TW200818381A - Substrate treatment apparatus and substrate treatment method - Google Patents

Description

200818381 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於適用於使用處理液對基板進行處理的基 板處理方法及基板處理裝置。作為處理對象的基板係包括 有諸如·半導體晶圓、液晶顯示裝置用玻璃基板、電漿顯 不态用玻璃基板、FED(Fi led Emission Display，場發射 頒不益）用玻璃基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟 用基板、光罩用基板、陶瓷基板等。 【先前技術】 在半導體裝置與液晶顯示裝置的製造步驟中，將進行對 半導體晶圓或液晶顯示面板用玻璃基板等基板的表面供 應藥液，俾對該基板表面利用藥液進行洗淨的處理等。 例如，實施對基板一片片處理之單片式洗淨處理的裝 置，係具備有：將基板以大致水平方式保持，且使該基板 旋轉的旋轉夾具；以及為對利用旋轉夾具進行旋轉的基板 表面喷塗藥液的喷嘴。在處理時，在利用旋轉夾具使基板 進行旋轉的情況下，朝該基板表面的旋轉中心附近處從噴 嘴噴塗藥液。對基板表面上所供應的藥液將受到由基板旋 轉所產生的離心力，而在基板表面上朝周緣流動。藉此， 在基板表面整個區域上便將流遍藥液，俾達成利用藥液對 基板表面進行洗淨處理（例如日本專利特開平1〇_1 7295〇 號公報）。 然而，因為從喷嘴對旋轉中的基板噴塗藥液，因而在基 板周邊將出現藥液飛散，該飛散的藥液將附著於在旋轉夾 312XP/發明說明書(補件)/96·12/96132203 6 200818381 具周圍所配置的構件，且將會有經乾燥而結晶化的顧慮。 此種藥液的結晶將成為微粒，成為基板污染的肇因。 【發明内容】 本發明之目的在於提供能在抑制處理液朝基板周邊的 飛散情形下’良好地使用處理液對基板進行處理的基板處 理裝置及基板處理方法。 本發明的基板處理裝置係具備有：基板保持單元、推挽 板（push-pull Plate)及相對旋轉單元；該基板保持單元 係用來保持基板；該推挽板係在上述基板保持單元所保持 的基板之一方面上，相隔間隔且呈相對向配置，並形成 有：朝上述一方面的相對向之面喷出處理液的複數噴出 口 ’以及對從上述嘴出口所嘴出處理液進行抽吸的複數抽 吸口；該㈣_單元係使上述基㈣持單元所保持的基 板與推挽板進行相對旋轉。 本發明的基板處理方㈣具備有··基板保持步驟、液體 接觸步驟及相對旋轉步驟；該基板保持步驟係利用基板保 持單元保持基板；該液體接觸步驟係將形成有喷出處理液 之複數喷出口、及對從上料出口所噴出處理液進行抽吸 之硬數抽吸π之推挽板’對上述基板保持單元所保持基板 的:方面，相關隔且呈相對向配置，並使從上述喷出口 所贺出處理液㈣關於該基板之n該相對旋轉步 驟係在上料躲體_步料，_使基板與推挽板進 行相對旋轉。 在從推挽板中所形成嘴出口朝基板之一方面喷出處理 312Xp/發明說明書(補件)/96-12/96132203 200818381 液的情況下，從在該推挽板上所形成抽吸口進行抽吸。依 此的話，便可在推挽板上形成處理液的液膜。然後，將該 推挽板相對向地配置於基板之一方面上，藉由使基板之一 方面液體接觸於處理液的液膜，便可進行對基板之一方面 利用處理液施加處理。從推挽板的喷出口所噴出處理液， 因為在喷出後便馬上由抽吸口進行抽吸，因而基板周邊便 不致發生飛散情況。所以，將可在抑制處理液朝基板周邊 飛散的情況下，良好地進行使用處理液對基板進行處理。 再者，因為使推挽板與基板進行相對旋轉，因此處理液 在基板之一方面整個區域中便將毫無不均地進行液體接 觸。