TWI430384B - 化學液處理裝置及化學液處理方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於以高溫之化學液將形成於半導體晶圓等基板上之薄膜蝕刻去除之化學液處理裝置及化學液處理方法。
於半導體元件之製程中，存在有以化學液將形成在係被處理基板之半導體晶圓(以下僅稱晶圓)上之薄膜蝕刻去除之處理。例如以氟酸去除用作為硬罩之SiN膜之處理，或以氨或氨過氧化氫水(SCl)去除Si類薄膜者。
以單片式之方式進行如此之處理時，使固持於旋轉夾盤之晶圓旋轉並同時朝晶圓供給化學液，而對晶圓背面進行蝕刻時，則在自旋轉夾盤中心朝下方延伸之中空的旋轉軸之中設置噴嘴，自此噴嘴朝上方噴吐化學液，自旋轉中之晶圓背面中心朝外周擴張以進行化學液處理(例如專利文獻1)。
又，藉由如此之化學液進行蝕刻處理時，就使處理之處理量上昇之實施樣態而言，相較於常溫之化學液，可使用高溫，例如50℃以上之高溫化學液，以使蝕刻速度上昇。然而，如上述專利文獻1所揭示之技術，朝晶圓背面中心噴吐高溫之化學液時，於晶圓背面中心化學液溫度高，在逐步朝晶圓外周擴張之過程中化學液溫度會降低，故晶圓中心之蝕刻量大，於晶圓外周蝕刻量降低，而有蝕刻均一性低之問題。又，最近隨晶圓大型化，如此之傾向愈益顯著。
【專利文獻1】日本特開平07-326569號公報。
鑑於以上情事，本發明之目的在於提供一種化學液處理裝置及化學液處理方法，藉由以高溫之化學液進行處理蝕刻基板背面時，可提高蝕刻均一性。
為解決上述課題，依本發明第1實施樣態提供一種化學液處理裝置，藉由利用高溫化學液對形成於基板上的薄膜進行蝕刻以去除該薄膜，其特徵在於包含：基板固持機構，令一基板背面朝下側，且可呈水平狀態旋轉之方式固持著該基板；旋轉機構，藉由沿鉛直方向延伸之中空的旋轉軸使該固持機構旋轉；化學液噴吐噴嘴，自下方朝上方噴吐高溫化學液，以對基板背面供給高溫化學液；及化學液供給機構，對該化學液噴吐噴嘴供給化學液；且該化學液噴吐噴嘴包含複數之噴吐口，該複數之噴吐口噴吐化學液，可使該高溫化學液沖擊基板背面中心以外之與基板背面中心的距離各異之位置。
上述第1實施樣態中，該化學液噴吐噴嘴可設於該旋轉軸中，具有沿鉛直方向延伸之噴嘴孔，該複數之噴吐口連接於該噴嘴孔。
且可至少設置一個噴吐口，自該噴吐口噴吐之化學液沖擊基板背面的位置係位於下述之處：可藉由化學液沖擊該位置後在基板背面之擴散，而令化學液抵達基板背面的中心。且可設置複數之化學液噴吐口，自該等化學液噴吐口噴吐之化學液沖擊基板背面的位置位於下述之處：當化學液沖擊該位置後而於基板背面擴散之際，基板背面之熱歷程於面內為均一。此時，在由一個噴吐口噴吐的化學液沖擊基板背面而擴散之際，於其溫度開始下降的位置，化學液自另一噴吐口沖擊該位置。藉此，可使基板背面之熱歷程於面內更為均一。
且該化學液噴吐噴嘴其上端部係基板支持部，以可昇降之方式設置，於該基板支持部中形成有該複數之噴吐口，在令該化學液噴吐噴嘴上昇之輸送位置，對於該基板支持部進行基板的授受，而在處理中則位於下降位置，於處理後上昇以使基板上昇至該輸送位置。
且更包含：表面化學液噴吐噴嘴，設置成可掃掠過由該基板固持部所固持之基板上方，朝基板表面噴吐化學液；及表面化學液供給機構，對該表面化學液噴吐噴嘴供給化學液；藉以對基板之表面及背面供給高溫化學液，俾進行蝕刻處理。
