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JP2004134461A - Spin treating device and method for drying treatment - Google Patents

Spin treating device and method for drying treatment Download PDF

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JP2004134461A
JP2004134461A JP2002295223A JP2002295223A JP2004134461A JP 2004134461 A JP2004134461 A JP 2004134461A JP 2002295223 A JP2002295223 A JP 2002295223A JP 2002295223 A JP2002295223 A JP 2002295223A JP 2004134461 A JP2004134461 A JP 2004134461A
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JP
Japan
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semiconductor wafer
substrate
spin
drying
rotating
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Tsutomu Kikuchi
菊池 勉
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Shibaura Mechatronics Corp
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Shibaura Mechatronics Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spin treating device that can detect whether a semiconductor wafer is dried or not and can terminate drying treatment simultaneously with the detection. <P>SOLUTION: This spin treating device dries the semiconductor wafer W after the wafer W is treated with a treating liquid by rotating the wafer W. This device is provided with a turntable 16 which is rotationally driven in a state where the wafer W is held on the turntable 16, a temperature sensor 47 which detects the dried state of the wafer W dried by rotating the turntable 16, and a controller 7 which terminates the drying treatment performed on the wafer W based on the detected results of the sensor 47. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板を回転させながら処理液によって洗浄処理してから乾燥処理するスピン処理装置及び乾燥処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、矩形状のガラス基板や半導体ウエハなどの基板に回路パタ−ンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらのプロセスでは、スピン処理装置を用いて基板を薬液で処理した後、処理液としての洗浄液で洗浄処理し、ついで洗浄液を除去する乾燥処理が繰り返して行われる。
【0003】
上記スピン処理装置は、周知のように処理槽を有し、この処理槽内にはカップ体が設けられ、このカップ体には駆動源によって回転駆動される回転テーブルが設けられている。この回転テーブルには上記基板が着脱可能に保持される。
【0004】
上記基板は板面に洗浄液が供給されながら毎分数百回転の速度で回転させられることで洗浄処理される。洗浄処理を所定時間行った後、基板は毎分千回転以上の高速度で回転させられる。それによって、基板に付着残留した洗浄液が遠心力によって除去されるから、基板が乾燥処理されることになる。
【0005】
従来、上記基板の乾燥処理時間は、基板が乾燥するであろう時間を予め設定しておき、その設定時間にしたがって乾燥処理するということが行われていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板の乾燥処理時間を予め設定しておくと、その乾燥処理時間(設定時間)が必要以上に長くなったり、短くなるということがある。乾燥処理時間が長く設定された場合には、基板1枚を乾燥処理するために要する時間が長くなるから、生産性の低下を招くことになり、処理時間が短く設定された場合には、基板の乾燥状態が不十分となり、パーティクルが付着し易くなったり、残留する液滴によってウオータマークが形成されるなどして汚れの発生原因となる。
【0007】
この発明は、基板が乾燥処理されたか否かを検出し、その検出に基づいて乾燥処理を終了させるようにしたスピン処理装置及び乾燥処理方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、処理液によって処理された基板を回転させて乾燥させるスピン処理装置において、