藉此，便可對基板之一方面使用處理液均勻地施加處 理。 上述相對旋轉單元亦可以使上述基板保持單元所保持 的基板，圍繞通過該基板中心的軸線進行旋轉。 本發明的前述或其他目的、特徵及效果，參照所附圖式 春並藉由下述實施形態的說明便可清楚明瞭。 【實施方式】 圖1所示係本發明一實施形態的基板處理裝置構造之 圖解剖視圖。 - 基板處理裝置1係為對基板一例的半導體晶圓（以下簡 -稱「晶圓」）W，就其元件形成區域側的表面（上面），利用 處理液施加處理的單片式裝置。而，該基板處理裝置i係 具備有：將晶圓W以大致水平方式保持並旋轉的旋轉夾具 10,以及對該旋轉夾具10所保持的晶圓w表面，進行^ 312XP/發明說明書(補件)/96-12/96132203 8 200818381 用處理液施加處理的推挽板2。另外，為對晶圓w表面施 加處理的處理液係使用藥液與純水。 旋轉夾具10係例如真空吸附式夾具。該旋轉夾具〗〇係 具備有··朝大致鉛直方向延伸的旋轉軸1 1，以及安裝於 該旋轉軸11上端，且將晶圓w依大致水平姿勢吸附其背 面（下面）並保持的吸附座丨2。旋轉軸丨丨將結合於含有馬 達等的旋轉驅動機構13，並在將晶圓w吸附保持於吸附 座12上的狀悲下，利用從旋轉驅動機構丨3對旋轉轴η 輸入驅動力，便可使晶圓w依大致水平姿勢，圍繞通過晶 圓W中心的旋轉軸11之中心軸線進行旋轉。 推挽板2係形成具有直徑較大於晶圓w的圓板狀。推挽 板2係固疋於由未圖示機器臂所支撐的支撐塊14下面。 且，推挽板2係可形成與由旋轉夾具1〇所保持晶圓w， 相隔既定間隔s呈相對向配置。在推挽板2之下面21， 將形成複數個噴出口 22與抽吸口 23。且在推挽板2中， 各喷出口 22所連通的略圓柱狀之供應通路24、與各抽吸 口 23所連通的略圓柱狀之抽吸通路25,係朝厚度方向（上 下方向）貫通而形成。 推挽板2的複數噴出口 22將構成可湘供應機構3， f擇性地供應藥液、純水、1PA(異丙醇)及氮氣的狀態。 樂液雖使用例如氫氟酸，但是亦可取而代之，改為使用諸 如：SPM(硫酉复—過氧化氫水）、SCI(氨-過氧化氣水）或 SC2(鹽酸―過氧化氫水）。此外’亦可對該等藥液附加超1 波振動。推挽板2的複數抽吸口 23將利用抽吸機構/ 9 312XP/發明說明書(補件)脈聰613細 200818381 對從喷出口 22所噴出的藥液、純水、IpA及氮氣進行抽 吸。 供應機構3係具備有：一端連接於各供應通路24的分 支供應管30,以及共通地連接於分支供應管3〇另一端的 集合供應管31。分支供應管3〇係配設於支撐塊14内。 集合供應管31係朝支撐塊14外部延伸。在該支撐塊14 外部，該集合供應管31將連接藥液供應管32、純水供應 管33、IPA供應管34及氮氣供應管35。 藥液供應管32係供應來自未圖示藥液槽的藥液。在藥 液供應管32中途處，將介裝著對該藥液供應管32進行開 閉的藥液閥36。純水供應管33係供應來自未圖示純水供 應源的$水。在純水供應管33中途處，將介裝著對該純 水供應管33進行開閉的純水閥37。IpA供應管％係供應 來自未圖示IPA供應源的IPA。在IpA供應管％中途處， 將介，著對該IPA供應管34進行開閉的1{^閥38。氮氣 供應官35係供應來自未圖示氮氣供應源的氮氣。在氮氣 ί、應ΐ 3 5中返處，將介裝著對該氮氣供應管3 5進行開閉 的氮氣閥39。 藉此，藉由將純水閥37、ΙΡΑ閥38及氮氣閥39關閉， 並開啟藥液目36’便謂在未圖示藥液槽中所儲存的藥 液，經由樂液供應管32、集合供應管31、分支供應管 及供應通路24,供應給各喷出口 22。此外，藉由將藥液 閥36、ΙΡΑ閥38及氮氣閥39關閉’並開啟純水閥37， 便可將來自純水供應源的純水’經由純水供應I 33、集 312XP/發明說明書(補件)/96-12/96132203 10 200818381 合供應官3卜分支供應管3〇及供應通路24，供應給各噴 出口 22。