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JP7656502B2 - SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS - Google Patents
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JP7656502B2 - SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS - Google Patents

SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS Download PDF

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Description

この発明は、基板を処理する基板処理方法、および、基板を処理する基板処理装置に関する。
処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウェハ、液晶表示装置および有機EL(Electroluminescence)表示装置等のFPD(Flat Panel 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、太陽電池用基板等が含まれる。
The present invention relates to a substrate processing method for processing a substrate, and a substrate processing apparatus for processing a substrate.
Substrates to be processed include, for example, semiconductor wafers, substrates for FPDs (Flat Panel Displays) such as liquid crystal displays and organic EL (Electroluminescence) displays, substrates for optical disks, substrates for magnetic disks, substrates for magneto-optical disks, substrates for photomasks, ceramic substrates, substrates for solar cells, and the like.

基板の主面に付着するパーティクル等の除去対象物を除去する手法が提案されている(下記特許文献1および2を参照)。
特許文献1には、酸化セリウムを含むスラリー(研磨剤)を用いて化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)を施した基板の主面に、硫酸過酸化水素水混合液(SPM:Sulfuric-acid and hydrogen-Peroxide mixture)を供給して、基板の主面に付着したスラリーの残渣を除去する基板処理が開示されている。しかしながら、環境負荷を低減するために、硫酸の使用量の低減が望まれている。
Techniques have been proposed for removing objects to be removed, such as particles adhering to the main surface of a substrate (see Patent Documents 1 and 2 listed below).
Patent Literature 1 discloses a substrate processing method in which a sulfuric acid and hydrogen-peroxide mixture (SPM) is supplied to a main surface of a substrate that has been subjected to chemical mechanical polishing (CMP) using a slurry (abrasive) containing cerium oxide, to remove residue of the slurry adhering to the main surface of the substrate. However, in order to reduce the environmental load, it is desired to reduce the amount of sulfuric acid used.

特許文献2には、硫酸を用いることなく、基板上の除去対象物を除去する手法が開示されている。具体的には、基板の主面に固体状態のポリマー膜を形成し、スプレーノズルから吐出された洗浄液の液滴を衝突させることで物理力をポリマー膜に付与し、基板の主面からポリマー膜を剥離する手法が開示されている。 Patent Document 2 discloses a method for removing objects to be removed from a substrate without using sulfuric acid. Specifically, the method discloses a method in which a solid-state polymer film is formed on the main surface of the substrate, and a physical force is applied to the polymer film by colliding droplets of a cleaning liquid discharged from a spray nozzle, thereby peeling the polymer film off from the main surface of the substrate.

特開2018-037650号公報JP 2018-037650 A 特開2020-161525号公報JP 2020-161525 A

そこで、この発明の1つの目的は、環境負荷を低減しつつ、除去対象物を効率良く除去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。 Therefore, one object of the present invention is to provide a substrate processing method and substrate processing apparatus that can efficiently remove the objects to be removed while reducing the environmental load.

この発明の一実施形態は、第1主面および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する基板を処理する基板処理方法であって、ゲル化剤を含有するゲル化剤含有液を前記第1主面に供給するゲル化剤含有液供給工程と、前記基板を冷却して、前記第1主面上の前記ゲル化剤含有液をゲルに変化させるゲル化工程と、前記ゲルが形成されている状態の前記第1主面に向けて洗浄液を噴射して前記第1主面を洗浄する物理洗浄工程と、前記物理洗浄工程の後、前記ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を前記第1主面に供給するリンス工程とを含む、基板処理方法を提供する。 One embodiment of the present invention provides a substrate processing method for processing a substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, the method including a gelling agent-containing liquid supplying step of supplying a gelling agent-containing liquid containing a gelling agent to the first main surface, a gelling step of cooling the substrate to change the gelling agent-containing liquid on the first main surface into a gel, a physical cleaning step of spraying a cleaning liquid toward the first main surface in which the gel has been formed to clean the first main surface, and a rinsing step of supplying a rinsing liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent to the first main surface after the physical cleaning step.

この方法によれば、ゲル化剤を含有するゲル化剤含有液が基板の第1主面に供給される。その後、基板が冷却されることによって、ゲル化剤含有液が基板を介して冷却されてゲルに変化する。そのため、基板の第1主面上に存在する除去対象物にゲルを密着させて、当該ゲルに除去対象物を強固に保持させることができる。
基板の第1主面に向けて洗浄液を噴射することで、ゲルに物理力を付与することができる。そのため、第1主面上のゲルは、除去対象物を保持しながら分裂し、除去対象物とともに第1主面から引き離される。第1主面に供給された洗浄液は、第1主面上で液流を形成し、分裂したゲルを第1主面外へ押し出す。
According to this method, a gelling agent-containing liquid containing a gelling agent is supplied to a first main surface of a substrate. Then, the substrate is cooled, and the gelling agent-containing liquid is cooled through the substrate and turns into a gel. Therefore, the gel can be brought into close contact with the object to be removed present on the first main surface of the substrate, and the object to be removed can be firmly held by the gel.
By spraying the cleaning liquid toward the first main surface of the substrate, a physical force can be applied to the gel. As a result, the gel on the first main surface breaks up while holding the object to be removed, and is pulled away from the first main surface together with the object to be removed. The cleaning liquid supplied to the first main surface forms a liquid flow on the first main surface, and pushes the broken gel out of the first main surface.

除去対象物を強固に保持している状態のゲルに物理力を付与してゲルを分裂させるため、分裂後のゲルにも除去対象物が保持されている。そのため、分裂後のゲルに保持されている除去対象物は、その見かけのサイズが拡大されている。そのため、ゲルに保持されている除去対象物は、ゲルが付着していない除去対象物と比較して、洗浄液の液流から物理力を受け易い。したがって、ゲルが形成された第1主面に向けて洗浄液を供給することで、除去対象物を第1主面から効率良く除去できる。 The gel is split by applying a physical force to the gel that is firmly holding the object to be removed, so the object to be removed is still held in the split gel. Therefore, the apparent size of the object to be removed held in the split gel is enlarged. Therefore, the object to be removed held in the gel is more likely to be subjected to a physical force from the flow of the cleaning liquid compared to an object to be removed that does not have gel attached. Therefore, by supplying the cleaning liquid toward the first main surface on which the gel is formed, the object to be removed can be efficiently removed from the first main surface.

以上のように、硫酸を用いることなく、すなわち、環境負荷を低減しつつ、基板から除去対象物を除去することができる。
その後、ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液が第1主面に供給される。第1主面にゲルの残渣が存在している場合であっても、リンス液によって当該残渣を加熱してゾル化できる。これにより、ゲル化剤含有液に変化させることができる。そのため、ゾル化によって形成されたゲル化剤含有液をリンス液中に分散させながら、当該ゲル化剤含有液をリンス液とともに基板外へ排出できる。これにより、第1主面にゲルが残存することを抑制できる。
As described above, the target material can be removed from the substrate without using sulfuric acid, that is, while reducing the environmental load.
Then, a rinse liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent is supplied to the first main surface. Even if gel residue is present on the first main surface, the residue can be heated by the rinse liquid to be converted into a sol. This allows the gelling agent to be changed into a gelling agent-containing liquid. Therefore, the gelling agent-containing liquid formed by the solization can be dispersed in the rinse liquid, and the gelling agent-containing liquid can be discharged outside the substrate together with the rinse liquid. This makes it possible to suppress the gel from remaining on the first main surface.

この発明の一実施形態では、前記リンス工程が、前記ゲル化剤の融点以上の温度を有する前記リンス液をリンス液ノズルから前記第1主面に向けて吐出する工程を含む。そのため、基板を加熱するための部材を別途に設けることなく、リンス液によって、ゲルの残渣をゾル化し、ゾル化によって形成されたゲル化剤含有液を第1主面外へ排出させることができる。これにより、第1主面にゲルが残存することを抑制できる。 In one embodiment of the present invention, the rinsing step includes a step of ejecting the rinsing liquid, which has a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent, from a rinsing liquid nozzle toward the first main surface. Therefore, without providing a separate member for heating the substrate, the gel residue can be converted into a sol by the rinsing liquid, and the gelling agent-containing liquid formed by the sol can be discharged outside the first main surface. This makes it possible to prevent the gel from remaining on the first main surface.

この発明の一実施形態では、前記リンス工程が、前記ゲル化剤の融点以上の温度にまで前記第2主面を加熱する第2主面加熱工程を含む。そのため、第1主面上のゲルの残渣のゾル化を補助できる。さらに、第1主面に供給されるリンス液の温度がゲル化剤の融点よりも低い場合であっても、基板を介して第1主面上のリンス液をゲル化剤の融点以上の温度にまで加熱できる。これにより、第1主面上のゲルの残渣をゾル化させることができ、第1主面にゲルが残存することを抑制できる。 In one embodiment of the present invention, the rinsing step includes a second main surface heating step of heating the second main surface to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent. This helps convert the gel residue on the first main surface into a sole. Furthermore, even if the temperature of the rinsing liquid supplied to the first main surface is lower than the melting point of the gelling agent, the rinsing liquid on the first main surface can be heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent via the substrate. This allows the gel residue on the first main surface to be converted into a sole, and prevents the gel from remaining on the first main surface.

この発明の一実施形態では、前記ゲル化工程が、前記第2主面を冷却する第2主面冷却工程を含む。そのため、基板以外の部材をゲル化剤含有液に接触させることなく、ゲル化剤含有液に接触する基板を介して第1主面上のゲル化剤含有液を冷却できる。したがって、ゲル化剤含有液への不純物の混入を抑制しつつ、ゲル化剤含有液を効率良く冷却できる。 In one embodiment of the present invention, the gelling step includes a second main surface cooling step of cooling the second main surface. Therefore, the gelling agent-containing liquid on the first main surface can be cooled via the substrate in contact with the gelling agent-containing liquid, without bringing any member other than the substrate into contact with the gelling agent-containing liquid. Therefore, the gelling agent-containing liquid can be efficiently cooled while preventing impurities from being mixed into the gelling agent-containing liquid.

この発明の一実施形態では、前記物理洗浄工程の実行中においても、前記第2主面に対する冷却が継続される。そのため、物理洗浄工程の実行中に、第1主面上のゲルがゾル化することを抑制できる。したがって、物理洗浄工程によって分裂したゲルとともに除去対象物を基板の第1主面外へ排出する前に、除去対象物がゲルから脱落することを抑制できる。 In one embodiment of the present invention, cooling of the second principal surface continues even during the physical cleaning process. Therefore, it is possible to prevent the gel on the first principal surface from becoming a sol during the physical cleaning process. Therefore, it is possible to prevent the object to be removed from falling off the gel before the object to be removed is discharged outside the first principal surface of the substrate together with the gel that has been split by the physical cleaning process.

この発明の一実施形態では、前記物理洗浄工程において前記第1主面に向けて噴射される前記洗浄液の温度が、前記ゲル化剤の融点よりも低い温度である。そのため、洗浄液と第1主面上のゲルとの接触に起因するゲルの温度上昇を抑制できるので、第1主面上のゲルがゾル化することを抑制できる。
この発明の一実施形態では、前記物理洗浄工程が、前記洗浄液の複数の液滴をスプレーノズルから前記第1主面に向けて噴射する液滴噴射工程を含む。
In one embodiment of the present invention, the temperature of the cleaning liquid sprayed toward the first principal surface in the physical cleaning step is lower than the melting point of the gelling agent, so that a temperature rise of the gel caused by contact between the cleaning liquid and the gel on the first principal surface can be suppressed, and therefore the gel on the first principal surface can be suppressed from becoming a sol.
In one embodiment of the present invention, the physical cleaning step includes a droplet spraying step of spraying a plurality of droplets of the cleaning liquid from a spray nozzle toward the first main surface.

第1主面に向けて噴射された洗浄液は、第1主面上のゲルに衝突する際にゲルに物理力を付与する。そのため、洗浄液の複数の液滴を第1主面に向けて噴射する場合には、液滴が第1主面上のゲルに衝突する度に第1主面上のゲルに物理力が付与される。一方、洗浄液の連続流を第1主面に向けて噴射する場合には、洗浄液が最初に第1主面上のゲルに衝突する際に比較的大きな物理力がゲルに付与されるが、その後にゲルに付与される物理力は比較的小さい。 The cleaning liquid sprayed toward the first main surface imparts a physical force to the gel on the first main surface when it collides with the gel on the first main surface. Therefore, when multiple droplets of the cleaning liquid are sprayed toward the first main surface, a physical force is imparted to the gel on the first main surface each time a droplet collides with the gel on the first main surface. On the other hand, when a continuous stream of the cleaning liquid is sprayed toward the first main surface, a relatively large physical force is imparted to the gel when the cleaning liquid first collides with the gel on the first main surface, but the physical force imparted to the gel thereafter is relatively small.

したがって、洗浄液の複数の液滴を第1主面に向けて噴射すれば、洗浄液の連続流を第1主面に向けて噴射する場合と比較して、第1主面上のゲルに安定的に物理力を付与することができる。そのため、ゲルを短時間で分裂させ、ゲルを除去対象物とともに短時間で第1主面外へ排出できる。
この発明の一実施形態では、前記ゲル化剤の融点が前記ゲル化剤の凝固点よりも高い。そのため、ゲル化剤含有液を冷却してゲルを形成した後に、意図しない温度上昇によってゲルが直ぐにゲル化剤含有液に戻ることを抑制できる。すなわち、一旦形成されたゲルの意図しないゾル化を抑制できる。
Therefore, by spraying a plurality of droplets of the cleaning liquid toward the first main surface, a physical force can be applied to the gel on the first main surface more stably than by spraying a continuous flow of the cleaning liquid toward the first main surface, and the gel can be broken up in a short time and discharged outside the first main surface together with the object to be removed in a short time.
In one embodiment of the present invention, the melting point of the gelling agent is higher than the freezing point of the gelling agent. Therefore, after the gel is formed by cooling the gelling agent-containing liquid, the gel can be prevented from immediately returning to the gelling agent-containing liquid due to an unintended temperature rise. In other words, the gel can be prevented from unintended solation of the gel that has been formed.

たとえば、前記ゲル化剤の融点は、20℃以上30℃以下であり、前記ゲル化剤の凝固点は、15℃以上25℃以下である。ゲル化剤の凝固点は、室温(たとえば、25℃)以下であることが特に好ましい。そうであれば、ゲル化工程においてゲル化剤含有液が冷却される前に、すなわち、第1主面に供給される前に、または、第1主面に供給された直後にゲル化剤含有液がゲル化することを抑制できる。したがって、基板を冷却する前に、ゲル化剤含有液を室温よりも高い温度に保つためにゲル化剤含有液を加熱する必要がないので、ゲル化剤含有液の扱いが容易となる。 For example, the melting point of the gelling agent is 20°C or higher and 30°C or lower, and the freezing point of the gelling agent is 15°C or higher and 25°C or lower. It is particularly preferable that the freezing point of the gelling agent is room temperature (e.g., 25°C) or lower. In this case, it is possible to suppress gelling of the gelling agent-containing liquid before it is cooled in the gelling step, i.e., before it is supplied to the first main surface, or immediately after it is supplied to the first main surface. Therefore, since there is no need to heat the gelling agent-containing liquid to keep it at a temperature higher than room temperature before cooling the substrate, the gelling agent-containing liquid becomes easier to handle.

この発明の一実施形態では、ゲル化剤がゼラチン、寒天、またはこれらの混合物である。その場合、第1主面に形成されるゲルは親水性である。
そのため、第1主面が疎水面である場合には、第1主面が親水面である場合と比較して、第1主面に対するゲルの密着度が低い。そのため、第1主面への洗浄液の噴射によって、第1主面からゲルを容易に引き離すことができる。疎水面は、親水面よりも疎水性が高い(親水性が低い)面である。
In one embodiment of the invention, the gelling agent is gelatin, agar, or a mixture thereof, in which case the gel formed on the first major surface is hydrophilic.
Therefore, when the first main surface is a hydrophobic surface, the degree of adhesion of the gel to the first main surface is lower than when the first main surface is a hydrophilic surface. Therefore, the gel can be easily separated from the first main surface by spraying a cleaning liquid onto the first main surface. A hydrophobic surface is a surface that is more hydrophobic (less hydrophilic) than a hydrophilic surface.

一方、第1主面が親水面である場合には、第1主面が疎水面である場合と比較して、第1主面に対するゲルの密着度が高い。そのため、第1主面への洗浄液の噴射によって、第1主面からゲルを充分に引き離すことができない場合もあり得る。その場合であっても、物理洗浄工程の後に、基板を加熱することによってゲルをゾル化して、ゾル化によって形成されたゲル化剤含有液をリンス液とともに第1主面外に排出できる。これにより、第1主面にゲルが残存することを抑制できる。したがって、第1主面が疎水面および親水面のいずれであるかにかかわらず、第1主面から除去対象物を効率良く除去できる。 On the other hand, when the first main surface is a hydrophilic surface, the degree of adhesion of the gel to the first main surface is higher than when the first main surface is a hydrophobic surface. Therefore, there may be cases where the gel cannot be sufficiently separated from the first main surface by spraying a cleaning liquid onto the first main surface. Even in such cases, the gel can be converted into a sol by heating the substrate after the physical cleaning process, and the gelling agent-containing liquid formed by the solization can be discharged outside the first main surface together with the rinsing liquid. This makes it possible to prevent the gel from remaining on the first main surface. Therefore, regardless of whether the first main surface is a hydrophobic surface or a hydrophilic surface, the object to be removed can be efficiently removed from the first main surface.

この発明の一実施形態では、前記基板の前記第1主面は、研磨剤を用いたCMPによって形成された平坦面である。そのため、第1主面には、研磨残渣が付着している。研磨残渣は、CMPに用いる研磨剤と、研磨によって基板から生じるパーティクルとを含む。
第1主面に付着している研磨残渣は、第1主面と化学結合しており、研磨剤および研磨残渣を第1主面から除去するためには比較的大きい物理力が必要である。さらに研磨残渣の粒径は、比較的小さく、たとえば、第1主面上を流れる洗浄液の境界層厚さよりも小さい。研磨残渣の粒径は、具体的には、20nm以下である。粒径は、対象物を完全な球体と仮定した場合に、その直径に相当する便宜的な値である。
In one embodiment of the present invention, the first main surface of the substrate is a flat surface formed by CMP using an abrasive. Therefore, polishing residues are attached to the first main surface. The polishing residues include the abrasive used in CMP and particles generated from the substrate by polishing.
The polishing residue adhering to the first main surface is chemically bonded to the first main surface, and a relatively large physical force is required to remove the abrasive and the polishing residue from the first main surface. Furthermore, the particle size of the polishing residue is relatively small, for example, smaller than the boundary layer thickness of the cleaning liquid flowing on the first main surface. Specifically, the particle size of the polishing residue is 20 nm or less. The particle size is a convenient value equivalent to the diameter of the target object when it is assumed to be a perfect sphere.

境界層厚さは、洗浄液の液流において粘性の影響を強く受ける厚さのことであり、境界層厚さよりも第1主面から離間した位置では、洗浄液から付与される物理力が大きく、境界層厚さよりも第1主面に近い位置では、洗浄液から付与される物理力が小さい。
そこで、研磨残渣を保持するゲルに物理力を付与してゲルを分裂させることで研磨残渣の見かけのサイズを拡大すれば、洗浄液の液流から付与される物理力を大きくすることができる。したがって、洗浄液の液流によって、研磨残渣を第1主面から効率良く除去できる。研磨残渣の粒径が洗浄液の境界層厚さよりも小さい場合には、研磨残渣の見かけのサイズを境界層厚さよりも大きくすることが特に好ましい。
The boundary layer thickness is a thickness that is strongly affected by the viscosity of the cleaning liquid flow, and the physical force applied by the cleaning liquid is greater at a position farther from the first main surface than the boundary layer thickness, and the physical force applied by the cleaning liquid is smaller at a position closer to the first main surface than the boundary layer thickness.
Therefore, if a physical force is applied to the gel holding the polishing residue to break the gel and thereby increase the apparent size of the polishing residue, the physical force applied by the liquid flow of the cleaning liquid can be increased. Therefore, the polishing residue can be efficiently removed from the first main surface by the liquid flow of the cleaning liquid. When the particle size of the polishing residue is smaller than the boundary layer thickness of the cleaning liquid, it is particularly preferable to make the apparent size of the polishing residue larger than the boundary layer thickness.

また、第1主面がCMPによって形成された平坦面であれば、凹凸パターンの倒壊を考慮することなく第1主面に大きな物理力を付与できる。そのため、物理洗浄工程において充分な物理力をゲルに付与することができる。したがって、除去対象物を一層効率良く除去することができる。
この発明の一実施形態では、前記ゲル化工程が、前記ゲルによって構成され、前記第1主面上の除去対象物を保持するゲル膜を形成するゲル膜形成工程を含む。前記物理洗浄工程が、前記洗浄液によって前記ゲル膜を分裂させて、前記除去対象物を保持するゲル膜片を形成し、前記洗浄液とともに前記ゲル膜片を前記第1主面外へ排出するゲル膜片排出工程を含む。
Furthermore, if the first main surface is a flat surface formed by CMP, a large physical force can be applied to the first main surface without considering the collapse of the uneven pattern. Therefore, a sufficient physical force can be applied to the gel in the physical cleaning step. Therefore, the object to be removed can be removed more efficiently.
In one embodiment of the present invention, the gelling step includes a gel film forming step of forming a gel film made of the gel and holding the object to be removed on the first main surface, and the physical cleaning step includes a gel film piece discharging step of splitting the gel film with the cleaning liquid to form gel film pieces that hold the object to be removed, and discharging the gel film pieces together with the cleaning liquid to outside the first main surface.

