TW201526141A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

將基板表面之洗淨水確實地置換為揮發性溶 媒，而有效地防止基板乾燥時之圖案倒壞，並且提昇此種基板之生產性。 基板處理裝置(10)，係具備有水分除去 手段(110)，水分除去手段(110)，係當藉由溶媒供給部(58)而對於基板(W)之表面供給揮發性溶媒時，對於基板(W)之表面供給水分除去劑，而促進對於基板(W)之表面的洗淨水之揮發性溶媒的置換。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係有關於基板處理裝置及基板處理方法。
基板處理裝置，係為在半導體等之製造工程中，對於晶圓或液晶基板等之基板的表面供給處理液而對於該基板表面進行處理，之後對於基板表面供給超純水等之洗淨水而將該基板表面洗淨並進而使基板乾燥之裝置。在此乾燥工程中，起因於伴隨著近年來之半導體之高積體化和高容量化所導致的微細化，會發生有例如在基板上之記憶體胞或閘極周邊的圖案倒壞的問題。此問題係起因於圖案彼此之間隔或構造、洗淨水之表面張力等所導致者。在進行基板之乾燥時，起因於在圖案間所殘存的洗淨水之表面張力，會造成圖案彼此間之相互拉扯，因此圖案彼此係會彈性變形性地倒下，並產生圖案倒壞的情形。
因此，以對於上述之圖案倒壞作抑制一事作為目的，係提案有使用表面張力為較超純水而更小之IPA (2-丙醇：異丙醇)所進行的基板乾燥方法(例如，參考專利文獻1)，在量產工廠等中，係使用有將基板表面上之超純水置換為IPA並進行基板乾燥之方法。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2008-34779號公報
然而，在先前技術中，想要將被供給至基板表面之洗淨水充分地置換為表面張力為低之IPA等之揮發性溶媒一事，係為困難，而並無法有效地防止基板乾燥時之圖案倒壞。此圖案倒壞的問題，係伴隨著半導體之微細化的進展而變得更為顯著。
本發明之課題，係在於將基板表面之洗淨水確實地置換為揮發性溶媒，而有效地防止基板乾燥時之圖案倒壞。
本發明之基板處理裝置，係具備有：對於基板之表面供給洗淨水之洗淨水供給部；和對於被供給有洗淨水之基板之表面供給揮發性溶媒，並將基板之表面的洗淨水置換為揮發性溶媒之溶媒供給部，該基板處理裝置， 其特徵為：係具備有水分除去手段，該水分除去手段，係當藉由溶媒供給部而對於基板之表面供給揮發性溶媒時，對於基板之表面供給水分除去劑，以促進對於基板之表面之洗淨水的揮發性溶媒之置換。
本發明之基板處理方法，係具備有：對於基板之表面供給洗淨水之工程；和對於被供給有洗淨水之基板之表面供給揮發性溶媒，並將基板之表面的洗淨水置換為揮發性溶媒之工程，該基板處理方法，其特徵為：當對於基板之表面供給揮發性溶媒時，係使用水分除去手段，來對於基板之表面供給水分除去劑，以促進對於基板之表面之洗淨水的揮發性溶媒之置換。
若依據本發明之基板處理裝置及基板處理方法，則係能夠將基板表面之洗淨水確實地置換為揮發性溶媒，而有效地防止基板乾燥時之圖案倒壞。
10‧‧‧基板處理裝置
50‧‧‧基板洗淨室
57‧‧‧洗淨水供給部
58‧‧‧溶媒供給部
70‧‧‧基板乾燥室
76‧‧‧加熱手段
77‧‧‧吸引乾燥手段(乾燥手段)
101‧‧‧溶媒供給槽
104‧‧‧溶媒供給管路
110、120、130‧‧‧水分除去手段
W‧‧‧基板
[圖1]圖1係為對於基板處理裝置作展示的模式圖。
[圖2]圖2係為對於基板處理裝置中之基板洗淨室之構成作展示的模式圖。
[圖3]圖3係為對於基板表面上之洗淨水之置換狀況作展示的模式圖。
[圖4]圖4係為對於基板處理裝置中之基板乾燥室之構成作展示的模式圖。
[圖5]圖5係為對於基板處理裝置中之搬送手段之構成作展示的模式圖。
[圖6]圖6係為對於水分除去手段之變形例作展示的模式圖。
[圖7]圖7係為對於水分除去手段之變形例作展示的模式圖。
[圖8]圖8係為對於基板表面上之揮發性溶媒之乾燥狀況作展示的模式圖。
基板處理裝置10，係如圖1中所示一般，具備有基板供給排出部20、和基板保管用緩衝部30、和複數之基板處理室40，在基板供給排出部20和基板保管用緩衝部30之間，係設置有搬送機器人11，在基板保管用緩衝部30和基板處理室40之間，係設置有搬送機器人12。於此，基板處理室40，係如同後述一般，由基板洗淨室50和基板乾燥室70之組所構成。
