TW201308468A - 液處理裝置，液處理方法及記憶媒體 - Google Patents

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Abstract

〔課題〕提供能夠以簡單之方法形成適用於所進行之液處理之處理氛圍的液處理裝置等。〔解決手段〕在框體內之處理空間(21)對被處理基板(W)之表面供給處理液而進行液處理的液處理裝置(2)中，旋轉保持部(33、341)係保持被處理基板(W)而繞垂直軸旋轉，處理液供給噴嘴(35)係對旋轉之被處理基板(W)之表面供給處理液。第1氣體供給部(23)為了形成適合於上述液處理之處理氛圍，形成在被處理基板(W)之表面全體流動，並流入罩杯(31)之第1氣體的下降流，第2氣體供給部(22)係在該第1氣體之下降流的外方區域，形成與上述第1氣體不同之第2氣體的下降流。然後，第1氣體供給部(23)及第2氣體供給部(22)被設置在構成上述處理空間(21)之筐體的頂棚部。

Description

液處理裝置，液處理方法及記憶媒體
本發明係關於調節進行被處理基板之液處理之周圍氛圍的技術。
在半導體製造工程中，有對半導體晶圓(以下，稱為晶圓)等之被處理基板進行液處理的工程。就以液處理而言，可舉出藉由洗淨液的晶圓之洗淨等。被使用於該種處理之液處理單元，具備有承接例如處理液的罩杯，和被設置在罩杯內之旋轉吸盤等之旋轉保持部，和對基板供給處理液的處理液供給噴嘴。然後，於進行晶圓之洗淨時，準備複數種類之處理液，藉由以事先設定之順序各種處理液被供給至旋轉之晶圓表面，實行液處理。
實行如此液處理之旋轉吸盤或罩杯等係被收納在共通之框體內而與外部之氛圍隔離。然後，藉由從位於該框體之上部的FFU(Fan Filter Unit)被供給之潔淨空氣，在框體內形成潔淨空氣之下降流(降流)，而抑制隨著實行晶圓之搬入搬出或液處理而引起顆粒或霧氣，使晶圓及框體內保持潔淨狀態。
另外，在洗淨處理中，對晶圓供給鹼性或酸性之處理液，以DIW(Delonized Water)等之沖洗液進行沖洗洗淨之後，藉由供給IPA(IsoPropyl Alcohol)，進行與IPA同時除去殘留在晶圓表面之液體的IPA乾燥。此時，必須 將晶圓周圍之氛圍之濕度抑制成較低。
再者，在對形成有銅等之金屬配線之晶圓表面進行的液處理中，也有為了防止金屬配線之氧化，要求降低晶圓表面之氧濃度之情形。
關於此點，在例如專利文獻1中，記載著藉由以覆蓋基板之被處理面之全面之方式，在裝置內全體形成惰性氣體之降流，抑制因顆粒被取入沖洗液或自然氧化膜而產生水印的技術。但是，對進行液處理之裝置內之全體供給惰性氣體，係成為液處理成本上升之主要原因。
另外，在專利文獻2中，記載著對被處理體之下面及側面供給處理液而進行該部之蝕刻處理的液處理裝置中，以覆蓋被處理體之上面側的方式，設置頂板，藉由從該頂板之中央部朝向被處理體之上面供給惰性氣體，防止處理液包覆至被處理體之上面側的技術。但是，該液處理裝置為對被處理體之下面或側面進行液處理之裝置，於進行被處理體之上面全體之液處理之時，為了避免處理液之供給噴嘴和頂板之干涉，必須要有特別處理液的供給機構。再者，於搬入搬出等時，必須要有以被處理體和頂板不干涉之方式，使頂板和保持被處理體之基體相對性接觸分離的移動機構。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2003-174006號公報：請求項1、第1圖 〔專利文獻2〕日本特開2010-28059號公報：請求項4、段落0021、第1圖
本發明係在如此之背景下被研究出，其目的為提供能夠以簡單之手法在被處理基板之表面形成低濕度氛圍或低氧氛圍等適合進行之液處理的處理氛圍之液處理裝置，液處理方法及記憶有該方法之記憶媒體。
與本發明有關之液處理裝置係對被處理基板之表面供給處理液而進行液處理，該液處理裝置之特徵為具備：進行液處理之框體；旋轉保持部，該旋轉保持部係用以在該框體內保持被處理基板而繞垂直軸旋轉；處理液供給噴嘴，該處理液供給噴嘴係用以對被保持於該旋轉保持部而旋轉之被處理基板之表面供給處理液；罩杯，該罩杯被設置在上述旋轉保持部之周圍；第1氣體供給部，該第1氣體供給部係為了在上述被處理基板表面上形成處理氛圍，被配置在與被保持於上述旋轉保持部之被處理基板對向之位置，用以形成流動於上述被處理基板之表面全體，流入罩杯之第1氣體的下降流；及第2氣體供給部，該第2氣體供給部係用以在該第1氣體之下降流之外方區域，形成與上述第1氣體不同之第2氣體下降流，上述第1氣體供給 部及上述第2氣體供給部被設置在上述框體之頂棚部。
上述液處理裝置即使具備以下特徵亦可。
(a)上述第1氣體之下降流從上述第1氣體供給部朝向上述罩杯所形成之喇叭狀之氣流。
