TW201347031A - 基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明為在液處理時，以預先使具有疏水性本質之基板表面成為被處理液完全浸潤之狀態，而可抑制液痕之發生者。其係由略成水平旋轉之基板表面之略為中心處供給處理液以處理基板之基板處理方法，係對應供給且保持在基板表面的處理液對該表面之接觸角，由可防止保持在基板表面之處理液的斷液或部分乾燥的基板旋轉速度與對基板表面處理液之供給流量關係，決定基板旋轉速度與基板表面之處理液的供給流量，而以決定之旋轉速度旋轉基板，同時將決定流量的處理液供給基板表面之略為中心處者。

Description

基板處理方法
本發明，係關於在旋轉中之基板表面供給處理液而對該表面施行設定之處理的基板處理方法，特別是有關在旋轉中之基板表面供給洗淨液(藥液)洗淨該表面，並在供給潤洗液潤洗殘餘在該表面之洗淨液(藥液)之後，再旋轉基板乾燥基板表面的基板處理方法。本發明之基板處理方法，可使用於半導體晶圓、光罩用玻璃基板、液晶顯示用玻璃基板、FED(電場發射顯示器：Field Emission Display)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、及光磁碟用基板等基板之液處理。
近年來伴隨半導體裝置之微細化，廣泛地在基板上形成性質不同之各種材料膜後進行洗淨。在基板表面使用洗淨液洗淨等使用藥液進行藥液處理時，為將基板表面殘餘之洗淨液等藥液去除，須再於基板表面供給純水等潤洗液進行潤洗處理，且在其後，一般又再進行乾燥基板表面之乾燥處理。在基板表面使用洗淨液洗淨，係包含基板表面在洗淨液(藥液)存在下進行刮擦洗淨之情形。其中，已知在基板表面具有疏水性本質時，由潤洗處理至 乾燥處理之連串的處理步驟後，會在基板表面上發生液痕。
為抑制乾燥後基板表面發生液痕，已有之提案為對經氟酸處理的基板表面供給純水實施潤洗處理，在基板表面殘餘之純水以IPA(異丙醇)水溶液取代後，再以高速旋轉基板進行乾燥處理的方法(參考專利文獻1)。依照專利文獻1之記載，濃度(vol%)10%之IPA水溶液對poly-Si之接觸角，約為32°。
[先前技術文獻]
專利文獻
[專利文獻1]特開2009-110984號公報
在如潤洗處理時，在基板表面未完全浸潤下部分乾燥時，會在已乾燥部分的基板表面上殘留潤洗液之液滴。然後，在乾燥該基板表面殘留的液滴時，即會在基板表面形成液痕。因此，為抑制在乾燥後的基板表面形成液痕，在潤洗處理之步驟中，重要的是先使基板表面(被處理面)成為被潤洗液完全浸潤之狀態(即無部分乾燥之狀態)。
然而，在表面保持疏水性本質的基板之潤洗步驟中，使基板表面預為潤洗液完全浸潤之狀態的方法並不明確。但防止基板表面的部分乾燥在抑制液痕的發生上乃為重要，且不單限於潤洗處理步驟，在藥液處理步驟等， 伴隨在基板表面供給液體的各種液處理步驟中亦相同。
本發明係鑑於上述情形而完成者，目的在提供在液處理時，以預先使具有疏水性本質的基板表面成為處理液完全浸潤之狀態，而可抑制液痕的發生之基板處理方法。
本案發明人等，經過以實驗方法刻意檢討之結果，發現在略成水平旋轉之基板表面略為中心處供給處理液時，對應處理液對基板表面之接觸角決定基板旋轉速度及處理液的供給流量，可防止基板表面斷液及部分乾燥，並且發現為了達成該目的之基板旋轉速度及處理液的供給流量條件。
第1圖所示，係將直徑450mm之樹脂製圓形基板設置為略成水平後使其旋轉，同時由基板旋轉中心之正上方，使用直噴噴嘴，對基板表面向垂直下方供給處理液時，對應處理液對基板表面之接觸角θ(以下，單稱為「接觸角θ」)，對處理液完全浸潤基板表面(上方面)時的基板旋轉速度及處理液流量的關係，以實驗求出在各接觸角θ(30°、45°、60°及75°)下之各曲線。
第1圖所示，係在各處理液對基板表面之接觸角θ中，當其在對應各接觸角θ的線之右上區域時，即為處理液可使基板表面完全浸潤的條件。對大小較450mm為小之基板而言，如第1圖所示，可知處理液完全浸潤基板表面的條件成立。又，在第1圖中，在處理液之濃度改 變時亦會改變處理液對基板表面之接觸角。
由第1圖可知，處理液使基板表面完全浸潤的條件(基板旋轉速度與處理液對基板表面之供給流量)，係與基板表面所供給的處理液對該表面的接觸角大有關連。並且，可以確定由基板表面至直噴噴嘴出口之高度，與第1圖之結果幾乎無關係。
此外，在非向垂直下方，而以設定之角度對基板之旋轉中心供給處理液時，與向垂直下方供給處理液時比較，處理液完全浸潤基板表面的條件更寬。亦即，在以角度對基板之旋轉中心供給處理液時，以第1圖所示之條件，即可以處理液完全浸潤基板表面。因此之故，只需以如第1圖所示之條件由基板之旋轉中心附近供給處理液，即與處理液之供給角度無關而可使基板表面完全浸潤。
