TW201919779A - 基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的，係於使基板底面乾燥之際，防止位於乾燥區域外側的液膜***而產生液滴，並且防止微粒附著於夾持構件及其周邊的基板底面。 本發明之基板處理方法，包含：液體處理步驟，令基板(W)旋轉並且對基板底面供給處理液來進行液體處理；及乾燥步驟，在該液體處理步驟之後，對基板底面供給非活性氣體並且進行基板的乾燥處理。在乾燥步驟中，在乾燥處理開始之後而基板底面中央部有液膜存在之狀態下(時間點T2~T3)，以第1供給流量(FR 2)供給非活性氣體；當基板底面中央部不再有液膜存在之後(時間點T3~T4)，以低於第1供給流量之第2供給流量(FR3)供給非活性氣體。

Description

基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體
本發明係關於一種對基板底面供給處理液來進行液體處理後令基板底面乾燥之技術。
在半導體裝置之製造中所使用的基板處理裝置當中，會令半導體晶圓等基板以水平姿態繞著鉛直軸線周圍旋轉，並且對該基板底面供給沖洗液例如純水， 來對該底面進行沖洗處理。要進行這類液體處理時，係由旋轉夾盤(基板旋轉保持機構)來保持基板，該旋轉夾盤具備：圓盤狀之基底構件、基底構件的周緣部所設之夾持基板周緣部之複數夾持構件。另外，所謂｢基板底面｣，係指處理時面向下方的面，有可能是元件形成面即正面，或是非元件形成面即背面。
底面的沖洗處理結束之後，令基板高速旋轉予以甩乾。要讓基板順利乾燥，最好先在基板的中心部形成微小的圓形乾燥區域(乾燥中心)，讓此乾燥區域的外周緣以同心圓狀逐漸擴散。藉此，就算液體中有微粒存在，微粒也會和液體一起被趕到基板之外部，所以可防止微粒殘留在已乾燥的基板上。
在甩乾時，為了讓乾燥加快及防止水漬發生，要對基板底面側供給低溼度且宜為低氧濃度之氣體，例如氮氣(參照例如專利文獻1)。氮氣的供給量會影響到乾燥中心之形成及擴張，所以必須控制在適當的範圍內。氮氣的供給量過大時，乾燥中心的擴散速度太快，位於乾燥中心外側之液膜有可能會發生***(產生與液膜分離之液滴)。若***的液滴中有微粒存在，則該微粒在該液滴乾燥後， 會再次附著於基板。
再者，有時會一併進行上述對於基板底面的液體處理，與對基板頂面進行的液體處理，例如洗滌式清洗處理或是噴霧清洗處理。此時，受清洗處理而從基板正面去除的物質所組成之微粒，會與處理液一起流向基板周緣部，最後飛散至基板外部。含有該微粒之處理液有可能迴流到基板底面，而附著於夾持構件及其周邊的基板底面。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-231030號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明之目的在於提供一種技術，能兼顧到令基板底面乾燥之際，防止位於乾燥區域外側的液膜***而產生液滴，且防止微粒附著於夾持構件及其周邊的基板底面。 [解決問題之技術手段]
根據本發明的一實施形態，提供一種基板處理裝置，其具備：基板保持構件，保持基板的周緣部；旋轉部，所具有的板片設有該基板保持構件，並使該板片旋轉來讓該基板旋轉；流體供給部，配置於該旋轉部的中央，並對該基板保持構件所保持之該基板底面供給處理液及非活性氣體；及控制部，進行控制，以令該基板旋轉並且對該基板底面供給處理液來進行液體處理，在該液體處理之後，對該基板底面供給該非活性氣體並且進行該基板的乾燥處理；該控制部，進行控制，使得在該乾燥處理開始之後而該基板底面中央部有液膜存在之狀態下，以第1供給流量供給該非活性氣體；當該底面中央部不再有液膜存在之後，以低於該第1供給流量之第2供給流量供給該非活性氣體。
