201032268 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是對半導體晶圓或以液晶顯示裝置(LCD )的 玻璃基板爲代表的平面直角顯示器(Flat Panel Display: FPD )等的被處理基板實施洗淨等的液處理之液處理方法 及液處理裝置、及用以實施液處理方法的控制程式及電腦 可讀取的記憶媒體。 ❹ 【先前技術】 在半導體裝置的製程中所進行的洗淨處理,係藉由特 定的藥液(洗淨液)來洗淨半導體晶圓(以下簡稱爲晶圓 ),去除附著於晶圓的粒子、有機汚染物、金屬雜質等的 污染(contamination )、鈾刻處理後的聚合物等。 就進行如此的洗淨處理的晶圓洗淨裝置而言,例如有 單片式的晶圓洗淨裝置,其係將晶圓保持於旋轉夾頭,在 φ 使晶圓静止的狀態或旋轉的狀態下對晶圓的表背面供給藥 液,而來進行藥液處理,其次一邊使晶圓以特定的旋轉數 來旋轉,一邊對晶圓供給純水等的洗滌液,而來沖洗藥液 ,然後使晶圓旋轉進行乾燥處理。 在如此的單片式的晶圓洗淨裝置中,由經濟性的觀點 來看,極力減少所使用的藥液之技術,例如有提案於曰本 特開2003-224100號公報的技術,其係於晶圓的洗淨面形 成藥液的液膜,而來進行洗淨處理。 具體而言’例如爲了在晶圓的背面形成藥液的液膜, -5- 201032268 而設置板,在使該板接近晶圓背面的狀態下,從設置於板 的噴嘴來供給藥液至晶圓與板之間,藉此來形成液膜。該 板係設置成能夠昇降,在藥液洗淨後使板下降,而擴大板 與晶圓之間的間隙,一邊高速旋轉晶圓,一邊進行洗滌處 理及乾燥處理。在藥液處理時,爲了壓低每一片的藥液使 用量,而極力縮小板與晶圓之間的間隙。 但,在使板下降而離開晶圓時,或使晶圓保持高速旋 轉時,比起間隙的體積,間隙内的液體的體積會變小,因 而間隙内會形成真空狀態,晶圓會被吸附於板,而有發生 彎曲或破裂之虞。 【發明內容】 本發明的目的是在於提供一種在被處理基板利用板來 形成液膜而進行液處理時,不易發生被處理基板的彎曲或 破裂之液處理方法及液處理裝置。 又,本發明的其他目的是在於提供一種用以實施如此 方法之控制程式及電腦可讀取的記憶媒體。 本發明的第1觀點,可提供一種液處理方法,其特徵 係具有: 使板接近於被處理基板的至少一方的面’且在該板與 被處理基板之間供給處理液,而形成液膜之步驟; 在形成上述液膜的狀態下處理被處理基板之步驟;及 在上述處理終了後,對上述處理液的液膜供給氣體, 而來破壞上述液膜之步驟。 -6- 201032268 上述第1觀點的液處理方法中,上述處理液係經由設 置於上述板的中心部的噴嘴來供給至上述板與被處理基板 之間。 並且’在至少形成液膜時,形成上述液膜的上述處理 液爲藥液。 此情況,可更具有:使用藥液作爲上述處理液來形成 液膜後’在破壞上述液膜之前,在上述板與被處理體之間 Φ 供給洗滌液來將上述液膜的藥液的一部份或全部置換成洗 滌液之步驟。 又’可更具有:在破壞上述液膜之前,開放對上述液 膜供給氣體的氣體線路的壓力之步驟。 又,可更具有: 在破壞上述液膜之後,一邊使被處理基板相對性地以 低速的第1旋轉數旋轉,一邊擴大被處理基板與上述板之 間的間隙之步驟;及 φ 之後,使被處理基板的旋轉數上昇至比上述第1旋轉 數更局速的第2旋轉數之步驟。 此情況,上述第1旋轉數爲10〜lOOrpm,上述第2 旋轉數爲100〜lOOOrpm。 又,可更具有: —邊使被處理基板旋轉,一邊對被處理基板供給洗滌 液之步驟;及 使被處理基板旋轉,進行瀝乾之步驟。 本發明的第2觀點,可提供一種液處理方法,其特徵 201032268 係具有: 使板接近於被處理基板的至少一方的面,且在該板與 被處理基板之間供給處理液,而形成液膜之步驟; 在形成上述液膜的狀態下處理被處理基板之步驟; 在上述處理終了後,對上述液膜供給氣體,而來破壞 上述液膜之步驟; 使上述板與被處理基板之間分離之步驟; 從上述被處理基板去除上述液膜之步驟; 洗滌被處理基板之與上述板對向的面之步驟;及 使被處理基板瀝乾之步驟。 本發明的第3觀點,可提供一種液處理方法,其特徵 係具有: 使板接近於被處理基板的背面,且在該板與被處理基 板之間供給處理液,而形成液膜之步驟; 在形成上述液膜的狀態下處理被處理基板之步驟; 在上述處理終了後,對上述液膜供給氣體,而來破壞 上述液膜之步驟; 一邊使被處理基板相對性地以低速的第1旋轉數旋轉 ,一邊使上述板與被處理基板的背面之間分離之步驟; 使被處理基板的旋轉數相對性地上昇至高速的第2旋 轉數,而由上述被處理基板的背面來去除上述液膜之步驟 » 一邊使被處理基板旋轉,一邊對被處理基板的背面供 給洗滌液,而洗滌之步驟; 201032268 在使被處理基板的背面的處理進行的期間,對被處理 基板的表面供給處理液,而進行表面的處理之步驟; 在被處理基板的表面的處理之後,對該表面供給洗滌 液,而洗滌之步驟;及 在由上述第1旋轉數上昇至上述第2旋轉數的時間點 ,將供給至被處理體的表面的洗滌液切換成噴霧化的純水 及氣體的2流體噴霧。 φ 在上述第3觀點的液處理方法中,上述第1旋轉數爲 10〜lOOrpm,上述第2旋轉數爲100〜lOOOrpm。 又,可更具有:使被處理基板以高速旋轉而瀝乾之步 驟。 