CN117059516A - 基板处理装置和液体接收容器的清洗方法 - Google Patents

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CN117059516A CN202310489803.7A CN202310489803A CN117059516A CN 117059516 A CN117059516 A CN 117059516A CN 202310489803 A CN202310489803 A CN 202310489803A CN 117059516 A CN117059516 A CN 117059516A
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Abstract

本公开涉及一种基板处理装置和液体接收容器的清洗方法，能够大范围地清洗液体接收容器。基板处理装置具备保持部、加热机构、清洗液供给部、液体接收容器以及控制部。保持部将基板以能够旋转的方式保持。加热机构将保持于保持部的基板进行加热。清洗液供给部向基板供给清洗液。液体接收容器配置于保持部的周围。控制部对各部进行控制。控制部执行加热处理和第一清洗处理。在加热处理中，使用加热机构将保持于保持部的基板进行加热。在第一清洗处理中，从清洗液供给部向旋转的基板供给清洗液，使基板的周缘部产生翘曲并且利用从周缘部飞散的清洗液对液体接收容器的第一区域进行清洗。

Description

基板处理装置和液体接收容器的清洗方法
技术领域
本公开涉及一种基板处理装置和液体接收容器的清洗方法。
背景技术
以往，已知一种在对半导体晶圆、玻璃基板等基板供给处理液来进行各种处理的基板处理装置中，对以包围基板的周围的方式设置的液体接收容器进行清洗的技术。
例如，在专利文献1中公开了如下一种技术：使用能够旋转的保持部来保持形状与作为处理对象的基板的形状不同的特殊的清洗用基板，并对旋转的清洗用基板供给清洗液，利用从清洗用基板的周缘部飞散出的清洗液对液体接收容器进行清洗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-315671号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供一种能够大范围地清洗液体接收容器的技术。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式的基板处理装置具备保持部、加热机构、清洗液供给部、液体接收容器以及控制部。保持部将基板以能够旋转的方式保持。加热机构将保持于保持部的基板进行加热。清洗液供给部向基板供给清洗液。液体接收容器配置于保持部的周围。控制部对各部进行控制。控制部执行加热处理和第一清洗处理。在加热处理中，使用加热机构将保持于保持部的基板进行加热。在第一清洗处理中，从清洗液供给部向旋转的基板供给清洗液，使基板的周缘部产生翘曲并且利用从周缘部飞散的清洗液对液体接收容器的第一区域进行清洗。
发明的效果
根据本公开，能够大范围地清洗液体接收容器。
附图说明
图1是示出实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构的图。
图2是示出实施方式所涉及的处理单元的结构的示意性俯视图。
图3是示出实施方式所涉及的处理单元的结构的示意性截面图。
图4是示出实施方式所涉及的处理单元执行的一系列处理过程的流程图。
图5是示出实施方式所涉及的第一清洗处理和第二清洗处理中的各部的动作的一例的时序图。
图6是示出实施方式所涉及的第一清洗处理和第二清洗处理中的第一供给部和第三供给部的动作例的图。
图7是示出实施方式所涉及的第一清洗处理和第二清洗处理中的第一供给部和第三供给部的动作例的图。
图8是用于说明基于加热器温度来调节热翘曲的翘曲量的调节例的图。
图9是用于说明基于冲洗液的供给位置来调节热翘曲的翘曲量的调节例的图。
图10是用于说明基于晶圆的转速来调节热翘曲的翘曲量的调节例的图。
图11是示出实施方式的变形例1所涉及的处理单元的结构的示意图。
图12是示出实施方式的变形例1所涉及的处理单元执行的清洗内容判定处理的过程的流程图。
图13是示出实施方式的变形例2所涉及的处理单元的结构的示意图。
图14是示出实施方式的变形例2所涉及的处理单元执行的亲水化处理的过程的流程图。
图15是示出实施方式的变形例3所涉及的第一清洗处理中的第一供给部、第二供给部以及第三供给部的动作例的图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明用于实施本公开的基板处理装置和液体接收容器的清洗方法的方式(下面，记载为“实施方式”)。此外，并不通过本实施方式来限定本公开。另外，各实施方式在不使处理内容矛盾的范围内能够适当地进行组合。另外，在以下的各实施方式中，对相同的部位标注相同的标记，并省略重复的说明。
另外，在以下所示的实施方式中，有时使用“固定”、“正交”、“垂直”或者“平行”这样的用语，但这些用语无需严密地为“固定”、“正交”、“垂直”或者“平行”。即，上述的各表述设为容许例如制造精度、设置精度等偏差。
另外，在下面所参照的各附图中，为了容易理解说明，规定彼此正交的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向，有时示出将Z轴正方向设为铅垂向上方向的正交坐标系。另外，有时将以铅垂轴为旋转中心的旋转方向称作θ方向。
