TWI813174B - 基板把持機構以及基板處理裝置 - Google Patents

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TWI813174B
TWI813174B TW111106118A TW111106118A TWI813174B TW I813174 B TWI813174 B TW I813174B TW 111106118 A TW111106118 A TW 111106118A TW 111106118 A TW111106118 A TW 111106118A TW I813174 B TWI813174 B TW I813174B
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日商斯庫林集團股份有限公司
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Abstract

提供一種基板把持機構，係能針對基板切換接地狀態以及非接地狀態。基板把持機構200係具備：複數個夾具銷210，係能切換夾持狀態以及支撐狀態，該夾持狀態為把持基板W的側方之狀態，該支撐狀態為一邊將基板W從夾持狀態開放一邊支撐基板W的下表面之狀態。複數個夾具銷210係分別具備：導電性構件211，係由導電性材料所構成，在夾持狀態下接觸基板W的緣部，在支撐狀態下從基板W離開；以及非導電性構件212，係由具有比導電性材料還低的導電性之非導電性材料所構成，被固定於導電性構件211，且在支撐狀態下支撐基板W的下表面。

Description

基板把持機構以及基板處理裝置
本發明係有關於一種基板把持機構以及基板處理裝置。
日本特開2017-228582號公報(專利文獻1)揭示了一種基板處理裝置。前述基板處理裝置係具備：複數個夾具(chuck)構件，係水平地夾持基板，藉此以水平的姿勢保持基板；支撐構件，係支撐前述夾具構件；締結構件，係將前述夾具構件締結至前述支撐構件；以及夾具開閉機構。前述夾具開閉機構係在閉合狀態與開放狀態之間切換複數個前述夾具構件，前述閉合狀態為複數個前述夾具構件被按壓至前述基板的外周部之狀態，前述開放狀態為解除複數個前述夾具構件對於前述基板的按壓之狀態。複數個前述夾具構件中的至少一個前述夾具構件係包含導電性構件、芯材以及通電構件。前述導電性構件係具有導電性，並包含基板接觸部，前述基板接觸部係被按壓至前述基板的外周部。前述芯材係支撐前述導電性構件，並藉由前述締結構件被締結至前述支撐構件。前述通電構件係形成接地路徑的一部分並經由前述接地路徑將前述基板接地，前述接地路徑係不通過前述芯材而是從前述基板接觸部延伸至前述締結構件。
依據上述構成，夾具構件的芯材係藉由締結構件被締結至支撐構 件，夾具構件的導電性構件係被芯材支撐。當夾具開閉機構將複數個夾具構件切換成閉合狀態時，導電性構件的基板接觸部係被按壓至基板的外周部，並以水平的姿勢保持基板。此時，基板係經由從基板接觸部朝締結構件延伸的接地路徑被接地。藉此，能防止基板帶電。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2017-228582號公報。
依據上述日本特開2017-228582號公報所揭示的技術，在基板處理裝置所為的基板處理中，能藉由基板被接地來防止基板帶電。藉此，防止因為帶電所致使的放電對基板造成損傷。此種功效尤其在基板處理為液體處理(朝基板上賦予液體之處理)之情形中是有用處的。
然而，根據基板處理的種類，會有基板被接地反而是不佳的情形。尤其，在基板處理為電漿處理(朝基板上照射電漿之處理)之情形中，當基板被接地時，容易發生從具有高電壓的電漿源朝基板放電，結果會對基板造成損傷。
本發明乃是為了解決上述課題而研創，目的之一在於提供一種基板把持機構，係能針對基板切換接地狀態以及非接地狀態。此外，本發明的另一個目的在於提供一種基板處理裝置，係能在基板處理中選擇接地狀態以及非 接地狀態，且能在電漿處理中將基板設定成非接地狀態。
第一態樣的基板把持機構係具備：複數個夾具銷，係能切換夾持狀態以及支撐狀態，前述夾持狀態為把持基板的側方之狀態，前述支撐狀態為一邊將前述基板從前述夾持狀態開放一邊支撐前述基板的下表面之狀態。複數個前述夾具銷係分別具備：導電性構件，係由導電性材料所構成，在前述夾持狀態下接觸前述基板的緣部，在前述支撐狀態下從前述基板離開；以及非導電性構件，係由具有比前述導電性材料還低的導電性之非導電性材料所構成，被固定於前述導電性構件，且在前述支撐狀態下支撐前述基板的前述下表面。
第二態樣的基板把持機構係如第一態樣所記載之基板把持機構，其中在前述支撐狀態中，前述導電性構件中之位於比前述基板還上方之部分係俯視觀看時不會與前述基板重疊。
第三態樣的基板把持機構係如第一態樣或者第二態樣所記載之基板把持機構，其中在前述支撐狀態中，前述非導電性構件係俯視觀看時配置於前述基板的中心的外部。
