TWI735012B - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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TWI735012B
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加藤雅彦
藤原直澄
尾辻正幸
佐佐木悠太
山口佑
髙橋弘明
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日商斯庫林集團股份有限公司
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Abstract

於基板處理裝置內搬運固化膜形成物質之固體100,並供給至基板W之正面。藉由固化膜形成物質之熔解或溶解,於基板W之正面製作包含基板W之正面上之固化膜形成物質之乾燥前處理液。藉由以凝固或析出使基板W之正面上之乾燥前處理液固化,而於基板W之正面形成包含固化膜形成物質之固化膜。藉由使固化膜變化為氣體而將固化膜自基板W之正面去除。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本申請案主張基於2018年8月24日提出之日本專利申請案2018-157536號及2019年1月28日提出之日本專利申請案2019-012448號之優先權。本申請案之全部內容以引用之形式併入至本文中。
本發明係關於一種對基板進行處理之基板處理方法及基板處理裝置。處理對象之基板例如包含半導體晶圓、液晶顯示裝置或有機EL(electroluminescence,電致發光)顯示裝置等FPD(Flat Panel Display,平板顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等。
於半導體裝置或FPD等之製造步驟中,對半導體晶圓或FPD用玻璃基板等基板進行符合需要之處理。此種處理包括將藥液或沖洗液等處理液供給至基板。供給處理液之後,將處理液自基板去除且使基板乾燥。
於基板之表面形成有圖案之情形時,存在如下情況,即,當使基板乾燥時,因附著於基板之處理液之表面張力引起之力施加於圖案而導致圖案坍塌。作為其對策,採用如下方法,即,將IPA(異丙醇)等表面張力較低之液體供給至基板或將使液體相對於圖案之接觸角接近90度之疏水化劑供給至基板。然而,即便使用IPA或疏水化劑,使圖案坍塌之坍塌力亦不會變為零,因此,存在如下情形,即,根據圖案之強度,即便進行該等對策,亦無法充分防止圖案之坍塌。
近年來,作為防止圖案坍塌之技術,昇華乾燥備受關注。例如於專利文獻1及專利文獻2中揭示有進行昇華乾燥之基板處理方法及基板處理裝置。於專利文獻1中記載之昇華乾燥中,將昇華性物質之溶液供給至基板之表面,自基板上之昇華性物質之溶液析出昇華性物質。於專利文獻2記載之昇華乾燥中,將昇華性物質之熔液(昇華性物質之液體)供給至基板之表面,基板上之昇華性物質之熔液凝固。於專利文獻1及專利文獻2中,昇華性物質之溶液或熔液均朝向基板之上表面噴出。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-243869號公報 [專利文獻2]日本專利特開2015-142069號公報
[發明所欲解決之問題]
於將凝固點為室溫以上之昇華性物質之熔液供給至基板之情形時,為了將昇華性物質維持為液體而必須將昇華性物質持續加熱。即,使貯箱內之昇華性物質之熔液自噴嘴噴出之情形時,不僅必須將貯箱維持為超過昇華性物質之凝固點之溫度,而且必須將自貯箱至噴嘴之配管整體維持為超過昇華性物質之凝固點之溫度。因此,需要大量能量。不僅如此,若加熱配管之加熱器產生故障,則配管內之昇華性物質變化為固體,配管因昇華性物質之固體而堵塞。於該情形時,基板處理裝置之恢復需要較長時間。
因此,本發明之目的之一在於提供一種能夠減少能量之消耗量並且減少使基板乾燥時產生之圖案之坍塌的基板處理方法及基板處理裝置。 [解決問題之技術手段]
本發明之一實施形態提供一種基板處理方法,其包含:固形物搬運步驟,其係於基板處理裝置內搬運固化膜形成物質之固體;乾燥前處理液製作步驟,其係藉由上述固化膜形成物質之熔解、及上述基板上之上述固化膜形成物質之溶解之至少一者,製作包含所搬運之上述固化膜形成物質之乾燥前處理液;固化膜形成步驟,其係藉由以凝固或析出使上述基板之正面上之上述乾燥前處理液固化,而於上述基板之正面形成包含上述固化膜形成物質之固化膜;及固化膜去除步驟,其係藉由使上述固化膜變化為氣體而將上述固化膜自上述基板之正面去除。
根據該構成,於基板處理裝置內搬運固化膜形成物質之固體而並非搬運固化膜形成物質之熔液。而且,使所搬運之固化膜形成物質熔解或溶解於溶劑。藉此,製作包含所搬運之固化膜形成物質之乾燥前處理液。其後,使基板之正面上之乾燥前處理液固化而於基板之正面形成包含固化膜形成物質之固化膜。其後,使固化膜變化為氣體而將固化膜自基板之正面去除。因此,與進行藉由基板之高速旋轉而去除液體之旋轉乾燥等先前之乾燥方法之情形相比,可一面抑制圖案坍塌一面使基板乾燥。
於使貯箱內之固化膜形成物質之熔液自噴嘴噴出之情形時,不僅必須將貯箱維持為超過固化膜形成物質之凝固點之溫度,而且必須將自貯箱至噴嘴之配管整體維持為超過固化膜形成物質之凝固點之溫度。與此相對,於搬運固化膜形成物質之固體之情形時,於固化膜形成物質之固體通過之路徑中不需要加熱器,因此,可將加熱器小型化或省略。因此,可減少製作乾燥前處理液所需之能量。
於為了將配管內之固化膜形成物質維持為液體而利用加熱器加熱配管之情形時,若加熱器產生故障,則有配管內之固化膜形成物質變化為固體,配管因固化膜形成物質之固體而堵塞之可能性。若省略加熱器,則不會產生此種堵塞。即便於設置加熱器之情形時,只要縮小設置加熱器之範圍,則即便產生配管之堵塞,亦可縮短基板處理裝置之恢復所需之時間。
於上述實施形態中,亦可對上述基板處理方法添加以下特徵之至少一個。
上述固形物搬運步驟係於收容上述基板之腔室中搬運上述固化膜形成物質之固體之步驟。
根據該構成,於收容基板之腔室中搬運固化膜形成物質之固體。即,固化膜形成物質係保持固體之狀態而被搬運至基板或距離基板極近之位置。因此,即便於設置使固化膜形成物質熔解之加熱器之情形時,亦可使設置加熱器之範圍極小,而可減少能量之消耗量。
上述固形物搬運步驟係將上述固化膜形成物質之固體搬運至上述基板之正面之步驟,上述乾燥前處理液製作步驟包含基板上製作步驟,該基板上製作步驟係藉由上述固化膜形成物質之熔解及溶解之至少一者,於上述基板之正面製作包含上述基板之正面上之上述固化膜形成物質之上述乾燥前處理液。
根據該構成,將固化膜形成物質之固體搬運至基板之正面。換言之,固化膜形成物質係保持固體之狀態而供給至基板之正面。固化膜形成物質供給至基板之正面時之固化膜形成物質之溫度低於固化膜形成物質之熔點。固化膜形成物質之固體供給至基板之後,使基板之正面上之固化膜形成物質熔解或者溶解於溶劑。藉此,製作乾燥前處理液。與此同時,乾燥前處理液供給至基板之正面。
當將固化膜形成物質之溶液或熔液供給至基板之正面時,一部分溶液或熔液通過基板之外周部自基板之正面排出。於將固化膜形成物質之固體供給至基板之正面之情形時,固化膜形成物質之固體容易停留於基板之正面。因此,與將固化膜形成物質之溶液或熔液供給至基板之正面之情形相比,可有效率地使用固化膜形成物質,而可減少固化膜形成物質之消耗量。
上述固化膜形成物質之熔點高於室溫,上述固形物搬運步驟包含將上述室溫之上述固化膜形成物質供給至上述基板之正面之室溫供給步驟。
根據該構成,將室溫之固化膜形成物質供給至基板之正面。固化膜形成物質之熔點高於室溫。因此,固化膜形成物質之固體供給至基板之正面。於固化膜形成物質之熔點為室溫以下之情形時,為了將固化膜形成物質維持為固體,必須於供給至基板之前將固化膜形成物質持續冷卻。只要固化膜形成物質之熔點高於室溫,則無需此種冷卻。
又,若液體配置於極窄之空間,則產生凝固點降低。於半導體晶圓等基板中,相鄰之2個圖案之間隔較窄,因此,位於圖案之間之液體之凝固點降低。因此,於不僅在相鄰之2個凸狀圖案之間,在圖案之上方亦存在液體之狀態下使液體凝固時,位於圖案之間之液體之凝固點低於位於圖案之上方之液體之凝固點。
若僅位於圖案之間之液體之凝固點較低,則有如下情形,即,形成於基板之正面之液膜之表層、即位於自液膜之上表面(液面)至圖案之上表面為止之範圍之液體層先凝固,位於圖案之間之液體不凝固而維持為液體。於該情形時,存在如下情況,即,於圖案之附近形成固體與液體之界面,產生使圖案坍塌之坍塌力。若因圖案之微細化而導致圖案變得更脆弱,則即便為此種較弱之坍塌力,圖案亦會坍塌。
進而,當降低前之凝固點較低,而且凝固點大幅度降低時,若不將基板之正面上之液體冷卻至極低之溫度,則基板之正面上之液體不凝固。固化膜形成物質之凝固點與固化膜形成物質之熔點相等或與固化膜形成物質之熔點相比幾乎無變化。因此,若固化膜形成物質之熔點較高,則固化膜形成物質之凝固點亦較高。即便凝固點大幅度降低,只要降低前之凝固點較高,則即便不使冷卻溫度極端地降低,亦可使基板之正面上之乾燥前處理液凝固。藉此,可減少基板之處理所需之能量之消耗量。
於將固化膜形成物質之溶液供給至基板之情形時,為了維持固化膜形成物質分散之狀態,於不將溶液供給至基板時亦必須持續攪拌。於將凝固點為室溫以上之固化膜形成物質之熔液供給至基板之情形時,為了將固化膜形成物質維持為液體而必須將固化膜形成物質持續加熱。即,若不設置攪拌機構或加熱機構,則不會產生配管堵塞等問題。另一方面,於使用凝固點未達室溫之固化膜形成物質之熔液之情形時,即便不將固化膜形成物質加熱,固化膜形成物質亦維持為液體,但如上所述,降低前之凝固點較低,因此,若不冷卻至極低之溫度,則基板之正面上之熔液不凝固。因此,如果將熔點及凝固點高於室溫之固化膜形成物質之固體供給至基板,則不會產生該等問題。
上述固形物搬運步驟包含如下步驟中之至少一個:粉末供給步驟,其係將粉末狀之上述固化膜形成物質供給至上述基板之正面;粒供給步驟,其係將粒狀之上述固化膜形成物質供給至上述基板之正面;及結合物供給步驟,其係將粉末狀之上述固化膜形成物質與粒狀之上述固化膜形成物質結合成之結合物供給至上述基板之正面。
根據該構成,將固化膜形成物質之粉末、固化膜形成物質之粒或其等之結合物供給至基板之正面。即,將固化膜形成物質之小塊體供給至基板之正面。只要供給至基板之質量相同,則各個塊體越小,固化膜形成物質之固體之表面積之合計值越增加。於藉由固化膜形成物質之熔解製作乾燥前處理液之情形時,若表面積較大,則可有效率地將固化膜形成物質之固體加熱。於藉由固化膜形成物質之溶解製作乾燥前處理液之情形時,若表面積較大,則可有效率地使固化膜形成物質之固體溶於溶劑。因此,於使用熔解及溶解之任一者之情形時,均可有效率地製作乾燥前處理液。
上述基板上製作步驟包含熔解步驟,該熔解步驟係藉由以上述固化膜形成物質之熔點以上之加熱溫度將上述固化膜形成物質之固體加熱,而使上述基板之正面上之上述固化膜形成物質之固體熔解。
根據該構成,將基板之正面上之固化膜形成物質之固體以固化膜形成物質之熔點以上之加熱溫度加熱。藉此,固化膜形成物質之固體變化為固化膜形成物質之液體,於基板之正面製作包含固化膜形成物質之乾燥前處理液、即固化膜形成物之液體。藉此,可製作以固化膜形成物質為主成分之乾燥前處理液,可將相鄰之2個圖案之間之空間利用乾燥前處理液填滿。
上述熔解步驟包含自上述固化膜形成物質之固體供給至上述基板之正面之前將上述基板加熱之事前加熱步驟。
根據該構成,於將固化膜形成物質之固體供給至基板之前開始基板之加熱。因此,固化膜形成物質之固體被供給至事前加熱過之基板之正面。若固化膜形成物質之固體接觸基板之正面,則與此同時,固化膜形成物質之固體經由基板而加熱。因此,與於固化膜形成物質之固體供給至基板之後開始固化膜形成物質之加熱之情形相比,可縮短直至固化膜形成物質熔解為止之時間。
上述熔解步驟包含自上述固化膜形成物質之固體供給至上述基板之正面之後將上述基板加熱之事後加熱步驟。
根據該構成,於將固化膜形成物質之固體供給至基板之後開始基板之加熱。基板之正面上之固化膜形成物質之固體經由基板而加熱、熔解。於將固化膜形成物質之固體供給至基板之前開始基板之加熱之情形時,固化膜形成物質之固體供給至基板之前對基板賦予之熱之一部分不傳遞至固化膜形成物質而釋放至空氣中。因此,與事前加熱基板之情形相比,可減少熱損失。
上述基板處理方法進而包含一面將上述基板保持為水平一面使之繞通過上述基板之中央部之鉛直之旋轉軸線旋轉的基板旋轉步驟,上述固形物搬運步驟包含對保持水平之上述基板之正面之中央部供給上述固化膜形成物質之固體之中央供給步驟,上述熔解步驟包含加熱流體供給步驟,該加熱流體供給步驟係於上述基板繞上述旋轉軸線旋轉且上述固化膜形成物質之固體位於上述基板之正面之中央部之狀態下,朝向與上述基板之正面為相反側之上述基板之平面即上述基板之背面之中央部噴出上述加熱溫度之加熱流體。
根據該構成,將溫度為固化膜形成物質之熔點以上之加熱流體朝向基板之背面之中央部噴出。所噴出之加熱流體接觸基板之背面之中央部。藉此,將基板之中央部加熱。進而,加熱流體接觸基板之背面之中央部之後,自基板之背面之中央部沿著基板之背面朝所有方向呈輻射狀流動。藉此,加熱流體亦接觸中央部以外之基板之背面內之區域,亦將基板之其他部分加熱。
由於加熱流體首先接觸基板之背面之中央部,故基板之中央部與基板之其他部分相比溫度較高。固化膜形成物質之固體接觸該溫度較高之部分。因此,可經由基板將基板之正面上之固化膜形成物質之固體有效率地加熱。藉此,可有效率地使固化膜形成物質之固體熔解,可縮短製作乾燥前處理液所需之時間。
進而,當加熱流體朝向基板之背面之中央部噴出時,基板繞通過基板之中央部之鉛直之旋轉軸線旋轉。於基板之正面之中央部製作之乾燥前處理液利用藉由基板之旋轉產生之離心力而自基板之正面之中央部呈輻射狀流動。藉此,可使乾燥前處理液於基板之正面擴散。而且,已熔解之固化膜形成物質自熔解前之固化膜形成物質與基板之正面之間排出,因此,可將熔解前之固化膜形成物質有效率地加熱。
上述基板旋轉步驟包含:減速步驟,其係使上述基板之旋轉速度自熔解前速度減少為熔解速度;定速旋轉步驟,其係於上述加熱流體朝向上述基板之背面之中央部噴出,且上述固化膜形成物質之固體位於上述基板之正面之中央部之狀態下,將上述基板之旋轉速度維持為上述熔解速度;及加速步驟,其係於上述基板之正面之中央部上之上述固化膜形成物質之固體之至少一部分熔解之後,使上述基板之旋轉速度自上述熔解速度增加至擴散速度。
根據該構成,於加熱流體朝向基板之背面之中央部噴出且固化膜形成物質之固體位於基板之正面之中央部之狀態下,使基板以熔解速度旋轉。熔解速度慢於熔解前速度。因此,施加至基板上之固化膜形成物質之固體之離心力相對較小,而固化膜形成物質之固體不易於基板之正面擴散。藉此,可延長固化膜形成物質之固體於基板之正面之中央部之停留時間,從而可使固化膜形成物質之固體確實地熔解。
基板之旋轉速度係於基板之正面之中央部上之固化膜形成物質之固體之一部分或全部熔解之後,自熔解速度提高至擴散速度。藉此,施加至已熔解之固化膜形成物質、即乾燥前處理液之離心力增加,而乾燥前處理液沿著基板之正面自基板之正面之中央部呈輻射狀流動。因此,可一面使固化膜形成物質之固體液化,一面使固化膜形成物質之液體於基板之正面擴散。
如此,使基板之正面之中央部上之固化膜形成物質之固體熔解時,使基板以相對較慢之熔解速度旋轉。藉此,可抑制或防止固化膜形成物質之固體於基板之正面擴散,並且可使固化膜形成物質之固體熔解。而且,固化膜形成物質之固體熔解之後,使基板以相對較快之擴散速度旋轉。因此,與於固化膜形成物質之固體熔解之後亦使基板以熔解速度旋轉之情形相比,可於短時間內使乾燥前處理液擴散。
