CN116529862A - 基板处理装置及基板处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具备:平板状的支撑托盘,其支撑水平姿势的基板的下表面;容器本体,其设置有可收容支撑基板的支撑托盘的处理空间,并在侧方设置有与处理空间连通且用以使支撑托盘通过的开口;盖部,其被设置为可一面保持支撑托盘一面将开口封闭;及铅垂移动机构,其通过使盖部相对于容器本体朝铅垂方向相对地移动,而调整被支撑于支撑托盘的基板在铅垂方向上相对于处理空间的相对位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种一面将基板收容于容器本体的处理空间内,一面朝处理空间供给处理流体而对基板进行处理的基板处理技术。
以下所示的日本申请的说明书、附图及权利要求书中的所有揭示内容通过参照而被组入本申请:日本特愿2020-197880(2020年11月30日申请)。
背景技术
半导体基板、显示设备用玻璃基板等各种基板的处理步骤包含有通过各种处理流体而对基板进行处理的过程。为了有效利用处理流体及防止其朝外部逸散,此种的处理有时会在气密性的处理容器内进行。在此情况下,在处理容器设置有容器本体及盖部,该容器本体具有用于基板的搬入搬出的开口部、及以水平姿势收容基板的处理空间,该盖部将该开口部封闭而用以确保内部空间的气密性。例如专利文献1记载的处理装置中,作为处理对象的基板(晶片)在载置在与盖体一体化的平板状的保持器的状态下被搬入处理容器(相当于本发明的“容器本体”)的处理区域(相当于本发明的“处理空间”)内。并且,以在基板的上表面形成层流的方式自基板的一侧朝基板的另一侧供给超临界流体。由此,超临界流体的层流通过形成于基板上表面的微细图案的上方。当层流通过时,微细图案间保持的处理液受到搅拌,从而可高效率地进行处理液与超临界流体的置换。此外,由于处理流体在基板的上表面朝一个方向流动,因此可抑制自基板去除的微粒再次附着于基板上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-039040号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在如此构成的装置中,处理空间以形成为略大于基板及保持器的外围轮廓的方式设计。也就是说,在铅垂方向上,被收容于处理空间内的基板的上表面、及与该基板上表面相对的处理空间的顶面的间隙被限制于数mm以下。因此,可减少处理流体的使用量,以提高处理效率。另一方面,即使铅垂方向上的所述间隙仅略微小于最佳值,供给至基板上表面的处理流体的流量及流速仍会大幅下降。其结果,会造成所述置换变得不完全,进而导致基板处理的品质降低。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,在将基板以水平姿势收容于处理空间内进行处理的基板处理技术中,提高所述处理的品质。
用于解决问题的手段
本发明的一方式是一种基板处理装置,其特征在于,具备:平板状的支撑托盘,其支撑水平姿势的基板的下表面;容器本体,其设置有能收容支撑基板的支撑托盘的处理空间,并在侧方设置有与处理空间连通且用以使支撑托盘通过的开口;盖部,其被设置为能一面保持支撑托盘一面将开口封闭;及铅垂移动机构,其通过使盖部相对于容器本体朝铅垂方向相对地移动,而调整被支撑于支撑托盘的基板在铅垂方向上相对于处理空间的相对位置。
此外,本发明的另一方式是一种基板处理方法,其特征在于,具备:第一步骤,通过使保持平板状的支撑托盘的盖部朝水平方向移动,而经由容器本体的开口将支撑托盘收容于容器本体的处理空间,并且通过盖部将开口封闭,该支撑托盘支撑水平姿势的基板的下表面;第二步骤,在通过盖部而将开口封闭的容器本体的处理空间内,通过处理流体对基板进行处理;及第三步骤,在第一步骤之前,通过使盖部相对于容器本体朝铅垂方向相对地移动,而调整被支撑于支撑托盘的基板在铅垂方向上相对于处理空间的相对位置。
在这些的发明中,保持支撑托盘的盖部、与具有处理空间的容器本体沿铅垂方向相对地移动。由此,可在铅垂方向上,调整由支撑托盘支撑的基板相对于处理空间的相对位置。并且,该基板在处理空间内被进行基板处理。
发明效果
如上述,在本发明中,由于使盖部相对于容器本体朝铅垂方向相对地移动,调整基板相对于处理空间在铅垂方向上的相对位置,因此可提高该处理空间内的基板处理的品质。
所述本发明的各方式具有的多个构成要素并非全部为必须,为了解决所述问题的一部分或全部、或者为了达成本说明书记载的效果的一部分或全部,可适宜地对所述多个构成要素的一部分构成要素进行变更、删除、与新的其他构成要素交换、限定内容的部分删除。此外,为了解决所述问题的一部分或全部、或者为了达成本说明书记载的效果的一部分或全部,亦可将所述本发明的一方式包含的技术特征的一部分或全部与所述本发明的其他方式包含的技术特征的一部分或全部组合,作为本发明的独立的一个方式。
