TWI483333B - 液體處理裝置、液體處理方法及記憶媒體 - Google Patents

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Description

液體處理裝置、液體處理方法及記憶媒體
本發明係關於對被處理基板周緣部供給化學液以處理該周緣部之技術。
例如半導體裝置之製造程序中，有單片式液體處理，其將係被處理基板之半導體晶圓(以下稱晶圓)以可繞著鉛直軸任意旋轉之方式加以固持，使晶圓旋轉並同時對其被處理面供給各種化學液。如此使用化學液之液體處理中，為提高化學液之處理活性，進行藉由提高化學液與晶圓之接觸溫度縮短處理時間之處置。
例如專利文獻1所記載之技術中記載有一技術，藉由對基板中央部供給預先經加熱之加熱液體使該基板溫度上昇，使與對基板周緣部所供給之化學液之接觸溫度上昇。然而此技術中，因加熱液體對周緣部所供給之化學液受到稀釋，處理時間變長。且會加熱至無需加熱處。
又，專利文獻2中記載有一液體處理裝置，於對經水平固持之晶圓下表面側供給處理液以進行處理之液體處理裝置內，設有隔著空間與晶圓上表面對向之覆蓋構件(頂板)，並配置有於此覆蓋構件周緣部沿周向朝下方側突出之突出部。又，此覆蓋構件與晶圓之間之空間中有氣體(惰性氣體)流動，此氣體通過該突出部與晶圓之間之間隙朝晶圓外側流出。然而，該液體處理裝置中關於加熱晶圓之機構無任何記載。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2003-115474號公報：段落0020~0021、圖1
【專利文獻2】日本特開2010-28059號公報：段落0021、圖1
鑑於如此情事，本發明之目的在於提供一種液體處理裝置、液體處理方法及記憶有此方法之記憶媒體，可在短時間內提高被處理基板周緣部之溫度以提高藉由化學液進行之處理效率。
依本發明之液體處理裝置使被處理基板水平固持於基板固持部，使該被處理基板繞著鉛直軸旋轉並同時藉由化學液進行液體處理，其特徵在於包含：化學液供給部，對旋轉之被處理基板周緣部供給化學液；覆蓋構件，設置成隔著空間與由該基板固持部固持之被處理基板上表面對向；氣體供給口，設於該覆蓋構件，以朝該空間供給氣體；燈加熱器，為對該被處理基板周緣部進行加熱，於該空間內沿被處理基板周向配置；及突起部，於該覆蓋構件周緣部沿周向朝下方側突出設置，以在與該被處理基板之間，形成高度尺寸小於配置有該燈加熱器之空間中被處理基板與覆蓋構件之間之高度尺寸之間隙；且自該化學液供給部朝被處理基板供給化學液之供給位置相較於該燈加熱器之配置位置更靠近周緣部。
該液體處理裝置亦可具有以下特徵。
(a)該覆蓋構件具有沿藉由該基板固持部所固持之被處理基板周向形成，朝下表面側形成開口之凹部，該燈加熱器配置於該凹部內。
(b)配置有該燈加熱器之凹部內面經鏡面加工。
(c)該經鏡面加工之凹部具有將自該燈加熱器放射之輻射熱朝被處理基板周緣部供給化學液之區域反射之反射面。
(d)該覆蓋構件具有散熱片。
(e)該散熱片對應配置有該燈加熱器之區域而設於該覆蓋構件上表面側。
(f)該基板固持部具有抽吸固持被處理基板下表面側中央部之真空吸盤，該散熱片設於該覆蓋構件上表面側自上表面側觀察該覆蓋構件時配置有該燈加熱器之位置，與配置有該真空吸盤之位置之間之區域。
(g)具有輸出控制信號之控制部，俾在自該化學液供給部供給化學液期間中對該燈加熱器供電，停止供給化學液後，停止對該燈加熱器供電。
(h)該化學液具腐蝕性。
(i)構成該燈加熱器，俾將細長的發熱體封入石英製之保護管內，且形成為於圓環之一部分具有缺口部之Ω字狀，該化學液之供給位置設於形成有該缺口部之區域並靠近周緣部。
依本發明，藉由燈加熱器對被處理基板、對此基板供給之氣體與化學液加熱，藉此可高效率地對被處理基板周緣部加熱，故可提高藉由化學液進行之處理效率。
作為依本發明之實施形態，說明關於一液體處理裝置，其對係形成半導體裝置之圓形被處理基板，例如直徑300mm之晶圓W表面供給係化學液之HF(HydroFluoric acid)溶液，去除形成於該晶圓W周緣部之不要的膜。本實施形態中所謂晶圓W表面包含形成半導體裝置之上表面側，及其相反之下表面側雙方。
如圖1縱剖側視圖所示，本實施形態之液體處理裝置1包含：晶圓固持部3，以可繞著鉛直軸旋轉之方式固持晶圓W；杯體2，設置成包圍由晶圓固持部3固持之晶圓W周圍，以承接自晶圓W飛散之化學液等；覆蓋構件5，設置成隔著空間與由晶圓固持部3固持之晶圓W上表面對向，以使氣體於該空間流通；燈加熱器61，藉由輻射熱對晶圓W或化學液、氣體進行加熱；及昇降機構71，使該覆蓋構件5昇降。
且如圖2~圖5所示液體處理裝置1具有用以對晶圓W周緣部供給化學液之化學液供給部62、25。
