TW202405926A - 基板處理裝置 - Google Patents

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佐佐木光敏
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日商斯庫林集團股份有限公司
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Abstract

本發明之課題在於提供一種即便在將蓋部浸漬於處理液之狀態下供給氣泡、亦可抑制處理之均一性降低之基板處理裝置。 將基板W浸漬於儲存在處理槽10之處理液中而進行表面處理。處理槽10之上部開口被第1蓋體81及第2蓋體82覆蓋。在第1蓋體81及第2蓋體82形成傾斜面。第1蓋體81及第2蓋體82之至少一部分浸漬於處理液中。在基板W之處理中，自複數根氣泡供給管51朝處理液中噴出氣泡。到達處理液與第1蓋體81及第2蓋體82之界面之氣泡被形成於第1蓋體81及第2蓋體82之傾斜面朝斜上方引導，順滑地排出至處理槽10之外部。可消除氣泡之滯留而防止氣泡與基板W之接觸從而抑制處理之均一性降低。

Description

基板處理裝置
本發明係關於一種對基板進行利用處理液進行之蝕刻等表面處理之基板處理裝置。成為處理對象之基板，例如包含半導體基板、液晶顯示裝置用基板、平板顯示器(flat panel display(FPD))用基板、光碟用基板、磁碟用基板、或太陽能電池用基板等。
先前，在半導體裝置之製造步驟中，使用對半導體基板等基板進行各種處理之基板處理裝置。作為如此之基板處理裝置之一，已知在處理槽內儲存處理液，將複數個基板批次浸漬於該處理液中進行洗淨處理或蝕刻處理等之分批式基板處理裝置。
在專利文獻1中揭示：在處理槽內在保持於基板保持部之複數個基板之下方設置噴出處理液之處理液噴出部及供給氣泡之氣泡供給部。除了噴出處理液之外亦將氣泡供給至處理液中，藉此處理槽內之處理液之流速變快，基板之表面處理之效率提高。
特別是，在使用氫氧化四甲銨(TMAH)之多晶矽之蝕刻處理中，研究藉由朝處理液中供給氮氣之氣泡而用氮置換液中之溶解氧來控制蝕刻速率。為了提高蝕刻速率以提高產能，追求始終供給氮氣之氣泡以使處理液中之溶解氧濃度降低至極限。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2021-106254號公報
[發明所欲解決之課題]
在使用TMAH之蝕刻處理中，亦研究為了防止氧自氣體環境溶解於處理液中，而在處理槽設置蓋部(罩體)，將該蓋部之一部分浸漬於處理液之液面。然而，若在將蓋部之一部分浸漬於處理液之液面之狀態下持續供給氮氣之氣泡，則氮氣之氣泡聚集於蓋部與處理液之界面並與基板之上端部接觸，產生該接觸部分不被蝕刻而蝕刻處理之面內均一性降低之問題。
本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於提供一種即便在將蓋部浸漬於處理液之狀態下供給氣泡、亦可抑制處理之均一性降低之基板處理裝置。 [解決課題之技術手段]
為了解決上述課題，技術方案1之發明係一種基板處理裝置，其對基板進行利用處理液進行之表面處理，其特徵在於包含：處理槽，其儲存處理液；處理液供給部，其朝前述處理槽內供給處理液；基板保持部，其保持基板，將前述基板浸漬於儲存在前述處理槽之處理液中；管狀之氣泡供給管，其配置於前述處理槽之內部，自保持於前述基板保持部之前述基板之下方朝儲存於前述處理槽之處理液供給氣泡；及蓋部，其覆蓋前述處理槽之上部開口；且於前述蓋部形成：第1傾斜面，其愈靠近前述蓋部之端緣部愈往向上側；及第2傾斜面，其愈靠近前述蓋部之中央部愈往向上側。
又，技術方案2之發明係如技術方案1之發明之基板處理裝置者，其中前述蓋部具有可開閉地設置之第1蓋體及第2蓋體，在前述第1蓋體及前述第2蓋體分別形成四角錐形狀之凸部。
又，技術方案3之發明係如技術方案1或2之發明之基板處理裝置者，其中前述第2傾斜面之上端之高度位置高於前述第1傾斜面之上端之高度位置。 [發明之效果]
根據技術方案1至3之發明，因在覆蓋處理槽之上部開口之蓋部形成愈靠近蓋部之端緣部愈往向上側之第1傾斜面、及愈靠近蓋部之中央部愈往向上側之第2傾斜面，故自氣泡供給管供給至處理液中之氣泡沿著第1傾斜面及第2傾斜面朝斜上方被引導而順滑地排出至處理槽之外部，即便在將蓋部浸漬於處理液之狀態下供給氣泡、亦可抑制處理之均一性降低。