上述熔解步驟亦可包含如下步驟中之至少一個:加熱氣體供給步驟,其係將溫度為上述固化膜形成物質之熔點以上之加熱氣體朝向上述基板之正面及背面之至少一者噴出;加熱液供給步驟,其係將溫度為上述固化膜形成物質之熔點以上之加熱液朝向上述基板之背面噴出;接近加熱步驟,其係使溫度為上述固化膜形成物質之熔點以上之加熱構件一面自上述基板離開一面與上述基板之正面或背面對向;接觸加熱步驟,其係使溫度為上述固化膜形成物質之熔點以上之加熱構件接觸上述基板之背面;及光照射步驟,其係對上述基板之正面上之上述乾燥前處理液照射光。上述光照射步驟可包含對上述基板之正面之整個區域同時照射光之整體照射步驟、或一面僅對表示上述基板之正面內之一部分區域之照射區域照射光一面使上述照射區域於上述基板之正面內移動之局部照射步驟,亦可包含上述整體照射步驟及局部照射步驟之兩者。
上述基板上製作步驟包含將與上述固化膜形成物質相溶之溶劑供給至上述基板之正面之溶劑供給步驟。
根據該構成,不僅將固化膜形成物質之固體供給至基板之正面,亦將與固化膜形成物質相溶之溶劑供給至基板之正面。固化膜形成物質之固體於基板之正面溶於溶劑。藉此,於基板之正面形成作為包含固化膜形成物質及溶劑之溶液之乾燥前處理液。因此,即便不使基板上之固化膜形成物質之固體熔解,亦可製作乾燥前處理液。
上述溶劑供給步驟可為如下步驟中之任一個:事前溶劑供給步驟,其係於上述固化膜形成物質之固體供給至上述基板之正面之前,將上述溶劑供給至上述基板之正面;事後溶劑供給步驟,其係於上述固化膜形成物質之固體供給至上述基板之正面之後,將上述溶劑供給至上述基板之正面;及同時溶劑供給步驟,其係與上述固化膜形成物質之固體供給至上述基板之正面同時地將上述溶劑供給至上述基板之正面;亦可包含該等中之2個以上。
上述溶劑供給步驟包含事前溶劑供給步驟,該事前溶劑供給步驟係於上述固化膜形成物質之固體供給至上述基板之正面之前,將上述溶劑供給至上述基板之正面。
根據該構成,將溶劑供給至基板之正面之後,將固化膜形成物質之固體供給至基板之正面。因此,與供給固化膜形成物質之固體同時地,固化膜形成物質之溶解開始。藉此,可縮短製作乾燥前處理液所需之時間。進而,將固化膜形成物質之固體供給至基板之前,通常利用沖洗液沖洗基板上之藥液或利用置換液置換基板上之沖洗液。於固化膜形成物質之固體溶於沖洗液或置換液之情形時,可將沖洗液或置換液用作溶劑。即,可使固化膜形成物質之固體溶於基板上之沖洗液或置換液而製作乾燥前處理液。因此,亦可不使用專用之溶劑。
上述基板上製作步驟包含溶解促進步驟,該溶解促進步驟係藉由將上述溶劑加熱而促進上述固化膜形成物質之固體於上述基板之正面溶解於上述溶劑。
根據該構成,於供給至基板之前或之後將溶劑加熱,使溶劑之溫度上升。藉此,溶劑中之固化膜形成物質之飽和濃度上升,因此,固化膜形成物質之固體容易溶於溶劑。因此,可促進固化膜形成物質之固體於基板之正面溶解於溶劑,而可縮短製作作為包含固化膜形成物質及溶劑之溶液之乾燥前處理液所需之時間。
上述溶解促進步驟亦可包含將上述基板之正面上之上述溶劑加熱之供給後加熱步驟、及於上述溶劑供給至上述基板之正面之前將上述溶劑加熱之供給前加熱步驟中之至少一個。上述供給後加熱步驟亦可包含藉由將上述基板加熱而經由上述基板將上述基板之正面上之上述溶劑加熱的間接加熱步驟。
上述間接加熱步驟可為如下步驟中之任一個:事前加熱步驟,其係自上述溶劑供給至上述基板之正面之前將上述基板加熱;事後加熱步驟,其係自上述溶劑供給至上述基板之正面之後將上述基板加熱;及同時加熱步驟,其係與上述溶劑供給至上述基板之正面同時地開始上述基板之加熱;亦可包含該等中之2個以上。
上述固形物搬運步驟係於鄰接於收容上述基板之腔室之流體箱中搬運上述固化膜形成物質之固體的步驟。
根據該構成,於流體箱中搬運固化膜形成物質之固體。流體箱配置於收容基板之腔室之附近,且流體箱之至少一部分配置於與腔室相同之高度。因此,固化膜形成物質保持固體狀態而被搬運至基板之附近。因此,即便於設置使固化膜形成物質熔解之加熱器之情形時,亦可縮小設置加熱器之範圍,而可減少能量之消耗量。
上述固形物搬運步驟係將上述固化膜形成物質之固體搬運至遠離上述基板之位置為止之步驟,上述乾燥前處理液製作步驟包含藉由上述固化膜形成物質之熔解而於遠離上述基板之位置製作上述乾燥前處理液之供給前製作步驟,上述基板處理方法進而包含使噴嘴噴出上述乾燥前處理液之乾燥前處理液噴出步驟。
根據該構成,使噴嘴噴出乾燥前處理液。即,於噴嘴之噴出口之上游使固化膜形成物質之固體變化為熔液。其後,將相當於固化膜形成物質之熔液之乾燥前處理液自噴嘴朝向基板之正面噴出。因此,與於基板之正面製作乾燥前處理液之情形相比,可快速地使乾燥前處理液遍佈基板之正面。
上述基板處理方法進而包含清洗液供給步驟,該清洗液供給步驟係於上述噴嘴朝向上述基板之正面噴出上述乾燥前處理液之後,將包含與上述固化膜形成物質相溶之溶劑之清洗液供給至上述噴嘴之內部,藉此,使上述噴嘴噴出上述乾燥前處理液及清洗液。
根據該構成,於噴嘴朝向基板之正面噴出乾燥前處理液之後,將清洗液供給至噴嘴。殘留於噴嘴之內部之乾燥前處理液被清洗液向下游推去,並自噴嘴之噴出口噴出。其後,自噴嘴噴出清洗液。藉此,殘留之乾燥前處理液排出。進而,由於清洗液中包含與固化膜形成物質相溶之溶劑,故即便於噴嘴之內表面附著有固化膜形成物質之固體,固化膜形成物質之固體亦溶於清洗液而與清洗液一起自噴嘴噴出。因此,不僅可將殘留之乾燥前處理液去除,亦可將附著於噴嘴之內表面之固化膜形成物質之固體去除。
上述清洗液供給步驟亦可為如下步驟,即,除了對上述噴嘴之內部供給清洗液以外,還對將上述乾燥前處理液引導至上述噴嘴之液體配管之內部供給清洗液。上述清洗液供給步驟較佳為於自上述噴嘴噴出之液體(上述乾燥前處理液或清洗液)不供給至上述基板之位置使上述噴嘴噴出液體之步驟。上述清洗液供給步驟亦可為使上述噴嘴朝向自與上述基板之表面垂直之方向觀察時配置於上述基板之周圍之罐噴出液體的步驟。
上述基板處理方法進而包含清洗氣體供給步驟,該清洗氣體供給步驟係於上述噴嘴朝向上述基板之正面噴出上述乾燥前處理液之後,將清洗氣體供給至上述噴嘴之內部,藉此,使上述噴嘴噴出上述乾燥前處理液及清洗氣體。
根據該構成,於噴嘴朝向基板之正面噴出乾燥前處理液之後,並非將液體而是將作為氣體之清洗氣體供給至噴嘴。殘留於噴嘴之內部之乾燥前處理液被清洗氣體向下游推去,並自噴嘴之噴出口噴出。其後,自噴嘴噴出清洗氣體。藉此,所有或幾乎所有之乾燥前處理液自噴嘴排出。
若開始清洗氣體之供給之後微量之乾燥前處理液殘留於噴嘴之內部,則乾燥前處理液、即固化膜形成物質之熔液有可能因清洗氣體之流動而冷卻,從而於噴嘴之內表面變化為固體。於固化膜形成物質為昇華性物質之情形時,流經噴嘴之清洗氣體抑制固化膜形成物質之分壓之上升,促進固化膜形成物質之昇華。因此,可減少殘留於噴嘴之內部之乾燥前處理液。
上述清洗氣體供給步驟亦可為如下步驟,即,除了對上述噴嘴之內部供給清洗氣體以外,還對將上述乾燥前處理液引導至上述噴嘴之液體配管之內部供給清洗氣體。上述清洗氣體供給步驟較佳為於自上述噴嘴噴出之流體(上述乾燥前處理液或清洗氣體)不供給至上述基板之位置使上述噴嘴噴出流體之步驟。上述清洗氣體供給步驟亦可為使上述噴嘴朝向自與上述基板之表面垂直之方向觀察時配置於上述基板之周圍之罐噴出流體的步驟。
上述基板處理方法進而包含膜厚減少步驟,該膜厚減少步驟係於形成上述固化膜之前,一面將上述基板保持為水平一面使之繞鉛直之旋轉軸線旋轉,藉此,一面維持上述基板之正面之整個區域由上述乾燥前處理液之液膜覆蓋之狀態,一面將上述基板之正面上之一部分上述乾燥前處理液利用伴隨上述基板之旋轉產生之離心力去除。
根據該構成,於形成固化膜之前,一面將基板保持為水平一面使之繞鉛直之旋轉軸線旋轉。基板之正面上之一部分乾燥前處理液藉由離心力而自基板去除。藉此,於基板之正面之整個區域由乾燥前處理液之液膜覆蓋之狀態下,乾燥前處理液之膜厚減少。其後,形成固化膜。由於乾燥前處理液之膜厚減少,故可於短時間內形成固化膜,可使固化膜較薄。因此,可縮短形成固化膜所需之時間及去除固化膜所需之時間。藉此,可減少基板之處理所需之能量之消耗量。
上述基板處理方法進而包含當將上述固化膜自上述基板之正面去除時使上述基板之正面上之上述固化膜冷卻之固化膜冷卻步驟。
根據該構成,當將固化膜自基板之正面去除時,將基板之正面上之固化膜冷卻。於伴隨固化膜之去除而固化膜之溫度上升之情形、或固化膜之熔點(固化膜形成物質之熔點)接近室溫之情形時,有當將固化膜自基板之正面去除時固化膜之一部分液化之可能性。因此,可一面防止固化膜之一部分液化,一面使固化膜變化為氣體。
上述固化膜形成步驟包含:凝固步驟,其係藉由使上述乾燥前處理液之溫度降低至上述乾燥前處理液之凝固點以下之冷卻溫度而使上述基板之正面上之上述乾燥前處理液凝固;及析出步驟,其係藉由減少上述乾燥前處理液中包含之溶劑而使上述固化膜形成物質自上述基板之正面上之上述乾燥前處理液析出。
上述凝固步驟亦可包含如下步驟中之至少一個:自然冷卻步驟,其係將上述乾燥前處理液於室溫下放置直至上述乾燥前處理液凝固為止;冷卻氣體供給步驟,其係將上述冷卻溫度之冷卻氣體朝向上述基板之正面或背面噴出;冷卻液供給步驟,其係將上述冷卻溫度之冷卻液朝向上述基板之背面噴出;接近冷卻步驟,其係使上述冷卻溫度之冷卻構件一面自上述基板離開一面與上述基板之正面或背面對向;及接觸冷卻步驟,其係使上述冷卻溫度之冷卻構件接觸上述基板之背面。
上述析出步驟亦可包含如下步驟中之至少一個:自然蒸發步驟,其係將上述乾燥前處理液於常溫常壓之空間中放置直至藉由上述乾燥前處理液中包含之溶劑之蒸發而上述固化膜形成物質析出為止;加熱步驟,其係藉由將上述基板之正面上之上述乾燥前處理液加熱而使上述乾燥前處理液中包含之溶劑蒸發;蒸發促進氣體供給步驟,其係使讓上述乾燥前處理液中包含之溶劑蒸發之蒸發促進氣體接觸上述基板之正面上之上述乾燥前處理液;減壓步驟,其係使與上述基板之正面上之上述乾燥前處理液接觸之氛圍之壓力降低;及超音波振動賦予步驟,其係對上述基板之正面上之上述乾燥前處理液賦予超音波振動。
上述固化膜去除步驟亦可包含如下步驟中之至少一個:昇華步驟,其係使上述固化膜昇華;分解步驟,其係藉由上述固化膜之分解(例如熱分解或光分解)使上述固化膜自固體或液體變化為氣體;反應步驟,其係藉由上述固化膜之反應(例如氧化反應)使上述固化膜自固體或液體變化為氣體;及電漿照射步驟,其係對上述固化膜照射電漿。
上述昇華步驟亦可包含如下步驟中之至少一個:基板旋轉步驟,其係一面將上述基板保持為水平一面使之繞鉛直之旋轉軸線旋轉;氣體供給步驟,其係將氣體吹送至上述固化膜;加熱步驟,其係將上述固化膜加熱;減壓步驟,其係使與上述固化膜接觸之氛圍之壓力降低;光照射步驟,其係對上述固化膜照射光;及超音波振動賦予步驟,其係對上述固化膜賦予超音波振動。上述分解步驟亦可包含上述加熱步驟、光照射步驟及超音波振動賦予步驟中之至少一個。上述反應步驟亦可包含藉由使臭氧氣體等活性氣體接觸上述固化膜而使上述固化膜氧化之氧化步驟。
本發明之另一實施形態提供一種基板處理裝置,其具備:固形物搬運器件,其搬運固化膜形成物質之固體;乾燥前處理液製作器件,其藉由上述固化膜形成物質之熔解及基板上之上述固化膜形成物質之溶解之至少一者,製作包含所搬運之上述固化膜形成物質之乾燥前處理液;固化膜形成器件,其藉由以凝固或析出使上述基板之正面上之上述乾燥前處理液固化,而於上述基板之正面形成包含上述固化膜形成物質之固化膜;及固化膜去除器件,其藉由使上述固化膜變化為氣體而將上述固化膜自上述基板之正面去除。根據該構成,可發揮與上述效果相同之效果。
本發明中之上述之或進而其他之目的、特徵及效果藉由以下參照隨附圖式而敍述之實施形態之說明而明確。
於以下之說明中,基板處理裝置1內之氣壓只要事先無特別說明,則設為維持為設置基板處理裝置1之無塵室內之氣壓(例如1個氣壓或其附近之值)。
圖1A係自上方觀察本發明之第1實施形態之基板處理裝置1所得之模式圖。圖1B係自側方觀察基板處理裝置1所得之模式圖。
如圖1A所示,基板處理裝置1係對半導體晶圓等圓板狀之基板W逐片進行處理之單片式裝置。基板處理裝置1具備:裝載埠口LP,其保持收容基板W之載具C;複數個處理單元2,其等對自裝載埠口LP上之載具C搬送來之基板W進行處理;搬送機器人,其於裝載埠口LP上之載具C與處理單元2之間搬送基板W;及控制裝置3,其控制基板處理裝置1。
搬送機器人包含:分度機器人IR,其相對於裝載埠口LP上之載具C進行基板W之搬入及搬出;及中心機器人CR,其相對於複數個處理單元2進行基板W之搬入及搬出。分度機器人IR於裝載埠口LP與中心機器人CR之間搬送基板W,中心機器人CR於分度機器人IR與處理單元2之間搬送基板W。中心機器人CR包含支持基板W之手部H1,分度機器人IR包含支持基板W之手部H2。
複數個處理單元2形成俯視下配置於中心機器人CR之周圍之複數個塔TW。圖1A表示形成4個塔TW之例。中心機器人CR可對任一個塔TW進行存取。如圖1B所示,各塔TW包含沿上下積層之複數個(例如3個)處理單元2。
基板處理裝置1包含收容閥等流體機器之複數個流體箱FB。如圖1A所示,複數個流體箱FB配置於在俯視下分離之4個部位。如圖1B所示,流體箱FB配置於腔室4之側方。處理液等用於基板W之處理之物質經由任一個流體箱FB供給至處理單元2。
圖2係水平地觀察基板處理裝置1中具備之處理單元2之內部所得之模式圖。
處理單元2係利用藥液或沖洗液等處理液對基板W進行處理之濕式處理單元2w。處理單元2包含:箱型之腔室4,其具有內部空間;旋轉夾盤10,其於腔室4內將1片基板W一面保持為水平一面使之繞通過基板W之中央部之鉛直之旋轉軸線A1旋轉;及筒狀之處理承杯21,其繞旋轉軸線A1包圍旋轉夾盤10。
腔室4包含:箱型之間隔壁5,其設置有供基板W通過之搬入搬出口5b;及擋板7,其將搬入搬出口5b開閉。FFU6(風扇過濾器單元)係配置於設置於間隔壁5之上部之送風口5a之上。FFU6始終將潔淨空氣(經過濾器過濾之空氣)自送風口5a供給至腔室4內。腔室4內之氣體通過連接於處理承杯21之底部之排氣管8自腔室4排出。藉此,始終於腔室4內形成潔淨空氣之降流。向排氣管8排出之排氣之流量根據配置於排氣管8內之排氣閥9之開度而變更。
旋轉夾盤10包含:圓板狀之旋轉基座12,其以水平姿勢保持;複數個夾盤銷11,其等於旋轉基座12之上方將基板W以水平姿勢保持;旋轉軸13,其自旋轉基座12之中央部向下方延伸;及旋轉馬達14,其藉由使旋轉軸13旋轉而使旋轉基座12及複數個夾盤銷11旋轉。旋轉夾盤10不限於使複數個夾盤銷11接觸基板W之外周面之夾持式夾盤,亦可為藉由使作為非器件形成面之基板W之背面(下表面)吸附於旋轉基座12之上表面12u而將基板W保持為水平之真空式夾盤。
處理承杯21包含:複數個護罩24,其等接收自基板W向外側排出之處理液;複數個承杯23,其等接收由複數個護罩24向下方引導之處理液;及圓筒狀之外壁構件22,其包圍複數個護罩24及複數個承杯23。圖2表示設置有4個護罩24與3個承杯23且最外側之承杯23與自上方數起為第3個之護罩24為一體之例。
護罩24包含:圓筒部25,其包圍旋轉夾盤10;及圓環狀之頂板部26,其自圓筒部25之上端部朝向旋轉軸線A1向斜上方延伸。複數個頂板部26上下重疊,複數個圓筒部25配置成同心圓狀。頂板部26之圓環狀之上端相當於在俯視下包圍基板W及旋轉基座12之護罩24之上端24u。複數個承杯23分別配置於複數個圓筒部25之下方。承杯23形成接收由護罩24向下方引導之處理液之環狀之接液槽。
處理單元2包含使複數個護罩24個別地升降之護罩升降單元27。護罩升降單元27使護罩24位於自上位置至下位置為止之任意位置。圖2表示2個護罩24配置於上位置且其餘2個護罩24配置於下位置之狀態。上位置係護罩24之上端24u配置於較配置由旋轉夾盤10保持之基板W之保持位置更靠上方的位置。下位置係護罩24之上端24u配置於較保持位置更靠下方之位置。
