基板處理裝置及基板處理方法

2023-06-15 23:34:56 1

基板處理裝置及基板處理方法
【專利摘要】本發明涉及處理基板的基板處理裝置及基板處理方法，實現在適當進行基板的清洗的同時抑制基板帶電。該裝置具有：基板支撐部，支撐水平狀態的基板；上部噴嘴，向基板的上表面的中央部噴射作為清洗液的純水；基板旋轉機構，使基板支撐部與基板一起以朝向上下方向的中心軸為中心旋轉。在上部噴嘴的底面設置有噴射純水的多個噴射口。多個噴射口包括：中心噴射口，配置在中央；多個周邊噴射口，在中心噴射口的周圍以等角度間隔地配置在以中心軸為中心的圓周上。在該裝置中，在上部噴嘴設置有多個噴射口，減小從各噴射口噴射的純水的流量，確保從上部噴嘴向基板的中央部供給的純水的流量。由此，能夠抑制在基板的中央部的帶電並適當清洗基板的上表面。
【專利說明】基板處理裝置及基板處理方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及處理基板的技術。

【背景技術】
[0002]以往，在半導體基板(以下，簡稱為「基板」。)的製造工序中，利用多種基板處理裝置對基板進行各種處理。例如，通過向在表面上形成有抗蝕劑的圖案的基板供給藥液，來對基板的表面進行蝕刻等處理。另外，在蝕刻處理結束後，還進行去除基板上的抗蝕劑或者清洗基板的處理。
[0003]例如，在日本特開2004 — 158588號公報中，公開有利用去除液去除附著在基板上的有機物的基板處理裝置。在該基板處理裝置中，從純水噴嘴向旋轉的基板上供給純水，從而進行基板的清洗。
[0004]但是，公知有以下情況，即，在利用純水進行的基板的清洗處理中，由於在表面形成有絕緣膜的基板與電阻率大的純水之間的接觸等，而使基板帶電。當基板的帶電量增大時，可能產生在清洗過程中或清洗後的顆粒的再次附著或由放電導致的配線的損傷等。
[0005]作為抑制基板的帶電的方法，公知有以下方法:即，利用通過將二氧化碳溶解在純水中而使電阻率減小的二氧化碳水溶液來清洗基板。但是，當在基板上形成有銅配線時，在利用二氧化碳水溶液進行的清洗中，銅配線可能被二氧化碳水溶液腐蝕。另外，與利用純水進行的清洗相比，清洗處理所需要的成本增大。


【發明內容】

[0006]本發明涉及用於處理基板的基板處理裝置，其目的在於實現在適當地進行基板的清洗的同時抑制基板的帶電。
[0007]本發明的基板處理裝置具有:基板支撐部，支撐水平狀態的基板；噴嘴，從多個噴射口向所述基板的上表面的中央部噴射作為清洗液的純水；基板旋轉機構，使所述基板支撐部與所述基板一起以朝向上下方向的中心軸為中心旋轉。根據本發明，能夠在適當地進行基板的清洗的同時抑制基板的帶電。
[0008]在本發明的一個優選的實施方式中，所述多個噴射口包含:中心噴射口，配置在中央；以及多個周邊噴射口，以等角度間隔地配置在以所述中心軸為中心的圓周上。
[0009]在本發明的其他的優選的實施方式中，所述多個噴射口配置在以所述中心軸為中心的半徑小於等於60_的圓內。
[0010]在本發明的其他的優選的實施方式中，所述多個噴射口配置在以所述中心軸為中心且半徑小於等於所述基板的半徑的40%的圓內。
[0011 ] 在本發明的其他的優選的實施方式中，從所述多個噴射口中的每一個噴射口噴射的所述清洗液的流量小於等於每分鐘I升。
[0012] 在本發明的其他的優選的實施方式中，從所述多個噴射口中的至少一個噴射口噴射的所述清洗液的噴射方向與所述中心軸所成的角度大於等於30度。
[0013]在本發明的其他的優選的實施方式中，還具有用於形成被密閉的內部空間的密閉空間形成部，在該內部空間中，利用所述清洗液對所述基板進行清洗處理。
[0014]在本發明的其他的優選的實施方式中，從所述多個噴射口中的每一個噴射口連續地呈液柱狀地噴射所述清洗液。
[0015]本發明也用於處理基板的基板處理方法。
[0016]上述目的和其他目的、特徵、形態以及優點，通過參照附圖來進行的本發明的詳細說明變得清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是一個實施方式的基板處理裝置的剖視圖。
[0018]圖2是上部噴嘴的仰視圖。
[0019]圖3是示出氣液供給部和氣液排出部的框圖。
[0020]圖4是示出基板處理裝置中的處理的流程的圖。
[0021]圖5和圖6是基板處理裝置的剖視圖。
[0022]圖7是示出基板的電位的圖。
[0023]圖8是示出比較例的基板處理裝置中的純水的流量與基板的電位之間的關係的圖。
[0024]圖9是示出基板上的純水的膜厚分布的圖。
[0025]圖10是示出上部噴嘴的其他例子的仰視圖。
[0026]圖11和圖12是示出噴射方向的傾斜角與基板的電位之間的關係的圖。
[0027]附圖標記的說明
[0028]1:基板處理裝置；
[0029]9:基板；
[0030]12:腔室；
[0031]15:基板旋轉機構；
[0032]91:(基板的)上表面；
[0033]120:腔室空間；
[0034]121:腔室主體；
[0035]122:腔室蓋部；
[0036]141:基板支撐部；
[0037]181:181b:上部噴嘴；
[0038]188:噴射口；
[0039]188a:中心噴射口；
[0040]188b:周邊噴射口；
[0041]Jl:中心軸；
[0042]Sll ?S16:步驟。

【具體實施方式】
[0043]圖1是示出本發明的一個實施方式的基板處理裝置I的剖視圖。基板處理裝置I是一種通過向大體圓板狀的半導體基板9 (以下，簡稱作「基板9」)供給處理液，來逐個處理基板9的單張式裝置。在本實施方式中，在基板處理裝置I中，對直徑為300mm的大體圓板狀的基板9進行處理。在圖1中，在基板處理裝置I的一部分結構的截面上沒有標出剖面線(在其他剖面圖中也同樣)。
