDに沿って分けられた2つの領域のそれぞれにおいて異なる速度で水平移動してもよい。また、エッチング液塗布部材6は、半径方向RDに沿って分けられた4つ以上の領域のそれぞれにおいて異なる速度で水平移動してもよい。
<基板処理装置1の変形例>
以下では、図13~図15を用いて、基板処理装置1の第1変形例~第3変形例について説明する。図13~図15では、支持アーム8および塗布部材移動ユニット9を二点鎖線で図示しており、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7の符号を、それぞれ、エッチング液塗布部材6と基板Wの上面との接触領域(第1接触領域CA1)、および、リンス液塗布部材7と基板Wの上面との接触領域(第2接触領域CA2)と併記している。
支持アーム8が直動式のアームである場合、塗布部材移動ユニット9は、回動軸37の代わりに、支持アーム8のアーム部31を支持する支持軸39をさらに有する。
アーム直交移動機構36は、支持軸39を昇降させることで支持アーム8を直交方向に移動させる。支持軸39は、支持アーム8を昇降させる昇降軸でもある。アーム直交移動機構36は、たとえば、回転モータ等の駆動源を有する。アーム直交移動機構36は、駆動源の回転を直線運動に変換して支持軸39に伝達する動力伝達機構を有していてもよい。動力伝達機構は、たとえば、ボールねじ機構であるがこれに限られない。動力伝達機構は、ボールねじ機構、リニアモータ機構、ラックアンドピニオン機構またはこれらの機構の組み合わせであってもよい。また、アーム直交移動機構36は、駆動源として、リニアモータ機構を有していてもよい。
<第2実施形態に係る基板処理装置の構成>
図16は、第2実施形態に係る基板処理装置1Aに備えられる処理ユニット2の構成を説明するための模式図である。図16において、前述の図1~図15に示された構成と同等の構成については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。後述する図17A~図20についても同様である。
第2実施形態においてエッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7を支持する支持アーム8は、エッチング液塗布部材6を支持する第1アーム70と、リンス液塗布部材7を支持する第2アーム80とを有する。
第2実施形態に係る塗布部材移動ユニット9は、基板Wの上面に対して平行に(この実施形態では、水平方向に)第1アーム70を移動させる第1アーム平行移動機構71(第1アーム水平移動機構)と、基板Wの上面に対する直交方向(この実施形態では、鉛直方向)に第1アーム70を移動させる第1アーム直交移動機構72(第1アーム鉛直移動機構)とを含む。
第1アーム70は、エッチング液塗布部材6を保持するホルダ30と、ホルダ30を支持し塗布部材移動ユニット9(第1アーム平行移動機構71および第1アーム直交移動機構72)から出力される駆動力が伝達されるアーム部31とを含む。第2アーム80は、リンス液塗布部材7を保持するホルダ30と、ホルダ30を支持し塗布部材移動ユニット9(第2アーム平行移動機構81および第2アーム直交移動機構82)から出力される駆動力が伝達されるアーム部31とを含む。
第1アーム平行移動機構71は、第1回動軸73を回動させることで第1アーム70を回動軸線A3まわりに回動させる。回動軸線A3は、第1回動軸73の中心軸線である。第1回動軸73は、第1アーム70のアーム部31の他端(基端)に連結されている。第1アーム平行移動機構71は、たとえば、第1回動軸73を回動させるモータ等の駆動源を有する。
第2アーム直交移動機構82は、第2回動軸83を昇降させることで第2アーム80を直交方向に移動させる。第2アーム直交移動機構82は、たとえば、回転モータ等の駆動源を有する。第2アーム直交移動機構82は、駆動源の回転を直線運動に変換して第2回動軸83に伝達する動力伝達機構を有していてもよい。
図17Aは、エッチング液塗布部材6およびその周辺の部材の断面図である。図17Bは、リンス液塗布部材7およびその周辺の部材の断面図である。
図17Aに示す例とは異なり、エッチング液内部配管44が設けられておらず、エッチング液内部流路40は、第1貫通孔53によって形成されていてもよい。エッチング液内部流路40は、エッチング液供給口40aおよびエッチング液取込口40bを有する。エッチング液取込口40bは、第1アーム70の表面(たとえば、アーム部31の上面)で開口している。
図17Bに示す例とは異なり、リンス液内部配管が設けられておらず、リンス液内部流路45は、第2貫通孔63によって形成されていてもよい。リンス液内部流路45は、リンス液供給口45aおよびリンス液取込口45bを有する。リンス液取込口45bは、第2アーム80の表面(たとえば、アーム部31の上面)で開口している。
