CN114678292A - 基片处理装置和基片处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在使用超临界状态的处理流体的干燥处理时,能够抑制晶片的图案倒塌的基片处理装置和基片处理方法。基片处理装置包括处理容器和对其供给超临界状态的处理流体的处理流体供给部,处理流体供给部包括:一侧与流体供给源连接,另一侧与处理容器连接的流体供给管线;插设在流体供给管线,冷却气体状态的处理流体而生成液体状态的处理流体的冷却部;插设在流体供给管线,设置在冷却部的下游侧的泵;插设在流体供给管线,设置在泵的下游侧,加热液体状态的处理流体而生成超临界状态的处理流体的加热部;插设在流体供给管线,设置在泵与加热部之间,调节对处理容器供给的处理流体的供给流量的第一流量调节部;和控制第一流量调节部的控制部。
Description
技术领域
本发明涉及基片处理装置和基片处理方法。
背景技术
在半导体晶片(以下称为晶片)等基片的表面形成集成电路的层叠结构的半导体装置的制造工艺中,进行药液清洗或者湿蚀刻等液处理。在这样的液处理中去除附着于晶片的表面的液体等时,近年来,一直采用使用超临界状态的处理流体的干燥方法。
在专利文献1中,公开了处理容器通过供给管线与流体供给罐连接的基片处理装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-81966号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明提供在使用超临界状态的处理流体的干燥处理时,能够抑制晶片的图案倒塌的基片处理装置和基片处理方法。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个方式的基片处理装置包括:具有处理空间的处理容器,上述处理空间能够收纳表面被液体润湿的状态的基片;和处理流体供给部,其将超临界状态的处理流体朝向上述液体供给到上述处理容器,上述处理流体供给部包括:流体供给管线,其一侧与流体供给源连接,另一侧与上述处理容器连接;冷却部,其插设在上述流体供给管线,对气体状态的上述处理流体进行冷却而生成液体状态的上述处理流体;泵,其插设在上述流体供给管线,设置在上述冷却部的下游侧;加热部,其插设在上述流体供给管线,设置在上述泵的下游侧,对液体状态的上述处理流体进行加热而生成超临界状态的上述处理流体;第一流量调节部,其插设在上述流体供给管线,设置在上述泵与上述加热部之间,调节对上述处理容器供给的上述处理流体的供给流量;和控制上述第一流量调节部的控制部。
发明效果
依照本发明,在使用超临界状态的处理流体的干燥处理时,能够抑制晶片的图案倒塌。
附图说明
图1是表示实施方式的基片处理装置的构成例的图。
图2是表示液处理单元的构成例的图。
图3是表示干燥单元的构成例的示意立体图。
图4是表示干燥单元的构成例的图。
图5是表示供给单元的构成例的图。
图6是表示第二流量调节部及其周边的构成例的图。
图7是表示供给单元和干燥单元的具体工作的图(其1)。
图8是表示供给单元和干燥单元的具体工作的图(其2)。
图9是表示供给单元和干燥单元的具体工作的图(其3)。
图10是表示供给单元和干燥单元的具体工作的图(其4)。
图11是表示供给单元和干燥单元的具体工作的图(其5)。
图12是表示供给单元和干燥单元的具体工作的图(其6)。
图13是表示供给单元和干燥单元的具体工作的图(其7)。
附图标记说明
1 基片处理装置
6 控制装置
7 控制部
8 存储部
18、18A、18B、18C 干燥单元
19 供给单元
31 主体
61、75A、75B 连接点
62A、62B、62C、77A、77B 分支点
64 过滤器
65 冷凝器
66 罐
67 泵
68 加热器
71 第一供给管线
72、72A、72B、72C 第二供给管线
73A、73B、73C 第一分支管线
74 第二分支管线
80 处理流体供给部
90 处理流体供给源
120、121、122、123、221、222节流孔
131A、131B、131C、231背压阀
141A、141B、141C、142A、142B、142C、242 压力传感器
150A、150B、150C第二流量调节部
250 第一流量调节部
251 流量计
W 晶片。
具体实施方式
以下,参照附图,详细地说明本申请公开的基片处理系统和处理流体供给方法的实施方式。此外,本发明并不由以下所示的实施方式限定。另外,需要注意,附图是示意性的,各要素的尺寸的关系、各要素的比例等有时与现实不同。而且,在附图彼此之间,有时也包含彼此的尺寸的关系、比例不同的部分。
<基片处理装置的结构>
