TWI626676B - 基板液體處理方法、基板液體處理裝置及記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明旨在提供一種技術,其可以更少之處理液使用量,以處理液之液膜覆蓋基板之被處理區。一面使基板W以水平姿勢繞垂直軸線旋轉,一面從第1噴嘴400,對基板W之表面之中央部,以第1流量供給第1處理液,於第1處理液之液膜L至少形成於被處理區之狀態下,從第2噴嘴600對基板W之中央部,供給第2處理液。

Description

基板液體處理方法、基板液體處理裝置及記錄媒體
本發明係關於一種技術,其係對基板供給處理液以進行基板之液體處理。
於對半導體晶圓等基板(以下稱晶圓)實施化學液處理、沖洗處理等液體處理時所採用之最常用手法為:於使基板以水平姿勢繞著垂直軸線周圍旋轉之狀態下,對基板中央部供給處理液(例如專利文獻1)。此情形時,對基板中央部所供給之處理液因離心力而擴散,而使含以處理液進行液體處理之區域(被處理區)之基板表面全部,由處理液之液膜所覆蓋。
於此液體處理時,若於基板表面存有未由處理液所覆蓋之部位,則會產生各種問題。例如,於化學液處理之情形時,會造成處理不均勻。又,例如,於以如DIW(DeIonized Water)等純水對已形成圖案之基板進行沖洗處理之情形時,於圖案內殘留前製程之處理液(例如化學液),而使沖洗處理不充分。
藉由處理液覆蓋基板表面之效果,會受到基板轉速與處理液流量之影響。基板轉速愈高,處理液之液膜愈容易擴散,但因有處理液飛散(例如往杯體外側飛散)之問題,故並不理想。又,處理液流量愈大,處理液之液膜愈容易擴散至基板表面全部,但會有處理液使用量增加之問題。因此,希望能在不增加處理液使用量之下,能以液膜覆蓋基板表面。 【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2009-59895號公報:第0060~0071段
【發明欲解決之問題】
本發明旨在提供一種技術,其可以較少之處理液使用量,而以處理液之液膜覆蓋基板之被處理區。 【解決問題之方法】
本發明之基板液體處理方法,其特徵為: 一面藉由以水平姿勢固持基板並使該基板繞垂直軸線旋轉之基板固持部,令該基板旋轉,一面藉由第1噴嘴對該基板之中央部以第1流量供給第1處理液; 一面對該基板中央部以第1流量供給該第1處理液,一面藉由第2噴嘴對該基板之中央部與外周端之間供給第2處理液; 其後,一面藉由該第2噴嘴對於整面形成液膜之該基板進行該第2處理液之供給,一面將從該第1噴嘴所供給之第1處理液之流量,變更成較該第1流量為少之第2流量,持續進行該基板整面之液膜形成。
該基板液體處理方法亦可具備下述構成。 (a)該第1流量係於未供給該第2處理液之狀態時,可於基板整面形成液膜之流量;該第2流量係於未供給該第2處理液之狀態時,無法於基板整面形成液膜之流量。 (b)『一面該基板中央部以該第1流量供給該第1處理液,一面藉由該第2噴嘴對該基板之中央部與外周端之間供給該第2處理液時』之該第2處理液之供給位置,係為『於該第2處理液未供給至基板之條件下,將對該基板以該第2流量供給該第1處理液時所形成之液膜之外周端加以覆蓋』之位置。 (c)該第2處理液可與該第1處理液混合。於此情形時,例如,該第1處理液與第2處理液為純水。或者,該第2處理液相較於該第1處理液,其表面張力為低。於此情形時,該第1處理液為純水,該第2處理液為異丙醇。 (d)該第2流量與第2處理液供給流量之總和流量,少於該第1流量。 (e)該第2處理液以下述方式供給至該基板:從繞該垂直軸線與基板為同方向旋轉之旋轉圓之上游側朝向下游側,沿著該旋轉圓之切線方向供給,從側面側所見之該供給方向與基板表面所成之角度θ2 為5°以上、15°以下之範圍內。 【發明效果】
本發明於以第1處理液於基板之被處理區形成液膜後,對基板之周緣部供給第2處理液,藉此抑制因表面張力而使液膜縮小之作用。結果,即使將第1處理液之供給流量,減少至較單以第1處理液可於被處理區形成液膜之第1流量為少之第2流量,亦可維持該液膜覆蓋被處理區之狀態,而進行基板之液體處理,可減少基板之表面之微粒。
圖1係本實施形態之基板處理系統之概略構成圖。以下,為了使位置關係明確,規定X軸、Y軸及Z軸相互垂直,並將Z軸正方向設為鉛直向上方向。
如圖1所示,基板處理系統1具備搬出入站2與處理站3。搬出入站2與處理站3相鄰設置。
