CN1913108B - 基板处理方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种利用含有硫酸和双氧水的处理液来处理基板的基板处理方法，上述方法包括以下步骤：第一生成过程，其将纯水与硫酸混合，生成规定浓度的稀硫酸；第二生成过程，其将由上述第一生成过程生成的稀硫酸和双氧水混合，生成处理液；处理过程，其在收容基板的处理部内，通过由上述第二生成过程生成的处理液来处理基板。

Description

基板处理方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种对于半导体薄板、液晶显示装置用玻璃基板(以下仅称为基板)等的基板，利用含有硫酸和双氧水的处理液，进行处理的基板处理方法及其装置。
背景技术
到现在为止，作为此种装置(例如JP特开平5-166780号公报)，具备：收容基板的处理槽，向处理槽供给硫酸(H2SO4)的硫酸供给线，向处理槽供给双氧水(H2O2)的双氧水供给线。在该装置中，处理基板之前，先将硫酸和双氧水按规定的混合比(例如7∶3)向处理槽供给，在处理槽内存积处理液。该处理液，主要用于除去附着在基板上的有机物，被称为SPM溶液(Sulfuric Acid/Hydrogen Peroxide/Water Mixture)。而且，是通过在处理槽内收容基板来进行用于除去附着在基板上的有机物等的清洗处理。
但是，对于具有上述结构的以现有例而言，具有以下的问题。
即，就以往而言，由于通常认为SPM溶液的温度越高清洗能力越强，因此在升温至100℃的硫酸中混合双氧水而生成处理液，但通过硫酸及双氧水混合时的反应而使处理液的温度急剧上升，因此即使进行以处理温度(例如160℃)为目标的温度调节，也存在很难将处理液调节至目标温度，难于处理这样的问题。而且，当处理液温度超过设想，将有可能对基板处理装置的各部件造成恶劣影响。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而研制的，其目的在于提供一种通过抑制反应引起的处理液升温而使得处理液易于操作，对部件不会造成恶劣影响的基板处理方法及其装置。
本发明为了达到上述目的，采用以下构成。
作为利用含有硫酸和双氧水的处理液来处理基板的基板处理方法，上述方法包含以下的步骤：第一生成过程，其将纯水与硫酸混合，生成规定浓度的稀硫酸；第二生成过程，其将由上述第一生成过程生成的稀硫酸和双氧水混合，生成处理液；处理过程，其在收容基板的处理部内，通过由上述第二生成过程生成的处理液来对基板进行处理。
根据本发明，在第一生成过程中预先生成稀硫酸，在第二生成过程中将该稀硫酸与双氧水混合生成处理液，如此一来利用生成的处理液在处理过程中处理基板。如此，因为将预先生成的稀硫酸与双氧水混合生成处理液，所以可以抑制剧烈的反应，并能够抑制由反应引起的处理液的升温。因此，即使在进行向处理温度的温度调节时，也可以容易地进行，因此易于操作处理液，不会发生超出设想地温度上升，对部件不会造成恶劣影响。
还有，本发明中，优选地，在上述第一生成过程中，生成了规定浓度的稀硫酸后，按照稀硫酸的浓度变化，添加纯水或硫酸而将稀硫酸中的硫酸浓度维持在一定水平。
通过将稀硫酸中的硫酸浓度维持在一定水平，从而可以保持生成的处理液的处理能力，并可经长时间也能够使处理稳定。
还有，在本发明中，优选地，上述第二处理过程，将稀硫酸和双氧水直接向上述处理部供给.