(b)從上述第1氣體供給部被供給之上述第1氣體之流量較藉由使被處理基板旋轉而朝向該被處理基板之周緣部流動之氣流之流量多。
(c)從上述第1氣體供給部供給之第1氣體之流出速度，和從第2氣體供給部供給之第2氣體之流出速度一致。
(d)上述液處理裝置又具有被設置在上述罩杯之內側，主要排氣上述第1氣體的排氣部，和被設置在上述罩杯之外側，主要排氣上述第2氣體之第2排氣部。
(e)上述第1氣體供給部被構成切換形成上述第1氣體和上述第2氣體。
(f)上述第1氣體供給部被構成可在上述第2氣體供給部之內部，於形成上述第1氣體之下降流之位置和退避位置之間移動，上述第2氣體供給部被構成當上述第1氣體供給部位於退避位置之時，形成朝向上述被處理基板之表面全體的第2氣體之下降流以取代上述第1氣體之下降流。
(g)上述被處理基板為圓形基板，上述第1氣體供給部具有持有直徑100mm以上，被處理基板之直徑以下之直徑的圓形吐出口。再者，在該吐出口為了從吐出口之 全體以均勻之流速供給第1氣體，設置有形成多數孔部之整流板。
(h)上述第1氣體為乾氣體或惰性氣體。
本發明係朝向進行液處理之被處理基板之表面全體，形成用以形成適合液處理之處理氛圍的第1氣體的下降流，在該第1氣體之下降流之外方區域，形成與第1氣體不同之第2氣體之下降流。因此，可以在被處理基板之表面全體局部性地形成適合於所進行之液處理的處理氛圍。
以下，針對對被處理基板之晶圓W之表背兩面之洗淨的液處理單元，適用本發明之液處理裝置的實施形態予以說明。如第1圖之外觀斜視圖、第2圖之橫斷俯視圖所示般，搭載上述液處理單元2之液處理裝置1具備：載置收容複數晶圓W之FOUP100之載置區塊11；進行從被載置在載置區塊11之FOUP100搬入、搬出晶圓W的搬入搬出區塊12；在搬入搬出區塊12和後段之液處理區塊14之間進行晶圓W之收授的收授區塊13；和用以對晶圓W施予液處理之液處理區塊14。於將載置區塊11設為前方之時，從前方側依照載置區塊11、搬入搬出區塊12、收授區塊13、液處理區塊14之順序而鄰接設置。
載置區塊11係將在水平狀態收容複數之晶圓W之 FOUP100載置在載置台111上。搬入搬出區塊12進行晶圓W之搬運。收授區塊13係進行晶圓W之收授。搬入搬出區塊12及收授區塊13係被收納在框體內。
搬入搬出區塊12具有第1晶圓搬運機構121。第1晶圓搬運機構121具有保持晶圓W之搬運臂122，及使搬運臂122前後移動之機構。再者，第1晶圓搬運機構121具有沿著在FOUP100之配列方向延伸之水平導件123(參照第2圖)而移動之機構，沿著被設置在垂直方向之無圖示的垂直導件而移動之機構，在水平面內使搬運臂122旋轉之機構。藉由該第1晶圓搬運機構121，在FOUP100和收授區塊13之間搬運晶圓W。
收授區塊13具有能夠載置晶圓W之收授棚架131。在收授區塊13中，經該收授棚架131而在搬入搬出區塊12、液處理區塊14之搬運機構間(先前已述之第1晶圓搬運機構121及後述之第2晶圓搬運機構143)進行晶圓W之收授。
液處理區塊14成為在框體內收納配置有複數液處理單元2之液處理部141，和進行晶圓W之搬運的搬運部142的構成。搬運部142係將與收授區塊13之連接部當作基端，在延伸於前後方向之空間內配置第2晶圓搬運機構143。第2晶圓搬運機構143具有保持晶圓W之搬運臂144，及使搬運臂144前後移動之機構。
再者，第2晶圓搬運機構143具有沿著在前後方向延伸之水平導件145(參照第2圖)而移動之機構，沿著被 設置在垂直方向之垂直導件146而移動之機構，在水平面內使搬運臂144旋轉之機構。藉由該第2晶圓搬運機構143，在先前已述之收授棚架131和各液處理單元2之間進行晶圓W之搬運。如第1圖所示般，在搬運部142之上部設置有對液處理區塊14之空間內供給潔淨空氣的FFU147。如第2圖所示般，在液處理部141，沿著形成搬運部142之空間延伸之方向，排列配置複數台例如各5台合計10台之液處理單元2。
針對被設置在各液處理部141內之液處理單元2之構成，一面參照第3圖一面予以說明。液處理單元2係藉由旋轉處理，構成一片一片地進行晶圓W之液處理的板片式之單元。液處理單元2係以形成在框體內之處理空間21，和被設置在該處理空間21之上部(框體之頂棚部)的氣體供給部20所構成。處理空間21具備有保持晶圓W之旋轉板33；藉由無圖示之旋轉馬達進行旋轉，而使從背面(下面)側支撐之旋轉板33旋轉的旋轉軸341；被貫插於該旋轉軸341內，用以對晶圓W之背面(下面)供給處理液之液供給管342；用以對晶圓W之表面(上面)側供給處理液之處理液供給噴嘴35；用以接取從旋轉之晶圓W甩出之處理液而排出外部之內罩杯32；和收容旋轉板33或內罩杯32，排氣從晶圓W之上方朝向周緣部側流動之氣流的外罩杯31。