存在如下一种技术：使用能够旋转的保持部来保持形状与作为处理对象的基板的形状不同的特殊的清洗用基板，向旋转的清洗用基板供给清洗液并且利用从清洗用基板的周缘部飞散出的清洗液对液体接收容器进行清洗。
另外，在如上述的技术那样利用特殊形状的清洗用基板进行的清洗方法中，由于追加将作为处理对象的基板更换为清洗用基板的工序，因此存在处理变得复杂的问题。
因此，期待一种不用使用特殊形状的清洗用基板且能够大范围地清洗液体接收容器的技术。
图1是示出实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构的图。如图1所示，基板处理系统1具备搬入搬出站2和处理站3。搬入搬出站2与处理站3相邻地设置。
搬入搬出站2具备承载件载置部11和搬送部12。在承载件载置部11载置将多张基板、在实施方式中为半导体晶圆(下面记载为晶圆W)以水平状态收容的多个承载件C。
搬送部12与承载件载置部11相邻地设置，所述搬送部12在内部具备基板搬送装置13和交接部14。基板搬送装置13具备保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板搬送装置13能够沿水平方向和铅垂方向移动，并且能够以铅垂轴为中心转动，所述基板搬送装置13使用晶圆保持机构在承载件C与交接部14之间进行晶圆W的搬送。
处理站3与搬送部12相邻地设置。处理站3具备搬送部15和多个处理单元16(基板处理装置的一例)。多个处理单元16在搬送部15的两侧排列设置。此外，基板处理系统1具备的处理单元16的数量并不限定于图示的例子。
搬送部15在内部具备基板搬送装置17。基板搬送装置17具备保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板搬送装置17能够沿水平方向和铅垂方向移动，并且能够以铅垂轴为中心转动，所述基板搬送装置17使用晶圆保持机构在交接部14与处理单元16之间进行晶圆W的搬送。
处理单元16对由基板搬送装置17搬送的晶圆W进行规定的基板处理。另外，处理单元16使用由基板搬送装置17搬送的晶圆W对后述的外侧杯80(参照图2和图3)进行清洗处理。
另外，基板处理系统1具备控制装置4。控制装置4例如为计算机，具备控制部18和存储部19。存储部19例如由RAM、闪存(Flash Memory)等半导体存储元件或者硬盘、光盘等存储装置实现，用于存储对在处理单元16中执行的各种处理进行控制的程序。控制部18包括具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、输入输出端口等的微计算机、各种电路，通过读出并执行存储部19中存储的程序来控制处理单元16的动作。
此外，该程序可以记录于可由计算机读取的存储介质中，并从该存储介质安装到控制装置4的存储部19。作为可由计算机读取的存储介质，例如有硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。
在如上述那样构成的基板处理系统1中，首先，搬入搬出站2的基板搬送装置13从载置于承载件载置部11的承载件C取出晶圆W，并将取出的晶圆W载置于交接部14。利用处理站3的基板搬送装置17将载置于交接部14的晶圆W从交接部14取出，并搬入处理单元16。
在利用处理单元16对被搬入处理单元16的晶圆W进行处理之后，利用基板搬送装置17将该晶圆W从处理单元16搬出，并载置于交接部14。而且，利用基板搬送装置13将被载置于交接部14的处理完毕的晶圆W送回到承载件载置部11的承载件C。
接着，参照图2和图3来说明实施方式所涉及的处理单元16的结构。图2是示出实施方式所涉及的处理单元16的结构的示意性俯视图。另外，图3是示出实施方式所涉及的处理单元16的结构的示意性截面图。此外，图3示意性地示出图2所示的III-III线向视的截面。
如图2和图3所示，处理单元16具备处理容器10、保持部20以及加热机构30。另外，处理单元16具备第一供给部40(清洗液供给部和第一清洗液供给部的一例)、第二供给部50(清洗液供给部和第二清洗液供给部的一例)、第三供给部60(清洗液供给部的一例)、下侧杯70以及外侧杯80。
处理容器10收容保持部20、加热机构30、第一供给部40、第二供给部50、第三供给部60、下侧杯70以及外侧杯80。
保持部20将晶圆W以能够旋转的方式保持。具体地说，保持部20具备真空保持盘(chuck)21、轴部22以及驱动部23。真空保持盘21通过抽真空来对晶圆W进行吸附保持。真空保持盘21的直径比晶圆W的直径小，真空保持盘21对晶圆W的背面中央部进行吸附保持。轴部22在前端部将真空保持盘21水平地支承。驱动部23与轴部22的基端部连接，使轴部22绕铅垂轴旋转。晶圆W以表面朝向上方的状态水平地保持于该保持部20。
加热机构30配置于晶圆W的下方且保持部20的外侧。具体地说，加热机构30配置于保持部20与下侧杯70之间。
加热机构30通过对保持于保持部20的晶圆W的背面供给加热后的流体来将晶圆W进行加热。具体地说，加热机构30具备沿晶圆W的周向排列配置且能够喷出流体的多个喷出口35b、以及将流体进行加热的加热器(未图示)，从这些多个喷出口35b对晶圆W的背面供给加热后的流体。加热后的流体例如可以为加热后的N2气体。