[0044]基板處理裝置I具有:腔室12、頂板123、腔室開閉機構131、基板保持部14、基板旋轉機構15、盛液(接受液體)部16以及罩17。罩17覆蓋腔室12的上方和側方。
[0045]腔室12具有腔室主體121和腔室蓋部122。腔室12呈以朝向上下方向的中心軸Jl為中心的大體圓筒狀。腔室主體121具有腔室底部210和腔室側壁部214。腔室底部210具有:大體圓板狀的中央部211、從中央部211的外緣部向下方擴展的大體圓筒狀的內側壁部212、從內側壁部212的下端向徑向外側擴展的大體圓環板狀的環狀底部213、從環狀底部213的外緣部向上方擴展的大體圓筒狀的外側壁部215以及從外側壁部215的上端部向徑向外側擴展的大體圓環板狀的基部216。
[0046]腔室側壁部214呈以中心軸Jl為中心的環狀。腔室側壁部214從基部216的內緣部向上方突出。用於形成腔室側壁部214的構件如後所述，兼作盛液部16的一部分。在以下的說明中，將由腔室側壁部214、外側壁部215、環狀底部213、內側壁部212以及中央部211的外緣部包圍的空間稱作下部環狀空間217。
[0047]在基板保持部14的基板支撐部141 (後述)上支撐有基板9的情況下，基板9的下表面92與腔室底部210的中央部211的上表面相對置。在以下的說明中，將腔室底部210的中央部211稱作「下表面對置部211」。
[0048]腔室蓋部122呈垂直於中心軸Jl的大體圓板狀，包括腔室12的上部。腔室蓋部122堵塞腔室主體121的上部開口。在圖1中，示出腔室蓋部122已從腔室主體121離開的狀態。在腔室蓋部122堵塞腔室主體121的上部開口時，腔室蓋部122的外緣部與腔室側壁部214的上部相接觸。
[0049]腔室開閉機構131使作為腔室12的可動部的腔室蓋部122在上下方向上，相對於作為腔室12的其他部位的腔室主體121移動。腔室開閉機構131是用於升降腔室蓋部122的蓋部升降機構。在腔室蓋部122通過腔室開閉機構131在上下方向上移動時，頂板123也與腔室蓋部122 —同在上下方向上移動。腔室蓋部122與腔室主體121相接觸而堵塞上部開口，此外，朝向腔室主體121按壓腔室蓋部122，由此在腔室12內形成作為密閉的內部空間的腔室空間120 (參照圖6)。換言之，由腔室蓋部122堵塞腔室主體121的上部開口，由此使腔室空間120密閉。腔室蓋部122和腔室主體121是形成腔室空間120的密閉空間形成部。
[0050]基板保持部14配置在腔室空間120內，使基板9保持在水平狀態。S卩，基板9以形成有微細圖案的一個主表面91 (以下,稱作「上表面91」)朝上且垂直於中心軸Jl的狀態，被基板保持部14保持。基板保持部14具有:上述基板支撐部141，從下側支撐基板9的外緣部(即，包含外周緣的外周緣附近的部位)；以及基板按壓部142，從上側按壓基板支撐部141所支撐的基板9的外緣部。基板支撐部141呈以中心軸Jl為中心的大體圓環狀。基板支撐部141具有:以中心軸Jl為中心的大體圓環板狀的支撐部基座413 ;以及固定在支撐部基座413的上表面上的多個第一接觸部411。基板按壓部142具有固定在頂板123的下表面上的多個第二接觸部421。多個第二接觸部421在周向上的位置，實際上與多個第一接觸部411在周向上的位置不同。
[0051]頂板123呈垂直於中心軸Jl的大體圓板狀。頂板123配置在腔室蓋部122的下方且基板支撐部141的上方。頂板123在中央處具有開口。當基板9支撐在基板支撐部141上時，基板9的上表面91與垂直於中心軸Jl的頂板123的下表面相向。頂板123的直徑大於基板9的直徑，而且，頂板123的外周緣整周位於比基板9的外周緣更靠向徑向外側的位置。
[0052]在圖1所示的狀態下，頂板123以垂下的方式被腔室蓋部122支撐。腔室蓋部122的中央部具有大體環狀的板保持部222。板保持部222具有:以中心軸Jl為中心的大體圓筒狀的筒部223、以及以中心軸Jl為中心的大體圓板狀的凸緣部224。凸緣部224從筒部223的下端向徑向內側擴展。
[0053]頂板123具有環狀的被保持部237。被保持部237具有:以中心軸Jl為中心的大體圓筒狀的筒部238、以及以中心軸Jl為中心的大體圓板狀的凸緣部239。筒部238從頂板123的上面向上擴展。凸緣部239從筒部238的上端向徑向外側擴展。筒部238位於板保持部222的筒部223的徑向內側。凸緣部239位於板保持部222的凸緣部224的上方，而且在上下方向上與凸緣部224相對置。被保持部237的凸緣部239的下表面與板保持部222的凸緣部224的上表面相接觸，由此，頂板123以從腔室蓋部122垂下的方式安裝在腔室蓋部122上。
[0054]在頂板123的外緣部的下表面沿著周向排列有多個第一卡合部241，在支撐部基座413的上表面沿著周向排列有多個第二卡合部242。實際上，第一卡合部241和第二卡合部242在周向上，位於與基板支撐部141的多個第一接觸部411及基板按壓部142的多個第二接觸部421不同的位置。優選設置3組以上的第一卡合部241和第二卡合部242，在本實施方式中，這些卡合部設置有4組。在第一卡合部241的下部，設置有朝向上方凹入的凹部。第二卡合部242從支撐部基座413向上突出。
[0055]基板旋轉機構15是所謂的中空馬達。基板旋轉機構15具有以中心軸Jl為中心的環狀的定子部151和環狀的轉子部152。轉子部152包含大體圓環狀的永久磁鐵。永久磁鐵的表面由PTFE (Polytetrafluoroethene:聚四氟乙烯)樹脂成型。轉子部152在在腔室12內配置在下部環狀空間217內。在轉子部152的上部，經由連接部件安裝有基板支撐部141的支撐部基座413。支撐部基座413配置在轉子部152的上方。
