TW201424860A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種基板處理裝置及基板處理方法，減少抽吸杯體之排氣裝置的負擔，並有效地防止供給至基板之處理液自基板飛散後再度附著至基板的情形。於基板(W)之處理中，環狀之覆蓋構件(5)覆蓋基板保持部(3)所保持的基板(W)之頂面的邊緣部，覆蓋構件未覆蓋較該邊緣部位於更半徑方向內側的基板之中央部而使其露出。覆蓋構件之底面(52)，在與基板保持部所保持的基板其頂面的邊緣部之間形成間隙(G)。若介由排氣口(245)抽吸杯體(2)內部空間的氣體，則使位於覆蓋構件之上方的氣體，通過覆蓋構件之內周面(51)所包圍的空間及間隙(G)，導入杯體之內部空間。
Description
本發明係關於一種，對旋轉之基板的邊緣部供給處理液，處理該邊緣部之技術。
於半導體裝置之製程具備邊緣部清洗步驟，藉由使係被處理基板之半導體晶圓(以下單以「晶圓」稱之)旋轉，並對該晶圓的邊緣部供給藥液等處理液，而除去該邊緣部之不需要的膜或汙染物質。此等清洗，被稱作斜面清洗或邊緣清洗。
於專利文獻1，揭露用於施行邊緣部清洗之液處理裝置。此一液處理裝置，具備：真空夾盤，將晶圓以水平姿勢保持而使其繞鉛直軸線旋轉；噴嘴，對旋轉之晶圓的邊緣部噴吐藥液；杯體，包圍晶圓的周圍而承擋自晶圓飛散之處理液；以及圓板狀之覆蓋構件，接近晶圓頂面而覆蓋晶圓頂面之上方，並密封杯體頂面。自覆蓋構件的中心部起設置煙囪狀的吸入管，此外，於覆蓋構件，在晶圓邊緣的正上方位置設置往下方突出之突起部。由於杯體之內部空間被抽吸而成為負壓，故將流通於殼體內之潔淨空氣的降流自吸入管導入，在晶圓頂面與覆蓋構件的底面之間的空間朝向晶圓邊緣流動，通過形成在覆蓋構件的突起部與晶圓頂面之間的狹窄間隙而流入杯體之內部。藉由此氣流，防止往晶圓外方飛散的藥液之霧氣再度附著於
晶圓之頂面而污染晶圓之頂面(元件形成面)的情形。
然而，專利文獻1之覆蓋構件，由於覆蓋晶圓之全表面，故自吸入管入口起至杯體為止的流路阻力大。因此，若未強力抽吸杯體之內部空間，則無法於狹窄間隙出口部獲得足夠流速的氣流。
【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2012-84856號公報
本發明提供一種，減少抽吸杯體之排氣裝置的負擔，並有效地防止供給至基板之處理液自基板飛散後再度附著至基板的情形之技術。
本發明提供一種基板處理裝置，具備：基板保持部，將基板保持水平；旋轉驅動機構，使該基板保持部繞鉛直軸線旋轉；處理液噴嘴，對該基板保持部所保持的基板其頂面之邊緣部供給處理液；杯體，包圍該基板保持部所保持的基板之周圍，回收自該基板往外方飛散的處理液；排氣口，供抽吸該杯體內部空間的氣體所用；以及環狀之覆蓋構件，具有底面及內周面；其特徵為：該覆蓋構件覆蓋該基板保持部所保持的基板其頂面之邊緣部，該覆蓋構件未覆蓋較該邊緣部位於更半徑方向內側的基板之中央部而使其露出；該覆蓋構件之該底面，在與該基板保持部所保持的基板其頂面之邊緣部間形成間隙，將該杯體之內部空間排氣時，使位於該杯體之該內部空間的上方之氣體，自該覆蓋構件之該內周面所包圍的空間通過該間隙而導入至該杯體之內部空間。
此外，本發明提供一種基板處理方法，包含如下步驟：在以杯體包圍
基板之周圍，藉由環狀的覆蓋構件覆蓋該基板之上方的狀態，將基板保持水平之步驟；以及在將該杯體之內部空間排氣並使基板繞鉛直軸線旋轉之狀態，對該基板的邊緣部供給處理液，於該基板施行液處理之步驟；其特徵為：於該基板施行液處理時，該覆蓋構件覆蓋該基板保持部所保持的基板其頂面之邊緣部，該覆蓋構件未覆蓋較該邊緣部位於更半徑方向內側的基板之中央部而使其露出，在該覆蓋構件之底面與該基板之頂面的邊緣部之間形成間隙，藉由將該杯體之該內部空間排氣，而使位於該覆蓋構件之上方的氣體，通過該覆蓋構件之內周面所包圍的空間及該間隙，導入至該杯體之內部空間。
