CN105390418A - 基板液处理装置及基板液处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于蚀刻及清洗半导体用基板的基板液处理装置。基板液处理装置，包括：基板支撑部，使基板与桌子上部隔离地支撑基板；旋转驱动部，驱动用于旋转桌子的旋转轴；处理液供给部，供给用于处理所述基板的处理面的处理液；加热部，加热所述基板或所述处理液中的至少一个；处理液回收部，设置在所述桌子周围而回收从基板排出的处理液；及水分供给部，向供给所述处理液的空间供给水分。据此，在高温液处理工艺中能够均匀地维持处理液的浓度而提高基板的液处理选择比。

Description

基板液处理装置及基板液处理方法
技术领域
本发明涉及蚀刻及清洗半导体用基板的基板液处理装置。
背景技术
为了制造半导体元件，在基板上形成多层薄膜时，蚀刻及清洗工艺是必需的。
一般地说，湿式蚀刻及清洗装置是通过旋转设有支撑基板的夹头的桌子，并向基板供给处理液而执行蚀刻、清洗及干燥工艺，利用桌子周围具备杯结构的处理液回收部而回收处理液。
另外，为了快速去除基板上蒸镀的氮化膜、氧化膜、金属膜等薄膜或光刻胶等，需要在高温状态下进行工艺。
如所述，若在高温下供给处理液，处理液所包含的水分比其他成分沸点低而急速蒸发，提高了处理液的浓度。据此，基板液处理装置内产生大量的颗粒，因处理液的浓度变化而导致处理效率的降低。
发明内容
(要解决的技术问题)
为了解决上述背景技术的问题点，本发明的目的在于，提供一种基板液处理装置及基板液处理方法，在高温下进行基板液处理工艺时，能够均匀地维持处理液的浓度。
(解决问题的手段)
用于解决上述技术问题的本发明的基板液处理装置，包括：基板支撑部，使基板与桌子上部隔离地支撑基板；旋转驱动部，驱动用于旋转桌子的旋转轴；处理液供给部，供给用于处理所述基板的处理面的处理液；加热部，加热所述基板或所述处理液中的至少一个；处理液回收部，设置在所述桌子周围而回收从基板排出的处理液；及水分供给部，向供给所述处理液的空间供给水分。
优选地，所述水分供给部，以薄雾或蒸汽状态喷射水分。
优选地，喷射所述水分供给部的水分的喷射口以一个以上的孔或狭缝形态形成。
优选地，所述基板，其处理面被向上支撑，所述处理液与所述水分被供给到所述基板的上部空间。
优选地，所述处理液供给部与所述水分供给部被分开设置在所述基板上部空间。
优选地，所述处理液供给部与所述水分供给部以一体形成于所述基板的上部空间。
优选地，所述处理液供给部被设置到所述基板的上部空间，所述处理液回收部具备内侧突出的一个以上的杯，所述水分供给部由设置在所述杯的一个以上的喷嘴构成。
优选地，所述基板，其处理面被向下支撑，所述处理液及所述水分被供给到所述基板与桌子之间的空间。
优选地，所述处理液供给部及所述水分供给部分别由设置在所述桌子的上部中心部分的一个以上的喷嘴构成。
优选地，所述处理液供给部，由设置在所述桌子的上部中心部分的一个以上的喷嘴构成，所述处理液回收部具备内侧突出的一个以上的杯，所述水分供给部由设置在所述杯的一个以上的喷嘴形成。
优选地，所述水分供给部的喷嘴，相对于所述基板的水平面倾斜0°～20°而喷射水分。
优选地，所述处理液为SPM(硫酸与过氧化氢水的混合物)。
优选地，所述水分为，混合DIW(去离子水)与非活性气体而供给，或将非活性气体溶解到DIW而供给。
优选地，以高于常温、低于沸点的温度供给所述水分。
用于解决上述另一技术问题的本发明的基板液处理方法，加热向所述基板或所述基板供应的处理液中的至少一个，并向供给所述处理液的空间供给水分。
优选地，所述处理液为所述处理面的蚀刻工艺或PR脱除工艺中使用的药液。
优选地，所述水分与所述处理液被同时喷射。
优选地，供给所述处理液的时间与供给所述水分的时间的至少一部分重叠。
(发明的效果)
根据本发明的基板液处理装置，高温液处理工艺中，向供给处理液的空间供给水分而均匀地维持处理液的浓度，从而能够提高处理效率。
附图说明
图1是根据本发明的第1实施例的构成图。
图2是根据本发明的第2实施例的构成图。
图3是根据本发明的第3实施例的构成图。
图4是根据本发明的第4实施例的构成图。
图5是根据本发明的第5实施例的构成图。
符号说明
10：基板支撑部
20：旋转驱动部
30：处理液供给部
40：加热部
50：处理液回收部
51，52：杯
60：水分供给部
具体实施方式
下面，参照附图而具体说明本发明的实施例。本发明的基板液处理装置可区分为第1至第5实施例，各实施例的构成要素基本上相同，但部分构成存在区别。并且，对于在发明的多个实施例中起到相同的功能及作用的构成要素，使用了相同的附图符号。