依本發明第2實施樣態，提供一種化學液處理方法，藉由高溫化學液對形成於基板上的薄膜進行蝕刻以去除該薄膜，包含下列步驟：令一基板背面朝下側並呈水平之狀態，而固持該基板；及一面令該狀態之基板旋轉，一面自下方朝上方噴吐高溫化學液以將高溫化學液供給至基板背面；其特徵為：於供給該高溫化學液時，使該高溫化學液沖擊基板背面中心以外之與基板背面中心的距離各異之多數之位置。
上述第2實施樣態中，至少一化學液沖擊基板背面的位置係位於下述之處：可藉由化學液沖擊該位置後在基板背面之擴散，而令化學液抵達基板背面的中心。且化學液沖擊基板背面的該複數之位置係位於下述之處：當化學液沖擊該位置後而於基板背面擴散之際，基板背面之熱歷程於面內為均一。此時，當化學液沖擊基板背面的一個位置而擴散時，其溫度開始下降之位置係為化學液沖擊之另一位置。藉此，基板背面之熱歷程可於面內更為均一。
上述第2實施樣態中，可更包含下述步驟：在對基板背面供給高溫化學液之際，使高溫化學液一面掃掠過基板表面，一面進行噴吐。
依本發明，令以背面為下側呈水平狀態之基板旋轉，並同時藉由化學液噴吐噴嘴自下方朝上方噴吐高溫化學液以對基板背面供給高溫化學液時，使用包含噴吐化學液，使高溫化學液沖擊基板背面中心以外，相互自基板背面中心起算距離不同之位置之複數的噴吐口者作為化學液噴吐噴嘴，故可防止高溫化學液沖擊基板背面中心導致基板背面中心之溫度升高，並同時於短時間內使高溫化學液遍布基板全面。因此，可縮小基板背面之面內溫度差，可藉由以高速之蝕刻速度進行蝕刻之高溫化學液進行高均一性的蝕刻。
以下參照附圖具體說明關於本發明之實施形態。
<第1實施形態>
首先說明關於第1實施形態。
圖1係顯示依本發明第1實施形態之化學液處理裝置概略構成之剖面圖。在此說明關於使用半導體晶圓(以下僅稱晶圓)作為基板，以高溫化學液將形成於該背面之薄膜蝕刻去除之情形。
此化學液處理裝置1包含：腔室(未經圖示)；底板2，為腔室之基底；旋轉夾盤(基板固持機構)3，設於腔室內；旋轉機構4，使旋轉夾盤3旋轉；化學液噴吐噴嘴5，噴吐化學液；化學液供給機構6，朝化學液噴吐噴嘴5供給化學液；及排放液體杯7，承接排放液體。
旋轉夾盤3包含：旋轉板11；旋轉軸12，連接旋轉板11之中央部；及固持銷13，於旋轉板11之周緣以等間隔之方式安裝有3個，以固持晶圓W。
晶圓W以自旋轉板11浮起之狀態由固持銷13固持，該固持銷13可在固持晶圓W之固持位置與轉動至後方以解除固持之解除位置之間移動。又，旋轉夾盤3以令晶圓W背面朝下側呈水平之狀態固持著晶圓W。在此，所謂晶圓W背面係晶圓W未形成元件之一面。
旋轉機構4包含：馬達14；帶輪15，藉由馬達14旋轉；及皮帶16，掛設於帶輪15與旋轉軸12之下端；且藉由馬達14之旋轉，經由帶輪15及皮帶16使旋轉軸12旋轉。
旋轉軸12呈圓筒狀(中空)，穿通底板2朝下方延伸。於旋轉板11之中心部形成有連通旋轉軸12內之孔12a之圓形孔11a。又，設置化學液噴吐噴嘴5可在孔12a及孔11a內昇降。
如圖2、圖3所示，化學液噴吐噴嘴5中，於其內部形成有沿縱長方向延伸之噴嘴孔18，構成化學液噴吐噴嘴5上端部，後述之晶圓支持部19連接延續噴嘴孔18之3個噴吐口18a、18b、18c。又，由化學液供給機構6經由噴嘴孔18朝上方供給化學液，由3個噴吐口18a、18b、18c朝晶圓W背面噴吐之。設置此等噴吐口18a、18b、18c，俾化學液沖擊晶圓W背面中心以外，相互自晶圓W背面中心起算距離不同之位置。
具體而言，噴吐口18a以例如約45°之角度設置之，俾噴吐之化學液沖擊接近晶圓W背面中心之位置，噴吐口18c以例如約5°之角度設置之，俾噴吐之化學液沖擊接近晶圓W背面外緣之位置。噴吐口18b以例如約15°之角度設置之，俾化學液沖擊由上述2個噴吐口噴吐之化學液沖擊之位置之中間位置。
