TW202331886A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents
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Abstract
[課題]提供能夠抑制基板的帶電及粒子的附著的技術。
[解決手段]本揭示的一態樣的基板處理裝置，具備：將基板以可旋轉保持的保持部；向旋轉的前述基板的處理面吐出作為噴霧狀的弱酸性的第1液體的第1吐出部；向前述處理面吐出弱鹼性的第2液體，在前述處理面形成包含前述第2液體的液膜的第2吐出部。
Description
本揭示係有關於基板處理裝置及基板處理方法。
半導體裝置的製造中，在各種製程的前後進行基板的洗淨。作為將基板洗淨的方法，已知對旋轉的基板上吐出不活性氣體與純水的二流體，同時對該基板上供應純水在基板上形成液膜的技術(例如專利文獻1參照)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]特開2003-203892號公報
[發明所欲解決的問題]
本揭示提供能夠抑制基板的帶電及粒子的附著的技術。
[解決問題的手段]
本揭示的一態樣的基板處理裝置，具備：將基板以可旋轉保持的保持部；向旋轉的前述基板的處理面吐出作為噴霧狀的弱酸性的第1液體的第1吐出部；向前述處理面吐出弱鹼性的第2液體，在前述處理面形成包含前述第2液體的液膜的第2吐出部。
[發明的效果]
根據本揭示，能夠抑制基板的帶電及粒子的附著。
以下，參照圖式說明有關本揭示的非限定的例示的實施形態。全圖式中，關於相同或對應的構件或部件，附加相同或對應的參照符號，省略重複的說明。
[基板處理裝置]
參照圖1及圖2，說明關於實施形態的基板處理裝置1。基板處理裝置1為將基板W一片一片處理的葉片式。基板處理裝置1對基板W的上面Wa供應洗淨液，將基板W洗淨。基板W例如是半導體晶圓，具有熱氧化膜(例如SiO
2)露出的表面。但是，基板具有氮化膜(例如Si
3N
4)露出的表面也可以、具有矽(Si)露出的表面也可以。
基板處理裝置1具備處理容器10、保持部20、第1吐出部30、第2吐出部40、驅動部50、罩杯60及控制部90。
處理容器10將保持部20收容於內部。基板W藉由搬送裝置(圖未示)搬入處理容器10的內部，在處理容器10的內部被洗淨液洗淨。洗淨後的基板W，藉由搬送裝置搬出至處理容器10的外部。
保持部20在處理容器10的內部將基板W水平保持。保持部20例如是將基板W的下面Wb的中心部吸附保持的真空吸盤。保持部20也可以是靜電夾盤或機械夾盤等。保持部20在保持基板W的狀態下，設置成能與基板W一同以旋轉軸線Ax為中心旋轉。保持部20藉由馬達等旋轉驅動部21旋轉。亦即，旋轉驅動部21，使保持於保持部20的基板W，以旋轉軸線Ax為中心旋轉。
第1吐出部30對保持在保持部20的基板W的上面Wa吐出洗淨液。第1吐出部30具有液供應器31、氣體供應器32及噴嘴33。
液供應器31具有液供應源31a、流量控制器31b、開關閥31c及供應線31d。液供應源31a對供應線31d送出第1液體。第1液體為弱酸性的液體。第1液體例如是氫離子指數(pH)為4以上5以下的液體即可。作為第1液體例如能夠利用碳酸水(CO
2水)、臭氧水。流量控制器31b設於供應線31d中的液供應源31a與開關閥31c之間，調整流通在供應線31d的第1液體的流量。開關閥31c設於供應線31d中的流量控制器31b與噴嘴33之間，開關供應線31d的流路。