この方法によれば、洗浄液の物理力によってゲル膜を分裂させることで、除去対象物を保持する膜片が形成される。膜片に除去対象物を保持させることで、第1主面上の除去対象物の見かけのサイズを拡大できる。そのため、膜片に保持されている除去対象物は、膜片に保持されていない除去対象物と比較して、洗浄液の液流から物理力を受け易い。したがって、ゲルが形成された第1主面に向けて洗浄液を供給することで、除去対象物を第1主面から効率良く洗浄液とともに基板の第1主面外へ排出できる。 According to this method, the gel film is split by the physical force of the cleaning liquid, forming film pieces that hold the object to be removed. By having the film pieces hold the object to be removed, the apparent size of the object to be removed on the first main surface can be enlarged. Therefore, the object to be removed held by the film pieces is more likely to be subjected to physical forces from the liquid flow of the cleaning liquid than the object to be removed that is not held by the film pieces. Therefore, by supplying the cleaning liquid toward the first main surface on which the gel is formed, the object to be removed can be efficiently discharged from the first main surface to the outside of the first main surface of the substrate together with the cleaning liquid.

その後、基板を加熱し、かつ、第1主面にリンス液を供給することによって、洗浄液による洗浄の後に第1主面に残るゲル膜残渣がゾル化してゲル化剤含有液に変化する。ゲル膜残渣をゾル化することによって、ゾル化によって形成されたゲル化剤含有液をリンス液中に分散させながら、当該ゲル化剤含有液をリンス液とともに基板の第1主面外へ排出できる。これにより、リンス工程の後に第1主面にゲルが残存することを抑制できる。 Then, the substrate is heated and a rinsing liquid is supplied to the first main surface, so that the gel film residue remaining on the first main surface after cleaning with the cleaning liquid is sol-ified and converted into a gelling agent-containing liquid. By sol-ifying the gel film residue, the gelling agent-containing liquid formed by the sol-ification can be dispersed in the rinsing liquid, and the gelling agent-containing liquid can be discharged together with the rinsing liquid outside the first main surface of the substrate. This makes it possible to prevent gel from remaining on the first main surface after the rinsing process.

この発明の一実施形態では、前記リンス工程が、前記物理洗浄工程の後に前記第1主面に残存するゲル膜残渣を加熱によってゾル化させるゾル化工程を含む。
この発明の他の実施形態は、第1主面および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する基板を処理する基板処理方法であって、ゲル化剤を含有するゲル化剤含有液を前記第1主面に供給するゲル化剤含有液供給工程と、前記ゲル化剤含有液供給工程の後、前記ゲル化剤の凝固点以下の温度を有する冷却流体を冷却流体ノズルから前記第2主面に向けて吐出する冷却流体吐出工程と、前記冷却流体吐出工程の後、前記第1主面に向けて洗浄液を噴射する洗浄液噴射工程と、前記洗浄液噴射工程の後、前記ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液をリンス液ノズルから前記第1主面に向けて吐出するリンス液吐出工程とを含む、基板処理方法を提供する。
In one embodiment of the present invention, the rinsing step includes a solation step of converting a gel film residue remaining on the first main surface after the physical cleaning step into a solation by heating.
Another embodiment of the present invention provides a substrate processing method for processing a substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, the substrate processing method including: a gelling-agent-containing-liquid supplying step of supplying a gelling-agent-containing liquid containing a gelling agent to the first main surface; a cooling fluid discharging step of discharging a cooling fluid having a temperature equal to or lower than the freezing point of the gelling agent from a cooling fluid nozzle toward the second main surface after the gelling-agent-containing-liquid supplying step; a cleaning liquid spraying step of spraying a cleaning liquid toward the first main surface after the cooling fluid spraying step; and a rinsing liquid spraying step of spraying a rinsing liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent from a rinsing liquid nozzle toward the first main surface after the cleaning liquid spraying step.

この方法によれば、ゲル化剤を含有するゲル化剤含有液が基板の第1主面に供給される。ゲル化剤の凝固点以下の温度を有する冷却流体が冷却流体ノズルから基板の第2主面に向けて吐出されることによって、基板を介してゲル化剤含有液が冷却される。これにより、ゲル化剤含有液がゲルに変化する。そのため、ゲルを基板の第1主面上に存在する除去対象物に密着させて、当該ゲルに除去対象物を強固に保持させることができる。 According to this method, a gelling agent-containing liquid containing a gelling agent is supplied to the first main surface of the substrate. A cooling fluid having a temperature below the freezing point of the gelling agent is discharged from a cooling fluid nozzle toward the second main surface of the substrate, thereby cooling the gelling agent-containing liquid through the substrate. This causes the gelling agent-containing liquid to change into a gel. Therefore, the gel can be brought into close contact with the object to be removed that is present on the first main surface of the substrate, and the object to be removed can be firmly held by the gel.

基板の第1主面に向けて洗浄液を噴射することで、ゲルに物理力を付与することができる。そのため、基板の第1主面上のゲルは、除去対象物を保持しながら分裂し、除去対象物とともに第1主面から引き離される。第1主面に供給された洗浄液は、第1主面上で液流を形成し、分裂したゲルを第1主面外へ押し出す。
除去対象物を強固に保持している状態のゲルに物理力を付与してゲルを分裂させるため、分裂後のゲルにも除去対象物が保持されている。そのため、分裂後のゲルに保持されている除去対象物は、その見かけのサイズが拡大されている。そのため、ゲルに保持されている除去対象物は、ゲルが付着していない除去対象物と比較して、洗浄液の液流から物理力を受け易い。したがって、ゲルが形成された第1主面に向けて洗浄液を供給することで、除去対象物を第1主面から効率良く除去できる。
By spraying the cleaning liquid toward the first main surface of the substrate, a physical force can be applied to the gel. Therefore, the gel on the first main surface of the substrate breaks up while holding the object to be removed, and is separated from the first main surface together with the object to be removed. The cleaning liquid supplied to the first main surface forms a liquid flow on the first main surface, and pushes the broken gel out of the first main surface.
Since a physical force is applied to the gel in a state where the object to be removed is firmly held, the gel is split, and the object to be removed is also held in the split gel. Therefore, the apparent size of the object to be removed held in the split gel is enlarged. Therefore, the object to be removed held in the gel is more likely to be subjected to a physical force from the liquid flow of the cleaning liquid compared to the object to be removed without the gel attached. Therefore, by supplying the cleaning liquid toward the first main surface on which the gel is formed, the object to be removed can be efficiently removed from the first main surface.

以上のように、硫酸を用いることなく、すなわち、環境負荷を低減しつつ、基板から除去対象物を除去することができる。
その後、ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液をリンス液ノズルから第1主面に向けて吐出することで、第1主面に残るゲルの残渣がゲル化剤の融点以上の温度に加熱されゾル化する。これにより、ゲル化剤含有液に変化させることができる。そのため、ゾル化によって形成されたゲル化剤含有液をリンス液中に分散させながら、当該ゲル化剤含有液をリンス液とともに基板外へ排出できる。これにより、第1主面にゲルが残存することを抑制できる。
As described above, the target material can be removed from the substrate without using sulfuric acid, that is, while reducing the environmental load.
Then, by ejecting a rinse liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent from a rinse liquid nozzle toward the first main surface, the gel residue remaining on the first main surface is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent and converted into a sol. This allows the gelling agent to be changed into a gelling agent-containing liquid. Therefore, the gelling agent-containing liquid formed by the solization can be dispersed in the rinse liquid, and the gelling agent-containing liquid can be discharged outside the substrate together with the rinse liquid. This makes it possible to suppress the gel from remaining on the first main surface.

この発明のさらに他の実施形態は、第1主面および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する基板を処理する基板処理装置であって、ゲル化剤を含有するゲル化剤含有液を前記第1主面に向けて吐出するゲル化剤含有液ノズルと、前記第2主面を前記ゲル化剤の凝固点以下の温度にまで冷却する冷却ユニットと、前記第1主面を洗浄する洗浄液を前記第1主面に向けて噴射する洗浄液ノズルと、前記第1主面に向けて、前記ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を吐出するリンス液ノズルとを含む、基板処理装置を提供する。 Yet another embodiment of the present invention provides a substrate processing apparatus for processing a substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, the substrate processing apparatus including a gelling agent-containing liquid nozzle that ejects a gelling agent-containing liquid that contains a gelling agent toward the first main surface, a cooling unit that cools the second main surface to a temperature below the freezing point of the gelling agent, a cleaning liquid nozzle that ejects a cleaning liquid toward the first main surface to clean the first main surface, and a rinsing liquid nozzle that ejects a rinsing liquid having a temperature above the melting point of the gelling agent toward the first main surface.

この装置によれば、ゲル化剤を含有するゲル化剤含有液を、ゲル化剤含有液ノズルから基板の第1主面に向けて吐出することで、第1主面にゲル化剤含有液を供給することができる。冷却ユニットによって基板を冷却することによって、基板を介してゲル化剤含有液が冷却され、ゲル化剤含有液がゲルに変化する。そのため、基板の第1主面上に存在する除去対象物にゲルを密着させて、当該ゲルに除去対象物を強固に保持させることができる。 According to this device, gelling agent-containing liquid containing a gelling agent can be supplied to the first main surface by ejecting the gelling agent-containing liquid from a gelling agent-containing liquid nozzle toward the first main surface of the substrate. By cooling the substrate with the cooling unit, the gelling agent-containing liquid is cooled through the substrate and changes into a gel. Therefore, the gel can be brought into close contact with the object to be removed present on the first main surface of the substrate, and the object to be removed can be firmly held by the gel.

基板の第1主面に向けて洗浄液を噴射することで、当該ゲルに物理力を付与することができる。そのため、第1主面上のゲルは、除去対象物を保持しながら分裂し、分裂したゲルは、除去対象物とともに第1主面から引き離される。第1主面に供給された洗浄液は、第1主面上で液流を形成し、分裂したゲルを第1主面外へ押し出す。
除去対象物を強固に保持している状態のゲルに物理力を付与してゲルを分裂させるため、分裂後のゲルにも除去対象物が保持されている。そのため、分裂後のゲルに保持されている除去対象物は、その見かけのサイズが拡大されている。そのため、ゲルに保持されている除去対象物は、ゲルが付着していない除去対象物と比較して、洗浄液の液流から物理力を受け易い。したがって、ゲルが形成された第1主面に向けて洗浄液を供給することで、除去対象物を第1主面から効率良く除去できる。
By spraying the cleaning liquid toward the first main surface of the substrate, a physical force can be applied to the gel. Therefore, the gel on the first main surface splits while holding the object to be removed, and the split gel is separated from the first main surface together with the object to be removed. The cleaning liquid supplied to the first main surface forms a liquid flow on the first main surface, and pushes the split gel out of the first main surface.
Since a physical force is applied to the gel in a state where the object to be removed is firmly held, the gel is split, and the object to be removed is also held in the split gel. Therefore, the apparent size of the object to be removed held in the split gel is enlarged. Therefore, the object to be removed held in the gel is more likely to be subjected to a physical force from the liquid flow of the cleaning liquid compared to the object to be removed without the gel attached. Therefore, by supplying the cleaning liquid toward the first main surface on which the gel is formed, the object to be removed can be efficiently removed from the first main surface.

以上のように、硫酸を用いることなく、すなわち、環境負荷を低減しつつ、基板から除去対象物を除去することができる。
その後、ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液をリンス液ノズルから第1主面に向けて吐出することで、第1主面にリンス液を供給しながら、洗浄液による洗浄の後に第1主面上に残るゲルの残渣をゾル化できる。そのため、ゾル化によって形成されたゲル化剤含有液をリンス液中に分散させながらリンス液とともに基板外へ排出できる。これにより、第1主面にゲルが残存することを抑制できる。
As described above, the target material can be removed from the substrate without using sulfuric acid, that is, while reducing the environmental load.
Then, by ejecting a rinse liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent from a rinse liquid nozzle toward the first main surface, the gel residue remaining on the first main surface after cleaning with the cleaning liquid can be solated while supplying the rinse liquid to the first main surface. Therefore, the gelling agent-containing liquid formed by the solation can be dispersed in the rinse liquid and discharged outside the substrate together with the rinse liquid. This makes it possible to suppress the gel from remaining on the first main surface.

この発明のさらに他の実施形態では、前記冷却ユニットが、前記ゲル化剤含有液ノズルから前記第1主面上に供給された前記ゲル化剤含有液が前記第1主面上に存在する状態で、前記第2主面を冷却する。前記洗浄液ノズルが、前記第1主面上の前記ゲル化剤含有液が前記冷却ユニットによって冷却されて前記第1主面上にゲルが形成されている状態で、前記第1主面に向けて前記洗浄液を噴射する。前記リンス液ノズルが、前記第1主面上に向けて前記洗浄液ノズルから前記洗浄液が噴射された後に、前記リンス液を前記第1主面に向けて供給する。 In yet another embodiment of the present invention, the cooling unit cools the second main surface while the gelling agent-containing liquid supplied from the gelling agent-containing liquid nozzle onto the first main surface is present on the first main surface. The cleaning liquid nozzle sprays the cleaning liquid toward the first main surface while the gelling agent-containing liquid on the first main surface is cooled by the cooling unit to form a gel on the first main surface. The rinsing liquid nozzle supplies the rinsing liquid toward the first main surface after the cleaning liquid is sprayed from the cleaning liquid nozzle onto the first main surface.

この発明のさらに他の実施形態は、前記ゲル化剤含有液ノズルが、融点が20℃以上30℃以下であり、かつ、凝固点が15℃以上25℃以下である前記ゲル化剤を含有する前記ゲル化剤含有液を前記第1主面に向けて吐出する。
この発明の他の実施形態では、前記ゲル化剤含有液ノズルが、ゼラチン、寒天、またはこれらの混合物である前記ゲル化剤を含有する前記ゲル化剤含有液を前記第1主面に向けて吐出する。
In yet another embodiment of the present invention, the gelling agent-containing liquid nozzle ejects the gelling agent-containing liquid, which contains the gelling agent having a melting point of 20°C or more and 30°C or less and a freezing point of 15°C or more and 25°C or less, toward the first main surface.
In another embodiment of the present invention, the gelling agent-containing liquid nozzle ejects the gelling agent-containing liquid, which contains the gelling agent that is gelatin, agar, or a mixture thereof, toward the first main surface.

この発明の他の実施形態では、前記洗浄液ノズルが、洗浄液の複数の液滴を前記第1主面に向けて噴射するスプレーノズルを含む。
この発明の他の実施形態では、前記洗浄液ノズルが、前記ゲル化剤の凝固点以下の温度を有する洗浄液を前記第1主面に向けて噴射する。
この発明の他の実施形態では、前記冷却ユニットが、前記ゲル化剤の凝固点以下の温度を有する冷却流体を前記第2主面に供給する冷却流体ノズルを含む。
In another embodiment of the present invention, the cleaning liquid nozzle includes a spray nozzle that sprays a plurality of droplets of cleaning liquid toward the first major surface.
In another embodiment of the present invention, the cleaning liquid nozzle sprays a cleaning liquid having a temperature equal to or lower than the freezing point of the gelling agent toward the first main surface.
In another embodiment of the present invention, the cooling unit includes a cooling fluid nozzle configured to supply a cooling fluid having a temperature below the freezing point of the gelling agent to the second main surface.

図1は、この発明の第1実施形態に係る基板処理装置の構成例を説明するための平面図である。FIG. 1 is a plan view for explaining an example of the configuration of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図2は、前記基板処理装置に備えられる処理ユニットの構成を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of a processing unit provided in the substrate processing apparatus. 図3は、前記基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram for explaining the electrical configuration of the substrate processing apparatus. 図4は、前記基板処理装置の処理対象の一例である基板の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a substrate which is an example of a processing target of the substrate processing apparatus. 図5は、前記基板処理装置の処理対象の別の例である基板の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a substrate which is another example of a processing target of the substrate processing apparatus. 図6は、前記基板処理装置による基板処理の一例を説明するための流れ図である。FIG. 6 is a flow chart for explaining an example of substrate processing by the substrate processing apparatus. 図7Aは、前記基板処理が行われているときの基板の様子を説明するための模式図である。FIG. 7A is a schematic diagram for explaining the state of the substrate during the substrate processing. 図7Bは、前記基板処理が行われているときの基板の様子を説明するための模式図である。FIG. 7B is a schematic diagram for explaining the state of the substrate during the substrate processing. 図7Cは、前記基板処理が行われているときの基板の様子を説明するための模式図である。FIG. 7C is a schematic diagram for explaining the state of the substrate during the substrate processing. 図7Dは、前記基板処理が行われているときの基板の様子を説明するための模式図である。FIG. 7D is a schematic diagram for explaining the state of the substrate during the substrate processing. 図8Aは、前記基板処理中の基板の第1主面付近の様子を説明するための模式図である。FIG. 8A is a schematic diagram for explaining the state near the first main surface of the substrate during the substrate processing. 図8Bは、前記基板処理中の基板の第1主面付近の様子を説明するための模式図である。FIG. 8B is a schematic diagram for explaining the state near the first main surface of the substrate during the substrate processing. 図8Cは、前記基板処理中の基板の第1主面付近の様子を説明するための模式図である。FIG. 8C is a schematic diagram for explaining the state near the first main surface of the substrate during the substrate processing. 図8Dは、前記基板処理中の基板の第1主面付近の様子を説明するための模式図である。FIG. 8D is a schematic diagram for explaining the state near the first main surface of the substrate during the substrate processing. 図8Eは、前記基板処理中の基板の第1主面付近の様子を説明するための模式図である。FIG. 8E is a schematic diagram for explaining the state near the first main surface of the substrate during the substrate processing. 図8Fは、前記基板処理中の基板の第1主面付近の様子を説明するための模式図である。FIG. 8F is a schematic diagram for explaining the state near the first main surface of the substrate during the substrate processing. 図8Gは、前記基板処理中の基板の第1主面付近の様子を説明するための模式図である。FIG. 8G is a schematic diagram for explaining the state near the first main surface of the substrate during the substrate processing. 図9は、前記基板処理の第1変形例について説明するための模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a first modified example of the substrate processing. 図10は、前記基板処理の第2変形例について説明するための模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a second modified example of the substrate processing. 図11は、前記洗浄液ノズルの変形例について説明するための模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a modified example of the cleaning liquid nozzle. 図12は、前記基板処理装置に備えられる冷却ユニットの変形例について説明するための断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a modified example of the cooling unit provided in the substrate processing apparatus. 図13は、前記基板処理装置に備えられる加熱ユニットの変形例について説明するための断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining a modified example of the heating unit provided in the substrate processing apparatus.

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。
<第1実施形態に係る基板処理装置1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Wは、シリコンウエハ等の基板Wであり、一対の主面(第1主面W1および第2主面W2)を有する。第2主面W2は、第1主面W1とは反対側の主面である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<Configuration of Substrate Processing Apparatus 1 according to First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view for explaining an example of the configuration of a substrate processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.
The substrate processing apparatus 1 is a single-wafer type apparatus that processes substrates W one by one. In this embodiment, the substrate W has a disk shape. The substrate W is a substrate W such as a silicon wafer, and has a pair of main surfaces (a first main surface W1 and a second main surface W2). The second main surface W2 is a main surface opposite to the first main surface W1.

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(第1搬送ロボットIRおよび第2搬送ロボットCR)と、基板処理装置1に備えられる各部材を制御するコントローラ3とを備える。 The substrate processing apparatus 1 includes a plurality of processing units 2 for processing substrates W, a load port LP on which a carrier C is placed that contains a plurality of substrates W to be processed in the processing units 2, transport robots (a first transport robot IR and a second transport robot CR) that transport the substrates W between the load port LP and the processing units 2, and a controller 3 that controls each component included in the substrate processing apparatus 1.

第1搬送ロボットIRは、キャリアCと搬送ロボットとの間で基板Wを搬送する。第2搬送ロボットCRは、第1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。
各搬送ロボットは、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。
The first transport robot IR transports the substrate W between the carrier C and the transport robot. The second transport robot CR transports the substrate W between the first transport robot IR and the processing unit 2.
Each of the transport robots is, for example, a multi-joint arm robot including a pair of multi-joint arms AR and a pair of hands H respectively provided at the tips of the pair of multi-joint arms AR so as to be spaced apart from each other vertically.

複数の処理ユニット2は、水平に離れた4つの位置にそれぞれ配置された4つの処理タワーTWを形成している。各処理タワーTWは、上下方向に積層された複数の処理ユニット2を含む。4つの処理タワーTWは、ロードポートLPから第2搬送ロボットCRに向かって延びる搬送経路TRの両側に2つずつ配置されている。
処理ユニット2は、チャンバ4と、チャンバ4内に配置された処理カップ7とを備えており、処理カップ7内で基板Wに対する処理を実行する。チャンバ4には、第2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。
The processing units 2 form four processing towers TW arranged at four horizontally spaced positions. Each processing tower TW includes a plurality of processing units 2 stacked vertically. The four processing towers TW are arranged two on each side of a transport path TR extending from the load port LP toward the second transport robot CR.
The processing unit 2 includes a chamber 4 and a processing cup 7 arranged in the chamber 4, and performs processing on the substrate W in the processing cup 7. The chamber 4 is formed with an entrance (not shown) through which the second transport robot CR loads and unloads the substrate W. The chamber 4 is provided with a shutter unit (not shown) that opens and closes the entrance.