依本發明，則藉由使用覆蓋基板之邊緣部的環狀之覆蓋構件，而減少形成在覆蓋構件的底面與基板頂面之間的流路(間隙)內之流路阻力，可減少抽吸杯體之排氣裝置的負擔。此外，藉由於環狀之覆蓋構件的底面與基板頂面之間形成的間隙朝向基板之外方流出的氣體，可有效地防止供給至基板之處理液自基板飛散後再度附著至基板的情形。
1‧‧‧液處理裝置
11‧‧‧殼體
12‧‧‧閘門
13‧‧‧移出入口
14‧‧‧潔淨空氣導入單元
15‧‧‧排氣口
2‧‧‧杯體
21‧‧‧內周側部分
211‧‧‧頂面
212、213‧‧‧氣體噴吐口
214‧‧‧氣體導入線
215‧‧‧氣體擴散空間
216‧‧‧加熱器
22‧‧‧處理液噴吐口
221‧‧‧處理流體供給機構
24‧‧‧外周側部分
241、242‧‧‧凹部
243‧‧‧分離壁
244‧‧‧排液路
245‧‧‧排氣路
246‧‧‧排氣裝置
247‧‧‧排氣口
25‧‧‧引導板
251‧‧‧前端部
252‧‧‧頂面
26‧‧‧外周壁
261‧‧‧流體接收面
262‧‧‧劃定杯體之上部開口的壁體(彎折部)
263‧‧‧水平面
27‧‧‧排氣流路
3‧‧‧晶圓保持部
31‧‧‧晶圓吸附面
32‧‧‧抽吸口
41‧‧‧抽吸管路
42‧‧‧真空泵
44‧‧‧旋轉軸
45‧‧‧軸承機殼
451‧‧‧軸承
46‧‧‧旋轉驅動機構
461‧‧‧被動皮帶輪
462‧‧‧驅動皮帶輪
463‧‧‧驅動馬達
464‧‧‧驅動皮帶
5‧‧‧覆蓋構件
5e‧‧‧內邊緣
51‧‧‧覆蓋構件之內周面
511‧‧‧上側面部分
512‧‧‧下側面部分
52‧‧‧覆蓋構件之底面
521‧‧‧外邊緣
53‧‧‧內邊緣
56‧‧‧凹處
58‧‧‧支承體
59‧‧‧密封構件
6‧‧‧覆蓋構件之移動機構
61‧‧‧滑動件
62‧‧‧引導支柱
63‧‧‧氣缸馬達
631‧‧‧桿
65‧‧‧升降桿
7‧‧‧處理流體供給部
71‧‧‧處理液噴嘴(藥液噴嘴)
711、721、731‧‧‧處理流體供給機構
72‧‧‧處理液噴嘴(清洗噴嘴)
73‧‧‧氣體噴嘴
74‧‧‧噴嘴架座
75‧‧‧氣缸馬達
751‧‧‧桿
8‧‧‧控制器
81‧‧‧記憶媒體
82‧‧‧處理器
AR、BR‧‧‧區域
G‧‧‧間隙
G1‧‧‧高度
G2‧‧‧寬度
R‧‧‧曲面
Rw‧‧‧旋轉方向
W‧‧‧基板(晶圓)
We‧‧‧外周端
Wi‧‧‧內邊緣
Wp‧‧‧邊緣部
圖1 本發明之實施形態的液處理裝置之縱斷側視圖。
圖2 顯示圖1所示的液處理裝置之覆蓋構件、其升降機構、及處理液供給部的俯視圖。
圖3 放大而詳細顯示圖1之右側的晶圓之外邊緣附近區域的剖面圖。
圖4 (a)~(b)對噴嘴說明的圖。
圖5 用於說明杯體內部及其附近之處理流體的流動之圖，(a)為說明液體的流動之圖，(b)為說明氣流及乘著該氣流而流通之霧氣的流動之圖。
【實施本發明之最佳形態】
作為本發明的基板處理裝置之一實施形態，茲就對係形成有半導體裝置之圓形基板的晶圓W之表面供給藥液、即HF(Hydro Fluoric acid，氫氟酸)溶液，除去形成在該晶圓W的邊緣部之不需要的膜之液處理裝置加以說明。
如圖1及圖2所示，液處理裝置1具備：晶圓保持部3，將晶圓W以水平姿勢以可繞鉛直軸旋轉的方式保持；杯體2，包圍晶圓保持部3所保持的晶圓W之周圍，承接自晶圓W飛散的處理液；環狀之覆蓋構件5，覆蓋晶圓保持部3所保持的晶圓W其頂面之邊緣部；升降機構(移動機構)6，使覆蓋構件5升降；以及處理流體供給部7，對晶圓保持部3所保持的晶圓W供給處理流體。
上述之液處理裝置的構成構件，即杯體2、晶圓保持部3、覆蓋構件5等收納於1個殼體11內。於殼體11之頂棚部附近設置自外部導入潔淨空氣之潔淨空氣導入單元14。此外，於殼體11之底面附近設置將殼體11內的氣體排出之排氣口15。藉此，於殼體11內形成自殼體11之上部起朝向下部流動的潔淨空氣之降流。於殼體11之一面側壁，設置藉由閘門12開閉之移出入口13。設置於殼體11外部之未圖示的晶圓搬運機構之搬運臂，可在保持晶圓W之狀態，通過移出入口13。
