CN111052314B - 基板处理装置及基板处理方法 - Google Patents
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Abstract
基板处理装置(1)具备有:第1清洗液供给部(3),其将碱性或酸性的第1清洗液供给至基板(9)的主表面(91);及第2清洗液供给部(4),其将含有增粘剂并且具有较第1清洗液高的粘度的第2清洗液供给至主表面(91)。在第1清洗液及第2清洗液中的一清洗液存在于主表面(91)的状态下,另一清洗液被供给至主表面(91)。由此,可更确实地去除基板(9)的主表面(91)上不需要的物质。
Description
技术领域
本发明涉及基板处理装置及基板处理方法。
背景技术
以往,在半导体基板(以下简称为“基板”)的制程中,会对基板的表面进行清洗处理。例如,在日本特表2012-533649号公报中,揭示有自基板表面将污染物质去除的清洗剂。该清洗剂具备有溶剂与由1个以上的高分子化合物所构成的聚合物,该聚合物具备有自基板的表面将污染物质捕捉并加以引入的较长的聚合物链。另外,该清洗剂的粘度为约10cP(centipoise;厘泊)~约100000cP的范围。
再者,在山内慎及另外两位所发表的“利用PTV(粒子追踪测速术;Particletracking velocimetry)的液液二相流的水滴界面附近的流动测量”(多相流、日本多相流学会、2000年、第14卷、第4号、p.466-472)中,在玻璃制的薄壁圆管内充满硅油,以摄影机拍摄使含有追踪粒子(tracer particle)的离子交换水(ion-exchanged water)的水滴在硅油内沉降的状况,由此确认在水滴的内部有涡状流动的发生。
然而,即便在使用清洗液的情形时,仍有无法适当地去除基板的主表面上的不需要的物质(微粒等)的情形。因此,需要寻求使用清洗液而更确实地去除基板的主表面上的不需要的物质的新方法。
发明内容
本发明面向基板处理装置,其目的在于提供更确实地去除基板的主表面上的不需要的物质的新方法。
本发明的基板处理装置具备有:第1清洗液供给部,其将碱性或酸性的第1清洗液供给至基板的主表面;以及第2清洗液供给部,其将含有增粘剂并且具有较上述第1清洗液高的粘度的第2清洗液供给至上述主表面;在上述第1清洗液及上述第2清洗液中的一清洗液存在于上述主表面的状态下,另一清洗液被供给至上述主表面。
根据本发明,可更确实地去除基板的主表面上不需要的物质。
在本发明一优选方式中,基板处理装置进一步具备有:冲洗液供给部,其在上述第1清洗液及上述第2清洗液被供给至上述主表面的后,对上述主表面供给冲洗液。
在本发明另一优选方式中,基板处理装置进一步具备有:基板保持部,其以水平的姿势保持上述基板;及基板旋转机构,其以垂直于上述主表面的轴为中心使上述基板保持部进行旋转;通过上述基板旋转机构对上述基板的旋转,被形成于上述主表面上的上述第1清洗液与上述第2清洗液的界面沿着上述主表面移动。
在该情形时,优选基板处理装置进一步具备有:控制部,其对上述第1清洗液供给部及上述第2清洗液供给部进行控制;通过上述控制部的控制,在上述一清洗液的液膜被形成于上述主表面上的状态下,上述另一清洗液被供给至上述主表面。
更佳通过上述另一清洗液被供给至上述主表面,在上述主表面上上述一清洗液被去除,并形成有上述另一清洗液的液膜,通过上述控制部的控制,在上述另一清洗液的液膜被形成于上述主表面上的状态下,上述一清洗液被供给至上述主表面。
在本发明的又一优选方式中,上述第1清洗液供给部或上述第2清洗液供给部具有将清洗液的液滴喷出的双流体喷嘴。
在本发明又一优选方式中,上述第1清洗液及上述第2清洗液为相同种类的清洗液。
在本发明一态样中,上述第1清洗液所包含增粘剂的浓度较上述第2清洗液低,或者,上述第1清洗液未含有增粘剂。
在本发明另一态样中,上述第2清洗液含有水,上述第2清洗液的上述增粘剂为水溶性高分子。
在本发明又一态样中,上述第1清洗液的粘度与上述第2清洗液的粘度的差为500mPa·s以上。
本发明亦面向基板处理方法。本发明的基板处理方法具备有:a)将碱性或酸性的第1清洗液、及含有增粘剂并且具有较上述第1清洗液高的粘度的第2清洗液中的一清洗液供给至基板的主表面的步骤;以及b)在上述一清洗液存在于上述主表面的状态下,将另一清洗液供给至上述主表面的步骤。
上述的目的及其他目的、特征、态样以及优点,可参照所附图式并通过以下所进行本发明的详细说明而被明确化。
附图说明
图1是显示第1实施方式的基板处理装置的构成的图。
图2是显示基板的清洗处理的流程的图。
图3是用以说明清洗处理的图。
图4是显示基板上的第1清洗液及第2清洗液的图。
图5是用以说明实验例的流程的图。
图6是显示实验例及比较例的去除率的图。
图7是用以说明清洗处理的其他例的图。
图8是用以说明清洗处理的其他例的图。
图9是用以说明清洗处理的其他例的图。
图10是用以说明清洗处理的其他例的图。
图11是用以说明清洗处理的其他例的图。
图12是用以说明清洗处理的其他例的图。
图13是用以说明清洗处理的其他例的图。
图14是显示第2实施方式的基板处理装置的构成的图。