図2は、処理ユニット2の構成を説明するための模式図である。
処理ユニット2は、基板Wを所定の処理姿勢に基板Wを保持しながら、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をさらに備える。回転軸線A1は、基板Wの中心部を通り、処理姿勢に保持されている基板Wの各主面に対して直交する。処理姿勢は、たとえば、図2に示す基板Wの姿勢であり、基板Wの主面が水平面となる水平姿勢である。処理姿勢が水平姿勢である場合、回転軸線A1は、鉛直に延びる。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部材の一例である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the processing unit 2. As shown in FIG.
The processing unit 2 further includes a spin chuck 5 that rotates the substrate W about a rotation axis A1 while holding the substrate W in a predetermined processing posture. The rotation axis A1 passes through the center of the substrate W and is perpendicular to each main surface of the substrate W held in the processing posture. The processing posture is, for example, the posture of the substrate W shown in FIG. 2, which is a horizontal posture in which the main surface of the substrate W is a horizontal plane. When the processing posture is the horizontal posture, the rotation axis A1 extends vertically. The spin chuck 5 is an example of a rotating holding member that rotates the substrate W about the rotation axis A1 while holding the substrate W in the processing posture.

スピンチャック5は、水平方向に沿う円板形状を有するスピンベース21と、スピンベース21の上方で基板Wを把持し保持位置に基板Wを保持する複数のチャックピン20と、スピンベース21に上端が連結され鉛直方向に延びる回転軸22と、回転軸22をその中心軸線(回転軸線A1)まわりに回転させる回転駆動機構23とを含む。
複数のチャックピン20は、スピンベース21の周方向に間隔を空けてスピンベース21の上面に配置されている。回転駆動機構23は、たとえば、電動モータ等のアクチュエータである。回転駆動機構23は、回転軸22を回転させることでスピンベース21および複数のチャックピン20が回転軸線A1まわりに回転する。これにより、基板Wは、スピンベース21および複数のチャックピン20とともに回転軸線A1まわりに回転される。
The spin chuck 5 includes a spin base 21 having a horizontally extending circular disk shape, a plurality of chuck pins 20 that grip the substrate W above the spin base 21 and hold the substrate W in a holding position, a rotation shaft 22 whose upper end is connected to the spin base 21 and extends vertically, and a rotation drive mechanism 23 that rotates the rotation shaft 22 around its central axis (rotation axis A1).
The multiple chuck pins 20 are arranged on the upper surface of the spin base 21 at intervals in the circumferential direction of the spin base 21. The rotation drive mechanism 23 is, for example, an actuator such as an electric motor. The rotation drive mechanism 23 rotates the rotation shaft 22 to rotate the spin base 21 and the multiple chuck pins 20 about the rotation axis A1. As a result, the substrate W is rotated together with the spin base 21 and the multiple chuck pins 20 about the rotation axis A1.

複数のチャックピン20は、基板Wの周縁部に接触して基板Wを把持する閉位置と、基板Wの周縁部から退避した開位置との間で移動可能である。複数のチャックピン20は、開閉機構(図示せず)によって移動される。
複数のチャックピン20は、閉位置に位置するとき、基板Wの周縁部を把持して基板Wを水平に保持する。開閉機構は、たとえば、リンク機構と、リンク機構に駆動力を付与するアクチュエータとを含む。
The multiple chuck pins 20 are movable between a closed position in which they contact the peripheral edge of the substrate W to grip the substrate W, and an open position in which they are retracted from the peripheral edge of the substrate W. The multiple chuck pins 20 are moved by an opening/closing mechanism (not shown).
When the multiple chuck pins 20 are in the closed position, they grip the peripheral edge of the substrate W to horizontally hold the substrate W. The opening and closing mechanism includes, for example, a link mechanism and an actuator that applies a driving force to the link mechanism.

処理カップ7は、スピンチャック5に保持されている基板Wから飛散する液体を受ける。処理カップ7は、スピンチャック5に保持された基板Wから外方に飛散する液体を受け止める複数(図2の例では2つ)のガード30と、複数のガード30によって下方に案内された液体をそれぞれ受け止める複数(図2の例では2つ)のカップ31と、複数のガード30および複数のカップ31を取り囲む円筒状の外壁部材32とを含む。複数のガード30は、ガード30昇降駆動機構(図示せず)によって個別に昇降される。ガード30昇降駆動機構は、たとえば、各ガード30を昇降駆動する電動モータまたはエアシリンダ等のアクチュエータを含む。 The processing cup 7 receives liquid splashed from the substrate W held on the spin chuck 5. The processing cup 7 includes a plurality of guards 30 (two in the example of FIG. 2) that receive liquid splashed outward from the substrate W held on the spin chuck 5, a plurality of cups 31 (two in the example of FIG. 2) that receive liquid guided downward by the guards 30, and a cylindrical outer wall member 32 that surrounds the guards 30 and cups 31. The guards 30 are individually raised and lowered by a guard 30 lifting and lowering mechanism (not shown). The guard 30 lifting and lowering mechanism includes, for example, an actuator such as an electric motor or an air cylinder that drives each guard 30 to lift and lower.

処理ユニット2は、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面(上側の主面)に向けてゲル化剤含有液の連続流を吐出するゲル化剤含有液ノズル10と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に向けて洗浄液を噴射する洗浄液ノズル11と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に向けてリンス液の連続流を吐出するリンス液ノズル12とをさらに備える。 The processing unit 2 further includes a gelling agent-containing liquid nozzle 10 that ejects a continuous flow of gelling agent-containing liquid toward the top surface (upper main surface) of the substrate W held on the spin chuck 5, a cleaning liquid nozzle 11 that sprays cleaning liquid toward the top surface of the substrate W held on the spin chuck 5, and a rinsing liquid nozzle 12 that ejects a continuous flow of rinsing liquid toward the top surface of the substrate W held on the spin chuck 5.

ゲル化剤含有液ノズル10、洗浄液ノズル11、および、リンス液ノズル12は、いずれも、少なくとも水平方向に移動可能な移動ノズルである。ゲル化剤含有液ノズル10、洗浄液ノズル11、および、リンス液ノズル12は、複数のノズル移動機構(第1ノズル移動機構35、第2ノズル移動機構36、および、第3ノズル移動機構37)によってそれぞれ水平方向に移動される。 The gelling agent-containing liquid nozzle 10, the cleaning liquid nozzle 11, and the rinsing liquid nozzle 12 are all movable nozzles that can move at least in the horizontal direction. The gelling agent-containing liquid nozzle 10, the cleaning liquid nozzle 11, and the rinsing liquid nozzle 12 are each moved in the horizontal direction by a plurality of nozzle movement mechanisms (a first nozzle movement mechanism 35, a second nozzle movement mechanism 36, and a third nozzle movement mechanism 37).

各ノズル移動機構は、対応するノズルを、中央位置と退避位置との間で移動させることができる。中央位置は、ノズルが基板Wの上面の中央領域に対向する位置である。基板Wの上面の中央領域とは、基板Wの上面において回転中心(中央部)を含む領域のことである。退避位置は、ノズルが基板Wの上面に対向しない位置であり、処理カップ7の外側の位置である。 Each nozzle movement mechanism can move the corresponding nozzle between a central position and a retracted position. The central position is a position where the nozzle faces the central region of the top surface of the substrate W. The central region of the top surface of the substrate W is a region on the top surface of the substrate W that includes the center of rotation (central portion). The retracted position is a position where the nozzle does not face the top surface of the substrate W, and is a position outside the processing cup 7.

各ノズル移動機構は、対応するノズルを支持するアーム(第1アーム35a、第2アーム36a、および、第3アーム37a)と、対応するアームを水平方向に移動させるアーム移動機構(第1アーム移動機構35b、第2アーム移動機構36b、および、第3アーム移動機構37c)とを含む。各アーム移動機構は、電動モータ、エアシリンダ等のアクチュエータを含む。 Each nozzle movement mechanism includes an arm (first arm 35a, second arm 36a, and third arm 37a) that supports the corresponding nozzle, and an arm movement mechanism (first arm movement mechanism 35b, second arm movement mechanism 36b, and third arm movement mechanism 37c) that moves the corresponding arm horizontally. Each arm movement mechanism includes an actuator such as an electric motor or an air cylinder.

この実施形態とは異なり、ゲル化剤含有液ノズル10、洗浄液ノズル11、および、リンス液ノズル12は、共通のノズル移動機構によって一体移動するように構成されていてもよい。各移動ノズルは、所定の回動軸線まわりに回動する回動式ノズルであってもよいし、対応するアームが延びる方向に直線的に移動する直動式ノズルであってもよい。
ゲル化剤含有液ノズル10、洗浄液ノズル11、および、リンス液ノズル12は、鉛直方向にも移動できるように構成されていてもよい。
Unlike this embodiment, the gelling agent-containing liquid nozzle 10, the cleaning liquid nozzle 11, and the rinsing liquid nozzle 12 may be configured to move integrally by a common nozzle moving mechanism. Each moving nozzle may be a rotating nozzle that rotates about a predetermined rotation axis, or a linear nozzle that moves linearly in the extension direction of the corresponding arm.
The gelling agent-containing liquid nozzle 10, the cleaning liquid nozzle 11, and the rinsing liquid nozzle 12 may be configured so as to be able to move in the vertical direction as well.

ゲル化剤含有液ノズル10は、ゲル化剤含有液を吐出する単一の吐出口10aを有する。ゲル化剤含有液ノズル10から吐出されるゲル化剤含有液は、ゲル化剤と、ゲル化剤を溶解させる溶媒とを含有している。ゲル化剤含有液に含有される溶媒は、たとえば、DIW(脱イオン水)等の水である。ただし、溶媒は、DIWに限られない。
溶媒は、DIWに限られず、DIW、炭酸水、電解イオン水、希釈濃度(たとえば、1ppm以上で、かつ、100ppm以下)の塩酸水、希釈濃度(たとえば、1ppm以上で、かつ、100ppm以下)のアンモニア水、還元水(水素水)のうちの少なくとも1つを含有する液体である。
The gelling agent-containing liquid nozzle 10 has a single outlet 10a for discharging the gelling agent-containing liquid. The gelling agent-containing liquid discharged from the gelling agent-containing liquid nozzle 10 contains a gelling agent and a solvent that dissolves the gelling agent. The solvent contained in the gelling agent-containing liquid is, for example, water such as DIW (deionized water). However, the solvent is not limited to DIW.
The solvent is not limited to DIW, but is a liquid containing at least one of DIW, carbonated water, electrolytic ionized water, diluted hydrochloric acid water (e.g., 1 ppm or more and 100 ppm or less), diluted ammonia water (e.g., 1 ppm or more and 100 ppm or less), and reduced water (hydrogen water).

ゲル化剤は、たとえば、ゼラチン、寒天、またはこれらの混合物である。ゲル化剤含有液は、ゲル化剤の凝固点以下に冷却されることによってゲルに変化する。ゲル化剤含有液がゲルに変化することをゲル化という。ゲルは、ゲル化剤の融点以上に加熱されることによってゲル化剤含有液に変化する。ゲルがゲル化剤含有液に変化することをゾル化という。そのため、ゲル化剤含有液は、ゾルともいう。ゲル化剤含有液ノズル10から吐出されるゲル化剤含有液の温度は、ゲル化剤の凝固点よりも高い。 The gelling agent is, for example, gelatin, agar, or a mixture of these. The gelling agent-containing liquid changes into a gel when cooled below the freezing point of the gelling agent. The change of the gelling agent-containing liquid into a gel is called gelation. The gel changes into a gelling agent-containing liquid when heated above the melting point of the gelling agent. The change of a gel into a gelling agent-containing liquid is called solization. For this reason, the gelling agent-containing liquid is also called a sol. The temperature of the gelling agent-containing liquid discharged from the gelling agent-containing liquid nozzle 10 is higher than the freezing point of the gelling agent.

ゲル化剤の融点および凝固点は、通常、互いに異なっており、ゲル化剤の融点は、ゲル化剤の凝固点よりも高い。そのため、ゲル化剤含有液を冷却してゲルを形成した後に、意図しない温度上昇によってゲルが直ぐにゲル化剤含有液に戻ることを抑制できる。すなわち、一旦形成されたゲルの意図しないゾル化を抑制できる。
ゲル化剤の融点は、たとえば、20℃以上30℃以下であり、ゲル化剤の凝固点は、たとえば、15℃以上25℃以下である。
The melting point and freezing point of the gelling agent are usually different from each other, and the melting point of the gelling agent is higher than the freezing point of the gelling agent. Therefore, after the gel is formed by cooling the gelling agent-containing liquid, the gel can be prevented from immediately returning to the gelling agent-containing liquid due to an unintended temperature rise. In other words, the gel that has been formed can be prevented from unintended solation.
The melting point of the gelling agent is, for example, 20° C. or higher and 30° C. or lower, and the freezing point of the gelling agent is, for example, 15° C. or higher and 25° C. or lower.

ゲル化剤の凝固点は、基板処理装置1が配置されるクリーンルーム内の室温(たとえば、25℃)以下であることが特に好ましい。そうであれば、ゲル化剤含有液ノズル10から吐出される前、または、第1主面W1に供給された直後にゲル化剤含有液がゲル化することを抑制できる。したがって、ゲル化剤含有液ノズル10に供給されるゲル化剤含有液を室温よりも高い温度に保つためにゲル化剤含有液を加熱する必要がないため、ゲル化剤含有液の扱いが容易となる。 It is particularly preferable that the freezing point of the gelling agent is equal to or lower than room temperature (e.g., 25°C) in the clean room in which the substrate processing apparatus 1 is located. This can prevent the gelling agent-containing liquid from gelling before being discharged from the gelling agent-containing liquid nozzle 10 or immediately after being supplied to the first main surface W1. Therefore, there is no need to heat the gelling agent-containing liquid to keep the gelling agent-containing liquid supplied to the gelling agent-containing liquid nozzle 10 at a temperature higher than room temperature, making it easier to handle the gelling agent-containing liquid.

ゲル化剤の融点および凝固点は、エッチングゲル化剤含有液中のゲル化剤の配合率(濃度)、ゲル化剤の種類等によって変化する。たとえば、ゲル化剤含有液がゲル化剤としてゼラチンのみを含む場合、ゲル化剤の融点が20℃以上30℃以下で、かつ、ゲル化剤の凝固点が15℃以上25℃以下となり易い。たとえば、ゲル化剤がゼラチンであり、ゲル化剤含有液中のゼラチンの濃度が10%であれば、ゲル化剤の融点が23℃以上30℃以下となる。 The melting point and freezing point of the gelling agent vary depending on the blending ratio (concentration) of the gelling agent in the etching gelling agent-containing liquid, the type of gelling agent, etc. For example, if the gelling agent-containing liquid contains only gelatin as the gelling agent, the melting point of the gelling agent is likely to be 20°C or higher and 30°C or lower, and the freezing point of the gelling agent is likely to be 15°C or higher and 25°C or lower. For example, if the gelling agent is gelatin and the concentration of gelatin in the gelling agent-containing liquid is 10%, the melting point of the gelling agent will be 23°C or higher and 30°C or lower.

ゲル化剤の融点および凝固点は、上記の範囲に限られない。ゲル化剤が寒天のみを含む場合には、ゲル化剤の融点は85℃以上93℃以下となり、ゲル化剤の凝固点は33℃以上45℃以下となる場合がある。
以下では、ゲル化剤の融点が20℃以上30℃以下であり、ゲル化剤の凝固点が15℃以上25℃以下であるゲル化剤含有液を用いる例について説明する。この場合、ゲル化剤含有液は、室温でゾル状態を維持でき、15℃未満(たとえば、10℃程度)に冷却することでゲル化する。ゲルは、室温またはそれ以上の温度(たとえば、40℃程度)に加熱することでゾル化する。
The melting point and freezing point of the gelling agent are not limited to the above ranges. When the gelling agent contains only agar, the melting point of the gelling agent may be 85° C. or higher and 93° C. or lower, and the freezing point of the gelling agent may be 33° C. or higher and 45° C. or lower.
In the following, an example will be described in which a gelling agent-containing liquid is used in which the melting point of the gelling agent is 20° C. or more and 30° C. or less, and the freezing point of the gelling agent is 15° C. or more and 25° C. or less. In this case, the gelling agent-containing liquid can maintain a sol state at room temperature, and gels when cooled to less than 15° C. (for example, about 10° C.). The gel is turned into a sol by heating to room temperature or a higher temperature (for example, about 40° C.).

ゲル化剤含有液ノズル10は、ゲル化剤含有液ノズル10にゲル化剤含有液を案内するゲル化剤含有液配管40に接続されている。ゲル化剤含有液配管40には、ゲル化剤含有液配管40によって構成されるゲル化剤含有液流路を開閉するゲル化剤含有液バルブ50Aと、ゲル化剤含有液流路内のゲル化剤含有液の流量を調整するゲル化剤含有液流量調整バルブ50Bとが設けられている。 The gelling agent-containing liquid nozzle 10 is connected to a gelling agent-containing liquid pipe 40 that guides the gelling agent-containing liquid to the gelling agent-containing liquid nozzle 10. The gelling agent-containing liquid pipe 40 is provided with a gelling agent-containing liquid valve 50A that opens and closes the gelling agent-containing liquid flow path formed by the gelling agent-containing liquid pipe 40, and a gelling agent-containing liquid flow rate adjustment valve 50B that adjusts the flow rate of the gelling agent-containing liquid in the gelling agent-containing liquid flow path.

ゲル化剤含有液バルブ50Aが開かれると、ゲル化剤含有液流量調整バルブ50Bの開度に応じた流量で、ゲル化剤含有液が、ゲル化剤含有液ノズル10の吐出口10aから下方に連続流で吐出される。
洗浄液ノズル11は、洗浄液の複数の液滴を噴射するスプレーノズルである。この実施形態の洗浄液ノズル11は、複数の噴射口11aを有し、電圧の印加によって各噴射口11aから洗浄液の複数の液滴(洗浄液滴)を噴射する。洗浄液ノズル11が基板Wの上面に向けて複数の洗浄液滴を噴射することで、基板Wの上面を物理洗浄できる。詳しくは、基板Wの上面にゲルが形成されている状態で、基板Wの上面に向けて複数の洗浄液滴を噴射すれば、基板Wの上面上のゲルに物理力を付与して、ゲルを分裂させることができる。物理力は、洗浄液が基板W上のゲルに与える衝撃(運動エネルギー)である。
When the gelling-agent-containing liquid valve 50A is opened, the gelling-agent-containing liquid is discharged downward in a continuous flow from the discharge port 10a of the gelling-agent-containing liquid nozzle 10 at a flow rate that corresponds to the opening degree of the gelling-agent-containing liquid flow rate adjustment valve 50B.
The cleaning liquid nozzle 11 is a spray nozzle that sprays multiple droplets of the cleaning liquid. The cleaning liquid nozzle 11 in this embodiment has multiple spray nozzles 11a, and sprays multiple droplets of the cleaning liquid (cleaning liquid droplets) from each spray nozzle 11a by applying a voltage. The cleaning liquid nozzle 11 sprays multiple cleaning liquid droplets toward the upper surface of the substrate W, thereby physically cleaning the upper surface of the substrate W. In more detail, if multiple cleaning liquid droplets are sprayed toward the upper surface of the substrate W in a state where a gel is formed on the upper surface of the substrate W, a physical force can be applied to the gel on the upper surface of the substrate W, thereby breaking up the gel. The physical force is the impact (kinetic energy) that the cleaning liquid imparts to the gel on the substrate W.

洗浄液ノズル11から噴射される洗浄液は、たとえば、DIW等の水である。洗浄液は、DIWに限られず、DIW、炭酸水、電解イオン水、希釈濃度(たとえば、1ppm以上で、かつ、100ppm以下)の塩酸水、希釈濃度(たとえば、1ppm以上で、かつ、100ppm以下)のアンモニア水、還元水(水素水)のうちの少なくとも1つを含有する。 The cleaning liquid sprayed from the cleaning liquid nozzle 11 is, for example, water such as DIW. The cleaning liquid is not limited to DIW, and may contain at least one of DIW, carbonated water, electrolytic ion water, diluted hydrochloric acid water (for example, 1 ppm or more and 100 ppm or less), diluted ammonia water (for example, 1 ppm or more and 100 ppm or less), and reduced water (hydrogen water).

洗浄液ノズル11は、洗浄液ノズル11に洗浄液を案内する洗浄液供給配管41と、洗浄液ノズル11から洗浄液を排出する洗浄液排出配管42とに接続されている。洗浄液供給配管41には、洗浄液供給配管41によって構成される洗浄液供給流路を開閉する洗浄液供給バルブ51Aと、洗浄液供給流路内の洗浄液を洗浄液ノズル11に送り出す洗浄液ポンプ51Bと、洗浄液供給流路内の洗浄液をゲル化剤の融点よりも低い温度に冷却する洗浄液クーラ51Cとが設けられている。洗浄液排出配管42には、洗浄液排出配管42によって構成される洗浄液排出流路を開閉する洗浄液排出バルブ52Aが設けられている。 The cleaning liquid nozzle 11 is connected to a cleaning liquid supply pipe 41 that guides the cleaning liquid to the cleaning liquid nozzle 11, and a cleaning liquid discharge pipe 42 that discharges the cleaning liquid from the cleaning liquid nozzle 11. The cleaning liquid supply pipe 41 is provided with a cleaning liquid supply valve 51A that opens and closes the cleaning liquid supply flow path formed by the cleaning liquid supply pipe 41, a cleaning liquid pump 51B that sends the cleaning liquid in the cleaning liquid supply flow path to the cleaning liquid nozzle 11, and a cleaning liquid cooler 51C that cools the cleaning liquid in the cleaning liquid supply flow path to a temperature lower than the melting point of the gelling agent. The cleaning liquid discharge pipe 42 is provided with a cleaning liquid discharge valve 52A that opens and closes the cleaning liquid discharge flow path formed by the cleaning liquid discharge pipe 42.

