CN110047776A - 基板处理方法和基板处理装置 - Google Patents

基板处理方法和基板处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110047776A
CN110047776A CN201811633335.1A CN201811633335A CN110047776A CN 110047776 A CN110047776 A CN 110047776A CN 201811633335 A CN201811633335 A CN 201811633335A CN 110047776 A CN110047776 A CN 110047776A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxygen concentration
substrate
dissolved oxygen
setting
interarea
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811633335.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110047776B (zh
Inventor
根来世
小林健司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Publication of CN110047776A publication Critical patent/CN110047776A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110047776B publication Critical patent/CN110047776B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/002Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the work consisting of separate articles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604Chemical etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/311Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105Etching inorganic layers
    • H01L21/31111Etching inorganic layers by chemical means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/3213Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32134Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by liquid etching only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明提供一种基板处理方法和基板处理装置。基于所需蚀刻量来确定设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方。然后,基于所需蚀刻量以及所确定的设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方来确定设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的另一方。使具有与所确定的设定气氛氧浓度一致或接近的氧浓度的低氧气体流入至容纳基板的腔室内。进一步,将按照溶解氧浓度与所确定的设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的蚀刻液供给至保持为水平的基板的整个上表面。

Description

基板处理方法和基板处理装置
相关申请的交叉引用
本申请主张基于2018年1月15日提出的日本专利申请2018-004531号的优先权,该申请的全部内容通过引用而引入于此。
背景技术
1.技术领域
本发明涉及一种对基板进行处理的基板处理方法和基板处理装置。处理对象的基板例如包含半导体晶片、液晶显示装置和有机EL(电致发光,electroluminescence)显示装置等FPD(平板显示器,Flat Panel Display)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太阳能电池用基板等。
2.相关技术描述
在半导体装置、液晶显示装置等的制造工序中,使用对半导体晶片、液晶显示装置用玻璃基板等基板进行处理的基板处理装置。在JP 2015-153947A中公开了一种在气氛中的氧浓度低的状态下将溶解氧浓度低的处理液供给至基板的单片式基板处理装置。
发明内容
如JP2015-153947A所记载,以往认为处理液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度优选尽可能低。然而,根据本发明人等的研究,可知:在使用处理液蚀刻基板的情况下,不仅处理液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度可能会对蚀刻的结果产生影响,而且两者之差也可能会对蚀刻的结果产生影响。
例如已知,如果气氛中的氧浓度相对于处理液的溶解氧浓度过低,则有时蚀刻的均匀性会恶化。因此,处理液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度不一定越低越好。另外还已知,通过不仅控制处理液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度,而且还控制两者之差,从而能够使基板的整个表面或背面的蚀刻量的分布变化。
因此,本发明的目的之一在于提供一种通过在气氛中的氧浓度低的状态下将溶解氧浓度低的蚀刻液供给至基板的整个主面,从而能够一边控制蚀刻量的分布一边对基板的主面进行蚀刻的基板处理方法和基板处理装置。
本发明的一个实施方式提供一种基板处理方法,其包含:第1氧浓度确定工序,基于表示基板主面的蚀刻量的所需值的所需蚀刻量,确定表示蚀刻液的溶解氧浓度的设定值的设定溶解氧浓度和表示与保持于上述基板主面的上述蚀刻液接触的气氛中的氧浓度的设定值的设定气氛氧浓度中的一方;第2氧浓度确定工序,基于上述所需蚀刻量以及上述第1氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方,确定上述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的另一方;低氧气体供给工序,使具有与上述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的上述设定气氛氧浓度一致或接近、且比空气中的氧浓度低的氧浓度的低氧气体流入至容纳上述基板的腔室内;以及蚀刻工序,一边使上述低氧气体供给工序中流入至上述腔室内的上述低氧气体与保持于上述基板主面的上述蚀刻液接触,一边将按照溶解氧浓度与上述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的上述蚀刻液供给至保持为水平的上述基板的整个主面,从而对上述基板的主面进行蚀刻。
根据该方法,在降低了气氛中的氧浓度的状态下,将溶解氧浓度低的蚀刻液供给至基板的主面。由此,能够一边控制溶入保持于基板的蚀刻液中的氧的量,一边将蚀刻液供给至基板的整个主面。供给至基板主面的蚀刻液的实际溶解氧浓度与设定溶解氧浓度一致或接近。同样地,与保持于基板主面的蚀刻液接触的气氛中的实际氧浓度与设定气氛氧浓度一致或接近。
设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度并非基于所需蚀刻量分别独自地设定,而是彼此相关联。具体地说,设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方基于所需蚀刻量来确定。然后,基于所确定的值(设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方)和所需蚀刻量,确定设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的另一方。换句话说,不仅控制设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度,还控制设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度之差。
如此,由于一边控制设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度之差,一边降低设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度,因此能够在使蚀刻液在基板主面上的落液位置不移动的情况下改变基板的整个主面的蚀刻量的分布。例如,能够以恒定的蚀刻量对基板的整个主面进行均匀地蚀刻、或按照蚀刻量的分布成为圆锥状或倒圆锥状的方式对基板主面进行蚀刻。因此,能够一边控制蚀刻量的分布一边对基板的主面进行蚀刻。
基板的主面是指基板的表面(器件形成面)和背面(非器件形成面)的任一面。在基板保持为水平的情况下,基板的上表面或下表面相当于基板的主面。基板的主面也可以为基板的表面和背面的任一面。另外,低氧气体是指具有比空气中的氧浓度(约21vol%)低的氧浓度的气体。
在上述实施方式中,也可以将以下特征的至少一个加入上述基板处理方法中。
上述第1氧浓度确定工序和第2氧浓度确定工序中的一方包含以下工序中的一方:将大于能够设定为上述设定溶解氧浓度的数值范围的最小值的值确定为上述设定溶解氧浓度的工序;以及将大于能够设定为上述设定气氛氧浓度的数值范围的最小值的值确定为上述设定气氛氧浓度的工序。
根据该方法,将大于能够设定为设定溶解氧浓度或设定气氛氧浓度的数值范围的最小值的值设定为设定溶解氧浓度或设定气氛氧浓度。换句话说,并非如以往那样尽可能地降低设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度,而是也控制两者之差。由此,能够一边控制蚀刻量的分布一边对基板的主面进行蚀刻。
上述蚀刻工序包含液体排出工序:一边使从液体排出口排出的上述蚀刻液与上述基板的主面最初接触的落液位置在从上述蚀刻液开始排出到上述蚀刻液停止排出为止的期间位于上述基板的主面中央部,一边将按照溶解氧浓度与上述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的上述蚀刻液从上述液体排出口朝向保持为水平的上述基板的主面排出。
根据该方法,使蚀刻液的落液位置从排出开始到排出停止为止的期间位于基板的主面中央部。在这种情况下,也能够通过控制设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度之差,从而控制蚀刻量的分布。因此,为了控制蚀刻量的分布,可以不需要使蚀刻液在基板主面上的落液位置移动、或设置将蚀刻液朝向基板主面排出的多个液体排出口。
上述第2氧浓度确定工序为如下工序:按照上述基板的整个主面的蚀刻量的分布成为圆锥状或倒圆锥状的方式,基于上述所需蚀刻量和上述第1氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方,确定上述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的另一方。
根据该方法,按照基板的整个主面的蚀刻量的分布成为圆锥状或倒圆锥状的方式对设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度进行设定。如果蚀刻前的基板的主面为圆锥状,则只要按照基板的整个主面的蚀刻量的分布成为圆锥状的方式对基板的主面进行蚀刻,就能够提高蚀刻后的基板主面的平坦度。同样地,如果蚀刻前的基板的主面为倒圆锥状,则只要按照基板的整个主面的蚀刻量的分布成为倒圆锥状的方式对基板的主面进行蚀刻,就能够提高蚀刻后的基板主面的平坦度。
上述第1氧浓度确定工序为基于上述所需蚀刻量来确定上述设定溶解氧浓度的工序,上述第2氧浓度确定工序为基于上述所需蚀刻量和上述第1氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度来确定上述设定气氛氧浓度的工序。
根据该方法,在确定设定溶解氧浓度后确定设定气氛氧浓度。落液位置处的蚀刻速率依赖于蚀刻液的溶解氧浓度。换句话说,设定气氛氧浓度不会对落液位置处的蚀刻速率产生很大影响。相反,蚀刻速率的斜率、即连接落液位置处的蚀刻速率与基板的主面内的任意位置处的蚀刻速率的直线的斜率依赖于蚀刻液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度。因此,如果预先确定设定溶解氧浓度,则能够较容易地设定落液位置处的蚀刻速率和蚀刻速率的斜率。
与此相对,在预先确定了设定气氛氧浓度的情况下,除设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度以外的条件可能也需要发生变更。例如,在预先确定了设定气氛氧浓度的情况下,为了得到期望的蚀刻速率的斜率,设定溶解氧浓度受到很大限制。在所确定的设定溶解氧浓度下得不到期望的蚀刻速率的情况下,蚀刻液的供给时间、浓度等其他条件可能也需要发生变更。因此,通过预先确定设定溶解氧浓度,能够较容易地设定落液位置处的蚀刻速率和蚀刻速率的斜率。