對旋轉之基板W供給處理液時,至少一個護罩24配置於上位置。若於該狀態下將處理液供給至基板W,則處理液被離心力自基板W甩落。甩落之處理液和與基板W水平地對向之護罩24之內表面碰撞,並被引導至與該護罩24對應之承杯23。藉此,自基板W排出之處理液被收集至處理承杯21。
處理單元2包含朝向由旋轉夾盤10保持之基板W噴出處理液之複數個噴嘴。複數個噴嘴包含:藥液噴嘴31,其朝向基板W之上表面噴出藥液;沖洗液噴嘴35,其朝向基板W之上表面噴出沖洗液;噴嘴39,其朝向基板W之上表面噴出固形物100(參照圖4A及圖4B);及置換液噴嘴43,其朝向基板W之上表面噴出置換液。
藥液噴嘴31可為能夠於腔室4內水平地移動之掃描噴嘴,亦可為相對於腔室4之間隔壁5固定之固定噴嘴。關於沖洗液噴嘴35、噴嘴39及置換液噴嘴43亦同樣。圖2表示藥液噴嘴31、沖洗液噴嘴35、噴嘴39及置換液噴嘴43為掃描噴嘴且設置有與該等4個噴嘴分別對應之4個噴嘴移動單元之例。
藥液噴嘴31連接於將藥液引導至藥液噴嘴31之藥液配管32。當介裝於藥液配管32之藥液閥33打開時,藥液自藥液噴嘴31之噴出口向下方連續地噴出。自藥液噴嘴31噴出之藥液可為包含硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸、乙酸、氨水、過氧化氫水、有機酸(例如檸檬酸、草酸等)、有機鹼(例如TMAH:氫氧化四甲基銨等)、界面活性劑、及防腐蝕劑中之至少1種之液體,亦可為除此以外之液體。
雖未圖示,但藥液閥33包含:閥主體,其設置有供藥液流動之內部流路及包圍內部流路之環狀之閥座;閥體,其能夠相對於閥座移動;及致動器,其使閥體於閥體與閥座接觸之關閉位置和閥體遠離閥座之打開位置之間移動。關於其他閥亦同樣。致動器可為空壓致動器或電動致動器,亦可為該等以外之致動器。控制裝置3藉由控制致動器而使藥液閥33開閉。
藥液噴嘴31連接於使藥液噴嘴31於鉛直方向及水平方向之至少一者移動之噴嘴移動單元34。噴嘴移動單元34係使藥液噴嘴31於自藥液噴嘴31噴出之藥液供給至基板W之上表面之處理位置與藥液噴嘴31於俯視下位於處理承杯21之周圍之待機位置之間水平地移動。
沖洗液噴嘴35連接於將沖洗液引導至沖洗液噴嘴35之沖洗液配管36。當介裝於沖洗液配管36之沖洗液閥37打開時,沖洗液自沖洗液噴嘴35之噴出口向下方連續地噴出。自沖洗液噴嘴35噴出之沖洗液例如為純水(去離子水:DIW(Deionized Water))。沖洗液可為碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水及稀釋濃度(例如10~100 ppm左右)之鹽酸水中之任一種。
沖洗液噴嘴35連接於使沖洗液噴嘴35於鉛直方向及水平方向之至少一者移動之噴嘴移動單元38。噴嘴移動單元38係使沖洗液噴嘴35於自沖洗液噴嘴35噴出之沖洗液供給至基板W之上表面之處理位置與沖洗液噴嘴35於俯視下位於處理承杯21之周圍之待機位置之間水平地移動。
噴嘴39連接於將固形物100(參照圖4A及圖4B)引導至噴嘴39之固形物配管40。當相當於固形物100用之接盤之蓋95打開時,固形物100自噴嘴39之噴出口39p向下方連續地噴出。同樣地,置換液噴嘴43連接於將置換液引導至置換液噴嘴43之置換液配管44。當介裝於置換液配管44之置換液閥45打開時,置換液自置換液噴嘴43之噴出口向下方連續地噴出。
如下所述,置換液供給至由沖洗液之液膜覆蓋之基板W之上表面,固形物100供給至由置換液之液膜覆蓋之基板W之上表面。置換液係與沖洗液相溶之液體。置換液亦可為與固形物100相溶之液體。置換液例如為IPA。IPA係與水及氫氟碳化合物之兩者相溶之液體。置換液亦可為IPA及HFE(氫氟醚)之混合液。
當對由沖洗液之液膜覆蓋之基板W之上表面供給置換液時,基板W上之大部分沖洗液被置換液沖走,並自基板W排出。剩餘之微量之沖洗液溶入置換液中,並於置換液中擴散。擴散之沖洗液與置換液一起自基板W排出。因此,能夠有效率地將基板W上之沖洗液置換為置換液。藉此,可減少基板W上之置換液中包含之沖洗液。
噴嘴39連接於使噴嘴39於鉛直方向及水平方向之至少一者移動之噴嘴移動單元42。噴嘴移動單元42係使噴嘴39於自噴嘴39噴出之固形物100供給至基板W之上表面之處理位置與噴嘴39於俯視下位於處理承杯21之周圍之待機位置之間水平地移動。同樣地,置換液噴嘴43連接於使置換液噴嘴43於鉛直方向及水平方向之至少一者移動之噴嘴移動單元46。噴嘴移動單元46係使置換液噴嘴43於自置換液噴嘴43噴出之置換液供給至基板W之上表面之處理位置與置換液噴嘴43於俯視下位於處理承杯21之周圍之待機位置之間水平地移動。
處理單元2包含配置於旋轉夾盤10之上方之遮斷構件51。圖2表示遮斷構件51為圓板狀之遮斷板之例。遮斷構件51包含水平地配置於旋轉夾盤10之上方之圓板部52。遮斷構件51係由自圓板部52之中央部向上方延伸之筒狀之支軸53水平地支持。圓板部52之中心線配置於基板W之旋轉軸線A1上。圓板部52之下表面相當於遮斷構件51之下表面51L。遮斷構件51之下表面51L係與基板W之上表面對向之對向面。遮斷構件51之下表面51L係與基板W之上表面平行,且具有基板W之直徑以上之外徑。
遮斷構件51連接於使遮斷構件51鉛直地升降之遮斷構件升降單元54。遮斷構件升降單元54使遮斷構件51位於自上位置(圖2所示之位置)至下位置之任意位置。下位置係遮斷構件51之下表面51L向基板W之上表面接近至藥液噴嘴31等掃描噴嘴無法進入基板W與遮斷構件51之間之高度之接近位置。上位置係遮斷構件51退避至掃描噴嘴能夠進入遮斷構件51與基板W之間之高度之分離位置。
複數個噴嘴包含經由在遮斷構件51之下表面51L之中央部開口之上中央開口61將處理液或處理氣體等處理流體向下方噴出的中心噴嘴55。中心噴嘴55沿著旋轉軸線A1向上下延伸。中心噴嘴55配置於上下貫通遮斷構件51之中央部之貫通孔內。遮斷構件51之內周面係於徑向(與旋轉軸線A1正交之方向)上隔開間隔地包圍中心噴嘴55之外周面。中心噴嘴55與遮斷構件51一起升降。噴出處理液之中心噴嘴55之噴出口配置於遮斷構件51之上中央開口61之上方。
中心噴嘴55連接於將惰性氣體引導至中心噴嘴55之上氣體配管56。基板處理裝置1亦可具備將自中心噴嘴55噴出之惰性氣體加熱或冷卻之上溫度調節器59。當介裝於上氣體配管56之上氣體閥57打開時,惰性氣體以與變更惰性氣體之流量之流量調整閥58之開度對應之流量自中心噴嘴55之噴出口向下方連續地噴出。自中心噴嘴55噴出之惰性氣體為氮氣。惰性氣體亦可為氦氣或氬氣等氮氣以外之氣體。
遮斷構件51之內周面與中心噴嘴55之外周面形成沿上下延伸之筒狀之上氣體流路62。上氣體流路62連接於將惰性氣體引導至遮斷構件51之上中央開口61之上氣體配管63。基板處理裝置1亦可具備將自遮斷構件51之上中央開口61噴出之惰性氣體加熱或冷卻之上溫度調節器66。當將介裝於上氣體配管63之上氣體閥64打開時,惰性氣體以與變更惰性氣體之流量之流量調整閥65之開度對應之流量自遮斷構件51之上中央開口61向下方連續地噴出。自遮斷構件51之上中央開口61噴出之惰性氣體為氮氣。惰性氣體亦可為氦氣或氬氣等氮氣以外之氣體。
複數個噴嘴包含朝向基板W之下表面之中央部噴出處理液之下表面噴嘴71。下表面噴嘴71包含:噴嘴圓板部,其配置於旋轉基座12之上表面12u與基板W之下表面之間;及噴嘴筒狀部,其自噴嘴圓板部向下方延伸。下表面噴嘴71之噴出口於噴嘴圓板部之上表面中央部開口。當基板W由旋轉夾盤10保持時,下表面噴嘴71之噴出口與基板W之下表面之中央部上下對向。
下表面噴嘴71連接於將作為加熱流體之一例之溫水(溫度高於室溫之純水)引導至下表面噴嘴71之加熱流體配管72。供給至下表面噴嘴71之純水藉由介裝於加熱流體配管72之下加熱器75而加熱。當將介裝於加熱流體配管72之加熱流體閥73打開時,溫水以與變更溫水之流量之流量調整閥74之開度對應之流量自下表面噴嘴71之噴出口向上方連續地噴出。藉此,將溫水供給至基板W之下表面。
下表面噴嘴71進而連接於將作為冷卻流體之一例之冷水(溫度低於室溫之純水)引導至下表面噴嘴71之冷卻流體配管76。供給至下表面噴嘴71之純水藉由介裝於冷卻流體配管76之冷卻器79而冷卻。當將介裝於冷卻流體配管76之冷卻流體閥77打開時,冷水以與變更冷水之流量之流量調整閥78之開度對應之流量自下表面噴嘴71之噴出口向上方連續地噴出。藉此,將冷水供給至基板W之下表面。
下表面噴嘴71之外周面與旋轉基座12之內周面形成沿上下延伸之筒狀之下氣體流路82。下氣體流路82包含在旋轉基座12之上表面12u之中央部開口之下中央開口81。下氣體流路82連接於將惰性氣體引導至旋轉基座12之下中央開口81之下氣體配管83。基板處理裝置1亦可具備將自旋轉基座12之下中央開口81噴出之惰性氣體加熱或冷卻之下溫度調節器86。當將介裝於下氣體配管83之下氣體閥84打開時,惰性氣體以與變更惰性氣體之流量之流量調整閥85之開度對應之流量自旋轉基座12之下中央開口81向上方連續地噴出。
自旋轉基座12之下中央開口81噴出之惰性氣體為氮氣。惰性氣體亦可為氦氣或氬氣等氮氣以外之氣體。當基板W由旋轉夾盤10保持時,若旋轉基座12之下中央開口81噴出氮氣,則氮氣於基板W之下表面與旋轉基座12之上表面12u之間朝所有方向呈輻射狀流動。藉此,基板W與旋轉基座12之間之空間由氮氣充滿。
圖3A係用以對將固形物100搬運至噴嘴39之固形物搬運系統進行說明之模式圖。圖3B係沿圖3A所示之箭頭IIIB之方向觀察噴嘴39及蓋95所得之模式圖。圖4A係表示固形物100之形態之一例之模式圖。圖4B係表示固形物100之形態之另一例之模式圖。
如圖3A所示,噴嘴39鉛直地延伸。固形物配管40自噴嘴39水平地延伸。基板處理裝置1具備:固形物貯箱94,其將固形物100貯存並且供給至固形物配管40;螺旋輸送機91,其配置於固形物配管40內;及搬運馬達92,其藉由使螺旋輸送機91旋轉而將固形物配管40內之固形物100朝噴嘴39側輸送。固形物貯箱94配置於固形物配管40之上方。固形物貯箱94之底部經由自固形物配管40向上方延伸之供給配管93而連接於固形物配管40。
基板處理裝置1進而具備配置於噴嘴39之噴出口39p之下方之蓋95、及使蓋95於關閉位置與打開位置之間水平地移動之開閉馬達96。圖3A表示蓋95能夠繞鉛直之開閉軸線A2開閉之例。如圖3B所示,蓋95之關閉位置(以實線表示之位置)係於自下方觀察噴嘴39時,噴嘴39之噴出口39p之整體與蓋95重疊之位置,蓋95之打開位置(以二點鏈線表示之位置)係於自下方觀察噴嘴39時,噴嘴39之噴出口39p之任一部分均不與蓋95重疊之位置。
當使噴嘴39噴出固形物100時,開閉馬達96使蓋95移動至打開位置。於該狀態下,搬運馬達92使螺旋輸送機91旋轉。固形物配管40內之固形物100藉由螺旋輸送機91之旋轉而被輸送至噴嘴39側。藉此,固形物配管40內之固形物100供給至噴嘴39之內部。供給至噴嘴39之固形物100利用自身重量於噴嘴39內掉落,並通過噴嘴39之噴出口39p。藉此,固形物100自噴嘴39噴出。而且,當固形物配管40內之固形物100變少時,固形物貯箱94內之固形物100經由供給配管93補充至固形物配管40之內部。
如圖3A所示,固形物配管40、固形物貯箱94、搬運馬達92及開閉馬達96配置於殼體41內。該等保持於殼體41。噴嘴39及蓋95亦保持於殼體41。噴嘴39之下端部自殼體41向下方突出。噴嘴39經由殼體41連接於噴嘴移動單元42。噴嘴移動單元42使殼體41於鉛直方向及水平方向之至少一者移動。藉此,噴嘴39移動。
噴嘴移動單元42係使噴嘴39於自噴嘴39噴出之固形物100著落於基板W之上表面之處理位置與噴嘴39於俯視下位於處理承杯21之周圍之待機位置之間水平地移動。噴嘴移動單元42可為沿著於俯視下通過基板W之中央部之圓弧狀之路徑使噴嘴39水平地移動之回轉單元,亦可為沿著於俯視下通過基板W之中央部之直線狀之路徑使噴嘴39水平地移動之滑動單元。
固形物100可為粉末,亦可為粒之集聚體,還可為粉末及粒結合後之結合物之集聚體。於固形物100為粒之集聚體之情形時,固形物100之1個塊體可為圓柱狀、角柱狀、圓錐狀、或角錐狀,亦可為該等以外之形狀。圖4A表示固形物100為粉末之例,圖4B表示固形物100之1個塊體為圓柱狀之丸粒之例。於固形物100為粒之集聚體之情形時,於相鄰之複數個粒之間形成相對較大之間隙,因此,與固形物100為粉末之情形相比,固形物配管40不易堵塞。
固形物100之1個塊體小於基板W之直徑。固形物100亦可為米粒大小。只要當固形物100與基板W之上表面碰撞時形成於基板W之正面之圖案P1(參照圖7E)或基板W本身不產生劃痕或損傷,則固形物100之1個塊體可為任意大小。固形物100之1個塊體之高度、寬度及深度中之最大值可大於或小於相鄰之2個圖案P1之間隔G1(參照圖7E),亦可與相鄰之2個圖案P1之間隔G1相等。
固形物100係形成固化膜101(參照圖7F)之固化膜形成物質之固體。固化膜形成物質之凝固點(1個氣壓下之凝固點,以下同樣)高於室溫(23℃或其附近之值)。當固化膜形成物質之溫度為室溫時,固化膜形成物質為固體。基板處理裝置1配置於維持為室溫之無塵室內。因此,即便不將固化膜形成物質冷卻,亦能夠將固化膜形成物質維持為固體。固化膜形成物質之凝固點亦可為室溫以下。
固化膜形成物質可為於常溫或常壓下不經過液體而自固體變化為氣體之昇華性物質,亦可為昇華性物質以外之物質。固化膜形成物質可為單一物質,亦可為2種以上之物質混合所得之混合物質。例如,亦可於固形物100中包含昇華性物質與昇華性物質以外之物質。固形物100亦可包含互不相同之複數種物質之固體。於該情形時,複數種物質亦可於分別固化之後進行混合。
昇華性物質例如可為2-甲基-2-丙醇(別名:tert-丁醇、t-丁醇、第三丁醇)或環己醇等醇類、氫氟碳化合物、1,3,5-三㗁烷(別名:三聚甲醛)、樟腦(別名:樟腦液、camphor)、萘及碘中之任一種,亦可為該等以外之物質。
固化膜形成物質可為不溶解於溶劑之物質,亦可為幾乎不溶解於溶劑之物質(溶解度極小之物質),還可為溶解於溶劑之物質。溶劑例如亦可為選自由純水、IPA、HFE、丙酮、PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)、PGEE(丙二醇單乙醚、1-乙氧基-2-丙醇)、環己烷、及乙二醇、氫氟碳(hydrofluorocarbon)所組成之群中之至少1種。或者,昇華性物質亦可為溶劑。IPA及HFE係表面張力低於水且蒸氣壓高於水之物質。
關於下述基板W之處理,對使固形物100於基板W上熔解之例、及使固形物100於基板W上溶解於溶劑之例進行說明。於使固形物100於基板W上熔解之情形時,固化膜形成物質亦可為樟腦或環己醇。於使固形物100於基板W上溶解於溶劑之情形時,亦可為固化膜形成物質為樟腦或環己醇,且溶劑為IPA或環己烷。
圖5係表示控制裝置3之硬體之方塊圖。
控制裝置3係包含電腦本體3a、及連接於電腦本體3a之周邊裝置3d之電腦。電腦本體3a包含:CPU3b(Central Processing Unit:中央處理裝置),其執行各種命令;及主記憶裝置3c,其記憶資訊。周邊裝置3d包含:輔助記憶裝置3e,其記憶程式P等資訊;讀取裝置3f,其自可移媒體RM讀取資訊;及通信裝置3g,其與主機電腦等其他裝置通信。
控制裝置3連接於輸入裝置及顯示裝置。輸入裝置係於使用者或維護負責人等操作者對基板處理裝置1輸入資訊時被操作。資訊顯示於顯示裝置之畫面。輸入裝置可為鍵盤、指向裝置及觸控面板之任一個,亦可為該等以外之裝置。亦可於基板處理裝置1設置兼作輸入裝置及顯示裝置之觸控面板顯示器。
CPU3b執行記憶於輔助記憶裝置3e之程式P。輔助記憶裝置3e內之程式P可為預先安裝於控制裝置3者,亦可為通過讀取裝置3f自可移媒體RM發送至輔助記憶裝置3e者,還可為自主機電腦等外部裝置通過通信裝置3g發送至輔助記憶裝置3e者。
