CN212874438U - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种基板处理装置。针对从喷嘴单元喷出的处理液具有充分的耐蚀性，且可靠地防止所喷出的处理液的带电。基板处理装置具有喷嘴单元。喷嘴单元具备配管和设置到配管的顶端的喷头，配管具有第1层、第2层以及第3层。喷头由具有导电性的耐蚀性树脂形成。第3层从外方覆盖第1层和第2层，并且从外方覆盖喷头的一部分。

Description

基板处理装置
技术领域
本公开涉及一种基板处理装置及其制造方法。
背景技术
在半导体器件的制造工序中，以在基板上形成的抗蚀剂为掩模而进行蚀刻、离子注入等处理。之后，从基板上去除不要的抗蚀剂。
作为抗蚀剂的去除方法，公知有通过向基板供给作为硫酸和过氧化氢水的混合液的SPM(Sulfuricacid Hydrogen Peroxide Mixture)等处理液而去除抗蚀剂的SPM处理。为了提高抗蚀剂的去除能力而以加热成高温的状态从喷嘴单元向基板供给SPM(参照例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-207080号公报
实用新型内容
实用新型要解决的问题
不过，在以往以来使用了处理液的基板处理中，处理液带电，在将带电的处理液向基板上供给之际，有时由于处理液与基板之间的电位差而产生放电。考虑到若如此在处理液与基板之间产生放电，则基板上的膜、电路图案会被破坏。
本公开是考虑这样的点而做成的，提供一种针对从喷嘴单元喷出的处理液具有充分的耐蚀性、且能够可靠地防止所喷出的处理液的带电的基板处理装置及其制造方法。
用于解决问题的方案
本公开是一种基板处理装置，其具有：基板保持机构，其保持被处理基板；和喷嘴单元，其向保持到所述基板保持机构的所述被处理基板喷出处理液，在该基板处理装置中，所述喷嘴单元具备：配管，其供给所述处理液；和喷头，其设置于所述配管的顶端，朝向所述被处理基板喷出处理液，所述配管具有从内侧依次配置的、由耐蚀性树脂形成的第1层、由刚性材料形成的第2层、以及由耐蚀性树脂形成的第3层，所述喷头由具有导电性的耐蚀性树脂形成，所述第3层从外方覆盖所述第1层和所述第2层，并且从外方覆盖所述喷头的一部分。
对于上述基板处理装置，也可以是，所述喷头嵌入所述配管内。
对于上述基板处理装置，也可以是，所述第1层具有导电性，所述第1层和所述喷头接合，或者，所述第2层具有导电性，所述第2层和所述喷头接合。
对于上述基板处理装置，也可以是，在所述喷头连接有导线。
对于上述基板处理装置，也可以是，所述喷头熔接于所述第1层和所述第3层。
对于上述基板处理装置，也可以是，所述第1层由具有导电性的PFA管构成。
对于上述基板处理装置，也可以是，所述第2层由SUS管构成。
对于上述基板处理装置，也可以是，所述第3层由PFA管构成。
对于上述基板处理装置，也可以是，所述喷头由具有导电性的PFA制材料形成。
对于上述基板处理装置，也可以是，所述喷头具有所述配管的所述第1层的延长部分和从外方覆盖该延长部分的覆盖部分。
本公开是一种基板处理装置的制造方法，该基板处理装置具有：基板保持机构，其保持被处理基板；和喷嘴单元，其向保持到所述基板保持机构的所述被处理基板喷出处理液，该基板处理装置的制造方法具备如下工序：准备配管的工序，该配管具有从内侧依次配置的、由耐蚀性树脂形成的第1层、由刚性材料形成的第2层、以及由耐蚀性树脂形成的第3层，该配管供给所述处理液；准备喷头的工序，该喷头由具有导电性的耐蚀性树脂形成，朝向所述被处理基板喷出所述处理液；以及将所述喷头嵌入所述配管的顶端的工序，所述第3层从外方覆盖所述第1层和所述第2层，并且从外方覆盖所述喷头的一部分。
实用新型的效果
根据本公开，喷嘴单元针对所喷出的处理液具有充分的耐蚀性，且能够可靠地防止从喷嘴单元喷出的处理液的带电。
附图说明
图1是表示实施方式的基板处理系统的概略结构的图。
图2是表示处理单元(基板处理装置)的结构的俯视示意图。