此外，藉由將藥液閥％、純水閥37及氮氣闕 39關閉，亚開啟ίΡΑ閥38,便可將來自IpA供應源的丨以， 經由IPA供應管34、集合供應管3卜分支供應管3〇及供 ’應通路24 ’供應給各喷出口 22。且，藉由將藥液閥36了 純水閥37及IPA閥38關閉，並開啟氮氣閥39,便可將 來自氮氣供應源的氮氣，經由氮氣供應管35、集合供應 管31、分支供應管30及供應通路24，供應給各噴出: • 22。 抽吸機構4係具備冑：一端連接於各抽吸通路25的分 支抽吸管40，以及共通地連接於分支抽吸管4〇另一端的 集合抽吸官41。分支抽吸管4〇係配設於支撐塊14内。 集合抽吸管41係朝支撐塊14外部延伸。集合抽吸管41 前端將連接於為將集合抽吸管41内進行真空抽吸的抽吸 奴置（未圖不）。在集合抽吸管41中途處，介裝著對該集 Φ合抽吸管41進行開閉的抽吸閥42。 藉此，在從推挽板2的噴出口 22噴出藥液、純水、IpA 或氮氣的狀態下，藉由將抽吸閥42開啟，便可由推挽板 2的抽吸口 23,對從喷出口 22所噴出的藥液、純水、丨以 - 或II氣進行抽吸。 - 圖2所示係推挽板下面的仰視圖。在推挽板2之下面 21 ’例如抽吸口 23依在相互正交方向上，分別等間隔隔 開的行列狀排列，以及與該排列的列方向與行方向上之間 隔，在各個列方向與行方向上隔開相等間隔，且對上述排 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-12/96132203 η 200818381 列的列方向與行方向以呈分別偏移—半間隔之位置關係 的行列狀排列而整齊配置。而，噴出口 22便在抽吸口 Μ 周圍，配置於例如以該抽吸口 23為中心的正六角形之各 頂點位置處。藉此，便如圖2中箭頭所示，從各噴出= 22所噴出的藥液、純水、IPA或氮氣，便將從6個嘴出口 22,依朝向位在該噴出口 22中央處的抽吸口 23集中 式流動。 度參照圖卜針對該基板處理裝置j的晶圓w處理進 行說明。 當進行晶圓W處理之際，首先’利用未圖示之搬送機哭 人將晶圓w搬人到基板處理裝置！中，並將該晶圓 於旋轉夾具Η)上。然後，推挽板2便在晶圓⑺表面丄相 隔隔S呈相對向配置。接著，利用旋轉夾具1〇的 方疋轉驅動機構13,使晶圓W依圍繞每個吸附座12之 軸11的中心轴線開始進行旋轉。 在利用藥液進行洗淨處理時，於曰 度⑽咖⑻嫩τ 樂液’並且由抽吸π 23對㈣“藥液進行抽吸。從在 ::二23周圍所配置噴出口22噴出的藥液，在嘴出後便 便所抽吸。藉此，在推挽板2之下面21上， 更二成：二出口2 2朝抽吸口2 3流動的藥液液膜。推挽板 2之下面2卜與晶圓W表面間之間隔s，係 :藥，夜膜厚度狀態，例⑹〇.〇5mm〜_。所：： 挽板2呈旋轉中的晶HW表面便將液體接觸到藥液液膜。 312XP/^®HWMm/96.12/96132203 12 200818381 f晶圓W表面上，液體接觸到推挽板2之下面。所保 的情況下，藉由使晶圓？對推挽板2進行旋轉: 二二：W表面整個區域毫無不均地供應藥液。藉此便 于曰曰® W表面整個區域利用藥液進行洗淨。 =開始利用藥液進行洗淨處料，經過職處理時間 =(例如30秒鐘），便停止從推挽板2的噴出〇22進行藥 液供應 '然後，從該喷出σ 22嘴出純水。從噴出口心斤 屯水’在從抽吸口 23進行抽吸後，便通過集合抽 "而丟棄於未圖示之廢棄物設備中。從在抽吸口 23 周圍所配置噴出口 22喷出的純水，在喷出後便馬上由抽 吸口 23進行抽吸。藉此，在推挽板2之下面Μ上，便將 形成從喷出口 2 2朝向抽吸口 2 3流動的純水液膜。而，該 純水液膜將液體接觸到晶圓w表面。