首先,参照图1,对实施方式的基片处理装置1的结构进行说明。图1是表示实施方式的基片处理装置1的构成例的图。另外,在下文中,为了明确位置关系,规定彼此正交的X轴、Y轴和Z轴,将Z轴正方向设为铅垂向上方向。
如图1所示,基片处理装置1包括送入送出站2和处理站3。送入送出站2与处理站3相邻地设置。
送入送出站2包括承载器载置部11和输送部12。在承载器载置部11上载置有将多个半导体晶片W(以下记载为“晶片W”)以水平状态进行收纳的多个承载器C。
输送部12与载体载置部11相邻地设置。在输送部12的内部配置有输送装置13和交接部14。
输送装置13包括保持晶片W的晶片保持机构。另外,输送装置13能够在水平方向和铅垂方向上移动并且以铅垂轴为中心旋转,使用晶片保持机构在承载器C与交接部14之间进行晶片W的输送。
处理站3与输送部12相邻地设置。处理站3包括输送区块4、多个处理区块5和多个供给单元19。
输送区块4包括输送区域15和输送装置16。输送区域15例如是沿着送入送出站2和处理站3的排列方向(X轴方向)延伸的长方体状的区域。在输送区域15配置有输送装置16。
输送装置16包括保持晶片W的晶片保持机构。另外,输送装置16能够在水平方向和铅垂方向上移动并且以铅垂轴为中心旋转,使用晶片保持机构在交接部14与多个处理区块5之间进行晶片W的输送。
多个处理区块5在输送区域15的两侧与输送区域15相邻地配置。具体而言,多个处理区块5配置在与送入送出站2和处理站3的排列方向(X轴方向)正交的方向(Y轴方向)上的输送区域15的一侧(Y轴正方向侧)和另一侧(Y轴负方向侧)。
另外,虽然未图示,但多个处理区块5沿着铅垂方向配置为多层(例如3层)。而且,配置于各层的处理区块5与交接部14之间的晶片W的输送,由配置于输送区块4的1个输送装置16进行。另外,多个处理区块5的层数并不限定于3层。
各处理区块5包括液处理单元17和干燥单元18。干燥单元18是基片处理部的一例。
液处理单元17进行对晶片W的图案形成面即上表面进行清洗的清洗处理。另外,液处理单元17进行在清洗处理后的晶片W的上表面形成液膜的液膜形成处理。关于液处理单元17的构成,在后文说明。
干燥单元18对液膜形成处理后的晶片W进行超临界干燥处理。具体而言,干燥单元18通过使液膜形成处理后的晶片W与超临界状态的处理流体(以下,也称为“超临界流体”)接触而使该晶片W干燥。关于干燥单元18的结构,在后文说明。
液处理单元17和干燥单元18沿着输送区域15(即,沿X轴方向)排列。液处理单元17配置在比干燥单元18更靠近送入送出站2的一侧。
像这样,各处理区块5分别包括1个液处理单元17和1个干燥单元18。即,在基片处理装置1中,液处理单元17和干燥单元18设置相同数量。
另外,干燥单元18包括进行超临界干燥处理的处理区域181和进行输送区块4与处理区域181之间的晶片W的交接的交接区域182。该处理区域181和交接区域182沿着输送区域15排列。
具体而言,交接区域182配置在比处理区域181更靠近液处理单元17的一侧。即,在各处理区块5中,液处理单元17、交接区域182和处理区域181沿着输送区域15依次配置。
对3个处理区块5配置1个供给单元19。例如,对在铅垂方向上堆积的3个处理区块5配置1个供给单元19。
供给单元19对干燥单元18供给处理流体。具体而言,供给单元19包括具有流量计、流量调节器、背压阀、加热器等的供给设备组和收纳供给设备组的壳体。在本实施方式中,供给单元19将CO2作为处理流体供给到干燥单元18。关于供给单元19的构成,在后文说明。能够从1个供给单元19对3个处理区块5供给处理流体。
如图1所示,基片处理装置1包括控制装置6。控制装置6例如是计算机,包括控制部7和存储部8。
控制部7包括具有CPU(Central Processing Unit:中央处理器)、ROM(Read OnlyMemory:只读存储器)、RAM(Random AccessMemory:随机存取存储器)、输入输出端口等的微型计算机和各种电路。该微型计算机的CPU通过读出并执行存储在ROM中的程序,实现输送装置13、16、液处理单元17、干燥单元18和供给单元19等的控制。
另外,该程序也可以存储在计算机可读取的存储介质中,从该存储介质安装到控制装置6的存储部8。作为计算机可读取的存储介质,例如有硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。
存储部8例如由RAM、闪存(Flash Memory)等半导体存储器元件、或者硬盘、光盘等存储装置来实现。
在如上述那样构成的基片处理装置1中,首先,送入送出站2的输送装置13从载置于承载器载置部11的承载器C取出晶片W,将取出的晶片W载置在交接部14。载置于交接部14的晶片W由处理站3的输送装置16从交接部14取出,送入液处理单元17。
