TWI490936B - A substrate processing apparatus, a substrate processing method, and a recording medium on which a computer program for carrying out the substrate processing method is recorded - Google Patents

A substrate processing apparatus, a substrate processing method, and a recording medium on which a computer program for carrying out the substrate processing method is recorded Download PDF

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TWI490936B
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Description

基板處理裝置、基板處理方法及記錄有用以實行該基板處理方法之電腦程式的記錄媒體
本發明係關於一種處理基板之基板處理裝置、基板處理方法及記錄有用以實行該基板處理方法之電腦程式的記錄媒體。
習知以來，將半導體晶圓等基板(以下簡單記載為晶圓)浸漬在貯留於處理槽內的藥液(蝕刻液)進行藥液處理(蝕刻處理)之基板處理裝置為悉知的。在這樣的基板處理裝置中，將表面形成有矽氮化膜的複數個(例如50個)晶圓浸漬在貯留於處理槽內之高溫(例如約160℃～約180℃)且呈沸騰狀態的藥液(例如磷酸水溶液，H3 PO4 )，進行晶圓的矽氮化膜之蝕刻處理。藉此，使晶圓表面之矽氮化膜形成為期望的圖案。
其中，處理槽係形成為長方體狀，具有4個側壁及底板，在各側壁及底板係各別設置加熱器，貯留的藥液係在浸漬晶圓前、及浸漬晶圓的期間予以加熱。
又在基板處理裝置中係設置具有將複數個晶圓直立(呈垂直狀)保持的保持棒；及與該保持棒連結，並且呈垂直狀延伸的背板之晶圓台，晶圓係保持在該晶圓台的保持棒，並且浸漬在被加熱呈沸騰狀態的藥液中。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
[專利文獻1]日本特開2001-23952號公報
(發明概要)
(發明所欲解決之課題)
然而晶圓台的背板周圍之藥液係使熱能被背板奪取、或是由於背板阻擋熱能傳送。藉此，在保持於保持棒的晶圓之中，使利用背板保持的晶圓周圍之藥液溫度降低，造成在保持棒的前端側與背板側之中對於藥液溫度及沸騰狀態有所差異。由於晶圓的矽氮化膜之蝕刻率(蝕刻速度)係與藥液溫度依存的同時，而且沸騰狀態係與SiNk 及SiOk 的選擇比依存，因此會降低在晶圓台的保持棒之背板側所保持的晶圓之矽氮化膜的蝕刻率，對於均勻蝕刻保持在晶圓台的各晶圓之矽氮化膜為困難的。
本發明係為考量這樣的情況而開發出來的，以提供一種在藥液處理時使處理槽內的藥液溫度及沸騰狀態均一，可以均勻藥液處理複數個基板之基板處理裝置、基板處理方法及記錄有用以實行該基板處理方法之電腦程式的記錄媒體為目的。
(解決課題之手段)
本發明係為具備：具有相互對向的一對側壁，並且貯留藥液將複數個基板進行藥液處理之處理槽；具有使複數個前述基板直立保持之保持部、及與該保持部連結之背部，而且是在搬入前述處理槽內時介於保持在該保持部的該基板及該處理槽的前述一對側壁之其中一方側壁之間的前述背部，並且將保持在該保持部的該基板浸漬在藥液之基板保持機構；及設置在前述處理槽，並且加熱貯留的藥液之加熱器，其特徵為：前述加熱器，其係具有：設置在前述處理槽的前述一方側壁之第1加熱器、及設置在另一方側壁之第2加熱器，在前述第1加熱器及前述第2加熱器連接控制部，前述控制部係個別控制前述第1加熱器的輸出及前述第2加熱器的輸出之基板處理裝置。
在根據本發明之基板處理裝置中，前述控制部係以前述第1加熱器的輸出比前述第2加熱器的輸出更大的方式控制該第1加熱器及該第2加熱器，將貯留在前述處理槽之藥液予以加熱亦可。
在根據本發明之基板處理裝置中，前述處理槽係進一步具有2個其他側壁及底部，在前述處理槽的前述2個其他側壁及前述底部，各自設置第3加熱器，前述控制部係以前述第1加熱器的輸出及前述第2加熱器的輸出各自維持一定的方式控制該第1加熱器及該第2加熱器的同時，而且以將貯留在前述處理槽的藥液溫度達到期望的溫度的方式控制前述第3加熱器亦可。
在根據本發明之基板處理裝置中，在前述處理槽設置檢測貯留的藥液溫度之溫度檢測器，前述控制部係根據利用前述溫度檢測器檢測的溫度，控制前述第3加熱器亦可。
在根據本發明之基板處理裝置中，前述處理槽係進一步具有2個其他側壁及底部，在前述處理槽的前述2個其他側壁及前述底部，各自設置第3加熱器，前述控制部係以前述第3加熱器的輸出維持一定的方式控制該第3加熱器的同時，而且以將貯留在前述處理槽的藥液溫度達到期望的溫度的方式控制前述第1加熱器及前述第2加熱器亦可。
在根據本發明之基板處理裝置中，在前述處理槽設置檢測貯留的藥液溫度之溫度檢測器，前述控制部係根據利用前述溫度檢測器檢測的溫度，控制前述第1加熱器及前述第2加熱器亦可。
在根據本發明之基板處理裝置中，前述控制部係以前述第3加熱器的輸出與前述第1加熱器的輸出約略相同的方式控制該第1加熱器及該第3加熱器亦可。