此等杯體2或晶圓固持部3、覆蓋構件5等收納於共通框體11內，於框體11頂棚部附近，設有為自外部導入潔淨空氣而形成開口之氣流導入部14。另一方面，於框體11底面附近設有使框體11內蒙氣排氣之排氣口15，於框體11內自氣流導入部14流入之潔淨空氣形成自上方側朝下方側流動之降流。設於框體11之13係將載置在不圖示之外部晶圓運送機構拾取器上的晶圓W加以送入送出之送入送出口，12係使送入送出口13開閉之閘門。
晶圓固持部3作為圓板形構件構成，於其上表面側中央部設有用以抽吸固持晶圓W之真空吸盤31。如圖6所示，形成真空吸盤31俾晶圓固持部3上表面側中央部呈圓盤狀稍微突出，於該突出部中央部抽吸口32形成開口，藉由抽吸晶圓W下表面可固定晶圓W於真空吸盤31。又，圖6中放大顯示真空吸盤31上下方向之尺寸。
如此，藉由在中央部突出之真空吸盤31上固持晶圓W，在不與真空吸盤31密接之晶圓W下表面，與不形成真空吸盤31之真空吸盤31外周部側區域之晶圓固持部3上表面之間形成間隙。圖1中，形成於晶圓固持部3周緣部之33係密封構件，與設於杯體2側之密封構件26上下交叉而形成曲徑軸封。
如圖1所示晶圓固持部3下表面側中央部連結用以使晶圓固持部3昇降之圓筒狀升降桿44。此升降桿44插入與該升降桿44獨立自晶圓固持部之下表面側支持晶圓固持部3，沿鉛直下方延伸之圓筒形旋轉軸41。插入旋轉軸41之升降桿44穿透框體11底面而於下方側凸出，其下端部連接藉由真空泵等構成之外部真空排氣部。
如此抽吸口32隔著升降桿44連接真空排氣部，藉此實現以真空吸盤31抽吸固持晶圓W。在此晶圓固持部3與升降桿44係經由例如旋轉接頭等連結，即使令晶圓固持部3繞著鉛直軸旋轉升降桿44亦可保持靜止狀態。
升降桿44下端部隔著昇降板452連接缸筒馬達431，藉由驅動此缸筒馬達431沿上下方向移動昇降板452及升降桿44，使晶圓固持部3昇降。其結果，使晶圓固持部3可自設於杯體2上表面之開口部伸出沒入，在進入晶圓固持部3上方之拾取器與晶圓固持部3之間傳遞晶圓W。
自晶圓固持部之下表面側支持晶圓固持部3之旋轉軸41因內建有培林等軸承42之機殼43由框體11底面支持。該旋轉軸41其下端部自框體11底面於下方側突出，於自框體11突出之該下端部設有帶輪部411。另一方面，於旋轉軸41側方位置配置有馬達463，於此馬達463旋轉軸亦設有帶輪461。又，藉由將驅動皮帶462捲繞於此等2個帶輪411、461構成旋轉軸41之旋轉機構，藉由驅動馬達463可使旋轉軸41以所希望之旋轉速度旋轉。
在係旋轉軸41與晶圓固持部3之接觸部之旋轉軸41上端及晶圓固持部3下表面沿圓筒形旋轉軸41周向形成有凹凸。又，藉由使此等凹凸咬合，旋轉軸41之旋轉力傳達至晶圓固持部3，可使該晶圓固持部3上的晶圓W旋轉。
杯體2係設置成包圍上述晶圓固持部3外周之圓環形構件，扮演將對晶圓W所供給之化學液擋住以使其與氣體分離，將此等化學液或氣體朝外部排出之角色。呈圓環形形成之杯體2內周部形成開口為大致可使晶圓固持部3嵌合之大小，於該開口部內周面設有使其與晶圓固持部3側密封構件33上下交叉以形成曲徑軸封之密封構件26。
設置此密封構件26之區域外側配置有杯體2，其上表面平坦，連結晶圓固持部3之升降桿44降低，呈以旋轉軸41支持晶圓固持部3之狀態時，該杯體位於真空吸盤31外周部側之晶圓固持部3上表面，與杯體2上表面大致為同一面之高度位置。且於杯體2上述平坦面，沿其周向氣體供給口231形成開口。自該氣體供給口231對由晶圓固持部3固持之晶圓W下表面側周緣部供給例如氮氣等氣體。圖1中，23係用以對此氣體供給口231供給氣體之氣體供給空間，232係用以對此氣體供給空間23導入氣體之氣體導入管線。
於該杯體2上表面平坦區域更外周側，沿杯體2周向形成有朝上表面側開口之2條溝槽。此等者中外側溝槽扮演作為用以將處理結束之化學液擋住而朝外部排出之液體承接空間21之角色。且內側溝槽扮演作為用以收集因液體承接空間21而與化學液分離之氣體並朝外部排出之排氣空間22之角色。此等2個空間21、22藉由分離壁212相互分離，另一方面引導板24呈屋簷狀自杯體2內周側伸出，該引導板24包覆排氣空間22開口部整體與液體承接空間21開口部一部分。
又，藉由在此引導板24下表面與已述分離壁212之間形成間隙，排氣空間22呈隔著該間隙與液體承接空間21連通之狀態。其結果，於該液體承接空間21內對流入液體承接空間21之混合流體進行氣液分離，將經分離之氣體引導至排氣空間22內，藉此分別排出液體(化學液)與氣體(氣體)。
設於液體承接空間21底部之211係用以將存留於液體承接空間21內之化學液排出之排液口，設於排氣空間22底部之221係用以將流入排氣空間22內之氣體排出之排氣口。排氣口221連接不圖示之真空泵等，可對排氣空間22內之氣體進行抽吸排氣，維持該排氣空間22內相較於杯體2外部框體11內之壓力呈負壓。
