TW201720528A - 處理液供給裝置及處理液供給裝置的運用方法及記憶媒體 - Google Patents
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Abstract
當通過由絕緣性的流路構件所形成的處理液供給路向基板供給處理液時,能掌握處理液及流路構件的帶電量。以接觸處理液供給路(2)的處理液及流路構件的方式設置成為第1電極的電極棒(71),並在該電極棒(71)設置通過導電板(74)、支撐體(75)的遮用導電體(76)。此外以接近遮用導電體(76)的方式設置表面電位測定部(77),並設顯示表面電位的測定值的顯示部(201)。若流通處理液至絕緣性處理液供給路2的話,雖然因摩擦所發生的靜電會使處理液及流路構件帶電,但如果採用電極棒(71)和流路密接的構造,則在表面電位測定部(77)測定處理液及流路構件各自的帶電量之和所對應的電荷量作為第1電極的表面電位。測定的表面電位顯示於顯示部(201)。
Description
本發明係有關從噴嘴對基板供給處理液的處理液供給裝置及處理液供給裝置的運用方法及記憶媒體。
於半導體製造工程中所用的葉片式液處理裝置,例如,從噴嘴對支撐於轉盤的基板表面吐出處理液。作為液處理,可以是用以形成光阻圖案而將光阻液塗佈於基板的處理、對曝光後的基板供給顯像液的處理、或對基板供給沖洗液並洗淨的處理等等。這幾種處理液,在途中通過設置閥門、過濾器、泵等機器的配管供給至噴嘴。
已知包含配管及機器的流路,從清淨度及耐藥性的觀點來看,會由氟樹脂等絕緣性材料來構成,若使處理液流通至流路的話,流路與處理液之間的摩擦會產生靜電。根據處理液的種類及過程條件會有帶電量增加的可能性,且會有構成流路的構件的靜電破壞所造成的破損、及處理過程的性能降低的問題。
專利文獻1記載藉由通過石墨電極接觸處理
液,並使處理液接地來除電的方法,但高純度的石墨電極會有被破壞或缺損的問題。當假設含有石墨以外元素的情況時,會有雜質向處理液溶出造成污染的問題。此外在專利文獻1的構成中,因為無法掌握處理液的帶電量狀況,難以應付帶電。
[專利文獻1]JP 2006-269677 A(段落0036、0063、圖2等)
本發明係鑑於該等情事,目的為提供一種當通過由絕緣性的流路構件所形成的處理液供給路,向基板供給處理液時,藉由將處理液的帶電量作為表面電位測定,能夠掌握帶電量的狀況之技術。
因此本發明的處理液供給裝置為,一種從噴嘴對基板供給處理液的處理液供給裝置,具備:形成用以向前述噴嘴供給處理液的處理液供給路之絕緣性流路構件;
接觸前述處理液供給路的處理液的第1電極;及測定前述第1電極的表面電位之表面電位測定部。
此外本發明的處理液供給裝置的運用方法為,一種從處理液供給路通過噴嘴對基板供給處理液的處理液供給裝置的運用方法,包含:測定接觸前述處理液供給路的處理液的第1電極的表面電位之工程;及顯示前述工程所測定的表面電位之工程。
再來記憶用於本發明的處理液供給裝置的電腦程式之記憶媒體,其中,前述電腦程式具備:用以執行前述處理液供給裝置的運用方法之步驟群。
根據本發明,當通過由絕緣性的流路構件所形成的處理液供給路向基板供給處理液時,藉由將處理液的帶電狀態作為接觸處理液供給路的處理液的電極的表面電位來測定(評價)。藉此,因能夠掌握處理液的帶電狀態,故有助於取得適當的對應。
W‧‧‧半導體晶圓
100‧‧‧液處理模組
11~13‧‧‧噴嘴
2‧‧‧處理液供給路
41‧‧‧第1接地部
42‧‧‧第2接地部
43‧‧‧第3接地部
51‧‧‧第1測定部
52‧‧‧第2測定部
53‧‧‧第3測定部
61‧‧‧帶電量控制部
62‧‧‧補助切換部
63‧‧‧電壓施加部
631‧‧‧正電源部
632‧‧‧負電源部
633‧‧‧電壓切換用切換部
64‧‧‧切換部
[圖1]有關本發明的第1實施形態之處理液供給裝置的構成圖。
[圖2]表示表面電位值與時間之關係的特性圖。
[圖3]表示表面電位變化與流速之關係的特性圖。
[圖4]表示表面電位變化與流速之關係的特性圖。
[圖5]表示設置於處理液供給裝置的測定部之一例的平面圖與縱斷面圖。
[圖6]表示設置於處理液供給裝置的測定部之一例的縱斷面圖。
[圖7]表示設置於處理液供給裝置的帶電量控制部之一例的構成圖。
[圖8]表示設置於處理液供給裝置的接地部之一例的縱斷面圖。
[圖9]表示處理液供給裝置的控制系統的構成圖。
[圖10]表示處理液供給裝置的作用的工程圖。
[圖11]表示表面電位值與時間之關係的特性圖。
圖1表示有關本發明中的第1實施形態之處理液供給裝置。處理液供給裝置從噴嘴11、12、13對基板(例如,半導體晶圓,以下稱為「晶圓」)W,供給處理液(例如,顯像液);且具備用以對噴嘴11、12、13供給處理液的處理液供給路2。處理液供給路2由絕緣性的流路構件所形成,在其上游端連接圖所未示的處理液供給源。流路構件,例如由PFA(四氟乙烯‧全氟烷基乙烯醚
