TWI649831B - Substrate processing device, substrate processing method, and memory medium - Google Patents

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TWI649831B
TWI649831B TW105118576A TW105118576A TWI649831B TW I649831 B TWI649831 B TW I649831B TW 105118576 A TW105118576 A TW 105118576A TW 105118576 A TW105118576 A TW 105118576A TW I649831 B TWI649831 B TW I649831B
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金子聡
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

藉由保持機構所保持的基板不會受損傷或附著有雜質。
基板處理裝置(1)，係具備有：旋轉自如之基板保持機構(22)，具有保持面(23)與吸引部(24)；及噴嘴(50)，供給塗佈液(50a)。從噴嘴(50)對保持面(23)周緣部供給塗佈液(50a)，塗佈液乾燥而在保持面(23)上形成有載置晶圓W的環狀塗佈膜(25)。

Description

基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體
本發明，係關於對於例如基板，以例如顯像處理等之流體進行處理的基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體。
用以在半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)或液晶顯示器之玻璃基板(LCD基板)的表面形成預定圖案的遮罩，係在晶圓等的基板表面塗佈光阻後，對光阻面照射光、電子束或離子線等，藉由使用了顯像液(處理液)的液處理而獲得。
像這樣的液處理，係以往例如如下般地進行。亦即，首先，一面在具備有例如真空吸附功能的基板保持機構上吸附保持基板例如晶圓，並從供給噴嘴對晶圓表面供給處理液，一面使晶圓旋轉，藉此，進行液處理。
然而，於液處理中，在藉由基板保持機構吸 附保持晶圓等的基板之際，當基板保持機構的保持面存在有損傷或微粒時，則因該保持面的損傷或微粒而造成基板受損傷或附著有雜質。
抑或，在基板保持機構之保持面的硬度較高時，亦有因保持面而造成基板受損傷的情形。
本發明，係考慮該點而進行研究者，以提供一種藉由基板保持機構所保持之基板不會受損傷或附著有雜質的基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體為目的。
本發明，係一種基板處理裝置，其特徵係，具備有：保持面；基板保持機構，具有設置於該保持面的吸引部；及塗佈液供給部，以包圍設置於前述基板保持機構的保持面之前述吸引部的方式，供給塗佈液，在前述保持面形成載置基板的環狀塗佈膜。
本發明，係一種基板處理方法，其特徵係，具備有：準備具有保持面與設置於該保持面的吸引部之基板保持機構的工程；以包圍設置於前述基板保持機構的保持面之前述吸引部的方式，從塗佈液供給部供給塗佈液，在前述保持面形成載置基板之環狀塗佈膜的工程；及將基板載置於前述保持面之前述環狀塗佈膜上，藉由吸引部吸附保持基板的工程。
本發明，係一種用以使電腦執行基板處理方法的記憶媒體，其特徵係，前述基板處理方法，係具備 有：準備具有保持面與設置於該保持面的吸引部之基板保持機構的工程；以包圍設置於前述基板保持機構的保持面之前述吸引部的方式，從塗佈液供給部供給塗佈液，在前述保持面形成載置基板之環狀塗佈膜的工程；及將基板載置於前述保持面之前述環狀塗佈膜上，藉由吸引部吸附保持基板的工程。
