TWI453859B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

基板處理裝置及基板處理方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI453859B
TWI453859B TW099105272A TW99105272A TWI453859B TW I453859 B TWI453859 B TW I453859B TW 099105272 A TW099105272 A TW 099105272A TW 99105272 A TW99105272 A TW 99105272A TW I453859 B TWI453859 B TW I453859B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
liquid
opposing
wafer
processing liquid
Prior art date
Application number
TW099105272A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201041080A (en
Inventor
Koji Hashimoto
Original Assignee
Dainippon Screen Mfg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2009082842A external-priority patent/JP5355180B2/ja
Priority claimed from JP2009082841A external-priority patent/JP5355179B2/ja
Application filed by Dainippon Screen Mfg filed Critical Dainippon Screen Mfg
Publication of TW201041080A publication Critical patent/TW201041080A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI453859B publication Critical patent/TWI453859B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0221—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts
    • B05B13/0228—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts the movement of the objects being rotative
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/023—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/04—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with blades
    • B05C11/044—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with blades characterised by means for holding the blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0208—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68792—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係有關於一種用以對基板實施使用處理液之處理之基板處理裝置及基板處理方法。作為處理對象之基板中，例如包含半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、場發射顯示器(FED，Field Emission Display)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、以及光罩用基板等。
半導體裝置或液晶顯示裝置之製造步驟，係對半導體晶圓或液晶顯示面板用玻璃基板等基板，進行使用處理液之處理。逐片地對基板進行處理之單片式基板處理裝置，例如包含：旋轉夾頭，使基板保持水平姿勢進行旋轉；以及噴嘴，對由旋轉夾頭所保持之基板主面(處理對象面)供給處理液。當對由旋轉夾頭保持之狀態下之基板上面供給處理液時，基板係以其表面(處理對象面)朝向上方之狀態由旋轉夾頭保持。繼而，一面藉由旋轉夾頭而使基板進行旋轉，一面自噴嘴將處理液供給至該基板表面之中央部。供給至基板表面之處理液受到基板旋轉所產生之離心力，而於基板表面上自中央部朝向周緣部擴展。
為了可靠地利用處理液覆蓋基板上面之整個區域，必須預先以一定程度增加供給至基板之處理液之流量。因此，1片基板處理所需之處理液量變多，導致處理成本相應地變高。
因此，如日本專利特開平8-78368號公報所揭示，考慮將處理液供給至基板上面，另一方面，使覆蓋該上面之整個區域之對向板與基板上面相鄰對向配置，從而將處理液之液膜保持於該對向構件與基板表面之間。於該情形時，形成有液膜之處理液，係沿著對向板與基板之間而擴展至旋轉半徑方向之外側。藉此，處理液將遍佈基板上面之整個區域，從而可於該上面整個區域保持較薄之處理液之液膜。
為了抑制供給至基板之處理液流量，較佳為，形成於基板上面之處理液之液膜儘可能較薄。亦即，較佳為，對向板與基板上面之間隔儘可能較為細微。
然而，由於存在當基板旋轉時，基板於上下方向進行振動之虞，因此，即便使對向板靠近，對向板與基板之間之間隔亦存在極限值。亦即，保持於基板上面之處理液之液膜厚度亦存在極限。具體而言，即便需要維持零點幾毫米之間隙，亦會因基板會上下振動，而無法維持此間隙。又，作為間隙產生變化之結果，存在對向板與基板上面之間較薄之液膜中會產生破裂，從而無法維持覆蓋基板上面之狀態之虞。
另一方面，當對由旋轉夾頭保持之狀態下之基板下面供給處理液時，係使用穿透至旋轉夾頭之旋轉軸之中心軸噴嘴。於該中心軸噴嘴之上端開設有噴出口，該噴出口與由旋轉夾頭所保持之基板下面中央呈對向。
基板係以其表面(處理對象面)朝向下方之狀態，由旋轉夾頭所保持。繼而，一面藉由旋轉夾頭而使基板進行旋轉，一面使處理液自噴出口朝向上方噴出至該基板之下面中央。到達基板下面之處理液，係受到基板旋轉產生之離心力，而沿著基板下面自中央朝向周緣部移動。藉此，處理液遍佈基板下面之整個區域。
為了可靠地利用處理液覆蓋基板下面之整個區域，必須預先以一定程度增加供給至基板之處理液之流量。因此，1片基板處理所需之處理液量變多，處理成本相對地變高。
因此，考慮將處理液供給至基板下面，另一方面，使覆蓋該下面之整個區域之對向板與基板下面相鄰對向配置，從而於該對向構件與基板下面之保持處理液之液膜。於該情形時，形成有液膜之處理液會沿著對向板與基板之間擴展至旋轉半徑方向之外側。藉此，處理液將遍佈基板下面之整個區域，從而可於該下面之整個區域保持較薄之處理液之液膜。
然而，存在如下可能性，若於基板下面對向配置對向板，則對基板實施使用處理液之處理後，會妨礙對基板實施之旋轉乾燥。所謂旋轉乾燥，係指藉由使基板高速旋轉，而利用離心力甩掉附著於基板之處理液的乾燥處理。於該旋轉乾燥時，存在著對向板與基板下面之間之空間內會產生較大之氣流亂流，從而導致基板乾燥不良之虞。
因此，本發明之目的在於提供一種基板處理裝置及基板處理方法，可於基板上面可靠地保持處理液之較薄之液膜，藉此，便可一面降低處理液消耗量，一面實現高品質之基板處理。
又，本發明之其他目的在於提供一種基板處理裝置，其係可於基板下面保持處理液之較薄之液膜，藉此，便可一面降低處理液消耗量，一面於處理液處理後良好地乾燥基板。
本發明之基板處理裝置包含：基板保持單元，用以使基板保持為水平姿勢；基板旋轉單元，使由上述基板保持單元所保持之基板圍繞垂直軸線進行旋轉；處理液供給單元，對由上述基板保持單元所保持之基板上面供給處理液；對向構件，與由上述基板保持單元所保持之基板上面隔著間隔對向配置，以便與形成於該上面之上述處理液之液膜接觸，從而可受到來自該液膜之升力作用；支撐構件，用以支撐上述對向構件；以及對向構件保持機構，使上述對向構件於可沿著垂直方向進行相對移位之狀態下，由上述支撐構件所保持。
根據該構成，對基板上面供給處理液，從而於該上面形成處理液之液膜。該處理液之液膜會隨著基板旋轉而旋轉。因此，於對向構件與處理液之液膜接觸之狀態下，對向構件將與形成該液膜之處理液之相對液流接觸，從而擠退形成該液膜之處理液。作為其反作用，對向構件受到來自處理液之液膜之升力作用，亦即受到與基板上面背離方向之力(背離方向力)。
對向構件係可升降地受到支撐構件保持。受到處理液之液膜與對向構件之接觸所產生之背離方向力之後，對向構件將相對支撐構件朝向上方進行相對移位。作用於對向構件之背離方向力，亦即對向構件自處理液之液膜所受之升力，會隨著對向構件接近基板上面而變大。因此，對向構件係保持於作用於對向構件之重力等朝基板上面趨近之方向之力(趨近方向力)、和作用於對向構件之背離方向力相互均衡的位置上。因此，可隔著極其細微之間隔，使對向構件與基板上面對向配置。並且，當基板上面因基板之翹曲等變形而上下振動時，對向構件亦會相應地上下振動，故而基板上面與對向構件之間隙得到保持，不受基板上面之上下移位之影響。因此，處理液之液膜於該間隙中得到可靠保持，故而可藉由該液膜來可靠地覆蓋基板上面。因此，可於基板上面可靠地保持處理液之較薄之液膜，故而可一面以小流量供給處理液，一面使處理液遍佈基板上面之較廣範圍。
較佳為，上述對向構件保持機構包含插入安裝於上述支撐構件與上述對向構件之間之彈性體。
根據該構成，因彈性體之變形而容許對向構件相對於支撐構件之相對移位。繼而，對向構件相對於支撐構件朝向上方進行相對移位，若彈性體產生變形時，則伴隨該彈性體之變形而產生之回復力成為趨近方向力，而作用於對向構件。可藉由如此方式，利用彈性體，使對向構件保持機構之構成變得簡單。
作為彈性體，可使用波紋管(bellows)、螺旋彈簧、板彈簧及盤狀彈簧等彈簧構件。所謂「波紋管」，係指可彈性伸縮之蛇腹狀之筒體。
又，上述對向構件亦可具有棒狀之基板對向區域，該基板對向區域係沿著由上述基板保持單元所保持之基板之旋轉半徑方向延伸。
根據該構成，對向構件之基板對向區域係沿著基板旋轉半徑方向延伸。另一方面，供給至基板上面之處理液會隨著基板旋轉而一面沿著基板之旋轉方向、一面朝向基板之外側移動。因此，對向構件之基板對向區域所延伸之方向與處理液之液流方向交叉，而因處理液之液流所產生之力之向量成分中之與對向構件之基板對向區域之延伸方向正交之力之向量成分具有既定值(不為零)。因此，於對向構件之長度方向之較廣範圍內，對向構件受到來自處理液之液膜之升力。藉此，可使穩定之背離方向力作用於對向構件。