具体实施方式
图1是显示本发明第1实施方式的基板处理装置1的构成的图。基板处理装置1是对基板的主表面供给清洗液而将该主表面加以清洗的装置。基板处理装置1具备有控制部10、旋转卡盘21、旋转马达22、杯体23。
控制部10负责基板处理装置1的整体控制。旋转卡盘21在其上表面具有省略图示的多个抽吸孔,基板9朝向下方的主表面被吸附于多个抽吸孔。由此,基板9以水平的姿势由旋转卡盘21所保持。在基板处理装置1中,亦可使用旋转卡盘21以外的基板保持部,例如,亦可设置有把持圆板状的基板9的外缘部的基板保持部。
在旋转卡盘21的下表面,连接有沿着上下方向(铅垂方向)伸长的轴(shaft)211。轴211的中心轴J1垂直于基板9朝向上方的主表面91,并通过基板9的中心。旋转马达22是基板旋转机构,使轴211进行旋转。由此,旋转卡盘21及基板9以中心轴J1为中心进行旋转。杯体23包围旋转卡盘21的周围。再者,在图1中,显示包含中心轴J1的面的杯体23的剖面。
基板处理装置1进一步具备有第1清洗液供给部3、第2清洗液供给部4、冲洗液供给部5、及喷嘴移动机构69。第1清洗液供给部3具备有喷嘴61、第1清洗液槽31、第1清洗液供给管32、及第1清洗液阀33。第1清洗液槽31贮存后述的第1清洗液。第1清洗液供给管32连接喷嘴61与第1清洗液槽31。第1清洗液阀33设于第1清洗液供给管32。如后述那样,在图1的基板处理装置1中,喷嘴61由第1清洗液供给部3、第2清洗液供给部4及冲洗液供给部5所共享。第2清洗液供给部4具备有喷嘴61、第2清洗液槽41、第2清洗液供给管42、及第2清洗液阀43。第2清洗液槽41贮存后述的第2清洗液。第2清洗液供给管42连接喷嘴61与第2清洗液槽41。第2清洗液阀43设于第2清洗液供给管42。
冲洗液供给部5具备有喷嘴61、冲洗液供给源59、冲洗液供给管52、及冲洗液阀53。冲洗液供给管52连接喷嘴61与冲洗液供给源59。冲洗液供给源59作为冲洗液的纯水的供给源。冲洗液阀53设于冲洗液供给管52。在基板处理装置1中,喷嘴61由第1清洗液供给部3、第2清洗液供给部4及冲洗液供给部5所共享,第1清洗液供给管32、第2清洗液供给管42及冲洗液供给管52在喷嘴61的附近成为1个供给管且连接于喷嘴61。喷嘴移动机构69使喷嘴61在对向于基板9的主表面91的位置与在水平方向上离开基板9的位置之间移动。
此处,第1清洗液是碱性或酸性的清洗液。碱性的第1清洗液例如为SC1(ammonia-hydrogen peroxide mixture:氨-过氧化氢水)或dNH4OH(经稀释的氢氧化铵)等。碱性的清洗液在后述的基板9的清洗中,可通过界面电位(zeta potential)抑制微粒朝向基板9的再次附着,而提升微粒的去除效率。酸性的第1清洗液例如为SC2(hydrochloric acid/hydrogen peroxide mixture:盐酸-过氧化氢水)或氢氟酸等。酸性的清洗液可效率佳地去除金属系的不需要的物质。就典型上,第1清洗液为水溶液。
第2清洗液是碱性或酸性的清洗液,或者为中性的清洗液。在第1清洗液为碱性的情形时,第2清洗液优选为碱性或中性的清洗液。在第1清洗液为酸性的情形时,第2清洗液优选为酸性或中性的清洗液。与第1清洗液相同地,碱性的第2清洗液可提升微粒的去除效率,而酸性的第2清洗液可效率佳地去除金属系的不需要的物质。碱性的第2清洗液的例子与第1清洗液相同,酸性的第2清洗液的例子亦与第1清洗液相同。在典型上,碱性或酸性的第2清洗液为水溶液,而含有水。中性的第2清洗液例如为水(如后述那样为添加有增粘剂的高粘度的水)。
优选第2清洗液为与第1清洗液相同种类的清洗液。亦即,除了后述的增粘剂以外,第1清洗液及第2清洗液所包含的成分彼此相同。由此,可容易地准备第1清洗液及第2清洗液。在第1清洗液及第2清洗液为相同种类的情形时,第2清洗液是碱性或酸性的清洗液。当然,第1清洗液及第2清洗液亦可为彼此不同种类的清洗液。
第2清洗液通过含有增粘剂,而具有较第1清洗液高的粘度。优选的增粘剂是具有水溶性的极性基(氢氧基、醚基、酰胺基等)的水溶性高分子。作为如此的增粘剂,例示有来自天然的淀粉、明胶(gelatin)、半合成的羧甲纤维素(CMC;carboxymethyl cellulose)、甲基纤维素(MC;methyl cellulose)等的纤维素衍生物(cellulose derivative)、聚乙烯醇(PVA;polyvinyl alcohol)、聚丙烯酸系聚合物、聚丙烯酰胺(PAM;polyacrylamide)、聚氧化乙烯(PEO;polyethylene oxide)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP;polyvinylpyrrolidone)等的合成系的水溶性高分子。亦可使用水溶性高分子以外的增粘剂。随着第2清洗液中增粘剂的浓度变高,第2清洗液的粘度变高。第2清洗液的粘度例如为500mPa·s(毫帕斯卡秒)以上,优选为650mPa·s以上。第2清洗液由于需要可自喷嘴61吐出的程度的流动性,因此第2清洗液的粘度为第2清洗液即将凝胶化前的粘度以下。优选第2清洗液的粘度为10000mPa·s以下。