如以上，根據本發明，可防止藉由基板保持機構所保持之基板受到損傷或附著有雜質的情形。
1‧‧‧基板處理裝置
3‧‧‧罩杯
4‧‧‧保持銷
5‧‧‧噴嘴
5a‧‧‧處理流體
10‧‧‧控制部
11‧‧‧記憶媒體
22‧‧‧晶圓保持部
23‧‧‧保持面
24‧‧‧開口
24a‧‧‧DIW
24b‧‧‧N2氣體
25‧‧‧環狀塗佈膜
31‧‧‧外罩杯
32‧‧‧內罩杯
42‧‧‧升降機構
50‧‧‧噴嘴
50a‧‧‧塗佈液
51‧‧‧塗佈液罩杯
52‧‧‧環導件
W‧‧‧晶圓
[圖1]圖1，係表示本發明之實施形態之基板處理裝置之一例的剖面圖。
[圖2]圖2(a)，係表示供給處理流體之噴嘴的立體圖；圖2(b)，係表示噴嘴的平面圖。
[圖3]圖3(a)~(f)，係表示本發明之實施形態之基板處理方法的圖。
[圖4]圖4，係表示基板處理裝置之基板保持機構的底視圖。
[圖5]圖5，係表示基板保持機構之保持面與塗佈液供給部的平面圖。
<發明之實施形態>
以下，參閱圖1~圖4，說明關於本發明之實施形態。
在此，圖1，係表示本發明之基板處理裝置的縱剖面圖。如圖1所示，基板處理裝置1，係具備有：晶圓保持部(基板保持機構)22，以使被處理面朝向上方的方式，於大致水平的狀態下，吸附保持基板即晶圓W的中央附近，並且用以使該晶圓W繞著垂直軸周圍旋轉且升降，由例如聚四氟乙烯或聚醚醚酮等的樹脂或金屬所構成；及噴嘴(處理流體供給部)5，配置於該晶圓保持部22的上方，對藉由晶圓保持部22所吸附保持的晶圓W表面，供給由藥液、DIW(De Inoized Water)等所構成的處理液或N2氣體等的乾燥氣體。其中，晶圓保持部22，係形成基板保持機構者，具有：保持面23，保持晶圓W；及開口(吸引部)24，在保持面23的中央部開口，真空吸附晶圓W。而且，該晶圓保持部22，係藉由組合了升降機構與馬達的驅動部21，經由旋轉軸，繞著垂直軸周圍旋轉自如且升降自如。如此一來，晶圓W，係在藉由晶圓保持部22而被吸附保持於如圖1所示之晶圓保持部22的處理位置與比處理位置更上方側之晶圓W的收授位置H之間，升降自如、旋轉自如地予以保持。
在像這樣之晶圓保持部22的周圍，係設置有 圓筒形狀的罩杯3，該圓筒形狀的罩杯3，係包圍位於前述處理位置之晶圓W的周圍，並用以在甩掉供給至晶圓上的處理液之際，防止該液體朝周圍飛散的情形。罩杯3，係由外罩杯31與內罩杯32所構成，外罩杯31，係構成為以在防止處理液的飛散時，上端位於比前述晶圓W之收授位置更上方側，在晶圓W的收授時或處理液的供給時，上端位於比前述晶圓W之收授位置更下方側的方式，藉由未圖示的升降機構而升降自如。
內罩杯32，係設置為在外罩杯31的內側且比前述晶圓W之收授位置更下方側，在晶圓W位於前述處理位置時，上端位於比該晶圓W更上方側。該內罩杯32，係形成為在晶圓W的側方側，朝向上方而傾斜於內側，且為了抑制處理液迴繞至晶圓W的背面側，而在晶圓W的下方側設置有不與位於前述處理位置之晶圓W之背面側周緣接觸的程度之環狀的凸部33，從晶圓W的外方朝向凸部33而傾斜於上方。
又，在內罩杯32之與晶圓W之背面側之周緣區域對應的位置，係設置有複數根例如3根保持銷4。該保持銷4，係在使晶圓W從晶圓保持部22浮起的狀態下進行保持者。像這樣的保持銷4，係由例如不鏽鋼所構成，且於前端設置有由例如氧化鋁所構成的保護材，保持晶圓W時之該保持銷4與晶圓W的接觸面積，係設定為比由晶圓保持部22之保持面23來保持晶圓W時之保持面23與晶圓W的接觸面積小很多。