根據本發明的另一實施形態，提供一種基板處理方法，係使用基板處理裝置來進行基板處理；該基板處理裝置具備：基板保持構件，保持基板的周緣部；旋轉部，所具有的板片設有該基板保持構件，並使該板片旋轉來讓該基板旋轉；及流體供給部，配置於該旋轉部的中央，並對該基板保持構件所保持之該基板底面供給處理液及非活性氣體；該基板處理方法包含：液體處理步驟，令該基板旋轉並且對該基板底面供給處理液來進行液體處理；及乾燥步驟，在該液體處理步驟之後，對該基板底面供給該非活性氣體並且進行該基板的乾燥處理；在該乾燥處理開始之後而該基板底面中央部有液膜存在之狀態下，以第1供給流量供給該非活性氣體；當該底面中央部不再有液膜存在之後，以低於該第1供給流量之第2供給流量供給該非活性氣體。
根據本發明的又另一實施形態，提供一種記錄媒體，其所儲存的程式，由構成用以控制基板處理裝置動作的控制部之電腦所執行時，該電腦控制該基板處理裝置，來執行上述之基板處理方法。 [發明之功效]
根據上述本發明的實施形態，在相對較厚的液膜包覆著整個基板底面之時候，以相對較大流量供給非活性氣體，藉此可將附著於基板保持構件之微粒吹走。再者，當基板底面中央不再有液膜存在之後，以相對較小流量供給非活性氣體，藉此可避免乾燥區域擴散速度太快，因此可防止微粒因液體***而產生。
以下參照附加圖式，來說明本發明之實施形態。
圖1係顯示本實施形態所屬基板處理系統的概略構成之圖。以下，為了明確定義出相對位置，乃界定出互相垂直的X軸、Y軸及Z軸，以Z軸正方向作為鉛直向上方向。
如圖1所示，基板處理系統1具備：送入送出站2與處理站3。送入送出站2與處理站3係相鄰設置。
送入送出站2具備：載體載置部11與輸送部12。載體載置部11，載置將複數片晶圓W予以水平狀態收納之複數載體C。
輸送部12，係與載體載置部11相鄰設置，內部具備基板輸送裝置13與傳遞部14。基板輸送裝置13具備：保持晶圓W之基板保持機構。再者，基板輸送裝置13，可往水平方向及鉛直方向移動並以鉛直軸為中心轉動，利用基板保持機構在載體C與傳遞部14之間進行晶圓W之輸送。
處理站3，係與輸送部12相鄰設置。處理站3具備輸送部15與複數處理單元16。複數處理單元16，並排設置於輸送部15的兩側。
輸送部15，內部具備基板輸送裝置17。基板輸送裝置17具備：保持晶圓W之基板保持機構。再者，基板輸送裝置17，可往水平方向及鉛直方向移動並以鉛直軸為中心轉動，利用基板保持機構在傳遞部14與處理單元16之間進行晶圓W之輸送。
處理單元16，對由基板輸送裝置17所輸送之晶圓W進行既定的基板處理。
再者，基板處理系統1具備控制裝置4。控制裝置4，為例如電腦，具備控制部18與記錄部19。記錄部19，保存了控制基板處理系統1中所執行的各種處理之程式。控制部18，對記錄部19所記錄的程式進行讀取和執行，藉此控制基板處理系統1之動作。
另外，這種程式，係儲存於可由電腦讀取之記錄媒體，亦可從該記錄媒體安裝於控制裝置4的記錄部19。作為可由電腦讀取之記錄媒體，有例如硬碟機(H D)、軟碟片(FD)、光碟片(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。
如上述構成的基板處理系統1當中，首先，送入送出站2之基板輸送裝置13，將晶圓W從載體載置部11所載置之載體C取出，將所取出之晶圓W載置於傳遞部14。將傳遞部14所載置之晶圓W，藉由處理站3的基板輸送裝置17從傳遞部14取出，送入處理單元16。
已送入處理單元16之晶圓W，由處理單元16處理之後，由基板輸送裝置17從處理單元16中送出，載置於傳遞部14。於是傳遞部14所載置之處理完畢的晶圓W，係由基板輸送裝置13送回載體載置部11之載體C。
接著，參照圖2及圖3，說明處理單元16的概略構成。另外，只要沒有特別說明，圖3所出現的所有構件，實質上相當於作為幾何學用語之旋轉體。
如圖2所示，處理單元16具備：腔室20、保持並使晶圓W旋轉之基板保持旋轉機構30、構成處理液供給噴嘴之液體噴吐部40、將供給至晶圓W後的處理液回收之回收杯50。
腔室20，收納基板保持旋轉機構30、液體噴吐部40及回收杯50。腔室20的頂棚部，設有風扇過濾器單元(FFU，Fan Filter Unit)21。風扇過濾器單元21，在腔室20內形成降流。