輔助記憶裝置3e及可移媒體RM係即便不被供給電力亦保持記憶之非揮發性記憶體。輔助記憶裝置3e例如係硬碟驅動器等磁記憶裝置。可移媒體RM例如係緊密光碟等光碟或記憶卡等半導體記憶體。可移媒體RM係記錄有程式P之電腦可讀取之記錄媒體之一例。可移媒體RM係並非暫時之有形之記錄媒體(non-transitory tangible recording medium,非暫時性有形記錄媒體)。
輔助記憶裝置3e記憶有複數個製程配方。製程配方係規定基板W之處理內容、處理條件及處理順序之資訊。複數個製程配方係於基板W之處理內容、處理條件及處理順序之至少一個互不相同。控制裝置3係以根據主機電腦所指定之製程配方對基板W進行處理之方式控制基板處理裝置1。控制裝置3係以執行以下之各步驟之方式編程。
接下來,對處理基板W之2個例子進行說明。
處理之基板W例如係矽晶圓等半導體晶圓。基板W之正面相當於供形成電晶體或電容器等器件之器件形成面。基板W可為於作為圖案形成面之基板W之正面形成有圖案P1(參照圖7E)之基板W,亦可為不於基板W之正面形成圖案P1之基板W。於後者之情形時,亦可於下述藥液供給步驟中形成圖案P1。
第1處理例
首先,對使固形物100於基板W上熔解之例進行說明。
圖6係用以對藉由基板處理裝置1進行之基板W之處理之一例(第1處理例)進行說明之步驟圖。圖7A~圖7G係表示進行圖6所示之處理時之基板W之狀態之模式圖。圖8係表示隨著時間經過產生之基板W之旋轉速度之變化之一例之曲線圖。以下,參照圖2、圖3A及圖6。適當參照圖7A~圖7G及圖8。只要使固形物100熔解之前所有或幾乎所有之固形物100不溶解於置換液,則固化膜形成物質亦可為溶解於置換液之物質。
藉由基板處理裝置1對基板W進行處理時,進行將基板W搬入至處理單元2內之搬入步驟(圖6之步驟S1)。
具體而言,於遮斷構件51位於上位置,所有護罩24位於下位置,且所有掃描噴嘴位於待機位置之狀態下,中心機器人CR(參照圖1A)一面利用手部H1支持基板W,一面使手部H1進入處理單元2內。繼而,中心機器人CR係以基板W之正面朝上之狀態將手部H1上之基板W置於複數個夾盤銷11之上。其後,複數個夾盤銷11壓抵於基板W之外周面,固持基板W。中心機器人CR將基板W置於旋轉夾盤10上之後,使手部H1自處理單元2之內部退避。
其次,進行將藥液供給至基板W之上表面而形成覆蓋基板W之上表面之整個區域之藥液之液膜的藥液供給步驟。
具體而言,於遮斷構件51位於上位置之狀態下,護罩升降單元27使至少一個護罩24自下位置上升至上位置。進而,驅動旋轉馬達14,開始基板W之旋轉(圖6之步驟S2)。藉此,基板W以液體供給速度旋轉。於該狀態下,噴嘴移動單元34使藥液噴嘴31自待機位置移動至處理位置。其後,將藥液閥33打開,藥液噴嘴31開始噴出藥液(圖6之步驟S3)。
自藥液噴嘴31噴出之藥液與以液體供給速度旋轉之基板W之上表面碰撞之後,藉由離心力沿著基板W之上表面向外側流動。因此,藥液供給至基板W之上表面之整個區域,形成覆蓋基板W之上表面之整個區域之藥液之液膜。當藥液噴嘴31噴出藥液時,噴嘴移動單元34可以藥液相對於基板W之上表面之碰撞位置通過中央部與外周部之方式使碰撞位置移動,亦可使碰撞位置於中央部靜止。當藥液閥33打開之後經過特定時間時,將藥液閥33關閉,使藥液之噴出停止。其後,噴嘴移動單元34使藥液噴嘴31移動至待機位置。
繼而,進行將作為沖洗液之一例之純水供給至基板W之上表面而沖洗基板W上之藥液的沖洗液供給步驟(圖6之步驟S4)。
具體而言,於遮斷構件51位於上位置且至少一個護罩24位於上位置之狀態下,噴嘴移動單元38使沖洗液噴嘴35自待機位置移動至處理位置。其後,將沖洗液閥37打開,沖洗液噴嘴35開始噴出沖洗液。於開始噴出純水之前,護罩升降單元27亦可使至少一個護罩24鉛直地移動,以切換接收自基板W排出之液體之護罩24。當沖洗液閥37打開之後經過特定時間時,將沖洗液閥37關閉,使沖洗液之噴出停止。其後,噴嘴移動單元38使沖洗液噴嘴35移動至待機位置。
自沖洗液噴嘴35噴出之純水與以液體供給速度旋轉之基板W之上表面碰撞之後,藉由離心力沿著基板W之上表面向外側流動。基板W上之藥液被置換為自沖洗液噴嘴35噴出之純水。藉此,形成覆蓋基板W之上表面之整個區域之純水之液膜。當沖洗液噴嘴35噴出純水時,噴嘴移動單元38可以純水相對於基板W之上表面之碰撞位置通過中央部與外周部之方式使碰撞位置移動,亦可使碰撞位置於中央部靜止。
繼而,進行將與沖洗液相溶之置換液供給至基板W之上表面而將基板W上之純水置換為置換液的置換液供給步驟(圖6之步驟S5)。
具體而言,於遮斷構件51位於上位置且至少一個護罩24位於上位置之狀態下,噴嘴移動單元46使置換液噴嘴43自待機位置移動至處理位置。其後,將置換液閥45打開,置換液噴嘴43開始噴出置換液。於開始噴出置換液之前,護罩升降單元27亦可使至少一個護罩24鉛直地移動,以切換接收自基板W排出之液體之護罩24。當置換液閥45打開之後經過特定時間時,將置換液閥45關閉,使置換液之噴出停止。其後,噴嘴移動單元46使置換液噴嘴43移動至待機位置。
自置換液噴嘴43噴出之置換液與以液體供給速度旋轉之基板W之上表面碰撞之後,藉由離心力沿著基板W之上表面向外側流動。基板W上之純水被置換為自置換液噴嘴43噴出之置換液。藉此,形成覆蓋基板W之上表面之整個區域之置換液之液膜。當置換液噴嘴43噴出置換液時,噴嘴移動單元46可以置換液相對於基板W之上表面之碰撞位置通過中央部與外周部之方式使碰撞位置移動,亦可使碰撞位置於中央部靜止。
繼而,進行將作為固化膜形成物質之固體之固形物100供給至基板W之上表面之固形物供給步驟。
具體而言,將加熱流體閥73打開,使下表面噴嘴71開始噴出溫水(圖6之步驟S6)。於固形物100之熔點高於水之沸點之情形時,可使下表面噴嘴71噴出溫水以外之經加熱之液體,亦可使旋轉基座12之下中央開口81噴出經下溫度調節器86加熱過之氮氣。自下表面噴嘴71噴出之溫水與以液體供給速度旋轉之基板W之下表面之中央部碰撞之後,沿著基板W之下表面向外側流動。藉此,基板W之整個區域由溫水加熱。
另一方面,噴嘴移動單元42係於遮斷構件51位於上位置且至少一個護罩24位於上位置之狀態下,使噴嘴39自待機位置移動至處理位置。藉此,噴嘴39配置於基板W之中央部之上方。於該狀態下,開閉馬達96使蓋95移動至打開位置,搬運馬達92使螺旋輸送機91旋轉。藉此,噴嘴39開始噴出固形物100(圖6之步驟S7)。當固形物100之噴出開始之後經過特定時間時,搬運馬達92停止旋轉,開閉馬達96使蓋95移動至關閉位置。藉此,使固形物100之噴出停止。其後,噴嘴移動單元42使噴嘴39移動至待機位置。
圖7A表示固形物100之噴出剛開始後之固形物100,圖7B表示已開始熔解之固形物100。圖7A及圖7B為了易於理解而表示未形成圖案P1之基板W之正面(上表面)。如圖7A所示,開始噴出固形物100時,固形物100接觸基板W之上表面,並沈積於基板W上。於該處理例中,於開始噴出固形物100之前開始利用溫水加熱基板W,因此,與固形物100接觸基板W之上表面同時地,固形物100之加熱開始。如圖7B所示,固形物100藉由加熱而軟化及變形。其後,固形物100變化為液體。藉此,於基板W之上表面之中央部製作固形物100之液體、即乾燥前處理液(圖6之步驟S8)。
若固形物100於基板W之上表面之中央部熔解,則如圖7C所示,於基板W之上表面之中央部形成大致圓形之乾燥前處理液之液膜,置換液之液膜變化為包圍乾燥前處理液之液膜之環狀。另一方面,沈積於基板W之上表面之中央部之其餘之固形物100逐漸變化為乾燥前處理液,基板W上之乾燥前處理液之量逐漸增加。進而,伴隨基板W之旋轉產生之離心力施加至基板W上之乾燥前處理液。因此,乾燥前處理液之液膜之外徑逐漸變大,乾燥前處理液之液膜之外周部到達至基板W之上表面之外周部。藉此,如圖7D所示,基板W上之置換液由乾燥前處理液置換,形成覆蓋基板W之上表面之整個區域之乾燥前處理液之液膜(圖6之步驟S9)。
於自固形物100之供給開始後至基板W之上表面之整個區域由乾燥前處理液之液膜覆蓋為止之期間,控制裝置3可將基板W之旋轉速度維持為固定,亦可使基板W之旋轉速度變化。圖8表示固形物100之供給開始之後使基板W之旋轉速度變化之例。基板W之旋轉速度於開始固形物100之供給之前自熔解前速度減少至熔解速度,其後,自熔解速度增加至擴散速度。固形物100之供給係於基板W之旋轉速度維持為熔解速度時開始。
圖8表示擴散速度與熔解前速度相等之例。擴散速度亦可與熔解前速度不同。熔解前速度及擴散速度可與上述液體供給速度相等,亦可不同。於圖8所示之例中,基板W之旋轉速度自熔解速度緩慢地變化為擴散速度。自熔解速度至擴散速度之速度之變化率之絕對值亦可小於自熔解前速度至熔解速度之速度之變化率之絕對值。
又,於圖8所示之例中,作為加熱流體之一例之溫水朝向基板W之背面(下表面)之中央部噴出,於作為固化膜形成物質之固體之固形物100位於基板W之上表面之中央部之狀態下,使基板W以熔解速度旋轉。熔解速度慢於熔解前速度。因此,施加至基板W上之固形物100之離心力相對較小,固形物100於基板W之上表面不易擴散。藉此,可延長固形物100於基板W之上表面之中央部之停留時間,可使固形物100確實地熔解。
基板W之旋轉速度係於基板W之上表面之中央部上之固形物100之一部分或全部熔解之後,自熔解速度提高至擴散速度。藉此,施加至已熔解之固化膜形成物質、即乾燥前處理液之離心力增加,而乾燥前處理液沿著基板W之上表面自基板W之上表面之中央部呈輻射狀流動。因此,可一面使固形物100液化,一面使固化膜形成物質之液體於基板W之正面擴散。只要乾燥前處理液不溶解於置換液且比重較置換液大,則當使基板W以擴散速度旋轉時,基板W上之置換液被乾燥處理液呈輻射狀推開,因此,可效率良好地將基板W上之置換液置換為乾燥前處理液。
如此,使基板W之上表面之中央部上之固形物100熔解時,使基板W以相對較慢之熔解速度旋轉。藉此,可抑制或防止固形物100於基板W之上表面擴散並且使固形物100熔解。而且,固形物100熔解之後,使基板W以相對較快之擴散速度旋轉。因此,與固形物100熔解後亦使基板W以熔解速度旋轉之情形相比,可於短時間內使乾燥前處理液擴散。
形成乾燥前處理液之液膜之後,進行膜厚減少步驟(圖6之步驟S10),該膜厚減少步驟係一面維持基板W之上表面之整個區域由乾燥前處理液之液膜覆蓋之狀態,一面使基板W上之乾燥前處理液之膜厚(液膜之厚度)減少。
具體而言,遮斷構件升降單元54使遮斷構件51自上位置下降至下位置。藉此,遮斷構件51之下表面51L接近基板W之上表面。繼而,於遮斷構件51位於下位置之狀態下,旋轉馬達14使基板W以膜厚減少速度旋轉。膜厚減少速度可與液體供給速度相等,亦可不同。
基板W上之乾燥前處理液藉由離心力而自基板W向外側排出。因此,基板W上之乾燥前處理液之液膜之厚度減少。當基板W上之乾燥前處理液某種程度地排出時,每單位時間之乾燥前處理液自基板W之排出量減少為零或大致零。藉此,如圖7E所示,基板W上之乾燥前處理液之液膜之厚度以與基板W之旋轉速度對應之值穩定。圖7E表示圖案P1之整體位於乾燥前處理液中之例。
繼而,進行藉由冷卻使基板W上之乾燥前處理液凝固而形成包含固化膜形成物質之固化膜101(參照圖7F)的固化膜形成步驟。
具體而言,於遮斷構件51位於下位置且基板W以液體供給速度旋轉之狀態下,將加熱流體閥73關閉,停止自下表面噴嘴71噴出溫水(圖6之步驟S11)。其後,將冷卻流體閥77打開,下表面噴嘴71開始噴出冷水。冷水之溫度為乾燥前處理液之凝固點、即固化膜形成物質之凝固點以下。只要為乾燥前處理液之凝固點以下,則亦可使下表面噴嘴71噴出室溫之純水。
自下表面噴嘴71向上方噴出之冷水與基板W之下表面之中央部碰撞之後,沿著以液體供給速度旋轉之基板W之下表面向外側流動。藉此,冷水供給至基板W之下表面之整個區域,基板W上之乾燥前處理液經由基板W均勻地冷卻。其結果,基板W上之乾燥前處理液之溫度降低至乾燥前處理液之凝固點以下,基板W上之乾燥前處理液變化為固體。即,固化膜形成物之液體凝固,形成覆蓋基板W之上表面之整個區域之固化膜101(圖6之步驟S12)。繼而,當冷卻流體閥77打開之後經過特定時間時,將冷卻流體閥77關閉,使冷水之噴出停止。
固化膜101相當於最終自基板W去除之犧牲膜。圖7F表示圖案P1及固化膜101之剖面之一例。圖案P1可為由單一之材料形成之構造物,亦可為包含在基板W之厚度方向上積層之複數個層之構造物。如圖7E所示,圖案P1之表面包含相對於與基板W之厚度方向正交之基板W之平面Ws垂直或大致垂直之側面Ps、及與基板W之平面Ws平行或大致平行之上表面Pu。圖案P1之高度Hp大於圖案P1之寬度Wp,且大於相鄰之2個圖案P1之間隔G1。圖7F表示固化膜101之厚度T1大於圖案P1之高度Hp之例。
形成固化膜101之後,進行使基板W上之固化膜101昇華而自基板W之上表面去除之昇華步驟(圖6之步驟S13)。
具體而言,於遮斷構件51位於下位置之狀態下,將上氣體閥57打開,中心噴嘴55開始噴出氮氣。進而,旋轉馬達14使基板W以昇華速度旋轉。昇華速度可與液體供給速度相等,亦可不同。當基板W開始以昇華速度旋轉之後經過特定時間時,旋轉馬達14停止,而基板W之旋轉停止(圖6之步驟S14)。進而,將上氣體閥57關閉,停止自中心噴嘴55噴出氮氣。
如圖7G所示,當基板W以昇華速度之旋轉等開始時,基板W上之固化膜101不經過液體而變化為氣體。自固化膜101產生之氣體係於基板W與遮斷構件51之間之空間呈輻射狀流動,並自基板W之上方排出。藉此,將固化膜101自基板W之上表面去除。進而,即便於開始固化膜101之昇華之前純水等液體附著於基板W之下表面,該液體亦藉由基板W之旋轉而自基板W去除。藉此,將固化膜101等多餘之物質自基板W去除,而基板W乾燥。
去除固化膜101之後,進行將基板W自腔室4搬出之搬出步驟(圖6之步驟S15)。
具體而言,遮斷構件升降單元54使遮斷構件51上升至上位置,護罩升降單元27使所有護罩24下降至下位置。其後,中心機器人CR使手部H1進入腔室4內。中心機器人CR於複數個夾盤銷11解除基板W之固持之後,利用手部H1支持旋轉夾盤10上之基板W。其後,中心機器人CR一面利用手部H1支持基板W,一面使手部H1自腔室4之內部退避。藉此,將已處理之基板W自腔室4搬出。
第2處理例
接下來,對使固形物100於基板W上溶解於溶劑之例進行說明。
圖9係用以對藉由基板處理裝置1進行之基板W之處理之一例(第2處理例)進行說明之步驟圖。圖10A~圖10F係表示進行圖9所示之處理時之基板W之狀態之模式圖。以下,參照圖2、圖3A、及圖9。適當參照圖10A~圖10F。
以下,對固形物供給步驟開始後至昇華步驟結束之前之流程進行說明。除此以外之步驟由於與第1處理例相同,故省略其說明。固形物100係形成固化膜101之固化膜形成物質之固體。第2處理例中使用之固化膜形成物質係溶解於作為溶劑之一例之置換液之物質。
將基板W上之純水置換為置換液之後,進行將作為固化膜形成物質之固體之固形物100供給至基板W之上表面之固形物供給步驟。
具體而言,將加熱流體閥73打開,使下表面噴嘴71開始噴出溫水(圖9之步驟S6)。亦可除了溫水之噴出以外或者代替溫水之噴出而使旋轉基座12之下中央開口81噴出經下溫度調節器86加熱過之氮氣。自下表面噴嘴71噴出之溫水與以液體供給速度旋轉之基板W之下表面之中央部碰撞之後,沿著基板W之下表面向外側流動。藉此,基板W之整個區域由溫水加熱。
另一方面,噴嘴移動單元42係於遮斷構件51位於上位置且至少一個護罩24位於上位置之狀態下,使噴嘴39自待機位置移動至處理位置。藉此,噴嘴39配置於基板W之中央部之上方。於該狀態下,開閉馬達96使蓋95移動至打開位置,搬運馬達92使螺旋輸送機91旋轉。藉此,噴嘴39開始噴出固形物100(圖9之步驟S107)。當開始噴出固形物100後經過特定時間時,搬運馬達92停止旋轉,開閉馬達96使蓋95移動至關閉位置。藉此,使固形物100之噴出停止。其後,噴嘴移動單元42使噴嘴39移動至待機位置。
