CN101359590B - 基板处理装置和基板处理方法及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基板处理装置和方法及存储介质,防止来自处理室的气体泄漏且不密闭处理室,并抑制对基板背面侧气体的迂回。通过由盖体覆盖容器本体上部侧开口形成处理室,从处理室中央上部对载置台上的晶片W供给处理气体,另外,从晶片W外侧对处理室内部通过处理气体排气路径排气。此外,从吹扫气体供给路径对在容器本体的周边部和盖体的周边部之间形成的缓冲室供给吹扫气体。处理气体的供给流量被设定得小于处理气体排气路径中的排气流量,利用由其流量差产生的处理室内的负压,缓冲室内的吹扫气体通过容器本体和盖体之间的间隙组成的吹扫气体供给孔被引入到处理室。
Description
技术领域
本发明涉及在处理室内部,例如对半导体器件或LCD(液晶显示器)基板等进行例如疏水化处理等的规定的基板处理的技术。
背景技术
在半导体器件或LCD基板等的制造工艺中的抗蚀剂图形的形成处理的一连串工序之一中,有对基板例如半导体晶片(以下称为‘晶片’)的疏水化处理。该处理在对晶片涂敷抗蚀剂液之前进行,以便提高衬底膜和抗蚀剂膜之间的粘结性(密接性),对于晶片的表面喷射HMDS(六甲基二硅胺烷:hexamethyl disilazane)的蒸汽而形成薄的覆盖膜,使亲水性的晶片W的表面改变为疏水性。此时,疏水化处理进行至晶片W表面和斜面部分(外周部分端面)为止较好。通过这样进行疏水化处理,在后面的工序中,在进行使水介于晶片W和曝光机之间进行曝光的液浸曝光处理的情况下,也有抗蚀剂膜不易脱落的优点。
对于这种疏水处理,与进行该处理的装置的结构一起,用图13和图14进行说明。首先,将晶片W搬入到容器本体11和盖体12构成的处理室10内部,并装载在载置部13上(步骤S11)。即,通过使盖体12相对于容器本体11上升,在它们之间形成开口部从而搬入晶片W,接着使盖体12下降而使容器本体11和盖体12接触,将所述开口部闭合。此时,对载置部13从外部的搬送单元交送晶片W时,载置部13内所内置的升降销(pin)14被使用。
接着,将处理室10密闭(步骤S12)。这样密闭处理室10的理由是,如果上述HMDS气体被放出到清洁室(clean room)中,则成为微粒产生的原因,其与空气中的水分发生反应,会生成对抗蚀剂图形的形状产生不良影响的氨,所以要防止HMDS气体的漏泄。具体地说,处理室10的密闭通过对容器本体11和盖体12之间的接触部形成的排气路径15利用密闭用排气单元16进行排气,使容器本体11和盖体12被吸附贴紧来进行。图中标号15a表示的是在排气路径15的周围设置的密封部件。
接着,将HMDS气体供给到处理室10内部,进行疏水处理(步骤S13)。在盖体12的大致中央部分,形成气体喷嘴17,HMDS气体通过气体供给管17b、在盖体12的内部形成的气体供给路径17a,从气体喷嘴17喷雾状地供给到处理室10内部。由此,在处理室10内部充满HMDS气体来进行疏水处理,但此时HMDS气体扩散到在容器本体11和载置台13之间的侧壁部之间形成的间隙、在载置台13的内部形成的升降销14的移动区域、覆盖在载置台13的下方侧形成的升降销14的升降区域的机壳14a内部,从所述间隙或机壳14a所连接的排气路径18被挤出,被排气到处理室10的外部。再有,该工序在所述排气路径18所连接的排气单元19不动作时进行。
由此,在疏水化处理结束后,在打开盖体12前进行气体的置换处理(步骤S14)。这样进行置换处理是为了防止处理室10内部的HMDS气体被放出。在该处理中,对所述气体供给管17b供给作为置换气体的N2(氮)气体,同时使所述排气单元19动作。此时,为了防止向处理室10外部的气体漏泄,将排气单元19的排气量设定得比N2气体的供给量大一些,所以处理室10内部被密闭,同时处理室10内部为负压。接着,在置换处理结束后,将排气单元19停止而使处理室10内部返回到大气压,同时将密闭用排气单元16停止,从而将处理室10开放(步骤S15)。然后,使盖体12上升,将处理室10打开,从处理室10中搬出晶片W(步骤S16)。
在这样的疏水化处理装置中,如上所述,由于处理室10被密闭,所以在气体的置换处理时处理室10内部为负压,升降销14的移动区域或机壳14a内部也为负压。因此,HMDS气体会迂回进入至晶片W的背面侧为止,存在至晶片W背面的不需要部分为止都被疏水化处理的问题。对于晶片的背面侧,从外周至1cm左右为止,即使进行疏水化处理也没有问题,但如果至晶片W的背面侧为止较大地迂回进入且被疏水化,则在涂敷有抗蚀剂后的工序中,在为了除去晶片W的背面侧的污浊而供给冲淡剂(稀释剂:thinner),从而清洗背面侧的处理时,容易不沾冲淡剂液,发生污浊残留的问题。
此外,为了实现处理室10的密闭,在容器本体11和盖体12之间,必须设置排气路径15、密封部件15a、密闭用排气单元16等的密闭机构而增加结构部件,结构变得复杂,所以在装置的组装作业上产生花费时间的问题。而且,结构变得复杂,容易发生装置的组装误差,还需要其调整作业、有无组装误差的检测和管理等,有作业者的负担增大的问题。