第四態樣的基板把持機構係如第一態樣至第三態樣中任一態樣所記載之基板把持機構，其中前述導電性材料係包含聚四氟乙烯(PTFE；polytetrafluoroethylene)、全氟烷氧基乙烯(perfluoroalkoxy ethylene)或者聚氯三氟乙烯(polymonochlorotrifluoroethyle)中的任一者，且分散有碳纖維(carbon fiber)。
第五態樣的基板把持機構係如第一態樣至第四態樣中任一態樣所記載之基板把持機構，其中前述非導電性材料係包含聚四氟乙烯以及聚三氟 氯乙烯中的至少一者。
第六態樣的基板把持機構係如第一態樣至第五態樣中任一態樣所記載之基板把持機構，其中前述導電性材料係具有小於1×106Ω．cm的體積電阻率。
第七態樣的基板把持機構係如第一態樣至第六態樣中任一態樣所記載之基板把持機構，其中前述非導電性材料係具有大於1×106Ω．cm的體積電阻率。
第八態樣的基板處理裝置係具備：如第一態樣至第七態樣中任一態樣所記載之基板把持機構；以及電漿源，係朝被處於前述支撐狀態的前述基板把持機構支撐的前述基板的上表面照射電漿。
依據上面所說明的各個態樣，能針對基板切換接地狀態以及非接地狀態。尤其，依據第二態樣，能避免在對被處於支撐狀態的基板把持機構支撐的基板的上表面進行基板處理時導電性構件妨礙基板處理。此外，依據第八態樣，能在基板處理中選擇接地狀態以及非接地狀態，且能在電漿處理中將基板設定成非接地狀態。
1:腔室
2:基板保持部
3:噴嘴
3a:噴出口
5:防護罩
6:電漿源
7:阻隔構件
8:電源
10:氣體供給部
11:供氣管
11a:供氣口
12,32:閥
13:流量調整部
14:氣體供給源
21:台
23:旋轉機構
24:軸
25:馬達
31:供給管
33:流量調整部
34:處理液供給源
51,52:移動機構
71:蓋部
72:下垂部
90:控制部
91:資料處理部
92:記憶媒體
93:匯流排
100:基板處理系統
101:裝載埠
110:索引機器人
111:分支管
112:共通管
120:主搬運機器人
130:處理單元(基板處理裝置)
200:基板把持機構
210,1210,2210:夾具銷
211:導電性構件
212:非導電性構件
215:位移機構
921:非暫時性的記憶媒體
922:暫時性的記憶媒體
1211:本體部(第一本體部)
1212:支撐部(第一支撐部)
2211:本體部(第二本體部)
2212:支撐部(第二支撐部)
C:承載器
F:液膜
PL:電漿
Q1:旋轉軸線
W:基板
[圖1]係概略性地顯示基板處理系統的構成的一例之俯視圖。
[圖2]係概略性地顯示圖1中的控制部的構成的一例之方塊圖。
[圖3]係概略性地顯示圖1中的處理單元(基板處理裝置)的構成的一例與基板 之剖視圖。
[圖4]係概略性地顯示圖3中的基板把持機構的構成與處於夾持狀態的基板的一例之剖視圖。
[圖5]係概略性地顯示圖3中的基板把持機構的構成與處於支撐狀態的基板的一例之剖視圖。
[圖6]係顯示實施形態的基板處理方法的一例之流程圖。
[圖7]係概略性地顯示圖6中之用以形成液膜的工序之剖視圖。
[圖8]係圖7中的基板把持機構的附近的放大圖。
[圖9]係概略性地顯示圖6中之用以照射電漿的工序之剖視圖。
[圖10]係圖9中的基板把持構件的附近的放大圖。
[圖11]係概略性地顯示變化例中的基板把持機構與被設定成接地狀態的基板之俯視圖。
[圖12]係概略性地顯示圖11的基板把持機構所具有的導電性夾具銷的構成與形成有液膜的基板之剖視圖。
[圖13]係概略性地顯示圖11的基板把持機構所具有的非導電性夾具銷的構成與形成有液膜的基板之剖視圖。
[圖14]係概略性地顯示變化例中的基板把持機構與被設定成非接地狀態的基板之俯視圖。
[圖15]係概略性地顯示圖14的基板把持機構所具有的非導電性夾具銷的構成與形成有液膜的基板之剖視圖。
[圖16]係概略性地顯示圖14的基板把持機構所具有的導電性夾具銷的構成與形成有液膜的基板之剖視圖。
以下，基於圖式說明本發明的實施形態。此外，在以下的圖式中對相同或者相當的部分附上相同的元件符號且不重複說明。
[基板處理系統100的整體構成]
圖1係概略性地顯示實施形態的基板處理系統100的構成的一例之俯視圖。基板處理系統100為葉片式的處理裝置，用以逐片地處理屬於處理對象的基板W。
基板W係例如為半導體基板，且具有圓板形狀。此外，基板W除了半導體基板之外能夠應用光罩(photomask)用玻璃基板、液晶顯示用玻璃基板、電漿顯示用玻璃基板、FED(Field Emission Display；場發射顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板以及光磁碟用基板等各種基板。此外，基板的形狀亦未限定於圓板形狀，例如亦能採用矩形的板狀形狀等各種形狀。
基板處理系統100係包含裝載埠(load port)101、索引機器人(indexer robot)110、主搬運機器人120、控制部90以及複數個處理單元130。