洗浄液は、洗浄液クーラ51Cによって、たとえば、5℃以上20℃未満の温度にまで冷却される。洗浄液の温度は、5℃以上15℃以下であることが一層好ましい。
洗浄液供給流路に供給される洗浄液がゲル化剤の融点よりも低い温度に事前に冷却されている場合には、洗浄液クーラ51Cは不要である。
洗浄液ポンプ51Bは、常時、所定圧力(たとえば、10MPa以下)で洗浄液ノズル11に送り出す。洗浄液ポンプ51Bは、洗浄液ノズル11に供給される洗浄液の圧力を任意の圧力に変更することができる。
The cleaning liquid is cooled by the cleaning liquid cooler 51C, for example, to a temperature of 5° C. or more and less than 20° C. It is more preferable that the temperature of the cleaning liquid is 5° C. or more and 15° C. or less.
If the cleaning liquid supplied to the cleaning liquid supply passage is cooled in advance to a temperature lower than the melting point of the gelling agent, the cleaning liquid cooler 51C is not necessary.
The cleaning liquid pump 51B constantly sends out the cleaning liquid at a predetermined pressure (for example, 10 MPa or less) to the cleaning liquid nozzle 11. The cleaning liquid pump 51B can change the pressure of the cleaning liquid supplied to the cleaning liquid nozzle 11 to any pressure.

洗浄液ノズル11には、圧電素子58(ピエゾ素子)が内蔵されている。圧電素子58は、配線を介して電圧印加ユニット59に接続されている。電圧印加ユニット59、たとえば、インバータを含む。電圧印加ユニット59は、交流電圧を圧電素子58に印加する。交流電圧が圧電素子58に印加されると、印加された交流電圧の周波数に対応する周波数で圧電素子58が振動する。電圧印加ユニット59は、圧電素子58に印加される交流電圧の周波数を任意の周波数(たとえば、数百KHz~数MHz)に変更することができる。 The cleaning liquid nozzle 11 has a built-in piezoelectric element 58 (piezo element). The piezoelectric element 58 is connected to a voltage application unit 59 via wiring. The voltage application unit 59 includes, for example, an inverter. The voltage application unit 59 applies an AC voltage to the piezoelectric element 58. When the AC voltage is applied to the piezoelectric element 58, the piezoelectric element 58 vibrates at a frequency corresponding to the frequency of the applied AC voltage. The voltage application unit 59 can change the frequency of the AC voltage applied to the piezoelectric element 58 to any frequency (for example, several hundred KHz to several MHz).

洗浄液供給バルブ51Aが開かれている状態で洗浄液ポンプ51Bが駆動されるため、洗浄液ノズル11には、常時、高圧で除去液が供給されている。洗浄液排出バルブ52Aが閉じられている状態では、洗浄液ノズル11の内部に供給された洗浄液は、液圧によって各噴射口11aから噴射される。さらに、洗浄液排出バルブ52Aが閉じられている状態で、交流電圧が圧電素子58に印加されると、洗浄液ノズル11内の洗浄液に圧電素子58の振動が付与され、各噴射口11aから噴射される洗浄液が、この振動によって分断される。そのため、洗浄液排出バルブ52Aが閉じられている状態で、交流電圧が圧電素子58に印加されると、洗浄液の液滴(洗浄液滴103)が各噴射口11aから噴射される。これにより、粒径が均一な多数の洗浄液滴103が均一な速度で同時に噴射される。 Since the cleaning liquid pump 51B is driven with the cleaning liquid supply valve 51A open, the cleaning liquid nozzle 11 is constantly supplied with the removal liquid at high pressure. With the cleaning liquid discharge valve 52A closed, the cleaning liquid supplied to the inside of the cleaning liquid nozzle 11 is sprayed from each nozzle 11a by the liquid pressure. Furthermore, when the cleaning liquid discharge valve 52A is closed and an AC voltage is applied to the piezoelectric element 58, the vibration of the piezoelectric element 58 is imparted to the cleaning liquid in the cleaning liquid nozzle 11, and the cleaning liquid sprayed from each nozzle 11a is divided by this vibration. Therefore, when the cleaning liquid discharge valve 52A is closed and an AC voltage is applied to the piezoelectric element 58, droplets of the cleaning liquid (cleaning liquid droplets 103) are sprayed from each nozzle 11a. As a result, a large number of cleaning liquid droplets 103 with uniform particle size are sprayed simultaneously at a uniform speed.

洗浄液ノズル11に供給される洗浄液は、洗浄液クーラ51Cによってゲル化剤の融点よりも低いの温度に冷却されているため、複数の噴射口11aから噴射される複数の洗浄液滴103は、ゲル化剤の融点よりも低い温度(たとえば、5℃以上20℃未満の温度)を有する。
一方、洗浄液排出バルブ52Aが開かれている状態では、洗浄液ノズル11内の洗浄液が、洗浄液排出配管42に排出される。すなわち、洗浄液排出バルブ52Aが開かれている状態では、洗浄液ノズル11内の液圧が十分に上昇していないため、洗浄液ノズル11内の洗浄液は、微細孔である噴射口11aから噴射されずに、洗浄液排出配管42に排出される。したがって、噴射口11aからの洗浄液の吐出は、洗浄液排出バルブ52Aの開閉により制御される。
The cleaning liquid supplied to the cleaning liquid nozzle 11 is cooled by the cleaning liquid cooler 51C to a temperature lower than the melting point of the gelling agent, so that the multiple cleaning liquid droplets 103 sprayed from the multiple nozzles 11a have a temperature lower than the melting point of the gelling agent (for example, a temperature greater than or equal to 5°C and less than 20°C).
On the other hand, when the cleaning liquid discharge valve 52A is open, the cleaning liquid in the cleaning liquid nozzle 11 is discharged to the cleaning liquid discharge pipe 42. That is, when the cleaning liquid discharge valve 52A is open, the liquid pressure in the cleaning liquid nozzle 11 is not sufficiently increased, so that the cleaning liquid in the cleaning liquid nozzle 11 is not sprayed from the injection port 11a, which is a fine hole, and is instead discharged to the cleaning liquid discharge pipe 42. Therefore, the discharge of the cleaning liquid from the injection port 11a is controlled by opening and closing the cleaning liquid discharge valve 52A.

リンス液ノズル12は、リンス液を吐出する単一の吐出口12aを有する。リンス液ノズル12から吐出されるリンス液は、たとえば、DIW等の水である。リンス液は、DIWに限られず、DIW、炭酸水、電解イオン水、希釈濃度(たとえば、1ppm以上で、かつ、100ppm以下)の塩酸水、希釈濃度(たとえば、1ppm以上で、かつ、100ppm以下)のアンモニア水、還元水(水素水)のうちの少なくとも1つを含有する液体である。 The rinse liquid nozzle 12 has a single outlet 12a for discharging the rinse liquid. The rinse liquid discharged from the rinse liquid nozzle 12 is, for example, water such as DIW. The rinse liquid is not limited to DIW, but is a liquid containing at least one of DIW, carbonated water, electrolytic ion water, hydrochloric acid water with a diluted concentration (for example, 1 ppm or more and 100 ppm or less), ammonia water with a diluted concentration (for example, 1 ppm or more and 100 ppm or less), and reduced water (hydrogen water).

ゲル化剤含有液中の溶媒、洗浄液、および、リンス液は、いずれも、水系の液体である。ゲル化剤含有液中の溶媒、洗浄液、および、リンス液として、同じ成分からなる液体(たとえば、DIW)を用いれば、ゲル化剤含有液ノズル10、洗浄液ノズル11、および、リンス液ノズル12に供給するための液体を貯留するためのタンクの数を削減することができる。 The solvent in the gelling agent-containing liquid, the cleaning liquid, and the rinsing liquid are all water-based liquids. If liquids having the same components (e.g., DIW) are used as the solvent in the gelling agent-containing liquid, the cleaning liquid, and the rinsing liquid, the number of tanks for storing the liquids to be supplied to the gelling agent-containing liquid nozzle 10, the cleaning liquid nozzle 11, and the rinsing liquid nozzle 12 can be reduced.

リンス液ノズル12は、リンス液ノズル12にリンス液を案内するリンス液配管43に接続されている。リンス液配管43には、リンス液配管43によって構成されるリンス液流路を開閉するリンス液バルブ53Aと、リンス液流路内のリンス液の流量を調整するリンス液流量調整バルブ53Bと、リンス液流路内のリンス液をゲル化剤の融点以上の温度にまで加熱するリンス液ヒータ53Cとが設けられている。 The rinse liquid nozzle 12 is connected to a rinse liquid pipe 43 that guides the rinse liquid to the rinse liquid nozzle 12. The rinse liquid pipe 43 is provided with a rinse liquid valve 53A that opens and closes the rinse liquid flow path formed by the rinse liquid pipe 43, a rinse liquid flow rate adjustment valve 53B that adjusts the flow rate of the rinse liquid in the rinse liquid flow path, and a rinse liquid heater 53C that heats the rinse liquid in the rinse liquid flow path to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent.

リンス液は、リンス液ヒータ53Cによって、たとえば、30℃よりも高く50℃以下である温度にまで加熱される。リンス液の温度は、40℃以上50℃以下であることが一層好ましい。
リンス液流路に供給されるリンス液がゲル化剤の融点以上の温度に事前に加熱されている場合には、リンス液ヒータ53Cは不要である。
The rinse liquid is heated by the rinse liquid heater 53C to a temperature, for example, higher than 30° C. and not higher than 50° C. It is more preferable that the temperature of the rinse liquid be 40° C. or higher and 50° C. or lower.
When the rinse liquid supplied to the rinse liquid flow path is preheated to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent, the rinse liquid heater 53C is not necessary.

リンス液バルブ53Aが開かれると、リンス液流量調整バルブ53Bの開度に応じた流量で、リンス液が、リンス液ノズル12の吐出口12aから下方に連続流で吐出される。
処理ユニット2は、スピンチャック5に保持された基板Wの下面(下側の主面)に流体を供給する下側流体ノズル13をさらに備える。
下側流体ノズル13は、回転軸22の内部空間と、スピンベース21の上面中央部で開口する貫通孔21aとに挿入されている。下側流体ノズル13の吐出口13aは、スピンベース21の上面から露出されている。下側流体ノズル13の吐出口13aは、基板Wの下面の中央領域に下方から対向する。基板Wの下面の中央領域とは、基板Wの下面において基板Wの回転中心(中央部)を含む領域のことである。
When the rinsing liquid valve 53A is opened, the rinsing liquid is discharged downward in a continuous flow from the discharge port 12a of the rinsing liquid nozzle 12 at a flow rate according to the opening degree of the rinsing liquid flow rate adjustment valve 53B.
The processing unit 2 further includes a lower fluid nozzle 13 that supplies a fluid to the lower surface (lower main surface) of the substrate W held on the spin chuck 5 .
The lower fluid nozzle 13 is inserted into the internal space of the rotation shaft 22 and into a through-hole 21a that opens in the center of the upper surface of the spin base 21. The outlet 13a of the lower fluid nozzle 13 is exposed from the upper surface of the spin base 21. The outlet 13a of the lower fluid nozzle 13 faces a central region of the lower surface of the substrate W from below. The central region of the lower surface of the substrate W refers to a region of the lower surface of the substrate W that includes the center of rotation (central portion) of the substrate W.

下側流体ノズル13は、流体として、たとえば、ゲル化剤の凝固点以下の温度を有する冷却流体と、ゲル化剤の融点以上の温度を有する加熱流体とを、選択的に、基板Wの下面に供給する。冷却流体は、たとえば、5℃以上15℃未満の温度を有する。加熱流体は、たとえば、30℃よりも高く50℃以下である温度を有する。
冷却流体および加熱流体は、たとえば、DIW等の水である。言い換えると、冷却流体は、冷水であり、加熱流体は、温水であってもよい。冷却流体および加熱流体は、水以外の液体であってもよい。冷却流体および加熱流体は、液体である必要はなく、窒素ガス、希ガス等の不活性ガスであってもよい。不活性ガスは、基板Wの主面に対する反応性が無視できるほど低いガスである。
The lower fluid nozzle 13 selectively supplies, as fluid, a cooling fluid having a temperature equal to or lower than the freezing point of the gelling agent, and a heating fluid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent, to the lower surface of the substrate W. The cooling fluid has a temperature, for example, equal to or higher than 5° C. and lower than 15° C. The heating fluid has a temperature, for example, higher than 30° C. and lower than 50° C.
The cooling fluid and the heating fluid are, for example, water such as DIW. In other words, the cooling fluid may be cold water and the heating fluid may be hot water. The cooling fluid and the heating fluid may be liquids other than water. The cooling fluid and the heating fluid do not have to be liquids and may be inert gases such as nitrogen gas and rare gases. The inert gas is a gas whose reactivity with the main surface of the substrate W is negligibly low.

基板Wの下面を冷却流体で冷却することによって、基板Wの下面をゲル化剤の凝固点以下の温度にまで冷却することができる。基板Wの下面への冷却を継続することで、基板Wの全体をゲル化剤の凝固点以下の温度にまで冷却することができる。基板Wを速やかに冷却するためには、冷却流体の温度は、凝固点よりもさらに低い温度(たとえば、5℃以上10℃以下)であることが一層好ましい。基板Wの下面を加熱流体で加熱することによって、基板Wの下面をゲル化剤の融点以上の温度にまで加熱することができる。基板Wの下面への加熱を継続することで、基板Wの全体をゲル化剤の融点以上の温度にまで加熱することができる。基板Wを速やかに加熱するためには、加熱流体の温度は、融点よりもさらに高い温度(たとえば、40℃以上50℃以下)であることが一層好ましい。 By cooling the underside of the substrate W with a cooling fluid, the underside of the substrate W can be cooled to a temperature below the freezing point of the gelling agent. By continuing to cool the underside of the substrate W, the entire substrate W can be cooled to a temperature below the freezing point of the gelling agent. In order to quickly cool the substrate W, it is more preferable that the temperature of the cooling fluid is even lower than the freezing point (for example, 5°C or higher and 10°C or lower). By heating the underside of the substrate W with a heating fluid, the underside of the substrate W can be heated to a temperature above the melting point of the gelling agent. By continuing to heat the underside of the substrate W, the entire substrate W can be heated to a temperature above the melting point of the gelling agent. In order to quickly heat the substrate W, it is more preferable that the temperature of the heating fluid is even higher than the melting point (for example, 40°C or higher and 50°C or lower).

下側流体ノズル13は、ゲル化剤の凝固点以下の温度を有する冷却流体を基板Wの下面(第2主面W2)に向けて吐出する冷却流体ノズルの一例であり、ゲル化剤の融点以上の温度を有する加熱流体を基板Wの下面(第2主面W2)に向けて吐出する加熱流体ノズルの一例である。
下側流体ノズル13は、基板Wの下面(第2主面W2)を冷却する冷却ユニットの一例であり、基板Wの下面(第2主面W2)を加熱する加熱ユニットの一例である。
The lower fluid nozzle 13 is an example of a cooling fluid nozzle that ejects a cooling fluid having a temperature below the freezing point of the gelling agent toward the lower surface (second main surface W2) of the substrate W, and is an example of a heating fluid nozzle that ejects a heating fluid having a temperature above the melting point of the gelling agent toward the lower surface (second main surface W2) of the substrate W.
The lower fluid nozzle 13 is an example of a cooling unit that cools the lower surface (second main surface W2) of the substrate W, and is an example of a heating unit that heats the lower surface (second main surface W2) of the substrate W.

下側流体ノズル13は、下側流体ノズル13に流体を案内する流体配管44に接続されている。流体配管44には、流体配管44に冷却流体を供給する冷却流体配管45、および、流体配管44に加熱流体を供給する加熱流体配管46が接続されている。流体配管44は、ミキシングバルブ(図示せず)を介して冷却流体配管45および加熱流体配管46と接続されていてもよい。 The lower fluid nozzle 13 is connected to a fluid pipe 44 that guides fluid to the lower fluid nozzle 13. A cooling fluid pipe 45 that supplies a cooling fluid to the fluid pipe 44 and a heating fluid pipe 46 that supplies a heating fluid to the fluid pipe 44 are connected to the fluid pipe 44. The fluid pipe 44 may be connected to the cooling fluid pipe 45 and the heating fluid pipe 46 via a mixing valve (not shown).

流体配管44には、流体配管44によって構成される流路を開閉する流体バルブ54が設けられている。冷却流体配管45には、冷却流体配管45によって構成される冷却流体流路を開閉する冷却流体バルブ55Aと、冷却流体流路内の冷却流体の流量を調整する冷却流体流量調整バルブ55Bとが設けられている。加熱流体配管46には、加熱流体配管46によって構成される加熱流体流路を開閉する加熱流体バルブ56Aと、加熱流体流路内の加熱流体の流量を調整する加熱流体流量調整バルブ56Bとが設けられている。 The fluid pipe 44 is provided with a fluid valve 54 that opens and closes the flow path formed by the fluid pipe 44. The cooling fluid pipe 45 is provided with a cooling fluid valve 55A that opens and closes the cooling fluid flow path formed by the cooling fluid pipe 45, and a cooling fluid flow rate adjustment valve 55B that adjusts the flow rate of the cooling fluid in the cooling fluid flow path. The heating fluid pipe 46 is provided with a heating fluid valve 56A that opens and closes the heating fluid flow path formed by the heating fluid pipe 46, and a heating fluid flow rate adjustment valve 56B that adjusts the flow rate of the heating fluid in the heating fluid flow path.

冷却流体配管45には、ゲル化剤の凝固点以下の温度にまで流体を冷却する流体クーラ55Cが設けられている。上述したように、ゲル化剤の融点はゲル化剤の凝固点よりも高い。そのため、ゲル化剤の凝固点以下の温度であれば、当該温度は、ゲル化剤の融点よりも低い。加熱流体配管46には、ゲル化剤の融点以上の温度にまで流体を加熱する流体ヒータ56Cが設けられている。 The cooling fluid pipe 45 is provided with a fluid cooler 55C that cools the fluid to a temperature below the freezing point of the gelling agent. As described above, the melting point of the gelling agent is higher than the freezing point of the gelling agent. Therefore, if the temperature is below the freezing point of the gelling agent, the temperature is lower than the melting point of the gelling agent. The heating fluid pipe 46 is provided with a fluid heater 56C that heats the fluid to a temperature above the melting point of the gelling agent.

冷却流体流路に供給される流体がゲル化剤の凝固点以下の温度に事前に冷却されている場合には、流体クーラ55Cは不要である。加熱流体流路に供給される流体がゲル化剤の融点以上の温度に事前に加熱されている場合には、流体ヒータ56Cは不要である。
図3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。
If the fluid supplied to the cooling fluid flow path is pre-cooled to a temperature below the freezing point of the gelling agent, the fluid cooler 55C is not required. If the fluid supplied to the heating fluid flow path is pre-heated to a temperature above the melting point of the gelling agent, the fluid heater 56C is not required.
3 is a block diagram for explaining a configuration example relating to control of the substrate processing apparatus 1. The controller 3 includes a microcomputer, and controls controlled objects included in the substrate processing apparatus 1 according to a predetermined control program.

具体的には、コントローラ3は、プロセッサ3A(CPU)と、制御プログラムが格納されたメモリ3Bとを含む。コントローラ3は、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。とくに、コントローラ3は、第1搬送ロボットIR、第2搬送ロボットCR、回転駆動機構23、第1ノズル移動機構35、第2ノズル移動機構36、第3ノズル移動機構37、リンス液ヒータ53C、流体ヒータ56C、洗浄液クーラ51C、流体クーラ55C、洗浄液ポンプ51B、電圧印加ユニット59、ゲル化剤含有液バルブ50A、ゲル化剤含有液流量調整バルブ50B、洗浄液供給バルブ51A、洗浄液排出バルブ52A、リンス液バルブ53A、リンス液流量調整バルブ53B、流体バルブ54、冷却流体バルブ55A、冷却流体流量調整バルブ55B、加熱流体バルブ56A、加熱流体流量調整バルブ56B等を制御するようにプログラムされている。 Specifically, the controller 3 includes a processor 3A (CPU) and a memory 3B in which a control program is stored. The controller 3 is configured to execute various controls for substrate processing by the processor 3A executing the control program. In particular, the controller 3 is programmed to control the first transport robot IR, the second transport robot CR, the rotation drive mechanism 23, the first nozzle moving mechanism 35, the second nozzle moving mechanism 36, the third nozzle moving mechanism 37, the rinse liquid heater 53C, the fluid heater 56C, the cleaning liquid cooler 51C, the fluid cooler 55C, the cleaning liquid pump 51B, the voltage application unit 59, the gelling agent-containing liquid valve 50A, the gelling agent-containing liquid flow rate control valve 50B, the cleaning liquid supply valve 51A, the cleaning liquid discharge valve 52A, the rinse liquid valve 53A, the rinse liquid flow rate control valve 53B, the fluid valve 54, the cooling fluid valve 55A, the cooling fluid flow rate control valve 55B, the heating fluid valve 56A, the heating fluid flow rate control valve 56B, and the like.