此外，在俯视观察处理单元16的情况下，加热机构30具有的多个喷出口35b位于比晶圆W的周缘部靠晶圆W的径向内侧的位置。作为一例，晶圆W的周缘部是以晶圆W的端面为最外周的、宽度为1mm～25mm左右的环状的区域。多个喷出口35b对比该晶圆W的周缘部靠晶圆W的径向内侧的晶圆W的背面供给加热后的流体。另外，在俯视观察处理单元16的情况下，加热机构30具有的多个喷出口35b可以配置为以晶圆W的中心为中心的同心圆状。
第一供给部40向晶圆W的表面侧的周缘部或晶圆W的表面侧的中央部供给处理液。第一供给部40具备第一喷嘴41、臂42以及移动机构43。
第一喷嘴41以喷出口朝下的状态配置于比晶圆W靠上方的位置。第一喷嘴41向晶圆W的表面侧的周缘部或晶圆W的表面侧的中央部喷出药液、冲洗液(清洗液的一例)等处理液。药液例如是对形成于晶圆W的表面的膜进行蚀刻去除的药液。作为药液，例如能够使用氢氟酸(HF)、稀氢氟酸(DHF)、氟硝酸等。氟硝酸是氢氟酸(HF)与硝酸(HNO3)的混合液。另外，作为冲洗液，例如能够使用DIW(脱离子水)。
从第一喷嘴41喷出的处理液的温度比由加热机构30加热后的晶圆W的温度低。例如，由加热机构30加热后的晶圆W的温度为100℃左右。另一方面，从第一喷嘴41喷出的处理液的温度为常温(20℃～25℃左右)。
臂42沿水平方向(在此为Y轴方向)延伸，在臂42的前端部支承第一喷嘴41。移动机构43与臂42的基端部连接，用于使臂42例如沿水平方向(在此为X轴方向)移动，并且使臂42转动以及进行升降。通过移动机构43，臂42能够使第一喷嘴41在晶圆W的周缘部的上方的第一处理位置、晶圆W的中央部的上方的第二处理位置以及晶圆W的外侧的退避位置之间移动。
第二供给部50向晶圆W的表面侧的周缘部供给处理液。第二供给部50具备第二喷嘴51、臂52以及移动机构53。
第二喷嘴51以喷出口朝下的状态配置于比晶圆W靠上方的位置。第二喷嘴51向晶圆W的表面侧的周缘部喷出处理液。
从第二喷嘴51喷出的处理液的温度比由加热机构30加热后的晶圆W的温度低。例如，从第二喷嘴51喷出的处理液的温度为常温。
臂52沿水平方向(在此为Y轴方向)延伸，在臂52的前端部支承第二喷嘴51。移动机构53与臂52的基端部连接，使臂52例如沿水平方向(在此为X轴方向)移动。通过移动机构53，臂52能够使第二喷嘴51在晶圆W的周缘部的上方的第三处理位置与晶圆W的外侧的退避位置之间移动。
第三供给部60对晶圆W的背面周缘部供给处理液。如图3所示，第三供给部60具备背面喷嘴61、配管62、阀63、流量调整器64以及处理液供给源65。
背面喷嘴61配置于晶圆W的下方，朝向晶圆W的背面周缘部喷出处理液。
此外，晶圆W的背面中的处理液的供给位置可以比晶圆W的表面中的处理液的供给位置靠径向内侧。作为一例，晶圆W的表面中的处理液的供给位置可以是从晶圆W的端面向晶圆W的径向内侧1mm的位置。另外，晶圆W的背面中的处理液的供给位置可以是从晶圆W的端面向晶圆W的径向内侧3mm的位置。
在此，第三供给部60可以具备使背面喷嘴61沿水平方向移动的移动机构，但省略图示。在该情况下，第三供给部60能够使背面喷嘴61在晶圆W的周缘部的下方的第四处理位置与晶圆W的外侧的退避位置之间移动。
配管62将背面喷嘴61与处理液供给源65连接。阀63设置于配管62的中途部，用于对配管62进行开闭。流量调整器64设置于配管62的中途部，用于调整在配管62中流动的处理液的流量。处理液供给源65例如为罐，用于贮存处理液。
下侧杯70是在晶圆W的下方配置于加热机构30的外侧的圆环状的构件。下侧杯70例如由PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(全氟烷氧基树脂)等氟树脂等耐药品性高的构件形成。
外侧杯80是以包围晶圆W的方式设置的环状的构件，用于承接从晶圆W飞散出的液体。在外侧杯80的底部形成有排液口81。由外侧杯80承接的药液、冲洗液等被贮存于由外侧杯80和下侧杯70形成的空间中，之后从排液口81排出到处理单元16的外部。
接着，参照图4来说明实施方式所涉及的处理单元16执行的一系列处理过程。图4是示出实施方式所涉及的处理单元16执行的一系列处理过程的流程图。按照控制部18的控制来执行图4所示的各处理过程。
如图4所示，在处理单元16中，首先，进行搬入处理(步骤S101)。在搬入处理中，通过基板搬送装置17(参照图1)将晶圆W搬入处理单元16的处理容器10。通过处理单元16的保持部20来保持所搬入的晶圆W。
接着，处理单元16开始进行晶圆W的旋转及加热(步骤S102)。通过使用保持部20的驱动部23使真空保持盘21旋转，来进行晶圆W的旋转。使用加热机构30来进行晶圆W的加热。晶圆W的旋转持续到步骤S104的处理结束。另外，晶圆W的加热至少持续到步骤S103的处理结束。
接下来，在处理单元16中进行第一清洗处理(步骤S103)。在第一清洗处理中，处理单元16从第一供给部40和第三供给部60向旋转的晶圆W供给冲洗液。具体地说，处理单元16在使第一喷嘴41移动到第一处理位置且使背面喷嘴61移动到第四处理位置之后，从第一供给部40和第三供给部60向比晶圆W的中央部靠晶圆W的周缘部侧的位置供给冲洗液。当向晶圆W的周缘部供给比晶圆W低温的冲洗液时，晶圆W的周缘部的热被夺走，由此在晶圆W的周缘部与其以外的区域(例如晶圆W的中央部)之间产生温度差。该温度差使晶圆W的周缘部产生翘曲。下面，将由于晶圆W的周缘部与其以外的区域之间的温度差而在晶圆W的周缘部产生的翘曲记载为“热翘曲”。