複數個裝載埠101係沿著水平的一個方向排列地配置。各個裝載埠101為介面部，用以將基板W搬入至基板處理系統100以及從基板處理系統100搬出基板W。從外部將收納了複數個基板W的承載器(carrier)C搬入至各個裝載埠101。各個裝載埠101係保持被搬入的承載器C。作為承載器C，例如採用用以將基板W收納於密閉空間之前開式晶圓傳送盒(FOUP；Front Opening Unified Pod)、標準機械化介面(SMIF；Standard Mechanical Inter Face)盒或者用以將基板W暴露於外氣之開放式匣(OC；Open Cassette)。
索引機器人110為搬運機器人，用以在被各個裝載埠101保持的承載器C與主搬運機器人120之間搬運基板W。索引機器人110係能夠沿著裝載埠101所排列的方向移動，並能夠在與各個承載器C對向之位置停止。索引機器人110係能進行從各個承載器C取出基板W之動作以及將基板W傳遞至各個承載器C之動作。
主搬運機器人120為搬運機器人，用以在索引機器人110與各個處理單元130之間搬運基板W。主搬運機器人120係能進行從索引機器人110接取基板W之動作以及將基板W傳遞至索引機器人110之動作。此外，主搬運機器人120係能進行將基板W搬入至各個處理單元130之動作以及從各個處理單元130搬出基板W之動作。
於基板處理系統100配置有例如十二個處理單元130。具體而言，以圍繞主搬運機器人120的周圍之方式設置有四個塔，塔係包含於鉛直方向層疊的三個處理單元130。在圖1中概略性地顯示三段地重疊的處理單元130中的一個處理單元130。此外，基板處理系統100中的處理單元130的數量並未限定於十二個，亦可適當地變更。
主搬運機器人120係以被四個塔圍繞之方式設置。主搬運機器人120係將從索引機器人110接取的未處理的基板W搬入至各個處理單元130內。各個處理單元130係處理基板W。此外，主搬運機器人120係從各個處理單元130搬出處理完畢的基板W並傳遞至索引機器人110。
控制部90係控制基板處理系統100的各個構成要素的動作。圖2係概略性地顯示控制部90的構成的一例之方塊圖。控制部90為電子電路，並具有例如資料處理部91以及記憶媒體92。在圖2的具體例中，資料處理部91與記憶媒 體92係經由匯流排(bus)93相互地連接。資料處理部91亦可為例如CPU(Central Processor Unit；中央處理單元)等運算處理裝置。記憶媒體92亦可具有非暫時性的記憶媒體(例如ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體)或者硬碟)921以及暫時性的記憶媒體(例如RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體))922。亦可於非暫時性的記憶媒體921記憶有例如用以規定控制部90所執行的處理之程式。資料處理部91執行該程式，藉此控制部90係能執行被程式規定的處理。當然，控制部90的功能的一部分或者全部亦可藉由硬體電路來實現。
控制部90亦可具有主控制部以及複數個局部控制部。主控制部係統括基板處理系統100的整體，局部控制部係設置於每個處理單元130。局部控制部係設置成能夠與主控制部通訊，並基於來自主控制部的指示來控制處理單元130內的各種構成(後述)。與圖2同樣地，主控制部以及局部控制部亦可分別具有資料處理部91以及記憶媒體92。
[處理單元130(基板處理裝置)]
圖3係概略性地顯示圖1中的處理單元130(基板處理裝置)的構成的一例與基板W之圖。此外，屬於基板處理系統100(圖1)之全部的處理單元130亦可不需要具有圖3所示的構成，只要至少一個處理單元130具有此種構成即可。
圖3所例示的處理單元130為用以對基板W進行電漿處理之裝置。電漿處理係例如為有機物去除處理。所謂有機物去除處理為用以去除形成於基板W的主表面的有機物之處理。在有機物為阻劑之情形中，有機物去除處理為阻劑去除處理。以下，作為電漿處理的例子，詳細地說明阻劑去除處理。基板W係例如為半導體基板，並具有圓板形狀。基板W的尺寸並無特別限制，基板W的直徑係例如為約300mm。
處理單元130係包含基板保持部2、噴嘴3、電漿源6以及移動機構51、52。如圖3所例示般，處理單元130亦可包含腔室(chamber)1。腔室1係具有箱形的形狀，在腔室1的內部空間中對基板W進行處理。於腔室1的內部空間設置有基板保持部2、噴嘴3、電漿源6以及移動機構51、52。
[基板保持部2]
基板保持部2係設置於腔室1內，並以水平姿勢保持基板W。在此，所謂水平姿勢為基板W的厚度方向沿著鉛直方向之姿勢。在圖3的例子中，基板保持部2係包含台(stage)21以及基板把持機構200。台21係具有圓板形狀，並設置於比基板W還鉛直下方。台21係以台21的厚度方向沿著鉛直方向之姿勢設置。