上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
この回転テーブルによって回転させられることで乾燥処理される上記基板の乾燥状態を検出する検出手段と、
この検出手段の検出に基づいて上記基板の乾燥処理を終了させる制御手段と、
を具備したことを特徴とするスピン処理装置にある。
【0009】
請求項2の発明は、上記検出手段は、上記基板の温度を検出する温度センサであることを特徴とする請求項1記載のスピン処理装置にある。
【0010】
請求項3の発明は、上記検出手段は、上記基板の上面の液滴の有無を撮像検出する撮像装置であることを特徴とする請求項1記載のスピン処理装置にある。
【0011】
請求項4の発明は、上記検出手段は、回転する基板から液滴の飛散の有無を検出する飛散物検出センサであることを特徴とする請求項1記載のスピン処理装置にある。
【0012】
請求項5の発明は、上記回転テーブルはカップ体内に収容され、上記検出手段は、上記カップ体から排出される処理液の有無を検出する流量検出センサであることを特徴とする請求項1記載のスピン処理装置にある。
【0013】
請求項6の発明は、処理液によって処理された基板を回転させて乾燥させるスピン処理方法において、
処理液によって処理された基板を回転させる工程と、
回転されることで乾燥処理される上記基板の乾燥状態を検出する工程と、
乾燥状態の検出に基づいて上記基板の乾燥処理を終了させる工程と、
を具備したことを特徴とするスピン処理方法にある。
【0014】
この発明によれば、回転させることで乾燥処理される基板の乾燥状態を検出し、その検出結果に基づいて乾燥処理を終了させるため、基板の乾燥処理に要する時間を過不足なくすることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態を説明する。
【0016】
図1乃至図3はこの発明の第1の実施の形態を示す。図1はスピン処理装置を示し、このスピン処理装置は処理槽1を備えている。この処理槽1内にはカップ体2が配置されている。このカップ体2は、上記処理槽1の底板上に設けられた下カップ3と、この下カップ3に対して図示しない上下駆動機構により上下動可能に設けられた上カップ4とからなる。
【0017】
上記下カップ3の底壁には周方向に所定間隔で複数の排出管5が接続されている。これら排出管5は排気ポンプ6に連通している。この排気ポンプ6は制御装置7によって発停及び回転数が制御されるようになっている。
【0018】
上記カップ体7の下面側にはベース板8が配置されている。このベース板8には、上記下カップ3と対応する位置に取付け孔9が形成されている。この取付け孔9には駆動手段を構成する制御モータ11の固定子12の上端部が嵌入固定されている。制御モータ11は上記制御装置7によって発停及び回転数が制御されるようになっている。
【0019】
上記固定子12は筒状をなしていて、その内部には同じく筒状の回転子13が回転自在に嵌挿されている。この回転子13の上端面には筒状の連結体14が下端面を接触させて一体的に固定されている。この連結体14の下端には上記固定子12の内径寸法よりも大径な鍔部15が形成されている。この鍔部15は上記固定子12の上端面に摺動自在に接触しており、それによって回転子13の回転を阻止することなくこの回転子13が固定子12から抜け落ちるのを防止している。
【0020】
上記下カップ3には上記回転子13と対応する部分に通孔3aが形成され、上記連結体14は上記通孔3aからカップ体2内に突出している。この連結体14の上端には回転テーブル16が取付けられている。この回転テーブル16の周辺部には周方向に所定間隔、この実施の形態では60度間隔で6本(2本のみ図示)の円柱状の保持部材17が図示しない駆動機構によって回転可能に設けられている。
【0021】
上記保持部材17の上端面には、この保持部材17の回転中心から偏心した位置にテーパ面を有する支持ピン18が設けられている。回転テーブル16には、基板としての半導体ウエハWが周縁部の下面を上記支持ピン18のテーパ面に当接するよう供給される。その状態で上記保持部材17を回転させれば、支持ピン18が偏心回転するから、回転テーブル16に供給された半導体ウエハWは、上記支持ピン18によって保持される。
【0022】
上記回転テーブル16は乱流防止カバー21によって覆われている。この乱流防止カバー21は上記回転テーブル16の外周面を覆う外周壁22と、上面を覆う上面壁23とを有し、上記外周壁は上側が小径部22a、下側が大径部22bに形成されている。回転テーブル16を回転させたときに、この乱流防止カバー21によって回転テーブル16の上面で乱流が発生するのが防止される。上記上カップ4の上面は開口していて、その内周面にはリング状部材25が設けられている。
【0023】
上記回転テーブル16に未処理の半導体ウエハWを供給したり、乾燥処理された半導体ウエハWを取り出すときには、上記上カップ4が後述するごとく下降させられる。
【0024】
上記処理槽1の上部壁には開口部31が形成されている。この開口部31にはULPAやHEPAなどのファン・フィルタユニット32が設けられている。このファン・フィルタユニット32はクリーンルーム内の空気をさらに清浄化して処理槽1内に導入するもので、その清浄空気の導入量は上記ファン・フィルタユニット32の駆動部33を上記制御装置7によって制御して行うようになっている。つまり、上記駆動部33により、ファン・フィルタユニット32のファン(図示せず)の回転数を制御することで、処理槽1内への清浄空気の供給量を制御できるようになっている。
【0025】
上記処理槽1の一側には出し入れ口34が開口形成されている。この出し入れ口34は、処理槽1の一側に上下方向にスライド可能に設けられたシャッタ35によって開閉される。このシャッタ35は圧縮空気で作動するシリンダ36によって駆動される。つまり、上記シリンダ36には圧縮空気の流れを制御する制御弁37が設けられ、この制御弁37を上記制御装置7によって切換え制御することで、上記シャッタ35を上下動させることができるようになっている。
【0026】