特別是，根據技術方案3之發明，因第2傾斜面之上端之高度位置高於第1傾斜面之上端之高度位置，故在基板之上端部附近之上方存在比較大之空間，氣泡不易滯留於與液面之距離為最短之基板之上端部之上方，而可更確實地防止基板與氣泡之接觸。
以下，一面參照圖式一面對於本發明之實施形態詳細地進行說明。以下，表示相對或絕對之位置關係之表現(例如，「朝一方向」、「沿著一方向」、「平行」、「正交」、「中心」、「同心」、「同軸」等)，若無特別說明，則設為不僅嚴格地表示其位置關係，亦表示在公差或獲得同程度之功能之範圍內相對而言在角度或距離上變位之狀態。表示相等之狀態之表現(例如，「同一」、「相等」、「均質」等)，若無特別說明，則設為不僅表示定量地嚴格地相等之狀態，亦表示存在公差或獲得同程度之功能之差之狀態。又，表示形狀之表現(例如，「圓形形狀」、「四角形形狀」、「圓筒形狀」等)，若無特別說明，則設為不僅幾何學地嚴格地表示其形狀，亦設為表示獲得同程度之效果之範圍之形狀，例如具有凹凸或倒角等。又，「設置」、「包含」、「具備」、「含有」、「具有」構成要件等之各表現並非為將其他構成部件之存在除外之排他性表現。又，「A、B及C中之至少一者」之表現包含「僅A」、「僅B」、「僅C」、「A、B及C中之任意二者」、「A、B及C之全部」。
圖1係顯示本發明之基板處理裝置100之整體構成之圖解性之俯視圖。基板處理裝置100係對複數個基板W批次進行利用處理液進行之表面處理之分批式基板處理裝置。成為處理對象之基板係矽之圓形之半導體基板。又，在圖1及以後之各圖中，為了易於理解，而根據需要將各部分之尺寸或數目誇張或簡略化地繪製。又，在圖1及以後之各圖中，為了將該等之方向關係明確化，而適當賦予將Z軸方向設為鉛直方向、將XY平面設為水平面之XYZ正交座標系。
基板處理裝置100主要包含：加載台110、搬出搬入機器人140、姿勢變換機構150、推送裝置160、主搬送機器人180、基板處理部群120、交接卡匣170、及控制部70。
加載台110設置於在俯視下形成為大致長方形之基板處理裝置100之端部。在加載台110，載置供收容由基板處理裝置100處理之複數個基板(以下簡稱為「基板」)W之載架C。供收容未處理之基板W之載架C由無人搬送車(AGV、OHT)等搬送並載置於加載台110。又，收容有已處理之基板W之載架C亦由無人搬送車自加載台110帶走。
載架C典型而言係將基板W收納於密閉空間之FOUP(front opening unified pod，前開式晶圓傳送盒)。載架C藉由形設於其內部之複數個保持擱架將複數個基板W以水平姿勢(法線沿著鉛直方向之姿勢)沿鉛直方向(Z方向)以一定間隔積層排列之狀態而保持。載架C之最大收容個數為25個或50個。再者，作為載架C之形態。除了FOUP之外，亦可為SMIF(Standard Mechanical Inter Face，標準機械介面)盒或將收納之基板W暴露於外部大氣之OC(open cassette，開放式卡匣)。
在基板處理裝置100之本體部與加載台110之邊界部分，設置開盒器(省略圖示)等。開盒器開閉載置於加載台110之載架C之前表面之蓋。
搬出搬入機器人140在載置於加載台110之載架C之蓋為打開之狀態下，自該載架C朝基板處理裝置100之本體部搬入未處理之基板W，且自基板處理裝置100之本體部朝載架C搬出已處理之基板W。更具體而言，搬出搬入機器人140在載架C與姿勢變換機構150之間進行複數個基板W之搬送。搬出搬入機器人140構成為可在水平面內迴轉，且可進退移動分批手部(省略圖示)，該分批手部係將各自可保持1個基板W之手部要件多段地積層而成。
姿勢變換機構150使自搬出搬入機器人140接收之複數個基板W繞X軸旋動90°，將該基板W之姿勢自水平姿勢變換為立起姿勢(法線沿著水平方向之姿勢)。又，姿勢變換機構150在朝搬出搬入機器人140交遞基板W之前，將該基板W之姿勢自立起姿勢變換為水平姿勢。
推送裝置160配置於姿勢變換機構150與交接卡匣170之間。推送裝置160在姿勢變換機構150與設置於交接卡匣170之升降臺(省略圖示)之間進行立起姿勢之基板W之交接。