共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)等的氟樹脂製之配管所構成。圖1表示於處理液供給路2之處理液供給源的下游側,且具備:閥門及泵等的供給機器、及在該例中與控制處理液及控制流路構件的帶電量有關的機器。
首先說明閥門及泵等的供給機器,處理液供給路2從上游側依序設置第1閥門V1、調節器31、泵單元32。第1閥門V1是用以從處理液供給源側向處理液供給裝置供給處理液的閥門,在第1閥門V1的上游側連接具備排氣用閥門V2的分岐路20。調節器31係將流通該上游側的處理液供給路2的處理液壓力作減壓調整的機器。
調節器31例如具備:隔膜、與隔膜連動的閥門;藉由閥門的開度來調整壓力損失。泵單元32將處理液從噴嘴11、12、13吐出,例如具備:由隔膜泵形成的泵321、用以將處理液供給至泵321的供給用閥門V3、用以從泵321向下游側排出處理液的排出用閥門V4。此外泵321連接具備排水用閥門V5的排水路322。
在該例中的處理液供給路2於排出用閥門V4的下游側分岐成3條,並將分岐的各個處理液供給路稱為第1流路21、第2流路22、第3流路23。在第1流路21、第2流路22、第3流路23的下游端,各自設有噴嘴11、12、13。該等噴嘴11、12、13係用來供給與向搬送至液處理模組100的晶圓相同種類之處理液。顯像處理用液處理模組100例如具備:用以將晶圓W圍繞鉛直軸作
自由回轉並支撐之的基板支撐部110。
第1流路21、第2流路22、第3流路23從各自的上游側依序設置過濾器33、流量檢出部34、分配閥(液吐出用閥門)V6。分配閥V6為具備吐出預先設定的液量的處理液之機能的機器。過濾器33係用以除去處理液中所含有的粒子,並具備有排氣用閥門V7的排氣路331。在此例中,各閥門V1~V7,例如由氣動式閥門所構成。圖1中的35為壓力檢出部。
在說明有關設置於處理液供給路2的處理液的帶電量控制機器前,先利用圖2~圖4來記載有關處理液的帶電狀態的知識。形成處理液供給路2的絕緣性流路構件容易帶有負電,處理液容易帶有正電。因此使處理液在處理液供給路2內流通的話,由於流路構件與處理液之間的摩擦會產生靜電,於處理液供給路2中高壓力及高流速的區域,摩擦力會變大,帶電量也會增加。
圖2為表示於處理液供給路2的調節器31的上游側附近位置(RegIN)與下游側附近位置(RegOUT)的表面電位值與時間之關係特性圖,表面電位值藉由設置後述的表面電位測定部來取得。圖2(a)為當壓力損失大的時候,圖2(b)為當壓力損失小的時候,分別利用圖中的虛線標記RegIN數據,利用實線標記RegOUT數據。從圖2可得知若從噴嘴11、12、13吐出供給路的話,為了使處理液流通於處理液供給路2內,處理液供給路2的表面電位發生變化,可以發現當壓力損失大的時候相較於損失小的
時候,變化量較大。
圖3為表示於處理液供給路2中RegIN及RegOUT位置的表面電位變化與配管內的平均流速之關係之特性圖,圖3(a)為RegIN的數據,圖3(b)為RegOUT的數據。平均流速藉由調節器31的開度來調整,開度越大流速就越大,壓力損失就變小。所謂的表面電位變化為表面電位的測定值與初期值(於處理液吐出前液體不流動的時候)的差分。其結果,在RegIN中,若壓力損失越大則表面電位變化的負值越大,在RegOUT中,壓力損失越大則表面電位變化的正值越大。
圖4為表示藉由設置於第1閥門V1的上游側的泵來調整流速時,在處理液供給路2中的RegIN及RegOUT位置的表面電位變化與配管內的平均流速之關係之特性圖。圖4(a)為RegIN的數據,圖4(b)為RegOUT的數據,將設置調節器31的情形標記為△,沒設置調節器31的情形標記為◇。固定調節器31的開度,設置調節器31時壓力損失變大,不置調節器31時變成幾乎沒有壓力損失的狀態。從該結果認為,在RegIN中,當平均流速越大(泵的壓出力越大),表面電位變化的負值就變越大,再來當壓力損失越大時,表面電位變化也會變越大。另一方面,可確認在RegOUT中,當壓力損失大時,平均流速越大,表面電位變化的正值就越大,但當幾乎沒有壓力損失時,平均流速越大,表面電位變化的負值也會變大。
根據圖2~圖4,當壓力損失大的時候,藉由
處理液的流通,在RegIN中的表面電位會朝負值側變化,在RegOUT中的表面電位會朝正值側變化。有關造成該變化的原因為,當壓力損失大的時候,因為液壓高的處理液的流通及調節器31內的大壓力變化,處理液會傾向帶高正電,流路構件會傾向帶高負電。因此推測其原因為:在RegIN位置,因為處理液向下游側移動,有助於流路構件側的帶負電狀態變大,在RegOUT位置,雖然處理液及流路構件的帶電量小,但因為帶高正電的處理液被送至測定點,有助於處理液側的帶正電狀態變大。