旋轉板33為在中央設置開口部之圓板狀之構件，在其表面設置有固定保持晶圓W之複數之保持構件331。晶 圓W隔著間隙而被保持於旋轉板33之上方的位置。從液供給管342經中央之開口部而被供給之處理液通過該間隙內而擴散於晶圓W之背面全體。旋轉軸341係藉由被設置在處理空間21之底部的軸承部343，而在繞垂直軸旋轉自如之狀態下，被保持。以上所說明之旋轉板33或旋轉軸341及其旋轉機構相當於本實施形態之旋轉保持部。
在液供給管342之上端面，設置有從背面側支撐晶圓W之支撐銷(無圖示)，另外在其下端側設置有用以使液供給管342升降之無圖示之升降機構。然後，使液供給管342全體上升、下降，可以使液供給管342從旋轉板33之開口部伸縮。依此，可以在支撐銷上支撐晶圓W，在與搬運臂144之間進行晶圓W之收授的位置，和旋轉板33上之處理位置之間使晶圓W升降。
液供給管342可以對晶圓W之背面各供給SC1液(氨和過氧化氫之混合液)等之鹼性之處理液或稀氟酸水溶液(以下，DHF(Diluted Hydro Fluoricacid)等之酸性之處理液、DIW等之沖洗洗淨用之沖洗液。
另外，對晶圓W之表面供給處理液之處理液供給噴嘴35，係被支撐於噴嘴臂351，可以在被旋轉板33保持之晶圓W之上方之處理位置，和從該處理位置退避之退避位置之間移動。處理液供給噴嘴35除鹼性或酸性之處理液、除沖洗液之外，可以各供給有機溶劑的乾燥處理用之IPA。
第3圖所示之內罩杯32為被設置成包圍被旋轉板33 保持之晶圓W的圓環狀之構件，經連接於底面之排液管321，而可以排出處理液。再者，在外罩杯31之底面設置排氣用之排氣管311，排出主要從晶圓W之上方朝向周緣部側流動之氣流。在外杯罩31及內杯罩32之上面，形成有口徑大於晶圓W之開口部，被支撐於液供給管342之晶圓W係經該開口部而可以在上下方向移動。
處理空間21在面對搬運部142之側面具有開口，設置有用以開關開口的開關門211。藉由打開該開關門211，搬運臂144通過開口而可以進入至處理空間21內。如第3圖所示般，在處理空間21之底部設置有排氣形成在處理空間21內之潔淨空氣之下降流的排氣管212。
在具備以上說明之構成的液處理單元2中，對旋轉之晶圓W之表面供給各種處理液之後，為了除去殘留在晶圓W表面之液體，進行利用IPA的IPA乾燥。如在先前技術說明般，IPA乾燥時，必需要將晶圓W之周圍之氛圍之濕度抑制成低，但是氮氣等之惰性氣體或乾氣體較一般之潔淨空氣價格高。於是，與本實施形態有關之液處理單元2，具備有對實施IPA乾燥之區域局部性供給水分含有量少的氣體而將處理氛圍之濕度抑制成較低，另外對不影響IPA乾燥之區域供給不執行水分含有量之調整的一般潔淨空氣而可以抑制裝置之運轉成本的構成。以下，針對該構成之詳細內容予以說明。
如第3圖所示般，在處理空間21之上部設置有氣體供給部20。氣體供給部20係由用以朝向被保持於旋轉板 33之晶圓W之表面全體，形成降低含有水分量之潔淨空氣(相當於第1氣體，以下，稱為「乾氣體」)之下降流的第1氣體供給部23，和用以在形成該第1氣體之下降流的區域以外之區域，形成不進行降低水分含有量之處理的一般之潔淨空氣(相當於第2氣體。以下稱為「一般氣體」)之下降流的第2氣體供給部22所構成。
首先，當從第2氣體供給部22說明時，第2氣體供給部22為形成覆蓋實施液處理之處理空間21之頂棚全體的框體狀之腔室，如第3圖、第4圖所示般，在面對於上述搬運部142之側壁設置有開口部221。開口部221係將從被設置在搬運部142之上部的FFU147被供給之一般氣體取入至第2氣體供給部22內。並且，為了圖示方便，在第4圖之斜視圖省略外罩杯31或內罩杯32之記載。
第2氣體供給部22之底板222構成處理空間21之頂棚面，在該底板藉由沖孔等形成多數之通氣孔223。被取入至第2氣體供給部22之一般氣體，經該些通氣孔223而被導入至處理空間21內，然後藉由主要被設置在處理空間21之底部的排氣管212而被排氣。其結果，在處理空間21內，形成從頂棚面側朝向底部側流動之一般氣體之下降流。
在構成第2氣體供給部22之腔室之內部，配置第1氣體供給部23。第1氣體供給部23係以與被保持於旋轉板33之晶圓W對向之方式，被配置在晶圓W之上方位置。從第1氣體供給部23被供給之氣體係從晶圓W之上方 朝向表面全體而形成乾氣體之下降流。再者，從晶圓W之上方在表面全體流動之氣體主要從被設置在外罩杯31之排氣管311被排氣。
在此，如第7圖所示般，當使晶圓W旋轉時，藉由作用於晶圓W和周圍氣體之間的黏性及氣體從晶圓W所受到的離心力的作用，從晶圓W之上方被取入之氣體朝向晶圓W之周緣部側被掃出。即是，從第1氣體供給部23朝向晶圓W之周緣部側形成喇叭狀之氣流。在此，若不會使喇叭狀之氣體亂流地從第1氣體供給部23供給與朝向晶圓W之周緣部側被掃出之氣流同量程度以上之乾氣體時，則可以抑制存在於該喇叭狀之氣流之周圍的一般氣體混入至乾氣體之氣流。依此，可以以乾氣體覆蓋晶圓W表面全體，並降低水分朝晶圓W表面導入，可以使進行液處理之晶圓W表面及其周圍之氛圍(處理氛圍)局部性地成為低濕度。再者，因存在於喇叭狀之周圍的一般氣體形成下降流，故可以將處理空間21內保持潔淨狀態。