基板供給排出部20，係構成為能夠將複數之基板收容卡匣21作搬入搬出。基板收容卡匣21，係收容有未處理之晶圓或液晶基板等之複數之基板W，並被搬入至基板供給排出部20中。又，基板收容卡匣21，係收容在基板處理室40中而被作了處理的基板W並被從基板供 給排出部20而搬出。未處理之基板W，係藉由搬送機器人11而在基板供給排出部20內之基板收容卡匣21處從構成為多段之各收容棚來依序取出，並被供給至基板保管用緩衝部30之後述的送入專用緩衝部31處。被供給至送入專用緩衝部31處之未處理之基板W，係更進而藉由搬送機器人12而被取出，並被供給至基板處理室40之基板洗淨室50處而進行洗淨處理。在基板洗淨室50處而被進行了洗淨處理之基板W，係藉由搬送機器人12而被從基板洗淨室50來移載至基板乾燥室70處並被進行乾燥處理。如此這般而成為完成處理之基板W，係藉由搬送機器人12而被從基板乾燥室70取出並被投入至基板保管用緩衝部30之後述的送出專用緩衝部32中而作暫時性保管。在基板保管用緩衝部30之送出專用緩衝部32內而被暫時性地作了保管之基板W，係藉由搬送機器人11而被取出，並依序被排出至基板供給排出部20內之基板收容卡匣21之空的收容棚處。被完成處理之基板W所裝滿的基板收容卡匣21，係成為被從基板供給排出部20而搬出者。
基板保管用緩衝部30，係如圖5中所示一般，將保管未處理之基板W的複數之送入專用緩衝部31，設置為成為多段之棚狀，並且，將保管在基板處理室40處而被作了洗淨以及乾燥處理之基板W的複數之送出專用緩衝部32，設置為成為多段之棚狀。在送出專用緩衝部32之內部，係設置有將暫時保管中之基板W冷卻的 冷卻手段。另外，送入專用緩衝部31和送出專用緩衝部32，係亦可並非為多段。
基板處理室40，係在位置於靠向從基板保管用緩衝部30而分離了的基板處理室40之移動端處的搬送機器人12之周圍(或者是兩側)，配置相互成為一組之基板洗淨室50和基板乾燥室70，並構成為將在同一組之基板洗淨室50處而作了洗淨處理的基板W，移載至該同一組之基板乾燥室70處而進行乾燥處理。在基板處理室40處，當將由基板洗淨室50所進行之洗淨作業時間設為N時，由基板乾燥室70所進行之乾燥作業時間會成為1的情況時，相互成為1組之基板洗淨室50和基板乾燥室70的各設置個數i、j，係以成為i：j=N：1的方式來作設定。藉由此，當使在基板處理室40內而相互成為1組之全部的基板洗淨室50和基板乾燥室70於同一時間帶中而平行地動作時，係能夠謀求使在該些之基板洗淨室50中而洗淨後續之基板W的生產量和在該些之基板乾燥室70中而讓已完成於基板洗淨室50中之洗淨的先前之基板W乾燥的生產量概略成為同等。
本實施例之基板處理室40，係在複數之階層、例如在3個階層的各者處，配置相互成為1組之基板洗淨室50和基板乾燥室70，當將由基板洗淨室50所進行之洗淨作業時間設為N=3時，由於由基板乾燥室70所進行之乾燥作業時間係成為1，因此係在各階層處設置了i=3個的基板洗淨室50和j=1個的基板乾燥室70。
以下，針對構成基板處理室40之基板洗淨室50和基板乾燥室70作詳細敘述。
基板洗淨室50，係如圖2中所示一般，具備有成為處理室之處理箱51、和被設置在該處理箱51內之杯52、和在該杯52內而將基板W以水平狀態來作支持之台53、和使該台53在水平面內而旋轉之旋轉機構54、以及在台53之周圍而升降之溶媒吸引排出部55。進而，基板洗淨室50，係具備有對於台53上之基板W的表面供給藥液之藥液供給部56、和對於台53上之基板W的表面供給洗淨水之洗淨水供給部57、和供給揮發性溶媒之溶媒供給部58、以及對於各部作控制之控制部60。
處理箱51，係在周壁之一部分處開口有基板進出口51A。基板進出口51A係藉由閘門51B而被作開閉。
杯52，係被形成為圓筒形狀，並從周圍包圍台53而將其收容在內部。杯52之周壁的上部係朝向斜上方而縮徑，並以使台53上之基板W朝向上方而露出的方式來開口。此杯52，係接收從旋轉之基板W所流下或者是飛散的藥液、洗淨水。另外，在杯52之底部，係設置有用以將所接收了的藥液、洗淨水排出之排出管(未圖示)。
台53，係被設置在杯52之中央附近處，並以能夠在水平面內旋轉的方式而被設置。此台53，係具備有複數之銷等之支持構件53A，藉由此些之支持構件 53A，來將晶圓或液晶基板等之基板W可裝卸地作保持。
旋轉機構54，係具備有被與台53作了連結的旋轉軸、和成為使該旋轉軸旋轉之驅動源的馬達(均未圖示)等，並藉由馬達之驅動來透過旋轉軸而使台53旋轉。此旋轉機構54，係被與控制部60作電性連接，其之驅動係被控制部60所控制。