晶圓保持部3，構成為圓板狀的真空夾盤，其頂面成為晶圓吸附面31。於晶圓吸附面31之中央部開設有抽吸口32。中空圓筒狀的旋轉軸44，於晶圓保持部3之底面中央部往鉛直方向延伸。與抽吸口32相連接之抽吸管路41(未圖示)，通過旋轉軸44之內部空間。此抽吸管路41，於殼體11之外側，與真空泵42相連接。藉由驅動真空泵42，而可藉晶圓保持部3吸附晶圓W。
旋轉軸44，為內建有軸承451之軸承機殼45所支持，軸承機殼45，為殼體11之底面所支持。旋轉軸44，藉由以旋轉軸44上之被動皮帶輪461、驅動馬達463的旋轉軸上之驅動皮帶輪462、及跨架於被動皮帶輪461及驅
動皮帶輪462間之驅動皮帶464所構成的旋轉驅動機構46，能夠以期望之速度旋轉。
如圖3所示，杯體2為，以包圍晶圓保持部3之外周的方式所設置之，有底圓環狀的構件。杯體2，具有承擋並回收供給至晶圓W後往晶圓W之外方飛散的藥液，將其排出至外部的作用。
在以晶圓保持部3保持的晶圓W之底面、與和此晶圓W之底面相對向的杯體2其內周側部分21之頂面211間，形成較小的(例如2~3mm左右之高度的)間隙。於和晶圓W相對向的頂面211，開設有2個氣體噴吐口212、213。此等2個氣體噴吐口212、213，沿著同心之大半徑的圓周及小半徑的圓周各自連續地延伸，往半徑方向外側，並往斜上方地，朝向晶圓W之底面噴吐熱N2氣體(加熱之氮氣)。
自形成在杯體2之內周側部分21內的1條或複數條(圖中僅顯示1條)氣體導入線214起對圓環狀的氣體擴散空間215供給N2氣體，N2氣體於氣體擴散空間215內往圓周方向擴散並流動，自氣體噴吐口212、213噴吐。與氣體擴散空間215鄰接而設置加熱器216，N2氣體在流通於氣體擴散空間215內時被加熱，而後，自氣體噴吐口212、213噴吐。自位於半徑方向外側之氣體噴吐口213噴吐的N2氣體，藉由將晶圓W的被處理部位、即晶圓W的邊緣部加熱，而促進藥液產生之反應，此外，防止在朝向晶圓W之表面(頂面)噴吐後飛散的處理液之霧氣迴流至晶圓的背面(底面)之現象。自位於半徑方向內側之氣體噴吐口212噴吐的N2氣體，防止起因於在不具有氣體噴吐口212之情況僅將晶圓W的邊緣部加熱、與於晶圓W中心側在晶圓W之底面附近產生負壓而可能發生的晶圓W之變形。
於杯體2之外周側部分24，將上部開著的2個圓環狀的凹部241、242沿著杯體2之圓周方向形成。凹部241、242之間，藉由圓環狀的分離壁243分隔。於外側之凹部241的底部連接排液路244。此外於內側之凹部242的底部設置排氣口247，於此排氣口247連接排氣路245。於排氣路245，連
接噴射器或真空泵等排氣裝置246，在此液處理裝置1之動作中，介由排氣路245經常地抽吸杯體2內部空間的氣體，將內側之凹部242內的壓力維持為較杯體2外部之殼體11內的壓力更低。
環狀的引導板25自杯體2其內周側部分21之外周部(晶圓W的邊緣之下方位置)起朝向半徑方向外側延伸。引導板25以越往半徑方向外側越低的方式傾斜。引導板25覆蓋內側之凹部242的整體及外側之凹部241其內周側部分之上方，且引導板25之前端部251(半徑方向外側邊緣部)，朝向下方彎曲並往外側之凹部241內伸入。
此外，於杯體2之外周側部分24的外周部，設置與外側之凹部241的外側壁面連續之外周壁26。外周壁26，藉由其內周面，承擋自晶圓W往外方飛散的流體(液滴、氣體及其等之混合物等)，引導朝向外側之凹部241。外周壁26，具有：內側之流體接收面261，對水平面構成25~30度的角度而以越朝向半徑方向外側變得越低的方式傾斜；以及彎折部262，自流體接收面261之上端部起往下方延伸。圖示之例子中，形成作為傾斜面之流體接收面261雖介由水平面263而與彎折部262連接，但亦可設置彎曲面取代設置水平面263，亦可不設置水平面263而於流體接收面261之上端部直接連接彎折部262。於引導板25的頂面252與流體接收面261之間，形成氣體(空氣、N2氣體等)與自晶圓W飛散的液滴流通之排氣流路27。另，雖藉由彎折部262之內周面而劃定杯體2之上部開口，但此上部開口之開口徑較晶圓W之直徑略大。