由于在处理部中生成处理液，所以在可以保持高处理能力的前提下对基板进行处理。
还有，在本发明中，优选地，上述稀硫酸的浓度为70～90重量％。
当浓度不足70重量％时，虽然升温引起的到达温度变低，但处理速度过缓，处理需要很长时间。相对地，当浓度超过90重量％时，升温引起的到达温度将与以往的温度持平，并且处理速度变缓，处理需要很长时间。因此，到达温度与以往相比低、且处理速度比以往快的在70～90重量％范围内的浓度较为适宜。
还有，本发明为通过包含硫酸和双氧水的处理液来对基板进行处理的基板处理装置，上述装置包含以下要素：混合部，其将纯水和硫酸混合，生成规定浓度的稀硫酸；硫酸供给装置，其向上述混合部供给硫酸；纯水供给装置，其向上述混合部供给纯水；处理部，其在收容基板的同时用处理液处理基板；处理液供给装置，其将双氧水和来自上述混合部的稀硫酸作为处理液向上述处理部供给。
根据本发明，将来自硫酸供给装置的硫酸与来自纯水供给装置的纯水混合，在混合部预先生成稀硫酸，通过处理液供给装置，将双氧水和来自混合部的稀硫酸向处理部供给，生成处理液，使基板浸渍在其中而进行处理。如此，由于将在混合部预先生成的稀硫酸和双氧水混合，生成处理液，所以可以抑制剧烈的反应，并能够抑制由反应引起的处理液的升温。因此，即使在进行向处理温度的温度调节的情况下，也可以容易地进行，因此易于操作处理液，不会发生超出设想地温度上升，所以对部件不会造成恶劣影响。
还有，本发明为一种基板处理装置，利用包含硫酸和双氧水的处理液对基板进行处理，其具有：混合部，其将纯水和硫酸混合，生成稀硫酸，硫酸供给装置，其向上述混合部供给硫酸，纯水供给装置，其向上述混合部供给纯水，处理部，其在收容基板的同时，通过处理液处理基板，处理液供给装置，其将双氧水和稀硫酸作为处理液，向上述处理部供给，第一供给配管，其从上述混合部向上述处理液供给装置供给稀硫酸，混合阀，其配设在上述第一供给配管上的靠近上述处理槽的位置，第二供给配管，其向上述混合阀供给双氧水；其中，上述混合部具有：混合槽，其存积所生成的稀硫酸，测定浓度装置，其测定稀硫酸中的硫酸浓度，浓度控制装置，其根据上述测定浓度装置的测定结果，从上述硫酸供给装置将硫酸向上述混合槽供给，或者从上述纯水供给装置将纯水向上述混合槽供给，以使稀硫酸中的硫酸浓度维持一定水平；上述处理部具有处理槽，该处理槽存积用于浸渍基板的处理液；在上述混合阀内生成处理液。
附图说明
为了说明发明，对被认为是当前较好的几个方式进行了图示，但请理解并不是仅限于发明图示的构成及方法。
图1为表示实施例1的基板处理装置的概略构成的框图。
图2为表示生成过程的流程图。
图3为表示处理过程的流程图。
图4A为样本的示意图，图4B为将本申请与现有技术的剥离能力进行比较的曲线图。
图5为表示实施例2的基板处理装置的概略构成的框图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明适合的实施例进行详细地说明。
实施例1
图1为表示实施例1的基板处理装置的概略构成的框图。
该基板处理装置，具备处理槽1(处理部)，其存积含有硫酸和双氧水的处理液，并使基板W浸渍在处理液中。在该处理槽1的周围，设有用于回收从处理槽1溢出的处理液的回收槽3。由回收槽3回收的处理液通过循环系统5返回到处理槽1。该循环系统5，位于连通连接回收槽3与设置于处理槽1的底部的喷出管7的配管9中，由送液用泵11、直通式加热器13、以及过滤器15构成。喷出嘴7从处理槽1的下部向斜上方供给处理液和纯水。直通式加热器13用于在循环系统5中将返回处理槽1的处理液中加热。加热器13带来的加热温度例如为160℃。过滤器15为了从返回处理槽1的处理液中去除微粒而设定。
多个基板W被自由升降的保持臂17以直立姿态等间隔保持。保持臂17经位于处理槽1上方的“待机位置”和位于处理槽1内部的“处理位置”之间可升降的构成。
在回收槽3中配设有用于供给双氧水的喷嘴19。该喷嘴19具备连通连接在双氧水供给源21的配管23和设置于配管23上的控制阀25。控制阀25，控制按预先设定的流量供给和切断双氧水。