搬出入站2具備載具載置部11與搬運部12。載具載置部11上,載置著複數個載具C,該複數個載具C以水平狀態收容複數片晶圓W(本實施形態中為半導體晶圓(以下晶圓W))。
搬運部12相鄰於載具載置部11而設置,於內部具備基板搬運裝置13與傳遞部14。基板搬運裝置13具備固持晶圓W之基板固持機構。又,基板搬運裝置13可進行往水平方向與鉛直方向之移動、及以垂直軸為中心之迴旋,使用基板固持機構於載具C與傳遞部14之間,進行晶圓W之搬運。
處理站3相鄰於搬運部12而設置。處理站3具備搬運部15與複數個處理單元16。複數個處理單元16並排設置於搬運部15之兩側。
搬運部15之內部具備基板搬運裝置17。基板搬運裝置17具備固持晶圓W之基板固持機構。又,基板搬運裝置17可進行往水平方向與鉛直方向之移動、及以垂直軸為中心之迴旋,並使用基板固持機構,於傳遞部14與處理單元16之間,進行晶圓W之搬運。
處理單元16對於以基板搬運裝置17搬運而來之晶圓W,進行既定之基板處理。
又,基板處理系統1具備控制裝置4。控制裝置4如為電腦,具備控制部18與記憶部19。於記憶部19中,儲存著用以控制於基板處理系統1中所執行之各種處理之程式。控制部18藉由讀出記憶於記憶部19之程式並執行,而控制基板處理系統1之動作。
又,所述程式係記錄於可藉由電腦讀取之記憶媒體,亦可從該記憶媒體安裝至控制裝置4之記憶部19。可藉由電腦讀取之記憶媒體,如硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。
於如上述所構成之基板處理系統1中,首先,搬出入站2之基板搬運裝置13從載置於載具載置部11之載具C取出晶圓W,將取出之晶圓W載置於傳遞部14。載置於傳遞部14之晶圓W,藉由處理站3之基板搬運裝置17從傳遞部14取出,而搬入至處理單元16。
搬入至處理單元16之晶圓W,於以處理單元16進行處理後,藉由基板搬運裝置17從處理單元16搬出,而載置於傳遞部14。載置於傳遞部14之已處理完成之晶圓W,藉由基板搬運裝置13而返回至載具載置部11之載具C。
如圖2所示,處理單元16具備:處理室20;基板固持機構30;處理流體供給部40;及回收杯50。
處理室20收容著基板固持機構30、處理流體供給部40、及回收杯50。於處理室20之頂棚部,設置FFU(FanFilterUnit, 風扇過濾器單元)21。FFU21於處理室20內形成降流。
基板固持機構30具備:固持部31;支柱部32;及驅動部33。固持部31水平固持著晶圓W。支柱部32為於鉛直方向延伸之構件,其基端部藉由驅動部33以可旋轉之方式支撐,而於其前端部水平支撐著固持部31。驅動部33使支柱部32圍繞著垂直軸旋轉。該基板固持機構30藉由利用驅動部33使支柱部32旋轉,而使支撐於支柱部32之固持部31旋轉,藉此,而使固持於固持部31之晶圓W旋轉。
處理流體供給部40對晶圓W供給處理流體。處理流體供給部40連接於處理流體供給源70。
回收杯50以圍住固持部31之方式配置,並收集因固持部31旋轉而從晶圓W飛散之處理液。於回收杯50之底部,形成排液口51,回收杯50所收集之處理液,從該排液口51排出至處理單元16外部。又,於回收杯50之底部,形成將FFU21所供給之氣體排出至處理單元16外部之排氣口52。
以上說明概略構成之處理單元16,相當於本發明之基板液體處理裝置。例如,設於該處理單元16之已述處理流體供給部40,供給用以去除晶圓W表面之自然氧化物之DHF(Diluted Hydro Fluoric acid)作為處理流體。接著,為了進行晶圓W之沖洗處理,供給作為沖洗液之DIW(第1處理液)。處理單元16更具備:第2處理液供給部60,於沖洗洗淨時,供給用以維持於晶圓W整面形成沖洗液液膜之狀態之輔助用處理液(以下,亦稱「輔助液」)之DIW(第2處理液)。 以下,參考圖3~圖7,說明該等處理流體供給部40、第2處理液供給部60之詳細構成。
如圖3所示,處理單元16於設有回收杯體50之處理室20內,具備處理流體供給部40與第2處理液供給部60,對經由搬入出口201搬入至處理室20內之晶圓W,進行處理。搬入出口201利用閘門202而開關。 如使用圖1所述,並排設置於搬運部15兩側之複數個處理單元16,分別使搬入出口201朝向搬運部15側而配置。於圖3~圖5中,重新使用X’軸、Y’軸、Z’軸顯示各處理單元16內之方向。此等軸方向將設置搬入出口201之方向設為Y’軸方向之前方側,並規定與此Y’軸相垂直之X’軸、Z’軸。又,將Z’軸正方向設為鉛直向上方向。