上述低氧气体供给工序包含如下工序:一边使能够在上述腔室内移动的相对构件的相对面与上述基板的主面相对,一边使上述低氧气体从设置于上述相对面的开口流入至上述基板的主面与上述相对构件的相对面之间。
根据该方法,使具有比空气中的氧浓度低的氧浓度的低氧气体从设置于相对构件的相对面的开口流出,并流入至基板的主面与相对构件的相对面之间的空间。由此,基板与相对构件之间的空间低氧气体充满,气氛中的氧浓度降低。因此,与使腔室的整个内部空间降低氧浓度的情况相比,能够减少低氧气体的使用量,能够在短时间内改变氧浓度。
相对构件可以为能够在腔室内上下移动并配置于基板上方的遮断构件,也可以为能够围绕垂直的旋转轴线在腔室内旋转并配置于基板下方的旋转基座。
上述低氧气体供给工序包含:使上述低氧气体从设置于上述相对构件的相对面且与上述基板的主面中央部相对的中央开口流入至上述基板的主面与上述相对构件的相对面之间的工序;以及使上述低氧气体从设置于上述相对构件的相对面且与除上述基板的主面中央部以外的上述基板主面的一部分相对的外侧开口流入至上述基板的主面与上述相对构件的相对面之间的工序。
根据该方法,中央开口和外侧开口设置于相对构件的相对面。中央开口与基板的主面中央部相对。外侧开口配置于中央开口的外侧。从中央开口流出的低氧气体向外流入基板与相对构件之间的空间。同样地,从外侧开口流出的低氧气体向外流入基板与相对构件之间的空间。因此,与未设置外侧开口的情况相比,其他气体不易流入至基板与相对构件之间。由此,能够更精确地控制基板与相对构件之间的空间中的氧浓度。
上述低氧气体供给工序包含一边使上述腔室内的气体从上述腔室的下端部排出,一边使上述低氧气体从上述腔室的上端部流入至上述腔室内的工序。
根据该方法,低氧气体从腔室的上端部流入腔室的内部。流入腔室内的低氧气体向腔室的下端部流动,并从腔室的下端部排出到腔室的外面。由此,腔室的内部被低氧气体充满,气氛中的氧浓度降低。因此,能够在不设置遮断构件等配置于基板上方的构件的情况下降低气氛中的氧浓度。由此,能够使腔室小型化。
上述基板处理方法包含:第1溶解氧浓度调节工序,通过减少溶解氧从而使第1罐内的上述蚀刻液的溶解氧浓度降低至第1溶解氧浓度;和第2溶解氧浓度调节工序,通过减少溶解氧从而使第2罐内的上述蚀刻液的溶解氧浓度降低至与上述第1溶解氧浓度不同的第2溶解氧浓度,上述蚀刻工序包含:选择工序,在上述第1罐和第2罐中选择储存有具有与上述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度接近的溶解氧浓度的上述蚀刻液的罐;以及液体排出工序,使上述选择工序中选择的上述罐内的上述蚀刻液朝向保持为水平的上述基板的主面排出。
根据该方法,溶解氧浓度彼此不同的蚀刻液被储存于第1罐和第2罐。将所确定的设定溶解氧浓度与表示第1罐内的蚀刻液的溶解氧浓度的第1溶解氧浓度和表示第2罐内的蚀刻液的溶解氧浓度的第2溶解氧浓度进行比较。在第1溶解氧浓度与所确定的设定溶解氧浓度一致或接近的情况下,将第1罐内的蚀刻液供给至基板的主面。另一方面,在第2溶解氧浓度与所确定的设定溶解氧浓度一致或接近的情况下,将第2罐内的蚀刻液供给至基板的主面。
蚀刻液的溶解氧浓度不易立即变化。因此,在改变相同罐内的蚀刻液的溶解氧浓度时,会花费一定程度的时间。与此相对,如果将溶解氧浓度彼此不同的蚀刻液储存于第1罐和第2罐中,则能够立即改变供给至基板主面的蚀刻液的溶解氧浓度。由此,能够缩短基板处理装置的停机时间(不能实行基板处理的时间),能够减少基板处理装置的生产量(每单位时间的基板处理块数)的减少量。
上述蚀刻工序为如下工序:一边使上述低氧气体供给工序中流入至上述腔室内的上述低氧气体与保持于上述基板主面的上述蚀刻液接触,一边将按照溶解氧浓度与上述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的上述蚀刻液供给至保持为水平的上述基板的整个主面,从而对形成于上述基板主面的多晶硅膜进行蚀刻。
根据该方法,在降低了气氛中的氧浓度的状态下,将溶解氧浓度低的蚀刻液供给至多晶硅膜露出的基板主面。由此,能够一边控制溶入保持于基板的蚀刻液的氧量,一边对形成于基板主面的多晶硅膜进行蚀刻。多晶硅膜为受到蚀刻液的溶解氧浓度影响的薄膜的一个例子。因此,通过不仅控制设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度,而且也控制两者之差,从而能够一边控制蚀刻量的分布一边对多晶硅膜进行蚀刻。
本发明的另一个实施方式提供一种基板处理装置,其具备:将基板保持为水平的基板保持单元;将减少了溶解氧的蚀刻液供给至由上述基板保持单元保持的上述基板的主面的蚀刻液供给单元;容纳由上述基板保持单元保持的上述基板的腔室;通过使具有比空气中的氧浓度低的氧浓度的低氧气体流入至容纳上述基板的上述腔室内,从而调节与保持于上述基板主面的上述蚀刻液接触的气氛中的氧浓度的低氧气体供给单元;将通过上述蚀刻液供给单元供给至上述基板的上述蚀刻液的溶解氧浓度变更的溶解氧浓度变更单元;将通过上述低氧气体供给单元进行调节的气氛中的氧浓度变更的气氛氧浓度变更单元;以及控制装置。
上述控制装置实行:第1氧浓度确定工序,基于表示上述基板主面的蚀刻量的所需值的所需蚀刻量,确定表示上述蚀刻液的溶解氧浓度的设定值的设定溶解氧浓度和表示与保持于上述基板主面的上述蚀刻液接触的气氛中的氧浓度的设定值的设定气氛氧浓度中的一方;第2氧浓度确定工序,基于上述所需蚀刻量以及上述第1氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方,确定上述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的另一方;低氧气体供给工序,使具有与上述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的上述设定气氛氧浓度一致或接近、且比空气中的氧浓度低的氧浓度的上述低氧气体流入至容纳上述基板的上述腔室内;以及蚀刻工序,一边使上述低氧气体供给工序中流入至上述腔室内的上述低氧气体与保持于上述基板主面的上述蚀刻液接触,一边将按照溶解氧浓度与上述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的上述蚀刻液供给至保持为水平的上述基板的整个主面,从而对上述基板的主面进行蚀刻。根据该构成,能够实现与关于上述基板处理方法描述的效果同样的效果。
在上述实施方式中,也可以将以下特征的至少一个加入上述基板处理装置中。
上述第1氧浓度确定工序和第2氧浓度确定工序中的一方包含以下工序中的一方:将大于能够设定为上述设定溶解氧浓度的数值范围的最小值的值确定为上述设定溶解氧浓度的工序;和将大于能够设定为上述设定气氛氧浓度的数值范围的最小值的值确定为上述设定气氛氧浓度的工序。根据该构成,能够实现与关于上述基板处理方法描述的效果同样的效果。
上述蚀刻液供给单元包含将上述蚀刻液朝向由上述基板保持单元保持的上述基板的主面排出的液体排出口,上述蚀刻工序包含液体排出工序,即:一边使从上述液体排出口排出的上述蚀刻液与上述基板的主面最初接触的落液位置在从上述蚀刻液开始排出到上述蚀刻液停止排出为止的期间位于上述基板的主面中央部,一边将按照溶解氧浓度与上述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的上述蚀刻液从上述液体排出口朝向保持为水平的上述基板的主面排出。根据该构成,能够实现与关于上述基板处理方法描述的效果同样的效果。
上述第2氧浓度确定工序为如下工序,即:按照上述基板的整个主面的蚀刻量的分布成为圆锥状或倒圆锥状的方式,基于上述所需蚀刻量与上述第1氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方,确定上述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的另一方的工序。根据该构成,能够实现与关于上述基板处理方法描述的效果同样的效果。
上述第1氧浓度确定工序为基于上述所需蚀刻量来确定上述设定溶解氧浓度的工序,上述第2氧浓度确定工序为基于上述所需蚀刻量和上述第1氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度来确定上述设定气氛氧浓度的工序。根据该构成,能够实现与关于上述基板处理方法描述的效果同样的效果。
上述基板处理装置进一步具备能够在上述腔室内移动的相对构件,所述相对构件包含:与由上述基板保持单元保持的上述基板的主面相对的相对面、和设于上述相对面的开口,上述低氧气体供给工序包含:一边使能够在上述腔室内移动的上述相对构件的相对面与上述基板的主面相对,一边使上述低氧气体从设置于上述相对面的上述开口流入至上述基板的主面与上述相对构件的相对面之间的工序。根据该构成,能够实现与关于上述基板处理方法描述的效果同样的效果。
上述相对构件的开口包含:设置于上述相对构件的相对面且与上述基板的主面中央部相对的中央开口;和设置于上述相对构件的相对面且与除上述基板的主面中央部以外的上述基板的主面的一部分相对的外侧开口,上述低氧气体供给工序包含:使上述低氧气体从上述中央开口流入至上述基板的主面与上述相对构件的相对面之间的工序;以及使上述低氧气体从上述外侧开口流入至上述基板的主面与上述相对构件的相对面之间的工序。根据该构成,能够实现与关于上述基板处理方法描述的效果同样的效果。
上述低氧气体供给单元包含:使上述低氧气体从上述腔室的上端部流入至上述腔室内的风扇单元;和将上述腔室内的气体从上述腔室的下端部排出的排气管,上述低氧气体供给工序包含一边将上述腔室内的气体从上述腔室的下端部排出,一边使上述低氧气体从上述腔室的上端部流入至上述腔室内的工序。根据该构成,能够实现与关于上述基板处理方法描述的效果同样的效果。
上述蚀刻液供给单元包含储存上述蚀刻液的第1罐、储存上述蚀刻液的第2罐、使上述第1罐内的上述蚀刻液的溶解氧浓度降低的第1溶解氧浓度变更单元、以及使上述第2罐内的上述蚀刻液的溶解氧浓度降低的第2溶解氧浓度变更单元,上述控制装置进一步实行:第1溶解氧浓度调节工序,通过减少溶解氧从而使上述第1罐内的上述蚀刻液的溶解氧浓度降低至第1溶解氧浓度;以及第2溶解氧浓度调节工序,通过减少溶解氧从而使上述第2罐内的上述蚀刻液的溶解氧浓度降低至与上述第1溶解氧浓度不同的第2溶解氧浓度,上述蚀刻工序包含:选择工序,在上述第1罐和第2罐中选择储存有具有与上述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度接近的溶解氧浓度的上述蚀刻液的罐;以及液体排出工序,使上述选择工序中选择的上述罐内的上述蚀刻液朝向保持为水平的上述基板的主面排出。根据该构成,能够实现与关于上述基板处理方法描述的效果同样的效果。
上述蚀刻工序为如下工序,即:一边使上述低氧气体供给工序中流入至上述腔室内的上述低氧气体与保持于上述基板主面的上述蚀刻液接触,一边将按照溶解氧浓度与上述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的上述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的上述蚀刻液供给至保持为水平的上述基板的整个主面,从而对形成于上述基板主面的多晶硅膜进行蚀刻。根据该构成,能够实现与关于上述基板处理方法描述的效果同样的效果。
本发明中的上述或进一步其他的目的、特征和效果参照附图并通过以下所述的实施方式的说明来阐明。
附图说明
图1是从上面观察本发明的第1实施方式涉及的基板处理装置的示意图。
图2是水平观察基板处理装置所具备的处理单元的内部的示意图。
图3是将图2的一部分放大的放大图。
图4是表示生成供给至基板的药液的药液生成单元和调节药液的溶解氧浓度的溶解氧浓度变更单元的示意图。
图5是表示控制装置的硬件的框图。
图6是用于对通过基板处理装置实行的基板处理的一个例子进行说明的工序图。
图7A~图7D是表示在将蚀刻液供给至露出多晶硅膜的基板的上表面,对多晶硅膜进行蚀刻时的蚀刻速率的分布的概念图。
图8是表示控制装置的功能区块的框图。
图9是表示本发明的第2实施方式涉及的遮断构件的垂直截面的示意图。
图10是表示本发明的第2实施方式涉及的遮断构件的底面的示意图。
图11是水平观察本发明的第3实施方式涉及的处理单元的内部的示意图。
图12是从上面观察本发明的第3实施方式涉及的处理单元的内部的示意图。
图13是表示第4实施方式涉及的药液生成单元和溶解氧浓度变更单元的示意图。
具体实施方式
图1是从上面观察本发明的第1实施方式涉及的基板处理装置1的示意图。
基板处理装置1为将半导体晶片等圆板状的基板W逐块处理的单片式装置。基板处理装置1具备:将容纳构成一批的一块以上基板W的载台C保持的装载埠LP;使用处理液、处理气体等处理流体对从装载埠LP上的载台C搬运下来的基板W进行处理的多个处理单元2;在装载埠LP上的载台C与处理单元2之间搬运基板W的搬运机器人;以及控制基板处理装置1的控制装置3。
搬运机器人包含:相对于装载埠LP上的载台C进行基板W的运入和运出的索引机器人(indexer robot)IR;相对于多个处理单元2进行基板W的运入和运出的中心机器人(center robot)CR。索引机器人IR在装载埠LP与中心机器人CR之间搬运基板W,中心机器人CR在索引机器人IR与处理单元2之间搬运基板W。索引机器人IR和中心机器人CR包含支撑基板W的柄H1、H2。
图2是水平观察基板处理装置1所具备的处理单元2的内部的示意图。图3是将图2的一部分放大的放大图。图2表示升降框32和遮断构件33位于下位置的状态,图3表示升降框32和遮断构件33位于上位置的状态。
处理单元2包含:具有内部空间的箱型腔室4、在腔室4内一边将一块基板W保持为水平一边围绕通过基板W的中央部的垂直旋转轴线A1旋转的旋转卡盘10;以及围绕旋转轴线A1将旋转卡盘10包围的筒状处理杯23。