コントローラ3によってバルブが制御されることによって、対応するノズルからの流体の吐出の有無や、対応するノズルからの流体の吐出流量が制御される。後述する図6に示す各工程は、コントローラ3が基板処理装置1に備えられる各部材を制御することにより実行される。言い換えると、コントローラ3は、後述する図6に示す各工程を実行するようにプログラムされている。 The controller 3 controls the valves to control whether or not fluid is discharged from the corresponding nozzle and the flow rate of the fluid discharged from the corresponding nozzle. Each process shown in FIG. 6, which will be described later, is executed by the controller 3 controlling each member provided in the substrate processing apparatus 1. In other words, the controller 3 is programmed to execute each process shown in FIG. 6, which will be described later.

<処理対象となる基板の構成>
次に、基板処理装置1に用いられる基板Wの構成について説明する。
基板処理装置1に用いられる基板Wの第1主面W1は、たとえば、平坦面である。基板処理装置1に用いられる基板Wの第1主面W1は、たとえば、シリコン(Si)、窒化シリコン(SiN)、酸化シリコン(SiO)、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ゲルマニウム(Ge)、窒素ドープドシリコンカーバイド(SiCN)、タングステン(W)、窒化チタン(TiN)、コバルト(Co)、銅(Cu)、ルテニウム(Ru)およびアモルファスカーボン(a-C)のうちの一種またはこれらのうちの複数種が露出する面である。
<Configuration of substrate to be processed>
Next, the configuration of the substrate W used in the substrate processing apparatus 1 will be described.
The first main surface W1 of the substrate W used in the substrate processing apparatus 1 is, for example, a flat surface. The first main surface W1 of the substrate W used in the substrate processing apparatus 1 is, for example, a surface on which one or a plurality of types of silicon (Si), silicon nitride (SiN), silicon oxide (SiO 2 ), silicon germanium (SiGe), germanium (Ge), nitrogen-doped silicon carbide (SiCN), tungsten (W), titanium nitride (TiN), cobalt (Co), copper (Cu), ruthenium (Ru), and amorphous carbon (a-C) are exposed.

第1主面W1は、疎水面であってもよいし、親水面であってもよい。疎水面は、親水面よりも疎水性が高い(親水性が低い)面である。疎水面に対するDIWの接触角は、親水面に対するDIWの接触角よりも大きい。
第1主面W1に対するDIWの接触角は、第1主面W1から露出する成分と、第1主面W1の形状とに依存する。第1主面W1から露出する成分の疎水性が高ければ、接触角は大きくなる。第1主面W1に微細な凹凸が形成されていれば、接触角は大きくなる。
The first main surface W1 may be a hydrophobic surface or a hydrophilic surface. A hydrophobic surface is a surface that is more hydrophobic (less hydrophilic) than a hydrophilic surface. The contact angle of the DIW with respect to the hydrophobic surface is larger than the contact angle of the DIW with respect to the hydrophilic surface.
The contact angle of the DIW with respect to the first main surface W1 depends on the components exposed from the first main surface W1 and the shape of the first main surface W1. If the components exposed from the first main surface W1 are highly hydrophobic, the contact angle is large. If fine irregularities are formed on the first main surface W1, the contact angle is large.

たとえば、第1主面W1から、SiCN、TiN、Si、a-C、Ru等が露出する場合には、第1主面W1に対するDIWの接触角が40°以上となることがある。第1主面W1からSiやTiNが露出する場合には、酸化剤を含有するAPM(ammonia-hydrogen peroxide mixture:アンモニア過酸化水素混合液)液等の薬液で処理することで、第1主面W1の接触角を40°未満に低下させることができる。 For example, when SiCN, TiN, Si, a-C, Ru, etc. are exposed from the first main surface W1, the contact angle of the DIW with the first main surface W1 may be 40° or more. When Si or TiN is exposed from the first main surface W1, the contact angle of the first main surface W1 can be reduced to less than 40° by treating it with a chemical solution such as APM (ammonia-hydrogen peroxide mixture) solution that contains an oxidizer.

基板処理装置1に用いられる基板Wの代表的なものとして、たとえば、研磨剤(スラリー)を用いたCMPが実行された基板が挙げられる。CMPが実行されることによって第1主面W1が平坦面にされてる。
図4は、基板処理装置1の処理対象の一例である基板Wの断面図である。図4に示す基板Wは、酸化セリウム(CeO)を研磨剤とするCMPを素子分離層に施した後の基板Wである。素子分離層は、基板Wの主面に形成されるデバイス同士を電気的に分離するための絶縁体層である。
A typical example of the substrate W used in the substrate processing apparatus 1 is a substrate that has been subjected to CMP using an abrasive (slurry). The first main surface W1 is made flat by performing CMP.
Fig. 4 is a cross-sectional view of a substrate W, which is an example of a processing target of the substrate processing apparatus 1. The substrate W shown in Fig. 4 is a substrate W after CMP using cerium oxide (CeO 2 ) as an abrasive is applied to an element isolation layer. The element isolation layer is an insulating layer for electrically isolating devices formed on a main surface of the substrate W from each other.

図4に示す基板Wは、半導体層70と、半導体層70上に形成された第1絶縁体層71と、半導体層70および第1絶縁体層71に亘って形成された複数のトレンチ72と、複数のトレンチ72にそれぞれ埋設される複数の第2絶縁体層73とを含む。トレンチ72は、第1絶縁体層71を貫通している。トレンチ72は、半導体層70によって区画される底部72aを有する。 The substrate W shown in FIG. 4 includes a semiconductor layer 70, a first insulator layer 71 formed on the semiconductor layer 70, a plurality of trenches 72 formed across the semiconductor layer 70 and the first insulator layer 71, and a plurality of second insulator layers 73 embedded in the plurality of trenches 72. The trenches 72 penetrate the first insulator layer 71. The trenches 72 have a bottom 72a defined by the semiconductor layer 70.

半導体層70は、たとえば、ポリシリコン層である。第1絶縁体層71は、たとえば、窒化シリコン層(SiN層)であり、第2絶縁体層73は、酸化シリコン層(SiO層)である。第2絶縁体層73は、素子分離層である。図4に示す基板Wの第1主面W1からは、第1絶縁体層71および第2絶縁体層73が露出している。そのため、基板Wの第1主面W1からは、窒化シリコンおよび酸化シリコンが露出している。 The semiconductor layer 70 is, for example, a polysilicon layer. The first insulator layer 71 is, for example, a silicon nitride layer (SiN layer), and the second insulator layer 73 is, for example, a silicon oxide layer ( SiO2 layer). The second insulator layer 73 is an element isolation layer. The first insulator layer 71 and the second insulator layer 73 are exposed from the first main surface W1 of the substrate W shown in FIG. 4. Therefore, silicon nitride and silicon oxide are exposed from the first main surface W1 of the substrate W.

図4に示す基板Wの第1主面W1には、除去対象物80として、研磨残渣が付着している。研磨残渣は、研磨剤である酸化セリウムと、第1絶縁体層71および第2絶縁体層73が研磨される際に生じたパーティクルとを含む。
図5は、基板処理装置1の処理対象の別の例である基板Wの断面図である。図5に示す基板Wは、酸化シリコンを研磨剤とするCMPを低誘電率層(Low-k層)に施した後の基板Wである。
4, polishing residues are attached to the first main surface W1 of the substrate W as removal objects 80. The polishing residues include cerium oxide, which is an abrasive, and particles generated when the first insulator layer 71 and the second insulator layer 73 are polished.
Fig. 5 is a cross-sectional view of a substrate W, which is another example of a processing target of the substrate processing apparatus 1. The substrate W shown in Fig. 5 is a substrate W after CMP using silicon oxide as an abrasive is performed on a low dielectric constant layer (low-k layer).

図5に示す基板Wは、絶縁体層75と、絶縁体層75に形成された複数のトレンチ76と、複数のトレンチ76にそれぞれ埋設される金属層77とを含む。トレンチ76は、絶縁体層によって区画される底部76aを有する。
絶縁体層75は、低誘電率層であり、たとえば、酸化シリコンよりも誘電率が低い窒素ドープドシリコンカーバイド層(SiCN層)である。金属層77は、たとえば、銅層(Cu層)である。図5に示す基板Wの第1主面W1からは、絶縁体層75および金属層77が露出している。そのため、基板Wの第1主面W1からはSiCN層およびCu層が露出している。
5 includes an insulator layer 75, a plurality of trenches 76 formed in the insulator layer 75, and a metal layer 77 embedded in each of the plurality of trenches 76. The trenches 76 have a bottom 76a defined by the insulator layer.
The insulator layer 75 is a low dielectric constant layer, for example, a nitrogen-doped silicon carbide layer (SiCN layer) having a dielectric constant lower than that of silicon oxide. The metal layer 77 is, for example, a copper layer (Cu layer). The insulator layer 75 and the metal layer 77 are exposed from the first main surface W1 of the substrate W shown in FIG. 5. Therefore, the SiCN layer and the Cu layer are exposed from the first main surface W1 of the substrate W.

図5に示す基板Wの第1主面W1には、除去対象物80として、研磨残渣が付着している。研磨残渣は、研磨剤である酸化シリコンと、絶縁体層および金属層77が研磨される際に生じたパーティクルとを含む。
図4に示す基板Wの第1主面W1および図5に示す基板Wの第1主面W1に付着している研磨残渣は、第1主面W1と化学結合しており、研磨剤および研磨残渣を第1主面W1から除去するためには比較的強力な物理力を付与する必要がある。さらに研磨残渣の大きさは、比較的小さく、たとえば、第1主面W1上を流れる洗浄液の境界層厚さよりも小さい。研磨残渣の粒径は、具体的には、20nm以下である。
5, polishing residues are attached to the first main surface W1 of the substrate W as objects to be removed 80. The polishing residues include silicon oxide, which is an abrasive, and particles generated when the insulator layer and the metal layer 77 are polished.
The polishing residues adhering to the first main surface W1 of the substrate W shown in Fig. 4 and the first main surface W1 of the substrate W shown in Fig. 5 are chemically bonded to the first main surface W1, and a relatively strong physical force must be applied to remove the abrasive and the polishing residues from the first main surface W1. Furthermore, the size of the polishing residues is relatively small, for example, smaller than the boundary layer thickness of the cleaning liquid flowing on the first main surface W1. The particle size of the polishing residues is specifically 20 nm or less.

基板処理装置1の処理対象となる基板Wは、図4に示す基板Wおよび図5に示す基板Wには限られない。基板Wは、CMPが施された基板Wである必要はなく、必ずしも第1主面W1が平坦面でなくてもよい。また、第1主面W1は、CMP以外の手法によって形成された平坦面であってもよい。
なお、基板Wの第2主面W2は、第1主面W1と同様の構成を有していてもよいし、第1主面W1とは異なる構成を有していてもよい。
The substrate W to be processed by the substrate processing apparatus 1 is not limited to the substrate W shown in Fig. 4 and the substrate W shown in Fig. 5. The substrate W does not need to be a substrate W that has been subjected to CMP, and the first main surface W1 does not necessarily need to be a flat surface. In addition, the first main surface W1 may be a flat surface formed by a method other than CMP.
The second main surface W2 of the substrate W may have a similar configuration to the first main surface W1, or may have a different configuration from the first main surface W1.

<基板処理の一例>
図6は、基板処理装置1によって実行される基板処理の一例を説明するためのフローチャートである。図6には、主として、コントローラ3がプログラムを実行することによって実現される処理が示されている。
基板処理装置1による基板処理では、たとえば、図6に示すように、基板搬入工程(ステップS1)、ゲル化剤含有液供給工程(ステップS2)、ゲル化工程(ステップS3)、物理洗浄工程(ステップS4)、リンス工程(ステップS5)、スピンドライ工程(ステップS6)および基板搬出工程(ステップS7)がこの順番で実行される。
<Example of substrate processing>
Fig. 6 is a flow chart for explaining an example of substrate processing executed by the substrate processing apparatus 1. Fig. 6 mainly shows processing that is realized by the controller 3 executing a program.
In substrate processing by the substrate processing apparatus 1, for example, as shown in FIG. 6, a substrate loading step (step S1), a gelling agent-containing liquid supplying step (step S2), a gelling step (step S3), a physical cleaning step (step S4), a rinsing step (step S5), a spin drying step (step S6), and a substrate unloading step (step S7) are performed in this order.

図7A~図7Dは、基板処理の各工程の様子を説明するための模式図である。以下では、図2および図6を主に参照し、基板処理の詳細について説明する。図7A~図7Dについては適宜参照する。
まず、未処理の基板Wは、第2搬送ロボットCR(図1を参照)によってキャリアCから処理ユニット2に搬入され、スピンチャック5に渡される(基板搬入工程:ステップS1)。これにより、基板Wは、スピンチャック5によって水平に保持される(基板保持工程)。この基板処理では、基板Wは、第1主面W1が上面となるように保持される。基板Wは、スピンドライ工程(ステップS6)が終了するまで、スピンチャック5によって保持され続ける。スピンチャック5に基板Wが保持されている状態で、回転駆動機構23が基板Wの回転を開始する(基板回転工程)。
7A to 7D are schematic diagrams for explaining the state of each step of the substrate processing. Details of the substrate processing will be explained below mainly with reference to Fig. 2 and Fig. 6. Fig. 7A to Fig. 7D will be referred to as appropriate.
First, an unprocessed substrate W is carried into the processing unit 2 from the carrier C by the second transport robot CR (see FIG. 1) and handed over to the spin chuck 5 (substrate carrying-in process: step S1). As a result, the substrate W is held horizontally by the spin chuck 5 (substrate holding process). In this substrate processing, the substrate W is held so that the first main surface W1 faces up. The substrate W continues to be held by the spin chuck 5 until the spin dry process (step S6) is completed. With the substrate W held by the spin chuck 5, the rotary drive mechanism 23 starts rotating the substrate W (substrate rotation process).

搬送ロボットが処理ユニット2外に退避した後、基板Wの上面にゲル化剤含有液を供給するゲル化剤含有液供給工程(ステップS2)が実行される。
具体的には、第1ノズル移動機構35が、ゲル化剤含有液ノズル10を処理位置に移動させる。ゲル化剤含有液ノズル10が処理位置に位置する状態で、ゲル化剤含有液バルブ50Aが開かれる。これにより、図7Aに示すように、基板Wの上面に向けて、ゲル化剤含有液ノズル10からゲル化剤含有液の連続流が吐出(供給)される(ゲル化剤含有液吐出工程、ゲル化剤含有液供給工程)。ゲル化剤含有液ノズル10から吐出されたゲル化剤含有液は、基板Wの上面に着液する。基板Wの上面に着液したゲル化剤含有液は、着液点から基板Wの上面の周縁に向かって放射状に広がる。
After the transport robot retreats to the outside of the processing unit 2, a gelling agent-containing liquid supplying step (step S2) of supplying a gelling agent-containing liquid onto the upper surface of the substrate W is performed.
Specifically, the first nozzle movement mechanism 35 moves the gelling agent-containing liquid nozzle 10 to the processing position. With the gelling agent-containing liquid nozzle 10 positioned at the processing position, the gelling agent-containing liquid valve 50A is opened. As a result, as shown in Fig. 7A, a continuous flow of gelling agent-containing liquid is discharged (supplied) from the gelling agent-containing liquid nozzle 10 toward the upper surface of the substrate W (gelling agent-containing liquid discharge step, gelling agent-containing liquid supply step). The gelling agent-containing liquid discharged from the gelling agent-containing liquid nozzle 10 lands on the upper surface of the substrate W. The gelling agent-containing liquid that has landed on the upper surface of the substrate W spreads radially from the landing point toward the periphery of the upper surface of the substrate W.

この基板処理では、ゲル化剤含有液ノズル10の処理位置は、中央位置である。そのため、ゲル化剤含有液は、基板Wの上面の中央領域に着液する。この実施形態とは異なり、ゲル化剤含有液ノズル10は、基板Wの上面に沿って水平移動しながらゲル化剤含有液を吐出してもよい。
ゲル化剤含有液供給工程(ステップS2)の後、基板Wを冷却して基板Wの上面上のゲル化剤含有液をゲル化させるゲル化工程(ステップS3)が実行される。
In this substrate processing, the processing position of the gelling-agent-containing liquid nozzle 10 is the central position. Therefore, the gelling-agent-containing liquid lands in the central region of the upper surface of the substrate W. Unlike this embodiment, the gelling-agent-containing liquid nozzle 10 may eject the gelling-agent-containing liquid while moving horizontally along the upper surface of the substrate W.
After the gelling agent-containing liquid supplying step (step S2), a gelling step (step S3) is carried out in which the substrate W is cooled to gel the gelling agent-containing liquid on the upper surface of the substrate W.

具体的には、ゲル化剤含有液バルブ50Aを閉じてゲル化剤含有液の吐出を停止させ、その代わりに、流体バルブ54および冷却流体バルブ55Aが開かれる。これにより、図7Bに示すように、基板Wの下面に向けて下側流体ノズル13から冷水等の冷却流体が吐出(供給)される(冷却流体吐出工程、冷却流体供給工程)。ゲル化剤含有液バルブ50Aが閉じられた後、第1ノズル移動機構35が、ゲル化剤含有液ノズル10を退避位置に移動させる。 Specifically, the gelling-agent-containing liquid valve 50A is closed to stop the discharge of the gelling-agent-containing liquid, and instead, the fluid valve 54 and the cooling fluid valve 55A are opened. As a result, as shown in Fig. 7B, a cooling fluid such as cold water is discharged (supplied) from the lower fluid nozzle 13 toward the lower surface of the substrate W (cooling fluid discharge step, cooling fluid supply step). After the gelling-agent-containing liquid valve 50A is closed, the first nozzle moving mechanism 35 moves the gelling-agent-containing liquid nozzle 10 to the retracted position.

下側流体ノズル13から吐出された冷却流体は、基板Wの下面の中央領域に着液(衝突)する。冷却流体は、遠心力の作用によって、基板Wの下面の全体に広がる。これにより、冷却流体によって下方(第2主面W2側)から基板Wが冷却され、基板Wを介してゲル化剤含有液が冷却される。すなわち、基板Wの下面(第2主面W2)が冷却流体によって冷却されることによって、基板Wの上面上のゲル化剤含有液が冷却される(第2主面冷却工程)。基板Wの上面上のゲル化剤含有液が冷却によってゲル化し、基板Wの上面のほぼ全体を覆うゲル膜81が基板Wの上面上に形成される(ゲル化工程、ゲル膜形成工程)。 The cooling fluid discharged from the lower fluid nozzle 13 lands (collides) on the central region of the lower surface of the substrate W. The cooling fluid spreads over the entire lower surface of the substrate W due to the action of centrifugal force. As a result, the substrate W is cooled from below (the second main surface W2 side) by the cooling fluid, and the gelling agent-containing liquid is cooled through the substrate W. That is, the gelling agent-containing liquid on the upper surface of the substrate W is cooled by the cooling of the lower surface (second main surface W2) of the substrate W by the cooling fluid (second main surface cooling process). The gelling agent-containing liquid on the upper surface of the substrate W gels due to cooling, and a gel film 81 that covers almost the entire upper surface of the substrate W is formed on the upper surface of the substrate W (gelling process, gel film formation process).

基板Wの下面を冷却すれば、基板W以外の部材をゲル化剤含有液に接触させることなく、基板Wを介して基板W上のゲル化剤含有液を冷却できる。したがって、ゲル化剤含有液への不純物の混入を抑制しつつ、ゲル化剤含有液を効率良く冷却できる。
冷却流体は、流体クーラ55Cによってゲル化剤の凝固点以下の温度にまで冷却されている。そのため、冷却流体を基板Wの下面に供給することによって、基板W上のゲル化剤含有液の温度がゲル化剤の凝固点以下の温度にまで低下する。これにより、ゲル化剤含有液のゲル化を促進できる。このように、下側流体ノズル13の冷却流体の供給という簡易な手法で、基板Wの第2主面W2を冷却できる。
By cooling the underside of the substrate W, the gelling-agent-containing liquid on the substrate W can be cooled via the substrate W without bringing any member other than the substrate W into contact with the gelling-agent-containing liquid. Therefore, the gelling-agent-containing liquid can be efficiently cooled while preventing impurities from being mixed into the gelling-agent-containing liquid.
The cooling fluid is cooled to a temperature below the freezing point of the gelling agent by the fluid cooler 55C. Therefore, by supplying the cooling fluid to the lower surface of the substrate W, the temperature of the gelling agent-containing liquid on the substrate W is reduced to a temperature below the freezing point of the gelling agent. This can promote gelation of the gelling agent-containing liquid. In this way, the second main surface W2 of the substrate W can be cooled by the simple method of supplying the cooling fluid from the lower fluid nozzle 13.