上記制御モータ11の回転子13内には筒状の固定軸41が挿通されている。この固定軸41の上端には、上記回転テーブル16に形成された通孔42から上記回転テーブル16の上面側に突出したノズルヘッド43が設けられている。このノズルヘッド43には上記回転テーブル16に保持された半導体ウエハWの下面に向けて処理液としての薬液及び純水を噴射する一対のノズル44が設けられている。
【0027】
上記乱流防止カバー21の上面壁23には上記ノズルヘッド43と対向して開口部45が形成され、この開口部45によって上記ノズルから噴射された処理液が半導体ウエハWの下面に到達可能となっている。
【0028】
回転テーブル16に保持された半導体ウエハWの上方には、洗浄処理時に半導体ウエハWの上面に処理液を供給する上部ノズル体46及び乾燥処理時に半導体ウエハWの表面温度を検出する検出手段としての温度センサ47が配置されている。温度センサ47としては放射温度計などが用いられている。
【0029】
乾燥処理時に半導体ウエハWの表面温度を検出した上記温度センサ47からの検出信号は上記制御装置7に入力される。この制御装置7は温度センサ47が検出する半導体ウエハWの表面の温度変化によって後述するごとく半導体ウエハWの乾燥処理が終了したか否かを判定し、終了したと判定したならば回転テーブル16の回転を直ちに停止するようになっている。
【0030】
つぎに、上記構成のスピン処理装置によって半導体ウエハWを洗浄処理してから乾燥処理する手順を図2と図3を参照して説明する。
【0031】
図2は半導体ウエハWを洗浄処理してから乾燥処理するフローチャートで、未洗浄の半導体ウエハWを回転テーブル16に供給した後、洗浄処理を開始すると、S1では回転テーブル16が毎分数百の回転速度で回転駆動され、ついでS2では半導体ウエハWに上部ノズル体46から洗浄液が供給される。
【0032】
回転する半導体ウエハWに洗浄液が供給されることで、基板Wの上面が洗浄処理される。S3では洗浄液による洗浄処理時間が予め設定された時間に到達したか否かが判定される。洗浄処理時間が予め設定された時間に到達すると、S4では洗浄液の供給が停止され、洗浄処理が終了する。
【0033】
つぎに、S5では回転テーブル16が洗浄処理時に比べて高速度で回転駆動される。回転テーブル16は、たとえば毎分千回転以上で高速回転させられる。それと同時に、S6では半導体ウエハWの上面の温度が温度センサ47によって検出される。温度センサ47による検出信号は制御装置7に入力される。制御装置7では、温度センサ47の検出信号によって半導体ウエハWの上面が乾燥したか否かを図3に示す半導体ウエハWの温度変化特性に応じて判定する。
【0034】
図3は半導体ウエハWを洗浄処理し、ついで乾燥処理するときの回転テーブル16の回転速度と、半導体ウエハWの上面の温度変化特性とを示している。同図において、曲線Xは回転テーブル16の回転数の変化を示し、曲線Yは半導体ウエハWの表面温度の温度変化特性を示す。
【0035】
乾燥処理時に回転テーブル16の回転数を上昇させると、半導体ウエハWの上面から粒径の比較的大きな洗浄液が飛散し、ついで、半導体ウエハWの上面に残留する粒径の小さな液滴やミスト状の洗浄液が半導体ウエハWの回転によって生じる気流で蒸発するため、その蒸発による気化熱によって半導体ウエハWは温度低下する。そのため、乾燥処理を開始してから所定の時間が経過するまで、つまり半導体ウエハWに付着残留する洗浄液が気化し終わるまでは、半導体ウエハWの温度は気化熱によって低下する。
【0036】
半導体ウエハWの上面に付着した洗浄液の蒸発が進むにつれて半導体ウエハWの温度が上昇し始めて常温(室温)に近づき、蒸発が完了するT時間後には半導体ウエハWの温度変化がなくなる。つまり、半導体ウエハWの温度変化がなくなった時点を半導体ウエハWの乾燥処理が終了したと見なすことができる。
【0037】
したがって、S6では制御装置7によって温度センサ47が検出した半導体ウエハWの上面の温度が変化しているか否かが判定され、変化しているときには半導体ウエハWの上面から洗浄液が気化しているため、未乾燥であると判定して乾燥処理が継続され、変化がなくなったならば半導体ウエハWの上面からの処理液の気化が終了し、乾燥処理が終了したと判定される。
【0038】
S7では、制御装置7が半導体ウエハWの乾燥処理が終了したと判定したなら、直ちに回転テーブル16の回転を停止する。それによって、半導体ウエハWの乾燥処理が終了する。
【0039】
このように、半導体ウエハWの表面の温度変化を測定し、その温度変化によって半導体ウエハWが乾燥処理されたか否かを判定し、その判定に基づいて即時に乾燥処理を終了させるようにしたため、半導体ウエハWの乾燥処理を時間的に過不足なく行なうことができる。
【0040】
したがって、半導体ウエハWの乾燥処理時間を予め所定時間に設定して行なっていた従来のように、乾燥処理時間が長くなり過ぎて生産性の低下を招いたり、短過ぎて乾燥処理が不確実になるなどのことなく行なうことができる。
【0041】
なお、この第1の実施の形態において、温度センサ47として放射温度計を挙げたが、温度センサ47としては半導体ウエハWを支持する支持ピン18に熱伝対を埋め込み、この支持ピン18を介して半導体ウエハWの温度を検出するようにしてもよい。
【0042】
図4はこの発明の第2の実施の形態を示す。この実施の形態は、半導体ウエハWの乾燥状態の検出を撮像装置51によって行うようにした。すなわち、撮像装置51は、回転テーブル16に保持された半導体ウエハWの上方に設置されたカメラ52と、このカメラ52が撮像した半導体ウエハWの撮像信号が入力される画像処理装置53とからなる。画像処理装置53は撮像信号を処理し、半導体ウエハWの上面に液滴が残留するか否かを検出する。
【0043】
画像処理装置53からの検出信号は制御装置7に入力される。半導体ウエハWの上面に液滴が残留していることが上記画像処理装置53によって検出されると、上記制御装置7はその検出信号に基いて回転テーブル16の回転を停止させずに、乾燥処理を継続する。
【0044】