更進一步，上述對向構件亦可具有基板對向區域，該基板對向區域，係自由上述基板保持單元所保持之基板之旋轉中心延伸至該基板之周緣部。
根據該構成，對向構件之基板對向區域，係自基板之旋轉中心延伸至基板之周緣部。因此，可藉由基板之旋轉，而於基板上面之整個區域內保持極薄之處理液之液膜。
較佳為，上述基板對向區域具有傾斜面，該傾斜面係與由上述基板保持單元所保持之基板上面相對向，且，隨著朝向該基板之旋轉方向之上游側而與該基板上面背離。
根據該構成，隨著基板之旋轉，對向構件將相對於基板上面之液膜而朝向該旋轉方向之上游側移動。因此，於基板對向區域形成有隨著朝向基板之旋轉方向之上游側，而與基板上面背離之傾斜面，藉此可使處理液之液膜平順地進入到對向構件與基板上面之間。
又，傾斜面係隨著朝向基板之旋轉方向之上游側而與基板上面背離。因此，當對向構件與處理液之液膜接觸時，對向構件將受到來自該處理液之液膜之穩定之升力作用。因此，可使作用於對向構件之背離作用力趨於穩定，從而可使對向構件與基板之間之間隙更進一步趨於穩定。再者，上述傾斜面可為平面，亦可為凸狀之曲面。
較佳為，上述處理液供給單元包含噴嘴，該噴嘴係朝向於由上述基板保持單元所保持之基板上面、且與上述對向構件對向區域之上游側噴出處理液。
根據該構成，可使來自噴嘴之處理液，供給至基板上面中，與對向構件對向之區域相較之上游側。藉此，供給至基板上面之處理液於該供給後，立即於對向構件與基板之間形成液膜。其結果，可實現有效之基板處理。
本發明之基板處理裝置包含：基板保持單元，用以將基板保持為水平姿勢；基板旋轉單元，使由上述基板保持單元所保持之基板圍繞垂直軸線進行旋轉；處理液配管，包含與由上述基板保持單元所保持之基板下面對向之噴出口，且，自上述噴出口沿著垂直軸線向下延伸，並供給至上述噴出口的處理液流通於內部；對向構件，固定於上述處理液配管之上端部，且與由上述基板保持單元所保持之基板下面對向；以及配管拉伸機構，當處理液流通於上述處理液配管之內部時，利用該處理液之壓力，拉伸上述處理液配管之配管長度，使其長度大於上述處理液配管之內部未流通處理液時。
根據該構成，可藉由配管拉伸機構，拉伸處理液流通於處理液配管內部時之處理液配管之配管長度，使其長度大於處理液配管內部未流通處理液時之處理液配管之配管長度。因此，當自噴出口經由處理液配管噴出處理液時，與該噴出口未噴出處理液時相比，處理液配管之配管長度變長。於該處理液配管之上端部固定著對向構件。因此，若將對向構件配置為噴出處理液時與基板下面接近，則自噴出口噴出處理液時，可使對向構件趨近基板下面，又，當噴出口未噴出處理液時，可使對向構件離開基板下面。
藉此，可藉由於使對向構件與基板下面鄰近配置之狀態下，對該基板下面實施處理液之處理，而於基板下面可靠地保持處理液之較薄之液膜，故而可一面以小流量供給處理液，一面使處理液遍佈基板下面之較廣範圍。
繼而，若於處理液之處理後停止噴出處理液，則對向構件將離開基板下面，因此，例如進行使基板高速旋轉，而將液體成分排除至基板外的旋轉乾燥時，可抑制氣流產生亂流。可以如此方式良好地進行處理液之處理後之基板乾燥。
較佳為，上述配管拉伸機構包含波紋管，該波紋管設置於上述處理液配管之中途部之管壁上。
根據該構成，於處理液配管之中途部之管壁設置有波紋管。由於處理液係於處理液配管內一面與管壁碰撞、一面進行流通，因此，當處理液配管內流通著處理液時，波紋管受到來自該流通之處理液之壓力作用而成為拉伸狀態。因此，於處理液朝處理液配管內流通時，處理液配管將會拉伸。可藉由將此種波紋管用於處理液配管之中途部之管壁，而簡化配管拉伸機構之構成。
上述對向構件亦可具有棒狀之基板對向區域，該基板對向區域係與由上述基板保持單元所保持之基板下面相對向，且，沿著藉由上述基板旋轉單元，使基板旋轉之旋轉半徑方向延伸。
根據該構成，基板下面中對向構件之對向區域，係沿著基板之旋轉半徑方向而以棒狀延伸。因此，當使對向構件與基板下面接近，從而與保持於基板下面之處理液之液膜相接觸時，形成液膜之處理液會因保持於基板下面之處理液之液膜之表面張力，而沿著對向構件與基板之間擴展至旋轉半徑方向之外側。由此，處理液遍佈基板下面之整個區域，從而可於該下面之整個區域內保持較薄之處理液之液膜。
又，上述對向構件亦可具有基板對向區域，該基板對向區域係與由上述基板保持單元所保持之基板下面相對向，形成為圓形，且其半徑小於藉由上述基板旋轉單元使基板旋轉之旋轉半徑。
根據該構成，基板下面中對向構件之對向區域形成為半徑小於基板之旋轉半徑之圓形。因此，若使對向構件與基板下面接近而與保持於基板下面之處理液之液膜接觸時，形成液膜之處理液會因保持於基板下面之處理液之液膜之表面張力，而沿著對向構件與基板之間以放射狀擴展至旋轉半徑方向之外側。藉此，處理液遍佈基板下面之整個區域，從而可於該下面之整個區域保持較薄之處理液之液膜。
本發明之基板處理方法包含：基板保持旋轉步驟，使基板保持為水平姿勢進行旋轉；處理液供給步驟，對基板上面供給處理液；以及對向構件配置步驟，將於沿著垂直方向可進行相對移位之狀態下由支撐構件保持之對向構件，與基板上面隔著間隔而對向配置，以便與形成於該上面之上述處理液之液膜接觸從而可受到來自該液膜之升力作用。
根據本發明之方法，對基板上面供給處理液，從而於該上面形成處理液之液膜。該處理液之液膜將隨著基板之旋轉而旋轉。因此，於對向構件與處理液之液膜接觸之狀態下，對向構件與形成該液膜之處理液之相對液流接觸，從而擠退形成該液膜之處理液。作為其反作用，對向構件受到來自處理液之液膜之升力作用，亦即受到與基板上面背離之方向之力(背離方向力)。
對向構件係由支撐構件保持可進行升降。受到處理液之液膜與對向構件之接觸所產生之背離方向力作用之後，對向構件將相對於支撐構件朝向上方進行相對移位。作用於對向構件之背離方向力，亦即對向構件自處理液之液膜所受之升力，會隨著對向構件接近基板上面而變大。因此，對向構件係保持於作用於對向構件之重力等，朝基板上面趨近之方向之力(趨近方向力)、和作用於對向構件之背離方向力相均衡的位置上。因此，可使對向構件與基板上面隔著極其細微之間隔而對向配置。並且，若基板上面因基板之翹曲等變形而上下振動，則對向構件亦相應地上下振動，故而基板上面與對向構件之間隙得以保持，不受基板上面之上下移位之影響。因此，處理液之液膜於該間隙中得到可靠保持，故而可藉由該液膜來可靠地覆蓋基板上面。因此，可於基板上面可靠地保持處理液之較薄之液膜，故而可一面以小流量供給處理液，一面使處理液遍佈基板上面之較廣範圍。
本發明中之上述或更進一步之其他目的、特徵及效果係可藉由參照隨附圖式，進行如下敍述之實施形態之說明而清楚明白。
圖1係以圖解方式表示本發明一實施形態(第1實施形態)之基板處理裝置1之構成圖。圖2係表示基板處理裝置1概略構成之俯視圖。
基板處理裝置1係例如用以對作為基板之一例之半導體晶圓(以下，僅稱為「晶圓」)W之表面，實施處理液(藥液及純水(去離子水：deionized water))之處理的單片式裝置。
基板處理裝置1包含：旋轉夾頭(基板保持單元)2，於由隔離壁(未圖示)所劃分之處理室80內，使晶圓W保持水平姿勢進行旋轉；以及噴嘴3，用以對由旋轉夾頭2所保持之晶圓W之上面(表面)供給處理液。
旋轉夾頭2包含：馬達(旋轉單元)4；旋轉軸5，與該馬達4之驅動軸形成為一體；圓板狀之旋轉基座6，大致水平地安裝於旋轉軸5之上端；以及複數個夾持構件7，大致等間隔地設置於旋轉基座6之周緣部之複數個部位。
可藉由複數個夾持構件7而以大致水平之姿勢夾持著晶圓W。若於該狀態下驅動馬達4，則藉由該驅動力，而使晶圓W以保持著大致水平姿勢之狀態與該旋轉基座6一併圍繞旋轉軸5之中心軸線進行旋轉。
於噴嘴3中連接有藥液供給管8及純水供給管9。於藥液供給管8之中途部，自噴嘴3側依序插入安裝著藥液流量調節閥10及藥液閥11。作為供給至藥液供給管8之藥液，可例示SC1(Standard Cleaning 1)(氨-過氧化氫水混合液)、SC2(Standard Cleaning 2)(氯化氫-過氧化氫水混合液)、硫酸-過氧化氫水混合液(SPM，sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture)、氫氟酸、緩衝性氫氟酸(Buffered HF：氫氟酸與氟化銨之混合液)、鹽酸、磷酸、乙酸、氨、過氧化氫水、檸檬酸、草酸及氫氧化四甲基銨(TMAH，Tetramethyl ammonium hydroxide)等。於純水供給管9之中途部，自噴嘴3側依序插入安裝著純水流量調節閥12及純水閥13。
藉此，便可藉由關閉純水閥13、且開啟藥液閥11，而使來自藥液供給源之藥液，經由藥液供給管8供給至噴嘴3。又，可藉由關閉藥液閥11、且開啟純水閥13，而使來自純水供給源之純水經由純水供給管9供給至噴嘴3。
又，於旋轉夾頭2之上方設置有作為對向構件一例之棒狀的對向棒14。對向棒14具有晶圓W直徑之一半長度，且安裝於旋轉夾頭2上方水平延伸之臂(arm)15前端部。又，於臂15之前端部安裝有噴嘴3。臂15由旋轉夾頭2之側方大致垂直延伸之臂支撐軸19支撐。於臂支撐軸19上，結合有包含伺服馬達(servo motor)或滾珠螺桿(ball screw)機構等臂升降驅動機構(參照圖1)16、及包含馬達等臂擺動驅動機構(參照圖1)17。可藉由臂擺動驅動機構17，而使臂15以設定於旋轉夾頭2側方之軸線為中心，於水平面內進行擺動。對向棒14及噴嘴3將隨著臂15之擺動，而水平移動於旋轉夾頭2之上方。又，可藉由臂升降驅動機構16，而使臂15升降。對向棒14及噴嘴3將隨著臂15之升降而升降。如此般，臂升降驅動機構16構成用以使對向棒14及噴嘴3趨近或背離晶圓W之趨近背離驅動機構。
當對晶圓W進行處理時，係藉由臂15之擺動，而將對向棒14配置於與晶圓W上面呈對向之既定對向位置(上位置及鄰近位置，圖2中以粗虛線表示)。於該對向位置，對向棒14沿著晶圓W之旋轉半徑方向，自晶圓W之旋轉中心C延伸至周緣部。換言之，對向棒14係與晶圓W之旋轉半徑方向鄰接，並且沿著該旋轉半徑方向平行延伸。又，當對向棒14處於對向位置時，噴嘴3配置於晶圓W之中央部上方。
當不對晶圓W進行處理時，就對向棒14及噴嘴3而言，對向棒14將配置於處於晶圓W之旋轉範圍外之退離位置(圖2中以雙點劃線表示)。
又，基板處理裝置1包含由微電腦(microcomputer)所構成之控制部18。控制部18根據預定程式，對馬達4、臂擺動驅動機構17及臂升降驅動機構16之驅動進行控制。又，對藥液閥11之開關及純水閥13之開關、以及藥液流量調節閥10及純水流量調節閥12之開度進行控制。
圖3係表示臂15前端部及對向棒14構成之剖視圖。圖4係自圖3之剖面線IV-IV所觀察之剖視圖。圖5係自圖3之剖面線V-V所觀察之剖視圖。
臂15包含沿著水平方向延伸之臂本體70、以及安裝於臂本體70前端部、且用以支撐對向棒14之L字狀支撐托架(支撐構件)20。支撐托架20包含呈垂直姿勢之垂直板22、以及自垂直板22下端沿水平方向延伸之水平板23。垂直板22之上端部固定於臂本體70。於水平板23之下面，藉由螺釘(bolt)25而固定有俯視呈大致正方形之第1上固定板24。於第1上固定板24之中央部，形成有上下方向貫通之上貫通孔26。