通過排氣流路27而流入外側之凹部241的氣體及液滴之混合流體，流過引導板25與分離壁243之間而流入內側之凹部242。通過引導板25與分離壁243之間時，混合流體的流動方向急遽地轉向，混合流體所含有的液體(液滴)，碰撞引導板25之前端部251或分離壁243，自流體分離，往引導板25之底面或分離壁243之表面傳遞而流入外側之凹部241，自排液路244排出。去除液滴而流入內側之凹部242的流體則自排氣路245排出。
覆蓋構件5為，在實行處理時，係與晶圓保持部3所保持的晶圓W之頂面邊緣部相對向的方式配置之環狀的構件。覆蓋構件5，如同之後所詳述，將流動於晶圓W之頂面邊緣部的附近而被導入杯體2內之氣體整流，並使氣體的流速增大，防止自晶圓W飛散的處理液於晶圓W之頂面再度附著至晶圓W的現象。
如圖3所示，覆蓋構件5，具有內周面51、以及與晶圓W相對向之水平的底面52。內周面51，具有：上側面部分511，往鉛直方向延伸；及下側面部分512，以越接近晶圓W越朝向半徑方向外側的方式傾斜。於下側面部分512與晶圓W的頂面之間，形成鉛直方向的間隙G。覆蓋構件5之外邊緣521較晶圓W之外周端We位於更半徑方向外側位置。此外，覆蓋構件5之底面52的內邊緣53較晶圓W的邊緣部Wp之內邊緣Wi位於更半徑方向內側位置。藉此，通過間隙G的氣流，至少於晶圓W的邊緣部Wp中，水平地朝向晶圓W之外側流動。另，此處「晶圓W的邊緣部Wp」，係指未形成元件之圓環狀區域。「晶圓W的邊緣部Wp之內邊緣Wi」為，以晶圓W之中心為中心的元件形成區域之外接圓，亦即，以晶圓W之中心為中心的圓，為具有滿足以下條件之最小半徑的圓：在較該圓更外側，完全未含有元件形成區域。晶圓W的邊緣部Wp之半徑方向寬度，即自晶圓W之外周端We起至晶圓W的邊緣部Wp之內邊緣Wi為止的半徑方向距離，為例如約3mm。
圖2顯示於晶圓保持部3保持晶圓W，且覆蓋構件5位於處理位置時之狀態的俯視圖。圖2中，將被覆蓋構件5覆蓋而隱藏的晶圓W之外周端(邊緣)We以一點鏈線表示。此外，將覆蓋構件5的內邊緣以符號5e表示。藉由如此地使覆蓋構件5之中央部開放，與習知之覆蓋晶圓的幾近全表面之圓板狀的覆蓋構件比較，形成於覆蓋構件的底面與晶圓W之間的流路之流路阻力變小，故即便抽吸杯體2內部空間的氣體的排氣能力低，仍可施行充分的抽吸。此外，晶圓W之頂面，除了邊緣部以外其大部分未被覆蓋構件5所覆蓋，例如藉由在殼體11內設置相機，可監視處理中的晶圓W之表面。此外，藉由在殼體11設置透明窗，亦可目視處理中的晶圓W
之表面。
如圖1及圖2所示，使覆蓋構件5升降之升降機構6，具備複數個(本例為4個)安裝在支承覆蓋構件5之支承體58的滑動件61、以及貫通各滑動件61而往鉛直方向延伸的引導支柱62。於各滑動件61，連結線性致動器例如氣缸馬達63之桿631。藉由驅動氣缸馬達63，使滑動件61沿著引導支柱62上下動作，藉而可使覆蓋構件5升降。杯體2為構成杯體升降機構(詳細部分未圖示)之一部分的升降桿65所支持，若使升降桿65自圖1所示之狀態下降，則杯體2下降，可在晶圓搬運機構的搬運臂(未圖示)與晶圓保持部3之間進行晶圓W的傳遞。
其次，參考圖1、圖2及圖4，對處理流體供給部7加以說明。特別如圖2清楚地顯示，處理流體供給部7具備：藥液噴嘴71，噴吐藥液(本例為HF)；清洗噴嘴72，噴吐清洗液(本例為DIW(純水))；以及氣體噴嘴73，噴吐乾燥用氣體(本例為N2氣體)。藥液噴嘴71、清洗噴嘴72及氣體噴嘴73安裝於共用的噴嘴架座74。噴嘴架座74，安裝在支承覆蓋構件5的支承體58所安裝之線性致動器例如氣缸馬達75的桿751。藉由驅動氣缸馬達75，可使自噴嘴71~73往晶圓W上之處理流體的供給位置於晶圓W半徑方向移動。