[0056]定子部151在腔室12外，配置在轉子部152的周圍，即徑向外側。在本實施方式中，定子部151固定在腔室底部210的外側壁部215及基部216上，位於盛液部16的下方。定子部151包括在以中心軸Jl為中心的周向上排列的多個線圈。
[0057]通過向定子部151供給電流，在定子部151和轉子部152之間產生以中心軸Jl為中心的旋轉力。由此，轉子部152以中心軸Jl為中心以水平狀態旋轉。藉助在定子部151和轉子部152之間作用的磁力，轉子部152在腔室12內不與腔室12直接或間接接觸，而懸浮在腔室12內，使基板9以中心軸Jl為中心與基板支撐部141 一同在懸浮狀態下旋轉。
[0058]盛液部16具有:防濺(cup)部161、防濺部移動機構162以及防濺對置部163。防濺部161呈以中心軸Jl為中心的環狀，在整周上位於腔室12的徑向外側。防濺部移動機構162使防濺部161在上下方向上移動。防濺部移動機構162配置在防濺部161的徑向外偵U。防濺部移動機構162在周向上位於與上述腔室開閉機構131不同的位置。防濺對置部163位於防濺部161的下方，在上下方向上與防濺部161相對置。防濺對置部163是形成腔室側壁部214的部件的一部分。防濺對置部163具有位於腔室側壁部214的徑向外側的環狀的盛液凹部165。
[0059]防濺部161具有:側壁部611、上面部612以及波紋管(Bellows)617。偵彳壁部611呈以中心軸Jl為中心的大體圓筒狀。上面部612呈以中心軸Jl為中心的大體圓環板狀，從側壁部611的上端部向徑向內側及徑向外側擴展。側壁部611的下部位於防濺對置部163的盛液凹部165內。
[0060]波紋管617呈以中心軸Jl為中心的大體圓筒狀，能夠在上下方向上伸縮。波紋管617在側壁部611的徑向外側，在整周上設置在側壁部611的周圍。波紋管617由使氣體及液體無法通過的材料形成。波紋管617的上端部在整周上與上面部612的外緣部的下表面相連接。換言之，波紋管617的上端部經由上面部612與側壁部611間接連接。波紋管617與上面部612之間的連接部被密封，防止氣體和液體通過。波紋管617的下端部經由防濺對置部163與腔室主體121間接連接。波紋管617的下端部和防濺對置部163之間的連接部也防止氣體和液體通過。
[0061]在腔室蓋部122的中央處安裝有以中心軸Jl為中心的大體圓柱狀的上部噴嘴181。上部噴嘴181以與基板9的上表面91的中央部相對置的方式固定在腔室蓋部122上。上部噴嘴181能夠插入到頂板123的中央處的開口中。在腔室底部210的下表面對置部211的中央處安裝有下部噴嘴182。下部噴嘴182在中央處具有噴液口，與基板9的下表面92的中央部相對置。在下表面對置部211還安裝有多個加熱氣體供給噴嘴180a。多個加熱氣體供給噴嘴180a例如以等角度間隔地配置在以中心軸Jl為中心的周向上。
[0062]圖2是上部噴嘴181的仰視圖。上部噴嘴181的底面181a呈以中心軸Jl為中心的大體圓形。在底面181a上設置有用於噴射液體的多個噴射口 188。多個噴射口 188包含配置在底面181a的中央(B卩，大約中心軸Jl上)的中心噴射口 188a和配置在中心噴射口188a的周圍的多個周邊噴射口 188b。多個周邊噴射口 188b以等角度間隔地配置在以中心軸Jl為中心的一個圓周上。
[0063]在圖2所示的例子中，兩個周邊噴射口 188b以180度間隔地配置在以中心軸Jl為中心的周向上。換言之，兩個周邊噴射口 188b配置在隔著中心軸Jl而相互對置的位置上。另外，多個噴射口 188優選配置在以中心軸Jl為中心的半徑小於等於60_的圓內，即，配置在以中心軸Jl為中心且半徑小於等於基板9的半徑的40%的圓內。各噴射口 188的直徑為大約4mm，中心噴射口 188a與各周邊噴射口 188b的中心之間的距離(即，噴射口的中心之間的徑向距離)為大約30mm。
[0064]圖3是示出基板處理裝置I所具有的氣液供給部18和氣液排出部19的框圖。氣液供給部18除了包括上述的上部噴嘴181、下部噴嘴182以及加熱氣體供給噴嘴180a之夕卜，還具有藥液供給部183、純水供給部184、IPA供給部185以及加熱氣體供給部187。
[0065]藥液供給部183經由閥與上部噴嘴181連接。純水供給部184和IPA供給部185分別經由閥與上部噴嘴181連接。下部噴嘴182經由閥與純水供給部184連接。多個加熱氣體供給噴嘴180a經由閥與加熱氣體供給部187連接。
[0066]與盛液部16的盛液凹部165連接的第一排出路191與氣液分離部193連接。氣液分離部193分別經由閥與外側排氣部194、藥液回收部195以及排液部196連接。與腔室12的腔室底部210連接的第二排出路192與氣液分離部197連接。氣液分離部197分別經由閥與內側排氣部198和排液部199連接。氣液供給部18和氣液排出部19的各結構由控制部10控制。腔室開閉機構131、基板旋轉機構15以及防濺部移動機構162 (參照圖O也由控制部10控制。
[0067]從藥液供給部183供給到上部噴嘴181的藥液從上部噴嘴181的中心噴射口 188a(參照圖2)向基板9的上表面91的中央部噴射。從藥液供給部183經由上部噴嘴181供給到基板9的藥液是例如利用化學反應來處理基板的處理液，是氟酸或四甲基氫氧化銨水溶液等蝕刻液。
[0068]純水供給部184經由上部噴嘴181和下部噴嘴182向基板9供給純水(DIW:De1nized Water (去離子水))。從純水供給部184供給到上部噴嘴181的純水,從上部噴嘴181的多個噴射口 188 (B卩，中心噴射口 188a和周邊噴射口 188b)朝向基板9的上表面91的中央部並向與上表面91大體垂直的噴射方向噴射。從純水供給部184供給到下部噴嘴182的純水從下部噴嘴182的噴射口向基板9的下表面92的中央部噴射。