如圖3、圖4所示,處理流體供給部40具備:噴嘴頭41,具有第1噴嘴400;噴嘴臂42,於前端部安裝該噴嘴頭41;及旋轉驅動部43,支撐噴嘴臂42之基端部,以該基端部為旋轉軸,使噴嘴臂42於水平方向旋轉。旋轉驅動部43於為了對晶圓W 進行DHF或沖洗液之供給而設在該晶圓W之中央部上方側之處理位置(參考圖4)與退避至回收杯體50側邊之退避位置(參考圖3)之間,使第1噴嘴400移動。 又,旋轉驅動部43於使噴嘴臂42旋轉時之高度位置與為了對晶圓W供給處理流體(DHF或沖洗液)之下方側之高度位置之間,使噴嘴臂42升降。
於噴嘴臂42,設置連接至第1噴嘴400之供給管(後述之前端側供給管401、基端側供給管403),此供給管401、403連接至沖洗液供給通路711、DHF供給通路713。各供給通路711、713,連接至構成上述處理流體供給源70之DIW供給源701及DHF供給源702。該等DIW供給源701、DHF供給源702,分別具備處理流體之貯存部或泵、流量調節閥、開關閥等,依據來自控制部18之控制信號,將各處理流體供給至第1噴嘴400。DHF流量藉由連接於DHF供給通路713之流量調整閥來調整,又,從第1噴嘴400所供給之DIW流量,藉由連接於沖洗液供給通路711之流量調整閥來調整,藉由開關閥之開關,而執行供給開始、停止。
在此,如圖7所示,配設於噴嘴臂42之供給管401、403,夾著中央部之接頭部402,而前端側之前端側供給管401與基端側之基端側供給管403之間,其配管口徑不同。基端側之基端側供給管403之配管口徑相對為細,例如,其內徑φ2為4mm。相對於此,設有第1噴嘴400之前端側供給管401,其配管口徑相對為粗,例如其內徑φ1為6mm。
供給至晶圓W中央之處理流體(DHF或沖洗液),於液狀附著於晶圓W表面時,容易產生液體飛濺。為了抑制液體飛濺之產生,最好將處理流體之供給管之配管口徑加粗,降低處理流體之流速,以減少對晶圓W液狀附著時之衝擊力。然而,若使連接於第1噴嘴400之供給管整體之配管口徑加粗,則使得供給管內所保持之處理流體之液體量增加。結果,於以未圖示之開關閥停止處理流體之供給時,從開關閥對殘留於下游側之處理流體所作用之慣性力變大,容易於意想不到之處產生從第1噴嘴400滴下處理流體之現象(所謂「滴漏現象」)。
因此,於本例中,藉由使從靠近第1噴嘴400之前端側供給管401起至第1噴嘴400前端為止之配管口徑加粗,而減少對處理流體之晶圓W之液狀附著時之衝擊力,另一方面,使基端側之基端側供給管403之配管口徑變細,而抑制供給管401、403內所保持之處理流體之液體量增加。結果,可抑制於對晶圓W供給處理流體時產生液體飛濺,並可抑制從第1噴嘴400所產生之滴漏現象。
在此,為了降低處理流體噴注時之流速,亦考量僅使前端部之第1噴嘴400之內徑加粗。然而,於此情形時,因在內徑改變之處,處理液之流動紊亂,而在紊亂狀態下噴注處理液,故於晶圓液狀附著時容易產生液體飛濺。為了抑制液體飛濺之產生,最好如圖7所示,於第1噴嘴400上游側之水平部分,使配管口徑加粗。 又,於圖4中,第1噴嘴400僅顯示1個,但亦可於噴嘴頭41設置分別供應DHF與沖洗液之2個第1噴嘴400,並經由前端側供給管401、基端側供給管403,而連接各第1噴嘴400與沖洗液供給通路711、DHF供給通路713之間。
如圖3、圖4所示,進行輔助液供給之第2處理液供給部60,如從對處理室20進行晶圓W之搬入出之搬入出口201來看,係配置於夾著回收杯體50而與處理流體供給部40相對之位置。 第2處理液供給部60具備:噴嘴頭61,具有第2噴嘴600;噴嘴臂62,於前端部安裝該噴嘴頭61;及旋轉驅動部63,支撐噴嘴臂62之基端部,以該基端部作為旋轉軸,使噴嘴臂62執行水平方向之旋轉動作及上下方向之升降動作。
該旋轉驅動部63於用以對進行沖洗處理之晶圓W之周緣部供給輔助液而設於該晶圓W周緣部上方側之處理位置(圖4參考)與退避於回收杯體50側邊之退避位置(圖3參考)之間,使第1噴嘴400移動。又,旋轉驅動部63藉由噴嘴臂62之升降動作,使移動至處理位置之第2噴嘴600,從旋轉移動時之高度位置,下降至對晶圓W供給輔助液時之高度位置。