從以上結果可得知,因為處理液供給路2內的壓力損失的大小、流速的大小等,處理液及流路構件的各帶電量會有所不同。當在處理液供給路2內壓力的損失大時,及流速大時,因為處理液與流路構件之間的摩擦力會變大,帶電量也會增大。因此,在本發明的實施形態中,如同後述,於發生大壓力損失的部位,將流路構件接地,或為了抑制從噴嘴向晶圓W吐出的處理液的帶電量,在噴嘴的附近位置,監視處理液及流路構件的各帶電量之和,以控制帶電量的方式來構成。有關帶電量的監視,其僅監視處理液的帶電量已足,但如同後述,為了確保處理液的流通空間的密閉性,進行帶電量監視所用的電極採用與流路構件緊密附著的構成,因此在實施形態中監視處理液及流路構件的各帶電量之和。
接著回到說明關於設置於處理液供給路2的處理液帶電量的低減,有關測定或控制的機器,從第1閥
門V1的上游側依序設置第1接地部41與第1測定部51,在第1閥門V1與調節器31之間,及調節器31與供給用閥門V3之間,分別設置第2接地部42及第3接地部43。此外於各個第1流路21、第2流路22、第3流路23,過濾器33與流量檢出部34之間設置第2測定部52,並在分配閥V6與噴嘴11、12、13之間,從上游側依序分別設置帶電量控制部61與第3測定部53。此外因為於第1流路21、第2流路22、第3流路23同樣設置有關供給機器及與帶電量控制的機器,因此將符號共通化。
首先,說明有關第1~第3測定部51~53。該等第1~第3測定部51~53具有相同的構成,有關該一例,以第3測定部53為例子顯示於圖5及圖6。第1~第3測定部51~53具備電極單元7。該電極單元7由電極棒71與接液區域形成構件72來構成。第3測定部53的電極棒71由第1電極形成,例如是斷面形狀為圓形的棒狀體,在該上端形成例如是圓形的平面狀。
該電極棒71的接液部分,例如在不鏽鋼等的金屬表面,為了抑止金屬污染的發生,將導電性材料以塗佈的方式構成,導電性材料為使處理液不浸透於金屬區域的方式形成厚度例如是300μm的膜厚。作為導電性材料,可以使用:EC系列(日本氟素工業社製)等的導電性或靜電擴散性(≦109Ω)的氟樹脂、AC140S(日清紡化學社製)、AC140(日清紡化學社製)等的玻璃狀碳、碳化矽(SiC)等。
接液區域形成構件72例如以裝卸自如的方式設置於處理液供給路2,支撐電極棒71,並形成電極棒71與處理液的接液區域,例如可以由與形成處理液供給路2的流路構件相同的絕緣性材料來構成。例接液區域形成構件72具備:沿著處理液供給路2形成並流通處理液的流通部721、與流通部721例如一體構成,並支撐電極棒71的支撐部722。支撐部722從流通部721的長邊方向的略中央部對流通部721略鉛直形成,在上端具備電極棒71的***口723。支撐部722例如在其內面與電極棒71的外面互相接觸,當電極棒71***支撐部722時,例如電極棒71的前端部以接觸流通於流通部721的處理液的方式構成。電極棒71,例如藉由螺絲式的接頭部711來連接支撐部722,如此電極棒71以接觸處理液供給路2的處理液及流路構件的方式設置。
這樣的接液區域形成構件72,例如藉由螺絲式的接頭部731、732來連接處理液供給路2,有作為流路構件的一部分的作用。此外電極棒(第1電極)71分別在第1流路21、第2流路22、第3流路23中,在噴嘴11、12、13的吐出口附近,例如從吐出口沿著處理液供給路2在例如100mm~3000mm的位置設置。接頭部711、731、732例如由與處理液供給路2相同材質的絕緣性氟樹脂來構成。
在電極單元7的電極棒71上面,如圖5(a)的平面圖及圖5(b)的縱斷面圖所示,設置例如是圓板狀的導
電板74。導電板74構成第1電極的一部分,例如其中心部以對齊電極棒71的橫斷面的中心部的方式構成,在該上面通過例如圓筒狀的支持體75設置遮用導電體76。支持體75例如由PEEK(聚醚醚酮)等的絕緣構件所形成,導電板74及遮用導電體76例如由SUS316L等的不鏽鋼材所構成。
遮用導電體76隔著空間以覆蓋電極棒71側方周圍的方式構成例如圓筒體狀,該上端向內側屈曲,從上方觀察時,該中央部例如作為以圓形開口的環狀上面部761來形成。上面部761的裏面側連接支持體75的上端,上面部761的中央的開口部762形成於比支持體75還內側。遮用導電體76為了遮蔽外部電場而接地,開口部762例如與導電板74呈同心圓狀來形成。
第1~第3測定部51~53如圖6所示,具備:測定第1電極(電極棒71)的表面電位,在該例中為測定導電板74的表面電位的表面電位測定部77。該表面電位測定部77,設置於遮用導電體76的上面部761的附近(例如比上面部761還高10mm的上方側),測定端以接近於由遮用導電體76包圍的開口部(導電板74的上方的開口部)的位置設置。如同既述,若使處理液流通於處理液供給路2的話,處理液會帶正電,流路構件會帶負電,通過接觸該等的第1電極(電極棒71),該等電荷所引起的電力線會收束於由第1電極、導電板74及遮用導電體76所圍繞的區域內。由導電板74及遮用導電體76所包圍的
