CN116210074A - 基片处理装置和基片处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明要解决的技术问题是，在对周缘部的膜进行液处理时达到期望的处理性能。基片处理装置包括：基片保持部；用于使基片保持部绕旋转轴线旋转的旋转驱动部；和用于向设定在基片周缘部的着液点释放处理液的释放部。释放部包括能够释放相同的处理液的多个喷嘴，其中的一个喷嘴和另一个喷嘴的第一角度θ和第二角度φ中的至少一者彼此不同。定义以从着液点向旋转轴线画的垂线的垂足为中心、以连结所述垂足和着液点的线段为半径、并且位于与旋转轴线正交的平面上的圆，并定义着液点处的所述圆的切线。将连结从处理液释放点向基片正面画的垂线的垂足和着液点的直线与着液点处的所述圆的切线所成的角度定义为第一角度θ，将连结所述垂线的垂足和着液点的直线与连结释放点和着液点的直线所成的角度定义为第二角度φ。

Description

基片处理装置和基片处理方法
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
在半导体器件的制造中，通过在水平地保持半导体晶片(下面简称为“晶片”)等基片的状态下使其绕铅垂轴线旋转，并向该基片的周缘部供给药液等处理液，来进行将在该周缘部存在的氧化膜等薄膜局部除去的斜角切割处理(bevel cutting process)。
专利文献1公开了一种能够抑制基片的周缘部的斜角切割处理的切割宽度的变动的基片处理装置。基片处理装置包括变动幅度获取部和释放控制部。变动幅度获取部获取关于基片的周缘部的变形量的变动幅度的信息。释放控制部与变动幅度获取部所获取的上述的信息相应地，控制来自处理液释放部的处理液相对于周缘部的释放角度和释放位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-46105号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明提供一种在对周缘部的膜进行液处理时能够达到期望的处理性能的基片处理技术。
用于解决技术问题的手段
根据本发明的一个实施方式，提供一种基片处理装置，其为能够利用处理液对基片的正面的周缘部进行液处理的基片处理装置，其特征在于，包括：用于保持基片的基片保持部；用于使所述基片保持部绕旋转轴线旋转的旋转驱动部；和用于向设定在所述基片的正面的周缘部的着液点释放所述处理液的释放部，定义以从所述着液点向所述旋转轴线画的垂线的垂足为中心(圆心)、以连结所述垂线的垂足和所述着液点的线段为半径、并且位于与所述旋转轴线正交的平面上的圆，并定义所述着液点处的所述圆的切线，设连结从所述处理液的释放点向所述基片的正面画的垂线的垂足和所述着液点的直线与所述着液点处的所述圆的切线所成的角度为第一角度θ，设连结从所述处理液的释放点向所述基片的正面画的所述垂线的垂足和所述着液点的直线与连结所述释放点和所述着液点的直线所成的角度为第二角度φ时，所述释放部包括能够释放作为所述处理液的相同的第一处理液的多个喷嘴，所述多个喷嘴中的一个喷嘴和另一个喷嘴的所述第一角度θ和所述第二角度φ中的至少一者彼此不同。
发明效果
根据上述实施方式，在对周缘部的膜进行液处理时，能够达到期望的处理性能。
附图说明
图1是基片处理装置的一个实施方式的斜角蚀刻装置的概略纵截面图。
图2是对与处理液的释放相关的各种参数进行说明的图。
图3是对与晶片的表面状态相应地变化的处理液的刚着液之后的行为进行说明的概略图。
图4是对与晶片的表面状态相应地变化的处理液的刚着液之后的行为进行说明的概略图。
图5是对与晶片的表面状态相应地变化的处理液的刚着液之后的行为进行说明的概略图。
图6是对斜坡宽度进行说明的概略图。
图7是对切割精度的提高方法进行说明的概略图。
图8是对切割精度的提高方法进行说明的概略图。
图9是表示喷嘴姿态改变机构的结构的一个例子的概略图。
图10是表示具体例中的喷嘴的配置的概略立体图。
具体实施方式
参照附图对基片处理装置的一个实施方式进行说明。
下面，参照附图对作为基片处理装置的一个实施方式的斜角蚀刻装置进行说明。斜角蚀刻装置是通过湿式蚀刻处理将位于要形成半导体装置的圆形的基片即半导体晶片W(下面简称为“晶片”)的周缘部的不需要的膜除去的装置。作为斜角蚀刻处理中的蚀刻对象的周缘部通常是指从晶片W的APEX(边缘弯曲部的最外周)到大致5mm左右内侧的区域(但是，并不限于该范围)。
如图1所示，湿式蚀刻装置(下面简称为“蚀刻装置”)1包括旋转卡盘(基片保持旋转部)2、处理杯形部4和处理流体释放部6(下面简称为“释放部”)。旋转卡盘2能够将处理对象的基片在此为晶片W以水平姿态保持，并使其绕铅垂轴旋转。处理杯形部4包围被旋转卡盘2保持的晶片W的周围，用于接收(回收)从晶片W飞散的处理液。释放部6用于向由旋转卡盘2保持的晶片W释放处理液、处理气体等处理流体。
