CN107735852A - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理装置，能够进行基板间的均匀性更高的处理，其特征在于，包括：处理槽(12)，储存处理液，对以预定的间隔配置的多个基板(24)进行处理；第一排出部(14b1)和第二排出部(14b2)，具有所述处理液在所述多个基板(24)的厚度方向上流动的流路(14a)、沿所述流路形成的多个开口(15)和封闭所述流路(14a)前端的前端面(161、162)；供给路径(18)，将所述处理液供给到所述第一排出部(14b1)和所述第二排出部(14b2)的基端(14bs、14be)，并具有供液口(20)，其中，从所述供液口(20)到所述第二排出部(14b2)的所述前端面(162)的长度和从所述供液口(20)到所述第一排出部(14b1)的所述前端面(161)的长度实质上相同。

Description

基板处理装置
技术领域
本发明涉及一种半导体晶片等的基板处理装置。
背景技术
在半导体器件的制造工艺中，为了去除基板上的部分被膜以形成所需图案、去除整个被膜或洗净基板表面，进行用清洗液处理基板的清洗处理。作为进行这种清洗处理的处理装置，已知的有将基板逐个进行清洗的单片式装置和将多个基板以保持预定间隔的状态浸渍在处理槽内的处理液中进行清洗的批处理式装置(例如，专利文献1)。
另外，在半导体器件的制造工艺中，多实施通过利用清洗处理进行的蚀刻，在硅片等基板上形成的氮化硅膜(Si3N4膜)和氧化硅膜(SiO2膜)中选择性地去除氮化硅膜。作为去除氮化硅膜的处理液，多利用磷酸(H3PO4)水溶液。由于磷酸水溶液的性质，不仅蚀刻氮化硅膜，而且氧化硅膜也会被轻微蚀刻。如今的半导体器件要求微细的图案，因此为了控制蚀刻量，重要的是保持预定的蚀刻率和作为氮化硅膜和氧化硅膜的各蚀刻率的比例的选择比。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：专利第3214503号公报
发明内容
发明要解决的课题
在现有的批处理式的处理装置中，对以预定的间隔配置的多个基板进行处理时，存在一部分基板的蚀刻率降低的问题。例如，为了去除基板表面的预定的被膜，利用现有的批处理式处理装置对多个基板进行处理时，已确认基板之间被膜的去除特性不均匀，因此在批处理式处理装置中需要使多个基板之间的去除特性均匀。
因此，本发明的目的在于提供一种基板处理装置，其能够对以预定的间隔配置的多个基板，进行基板之间的均匀性更高的处理。
为解决课题的技术手段
本发明的基板处理装置，其特征在于，包括：处理槽，储存处理液，对以预定的间隔配置的多个基板进行处理；第一排出部和第二排出部，具有所述处理液在所述多个基板的厚度方向上流动的流路、沿所述流路形成的多个开口和封闭所述流路的前端的前端面；供给路径，将所述处理液供给到所述第一排出部和所述第二排出部的基端，并且具有供液口，其中，从所述供液口到所述第二排出部的所述前端面的长度和从所述供液口到所述第一排出部的所述前端面的长度实质上相同。
发明的效果
根据本发明，由于基板处理装置包括从供液口到前端面的长度实质上相同的第一排出部和第二排出部，因此能够从第一排出部和第二排出部上形成的多个开口以均匀的流量排出处理液。
由于从处理液在多个基板的厚度方向上流动的第一排出部和第二排出部的多个开口以更均匀的流量排出处理液，因此本发明的基板处理装置能够对以预定的间隔配置的多个基板进行基板之间的均匀性更高的处理。
附图说明
图1是用于说明从侧面观察本实施方式的基板处理装置的状态的示意图。
图2是用于说明从正上方观察本实施方式的基板处理装置的状态的示意图。
图3是用于说明本实施方式的基板处理装置的排出部的示意图。
图4是用于说明现有的基板处理装置的排出部的示意图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。
1.整体结构
图1所示的基板处理装置10包括处理槽12，其由处理槽主体12a和在该处理槽主体12a的外侧一体地设置的外槽12b构成。处理槽主体12a呈具有底面和与底面一体地形成的侧面的箱状，具有方形的上部开口。处理槽主体12a中，特别是将在与纸面垂直的方向上延伸的一对面作为侧面12a1。图1中示出容纳在保持构件22的多个基板24浸渍在处理槽主体12a内的未示出的处理液中的状态。其中多个基板24是半导体基板。