區域因為遮蔽外部電場,因此與內部電位相等。該電位,對應於第1電極的一部分即導電板74的表面電位。
表面電位測定部77具備測定電極,該測定電極感應出與測定對象之被測定物之間的靜電電容所對應的電壓,藉由使測定電極周期振盪取出交流調變的信號,從該信號掌握表面電位。做為表面電位測定部77,例如可以使用OMRON社的ZJ-SD等表面電位計。
藉由這樣面對導電板74設置表面電位測定部77,將處理液及流路構件的帶電量作為第1電極電位的表面電位(導電板74的表面電位)來測定。如同既述,在本實施形態中,因為電極棒71與形成流路構件一部分的接液區域形成構件72密接,上述表面電位對應合成處理液的帶電狀態與流路構件的帶電狀態的帶電狀態,該測定值會輸出至後述的控制部200。此外不使用遮用導電體76也可以。
第1測定部51為了掌握從處理液供給源側向處理液供給裝置供給的處理液之帶電狀態,而設置於第1閥門V1的上游側,第2測定部52為了掌握過濾器33是否有堵塞及氣泡發生,而設置於過濾器33的下游側。此外,第3測定部53為了掌握向噴嘴11~13所供給的處理液之帶電狀態,設置於噴嘴11~13的上游側附近。
接著,參照圖7說明有關帶電量控制部61的一例。該例中的帶電量控制部61與第1~第3的表面電位測定部51~53一樣,具備:電極單元7、導電板74、
支持體75及遮用導電體76;電極單元7的電極棒71相當於第2電極。電極棒(第2電極)71分別於第1流路21、第2流路22、第3流路23中,例如從第3測定部53的電極棒(第1電極)71沿著處理液供給路2設置於上游側10mm~5000mm的位置。
電極棒(第2電極)71通過補助切換部62連接於電壓施加部63。補助切換部62係用來將電極棒71的連接端在電壓施加部63或接地部之間做切換。此外,電壓施加部63根據從第3測定部53的表面電位測定部77所得到的表面電位測定值,向電極棒71施加電壓,並控制處理液及流路構件的帶電量。該例中的電壓施加部63,如圖7所示,具備:正電壓施加用正電源部631、負電壓施加用負電源部632、切換該等正電源部631與負電源部632所連接的電壓切換用切換部633。此外,在該例中,因為第2電極即電極棒71也採用與流路構件密接的構造,不只是處理液,也控制流路構件的帶電量。
再來電壓施加部63,具備:用以將電極棒71對正電源部631或負電源部632做連接狀態或切離狀態設定的切換部634。各切換部,例如並聯2個繼電器開關,藉由繼電部的通電使一方為ON,另一方為OFF,藉此使開關接點能夠作為切換繼電電路。此外帶電量控制部61也可以不設置遮用導電體76。
接著,說明有關第1~第3接地部41~43。該等第1~第3接地部41~43具有相同的構成,有關其
一例,以第1接地部41為例子表示於圖8。第1~第3接地部41~43具備與第1~第3的測定部51~53同樣構成的電極單元7,該電極棒71相當於第3電極。該電極棒(第3電極)71藉由接地用切換部44,切換接地狀態與從接地至開放的狀態做連接。
如圖9所示,具備處理液供給裝置及液處理模組100的液處理裝置設置有由電腦構成之控制部200;該控制部200具有圖所未示的程式收納部。程式收納部收納有例如從軟體構成的程式,該程式將後述作用中所說明的於帶電量控制及在液處理模組100中進行液處理的命令組合。藉由該程式向控制部200的讀出,控制部200將控制訊號輸出至液處理裝置的各部。藉此,控制閥門V1~V7的開關及泵單元32的驅動、電極棒71的接地及向電極棒71的電壓施加、噴嘴11~13的移動、基板支撐部110的驅動等各動作,使後述的帶電量控制及液處理能夠進行。該程式例如以收納於硬碟、光碟、磁光碟、或記憶卡等的記憶媒體的狀態,被收納於程式收納部。
接著繼續說明有關帶電量的控制,如圖9所示,控制部200具備:同時顯示於第1~第3測定部51~53的表面電位測定部77所檢出的表面電位之顯示部201。例如顯示部201將對應表面電位的類比輸出值監控化。再來控制部200具備:例如將每個於第1~第3測定部51~53所檢出的表面電位測定值,判定該測定值是否在適當範圍內,並在所測定的表面電位超出適當範圍外時
輸出警告的功能。輸出警告,例如藉由:警告音發生部、警告燈等的警告輸出部202來進行。表面電位的適當範圍,例如於每個處理程式中對每個第1~第3測定部51~53分別做設定。
此外控制部200因應處理程式,進行帶電量控制部61的補助切換部62、電壓切換用的切換部633及切換部634的控制。具體來說,電壓切換用的切換部633,將從第3測定部53所得到的表面電位測定值與目標值作比較,當測定值比目標值還向正側偏離時,控制其連接至負電源部632,當測定值比目標值還向負側偏離時,控制其連接至正電源部631。再來,當表面電位的目標值為0電位時及停止處理液的吐出時(處理液不流向處理液供給路2時),控制補助切換部62將連接端切換至接地部。