圖10A表示固形物100之噴出剛開始後之固形物100,圖10B表示已開始溶解之固形物100。圖10A及圖10B為了易於理解而表示未形成圖案P1之基板W之正面(上表面)。如圖10A所示,當固形物100之噴出開始時,固形物100接觸基板W之上表面,並沈積於基板W上。進而,於該處理例中,對由置換液之液膜覆蓋之基板W之上表面供給固形物100,因此,與供給固形物100同時地,固形物100開始溶解於基板W上之置換液。圖10B表示固形物100之1個塊體溶解於置換液而變小之狀態。
若固形物100溶解於基板W上之置換液,則於基板W之上表面之中央部製作固化膜形成物質及置換液之溶液即乾燥前處理液(圖9之步驟S108)。沈積於基板W之上表面之中央部之其餘之固形物100亦逐漸溶解於置換液。已溶解於置換液之固形物100(固化膜形成物質)係於置換液中均勻地分散。藉此,固化膜形成物質遍及置換液之液膜之外周部,基板W上之置換液變化為乾燥前處理液。其結果,如圖10C所示,基板W之上表面之整個區域由乾燥前處理液之液膜覆蓋(圖9之步驟S9)。於自固形物100之供給開始後至基板W之上表面之整個區域由乾燥前處理液之液膜覆蓋為止之期間,控制裝置3可將基板W之旋轉速度維持為固定,亦可使基板W之旋轉速度變化。
形成乾燥前處理液之液膜之後,進行膜厚減少步驟(圖9之步驟S10),該膜厚減少步驟係一面維持基板W之上表面之整個區域由乾燥前處理液之液膜覆蓋之狀態,一面使基板W上之乾燥前處理液之膜厚(液膜之厚度)減少。
具體而言,遮斷構件升降單元54使遮斷構件51自上位置下降至下位置。藉此,遮斷構件51之下表面51L接近基板W之上表面。繼而,於遮斷構件51位於下位置之狀態下,旋轉馬達14使基板W以膜厚減少速度旋轉。膜厚減少速度可與液體供給速度相等,亦可不同。
基板W上之乾燥前處理液藉由離心力而自基板W向外側排出。因此,基板W上之乾燥前處理液之液膜之厚度減少。當基板W上之乾燥前處理液某種程度地排出時,每單位時間之乾燥前處理液自基板W之排出量減少為零或大致零。藉此,如圖10D所示,基板W上之乾燥前處理液之液膜之厚度以與基板W之旋轉速度對應之值穩定。圖10D表示圖案P1之整體位於乾燥前處理液中之例。
繼而,進行使固化膜形成物質自基板W上之乾燥前處理液析出而形成包含固化膜形成物質之固化膜101(參照圖10E)的固化膜形成步驟。
具體而言,於遮斷構件51位於下位置且基板W以液體供給速度旋轉之狀態下,繼續使下表面噴嘴71噴出溫水。亦可除了溫水之噴出以外或者代替溫水之噴出而使旋轉基座12之下中央開口81噴出經下溫度調節器86加熱過之氮氣。於任一情形時,基板W上之乾燥前處理液均經由基板W而加熱。
乾燥前處理液中包含之置換液藉由乾燥前處理液之加熱而蒸發。進而,置換液之蒸發利用藉由基板W之旋轉產生之氣流而得到促進。若置換液蒸發,則乾燥前處理液中之固化膜形成物質之濃度逐漸提高。當乾燥前處理液中之固化膜形成物質之濃度達到飽和濃度時,固化膜形成物質之結晶自乾燥前處理液中析出。藉此,如圖10E所示,於基板W之正面形成包含固化膜形成物質之固化膜101,而基板W之上表面之整個區域由固化膜101覆蓋(圖9之步驟S112)。其後,將加熱流體閥73關閉,停止自下表面噴嘴71噴出溫水(圖9之步驟S111)。
形成固化膜101之後,進行使基板W上之固化膜101昇華而自基板W之上表面去除的昇華步驟(圖9之步驟S13)。
具體而言,於遮斷構件51位於下位置之狀態下,將上氣體閥57打開,中心噴嘴55開始噴出氮氣。進而,旋轉馬達14使基板W以昇華速度旋轉。昇華速度可與液體供給速度相等,亦可不同。當基板W開始以昇華速度旋轉後經過特定時間時,旋轉馬達14停止,基板W之旋轉停止(圖9之步驟S14)。進而,將上氣體閥57關閉,停止自中心噴嘴55噴出氮氣。
如圖10F所示,當基板W以昇華速度之旋轉等開始時,基板W上之固化膜101不經過液體而變化為氣體。自固化膜101產生之氣體係於基板W與遮斷構件51之間之空間呈輻射狀流動,並自基板W之上方排出。藉此,將固化膜101自基板W之上表面去除。進而,即便於開始固化膜101之昇華之前純水等液體附著於基板W之下表面,該液體亦藉由基板W之旋轉而自基板W去除。藉此,將固化膜101等多餘之物質自基板W去除,而基板W乾燥。
如上所述,於本實施形態中,並非將固化膜形成物質之熔液而是將固化膜形成物質之固體於基板處理裝置1內搬運。而且,使所搬運之固化膜形成物質熔解或者溶解於溶劑。藉此,製作包含所搬運之固化膜形成物質之乾燥前處理液。其後,使基板W之正面上之乾燥前處理液固化而於基板W之正面形成包含固化膜形成物質之固化膜101。其後,使固化膜101變化為氣體而自基板W之正面去除。因此,與進行藉由基板W之高速旋轉將液體去除之旋轉乾燥等先前之乾燥方法之情形相比,可一面抑制圖案P1(參照圖7E)之坍塌一面使基板W乾燥。
於使貯箱內之固化膜形成物質之熔液自噴嘴39噴出之情形時,不僅必須將貯箱維持為超過固化膜形成物質之凝固點之溫度,而且必須將自貯箱至噴嘴39之配管整體維持為超過固化膜形成物質之凝固點之溫度。與此相對,於搬運固化膜形成物質之固體之情形時,於固化膜形成物質之固體通過之路徑中不需要加熱器,因此,可將加熱器小型化或省略。因此,可減少製作乾燥前處理液所需之能量。
於為了將配管內之固化膜形成物質維持為液體而將配管利用加熱器加熱之情形時,若加熱器產生故障,則有配管內之固化膜形成物質變化為固體而配管因固化膜形成物質之固體堵塞之可能性。若省略加熱器,則不會產生此種堵塞。於設置加熱器之情形時,只要縮小設置加熱器之範圍,則即便產生配管之堵塞,亦可縮短基板處理裝置1之恢復所需之時間。
於本實施形態中,於收容基板W之腔室4中搬運固化膜形成物質之固體。固化膜形成物質保持固體之狀態而被搬運至基板W。因此,於設置使固化膜形成物質熔解之加熱器(下加熱器75)之情形時,亦能夠使設置加熱器之範圍極小,而可減少能量之消耗量。
如上所述,於本實施形態中,將固化膜形成物質之固體搬運至基板W之正面。換言之,固化膜形成物質保持固體之狀態而供給至基板W之正面。固化膜形成物質供給至基板W之正面時之固化膜形成物質之溫度低於固化膜形成物質之熔點。固化膜形成物質之固體供給至基板W後,使基板W之正面上之固化膜形成物質熔解或者溶解於溶劑。藉此,製作乾燥前處理液。與此同時,乾燥前處理液供給至基板W之正面。
若將固化膜形成物質之溶液或熔液供給至基板W之正面,則一部分溶液或熔液通過基板W之外周部自基板W之正面排出。於將固化膜形成物質之固體供給至基板W之正面之情形時,固化膜形成物質之固體容易停留於基板W之正面。因此,與將固化膜形成物質之溶液或熔液供給至基板W之正面之情形相比,可有效率地使用固化膜形成物質,可減少固化膜形成物質之消耗量。
於本實施形態中,將室溫之固化膜形成物質供給至基板W之正面。固化膜形成物質之熔點高於室溫。因此,固化膜形成物質之固體供給至基板W之正面。於固化膜形成物質之熔點為室溫以下之情形時,為了將固化膜形成物質維持為固體而必須於供給至基板W之前使固化膜形成物質持續冷卻。只要固化膜形成物質之熔點高於室溫,則無需此種冷卻。
又,若液體配置於極窄之空間,則產生凝固點降低。於半導體晶圓等基板W中,相鄰之2個圖案P1之間隔G1較窄,因此,位於圖案P1之間之液體之凝固點降低。因此,於不僅在相鄰之2個凸狀圖案P1之間,而且在圖案P1之上方亦存在液體之狀態下使液體凝固時,位於圖案P1之間之液體之凝固點低於位於圖案P1之上方之液體之凝固點。
若僅位於圖案P1之間之液體之凝固點較低,則有如下情形,即,形成於基板W之正面之液膜之表層、即位於自液膜之上表面(液面)至圖案P1之上表面為止之範圍之液體層先凝固,位於圖案P1之間之液體不凝固而維持為液體。於該情形時,存在如下情況,即,於圖案P1之附近形成固體與液體之界面,產生使圖案P1坍塌之坍塌力。若因圖案P1之微細化而導致圖案P1變得更脆弱,則即便為此種較弱之坍塌力,圖案P1亦會坍塌。
進而,當降低前之凝固點較低,而且凝固點大幅度降低時,若不將基板W之正面上之液體冷卻至極低之溫度,則基板W之正面上之液體不凝固。固化膜形成物質之凝固點與固化膜形成物質之熔點相等或與固化膜形成物質之熔點相比幾乎無變化。因此,若固化膜形成物質之熔點較高,則固化膜形成物質之凝固點亦較高。即便凝固點大幅度降低,只要降低前之凝固點較高,則即便不使冷卻溫度極端地降低,亦能夠使基板W之正面上之乾燥前處理液凝固。藉此,可減少基板W之處理所需之能量之消耗量。
於將固化膜形成物質之溶液供給至基板W之情形時,為了維持固化膜形成物質分散之狀態,於不將溶液供給至基板W時亦必須持續攪拌。於將凝固點為室溫以上之固化膜形成物質之熔液供給至基板W之情形時,為了將固化膜形成物質維持為液體而必須將固化膜形成物質持續加熱。即,若不設置攪拌機構或加熱機構,則會產生配管堵塞等問題。另一方面,於使用凝固點未達室溫之固化膜形成物質之熔液之情形時,即便不將固化膜形成物質加熱,固化膜形成物質亦維持為液體,但如上所述,降低前之凝固點較低,因此,若不冷卻至極低之溫度,則基板W之正面上之熔液不凝固。因此,只要將熔點及凝固點高於室溫之固化膜形成物質之固體供給至基板W,則不會產生該等問題。
於本實施形態中,將固化膜形成物質之粉末、固化膜形成物質之粒、或其等之結合物供給至基板W之正面。即,將固化膜形成物質之小塊體供給至基板W之正面。只要供給至基板W之質量相同,則各個塊體越小,固化膜形成物質之固體之表面積之合計值越是增加。於藉由固化膜形成物質之熔解製作乾燥前處理液之情形時,若表面積較大,則可有效率地將固化膜形成物質之固體加熱。於藉由固化膜形成物質之溶解製作乾燥前處理液之情形時,若表面積較大,則可有效率地使固化膜形成物質之固體溶於溶劑。因此,於使用熔解及溶解之任一個之情形時,均可有效率地製作乾燥前處理液。
於第1處理例中,將基板W之正面上之固化膜形成物質之固體以固化膜形成物質之熔點以上之加熱溫度加熱。藉此,固化膜形成物質之固體變化為固化膜形成物質之液體,於基板W之正面製作包含固化膜形成物質之乾燥前處理液、即固化膜形成物之液體。藉此,可製作以固化膜形成物質為主成分之乾燥前處理液,可使相鄰之2個圖案P1之間之空間由乾燥前處理液充滿。
於第1處理例中,將固化膜形成物質之固體供給至基板W之前開始基板W之加熱。因此,固化膜形成物質之固體被供給至事先加熱之基板W之正面。若固化膜形成物質之固體接觸基板W之正面,則與此同時,固化膜形成物質之固體經由基板W而加熱。因此,與固化膜形成物質之固體供給至基板W之後開始固化膜形成物質之加熱之情形相比,可縮短直至固化膜形成物質熔解為止之時間。
於第1處理例中,將溫度為固化膜形成物質之熔點以上之加熱流體朝向基板W之背面之中央部噴出。所噴出之加熱流體接觸基板W之背面之中央部。藉此,將基板W之中央部加熱。進而,加熱流體接觸基板W之背面之中央部之後,自基板W之背面之中央部沿著基板W之背面朝所有方向呈輻射狀流動。藉此,加熱流體亦接觸中央部以外之基板W之背面內之區域,亦將基板W之其他部分加熱。
由於加熱流體首先接觸基板W之背面之中央部,故基板W之中央部與基板W之其他部分相比溫度較高。固化膜形成物質之固體接觸該溫度較高之部分。因此,可將基板W之正面上之固化膜形成物質之固體經由基板W有效率地加熱。藉此,可使固化膜形成物質之固體有效率地熔解,而可縮短製作乾燥前處理液所需之時間。
進而,當加熱流體朝向基板W之背面之中央部噴出時,基板W繞通過基板W之中央部之鉛直之旋轉軸線A1旋轉。於基板W之正面之中央部製作之乾燥前處理液利用藉由基板W之旋轉產生之離心力而自基板W之正面之中央部呈輻射狀流動。藉此,可使乾燥前處理液於基板W之正面擴散。而且,已熔解之固化膜形成物質自熔解前之固化膜形成物質與基板W之正面之間排出,因此,可將熔解前之固化膜形成物質有效率地加熱。
於第2處理例中,不僅將固化膜形成物質之固體,亦將作為與固化膜形成物質相溶之溶劑之一例之置換液供給至基板W之正面。固化膜形成物質之固體係於基板W之正面溶於溶劑。藉此,於基板W之正面形成包含固化膜形成物質及溶劑之溶液即乾燥前處理液。因此,即便不使基板W上之固化膜形成物質之固體熔解,亦可製作乾燥前處理液。
於第2處理例中,將作為溶劑之一例之置換液供給至基板W之正面之後,將固化膜形成物質之固體供給至基板W之正面。因此,與供給固化膜形成物質之固體同時地,固化膜形成物質開始溶解。藉此,可縮短製作乾燥前處理液所需之時間。進而,於將固化膜形成物質之固體供給至基板W之前,通常利用沖洗液沖洗基板W上之藥液或利用置換液置換基板W上之沖洗液。於固化膜形成物質之固體溶於沖洗液或置換液之情形時,可將沖洗液或置換液用作溶劑。即,可使固化膜形成物質之固體溶於基板W上之沖洗液或置換液而製作乾燥前處理液。因此,亦可不使用專用之溶劑。
於第2處理例中,將作為溶劑之一例之置換液供給至基板W之後將溶劑加熱,而使溶劑之溫度上升。藉此,溶劑中之固化膜形成物質之飽和濃度上升,因此,固化膜形成物質之固體容易溶於溶劑。因此,可促進固化膜形成物質之固體於基板W之正面溶解於溶劑,可縮短製作包含固化膜形成物質及溶劑之溶液即乾燥前處理液所需之時間。
於第1及第2處理例中,於形成固化膜101之前,使基板W一面保持水平一面繞鉛直之旋轉軸線A1旋轉。基板W之正面上之一部分乾燥前處理液利用離心力而自基板W去除。藉此,於基板W之正面之整個區域由乾燥前處理液之液膜覆蓋之狀態下,乾燥前處理液之膜厚減少。其後,形成固化膜101。由於乾燥前處理液之膜厚減少,故可於短時間內形成固化膜101,可使固化膜101較薄。因此,可縮短形成固化膜101所需之時間及去除固化膜101所需之時間。藉此,可減少基板W之處理所需之能量之消耗量。
接下來,對第2實施形態進行說明。
第2實施形態相對於第1實施形態之主要之不同點在於,於遮斷構件51內置有內置加熱器111,且設置有冷卻板112代替下表面噴嘴71。
圖11A係水平地觀察本發明之第2實施形態之旋轉夾盤10、遮斷構件51及冷卻板112所得之模式圖。圖11B係自上方觀察旋轉夾盤10及冷卻板112所得之模式圖。於圖11A及圖11B中,關於與圖1~圖10F所示之構成同等之構成,標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
如圖11A所示,內置加熱器111配置於遮斷構件51之圓板部52之內部。內置加熱器111係與遮斷構件51一起升降。基板W配置於內置加熱器111之下方。內置加熱器111例如係藉由通電而產生焦耳熱之電熱線。內置加熱器111之溫度藉由控制裝置3(參照圖1)而變更。若控制裝置3使內置加熱器111發熱,則將基板W之整體均勻地加熱。
冷卻板112配置於旋轉基座12之上方。冷卻板112由自冷卻板112之中央部向下方延伸之支軸113水平地支持。冷卻板112配置於基板W與旋轉基座12之間。冷卻板112包含與基板W之下表面平行之上表面112u。冷卻板112亦可包含自上表面112u向上方突出之複數個突起112p。
如圖11B所示,冷卻板112之中心線配置於基板W之旋轉軸線A1上。即便旋轉夾盤10旋轉,冷卻板112亦不旋轉。冷卻板112之外徑小於基板W之直徑。複數個夾盤銷11圍繞冷卻板112配置。冷卻板112之溫度藉由控制裝置3而變更。若控制裝置3使冷卻板112之溫度降低,則將基板W之整體均勻地冷卻。
如圖10A所示,冷卻板112能夠相對於旋轉基座12上下移動。冷卻板112經由支軸113連接於板升降單元114。板升降單元114係使冷卻板112於上位置(以實線表示之位置)與下位置(以二點鏈線表示之位置)之間鉛直地升降。上位置係冷卻板112接觸基板W之下表面之接觸位置。下位置係冷卻板112於遠離基板W之狀態下配置於基板W之下表面與旋轉基座12之上表面12u之間的接近位置。