基板保持旋轉機構30，構成為：藉由機械式夾固機構來保持晶圓W之機械性夾盤。基板保持旋轉機構30，具有：基板保持部31、旋轉軸32及旋轉馬達(旋轉驅動部)33。旋轉馬達33之旋轉速度，可在控制裝置4的控制下，連續變換成任意値。旋轉馬達33，令旋轉軸32旋轉驅動，藉此讓由基板保持部31以水平姿態保持之晶圓W繞著鉛直軸線周圍旋轉。
基板保持部31，具有：圓板形的基底板(板狀體)31a，與設於基底板31a的周緣部之複數保持構件31b(夾盤)。保持構件31b，保持晶圓W的周緣。在一實施形態中，複數保持構件31b當中有幾個是對於晶圓W的周緣做進退來切換晶圓W的把持及解放之可動支持構件，其餘的保持構件31b則是不動的保持構件(例如支持銷)。旋轉軸32由往鉛直方向延伸之中空管狀體所組成。
旋轉軸32與基底板31a係藉由連結部34所連結。連結部34，可為與旋轉軸32及基底板31a各別成型之零件，或者是亦可為與旋轉軸32或基底板31a一體成型之零件。
液體噴吐部40，形成為整體往鉛直方向延伸之細長軸狀構件。液體噴吐部40，具有：往鉛直方向延伸之中空圓筒形的軸部41，與頭部42。軸部41，***於基板保持旋轉機構30之旋轉軸32內部的圓柱形空洞32a內。軸部41與旋轉軸32為同軸心。軸部41的外周面與旋轉軸32的內周面之間，形成了具有圓環狀剖面並作為氣體通路80之空間。
氣體通路80，由乾燥用氣體供給機構74供給乾燥用氣體。乾燥用氣體，為了讓乾燥加快，宜為低溼度；為了防止水漬發生，更宜為低氧濃度。在本實施形態中，作為乾燥用氣體，係使用低溼度且低氧濃度之氣體即氮氣。乾燥用氣體供給機構74的構成之圖示及詳細說明予以省略，由例如連接至氣體供給源之供給管線、插設於該供給管線之開關閥及流量控制閥等所構成。
液體噴吐部40的內部，有往鉛直方向延伸之圓柱形的空洞。該空洞的內部設有處理液供給管43(僅示於圖3)。處理液供給管43之上端，在液體噴吐部40的頭部42之頂面的中央部開口，成為液體噴吐口43a，朝基板保持旋轉機構30所保持之晶圓W的底面中央部噴吐處理液(參照圖3的黑色箭頭)。
處理液供給管43，由處理液供給機構72(參照圖2)供給用以清洗晶圓W底面之沖洗液例如純水(DIW，Deionized Water)。處理液供給機構72的構成之圖示及詳細說明予以省略，由例如連接至處理液供給源之供給管線、插設於該供給管線之開關閥及流量控制閥等所構成。處理液供給機構72，亦可切換沖洗液與沖洗液以外的處理液例如DHF等化學藥液來進行供給。
於連結部34的頂面中央部，形成有與氣體通路80連通之圓柱形的凹部34b。頭部42下側的大部分收納於凹部34b內。頭部42，具有比凹部34b的外周端更往半徑方向外側延伸之凸緣部42a。在氣體通路80內向上流動之氣體，穿過凹部34b的內面與其面對的頭部42的正面之間所形成之空間81而流動，更穿過凸緣部42a的底面與連結部34的頂面34a之間的間隙82而流動，朝半徑方向外側以大致水平方向，往晶圓W的底面與基底板31a之間的空間83噴射(參照圖3的空心箭頭)。也就是說，從間隙82的出口噴射出的氣體，不會直接朝晶圓W的底面吹送。間隙82的出口構成氣體噴射部。
再者，即使自液體噴吐口43a供給至晶圓W的底面之處理液滴落，也可藉由凸緣部42a防止該處理液經由空間81侵入氣體通路80。
如圖2所示，回收杯50，係以圍繞基板保持旋轉機構30的基板保持部31方式配置，來蒐集自旋轉的晶圓W飛散出之處理液。回收杯50，具有：不動的下杯體51，與可在上升位置(圖2所示之位置)與下降位置之間進行升降之上杯體52。上杯體52，藉由升降機構53進行升降。當上杯體52處於下降位置時，上杯體52的上端，位於比基板保持旋轉機構30所保持的晶圓W更低之位置。因此，當上杯體52處於下降位置時，可在已進入腔室20內之圖1所示基板輸送裝置17的基板保持機構(臂)與基板保持旋轉機構30之間，進行晶圓W的傳遞。
下杯體51之底部，形成有排出口54。將蒐集到的處理液及回收杯50內的環境氣體經由該排出口54從回收杯50中排出。排出口54係與排出管55相連接，排出管55係與減壓環境氣體的工場排氣系統(未圖示)相連接。
來自風扇過濾器單元21的清淨空氣之降流，經由回收杯50(上杯體52)之上部開口，進入回收杯50內，從排出口54排氣出去。因此，回收杯50內，產生箭頭F所示之氣流。