图3A是表示本公开的实施方式的喷嘴单元的侧剖视图、且是沿着图2的A-A’线的图。
图3B是表示除电作用的放大图。
图3C是表示除电作用的放大图。
图3D是表示导线的剖视图。
图4是表示喷嘴单元的顶端部分的放大图。
图5A是表示第1层的一个例子的剖视图。
图5B是表示喷头的一个例子的剖视图。
图6是表示本公开的变形例的喷嘴单元的侧剖视图。
具体实施方式
＜本公开的实施方式＞
以下，参照附图而详细地说明本申请所公开的基板处理装置的实施方式。此外，本实用新型并不被以下所示的实施方式限定。
另外，以下，列举处理液是作为硫酸和过氧化氢水的混合液的SPM(SulfuricAcidHydrogen Peroxide Mixture)的情况为例而进行说明。
图1是表示本实施方式的基板处理系统的概略结构的图。以下，为了明确位置关系，规定相互正交的X轴、Y轴以及Z轴，将Z轴正方向设为铅垂朝上方向。
如图1所示，基板处理系统1具备送入送出站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具备载体载置部11和输送部12。在载体载置部11载置有多个载体C，该多个载体C将多张被处理基板，例如半导体晶圆(以下称为晶圆W)以水平状态收容。
输送部12与载体载置部11相邻地设置，在内部设置有基板输送装置13和交接部14。基板输送装置13具备保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板输送装置13能够进行水平方向上和铅垂方向上的移动以及以铅垂轴线为中心的回转，使用晶圆保持机构而在载体C与交接部14之间进行晶圆W的输送。
处理站3与输送部12相邻地设置。处理站3具备输送部15和多个处理单元(本公开的基板处理装置)16。多个处理单元16排列设置于输送部15的两侧。
输送部15在内部设置有基板输送装置17。基板输送装置17具备保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板输送装置17能够进行水平方向上和铅垂方向上的移动以及以铅垂轴线为中心的回转，使用晶圆保持机构而在交接部14与处理单元16之间进行晶圆W的输送。
处理单元16对由基板输送装置17输送的晶圆W进行预定的基板处理。
另外，基板处理系统1具备控制装置4。控制装置4包括例如计算机，并具备控制部18和存储部19。在存储部19储存有控制要在基板处理系统1执行的各种处理的程序。控制部18通过读出并执行被存储到存储部19的程序而控制基板处理系统1的动作。
此外，该程序是记录到能够由计算机读取的存储介质的程序，也可以是从该存储介质加载到控制装置4的存储部19的程序。作为能够由计算机读取的存储介质，存在例如硬盘(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，送入送出站2的基板输送装置13从载置到载体载置部11的载体C取出晶圆W，将取出来的晶圆W载置于交接部14。载置到交接部14的晶圆W被处理站3的基板输送装置17从交接部14取出而向处理单元16送入。
送入到处理单元16的晶圆W在被处理单元16处理了之后，被基板输送装置17从处理单元16送出而载置于交接部14。然后，载置到交接部14的处理完毕的晶圆W利用基板输送装置13返回载体载置部11的载体C。
接着，参照图2而对处理单元(本公开的基板处理装置)16的概略结构进行说明。图2是表示处理单元16的结构的俯视示意图。
如图2所示，处理单元(基板处理装置)16具备：腔室21；基板保持机构22，其配置于腔室21内，将晶圆W保持为旋转自如；回收杯23；以及喷嘴单元30，其向晶圆W喷出处理液。
其中，基板保持机构22将晶圆W保持为水平，并且，使所保持的晶圆W绕铅垂轴线旋转。另外，回收杯23以包围基板保持机构22的方式配置，用于接住并回收由于随着旋转而产生的离心力而向晶圆W的外方飞散的处理液。