再來又當表面電位的目標值在0電位以外時,以對正電源部631或負電源部632做連接狀態與切離狀態重覆切換的方式,以例如PWM(脈衝寬度調變)方式或PID方式控制切換部634。
從噴嘴對晶圓W供給處理液的處理液供給過程中,具備複數的步驟;表面電位的目標值對應前述各個複數步驟,預先於處理程式中設定。此外藉由切換部634將相對於正電源部631或負電源部632斷續地連接的周期,預先設定於每個處理程式。該等目標值及周期,藉由實施謀求預先最適化的實驗來設定,將周期對應吐出時的
處理液流速來作最適化。當這種表面電位的目標值為0電位時,將電極棒(第2電極)71連接至接地側,當目標值為0電位以外時,將電極棒(第2電極)71周期地連接至電壓施加部63,並基於表面電位的測定值對應目標值,將連接端控制成切換至正電源部631側或負電源部632側。
再來第1~第3接地部41~43則對應處理程式,於設置第1~第3接地部41~43的區域流通處理液時,將電極棒(第3電極)71接地,在前述區域沒有流經處理液時,將電極棒71以從接地狀態切換至開放狀態的方式,控制接地用切換部44。相反地,也可以在設置第1~第3接地部41~43的區域流通處理液時,將電極棒(第3電極)71從接地狀態切換至開放狀態,在前述區域沒有通經處理液時,以將電極棒71切換至接地狀態的方式控制接地用切換部44。
接著,說明有關本實施形態的作用。處理液供給路2藉由開啟第1閥門V1,從處理液供給源側將處理液以預先設定的壓力供給。首先開啟第1閥門V1、供給用閥門V3,使泵單元32作動,在泵321內儲存一定量的處理液。接著開啟閥門V5,將處理液通過排水路322排出的同時,進行泵321內的處理液去泡。接著關閉閥門V5、開啟排出用閥門V4,使泵單元32作動。當處理液通過過濾器33流通時,例如藉由處理液填滿分配閥V6的上游側的處理液供給路2。
接著從噴嘴11~13吐出處理液時,以使泵單
元32作動的狀態,將分配閥V6以預定的時間開啟。藉此在各液處理模組100中,從噴嘴11~13對晶圓W進行預定時間處理液的吐出,執行液處理。從噴嘴11~13吐出處理液時,也開啟第1閥門V1、供給用閥門V3、排出用閥門V4,呈現從處理液供給源側對處理液供給路2供給處理液的狀態。當噴嘴11~13停止吐出處理液時,將分配閥V6關閉。
當開啟第1閥門V1從處理液供給源供給處理液後,將於第1~第3測定部51~53所測定的表面電位輸出至控制部200,於顯示部201顯示,監視例如表面電位(帶電量)是否有異常。因此,例如當表面電位偏離適當範圍時,於警告輸出部202進行警告輸出,對作業者通報帶電量的異常。
例如,因為第1測定部51設置於第1閥門V1的上游側,當從處理液供給源側供給超過表面電位適當範圍的處理液時,輸出警告。此外第2測定部52因為設置於過濾器33與流量檢出部34之間,例如調節器31、泵單元32、過濾器33的通過,而當處理液的帶電量超過適當範圍而變大時,輸出警告。再來第3測定部53因為設置於噴嘴11、12、13附近,即便進行後述的帶電量控制,當向晶圓W供給的處理液帶電量超過適當範圍時,也輸出警告。
接著有關帶電量的控制,將作為處理液的顯像液供給至晶圓W進行顯像處理時的情形做為例子來說
明。圖10將進行顯像處理的液處理模組100以模式化表示。於液處理模組100設置例如用以進行顯像液的供給用的2種噴嘴,其中之一是在下方具備吐出口的直管狀噴嘴、另一個為具備例如約20mm的狹縫狀吐出口的矩形狀噴嘴。該等噴嘴例如藉由共通的移動機構(圖未示),一體成型並能在晶圓W的直徑方向自由移動,例如直管狀的噴嘴相當於上述旳噴嘴11、12、13。在此為了方便,將直管狀的噴嘴稱為補助噴嘴11,將矩形噴嘴稱為主噴嘴14繼續說明。相對於補助噴嘴11、主噴嘴14,藉由個別系統的處理液供給裝置來供給處理液即顯像液。
首先在回轉晶圓W的狀態下,從圖10所未示的噴嘴對晶圓W的略中央供給預濕用液體(例如純水)。該步驟中,在補助噴嘴11及主噴嘴14的各自的處理液供給路2中,呈現沒有從各噴嘴吐出顯像液的狀態。因此在各處理液供給路2中,將例如第1~第3接地部41~43的電極棒(第3電極)71設定為從接地開放的狀態,將帶電量控制部61的電極棒(第2電極)71設定為接地狀態。
接著如圖10(a)所示,在補助噴嘴11的處理液供給路2中,設定表面電位的目標值為負電位(-E1V),在使晶圓W以回轉數R1回轉的狀態下,從補助噴嘴11向晶圓W的略中央供給顯像液。該步驟中,因為使顯像液吐出,例如第1~第3接地部41~43藉由圖8所示的切換部44使電極棒(第3電極)71呈接地狀態。
此外因為表面電位的目標值為負值,帶電量