本發明的第4觀點,可提供一種液處理方法,其特徵 係具有: 對向於被處理基板的至少一方的面,而以第1間隔來 使板位置,且在該板與被處理基板之間供給液體,而進行 φ 液處理之步驟; 停止上述液體的供給後,在上述第1間隔的上述板與 被處理基板之間供給氣體之步驟;及 一面供給上述氣體,一面將上述板與被處理基板的間 隔擴大成比上述第1間隔更廣的第2間隔。 在上述第4觀點的液處理方法中,可在上述第丨間隔 的上述板與被處理基板之間供給氣體時使被處理基板旋轉 ,一面供給上述氣體’ 一面將上述板與被處理基板的間隔 形成上述第2間隔時使被處理基板的旋轉數上昇。 201032268 又,可更具有:在上述板與被處理基板之間供給洗滌 液之步驟。 又,可在供給上述洗滌液之後,將上述板與被處理基 板的間隔擴大成比上述第2間隔更廣的第3間隔,停止洗 滌液的供給。 又,在上述第1間隔的上述板與被處理基板之間所被 供給的液體可爲藥液,或在上述第1間隔的上述板與被處 理基板之間所被供給的液體可爲藥液及藥液處理後供給的 洗滌液。 本發明的第5觀點,可提供一種液處理方法,其特徵 係具有: 使板接近於被處理基板的至少一方的面,且在該板與 被處理基板的間隙供給處理液,而形成液膜之步驟; 在形成上述液膜的狀態下處理被處理基板之步驟;及 在上述處理終了後,一面擴大形成有上述處理液的液 膜的上述間隙,一面隨之對上述間隙供給液體,破壞液膜 之步驟。 在上述第5觀點的液處理方法中,上述處理液可經由 設置於上述板的中心部的噴嘴來供給至上述板與被處理基 板之間。形成上述液膜的上述處理液可爲藥液。又,上述 液體可爲洗滌液。 又,可更具有:上述液膜的破壞係一邊使被處理基板 相對性地以低速的第1旋轉數旋轉,一邊進行,然後,一 面使被處理基板的旋轉數上昇至比上述第1旋轉數更高速 -10- 201032268 的第2旋轉數,一面更擴大上述間隙之步驟。 此情況,上述第1旋轉數爲10〜100rPm’上述第2 旋轉數爲100〜lOOOrpm。 又,可更具有: 一邊使被處理基板旋轉,一邊對被處理基板供給洗滌 液之步驟;及 使被處理基板旋轉,而進行瀝乾之步驟。 φ 本發明的第6觀點,可提供一種液處理方法,其特徵 係具有: 使板接近於被處理基板的至少一方的面,且在該板與 被處理基板的間隙供給處理液,而形成液膜之步驟; 在形成上述液膜的狀態下處理被處理基板之步驟;及 在上述處理終了後,一面擴大形成有上述處理液的液 膜的上述間隙,一面隨之對上述間隙供給液體,破壞液膜 之步驟; 參 去除上述間隙的上述液膜之步驟; 洗滌被處理基板之與上述板對向的面之步驟;及 使被處理基板瀝乾之步驟。 本發明的第7觀點,可提供一種液處理方法,其特徵 係具有: 使板接近於被處理基板的背面,且在該板與被處理基 板的間隙供給處理液,而形成液膜之步驟; 在形成上述液膜的狀態下處理被處理基板之步驟; 在上述處理終了後,使被處理基板相對性地以低速的 -11 - 201032268 第1旋轉數旋轉’且一面擴大形成有上述處理液的液膜的 上述間隙,一面隨之對i述間隙#&液體壞液步 驟; 使被處理基板的旋轉數相對性地上昇至高速的第2旋 轉數,去除上述間隙的上述液膜之步驟; 一邊使被處理基板旋轉’ 一邊對被處理基板的背面供 給洗滌液,而洗滌之步驟; 在使被處理基板的背面的處理進行的期間’對被處理 基板的表面供給處理液,而來進行表面的處理之步驟; 在被處理基板的表面的處理之後,對該表面供給洗滌 液,而洗條之步驟;及 在由上述第1旋轉數上昇至上述第2旋轉數的時間點 ,將供給至被處理體的表面的洗滌液切換成噴霧化的純水 及氣體的2流體噴霧。 在上述第7觀點的液處理方法中,上述第1旋轉數可 爲10〜lOOrpm,上述第2旋轉數可爲100〜lOOOrpm。 又,可更具有:使被處理基板以高速旋轉而瀝乾之步 驟。 · 本發明的第8觀點,可提供一種液處理方法,其特徵 係具有: 對向於被處理基板的至少一方的面,而以第1間隔來 使板位置’且在該板與被處理基板之間供給液體,而進行 液處理之步驟; 在上述處理終了後,一面將形成有上述處理液的液膜 -12- 201032268 的上述間隙擴大至第2間隔,一面隨之對上述間隙供給第 2液體,破壞液膜之步驟;及 將上述間隙更擴大至第3間隔,去除上述液膜之步驟 〇 在上述第8觀點的液處理方法中,上述液膜的破壞可 以第1旋轉數來使被處理基板旋轉而進行,上述液膜的去 除可使上昇至比第1旋轉數更高速的第2旋轉數來進行。 φ 又,可更具有:在去除上述液膜之後,對板與被處理 基板的間隙供給洗滌液之步驟。 又,上述第1液體可爲藥液,上述第2液體可爲洗滌 液。 • 本發明的第9觀點,可提供一種液處理裝置,其特徵 係具備: 基板保持部,其係將被處理基板保持於水平; 至少1片的板,其係設置成可對被處理基板的至少一 φ 方的面接離; 處理液供給手段,其係用以在上述板與上述被處理基 板之間供給處理液; 氣體供給機構’其係對上述液膜供給氣體,而破壞液 膜;及 控制機構,其係控制成利用上述液膜的處理終了後, 對上述液膜供給氣體,而破壞液膜’然後,使上述板從被 處理基板離開° 本發明的第10觀點’可提供一種液處理裝置,其特 -13- 201032268 徵係具備’· 基板保持部,其係將被處理基板保持於水平; 至少1片的板,其係設置成可對被處理基板的至少一 方的面接離; 處理液供給手段,其係用以在上述板與上述被處理基 板的間隙供給處理液; 液體供給手段,其係用以對上述間隙供給液體; 控制機構,其係控制成利用上述液膜的處理終了後, 0 一面擴大形成有上述處理液的液膜的上述間隙,一面隨之 對上述間隙供給液體,破壞液膜。 