喷嘴单元30配置于腔室21内，从晶圆W的上方朝向晶圆W供给处理液。这样的喷嘴单元30具备：配管30A，其供给处理液；喷头40，其设置于配管30A的顶端，朝向晶圆W喷出处理液；以及喷嘴支承部25，其保持喷嘴单元30的配管30A，喷嘴支承部25构成为能够升降并且能够回转。
接着，利用图2和图3A～图3C进一步详细论述喷嘴单元30的构造。
如图2和图3A～图3C所示，喷嘴单元30具备：配管30A，其供给处理液；喷头40，其设置到配管30A的顶端；以及喷嘴支承部25，其将配管30A支承为能够升降并且能够回转，喷嘴单元30朝向晶圆W喷出SPM。
在此，SPM在用于例如抗蚀剂的去除的情况下，被以160℃左右的高温从喷头40朝向晶圆W喷出。
进一步说明喷嘴单元30。喷嘴单元30的配管30A形成为从侧面看来呈大致L字状，具有从内侧依次配置的、由耐蚀性树脂形成的第1层31、由刚性材料形成的第2层32、以及由耐蚀性树脂形成的第3层33。另外，喷嘴单元30的喷头40与配管30A相独立地构成，由嵌入到配管30A的顶端的具有导电性的耐蚀性树脂形成。
具体而言，作为配管30A的第1层31，能够使用具有针对SPM的耐化学试剂性和耐热性的热塑性材料，例如具有导电性的PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚)管。
另外，作为第2层32，能够使用作为用于确保配管30A的刚性的骨架发挥功能的、并且具有导电性的SUS(不锈钢)管。
而且，作为第3层33，能够使用具有针对SPM的耐化学试剂性和耐热性的热塑性材料，例如PFA管。
而且，喷头40能够使用具有导电性的PFA材料的喷头。
如图3A～图3C所示，喷嘴单元30还具有导电体50，该导电体50设置到配管30A的基端侧，其具有导电性，在配管30A的基端安装有具有导电性的接头51，例如具有导电性的PFA材料制的接头51。并且，配管30A借助该安装到基端的具有导电性的接头51与喷嘴支承部25插接。在该情况下，喷嘴支承部25具有导电性，配管30A借助接头51以相对于具有导电性的喷嘴支承部25拆卸自如的方式与该喷嘴支承部25插接。因此，通过将新的配管30A以及喷头40与喷嘴支承部25插接，能够容易地更换配管30A和喷头40。
另外，设置到配管30A的基端侧的导电体50用于从外方密封并覆盖配管30A。另外，在由导电体50覆盖着的配管30A中去除第2层32的局部，并在导电体50中的对应于去除了第2层32的部分设置有将导电体50安装于配管30A的安装构件50a。
并且，在配管30A的由导电体50覆盖着的部分，配管30A的具有导电性的第1层31的外表面与导电体50导通。
在该情况下，如图3A和图3C所示，在配管30A中，第1层31贯穿导电体50，进一步朝向基端侧(图3A的右侧)延伸，而构成配管30A的基端，并且，在第1层31的基端安装有具有导电性的接头51。
另外，第2层32在导电体50内朝向配管30A的基端侧(图3A的右侧)延伸，但在导电体50内向右方向经过安装构件50a而在朝向图3C的右方向的部位结束。
而且，第3层33在导电体50内朝向配管30A的基端侧(图3A的右侧)延伸，但在导电体50内在安装构件50a的跟前(图3C的左侧)结束。
接着，进一步说明配管30A的第1层31～第3层33以及喷头40的材料和构造。配管30A的第1层31如上述那样由具有导电性的PFA管构成，能够使用例如图5A所示那样的NE(Non Explosion：非防爆)类型的PFA管。由该NE类型的PFA管构成的第1层31具有：PFA制的管主体31a；和4根碳制导电部31b，其设置于该PFA制的管主体31a的外表面，在管主体31a的长度方向上延伸，4根导电部31b沿着圆周方向以90°为单位分开地设置于管主体31a的外表面。因而，第1层31在其外表面沿着长度方向具有导电性。
另外，第2层32如上述那样由SUS管构成，第2层32在整体上具有导电性。