宜形成此等噴吐口18a、18b、18c，俾藉由化學液沖擊晶圓W背面後化學液擴散，化學液迅速包覆晶圓W背面全面。例如，晶圓W之直徑為300mm時，化學液沖擊之位置宜設置於自中心起算15mm、60mm、130mm之位置。
宜至少設置一個噴吐口，例如在最接近晶圓W背面中心之位置噴吐化學液之噴吐口18a，俾自此噴吐之化學液沖擊晶圓W背面之位置可藉由化學液沖擊該處後化學液在晶圓W背面擴散，使化學液抵達晶圓W背面中心。藉此，化學液雖未沖擊晶圓W背面中心，但可以化學液清洗晶圓背面中心。
設置噴吐口18a、18b、18c，俾由此等者噴吐之化學液沖擊晶圓W背面之位置可在化學液沖擊該處後化學液於晶圓W背面擴散時，使晶圓W背面之熱歷程於面內均一則更佳。具體而言，由某噴吐口噴吐之化學液沖擊晶圓W背面擴散時，沖擊之部分的溫度最高，於自此恰遠離既定距離之位置溫度開始下降，故可藉由在化學液由一個噴吐口噴吐，沖擊晶圓W背面而擴散時令化學液自其他噴吐口沖擊溫度開始下降之位置，使晶圓W背面之熱歷程更為均一。
化學液噴吐噴嘴5兼具作為晶圓昇降構件之功能，化學液噴吐噴嘴5之上端部為支持晶圓W之晶圓支持部19。晶圓支持部19呈杯狀朝上方擴大，於其上表面設有用以支持晶圓W之3條晶圓支持銷19a(僅圖示2條)。又，化學液噴吐噴嘴5之下端經由連接構件20連接缸筒機構21，藉由該缸筒機構21使化學液噴吐噴嘴5昇降以使晶圓W昇降，以裝載及卸載晶圓W。朝晶圓W供給化學液時，晶圓支持部19調節位置，俾其上表面之高度位置與旋轉板11之上表面高度位置大致相同。
化學液供給機構6包含：化學液配管22，連接化學液噴吐噴嘴5之下端；高溫化學液槽23，連接該化學液配管22，以儲存高溫化學液；及開合閥24，設於化學液配管22上。
高溫化學液槽23中設有加熱器23a，藉由未圖示之控制器控制加熱器23a以保持高溫化學液槽23內之化學液為既定溫度。在此，所謂高溫意指高於20~25℃之常溫之溫度，典型的係指50℃以上。惟若過高會導致化學液揮發，故雖依化學液不同但以約80℃為上限。可舉氟酸(HF)、氨、氨過氧化氫水(SCl)等為例作為化學液。此等者中氟酸(HF)係用於形成於晶圓W之薄膜為SiN膜時，氨或氨過氧化氫水(SCl)則用於其係Si類薄膜，例如多晶矽膜時。
化學液配管22連接潤洗液配管25。潤洗液配管25連接供給係潤洗液之純水(DIW)之純水供給源26。潤洗液配管25上設有開合閥27。又，藉由自純水供給源26經由潤洗液配管25及化學液配管22朝化學液噴吐噴嘴5之噴嘴孔18供給純水，自噴吐口18a、18b、18c噴吐純水，可對晶圓W背面進行化學液處理後之潤洗處理。
排放液體杯7設於旋轉板11外側，俾圍繞由旋轉板11固持之晶圓W之周緣部，具有承接自晶圓W飛散之排放液體之功能。於排放液體杯7之底部形成有排放液體口7a，排放液體口7a連接朝下方延伸之排放液體配管28。
化學液處理裝置1包含控制部30。此控制部30如圖4之方塊圖所示，包含控制器31、使用者介面32與記憶部33。控制器31由微處理器(電腦)構成，控制化學液處理裝置1之各構成部，例如開合閥24、27、馬達14、缸筒機構21等。使用者介面32連接控制器31，由操作員為管理化學液處理裝置1而進行輸入指令等操作之鍵盤，或使化學液處理裝置1之運轉狀況可視化並加以顯示之顯示器等構成。記憶部33亦連接控制器31，其中收納有用以控制化學液處理裝置1各構成部之控制對象之程式，或用以令化學液處理裝置1進行既定處理之程式，亦即處理配方。處理配方記憶於記憶部33中記憶媒體(未經圖示)內。記憶媒體可係如硬碟之固定式者，亦可係CDROM、DVD、快閃記憶體等可移動式者。且亦可由其他裝置經由例如專用電路適當傳送配方。又，控制器31可因應所需以來自使用者介面32之指示等自記憶部33叫出既定處理配方以實行之，藉此在控制器31之控制下進行既定處理。