圖5、圖6係顯示安裝於噴嘴頭61之第2噴嘴600之配置狀態,亦即,顯示從第2噴嘴600噴注/供給輔助液之方向。第2噴嘴600從在垂直軸線周圍旋轉之圓形晶圓W(旋轉圓)之上游側朝向下游側,沿著晶圓W之切線方向(參考圖5中以實線表示之第2噴嘴600)配置;或以從晶圓W之徑向內側朝外側(參考圖5中以虛線表示之第2噴嘴600)噴注輔助液之方式配置。 又,如圖5所示,將從頂面觀看晶圓W時之輔助液之噴注方向與晶圓W之切線方向所成之角度θ1 ,設為0°以上、45°以下之範圍內。
再者,如圖6所示,將從側面側觀看晶圓W時(圖5中,顯示從第2處理液供給部60之配置位置側觀看第2噴嘴600之狀態)之輔助液之噴注方向與晶圓W之表面所成之角度θ2 ,設定為5°以上、15°以下之範圍內。
於噴嘴臂62,設置連接至第2噴嘴600之未圖示之供給管,其基端側連接至輔助液供給通路712(圖4)。此輔助液供給通路712連接至已述之DIW供給源701,藉由來自控制部18之控制信號,將作為輔助液之DIW供給至第2噴嘴600。DIW供給源701具備供給至第2噴嘴600之處理流體之貯存部或泵、流量調節閥、開關閥等,藉由來自控制部18之控制信號,將處理流體供給至第2噴嘴600。從第2噴嘴600所供給之處理流體之流量,藉由連接至輔助液供給通路712之流量調整閥來調整,並藉由來自控制部18之控制信號,執行供給開始、停止。
以圖8之流程圖、圖9~圖11之作用圖及圖12、圖13之概念圖,說明具備以上所述構成之處理單元16之作用。 將作為處理對象之如直徑300mm之晶圓W,藉由基板搬運裝置17搬運至搬運部15內,於經由搬入出口201,搬入至進行該晶圓W處理之處理單元16內後,傳遞至固持部31上之固持插銷311。當傳遞晶圓W之基板搬運裝置17從處理單元16退避,則以閘門202關閉搬入出口201。
接著,將退避至退避位置之第1噴嘴400,移動直至晶圓W之中央部上方之處理位置,並使晶圓W繞垂直軸線旋轉。當晶圓W達到既定轉速時,則從第1噴嘴400對該晶圓W供給既定量之DHF。液狀附著於晶圓W表面之DHF,藉由離心力作用而於該表面擴散,而覆蓋晶圓W整個表面。結果,DHF供給至包含被處理區(例如半導體裝置之形成區域)之晶圓W整面,而進行將晶圓W表面之自然氧化物加以去除之液體處理。於僅以既定時間進行DHF供給之後,停止來自第1噴嘴400之DHF供給。
接著,將從第1噴嘴400所供給之處理流體切換成沖洗液(DIW),進行晶圓W之沖洗處理。本例之處理單元16於此沖洗處理時,從第2噴嘴600供給輔助液(DIW),藉此,可減少來自第1噴嘴400之沖洗液供給量,同時,維持於晶圓W整面形成沖洗液之液膜之狀態。
參考圖8及圖9~圖11,進行沖洗處理之動作說明。於使用DHF之液體處理結束時,第2處理液供給部60使第2噴嘴600朝著進行輔助液供給之晶圓W中心與晶圓W周端部之間,亦即晶圓W周緣部之上方位置移動。又,基板固持機構30(基板固持部)將晶圓W之轉速調節成沖洗處理時之轉速,例如500~1500rpm(開始)。
於完成第2噴嘴600移動與晶圓W轉速調整之後,從第1噴嘴400對晶圓W之中央部供給第1流量如2.0~2.5L/分鐘之沖洗液(圖8之步驟S101、圖9)。在此,第1流量設定為單獨於從第1噴嘴400供給沖洗液時可於晶圓W整面形成液膜L之可能流量。因此,晶圓W成為於包含被處理區之全部表面形成沖洗液之液膜L之狀態。又,於圖9所示之例中,於此時點,不進行來自第1噴嘴400之輔助液之供給。
接著,從第1噴嘴400以第1流量進行沖洗液之供給,同時,從第2噴嘴600對著晶圓W之周緣部,以如0.1~0.5L/分鐘之流量開始進行輔助液之供給(圖8之步驟S102、圖10)。從第2噴嘴600所供給之輔助液,在晶圓W之周緣部與沖洗液之液膜L合流,而與沖洗液一起形成覆蓋晶圓W之液膜L之一部分。
在此,如使用圖5、圖6所說明,利用將第2噴嘴600從晶圓W之旋轉方向之上游側朝向下游側傾斜配置,而可減少輔助液之使用量。再者,當輔助液與形成於晶圓W表面之沖洗液之液膜L合流時,亦可抑制液體飛濺之產生。結果,可抑制因液體飛濺而產生之沖洗液噴霧在乾燥時附著於晶圓W而導致之微粒之產生。 又,於圖8之步驟S101、102、圖9、圖10中,為了使第1噴嘴400、第2噴嘴600之作用明確,所示之例為:於從第1噴嘴400沖洗液之供給開始後,再進行從第2噴嘴600之輔助液供給,但該等沖洗液與輔助液之供給動作亦可同時開始。又,亦不排除下述情形:以先開始進行輔助液之供給,其後再進行沖洗液之供給之順序,進行各液體之供給。