該些保持銷4的下端側，係經由水平的支撐臂41而連接至升降機構42，保持銷4的上端，係可在位於前述處理位置之位於晶圓W之下方側的待機位置與比待機位置更上方側的位置，且在與保持晶圓W而從晶圓保持部22使其浮起的位置之間升降。而且，在罩杯3，係連接有處理液之排液路徑34及兼作為排氣路徑與排液路徑的排出路徑35，排出路徑35，係連接至未圖示的氣液分離手段。
如上述，在位於被真空吸附至晶圓保持部22的處理位置之晶圓W的上方，係設置有噴嘴5，該噴嘴5，係構成用以對該晶圓W之表面供給處理流體的供給部。該噴嘴5，係如圖2(a)(b)所示，具有：噴嘴本體5a，例如橫向地形成為細長的棒狀；及供給孔5b，設置於噴嘴本體5a的下面，用以在晶圓表面，沿著徑方向吐出處理流體，前述噴嘴本體5a及供給孔5b，係構成為在晶圓表面的中心線(通過晶圓W的中心而延伸於徑方向的線)附近，供給處理流體。
又，如圖1所示，在晶圓保持部22的上方，係設置有噴嘴(塗佈液供給部)50，該噴嘴50，係對晶圓保持部22之保持面23的例如周緣部供給塗佈液50a，以包圍開口24的方式，在保持面23上形成所期望之膜厚的環狀塗佈膜25。在此所謂環狀塗佈膜25的環狀，係指形成連續之封閉的繩狀之形狀的意思，並不限定於圓形者。
在此，噴嘴50，係一面使晶圓保持部22旋 轉，一面對晶圓保持部22之保持面23供給面塗層液、光阻液或反射防止膜液等的塗佈液者。塗佈液，係包含有由溶劑與樹脂等所構成之水溶性的剩餘部分，供給至保持面23的塗佈液，係伴隨著晶圓保持部22的旋轉而環狀地塗佈於保持面23的周緣部。而且，保持面23上的塗佈液中，溶劑往外方排出而引導至塗佈液罩杯51，剩餘部分殘留於保持面23的周緣部，從而形成環狀塗佈膜25。該環狀塗佈膜25，係較佳為包含有抗靜電劑，在環狀塗佈膜25不帶有靜電。另外，在塗佈液50a所含有之溶劑的揮發性較高且溶劑因晶圓保持部22的旋轉而不會往外方排出時，係亦可不在保持面23的周緣部形成環狀塗佈膜25，且只要可吸附保持晶圓W，則亦可以包圍開口24的方式，在任意位置形成環狀塗佈膜25。又，在該情況下，亦可不設置塗佈液罩杯51。
又，在晶圓保持部22與保持銷4之間，沿上下方向升降自如地設置有塗佈液罩杯51，該塗佈液罩杯51，係接收從噴嘴50供給至保持面23上的塗佈液而引導至下方。
再者，在晶圓保持部22的外周，設置有將晶圓保持部22上之晶圓W的周緣部保持而舉升的環導件52。
然而，在晶圓保持部22的保持面23，係如上述，設置有開口24。該開口24，係形成於保持面23的中央部，且在保持面23的周緣部形成有上述之環狀塗佈膜 25(參閱圖4)。
設置於保持面23的開口24，係經由貫通晶圓保持部22而延伸的連通管線55，連接至真空源56。
再者，在連通管線55，係除了真空源56，亦連接有DIW供給源57及N2氣體供給源58，可經由切換機構60，選擇性地連接真空源56、DIW供給源57或N2氣體供給源58。
在該情況下，藉由將連通管線55連接至真空源56的方式，開口24便可具有吸附功能。又，藉由將連通管線55連接至DIW供給源57的方式，可從DIW供給源57經由連通管線55，從開口24供給DIW。而且，藉由將連通管線55連接至N2氣體供給源58的方式，可從N2氣體供給源58經由連通管線55，從開口24供給N2氣體。
具備有以上所說明的構成之基板處理裝置1的各構成要素，例如晶圓保持部22的驅動部21、噴嘴5、噴嘴50、升降機構42、切換機構60等，係如圖1所示，連接至控制部10。控制部10，係由具備有CPU11與記憶媒體12的電腦所構成，在記憶媒體12，係記錄有程式，該程式，係編入有關於液處理裝置1的作用，亦即液處理方法的動作之控制的步驟(命令)群。該程式，係儲存於例如硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡等的記憶媒體12，且從該些安裝於電腦。
其次，藉由圖3(a)~(f)，說明由像這樣的構 成所形成之本實施形態的作用。