附图说明
图1为表示本发明的基板处理装置的第一实施方式的概略构成的图。
图2为表示处理单元的主要部分的立体图。
图3为示意表示处理空间内的处理流体的流动的图。
图4为表示在第一实施方式执行的高度调整步骤的流程图及动作示意图。
图5为表示通过包含图1的基板处理装置的基板处理系统来执行的处理的一部分的流程图及动作示意图。
图6为表示本发明的基板处理装置的第二实施方式的铅垂移动机构的构成的图。
具体实施方式
图1为表示本发明的基板处理装置的一实施方式的概略构成的图。图2为表示处理单元的主要部分的立体图。图3为示意表示处理空间内的处理流体的流动的图。该基板处理装置1是用以使用超临界流体对例如半导体基板等的各种基板的表面进行处理的装置。为了统一表示以下各图中的方向,如图1所示,设定XYZ正交坐标系。其中,XY平面是水平平面,Z方向表示铅垂方向。更具体而言,(-Z)方向表示铅垂向下方向。
作为本实施方式中的“基板”,可应用半导体晶片、光罩用玻璃基板、液晶显示用玻璃基板、等离子体显示用玻璃基板、FED(Field Emission Display,场发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板等各种基板。以下,主要以用于圆盘状的半导体晶片的处理的基板处理装置为例,参照附图而进行说明,但同样也可应用于以上例示的各种基板的处理。此外,关于基板的形状,也可应用各种的形状。
基板处理装置1具备处理单元10、移载单元30、供给单元50及控制单元90。处理单元10作为超临界干燥处理的执行本体。移载单元30接取通过未图示的外部的搬送装置搬送而来的未处理基板S且搬入处理单元10,并且将处理后的基板S自处理单元10递交至外部的搬送装置。供给单元50将处理所需的化学物质、动力及能量等供给至处理单元10及移载单元30。
控制单元90控制这些装置的各部分以实现规定的处理。为了此种目的,控制单元90具备有执行各种控制程序的CPU 91、暂时存储处理数据的存储器92、存储供CPU 91执行的控制程序的储存器93、及用以与用户或外部装置进行信息交换的接口94等。后述的装置的动作通过CPU 91执行预先写入储存器93的控制程序并使装置各部分进行规定的动作而实现。
如图1所示,处理单元10具有在台座11上隔着升降致动器20而安装有处理腔室12的构造。该升降致动器20被普遍利用于例如培养皿高度自动调整机构等,再者,在本实施方式中,使用伺服马达作为驱动源。该升降致动器20在连接于处理腔室12的下表面整体的状态下,通过供给单元50的腔室升降控制部57而被升降控制。腔室升降控制部57具有根据来自控制单元90的控制指令而进行动作,控制铅垂方向Z上的处理腔室12的位置即所谓的高度位置的功能。再者,关于处理腔室12的高度位置控制,在后续详述。
处理腔室12由几个金属块的组合而构成,其内部成为空洞而构成处理空间SP。处理对象的基板S被搬入处理空间SP内而接受处理。在处理腔室12的(-Y)侧侧面127的中央部形成有朝X方向细长地延长的狭缝状的开口121,且经由开口121而将处理空间SP与外部空间连通。
在处理腔室12的(-Y)侧,以将开口121封闭的方式设置有盖构件13。该盖构件13在(+Y)方向侧具有封闭面131。该封闭面131一面与处理腔室12的(-Y)侧侧面127相对,一面伴随盖构件13朝(+Y)方向的移动而朝处理腔室12移动。然后,封闭面131将设于(-Y)侧侧面127的开口121封闭。由此,构成气密性的处理容器,从而可在内部的处理空间SP内对基板S进行高压下的处理。如此,在本实施方式中,(-Y)侧侧面127及封闭面131分别相当于本发明的“被封闭面”及“封闭面”的一例。再者,在以下的说明中,将处理腔室12的(-Y)侧侧面127称为“被封闭面127”。
此外,在盖构件13的封闭面131的中央部,以水平姿势安装有平板状的支撑托盘15,且由封闭面131保持。该支撑托盘15的上表面作为可载置基板S的支撑面。盖构件13通过省略图示的支撑机构而被支撑为可沿Y方向水平移动自如。
盖构件13可通过设于供给单元50的进退机构52而沿Y方向相对于处理腔室12进退移动。具体而言,进退机构52例如具有线性马达、直线移动导件、滚珠螺杆机构、螺线管、气压缸等的直线移动机构,且此种直线移动机构使盖构件13朝Y方向移动。进退机构52根据来自控制单元90的控制指令而进行动作。
盖构件13通过朝(-Y)方向后退而自处理腔室12分离。由此。如图1中虚线所示,经由开口121将支撑托盘15自处理空间SP朝外部抽出,而可进行对支撑托盘15的存取。即,可将基板S载置于支撑托盘15、及取出载置于支撑托盘15的基板S。另一方面,通过盖构件13朝(+Y)方向前进,将支撑托盘15收容于处理空间SP内。在基板S被载置于支撑托盘15的情况下,将基板S与支撑托盘15一起搬入处理空间SP内。