圖4以及圖5係分別顯示基板保持機構200的構成與基板W之剖視圖。基板把持機構200係包含複數個夾具銷(chuck pin)210。夾具銷210係豎立地設置於台21(圖3)的上表面。複數個夾具銷210係能藉由相對於基板W相對性地位移來切換夾持狀態(圖4)以及支撐狀態(圖5)，該夾持狀態(圖4)為把持基板W的側方之狀態，該支撐狀態(圖5)為一邊將基板W從夾持狀態開放一邊支撐基板W的下表面之狀態。此種位移係藉由位移機構215來進行。位移機構215係可包含馬達，在此情形中亦可藉由馬達的驅動力使複數個夾具銷210位移。或者，位移機構215亦可包含：第一固定磁鐵，係連結於各個夾具銷210；以及第二可動磁鐵，係相對於第一固定磁鐵相對性地移動；在此情形中亦可藉由第二可動磁鐵的位置使複數個夾具銷210位移。
在夾持狀態(圖4)中，複數個夾具銷210係被按壓至基板W的周緣，藉此基板W係被固定於夾具銷210。在支撐狀態(圖5)中，基板W的周緣從複數個夾具銷210離開，取而代之的是基板W被支撐於複數個夾具銷210上。在與 夾持狀態不同的支撐狀態中，基板W並非是以不能分離之方式固定於夾具銷210，而是單純地載置於夾具銷210上。因此，支撐狀態為非夾持狀態，亦即為解放狀態。因此，在朝基板把持機構200搬入基板W時以及從基板把持機構200搬出基板W時，複數個夾具銷210係被設定成非夾持狀態。
複數個夾具銷210係分別包含：導電性構件211，係由導電性材料所構成；以及非導電性構件212，係由具有比導電性材料還低的導電性之非導電性材料所構成。非導電性構件212係固定於導電性構件211，在圖示的例子中被固定於導電性構件211的上表面上。藉由導電性構件211與非導電性構件212來構成作為夾具銷210之一部分的構件。
導電性材料亦可包含聚四氟乙烯、全氟烷氧基乙烯或者聚氯三氟乙烯中的任一者，且分散有碳纖維。非導電性材料亦可為聚四氟乙烯或者聚三氟氯乙烯。較佳為導電性材料係具有小於1×106Ω．cm的體積電阻率。較佳為非導電性材料係具有大於1×106Ω．cm的體積電阻率。
導電性構件211係在夾持狀態(圖4)中接觸基板W的緣部，而在支撐狀態(圖5)中則是從基板W離開。非導電性構件212係在夾持狀態(圖4)中從基板W離開，而在支撐狀態(圖5)中則是支撐基板W的下表面。因此，在夾持狀態中基板W係經由導電性構件211被設定成接地狀態，而在支撐狀態中則是基板W被設定成非接地狀態(浮動(floating)狀態)。非導電性構件212所具有之用以支撐基板W之面亦可如圖5所示般為平坦面。較佳為在支撐狀態中，導電性構件211中之位於比基板W還上方之部分係俯視觀看時配置於基板W的外部。較佳為在支撐狀態中，非導電性構件212係俯視觀看時配置於基板W的中心的外部。
在圖3的例子中，基板保持部2係進一步包含旋轉機構23，並使基 板W繞著旋轉軸線Q1旋轉。為了避免因為旋轉導致基板W從基板把持機構200偏離，複數個夾具銷210係被設定成夾持狀態(圖4)。然而，只要為足夠低的旋轉速度，則即使在支撐狀態(圖5)下基板W亦能夠旋轉。旋轉軸線Q1為通過基板W的中心部且沿著鉛直方向之軸。例如，旋轉機構23係包含軸24以及馬達25。軸24的上端係連結於台21的下表面，並從台21的下表面沿著旋轉軸線Q1延伸。馬達25係使軸24繞著旋轉軸線Q1旋轉，並使台21以及複數個夾具銷210一體地旋轉。藉此，被複數個夾具銷210保持的基板W係繞著旋轉軸線Q1旋轉。此種基板保持部2亦能稱為自轉夾具(spin chuck)。以下，將旋轉軸線Q1中的徑方向以及周方向分別簡稱為徑方向以及周方向。
[噴嘴3]
噴嘴3係設置於腔室1內，並被使用於朝基板W的主表面供給處理液。噴嘴3係經由供給管31連接於處理液供給源34。亦即，供給管31的下游端係連接於噴嘴3，供給管31的上游端係連接於處理液供給源34。處理液供給源34係用以對供給管31供給處理液，且例如包含用以儲留處理液之筒槽(未圖示)。在此，設想硫酸作為處理液，然而亦可為包含硫酸鹽、過氧硫酸(peroxosulfuric acid)以及過氧硫酸鹽的至少一者的液體或者包含過氧化氫的液體等藥液。
在圖3的例子中，於供給管31夾設有閥32以及流量調整部33。打開閥32，藉此來自處理液供給源34的處理液係通過供給管31被供給至噴嘴3並從噴嘴3的噴出口3a噴出。噴出口3a係形成於例如噴嘴3的下端面。流量調整部33係調整於供給管31流動的處理液的流量。流量調整部33係例如為質量流量控制器(Mass Flow Controller)。
在圖3的例子中，噴嘴3係設置成能夠藉由移動機構51移動。移動 機構51係使噴嘴3在噴嘴處理位置與噴嘴待機位置之間移動。所謂噴嘴處理位置為噴嘴3朝向基板W的主表面(在此為上表面)噴出處理液之位置。噴嘴處理位置係例如為比基板W還鉛直上方且在鉛直方向中與基板W的中心部對向之位置(亦參照後述的圖7)。所謂噴嘴待機位置為噴嘴3不朝向基板W的主表面噴出處理液之位置，且為比噴嘴處理位置還遠離基板W之位置。噴嘴待機位置為在基板W的搬出搬入時噴嘴3不會與主搬運機器人120以及基板W干擾之位置。作為具體性的一例，噴嘴待機位置為比基板W的周緣還徑方向外側之位置。在圖3的例子中顯示在噴嘴待機位置停止的噴嘴3。