腔室4包含:设有使基板W通过的运入运出口6b的箱型隔壁6;和将运入运出口6b打开关闭的活动遮板7。腔室4进一步包含配置于在隔壁6的顶面开口的送风口6a下方的整流板8。输送净化空气(通过过滤器过滤后的空气)的FFU5(风扇/过滤器/单元)配置于送风口6a的上方。将腔室4内的气体排出的排气管9与处理杯23连接。送风口6a设置于腔室4的上端部,排气管9配置于腔室4的下端部。排气管9的一部分配置于腔室4的外面。
整流板8将隔壁6的内部空间分隔成整流板8上方的上空间Su和整流板8下方的下空间SL。隔壁6的顶面与整流板8的上表面之间的上空间Su为净化空气扩散的扩散空间。整流板8的下表面与隔壁6的底面之间的下空间SL为进行基板W处理的处理空间。旋转卡盘10、处理杯23配置于下空间SL。从隔壁6的底面到整流板8的下表面为止的垂直方向的距离比从整流板8的上表面到隔壁6的顶面为止的垂直方向的距离长。
FFU5通过送风口6a向上空间Su输送净化空气。供给至上空间Su的净化空气撞击整流板8并在上空间Su中扩散。上空间Su内的净化空气通过上下贯通整流板8的多个贯通孔,并从整流板8的整个区域向下方流动。供给至下空间SL的净化空气被吸入到处理杯23内,并通过排气管9从腔室4的下端部排出。由此,在下空间SL中形成从整流板8向下方流动的均匀的净化空气的下降流(向下流)。基板W的处理在形成有净化空气的下降流的状态下进行。
旋转卡盘10包含:以水平姿势保持的圆板状的旋转基座12;在旋转基座12的上方将基板W以水平姿势保持的多个卡盘销11;从旋转基座12的中央部向下方延伸的旋转轴13;以及通过使旋转轴13旋转从而使旋转基座12和多个卡盘销11旋转的旋转马达14。旋转卡盘10不限于使多个卡盘销11与基板W的外周面接触的夹持式卡盘,也可以为通过使作为非器件形成面的基板W的背面(下表面)吸附于旋转基座12的上表面12u,从而将基板W保持为水平的真空式卡盘。
旋转基座12包含配置于基板W的下方的上表面12u。旋转基座12的上表面12u与基板W的下表面平行。旋转基座12的上表面12u为与基板W的下表面相对的相对面。旋转基座12的上表面12u为包围旋转轴线A1的圆环状。旋转基座12的上表面12u的外径大于基板W的外径。卡盘销11从旋转基座12的上表面12u的外周部向上方突出。卡盘销11由旋转基座12保持。在基板W的下表面与旋转基座12的上表面12u分离的状态下基板W由多个卡盘销11保持。
处理单元2包含将处理液朝向基板W的下表面中央部排出的下面喷嘴15。下面喷嘴15包含:配置于旋转基座12的上表面12u与基板W的下表面之间的喷嘴圆板部;和从喷嘴圆板部向下方延伸的喷嘴筒状部。下面喷嘴15的液体排出口15p在喷嘴圆板部的上面中央部进行了开口。在基板W由旋转卡盘10保持的状态下,下面喷嘴15的液体排出口15p与基板W的下表面中央部垂直地相对。
基板处理装置1包含:将冲洗液引至下面喷嘴15的下冲洗液配管16;和安装于下冲洗液配管16的下冲洗液阀17。下冲洗液阀17打开时,通过下冲洗液配管16引导的冲洗液从下面喷嘴15向上方排出,并供给至基板W的下表面中央部。供给至下面喷嘴15的冲洗液为纯水(去离子水:DIW(Deionized Water))。供给至下面喷嘴15的冲洗液不限于纯水,也可以为IPA(异丙醇)、碳酸水、电解离子水、富氢水、臭氧水、和稀释浓度(例如,1~100ppm程度)的盐酸水中的任一种。
虽然未图示,但下冲洗液阀17包含:设有液体流动的内部流路和包围内部流路的环状阀座的阀身、相对于阀座能够移动的阀体、以及使阀体在阀体与阀座接触的关闭位置和阀体与阀座分离的打开位置之间移动的执行器(actuator)。关于其他阀门也同样。执行器可以为气动执行器或电动执行器,也可以为除这些以外的执行器。控制装置3通过控制执行器,从而打开关闭下冲洗液阀17。
下面喷嘴15的外周面与旋转基座12的内周面形成有上下延伸的下筒状通路19。下筒状通路19包含在旋转基座12的上表面12u的中央部开口的下中央开口18。下中央开口18配置于下面喷嘴15的喷嘴圆板部的下方。基板处理装置1具备:引导通过下筒状通路19供给至下中央开口18的非活性气体的下气体配管20;安装于下气体配管20的下气阀21;以及将从下气体配管20供给至下筒状通路19的非活性气体的流量变更的下气体流量调节阀22。
从下气体配管20供给至下筒状通路19的非活性气体为氮气。非活性气体不限于氮气,也可以为氦气、氩气等其他非活性气体。这些非活性气体为具有比空气中的氧浓度(约21vol%)低的氧浓度的低氧气体。
下气阀21打开时,从下气体配管20供给至下筒状通路19的氮气以与下气体流量调节阀22的开度对应的流量从下中央开口18向上方排出。然后,氮气沿所有方向以放射状流入基板W的下表面与旋转基座12的上表面12u之间。由此,基板W与旋转基座12之间的空间被氮气充满,气氛中的氧浓度降低。基板W与旋转基座12之间的空间的氧浓度根据下气阀21和下气体流量调节阀22的开度进行变更。
处理杯23包含:接住从基板W向外排出的液体的多个防护装置(guard)25;接住通过多个防护装置25向下方引导的液体的多个杯26;以及包围多个防护装置25和多个杯26的圆筒状的外壁构件24。图2表示设有两个防护装置25和两个杯26的例子。
防护装置25包含:包围旋转卡盘10的圆筒状的防护装置筒状部25b;和从防护装置筒状部25b的上端部朝着旋转轴线A1向斜上方延伸的圆环状的防护装置顶部25a。多个防护装置顶部25a上下重叠,多个防护装置筒状部25b以同心圆状配置。多个杯26分别配置于多个防护装置筒状部25b的下方。杯26形成有向上开口的环状的贮液槽。
处理单元2包含使多个防护装置25分别升降的防护装置升降单元27。防护装置升降单元27使防护装置25位于从上位置到下位置的任意位置。上位置为防护装置25的上端25u配置于比配置由旋转卡盘10保持的基板W的保持位置更靠上方的位置。下位置为防护装置25的上端25u配置于比保持位置更靠下方的位置。防护装置顶部25a的圆环状的上端相当于防护装置25的上端25u。防护装置25的上端25u从平面看包围基板W和旋转基座12。
在旋转卡盘10使基板W旋转的状态下将处理液供给至基板W时,供给至基板W的处理液被抖落在基板W的周围。在将处理液供给至基板W时,至少一个防护装置25的上端25u配置于比基板W更靠上方。因此,排出至基板W的周围的药液、冲洗液等处理液被任一个防护装置25接住,并引导至与该防护装置25对应的杯26中。
如图3所示,处理单元2包含:配置于旋转卡盘10的上方的升降框32、从升降框32往下悬挂的遮断构件33、插入于遮断构件33的中心喷嘴45、以及通过使升降框32升降从而使遮断构件33和中心喷嘴45升降的遮断构件升降单元31。升降框32、遮断构件33、和中心喷嘴45配置于整流板8的下方。
遮断构件33包含:配置于旋转卡盘10的上方的圆板部36,和从圆板部36的外周部向下方延伸的筒状部37。遮断构件33包含向上凹陷的杯状内面。遮断构件33的内面包含圆板部36的下表面36L和筒状部37的内周面37i。以下,有时将圆板部36的下表面36L称为遮断构件33的下表面36L。
圆板部36的下表面36L为与基板W的上表面相对的相对面。圆板部36的下表面36L与基板W的上表面平行。筒状部37的内周面37i从圆板部36的下表面36L的外周边缘向下方延伸。筒状部37的内径随着接近筒状部37的内周面37i的下端而增加。筒状部37的内周面37i的下端的内径大于基板W的直径。筒状部37的内周面37i的下端的内径也可以大于旋转基座12的外径。在遮断构件33配置于后述的下位置(图2所示的位置)时,基板W被筒状部37的内周面37i包围。
圆板部36的下表面36L为包围旋转轴线A1的圆环状。圆板部36的下表面36L的内周边缘形成有在圆板部36的下表面36L的中央部开口的上中央开口38。遮断构件33的内周面从上中央开口38向上方延伸而形成有贯通孔。遮断构件33的贯通孔上下贯通遮断构件33。中心喷嘴45插入于遮断构件33的贯通孔。中心喷嘴45下端的外径小于上中央开口38的直径。
遮断构件33的内周面与中心喷嘴45的外周面同轴。遮断构件33的内周面在直径方向(与旋转轴线A1正交的方向)上间隔地包围中心喷嘴45的外周面。遮断构件33的内周面与中心喷嘴45的外周面形成有上下延伸的上筒状通路39。中心喷嘴45从升降框32和遮断构件33向上方突出。在遮断构件33从升降框32往下悬挂时,中心喷嘴45的下端配置于比圆板部36的下表面36L更靠上方。药液、冲洗液等处理液从中心喷嘴45的下端向下方排出。
遮断构件33包含:从圆板部36向上方延伸的筒状连接部35、和从连接部35的上端部向外延伸的环状凸缘部34。凸缘部34配置于比遮断构件33的圆板部36和筒状部37更靠上方。凸缘部34与圆板部36平行。凸缘部34的外径小于筒状部37的外径。凸缘部34由后述的升降框32的下板32L支撑。
升降框32包含:位于遮断构件33的凸缘部34上方的上板32u、从上板32u向下延伸且包围凸缘部34的边环32s、以及从边环32s的下端部向内延伸且位于遮断构件33的凸缘部34下方的环状下板32L。凸缘部34的外周部配置于上板32u与下板32L之间。凸缘部34的外周部能够在上板32u与下板32L之间上下移动。
升降框32和遮断构件33包含:在遮断构件33由升降框32支撑的状态下,限制升降框32和遮断构件33在圆周方向(围绕旋转轴线A1的方向)上的相对移动的定位突起41和定位孔42。图2表示多个定位突起41设置于下板32L,多个定位孔42设置于凸缘部34的例子。也可以定位突起41设置于凸缘部34,而定位孔42设置于下板32L。
多个定位突起41配置于具有配置于旋转轴线A1上的中心的圆上。同样地,多个定位孔42配置于具有配置于旋转轴线A1上的中心的圆上。多个定位孔42与多个定位突起41以相同规则性排列在圆周方向上。从下板32L的上表面向上方突起的定位突起41插入于从凸缘部34的下表面向上方延伸的定位孔42。由此,遮断构件33相对于升降框32在圆周方向上的移动受到限制。
遮断构件33包含从遮断构件33的内面向下方突出的多个上支撑部43。旋转卡盘10包含分别支撑多个上支撑部43的多个下支撑部44。多个上支撑部43被遮断构件33的筒状部37包围。上支撑部43的下端配置于比筒状部37的下端更靠上方。从旋转轴线A1到上支撑部43为止的直径方向的距离大于基板W的半径。同样地,从旋转轴线A1到下支撑部44为止的直径方向的距离大于基板W的半径。下支撑部44从旋转基座12的上表面12u向上方突出。下支撑部44配置于比卡盘销11更靠外侧。
多个上支撑部43配置于具有配置于旋转轴线A1上的中心的圆上。同样地,多个下支撑部44配置于具有配置于旋转轴线A1上的中心的圆上。多个下支撑部44与多个上支撑部43以相同规则性排列在圆周方向上。多个下支撑部44与旋转基座12一起围绕旋转轴线A1旋转。旋转基座12的旋转角通过旋转马达14而变更。在旋转基座12以基准旋转角配置时,在平面图中多个上支撑部43分别与多个下支撑部44重叠。
遮断构件升降单元31与升降框32连接。在遮断构件33的凸缘部34由升降框32的下板32L支撑的状态下,在遮断构件升降单元31使升降框32下降时,遮断构件33也下降。在平面图中在多个上支撑部43分别与多个下支撑部44重叠且以基准旋转角配置有旋转基座12的状态下,在遮断构件升降单元31使遮断构件33下降时,上支撑部43的下端部与下支撑部44的上端部接触。由此,多个上支撑部43分别由多个下支撑部44支撑。
在遮断构件33的上支撑部43与旋转卡盘10的下支撑部44接触后,在遮断构件升降单元31使升降框32下降时,升降框32的下板32L相对于遮断构件33的凸缘部34向下方移动。由此,下板32L与凸缘部34分离,定位突起41从定位孔42拔出。进一步,由于升降框32和中心喷嘴45相对于遮断构件33向下方移动,因此中心喷嘴45的下端与遮断构件33的圆板部36的下表面36L的高度差减少。这时,升降框32配置于遮断构件33的凸缘部34不与升降框32的上板32u接触的高度(后述的下位置)。
遮断构件升降单元31使升降框32位于从上位置(图3所示的位置)到下位置(图2所示的位置)为止的任意位置。上位置为定位突起41插入于定位孔42、且遮断构件33的凸缘部34与升降框32的下板32L接触的位置。也就是说,上位置为遮断构件33从升降框32往下悬挂的位置。下位置为下板32L与凸缘部34分离、且定位突起41从定位孔42拔出的位置。也就是说,下位置为升降框32和遮断构件33的连接被解除、且遮断构件33与升降框32的任一部分均不接触的位置。
在使升降框32和遮断构件33移动至下位置时,遮断构件33的筒状部37的下端配置于比基板W的下表面更靠下方,基板W的上表面与遮断构件33的下表面36L之间的空间被遮断构件33的筒状部37包围。因此,基板W的上表面与遮断构件33的下表面36L之间的空间不仅被遮断构件33上方的气氛遮断,还被遮断构件33周围的气氛遮断。由此,能够提高基板W的上表面与遮断构件33的下表面36L之间的空间的密闭度。
进一步,在升降框32和遮断构件33配置于下位置时,即使使遮断构件33相对于升降框32围绕旋转轴线A1旋转,遮断构件33也不与升降框32冲突。在遮断构件33的上支撑部43由旋转卡盘10的下支撑部44支撑时,上支撑部43和下支撑部44啮合,上支撑部43和下支撑部44在圆周方向上的相对移动受到限制。在这种状态下,在旋转马达14旋转时,旋转马达14的转矩通过上支撑部43和下支撑部44而传递到遮断构件33。由此,在升降框32和中心喷嘴45静止的状态下,遮断构件33与旋转基座12在相同方向上以相同速度旋转。
中心喷嘴45包含排出液体的多个液体排出口和排出气体的气体排出口。多个液体排出口包含:排出第1药液的第1药液排出口46、排出第2药液的第2药液排出口47、以及排出冲洗液的上冲洗液排出口48。气体排出口为排出非活性气体的上气体排出口49。第1药液排出口46、第2药液排出口47、和上冲洗液排出口48在中心喷嘴45的下端进行了开口。上气体排出口49在中心喷嘴45的外周面进行了开口。
第1药液和第2药液例如为包含硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、磷酸、乙酸、氨水、双氧水、有机酸(例如柠檬酸、草酸等)、有机碱(例如TMAH:四甲基氢氧化铵等)、无机碱(例如NaOH:氢氧化钠等)、表面活性剂、和防腐剂中的至少一个的液体。硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、磷酸、乙酸、氨水、双氧水、柠檬酸、草酸、无机碱和TMAH为蚀刻液。