在晶圓w表面液體接 觸到純水液膜的情況下’藉由使晶圓w對推挽板2進行旋 轉’在晶圓W表面整個區域所附著的藥液便將利用純水進 行沖洗。 從純水開始噴出起經過預定沖洗時間時（例如3〇秒 鐘）’便停止從推挽板2的喷出口 22進行純水供應。然後， 在之後，停止旋轉夾具10的旋轉驅動，而停止晶圓w的 旋轉。待晶圓w靜止後，便從喷出口 22噴出IpA。此時， k喷出口 22喷出的IPA將被抽吸口 23所抽吸，並通過集 &抽及ΐ 41而丟棄於未圖示之廢棄物設備中。從在抽吸 口 23周圍所配置喷出口 22喷出的ΙΡΑ，在噴出後便馬上 由抽吸口 23進行抽吸。藉此，在推挽板2之下面21上， Μ2ΧΡ/發明說明書(補件)/96-12/96132203 13 200818381 便將形成從喷出口 22朝向抽吸口 23流動#心液膜。 而’該ΙΡΑ液膜將液體接觸到晶圓w表面 、 崎咖觸，便將晶圓w表面所附著的純由二： IPA，再利用IPA的揮發性使晶圓w表面乾燥。 30^若從1PA開始噴出起經過預定取代時間時（例如 、鐘)，便停止從推挽板2的噴出口 22進行ipa供應。 =後，在之後，將旋轉夾具10的旋轉驅動機構13進行旋 上驅動，使晶圓W依既定旋轉速度(例如1〇〇rpra)進行旋 所：且’從推挽板2的喷出口 22喷出氮氣 ::出的氮氣將被抽吸口 23所抽吸，並從集合抽吸管Μ m未=示排氣設傷中。藉此，在晶圓w表面與推挽板 之間，便將形成從嘴出口 22朝抽吸口 23流 勤的氮氣氣流，而將晶圓w矣而私戌m , 速地乾燥。另外/ TI^ 微小IPA液滴迅 將幾半、“… 應過程中’晶圓w上的純水 除。所以，即使晶圓w旋轉，仍不致 液滴朝晶圓W周圍飛散的情況。 ^ =氣開始喷出起經過預定乾燥時間時(例如 :i，=從推挽板2的嘴出口22進行氮氣的供應。且， ^轉央具10的旋轉驅動機構13之旋轉驅動，而停止 曰曰® W的旋轉。藉此，便完成對晶圓 行搬出。 111 w便利用未圖示之搬送機器人進 出曰根據本實施形態’在從推挽板2上所形成喷 出22’朝晶圓W表面喷出處理液的情況下，由在該推 312XP/發明說明書(補件)/96-12/96132203 u 200818381 挽板2上所形成的抽吸口 2 3進行抽吸，便可在推挽板2 之下面21上形成處理液的液膜。然後，將該推挽板2與 ‘晶圓W表面呈相對向配置，藉由使晶圓界表面液體接觸到 處理液液膜，便可對晶圓W表面進行使用處理液施加的處 理。因為從推挽板2的喷出口 22所喷出的處理液，在喷 出後便馬上被抽吸口 23所抽吸，因而即使晶圓w呈旋轉 中，仍不致朝晶圓W周邊飛散。所以，將可在抑制處理液 朝晶圓W周邊飛散的情況下，對晶圓w表面進行利用處理 響液施加的處理。 再者，因為晶圓W對推挽板2呈旋轉狀態，因而處理液 將笔無不均地液體接觸於晶圓w表面整個區域。藉此，便 可對晶圓W表面均勻地進行使用處理液施加的處理。 以上針對本發明實施形態進行說明，惟本發明亦可依其 他實施形態實施。例如，將推挽板2的喷出口 22、與抽 吸口 23的配置形式相互顛倒，將構成抽吸口 “在噴出口 _ 2 2周圍配置複數個（例如6個）的構造，此情況下，從各 寊出口 22所喷出的處理液將流動並分散到位於其周圍的 抽吸口 23。 再者，上述實施形態中，旋轉夾具10係使用真空吸附 *式夾具，但是旋轉夾具10並不僅侷限於此種真空吸附式 •夾具。亦可採用例如將晶圓f周端面利用挾持構件進行挾 持，而迫將晶圓W依大致水平姿勢保持的機械式炎具。此 外，亦可採用將晶圓w周端面使用複數個旋轉滾輪進行挾 持’而能將晶圓1依大致水平姿勢保持的滾輪式爽具。