控制部61首先藉由補助切換部62將電極棒(第2電極)71的連接端切換至電壓施加部63側,並將電壓切換用的切換部633切換至負電源部632側。因此藉由切換部634,周期性地重覆連接狀態與切離狀態,將該狀態中在第3測定部53所得到的表面電位的測定值與目標值作比較。若測定值比目標值還向負側偏離時,將電壓切換用的切換部633切換至正電源部631側,當測定值比目標值還向正側偏離時將電壓切換用的切換部633切換至負電源部632側。
在這種情況下,因應表面電位的測定值與目標值之間的差分,調整切換部634的ON、OFF中的負載比(相對ON時間與OFF時間的合計之ON時間比例)。例如相較於表面電位的負目標值,測定值低時(絕對值大),表面電位的測定值與目標值之間的差分越大,負載比就越大,使向電極棒71供給的例如正電荷量增大,表面電位的測定值與目標值之間差分越小,負載比就越小,使向電極棒71供給的例如正電荷量減少。此外當測定值與目標值一致時,維持負載比為0的狀態,也就是維持將切換部634切離的狀態。藉此進行使表面電位的測定值接近目標值的控制動作。此外目標值也可以是例如相對作為目標的電壓值維持在容許範圍的電壓範圍。
此外,這種PWM控制並沒有受到限制,也可以藉由PID控制等的方法,將正電荷或負電荷供給至電極棒71。
接著將晶圓W的回轉數提升至R2,設定該回
轉數R2所對應的表面電位目標值(-E2V),從補助噴嘴11向晶圓W的略中央供給顯像液。若回轉數越高,於晶圓W表面的顯像液摩擦力就越大,因為顯像液的帶電量變化,設定對應回轉數的表面電位目標值。實際上因為回轉數為階段性的提升,對應該每個回轉數做表面電位的目標值設定。
接著停止從補助噴嘴11吐出顯像液,將補助噴嘴11及主噴嘴14移動至晶圓W的周圍部側。在此之後如圖10(b)、(c)所示,在回轉晶圓W的狀態下,將主噴嘴14沿著例如晶圓W的直徑,從周圍部向中央部移動,同時吐出顯像液。設定表面電位的目標值,使其在周圍部側為正電位(+E3V),在中央部為0電位(0V),因應晶圓W上的位置將表面電位的目標值從+E3V至0V階段性地降低設定。在這種情況下也一樣,當目標值不是0電位時,如同既述,基於表面電位的測定值,對應目標值向電極棒(第2電極71)施加正電壓或負電壓。此外當設定目標值為0電位時,藉由補助切換部62將電極棒(第2電極)71的連接端切換至接地部。
接著停止從主噴嘴14吐出顯像液,將補助噴嘴11及主噴嘴14退避至晶圓W的周圍部側。接著在回轉晶圓W的狀態下,向晶圓W供給沖洗液(例如純水)進行洗淨後,在回轉晶圓W的狀態下,向晶圓W供給氮氣並乾燥之,停止晶圓W的回轉。在以上的步驟中,補助噴嘴11及主噴嘴14在當處理液停止吐出時,於各處理液
供給路2中,將第1~第3接地部41~43的電極棒(第3電極)71設定為從接地開放的狀態,將帶電量控制部61的電極棒(第2電極)71設定為接地狀態。
根據上述的實施形態,當通過由絕緣性的流路構件所形成的處理液供給路2向晶圓W供給處理液時,藉由將處理液及流路構件各自的帶電量之和所對應的電荷量作為導電體的表面電位測定。藉此,因能夠掌握處理液供給路2內的處理液及流路構件的帶電狀態,當表面電位過大時或表面電位急減時,藉由警告輸出部202輸出預定的警告,能夠適切地採取對應。
此外在將處理液流通於處理液供給路2的狀態下測定表面電位,藉由顯示的內容,能夠即時掌握因流通而變化的處理液帶電狀態。在施加應力於構成處理液供給路2的氟樹脂的狀態下,若與有機溶劑接觸的話容易產生裂縫。另一方面,負型光阻的適用增加,有作為顯像液會有使用體積電阻率大的乙酸丁酯的傾向,但若體積電阻率高的話,與流路構件摩擦所造成的靜電將會急速增加,並蓄積靜電。因此調節器31等壓力損失大的機器,靜電荷會集中至微小裂縫的部分,會發生破壞氟樹脂的情形。
此外,隨著不滯留處理液使之循環的方法成為主流,會使處理液及流路構件蓄積電荷,並使帶電量增加。因為這樣,於處理液供給路2中,掌握處理液的表面電位變得有效。此外當從處理液供給源供給處理液至複數處理液供給裝置時,在每個處理液供給裝置中的第1閥門
V1的上游側設置第1測定部51。因此能夠掌握在處理液供給裝置間的處理液帶電量是否有偏差。
再來藉由設置第2測定部52,能檢知過濾器33的堵塞或氣泡的混入等異常。圖11為表示於處理液供給路2的過濾器33的上游側附近位置(FilIN)與下游側附近位置(FilOUT)的表面電位值與時間之關係特性圖。圖11(a)表示正常時的數據,圖11(b)表示有數十個氣泡混入的異常時的數據,於圖中虛線標示FilIN的數據,實線標示FilOUT的數據。從該圖可明白,當從噴嘴11、12、13開始吐出處理液時,表面電位會有大變化,但若過濾器33混入氣泡的話,FilIN、FilOUT的表面電位會有小峰值發生。藉由此方式掌握過濾器33附近的表面電位,能檢知過濾器33的異常。