根据本发明的第1实施例的基板液处理装置如图1所图示，大致上分为基板支撑部10、旋转驱动部20、处理液供给部30、加热部40、处理液回收部50及水分供给部60。
基板支撑部10使基板W与桌子11上部隔离地进行支撑。桌子11上部的外廓设有多个夹头销12而向内侧支撑基板W，使基板W的处理面向上部地进行支撑。这时，除了用于液处理的基板，还能使用虚拟基板。
旋转驱动部20驱动桌子11下部的旋转轴而使得桌子11旋转。
处理液供给部30具备一个以上的处理液供给喷嘴31，用于供给蚀刻、清洗或干燥基板W的上部面的处理液。处理液供给喷嘴31被设置在基板W的上部空间，可被驱动工具往复驱动。这时，处理液可使用SPM(硫酸与过氧化氢水的混合物)。
加热部40，为了提高基板W的液处理效率，可在基板W的上部设置加热器。加热器可均匀地加热通过驱动工具以摇摆形态移动而旋转的基板W。虽然附图中未图示，向基板供给处理液之前，单独或组合地使用利用根据处理液混合的发热反应而将高温处理液直接供给到基板的方式。
处理液回收部50具备上部向内侧突出的一个以上的杯51、52，被设置在桌子11周围而回收从基板W排出的处理液。虽然附图中未图示，为了基板的装载或处理液的分开回收，旋转轴或杯可被设置成能够相对升降。
水分供给部60在基板W的上部空间具备水分供给喷嘴61，与处理液供给部30分开地设置，水分供给喷嘴61通过驱动工具而以摇摆形态往复驱动。
水分供给喷嘴61向供给处理液的基板W的上部空间喷射水分而补充处理液中蒸发的水分量，从而均匀地维持作用于基板W处理面的处理液的浓度，提高基板W的处理效率。另外，水分供给喷嘴61由一个以上的孔或狭缝形态形成，以薄雾或蒸汽状态喷射水分而提高水分的供给效率。供给的水分可使用DIW(去离子水)，优选供给85℃～95℃的水分，但只要高于常温且低于沸点的温度即可。
这里，“薄雾状态”是指DIW与气体混合而以液滴状态被喷射到处理空间的状态，“蒸汽状态”是指DIW在低于临界温度的温度下气化的状态。
通过使DIW与氮气等非活性气体相混合而喷射的2流体喷嘴而供给水分，或通过喷射喷嘴供给已溶解非活性气体的DIW。
如上述，即使处理液供给部30与水分供给部60的喷射位置不同，处理液与水分随着基板的旋转而能够充分混合。
本发明的第2实施例如图2所图示，基板支撑部10、旋转驱动部20、处理液供给部30及处理液回收部50的结构与第1实施例相同，在加热部40及水分供给部60的结构上存在区别。
加热部40，可在基板W的上部设置加热器。加热器形成为与基板W的区域相同或大于基板W的区域而能够均匀地加热基板W的整个区域。
水分供给部60在基板W的上部空间具备水分供给喷嘴62，水分供给喷嘴62通过驱动工具而与处理液供给喷嘴32一同往复驱动。即，区别在于，根据第1实施例的处理液供给喷嘴31与水分供给喷嘴61分别进行往复运动，但根据第2实施例的处理液供给喷嘴32与水分供给喷嘴62通过一个驱动工具而进行往复运动。这时，处理液供给喷嘴32与水分供给喷嘴62的喷射口以相互交替地形成，使得处理液与水分的混合变得容易。
本发明的第3实施例如图3所图示，基板支撑部10、旋转驱动部20、处理液供给部30、加热部40及处理液回收部50的结构与第1实施例相同，在水分供给部的结构上存在区别。
水分供给部具备一个以上的水分供给喷嘴63，向通过处理液供给喷嘴33而供给处理液的基板W的上部空间供给水分，水分供给喷嘴63被设置到构成处理液回收部50的杯52。
本发明的第4实施例如图4所图示，基板支撑部10、加热部40及处理液回收部50的结构与第2实施例相同，在旋转驱动部、处理液供给部、水分供给部的结构及基板的支撑方向上存在区别。
基板W以处理面朝向下部的状态被基板支撑部10支撑。
旋转驱动部20形成中空，用于供给在旋转轴内部液处理基板W所需的处理液或冷却流体、非活性气体等。
处理液供给部具备一个以上的处理液供给喷嘴34，供给用于蚀刻、清洗或干燥基板W的下部面的处理液。处理液供给喷嘴34被设置在桌子11的上部中心部分而能够向基板W与桌子11之间的空间供给处理液。处理液能够通过旋转驱动部20的中空供给。
水分供给部具备一个以上的水分供给喷嘴64，向供给处理液的空间供给水分。水分供给喷嘴64被设置在桌子11的上部中心部分而能够向基板W与桌子11之间的空间供给处理液。可通过旋转驱动部20的空心而供给水分。
本发明的第5实施例如图5所图示，基板支撑部、旋转驱动部、处理液供给部、加热部及处理液回收部的结构与第4实施例相同，在水分供给部的结构上存在区别。