热翘曲以晶圆W的周缘部相对于晶圆W的中央部的高度随着去向晶圆W的径向外侧而逐渐变高的方式产生。如果在晶圆W的周缘部未产生热翘曲的状态下、即晶圆W的周缘部的高度与中央部的高度大致相同的状态下由第一供给部40和第三供给部60向晶圆W供给冲洗液，则冲洗液从晶圆W的周缘部大致水平地飞散。从晶圆W的周缘部大致水平地飞散出的冲洗液着落于外侧杯80的内表面中的比晶圆W低的区域(下面，记载为“下区域”的第二区域的一例)，因此难以对比晶圆W高的区域(下面，记载为“上区域”的第一区域的一例)进行清洗。即，难以大范围地清洗外侧杯80。
因此，在实施方式所涉及的处理单元16中，从第一供给部40和第三供给部60向旋转的晶圆W供给冲洗液，在晶圆W的周缘部产生热翘曲并且利用从周缘部飞散的冲洗液对外侧杯80的上区域进行清洗。
像这样，在第一清洗处理中，一边使晶圆W的周缘部产生热翘曲一边从第一供给部40和第三供给部60向晶圆W供给冲洗液，由此能够使冲洗液从晶圆W的周缘部向斜上方飞散。从晶圆W的周缘部向斜上方飞散的冲洗液着落于外侧杯80的上区域，因此能够对外侧杯80的上区域进行清洗。其结果是，根据实施方式所涉及的处理单元16，不用使用特殊形状的清洗用基板就能够遍及包括外侧杯80的上区域的大范围地对外侧杯80进行清洗。
接下来，在处理单元16中进行第二清洗处理(步骤S104)。在处理单元16中，进行从第一供给部40向旋转的晶圆W供给冲洗液的处理。具体地说，处理单元16在使第一喷嘴41从第一处理位置移动到第二处理位置之后，从第一供给部40向与晶圆W的中央部对应的位置供给冲洗液。当冲洗液被供给到晶圆W的中央部时，晶圆W的周缘部的热难以被夺走，因此晶圆W的周缘部与其以外的区域之间的温度差下降，从而晶圆W的周缘部不产生热翘曲。当在晶圆W的周缘部未产生热翘曲的状态下、即晶圆W的周缘部的高度与中央部的高度大致相同的状态下由第一供给部40向晶圆W供给冲洗液时，冲洗液从晶圆W的周缘部大致水平地飞散。
像这样，在第二清洗处理中，通过不使晶圆W的周缘部产生热翘曲地从第一供给部40向晶圆W供给冲洗液，能够使冲洗液从晶圆W的周缘部大致水平地飞散。从晶圆W的周缘部大致水平地飞散的冲洗液着落于外侧杯80的下区域，因此能够对外侧杯80的下区域进行清洗。其结果是，根据实施方式所涉及的处理单元16，能够遍及包括外侧杯80的下区域的大范围地对外侧杯80进行清洗。
接下来，在处理单元16中进行干燥处理(步骤S105)。在干燥处理中，处理单元16使晶圆W的转速增加。由此，残留于晶圆W的液体通过离心力被甩出，从而晶圆W干燥。
接下来，在处理单元16中进行搬出处理(步骤S106)。在搬出处理中，通过基板搬送装置17(参照图1)将晶圆W从处理容器10搬出。之后，通过基板搬送装置13将从处理容器10搬出的晶圆W收容于承载件C。
此外，可以省略上述的第一清洗处理(步骤S103)和第二清洗处理(步骤S104)中的一方。
另外，上述的第一清洗处理(步骤S103)与第二清洗处理(步骤S104)的顺序能够调换。即，可以在对外侧杯80的下区域进行清洗之后对外侧杯80的上区域进行清洗。
接着，对第一清洗处理和第二清洗处理的具体例进行说明。在此，参照图5～图7来说明在执行第二清洗处理之后执行第一清洗处理的情况的例子。图5是示出实施方式所涉及的第一清洗处理和第二清洗处理中的各部的动作的一例的时序图。图6和图7是示出实施方式所涉及的第一清洗处理和第二清洗处理中的第一供给部40和第三供给部60的动作例的图。
在图5中一并地示出加热流体流量、冲洗液流量(周缘部)、冲洗液流量(中央部)以及晶圆转速的各时序图。加热流体流量表示从加热机构30对晶圆W的背面供给的加热后的流体的流量。冲洗液流量(周缘部)表示从第一供给部40和第三供给部60向晶圆W的周缘部供给的冲洗液的流量。冲洗液流量(中央部)表示从第一供给部40向晶圆W的中央部供给的冲洗液的流量。晶圆转速示出通过保持部20进行旋转的晶圆W的转速。
如图5所示，处理单元16首先在时间t1通过保持部20使晶圆W以转速R1旋转。另外，处理单元16将由加热机构30供给的加热后的流体的流量设定为流量H1。第二清洗处理中的加热后的流体的流量H1比第一清洗处理中的被热后的流体的流量H2少。
另外，处理单元16使第一供给部40的第一喷嘴41从退避位置移动到第二处理位置。由此，处理单元16能够使对晶圆W供给冲洗液的供给位置移动到与晶圆W的中央部对应的位置。处理单元16在时间0开始从第一喷嘴41进行冲洗液的供给。处理单元16从时间0到时间t1使冲洗液的供给流量从0增加到流量F1。由此，处理单元16能够在第二清洗处理中将向晶圆W的中央部供给的冲洗液的流量设定为比第一清洗处理中的流量F2(第一流量的一例)多的流量F1(第二流量的一例)。
接下来，处理单元16在时间t2使晶圆W的转速从转速R1增加到转速R2。接下来，处理单元16在时间t3使晶圆W的转速从转速R2增加到转速R3。第二清洗处理中的晶圆W的转速R1～R3比第一清洗处理中的晶圆W的转速R4低。即，处理单元16在第二清洗处理中使晶圆W以比转速R4(第一转速的一例)低的转速R1～R3(第二转速的一例)旋转。
像这样，处理单元16在第二清洗处理中从第一供给部40的第一喷嘴41向旋转的晶圆W的中央部供给冲洗液(参照图6)。当冲洗液供被给到晶圆W的中央部时，晶圆W的周缘部的热不易被夺走，因此晶圆W的周缘部与其以外的区域之间的温度差减少，从而晶圆W的周缘部不会产生热翘曲。当在晶圆W的周缘部未产生热翘曲的状态下、即晶圆W的周缘部的高度与中央部的高度大致相同的状态下由第一供给部40向晶圆W供给冲洗液时，冲洗液从晶圆W的周缘部大致水平地飞散。从晶圆W的周缘部大致水平地飞散的冲洗液着落于外侧杯80的下区域80b，因此能够对外侧杯80的下区域80b进行清洗。
