TW201545257A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Konosuke Hayashi
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Shibaura Mechatronics Corp
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Abstract

提供可以實現抑止處理不良及刪減處理液消耗量的基板處理裝置及基板處理方法。 與實施型態有關之基板處理裝置(1)具備：對基板(W)之表面供給處理液之液供給部(6)、檢測出藉由其液供給部(6)被供給處理液之基板(W)的表面溫度之溫度檢測部(7)、判斷藉由其溫度檢測部(7)所檢測出之表面溫度是否到達特定溫度之溫度監視部(9)、和於藉由其溫度監視部(9)判斷表面溫度到達至特定溫度之時，停止對液供給部(6)供給處理液之控制部(11)。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明之實施形態係關於基板處理裝置及基板處理方法。
基板處理裝置係在半導體或液晶面板等之製造工程中，對晶圓或液晶基板等之基板之表面供給處理液(例如，蝕刻液或洗淨液等)而對基板表面進行處理之裝置。在該基板處理裝置之中，開發出在水平狀態下使基板旋轉而從噴嘴對基板表面之略中央供給處理液，藉由旋轉之離心力使其處理液在基板表面擴散之旋轉處理的裝置。
但是，在上述基板處理裝置中，當自基板表面排出處理液不完全，在基板表面殘留處理液時，基板表面之處理均勻性(例如，蝕刻處理或沖洗處理等之處理均勻性)惡化，或是由於發生污漬或斑點等之污點，導致產生處理不良。再者，有過度供給處理液之情形，而增加了處理液之消耗量。如此一來，要求抑止處理不良及刪減處理液消耗量。
本發明所欲解決之課題在於提供可以抑止處理不良及刪減處理液消耗量之基板處理裝置及基板處理方法。
與實施形態有關之基板處理裝置具備：對基板之表面供給處理液之液供給部、檢測出藉由液供給部被供給處理液之基板的表面溫度之溫度檢測部、判斷藉由溫度檢測部所檢測出之表面溫度是否到達特定溫度之溫度監視部、和於藉由溫度監視部判斷表面溫度到達至特定溫度之時，停止對液供給部供給處理液之控制部。
與實施形態有關之基板處理方法具有：對基板之表面供給處理液之工程、檢測出被供給處理液之基板之表面溫度之工程、判斷所檢測出之表面溫度是否到達至特定溫度之工程、於表面溫度到達至特定溫度之時，停止供給處理液之工程。
若藉由與上述實施形態有關之基板處理裝置或基板處理方法時，可以實現抑止處理不良及刪減處理液消耗量。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理箱
3‧‧‧杯體
4‧‧‧支撐部
4a‧‧‧支撐構件
5‧‧‧旋轉機構
6‧‧‧液供給部
6a‧‧‧噴嘴
6b‧‧‧噴嘴
6c‧‧‧移動機構
6d‧‧‧液提供部
7‧‧‧溫度檢測部
8‧‧‧支撐機構
8a‧‧‧臂部
8b‧‧‧支柱
9‧‧‧溫度監視部
10‧‧‧通報部
11‧‧‧控制部
21‧‧‧臂部
22‧‧‧支柱
31‧‧‧閥體
32‧‧‧閥體
W‧‧‧基板
圖1為表示與實施之一形態有關之基板處理裝置之概略構成的圖示。
圖2為用以說明與實施之一形態有關之沖洗液供給時之基板之表面溫度分佈的說明圖。
圖3為表示與實施之一形態有關之基板處理之流程的流程圖。
以下，針對實施之一形態，參考圖面而予以說明。