處理單元16，亦可具備對基板保持旋轉機構30所保持的晶圓W的頂面供給處理流體之處理流體噴嘴61。處理流體噴嘴61，可藉由無圖示出的噴嘴臂，定位於晶圓W中心之正上方位置與晶圓W周緣之正上方位置之間的任意位置，以及晶圓W外部的待機位置(起始位置)。處理流體噴嘴61，可供給化學藥液、沖洗液或是二流體(詳細於後述之)。
處理單元16，亦可具備對基板保持旋轉機構30所保持的晶圓W的頂面進行洗滌式清洗之刷具62。刷具62，可藉由無圖示出的噴嘴臂，定位於晶圓W中心部與晶圓W周緣部之間的任意位置，以及晶圓W外部的待機位置(起始位置)。
接著，參照圖6來說明用處理單元16進行的處理之一例。在此，對晶圓W的頂面(在本例中係未形成圖案之背面)施以洗滌式清洗，並且對底面(在本例中係有圖案形成之正面)施以純水沖洗處理。該處理之目的在於：例如為了防止晶圓W曝光時失焦，要從晶圓W的背面將微粒完全去除。在該處理中，作為處理液，僅使用純水(DIW)，不使用化學藥液。再者，在圖1中設有12台的處理單元16其中之一，予以替換成翻轉晶圓之翻轉器(未圖示)。
基板輸送裝置17，保持著在送入處理單元16之前由未圖示翻轉器進行翻轉讓背面變成頂面的晶圓W，而進入腔室20內，將晶圓W遞給基板保持旋轉機構30之基板保持部31。之後，基板保持機構(臂)自腔室20退出，上杯體52上升至上升位置。
接著，基板保持旋轉機構30，使晶圓W旋轉。晶圓W持續旋轉，直到對晶圓W進行的一連串處理結束為止。在此狀態下，對晶圓W的頂面供給純水，並且令旋轉的刷具62與晶圓W頂面的中央部接觸，令刷具62移動至晶圓W的周緣部，來對晶圓W的頂面全都施以洗滌式清洗處理(圖6之時間點T0~T1)。
另外，刷具62由內建刷具旋轉機構之未圖示的臂所保持，可在晶圓W的中心部與周緣部之間移動。對晶圓W頂面的純水供給，可藉由刷具62所內建或一體化之純水噴吐部進行，亦可藉由與刷具62分別設置之處理流體噴嘴61進行。
在洗滌式清洗處理結束後，讓刷具62離開晶圓W的頂面，往晶圓W外部之待機位置移動。自處理流體噴嘴61對晶圓W頂面之中央部供給純水，對晶圓W的頂面施以沖洗處理(圖6的時間點T1~T2)。在該沖洗處理結束後，停止對晶圓W的頂面供給純水，將晶圓W甩乾(圖6的時間點T2~T4)。
上述對於晶圓W頂面的洗滌式清洗處理及沖洗處理，在執行中，為了防止晶圓W的底面(元件形成面)受汚染，要進行晶圓W之沖洗處理(圖6的時間點T0~ T2)。
沖洗處理，係從液體噴吐部40之液體噴吐口43a，對旋轉中的晶圓W底面的中央部供給作為沖洗液的純水，藉此所進行的。供給至晶圓W底面的中央部之純水因離心力往半徑方向外側擴散並且流動，從晶圓W的周緣往外部飛散。此時，晶圓W的底面全都由純水的液膜所包覆。該純水的液膜，將自晶圓W的頂面往底面迴流的含有微粒之純水予以阻隔。
為了防止沖洗液自晶圓W的頂面往底面迴流，或者是從底面往頂面迴流，最好同時或幾乎同時結束晶圓W的頂面之沖洗處理，與晶圓W的底面之沖洗處理。也就是說，最好幾乎同時進行晶圓W頂面的沖洗液之停止供給，與晶圓W底面的沖洗液之停止供給(圖6的時間點T2)。
以上為液體處理步驟。接著說明乾燥步驟，也就是圖6的時間點T2以後之操作。乾燥步驟，當沖洗液的供給停止時就開始。
在乾燥步驟中，為了不讓晶圓W的底面產生水漬(這可能是微粒的成因)，最好先降低晶圓W與基板保持部31的基底板31a之間的空間的氧濃度。因此，要對該空間，從頭部42的凸緣部42a的底面與連結部34的頂面34a之間的間隙82之出口，噴射氮氣。
另外，在圖6的例中，在時間點T2以前，以流量FR1(例如20L/min)從間隙82的出口(氣體噴射部)一直噴射氮氣，但並不受此限制，在時間點T2以前亦可不噴射氮氣。
一旦停止對晶圓W的底面供給沖洗液(純水)，立即(也就是一到時間點T2就立即)以大流量FR2(例如60L/min)噴射氮氣。氮氣開始噴射的時序，不一定要與沖洗液的供給停止為完全相同時間，亦可為稍微前後時間。
以大流量噴射出的氮氣於晶圓W的周向大致均等地流向晶圓W的周緣部，將附著在保持構件31b之含有微粒的純水吹走。該純水中所含的微粒，主要來自於因洗滌式清洗而從晶圓W的頂面去除之物質。