板升降單元114使冷卻板112位於上位置至下位置之任意位置。若於基板W由複數個夾盤銷11支持且基板W之固持已解除之狀態下,冷卻板112上升至上位置,則冷卻板112之複數個突起112p接觸基板W之下表面,而基板W由冷卻板112支持。其後,基板W藉由冷卻板112而提昇,並自複數個夾盤銷11向上方離開。若於該狀態下冷卻板112下降至下位置,則將冷卻板112上之基板W置於複數個夾盤銷11之上,冷卻板112自基板W向下方離開。藉此,基板W於複數個夾盤銷11與冷卻板112之間進行交接。
於第1實施形態之第1處理例及第2處理例中,將溫水及氮氣等加熱流體朝向基板W之下表面之中央部噴出,但控制裝置3亦可除了加熱流體之噴出以外或者代替加熱流體之噴出而使內置加熱器111發熱。例如,當進行固形物100之熔解(圖6之步驟S8)、固形物100之溶解之促進(圖9之步驟S6)及固形物100之析出(圖9之步驟S111)時,亦可將固形物100等基板W上之物質利用內置加熱器111加熱。
於第1實施形態之第1處理例中,冷水等冷卻流體朝向基板W之下表面之中央部噴出,但控制裝置3亦可除了冷卻流體之噴出以外或者代替冷卻流體之噴出而使冷卻板112之溫度降低。例如,當進行固形物100之凝固(圖6之步驟S12)時,亦可利用冷卻板112使基板W上之乾燥前處理液(固化膜形成物質之熔液)冷卻。於該情形時,控制裝置3可使冷卻板112接觸基板W之下表面,亦可使冷卻板112不接觸基板W之下表面。
亦可於基板W與旋轉基座12之間配置內置有藉由通電產生焦耳熱之發熱體之加熱板而代替作為冷卻構件之一例之冷卻板112。於該情形時,亦可利用作為加熱構件之一例之加熱板將固形物100等基板W上之物質加熱。又,亦可於遮斷構件51之內部設置供冷水等冷卻流體通過之冷媒通路而代替於遮斷構件51內置內置加熱器111。於該情形時,亦可利用遮斷構件51使基板W上之乾燥前處理液冷卻。
接下來,對第3實施形態進行說明。
第3實施形態相對於第1實施形態之主要之不同點在於,使固化膜101不經過液體而變化為氣體之固化膜去除步驟係對基板W照射電漿之電漿照射步驟而並非昇華步驟,電漿照射步驟於另一處理單元2進行。
圖12係用以對自濕式處理單元2w朝向乾式處理單元2d之基板W之搬送進行說明之模式圖。於圖12中,關於與圖1~圖11B所示之構成同等之構成,標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
設置於基板處理裝置1之複數個處理單元2除了包含對基板W供給處理液之濕式處理單元2w以外,還包含不對基板W供給處理液地處理基板W之乾式處理單元2d。圖12表示乾式處理單元2d包含將處理氣體引導至腔室4d內之處理氣體配管121、及使腔室4d內之處理氣體變化為電漿之電漿產生裝置122之例。電漿產生裝置122包含配置於基板W之上方之上電極123、及配置於基板W之下方之下電極124。
固化膜形成步驟(圖6之步驟S12及圖9之步驟S112)為止之步驟係於濕式處理單元2w之腔室4內進行。其後,如圖12所示,基板W由中心機器人CR自濕式處理單元2w之腔室4搬出,並被搬入至乾式處理單元2d之腔室4d。形成於基板W之正面之固化膜101係藉由腔室4d內之由電漿引起之化學反應(例如基於臭氧氣體之氧化)及物理反應而不經過液體地變化為氣體。藉此,自基板W去除固化膜101。
於第3實施形態中,除了第1實施形態之效果以外,還可發揮以下效果。具體而言,於第3實施形態中,乾燥前處理液之製作與固化膜101之形成於濕式處理單元2w之腔室4中進行,固化膜101之去除於乾式處理單元2d之腔室4d中進行。如此,自乾燥前處理液之製作至固化膜101之形成為止之步驟與固化膜101之去除係於不同之處理單元2進行,因此,可簡化濕式處理單元2w及乾式處理單元2d之構造,可使濕式處理單元2w及乾式處理單元2d小型化。
接下來,對第4實施形態進行說明。
第4實施形態相對於第1實施形態之主要之不同點在於設置有使噴嘴39內之固形物100熔解之熔解加熱器131。
於以下之圖13A~圖13B、圖14及圖15A~圖15C中,關於與圖1~圖12所示之構成同等之構成,標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
圖13A係用以對搬運固形物100並使所搬運之固形物100熔解之固形物搬運熔解系統進行說明之模式圖。圖13B係沿圖13A所示之箭頭XIIIB之方向觀察噴嘴39及蓋95所得之模式圖。
如圖13A所示,熔解加熱器131配置於殼體41內。熔解加熱器131呈包圍噴嘴39之全周之筒狀。熔解加熱器131於噴嘴39之軸向上之長度係根據於噴嘴39內製作之乾燥前處理液之量而設定。圖13A表示熔解加熱器131之長度大於噴嘴39之噴出口39p之直徑之例。
熔解加熱器131係包含藉由通電產生焦耳熱之電熱線之電加熱器。只要能夠使噴嘴39內之固形物100熔解,則熔解加熱器131亦可為燈等電加熱器以外之加熱器。例如,熔解加熱器131亦可具備收容與噴嘴39之外表面接觸之液體之容器、及將容器內之液體加熱之熱源。
將噴嘴39之噴出口39p開閉之蓋95能夠繞水平之直線旋轉而並非繞鉛直之直線旋轉。蓋95由自殼體41向下方延伸之2個托架132支持。如圖13B所示,蓋95配置於2個托架132之間。蓋95經由水平延伸之開閉軸133而支持於2個托架132。蓋95能夠相對於2個托架132繞開閉軸133旋轉。
開閉馬達96係相對於其中一個托架132而配置於與蓋95為相反側。開閉軸133貫通其中一個托架132。開閉軸133之前端部配置於殼體41之延長部41e內。開閉馬達96配置於殼體41之延長部41e內。開閉馬達96之旋轉軸96s連結於開閉軸133。旋轉軸96s與開閉軸133配置於同一條直線上。
若開閉馬達96使旋轉軸96s旋轉,則蓋95與開閉軸133一起繞開閉軸133旋轉。開閉馬達96使蓋95於打開位置與關閉位置之間繞水平之開閉軸線A2移動。蓋95之打開位置係於自下方觀察噴嘴39時,噴嘴39之噴出口39p之任一部分均不與蓋95重疊之位置。蓋95之關閉位置係蓋95之上表面密接於噴嘴39之下表面之整個區域而噴嘴39之噴出口39p封閉之位置。當蓋95配置於關閉位置時,噴嘴39內之液體不自噴嘴39之噴出口39p排出而停留於噴嘴39內。
圖14係用以對藉由基板處理裝置1(參照圖1A)進行之基板W之處理之一例(第3處理例)進行說明之步驟圖。圖15A~圖15C係表示進行圖14所示之處理時之固形物100之變化之模式圖。控制裝置3係以執行以下之步驟之方式編程。以下,參照圖13A、圖13B及圖14。適當參照圖15A~圖15C。
於第3處理例中,代替圖6所示之第1處理例之步驟S6~步驟S9而進行乾燥前處理液供給步驟(圖14之步驟S207),該乾燥前處理液供給步驟係藉由作為固化膜形成物質之固體之固形物100之熔解製作乾燥前處理液,並將所製作之乾燥前處理液供給至基板W。乾燥前處理液供給步驟以外之步驟與第1處理例之步驟S1~步驟S5及步驟S10~步驟S15相同。因此,以下,對第3處理例之乾燥前處理液供給步驟進行說明。
於第3處理例之乾燥前處理液供給步驟中,於蓋95配置於關閉位置之狀態下,搬運馬達92使螺旋輸送機91旋轉。如圖15A所示,固形物配管40內之固形物100藉由螺旋輸送機91之旋轉而被輸送至噴嘴39側。由於蓋95配置於關閉位置,故自固形物配管40掉落至噴嘴39之固形物100不通過噴嘴39之噴出口39p而停留於噴嘴39內。藉此,固形物100儲存於噴嘴39內。儲存於噴嘴39內之固形物100之量根據使螺旋輸送機91旋轉之次數而增減。
將作為固化膜形成物質之固體之固形物100儲存於噴嘴39內之後,使噴嘴39內之固形物100熔解,製作作為固化膜形成物質之液體之乾燥前處理液。具體而言,使熔解加熱器131之溫度上升至固化膜形成物質之熔點以上之值(於固化膜形成物質為樟腦之情形時,例如150~200℃)。熔解加熱器131之發熱可於固形物100供給至噴嘴39內之前或之後開始,亦可與固形物100供給至噴嘴39內同時地開始。如圖15B所示,於任一情形時,噴嘴39內之所有固形物100均變化為液體。藉此,製作乾燥前處理液。
如圖15B所示,噴嘴39之噴出口39p被蓋95關閉,因此,乾燥前處理液不通過噴嘴39之噴出口39p而停留於噴嘴39內。於該狀態下,開閉馬達96使蓋95自關閉位置移動至打開位置。如圖15C所示,當噴嘴39之噴出口39p打開時,噴嘴39內之乾燥前處理液通過噴嘴39之噴出口39p而供給至基板W之上表面。藉此,基板W上之置換液被乾燥前處理液置換,形成覆蓋基板W之上表面之整個區域之乾燥前處理液之液膜。其後,進行膜厚減少步驟(圖14之步驟S10)。
當噴嘴39之噴出口39p打開時,所有或幾乎所有之乾燥前處理液自噴嘴39排出。因此,乾燥前處理液不殘留或幾乎不殘留於噴嘴39。即便少量乾燥前處理液殘留於噴嘴39並於噴嘴39內返回至固形物100,於製作供給至下一基板W之乾燥前處理液時,不僅重新供給至噴嘴39之固形物100,殘留於噴嘴39之固形物100亦熔解。因此,可防止噴嘴39因固形物100而堵塞。
於第4實施形態中,除了第1實施形態之效果以外,還可發揮以下效果。具體而言,於第4實施形態中,使噴嘴39噴出乾燥前處理液。即,於噴嘴39之噴出口之上游使固化膜形成物質之固體變化為熔液。其後,將相當於固化膜形成物質之熔液之乾燥前處理液自噴嘴39朝向基板W之正面噴出。因此,與於基板W之正面製作乾燥前處理液之情形相比,可快速地使乾燥前處理液遍佈基板W之正面。
接下來,對第5實施形態進行說明。
第5實施形態相對於第1實施形態之主要之不同點在於,固形物100之搬運及熔解並非於腔室4中而是於鄰接於腔室4之流體箱FB中進行。
於以下之圖16及圖17A~圖17E中,關於與圖1~圖15C所示之構成同等之構成,標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
圖16係用以對搬運固形物100並使所搬運之固形物100熔解之固形物搬運熔解系統進行說明之模式圖。
固形物搬運熔解系統具備固形物配管40、螺旋輸送機91、搬運馬達92、供給配管93、及固形物貯箱94。但,該等配置於流體箱FB中而並非腔室4中。固形物配管40包含收容螺旋輸送機91之水平部40h、及自水平部40h之下游端向下方延伸之鉛直部40v。水平部40h及鉛直部40v均配置於流體箱FB之中。
固形物搬運熔解系統除了具備固形物配管40等以外,還具備:固形物閥141,其介裝於固形物配管40之鉛直部40v;熔解槽142,其連接於固形物配管40之鉛直部40v之下游端;及熔解加熱器131,其使熔解槽142內之固形物100熔解。固形物搬運熔解系統進而具備:氣體供給配管143,其藉由向熔解槽142內供給氣體而使熔解槽142內之氣壓上升;氣體供給閥144,其介裝於氣體供給配管143;排氣配管145,其藉由將熔解槽142內之氣體排出而使熔解槽142內之氣壓降低;及排氣閥146,其介裝於排氣配管145。
固形物閥141、熔解槽142及熔解加熱器131係配置於流體箱FB中。同樣地,氣體供給配管143、氣體供給閥144、排氣配管145及排氣閥146係配置於流體箱FB中。噴嘴39配置於腔室4中而並非流體箱FB中。噴嘴39藉由固形物搬運熔解系統之液體配管147而連接於熔解槽142。未設置將噴嘴39之噴出口39p開閉之蓋95(參照圖13A)。
熔解槽142內之乾燥前處理液由液體配管147引導至噴嘴39。液體配管147之上游端配置於熔解槽142中而並非熔解槽142之表面。液體配管147之下游端連接於噴嘴39。液體配管147自熔解槽142向上方延伸。圖16表示熔解槽142之整體配置於較噴嘴39更靠下方之例。亦可為熔解槽142之整體配置於較噴嘴39更靠上方,還可為熔解槽142之一部分配置於與噴嘴39相等之高度。
圖17A~圖17E係表示將固形物100搬運至熔解槽142並使所搬運之固形物100熔解時之固形物100之變化的模式圖。於圖17A~圖17E中,將打開之閥以黑色塗滿。例如,圖17A表示固形物閥141打開且氣體供給閥144及排氣閥146關閉。
於第5實施形態中,與圖14所示之第3處理例同樣地,代替圖3所示之第1處理例之步驟S6~步驟S9而進行乾燥前處理液供給步驟(圖14之步驟S207),該乾燥前處理液供給步驟係藉由作為固化膜形成物質之固體之固形物100之熔解製作乾燥前處理液,並將所製作之乾燥前處理液供給至基板W。
具體而言,如圖17A所示,於固形物閥141打開之狀態下,搬運馬達92使螺旋輸送機91旋轉。固形物配管40之水平部40h內之固形物100係藉由螺旋輸送機91之旋轉被輸送至固形物配管40之鉛直部40v,並於鉛直部40v內掉落。藉此,固形物100自固形物配管40掉落至熔解槽142,並儲存於熔解槽142內。儲存於熔解槽142內之固形物100之量根據使螺旋輸送機91旋轉之次數而增減。
將作為固化膜形成物質之固體之固形物100儲存於熔解槽142內之後,如圖17B所示,使熔解槽142內之固形物100熔解而製作作為固化膜形成物質之液體之乾燥前處理液。具體而言,使熔解加熱器131之溫度上升至固化膜形成物質之熔點以上之值。熔解加熱器131之發熱可於固形物100供給至熔解槽142內之前或之後開始,亦可與固形物100供給至熔解槽142內同時地開始。於任一情形時,熔解槽142內之所有固形物100均變化為液體。藉此,製作乾燥前處理液。
製作乾燥前處理液之後,如圖17C所示,控制裝置3將固形物閥141關閉,並將氣體供給閥144打開。藉此,作為氣體之一例之氮氣自氣體供給配管143供給至熔解槽142內,熔解槽142內之氣壓上升。熔解槽142內之乾燥前處理液係藉由熔解槽142內之氣壓之上升而被輸送至液體配管147內,並朝向噴嘴39於液體配管147內流動。藉此,熔解槽142內之乾燥前處理液供給至位於基板W之上方之噴嘴39,並自噴嘴39噴出。其後,進行膜厚減少步驟(圖14之步驟S10)。
當以製程配方規定之量之乾燥前處理液自噴嘴39噴出時,如圖17D所示,控制裝置3將氣體供給閥144關閉,並將排氣閥146打開。藉此,熔解槽142內之氣體沿排氣配管145排出,而熔解槽142內之氣壓降低至大氣壓或未達大氣壓之值。排氣配管145之下游端可連接於抽氣器或排氣泵等排氣裝置,亦可配置於大氣中。
於噴嘴39噴出乾燥前處理液之期間,液體配管147及噴嘴39之內部由乾燥前處理液充滿。進而,熔解槽142內之乾燥前處理液之表面(液面)配置於較噴嘴39更靠下方。若將氣體供給閥144關閉並將排氣閥146打開,則液體配管147及噴嘴39內之乾燥前處理液根據虹吸之原理而向熔解槽142回流,並返回至熔解槽142。
如圖17E所示,液體配管147及噴嘴39內之乾燥前處理液向熔解槽142返回直至液體配管147內之乾燥前處理液之表面配置於與熔解槽142內之乾燥前處理液之表面相同之高度為止。乾燥前處理液不殘留或者幾乎不殘留於噴嘴39。因此,可防止殘留於噴嘴39內之乾燥前處理液之液滴意外地掉落至基板W之上表面。
將氣體供給閥144關閉並將排氣閥146打開之後,有可能少量乾燥前處理液殘留於噴嘴39或液體配管147內並於噴嘴39及液體配管147之至少一者之內部返回至固形物100。於此種情形時,殘留於噴嘴39及液體配管147之至少一者之固形物100被朝向下一基板W於噴嘴39及液體配管147內流動之乾燥前處理液加熱而變化為液體。因此,可防止噴嘴39及液體配管147因固形物100而堵塞。
圖17E表示乾燥前處理液之噴出停止之後乾燥前處理液亦殘留於熔解槽142內之例。於該例中,於噴嘴39朝向下一基板W噴出乾燥前處理液之前繼續熔解加熱器131之發熱。於熔解槽142內製作之乾燥前處理液之量可為供給至複數片基板W之乾燥前處理液之量以上,亦可為與僅供給至1片基板W之乾燥前處理液之量相同或同等程度。於後者之情形時,每當被供給乾燥前處理液之基板W改變時,只要將固形物100搬運至熔解槽142即可。