保持构件22从一端22a到另一端22b具有在与纸面垂直的方向上形成的多个保持槽(未示出)。保持构件22通过多个保持槽的各保持槽保持基板24，由此在一端22a到另一端22b容纳多个基板24。本实施方式中，保持构件22可以容纳50个基板24。在这种情况下，在保持构件22的一端22a侧保持第1个基板24s，在另一端侧22b保持第50个基板24e。处理槽主体12a的侧面12a1是沿排列的多个基板24的表面和背面的面。多个基板24可以以表面与表面、背面与背面、或者表面与背面相对的方式隔开预定的间隔而配置。
在处理槽12的底部，沿着多个基板24的厚度方向设置有排出部14b，在该排出部14b上形成有用于排出处理液的多个开口15。排出部14b包括由隔板16隔开的第一排出部14b1和第二排出部14b2。在本实施方式中，将贯穿处理槽12的预定位置而配置在底部的直管14的设置有开口15的部分用作排出部14b。直管14贯穿处理槽主体12a的相对的一对侧面12a1和一侧面12a1外侧的外槽12b的一侧面12b1。
在处理槽主体12a的一对相对侧面12a1之间的中央附近，在直管14内部设置有隔开第一排出部14b1和第二排出部14b2的隔板16。直管14内部呈处理液向多个基板24的厚度方向流动的流路14a。在本实施方式中，由于将直管14的一部分用作排出部14b，因此第一排出部14b1和第二排出部14b2配置在同轴上。
在包括第一排出部14b1和第二排出部14b2的排出部14b，沿流路14a形成有用于排出处理液的多个开口15。多个开口15设置在排出部14b表面，以连接流路14a和外部。在本实施方式中，多个开口15被设置为能够朝向处理槽主体12a的底面排出处理液。多个开口15优选以均匀的直径设置成直线状。多个开口15的各开口15的位置优选对应于以预定的间隔配置的多个基板24中的彼此邻接的两个基板24之间。并且，排出部14b的多个开口15的总面积优选在直管14的截面积的20％至28％的范围。在此，“在20％至28％的范围”是指将排出部14b的多个开口15的总面积作为S1，直管14的截面积作为S2时，用(S1/S2)×100(％)表示的值在20％至28％的范围。多个开口15的直径和数量可以考虑直管14的内径而适当地设定。例如，当直管14的内径为18mm左右时，可以形成63个左右的直径为1.2mm左右的开口15。
隔开第一排出部14b1和第二排出部b2的隔板16中，位于第一排出部14b1侧的面161相当于封闭第一排出部14b1的流路14a的前端的前端面。另一方面，位于隔板16的位于第二排出部14b2侧的面162相当于封闭第二排出部14b2的流路14a的前端的前端面。在本实施方式中，通过隔板16，第一排出部14b1的前端面161和第二排出部14b2的前端面162一体地设置。如上所述，隔板16虽然设置在处理槽主体12a的相对的一对侧面12a1之间的中央附近的直管14内，但是，隔板16的位置不一定与以预定的间隔配置的多个基板24的中央必须一致。
在直管14的两端通过L形的连接管27分别连接有直管26。在各直管26的端部通过L形的连接管29分别连接有直管28。两个直管28通过T形的连接管31以直线状连接，通过T形的连接管31的其余位置设置有供液口20。直管26、28的内径优选与直管14的内径相同。在本实施方式中，由直管14的除排出部14b之外的部分、通过L形的连接管27连接到直管14的两端的两个直管26、及通过L形的连接管29连接到各直管26且通过T形的连接管31彼此连接的两个直管28构成供给路径18。通过这样的供给路径18，将处理液从供液口20分别供给到第一排出部14b1的第一基端14bs和第二排出口14b2的第二基端14be。
第一排出口14b1的第一基端14bs和第二排出口14b2的第二基端14be是处理槽主体12a的一对相对的侧面12a1的各侧面附近的区域。第一排出部14b1的第一基端14bs是以预定的间隔配置的多个(本实施方式中50个)基板中的第1个基板24s侧。另一方面，第二排出部14b2的第二基端14be是如此配置的多个基板中的第50个基板24e侧。
在本实施方式中，从供液口20到第一排出部14b1的前端面161的长度和从供液口20到第二排出部14b2的前端面162的长度实质上相同。换言之，从供液口20经由第一排出部14b1到达隔板16的距离和从供液口20经由第二排出部14b2到达隔板16的距离实质上相同。在此，“实质上相同”是指，在将从供液口20到第一排出部14b1的前端面161的长度作为D1，从供液口20到第二排出部14b2的前端面162的长度作为D2时，用(D1﹣D2)/D1×100％表示的值为±3％以下。当满足该条件时，构成供给路径18的直管26、28的长度并不特别限定，可以适当地设定。同样地，构成排出部14b的直管14的长度也并不特别限定，直管14、26、28的直管部分的越长，供给路径18内部的整流效果越好。整个直管部分的长度可以是例如直管内径的35至55倍左右。