上記画像処理装置53によって半導体ウエハWの上面に液滴が残留しないことが検出されると、上記制御装置7はその検出信号に基いて回転テーブル16の回転を即時に停止する。つまり、乾燥処理を終了する。
【0045】
したがって、この場合も、半導体ウエハWの乾燥処理を時間的に過不足なく終了させることができる。
【0046】
図5はこの発明の第3の実施の形態を示す。この実施の形態は、半導体ウエハWの乾燥状態の検出を飛散物検出センサ55によって行うようにした。すなわち、半導体ウエハWの上方で、この半導体ウエハWの外周面から外れた位置には、たとえば反射型レーザセンサなどの上記飛散物検出センサ55が配設されている。この飛散物検出センサ55は高速回転する半導体ウエハWから液滴が飛散しているか否かを検出し、その検出信号を制御装置7に入力する。それによって、制御装置7は半導体ウエハWが乾燥処理されたか否かを判定し、その判定に基づいて回転テーブル16の回転を制御する。
【0047】
つまり、半導体ウエハWが未乾燥状態であれば、高速回転する半導体ウエハWからは液滴が飛散する。したがって、飛散物検出センサ55が液滴を検出している間は半導体ウエハWは未乾燥状態であるから、回転テーブル16を回転させ続けて乾燥処理が継続される。
【0048】
回転する半導体ウエハWから液滴が飛散しなくなり、飛散物検出センサ55が液滴を検出しなくなったならば、半導体ウエハWは乾燥処理されたことになる。したがって、その場合には制御装置7が回転テーブル16の回転を即時に停止させ、乾燥処理が終了する。つまり、飛散物検出センサ55を用いた場合であっても、半導体ウエハWの乾燥処理を時間的に過不足なく終了させることができる。
【0049】
図6はこの発明の第4の実施の形態を示す。この実施の形態は、半導体ウエハWの乾燥状態の検出を流量検出センサ58によって行うようにした。すなわち、カップ体2の下カップ3に接続された複数の排出管5の1つには、その排出管5を流れる洗浄液を検出する上記流量検出センサ58が設けられている。この流量検出センサ58の検出信号は制御装置7に入力される。制御装置7は流量検出センサ58の検出信号によって半導体ウエハWの乾燥処理が終了したか否かを判定し、その判定に基づいて回転テーブル16の回転を制御する。
【0050】
つまり、半導体ウエハWが未乾燥状態であれば、回転テーブル16とともに高速回転する半導体ウエハWから液滴が飛散し、その液滴は上記排出管5を流れる。したがって、流量検出センサ58が洗浄液を検出している間は半導体ウエハWが未乾燥状態にあるから、乾燥処理が継続される。
【0051】
排出管5に洗浄液が流れなくなり、流量検出センサ58が洗浄液を検出しなくなったならば、半導体ウエハWは乾燥処理されたことになる。したがって、その場合には制御装置7が回転テーブル16の回転を即時に停止して乾燥処理を終了する。そのため、流量検出センサ58を用いても、半導体ウエハWが乾燥処理を時間的に過不足なく終了させることができる。
【0052】
なお、図4乃至図6に示す上記第2乃至第4の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同一部分には同一記号を付して説明を省略する。
【0053】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、回転させることで乾燥処理される基板の乾燥状態を検出し、その検出結果に基づいて乾燥処理を終了させるようにした。
【0054】
そのため、基板が乾燥したならば、その時点で乾燥処理を終了することができるから、基板の乾燥処理を時間的に過不足なく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態に係るスピン処理装置の概略的構成の断面図。
【図2】半導体ウエハの処理工程を示したフローチャート。
【図3】乾燥処理時における半導体ウエハの温度変化特性を示すグラフ。
【図4】この発明の第2の実施の形態に係るスピン処理装置の概略的構成の断面図。
【図5】この発明の第3の実施の形態に係るスピン処理装置の概略的構成の断面図。
【図6】この発明の第4の実施の形態に係るスピン処理装置の概略的構成の断面図。
【符号の説明】
7…制御装置(制御手段)
16…回転テーブル
47…温度センサ(検出手段)
51…撮像装置(検出手段)
55…飛散物検出センサ(検出手段)
58…流量検出センサ(検出手段)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a spin processing apparatus and a drying processing method for performing a cleaning processing with a processing liquid while rotating a substrate and then performing a drying processing.
[0002]
[Prior art]
For example, in a manufacturing process of a liquid crystal display device or a semiconductor device, there are a film forming process and a photo process for forming a circuit pattern on a substrate such as a rectangular glass substrate or a semiconductor wafer. In these processes, a substrate is treated with a chemical solution using a spin treatment device, then a cleaning process is performed with a cleaning solution as a processing solution, and then a drying process of removing the cleaning solution is repeatedly performed.