如圖2及圖4(a)所示，噴嘴71~73，收納於形成在覆蓋構件5之內周面的凹處56。各噴嘴(71~73)，如同圖4(b)中箭頭A所顯示地，以朝向斜下方，且使由箭頭A表示之噴吐方向具有晶圓之旋轉方向Rw的成分之方式噴吐處理流體。藉此，可抑制處理流體為液體之情況可能產生的霧氣(起因於處理液與晶圓W而產生的液滴)之發生。於各噴嘴(71~73)，自圖2所概略顯示之處理流體供給機構711、721、731供給上述的處理流體。各處理流體供給機構711、721、731可各自藉由如下元件構成：儲存槽等處理流體之供給源自處理流體供給源對噴嘴供給處理流體之管路、以及設置於管路之開閉閥或流量調整閥等流動控制元件。
此外，如圖3所示，杯體2之內周側部分21中，在氣體噴吐口213之更外側，將複數個(圖中僅以1個表示)處理液噴吐口22在對圓周方向相異之位置形成。各處理液噴吐口22，朝向晶圓W之底面邊緣部，朝晶圓W之外方並往斜上方噴吐處理液。可自至少1個處理液噴吐口22，噴吐與自藥液噴嘴71噴吐之藥液相同的藥液。此外，可自至少其他一個處理液噴吐口22，噴吐與自清洗噴嘴72噴吐之清洗液相同的清洗液。於各處理液噴吐口22，如圖3所示，連接具有與前述噴嘴71~73相同構成之處理流體供給機構221。
如圖1所概略地顯示，液處理裝置1，具有統括控制其全體動作之控制器(控制部)8。控制器8，控制液處理裝置1之全部功能零件(例如旋轉驅動機構46、升降機構6、真空泵42、各種處理流體供給機構等)的動作。控制器8，可藉由例如通用電腦作為硬體、供使該電腦動作之程式(裝置控制程式及處理配方等)作為軟體而加以實現。軟體，收納於在電腦固定設置之硬碟等記憶媒體，或收納於CD-ROM、DVD、快閃記憶體等以可裝卸的方式裝設於電腦之記憶媒體。此等記憶媒體於圖1中以參考符號81表示。處理器82因應需求，依據來自未圖示之使用者介面的指示等自記憶媒體81叫出並實行既定的處理配方，藉此在控制器8控制之下，使液處理裝置1之各功能零件動作而施行既定的處理。
接著，對於在上述控制器8之控制下施行的液處理裝置1之動作加以說明。
〔晶圓移入〕
首先，藉由升降機構6使覆蓋構件5位於退避位置(較圖1更上方之位置)，並藉由杯體升降機構之升降桿65使杯體2下降。其次，開啟殼體11之閘門12而使未圖示的外部之晶圓搬運機構的搬運臂(未圖示)進入殼體11內，使藉由搬運臂保持之晶圓W位於晶圓保持體3的正上方。接著，將搬運臂降下至較晶圓保持體3之頂面更低的位置為止，將晶圓W載置於晶圓保持體3之頂面。而後，藉由晶圓保持體3吸附晶圓。之後，使空的
搬運臂自殼體11內退出。接著，使杯體2上升而回到圖1所示的位置，並將覆蓋構件5下降至圖1所示的處理位置為止。藉由以上之順序，結束晶圓的移入，成為圖1所示的狀態。
〔藥液處理〕
其次，施行對於晶圓之藥液處理。使晶圓W以既定速度(例如2000rpm)旋轉，此外，自杯體2之氣體噴吐口212、213噴吐熱N2氣體，將晶圓W，特別是被處理區域、即晶圓W邊緣部，加熱至適合藥液處理的溫度(例如60℃程度)為止。另，在施行晶圓W之加熱非為必要的藥液處理之情況，不使加熱器216動作地噴吐常溫之N2氣體亦可。將晶圓W充分地加熱後，維持使晶圓W旋轉而自藥液噴嘴71將藥液(HF)對晶圓W之頂面(元件形成面)的邊緣部供給，除去位於晶圓頂面邊緣部之不需要的膜。同時，自藥液用之處理液噴吐口22對晶圓W之底面邊緣部供給藥液，除去位於晶圓底面邊緣部之不需要的膜。供給至晶圓W之上下面的藥液藉由離心力往外方擴散並流動，與被除去之物質一同流出至晶圓W的外方，以杯體2回收。另，施行藥液處理時，因應需求驅動氣缸馬達75而使噴吐藥液之藥液噴嘴71於晶圓W半徑方向往復移動，藉而可提高處理的均一性。