於第5實施形態中,除了第1實施形態之效果,還可發揮以下效果。具體而言,於第5實施形態中,使噴嘴39噴出乾燥前處理液。即,於噴嘴39之噴出口39p之上游使固化膜形成物質之固體變化為熔液。其後,將相當於固化膜形成物質之熔液之乾燥前處理液自噴嘴39朝向基板W之正面噴出。因此,與於基板W之正面製作乾燥前處理液之情形相比,可快速地使乾燥前處理液遍佈基板W之正面。
於第5實施形態中,將固化膜形成物質之固體於流體箱FB中搬運。流體箱FB配置於收容基板W之腔室4之附近,流體箱FB之至少一部分配置於與腔室4相同之高度。因此,固化膜形成物質保持固體之狀態而被搬運至基板W之附近。因此,即便於設置使固化膜形成物質熔解之加熱器之情形時,亦可縮小設置加熱器之範圍,可減少能量之消耗量。
接下來,對第6實施形態進行說明。
第6實施形態相對於第5實施形態之主要之不同點在於,將乾燥前處理液供給至基板W之後,並非使乾燥前處理液回流至熔解槽142,而是將清洗液或清洗氣體等清洗流體供給至噴嘴39及液體配管147,使殘留於其等之乾燥前處理液自噴嘴39噴出。
於以下之圖18中,關於與圖1~圖17E所示之構成同等之構成,標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
圖18係用以對搬運固形物100並使所搬運之固形物100熔解之固形物搬運熔解系統進行說明之模式圖。於圖18中,將打開之閥以黑色塗滿。
固形物搬運熔解系統進而具備:液體閥148,其介裝於液體配管147;清洗流體配管149,其於液體閥148之下游連接於液體配管147;及清洗流體閥150,其介裝於清洗流體配管149。圖18表示清洗流體為IPA之液體之例。IPA之液體係包含與固化膜形成物質相溶之溶劑之清洗液之一例。清洗流體亦可為氮氣或空氣等清洗氣體。
於第6實施形態中,與第5實施形態同樣地,於熔解槽142內製作乾燥前處理液,並將所製作之乾燥前處理液供給至基板W。但,使噴嘴39噴出乾燥前處理液時,控制裝置3預先將液體閥148打開。當以製程配方規定之量之乾燥前處理液自噴嘴39噴出時,控制裝置3於將排氣閥146打開之前,將液體閥148關閉。因此,乾燥前處理液殘留於噴嘴39及液體配管147內。
控制裝置3將液體閥148關閉之後,使噴嘴移動單元42移動噴嘴39。藉此,噴嘴39配置於待機位置。於噴嘴39之待機位置之下方配置有接收自噴嘴39向下方噴出之液體之筒狀之罐151。控制裝置3係於噴嘴39位於罐151之上方之狀態下,將清洗流體閥150打開。藉此,清洗液或清洗氣體供給至液體配管147,並於液體配管147內朝向噴嘴39流動。
殘留於噴嘴39及液體配管147內之乾燥前處理液被清洗液或清洗氣體向下游推去,並自位於待機位置之噴嘴39之噴出口39p向下方噴出。當所有或幾乎所有之乾燥前處理液自噴嘴39噴出時,噴嘴39之內部由清洗液或清洗氣體充滿,清洗液或清洗氣體自噴嘴39之噴出口39p向下方噴出。自噴嘴39噴出之乾燥前處理液及清洗液並非由基板W而是由位於處理承杯21之周圍之罐151接收。
於清洗流體為IPA等清洗液之情形時,由於與固化膜形成物質相溶之溶劑包含於清洗液,故即便於噴嘴39之內表面附著有固化膜形成物質之固體,固化膜形成物質之固體亦溶於清洗液,而與清洗液一起自噴嘴39噴出。因此,不僅可將殘留之乾燥前處理液去除,亦可將附著於噴嘴39之內表面之固化膜形成物質之固體去除。
於清洗流體為氮氣等清洗氣體之情形時,殘留於噴嘴39之內表面之乾燥前處理液有可能因清洗氣體之流動而冷卻,從而於噴嘴39之內表面變化為固體。沿噴嘴39及液體配管147流動之清洗氣體促進固化膜形成物質之昇華。因此,不僅可將殘留之乾燥前處理液去除,亦可將附著於噴嘴39之內表面之固化膜形成物質之固體去除。
於第6實施形態中,除了第5實施形態之效果以外,還可發揮以下效果。具體而言,於第6實施形態中,噴嘴39朝向基板W之正面噴出乾燥前處理液之後,將清洗液供給至噴嘴39。殘留於噴嘴39之內部之乾燥前處理液被清洗液向下游推去,並自噴嘴39之噴出口39p噴出。其後,清洗液自噴嘴39噴出。藉此,殘留之乾燥前處理液排出。進而,由於清洗液中包含與固化膜形成物質相溶之溶劑,故即便於噴嘴39之內表面附著有固化膜形成物質之固體,固化膜形成物質之固體亦溶於清洗液,而與清洗液一起自噴嘴39噴出。因此,不僅可將殘留之乾燥前處理液去除,亦可將附著於噴嘴39之內表面之固化膜形成物質之固體去除。
於第6實施形態中,噴嘴39朝向基板W之正面噴出乾燥前處理液之後,並非將液體而是將作為氣體之清洗氣體供給至噴嘴39。殘留於噴嘴39之內部之乾燥前處理液被清洗氣體向下游推去,並自噴嘴39之噴出口39p噴出。其後,清洗氣體自噴嘴39噴出。藉此,所有或幾乎所有之乾燥前處理液自噴嘴39排出。
若開始清洗氣體之供給之後微量之乾燥前處理液殘留於噴嘴39之內部,則乾燥前處理液、即固化膜形成物質之熔液有可能因清洗氣體之流動而冷卻,從而於噴嘴39之內表面變化為固體。於固化膜形成物質為昇華性物質之情形時,流經噴嘴39之清洗氣體抑制固化膜形成物質之分壓之上升,而促進固化膜形成物質之昇華。因此,可減少殘留於噴嘴39之內部之乾燥前處理液。
接下來,對第7實施形態進行說明。
第7實施形態相對於第5實施形態之主要之不同點在於設置有熔解配管152代替熔解槽142(參照圖16)。
於以下之圖19A及圖19B中,關於與圖1~圖18所示之構成同等之構成,標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
圖19A及圖19B係用以對搬運固形物100並使所搬運之固形物100熔解之固形物搬運熔解系統進行說明之模式圖。圖19A表示正將固形物100向熔解配管152搬運之狀態,圖19B表示已搬運至熔解配管152之固形物100已熔解之狀態。於圖19A及圖19B中,將打開之閥以黑色塗滿。
固形物搬運熔解系統進而具備連接固形物配管40與液體配管147之熔解配管152。熔解配管152之上游端連接於固形物配管40之鉛直部40v之下游端。熔解配管152之下游端連接於液體配管147之上游端。熔解配管152之流路截面面積(與流體之流動方向垂直之剖面之面積)小於熔解槽142(參照圖16)之水平剖面之面積。熔解配管152之流路截面面積與固形物配管40之流路截面面積相等,且與液體配管147之流路截面面積相等。熔解加熱器131包圍熔解配管152。
固形物搬運熔解系統之氣體供給配管143連接於熔解配管152而並非熔解槽142。熔解配管152例如呈U字狀。熔解配管152包含:底部152b,其包含熔解配管152之最下部;上游部152u,其自底部152b向固形物配管40延伸;及下游部152d,其自底部152b向液體配管147延伸。圖19A及圖19B表示熔解配管152連接於熔解配管152之上游部152u之例。
於第7實施形態中,與第5實施形態同樣地,代替圖6所示之第1處理例之步驟S6~步驟S9而進行乾燥前處理液供給步驟(參照圖14之步驟S207),該乾燥前處理液供給步驟係藉由作為固化膜形成物質之固體之固形物100之熔解製作乾燥前處理液,並將所製作之乾燥前處理液供給至基板W。
於第7實施形態之乾燥前處理液供給步驟中,於固形物閥141打開之狀態下,搬運馬達92使螺旋輸送機91旋轉。固形物配管40之水平部40h內之固形物100係藉由螺旋輸送機91之旋轉而被輸送至固形物配管40之鉛直部40v,並於鉛直部40v內掉落。藉此,如圖19A所示,固形物100自固形物配管40掉落至熔解配管152,並儲存於熔解配管152內。儲存於熔解配管152內之固形物100之量根據使螺旋輸送機91旋轉之次數而增減。
將作為固化膜形成物質之固體之固形物100儲存於熔解配管152內之後,使熔解配管152內之固形物100熔解而製作作為固化膜形成物質之液體之乾燥前處理液。具體而言,使熔解加熱器131之溫度上升至固化膜形成物質之熔點以上之值。熔解加熱器131之發熱可於固形物100供給至熔解配管152內之前或之後開始,亦可與固形物100供給至熔解配管152內同時地開始。如圖19B所示,於任一情形時,熔解配管152內之所有固形物100均變化為液體。藉此,製作乾燥前處理液。
製作乾燥前處理液之後,控制裝置3將固形物閥141關閉,並將氣體供給閥144打開。藉此,作為氣體之一例之氮氣自氣體供給配管143供給至熔解配管152內。如圖19B所示,由於固形物閥141關閉,故熔解配管152內之乾燥前處理液被氮氣向下游推去,於熔解配管152內向噴嘴39側移動。藉此,熔解配管152內之乾燥前處理液供給至位於基板W之上方之噴嘴39,並自噴嘴39噴出。其後,進行膜厚減少步驟(圖14之步驟S10)。
當氣體供給配管143打開時,熔解配管152內之所有或幾乎所有之乾燥前處理液自位於基板W之上方之噴嘴39噴出。若少量乾燥前處理液殘留於噴嘴39之內表面,則該乾燥前處理液有可能因氮氣之流動而冷卻,從而於噴嘴39之內表面變化為固體。流經噴嘴39及液體配管147之氮氣促進固化膜形成物質之昇華。因此,可將殘留於噴嘴39之內表面之乾燥前處理液去除。
於第7實施形態中,除了第5實施形態之效果以外,還可發揮以下效果。具體而言,於第7實施形態中,並非利用熔解槽142(參照圖16)而是利用熔解配管152連接固形物配管40與液體配管147。熔解加熱器131將熔解配管152內之固形物100加熱。因此,與將熔解槽142內之固形物100加熱之情形相比,可將熔解加熱器131之熱有效率地傳遞至固形物100。
於第7實施形態中,將作為氣體之一例之氮氣供給至熔解配管152內,使噴嘴39噴出熔解配管152內之所有或幾乎所有之乾燥前處理液。因此,即便不如第5實施形態般使噴嘴39內之乾燥前處理液回流,亦可減少殘留於噴嘴39內之乾燥前處理液,可防止噴嘴39因固形物100而堵塞。
其他實施形態
本發明並不限定於上述實施形態之內容,可進行各種變更。
例如,亦可一面使噴嘴39於基板W之徑向上移動,一面使噴嘴39噴出固形物100,而並非一面使噴嘴39靜止,一面使噴嘴39噴出固形物100。
例如,如圖20所示,噴嘴移動單元42亦可使噴嘴39於自噴嘴39噴出之固形物100與基板W之上表面之中央部碰撞之中央處理位置(以二點鏈線表示之位置)與自噴嘴39噴出之固形物100與基板W之上表面之外周部碰撞之外周處理位置(以實線表示之位置)之間移動。
如圖21所示,控制裝置3亦可於將固化膜101自基板W之上表面去除時,使基板W之上表面上之固化膜101冷卻。固化膜101之冷卻可藉由將冷水等冷卻流體朝向基板W之下表面噴出而進行,亦可藉由使配置於基板W之下方之冷卻板112(參照圖11A)之溫度降低而進行。
根據該構成,當將固化膜101自基板W之正面去除時,使基板W之正面上之固化膜101冷卻。於伴隨固化膜101之去除而固化膜101之溫度上升之情形、或固化膜101之熔點(固化膜形成物質之熔點)接近室溫之情形時,有當將固化膜101自基板W之正面去除時固化膜101之一部分液化之可能性。因此,可一面防止固化膜101之一部分液化,一面使固化膜101變化為氣體。
亦可藉由將氮氣或空氣等氣體供給至固形物配管40內而搬運固形物配管40內之固形物100,而並非利用螺旋輸送機91搬運固形物配管40內之固形物100。
亦可於腔室4及流體箱FB外搬運固形物100,而並非於腔室4或流體箱FB中搬運固形物100。即,亦可於腔室4及流體箱FB外使固形物100熔解。
於第1處理例中,亦可於開始固形物100之供給之後開始基板W之加熱,而並非於開始固形物100之供給之前開始基板W之加熱。
於將固化膜形成物質之固體供給至基板W之前開始基板W之加熱之情形時,於固化膜形成物質之固體供給至基板W之前對基板W賦予之熱之一部分不傳遞至固化膜形成物質而釋放至空氣中。因此,與事先加熱基板W之情形相比,可減少熱損失。
於第1處理例中,於可將純水等基板W上之沖洗液利用乾燥前處理液置換之情形時,亦可不進行將作為沖洗液之一例之純水利用作為置換液之一例之IPA置換之置換液供給步驟(圖6之步驟S5)而進行固形物供給步驟(圖9之步驟S7)。
於第2處理例中,亦可於開始固形物100之供給之後開始基板W之加熱,而並非於開始固形物100之供給之前開始基板W之加熱。於第2處理例中,若無須促進固形物100之溶解,則亦可不進行溫水等加熱流體之供給。
於第2處理例中,亦可於將置換液供給至基板W之前將固形物100供給至基板W,而並非於將置換液供給至基板W之後將固形物100供給至基板W。即,亦可對由沖洗液之液膜覆蓋之基板W之上表面供給固形物100,其後,對固形物100沈積之基板W之上表面供給置換液。於該情形時,即便固形物100不溶於沖洗液,由於溶於作為溶劑之一例之置換液,故若將置換液供給至基板W,則亦製作乾燥前處理液。
於第1及第2處理例中,亦可於使乾燥前處理液遍佈基板W之上表面之整個區域之後(圖6之步驟S9及圖9之步驟S109),不進行使基板W上之乾燥前處理液之膜厚減少之膜厚減少步驟(圖6及圖9之步驟S10)而於基板W之上表面形成固化膜101(圖6及圖9之步驟S12)。
遮斷構件51亦可除了包含圓板部52以外,還包含自圓板部52之外周部向下方延伸之筒狀部。於該情形時,若遮斷構件51配置於下位置,則由旋轉夾盤10保持之基板W由圓筒部包圍。
遮斷構件51亦可與旋轉夾盤10一起繞旋轉軸線A1旋轉。例如,遮斷構件51亦可以不與基板W接觸之方式置於旋轉基座12上。於該情形時,由於遮斷構件51連結於旋轉基座12,故遮斷構件51與旋轉基座12朝相同方向以相同速度旋轉。
亦可省略遮斷構件51。但,於對基板W之下表面供給純水等液體之情形時,較佳為設置遮斷構件51。其原因在於,可利用遮斷構件51將沿著基板W之外周面自基板W之下表面向基板W之上表面側迴繞之液滴、或自處理承杯21向內側回濺之液滴遮斷,而可減少混入至基板W上之乾燥前處理液之液體。
濕式處理單元2w及乾式處理單元2d亦可設置於不同之基板處理裝置而並非設置於同一基板處理裝置。即,亦可為具備有濕式處理單元2w之基板處理裝置1與具備有乾式處理單元2d之基板處理裝置設置於同一基板處理系統,於將固化膜101去除之前,將基板W自基板處理裝置1搬運至另一基板處理裝置。
亦可代替第6實施形態之清洗流體配管149(參照圖18)而將抽吸液體配管147內之液體之回吸配管連接於液體配管147。於該情形時,亦可於將液體閥148(參照圖18)關閉之後,使噴嘴39及液體配管147內之乾燥前處理液回流至回吸配管。
基板處理裝置1不限於對圓板狀之基板W進行處理之裝置,亦可為對多邊形之基板W進行處理之裝置。
亦可將上述所有構成中之2個以上組合。亦可將上述所有步驟中之2個以上組合。
此外,可於申請專利範圍所記載之事項之範圍內施加各種設計變更。
噴嘴39、固形物配管40、螺旋輸送機91、搬運馬達92及氣體供給配管143係固形物搬運器件及固形物載具之一例。下表面噴嘴71、旋轉基座12之下中央開口81、置換液噴嘴43及熔解加熱器131係乾燥前處理液製作器件及乾燥前處理液製造機之一例。下表面噴嘴71、旋轉基座12之下中央開口81、內置加熱器111及冷卻板112係固化膜形成器件及固化膜製造機之一例。旋轉馬達14、中心噴嘴55及遮斷構件51之上中央開口61係固化膜去除器件及固化膜去除器之一例。
已對本發明之實施形態詳細地進行了說明,但該等僅為用以使本發明之技術內容明確之具體例,本發明不應限定於該等具體例進行解釋,本發明之精神及範圍僅由隨附之申請專利範圍限定。