如前所述,第1清洗液的粘度较第2清洗液的粘度低,例如,在第1清洗液未含有增粘剂,或者第1清洗液所含有的增粘剂的浓度较第2清洗液低。未含有增粘剂的第1清洗液的粘度例如为10mPa·s以下。含有增粘剂的第1清洗液的粘度例如为100mPa·s以下。第1清洗液的粘度与第2清洗液的粘度的差例如为500mPa·s以上,且优选为650mPa·s以上。冲洗液不含增粘剂,冲洗液的粘度例如为10mPa·s以下。冲洗液的粘度相较于第2清洗液的粘度充分地小。
其次,对于基板处理装置1中基板9的清洗处理进行说明。以下所说明的清洗处理,例如在对基板9的主表面91施以既定的前段处理后进行。该前段处理既可在图1的基板处理装置1进行,亦可在其他装置进行。作为在基板处理装置1进行的前段处理,例示有利用蚀刻液的蚀刻处理等。
图2是显示基板处理装置1中基板9的清洗处理的流程的图。在图2中以虚线所包围的处理(步骤S12a),在后述的其他清洗处理中进行。图3是用以说明清洗处理的图,其示意性地显示喷嘴61及基板9。在图3中,自左起依序显示对应于图2的步骤S11~S14的处理的状况,而分别标示与步骤S11~S14相同的附图标记(后述的图7至图13亦相同)。
清洗处理,首先,处理对象的基板9通过外部的搬送机构而朝向基板处理装置1被搬送。在基板处理装置1中,在主表面91朝向上方的状态下,基板9通过旋转卡盘21所保持。例如,在基板9的主表面91形成有图案。接着,喷嘴61通过喷嘴移动机构69被配置在对向于基板9的主表面91的中央的位置。另外,通过旋转马达22,开始基板9以既定的转速(旋转速度)的旋转。然后,通过开启第1清洗液阀33,第1清洗液经由喷嘴61被连续地供给至主表面91(步骤S11)。
第1清洗液通过基板9的旋转而扩展,如图3的最左者所示,主表面91由第1清洗液81所覆盖。换言之,第1清洗液81的液膜被形成于主表面91上。此处,在意指基板9上的第1清洗液的情形时,将其称为“第1清洗液81”(后述的第2清洗液82亦同)。再者,自进行旋转的基板9的主表面91飞散的第1清洗液,由杯体23所承接而被排出(后述的第2清洗液及冲洗液的供给时亦同)。第1清洗液的供给持续既定时间,其后,第1清洗液阀33被关闭。
若第1清洗液的供给结束,第2清洗液便通过开启第2清洗液阀43,而经由喷嘴61被供给至主表面91(步骤S12)。在第2清洗液的供给开始时,处于第1清洗液81的液膜被形成于主表面91上的状态。如图4所示,被供给至主表面91的中央的第2清洗液82,通过旋转马达22所进行基板9的旋转,而朝向基板9的外缘扩展。在主表面91上,粘度大幅相异的第2清洗液82与第1清洗液81不会立刻混合,而形成第2清洗液82与第1清洗液81的界面(液液界面)89。然后,该界面89沿着主表面91朝向基板9的外缘移动。
此时,通过在第2清洗液82与第1清洗液81的界面89所产生的剪应力,在主表面91上的第2清洗液82的界面89附近产生涡状的流动(参照图4中虚线的箭头A),附着于主表面91的微粒等不需要的物质P自主表面91被去除(剥离)。在主表面91上的第1清洗液81的界面89附近亦同。然后,若第2清洗液82扩展至基板9的外缘,如图3自左起第2者所示,第2清洗液82的液膜便被形成于主表面91上。若第2清洗液的供给持续既定时间,第2清洗液阀43便被关闭。
若第2清洗液的供给结束,第1清洗液便通过开启第1清洗液阀33,经由喷嘴61被供给至主表面91(步骤S13)。在第2次第1清洗液的供给开始时,处于第2清洗液82的液膜被形成于主表面91上的状态。被供给至主表面91的中央的第1清洗液81,通过基板9的旋转而朝向基板9的外缘扩展。由此,被形成于主表面91上的第1清洗液81与第2清洗液82的界面89沿着主表面91而朝向基板9的外缘移动。另外,在界面89附近,产生涡状的流动,附着于主表面91的不需要的物质P自主表面91被去除。然后,如图3自左起第3者所示,第1清洗液81的液膜被形成于主表面91上。若第1清洗液的供给持续既定时间,第1清洗液阀33便被关闭。
若第1清洗液的供给结束,冲洗液便通过开启冲洗液阀53,而经由喷嘴61被供给至主表面91(步骤S14)。由此,如图3的最右者所示,主表面91上的第1清洗液81被去除、即被置换为冲洗液。若冲洗液的供给持续既定时间,冲洗液阀53便被关闭。再者,亦可省略对主表面91供给第1清洗液的步骤S13,而在步骤S14中,通过冲洗液将主表面91上的第2清洗液82去除。然而,就通过冲洗液将主表面91上的清洗液适当地去除的观点而言,优选为冲洗处理在粘度较第2清洗液低的第1清洗液附着于主表面91上的状态下进行。
接着,通过使基板9的转速上升,进行基板9的干燥(步骤S15)。另外,与基板9的干燥并行地,喷嘴61通过喷嘴移动机构69而朝向离开基板9的位置移动。若基板9的干燥持续既定时间,旋转卡盘21的旋转便被停止。其后,基板9通过外部的搬送机构而自基板处理装置1被取出。由此,基板处理装置1中基板9的清洗处理结束。