被送入液处理单元17的晶片W在由液处理单元17实施了清洗处理和液膜形成处理之后,由输送装置16从液处理单元17送出。从液处理单元17送出的晶片W由输送装置16送入干燥单元18,由干燥单元18实施干燥处理。
由干燥单元18进行了干燥处理的晶片W,由输送装置16从干燥单元18送出并载置在交接部14。然后,载置于交接部14的处理完毕的晶片W,由输送装置13送回承载器载置部11的承载器C。
<液处理单元的构成>
下面,参照图2,对液处理单元17的构成进行说明。图2是表示液处理单元17的构成例的图。液处理单元17例如构成为通过旋转清洗对晶片W逐一地进行清洗的单片式清洗装置。
如图2所示,液处理单元17利用配置于形成处理空间的外腔室23内的晶片保持机构25将晶片W保持为大致水平,使该晶片保持机构25绕铅垂轴旋转,由此使晶片W旋转。
然后,液处理单元17使喷嘴臂26进入旋转的晶片W的上方,从在该喷嘴臂26的前端部设置的药液喷嘴26a按预先设定的顺序供给药液、冲洗液,由此进行晶片W上表面的清洗处理。
另外,在液处理单元17,在晶片保持机构25的内部也形成有药液供给通路25a。而且,利用从该药液供给路25a供给的药液、冲洗液,对晶片W的下表面也进行清洗。
清洗处理例如首先利用作为碱性药液的SC1液(氨和过氧化氢水的混合液)除去颗粒、有机性的污染物质。接着,利用作为冲洗液的去离子水(De Ionized Water:以下记载为“DIW”)进行冲洗清洗。
接着,进行基于作为酸性药液的稀氢氟酸水溶液(Diluted Hydro Fluoricacid:以下记载为“DHF”)的自然氧化膜的去除,接着,进行利用DIW的冲洗清洗。
上述的各种药液由外腔室23、配置在外腔室23内的内杯状体24承接,而后从设置在外腔室23的底部的排液口23a、设置在内杯状体24的底部的排液口24a被排出。并且,外腔室23内的气氛从设置在外腔室23的底部的排气口23b被排气。
液膜形成处理在清洗处理中的冲洗处理之后进行。具体而言,液处理单元17一边使晶片保持机构25旋转,一边对晶片W的上表面和下表面供给液体状态的IPA(IsoPropylAlcohol:异丙醇)(以下,也称为“IPA液体”)。由此,残存在晶片W的两面的DIW被置换为IPA。之后,液处理单元17使晶片保持机构25的旋转缓慢地停止。
结束了液膜形成处理的晶片W在其上表面形成有IPA液体的液膜的状态下,由设置于晶片保持机构25的未图示的交接机构交接到输送装置16,并从液处理单元17被送出。
在从液处理单元17向干燥单元18输送晶片W的过程中、向干燥单元18送入晶片W的动作的过程中,形成于晶片W上的液膜防止因晶片W上表面的液体蒸发(气化)而发生图案倒塌(崩坏、劣化)。
<干燥单元的构成>
下面,参照图3和图4,对干燥单元18的构成进行说明。图3是表示干燥单元18的构成例的示意立体图。图4是表示干燥单元18的构成例的图。
如图3所示,干燥单元18具有主体31、保持板32和盖部件33。在壳体状的主体31形成有用于送入送出晶片W的开口部34。保持板32将作为处理对象的晶片W沿水平方向保持。盖部件33支承该保持板32,并且在将晶片W送入主体31内时,密闭开口部34。主体31是处理容器的一例。
主体31例如是在内部形成有能够收纳直径300mm的晶片W的处理空间的容器,在该壁部设置有供给口35、36和排出口37。供给口35、36和排出口37分别与用于使超临界流体在干燥单元18中流通的供给流路和排出流路连接。
供给口35在壳体状的主体31中连接于与开口部34相反一侧的侧面。另外,供给口36连接于主体31的底面。并且,排出口37连接于开口部34的下方侧。另外,在图3中图示了2个供给口35、36和1个排出口37,但供给口35、36和排出口37的数量没有特别限定。
另外,在主体31的内部设置有流体供给头38、39和流体排出头40。而且,在流体供给头38、39沿该流体供给头38、39的长度方向排列地形成有多个供给口,在流体排出头40沿该流体排出头40的长度方向排列地形成有多个排出口。
流体供给头38与供给口35连接,在壳体状的主体31内部与开口部34相反一侧的侧面相邻地设置。另外,在流体供给头38排列地形成的多个供给口朝向开口部34侧。
流体供给头39与供给口36连接,设置在壳体状的主体31内部的底面的中央部。另外,在流体供给头39排列地形成的多个供给口朝向上方。
流体排出头40与排出口37连接,在壳体状的主体31内部,与开口部34侧的侧面相邻,并且设置在比开口部34靠下方的位置。另外,在流体排出头40排列地形成的多个排出口朝向上方。