通过使盖构件13朝(+Y)方向前进而由封闭面131将开口121堵塞,而将处理空间SP封闭。在盖构件13的封闭面131与处理腔室12的被封闭面127之间设置有密封构件122,保持处理空间SP的气密状态。密封构件122例如为橡胶制,在本实施方式中,其在处理腔室12的被封闭面127上以围绕开口121的方式被安装于设在被封闭面127的周缘部的槽部(省略图示)。因此,无论盖构件13的朝水平方向Y移动如何,密封构件122固定配置于处理腔室12。再者,密封构件122的固定位置不限于此,也可将密封构件122固定于盖构件13的封闭面131。在此情况下,密封构件122与盖构件13一起朝(+Y)方向移动且与处理腔室12的被封闭面127密接而发挥密封功能。
此外,通过未图示的锁定机构,将盖构件13固定于处理腔室12。如此,在本实施方式中,盖构件13可在将开口121封闭而将处理空间SP密封的封闭状态(实线)、与自开口121大幅分离而可供基板S出入的分离状态(虚线)之间进行切换。并且,在封闭状态下,在封闭面131与被封闭面127之间存在有密封构件122以确保气密性。
如此,在确保了处理空间SP的气密状态的状态下,在处理空间SP内对基板S执行处理。在本实施方式中,将可利用于超临界处理的物质的处理流体、例如二氧化碳作为处理流体,以气体、液体或超临界的状态自设于供给单元50的流体供给部55供给至处理单元10。在具有在较为低温、低压下成为超临界状态,且容易溶解基板处理中经常使用的有机溶剂的性质等方面来考虑,二氧化碳是一种非常适合于超临界干燥处理的化学物质。二氧化碳成为超临界状态的临界点是,气压(临界压力)为7.38MPa,温度(临界温度)为31.1℃。
若将处理流体填充于处理空间SP,使处理空间SP内达到适宜的温度及压力,则处理空间SP被超临界状态的处理流体充满。如此,在处理腔室12内通过超临界流体对基板S进行处理。在供给单元50设置有流体回收部53,处理后的流体通过流体回收部53被回收。流体供给部55及流体回收部53各部通过控制单元90而被控制,且以图3所示的流动使处理流体在处理容器内流通。即,如该图所示,供给处理流体的流体供给部55连接于导入流路123、124,该导入流路123、124设于处理空间SP的(+Y)侧、即自处理空间SP观察而与开口121相反的一侧。更具体而言,在较收容于处理空间SP内的基板S的(+Y)侧端部更靠(+Y)侧,在处理腔室12形成有第一导入流路123及第二导入流路124。
第一导入流路123通过具有阀171的配管172而连接于流体供给部55。通过将阀171开放,使来自流体供给部55的处理流体流入第一导入流路123。第一导入流路123使流体的流通方向最终朝向水平方向Y,将处理流体自第一导入口123a喷出,该第一导入口123a在处理空间SP的(+Y)侧端部面朝处理空间SP开口。
另一方面,第二导入流路124通过具有阀173的配管174而连接于流体供给部55。通过将阀173开放,使来自流体供给部55的处理流体流入第二流路124。第二导入流路124使流体的流通方向最终朝向水平方向Y,将处理流体自第二导入口124a喷出,该第二导入口124a在处理空间SP的(+Y)侧端部面朝处理空间SP开口。
第一导入口123a面朝较保持于处理空间SP内的基板S更上方的处理空间SP开口。另一方面,第二导入口124a面朝较保持于处理空间SP内的基板S更下方、更严谨为面朝较支撑基板S的支撑托盘15更下方的处理空间SP开口。第一导入口123a及第二导入口124a是具有一定的开口宽度且朝X方向细长地延长的狭缝状的开口,且在X方向上延伸至较基板S的端部更靠外侧。因此,自第一导入口123a及第二导入口124a分别喷出的处理流体成为以上下方向(Z方向)薄、且X方向较基板S的宽度更宽的薄层状流向(-Y)方向的流动,而被导入处理空间SP。再者,只要最终自第一导入口123a、第二导入口124a喷出的处理流体的方向成为大致水平方向(Y)即可,途中的流路形状不限于图示的情形。
自以超临界流体充满基板S周围的处理目的考虑,也可选择在以超临界流体充满处理空间SP之前不进行处理流体的排出的选项。然而,若如此的话,则处理流体在处理空间SP内滞留,可能有存在于处理空间SP内的杂质附着于基板S进而污染基板S的风险。为了防止此种事态的产生,较佳为,即使在超临界状态下也进行处理流体的排出,使得始终能将清洁的处理流体供给至基板S。
因此,在处理空间SP的(-Y)侧端部附近设置有用以排出处理流体的第一排出流路125及第二排出流路126。具体而言,在较收容于处理空间SP内的基板S更靠(-Y)侧的处理空间SP的顶面SPa开设第一排出口125a,且与其连通的第一排出流路125经由具有阀175的配管176连接于流体回收部53。通过将阀175开放,经由第一排出流路125将处理空间SP内的处理流体朝流体回收部53排出。