1:基板處理裝置 2:處理單元 2d:乾式處理單元 2w:濕式處理單元 3:控制裝置 3a:電腦本體 3b:CPU 3c:主記憶裝置 3d:周邊裝置 3e:輔助記憶裝置 3f:讀取裝置 3g:通信裝置 4:腔室 4d:腔室 5:間隔壁 5a:送風口 5b:搬入搬出口 6:FFU 7:擋板 8:排氣管 9:排氣閥 10:旋轉夾盤 11:夾盤銷 12:旋轉基座 12u:上表面 13:旋轉軸 14:旋轉馬達 21:處理承杯 22:外壁構件 23:承杯 24:護罩 24u:上端 25:圓筒部 26:頂板部 27:護罩升降單元 31:藥液噴嘴 32:藥液配管 33:藥液閥 34:噴嘴移動單元 35:沖洗液噴嘴 36:沖洗液配管 37:沖洗液閥 38:噴嘴移動單元 39:噴嘴 39p:噴出口 40:固形物配管 40h:水平部 40v:鉛直部 41:殼體 41e:延長部 42:噴嘴移動單元 43:置換液噴嘴 44:置換液配管 45:置換液閥 46:噴嘴移動單元 51:遮斷構件 51L:下表面 52:圓板部 53:支軸 54:遮斷構件升降單元 55:中心噴嘴 56:上氣體配管 57:上氣體閥 58:流量調整閥 59:上溫度調節器 61:上中央開口 62:上氣體流路 63:上氣體配管 64:上氣體閥 65:流量調整閥 66:上溫度調節器 71:下表面噴嘴 72:加熱流體配管 73:加熱流體閥 74:流量調整閥 75:下加熱器 76:冷卻流體配管 77:冷卻流體閥 78:流量調整閥 79:冷卻器 81:下中央開口 82:下氣體流路 83:下氣體配管 84:下氣體閥 85:流量調整閥 86:下溫度調節器 91:螺旋輸送機 92:搬運馬達 93:供給配管 94:固形物貯箱 95:蓋 96:開閉馬達 96s:旋轉軸 100:固形物 101:固化膜 111:內置加熱器 112:冷卻板 112p:突起 112u:上表面 113:支軸 114:板升降單元 121:處理氣體配管 122:電漿產生裝置 123:上電極 124:下電極 131:熔解加熱器 132:托架 133:開閉軸 141:固形物閥 142:熔解槽 143:氣體供給配管 144:氣體供給閥 145:排氣配管 146:排氣閥 147:液體配管 148:液體閥 149:清洗流體配管 150:清洗流體閥 151:罐 152:熔解配管 152b:底部 152d:下游部 152u:上游部 A1:旋轉軸線 A2:開閉軸線 C:載具 CR:中心機器人 FB:流體箱 G1:間隔 H1:手部 H2:手部 Hp:高度 IR:分度機器人 LP:裝載埠口 P:程式 P1:圖案 Ps:側面 Pu:上表面 RM:可移媒體 S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 S4:步驟 S5:步驟 S6:步驟 S7:步驟 S8:步驟 S9:步驟 S10:步驟 S11:步驟 S12:步驟 S13:步驟 S14:步驟 S15:步驟 S107:步驟 S108:步驟 S111:步驟 S112:步驟 S207:步驟 T1:厚度 TW:塔 W:基板 Wp:寬度 Ws:平面
圖1A係自上方觀察本發明之第1實施形態之基板處理裝置所得之模式圖。 圖1B係自側方觀察基板處理裝置所得之模式圖。 圖2係水平地觀察基板處理裝置中具備之處理單元之內部所得之模式圖。 圖3A係用以對將固形物搬運至噴嘴之固形物搬運系統進行說明之模式圖。 圖3B係沿圖3A所示之箭頭IIIB之方向觀察噴嘴及蓋所得之模式圖。 圖4A係表示固形物之形態之一例之模式圖。 圖4B係表示固形物之形態之另一例之模式圖。 圖5係表示控制裝置之硬體之方塊圖。 圖6係用以對藉由基板處理裝置進行之基板之處理之一例(第1處理例)進行說明之步驟圖。 圖7A係表示進行圖6所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖7B係表示進行圖6所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖7C係表示進行圖6所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖7D係表示進行圖6所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖7E係表示進行圖6所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖7F係表示進行圖6所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖7G係表示進行圖6所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖8係表示隨著時間經過而產生之基板之旋轉速度之變化之一例之曲線圖。 圖9係用以對藉由基板處理裝置進行之基板之處理之一例(第2處理例)進行說明之步驟圖。 圖10A係表示進行圖9所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖10B係表示進行圖9所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖10C係表示進行圖9所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖10D係表示進行圖9所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖10E係表示進行圖9所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖10F係表示進行圖9所示之處理時之基板之狀態之模式圖。 圖11A係水平地觀察本發明之第2實施形態之旋轉夾盤、遮斷構件及冷卻板所得之模式圖。 圖11B係自上方觀察本發明之第2實施形態之旋轉夾盤及冷卻板所得之模式圖。 圖12係用以對自濕式處理單元朝乾式處理單元之本發明之第3實施形態之基板之搬送進行說明之模式圖。 圖13A係用以對本發明之第4實施形態之固形物搬運熔解系統進行說明之模式圖。 圖13B係沿圖13A所示之箭頭XIIIB之方向觀察噴嘴及蓋所得之模式圖。 圖14係用以對藉由基板處理裝置進行之基板之處理之一例(第3處理例)進行說明之步驟圖。 圖15A係表示進行圖14所示之處理時之固形物之變化之模式圖。 圖15B係表示進行圖14所示之處理時之固形物之變化之模式圖。 圖15C係表示進行圖14所示之處理時之固形物之變化之模式圖。 圖16係用以對本發明之第5實施形態之固形物搬運熔解系統進行說明之模式圖。 圖17A係表示將固形物搬運至熔解槽並使所搬運之固形物熔解時之固形物之變化之模式圖。 圖17B係表示將固形物搬運至熔解槽並使所搬運之固形物熔解時之固形物之變化之模式圖。 圖17C係表示將固形物搬運至熔解槽並使所搬運之固形物熔解時之固形物之變化之模式圖。 圖17D係表示將固形物搬運至熔解槽並使所搬運之固形物熔解時之固形物之變化之模式圖。 圖17E係表示將固形物搬運至熔解槽並使所搬運之固形物熔解時之固形物之變化之模式圖。 圖18係用以對本發明之第6實施形態之固形物搬運熔解系統進行說明之模式圖。 圖19A係用以對本發明之第7實施形態之固形物搬運熔解系統進行說明之模式圖。 圖19B係用以對本發明之第7實施形態之固形物搬運熔解系統進行說明之模式圖。 圖20係表示一面使噴嘴移動一面使噴嘴噴出固形物之狀態之模式圖。 圖21係表示將固化膜自基板之上表面去除時使基板之上表面上之固化膜冷卻之狀態之模式圖。
39:噴嘴
100:固形物
W:基板

Claims (20)

  1. 一種基板處理方法,其包含:固形物搬運步驟,其係於基板處理裝置內搬運固化膜形成物質之固體;乾燥前處理液製作步驟,其係藉由上述固化膜形成物質之熔解、及上述基板上之上述固化膜形成物質之溶解之至少一者,製作包含所搬運之上述固化膜形成物質之乾燥前處理液;固化膜形成步驟,其係藉由以凝固或析出使上述基板之正面上之上述乾燥前處理液固化,而於上述基板之正面形成包含上述固化膜形成物質之固化膜;及固化膜去除步驟,其係藉由使上述固化膜變化為氣體而將上述固化膜自上述基板之正面去除;上述固形物搬運步驟係於收容上述基板之腔室中搬運上述固化膜形成物質之固體,並將上述固化膜形成物質之固體搬運至上述基板之正面之步驟;上述乾燥前處理液製作步驟包含基板上製作步驟,該基板上製作步驟係藉由上述固化膜形成物質之熔解及溶解之至少一者,於上述基板之正面製作包含上述基板之正面上之上述固化膜形成物質之上述乾燥前處理液。
  2. 如請求項1之基板處理方法,其中上述固化膜形成物質之熔點高於室溫,且 上述固形物搬運步驟包含將上述室溫之上述固化膜形成物質供給至上述基板之正面之室溫供給步驟。
  3. 如請求項1之基板處理方法,其中上述固形物搬運步驟包含如下步驟中之至少一個:粉末供給步驟,其係將粉末狀之上述固化膜形成物質供給至上述基板之正面;粒供給步驟,其係將粒狀之上述固化膜形成物質供給至上述基板之正面;及結合物供給步驟,其係將粉末狀之上述固化膜形成物質與粒狀之上述固化膜形成物質結合成之結合物供給至上述基板之正面。
  4. 如請求項1至3中任一項之基板處理方法,其中上述基板上製作步驟包含熔解步驟,該熔解步驟係藉由以上述固化膜形成物質之熔點以上之加熱溫度將上述固化膜形成物質之固體加熱,而使上述基板之正面上之上述固化膜形成物質之固體熔解。
  5. 如請求項4之基板處理方法,其中上述熔解步驟包含自上述固化膜形成物質之固體供給至上述基板之正面之前加熱上述基板之事前加熱步驟。
  6. 如請求項4之基板處理方法,其中上述熔解步驟包含自上述固化膜形成物質之固體供給至上述基板之正面之後加熱上述基板之事後加熱步驟。
  7. 如請求項4之基板處理方法,其中上述基板處理方法進而包含一面將上述基板保持為水平一面使之繞通過上述基板之中央部之鉛直之旋轉軸線 旋轉的基板旋轉步驟,上述固形物搬運步驟包含對保持水平之上述基板之正面之中央部供給上述固化膜形成物質之固體之中央供給步驟,且上述熔解步驟包含加熱流體供給步驟,該加熱流體供給步驟係於上述基板繞上述旋轉軸線旋轉且上述固化膜形成物質之固體位於上述基板之正面之中央部的狀態下,朝向與上述基板之正面為相反側之上述基板之平面即上述基板之背面之中央部噴出上述加熱溫度之加熱流體。
  8. 如請求項7之基板處理方法,其中上述基板旋轉步驟包含:減速步驟,其係使上述基板之旋轉速度自熔解前速度減少至熔解速度;定速旋轉步驟,其係於上述加熱流體朝向上述基板之背面之中央部噴出且上述固化膜形成物質之固體位於上述基板之正面之中央部的狀態下,將上述基板之旋轉速度維持為上述熔解速度;及加速步驟,其係於上述基板之正面之中央部上之上述固化膜形成物質之固體之至少一部分熔解之後,使上述基板之旋轉速度自上述熔解速度增加至擴散速度。
  9. 如請求項1至3中任一項之基板處理方法,其中上述基板上製作步驟包含將與上述固化膜形成物質相溶之溶劑供給至上述基板之正面之溶劑供給步驟。
  10. 如請求項9之基板處理方法,其中上述溶劑供給步驟包含於上述固化膜形成物質之固體供給至上述基板之正面之前將上述溶劑供給至上述基板之正面的事前溶劑供給步驟。
  11. 如請求項9之基板處理方法,其中上述基板上製作步驟包含溶解促進步驟,該溶解促進步驟係藉由將上述溶劑加熱而促進上述固化膜形成物質之固體於上述基板之正面溶解於上述溶劑。
  12. 一種基板處理方法,其包含:固形物搬運步驟,其係於基板處理裝置內搬運固化膜形成物質之固體;乾燥前處理液製作步驟,其係藉由上述固化膜形成物質之熔解,製作包含所搬運之上述固化膜形成物質之乾燥前處理液;固化膜形成步驟,其係藉由以凝固或析出使上述基板之正面上之上述乾燥前處理液固化,而於上述基板之正面形成包含上述固化膜形成物質之固化膜;及固化膜去除步驟,其係藉由使上述固化膜變化為氣體而將上述固化膜自上述基板之正面去除;上述固形物搬運步驟係於鄰接於收容上述基板之腔室之流體箱中搬運上述固化膜形成物質之固體的步驟;上述乾燥前處理液製作步驟係於上述流體箱中進行上述固化膜形成物質之熔解的步驟。
  13. 一種基板處理方法,其包含:固形物搬運步驟,其係於基板處理裝置內搬運固化膜形成物質之固體; 乾燥前處理液製作步驟,其係藉由上述固化膜形成物質之熔解,製作包含所搬運之上述固化膜形成物質之乾燥前處理液;乾燥前處理液噴出步驟,其係使上述乾燥前處理液以噴嘴噴出;固化膜形成步驟,其係藉由以凝固或析出使上述基板之正面上之上述乾燥前處理液固化,而於上述基板之正面形成包含上述固化膜形成物質之固化膜;及固化膜去除步驟,其係藉由使上述固化膜變化為氣體而將上述固化膜自上述基板之正面去除;上述固形物搬運步驟係將上述固化膜形成物質之固體搬運至上述噴嘴之內部為止之步驟;上述乾燥前處理液製作步驟包含藉由上述固化膜形成物質之熔解而於上述噴嘴之內部製作上述乾燥前處理液之供給前製作步驟。
  14. 如請求項13之基板處理方法,其進而包含清洗液供給步驟,該清洗液供給步驟係於上述噴嘴朝向上述基板之正面噴出上述乾燥前處理液之後,將包含與上述固化膜形成物質相溶之溶劑之清洗液供給至上述噴嘴之內部,藉此,使上述噴嘴噴出上述乾燥前處理液及清洗液。
  15. 如請求項13之基板處理方法,其進而包含清洗氣體供給步驟,該清洗氣體供給步驟係於上述噴嘴朝向上述基板之正面噴出上述乾燥前處理液之後,將清洗氣體供給至上述噴嘴之內部,藉此,使上述噴嘴噴出上述乾燥前處理液及清洗氣體。
  16. 如請求項1、2、3及12中任一項之基板處理方法,其進而包含膜厚減少步驟,該膜厚減少步驟係於形成上述固化膜之前,一面將上述基板保持為水平一面使之繞鉛直之旋轉軸線旋轉,藉此,一面維持上述基板之正面之整個區域由上述乾燥前處理液之液膜覆蓋之狀態,一面利用伴隨上述基板之旋轉而產生之離心力將上述基板之正面上之一部分上述乾燥前處理液去除。
  17. 如請求項1、2、3及12中任一項之基板處理方法,其進而包含固化膜冷卻步驟,該固化膜冷卻步驟係於將上述固化膜自上述基板之正面去除時,使上述基板之正面上之上述固化膜冷卻。
  18. 一種基板處理裝置,其具備:固形物搬運器件,其搬運固化膜形成物質之固體;乾燥前處理液製作器件,其藉由上述固化膜形成物質之熔解、及基板上之上述固化膜形成物質之溶解之至少一者,製作包含所搬運之上述固化膜形成物質之乾燥前處理液;固化膜形成器件,其藉由以凝固或析出使上述基板之正面上之上述乾燥前處理液固化,而於上述基板之正面形成包含上述固化膜形成物質之固化膜;及固化膜去除器件,其藉由使上述固化膜變化為氣體而將上述固化膜自上述基板之正面去除;上述固形物搬運器件於收容上述基板之腔室中搬運上述固化膜形成物質之固體,並將上述固化膜形成物質之固體搬運至上述基板之正面; 上述乾燥前處理液製作器件藉由上述固化膜形成物質之熔解及溶解之至少一者,於上述基板之正面製作包含上述基板之正面上之上述固化膜形成物質之上述乾燥前處理液。
  19. 一種基板處理裝置,其包含:固形物搬運器件,其搬運固化膜形成物質之固體;乾燥前處理液製作器件,其藉由上述固化膜形成物質之熔解,製作包含所搬運之上述固化膜形成物質之乾燥前處理液;固化膜形成器件,其藉由以凝固或析出使上述基板之正面上之上述乾燥前處理液固化,而於上述基板之正面形成包含上述固化膜形成物質之固化膜;及固化膜去除器件,其藉由使上述固化膜變化為氣體而將上述固化膜自上述基板之正面去除;上述固形物搬運器件於鄰接於收容上述基板之腔室之流體箱中搬運上述固化膜形成物質之固體;上述乾燥前處理液製作器件於上述流體箱中進行上述固化膜形成物質之熔解。
  20. 一種基板處理裝置,其包含:固形物搬運器件,其搬運固化膜形成物質之固體;乾燥前處理液製作器件,其藉由上述固化膜形成物質之熔解,製作包含所搬運之上述固化膜形成物質之乾燥前處理液;乾燥前處理液噴出器件,其使上述乾燥前處理液以噴嘴噴出; 固化膜形成器件,其藉由以凝固或析出使上述基板之正面上之上述乾燥前處理液固化,而於上述基板之正面形成包含上述固化膜形成物質之固化膜;及固化膜去除器件,其藉由使上述固化膜變化為氣體而將上述固化膜自上述基板之正面去除;上述固形物搬運器件將上述固化膜形成物質之固體搬運至上述噴嘴之內部為止;上述乾燥前處理液製作器件藉由上述固化膜形成物質之熔解而於上述噴嘴之內部製作上述乾燥前處理液。
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