如圖1所示般，與實施形態之一形態有關之基板處理裝置1具備：成為處理室之處理箱2、被設置在其處理箱2內之杯體3、在其杯體3內以水平狀態支撐基板W之支撐部4、在水平面內使其支撐部4旋轉之旋轉機構5、對支撐部4上之基板W之表面供給處理液之液供給部6、檢測出處理液供給時之基板W之表面溫度的溫度檢測部7、支撐其溫度檢測部7之支撐機構8、監視處理液供給時之基板W之溫度的溫度監視部9、通報處理不良之通報部10、和控制各部的控制部11。
杯體3被形成圓筒形狀，從周圍包圍支撐部4而收容在內部。杯體3之周壁之上部朝向徑向之內側而傾斜，以支撐部4上之基板W露出之方式開口。該杯體3係接取從旋轉之基板W上流落之處理液或飛散之處理液。並且，在杯體3之底部連接有用以排出接取到處理液之排出管(無圖示)。
支撐部4係位於杯體3內之略中央，被設置可在水平面內旋轉。該支撐部4具有複數插銷等之支撐構件4a，藉由該些支撐構件4a，可拆裝地保持晶圓或液晶基板等之基板W。
旋轉機構5具有使與支撐部4連結之旋轉軸或使其旋轉軸旋轉之馬達(任一者皆無圖示)等。該旋轉機構5藉由 馬達之驅動經旋轉軸使支撐部4旋轉。旋轉機構5被電性連接於控制部11，其驅動藉由控制部11被控制。
液供給部6具備：對支撐部4上之基板W之表面分別供給處理液之複數的噴嘴6a及6b、沿著支撐部4上之基板W之表面使該些噴嘴6a及6b移動之移動機構6c，和對各噴嘴6a及6b提供處理液之液提供部6d。
各噴嘴6a及6b被設置在支撐部4上之基板W之表面上方且位於其表面之中心附近。第1噴嘴6a係由旋轉中之支撐部4上之基板W之表面上方朝向其表面吐出從液提供部6d被提供之蝕刻液。再者，第2噴嘴6b係由旋轉中之支撐部4上之基板W之表面上方朝向其表面吐出從液提供部6d被提供之沖洗液。
並且，在圖1中，雖然噴嘴數量為兩根，但是該數量為例示，並不特定限定。再者，雖然噴嘴係依處理液之種類以每種類設置一根，並不限定於此，即使每一種類設置兩根等之複數亦可，該數量並不特別限定。
移動機構6c係藉由保持各噴嘴6a及6b之臂部21，和以可在水平面內使其臂部21旋轉之方式支撐其一端部的支柱22所構成。因臂部21係以支柱22為中心沿著支撐部4上之基板W之表面而旋轉，故其臂部21支撐的噴嘴6a及6b也沿著基板W之表面而移動。例如，移動機構6c使各噴嘴6a及6b移動至與支撐部4上之基板W之表面略中央對向之處理位置，和從其處理位置退避使可進行支撐部4上之基板W之搬入或搬出的待機位置。該移 動機構6c被電性連接於控制部11，其驅動藉由控制部11被控制。
液提供部6d具備有成為調整液量之調整閥之閥體31及32，還有成為貯留處理液之液槽或成為驅動源之泵(任一者皆無圖示)等。該液提供部6d係使各閥體31及32成為開啟狀態，藉由泵之驅動，對各噴嘴6a及6b供給處理液(蝕刻液或沖洗液)。液提供部6d被電性連接於控制部11，其驅動藉由控制部11被控制。因此，各閥體31及32之各個的開口量藉由控制部11被控制。
並且，作為蝕刻處理液，例如可使用包含氫氟酸或硝酸等之各種藥液，作為沖洗液，可使用純水或超純水等之各種液體。
溫度檢測部7為檢測出基板W之表面溫度之檢測部(例如，熱感應機械)，在支撐部4上之基板W之表面上方被設置在可檢測出其表面溫度之位置。該溫度檢測部7與溫度監視部9電性連接，將所檢測出之基板W之表面溫度傳達至溫度監視部9。作為溫度檢測部7，可使用檢測基板W之表面溫度分佈的測溫法(thermography)，而且，亦可使用複數之非接觸式溫度計(例如，非接觸放射溫度計)或接觸式溫度計等以取代測溫法。並且，於無須檢測出基板W之表面溫度分佈之時，亦可僅使用一個非接觸式溫度計或接觸式溫度計以當作溫度檢測部7(詳細於後述)。