第3层33如上述那样由PFA管构成，具有针对SPM的耐化学试剂性和耐热性，但不具有导电性。然而，并不限于此，也可以是，第3层33由PFA管构成，并且，具有针对SPM的耐化学试剂性和耐热性，此外，还具有导电性。在该情况下，除了第1层31和第2层32之外，也能够利用第3层33使处理液中的电荷向外部释放。
而且，喷头40嵌入配管30A的顶端侧，基本上与配管30A相独立地设置。
喷头40的顶端41朝向晶圆W侧。另外，至少喷头40的内表面如随后论述那样从顶端41朝向配管30A侧具有导电性，而进行从喷头40的顶端41朝向晶圆W喷出的处理液的除电，从而能够可靠地防止朝向晶圆W喷出的处理液的带电。
这样的喷头40由具有导电性的PFA材料形成，例如能够像图5B所示那样使用AS(Anti-Static：抗静电)类型的PFA材料。具体而言，如图5B所示，喷头40具有：PFA制的圆筒状主体40a；4根碳制导电部40b，其设置于主体40a的外表面42，在PFA制的主体40a的长度方向上延伸；以及4根碳制导电部40c，其设置于主体40a的内表面43，在主体40a的长度方向上延伸。
在该情况下，4根导电部40b沿着圆周方向以90°为单位分开地设置于主体40a的外表面42，4根导电部40c沿着圆周方向以90°为单位分开地设置于主体40a的内表面43。并且，喷头40的各导电部40b相对于各自对应的导电部40c设置于圆周方向的同一位置，各导电部40b借助以贯穿主体40a的方式设置的通电部40d与相对应的导电部40c连接。
因此，喷头40具有耐化学试剂性和耐热性，并且，在其内表面和外表面，沿着其长度方向具有导通性。
另外，如图3B所示，喷头40嵌入配管30A的顶端，但在该情况下，配管30A的第1层31的顶端与喷头40的基端对接。并且，第1层31的顶端和喷头40的基端利用熔接接合而形成接合部36。并且，在外表面具有导电性的第1层31和在外表面具有导电性的喷头40能够借助接合部36导通。
而且，配管30A的第2层32的顶端延伸到喷头40的中间附近，形成第2层32与喷头40之间的接合部37。并且，第2层32和在外表面具有导电性的喷头40能够相互导通。
另外，配管30A的第3层33的顶端相对于第2层32进一步向喷头40的顶端侧延伸，第3层33的顶端和喷头40利用熔接接合而形成接合部38。
在图3B中，在内表面具有导电性的喷头40能够使在其内表面经过的处理液除电。同时在外表面具有导电性的喷头40在其外表面能够借助接合部36与第1层31的外表面导通。另外，喷头40在其外表面能够与第2层32导通。
再者，在喷头40的外表面设置有与喷头40导通而进行处理液的除电的导线48。该导线48用于与喷头40导通而进行在喷头40内穿过的处理液的除电，如图3D所示，其具有：金属线(铜线)48a；和耐化学试剂性的保护层48b，其相对于处理液保护该金属线。
该导线48与喷头40直接连接，沿着配管30A延伸，并且在所期望的接地位置60处接地。
此外，如图3A所示，如上述那样在喷嘴单元30的配管30A的基端侧设置有导电体50，但该导电体50由含有例如搅入了的碳且整体上具有导电性的PTFE(聚四氟乙烯)形成。在该情况下，由于配管30A的第2层32和第3层33均延伸到基端侧而在导电体50内结束，因此，第1层31在导电体50内向外方暴露，具有导电性的第1层31的外表面与导电体50导通。
另外，第3层33在导电体50内延伸到安装构件50a的左侧而结束，因此，第2层32在导电体50内暴露而与导电体50导通。并且，该第2层32在导电体50内延伸到安装构件50a的右侧而结束。
而且，配管30A的第1层31贯穿导电体50而朝向配管30A的基端侧(图3A的右侧)延伸，在第1层31安装有接头51。该接头51由例如具有导电性的PFA材料形成。具体而言，接头51能够使用在内表面和外表面具有导电性的、例如图5B所示那样的AS类型的PFA管、或者含有搅入了的碳且整体上具有导电性的PTFE管。另一方面，在喷嘴支承部25内设置有具有与具有导电性的第1层31同样的构造的连通管52。该连通管52由在外表面具有导电性的NE类型的PFA管构成，利用在内表面和外表面具有导电性的接头51从外方夹紧第1层31和连通管52，从而能够使第1层31的内部和连通管52的内部连通。在该情况下，第1层31和连通管52借助接头51也电导通。由这样的结构构成的、处于喷嘴支承部25内的连通管52经由未图示的导通线接地。
