TWI389746B - A substrate processing apparatus, and a substrate processing method - Google Patents

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TWI389746B TW098117438A TW98117438A TWI389746B TW I389746 B TWI389746 B TW I389746B TW 098117438 A TW098117438 A TW 098117438A TW 98117438 A TW98117438 A TW 98117438A TW I389746 B TWI389746 B TW I389746B
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Description

基板處理裝置以及基板處理方法
本發明係有關基板處理裝置以及基板處理方法，如生成含微小氣泡的洗滌用液體的基板處理方法、使用含微小氣泡的洗滌用液體來處理基板的基板處理裝置。
作為一例，基板處理裝置在基板製造步驟中，對基板提供純水和藥液等液體進行處理。這種基板處理裝置中，需要除去基板上粘附的微粒和液體中浮游的微粒。
為了除去基板的微粒，專利文獻1中提出了以下方案：將微小氣泡產生部與基板處理裝置連接，從微小氣泡產生部向處理槽內的基板提供含微小氣泡的純水。
該微小氣泡產生部的結構如專利文獻1中圖9所示，微小氣泡產生部的結構是在箱中形成送水管和環繞該送水管的送氣路。送氣路與氮氣供給部和真空泵連接，送氣路中流動的氮氣的壓力由真空泵的工作來調整，使箱內加減壓。
由此，使箱內減壓時，多餘的氣體過飽和，從送水管中流動的純水中析出，其氣體通過中空子分離膜後流向送氣路。而使箱內加壓時，送氣路中流動的氮氣通過中空子分離膜後，加壓溶解在送水管內的純水中。
[專利文獻1]日本特開2006-179765號公報
但是，使用專利文獻1所記載的微小氣泡產生部生成含微小氣泡的液體時，微小氣泡產生部一般是使用金屬零件的結構。但使用金屬零件時，對洗滌半導體晶片有不良影響的金屬離子會從金屬零件中溶出，包含在含微小氣泡的液體內。因此，對基板進行洗滌處理時，基板上會粘附金屬離子，在基板處理後的後續步驟中可能會產生問題。PN接合的漏電和氧化膜耐力不合格，導致載流子壽命降低等，對半導體設備的電性有致命的影響。
本發明是鑒於上述問題所發明，其目的在於提供能夠確實除去金屬離 子等異物的基板處理裝置以及基板處理方法。
本發明的基板處理裝置，該基板處理裝置係將含有微米氣泡、微米奈米氣泡、奈米氣泡中任一種微小氣泡之液體供給至基板而進行該基板之洗淨處理，其特徵在於，具備：微小氣泡液生成部，其生成含所述微小氣泡的液體；異物除去機構部，其包含從所述微小氣泡液生成部所提供的含所述微小氣泡的液體中除去有機類之污染物的有機污染去除裝置，該有機污染去除裝置係照射控制其波長或能量強度而不壓壞含於所述液體中的所述微小氣泡的紫外線；管，該管係將通過該異物去除機構部中的所述液體以及含於該液體的所述微小氣泡提供至所述基板；使用藉由該管而提供至所述基板之含有所述微小氣泡的液體來進行所述基板的洗淨處理。
本發明的基板處理方法，將由生成含有微米氣泡、微米奈米氣泡、奈米氣泡中任一種微小氣泡之液體的微小氣泡液生成部所提供的含所述微小氣泡的液體以除去機構部去除異物，再將含有該微小氣泡的所述液體供給至基板而進行該基板之洗淨處理，其特徵在於，由所述微小氣泡液生成部生成含所述微小氣泡的液體；以及由所述異物除去機構部對從所述微小氣泡液生成部所提供的含所述微小氣泡的液體來照射可控制其波長或能量強度而不壓壞含於所述液體中的所述微小氣泡的紫外線以除去有機類之污染物，將通過所述異物除去機構部的所述液體以及含於所述液體的所述微小氣泡提供至所述基板以進行該基板之洗淨處理。
下面參照附圖說明本發明的實施方式。
(第1實施方式)
圖1表示本發明的基板處理裝置的第1實施方式。