旋转卡盘2、处理杯形部4和释放部6被收纳在1个壳体10内。在壳体10的顶部附近设置有清洁气体导入单元12(下面称为“FFU(风机过滤单元)”)。在处理杯形部4的底部设置有用于将回收的处理液排出到蚀刻装置1的外部的排液口41和用于对处理杯形部4的内部空间进行排气的排气口42。通过经由排气口42对处理杯形部4的内部空间进行排气，能够将从FFU 12导入的清洁气体(例如清洁空气)引入到处理杯形部4内。清洁气体一边在大致半径方向向外通过晶片W的周缘部附近一边被引入到处理杯形部4内，由此，能够抑制从晶片W飞散的处理液的液滴重新附着在晶片W上。
旋转卡盘2包括：构成为真空卡盘的卡盘部(基片保持部)21；和用于使卡盘部21绕铅垂轴线旋转的旋转驱动部22。能够将晶片W的下表面(背面)吸附在卡盘部21的上表面。
释放部6具有：用于释放处理流体的喷嘴61；用于使喷嘴61移动的喷嘴移动机构62；和用于向喷嘴61供给处理流体的处理流体供给机构(处理液供给机构)63。处理流体供给机构63可以由罐、工厂设备等处理流体供给源、从处理流体供给源向喷嘴61供给处理流体的管路、设置在管路中的流量计、开闭阀和流量控制阀等流量调节设备等构成。作为处理流体，可以例示药液(蚀刻液)、冲洗液、干燥辅助用的有机溶剂例如IPA(异丙醇)、低湿度气体(例如干燥空气、氮气等)。但是，下面，作为从喷嘴61释放的处理流体，仅对液体(特别是药液、冲洗液)进行说明。
喷嘴移动机构62至少能够调节从喷嘴61释放的处理液在晶片W正面的着液点的半径方向位置。着液点是指从喷嘴61释放的处理液的液柱的中心轴线与晶片W的正面的交点，在图2中用附图标记PF表示。
释放部6由设置在晶片W的圆周方向的不同位置的2个以上(例如4个)喷嘴61构成。另外，在图1中，从喷嘴61向斜下方延伸的箭头表示从喷嘴61释放的处理液。
在释放部6的基本结构中，设置有多组的释放机构组，该释放机构组由1个喷嘴61与附设于该1个喷嘴的1个喷嘴移动机构62和1个处理液供给机构63构成。后述的蚀刻装置1的作用的说明在采用该基本结构的前提下进行。但是，当在实现后述的作用方面没有障碍时，也可以是在1个喷嘴61上连接有2个以上的处理液供给机构63(例如药液供给用的处理液供给机构和冲洗液供给用的处理液供给机构)。具体而言，为了在蚀刻处理时实现短斜坡宽度所需要的处理液从喷嘴61的释放角度和为了在冲洗处理时实现良好的冲洗颗粒性能(详细内容将在后面进行说明)所需要的处理液从喷嘴61的释放角度相同。在该情况下，可以是采用能够从同一喷嘴61有选择地释放蚀刻液和冲洗液的结构。另外，同样，当在实现后述的作用方面没有障碍时，可以是利用共用的1个喷嘴移动机构62使2个以上的喷嘴61移动。在该情况下，2个以上的喷嘴61由共用的1个喷嘴保持件保持。另外，当然也可以是对供给相同的处理液的多个喷嘴61，经由与共用的处理液供给源连接的多个处理液供给机构63向各喷嘴61供给相同的处理液。
作为蚀刻装置1的详细结构，可以使用本申请人的在先申请日本特许申请第2012-235974号的申请公开公报日本特开2014-086638号(JP2014-086638A)中公开的结构。在该在先申请中，3个喷嘴由共用的1个喷嘴保持件保持，利用共用的1个吸嘴移动机构使3个喷嘴移动，但是当然也可以在该在先申请中采用上述的基本结构。
接下来，以喷嘴61释放作为处理液的药液CHM(蚀刻液)的情况为例，参照图2对用于说明从喷嘴61向晶片W的正面释放药液CHM的释放条件的各种参数进行说明。
在图2中，各个附图标记的定义如下。
AX：晶片W的旋转轴线。
WC：晶片W的正面与旋转轴线AX的交点(晶片W的正面上的晶片W的旋转中心)。
PE：药液CHM的释放点(喷嘴61的释放口)。
PF：药液CHM在晶片W正面上的着液点(由从喷嘴61释放的处理液形成的液柱的中心轴线与晶片W的正面相交的交点)。
ω：晶片W的角速度。
r：从旋转中心WC到着液点PF的距离。
LT：以旋转中心WC为中心的具有半径“r”的圆(该圆与晶片W的正面位于同一平面上)的圆周上的着液点PF处的切线。
VT：着液点PF处的晶片W的切线方向速度(＝ωr)。
VC：从释放点PE向着液点PF去的药液CHM的速度(速度矢量的大小)。
F1：从释放点PE向晶片W的正面画的垂线LP1的垂足。
F2：从垂足F1向切线LT画的垂线LP2的垂足。
第二角度φ：线段PEPF与线段F1PF所成的角度(包含晶片W的正面的平面与由从喷嘴61释放的处理液形成的液柱所成的角度)。
第一角度θ：线段F1PF与线段F2PF所成的角度。
另外，药液CHM的速度矢量的切线方向分量(VT方向分量)的方向优选与晶片W的旋转方向相同。当与晶片W的旋转方向相反时，难以控制药液CHM的飞散(液体飞溅)。但是，当药液CHM的飞散的控制不会产生问题时，药液CHM的速度矢量的切线方向分量与晶片W的旋转方向也可以相反。
上述的各参数并不限于从喷嘴61释放的处理液为药液的情况，在为其它的处理液、例如冲洗液的情况下也可以同样地定义。
当喷嘴移动机构62以着液点PF沿着半径方向移动的方式使喷嘴61移动时，无论着液点PF的半径方向位置如何，都能够使第一角度θ和第二角度φ实质上一定。
在后述的具体例中，为了释放相同的处理液(在此为HF)，准备至少2个、例如4个喷嘴61。优选从多个喷嘴61中选择的任意2个喷嘴61的至少第一角度θ和第二角度φ中的一者彼此不同。此外，在此，“相同的处理液”是指包含浓度、温度在内完全相同的处理液。