溶媒吸引排出部55，係具備有包圍台53之周圍而開口為環狀的溶媒吸引口55A。溶媒吸引排出部55係具備有使溶媒吸引口55A升降之升降機構(未圖示)，並在使溶媒吸引口55A位置在較台53之台面而更下面處的待機位置和使溶媒吸引口55A位置在被保持於台53上之基板W之周圍處的作業位置之間，使溶媒吸引口55A進行升降。溶媒吸引口55A，係吸引並接收從旋轉之基板W上所飛散的揮發性溶媒。另外，在溶媒吸引口55A處，係被連接有用以吸引揮發性溶媒之排氣扇或者是真空幫浦(未圖示)、以及用以將吸引並接收了的揮發性溶媒排出之排出管(未圖示)。
藥液供給部56，係具備有對於台53上之基板W的表面而從斜方向吐出藥液之噴嘴56A，並從此噴嘴56A來對於台53上之基板W的表面供給藥液、例如供給有機物除去用之APM(氨水及過氧化氫水之混合液)。噴嘴56A係被裝著於杯52之周壁的上部，並以會使藥液被供給至基板W之表面中心附近處的方式來對於其角度和吐出流速等作調整。此藥液供給部56，係被與控制部 60作電性連接，其之驅動係被控制部60所控制。另外，藥液供給部56，係具備有儲存藥液之槽和成為驅動源之幫浦、成為對於供給量作調整之調整弁的閥(均未圖示)等。
洗淨水供給部57，係具備有對於台53上之基板W的表面而從斜方向吐出洗淨水之噴嘴57A，並從此噴嘴57A來對於台53上之基板W的表面供給洗淨水、例如供給洗淨處理用之純水(超純水)。另外，洗淨液供給部57所供給之洗淨液，係亦可為臭氧等之功能水。噴嘴57A係被裝著於杯52之周壁的上部，並以會使洗淨水被供給至基板W之表面中心附近處的方式來對於其角度和吐出流速等作調整。此洗淨水供給部57，係被與控制部60作電性連接，其之驅動係被控制部60所控制。另外，洗淨水供給部57，係具備有儲存洗淨水之槽和成為驅動源之幫浦、成為對於供給量作調整之調整弁的閥(均未圖示)等。
溶媒供給部58，係具備有對於台53上之基板W的表面而從斜方向吐出揮發性溶媒之噴嘴58A，並從此噴嘴58A來對於台53上之基板W的表面供給揮發性溶媒、例如供給IPA。此溶媒供給部58，係對於被藉由洗淨水供給部57所供給的洗淨水而洗淨之基板W的表面供給揮發性溶媒，並將基板W之表面的洗淨水置換為揮發性溶媒。噴嘴58A係被裝著於杯52之周壁的上部，並以會使揮發性溶媒被供給至基板W之表面中心附近處的方式 來對於其角度和吐出流速等作調整。此溶媒供給部58，係被與控制部60作電性連接，其之驅動係被控制部60所控制。另外，溶媒供給部58，係具備有儲存揮發性溶媒之槽和成為驅動源之幫浦、成為對於供給量作調整之調整弁的閥(均未圖示)等。
於此，作為揮發性溶媒，除了IPA以外，例如，亦可使用乙醇等之1價的醇類、或者是亦可使用二乙醚或乙基甲基醚等之醚類，進而，亦可使用碳酸伸乙酯等。另外，揮發性溶媒，係以可溶於水中為理想。
另外，溶媒供給部58，係具備有圖2中所示之溶媒供給槽101，並例如將IPA經由流量調整閥102、流量計103來投入至溶媒供給槽101中。被儲存在溶媒供給槽101中之IPA，係藉由設置在溶媒供給管路104處之幫浦105的驅動，而經由濾網106、流量調整閥107、流量計108來從溶媒供給部58之噴嘴58A而吐出至基板W之表面。另外，109，係為當IPA未被從噴嘴58A而吐出時之回流閥。控制部60，係對於流量調整閥102、幫浦105、流量調整閥107等作控制，並適時地從噴嘴58A來吐出適量之IPA。
於此，溶媒供給部58係附加性地具備有水分除去手段110。水分除去手段110，係當藉由溶媒供給部58而對於基板W之表面供給揮發性溶媒時，對於該基板W之表面供給水分除去劑，而促進對於該基板W之表面的洗淨水之該揮發性溶媒的置換。
水分除去手段110所供給之水分除去劑，係為會與水產生反應並進行加水分解之物質，例如，係可採用磷酸三乙酯、磷酸三甲酯。當藉由水分除去手段110而將水分除去劑經由後述之供給路徑來供給至基板W之表面時，如同圖3中所示一般，水分除去劑，係會與附著在基板W之圖案P彼此之間隙的內部之水以及存在於基板W之周邊的處理箱51內之氛圍(大氣)中的水蒸氣產生反應並進行加水分解，而產生分解生成物。藉由此，例如，磷酸三乙酯、磷酸三甲酯等之水分除去劑，係將該些之水、水蒸氣除去，並產生酸性磷酸酯、乙醇等之分解生成物。酸性磷酸酯、乙醇等之水分除去劑之分解生成物，係容易與IPA等之揮發性溶媒相混合或是溶解於其中。