從第2噴嘴600進行輔助液之供給,於晶圓W之表面之液體流動成穩定狀態之後,仍持續進行來自第2噴嘴600之輔助液之供給,同時,將第1噴嘴400所供給之沖洗液之流量,調節成較已述第1流量為少之第2流量,例如1.0~1.5L/分鐘(圖8之步驟S103、圖11)。在此,第2流量於從第2噴嘴600供給輔助液之條件下,設定為可維持於晶圓W整面形成液膜L之狀態之流量。又,此第2流量於未從第2噴嘴600供給輔助液之條件下,由於作用於沖洗液之表面張力之影響,為無法維持於晶圓W整面形成液膜L之狀態之流量。
在此,參考圖12、圖13,說明輔助液之作用。圖12係顯示於未進行輔助液供給之條件下,從第1噴嘴400供給第2流量F2 之沖洗液時之沖洗液之液膜L狀態。於液膜L之外周端位置之P點上作用之力有:旋轉之晶圓W離心力、晶圓W之中央部側之沖洗液推壓周緣部側之沖洗液之力等(圖12中,以「f」標記)。該等力往晶圓W之徑向外側作用,使液膜L往外側擴展。
另一方面,P點中,於沖洗液與晶圓W表面間作用之表面張力γ1 、及在沖洗液與周圍環境(空氣)間作用之表面張力γ2 之水平成分,往晶圓W之徑向內側作用。該等力往晶圓W之徑向內側作用,使得液膜L縮小集中於晶圓W之中央部。 晶圓W之表面中,利用該等力之平衡,而決定液膜L之直徑。又,剩餘之沖洗液從液膜L分散成液滴,於往晶圓W外周側流動後,從晶圓W甩脫。
若如圖12所示之例,產生晶圓W表面未以沖洗液之液膜L覆蓋之區域,則於晶圓W表面內之被處理區中,無法進行充分之沖洗處理。結果,DHF成分殘留於晶圓W表面,而成為微粒產生之原因。
因此,從圖12之狀態,若僅使用第1噴嘴400而欲於晶圓W整面形成沖洗液之液膜L,則必須例如提高晶圓W轉速、或增加沖洗液之供給流量,以使液膜L擴散。然而,若提高晶圓W轉速,有產生沖洗液飛散之虞;而若增加沖洗液之供給流量,則會使沖洗液使用量增加。
因此,本例之處理單元16藉由從第2噴嘴600對晶圓W之周緣部供給輔助液,可將P點以液膜L覆蓋而成為表面張力不作用之狀態。結果,可使用較第1流量F1 為少之第2流量F2 之沖洗液,而以液膜L覆蓋晶圓W整面。其中,該第1流量F1 係單獨以第1噴嘴400而可於晶圓W整面形成液膜L之流量。
在此,作為輔助液所使用之液體,最好能與沖洗液混合。以DIW作為輔助液之情形時,因DIW彼此可混合,故滿足此要求。
又,關於輔助液之供給流量FA ,若為於使第1噴嘴400供給之沖洗液之流量從第1流量F1 減少至第2流量F2 時,可維持於晶圓W整面形成液膜L之狀態之流量,則無特別限定。但是,從減少DIW使用量之觀點而言,將輔助液與第2流量之總和之流量,設為少於第1流量(FA +F2 <F1 )。
又,如前所例示之沖洗液、輔助液供給流量範圍(於晶圓W轉速500~1500rpm下,第1流量F1 =2.0~2.5L/分鐘、第2流量F2 =1.0~1.5L/分鐘、輔助液之供給流量FA =0.1~0.5L/分鐘),於實際上,亦經由實驗確認:以滿足「FA +F2 <F1 」要件,且較第2流量為少之輔助液之供給流量,可維持於晶圓W整面形成液膜L之狀態(參考後述實驗結果)。
再回到晶圓W處理之說明,於將第1噴嘴400所供給之沖洗液之流量調節為第2流量後,經過既定時間,當晶圓W整面之沖洗處理結束後,則停止來自第1、第2噴嘴400、600之沖洗液及輔助液之供給。接著,繼續旋轉晶圓W,將殘存於晶圓W表面之液體甩脫,使晶圓W乾燥(圖8之步驟S104)。此時,為了使液滴不殘留於晶圓W表面,亦可供給如IPA(IsoPropyl Alcohol)等液體溶劑作為乾燥處理用之液體。 於使晶圓W乾燥後,停止晶圓W之旋轉,使基板搬運裝置17從搬入出口201進入,並從基板固持機構30取得晶圓W,而將處理完成之晶圓W從處理單元16搬出(結束)。
依據本實施形態之處理單元16,可得到以下效果。藉由對利用從第1噴嘴400供給之沖洗液(第1處理液)所形成之液膜L之周緣部,從第2噴嘴600供給輔助液(第2處理液),可抑制因表面張力而使液膜L變小之作用。結果,即使將沖洗液之供給流量減少至較以單獨來自第1噴嘴400之沖洗液可於晶圓W整面形成液膜L之第1流量為少之第2流量,亦可維持液膜L覆蓋晶圓W整面之狀態。結果,可抑制因未進行充分沖洗處理所導致之微粒之產生。 因第2流量加上沖洗液與輔助液之總和之供給量,為較第1流量為少之供給量,故亦可抑制沖洗液之飛散(例如往杯體外側之飛散)。