根据处理液的着液点PF和其附近的“晶片W本身或形成在晶片W的正面的膜的属性(下面，为了简便而称为“着液部属性”)”和“重视的处理性能”，选择能够进行能够达到重视的处理性能的第一角度θ和第二角度φ所需要的处理液的释放的喷嘴61。
作为上述的着液部属性，可以例示下面的属性。例如，在晶片W的正面形成有1层以上的膜的情况下，是指位于最表面侧的膜(例如SiOx)本身或其表面的性质或状态。作为“膜的表面的性质或状态”，例如可以例示对处理液的亲和性(润湿性)、表面粗糙度(形态)等。另外，作为“膜本身的性质”，可以例示处理液为蚀刻液的情况下的由蚀刻液进行蚀刻的蚀刻速率。在晶片(硅晶片)W的正面没有形成任何膜时，晶片W的正面的性质(上述的润湿性等)、或者晶片W本身的性质(上述的蚀刻速率等)可以作为着液部属性来考虑。
作为处理性能，可以例示颗粒量少(少颗粒)(这经常被称为“颗粒性能”)、能够以高切割精度进行斜角蚀刻(高切割精度)、在斜角蚀刻时不被蚀刻而保留的膜的最外周的斜坡宽度小(短斜坡宽度)等。作为“重视的处理性能”，可以从在此例示列举的处理性能中选择被认为最重要的处理性能。
此外，关于颗粒，有在斜角蚀刻时产生的颗粒(下面称为“药液颗粒”)、在冲洗处理时产生的颗粒(下面称为“冲洗颗粒”)、因缺口飞溅而产生的颗粒(下面称为“缺口飞溅颗粒”)，详细情况将在后面进行说明。
在晶片W的斜角液处理(周缘部处理)中，处理性能彼此经常处于此消彼长(trade-off)的关系，存在难以决定能够同时达到不同的处理性能的第一角度θ和第二角度φ的情况。在此，决定首先满足“重视的处理性能”的第一角度θ和第二角度φ。
在本实施方式中，例如，将第一角度θ和第二角度φ的组合的标准值设为(θ，φ)＝(10°，20°)，改变第一角度θ和第二角度φ中的至少一者，使得重视的处理性能以外的处理性能的劣化在容许范围内。(θ，φ)＝(10°，20°)是在作为评价对象的处理性能的全部项目中能够得到容许范围内的结果的条件。
当将第一角度θ和第二角度φ设定为大幅偏离标准值的值时，重视的处理性能以外的处理性能在容许范围外的可能性高，因此，在本实施方式中，相对于标准值在-10°～+10°的范围改变第一角度θ，相对于标准值在-5°～0°的范围改变第二角度φ。但是，当处理性能上没有问题时(依赖于着液部属性)，也可以扩大角度改变范围。
在此，参照图3～图5，对处理液着落的晶片W的正面(是指晶片W本身的正面或形成在晶片W的正面的膜的正面这两者)为疏水面的情况和为亲水面的情况下的刚着落之后的处理液的行为进行说明。
在晶片W的正面为疏水面的情况下，如图3所示，从喷嘴61释放的处理液难以在正面上扩展。因此，在比着液点PF靠半径方向内侧和外侧的位置，被处理液润湿的区域的半径方向宽度都窄。其中，“着液点”是指如上所述从喷嘴61释放的处理液的液柱(在图3和图4中标注有附图标记“L1”)的中心点。另外，着落在疏水面上的处理液存在如下趋势：在刚着落之后就因液体飞溅而从晶片W的正面脱离，或者着落后在短时间内从晶片W的正面脱离。因此，存在产生大量的处理液的微小液滴的趋势。在晶片W的周围浮游的微小液滴会成为产生颗粒的原因。
在晶片W的正面为亲水面的情况下，如图4所示，从喷嘴61释放的处理液容易在正面上扩展。因此，在比着液点PF靠半径方向内侧和外侧的位置，被处理液润湿的区域的半径方向宽度都宽。另外，处理液在着落后(与晶片W的正面为疏水面的情况相比)在比较长的时间存在于晶片W的正面上并且向APEX侧扩展后，存在因离心力而从晶片W脱离的趋势。因此，几乎不会产生处理液的微小液滴。另一方面，难以充分地控制处理液向半径方向内侧的扩展，当不抑制向半径方向内侧的扩展时，切割精度、斜坡宽度等有可能产生问题。为了抑制处理液向半径方向内侧的扩展，只要使处理液的运动的半径方向向外的成分增加即可，这能够通过调节上述的第一角度θ和第二角度φ(特别是第一角度θ)来实现。
另外，如图5所示，在比半径方向位置Q靠外侧为疏水性的表面、且比半径方向位置Q靠内侧为亲水性的表面的情况下，处理液向半径方向外侧的扩展被疏水性的表面抑制，因此，处理液向半径方向内侧区域的扩展变得更大。
基于上述内容，对与重视的处理性能对应的第一角度θ和第二角度φ的设定进行说明。
在重视药液颗粒性能(药液颗粒少)的情况下，使第一角度θ保持标准值不变，使第二角度φ减小。在药液处理时(斜角蚀刻时)产生的颗粒，主要是由于药液(蚀刻液)刚着落在晶片W的正面之后发生液体飞溅而产生的。因此，通过使对液体飞溅造成影响的第二角度φ小于标准值，能够抑制液体飞溅。特别是在晶片W的正面为容易产生液体飞溅的疏水面时，通过使第二角度φ减小而产生的抑制液体飞溅的效果大。使第二角度φ减小，还具有能够抑制药液向比着液点靠半径方向内侧的区域扩展的效果。
在重视药液颗粒性能的情况下，可以在0°≤θ≤20°的范围内适当决定第一角度θ，在5°≤φ≤20°的范围内适当决定第二角度φ。
此外，即使在处理液为冲洗液的情况下，在处理液着落的表面为疏水面的情况下也可能产生液体飞溅。如果冲洗液的液体飞溅成为问题，那么在冲洗处理时也可考虑使第二角度φ小于标准值。