再來本發明基於第3測定部53的表面電位測定值,因為向電極棒(第2電極)71施加電壓,透過電極棒71能夠控制處理液及流路構件的帶電量。藉此方式,當帶電量及流速過大而僅靠接地而無法充分地除電時,能夠確實地進行除電。此外除了能抑制帶電量過大導致流路構件的靜電破壞所造成的洩漏及發火等事故發生,也可以抑制流量檢出部34等計測機器的精度降低。此外因為根據表面電位的測定值與目標值,向電極棒(第2電極)71施加正電壓或負電壓,能夠進行適當的控制,並能快速使表面電位接近目標值。再來藉由在帶電量控制部61設置補助切換部62及切換部634,使電極棒(第2電極)71接地,
能夠斷續地連接至電壓施加部63,可以更容易進行合於表面電位目標值的高精度控制。
因為能進行這種處理液的帶電量控制,能夠在液處理時改善晶圓W面內的電位分佈。絕緣性的處理液因為流動帶電常會帶正電,若在使晶圓W回轉的狀態下供給處理液的話,晶圓W上的薄膜在中心部極端帶有負電,越向外圍接近越有接近0電位的電位分佈。這樣因在晶圓W面內的電位偏差,例如藉由檢查機(SEM:掃描式電子顯微鏡)在晶圓上測定配線圖案的尺寸時,會因影像糢糊而無法測定,或發生設計性的偏差,容易部分地殘留洩漏殘渣。此外若處理液帶電的話,由於電流透過從噴嘴11~13吐出的處理液而流動,於處理液的滴下位置附近會發生薄膜剝落、電路的靜電破壞、吐出軌道的彎曲、吐出液的反彈等,藉由控制處理液的帶電量,可以抑止這些事情發生。
此外,因為第3測定部53的電極棒(第1電極)71及帶電量控制部61的電極棒(第2電極)71從噴嘴11~13的吐出口,以不隔著大的壓損部,設置於5000mm以內的位置,能夠使帶電量以接近目標值的狀態將處理液從噴嘴11~13吐出,可確保良好的過程性能。再來即使是設置複數噴嘴11~13的情形,也可以匯集從各噴嘴11~13所吐出的處理液的帶電量。再來因為於帶電量控制部61的下游側設置第3測定部53,測定噴嘴11~13的吐出口正前方的表面電位,假若於帶電量控制部61控制
帶電量,也可以掌握表面電位偏離適當範圍等的帶電量異常。
再來藉由設置第1~第3接地部41~43並接地,於處理液供給裝置的各種壓損部中,即使會有因處理液種及流通條件等而帶電量變大的情況,仍可以保護流體機器。此外因為設置接地用切換部44,能夠只有在處理液流通處理液供給路2時,或是只有在處理液不流通處理液供給路2時作接地的控制,可以在必要的時侯進行有效率的除電。
此外,第1~第3接地部41~43、第1~第3測定部51~53、帶電量控制部61具備共通的電極單元7;與構成接觸於處理液及流路構件的電極所形成的電極棒71具有相同的構造。因此,因為通過該電極棒71做進行接地、表面電位的測定、施加電壓的帶電量控制,用以帶電量控制的設計和製造會變得更容易。此外因為電極單元7對於流路構件以裝卸自如的方式設置,可以將接地部、測定部及帶電控制部輕易設置於位意場所。此外電極棒71藉由在金屬上塗佈導電性材料來形成,在抑制金屬污染發生的同時,也可以進行藉由處理液及流路構件的接地之除電、表面電位的測定及帶電量的控制。
如上所述中,處理液供給裝置在裝置立起時、保養時、或交換處理液等時,也能夠將第1電極以接觸處理液及流路構件的方式裝設以測定表面電位並顯示之,來掌握處理液及流路構件的帶電狀態。藉此可以掌握
處理液及流路構件的接地、以及施加電壓來控制帶電量的必要位置。
此外處理液並不限於顯像液。例如本發明者們掌握到洗淨時的沖洗液(純水)的帶電量與晶圓W上的殘渣數具有相關關係,也確認到沖洗液的除電是否有效。顯示有關洩漏處理時的帶電量控制的一例的話,例如沖洗液(純水)也可以使用於對晶圓W供給顯像液前的預濕,但該預濕處理中表面電位的目標值設定為0電位。接著顯像液供給後的洗淨處理中,將表面電位的目標值設定為-E4V,以使晶圓W回轉的狀態供給沖洗液於晶圓W的略中心。之後,供給沖洗液與乾燥用的氮氣至晶圓W,但此時將表面電位的目標值設定為0電位。當處理液為沖洗液時的情形也一樣,當處理液不流通至處理液供給路2(不從噴嘴吐出處理液)時,當處理液流通至處理液供給路2時,目標值為0電位時,0電位以外時的控制,與上述之例一樣。
於上述中,第1~第3電極的構成並不限定於上述的實施形態,可以是使處理液及流路構件以接觸的方式構成,表面電位測定部也可以測定由第1電極所構成的導電體表面電位。此外電壓施加部63也並不一定要具備切換部634,將第2電極透過補助切換部62連接至電壓施加部63也可以。在這種情形時,將表面電位的測定值與目標值做比較,當測定值與目標值一致時,藉由補助切換部62來設定電壓施加部63成切離狀態。此外形成第3電極的電極棒71以不設置接地用切換部44,而以直接接
地狀態連接也可以。再來顯示表面電位的顯示部也可以設置於第1~第3測定部51~53的附近,第1電極、第2電極、及第3電極的至少一個也可以由導電性的氟樹脂來塗佈。
再來各自設定第1測定部51及第2測定部52所對應的帶電量控制部61,根據第1測定部51及第2測定部52各自的表面電位測定值,也能夠施加電壓於形成對應的第2電極的電極棒71來進行帶電量控制。再來帶電量控制部61也可以設置表面電位測定部77。在此情形中,第1電極兼用第2電極,測定第1電極的電位所對應的導電體表面電位,對第1電極施加電壓進行帶電量的控制。