図18は、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7が基板Wの上面にエッチング液およびリンス液をそれぞれ塗布しているときの基板Wの上面の様子について説明するための斜視図である。
塗布部材移動ユニット9は、第1アーム70を駆動して、エッチング液塗布部材6を対向位置に配置することができ、第2アーム80を駆動して、リンス液塗布部材7を対向位置に配置することができる。塗布部材移動ユニット9は、エッチング液塗布部材6が対向位置に位置する状態で第1アーム70を駆動して、基板Wの上面に向けてエッチング液塗布部材6を移動させて、エッチング液塗布部材6を接触位置に配置することができる。塗布部材移動ユニット9は、リンス液塗布部材7が対向位置に位置する状態で第2アーム80を駆動して、基板Wの上面に向けてリンス液塗布部材7を移動させることで、リンス液塗布部材7を接触位置に配置することができる。
第2実施形態に係る基板処理装置1Aにおいて、塗布部材移動ユニット9は、エッチング液塗布部材6が中心位置に達した時点でエッチング液塗布部材6を基板Wの上面から離間させてなくてもよい。すなわち、エッチング液塗布部材6が、第1周縁位置から中心位置へ向けて移動し、その後、移動方向を維持したまま、中心位置を挟んで第1周縁位置とは反対側の第2周縁位置に向けて移動してもよい。また、図19および図20に示すエッチング処理とは異なり、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7が、中心位置から周縁位置へ向けて移動してもよい。
<その他の実施形態>
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
また、上述の実施形態では、基板Wの上面に対してエッチング処理が実行される。しかしながら、基板Wの下面に対してエッチング処理が実行されてもよい。また、基板Wはスピンチャック5によって必ずしも水平姿勢で保持される必要はなく、鉛直姿勢で保持されていてもよいし、基板Wの主面が水平方向に対して傾斜する姿勢で保持されていてもよい。
上述の実施形態では、エッチング液塗布部材6およびリンス液塗布部材7が1つずつ設けられる。しかしながら、エッチング液塗布部材6は、複数設けられていてもよい。たとえば、エッチング液塗布部材6が2個設けられている場合、エッチング液塗布部材6として、基板Wの上面にフッ酸を塗布するフッ酸塗布部材と基板Wの上面にAPM液を塗布するAPM液塗布部材とが設けられていてもよい。この場合、各薬液を除去するためにリンス液塗布部材7が2個設けられていてもよい。
リンス液塗布部材7の代わりに、連続流のリンス液を供給するリンス液ノズルを設ける実施形態も想定し得る。その場合であっても、エッチング液塗布部材6を用いて基板Wの上面上の所望の領域にのみエッチング液を供給することができる。そのため、基板Wの上面にエッチング液およびリンス液の両方を連続流で基板Wの上面に供給する構成と比較して、エッチング液が接触する時間を制御し易い。
また、各構成を模式的にブロックで示している場合があるが、各ブロックの形状、大きさおよび位置関係は、各構成の形状、大きさおよび位置関係を示すものではない。
(付記1-1)
基板を処理姿勢に保持しながら、前記基板の主面の中心部を通る中心軸線まわりに前記基板を回転させる回転保持ユニットと、
薬液を内部に保持し、前記回転保持ユニットによって回転されている基板の主面に接触することによって、内部に保持している前記薬液を前記基板の主面に塗布する薬液塗布部材と、
前記薬液塗布部材を支持する支持アームと、
前記支持アーム内に形成され薬液塗布部材に薬液を供給する薬液内部流路とを含み、
前記支持アームが、開口部および底部を有する収容凹部であって、前記薬液塗布部材の一部が前記開口部よりも前記底部から離れる方向に突出するように前記薬液塗布部材を収容する収容凹部を有し、
前記薬液内部流路が、前記収容凹部の前記底部で開口し、前記薬液塗布部材に薬液を供給する薬液供給口を有する、基板処理装置。
(付記1-2)
リンス液を内部に保持し、前記回転保持ユニットによって回転されている基板の主面に接触することによって、内部に保持している前記リンス液を前記基板の主面に塗布するリンス液塗布部材であって、前記基板の主面において当該リンス液塗布部材が接触する領域を洗い流すリンス液塗布部材をさらに含む、付記1-1に記載の基板処理装置。
また、リンス液塗布部材は、基板の主面との接触によって基板の主面にリンス液を塗布する。そのため、連続流のリンス液を基板の主面に供給する場合と比較して、少量のリンス液を基板の主面に供給できる。そのため、リンス液の流体運動を抑制できるので、基板の主面上においてリンス液が広がることを抑制できる。