在重视冲洗颗粒性能(冲洗颗粒少)的情况下，使第二角度φ保持标准值不变，使第一角度θ增大。与主要因液体飞溅而产生的药液颗粒不同，冲洗颗粒是由于颗粒聚集在冲洗处理中的冲洗液的气液界面(冲洗液的液膜的最内周缘)，聚集的颗粒残留在晶片W正面而产生的。
在评价冲洗颗粒性能时，要特别考虑边缘去除区域(edge exclusion area)。如在该技术领域中众所周知的那样，边缘去除区域是指不是颗粒等缺陷的评价的对象的区域，例如是在从APEX到在半径方向内侧与APEX相距2mm的位置之间扩展的环状的区域。为了可靠地冲洗在药液处理(蚀刻处理)中使用的药液(蚀刻液)，将冲洗液的着液点设定在比药液的着液点靠半径方向内侧0.5mm左右的位置。如上所述，产生最多的冲洗颗粒的位置是冲洗液的气液界面附近，因此，优选使冲洗处理时的气液界面的位置尽可能位于半径方向外侧，更优选位于边缘去除区域内。此外，气液界面是指如图3～图5所示，刚着落之后的处理液的截面(在图3～图5中标注有附图标记L2的半椭圆部分)的半径方向内侧端部。
如前面参照图3～图5所说明的那样，在冲洗液着落的表面为亲水面的情况下，着落的冲洗液容易在着落后立即平坦化并向着液点的周围扩展。在冲洗液着落的表面为疏水面的情况下，冲洗液因表面张力而难以平坦化，因此，难以向着液点的周围扩展。在第一角度θ小的情况(接近零度的情况)下，从喷嘴释放的冲洗液的半径方向向外的速度成分变小，因此，在冲洗液着落的表面为亲水面的情况下，冲洗液容易向比着液点靠半径方向内侧的区域扩展。为了抑制冲洗液向半径方向内侧的扩展，使第一角度θ增大，以使冲洗液的半径方向向外的速度成分增大是有效的。由此，能够将冲洗处理中的冲洗液的气液界面维持在接近着液点的位置，从而使冲洗液的气液界面位于边缘去除区域内。在此，将第一角度θ设为20°。
另一方面，在冲洗液着落的表面为疏水面的情况下，冲洗液几乎不向晶片W的中心侧扩展，在着落后立即因离心力而向晶片W的周缘流动。因此，在冲洗液着落的表面为疏水面的情况下，从抑制冲洗液向半径方向内侧的区域扩展的观点出发，使第一角度θ增大的意义几乎没有。
在重视冲洗颗粒性能的情况下，可以在15°≤θ≤30°的范围内适当决定第一角度θ，在5°≤φ≤30°的范围内适当决定第二角度φ。
在重视短斜坡宽度的情况下，使第二角度φ保持标准值不变，使第一角度θ增大。斜坡宽度是在图6中用附图标记“SW”表示的宽度。在第一角度θ小的情况下，蚀刻液容易向比着液点靠半径方向内侧的区域扩展。其理由与在冲洗颗粒性能的情况下说明的理由相同。当蚀刻液向比着液点(图6中的点PF)靠半径方向内侧的区域扩展时，比着液点靠半径方向内侧的膜会被稍微蚀刻。此时，越接近着液点，蚀刻量越大，在半径方向内侧越远离着液点，蚀刻量越小。因此，当蚀刻液从着液点向半径方向内侧的区域的扩展变大时，容易形成比较平缓的斜坡(即斜坡宽度变大)。对此，通过使第一角度θ增大，蚀刻液在着落后几乎不向半径方向内侧的区域扩展，因此，几乎不形成斜坡，或者即使形成斜坡，斜坡宽度也小(斜坡的角度接近90度)。另外，即使第二角度φ稍微变动，斜坡宽度也几乎不变化。
在重视短斜坡宽度的情况下，可以在10°≤θ≤40°的范围内适当决定第一角度θ，在5°≤φ≤30°的范围内适当决定第二角度φ。
在重视防止锯齿状切割的情况下，使第二角度φ保持标准值不变，使第一角度θ增大。“锯齿状切割”是指在蚀刻对象面粗糙的情况下(即，表面形态大或者表面存在凹凸的情况下)，切割界面(蚀刻后残留的膜的最外周缘)成为锯齿形状。另外，虽然也可以说防止锯齿状切割包含在达到高切割精度中，但是在此，将后述的“高切割精度”和“防止锯齿状切割”记载为不同项目。
如上所述，当使第一角度θ增大时，蚀刻液在刚着落之后难以向比着液点靠半径方向内侧的区域扩展。在粗糙的表面的情况下，在蚀刻液向比着液点靠半径方向内侧的区域扩展时，微观地看时，扩展变得不均匀。即，当微观地看时，侵入到凹部的蚀刻液变多，因此，凹部附近的蚀刻量变大，侵入到凸部的蚀刻液的量变少，因此，凸分附近的蚀刻量变小，其结果是，会产生锯齿状的切割界面。对此，通过使第一角度θ增大，刚着落之后的蚀刻液几乎不会向比着液点靠半径方向内侧的区域扩展。即，蚀刻液直接着落的部位成为切割界面，因此，切割界面的形状不易受到粗糙的表面的影响，不易形成锯齿状的切割界面。
在重视防止锯齿状切割的情况下，可以在10°≤θ≤40°的范围内适当决定第一角度θ，在5°≤φ≤30°的范围内适当决定第二角度φ。
此外，上述的冲洗颗粒性能、短斜坡宽度和防止锯齿状切割，均是通过防止或抑制处理液向比着液点靠半径方向内侧的区域扩展而实现的。能够使这3个处理性能兼得。
在重视缺口飞溅颗粒性能(由缺口飞溅引起的颗粒少)的情况下，使第二角度φ保持标准值不变，使第一角度θ增大。缺口的深度(半径方向长度)通常为1～1.3mm左右，根据着液点的半径方向位置，从喷嘴释放的处理液会直接(或者在刚着落之后)与缺口的边缘碰撞。由于该碰撞会产生飞溅，并且由于该飞溅会产生颗粒，因此，抑制缺口飞溅，有助于提高颗粒性能。当使第一角度θ增大时，处理液相对于缺口的边缘的入射角变小，因此，能够抑制由与缺口的边缘的碰撞而导致的处理液的飞散。另外，在俯视时，在缺口的边缘与处理液从喷嘴的释放方向所成的角度为90度附近时，存在特别能够抑制缺口飞溅的趋势，因此，在通常的形状的缺口的情况下，优选第一角度θ大致为20度～25度的角度。