且液體承接空間21外周側側壁(杯體2之外壁)相較於已述引導板24更朝上部側伸出後朝杯體2內周側彎曲，俾與該引導板24橫向交叉。又，此等杯體2外壁與引導板24之間間隙之空間係將液體處理結束後化學液與氣體之混合流體朝液體承接空間21引導之流路。
且朝內側彎曲之杯體2外壁其內周緣位置經掛設，俾相較於固持在晶圓固持部3上的晶圓W更以大口徑形成開口。藉此可在使晶圓W旋轉並同時進行液體處理之處理位置，與在和外部拾取器之間傳遞晶圓W之傳遞位置之間，通過該開口部使晶圓W昇降。
覆蓋構件5係配置成與由晶圓固持部3固持之晶圓W上表面對向之圓板形構件，扮演令用以使氣體流通之空間在與晶圓W之間形成之角色。本例中覆蓋構件5形成為大致可包覆形成於杯體2上表面側之已述開口部整體之大小，其外周部在朝內側彎曲之杯體2外壁上重疊而被載置。
於覆蓋構件5中央部，設有用以導入框體11內之潔淨空氣，對該空間內加以供給之氣體供給口51。此氣體供給口51連接朝上方側延伸之煙囪狀給氣管52，該給氣管52上端部朝框體11內之空間形成開口。且圖1、圖3等所示之56係在杯體2上載置覆蓋構件5時用以抑制外部氣體自兩構件2、5之間隙進入之密封構件。自氣體供給口51所供給之氣體(潔淨空氣)扮演防止包含化學液霧氣等之周圍蒙氣逆流而進入晶圓W上表面側之角色。
且覆蓋構件5中包含用以配置燈加熱器61之凹部53，或用以使自燈加熱器61接收之熱放熱之散熱片541、542，而關於此等者之構成則與後述燈加熱器61一齊詳細說明。
上述覆蓋構件5以可昇降之方式由昇降機構71支持，另一方面杯體2由正確對準配置位置之對準機構72固持，俾在晶圓固持部3之昇降動作時，或旋轉動作時密封構件26、33彼此不接觸。
首先說明關於昇降機構71即知，如圖1~圖3所示昇降機構71包含：滑件713，分別固定並設置於設置成四角隅自覆蓋構件5本體突出之凸緣部59；支柱構件711，穿通各滑件713；以及導軌712，沿此支柱構件711設置。
又，藉由缸筒馬達715使連結該滑件713之桿體714伸縮，藉此可使滑件713上下移動而使覆蓋構件5昇降。在此圖1雖係於圖2、圖3中所示之A-A’位置對液體處理裝置1進行箭視之縱剖側視圖，但為便於圖示，昇降機構71僅顯示2組，省略凸緣部59之記載。
對準機構72包含：固持構件27，固定於構成已述昇降機構71之支柱構件711側面，固持杯體2；及支持台部721，支持該支柱構件711下端部。
此支持台部721隔著滑件724經載置在導軌723上，且該導軌723配置在沿橫向使桿體722伸縮之缸筒馬達725上表面。
又，藉由使朝下方側呈L字狀彎曲之支持台部721彎曲片連結 該桿體722，支持台部721沿橫向移動，可經由昇降機構71或固持構件27使由該支持台部721支持之覆蓋構件5或杯體2之配置位置沿橫向移動。杯體2雖亦與圖2、圖3所示之覆蓋構件5相同設有凸緣部，呈藉由固持構件73固持該凸緣部之構成，但為便於圖示，省略杯體2凸緣部之圖示。
具有以上說明之構成之液體處理裝置1為提高藉由化學液處理晶圓W之處理活性而具有用來高效率地對進行液體處理之晶圓W周緣部進行加熱之構成。以下說明關於對晶圓W進行加熱之機構之詳細情形。
在此本實施形態之液體處理裝置1中，所謂進行液體處理之晶圓W周緣部意指相較於形成半導體裝置之晶圓W上的區域，外周部側無法形成半導體裝置之區域。
關於對晶圓W周緣部進行加熱之機構，本例之液體處理裝置1具有形成為沿在晶圓固持部3上經固持之晶圓W周向延伸之細長的燈加熱器61。此燈加熱器61中如圖3所示，於係呈圓環狀形成，直徑約數mm~十數mm之保護管之石英管612內部插入有係細長的薄板狀發熱體之碳絲611，於石英管612內封入惰性氣體。如同圖所示燈加熱器61呈使細長的石英管612兩端相互脫離並同時形成為圓環狀之形狀。以下以Ω字狀表達此形狀。且石英管612兩端脫離之區域係缺口部分500。
該燈加熱器61扮演利用輻射熱直接加熱晶圓W周緣部，且加熱對此周緣部所供給之化學液，或在覆蓋構件5與晶圓W之間之空間流通之氣體之角色。在此藉由燈加熱器61加熱之晶圓W、化學液及氣體中，化學液包含大量水分，比熱大，難以加熱。在此如此設於進行液體處理之液體處理裝置1之燈加熱器61中，宜適用大量放射對應水的吸收波長的電磁波者。利用碳絲611之燈加熱器61中，有與鹵素加熱器相比較大量放射對應水的吸收波長的電磁波者。
如圖1、圖3所示上述燈加熱器61配置於形成在覆蓋構件5的凹部53內。此凹部53朝與晶圓W對向之下表面側形成開口，且其平面形狀配合燈加熱器61之形狀形成為Ω字狀。燈加熱器61藉由固定構件613固定於此凹部53之頂棚面。如圖3所示自燈加熱器61兩端有以金屬管等被覆之電力管線615伸出，此等電力管線615如圖7所示連接可增減供給電力之電源部63。