氣體供應器32具有氣體供應源32a、流量控制器32b、開關閥32c及供應線32d。氣體供應源32a對供應線32d送出氣體。氣體為氮氣等不活性氣體。流量控制器32b設於供應線32d中的氣體供應源32a與開關閥32c之間，調整流通在供應線32d的氣體的流量。開關閥32c設於供應線32d中的流量控制器32b與噴嘴33之間，開關供應線32d的流路。
噴嘴33將吐出口33a朝下配置於基板W的上方。噴嘴33從吐出口33a向保持於保持部20的基板W的上面Wa吐出第1洗淨液。噴嘴33使從液供應源31a經由供應線31d供應的第1液體、與從氣體供應源32a經由供應線32d供應的氣體合流並吐出。第1液體藉由氣體成為噴霧狀，向旋轉基板W的上面Wa吐出。亦即，噴嘴33是藉由使第1液體合流於氣流將第1液體作為噴霧狀，將包含作為噴霧狀的第1液體與氣體的二流體，向旋轉基板W的上面Wa吐出的二流體噴嘴。但是，噴嘴33能夠將作為噴霧狀的第1液體吐出即可，不限於二流體噴嘴。
第2吐出部40對保持在保持部20的基板W的上面Wa吐出第2液體。第2吐出部40具有液供應器41及噴嘴43。
液供應器41具有液供應源41a、流量控制器41b、開關閥41c及供應線41d。液供應源41a對供應線41d送出第2液體。第2液體為弱鹼性的液體。第2液體例如是pH為8以上10以下的液體即可。作為第2液體例如能夠利用氨水(NH
4OH)。流量控制器41b設於供應線41d中的液供應源41a與開關閥41c之間，調整流通在供應線41d的第2液體的流量。開關閥41c設於供應線41d中的流量控制器41b與噴嘴43之間，開關供應線41d的流路。
噴嘴43將吐出口43a向斜下配置於基板W的上方。噴嘴43從吐出口43a向保持於保持部20的基板W的上面Wa吐出第2液體。第2液體與第1液體不同，以束狀而非噴霧狀吐出。第2液體供應至旋轉基板W的上面Wa，藉由離心力在基板W的上面Wa全體濕潤擴展，形成液膜。亦即，噴嘴43向基板W的上面Wa吐出第2液體，在基板W的上面Wa形成包含第2液體的液膜。
驅動部50，使噴嘴33及噴嘴43在包含基板W的徑方向的方向移動。驅動部50具有導軌51、第1驅動部52及第2驅動部53。
導軌51在處理容器10的內部於水平方向(X方向)延伸，固定在處理容器10的內部。
第1驅動部52具有移動部52a及臂52b。移動部52a沿著導軌51在水平方向(X方向)移動。臂52b分別在水平方向(與X方向垂直的Y方向)及上下方向(Z方向)伸縮。藉此，第1驅動部52能夠使噴嘴33在X軸方向、Y軸方向及Z軸方向移動。
第2驅動部53具有移動部53a及臂53b。移動部53a沿著導軌51在水平方向(X方向)移動。臂53b分別在水平方向(與X方向垂直的Y方向)及上下方向(Z方向)伸縮。藉此，第2驅動部53能夠使噴嘴43在X軸方向、Y軸方向及Z軸方向移動。
罩杯60設於處理容器10的內部。罩杯60以包圍保持於保持部20的基板W的周緣的方式設置。罩杯60包含具有圓環狀的平面形狀的1或複數罩杯體。各罩杯體，具有上方及下方開口的筒狀的形狀，在各罩杯體的內側配置保持於保持部20的基板W。罩杯60接收從基板W飛散的液(例如洗淨液、第2液體)。
控制部90例如是電腦，具備CPU(Central Processing Unit)91、記憶體等記憶媒體92。在記憶媒體92中，儲存有控制在基板處理裝置1中執行的各種處理的程式。控制部90藉由使CPU91執行記憶於記憶媒體92中的程式，控制基板處理裝置1的動作。