在重视缺口飞溅颗粒性能的情况下，可以在20°≤θ≤25°的范围内适当决定第一角度θ，在5°≤φ≤30°的范围内适当决定第二角度φ。
在重视高切割精度(在斜角蚀刻时未被蚀刻而残留的膜的最外周缘的位置精度)的情况下，使第二角度φ保持标准值不变，使第一角度θ减小。在利用真空卡盘保持晶片W的背面中心部的情况下，当晶片W旋转时，晶片W的正面上的蚀刻液的着液点的高度会因晶片W的翘曲或晶片W的垂直方向振动而变化。此时，在第一角度θ为标准值左右或比标准值大的情况下，如图7所示，与晶片W的垂直方向振动(VO)相伴的处理液(L)的着液点(PF)的半径方向位置会比较大地变化，切割精度会降低。另一方面，当第一角度θ为零(或大致为零)时，如图8所示，与晶片W的垂直方向振动(VO)相伴的处理液(L)的着液点(P)的半径方向位置的变化非常小，能够得到高切割精度。
此外，当使第二角度φ减小时，刚着落之后的着液点附近的处理液的扩展(在俯视时向释放方向的扩展)变大，存在因晶片W的周缘部的垂直方向的位移或处理液从喷嘴的释放流量的变动而导致切割精度恶化的趋势。因此，如上所述，第二角度φ优选为较大的角度，例如为20度左右。
在重视切割精度的情况下，可以在-10°≤θ≤10°的范围内适当决定第一角度θ，在5°≤φ≤30°的范围内适当决定第二角度φ。
对于上述的6种不同的要求处理性能，(θ，φ)的组合不一定需要6种，可以是与2种以上的要求处理性能对应的(θ，φ)的组合相同。具体而言，例如，可以是与抑制缺口飞溅颗粒对应的(θ，φ)的组合和与短斜坡宽度对应的(θ，φ)的组合相同。
当按照不同的要求处理性能设定最佳的(θ，φ)的组合时，需要设置与组合的数量相应的数量的喷嘴61(在没有设置喷嘴姿态改变机构(将在后面进行说明)的情况下)。这样的话，会导致斜角蚀刻装置的部件数量增大，斜角蚀刻装置的制造成本增大。因此，在与一个要求处理性能对应的最佳的(θ，φ)值和与另一个要求处理性能对应的最佳的(θ，φ)值近似的情况下，可以对这些要求处理性能使(θ，φ)的组合相同。换言之，如果通过使用能够满足一个要求处理性能的(θ，φ)值的处理，也能够满足另一个要求处理性能，那么可以对这些要求处理性能使(θ，φ)的组合相同。具体而言，例如，重视抑制缺口飞溅颗粒、短斜坡宽度、抑制冲洗颗粒和防止锯齿状切割的情况下的第一角度θ和第二角度φ的最佳值的组合比较近似，因此，可以使与这些要求处理性能对应的(θ、φ)的组合彼此相同。通过这样，能够利用1个喷嘴61应对多个要求处理性能，能够降低装置成本。当从装置构成和装置成本的观点出发容许时，也可以是对每个要求处理性能分别设定(θ，φ)的组合。
可以设置能够无级或多级地改变喷嘴61的姿态的喷嘴姿态改变机构64。具体而言，例如，如图9所示，喷嘴姿态改变机构64可以由第一旋转机构641和第二旋转机构642构成，其中，第一旋转机构641用于使保持喷嘴61的喷嘴保持件621绕水平轴线相对于喷嘴移动机构62的可进退的杆622旋转，第二旋转机构642用于使喷嘴61绕铅垂轴线相对于喷嘴保持件621旋转。也可以是设置使用于杆631本身绕水平轴线旋转的机构来代替第一旋转机构641。也可以是设置用于使喷嘴移动机构62整体绕水平摆动轴线摆动的摆动机构。通过设置这样的喷嘴姿态改变机构64，能够改变第一角度θ和第二角度φ中的至少一者。当如上述那样喷嘴姿态改变机构64具有2轴的旋转机构时，能够改变第一角度θ和第二角度φ两者。通过设置喷嘴姿态改变机构64，能够减少喷嘴61的数量。另外，从喷嘴61向斜下方延伸的箭头表示从喷嘴61释放的处理液。
接下来，对使用处理单元16的斜角蚀刻的具体例进行说明。在下面说明的具体例中，使用包括4个喷嘴61的蚀刻装置1。将4个喷嘴61区别地称为喷嘴A、喷嘴B、喷嘴C、喷嘴D。如图10中概略地表示的那样，喷嘴A、喷嘴B、喷嘴C和喷嘴D位于晶片W的周缘部的上方。
图10表示从喷嘴A释放处理液的状态，概略地表示着落在晶片W的正面上的处理液的行为。处理液着落在晶片W的正面上之后，一边在半径方向上扩展一边流动(在晶片W的正面为亲水性的情况下)，最终因离心力而向晶片的外侧脱离。在该情况下，可观察到与晶片W周缘平行地延伸的处理液的带。在晶片W的正面为疏水性的情况下，处理液会在晶片W的正面上刚着落之后或者着落后在短时间内从晶片W脱离，因此，观察不到与晶片W周缘平行地延伸的处理液的带，即使可观察到，其长度也非常短。
在喷嘴A、喷嘴B、喷嘴C、喷嘴D中，第一角度θ和第二角度φ的组合如下所述。
喷嘴A：(θ，φ)＝(5°，20°)。
喷嘴B：(θ，φ)＝(10°，10°)。
喷嘴C：(θ，φ)＝(25°，20°)。
喷嘴D：(θ，φ)＝(25°，20°)。
对于喷嘴61(A～D)，能够利用附设于各喷嘴61的喷嘴移动机构62使各喷嘴61移动，使得从该喷嘴释放的处理液的着液点PF的位置在晶片W的半径方向上移动。各喷嘴61由喷嘴移动机构62支承，使得第一角度θ和第二角度φ的值与喷嘴61的半径方向位置无关地实质上一定。