[0003]
As is well known, the spin processing apparatus has a processing tank, and a cup is provided in the processing tank, and the cup is provided with a rotary table that is driven to rotate by a driving source. The substrate is detachably held on the turntable.
[0004]
The substrate is cleaned by being rotated at a speed of several hundred revolutions per minute while the cleaning liquid is supplied to the plate surface. After performing the cleaning process for a predetermined time, the substrate is rotated at a high speed of 1000 rotations or more per minute. As a result, the cleaning liquid adhering to the substrate is removed by centrifugal force, and the substrate is dried.
[0005]
Conventionally, as the drying time of the substrate, a time at which the substrate will dry is set in advance, and the drying process is performed according to the set time.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the drying processing time of the substrate is set in advance, the drying processing time (set time) may become longer or shorter than necessary. If the drying time is set to be long, the time required to dry one substrate becomes long, which causes a decrease in productivity. If the processing time is set to be short, the substrate is dried. Is insufficiently dried, particles are likely to adhere, and a water mark is formed by remaining droplets, thereby causing contamination.
[0007]
An object of the present invention is to provide a spin processing apparatus and a drying processing method for detecting whether or not a substrate has been subjected to a drying process, and terminating the drying process based on the detection.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a spin processing apparatus for rotating and drying a substrate processed by a processing liquid,
A rotary table that holds and rotates the substrate,
Detecting means for detecting a dry state of the substrate to be dried by being rotated by the rotating table;
Control means for ending the drying process of the substrate based on the detection of the detection means,
A spin processing apparatus characterized by comprising:
[0009]
The invention according to claim 2 is the spin processing apparatus according to claim 1, wherein the detecting means is a temperature sensor for detecting a temperature of the substrate.
[0010]
The invention according to claim 3 is the spin processing apparatus according to claim 1, wherein the detection means is an imaging device that detects the presence or absence of a droplet on the upper surface of the substrate.
[0011]
A fourth aspect of the present invention is the spin processing apparatus according to the first aspect, wherein the detecting means is a scattered object detection sensor that detects whether or not droplets scatter from the rotating substrate.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, the rotary table is housed in a cup body, and the detecting means is a flow rate detection sensor for detecting the presence or absence of the processing liquid discharged from the cup body. Of the spin processing device.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a spin processing method for rotating and drying a substrate processed by a processing liquid,
Rotating the substrate processed by the processing liquid;
A step of detecting a dry state of the substrate to be dried by being rotated,
Terminating the drying process of the substrate based on the detection of the dry state,
A spin processing method characterized by comprising:
[0014]
According to the present invention, the drying state of the substrate to be dried by being rotated is detected, and the drying processing is terminated based on the detection result, so that the time required for the drying processing of the substrate can be made short and short. .
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a spin processing device, and the spin processing device includes a processing tank 1. A cup 2 is arranged in the processing tank 1. The cup body 2 includes a lower cup 3 provided on a bottom plate of the processing tank 1 and an upper cup 4 provided to be vertically movable with respect to the lower cup 3 by a vertical drive mechanism (not shown).
[0017]
A plurality of discharge pipes 5 are connected to the bottom wall of the lower cup 3 at predetermined intervals in the circumferential direction. These discharge pipes 5 communicate with an exhaust pump 6. The start and stop and rotation speed of the exhaust pump 6 are controlled by a control device 7.
[0018]
A base plate 8 is arranged on the lower surface side of the cup body 7. The base plate 8 has a mounting hole 9 at a position corresponding to the lower cup 3. The upper end of the stator 12 of the control motor 11 constituting the driving means is fitted and fixed in the mounting hole 9. The start and stop and rotation speed of the control motor 11 are controlled by the control device 7.
[0019]
The stator 12 has a cylindrical shape, and a cylindrical rotor 13 is rotatably fitted therein. A cylindrical connecting body 14 is integrally fixed to the upper end face of the rotor 13 with the lower end face in contact therewith. A flange 15 having a diameter larger than the inner diameter of the stator 12 is formed at the lower end of the connecting body 14. The flange 15 is slidably in contact with the upper end surface of the stator 12, thereby preventing the rotor 13 from falling off the stator 12 without preventing rotation of the rotor 13. .
[0020]
The lower cup 3 has a through hole 3a formed at a portion corresponding to the rotor 13, and the connecting body 14 protrudes into the cup body 2 from the through hole 3a. A turntable 16 is attached to the upper end of the connector 14. At the periphery of the turntable 16, six (only two are shown) columnar holding members 17 are rotatably provided at predetermined intervals in the circumferential direction, at 60 ° intervals in this embodiment, by a drive mechanism (not shown). ing.