在根據本發明之基板處理裝置中，前述控制部係以前述第3加熱器的輸出比前述第1加熱器的輸出更大的方式控制該第1加熱器及該第3加熱器亦可。
在根據本發明之基板處理裝置中，進一步具備：設置在前述處理槽內，將藥液供給至浸漬在藥液的前述基板之藥液供給部，在前述基板保持機構的前述保持部形成自由卡合前述基板的複數個保持溝，前述藥液供給部，其係具有：設計成與前述保持溝之間對應，並且將藥液供給到前述基板之間的複數個基板位置供給孔；及設計成與前述保持溝之中形成在最靠近前述背部側的前述保持溝及前述一方側壁之間對應，並且將藥液供給到卡合在最靠近前述背部側的前述保持溝之前述基板及該一方側壁之間的背部側供給孔亦可。
在根據本發明之基板處理裝置中，前述控制部係以前述第1加熱器的輸出比前述第2加熱器的輸出更小的方式控制該第1加熱器及該第2加熱器，並且將貯留在前述處理槽的藥液予以加熱亦可。
在根據本發明之基板處理裝置中，前述控制部係以將對於前述第2加熱器之前述第1加熱器的輸出成為30%～50%的方式控制該第1加熱器及該第2加熱器亦可。
本發明係對於使用基板處理裝置處理基板之基板處理方法，該基板處理裝置係具備：具有相互對向的一對側壁，並且貯留藥液將複數個基板進行藥液處理之處理槽；具有使複數個前述基板直立保持之保持部、及與該保持部連結之背部，而且是在搬入前述處理槽內時介於保持在該保持部的該基板及該處理槽的前述一對側壁之其中一方側壁之間的前述背部，並且將保持在該保持部的該基板浸漬在藥液之基板保持機構；及設置在前述處理槽，並且加熱被貯留的藥液之加熱器，前述加熱器係具有設置在前述處理槽的前述一方側壁之第1加熱器、及設置在另一方側壁之第2加熱器，其特徵為具備：在前述處理槽貯留藥液之工程；個別控制前述第1加熱器的輸出及前述第2加熱器的輸出，加熱貯留在前述處理槽的藥液之工程；及將複數個基板直立保持在前述基板保持機構的前述保持部，並且將該基板浸漬於貯留在前述處理槽的藥液之工程之基板處理方法。
在根據本發明之基板處理方法中，在前述加熱藥液之工程中，將前述第1加熱器的輸出比前述第2加熱器的輸出更大，加熱貯留在前述處理槽的藥液亦可。
在根據本發明之基板處理方法中，前述處理槽係進一步具有2個其他側壁及底部，在前述處理槽的前述2個其他側壁及前述底部，各自設置第3加熱器，在前述加熱藥液之工程中，以將前述第1加熱器及前述第2加熱器的輸出各自維持一定的同時，而且使前述第3加熱器以將貯留在前述處理槽的藥液溫度達到期望的溫度的方式予以動作亦可。
在根據本發明之基板處理方法中，在前述加熱藥液之工程中，檢測貯留在前述處理槽的藥液溫度，根據該檢測出的溫度，使前述第3加熱器予以動作亦可。
在根據本發明之基板處理方法中，前述處理槽係進一步具有2個其他側壁及底部，在前述處理槽的前述2個其他側壁及前述底部，各自設置第3加熱器，在前述加熱藥液之工程中，以將前述第3加熱器的輸出維持一定的同時，而且使前述第1加熱器及前述第2加熱器以將貯留在前述處理槽的藥液溫度達到期望的溫度的方式予以動作亦可。
在根據本發明之基板處理方法中，在前述加熱藥液之工程中，檢測貯留在前述處理槽的藥液溫度，根據該檢測出的溫度，使前述第1加熱器及第2加熱器予以動作亦可。
在根據本發明之基板處理方法中，在前述加熱藥液之工程中，使前述第3加熱器的輸出與前述第1加熱器的輸出約略相同亦可。
在根據本發明之基板處理方法中，在前述加熱藥液之工程中，使前述第3加熱器的輸出比前述第1加熱器的輸出更大亦可。
在根據本發明之基板處理方法中，在前述處理槽內，設置將藥液供給至浸漬在藥液的前述基板之藥液供給部，在前述基板保持機構的前述保持部形成自由卡合前述基板的複數個保持溝，前述藥液供給部，其係具有：設置成與前述保持溝之間對應，並且將藥液供給到前述基板之間的複數個基板位置供給孔；及設計成與前述保持溝之中形成在最靠近前述背部側的前述保持溝及前述一方側壁之間對應，並且將藥液供給到卡合在最靠近前述背部側的前述保持溝之前述基板及該一方側壁之間的背部側供給孔，在將基板浸漬於藥液的工程中，藥液係供給到浸漬在藥液的前述基板之間的同時，而且供給到卡合在最靠近前述背部側的前述保持溝之前述基板及前述一方側壁之間亦可。
在根據本發明之基板處理方法中，於前述加熱藥液之工程中，使前述第1加熱器的輸出比前述第2加熱器的輸出更小，將貯留在前述處理槽的藥液予以加熱亦可。
在根據本發明之基板處理方法中，在前述加熱藥液之工程中，將對於前述第2加熱器之前述第1加熱器的輸出成為30%～50%，將貯留在前述處理槽的藥液予以加熱亦可。
本發明係係為記錄有用以實行使用基板處理裝置處理基板的基板處理方法之電腦程式的記錄媒體，該基板處理裝置係具有：具有相互對向的一對側壁，並且貯留藥液將複數個基板進行藥液處理之處理槽；具有使複數個前述基板直立保持之保持部、及與該保持部連結之背部，而且是在搬入前述處理槽內時介於保持在該保持部的該基板及該處理槽的前述一對側壁之其中一方側壁之間的前述背部，並且將保持在該保持部的該基板浸漬在藥液之基板保持機構；及設置在前述處理槽，並且加熱被貯留的藥液之加熱器，前述加熱器係具有設置在前述處理槽的前述一方側壁之第1加熱器、及設置在另一方側壁之第2加熱器，其特徵為：該基板處理方法，其係具備：在前述處理槽貯留藥液之工程；個別控制前述第1加熱器的輸出及前述第2加熱器的輸出，加熱貯留在前述處理槽的藥液之工程；及將複數個基板直立保持在前述基板保持機構的前述保持部，並且將該基板浸漬於貯留在前述處理槽的藥液之工程之記錄媒體。