在時間點T2及其稍後的時間點(例如圖6的時間點T3)中，晶圓W的底面存在著相當厚度的液膜，即使從間隙82的出口(氣體噴射部)以大流量噴射出氮氣，晶圓W底面之液膜也不會受所噴射的氣體影響而損壞。
停止對晶圓W的底面供給沖洗液後過了一陣子，存在於晶圓W的底面上之純水因離心力而流向晶圓W的周緣，所以首先一開始，在晶圓W的中心部，純水的液膜LF消失，晶圓W的正面(底面)露出。亦即，在晶圓W中心部形成微小的圓形乾燥區域DA(亦稱作乾燥中心)(亦參照圖4)。
之後，隨著時間經過，乾燥區域DA逐漸擴大，最後晶圓W的底面全都乾燥。此時，液膜LF與乾燥區域DA的交界B，最好是維持近乎圓形，並且往半徑方向外側順暢地移動。
若交界B的移動速度不正常，則液膜LF會***，讓液滴LD從液膜LF中分離出來，有這種可能性存在。這種現象發生時的狀況乃示意地示於圖5。液滴的***，容易發生在晶圓的正面為疏水性之情形，及晶圓的正面混有疏水性區域與親水性區域之情形，尤其是容易發生在後者。作為具體例，有四方形的電路圖案以矩陣狀多數形成於晶圓W的正面，在此狀況下，電路圖案的正面有許多疏水性部分存在，而且四方形之間的區域為親水性。在此情形，液滴殘留於電路圖案上，之後液滴乾燥，有這種現象發生。
沖洗液(純水)的液膜中可能有微粒存在。微粒，也許原本就附著在晶圓W，或者是由間隙82的出口噴射出的氮氣捲起之後進入液膜LF中。當含有微粒之液滴乾燥時，該微粒會附著於晶圓W的正面。帶有微粒的液滴殘留於電路圖案的部分，當其乾燥時，會對良率造成不良影響。
另一方面，即使液膜中有微粒存在，如上所述，倘若液膜LF與乾燥區域DA的交界B維持近乎圓形，並且往半徑方向外側順暢地移動，就不會發生這些問題。也就是說此時，液膜中的微粒與液膜一起往半徑方向外側移動，與液膜一起往晶圓W的外側排出，不會殘留於晶圓W的正面。
氮氣為低溼度氣體(Ar氣體等非活性氣體也一樣)，所以當氮氣在晶圓W的底面與基底板31a之間的空間(晶圓下方空間)流動時，讓晶圓下方空間維持低溼度， 讓晶圓W的底面之乾燥加快。因此，若從間隙82的出口(氣體噴射部)以大流量持續噴射氮氣，則容易發生如圖5般的狀況。
在本實施形態中，在時間點T2之後的時間點T3，令間隙82的出口所噴射的氮氣流量減少至FR3(例如10L/min)。藉此，晶圓底面的乾燥受到抑制，以圖4所示的適當形態進行乾燥。
令氮氣流量減少的時間點T3，宜為晶圓W底面的中央部不再有液膜存在之時間點，也就是可為晶圓W底面的中央部有乾燥中心DA形成之時間點。時間點T3，係取決於大流量FR2的流量或基板的接觸角等，係由實驗所求出之數値。另外，如圖5所示般的現象，係發生在交界B往一定程度的半徑方向外側移動之後，所以時間點T3，亦可為晶圓W的底面中央部形成了乾燥中心DA稍後之時間點。再者，時間點T3，亦可為晶圓W的底面中央部形成乾燥中心DA稍早前之時間點。
在乾燥步驟整體當中，可令晶圓W的旋轉速度為固定。但是，液膜LF之***，當交界B處於接近晶圓W的周緣WE的位置時，容易發生。這是因為：交界B越接近周緣WE，液膜LF變得越薄，且液膜LF擴張的力變得越大。倘若交界B接近到周緣WE，亦可將晶圓W的旋轉速度降低，來抑制液膜LF擴張的力。
至於晶圓W頂面的乾燥，本說明書中並未詳細說明。例如，對於旋轉的晶圓W從處理流體噴嘴61供給沖洗液，並且從乾燥用氣體噴嘴(未圖示)供給氮氣等乾燥用氣體，將氮氣與晶圓W衝突之半徑方向位置(稱作半徑方向位置PN)，維持在比沖洗液與晶圓W衝突之半徑方向位置(稱作半徑方向位置PR)更靠半徑方向內側，並且將半徑方向位置PN及半徑方向位置PR雙方往半徑方向外側移動，使用這種眾所皆知的手法，便可控制乾燥區域與液膜的交界之移動速度，並且進行完美的乾燥。也就是說，針對晶圓W的頂面，藉由眾所皆知的方法，可進行防止液膜***、不會發生微粒殘留之乾燥。
根據上述實施形態，在乾燥步驟初期對晶圓下方空間以相對大流量供給氮氣，藉此讓晶圓W底面的乾燥不會受到不良影響，並可將附著在保持構件31b(及其周邊之晶圓W的面)之微粒去除，之後以相對小流量供給氮氣，藉此可讓液膜LF與乾燥區域DA的交界B，維持近乎圓形，並且往半徑方向外側順暢地移動。