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
1A :基板処理装置
5 :スピンチャック
6 :エッチング液塗布部材
7 :リンス液塗布部材
8 :支持アーム
9 :塗布部材移動ユニット
10 :エッチング液流路
11 :リンス液流路
35 :アーム平行移動機構
40 :エッチング液内部流路
40a :エッチング液供給口
41 :エッチング液供給流路
41A :下流エッチング液配管
41B :上流エッチング液配管
42 :エッチング液バルブ
43 :エッチング液供給源
45 :リンス液内部流路
46 :リンス液供給流路
50 :第1凹部
51 :第1開口部
52 :第1底部
70 :第1アーム
71 :第1アーム平行移動機構
80 :第2アーム
81 :第2アーム平行移動機構
A1 :回転軸線
RD :半径方向
V1 :移動速度
V2 :移動速度
W :基板
Claims (23)
- 基板を処理姿勢に保持しながら、前記基板の主面の中心部を通る中心軸線まわりに前記基板を回転させる回転保持ユニットと、
薬液を内部に保持し、前記回転保持ユニットによって回転されている基板の主面に接触することによって、内部に保持している前記薬液を前記基板の主面に塗布する薬液塗布部材と、
リンス液を内部に保持し、前記回転保持ユニットによって回転されている基板の主面に接触することによって、内部に保持している前記リンス液を前記基板の主面に塗布するリンス液塗布部材であって、前記基板の主面において当該リンス液塗布部材が接触する領域を洗い流すリンス液塗布部材と、
前記薬液塗布部材および前記リンス液塗布部材を支持する支持アームと、
前記支持アームを駆動して、前記回転保持ユニットによって回転されている基板の主面の周縁部に接触する周縁位置と、前記基板の主面の中心部に接触する中心位置との間で、前記薬液塗布部材および前記リンス液塗布部材を移動させる塗布部材移動ユニットとを含む、基板処理装置。 - 前記塗布部材移動ユニットが、前記基板の主面において前記薬液塗布部材によって薬液が塗布された領域に前記リンス液塗布部材が接触するように、前記薬液塗布部材および前記リンス液塗布部材を移動させる、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記塗布部材移動ユニットは、前記回転保持ユニットが前記基板を一回転させるために必要な時間または当該時間よりも長い時間の間に、前記基板の主面において前記薬液塗布部材が接触する接触領域の直径に相当する距離だけ、前記薬液塗布部材を、前記中心軸線を中心とする半径方向に移動させる、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記塗布部材移動ユニットが、前記基板の主面に沿う方向における前記薬液塗布部材の移動速度と、前記基板の主面に沿う方向における前記リンス液塗布部材の移動速度とが同速度となるように、前記薬液塗布部材および前記リンス液塗布部材を移動させる、請求項1~3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記塗布部材移動ユニットが、前記薬液塗布部材が前記周縁位置および前記中心位置の一方から他方に向けて移動する間、前記薬液塗布部材の前記移動速度を一定に維持する、請求項4に記載の基板処理装置。
- 前記塗布部材移動ユニットは、前記薬液塗布部材が前記周縁位置および前記中心位置の一方から他方に向けて移動する際、前記薬液塗布部材の位置に応じて前記薬液塗布部材の前記移動速度を変化させる、請求項4に記載の基板処理装置。
- 前記支持アームが、前記薬液塗布部材および前記リンス液塗布部材の両方を支持するアームを有し、
前記塗布部材移動ユニットが、前記基板の主面に対して平行に前記アームを移動させるアーム平行移動機構を有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記支持アームが、前記薬液塗布部材を支持する第1アームと、前記リンス液塗布部材を支持する第2アームとを有し、