基板W上のゲル化剤含有液は、基板Wの回転に起因する遠心力の作用によって、基板Wの上面外へ排出される。そのため、基板Wの上面上のゲル化剤含有液の液膜が薄膜化される(薄膜化工程)。基板W上のゲル化剤含有液の量が低減されることによって、ゲル化剤含有液の液膜の全体の温度が低下し易くなる。つまり、ゲル化剤含有液のゲル化が促進される。 The gelling agent-containing liquid on the substrate W is discharged outside the upper surface of the substrate W by the action of centrifugal force caused by the rotation of the substrate W. As a result, the liquid film of the gelling agent-containing liquid on the upper surface of the substrate W is thinned (thinning process). By reducing the amount of gelling agent-containing liquid on the substrate W, the temperature of the entire liquid film of the gelling agent-containing liquid is more likely to decrease. In other words, gelation of the gelling agent-containing liquid is promoted.

ゲル化工程(ステップS3)の後、基板W上にゲル膜81が形成されている状態の基板Wを冷却しながら、ゲル膜81が形成されている状態の基板Wの上面に向けて洗浄液を噴射して基板Wの上面を洗浄する物理洗浄工程(ステップS4)が実行される。
具体的には、第2ノズル移動機構36が洗浄液ノズル11を処理位置に移動させる。洗浄液ノズル11が処理位置に位置する状態で、洗浄液排出バルブ52Aが閉じられ、かつ、圧電素子58に交流電圧が印加される。これにより、図7Cに示すように、基板Wの上面に向けて複数の洗浄液滴103が洗浄液ノズル11から噴射される(洗浄液噴射工程、液滴噴射工程)。そして、流体バルブ54および冷却流体バルブ55Aが閉じられて、基板Wの下面への冷却流体の供給が停止される。
After the gelation process (step S3), a physical cleaning process (step S4) is performed in which, while cooling the substrate W with the gel film 81 formed thereon, a cleaning liquid is sprayed toward the upper surface of the substrate W with the gel film 81 formed thereon to clean the upper surface of the substrate W.
Specifically, the second nozzle moving mechanism 36 moves the cleaning liquid nozzle 11 to the processing position. With the cleaning liquid nozzle 11 in the processing position, the cleaning liquid discharge valve 52A is closed, and an AC voltage is applied to the piezoelectric element 58. As a result, as shown in Fig. 7C, a plurality of cleaning liquid droplets 103 are sprayed from the cleaning liquid nozzle 11 toward the upper surface of the substrate W (cleaning liquid spraying step, droplet spraying step). Then, the fluid valve 54 and the cooling fluid valve 55A are closed, and the supply of the cooling fluid to the lower surface of the substrate W is stopped.

洗浄液ノズル11から噴射された複数の洗浄液滴103は、基板Wの上面上のゲル膜81に衝突する。複数の洗浄液滴103がゲル膜81に衝突することによって、ゲル膜81が分裂しながら基板Wの上面から引き離される。
基板Wの上面に衝突した洗浄液滴103は、基板Wの上面の周縁に向かう放射状の液流(洗浄液流104)を基板Wの上面上で形成する。そのため、基板Wの上面に着液した洗浄液は、着液点から基板Wの上面の周縁に向かって広がる。分裂し基板Wの上面から引き離されたゲル膜81は、洗浄液流104によって基板Wの上面から排除される。すなわち、洗浄液滴103の物理力が作用することによって、基板Wの上面が洗浄される(物理洗浄工程)。
The cleaning liquid droplets 103 jetted from the cleaning liquid nozzle 11 collide with the gel film 81 on the upper surface of the substrate W. As the cleaning liquid droplets 103 collide with the gel film 81, the gel film 81 is separated from the upper surface of the substrate W while being split.
The cleaning liquid droplets 103 that collide with the upper surface of the substrate W form radial liquid flows (cleaning liquid flows 104) on the upper surface of the substrate W toward the periphery of the upper surface of the substrate W. Therefore, the cleaning liquid that has landed on the upper surface of the substrate W spreads from the landing point toward the periphery of the upper surface of the substrate W. The gel film 81 that has split and been detached from the upper surface of the substrate W is removed from the upper surface of the substrate W by the cleaning liquid flows 104. That is, the upper surface of the substrate W is cleaned by the physical force of the cleaning liquid droplets 103 (physical cleaning process).

この基板処理では、洗浄液ノズル11の処理位置は、中央位置である。そのため、洗浄液は、基板Wの上面の中央領域に着液する。この実施形態とは異なり、洗浄液ノズル11は、基板Wの上面に沿って水平移動しながら洗浄液を吐出してもよい。
複数の洗浄液滴103を基板Wの上面に向けて噴射することによって、洗浄液滴103がゲル膜81に衝突する度にゲル膜81に物理力が作用する。この基板処理とは異なり、洗浄液の連続流を基板Wの上面に向けて噴射する場合には、洗浄液の連続流が最初にゲル膜81に衝突する際に比較的大きな物理力がゲル膜81に作用するが、その後にゲル膜81に作用する物理力は比較的小さい。
In this substrate processing, the processing position of the cleaning liquid nozzle 11 is the central position. Therefore, the cleaning liquid lands in the central region of the upper surface of the substrate W. Unlike this embodiment, the cleaning liquid nozzle 11 may eject the cleaning liquid while moving horizontally along the upper surface of the substrate W.
By spraying a plurality of cleaning liquid droplets 103 toward the upper surface of the substrate W, a physical force acts on the gel film 81 every time the cleaning liquid droplets 103 collide with the gel film 81. In contrast to this substrate processing, when a continuous flow of cleaning liquid is sprayed toward the upper surface of the substrate W, a relatively large physical force acts on the gel film 81 when the continuous flow of cleaning liquid first collides with the gel film 81, but the physical force acting on the gel film 81 thereafter is relatively small.

したがって、複数の洗浄液滴103を基板Wの上面に向けて噴射すれば、洗浄液の連続流を基板Wの上面に向けて噴射する場合と比較して、ゲル膜81に安定的に物理力を付与することができる。その結果、ゲル膜81を短時間で分裂させ、ゲル膜81を除去対象物80とともに短時間で第1主面W1外へ排出できる。
洗浄液は、洗浄液クーラ51Cによって、ゲル化剤の融点よりも低い温度に維持されている。そのため、洗浄液とゲル膜81との接触に起因するゲル膜81の温度上昇を抑制できる。したがって、ゲル膜81がゾル化することを抑制できる。
Therefore, by jetting a plurality of cleaning liquid droplets 103 toward the upper surface of the substrate W, a physical force can be applied to the gel film 81 more stably than in the case of jetting a continuous flow of the cleaning liquid toward the upper surface of the substrate W. As a result, the gel film 81 can be split in a short time, and the gel film 81 can be discharged outside the first main surface W1 together with the object to be removed 80 in a short time.
The cleaning liquid is maintained at a temperature lower than the melting point of the gelling agent by the cleaning liquid cooler 51C. This makes it possible to suppress a rise in temperature of the gel film 81 caused by contact between the cleaning liquid and the gel film 81. This makes it possible to suppress the gel film 81 from becoming a sol.

物理洗浄工程(ステップS4)の後、ゲル化剤の融点以上の温度にまで基板Wを加熱し、かつ、基板Wの上面に向けてリンス液を供給するリンス工程(ステップS5)が実行される。
具体的には、洗浄液排出バルブ52Aが開かれ、かつ、圧電素子58への電流の印加が停止される。これにより、洗浄液ノズル11からの洗浄液滴103噴射が停止される。洗浄液ノズル11からの洗浄液滴103の噴射が停止された後、第2ノズル移動機構36が、洗浄液ノズル11を退避位置に移動させる。
After the physical cleaning step (step S4), a rinsing step (step S5) is performed in which the substrate W is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent and a rinsing liquid is supplied toward the upper surface of the substrate W.
Specifically, the cleaning liquid discharge valve 52A is opened, and the application of current to the piezoelectric element 58 is stopped, thereby stopping the ejection of the cleaning liquid droplets 103 from the cleaning liquid nozzle 11. After the ejection of the cleaning liquid droplets 103 from the cleaning liquid nozzle 11 is stopped, the second nozzle movement mechanism 36 moves the cleaning liquid nozzle 11 to the retracted position.

一方、第3ノズル移動機構37が、リンス液ノズル12を処理位置に移動させる。リンス液ノズル12が処理位置に位置する状態で、リンス液バルブ53Aが開かれる。これにより、図7Dに示すように、リンス液ノズル12からリンス液の連続流が基板Wの上面へ向けて吐出(供給)される(リンス液吐出工程、リンス液供給工程)。リンス液ノズル12から吐出されたリンス液は、基板Wの上面に着液する。基板Wの上面に着液したリンス液は、着液点から基板Wの上面の周縁に向かって放射状に広がる。 Meanwhile, the third nozzle movement mechanism 37 moves the rinsing liquid nozzle 12 to the processing position. With the rinsing liquid nozzle 12 positioned at the processing position, the rinsing liquid valve 53A is opened. As a result, as shown in FIG. 7D, a continuous flow of rinsing liquid is discharged (supplied) from the rinsing liquid nozzle 12 toward the upper surface of the substrate W (rinsing liquid discharge process, rinsing liquid supply process). The rinsing liquid discharged from the rinsing liquid nozzle 12 lands on the upper surface of the substrate W. The rinsing liquid that has landed on the upper surface of the substrate W spreads radially from the landing point toward the periphery of the upper surface of the substrate W.

この基板処理では、リンス液ノズル12の処理位置は、中央位置である。そのため、リンス液は、基板Wの上面の中央領域に着液する。この実施形態とは異なり、リンス液ノズル12は、基板Wの上面に沿って水平移動しながらリンス液を吐出してもよい。
洗浄液による物理洗浄後においても、ゲルが基板Wの上面に付着してる場合がある。物理洗浄後においても基板Wの上面に付着してるゲルを、ゲル膜残渣という。ゲル膜残渣は、ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液によって加熱されてゾル化され、ゲル化剤含有液に変化する(ゾル化工程)。リンス液は基板Wの上面上で放射状に広がる液流を形成するため、ゾル化によって形成されたゲル化剤含有液をリンス液中に分散させながらリンス液とともに基板Wの上面外へ排出できる。これにより、基板Wの上面にゲルが残存することを抑制できる。
In this substrate processing, the processing position of the rinsing liquid nozzle 12 is the central position. Therefore, the rinsing liquid lands in a central region of the upper surface of the substrate W. Unlike this embodiment, the rinsing liquid nozzle 12 may eject the rinsing liquid while moving horizontally along the upper surface of the substrate W.
Even after physical cleaning with a cleaning liquid, gel may remain on the upper surface of the substrate W. The gel remaining on the upper surface of the substrate W even after physical cleaning is called gel film residue. The gel film residue is heated by a rinsing liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent, so that it is converted into a gelling agent-containing liquid (solization process). The rinsing liquid forms a liquid flow that spreads radially on the upper surface of the substrate W, so that the gelling agent-containing liquid formed by the solation can be dispersed in the rinsing liquid and discharged outside the upper surface of the substrate W together with the rinsing liquid. This makes it possible to prevent gel from remaining on the upper surface of the substrate W.

なお、リンス液によって基板W上のゲル膜残渣の全てがゾル化する必要はなく、ゲル膜残渣の一部はリンス液の液流によって基板Wの上面から押し出されてもよい。
次に、基板Wを高速回転させて基板Wの上面を乾燥させるスピンドライ工程(ステップS6)が実行される。具体的には、リンス液バルブ53Aが閉じられる。これにより、基板Wの上面へのリンス液の供給が停止される。
It is not necessary for all of the gel film residue on the substrate W to be converted into a sole by the rinsing liquid, and part of the gel film residue may be pushed out from the upper surface of the substrate W by the flow of the rinsing liquid.
Next, a spin dry process (step S6) is performed in which the substrate W is rotated at high speed to dry the upper surface of the substrate W. Specifically, the rinsing liquid valve 53A is closed. This stops the supply of the rinsing liquid to the upper surface of the substrate W.

そして、回転駆動機構23が基板Wの回転を加速し、基板Wを高速回転(たとえば、1500rpm)させる。それによって、大きな遠心力が基板Wに付着している流体(リンス液等)に作用し、これらの流体が基板Wの周囲に振り切られる。
スピンドライ工程(ステップS6)の後、回転駆動機構23が基板Wの回転を停止させる。その後、第2搬送ロボットCR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を受け取って、処理ユニット2外へと搬出する(基板搬出工程:ステップS7)。その基板Wは、第2搬送ロボットCRから第1搬送ロボットIRへと渡され、第1搬送ロボットIRによって、キャリアCに収納される。
Then, the rotation drive mechanism 23 accelerates the rotation of the substrate W, rotating the substrate W at high speed (for example, 1500 rpm). As a result, a large centrifugal force acts on the fluids (rinse liquid, etc.) adhering to the substrate W, and the fluids are thrown off around the substrate W.
After the spin dry step (step S6), the rotation drive mechanism 23 stops the rotation of the substrate W. Thereafter, the second transport robot CR enters the processing unit 2, receives the processed substrate W from the spin chuck 5, and unloads it from the processing unit 2 (substrate unloading step: step S7). The substrate W is transferred from the second transport robot CR to the first transport robot IR, and is stored in the carrier C by the first transport robot IR.

次に、基板処理中の第1主面W1付近の様子の変化の一例について説明する。図8A~図8Gは、基板処理中の基板Wの第1主面W1付近の様子を説明するための模式図である。
第2搬送ロボットCRからスピンチャック5に渡される基板Wの第1主面W1には、図8Aに示すように、除去対象物80が付着している。図8Bに示すように、第1主面W1にゲル化剤含有液が供給されることによって、除去対象物80にゲル化剤含有液が接触する。
Next, an example of a change in the state near the first main surface W1 during substrate processing will be described. Figures 8A to 8G are schematic views for explaining the state near the first main surface W1 of the substrate W during substrate processing.
As shown in Fig. 8A, a removal target 80 is attached to the first main surface W1 of the substrate W transferred from the second transport robot CR to the spin chuck 5. As shown in Fig. 8B, the gelling-agent-containing liquid is supplied to the first main surface W1, so that the gelling-agent-containing liquid comes into contact with the removal target 80.

第1主面W1上のゲル化剤含有液を冷却してゲル化することによって、図8Cに示すように、第1主面W1にゲル膜81が形成される。
この基板処理では、ゲル膜81を第1主面W1に載置するのではなく、除去対象物80にゲル化剤含有液が接触する状態で、第1主面W1上でゲル化剤含有液をゲル化してゲル膜81を形成する。そのため、ゲル膜81を除去対象物80に密着させて、除去対象物80をゲル膜81に強固に保持させることができる。
By cooling and gelling the gelling agent-containing liquid on the first main surface W1, a gel film 81 is formed on the first main surface W1, as shown in FIG. 8C.
In this substrate processing, the gel film 81 is not placed on the first main surface W1, but the gelling-agent-containing liquid is gelled on the first main surface W1 in a state where the gelling-agent-containing liquid is in contact with the object to be removed 80, thereby forming the gel film 81. Therefore, the gel film 81 can be brought into close contact with the object to be removed 80, and the object to be removed 80 can be firmly held by the gel film 81.

ゲル膜81が形成された後、図8Dに示すように、ゲル膜81に向けて洗浄液の液滴103が噴射される。ゲル膜81に液滴103を衝突させることによって、図8Eに示すように、第1主面W1上のゲル膜81に物理力を付与することができる。
第1主面W1への複数の洗浄液滴103の噴射は、基板Wを冷却しながら行われる。そのため、ゲル膜81のゾル化を抑制しながら、ゲル膜81に物理力を付与することができる。
After the gel film 81 is formed, droplets 103 of a cleaning liquid are sprayed toward the gel film 81, as shown in Fig. 8D. By colliding the droplets 103 with the gel film 81 , a physical force can be applied to the gel film 81 on the first main surface W1, as shown in Fig. 8E.
The ejection of the plurality of cleaning liquid droplets 103 onto the first main surface W1 is performed while cooling the substrate W. Therefore, a physical force can be applied to the gel film 81 while suppressing the gel film 81 from becoming a sol.

ゲル膜81は、除去対象物80を保持しながら分裂してゲル膜片82を形成し、除去対象物80とともに第1主面W1から引き離される(剥離される)。第1主面W1に供給された洗浄液は、第1主面W1上で洗浄液流104を形成し、ゲル膜片82を第1主面W1外へ排出する(ゲル膜片排出工程)。図8Fに示すように、洗浄液流104は、第1主面W1から引き離されていないゲル膜片82を第1主面W1から引き離すこともできるし、第1主面W1から引き離されたゲル膜片82を押し流すこともできる。 The gel film 81 breaks up while holding the object to be removed 80 to form gel film pieces 82, which are then detached (peeled off) from the first main surface W1 together with the object to be removed 80. The cleaning liquid supplied to the first main surface W1 forms a cleaning liquid flow 104 on the first main surface W1, and discharges the gel film pieces 82 outside the first main surface W1 (gel film piece discharge process). As shown in FIG. 8F, the cleaning liquid flow 104 can detach the gel film pieces 82 that have not been detached from the first main surface W1 from the first main surface W1, and can also sweep away the gel film pieces 82 that have been detached from the first main surface W1.

除去対象物80を保持するゲル膜81に洗浄液滴103から物理力を作用させてゲル膜片82を形成することで、第1主面W1上の除去対象物80の見かけのサイズを拡大できる。そのため、ゲル膜片82に保持されている除去対象物80は、ゲルに覆われていない除去対象物80と比較して、洗浄液流104から物理力を受け易い。したがって、ゲル膜81が形成された第1主面W1に向けて洗浄液を供給することで、除去対象物80を第1主面W1から効率良く除去できる。 By applying a physical force from the cleaning liquid droplets 103 to the gel film 81 holding the object to be removed 80 to form gel film pieces 82, the apparent size of the object to be removed 80 on the first main surface W1 can be enlarged. Therefore, the object to be removed 80 held by the gel film pieces 82 is more likely to be subjected to a physical force from the cleaning liquid flow 104 than the object to be removed 80 that is not covered with gel. Therefore, by supplying the cleaning liquid toward the first main surface W1 on which the gel film 81 is formed, the object to be removed 80 can be efficiently removed from the first main surface W1.

その後、基板Wを加熱し、かつ、第1主面W1にリンス液を供給することによって、洗浄液による洗浄の後に第1主面W1に残るゲル膜残渣83(図8Fを参照)がゾル化してゲル化剤含有液に変化する(ゾル化工程)。ゲル膜残渣83をゾル化することによって、ゾル化によって形成されたゲル化剤含有液をリンス液中に分散させながら、当該ゲル化剤含有液をリンス液とともに基板Wの第1主面W1外へ排出できる。これにより、図8Gに示すように、第1主面W1にゲルが残存することを抑制できる。 Then, the substrate W is heated and a rinsing liquid is supplied to the first main surface W1, so that the gel film residue 83 (see FIG. 8F) remaining on the first main surface W1 after cleaning with the cleaning liquid is sol-ified and converted into a gelling agent-containing liquid (sol-ification process). By sol-ifying the gel film residue 83, the gelling agent-containing liquid formed by the sol-ification can be dispersed in the rinsing liquid, and the gelling agent-containing liquid can be discharged together with the rinsing liquid outside the first main surface W1 of the substrate W. This makes it possible to prevent gel from remaining on the first main surface W1, as shown in FIG. 8G.

ここで、近年、半導体装置の微細化に伴い、第1主面W1に付着する除去対象物80も小さくなっている。除去対象物80の粒径が第1主面W1上を流れる洗浄液の境界層厚さよりも小さい場合がある。除去対象物80の粒径は、たとえば、20nm以下である。
境界層厚さは、洗浄液の流れにおいて粘性の影響を強く受ける厚さのことであり、境界層厚さよりも第1主面W1から離間した位置では、洗浄液から作用する物理力が大きく、境界層厚さよりも第1主面W1に近い位置では、洗浄液から作用する物理力が小さい。
Here, in recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, the size of the objects to be removed 80 adhering to the first main surface W1 has also become smaller. The particle size of the objects to be removed 80 may be smaller than the boundary layer thickness of the cleaning liquid flowing on the first main surface W1. The particle size of the objects to be removed 80 is, for example, 20 nm or less.
The boundary layer thickness is a thickness that is strongly affected by the viscosity of the flow of the cleaning liquid, and the physical force acting from the cleaning liquid is greater at a position farther from the first main surface W1 than the boundary layer thickness, and the physical force acting from the cleaning liquid is smaller at a position closer to the first main surface W1 than the boundary layer thickness.

そこで、ゲル膜片82によって除去対象物80の見かけのサイズを拡大すれば、除去対象物80の粒径を洗浄液の境界層厚さよりも大きくすることが可能である。ゲル膜片82によって除去対象物80の見かけのサイズを拡大することで、除去対象物80を洗浄液流104によって第1主面W1外へ排出し易くできる。
この基板処理に用いられるゲル化剤は、ゼラチン、寒天、またはこれらの混合物である。そのため、ゲル膜81は親水性である。第1主面W1が疎水面である場合には、第1主面W1が親水面である場合と比較して、第1主面W1に対するゲル膜81の密着度が低い。そのため、第1主面W1への洗浄液の噴射によって、第1主面W1からゲルを容易に引き離すことができる。
Therefore, by increasing the apparent size of the object 80 to be removed by the gel film pieces 82, it is possible to make the particle size of the object 80 to be larger than the boundary layer thickness of the cleaning liquid. By increasing the apparent size of the object 80 to be removed by the gel film pieces 82, it is possible to easily discharge the object 80 to the outside of the first main surface W1 by the cleaning liquid flow 104.
The gelling agent used in this substrate processing is gelatin, agar, or a mixture thereof. Therefore, the gel film 81 is hydrophilic. When the first main surface W1 is a hydrophobic surface, the degree of adhesion of the gel film 81 to the first main surface W1 is lower than when the first main surface W1 is a hydrophilic surface. Therefore, the gel can be easily separated from the first main surface W1 by spraying a cleaning liquid onto the first main surface W1.