本發明的第11觀點,可提供一種電腦可讀取的記憶 媒體,係記憶有在電腦上動作的控制程式,其特徵爲: · 上述控制程式係實行時,以具有下列步驟的液處理方 法能夠進行之方式,使液處理裝置控制於電腦, 使板接近於被處理基板的至少一方的面,且在該板與 被處理基板之間供給處理液,而形成液膜之步驟; 0 在形成上述液膜的狀態下處理被處理基板之步驟;及 在上述處理終了後,對上述處理液的液膜供給氣體, 而破壞上述液膜之步驟。 本發明的第12觀點,可提供一種電腦可讀取的記憶 媒體,係記憶有在電腦上動作的控制程式’其特徵爲: 上述控制程式係實行時,以具有下列步驟的液處理方 法能夠進行之方式,使液處理裝置控制於電腦’ 使板接近於被處理基板的至少一方的面’且在該板與 -14- 201032268 被處理基板的間隙供給處理液,而形成液膜之步驟; 在形成上述液膜的狀態下處理被處理基板之步驟;及 在上述處理終了後,一面擴大形成有上述處理液的液 膜的上述間隙,一面隨之對上述間隙供給液體,破壞液膜 之步驟。 若根據本發明之一形態,則由於是使板接近於被處理 基板的至少一方的面,且在該板與被處理基板之間供給處 Φ 理液,而形成液膜,在形成液膜的狀態下處理被處理基板 ,在處理終了後,對上述液膜供給氣體,而破壞上述液膜 ,因此即使之後使板離開,被處理基板與板之間也不會形 成真空狀態,難以發生被處理基板的彎曲或破裂。 若根據本發明的其他形態,則由於是使板接近於被處 理基板的至少一方的面,且在該板與被處理基板的間隙供 給處理液,而形成液膜,在形成液膜的狀態下處理被處理 基板,在處理終了後,一面擴大形成有上述處理液的液膜 φ 的上述間隙,一面隨之對上述間隙供給液體,破壞液膜, 因此在擴大被處理基板與板的間隙時,其間不會形成真空 狀態,難以發生被處理基板的彎曲或破裂。並且,一旦液 膜被破壞,則在該間隙不會形成液膜,因此爲了下個工程 ,可使基板的旋轉數上昇。 【實施方式】 以下,一邊參照圖面一邊詳細說明有關本發明的實施 形態。在此,說明有關將本發明適用於可同時洗淨處理晶 -15- 201032268 圓的表背面之洗淨處理裝置時。 圖1是表7K本發明之一實施形態的方法實施所使用的 洗淨處理裝置之一例的槪略平面圖,圖2是其槪略剖面圖 。洗淨處理裝置100具有外殼1,在外殻1的内部具有: 收容進行洗淨處理的晶圓之外處理室2、及容納 '液^土 & _ 嘴用的液吐出噴嘴臂31之液吐出噴嘴臂容納部3、及容納 2流體噴霧噴嘴用的2流體噴霧噴嘴臂32之2流體噴霧噴 嘴臂容納部4。 又,洗淨處理裝置100是在外處理室2的内部具有: 內罩11 (圖2)、及於內罩11内保持晶圓w的旋轉夾頭 12、及設置成在被保持於旋轉夾頭12的晶圓,的背面側 對向於晶圓W,且可上下作動的底板13。 在外殼1形成有作爲晶圓搬出入口的窗部14,此窗部 14是藉由第1遮擋板15而形成開閉自如。窗部14是在晶 圓w的搬出入時形成被開啓的狀態,除此以外,藉由第1 遮擋板15而保持成閉塞的狀態。第1遮擋板15是形成由 外殻1的内部來開閉窗部14,即使外殼1的内部形成陽壓 時,還是可有效防止外殼11内的氣氛漏洩。 在對應於外處理室2的側部的上述窗部1 4的位置形 成有晶圓W的搬出入口的窗部16,此窗部16是藉由第2 遮擋板17而形成開閉自如。窗部16是在晶圓W的搬出 入時形成開啓的狀態,除此以外,藉由第2遮擋板1 7而 保持成閉塞的狀態。晶圓W的洗淨處理是在外處理室2 内進行,在晶圓W的搬出入時,窗部14及16的雙方會 201032268 形成開啓的狀態,未圖示的搬送臂會從外部來插入至外處 理室2内,對旋轉夾頭12進行晶圓W的受取及交接β 第2遮擋板17亦形成從外處理室2的内部開閉窗部 16,即使外處理室2内形成陽壓時,還是可有效防止其内 部的氣氛漏拽。 在外處理室2的上壁設有將Ν2氣體等的惰性氣體供 給至外處理室2内的氣體供給口 18。此氣體供給口 18是 0 在外處理室2内形成向下層流(downflow ),防止吐出至 旋轉夾頭12所保持的晶圓W之藥液蒸氣充滿於外處理室 2内。並且,藉由形成如此的向下層流,亦可取得難以在 晶圓W的表面產生水印(Watermark)的效果。在外處理 室2的底部設有排溝部1 9,可由排溝部1 9來進行排氣及 排液。 內罩11是用以防止吐出至晶圓W的藥液或純水飛散 至周圍,設置成在外處理室2的内側圍繞旋轉夾頭12。此 φ 內罩11是上部形成傾斜部11a,在底壁形成有排溝部20 。並且,內罩11是其上端比被保持於旋轉夾頭12的晶圓 W更上方,形成可自由昇降於傾斜部圍繞晶圓W的處理 位置(在圖2中以實線所示的位置)與其上端比保持於旋 轉夾頭12的晶圓W更下側的退避位置(在圖2中以點線 所示的位置)之間。 內罩11是在晶圓W的搬出入時以不會妨礙搬送臂( 未圖示)的進入/退出之方式來保持於退避位置。另一方 面,在對保持於旋轉夾頭12的晶圓W實施洗淨處理時被 -17- 201032268 保持於處理位置。並且,使用於晶圓W的洗淨處理的藥 液會被引導至排溝部20。在排溝部20連接有未圖示的藥 液回収線路及排氣導管,藉此防止發生於內罩11内的噴 霧(mist)等擴散至外處理室12内。 