在此,本發明係將使用輔助液於晶圓W整面形成液膜L所需之流量,從第1流量減少成第2流量,適用本發明之液體處理所使用之處理液(第1處理液)並不限於沖洗液。例如,除已述之DHF外,對於將用以去除晶圓W表面微粒或有機性污染物質之鹼性化學液SC1液體(氨與過氧化氫水之混合液)、或用以去除金屬污染之SC2(鹽酸、過氧化氫水及純水之混合溶液)等各種化學液作為第1處理液之液體處理,本發明亦可適用。又,沖洗液不限於DIW。亦可為如氨水、臭氧水、碳酸水。
又,關於用作為輔助液之第2處理液,亦可使用DIW以外之液體。例如,於圖14中所記載之例為:當從第1噴嘴400所供給之第1處理液為DIW時,從第2噴嘴600供給IPA作為第2處理液。IPA可與DIW混合,再者,IPA相較於DIW,表面張力為小。因此,即使第2噴嘴600之供給位置往中央部靠近,亦可維持液膜L’覆蓋晶圓W整面之狀態。雖然使從第1噴嘴400所供給之沖洗液之流量較第2流量為少,但亦可維持液膜L覆蓋晶圓W整面之狀態。因此,與輔助液為DIW時相比,可以較少之處理液之使用量,以處理液之液膜覆蓋基板之被處理區。
再者,進行輔助液供給之第2噴嘴600,不限於下述構成之情形:設置在旋轉移動之噴嘴臂62之前端部,並可自由移動於處理位置與退避位置間。例如,如圖15所示,亦可將第2噴嘴600a固定配置於處理單元16內。於圖15之例中,將第2噴嘴600a固定於回收杯體50之頂面側之開口部附近位置。
此外,第2噴嘴600、600a不限於僅對晶圓W周緣部之1處進行輔助液供給,亦可朝著如晶圓W之周方向間隔配置複數個第2噴嘴600、600a。再者,於圖8之步驟S102中開始進行輔助液之供給之時、與於其後之步驟S103中減少從第1噴嘴400所供給之第1處理液之流量時,亦可使用其他的第2噴嘴600、600a,來改變輔助液之供給位置。
又,輔助液之供給開始後進行調整之參數,不限於第1處理液之供給流量(第1流量→第2流量)。除了調整該流量外,亦可降低晶圓W之轉速,以抑制處理液飛散之產生。
此外,藉由從第1噴嘴400供給之第1處理液而形成液膜L之範圍,亦可為非晶圓W整面。例如,第1處理液所成之被處理區形成在相較於晶圓W外周端為更偏離內側之位置之情形時,較被處理區為外面側之區域,不一定非要為以液膜L覆蓋之狀態不可。此情形時,第2噴嘴600、600a設定輔助液之供給位置,使以第1流量供給,並對覆蓋被處理區之液膜L之周緣部供給輔助液。
而對於利用第1處理液所處理之基板種類,亦不限於圓形半導體晶圓。例如,對於進行平面顯示器用之角型玻璃基板之液體處理之處理單元16,本發明亦可應用。於此情形時,為了於從中心至端部之徑向尺寸改變之角型基板整面形成第1處理液之液膜L,例如,亦可將角型基板收容於具有對應角型基板形狀之凹部之圓板形支架,使用圖9~圖11之手法,進行液體處理。 【實施例】
(實驗)對在垂直軸線周圍旋轉之晶圓W之表面,供給DIW,並觀察於晶圓W表面擴散之液膜L之狀態。又,為了避免揭示具體參數,實驗條件以既定範圍內之值表示。 A.實驗條件 (參考例1)以500~1500rpm範圍之轉速N[rpm],使直徑300mm之晶圓W旋轉,從第1噴嘴400以1.0~1.5L/分鐘之範圍內之第2流量F2 ,供給作為第1處理液之DIW。其後,對形成於晶圓W表面之液膜L之周緣部,從第2噴嘴600以0.1~0.5L/分鐘之範圍內之流量FA ,供給作為輔助液(第2處理液)之DIW。之後,持續進行來自第1噴嘴400、第2噴嘴600之DIW之供給,同時將從第2噴嘴600供給輔助液之位置,往徑向移動至晶圓W之周緣部為止。晶圓W與DIW之接觸角為90°。 (比較例1)參考例1中,未進行從第2噴嘴600之輔助液之供給。 (比較例2)對於轉速及DIW之接觸角與參考例1為同樣條件之晶圓W,朝著晶圓W中央部、周緣部及該等中央部與周緣部間之位置之3處,從3根第1噴嘴400,各供給流量F2 /3(總和流量等於第2流量F2 )DIW。
B.實驗結果 參考例1之結果示於圖16、圖17;比較例1、2之結果分別示於圖18、圖19。該等圖係簡要顯示對晶圓W供給DIW時形成液膜L之區域。 從第1噴嘴400單獨供給第2流量F2 之DIW時,晶圓W上,僅在中央部側之區域形成液膜L。從第2噴嘴600對此液膜L之周緣部供給流量FA 之DIW作為輔助液(圖16),於使第2噴嘴600往晶圓W之徑向外側移動時,即使未增加來自第1噴嘴400之DIW之供給量,亦成為晶圓W整面由液膜L所覆蓋之狀態(圖17)。