〔清洗處理〕
施行既定時間之藥液處理後，接著持續晶圓W的旋轉以及來自氣體噴吐口212、213之N2氣體的噴吐，停止來自藥液噴嘴71及藥液用的處理液噴吐口22之藥液的噴吐，自清洗噴嘴72及清洗液用的處理液噴吐口22起對晶圓W的邊緣部供給清洗液(DIW)，施行清洗處理。藉由此一清洗處理，滌除殘存於晶圓W之上下面的藥液及反應產生物等。
〔乾燥處理〕
施行既定時間之清洗處理後，接著持續晶圓W的旋轉以及來自氣體噴吐口212、213之N2氣體的噴吐，停止來自清洗噴嘴72及清洗液用的處理液噴吐口22之清洗液的噴吐，自氣體噴嘴73對晶圓W的邊緣部供給乾燥用氣體(N2氣體)，施行乾燥處理。藉由以上程序結束對於晶圓W之一連
串的處理。
〔晶圓移出〕
而後，使覆蓋構件5上升而位於退避位置並使杯體2下降。其次，開啟殼體11之閘門12而使未圖示的外部之晶圓搬運機構的搬運臂(未圖示)進入殼體11內，在使空的搬運臂位於晶圓保持體3所保持的晶圓W之下方後使其上升，搬運臂自停止晶圓W吸附的狀態之晶圓保持體3承接晶圓W。之後，保持晶圓之搬運臂自殼體11內退出。藉由以上，結束對於1片晶圓之液處理裝置中的一連串之程序。
接著，對於藥液處理時的，晶圓邊緣部附近之流體的流動，與和此流體的流動相關之杯體2及覆蓋構件5的構成，參考圖3~圖5詳細地加以說明。
由於介由排氣路245抽吸杯體2內部空間的氣體而使其成為負壓，故位於晶圓W頂面的上方之氣體(於殼體11內形成降流之潔淨空氣)，通過間隙G被導入杯體2內之排氣流路27。此外，自氣體噴吐口212、213噴吐出的N2氣體，因晶圓W之旋轉的影響而自杯體2其內周側部分21的頂面211與晶圓W的底面之間的空間流出至外方，流入排氣流路27。於圖5(b)顯示此等氣體的流動。
覆蓋構件5之內周面51的下側面部分512以越接近晶圓W越朝向半徑方向外側的方式傾斜(亦即，以覆蓋構件5其內周面51之下部的內徑越往下方越大之方式形成)，故與內周面51係單一鉛直面的情況比較，氣體順暢地流入間隙G，於間隙G內亦難以產生氣流的擾動。另，並非使覆蓋構件5之內周面51與底面52的連接部為邊緣(圖3中為以符號53表示之內邊緣53)，亦可使內周面51與底面52為曲面(參考圖5(b)之附加符號R的箭頭)，此等R的形狀亦在使氣體順暢地流入間隙G上為較佳態樣。
另一方面，自藥液噴嘴71供給至晶圓W之頂面邊緣部的藥液，與自
藥液用的處理液噴吐口22供給至晶圓W之底面邊緣部的藥液，因離心力而朝向晶圓邊緣擴散，並往晶圓W之外方飛散。晶圓W頂面之藥液的大半，朝向圖5(a)中以上側之2個箭頭A1、A2包夾的區域AR飛散。藥液往水平方向(箭頭A1的方向)最多且強力地飛散，飛散方向越接近以箭頭A2顯示之方向，飛散的藥液之量及力道越小。晶圓底面之藥液的大半，朝向圖5(b)中以下側之2個箭頭B1、B2包夾的區域BR飛散。藥液往水平方向(箭頭B1的方向)最多且強力地飛散，飛散方向越接近以箭頭B2顯示之方向，飛散的藥液之量及力道越小。如此地藥液飛散，係在藥液受到離心力以外，加上受到通過覆蓋構件5與晶圓W之間的間隙G時增速而往水平方向流出之氣體(潔淨空氣)的流動之影響的緣故。另，供給至晶圓W頂面的液(藥液、清洗液)未接觸覆蓋構件5之底面52。
自晶圓W飛散的藥液，沿著流體接收面261及引導板25的頂面252，漸朝向杯體2之外側的凹部241流下，抑或成為微細的液滴(霧氣)而乘著圖5(b)所示之排氣流路27內的氣流流動。圖5(b)中，以虛線表示的箭頭顯示氣流，排氣流路27內之霧氣的流動，與排氣流路27內之氣流幾近一致。另，即便位於排氣流路27內之液滴通過覆蓋構件5的底面52與晶圓W的頂面之間的間隙G而往晶圓W中央部前進，此等液滴之移動，亦因於間隙G朝向晶圓W外方流動之前述氣流而受到妨礙。因此，可防止自晶圓W飛散的藥液再度附著之現象所產生的晶圓W汙染。