該溫度檢測部7例如檢測出如圖2所示之基板W之 表面溫度分佈。該溫度分佈為緊接於常溫(例如，20℃)之沖洗液被供給至基板W之表面上之後的溫度分佈。之後，當持續供給沖洗液時，基板W之表面溫度分佈緩緩地在沖洗液之溫度(常溫)成為均勻。此時，沖洗液從噴嘴6b被供給之基板W之表面上之供給位置(供給點)A1為基板W之略中央(中央附近)。基板W之供給位置A1之周邊之表面溫度成為20℃左右，基板W之最外周部(最外緣部)之一部分之溫度成為105℃。具有該105℃之溫度的部位為藉由因前工程之蝕刻處理而殘留的蝕刻液之反應熱使得溫度變高的部位，即是藉由沖洗液之沖洗處理，例如沖洗液之供給不充分，進行有蝕刻處理之部位。
返回圖1，支撐機構8係藉由保持溫度檢測部7之臂部8a，和支撐其臂部8a之支柱8b所構成。臂部8a及支柱8b被設置在不妨礙從各噴嘴6a及6b供給處理液之位置，溫度檢測部7保持成可檢測出支撐部4上之基板W之表面溫度。並且，於臂部8a阻礙到基板W之搬入或搬出之時，即使設置使臂部8a旋轉之旋轉機構，並於基板W之搬入或搬出時藉由旋轉機構使臂部8a移動至不會阻礙之位置亦可。
溫度監視部9係於蝕刻處理或沖洗處理等之基板處理時監視藉由溫度檢測部7所檢測出之基板W之表面溫度，因應所需將監視結果傳達至控制部11。例如，於蝕刻處理或沖洗處理時，判斷基板W之表面溫度是否傳達至特定之蝕刻設定溫度或沖洗設定溫度，將其判斷結果傳 達至控制部11。蝕刻處理時之判斷係使用表面溫度分佈中最低之溫度，當作基板W之表面溫度，判斷其最低之溫度是否到達至特定之蝕刻設定溫度(例如，100℃)。另外，沖洗處理時之判斷係使用表面溫度分佈中最高之溫度，當作基板W之表面溫度，判斷其最高之溫度是否到達至特定之沖洗設定溫度(例如，20℃)。
並且，作為前述之判斷使用之溫度，除了使用基板W之表面溫度分佈中之最低之溫度或最高之溫度外，即使取基板W之表面溫度分佈之平均值，使用其平均值亦可。再者，從實驗或經驗證明在基板W之表面有蝕刻處理或沖洗處理等之基板處理不充分之部位(例如，基板W之最外圍部之一部分)時，即使以檢測出其部位之表面溫度之方式，設置非接觸式溫度計或接觸式溫度計以作為溫度檢測部7，且於上述判斷使用所檢測出之表面溫度亦可。再者，於存在複數基板處理不充分之部位時，即使以檢測出該些部位之表面溫度之方式設置複數非接觸溫度計或接觸式溫度計，且使用所檢測出之複數之表面溫度中最高之溫度或最低之溫度，或是使用表面溫度之平均值亦可。
通報部10係於蝕刻處理或沖洗處理不良時，將其處理不良之發生通報給使用者。作為該通報部10，可使用例如燈或警鈴等之警報器、顯示文字之顯示部及輸出聲音之聲音輸出部等。
控制部11具備集中性控制各部之微電腦，和記憶與基板處理有關之基板處理資訊或各種程式等之記憶部(任 一者皆無圖示)。該控制部11係進行根據基板處理資訊或各種程式控制旋轉機構5或液供給部6等，且對旋轉中之支撐部4上之基板W之表面，從各噴嘴6a及6b中之一方供給從液提供部6d所提供之處理液(蝕刻液或沖洗液)之控制。
接著，針對上述基板處理裝置1所執行的基板處理之流程，參照圖3予以說明。
如圖3所示般，在蝕刻處理中，開始從噴嘴6a朝向旋轉中之支撐部4上之基板W之表面供給蝕刻液(步驟S1)，藉由溫度監視部9開始基板W之表面之溫度監視(步驟S2)。並且，基板W之表面溫度藉由溫度檢測部7隨時被檢測出，從步驟S2之溫度監視之開始監視檢測溫度。