鑑於上述所知，本發明之基板處理方法，係以由略成水平旋轉之基板表面之略為中心處供給處理液處理基板之基板處理方法，以對應供給而保持在基板表面之處理液對該表面的接觸角，由可防止基板表面所保持之處理液斷液或部分乾燥的基板旋轉速度及基板表面處理液之供給流量關係，決定基板之旋轉速度及處理液對基板表面之供給流量，再以所決定之旋轉速度旋轉基板，以所決定之流量的處理液供給基板表面之略為中心處。
在供給基板表面之處理液對該表面之接觸角在30°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)的關係，為如 Q>30000×(N-35)-2.2+0.15。
在供給基板表面之處理液對該表面之接觸角在45°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)的關係，則為如Q>20×(N-100)-0.8+0.45。
在供給基板表面之處理液對該表面之接觸角在60°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)的關係，則為如Q>37000×(N-250)-1.7+0.65。
在供給基板表面之處理液對該表面之接觸角在75°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)的關係，則為如Q>790×(N-330)-1.5+1。
前述處理液，係如：洗淨基板表面之洗淨液、潤洗洗淨後殘餘在基板表面之洗淨液的潤洗液、及取代前述潤洗液之取代液之至少一種。取代液之例，可舉如：IPA(異丙醇)水溶液。
本發明之較佳樣態之一，又含有旋轉基板乾燥基板表面之乾燥步驟。
本案發明人等，又發現在旋轉基板對基板表面進行乾燥處理之乾燥步驟中，對應殘餘在基板表面之處理液對基板表面的接觸角，亦存在適當之乾燥條件(基板之旋轉速度)。
第2圖所示之圖，係將直徑450mm之樹脂製 圓形基板設置為略成水平而旋轉，並同時由基板旋轉中心之正上方，使用直噴噴嘴，向基板表面垂直向下供給處理液，在停止供給處理液之後，觀察旋轉基板使其乾燥時基板表面液膜之變動，依照處理液對基板表面之接觸角與基板的旋轉速度之關係，將液膜之變動分類為3種類型。
在第2圖所示之類型a及類型b中，在液膜乾燥時，可確定液膜全體變薄而有彩虹色之暈紋，此外，觀察液膜消失後之基板表面，可確定無液滴存在。此事，意指類型a及類型b為抑制液痕之適當條件。類型a中，液膜全體變薄，同時以在液膜開啟無數小孔之方式進行乾燥。類型b中，液膜全體亦變薄，同時以在液膜形成放射狀之無數條紋之方式進行乾燥。與類型a比較，類型b方面，對液痕之抑制更佳。
另一方面，類型c中，在液膜乾燥時，可確定液膜之外周部分細裂而在基板表面形成液線，或在液膜開孔等之液膜變化，而且，觀察液膜消失後之基板表面時，可觀察到多數的液滴存在。此事，意指類型c為液痕發生之條件。因此可知對大小比450mm小的基板，在以第2圖所示之類型a及類型b的條件進行基板乾燥處理時，可適當抑制液痕。
又，在第2圖中，在改變處理液的濃度時，亦會改變處理液對基板表面之接觸角。改變處理液及基板的種類而進行同樣實驗之結果，可確定處理液對基板表面之接觸角若相同，液膜顯示相同之變化。
由以上可知，在乾燥步驟中，殘餘在基板表面上之處理液對該表面之接觸角為35°以上而未達45°時，基板以600rpm以上的旋轉速度旋轉以乾燥基板表面為佳。
此外，在乾燥步驟中，殘餘在基板表面上的處理液對該表面之接觸角未達35°時，基板又以200rpm以上之旋轉速度旋轉以乾燥基板表面為佳。
再者，在乾燥步驟中，殘餘在基板表面上之處理液對該表面之接觸角為45°以上時，殘餘在基板表面上之處理液以對該基板表面之接觸角未達45°的取代液取代，而在該取代液對基板表面之接觸角為35°以上未達45°時，基板以600rpm以上之旋轉速度旋轉以乾燥基板表面，在取代液對基板表面之接觸角未達35°時，基板以200rpm以上之旋轉速度旋轉以乾燥基板表面為佳。
如此，即使在基板表面上殘餘對該表面接觸角為45°以上之處理液時，該處理液預先以對基板表面之接觸角未達45°的取代液取代後，基板再以設定之旋轉速度旋轉乾燥，即可防止乾燥後基板表面上發生液痕。
以本發明之基板處理方法，可預先使具有疏水性本質之基板表面成為被處理液完全浸潤之狀態，如此之下，可以防止隨後進行的乾燥步驟中基板表面的部分乾燥，可抑制乾燥後基板表面發生液痕。
10‧‧‧裝置主體
12‧‧‧控制部
14‧‧‧處理室
26‧‧‧基板旋轉固定部
28a、28b、28c‧‧‧處理液供給噴嘴
30‧‧‧液供給支架
32a、32b、32c‧‧‧處理液供給源
34a、34b、34c‧‧‧處理液供給管