故而，藉由洗淨水供給部57所供給至基板W之表面的水，係一面被與溶媒供給部58所供給之IPA作攪拌混合，一面藉由台53之旋轉的離心力而被甩開除去，並且亦在水分除去手段110所供給之水分除去劑的上述加水分解中被消耗並被除去，其結果，係能夠確實地將基板W之表面的全區域置換為相較於水而表面張力為更低之IPA(混合有或者是溶解有水分除去劑之分解生成物的IPA)。
在本實施例中，水分除去手段110，係如圖2中所示一般，將水分除去劑(R)添加至溶媒供給槽101內之揮發性溶媒中。水分除去劑，係經由流量調整閥111、流量計112而被投入至溶媒供給槽101中，並在溶 媒供給槽101中而被與IPA充分地混合，之後藉由幫浦105而與IPA一同地通過溶媒供給管路104來從噴嘴58A而吐出至基板W之表面。此水分除去手段110，係使流量調整閥111等被與控制部60作電性連接，其之驅動係被控制部60所控制。為了將水分除去劑R與揮發性溶媒在溶媒供給槽101中作充分的混合，若是在將流量調整閥107關閉並將回流閥109開啟了的狀態下，啟動幫浦105，並使溶媒供給槽101內之混合液作循環，則為理想。
水分除去手段110所投入之水分除去劑，由於係成為在溶媒供給槽101內而與IPA作良好的混合並與IPA一同地而遍佈在基板W之表面的各部，因此係能夠將基板W之表面的全區域以良好的效率來置換為IPA(混合有或者是溶解有水分除去劑之分解生成物的IPA)。
控制部60，係具備有對於各部作集中性控制之微電腦、和將關連於基板處理之基板處理資訊和各種程式等作記憶之記憶部。此控制部60，係基於基板處理資訊和各種程式，而對於旋轉機構54和溶媒吸引排出部55、藥液供給部56、洗淨水供給部57、溶媒供給部58、水分除去手段110等進行控制，並進行對於旋轉中之台53上的基板W之表面所進行的由藥液供給部56所致之藥液之供給、由洗淨水供給部57所致之洗淨水之供給、由溶媒供給部58所致之揮發性溶媒之供給等的控制。
基板乾燥室70，係如圖4中所示一般，具備 有成為處理室之處理箱71、和被設置在該處理箱71內之杯72、和在該杯72內而將基板W以水平狀態來作支持之台73、和使該台73在水平面內而旋轉之旋轉機構74、和供給氣體之氣體供給部75、和將被供給有揮發性溶媒之基板W的表面加熱之加熱手段76、和用以使藉由加熱手段76而被加熱了的基板W之表面乾燥之吸引乾燥手段77、以及對於各部進行控制之控制部80。
處理箱71、杯72、台73、旋轉機構74，係與在基板洗淨室50中之處理箱51、杯52、台53、旋轉機構54相同。另外，在圖4中，71A係代表基板進出口，71B係代表閘門，73A係代表銷等之支持構件。
氣體供給部75，係具備有對於台73上之基板W的表面而從斜方向吐出氣體之噴嘴75A，並從此噴嘴75A來對於台73上之基板W的表面供給氣體、例如供給氮氣，而在處理箱71內使基板W之表面上的空間成為氮氣氛圍。噴嘴75A係被裝著於杯72之周壁的上部，並以會使氣體被供給至基板W之表面中心附近處的方式來對於其角度和吐出流速等作調整。此氣體供給部75，係被與控制部80作電性連接，其之驅動係被控制部80所控制。另外，氣體供給部75，係具備有儲存氣體之槽和成為對於供給量作調整之調整弁的閥(均未圖示)等。
於此，作為所供給之氣體，係亦可使用氮氣以外之惰性氣體，例如可使用氬氣或二氧化碳氣體、氦氣等。由於此惰性氣體係被供給至基板W之表面，因此係 成為能夠將基板W之表面上的氧除去並防止水痕(watermark)的產生。亦可為乾燥空氣。另外，所供給之氣體，係以設為被作了加熱的氣體為理想。
加熱手段76，係具備有複數之燈管76A，並被設置在台73之上方，而藉由各燈管76A之點燈來將光照射至台73上之基板W的表面。此加熱手段76，係構成為能夠藉由移動機構76B而朝上下方向(升降方向)移動，並移動至與杯72相互接近之照射位置(如同圖4中之實線所示一般，與基板W之表面相接近的位置)和從杯72而分離了既定距離之待機位置(如同圖4中之一點鍊線所示一般，從基板W之表面而分離的位置)。當基板W被安置在基板乾燥室70之台73上時，藉由預先使加熱手段76定位於待機位置處，係能夠避免加熱手段76成為基板W之搬入時的阻礙。加熱手段76，係可在使燈管點燈後再下降，亦可在下降後再使燈管點燈。此加熱手段76，係被與控制部80作電性連接，其之驅動係被控制部80所控制。
於此，作為加熱手段76，例如係可使用將直管型態之燈管76A作了複數根之並列設置者，或者是使用將燈泡型態之燈管76A作了複數個之陣列設置者。又，作為燈管76A，例如，係可使用鹵素燈管或氙氣閃光燈管等。