(發明之效果)
根據本發明，在藥液處理時使處理槽內的藥液溫度及沸騰狀態均一，可以均勻藥液處理複數個基板。
(用以實施發明之形態)
第1實施形態
以下，針對本發明之實施形態參照圖面予以說明。第1至4圖係為用以說明本發明之第1實施形態中的基板處理裝置、基板處理方法及記錄有用以實行該基板處理方法之電腦程式的記錄媒體之一實施形態的圖面。
首先，利用第1圖針對基板處理裝置1的整體構成予以說明。
如第1至3圓所示，基板處理裝置1係具備：貯留藥液(磷酸水溶液，H3 PO4 )將複數個(例如50個)基板(例如半導體晶圓，以下簡單記載為晶圓W)進行藥液處理(蝕刻處理)之處理槽10；設置為可搬入該處理槽10，並且直立保持晶圓W，使其浸漬在藥液之晶圓台(基板保持機構)20。其中，處理槽10係具有構成相互對向的一對側壁之第1側壁(一方側壁)10a及第2側壁(另一方側壁)10b、2個其他側壁(第3側壁10c及第4側壁10d)、及底板(底部)10e，形成為長方體狀。
在處理槽10的各側壁10a、10b、10c、10d的上部形成切口溝11。處理槽10係利用石英予以形成，並且在該處理槽(內槽)10的周圍設有接受由處理槽10溢流的藥液之石英製外槽12。在該外槽12的外方設置由隔熱材(例如聚四氟乙烯(PTFE))構成的隔熱壁13，防止貯留在處理槽10的藥液溫度降低的同時，而且防止熱能被放射到設置在處理槽10周圍的其他裝置(未圖示)。又在處理槽10的下面設有矩形狀的框板14，在該框板14的各邊係安裝支撐隔熱壁13的安裝框15。該框板14及安裝框15係利用與隔熱壁13相同的材料予以形成。
如第3圖所示，晶圓台20係具有直立(呈垂直狀)保持晶圓W之保持棒(保持部)21、與該保持棒21連結呈垂直狀延伸之背板(背部)22。該背板22係在搬入到處理槽10內時靠近處理槽10的第1側壁10a，形成為介於保持在保持棒21的晶圓W與第1側壁10a之間。又背板22係與升降晶圓台20之未圖示的驅動部連結，該驅動部係與後述之控制部90連接，根據來自控制部90控制訊號予以驅動。
如第1圖所示，在外槽12與處理槽10之間設有將由處理槽10溢流的藥液循環到處理槽10之循環線30。換言之，循環線30的一端係與設置在外槽12底部之排出口31連結，另一端係與設置在處理槽10底板10e的供給口32連結。在循環線30中設有將藥液從外槽12的排出口31輸送到處理槽10的供給口32之循環泵33。又循環線30之中在循環泵33的下游側(供給口32側)中設有過濾器34，除去包含在通過循環線30的藥液中之微粒等異物。再者，在過濾器34的下游側中設有溫度控制器35，將通過循環線30的藥液加熱到約160℃～約180℃達到沸騰狀態。又循環泵33及溫度控制器35係與控制部90連接，利用控制部90予以控制。
在循環線30中係透過稀釋液供給線41連結供給用以稀釋供給到處理槽10的藥液之稀釋液(例如純水)的稀釋液供給源40。該稀釋液供給線41的一端係連結在循環線30之中溫度控制器35與供給口32之間的部份，另一端係與稀釋液供給源40連結。又在稀釋液供給線41中設有稀釋液開關閥42，可以調整通過稀釋液供給線41的稀釋液流量。該稀釋液開關閥42係與控制部90連接，利用控制部90予以控制。
又在循環線30中連結從處理槽10排出藥液的排出線50。換言之，排出線50的一端係連結在循環線30之中循環線30與稀釋液供給線41之合流點的下游側部份，另一端係與排出藥液之未圖示的排出機構連結。在該排出線50中設有排出開關閥51，可以調整由處理槽10排出之藥液流量。該排出開關閥51係與控制部90連接，利用控制部90予以控制。
在處理槽10內的下部設置將來自供給口32循環供給的藥液平均分散地引導到保持在晶圓台20之晶圓W之整流板60。該整流板60係具有用以均勻分散藥液的長孔61，該長孔61係例如形成為相互平行。
在處理槽10的上方設置收納藥液的藥液收納槽70。使藥液補充線71從該藥液收納槽70的底部朝向處理槽10延伸，該藥液補充線71係設有藥液補充開關閥72。藉由打開該藥液補充開關閥72，將藥液從藥液收納槽70供給到處理槽10。又藥液補充開關閥72係與控制部90連接，利用控制部90予以控制。
如第3圖所示，在處理槽10設有加熱貯留的藥液之加熱器80，該加熱器80係構成為使處理槽10之第1側壁10a側的輸出比第2側壁10b側的輸出更大。
換言之，加熱器80係具有設置在處理槽10的第1側壁10a之第1加熱器(第1加熱器)81、設置在處理槽10的第2側壁10b之第2加熱器(第2加熱器)82，並且使第1加熱器81的輸出比第2加熱器的輸出更大。又如第1圖所示，在處理槽10的第3側壁10c、第4側壁10d、及底板10e設置第3加熱器(第3加熱器)83。利用此等加熱器81、82、83，加熱處理槽10內的藥液達到沸騰狀態。如第1及3圖所示，各加熱器81、82、83係各自與控制部90連接，根據來自控制部90的控制訊號予以動作。又各第3加熱器83係利用控制部90一體動作。
如上述所示，在加熱器80的各加熱器81、82、83中係連接控制此等之控制部90。該控制部90係以第1加熱器81的輸出比第2加熱器82的輸出更大的同時，而且將第1加熱器81的輸出及第2加熱器82的輸出維持一定的方式各別控制第1加熱器81及第2加熱器82。又控制部90係利用改變供給到各加熱器81、82之電流值，可以改變各加熱器81、82的輸出。