另一方面,在较收容于处理空间SP内的基板S的(-Y)侧端部更靠(-Y)侧的处理空间SP的底面SPb开设第二排出口126a,且与其连通的第二排出流路126经由具有阀177的配管178连接于流体回收部53。通过将阀177开放,经由第二排出流路126将处理空间SP内的处理流体朝流体回收部53排出。
第一排出口125a及第二排出口126a是具有一定的开口宽度且朝X方向细长地延长的狭缝状的开口,且在X方向上延伸至较基板S的端部更靠外侧。在Y方向上,在较基板S的(-Y)侧端部更靠(-Y)侧开口。此外,在这些的配置位置附近,处理空间SP在上下方向由支撑托盘15大致隔开。因此,流动于基板S上方的处理流体自第一排出口125a排出,另一方面,流动于基板S下方的处理流体自第二排出口126a排出。
以供给至第一导入流路123的处理流体的流量、与自第一排出流路125排出的处理流体的流量相等的方式进行阀171、175的开度调整。同样地,以供给至第二导入流路124的处理流体的流量、与自第二排出流路126排出的处理流体的流量相等的方式进行阀173、177的开度调整。
通过这些构成,自流体供给部55经由第一导入流路123导入的处理流体自第一导入口123a朝大致水平方向Y喷出,且沿基板S的上表面流动,最终自第一排出口125a朝外部排出,且最终被流体回收部53回收。另一方面,自流体供给部55经由第二导入流路124导入的处理流体自第二导入口124a朝大致水平方向Y喷出,且沿支撑托盘15的下表面流动,最终自第二排出口126a朝外部排出,且最终被流体回收部53回收。也就是说,在处理空间SP内,期待在基板S的上方及支撑托盘15的下方分别形成有朝向(-Y)方向的处理流体的层流。图3所示的空心箭头示意表示此种的处理流体的流动。
如此,通过在处理空间SP、尤其是基板S上方的空间形成朝向一个方向的处理流体的层流,可防止在基板S周围产生紊流。因此,即使假定液体附着在基板S的表面,通过将此液体溶解于超临界状态的处理流体而朝下游侧流动,仍可避免残留于干燥后的基板S上。此外,通过以使容易产生作为污染源的杂质的开口121位于较基板S更下游侧的方式设定处理流体的流通方向,以避免在开口121周围产生的杂质通过紊流被朝上游侧搬运而附着于基板S的情况产生。由此,可良好地对基板S进行干燥而不造成污染。
为了防止超临界状态的处理流体在处理腔室12内被冷却而产生相变化,较佳为,在处理腔室12的内部设置适宜的热源。尤其是,为了防止在基板S周边意外地产生相变化,在本实施方式中,如图1及图3所示,在支撑托盘15内置加热器153。加热器153通过供给单元50的温度控制部56而进行温度控制。此外,温度控制部56也具有,根据来自控制单元90的控制指令进行动作,以控制自流体供给部55供给的处理流体的温度的功能。
处理空间SP具有可放入支撑托盘15及被支撑托盘15支撑的基板S的形状及容积。即,处理空间SP具有在水平方向X上大于支撑托盘15的宽度且在铅垂方向上大于支撑托盘15与基板S的合计高度的矩形的剖面形状、及可放入支撑托盘15的深度。如此,虽然处理空间SP具有仅放入支撑托盘15及基板S的形状及容积,但支撑托盘15及基板S与处理空间SP的内壁面之间的间隙极小。因此,为了填充处理空间SP而需要的处理流体的量,只要较少的量即可。
如图1所示,移载单元30承担基板S在外部的搬送装置与支撑托盘15之间的递交。为了此目的,移载单元30具备本体31、升降构件33、基台构件35、及多个升降销37。升降构件33是朝Z方向延长的柱状构件,且通过未图示的支撑机构而被支撑为可在Z方向移动自如。在升降构件33的上部安装有具有大致水平的上表面的基台构件35,且自基台构件35的上表面朝向上方立设有多个升降销37。每个升降销37通过其上端部抵接于基板S的下表面而自下方呈水平姿势支撑基板S。为了以水平姿势稳定地支撑基板S,较佳为,设置3个以上的上端部的高度相等的升降销37。
升降构件33成为可通过设于供给单元50的顶起升降机构51而升降移动。具体而言,顶起升降机构51具有例如线性马达、直线移动导件、滚珠螺杆机构、螺线管、气压缸等的直线移动机构,且此种直线移动机构使升降构件33朝Z方向移动。顶起升降机构51根据来自控制单元90的控制指令而进行动作。
通过升降构件33的升降而使基台构件35上下移动,多个升降销37与其一体地上下移动。由此,可在移载单元30与支撑托盘15之间实现基板S的交接。
当盖构件13位于朝(-Y)方向移动的分离状态时,如图2所示,支撑托盘15成为自处理腔室12被朝外部空间抽出的状态。在此时的支撑托盘15的下方,配置有具备升降销37的基台构件35。在支撑托盘15中对应于升降销37的正上方的位置,穿设有较升降销37的直径更大的贯通孔152。