在使用有加熱手段76之基板W的加熱工程中，藉由以該加熱手段76所致之加熱，如同在圖8(A) 中所示一般，基板W之表面上的與圖案P相互接觸之揮發性溶媒的液體A1，係較其他部分之揮發性溶媒的液體A1而更快地開始氣化。亦即是，係以使被供給至基板W之表面上的揮發性溶媒之液體A1中僅有與基板W之表面相接觸的部份會成為氣相的方式而被作急速加熱。藉由此，在基板W之表面上的圖案P之周圍，藉由揮發性溶媒之液體A1的氣化(沸騰)，係被形成有氣體之層(氣泡之集合)，亦即是係如同薄膜一般地而被形成有揮發性溶媒之氣層A2。因此，相鄰接之圖案P之間的揮發性溶媒之液體A1，係一面藉由該氣層A2而被推出至基板W之表面，一面藉由自身之表面張力而成為多數之液珠。另外，在圖8(B)中，係展示有當在液體逐漸乾燥的過程中於基板表面之各部的乾燥速度產生有不均，並在一部分之圖案P之間殘留有液體A1時，起因於該部分之液體A1的表面張力而導致圖案發生倒壞的現象。
吸引乾燥手段77，係與在基板洗淨室50處之前述之溶媒吸引排出部55實質性相同，並將朝向台73之周圍而開口為環狀的溶媒吸引口77A，設定在定位於被保持在台73上之基板W之周圍的作業位置處，而發揮作用。溶媒吸引口77A，係吸引並接收從旋轉之基板W上所飛散的揮發性溶媒。此吸引乾燥手段77，係被與控制部80作電性連接，其之驅動係被控制部80所控制。另外，在溶媒吸引口77A處，係被連接有用以吸引揮發性溶媒之液珠的真空幫浦(未圖示)、以及用以將吸引並接收 了的揮發性溶媒之液珠排出的排出管(未圖示)。
控制部80，係具備有對於各部作集中性控制之微電腦、和將關連於基板處理之基板處理資訊和各種程式等作記憶之記憶部。此控制部80，係基於基板處理資訊和各種程式，而對於旋轉機構74和氣體供給部75、加熱手段76、吸引乾燥手段77等進行控制，並進行對於旋轉中之台73上的基板W之表面所進行的由氣體供給部75所致之氣體之供給、由加熱手段76所致之加熱、由吸引乾燥手段77所致之吸引等的控制。
以下，針對由基板處理裝置10所進行之基板W之洗淨以及乾燥處理程序作說明。
(1)將藉由搬送機器人11所從基板供給排出部20之基板收容卡匣21來供給至基板保管用緩衝部30之送入專用緩衝部31處的基板W，藉由搬送機器人12而取出，在將此基板W安置在基板處理室40中之基板洗淨室50之台53上的狀態下，基板洗淨室50之控制部60係對於旋轉機構54進行控制，並使台53以既定之旋轉數來旋轉，接著，在使溶媒吸引排出部55定位於待機位置處的狀態下，對於藥液供給部56進行控制，並從噴嘴56A來對於旋轉之台53上的基板W之表面，以既定之時間而供給藥液，亦即是供給APM。作為藥液之APM，係從噴嘴56A起而被朝向旋轉之台53上之基板W的中央吐出，並藉由起因於基板W之旋轉所產生的離心力，而擴廣至基板W之表面全體。藉由此，台53上之基板W之表面，係 成為被APM所覆蓋並被作處理。
另外，控制部60，係使台53從上述之(1)起直到後述之(3)為止地而持續旋轉。此時，台53之旋轉數或既定時間等之處理條件，係被預先作設定，但是，此係可藉由操作者而任意作變更。
(2)接著，控制部60，係先停止藥液之供給，之後對於洗淨水供給部57進行控制，而從噴嘴57A來對於旋轉之台53上的基板W之表面，以既定之時間來供給洗淨水、亦即是供給超純水。作為洗淨水之超純水，係從噴嘴57A起而被朝向旋轉之台53上之基板W的中央吐出，並藉由起因於基板W之旋轉所產生的離心力，而擴廣至基板W之表面全體。藉由此，台53上之基板W之表面，係成為被超純水所覆蓋並被作洗淨。
(3)接著，控制部60，係先停止由洗淨水供給部57所致之洗淨水之供給，之後將溶媒吸引排出部55定位於作業位置處，並對於溶媒供給部58進行控制，而從噴嘴58A來對於旋轉之台53上的基板W之表面，以既定之時間來供給揮發性溶媒、亦即是供給IPA。在由溶媒供給部58所進行之IPA的供給經過了既定時間的時間點處，停止由溶媒供給部58所進行之IPA之供給，並停止由台53所致之基板W之旋轉。作為揮發性溶媒之IPA，係從噴嘴58A起而被朝向旋轉之台53上之基板W的中央吐出，並藉由起因於基板W之旋轉所產生的離心力，而擴廣至基板W之表面全體。此時，從旋轉之基板W上所 飛散的IPA，係被溶媒吸引排出部55所吸引。藉由此，台53上之基板W之表面，係成為從超純水而被置換為IPA。另外，此時之台53、亦即是基板W之旋轉數，係以揮發性溶媒之膜會在基板W之表面上以不會使基板W之表面露出的程度而成為薄膜的方式，來作設定。