旋轉夾頭12具有:旋轉板41、及延伸至連接於旋轉 板41的中央部的旋轉板41的下方之旋轉筒體42,且支撐 晶圓W的支撐銷44a及保持晶圓W的保持銷44b會被安 裝於旋轉板41的周緣部。搬送臂(未圖示)與旋轉夾頭 12之間的晶圓W交接是利用此支撐銷44a來進行。由確 實支撐晶圓W的觀點來看,最好支撐銷44a是至少設置於 3處。保持銷44b是以不會妨礙搬送臂(未圖示)與旋轉 夾頭12之間的晶圓W交接之方式,藉由未圖示的按壓機 構來將位於旋轉板4 1下部的部份按壓於旋轉板4丨側,藉 此可使保持銷44b的上前端往旋轉板41的外側移動之方 式傾斜。由確實支撐晶圓W的觀點來看,最好保持銷44b 也是至少設置於3處。 在旋轉筒體42的下端部的外周面有傳送帶45被捲繞 ’利用馬達46來使傳送帶45驅動,藉此使旋轉筒體42 及旋轉板41旋轉’而使保持於保持銷44b的晶圓w能夠 旋轉。 底板13是連接至貫插旋轉板41的中央部及旋轉筒體 42内而設置的軸(支撐柱)47。軸47是在其下端部,固 定於水平板48,此水平板48可與軸47 一體藉由汽缸等的 昇降機構49來昇降。而且,底板13是藉由該昇降機構49 -18- 201032268 在旋轉夾頭12與搬送臂(未圖示)之間進行晶圓W的交 接時,以不會和搬送臂衝突的方式來下降至接近旋轉板41 的位置,爲了對晶圓W的背面進行洗淨處理,而形成液 膜時,上昇至接近晶圓W的背面的位置。並且,在利用 液膜的洗淨處理終了後,下降至適當的位置。又,亦可固 定底板13的高度位置,使旋轉筒體42昇降,藉此來調整 保持於旋轉夾頭12的晶圓W與底板13的相對位置。 φ 在底板13及軸47中,以能夠貫通其内部的方式,設 有用以往晶圓W的背面供給洗淨液的藥液或洗滌液的純 水、及液膜破壞用的氣體(例如氮氣)之背面洗淨用噴嘴 50。並且,在底板13中埋設有加熱器33,由未圖示的電 源來供電,藉此可經由底板1 3來進行晶圓W的溫度控制 〇 在液吐出噴嘴臂容納部3與外處理室2隣接的部份形 成有窗部21,此窗部21是藉由第3遮擋板22形成開閉自 魯 如。而且,在隔離液吐出噴嘴臂容納部3與外處理室2的 氣氛時,該第3遮擋板22會被關閉。並且。在2流體噴 霧噴嘴臂容納部4與外處理室2隣接的部份形成有窗部23 ,此窗部23是藉由第4遮擋板24形成開閉自如。而且, 在隔離2流體噴霧噴嘴臂容納部4與外處理室2的氣氛時 ,該第4遮擋板24會被關閉。 被容納於液吐出噴嘴臂容納部3的液吐出噴嘴臂31 是藉由設置於其基端部的驅動機構52來可轉動及上下作 動於液吐出噴嘴臂容納部3與外處理室2内的晶圓W中 -19- 201032268 心部的上方位置之間,且在其前端設有吐出作爲洗淨液的 藥液及作爲洗滌液的純水之液吐出噴嘴51。 另一方面,被容納於2流體噴霧噴嘴臂容納部4的2 流體噴霧噴嘴臂32是藉由設置於其基端部的驅動機構54 來可轉動及上下作動於2流體噴霧噴嘴臂容納部4與外處 理室2内的晶圓W中心部的上方位置之間,且在其前端 設有用以使N2氣體及藉由N2氣體而被噴霧化的純水噴出 之2流體噴霧噴嘴5 3。 圖3是表示洗淨處理裝置100的流體供給系的槪略圖 。如圖3所示,在背面洗淨用噴嘴5 0連接有流體供給線 路6 1。在流體供給線路6 1分別經由閥6 4及6 5來連接藥 液供給線路62及純水供給線路63,可對晶圓W的背面供 給作爲洗淨液的藥液及作爲洗滌液的純水。並且,在流體 供給線路61的途中經由閥67來連接供給N2氣體的1^2氣 體供給線路66。在N2氣體供給線路66從上游側依序設有 調節器68、流量計69、過濾器70,且在過濾器70的下游 側連接有用以將氣體壓開放至外部的開放線路71。在 開放線路7 1設有開閉閥7 1 a。 另一方面,在設置於晶圓的表面側的液吐出噴嘴51 連接有液供給線路72。液供給線路72是分別經由閥75及 76來連接藥液供給線路73及純水供給線路74,可對晶圓 W的表面供給作爲洗淨液的藥液及作爲洗滌液的純水。並 且,在2流體噴霧噴嘴53連接有N2氣體線路77及純水 線路78,以N2氣體來使純水噴霧化,從2流體噴霧噴嘴 201032268 53噴霧化的純水會與义氣體一起噴出。 洗淨處理裝置100的各構成部是形成連接至具備CPU 的製程控制器90而被控制的構成。在製程控制器90連接 有使用者介面91及記憶部92,該使用者介面91是由工程 管理者爲了管理洗淨處理裝置100的各構成部而進行指令 的輸入操作等的鍵盤、及使洗淨處理裝置1〇〇的各構成部 的作動狀況可視化而顯示的顯示器等所構成,該記憶部92 φ 是記憶有用以藉由製程控制器90的控制來實現洗淨處理 裝置1〇〇所執行的各種處理的控制程式或處理條件資料等 之方法。 因應所需,接受來自使用者介面91的指示等,從記 億部92來叫出任意的方法,而執行於製程控制器90,在 製程控制器90的控制下,於洗淨處理裝置1 00中進行所 望的各種處理。上述方法例如可爲儲存於CD-ROM、硬碟 、軟碟、非揮發性記憶體等可讀出的記憶媒體者,或可從 適當的裝置經由專用線路來隨時傳送,上線利用。 其次,說明有關使用以上那樣構成的洗淨處理裝置之 洗淨處理的第1例。首先,開啓設置於外殻1的第1遮擋 板15及設置於外處理室2的第2遮擋板17,且將內罩11 保持於退避位置,使底板13待機於接近旋轉板41的位置 ,令液吐出噴嘴臂31及2流體噴霧噴嘴臂32成爲分別收 納於液吐出噴嘴臂容納部3及2流體噴霧噴嘴臂収納部4 的狀態。 