如圖1、圖4之縱剖面圖所示，收納燈加熱器61之凹部53相對於覆蓋構件5中心之內周部側及外周部側區域中，構成覆蓋構件5之構件朝下方側突出，自其他區域分隔該凹部53。亦即於凹部53內周部側，設於覆蓋構件5中央部之氣體供給口51與該凹部53之間之區域相對於凹部53上表面朝下方側突出，在該突出部下表面與晶圓固持部3上的晶圓W之間形成例如約0.5mm~3mm之狹隘間隙。
另一方面，於凹部53外周部側覆蓋構件5周緣部朝下方側突出，藉此形成突起部55，在此突起部55與晶圓固持部3上的晶圓W之間形成例如約0.5mm~3mm之狹隘間隙。在此如已述形成凹部53，俾可收納直徑約數mm~十數mm之燈加熱器61，故突起部55與晶圓W之間間隙之高度尺寸小於該凹部53上表面與晶圓W之間間隙之高度尺寸。
如此突起部55在與晶圓W之間形成狹隘間隙，藉此防止於凹部53內氣體流失，扮演引導氣體流向之角色，俾經加熱之氣體通過對晶圓W周緣部所供給之化學液附近。且使用HF溶液等腐蝕性化學液時，其亦扮演抑制自旋轉之晶圓W被甩掉的化學液霧氣再流入凹部53內而附著於石英管612等，侵蝕石英等破損之發生的角色。
且可對凹部53內面藉由電鍍等施行鏡面加工，以朝晶圓W反射燈加熱器61之輻射熱。特別是凹部53內周側側壁面具有傾斜之反射面531，俾可朝晶圓W周緣部反射朝該面入射之電磁波。本例中反射面531之傾斜面雖平坦，但例如亦可使此反射面531之縱剖面形狀為凹曲面，使因該反射面531而反射之電磁波集中於更狹窄之區域。
如至此所說明本例之液體處理裝置1中在晶圓W與覆蓋構件5之間所形成之空間內，沿晶圓W周向配置有燈加熱器61。因此不僅藉由燈加熱器對晶圓W或化學液、氣體進行加熱，關於形成凹部53之覆蓋構件5亦藉由燈加熱器61加熱之。又，與每1次液體處理皆被交換之晶圓W不同，每次都使用相同之覆蓋構件5故蓄熱逐漸獲得進展，溫度上昇。
如此覆蓋構件5之溫度上昇一旦獲得進展，自覆蓋構件5對周圍設備賦予之熱的影響即亦增大，例如藉由對準機構72對準杯體2亦需考慮熱膨脹，難以調整位置。且真空吸盤31之晶圓W吸附面一旦因熱膨脹等而變形，抽吸固持晶圓W之力即會減弱，亦可能有對晶圓W旋轉速度產生限制之虞。且例如於處理液中雖亦有不需加熱者，但自進行加熱之處理液切換不加熱之處理液時覆蓋構件5之熱容量若過大，等待覆蓋構件5之溫度降低至對處理液不造成影響之溫度之時間損失即會增大。
在此於本例覆蓋構件5上表面設有高效率地使自燈加熱器61吸收之熱放熱以抑制溫度上昇之多數散熱片541、542。如圖1及圖2所示，散熱片541、542在覆蓋構件5上表面中外周側區域及內周側區域呈圓環狀設置。此等者中設有外周側散熱片542之區域如圖1所示相當於收納燈加熱器61之凹部53頂棚面。藉由於因燈加熱器61直接受到加熱，溫度上昇最大之區域設置散熱片542，可高效率地散熱。且形成設有散熱片542之區域覆蓋構件5之厚度俾較其他區域薄，於該區域減小熱容量以抑制蓄熱。
另一方面，自上表面側觀察覆蓋構件5時，設有散熱片541之內周側區域相當於收納燈加熱器61之凹部53與形成於晶圓固持部3之真空吸盤31上方區域之中間區域。此等散熱片541如已述，為防止真空吸盤31因熱膨脹而變形，使晶圓W吸附能力降低，扮演增大該真空吸盤31上方區域與凹部53之間之熱阻之角色。設有此散熱片541之區域中覆蓋構件5厚度亦較其他區域薄，減小其熱容量以抑制蓄熱。
其次說明關於對晶圓W周緣部供給化學液之化學液供給部之構成。依本例之液體處理裝置1中可分別自晶圓W上表面側與下表面側2處對晶圓W周緣部供給化學液。
首先參照圖2、圖3及圖5並同時說明關於上表面側化學液供給部62之構成。本例之化學液供給部62如圖3所示在相當於缺口部分500位置之覆蓋構件5板面設置開口部57，化學液噴嘴621插入此開口部57以對晶圓W周緣部供給化學液。
如圖5所示化學液噴嘴621由噴嘴架座623固持，此噴嘴架座623連結藉由缸筒馬達625橫向伸縮之桿體624，可移動化學液噴嘴621之固持位置。如圖2、圖3所示化學液供給部62其噴嘴架座623之移動方向朝覆蓋構件5之徑向，經安裝於覆蓋構件5。其結果，如圖5所示化學液供給部62可變更自晶圓W外周端起算之距離並同時對晶圓W供給化學液。在此圖5中，626係支持缸筒馬達625，固定於覆蓋構件5之支持構件。
且詳細觀察自上述化學液噴嘴621供給化學液之位置，與燈加熱器61之配置位置之關係即知，自化學液噴嘴621供給化學液之位置自晶圓W觀察相較於燈加熱器61沿徑向更靠近周緣部。為以易於理解之方式表達此位置關係，圖5中以虛線表示假定燈加熱器61延伸至缺口部區域時燈加熱器61之位置，以實線及短劃線表示自化學液噴嘴621化學液之供給位置。