於臂本體70安裝有用以支撐噴嘴3(於第1實施形態中，例示為採用2根噴嘴3A、3B之情形)之薄板狀之噴嘴支撐板27。該噴嘴支撐板27呈垂直姿勢，固定於支撐托架20之側端面。
對向棒14包含本體構件30、以及安裝於本體構件30之下部且與保持於晶圓W上面之處理液之液膜相接觸之液體接觸構件31。本體構件30包含沿水平方向延伸之長條之棒構件32、以及自棒構件32之長度方向之中央部向上延伸之頭部33，且使用聚氯乙烯(PVC，polyvinylchloride)形成為一體。
頭部33具有由平坦之水平面構成之上端面34。於頭部33之上端面34，在長度方向之中央部形成有用以收容下述導桿(guide)35下端部之凹部36。凹部36沿垂直方向延伸，且以既定深度形成。於凹部36嵌入有作為圓筒狀之直線運動軸承之滾珠襯套(ball bushing)37。於頭部33之側端面(圖3所示之左側端面)，形成有沿水平方向延伸之橫向螺釘收容凹部38。於該螺釘收容凹部38之底部，形成有與凹部36連通之螺孔39。藉由旋入至該螺孔39之螺釘49，而將滾珠襯套37之外筒擠壓固定於頭部33(對向棒14)。螺釘49之頭部收容於螺釘收容凹部38。
於頭部33上面固定有俯視呈大致正方形之下固定板40。於下固定板40之中央部，形成有上下方向貫通之下貫通孔41。下固定板40係使用螺釘42而固定於頭部33。
液體接觸構件31係其剖面形狀呈大致長方形，且沿著本體構件30之長度方向，而自該本體構件30之一端延伸至另一端。液體接觸構件31形成為與長度方向正交之寬度方向尺寸，小於本體構件30。於液體接觸構件31之下面，形成有用以與由旋轉夾頭2所保持之晶圓W上面呈對向之對向面(基板對向區域)43。於該對向面43，形成有隨著朝向與長度方向正交之水平方向中之一方(圖4所示之左方向)，而朝上方之錐形面。為賦予藥液耐受性，液體接觸構件31係使用石英、碳、氟系樹脂(聚三氟氯乙烯(PCTFE，polychlorotrifluoroethylene)、聚偏二氟乙烯(PVDF，polyvinylidene fluoride)、聚四氟乙烯(PTFE，polytetrafluoroethylene))等而形成。
對向棒14係介由對向棒保持機構(對向構件保持機構)44，而由支撐托架20所保持。對向棒保持機構44包含沿垂直方向延伸之棒狀導桿35、以及包圍導桿35之周圍之作為彈性體一例的波紋管45。
導桿35之上端固定於水平板23之下面。該導桿35之上端部係藉由螺釘46而固定於水平板23。導桿35之下端部係內插至滾珠襯套37中。藉由滾珠襯套37而上下移動自如地保持著導桿35之下端部。因此，對向棒14係藉由導桿35使沿水平方向之移動受到限制，同時僅容許上下移動。螺釘46之頭部係收容於收容凹部48內，該收容凹部48形成於固定於水平板23上面之第2上固定板47下面之中央部。再者，作為可使保持導桿35之下端部對於對向棒14相對上下移動自如的構成，亦可使用滾珠栓槽(ball spline)來替換導桿35及滾珠襯套37。
波紋管45係使用例如，PTFE(聚四氟乙烯)等樹脂材料而形成，且包圍導桿35之周圍。於第1上固定板24下面，以包圍上貫通孔26周圍之方式固定有波紋管45之上端。又，於下固定板40之上面，以包圍下貫通孔41周圍之方式固定有波紋管45之下端。
當不對晶圓W進行處理時，亦即，對向棒14並未接近晶圓W之狀態時，波紋管45成為因作用於對向棒14之重力而沿垂直方向拉伸之拉伸狀態。因此，藉由使對向棒14對於支撐托架20進行相對上升，而使波紋管45自拉伸狀態下被壓縮，使得作用於對向棒14之彈力減少。如此，藉由作為對向棒保持機構44之導桿35與波紋管45，而使對向棒14由支撐托架20保持升降自如。
對向棒14與水平板23之間之間隔，係由間隔限制機構50限制其上限。間隔限制機構50包含側視呈字形之限制托架51(參照圖4)。限制托架51包含沿垂直方向延伸之垂直板52、於垂直板52之上端緣曲折後沿水平方向延伸之上面板53、以及於垂直板52之下端緣曲折後沿水平方向延伸之下面板54。下面板54係藉由螺釘55而固定於下固定板40之上面。於上面板53形成有將貫通其上下面之螺孔(未圖示)，於該螺孔內自上方旋入有螺釘56。該螺釘56之前端與第2上固定板47之上面抵接，藉此限制對向棒14與水平板23之間之最大間隔。
噴嘴3包含管狀之第1噴嘴3A與管狀之第2噴嘴3B。第1噴嘴3A沿著垂直方向延伸，且於其前端(下端)具有噴出口。第1噴嘴3A之前端到達液體接觸構件31附近。當對晶圓W進行處理時，來自第1噴嘴3A之噴出口之處理液，朝向晶圓W上面中之旋轉中心附近之供給位置(參照圖7)噴出至垂直下方。該供給位置係與晶圓W上面中之液體接觸構件31之對向區域相較位於上游側。
第2噴嘴3B具有曲折成側視呈大致「ㄑ」字之曲折部57，於該曲折部57之下端具有噴出口。第2噴嘴3B之前端(下端)到達液體接觸構件31附近。當對晶圓W進行處理時，來自第2噴嘴3B之處理液，自該晶圓W之旋轉方向之上游側朝向上述供給位置(參照圖7)噴出。第2噴嘴3B固定於噴嘴支撐板27上所安裝之噴嘴托架58(參照圖5)。
圖6係表示基板處理裝置1中，藥液處理時(對向棒14接觸藥液液膜時)之圖解性剖視圖。
於對晶圓W處理之過程中，係藉由旋轉夾頭2之旋轉，而使晶圓W一面保持為水平姿勢一面進行旋轉。
當對晶圓W進行藥液處理時，對向棒14之液體接觸構件31之對向面43，係對向配置於與晶圓W之表面接近之鄰近位置。於該狀態下，對向面43係以隨著朝向晶圓W之旋轉方向之上游側，而與該晶圓W之上面背離之方式傾斜。
來自噴嘴3之藥液係朝向如下噴出位置(參照圖7)噴出，該噴出位置相較於晶圓W之上面中對向棒14之對向區域位於上游側。供給至晶圓W之上面之藥液，受到晶圓W之旋轉所產生之離心力作用，而朝向晶圓W之周緣部擴展。
與晶圓W之上面鄰近配置之對向棒14，與供給至晶圓W上之藥液接觸。形成液膜之藥液會因晶圓W上之藥液液膜之表面張力，而沿著對向棒14擴展至旋轉半徑方向之外側。藉此，於晶圓W上面之整個區域，對向面43隨著朝向晶圓W之旋轉方向之上游側，而與該晶圓W之上面背離，因此，可藉由該對向面43，而使藥液之液膜平順地進入到對向棒14與晶圓W上面之間。
保持於晶圓W上面之藥液液膜，會伴隨晶圓W之旋轉而旋轉。因此，於對向棒14接觸於藥液液膜之狀態下，對向棒14係相對該液膜進行相對移動從而將該液膜擠退。因此，對向棒14受到來自藥液之液膜之升力作用。藉此，與晶圓W上面背離方向之力(背離方向力)，作用於對向棒14。
由於對向面43隨著朝向晶圓W之旋轉方向之上游側，而與該晶圓W之上面背離，因此，對向棒14受到來自液膜之較大之升力作用。因此，可使較大之背離作用力作用於對向棒14。
對向棒14將因該背離方向力，而相對支撐托架20垂直向上地進行相對移位。波紋管45(參照圖3及圖4)將因對向棒14之相對移位，而沿上下方向收縮，使得對作用於對向棒14等之重力(趨近方向力)之阻力，成為不僅由波紋管45自藥液之液膜所受之升力賦予，而且由對向棒14自藥液之液膜所受之升力賦予之狀態。另一方面，垂直向上地作用於對向棒14之背離方向力，會隨著對向棒14之對向面43與晶圓W上面之間之間隔變窄而變大。其原因在於：對向棒14與晶圓W上面之間之間隔越窄，對向棒14自藥液之液膜所受之升力將變得越大。並且，對向棒14保持於背離方向力與趨近方向力相均衡之位置。波紋管45之材質，係以對向棒14與晶圓W上面之間隔S達到細微之方式選定。藉此，可於對向棒14與晶圓W上面之間可靠地保持細微之間隔(例如，0.1 mm左右)，從而可隔著如此細微之間隔S，使對向棒14與晶圓W上面對向配置。
圖7係自晶圓W之上方觀察時，表示對向棒14處於鄰近位置時之情況之圖解性俯視圖。
當對向棒14處於鄰近位置時，對向棒14之對向面43，係自晶圓W之旋轉中心C沿著該晶圓W之旋轉半徑方向延伸至晶圓W之周緣部。
供給至晶圓W上面之藥液會伴隨晶圓W之旋轉，一面沿著晶圓W之旋轉方向，一面朝向晶圓W之外側進行移動。因此，對向面43延伸之方向，與藥液之液流方向交叉。因此，對向棒14係於其長度方向之整個區域，受到來自藥液液膜之升力作用。藉此，便可使較大之背離作用力作用於對向棒14。
又，由於對向棒14之對向面，係自晶圓W之旋轉中心延伸至晶圓W之周緣部，因此，可藉由晶圓W之旋轉，而於晶圓W之上面整個區域保持液膜。
圖8係表示基板處理裝置1之處理例之步驟圖，圖9(a)及圖9(b)係用以說明圖8之處理情況之側視圖。
處理對象晶圓W係藉由搬送機器人(robot)(未圖示)搬入處理室80內(步驟S1)，並以其表面朝向上方之狀態由旋轉夾頭2所保持。又，控制部18控制臂擺動驅動機構17，使臂15進行擺動(步驟S2)。噴嘴3及對向棒14因該臂15之擺動，而自退離位置(圖2中由雙點劃線所圖示)一面與晶圓W之上面相對向，且一面移動至與該上面背離之既定上位置(圖2中由實線圖示，圖9(a)所示之位置)。
於晶圓W由旋轉夾頭2所保持後，控制部18控制馬達4，使晶圓W開始旋轉(步驟S3)。當晶圓W之旋轉速度達到既定之液體處理速度(例如，1500 rpm)時，則控制部18開啟藥液閥11使藥液自噴嘴3噴出。於該藥液噴出之前，控制部18將藥液流量調節閥10之開度設定為預定之大開度，由此使大流量(例如，2 L/min)之藥液，自藥液供給管8傳送至噴嘴3。該大流量之藥液係自噴嘴3噴出(步驟S4)。自噴嘴3噴出之藥液將供給至晶圓W上面(表面)之中央部，且受到晶圓W之旋轉所產生之離心力，而於晶圓W之上面朝向周緣部擴展。因此，晶圓W上面之整個區域由藥液所覆蓋(參照圖9(a))。
自藥液噴出開始經過既定之大流量期間(例如，3 sec)，則控制部18控制臂升降驅動機構16，使對向棒14下降到鄰近位置(參照圖6)(步驟S5)。又，控制部18將藥液流量調節閥10之開度切換成預定之小開度。藉此，自噴嘴3噴出之藥液噴出流量成為小流量(例如，0.5 L/min)(步驟S6，參照圖9(b))。又，與此同時，控制部18控制馬達4，使晶圓W之旋轉速度減速為既定之速度(例如，500 rpm)。
於該狀態下，如上所述，對向棒14保持於背離方向力與鄰近方向力相均衡之位置。藉此，晶圓W之上面與對向棒14之間之間隔S保持細微。該間隔S係可由自藥液之液膜所受之升力確保對向棒14，因此，即便間隔S較為細微，晶圓W亦不會與對向棒14接觸。
又，即便藥液之噴出流量為上述小流量，又，即便晶圓W之旋轉速度為低速，亦會由於保持於晶圓W上面之藥液液膜之厚度極其細微，而可使藥液遍佈晶圓W上面之整個區域。其結果發現，可自晶圓W上面之整個區域，物理性地去除附著於晶圓W之上面之微粒等雜質。
再者，此處，於藥液處理之過程中，係使晶圓W之旋轉速度自高速(例如，1500 rpm)減速為低速(例如，500 rpm)，但亦可於此過程中不改變晶圓W之旋轉速度、而一直維持既定之旋轉速度(例如，500～1500 rpm之既定速度，較佳為500 rpm左右)。然而，由於當藥液處理之過程中進行減速時，自晶圓W飛散之藥液之飛散速度會減小，因此可抑制藥液飛散到晶圓W周圍，從而可抑制藥液自晶圓W之周圍構件反彈至晶圓W之表面。