[0021]
A support pin 18 having a tapered surface is provided on the upper end surface of the holding member 17 at a position eccentric from the rotation center of the holding member 17. A semiconductor wafer W as a substrate is supplied to the turntable 16 such that the lower surface of the peripheral portion abuts on the tapered surface of the support pin 18. If the holding member 17 is rotated in this state, the support pins 18 are eccentrically rotated, so that the semiconductor wafer W supplied to the turntable 16 is held by the support pins 18.
[0022]
The turntable 16 is covered with a turbulence prevention cover 21. The turbulence prevention cover 21 has an outer peripheral wall 22 that covers the outer peripheral surface of the rotary table 16 and an upper surface wall 23 that covers the upper surface. The outer peripheral wall is formed with a small-diameter portion 22a on the upper side and a large-diameter portion 22b on the lower side. Have been. When the turntable 16 is rotated, the turbulence prevention cover 21 prevents turbulence from occurring on the upper surface of the turntable 16. The upper surface of the upper cup 4 is open, and a ring-shaped member 25 is provided on the inner peripheral surface thereof.
[0023]
When supplying an unprocessed semiconductor wafer W to the rotary table 16 or removing a dried semiconductor wafer W, the upper cup 4 is lowered as described later.
[0024]
An opening 31 is formed in the upper wall of the processing tank 1. The opening 31 is provided with a fan / filter unit 32 such as ULPA or HEPA. The fan / filter unit 32 further purifies the air in the clean room and introduces it into the processing tank 1. The amount of the clean air introduced is controlled by the control unit 7 by the drive unit 33 of the fan / filter unit 32. And then do it. That is, by controlling the number of revolutions of the fan (not shown) of the fan / filter unit 32 by the drive unit 33, the supply amount of clean air into the processing tank 1 can be controlled.
[0025]
An opening 34 is formed on one side of the processing tank 1. The access port 34 is opened and closed by a shutter 35 provided on one side of the processing tank 1 so as to be slidable in the vertical direction. The shutter 35 is driven by a cylinder 36 operated by compressed air. That is, the cylinder 36 is provided with a control valve 37 for controlling the flow of the compressed air, and the switching of the control valve 37 by the control device 7 allows the shutter 35 to be moved up and down. ing.
[0026]
A cylindrical fixed shaft 41 is inserted into the rotor 13 of the control motor 11. At the upper end of the fixed shaft 41, a nozzle head 43 is provided which protrudes from a through hole 42 formed in the rotary table 16 to the upper surface side of the rotary table 16. The nozzle head 43 is provided with a pair of nozzles 44 for injecting a treatment liquid as a processing liquid and pure water toward the lower surface of the semiconductor wafer W held on the rotary table 16.
[0027]
An opening 45 is formed in the upper surface wall 23 of the turbulence prevention cover 21 so as to face the nozzle head 43 so that the processing liquid ejected from the nozzle can reach the lower surface of the semiconductor wafer W through the opening 45. Has become.
[0028]
Above the semiconductor wafer W held on the rotary table 16, there are an upper nozzle body 46 that supplies a processing liquid to the upper surface of the semiconductor wafer W during the cleaning process and a detection unit that detects the surface temperature of the semiconductor wafer W during the drying process. A temperature sensor 47 is provided. As the temperature sensor 47, a radiation thermometer or the like is used.
[0029]
A detection signal from the temperature sensor 47 that detects the surface temperature of the semiconductor wafer W during the drying process is input to the control device 7. The controller 7 determines whether or not the drying process of the semiconductor wafer W has been completed as described later based on a change in the surface temperature of the semiconductor wafer W detected by the temperature sensor 47. The rotation stops immediately.
[0030]
Next, a procedure for cleaning and drying the semiconductor wafer W by the spin processing apparatus having the above configuration will be described with reference to FIGS.
[0031]
FIG. 2 is a flowchart of a process of cleaning a semiconductor wafer W and then performing a drying process. After the cleaning process is started after supplying an uncleaned semiconductor wafer W to the turntable 16, the turntable 16 is turned on at several hundred minutes in S 1. The cleaning liquid is supplied to the semiconductor wafer W from the upper nozzle body 46 at S2.
[0032]
By supplying the cleaning liquid to the rotating semiconductor wafer W, the upper surface of the substrate W is cleaned. In S3, it is determined whether or not the cleaning processing time with the cleaning liquid has reached a preset time. When the cleaning processing time reaches a preset time, in S4, the supply of the cleaning liquid is stopped, and the cleaning processing ends.
[0033]
Next, in S5, the rotary table 16 is driven to rotate at a higher speed than during the cleaning process. The turntable 16 is rotated at a high speed of, for example, 1000 rotations or more per minute. At the same time, the temperature of the upper surface of the semiconductor wafer W is detected by the temperature sensor 47 in S6. The detection signal from the temperature sensor 47 is input to the control device 7. The control device 7 determines whether or not the upper surface of the semiconductor wafer W has dried based on the detection signal of the temperature sensor 47 according to the temperature change characteristic of the semiconductor wafer W shown in FIG.