移動機構51係具有例如滾珠螺桿(ball screw)機構或者手臂迴旋機構。手臂迴旋機構皆包含未圖示的手臂、支撐柱以及馬達。手臂係具有水平地延伸的棒狀形狀，於手臂的前端連結有噴嘴3，手臂的基端則連結於支撐柱。支撐柱係沿著鉛直方向延伸，且設置成能夠繞著支撐柱的中心軸旋轉。馬達係使支撐柱旋轉，藉此手臂迴旋且噴嘴3繞著中心軸沿著周方向移動。以位於噴嘴處理位置與噴嘴待機位置之方式於噴嘴3的移動路徑上設置有支撐柱。
在噴嘴3位於噴嘴處理位置的狀態下(參照圖7)，當基板保持部2使基板W旋轉且閥32打開時，從噴嘴3朝向基板W的上表面噴出處理液。處理液係著液至基板W的上表面，接受基板W的旋轉所伴隨的離心力於基板W的上表面擴展並從基板W的周緣朝外側飛散。藉此，於基板W的上表面形成有處理液的液膜F(參照圖7)。當於基板W的上表面形成有處理液的液膜F時，閥32關閉，移動機構51係使噴嘴3朝噴嘴待機位置移動。
[防護罩(guard)5]
於處理單元130設置有防護罩5，防護罩5係接住從基板W的周緣飛散的處理 液。防護罩5係具有圍繞被基板保持部2保持的基板W之筒狀的形狀。從基板W的周緣飛散的處理液係碰到防護罩5的內周面並沿著內周面朝鉛直下方流動。處理液係例如於未圖示的回收配管流動並被回收至處理液供給源34的筒槽。藉此，能再次利用處理液。
此外，雖然在圖3中省略圖示，然而處理單元130亦可具有用以將複數種類的處理液供給至基板W之構成。例如，噴嘴3亦可連接於複數個處理液供給源。或者，處理單元130亦可包含與噴嘴3不同的噴嘴。該不同的噴嘴係連接於與處理液供給源34不同的處理液供給源。作為複數種類的處理液，除了能採用例如硫酸等藥液之外，還能採用純水、臭氧水、碳酸水以及異丙醇(IPA；isopropyl alcohol)等清洗液。在此，噴嘴3係連接於複數個處理液供給源，且能夠將複數種類的處理液個別地供給至基板W。
[電漿源6]
電漿源6(電漿反應器(plasma reactor))係為了對基板W的上表面照射電漿而用以產生電漿之裝置。具體而言，電漿源6係對被處於支撐狀態(圖5)的基板把持機構200支撐的基板W的上表面照射電漿(參照圖9)。
電漿源6係在腔室1內設置於在鉛直方向中與被基板保持部2保持的基板W的主表面(例如上表面)對向之位置。電漿源6係電性連接於電源8，接受來自電源8的電力從而使周圍的氣體電漿化。此外，在此作為一例，電漿源6係在大氣壓下使電漿產生。在此所謂的大氣壓係例如為標準氣壓的80%以上至標準氣壓的120%以下。
亦可藉由電漿用的電源8對電漿源6施加電壓。電源8係具有例如反相器(inverter)電路等切換電源電路，切換電源電路係輸出電漿用的電壓。作為 更具體性的一例，電源8係將高頻電壓作為電漿用的電壓輸出。例如使用數十kV至數十kHz的高頻電壓。
亦可於處理單元130設置有阻隔構件7。阻隔構件7係具有板狀形狀，且例如在比電漿源6還鉛直上方中以阻隔構件7的厚度方向沿著鉛直方向的姿勢設置。阻隔構件7係具有例如俯視觀看時為圓形狀。阻隔構件7亦可比電漿源6還寬廣。亦即，阻隔構件7的側面亦可位於比電漿源6還徑方向外側。
移動機構52係使電漿源6沿著鉛直方向相對於基板保持部2相對性地移動。移動機構52亦稱為升降機構。在此作為一例，移動機構52係使電漿源6以及阻隔構件7一體地移動。換言之，電漿源6亦可固定於阻隔構件7。例如，電漿源6係藉由未圖示的連結構件固定於阻隔構件7。在移動機構52使電漿源6以及阻隔構件7一體地移動之情形中，與設置有用以使電漿源6以及阻隔構件7彼此獨立地移動之兩個移動構件之情形相比，能簡易地製作處理單元130的構成從而能使製造成本降低。
以下，代表性地以電漿源6的位置來說明電漿源6以及阻隔構件7的位置。移動機構52係使電漿源6在電漿處理位置與電漿待機位置之間往復移動。
所謂電漿處理位置為使用電漿源6所產生的電漿處理基板W時之位置。所謂電漿待機位置為不對基板W進行使用了電漿的處理時之位置，且為比電漿處理位置還遠離基板W之位置。電漿待機位置亦為在基板W的搬入以及搬出時電漿源6不會與主搬運機器人120以及基板W干擾之位置。作為具體性的一例，電漿待機位置為比電漿處理位置還鉛直上方的位置。在圖3的例子中顯示在電漿待機位置停止的電漿源6。移動機構52亦可具有例如滾珠螺桿機構或者汽缸 等移動機構。
電漿源6係例如能在噴嘴3已退避至噴嘴待機位置的狀態下從電漿待機位置朝電漿處理位置移動。例如，當藉由從噴嘴處理位置的噴嘴3噴出處理液而於基板W的上表面形成有處理液的液膜F(參照圖7)時，閥32關閉後，移動機構51係使噴嘴3從噴嘴處理位置移動至噴嘴待機位置。之後，移動機構52係使電漿源6從電漿待機位置朝電漿處理位置移動(參照圖9)。藉此，由於基板W的正上方不存在噴嘴3，因此能將電漿源6更接近基板W的上表面。換言之，能將電漿處理位置設定成更接近基板W。
而且，在電漿源6位於電漿處理位置的狀態下，電源8係對電漿源6輸出電壓。藉此，電漿源6係使周圍的氣體電漿化。伴隨著電漿的產生而產生各種活性物種。例如，空氣電漿化，藉此能產生氧自由基、羥基自由基(hydroxyl radical)以及臭氧氣體等各種活性物種。這些活性物種係作用於基板W的上表面的處理液(在此為硫酸)的液膜F。反過來說，電漿處理位置係設定成活性物種能作用於基板W上的液膜F之程度的位置。活性物種作用於處理液，藉此處理液的處理性能係提高。具體而言，藉由活性物種與硫酸的反應生成處理性能(在此為氧化力)高的卡洛酸。卡洛酸亦稱為過氧單硫酸(peroxymonosulfuric acid)。該卡洛酸作用於基板W的阻劑，藉此能氧化去除阻劑。