其次說明關於藉由如此之化學液處理裝置1將晶圓W背面之薄膜蝕刻去除之動作。
圖5係用以說明將如此之晶圓背面之薄膜蝕刻去除時之動作的示意圖。
首先，如圖5之(a)所示，在令化學液噴吐噴嘴5上昇之狀態下，由未圖示之輸送臂將晶圓W傳遞至晶圓支持部19之支持銷19a上。接著，如圖5之(b)所示，令化學液噴吐噴嘴5下降至可藉由固持構件13固持晶圓W之位置，以固持構件13夾持晶圓W。
於此狀態下，如圖5之(c)所示，藉由旋轉機構4使旋轉夾盤3與晶圓W一齊旋轉，並同時由化學液噴吐噴嘴5供給高溫化學液以進行蝕刻處理。此時晶圓W之轉速約為300～1000rpm。
此時，由3個噴吐口18a、18b、18c朝晶圓W背面噴吐化學液，沖擊晶圓W背面之化學液隨晶圓W之旋轉擴散至晶圓W背面全面，以進行蝕刻處理。
以往雖如圖6所示，於噴嘴孔18之前端設有1個噴吐口18d以作為化學液噴吐噴嘴5，以用來由噴吐口18d朝晶圓W背面中心噴吐化學液，但使用如此之化學液噴吐噴嘴以藉由高溫化學液進行蝕刻處理時，噴吐之高溫化學液會持續沖擊晶圓W之背面中心，且晶圓W背面中心難以散熱，故該部分之溫度會升高，相對於此，因晶圓W之旋轉自晶圓W背面之中心朝外側擴散之化學液則隨時間之經過，溫度愈至外側愈為降低，且晶圓W背面之外周部分易於散熱，故晶圓W背面之溫度相較於中心愈至外側溫度愈為降低。因此，於晶圓W背面之中央部與外周部蝕刻量大為不同。特別是最近因晶圓W大型化，如此之傾向愈加顯著。
相對於此，於本實施形態之情形下，設置此等噴吐口18a、18b、18c，俾化學液沖擊晶圓W背面中心以外，相互自晶圓W背面中心起算距離不同之位置，故可防止特定處，特別是晶圓W背面中心之溫度升高，並同時在短時間內使高溫化學液遍布晶圓W全面。亦即，由噴吐口噴吐之高溫化學液沖擊到晶圓W背面中心以外，故高溫化學液不直接沖擊晶圓W背面中心，僅自化學液沖擊之位置擴散而供給之，故可使晶圓W背面中心之溫度上昇和緩。且設置複數噴吐口，俾化學液沖擊相互自晶圓W背面中心起算距離不同之位置，故可在短時間內使高溫化學液到達晶圓W背面全面，可縮小晶圓W背面之面內溫度差。因此，可維持藉由高溫化學液進行之高速之蝕刻速度，並同時縮小於晶圓W背面蝕刻量之差異並提高蝕刻之均一性。
且形成噴吐口18a、18b、18c，俾延續設於旋轉軸12內部之化學液噴吐噴嘴5之噴嘴孔，以使在構成化學液噴吐噴嘴5上端部之晶圓支持部19中，以所希望之角度朝晶圓W供給化學液，無需設置用以噴吐化學液之特別零件，故可縮小旋轉板與晶圓W之間之距離。且僅以既定角度設置噴吐口18a、18b、18c，俾連接設於旋轉軸12內部之化學液噴吐噴嘴5之一條噴嘴孔18，故構造單純。且化學液噴吐噴嘴5之上端部為晶圓支持部19，在此形成噴吐口18a、18b、18c，故零件件數可少於分別設置此等者時。
如以上藉由高溫化學液進行之蝕刻處理結束後，停止供給高溫化學液，如圖5之(d)所示，令晶圓W以約300~1000rpm之轉速旋轉並同時由化學液噴吐噴嘴5之噴吐口18a、18b、18c朝晶圓W背面供給作為潤洗液之純水(DIW)以進行潤洗處理。其後，如圖5之(e)所示，停止供給純水，令晶圓W以約500~1000rpm之轉速旋轉以將晶圓W甩乾後，如圖5之(f)所示，令固持構件13退避，化學液噴吐噴嘴5上昇，藉由晶圓支持部19使晶圓W上昇，以未圖示之輸送臂送出晶圓W。