首先，如圖5所示，一面使噴嘴(塗佈液供給部)50從退避位置移動至保持面23之例如周緣部的上方位置，並使晶圓保持部22旋轉，一面從噴嘴(塗佈液供給部)50對晶圓保持部22之保持面23的周緣部供給塗佈液50a。
在該情況下，伴隨著晶圓保持部22的旋轉，塗佈液50a，係環狀地擴散至保持面23的周緣部，從保持面23之周緣部往外方排出的塗佈液50a，係藉由塗佈液罩杯51，從保持面23的周緣部引導至下方。如此一來，由於塗佈液50a，係藉由塗佈液罩杯51，從保持面23的周緣部引導至下方，因此，塗佈液50a不會往位於晶圓保持部22外方的罩杯3側飛散。
從噴嘴50所供給的塗佈液50a，係如上述，由面塗層液、光阻液或反射防止膜液等所構成，且環狀地擴散至保持面23的周緣部。
保持面23上的塗佈液50a，係其後溶劑往外方排出，剩餘部分殘留並乾燥而成為固體，在保持面23的周緣部形成環狀塗佈膜25(參閱圖3(a)及圖4)。所期望之膜厚的環狀塗佈膜25形成後，停止從噴嘴50供給塗佈液50a，其後，從噴嘴50移動至退避位置，晶圓保持部22的旋轉便停止。
形成於保持面23之周緣部的環狀塗佈膜25，係由比晶圓保持部22之保持面23更軟質的材料所構成，可將晶圓W不損傷地載置於其上。
其次，如圖1及圖3(a)(b)所示，使外罩杯31下降至晶圓W的收授位置之下。其次，藉由未圖示的搬送臂，將晶圓W搬送至晶圓保持部22上的收授位置，並藉由位於上方的保持銷4，收授晶圓W。其後，使保持銷4降下，且使晶圓W吸附於晶圓保持部22。此時，連通管線55，係連接至真空源56。
其次，使位於待機位置的噴嘴(處理流體供給部)5移動至晶圓保持部22的上方位置。此時，使內罩杯32的上端位於比前述晶圓W之收授位置更上方側，從噴嘴5供給處理液5c，並對晶圓W之中心線附近供給例如顯像液、洗淨液等的處理液5c，並且使晶圓保持部22旋轉。
如此一來，藉由從噴嘴5對晶圓W上供給處理液5c的方式，可對晶圓W執行液處理。
在該期間，環導件52，係不與晶圓W接觸地配置於晶圓W的外周，從噴嘴5供給至晶圓W上的處理液5c，係通過環導件52的上面被引導而引導至外方的內罩杯32。
環狀塗佈膜25，係比晶圓保持部22的保持面23更軟質，且環狀塗佈膜25，係從保持面23朝上方突出。因此，與將晶圓W直接載置於保持面23上的情形相比，不會因存在於保持面23上的損傷或微粒而造成晶圓W受損傷或在晶圓W附著有雜質。
因此，可一面清淨地保持晶圓W，一面對晶圓W施 予液處理。
其次，如圖3(c)所示，晶圓保持部22的旋轉便停止。又，停止來自噴嘴5之處理液5c的供給，並移動至退避位置。又，連通管線55，係藉由切換機構60而連接至DIW供給源57。其次，從DIW供給源57經由連通管線55，對保持面23的開口24供給DIW，該DIW24a，係從開口24被噴出至晶圓W的背面。在該情況下，晶圓W，係載置於保持面23的環狀塗佈膜25上，並非藉由開口24而吸附。
因此，從開口24所噴出的DIW24a，係通過晶圓W背面而往外方流出。
然而，形成於保持面23上的環狀塗佈膜25，係由水溶性的材料所構成。因此，環狀塗佈膜25會輕易地被從開口24所噴出的DIW(塗佈膜處理液)24a溶解或蝕刻，被DIW24a溶解或蝕刻的環狀塗佈膜25，係與DIW24a一起通過保持面23與晶圓W背面之間的間隙而往外方流出。此時，環導件52，係亦可位於晶圓W的外周而稍微遠離晶圓W，又，亦可使環導件52上升並保持晶圓W，藉此，不與保持面23接觸。如此一來，保持面23上的環狀塗佈膜25便被去除。在該情況下，保持面23的開口24，係具有塗佈膜處理液供給部的功能。
其後，如圖3(d)所示，在未以環導件52保持晶圓W時，係環導件52會上升，晶圓W藉由環導件52而保持，且晶圓W稍微遠離保持面23。在該情況下，晶 圓保持部22便旋轉。DIW24a連續地從保持面23的開口24被噴出至旋轉之晶圓W的背面。從開口24所噴出的DIW24a，係洗淨旋轉之晶圓W的背面並且洗淨保持面23，通過保持面23與晶圓W的背面之間的間隙而往外方流出。如此一來，保持面23及晶圓W的背面便被洗淨。