M2XP/發明說明書(補件)/96-12/96132203 1C 200818381 再者’亦可取代此，改為❹與㈣推 造的板，將晶圓w從背面侧進行吸附保持。在從喻 ‘晶圓”面喷出氮氣等氣體的情況下，由該抽吸口進行:: 便將在板上形成氣體流動，藉此便將晶圓^吸附 寸此！·月況下，為規範朝晶圓w侧邊的及月 緣處設置導件。 而在板周 再者，前述實施形態係㈣對靜止狀態的推 =:!轉的構造，但是亦可相反的，採用將晶圓: 止狀怨’而對該晶圓w使推挽板2進行旋轉的構造。 ^者’前述實施形態係採取湘旋轉夾具1G，將 =表面朝上方的水平姿勢保持，並對該晶圓W表面，使推 板2上所保持的液膜從上方進行液體接觸的構造，但 木用將該構造上下顛倒的構造。即，亦可採用旋轉爽 :10係將吸㈣12朝下方配置，且推挽板2係將形成有 =出口 22與抽吸口 23之一面’從下方與吸附座12相對 ί配置’利用旋轉夾具1Q將晶圓W依表面朝下方的水平 文勢保持’亚對該晶圓w表面，從下方使推挽板2所保 的液膜進行液體接觸之構造。 、、 者再者，晶圓W與推挽板2的旋轉，並不僅侷限於如前述 貫施形態，使晶圓W或推挽板2圍繞通過該中心的轴線進 ，旋轉之構造。亦可例如使晶圓w或推挽板2，圍繞偏離 違中心的軸線進行旋轉（公轉）的構造。此情況下，包括晶 圓W中心部分在内，均可毫無不均地進行利用處理液施= 之處理。 3l2xp/發明說明書(補件)/96-12/96132203 16 200818381 雖相關本發明實施形態已進行詳細說明，惟該等僅為明 瞭本發明技術内容而採用的具體例而已，不應解釋為本發 月僅限定於该等具體例而已，本發明的精神與範圍僅受所 附申請專利範圍的限制。 本申请案係對應於2006年8月31日對日本特許廳所提 出申晴的特願2006-235016號，將援引該申請案揭示全部 内容並組合於本案中。 【圖式簡單說明】 馨 圖1為本發明一實施形態的基板處理裝置構造之圖解 剖視圖。 圖2為推挽板下面的仰視圖。 【主要元件符號說明】 1 基板處理裝置 2 推挽板 3 供應機構 Q 4 抽吸機構 10 旋轉夾具 11 旋轉軸 12 吸附座 « 13 旋轉驅動機構 ，支撐塊 21 下面 22 喷出口 23 抽吸口 312XP/發明說明書(補件)/96-12/96132203 17 200818381

24 供應通路 25 抽吸通路 30 分支供應管 31 集合供應管 32 藥液供應管 33 純水供應管 34 IPA供應管 35 氮氣供應管 36 藥液閥 37 純水閥 38 IPA閥 39 氮氣閥 40 分支抽吸管 41 集合抽吸管 42 抽吸閥 S .間隔 W 晶圓 312XP/發明說明書(補件)/96-12/96132203 18

Claims (1)

1. 200818381 十、申請專利範圍： L一種基板處理裝置，係包括有·· , 基板保持單元，其係用來保持基板； , 推挽板（push—pul1 plate)，其係在上述基板保持單元 :保持的基板之一方面上，相隔間隔且呈相對向配置，並 山成有·朝上述-方面的相對向之面喷出處理液的複數喷 以及對從上述噴出口所喷出處理液進行抽吸的複數 抽吸口；以及 相對碇轉早70，其係使上述基板保持單元所保持的基板 與推挽板進行相對旋轉。 2·如申凊專利範圍第〗項之基板處理裝置，其中，上述 、1旋轉單元係使上述基板保持單元所保持的基板，圍繞 通過该基板中心的軸線進行旋轉。 3· 一種基板處理方法，係包括有： 基板保持步驟，係利用基板保持單元保持基板； Γ/ ^體接觸步驟，將形成有噴出處理液之複數喷出口、及 對從上述噴出口所喷出處理液進行抽吸之複數抽吸口之 推挽板，對上述基板保持單元所保持基板的一方面，相隔 間隔且呈相對向配置，並使從上述喷出口所喷出處理液液 •體接觸於該基板之一方面；以及 ， 相對旋轉步驟，在上述進行液體接觸步驟時，同時使基 板與推挽板進行相對旋轉。 312XP/發明說明書(補件)/96-12/96132203 19