此外，圖1及圖2之例中，雖示出基板處理裝置1具備2個吐出部(第1吐出部30及第2吐出部40)的情形，但再具備1個或2個以上的別的吐出部也可以。別的吐出部，例如與第2吐出部40一樣，包含向基板W的上面Wa吐出液體的吐出部也可以。該液體與第2液體為相同液體也可以、是與第2液體為不同的液體(例如乾燥液)也可以。作為乾燥液，例如是IPA(異丙醇)等有機溶劑。
又，基板處理裝置1，具備用來洗淨保持於保持部20的基板W的下面Wb的下面洗淨單元(圖未示)也可以。下面洗淨單元，例如具備抵壓基板W的下面Wb的刷子、海綿等洗淨體、吐出洗淨液的噴嘴、及使洗淨體及噴嘴移動的驅動部。下面洗淨單元，使驅動部移動洗淨體及噴嘴，藉由對基板W的下面Wb供應洗淨液同時抵壓洗淨體將基板W的下面Wb洗淨。
又，設置能保持基板W的下面Wb的中心部以外的位置的1或複數吸附墊片(圖未示)也可以。將基板W藉由吸附墊片保持的期間，能夠洗淨基板W的下面Wb之中保持部20接觸的位置(亦即中心部)。另一方面，將基板W藉由保持部20保持的期間，能夠洗淨基板W的下面之中吸附墊片接觸的位置。
又，在保持部20的周圍設置複數(例如3個)升降銷(圖未示)也可以。升降銷設置成能夠藉由升降機構(圖未示)升降。藉此，在升降銷、與設於處理容器10的外部的搬送裝置(圖未示)之間，能夠進行基板W的收授。又，在升降銷、與保持部20或上述吸附墊片之間，能夠進行基板W的收授。
[基板處理方法]
參照圖3及圖4，說明關於實施形態的基板處理裝置1中實施的基板處理方法之一例。基板處理方法藉由控制部90控制基板處理裝置1的各部實施。
首先，搬送裝置(圖未示)將基板W搬入處理容器10的內部(步驟S1)。搬送裝置，在保持部20載置基板W後，從處理容器10的內部退出。保持部20保持基板W。之後，旋轉驅動部21與保持部20一同使基板W旋轉。
接著，如圖4(a)所示，噴嘴43，向旋轉的基板W的上面Wa吐出第2液體L2(步驟S2)。第2液體L2藉由離心力在基板W的上面Wa全體濕潤擴展，形成液膜。
接著，如圖4(b)所示，噴嘴33向旋轉的基板W的上面Wa吐出作為噴霧狀的弱酸性的第1液體L1，且噴嘴43向旋轉的基板W的上面Wa吐出弱鹼性的第2液體L2(步驟S3)。作為噴霧狀的弱酸性的第1液體L1，作用於基板W的上面Wa將基板W的上面Wa洗淨，且抑制基板W的帶電。關於抑制基板W的帶電的理由將於後述。若使用弱鹼性的第2液體L2則能夠抑制粒子的附著，但基板W的帶電量增加。在此，除了弱鹼性的第2液體L2以外，還使用弱酸性的第1液體L1，能夠減少基板W的帶電量。亦即，能夠抑制向基板W的上面Wa的粒子的附著，且減少基板W的帶電量。
從噴嘴33吐出作為噴霧狀的第1液體L1時，有第1液體L1及氣體分別流經供應線31d、32d時使粒子產生，與粒子一同從噴嘴33吐出的情形。又，從噴嘴33吐出的作為噴霧狀的第1液體L1，有散布附著於罩杯60的內壁面的粒子的情形。此時，若基板W的上面Wa露出，則在露出面會附著粒子，但實施形態中因為將第1液體L1與第2液體L2同時吐出，如同前述基板W的上面Wa被第2液體L2的液膜覆蓋。因此，能夠更抑制向基板W的上面Wa的粒子的附著。將弱酸性的第1液體L1與弱鹼性的第2液體L2同時吐出的情形，藉由中和反應生成鹽。為了不析出鹽，作為第1液體L1與第2液體L2的組合，第1液體L1為碳酸水或臭氧水且第2液體L2為氨水較佳。藉由抑制鹽的析出，能夠抑制粒子的產生。