若基台构件35上升,则升降销37的上端通过贯通孔152而到达较支撑托盘15的支撑面151更上方。在此状态下,将通过外部的搬送装置的机械手H支撑且搬送而来的基板S递交于升降销37。在机械手H退避之后,通过使升降销37下降,将基板S自升降销37递交至支撑托盘15。基板S的搬出,可通过与所述相反的顺序来进行。
再者,图1中的附图标记54是高度传感器,其测量处理腔室12的高度位置、也就是铅垂方向Z上的处理腔室12的位置。该高度传感器54的测量结果被传送至控制单元90。然后,控制单元90根据该测量结果,执行接下来说明的高度调整步骤。
图4为表示在第一实施方式执行的高度调整步骤的流程图及动作示意图。该高度调整步骤在完成基板处理装置1的组装时、维护时或变更作为处理对象的基板S的种类及处理内容时等时间点执行。此外,高度调整步骤的执行通过控制单元90的CPU 91执行所述控制程序而使装置各部分进行以下说明的动作来实现。
在高度调整步骤中,首先,进退机构52根据来自控制单元90的控制指令,使盖构件13朝(-Y)方向移动。由此,支撑托盘15与盖构件13一起被朝处理腔室12的外侧抽出而自处理空间SP退避(步骤S11)。然后,在下一步骤S12中,高度传感器54测量处理腔室12的高度位置、即腔室高度。其中,盖构件13及支撑托盘15在预先设计的高度位置水平移动,且处理空间SP也以预先设定的尺寸设于处理腔室12。因此,CPU 91根据与这些高度位置相关的设计值、高度传感器54的测量结果、处理空间SP的各种尺寸(该图中的附图W是铅垂方向Z的宽度)及基板S的厚度,如图4的右上段所示,计算上方间隙CLa及下方间隙CLb(步骤S13)。其中,“上方间隙CLa”是指被支撑于支撑托盘15的基板S的上表面Sa与处理空间SP的顶面SPa在铅垂方向Z上的间隔。此外,“下方间隙CLb”指支撑托盘15的下表面15b与处理空间SP的底面SPb在铅垂方向Z上的间隔。
其中,上方间隙CLa是供给至基板S的上表面Sa的处理流体在铅垂方向Z的宽度,若此间隙狭窄,则可能招致基板处理的品质降低。也就是说,若上方间隙CLa小于适宜值,则供给至基板S的上表面Sa的处理流体的流量及流速大幅降低。其结果,导致所述置换变得不完全,进而可能产生处理不良。此外,由于在支撑托盘15内置有加热器153,因此支撑托盘15的热变形不可避免。因此,若下方间隙CLb小于0.5mm,则当支撑托盘15相对于处理腔室12朝Y方向进退时,具有接触处理空间SP的底面SPb的可能性,在实用上,较佳为将下方间隙CLb调整为1mm以上。此外,自提高基板S的处理效率的观点考虑,较佳为,使上方间隙CLa较下方间隙CLb更宽,且以上方间隙CLa相对于上方间隙CLa与下方间隙CLb的合计值的比率成为65%至75%的范围内的方式进行调整为较佳。
因此,在本实施方式中,将65%至75%的范围定义为所述比率的适当范围,且根据CPU 91在步骤S13计算的上方间隙CLa及下方间隙CLb,判定所述比率是否收敛在适当范围内(步骤S14)。例如,如图4的右下段所示,若判定为所述比率(=100×CLa/(CLa+CLb))收敛在适当范围内,则CPU 91直接结束高度调整步骤。
另一方面,例如,如图4的右上段所示,若判定为所述比率脱离了适当范围,则CPU91对支撑托盘15相对于处理空间SP的相对高度位置进行校正(步骤S15、S16),然后,结束高度调整步骤。即,CPU 91算出为了使所述比率进入适当范围内而需要的处理腔室12在铅垂方向Z上的位移量作为校正移动量(步骤S15)。然后,CPU 91将与该校正移动量对应的控制指令给予腔室升降控制部57。接收了该指令后的腔室升降控制部57控制升降致动器20,使处理腔室12朝铅垂方向Z移动校正移动量的距离。例如,如图4的右上段所示,在所述比率小于50%的情况下,通过升降致动器20使处理腔室12朝(+Z)方向移动。
此种的高度调整步骤相当于本发明的“第三步骤”的一例,且被支撑于支撑托盘15的基板S在铅垂方向Z上相对于处理空间SP的相对位置通过高度调整步骤始终地被调整在适当范围内。然后,在被如此地调整后的状态下执行图5所示的一连串处理。
图5为表示通过包含图1的基板处理装置的基板处理系统执行的处理的一部分的流程图及动作示意图。该基板处理装置1为了使在前步骤中通过清洗液清洗的基板S干燥的目的而使用。具体如下。基板S在前步骤中通过清洗液清洗之后(步骤S21),在表面形成有异丙醇(IPA)的液膜的状态下(步骤S22),被搬送至基板处理装置1(步骤S23)。
例如,在基板S的上表面Sa形成有微细图案的情况下,可能因残留附着于基板S上的液体的表面张力而产生图案的倒塌。此外,可能因不完全的干燥而在基板S的上表面Sa残留水迹。此外,可能因基板S表面接触于外部空气而产生氧化等的变质。为了预先避免此种的问题,有时可在以液体或固体的表面层覆盖基板S的上表面Sa(图案形成面)的状态下进行搬送。