從自噴嘴3噴出藥液經過既定之藥液處理時間後，控制部18關閉藥液閥11，停止自噴嘴3噴出藥液(步驟S7)。又，控制部18開啟純水閥13，自噴嘴3朝向晶圓W上面之中心部噴出純水。於噴出該純水之前，控制部18將純水流量調節閥12之開度設為預定之小開度，因此小流量(例如，0.5 L/min)之純水自純水供給管9傳送至噴嘴3。因此，小流量之純水係自噴嘴3噴出(步驟S8)。藉此，保持於晶圓W上面之液膜由藥液置換為純水。並且，藉由該純水，沖洗附著於對向棒14之藥液。
自純水開始噴出起，經過既定之小流量處理時間(例如，30 sec)後，控制部18控制臂升降驅動機構16，使臂15上升(步驟S9)。藉由該臂15之上升，而使對向棒14及噴嘴3上升至上述上位置(參照圖9(a))。
又，控制部18係以使純水流量調節閥12之開度變大之方式進行控制，並將來自噴嘴3之純水量之噴出流量設成為大流量(例如，2 L/min)(步驟S10)。供給至晶圓W上面之純水，受到晶圓W之旋轉所產生之離心力，而朝向晶圓W之周緣流動，並藉由該純水沖洗附著於晶圓W上面之藥液。
再者，此處，亦可代替上述步驟S9與步驟S10。亦即，亦可於首先將純水之噴出量設為大流量後，使臂15上升。於該情形時，能夠可靠地防止晶圓W上之純水液膜(於步驟S9與步驟S10之間)中斷。
自純水開始噴出起經過既定之純水處理時間後，控制部18將關閉純水閥13，停止純水對晶圓W之供給(步驟S11)。又，控制部18使旋轉夾頭2加速至旋轉乾燥旋轉速度(例如，2500 rpm左右)。藉此，實施旋轉乾燥，使純水洗滌後附著於晶圓W上面之純水因離心力甩出而乾燥(步驟S12)。當於既定之旋轉乾燥時間內進行旋轉乾燥時，使旋轉夾頭2停止旋轉(步驟S13)。又，使臂15擺動，使噴嘴3及對向棒14返回到旋轉夾頭2側方之退離位置(步驟S14)。之後，藉由搬送機器人(未圖示)搬出晶圓W(步驟S15)。
如上所述，根據第1實施形態，對晶圓W之上面供給藥液，並於該上面保持藥液之液膜。該藥液之液膜係伴隨晶圓W之旋轉而旋轉。因此，於對向棒14接觸藥液液膜之狀態下，對向棒14將相對該液膜進行相對移動，從而擠退該液膜。因此，對向棒14受到來自藥液之液膜之升力作用。藉此，與晶圓W上面背離之方向之力(背離方向力)作用於對向棒14。
對向棒14係由支撐托架20保持可進行升降。受到因藥液之液膜與對向棒14之接觸而產生之背離方向力後，對向棒14係相對支撐托架20朝向上方進行相對移位。因此，對向棒14自藥液之液膜所受之升力，會隨著對向棒14朝向晶圓W之上面而變大。因此，作用於對向棒14之背離方向力，亦會隨著對向棒14朝向晶圓W之上面而變大。因此，對向棒14係保持於作用於對向棒14之重力等朝晶圓W之上面趨近之方向之力(趨近方向力)、和作用於對向棒14之背離方向力相均衡的位置上。因此，可隔著極其細微之間隔S而使對向棒14與晶圓W之上面對向配置。因此，可於使對向棒14更進一步與晶圓W之上面鄰近配置之狀態下，對晶圓W實施藥液處理。於該情形時，保持於晶圓W上面之藥液之液膜極薄。藉此，無需增加供給至晶圓W上之藥液流量，可使藥液遍佈晶圓W上面之整個區域。
即便晶圓W因旋轉而上下振動，對向棒14亦會隨之上下振動。因此，對向棒14與晶圓W之間隙始終穩定，從而可於該穩定之間隙內保持藥液穩定之液膜。亦即，液膜不會破裂。因此，可於晶圓W之上面形成穩定較薄之液膜，且，可藉由構成該液膜之藥液，而對晶圓W進行高品質處理。
圖10係表示本發明其他實施形態(第2實施形態)之基板處理裝置100之構成之圖解性剖視圖。於該圖10中，對與上述第1實施形態所示之各部分相對應之部分，標註與圖1～圖9之情形相同之元件符號，並省略說明。
該第2實施形態與第1實施形態之不同之處在於：替代波紋管45而使用複數個螺旋彈簧(拉伸螺旋彈簧)101作為彈性體。
螺旋彈簧101係等間隔地配置於以導桿35為中心之圓周上。各螺旋彈簧101係其上端部(一端部)102固定於支撐托架20上，且其下端部(另一端部)103固定於對向棒14上。各螺旋彈簧101成為藉由作用於對向棒14之重力而拉伸之拉伸狀態。當對向棒14對於支撐托架20相對上升時，則螺旋彈簧101自拉伸狀態被壓縮。隨之，作用於對向棒14之彈力減少。其結果，對作用於對向棒14之重力之阻力成為其一部分由螺旋彈簧101之彈力所賦予。
圖11係以圖解方式表示本發明其他實施形態(第3實施形態)之基板處理裝置201之構成圖。
基板處理裝置201係用以執行如下清洗處理之單片式裝置，該清洗處理係使用處理液，以將污染物質自晶圓W中去除。
基板處理裝置201包含：旋轉夾頭(基板保持單元)203，用以於由隔離壁(未圖示)劃分之處理室202內，使晶圓W保持為水平姿勢進行旋轉；藥液噴嘴204，用以朝向由旋轉夾頭203所保持之晶圓W之表面(上面)噴出藥液；以及純水噴嘴205，用以對由旋轉夾頭203所保持之晶圓W之表面供給純水。
旋轉夾頭203包含：旋轉軸206，大致垂直延伸；圓板狀之旋轉基座207，以大致水平姿勢安裝於旋轉軸206之上端；以及複數個夾持構件208，配置於旋轉基座207之周緣部。複數個夾持構件208，係以大致等角度間隔，配置於以旋轉軸206之中心軸線為中心之圓周上。使各夾持構件208與晶圓W之端面相抵接，並由複數個夾持構件208夾持晶圓W，藉此以大致水平姿勢保持晶圓W，並將晶圓W之中心配置於旋轉軸206之中心軸線上。
旋轉軸206中，自包含馬達(未圖示)之夾頭旋轉驅動機構(基板旋轉單元)209輸入旋轉力。藉由輸入該旋轉力，而使旋轉軸206進行旋轉，從而使由夾持構件208所夾持之晶圓W與旋轉基座207一併繞旋轉軸206之中心軸線進行旋轉。
旋轉軸206為中空軸，用以供處理液(藥液或純水)流通之下面處理液配管(處理液配管)210穿透至該旋轉軸206之內部、且可進行相對旋轉。於下面處理液配管210之上端形成有於旋轉基座207之上方開口之下面噴出口211(噴出口)。
又，於下面處理液配管210連接有自藥液供給源供給藥液之藥液下供給管212、以及自純水供給源供給純水之純水下供給管213。於藥液下供給管212中，插入安裝有用以開關該藥液下供給管212之藥液下閥214。於純水下供給管213中，插入安裝有用以開關該純水下供給管213之純水下閥215。
若於純水下閥215關閉之狀態下，開啟藥液下閥214，則藥液將自藥液下供給管212供給至下面處理液配管210。該藥液係於下面處理液配管210之內部流通，並供給至下面噴出口211，再自下面噴出口211朝向上方噴出。可藉由於由旋轉夾頭203保持晶圓W之狀態下，自下面噴出口211噴出藥液，而對晶圓W之背面(下面)供給藥液。
作為自下面噴出口211噴出之藥液，可例示SC1(氨-過氧化氫水混合液)、SC2(氯化氫-過氧化氫水混合液)、SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture，硫酸-過氧化氫水混合液)、氫氟酸、緩衝性氫氟酸(Buffered HF：氫氟酸與氟化銨之混合液)、鹽酸、磷酸、乙酸、氨、過氧化氫水、檸檬酸、草酸及TMAH等。
若於藥液下閥214關閉之狀態下，開啟純水下閥215，則純水將自純水下供給管213供給至下面處理液配管210。該純水係於下面處理液配管210之內部流通，並自下面噴出口211朝向上方噴出。可藉由於由旋轉夾頭203保持晶圓W之狀態下，自下面噴出口211噴出純水，而對晶圓W之背面(下面)供給純水。
藥液噴嘴204係相對旋轉夾頭203固定地配置於旋轉夾頭203之上方。於藥液噴嘴204，連接有供給來自藥液供給源之藥液之藥液上供給管216。於藥液上供給管216之中途部，插入安裝有用以開關該藥液上供給管216之藥液上閥217。若開啟藥液上閥217，則藥液將自藥液上供給管216供給至藥液噴嘴204中，並自藥液噴嘴204噴出藥液。
純水噴嘴205係相對旋轉夾頭203固定地配置於旋轉夾頭203之上方。於純水噴嘴205，連接有供給來自純水供給源之純水之純水上供給管218。於該純水上供給管218，插入安裝有純水上閥219。若開啟純水上閥219，則純水將自純水上供給管218供給至純水噴嘴205，並自純水噴嘴205噴出純水。可藉由於由旋轉夾頭203保持晶圓W之狀態下，自純水噴嘴205噴出純水，而對晶圓W之表面供給純水。
再者，藥液噴嘴204不須相對旋轉夾頭203固定配置，例如亦可採用所謂掃描噴嘴(scan nozzle)之形態，即，於在旋轉夾頭203之上方將藥液噴嘴204安裝於可水平面內擺動之臂，並藉由該臂之擺動而掃描晶圓W表面之藥液之液體附著位置。又，就純水噴嘴205而言，不須相對旋轉夾頭203固定配置，亦可採用所謂掃描噴嘴之形態。
於旋轉基座207上設置有作為對向構件一例之棒狀之對向棒220。對向棒220係其一端固定於下面處理液配管210之上端部。該對向棒220係與由夾持構件208所夾持之晶圓W(亦即，由旋轉夾頭203所保持之晶圓W)之背面(下面)相對向。
又，基板處理裝置201包含由微電腦構成之控制部221。控制部221根據預定之程式，控制夾頭旋轉驅動機構209之驅動，又，控制部221控制藥液上閥217之開關、純水上閥219之開關、藥液下閥214之開關及純水下閥215之開關。
圖12係表示圖11所示之下面處理液配管210及對向棒220構成之剖視圖。圖13係以圖解方式表示圖11所示之對向棒220及下面處理液配管210構成之立體圖。
下面處理液配管210係固定地配設於處理室202內，且包含：連接有藥液下供給管212及純水下供給管213、且大致呈圓筒狀之本體管部222；構成該下面處理液配管210之前端部(上端部)、且大致呈圓筒狀之噴出管部223；以及連接噴出管部223與本體管部222之波紋管部224，且，整體沿垂直方向延伸。該等本體管部222、波紋管部224及噴出管部223，係使用具有藥液耐受性之樹脂材料(PVC(聚氯乙烯)或PTFE(聚四氟乙烯)等)而形成為一體。
噴出管部223及本體管部222設置為彼此同軸。使噴出管部223之內徑與本體管部222之內徑大致相同，且，使其外徑小於本體管部222之外徑。於噴出管部223之上端開設有下面噴出口211。下面噴出口211例如形成為圓形。
波紋管部224係形成為沿管軸方向(上下方向)伸縮自如。若波紋管部224伸縮，則設置於其前端側之噴出管部223將隨著該波紋管部224之伸縮而升降。於該第3實施形態中，藉由噴出管部223之內周面、波紋管部224之內周面及本體管部222之內周面，構成下面處理液配管210之管壁。
於下面處理液配管210外插有外插構件225。外插構件225包含：圓筒狀之本體部227，以包圍波紋管部224之外周及限制用突起226(隨後描述)之外周的方式覆蓋；圓筒狀之導桿筒部228，設置為半徑小於本體部227，且具有與噴出管部223相對向之內周面；以及圓環狀之限制壁部229，連接本體部227之上端緣與導桿筒部228之下端緣。本體部227及導桿筒部228，沿著垂直方向延伸、且設置為彼此同軸。本體部227之下端部固定於本體管部222之上端部之外周。