一方、第1主面W1が親水面である場合には、第1主面W1が疎水面である場合と比較して、第1主面W1に対するゲルの密着度が高い。そのため、第1主面W1への洗浄液の噴射によって、第1主面W1からゲルを充分に剥離できない場合もあり得る。その場合であっても、物理洗浄工程の後に、基板Wを加熱しながら第1主面W1にリンス液を供給することによって、ゲルをゾル化して、リンス液とともに第1主面W1外に排出できる。これにより、第1主面W1にゲルが残存することを抑制できる。したがって、第1主面W1が疎水面および親水面のいずれであるかにかかわらず、第1主面W1から除去対象物80を効率良く除去できる。 On the other hand, when the first main surface W1 is a hydrophilic surface, the adhesion of the gel to the first main surface W1 is higher than when the first main surface W1 is a hydrophobic surface. Therefore, there may be cases where the gel cannot be sufficiently peeled off from the first main surface W1 by spraying a cleaning liquid onto the first main surface W1. Even in such cases, the gel can be turned into a sol and discharged outside the first main surface W1 together with the rinsing liquid by supplying a rinsing liquid to the first main surface W1 while heating the substrate W after the physical cleaning process. This makes it possible to prevent the gel from remaining on the first main surface W1. Therefore, regardless of whether the first main surface W1 is a hydrophobic surface or a hydrophilic surface, the removal target 80 can be efficiently removed from the first main surface W1.

この基板処理では、冷却流体、リンス液、洗浄液、および、ゲル化剤含有液に含有される溶媒として、DIW等の水が用いられ、ゲル化剤含有液に含有されるゲル化剤として、ゼラチン等が用いられる。したがって、硫酸等の環境負荷が大きい薬液を用いることなく、基板Wから除去対象物80を除去することができる。硫酸よりも環境負荷が小さければ、冷却流体、リンス液、洗浄液、および、ゲル化剤含有液に含有される溶媒は、水以外の液体であってもよいし、有機溶剤および水の混合液であってもよい。 In this substrate processing, water such as DIW is used as the solvent contained in the cooling fluid, rinsing liquid, cleaning liquid, and gelling agent-containing liquid, and gelatin or the like is used as the gelling agent contained in the gelling agent-containing liquid. Therefore, the object to be removed 80 can be removed from the substrate W without using chemicals that have a large environmental impact, such as sulfuric acid. As long as the environmental impact is less than that of sulfuric acid, the solvent contained in the cooling fluid, rinsing liquid, cleaning liquid, and gelling agent-containing liquid may be a liquid other than water, or may be a mixture of an organic solvent and water.

また、基板Wの第1主面W1にCMPが施された基板Wである場合には、すなわち、基板Wが図4または図5に示す基板Wである場合には、第1主面W1が平坦面であり、かつ、除去対象物80としての研磨残渣の粒径が20nm以下であるため、上述の基板処理による除去対象物80の除去効果が顕著となる。
第1主面W1が平坦面であれば、凹凸パターンの倒壊を考慮することなく第1主面W1に大きな物理力を付与できる。そのため、物理洗浄工程において充分な物理力をゲルに付与することができる。したがって、除去対象物80を一層効率良く除去することができる。
Furthermore, in the case of a substrate W having a first main surface W1 subjected to CMP, i.e., in the case of a substrate W as shown in FIG. 4 or FIG. 5, the first main surface W1 is a flat surface and the grain size of the polishing residue as the object to be removed 80 is 20 nm or less, so that the effect of removing the object to be removed 80 by the above-mentioned substrate processing becomes remarkable.
If the first main surface W1 is a flat surface, a large physical force can be applied to the first main surface W1 without having to consider the collapse of the uneven pattern. Therefore, a sufficient physical force can be applied to the gel in the physical cleaning process. Therefore, the object 80 to be removed can be removed more efficiently.

<基板処理の変形例>
図9は、基板処理の第1変形例について説明するための模式図である。図9に示す基板処理の第1変形例のように、冷却流体による基板Wの下面の冷却が、基板Wの上面への洗浄液の噴射を開始した後においても、継続されていてもよい(冷却継続工程)。
そのため、ゲル膜81は、洗浄液だけでなく、冷却流体によっても冷却される。そのため、洗浄液のみによってゲル膜81を冷却する場合と比較して、ゲル膜81のゾル化を抑制できる。
<Modification of Substrate Processing>
9 is a schematic diagram for explaining a first modified example of the substrate processing method, in which the cooling of the lower surface of the substrate W by the cooling fluid may be continued even after the start of the spraying of the cleaning liquid onto the upper surface of the substrate W (continuation of cooling process).
Therefore, the gel film 81 is cooled not only by the cleaning liquid but also by the cooling fluid, so that the gel film 81 can be prevented from becoming a solubilized film, as compared to the case where the gel film 81 is cooled only by the cleaning liquid.

冷却流体は、ゲル化剤の凝固点以下の温度を有するため、ゲル化剤の融点よりも低い温度を有する洗浄液よりも低温の場合がある。そのため、冷却流体は、洗浄液よりもゲル膜81のゾル化の抑制効果が高い場合がある。
物理洗浄工程の実行中においても、基板Wの下面に対する冷却を継続することで、物理洗浄工程の実行中に、ゲル膜81がゾル化することを抑制できる。したがって、物理洗浄工程によって分裂したゲル膜81とともに除去対象物80を基板W外へ排出する前に、除去対象物80がゲル膜片82から脱落することを抑制できる。
The cooling fluid has a temperature equal to or lower than the freezing point of the gelling agent, and therefore may have a lower temperature than the cleaning liquid, which has a temperature lower than the melting point of the gelling agent. Therefore, the cooling fluid may have a higher effect of suppressing the solization of the gel film 81 than the cleaning liquid.
Even during the physical cleaning process, by continuing to cool the underside of the substrate W, it is possible to suppress the gel film 81 from becoming a sol during the physical cleaning process. Therefore, it is possible to suppress the removal target 80 from falling off from the gel film pieces 82 before the removal target 80 is discharged outside the substrate W together with the gel film 81 that has been split by the physical cleaning process.

冷却流体によってゲル膜81を充分に冷却できる場合には、基板処理の第1変形例とは異なり、洗浄液がゲル化剤の融点よりも高い温度を有していてもよい。この場合、洗浄液の冷却を省略してもよく、基板処理装置1から洗浄液クーラ51C(図2を参照)を省略することができる。
図10は、基板処理の第2変形例について説明するための模式図である。図10に示す基板処理の第2変形例のように、リンス工程においてリンス液ノズル12からリンス液が吐出されている間、基板Wの下面(第2主面W2)が加熱流体によって加熱されてもよい(第2主面加熱工程)。
In the case where the gel film 81 can be sufficiently cooled by the cooling fluid, the cleaning liquid may have a temperature higher than the melting point of the gelling agent, unlike the first modified example of the substrate processing apparatus. In this case, cooling of the cleaning liquid may be omitted, and the cleaning liquid cooler 51C (see FIG. 2) can be omitted from the substrate processing apparatus 1.
10 is a schematic diagram for explaining a second modified example of the substrate processing. As in the second modified example of the substrate processing shown in FIG. 10, while the rinsing liquid is being discharged from the rinsing liquid nozzle 12 in the rinsing step, the lower surface (second main surface W2) of the substrate W may be heated by a heating fluid (second main surface heating step).

具体的には、物理洗浄工程の後、加熱流体バルブ56Aが開かれる。これにより、基板Wの下面に向けて下側流体ノズル13から加熱流体が吐出(供給)される(加熱流体吐出工程、加熱流体供給工程)。下側流体ノズル13から吐出された加熱流体は、基板Wの下面の中央領域に着液(衝突)する。加熱流体は、遠心力の作用によって、基板Wの下面の全体に広がる。これにより、下方(第2主面W2側)から基板Wが加熱され、基板Wを介してゲル膜残渣83が加熱される。加熱流体を用いてゲル膜残渣83のゾル化を補助できる。このように、下側流体ノズル13の加熱流体の供給という簡易な手法で、基板Wの第2主面W2を加熱できる。 Specifically, after the physical cleaning process, the heating fluid valve 56A is opened. As a result, the heating fluid is discharged (supplied) from the lower fluid nozzle 13 toward the underside of the substrate W (heating fluid discharge process, heating fluid supply process). The heating fluid discharged from the lower fluid nozzle 13 lands (collides) on the central region of the underside of the substrate W. The heating fluid spreads over the entire underside of the substrate W due to the action of centrifugal force. As a result, the substrate W is heated from below (the second main surface W2 side), and the gel film residue 83 is heated through the substrate W. The heating fluid can be used to assist in the solation of the gel film residue 83. In this way, the second main surface W2 of the substrate W can be heated by the simple method of supplying the heating fluid from the lower fluid nozzle 13.

基板処理の第2変形例では、ゲル膜残渣83は、加熱流体およびリンス液の両方によって、加熱される。そのため、ゲル膜残渣83を効率良くゾル化させることができる。リンス液および加熱流体は、いずれも、ゲル化剤の融点以上の温度を有する。そのため、リンス液によって、ゲル膜残渣83の温度を上昇させてゲル膜残渣83のゾル化を一層効率的に促進できる。 In the second modified substrate processing method, the gel film residue 83 is heated by both the heating fluid and the rinsing liquid. This allows the gel film residue 83 to be efficiently converted into a solubilization. Both the rinsing liquid and the heating fluid have a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent. This allows the rinsing liquid to raise the temperature of the gel film residue 83, facilitating the conversion of the gel film residue 83 into a solubilization more efficiently.

基板処理の第2変形例とは異なり、ゲル化剤の融点よりも低い温度を有するリンス液をリンス液ノズル12から基板Wの上面に向けて吐出してもよい。この場合であっても、基板Wの上面上にリンス液が存在する状態で、加熱流体によって基板Wを加熱することによって、基板Wの上面上のリンス液をゲル化剤の融点以上の温度にまで加熱できる。加熱流体によって基板Wの上面上のリンス液を加熱することによって、ゲル化剤の融点よりも高い温度を有するリンス液を基板Wの上面に供給することが可能である。 Unlike the second modified example of the substrate processing, a rinse liquid having a temperature lower than the melting point of the gelling agent may be ejected from the rinse liquid nozzle 12 toward the upper surface of the substrate W. Even in this case, the rinse liquid on the upper surface of the substrate W can be heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent by heating the substrate W with a heating fluid while the rinse liquid is present on the upper surface of the substrate W. By heating the rinse liquid on the upper surface of the substrate W with a heating fluid, it is possible to supply a rinse liquid having a temperature higher than the melting point of the gelling agent to the upper surface of the substrate W.

このように、リンス液の温度がゲル化剤の融点よりも低い場合であっても、加熱流体で基板Wの下面を加熱することによって、ゲルの残渣のゾル化を補助できる。これにより、基板Wの上面にゲルが残存することを抑制できる。
なお、図6に示す基板処理では、加熱流体による加熱が実行されない。そのため、図6に示す基板処理を実行する場合、図2に示す基板処理装置1から加熱流体配管46、加熱流体バルブ56A、加熱流体流量調整バルブ56B、流体ヒータ56C等を省略してもよい。
In this way, even if the temperature of the rinsing liquid is lower than the melting point of the gelling agent, the conversion of the gel residue into a solubilized state can be assisted by heating the lower surface of the substrate W with the heating fluid, thereby making it possible to prevent the gel from remaining on the upper surface of the substrate W.
In addition, heating by a heating fluid is not performed in the substrate processing shown in Fig. 6. Therefore, when performing the substrate processing shown in Fig. 6, the heating fluid pipe 46, the heating fluid valve 56A, the heating fluid flow rate control valve 56B, the fluid heater 56C, etc. may be omitted from the substrate processing apparatus 1 shown in Fig. 2.

<基板処理装置1の変形例>
図11は、洗浄液ノズル11の変形例について説明するための模式図である。図11に示すように、洗浄液ノズル11は、洗浄液に気体を混合することによって、洗浄液滴103を形成するスプレーノズルであってもよい。
図11に示す洗浄液ノズル11は、洗浄液と気体とを空中(ノズル外部)で衝突させて洗浄液滴103を生成する外部混合型の二流体ノズルである。図11とは異なり、洗浄液ノズル11は、ノズル内で洗浄液と気体とを混合してもよい。
<Modifications of the Substrate Processing Apparatus 1>
Fig. 11 is a schematic diagram for explaining a modified example of the cleaning liquid nozzle 11. As shown in Fig. 11, the cleaning liquid nozzle 11 may be a spray nozzle that forms cleaning liquid droplets 103 by mixing a gas with the cleaning liquid.
The cleaning liquid nozzle 11 shown in Fig. 11 is an external mixing type two-fluid nozzle that causes a cleaning liquid and a gas to collide in the air (outside the nozzle) to generate cleaning liquid droplets 103. Unlike Fig. 11, the cleaning liquid nozzle 11 may mix the cleaning liquid and the gas inside the nozzle.

洗浄液ノズル11は、洗浄液の連続流を吐出する洗浄液吐出口90と、気体を吐出する気体吐出口91とを有する。気体吐出口91から吐出される気体は、たとえば、窒素ガス等の不活性ガスである。不活性ガスは、窒素ガスである必要はなく、アルゴン等の希ガスであってもよい。気体吐出口91から吐出される気体は、不活性ガス以外のガスであってもよく、空気であってもよい。 The cleaning liquid nozzle 11 has a cleaning liquid outlet 90 that discharges a continuous flow of cleaning liquid, and a gas outlet 91 that discharges gas. The gas discharged from the gas outlet 91 is, for example, an inert gas such as nitrogen gas. The inert gas does not have to be nitrogen gas, and may be a rare gas such as argon. The gas discharged from the gas outlet 91 may be a gas other than an inert gas, or may be air.

洗浄液吐出口90は、洗浄液を下方に向けて吐出する。気体吐出口91は、洗浄液吐出口90を取り囲む円環状であり、斜め内側へ向けて気体を吐出する。気体吐出口91からの気体の吐出軌跡は、洗浄液吐出口90からの洗浄液の吐出軌跡と交差している。そのため、洗浄液吐出口90からの洗浄液の液体流92は、気体吐出口91からの気体流93と衝突する。液体流92と気体流93とが衝突することによって複数の洗浄液滴103が形成される。このように形成された複数の洗浄液滴103が、基板Wの上面に向けて供給される。 The cleaning liquid outlet 90 ejects the cleaning liquid downward. The gas outlet 91 is annular and surrounds the cleaning liquid outlet 90, ejecting gas diagonally inward. The gas ejection trajectory from the gas outlet 91 intersects with the cleaning liquid ejection trajectory from the cleaning liquid outlet 90. Therefore, the liquid flow 92 of the cleaning liquid from the cleaning liquid outlet 90 collides with the gas flow 93 from the gas outlet 91. The collision of the liquid flow 92 and the gas flow 93 forms multiple cleaning liquid droplets 103. The multiple cleaning liquid droplets 103 formed in this manner are supplied toward the upper surface of the substrate W.

洗浄液ノズル11は、洗浄液配管94および気体配管96に接続されている。洗浄液配管94には、洗浄液配管94によって構成される洗浄液流路を開閉する洗浄液バルブ95Aと、洗浄液流路内の洗浄液の流量を調整する洗浄液流量調整バルブ95Bと、ゲル化剤の融点よりも低い温度に洗浄液を冷却する洗浄液クーラ95Cとが設けられている。気体配管96には、気体配管96によって構成される気体流路を開閉する気体バルブ97Aと、気体流路内の気体の流量を調整する気体流量調整バルブ97Bとが設けられている。 The cleaning liquid nozzle 11 is connected to a cleaning liquid pipe 94 and a gas pipe 96. The cleaning liquid pipe 94 is provided with a cleaning liquid valve 95A that opens and closes the cleaning liquid flow path formed by the cleaning liquid pipe 94, a cleaning liquid flow rate adjustment valve 95B that adjusts the flow rate of the cleaning liquid in the cleaning liquid flow path, and a cleaning liquid cooler 95C that cools the cleaning liquid to a temperature lower than the melting point of the gelling agent. The gas pipe 96 is provided with a gas valve 97A that opens and closes the gas flow path formed by the gas pipe 96, and a gas flow rate adjustment valve 97B that adjusts the flow rate of gas in the gas flow path.

また、洗浄液ノズル11は、図2および図11とは異なり、スプレーノズルでない場合もあり得る。具体的には、洗浄液ノズル11は、ポンプを用いて狭小な吐出口から洗浄液を押し出すことによって洗浄液の連続流を噴射する高圧ノズルであってもよい。高圧ノズルは、たとえば、インクジェットノズルまたはスリットノズルであってもよいが、これに限られるものではない。また、洗浄液ノズル11は、基板Wの上面に双方向(たとえば、水平方向)に沿って延びるバー状のノズルであってもよい。 Also, unlike in Figures 2 and 11, the cleaning liquid nozzle 11 may not be a spray nozzle. Specifically, the cleaning liquid nozzle 11 may be a high-pressure nozzle that sprays a continuous flow of cleaning liquid by pushing the cleaning liquid out of a narrow outlet using a pump. The high-pressure nozzle may be, for example, an inkjet nozzle or a slit nozzle, but is not limited to these. Also, the cleaning liquid nozzle 11 may be a bar-shaped nozzle that extends along the top surface of the substrate W in both directions (for example, horizontally).

図12は、基板処理装置1に備えられる冷却ユニットの変形例について説明するための断面図である。図12に示すように、基板Wに下方から対向するクーリングプレート110によって基板Wの下面を冷却してもよい。
処理ユニット2は、クーリングプレート110と、クーリングプレート110の下面に連結されクーリングプレート110を昇降させる昇降軸115とを含む。クーリングプレート110は、平面視円形状の冷却面110aを有する。冷却面110aは、基板Wよりもわずかに小さい。冷却面110aは、たとえば、クーリングプレート110の上面によって構成されている。
Fig. 12 is a cross-sectional view for explaining a modified example of the cooling unit provided in the substrate processing apparatus 1. As shown in Fig. 12, the lower surface of the substrate W may be cooled by a cooling plate 110 facing the substrate W from below.
The processing unit 2 includes a cooling plate 110 and an elevating shaft 115 connected to the lower surface of the cooling plate 110 for raising and lowering the cooling plate 110. The cooling plate 110 has a cooling surface 110a having a circular shape in a plan view. The cooling surface 110a is slightly smaller than the substrate W. The cooling surface 110a is formed by, for example, the upper surface of the cooling plate 110.

クーリングプレート110には、たとえば、クーリングプレート110内の冷却流体流路を構成する内蔵冷却流体管111が内蔵されている。内蔵冷却流体管111には、内蔵冷却流体管111に冷却流体を供給する冷却流体供給管112と、内蔵冷却流体管111から冷却流体を排出する冷却流体排出管113(冷却流体排出流路)とが接続されている。冷却流体供給管112には、冷却流体供給管112によって構成される冷却流体供給流路を開閉する冷却流体供給バルブ114が設けられている。 The cooling plate 110 includes, for example, an internal cooling fluid pipe 111 that constitutes a cooling fluid flow path within the cooling plate 110. The internal cooling fluid pipe 111 is connected to a cooling fluid supply pipe 112 that supplies cooling fluid to the internal cooling fluid pipe 111, and a cooling fluid discharge pipe 113 (cooling fluid discharge flow path) that discharges the cooling fluid from the internal cooling fluid pipe 111. The cooling fluid supply pipe 112 is provided with a cooling fluid supply valve 114 that opens and closes the cooling fluid supply flow path constituted by the cooling fluid supply pipe 112.

昇降軸115には、モータ等のアクチュエータを含む昇降機構(図示せず)が接続されている。クーリングプレート110は、昇降機構によって、基板Wの下面に接する接触位置と、基板Wの下面から離間した離間位置との間で昇降される。昇降機構は、電動モータ等のアクチュエータを含む。
クーリングプレート110は、ゲル化剤の凝固点以下の温度を有しており、ゲル化剤の凝固点以下の温度に基板Wを冷却することができる。詳しくは、冷却流体がゲル化剤の凝固点以下の温度を有しており、クーリングプレート110を基板Wの下面に接触させることで基板Wをゲル化剤の凝固点以下の温度に冷却することができる。冷却流体の温度が充分に低ければ、クーリングプレート110を基板Wの下面に接触させなくても、基板Wをゲル化剤の凝固点以下の温度に冷却することも可能である。
A lifting mechanism (not shown) including an actuator such as a motor is connected to the lifting shaft 115. The cooling plate 110 is raised and lowered by the lifting mechanism between a contact position in contact with the lower surface of the substrate W and a spaced position spaced from the lower surface of the substrate W. The lifting mechanism includes an actuator such as an electric motor.
The cooling plate 110 has a temperature below the freezing point of the gelling agent, and can cool the substrate W to a temperature below the freezing point of the gelling agent. More specifically, the cooling fluid has a temperature below the freezing point of the gelling agent, and the substrate W can be cooled to a temperature below the freezing point of the gelling agent by bringing the cooling plate 110 into contact with the lower surface of the substrate W. If the temperature of the cooling fluid is sufficiently low, it is also possible to cool the substrate W to a temperature below the freezing point of the gelling agent without bringing the cooling plate 110 into contact with the lower surface of the substrate W.