而且,所述气体喷嘴17被形成为锥状,以使HMDS气体或N2气体遍及到处理室10内部,由此以面向晶片W向下方向呈雾状喷吹HMDS气体等而构成,但在这样的结构中,由于存在气体被强烈喷吹的区域和除此以外的区域,所以气流容易紊乱,在晶片W和盖体12之间容易发生紊流。因此,气体的迅速的扩散受到阻碍,所以HMDS气体和N2气体的置换难以进展,还有置换处理花费时间的问题。
因此,本发明人研究了以不密闭处理室的方式来防止来自处理室的气体漏泄的结构。可是,在专利文献1中,提出有将上侧结构构件和下侧结构构件接合而不使用夹具(clamp),从而将处理室内部维持为气密的结构,在专利文献2中,提出了将处理气体和置换气体通过相互不同的流路供给到处理室内部的技术,但这些技术不是使处理室不密闭来进行疏水化处理的技术,所以没有解决上述课题。
专利文献2:日本特开平1135125号公报
发明内容
本发明在这样的情况下完成,其目的在于,以不密闭处理室的方式防止来自处理室的气体的漏泄,并抑制对基板背面侧的气体的迂回进入。
因此,本发明的基板处理装置的特征在于,包括:
容器本体,其配有基板的载置台,并且上部侧开口;
盖体,在其周边部分通过间隙靠近或接触该容器本体的周边部分的状态下覆盖该容器本体,从而划分形成基板的处理室;
处理气体供给部,从所述处理室的中央上部向所述载置台上的基板供给处理气体;
处理气体排气路径,用于在将处理气体从该处理气体供给部供给到处理室内部时,从所述载置台上的比基板更靠外侧的位置对处理室的内部进行排气;
吹扫气体供给路径,在所述容器本体的周边部分和所述盖体的周边部分之间,沿着所述处理室的周向开口;
流出路径,沿着处理室的周向形成,以使从该吹扫气体供给路径供给到所述周边部分间的吹扫气体流出到处理室的外部;以及
气流流通用的间隙,在所述容器本体的周边部分和盖体的周边部分之间,从所述吹扫气体供给路径的开口部遍及至处理室内部,并且沿着处理室的周向形成,其中,
来自所述处理气体供给部的处理气体的供给流量比处理气体排气路径中的排气流量小,利用这些流量之差产生的处理室内部的负压,将从所述吹扫气体供给路径供给的吹扫气体通过所述气体的流通用的间隙而被引入到处理室内部。
此时,也可以是以下结构,在所述容器本体的周边部分和盖体的周边部分之间,配置有暂时积存吹扫气体的缓冲室,其面临所述吹扫气体供给路径的开口部,并且沿着处理室的周向设置。此外,所述流出路径可以被设置在容器本体或盖体中,以在所述气体的流通用的间隙中开口而形成。而且,所述流出路径也可以被设置在容器本体或盖体中,以在所述气体的流通用的间隙中开口,并且在所述缓冲室中开口而形成。而且,所述流出路径也可以是从所述吹扫气体供给路径的开口部在外侧位置在容器本体的周边部分和盖体的周边部分之间形成的间隙。所述处理气体排气路径优选是以从所述载置台上的比基板更靠上方侧的外侧对处理室的内部进行排气而形成。
此外,本发明的基板处理方法的特征在于,包括:
将基板装载在设置在上部侧开口的容器本体的内部的载置台上的步骤;
接着,在盖体的周边部分通过间隙靠近所述容器本体的周边部分的状态或接触其的状态下,利用盖体覆盖所述容器本体,从而划分形成基板的处理室的步骤;
接着,从所述处理室的中央上部对所述载置台上的基板供给处理气体的步骤;
在处理气体被供给到所述处理室内部时,从在所述载置台上的基板的外侧设置的处理气体排气路径对处理室的内部进行排气的步骤;以及
在所述容器本体的周边部分和所述盖体的周边部分之间,从沿着该容器本体的周向开口的吹扫气体供给路径供给吹扫气体的步骤,其中,
在向所述处理室内部供给处理气体时,使对处理室内部的处理气体的供给流量比处理气体排气路径中的排气流量小,从而利用由这些流量之差产生的处理室内部的负压,使从所述吹扫气体供给路径供给的吹扫气体在所述容器本体的周边部分和盖体的周边部分之间,从所述吹扫气体供给路径的开口部遍及至处理室内部,并且通过沿着处理室的周向形成的气体的流通用的间隙而形成被引入到处理室内部的状态。
此外,本发明的存储介质,存储有在处理室的内部对基板供给处理气体的基板处理装置所使用的计算机程序,其特征在于,
所述程序组成步骤群,以执行所述基板处理方法。
根据本发明,对处理室供给的处理气体的供给流量比从处理室所排气的排气流量小,通过由这些流量之差产生的处理室内部的负压,吹扫气体从处理室的周边部分的间隙被引入到处理室内部,所以通过该吹扫气体而防止处理室内部的气体的漏泄。此外,通过向处理室的内部引入吹扫气体,防止处理室的内部成为负压,所以对基板的背面侧的气体的迂回进入被抑制。
附图说明
图1是表示本发明的疏水化处理装置的一个实施方式的剖面图。
图2是表示上述疏水化处理装置的一部分的立体图。
图3是表示由上述疏水化处理装置进行的疏水化处理方法的工序图。
图4是表示由上述疏水化处理装置进行的疏水化处理方法的工序图。
图5是表示由上述疏水化处理装置进行的疏水化处理方法的工序图。
图6是表示上述疏水化处理装置中的气体的流动的局部剖面图。
图7是表示上述疏水化处理装置的其他例子的局部剖面图。
图8是表示被装入上述疏水化处理装置的抗蚀剂图形形成装置的平面图。
图9是表示上述抗蚀剂图形形成装置的立体图。