於圓筒狀之導桿筒部228內，穿透至下面處理液配管210之噴出管部223。導桿筒部228係用以於噴出管部223隨著波紋管部224之伸縮而上下移動時，導引該噴出管部223之外周面者，且，其內周形成為直徑與噴出管部223之外周大致相同。
於噴出管部223之下端部，形成有自其周面沿直徑方向向外突出之限制用突起226。該限制用突起226，係與限制壁部229抵接而限制噴出管部223，並相對於外插構件225之相對移位。該限制用突起226係例如由環狀突起構成，且設置於如下位置，即，當與限制壁部229相抵接時，可使對向棒220配置於下述鄰近位置(圖15(b)所示之對向棒220之位置)。
對向棒220包含：設置於晶圓W之旋轉中心上之圓筒狀之固定部230、以及自固定部230沿晶圓W之旋轉半徑方向水平延伸之棒狀之棒部231，且，沿著該晶圓W之旋轉半徑方向自晶圓W之旋轉中心C延伸至晶圓W之周緣部。
固定部230及棒部231，係使用石英、碳、氟系樹脂(PCTFE(聚三氟氯乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯))等而形成為一體。
固定部230係外嵌至噴出管部223之上端部而固定。於下面處理液配管210之波紋管部224之壓縮狀態(參照圖12)下，對向棒220之固定部230之下端面與外插構件225之本體部227之上端面相接。
圖14係自圖13之剖面線XIV-XIV所觀察之剖視圖。
於棒部231之上面，形成有用以與由旋轉夾頭203所保持之晶圓W下面呈對向之基板對向面(基板對向區域)232。該基板對向面232形成為水平方向為長軸、且垂直方向為短軸之橢圓筒面。並且，基板對向面232之最上部分，形成於與固定部230之上端面大致同一平面上(結合參照圖13與圖14)。
圖15(a)及圖15(b)係以圖解方式表示下面處理液配管210及對向棒220構成之剖視圖。圖15(a)表示並未自下面噴出口211噴出處理液之狀態，圖15(b)表示自下面噴出口211噴出處理液之狀態。
當並未自下面噴出口211噴出處理液時，亦即，於處理液(藥液或純水)並未流通至下面處理液配管210內時，波紋管部224處於因作用於對向棒220及噴出管部223之重力，而在垂直方向被壓縮之壓縮狀態。此時，對向棒220係配置於與晶圓W下面分離之分離位置上(圖12及圖15(a)所示之對向棒220之位置)。對向棒220位於分離位置時之基板對向面232之上端部分與晶圓W下面之間之間隔N0，設定為如下大小：使晶圓W以旋轉乾燥速度(例如，2500 rpm)進行旋轉時，於對向棒220之基板對向面232與晶圓W下面之間之空間內，不會產生較大氣流之亂流(例如，5 mm以上，較佳為5 mm)。
當自下面噴出口211噴出處理液時，亦即，來自藥液下供給管212(參照圖11)之藥液或來自純水下供給管213(參照圖11)之純水(以下，將藥液與純水通稱為「處理液」)，流通至下面處理液配管210內時，該處理液於下面處理液配管210內一面與管壁碰撞、一面流通，使得波紋管部224受到來自該流通之處理液之壓力作用。繼而，波紋管部224會抵抗作用於對向棒220及噴出管部223之重力及波紋管部224之彈力，而自壓縮狀態(參照圖12及圖15(a))變形為沿管軸方向拉伸之拉伸狀態(參照圖15(b))。
隨著波紋管部224自壓縮狀態變形為拉伸狀態，下面處理液配管210之噴出管部223會上升，且內插至導桿筒部228之噴出管部223，係其周面被導引至導桿筒部228，且相對於該外插構件225向上進行相對移位。隨著噴出管部223之上升，固定於該噴出管部223之對向棒220亦上升。換言之，下面處理液配管210係整體拉伸，使得固定於該下面處理液配管210之上端部之對向棒220上升。繼而，由於限制用突起226與外插構件225之限制壁部229之干涉，噴出管部223之上升受到限制。於處理液之噴出狀態下，對向棒220之其基板對向面232之上端部分，配置於與晶圓W之下面隔著細微間隔N1(例如，0.5 mm)而對向配置之鄰近位置(圖15(b)所示之對向棒220之位置)。該間隔N1之值小於保持於晶圓W下面之處理液之液膜厚度，因此，若對向棒220位於上述鄰近位置，則對向棒220將與保持於晶圓W下面之處理液接觸。又，若對向棒220位於上述鄰近位置時，則波紋管部224之彈力會垂直向下作用於對向棒220。
供給至晶圓W之下面之藥液，受到晶圓W之旋轉所產生之離心力作用，而沿著晶圓W之下面自中央部朝向周緣部流動。形成液膜之處理液因保持於晶圓W下面之處理液液膜之表面張力，而沿著對向棒220與晶圓W之間擴展至旋轉半徑方向之外側。
圖16係表示基板處理裝置201之處理例之步驟圖。
處理對象之晶圓W係藉由搬送機器人(未圖示)而搬入至處理室202內(步驟S21)，並以將其表面朝向上方之狀態由旋轉夾頭203保持。
晶圓W由旋轉夾頭203保持後，控制部221控制夾頭旋轉驅動機構209，使晶圓W開始旋轉(步驟S22)。當晶圓W之旋轉速度達到既定之液體處理速度(例如，500～1500 rpm，較佳為1500 rpm)時，則控制部221開啟藥液上閥217，使藥液自藥液噴嘴204噴出(S23：供給藥液)。供給至晶圓W之表面(上面)中央部之藥液，於晶圓W之上面自中央部朝向周緣部擴展。其結果，附著於晶圓W上面之微粒等雜質，自晶圓W上面之整個區域被去除。
又，控制部221開啟藥液下閥214，使藥液自下面噴出口211噴出(S23：供給藥液)。此時，來自下面噴出口211之噴出流量設定為例如，0.5 L/min之相對小流量。
若開啟藥液下閥214，則來自藥液供給源之藥液將經由藥液下供給管212，而於下面處理液配管210內流通。伴隨下面處理液配管210內之藥液流通，波紋管部224自壓縮狀態變形為拉伸狀態，故下面處理液配管210拉伸，使對向棒220自分離位置(圖12及圖15(a)所示之對向棒220之位置)上升至鄰近位置(圖15(b)所示之對向棒220之位置)。
供給至晶圓W下面之藥液，受到晶圓W之旋轉所產生之離心力作用，而沿著晶圓W之下面自中央部朝向周緣部流動。形成液膜之處理液因保持於晶圓W下面之藥液液膜之表面張力，而沿著對向棒220與晶圓W之間擴展至旋轉半徑方向之外側。藉此，即便自下面噴出口211噴出之藥液之噴出流量較少，亦可使藥液遍佈晶圓W之下面之整個區域，從而於該下面之整個區域內保持較薄之藥液液膜。其結果，附著於晶圓W下面之微粒等雜質自晶圓W之下面之整個區域被去除。
自藥液噴嘴204供給藥液經過預定之藥液處理時間後，控制部221將關閉藥液上閥217，停止自藥液噴嘴204噴出藥液。又，控制部221關閉藥液下閥214，停止自下面噴出口211噴出藥液。
更進一步，控制部221將開啟純水上閥219，使純水自純水噴嘴205朝向晶圓W之上面之中央部噴出(S24：供給純水)。供給至晶圓W之上面之純水，受到晶圓W之旋轉所產生之離心力作用，而朝向晶圓W之周緣流動，並藉由該純水沖洗附著於晶圓W上面之藥液。
而且更進一步，控制部221於閉合藥液下閥214之同時，開啟純水下閥215，使純水自下面噴出口211朝向晶圓W之下面之中心部噴出(S24：供給純水)。藉此，保持於晶圓W下面之液膜由藥液置換成純水。
若開啟純水下閥215，則來自純水供給源之純水，經由純水下供給管213而流通於下面處理液配管210內。此時，由於下面處理液配管210內流通有純水，因此波紋管部224維持拉伸狀態。因此，對向棒220持續配置於鄰近位置(圖15(b)所示之對向棒220之位置)。
供給至晶圓W下面之純水受到晶圓W之旋轉所產生之離心力，而沿著晶圓W之下面自中央部朝向周緣部流動。形成液膜之純水因與晶圓W之下面對向配置之對向棒220之表面張力，而沿著對向棒220與晶圓W之間擴展至旋轉半徑方向之外側。因此，可使純水遍佈晶圓W下面之整個區域。附著於晶圓W下面之藥液，藉由該純水沖洗。
自純水噴嘴205開始噴出純水經過既定之純水處理時間後，控制部221，關閉純水上閥219，停止將純水供給至晶圓W之上面。又，控制部221，關閉純水下閥215，停止將純水供給至晶圓W之下面。
若為純水的狀態，關閉下閥215，則純水向下面處理液配管210內之流通停止，因此，下面處理液配管210之波紋管部224變形為壓縮狀態。因此，對向棒220受到自身重量及波紋管部224之彈力，而下降至分離位置(圖12及圖15(a)所示之對向棒220之位置)。
控制部221，係使旋轉夾頭203加速至旋轉乾燥旋轉速度(例如，2500 rpm左右)。藉此，純水洗滌後附著於晶圓W之上面及下面的純水因離心力甩掉，從而使晶圓W乾燥(步驟S25)。於該旋轉乾燥中，由於晶圓W之下面與對向棒220之上面隔著間隔N0而配置，因此不會產生較大氣流之亂流，故而可良好地乾燥晶圓W之下面。
以既定之旋轉乾燥時間進行旋轉乾燥處理後，旋轉夾頭203之旋轉停止(步驟S26)。之後，晶圓W藉由搬送機器人(未圖示)而自處理室202搬出(步驟S27)。
如上所述，根據該實施形態，可藉由波紋管部224之變形，而拉伸處理液流通於下面處理液配管210內部時之下面處理液配管210之配管長度，使其長度大於處理液未流通於下面處理液配管210內部時之下面處理液配管210之配管長度。因此，當處理液經由下面處理液配管210，而自下面噴出口211噴出時，與處理液未自該下面噴出口211噴出時相比，下面處理液配管210之配管長度變長。於下面處理液配管210之上端部固定有對向棒220。
因此，當噴出處理液時，可使對向棒220配置於上述鄰近位置，又，當不噴出處理液時，可使對向棒220配置於上述分離位置。由於可藉由使對向棒220配置於上述鄰近位置之狀態下，對晶圓W之下面實施處理液之處理，於晶圓W之下面可靠地保持處理液之較薄之液膜，故而，可一面以小流量供給處理液，一面使處理液遍佈晶圓W下面之較廣範圍。
繼而，於處理液之處理後，由於對向棒220與晶圓W之下面分離，因此可實施使該晶圓W高速旋轉之旋轉乾燥。藉此，便可於處理液之處理後，使晶圓W良好地乾燥。
圖17係以圖解方式表示本發明其他實施形態(第4實施形態)之基板處理裝置240構成之立體圖。圖18係以圖解方式表示圖17所示之基板處理裝置240構成之剖視圖。
該圖17及圖18之第4實施形態之基板處理裝置240與第3實施形態之基板處理裝置201之不同之處在於：替代棒狀之對向棒220，而設置圓板狀之對向板241作為對向構件。
對向板241包含：設置於晶圓W之旋轉中心上之圓筒狀之固定部242(參照圖18)、及以晶圓W之旋轉中心為中心之圓板狀之圓板部243。設置固定部242，以替代第3實施形態之固定部230，並外嵌、固定於噴出管部223。晶圓W下面中之對向板241之對向區域形成為圓形狀，且半徑小於晶圓W之旋轉半徑。
圓板部243之半徑形成為小於晶圓W之半徑(旋轉半徑)。具體而言，形成為晶圓W之半徑之1/3左右。固定部242之上端面呈平坦之水平面。又，圓板部243之上面呈平坦之水平面。該等固定部242之上端面與圓板部243之上面形成為同一平面。於該實施形態中，由固定部242之上端面與圓板部243之上面，形成與晶圓W之下面對向之基板對向面(基板對向區域)244。固定部242及圓板部243，係使用石英、碳、氟系樹脂(PCTFE(聚三氟氯乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯))等而形成為一體。