由此狀態來搬入晶圓W而同時洗淨晶圓W的表背面 -21 - 201032268 ,但基於方便起見,首先說明有關晶圓W的背面洗淨。 圖4是用以說明洗淨晶圓W的背面時的程序的流程圖’ 圖5A〜5E是用以說明其主要步驟的處理狀態的模式圖。 首先,藉由未圖示的搬送臂來交接晶圓W至設置於 旋轉夾頭12的支撐銷44a (步驟1 )。此情況,一旦晶圓 W被支撐於支撐銷44a,則會使搬送臂從外處理室2退出 ,關閉第1遮擋板15及第2遮擋板17,使內罩11上昇至 處理位置。此刻,以底板13不會妨礙晶圓W的搬入之方 式,晶圓 W與底板13的間隙是形成4mm以上、例如 1 0mm以上。 其次,如圖5A所示,使底板13上昇至接近保持於旋 轉夾頭12的晶圓W的背面的位置(步驟2)。此刻的晶 圓W與底板13之間的間隙是被設定成0.5〜3mm、例如 0.8mm。由省藥液的觀點來看,最好此刻的間隙是極小。 並且,此刻爲了晶圓W的溫度控制,可藉由加熱器3 3來 加熱,但由此刻的控制性的觀點來看,亦最好小。 其次,經由藥液供給線路62、流體供給線路61及背 面洗淨用噴嘴50來將作爲洗淨液的特定藥液供給至晶圓 W與底板13的間隙,如圖5 B所示’在晶圓W的背面側 形成由藥液所構成的液膜(步驟3)。此刻,晶圓W可爲 静止狀態’或爲了迅速擴散藥液’而以l〇〇rpm以下的低 速來旋轉。如此一來’可以數秒程度 '例如3秒來形成由 藥液所構成的液膜1〇1。其次’進行利用藥液的液膜101 之晶圓背面的洗淨(步驟4 )。此刻’可使晶圓W静止, -22- 201032268 或基於藥液的攪拌等觀點,亦可使晶圓W以極低速旋轉 。該利用藥液的洗淨處理是按照洗淨的程度來設定成任意 的時間。 利用藥液的洗淨處理終了後,經由純水供給線路63、 流體供給線路61及背面洗淨用噴嘴50,在晶圓W背面與 底板1 3之間供給作爲洗滌液的純水(步驟5 )。此步驟中 是一邊以10〜l〇〇rpm、例如50rpm的低速來使晶圓W旋 φ 轉,一邊進行。藉由此步驟,如圖5 C所示,晶圓W背面 與底板13之間的液膜101的藥液的一部份或全部會形成 以洗滌液的純水所置換的液膜101a。由於此步驟是爲了以 洗滌液的純水來置換背面洗淨用噴嘴50内的藥液、以及 底板1 3上的藥液而進行者,因此數秒程度、例如2秒的 短時間即可。 另外,此步驟並非必須,當不進行此步驟時,藥液的 液膜101會被原封不動維持。 ^ 接著,一邊以10〜lOOrpm、例如50rpm的低速來使 晶圓W旋轉,一邊經由N2氣體線路6 6、流體供給線路61 及背面洗淨用噴嘴50,在晶圓W與底板13之間供給N2 氣體,對該等之間的液膜(藥液的一部份或全部被純水置 換的液膜l〇la,或未被純水置換時爲藥液液膜101)導入 N2氣體,藉此來破壞液膜(步驟6 )。此刻,如圖5D所 示,充滿於晶圓W與底板1 3的間隙之液體的一部份會從 該間隙溢出落下,形成液體中混入氣體1 02的狀態。此步 驟可爲1〜5秒、例如3秒的短時間。 -23- 201032268 另外,此刻有時氣體線路66的氣體壓會變高,若 就那樣開啓閥67 ’則N2氣體會急劇供給至晶圓W與底板 1 3之間的間隙,有時會發生推起晶圓w等不良的情況。 爲了解除如此的不良情況,最好是在上述步驟5中,預先 開啓開放線路71的開閉閥71a,而開放N2氣體供給線路 66内的壓力。 其次,繼續供給N2氣體,將晶圓W的旋轉數保持於 低速,使底板13下降,如圖5E所示,將晶圓W與底板 13的間隙擴大成1.5〜4mm、例如1.5mm (步驟7)。此 刻,在步驟6中,晶圓W與底板1 3之間的液膜會被N2氣 體所破壞,而形成N2氣體混入的狀態,且亦發生來自外 部的空氣浸入,因此晶圓W不會被吸附於底板13,防止 發生晶圓W的彎曲或破裂。 接著,保持繼續供給N2氣體,使晶圓W的旋轉數上 昇至300rpm以上、例如lOOOrpm (步驟8)。藉此,逐出 殘留於晶圓W與底板13之間的液滴。此刻,若晶圓W的 旋轉數過高,則晶圓W會被吸附於底板1 3,因此必須爲 不使如此情況發生的旋轉數。 另外,該等步驟6,7可爲數秒程度的短時間,例如 步驟6爲2秒,步驟7爲3秒。 然後,停止N2氣體,且晶圓W與底板13的間隙及晶 圓W的旋轉數維持不動,經由純水供給線路63、流體供 給線路61及背面洗淨用噴嘴50,在晶圓W與底板13之 間供給作爲洗滌液的純水(步驟9)。此刻,純水是以能 -24- 201032268 夠撞擊於晶圓W的背面而擴散之方式來供給,因此在 圓W與底板之間不會有純水積存。 然後,停止供給純水,使底板13更下降,將晶圓 與底板1 3的間隙設爲4mm以上、例如10mm,且將晶 W的旋轉數設爲300rpm以上、例如i〇〇〇rprn,而進行 乾(步驟1 0 )。此刻,爲了促進乾燥,亦可供給N2氣 〇 然後,將晶圓W與底板1 3的間隙設爲4mm以上、 如維持l〇mm的狀態下’將未圖示的搬送臂插入晶圓W 下方,把晶圓W交接至搬送臂(步驟11)。 