在上述的實施形態中，令晶圓W的背面(非元件形成面)朝上，晶圓W的正面(元件形成面)朝下，以此狀態進行了清洗處理，但並不受此限制，亦可在晶圓W的正面朝上，晶圓W的背面朝下之狀態進行清洗處理。再者，亦可不對晶圓W朝上的面進行清洗處理，而是僅對晶圓W朝下的面進行清洗處理。
亦可對晶圓W的頂面實施二流體清洗處理，來取代洗滌式清洗處理。所謂二流體清洗，係指以下方式的清洗：在作為二流體噴嘴所構成之處理流體噴嘴61內，將由氣體(例如氮氣)所霧化的處理液(在此為純水)之液滴與氣體的混合流體所組成之二流體，對晶圓W吹送。此時，處理流體噴嘴61，噴射二流體，並且藉由未圖示的噴嘴臂在晶圓W的中心部與周緣部之間來回移動。因此，藉由二流體的能量將附著在晶圓W頂面之微粒去除。此時，持續對處理流體噴嘴61供給純水，並停止氮氣的供給，從處理流體噴嘴61對晶圓W的頂面中央部供給未霧化的純水，藉此可進行晶圓W的頂面之沖洗處理。
處理對象之基板並不受限於半導體晶圓(晶圓W)，只要是以旋轉狀態施以處理之圓形基板，亦可為玻璃基板、陶瓷基板等其他種類之基板。
接著，參照圖7~圖9，說明可在進行洗滌式清洗之際適合使用的保持構件。圖2中所概略記載之保持構件31b，具有例如圖7~圖9中所記載之形狀。亦即，保持構件31b，一側具有與晶圓W的周緣接觸之保持部(晶圓保持爪)311，另一側具有被加壓部312。保持部311，藉由插在孔洞313的插銷(未圖示)而樞支於基底板31a(圖7~圖9中未圖示)。將被加壓部312藉著未圖示的加壓構件由下往上推時，保持部311就會轉動，往遠離晶圓W的解放位置移動。藉由加壓構件作用於沉重的被加壓部312之重力，讓保持部311轉動，往保持晶圓W的周緣之保持位置移動。有關上述機構的詳細資訊，請參照日本特開平10-0209254號(此乃本案申請人所申請前案相關的公開公報)特別是其圖5及圖8。
圖7(A)、圖8及圖9所示之保持構件係日本特開平10-0209254號之圖5及圖8所記載的保持構件一部分加以改良者。圖7(B)為習知技術，圖7(A)實施形態所屬者。在圖7(A)中，保持部(晶圓保持爪)311的高度變低。另外，橫切圖7(A)、(B)並延伸之2條虛線，表示晶圓W的厚度。
如此將保持部311的高度降低，藉此如圖9所示，可讓刷具62接觸到晶圓W頂面的平坦部最靠半徑方向外側之部分(亦即，始自斜面部的半徑方向內側之整個區域)接觸。也就是說，可將微粒從晶圓W頂面的平坦部整區，確實地去除。
再者，讓保持部311的高度降低，藉此可讓保持部311中，自晶圓W中央部流向周緣部的處理液所導致之液體飛濺減少。
再者，如圖8所示，保持部311，具有第1部分311a及第2部分311b，兩者之間形成有間隙311c。此外，第1部分311a及第2部分311b，越往晶圓W的半徑方向外側越細。藉此，讓處理液較容易通過保持部311，所以可更加減少液體飛濺。
再者，如圖7(A)所示，令保持部311的頂面311d越往晶圓W的半徑方向外側越低(處於保持位置時)，以此方式傾斜。藉此，讓處理液較容易越過保持部311，所以可更加減少液體飛濺。
接著，參照圖10，說明對基板保持部及晶圓下方區域供給氮氣之機構的其他實施形態。在圖10中，與圖2中所示構件相同的構件，則賦予相同符號。
在圖10之實施形態中，基板保持部之基底板31a設有複數例如3根支柱104。支柱104安裝有分隔板105，來將晶圓W的底面與基底板31a的頂面之間的空間分割成上下方。分隔板105，可因應分隔板105的上方空間與下方空間之壓力差，沿著支柱104，在下限位置(圖10(A)~(C)所示之位置)與上限位置(圖10(D)所示之位置)之間順暢地升降。各支柱104之上部設有晶圓支持構件106。
中空的旋轉軸32內側配置有與旋轉軸32同軸的2條管狀體107、108。中空的管狀體108內部，作為沖洗液通路；沖洗液通路之上端的出口作為沖洗液噴吐口101。從沖洗液噴吐口101朝正上方噴吐沖洗液。