例如,在清洗液以水作为主成分的情况下,在通过表面张力较其更低且对基板的腐蚀性较其低的液体、例如通过IPA或丙酮等有机溶剂形成液膜的状态下执行搬送。亦即,基板S在被支撑为水平状态,且其上表面形成有液膜的状态下搬送至基板处理装置1。
基板S在以图案形成面作为上表面Sa,而且该上表面Sa被薄的液膜覆盖的状态下载置于支撑托盘15(步骤S24)。若支撑托盘15及盖构件13一体地朝(+Y)方向前进,则将支撑基板S的支撑托盘15收容于处理腔室12内的处理空间SP内,并且通过盖构件13的封闭面131将开口121封闭(步骤S25)。此时,如图5的右侧视图所示,调整被支撑于支撑托盘15的基板S在铅垂方向Z上相对于处理空间SP的相对位置,使所述比率(=100×CLa/(CLa+CLb))始终收敛在适当范围内。也就是说,可确保较支撑托盘15的热变形量更充分宽的下方间隙CLb,并且,上方间隙CLa变得较下方间隙CLb更充分宽。因此,可将供给至基板S的上表面Sa的处理流体的流量及流速设定为适合于接下来说明的超临界干燥处理(步骤S26)的值。如此,步骤S25、S26分别相当于本发明的“第一步骤”及“第二步骤”的一例。
在基板S与支撑托盘15一起被搬入且被密闭的处理空间SP中,执行超临界干燥处理,其内容如下。当将形成有液膜的基板S自外部搬入处理腔室12时,首先,将处理流体以气相状态导入处理空间SP。然后,一面将处理空间SP内加以排气一面送入气相的处理流体,通过处理流体而对处理空间SP的环境气体进行置换。再者,在本实施方式中,对使用二氧化碳(CO2)作为处理流体的事例进行说明,但处理流体的种类不限于此。
将液相状态的处理流体导入处理空间SP内。液状的二氧化碳将基板S上的构成液膜的液体(有机溶剂,例如IPA)充分溶解,使其自基板S的上表面游离。通过将处理空间SP内的液体排出,可排出残留于基板S上的IPA。接着,将超临界状态的处理流体导入处理空间SP内。也可导入在处理腔室12的外部预先被设定为超临界状态的处理流体,此外,也可为通过将以液状的处理流体充满的处理腔室12内的温度及压力设定为临界点以上,而使处理流体达到超临界状态的方式。
然后,通过对处理腔室12内一面维持温度一面进行减压,不经由液相而将超临界流体气化并排出。由此,基板S成为干燥状态。在此期间,由于基板S的图案形成面不会暴露于液相与气相的界面,因此可防止因液体的表面张力而产生图案倒塌的情形。此外,由于超临界流体的表面张力极低,因此即使为表面形成有微细图案的基板,处理流体仍可良好地绕入至图案内部。因此,可有效率地置换残留于图案内部的液体等。如此,可将基板S充分干燥。
然后,将处理后的基板S送到后步骤(步骤S27)。即,通过盖构件13朝(-Y)方向移动,将支撑托盘15自处理腔室12朝外部抽出,且经由移载单元30而将基板S递交至外部的搬送装置。此时,基板S为干燥的状态。再者,后步骤的内容为任意。
如以上说明,在所述第一实施方式中,在使支撑托盘15朝(+Y)方向前进而将作为处理对象的基板S收容于处理空间SP内(第一步骤)之前,执行图4所示的高度调整步骤(第三步骤)。因此,在铅垂方向Z上,由支撑托盘15支撑的基板S相对于处理空间SP而被定位于适合于超临界干燥处理的位置。也就是说,一面确保不使支撑托盘15与处理空间SP的底面SPb接触的程度的下方间隙CLb,一面使上方间隙CLa为较下方间隙CLb更充分宽。在此基础上将处理流体供给至处理空间SP,执行超临界干燥处理。其结果,可提高处理空间SP内的处理品质。
此外,在所述第一实施方式中,在高度调整步骤中,使盖构件13相对于安装有密封构件122的被封闭面127朝(-Y)方向后退(步骤S11)之后,使处理腔室12沿铅垂方向Z升降(步骤S16)。因此,不会对密封构件122产生损伤,可调整铅垂方向Z上处理空间SP相对于基板S的相对位置。再者,也可将密封构件122安装于盖构件13的封闭面131而非被封闭面127,在此情况下,较佳为,在将密封构件122安装于封闭面131的状态下使盖构件13朝(-Y)方向后退之后,使处理腔室12沿铅垂方向Z升降。
并且,在所述第一实施方式中,将升降致动器20连接于处理腔室12的外侧面中朝向(-Z)方向的下表面,自外侧使处理腔室12升降。因此,可一面将处理空间SP保持清洁,一面相对于该处理空间SP将基板S定位于适合于超临界干燥处理的位置。再者,关于连接升降致动器20的部位,只要在处理腔室12的外侧面中的被封闭面127以外的位置即可,为任意的位置。
如以上说明,在第一实施方式的基板处理装置1中,处理腔室12及盖构件13分别相当于本发明的“容器本体”及“盖部”的一例。此外,升降致动器20相当于本发明的“铅垂移动机构”及“第一升降构件”的一例。此外,进退机构52相当于本发明的“水平移动机构”的一例。此外,上方间隙CLa及下方间隙CLb分别相当于本发明的“第一间隙”及“第二间隙”的一例。