其次，如圖3(e)所示，晶圓保持部22連續地旋轉，連通管線55藉由切換機構60而連接至N2氣體供給源58。在該情況下，停止來自開口24之DIW24a的噴出，取而代之從N2氣體供給源58所供給的N2氣體24b會經由連通管線55，從開口24噴出至晶圓W的背面。
噴出至晶圓W之背面的N2氣體24b，係將殘留於保持面23及晶圓W之背面的DIW24a往外甩出，如此一來，保持面23及晶圓W之背面便乾燥。在該情況下，開口24，係具有N2氣體供給部的功能。
其後，如圖3(f)所示，保持銷4會上升，將晶圓W舉升至上方的收授位置，其後，使環導件52下降。其次，晶圓W，係藉由未圖示的搬送臂而往外方搬出。此時，外罩杯31，係事先降下，外罩杯31的上端，係位於比收授位置更下方。
如上述般，根據本實施形態，可在晶圓保持部22的保持面23形成與保持面23相比更軟質之所期望之膜厚的環狀塗佈膜25，並可將晶圓W載置於該環狀塗佈膜25上。因此，與直接將晶圓W載置於保持面23的情形相比，可防止因存在於保持面23上的損傷或微粒而 造成晶圓W受損傷或在晶圓W附著有雜質於未然。又，由於設置於保持面23上的環狀塗佈膜25，係由水溶性材料所成，因此，在將晶圓W載置於保持面23上的環狀塗佈膜25且對晶圓W施予液處理後，可藉由DIW24a，從保持面23輕易地溶解或蝕刻環狀塗佈膜25並進行去除。而且，每當將新的晶圓W保持於晶圓保持部22的保持面23上，可輕易且簡單地形成新的環狀塗佈25。
<本發明之變形例>
其次，敍說本發明的變形例。在上述實施形態中，雖表示在保持面23上形成環狀塗佈膜25後，從設置於保持面23之中央部的開口24，對保持面23供給DIW24a，以溶解或蝕刻環狀塗佈膜25並進行去除的例子，但不限於此，亦可在保持面23之周緣部設置供給DIW的3個開口24A(參閱圖4)。在該情況下，保持面23之中央部的開口24，係連接至真空源56，從而具有吸引部的功能。又，周緣部的開口24A，係選擇性地連接至DIW供給源57或N2氣體供給源58，從而具有DIW供給部或N2氣體供給部的功能。
抑或，又亦可在晶圓保持部22的上方配置供給用以溶解或蝕刻環狀塗佈膜25之DIW的DIW供給部。
再者，雖表示在將晶圓W載置於設置在保持面23的環狀塗佈膜25上並吸附保持，且對該晶圓W施 予液處理後(參閱圖3(b))，藉由DIW24a溶解或蝕刻環狀塗佈膜25並進行去除的例子(參閱圖3(c))，但不限於此，亦可在對載置於環狀塗佈膜25上的晶圓W施予液處理後(參閱圖3(b))，不將環狀塗佈膜25去除而直接將環狀塗佈膜25上之晶圓W舉升至比保持銷4更上方的收授位置，且藉由搬送臂往外方搬出(參閱圖3(f))。在該情況下，可於整個複數次的液處理中，連續地使用環狀塗佈膜25。
再者，雖表示使用噴嘴5來供給塗佈液，並使用不同於噴嘴5之噴嘴50來供給處理流體的例子，但不限於此，亦可使用單一之噴嘴5或噴嘴50的任一來供給塗佈液並且供給處理流體。
再者，環狀塗佈膜25，係不限於形成在平坦的保持面23，例如亦可在具有環狀的凸部之保持面23(未圖示)的凸部上部形成有環狀塗佈膜25，又，亦可以從具有環狀的凹部之保持面23(未圖示)的凹部內突出的方式，形成環狀塗佈膜25。
又，在上述的實施形態中，雖係表示在吸附保持晶圓W而旋轉的晶圓保持部形成環狀塗佈膜25的例子，但不限於此，亦可在不使晶圓W旋轉而吸附保持晶圓W的晶圓保持部形成環狀塗佈膜25。