另外，如图3B所示，在配管30A的顶端侧，第3层33从外方完全覆盖第1层31和第2层32，并且，也从外方覆盖喷头40的一部分。由于第3层33具有较高的耐化学试剂性和耐热性，因此，能够利用该具有较高的耐化学试剂性和耐热性的第3层33而相对于含有例如高温的SPM的处理液有效地保护第1层31、第2层32以及喷头40。
接着，对由这样的结构构成的本实施方式的作用进行说明。
首先，如图2所示，在处理单元(本公开的基板处理装置)16内，晶圆W由基板保持机构22保持。接着，由基板保持机构22保持着的晶圆W由于该基板保持机构22而旋转，在晶圆W的旋转过程中从喷嘴单元30的喷头40向晶圆W喷出由例如SPM构成的处理液。
在此期间，由于随着晶圆W的旋转而产生的离心力而向晶圆W的外方飞散的处理液被回收杯23接住而被回收。
也考虑到：在从喷嘴单元30的喷头40向晶圆W喷出处理液之际，该处理液带电而具有电荷。
根据本实施方式，喷头40的内表面具有导电性，因此，穿过喷头40的处理液中的电荷向喷头40的内表面放电。
接着，放电到喷头40的内表面的电荷借助以下的3个通电路线(1)～(3)而向外方放电从而被恰当地除电。
(1)放电到喷头40的具有导电性的内表面的电荷向喷头40的具有导电性的外表面流动，之后从喷头40的外表面经过第2层32而向导电体50流动。接着，流动到导电体50的电荷到达第1层31的外表面，之后经由接头51从喷嘴支承部25向外方流动而接地，如此一来处理液中的电荷被恰当地除电。
(2)放电到喷头40的具有导电性的内表面的电荷向喷头40的具有导电性的外表面流动。之后电荷从喷头40的外表面经过第1层31的具有导电性的外表面而到达接头51，之后从喷嘴支承部25向外方流动而接地，从而处理液中的电荷被恰当地除电。
(3)放电到喷头的具有导电性的内表面的电荷向喷头40的具有导电性的外表面流动。之后，电荷从喷头40的外表面经过导线48而在所期望的接地位置60接地。如此一来处理液中的电荷被恰当地除电。
如以上这样，根据本实施方式，能够使穿过喷头40的处理液中的电荷在向喷头40的内表面放电了之后向外方接地，而能够使处理液中的电荷被恰当地除电。
另外，在配管30A的顶端侧，能够利用具有较高的耐化学试剂性和耐热性的第3层33完全覆盖第1层31和第2层32，且能够覆盖喷头40的一部分。由此，能够相对于含有高温的SPM的处理液有效且可靠地保护第1层31、第2层32以及喷头40。
再者，通过将导电性的喷头40嵌入配管30A的顶端，能够容易且简单地制造具有配管30A和设置到配管30A的顶端的导电性的喷头40的喷嘴单元30，如此，得到基板处理装置。
另外，喷头40利用熔接与第1层31接合，且利用熔接与第3层33接合。因此，能够将喷头40与配管30A的第1层31以及第3层33接合，由此，能够将喷头40牢固地固定于配管30A的顶端。
另外，能够在使穿过喷头40的处理液中的电荷向喷头40的内表面放电了之后，借助上述的3个通电路线(1)～(3)而向外方放电。因此，与使位于喷头40的内表面的电荷仅从例如1处路线向外方放电的情况相比，能够使处理液中的电荷被迅速且可靠地除电。
＜本公开的变形例＞
接着，利用图6对本公开的变形例进行说明。在上述实施方式中，示出了在喷嘴单元30的配管30A的顶端嵌入有与配管30A相独立地设置的喷头40的例子，但并不限于此，也可以是，使配管30A的第1层31进一步延长到顶端侧而形成延长部分46，在该延长部分46的周围设置有从外方覆盖延长部分46的覆盖部分47，并利用延长部分46和覆盖部分47构成喷头40。