又，從溶媒供給部58之噴嘴58A所吐出之IPA的溫度，係被設為未滿其之沸點，藉由將IPA確實地以液體之狀態來供給至基板W之表面，來成為在基板W之表面的全區域中將超純水確實且均等地置換為IPA。在本例中，對於基板W，IPA係以液體之狀態而被連續性地作供給。
於此，控制部60，當溶媒供給部58之噴嘴58A對於基板W之表面而吐出IPA時，係使用水分除去手段110而如同前述一般之對於該基板W之表面供給水分除去劑，以促進該基板W之表面的對於洗淨水之IPA(混合有或者是溶解有水分除去劑之分解生成物的IPA)的置換。
(4)接著，控制部60，係停止基板洗淨室50之台53的旋轉，並將停止了旋轉的台53上之基板W藉由搬送機器人12來從基板洗淨室50取出，再將此基板W安置在基板處理室40中之基板乾燥室70的台73上。基板乾燥室70之控制部80，係對於旋轉機構74進行控制而使台73旋轉，並且對於氣體供給部75進行控制，而從噴嘴75A來對於旋轉之台73上的基板W之表面，以既 定之時間來供給氣體、亦即是供給氮氣。氮氣，係從噴嘴75A而朝向台73上之基板W之全區域吐出。藉由此，包圍台73上之基板W的空間，係成為氮氛圍。藉由將此空間設為氮氛圍，係能夠使氧濃度減少，而能夠抑制在基板W之表面上的水痕之產生。
另外，控制部80，係使台73從上述之(4)起直到後述之(6)為止地而持續旋轉。此時，台73之旋轉數或既定時間等之處理條件，係被預先作設定，但是，此係可藉由操作者而任意作變更。
(5)接著，控制部80，係對於加熱手段76進行控制，並將至今為止為位置於待機位置處之加熱手段76定位在照射位置處，再將加熱手段76之各燈管76A點燈，而將旋轉之台73上的基板W作既定時間之加熱。此時，加熱手段76，係可進行能夠使基板W之溫度以10秒鐘而成為100℃以上的加熱。藉由此，係成為能夠使與基板W之表面上的圖案P相接觸之揮發性溶媒的液體A1(混合有或者是溶解有水分除去劑之分解生成物的液體)瞬間地氣化，並使在基板W之表面上的其他部分之揮發性溶媒的液體A1立即液珠化。
於此，在由加熱手段76所致之加熱乾燥中，為了使與基板W之圖案P相接觸的身為揮發性溶媒之IPA(混合有或者是溶解有水分除去劑之分解生成物的IPA)瞬間氣化，在數秒內而將基板W加熱至數百℃之高溫一事係為重要。又，係亦有必要並不將IPA加熱地而僅 加熱基板W。為了達成此，係以使用在波長500~3000nm處而具有峰值強度之燈管76A為理想。又，為了確實地達成乾燥，基板W之最終溫度(藉由加熱所到達的最終溫度)，係以成為較處理液和溶媒之大氣壓下之沸點而更高出20℃以上之加熱溫度為理想，進而，到達最終溫度之時間，係以10秒以內，例如數10msec~數秒之範圍內為理想。
(6)藉由以加熱手段76所得到的加熱作用，在基板W之表面上所產生的IPA(混合有或者是溶解有水分除去劑之分解生成物的IPA)之液珠，係藉由起因於基板W之旋轉所產生的離心力而被甩飛至外周，並到達吸引乾燥手段77處。此時，在溶媒吸引口77A處由於係被賦予有吸引力，因此到達吸引乾燥手段77處之IPA的液珠，係經由溶媒吸引口77A而被吸引並被除去。接著，停止旋轉台73之旋轉，並結束乾燥。故而，在本實施例中，旋轉台73、旋轉機構74、吸引乾燥手段77，係構成將藉由以加熱手段76所得到的加熱作用而將在基板之表面上所產生的揮發性溶媒之液珠除去並使基板之表面乾燥的乾燥手段。
(7)接著，控制部80，係停止台73的旋轉，並將停止了旋轉的台73上之成為完成乾燥的基板W藉由搬送機器人12來從基板乾燥室70取出，再將此基板W投入至基板保管用緩衝部30之送出專用緩衝部32處。另外，如同前述一般，當在送出專用緩衝部32之內部設 置有冷卻手段的情況時，藉由此冷卻手段，基板W係被強制性地冷卻。
另外，在上述(7)之基板W之取出前，控制部80係使加熱手段76之燈管76A熄燈並將其定位在待機位置處。藉由此，在取出基板W時，加熱手段76係並不會成為阻礙。
(8)搬送機器人11，係將基板W從基板保管用緩衝部30之送出專用緩衝部32而取出，並排出至基板供給排出部20之基板收容卡匣21處。
另外，在前述(4)處所藉由氣體供給部75而進行既定時間之供給的氮氣，係可設為與前述(5)中之由加熱手段76之各燈管76A所進行的加熱處理之開始一同地而停止，或者是亦可設為在結束了前述(6)中之乾燥處理的基板W於前述(7)中而被從基板乾燥室70取出時再停止供給。