此处,对使用第1清洗液及第2清洗液的实验例进行说明。图5是用以说明实验例的流程的图。在本实验例中,准备贮存第1清洗液的容器71、贮存第2清洗液的容器72、及贮存冲洗液的容器73。第1清洗液是通过将氨、过氧化氢、水以1:8:60的比例混合所生成的SC1。另外,第2清洗液是通过将作为增粘剂的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合至上述SC1所生成的。第2清洗液中PVP的浓度为50wt%。未含有PVP的SC1的第1清洗液的粘度约1mPa·s,而含有50wt%PVP的SC1的第2清洗液的粘度约650mPa·s。亦即,第2清洗液的粘度与第1清洗液的粘度的差约650mPa·s。冲洗液为纯水。
在本实验例中,准备在主表面形成有图案的板状的试料、及在主表面未形成有图案的板状的试料,并使粒径78nm的SiO2的微粒附着于两者。另外,通过微粒子测量器来测量附着于各试料的主表面的微粒数。然后,进行图5所示的清洗处理。在本实验例的清洗处理中,首先,将各试料浸渍于容器71的第1清洗液。接着,自容器71取出试料,并在表面附着有第1清洗液的状态下,将试料浸渍于容器72的第2清洗液。此外,将试料自容器72取出,并在表面附着有第2清洗液的状态下,将试料浸渍于容器71的第1清洗液。如此,对试料重复进行朝向容器71的第1清洗液的浸渍、及朝冋容器72的第2清洗液的浸渍既定次数。其后,将试料浸渍于容器71的第1清洗液,接着,浸渍于容器73的冲洗液。然后,通过对自容器73取出的试料喷吹氮气而使试料干燥。
在上述清洗处理之后,再次测量附着于试料的主表面的微粒数。此处,通过将清洗处理前的微粒数与清洗处理后的微粒数的差除以清洗处理前的微粒数,来计算出去除率(PRE:Particle Removal Efficiency)。另外,作为比较例,将容器72内的液体变更为未含有PVP的SC1即第1清洗液,并通过与上述清洗处理相同的处理将试料清洗。
图6是显示实验例及比较例的去除率的图。在图6中,白底的棒表示未形成有图案的试料的去除率,黑底的棒表示形成有图案的试料的去除率。如图6所示,在重复进行在附着有第1清洗液的状态下对试料供给第2清洗液的处理、及在附着有第2清洗液的状态下对试料供给第1清洗液的处理的实验例中,相较于仅重复进行朝向试料供给第1清洗液的比较例,去除率会提高。另外,在实验例中,第1清洗液的粘度与第2清洗液的粘度的差约650mPa·s,在该情形时,相较于比较例去除率成为3倍以上。因此,在上述粘度差为650mPa·s以上的情形时,例如,第1清洗液不含有PVP,而在第2清洗液的PVP浓度为50wt%以上(第2清洗液的粘度约650mPa·s以上)的情形时,可大幅地提高去除率。根据上述结果,即便在第1清洗液的粘度与第2清洗液的粘度的差为500mPa·s左右的情形时,去除率亦可相较于比较例充分地变高。
如以上所说明那样,图1的基板处理装置1具备有:第1清洗液供给部3,其将碱性或酸性的第1清洗液供给至基板9的主表面91;及第2清洗液供给部4,其将含有增粘剂并且粘度较第1清洗液高的第2清洗液供给至主表面91。而且,在第1清洗液及第2清洗液的一清洗液存在于主表面91的状态下,另一清洗液被供给至主表面91。由此,可更确实地去除基板9的主表面91上的不需要的物质。
在基板处理装置1中,被形成于主表面91上的第1清洗液与第2清洗液的界面89,通过基板9的旋转而沿着主表面91移动。由此,可容易地使该界面89移动,并且遍及基板9的主表面91的广范围更确实地去除不需要的物质。另外,通过控制部10所进行第1清洗液供给部3及第2清洗液供给部4的控制,在第1清洗液的液膜被形成于主表面91上的状态下,第2清洗液被供给至主表面91。接着,在第2清洗液的液膜被形成于主表面91上的状态下,第1清洗液被供给至主表面91。其结果,可有效地去除基板9的主表面91上的不需要的物质。
在基板处理装置1中,亦可与上述实验例同样地,对主表面91重复地进行第1清洗液的供给与第2清洗液的供给。在该情形时,执行图2中虚线所包围的处理(步骤S12a)。具体而言,在第2清洗液被供给至主表面91之后(步骤S12),在控制部10中,确认第1清洗液朝向主表面91的供给及第2清洗液朝向主表面91的供给的重复次数是否已达到所预先设定的设定次数。在重复次数未达到设定次数的情形时(步骤S12a),重复进行第1清洗液朝向主表面91的供给(步骤S11)及第2清洗液朝向主表面91的供给(步骤S12)(参照图3中虚线的箭头)。
此时,在第1清洗液及第2清洗液的一清洗液的液膜被形成于主表面91上的状态下,另一清洗液被供给至主表面91。由此,一面在主表面91上去除不需要的物质,一面去除该一清洗液,而形成该另一清洗液的液膜。接着,该一清洗液在该另一清洗液的液膜被形成于主表面91上的状态下被供给至主表面91。由此,一面在主表面91上去除不需要的物质,一面去除该另一清洗液,而形成该一清洗液的液膜。
在重复次数达到设定次数的情形时(步骤S12a),朝向步骤S13前进,对主表面91进行最后的第1清洗液的供给。其后,进行冲洗液朝向主表面91的供给(步骤S14)、及基板9的干燥(步骤S15),而完成基板9的清洗处理。在对主表面91重复进行第1清洗液的供给及第2清洗液的供给的基板处理装置1中,可更有效地去除基板9的主表面91上的不需要的物质。