當在步驟S1中，開始供給蝕刻液時，從噴嘴6a被供給至基板中心附近之蝕刻液藉由離心力流向基板周緣部。依此，在蝕刻處理中，基板W之表面藉由蝕刻液被覆蓋。此時之基板W之表面溫度藉由溫度檢測部7被檢測出，被輸入至溫度監視部9。
於步驟S2之後，藉由控制部11判斷從蝕刻液供給開始之經過時間是否在特定之蝕刻設定時間(例如數分鐘)內(步驟S3)，當判斷經過時間在特定之蝕刻設定時間內時(步驟S3之YES)，則藉由溫度監視部9判斷檢測溫度是否為特定之蝕刻設定溫度(例如，100℃)以上(步驟S4)。並且，蝕刻設定時間為蝕刻處理時之處理設定時間，事先藉由使用者設定。
在步驟S4中，當判斷檢測溫度非特定之蝕刻設定溫度以上時(步驟S4之NO)，持續進行蝕刻處理，處理流程返回至步驟S3。在該步驟S3中，當判斷經過時間非特定之蝕刻設定時間內，即是蝕刻處理結束時(步驟S3之NO)，於甩乾等之基板乾燥後藉由控制部11停止基板W之旋轉，因在特定之蝕刻設定時間內檢測溫度不會成為特定之蝕刻設定溫度以上(即是，因蝕刻液不會充分地擴散於基板W之表面全體)，故藉由通報部10通報產生蝕刻處理不良之旨的警告(步驟S5)。
在此，在步驟S4中，使用表面溫度分佈中之最低之溫度當作藉由溫度監視部9被監視之檢測溫度，判斷其最低之溫度是否為特定之蝕刻設定溫度以上。藉由該判斷，可掌握蝕刻處理之完成時序。即是，最低之溫度成為特定之蝕刻溫度以上係表示蝕刻液充分擴散在基板W之表面全體，且在其基板W之表面全體產生充分之反應(反應熱)而表面全體被均勻處理，在基板W之表面全體完成蝕刻處理。
在步驟S4中，當判斷檢測溫度為特定之蝕刻設定溫度以上之時(步驟S4之YES)，進行從蝕刻處理切換至沖洗處理，即是蝕刻液之供給藉由控制部11被停止而開始供給沖洗液(步驟S6)。
當在步驟S6中，開始供給沖洗液時，從噴嘴6b被供給至基板中心附近之沖洗液藉由離心力流向基板周緣部。依此，在沖洗處理中，基板W之表面藉由沖洗液被覆 蓋。此時之基板W之表面溫度藉由溫度檢測部7被檢測出，被輸入至溫度監視部9。
於步驟S6之後，藉由控制部11判斷從沖洗液供給開始之經過時間是否在特定之沖洗設定時間(例如30秒)內(步驟S7)，當判斷經過時間在特定之沖洗設定時間內時(步驟S7之YES)，則藉由溫度監視部9判斷檢測溫度是否為特定之沖洗設定溫度(例如，20℃)以下(步驟S8)。並且，沖洗設定時間為沖洗處理時之處理設定時間，事先藉由使用者設定。
在步驟S8中，當判斷檢測溫度非特定之沖洗設定溫度以下時(步驟S8之NO)，持續進行沖洗處理，處理流程返回至步驟S7。在該步驟S7中，當判斷經過時間非特定之沖洗設定時間內，即是沖洗處理結束時(步驟S7之NO)，於甩乾等之基板乾燥後藉由控制部11停止基板W之旋轉，因在特定之沖洗設定時間內檢測溫度不會成為特定之沖洗設定溫度以下(即是，因沖洗液不會充分地擴散於基板W之表面全體)，故藉由通報部10通報產生沖洗處理不良之旨的警告(步驟S5)。
在此，在步驟S8中，使用表面溫度分佈中之最高之溫度當作藉由溫度監視部9被監視之檢測溫度，判斷其最高之溫度是否為特定之蝕刻設定溫度以下。藉由該判斷，可掌握沖洗處理之完成時序。即是，最高之溫度成為特定之沖洗設定溫度以下係表示沖洗液充分擴散在基板W之表面全體而表面全體被均勻處理，在其基板W之表面全 體完成沖洗處理。
在步驟S8中，判斷檢測溫度為特定之沖洗設定溫度以下之時(步驟S8之YES)，沖洗處理結束，即是沖洗液之供給藉由控制部11被停止(步驟S9)，而且藉由溫度監視部9所進行之溫度監視被停止(步驟S10)，於甩乾等之基板乾燥後，基板W之旋轉藉由控制部11被停止(步驟S11)。