并且，如图2所示的本实施方式中，包括由隔板16隔开的第一排出部14b1和第二排出部14b2的排出部14b沿以预定的间隔配置的多个基板24的厚度方向，设置在处理槽12的底部的两个位置。设置在两个位置的排出部14b的各排出部如上所述由直管14的一部分构成。
基板处理装置10中，例如将磷酸作为处理液，可以蚀刻去除以预定的间隔配置的多个基板24表面的氮化硅膜。
2.动作及效果
在本实施方式的基板处理装置10中，从供液口20供给的处理液的一部分如箭头A1、A2、A3所示在供给路径18内流动，从第一排出部14b1的第一基端14bs流入到第一排出部14b1。从供液口20供给的处理液的剩余部分如箭头B1、B2、B3所示在供给路径18内流动，从第二排出部14b2的第二基端14be流入到第二排出部14b2。由于第一排出部14b1和第二排出部14b2通过隔板16隔开，因此，基板处理装置10中，从供液口20供给的处理液朝向隔板16在供给路径18沿两个方向流动。
隔开第一排出部14b1和第二排出部14b2的隔板16的表面及背面161、162相当于封闭各排出部14b1、14b2的流路14a前端的前端面。在本实施方式的基板处理装置10中，从供液口20到第一排出部14b1的前端面161的长度和从供液口20到第二排出部14b2的前端面162的长度实质上相同。实质上相同的量的处理液流入到第一排出部14b1和第二排出部14b2。
第一排出部14b1中，流路的前端被前端面161封闭，因此处理液的流动距离为如图3所示从第一基端14bs到前端面161的距离L1。同样地，第二排出部14b2中，流路的前端被前端面162封闭，因此处理液的流动距离为从第二基端14be到前端面162的距离L2(图3)。
在本实施方式中，排出部14b由通过隔板16隔开的第一排出部14b1和第二排出部14b2构成，因此处理液流动的距离(L1﹢L2)被分成两部分。从第一基端14bs流入的处理液在第一排出部14b1内的距离L1上流动。第二排出部14b2中，从第二基端14be流入的处理液在第二排出部14b2的距离L2上流动。与距离(L1﹢L2)的整个行程中的一方向上的流动相比，在各个排出部14b1、14b2中，处理液在短距离L1、L2上流动。
第一排出部14b1和第二排出部14b2的各排出部中，处理液的流动距离短，从而能够降低在内部流动的处理液的压力的变动。在第一排出部14b1和第二排出部14b2的内部流动的处理液的压力与处理液的流动距离长的情况相比容易变为均匀。第一排出部14b1中，从第一基端14bs流入的处理液以更均匀的压力在距离L1上流动而到达前端面161。结果，从第一排出部14b1的多个开口15以更均匀的流量排出处理液。同样地，第二排出部14b2中，从第二基端14be流入的处理液以更均匀的压力在距离L2上流动而到达前端面162，因此，从第二排出部14b2的多个开口15也以更均匀的流量排出处理液。
并且，如上所述，从供液口20到第一排出部14b1的前端面161的长度和从供液口20到第二排出部14b2的前端面162的长度实质上相同。通过这样的结构，实质上相同流量的处理液流入到第一排出部14b1和第二排出部14b2。在第一排出部14b1内部流动的处理液的压力和在第二排出部14b2内部流动的处理液的压力之间没有差别，从而可以使两个排出部14b1、14b2中的处理液的压力实质上相同。
由此，包括第一排出部14b1和第二排出部14b2的排出部14b整个区域中，在内部流动的处理液的压力变得更均匀，因此从排出部14b的所有开口15以更均匀的流量排出处理液。如上所述，第一排出部14b1的第一基端14bs位于第1个基板24s侧，第二排出部14b2的第二基端14be位于第50个基板24e侧。因此，在以预定的间隔配置的多个基板24的全部区域中，从排出部14b的多个开口15排出具有更均匀的流量的处理液。
结果，本实施方式的基板处理装置10能够对以预定的间隔配置的多个基板24，进行基板之间的均匀性更高的处理。
在现有的基板处理装置的排出部中，在以预定的间隔配置的多个基板的厚度方向的整个区域中，处理液不是以均匀的流量排出。如图4所示，在现有的基板处理装置的排出部34b中，处理液如箭头C所示从第1个基板侧34bs流入。为了从开口35排出处理液以对全部基板进行处理，处理液在排出部34b内从第1个基板侧34bs到第50个基板侧34be的距离(L1﹢L2)的整个行程沿一个方向流动。
由于在设置有开口35的排出部34b上流动的距离在现有的基板处理装置中比本实施方式长，因此在排出部34b内部流动的处理液的压力在距离(L1﹢L2)之间发生变化。排出部34b中，在第1个基板侧34bs到第50个基板侧34be中，从多个开口35排出的处理液的流量无法变为均匀。