在下面的说明中，晶片W的正面上的点的半径方向位置(例如处理液的着液点的半径方向位置)，以从晶片W的APEX到该点的晶片半径方向(半径方向向内为负)表示。例如，当记载为某点的Dr＝-1.0mm时，表示该点位于在半径方向向内与APEX相距1.0mm的位置。
在下面的具体例中，各喷嘴61的姿态被固定，第一角度θ和第二角度φ是喷嘴61所固有的值。
[第一具体例]
第一具体例是在疏水面(例如裸硅的正面)上形成有亲水性膜(例如氧化硅膜)的情况下，利用药液(氢氟酸)除去晶片W的周缘部的亲水性膜的例子。
首先，使晶片W旋转。晶片W的旋转持续到处理结束。
接着，开始从喷嘴A以着液点PF的位置Dr＝-1.0mm的方式释放HF(氢氟酸)。在喷嘴A中，(θ，φ)＝(5°，20°)，这符合重视切割精度的条件。此外，在HF着落的面为亲水面的情况下，即使使第一角度θ变化，液体飞溅状况也几乎没有变化，药液颗粒性能不会成为问题。
之后，使喷嘴A移动以使着液点PF逐渐向半径方向外侧移动。在着液点PF的位置Dr前进至比-0.8mm靠半径方向外侧的位置时，开始从喷嘴B以着液点PF的位置Dr＝-0.8mm的方式释放HF，并且停止从喷嘴A释放HF。在位置Dr＝-0.8mm的附近，亲水性膜已经被从喷嘴A释放的HF除去，因此，从喷嘴B释放的HF着落在疏水面上。在喷嘴B中，(θ，φ)＝(10°，10°)，这与重视药液颗粒性能(特别是相对于疏水面的药液颗粒性能)的情况对应。能够防止着落在疏水面的HF的液体飞溅，因此，能够抑制颗粒的产生。
之后，使喷嘴A移动以使着液点逐渐向半径方向外侧移动。当在期望的区域(至比APEX稍靠下侧的位置)疏水面露出时，开始从喷嘴D以着液点PF的位置Dr＝-1.5mm的方式释放冲洗液(DIW)，并停止从喷嘴B释放HF。在喷嘴D中，(θ，φ)＝(25°，20°)，这与重视冲洗颗粒性能的条件对应。之后，使喷嘴D移动以使着液点逐渐向半径方向外侧移动。在需要的区域的冲洗处理结束后，停止从喷嘴D释放冲洗液，进行晶片W的甩干。
[第二具体例]
第二具体例是在形成在晶片W的正面的亲水性膜上进一步形成有疏水性膜的情况下，利用药液(氢氟酸)除去晶片W的周缘部的亲水性膜和疏水性膜的例子。
首先，使晶片W旋转。晶片W的旋转持续到处理结束。
接着，开始从喷嘴B以着液点PF的位置Dr为-1.0mm的方式释放HF(氢氟酸)。在喷嘴B中，(θ，φ)＝(10°，10°)，这与重视药液颗粒性能的条件对应。能够防止着落在疏水面的HF的液体飞溅，因此，能够抑制颗粒的产生。
之后，使喷嘴B移动以使着液点PF逐渐向半径方向外侧移动。然后，当在期望的区域(至比APEX稍靠下侧的位置)疏水性膜被除去时，开始从喷嘴A以着液点的位置Dr为-1.0mm的方式释放HF(氢氟酸)，并停止从喷嘴B释放HF。在喷嘴A中，(θ，φ)＝(5°，20°)，这符合重视切割精度的条件。从喷嘴A释放的HF着落在亲水表面，因此，可以不考虑液体飞溅。
之后，使喷嘴A移动以使着液点逐渐向半径方向外侧移动。当在期望的区域(至比APEX稍靠下侧的位置)亲水性膜被除去时，开始从喷嘴D以着液点的位置Dr为-1.5mm的方式释放冲洗液(DIW)，并停止从喷嘴A释放HF。在喷嘴D中，(θ，φ)＝(25°，20°)，这符合重视冲洗颗粒性能的条件。之后，使喷嘴D移动以使着液点逐渐向半径方向外侧移动。在需要的区域的冲洗处理结束后，停止从喷嘴D释放冲洗液，进行晶片W的甩干。
[第三具体例]
第三具体例是在形成在晶片W的正面的低蚀刻速率的膜(称为“低ER膜”)之上进一步形成有高蚀刻速率的膜(称为“高ER膜”)的情况下，利用药液(氢氟酸)除去晶片W的周缘部的低ER膜和高ER膜的例子。
首先，使晶片W旋转。晶片W的旋转持续到处理结束。
接着，开始从喷嘴C以着液点PF的位置Dr＝-1.0mm的方式释放HF(氢氟酸)。在喷嘴C中，(θ，φ)＝(25°，20°)，这与重视短斜坡宽度的条件对应。低ER膜仅通过与蚀刻液稍微接触就能够被蚀刻，因此，存在斜坡宽度因扩展至半径方向内侧的蚀刻液而变大的趋势。为了防止斜坡宽度扩大，采用上述条件。
之后，使喷嘴C移动以使着液点逐渐向半径方向外侧移动。然后，当在期望的区域(至比APEX稍靠下侧的位置)低ER膜被除去时，开始从喷嘴A以着液点PF的位置Dr＝-1.0mm的方式释放HF(氢氟酸)，并停止从喷嘴C释放HF。在喷嘴A中，(θ，φ)＝(5°，20°)，这与重视切割精度的条件对应。高ER膜存在斜坡宽度比较小的趋势，因此，不考虑斜坡宽度，在重视切割精度的条件下进行蚀刻。
之后，使喷嘴A移动以使着液点逐渐向半径方向外侧移动。当在期望的区域(至比APEX稍靠下侧的位置)亲水性膜被除去时，开始从喷嘴D以着液点的位置Dr＝-1.5mm的方式释放冲洗液(DIW)，并停止从喷嘴A释放HF。在喷嘴D中，(θ，φ)＝(25°，20°)，这对应于重视冲洗颗粒性能的条件。之后，使喷嘴D移动以使着液点逐渐向半径方向外侧移动。在需要的区域的冲洗处理结束后，停止从喷嘴D释放冲洗液，进行晶片W的甩干。
[第四具体例]
第四具体例是在形成在晶片W的正面的表面形态较小的膜(微观上看时表面平坦的膜(平坦表面膜))之上进一步形成有表面形态大的膜(在微观上看时表面粗糙的膜(粗糙表面膜))的情况下，利用除去晶片W的周缘部的平坦表面膜和粗糙表面膜的例子。