流体供给头38、39将超临界流体供给到主体31内。另外,流体排出头40将主体31内的超临界流体引导到主体31的外部而排出。另外,经由流体排出头40向主体31的外部排出的超临界流体包括从晶片W的表面溶入超临界状态的超临界流体中的IPA液体。
如图4所示,在干燥单元18连接有供给单元19的第二供给管线72。第二供给管线72在干燥单元18内分支为2个供给管线(在图4中省略),一者与供给口35连接,另一者与供给口36(在图4中省略)连接。在第二供给管线72,从上游侧(供给单元19侧)起依次设置有阀211、第一流量调节部250和加热器68。
阀211是调节处理流体的流动的开启(ON)和关闭(OFF)的阀,在打开状态下使处理流体向下游侧的第二供给管线72流动,在关闭状态下不使处理流体向下游侧的第二供给管线72流动。
第一流量调节部250具有节流孔(orifice)221、与节流孔221并联连接的节流孔222、和与节流孔222串联连接的阀212,对向主体31供给的处理流体的供给流量进行调节。
节流孔221和222起到使通过阀211从供给单元19供给来的气体状态或液体状态的处理流体的流速降低、调节压力的作用。节流孔221和222能够使调节了压力的处理流体在下游侧的第二供给管线72中俩通。节流孔221是第一节流部的一例,节流孔222是第二节流部的一例。
阀212是调节处理流体的流动的开启和关闭的阀,在打开状态下使处理流体向下游侧的第二供给管线72流动,在关闭状态下不使处理流体向下游侧的第二供给管线72流动。阀212是第一开闭阀的一例。
加热器68例如是螺旋加热器。加热器68卷绕于第二供给管线72,对在第二供给管线72中流动的气体状态或液体状态的处理流体进行加热,生成超临界状态的处理流体。加热器68是加热部的一例。
在排出口37连接有排出管线76。在排出管线76,从上游侧即主体31侧起依次设置有压力传感器242、阀213、流量计251、背压阀231。
压力传感器242测量刚从主体31排出后在排出管线76中流动的处理流体的压力。即,压力传感器242能够测量主体31内的处理流体的压力。阀213是对处理流体的流动的开启和关闭进行调节的阀,在打开状态下使处理流体向下游侧的排出管线76流动,在关闭状态下不使处理流体向下游侧的排出管线76流动。流量计251测量在排出管线76中流动的处理流体的流量。
背压阀231在排出管线76的一次侧压力超过设定压力的情况下调节阀开度而使流体向二次侧流动,由此将一次侧压力维持为设定压力。例如,背压阀231的设定压力由控制部7基于流量计251的输出进行调节。
而且,设置有对主体31内的处理流体的温度进行检测的温度传感器241。温度传感器241的输出被发送到控制部7。
在该干燥单元18内,形成于晶片W上的图案之间的IPA液体通过与高压状态(例如16MPa)的超临界流体接触而逐渐溶解在超临界流体中,图案之间逐渐置换为超临界流体。并且,最终仅由超临界流体填满图案之间。
而且,在从图案之间除去IPA液体之后,将主体31内部的压力从高压状态减压至大气压,由此CO2从超临界状态变化为气体状态,图案之间仅由气体占据。这样一来,图案之间的IPA液体被去除,晶片W的干燥处理完成。
在此,超临界流体与液体(例如IPA液体)相比粘度较小,并且溶解液体的能力也较高,除此之外,在超临界流体与处于平衡状态的液体、气体之间不存在界面。由此,在使用超临界流体的干燥处理中,能够不受表面张力的影响地使液体干燥。因此,依照实施方式,能够抑制在干燥处理时图案倒塌。
另外,在实施方式中,示出了使用IPA液体作为防干燥用的液体,使用超临界状态的CO2作为处理流体的例子,但也可以将IPA以外的液体用作防干燥用的液体,也可以将超临界状态的CO2以外的流体用作处理流体。第二供给管线72构成第二流体供给管线的一部分。
<供给单元的构成>
下面,参照图5,对供给单元19的构成进行说明。图5是表示供给单元19的构成例的图。图5所示的供给单元19向3个干燥单元18A、18B和18C供给处理流体。干燥单元18A至18C对应于图4中的干燥单元18。
供给单元19具有与处理流体供给源90连接的第一供给管线71和与第一供给管线71连接的多个第二供给管线72A、72B和72C。第二供给管线72A、72B和72C在设置于第一供给管线71的多个分支点77A、77B与第一供给管线71连接。具体而言,第二供给管线72A在分支点77A与第一供给管线71连接,第二供给管线72B和72C在分支点77B与第一供给管线71连接。第二供给管线72A~72C对应于图4中的第二供给管线72。第二供给管线72A与干燥单元18A连接,第二供给管线72B与干燥单元18B连接,第二供给管线72C与干燥单元18C连接。处理流体供给源90是流体供给源的一例,第一供给管线71是第一流体供给管线的一例,第二供给管线72A~72C构成第二流体供给管线的一部分。