如圖1所示，基板處理裝置10具有：水供給部11；氣體供給部20；微小氣泡水生成部12；以及異物除去機構部30。
異物除去機構部30包括金屬離子除去過濾裝置13、有機污染除去裝置14、溶解氣體除去機構15和微粒除去部16中的至少1個，這些部件的排列順序沒有特別限定。
圖1所示的水供給部11通過打開閥門11B，能夠向微小氣泡水生成部 12提供液體，例如水。氣體供給部20通過打開閥門20B，能夠向微小氣泡水生成部12提供氣體，例如氮氣。
圖1所示的微小氣泡水生成部12是微小氣泡液生成部的一例，將氣體供給部20所提供的氮氣21通過如第1多孔質過濾裝置，並且將水供給部11所提供的水22通過如第2多孔質過濾裝置，由此水中生成並含有多個微小氣泡。由此，微小氣泡水生成部12能夠由氣體和水生成含多個微小氣泡的水23。生成的含微小氣泡的液體23被提供給金屬離子除去過濾裝置13。
圖1所示的異物除去機構部30的金屬離子除去過濾裝置13是用於除去含微小氣泡的水23中的金屬不純物的過濾裝置，例如使用離子交換樹脂來形成會較好。離子交換樹脂可以使用陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂的單床或兩者的混床等。
異物除去機構部30的有機污染除去裝置14是除去有機類污染物的部分，例如用紫外線(UV)照射含有微小氣泡的水23。由此能夠除去含微小氣泡的水23中的有機污染物。有機物污染會影響到氧化膜的電性，所以要除去。
通過控制紫外線波長或能量強度，能夠不壓壞微小氣泡地除去含微小氣泡的液體中的有機物。並且，通過進行上述控制，能夠有效地從含微小氣泡的液體中除去有機物。
異物除去機構部30的溶解氣體除去機構15是除去含微小氣泡的水23中的溶解氣體、如氧氣和二氧化碳氣體等各種溶解氣體的除氣膜。例如溶解有氧氣時，會促進基板氧化，所以需要除去氧氣。
異物除去機構部30的微粒除去部16是除去含微小氣泡的水23中的微粒等固體異物的過濾裝置。微粒粘附在基板上後，基板的配線會短路，對半導體設備的電性有影響，所以要除去含微小氣泡的水23中的微粒等固體異物。通過微粒除去部16後的含微小氣泡的液體23被提供到洗滌裝置100上。
並且，微小氣泡即使通過金屬離子除去過濾裝置13和微粒除去部16，因微小氣泡是不定形的，所以不會破裂。以往，向洗滌裝置提供微小氣泡時需要有多個過濾裝置等，但通過上述結構，可以設置1個過濾裝置，能 夠簡化結構。
圖2表示圖1所示的基板處理裝置10和作為洗滌裝置100的一例的基板處理裝置。
圖2所示的洗滌裝置100具有：基板保持部71；供給噴嘴75用的操作部72；向下吹風用的帶過濾裝置的風扇73；杯74；供給噴嘴75；處理室76。
基板保持部71具有圓板的基底部件77、轉動軸78和馬達79，基板W可裝卸地固定在基底部件77上。處理室76內容納有杯74、供給噴嘴75、基底部件77和轉動軸78。馬達79根據控制部80的指令來動作，基底部件77能夠在R方向上連續轉動。閥門11B和閥門20B能夠根據控制部80的指令來控制開關量。
圖2所示的供給噴嘴75設置在基板W上部，供給噴嘴75由操作部72的動作，能夠向Z方向(上下方向)和X方向(基板的半徑方向)移動。
圖2所示的基板處理裝置10的微粒除去部16透過管81與供給噴嘴75連接。因此，含微小氣泡的水23透過管81提供到供給噴嘴75，含該微小氣泡的水23通過供給噴嘴75噴射到基板W表面。如此一來，將含微小氣泡的水23噴射到基板W表面上，由微小氣泡所含的負電位包住帶正電的微粒等污染物，因而能夠從基板W表面上將該污染物與微小氣泡一起除去。
生成含微小氣泡的水23時，即使金屬離子和微粒等異物溶入水中，異物除去機構部30也能夠確實地除去金屬離子和微粒等異物。因此，對基板W進行洗滌處理時，不會產生對基板W有異物所導致的不良影響。
(第2實施方式)
圖3表示本發明的基板處理裝置的第2實施方式。