图10是表示上述抗蚀剂图形形成装置的剖面图。
图11是表示为了确认本发明的效果所进行的晶片W的背面侧的接触角的测量数据的特性图。
图12是表示为了确认本发明的效果所进行的晶片W的背面侧的接触角的测量数据的特性图。
图13是表示以往的疏水化处理装置的剖面图。
图14是表示以往的疏水化处理方法的工序图。
标号说明
2 容器本体
20 处理室
3 盖体
4 载置台
5 处理气体供给部
61 处理气体排气路径
7 缓冲室
71 吹扫气体供给路径
74 吹扫气体供给孔
75 流出路径
81 排气路径
84 排气单元
9 控制部
V1~V3 流量调整阀
V4 排气流量调整阀
W 半导体晶片
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式,以对于基板例如晶片W进行疏水化处理的疏水化处理装置中采用本发明的基板处理装置的情况为例来说明。图1是上述疏水化处理装置的纵向剖面图。该疏水化处理装置包括:上部侧开口的容器本体2;以及为了覆盖该容器本体2的上部开口所设置的盖体3。
上述容器本体2包括:侧壁部21和底壁部22;以及为了由该底壁部22支承所设置的晶片W的载置台4,在本例中,上述底壁部22仅形成在支承载置台4的周边部分的区域为止,上述载置台4还构成容器本体2的一部分。这里,也可以为了支承载置台4的整个背面而构成上述底壁部22,并通过侧壁部21和底壁部22构成容器本体2。在上述载置台4的内部,设有未图示的加热装置。
另一方面,盖体3包括侧壁部31和上壁部32。在本例中,对于构成容器本体2的周边部分的侧壁部21的上面,在构成盖体3的周边部分的侧壁部31的下面通过间隙G接近的状态下,通过由盖体3覆盖上述容器本体2,容器本体2的上部侧开口由盖体3关闭,在它们之间划分形成处理室20。这里,上述间隙G在本例中是指在容器本体2的侧壁部21上面的外缘附近和盖体3的侧壁部31下面的外缘附近之间形成的0.5mm~2mm左右的间隙。这样形成的处理室20的高度方向的大小,即载置台4表面和上壁部32的下面之间的距离L1例如被设定为3mm~10mm左右。
在上述载置台4中,设有用于在与未图示的外部的搬送单元之间进行晶片W交送的多个升降销41,该升降销41通过升降机构42构成为能够自由升降。图中43是被设置在载置台4的背面侧,包围该升降机构42的周围的覆盖体。上述容器本体2和盖体3相互相对自由升降地构成,在本例中,盖体3构成为通过升降机构23,在与容器本体2连接的处理位置和位于容器本体2上方侧的基板搬入搬出位置之间自由升降。
此外,在上述处理室20的内部,相对于上述载置台4上的基板,为了从上述处理室20的中央上部供给处理气体,例如在上述盖体3的背面侧中央部分设有处理气体供给部5。如图1的(b)所示,该气体供给部5的纵向剖面形状构成为下侧较窄的大致梯形形状,下端面比上端面小,构成带有锥体的圆柱体形状,在其内部形成大致垂直的气流路径51。此外,在其侧面,在上述侧面的整个周向上设置有规定的间隔来形成例如直径为0.5mm~2mm左右大小的多个气体供给孔52。
而且,在上述盖体3的内部,形成有与上述气体供给部5的气流路径51连接的气体供给路径33。在本例中,上述气体供给路径33以在盖体3的上方侧弯曲而大致水平延长的方式形成,该气体供给路径33的上游端通过气体供给管61连接到作为疏水化处理用的气体的HMDS气体的供给源62,并且连接到作为置换气体的N2气体的供给源63。
在上述气体供给管61中,在HMDS气体的供给源62和气体供给路径33之间,设有用于调整HMDS气体的供给流量的第一流量调整阀V1,同时,在N2气体的供给源63和气体供给路径33之间,设有用于调整N2气体的供给流量的第二流量调整阀V2。这些流量调整阀V1、V2具备开闭功能和流量调整功能,通过这些流量调整阀V1、V2,对气体供给路径33供给的气体,在HMDS气体和N2气体之间被切换,并且各自的气体在其供给流量进行过调整的状态下被供给到处理室20内部。
此外,在上述容器本体2的周边部分和盖体3的周边部分之间,沿着处理室20的周向形成有缓冲室7。在本例中,在上述容器本体2的侧壁部21的上面和盖体3的侧壁部31的下面之间,在盖体3的侧壁部31的内部,为了围住在上述处理室20的内部所装载的晶片W的周围,作为环状连续的空间形成上述缓冲室7。
在该缓冲室7中,通过吹扫气体供给路径71,供给作为吹扫气体的N2气体,上述吹扫气体被暂时积存。该吹扫气体供给路径71例如其直径被设定为0.5mm~2mm左右,在容器本体2的侧壁部21的内部大致垂直地形成,以使其贯通该侧壁部21,在形成有处理室20时,为了吹扫气体供给路径71的下游端对缓冲室7开口,多个吹扫气体供给路径71沿容器本体2的周向环状排列地形成。这样,吹扫气体供给路径71在容器本体2的周边部分和盖体3的周边部分之间,构成为沿着处理室20的周向开口。
此外,在容器本体2的下面中,为了与上述吹扫气体供给路径71的上游端连接,沿着容器本体2的周向设有环状的连续的气体供给室72,在该气体供给室72中,通过配有第三流量调整阀V3的吹扫气体供给管73,连接作为吹扫气体的N2气体的供给源(置换气体供给部)63。在本例中,吹扫气体的供给单元使用与对处理气体供给部5供给N2气体的供给单元共用的供给单元,但也可以准备各自不同的供给单元。