噴嘴架座623固持複數條化學液噴嘴621，化學液噴嘴621經由化學液供給管線622連接不圖示之化學液供給源。又，接收來自後述控制部8之控制信號，依自此化學液供給源化學液之供給與否實行自化學液噴嘴621化學液之供給、停止。各化學液噴嘴621可連接相互不同之化學液供給源，對應液體處理之內容供給不同種類之化學液。係去除形成於晶圓W周緣部之不要的膜之液體處理時，供給膜去除用HF溶液、潤洗清洗用DIW(DeIonized Water)等。
且圖3、圖5所示之58係用以抑制由化學液噴嘴621供給之化學液霧氣等進入配置有燈加熱器61之凹部53內等之防護構件。防護構件58由氟樹脂等耐腐蝕性構件所構成，自覆蓋構件5下表面朝下方側突出，在與晶圓W之間形成狹隘間隙。又，藉由此狹隘間隙，抑制HF溶液霧氣等自供給化學液之空間進入凹部53側。如圖3所示設置防護構件58，俾自化學液供給部62觀察包圍呈矩形形成之開口部57徑向內側邊及左右兩邊之3個邊。
其次說明關於對晶圓W下表面側供給化學液之化學液供給部之構成即知，如圖5所示下表面側之化學液供給部藉由形成於杯體2內之化學液供給空間25，及自此化學液供給空間25朝晶圓固持部3上的晶圓W周緣部、下表面側開口而延伸之化學液供給口251構成。化學液供給空間25經由形成於杯體2內之化學液導入管線252連接不圖示之化學液供給源，接收後述來自控制部8之控制信號，依自化學液供給源化學液之供給與否實行自化學液供給口251化學液之供給、停止。
杯體2內中可設置複數此等化學液供給空間25、化學液供給口251、化學液導入管線252所構成之化學液供給部，各化學液供給部連接相互不同之化學液供給源，對應液體處理之內容供給不同種類之化學液。此等杯體2內化學液供給部之配置位置宜配置於因防護構件58霧氣之流出受到抑制，設有開口部57之區域內，俾不形成對晶圓W周緣部所供給之化學液霧氣迴繞至晶圓W上表面側而流入凹部53內之路徑。
且液體處理裝置1如圖1、圖7所示連接控制部8。控制部8由例如包含不圖示之CPU與記憶部之電腦所構成，記憶部中記錄有裝有控制部8之作用，亦即關於與將晶圓W送入液體處理裝置1內，進行液體處理以去除形成於晶圓W周緣部表面之不要的膜，再進行潤洗清洗、乾燥，送出晶圓W止之動作相關之控制之步驟(命令)群組之程式。此程式收納於例如硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡等記憶媒體，自此安裝於電腦。
參照圖6、圖7並同時說明關於具有以上構成之液體處理裝置1之作用。此等圖中省略一部分使晶圓固持部3旋轉之旋轉軸41之記載。
首先於送入晶圓W時液體處理裝置1令昇降機構71退避至上方側，令晶圓固持部3上昇至晶圓W之傳遞位置。此時於框體11內形成自上方側朝下方側潔淨空氣之降流。然後，開啟框體11之閘門12，令固持晶圓W之拾取器進入退避之覆蓋構件5與晶圓固持部3之間之高度位置。接著藉由令該拾取器降低使拾取器與晶圓固持部3交叉，傳遞晶圓W至晶圓固持部3，然後令拾取器自框體11內退出。
於晶圓固持部3藉由真空吸盤31抽吸固持晶圓W，且降低晶圓固持部3，配置晶圓W於杯體2內。又，令晶圓固持部3降低時若杯體2之位置偏離即令對準機構72作動，使杯體2移動至正確位置。此後，藉由降低覆蓋構件5，如圖6所示形成氣體在覆蓋構件5與晶圓W之間流通之空間。又，如已述排氣空間22中呈負壓，故可將框體11內之潔淨空氣經由給氣管52及氣體供給口51導入連通該排氣空間22覆蓋構件5與晶圓W之間之空間。如此自氣體供給口51對該空間內供給之潔淨空氣成為氣體在晶圓W上表面自中央部側朝周緣部側流動。
另一方面，自於杯體2上表面沿周向形成開口之氣體供給空間23朝晶圓W下表面側周緣部供給氮氣等氣體，此氣體與上表面側氣體匯流而朝液體承接空間21、排氣空間22流動。
在此圖6中為使氣體或化學液之流向易於理解，自晶圓固持部3上表面至覆蓋構件5下表面高度方向之尺寸已經放大而圖示。
如此與令覆蓋構件5降低，形成氣體在與晶圓W之間流動之空間之動作並行，覆蓋構件5一旦呈經載置在杯體2上的狀態即自電源部63對燈加熱器61供電，開始加熱晶圓W周緣部。此時尚未對晶圓W表面供給化學液，故來自燈加熱器61之輻射熱直接到達晶圓W周緣部區域而對其加熱。
且在與覆蓋構件5之間之空間流動之氣體流入凹部53內，於此凹部53內滯留時間變長，充分加熱後，通過突起部55與晶圓W之間之間隙流往杯體2側。此時藉由設置突起部55可抑制氣體流失，使於凹部53內經加熱之氣體高效率地接觸晶圓W，對晶圓W加熱。
晶圓W周緣部溫度之目標值雖可依液體處理內容或使用之化學液種類適當設定，但使用HF溶液之本例中可昇溫至高於60℃數℃~十數℃之溫度，俾例如開始供給化學液後晶圓W周緣部之溫度約60℃。此時燈加熱器61之輸出可預先以藉由實驗求取等決定。且此時亦可於凹部53內配置熱電偶，藉由控制部8進行使該凹部53內溫度接近目標值之反饋控制，並同時增減燈加熱器61之輸出。