还有，该基板处理装置，具备预先混合单元27(混合部)。预先混合单元27，在混合槽29中，将来自硫酸供给源31的硫酸和来自纯水供给源33的纯水预先混合，生成将浓硫酸用纯水进行了稀释的稀硫酸。硫酸供给源31和混合槽29由配管35连通连接，在配管35上装有可调整流量的控制阀37。另外，纯水供给源33和混合槽29由配管41连通连接，在该配管41上装有可调整流量的控制阀43。此处生成的稀硫酸从设置在混合槽29下部的供给口45向处理槽1供给。配设在回收槽3上方的喷嘴47与供给口45通过配管49连通，在配管49上配设有泵51。还有，在泵51的下游配设有控制阀53。
另外，在预先混合单元27中，配备有逐次检测出稀硫酸的浓度作为测定浓度值PC输出的浓度计55。将来自该浓度计55的测定浓度值PC向控制部57输出。控制部57，控制控制阀37、41，将硫酸和纯水预先混合生成稀硫酸，以使硫酸浓度维持在规定值。其后，比较测定浓度值PC和规定浓度值，按照其之间的差进行补充。具体来说，在稀硫酸中的硫酸浓度低的情况下，控制控制阀37补充硫酸；而在稀硫酸中的硫酸浓度高的情况下，控制控制阀43补充纯水。控制部57，在将预先混合单元27的稀硫酸向处理槽1供给时，控制泵51的压送量以及控制阀53的开闭和开度。
还有，控制部57，除上述控制以外，还控制泵11的压送量、加热器13的加热温度、保持臂17的升降等。
此外，上述的喷嘴19相当于本发明中的处理液供给装置，配管23相当于本发明中的第二供给配管，配管35相当于本发明中的硫酸供给装置，配管41相当于本发明中的纯水供给装置，喷嘴47相当于本发明中的处理液供给装置，配管49相当于本发明中的第一供给配管。另外，浓度计55相当于本发明中的测定浓度装置，控制部57相当于本发明中的浓度控制装置。
接着，参照图2，对上述的装置的预先动作进行说明。且，图2为表示生成过程的流程图。该处理为在对基板W进行实际处理之前预先进行的处理。
步骤S1：
控制部57控制控制阀37、43，将硫酸和纯水向混合槽29供给，以预先成为规定的重量％浓度。硫酸即是通常意义上的浓硫酸，例如，可取96％的硫酸浓度。规定浓度值，例如，可取稀硫酸中的硫酸浓度约为80重量％。
步骤S2～S4：
控制部57接收来自浓度计55的测定浓度值PC(步骤S2)，将该测定浓度值PC与规定浓度值进行比较(步骤S3)，按照其之间的差值补充硫酸或纯水(步骤S4)。该步骤S2～S4，将在后述的处理中也继续进行，使稀硫酸不发生浓度变化。如此，通过将稀硫酸的浓度维持在一定水平，如后所述可以保持生成的处理液的处理能力，并可经长时间亦使处理稳定。
此外，上述的处理在本发明中相当于第一生成过程。上述的硫酸浓度，基于后述理由，若处于70～90重量％的范围内，考虑处理时间和清洁度等后可以设为任意浓度。
接着，参照图3，对上述的稀硫酸生成后的装置的本动作进行说明，且，图3为表示处理过程的流程图。
步骤S10(第二生成过程)：
控制部57，控制泵51和控制阀53，在将规定量的稀硫酸经由配管49从喷嘴47向处理槽1供给的同时，控制控制阀25，将规定量的双氧水从喷嘴19向处理槽1供给。由此生成相当于以往的SPM溶液的处理液。如此一来，由于在处理槽1内混合稀硫酸和双氧水生成处理液，所以可在处理能力高的状态下由处理液对基板W进行处理。
步骤S11：
使泵11工作，在经由配管9循环处理液的同时，使加热器13工作而使处理液升温至目标温度。规定温度例如可为160℃。
步骤S12、S13：
控制部57，接收来自未图示的温度计的当前温度，按照其与目标温度间的差值，调整加热器13来进行温度调整。
步骤S14、S15：
当达到目标温度时，控制部57使保持臂17从待机位置降至处理位置(图1所示位置)，而使基板W浸渍在处理液(处理过程)中。且，该状态仅维持规定时间来进行对基板W的处理。该处理，例如可为剥离覆盖于基板W上的光致抗蚀剂覆膜。
步骤S16：
控制部57，在经过了规定时间的时刻，将保持臂17上升至待机位置。且，使保持臂17移动至未图示的清洗槽，进行纯水清洗等处理。
如上所述，将来自配管35的硫酸和来自配管41的纯水混合，在混合槽29中预先生成稀硫酸，由喷嘴19以及喷嘴47将双氧水和来自混合槽29的稀硫酸向处理槽1供给而生成处理液，使基板W浸渍在其中，进行处理.如此，由于将在混合槽29预先生成了的稀硫酸和双氧水混合来生成处理液，所以可以抑制处理液的剧烈的反应，并能够抑制由反应引起的处理液的升温.因此，即使在进行向处理温度的温度调节的情况下，也可以容易地进行，因此易于操作处理液，不会发生超出设想地温度上升，对处理槽1等的部件不会造成恶劣影响.