管狀體107與管狀體108之間形成第1氣體通路，該第1氣體通路之上端的出口作為第1氣體噴吐口102。從第1氣體噴吐口102朝半徑方向外側(晶圓W之半徑方向外側)，供給非活性氣體例如氮氣。
旋轉軸32與管狀體107之間形成第2氣體通路，該第2氣體通路之上端的出口作為第2氣體噴吐口103。從第2氣體噴吐口103朝半徑方向外側，供給非活性氣體例如氮氣。
接著，說明用圖10的基板處理裝置對晶圓W的頂面施以洗滌式清洗處理、對晶圓W的底面施以沖洗處理之順序。另外，在進行以下一連串處理步驟的期間，晶圓W一直在旋轉。
圖10(A)顯示清洗步驟。在清洗步驟中，對晶圓W的頂面供給純水，又藉由刷具62進行洗滌式清洗，並且從沖洗液噴吐口101對晶圓W的底面中央部供給沖洗液(純水)，來進行沖洗處理。晶圓W的底面由沖洗液的液膜所包覆。此時，從第1氣體噴吐口102供給氮氣，然而第2氣體噴吐口103卻不供給氮氣。因此，分隔板105上側的空間壓力變大，所以讓分隔板105位於下限位置。
圖10(B)顯示清洗步驟後進行的沖洗步驟。在沖洗步驟中，對晶圓W的頂面中央部供給沖洗液(純水)來進行沖洗處理，在此同時，從沖洗液噴吐口101對晶圓W底面的中央部供給沖洗液(純水)來進行沖洗處理。晶圓W的底面由沖洗液的液膜所包覆。此時，亦從第1氣體噴吐口102供給氮氣，然而第2氣體噴吐口103卻不供給氮氣。因此，分隔板105上側的空間壓力變大，所以讓分隔板105位於下限位置。
圖10(C)、(D)顯示沖洗步驟後進行的乾燥步驟。從沖洗步驟轉換成乾燥步驟時，停止對晶圓W的頂面及底面供給沖洗液。
圖10(C)顯示乾燥步驟的初期狀態。此時，亦從第1氣體噴吐口102供給氮氣，然而第2氣體噴吐口103卻不供給氮氣。因此，分隔板105上側的空間壓力變大，所以讓分隔板105位於下限位置。
圖10(D)顯示乾燥步驟的後期狀態。所謂乾燥步驟的後期，係指至少晶圓W底面的一部分去除了沖洗液，讓該底面的一部分開始露出後的時期。此時，停止從第1氣體噴吐口102供給氮氣，並從第2氣體噴吐口103進行氮氣的供給。因此，分隔板105下側的空間壓力變大，所以讓分隔板105位於上限位置。藉此，晶圓W的底面，會由靠近該底面之分隔板105所包覆。因此，可防止在晶圓W下方空間漂流的受汚染霧氣附著於晶圓W的底面。
1‧‧‧基板處理系統
2‧‧‧送入送出站
3‧‧‧處理站
4‧‧‧控制部(控制裝置)
11‧‧‧載體載置部
12‧‧‧輸送部
13‧‧‧基板輸送裝置
14‧‧‧傳遞部
15‧‧‧輸送部
16‧‧‧處理單元
17‧‧‧基板輸送裝置
18‧‧‧控制部
19‧‧‧記錄部
20‧‧‧腔室
21‧‧‧風扇過濾器單元
30‧‧‧基板保持旋轉機構
31‧‧‧基板保持部
31a‧‧‧基底板
31b‧‧‧保持構件
32‧‧‧旋轉軸
32a‧‧‧圓柱形空洞
33‧‧‧旋轉馬達
33‧‧‧連結部
34a‧‧‧頂面
34b‧‧‧凹部
40‧‧‧液體噴吐部
41‧‧‧軸部
42‧‧‧頭部
42a‧‧‧凸緣部
43‧‧‧處理液供給管
43a‧‧‧液體噴吐口
50‧‧‧回收杯
51‧‧‧下杯體
52‧‧‧上杯體
53‧‧‧升降機構
54‧‧‧排出口
55‧‧‧排出管
61‧‧‧處理流體噴嘴
62‧‧‧刷具
72‧‧‧處理液供給機構
74‧‧‧乾燥用氣體供給機構
80‧‧‧氣體通路
81‧‧‧空間
82‧‧‧間隙
83‧‧‧空間
101‧‧‧沖洗液噴吐口
102‧‧‧第1氣體噴吐口
103‧‧‧第2氣體噴吐口
104‧‧‧支柱
105‧‧‧分隔板
106‧‧‧晶圓支持構件
107、108‧‧‧管狀體
311‧‧‧保持部
311a‧‧‧第1部分
311b‧‧‧第2部分
311c‧‧‧間隙
311d‧‧‧頂面
312‧‧‧加壓部
313‧‧‧孔洞
B‧‧‧交界
C‧‧‧載體
DA‧‧‧乾燥區域
DIW‧‧‧純水
FR1‧‧‧第3供給流量
FR2‧‧‧第1供給流量
FR3‧‧‧第2供給流量
LD‧‧‧液滴
LF‧‧‧液膜
N2‧‧‧氮氣
PN、PR‧‧‧半徑方向位置
T0~T4‧‧‧時間點
W‧‧‧基板(半導體晶圓)
WE‧‧‧周緣