而且,在上述容器本体2的周边部分和盖体3的周边部分之间,用于将上述缓冲室7内的吹扫气体供给到处理室20内部的吹扫气体供给孔74连通到上述缓冲室7,并且在该缓冲室7中沿着周向形成。该吹扫气体供给孔74相当于从吹扫气体供给路径71的开口部遍及到处理室20内部,并且沿着处理室20的周向形成的气体流通用的间隙。在本例中,该吹扫气体供给孔74是在容器本体2的侧壁部21的上面和盖体3的侧壁部31的下面之间形成的间隙,并且是连续缝隙(slit)状地形成,其高度方向的长度L2例如被设定为1mm~3mm左右。
此处,在本例中,容器本体2的周边部分的高度位置被设定在稍高于载置台4上的晶片W表面的上方侧,例如位于1mm~3mm左右的上方侧,所以吹扫气体供给孔74的高度位置也被设定在稍高于载置台4上的晶片W表面的上方侧。
另一方面,在上述盖体3中,在从上述处理气体供给部5对处理室20内部供给处理气体时,从上述载置台4上的晶片W的外侧形成用于将处理室20内部排气的排气路径81。该排气路径81例如其直径被设定为1~2mm左右,为了使其上游端在上述载置台4上的晶片W的外边开口,例如在侧壁部31的内部,在该上游端向上述气体供给孔74开口的状态下,沿盖体3的周向环状等间隔地形成。这里,上述排气路径81的开口部和载置台4上的晶片W的外缘之间的距离例如优选设定为20mm~40mm左右。
此外,在上述盖体3的上壁部32的内部,在设有上述气体供给部分5的中央区域以外的区域中形成呈面状地延长,例如平面形状为链(link)形状,厚度为1mm~3mm左右大小的非常扁平的空腔部82。上述排气路径81的下游端连接到该空腔部82。而且,在该空腔部82中,例如在盖体3的中央附近区域,连接有多个、例如6个排气管83,该排气管83的下游端通过排气流量调整阀V4连接到构成排气单元84的喷射泵(ejector)。图2中的标号83a是表示连接到排气管83的排气口。在本例中,处理气体排气路径由在盖体3的内部形成的排气路径81和空腔部82构成。
而且,在上述盖体3中,为了从缓冲室7贯通盖体3而在上方侧延长的流出路径75,例如沿着处理室20的周向按规定的间隔设置。形成该流出路径75,以便使从上述吹扫气体供给路径71向容器本体2的周边部分和盖体3的周边部分之间供给的吹扫气体流出到处理室20之外。
上述疏水化处理装置构成为由控制部9控制。该控制部9例如由计算机构成,包括程序、存储器、CPU。在上述程序中,为了从控制部9向疏水化处理装置的各个单元传送控制信号,进行规定的疏水化处理而编入有命令(各个步骤)。该程序被存储在计算机存储介质例如软盘、光盘、硬盘、MO(光磁盘)等存储单元中而被安装在控制部9中。
这里,在上述程序中,还包含用于对盖体3的升降机构23、排气单元84、流量调整阀门V1、V2、V3、排气流量调整阀门V4进行控制的程序,根据控制部9的存储器中预先存储的工艺方案(processrecipe),上述升降机构23或排气单元84的驱动、各个阀门V1~V4的开度受到控制。有关对于晶片W进行疏水化处理或置换处理时的流量调整阀门V1、V2、V3及排气流量调整阀门V4的控制,按照来自处理气体供给部5的HMDS气体或N2气体的供给流量比处理气体排气路径中的排气流量小的方式被控制。
接着,使用图3~图5说明本发明的疏水化处理方法。首先,通过控制部9,选择目标的疏水化处理的工艺方案。在控制部9,基于该工艺方案,对疏水化处理装置的各个单元输出控制信号,由此对晶片W进行规定的疏水化处理。
具体地说,首先,如图4的(a)所示,使盖体3上升至上述搬入搬出位置,将晶片W从由此形成的开口部搬入到处理室20内部,通过未图示的外部的搬送单元和升降销41的协同作业,将晶片W装载在载置台4上。接着,如图4的(b)所示,使盖体3下降至上述处理位置,形成处理室20(步骤S1)。
接着,如图4的(b)所示,在处理室20内部供给HMDS气体,进行疏水化处理(步骤S2)。在该疏水化处理中,通过载置台4所内置的加热装置,将晶片W例如加热到90℃,同时将第一流量调整阀门V1按规定的开度打开,将HMDS气体例如以3000ccm左右的流量供给到处理室20内部。另一方面,将第三流量调整阀门V3、排气流量调整阀门V4分别按规定的开度打开,同时使排气单元84动作,将处理室20内部以例如处理气体排气路径中的排气流量为5000ccm~15000ccm左右的排气流量进行排气。由此,为了使处理室20中所供给的HMDS气体的供给流量比处理气体排气路径中的排气流量小,一边控制第一流量调整阀门V1、排气流量调整阀门V4,一边进行对处理室20内部的HMDS气体的导入和对缓冲室7的吹扫气体的导入,以及处理室20内部的排气,在该状态下,使处理室20内部充满HMDS气体,从而对晶片W进行30秒左右疏水化处理。此时,期望吹扫气体的供给量例如被设定为5000ccm~15000ccm左右。