在第一供给管线71上设置有连接点61。在第一供给管线71上,从上游侧(处理流体供给源90侧)起依次设置有过滤器64、冷凝器65、罐66和泵67。连接点61设置在过滤器64的上游侧。
过滤器64对在第一供给管线71内流动的气体状态的处理流体进行过滤,去除处理流体中含有的异物。通过利用该过滤器64去除处理流体内的异物,在使用超临界流体进行晶片W的干燥处理时,能够抑制在晶片W表面产生颗粒。
冷凝器65例如与未图示的冷却水供给部连接,能够使冷却水与气体状态的处理流体进行热交换。由此,冷凝器65对在第一供给管线71内流动的气体状态的处理流体进行冷却,生成液体状态的处理流体。冷凝器65是冷却部的一例。
罐66贮存由冷凝器65生成的液体状态的处理流体。泵67将贮存在罐66中的液体状态的处理流体向第一供给管线71的下游侧送出。
在供给单元19内,在第二供给管线72A设置有阀115A,在第二供给管线72B设置有阀115B,在第二供给管线72C设置有阀115C。阀115A~115C是调节处理流体的流动的开启和关闭的阀,在打开状态下,使处理流体向下游侧的第二供给管线72A~72C流动,在关闭状态下,不使处理流体向下游侧的第二供给管线72A~72C流动。
在第二供给管线72A上设置有分支点62A,在第二供给管线72B上设置有分支点62B,在第二供给管线72C上设置有分支点62C。分支点62A设置在分支点77A与阀115A之间,分支点62B设置在分支点77B与阀115B之间,分支点62C设置在分支点77B与阀115C之间。供给单元19具有与分支点62A连接的第一分支管线73A、与分支点62B连接的第一分支管线73B、和与分支点62C连接的第一分支管线73C。
供给单元19还具有与第一分支管线73A~73C连接的第二分支管线74。第一分支管线73A~73C在设置于第二分支管线74的多个连接点75A、75B与第二分支管线74连接。具体而言,第一分支管线73A在连接点75A与第二分支管线74连接,第一分支管线73B和73C在连接点75B与第二分支管线74连接。第二分支管线74与连接点61连接。即,第二分支管线74将第一分支管线73A~73C与连接点61相连。另外,也可以不设置第二分支管线74,第一分支管线73A~73C在彼此独立的连接点,在过滤器64的上游侧与第一供给管线71直接连接。
在第二供给管线72A,在分支点77A与分支点62A之间,从上游侧(分支点77A侧)起依次设置有压力传感器141A和第二流量调节部150A。在第二供给管线72B,在分支点77B与分支点62B之间,从上游侧(分支点77B侧)起依次设置有压力传感器141B和第二流量调节部150B。在第二供给管线72C,在分支点77B与分支点62C之间,从上游侧(分支点77B侧)起依次设置有压力传感器141C和第二流量调节部150C。第二流量调节部150A调节在第一分支管线73A中流动的处理流体的流量,第二流量调节部150B调节在第一分支管线73B中流动的处理流体的流量,第二流量调节部150C调节在第一分支管线73C中流动的处理流体的流量。
在此,对第二流量调节部150A~150C的构成进行说明。图6是表示第二流量调节部150A及其周边的构成例的图。
第二流量调节部150A如图6所示具有节流孔120、与节流孔120并联连接的节流孔121、122和123、与节流孔121串联连接的阀111、与节流孔122串联连接的阀112、与节流孔123串联连接的阀113。
节流孔120~123起到使在第二供给管线72A中流动的处理流体的流速降低、调节压力的作用。节流孔120~123能够使调节了压力的处理流体在下游侧的第二供给管线72A中流通。节流孔120是第三节流部的一例,节流孔121~123是第四节流部的一例。
阀111~113是调节处理流体的流动的开启和关闭的阀,在打开状态下,使处理流体向下游侧的第二供给管线72A流动,在关闭状态下,不使处理流体向下游侧的第二供给管线72A流动。阀111至113是第二开闭阀的示例。
第二流量调节部150B和150C具有与第二流量调节部150A同样的构成。
在此,对供给单元19的基本工作进行说明。
从处理流体供给源90供给到第一供给管线71的气体的处理流体经由过滤器64被供给到冷凝器65,并由冷凝器65冷却而液化。将液化后的处理流体贮存在罐66中。贮存在罐66中的液体的处理流体借助于泵67成为高压流体,其一部分被供给到干燥单元18A~18C。供给到干燥单元18A~18C的高压流体借助于加热器68成为超临界状态而用于干燥。另外,高压流体的另一部分流向第一分支管线73A~73C,从连接点61返回第一供给管线71。这样一来,处理流体在供给单元19内循环。
<供给单元和干燥单元的具体工作>