第1药液和第2药液可以为相同种类的药液,也可以为彼此不同种类的药液。图2等表示第1药液为DHF(稀氢氟酸)、第2药液为TMAH的例子。另外,图2等表示供给至中心喷嘴45的冲洗液为纯水、供给至中心喷嘴45的非活性气体为氮气的例子。供给至中心喷嘴45的冲洗液也可以为除纯水以外的冲洗液。供给至中心喷嘴45的非活性气体也可以为除氮气以外的非活性气体。
基板处理装置1具备:将第1药液引导至中心喷嘴45的第1药液配管50、安装于第1药液配管50的第1药液阀51、将第2药液引导至中心喷嘴45的第2药液配管52、安装于第2药液配管52的第2药液阀53、将冲洗液引导至中心喷嘴45的上冲洗液配管54、以及安装于上冲洗液配管54的上冲洗液阀55。基板处理装置1进一步具备:将气体引导至中心喷嘴45的上气体配管56、安装于上气体配管56的上气阀57、以及将从上气体配管56供给至中心喷嘴45的气体流量变更的上气体流量调节阀58。
第1药液阀51打开时,第1药液供给至中心喷嘴45,并从在中心喷嘴45的下端开口的第1药液排出口46向下方排出。基板处理装置1具备生成第2药液的药液生成单元61。第2药液阀53打开时,药液生成单元61中生成的第2药液供给至中心喷嘴45,并从在中心喷嘴45的下端开口的第2药液排出口47向下方排出。上冲洗液阀55打开时,冲洗液供给至中心喷嘴45,并从在中心喷嘴45的下端开口的上冲洗液排出口48向下方排出。由此,将药液或冲洗液供给至基板W的上表面。
上气阀57打开时,通过上气体配管56引导的氮气以与上气体流量调节阀58的开度对应的流量供给至中心喷嘴45,并从在中心喷嘴45的外周面开口的上气体排出口49向斜下方排出。然后,氮气一边沿圆周方向流入上筒状通路39内,一边向下方流入上筒状通路39内。到达上筒状通路39的下端的氮气从上筒状通路39的下端向下方流出。然后,氮气沿所有方向以放射状流入基板W的上表面与遮断构件33的下表面36L之间的空间。由此,基板W与遮断构件33之间的空间被氮气充满,气氛中的氧浓度降低。基板W与遮断构件33之间的空间的氧浓度根据上气阀57和上气体流量调节阀58的开度而变更。
图4是表示生成供给至基板W的药液的药液生成单元61和调节药液的溶解氧浓度的溶解氧浓度变更单元67。
药液生成单元61包含:存积供给至基板W的药液的罐62、和形成使罐62内的药液循环的环状循环路的循环配管63。药液生成单元61进一步包含:将罐62内的药液送至循环配管63的泵64、和从流过循环路的药液中除去颗粒等异物的过滤器66。药液生成单元61除这些以外还可以包含通过药液的加热或冷却而变更罐62内的药液温度的温度调节器65。
循环配管63的上游端和下游端与罐62连接。第2药液配管52的上游端与循环配管63连接,第2药液配管52的下游端与中心喷嘴45连接。泵64、温度调节器65、和过滤器66安装于循环配管63中。温度调节器65可以为在高于室温(例如20~30℃)的温度下加热液体的加热器,也可以为在低于室温的温度下冷却液体的冷却器,也可以具有加热和冷却两者功能。
泵64随时将罐62内的药液送至循环配管63内。药液从罐62被送至循环配管63的上游端,并从循环配管63的下游端返回到罐62中。由此,罐62内的药液在循环路中循环。药液在循环路中循环期间,药液的温度通过温度调节器65进行调节。由此,罐62内的药液被维持为恒定的温度。第2药液阀53打开时,在循环配管63内流动的药液的一部分通过第2药液配管52而供给至中心喷嘴45。
基板处理装置1具备调节药液的溶解氧浓度的溶解氧浓度变更单元67。溶解氧浓度变更单元67包含通过将气体供给至罐62内从而使气体溶入罐62内的药液中的气体供给配管68。溶解氧浓度变更单元67进一步包含:将非活性气体供给至气体供给配管68的非活性气体配管69、在非活性气体从非活性气体配管69流向气体供给配管68的打开状态和非活性气体在非活性气体配管69中被阻塞的关闭状态之间打开关闭的非活性气体阀70、以及将从非活性气体配管69供给至气体供给配管68的非活性气体的流量变更的非活性气体流量调节阀71。
气体供给配管68为包含配置于罐62内的药液中的气体排出口68p的鼓泡配管。非活性气体阀70打开时,也就是说非活性气体阀70从关闭状态切换到打开状态时,氮气等非活性气体以与非活性气体流量调节阀71的开度对应的流量从气体排出口68p排出。由此,在罐62内的药液中形成大量气泡,非活性气体溶入罐62内的药液中。这时,溶解氧从药液中排出,药液的溶解氧浓度降低。罐62内的药液的溶解氧浓度通过变更从气体排出口68p排出的氮气的流量来变更。
溶解氧浓度变更单元67除了包含非活性气体配管69等以外,还可以包含:将净化空气等包含氧的含氧气体供给至气体供给配管68的含氧气体配管72、在使含氧气体从含氧气体配管72流向气体供给配管68的打开状态与在含氧气体在含氧气体配管72中被阻塞的关闭状态之间打开关闭的含氧气体阀73、以及将从含氧气体配管72供给至气体供给配管68的含氧气体的流量变更的含氧气体流量调节阀74。
在含氧气体阀73打开时,作为含氧气体的一个例子的空气以与含氧气体流量调节阀74的开度对应的流量从气体排出口68p排出。由此,在罐62内的药液中形成大量气泡,空气溶入罐62内的药液中。关于空气,其体积的约21%为氧气,与此相对,氮气不含氧或仅含有极微量的氧。因此,与不向罐62内供给空气的情况相比,能够在短时间内使罐62内的药液的溶解氧浓度上升。例如在药液的溶解氧浓度远远低于设定值的情况下,也可以有意地使空气溶入罐62内的药液中。
溶解氧浓度变更单元67也可以进一步包含测定药液的溶解氧浓度的氧浓度计75。图4表示将氧浓度计75安装于测定配管76的例子。氧浓度计75也可以安装于循环配管63。测定配管76的上游端与过滤器66连接,测定配管76的下游端与罐62连接。测定配管76的上游端也可以与循环配管63连接。循环配管63内的药液的一部分流入测定配管76中并返回到罐62。氧浓度计75测定流入测定配管76内的药液的溶解氧浓度。非活性气体阀70、非活性气体流量调节阀71、含氧气体阀73、和含氧气体流量调节阀74中的至少一个的开度根据氧浓度计75的测定值来变更。
图5是表示控制装置3的硬件的框图。
控制装置3为包含计算机主机81和与计算机主机81连接的外围装置84的计算机。计算机主机81包含实行各种命令的CPU82(central processing unit:中央处理装置)和存储信息的主存储装置83。外围装置84包含:存储程序P等信息的辅助存储装置85;从可移动媒介M读取信息的读取装置86;以及与主计算机等其他装置进行通信的通信装置87。
控制装置3与输入装置88和显示装置89连接。输入装置88在用户、维护人员等操作员将信息输入基板处理装置1时操作。信息被显示在显示装置89的屏幕上。输入装置88可以是键盘、定位装备和触摸屏中的任一种,也可以是除这些以外的装置。也可以在基板处理装置1中设置有兼具输入装置88和显示装置89的触摸屏显示器。
CPU82实行存储于辅助存储装置85的程序P。辅助存储装置85内的程序P可以预先安装于控制装置3,也可以通过读取装置86从可移动媒介M送至辅助存储装置85,还可以从主计算机等外部装置通过通信装置87送至辅助存储装置85。
辅助存储装置85和可移动媒介M是即使没有电力供给也保持存储的非易失性存储器。辅助存储装置85例如是硬盘驱动等磁性存储装置。可移动媒介M例如是CD等光盘或存储卡等半导体存储器。可移动媒介M是记录了程序P的计算机能够读取的记录媒介的一个例子。
辅助存储装置85存储有多个配方。辅助存储装置85进一步存储有后述的溶解氧浓度确定数据和气氛氧浓度确定数据。配方为规定基板W的处理内容、处理条件、和处理步骤的信息。多个配方在基板W的处理内容、处理条件、和处理步骤的至少一个中彼此不同。控制装置3按照根据由主计算机指定的配方来处理基板W的方式控制基板处理装置1。以下的各工序通过控制装置3控制基板处理装置1来实行。换句话说,控制装置3按照实行以下各工序的方式编程。
图6是用于对通过基板处理装置1实行的基板W的处理的一个例子进行说明的工序图。以下参照图1、图2、图3和图6。
基板W的处理的具体例子为将作为蚀刻液的一个例子的TMAH供给至多晶硅膜露出的基板W(硅晶片)的表面,对多晶硅膜进行蚀刻的蚀刻处理。蚀刻的对象也可以为除多晶硅膜以外的薄膜、基板W本身(硅晶片)。另外,也可以实行除蚀刻以外的处理。
在通过基板处理装置1来处理基板W时,进行将基板W运入至腔室4内的运入工序(图6的步骤S1)。
具体地说,在升降框32和遮断构件33位于上位置且所有防护装置25位于下位置的状态下,中心机器人CR一边用柄H1支撑基板W,一边使柄H1进入腔室4内。然后,中心机器人CR在基板W的表面朝上的状态下将柄H1上的基板W放置于多个卡盘销11上。然后,将多个卡盘销11按压于基板W的外周面,并把持基板W。中心机器人CR将基板W放置于旋转卡盘10上后,使柄H1从腔室4的内部退出。
接着,打开上气阀57和下气阀21,遮断构件33的上中央开口38和旋转基座12的下中央开口18开始排出氮气。由此,与基板W接触的气氛中的氧浓度降低。进一步,遮断构件升降单元31使升降框32从上位置下降至下位置,防护装置升降单元27使任一防护装置25从下位置上升至上位置。这时,旋转基座12保持为在平面图中多个上支撑部43分别与多个下支撑部44重叠的基准旋转角。因此,遮断构件33的上支撑部43由旋转基座12的下支撑部44支撑,遮断构件33与升降框32分离。然后,驱动旋转马达14,开始旋转基板W(图6的步骤S2)。
接着,进行将作为第1药液的一个例子的DHF供给至基板W的上表面的第1药液供给工序(图6的步骤S3)。
具体地说,在遮断构件33位于下位置的状态下打开第1药液阀51,中心喷嘴45开始排出DHF。从中心喷嘴45排出的DHF落液于基板W的上表面中央部后,沿着旋转的基板W的上表面向外流动。由此,形成覆盖基板W的整个上表面的DHF液膜,将DHF供给至基板W的整个上表面。在第1药液阀51打开后经过预定时间时,关闭第1药液阀51,使DHF停止排出。
接着,进行将作为冲洗液的一个例子的纯水供给至基板W的上表面的第1冲洗液供给工序(图6的步骤S4)。
具体地说,在遮断构件33位于下位置的状态下打开上冲洗液阀55,中心喷嘴45开始排出纯水。落液于基板W的上表面中央部的纯水沿着旋转的基板W的上表面向外流动。基板W上的DHF利用从中心喷嘴45排出的纯水进行冲洗。由此,形成覆盖基板W的整个上表面的纯水液膜。在上冲洗液阀55打开后经过预定时间时,关闭上冲洗液阀55,使纯水停止排出。
接着,进行将作为第2药液的一个例子的TMAH供给至基板W的上表面的第2药液供给工序(图6的步骤S5)。
具体地说,在遮断构件33位于下位置的状态下打开第2药液阀53,中心喷嘴45开始排出TMAH。在TMAH开始排出之前,为了切换将从基板W排出的液体接住的防护装置25,防护装置升降单元27也可以使至少一个防护装置25垂直地移动。落液于基板W的上表面中央部的TMAH沿着旋转的基板W的上表面向外流动。基板W上的纯水被置换为从中心喷嘴45排出的TMAH。由此,形成覆盖基板W的整个上表面的TMAH液膜。在第2药液阀53打开后经过预定时间时,关闭第2药液阀53,使TMAH停止排出。
如上所述,TMAH为溶解氧浓度低的蚀刻液。TMAH在气氛的氧浓度下降的状态下被供给至基板W的上表面。因此,TMAH一边与氧浓度低的气氛接触一边沿着基板W的上表面向外流动。如后所述,为了控制蚀刻量的分布,供给至基板W的上表面的TMAH的溶解氧浓度的设定值和与TMAH接触的气氛中的氧浓度的设定值彼此相关联。
接着,进行将作为冲洗液的一个例子的纯水供给至基板W的上表面的第2冲洗液供给工序(图6的步骤S6)。
具体地说,在遮断构件33位于下位置的状态下打开上冲洗液阀55,中心喷嘴45开始排出纯水。落液于基板W的上表面中央部的纯水沿着旋转的基板W的上表面向外流动。基板W上的TMAH利用从中心喷嘴45排出的纯水进行冲洗。由此,形成覆盖基板W的整个上表面的纯水液膜。在打开上冲洗液阀55后经过预定时间时,关闭上冲洗液阀55,使纯水停止排出。
接着,进行通过基板W的旋转使基板W干燥的干燥工序(图6的步骤S7)。
具体地说,在遮断构件33位于下位置的状态下,旋转马达14使基板W沿旋转方向加速,并以大于从第1药液供给工序到第2冲洗液供给工序期间的基板W的旋转速度的高旋转速度(例如数千rpm)使基板W旋转。由此,将液体从基板W除去,使基板W干燥。在基板W的高速旋转开始后经过预定时间时,使旋转马达14停止旋转。这时,旋转马达14使旋转基座12以基准旋转角停止。由此,使基板W停止旋转(图6的步骤S8)。
接着,进行将基板W从腔室4中运出的运出工序(图6的步骤S9)。
具体地说,遮断构件升降单元31使升降框32上升至上位置,防护装置升降单元27使所有的防护装置25下降至下位置。进一步,关闭上气阀57和下气阀21,遮断构件33的上中央开口38和旋转基座12的下中央开口18停止排出氮气。然后,中心机器人CR使柄H1进入腔室4内。中心机器人CR在多个卡盘销11解除基板W的把持后,用柄H1支撑旋转卡盘10上的基板W。然后,中心机器人CR一边用柄H1支撑基板W,一边使柄H1从腔室4的内部退出。由此,将经过处理的基板W从腔室4中运出。
图7A、图7B、图7C、和图7D是表示在蚀刻液为TMAH等有机碱的情况下,将蚀刻液供给至露出多晶硅膜的基板W的上表面,对多晶硅膜进行蚀刻时的蚀刻速率的分布的概念图。
图7A~图7D表示通过位于基板W的上表面的中心和基板W的上表面的外周边缘的2点的直线上的基板W的上表面的蚀刻速率(每单位时间的蚀刻量)的分布。蚀刻速率相当于蚀刻速度。在以下说明中,基准线(图7A~图7D所示的纵轴)是指通过基板W的上表面的中心且与基板W的上表面正交的直线。
对于使用了作为蚀刻液的一个例子的TMAH等有机碱的多晶硅膜的湿蚀刻,存在蚀刻液的溶解氧妨碍多晶硅膜的蚀刻的倾向。因此,如果蚀刻液的溶解氧浓度上升,则蚀刻速率降低,如果蚀刻液的溶解氧浓度降低,则蚀刻速率上升。