在處理槽10內設置檢測貯留的藥液溫度之溫度感測器(溫度檢測器)85，該溫度感測器85與控制部90連接。控制部90係根據利用溫度感測器85檢測的溫度，將第3加熱器83成為ON或OFF，控制第3加熱器83。如此一來，貯留在處理槽10的藥液係使其溫度被加熱到期望的溫度，也就是使藥液沸騰的溫度(約160℃～約180℃)。
又控制部90係以第3加熱器83的輸出與第1加熱器81的輸出約略相同的方式控制第1加熱器81及第3加熱器83。
在外槽12設有檢測根據蝕刻處理被溶解在溢流的藥液中之矽(Si)濃度之濃度感測器86。又在處理槽10內設置檢測貯留藥液的液面之液面感測器87。濃度感測器86及液面感測器87係各自與控制部90連接，控制部90係根據來自濃度感測器86及液面感測器87的檢測訊號，控制稀釋液開關閥42、排出開關閥51、及藥液補充開關閥72。
然而，如第1圖所示，在控制部90中係為了使工程管理者等管理基板處理裝置1，連接由進行指令的輸入操作等之鍵盤、或是將基板處理裝置1的動作狀況等可視化並予以顯示之顯示器等構成之輸入/輸出裝置91。又控制部90係可以對於記錄有用以實現利用基板處理裝置1實行的處理之程式等的記錄媒體92進行存取。記錄媒體92係可以由ROM及RAM等記憶體、硬碟、CD-ROM、DVD-ROM、以及軟碟片等碟片狀記錄媒體等、既知的記錄媒體構成。如此一來，控制部90係藉由實行預先記錄在記錄媒體92之程式等，在基板處理裝置1中進行晶圓W的處理。
其次，針對由這樣的構成所構成之本實施形態的作用，換言之根據本實施形態1之基板處理方法予以說明。又用以實行以下說明之基板處理方法的各構成要素之動作係根據來自以預先記錄在記錄媒體92的程式為根基之控制部90的控制訊號予以控制。
首先，如第4圖所示，在處理槽10內貯留藥液(步驟S1)。在該情況下，打開藥液補充開關閥72，將藥液從藥液收納槽70通過藥液補充線71供給到處理槽10。此時，藥液係一直被供給到從處理槽10溢液至外槽12。
其次，使設置在處理槽10的加熱器80之第1加熱器81、第2加熱器82、及第3加熱器83動作，將貯留在處理槽10內的藥液予以加熱(步驟S2)。在該情況下，將第1加熱器81的輸出比第2加熱器82的輸出更大，並且使第1加熱器81的輸出及第2加熱器82的輸出各自維持一定的同時，而且使各第3加熱器83的輸出與第1加熱器81的輸出約略相同，使第1加熱器81、第2加熱器82、及各第3加熱器83動作。在此期間利用溫度感測器85，檢測出貯留在處理槽10內的藥液溫度，根據該檢測出來的溫度，將各第3加熱器83成為ON/OFF予以控制。
又在處理槽10內貯留藥液後，驅動循環泵33。藉此，將溢流到外槽12的藥液從外槽12的排出口31通過循環線30流向處理槽10的供給口32而回到處理槽10內，使藥液循環。又，通過循環線30的藥液係利用溫度控制器35予以加熱，使回到處理槽10的藥液防止溫度降低。
如此一來，一邊使貯留在處理槽10內的藥液中第1加熱器81側的部份之溫度比第2加熱器82側的部份之溫度更高，一邊使藥液加熱到沸騰的溫度(約160℃～約180℃)達到沸騰狀態。
其次，將晶圓W以特定時間浸漬在已加熱的藥液中(步驟S3)。在該情況下，首先利用未圖示的搬送機構予以搬送，使表面形成有矽氮化膜之複數個晶圓W被收受在晶圓台20，並且直立保持在晶圓台20的保持棒21。其次，驅動未圖示的驅動部，將晶圓台20搬入處理槽10內，將各晶圓W浸漬在藥液中。
在將晶圓W浸漬在藥液的期間，與上述步驟S2相同，使第1加熱器81及第2加熱器82動作的同時，使第3加熱器83根據溫度感測器85檢測出來的藥液溫度予以動作。
如此一來，將各晶圓W之表面上的矽氮化膜予以蝕刻處理，形成期望的圖案。
在將晶圓W浸漬在藥液的期間，晶圓台20的背板22係與設在處理槽10之第1側壁10a的第1加熱器81靠近，並且介於保持在保持棒21的晶圓W與第1加熱器81之間。然而，在浸漬晶圓W之前，貯留在處理槽10內的藥液之中第1加熱器81側的部份係比第2加熱器82側的部份溫度更高。又在浸漬晶圓W的期間，以第1加熱器81的輸出比第2加熱器的輸出更大的方式，使第1加熱器81及第2加熱器82動作。因此，即使在將晶圓台20搬入處理槽10內，將晶圓W浸漬在藥液中的情況下，也可以防止被保持在背板22附近之晶圓W周圍的藥液溫度降低，並且使處理槽10內的藥液溫度及沸騰狀態均勻。
在將晶圓W浸漬在藥液的期間，驅動循環泵33，使藥液予以循環。藉此，根據蝕刻晶圓W之矽氮化膜而產生的矽微粒係利用設置在循環線30的過濾器34予以除去。
又在此期間，利用設置在外槽12的濃度感測器86，檢測出根據蝕刻處理溶解在從處理槽10溢流的藥液中之矽濃度。在該檢測出來的矽濃度達到期望的濃度之情況下，如以下所示，使藥液中的矽濃度降低。換言之，首先，打開排出開關閥51，使貯留在處理槽10內之藥液的一部份透過排出線50予以排出。此時，使貯留在處理槽10內的藥液液面降低。其次，當藥液的液面降低到特定位置時，液面感測器87係將檢測訊號傳送到控制部90。根據來自該液面感測器87的檢測訊號，控制部90係關閉排出開關閥51的同時，而且打開藥液補充開關閥72，將收納在藥液收納槽70內的藥液通過藥液補充線71補充(供給)到處理槽10內。藉此，可以使貯留在處理槽10之藥液中的矽濃度降低。又在藥液中的矽濃度比期望的濃度更高的情況下，控制部90係打開稀釋液開關閥42，從稀釋液供給源40通過稀釋供給線41將稀釋液供給到處理槽10，使貯留在處理槽10的藥液中之矽濃度降低亦可。