另外，处理单元1 6通过使晶圆W的转速逐渐增加到转速R1～R3，能够对外侧杯80的下区域80b的从下方到上方的大范围进行清洗。
接下来，处理单元16在时间t4使晶圆W的转速从转速R3增加到转速R4。即，处理单元16在第一清洗处理中使晶圆W以转速R4旋转。另外，处理单元16使由加热机构30供给的加热后的流体的流量从流量H1增加到流量H2。由此，由加热机构30加热后的晶圆W的温度上升。另外，处理单元16在时间t4结束从第一喷嘴41进行冲洗液的供给。
接下来，处理单元16在时间t4到时间t5的期间中使第一供给部40的第一喷嘴41从第二处理位置移动到第一处理位置，使第三供给部60的背面喷嘴61从退避位置移动到第四处理位置。由此，处理单元16能够使对晶圆W供给冲洗液的供给位置移动到比晶圆W的中央部靠晶圆W的周缘部侧的位置。处理单元16在时间t5开始从第一喷嘴41和背面喷嘴61进行冲洗液的供给。处理单元16从时间t5到时间t6使冲洗液的供给流量从0增加到流量F2。由此，处理单元16在第一清洗处理中能够将向晶圆W的周缘部供给的冲洗液的流量设定为流量F2。
像这样，处理单元16在第一清洗处理中从第一供给部40的第一喷嘴41和第三供给部60的背面喷嘴61向旋转的晶圆W的比其中央部靠晶圆W的周缘部侧的位置供给冲洗液(参照图7)。当温度比晶圆W的温度低的冲洗液被供给到晶圆W的周缘部时，晶圆W的周缘部的热被夺走，由此在晶圆W的周缘部与其以外的区域(例如晶圆W的中央部)之间产生温度差，从而产生热翘曲。处理单元16一边使晶圆W的周缘部产生热翘曲一边从第一供给部40和第三供给部60向晶圆W供给冲洗液，由此能够使冲洗液从晶圆W的周缘部向斜上方飞散。从晶圆W的周缘部向斜上方飞散的冲洗液着落于外侧杯80的上区域80a，因此能够对外侧杯80的上区域80a进行清洗。由此，能够对外侧杯80的包括上区域80a的大范围进行清洗。此外，即使在将与晶圆W的温度大致相同温度的冲洗液供给到晶圆W的周缘部的情况下，也由于冲洗液的气化热而在晶圆W的周缘部产生热翘曲。
在本例中，也可以是，处理单元16在第一清洗处理中将加热机构30的设定温度设定为第一温度，在第二清洗处理中将加热机构30的设定温度设定为比第一温度低的第二温度。换言之，可以使第一清洗处理中的加热机构30的设定温度比第二清洗处理中的加热机构30的设定温度高。由此，在第一清洗处理中，由加热机构30加热后的晶圆W的温度进一步上升，因此能够使晶圆W的周缘部与其以外的区域之间的温度差增大，从而容易产生热翘曲。
另外，也可以是，处理单元16在第一清洗处理中通过使加热机构30的设定温度、冲洗液的供给位置、冲洗液的供给流量以及晶圆W的转速中的至少一方发生变化来调节热翘曲的翘曲量。由此，能够对外侧杯80的上区域80a的从下方到上方的大范围进行清洗。
在此，参照图8～图10来说明热翘曲的翘曲量的调节。本申请发明人经过认真研究发现：通过使加热机构30的设定温度、冲洗液的供给位置、冲洗液的供给流量以及晶圆W的转速中的至少一方发生变化，能够调节热翘曲的翘曲量。
图8是用于说明基于加热器温度来调节热翘曲的翘曲量的调节例的图。在图8中，横轴表示加热器温度(也就是加热机构30的设定温度)，纵轴表示晶圆W的周缘部的热翘曲的翘曲量。热翘曲的翘曲量由晶圆W的边缘相对于晶圆W的中央部的高度表示。在图8的评价中，作为加热器温度以外的评价条件，使用了晶圆W的转速：2400rpm、冲洗液的供给位置：距晶圆W的端面5mm的条件。
如图8所示，热翘曲的翘曲量随着加热机构30的设定温度变高而增加了。认为这是因为：通过提高加热机构30的设定温度，晶圆W的温度上升，从而晶圆W的周缘部与其以外的区域之间的温度差增大。
图9是用于说明基于冲洗液的供给位置来调节热翘曲的翘曲量的调节例的图。在图9中，横轴表示从第一供给部40和第三供给部60对晶圆W供给的冲洗液的供给位置，纵轴表示晶圆W的周缘部的热翘曲的翘曲量。对晶圆W供给冲洗液的供给位置由沿着晶圆W的径向的、距晶圆W的端面的距离来表示。在图9的评价中，作为冲洗液的供给位置以外的评价条件，使用了晶圆W的转速：2400rpm、加热器温度：T1或T2(<T1)的条件。
如图9所示，热翘曲的翘曲量随着冲洗液的供给位置远离晶圆W的端面而增加。认为这是因为：通过使冲洗液的供给位置远离晶圆W的端面，覆盖晶圆W的周缘部的液膜的面积增加，并且从晶圆W的周缘部夺走的热量增加，从而晶圆W的周缘部与其以外的区域之间的温度差增大。
图10是用于说明基于晶圆W的转速来调节热翘曲的翘曲量的调节例的图。在图10中，横轴表示晶圆W的转速，纵轴表示晶圆W的周缘部的热翘曲的翘曲量。在图10的评价中，作为晶圆W的转速以外的评价条件，使用了冲洗液的供给位置：距晶圆W的端面5mm、加热器温度：T1或T2(<T1)的条件。
如图10所示，热翘曲的翘曲量随着晶圆W的转速接近规定转速而增加。认为这是因为：在晶圆W的转速接近规定转速的情况下，晶圆W的周缘部被液膜适当地覆盖，从而从晶圆W的周缘部夺走热，由此产生晶圆W的周缘部与其以外的区域之间的温度差。另外，热翘曲的翘曲量随着晶圆W的转速从规定转速增加而减少。认为这是因为：当晶圆W的转速超过规定转速时，作用于晶圆W的离心力增大，从而晶圆W被沿水平方向拉伸。
像这样，通过使加热机构30的设定温度、冲洗液的供给位置以及晶圆W的转速中的至少一方发生变化，能够调节热翘曲的翘曲量。