為了取得上述作用，如第5圖所示般，與本實施型態有關之第1氣體供給部23，成為在例如下面側開口之扁平的托盤狀之蓋構件233之內部，互相隔著間隔而上下排列配置藉由沖孔等形成有多數之流通孔237之例如三片整流板(第1整流板234、第2整流板235、第3整流板236)的構成。其結果，如第6圖所示般，在第1氣體供給部23內形成使乾氣體流通於蓋構件233之頂棚和第1整流板 234之間，第1整流板234和第2整流板235之間，及第2整流板235和第3整流板236之間的空間。然後，從被連接於蓋構件233之頂棚面之供氣管231被供給之乾氣體，經流通孔237而流通於各空間，最後通過第3整流板236之流通孔237而被導入至處理空間21內，成為下降流而朝向晶圓W之表面流動。
再者，流通孔237係以在上下相鄰配置之整流板234~236間不被上下排列之方式，使流通孔237之配置位置於水平方向偏移。其結果，乾氣體係如第6圖虛線所示般，一面分歧成階梯狀，一面在第1氣體供給部23內流動，以均勻之流速被供給至處理空間21內。再者，第6圖所示之整流板234~236，越下游側，越增加流通孔237之數量，加大開口率，並使來自各整流板234~236之乾氣體之流出速度逐漸變小。改變整流板234~236之開口率的手法並不限定於該例，例如即使使各整流板234~236之流通孔237之孔數幾乎相同，越下游側之整流板，越加大流通孔237之孔徑亦可。
再者，被配置在第1氣體供給部23之最下面的第3整流板236，從處理空間21側觀看時相當於乾氣體之吐出口。當該乾氣體之吐出口之面積太小時，供給與從第1氣體供給部23朝向晶圓W之周緣部被掃出之氣流同量程度以上之乾氣體之時，乾氣體之流出速度則太快。其結果，喇叭狀之氣流亂流而捲入周圍的一般氣體，使得水分導入晶圓W表面。即是。為了在晶圓W之上方形成乾氣體之 喇叭狀之下降流，必須從持有乾氣體之流出速度不會太快程度之面積的吐出口供給與朝向晶圓W之周緣部被掃出之氣流同量程度以上的乾氣體。於是，本發明者們研究出吐出口之適當尺寸。其結果，可知於一面使300mm之晶圓W旋轉一面進行液處理之時，以吐出口之直徑為100mm以上為佳。
另外，當又增大乾氣體之吐出口的直徑，使大於晶圓W之直徑或外罩杯31之開口部之直徑時，則不供給至晶圓W之表面而流至外罩杯31之外側被排出，乾氣體之損失量變多。因此，乾氣體之吐出口之直徑以例如晶圓W之直徑以下為佳。
當從如此之事前檢討舉出一個較佳例時，於一面使300mm之晶圓旋轉一面進行液處理之時，從具有直徑100mm以上，晶圓W之直徑以下之吐出口的第1氣體供給部23，以乾氣體不會捲入周圍之一般氣體的程度之流出速度，例如喇叭狀之氣流維持層流之程度的流出速度，進行供給為佳。依此，可以有效果地降低水分朝晶圓W表面導入，將晶圓W及其周圍之氛圍(處理氛圍)局部性地維持在低濕度。
再者，在此以使從第2氣體供給部22被供給之一般氣體之平均流出速度，與從第1氣體供給部23被供給之乾氣體之平均的流出速度一致為佳。使該些一般氣體和乾氣體之流速度「一致」，並非限定於兩流出速度嚴格一致之時。一般氣體和乾氣體之流出速度之差，若在不會導致 隨著晶圓W之旋轉而形成之喇叭狀之氣流亂流，且不會產生一方側之氣流捲入另一方側的之氣流般的亂流之程度的範圍時，該些氣流則可視為流出速度一致。
如第4圖、第5圖所示般，在第1氣體供給部23設置從供氣管231分歧之分歧管232，均勻地供給乾氣體至形成在蓋構件233之頂棚面和第1整流板234之間的空間。即使針對該些分歧管232之吐出口和第1整流板234之流通孔237，配置在水平方向呈偏離之位置為佳。
如第3圖所示般，連接於供氣管231之基端部側之配管，經切換閥V1而分歧成乾氣體管401和旁通管402。通過上游側之送風扇41、顆粒過濾器42而被供給之一般氣體，利用設置於乾氣體管401之間的水分除去部44而降低含有水分量。水分除去部44雖然考慮藉由填充例如矽膠之填充層，或在流通一般氣體之空間之周圍捲繞流通冷媒之冷卻管而使含有的水分凝縮之腔室等構成之情形，但是降低水分之方式並非限定於特定之方法。於IPA乾燥時，在使晶圓W之處理氛圍成為低濕度之觀點，從水分除去部44被供給之乾氣體之相對濕度以設為例如10%以下為佳。在此，被供給至第1氣體供給部23之乾氣體即使以共同動力配管等從外部被接收至工場亦可。
再者，在本例中之第1氣體供給部23也可供給通過旁通水分除去部44之旁通管402的一般氣體，該些流路401、402藉由流路切換閥43而被切換。