在蚀刻液的溶解氧浓度低、气氛中的氧浓度高时,在将蚀刻液供给至基板W时,在蚀刻液沿着基板W的上表面向外流动期间,气氛中的氧溶入基板W上的蚀刻液中,蚀刻液的溶解氧浓度随着接近基板W的外周而上升。也就是说,基板W的上表面外周部的蚀刻液的溶解氧浓度高于基板W的上表面中央部的蚀刻液的溶解氧浓度。因此,如图7A所示,蚀刻速率显示的是相对于基准线大致对称的倒立V字状的分布。在这种情况下,按照基板W的整个上表面的蚀刻量的分布成为圆锥状的方式蚀刻基板W。
如图7B所示,在不改变除蚀刻液的溶解氧浓度等气氛中的氧浓度以外的条件而仅降低气氛中的氧浓度,将蚀刻液供给至基板W时,溶入基板W上的蚀刻液中的氧的量减少,因此基板W上的蚀刻液使溶解氧浓度的上升得到缓和。因此,如图7B所示,基板W的上表面中央部的蚀刻速率几乎没有变化,但基板W的上表面外周部的蚀刻速率与使气氛中的氧浓度降低之前相比上升。因此,基板W的上表面中央部的蚀刻速率与基板W的上表面外周部的蚀刻速率之差减小,蚀刻的均匀性提高。
图7C表示与得到图7B所示的蚀刻速率的分布时的处理条件相比,使蚀刻液的溶解氧浓度上升时的蚀刻速率的分布。图7C所示的蚀刻速率描绘的是平缓的倒立V字状的曲线。如果使蚀刻液的溶解氧浓度上升,则基板W的上表面中央部的蚀刻速率降低。进一步,由于气氛中的氧浓度降低,因此基板W上的蚀刻液的溶解氧浓度几乎不上升。因此,如图7C所示,蚀刻速率的分布描绘的是大致平坦的曲线,蚀刻的均匀性进一步提高。认为:在不使蚀刻液的溶解氧浓度上升而是使气氛中的氧浓度进一步降低的情况下,也可得到同样的结果。
图7D表示与得到图7C所示的蚀刻速率的分布时的处理条件相比,使蚀刻液的溶解氧浓度上升时的蚀刻速率的分布。如果使蚀刻液的溶解氧浓度上升,则基板W的上表面中央部的蚀刻速率降低。另一方面,由于气氛中的氧浓度大幅低于蚀刻液的溶解氧浓度,因此气氛中的氧气不会溶入蚀刻液中,气氛中的氮气会溶入基板W上的蚀刻液中,从而蚀刻液的溶解氧浓度降低。因此,如图7D所示,蚀刻速率的分布描绘的是相对于基准线大致对称的V字状的曲线。在这种情况下,按照基板W的整个上表面的蚀刻量的分布成为倒圆锥状的方式蚀刻基板W。
如此,在提高蚀刻的均匀性的情况下,气氛中的氧浓度并非越低越好,需要根据供给至基板W的蚀刻液的溶解氧浓度来设定。同样地,在气氛中的氧浓度恒定的情况下,如果蚀刻液的溶解氧浓度过低或过高,则蚀刻的均匀性会降低。从不同的观点考虑,通过使蚀刻液的溶解氧浓度与气氛中的氧浓度彼此相关,从而能够将基板W的整个上表面的蚀刻速率的分布设为平坦,也可以设为圆锥状或倒圆锥状。
以上,对蚀刻液的溶解氧浓度上升时蚀刻速率降低的情况进行了说明,而对于蚀刻液的溶解氧浓度上升时蚀刻速率减小的情况也可认为一样。因此,从控制蚀刻后的基板W的上表面的截面形状(轮廓)的方面出发,并非只要尽可能地降低蚀刻液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度两者即可,重要的是也对蚀刻液的溶解氧浓度与气氛中的氧浓度之差进行管理。
如果蚀刻前的基板W的上表面平坦,则只要按照蚀刻速率的分布变得平坦的方式对基板W的上表面进行蚀刻,蚀刻后的基板W的上表面就也变得平坦。如果蚀刻前的基板W的上表面为圆锥状,则只要按照基板W的整个上表面的蚀刻量的分布成为圆锥状的方式对基板W的上表面进行蚀刻,就能够提高蚀刻后的基板W的上表面的平坦度。同样地,如果蚀刻前的基板W的上表面为倒圆锥状,则只要按照基板W的整个上表面的蚀刻量的分布成为倒圆锥状的方式对基板W的上表面进行蚀刻,就能够提高蚀刻后的基板W的上表面的平坦度。
基板W的上表面中央部的蚀刻量与基板W的上表面外周部的蚀刻量之差不仅依赖于蚀刻液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度,而且依赖于包含蚀刻液的供给时间、蚀刻液的供给流量(每单位时间的供给量)、蚀刻液的浓度、蚀刻液的温度、和基板W的旋转速度的多个条件。因此,只要改变这些条件中的至少一个,就能够提高蚀刻后的基板W的上表面的平坦度。或者,可以有意地将蚀刻后的基板W的上表面制成圆锥状或倒圆锥状。
图8是表示控制装置3的功能区块的框图。
以下参照图5和图8。图8所示的信息获取部91、设定溶解氧浓度确定部92、设定气氛氧浓度确定部93、溶解氧浓度变更部94、气氛氧浓度变更部95、和处理实行部96为通过CPU82实行安装于控制装置3的程序P而实现的功能区块。在以下的说明中,对除蚀刻液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度以外的条件恒定,通过变更蚀刻液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度中的至少一方,从而变更基板W的蚀刻量分布的情况进行说明。
如图8所示,控制装置3包含获取输入至基板处理装置1的信息的信息获取部91。在信息获取部91所获取的信息可以为从主计算机等外部装置输入至基板处理装置1的信息,也可以为操作员通过输入装置88输入至基板处理装置1的信息。
输入至信息获取部91的信息包含:表示基板W的上表面中央部的蚀刻量的设定值的设定中央蚀刻量、和表示基板W的上表面外周部的蚀刻量的设定值的设定外周蚀刻量。在对基板W的整个上表面进行均匀地蚀刻的情况下,代替或除了设定中央蚀刻量和设定外周蚀刻量以外,也可以将蚀刻量的设定值和蚀刻的均匀性的设定值输入至信息获取部91。蚀刻的均匀性是标准偏差除以平均值所得的值。这些信息相当于表示基板W的上表面的蚀刻量的所需值的所需蚀刻量。
控制装置3包含:确定表示蚀刻液的溶解氧浓度的设定值的设定溶解氧浓度的设定溶解氧浓度确定部92、和确定表示气氛中的氧浓度的设定值的设定气氛氧浓度的设定气氛氧浓度确定部93。设定溶解氧浓度确定部92存储有表示落液位置处的蚀刻速率与设定溶解氧浓度的关系的溶解氧浓度确定数据。设定气氛氧浓度确定部93存储有表示蚀刻速率的斜率与设定气氛氧浓度的关系的气氛氧浓度确定数据。蚀刻速率的斜率是指连接落液位置处的蚀刻速率与基板W的上表面内的任意位置处的蚀刻速率的直线的斜率。
溶解氧浓度确定数据基于在不改变除设定溶解氧浓度以外的条件而将设定溶解氧浓度变为多个值时的落液位置处的蚀刻速率的测定值来制定。溶解氧浓度确定数据可以是表示落液位置处的蚀刻速率与溶解氧浓度的关系的式或表,也可以除这些以外。同样地,气氛氧浓度确定数据基于在不改变除设定气氛氧浓度以外的条件而将设定气氛氧浓度变为多个值时的蚀刻速率的斜率的测定值来制定。气氛氧浓度确定数据可以是表示蚀刻速率的斜率与设定气氛氧浓度的关系的式或表,也可以除这些以外。
在除蚀刻液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度以外的条件恒定的情况下,落液位置处的蚀刻速率主要依赖于蚀刻液的溶解氧浓度。也就是说,如果蚀刻液的溶解氧浓度相同,则即使改变气氛中的氧浓度,落液位置处的蚀刻速率也不改变或几乎没有变化。另一方面,蚀刻速率的斜率不仅依赖于气氛中的氧浓度,还依赖于蚀刻液的溶解氧浓度。也就是说,即使气氛中的氧浓度相同,如果蚀刻液的溶解氧浓度改变,则蚀刻速率的斜率也可能改变。
在除蚀刻液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度以外的条件恒定的情况下,只要已知落液位置处的蚀刻速率、蚀刻速率的斜率、蚀刻液的供给时间以及基板W的直径,就可知包含中央部和外周部的基板W的上表面内的任意位置处的蚀刻量的推算值。也就是说,只要已知这些值,就可知包含基板W的上表面中央部的蚀刻量的推算值和基板W的上表面外周部的蚀刻量的推算值的基板W的上表面内的蚀刻量的分布的推算值。
设定溶解氧浓度确定部92中,使用溶解氧浓度确定数据来计算或检索相当于落液位置的基板W的上表面中央部的蚀刻量的推算值与设定中央蚀刻量一致或大致相等的设定溶解氧浓度的值,将计算或检索到的值确定为设定溶解氧浓度。同样地,设定气氛氧浓度确定部93中,使用气氛氧浓度确定数据来计算或检索基板W的上表面外周部的蚀刻量的推算值与设定外周蚀刻量一致或大致相等的设定气氛氧浓度的值,将计算或检索到的值确定为设定气氛氧浓度。
在蚀刻液为TMAH、蚀刻对象为多晶硅膜的情况下,能够设定为设定溶解氧浓度的数值范围例如为0.02~6.6ppm(在40℃处理的情况),能够设定为设定气氛氧浓度的数值范围例如为10~140000ppm。所确定的设定溶解氧浓度可以为上述数值范围的最小值,也可以为大于最小值的值。对于所确定的设定气氛氧浓度也同样。有时可能设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度两者最终都为最小值,但设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度终归还是基于所需蚀刻量来确定。
控制装置3包含:按照蚀刻液的实际溶解氧浓度与由设定溶解氧浓度确定部92确定的设定溶解氧浓度一致或接近的方式,在溶解氧浓度变更单元67中变更蚀刻液的实际溶解氧浓度的溶解氧浓度变更部94;以及按照气氛中的实际氧浓度与由设定气氛氧浓度确定部93确定的设定气氛氧浓度一致或接近的方式,在气氛氧浓度变更单元97中变更气氛中的实际氧浓度的气氛氧浓度变更部95。气氛氧浓度变更单元97包含下气阀21、下气体流量调节阀22、上气阀57、和上气体流量调节阀58(参照图2和3)。
溶解氧浓度变更部94可以将配方所规定的蚀刻液的溶解氧浓度变更,也可以在实行配方之前,在溶解氧浓度变更单元67中变更蚀刻液的实际溶解氧浓度。同样地,气氛氧浓度变更部95可以将配方所规定的气氛中的氧浓度变更,也可以在实行配方之前,在气氛氧浓度变更单元97中变更气氛中的实际氧浓度。在变更配方的情况下,在实行配方时,将实际溶解氧浓度或实际气氛氧浓度变更。
设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度可以针对每一块基板W进行变更,也可以针对多块基板W进行变更,也可以每隔一定时间进行变更。也就是说,相同的设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度可以适用于多块基板W。在这种情况下,设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度可以针对每批基板W进行变更,也可以在每次改变通过除基板处理装置1以外的装置进行的基板W的处理条件时进行变更。
控制装置3包含通过控制基板处理装置1而根据配方使基板处理装置1处理基板W的处理实行部96。在设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度的变更结束时,溶解氧浓度变更部94和气氛氧浓度变更部95向处理实行部96通知变更的结束。然后,处理实行部96使处理单元2等实行图6所示的处理的一个例子。由此,在蚀刻液的实际溶解氧浓度与所确定的设定溶解氧浓度大致一致,气氛中的实际氧浓度与所确定的设定气氛氧浓度大致一致的状态下,将蚀刻液供给至基板W的上表面。
在以上那样的第1实施方式中,在降低了气氛中的氧浓度的状态下,将TMAH等溶解氧浓度低的蚀刻液供给至基板W的上表面。由此,能够一边控制溶入保持于基板W的蚀刻液的氧量,一边将蚀刻液供给至基板W的整个上表面。供给至基板W的上表面的蚀刻液的实际溶解氧浓度与设定溶解氧浓度一致或接近。同样地,与保持于基板W的上表面的蚀刻液接触的气氛中的实际氧浓度与设定气氛氧浓度一致或接近。
设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度不是基于所需蚀刻量分别独自地设定,而是彼此相关联。具体地说,设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方基于所需蚀刻量来确定。然后,基于所确定的值(设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方)和所需蚀刻量,确定设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的另一方。换句话说,不仅控制设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度,也控制设定溶解氧浓度与设定气氛氧浓度之差。
如此,由于一边控制设定溶解氧浓度与设定气氛氧浓度之差,一边降低设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度,因此能够在不使蚀刻液在基板W的上表面上的落液位置移动的情况下使基板W的整个上表面的蚀刻量的分布发生变化。例如,能够以恒定的蚀刻量对基板W的整个上表面进行均匀地蚀刻、或按照基板W的整个上表面的蚀刻量的分布成为圆锥状或倒圆锥状的方式对基板W的上表面进行蚀刻。因此,能够一边控制蚀刻量的分布一边对基板W的上表面进行蚀刻。
在第1实施方式中,将大于能够设定为设定溶解氧浓度或设定气氛氧浓度的数值范围的最小值的值设定为设定溶解氧浓度或设定气氛氧浓度。换句话说,并非如以往那样尽可能地降低设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度,而是也控制两者之差。由此,能够一边控制蚀刻量的分布一边对基板W的上表面进行蚀刻。
在第1实施方式中,使蚀刻液的落液位置从排出开始到排出停止为止的期间位于基板W的上表面中央部。在这种情况下,也可以通过控制设定溶解氧浓度与设定气氛氧浓度之差,从而控制蚀刻量的分布。因此,为了控制蚀刻量的分布,也可以不使蚀刻液在基板W的上表面上的落液位置移动、或不设置朝向基板W的上表面排出蚀刻液的多个液体排出口。
在第1实施方式中,按照基板W的整个上表面的蚀刻量的分布成为圆锥状或倒圆锥状的方式对设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度进行设定。如果蚀刻前的基板W的上表面为圆锥状,则只要按照基板W的整个上表面的蚀刻量的分布成为圆锥状的方式对基板W的上表面进行蚀刻,就能够提高蚀刻后的基板W的上表面的平坦度。同样地,如果蚀刻前的基板W的上表面为倒圆锥状,则只要按照基板W的整个上表面的蚀刻量的分布成为倒圆锥状的方式对基板W的上表面进行蚀刻,就能够提高蚀刻后的基板W的上表面的平坦度。