在现有的基板处理装置中，由于在以预定的间隔配置的多个基板的厚度方向的整个区域中，处理液不是以均匀的流量排出，因此对于以预定的间隔配置的多个基板，不能进行基板之间的均匀性高的处理。
相对于此，在本实施方式的基板处理装置10中，将具有用于排出处理液的多个开口15的排出部14b由从供液口20到前端面161、162的长度实质上相同的两个排出部14b1、14b2构成，因此能够从多个开口15以均匀的流量排出处理液。结果，本实施方式的基板处理装置10能够对以预定的间隔配置的多个基板进行基板之间的均匀性更高的处理。
3.变形例
本发明并不限定于上述实施方式，可以在本发明的主要内容的范围内进行适当变更。
在上述实施方式中，虽然将贯穿沿多个基板24的表面的处理槽主体12a的一对相对侧面12a1且配置在处理槽主体12a的底部的直管14的一部分用作排出部14b，但是本发明并不限定于此。也可以是，在处理槽主体12a内部，在直管14的两端连接L形的连接管27，设置沿多个基板24的厚度方向贯穿处理槽主体12a的侧面的供给路径18。或者，也可以设置贯穿处理槽主体12a的底面的供给路径18。根据情况，可以是将整个供给路径18配置在处理槽主体12a的内部，将供液口20设置在处理槽主体12a的外侧的结构。
并且，在上述实施方式中，虽然排出部14b和供给路径18构成环形管，并且在供给路径18上设置一个供液口20，但是并不一定限定于环形管。只要从供液口20到各前端面的长度相同，且能够在相同的条件下供给处理液，则对于第一排出部14b1和第二排出部14b2的各排出部可以单独设置供液口20。
第一排出部14b1和第二排出部14b2不一定是同一直管的一部分。例如，可以使用一个端面封闭的两个筒状部件，将第一排出部14b1和第二排出部14b2分别单独构成。
在包括第一排出部14b1和第二排出部14b2的排出部14b上形成的开口15可以以能够朝向上方排出处理液的方式设置。在这种情况下，排出处理液的方向可以是多个基板24侧和处理槽主体12a的侧面侧中的任意一侧。以直线状形成的多个开口15不限于一列，可以是多列。
供给路径18可以具有弯曲部。具有弯曲部的供给路径18例如可以将弯曲管用预定的连接管连接以构成环形管。或者，对于第一排出部14b1和第二排出部14b2的各排出部，可以设置包括供液口20的具有弯曲部的供给路径18。
在本发明的基板处理装置中，能够用任意的处理液对以预定的间隔配置的多个基板24进行处理。如上述的实施方式的基板处理装置10的说明，包括具有处理液在多个基板24的厚度方向上流动的流路，并且形成有用于排出处理液的多个开口15的第一排出部14b1和第二排出部14b2，从供液口20到第一排出部14b1的前端面161的长度和从供液口20到第二排出部14b2的前端面162的长度实质上相同，从而能够对以预定的间隔配置的多个基板，进行基板24之间的均匀性更高的处理。
附图标记说明
10：基板处理装置
12：处理槽
12a：处理槽主体
12b：外槽
14、26、28：直管
14b、34b：排出部
14b1：第一排出部
14b2：第二排出部
14bs：第一基端
14be：第二基端
15、35：开口
16：隔板
161、162：前端面
18：供给路径
20：供液口
22：保持构件
24：多个基板
27、29：L形连接管
31：T形连接管

Claims (4)

1.一种基板处理装置，其特征在于，包括：
处理槽，储存处理液，对以预定的间隔配置的多个基板进行处理；
第一排出部和第二排出部，具有所述处理液在所述多个基板的厚度方向上流动的流路、沿所述流路形成的多个开口和封闭所述流路的前端的前端面；
供给路径，将所述处理液供给到所述第一排出部和所述第二排出部的基端，并且具有供液口，其中，
从所述供液口到所述第二排出部的所述前端面的长度和从所述供液口到所述第一排出部的所述前端面的长度实质上相同。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第二排出部和所述第一排出部设置在同轴上。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第二排出部的所述前端面与所述第一排出部的所述前端面一体地设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述排出部中的所述多个开口的总面积为两个所述流路中的所述排出部的截面积的20％至28％的范围。
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