交接卡匣170與基板處理部群120沿著X方向配置成一行。基板處理部群120包含5個處理部121、122、123、124、125。處理部121～125係對基板W進行各種表面處理的基板處理裝置100之主要部分。如圖1所示，在基板處理裝置100內，自(+X)側按照處理部121、122、123、124、125之順序配置。處理部121、122、123、124分別包含供儲存處理液之處理槽10。
處理部121及處理部123分別儲存同種類或不同種類之藥液，使複數個基板W批次浸漬於該藥液中而進行蝕刻處理等藥液處理。又，處理部122及處理部124分別儲存沖洗液(典型而言為純水)，使複數個基板W批次浸漬於該沖洗液中而進行沖洗處理。
在基板處理部群120中，處理部121與處理部122成對，處理部123與處理部124成對。而且，在處理部121與處理部122之對設置作為專用之搬送機構之1個升降機20。升降機20可在處理部121與處理部122之間沿著X方向移動。又，升降機20可在處理部121及處理部122各者升降。同樣地，在處理部123與處理部124之對設置作為專用之搬送機構之1個升降機20。
升降機20保持自主搬送機器人180接收之複數個基板W，使該基板W浸漬於儲存在處理部121之處理槽10之藥液中。在藥液處理結束後，升降機20自處理部121提起基板W並移送至處理部122，使基板W浸漬於儲存於處理部122之處理槽之沖洗液中。在沖洗處理結束後，升降機20自處理部122提起基板W並交遞至主搬送機器人180。在處理部123及處理部124，亦進行相同之升降機20之動作。
處理部125包含：將密閉之乾燥腔室內減壓至不足大氣壓之機構、朝該乾燥腔室內供給有機溶劑(例如異丙醇(IPA))之機構、及升降機20。處理部125將由升降機20自主搬送機器人180接收到之基板W收容至乾燥腔室內，將該乾燥腔室內設為減壓氣體環境，且朝基板W供給有機溶劑以使基板W乾燥。乾燥處理後之基板W經由升降機20交接至主搬送機器人180。
交接卡匣170配置於位於待機位置(圖1之主搬送機器人180之位置)之主搬送機器人180之下方。交接卡匣170包含省略圖示之升降臺。該升降臺使自推送裝置160接收到之基板W保持立起姿勢之狀態不變下上升並交遞至主搬送機器人180。又，升降臺使自主搬送機器人180接收到之基板W下降並交遞至推送裝置160。
主搬送機器人180構成為如圖1之箭頭AR1所示，沿著X方向滑動移動。主搬送機器人180在交接卡匣170之上方之待機位置與處理部121、122、123、124、125之任一者之上方之處理位置之間搬送基板W。
主搬送機器人180包含批次固持複數個基板W之一對基板卡盤181。主搬送機器人180藉由縮窄一對基板卡盤181之間隔而可批次固持複數個基板W，藉由擴大基板卡盤181之間隔而可解除固持狀態。藉由如此之構成，主搬送機器人130可對交接卡匣170之升降臺進行基板W之交接，且可與設置於基板處理部群120之各升降機20一起進行基板W之交接。
接著，對於設置於基板處理裝置100之處理部121之構成進行說明。此處，就處理部121進行說明，處理部123亦包含相同之構成。圖2係顯示處理部121之構成之圖。如圖2所示，處理部121主要包含：處理槽10，其儲存處理液；升降機20，其保持複數個基板W且上下升降；處理液供給部30，其朝處理槽10內供給處理液；排液部40，其自處理槽10排出處理液；氣泡供給部50，其朝儲存於處理槽10之處理液中供給氣泡；及蓋部80，其開閉處理槽10之上部開口。
處理槽10係由石英等耐藥性材料構成之儲存容器。處理槽10具有包含儲存處理液並使基板W浸漬於其內部之內槽11、及形成於內槽11之上端外周部之外槽12之雙重槽構造。內槽11及外槽12具有各自向上打開之上部開口。外槽12之上緣之高度略高於內槽11之上緣之高度。若在處理液儲存至內槽11之上端之狀態下自處理液供給部30進一步供給處理液，則處理液自內槽11之上部溢出而向外槽12溢流。本實施形態之處理槽10係減少使用之處理液之量之省液規格之處理槽，內槽11之容量比較小。
在本說明書中，「處理液」係指含有各種藥液及純水之概念之用語。作為藥液，例如包含用於進行蝕刻處理之液體、或用於去除微粒之液體等，具體而言使用TMAH(氫氧化四甲銨)，SC-1液(氫氧化銨與過氧化氫及純水之混合溶液)、SC-2液(鹽酸與過氧化氫及純水之混合溶液)、或磷酸等。藥液包含被純水稀釋過者。在本實施形態中，作為處理液使用TMAH與IPA(異丙醇)及純水之混合液。