首先，使晶片W旋转。晶片W的旋转持续到处理结束。
接着，开始从喷嘴C以使着液点的位置Dr＝-1.0mm的方式释放HF(氢氟酸)。在喷嘴C中，(θ，φ)＝(25°，20°)，这与重视防止锯齿状切割的条件对应。
之后，使喷嘴C移动以使着液点逐渐向半径方向外侧移动。然后，当在期望的区域(至比APEX稍靠下侧的位置)粗糙表面膜被除去时，开始从喷嘴A以着液点的位置Dr＝-1.0mm的方式释放HF(氢氟酸)，并停止从喷嘴C释放HF。在喷嘴A中，(θ，φ)＝(5°，20°)，这与重视切割精度的条件对应。平坦表面膜没有锯齿状切割的问题，因此，在重视切割精度的条件下进行蚀刻。
之后，使喷嘴A移动以使着液点逐渐向半径方向外侧移动。当在期望的区域(至比APEX稍靠下侧的位置)平坦表面膜被除去时，开始从喷嘴D以着液点的位置Dr＝-1.5mm的方式释放冲洗液(DIW)，并停止从喷嘴A释放HF。在喷嘴D中，(θ，φ)＝(25°，20°)，这与重视冲洗颗粒性能的条件对应。之后，使喷嘴D移动以使着液点逐渐向半径方向外侧移动。在需要的区域的冲洗处理结束后，停止从喷嘴D释放冲洗液，进行晶片W的甩干。
在上述的各具体例中，所使用的喷嘴的选择能够按照预先确定的处理方案来进行。即，在该情况下，在处理方案中，对每个处理步骤预先确定了“晶片转速：XXrpm；使用喷嘴：喷嘴A；释放的处理液：HF；着液点：Dr＝-1.0mm～移动至APEX；移动速度：YYmm/sec”等与各种处理条件对应的参数值。控制部14通过以能够实现在处理方案中定义的处理条件的方式控制旋转驱动部22、喷嘴移动机构62、处理液供给机构63等，来进行斜面部的液处理。
也可以不是预先以处理方案来确定全部的处理条件，而是上述的基片处理装置1、或者包括作为处理单元的上述基片处理装置1的基片处理系统具有下述功能：与晶片W的处理对象面的状态的检查结果相应地决定处理条件的至少一部分。具体而言，例如，可以设置用于对晶片W的处理对象面的状态进行检查的检查部。该检查部可以是独立的检查装置，也可以是组装在上述的基片处理系统的壳体内的检查单元。作为检查部检查的晶片W的处理对象面的状态，例如可以例示表面形态、缺口形状、翘曲状态、接触角(这在液处理时可通过例如高速摄像机等进行观察)等。
将检查部的检查结果输入到控制部14(参照图1)。另外，将所要求的处理结果(重视的处理性能)输入到控制部14。所要求的处理结果向控制部14的输入，可以是经由来自上位计算机的通信进行，也可以是由操作员经由基片处理装置1或基片处理系统的用户接口(触摸面板、键盘等)手动进行。控制部14的运算部142例如参照存储在存储部141中的角度表(存储有与所要求的处理结果对应的喷嘴的释放角度(第一角度θ、第二角度φ)的数据库)，求出第一角度θ和第二角度φ的恰当的值，并选择具有该值的喷嘴61。除了喷嘴61的选择以外，能够按照处理方案来执行。
如上所述，通过适当改变处理液从喷嘴61的释放角度(第一角度θ、第二角度φ)，能够得到实现了最重视的处理性能的优选处理结果。
另外，在上述的说明中，仅提及了晶片W的正面侧的处理，但是也可以与晶片W的正面侧的处理同时进行晶片W的背面侧的处理。
本次公开的实施方式在所有方面均应认为是例示性的而不是限制性的。上述的实施方式可以在不脱离所附的权利要求书及其主旨的情况下，以各种方式进行省略、替换、改变。
附图标记说明
6释放部，14控制部，21基片保持部，22旋转驱动部。

Claims (14)

1.一种基片处理装置，其为能够利用处理液对基片的正面的周缘部进行液处理的基片处理装置，其特征在于，包括：
用于保持基片的基片保持部；
用于使所述基片保持部绕旋转轴线旋转的旋转驱动部；和
用于向设定在所述基片的正面的周缘部的着液点释放所述处理液的释放部，
定义以从所述着液点向所述旋转轴线画的垂线的垂足为中心、以连结所述垂线的垂足和所述着液点的线段为半径、并且位于与所述旋转轴线正交的平面上的圆，并定义所述着液点处的所述圆的切线，
设连结从所述处理液的释放点向所述基片的正面画的垂线的垂足和所述着液点的直线与所述着液点处的所述圆的切线所成的角度为第一角度θ，
设连结从所述处理液的释放点向所述基片的正面画的所述垂线的垂足和所述着液点的直线与连结所述释放点和所述着液点的直线所成的角度为第二角度φ时，
所述释放部包括能够释放作为所述处理液的相同的第一处理液的多个喷嘴，所述多个喷嘴中的一个喷嘴和另一个喷嘴的所述第一角度θ和所述第二角度φ中的至少一者彼此不同。
2.如权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于：
还包括至少控制所述释放部的动作的控制部，
所述控制部能够基于从所述释放部释放的所述第一处理液着落的所述基片或形成在所述基片上的膜的属性、和重视的处理性能，控制所述释放部使用从所述多个喷嘴中选择的能够达到所述重视的处理性能的喷嘴进行所述第一处理液的释放。
3.如权利要求2所述的基片处理装置，其特征在于：