本實施形態的杯體2及覆蓋構件5，為了防止自晶圓W飛散的藥液再度附著之現象所產生的晶圓W汙染，除了上述構成以外，進一步具有下述之有利構成。
為了防止以強大力道入射至杯體2之流體接收面261的藥液之飛濺，將杯體2之流體接收面261對水平面構成的角度(此角度與以箭頭A1、B1表示之藥液的流動入射至流體接收面261之入射角θ相同)，設定為較小的值，例如30度。藉此，減少起因於藥液與流體接收面261碰撞的藥液之飛散。
覆蓋構件5的底面52與晶圓W的頂面之間的間隙G，將該間隙G之開口面積(意指具有與自覆蓋構件5之中心軸線起至底面52之內邊緣53為止的距離相等之半徑及高度G1(間隙G之高度)的圓筒面之面積)，設定為與排氣口247之面積相等或較大。藉此，可使位於晶圓W頂面的上方之氣體的導入順暢地施行。若間隙G過於狹小，則該間隙G之流路阻力變大，無法以微小的排氣力施行充分的抽吸。可使間隙G之高度G1，為例如4~5mm。
此外，使間隙G之半徑方向寬度G2(覆蓋構件5之底面與晶圓W在半徑方向中重疊的長度)，為4~6mm，例如5mm左右。一旦間隙G的寬度G2過大，則該間隙G之流路阻力變大，無法以微小的排氣力施行充分的抽吸。另一方面，若寬度G2過小，則因間隙G內之氣體的流動受到擾動故不適宜(間隙G內氣體宜朝向半徑方向外側水平地流動)。另，寬度G2的最佳值，以其與高度G1之關係而改變。
流體接收面261與引導板25的頂面252之間的距離D1隨著往下游側(隨著接近杯體2之外側的凹部241)而緩緩變小。藉由如此，可抑制逆流之氣流的產生。
於杯體2設置彎折部262，故假設即便產生如圖5(b)中以箭頭FR1表示的氣流之逆流，仍藉由彎折部262使該逆流如箭頭FR2所示地往排氣路245之下游側轉向，故防止乘著如箭頭FR1所示之氣流的藥液之霧氣朝向晶圓W的情況。
此外，宜使杯體2之彎折部262的前端(下端)之高度，與覆蓋構件5的底面52之高度相同。若使其相同，則難以在通過間隙G之氣體的流動產生擾動。雖於兩者容許若干高度的差，但若彎折部262之前端位於過低的位置，則有自晶圓W之表面飛散的藥液之霧氣(參考圖5(a)之箭頭A2)與彎折部262碰撞，朝向晶圓W飛濺之疑慮。另一方面，若彎折部262之
前端位於過高的位置，則無法充分地防止如乘著圖5(b)中以箭頭FR1表示之氣流的藥液之霧氣朝向晶圓W。另，覆蓋構件5之底面52的邊緣521與彎折部262之間的距離(於晶圓半徑方向測定的距離)，在盡可能保證使覆蓋構件5之升降時該邊緣521不與杯體2碰撞中，宜盡可能使其減小。藉此，防止通過間隙G的氣體，於邊緣521與彎折部262之間的空間形成渦流。
使覆蓋構件5位於處理位置時，如圖3所示，宜藉由密封構件59將覆蓋構件5與外周壁25的頂面之間密封。藉此，則使殼體11內之氣體單通過間隙G而導入至排氣流路27，故晶圓W之外邊緣附近的氣流擾動變得難以產生，此外，可更減輕排氣裝置246的負擔。
另，雖以藥液處理時為例對氣流及霧氣的流動進行說明，但明瞭對清洗處理時亦產生相同氣流及霧氣的流動。
藉由此一液處理裝置1實施之液處理，不限為上述型態。例如，藥液不限為HF，可為SC-1或SC-2，此外，亦可施行複數個藥液處理。另，處理對象之基板，不限為半導體晶圓，亦可為需要邊緣部之清洗的各種圓形基板，例如玻璃基板、陶瓷基板等。
21‧‧‧內周側部分
211‧‧‧頂面
212、213‧‧‧氣體噴吐口
214‧‧‧氣體導入線
215‧‧‧氣體擴散空間
216‧‧‧加熱器
22‧‧‧處理液噴吐口
221‧‧‧處理流體供給機構
24‧‧‧外周側部分
241、242‧‧‧凹部
243‧‧‧分離壁
244‧‧‧排液路
245‧‧‧排氣路
246‧‧‧排氣裝置
247‧‧‧排氣口
25‧‧‧引導板
251‧‧‧前端部
252‧‧‧頂面
26‧‧‧外周壁
261‧‧‧流體接收面