接着,如图5的(a)所示,在处理室20内部供给N2气体而进行置换处理(步骤S3)。即,关闭第一流量调整阀门V1,以规定的开度打开第二流量调整阀门V2,将N2气体例如以3000~10000ccm左右的流量供给到处理室20内部。另一方面,第三流量调整阀门V3、排气流量调整阀门V4及排气单元84例如处于与疏水化处理时相同的状态。由此,为了使处理室20中所供给的N2气体的流量比处理气体排气路径中的排气流量小,一边控制第二流量调整阀门V2、排气流量调整阀门V4,一边进行对处理室20内部的N2气体的导入和对缓冲室7的吹扫气体的导入,以及处理室20内部的排气,进行10秒左右的置换处理。此时,缓冲室7所导入的吹扫气体的供给流量,例如被设定为与疏水化处理时相同。由此,在处理室20内部被氮气置换后,将流量调整阀门V2、V3、排气流量调整阀门V4关闭,同时将排气单元84停止,接着使盖体3上升至上述搬入搬出位置,将晶片W搬出到外部(参照图5的(b),步骤S4)。
这里,关于处理室20内部的气体的流动,以从处理气体供给部5供给HMDS气体的情况为例,一边参照图6一边说明。从载置台4上的晶片W的大致中央部分的上方侧供给HMDS气体,由于在上述晶片W的上方侧旁边,从在缓冲室7的跟前(正前)侧开口的排气路径81被排气,所以HMDS气体在晶片W的上方侧从中央部分向外缘部分扩散,处理室20内部成为被HMDS气体充满的状态。由此,晶片W的表面侧以及外边缘等接触HMDS气体的区域被疏水化。
另一方面,在缓冲室7中,从吹扫气体供给路径71被供给吹扫气体,如上所述,在处理室20中,为了使处理气体排气路径中的排气流量比来自处理气体供给部5的HMDS气体的供给流量大,控制第一流量调整阀门V1以及排气流量调整阀门V4各自的开度,所以处理室20内部因上述HMDS气体的供给流量和上述排气流量之差而成为负压。因此,利用该处理室20内部的负压,缓冲室7内部的吹扫气体通过吹扫气体供给孔74,被引入到处理室20侧。由此,成为从吹扫气体供给孔74面向处理室20侧始终被引入吹扫气体的状态,该吹扫气体与HMDS气体一起通过排气路径81而被排气。
而且,为了在缓冲室7中形成流出路径75,在向缓冲室7内部的吹扫气体的供给流量较多的情况下,吹扫气体从此向处理室20的外面流出,由此处理室20内部被大致维持在大气压。再有,从流出路径75流出的吹扫气体,通过在容纳有疏水化处理装置的未图示的机壳中设置的排气路径而被排气到装置的外部。这里,为了始终从缓冲室7对处理室20内部供给吹扫气体,需要将对缓冲室7内部的吹扫气体的供给流量设定得大于从缓冲室7向处理室20引入的吹扫气体的量,考虑对处理室20内部的HMDS气体的供给流量和来自处理室20的排气流量来设定上述吹扫气体的供给流量。此时,即使对缓冲室7的吹扫气体的供给量过大,如上所述,由于从流出路径75向处理室20外部排气,所以也没有问题。
置换处理时的N2气体的流动,与疏水化处理时的HMDS气体的流动相同,以使处理气体排气路径中的排气流量大于来自处理气体供给部5的N2气体的供给流量的方式进行控制,所以利用因上述N2气体的供给流量和上述排气流量之差产生的处理室20内部的负压,缓冲室7内部的吹扫气体被引入到处理室20侧,与N2气体一起通过排气路径81被排气。此外,缓冲室7内部的剩余的吹扫气体由流出路径75向处理室20的外面流出,由此处理室20内部被大致维持在大气压。
这样,在本发明的疏水化处理装置中,在进行疏水化处理或置换处理期间,在容器本体2的周边部分和盖体3的周边部分之间,处于吹扫气体从沿着处理室20的周向形成的间隙(吹扫气体供给孔74)被引入到处理室20侧的状态,所以如果从处理室20内部侧来看,从处理室20的外周的容器本体2和盖体3之间的间隙,始终被导入吹扫气体的气流以包围处理室20,成为吹扫气体的气帘(air curtain)存在的状态。因此,通过该气帘,处理室20内部的HMDS气体或N2气体进入容器本体2和盖体3之间的间隙受到阻止,所以上述HMDS气体等向处理室20的外部的漏泄受到抑制。因此,即使没有使处理室20成为密闭结构,也防止了来自容器本体2和盖体3之间的间隙的处理室20内部的气体漏泄。
如上所述,在本发明中,不需要密闭处理室20来进行疏水化处理或置换处理,所以不需要将处理室20密闭的机构,排气单元也为一个即可,所以结构部件或功能部件等使用部件数被削减,部件成本变得便宜。此外,由于能够实现结构的简化,所以装置的组装作业变得容易。而且,由于是简单结构,所以不易产生装置的组装误差,还可以简化其调整作业、有无组装误差的检查的检测工序或管理工序,具有减轻作业者的负担的优点,由于能够削减密闭化功能,所以还具有能够降低动力成本的优点。
而且,不需要将处理室20密闭,所以不需要现有技术中进行的对处理室的晶片搬入后的处理室密闭工序、置换处理后从处理室搬出晶片前的处理室敞开工序(参照图14),如图3所示,如对处理室20的晶片搬入→疏水化处理→置换处理→来自处理室20的晶片搬出那样进行,可以削减处理步骤,由此,与现有技术相比,可以缩短整体的处理时间,可以提高生产率。
而且,在本发明中,由于在缓冲室7中设有流出路径75,所以通过分别进行控制,以使处理气体排气路径中的排气流量比对处理室20的HMDS气体的供给流量大,并且使对缓冲室7的吹扫气体的供给流量比从缓冲室7引入到处理室20侧的吹扫气体的流量大,从而从缓冲室7向处理室20侧供给吹扫气体,以使处理室20自动地成为大气压,用于将处理室20维持在大气压的压力控制变得容易。