所述控制部能够按照规定了所述基片的处理条件和要使用的喷嘴的处理方案，控制所述释放部使用从所述多个喷嘴中选择的能够达到所述重视的处理性能的喷嘴进行所述第一处理液的释放。
4.如权利要求2所述的基片处理装置，其特征在于：
所述控制部具有基于从所述释放部释放的所述第一处理液着落的所述基片或形成在所述基片上的膜的属性、和所述重视的处理结果，从所述多个喷嘴中选择能够达到所述重视的处理性能的喷嘴的功能，并能够控制所述释放部使用所选择的喷嘴进行所述第一处理液的释放。
5.如权利要求2所述的基片处理装置，其特征在于：
所述控制部能够控制所述释放部在从所述多个喷嘴中的所述一个喷嘴向同一基片释放所述第一处理液之后，从所述另一个喷嘴向所述同一基片释放所述第一处理液。
6.如权利要求1至5中任一项所述的基片处理装置，其特征在于：
所述释放部具有与所述多个喷嘴不同的其它喷嘴，该其它喷嘴能够释放作为所述处理液的与所述第一处理液不同的第二处理液，或者，所述释放部的能够释放所述第一处理液的所述多个喷嘴中的一个喷嘴也能够释放所述第二处理液。
7.一种基片处理装置，其为能够利用处理液对基片的正面的周缘部进行液处理的基片处理装置，其特征在于，包括：
用于保持基片的基片保持部；
用于使所述基片保持部绕旋转轴线旋转的旋转驱动部；
用于向设定在所述基片的正面的周缘部的着液点释放所述处理液的释放部；和
至少控制所述释放部的动作的控制部，
所述控制部能够基于从所述释放部释放的所述处理液着落的所述基片或形成在所述基片上的膜的属性、和重视的处理性能，控制所述释放部实现能够达到所述重视的处理性能的第一角度θ和第二角度φ，
在定义以从所述着液点向所述旋转轴线画的垂线的垂足为中心、以连结所述垂线的垂足和所述着液点的线段为半径、并且位于与所述旋转轴线正交的平面上的圆，并定义所述着液点处的所述圆的切线时，
所述第一角度θ是连结从所述处理液的释放点向所述基片的正面画的垂线的垂足和所述着液点的直线与所述着液点处的所述圆的切线所成的角度，
所述第二角度φ是连结从所述处理液的释放点向所述基片的正面画的所述垂线的垂足和所述着液点的直线与连结所述释放点和所述着液点的直线所成的角度。
8.如权利要求7所述的基片处理装置，其特征在于：
所述释放部包括能够释放相同的处理液的多个喷嘴，所述多个喷嘴中的一个喷嘴和另一个喷嘴的所述第一角度θ和所述第二角度φ中的至少一者彼此不同。
9.如权利要求7所述的基片处理装置，其特征在于：
所述释放部包括：用于释放所述处理液的喷嘴；和能够通过改变所述喷嘴的姿态来使该喷嘴的所述第一角度θ和所述第二角度φ中的至少一者变化的喷嘴姿态改变机构。
10.如权利要求2至5和权利要求7至9中任一项所述的基片处理装置，其特征在于：
所述基片或形成在所述基片上的膜的属性包括
-对所述处理液的亲和性、
-表面粗糙度、和
-对所述处理液的蚀刻速率
之中的至少一者，
所述重视的处理性能包括
-颗粒量少、
-斜坡宽度短、和
-切割精度高
之中的至少一者。
11.一种基片处理方法，其为利用处理液对基片的正面的周缘部进行液处理的基片处理方法，其特征在于，包括：
使基片绕旋转轴线旋转的步骤；和
从释放部向设定在旋转的所述基片的正面的周缘部的着液点释放所述处理液的步骤；
在释放所述处理液的步骤中，基于从所述释放部释放的所述处理液着落的所述基片或形成在所述基片上的膜的属性、和重视的处理性能，控制所述释放部实现能够达到所述重视的处理性能的第一角度θ和第二角度φ，
在定义以从所述着液点向所述旋转轴线画的垂线的垂足为中心、以连结所述垂线的垂足和所述着液点的线段为半径、并且位于与所述旋转轴线正交的平面上的圆，并定义所述着液点处的所述圆的切线时，
所述第一角度θ是连结从所述处理液的释放点向所述基片的正面画的垂线的垂足和所述着液点的直线与所述着液点处的所述圆的切线所成的角度，
所述第二角度φ是连结从所述处理液的释放点向所述基片的正面画的所述垂线的垂足和所述着液点的直线与连结所述释放点和所述着液点的直线所成的角度。
12.如权利要求11所述的基片处理方法，其特征在于：
所述释放部包括能够释放相同的处理液的多个喷嘴，所述多个喷嘴中的一个喷嘴和另一个喷嘴的所述第一角度θ和所述第二角度φ中的至少一者彼此不同，通过从多个喷嘴中选择能够实现能够达到所述重视的处理性能的第一角度θ和第二角度φ的喷嘴，来实现能够达到所述重视的处理性能的第一角度θ和第二角度φ。
13.如权利要求11所述的基片处理方法，其特征在于：
所述释放部包括：用于释放所述处理液的喷嘴；和能够通过改变所述喷嘴的姿态来使该喷嘴的所述第一角度θ和所述第二角度φ中的至少一者变化的喷嘴姿态改变机构，通过将所述喷嘴的姿态调节成能够实现能够达到所述重视的处理性能的第一角度θ和第二角度φ，来实现能够达到所述重视的处理性能的第一角度θ和第二角度φ。
14.如权利要求11至13中任一项所述的基片处理方法，其特征在于：
所述基片或形成在所述基片上的膜的属性包括
-对所述处理液的亲和性、
-表面粗糙度、和
-对所述处理液的蚀刻速率
之中的至少一者，
所述重视的处理性能包括
-颗粒量少、
-斜坡宽度短、和
-切割精度高
之中的至少一者。
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