故而，在基板處理裝置10中，基板處理室40係具備有基板洗淨室50和基板乾燥室70，並且在基板洗淨室50和基板乾燥室70之間係設置有作為基板搬送手段之搬送機器人12。藉由此，在基板洗淨室50中，係進行有對於基板W之表面供給洗淨水之工程、和對於被供給有洗淨水之基板W之表面供給揮發性溶媒並藉由水分除去手段110來促進對於基板W表面之洗淨水之揮發性溶媒的置換之工程，在基板洗淨室50中，被供給了揮發性溶媒之基板W，係藉由搬送機器人12而被搬送至基板乾 燥室70處。而，在基板乾燥室70中，係進行有將在基板洗淨室50處而被供給了揮發性溶媒之基板W加熱之工程、和藉由基板W之加熱而將在基板W之表面上所產生的揮發性溶媒之液珠除去以使基板W之表面乾燥之工程。
若依據本實施例，則係可發揮下述之作用效果。
在藉由洗淨水供給部57而對於基板W之表面供給了洗淨水之後，當溶媒供給部58對於基板W之表面而供給了IPA時，藉由水分除去手段110而與IPA作混合並作了供給的水分除去劑，係會與附著在基板W之圖案間隙的內部之水以及存在於基板W之周邊的處理箱51內之氛圍(大氣)中的水蒸氣產生反應並進行加水分解，並將該些之水、水蒸氣除去。藉由此，係能夠將基板W之表面、特別是附著於圖案間隙中的洗淨水之殘存量降低，乃至於能夠將此洗淨水確實地置換為表面張力為低之IPA(混合有或者是溶解有水分除去劑之分解生成物的IPA)，而能夠有效地防止基板W之乾燥時之圖案倒壞。
藉由由水分除去手段110所致之洗淨水之除去效果，係能夠以相對而言較為少量之揮發性溶媒之供給來將基板W之表面的洗淨水以良好之效率而置換為揮發性溶媒，而能夠降低揮發性溶媒之消耗量。又，係能夠將揮發性溶媒順暢地送入至起因於水分除去劑之使用而導致洗淨水之殘存量減少了的基板W之圖案間隙中，而能夠 縮短溶媒置換工程之實行時間。藉由此，係能夠提昇基板W之生產性。
水分除去手段110所投入之水分除去劑，由於係在溶媒供給槽101內而與IPA作良好的混合並與IPA一同地而遍佈在基板W之表面的各部，因此係能夠將基板W之表面的全區域以良好的效率來置換為IPA(混合有或者是溶解有水分除去劑之分解生成物的IPA)。
圖6，係為針對作為在圖1~圖5之實施例中之溶媒供給部58處所附加的水分除去手段110的變形例之水分除去手段120作展示者。水分除去手段120，係將水分除去劑(R)添加在溶媒供給部58之溶媒供給管路104內的揮發性溶媒中。水分除去劑，係經由流量調整閥121、流量計122、濾網123而被投入至溶媒供給管路104中，並在溶媒供給管路104中而被積極地導入至藉由幫浦105所壓送而來之IPA中並被混合，之後與IPA一同地從噴嘴58A而吐出至基板W之表面。此水分除去手段120，係使流量調整閥121等被與控制部60作電性連接，其之驅動係被控制部60所控制。
水分除去手段120所投入之水分除去劑，由於係在溶媒供給管路104內而積極地混合於被壓送而來之IPA中，並與IPA一同地而遍佈在基板W之表面的各部，因此係能夠將基板W之表面的全區域以良好的效率來置換為IPA(混合有或者是溶解有水分除去劑之分解生成物的IPA)。
圖7，係為針對作為在溶媒供給部58處所附加的水分除去手段110的變形例之水分除去手段130作展示者。水分除去手段130，係具備有經由流量調整閥131、流量計132、濾網133而將水分除去劑吐出至台53上之基板W之表面的噴嘴130A。水分除去手段130，係構成為能夠將水分除去劑(R)並不通過與溶媒供給槽101相通連之溶媒供給管路104地而直接供給至基板W之表面並添加在溶媒供給部58之噴嘴58A所吐出的揮發性溶媒中者。噴嘴130A係被設置在處理箱51之頂板下方，並以會使水分除去劑被供給至基板W之表面中心附近處的方式來對於其角度和吐出流速等作調整。此水分除去手段130，係使流量調整閥131等被與控制部60作直接連接，其之驅動係被控制部60所控制。
從噴嘴130A而來之水分除去劑之供給的開始之時序，係可設為與從噴嘴58A而開始揮發性溶媒之供給的時序相同，亦可設為較從噴嘴58A而開始揮發性溶媒之供給的時序更早或更晚。又，使從噴嘴130A而來之水分除去劑之供給停止的時序，係可設為與使噴嘴58A而來之揮發性溶媒之供給停止的時序相同，亦可設為較其更早或更晚。
水分除去手段130所投入之水分除去劑，由於係在基板W之表面上而立即與溶媒供給部58所供給之IPA作混合，並與IPA一同地而遍佈在基板W之表面的各部，因此係能夠將基板W之表面的全區域以良好的效 率來置換為IPA(混合有或者是溶解有水分除去劑之分解生成物的IPA)。
以上，雖係根據圖面來對於本發明之實施例作了詳細敘述，但是本發明之具體性構成係並不被限定於此實施例，在不脫離本發明之要旨的範圍內所進行之設計的變更，亦係被包含於本發明中。