如此令覆蓋構件5降低，對晶圓W表面背面兩面供給氣體，並開始對燈加熱器61供給電力，開始加熱晶圓W周緣部後，即開始晶圓W之旋轉，例如使旋轉速度加速至2000rpm。與此動作並行，於晶圓W外方側待命之化學液噴嘴621開始HF溶液之假注液，噴吐HF溶液並同時移動至進行液體處理之位置。另一方面，對晶圓W背面側亦開始自化學液供給口251供給化學液，化學液噴嘴621到達既定位置後，即於預先設定之時間，對晶圓W上下兩面供給HF溶液，自該周緣部去除不要的膜。
一旦對旋轉之晶圓W供給HF溶液，該HF溶液即如圖7所示朝晶圓W周緣部區域呈圓環狀擴散，去除該區域的膜。又，自晶圓W被甩掉的HF溶液經引導至引導板24與氣體一齊流入液體承接空間21內，自排液口211排出經氣液分離之液體。且與液體分離之氣體流入排氣空間22而自排氣口221排出。
此時，若以常溫供給HF溶液此液體膜形成區域之晶圓W溫度即會降低。另一方面如同圖所示燈加熱器61配置於較此液體膜形成區域晶圓W之更內周部側，故自燈加熱器61輻射熱到達晶圓W周緣部未供給HF溶液之區域(未形成液體膜之區域)，及液體膜形成區域雙方。
又，到達未形成液體膜之區域之輻射熱由晶圓W吸收，此由晶圓W吸收之熱傳導至因供給HF溶液而使溫度降低之外周部側，使該區域溫度上昇而作用。另一方面，到達液體膜形成區域之輻射熱對HF溶液加熱，使HF溶液與晶圓W之接觸溫度上昇而作用。
此時如圖4所示以反射面531反射自燈加熱器61放射之輻射熱，朝供給HF溶液之區域照射，藉此可高效率地對HF溶液加熱。又，液體膜形成區域較自反射面531輻射熱之照射區域狹窄時，於未形成液體膜之區域晶圓W直接被加熱。
又，且關於在與覆蓋構件5之間流通之氣體亦與HF溶液供給前相同，於凹部53內被加熱，在晶圓W與突起部55之間之間隙流通，並同時對晶圓W或HF溶液加熱而作用。
如此依本實施形態之液體處理裝置1中，藉由在較化學液(HF溶液)供給區域更內側沿晶圓W周向配置燈加熱器61，可以藉由晶圓W周緣部未由液體膜包覆部分之輻射熱加熱，藉由形成液體膜之HF溶液之輻射熱加熱，利用氣體之間接加熱之3種類方法對HF溶液與晶圓W之接觸部加熱。且藉由以此等晶圓W之直接加熱、對上表面側供給之HF溶液之直接加熱、利用氣體之晶圓W及HF溶液之間接加熱使晶圓W溫度上昇，就對下表面側供給之HF溶液與晶圓W之接觸部亦可間接加熱。
又，且藉由配置燈加熱器61於較HF溶液之液體膜形成區域晶圓W之更內周部側，因離心力作用而朝晶圓W外側被甩掉的HF溶液之液滴或霧氣會不與燈加熱器61接觸而朝杯體2流動。且藉由突起部55使與晶圓W之間之間隙狹窄，藉此亦可抑制HF溶液之霧氣再流入凹部53內，藉由此等構成亦可防止燈加熱器61之石英管612腐蝕。
另一方面，藉由燈加熱器61進行加熱之期間中覆蓋構件5雖亦因燈加熱器61而被加熱，但於設有燈加熱器61之凹部53頂棚部上表面側設有散熱片542，故可高效率地使自燈加熱器61接收之熱放熱。且在設有該燈加熱器61之區域與真空吸盤31上方區域之間亦設有散熱片541，故自燈加熱器61接收之熱難以傳至真空吸盤31之上方區域，可抑制真空吸盤31之溫度上昇。其結果，可抑制真空吸盤31因熱膨脹而變形，不降低抽吸固持晶圓W之力而實行液體處理。
如此調整燈加熱器61之輸出，俾HF溶液與晶圓W之接觸溫度例如約60℃，實行液體處理例如約60秒後停止自化學液噴嘴621、化學液供給口251供給HF溶液。然後，切換供給化學液之化學液噴嘴621，對以300~3000rpm旋轉之晶圓W周緣部供給DIW，實行潤洗處理。於潤洗處理期間內DIW會呈高溫，故因殘餘之化學液產生反應成為問題時，可在潤洗處理期間內停止對燈加熱器61供給電力。無如此之問題時，在潤洗處理期間內不停止對燈加熱器61供給電力。
進行潤洗處理既定時間後，即停止供給DIW，調整晶圓W之旋轉速度至300~3000rpm以實行DIW之甩乾。於乾燥處理時，宜對燈加熱器61供給電力，對晶圓W或氣體加熱。藉由對晶圓W或氣體加熱可縮短甩乾時間。又，甩乾結束後即停止晶圓W之旋轉，以與送入時相反之動作傳遞晶圓W至外部拾取器，結束以液體處理裝置1進行之液體處理。
按照依本實施形態之液體處理裝置1有以下效果。具有隔著空間與由晶圓固持部3水平固持之晶圓W對向設置之覆蓋構件5，自設於此覆蓋構件5中央部之氣體供給口51供給氣體，對該空間供給之，且沿該晶圓W周向於該空間內配置用以對晶圓W周緣部及該氣體加熱之燈加熱器61。此時對晶圓W供給化學液(例如HF溶液)之供給位置較燈加熱器61之配置位置更靠近周緣部，故可對未供給化學液之晶圓W周緣部加熱。且藉由以此燈加熱器61加熱氣體，經加熱之氣體到達晶圓W與化學液之接觸部時，可使藉由氣體之熱進行之間接加熱獲得進展，高效率地對該接觸部加熱。如此依本實施形態，藉由燈加熱器61對晶圓W、對此晶圓W供給之氣體與化學液加熱，藉此可高效率地對晶圓W周緣部加熱，故可提高藉由化學液進行之處理效率。