这样,在疏水化处理时或置换处理时,由于防止处理室20内部为负压,所以升降销41的移动区域或覆盖体43内为负压,由此可以防止发生HMDS气体迂回进入到晶片W的背面侧的现象,防止疏水化处理进行至晶片W的背面侧。由此,晶片W的背面侧的疏水化被抑制,所以在涂敷有抗蚀剂后的除去晶片W的背面侧的污浊的工艺中,上述背面侧可以通过冲淡剂迅速地清洗,可以容易地进行该工艺。
而且,排气路径81以在晶片W的外缘部分上方侧开口的方式形成在盖体3的内部,所以HMDS气体在处理室20的内部,从晶片W的上方侧中央部分向外缘部分流动,进而在缓冲室7跟前(正前)通过排气路径81进一步通气到上方侧。这样,在处理室20内部,形成从晶片W的中央部分向外缘部分,还向着上方侧的气流,所以在向晶片W的背面侧的路径中气体难以流动,从这方面来看,也不易发生对晶片W的背面侧的HMDS气体的迂回进入现象。
此外,上述处理气体排气路径,其上游端在载置台4上的晶片的上方侧旁边开口,接着在盖体3的内部中弯曲地水平延长,连接到在盖体3的中央部分附近设置的排气管83。通过这样构成,可以较长地获得处理气体排气路径,所以具有能够将气体更均匀地排出的优点。
而且,吹扫气体被暂时地供给到链状形成的气体供给室72,从这里通过在气体供给室72的上部沿周向设置的吹扫气体供给路径71而被供给到缓冲室7内部。由此,气体供给室72内部的吹扫气体,通过吹扫气体供给路径71周向均等地向缓冲室7内部供给,所以从吹扫气体供给孔74按在处理室20的周向上大致均匀地供给流量,被引入到处理室20侧。
此外,从处理气体供给部5供给的HMDS气体或N2气体,通过在上述处理气体供给部5中沿周向设置的气体供给孔52供给到处理室20内部,所以在从上述气体供给孔52被压出的状态下,以从处理室20的中央部分向边缘部分慢慢扩散的方式来供给。因此,没有如现有技术那样将气体向下方向呈雾状喷射的结构,在处理室20内部气流紊乱而产生紊流的危险。由此,由于气体迅速地从处理室20的中央部分向周边侧扩散,所以HMDS气体或N2气体更均匀地遍及在处理室20内部,在疏水化处理时,在晶片W的面内不易发生HMDS气体的浓度不均匀,可以进行面内均匀性较高的疏水化处理。此外,在上述置换处理时,HMDS气体和N2气体的置换也迅速地进展,在晶片W的面内也不易发生上述置换处理的进展程度不均匀,能够缩短该置换处理所需的时间。
此外,还假设处理室20在使用中因某些原因而变形,处理室20旁边部分的间隙G在周向上不均匀,这样间隙G在周向上不均匀时,有发生处理室20内部的气流的紊乱,来自该疏水化处理装置的外部的气流流入等危险,但在本例中,将排气路径81的处理室20侧的开口部的位置形成在盖体3的侧壁部31的缓冲室7跟前(正前)侧附近,将上述排气路径81的开口部和晶片W的外缘之间的距离尽可能增大,所以即使在上述间隙G不均匀的情况下,也容易保持处理室20内部的气体流量和从缓冲室7导入的吹扫气体流量之间的平衡,抑制处理室20内部的气流的紊乱,可以稳定进行均匀的疏水化处理。而且,通过例如将排气路径81的开口部和缓冲室7的内缘之间的距离减小,即使假如从该疏水化处理装置的外部流入有气流,由于也从排气路径81直接被排气,所以可以防止对晶片W附近的上述气流的流入。
但是,上述排气路径81的处理室20的开口部的位置,在处理室20内部所装载的晶片W的旁边,只要比吹扫气体供给路径71位于内侧即可,如图7所示,也可以形成在盖体3的上壁部32中。
接着,简单地说明一例在装入有上述疏水化处理装置的涂敷、显影装置中,连接有曝光部(曝光装置)的抗蚀剂图形形成装置。图8是上述装置的平面图,图9是该装置的立体图。在该装置中,设有载运架块S1(carrier block),在该块S1中,构成为从载置台101上装载的密闭型的载运架100来交送臂C所取出晶片W,交送到该块S1所相邻的处理块S2,并且上述交送臂C接受在处理块S2中进行了处理的处理完毕的晶片W,并将其返回到上述载运架100。
如图9所示,上述处理块S2从下向上依次层叠构成在本例中用于进行显影处理的第一块(DEV层)B1、用于进行在抗蚀剂膜的下层侧形成的防反射膜的形成处理的第二块(BCT层)B2、用于进行抗蚀剂液的涂敷处理的第三块(COT层)B3、和用于进行在抗蚀剂膜的上层侧形成的防反射膜的形成处理的第四块(TCT层)B4。
上述第二块(BCT层)B2和第四块(TCT层)B4包括:涂敷单元(unit),通过旋转涂敷来涂敷用于形成各个防反射膜的药液;加热和冷却***的处理单元组,用于进行在该涂敷单元中进行的处理的预处理和后处理;以及运送臂A2、A4,其被设置在上述涂敷单元和处理单元组之间,在它们之间进行晶片W的交送。在第三块(COT层)B3中,除上述药液为抗蚀剂液,装入有上述疏水化处理装置以外,为相同的结构。另一方面,对于第一块(DEV层)B1,例如在一个DEV层B1内显影单元102被两层地层叠。而且,在该DEV层B1内,在这些两层的显影单元102中设有用于运送晶片W的公用的运送臂A1。而且,在处理块S2中,如图8和图10所示,设有搁板单元U5,在该搁板单元U5的各个部分之间,通过上述搁板单元U5附近设置的升降自由的交送臂D1来运送晶片W。