升降機20係用於保持基板W且上下搬送之搬送機構。升降機20具有背板22，其沿鉛直方向(Z方向)延伸；及3個保持棒21，其等自背板22之下端沿水平方向(Y方向)延伸。背板22之下端形成為V字型。在自背板22之下端延伸之3個保持棒21分別以規定之節距刻設複數(例如，50個)個保持槽。複數個基板W在使各者之周緣部嵌合於保持槽之狀態下在3個保持棒21上相互隔開規定間隔以平行地立起姿勢被保持。
又，升降機20與圖2中概念性地示出之驅動機構24連接而升降移動。圖3及圖4係顯示升降機20之升降動作之圖。若在蓋部80打開之狀態下使驅動機構24動作，則升降機20上下移動，保持於升降機20之基板W如圖2之箭頭AR21所示般在處理槽10之內部之浸漬位置(圖4之位置)、與處理槽10之上方之提起位置(圖3之位置)之間升降移動。於在處理槽10儲存有處理液之狀態下使基板W下降至浸漬位置，藉此基板W浸漬於該處理液中被進行表面處理。即，在處理時，升降機20作為保持基板W、將基板W浸漬於儲存在處理槽10之處理液中的基板保持部發揮功能。
返回圖2，處理液供給部30包含噴嘴31及朝其給送處理液之配管系統。噴嘴31配置於處理槽10之內槽11內之底部。在噴嘴31之正上方，以與噴嘴31對向之方式設置分散板15。進而，在分散板15之上方設置沖孔板17。
圖5係自處理槽10之底部觀察噴嘴31、分散板15及沖孔板17之圖。處理液供給部30之配管32之前端部分(延伸至處理槽10內之部分)構成配管132。在配管132之上側形設複數個噴嘴31。各噴嘴31與配管132連通連接。在複數個噴嘴31各者之上方設置分散板15。分散板15係與水平面平行地設置之圓板形狀之構件。噴嘴31朝向分散板15自配管132朝鉛直上方突設。在分散板15之更上方在內槽11之水平剖面之整體設置沖孔板17。在沖孔板17之整面穿設複數個處理液孔17a。
給送至配管132之處理液自噴嘴31朝正上方之分散板15噴出。若於在處理槽10儲存有處理液之狀態下自噴嘴31朝上方噴出處理液，則該處理液之液流碰撞分散板15而液體之壓力被分散，處理液沿著分散板15之面於水平方向擴散。然後，經分散板15沿水平方向擴散之處理液自沖孔板17之複數個處理液孔17a上升而在處理槽10內形成自下方往向上方之層流。即，沖孔板17在處理槽10內形成處理液之層流。
返回圖2，朝噴嘴31給送處理液之配管系統構成為在配管32具備泵33、加熱器34、過濾器35、流量調整閥36及閥37。泵33、加熱器34、過濾器35、流量調整閥36及閥37依照該順序自配管32之上游向下游(自外槽12向內槽11)配置。
配管32之前端側構成延伸設置至處理槽10內之配管132(圖5)，且配管32之基端側連接於外槽12。配管32將自外槽12流出之處理液再次引導至內槽11。即，處理液供給部30使處理槽10內之處理液循環。泵33使處理液自外槽12排出至配管32，且將該處理液送出至噴嘴31。加熱器34對在配管32中流動之處理液進行加熱。在使用磷酸等作為處理液之情形下，藉由加熱器34加熱處理液，並將升溫之處理液儲存於處理槽10。
過濾器35將在配管32中流動之處理液進行過濾而去除雜質等。流量調整閥36調整在配管32中流動之處理液之流量。閥37開閉配管32之流路。藉由使泵33作動且將閥37打開，自外槽12排出之處理液在配管32中流動並給送至噴嘴31，其流量係由流量調整閥36規定。
排液部40包含配管41及閥45。配管41之前端側連接於處理槽10之內槽11之底壁。在配管41之路徑中途設置閥45。配管41之基端側連接於設置基板處理裝置100的工廠之排液設備。在閥45打開時，儲存於內槽11內之處理液自內槽11之底部急速排出至配管41，在排液設備中被處理。
處理液供給部30使處理槽10內之處理液循環，但在例如因排液部40之排液而處理液不足時，自省略圖示之新液供給機構朝處理槽10供給新的處理液。具體而言，新液供給機構包含朝外槽12或內槽11供給藥液之藥液供給部及供給純水之純水供給部。藥液供給部朝處理槽10供給藥液，且純水供給部供給純水，藉此藥液被稀釋。
氣泡供給部50包含複數根氣泡供給管51(本實施形態中為6根)及朝其給送氣體之配管系統。6根氣泡供給管51在處理槽10之內槽11之內部，配置於沖孔板17之上方、且為藉由升降機20保持於浸漬位置之基板W之下方。