在步骤S12中,在将第2清洗液供给至基板9的主表面91时,亦可如图7自左起第2者所示那样,喷嘴61通过喷嘴移动机构69而沿着主表面91摆动。例如,在进行旋转的基板9的上方,喷嘴61在对向于主表面91的中央的位置与对向于主表面91的外缘部的位置之间沿着水平方向往返。在图7的例子中,第1清洗液与第2清洗液的界面89不仅通过基板9的旋转,亦可通过喷嘴61的移动(扫描),在主表面91上沿着主表面91移动。
在步骤S13中,在将第1清洗液供给至基板9的主表面91时,亦可如图8中自左起第3者所示,喷嘴61通过喷嘴移动机构69而沿着主表面91摆动。另外,与图7的例子相同地,喷嘴61亦在将第2清洗液供给至基板9的主表面91时摆动(参照图8自左起第2者)。如此,在图8的例子中,覆盖主表面91的第1清洗液朝向第2清洗液的切换、及覆盖主表面91的第2清洗液朝向第1清洗液的切换双方不仅通过基板9的旋转来进行,亦通过喷嘴61的移动来进行。
在基板处理装置1中,亦可个别地设置第1清洗液供给部3的喷嘴及第2清洗液供给部4的喷嘴(在冲洗液供给部5的喷嘴亦相同)。在图9所示的例子中,在步骤S11,第1清洗液经由第1清洗液供给部3的喷嘴61被供给至基板9的主表面91(参照图9最左者)。接着,并行地进行步骤S12与步骤S13(参照图9自左起第2者)。亦即,同时地进行第2清洗液自第2清洗液供给部4的喷嘴62朝向主表面91的供给、及第1清洗液自第1清洗液供给部3的喷嘴61朝向主表面91的供给。另外,亦进行2个喷嘴61、62的摆动。在图9的例子中,可在主表面91上使第1清洗液与第2清洗液的界面89持续地产生,并且可使该界面89广范围地进行移动。其结果,可更适当地去除基板9的主表面91上的不需要的物质。
在第2清洗液供给部4,亦可设置将第2清洗液的液滴喷出的双流体喷嘴。在图10所示的例子中,在步骤S12,在第1清洗液81的液膜被形成于主表面91的状态下,第2清洗液的液滴自第2清洗液供给部4的双流体喷嘴62a被喷出,第2清洗液被供给至基板9的主表面91(参照图10自左起第2者)。双流体喷嘴62a在对向于主表面91的中央的位置与对向于主表面91的外缘部的位置的间沿着水平方向往返。通过使用双流体喷嘴62a,可利用物理性的效果而有效地去除基板9的主表面91上的不需要的物质。另外,可增大第1清洗液与第2清洗液的界面89的表面积,而可提高不需要的物质的去除率。再者,在图10的例子中,省略在即将将冲洗液供给至基板9之前,将第1清洗液供给至基板9的步骤S13(在后述的图11至图13的例子中亦同)。
另外,在使用双流体喷嘴62a的情形时,亦可如图11的最左者所示那样,并行地进行步骤S11与步骤S12。亦即,同时地进行第1清洗液自第1清洗液供给部3的喷嘴61朝向主表面91的供给、及第2清洗液的液滴自第2清洗液供给部4的双流体喷嘴62a朝向主表面91的供给。2个喷嘴61、62a通过喷嘴移动机构69而沿着主表面91摆动。
在第1清洗液供给部3中,亦可设置将第1清洗液的液滴喷出的双流体喷嘴。在该情形时,例如在步骤S13,在第2清洗液的液膜被形成于主表面91的状态下,第1清洗液的液滴自第1清洗液供给部3的双流体喷嘴被喷出,而去除主表面91上的不需要的物质。另外,亦可同时地进行第1清洗液的液滴自第1清洗液供给部3的双流体喷嘴朝向主表面91的供给、及第2清洗液自第2清洗液供给部4的喷嘴61朝向主表面91的供给(参照图11最左者)。在基板处理装置1中,通过第1清洗液供给部3或第2清洗液供给部4具有双流体喷嘴,而可有效地去除主表面91上的不需要的物质。
如图12所示,在基板处理装置1中,步骤S12中第2清洗液朝向基板9的供给亦可较步骤S11中第1清洗液朝向基板9的供给更早进行。在该情形时,依照基板9的主表面91上的不需要的物质的种类,而存在有通过高粘度的第2清洗液将该不需要的物质包覆,由此使该不需要的物质在第1清洗液的供给时效率佳地被去除。另一方面,如上述那样,在相较于第2清洗液朝向基板9的供给更早进行第1清洗液朝向基板9的供给的情形时,由于高粘度的第2清洗液被供给至由第1清洗液所涂布的主表面91上,因此在主表面91上第2清洗液变得容易扩展。在图12的例子中,亦可对主表面91重复进行第2清洗液的供给与第1清洗液的供给(参照图12中虚线的箭头)。另外,如图13自左起第2者所示,在第1清洗液朝向基板9的供给中,亦可使用将第1清洗液的液滴喷出的双流体喷嘴61a。
图14是显示本发明第2实施方式的基板处理装置1a的构成的图。在图14的基板处理装置1a中,第1清洗液供给部3、第2清洗液供给部4及冲洗液供给部5的构成与图1的基板处理装置1不同。其他的构成与图1相同,并对相同的构成标示相同的附图标记。
基板处理装置1a具备有喷嘴61、混合部63、喷嘴供给管631、氨导入部64、过氧化氢导入部65、增粘剂导入部66、及纯水导入部67。喷嘴供给管631连接喷嘴61与混合部63。在喷嘴供给管631设置有搅拌流通管632。混合部63具有沿着一方向较长的内部空间。