具備以上說明之構成的液處理裝置1如第2、3圖所 示般與控制部5連接。控制部5係由具備無圖示之CPU和記憶部的電腦所構成，記憶部記錄有程式，該程式編輯有針對液處理系統1或各液處理單元2之作用，即是從載置於載置區塊11之FOUP100取出晶圓W，搬入至各液處理單元2，且進行液處理後，至返回FOUP100為止之控制的步驟(命令)群。該程式係被儲存於例如硬碟、CD、光磁性碟、記憶卡等之記憶媒體，自該處被安裝於電腦。
尤其，控制部5係如第3圖所示般，對各種切換閥V1、43等輸出控制訊號，可以切換處理液之供給時序或供給量、處理液等之排出目標或從第1氣體供給部23被供給之潔淨空氣之種類。
當針對具備以上說明之構成的液處理系統1之作用時，予以簡單說明時，首先從載置在載置區塊11之FOUP100藉由第1晶圓搬運機構121取出一片晶圓W而載置在收授棚架131，連續性進行該動作。被載置在收授棚架131之晶圓W係藉由搬運部142內之第2晶圓搬運機構143依序被搬運，被搬入至任一之液處理單元2，且被保持在旋轉板33上。
當結束晶圓W之搬入時，使處理液供給噴嘴35移動至晶圓W之中央側之上方位置，一面以例如10~1000rpm程度使晶圓W旋轉，一面對晶圓W之表面側及背面側供給SC1液等之鹼性處理液。依此，在晶圓W之上下面形成藥液之液膜而藉由鹼性處理液，進行除去顆粒或有機性之污染物質。接著，將被供給至晶圓W之表背兩面之處 理液切換成沖洗液而進行沖洗洗淨之後，停止沖洗液之供給。
該些，鹼洗淨、沖洗洗淨之期間中，被供給至晶圓W之表面的潔淨空氣中之水分難以成為直接形成水印之原因。再者，當在洗淨時使用發揮性高之藥液時，也有以潔淨空氣中含有水分之為佳之情形。在此，該期間中，將第3圖所示之流路切換閥43切換成旁通管402側，而藉由第1氣體供給部23供給一般氣體(第9圖)。再者，從第2氣體供給部22持續性地供給一般氣體。如此一來，在進行水分影響少之液處理的期間中，藉由旁通水分除去部44而供給一般氣體，降低水分除去部44之工作效率而謀求運轉成本之降低。並且，於進行水分之影響少之液處理的期間中，從第1氣體供給部23被供給之氣體即使為例如乾氣體和一般氣體之混合氣體亦可。
當結束沖洗洗淨時，一面以例如10rpm~1000rpm程度旋轉，一面對晶圓W之表背兩面供給酸性之處理液的DHF液。依此，在該些表面形成DHF液之液膜，進行除去被形成在晶圓W表面之自然氧化膜的液處理。然後，經過規定時間後，將處理液切換成沖洗液而實行沖洗洗淨。
在該些動作中，於進行藉由例如酸性之處理液的液處理之期間中，第1氣體供給部23連接於旁通管402側，供給一般氣體。然後，當成為進行例如沖洗洗淨之時序時，就以接續於沖洗洗淨的IPA乾燥之準備而言，將第1氣 體供給部23之連接目標切換至乾氣體管401側而開始對處理空間21內供給乾氣體，形成乾氣體之喇叭狀之下降流(第9圖)。
如此一來，結束沖洗洗淨，當將朝向晶圓W表面而形成之下降流切換成乾氣體時，將晶圓W之旋轉數調整成例如1000rpm，並且將供給其表面之處理液切換成IPA。其結果，實行利用IPA的IPA乾燥，完全地除去殘存在晶圓W表面之沖洗液等之液體。再者，殘存在晶圓W之背面的沖洗液等藉由晶圓W之旋轉被甩乾。
此時，第8圖模式性地表示被形成在處理空間21內之潔淨空氣之下降流的流動狀態。在該圖中，乾氣體之氣流以短間隔之虛線表示，一般氣體之氣流以長間隔之虛線表示。從第1氣體供給部23流出之乾氣體，成為乘著隨著晶圓W之旋轉而形成之氣流(參照第7圖)從晶圓W之上方朝向表面全體的下降流。另外，從第2氣體供給部22被供給之一般氣體，形成以包圍從第1氣體供給部23被供給之乾氣體之下降流之方式流動的下降流。然後，因在晶圓W表面上方之區域，形成乾氣體之下降流，故阻礙周圍之一般氣體進入至晶圓W表面上之處理氛圍。再者，因在乾氣體之下降流的周圍，形成一般氣體之下降流，故防止處理空間21內之氛圍揚起。
其結果，抑制水分被導入進行IPA乾燥之晶圓W表面上之處理氛圍。依此，可以抑制水分被取入至IPA，並可以降低水印之產生。再者，可以防止處理空間21內之 氛圍揚起，並將處理空間21內保持潔淨。
如此一來，當供給規定時間IPA時，維持繼續晶圓W之旋轉的狀態，停止IPA之供給，除去晶圓W表面之IPA。當結束晶圓W之乾燥時，結束晶圓W之液處理。
在此，第9圖係表示從第1氣體供給部23切換乾氣體和一般氣體而供給之程序的一例，乾氣體及一般氣體之氣體供給方法並不限定於此例。例如，乾氣體之供給時，即使將來自第1氣體供給部23之乾氣體的供給量設為200L/分，將來自第2氣體供給部22之一般氣體的供給量設為800L/分，另外於一般氣體之供給時，停止自第1氣體供給部23供給乾氣體，將來自第2氣體供給部22之一般氣體的供給量增加至1000L/分亦可。即使停止乾氣體之供給，因從第2氣體供給部22被供給之一般氣體流入晶圓W之上方，故一般氣體形成第7圖所示之喇叭狀之氣流而在晶圓W之表面全體流動，從排氣管311被排氣。此時，藉由通過乾氣體之供給、停止期間而將供給至處理空間21之全部氣體的供給量保持一定，可以抑制處理空間21內之壓力變動。