[0034]
FIG. 3 shows the rotation speed of the turntable 16 and the temperature change characteristics of the upper surface of the semiconductor wafer W when the semiconductor wafer W is cleaned and then dried. In the figure, a curve X indicates a change in the rotation speed of the turntable 16, and a curve Y indicates a temperature change characteristic of the surface temperature of the semiconductor wafer W.
[0035]
When the rotation speed of the turntable 16 is increased during the drying process, the cleaning liquid having a relatively large particle diameter is scattered from the upper surface of the semiconductor wafer W, and then, droplets or mist having a small particle diameter remaining on the upper surface of the semiconductor wafer W The cleaning liquid is evaporated by an air current generated by the rotation of the semiconductor wafer W, and the temperature of the semiconductor wafer W is lowered by the heat of vaporization caused by the evaporation. Therefore, the temperature of the semiconductor wafer W decreases due to heat of vaporization until a predetermined time has elapsed since the start of the drying process, that is, until the cleaning liquid adhering and remaining on the semiconductor wafer W is completely vaporized.
[0036]
As the evaporation of the cleaning liquid adhering to the upper surface of the semiconductor wafer W progresses, the temperature of the semiconductor wafer W starts to rise and approaches room temperature (room temperature), and the temperature of the semiconductor wafer W does not change after T time when the evaporation is completed. That is, the point in time at which the temperature change of the semiconductor wafer W has ceased can be regarded as the end of the drying processing of the semiconductor wafer W.
[0037]
Therefore, in S6, the controller 7 determines whether the temperature of the upper surface of the semiconductor wafer W detected by the temperature sensor 47 has changed, and when the temperature has changed, the cleaning liquid is vaporized from the upper surface of the semiconductor wafer W. It is determined that the drying process has not been completed, the drying process is continued, and if there is no change, the vaporization of the processing liquid from the upper surface of the semiconductor wafer W ends, and it is determined that the drying process has ended.
[0038]
In S7, when the control device 7 determines that the drying process of the semiconductor wafer W has been completed, the rotation of the turntable 16 is immediately stopped. Thereby, the drying process of the semiconductor wafer W ends.
[0039]
As described above, the temperature change of the surface of the semiconductor wafer W is measured, and it is determined whether or not the semiconductor wafer W has been subjected to the drying process based on the temperature change, and the drying process is immediately terminated based on the determination. The drying process of the semiconductor wafer W can be performed with sufficient time.
[0040]
Therefore, as in the related art in which the drying processing time of the semiconductor wafer W is set to a predetermined time in advance, the drying processing time becomes too long to cause a decrease in productivity, or the drying processing time is too short to make the drying processing uncertain. It can be performed without becoming fuzzy.
[0041]
In the first embodiment, a radiation thermometer has been described as the temperature sensor 47. However, as the temperature sensor 47, a thermocouple is embedded in the support pins 18 supporting the semiconductor wafer W, and Alternatively, the temperature of the semiconductor wafer W may be detected.
[0042]
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the dry state of the semiconductor wafer W is detected by the imaging device 51. That is, the imaging device 51 includes a camera 52 installed above the semiconductor wafer W held on the rotary table 16 and an image processing device 53 to which an imaging signal of the semiconductor wafer W captured by the camera 52 is input. . The image processing device 53 processes the imaging signal and detects whether or not the droplet remains on the upper surface of the semiconductor wafer W.
[0043]
The detection signal from the image processing device 53 is input to the control device 7. When the image processing device 53 detects that the liquid droplets remain on the upper surface of the semiconductor wafer W, the control device 7 performs the drying process without stopping the rotation of the turntable 16 based on the detection signal. To continue.
[0044]
When the image processing device 53 detects that no droplet remains on the upper surface of the semiconductor wafer W, the control device 7 immediately stops the rotation of the turntable 16 based on the detection signal. That is, the drying process ends.
[0045]
Therefore, also in this case, the drying process of the semiconductor wafer W can be completed without time shortage.
[0046]
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the dry state of the semiconductor wafer W is detected by the scattered object detection sensor 55. That is, the scattered object detection sensor 55 such as a reflection type laser sensor is disposed above the semiconductor wafer W and at a position deviated from the outer peripheral surface of the semiconductor wafer W. The scattered object detection sensor 55 detects whether a droplet is scattered from the semiconductor wafer W rotating at a high speed, and inputs a detection signal to the control device 7. As a result, the control device 7 determines whether or not the semiconductor wafer W has been dried, and controls the rotation of the turntable 16 based on the determination.
[0047]
That is, if the semiconductor wafer W is in an undried state, droplets are scattered from the semiconductor wafer W rotating at a high speed. Therefore, the semiconductor wafer W is in an undried state while the scattered object detection sensor 55 is detecting the liquid droplets, so that the rotating table 16 is continuously rotated to continue the drying process.