此外，本申请发明人还在使冲洗液的供给流量发生了变化的情况下进行了热翘曲的翘曲量的测定。其结果是，了解到：通过冲洗液的供给流量发生变化，从而热翘曲的翘曲量发生变化。因而，通过使冲洗液的供给流量变化，能够调节热翘曲的翘曲量。例如通过使从第一供给部40的第一喷嘴41和第三供给部60的背面喷嘴61供给的冲洗液的供给流量单独地变化来实现冲洗液的供给流量的变化。另外，也能够通过使向晶圆W的周缘部供给冲洗液的喷嘴的数量变化来实现冲洗液的供给流量的变化。例如，除了第一供给部40的第一喷嘴41和第三供给部60的背面喷嘴61以外，还从第二供给部50的第二喷嘴51(参照图2)向晶圆W的周缘部供给冲洗液，由此能够使冲洗液的供给流量增加。
另外，本申请发明人还在使从加热机构30对晶圆W的背面供给的加热后的流体的流量发生了变化的情况下进行了热翘曲的翘曲量的测定。其结果是，了解到：通过加热后的流体的流量发生变化，从而热翘曲的翘曲量发生变化。因而，通过使加热后的流体的流量变化，能够调节热翘曲的翘曲量。
另外，本申请发明人还在使从加热机构30对晶圆W的背面供给的加热后的流体的供给位置发生了变化的情况下进行了热翘曲的翘曲量的测定。其结果是，了解到：通过加热后的流体的供给位置发生变化，从而热翘曲的翘曲量发生变化。因而，通过使加热后的流体的供给位置变化，能够调节热翘曲的翘曲量。例如在加热机构30具有同心圆状地配置的多个喷出口的情况下，通过在来自内侧的喷出口的流体的喷出与来自外侧的喷出口的流体的喷出之间进行切换，来实现加热后的流体的供给位置的变化。
(实施方式的变形例1)
图11是示出实施方式的变形例1所涉及的处理单元16的结构的示意图。如图11所示，处理单元16可以具备第一监视部90。第一监视部90监视外侧杯80的上区域和下区域的清洁度。例如通过测定在俯视观察处理单元16的情况下在外侧杯80与晶圆W之间的间隙处附着于外侧杯80的附着物所占的面积的比例、外侧杯80的内表面的对比度，来实现清洁度的监视。
第一监视部90例如可以是拍摄外侧杯80的上区域和下区域的摄像部。摄像部例如是CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)摄像机。由作为摄像部的第一监视部90拍摄到的外侧杯80的上区域和下区域的图像被作为监视结果输出到控制部18。
控制部18基于从第一监视部90获取到的图像将外侧杯80的上区域及下区域各自的清洁度与阈值进行比较，由此能够判定出第一清洗处理和第二清洗处理中的应执行的一方或两方的处理。
图12是示出实施方式的变形例1所涉及的处理单元16执行的清洗内容判定处理的过程的流程图。
如图12所示，控制部18从第一监视部90获取外侧杯80的上区域及下区域各自的清洁度的监视结果(步骤S201)。
接下来，控制部18将外侧杯80的上区域及下区域各自的清洁度与阈值进行比较。在比较的结果是外侧杯80的上区域及下区域各自的清洁度低于阈值的情况下(步骤S202；“是”，步骤S203；“是”)，控制部18决定执行第一清洗处理和第二清洗处理这两方(步骤S204)。
另外，在比较的结果是仅外侧杯80的上区域的清洁度低于阈值的情况下(步骤S202；“是”，步骤S203；“否”)，控制部18决定仅执行第一清洗处理(步骤S205)。
另外，在比较的结果是仅外侧杯80的下区域的清洁度低于阈值的情况下(步骤S202；“否”，步骤S206；“是”)，控制部18决定仅执行第二清洗处理(步骤S207)。
另外，在比较的结果是外侧杯80的上区域及下区域各自的清洁度不低于阈值的情况下(步骤S202；“否”，步骤S206；“否”)，控制部18决定不执行第一清洗处理和第二清洗处理中的任一方，并结束处理。
(实施方式的变形例2)
图13是示出实施方式的变形例2所涉及的处理单元16的结构的示意图。如图13所示，处理单元16可以具备第二监视部100。第二监视部100监视晶圆W的表面的亲水度(氧化度)。例如通过测定在向晶圆W的周缘部供给冲洗液的情况下从晶圆W的周缘部飞散的冲洗液的飞沫的尺寸，来实现亲水度(氧化度)的监视。
第二监视部100例如可以是拍摄从晶圆W的周缘部飞散的冲洗液的飞沫的摄像部。摄像部例如是CCD摄像机。由作为摄像部的第二监视部100拍摄到的冲洗液的飞沫的图像被作为监视结果输出到控制部18。
另外，当晶圆W的表面的亲水度(氧化度)下降时，如果向晶圆W的周缘部供给冲洗液，则晶圆W的周缘部难以被冲洗液的液膜覆盖。由此，晶圆W的周缘部的热难以被夺走，晶圆W的周缘部与其以外的区域之间的温度差下降，从而难以使晶圆W的周缘部产生热翘曲。其结果是，难以利用热翘曲来执行第一清洗处理。
因此，变形例2中的控制部18基于从第二监视部100获取到的图像将晶圆W的表面的亲水度与阈值进行比较，由此判定是否执行使晶圆W的表面亲水化的处理。
图14是示出实施方式的变形例2所涉及的处理单元16执行的亲水化处理的过程的流程图。
如图14所示，控制部18从第二监视部100获取晶圆W的表面的亲水度(氧化度)的监视结果(步骤S301)。
接下来，控制部18判定晶圆W的表面的亲水度(氧化度)是否低于阈值(步骤S302)。在该处理中，在判定为晶圆W的表面的亲水度(氧化度)低于阈值(步骤S302；“是”)的情况下，控制部18决定执行使晶圆W的表面亲水化的处理(下面记载为“亲水化处理”。)。然后，控制部18执行亲水化处理(步骤S303)。
例如，控制部18通过从第一供给部40向旋转的晶圆W供给包含氧化剂的药液，来使晶圆W的表面亲水化(氧化)。包含氧化剂的药液例如可以是不使形成于晶圆W的表面的膜及晶圆W自身溶解的液体。作为这样的药液，可以是从SPM(硫酸、过氧化氢及水的混合液)、SC1(氨、过氧化氢及水的混合液)、SC2(盐酸、过氧化氢及水的混合液)以及过氧化氢水中选择出的至少一种液体。