下面,对供给单元19和干燥单元18的具体工作进行说明。
以下,基于使用干燥单元18A执行的干燥方法(基片处理方法),对供给单元19和干燥单元18A的具体工作进行说明。图7至图13是表示供给单元19和干燥单元18A的具体工作的图。在图7~图13中,作为一个例子,表示对干燥单元18A供给处理流体时供给单元19的具体工作。在图7至图13所示的工作的期间,泵67持续工作。如图7至图13所示,处理流体供给部80包括供给单元19、干燥单元18内的阀211、第一流量调节部250和加热器68。
<待机处理>
待机处理是在晶片W被输送到干燥单元18A之后等待处理流体的供给的处理。在待机处理中,如图7所示,使阀111~113成为打开状态。另外,使阀114A成为打开状态,使阀115A成为关闭状态。被引导至第二供给管线72A的处理流体经由节流孔120,并且经由节流孔121~123到达分支点62A,流向第一分支管线73A。被引导至第一分支管线73A的处理流体经由背压阀131A、阀114A和第二分支管线74到达连接点61,进而经由过滤器64和冷凝器65返回罐66。
在该一连串工作的期间,控制部7接收来自压力传感器142A的输出,调节背压阀131A的设定压力,以使得在第二供给管线72A的节流孔120的下游流动的处理流体的压力成为预先设定的压力(例如19.0MPa)。即,控制部7使在第一分支管线73A中流动的处理流体的量变化而控制分支点62A处的处理流体的压力。
在待机处理中,不从处理流体供给源90供给处理流体,而处理流体在供给单元19内循环。此时,由于阀111~113为打开状态,因此处理流体不易滞留在第二流量调节部150A内,能够抑制伴随滞留而来的颗粒的产生。
<升压处理>
在待机处理后进行升压处理。升压处理是使主体31内的压力上升的处理。在升压处理中,首先,通过向主体31内以第一流量供给超临界状态的处理流体来进行升压,之后,通过向主体31以比第一流量高的第二流量供给超临界状态的处理流体来进一步进行升压。即,进行2个阶段的升压。
以第一流量升压的过程中,如图8所示,使阀111~113成为关闭状态。另外,成为阀114A和115A为打开状态。被引导至第二供给管线72A的处理流体不经由3个节流孔121~123而经由1个节流孔120到达分支点62A。
到达了分支点62A的处理流体的一部分通过阀115A而被供给到干燥单元18A,另一部分从分支点62A流向第一分支管线73A。被引导至第一分支管线73A的处理流体经由背压阀131A、阀114A和第二分支管线74到达连接点61,进而经由过滤器64和冷凝器65返回罐66。
在该一连串工作的期间,控制部7接收来自压力传感器142A的输出,调节背压阀131A的设定压力,以使得在第二供给管线72A的节流孔120的下游流动的处理流体的压力成为预先设定的压力(例如7.0MPa)。即,控制部7使在第一分支管线73A中流动的处理流体的量变化而控制分支点62A处的处理流体的压力。
另外,在干燥单元18A中,使阀211为打开状态,使阀212和213为关闭状态。因此,供给到干燥单元18A的处理流体不经由节流孔222而经由节流孔221到达加热器68,被加热器68加热而成为超临界状态。然后,超临界状态的处理流体以第一流量被供给到主体31。被供给了超临界状态的处理流体的主体31内的压力从0MPa逐渐上升。以第一流量升压的过程中,分支点62A处的处理流体的压力被维持为预先设定的压力,因此,向主体31供给超临界状态的处理流体的供给压力使一定的。
以第一流量升压的期间,控制部7接收来自压力传感器242的输出,当主体31内的压力达到预先设定的压力(例如5.0MPa)时,转移到以第二流量升压。
以第二流量升压的过程中,首先,如图9所示,使阀212成为打开状态。其他阀的状态与图8所示的状态相同。其结果,供给到干燥单元18A的处理流体不仅经由节流孔221还经由节流孔222到达加热器68,被加热器68加热而成为超临界状态。因此,供给到主体31的超临界状态的处理流体的流量上升至第二流量。
在该一连串工作的期间,控制部7接收来自压力传感器242的输出,调节背压阀131A的设定压力,以使得主体31内的压力以预先设定的变化逐渐上升。即,控制部7使在第一分支管线73A中流动的处理流体的量变化而控制分支点62A处的处理流体的压力。由于分支点62A处的处理流体的压力逐渐上升,因此向主体31供给超临界状态的处理流体的供给压力也逐渐上升。
以第二流量升压的过程中,随着分支点62A处的处理流体的压力上升,节流孔120的上游侧与下游侧之间的压差变小。因此,控制部7在分支点62A处的处理流体的压力达到预先设定的压力(例如11.0MPa)时,如图10所示,使阀111成为打开状态。其他阀的状态与图9所示的状态相同。其结果,即使节流孔120的上游侧与下游侧之间的压差变小,也能够使处理流体持续向第一分支管线73A和第二分支管线74流动。在该期间,主体31内的压力例如从5.0MPa上升至13.0MPa。