[0048]
When the droplets no longer scatter from the rotating semiconductor wafer W and the scattered object detection sensor 55 no longer detects the droplets, the semiconductor wafer W has been dried. Therefore, in that case, the control device 7 immediately stops the rotation of the turntable 16, and the drying process ends. That is, even in the case where the scattered object detection sensor 55 is used, the drying process of the semiconductor wafer W can be completed without time shortage.
[0049]
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the dry state of the semiconductor wafer W is detected by the flow rate detection sensor 58. That is, one of the plurality of discharge pipes 5 connected to the lower cup 3 of the cup body 2 is provided with the flow rate detection sensor 58 for detecting the cleaning liquid flowing through the discharge pipe 5. The detection signal of the flow rate detection sensor 58 is input to the control device 7. The control device 7 determines whether or not the drying process of the semiconductor wafer W has been completed based on the detection signal of the flow rate detection sensor 58, and controls the rotation of the turntable 16 based on the determination.
[0050]
That is, when the semiconductor wafer W is in an undried state, droplets scatter from the semiconductor wafer W rotating at high speed together with the rotary table 16, and the droplets flow through the discharge pipe 5. Therefore, while the semiconductor wafer W is in an undried state while the flow rate detection sensor 58 is detecting the cleaning liquid, the drying process is continued.
[0051]
If the cleaning liquid does not flow through the discharge pipe 5 and the flow detection sensor 58 does not detect the cleaning liquid, the semiconductor wafer W has been dried. Therefore, in that case, the control device 7 immediately stops the rotation of the turntable 16 and ends the drying process. Therefore, even when the flow rate detection sensor 58 is used, the drying process of the semiconductor wafer W can be completed without time shortage.
[0052]
In the second to fourth embodiments shown in FIGS. 4 to 6, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the drying state of the substrate to be dried by rotation is detected, and the drying processing is terminated based on the detection result.
[0054]
Therefore, when the substrate is dried, the drying process can be terminated at that point, and the drying process of the substrate can be performed with sufficient time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a schematic configuration of a spin processing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing processing steps of a semiconductor wafer.
FIG. 3 is a graph showing a temperature change characteristic of a semiconductor wafer during a drying process.
FIG. 4 is a sectional view of a schematic configuration of a spin processing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a schematic configuration of a spin processing device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a schematic configuration of a spin processing device according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
7. Control device (control means)
16 rotary table 47 temperature sensor (detection means)
51 ... Imaging device (detection means)
55: Flying object detection sensor (detection means)
58 ... Flow rate detection sensor (detection means)

Claims (6)

処理液によって処理された基板を回転させて乾燥させるスピン処理装置において、
上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
この回転テーブルによって回転させられることで乾燥処理される上記基板の乾燥状態を検出する検出手段と、
この検出手段の検出に基づいて上記基板の乾燥処理を終了させる制御手段と、
を具備したことを特徴とするスピン処理装置。
In a spin processing apparatus for rotating and drying a substrate processed by the processing liquid,
A rotary table that holds and rotates the substrate,
Detecting means for detecting a dry state of the substrate to be dried by being rotated by the rotating table;
Control means for ending the drying process of the substrate based on the detection of the detection means,
A spin processing device comprising:
上記検出手段は、上記基板の温度を検出する温度センサであることを特徴とする請求項1記載のスピン処理装置。2. The spin processing apparatus according to claim 1, wherein said detecting means is a temperature sensor for detecting a temperature of said substrate. 上記検出手段は、上記基板の上面の液滴の有無を撮像検出する撮像装置であることを特徴とする請求項1記載のスピン処理装置。2. The spin processing apparatus according to claim 1, wherein the detection unit is an imaging device that detects the presence or absence of a droplet on the upper surface of the substrate. 上記検出手段は、回転する基板から液滴の飛散の有無を検出する飛散物検出センサであることを特徴とする請求項1記載のスピン処理装置。2. The spin processing apparatus according to claim 1, wherein said detection means is a scattered object detection sensor for detecting whether or not droplets scatter from a rotating substrate. 上記回転テーブルはカップ体内に収容され、上記検出手段は、上記カップ体から排出される処理液の有無を検出する流量検出センサであることを特徴とする請求項1記載のスピン処理装置。2. The spin processing apparatus according to claim 1, wherein the rotary table is housed in a cup body, and the detection means is a flow rate detection sensor for detecting the presence or absence of a processing liquid discharged from the cup body. 処理液によって処理された基板を回転させて乾燥させるスピン処理方法において、
処理液によって処理された基板を回転させる工程と、
回転されることで乾燥処理される上記基板の乾燥状態を検出する工程と、
乾燥状態の検出に基づいて上記基板の乾燥処理を終了させる工程と、
を具備したことを特徴とするスピン処理方法。
In a spin processing method of rotating and drying a substrate processed by the processing liquid,
Rotating the substrate processed by the processing liquid;
A step of detecting a dry state of the substrate to be dried by being rotated,
Terminating the drying process of the substrate based on the detection of the dry state,
A spin processing method comprising:
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