【圖1】係顯示本發明的基板處理裝置一實施形態所屬基板處理系統之全體構成之概略平面圖。 【圖2】係圖1的基板液體處理系統所含處理單元之概略縱剖面圖。 【圖3】係將圖2的處理單元之處理液噴吐口及乾燥用氣體噴吐口附近放大顯示之剖面圖。 【圖4】係用以說明晶圓底面乾燥的進展之圖。 【圖5】係用以說明晶圓底面乾燥時所產生的缺陷之圖。 【圖6】係說明氮氣供給量的推移之圖表。 【圖7】係說明經改良的基板保持構件之圖，圖7(A)係改良後的側視圖，圖7(B)係改良前的側視圖。 【圖8】係圖7(A)所示改良後的基板保持構件之立體圖。 【圖9】係顯示圖7(A)所示改良後的基板保持構件、其所保持之晶圓、及刷具的相對位置之圖。 【圖10】(A)~(D)係顯示具備可動分隔板之基板保持旋轉機構的實施形態之概略縱剖面圖。

Claims (9)

  1. 一種基板處理裝置，具備： 基板保持構件，保持基板的周緣部； 旋轉部，具有設於該基板保持構件的板片，使該板片旋轉來讓該基板旋轉； 流體供給部，配置於該旋轉部的中央，並對該基板保持構件所保持之該基板底面供給處理液及非活性氣體；及 控制部，進行控制，以一面令該基板旋轉一面對該基板之底面供給處理液來進行液體處理；在該液體處理之後，一面對該基板底面供給該非活性氣體一面進行該基板的乾燥處理； 該基板處理裝置之特徵在於： 該控制部，進行控制，使得在該乾燥處理開始之後而該基板底面中央部有液膜存在之狀態下，以第1供給流量供給該非活性氣體；當該底面中央部不再有液膜存在之後，以低於該第1供給流量之第2供給流量供給該非活性氣體。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中， 該乾燥處理中的該第1供給流量，為足以將附著在該基板保持構件的處理液吹散之流量。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中， 該控制部，進行控制，使得在該液體處理中，由該流體供給部以第3供給流量供給非活性氣體； 該乾燥處理中的該第2供給流量，為低於該第3供給流量之流量。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中，更具備： 刷具，用以對該基板保持部所保持之該基板頂面施以洗滌式清洗； 該控制部，進行控制，使得在對該基板底面進行該液體處理時，對該基板頂面進行利用該刷具之洗滌式清洗。
  5. 一種基板處理方法，使用基板處理裝置來進行基板之處理； 該基板處理裝置具備： 基板保持構件，保持基板的周緣部； 旋轉部，具有設於該基板保持構件的板片，使該板片旋轉來讓該基板旋轉；及 流體供給部，配置於該旋轉部的中央，並對該基板保持構件所保持之該基板底面供給處理液及非活性氣體； 該基板處理方法包含： 液體處理步驟，一面令該基板旋轉一面對該基板之底面供給處理液來進行液體處理；及 乾燥步驟，在該液體處理之後，一面對該基板底面供給該非活性氣體一面進行該基板的乾燥處理； 該基板處理方法之特徵在於： 在該乾燥處理開始之後而該基板底面中央部有液膜存在之狀態下，以第1供給流量供給該非活性氣體；當該底面中央部不再有液膜存在之後，以低於該第1供給流量之第2供給流量供給該非活性氣體。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理方法，其中， 該乾燥步驟中的該第1供給流量，為足以將附著在該基板保持構件的處理液吹散之流量。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之基板處理方法，其中， 在該液體處理步驟中，由該流體供給部以第3供給流量供給非活性氣體；該第2供給流量，為低於該第3供給流量之流量。
  8. 如申請專利範圍第5或6項之基板處理方法，其中， 在對該基板底面進行該液體處理步驟時，對該基板之頂面進行利用刷具之洗滌式清洗。
  9. 一種記錄媒體，儲存有程式，在由構成用以控制基板處理裝置之動作的控制部之電腦執行該程式時，該電腦控制該基板處理裝置，來執行如申請專利範圍第5或6項之基板處理方法。
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