在晶圓W的蝕刻處理結束後，利用未圖示的驅動部上升晶圓台20，將已蝕刻處理的晶圓W從處理槽10搬出。其後，再交給未圖示的搬送機構。
藉由反覆上述工程，在處理槽10中，可以依序蝕刻處理複數個晶圓W。
如此一來，根據本實施形態，貯留在處理槽10的藥液係以第1加熱器81的輸出比第2加熱器的輸出更大之方式，利用第1加熱器81及第2加熱器82予以加熱。藉此，在蝕刻處理時，可以防止晶圓台20的保持棒21之中被保持在背板22附近的晶圓W之周圍的藥液溫度降低，使處理槽10內的藥液溫度及沸騰狀態達到均一。因此，可以使各晶圓W的蝕刻均勻，將各晶圓W表面上的矽氮化膜均勻進行蝕刻處理。換言之，在蝕刻處理時使處理槽10內的藥液溫度及沸騰狀態均一，可以均勻蝕刻處理複數個晶圓W。
又根據本實施形態，使第1加熱器81的輸出及第2加熱器82的輸出各自維持一定的同時，而且將第3加熱器83的輸出與第1加熱器81的輸出約略相同，使貯留在處理槽10內的藥液溫度達到沸騰的溫度之方式將第3加熱器83予以動作。藉此，在晶圓W的蝕刻處理時，可以將貯留在處理槽10的藥液溫度及沸騰狀態維持均一。再者，由於第3加熱器83係根據利用溫度感測器85檢測出來之處理槽10內的藥液溫度而成為ON或OFF，可以將貯留在處理槽10內的藥液精確度佳地維持在沸騰狀態。
以上，雖然是針對本發明之實施形態予以說明，但是在本發明的要旨範圍內可以進行各種變形為理所當然的。以下，針對代表性的變形例予以說明。
在本實施形態中，針對將第1加熱器81的輸出及第2加熱器82的輸出各自維持一定的同時，將各第3加熱器83的輸出以將貯留的藥液溫度達到沸騰的溫度之方式成為ON/OFF予以控制之例進行說明。然而，不限於此，將各第3加熱器83的輸出固定維持在特定值，並且使第1加熱器81的輸出比第2加熱器82的輸出更大的同時，以將貯留的藥液溫度達到特定溫度之方式將第1加熱器81及第2加熱器82成為ON/OFF予以控制亦可。在該情況也是，在將晶圓W浸漬在藥液的情況下，可以使貯留在處理槽10內的藥液溫度及沸騰狀態維持均一。又在該情況下，第1加熱器81及第2加熱器82係根據利用溫度感測器85檢測出來之處理槽10內的藥液溫度而成為ON/OFF予以控制亦可。在該情況下，可以將貯留在處理槽10內的藥液精確度佳地維持在沸騰狀態。
又在本實施形態中，針對控制部90係以將第3加熱器83的輸出與第1加熱器81約略相同的方式控制第1加熱器81及第3加熱器83之例予以說明。然而，不限於此，控制部90係以將第3加熱器83的輸出比第1加熱器81的輸出更大之方式控制第1加熱器81及第3加熱器83亦可。在該情況下，由於根據利用溫度感測器85檢測出來的溫度予以控制的第3加熱器83的輸出比第1加熱器81的輸出更大，可以將貯留在處理槽10內的藥液更進一步精確度佳地維持在沸騰狀態。
又在本實施形態中，根據利用溫度感測器85檢測出來的溫度，控制第3加熱器83之例予以說明。然而，不限於此，不使用溫度感測器85並且使第3加熱器83動作，加熱藥液亦可。在該情況下也是，可以加熱貯留在處理槽10內的藥液達到沸騰狀態。
又在本實施形態中，針對在外槽12設有檢測溢流的藥液濃度之濃度感測器86的同時，而且在處理槽10內設有檢測貯留的藥液液面之液面感測器87，構成可調整藥液中的矽濃度之例予以說明。然而，不限於此，可不設置濃度感測器86及液面感測器87之至少其中一方，利用其他方法調整藥液中的矽濃度亦可。例如事先實驗性求出藥液中的矽濃度在直到超過特定濃度範圍前之處理次數、處理時間、或是處理個數，對於每個該處理次數、處理時間、或是處理個數調整藥液中的矽濃度亦可。
再者，在本實施形態中，加熱器80係具有第1加熱器81及第2加熱器82，並且使第1加熱器81的輸出比第2加熱器82的輸出更大之例予以說明。然而，不限於此，將設置在處理槽10底板10e的第3加熱器83分割為複數個，將這樣的第3加熱器83之中第1側壁10a側的部份之輸出比第2側壁10b側的部份之輸出更大，加熱貯留的藥液亦可。在該情況下也是，可以防止晶圓台20的保持棒21之中被保持在背板22附近的晶圓W之周圍的藥液溫度降低，使處理槽10內的藥液溫度及沸騰狀態達到均一。又將設置在處理槽10的第3側壁10c及第4側壁10d的各第3加熱器83分割為複數個，將這樣的第3加熱器83之中第1側壁10a側的部份之輸出比第2側壁10b側的部份之輸出更大，加熱貯留的藥液亦可。
第2實施形態
其次，利用第5至7圖，針對本發明之第2實施形態中之基板處理裝置、基板處理方法及記錄有用以實行該基板處理方法之電腦程式的記錄媒體予以說明。
在第5至7圖所示之第2實施形態中，其係具備具有設置成與保持溝之間對應的複數個基板位置供給孔、及設計成與保持溝之中形成在最靠近背部側之保持溝與一方側壁之間對應的背部側供給孔之藥液供給部，並且使第1加熱器的輸出比第2加熱器的輸出更小之方式控制第1加熱器及第2加熱器之特點為主要相異處，其他構成係與第1至4圖所示之第1實施形態約略相同。又在第5至7圖中，與第1至4圖所示之第1實施形態相同的部份係附予相同的符號而省略詳細說明。
如第5及6圖所示，在處理槽10內設有將藥液供給至浸漬在藥液的晶圓W之藥液供給部100。又如第6圖所示，在晶圓台20的保持棒21中係形成自由卡合晶圓W之複數個保持溝23，使各晶圓W與保持溝23卡合，構成保持晶圓W的狀態。