[0069]從IPA供給部185供給至上部噴嘴181的異丙醇(IPA)從上部噴嘴181的中心噴射口 188a向基板9的上表面91的中央部噴射。在基板處理裝置I中，也可以設置有用於供給除了上述處理液(上述藥液、純水以及IPA)以外的處理液的處理液供給部。
[0070]加熱氣體供給部187經由多個加熱氣體供給噴嘴180a向基板9的下表面92供給已加熱的氣體(例如，高溫非活性氣體)。在本實施方式中，在加熱氣體供給部187中使用的氣體為氮氣(N2)，但是也可以是氮氣以外的氣體。此外，在利用已在加熱氣體供給部187中加熱好的非活性氣體的情況下，可簡化或不設置基板處理裝置I中的防爆措施。
[0071]圖4是示出基板處理裝置I中的基板9的處理的流程的圖。在基板處理裝置I中，如圖1所示，在腔室蓋部122遠離腔室主體121而位於上方且防濺部161遠離腔室蓋部122而位於下方的狀態下，基板9由外部搬送機構搬入至腔室12內，而被基板支撐部141從下側支撐(步驟S11)。下面，將圖1所示的腔室12及防濺部161的狀態稱作「打開狀態」。腔室蓋部122和腔室側壁部214之間的開口呈以中心軸Jl為中心的環狀，以下，稱之為「環狀開口 81」。在基板處理裝置I中，通過使腔室蓋部122遠離腔室主體121，在基板9的周圍(即，徑向外側)形成環狀開口 81。在步驟Sll中，經由環狀開口 81搬入基板9。
[0072]當搬入了基板9時，防濺部161從圖1所示的位置上升至圖5所示的位置，從而在整周上位於環狀開口 81的徑向外側。在以下的說明中，將圖5所示的腔室12和防濺部161的狀態稱作「第一密閉狀態」。另外，將圖5所示的防濺部161的位置稱作「盛液位置」，將圖1所示的防濺部161的位置稱作「退避位置」。防濺部移動機構162使防濺部161在上下方向上在環狀開口 81的徑向外側的盛液位置與盛液位置下方的退避位置之間移動。
[0073]在位於盛液位置的防濺部161中，側壁部611在徑向上與環狀開口 81相對置。另夕卜，上面部612的內緣部的上表面在整周上與腔室蓋部122的外緣部下端的唇形密封件232相接觸。在腔室蓋部122和防濺部161的上面部612之間，形成有用於防止氣體和液體的通過的密封部。由此，形成由腔室主體121、腔室蓋部122、防濺部161以及防濺對置部163包圍的密閉的內部空間(以下，稱作「擴大密閉空間100」)。擴大密閉空間100是通過以下方式形成的一個空間:即，腔室蓋部122與腔室主體121之間的腔室空間120與由防濺部161和防濺對置部163所包圍的側方空間160經由環狀開口 81相連通。
[0074]在第一密閉狀態下，基板按壓部142的多個第二接觸部421與基板9的外緣部相接觸。在頂板123的下表面和基板支撐部141的支撐部基座413上，設置有在上下方向上相向的多對磁鐵(省略圖示)。以下，也將各對磁鐵稱作「磁鐵對」。在基板處理裝置I中，多個磁鐵對在周向上以等角度間隔配置在與第一接觸部411、第二接觸部421、第一卡合部241以及第二卡合部242不同的位置上。在基板按壓部142與基板9相接觸的狀態下，藉助作用於磁鐵對之間的磁力(引力)，對頂板123施加向下的力。由此,基板按壓部142將基板9向基板支撐部141按壓。
[0075]在基板處理裝置I中，藉助頂板123的自重以及磁鐵對的磁力，基板按壓部142將基板9向基板支撐部141按壓，由此能夠利用基板按壓部142和基板支撐部141上下夾持且牢固地保持基板9。
[0076]在第一密閉狀態下，被保持部237的凸緣部239具有離開到板保持部222的凸緣部224的上方，板保持部222與被保持部237不接觸。換言之，板保持部222對頂板123的保持被解除。因此，頂板123從腔室蓋部122獨立出來，通過基板旋轉機構15與基板保持部14和由基板保持部14保持的基板9 一同旋轉。
[0077]另外，在第一密閉狀態下，在第一卡合部241下部的凹部內嵌入有第二卡合部242。由此，頂板123在以中心軸Jl為中心的周向上與基板支撐部141的支撐部基座413卡合。換言之，第一卡合部241和第二卡合部242是用於限制頂板123相對於基板支撐部141在旋轉方向上的相對位置(即，固定在周向上的相對位置)的位置限制構件。在腔室蓋部122下降時，由基板旋轉機構15控制支撐部基座413的旋轉位置，使得第一卡合部241與第二卡合部242嵌合。
[0078]接著,通過基板旋轉機構15開始使基板9以一定的轉速(較低的轉速，以下稱作「恆定轉速」)旋轉。接下來，朝向旋轉的基板9的下表面92，從多個加熱氣體供給噴嘴180a噴射已加熱的氣體,而且外側排氣部194開始排出擴大密閉空間100內的氣體。由此，基板9被加熱。而且，從上部噴嘴181的中心噴射口 188a (參照圖2)開始向旋轉的基板9的上表面91的中央部供給藥液。向基板9的上表面91的藥液噴射僅在基板9的中央部進行，而不在中央部以外的部位進行。來自上部噴嘴181的藥液連續地呈液柱狀地噴射供給至旋轉的基板9的上表面91。上表面91上的藥液藉助基板9的旋轉向基板9的外周部擴展，由此整個上表面91被藥液覆蓋。
[0079]在從上部噴嘴181供給藥液的過程中，也持續地從加熱氣體供給噴嘴180a噴射加熱氣體。由此，一邊將基板9加熱至大體所希望的溫度，一邊利用藥液對上表面91進行蝕亥IJ。結果，能夠提高利用藥液對基板9處理的均勻性。由於頂板123的下表面靠近基板9的上表面91,因而對基板9的蝕刻是在頂板123的下表面與基板9的上表面91之間的極其狹窄的空間內進行的。
[0080]在擴大密閉空間100中，從旋轉的基板9的上表面91飛散的藥液經由環狀開口 81被防濺部161阻擋，導入到盛液凹部165。導入到盛液凹部165的藥液經由圖3所示的第一排出路191流入氣液分離部193。在藥液回收部195中，從氣液分離部193回收藥液，利用過濾器等從藥液中去除雜質等之後，進行再利用。