再者,本发明不限于所述实施方式,只要不脱离其实质内容,除了所述构成外还可进行各种的变更。例如,在所述实施方式中,由于升降致动器20与处理腔室12整体连接,因此处理腔室12仅在保持水平姿势的状态下沿铅垂方向Z升降。与此相对,如图6所示,也可以构成为,由多个升降构件 构成升降致动器20,并且通过腔室升降控制部57分别控制升降构件/> (第二实施方式)。在第二实施方式中,如图6所示,升降构件/>与处理腔室12的下表面的四个角对应而被固定于台座11上。因此,例如在基板S以略微倾斜的姿势被插入处理空间SP内的情况下,可根据该基板S的倾斜方向及倾斜量,利用升降构件分别控制铅垂方向Z上的处理腔室12的升降量。通过此种的个别控制,即使在产生基板S的倾斜及挠曲等的情况下,不仅可将基板S相对于处理空间SP而定位于适合超临界干燥处理的位置,而且可始终将处理空间SP定位成与基板S大致平行。由此,可在基板S的上表面整体均匀地调整上方间隙CLa。其结果,可对基板S的上表面整体均匀地实施处理流体的超临界干燥处理。
此外,在所述实施方式中,将铅垂移动机构(升降致动器20)连接于处理腔室12的外周面中除了被封闭面127以外的外周面。然而,也可取代此构成或除此以外再加上如下构成:将包含升降致动器等的第二升降构件的铅垂移动机构连接于盖构件13的外周面中除了封闭面131以外的外周面,使盖构件13沿铅垂方向Z升降。由此,可将基板S相对于处理空间SP定位于适合超临界干燥处理的位置。
此外,在所述实施方式中,根据高度传感器54的测量结果(处理腔室12的高度位置)执行高度调整步骤。然而,也可取代此构成或除此以外再加上如下构成:根据处理流体的排出流量而执行高度调整步骤。例如,设置测定自第一排出口125a排出的处理流体的流量、及自第二排出口126a排出的处理流体的流量的测定部,且根据该测定部的测定结果,使盖构件13相对于处理腔室12沿铅垂方向Z相对地移动。
并且,在所述实施方式中,使用二氧化碳作为超临界处理用的处理流体,且使用IPA作为用以形成液膜的液体。然而,这仅为例示而已,使用的化学物质不限于这些。
以上,根据特定实施例对发明进行了说明,但本说明并非旨在于以限制意义进行解释。显然地,凡精通本案发明相关技术人员只要参照发明的说明,应可与本发明的其他实施方式同样地理解所揭示的实施方式的各种变形例。因此,可以认为在不脱离发明的实质内容范围的范围内,添附的权利要求书包含该变形例或实施方式。
产业上的利用性
本发明可适用于,一面在容器本体的处理空间内收容基板一面将处理流体供给至处理空间内而对基板进行处理的所有基板处理技术。
附图标记说明
1:基板处理装置
10:处理单元
12:处理腔室(容器本体)
13:盖构件(盖部)
15:支撑托盘
15b:(支撑托盘15的)下表面
20:升降致动器(铅垂移动机构)
升降构件(铅垂移动机构)
52:进退机构(水平移动机构)
54:高度传感器
55:流体供给部
121:(容器本体的)开口
122:密封构件
123:第一导入流路
123a:第一导入口
124:第二导入流路
124a:第二导入口
125:第一排出流路
125a:第一排出口
126:第二排出流路
126a:第二排出口
127:(容器本体的)被封闭面
131:(盖部的)封闭面
CLa:上方间隙(第一间隙)
CLb:下方间隙(第二间隙)
S:基板
Sa:(基板S)的上表面
SP:处理空间
SPa:(处理空间SP的)顶面
SPb:(处理空间SP的)底面
Z:铅垂方向
Claims (12)
1.一种基板处理装置,其特征在于,具备:
平板状的支撑托盘,其支撑水平姿势的基板的下表面;
容器本体,其设置有能收容支撑所述基板的所述支撑托盘的处理空间,并且在侧方设置有与所述处理空间连通且用以使所述支撑托盘通过的开口;
盖部,其被设置为能一面保持所述支撑托盘一面将所述开口封闭;及
铅垂移动机构,其通过使所述盖部相对于所述容器本体朝铅垂方向相对地移动,而调整被支撑于所述支撑托盘的基板在所述铅垂方向上相对于所述处理空间的相对位置。
2.如权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述铅垂移动机构以在所述铅垂方向上,形成于被所述支撑托盘支撑的基板的上表面与所述容器本体之间的第一间隙较形成于所述支撑托盘的下表面与所述容器本体之间的第二间隙更宽的方式,调整所述相对位置。
3.如权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,
通过所述铅垂移动机构,使所述第一间隙相对于所述第一间隙与所述第二间隙的合计值的比率为65%以上且75%以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述容器本体具有在中央部设置有所述开口的被封闭面,