藥液供給部100係具有：順著處理槽10之對向的第3側壁10c及第4側壁10d，約略朝向水平方向延伸之2個藥液供給噴嘴101；及設置在各藥液供給噴嘴101的複數個晶圓位置供給孔(基板位置供給孔)102與複數個背板側供給孔(背部份供給孔)103。其中，晶圓位置供給孔102係在各藥液供給噴嘴101中設計成與形成在晶圓台20的保持棒21之保持溝23之間對應，並且呈列狀配置，將藥液吐出(供給)至浸漬在藥液中的晶圓W。又背板側供給孔103係設計成與保持溝23之中形成在最靠近背板22側的保持溝23與第1側壁10a之間對應，並且呈列狀配置，將藥液供給到卡合在形成於最靠近背板22側的保持溝23之晶圓W與第1側壁10a之間。又背板側供給孔103係對於各藥液供給噴嘴101只設置1個亦可。又晶圓位置供給孔102及背板側供給103係朝向晶圓W，如第5圖所示成為朝向斜上方吐出藥液。
如第5圖所示，本實施形態中之循環線30的一端係與設置在外槽12底部的排出口31連結，另一端係予以分岐各自與設置在處理槽10內之藥液供給部100的各藥液供給噴嘴101連結。設置在循環線30之循環泵33係將藥液從外槽12的排出口31輸送到各藥液供給噴嘴101。藉此，使溢流到外槽12的藥液從外槽12的排出口31通過循環線30流向藥液供給部100的各藥液供給噴嘴101而回到處理槽10內，使藥液循環。此時，將藥液從設置在各藥液供給噴嘴101的晶圓位置供給孔102供給到晶圓W之間的同時，而且將藥液從背板側供給孔103供給到卡合在形成於晶圓台20的保持棒21之複數個保持溝23之中最靠近背板22側的保持溝23之晶圓W與第1側壁10a之間。又在本實施形態中，排出線50係與處理槽10連結，在更換處理槽的藥液時等，可以從處理槽10排出藥液。
在本實施形態中，控制部90係將加熱器80之第1加熱器81的輸出比第2加熱器82的輸出更小的同時，而且以第1加熱器81的輸出及第2加熱器82的輸出維持一定的方式各別控制第1加熱器81及第2加熱器82。尤其是對於第2加熱器82之第1加熱器81的輸出係以成為30%～50%的方式控制第1加熱器81及第2加熱器82為佳。再者，控制部90係根據利用溫度感測器85檢測的溫度，將第3加熱器83成為ON或OFF，控制第3加熱器83。如此一來，貯留在處理槽10內的藥液係以其溫度成為期望的溫度，也就是使藥液沸騰的溫度(約160℃～約180℃)予以加熱。又控制部90係以將第3加熱器83的輸出與第1加熱器81的輸出約略相同的方式控制第1加熱器81及第3加熱器83。
根據如此的本實施形態，在晶圓W浸漬在藥液的期間，將藥液從設置在藥液供給部100的各藥液供給噴嘴101之背板側供給孔103供給到卡合在形成於晶圓台20的保持棒21之複數個保持溝23之中最靠近背板22側的保持溝23之晶圓W與第1側壁10a之間。藉此，可以將藥液供給到保持在保持棒21之複數個晶圓W之中配置在最靠近背板22側之晶圓W與第1側壁10a之間，防止晶圓台20之背板22周圍的藥液溫度降低，可以使處理槽10內的藥液溫度及沸騰狀態達到均一。因此，可以提升位於背板22側之晶圓W的蝕刻率。其結果為使各晶圓W的蝕刻率均一，可以均勻蝕刻處理各晶圓W的表面上之矽氮化膜。換言之，在蝕刻處理時使處理槽10內的藥液溫度及沸騰狀態達到均一，可以均勻蝕刻處理複數個晶圓W。
又根據本實施形態，貯留在處理槽10的藥液係以第1加熱器81的輸出比第2加熱器82的輸出更小之方式，尤其是將對於第2加熱器82之第1加熱器81的輸出成為30～50%的方式，利用第1加熱器81及第2加熱器82予以加熱。藉此，使用第7圖如以下闡述所示，可以更進一步均勻蝕刻處理各晶圓W表面上的矽氮化膜，可以更進一步均勻蝕刻處理複數個晶圓W。
在此，在第7圖中顯示利用本實施形態進行藥液處理之晶圓W的蝕刻均勻性及蝕刻量。其中，在對於第2加熱器82之第1加熱器81的輸出比率(α)為0%、30%、50%、70%的各情況中，顯示保持在晶圓台20的保持棒21之複數個晶圓W之中幾個晶圓W的蝕刻均勻性及蝕刻量。又所謂開槽1係為顯示形成在保持棒21之複數個保持溝23之中卡合在形成於最靠近第2側壁10b側之保持溝23的晶圓W之資料，所謂開槽25係為顯示複數個保持溝23之中卡合在形成於中央部之保持溝23的晶圓W之資料，所謂開槽50係為顯示複數個保持溝23之中卡合在形成於最靠近背板22側之保持溝23的晶圓W之資料。又WIW係顯示晶圓W表面上之複數個點中的蝕刻量之均勻性。
根據第7圖，在第1加熱器81的輸出比第2加熱器82的輸出更小的情況下，尤其是α為30%～50%的情況下，可以確認能夠提升各晶圓W的蝕刻均均性。又一般而言在提升蝕刻的均勻性之情況下，儘管有大幅降低蝕刻量的傾向，根據第7圖，可以確認能夠一邊提升蝕刻的均勻性，一邊抑制蝕刻量的大幅降低。又在第7圖中，雖然將根據以相同條件的藥液處理得到之各晶圓W的蝕刻均勻性及蝕刻量成為資料1及資料2予以顯示，但是根據此等資料1及資料2，可以確認蝕刻均勻性提升及蝕刻量降低抑制之效果的信賴性。
又在上述第2實施形態中，與第1實施形態相同，在本發明之要旨範圍內可以進行各種變形。
在以上的說明中，將根據本發明之基板處理方法、記錄有用以實行該基板處理方法之電腦程式的記錄媒體92、以及基板處理裝置1適用在半導體晶圓W之蝕刻處理之例予以顯示。然而不限於此，在LCD基板或是CD基板等各種基板等的蝕刻處理也都可適用本發明。