在这样的抗蚀剂图形形成装置中,来自载运架块S1的晶片W在上述搁板单元U5的一个交送单元、例如在对应第二块(BCT层)B2的交送单元CPL2中通过交送臂C被依次运送,晶片W从这里通过交送单元CPL3和运送臂A3被搬入到第三块(COT层)B3中,在疏水化处理装置中晶片表面被进行疏水后,形成抗蚀剂膜。抗蚀剂膜形成后的晶片W通过运送臂A3,被交送到搁板单元U5的交送单元BF3。
然后,在这种情况下,晶片W通过交送单元BF3→交送臂D1→交送单元CPL4交送到运送臂A4,在抗蚀剂膜上面形成防反射膜后,由运送臂A4交送到交送单元TRS4。再有,还有在抗蚀剂膜的上面不形成防反射膜的情况,取代对晶片W进行疏水化处理,用第二块(BCT层)B2形成防反射膜的情况。
另一方面,在DEV层B1内的上部,设有作为专用搬送单元的穿梭臂(shuttle arm)E,用于将晶片W从在搁板单元U5中设置的交送单元CPL11直接运送到在搁板单元U6中设置的交送单元CPL12。形成有抗蚀剂膜进而形成有防反射膜的晶片W,利用交送臂D1通过交送单元BF3、TRS4被交送到交送单元CPL11,从这里通过穿梭臂E被直接运送到搁板单元U6的交送单元CPL12,被取入到界面块(interfaceblock)S3。再有,图10中的CPL所带有的交送单元兼作调温用的冷却单元,BF所带有的交送单元兼作可装载多枚晶片W的缓冲单元。
接着,晶片W通过界面臂B被运送到曝光装置S4,在这里进行规定的曝光处理后,被装载在搁板单元U6的交送单元TRS6上而返回到处理块S2。返回的晶片W在第一块(DEV层)B1进行显影处理,通过运送臂A1被运送到搁板单元U5中的交送臂C的选取范围(访问范围)的交送台,通过交送臂C返回到载运架100。再有,在图8中,U1~U4是叠层有各个加热部和冷却部等的处理单元组,在第三块(COT层)B3中,在该处理单元组中装入上述疏水化处理装置。
在本发明中,在从处理气体供给部5对处理室20内部供给的处理气体中,除了HMDS气体以外,还包含置换气体。此外,本发明的疏水化装置也可以构成为,在将容器本体2的周边部分和盖体3的周边部分相互地接触的状态下,通过由盖体3覆盖上述容器本体2的上部侧开口,从而划分形成基板的处理室20。
此外,如果缓冲室7在容器本体2和盖体3的周边部分中,是面临吹扫气体供给路径71的开口部,并且沿着处理室20的周向设置的结构,则也可以形成在容器本体2侧,如果其形状是吹扫气体暂时积存的结构,则不限于上述例子。
而且,也可以为以下结构:不设置缓冲室7,在容器本体2的周边部分和盖体3的周边部分之间,以沿上述处理室20的周向开口来设置吹扫气体供给路径71,从上述吹扫气体供给路径71的开口部遍及处理室20内部,并且沿着处理室的周向形成气体的流通用的间隙。此外,吹扫气体的流出路径75被设置在容器本体2或盖体3中,在上述气体的流通用的间隙中开口即可,也可以是在距上述吹扫气体供给路径71的开口部的外侧位置,容器本体2的周边部分和盖体3的周边部分之间形成的间隙。
来自上述处理气体供给部5的处理气体的供给流量也可以通过质量流量表(mass flow meter)进行调整,处理气体排气路径内的排气流量也可以由排气单元84的输出来控制。此时,可以将处理气体的供给流量和处理气体排气路径内的排气流量双方同时地控制,例如也可以使排气流量一定,对处理气体的供给流量进行控制。
本发明除了疏水化处理以外,还可以适用于低氧浓度处理敞开等的基板处理。此外,本发明除了半导体晶片W以外,例如还可以适用于LCD基板、掩模基板等的处理。
【实施例】
以下说明为了确认本发明的效果所进行的实施例。在以下实验中,使用图1所示的疏水化处理装置进行了实验。
在上述疏水化处理装置中搬入晶片W,在HMDS气体流量为3000ccm、晶片温度为90℃、处理气体排气路径内的排气流量为10000ccm、吹扫气体流量为10000ccm的条件下进行30秒的上述疏水化处理,接着,在N2气体流量为5000ccm、处理气体排气路径内的排气流量为10000ccm、吹扫气体流量为10000ccm的条件下进行10秒的上述置换处理后搬出晶片W,对于其内的两枚晶片W1、W2,晶片背面侧是否被疏水化处理,通过测量接触角进行了评价。
这里,使用Drop-Master500R(协和界面科学株式会社制)作为测量器,使用纯水和环己酮(cyclohexanone)作为测量溶剂来进行上述接触角的测量。此外,该接触角的测量,对于通过晶片W的中心,并且作为通过缺口(notch)的第一线,距晶片W外缘5mm内侧的区域的31个部位,以及通过晶片W的中心,并且与上述第一线正交的第二线,距晶片W外缘5mm内侧的区域的31个部位来进行。这里,对于晶片W未进行疏水化处理的区域,接触角接近0度,进行了疏水化处理的区域,接触角变大。
图11表示使用纯水作为测量溶剂情况下的接触角的测量数据,图12表示使用环己酮作为测量溶剂情况下的接触角的测量数据。这里,图11的(a)、图12的(a)表示沿上述第二线测量时的数据,图11的(b)、图12的(b)表示沿上述第一线测量时的数据。此外,图中□是晶片W1的测量数据,△是晶片W2的测量数据,◆是未进行疏水化处理的晶片W0的测量数据。