[氣體供給部10]
氣體供給部10係對被基板保持部2保持的基板W與電漿源6之間供給處理氣體。處理氣體為電漿作用於處理氣體從而生成活性物種之氣體，例如為包含氧之氧含有氣體。氧含有氣體係包含例如氧氣體、臭氧氣體、二氧化碳氣體、空氣或者這些氣體中的至少兩者的混合氣體。氣體供給部10亦可進一步供給載體 氣體。載體氣體係包含氬氣體等稀有氣體以及氮氣體中的至少一者。
氣體供給部10係具有用以噴出氣體之供氣口11a，在圖3的例子中，供氣口11a係相對於電漿源6與基板W之間的空間位於徑方向外側。在圖3的例子中設置有複數個供氣口11a。複數個供氣口11a係例如相對於電漿源6與基板W之間的空間在周方向等間隔地設置於徑方向外側。
供氣口11a係形成於供氣管11的下游端，供氣管11的上游端係連接於氣體供給源14。在圖3的例子中，供氣管11係包含共通管112以及複數個分支管111。各個分支管111的下游端係相當於供氣口11a，各個分支管111的上游端係共通地連接於共通管112的下游端。共通管112的上游端係連接於氣體供給源14。氣體供給源14係將處理氣體供給至供氣管11的上游端(具體而言為共通管112的上游端)。於供氣管11(具體而言為共通管112)夾設有閥12以及流量調整部13。閥12打開，藉此來自氣體供給源14的處理氣體係於供氣管11流動並從各個供氣口11a流出。流量調整部13係調整於供氣管11流動的氣體的流量。流量調整部13係例如為質量流量控制器。
在圖3的例子中，供氣管11係安裝於阻隔構件7。在圖3的例子中，阻隔構件7係包含蓋(cover)部71以及下垂部72。蓋部71係設置於比電漿源6還鉛直上方。蓋部71係具有例如圓板形狀，且蓋部71的厚度方向係以沿著鉛直方向的姿勢設置。蓋部71的側面係位於比電漿源6還徑方向外側。下垂部72係從蓋部71的周緣朝鉛直下方延伸，且下垂部72的前端部係位於比電漿源6還鉛直下方。在圖3的例子中，供氣管11的下游部分係於徑方向貫通阻隔構件7的下垂部72的前端部。供氣口11a係形成於例如下垂部72的內側面。
下垂部72係可豎立地設置於蓋部71的周緣的全周，或者亦可僅設 置於用以形成供氣口11a之周方向部分。在後者的情形中，複數個下垂部72係隔著間隔設置於周方向。
在電漿源6位於電漿處理位置的狀態下，氣體供給部10係將處理氣體供給至電漿源6與基板W之間的處理空間，藉此能在處理空間中有效地產生氧自由基等活性物種。此外，處理氣體的流量愈大愈能使氧自由基等活性物種的產生量增加。
[氣體供給部10的變化例]
在氣體能於鉛直方向通過電漿源6之情形中，亦可在比電漿源6還鉛直上方中，在於鉛直方向與電漿源6對向之位置配置有氣體供給部10的供氣口11a。例如，供氣口11a亦可配置於阻隔構件7的蓋部71的下表面。此外，氣體供給部10的構成並未限定於上面所說明的實施形態以及此變化例，可以是任意的構成。
[處理單元的動作例]
圖6係顯示實施形態的處理單元130所為的基板處理方法的一例之流程圖。首先，基板保持部2係保持基板W(步驟ST10：保持工序)。具體而言，主搬運機器人120(圖1)係將未處理的基板W搬入至處理單元130。基板保持部2係以非夾持狀態(開放狀態)接取基板W。在此，於基板W的上表面形成有阻劑。
接著，於基板W的上表面形成處理液的液膜F(步驟ST20：液膜形成工序)。圖7係概略性地顯示液膜形成工序中的處理單元130的樣子的一例之圖。圖8係圖7中的基板把持機構200的附近的放大圖。如圖8所示，在液膜形成工序中，夾具銷210係被設定成夾持狀態。因此，在將處理液供給至基板W上時，基板W係被設定成接地狀態。
在液膜形成工序中，首先，移動機構51係使噴嘴3從噴嘴待機位 置移動至噴嘴處理位置。在此，噴嘴處理位置為在鉛直方向中與基板W的中央部對向之位置。而且，基板保持部2係使基板W繞著旋轉軸線Q1旋轉，閥32打開。當閥32打開時，從噴嘴3朝向基板W的上表面的中心部噴出處理液。處理液係著液至基板W的上表面的中央部，接受基板W的旋轉所伴隨的離心力於基板W的上表面擴展，並從基板W的周緣朝外側飛散。藉此，於基板W的上表面形成有處理液的液膜F。
當於基板W上形成有液膜F時，閥32關閉從而停止供給處理液。於形成液膜F後，基板保持部2係可使基板W停止旋轉，或者亦可使基板W持續旋轉。在使基板W持續旋轉之情形中，基板保持部2係只要以比液膜形成工序中的旋轉速度還低的旋轉速度使基板W旋轉即可。藉此，能使從基板W的周緣流落的處理液的量減少，從而能更確實地維持液膜F。換言之，基板保持部2係只要以能維持液膜F的程度的旋轉速度使基板W旋轉即可。更具體而言，基板保持部2亦可以處理液不會從基板W的周緣流落的程度的旋轉速度使基板W旋轉。如此，一邊停止供給處理液一邊於基板W的上表面維持液膜F之處理亦被稱為覆漿(paddle)處理。形成液膜F後，移動機構51係使噴嘴3移動至噴嘴待機位置。