再者，一般氣體和乾氣體之切換時序也並非限定於第9圖所示之例，若以欲使晶圓W表面上之處理氛圍成為低濕度之時序從第1氣體供給部23供給乾氣體即可。
結束液處理之晶圓W，藉由搬運臂144從液處理單元2被搬出，載置在收授棚架131之後，藉由第1晶圓搬運機構121使晶圓W從收授棚架131返回至FOUP100。如 此一來，藉由被設置在液處理系統1之複數之液處理單元2，依序對複數片之晶圓W進行液處理。
若藉由與本實施型態有關之液處理單元2時，則有以下之效果。因朝向進行液處理之晶圓W之表面全體而形成乾氣體之下降流，在包圍該乾氣體之下降流的區域形成一般氣體之下降流，故在晶圓W上被局部性供給乾氣體，於IPA乾燥處理時，晶圓W表面上之處理氛圍被維持低濕度，抑制水印之形成。再者，藉由在對IPA乾燥之結果不會造成影響之區域，形成不降低含有之水分的一般氣體之下降流，比起對處理空間21內全體供給乾氣體之時，乾氣體之消耗量只須少量即可，可以降低乾氣體之供給成本。
再者，因從第1氣體供給部23被供給之乾氣體，從第2氣體供給部22被供給之一般氣體中之任一者皆在處理空間21內形成下降流，故可以防止處理空間21內之氛圍揚起而保持潔淨之狀態。
其他，藉由在處理空間21之上部設置供給乾氣體之第1氣體供給部23，不需要如先前技術所說明之頂板等般，在處理空間21內設置用以使晶圓W表面上之處理氛圍成為低濕度之機構或用以避免與頂板干涉之特別的處理液的供給機構，可以使裝置構成簡略。並且，因也無等頂板之升降動作，故不會使形成在處理空間21內之下降流紊亂，可以進行乾氣體之供給。
以上，在使用第3圖說明之實施型態中，雖然使用乾 氣體作為朝向晶圓W之表面全體而下降的第1氣體，使用一般氣體作為在包圍第1氣體之下降流的區域形成下降流的第2氣體，但是第1氣體和第2氣體之種類並不限定於此。例如，即使使用不含水分之氮氣等之惰性氣體作為第1氣體亦可。
再者，於進行必須防止在含多量氧之氛圍下處理的處理之時，進行形成有例如銅等之金屬配線之晶圓W之液處理之時，當晶圓W之表面導入氧之時，則有造成銅配線之氧化等的壞影響之情形。此時，即使將例如氮氣或氬等不含氧之惰性氣體當作第1氣體，將一般氣體當作第2氣體，而在處理空間21內形成各氣體之下降流亦可。依此，可以將晶圓W之處理氛圍成為低氧。
於不依照處理液之種類而欲降低將氧導入至晶圓W表面之導入量之時，以涵蓋藥液處理、沖洗處理、乾燥處理之全部，從第1氣體供給部23常時供給第1氣體為佳。
接著，第10圖所示之第1氣體供給部23a係在蓋構件233之下面設置由陶瓷或陶瓷粒子之燒結體等所構成之多孔質體238而進行第1氣體之均勻供給的例。其他，即使變更成整流板236或多孔質體238而配置網目亦可。然後，即使針對第2氣體供給部22，也並不限定於藉由沖孔形成蓋構件233的底板222，即使藉由多孔質體或網目而構成之底板222而將第2氣體供給至處理空間21內當然亦可。
除此之外，第11圖、第12圖表示可以藉由使第1氣體供給部23b移動，朝向晶圓W之表面全體切換第1氣體之下降流和第2氣體之下降流而形成的液處理單元2a之例子。在本例中，第1氣體供給部23b藉由升降機構239，能夠在第2氣體供給部22之內部升降。然後，在不形成第1氣體之下降流的期間中，如第11圖所示般，使第1氣體供給部23b退避至上方側之退避位置，並藉由被配置在該第1氣體供給部23b之下方側的底板222之通氣孔223將第2氣體供給至晶圓W之表面。然後，當進行必須以第1氣體形成晶圓W之處理氛圍的液處理時，則如第12圖所示般，使第1氣體供給部23b下降，並以第1氣體供給部23b覆蓋底板222之一部分，依此第1氣體經該底板222之通氣孔223被供給。
再者，從第1氣體供給部23供給第1氣體之高度位置，即使不與從第2氣體供給部22供給第2氣體之高度位置成為平頂亦可。例如第13圖之液處理單元2b所示般，即使藉由使第1氣體供給部23之吐出口突出至較第2氣體供給部22之吐出口(在本例中為處理空間21之頂棚面)低之位置，而從較第2氣體低之高度位置供給第1氣體，抑制第2氣體之捲入亦可。
並且，其他第2氣體供給部22之構成並非限定於第3圖、第4圖所示的構成例。例如，即使如第14圖之液處理單元2c所示之第2氣體供給部22般，藉由在開口部221設置流量調節閥224，增減來自通氣孔223之一般氣 體的流出速度，並使從第1氣體供給部23被供給之乾氣體之流出速度一致亦可。再者，即使採用如第15圖所示般，在第2氣體供給部22之上面設置FFU225，並從供氣導管226對每個液處理單元2d個別供給一般氣體的構成亦可。
以上，雖然針對邊使半導體晶圓旋轉邊進行液處理之情形予以說明，但是處理對象若為一面使旋轉一面被處理者即可，並不限定於半導體晶圓。例如，也包含光罩用玻璃基板、液晶用玻璃基板、電漿表示用玻璃基板、FED(Field Emission Display)用基板、光碟用基板、磁碟用基板及光磁碟用基板等。