其结果,无论哪种情况,晶片W1和晶片W2的测量数据,在距晶片外缘10mm左右内侧的区域中,尽管相对于未进行疏水化处理的晶片W0的测量数据,接触角多变大,但在比其靠内侧的区域中晶片W1、W2的测量数据与晶片W0的测量数据基本相同,所以确认了以下事实:在距晶片外缘10mm左右内侧的区域中,尽管进行了疏水化处理,但在比其靠内侧的区域中没有进行疏水化处理。
由此可理解,通过使用本发明的疏水化处理装置进行疏水化处理,防止因HMDS气体较大地迂回进入至晶片W的背面侧而被进行疏水化处理。此外,在晶片W背面侧,距外缘10mm左右内侧的区域被疏水化,但只要是该程度,则在后面的背面侧清洗工序中不会产生问题。
Claims (10)
1.一种基板处理装置,其特征在于,包括:
容器本体,该容器本体配置有基板的载置台,并且上部侧开口;
盖体,在其周边部分通过间隙靠近或接触该容指本体的周边部分的状态下覆盖该容器本体,从而划分形成基板的处理室;
处理气体供给部,该处理气体供给部从所述处理室的中央上部向所述载置台上的基板供给处理气体;
处理气体排气路径,该处理气体排气路径用于在将处理气体从该处理气体供给部供给到处理室内部时,从所述载置台上的比基板更靠外侧的位置对处理室的内部进行排气;
吹扫气体供给路径,该吹扫气体供给路径在所述容器本体的周边部分和所述盖体的周边部分之间,沿着所述处理室的周向开口;
流出路径,该流出路径沿着处理室的周向形成,以使从该吹扫气体供给路径供给到所述周边部分间的吹扫气体流出到处理室的外部;以及
气流流通用的间隙,该气流流通用的间隙在所述容器本体的周边部分和盖体的周边部分之间,从所述吹扫气体供给路径的开口部遍及至处理室的内部,并且沿着处理室的周向形成,其中,
来自所述处理气体供给部的处理气体的供给流量比处理气体排气路径中的排气流量小,利用这些流量之差产生的处理室内部的负压,将从所述吹扫气体供给路径供给的吹扫气体通过所述气体的流通用的间隙而被引入到处理室内部。
2.如权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
在所述容器本体的周边部分和盖体的周边部分之间,配置有用于暂时积存吹扫气体的缓冲室,其面临所述吹扫气体供给路径的开口部,并且沿着处理室的周向设置。
3.如权利要求1或2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述流出路径被设置在容器本体或盖体中,并且在所述气体的流通用的间隙中开口。
4.如权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述流出路径被设置在容器本体或盖体中,在所述气体的流通用的间隙中开口,并且在所述缓冲室中开口。
5.如权利要求1或2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述流出路径是从所述吹扫气体供给路径的开口部在外侧位置在容器本体的周边部分和盖体的周边部分之间形成的间隙。
6.如权利要求1或2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述处理气体排气路径从所述载置台上的比基板更靠上方侧的外侧对处理室的内部进行排气。
7.如权利要求3所述的基板处理装置,其特征在于,
所述处理气体排气路径从所述载置台上的比基板更靠上方侧的外侧对处理室的内部进行排气。
8.如权利要求4所述的基板处理装置,其特征在于,
所述处理气体排气路径从所述载置台上的比基板更靠上方侧的外侧对处理室的内部进行排气。
9.如权利要求5所述的基板处理装置,其特征在于,
所述处理气体排气路径从所述载置台上的比基板更靠上方侧的外侧对处理室的内部进行排气。
10.一种基板处理方法,其特征在于,包括:
将基板装载在设置于上部侧开口的容器本体的内部的载置台上的步骤;
接着,在盖体的周边部分通过间隙靠近或接触所述容器本体的周边部分的状态下,利用盖体覆盖所述容器本体,从而划分形成基板的处理室的步骤;
接着,从所述处理室的中央上部对所述载置台上的基板供给处理气体的步骤;
在处理气体被供给到所述处理室的内部时,从在所述载置台上的基板的外侧设置的处理气体排气路径对处理室的内部进行排气的步骤;以及
在所述容器本体的周边部分和所述盖体的周边部分之间,从沿着该容器本体的周向开口的吹扫气体供给路径供给吹扫气体的步骤,
在向所述处理室内部供给处理气体时,使对处理室内部的处理气体的供给流量比处理气体排气路径中的排气流量小,从而利用由这些流量之差产生的处理室内部的负压,使从所述吹扫气体供给路径供给的吹扫气体在所述容器本体的周边部分和盖体的周边部分之间,从所述吹扫气体供给路径的开口部遍及至所述处理室内部,并且通过沿着处理室的周向形成的气体的流通用的间隙而形成被引入到处理室内部的状态。
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