Claims (16)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵係，具備有：保持面；基板保持機構，具有設置於該保持面的吸引部；及塗佈液供給部，以包圍設置於前述基板保持機構的保持面之前述吸引部的方式，供給塗佈液，在前述保持面形成載置基板的環狀塗佈膜。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述基板保持機構，係旋轉自如。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，更具備有：塗佈膜處理液供給部，供給將前述保持面上之前述環狀塗佈膜溶解或蝕刻的處理液。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之基板處理裝置，其中，在前述基板保持機構的外周，設置有將保持於前述基板保持機構之基板往上方舉升的保持銷。
  5. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之基板處理裝置，其中，在前述基板保持機構的外周，設置有將保持於前述基板保持機構之基板的周緣部保持而舉升的環導件。
  6. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中，在前述基板保持機構與前述保持銷之間，設置有將供給至前述基板保持機構之保持面周緣部的塗佈液引導至下 方的塗佈液罩杯。
  7. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之基板處理裝置，其中，在基板保持機構的上方，設置有對保持於前述基板保持機構之基板供給處理流體的處理流體供給部。
  8. 一種基板處理方法，其特徵係，具備有：準備具有保持面與設置於該保持面的吸引部之基板保持機構的工程；以包圍設置於前述基板保持機構的保持面之前述吸引部的方式，從塗佈液供給部供給塗佈液，在前述保持面形成載置基板之環狀塗佈膜的工程；及將基板載置於前述保持面之前述環狀塗佈膜上，藉由吸引部吸附保持基板的工程。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板處理方法，其中，前述基板保持機構，係旋轉自如。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之基板處理方法，其中，更具備有：從設置於前述基板保持機構之上方的處理流體供給部，對藉由前述基板保持機構所保持之基板上供給處理流體的工程。
  11. 如申請專利範圍第8或9項之基板處理方法，其中，在對前述保持面的周緣部供給塗佈液之際，藉由設置於前述基板保持機構外周的塗佈液罩杯，將塗佈液引導至 下方。
  12. 如申請專利範圍第8或9項之基板處理方法，其中，從塗佈膜處理液供給部，供給將前述保持面上之前述環狀塗佈膜溶解或蝕刻的處理液。
  13. 如申請專利範圍第12項之基板處理方法，其中，藉由設置於前述基板保持機構之外周的環導件，將保持於前述基板保持機構之基板的周緣部保持而舉升。
  14. 如申請專利範圍第8或9項之基板處理方法，其中，前述塗佈液，係包含有溶劑與剩餘部分，在被供給至前述保持面後，溶劑往外方排出，剩餘部分殘留於前述保持面上。
  15. 如申請專利範圍第14項之基板處理方法，其中，前述塗佈液，係包含有面塗層液、光阻液或反射防止膜液的任一。
  16. 一種用以使電腦執行基板處理方法的記憶媒體，其特徵係，前述基板處理方法，係具備有：準備具有保持面與設置於該保持面的吸引部之基板保持機構的工程；以包圍設置於前述基板保持機構的保持面之前述吸引 部的方式，從塗佈液供給部供給塗佈液，在前述保持面形成載置基板之環狀塗佈膜的工程；及將基板載置於前述保持面之前述環狀塗佈膜上，藉由吸引部吸附保持基板的工程。
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