水分供给部具备一个以上的水分供给喷嘴65，向通过处理液供给喷嘴35供给处理液的基板W与桌子11之间的空间供给水分，水分供给喷嘴65被设置在构成处理液回收部50的杯51。水分供给喷嘴65相对于基板W的水平面倾斜0°～20°而喷射水分，若超过20°，无法充分供给水分到整个基板W，无法补充处理液中蒸发的水分量，难以均匀地维持作用于基板W处理面的处理液的浓度。
相当于本发明的另一方面的基板液处理方法，通过旋转基板W而加热向基板W或基板W供给的处理液中的至少一个，向基板W的处理面供给处理液，向处理液供给的空间供给水分而对基板W的处理面进行液处理。
这时，处理液为用于处理面的蚀刻工艺或PR脱除工艺的药液，例如，可使用SPM(硫酸与过氧化氢水的混合物)。这时，能够向基板W的处理面同时供给处理液与水分。
并且，能够使供给处理液的时间与供给水分的时间的至少一部分重叠，也能够间歇性(intermittent)地供给水分。
通过这种水分供给，高温蚀刻工艺中也能与基板处理面接触，从而均匀地维持液处理的处理液浓度，获得优秀的选择比。
以上以附图为中心而说明了本发明的具体实施例，但本发明的权利范围以专利权利要求范围所记载的技术思想为中心，涉及到其变形物或均等物。

Claims (18)

1.一种基板液处理装置，其特征在于，包括：
基板支撑部，使基板与桌子上部隔离地支撑基板；
旋转驱动部，驱动用于旋转桌子的旋转轴；
处理液供给部，供给用于处理所述基板的处理面的处理液；
加热部，加热所述基板或所述处理液中的至少一个；
处理液回收部，设置在所述桌子周围而回收从基板排出的处理液；及
水分供给部，向供给所述处理液的空间供给水分。
2.根据权利要求1所述的基板液处理装置，其特征在于，
所述水分供给部，以薄雾或蒸汽状态喷射水分。
3.根据权利要求1所述的基板液处理装置，其特征在于，
喷射所述水分供给部的水分的喷射口以一个以上的孔或狭缝形态形成。
4.根据权利要求1所述的基板液处理装置，其特征在于，
所述基板，其处理面被向上支撑，
所述处理液与所述水分被供给到所述基板的上部空间。
5.根据权利要求4所述的基板液处理装置，其特征在于，
所述处理液供给部与所述水分供给部被分开设置在所述基板上部空间。
6.根据权利要求4所述的基板液处理装置，其特征在于，
所述处理液供给部与所述水分供给部以一体形成于所述基板的上部空间。
7.根据权利要求4所述的基板液处理装置，其特征在于，
所述处理液供给部被设置到所述基板的上部空间，
所述处理液回收部具备内侧突出的一个以上的杯，
所述水分供给部由设置在所述杯的一个以上的喷嘴构成。
8.根据权利要求1所述的基板液处理装置，其特征在于，
所述基板，其处理面被向下支撑，
所述处理液及所述水分被供给到所述基板与桌子之间的空间。
9.根据权利要求8所述的基板液处理装置，其特征在于，
所述处理液供给部及所述水分供给部分别由设置在所述桌子的上部中心部分的一个以上的喷嘴构成。
10.根据权利要求8所述的基板液处理装置，其特征在于，
所述处理液供给部，由设置在所述桌子的上部中心部分的一个以上的喷嘴构成，
所述处理液回收部具备内侧突出的一个以上的杯，
所述水分供给部由设置在所述杯的一个以上的喷嘴形成。
11.根据权利要求10所述的基板液处理装置，其特征在于，
所述水分供给部的喷嘴，相对于所述基板的水平面倾斜0°～20°而喷射水分。
12.根据权利要求1所述的基板液处理装置，其特征在于，
所述处理液为SPM，即硫酸与过氧化氢水的混合物。
13.根据权利要求1所述的基板液处理装置，其特征在于，
所述水分为，混合DIW，即去离子水与非活性气体而供给，或将非活性气体溶解到DIW而供给。
14.根据权利要求13所述的基板液处理装置，其特征在于，
以高于常温、低于沸点的温度供给所述水分。
15.一种基板液处理方法，即旋转基板且对处理面进行液处理的基板液处理方法，其特征在于，
加热向所述基板或所述基板供应的处理液中的至少一个，并向供给所述处理液的空间供给水分。
16.根据权利要求15所述的基板液处理方法，其特征在于，
所述处理液为所述处理面的蚀刻工艺或PR脱除工艺中使用的药液。
17.根据权利要求15所述的基板液处理方法，其特征在于，
所述水分与所述处理液被同时喷射。
18.根据权利要求17所述的基板液处理方法，其特征在于，
供给所述处理液的时间与供给所述水分的时间的至少一部分重叠。
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