當噴出處理液時，可使對向板241配置於與晶圓W之下面鄰近之鄰近位置(圖18中由雙點劃線圖示)，又，當不噴出處理液時，可使對向板241配置於與晶圓W之下面分離之分離位置(圖18中由實線圖示)。
若對向板241位於鄰近位置，與保持於晶圓W之下面之處理液之液膜接觸，則形成液膜之處理液將因保持於晶圓W之下面之處理液之液膜之表面張力，而沿著對向板241與晶圓W之間而朝向旋轉半徑方向呈放射狀擴展，從而促使該處理液朝向半徑方向之外側移動。藉此，可進一步使處理液遍佈晶圓W下面之整個區域。
圖19係以圖解方式表示本發明其他實施形態(第5實施形態)之基板處理裝置250構成之剖視圖。
該第5實施形態之基板處理裝置250與第3實施形態之基板處理裝置201之不同之處在於：設置波紋管部224以外之構成作為配管拉伸機構。於該實施形態中，下面處理液配管210係包含有：固定地配設於處理室202內，且連接藥液下供給管212(參照圖11)、及純水下供給管213(參照圖11)之圓筒狀之本體管251；以及升降自如地內插至本體管251，而構成該下面處理液配管210之前端部之噴出管252。本體管251及噴出管252係沿垂直方向延伸。
噴出管252包含：第1圓筒部253，具有半徑小於本體管251之內周面半徑之外周面；以及第2圓筒部254，連接設置於該第1圓筒部253下方，且具有半徑大於第1圓筒部253半徑之外周面。第1圓筒部253與第2圓筒部254設置為彼此同軸，且其內徑彼此大致相同。第1圓筒部253係與本體管251之上端部相較朝向上方突出，且下面噴出口211開口於其上端。對向棒220之固定部230，外嵌、固定於噴出管252。因此，噴出管252係藉由固定部230而自上方得以支撐。
第2圓筒部254之外周面255，形成為半徑略微小於本體管251之內周面之半徑。於外周面255與本體管251之內周面之間，配置有用以密封該外周面255與本體管251內周面之間之密封構件256。密封構件256係於處理液流通於下面處理液配管210內時，防止該處理液進入本體管251之上端。
第1圓筒部253及第2圓筒部254之內周面，係由1個圓筒面形成。第2圓筒部254具有由水平面形成之下端面257。第2圓筒部254之外徑，形成為明顯大於第2圓筒部254之內徑(外徑為內徑之3～4倍左右)，因此，第2圓筒部254之下端面257具有較廣面積。
於對向棒220之固定部230與下面處理液配管210之本體管251之間，插入安裝有彈簧構件258(例如，拉伸螺旋彈簧)。
於處理液流通於下面處理液配管210內之狀態下，流通於下面處理液配管210內之處理液，係自下面噴出口211經由噴出管252內朝向上方噴出。此時，噴出管252係於其下端面257受到垂直向上流通之處理液之壓力作用，而抵抗彈簧構件258之彈力及對向棒220之自身重量，從而上升至鄰近位置(圖19中由雙點劃線圖示)。於該實施形態中，配管拉伸機構包含噴出管252、下端面257及彈簧構件258。
若停止處理液向下面處理液配管210內流通，則作用於對向棒220之垂直上方向之力消失，對向棒220因自身重量及彈簧構件258之彈力而下降。繼而，對向棒220下降至分離位置(圖19中由實線圖示)。
以上，對本發明之5個實施形態進行說明，但本發明亦可更進一步以其他形態實施。
於第1實施形態及第2實施形態中，例如用以對晶圓W之上面供給處理液之噴嘴3不須由支撐對向棒14之臂15支撐。因此，該噴嘴3亦可由與臂15不同之其他臂支撐。又，噴嘴3不須為所謂掃描噴嘴之形態，亦可為相對旋轉夾頭2固定配置之構成。
又，於上述第1實施形態中，當供給至晶圓W之處理液為無金屬腐蝕性之液體(純水或離子水、加氫水(hydrogen water)及磁化水(magnetic water)等功能水)時，作為波紋管45，可採用使用金屬材料形成之所謂金屬波紋管。
又，作為彈性體，亦可為使用板彈簧或盤狀彈簧等板材之構成。於該情形時，插入安裝該等板彈簧或盤狀彈簧來替代第2實施形態之螺旋彈簧101。更進一步，當對向棒14之重量較輕時，亦可為不採用彈性體之構成。
又，於第1實施形態及第2實施形態中，亦可構成為使導桿35之下端部固定於對向棒14，且使導桿35之上端部穿透至支撐托架20之穿透槽(或穿透孔)。
又，於第1實施形態及第2實施形態中，對向棒14之形狀亦不限定於上述構成。例如，亦可構成為頭部33設置於長度方向之一端部而非長度方向之中央部。又，亦可使液體接觸構件31之對向面(下面)43，形成為圓筒面或橢圓筒面等凸狀曲面。如此情形下，對向棒14亦可良好地受到來自處理液之液膜之升力作用。
更進一步，於第1實施形態及第2實施形態中，液體接觸構件31之剖面形狀亦可形成為朝下凸起之尖細狀。亦即，液體接觸構件31之對向面43亦可包含第1傾斜面，隨著朝向晶圓W之旋轉方向之上游側而趨近晶圓W之上面；以及第2傾斜面，與該第1傾斜面連續，且隨著朝向晶圓W之旋轉方向之上游側而與晶圓W之上面背離。
又，於第1實施形態及第2實施形態中，亦可將液體接觸構件31之對向面43(下面)設定為水平面，但於該情形時，較佳為，於該對向面43形成有縫隙或槽、孔等凹部，以使對向棒14受到來自藥液之液膜之升力作用。
又，於第1實施形態及第2實施形態中，亦可構成為對向棒14未介隔支撐托架20而直接由臂本體70支撐。更進一步，亦可構成為使噴嘴穿透著對向棒14之內部，從而自對向棒14之對向面43噴出處理液。
又，於第1實施形態及第2實施形態中，作為對向構件，可採用除棒狀以外之圓盤狀、半圓狀或矩形狀者。
又，於第5實施形態中，當作用於對向棒220及噴出管252之自身重量足夠大時，亦可為不設置彈簧構件258之構成。
又，於第3實施形態及第4實施形態中，對將作為配管拉伸機構之波紋管與下面處理液配管210之其他配管部分(噴出管部223或本體管部222)形成為一體之情況進行說明，但該波紋管亦可與該等構件分開單獨設置。
又，於第5實施形態之基板處理裝置250中，亦可採用第4實施形態中採用之對向板241來替代對向棒220。
又，第3實施形態至第5實施形態中，對向棒220之基板對向面232之形狀可為水平面，亦可為圓筒面或橢圓筒面等凸狀曲面。又，亦可由隨著朝向晶圓W之旋轉方向之上游側，在自晶圓W之上面分離的傾斜面，構成基板對向面232。
又，本發明亦可適用於對晶圓W僅供給純水，從而對晶圓W實施清洗處理的基板處理裝置。
雖已就本發明之實施形態，進行詳細說明，但該等僅為用於明確本發明之技術性內容之具體例，本發明並非由該等具體例進行限定解釋，本發明之精神及範圍僅由隨附之申請專利範圍限定。
本申請案係與2009年3月30日向日本專利廳分別提出之日本專利特願2009-82841號及日本專利特願2009-82842號相對應，該等申請案之所有揭示內容於此藉由引用而編入。
1．．．基板處理裝置
2．．．旋轉夾頭
3．．．噴嘴
3A．．．第1噴嘴
3B．．．第2噴嘴
4．．．馬達
5．．．旋轉軸
6．．．旋轉基座
7．．．夾持構件
8．．．藥液供給管
9．．．供給純水管
10．．．藥液流量調節閥
11．．．藥液閥
12．．．純水流量調節閥
13．．．純水閥
14．．．對向棒
15．．．臂
16．．．臂升降驅動機構
17．．．臂擺動驅動機構
18．．．控制部
19．．．臂支撐軸
20．．．支撐托架
22．．．垂直板
23．．．水平板
24．．．第1上固定板
25．．．螺釘
26．．．上貫通孔
27．．．噴嘴支撐板
30．．．本體構件
31．．．液體接觸構件
32．．．棒構件
33．．．頭部
34．．．上端面
35．．．導桿
36．．．凹部
37．．．滾珠襯套
38．．．螺釘收容凹部
39．．．螺孔
40．．．下固定板
41．．．下貫通孔
42．．．螺釘
43．．．對向面
44．．．對向棒保持機構
45．．．波紋管
46．．．螺釘
47．．．第2上固定板
48．．．收容凹部
49．．．螺釘
50．．．間隔限制機構
51．．．限制托架
52．．．垂直板
53．．．上面板
54．．．下面板
55．．．螺釘
56．．．螺釘
57．．．曲折部
58．．．噴嘴托架
70．．．臂本體
80．．．處理室
100．．．基板處理裝置
101．．．螺旋彈簧
102．．．上端部
103．．．下端部
201．．．基板處理裝置
202．．．處理室
203．．．旋轉夾頭
204．．．藥液噴嘴
205．．．純水噴嘴
206．．．旋轉軸
207．．．旋轉基座
208．．．夾持構件
209．．．夾頭旋轉驅動機構
210．．．下面處理液配管
211．．．下面噴出口
212．．．藥液下供給管
213．．．純水下供給管
214．．．藥液下閥
215．．．純水下閥
216．．．藥液上供給管
217．．．藥液上閥
218．．．純水上供給管
219．．．純水上閥
220．．．對向棒
221．．．控制部
222．．．本體管部
223．．．噴出管部
224．．．波紋管部
225．．．外插構件
226．．．限制用突起
227．．．本體部
228．．．導桿筒部
229．．．限制壁部
230．．．固定部
231．．．棒部
232．．．基板對向面
240．．．基板處理裝置
241．．．對向板
242．．．固定部
243．．．圓板部
244．．．基板對向面
250．．．基板處理裝置
251．．．本體管
252．．．噴出管
253．．．第1圓筒部
254．．．第2圓筒部
255．．．外周面
256．．．密封構件
257．．．下端面
258．．．彈簧構件
C．．．旋轉中心
W．．．晶圓
圖1係以圖解方式表示本發明第1實施形態之基板處理裝置構成之圖。
圖2係表示圖1所示之基板處理裝置之概略構成之俯視圖。
圖3係表示圖1所示之臂前端部及對向棒構成之剖視圖。
圖4係自圖3之剖面線IV-IV所觀察之剖視圖。
圖5係自圖3之剖面線V-V所觀察之剖視圖。
圖6係對圖1所示之基板處理裝置中，藥液處理時之情況進行圖解之圖。
圖7係自晶圓之上方觀察時，表示圖1所示之對向棒處於鄰近位置時之情況之圖解性俯視圖。
圖8係表示圖1所示之基板處理裝置之處理例之步驟圖。
圖9(a)及圖9(b)係用以說明圖8處理情況之側視圖。
圖10係表示本發明第2實施形態之基板處理裝置之構成之圖解性剖視圖。
圖11係以圖解方式表示本發明第3實施形態之基板處理裝置之構成圖。
圖12係表示圖11所示之下面處理液配管及對向棒構成之剖視圖。
圖13係以圖解方式表示圖11所示之下面處理液配管及對向棒構成之立體圖。
圖14係自圖13之剖面線XIV-XIV觀察之剖視圖。
圖15(a)及圖15(b)係以圖解方式表示圖11所示之下面處理液配管及對向棒之構成之剖視圖。
圖16係表示圖11所示之基板處理裝置之處理例之步驟圖。
圖17係以圖解方式表示本發明第4實施形態之基板處理裝置之構成之立體圖。
圖18係以圖解方式表示圖17所示之基板處理裝置構成之剖視圖。
圖19係以圖解方式表示本發明第5實施形態之基板處理裝置構成之剖視圖。
1．．．基板處理裝置
2．．．旋轉夾頭
3．．．噴嘴
4．．．馬達
5．．．旋轉軸
6．．．旋轉基座
7．．．夾持構件
8．．．藥液供給管
9．．．供給純水管
10．．．藥液流量調節閥
11．．．藥液閥
12．．．純水流量調節閥