1．．．基板處理裝置
10．．．處理槽
10a．．．第1側壁
10b．．．第2側壁
10c．．．第3側壁
10d．．．第4側壁
10e．．．底板
11．．．切口溝
12．．．外槽
13．．．隔熱壁
14．．．框板
15．．．安裝板
20．．．晶圓台
21．．．保持棒
22．．．背板
23．．．保持溝
30．．．循環線
31．．．排出口
32．．．供給口
33．．．循環泵
34．．．過濾器
35．．．溫度控制器
40．．．稀釋液供給源
41．．．稀釋液供給線
42．．．稀釋液開關閥
50．．．排出線
51．．．排出開關閥
60．．．整流板
61．．．長孔
70．．．藥液收納槽
71．．．藥液補充線
72．．．藥液補充開關閥
80．．．加熱器
81．．．第1加熱器
82．．．第2加熱器
83．．．第3加熱器
85．．．溫度感測器
86．．．濃度感測器
87．．．液面感測器
90．．．控制部
91．．．輸入/輸出裝置
92．．．記錄媒體
100．．．藥液供給部
101．．．藥液供給噴嘴
102．．．晶圓位置供給孔
103．．．背板側供給孔
第1圖係為顯示本發明之第1實施形態之基板處理裝置的整體構成之圖面。
第2圖係為顯示本發明之第1實施形態之基板處理裝置的處理槽之立體圖。
第3圖係為本發明之第1實施形態之基板處理裝置的側方剖面圖。
第4圖係為顯示本發明之第1實施形態之基板處理方法的流程圖。
第5圖係為顯示本發明之第2實施形態之基板處理裝置的整體構成之圖面。
第6圖係為本發明之第2實施形態之基板處理裝置的側方剖面圖。
第7圖係為在本發明之第2實施形態之基板處理裝置中，顯示蝕刻均勻性及蝕刻量的圖面。
10．．．處理槽
10a．．．第1側壁
10b．．．第2側壁
10e．．．底板
12．．．外槽
20．．．晶圓台
21．．．保持棒
22．．．背板
80．．．加熱器
81．．．第1加熱器
82．．．第2加熱器
83．．．第3加熱器
90．．．控制部
W．．．晶圓

Claims (23)

  1. 一種基板處理裝置，其係具備：具有相互對向的一對側壁，並且貯留藥液將複數個基板進行藥液處理之處理槽；具有使複數個前述基板直立保持之保持部、及與該保持部連結之背部，而且是在搬入前述處理槽內時介於保持在該保持部的該基板及該處理槽的前述一對側壁之其中一方側壁之間的前述背部，並且將保持在該保持部的該基板浸漬在藥液之基板保持機構；及設置在前述處理槽，並且加熱被貯留的藥液之加熱器，其特徵為：前述加熱器，其係具有：設置在前述處理槽的前述一方側壁之第1加熱器、及設置在另一方側壁之第2加熱器，在前述第1加熱器及前述第2加熱器連接控制部，前述控制部係個別控制前述第1加熱器的輸出及前述第2加熱器的輸出。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述控制部係以前述第1加熱器的輸出比前述第2加熱器的輸出更大的方式控制該第1加熱器及該第2加熱器，將貯留在前述處理槽之藥液予以加熱。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，前述處理槽係進一步具有2個其他側壁及底部，在前述處理槽的前述2個其他側壁及前述底部，各自設置第3加熱器，前述控制部係以前述第1加熱器的輸出及前述第2加熱器的輸出各自維持一定的方式控制該第1加熱器及該第2加熱器的同時，而且以將貯留在前述處理槽的藥液溫度達到期望的溫度的方式控制前述第3加熱器。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，在前述處理槽設置檢測被貯留的藥液溫度之溫度檢測器，前述控制部係根據利用前述溫度檢測器檢測的溫度，控制前述第3加熱器。
  5. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，前述處理槽係進一步具有2個其他側壁及底部，在前述處理槽的前述2個其他側壁及前述底部，各自設置第3加熱器，前述控制部係以前述第3加熱器的輸出維持一定的方式控制該第3加熱器的同時，而且以將貯留在前述處理槽的藥液溫度達到期望的溫度的方式控制前述第1加熱器及前述第2加熱器。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理裝置，其中，在前述處理槽設置檢測被貯留的藥液溫度之溫度檢測器，前述控制部係根據利用前述溫度檢測器檢測的溫度，控制前述第1加熱器及前述第2加熱器。
  7. 如申請專利範圍第3至6項中任一項之基板處理裝置，其中，前述控制部係以前述第3加熱器的輸出與前述第1加熱器的輸出約略相同的方式控制該第1加熱器及該第3加熱器。
  8. 如申請專利範圍第3至6項中任一項之基板處理裝置，其中，前述控制部係以前述第3加熱器的輸出比前述第1加熱器的輸出更大的方式控制該第1加熱器及該第3加熱器。
  9. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，進一步具備：設置在前述處理槽內，將藥液供給至浸漬在藥液的前述基板之藥液供給部，在前述基板保持機構的前述保持部形成自由卡合前述基板的複數個保持溝，前述藥液供給部，其係具有：設計成與前述保持溝之間對應，並且將藥液供給到前述基板之間的複數個基板位置供給孔；及設計成與前述保持溝之中形成在最靠近前述背部側的前述保持溝及前述一方側壁之間對應，並且將藥液供給到卡合在最靠近前述背部側的前述保持溝之前述基板及該一方側壁之間的背部側供給孔。
