TWI610721B - 基板處理裝置及處理氣體供給噴嘴 - Google Patents

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Abstract

本發明之基板處理裝置具備：平板，其將基板大致水平地載置；及蓋，其覆蓋載置於平板之基板之上方。蓋具備：大致水平之下表面，其接近於基板之表面；及氣體流路，其將處理氣體供給至基板。氣體流路具備渦流室、縮徑室及擴徑室。渦流室具有以大致鉛垂之軸為中心軸之圓筒形狀。於渦流室中，處理氣體繞中心軸流動。縮徑室設置於渦流室之下方，且與渦流室連通連接。縮徑室係內徑自其上端朝向其下端縮小。擴徑室設置於縮徑室之下方，且與縮徑室連通連接。擴徑室係內徑自其上端朝向其下端擴大，且其下端向蓋7之下表面開口。

Description

基板處理裝置及處理氣體供給噴嘴
本發明係關於一種對半導體晶圓、光罩用之玻璃基板、液晶顯示用之玻璃基板、光碟用之基板等(以下簡稱為基板)供給處理氣體的基板處理裝置及處理氣體供給噴嘴。
作為此種基板處理裝置，有進行提高抗蝕劑與基板之密接性之疏水化處理的裝置(例如揭示於日本專利特開2000-150332號公報)。該裝置例如具備平板、蓋及氣體導入埠。平板載置基板並且對基板進行調溫。蓋設置為可於平板之上方上下移動。氣體導入埠設置於蓋，並供給包含六甲基二矽氮烷(Hexamethyldisilazane，以下稱為「HMDS」)之處理氣體。於該裝置中，將基板載置於平板，且蓋覆蓋載置於平板之基板之上方。而且，一面氣體導入埠對平板上之基板供給處理氣體，一面平板對基板進行調溫。藉此，對基板塗佈HDMS。
然而，於具有此種構成之習知例之情形時，存在如下問題。難以無不均地將HMDS噴灑至基板之整個表面。若於HMDS之塗佈存在偏差，則無法適當地獲得抗蝕劑之黏著能力。
例如，於在氣體導入埠之一次側連接垂直之配管之情形時，有於碰到氣體導入埠之正下方之基板之部分與除此以外之基 板之部分之間HMDS之塗佈不均的傾向。又，於在氣體導入埠經由彎管連接有水平之配管之情形時，有於碰到氣體導入埠之正下方之基板之部分或自該部分沿一方向延伸之基板之部分與除其等以外之基板之部分之間HMDS之塗佈不均的傾向。
若基板之尺寸變大，則處理氣體於基板上流動之距離變長，從而供給處理氣體之面積增大。由此，擔憂若基板之尺寸變大，則HMDS之偏差會進一步變大。
本發明係鑒於此種情況而完成者，目的在於提供一種能夠提高對基板供給處理氣體之均勻性之基板處理裝置及處理氣體供給噴嘴。
本發明為了達成此種目的，而採取如下構成。即，本發明係一種基板處理裝置，上述基板處理裝置具備：平板，其將基板大致水平地載置；及蓋，其覆蓋載置於上述平板之基板之上方；上述蓋具備：大致水平之下表面，其接近於基板之表面；及氣體流路，其將處理氣體供給至基板；上述氣體流路具備：渦流室，其具有包含大致鉛垂之中心軸之圓筒形狀，供處理氣體繞上述中心軸流動；縮徑室，其設置於上述渦流室之下方，與上述渦流室連通連接，且內徑自其上端朝向其下端縮小；及擴徑室，其設置於上述縮徑室之下方，與上述縮徑室連通連接，且內徑自其上端朝向其下端擴大，並且其下端向上述蓋之上述下表面開口。
處理氣體自渦流室下降至縮徑室，進而自縮徑室下降至擴徑室。渦流室容許處理氣體繞中心軸呈渦狀(螺旋狀)流動。再者，中心軸為假想線。縮徑室限制處理氣體之迴旋半徑。隨著處理 氣體於縮徑室下降，縮徑室所容許之處理氣體之迴旋半徑變小。擴徑室緩和處理氣體之迴旋半徑之限制。隨著處理氣體於擴徑室下降，擴徑室所容許之處理氣體之迴旋半徑變大。繼而，處理氣體自擴徑室之下端被釋放至蓋之下方。自氣體流路釋放之處理氣體下降，並且藉由離心力積極地向大致水平方向外側擴散。因此，處理氣體於載置於平板之基板之表面與蓋之下表面之間沿自基板之中央部朝向基板之周緣部之所有方向平順地行進。因此，可將處理氣體更均勻地供給至基板之整個表面。
於上述發明中，較佳為，上述渦流室之上述中心軸通過載置於上述平板之基板之大致中心。於渦流室中，處理氣體繞通過基板之大致中心之大致鉛垂之中心軸流動，故而處理氣體可自基板之中央部朝向基板之周緣部進一步平順地飛散。由此，可將處理氣體更均勻地供給至基板之整個面。
於上述發明中，較佳為，上述縮徑室之中心軸與上述渦流室之上述中心軸為同軸，上述擴徑室之中心軸與上述渦流室之上述中心軸為同軸。於縮徑室及擴徑室中，處理氣體亦能夠容易地繞通過基板之大致中心之大致鉛垂之中心軸流動，故而可將處理氣體更均勻地供給至基板之整個面。
於上述發明中，較佳為，上述擴徑室之下端之開口與基板之中央部相對。由於可使處理氣體自基板之中央部飛散至基板之周緣部，故而可將處理氣體更均勻地供給至基板之整個面。
於上述發明中，較佳為，上述擴徑室之下端之內徑大於上述渦流室之內徑。擴徑室可導引處理氣體直至處理氣體之迴旋半徑變得相對較大為止。由此，於將處理氣體自擴徑室(氣體流路) 釋放時，處理氣體可平順地向大致水平方向外側擴散。
於上述發明中，較佳為，上述基板處理裝置具備設置於上述縮徑室與上述擴徑室之間之細徑室，上述細徑室具有其內徑為與上述縮徑室之下端之內徑大致同等以下的圓筒形狀。細徑室可使處理氣體之大致鉛垂向下之速度成分較佳地增加。藉此，自擴徑室(氣體流路)釋放時之處理氣體之初速變高，從而處理氣體可迅速地到達至基板之周緣部。
於上述發明中，較佳為具備導入埠，該導入埠對上述渦流室朝向自上述渦流室之上述中心軸偏離之方向導入處理氣體。導入埠可使處理氣體繞中心軸之流動較佳地產生於渦流室中。
於上述發明中，較佳為，上述蓋將上述平板上之處理空間大致密閉。處理空間係用以對基板進行處理之空間。由於可將處理空間大致密閉，故而可將處理氣體更均勻地供給至基板之表面。
於上述發明中，較佳為，上述基板處理裝置具備排氣通路，該排氣通路用以將載置於上述平板之基板上之氣體抽吸至基板之周緣部之外側。藉由朝向基板之周緣部之外側抽吸基板上之處理氣體，可使處理氣體自基板之中央部朝向基板之周緣部之流動進一步加強。藉此，處理氣體可於基板之表面上進一步平順地流動，從而可將處理氣體更均勻地供給至基板之整個面。
又，本發明係一種處理氣體供給噴嘴，其係對基板供給包含溶劑或疏水化處理劑中之任一者之處理氣體者，且上述處理氣體供給噴嘴具備：渦流室，其具有圓筒形狀，供處理氣體繞上述圓筒形狀之中心軸流動；縮徑室，其與上述渦流室連通連接；及擴 徑室，其與上述縮徑室連通連接；上述渦流室、上述縮徑室及上述擴徑室係以沿上述中心軸之一方向依序排列之方式配置，上述縮徑室之內徑朝向上述中心軸之上述一方向縮小，上述擴徑室之內徑朝向上述中心軸之上述一方向擴大。
處理氣體依序流至渦流室、縮徑室、擴徑室。渦流室容許處理氣體繞中心軸呈渦狀流動。縮徑室限制處理氣體之迴旋半徑。擴徑室緩和處理氣體之迴旋半徑之限制。自處理氣體供給噴嘴釋放之處理氣體一面向渦流室之中心軸之一方向行進，一面主動地向與渦流室之中心軸正交之方向擴散。藉由此種處理氣體供給噴嘴，可均勻地噴灑處理氣體。由此，於處理氣體供給噴嘴與基板相對之情形時，處理氣體供給噴嘴可將處理氣體更均勻地供給至基板之整個表面。
於上述發明中，較佳為，上述處理氣體供給噴嘴具備導入埠，該導入埠對上述渦流室朝向自上述中心軸偏離之方向導入處理氣體。可有效地於渦流室產生處理氣體之渦流。
於上述發明中，較佳為，上述渦流室之上述中心軸係大致鉛垂，上述縮徑室設置於上述渦流室之下方，且上述縮徑室之上述內徑朝向下方縮小，上述擴徑室設置於上述縮徑室之下方，且上述擴徑室之上述內徑朝向下方擴大。於處理氣體供給噴嘴內，處理氣體一面迴旋一面向下方流動。因此，自處理氣體供給噴嘴釋放之處理氣體可容易地沿大致水平方向擴散。
於上述發明中，較佳為，處理氣體供給噴嘴自上述擴徑室釋放處理氣體。自擴徑室釋放之處理氣體可進一步容易地沿大致水平方向擴散。
再者，本說明書亦揭示有如下處理氣體供給噴嘴之發明。
附記1.一種處理氣體供給噴嘴，其係對基板供給包含溶劑或疏水化處理劑中之任一者之處理氣體者，且上述處理氣體供給噴嘴具備：渦流室，其具有包含大致鉛垂之中心軸之圓筒形狀，供處理氣體繞上述中心軸流動；縮徑室，其設置於上述渦流室之下方，與上述渦流室連通連接，且內徑自其上端朝向其下端縮小；及擴徑室，其設置於上述擴徑室之下方，與上述縮徑室連通連接，且內徑自其上端朝向下端擴大，並且自其下端釋放處理氣體。
根據附記1所記載之處理氣體供給噴嘴，處理氣體依序沿渦流室、縮徑室、擴徑室下降。渦流室容許處理氣體繞中心軸呈渦狀流動。縮徑室限制處理氣體之迴旋半徑。擴徑室緩和處理氣體之迴旋半徑之限制。而且，處理氣體自擴徑室之下端被釋放。所釋放之處理氣體自行向大致水平方向外側擴散。藉由此種處理氣體供給噴嘴，可均勻地噴灑處理氣體。由此，於處理氣體供給噴嘴與基板相對之情形時，處理氣體供給噴嘴可將處理氣體更均勻地供給至基板之整個表面。
1‧‧‧基板處理裝置
5‧‧‧平板
7‧‧‧蓋
9‧‧‧蓋升降機構
11‧‧‧下表面
13、101‧‧‧氣體流路
21‧‧‧噴嘴
23‧‧‧蓋本體
31‧‧‧渦流室
31a、39a、39b‧‧‧周面
33‧‧‧導入埠
35‧‧‧縮徑室
37‧‧‧細徑室
39‧‧‧擴徑室
41‧‧‧近接球
43‧‧‧支撐銷
43a‧‧‧密封部
45‧‧‧貫通孔
45a‧‧‧凹部
47‧‧‧支撐銷升降機構
49‧‧‧調溫部
51‧‧‧排氣狹縫
53‧‧‧排氣埠
55‧‧‧排氣管
56‧‧‧泵
57‧‧‧排氣槽
59‧‧‧密封構件
61‧‧‧管
103‧‧‧直線流室
105‧‧‧擴徑室
A‧‧‧處理空間
B‧‧‧開口
c1~c4‧‧‧中心軸
d1、d2、d2b、d2t、d3、d4、d4b、d4t‧‧‧內徑
E‧‧‧方向
F‧‧‧渦流
h1、h2、h3、h4‧‧‧高度
V‧‧‧軸
W‧‧‧基板
X‧‧‧水平方向
Y‧‧‧水平方向
Z‧‧‧鉛垂方向
為了對發明進行說明，圖示有目前被認為較佳之若干形態，但需瞭解發明並不限定於如圖所示之構成及方法。
圖1係表示實施例之基板處理裝置之概略構成的垂直剖面圖。
圖2係蓋之主要部分之垂直剖面圖。
圖3係噴嘴之垂直剖面之立體圖。
圖4係噴嘴之水平剖面圖。
圖5係自上方觀察圖4所示之噴嘴之水平剖面的立體圖。
圖6係表示基板處理裝置之動作之順序的流程圖。
圖7係表示比較例中之氣體流路之垂直剖面圖。
圖8A係表示實施例中之處理氣體之流動的流線圖，圖8B係表示比較例中之處理氣體之流動的流線圖。
圖9A、9B、9C分別係表示處理氣體之導入流量為1.5L/min、3.0L/min、5.0L/min時之實施例中之處理氣體之流動的流線圖。
圖10A、10B、10C、10D分別係渦流室、縮徑室、細徑室、擴徑室之立體圖。
以下，參照圖式對本發明之實施例進行說明。圖1係表示實施例之基板處理裝置之概略構成的垂直剖面圖。實施例之基板處理裝置係對基板(例如半導體晶圓)W進行疏水化處理之裝置。於各圖中，「X」、「Y」表示相互正交之水平方向，「Z」表示鉛垂方向(亦稱為上下方向)。
<整體之概略構成>
基板處理裝置1具備平板5、蓋7及蓋升降機構9。平板5將基板W大致水平地載置。蓋7設置於平板5之上方，覆蓋載置於平板5之基板W之上方。蓋7連接於蓋升降機構9。蓋升降機構9使蓋7沿鉛垂方向Z升降。蓋升降機構9例如為氣缸。藉由使蓋7向上方移動，而容許將基板W搬送至平板5，且容許將基板W自平板5搬出。於蓋7位於下方位置時，蓋7於平板5之上方劃分形成處理空間A。於該處理空間A中，對平板5上之基板W進行疏 水化處理。圖1表示位於下方位置之蓋7。
蓋7具有下表面11及氣體流路13。下表面11大致水平，且具有大於基板W之圓形。於蓋7位於下方位置時，下表面11與平板5之上表面之距離例如為2mm。氣體流路13將處理氣體供給至基板W。
於氣體流路13連接可撓之管61之一端。管61之另一端連接於可選擇性地供給處理氣體及惰性氣體之氣體供給部(未圖示)。處理氣體包含疏水化處理劑。疏水化處理劑例如為HMDS。處理氣體例如為HMDS氣體。惰性氣體例如為氮氣。
<處理氣體流路之構成>
圖2係蓋7之主要部分之垂直剖面圖。圖3係噴嘴之垂直剖面之立體圖。圖4係圖2中之b-b剖面圖、即噴嘴之水平剖面圖。圖5係自上方觀察圖4所示之噴嘴之水平剖面的立體圖。
蓋7包含2個構件，即噴嘴21及蓋本體23。噴嘴21安裝於蓋本體23之中央。上述下表面11形成於蓋本體23。氣體流路13係跨及噴嘴21與蓋本體23而形成。噴嘴21係本發明中之處理氣體供給噴嘴之例。
氣體流路13具備渦流室31、導入埠33、縮徑室35、細徑室37及擴徑室39。其中，渦流室31、導入埠33、縮徑室35及細徑室37係形成於噴嘴21之內部之空間。擴徑室39之一部分(上部)形成於噴嘴21，擴徑室39之其他部分(下部)形成於蓋本體23。
渦流室31具有以大致鉛垂之軸V作為中心軸之圓筒形狀。軸V通過基板W之大致中心。此處，中心軸與軸V為假想 線。
導入埠33將處理氣體導入至渦流室31。導入埠33使處理氣體進入至渦流室31之方向E自渦流室31之中心軸(例如軸V)偏離(參照圖4、圖5)。導入埠33之一端向渦流室31之周面(換言之，渦流室31之側部)31a開口。方向E較佳為近似於與方向E交差之周面31a之部分之切線方向。方向E較佳為大致水平。導入埠33為呈直線狀延伸之水平之流路。導入埠33之內徑充分小於渦流室31之內徑d1。導入埠33之內徑例如為渦流室31之內徑d1之五分之一以下。導入埠33之另一端與上述管61連接。
縮徑室35配置於渦流室31之下方，且與渦流室31連通連接。於本實施例中，縮徑室35鄰接於渦流室31。即，縮徑室35之上表面與渦流室31之下表面相接。縮徑室35之水平剖面為圓形。縮徑室35之中心軸與軸V為同軸，且與渦流室31之中心軸為同軸。縮徑室35之內徑d2自縮徑室35之上端朝向縮徑室35之下端縮小。
細徑室37配置於縮徑室35之下方，且與縮徑室35連通連接。於本實施例中，細徑室37之上表面與縮徑室35之下表面相接。細徑室37具有以軸V作為中心軸之圓筒形狀。細徑室37之內徑d3與縮徑室35之下端之細徑室35之內徑d2大致相等。
擴徑室39配置於細徑室37之下方，且與細徑室37連通。於本實施例中，擴徑室39之上表面與細徑室37之下表面相接。擴徑室39之水平剖面為圓形。擴徑室39之中心軸與軸V為同軸。擴徑室39之內徑d4自擴徑室39之上端朝向擴徑室39之下端擴大。擴徑室39之下端之擴徑室39之內徑d4大於渦流室31之內 徑d1。再者，於本實施例中，於擴徑室39之上部之周面39a與下部之周面39b，傾斜角不同。周面39b之傾斜角較周面39a之傾斜角更接近於水平(參照圖2)。
擴徑室39之下端向下表面11開口。擴徑室39之下端為開口B(參照圖2)。擴徑室39之下端(即開口B)與下表面11為同一平面。換言之，擴徑室39之下端之高度位置與下表面11之高度位置相同。擴徑室39之下端之開口B與載置於平板5之基板W之表面之中央部相對。
<與平板5相關之構成>
參照圖1。基板處理裝置1具備設置於平板5之上表面之複數個(例如3個)近接球(proximity ball)41。近接球41與基板W之下表面接觸，將基板W大致水平地支撐。藉此，近接球41使基板W距平板5之上表面僅隔開既定距離(例如0.1mm)。
基板處理裝置1具備可升降地支撐基板W之複數個(例如3個)支撐銷43。平板5具有將平板5於鉛垂方向Z上貫通之複數個(例如3個)貫通孔45。各支撐銷43分別插入至各貫通孔45。各支撐銷43之上端與基板W之下表面接觸。各支撐銷43於平板5之下方連接於支撐銷升降機構47。支撐銷升降機構47使各支撐銷43升降。藉此，支撐銷43使基板W升降，而對平板5(近接球41)交付基板W，並且對外部之基板搬送機構交付基板W。
此處，對密封貫通孔45之構成例進行說明。於各支撐銷43之上端，安裝有大致水平之圓板狀之密封部43a。於各貫通孔45，形成有可收容密封部43a之凹部45a。於各支撐銷43位於 下方位置時，密封部43a與凹部45a密接，而將處理空間A與貫通孔45遮斷。此時，支撐銷43之上端位於與平板5之上表面相同之高度位置，支撐銷43不與被近接球41支撐之基板W接觸。
基板處理裝置1具備調整基板W之溫度之調溫部49。調溫部49設置於平板5之內部。調溫部49例如為加熱器。調溫部49藉由調整平板5之溫度，而對載置於平板5之基板W實施熱處理。
平板5具有環狀之排氣狹縫51。排氣狹縫51係以包圍載置於平板5上之基板W之外側(側方)之方式配置。排氣狹縫51於俯視時具有大致環形狀。排氣狹縫51係自平板5之上表面向下方凹入之槽狀之空間，且與處理空間A連通。
基板處理裝置1具備與排氣狹縫51連通連接之複數個(例如8個以上)排氣埠53。例如，8個排氣埠53連接於排氣狹縫51。排氣埠53係於排氣狹縫51之圓周方向上隔開等間隔地配置。排氣狹縫51與排氣埠53為本發明中之排氣通路之例。
基板處理裝置1進而具備排氣管55、泵56及排氣槽57。排氣管55之一端側連接於各排氣埠53。排氣管55之另一端連接於排氣槽57。泵56介插於排氣管55。泵56將處理空間A之氣體抽吸、排出，並引導至排氣槽57。藉此，處理空間A被減壓。
基板處理裝置1具備設置於平板5之上表面之環狀之密封構件59。密封構件59配置於排氣狹縫51之外側。狹縫51之外側之平板5之上表面的高度位置略微高於排氣狹縫51之內側之平板5之上表面的高度位置。密封構件59例如為O型環。於蓋7位於下方位置時，蓋7之下表面11與密封構件59接觸。藉此，將 處理空間A之側方遮蔽，而將處理空間A密閉。
<動作>
其次，對基板處理裝置1之動作例進行說明。圖6係表示基板處理裝置1之動作之順序的流程圖。
<步驟S1>將基板載置於平板
外部之基板搬送機構將1片基板W搬送至平板5之上方。支撐銷43上升，自基板搬送機構接收基板W。支撐銷43下降，將基板W載置於平板5。更詳細而言，基板W係大致水平地載置於近接球41上。
<步驟S2>蓋下降
蓋7下降至下方位置。將處理空間A封閉。下表面11與基板W之表面(上表面)接近。
<步驟S3>氣體流路供給處理氣體
泵56將氣體自處理空間A排出，調溫部49對平板5上之基板W之溫度進行調溫(熱處理)。藉此，處理空間A被減壓，並且基板W被調整為既定之溫度。於該狀態下，未圖示之氣體供給部將處理氣體供給至氣體流路13。處理氣體依序流至導入埠33、渦流室31、縮徑室35、細徑室37、擴徑室39，並被釋放至處理空間A。嚴格而言，處理氣體係朝向基板W之表面之中央部被釋放。處理氣體於處理空間A飛散。嚴格而言，處理氣體於基板W之表面與蓋7 之下表面11之間飛散。於處理氣體於基板W之表面流動時，處理氣體中所包含之疏水化處理劑於基板W之表面液化，而塗佈於基板W。若處理氣體流至基板W之周緣部之外側，則通過排氣狹縫51及排氣埠53被排出。
對處理氣體之流動進行更詳細之說明。導入埠33沿著方向E將處理氣體導入至渦流室31。所導入之處理氣體沿著渦流室31之周面31a流動。即，處理氣體於渦流室31中繞軸V流動。如此，導入埠33於渦流室31產生處理氣體之渦流(亦稱為「螺旋流」)。於圖4中，模式性地例示處理氣體於渦流室31中之流動(渦流)F。
容許於渦流室31中產生之渦流例如於各室35、37、39中以如下方式流動。即，若渦流室31之渦流流入至縮徑室35，則渦流一面繞軸V迴旋一面下降。隨著渦流下降，渦流之迴旋半徑縮小。若縮徑室35之渦流流入至細徑室37，則圍繞軸V之渦流一面將迴旋半徑保持為大致固定一面下降。若細徑室37之渦流流入至擴徑室39，則圍繞軸V之渦流一面擴大迴旋半徑一面下降。繼而，將處理氣體自擴徑室39之下端(開口B)釋放至處理空間A。
再者，一部分處理氣體亦可不於各室31、35、37、39迴旋，而向一方向(例如下方)直線行進。
由於離心力(慣性力)作用於圍繞軸V之渦流，故而處理氣體欲自行積極地向大致水平方向外側擴散。由此，渦流自氣體流路13釋放時之朝向除了包含朝向基板W之中央部之向下之成分以外，還包含朝向基板W之周緣部之朝大致水平方向外側之成分。若將處理氣體自氣體流路13釋放，則處理氣體下降並且向大致水 平方向外側積極地擴散。而且，處理氣體自基板W之中央部朝向基板W之周緣部平順地流動。又，處理氣體被噴灑之範圍容易自基板W之中央部朝向所有方向大致均等地(大致同心圓狀地)擴大。因此，可將處理氣體更均勻地供給至基板W之整個表面，從而可將疏水化處理劑更均勻地塗佈於基板W。
進而，泵56經由排氣狹縫51將氣體自處理空間A排出，藉此將基板W上之處理氣體向基板W之周緣部之外側抽吸。藉此，可進一步加強朝向基板W之周緣部之處理氣體之流動。
<步驟S4>氣體流路供給惰性氣體
未圖示之氣體供給部將惰性氣體代替處理氣體而供給至氣體流路13。氣體流路13將惰性氣體供給至基板W。藉此，將處理空間A之處理氣體置換為惰性氣體。再者，本步驟S4亦係於處理空間A被減壓並且基板W被調整為既定之溫度之狀態下執行。
<步驟S5>蓋上升
蓋7上升。
<步驟S6>自平板搬出基板
支撐銷43上升，而將平板5上之基板W提昇。外部之基板搬送機構接收由支撐銷43支撐之基板W，並將基板W自基板處理裝置1搬出。
如此般，根據本實施例之基板處理裝置1，由於氣體流路13具備渦流室31、縮徑室35、細徑室37及擴徑室39，故而 可將處理氣體更均勻地供給至基板W之整個表面。
由於渦流室31係以軸V作為中心軸，故而渦流室31之渦流繞通過基板W之大致中心之大致鉛垂之軸V流動。因此，離心力沿適當之朝向作用於處理氣體。其結果，處理氣體可自基板W之中央部朝向基板W之周緣部較佳地飛散。
由於縮徑室35、細徑室37及擴徑室39之各中心軸與渦流室31之中心軸為同軸，故而處理氣體可朝向基板W之周緣部進而較佳地飛散。又，處理氣體可平順地流經各室31、35、37、39。
由於擴徑室39之下端之開口B與基板之中央部相對，故而氣體流路13可將處理氣體更均勻地供給至基板W之整個面。
由於擴徑室39之下端之擴徑室39之內徑d4大於渦流室31之內徑d1，故而擴徑室39可將處理氣體平順地釋放至處理空間A。
細徑室37可使處理氣體之鉛垂向下之速度成分確實地增加。藉此，可充分地確保自氣體流路釋放時之處理氣體之初速，從而可使處理氣體飛散至基板之周緣部。
由於氣體流路13具備導入埠33，故而可於渦流室31較佳地產生渦流。尤其是，導入埠33對渦流室31朝向自渦流室31之中心軸(即軸V)偏離之方向E導入處理氣體。已導入至渦流室31之處理氣體沿著周面31a開始平順地流動。如此，可於渦流室31容易地形成處理氣體之渦流。
由於蓋7將處理空間A大致密閉，故而氣體流路13 可將處理氣體更均勻地供給至基板W之表面。
由於基板處理裝置1具備排氣狹縫51及排氣埠53，故而可進一步加強俯視時自基板W之中央部朝向基板W之周緣部之處理氣體之流動。藉此，可將處理氣體更均勻地供給至基板之整個面。
<實施例與比較例之對比>
關於處理氣體之流動，對實施例中之氣體流路13與比較例中之氣體流路進行對比。
圖7係表示比較例中之氣體流路101之垂直剖面圖。再者，對與實施例相同之構成標註相同符號。氣體流路101為所謂之直線型。氣體流路101具備直線流室103及擴徑室105。直線流室103具有以軸V作為中心之圓筒形狀。於直線流室103之上端連接管61之一端。直線流室103之內徑與連接管61之內徑大致相等。於直線流室103中，不產生處理氣體之渦流，處理氣體朝向下方直線行進。擴徑室105與直線流室103之下表面連通連接。擴徑室105之內徑自擴徑室105之上端朝向下端擴大。擴徑室105之下端向下表面11開口。擴徑室105之下端之開口與基板W之表面之中央部相對。
圖8A係於實施例中對在基板W上流動之處理氣體進行模擬之流線圖，圖8B係於比較例中對在基板W上流動之處理氣體進行模擬之流線圖。
如圖8A所示，於實施例中，處理氣體自基板W之中央部朝向基板W之周緣部之全周呈放射狀流動。處理氣體於任一 方向上均大致直線性地行進。自基板W之中央部到達至周緣部之距離並不因處理氣體行進之方向而大幅度地變動。由於處理氣體以此方式流動，故而可將處理氣體更均勻地供給至基板W之表面。
如圖8B所示，於比較例中，處理氣體於基板W上之複數個部位捲起漩渦，而不自基板W之中央部朝向基板W之周緣部之全周呈放射狀流動。處理氣體之流動大部分於基板W上大幅度地彎曲，而非直線性地行進。自基板W之中央部到達至周緣部之距離因處理氣體行進之方向而大幅度地變動。由於處理氣體以此方式流動，故而產生對基板W過剩地供給處理氣體之範圍及對基板W供給處理氣體不足之範圍。即，對基板W之表面供給處理氣體之不均較大。
又，對基板W上流動之處理氣體之速度分佈進行解析。其結果，雖省略圖示，但實施例與比較例於處理氣體之速度最高之範圍包含基板W之中央部的方面共通。但是，於實施例中，與比較例相比，處理氣體之速度最高之範圍較小。尤其是，於比較例中，處理氣體之速度最高之範圍具有自基板W之中心向特定方向延伸之橢圓之形狀。又，關於基板W之除中央部以外之範圍(例如自基板W之中心相隔基板W之半徑之三分之一以上的範圍)，於實施例中處理氣體之速度為相同程度，與比較例相比，實施例中處理氣體之速度之差異較小。因此，於實施例中，距基板W之中心之距離與處理氣體之速度之關係不會因自基板W之中心之朝向而相對地變動。根據該等情況，可謂與比較例相比，於實施例中，處理氣體於基板W上平順地流動。
<實施例中之導入流量與處理氣體之流動之關係>
圖9A、9B、9C係改變對氣體流路13導入處理氣體之流量(以下稱為「導入流量」)，而對處理氣體之基板W上之流動進行模擬的流線圖。圖9A表示導入流量為1.5L/min之情形，圖9B表示導入流量為3.0L/min之情形，圖9C表示導入流量為流量5.0L/min之情形。
如各圖9A、9B、9C所示，導入流量越小，處理氣體之流動變得越均勻。但是，如圖9C所示，即便於導入流量較大之情形時，處理氣體亦自基板W之中央部朝向周緣部之全周大致直線性地行進，自基板W之中央部到達至周緣部之距離並不因處理氣體行進之方向而大幅度地變動。由此，根據本實施例之氣體流路13，無論導入流量為1.5L/min、3.0L/min、5.0L/min中之哪一者，均能夠將處理氣體適當地供給至基板W之整個表面。即，根據本實施例之氣體流路13，可遍及較大範圍之導入流量，將處理氣體均勻地供給至基板W之表面。
本發明並不限於上述實施形態，能夠以下述方式實施變形。
(1)於上述實施例中，未對各室31、35、37、39之尺寸等之關係進行詳述，亦可如下般設定。
圖10A、10B、10C、10D分別係渦流室31、縮徑室35、細徑室37、擴徑室39之立體圖。
縮徑室35之上端之內徑d2t亦可小於渦流室31之內徑d1。例如，縮徑室35之上端之內徑d2t亦可為渦流室31之內徑d1之二分之一以下。藉此，於處理氣體自渦流室31流入至縮徑室 35時，可有效地縮窄處理氣體之迴旋半徑。或者，例如，縮徑室35之上端之內徑d2t亦可與渦流室31之內徑d1同等。藉此，處理氣體可自渦流室31平順地流入至縮徑室35。
縮徑室35之下端之內徑d2b例如亦可為渦流室31之內徑d1之三分之一以下。藉此，縮徑室35可充分地縮小處理氣體之迴旋半徑。
縮徑室35亦可為圓錐台形狀。即，縮徑室35之內徑d2亦可自縮徑室35之上端朝向縮徑室35之下端以一定比例縮小。藉此，可進一步平順地限制處理氣體之迴旋半徑。
縮徑室35之高度h2亦可小於渦流室31之高度h1。例如，縮徑室35之高度h2例如亦可為渦流室31之高度h1之二分之一以下。藉此，縮徑室35可急遽地縮窄處理氣體之迴旋半徑。
於上述實施例中，細徑室37之內徑d3與縮徑室35之下端之內徑d2b大致相等，但並不限於此。例如，細徑室37之內徑d3亦可小於縮徑室35之下端之內徑d2b。藉此，於處理氣體自縮徑室35流入至細徑室37時，可進一步限制處理氣體之迴旋半徑。
細徑室37之高度h3亦可小於渦流室31之高度h1。藉此，於細徑室37中，可較佳地抑制處理氣體之向下之速度成分過度地增加。
擴徑室39之上端之內徑d4t亦可與細徑室37之內徑d3大致相等。藉此，處理氣體可平順地自細徑室37流入至擴徑室39。又，擴徑室39之上端之內徑d4t亦可小於細徑室37之內徑d3。藉此，於處理氣體自細徑室37流入至擴徑室39時，可進一步限制 處理氣體之迴旋半徑。或者，擴徑室39之上端之內徑d4t亦可大於細徑室37之內徑d3。藉此，於處理氣體自細徑室37流入至擴徑室39時，可緩和處理氣體之迴旋半徑之限制。
擴徑室39亦可為圓錐台形狀。即，擴徑室39之內徑d4亦可自擴徑室39之上端朝向擴徑室39之下端以一定比例擴大。藉此，可進一步平順地緩和處理氣體之迴旋半徑之限制。
擴徑室39之下端之內徑d4b亦可為與縮徑室35之上端之內徑d2t大致同等以上。藉此，擴徑室39可將處理氣體平順地釋放至處理空間A。
擴徑室39之高度h4亦可大於渦流室31之高度h1。藉此，擴徑室39可將處理氣體平順地導引至處理空間A。
於上述實施例中，渦流室31之中心軸c1為軸V，但並不限於此。亦可將渦流室31之中心軸c1變更為自基板W之大致中心偏離之大致鉛垂之軸。只要擴徑室39之下端與基板W之表面相對，則即便為本變形實施例，亦能夠提高對基板W供給處理氣體之均勻性。
同樣地，亦可將縮徑室35、細徑室37及擴徑室39之各中心軸c2、c3、c4中之至少任一者變更為自基板W之大致中心偏離之大致鉛垂之軸。
於上述實施例中，各室31、35、37、39之各中心軸c1-c4為同軸，但並不限於此。亦可使中心軸c1-c4中之至少2個以上不為同軸。
(2)於上述實施例中，擴徑室39係跨及噴嘴21與蓋本體23而形成，但並不限於此。例如，亦可使擴徑室39之全部形成 於噴嘴21。或者，亦可使擴徑室39之全部形成於蓋本體23(即，亦可不於噴嘴21形成擴徑室39)。於任一變形實施例中，均較佳為擴徑室39之下端與下表面11為同一平面。
又，於上述實施例中，噴嘴21與蓋本體23為可分離之不同之構件，但並不限於此。亦可以無法分離之1個構件實現噴嘴21與蓋本體23，而一體地構成噴嘴21與蓋本體23。
(3)於上述實施例中，氣體流路13具備細徑室37，但並不限於此。即，亦可省略細徑室37。例如，亦可使縮徑室35之下表面與擴徑室39之上表面相接。根據本變形實施例，亦能夠提高對基板W供給處理氣體之均勻性。
(4)導入埠33為直線性之流路，但並不限於此。例如，導入埠33亦可為沿著渦流室31之周面31a彎曲之流路。根據本變形實施例，亦能夠於渦流室31較佳地產生處理氣體之渦流。又，導入埠33為水平之流路，但並不限於此。例如，導入埠33亦可為相對於水平面具有梯度之流路。
(5)亦可於渦流室31安裝導引處理氣體之翼。藉此，渦流室31可促進渦流之產生。又，於可藉由翼本身於渦流室31產生充分之渦流之情形時，導入埠33亦可朝向渦流室31之中心軸(例如軸V)導入處理氣體。
(6)於上述實施例中，氣體流路13供給之處理氣體包含疏水化處理劑，但並不限於此。例如，氣體流路13亦可供給包含溶劑之處理氣體。
如此般，氣體流路13可供給各種處理氣體，故而可將基板處理裝置1變更為進行疏水化處理以外之處理之裝置。例 如，亦可變更為對形成抗蝕劑膜後之基板W供給處理氣體之裝置。又，亦可變更為對曝光前、曝光後、顯影前或顯影後之基板W供給處理氣體之裝置。例如，亦可變更為對藉由將用於定向自組裝化(DSA，Directed Self Assembly)技術之自組裝化材料塗佈於基板W而形成有DSA膜之基板W進行供給處理氣體之處理的裝置。於對形成有DSA膜之基板W進行處理之情形時，處理氣體較佳為包含溶劑。溶劑較佳為例如甲苯、庚烷、丙酮、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚、環己酮、二硫化碳及四氫呋喃中之至少1種以上。
(7)關於上述實施例及上述(1)至(5)中所說明之各變形實施例，亦可進而將各構成與其他變形實施例之構成置換或組合等，適當地進行變更。
21‧‧‧噴嘴
31‧‧‧渦流室
31a‧‧‧周面
33‧‧‧導入埠
35‧‧‧縮徑室
37‧‧‧細徑室
39‧‧‧擴徑室

Claims (13)

  1. 一種基板處理裝置，上述基板處理裝置具備：平板，其將基板大致水平地載置；及蓋，其覆蓋載置於上述平板之基板之上方；上述蓋具備：大致水平之下表面，其接近於基板之表面；及氣體流路，其將處理氣體供給至基板；上述氣體流路具備：渦流室，其具有包含大致鉛垂之中心軸之圓筒形狀，供處理氣體繞上述中心軸流動；縮徑室，其設置於上述渦流室之下方，與上述渦流室連通連接，且內徑自其上端朝向其下端縮小；及擴徑室，其設置於上述縮徑室之下方，與上述縮徑室連通連接，且內徑自其上端朝向其下端擴大，並且其下端在上述蓋之上述下表面開口。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述渦流室之上述中心軸通過載置於上述平板之基板之大致中心。
  3. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，上述縮徑室之中心軸與上述渦流室之上述中心軸為同軸，上述擴徑室之中心軸與上述渦流室之上述中心軸為同軸。
  4. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，上述擴徑室之下端之開口與基板之中央部相對。
  5. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中， 上述擴徑室之下端之內徑大於上述渦流室之內徑。
  6. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，上述基板處理裝置具備設置於上述縮徑室與上述擴徑室之間之細徑室，上述細徑室具有其內徑為與上述縮徑室之下端之內徑大致同等以下的圓筒形狀。
  7. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，具備導入埠，該導入埠對上述渦流室朝向自上述渦流室之上述中心軸偏離之方向導入處理氣體。
  8. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，上述蓋將上述平板上之處理空間大致密閉。
  9. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，上述基板處理裝置具備排氣通路，該排氣通路用以將載置於上述平板之基板上之氣體抽吸至基板之周緣部之外側。
  10. 一種處理氣體供給噴嘴，其係對基板供給包含溶劑或疏水化處理劑中之任一者之處理氣體者，且上述處理氣體供給噴嘴具備：渦流室，其具有圓筒形狀，供處理氣體繞上述圓筒形狀之中心軸流動；縮徑室，其與上述渦流室連通連接；及擴徑室，其與上述縮徑室連通連接；上述渦流室、上述縮徑室及上述擴徑室係以在上述中心軸之一方向依此順序排列之方式配置，上述縮徑室之內徑朝向上述中心軸之上述一方向縮小， 上述擴徑室之內徑朝向上述中心軸之上述一方向擴大。
  11. 如請求項10之處理氣體供給噴嘴，其中，上述處理氣體供給噴嘴具備導入埠，該導入埠對上述渦流室朝向自上述中心軸偏離之方向導入處理氣體。
  12. 如請求項10或11之處理氣體供給噴嘴，其中，上述渦流室之上述中心軸係大致鉛垂，上述縮徑室設置於上述渦流室之下方，上述縮徑室之上述內徑朝向下方縮小，上述擴徑室設置於上述縮徑室之下方，上述擴徑室之上述內徑朝向下方擴大。
  13. 如請求項10或11之處理氣體供給噴嘴，其中，處理氣體供給噴嘴自上述擴徑室釋放處理氣體。
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