在此於依實施形態之液體處理裝置1中雖已揭示作為化學液使用HF溶液去除不要的膜之例，但使用於液體處理之化學液種類或液體處理之內容不限定於此。亦可藉由例如稀HCl等其他化學液去除不要的膜，亦可僅於晶圓W周緣部上表面側去除膜。且液體處理之種類亦不限於去除形成在晶圓W下表面之膜，亦可進行例如清洗處理等其他種類處理。係此等者時，使用燈加熱器61加熱之晶圓W周緣部溫度可對應實施之液體處理或經選擇之化學液種類適當選擇之。
且沿由晶圓固持部3固持之晶圓W之周向配置之燈加熱器61之構成不限定於呈Ω字狀形成之細長的燈加熱器61之例。例如亦可沿晶圓W周向配置複數個球形燈加熱器61。且即使在沿晶圓W周向配置細長的燈加熱器61時，所謂「沿周向配置」亦無需呈一圓環，只要可對晶圓W周緣部加熱，亦可形成為例如四角之平面形狀。 又，液體處理裝置1中雖已揭示相較於鹵素燈大量放射水的吸收波長，具有碳絲611之燈加熱器61之例，但此非否定作為燈加熱器61採用鹵素燈之情形。燈加熱器61之種類可依化學液種類或作為目標之加熱溫度適當選擇之。且關於被處理體基板當然亦不限定於上述晶圓W(圓形基板)之例，亦可適用於矩形基板之液體處理。
且覆蓋構件5中亦可不設置氣體供給口51，關於配置散熱片541、542之區域亦不限定於揭示在液體處理裝置1之例。例如亦可於覆蓋構件5上表面側整體設置散熱片541、542，亦可使用不具有散熱片541、542之覆蓋構件5。又，覆蓋構件5之凹部53不限定於配合燈加熱器61形狀呈Ω字狀形成之情形。例如亦可僅於覆蓋構件5周緣部設置朝下方側突出之突起部55，以覆蓋構件5下方側空間整體為凹部53。框體11內之降流除潔淨空氣之例以外，亦可利用氮氣。
W‧‧‧晶圓
1‧‧‧液體處理裝置
2‧‧‧杯體
3‧‧‧晶圓固持部
5‧‧‧覆蓋構件
8‧‧‧控制部
11‧‧‧框體
12‧‧‧閘門
13‧‧‧送入送出口
14‧‧‧氣流導入部
15‧‧‧排氣口
21‧‧‧液體承接空間
22‧‧‧排氣空間
23‧‧‧氣體供給空間
24‧‧‧引導板
25‧‧‧化學液供給空間(化學液供給部)
26、33、56‧‧‧密封構件
27‧‧‧固持構件
31‧‧‧真空吸盤
32‧‧‧抽吸口
41‧‧‧旋轉軸
42‧‧‧軸承
43‧‧‧機殼
44‧‧‧升降桿
51‧‧‧氣體供給口
52‧‧‧給氣管
53‧‧‧凹部
55‧‧‧突起部
57‧‧‧開口部
58‧‧‧防護構件
59‧‧‧凸緣部
61‧‧‧燈加熱器
62．．．化學液供給部
63．．．電源部
71．．．昇降機構
72．．．對準機構
73．．．固持構件
211．．．排液口
212．．．分離壁
221．．．排氣口
231．．．氣體供給口
232．．．氣體導入管線
251．．．化學液供給口
252．．．化學液導入管線
411．．．帶輪部
431．．．缸筒馬達
452．．．昇降板
461．．．帶輪
462．．．驅動皮帶
463．．．馬達
500．．．缺口部分
531．．．反射面
541、542．．．散熱片
611．．．碳絲
612．．．石英管
613．．．固定構件
615．．．電力管線
621．．．化學液噴嘴
622．．．化學液供給管線
623．．．噴嘴架座
624．．．桿體
625．．．缸筒馬達
626．．．支持構件
711．．．支柱構件
712．．．導軌
713．．．滑件
714．．．桿體
715．．．缸筒馬達
721．．．支持台部
722．．．桿體
723．．．導軌
724．．．滑件
725．．．缸筒馬達
圖1係依本發明實施形態之液體處理裝置之縱剖側視圖。
圖2係自上表面側俯視設於該液體處理裝置之覆蓋構件之俯視圖。
圖3係自下表面側仰視該覆蓋構件之俯視圖。
圖4係顯示設於該液體處理裝置之加熱器配置位置之縱剖側視圖。
圖5係顯示設於該液體處理裝置之化學液噴嘴構成之側視圖。
圖6係顯示液體處理實行時作用之第1說明圖。
圖7係顯示液體處理實行時作用之第2說明圖。
W．．．晶圓
1．．．液體處理裝置
2．．．杯體
3．．．晶圓固持部
5．．．覆蓋構件
8．．．控制部
11．．．框體
12．．．閘門
13．．．送入送出口
14．．．氣流導入部
15．．．排氣口
21．．．液體承接空間
22．．．排氣空間
23．．．氣體供給空間
24．．．引導板
26、33、56．．．密封構件
27．．．固持構件
31．．．真空吸盤
32．．．抽吸口
41．．．旋轉軸
42．．．軸承
43．．．機殼
44．．．升降桿
51．．．氣體供給口
52．．．給氣管
53．．．凹部
55．．．突起部
61．．．燈加熱器
71．．．昇降機構
72．．．對準機構
211．．．排液口