其次說明關於確認本實施形態效果之實驗。
在此說明關於藉由氟酸(HF)蝕刻晶圓W背面之SiN膜之例。
在此，實行以往使用朝晶圓背面中心噴吐化學液之化學液噴吐噴嘴，以常溫(25℃)之氟酸(HF)進行之蝕刻(實驗1)、同樣使用習知之化學液噴吐噴嘴，以高溫(60℃)氟酸進行之蝕刻(實驗2)及使用本實施形態之化學液噴吐噴嘴，以高溫(60℃)氟酸進行之蝕刻(實驗3)。此時之條件為晶圓W之轉速：1000rpm，氟酸供給量：1.5L/min，時間：30sec。
於晶圓背面全面49點測定此時之蝕刻量。於表1顯示此時蝕刻量之最大值(Max)、最小值(Min)、平均值(Ave)、範圍(Range)、差異(Range/2Ave)。如表1所示，雖使用習知之化學液噴吐噴嘴但化學液溫度為常溫時(實驗1)，蝕刻量之面內差異雖小，但蝕刻量本身極少。相對於此，於化學液溫度為60℃之實驗2中，蝕刻量雖多，但晶圓背面中心之蝕刻量多，外周部之蝕刻量少，故蝕刻量之差異為15.0%，呈極大之數值。相對於此，使用本實施形態之化學液噴吐噴嘴，以高溫(60℃)氟酸進行蝕刻之實驗3中，蝕刻量之差異為10.1%，可確認蝕刻之面內均一性已提高。且蝕刻量之平均值亦高於實驗2。依此結果可確認本實施形態之效果。
<第2實施形態>
其次說明關於第2實施形態。
圖7係顯示依本發明第2實施形態之化學液處理裝置概略構成之剖面圖。本實施形態中，該化學液處理裝置係在與第1實施形態相同實施晶圓W背面之蝕刻同時，亦進行晶圓W表面(元件形成面)蝕刻之表背面處理裝置，對與圖1之化學液處理裝置相同者賦予相同符號並省略說明。
本實施形態之化學液處理裝置1'
內，除圖1所示之第1實施形態之化學液處理裝置1外尚附加有下列者：表面化學液噴吐噴嘴8，朝晶圓W表面供給高溫化學液；及表面化學液供給機構6'
，朝表面化學液噴吐噴嘴8供給高溫化學液。
表面化學液噴吐噴嘴8設於晶圓W表面上方，可藉由未圖示之驅動機構進行掃掠。且表面化學液供給機構6'
包含：化學液配管41，連接表面化學液噴吐噴嘴8；高溫化學液槽42，連接該化學液配管41，儲存高溫化學液；及開合閥43，設在化學液配管41上。
高溫化學液槽42中設有加熱器42a，藉由未圖示之控制器控制加熱器42a以使高溫化學液槽42內之化學液保持既定溫度。
化學液配管41連接潤洗液配管44。潤洗液配管44連接供給係潤洗液之純水(DIW)之純水供給源45。潤洗液配管44上設有開合閥46。又，自純水供給源45經由潤洗液配管44及化學液配管41朝表面化學液噴吐噴嘴8供給純水，由表面化學液噴吐噴嘴8噴吐純水，藉此可在晶圓W表面進行化學液處理後之潤洗處理。
此第2實施形態之化學液處理裝置1'
中包含可進行掃掠之表面化學液噴吐噴嘴8，故可令表面化學液噴嘴8進行掃掠並同時朝晶圓W表面噴吐高溫化學液，俾晶圓W表面溫度之均一性良好。例如，可令朝溫度易於升高之晶圓W表面中心供給高溫化學液之供給時間較晶圓W背面之外周部短等，藉此提高溫度均一性。
背面側之化學液噴吐噴嘴5係如以往朝晶圓W背面中心噴吐高溫化學液之類型時，如上述晶圓W背面溫度之差異大，其影響亦會波及表面側，故即使令表面側化學液噴吐噴嘴8進行掃掠，對晶圓W表面上溫度之均一性其影響亦有其極限，於晶圓W表面側有無法充分獲得蝕刻均一性之虞，但於本實施形態中，背面側之化學液噴吐噴嘴5內設有3個噴吐口18a、18b、18c，俾化學液沖擊晶圓W中心以外，相互自晶圓W中心起算距離不同之位置，故可提高晶圓W背面之溫度均一性，可使晶圓W表面之蝕刻均一性更為提高。