若藉由如此之基板處理，於蝕刻處理時，對基板W之表面供給蝕刻液因應基板W之表面溫度而被停止。再者，即使在沖洗處理時，對基板W之表面供給沖洗液也因應基板W之表面溫度而被停止。因此，蝕刻處理及沖洗處理之處理完成時序為最適合，處理所需之適量的處理液被供給至基板W之表面上。
若詳細說明，則係在蝕刻處理中，適量的蝕刻液擴散至基板W之表面全面，在基板W之表面全體產生充分之反應(反應熱)，其基板W之表面全體被均勻處理。因此，可以抑止由於蝕刻液之不足或殘留等使得基板W之蝕刻處理均勻性惡化，還有產生污漬或斑點等之污點之情形。除此之外，因供給適量之蝕刻液，故可以刪減蝕刻液之消耗量。
再者，在沖洗處理中，適量之沖洗液擴散至基板W之表面全體，基板W之表面全體被均勻處理。因此，可以抑止由於沖洗液之不足或前工程之蝕刻液殘留使得基板W之沖洗處理均勻性惡化，還有產生污漬或斑點等之污點 之情形。除此之外，因供給適量之沖洗液，故可以刪減沖洗液之消耗量。
再者，在上述般之蝕刻處理或沖洗處理中，當產生處理不良時，因其處理不良之發生被通報至使用者，故使用者可以掌握處理不良之發生。依此，因使用者為了判定處理不良無須檢查製品，故可以提升使用者之便利性，並且可以達成刪減檢查時間或提升檢查精度。
如上述說明般，若藉由實施之一形態時，檢測出藉由噴嘴6a或6b被供給處理液體(例如，蝕刻液或沖洗液)之基板W之表面溫度，且於其所檢測出之表面溫度到達至特定溫度之時，藉由停止噴嘴6a或6b之處理液供給，處理完成時序成為適當，處理所需之適量之處理液被供給至基板W之表面上。因此，可抑止由於處理液不足或殘留等而使基板W之表面之處理均勻性惡化，或是產生污漬或斑點等之污點之情形。再者，因不進行供給過剩之處理液，故可抑止增加處理液之消耗量。如此一來，可以實現抑止處理不良及刪減處理液消耗量。
(其他實施形態)
在上述之實施形態中，雖然藉由單片式處理來處理基板W，但是並不限定於此，即使為藉由批量處理來處理亦可。於進行該批量處理之時，雖然可使用各種溫度檢測部7，但是於以近距離排列成基板W重疊之時，以使用接觸式溫度計當作溫度檢測部7，並在每個基板W於其表面直 接設置其接觸式溫度計為理想。並且，於批量處理時，貯留基板W被浸漬之處理液的貯留槽(貯留部)當作對基板W之表面供給處理液的液供給部而發揮功能。並且，於停止對基板W之表面供給處理液之時，控制基板取出機構而從貯留槽取出基板W，或是控制排出閥而排出貯留槽內之處理液。
再者，在上述實施形態中，雖然在處理中不藉由移動機構6c使各噴嘴6a及6b移動，但是並不限定於此，例如即使在處理中因應基板W之表面溫度而藉由移動機構6c使各噴嘴6a及6b移動亦可。就以一例而言，於蝕刻處理時，以與其他部位相比基板W之表面溫度為最低之部位相向之方式，使噴嘴6a移動，再者，於沖洗處理時，以與其他部位相比基板W之表面溫度為最高之部位相向之方式，使噴嘴6b移動。此時，因可縮短蝕刻處理或沖洗處理之處理時間，故可一面實現抑止處理不良，一面更刪減處理液之消耗量。
再者，在上述之實施形態中，雖然於檢測溫度在特定之設定時間內未到達特定之設定溫度之時，停止蝕刻處理或沖洗處理而進行警告之通報，但是並不限定於此，即使例如不進行警告之通報，持續進行處理至檢測溫度到達至設定溫度亦可。
以上，雖然說明本發明之幾個實施形態，但是該些實施形態透過舉例之方式來表呈現，並無限定發明之範圍的意圖。該些新實施形態可以其他各種形態來實施，只要在 不脫離發明之主旨的範圍下，可做各種省略、置換及變更。該些實施形態或其變形當然也包含在發明範圍或主旨中，並且包含於申請專利範圍所記載之發明和其均等之範圍中。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理箱