在第1实施方式中,确定设定溶解氧浓度后确定设定气氛氧浓度。落液位置处的蚀刻速率依赖于蚀刻液的溶解氧浓度。换句话说,设定气氛氧浓度不会对落液位置处的蚀刻速率产生很大的影响。相反,蚀刻速率的斜率、即连接落液位置处的蚀刻速率与基板W的上表面内的任意位置处的蚀刻速率的直线的斜率依赖于蚀刻液的溶解氧浓度和气氛中的氧浓度。因此,如果预先确定设定溶解氧浓度,则能够较容易地设定落液位置处的蚀刻速率和蚀刻速率的斜率。
与此相对,在预先确定了设定气氛氧浓度的情况下,除设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度以外的条件可能也需要发生变更。例如,在预先确定了设定气氛氧浓度的情况下,为了得到期望的蚀刻速率的斜率,设定溶解氧浓度会受到很大的限制。在所确定的设定溶解氧浓度下得不到期望的蚀刻速率的情况下,蚀刻液的供给时间、浓度等其他条件也可能需要发生变更。因此,通过预先确定设定溶解氧浓度,能够较容易地设定落液位置处的蚀刻速率和蚀刻速率的斜率。
在第1实施方式中,作为具有比空气中的氧浓度低的氧浓度的低氧气体的一个例子的氮气从设置于作为相对构件的一个例子的遮断构件33的下表面36L的上中央开口38流出,并流入基板W的上表面与遮断构件33的下表面36L之间的空间中。由此,基板W与遮断构件33之间的空间被氮气充满,气氛中的氧浓度降低。因此,与使腔室4的整个内部空间的氧浓度降低的情况相比,能够减少氮气的使用量,能够在短时间内改变氧浓度。
在第1实施方式中,在降低了气氛中的氧浓度的状态下,将溶解氧浓度低的蚀刻液供给至露出了多晶硅膜的基板W的上表面。由此,能够一边控制溶入保持于基板W的蚀刻液中的氧量,一边对形成于基板W的上表面的多晶硅膜进行蚀刻。多晶硅膜为受到蚀刻液的溶解氧浓度的影响的薄膜的一个例子。因此,通过不仅控制设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度,还控制两者之差,从而能够一边控制蚀刻量的分布一边对多晶硅膜进行蚀刻。
第2实施方式
第2实施方式与第1实施方式主要的不同点是:遮断构件33的结构不同,排出气体的多个外侧开口101设置于遮断构件33的下表面36L。
图9是表示本发明的第2实施方式涉及的遮断构件33的垂直截面的示意图。图10是表示本发明的第2实施方式涉及的遮断构件33的底面的示意图。在图9~图10中,对于与上述图1~图8所示的构成相同的构成,赋予与图1等相同的参照符号并省略其说明。
如图9所示,遮断构件33配置于旋转卡盘10的上方。遮断构件33为具有大于基板W直径的外径的圆板部36。也就是说,第1实施方式涉及的筒状部37未设置于第2实施方式涉及的遮断构件33。遮断构件33以水平姿势保持。遮断构件33的中心线配置于旋转轴线A1上。遮断构件33的下表面36L的外径大于基板W的外径。遮断构件33的下表面36L与基板W的上表面平行,与基板W的上表面相对。
如图10所示,遮断构件33的下表面36L为包围旋转轴线A1的圆环状。遮断构件33的下表面36L的内周边缘形成有在遮断构件33的下表面36L的中央部开口的上中央开口38。遮断构件33的内周面形成有从上中央开口38向上方延伸的贯通孔。中心喷嘴45插入遮断构件33的贯通孔中。从下面观察遮断构件33时,中心喷嘴45配置于遮断构件33的上中央开口38内。
如图9所示,遮断构件升降单元31通过从遮断构件33向上方延伸的支轴100而与遮断构件33连接。中心喷嘴45与遮断构件升降单元31连接。遮断构件升降单元31在上位置(图9中以实线表示的遮断构件33的位置)和下位置(图9中以双点划线表示的遮断构件33的位置)之间使遮断构件33垂直地升降。中心喷嘴45与遮断构件33一起在上位置与下位置之间垂直地移动。
遮断构件33的上位置为按照扫描喷嘴(参照图11的第1药液喷嘴106和第2药液喷嘴107)能够进入基板W的上表面与遮断构件33的下表面36L之间的方式使遮断构件33的下表面36L从基板W的上表面向上方离开的退避位置。遮断构件33的下位置为按照扫描喷嘴不能进入基板W的上表面与遮断构件33的下表面36L之间的方式使遮断构件33的下表面36L与基板W的上表面接近的接近位置。遮断构件升降单元31使遮断构件33位于从下位置到上位置为止的任意位置。
第1药液配管50、第2药液配管52、和上冲洗液配管54与中心喷嘴45连接。上气体配管56并非与中心喷嘴45连接,而是与形成于遮断构件33的内周面与中心喷嘴45的外周面之间的上筒状通路39连接。从上气体配管56供给至上筒状通路39的氮气一边在上筒状通路39内沿圆周方向流动,一边在上筒状通路39内向下方流动。然后,从在遮断构件33的下表面36L的中央部开口的上中央开口38向下方流出。遮断构件33配置于下位置时,从上中央开口38流出的氮气向外流入基板W的上表面与遮断构件33的下表面36L之间的空间。由此,基板W与遮断构件33之间的空间被氮气充满。
遮断构件33包含在遮断构件33的下表面36L开口的多个外侧开口101和将气体引导至多个外侧开口101的内部通路102。内部通路102设置于遮断构件33的内部。各外侧开口101从内部通路102向下方延伸。外侧开口101与基板W的上表面外周部相对。外侧开口101可以从内部通路102向下方垂直延伸,也可以从内部通路102向斜下方延伸。图9表示外侧开口101朝着基板W的周围向斜下方延伸的例子。
如图10所示,多个外侧开口101配置于具有在旋转轴线A1上配置的中心的圆上。内部通路102包围旋转轴线A1。从下面观察遮断构件33时,内部通路102与多个外侧开口101重叠。内部通路102包围遮断构件33的上中央开口38。同样地,多个外侧开口101包围遮断构件33的上中央开口38。
如图9所示,基板处理装置1具备:通过内部通路102将气体引导至多个外侧开口101的上气体配管103、安装于上气体配管103的上气阀104、以及将从上气体配管103供给至中心喷嘴45的气体的流量变更的上气体流量调节阀105。上气体配管103与遮断构件33的内部通路102连接。
上气阀104打开时,作为非活性气体的一个例子的氮气以与上气体流量调节阀105的开度对应的流量从上气体配管103供给至内部通路102,并在内部通路102内沿圆周方向流动。内部通路102内的氮气供给至各外侧开口101,并从各外侧开口101向下方排出。由此,氮气被供给至基板W与遮断构件33之间的空间。上气阀104和上气体流量调节阀105包含在气氛氧浓度变更单元97(参照图8)。
在第2实施方式中,除了第1实施方式涉及的作用效果,还能够实现以下的作用效果。具体地说,在第2实施方式中,上中央开口38和外侧开口101设置于遮断构件33的下表面36L。上中央开口38与基板W的上表面中央部相对。外侧开口101配置于上中央开口38的外侧。从上中央开口38流出的氮气向外流入基板W与遮断构件33之间的空间。同样地,从外侧开口101流出的氮气向外流入基板W与遮断构件33之间的空间。因此,与没有设置外侧开口101的情况相比,其他气体难以流入基板W与遮断构件33之间。由此,能够更精密地控制基板W与遮断构件33之间的空间中的氧浓度。
第3实施方式
第3实施方式与第1实施方式主要的不同点是:省略了遮断构件33,非活性气体通过FFU5供给至腔室4的内部。
图11是水平观察本发明的第3实施方式涉及的处理单元2的内部的示意图。图12是从上方观察本发明的第3实施方式涉及的处理单元2的内部的示意图。在图11~图12中,对于与上述的图1~图10所示的构成相同的构成,赋予与图1等相同的参照符号并省略其说明。
如图11所示,处理单元2包含:朝向基板W的上表面将第1药液向下方排出的第1药液喷嘴106、朝向基板W的上表面将第2药液向下方排出的第2药液喷嘴107、和朝向基板W的上表面将冲洗液向下方排出的冲洗液喷嘴108。第1药液配管50、第2药液配管52、和上冲洗液配管54分别与第1药液喷嘴106、第2药液喷嘴107、和冲洗液喷嘴108连接。
冲洗液喷嘴108固定于腔室4的隔壁6。从冲洗液喷嘴108的冲洗液排出口108p排出的冲洗液落液于基板W的上表面中央部。冲洗液喷嘴108也可以是使液体在基板W的上表面上的落液位置移动的扫描喷嘴。也就是说,也可以在处理单元2中设有使冲洗液喷嘴108水平移动的喷嘴移动单元。
第1药液喷嘴106和第2药液喷嘴107为扫描喷嘴。如图12所示,处理单元2包含第1喷嘴移动单元109,该第1喷嘴移动单元109在将从第1药液喷嘴106的第1药液排出口106p排出的药液供给至基板W的上表面的处理位置与第1药液喷嘴106在俯视时配置于基板W周围的退避位置之间使第1药液喷嘴106水平移动。处理单元2包含第2喷嘴移动单元110,该第2喷嘴移动单元110在将从第2药液喷嘴107的第2药液排出口107p排出的药液供给至基板W的上表面的处理位置与第2药液喷嘴107在俯视时配置于基板W周围的退避位置之间使第2药液喷嘴107水平移动。
第1喷嘴移动单元109可以为沿着俯视时通过基板W的中央部的圆弧状的路径使第1药液喷嘴106水平移动的旋转单元,也可以为沿着俯视时通过基板W的中央部的直线状路径使第1药液喷嘴106水平移动的滑动单元。同样地,第2喷嘴移动单元110可以为旋转单元,也可以为滑动单元。图12表示第1喷嘴移动单元109和第2喷嘴移动单元110为旋转单元的例子。
引导作为非活性气体的一个例子的氮气的上气体配管56与FFU5连接。上气阀57打开时,氮气以与上气体流量调节阀58的开度对应的流量从上气体配管56供给至FFU5,并通过FFU5送至腔室4内的上空间Su。供给至上空间Su的氮气撞击整流板8而在上空间Su中扩散,并从设置于整流板8的整个区域的多个贯通孔向下方流动。
由于基板W的上表面与整流板8的下表面直接相对,因此从整流板8向下方流动的氮气不会被遮断构件33(参照图2)遮挡而朝向基板W的上表面。然后,氮气被吸入处理杯23内,并通过排气管9(参照图2)从腔室4排出。如此操作,腔室4的内部被氮气充满,腔室4内的氧浓度降低。腔室4内的氧浓度根据上气阀57和上气体流量调节阀58的开度进行变更。
在进行第1药液供给工序(图6的步骤S3)时,第1喷嘴移动单元109使第1药液喷嘴106从待机位置移动至处理位置。然后,打开第1药液阀51,第1药液喷嘴106开始排出第1药液。在第1药液喷嘴106排出第1药液时,第1喷嘴移动单元109可以按照第1药液的落液位置沿着通过基板W的上表面中央部的路径在基板W的上表面内移动的方式使第1药液喷嘴106移动,也可以按照第1药液的落液位置位于基板W的上表面中央部的方式使第1药液喷嘴106静止。
在第2药液供给工序(图6的步骤S5)中,代替第1药液喷嘴106、第1药液阀51、和第1喷嘴移动单元109而使用第2药液喷嘴107、第2药液阀53、和第2喷嘴移动单元110。在第1冲洗液供给工序(图6的步骤S4)和第2冲洗液供给工序(图6的步骤S6)中,将上冲洗液阀55打开关闭,使冲洗液从冲洗液喷嘴108朝向基板W的上表面中央部排出。
在第3实施方式中,除了第1实施方式涉及的作用效果,还能够实现以下的作用效果。具体地说,在第3实施方式中,作为低氧气体的一个例子的氮气从腔室4的上端部流入腔室4的内部。流入腔室4内的氮气朝向腔室4的下端部流动,并从腔室4的下端部向腔室4之外排出。由此,腔室4的内部被氮气充满,气氛中的氧浓度降低。因此,可以不设置遮断构件33等配置于基板W的上方的构件而降低气氛中的氧浓度。由此,能够将腔室4小型化。
第4实施方式
第4实施方式与第1实施方式主要的不同点是:设置了相同的与处理单元2对应的多组药液生成单元61和溶解氧浓度变更单元67。图13表示设有两组药液生成单元61和溶解氧浓度变更单元67的例子。
图13是表示第4实施方式涉及的药液生成单元61和溶解氧浓度变更单元67的示意图。在图13中,对于与上述图1~图12所示的构成相同的构成,赋予与图1等相同的参照符号并省略其说明。
在以下的说明中,有时在配置于图13中的左侧的构成的最前面标记“第1”,在配置于图13中的右侧的构成的最前面标记“第2”。例如,有时将图13中的左侧的罐62称为“第1罐62A”,将图13中的右侧的罐62称为“第2罐62B”。
药液生成单元61包含:将循环配管63内的药液引导至第2药液配管52的中继配管111、和安装于中继配管111的中继阀112。在图13所示的例子的情况下,代替两个中继阀112,也可以使用三通阀。在第1中继阀112A(左侧的中继阀112)打开时,第1罐62A(左侧的罐62)内的药液通过第2药液配管52被供给至中心喷嘴45。在第2中继阀112B(右侧的中继阀112)打开时,第2罐62B(右侧的罐62)内的药液通过第2药液配管52被供给至中心喷嘴45。
第1罐62A内的药液和第2罐62B内的药液具有彼此不同的溶解氧浓度。也就是说,如此调节了药液的溶解氧浓度。在确定被供给至基板W的上表面的药液的溶解氧浓度的设定值、即设定溶解氧浓度时,控制装置3从第1罐62A和第2罐62B中选择存积有具有与所确定的设定溶解氧浓度接近的溶解氧浓度的药液的罐。然后,在第2药液供给工序(图6的步骤S5)中,控制装置3将所选择的罐内的药液排出至中心喷嘴45。例如在选择了第1罐62A的情况下,打开第1中继阀112A和第2药液阀53,将第1罐62A内的药液从中心喷嘴45朝向基板W的上表面排出。
在第4实施方式中,除了第1实施方式涉及的作用效果,还能够实现以下的作用效果。具体地说,溶解氧浓度彼此不同的蚀刻液被存积于第1罐62A和第2罐62B中。将所确定的设定溶解氧浓度与表示第1罐62A内的蚀刻液的溶解氧浓度的第1溶解氧浓度和表示第2罐62B内的蚀刻液的溶解氧浓度的第2溶解氧浓度进行比较。在第1罐62A内的蚀刻液的溶解氧浓度与所确定的设定溶解氧浓度一致或接近的情况下,第1罐62A内的蚀刻液被供给至基板W的上表面。另一方面,在第2罐62B内的蚀刻液的溶解氧浓度与所确定的设定溶解氧浓度一致或接近的情况下,第2罐62B内的蚀刻液被供给至基板W的上表面。