又，本發明不受上述實施形態限定，可進行各種變形。例如，於上述實施形態中，雖已例示以化學液噴吐噴嘴5中設有3個噴吐口之例，但噴吐口為複數即可，可為2個或4個以上。
且於上述實施形態中，雖已例示以關於一個噴嘴孔中設有複數噴吐口之情形，但亦可設置複數噴嘴孔，於各噴嘴孔中設置複數噴吐口。例如圖8所示，可於化學液噴吐噴嘴5內部設置沿縱長方向延伸之3條噴嘴孔48a、48b、48c，此等噴嘴孔48a、48b、48c分別連接噴吐口18a、18b、18c，自化學液槽分別經由化學液配管22a、22b、22c分別朝噴嘴孔48a、48b、48c供給化學液，分別於此等化學液配管22a、22b、22c上設置流量控制器49a、49b、49c。藉此，可分別調整由各噴吐孔噴吐之化學液流量，可更纖細地控制晶圓W背面之溫度。
且蝕刻對象膜與高溫化學液之組合不限於上述例。並且於上述實施形態中雖已揭示關於使用半導體晶圓作為被處理基板之情形，但當然可適用於由液晶顯示裝置(LCD)用玻璃基板所代表之平面顯示器(FPD)用基板等其他基板。
W．．．半導體晶圓(基板)
1、1′．．．化學液處理裝置
2．．．底板
3．．．旋轉夾盤
4．．．旋轉機構
5．．．化學液噴吐噴嘴
6．．．化學液供給機構
6′．．．表面化學液供給機構
7．．．排放液體杯
7a．．．排放液體口
8．．．表面化學液噴吐噴嘴
11．．．旋轉板
11a、12a．．．孔
12．．．旋轉軸
13．．．固持銷(固持構件)
14．．．馬達
15．．．帶輪
16．．．皮帶
18、48a、48b、48c．．．噴嘴孔
18a、18b、18c、18d．．．噴吐口
19．．．晶圓支持部
19a．．．晶圓支持銷
20．．．連接構件
21．．．缸筒機構
22、22a、22b、22c、41．．．化學液配管
23、42．．．高溫化學液槽
23a、42a．．．加熱器
24、27、43、46．．．開合閥
25、44．．．潤洗液配管
26、45．．．純水供給源
28．．．排放液體配管
30．．．控制部
31．．．控制器
32．．．使用者介面
33．．．記憶部
49a、49b、49c．．．流量控制器
圖1係顯示依本發明第1實施形態之化學液處理裝置概略構成之剖面圖。
圖2係用於圖1之化學液處理裝置之化學液噴吐噴嘴剖面圖。
圖3係用於圖1之化學液處理裝置之化學液噴吐噴嘴俯視圖。
圖4係顯示設於圖1之化學液處理裝置之控制部構成之方塊圖。
圖5係用以說明圖1之化學液處理裝置中之處理動作圖。
圖6係習知之化學液噴吐噴嘴剖面圖。
圖7係顯示依本發明第2實施形態之化學液處理裝置概略構成之剖面圖。
圖8係顯示化學液噴吐噴嘴變形例之剖面圖。
W．．．半導體晶圓(基板)
1．．．化學液處理裝置
2．．．底板
3．．．旋轉夾盤
4．．．旋轉機構
5．．．化學液噴吐噴嘴
6．．．化學液供給機構
7．．．排放液體杯
7a．．．排放液體口
11．．．旋轉板
11a、12a．．．孔
12．．．旋轉軸
13．．．固持銷(固持構件)
14．．．馬達
15．．．帶輪
16．．．皮帶
18．．．噴嘴孔
18a、18b、18c．．．噴吐口
19．．．晶圓支持部
19a．．．晶圓支持銷
20．．．連接構件
21．．．缸筒機構
22．．．化學液配管
23．．．高溫化學液槽
23a．．．加熱器
24、27．．．開合閥
25．．．潤洗液配管
26．．．純水供給源