3‧‧‧杯體
4‧‧‧支撐部
4a‧‧‧支撐構件
5‧‧‧旋轉機構
6‧‧‧液供給部
6a‧‧‧噴嘴
6b‧‧‧噴嘴
6c‧‧‧移動機構
6d‧‧‧液提供部
7‧‧‧溫度檢測部
8‧‧‧支撐機構
8a‧‧‧臂部
8b‧‧‧支柱
9‧‧‧溫度監視部
10‧‧‧通報部
11‧‧‧控制部
21‧‧‧臂部
22‧‧‧支柱
31‧‧‧閥體
32‧‧‧閥體
W‧‧‧基板

Claims (8)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵在於具備：液供給部，其係對基板之表面供給處理液；溫度檢測部，其係檢測出藉由上述液供給部而被供給上述處理液之上述基板的表面溫度；溫度監視部，其係判斷藉由上述溫度檢測部所檢測出之上述表面溫度是否到達至特定溫度；及控制部，其係於藉由上述溫度監視部判定上述表面溫度到達至上述特定溫度之時，停止對上述液供給部供給上述處理液。
  2. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中上述液供給部分別供給蝕刻液和沖洗液以當作上述處理液，上述溫度檢測部檢測出藉由上述液供給部被供給上述蝕刻液之上述基板的表面溫度，上述控制部係於藉由上述溫度監視部判定上述表面溫度到達至上述特定溫度之時，停止對上述液供給部供給上述蝕刻液，接著開始供給上述沖洗液。
  3. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中上述液供給部具有對上述基板之表面供給上述處理液的噴嘴，上述溫度檢測部檢測出上述基板之表面溫度分佈，又具備移動機構，該移動機構係使上述噴嘴移動以使因應藉由上述溫度檢測部所檢測出之上述表面溫度分佈， 來改變對上述基板供給上述處理液的供給位置。
  4. 如請求項1至3中之任一項所記載之基板處理裝置，其中又具備通報部，該通報部係在藉由上述溫度監視部判斷上述表面溫度未到達上述特定溫度之時，而且從上述處理液之供給開始經過特定之處理設定時間之時，通報處理不良之產生。
  5. 一種基板處理方法，其特徵在於具有：對基板之表面供給處理液之工程；檢測出被供給上述處理液之上述基板的表面溫度之工程；判斷所檢測出之上述表面溫度是否到達至特定溫度之工程；及於判斷上述表面溫度到達至上述特定溫度之時，停止供給上述處理液之工程。
  6. 如請求項5所記載之基板處理方法，其中在供給上述處理液之工程中，供給蝕刻液以作為上述處理液，又具有：於停止供給上述蝕刻液之時，對上述基板之表面供給沖洗液之工程；檢測出被供給上述沖洗液之上述基板的表面溫度之工程；判斷所檢測出之被供給上述沖洗液之上述基板的表面溫度是否到達特定溫度之工程；及 於判斷上述表面溫度到達至上述特定溫度之時，停止供給上述沖洗液之工程。
  7. 如請求項5所記載之基板處理方法，其中在檢測出上述基板之表面溫度之工程中，檢測出上述基板之表面溫度分佈，具有因應所檢測出之上述基板之表面溫度分佈，來改變對上述基板供給上述處理液之供給位置的工程。
  8. 如請求項5至7中之任一項所記載之基板處理方法，其中又具有在判斷上述表面溫度未到達上述特定溫度之時，而且從上述處理液之供給開始經過特定之處理設定時間之時，通報處理不良之產生的工程。
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