[0081]當開始從上部噴嘴181供給藥液起經過規定時間(例如，60?120秒)時，則停止從上部噴嘴181供給藥液而且停止從加熱氣體供給噴嘴180a供給加熱氣體。而且，通過基板旋轉機構15，使基板9的轉速僅在規定時間(例如，I?3秒)內變得比恆定轉速高，由此從基板9去除藥液。
[0082]接下來，腔室蓋部122及防濺部161同步地向下方移動。此外，如圖6所示，腔室蓋部122的外緣部下端的唇形密封件231與腔室側壁部214的上部接觸，由此環狀開口 81關閉，從而使腔室空間120以與側方空間160隔絕的狀態密閉。防濺部161與圖1同樣地位於退避位置。下面，將圖6所示的腔室12及防濺部161的狀態稱作「第二密閉狀態」。在第二密閉狀態下，基板9直接與腔室12的內壁相向，它們之間不存在其他盛液部。
[0083]在第二密閉狀態下，也與第一密閉狀態同樣地，基板按壓部142將基板9向基板支撐部141按壓，由此能夠利用基板按壓部142和基板支撐部141上下夾持且牢固地保持基板9。另外，板保持部222對頂板123的保持被解除，由此頂板123從腔室蓋部122獨立出來，與基板保持部14及基板9 一同旋轉。
[0084]當腔室空間120密閉，則停止利用外側排氣部194 (參照圖3)排出氣體，而且開始利用內側排氣部198排出腔室空間120內的氣體。而且，利用純水供給部184開始向基板9供給純水(步驟S13)。
[0085]來自純水供給部184的純水從上部噴嘴181的多個噴射口 188 (參照圖2)連續供給至基板9的上表面91的中央部。另外，來自純水供給部184的純水也從下部噴嘴182連續供給至基板9的下表面92的中央部。從上部噴嘴181和下部噴嘴182噴射的純水作為清洗液供給至基板9。
[0086]在本實施方式中，從上部噴嘴181供給至基板9的上表面91的純水的流量大約為每分鐘2升。具體而言,從圖2所不的中心噴射口 188a噴射的純水的流量大約為每分鐘I升，從各周邊噴射口 188b噴射的純水的流量大約為每分鐘0.5升。優選將從多個噴射口188中的每個噴射口 188噴射的純水的流量設定在每分鐘小於等於I升。
[0087]通過圖6所示的基板9的旋轉，純水擴散到上表面91及下表面92的外周部，從基板9的外周緣向外側飛散。從基板9飛散出去的純水被腔室12的內壁(即，腔室蓋部122及腔室側壁部214的內壁)阻擋，經由圖3所示的第二排出路192、氣液分離部197以及排液部199而被排出(在後述的對基板9的乾燥處理中也同樣)。由此，在腔室空間120中，與利用純水進行的對基板9的清洗處理一同，還實質性地執行對腔室12內的清洗。
[0088]當從開始供給純水起經過規定時間，則停止從純水供給部184供給純水。而且，從多個加熱氣體供給噴嘴180a向基板9的下表面92噴射已加熱的氣體。由此，基板9被加熱。
[0089]接著，從上部噴嘴181向基板9的上表面91上供給IPA，在上表面91上將純水置換成IPA (步驟S14)。當從開始供給IPA起經過規定時間，則停止從IPA供給部185供給IPA0然後，在從加熱氣體供給噴嘴180a持續噴射加熱氣體的狀態下，使基板9的轉速變得足夠高於恆定轉速。由此，通過從基板9上去除IPA來執行基板9的乾燥處理(步驟S15)。當從開始乾燥基板9起經過規定時間，則停止旋轉基板9。也可以通過內側排氣部198對腔室空間120進行減壓，來在低於大氣壓的減壓環境下執行對基板9的乾燥處理。
[0090]然後，腔室蓋部122和頂板123上升，如圖1所示，腔室12成為打開狀態。在步驟S15中，頂板123與基板支撐部141 一同旋轉，因此，液體幾乎不會殘留在頂板123的下表面，在腔室蓋部122上升時，液體不會從頂板123滴落到基板9上。利用外部的搬送機構，從腔室12中搬出基板9 (步驟S16)。
[0091]在由純水進行的基板的清洗處理中，由於基板與電阻率大的純水之間的接觸等，使基板帶電。圖7是示出上述基板處理裝置I中的清洗處理後的基板9的電位與比較例的基板處理裝置中的清洗處理後的基板的電位的圖。比較例的基板處理裝置具有與圖1所示的基板處理裝置I大致相同的結構，但是在比較例的基板處理裝置的上部噴嘴中，用於噴射純水的噴射口設置在中心軸上並只設置有一個。圖7的縱軸表示基板上的電位的絕對值(以下，簡稱作「電位」。)。
[0092]圖7中的位於左側的三個柱形圖93a?93c示出:在圖1所示的基板處理裝置I中被進行了清洗處理的基板9的中央部的電位、中央部與外緣部之間的中間部的電位以及外緣部的電位。另外，三個柱形圖94a?94c示出:在比較例的基板處理裝置中，一邊從上部噴嘴的上述一個噴射口以每分鐘2升的流量噴射純水一邊進行清洗處理後的基板的中央部、中間部以及外緣部的電位。三個柱形圖95a?95c示出:在比較例的基板處理裝置中，一邊從上部噴嘴的噴射口以每分鐘I升的流量噴射純水一邊進行清洗處理後的基板的中央部、中間部以及外緣部的電位。三個柱形圖96a?96c示出:在比較例的基板處理裝置中，一邊從上部噴嘴的噴射口以每分鐘0.5升的流量噴射純水一邊進行清洗處理後的基板的中央部、中間部以及外緣部的電位。
[0093]如圖7所示，在圖1所示的基板處理裝置I中，從上部噴嘴181噴射的純水所碰撞的基板9的中央部的電位最大，越接近外緣部，電位越小。在比較例的基板處理裝置中也相同。另外，在比較例的基板處理裝置中，當從上部噴嘴供給至基板的純水的流量減小時，基板上的電位減小。
[0094]在圖1所示的基板處理裝置I中，如上所述，從上部噴嘴181以每分鐘2升的流量向基板9供給純水，如果只關注來自上部噴嘴181的純水的每單位時間內的供給量(即，來自上部噴嘴181的純水的流量)，則與圖7中的柱形圖94a?94c所示的比較例的基板處理裝置相同。但是，在基板處理裝置I中，上部噴嘴181具有多個噴射口 188，從中心噴射口188a以每分鐘I升的流量噴射純水，從各周邊噴射口 188b以每分鐘0.5升的流量噴射純水。