36a、36b、36c‧‧‧流量調整閥
40‧‧‧控制盤
42‧‧‧記憶部
44‧‧‧使用者界面
第1圖係對應處理液對基板表面之接觸角θ(30°、45°、60°及75°)，以實驗求出處理液完全浸潤基板表面時基板之旋轉速度與處理液流量關係之圖形。
第2圖係在基板表面供給處理液之後，旋轉基板使乾燥時基板表面液膜之變動，依照處理液對基板表面之接觸角與基板的旋轉速度之關係，分類為3種類型之圖。
第3圖所示係本發明實施形態中基本基板處理方法之步驟順序圖。
第4圖所示係本發明基板處理方法中所使用基板處理裝置之一例的概要圖。
第5圖所示係表示在第4圖所示基板處理裝置具備之液供給支架的迴旋範圍之圖。
第6圖係表示以防止基板表面發生斷液或部分乾燥之較佳處理程序處理基板的第1實施例之流程圖。
第7圖係表示在第6圖所示之第1實施例中液供給流量與基板旋轉速度轉變之圖。
第8圖係表示以防止基板表面發生斷液或部分乾燥之較佳處理程序處理基板的第2實施例之流程圖。
第9圖係表示在第8圖所示之第2實施例中液供給流量與基板旋轉速度轉變之圖。
(發明之實施形態)
以下，再對本發明之實施形態，參照圖面加以說明。第3圖所示，係本發明實施形態中基本基板處理 方法之步驟順序圖。
如第3圖所示，例如，在略成水平旋轉之基板表面略為中心處，供給洗淨液等藥液進行藥液處理(藥液處理步驟)。該藥液處理步驟，亦可為在洗淨液(藥液)存在下對基板表面進行刮擦洗淨處理之刮擦洗淨處理步驟，或在基板表面進行2流體噴射洗淨處理之步驟、漩渦噴射(cavitation jet)處理步驟、噴灑(spray)洗淨處理步驟等其他之濕式處理步驟。
藥液處理之後，為去除殘餘在基板表面之藥液，可由略成水平旋轉之基板表面略為中心處，供給純水等潤洗液進行潤洗處理(潤洗步驟)。該潤洗步驟中，基板之旋轉速度及潤洗液之供給流量，可依照潤洗液對基板表面之接觸角決定。潤洗液，除純水之外，亦可使用脫離子水(DIW)、碳酸水及加氫水等。
亦即，在潤洗液對基板表面之接觸角為30°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與潤洗液對基板表面之供給流量Q(L/min)，可以滿足Q>30000×(N-35)-2.2+0.15的關係而決定。
在潤洗液對基板表面之接觸角為45°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與潤洗液對基板表面之供給流量Q(L/min)，則可以滿足Q>20×(N-100)-0.8+0.45的關係而決定。
在潤洗液對基板表面之接觸角為60°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與潤洗液對基板表面之供給流量Q(L/min)，則可以滿足Q>37000×(N-250)-1.7+0.65的關係而決定。
在潤洗液對基板表面之接觸角為75°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與潤洗液對基板表面之供給流量Q(L/min)，則可以滿足Q>790×(N-330)-1.5+1的關係而決定。
如上所述，在依照潤洗液對基板表面之接觸角，決定基板之旋轉速度及潤洗液對基板表面之供給流量時，可預使基板表面成為完全由潤洗液浸潤之狀態。
在潤洗步驟後，可視需要在略成水平旋轉之基板表面略為中心處，供給對基板表面之接觸角比潤洗液為小之IPA(異丙醇)水溶液等取代液，進行將基板表面之潤洗液以取代液取代之液取代處理(液取代步驟)。取代液方面，除IPA之外，亦可使用含：甲醇、乙醇、丙酮、HFE(hydro fluoro ether)(氫氟醚)、及MEK(甲基乙酮)中之1種以上之溶液。但由不純物及成本之觀點而言以IPA水溶液為佳。
液取代步驟之後，再以高速旋轉基板以進行使其旋轉乾燥之乾燥處理(乾燥步驟)。該場合時，在前段之液取代步驟中，以使用對基板表面之接觸角未達45°之 取代液為佳，使用接觸角未達35°之取代液更佳。
在取代液對基板表面之接觸角為35°以上未達45°時，若使基板之旋轉速度比600rpm為大，則旋轉乾燥中基板表面之液膜可在不變成液滴下乾燥，因此可抑制乾燥後之基板表面發生液痕。此外，在取代液對基板表面之接觸角未達35°時，若使基板之旋轉速度比200rpm為大，則旋轉乾燥中基板表面之液膜亦可不變成液滴而乾燥，因此亦可抑制乾燥後基板表面發生液痕。
因此，在潤洗液對基板表面之接觸角為45°以上時，可將基板表面殘餘之潤洗液取代為對基板表面之接觸角未達45°之取代液。然後，在該取代液對基板表面之接觸角為35°以上未達45°時，使基板以600rpm以上之旋轉速度旋轉以乾燥基板表面。在取代液對基板表面之接觸角未達35°時，使基板以200rpm以上之旋轉速度旋轉以乾燥基板表面。