藉此,完成背面洗淨處理’將以上那樣的背面洗淨 理的程序的典型例彙整於表 ❿ 晶 W 圓 瀝 體 例 的 處 -25- 201032268 表1 步驟 1 2 3 4 5 6 與搬送臂 的交接 Gap規定 藥液液膜形成 藥液處理 純水洗滌 背面液 膜破壞 Wafer 旋轉數 Orpm Orpm 100rpm~0rpm Orpm 5 Orpm 50rpm 處理時間 一 _ 3秒程度 任意 2秒 3秒 背面藥液 噴嘴 - 藥液吐出 藥液(停止) 純水 n2 底板位置 Gap 10mm Gap 0.8mm Gap 0.8mm Gap 0.8mm Gap 0.8mm Gap 0.8mm 步驟 7 8 9 10 11 Gap擴大 Wafer旋轉數UP 純水洗滌 旋轉乾燥 與搬送臂 的交接 Wafer 旋轉數 5 Orpm 50=>1000rpm lOOOrpm lOOOrpm Orpm 處理時間 2秒 3秒 20秒 30秒 - 背面藥液噴嘴 n2 n2 純水 - - 底板位置 Gap 1.5mm Gap 1.5mm Gap 1.5mm Gap 10mm Gap 10mm 在進行以上的晶圓 w的背面洗淨的期間,同時進行 晶圓W的表面洗淨。圖6是使晶圓W的表面洗淨處理對 應於圖4的背面洗淨處理而顯示的流程圖。如該圖所示, 首先,使液吐出噴嘴臂31進入外處理室2内,且使液吐 出噴嘴5 1位於晶圓W的表面中心上(步驟2 1 )。 其次,在步驟2之往晶圓W的背面的藥液液膜形成 、及步驟3之利用藥液的背面洗淨處理的洗淨時,經由藥 液供給線路73、液供給線路72及液吐出噴嘴5 1來對晶圓 W的表面供給藥液而進行洗淨處理(步驟22)。此時, -26- 201032268 可對晶圓W的表面供給特定量的藥液而形成液膜來進行 洗淨處理,或者在背面洗淨時使晶圓W以低速旋轉,一 邊流動藥液,一邊進行洗淨。 利用藥液的洗淨處理後,在背面洗淨之步驟4〜7的 時間點,經由純水供給線路73、液供給線路72及液吐出 噴嘴51來對晶圓W的表面供給純水,而進行洗滌處理( 步驟23 ) » • 在進行步驟23時,使2流體噴霧噴嘴臂32侵入外處 理室2内,令2流體噴霧噴嘴52待機於液吐出噴嘴51的 上方(步驟24)。 其次,在進行背面的液膜破壞及間隙擴大後之步驟8 的晶圓高速旋轉開始的時間點,使液吐出噴嘴51退避, 且使2流體噴霧噴嘴52下降,而進行晶圓W的表面的2 流體噴霧洗淨(步驟25)。此2流體噴霧洗淨是由2流體 噴霧噴嘴52來對晶圓W的表面供給2流體噴霧、亦即噴 φ 霧狀的純水及N2氣體,藉此可極有效地去除存在於表面 的粒子等。 然後,在背面洗淨之步驟10的瀝乾開始的時間點停 止2流體噴霧的供給,進行瀝乾(步驟26)。 如以上那樣,使背面洗淨之藥液洗淨後的藥液液膜破 壞及間隙擴大時的晶圓以低速旋轉的處理時’由於是對晶 圓 W表面供給純水來洗滌的同時防止乾燥,且配合之後 的高速旋轉的時間點以2流體噴霧來洗淨晶圓表面’因此 可一面配合背面洗淨的工程,一面以適當的條件來進行表 -27- 201032268 面洗淨。 其次’說明有關使用上述洗淨處理裝置的洗淨處理的 第2例。首先,與第1例同樣開啓設置於外殼1的第1遮 擋板15及設置於外處理室2的第2遮擋板17,且將內罩 11保持於退避位置,使底板13待機於接近旋轉板41的位 置,將液吐由噴嘴臂31及2流體噴霧噴嘴臂32分別設爲 收納於液吐出噴嘴臂容納部3及2流體噴霧噴嘴臂収納部 4的狀態。 由此狀態來搬入晶圓W而同時洗淨晶圓W的表背面 ,但基於方便起見,首先說明有關晶圓W的背面洗淨。 圖7是用以說明洗淨晶圓W的背面時的程序的流程圖, 圖8 A〜8E是用以說明其主要步驟的處理狀態的模式圖。 首先,藉由未圖示的搬送臂來交接晶圓W至設置於 旋轉夾頭12的支撐銷44a (步驟31)。此情況,一旦晶 圓W被支撐於支撐銷44a,則會使搬送臂從外處理室2退 出,關閉第1遮擋板15及第2遮擋板17,使內罩11上昇 至處理位置。此刻,以底板13不會妨礙晶圓W的搬入之 方式,晶圓W與底板13的間隙是形成4mm以上、例如 1 0mm以上。 其次,如圖8A所示,使底板13上昇至接近保持於旋 轉夾頭12的晶圓W的背面的位置(步驟32)。此刻的晶 圓W與底板13之間的間隙是被設定成0.5〜3mm、例如 0.8mm。由省藥液的觀點來看,最好此刻的間隙是極小。 並且,此刻爲了晶圓W的溫度控制,可藉由加熱器3 3來 -28- 201032268 加熱,但由此刻的控制性的觀點來看’亦最好小。 其次,經由藥液供給線路62、流體供給線路61及背 面洗淨用噴嘴50來將作爲洗淨液的特定藥液供給至晶圓 W與底板13的間隙’如圖8B所示’在晶圓W的背面側 形成由藥液所構成的液膜(步驟3 3 )。此刻,晶圓W可 爲静止狀態,或爲了迅速擴散藥液,而以lOOrpm以下的 低速來旋轉。如此一來’可以數秒程度、例如3秒來形成 ❿ 由藥液所構成的液膜101。其次,進行利用藥液的液膜 101之晶圓背面的洗淨(步驟34)。此刻,可使晶圓W 静止,或基於藥液的攪拌等觀點,亦可使晶圓W以極低 速旋轉。該利用藥液的洗淨處理是按照洗淨的程度來設定 成任意的時間。 在利用藥液的洗淨處理終了後,使底板1 3下降,一 面擴大晶圓W與底板1 3的間隙,一面以能夠隨之,亦即 與間隙的體積増加量同等或以上的方式,經由純水供給線 φ 路63、流體供給線路61及背面洗淨用噴嘴50來對晶圓 w與底板1 3的間隙供給作爲洗滌液的純水,破壞液膜( 步驟3 5 )。此情況,晶圓W與底板13的間隙爲3 mm以 上、例如擴大成4mm時液膜會被破壞。