氨导入部64具备有氨导入管641、及氨供给源640。氨导入管641的一端连接于混合部63,而另一端连接于氨供给源640。氨水自氨供给源640被供给至氨导入管641。过氧化氢导入部65具备有过氧化氢导入管651、及过氧化氢供给源650。过氧化氢导入管651的一端连接于混合部63,而另一端连接于过氧化氢供给源650。过氧化氢水自过氧化氢供给源650被供给至过氧化氢导入管651。
增粘剂导入部66具备有增粘剂导入管661、及增粘剂供给源660。增粘剂导入管661的一端连接于混合部63,而另一端被连接于增粘剂供给源660。增粘剂的水溶液自增粘剂供给源660被供给至增粘剂导入管661。纯水导入部67具备有纯水导入管671、及纯水供给源670。纯水导入管671的一端连接于混合部63,而另一端连接于纯水供给源670。纯水自纯水供给源670被供给至纯水导入管671。
在氨导入管641、过氧化氢导入管651、增粘剂导入管661及纯水导入管671,自一端侧(混合部63侧)朝向另一端依序设置有开闭阀642、652、662、672、控制阀643、653、663、673、及流量计644、654、664、674。开闭阀642、652、662、672进行导入管641、651、661、671的开闭。控制阀643、653、663、673具有流量计及流量调整阀,对流动于导入管641、651、661、671的液体的流量进行调整。流量计644、654、664、674对流动于导入管641、651、661、671的液体的流量进行测量。
在基板处理装置1a的清洗处理中,氨导入管641、过氧化氢导入管651及纯水导入管671的开闭阀642、652、672被打开,而增粘剂导入管661的开闭阀662被关闭。由此,来自氨导入管641的氨水、来自过氧化氢导入管651的过氧化氢水、及来自纯水导入管671的纯水,被供给至混合部63。此时,通过控制阀643、653、673,氨水、过氧化氢水及纯水的流量被调整,由此在混合部63生成被调整为既定的混合比的SC1。氨水、过氧化氢水及纯水经由喷嘴供给管631流向喷嘴61。在喷嘴供给管631中,氨水、过氧化氢水及纯水通过搅拌流通管632被充分地搅拌,作为第1清洗液而经由喷嘴61被供给至基板9的主表面91(图2:步骤S11)。
若第1清洗液的供给持续既定时间,增粘剂导入管661的开闭阀662便在将氨导入管641、过氧化氢导入管651及纯水导入管671的开闭阀642、652、672开启的状态下被打开。由此,除了氨水、过氧化氢水及纯水外,增粘剂水溶液亦被供给至混合部63。另外,氨水、过氧化氢水、增粘剂水溶液及纯水的流量通过控制阀643、653、663、673而被调整。由此,被调整为既定的混合比且既定的粘度的SC1,作为第2清洗液而经由喷嘴61被供给至基板9的主表面91(步骤S12)。根据需要,对主表面91重复进行第1清洗液的供给及第2清洗液的供给(步骤S12a)。
其后,通过与步骤S11相同的动作,第1清洗液被供给至基板9(步骤S13)。若第1清洗液的供给持续既定时间,氨导入管641、过氧化氢导入管651及增粘剂导入管661的开闭阀642、652、662便在将纯水导入管671的开闭阀672开启的状态下被关闭。由此,纯水作为冲洗液而经由喷嘴61被供给至基板9的主表面91(步骤S14)。若冲洗液的供给持续既定时间,冲洗液朝向主表面91的供给便通过将纯水导入管671的开闭阀672关闭而被停止。其后,通过使基板9的转速上升,来进行基板9的干燥(步骤S15)。若基板9的干燥结束,则停止基板9的旋转,而结束基板处理装置1a的基板9的清洗处理。
在图14的基板处理装置1a中,将第1清洗液供给至基板9的主表面91的第1清洗液供给部,通过喷嘴61、混合部63、氨导入部64、过氧化氢导入部65及纯水导入部67所实现。另外,将第2清洗液供给至基板9的主表面91的第2清洗液供给部通过喷嘴61、混合部63、氨导入部64、过氧化氢导入部65、增粘剂导入部66及纯水导入部67所实现。在基板处理装置1a中,在第1清洗液及第2清洗液的一清洗液存在于主表面91的状态下,另一清洗液亦会被供给至主表面91。由此,可更确实地去除基板9的主表面91上的不需要的物质。再者,在第1清洗液及第2清洗液被供给至主表面91后对主表面91供给冲洗液的冲洗液供给部,通过喷嘴61、混合部63及纯水导入部67所实现。
在基板处理装置1a中,亦与基板处理装置1同样地,可利用各种第1清洗液及第2清洗液,配合第1清洗液及第2清洗液的种类,来设置必要的液体成分的导入部。另外,第1清洗液及第2清洗液亦可为种类互不相同的清洗液。例如,在第1清洗液为SC1的情形时,第2清洗液亦可为高粘度的水(图1的基板处理装置1亦同)。在该情形时,在步骤S12,高粘度的水通过仅打开增粘剂导入管661及纯水导入管671的开闭阀662、672,而经由喷嘴61被供给至主表面91。
上述基板处理装置1、1a可进行各种的变形。
在基板处理装置中,亦可设置有贮存第1清洗液的第1清洗液槽及贮存第2清洗液的第2清洗液槽,而进行与图5所示的实验例的清洗处理相同的处理。在该情形时,第1清洗液槽被当作第1清洗液供给部,通过基板9朝向第1清洗液槽的第1清洗液的浸渍,第1清洗液被供给至主表面91。同样地,第2清洗液槽被当作第2清洗液供给部,通过基板9朝向第2清洗液槽的第2清洗液的浸渍,第2清洗液被供给至主表面91。另外,亦可设置贮存冲洗液的冲洗液槽,来作为冲洗液供给部。