  10. 如申請專利範圍第1或9項之基板處理裝置，其中，前述控制部係以前述第1加熱器的輸出比前述第2加熱器的輸出更小的方式控制該第1加熱器及該第2加熱器，將貯留在前述處理槽的藥液予以加熱。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板處理裝置，其中，前述控制部係以將對於前述第2加熱器之前述第1加熱器的輸出成為30%～50%的方式控制該第1加熱器及該第2加熱器。
  12. 一種基板處理方法，其係對於使用基板處理裝置處理基板之基板處理方法，該基板處理裝置係具備：具有相互對向的一對側壁，並且貯留藥液將複數個基板進行藥液處理之處理槽；具有使複數個前述基板直立保持之保持部、及與該保持部連結之背部，而且是在搬入前述處理槽內時介於保持在該保持部的該基板及該處理槽的前述一對側壁之其中一方側壁之間的前述背部，並且將保持在該保持部的該基板浸漬在藥液之基板保持機構；及設置在前述處理槽，並且加熱貯留的藥液之加熱器，前述加熱器係具有設置在前述處理槽的前述一方側壁之第1加熱器、及設置在另一方側壁之第2加熱器，其特徵為具備：在前述處理槽貯留藥液之工程；個別控制前述第1加熱器的輸出及前述第2加熱器的輸出，加熱貯留在前述處理槽的藥液之工程；及將複數個基板直立保持在前述基板保持機構的前述保持部，並且將該基板浸漬於貯留在前述處理槽的藥液之工程。
  13. 如申請專利範圍第12項之基板處理方法，其中，在前述加熱藥液之工程中，將前述第1加熱器的輸出比前述第2加熱器的輸出更大，將貯留在前述處理槽的藥液予以加熱。
  14. 如申請專利範圍第13項之基板處理方法，其中，前述處理槽係進一步具有2個其他側壁及底部，在前述處理槽的前述2個其他側壁及前述底部，各自設置第3加熱器，在前述加熱藥液之工程中，以將前述第1加熱器及前述第2加熱器的輸出各自維持一定的同時，而且使前述第3加熱器以將貯留在前述處理槽的藥液溫度達到期望的溫度的方式予以動作。
  15. 如申請專利範圍第14項之基板處理方法，其中，在前述加熱藥液之工程中，檢測貯留在前述處理槽的藥液溫度，根據該檢測的溫度，使前述第3加熱器予以動作。
  16. 如申請專利範圍第13項之基板處理方法，其中，前述處理槽係進一步具有2個其他側壁及底部，在前述處理槽的前述2個其他側壁及前述底部，各自設置第3加熱器，在前述加熱藥液之工程中，以將前述第3加熱器的輸出維持一定的同時，而且使前述第1加熱器及前述第2加熱器以將貯留在前述處理槽的藥液溫度達到期望的溫度的方式予以動作。
  17. 如申請專利範圍第16項之基板處理方法，其中，在前述加熱藥液之工程中，檢測貯留在前述處理槽的藥液溫度，根據該檢測的溫度，使前述第1加熱器及第2加熱器予以動作。
  18. 如申請專利範圍第14至17項中任一項之基板處理方法，其中，在前述加熱藥液之工程中，使前述第3加熱器的輸出與前述第1加熱器的輸出約略相同。
  19. 如申請專利範圍第14至17項中任一項之基板處理方法，其中，在前述加熱藥液之工程中，使前述第3加熱器的輸出比前述第1加熱器的輸出更大。
  20. 如申請專利範圍第12項之基板處理方法，其中，在前述處理槽內，設置將藥液供給至浸漬在藥液的前述基板之藥液供給部，在前述基板保持機構的前述保持部形成自由卡合前述基板的複數個保持溝，前述藥液供給部，其係具有：設計成與前述保持溝之間對應，並且將藥液供給到前述基板之間的複數個基板位置供給孔；及設置成與前述保持溝之中形成在最靠近前述背部側的前述保持溝及前述一方側壁之間對應，並且將藥液供給到卡合在最靠近前述背部側的前述保持溝之前述基板及該一方側壁之間的背部側供給孔，在將基板浸漬於藥液的工程中，藥液係供給到浸漬在藥液的前述基板之間的同時，而且供給到卡合在最靠近前述背部側的前述保持溝之前述基板及前述一方側壁之間。
  21. 如申請專利範圍第12或20項之基板處理方法，其中，在前述加熱藥液之工程中，使前述第1加熱器的輸出比前述第2加熱器的輸出更小，將貯留在前述處理槽的藥液予以加熱。
  22. 如申請專利範圍第21項之基板處理方法，其中，在前述加熱藥液之工程中，將對於前述第2加熱器之前述第1加熱器的輸出成為30%～50%，將貯留在前述處理槽的藥液予以加熱。
  23. 一種記錄媒體，其係為記錄有用以實行使用基板處理裝置處理基板的基板處理方法之電腦程式的記錄媒體，該基板處理裝置係具有：具有相互對向的一對側壁，並且貯留藥液將複數個基板進行藥液處理之處理槽；具有使複數個前述基板直立保持之保持部、及與該保持部連結之背部，而且是在搬入前述處理槽內時介於保持在該保持部的該基板及該處理槽的前述一對側壁之其中一方側壁之間的前述背部，並且將保持在該保持部的該基板浸漬在藥液之基板保持機構；及設置在前述處理槽，並且加熱被貯留的藥液之加熱器，前述加熱器係具有設置在前述處理槽的前述一方側壁之第1加熱器、及設置在另一方側壁之第2加熱器，其特徵為：該基板處理方法，其係具備：在前述處理槽貯留藥液之工程；個別控制前述第1加熱器的輸出及前述第2加熱器的輸出，加熱貯留在前述處理槽的藥液之工程；及將複數個基板直立保持在前述基板保持機構的前述保持部，並且將該基板浸漬於貯留在前述處理槽的藥液之工程。
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