圖3所示第2實施方式的基板處理裝置10B與圖1及圖2所示第1實施方式的基板處理裝置10的不同點在於，從微粒除去部16到微小氣泡水生成部12設置有循環用配管31。並且，循環用配管31中途連接有圖2所示的各洗滌裝置100側的管81。這些洗滌裝置100與圖2所示的洗滌裝置100相同。另外，微小氣泡水生成部12具有槽40，其作用為根據需要排出一部分含有微小氣泡的水23。
圖3所示第2實施方式的基板處理裝置10B的其他結構要素與圖1和圖2所示第1實施方式的基板處理裝置10的對應結構要素相同，所以第2實施方式中，用與第1實施方式相同的符號標記，省略其說明。
如圖3所示，從微粒除去部16到微小氣泡水生成部12設置有循環用配管31之故，所以能夠由1台基板處理裝置10B向多台洗滌裝置100的基板提供不含異物(污染物)的含微小氣泡的水23。並且，含微小氣泡的水23的一部分或全部能夠重複再利用，所以能夠提高氣體和水的利用效率。
而且，由基板處理裝置10B，在微小氣泡水生成部12中生成新的含微小氣泡的水23。並且，從微粒除去部16循環後回到微小氣泡水生成部12的含微小氣泡的水23的規定量排到槽40，向剩下的含微小氣泡的水23添加新的含微小氣泡的水23。因此，能夠控制含微小氣泡的水23中的微小氣泡的量和含微小氣泡的水23的清潔度。
上述各本發明的實施方式中，異物除去機構部30可以包含金屬不純物過濾裝置、有機污染除去裝置、溶解氣體除去機構、微粒除去部中的至少一個。並且，異物除去機構部30的各部件的排列順序沒有特別限定。
本發明的實施方式中，液體可以不使用純水，使用通常的水即可。
本發明的基板處理裝置，生成含微小氣泡的液體，包括：微小氣泡液生成部，其生成含微小氣泡的液體；以及異物除去機構部，其從微小氣泡液生成部所提供的含微小氣泡的液體中除去異物。由此，能夠從含微小氣泡的液體中確實地除去金屬離子等異物。
異物除去機構部包括金屬不純物過濾裝置，其從含微小氣泡的液體中除去金屬不純物。由此能夠從含微小氣泡的液體中確實地除去金屬不純物。
異物除去機構部包括有機污染除去裝置，其從含微小氣泡的液體中除去有機類污染物。由此能夠從含微小氣泡的液體中確實地除去有機類污染物。
異物除去機構部包括溶解氣體除去機構，其從含微小氣泡的液體中除去溶解氣體。由此能夠從含微小氣泡的液體中確實地除去溶解氣體。
異物除去機構部包括微粒除去部，其從含微小氣泡的液體中除去微粒。由此能夠從含微小氣泡的液體中確實地除去微粒。
異物除去機構部包含金屬不純物過濾裝置、有機污染除去裝置、溶解 氣體除去機構、微粒除去部中至少一個。由此，可以根據需要任意組合，構成異物除去機構部。
微小氣泡液生成部和異物除去機構部由循環用配管連接，其作用是使通過異物除去機構部後的含微小氣泡的液體回到微小氣泡液生成部。由此，能夠由基板處理裝置向多個洗滌裝置的基板確實地提供不含異物(污染物)的含微小氣泡的水。並且，含微小氣泡的水的一部分或全部可以重複再利用，所以能夠提高氣體和水的利用效率。
圖4是表示基板處理裝置的運行時間與微小氣泡數的關係例的圖。圖4中，縱軸為微小氣泡數，橫軸表示運行時間。圖4所示曲線中的點P1表示圖1所示第1實施方式的基板處理裝置10中的微小氣泡數，圖4所示曲線中的點P2、P3、P4表示圖3所示第2實施方式的基板處理裝置10B中的微小氣泡數。
從圖4所示例中可知，像圖3所示第2實施方式的基板處理裝置10B這樣循環利用含微小氣泡的水23後，與圖1所示第1實施方式基板處理裝置10相比，能夠在增加微小氣泡數的同時延長基板處理裝置10B的運行時間，能夠提高含微小氣泡的水23的利用效率。並且，基板處理裝置能夠連續運行之故，所以能夠消除基板處理裝置運行開始、運行結束時的不穩定狀態，能夠向洗滌裝置100側穩定提供含微小氣泡的水23。
本發明中，微小氣泡也叫做微米氣泡或微奈米氣泡，包含微米氣泡(MB)、微奈米氣泡(MNB)、奈米氣泡(NB)。微米氣泡(MB)是指發生時氣泡直徑在10μm-數十μm以下的微小氣泡，微奈米氣泡(MNB)是指發生時氣泡直徑在數百nm-10μm以下的微小氣泡。奈米氣泡(NB)是指數百nm以下的微小氣泡。
氣體可以用臭氧氣體和空氣代替氮氣。液體除了純水，還可以使用酸性液體和鹼性液體。