13．．．純水閥
14．．．對向棒
15．．．臂
16．．．臂升降驅動機構
17．．．臂擺動驅動機構
18．．．控制部
19．．．臂支撐軸
80．．．處理室
W．．．晶圓

Claims (9)

  1. 一種半導體基板處理裝置，包含：基板保持單元，用以將半導體基板保持於水平姿勢；基板旋轉單元，使由上述基板保持單元所保持之半導體基板繞垂直軸線旋轉；處理液供給單元，對由上述基板保持單元所保持之半導體基板上面供給處理液；對向構件，與由上述基板保持單元所保持之半導體基板上面隔著間隔而對向配置，與於該上面所形成之上述處理液之液膜接觸，而受到來自該液膜之升力作用；支撐構件，用以支撐上述對向構件；以及對向構件保持機構，使上述對向構件於可沿著垂直方向相對移位之狀態下，由上述支撐構件所保持；上述對向構件具有棒狀之基板對向區域，該基板對向區域係沿著由上述基板保持單元所保持之半導體基板旋轉半徑方向延伸，上述基板對向區域具有傾斜面，該傾斜面係與由上述基板保持單元所保持之半導體基板上面呈對向，且隨著朝向該半導體基板旋轉方向之上游側而與該半導體基板上面背離。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體基板處理裝置，其中，上述對向構件保持機構包含彈性體，該彈性體係插入安裝於上述支撐構件與上述對向構件之間。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之半導體基板處理裝置，其中，上述基板對向區域係自由上述基板保持單元所保持之半導體基板旋轉中心延伸至該半導體基板之周緣部。
  4. 如申請專利範圍第1項之半導體基板處理裝置，其中，上述處理液供給單元包含噴嘴，該噴嘴係於由上述基板保持單元所保持之半導體基板上面，朝與上述對向構件呈對向之區域上游側噴出處理液。
  5. 一種基板處理裝置，包含：基板保持單元，用以將基板保持於水平姿勢；基板旋轉單元，使由上述基板保持單元所保持之基板繞垂直軸線旋轉；處理液配管，包含與由上述基板保持單元所保持之基板下面呈對向之噴出口，且自上述噴出口沿著垂直軸線向下延伸，並使供給至上述噴出口的處理液流通於內部；對向構件，固定於上述處理液配管之上端部，且與由上述基板保持單元所保持之基板下面呈對向；以及配管拉伸機構，當處理液流通於上述處理液配管之內部時，利用該處理液之壓力，拉伸上述處理液配管之配管長度，使其長度大於上述處理液配管之內部未流通處理液時；上述配管拉伸機構，係設置於上述處理液配管之中途部，比在上述處理液配管中之上述配管拉伸機構更下方的下 方部分，係設置呈靜止狀態，隨著上述處理液配管之配管長度的拉伸，上述對向構件係相對於上述下方部分而相對地上升。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理裝置，其中，上述配管拉伸機構包含波紋管，該波紋管設置於上述處理液配管之中途部之管壁。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之基板處理裝置，其中，上述對向構件具有棒狀之基板對向區域，該基板對向區域係與由上述基板保持單元所保持之基板下面呈對向，且沿著藉由上述基板旋轉單元使基板旋轉之旋轉半徑方向延伸。
  8. 如申請專利範圍第5或6項之基板處理裝置，其中，上述對向構件具有基板對向區域，該基板對向區域係與由上述基板保持單元所保持之基板下面呈對向，形成為圓形狀，且其半徑小於藉由上述基板旋轉單元使基板旋轉之旋轉半徑。
  9. 一種半導體基板處理方法，包含：基板保持旋轉步驟，使半導體基板保持於水平姿勢而加以旋轉；處理液供給步驟，對半導體基板上面供給處理液；以及對向構件配置步驟，於沿著垂直方向可相對移位之狀態下，將由支撐構件所保持之對向構件之具有傾斜面之基板對向區域，以如下之方式加以對向配置：該基板對向區域延伸 於半導體基板旋轉半徑方向；上述傾斜面係隨著朝向半導體基板旋轉方向之上游側而與該半導體基板上面背離；及該基板對向區域係於半導體基板上面所形成之上述處理液之液膜接觸，而受到來自該液膜之升力作用。
TW099105272A 2009-03-30 2010-02-24 基板處理裝置及基板處理方法 TWI453859B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009082842A JP5355180B2 (ja) 2009-03-30 2009-03-30 基板処理装置
JP2009082841A JP5355179B2 (ja) 2009-03-30 2009-03-30 基板処理装置および基板処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201041080A TW201041080A (en) 2010-11-16
TWI453859B true TWI453859B (zh) 2014-09-21

Family

ID=42784568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099105272A TWI453859B (zh) 2009-03-30 2010-02-24 基板處理裝置及基板處理方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US8899172B2 (zh)
KR (1) KR101067608B1 (zh)
TW (1) TWI453859B (zh)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8039052B2 (en) * 2007-09-06 2011-10-18 Intermolecular, Inc. Multi-region processing system and heads
US9455139B2 (en) 2009-06-17 2016-09-27 Novellus Systems, Inc. Methods and apparatus for wetting pretreatment for through resist metal plating
US9677188B2 (en) 2009-06-17 2017-06-13 Novellus Systems, Inc. Electrofill vacuum plating cell
US8962085B2 (en) 2009-06-17 2015-02-24 Novellus Systems, Inc. Wetting pretreatment for enhanced damascene metal filling
JP5615650B2 (ja) * 2010-09-28 2014-10-29 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法および基板処理装置
US9378988B2 (en) 2011-07-20 2016-06-28 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing apparatus and substrate processing method using processing solution
JP5975563B2 (ja) * 2012-03-30 2016-08-23 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
US9613833B2 (en) * 2013-02-20 2017-04-04 Novellus Systems, Inc. Methods and apparatus for wetting pretreatment for through resist metal plating
JP6231328B2 (ja) 2013-08-20 2017-11-15 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
TWI626701B (zh) * 2014-02-27 2018-06-11 斯克林集團公司 基板處理裝置及基板處理方法
US9460944B2 (en) * 2014-07-02 2016-10-04 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate treating apparatus and method of treating substrate
CN106714987B (zh) * 2014-09-26 2019-04-02 盛美半导体设备（上海）有限公司 清洗半导体硅片的装置和方法
US10262876B2 (en) * 2015-02-16 2019-04-16 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing apparatus
US9617648B2 (en) 2015-03-04 2017-04-11 Lam Research Corporation Pretreatment of nickel and cobalt liners for electrodeposition of copper into through silicon vias
KR102315660B1 (ko) * 2015-05-29 2021-10-22 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
JP6789038B2 (ja) * 2016-08-29 2020-11-25 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
JP2019140220A (ja) 2018-02-09 2019-08-22 東芝メモリ株式会社 半導体処理装置および半導体処理方法
JP7089902B2 (ja) * 2018-02-28 2022-06-23 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置、基板処理装置における処理液排出方法、基板処理装置における処理液交換方法、基板処理装置における基板処理方法
CN108385858B (zh) * 2018-03-09 2023-10-13 莎丽科技股份有限公司 一种墙板生产设备
CN108212685A (zh) * 2018-03-12 2018-06-29 吉林大学 一种曲柄滑块驱动式点胶装置
CN108906400A (zh) * 2018-07-24 2018-11-30 重庆宣昶工贸有限公司 一种喷漆辅助支架
CN110896041B (zh) * 2018-09-13 2022-05-10 辛耘企业股份有限公司 基板处理设备及其流体供应装置