如此之下，縱然在基板表面所殘餘之潤洗液對該表面之接觸角為45°以上，亦可在預先將該潤洗液取代為對基板表面之接觸角未達45°之取代液之後，再以設定之旋轉速度旋轉基板進行乾燥，即可防止乾燥後基板表面發生液痕。
又，潤洗液對基板表面之接觸角，亦可預先測定，即可在藥液處理後且潤洗處理前設定接觸角測定步驟，測定潤洗液對基板表面之接觸角。
液取代步驟，並無一定須要設定之必要。例 如，在潤洗液對基板表面之接觸角在35°以上未達45°時，可不設定液取代步驟，而將基板以比600rpm為高之旋轉速度旋轉使其旋轉乾燥。如此操作，可在旋轉乾燥中使基板表面之液膜在不變成液滴下乾燥，可抑制乾燥後基板表面發生液痕。而且，在潤洗液對基板表面之接觸角未達35°時，亦可不設定液取代步驟，而將基板以比200rpm為高之旋轉速度旋轉使其旋轉乾燥。如此操作，亦可在旋轉乾燥中使基板表面之液膜在不變成液滴下乾燥，可抑制乾燥後基板表面發生液痕。
第4圖所示，係本發明基板處理方法中所使用之基板處理裝置之一例。該基板處理裝置，例如，以化學機械方式研磨(CMP)將表面經過研磨之基板的該表面以洗淨液(藥液)洗淨，洗淨後之基板表面再以潤洗液潤洗後進行乾燥。
基板處理裝置，含有裝置主體10、及控制裝置主體10各構成部之控制部12。裝置主體10，含有送入基板W之載入部16a及送出基板W之載出部16b，再藉由構成處理室14之分隔板16與處理室14之外部隔離。載入部16a，含有閘門(shutter)(未圖示)，在閘門開啟時可將基板W送入處理室14內。載出部16b，亦含有閘門(未圖示)，在閘門開啟時則將基板W由處理室14內送出。在處理室14之上方面，連接供給處理室14內部清淨空氣之空氣扇/過濾單元(未圖示)，在處理室14之底面，則設置處理室14內排氣之排氣孔14a。
在處理室14內，含有固定部18、固定部固定板20及軸22，由處理室14之外部所設置之電動機24，配置可使基板W保持略成水平而旋轉之基板旋轉固定部26。該基板旋轉固定部26，含有昇降基板W之昇降機構(未圖示)。
處理室14內部，配置具備由第1處理液供給噴嘴28a、第2處理液供給噴嘴28b及第3處理液供給噴嘴28c構成的液供給部之液供給支架30。第1處理液供給噴嘴28a，連接在從設置在處理室14外之第1處理液供給源32a延伸之第1處理液供給管34a，將第1處理液供給基板W表面(上方面)。第2處理液供給噴嘴28b，連接在從設置在處理室14外之第2處理液供給源32b延伸之第2處理液供給管34b，將第2處理液供給基板W表面(上方面)。第3處理液供給噴嘴28c，則連接在從設置在處理室14外之第3處理液供給源32c延伸之第3處理液供給管34c，將第3處理液供給基板W表面(上方面)。
在該例中，分別使用作為第1處理液之氟酸等之洗淨液(藥液)、作為第2處理液之純水等之潤洗液、作為第3處理液之IPA水溶液等之取代液。
第1處理液供給管34a，係控制處理液供給之ON/OFF，同時再設置可獨立調整處理液供給流量的流量調整閥36a。同樣地，分別在第2處理液供給管34b設置流量調整閥36b、在第3處理液供給管34c設置流量調整閥36c。液供給支架30，具有可以軸心A為中心迴轉之迴轉 機具(未圖示)。
第5圖所示，係液供給支架30之迴轉範圍。液供給支架30，藉由在供給第1處理液時位於第1處理液供給位置A(以下，簡稱為「位置A」)、供給第2處理液時位於第2處理液供給位置B(同樣，為「位置B」)，供給第3處理液時位於第3處理液供給位置C(同樣，為「位置C」)，將各處理液供給基板W之略為中心處。而且，液供給支架30，在不由液供給部供給基板W處理液時，係由液供給位置退回至退回位置。
再回至第4圖，為使由液供給部供給旋轉之基板W的處理液不噴撒至處理室14內而可以回收，又在處理室14內設置防止飛散杯38。在防止飛散杯38內回收的處理液，再經由設置在處理室14底面的排液孔14b排出外部。
控制部12，包含控制裝置主體10之各構成部之控制盤40、記憶處理程序(recipe)等之記憶部42、及輸入處理程序及洗淨液對基板表面接觸角等之使用者界面44。
控制盤40，係對裝置主體10之各構成部，亦即：電動機24、流量調整閥36a至36c、液供給支架30之迴轉機具、固定部18之基板固定機具、基板旋轉固定部26之昇降機具、載入部16a及載出部16b之閘門等，依照處理程序進行控制，並控制記憶部42及使用者界面44。控制盤40，亦可有控制未圖示之其他單元及基板輸送裝置 的機能，並可與未圖示之其他控制部之控制盤通訊。
記憶部42，可複數記憶藉由控制盤40控制裝置主體10之各構成部而處理基板W之處理程序。該記憶部42，亦可記憶集合基板W表面(上方面)之膜種類、及供給基板W表面之處理液的種類及在該濃度對該表面之接觸角的接觸角資料庫。表1所示為記憶部42所記憶之處理程序之一例。