步驟S3中，噴嘴33在基板W的徑方向移動同時向基板W的上面Wa吐出作為噴霧狀的第1液體L1。噴嘴33從基板W的中心向周緣移動也可以、從基板W的周緣向中心移動也可以。噴嘴33在基板W的中心與周緣之間往返移動也可以。藉由使噴嘴33在基板W的徑方向移動，能夠以作為噴霧狀的第1液體L1洗淨基板W的徑方向全體。此外，噴嘴33不移動而朝向基板W的上面Wa吐出作為噴霧狀的第1液體L1也可以。
步驟S3中，噴嘴43不移動向基板W的中心吐出第2液體L2。藉由離心力能夠使第2液體L2在基板W的徑方向全體擴散，能夠將基板W的徑方向全體以第2液體L2的液膜覆蓋。但是，噴嘴43在基板W的徑方向移動同時向基板W的上面Wa吐出第2液體L2也可以。
接著，如圖4(c)所示，噴嘴33停止第1液體L1的吐出，且噴嘴43向旋轉的基板W的上面Wa吐出第2液體L2(步驟S4)。第2液體L2藉由離心力在基板W的上面Wa全體濕潤擴展，形成液膜。
接著，如圖4(d)所示，在停止來自噴嘴33的第1液體L1的吐出及來自噴嘴43的第2液體L2的吐出的狀態下，旋轉驅動部21使基板W旋轉，甩開殘留於基板W的上面的第2液體L2，使基板W乾燥(步驟S5)。使基板W乾燥後，旋轉驅動部21停止基板W的旋轉。此外，步驟S5中，圖未示的噴嘴，對旋轉的基板W的上面Wa供應乾燥液也可以。乾燥液藉由離心力在基板W的上面Wa全體濕潤擴展，沖洗殘留於基板W的上面Wa的第2液體L2。其結果，在基板W的上面Wa形成乾燥液的液膜。乾燥液的液膜藉由基板W的旋轉從基板W的上面Wa甩開，乾燥基板W。
最後，保持部20解除基板W的保持，接著搬送裝置從保持部20收取基板W，將收取的基板W向處理容器10的外部搬出(步驟S6)。之後，結束處理。
此外，實施形態的基板處理方法中，雖說明於步驟S3中，向基板W的上面Wa同時吐出作為噴霧狀的第1液體L1與第2液體L2的情形，但不限定於此。步驟S3中，依序吐出作為噴霧狀的第1液體L1與第2液體L2也可以。例如，首先不吐出第2液體L2而吐出作為噴霧狀的第1液體L1，接著不吐出作為噴霧狀的第1液體L1而吐出第2液體L2也可以。例如，首先不吐出作為噴霧狀的第1液體L1而吐出第2液體L2，接著不吐出第2液體L2而吐出作為噴霧狀的第1液體L1也可以。又，重複交互吐出作為噴霧狀的第1液體L1與第2液體L2也可以。但是，從縮短處理時間的觀點來看，同時吐出作為噴霧狀的第1液體L1與第2液體L2較佳。
又，實施形態的基板處理方法，下面洗淨單元(圖未示)具有洗淨保持於保持部20的基板W的下面Wb的步驟也可以。該步驟例如在實施步驟S2前，在與步驟S2同時及與步驟S3同時的至少1以上的時點實施即可。下面洗淨單元，使驅動部移動洗淨體及噴嘴，藉由對基板W的下面Wb供應洗淨液同時抵壓洗淨體將基板W的下面Wb洗淨。
參照圖5，說明作為噴霧狀的弱酸性的第1液體L1能夠抑制基板W的帶電的理由。基板W的帶電，基於供應至基板W的處理面的洗淨液的pH與處理面的等電點決定。洗淨液的pH比處理面的等電點還小的情形，基板W容易帶正(+)電，洗淨液的pH與處理面的等電點的差越大則正的帶電量越大。另一方面，洗淨液的pH比處理面的等電點還大的情形，基板W容易帶負(-)電，藥液的pH與處理面的等電點的差越大則負的帶電量越大。