6根氣泡供給管51各者係在上側沿著一行設置省略圖示之氣泡孔的長條狀之圓管狀構件。氣泡供給管51係由對處理液具有耐藥性之材質、例如PFA(全氟烷氧基)、PEEK(聚醚醚酮)、或石英形成(在本實施形態中使用PFA)。
朝6根氣泡供給管51給送氣體之配管系統包含配管52、氣體供給機構53及氣體供給源54。於6根氣泡供給管51分別連接有1根配管52之前端側。配管52之基端側連接於氣體供給源54。而且，在配管52分別設置氣體供給機構53。即，就6根氣泡供給管51分別設置1個氣體供給機構53。氣體供給源54朝各配管52送出氣體。氣體供給機構53包含省略圖示之質流控制器及開閉閥等，經由配管52朝氣泡供給管51給送氣體，且調整該給送之氣體之流量。
若氣體給送至6根氣泡供給管51，則各氣泡供給管51朝儲存於處理槽10內之處理液中噴出氣體。若於在處理槽10儲存有處理液之狀態下自6根氣泡供給管51朝處理液中供給氣體，則該氣體成為氣泡而在處理液中上升。氣泡供給部50供給之氣體，例如係惰性氣體。該惰性其他例如係氮或氬(在本實施形態中使用氮)。
又，設置於各氣泡供給管51之複數個氣泡孔各者，以位於由升降機20保持之相鄰之基板W與基板W之間之方式配置。因此，藉由自形設於各氣泡供給管51之複數個氣泡孔噴出氣體而形成之氣泡在相鄰之基板W與基板W之間上升。
蓋部80開閉處理槽10之上部開口。在蓋部80關閉之狀態下蓋部80覆蓋處理槽10之上部開口。又，在蓋部80打開之狀態下，處理槽10之上部開口打開，藉由升降機20可使基板W在浸漬位置與提起位置之間升降。
圖6係自上方觀察處理部121之俯視圖。圖7係自側方觀察處理部121之側視圖。蓋部80具有第1蓋體81及第2蓋體82。第1蓋體81及第2蓋體82皆由在耐藥性上優異之氟樹脂之一種即PTFE(聚四氟乙烯)形成。在蓋部80關閉之狀態下，內槽11之整體之上方被第1蓋體81及第2蓋體82之兩者覆蓋。又，第1蓋體81及第2蓋體82覆蓋外槽12之一部分之上方。再者，外槽12之餘部((+Y)側之一部分)被外槽罩體14覆蓋。
第1蓋體81與圖6中概念性地示出之第1開閉機構83連接。同樣地，第2蓋體82與第2開閉機構84連接。第1開閉機構83及第2開閉機構84例如由氣缸構成。第1蓋體81及第2蓋體82分別藉由第1開閉機構83及第2開閉機構84如圖2之箭頭AR22所示，繞沿著Y軸方向之旋轉軸進行開閉動作。
圖8係顯示第1蓋體81及第2蓋體82關閉之狀態之圖。圖9係顯示第1蓋體81及第2蓋體82打開之狀態之圖。在圖8及圖9中，省略氣泡供給管51及噴嘴31等要件。如圖8所示，在第1蓋體81及第2蓋體82關閉之狀態下，儲存於處理槽10之處理液被第1蓋體81及第2蓋體82自外部氣體環境遮斷，抑制氧溶解於處理液。如圖9所示，在第1蓋體81及第2蓋體82打開之狀態下，儲存於處理槽10之處理液與外部氣體環境接觸，基板W能夠升降。
圖10係顯示蓋部80之下表面之形狀之立體圖。在第1蓋體81之覆蓋內槽11之下表面形成四角錐形狀(金字塔形狀)之凸部85。同樣地，在第2蓋體82之覆蓋內槽11之下表面亦形成四角錐形狀之凸部86。更準確而言，凸部85及凸部86具有底面為長方形之長方錐形狀。
1個四角錐在四角形之底面之周圍具有4個傾斜面(錐形面)。如圖10所示，第1蓋體81之凸部85具有4個傾斜面87a、87b、87c、87d。第2蓋體82之凸部86具有4個傾斜面88a、88b、88c、88d。因此，凸部85及凸部86共計具有8個傾斜面。
形成於第1蓋體81及第2蓋體82之8各傾斜面可基於作用而區分成3種。首先，於在第1蓋體81及第2蓋體82關閉之狀態下以XZ面觀察時，由凸部85之傾斜面87c與凸部86之傾斜面88a構成愈靠近蓋部80之端緣部愈往向上側之第1傾斜面91(圖8)。接著，在以XZ面觀察時，由凸部85之傾斜面87a與凸部86之傾斜面88c構成愈靠近蓋部80之中央部愈往向上側之第2傾斜面92。進而，在以YZ面觀察時，由凸部85之傾斜面87b、87d與凸部86之傾斜面88b、88d構成愈靠近蓋部80之端緣部愈往向上側之第3傾斜面93(圖7)。
如圖8所示，在第1蓋體81及第2蓋體82關閉之狀態下，第2傾斜面92之上端92a之高度位置高於第1傾斜面91之上端91a之高度位置。即，在浸漬位置之基板W之上方，與沿著X方向之端緣部相比在中央部存在比較大之空間。
又，在本實施形態中，在第1蓋體81及第2蓋體82關閉之狀態下，第1蓋體81之下端部(凸部85之頂部)及第2蓋體82之下端部(凸部86之頂部)之高度位置高於被保持於浸漬位置之基板W之上端。