使用者界面44，係在記憶部42中事前輸入處理程序；或在由基板處理裝置開始處理之前，輸入供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角等時機使用。對應由使用者界面44輸入的處理液對基板表面之接觸角，亦即對應基板W表面與各處理液對該表面接觸角之組合，由控制盤40，由記憶在記憶部42中的複數之處理程序選擇適當的處理程序，控制裝置主體10之各構成部。
使用者界面44，亦可在以基板處理裝置開始處理之前，輸入或選擇基板W表面之膜種類、及供給基板W表面的處理液之種類及其濃度時使用。在該情形時，控制盤40，可由預先記憶在記憶部42中的基板W表面之膜種類、及供給基板表面的處理液之種類及其濃度所對應之處理液的接觸角之資料庫，選出由使用者界面44所輸入或選擇之基板W表面之膜的種類、及對應處理液之種類及其濃度的處理液之接觸角，由記憶在記憶部42中之複數之處理程序選擇適當之處理程序，控制裝置主體10之各構成部。
在由使用者界面44輸入處理程序時，亦可由控制盤40，以預先記憶在記憶部42中對應基板W表面的膜種類、及處理液之種類及其濃度的接觸角之資料庫，支援使用者輸入處理程序。例如，在使用者由使用者界面44輸入處理程序時，由列單(list)選擇基板W表面的膜種類、及處理液之種類及其濃度，控制盤40即可由記憶在記憶部42中之接觸角資料庫選出對應的接觸角，並由處理液之供給流量及基板旋轉速度之推荐設定值的資料庫，選出對應處理液接觸角之處理液供給流量及基板旋轉速度之推荐設定值，再將選出的處理液供給流量及基板旋轉速度之推荐設定值顯示在使用者界面44中。該顯示之推荐設定值亦可為複數。如此，使用者即可藉由選擇處理中所使用之推荐設定值，輸入處理程序。
集合洗淨液對基板表面之接觸角的接觸角資 料庫，除基板W表面之膜種類、及處理液之種類及其濃度之外，亦可為反映以本基板處理裝置處理前實施處理之履歷的資料庫。此係即使在基板W表面之膜種類、及處理液之種類及其濃度相同，藉由以本基板處理裝置處理前所實施之處理的履歷，亦可改變處理液對基板表面之接觸角。在接觸角資料庫中，藉由反映以本基板處理裝置處理前所實施之處理的履歷，可以由接觸角資料庫中選出更正確的處理液對基板表面之接觸角。
在該例中，可以藉由(1)由使用者界面44輸入供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角、(2)由使用者界面44輸入或選擇基板W表面之膜種類、及供給基板W表面之處理液的種類及其濃度、或(3)在由使用者界面44輸入處理程序時利用記憶在記憶部42中之資料庫，對應供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角，以可防止基板W表面發生斷液或部分乾燥的適當處理程序處理基板W。
亦即，在供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角在30°以下時，基板W之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)，以可以滿足Q>30000×(N-35)-2.2+0.15的關係之處理程序處理基板W。
在供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角在45°以下時，基板W之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)，則以可以滿足 Q>20×(N-100)-0.8+0.45的關係之處理程序處理基板W。
在供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角在60°以下時，基板W之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)，則以可以滿足Q>37000×(N-250)-1.7+0.65的關係之處理程序處理基板W。
在供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角在75°以下時，基板W之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)，則以可以滿足Q>790×(N-330)-1.5+1的關係之處理程序處理基板W。
在旋轉基板W對基板W表面進行乾燥處理(旋轉乾燥)時，在殘餘在基板W表面之處理液對該表面之接觸角為35°以上未達45°時，可設定以基板W之旋轉速度比600rpm為大之處理程序處理基板W。
在旋轉基板W對基板W表面進行乾燥處理(旋轉乾燥)時，在基板W表面殘餘之處理液對該表面之接觸角未達35°時，可設定以基板W之旋轉速度比200rpm為大之處理程序處理基板W。
以下，再對由使用者界面44選擇基板W表面之膜種類、供給基板W表面的處理液之種類及其濃度，對應供給基板W表面的處理液對該表面的接觸角，以可防止基板W表面發生斷液或部分乾燥的適當處理程序處理 基板W之第1實施例，參照第6圖所示之流程圖加以說明。
該例中，在旋轉基板W對基板W表面進行乾燥處理(旋轉乾燥)時，由於殘餘在基板W表面之處理液(純水)對該表面的接觸角為20°，而非45°以上，因此不須設置第3圖所示之液取代步驟。
首先，使用者藉由使用者界面44，從預先準備之膜種類列單選擇基板W表面之膜種類，再輸入處理之階段數，之後由處理液種類及其濃度之列單選擇各階段之處理液種類及其濃度，再選擇使用之液供給管。控制盤40則由預先記憶在記憶部42中之接觸角資料庫，選出對應選擇之基板W表面的膜種類、及供給基板W表面之處理液的種類及其濃度對該表面的接觸角。該選出的接觸角以顯示在使用者界面44中為佳。
控制盤40，可對應選出之接觸角，由預先記憶在記憶部42中之複數的液供給流量與基板旋轉速度之組合中選出適當之組合，作為處理程序之候補顯示在使用者界面44中。此時，控制盤40將對應選出之接觸角所選出的複數之處理程序顯示在使用者界面44中，以由使用者選擇處理程序為佳。
其次，使用者再由使用者界面44輸入各階段之處理時間即可完成處理程序。表2所示為如此完成之處理程序之一例。
在表2所示之例的情形，基板W表面之膜種類，例如為熱氧化膜，而液處理之階段數為2。各階段中所使用處理液之種類及濃度，階段1為藥液(濃度X%)，階段2為純水。使用之液供給管，階段1為第1處理液供給管34a，階段2為第2處理液供給管34b。
在這些輸入終了時，控制盤40先由接觸角資料庫，選出對應階段1之藥液(濃度X%)對熱氧化膜之接觸角為10°，作為對應接觸角10°之處理條件，選出液供給流量為0.5L/min、基板旋轉速度為500rpm。其次，控制盤40選出對應階段2之純水對熱氧化膜之接觸角為20°，作為對應接觸角20°之處理條件，選出液供給流量為0.5L/min、基板旋轉速度為600rpm。
其次，控制盤40附加乾燥步驟作為階段3，同時選出純水對熱氧化膜之接觸角為20°，作為對應接觸 角20°之乾燥條件，選出基板之旋轉速度為1000rpm。然後，控制盤40在使用者界面44中顯示反映所選出之各階段液供給流量及基板旋轉速度之處理程序的候補。其次，使用者由使用者界面44將各階段之處理時間輸入即可完成處理程序。階段3之處理時間以0秒輸入時，即不實施乾燥處理。
在表2所示之例中，使用者由使用者界面44選擇所使用之液供給管，但控制盤40亦可對應所選擇之處理液選擇液供給管。又，控制盤40附加乾燥步驟，但是附加或不附加乾燥步驟，亦可預先由使用者界面44選擇。
其次，使用者若以使用者界面44在控制盤40中輸入執行處理命令，則控制盤40開始進行液處理。又，在輸入執行處理命令之前，以由使用者界面44輸入處理基板之片數等為佳。
以下，再說明在以表2所示之處理程序中輸入執行處理命令之後，以第4圖及第5圖所示之基板處理裝置處理之流程。
控制盤40開啟載入部16a之閘門，將基板旋轉固定部26上昇至基板送入送出位置之後，再以輸送自動控制儀器(robot)(未圖示)，將基板W送入處理室14內而設置於固定部18上。其次，控制盤40關閉載入部16a之閘門，藉由基板固定機具將基板W固定在固定部18之後，再將基板旋轉固定部26下降至處理位置。
其次，控制盤40調整電動機24之旋轉速度， 使基板W以500rpm旋轉，並將液供給支架30迴轉回位置A。之後，控制盤40藉由流量調整閥36a調整供給流量為0.5L/min，由第1處理液供給噴嘴28a將第1處理液(藥液)供給基板W之表面(上方面)(階段1)。
在經過20秒之處理時間後，控制盤40將液供給支架30迴轉回位置B，同時藉由流量調整閥36b調整供給流量為0.5L/min，再由第2處理液供給噴嘴28b將第2處理液(純水)供給基板W表面，同時調整基板W之旋轉速度為600rpm，再由流量調整閥36a停止供給第1處理液(藥液)(階段2)。
在經過20秒之處理時間後，控制盤40將液供給支架30迴轉回退回位置，同時調整基板W之旋轉速度為1000rpm，再由流量調整閥36b停止供給第2處理液(純水)(階段3)。在經過30秒之處理時間後，控制盤40停止基板W之旋轉。
第1實施例中由階段1至階段3之液供給流量與基板W旋轉速度之轉變如第7圖所示。第7圖，係以階段1之第1處理液(藥液)供給開始之點的時間為0秒。但在第1處理液(藥液)供給開始之前基板W即已開始旋轉，因此在時間為0秒時基板W的旋轉速度並非0rpm。此情形，在下述之第9圖中亦相同。
其次，控制盤40開啟載出部16b之閘門，在將基板旋轉固定部26上昇至基板送入送出位置之後，再以輸送自動控制儀器(未圖示)，將基板W送出處理室14外。 其次，控制盤40關閉載出部16b之閘門，並將基板旋轉固定部26下降至處理位置。
又，在連續處理複數基板時，係在階段3之處理終了後，同時開啟載出部16b及載入部16a之閘門，並在將處理完成之基板由處理室14送出後之時點，將未處理之基板W由載入部16a送入處理室14後，裝置在固定部18以移至其次之處理。
以下再對由使用者界面44輸入供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角，對應供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角，以防止基板W表面發生斷液或部分乾燥之較佳處理程序處理基板W的第2實施例，參照第8圖所示之流程圖加以說明。
該例中，在旋轉基板W對基板W表面進行乾燥處理(旋轉乾燥)時，由於殘餘在基板W表面之處理液(純水)對該表面的接觸角為70°，為45°以上，因此再設置第3圖所示之液取代步驟，藉此，將殘餘在基板表面之處理液(純水)以對基板表面之接觸角未達45°，該例中為10°，之取代液取代。
首先，使用者由使用者界面44，輸入處理液之階段數，再輸入各階段中供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角，並選擇使用之液供給管。控制盤40由預先記憶在記憶部42中之複數之液供給流量與基板旋轉速度之組合，選出對應輸入之接觸角的適當之組合，作為處理程序之候補顯示在使用者界面44中。此時，控制盤40將 選出的對應所選出之接觸角的複數之處理程序顯示在使用者界面44中，以由使用者選擇處理程序為佳。
其次，使用者由使用者界面44輸入各階段之處理時間即可完成處理程序。表3所示為如此完成之處理程序之一例。
在表3所示之例的情形，基板W表面之膜種類，例如為熱氧化膜，而液處理之階段數為3。在各階段供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角，階段1為20°，階段2為70°、階段3為10°。使用之液供給管，階段1為第1處理液供給管34a，階段2為第2處理液供給管34b。階段3為第3處理液供給管34c。
在這些輸入終了時，控制盤40作為對應在各階段供給基板W表面之處理液對該表面之接觸角的組合之處理程序，選出階段1之液供給流量為0.5L/min而基板 旋轉速度為500rpm，階段2之液供給流量為1.25L/min而基板旋轉速度為1000rpm，階段3之液供給流量為0.25L/min而基板旋轉速度為800rpm，階段4(乾燥步驟)之基板旋轉速度為2000rpm之處理程序。然後，控制盤40將選出之處理程序之候補顯示在使用者界面44中。其次，再由使用者界面44將各階段之處理時間輸入即可完成處理程序。與第1實施例相同，階段4之處理時間以0秒輸入時，即不實施乾燥處理。
其次，使用者若以使用者界面44將執行處理命令輸入控制盤40中，則控制盤40開始進行液處理。又，在輸入執行處理命令之前，以將處理基板之片數等由使用者界面44輸入為佳。
以下，再說明表3所示之處理程序中輸入執行處理命令之後，以第4圖及第5圖所示之基板處理裝置處理之流程。
控制盤40開啟載入部16a之閘門，在將基板旋轉固定部26上昇至基板送入送出位置之後，再以輸送自動控制儀器(未圖示)，將基板W送入處理室14內而設置於固定部18上。其次，控制盤40關閉載入部16a之閘門，藉由基板固定機具將基板W固定在固定部18之後，再將基板旋轉固定部26下降至處理位置。
其次，控制盤40調整電動機24之旋轉速度，使基板W以500rpm旋轉，在將液供給支架30迴轉回位置A後，再藉由流量調整閥36a調整供給流量為0.5L/min， 由第1處理液供給噴嘴28a將第1處理液(藥液)供給基板W之表面(階段1)。
在經過10秒之處理時間後，控制盤40，再將液供給支架30迴轉回位置B，並調整基板旋轉速度為1000rpm，同時藉由流量調整閥36b調整供給流量為1.25L/min，由第2處理液供給噴嘴28b將第2處理液(純水)供給基板W表面，並同時由流量調整閥36a停止供給第1處理液(藥液)(階段2)。
在經過20秒之處理時間後，控制盤40，再將液供給支架30迴轉回位置C，並調整基板旋轉速度為800rpm，同時藉由流量調整閥36c調整供給流量為0.25L/min，由第3處理液供給噴嘴28c將第3處理液(取代液)供給基板W表面，並同時由流量調整閥36b停止供給第2處理液(純水)(階段3)。