基板W的處理面的一例的熱氧化膜，等電點(pH)為1.5~3.7。第1液體L1的一例的碳酸水，具有弱酸性，例如pH為4.5。第2液體L2的一例的氨水，具有弱鹼性，例如pH為9.7。亦即，碳酸水的pH與熱氧化膜的等電點的差，比氨水的pH與熱氧化膜的等電點之差還小。因此，藉由將碳酸水供應至熱氧化膜，相較於將氨水供應至熱氧化膜還更能抑制基板W的帶電。又，碳酸水的pH與熱氧化膜的等電點的差，比純水的pH(pH=7.0)與熱氧化膜的等電點之差還小。因此，藉由將碳酸水供應至熱氧化膜，相較於將純水供應至熱氧化膜還更能抑制基板W的帶電。
[實施例]
說明關於為了確認實施形態的效果而進行的實施例。
實施例1中，準備在上面形成熱氧化膜的基板，接著實施圖3所示的步驟S1、S3、S5、S6，接著測定基板的帶電量。步驟S3中，向旋轉中的基板的上面，從噴嘴33吐出作為噴霧狀的包含碳酸水與氮氣的二流體，且從噴嘴43吐出氨水。碳酸水與氨水使用電阻率為同程度者。具體上，作為碳酸水使用電阻率為0.06MΩ･cm者，作為氨水使用電阻率為0.067MΩ･cm者。
參考例1A中，於步驟S3中從噴嘴33吐出作為噴霧狀的包含碳酸水與氮氣的二流體，且從噴嘴43吐出碳酸水以外，以與實施例1相同的條件處理基板。
參考例1B中，於步驟S3中從噴嘴33及噴嘴43吐出氨水以外，以與實施例1相同的條件處理基板。
圖6為表示測定以實施例1、參考例1A及參考例1B處理的基板中心的負的帶電量(＞0)的結果的圖。圖6中，相對表示將參考例1A中的基板的中心的帶電量設為1的情形的實施例1及參考例1B中的基板的中心的帶電量。
如圖6所示，得知參考例1B中基板的中心的帶電量增加成參考例1A的約7.5倍，相對於此，實施例1中基板的中心帶電量小，與參考例1A略同。根據該結果，示出在步驟S3中，向旋轉中的基板的上面，除了氨水外還吐出作為噴霧狀的包含碳酸水與氮氣的二流體，比僅吐出氨水的情形還更能夠抑制基板的帶電量。
實施例2中，準備在上面形成熱氧化膜的基板，接著實施圖3所示的步驟S1、S3、S5、S6，接著測定附著於基板的上面的粒子數。步驟S3中，向旋轉中的基板的上面，從噴嘴33吐出作為噴霧狀的包含碳酸水與氮氣的二流體，且從噴嘴43吐出氨水。碳酸水與氨水使用與實施例1相同者。
參考例2中，於步驟S3中從噴嘴33吐出作為噴霧狀的包含碳酸水與氮氣的二流體，且從噴嘴43吐出碳酸水以外，以與實施例2相同的條件處理基板。
圖7為表示測定附著於以實施例2及參考例2處理的基板的上面的粒子之數的結果的圖。圖7中，相對表示將參考例2中的粒子之數設為1的情形的實施例2中的粒子之數。
如圖7所示，得知實施例2中粒子之數為參考例2的0.44倍。根據該結果，示出在步驟S3中，向旋轉中的基板的上面，從噴嘴33吐出作為噴霧狀的包含碳酸水與氮氣的二流體，且從噴嘴43吐出氨水，能夠抑制粒子的附著。
應注意這次揭示的實施形態全部的點都是例示，並非用來限制者。上述實施形態，在不脫離申請專利範圍及其主旨的情況下，也可以以各種形態進行省略、置換、變更。
1:基板處理裝置
20:保持部
30:第1吐出部
40:第2吐出部
L1:第1液體
L2:第2液體
W:基板
Wa:上面
[圖1]圖1為表示實施形態的基板處理裝置的平面圖。
[圖2]圖2為表示實施形態的基板處理裝置的一部分的剖面圖。
[圖3]圖3為表示實施形態的基板處理方法的流程圖。
[圖4]圖4為表示實施形態的基板處理方法的工程圖。
[圖5]圖5為說明藥液的pH與基板的帶電量的關係的圖。
[圖6]圖6為表示測定基板的帶電量的結果的圖。
[圖7]圖7為表示測定粒子之數的結果的圖。
1:基板處理裝置
10:處理容器
20:保持部
30:第1吐出部
31:液供應器
31a:液供應源
31b:流量控制器
31c:開關閥