再者，雖然針對對晶圓W供給鹼性、酸性、有機溶劑之處理液而進行洗淨處理的液處理單元2適用本發明之液處理裝置的例予以說明，但是在該液處理裝置能夠實施之液處理的種類則並不限定於此。例如，若為必須一面使晶圓或角形基板之被處理基板旋轉，一面形成低濕度、低氧等之適用於所進行之液處理的處理氛圍之液處理裝置時，則可以適用本發明。
再者，雖然針對從第1氣體供給部23和第2氣體供給部22被供給之氣體，為乾氣體或一般氣體之時予以說明，但是被供給之氣體並不限定該些。例如，即使從第1氣體供給部23供給被調整成高於常溫之溫度的氣體，並從第2氣體供給部22供給常溫之一般氣體亦可。如此一來，在對晶圓W供給高溫之處理液而進行的處理中，可 以抑制處理液之溫度下降，又促進處理。再者，即使從第1氣體供給部23供給通過化學過濾器之氣體，並從第2氣體供給部22供給一般氣體亦可。如此一來，可以抑制化學物質被導入至晶圓W表面上之處理氛圍，並可以防止在晶圓W表面上引起不需要之化學反應。再者，即使從第1氣體供給部23供給不含有酸或鹼或有機的氣體亦可。如此一來，即使晶圓W之處理使用不同種類之藥液之時，亦可以快速置換晶圓W表面上之處理氛圍，並可以抑制顆粒之產生。再者，即使配合使用於晶圓W之處理的藥液，從第1氣體供給部23供給含有酸或鹼或有機之氣體亦可。如此一來，即使晶圓W之處理使用劣化快速的藥液之時，亦可以藉由將晶圓W表面上之處理氛圍成為與藥液相同，抑制藥液之劣化。於使用稀釋劑等之揮發性高之藥液時，可以邊抑制揮發性，邊使藥液容易擴散至晶圓W表面上。
再者，即使一面從第1氣體供給部23供給，一面使所供給之氣體的流量變化亦可。即是，因藉由晶圓W之旋轉速度，朝向晶圓W之周緣部被掃出之氣流的量變化，故配合晶圓W之旋轉速度而使來自第1氣體供給部23之供給量變化。具體而言，於使旋轉數上升之時增加供給量，於降低旋轉數之時降低供給量。依此，可以以所需之最低限度的供給量形成喇叭狀之下降流。
W‧‧‧晶圓
1‧‧‧液處理系統
2、2a~2d‧‧‧液處理單元
21‧‧‧處理空間
22‧‧‧第2氣體供給部
23、23a、23b‧‧‧第1氣體供給部
234‧‧‧第1整流板
235‧‧‧第2整流板
236‧‧‧第3整流板
33‧‧‧旋轉板
35‧‧‧處理液供給噴嘴
44‧‧‧水分除去部
5‧‧‧控制部
第1圖為與本發明之實施形態有關之液處理系統之外觀斜視圖。
第2圖為上述液處理系統之橫斷俯視圖。
第3圖為被設置在上述液處理系統之液處理單元的縱斷側面圖。
第4圖為表示上述液處理單元之內部構成的一部剖斷斜視圖。
第5圖為被設置在上述液處理單元之第1氣體供給部的分解斜視圖。
第6圖為上述第1氣體供給部之縱斷側面圖。
第7圖為表示被形成在繞垂直軸旋轉之晶圓上方之氣流流動的說明圖。
第8圖為表示液處理期間中之上述處理單元內之氣體流動的說明圖。
第9圖為表示被供給至晶圓之處理液之種類和自第1氣體供給部被供給之氣體之種類的對應關係之時序圖。
第10圖為表示上述第1氣體供給部之其他例的縱斷側面圖。
第11圖為具備有升降式之第1氣體供給部之液處理單元之第1說明圖。
第12圖為具備有升降式之第1氣體供給部之液處理單元之第2說明圖。
第13圖為改變第1氣體供給部之配置高度的液處理單元。
第14圖為表示具備有流量調節閥之第1氣體供給部之構成例的說明圖。
第15圖為表示具備有FFU之第1氣體供給部之構成例的說明圖。
W‧‧‧晶圓
2‧‧‧液處理單元
5‧‧‧控制部
20‧‧‧氣體供給部
21‧‧‧處理空間
22‧‧‧第2氣體供給部
23‧‧‧第1氣體供給部
31‧‧‧外罩杯
32‧‧‧內罩杯
33‧‧‧旋轉板
35‧‧‧處理液供給噴嘴
41‧‧‧送風扇
42‧‧‧顆粒過濾器
43‧‧‧流路切換閥
44‧‧‧水分除去部
212‧‧‧排氣管
221‧‧‧開口部
222‧‧‧底板
223‧‧‧通氣孔
231‧‧‧供氣管
311‧‧‧排氣管
321‧‧‧排液管
331‧‧‧保持構件
341‧‧‧旋轉軸
342‧‧‧液供給管
343‧‧‧軸承部
351‧‧‧噴嘴臂
401‧‧‧乾氣體管
402‧‧‧旁通管
V1‧‧‧切換閥

Claims (19)