又，如圖8所示，在第1蓋體81及第2蓋體82關閉之狀態下，在內槽11之上端與第1蓋體81及第2蓋體82之間形成間隙。經由該間隙，處理液自內槽11溢流至外槽12，且亦流出氣體。
進而，在第1蓋體81及第2蓋體82關閉之狀態下，在第1蓋體81之前端((+X)側端部)與第2蓋體82之前端((-X)側端部)之間形成流路95。即，在第1蓋體81及第2蓋體82關閉時，該等非為密接，而在二者之間存在間隙。流路95彎曲。
控制部70控制設置於基板處理裝置100之各種動作機構。控制部70亦控制處理部121之動作。控制部70之作為硬體之構成係與一般之電腦相同。即，控制部70包含：進行各種運算處理之迴路即CPU、記憶基本程式之讀出專用之記憶體即ROM、記憶各種資訊之讀寫自如之記憶體即RAM及預先記憶控制用軟體或資料等之記憶部(例如，磁碟或SSD)。控制部70與處理液供給部30之閥37或氣體供給機構53等電性連接，控制該等之動作。
又，在控制部70之記憶部，記憶有決定處理基板W之程序及條件之製程條件(以下稱為「處理製程條件」)。處理製程條件例如藉由裝置之操作者經由GUI輸入而記憶於記憶部，而被基板處理裝置100取得。或者，亦可自管理複數個基板處理裝置100之主電腦藉由通訊將處理製程條件交接給基板處理裝置100並記憶於記憶部。控制部70藉由基於儲存於記憶部之處理製程條件之記述，控制氣體供給機構53等之動作，而如處理製程條件記述般進行基板W之表面處理。
接著，對於具有上述之構成之處理部121之處理動作進行說明。在本實施形態之處理部121，藉由處理液自處理槽10之內槽11向外槽12溢流，自外槽12流出之處理液返回內槽11而使處理液循環。具體而言，自外槽12流出至配管32之處理液被泵33送出至噴嘴31。此時，在配管32中流動之處理液根據需要由加熱器34加熱。又，在配管32中流動之處理液之流量係由流量調整閥36規定。進而，根據需要排液部40自處理槽10排出已使用之處理液，且新液供給機構朝處理槽10供給新液。在本實施形態中，作為處理液使用強鹼性之TMAH與IPA及純水之混合液，進行基於TMAH之多晶矽之蝕刻處理。在使用TMAH之多晶矽之蝕刻處理中，已知若溶解氧濃度變高則蝕刻速率降低，重要的是減少溶存於處理液中之氧量。
給送至噴嘴31之處理液自噴嘴31向內槽11內之上方噴出。自噴嘴31噴出之處理液與分散板15碰撞而沿著分散板15之面於水平方向擴散。經分散板15於水平方向擴散之處理液到達沖孔板17並通過複數個處理液孔17a，自該處理液孔17a上升而在內槽11內形成往向上方之層流。到達內槽11之上端之處理液溢流並流入外槽12。
於在處理槽10內形成上升之處理液之層流之狀態下，基板W浸漬於處理液中。具體而言，升降機20在處理槽10上方之提起位置接收由主搬送機器人180搬送而來之複數個基板W。基板W載置於3個保持棒21上而保持於升降機20。繼而，控制部70使驅動機構24動作而使升降機20下降，使基板W下降至處理槽10內之浸漬位置而使基板W浸漬於處理液中。此時，第1蓋體81及第2蓋體82成為打開之狀態而處理槽10之上部開口被打開(參照圖9)。
在升降機20停止下降而將基板W保持於浸漬位置之後，控制部70使第1開閉機構83及第2開閉機構84動作而關閉第1蓋體81及第2蓋體82(參照圖8)。藉此，處理槽10之上部開口被蓋部80覆蓋，儲存於處理槽10之處理液被第1蓋體81及第2蓋體82自外部氣體環境遮斷而抑制氧溶解於處理液。
又，在第1蓋體81及第2蓋體82關閉時，第1蓋體81之凸部85及第2蓋體82之凸部86之至少一部分浸漬於處理液中。具體而言，包含四角錐形狀之凸部85及凸部86之頂部之傾斜面之一部分位於較處理液之液面靠下方(參照圖8)。藉此，滯留於處理液之液面與蓋部80之間之空氣之量變少，而可更有效果地抑制氧溶解於處理液。惟，即便在第1蓋體81及第2蓋體82關閉之狀態下，第1蓋體81及第2蓋體82之下端(凸部85及凸部86之頂部)之高度位置亦高於保持於浸漬位置之基板W之上端之高度位置。
於在處理槽10內形成有處理液之層流之狀態下利用升降機20將基板W保持於浸漬位置，藉此在基板W與基板W之間流動有處理液之層流。藉此，基板W之表面暴露於處理液，進行基板W之表面處理(在本實施形態中為蝕刻處理)。