並且，可以組合本發明的實施方式所公開的多個結構要素來適當地構成各種發明。例如也可以從本發明的實施方式所公開的全部結構要素中刪除幾個結構要素。還可以適當組合不同實施方式中的結構要素。
以上說明了本發明的實施方式，只是例示了具體例，並沒有特別限定本發明，各部分的具體結構等可以有適當改變。另外，實施方式所記載的 作用和效果只是列舉了本發明所產生的最合適的作用和效果，本發明的作用和效果並不限定於本發明實施方式中所記載。本發明可以用於例如使用含微小氣泡的液體(例如洗滌用液體)來處理基板的基板處理裝置及基板處理方法等。
10、10B‧‧‧基板處理裝置
11‧‧‧水供給部
11B‧‧‧閥門
12‧‧‧微小氣泡液生成部
13‧‧‧金屬離子除去過濾裝置
14‧‧‧有機污染除去裝置
15‧‧‧溶解氣體除去機構
16‧‧‧微粒除去部
20‧‧‧氣體供給部
20B‧‧‧閥門
21‧‧‧氮氣
22‧‧‧水供給部11所提供之水
23‧‧‧含微小氣泡的液體/水
30‧‧‧異物除去機構部
31‧‧‧循環用配管
40‧‧‧槽
71‧‧‧基板保持部
72‧‧‧操作部
73‧‧‧風扇
74‧‧‧杯
75‧‧‧供給噴嘴
76‧‧‧處理室
77‧‧‧基底部件
78‧‧‧轉動軸
79‧‧‧馬達
80‧‧‧控制部
81‧‧‧管
100‧‧‧洗滌裝置
圖1是表示本發明基板處理裝置的第1實施方式；圖2是表示圖1所示的洗滌裝置的一例；圖3是表示本發明基板處理裝置的第2實施方式；以及圖4是表示本發明的基板處理裝置實施方式中基板處理裝置的運行時間與微小氣泡數的關係例。
10‧‧‧基板處理裝置
11‧‧‧水供給部
11B‧‧‧閥門
12‧‧‧微小氣泡液生成部
13‧‧‧金屬離子除去過濾裝置
14‧‧‧有機污染除去裝置
15‧‧‧溶解氣體除去機構
16‧‧‧微粒除去部
20‧‧‧氣體供給部
20B‧‧‧閥門
21‧‧‧氮氣
22‧‧‧水供給部11所提供之水
23‧‧‧含微小氣泡的液體/水
30‧‧‧異物除去機構部
100‧‧‧洗滌裝置

Claims (4)

  1. 一種基板處理裝置，該基板處理裝置係將含有微米氣泡、微米奈米氣泡、奈米氣泡中任一種微小氣泡之液體供給至基板而進行該基板之洗淨處理，其特徵在於，具備：微小氣泡液生成部，其生成含所述微小氣泡的液體；異物除去機構部，其包含從所述微小氣泡液生成部所提供的含所述微小氣泡的液體中除去有機類之污染物的有機污染去除裝置，該有機污染去除裝置係照射控制其波長或能量強度而不壓壞含於所述液體中的所述微小氣泡的紫外線；管，該管係將通過該異物去除機構部中的所述液體以及含於該液體的所述微小氣泡提供至所述基板；以及使用藉由該管而提供至所述基板之含有所述微小氣泡的液體來進行所述基板的洗淨處理。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中所述異物除去機構部尚包括從含所述微小氣泡的液體中除去金屬不純物的金屬不純物過濾裝置、從含所述微小氣泡的液體中除去溶解氣體的溶解氣體除去機構、從含所述微小氣泡的液體中除去微粒的微粒除去部中的至少一個。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中所述微小氣泡液生成部和所述異物除去機構部由循環用配管連接，該循環用配管用於使通過所述異物除去機構部後的含所述微小氣泡的液體返回所述微小氣泡液生成部。
  4. 一種基板處理方法，將由生成含有微米氣泡、微米奈米氣泡、奈米氣泡中任一種微小氣泡之液體的微小氣泡液生成部所提供的含所述微小氣泡的液體以除去機構部去除異物，再將含有該微小氣泡的所述液體供給至基板而進行該基板之洗淨處理，其特徵在於，由所述微小氣泡液生成部生成含所述微小氣泡的液體；以及由所述異物除去機構部對從所述微小氣泡液生成部所提供的含所述微小氣泡的液體來照射可控制其波長或能量強度而不壓壞含於所述液體中的所述微小氣泡的紫外線以除去有機類之污染物，將通過所述異物除去機構部的所述液體以及含於所述液體的所述微小 氣泡提供至所述基板以進行該基板之洗淨處理。
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