前記塗布部材移動ユニットが、前記基板の主面に対して平行に前記第1アームを移動させる第1アーム平行移動機構と、前記基板の主面に対して平行に前記第2アームを移動させる第2アーム平行移動機構とを有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記薬液塗布部材が、毛細管現象により薬液を内部に保持し、内部に保持している前記薬液を前記基板の主面との接触によって前記基板の主面に供給する薬液ブラシである、請求項1~8のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記薬液塗布部材が、0.1μm以上5μm以下の厚さを有する薬液膜を塗布する、請求項1~9のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記リンス液塗布部材が、毛細管現象によりリンス液を内部に保持し、内部を保持している前記リンス液を前記基板の主面との接触によって前記基板の主面に供給し、前記基板の主面上の薬液を吸収するリンス液ブラシを有する、請求項1~10のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記リンス液塗布部材が、0.1μm以上5μm以下の厚さを有するリンス液膜を塗布する、請求項1~11のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記薬液塗布部材に薬液を供給する薬液流路をさらに含み、
前記薬液流路が、前記支持アームの内部に形成された薬液内部流路と、前記支持アームの外部に設けられ前記薬液内部流路に薬液を供給する薬液供給流路とを有する、請求項1~12のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記支持アームが、開口部および底部を有する収容凹部であって、前記薬液塗布部材の一部が前記開口部よりも前記底部から離れる方向に突出するように前記薬液塗布部材を収容する収容凹部を有し、
前記薬液内部流路が、前記収容凹部の前記底部で開口し、前記薬液塗布部材に薬液を供給する薬液供給口を有する、請求項13に記載の基板処理装置。 - 前記薬液流路が、0.1MPa以上0.5MPa以下の圧力で薬液を前記薬液塗布部材に供給する、請求項13または14に記載の基板処理装置。
- 前記薬液供給流路に設けられ、前記薬液供給流路を開閉する薬液バルブをさらに含み、
前記薬液供給流路が、前記薬液バルブおよび前記薬液内部流路に直接的に接続される下流薬液配管と、前記薬液供給流路に薬液を供給する薬液供給源および前記薬液バルブに直接的に接続される上流薬液配管とを有する、請求項13~15のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記リンス液塗布部材にリンス液を供給するリンス液流路をさらに含み、
前記リンス液流路が、前記支持アームの内部に形成されたリンス液内部流路と、前記支持アームの外部に設けられ前記リンス液内部流路にリンス液を供給するリンス液供給流路とを有する、請求項1~16のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記リンス液流路が、0.1MPa以上0.5MPa以下の圧力でリンス液を前記リンス液塗布部材に供給する、請求項17に記載の基板処理装置。
- 基板を処理姿勢に保持しながら、前記基板の主面の中心部を通る中心軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転工程と、
回転状態の前記基板の主面に薬液塗布部材を接触させながら、前記基板の主面の周縁部に接触する周縁位置と、前記基板の主面の中心部に接触する中心位置との間で、前記薬液塗布部材を移動させることで前記基板の主面に薬液を塗布する薬液塗布工程と、
前記基板の主面において前記薬液塗布部材によって薬液が塗布された箇所にリンス液塗布部材が接触するように前記リンス液塗布部材を移動させることで前記基板の主面にリンス液を塗布して前記基板の主面から薬液を除去するリンス液塗布工程とを含む、基板処理方法。 - 前記薬液塗布工程が、前記基板を一回転させるために必要な時間または当該時間よりも長い時間の間に、前記基板の主面において前記薬液塗布部材が接触する接触領域の直径に相当する距離だけ、前記薬液塗布部材を、前記中心軸線を中心とする半径方向に移動させる工程を含む、請求項19に記載の基板処理方法。
- 前記リンス液塗布工程が、前記基板の主面に沿う方向における前記薬液塗布部材の移動速度と、前記基板の主面に沿う方向における前記リンス液塗布部材の移動速度とが同速度となるように、前記リンス液塗布部材を移動させる工程を含む、請求項19または20に記載の基板処理方法。
- 前記薬液塗布工程が、前記薬液塗布部材が前記周縁位置および前記中心位置の一方から他方に向けて移動する間、前記薬液塗布部材の移動速度を一定に維持する工程を含む、請求項19~21のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記薬液塗布工程が、前記薬液塗布部材が前記周縁位置および前記中心位置の一方から他方に向けて移動する際、前記薬液塗布部材の位置に応じて前記薬液塗布部材の移動速度を変化させる工程を含む、請求項19~21のいずれか一項に記載の基板処理方法。
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