接著，移動機構52係使電漿源6移動至電漿處理位置。接著，電漿源6係朝基板W的上表面照射電漿(步驟ST30；電漿工序)。圖9係概略性地顯示電漿工序中的處理單元130的樣子的一例之圖。在電漿工序中，電源8係對電漿源6供給電力。藉此，電漿源6的周圍的氣體係電漿化。伴隨著此種電漿化生成各種活性物種。例如，能藉由空氣電漿化而產生氧自由基、羥基自由基以及臭氧氣體等各種活性物種。
圖10係電漿工序中的基板把持機構200的附近的放大圖。如圖10 所示，在電漿工序中夾具銷210係被設定成支撐狀態。因此，在從電漿源6朝基板W的上表面照射電漿PL時，基板W係被設定成非接地狀態。
在電漿源6位於電漿處理位置的狀態下，電漿源6係使周圍的氣體電漿化，藉此活性物種係作用於基板W的上表面的液膜F。具體而言，在電漿源6與基板W之間產生的活性物種係作用於液膜F。藉此，提高處理液的處理性能。作為具體性的一例，藉由活性物種與硫酸的反應來生成處理性能(在此為氧化力)高的卡洛酸。該卡洛酸係作用於基板W的阻劑，藉此能迅速地氧化去除阻劑。
在上述例子中，由於電漿源6係能在俯視觀看時更寬廣的範圍產生電漿，因此能在寬廣的範圍對基板W的上表面供給活性物種。因此，能更均勻地去除基板W的上表面的阻劑。電漿源6係只要在俯視觀看時在與基板W的上表面相同程度的範圍或者比基板W的上表面還寬廣的範圍產生電漿即可。
當基板W的上表面的阻劑被充分地去除時，移動機構52係使電漿源6以及阻隔構件7一體地從電漿處理位置移動至電漿待機位置，且電源8停止朝電漿源6供給電力。
接著，處理單元130係對基板W的上表面進行清洗處理(步驟ST40：清洗工序)。具體而言，處理單元130係將清洗液供給至基板W的上表面，將基板W的上表面的處理液置換成清洗液。在清洗工序中，夾具銷210係被設定成夾持狀態。因此，將清洗液供給至基板W上時，基板W係被設定成接地狀態。
接著，處理單元130係對基板W進行乾燥處理(步驟ST50：乾燥工序)。例如，基板保持部2係以比液膜形成工序還高的旋轉速度使基板W旋轉，藉此使基板W乾燥(所謂的旋乾(spin drying))。在乾燥工序中，夾具銷210係被設定成夾持狀態。接著，夾具銷210被設定成支撐狀態(亦即解放狀態)後，主搬運機 器人120(圖1)係從處理單元130搬出處理完畢的基板W。
之後，將未處理的基板W依序搬入至處理單元130，且每次都進行步驟ST10至步驟ST50(圖6)。
[功效]
依據本實施形態的基板把持機構200，能針對基板W切換接地狀態以及非接地狀態。依據本實施形態的處理單元130，能在基板處理中選擇接地狀態以及非接地狀態，且在電漿處理中將基板W設定成非接地狀態。較佳為，在支撐狀態中，導電性構件211中之位於比基板W還上方之部分係在俯視觀看時不會與基板W重疊。藉此，能避免在對被處於支撐狀態的基板把持機構200支撐的基板W的上表面進行基板處理時尤其是進行電漿處理時導電性構件211妨礙基板處理。
[基板把持機構的變化例]
圖11係顯示基板把持機構200(圖3)的變化例的構成之俯視圖。變化例的基板把持機構係具有複數個導電性夾具銷1210以及複數個非導電性夾具銷2210。圖12以及圖13係分別顯示圖11中的導電性夾具銷1210以及非導電性夾具銷2210的樣子之剖視圖。在圖11中，複數個導電性夾具銷1210係被設定成夾持狀態，藉此基板W係被設定成接地狀態。能使用此種狀態來取代上面所說明的實施形態的夾持狀態。
此外，在接地狀態中，非導電性夾具銷2210係可如圖11以及圖13所示般被設定成非夾持狀態，或者亦可被設定成夾持狀態。
導電性夾具銷1210亦可包含：本體部1211(第一本體部)，係由導電性材料所構成，且為夾持基板W時接觸至基板W之部分；以及支撐部1212(第一支撐部)，係導電性夾具銷1210以及非導電性夾具銷2210雙方被設定成非夾持 狀態時支撐基板W。支撐部1212係被固定於本體部1211，在未圖示的例子中被固定於本體部1211的上表面上。藉由本體部1211與支撐部1212來構成作為導電性夾具銷1210之一體的構件。此外，支撐部1212的材料是任意的，亦可為導電性材料以及非導電性材料中的任一者。
非導電性夾具銷2210亦可包含：本體部2211(第二本體部)，係由非導電性材料所構成，且為夾持基板W時接觸至基板W之部分；以及支撐部2212(第二支撐部)，係導電性夾具銷1210以及非導電性夾具銷2210雙方被設定成非夾持狀態時支撐基板W。支撐部2212係被固定於本體部2211，在未圖示的例子中被固定於本體部2211的上表面上。藉由本體部2211與支撐部2212來構成作為非導電性夾具銷1210之一體的構件。此外，支撐部2212的材料是任意的，亦可為導電性材料以及非導電性材料中的任一者。