クーリングプレート110は、たとえば、5℃以上15℃未満の温度を有する。基板Wを速やかに冷却するためには、クーリングプレート110は、凝固点よりもさらに低い温度(たとえば、5℃以上10℃以下)であることが一層好ましい。
クーリングプレート110によって下方から基板Wを冷却することによって、基板Wの下面をその全域に亘って高い均一性で冷却することができる。
The cooling plate 110 has a temperature, for example, equal to or higher than 5° C. and lower than 15° C. In order to quickly cool the substrate W, it is more preferable that the cooling plate 110 has a temperature even lower than the freezing point (for example, equal to or higher than 5° C. and lower than 10° C.).
By cooling the substrate W from below with the cooling plate 110, the lower surface of the substrate W can be cooled with high uniformity over its entire area.

図12に示す例では、加熱流体を吐出する下側流体ノズル13が、クーリングプレート110の冷却面110aから露出している。下側流体ノズル13には、加熱流体配管46が接続されている。
図13は、基板処理装置1に備えられる加熱ユニットの変形例について説明するための断面図である。図13に示すように、基板Wに下方から対向するホットプレート116によって基板Wの下面を加熱してもよい。
12, the lower fluid nozzle 13 that ejects the heating fluid is exposed from the cooling surface 110a of the cooling plate 110. A heating fluid pipe 46 is connected to the lower fluid nozzle 13.
Fig. 13 is a cross-sectional view for explaining a modified example of the heating unit provided in the substrate processing apparatus 1. As shown in Fig. 13, the lower surface of the substrate W may be heated by a hot plate 116 facing the substrate W from below.

処理ユニット2は、ホットプレート116と、ホットプレート116の下面に連結されホットプレート116を昇降させる昇降軸117とを含む。ホットプレート116は、平面視円形状の加熱面116aを有する。加熱面116aは、基板Wよりもわずかに小さい。加熱面116aは、たとえば、ホットプレート116の上面によって構成されている。
ホットプレート116には、たとえば、ヒータ118が内蔵されている。ヒータ118には、給電線119が接続されており、給電線119を介して、電源等の通電ユニット(図示せず)から電力が供給される。
The processing unit 2 includes a hot plate 116 and an elevation shaft 117 connected to the lower surface of the hot plate 116 for raising and lowering the hot plate 116. The hot plate 116 has a heating surface 116a that is circular in plan view. The heating surface 116a is slightly smaller than the substrate W. The heating surface 116a is formed by, for example, the upper surface of the hot plate 116.
The hot plate 116 includes, for example, a built-in heater 118. A power supply line 119 is connected to the heater 118, and power is supplied to the heater 118 from a power supply or other current carrying unit (not shown) via the power supply line 119.

昇降軸117には、モータ等のアクチュエータを含む昇降機構(図示せず)が接続されている。ホットプレート116は、昇降機構によって、基板Wの下面に接する接触位置と、基板Wの下面から離間した離間位置との間で昇降される。ホットプレート116は、基板Wの下面に接する接触位置と、基板Wの下面から離間した離間位置との間で昇降可能である。昇降機構は、電動モータ等のアクチュエータを含む。 A lifting mechanism (not shown) including an actuator such as a motor is connected to the lifting shaft 117. The hot plate 116 is raised and lowered by the lifting mechanism between a contact position in contact with the lower surface of the substrate W and a spaced position spaced from the lower surface of the substrate W. The hot plate 116 can be raised and lowered between a contact position in contact with the lower surface of the substrate W and a spaced position spaced from the lower surface of the substrate W. The lifting mechanism includes an actuator such as an electric motor.

ホットプレート116は、ゲル化剤の融点以上の温度を有しており、基板Wゲル化剤の融点以上の温度に加熱することができる。詳しくは、ヒータ118がゲル化剤の融点以上の温度に加熱され、ホットプレート116を基板Wの下面に接触させることで基板Wをゲル化剤の融点以上の温度に加熱することができる。ヒータ118の温度が充分に高ければ、ホットプレート116を基板Wの下面に接触させなくても、基板Wをゲル化剤の融点以上の温度に加熱することも可能である。 The hot plate 116 has a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent, and can heat the substrate W to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent. In more detail, the heater 118 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent, and the substrate W can be heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent by contacting the hot plate 116 with the underside of the substrate W. If the temperature of the heater 118 is sufficiently high, it is also possible to heat the substrate W to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent, even if the hot plate 116 is not in contact with the underside of the substrate W.

ホットプレート116は、たとえば、30℃よりも高く50℃以下である温度を有する。基板Wを速やかに加熱するためには、ホットプレート116の温度は、融点よりもさらに高い温度(たとえば、40℃以上50℃以下)であることが一層好ましい。
ホットプレート116によって下方から基板Wを加熱することによって、基板Wの下面をその全域に亘って高い均一性で加熱することができる。図13に示す例では、冷却流体を吐出する下側流体ノズル13が、ホットプレート116の加熱面116aから露出している。
The hot plate 116 has a temperature that is, for example, higher than 30° C. and lower than 50° C. In order to heat the substrate W quickly, it is more preferable that the temperature of the hot plate 116 is even higher than the melting point (for example, higher than 40° C. and lower than 50° C.).
By heating the substrate W from below with the hot plate 116, it is possible to heat the entire lower surface of the substrate W with high uniformity. In the example shown in FIG. 13, the lower fluid nozzle 13 that ejects the cooling fluid is exposed from the heating surface 116a of the hot plate 116.

図示しないが、温度を切り換えることができる構成であれば、単一のプレートをクーリングプレート110およびホットプレート116の両方として機能させることができる。
<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。
Although not shown, a single plate can function as both the cooling plate 110 and the hot plate 116 if the plate is configured to be temperature switchable.
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in other forms.

たとえば、上述の実施形態では、基板Wの上面に対して基板処理が実行される。しかしながら、基板Wの下面に対して基板処理が実行されてもよい。その場合、基板処理において、第1主面W1が下面となり第2主面W2が上面となるように、スピンチャック5によって基板Wが保持される。
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。
For example, in the above-described embodiment, substrate processing is performed on the upper surface of the substrate W. However, substrate processing may also be performed on the lower surface of the substrate W. In that case, during substrate processing, the substrate W is held by the spin chuck 5 such that the first main surface W1 is the lower surface and the second main surface W2 is the upper surface.
Furthermore, the substrate W does not necessarily have to be held in a horizontal position by the spin chuck 5; it may be held in a vertical position, or the main surface of the substrate W may be held in a position inclined relative to the horizontal direction.

また、上述の実施形態では、スピンチャック5は、基板Wの周縁を複数のチャックピン20で把持する把持式のスピンチャックであるが、スピンチャック5は把持式のスピンチャックに限られない。たとえば、スピンチャック5は、スピンベース21に基板Wを吸着させる真空吸着式のスピンチャックであってもよい。
また、上述の実施形態では、リンス工程におけるゲル残渣の加熱は、加熱流体およびホットプレート116の少なくとも一方によって行われる。しかしながら、リンス工程におけるゲル残渣の加熱は、チャンバ4の内部空間の温度を上昇させることによって行ってもよいし、基板Wの第1主面W1に対向するヒータを用いて行ってもよい。
In the above embodiment, the spin chuck 5 is a gripping type spin chuck that grips the peripheral edge of the substrate W with a plurality of chuck pins 20, but the spin chuck 5 is not limited to the gripping type spin chuck. For example, the spin chuck 5 may be a vacuum suction type spin chuck that suctions the substrate W to the spin base 21.
In the above-described embodiment, the gel residue is heated in the rinsing step by at least one of the heating fluid and the hot plate 116. However, the gel residue may be heated in the rinsing step by increasing the temperature of the internal space of the chamber 4, or by using a heater facing the first main surface W1 of the substrate W.

また、上述の実施形態では、ゲル化工程におけるゲル化剤含有液の冷却は、冷却流体およびクーリングプレート110の少なくとも一方によって行われる。しかしながら、ゲル化工程におけるゲル化剤含有液の冷却は、チャンバ4の内部空間の温度を低下させることによって行ってもよいし、基板Wの第1主面W1に対向するクーラを用いて行ってもよい。 In the above-described embodiment, the gelling agent-containing liquid is cooled in the gelling process by at least one of a cooling fluid and the cooling plate 110. However, the gelling agent-containing liquid in the gelling process may also be cooled by lowering the temperature of the internal space of the chamber 4, or by using a cooler facing the first main surface W1 of the substrate W.

また、洗浄液ノズル11に供給される洗浄液は、洗浄液クーラ51Cによってゲル化剤の凝固点以下の温度に冷却されてもよい。その場合、複数の噴射口11aから噴射される複数の洗浄液滴103は、ゲル化剤の凝固点以下の温度(たとえば、5℃以上15℃未満の温度)を有する。
また、ゲル膜81が基板Wの第1主面W1から除去されるメカニズムは、図8A~図8Gに示すメカニズムに限られない。洗浄液の噴射および洗浄液流104によって付与される物理力によって、ゲル膜81が基板Wの第1主面W1から除去されればよく、ゲル膜81の除去のメカニズムは、図8A~図8Gに示すものと異なっている場合もあり得る。
The cleaning liquid supplied to the cleaning liquid nozzle 11 may be cooled to a temperature equal to or lower than the freezing point of the gelling agent by a cleaning liquid cooler 51C. In this case, the cleaning liquid droplets 103 sprayed from the spray ports 11a have a temperature equal to or lower than the freezing point of the gelling agent (for example, a temperature equal to or higher than 5°C and lower than 15°C).
8A to 8G. It is sufficient that the gel film 81 is removed from the first main surface W1 of the substrate W by a physical force applied by the spray of the cleaning liquid and the cleaning liquid flow 104, and the mechanism by which the gel film 81 is removed may be different from that shown in FIGS.

また、上述の実施形態において、配管、ポンプ、バルブ、アクチュエータ等についての図示を一部省略しているが、これらの部材が存在しないことを意味するものではなく、実際にはこれらの部材は適切な位置に設けられている。
なお、上述の実施形態では、「沿う」、「水平」、「鉛直」といった表現を用いたが、厳密に「沿う」、「水平」、「鉛直」であることを要しない。すなわち、これらの各表現は、製造精度、設置精度等のずれを許容するものである。
In addition, in the above-described embodiment, some of the pipes, pumps, valves, actuators, etc. are omitted from the illustration, but this does not mean that these components do not exist, and in reality, these components are provided in appropriate positions.
In the above embodiment, expressions such as "along", "horizontal", and "vertical" are used, but they do not necessarily have to be "along", "horizontal", and "vertical" strictly. In other words, these expressions allow for deviations in manufacturing precision, installation precision, and the like.

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。
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。
Furthermore, although each component may be shown diagrammatically as a block, the shape, size, and positional relationship of each block do not represent the shape, size, and positional relationship of each component.
In addition, various modifications can be made within the scope of the claims.

1 :基板処理装置
10 :ゲル化剤含有液ノズル
11 :洗浄液ノズル(スプレーノズル)
12 :リンス液ノズル
13 :下側流体ノズル(冷却流体ノズル、冷却ユニット)
80 :除去対象物
81 :ゲル膜
82 :ゲル膜片
83 :ゲル膜残渣
110 :クーリングプレート(冷却ユニット)
W :基板
W1 :第1主面
W2 :第2主面
1: Substrate processing apparatus 10: Gelling agent-containing liquid nozzle 11: Cleaning liquid nozzle (spray nozzle)
12: Rinse liquid nozzle 13: Lower fluid nozzle (cooling fluid nozzle, cooling unit)
80: Object to be removed 81: Gel film 82: Gel film piece 83: Gel film residue 110: Cooling plate (cooling unit)
W: Substrate W1: First main surface W2: Second main surface

Claims (19)

第1主面および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する基板を処理する基板処理方法であって、
ゲル化剤を含有するゲル化剤含有液を前記第1主面に供給するゲル化剤含有液供給工程と、
前記基板を冷却して、前記第1主面上の前記ゲル化剤含有液をゲルに変化させるゲル化工程と、
前記ゲルが形成されている状態の前記第1主面に向けて、前記ゲル化剤の融点よりも低い温度を有する洗浄液を噴射して前記第1主面を洗浄する物理洗浄工程と、
前記物理洗浄工程の後、前記ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を前記第1主面に供給するリンス工程とを含む、基板処理方法。
1. A substrate processing method for processing a substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, comprising:
a gelling agent-containing liquid supplying step of supplying a gelling agent-containing liquid to the first main surface;
a gelling step of cooling the substrate to change the gelling agent-containing liquid on the first main surface into a gel;
a physical cleaning step of spraying a cleaning liquid having a temperature lower than the melting point of the gelling agent toward the first main surface on which the gel has been formed, to clean the first main surface;
a rinsing step of supplying a rinsing liquid having a temperature equal to or higher than a melting point of the gelling agent to the first main surface after the physical cleaning step.
前記リンス工程が、前記ゲル化剤の融点以上の温度を有する前記リンス液をリンス液ノズルから前記第1主面に向けて吐出する工程を含む、請求項1に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 1, wherein the rinsing step includes a step of ejecting the rinsing liquid, which has a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent, from a rinsing liquid nozzle toward the first main surface. 前記リンス工程が、前記ゲル化剤の融点以上の温度にまで前記第2主面を加熱する第2主面加熱工程を含む、請求項1または2に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 1 or 2, wherein the rinsing step includes a second main surface heating step of heating the second main surface to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent. 前記ゲル化工程が、前記第2主面を冷却する第2主面冷却工程を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the gelling step includes a second main surface cooling step of cooling the second main surface. 前記物理洗浄工程の実行中においても、前記第2主面に対する冷却が継続される、請求項4に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 4, wherein cooling of the second main surface continues even during the physical cleaning process. 前記物理洗浄工程が、前記洗浄液の複数の液滴をスプレーノズルから前記第1主面に向けて噴射する液滴噴射工程を含む、請求項1~のいずれか一項に記載の基板処理方法。 6. The substrate processing method according to claim 1 , wherein the physical cleaning step includes a droplet spraying step of spraying a plurality of droplets of the cleaning liquid from a spray nozzle toward the first main surface. 前記ゲル化剤の融点が前記ゲル化剤の凝固点よりも高い、請求項1~のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 1 , wherein the melting point of the gelling agent is higher than the solidifying point of the gelling agent. 前記ゲル化剤の融点が20℃以上30℃以下であり、前記ゲル化剤の凝固点が15℃以上25℃以下である、請求項に記載の基板処理方法。 8. The substrate processing method according to claim 7 , wherein the gelling agent has a melting point of 20° C. or more and 30° C. or less, and a freezing point of 15° C. or more and 25° C. or less. 前記ゲル化剤が、ゼラチン、寒天、またはこれらの混合物である、請求項1~のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 8 , wherein the gelling agent is gelatin, agar, or a mixture thereof. 前記基板の前記第1主面は、研磨剤を用いた化学機械研磨によって形成された平坦面である、請求項1~のいずれか一項に記載の基板処理方法。 10. The substrate processing method according to claim 1, wherein the first main surface of the substrate is a flat surface formed by chemical mechanical polishing using an abrasive. 前記ゲル化工程が、前記ゲルによって構成され、前記第1主面上の除去対象物を保持するゲル膜を形成するゲル膜形成工程を含み、
前記物理洗浄工程が、前記洗浄液によって前記ゲル膜を分裂させて、前記除去対象物を保持するゲル膜片を形成し、前記洗浄液とともに前記ゲル膜片を前記第1主面外へ排出するゲル膜片排出工程を含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の基板処理方法。
the gelling step includes a gel film forming step of forming a gel film that is made of the gel and that holds the object to be removed on the first main surface,
The substrate processing method according to any one of claims 1 to 10, wherein the physical cleaning step includes a gel film piece discharge step of splitting the gel film with the cleaning liquid to form gel film pieces that hold the object to be removed, and discharging the gel film pieces together with the cleaning liquid outside the first main surface.
前記リンス工程が、前記物理洗浄工程の後に、前記第1主面に残存するゲル膜残渣を、加熱によってゾル化させるゾル化工程を含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の基板処理方法。 12. The substrate processing method according to claim 1 , wherein the rinsing step includes a solation step of converting a gel film residue remaining on the first main surface into a sole by heating after the physical cleaning step. 第1主面および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する基板を処理する基板処理方法であって、
ゲル化剤を含有するゲル化剤含有液を前記第1主面に供給するゲル化剤含有液供給工程と、
前記ゲル化剤含有液供給工程の後、前記ゲル化剤の凝固点以下の温度を有する冷却流体を冷却流体ノズルから前記第2主面に向けて吐出する冷却流体吐出工程と、
前記冷却流体吐出工程の後、前記第1主面に向けて洗浄液を噴射する洗浄液噴射工程と、
前記洗浄液噴射工程の後、前記ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液をリンス液ノズルから前記第1主面に向けて吐出するリンス液吐出工程とを含む、基板処理方法。
1. A substrate processing method for processing a substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, comprising:
a gelling agent-containing liquid supplying step of supplying a gelling agent-containing liquid to the first main surface;
a cooling fluid ejection step of ejecting a cooling fluid having a temperature equal to or lower than the freezing point of the gelling agent from a cooling fluid nozzle toward the second main surface after the gelling agent-containing liquid supply step;
a cleaning fluid spraying step of spraying a cleaning fluid toward the first main surface after the cooling fluid spraying step;
the rinse liquid ejection step of ejecting a rinse liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent from a rinse liquid nozzle toward the first main surface after the cleaning liquid ejection step.
第1主面および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する基板を処理する基板処理装置であって、
ゲル化剤を含有するゲル化剤含有液を前記第1主面に向けて吐出するゲル化剤含有液ノズルと、
前記第2主面を前記ゲル化剤の凝固点以下の温度にまで冷却する冷却ユニットと、
前記ゲル化剤の融点よりも低い温度を有し前記第1主面を洗浄する洗浄液を前記第1主面に向けて噴射する洗浄液ノズルと、
前記第1主面に向けて、前記ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を吐出するリンス液ノズルとを含む、基板処理装置。
1. A substrate processing apparatus for processing a substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface,
a gelling agent-containing liquid nozzle that ejects a gelling agent-containing liquid toward the first main surface;
a cooling unit that cools the second main surface to a temperature equal to or lower than the freezing point of the gelling agent;
a cleaning liquid nozzle configured to spray, toward the first main surface, a cleaning liquid having a temperature lower than a melting point of the gelling agent and configured to clean the first main surface;
a rinse liquid nozzle configured to discharge a rinse liquid having a temperature equal to or higher than a melting point of the gelling agent toward the first main surface.
前記冷却ユニットが、前記ゲル化剤含有液ノズルから前記第1主面上に供給された前記ゲル化剤含有液が前記第1主面上に存在する状態で、前記第2主面を冷却し、
前記洗浄液ノズルが、前記第1主面上の前記ゲル化剤含有液が前記冷却ユニットによって冷却されて前記第1主面上にゲルが形成されている状態で、前記第1主面に向けて前記洗浄液を噴射し、
前記リンス液ノズルが、前記第1主面上に向けて前記洗浄液ノズルから前記洗浄液が噴射された後に、前記リンス液を前記第1主面に向けて供給する、請求項14に記載の基板処理装置。
the cooling unit cools the second main surface while the gelling-agent-containing liquid supplied from the gelling-agent-containing liquid nozzle onto the first main surface is present on the first main surface,
the cleaning liquid nozzle sprays the cleaning liquid toward the first main surface in a state in which the gelling agent-containing liquid on the first main surface is cooled by the cooling unit to form a gel on the first main surface;
The substrate processing apparatus according to claim 14 , wherein the rinsing liquid nozzle supplies the rinsing liquid toward the first main surface after the cleaning liquid is sprayed from the cleaning liquid nozzle toward the first main surface.
前記ゲル化剤含有液ノズルが、融点が20℃以上30℃以下であり、かつ、凝固点が15℃以上25℃以下である前記ゲル化剤を含有する前記ゲル化剤含有液を前記第1主面に向けて吐出する、請求項14または15に記載の基板処理装置。 16. The substrate processing apparatus according to claim 14, wherein the gelling agent-containing liquid nozzle ejects the gelling agent-containing liquid, the gelling agent having a melting point of 20° C. or more and 30° C. or less and a freezing point of 15° C. or more and 25 ° C. or less, toward the first main surface. 前記ゲル化剤含有液ノズルが、ゼラチン、寒天、またはこれらの混合物である前記ゲル化剤を含有する前記ゲル化剤含有液を前記第1主面に向けて吐出する、請求項1416のいずれか一項に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 14 , wherein the gelling-agent-containing liquid nozzle ejects the gelling-agent-containing liquid, which contains the gelling agent that is gelatin, agar , or a mixture thereof, toward the first main surface. 前記洗浄液ノズルが、洗浄液の複数の液滴を前記第1主面に向けて噴射するスプレーノズルを含む、請求項1417のいずれか一項に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 14 , wherein the cleaning liquid nozzle includes a spray nozzle that sprays a plurality of droplets of the cleaning liquid toward the first main surface. 前記冷却ユニットが、前記ゲル化剤の凝固点以下の温度を有する冷却流体を前記第2主面に供給する冷却流体ノズルを含む、請求項1418のいずれか一項に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 14 , wherein the cooling unit includes a cooling fluid nozzle that supplies a cooling fluid having a temperature equal to or lower than a freezing point of the gelling agent to the second main surface.
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