蚀刻液的溶解氧浓度不易立即改变。因此,在改变相同的罐62内的蚀刻液的溶解氧浓度的情况下,需要花费一些时间。与此相对,如果将溶解氧浓度彼此不同的蚀刻液存积于第1罐62A和第2罐62B中,则能够立刻改变供给至基板W的上表面的蚀刻液的溶解氧浓度。由此,能够缩短基板处理装置1的停机时间(不能实行基板W的处理的时间),能够减少基板处理装置1的生产量(每单位时间的基板W的处理块数)的减少量。
其他实施方式
本发明不限于上述实施方式的内容,能够进行各种变更。
例如,可以不将TMAH等蚀刻液供给至基板W的上表面,而是供给至基板W的下表面。或者,也可以将蚀刻液供给至基板W的上表面和下表面两者。在这些情况下,只要从下面喷嘴15排出蚀刻液即可。
控制装置3也可以通过从多个液体排出口朝向在基板W的直径方向上分离的多个位置同时地排出处理液,从而将处理液供给至基板W的上表面或下表面。在这种情况下,可以针对每个液体排出口改变所排出的药液的流量、温度、和浓度中的至少一个。
同样地,控制装置3也可以通过从多个气体排出口朝向在基板W的直径方向上分离的多个位置同时地排出气体,从而将气体供给至基板W的上表面或下表面。例如,也可以将包含下中央开口18的多个气体排出口设置于旋转基座12的上表面12u。
控制装置3也可以不预先确定设定溶解氧浓度,而是预先确定设定气氛氧浓度。
基板处理装置1不限于处理圆板状的基板W的装置,也可以为处理多角形的基板W的装置。
可以组合上述所有构成的两个以上。也可以组合上述所有工序的两个以上。
FFU5是风扇单元的一个例子。旋转卡盘10是基板保持单元的一个例子。旋转基座12是相对构件的一个例子。上表面12u是相对面的一个例子。下面喷嘴15是蚀刻液供给单元的一个例子。下筒状通路19是低氧气体供给单元的一个例子。下气体配管20是低氧气体供给单元的一个例子。下气阀21是气氛氧浓度变更单元的一个例子。下气体流量调节阀22是气氛氧浓度变更单元的一个例子。遮断构件是相对构件33的一个例子。下表面36L是相对面的一个例子。上筒状通路39是低氧气体供给单元的一个例子。中心喷嘴45是蚀刻液供给单元的一个例子。上气体配管56是低氧气体供给单元的一个例子。上气阀57是气氛氧浓度变更单元的一个例子。上气体流量调节阀58是气氛氧浓度变更单元的一个例子。溶解氧浓度变更单元67是溶解氧浓度变更单元的一个例子。气氛氧浓度变更单元97是气氛氧浓度变更单元的一个例子。上气体配管103是低氧气体供给单元的一个例子。上气阀104是气氛氧浓度变更单元的一个例子。上气体流量调节阀105是气氛氧浓度变更单元的一个例子。第2药液喷嘴107是蚀刻液供给单元的一个例子。
对本发明的实施方式进行了详细说明,但这些只不过是用于阐明本发明的技术内容的具体例子,本发明不应限于这些具体例子进行解释,本发明的精神和范围仅受到所附加的权利要求书的限制。

Claims (20)

1.一种基板处理方法,其包含:
第1氧浓度确定工序,基于表示基板主面的蚀刻量的所需值的所需蚀刻量,确定设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方,所述设定溶解氧浓度表示蚀刻液的溶解氧浓度的设定值,所述设定气氛氧浓度表示与保持于所述基板主面的所述蚀刻液接触的气氛中的氧浓度的设定值;
第2氧浓度确定工序,基于所述所需蚀刻量与所述第1氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方,确定所述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的另一方;
低氧气体供给工序,使低氧气体流入至容纳所述基板的腔室内,所述低氧气体具有与所述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的所述设定气氛氧浓度一致或接近、且比空气中的氧浓度低的氧浓度;以及
蚀刻工序,使通过所述低氧气体供给工序流入至所述腔室内的所述低氧气体与保持于所述基板主面的所述蚀刻液接触,并且将按照溶解氧浓度与所述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的所述蚀刻液供给至保持为水平的所述基板的整个主面,从而对所述基板的主面进行蚀刻。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法,所述第1氧浓度确定工序和第2氧浓度确定工序中的一方包含以下工序中的一方:将大于能够设定为所述设定溶解氧浓度的数值范围的最小值的值确定为所述设定溶解氧浓度的工序;以及将大于能够设定为所述设定气氛氧浓度的数值范围的最小值的值确定为所述设定气氛氧浓度的工序。
3.根据权利要求1所述的基板处理方法,所述蚀刻工序包含液体排出工序:一边使从液体排出口排出的所述蚀刻液与所述基板的主面最初接触的落液位置在从所述蚀刻液开始排出到所述蚀刻液停止排出为止的期间位于所述基板的主面中央部,一边使按照溶解氧浓度与所述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的所述蚀刻液从所述液体排出口朝向保持为水平的所述基板的主面排出。
4.根据权利要求3所述的基板处理方法,所述第2氧浓度确定工序为如下工序:按照所述基板的整个主面的蚀刻量的分布成为圆锥状或倒圆锥状的方式,基于所述所需蚀刻量以及所述第1氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方,确定所述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的另一方。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的基板处理方法,所述第1氧浓度确定工序为基于所述所需蚀刻量来确定所述设定溶解氧浓度的工序,
所述第2氧浓度确定工序为基于所述所需蚀刻量和所述第1氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度来确定所述设定气氛氧浓度的工序。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的基板处理方法,所述低氧气体供给工序包含如下工序:一边使能够在所述腔室内移动的相对构件的相对面与所述基板的主面相对,一边使所述低氧气体从设置于所述相对面的开口流入至所述基板的主面与所述相对构件的相对面之间。
7.根据权利要求6所述的基板处理方法,所述低氧气体供给工序包含如下工序:使所述低氧气体从设置于所述相对构件的相对面且与所述基板的主面中央部相对的中央开口流入至所述基板的主面与所述相对构件的相对面之间的工序;以及使所述低氧气体从设置于所述相对构件的相对面且与除所述基板的主面中央部以外的所述基板的主面的一部分相对的外侧开口流入至所述基板的主面与所述相对构件的相对面之间的工序。
8.根据权利要求1~3中任一项所述的基板处理方法,所述低氧气体供给工序包含如下工序:一边使所述腔室内的气体从所述腔室的下端部排出,一边使所述低氧气体从所述腔室的上端部流入至所述腔室内。
9.根据权利要求1~3中任一项所述的基板处理方法,所述基板处理方法包含:第1溶解氧浓度调节工序,通过减少溶解氧从而使第1罐内的所述蚀刻液的溶解氧浓度降低至第1溶解氧浓度;和第2溶解氧浓度调节工序,通过减少溶解氧从而使第2罐内的所述蚀刻液的溶解氧浓度降低至与所述第1溶解氧浓度不同的第2溶解氧浓度,
所述蚀刻工序包含:选择工序,在所述第1罐和第2罐中选择储存有具有与所述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度接近的溶解氧浓度的所述蚀刻液的罐;和液体排出工序,将所述选择工序中选择的所述罐内的所述蚀刻液朝向保持为水平的所述基板的主面排出。
10.根据权利要求1~3中任一项所述的基板处理方法,所述蚀刻工序为如下工序:一边使所述低氧气体供给工序中流入至所述腔室内的所述低氧气体与保持于所述基板主面的所述蚀刻液接触,一边将按照溶解氧浓度与所述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的所述蚀刻液供给至保持为水平的所述基板的整个主面,从而对形成于所述基板主面的多晶硅膜进行蚀刻。
11.一种基板处理装置,其具备:
将基板保持为水平的基板保持单元;
将减少了溶解氧的蚀刻液供给至由所述基板保持单元保持的所述基板的主面的蚀刻液供给单元;
容纳由所述基板保持单元保持的所述基板的腔室;
通过使具有比空气中的氧浓度低的氧浓度的低氧气体流入至容纳所述基板的所述腔室内,从而调节与保持于所述基板主面的所述蚀刻液接触的气氛中的氧浓度的低氧气体供给单元;
将通过所述蚀刻液供给单元供给至所述基板的所述蚀刻液的溶解氧浓度变更的溶解氧浓度变更单元;
将通过所述低氧气体供给单元进行调节的气氛中的氧浓度变更的气氛氧浓度变更单元;以及
控制装置;
所述控制装置实行如下工序:
第1氧浓度确定工序,基于表示所述基板主面的蚀刻量的所需值的所需蚀刻量,确定表示所述蚀刻液的溶解氧浓度的设定值的设定溶解氧浓度和表示与保持于所述基板主面的所述蚀刻液接触的气氛中的氧浓度的设定值的设定气氛氧浓度中的一方;
第2氧浓度确定工序,基于所述所需蚀刻量以及所述第1氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方,确定所述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的另一方;
低氧气体供给工序,使具有与所述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的所述设定气氛氧浓度一致或接近、且比空气中的氧浓度低的氧浓度的所述低氧气体流入至容纳所述基板的所述腔室内;以及
蚀刻工序,一边使所述低氧气体供给工序中流入至所述腔室内的所述低氧气体与保持于所述基板主面的所述蚀刻液接触,一边将按照溶解氧浓度与所述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的所述蚀刻液供给至保持为水平的所述基板的整个主面,从而对所述基板主面进行蚀刻。
12.根据权利要求11所述的基板处理装置,所述第1氧浓度确定工序和第2氧浓度确定工序中的一方包含如下工序中的一方:将大于能够设定为所述设定溶解氧浓度的数值范围的最小值的值确定为所述设定溶解氧浓度的工序;以及将大于能够设定为所述设定气氛氧浓度的数值范围的最小值的值确定为所述设定气氛氧浓度的工序。
13.根据权利要求11所述的基板处理装置,所述蚀刻液供给单元包含将所述蚀刻液朝向由所述基板保持单元保持的所述基板的主面排出的液体排出口,
所述蚀刻工序包含液体排出工序:一边使从所述液体排出口排出的所述蚀刻液与所述基板的主面最初接触的落液位置在从所述蚀刻液开始排出到所述蚀刻液停止排出为止的期间位于所述基板的主面中央部,一边将按照溶解氧浓度与所述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的所述蚀刻液从所述液体排出口朝向保持为水平的所述基板的主面排出。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置,所述第2氧浓度确定工序为如下工序:按照所述基板的整个主面的蚀刻量的分布成为圆锥状或倒圆锥状的方式,基于所述所需蚀刻量与所述第1氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的一方,确定所述设定溶解氧浓度和设定气氛氧浓度中的另一方。
15.根据权利要求11~13中任一项所述的基板处理装置,所述第1氧浓度确定工序为基于所述所需蚀刻量来确定所述设定溶解氧浓度的工序,
所述第2氧浓度确定工序为基于所述所需蚀刻量和所述第1氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度来确定所述设定气氛氧浓度的工序。
16.根据权利要求11~13中任一项所述的基板处理装置,所述基板处理装置进一步具备能够在所述腔室内移动的相对构件,所述相对构件包含与由所述基板保持单元保持的所述基板的主面相对的相对面和设置于所述相对面的开口,
所述低氧气体供给工序包含如下工序:一边使能够在所述腔室内移动的所述相对构件的相对面与所述基板的主面相对,一边使所述低氧气体从设置于所述相对面的所述开口流入至所述基板的主面与所述相对构件的相对面之间。
17.根据权利要求16所述的基板处理装置,所述相对构件的开口包含:设置于所述相对构件的相对面且与所述基板的主面中央部相对的中央开口;以及设置于所述相对构件的相对面且与除所述基板的主面中央部以外的所述基板的主面的一部分相对的外侧开口,
所述低氧气体供给工序包含:使所述低氧气体从所述中央开口流入至所述基板的主面与所述相对构件的相对面之间的工序;以及使所述低氧气体从所述外侧开口流入至所述基板的主面与所述相对构件的相对面之间的工序。
18.根据权利要求11~13中任一项所述的基板处理装置,所述低氧气体供给单元包含:使所述低氧气体从所述腔室的上端部流入至所述腔室内的风扇单元;和使所述腔室内的气体从所述腔室的下端部排出的排气管,
所述低氧气体供给工序包含如下工序:一边使所述腔室内的气体从所述腔室的下端部排出,一边使所述低氧气体从所述腔室的上端部流入至所述腔室内。
19.根据权利要求11~13中任一项所述的基板处理装置,所述蚀刻液供给单元包含:储存所述蚀刻液的第1罐;储存所述蚀刻液的第2罐;使所述第1罐内的所述蚀刻液的溶解氧浓度降低的第1溶解氧浓度变更单元;以及使所述第2罐内的所述蚀刻液的溶解氧浓度降低的第2溶解氧浓度变更单元,
所述控制装置进一步实行:第1溶解氧浓度调节工序,通过减少溶解氧从而使所述第1罐内的所述蚀刻液的溶解氧浓度降低至第1溶解氧浓度;以及第2溶解氧浓度调节工序,通过减少溶解氧从而使所述第2罐内的所述蚀刻液的溶解氧浓度降低至与所述第1溶解氧浓度不同的第2溶解氧浓度,
所述蚀刻工序包含:选择工序,在所述第1罐和第2罐中选择储存有具有与所述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度接近的溶解氧浓度的所述蚀刻液的罐;以及液体排出工序,将所述选择工序中选择的所述罐内的所述蚀刻液朝向保持为水平的所述基板的主面排出。