262‧‧‧劃定杯體之上部開口的壁體(彎折部)
263‧‧‧水平面
27‧‧‧排氣流路
5‧‧‧覆蓋構件
5e‧‧‧內邊緣
51‧‧‧內周面
511‧‧‧上側面部分
512‧‧‧下側面部分
52‧‧‧覆蓋構件之底面
521‧‧‧外邊緣
53‧‧‧內邊緣
58‧‧‧支承體
59‧‧‧密封構件
G‧‧‧間隙
We‧‧‧外周端
Wi‧‧‧內邊緣
Wp‧‧‧邊緣部
Claims (10)
- 一種基板處理裝置，具備：基板保持部，將基板保持水平；旋轉驅動機構，使該基板保持部繞鉛直軸線旋轉；處理液噴嘴，對該基板保持部所保持的基板其頂面之邊緣部供給處理液；杯體，包圍該基板保持部所保持的基板之周圍，回收自該基板往外方飛散的處理液；排氣口，供抽吸該杯體內部空間的氣體所用；以及環狀之覆蓋構件，具有底面及內周面；其特徵為：該覆蓋構件覆蓋該基板保持部所保持的基板其頂面之邊緣部，該覆蓋構件未覆蓋較該邊緣部位於更半徑方向內側的基板之中央部而使其露出；該覆蓋構件之該底面，在與該基板保持部所保持的基板其頂面之邊緣部間形成間隙，將該杯體之內部空間排氣時，使位於該杯體之該內部空間的上方之氣體，自該覆蓋構件之該內周面所包圍的空間通過該間隙而導入至該杯體之內部空間。
- 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，該覆蓋構件之該內周面的下部之內徑，越往下方越大。
- 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，該覆蓋構件之該內周面的下端部與該底面的內周部以曲面連接。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板處理裝置，其中，該覆蓋構件之該底面的內邊緣，較該基板保持部所保持的基板之外周端位於更內側，該覆蓋構件之該底面的外邊緣，較該基板保持部所保持的基板之外邊緣位於更外側。
- 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中，該覆蓋構件之該底面的內邊緣，較該基板保持部所保持的基板之該邊緣部的內邊緣位於更內側。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板處理裝置，其中，該間隙之開口面積，較該排氣口之面積更大。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板處理裝置，其中，該杯體，具有插入該覆蓋構件之下部的上部開口部，於形成該杯體之該上部開口部的壁體，設置往下方延伸之彎折部。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板處理裝置，其中，該覆蓋構件更具備移動機構，該移動機構在接近該基板保持部所保持的基板之頂面的處理位置、與遠離該基板的退避位置之間移動。
- 一種基板處理方法，包含如下步驟：在以杯體包圍基板之周圍，藉由環狀的覆蓋構件覆蓋該基板之上方的狀態，將基板保持水平之步驟；以及在將該杯體之內部空間排氣並使基板繞鉛直軸線旋轉之狀態，對該基板的邊緣部供給處理液，於該基板施行液處理之步驟；其特徵為：於該基板施行液處理時，該覆蓋構件覆蓋該基板保持部所保持的基板其頂面之邊緣部，該覆蓋構件未覆蓋較該邊緣部位於更半徑方向內側的基板之中央部而使其露出，在該覆蓋構件之底面與該基板之頂面的邊緣部之間形成間隙，藉由將該杯體之該內部空間排氣，而使位於該覆蓋構件之上方的氣體，通過該覆蓋構件之內周面所包圍的空間及該間隙，導入至該杯體之內部空間。
- 如申請專利範圍第9項之基板處理方法，其中，該氣體，於該覆蓋構件之底面與該基板之頂面的邊緣部之間的該間隙水平地朝向外側流動。
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