又，氣泡供給部50之氣體供給機構53朝對應之氣泡供給管51給送氣體(氮)。給送至氣泡供給管51之氣體形成自設置於氣泡供給管51之上側之複數個氣泡孔朝處理液中噴出之氣泡。複數個氣泡孔以位於由升降機20保持之相鄰之基板W與基板W之間之方式配置，故自氣泡供給管51噴出之氣泡在相鄰之基板W與基板W之間上升。即，在基板W之表面之附近上升有多數個氣泡。
圖11係顯示處理部121之基板W之處理之圖。如本實施形態所述般，在進行使用TMAH之蝕刻處理之情形下，處理液中之溶解氧濃度愈低則蝕刻速率愈高。若自複數根氣泡供給管51朝處理液中供給氮之氣泡，則藉由用氮置換處理液中之溶解氧而溶解氧濃度降低，其結果，可提高基板W之蝕刻速率。
自6根氣泡供給管51噴出之氮之氣泡在處理液中上升而到達液面。在本實施形態中，因第1蓋體81及第2蓋體82之一部分浸漬於處理液中，故氣泡到達處理液與第1蓋體81及第2蓋體82之界面。在多量之氣泡附著於蓋部80而滯留於處理液與第1蓋體81及第2蓋體82之界面時，基板W之上端部附近與氣泡接觸。如是，因該基板W之上端部附近接觸不到處理液，故不被蝕刻。其結果，有基板W之蝕刻處理之面內均一性受損之虞。特別是，在本實施形態中，因處理液中含有IPA，故氣泡難以消滅，而氣泡容易滯留於界面。
因此，在本實施形態中，在第1蓋體81及第2蓋體82分別設置四角錐形狀之凸部85及凸部86而形成複數個傾斜面。如圖11所示，到達處理液與第1蓋體81及第2蓋體82之界面的氣泡之一部分，沿著第1傾斜面91向內槽11之周端部側且為斜上方引導，自形成於內槽11之上端與第1蓋體81及第2蓋體82之間之間隙排出至處理槽10之外部。又，到達上述界面之氣泡之另一部分沿著第2傾斜面92向內槽11之中央部側且為斜上方引導，自第1蓋體81與第2蓋體82之間之流路95放出至處理槽10之外部。進而，到達上述界面之氣泡之其餘之一部分，沿著第3傾斜面93向內槽11之周端部側且為斜上方引導，自形成於內槽11之上端與第1蓋體81及第2蓋體82之間之間隙排出至處理槽10之外部。
藉由如此般操作，到達處理液與第1蓋體81及第2蓋體82之界面之氣泡順滑地排出至處理槽10之外部，可防止氣泡與基板W之一部分接觸而阻礙該一部分之蝕刻。又，藉由氮氣自形成於內槽11之上端與第1蓋體81及第2蓋體82之間之間隙及流路95流出，亦可抑制該等外部氣體環境之氧自該等流入。其結果，可抑制來自氣體環境之氧之混入，且可順滑地排出氣泡而抑制蝕刻處理之面內均一性之降低。
在規定時間之蝕刻處理結束之後，控制部70使第1開閉機構83及第2開閉機構84動作而打開第1蓋體81及第2蓋體82。繼而，控制部70使驅動機構24動作而使升降機20上升，自處理槽10提起基板W。繼而，主搬送機器人180自升降機20接收處理後之基板W。如上所述般操作，完成處理部121之一系列處理。
在本實施形態中，在第1蓋體81及第2蓋體82各者之下表面形設四角錐形狀之凸部85及凸部86，形成第1傾斜面91、第2傾斜面92及第3傾斜面93。在進行基板W之表面處理時，藉由第1蓋體81及第2蓋體82關閉而利用第1蓋體81及第2蓋體82覆蓋處理液之液面，而抑制氧自外部氣體環境溶解於處理液中。又，藉由第1蓋體81之凸部85及第2蓋體82之凸部86之至少一部分浸漬於處理液中，而儘可能地減少滯留於處理液之液面與第1蓋體81及第2蓋體82之間之空氣之量，而進一步抑制氧溶解於處理液中。藉此，可防止特別是在基板W之上部之蝕刻速率之降低。
又，自複數根氣泡供給管51噴出並在處理液中上升之氮之氣泡，到達處理液與第1蓋體81及第2蓋體82之界面。到達該界面之氮之氣泡被第1傾斜面91、第2傾斜面92及第3傾斜面93朝斜上方引導，自形成於內槽11之上端與第1蓋體81及第2蓋體82之間之間隙及流路95順滑地排出至處理槽10之外部。藉此，可消除該界面之氣泡之滯留而防止氣泡與基板W之一部分接觸。其結果，在基板W之整面均一地接觸有處理液，而可維持蝕刻處理之面內均一性。即，即便在將蓋部80浸漬於處理液之狀態下供給氮之氣泡、亦可抑制處理之均一性降低。
進而，藉由氮氣自形成於內槽11之上端與第1蓋體81及第2蓋體82之間之間隙及流路95排出，而可抑制外部氣體環境之氧自該等流入。藉此，可進一步抑制氧溶解於處理液中而儘可能地減少處理液中之溶解氧濃度，從而可提高蝕刻速率。