[0095]由此，在基板處理裝置I中，即使來自上部噴嘴181的純水的供給量相同，通過在上部噴嘴181中設置多個噴射口 188，減小從各噴射口 188噴射的純水的流量，能夠減小基板9上的電位，尤其能夠減小基板9的中央部處的電位。尤其通過將從各噴射口 188噴射的純水的流量設定在每分鐘I升以下，能夠更高效率地抑制基板9的中央部處的帶電。
[0096]另一方面，當從上部噴嘴供應至基板上的純水的流量減小時，存在無法充分進行基板的清洗，從而顆粒等殘留在清洗後的基板上的情況。這樣的基板的清洗不足在遠離基板的中心部的中間部和外緣部比較顯著，其原因被認為是在基板的中間部和外緣部純水的膜厚不足。在圖1所示的基板處理裝置I中，如上所述，通過在上部噴嘴181中設置多個噴射口 188，在減小來自各噴射口 188的純水的流量的同時，確保從上部噴嘴181供給至基板9的中央部的純水的流量。由此，能夠在抑制基板9的中央部處的帶電的同時適當地進行基板9的上表面91的清洗。
[0097]如上所述，在上部噴嘴181中，設置有配置在中央的中心噴射口 188a和在以中心軸Jl為中心的圓周上等角度間隔地配置的多個周邊噴射口 188b。伴隨著噴射到基板9上的位置靠近基板9的中心，從上部噴嘴181供給到基板9上的純水在基板9的上表面91上的移動距離增大，對基板9的清洗處理的貢獻度提高。在基板處理裝置I中，通過從中心噴射口 188a向基板9的大體中心噴射純水，能夠提高基板9的清洗效率。另外，通過將多個周邊噴射口 188b配置在以中心軸Jl為中心的徑向上的合適位置，能夠從這些周邊噴射口188b在以中心軸Jl為中心的周向上大致均勻地供給純水。結果，能夠提高基板9的上表面91的清洗的均勻性。
[0098]圖8是示出在上述比較例的基板處理裝置中，從上部噴嘴供給至基板的純水的流量與基板的上表面上的各位置處的電位之間的關係的圖。圖8的橫軸表示基板上的位置，具體而言，表示以基板的中心為O時的基板上的各位置的徑向坐標(即，距基板的中心的距離)。圖8的縱軸表示基板上的各位置處的電位的絕對值(以下，簡稱作「電位」。)。線97a?97f分別表示來自上部噴嘴181的純水的流量為每分鐘2.5升、2升、1.5升、I升、0.5升以及0.2升時的電位。
[0099]在比較例的基板處理裝置中，認為當來自上部噴嘴的純水的流量小於等於每分鐘
0.2升時，在基板上不產生大的帶電。在圖1所示的基板處理裝置I中，如上所述，來自中心噴射口 188a的純水的流量為每分鐘I升。如在圖8中利用線97d所示，當以每分鐘I升的流量從一個噴射口噴射純水時，超過從一個噴射口以每分鐘0.2升的流量噴射純水時的最大電位的區域(以下，稱作「超過區域」。)是以基板9的中心為圓心的半徑為大約1mm以內的範圍。在圖1所示的基板處理裝置I中，優選中心噴射口 188a與各周邊噴射口 188b的中心之間的距離大於等於20mm，使得由於來自中心噴射口 188a的純水產生的超過區域與由於來自各周邊噴射口 188b的純水產生的超過區域不重疊。由此，能夠進一步抑制基板9的中央部處的帶電。
[0100]在基板處理裝置I中，為了防止基板9上的配線的腐蝕以及縮短基板9的處理時間，要求縮短利用純水進行的清洗處理所需要的時間。另一方面，當清洗時間短時，在基板9的中間部或外緣部發生由上述的膜厚不足等導致的清洗不足的可能性增大。
[0101]圖9是示出基板9上的純水的膜厚分布的圖。圖9的橫軸表示基板9上的各位置距基板9的中心的距離，縱軸表示基板9上的各位置處的純水的膜厚。線98a示出以下情況下的膜厚分布，即，在基板處理裝置I中，取代圖2所示的上部噴嘴181，從圖10所示的上部噴嘴181b向基板9的中央部以與基板9的上表面91大致垂直的方式供給純水。上部噴嘴181b從設置於底面181a的四個噴射口 188向基板9的上表面91的中央部噴射純水。四個噴射口 188包含配置在中央的一個中心噴射口 188a和以等角度間隔(S卩，間隔120度)配置在以中心軸Jl為中心的圓周上的三個周邊噴射口 188b。中心噴射口 188a與各周邊噴射口 188b的中心之間的距離為大約20mm。
[0102]圖9中的線98a是通過利用模擬分析求得從各噴射口 188以每分鐘0.5升的流量噴射純水時的膜厚分布而得到的線。在該情況下，從上部噴嘴181b供給至基板9的純水的流量為每分鐘2升。線98b是通過利用模擬分析求得只從中心噴射口 188a以每分鐘0.5升的流量噴射純水而不從周邊噴射口 188b噴射純水時的膜厚分布而得到的線。
[0103]另外，線98d示出了以下情況下的純水的膜厚分布，S卩，在基板9的中間部和外緣部，純水的膜厚變薄，因此可能會發生清洗不足。在圖9中，線98b與線98d相交的位置是距離基板9的中心大約60mm的位置。在線98a中，由於來自周邊噴射口 188b的純水的影響，在距離基板9的中心大約60mm的位置，純水的膜厚大於線98d所示的閾值。因此，能夠抑制基板9的中間部或外緣部處的清洗不足的產生。
[0104]由此，在基板處理裝置I中，多個噴射口 188配置在以中心軸Jl為中心的半徑小於等於60mm的圓內，換言之，來自多個噴射口 188的純水在基板9上向以中心軸Jl為中心的半徑小於等於60mm的圓內噴射，由此，能夠防止基板9上的純水的膜厚小於上述閾值。結果，能夠抑制基板9的清洗不足的產生。如果關注噴射口 188的位置與基板9的半徑之間的關係,通過將多個噴射口 188以中心軸Jl為中心配置在基板9的半徑的40%以下的圓內，如上所述，能夠抑制基板9的清洗不足的產生。在基板處理裝置I中，取代圖10所示的上部噴嘴181b而使用圖2所示的上部噴嘴181時也相同。