圖14係顯示本變化例的基板把持機構從上面所說明的接地狀態被切換成非接地狀態的樣子之圖。圖15以及圖16係分別顯示圖14中的非導電性夾具銷2210以及導電性夾具銷1210的樣子之剖視圖。在圖14中，複數個非導電性夾具銷2210係被設定成夾持狀態，全部的導電性夾具銷1210係被設定成非夾持狀態。藉此，基板W係被設定成非接地狀態。使用此種非接地狀態，藉此能在浮動狀態下進行電漿PL所為的基板處理。
200:基板把持機構
210:夾具銷
211:導電性構件
212:非導電性構件
215:位移機構
W:基板

Claims (15)

  1. 一種基板把持機構，係被使用於用以對基板進行電漿處理之基板處理裝置，並具備：複數個夾具銷，係能切換夾持狀態以及支撐狀態，前述夾持狀態為把持前述基板的側方之狀態，前述支撐狀態為一邊將前述基板從前述夾持狀態開放一邊支撐前述基板的下表面之狀態；複數個前述夾具銷係分別具備：導電性構件，係由導電性材料所構成，在前述夾持狀態下接觸前述基板的緣部，在前述支撐狀態下從前述基板離開；以及非導電性構件，係由具有比前述導電性材料還低的導電性之非導電性材料所構成，被固定於前述導電性構件，且在前述支撐狀態下支撐前述基板的前述下表面。
  2. 如請求項1所記載之基板把持機構，其中在前述支撐狀態中，前述導電性構件中之位於比前述基板還上方之部分係俯視觀看時不會與前述基板重疊。
  3. 如請求項1或2所記載之基板把持機構，其中在前述支撐狀態中，前述非導電性構件係俯視觀看時配置於前述基板的中心的外部。
  4. 如請求項1或2所記載之基板把持機構，其中前述導電性材料係包含聚四氟乙烯、全氟烷氧基乙烯或者聚氯三氟乙烯中的任一者，且分散有碳纖維。
  5. 如請求項1或2所記載之基板把持機構，其中前述非導電性材料係包含聚四氟乙烯以及聚三氟氯乙烯中的至少一者。
  6. 如請求項1或2所記載之基板把持機構，其中前述導電性材料係具有小於1×106Ω．cm的體積電阻率。
  7. 如請求項1或2所記載之基板把持機構，其中前述非導電性材料係具有大於1×106Ω．cm的體積電阻率。
  8. 一種基板處理裝置，係具備基板把持機構以及電漿源；前述基板把持機構係具備：複數個夾具銷，係能切換夾持狀態以及支撐狀態，前述夾持狀態為把持前述基板的側方之狀態，前述支撐狀態為一邊將前述基板從前述夾持狀態開放一邊支撐前述基板的下表面之狀態；複數個前述夾具銷係分別具備：導電性構件，係由導電性材料所構成，在前述夾持狀態下接觸前述基板的緣部，在前述支撐狀態下從前述基板離開；以及非導電性構件，係由具有比前述導電性材料還低的導電性之非導電性材料所構成，被固定於前述導電性構件，且在前述支撐狀態下支撐前述基板的前述下表面；前述電漿源係朝被處於前述支撐狀態的前述基板把持機構支撐的前述基板的上表面照射電漿。
  9. 如請求項8所記載之基板處理裝置，其中進一步具備：噴嘴，係在藉由前述導電性構件設定成前述夾持狀態時，朝前述基板的前述上表面供給處理液。
  10. 如請求項8或9所記載之基板處理裝置，其中在前述支撐狀態中，前述導電性構件中之位於比前述基板還上方之部分係俯視觀看時不會與前 述基板重疊。
  11. 如請求項8或9所記載之基板處理裝置，其中在前述支撐狀態中，前述非導電性構件係俯視觀看時配置於前述基板的中心的外部。
  12. 一種基板處理裝置，係具備複數個夾具銷以及電漿源；複數個前述夾具銷係能切換夾持狀態以及非夾持狀態，前述夾持狀態為把持前述基板的側方之狀態，前述非夾持狀態為將前述基板從前述夾持狀態開放之狀態；複數個前述夾具銷係分別具備：導電性夾具銷，係由導電性材料所構成，在前述夾持狀態下接觸前述基板的緣部，在前述非夾持狀態下從前述基板離開；以及非導電性夾具銷，係由具有比前述導電性材料還低的導電性之非導電性材料所構成，在前述夾持狀態下接觸前述基板的前述緣部，在前述非夾持狀態下從前述基板離開；在藉由前述非導電性夾具銷設定成前述夾持狀態且藉由前述導電性夾具銷設定成前述非夾持狀態時，前述電漿源係朝前述基板的上表面照射電漿。
  13. 如請求項12所記載之基板處理裝置，其中進一步具備：噴嘴，係在藉由前述導電性夾具銷設定成前述夾持狀態時，朝前述基板的前述上表面供給處理液。
  14. 如請求項12或13所記載之基板處理裝置，其中前述導電性夾具銷係包含：第一本體部，係由導電性材料所構成，在前述導電性夾具銷的前述夾持狀態下接觸前述基板的前述緣部，在前述導電性夾具銷的前述非夾持狀態下從前述基板離開； 前述非導電性夾具銷係包含：第二本體部，係由非導電性材料所構成，在前述非導電性夾具銷的前述夾持狀態下接觸前述基板的前述緣部，在前述非導電性夾具銷的前述非夾持狀態下從前述基板離開。
  15. 如請求項14所記載之基板處理裝置，其中前述導電性夾具銷係包含：第一支撐部，係由非導電性材料所構成，並被固定於前述第一本體部的上表面上；前述非導電性夾具銷係包含：第二支撐部，係由非導電性材料所構成，並被固定於前述第二本體部的上表面上；在前述導電性夾具銷以及前述非導電性夾具銷雙方被設定成前述非夾持狀態時，前述第一支撐部以及前述第二支撐部係支撐前述基板的下表面。
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