28．．．排放液體配管
30．．．控制部
Claims (8)
- 一種化學液處理裝置，用以去除形成於基板上的薄膜該裝置包含：基板固持機構，令一基板背面朝下側，且可呈水平狀態旋轉之方式固持著該基板；旋轉機構，藉由沿鉛直方向延伸之中空的旋轉軸使該固持機構旋轉；化學液噴吐噴嘴，自下方朝上方噴吐高溫化學液，以對該基板之中心部分以外之位於該基板背面上的複數沖擊位置供給該高溫化學液；及化學液供給機構，包含高溫化學液源，以對該化學液噴吐噴嘴供給該高溫化學液；其中該化學液噴吐噴嘴包含複數之噴吐口，該複數之噴吐口可使該高溫化學液噴吐至與基板背面中心的距離各異之該複數沖擊位置，以使該高溫化學液不直接被供給到該基板背面的中心部分，該複數噴吐口之其中至少一者係以下列方式來設置：自該複數噴吐口之該其中至少一者所噴吐之該化學液在該基板背面之中心部分以外沖擊該基板背面後擴散而抵達該基板背面的中心部分，並且設置該複數之噴吐口之位置，俾使當由該等噴吐口所噴吐之該化學液沖擊該基板背面後而於該基板背面擴散之際，該基板背面之熱歷程於面內為均一。
- 如申請專利範圍第1項之化學液處理裝置，其中，該化學液噴吐噴嘴設於該旋轉軸中，具有沿鉛直方向延伸之噴嘴孔，該複數之噴吐口連接於該噴嘴孔。
- 如申請專利範圍第1項之化學液處理裝置，其中，在由一個噴吐口噴吐的化學液沖擊基板背面而擴散之際，於其溫度開始下降的位置，化學液自另一噴吐口沖擊該位置。
- 如申請專利範圍第1或2項之化學液處理裝置，其中，該化學液噴吐噴嘴其上端部係基板支持部，以可昇降之方式設置，於該基板支持部中形成有該複數之噴吐口，在令該化學液噴吐噴嘴上昇之輸送位置，對於該基板支持部進行基板的授受，而在處理中則位於下降位置，於處理後上昇以使基板上昇至該輸送位置。
- 如申請專利範圍第1或2項之化學液處理裝置，更包含：表面化學液噴吐噴嘴，設置成可掃掠過由該基板固持部所固持之基板上方，朝基板表面噴吐化學液；及表面化學液供給機構，對該表面化學液噴吐噴嘴供給化學液；藉以對基板之表面及背面供給高溫化學液，俾進行蝕刻處理。
- 一種化學液處理方法，用以去除形成於基板上的薄膜，該方法包含下列步驟：令一基板背面朝下側並呈水平之狀態，而固持該基板；及一面令該狀態之基板旋轉，一面自下方朝上方噴吐高溫化學液以將該高溫化學液供給至該基板之中心部分以外之位於該基板背面上的複數沖擊位置；其特徵為：於供給該高溫化學液時，使該高溫化學液沖擊與基板背面中心的距離各異之該複數沖擊位置，以使該高溫化學液不直接被供給到該基板背面的中心部分，其中供給至該複數沖擊位置其中至少一者之化學液在該基板背面之中心部分以外沖擊該基板背面後擴散而抵達該基板背面的中心部分，並且當供給至該複數沖擊位置之化學液沖擊該基板背面後而於該基板背面擴散之際，該基板背面之熱歷程於面內為均一。
- 如申請專利範圍第6項之化學液處理方法，其中，當化學液沖擊基板背面的一個位置而擴散時，其溫度開始下降之位置係為化學液沖擊之另一位置。
- 如申請專利範圍第6項之化學液處理方法，更包含下述步驟：在對基板背面供給高溫化學液之際，使高溫化學液一面掃掠 過基板表面，一面進行噴吐。
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| US20140273498A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
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