  1. 一種液處理裝置，係對被處理基板之表面供給處理液而進行液處理，該液處理裝置之特徵為具備：進行液處理之框體；旋轉保持部，該旋轉保持部係用以在該框體內保持被處理基板而繞垂直軸旋轉；處理液供給噴嘴，該處理液供給噴嘴係用以對被保持於該旋轉保持部而旋轉之被處理基板之表面供給處理液；罩杯，該罩杯被設置在上述旋轉保持部之周圍；第1氣體供給部，該第1氣體供給部係為了在上述被處理基板表面上形成處理氛圍，被配置在與被保持於上述旋轉保持部之被處理基板對向之位置，用以形成流動於上述被處理基板之表面全體，流入罩杯之第1氣體的下降流；及第2氣體供給部，該第2氣體供給部係用以在該第1氣體之下降流之外方區域，形成與上述第1氣體不同之第2氣體下降流，上述第1氣體供給部及上述第2氣體供給部被設置在上述框體之頂棚部。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之液處理裝置，其中上述第1氣體之下降流為從上述第1氣體供給部朝向上述罩杯而形成之喇叭狀的氣流。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之液處理裝置 ，其中從上述第1氣體供給部被供給之上述第1氣體的流量，較藉由使被處理基板旋轉而朝向該被處理基板之周緣部流動之氣流之流量多。
  4. 如申請專利範圍第1或3項所記載之液處理裝置，其中從上述第1氣體供給部被供給之上述第1氣體之流出速度，和從上述第2氣體供給部被供給之上述第2氣體之流出速度一致。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載之液處理裝置，其中上述液處理裝置又具有：被設置在上述罩杯之內側，主要排氣上述第1氣體的第1排氣部；和被設置在上述罩杯之外側，主要排氣上述第2氣體的第2排氣部。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載之液處理裝置，其中上述第1氣體供給部被構成切換供給上述第1氣體和上述第2氣體。
  7. 如申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載之液處理裝置，其中上述第1氣體供給部在上述第2氣體供給部之內部，被構成可在形成上述第1氣體之下降流之位置，和退避位 置之間移動，上述第2氣體供給部係被構成當上述第1氣體供給部位於退避位置之時，形成朝向上述被處理基板之表面全體的上述第2氣體之下降流，來取代上述第1氣體之下降流。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中之任一項所記載之液處理裝置，其中上述被處理基板為圓形基板，上述第1氣體供給部具有圓形之吐出口，該圓形之吐出口持有直徑100mm以上，被處理基板之直徑以下的直徑。
  9. 如申請專利範圍第8項所記載之液處理裝置，其中在上述吐出口設置有為了從上述吐出口之全體以均勻流速供給上述第1氣體，形成有多數之孔部的整流板。
  10. 如申請專利範圍第1至7項中之任一項所記載之液處理裝置，其中上述第1氣體為乾氣體或惰性氣體。
  11. 一種液處理方法，係對被處理基板之表面供給處理液而進行液處理，該液處理方法之特徵為包含：保持被處理基板而繞垂直軸旋轉之工程；對該旋轉之被處理基板之表面供給處理液的工程；為了在上述被處理基板表面上形成處理氛圍，從被處理基板之上方供給第1氣體，形成從上述旋轉之被處理基板之上方朝向周緣部流動之上述第1氣體之下降流的工程 ；及在該第1氣體之下降流之外方區域，形成與上述第1氣體不同之第2氣體下降流的工程。
  12. 如申請專利範圍第11項所記載之液處理方法，其中上述第1氣體之下降流為從上述被處理基板之上方朝向上述被處理基板之周緣部而形成之喇叭狀的氣流。
  13. 如申請專利範圍第11或12項所記載之液處理方法，其中被供給之上述第1氣體的流量，較藉由使被處理基板旋轉而朝向該被處理基板之周緣部流動之氣流之流量多。
  14. 如申請專利範圍第11至13項中之任一項所記載之液處理方法，其中上述第1氣體係以朝基板周緣部流動之氣流不會隨著上述被處理基板之旋轉而亂流之方式被供給。
  15. 如申請專利範圍第11至14項中之任一項所記載之液處理方法，其中上述第1氣體和上述第2氣體係以上述第2氣體不混入上述第1氣體之下降流之方式被供給。
  16. 如申請專利範圍第11至15項中之任一項所記載之液處理方法，其中上述第1氣體之下降流之流速，和上述第2氣體之下降流之流速一致。
  17. 如申請專利範圍第11至16項中之任一項所記載 之液處理方法，其中包含以上述第1氣體和上述第2氣體切換從上述被處理基板之上方供給之氣體，並以上述第1氣體和上述第2氣體切換形成從上述被處理基板之上方朝向上述被處理基板之周緣部之下降流之氣體的工程。
  18. 如申請專利範圍第11至17項中之任一項所記載之液處理方法，其中上述第1氣體為乾氣體或惰性氣體。
  19. 一種記憶媒體，係儲存有對被處理基板之表面供給處理液而進行液處理之液處理裝置所使用之電腦程式，該記憶媒體之特徵為：上述程式係以實施申請專利範圍第11至17項中之任一項所記載之液處理方法之方式，組成步驟群。
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