基板处理装置1、1a亦可使用具有较第1清洗液的粘度高且较第2清洗液的粘度低的粘度的第3清洗液。例如,在较低粘度的第1清洗液朝基板9的供给更早进行高粘度的第2清洗液朝向基板9的供给时,在第2清洗液在主表面91上难以扩展、或者第2清洗液难以进入至主表面91上的图案的组件间(微小间隙)的情形时,中粘度的第3清洗液较第2清洗液更早地被供给至主表面91。由此,可使第2清洗液在主表面91上适当地扩展、或者使其适当地进入至图案的组件间。
由基板处理装置1、1a所处理的基板并不限定于半导体基板,亦可为玻璃基板或其他基板。
上述实施方式及各变形例的构成,只要不相互地矛盾即可适当加以组合。
虽已对发明进行详细地描述并加以说明,但前述的说明仅为例示性而非限定性。因此,只要不脱离本发明的范围,即可有多种的变形或态样。
【附图标记说明】
1、1a 基板处理装置
3 第1清洗液供给部
4 第2清洗液供给部
5 冲洗液供给部
9 基板
10 控制部
21 旋转卡盘
22 旋转马达
61、62 喷嘴
61a、62a 双流体喷嘴
63 混合部
64 氨导入部
65 过氧化氢导入部
66 增粘剂导入部
67 纯水导入部
81 第1清洗液
82 第2清洗液
89 (第1清洗液与第2清洗液的)界面
91 主表面
J1 中心轴
S11~S15、S12a 步骤
Claims (26)
1.一种基板处理装置,其具备有:
第1清洗液供给部,其将碱性或酸性的第1清洗液供给至基板的主表面;
第2清洗液供给部,其将含有增粘剂并且具有较上述第1清洗液高的粘度的第2清洗液供给至上述主表面;
基板保持部,其将上述基板保持为水平的姿势;以及
基板旋转机构,其以垂直于上述主表面的轴为中心,使上述基板保持部进行旋转;
在作为一清洗液的上述第1清洗液存在于上述主表面的状态下,作为另一清洗液的上述第2清洗液被供给至上述主表面,
通过上述基板旋转机构对上述基板的旋转,被形成于上述主表面上的上述第1清洗液与上述第2清洗液的界面沿着上述主表面移动。
2.如权利要求1所述的基板处理装置,其中,其进一步具备有:
冲洗液供给部,其在上述第1清洗液及上述第2清洗液被供给至上述主表面之后,对上述主表面供给冲洗液。
3.如权利要求1所述的基板处理装置,其中,其进一步具备有:
控制部,其对上述第1清洗液供给部及上述第2清洗液供给部进行控制;
通过上述控制部的控制,在上述一清洗液的液膜被形成于上述主表面上的状态下,上述一清洗液与上述另一清洗液被同时地供给至上述主表面。
4.一种基板处理装置,其具备有:
第1清洗液供给部,其将碱性或酸性的第1清洗液供给至基板的主表面;
第2清洗液供给部,其将含有增粘剂并且具有较上述第1清洗液高的粘度的第2清洗液供给至上述主表面;
基板保持部,其将上述基板保持为水平的姿势;以及
基板旋转机构,其以垂直于上述主表面的轴为中心,使上述基板保持部进行旋转,
上述第1清洗液供给部以及上述第2清洗液供给部共享:
混合部,连接有上述第1清洗液以及上述第2清洗液的各清洗液用的液体成分的导入部和供给上述增粘剂的增粘剂导入部,用于生成上述第1清洗液以及上述第2清洗液;
喷嘴,与上述混合部连接,将上述第1清洗液以及上述第2清洗液的各清洗液供给至上述主表面,
在上述第1清洗液以及上述第2清洗液各自的生成时,调整从上述增粘剂导入部向上述混合部的上述增粘剂的流量,
在上述第1清洗液及上述第2清洗液中的一清洗液存在于上述主表面的状态下,另一清洗从所述喷嘴被供给至上述主表面,
通过上述基板旋转机构对上述基板的旋转,被形成于上述主表面上的上述第1清洗液与上述第2清洗液的界面沿着上述主表面移动。
5.如权利要求1、2、4中任一项所述的基板处理装置,其中,其进一步具备有:
控制部,其对上述第1清洗液供给部及上述第2清洗液供给部进行控制;
通过上述控制部的控制,在上述一清洗液的液膜被形成于上述主表面上的状态下,上述另一清洗液被供给至上述主表面。
6.如权利要求5所述的基板处理装置,其中,通过上述另一清洗液被供给至上述主表面,在上述主表面上上述一清洗液被去除,并形成有上述另一清洗液的液膜,
通过上述控制部的控制,在上述另一清洗液的液膜被形成于上述主表面上的状态下,上述一清洗液被供给至上述主表面。
7.如权利要求1、2、4中任一项所述的基板处理装置,其中,上述第1清洗液供给部或上述第2清洗液供给部具有将清洗液的液滴喷出的双流体喷嘴。
8.如权利要求1、2、4中任一项所述的基板处理装置,其中,上述第1清洗液及上述第2清洗液为相同种类的清洗液。
9.如权利要求1、2、4中任一项所述的基板处理装置,其中,上述第1清洗液所包含增粘剂的浓度较上述第2清洗液低,或者,上述第1清洗液未含有增粘剂。
10.如权利要求1、2、4中任一项所述的基板处理装置,其中,上述第2清洗液含有水,
上述第2清洗液的上述增粘剂为水溶性高分子。
11.如权利要求1、2、4中任一项所述的基板处理装置,其中,上述第1清洗液的粘度与上述第2清洗液的粘度的差为500mPa·s以上。
12.如权利要求4所述的基板处理装置,其中,上述一清洗液是上述第1清洗液,上述另一清洗液是上述第2清洗液。
13.一种基板处理装置,其具备有:
第1清洗液供给部,其将碱性或酸性的第1清洗液供给至基板的主表面;
第2清洗液供给部,其将含有增粘剂并且具有较上述第1清洗液高的粘度的第2清洗液供给至上述主表面;
第3清洗液供给部,其将具有较上述第1清洗液的粘度高且较上述第2清洗液的粘度低的粘度的第3清洗液供给至上述主表面,
基板保持部,其将上述基板保持为水平的姿势;以及
基板旋转机构,其以垂直于上述主表面的轴为中心,使上述基板保持部进行旋转;
在上述第3清洗液被供给至上述主表面之后,上述第2清洗液被供给至上述主表面,
在上述第2清洗液存在于上述主表面的状态下,上述第1清洗液被供给至上述主表面,
通过上述基板旋转机构对上述基板的旋转,被形成于上述主表面上的上述第1清洗液与上述第2清洗液的界面沿着上述主表面移动。
14.一种基板处理方法,其具备有:
a)步骤,将碱性或酸性的第1清洗液作为一清洗液供给至基板的主表面;以及
b)步骤,在上述第1清洗液存在于上述主表面的状态下,将含有增粘剂并且具有较上述第1清洗液高的粘度的第2清洗液作为另一清洗液供给至上述主表面,
在上述b)步骤中,保持为水平的姿势的上述基板以垂直于上述主表面的轴为中心被旋转,通过上述基板的旋转,被形成于上述主表面上的上述第1清洗液与上述第2清洗液的界面沿着上述主表面移动。
15.如权利要求14所述的基板处理方法,其中,其进一步具备有:
在上述第1清洗液及上述第2清洗液被供给至上述主表面之后,对上述主表面供给冲洗液的步骤。
16.如权利要求14所述的基板处理方法,其中,
在上述b)步骤中,在上述一清洗液的液膜被形成于上述主表面上的状态下,上述一清洗液与上述另一清洗液被同时地供给至上述主表面。
17.一种基板处理方法,其具备有:
a)步骤,将碱性或酸性的第1清洗液、及含有增粘剂并且具有较上述第1清洗液高的粘度的第2清洗液中的一清洗液供给至基板的主表面;以及
b)步骤,在上述一清洗液存在于上述主表面的状态下,将另一清洗液供给至上述主表面,
将上述第1清洗液供给至上述主表面的上述第1清洗液供给部以及将上述第2清洗液供给至上述主表面的上述第2清洗液供给部共享:
混合部,连接有上述第1清洗液以及上述第2清洗液的各清洗液用的液体成分的导入部和供给上述增粘剂的增粘剂导入部,用于生成上述第1清洗液以及上述第2清洗液;
喷嘴,与上述混合部连接,将上述第1清洗液以及上述第2清洗液的各清洗液供给至上述主表面,
在上述第1清洗液以及上述第2清洗液各自的生成时,调整从上述增粘剂导入部向上述混合部的上述增粘剂的流量,
在上述b)步骤中,保持为水平的姿势的上述基板以垂直于上述主表面的轴为中心被旋转,通过上述基板的旋转,被形成于上述主表面上的上述第1清洗液与上述第2清洗液的界面沿着上述主表面移动。
18.如权利要求14、15、17中任一项所述的基板处理方法,其中,在上述b)步骤中,在上述一清洗液的液膜被形成于上述主表面上的状态下,上述另一清洗液被供给至上述主表面。
19.如权利要求18所述的基板处理方法,其中,在上述b)步骤中,通过上述另一清洗液被供给至上述主表面,在上述主表面上上述一清洗液被去除,并形成有上述另一清洗液的液膜,
上述基板处理方法进一步具备有:在上述另一清洗液的液膜被形成于上述主表面上的状态下,将上述一清洗液供给至上述主表面的步骤。
20.如权利要求14、15、17中任一项所述的基板处理方法,其中,上述第1清洗液或上述第2清洗液通过双流体喷嘴而作为液滴被喷出。
21.如权利要求14、15、17中任一项所述的基板处理方法,其中,上述第1清洗液及上述第2清洗液为相同种类的清洗液。
22.如权利要求14、15、17中任一项所述的基板处理方法,其中,上述第1清洗液所包含增粘剂的浓度较上述第2清洗液低,或者,上述第1清洗液未含有增粘剂。
23.如权利要求14、15、17中任一项所述的基板处理方法,其中,上述第2清洗液含有水,
上述第2清洗液的上述增粘剂为水溶性高分子。
24.如权利要求14、15、17中任一项所述的基板处理方法,其中,上述第1清洗液的粘度与上述第2清洗液的粘度的差为500mPa·s以上。
25.如权利要求17所述的基板处理方法,其中,上述一清洗液是上述第1清洗液,上述另一清洗液是上述第2清洗液。
26.一种基板处理方法,其具备有:
a)步骤,将碱性或酸性的第1清洗液、及含有增粘剂并且具有较上述第1清洗液高的粘度的第2清洗液中的第2清洗液供给至基板的主表面;以及
b)步骤,在上述第2清洗液存在于上述主表面的状态下,将上述第1清洗液供给至上述主表面,
该基板处理方法进一步具备有:
在上述a)步骤之前,将具有较上述第1清洗液的粘度高且较上述第2清洗液的粘度低的粘度的第3清洗液供给至上述主表面的步骤,
在上述b)步骤中,保持为水平的姿势的上述基板以垂直于上述主表面的轴为中心被旋转,通过上述基板的旋转,被形成于上述主表面上的上述第1清洗液与上述第2清洗液的界面沿着上述主表面移动。
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