依據圖16、圖17所示之參考例1之結果可知:於單獨以第1噴嘴400供給足夠於晶圓W整面形成DIW之液膜L之第1流量F1 之DIW後,藉由從第2噴嘴600對晶圓W之周緣部(液膜L之周緣部)供給輔助液,而即使將從第1噴嘴400供給之DIW減少至第2流量F2 ,亦可維持於晶圓W整面形成液膜L之狀態。
相對於此,如圖18之比較例1所示,若僅從第1噴嘴400供給第2流量F2之DIW,則無法成為晶圓W整面由液膜L所覆之狀態。又,如圖19之比較例2所示,從DIW開始供給之初,即使分散在晶圓W徑向之分開位置進行供給,亦沒有看見供給至外面側之DIW吸引內側之液膜L之作用,從外面側之2根第1噴嘴400所供給之DIW,僅沿著晶圓W之旋轉方向畫出呈條紋狀延伸之線。
從該等比較例1、2之結果可知:即使從液體處理開始之初,對晶圓W之中央部供給第2流量F2 之第1處理液,對晶圓W之周緣部供給流量FA 之輔助液(第2處理液),亦無法得到使第1處理液之液膜L擴散於晶圓W整面之作用。故可知:藉由於以第1流量F1 供給第1處理液,而於晶圓W整面形成液膜時,進行供給輔助液之圖9~圖11之操作,而可將第1處理液之供給量減少至第2流量F2
1‧‧‧基板處理系統
2‧‧‧搬出入站
3‧‧‧處理站
4‧‧‧控制裝置
11‧‧‧載置部
12‧‧‧搬運部
13‧‧‧基板搬運裝置
14‧‧‧傳遞部
15‧‧‧搬運部
16‧‧‧處理單元
17‧‧‧基板搬運裝置
18‧‧‧控制部
19‧‧‧記憶部
20‧‧‧處理室
201‧‧‧搬入出口
202‧‧‧閘門
21‧‧‧FFU
30‧‧‧基板固持機構
31‧‧‧固持部
311‧‧‧固持插銷
32‧‧‧支柱部
33‧‧‧驅動部
40‧‧‧處理流體供給部
400‧‧‧第1噴嘴
401‧‧‧前端側供給管
402‧‧‧接頭部
403‧‧‧基端側供給管
41‧‧‧噴嘴頭
42‧‧‧噴嘴臂
43‧‧‧旋轉驅動部
50‧‧‧回收杯
51‧‧‧排液口
52‧‧‧排氣口
60‧‧‧第2處理液供給部
600、600a‧‧‧第2噴嘴
61‧‧‧噴嘴頭
62‧‧‧噴嘴臂
63‧‧‧旋轉驅動部
70‧‧‧處理流體供給源
701‧‧‧DIW供給源
702‧‧‧DHF供給源
711‧‧‧沖洗液供給通路
712‧‧‧輔助液供給通路
713‧‧‧DHF供給通路
W‧‧‧晶圓
L、L’‧‧‧液膜
C‧‧‧載具
【圖1】本發明之實施形態之具備處理單元之基板處理系統之概要頂視圖。 【圖2】該處理單元之概要縱剖面側視圖。 【圖3】該處理單元之頂視圖。 【圖4】與第1、第2噴嘴共同顯示該處理單元之縱剖面側視圖。 【圖5】該第2噴嘴對晶圓之配置狀態之頂視圖。 【圖6】該第2噴嘴對晶圓之配置狀態之側視圖。 【圖7】該第1噴嘴之構成之放大圖。 【圖8】使用該第1、第2噴嘴之液體處理動作流程之流程圖。 【圖9】該液體處理動作之第1說明圖。 【圖10】該液體處理動作之第2說明圖。 【圖11】該液體處理動作之第3說明圖。 【圖12】形成於晶圓表面之液膜之狀態說明圖。 【圖13】從第2噴嘴供給之輔助液之作用說明圖。 【圖14】其他例之液體處理之動作說明圖。 【圖15】該處理單元之其他構成例之縱剖面側視圖。 【圖16】參考例1之第1說明圖。 【圖17】參考例1之第2說明圖。 【圖18】比較例1之說明圖。 【圖19】比較例2之說明圖。
無。

Claims (19)

  1. 一種基板液體處理方法,其特徵為:一面藉由以水平姿勢固持基板並使該基板繞垂直軸線旋轉之基板固持部,令該基板旋轉,一面藉由第1噴嘴對該基板之中央部以第1流量供給第1處理液;一面對該基板中央部以第1流量供給該第1處理液,一面藉由第2噴嘴對該基板之中央部與外周端之間供給第2處理液;其後,一面藉由該第2噴嘴對於整面形成液膜之該基板進行該第2處理液之供給,一面將從該第1噴嘴所供給之第1處理液之流量,變更成較該第1流量為少之第2流量,持續進行該基板整面之液膜形成;該第1流量係於未供給該第2處理液之狀態時,可於基板整面形成液膜之流量;該第2流量係於未供給該第2處理液之狀態時,無法於基板整面形成液膜之流量。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板液體處理方法,其中,『一面對該基板中央部以該第1流量供給該第1處理液,一面藉由該第2噴嘴對該基板之中央部與外周端之間供給該第2處理液時』之該第2處理液之供給位置,係為『於該第2處理液未供給至基板之條件下,將對該基板以該第2流量供給該第1處理液時所形成之液膜之外周端加以覆蓋』之位置。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板液體處理方法,其中,該第2處理液可與該第1處理液混合。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板液體處理方法,其中,該第1處理液與該第2處理液為純水。