再來上述的處理液供給路2,具有:進行表面電位測定的測定部、顯示表面電位的顯示部、將電極棒連接於接地狀態的接地部、向電極棒施加電壓進行帶電量控制的帶電量控制部;但也可以至少具備測定部。接著,僅具備測定部、顯示部、及接地部的構成也可以,僅具備測定部、顯示部、及帶電量控制部的構成也可以。再來,進行表面電位測定的測定部、接地部、帶電量控制部的設置位置及個數也不限於上述之例。上述所說明的塗佈、顯像裝置並無限定,例如也可以使用洗淨裝置等的其他液處理裝置、蝕刻裝置、成膜裝置、基板貼合裝置、曝光裝置、檢查裝置等。此外半導體製造工程並不限定於在半導體晶圓形成半導體裝置的工程,在玻璃基板形成電晶體製造液
晶面板的工程也可以。
2‧‧‧處理液供給路
11、12、13‧‧‧噴嘴
20‧‧‧分岐路
21‧‧‧第1流路
22‧‧‧第2流路
23‧‧‧第3流路
31‧‧‧調節器
32‧‧‧泵單元
33‧‧‧過濾器
34‧‧‧流量檢出部
35‧‧‧壓力檢出部
41‧‧‧第1接地部
42‧‧‧第2接地部
43‧‧‧第3接地部
51‧‧‧第1測定部
52‧‧‧第2測定部
53‧‧‧第3測定部
61‧‧‧帶電量控制部
100‧‧‧液處理模組
110‧‧‧基板支撐部
321‧‧‧泵
322‧‧‧排水路
331‧‧‧排氣路
V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7‧‧‧閥門
W‧‧‧半導體晶圓
Claims (14)
- 一種從噴嘴對基板供給處理液的處理液供給裝置,具備:形成用以向前述噴嘴供給處理液的處理液供給路之絕緣性流路構件;接觸前述處理液供給路的處理液的第1電極;及測定前述第1電極的表面電位之表面電位測定部。
- 如請求項1所記載的處理液供給裝置,其中,更具備:顯示前述表面電位測定部所測定的表面電位之顯示部。
- 如請求項1或2所記載的處理液供給裝置,其中,更具備:當前述表面電位測定部所測定的表面電位超出適當範圍時輸出警告的警告輸出部。
- 如請求項1~3中任1項所記載的處理液供給裝置,其中,具備:接觸前述處理液供給路的處理液的第2電極;根據前述表面電位測定部所得到的表面電位測定值,向前述第2電極施加電壓,並控制前述處理液的帶電量的電壓施加部。
- 如請求項1~4中任1項所記載的處理液供給裝置,其中,前述電壓施加部更具備:施加負電壓用的負電源部;施加正電壓用的正電源部;及當前述測定值比目標值還向正側偏離時,將前述負電源部連接至前述第2電極,當前述測定值比目標值還向負側偏離時,將前述正電 源部連接至前述第2電極的電壓切換用切換部。
- 如請求項5所記載的處理液供給裝置,其中,設置有為了將前述第2電極的連接端在前述電壓施加部與接地部之間切換的補助切換部;前述補助切換部當前述目標值為0電位時,使前述第2電極的連接端切換至接地部。
- 如請求項5或6所記載的處理液供給裝置,其中,前述電壓施加部當前述目標值為0電位以外時,使前述第2電極對前述負電源部或正電源部重覆交替連接狀態與切離狀態。
- 如請求項5~7中任1項所記載的處理液供給裝置,其中,具備:從前述噴嘴對基板供給處理液的處理液供給過程之複數步驟;前述目標值,各自對應前述複數的步驟作決定。
- 如請求項1~8中任1項所記載的處理液供給裝置,其中,具備:接觸前述處理液供給路的處理液的第3電極;及當處理液流至前述處理液供給路時及未流至前述處理液供給路時之一種情形中,將前述第3電極切換至接地狀態,當處理液流至前述處理液供給路時及未流至前述處理液供給路時之另一種情形中,將前述第3電極從接地狀態切換至開放狀態的接地用切換部。
- 如請求項1~9中任1項所記載的處理液供給裝置,其中,前述第1電極、第2電極、及第3電極中的至 少一者由導電性的氟樹脂來塗佈。
- 一種從處理液供給路通過噴嘴對基板供給處理液的處理液供給裝置的運用方法,包含:測定接觸前述處理液供給路的處理液的第1電極的表面電位的工程;及顯示前述工程所測定的表面電位之工程。
- 如請求項11所記載的處理液供給裝置的運用方法,其中,包含:當前述表面電位測定部所測定的表面電位超出適當範圍時輸出警告的工程。
- 如請求項11或12所記載的處理液供給裝置的運用方法,其中,具備:接觸前述處理液供給路的處理液的第2電極;根據前述表面電位的測定值,向前述第2電極施加電壓,用於控制前述處理液的帶電量的電壓施加部。
- 一種記憶用於從噴嘴對基板供給處理液的處理液供給裝置的電腦程式之記憶媒體,其中,前述電腦程式具備:為了執行請求項11~13中任1項所記載的處理液供給裝置的運用方法之步驟群。
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