控制部7在分支点62A处的处理流体的压力达到更高的预先设定的压力(例如14.5MPa)时,如图11所示,使阀112也成为打开状态。其他阀的状态与图10所示的状态相同。其结果,即使节流孔120的上游侧与下游侧之间的压差进一步变小,也能够使处理流体持续向第一分支管线73A和第二分支管线74流动。在该期间,主体31内的压力例如从13.0MPa上升至15.0MPa。
控制部7在分支点62A处的处理流体的压力达到更高的预先设定的压力(例如17.0MPa)时,如图12所示,使阀113也成为打开状态。其他阀的状态与图11所示的状态相同。其结果,即使节流孔120的上游侧与下游侧之间的压差进一步变小,也能够使处理流体持续向第一分支管线73A和第二分支管线74流动。在该期间,主体31内的压力例如从15.0MPa上升至16.0MPa。
如上所述进行升压处理。
<流通处理>
在升压处理后进行流通处理。流通处理是使用超临界状态的处理流体使被输送到主体31内的晶片W上的IPA液体的液膜干燥的处理。在流通处理中,如图13所示,使阀111~113成为打开状态。另外,使阀114A和115A成为打开状态。被引导至第二供给管线72A的处理流体经由4个节流孔120~123到达分支点62A。
到达分支点62A的处理流体的一部分通过阀115A而被供给到干燥单元18A,另一部分从分支点62A流向第一分支管线73A。被引导至第一分支管线73A的处理流体经由背压阀131A、阀114A和第二分支管线74到达连接点61,进而经由过滤器64和冷凝器65返回罐66。
另外,在干燥单元18A中,使阀211~213成为打开状态。因此,处理流体向第二供给管线72A流动,并从供给口35被供给到主体31内。另外,处理流体从主体31的排出口37流过排出管线76,通过阀213、流量计251和背压阀231被排出到外部。
在该一连串工作的期间,控制部7接收来自压力传感器242的输出,调节背压阀131A的设定压力,以使得主体31内的压力维持在流通处理时的设定压力。另外,控制部7接收流量计251的输出,调节背压阀231的设定压力,以使得在排出管线76中流动的处理流体的流量成为规定的流量。
<排出处理>
在流通处理后进行排出处理。排出处理是从主体31排出处理流体的处理。在排出处理中,使阀115A、211成为关闭状态。其他阀的状态与图13所示的状态相同。当通过排出处理使主体31内的压力低于处理流体的临界压力时,超临界状态的处理流体气化,从图案的凹部内脱离。由此,对1个晶片W的干燥处理结束。
在对干燥单元18B、18C供给处理流体的情况下,与对干燥单元18A供给处理流体的情况同样地进行阀111~113和212等的控制。
向这样,在具有第一流量调节部250的基片处理装置1中,能够调节在升压处理时对主体31内供给的超临界状态的处理流体的流量。例如,能够以较小的第一流量供给处理流体,之后以较大的第二流量供给处理流体。有时在被送入主体31内的晶片W的表面形成有微小的图案,在该情况下,若以较大的流量供给处理流体,则有可能发生图案的倒塌。对此,在以第二流量进行供给之前以第一流量进行供给,由此能够一边抑制图案的倒塌,一边使超临界状态的处理流体遍及图案之间,即使在以第二流量进行供给时也能够抑制图案的倒塌。而且,由于能够以比第一流量大的第二流量供给处理流体,因此在超临界状态的处理流体遍及图案间之后,能够以第二流量供给处理流体来缩短升压所需的时间。
另外,在基片处理装置1中,加热器68设置于第一流量调节部250的下游侧(主体31侧)。因此,容易使供给到主体31内时的超临界状态的处理流体的温度稳定。特别是,能够在多个干燥单元18A~18C之间得到优异的温度的均匀性。
另外,由于在供给单元19设置有第二流量调节部150A~150C,因此能够使通过第一分支管线73A~73C循环的处理流体的流量(循环流量)稳定。例如,以第一流量升压时,主体31内的压力降低,分支点62A处的处理流体的压力也降低,因此节流孔120的上游侧与下游侧之间的压差变大。在该情况下,在本实施方式中,通过使阀111~113成为关闭状态,能够减小循环流量,抑制泵67的负荷。另外,以第二流量升压时,根据节流孔120的上游侧与下游侧之间的压差使阀111~113适当地成为打开状态,由此能够使处理流体持续向第一分支管线73A和第二分支管线74流动。
另外,从以第一流量升压向以第二流量升压转移的触发条件(trigger)并不限定于压力传感器242的输出,例如,也可以将以第一流量升压的经过时间作为触发条件。