[0105]在上述說明中，從上部噴嘴181、181b的多個噴射口 188向基板9的上表面91大體垂直地噴射純水，但是來自噴射口 188的純水的噴射方向也可以相對於中心軸Jl傾斜。圖11是示出從一個噴射口向基板9的中心噴射純水時的基板9的電位分布的圖。圖11的橫軸表示以基板9的中心作為O時的基板9上的各位置的徑向坐標。圖11的縱軸表示基板9上的各位置處的電位的絕對值(以下，簡稱作「電位」。)。
[0106]線99a?99c分別示出來自上述一個噴射口的純水的噴射方向相對於中心軸Jl的傾斜角(即，噴射方向與中心軸Jl所成的角度)為O度、30度、60度時的電位。傾斜角為O度表不噴射方向與中心軸Jl相平行，純水大體垂直於基板9的上表面91地進行噴射的狀態。傾斜角30度表示在從噴射口向噴射方向延伸的噴射軸與基板9的上表面91相交的交點處，在上下方向上延伸的法線與該噴射軸所成的角度為30度的狀態，S卩，在上下方向上對噴射軸在基板9的上表面91上進行投影所獲得的投影噴射軸與該噴射軸所成的角度為60度的狀態。傾斜角60度表示從噴射軸與基板9的上表面91相交的交點向上下方向延伸的法線與該噴射軸所成的角度為60度的狀態，即，投影噴射軸與噴射軸所成的角度為30度的狀態。
[0107]圖12是示出上述傾斜角與圖11所示的基板9的中心處的電位之間的關係的圖。圖12的橫軸表示傾斜角，縱軸表示在基板9的中心處的電位。如圖11和圖12所示,通過將傾斜角設定為大於等於30度，能夠大幅降低在基板9的中央部處的電位。在基板處理裝置I中，優選使來自多個噴射口 188中的至少一個噴射口 188的純水的噴射方向與中心軸Jl所成的角度大於等於30度。由此，能夠進一步抑制在基板9的中央部的帶電。
[0108]在基板處理裝置I中，可進行各種變更。
[0109]例如，在上部噴嘴181、181b中，也可以在中心噴射口 188a的周圍，以等角度間隔地在同一個圓周上配置四個以上的周邊噴射口 188b。多個周邊噴射口 188b不是必須配置在同一個圓周上，而且也不是必須等角度間隔地配置。多個周邊噴射口 188b可以以各種配置設置在中心噴射口 188a的周圍。也可以在中心噴射口 188a的周圍只設置一個周邊噴射口 188b。
[0110]另外，在上部噴嘴181、181b中，不是一定要設置中心噴射口 188a，多個噴射口 188可以配置為適當地分布在上部噴嘴181、181b的底面181a上。在該情況下，優選多個噴射口 188配置為大致均勻地分布。
[0111]上部噴嘴181、181b不是必須與基板9的上表面91的中央部相向地被固定。上部噴嘴181、181b只要至少能夠向上表面91的中央部供給處理液(即，上述的藥液、純水、IPA等)即可，上部噴嘴181、181b也可以具有以下結構:例如，一邊在基板9的上方在基板9的中央部與外緣部之間往復移動，一邊供給處理液。
[0112]在基板處理裝置I中，不是必須連續地呈液柱狀地噴射來自上部噴嘴181、181b的純水，也可以例如從上部噴嘴181、181b的各噴射口 188向基板9噴射微小的液滴狀的純水。其他處理液(即，上述藥液和IPA)也相同。
[0113]在基板處理裝置I中，也可以設置有向腔室空間120供給氣體來進行加壓的加壓部。在腔室12密閉的第二密閉狀態下，對腔室空間120進行加壓，由此腔室空間120處於高於大氣壓的加壓環境。此外,加熱氣體供給部187也可以兼做加壓部。
[0114]腔室開閉機構131不是必須要使腔室蓋部122在上下方向上移動，也可以在腔室蓋部122固定的狀態下，使腔室主體121在上下方向上移動。腔室12的形狀不是必須限定於大體圓筒狀，也可以是各種形狀。
[0115]基板旋轉機構15的定子部151和轉子部152的形狀和結構可進行各種變更。轉子部152不是必須要在懸浮狀態下旋轉，也可以在腔室12內設置以機械方式支撐轉子部152的導軌等結構來使轉子部152沿該導軌旋轉。基板旋轉機構15不是必須是中空馬達，也可以將軸旋轉型的馬達用作基板旋轉機構15。
[0116]在基板處理裝置I中，基板9的清洗處理也可以在第一密閉狀態下的擴大密閉空間100內進行。擴大密閉空間100也可以通過除防濺部161的上面部612以外的部位(例如，側壁部611)與腔室蓋部122相接觸形成。防濺部161的形狀可適當變更。基板9的清洗處理並非一定要在密閉空間內進行，而是也可以在開放的空間內進行。
[0117]上部噴嘴181、下部噴嘴182以及加熱氣體供給噴嘴180a的形狀並不限定於突出的形狀。只要是具有用於噴射處理液的噴射口或用於噴射非活性氣體和加熱氣體的噴射口的部位，都包含在本實施方式的噴嘴的概念中。
[0118]在基板處理裝置I中，利用從藥液供給部183供給的藥液，也可以進行除了上述蝕刻處理以外的各種處理，例如，可以進行去除基板上的氧化膜的處理或利用顯影液進行的顯影等。
[0119]基板處理裝置I除了用於處理半導體基板以外，還可以用於處理在液晶顯示裝置、等離子顯示器、FED (Field Emiss1n Display:場發射顯示器)等顯示裝置中使用的玻璃基板。或者，基板處理裝置I也可以用於處理光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光掩模用基板、陶瓷基板以及太陽能電池用基板等。
[0120]上述實施方式和各變形例的結構只要不相互矛盾就可以適當組合。
[0121]詳細描述發明來進行說明，但是上述說明只是示例性的，而非限定性的。因此，在不脫離本發明的範圍的情況下可以有很多變形或形態。
【權利要求】
1.一種基板處理裝置，用於處理基板，其特徵在於，具有: 基板支撐部，支撐水平狀態的基板； 噴嘴，從多個噴射口向所述基板的上表面的中央部噴射作為清洗液的純水； 基板旋轉機構，使所述基板支撐部與所述基板一起以朝向上下方向的中心軸為中心旋轉。
2.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特徵在於， 所述多個噴射口包含: 中心噴射口，配置在中央； 多個周邊噴射口，以等角度間隔地配置在以所述中心軸為中心的圓周上。