US11944996B2 (en) 2019-01-13 2024-04-02 Orbotech Ltd. System and method for coating substrates
CN110732461B (zh) * 2019-10-31 2020-12-01 惠州市嘉圣德电子有限公司 一种耳机生产用点胶装置
CN111097631A (zh) * 2020-03-12 2020-05-05 余姚菲戈自动化技术有限公司 一种木工现场装修用木板喷漆设备
CN112138918B (zh) * 2020-09-17 2021-07-06 徐州鸿源玻璃科技有限公司 一种化妆品瓶加工用喷涂烘干装置
CN112354796A (zh) * 2020-10-30 2021-02-12 歌尔微电子有限公司 防水产品点胶方法及装置
CN114345588B (zh) * 2022-01-12 2023-05-23 苏州新维度微纳科技有限公司 纳米压印胶的雾化喷涂结构

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6887132B2 (en) * 2001-09-10 2005-05-03 Multi Planar Technologies Incorporated Slurry distributor for chemical mechanical polishing apparatus and method of using the same

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0878368A (ja) * 1994-09-07 1996-03-22 Hitachi Ltd ワークの処理方法および装置
JPH08141533A (ja) 1994-09-20 1996-06-04 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 回転式基板洗浄装置
KR0171491B1 (ko) * 1994-09-20 1999-03-30 이시다 아키라 회전식 기판세정장치
US5709593A (en) * 1995-10-27 1998-01-20 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for distribution of slurry in a chemical mechanical polishing system
US6139406A (en) * 1997-06-24 2000-10-31 Applied Materials, Inc. Combined slurry dispenser and rinse arm and method of operation
TW396382B (en) * 1997-07-03 2000-07-01 Tokyo Electron Ltd Solution treatment apparatus
JPH1154471A (ja) * 1997-08-05 1999-02-26 Tokyo Electron Ltd 処理装置及び処理方法
JP3563605B2 (ja) * 1998-03-16 2004-09-08 東京エレクトロン株式会社 処理装置
US6295683B1 (en) * 1999-12-09 2001-10-02 United Microelectronics Corp. Equipment for brushing the underside of a semiconductor wafer
US6797623B2 (en) * 2000-03-09 2004-09-28 Sony Corporation Methods of producing and polishing semiconductor device and polishing apparatus
US7000622B2 (en) 2002-09-30 2006-02-21 Lam Research Corporation Methods and systems for processing a bevel edge of a substrate using a dynamic liquid meniscus
JP2003119600A (ja) 2001-10-12 2003-04-23 Toyo Kohan Co Ltd 電解処理装置
JP2003170128A (ja) 2001-12-07 2003-06-17 Naka Engineering:Kk 環境有害残留性有機化学物質の減圧加熱処理装置、減圧加熱処理設備および減圧加熱処理方法
JP2003209039A (ja) 2002-01-11 2003-07-25 Ebara Corp 基板処理装置及び処理方法
US6702202B1 (en) * 2002-06-28 2004-03-09 Lam Research Corporation Method and apparatus for fluid delivery to a backside of a substrate
US7547181B2 (en) * 2004-11-15 2009-06-16 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate position correcting method and apparatus using either substrate radius or center of rotation correction adjustment sum
JP4222997B2 (ja) 2004-11-15 2009-02-12 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
JP4255459B2 (ja) 2005-06-15 2009-04-15 大日本スクリーン製造株式会社 基板洗浄装置および基板洗浄方法
JP4191178B2 (ja) 2005-08-26 2008-12-03 リンナイ株式会社 食器洗浄機
JP4760516B2 (ja) * 2005-12-15 2011-08-31 東京エレクトロン株式会社 塗布装置及び塗布方法
JP2008288541A (ja) 2007-04-19 2008-11-27 Pre-Tech Co Ltd 枚葉式洗浄装置
JP4902433B2 (ja) * 2007-06-13 2012-03-21 株式会社荏原製作所 研磨装置の研磨面加熱、冷却装置
TWI356414B (en) * 2007-10-04 2012-01-11 Princo Corp Tool for coating an optical disc, method of coatin
JP5276420B2 (ja) * 2008-01-31 2013-08-28 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置および基板処理方法
US20100099342A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-22 Applied Materials, Inc. Pad conditioner auto disk change

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6887132B2 (en) * 2001-09-10 2005-05-03 Multi Planar Technologies Incorporated Slurry distributor for chemical mechanical polishing apparatus and method of using the same

Also Published As

Publication number Publication date
US8899172B2 (en) 2014-12-02
US9630200B2 (en) 2017-04-25
US20100247761A1 (en) 2010-09-30
KR101067608B1 (ko) 2011-09-27
KR20100109363A (ko) 2010-10-08
US20150068450A1 (en) 2015-03-12
TW201041080A (en) 2010-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI453859B (zh) 基板處理裝置及基板處理方法
JP6674679B2 (ja) 基板保持回転装置およびそれを備えた基板処理装置、ならびに基板処理方法
JP5698487B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP4446875B2 (ja) 基板処理装置
KR101838418B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR101911144B1 (ko) 기판 유지 회전 장치 및 그것을 구비한 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법
KR101868710B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP6439964B2 (ja) 基板処理装置
JP5208666B2 (ja) 基板処理装置
JP4979758B2 (ja) 基板処理装置および方法
KR20180040127A (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP6143589B2 (ja) 基板処理装置
JP2007258565A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
US10262876B2 (en) Substrate processing apparatus
JP5270263B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP2010093190A (ja) 基板処理装置
JP5355179B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP2007067101A (ja) 基板処理装置
JP5355180B2 (ja) 基板処理装置
JP6509577B2 (ja) 基板処理装置
JP6529273B2 (ja) 基板処理装置
JP6405259B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP2009164227A (ja) 基板処理装置