所述铅垂移动机构具有第一升降构件,该第一升降构件连接于所述容器本体中除了所述被封闭面以外的外周面而使所述容器本体升降。
5.如权利要求1至4中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述盖部具有与所述容器本体相对且能封闭所述开口的封闭面,并且,以所述封闭面保持所述支撑托盘,
所述铅垂移动机构具有第二升降构件,该第二升降构件连接于所述盖部中除了所述封闭面以外的外周面而使所述盖部升降。
6.如权利要求1至3中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
还具备:
水平移动机构,其通过使所述盖部相对于所述容器本体朝水平方向前进,而将保持于所述盖部的所述支撑托盘插入所述处理空间并且通过所述盖部将所述开口封闭,通过使所述盖部相对于所述容器本体朝水平方向后退,而将保持于所述盖部的所述支撑托盘自所述处理空间抽出;及
密封构件,其在所述容器本体与通过所述水平移动机构而前进的所述盖部之间,以围绕所述开口的方式配置;
所述容器本体具有在中央部设置有所述开口的被封闭面,
所述盖部具有与所述被封闭面相对且能将所述开口封闭的封闭面,并且在所述封闭面的中央部保持所述支撑托盘,
所述密封构件安装于所述被封闭面的周缘部,且与通过所述水平移动机构前进而来的所述盖部密接,将所述处理空间密闭。
7.如权利要求1至3中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
还具备:
水平移动机构,其通过使保持所述盖部相对于所述容器本体朝水平方向前进,而将保持于所述盖部的所述支撑托盘插入所述处理空间并且通过所述盖部将所述开口封闭,通过使所述盖部相对于所述容器本体朝水平方向后退,而将保持于所述盖部的所述支撑托盘自所述处理空间抽出;及
密封构件,其在所述容器本体与通过所述水平移动机构而前进的所述盖部之间,以围绕所述开口的方式配置;
所述容器本体具有在中央部设置有所述开口的被封闭面,
所述盖部具有与所述被封闭面相对且能将所述开口封闭的封闭面,并且在所述封闭面的中央部保持所述支撑托盘,
所述密封构件安装于所述封闭面的周缘部,且通过所述水平移动机构与所述盖部一体前进而与所述被封闭面的周缘部密接,将所述处理空间密闭。
8.如权利要求1至7中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
还具备流体供给部,其将处理流体供给至所述处理空间,
在所述容器本体设置有:
第一导入口,其作为用以将所述处理流体导入所述处理空间的导入口,在俯视时较所述基板的一端部更靠外侧,面朝所述处理空间中较所述基板更上方的空间开口;及
第二导入口,其较所述一端部更靠外侧,面朝所述处理空间中较所述支撑托盘更下方的空间开口。
9.如权利要求1至7中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
还具备流体供给部,其自俯视时较所述基板的一端部更靠外侧,朝所述处理空间供给处理流体,
在所述容器本体设置有:
第一排出口,其作为用以自所述处理空间排出所述处理流体的排出口,在俯视时较所述基板的与所述一端部相反侧的另一端部更靠外侧,面朝所述处理空间中较所述支撑托盘更上方的空间开口;及
第二排出口,其较所述另一端部更靠外侧,面朝所述处理空间中较所述支撑托盘更下方的空间开口。
10.如权利要求9所述的基板处理装置,其特征在于,
还具备测定部,其测定自所述第一排出口排出的所述处理流体的流量、及自所述第二排出口排出的所述处理流体的流量,
所述铅垂移动机构根据所述测定部的测定结果,使所述盖部相对于所述容器本体朝铅垂方向相对地移动。
11.如权利要求1至7中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
还具备流体供给部,其朝所述处理空间供给超临界处理用的处理流体。
12.一种基板处理方法,其特征在于,具备:
第一步骤,通过使保持平板状的支撑托盘的盖部朝水平方向移动,而经由容器本体的开口将所述支撑托盘收容于所述容器本体的处理空间,并且通过所述盖部将所述开口封闭,该支撑托盘支撑水平姿势的基板的下表面;
第二步骤,在通过所述盖部而将所述开口封闭的所述容器本体的所述处理空间内,通过处理流体对所述基板进行处理;及
第三步骤,在所述第一步骤之前,通过使所述盖部相对于所述容器本体朝铅垂方向相对地移动,而调整被支撑于所述支撑托盘的基板在所述铅垂方向上相对于所述处理空间的相对位置。
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