3.如權利要求2所述的基板處理裝置，其特徵在於， 所述多個噴射口配置在以所述中心軸為中心的半徑小於等於60_的圓內。
4.如權利要求3所述的基板處理裝置，其特徵在於， 所述多個噴射口配置在以所述中心軸為中心且半徑小於等於所述基板的半徑的40%的圓內。
5.如權利要求4所述的基板處理裝置，其特徵在於， 從所述多個噴射口中的每一個噴射口噴射的所述清洗液的流量小於等於每分鐘I升。
6.如權利要求5所述的基板處理裝置，其特徵在於， 從所述多個噴射口中的至少一個噴射口噴射的所述清洗液的噴射方向與所述中心軸所成的角度大於等於30度。
7.如權利要求6所述的基板處理裝置，其特徵在於， 還具有用於形成被密閉的內部空間的密閉空間形成部，在該內部空間中，利用所述清洗液對所述基板進行清洗處理。
8.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特徵在於， 所述多個噴射口配置在以所述中心軸為中心的半徑小於等於60_的圓內。
9.如權利要求8所述的基板處理裝置，其特徵在於， 所述多個噴射口配置在以所述中心軸為中心且半徑小於等於所述基板的半徑的40%的圓內。
10.如權利要求9所述的基板處理裝置，其特徵在於， 從所述多個噴射口中的每一個噴射口噴射的所述清洗液的流量小於等於每分鐘I升。
11.如權利要求10所述的基板處理裝置，其特徵在於， 從所述多個噴射口中的至少一個噴射口噴射的所述清洗液的噴射方向與所述中心軸所成的角度大於等於30度。
12.如權利要求11所述的基板處理裝置，其特徵在於， 還具有用於形成被密閉的內部空間的密閉空間形成部，在該內部空間中中，利用所述清洗液對所述基板進行清洗處理。
13.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特徵在於， 所述多個噴射口配置在以所述中心軸為中心且半徑小於等於所述基板的半徑的40%的圓內。
14.如權利要求13所述的基板處理裝置，其特徵在於，從所述多個噴射口中的每一個噴射口噴射的所述清洗液的流量小於等於每分鐘I升。
15.如權利要求14所述的基板處理裝置，其特徵在於， 從所述多個噴射口中的至少一個噴射口噴射的所述清洗液的噴射方向與所述中心軸所成的角度大於等於30度。
16.如權利要求15所述的基板處理裝置，其特徵在於， 還具有用於形成被密閉的內部空間的密閉空間形成部，在該內部空間中，利用所述清洗液對所述基板進行清洗處理。
17.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特徵在於， 從所述多個噴射口中的每一個噴射口噴射的所述清洗液的流量小於等於每分鐘I升。
18.如權利要求17所述的基板處理裝置，其特徵在於， 從所述多個噴射口中的至少一個噴射口噴射的所述清洗液的噴射方向與所述中心軸所成的角度大於等於30度。
19.如權利要求18所述的基板處理裝置，其特徵在於， 還具有用於形成被密閉的內部空間的密閉空間形成部，在該內部空間中，利用所述清洗液對所述基板進行清洗處理。
20.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特徵在於， 從所述多個噴射口中的至少一個噴射口噴射的所述清洗液的噴射方向與所述中心軸所成的角度大於等於30度。
21.如權利要求20所述的基板處理裝置，其特徵在於， 還具有用於形成被密閉的內部空間的密閉空間形成部，在該內部空間中，利用所述清洗液對所述基板進行清洗處理。
22.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特徵在於， 還具有用於形成被密閉的內部空間的密閉空間形成部，在該內部空間中，利用所述清洗液對所述基板進行清洗處理。
23.如權利要求1至22中任一項所述的基板處理裝置，其特徵在於， 從所述多個噴射口中的每一個噴射口連續地呈液柱狀地噴射所述清洗液。
24.一種基板處理方法，用於處理基板，其特徵在於，具有: (a)工序，支撐水平狀態的基板，並使該基板以朝向上下方向的中心軸為中心進行旋轉； (b)工序，從多個噴射口向所述基板的上表面的中央部噴射作為清洗液的純水。
25.如權利要求24所述的基板處理方法，其特徵在於， 所述多個噴射口包含: 中心噴射口，配置在所述中心軸上； 多個周邊噴射口，以等角度間隔地配置在以所述中心軸為中心的圓周上。
26.如權利要求24所述的基板處理方法，其特徵在於， 所述多個噴射口配置在以所述中心軸為中心的半徑小於等於60_的圓內。
27.如權利要求24所述的基板處理方法，其特徵在於， 所述多個噴射口配置在以所述中心軸為中心且半徑小於等於所述基板的半徑的40%的圓內。
28.如權利要求24所述的基板處理方法，其特徵在於， 在所述(b)工序中，從所述多個噴射口中的每一個噴射口噴射的所述清洗液的流量小於等於每分鐘I升。
29.如權利要求24所述的基板處理方法，其特徵在於， 在所述(b)工序中，從所述多個噴射口中的至少一個噴射口噴射的所述清洗液的噴射方向與所述中心軸所成的角度大於等於30度。
30.如權利要求24所述的基板處理方法，其特徵在於， 所述(b)工序在被密閉的空間的內部進行。
31.如權利要求24至30中任一項所述的基板處理方法，其特徵在於， 在所述(b)工序中，從所述多個噴射口中的每一個噴射口連續地呈液柱狀地噴射所述清洗液 。
【文檔編號】H01L21/02GK104078326SQ201410122616
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2013年3月28日
【發明者】小林健司, 泉本賢治, 巖﨑晃久, 三浦丈苗, 西東和英 申請人:大日本網屏製造株式會社