另一方面，在步骤S302中，在晶圆W的表面的亲水度(氧化度)未低于阈值的情况下(步骤S302；“否”)，控制部18决定不执行亲水化处理。
此外，示出了在图14的步骤S303中由控制部18使用包含氧化剂的药液使晶圆W的表面亲水化(氧化)的情况的例子，但也可以通过其它方法来执行亲水化处理。例如，控制部18可以通过在氧气氛下将晶圆W进行加热来使晶圆W的表面亲水化(氧化)。
(实施方式的变形例3)
另外，在使用从喷嘴喷出的药液对晶圆W进行一系列处理的情况下，有时喷嘴自身会被来自晶圆W的溅液污染。因此，在实施方式的变形例3所涉及的处理单元16中，设为在第一清洗处理中对喷嘴与外侧杯80的上区域80a一同进行清洗。
图15是示出实施方式的变形例3所涉及的第一清洗处理中的第一供给部40、第二供给部50以及第三供给部60的动作例的图。
如图15所示，变形例3中的控制部18从第一供给部40的第一喷嘴41和第三供给部60的背面喷嘴61向旋转的晶圆W的比其中央部靠晶圆W的周缘部侧的位置供给冲洗液。当比晶圆W低温的冲洗液被供给到晶圆W的周缘部时，晶圆W的周缘部的热被夺走，由此在晶圆W的周缘部与其以外的区域(例如晶圆W的中央部)之间产生温度差，从而产生热翘曲。处理单元16一边使晶圆W的周缘部产生热翘曲一边从第一供给部40和第三供给部60向晶圆W供给冲洗液，由此能够使冲洗液从晶圆W的周缘部向斜上方飞散。从晶圆W的周缘部向斜上方飞散的冲洗液着落于外侧杯80的上区域80a，并且例如着落于位于退避位置的第二供给部50的第二喷嘴51，因此能够将上区域80a和第二喷嘴51进行清洗。由此，能够对外侧杯80的包括上区域80a的大范围进行清洗，并对第二喷嘴51清洗。
如上述那样，实施方式所涉及的基板处理装置(例如，处理单元16)具备保持部(例如保持部20)、加热机构(例如加热机构30)、清洗液供给部(例如第一供给部40、第二供给部50以及第三供给部60)、液体接收容器(例如外侧杯80)以及控制部(例如控制部18)。保持部将基板(例如晶圆W)以能够旋转的方式保持。加热机构将保持于保持部的基板进行加热。清洗液供给部向基板供给清洗液(例如冲洗液)。液体接收容器配置于保持部的周围。控制部对各部进行控制。控制部执行加热处理和第一清洗处理。在加热处理中，使用加热机构将保持于保持部的基板进行加热。在第一清洗处理中，从清洗液供给部向旋转的基板供给清洗液，使基板的周缘部产生翘曲并且利用从周缘部飞散的清洗液对液体接收容器的第一区域(例如上区域80a)清洗。
由此，根据实施方式所涉及的基板处理装置，能够大范围地清洗液体接收容器。
应当认为，本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。实际上，上述的实施方式能够通过多种方式来具体实现。另外，上述的实施方式可以不脱离所附的权利要求书及其主旨地以各种方式进行省略、置换、变更。
附图标记说明
1：基板处理系统；4：控制装置；16：处理单元；17：基板搬送装置；18：控制部；19：存储部；20：保持部；21：真空保持盘；22：轴部；23：驱动部；30：加热机构；35b：喷出口；40：第一供给部；41：第一喷嘴；42：臂；43：移动机构；50：第二供给部；51：第二喷嘴；52：臂；53：移动机构；60：第三供给部；61：背面喷嘴；80：外侧杯；80a：上区域；80b：下区域；81：排液口；90：第一监视部；100：第二监视部；W：晶圆。

Claims (20)

1.一种基板处理装置，具备：
保持部，其将基板以能够旋转的方式保持；
加热机构，其将保持于所述保持部的所述基板进行加热；
清洗液供给部，其向所述基板供给清洗液；
液体接收容器，其配置于所述保持部的周围；以及
控制部，其对各部进行控制，
其中，所述控制部执行以下处理：
加热处理，使用所述加热机构将保持于所述保持部的所述基板进行加热；以及
第一清洗处理，从所述清洗液供给部向旋转的所述基板供给所述清洗液，使所述基板的周缘部产生翘曲并且利用从所述周缘部飞散的所述清洗液对所述液体接收容器的第一区域进行清洗。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述第一清洗处理中，所述控制部使所述清洗液供给部向比所述基板的中央部靠所述基板的周缘部侧的位置供给所述清洗液，并使所述基板的周缘部产生所述翘曲。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述第一清洗处理中，所述控制部通过使所述加热机构的设定温度、所述清洗液的供给位置、所述清洗液的供给流量以及所述基板的转速中的至少一方发生变化，来调节所述翘曲的翘曲量。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部还执行第二清洗处理，在所述第二清洗处理中，使所述清洗液供给部向旋转的所述基板供给所述清洗液，不使所述基板的周缘部产生所述翘曲地利用所述清洗液对高度比所述第一区域的高度低的、所述液体接收容器的第二区域进行清洗。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
所述清洗液供给部包括向所述基板供给所述清洗液的喷嘴、以及使所述喷嘴移动的移动机构，