  5. 如申請專利範圍第3項之基板液體處理方法,其中,該第2處理液的表面張力低於該第1處理液的表面張力。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板液體處理方法,其中,該第1處理液為純水;該第2處理液為異丙醇。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板液體處理方法,其中,該第2流量與該第2處理液之供給流量之總和流量,少於該第1流量。
  8. 如申請專利範圍第1項之基板液體處理方法,其中,該第2處理液以下述方式供給至該基板:從繞該垂直軸線與基板同方向旋轉之旋轉圓之上游側朝向下游側,沿著該旋轉圓之切線方向供給,從側面側所見之該供給方向與基板表面所成之角度θ2為5°以上、15°以下之範圍內。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板液體處理方法,其中,該第2處理液以下述方式供給至該基板:從該旋轉圓之徑向內側朝向外側供給,從頂面所見之該第2處理液之供給方向與該切線方向所成之角度θ1為0°以上、45°以下之範圍內。
  10. 一種基板液體處理裝置,包含:基板固持部,以水平姿勢固持基板並使該基板繞垂直軸線旋轉;第1噴嘴,對固持於該基板固持部之基板之中央部,供給第1處理液;第2噴嘴,對該基板之中央部與周端部之間,供給第2處理液;及控制部,用以控制從該第1噴嘴之該第1處理液之供給開始與停止、以及從該第2噴嘴之該第2處理液之供給開始與停止,該控制部執行下述動作:從該第1噴嘴,對旋轉之基板之中央部,以第1流量供給該第1處理液,並從該第2噴嘴供給該第2處理液;其次,一面對於整面形成液膜之該基板進行該第2處理液之供給,一面將從該第1噴嘴往該基板之中央部之第1處理液之供給流量,切換成較第1流量為少之第2流量;該第1流量係為在未供給該第2處理液之狀態時,可於基板整面形成液膜之流量;該第2流量係為在未供給該第2處理液之狀態時,無法於基板整面形成液膜之流量。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板液體處理裝置,其中,『一面對該基板中央部以該第1流量供給該第1處理液,一面藉由該第2噴嘴對該基板之中央部與外周端之間供給該第2處理液時』之該第2處理液之供給位置,係為『於該第2處理液未供給至基板之條件下,將對該基板以該第2流量供給該第1處理液時所形成之液膜之外周端加以覆蓋』之位置。
  12. 如申請專利範圍第10項之基板液體處理裝置,其中,該第2處理液可與該第1處理液混合。
  13. 如申請專利範圍第12項之基板液體處理裝置,其中,該第1處理液與該第2處理液為純水。
  14. 如申請專利範圍第10或11項之基板液體處理裝置,其中,該第2處理液的表面張力低於該第1處理液的表面張力。
  15. 如申請專利範圍第12項之基板液體處理裝置,其中,該第1處理液為純水;該第2處理液為異丙醇。
  16. 如申請專利範圍第10項之基板液體處理裝置,其中,該第2流量與該第2處理液之供給流量之總和流量,少於該第1流量。
  17. 如申請專利範圍第10項之基板液體處理裝置,其中,該第2噴嘴以下述方式配置:從繞該垂直軸線與基板同方向旋轉之旋轉圓之上游側朝向下游側,沿著該旋轉圓之切線方向,從側面側所見之該第2噴嘴之噴注方向與基板表面所成之角度θ2為5°以上、15°以下之範圍內。
  18. 如申請專利範圍第17項之基板液體處理裝置,其中,該第2噴嘴以下述方式配置:從該旋轉圓之徑向內側朝外側噴注該第2處理液,從頂面所見之該第2處理液之噴注方向與該切線方向所成之角度θ1為0°以上、45°以下之範圍內。
  19. 一種電腦可讀取之記錄媒體,其儲存用於基板液體處理裝置之電腦程式,該基板液體處理裝置係對以水平姿勢繞垂直軸線旋轉之基板,供給第1處理液,而進行基板之液體處理,該電腦程式包含用以執行如申請專利範圍第1項之基板液體處理方法的步驟。
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