以上,对优选的实施方式等进行了详细说明,但并不限定于上述的实施方式等,在不脱离权利要求所记载的范围的情况下,能够对上述的实施方式等施加各种变形和替换。
例如,用于干燥处理的处理流体可以是CO2以外的流体(例如,氟系的流体),能够将在超临界状态下可除去被供给到基片的防干燥用液体的任意流体用作处理流体。另外,防干燥用液体也不限定于IPA,能够使用可用作防干燥用液体的任意液体。作为处理对象的基片并不限定于上述的半导体晶片W,也可以是LCD用玻璃基片、陶瓷基片等其他基片。
Claims (11)
1.一种基片处理装置,其特征在于,包括:
具有处理空间的处理容器,所述处理空间能够收纳表面被液体润湿的状态的基片;和
处理流体供给部,其将超临界状态的处理流体朝向所述液体供给到所述处理容器,
所述处理流体供给部包括:
流体供给管线,其一侧与流体供给源连接,另一侧与所述处理容器连接;
冷却部,其插设在所述流体供给管线,对气体状态的所述处理流体进行冷却而生成液体状态的所述处理流体;
泵,其插设在所述流体供给管线,设置在所述冷却部的下游侧;
加热部,其插设在所述流体供给管线,设置在所述泵的下游侧,对液体状态的所述处理流体进行加热而生成超临界状态的所述处理流体;
第一流量调节部,其插设在所述流体供给管线,设置在所述泵与所述加热部之间,调节对所述处理容器供给的所述处理流体的供给流量;和
控制所述第一流量调节部的控制部。
2.如权利要求1所述的基片处理装置,其特征在于:
所述控制部以使所述供给流量为第一流量的方式使所述处理容器内升压,之后,以使所述供给流量为比所述第一流量高的第二流量的方式使所述处理容器内进一步升压。
3.如权利要求2所述的基片处理装置,其特征在于:
所述控制部在所述处理容器内的压力达到第一压力之前使所述供给流量为所述第一流量,在所述处理容器内的压力达到所述第一压力时使所述供给流量为所述第二流量。
4.如权利要求1至3中任一项所述的基片处理装置,其特征在于:
所述第一流量调节部包括:
彼此并联连接地插设在所述流体供给管线的第一节流部和第二节流部;以及
与所述第二节流部串联连接的第一开闭阀。
5.如权利要求1至3中任一项所述的基片处理装置,其特征在于:
在所述泵与所述加热部之间,所述处理流体为气体状态或液体状态。
6.如权利要求1至3中任一项所述的基片处理装置,其特征在于,包括:
在所述流体供给管线上设置于所述泵与所述第一流量调节部之间的分支点;
在所述流体供给管线上设置于所述冷却部的上游侧的连接点;
将所述分支点和所述连接点相连的分支管线;以及
第二流量调节部,其插设在所述流体供给管线,调节在所述分支管线中流动的所述处理流体的流量。
7.如权利要求6所述的基片处理装置,其特征在于:
所述第二流量调节部包括:
彼此并联连接地插设在所述流体供给管线的第三节流部和第四节流部;以及
与所述第四节流部串联连接的第二开闭阀。
8.如权利要求7所述的基片处理装置,其特征在于:
所述控制部根据所述第三节流部的上游侧与下游侧之间的压差,来控制所述第二开闭阀。
9.如权利要求7所述的基片处理装置,其特征在于:
所述第四节流部和所述第二开闭阀在所述第二流量调节部设置有多组。
10.如权利要求1至3中任一项所述的基片处理装置,其特征在于:
所述基片处理装置包括多个所述处理容器,
所述流体供给管线包括:
插设有所述冷却部和所述泵的第一流体供给管线;以及
多个第二流体供给管线,其分别连接在所述第一流体供给管线与多个所述处理容器的每一者之间,
所述加热部和所述第一流量调节部插设在多个所述第二流体供给管线的每一者。
11.一种使用基片处理装置的基片处理方法,其特征在于:
所述基片处理装置包括:
具有处理空间的处理容器,所述处理空间能够收纳表面被液体润湿的状态的基片;和
处理流体供给部,其将超临界状态的处理流体朝向所述液体供给到所述处理容器,
所述处理流体供给部包括:
流体供给管线,其一侧与流体供给源连接,另一侧与所述处理容器连接;
冷却部,其插设在所述流体供给管线,对气体状态的所述处理流体进行冷却而生成液体状态的所述处理流体;
泵,其插设在所述流体供给管线,设置在所述冷却部的下游侧;
加热部,其插设在所述流体供给管线,设置在所述泵的下游侧,对液体状态的所述处理流体进行加热而生成超临界状态的所述处理流体;和
第一流量调节部,其插设在所述流体供给管线,设置在所述泵与所述加热部之间,调节对所述处理容器供给的所述处理流体的供给流量,
所述基片处理方法包括:
控制所述第一流量调节部以使所述供给流量为第一流量的方式使所述处理容器内升压的步骤;和
然后,控制所述第一流量调节部以使所述供给流量为比所述第一流量高的第二流量的方式使所述处理容器内进一步升压步骤。
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