在所述第一清洗处理中，所述控制部使所述清洗液的供给位置移动到比所述基板的中央部靠所述基板的周缘部侧的位置，在所述第二清洗处理中，所述控制部使所述清洗液的供给位置移动到与所述基板的中央部对应的位置。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述第一清洗处理中，所述控制部将所述加热机构的设定温度设定为第一温度，在所述第二清洗处理中，所述控制部将所述加热机构的设定温度设定为比所述第一温度低的第二温度。
7.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述第一清洗处理中，所述控制部将所述清洗液的供给流量设定为第一流量，在所述第二清洗处理中，所述控制部将所述清洗液的供给流量设定为比所述第一流量多的第二流量。
8.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述第一清洗处理中，所述控制部使所述基板以第一转速旋转，在所述第二清洗处理中，所述控制部使所述基板以比所述第一转速低的第二转速旋转。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述加热机构包括能够喷出流体的多个喷出口、以及将所述流体进行加热的加热器，通过从所述多个喷出口对所述基板供给加热后的所述流体来将所述基板进行加热。
10.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备第一监视部，所述第一监视部监视所述液体接收容器的所述第一区域和所述第二区域的清洁度，
所述控制部还执行第一判定处理，在所述第一判定处理中，基于所述第一监视部的监视结果来判定所述第一清洗处理和所述第二清洗处理中的应执行的一方或两方的处理。
11.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备第二监视部，所述第二监视部监视所述基板的表面的亲水度，
所述控制部还执行第二判定处理，在所述第二判定处理中，基于所述第二监视部的监视结果来判定是否执行使所述基板的表面亲水化的处理。
12.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
具备至少包括第一清洗液供给部和第二清洗液供给部的多个所述清洗液供给部，
所述第一清洗液供给部具有向所述基板供给清洗液的第一喷嘴，
所述第二清洗液供给部具有向所述基板供给清洗液的第二喷嘴，
在所述第一清洗处理中，所述控制部使所述第一喷嘴向旋转的所述基板供给所述清洗液，使所述基板的周缘部产生翘曲并且利用从所述周缘部飞散的所述清洗液对所述第二喷嘴与所述第一区域一同进行清洗。
13.一种液体接收容器的清洗方法，包括：
使用将基板以能够旋转的方式保持的保持部来保持所述基板；
使用加热机构将被保持的所述基板进行加热；以及
从向所述基板供给清洗液的清洗液供给部向旋转的所述基板供给所述清洗液，使所述基板的周缘部产生翘曲并且利用从所述周缘部飞散的所述清洗液对配置于所述保持部的周围的液体接收容器的第一区域进行清洗。
14.根据权利要求13所述的液体接收容器的清洗方法，其特征在于，
在对所述第一区域进行清洗的情况下，从所述清洗液供给部向比所述基板的中心位置靠所述基板的径向外侧的位置供给所述清洗液，并使所述基板的周缘部产生所述翘曲。
15.根据权利要求13所述的液体接收容器的清洗方法，其特征在于，
在对所述第一区域进行清洗的情况下，通过使所述加热机构的设定温度、所述清洗液的供给位置、所述清洗液的供给流量以及所述基板的转速中的至少一方发生变化，来调节所述翘曲的翘曲量。
16.根据权利要求13所述的液体接收容器的清洗方法，其特征在于，还包括：
从所述清洗液供给部向旋转的所述基板供给所述清洗液，不使所述基板的周缘部产生所述翘曲地利用所述清洗液对高度比所述第一区域的高度低的、所述液体接收容器的第二区域进行清洗。
17.根据权利要求16所述的液体接收容器的清洗方法，其特征在于，
所述清洗液供给部包括向所述基板喷出所述清洗液的喷嘴、以及使所述喷嘴移动的移动机构，
在对所述第一区域进行清洗的情况下，将所述加热机构的设定温度设定为第一温度，并且使所述清洗液的供给位置移动到比所述基板的中心位置靠所述基板的径向外侧的位置，
在对所述第二区域进行清洗的情况下，使所述清洗液的供给位置移动到所述基板的中心位置。
18.根据权利要求17所述的液体接收容器的清洗方法，其特征在于，
在对所述第二区域进行清洗的情况下，将所述加热机构的设定温度设定为比所述第一温度低的第二温度。
19.根据权利要求16所述的液体接收容器的清洗方法，其特征在于，
在对所述第一区域进行清洗的情况下，将所述清洗液的供给流量设定为第一流量，
在对所述第二区域进行清洗的情况下，将所述清洗液的供给流量设定为比所述第一流量多的第二流量。
20.根据权利要求16所述的液体接收容器的清洗方法，其特征在于，
在对所述第一区域进行清洗的情况下，使所述基板以第一转速旋转，
在对所述第二区域进行清洗的情况下，使所述基板以比所述第一转速低的第二转速旋转。
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JP3587723B2 (ja) 1999-04-30 2004-11-10 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法

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