20.根据权利要求11~13中任一项所述的基板处理装置,所述蚀刻工序为如下工序:一边使所述低氧气体供给工序中流入至所述腔室内的所述低氧气体与保持于所述基板主面的所述蚀刻液接触,一边将按照溶解氧浓度与所述第1氧浓度确定工序或第2氧浓度确定工序中确定的所述设定溶解氧浓度一致或接近的方式减少了溶解氧的所述蚀刻液供给至保持为水平的所述基板的整个主面,从而对形成于所述基板主面的多晶硅膜进行蚀刻。
CN201811633335.1A 2018-01-15 2018-12-29 基板处理方法和基板处理装置 Active CN110047776B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018004531A JP6993885B2 (ja) 2018-01-15 2018-01-15 基板処理方法および基板処理装置
JP2018-004531 2018-01-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110047776A true CN110047776A (zh) 2019-07-23
CN110047776B CN110047776B (zh) 2023-07-07

Family

ID=67213030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811633335.1A Active CN110047776B (zh) 2018-01-15 2018-12-29 基板处理方法和基板处理装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10861718B2 (zh)
JP (1) JP6993885B2 (zh)
KR (1) KR102182116B1 (zh)
CN (1) CN110047776B (zh)
TW (1) TWI698926B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6715019B2 (ja) * 2016-02-09 2020-07-01 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
JP7166089B2 (ja) * 2018-06-29 2022-11-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法
JP2021077702A (ja) 2019-11-06 2021-05-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置
JP7407645B2 (ja) * 2020-04-03 2024-01-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP7513456B2 (ja) 2020-07-30 2024-07-09 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置、基板処理システム、及び基板処理方法
CN115989564A (zh) * 2020-08-31 2023-04-18 株式会社斯库林集团 基板处理方法以及基板处理装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002217165A (ja) * 2001-01-18 2002-08-02 Nisso Engineering Co Ltd 半導体ウエハ用液処理装置及び液処理方法
US20130306238A1 (en) * 2012-05-15 2013-11-21 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Chemical liquid preparation method of preparing a chemical liquid for substrate processing, chemical liquid preparation unit preparing a chemical liquid for substrate processing, and substrate processing system
US20140080312A1 (en) * 2012-06-08 2014-03-20 Tokyo Electron Limited Substrate processing method, substrate processing apparatus, and storage medium
CN104716022A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 斯克林集团公司 基板处理方法和基板处理装置
CN204885200U (zh) * 2015-07-30 2015-12-16 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种湿法刻蚀装置
US20160233082A1 (en) * 2013-09-25 2016-08-11 Organo Corporation Substrate treatment method and substrate treatment equipment
CN107408503A (zh) * 2015-03-26 2017-11-28 株式会社斯库林集团 基板处理装置和基板处理方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08172068A (ja) 1994-12-19 1996-07-02 Fujitsu Ltd 半導体基板の洗浄方法及び半導体装置の製造方法
US6187216B1 (en) * 1997-08-27 2001-02-13 Motorola, Inc. Method for etching a dielectric layer over a semiconductor substrate
JP4245996B2 (ja) * 2003-07-07 2009-04-02 株式会社荏原製作所 無電解めっきによるキャップ膜の形成方法およびこれに用いる装置
JP2007088398A (ja) 2004-12-14 2007-04-05 Realize Advanced Technology Ltd 洗浄装置、この洗浄装置を用いた洗浄システム、及び被洗浄基板の洗浄方法
JP4762098B2 (ja) * 2006-09-28 2011-08-31 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP2009238798A (ja) 2008-03-26 2009-10-15 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP5189121B2 (ja) 2010-03-10 2013-04-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法、およびこの基板処理方法を実行するためのコンピュータプログラムが記録された記録媒体
KR101258002B1 (ko) 2010-03-31 2013-04-24 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤 기판처리장치 및 기판처리방법
US8778203B2 (en) * 2010-05-28 2014-07-15 Clarkson University Tunable polish rates by varying dissolved oxygen content
JP6330998B2 (ja) 2014-02-17 2018-05-30 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置
JP6279954B2 (ja) * 2014-03-28 2018-02-14 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002217165A (ja) * 2001-01-18 2002-08-02 Nisso Engineering Co Ltd 半導体ウエハ用液処理装置及び液処理方法
US20130306238A1 (en) * 2012-05-15 2013-11-21 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Chemical liquid preparation method of preparing a chemical liquid for substrate processing, chemical liquid preparation unit preparing a chemical liquid for substrate processing, and substrate processing system
US20140080312A1 (en) * 2012-06-08 2014-03-20 Tokyo Electron Limited Substrate processing method, substrate processing apparatus, and storage medium
US20160233082A1 (en) * 2013-09-25 2016-08-11 Organo Corporation Substrate treatment method and substrate treatment equipment
CN104716022A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 斯克林集团公司 基板处理方法和基板处理装置
CN107408503A (zh) * 2015-03-26 2017-11-28 株式会社斯库林集团 基板处理装置和基板处理方法
CN204885200U (zh) * 2015-07-30 2015-12-16 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种湿法刻蚀装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10861718B2 (en) 2020-12-08
TWI698926B (zh) 2020-07-11
JP2019125660A (ja) 2019-07-25
JP6993885B2 (ja) 2022-01-14
US20190221450A1 (en) 2019-07-18
KR102182116B1 (ko) 2020-11-23
US11222795B2 (en) 2022-01-11
KR20190087289A (ko) 2019-07-24
US20210043468A1 (en) 2021-02-11
CN110047776B (zh) 2023-07-07
TW201941294A (zh) 2019-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110047776A (zh) 基板处理方法和基板处理装置
KR101464613B1 (ko) 액처리 장치, 액처리 방법 및 기억 매체
KR102009597B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN109545704B (zh) 药液生成方法、药液生成装置及基板处理装置
JP7064905B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP6268469B2 (ja) 基板処理装置、基板処理装置の制御方法、および記録媒体
JP2020004948A (ja) 基板処理方法、基板処理装置、および乾燥前処理液
US20190103291A1 (en) Substrate processing apparatus
KR20130110005A (ko) 기판 처리 시스템, 기판 처리 방법 및 기억 매체
TW201900285A (zh) 基板處理裝置及基板處理方法
TW202023690A (zh) 基板處理裝置及基板處理方法
JP2020035920A (ja) 基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体
US10814251B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
US20230205178A1 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method, training data generating method, training method, training device, trained model generating method, and trained model
JP7176936B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
TW202030774A (zh) 處方顯示裝置、處方顯示方法以及處方顯示程式
JP2022046443A (ja) 脱気装置、基板処理装置、及び処理液脱気方法
KR20240097020A (ko) 유기 용매 공급 장치, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant