TWI618137B - 基板液體處理裝置及基板液體處理方法 - Google Patents

基板液體處理裝置及基板液體處理方法 Download PDF

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八谷洋介
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Abstract

本發明提供一種基板液體處理裝置及基板液體處理方法,降低伴隨噴嘴內之水解劣化的矽烷化液之廢棄量。藉由對噴嘴(43)內之矽烷化液流路(431)供給封隔流體,而以存在於較位於矽烷化液流路內之矽烷化液更靠近噴吐口(434)側的封隔流體,將位於矽烷化液流路內的矽烷化液,與噴吐口外部之環境氣體隔斷。

Description

基板液體處理裝置及基板液體處理方法
本發明係關於一種,供給矽烷化液以將半導體晶圓等基板之表面撥水化的噴嘴之基板液體處理裝置。
在半導體裝置的製造中,對半導體晶圓等基板施行濕蝕刻、藥液清洗等各式各樣的液體處理。於液體處理中,依序施行例如:對基板供給藥液之藥液處理步驟、對基板供給純水等清洗液之清洗處理步驟、使基板乾燥之乾燥步驟。於基板之表面形成圖案,尤其是形成寬高比高的圖案之情況,於清洗處理步驟之前施行撥水化步驟,對基板供給撥水化液例如矽烷化液而將基板之表面撥水化,以使乾燥步驟不發生圖案崩塌。藉由撥水化而增加清洗液的接觸角,抑制起因於清洗液之表面張力的圖案崩塌。(參考例如專利文獻1)
矽烷化液容易與大氣中的水分發生水解反應而劣化。因此,若在自噴嘴朝向基板噴吐既定量矽烷化液後長時間持續停止噴吐,則滯留在噴嘴之噴吐口附 近的矽烷化液因水解反應而劣化。為了將此劣化的矽烷化液自噴嘴內去除,在對下一片基板供給矽烷化液之前,藉由自噴嘴噴吐既定量的矽烷化液(施行假注液)而將其去除。由於矽烷化液非常昂貴,故宜盡可能降低廢棄量。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2012-222329號公報
本發明之目的,在於提供一種可減少昂貴的矽烷化液之廢棄量的技術。
若依本發明之一適宜實施形態,則提供一種基板液體處理裝置,具備:處理部,對基板供給矽烷化液以將基板撥水化處理;噴嘴,於內部具有對位於該處理部的基板供給該矽烷化液之噴吐口、及使該矽烷化液朝向該噴吐口流動之矽烷化液流路;矽烷化液供給機構,藉由矽烷化液供給管線對該噴嘴之該矽烷化液流路供給該矽烷化液;以及封隔流體供給機構,供給封隔流體,該封隔流體將位於該噴嘴內部之該矽烷化液流路內的矽烷化液,與該噴吐口外部之環境氣體隔斷。
若依本發明之另一適宜實施形態,則提供一種利用該基板液體處理裝置將基板進行液體處理之方法,包含如下步驟:撥水化步驟,自該噴嘴之該噴吐口 對基板供給該矽烷化液,將該基板撥水化處理;停止供給步驟,停止來自該噴嘴之該矽烷化液的供給;以及隔斷步驟,對該矽烷化液流路供給封隔流體,將位於該矽烷化液流路內的該矽烷化液,藉由該封隔流體而與該噴吐口外部之環境氣體隔斷。
若依本發明,則可抑制或延遲殘留在噴嘴噴吐口附近之矽烷化液的水解所造成之劣化,故可減少假注液的次數。此一結果,可減少昂貴的矽烷化液之廢棄量。
1‧‧‧基板處理系統
11‧‧‧載具載置部
12‧‧‧搬運部
13‧‧‧基板搬運裝置
14‧‧‧傳遞部
15‧‧‧搬運部
16‧‧‧處理部(處理單元)
17‧‧‧基板搬運裝置
18‧‧‧控制部
19‧‧‧記憶部
2‧‧‧搬出入站
20‧‧‧腔室
21‧‧‧FFU(風扇過濾單元)
3‧‧‧處理站
30‧‧‧基板保持機構
31‧‧‧保持部
32‧‧‧支柱部
33‧‧‧驅動部
4‧‧‧控制裝置
40‧‧‧處理流體供給部
41‧‧‧藥液噴嘴
42‧‧‧清洗液噴嘴
43、43’‧‧‧矽烷化液噴嘴
431‧‧‧矽烷化液流路
432‧‧‧封隔流體流路
433‧‧‧合流點
434‧‧‧噴吐口
44‧‧‧溶劑噴嘴
45‧‧‧臂部
46‧‧‧液體收納部
50‧‧‧回收杯
51‧‧‧排液口
52‧‧‧排氣口
61‧‧‧藥液供給機構
62‧‧‧清洗液供給機構
63‧‧‧矽烷化液供給機構
631‧‧‧矽烷化液供給源
632‧‧‧矽烷化液供給管線
633‧‧‧流量控制機構(FC)
634‧‧‧開閉閥
636‧‧‧分支點
64‧‧‧溶劑供給機構
65‧‧‧封隔流體供給機構
651‧‧‧封隔流體供給源
652‧‧‧封隔流體供給管線
653‧‧‧流量控制機構(FC)
654‧‧‧開閉閥
700‧‧‧封隔流體供給機構
701‧‧‧貯液部
702‧‧‧封隔流體供給源
703‧‧‧封隔流體管線
704‧‧‧開閉閥
705‧‧‧排放管線
706‧‧‧開閉閥
707、708‧‧‧抽吸機構(排放管線及開閉閥)
C‧‧‧載具
W‧‧‧晶圓
圖1係顯示基板處理系統之全體構成的概略俯視圖。
圖2係顯示處理單元之構成的概略縱剖面圖。
圖3係顯示第1實施形態之矽烷化液噴嘴及附隨於該噴嘴之流體供給機構的概略圖。
圖4(a)~(d)係說明第1實施形態的矽烷化液噴嘴之作用的圖。
圖5(a)~(d)係說明第2實施形態的矽烷化液噴嘴之構成及作用的圖。
圖6(a)~(b)係說明第3實施形態的矽烷化液噴嘴之構成及作用的圖。
圖7(a)~(b)係說明第4實施形態的矽烷化液噴嘴及與該噴嘴相關的封隔流體供給機構之構成及作用的概略圖。
圖1為,顯示本實施形態的基板處理系統之概略構成的圖。以下,為了使位置關係明確化,規定彼此垂直的X軸、Y軸及Z軸,使Z軸正方向為鉛直朝上方向。
如圖1所示地,基板處理系統1,具備搬出入站2及處理站3。搬出入站2與處理站3鄰接設置。
搬出入站2,具備載具載置部11、及搬運部12。於載具載置部11載置複數個載具C,將複數片晶圓W以水平狀態收納。
搬運部12,與載具載置部11鄰接設置,於內部具備基板搬運裝置13、及傳遞部14。基板搬運裝置13,具備保持晶圓W的基板保持機構。此外,基板搬運裝置13,可進行往水平方向及鉛直方向的移動與以鉛直軸為中心的迴旋,利用基板保持機構在載具C與傳遞部14之間進行晶圓W的搬運。
處理站3,與搬運部12鄰接設置。處理站3,具備搬運部15、及複數個處理單元16。複數個處理單元16,於搬運部15之兩側並排設置。
搬運部15,於內部具備基板搬運裝置17。基板搬運裝置17,具備保持晶圓W的基板保持機構。此外,基板搬運裝置17,可進行往水平方向及鉛直方向的移動與以鉛直軸為中心的迴旋,利用基板保持機構在傳遞部14與處理單元16之間進行晶圓W的搬運。
處理單元16,對以基板搬運裝置17搬運之晶圓W施行既定的基板處理。
此外,基板處理系統1,具備控制裝置4。控制裝置4例如為電腦,具備控制部18與記憶部19。於記憶部19,收納有控制在基板處理系統1中實行之各種處理的程式。控制部18,藉由讀取並實行儲存在記憶部19之程式而控制基板處理系統1的動作。
另,此等程式,記錄在電腦可讀取之記錄媒體,亦可自該記錄媒體安裝至控制裝置4之記憶部19。作為電腦可讀取之記錄媒體,例如有硬碟(HD)、軟性磁碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。
如同上述地構成之基板處理系統1中,首先,搬出入站2之基板搬運裝置13,自載置於載具載置部11的載具C取出晶圓W,將取出的晶圓W載置於傳遞部14。將載置於傳遞部14的晶圓W,藉由處理站3之基板搬運裝置17自傳遞部14取出,往處理單元16搬入。
將往處理單元16搬入的晶圓W,以處理單元16處理後,藉由基板搬運裝置17自處理單元16搬出,載置於傳遞部14。而後,藉由基板搬運裝置13,使載置於傳遞部14之處理完畢的晶圓W返回至載具載置部11之載具C。
其次,參考圖2,對處理單元16之概略構成加以說明。圖2為,顯示處理單元16之概略構成的圖。
如圖2所示,處理單元16,具備腔室20、基板保持機構30、處理流體供給部40、以及回收杯50。
腔室20,收納基板保持機構30、處理流體供給部40、及回收杯50。於腔室20之頂棚部,設置FFU(Fan Filter Unit,風扇過濾單元)21。FFU21,於腔室20內形成降流。
基板保持機構30,具備保持部31、支柱部32、及驅動部33。保持部31,水平地保持晶圓W。支柱部32,為往鉛直方向延伸的構件,藉由驅動部33以可旋轉的方式支持其基端部,並在前端部中水平地支持保持部31。驅動部33,使支柱部32繞鉛直軸地旋轉。此一基板保持機構30,利用驅動部33使支柱部32旋轉藉以使支持在支柱部32的保持部31旋轉,藉此,使保持在保持部31的晶圓W旋轉。
處理流體供給部40,對晶圓W供給處理流體。
回收杯50,以包圍保持部31的方式配置,捕集因保持部31之旋轉而自晶圓W飛散的處理液。於回收杯50之底部,形成排液口51,將以回收杯50捕集到的處理液,自該排液口51往處理單元16之外部排出。此外,於回收杯50之底部形成排氣口52,將從FFU21供給的氣體往處理單元16之外部排出。
處理流體供給部40,具備:藥液噴嘴41,對晶圓W供給藥液;清洗液噴嘴42,對晶圓W供給純水(DIW)等清洗液;矽烷化液噴嘴43,對晶圓W供給矽烷化液;以及溶劑噴嘴44,將對清洗液及矽烷化液雙方具有相溶性的置換用有機溶劑例如異丙醇(IPA)對晶圓W供給。
藥液噴嘴41、清洗液噴嘴42、矽烷化液噴嘴43、及溶劑噴嘴44,安裝於共通的1條臂部45。臂部45,可繞鉛直軸線轉動(θ方向的旋轉),使噴嘴41~44,可在位於以基板保持機構30保持的晶圓W其中心之正上方的處理位置、與自晶圓W之上方退避的退避位置之間移動。
在位於退避位置之藥液噴嘴41、清洗液噴嘴42、矽烷化液噴嘴43及溶劑噴嘴44的正下方設置液體收納部46,供承接因假注液而自此等噴嘴噴吐出的液體所用。另,噴嘴41~44位於退避位置時,臂部45位於回收杯50之外側,其長邊方向對圖2的紙面朝向大略垂直方向。液體收納部46,與設置在半導體裝置製造工廠的廢液系統相通。
自藥液供給機構61對藥液噴嘴41供給藥液。自清洗液供給機構62對清洗液噴嘴42供給清洗液。自矽烷化液供給機構63對矽烷化液噴嘴43供給矽烷化液。自溶劑供給機構64對溶劑噴嘴44供給置換用有機溶劑。上述各種液體的供給機構61~64,由插設在與液體的供給源連接之管路的開閉閥、及流量控制機構等構成。藥液、矽烷化液及置換用有機溶劑的供給源,例如,為儲存此等液體的槽;清洗液的供給源,例如,為半導體裝置製造工廠所具備的純水供給源。
作為藥液,為可使用在基板處理之任意藥液,例如酸性藥液、鹼性藥液、有機藥液。具體而言,雖例示SC-1液、SC-2液、稀釋氫氟酸(DHF)、緩衝氫氟酸、臭氧水、光阻之顯影液等,但自然未限定於此等液體。
作為矽烷化液,可使用以稀釋劑(thinner)稀釋用於將晶圓W之表面撥水化的撥水化劑之溶液。作為撥水化劑,可使用例如:三甲矽基二甲胺(TMSDMA)、 二甲矽基二甲胺(DMSDMA)、三甲矽基二乙胺(TMSDEA)、六甲基二矽氮烷(HMDS)、1,1,3,3,-四甲基二矽氮烷(TMDS)等。作為稀釋劑,可使用醚類溶媒、酮類之有機溶媒等。具體而言,作為稀釋劑,可使用丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)、環己酮、氫氟醚(HFE)等。
以下,在分別使用以PGMEA稀釋TMSDMA之溶液(可進一步含有反應促進劑)作為矽烷化液,使用IPA作為置換用有機溶劑的前提下,進行說明。
[矽烷化液噴嘴之第1實施形態]
接著,參考圖3,對矽烷化液噴嘴43之構成加以說明。
矽烷化液噴嘴43,具有矽烷化液流路431、以及在合流點433中與矽烷化液流路431合流的封隔流體流路432。
自矽烷化液供給機構63,對矽烷化液流路431供給矽烷化液。矽烷化液供給機構63,係以如下元件構成:矽烷化液供給源631,由儲存矽烷化液的槽等構成;矽烷化液供給管線632,與該矽烷化液供給源631連接;以及流量控制機構(FC)633與開閉閥634,插設於該矽烷化液供給管線632。
自封隔流體供給機構65,對封隔流體流路432供給封隔流體。封隔流體供給機構65,係以如下元件構成:封隔流體供給源651,由儲存封隔流體,此處為PGMEA(其係為矽烷化液之稀釋劑(稀釋液))的槽等構成;封隔流體供給管線652,與該封隔流體供給源651連接;以及流量控制機構(FC)653與開閉閥654,插設於該封隔流體供給管線652。
流量控制機構633,可由自上游側起依序插設在矽烷化液供給管線632的流量計、定壓閥、及針形閥(皆未圖示)等構成。流量控制機構653,與供給機構61、62、64的流量控制機構,皆可為相同構成。
接著,對處理單元16之運用方法加以說明。
基板搬運裝置17將晶圓W搬入至處理單元(處理部)16內,將該晶圓W保持在基板保持機構30之保持部31。
[藥液處理步驟]
基板保持機構30將保持的晶圓W以既定速度旋轉。臂部45迴旋而使藥液噴嘴41位於處理位置。自藥液噴嘴41,在既定時間的期間噴吐藥液,例如DHF,對晶圓W施行既定的藥液處理。
[第1清洗步驟]
藥液處理步驟結束後(停止藥液的噴吐),持續旋轉晶圓W,並自位於處理位置的清洗液噴嘴42,在既定時間的期間,噴吐作為清洗液的DIW。藉此,將晶圓W上之藥液及反應生成物,以DIW洗去。
[第1溶劑置換步驟]
第1清洗步驟結束後(停止清洗液的噴吐),持續旋轉晶圓W,並自位於處理位置的溶劑噴嘴44,在既定時間的期間,噴吐作為置換用有機溶劑的IPA。藉此,以IPA置換晶圓W上的DIW。
[矽烷化步驟]
第1溶劑置換步驟結束後(停止IPA的噴吐),持續旋轉晶圓W,並自位於處理位置的矽烷化液噴嘴43,在既定時間的期間,噴吐以PGMEA稀釋TMSDMA的液體作為矽烷化液。藉此,以矽烷化液置換晶圓W上的IPA,藉由該矽烷化液將晶圓W之表面撥水化。
[第2溶劑置換步驟]
矽烷化步驟結束後(停止矽烷化液的噴吐),持續旋轉晶圓W,並自位於處理位置的溶劑噴嘴44,在既定時間的期間,噴吐作為置換用有機溶劑的IPA。藉此,以IPA置換晶圓W上的矽烷化液。
[第2清洗步驟]
第2溶劑置換步驟結束後(停止IPA的噴吐),持續旋轉晶圓W,並自位於處理位置的清洗液噴嘴42,在既定時間的期間,噴吐作為清洗液的DIW。藉此,以DIW置換晶圓W上的IPA,此外,藉由該DIW,洗去在矽烷化步驟產生之反應生成物的殘渣。另,亦可省略此第2清洗步驟。
[乾燥步驟]
第2清洗步驟結束後,(停止DIW的噴吐)迴旋臂部使其返回退避位置,持續旋轉晶圓W。藉此,藉由離心力甩飛晶圓W上的DIW,將其甩乾。由於晶圓W之表面被撥水化,故防止欲使形成在晶圓W表面的圖案間之DIW離開圖案時,圖案因DIW之表面張力而崩塌的情形。藉此,結束對於晶圓W之一連串的處理,將處理後的晶圓W,以基板搬運裝置17自處理單元16搬出。
於圖4(a)顯示在對於晶圓W之上述一連串的處理步驟結束後,返回退避位置之矽烷化液噴嘴43的狀態。此時,矽烷化液供給管線632之開閉閥634及封隔流體供給管線652之開閉閥654雙方皆關閉。圖4(a)中,矽烷化液流路431,全體以矽烷化液(TMSDMA/PGMEA)(圖4~圖7中以大型粗點表示)填滿。在位於矽烷化液流路431之下端(末端)的噴吐口434,存在暴露於係噴嘴外之環境氣體的大氣(腔室20內的潔淨空氣)之矽烷化液的液表面。若保持擱置此一狀態,則在矽烷化液與大氣中所含有的水分之間發生水解反應,矽烷化液劣化。若將此一狀態擱置更長時間,則產生固形物。此等固形物,可能成為微粒發生的原因。
本實施形態,在矽烷化液噴嘴43返回退避位置後,宜在緊接著返回退避位置後,馬上開啟封隔流體供給管線652之開閉閥654,如圖4(b)所示地自矽烷化液噴嘴43噴吐作為封隔流體的PGMEA(圖4~圖7中以小細點表示)。藉此,滯留在矽烷化液流路431之噴吐口434附近的矽烷化液(TMSDMA/PGMEA)被封隔流體(PGMEA)推出(沖洗)。另,以假注液用之液體收納部46,承擋自矽烷化液噴嘴43噴吐出的矽烷化液及封隔流體,往有機系統的工廠廢液系統廢棄。
之後,若關閉封隔流體供給管線652之開閉閥654,則成為圖4(c)所示的狀態。亦即,以係封隔流體之PGMEA,填滿矽烷化液流路431中之自噴吐口434起至與封隔流體流路432的合流點433附近為止之區域,矽烷化液僅存在於矽烷化液流路431中較合流點433更為上游側。亦即,藉由係封隔流體的PGMEA,隔斷矽烷化液與係矽烷化液噴嘴43外部之環境氣體的大氣之接觸。因此,可防止矽烷化液的水解。
接著,在自矽烷化液噴嘴43對晶圓W供給矽烷化液之情況,使矽烷化液噴嘴43位於退避位置,保持開啟矽烷化液供給管線632之開閉閥634,自矽烷化液噴嘴43噴吐矽烷化液。藉此,如圖4(d)所示,將滯留在矽烷化液流路431之噴吐口434附近的封隔流體(PGMEA)以矽烷化液(TMSDMA/PGMEA)推出。而後,若關閉矽烷化液供給管線632之開閉閥634,則成為圖4(a)所示的狀態,整頓好自矽烷化液噴嘴43朝向晶圓W噴吐矽烷化液的準備。另,亦可省略圖4(d)所示之步驟,自圖4(c)所示之狀態,直接朝向晶圓W噴吐矽烷化液。
上述圖4(a)~圖4(d)所示之程序,在對於某一片晶圓W之一連串的處理結束時起至施行對於下一片晶圓的處理為止隔著較長時間之間隔的情況,特別有幫助。習知技術(不具有封隔流體供給管線652)中,長時間未自矽烷化液噴嘴43噴吐矽烷化液之情況,必須藉由假注液,定期清除滯留在矽烷化液噴嘴43之噴吐口434附近的水解之矽烷化液。相對於此,上述實施形態中,僅清除封隔流體(PGMEA)而解決。矽烷化液,特別是其撥水化劑成分(TMSDMA)非常昂貴,故若依上述實施形態,則可將成本減少清除之藥液的費用差分。
此外,上述實施形態,將係矽烷化液之構成成分的PGMEA作為封隔流體使用,故不具有發生如下反應之疑慮:在撥水化劑成分(TMSDMA)與封隔流體之間生成對晶圓W的處理有害之物質。
另,此處所使用的封隔流體,與矽烷化液之稀釋液成分相同,故若維持圖4(c)之狀態而長時間擱置,則矽烷化液的撥水化劑成分(TMSDMA)於封隔流體(PGMEA)中擴散,可能成為與圖4(a)相似的狀態。因此,存在於矽烷化液流路431之噴吐口434附近的區域之液體中所含有的撥水化劑成分(TMSDMA)可能與噴 吐口434外部之空氣中的水分發生水解反應。此一情況,存在於矽烷化液流路431之噴吐口434附近的區域之液體中所含有的撥水化劑成分(TMSDMA)之濃度,較自矽烷化液供給源631供給之矽烷化液中所含有的撥水化劑成分(TMSDMA)之濃度更低,故在達到須施行液體沖洗之程度前,劣化進展的時間長。然而,無論如何皆須施行圖4(b)所示之操作。且此一情況,亦不必廢棄昂貴的矽烷化液(TMSDMA+PGMEA),使用較矽烷化液廉價的封隔流體(PGMEA)沖洗矽烷化液流路431之前端部即可,故降低運行成本。下述第2實施形態中,對於使用IPA作為封隔流體之情況亦可說是相同情況。
[矽烷化液噴嘴之第2實施形態]
上述實施形態,雖將PGMEA作為封隔流體使用,但亦可將係置換用有機溶劑之IPA作為封隔流體使用。此一情況,可使矽烷化液噴嘴43具有作為溶劑噴嘴44的角色,可廢除溶劑噴嘴44。參考圖5,對此一情況中的第1溶劑置換步驟、矽烷化步驟、及第2溶劑置換步驟之矽烷化液噴嘴43的動作加以說明。其他步驟(藥液處理步驟、第1清洗步驟、第2清洗步驟、乾燥步驟),與前述說明的步驟相同。
圖5(a)顯示第1溶劑置換步驟恰開始前之狀態(亦為緊接第2溶劑置換步驟結束後之狀態)。矽烷化液供給管線632之開閉閥634及封隔流體供給管線652之開閉閥654雙方皆為關閉。以係封隔流體之IPA,填滿矽烷化液流路431中自噴吐口434起至與封隔流體流路432的合流點433附近為止之區域,矽烷化液僅存在於矽烷化液流路431中較合流點433更為上游側。亦即,藉由係封隔流體之IPA,隔斷矽烷化液與係矽烷化液噴嘴43外部之環境氣體的大氣之接觸。
第1溶劑置換步驟開始時,使矽烷化液噴嘴43位於處理位置,開啟封隔流體供給管線652之開閉閥654。如此一來,則可如圖5(b)所示地,自矽烷化液噴嘴43噴吐IPA,施行第1溶劑置換步驟。
接著,在施行矽烷化步驟時,將封隔流體供給管線652之開閉閥654關閉,開啟矽烷化液供給管線632之開閉閥634。如此一來,則可如圖5(c)所示地,自矽烷化液噴嘴43噴吐矽烷化液,施行矽烷化步驟。
另,自圖5(b)所示之狀態往圖5(c)所示之狀態的轉移,可如圖5(a)所示,先停止封隔流體的噴吐(此時矽烷化液供給管線632之開閉閥634及封隔流體供給管線652之開閉閥654雙方皆為關閉)後施行,亦可不經過圖5(a)所示之狀態直接施行。
而後,在施行第2溶劑置換步驟時,將矽烷化液供給管線632之開閉閥634關閉,開啟封隔流體供給管線652之開閉閥654。如此一來,則可如圖5(b)所示地再度自矽烷化液噴嘴43噴吐IPA,施行第2溶劑置換步驟。
另,自圖5(c)所示之狀態往圖5(b)所示之狀態的轉移,可如圖5(d)所示,先停止矽烷化液的噴吐(此時矽烷化液供給管線632之開閉閥634及封隔流體供給管線652之開閉閥654雙方皆為關閉)後施行,亦可不經過圖5(d)所示之狀態地直接施行。
第2溶劑置換步驟結束後,關閉封隔流體供給管線652之開閉閥654。如此一來,則如圖5(a)所示,成為藉由係封隔流體之IPA,將矽烷化液與係矽烷化液噴嘴43外部之環境氣體的大氣之接觸隔斷的狀態。
此圖5所示之第2實施形態,在實行第1溶劑置換步驟、矽烷化步驟、及第2溶劑置換步驟時,完全不必移動矽烷化液噴嘴43之位置。此外,在第2溶劑置換步驟結束時(即結束IPA之噴吐的時間點),成為矽烷化液與係矽烷化液噴嘴43外部之環境氣體的大氣之接觸被隔斷的狀態,故不具有僅為了施行「隔斷」而進行其他操作的必要。因此,可將步驟簡略化。
另,圖5所示之第2實施形態,雖在矽烷化液噴嘴43之內部成為矽烷化液與IPA混雜之狀態,但因IPA為仲介矽烷化液與DIW之置換的藥液,故不具有問題。
上述第2實施形態雖可廢除溶劑噴嘴44,但亦可不廢除溶劑噴嘴44。亦即,可使用IPA取代在第1實施形態中使用之作為封隔流體的PGMEA,並留下在溶劑置換步驟中對晶圓W供給IPA之溶劑噴嘴44。
[矽烷化液噴嘴之第3實施形態]
上述第1及第2實施形態之矽烷化液噴嘴43,雖使用液體的有機溶劑(PGMEA、IPA)作為封隔流體,但並不限於此。封隔流體亦可為未含有水分或水分含有量低的氣體。作為此等氣體,例如可使用在半導體裝置的製造中經常使用的N2(氮)氣、或清潔乾燥空氣(CDA)。
此第3實施形態中,矽烷化液的噴吐結束而矽烷化液流路431內如圖6(a)所示地填滿矽烷化液之矽烷化液噴嘴43,返回退避位置後,宜在緊接著返回退避位置後,馬上開啟封隔流體供給管線652之開閉閥654,如圖6(b)所示地自矽烷化液噴嘴43噴吐作為封隔流體的氣體例如N2氣體。(此時,矽烷化液供給管線632之開 閉閥634自然為關閉。)藉此,將滯留在矽烷化液流路431之噴吐口434附近的矽烷化液以N2氣體推出。之後,在開始對於下一片晶圓W的處理為止之期間,以小流量持續流通N2氣體。藉此,與矽烷化液接觸的流體為幾乎不含水分的N2氣體,故防止矽烷化液發生水解之情形。
上述第1~第3實施形態,雖將填滿矽烷化液噴嘴43內之矽烷化液流路431內的矽烷化液以封隔流體推出,但並不限定於此。亦可於矽烷化液供給管線632設置回吸機構(參考下述第4實施形態),抽吸滯留在矽烷化液噴嘴43之矽烷化液流路431內的矽烷化液,使矽烷化液之前端位置後退至至少較與封隔流體流路432的合流點433更為上游側之位置為止後,自封隔流體流路432供給封隔流體。
[矽烷化液噴嘴之第4實施形態]
上述第1~第3實施形態,雖自與矽烷化液流路431合流之封隔流體流路432對矽烷化液流路431供給封隔流體,但並未限定於此。亦可自矽烷化液噴嘴43之外部,具體而言自噴吐口434,對矽烷化液流路431內供給封隔流體。參考圖7說明可能之構成。
第4實施形態之矽烷化液噴嘴43’,雖於其內部具備矽烷化液流路431但並未具有封隔流體流路432。與第1~第3實施形態同樣地,矽烷化液流路431,和與矽烷化液供給源631連接並插設有流量控制機構(FC)633及開閉閥634的矽烷化液供給管線632相連接。
第4實施形態之封隔流體供給機構700,具備可貯存封隔流體的貯液部701。貯液部701位在可接觸位於退避位置(或其附近)之矽烷化液噴嘴43的位置。臂部 45(參考圖2)可升降,因此矽烷化液噴嘴43亦可升降。自與封隔流體供給源702連接並插設有開閉閥704的封隔流體管線703,對貯液部701,供給作為封隔流體的PGMEA或IPA(液體)。於貯液部701連接插設有開閉閥706的排放管線705。
封隔流體供給機構700,進一步具備抽吸機構(707、708),在噴嘴43’之噴吐口434浸漬於貯存在貯液部701的封隔流體時,使抽吸力通過矽烷化液流路431而作用於噴吐口434。此第4實施形態中,該抽吸機構以如下元件構成:排放管線707,於設定在較開閉閥634更為下游側之分支點636中自矽烷化液供給管線632分支;以及開閉閥708,插設於該排放管線707。此等抽吸機構,亦稱作回吸機構。
對作用加以說明。矽烷化液的噴吐中,排放管線707之開閉閥708關閉,在矽烷化液的噴吐後仍持續關閉開閉閥708。以矽烷化液填滿自分支點636起至開閉閥708為止之全域。矽烷化步驟中,開啟開閉閥634,自位於處理位置之噴嘴43’對晶圓W供給矽烷化液。而後,關閉開閉閥634而結束矽烷化步驟。在對於一片晶圓W的矽烷化步驟後之一連串的步驟結束後,使噴嘴43’返回退避位置。
接著,如圖7(a)所示,於貯液部701貯存封隔流體(例如液體的PGMEA或IPA)。此外,使噴嘴43’位於貯液部701之正上方後下降,將噴吐口434浸漬於貯液部701內的封隔流體。
在此一狀態下,若開啟開閉閥708則位於排放管線707內的矽烷化液自排放管線707流出。如此一來,則如圖7(b)所示,依虹吸原理,使抽吸力通過矽烷化液供給管線632及矽烷化液流路431而作用於噴嘴43’之噴吐口434,將位於貯液部 701內的封隔流體引入矽烷化液流路431內。自然,開閉閥708之高度位置,位於較噴嘴43’之噴吐口434的高度位置更低處。在適當的時間點,例如,貯液部701內之封隔流體的液位變得較噴嘴43’之噴吐口434更低前,關閉開閉閥708。藉此停止封隔流體的抽吸。
藉由實行上述程序,而如圖7(b)所示地,以封隔流體填滿自矽烷化液流路431之噴吐口434起的既定範圍。亦即,藉由封隔流體,將位於較以封隔流體填滿之範圍更為上游側的矽烷化液,與噴吐口434外部的環境氣體隔斷。
上述程序結束後,使噴嘴43’上升並將其自貯液部701內取出,使噴嘴43’退避至退避位置。此外,位於矽烷化液流路431內的矽烷化液溶解於殘存在貯液部701內的封隔流體,故宜將其廢棄。此一情況,開啟開閉閥706而自排放管線705將貯液部701內的封隔流體廢棄。
此第4實施形態,噴嘴並無設置特別構成(封隔流體流路432)之必要,可利用通用的噴嘴。另外,回吸機構並未限於矽烷化液的噴吐,亦為經常用於防止來自處理液噴嘴之噴吐口的液體滴落之機構。亦即,相對於習知之構成,僅追加貯液部701等而可建構第4實施形態,故可抑制裝置成本的上升。
本發明並未限定於上述實施形態,可作各式各樣的改變。另,處理對象之基板,並未限定於半導體晶圓,亦可為玻璃基板、陶瓷基板等其他種類的基板。
43‧‧‧噴嘴(矽烷化液噴嘴)
431‧‧‧矽烷化液流路
432‧‧‧封隔流體流路
433‧‧‧合流點
434‧‧‧噴吐口
63‧‧‧矽烷化液供給機構
631‧‧‧矽烷化液供給源
632‧‧‧矽烷化液供給管線
633‧‧‧流量控制機構(FC)
634‧‧‧開閉閥
65‧‧‧封隔流體供給機構
651‧‧‧封隔流體供給源
652‧‧‧封隔流體供給管線
653‧‧‧流量控制機構(FC)
654‧‧‧開閉閥

Claims (15)

  1. 一種基板液體處理裝置,具備:處理部,對基板供給矽烷化液以將基板撥水化處理;噴嘴,於其內部具有:噴吐口,對位於該處理部的基板供給該矽烷化液;及矽烷化液流路,該矽烷化液朝向該噴吐口流過此矽烷化液流路;矽烷化液供給機構,藉由矽烷化液供給管線對該噴嘴之該矽烷化液流路供給該矽烷化液;以及封隔流體供給機構,供給封隔流體,該封隔流體將位於該噴嘴內部之該矽烷化液流路內的矽烷化液,與該噴吐口外部之環境氣體隔斷,其中,該噴嘴,在設定於較該噴吐口更為上游側的連接位置,具備與該矽烷化液流路連接之封隔流體流路;該封隔流體流路,藉由封隔流體供給管線而與該封隔流體供給機構相連接。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板液體處理裝置,其中,該封隔流體為液體,該封隔流體供給機構於該封隔流體供給管線上具有開閉閥,藉由將該開閉閥開啟既定時間,對該矽烷化液流路供給該封隔流體後關閉,而成為以該封隔流體填滿自該連接位置起至該噴吐口為止之該矽烷化液流路內的狀態。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板液體處理裝置,其中,該封隔流體係有機溶劑。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之基板液體處理裝置,其中, 該矽烷化液係藉由稀釋劑將撥水劑稀釋成之溶液,該封隔流體係該稀釋劑。
  5. 如申請專利範圍第2項之基板液體處理裝置,其中,該封隔流體,與該矽烷化液具有相溶性,且與純水亦具有相溶性。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板液體處理裝置,其中,該封隔流體為氣體,於該封隔流體供給管線上具有開閉閥,在將該開閉閥開放之狀態下,藉由對該封隔流體流路持續供給該氣體,而可成為以該封隔流體填滿該封隔流體流路、及自該連接位置起至該噴吐口為止之該矽烷化液流路內的狀態。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板液體處理裝置,其中,該封隔流體為液體,該封隔流體供給機構,具備儲存封隔流體的貯液部;該矽烷化液供給管線,經由排放管線開閉閥而與排放管線相連接;在將該噴嘴之該噴吐口浸漬於貯存在該貯液部的該封隔流體之狀態下,開啟該排液開閉閥而將該矽烷化液供給管線內之該矽烷化液自排放管線排出並將該封隔流體抽吸至該噴嘴內,關閉該排液開閉閥,以藉由該封隔流體與該噴吐口外部之環境氣體隔斷。
  8. 如申請專利範圍第1項之基板液體處理裝置,其中,當該噴嘴位於自處理位置退避的退避位置時,於該噴嘴下方,設置用以承擋該封隔流體的液體收納部。
  9. 一種基板液體處理方法,利用如申請專利範圍第1項之基板液體處理裝置對基板進行液體處理,包含如下步驟:撥水化步驟,自該噴嘴之該噴吐口對基板供給該矽烷化液,將該基板撥水化處理;停止供給步驟,停止自該噴嘴供給該矽烷化液;以及隔斷步驟,對該矽烷化液流路供給封隔流體,將位於該矽烷化液流路內的該矽烷化液,藉由該封隔流體而與該噴吐口外部之環境氣體隔斷,其中,自該封隔流體流路對該噴嘴內之矽烷化液流路供給該封隔流體,藉此,以該封隔流體沖洗位於較該連接位置更為下游側之該矽烷化液流路內的該矽烷化液,並以該封隔流體,將位於較該連接位置更為上游側之該矽烷化液流路內的矽烷化液,與該噴吐口外部的環境氣體隔斷。
  10. 如申請專利範圍第9項之基板液體處理方法,其中,該封隔流體為液體,在以該封隔流體沖洗該矽烷化液後停止該封隔流體的流通,藉此以該封隔流體填滿該封隔流體流路、及自該連接位置起至該噴吐口為止之該矽烷化液流路內。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板液體處理方法,其中,該封隔流體係有機溶劑。
  12. 如申請專利範圍第10項之基板液體處理方法,其中,該矽烷化液係藉由稀釋劑將撥水劑稀釋成之溶液,該封隔流體係該稀釋劑。
  13. 如申請專利範圍第10項之基板液體處理方法,其中, 該封隔流體,與該矽烷化液具有相溶性,且與純水亦具有相溶性。
  14. 如申請專利範圍第9項之基板液體處理方法,其中,該封隔流體為氣體,藉由在以該封隔流體沖洗該矽烷化液後仍持續對該封隔流體流路供給該封隔流體,而成為以該封隔流體填滿該封隔流體流路、及自該連接位置起至該噴吐口為止之該矽烷化液流路內的狀態。
  15. 如申請專利範圍第9項之基板液體處理方法,其中,當該噴嘴位於自處理位置退避的退避位置時,於該噴嘴下方,設置用以承擋該封隔流體的液體收納部。
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