212．．．分離壁
221．．．排氣口
231．．．氣體供給口
232．．．氣體導入管線
411．．．帶輪部
431．．．缸筒馬達
452．．．昇降板
461．．．帶輪
462．．．驅動皮帶
463．．．馬達
541、542．．．散熱片
711．．．支柱構件
712．．．導軌
713．．．滑件
714．．．桿體
715．．．缸筒馬達
721．．．支持台部
722．．．桿體
723．．．導軌
724．．．滑件
725．．．缸筒馬達

Claims (14)

  1. 一種液體處理裝置，將被處理基板水平固持於基板固持部，一面使該被處理基板繞著鉛直軸旋轉，一面藉由化學液進行液體處理，其特徵在於包含：化學液供給部，將化學液供給至旋轉之被處理基板周緣部；覆蓋構件，隔著空間與由該基板固持部固持之被處理基板上表面對向設置；氣體供給口，設於該覆蓋構件，以朝該空間供給氣體；燈加熱器，於該空間內沿被處理基板周向配置，用來加熱該被處理基板周緣部；及突起部，於該覆蓋構件周緣部沿周向朝下方側突出設置，以在其與該被處理基板之間，形成高度尺寸小於配置有該燈加熱器之空間中被處理基板與覆蓋構件間之高度尺寸的間隙；且自該化學液供給部朝被處理基板供給化學液的供給位置，相較於該燈加熱器之配置位置更靠近周緣部。
  2. 如申請專利範圍第1項之液體處理裝置，其中，該覆蓋構件具有沿著藉由該基板固持部所固持之被處理基板的周向形成而朝下表面側形成開口之凹部，該燈加熱器配置於該凹部內。
  3. 如申請專利範圍第2項之液體處理裝置，其中，配置有該燈加熱器之凹部內面經鏡面加工。
  4. 如申請專利範圍第3項之液體處理裝置，其中，該經鏡面加工之凹部具有將自該燈加熱器放射之輻射熱朝被處理基板周緣部供給化學液之區域反射之反射面。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液體處理裝置，其中，該覆蓋構件具有散熱片。
  6. 如申請專利範圍第5項之液體處理裝置，其中，該散熱片係對應於配置該燈加熱器之區域而設於該覆蓋構件上表面側。
  7. 如申請專利範圍第5項之液體處理裝置，其中，該基板固持部具有抽吸固持著被處理基板下表面側中央部之真空吸盤，該散熱片設於該覆蓋構件上表面側自上表面側觀察該覆蓋構件時配置 有該燈加熱器之位置，與配置有該真空吸盤之位置之間的區域。
  8. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液體處理裝置，其中，具有控制部，其輸出控制信號俾；在自該化學液供給部供給化學液期間中，對該燈加熱器供電；而在停止供給化學液後，停止對該燈加熱器供電。
  9. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液體處理裝置，其中，該化學液具腐蝕性。
  10. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液體處理裝置，其中，該燈加熱器係將細長的發熱體封入石英製之保護管內而構成，且形成為於圓環之一部分具有缺口部之Ω字狀，該化學液之供給位置設於形成有該缺口部之區域的靠近周緣處。
  11. 一種液體處理方法，包含下列程序：令受到水平固持之被處理基板繞著鉛直軸旋轉，對該被處理基板周緣部供給化學液的程序；令覆蓋構件隔著空間與受供給化學液之被處理基板上表面對向，自設於該覆蓋構件之氣體供給口供給氣體的程序；及藉由沿著被處理基板周向配置於該空間內之燈加熱器對該被處理基板周緣部進行加熱的程序；且於該覆蓋構件周緣部沿周向設有突起部，用以在其與該被處理基板之間，形成高度尺寸小於配置有該燈加熱器之空間中被處理基板與覆蓋構件之間之高度尺寸的間隙，於供給該化學液之程序中，對被處理基板周緣部供給化學液之位置較該燈加熱器之配置位置更靠近周緣部。
  12. 如申請專利範圍第11項之液體處理方法，其中於供給該化學液之程序後，藉由純水進行潤洗程序，其後，具有將純水自被處理基板上甩掉的甩乾程序，於該甩乾程序中，藉由該燈加熱器，對該被處理基板周緣部進行加熱。
  13. 如申請專利範圍第11或12項之液體處理方法，其中，該化學液具腐蝕性。
  14. 一種記憶媒體，收納有用於一液體處理裝置之電腦程式， 該液體處理裝置令覆蓋構件與受到水平固持並繞著鉛直軸旋轉之被處理基板的上表面對向，自於該覆蓋構件中央部形成開口之氣體供給口供給氣體，一面藉由燈加熱器之輻射熱對該被處理基板周緣部及該氣體進行加熱一面對該被處理基板周緣部供給化學液，該記憶媒體之特徵在於：該程式包含用來實行如申請專利範圍第11至13項中任一項之液體處理方法的步驟。
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