由氣體供給部75所致之氮氣等之惰性氣體或乾燥氣體的供給動作，雖係設為在將基板W定位在供給位置處之後再開始，但是，係亦可構成為於進行定位之前便先開始。
在實施例中，由加熱手段76所致之基板W之加熱，係亦可構成為在將處理箱71內作了減壓的狀態下來進行。由於在處理箱71內之IPA等之揮發性溶媒的沸點會降低，並以相較於大氣壓下的情況而更低之溫度來沸騰，因此係能夠減輕對於基板所賦予之熱損傷。
在實施例中，雖係構成為在停止了對於基板W之洗淨水的供給之後，再開始IPA等之揮發性溶媒的供給，但是，係亦可在由洗淨水所致之洗淨的終期，從仍在對於基板W供給洗淨水時起便開始揮發性溶媒之供給。
〔產業上之利用可能性〕
若依據本發明，則係能夠將基板表面之洗淨水確實地置換為揮發性溶媒，而有效地防止基板乾燥時之圖案倒壞。
50‧‧‧基板洗淨室
51‧‧‧處理箱
51A‧‧‧基板進出口
51B‧‧‧閘門
52‧‧‧杯
53‧‧‧台
53A‧‧‧支持構件
54‧‧‧旋轉機構
55‧‧‧溶媒吸引排出部
55A‧‧‧溶媒吸引口
56‧‧‧藥液供給部
56A‧‧‧噴嘴
57‧‧‧洗淨水供給部
57A‧‧‧噴嘴
58‧‧‧溶媒供給部
58A‧‧‧噴嘴
60‧‧‧控制部
101‧‧‧溶媒供給槽
102‧‧‧流量調整閥
103‧‧‧流量計
104‧‧‧溶媒供給管路
105‧‧‧幫浦
106‧‧‧濾網
107‧‧‧流量調整閥
108‧‧‧流量計
109‧‧‧回流閥
110‧‧‧水分除去手段
111‧‧‧流量調整閥
112‧‧‧流量計
W‧‧‧基板

Claims (9)

  1. 一種基板處理裝置，係具備有：對於基板之表面供給洗淨水之洗淨水供給部；和對於被供給有洗淨水之基板之表面供給揮發性溶媒，並將基板之表面的洗淨水置換為揮發性溶媒之溶媒供給部，該基板處理裝置，其特徵為：係具備有水分除去手段，該水分除去手段，係當藉由溶媒供給部而對於基板之表面供給揮發性溶媒時，對於基板之表面供給水分除去劑，以促進對於基板之表面之洗淨水的揮發性溶媒之置換。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之基板處理裝置，其中，前述水分除去劑，係由會加水分解之物質所成。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之基板處理裝置，其中，係具備有：加熱乾燥手段，係對於被供給有前述揮發性溶媒之基板之表面進行加熱，以藉由加熱作用來除去在基板之表面所產生的揮發性溶媒之液珠，並使基板之表面乾燥。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之基板處理裝置，其中，前述水分除去手段，係對於溶媒供給槽內之揮發性溶媒添加水分除去劑。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之基板處理裝置，其中，前述水分除去手段，係對於將溶媒供給槽內之揮發性溶媒作壓送的溶媒供給管路內之揮發性溶媒添加水分除 去劑。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之基板處理裝置，其中，前述水分除去手段，係將水分除去劑並不通過與溶媒供給槽相通連之溶媒供給管路地而對於基板之表面進行供給。
  7. 一種基板處理方法，係具備有：對於基板之表面供給洗淨水之工程；和對於被供給有洗淨水之基板之表面供給揮發性溶媒，並將基板之表面的洗淨水置換為揮發性溶媒之工程，該基板處理方法，其特徵為：當對於基板之表面供給揮發性溶媒時，係使用水分除去手段，來對於基板之表面供給水分除去劑，以促進對於基板之表面之洗淨水的揮發性溶媒之置換。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之基板處理方法，其中，前述水分除去劑，係由會作加水分解之物質所成。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項所記載之基板處理方法，其中，係具備有：對於被供給有前述揮發性溶媒之基板之表面進行加熱，以藉由加熱作用來除去在基板之表面所產生的揮發性溶媒之液珠，並使基板之表面乾燥之工程。
TW103133986A 2013-09-30 2014-09-30 基板處理裝置及基板處理方法 TWI649822B (zh)

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