在此步驟中,是 —邊使晶圓W以10〜lOOrpm、例如50rpm的低速旋轉, 一面進行。 在此步驟中,如圖8 C所示,即使擴大晶圓W與底板 1 3的間隙,還是會隨之對該間隙供給純水,間隙内爲藥液 純水混合液膜101a所充滿的狀態,因此該間隙不會形成 -29- 201032268 真空,晶圓W不會被吸附於底板13,可防止發生晶圓W 的彎曲或破裂。然後,一旦間隙形成上述的間隔,則如圖 8D所示,隨之空氣會從外周側進入間隙内,形成液體中 混入氣體102的狀態,液膜會被破壞。一旦液膜被破壞, 則在此間隙無法再度形成液膜,因此可移至下個步驟的高 速旋轉。此步驟35的時間爲5〜15秒程度,例如進行10 秒。 接著,一面使晶圓W的旋轉數上昇至3 OOrpm以上、 例如100Orpm,一面更擴大晶圓W與底板13的間隙4mm 以上、例如10mm,如圖8E所示,從晶圓W與底板1 3的 間隙來去除液膜(步驟3 6 )。步驟3 6可爲數秒程度的短 時間、例如3秒。 然後,使晶圓W與底板1 3的間隙及晶圓W的旋轉數 維持300rpm以上、例如lOOOrpm,在晶圓W與底板13之 間供給作爲洗滌液的純水,進行晶圓背面的洗滌處理(步 驟37)。此刻,純水是以能夠撞擊於晶圓W的背面而擴 散之方式來供給,因此在晶圓W與底板之間不會有純水 積存。 然後,停止供給純水,保持晶圓W與底板13的間隙 ,將晶圓W的旋轉數設爲3 00rpm以上、例如l〇〇〇rpm, 而進行瀝乾(步驟3 8 )。此刻,爲了促進乾燥,亦可供給 N2氣體。 然後,將晶圓W與底板13的間隙設爲4mm以上、例 如維持10mm的狀態下,將未圖示的搬送臂插入晶圓w的 •30- 201032268 下方,把晶圓W交接至搬送臂(步驟39)。 藉此,完成背面洗淨處理,將以上那樣的背面洗淨處 理的程序的典型例彙整於表2。
-31 - 201032268 <N嗽 與搬送臂 的交接 5 6 I 1 10mm oo 旋轉乾燥 ε & 〇 τ-Η 30秒 1 10mm 卜 洗滌處理 | 〇 任意 純水 10mm Ό 晶圓旋轉數上昇 ε & 〇 ίϊ m 純水 4mm=>10mm ^ -K « m 窠· m se m w ε & 10秒 純水 0.8nun=>4mm 寸 藥液處理 ε & ο 任意 停止 0.8mm cn 藥液液膜形成 ε & I ο 3秒程度 藥液吐出 0.8mm CN Gap規定 1. _ 一 _ . 1 ο 1 1 0.8mm 與搬送臂 的交接 ε 1 1 10mm 步驟 Wafer旋轉數 處理時間 背面藥液噴嘴 間隙 201032268 在進行以上的晶圓W的背面洗淨的期間,同時進行 晶圓W的表面洗淨。圖9是使晶圓W的表面洗淨處理對 應於圖7的背面洗淨處理而顯示的流程圖。如該圖所示, 首先,使液吐出噴嘴臂31進入外處理室2内,且使液吐 出噴嘴51位於晶圓W的表面中心上(步驟41)。 其次,在步驟32之往晶圓W的背面的藥液液膜形成 、及步驟3 3之利用藥液的背面洗淨處理的洗淨時,經由
鳥 藥液供給線路73、液供給線路72及液吐出噴嘴5 1來對晶 W 圓W的表面供給藥液而進行洗淨處理(步驟42)。此時 ,可對晶圓W的表面供給特定量的藥液而形成液膜來進 行洗淨處理,或者在背面洗淨時使晶圓W以低速旋轉, 一邊流動藥液,一邊進行洗淨。 利用藥液的洗淨處理後,在背面洗淨之步驟34〜35 的時間點,經由純水供給線路73、液供給線路72及液吐 出噴嘴51來對晶圓W的表面供給純水,而進行洗滌處理 φ (步驟43 )。 在進行步驟43時,使2流體噴霧噴嘴臂32侵入外處 理室2内,令2流體噴霧噴嘴52待機於液吐出噴嘴51的 上方(步驟44 )。 其次,在步驟3 6的晶圓高速旋轉開始的時間點’使 液吐出噴嘴51退避,且使2流體噴霧噴嘴52下降,而進 行晶圓W的表面的2流體噴霧洗淨(步驟45)。此2流 體噴霧洗淨是由2流體噴霧噴嘴52來對晶圓W的表面供 給2流體噴霧、亦即噴霧狀的純水及氣體’藉此可極 -33- 201032268 有效地去除存在於表面的粒子等。 然後,在背面洗淨之步驟38的瀝乾開始的時間點停 止2流體噴霧的供給,進行瀝乾(步驟46)。 如以上那樣,使背面洗淨之藥液洗淨後的間隙擴大時 的晶圓以低速旋轉的處理時,由於是對晶圓W表面供給 純水來洗滌的同時防止乾燥,且配合之後的高速旋轉的時 間點以2流體噴霧來洗淨晶圓表面,因此可一面配合背面 洗淨的工程,一面以適當的條件來進行表面洗淨。 _ 就上述實施形態而言,雖是在晶圓W的背面設置底 板13,使能夠在晶圓W的背面與底板13之間形成液膜, 但如圖1 〇所示,亦可在晶圓W的上方設置頂板103,而 使能夠在晶圓W的表面與頂板1 03之間形成藥液的液膜 〇 參照圖10來更詳細說明,頂板103是被連接於從外 處理室2的上方延伸至外處理室2内的樞軸104的下端。 樞軸104的上端是可自由旋轉地支撐於水平板105,水平 @ 板105可藉由固定於外處理室2上之由汽缸等所構成的昇 降機構106來昇降,頂板103可利用昇降機構106經由水 平板105及樞軸104來昇降。並且,在樞軸104捲繞有傳 送帶107,此傳送帶107可藉由馬達108來驅動,藉由利 用馬達108來驅動傳送帶107,可經由樞軸104來使頂板 103旋轉。雖頂板103並非一定要旋轉,但對於在背面洗 淨時晶圓W必須静止,在表面洗淨中晶圓w與頂板之間 的相對移動必要時有效。 -34- 201032268 在水平板105、樞軸104及頂板103中,以能夠貫通 該等的内部之方式設有表面洗淨用噴嘴110。在表面洗淨 用噴嘴110連接有流體供給線路111。在流體供給線路 1 1 1分別經由閥1 1 4及1 1 5來連接藥液供給線路1 1 2及純 水供給線路113,可對晶圓W的表面供給作爲洗淨液的藥 液及作爲洗滌液的純水。並且,在流體供給線路111的途 中連接經由閥117來供給N2氣體的N2氣體供給線路116 ®。N2氣體供給線路116是與N2氣體供給線路66完全相同 構成,因此省略其詳細説明。 藉由如此的構成,在使頂板1 03接近晶圓W表面的 狀態下,在晶圓W的表面與頂板103之間供給藥液,形 成藥液的液膜,而使能夠進行洗淨處理,可使用和晶圓W 的背面洗淨同様的程序,進行藥液液膜形成—利用藥液的 洗淨處理->藥液的液膜破壞—頂板離開—洗滌處理—乾燥 處理之一連串的處理。但,由於晶圓表面會被要求高清淨 φ 度,因此在洗滌處理後,最好是進行上述那樣的2流體噴 霧洗淨。此情況是在洗滌處理後,使頂板退避至上方,且 使2流體噴霧噴嘴臂32進入外處理室2内,而由2流體 噴霧噴嘴52來供給噴霧化的純水及N2氣體即可。 藉由以上那樣的處理,即使在晶圓 W的背面處理利 用板來形成液膜而進行洗淨處理時,照樣可在利用藥液的 洗淨處理終了後,使板自晶圓W離開時能夠迴避晶圓吸 附至板,可防止晶圓W的彎曲或破壞。 另外,本發明並非限於上述實施形態,可實施各種的 -35- 201032268 變形。例如,就上述實施形態而言,雖是顯示將本發明的 方法使用於被處理基板(晶圓)的背面、或背面及表面的 洗淨,但亦可只將本發明的方法適用於表面的洗淨。 又,上述實施形態之洗淨處理的第1例,雖是使用 n2氣體作爲破壞液膜的氣體,但並非限於此,只要不對液 處理造成影響,亦可使用Ar氣體等其他的惰性氣體或其 他各種的氣體。 又,上述實施形態之洗淨處理的第2例,雖是使用洗 滌液的純水來作爲用以破壞液膜的液體,但只要不對基板 的處理造成不良影響,亦可爲其他的液體。 又,上述實施形態中雖是顯示有關被處理基板爲使用 半導體晶圓時,但當然亦可適用於以液晶顯示裝置(LCD )用的玻璃基板爲代表的平面直角面板顯示器(FPD )用 的基板等其他的基板。 又,上述實施形態中雖是顯示有關將本發明適用於洗 淨處理時,但並非限於此,亦可適用於其他的液處理。 【圖式簡單說明】 圖1是表示本發明之一實施形態的方法實施所使用的 洗淨處理裝置之一例的槪略平面圖。 圖2是圖1的洗淨處理裝置的槪略剖面圖。 圖3是表示圖1的洗淨處理裝置的液體及氣體的供給 系。 圖4是用以說明圖1的洗淨處理裝置之晶圓的背面洗 -36- 201032268 淨處理的程序之一例的流程圖。 圖5A〜5E是依各工程來說明實施圖4的程序時之裝 置内的狀態模式圖。 圖6是表示使圖1的洗淨處理裝置之晶圓的表面洗淨 處理的程序例對應於圖4的背面洗淨處理的流程圖。 圖7是用以說明圖1的洗淨處理裝置之晶圓的背面洗 淨處理的程序的其他例的流程圖。 φ 圖8A〜8E是依各工程來說明實施圖7的程序時之裝 置内的狀態模式圖。 圖9是表示使圖1的洗淨處理裝置之晶圓的表面洗淨 處理的程序例對應於圖7的背面洗淨處理的流程圖。 圖1〇是表示本發明的實施所使用的洗淨處理裝置的 其他例的槪略構成剖面圖。 【主要元件之符號說明】 鲁 1 :外殼 2 :外處理室 3:液吐出噴嘴臂容納部 4: 2流體噴霧噴嘴臂容納部 1 1 :內罩 1 1 a :傾斜部 1 2 :旋轉夾頭 13 :底板 14 :窗部 -37- 201032268 15 :第1遮擋板 16 :窗部 17 :第2遮擋板 1 8 :氣體供給口 1 9 :排溝部 20 :排溝部 21 :窗部 22 :第3遮擋板 23 :窗部 24 :第4遮擋板 31 :液吐出噴嘴臂 3 2 : 2流體噴霧噴嘴臂 3 3 :加熱器 4 1 :旋轉板 42 :旋轉筒體 44a :支撐銷 44b :保持銷 4 5 :傳送帶 46 :馬達 4 7 :軸(支撐柱) 4 8 :水平板 49 :昇降機構 5 0 :背面洗淨用噴嘴 5 1 :液吐出噴嘴 -38- 201032268 52 : 5 3 : 54 : 6 1 : 62 : 63 : 64 :
66 : 67 : 68 : 6 9 : 70 : 71 : 71a
73 : 74 : 75 : 76 : 77 : 78 : 90 : 91 : 驅動機構 2流體噴霧噴嘴 驅動機構 流體供給線路 藥液供給線路 純水供給線路 閥 閥 N2氣體供給線路 閥 調節器 流量計 過濾器 開放線路 :開閉閥 液供給線路 藥液供給線路 純水供給線路 閥 閥 N2氣體線路 純水線路 製程控制器 使用者介面 -39- 201032268 92 :記憶部 100 :洗淨處理裝置 1 0 1 :藥液液膜 1 〇 1 a :液膜 102 :氣體 103 :頂板 1 04 :樞軸 1〇5:水平板 ❿ 106 :昇降機構 107 :傳送帶 1 0 8 :馬達 110:表面洗淨用噴嘴 1 1 1 :流體供給線路 1 1 2 :藥液供給線路 1 1 3 :純水供給線路 1 14 :閥 _ 1 1 5 :閥 1 1 6 : N 2氣體供給線路 1 1 7 :閥 W :晶圓 -40-