接着，参照图4A以及图4B，对预先生成的稀硫酸的适宜的浓度进行说明。此外，图4A为样本的模式图；图4B为将本申请与现有技术的剥离能力进行比较的图表。
发明者，如图4A所示，在2cm见方的基板W上覆盖光致抗蚀剂覆膜R，使该基板W在各种浓度的处理液内仅浸渍2分钟，通过此时的光致抗蚀剂覆膜R的具有的剥离面积来测定剥离速度。另外，稀硫酸与双氧水反应进行升温，测定最终到达时的最高温度。表示其结果的是图4B的曲线图，位于右端的96重量％的是现有技术。此外，横轴的浓度为混合初期的硫酸浓度，表示稀硫酸中的硫酸的浓度。
从其结果中可知，当浓度不足70重量％时，虽然升温导致到达温度降低，但由于处理速度过缓处理需要长时间，因此不具现实性。相对地，当浓度超过90重量％时，升温导致到达温度将与以往持平，且处理速度变缓，从而处理需要长时间。因此，到达温度与以往相比低且、且处理速度比以往快在70～90重量％范围内的浓度较为适宜。
实施例2
其次，参照附图对本发明的实施例2进行说明。
图5为表示实施例2的基板处理装置的概略构成的框图。此外，对于与实施例1相同的构成，通过附以相同符号来省略详细说明。
在上述的实施例1中，从喷嘴47和喷嘴19向处理槽1内直接供给稀硫酸和双氧水，从而生成处理液。在本实施例中，在将上述物质混合之后向处理槽1供给这一点上构成不同。
即，在位于配管49的喷嘴47的下游的部位配备有混合阀59。该混合阀59与连通连接于双氧水供给源21的配管23相连通。因此，在混合阀59中将稀硫酸与双氧水相混合，作为处理液向其下游的喷嘴47供给。
根据以上构成，在与实施例1起到同样的作用效果的同时，可以使处理槽1的上部的构成得到简化。
本发明并不限于上述实施方式，也可以进行如下进行变形实施。
(1)在上述的各实施例中，以基本呈圆形的基板为对象进行了说明，当本发明为方形基板及玻璃制基板也可适用。
(2)在上述的各实施方式中，在预先混合单元27里，按照来自浓度计55的测定浓度值，来调整混合槽29内的稀硫酸浓度，但在没有浓度变化或仅产生极小的、对处理液生成不构成影响的变化时，不需要具备浓度计55。
(3)在上述的各实施方式中，采用了仅可供给SPM溶液作为处理液的构成，在其基础上也可采用添加、能够向配管9纯水供给的结构，在处理液处理后连续地进行纯水清洗。由此，使不移动基板W而进行有效率的处理成为可能。
本发明可以以不脱离其思想或本质而以其他的具体性式实施，因此，作为表示发明范围的内容，并非为以上说明，而应该参照后述的权利要求表达的技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种基板处理装置，利用包含硫酸和双氧水的处理液对基板进行处理，其特征在于，具有：
混合部，其将纯水和硫酸混合，生成稀硫酸，
硫酸供给装置，其向上述混合部供给硫酸，
纯水供给装置，其向上述混合部供给纯水，
处理部，其在收容基板的同时，通过处理液处理基板，
处理液供给装置，其将双氧水和稀硫酸作为处理液，向上述处理部供给，
第一供给配管，其从上述混合部向上述处理液供给装置供给稀硫酸，
混合阀，其配设在上述第一供给配管上的靠近上述处理槽的位置，
第二供给配管，其向上述混合阀供给双氧水；其中
上述混合部具有：
混合槽，其存积所生成的稀硫酸，
测定浓度装置，其测定稀硫酸中的硫酸浓度，
浓度控制装置，其根据上述测定浓度装置的测定结果，从上述硫酸供给装置将硫酸向上述混合槽供给，或者从上述纯水供给装置将纯水向上述混合槽供给，以使稀硫酸中的硫酸浓度维持一定水平；
上述处理部具有处理槽，该处理槽存积用于浸渍基板的处理液；
在上述混合阀内生成处理液。
2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述处理槽具有用于回收溢出的处理液的回收槽，
上述处理槽的底部与上述回收槽的底部由配管连通连接。
3.如权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，上述配管具有直通式加热器，该直通式加热器用于加热流通的处理液。
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