31d:供應線
32:氣體供應器
32a:氣體供應源
32b:流量控制器
32c:開關閥
32d:供應線
33:噴嘴
40:第2吐出部
41:液供應器
41a:液供應源
41b:流量控制器
41c:開關閥
41d:供應線
43:噴嘴
50:驅動部
51:導軌
52:第1驅動部
52a:移動部
52b:臂
53:第2驅動部
53a:移動部
53b:臂
60:罩杯
90:控制部
91:CPU
92:記憶媒體
Ax:旋轉軸線
W:基板
Claims (18)
- 一種基板處理裝置，具備：將基板以可旋轉保持的保持部； 向旋轉的前述基板的處理面吐出作為噴霧狀的弱酸性的第1液體的第1吐出部； 向前述處理面吐出弱鹼性的第2液體，在前述處理面形成包含前述第2液體的液膜的第2吐出部。
- 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，前述第1吐出部為將前述第1液體與不活性氣體同時吐出的二流體噴嘴。
- 如請求項2記載的基板處理裝置，具備：使前述第1吐出部在前述基板的徑方向移動的驅動部。
- 如請求項3記載的基板處理裝置，具備：控制前述第1吐出部及前述第2吐出部，以對前述處理面同時供應前述第1液體與前述第2液體的控制部。
- 如請求項4記載的基板處理裝置，其中，前述第1液體為碳酸水或臭氧水； 前述第2液體為氨水。
- 如請求項5記載的基板處理裝置，其中，前述處理面包含熱氧化膜露出的面。
- 如請求項1或2記載的基板處理裝置，具備：控制前述第1吐出部及前述第2吐出部，以對前述處理面同時供應前述第1液體與前述第2液體的控制部。
- 如請求項1或2記載的基板處理裝置，其中，前述第1液體為碳酸水或臭氧水； 前述第2液體為氨水。
- 如請求項1或2記載的基板處理裝置，其中，前述處理面包含熱氧化膜露出的面。
- 一種基板處理方法，具有：向旋轉的基板的處理面吐出作為噴霧狀的弱酸性的第1液體； 向前述處理面吐出弱鹼性的第2液體，在前述處理面形成包含前述第2液體的液膜。
- 如請求項10記載的基板處理方法，其中，吐出前述第1液體， 包含藉由二流體噴嘴將前述第1液體與不活性氣體同時吐出。
- 如請求項11記載的基板處理方法，其中，吐出前述第1液體， 包含沿著前述基板的徑方向移動前述第1液體的吐出位置。
- 如請求項12記載的基板處理方法，包含：同時進行吐出前述第1液體及形成前述液膜。
- 如請求項13記載的基板處理方法，其中，前述第1液體為碳酸水或臭氧水； 前述第2液體為氨水。
- 如請求項14記載的基板處理方法，其中，前述處理面包含熱氧化膜露出的面。
- 如請求項10或11記載的基板處理方法，包含：同時進行吐出前述第1液體及形成前述液膜。
- 如請求項10或11記載的基板處理方法，其中，前述第1液體為碳酸水或臭氧水； 前述第2液體為氨水。
- 如請求項10或11記載的基板處理方法，其中，前述處理面包含熱氧化膜露出的面。
Applications Claiming Priority (2)
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-
2022
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| WO2023080015A1 (ja) | 2023-05-11 |
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