在經過5秒之處理時間後，控制盤40將液供給支架30迴轉回退回位置，調整基板W之旋轉速度為2000rpm，同時由流量調整閥36c停止供給第3處理液(取代液)(階段4)。經過30秒之處理時間後，控制盤40停止基板W旋轉。
第2實施例中由階段1至階段4之液供給流量與基板W旋轉速度之轉變如第9圖所示。
其次，控制盤40開啟載出部16b之閘門，在將基板旋轉固定部26上昇至基板送入送出位置之後，再以輸送自動控制儀器(未圖示)，將基板W送出處理室14外。 其次，控制盤40關閉載出部16b之閘門，並將基板旋轉固定部26下降至處理位置。
又，與第1實施例相同，在連續處理複數基板時，係在階段4之處理終了後，同時開啟載出部16b及載入部16a之閘門，並在將處理完成之基板由處理室14送出後之時點，將未處理之基板由載入部16a送入處理室14，裝置在固定部18以移至其次之處理。
至此之說明為本發明之一實施形態，惟本發明並不限定於上述之實施形態，無須贅言在該技術思想範圍內亦可以各種不同之形態實施。

Claims (10)

  1. 一種基板處理方法，係由略成水平旋轉之基板表面之略為中心處供給處理液而處理基板之基板處理方法，其特徵為對應供給且保持在基板表面的處理液對該表面之接觸角，由可防止保持在基板表面之處理液的斷液或部分乾燥的基板旋轉速度與對基板表面之處理液供給流量的關係，決定基板旋轉速度及對基板表面之處理液的供給流量，而以決定之旋轉速度旋轉基板，同時以決定流量的處理液供給基板表面之略為中心處。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理方法，其中在供給基板表面之處理液對該表面之接觸角為30°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)的關係，為Q>30000×(N-35)-2.2+0.15。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理方法，其中在供給基板表面之處理液對該表面之接觸角為45°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)的關係，為Q>20×(N-100)-0.8+0.45。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理方法，其中在供給基板表面之處理液對該表面之接觸角為60°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)的關係，為 Q>37000×(N-250)-1.7+0.65。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理方法，其中在供給基板表面之處理液對該表面之接觸角為75°以下時，基板之旋轉速度N(rpm)與處理液對基板表面之供給流量Q(L/min)的關係，為Q>790×(N-330)-1.5+1。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之基板處理方法，其中前述處理液，係洗淨基板表面之洗淨液、潤洗洗淨後殘餘在基板表面之洗淨液的潤洗液、及取代前述潤洗液之取代液之至少1種。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理方法，其中又含有旋轉基板使該基板表面乾燥之乾燥步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之基板處理方法，其中在前述乾燥步驟中，在殘餘在基板表面之處理液對該表面之接觸角為35°以上未達45°時，使基板以600rpm以上之旋轉速度旋轉以乾燥基板表面者。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之基板處理方法，其中在前述乾燥步驟中，在殘餘在基板表面上之處理液對該表面之接觸角未達35°時，使基板以200rpm以上之旋轉速度旋轉以乾燥基板表面者。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之基板處理方法，其中在前述乾燥步驟中，在殘餘在基板表面上之處理液對該表面之接觸角為45°以上時，殘餘在基板表面上之處理液係以對該基板表面之接觸角未達45°的取代液取代； 在該取代液對基板表面之接觸角為35°以上未達45°時，基板係以600rpm以上之旋轉速度旋轉以乾燥基板表面；在取代液對基板表面之接觸角未達35°時，基板係以200rpm以上之旋轉速度旋轉以乾燥基板表面。
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