又，第2傾斜面92之上端92a之高度位置高於第1傾斜面91之上端91a之高度位置(圖8)。藉此，在圓形之基板W之上端部附近之上方存在比較大之空間，氣泡不易滯留於與液面之距離最短之基板W之上端部之上方。其結果，可更確實地防止基板W與氣泡之接觸。
以上，對於本發明之實施形態進行了說明，但本發明在不脫離其旨趣下除了上述內容以外亦可進行各種變更。例如，在上述實施形態中，第1蓋體81及第2蓋體82之下端部之高度位置高於基板W之上端，但不限定於此。如圖12所示，亦可為在第1蓋體81及第2蓋體82關閉之狀態下，第1蓋體81及第2蓋體82之下端部之高度位置低於被保持於浸漬位置之基板W之上端。
又，如圖13所示，亦可設置覆蓋第1蓋體81及第2蓋體82之上方之罩體60。於罩體60連接有排氣部61。排氣部61將由罩體60覆蓋之內側空間之氣體環境進行排氣。在進行基板W之蝕刻處理時，藉由罩體60覆蓋關閉之狀態之第1蓋體81及第2蓋體82之上方，藉由排氣部61將該罩體60之內側空間進行排氣。藉此，可促進到達處理液與第1蓋體81及第2蓋體82之界面之氣泡之排出。
10:處理槽 11:內槽 12:外槽 14:外槽罩體 15:分散板 17:沖孔板 17a:處理液孔 20:升降機 21:保持棒 22:背板 24:驅動機構 30:處理液供給部 31:噴嘴 32:配管 33:泵 34:加熱器 35:過濾器 36:流量調整閥 37:閥 40:排液部 41:配管 45:閥 50:氣泡供給部 51:氣泡供給管 52:配管 53:氣體供給機構 54:氣體供給源 60:罩體 61:排氣部 70:控制部 80:蓋部 81:第1蓋體 82:第2蓋體 83:第1開閉機構 84:第2開閉機構 85,86:凸部 87a~87d,88a~88d:傾斜面 91:第1傾斜面 91a:第1傾斜面之上端 92:第2傾斜面 92a:第2傾斜面之上端 93:第3傾斜面 95:流路 100:基板處理裝置 110:加載台 120:基板處理部群 121~125:處理部 132:配管 140:搬出搬入機器人 150:姿勢變換機 160:推送裝置 170:交接卡匣 180:主搬送機器人 181:基板卡盤 AR1,AR21,AR22:箭頭 C:載架 W:基板 X,Y,Z:方向
圖1係顯示本發明之基板處理裝置之整體構成之圖解性之俯視圖。 圖2係顯示圖1之基板處理裝置之處理部之構成之圖。 圖3係顯示升降機上升之狀態之圖。 圖4係顯示升降機下降之狀態之圖。 圖5係自處理槽之底部觀察噴嘴、分散板及沖孔板之圖。 圖6係自上方觀察圖1之基板處理裝置之處理部之俯視圖。 圖7係自側方觀察圖1之基板處理裝置之處理部之側視圖。 圖8係顯示第1蓋體及第2蓋體關閉之狀態之圖。 圖9係顯示第1蓋體及第2蓋體打開之狀態之圖。 圖10係顯示蓋部之下表面之形狀之立體圖。 圖11係顯示圖1之基板處理裝置之處理部之基板之處理之圖。 圖12係顯示蓋部與基板之位置關係之又一例之圖。 圖13係顯示處理部之又一例之圖。
10:處理槽
11:內槽
12:外槽
51:氣泡供給管
80:蓋部
81:第1蓋體
82:第2蓋體
91:第1傾斜面
92:第2傾斜面
95:流路
W:基板

Claims (3)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵在於係對基板進行利用處理液進行之表面處理者，且包含： 處理槽，其儲存處理液； 處理液供給部，其朝前述處理槽內供給處理液； 基板保持部，其保持基板，將前述基板浸漬於儲存在前述處理槽之處理液中； 管狀之氣泡供給管，其配置於前述處理槽之內部，自保持於前述基板保持部之前述基板之下方朝儲存於前述處理槽之處理液供給氣泡；及 蓋部，其覆蓋前述處理槽之上部開口；且 於前述蓋部形成： 第1傾斜面，其愈靠近前述蓋部之端緣部愈往向上側；及 第2傾斜面，其愈靠近前述蓋部之中央部愈往向上側。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中 前述蓋部具有可開閉地設置之第1蓋體及第2蓋體， 在前述第1蓋體及前述第2蓋體分別形成四角錐形狀之凸部。
  3. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中 前述第2傾斜面之上端之高度位置高於前述第1傾斜面之上端之高度位置。
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