具体而言，作为配管30A的第1层31，能够使用具有针对SPM的耐化学试剂性和耐热性的热塑性材料，例如具有导电性的PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚)管。在该情况下，作为配管30A的第1层31，能够使用在内表面和外表面具有导电性的AS类型的PFA管(参照图5B)。再者，作为第1层31，也可以使用含有CNT(Carbon Nano Tube：碳纳米管)的PFA管，在整体上具有导电性。
另外，作为第2层32，能够使用作为用于确保配管30A的刚性的骨架发挥功能的、并且具有导电性的SUS(不锈钢)管。
而且，作为第3层33，能够使用具有针对SPM的耐化学试剂性和耐热性的热塑性材料，例如PFA管。
如此，配管30A的第1层31在内表面和外表面具有导电性，并朝向配管30A的基端侧延伸而构成延长部分46。另外，覆盖延长部分46的覆盖部分47也由PFA材形成，覆盖部分47含有搅入了的碳，利用在内表面和外表面具有导电性的延长部分46和覆盖部分47构成喷头40。
在图6中，穿过喷头40的处理液中的电荷从具有导电性的延长部分46的内表面向外表面通电，之后到达了延长部分46的外表面的电荷到达含有搅入了的碳的覆盖部分47的外表面。
不过，在图1～图5B所示的实施方式中，示出了喷头40由AS类型的PFA材料形成、在内表面和外表面具有导通性的喷头40的例子，但并不限于此，也可以是，喷头40由含有搅入了的碳的PFA材料形成，而使包括内表面和外表面的喷头40整体具有导通性。
再者，在图1～图5B所示的实施方式和图6所示的变形例中，示出了将SUS管用作第2层32的例子，但并不限于此，也可以将具有导电性的硬质树脂用作第2层32。而且，也可以将陶瓷材料用作第2层32。
上述实施方式和各变形例中的结构只要不相互矛盾，就能够适当组合。

Claims (10)

1.一种基板处理装置，其具有：基板保持机构，其保持被处理基板；和喷嘴单元，其向保持到所述基板保持机构的所述被处理基板喷出处理液，其特征在于，
所述喷嘴单元具备：配管，其供给所述处理液；和喷头，其设置于所述配管的顶端，朝向所述被处理基板喷出所述处理液，
所述配管具有从内侧依次配置的、由耐蚀性树脂形成的第1层、由刚性材料形成的第2层、以及由耐蚀性树脂形成的第3层，
所述喷头由具有导电性的耐蚀性树脂形成，
所述第3层从外方覆盖所述第1层和所述第2层，并且从外方覆盖所述喷头的一部分。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述喷头嵌入所述配管内。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第1层具有导电性，所述第1层和所述喷头接合，或者，所述第2层具有导电性，所述第2层和所述喷头接合。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述喷头连接有导线。
5.根据权利要求2或3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述喷头熔接于所述第1层和所述第3层。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第1层由具有导电性的PFA管构成。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第2层由SUS管构成。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第3层由PFA管构成。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述喷头由具有导电性的PFA制材料形成。
10.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述喷头具有所述配管的所述第1层的延长部分和从外方覆盖该延长部分的覆盖部分。
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