TWI781496B - 基板處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之基板處理裝置具備：處理液吐出部，其設置於由基板保持部保持之基板之下方側，對貯存空間吐出處理液，於貯存空間內形成處理液之流動；及氣泡供給部，其具有於貯存空間內配置於由基板保持部保持之基板之下方側之配管，及於處理液之流動方向自配管突設之中空狀突設部位；且將經由配管送往突設部位之氣體，自設置於突設部位之前端之氣泡吐出口吐出，對貯存於貯存空間之處理液內供給氣泡。
Description
本發明係關於一種將基板浸漬於貯存於處理槽之藥液或純水等處理液中，且於處理液內對上述基板供給氣泡並進行處理之基板處理裝置。
於半導體裝置之製造領域中，為了應對於半導體裝置之高密度化與大容量化，期望形成高縱橫比之凹部之技術。例如，三維NAND型非揮發性半導體裝置(以下，稱為「3D-NAND記憶體」)之製造過程中，包含以下步驟：對積層有多數氧化矽膜(SiO2膜)與氮化矽膜(SiN膜)之積層體於積層方向形成凹部後，經由凹部將SiN膜藉由濕蝕刻去除。為了執行該步驟，例如研討有使用日本專利特開2016-200821號公報所記載之基板處理裝置。
使用基板處理裝置進行上述濕蝕刻之情形時，使用SiN膜之蝕刻劑之一例即包含磷酸之藥液作為處理液。更具體而言，基板處理裝置中，於形成於處理槽之內部之貯存空間之內底部配置噴出管，自該噴出管對貯存空間供給處理液。因此，處理槽中，處理液一面自處理槽溢流一面以一定量貯存於處理槽中。且，將具有上述凹部構造之基板浸漬於貯存於處理槽之處理液中。又，基板處理裝置中，與噴出管同樣，將氣泡供給管配置於貯存空間之內底部，自貯存空間之內底部向溢流面供給氣泡。該等氣泡於處理液內上升而供給於基板。藉由此種對基板之氣泡供給，可對凹部迅速且連續地供給新鮮處理液。
雖於日本專利特開2016-200821號公報中未記載氣泡供給管之詳細構成，但基板處理裝置中，多使用將多孔質材料加工成管狀者(日本專利特開2003-40649號公報)，或對筒狀構件以一定間隔行狀設置複數個貫通孔者(日本專利特開2009-98270號公報)等作為氣泡供給管。若自氣體供給源對該等氣泡供給管輸送氮氣等氣體，則該氣體自設置於氣泡供給管表面之複數個開口(多孔質孔或貫通孔)吐出，藉此對處理液內供給氣泡。如此供給之氣泡之尺寸大於開口尺寸。係由於氣泡如下供給之故。即，氣泡產生後，氣泡立即密著於氣泡供給管之表面中之開口周圍。且，隨著時間經過，密著區域以開口為中心放射狀擴展後，氣泡自氣泡供給管之開口及密著區域脫離，供給於處理液內。
如此，先前技術中，有氣泡尺寸大於作為氣泡之吐出口發揮功能之開口之尺寸，難以有效進行利用氣泡供給對基板表面供給新鮮處理液之問題。又，日本專利特開2016-200821號公報或日本專利特開2009-98270號公報所記載之基板處理裝置中，由於使複數塊基板以一定間隔隔開且一起進行處理，故氣泡難以進入基板之間。因此，先前之基板處理裝置中，提高基板之處理品質有一定界限。
本發明係鑑於上述問題而完成者，其目的在於將基板浸漬於貯存於處理槽之處理液中，且於處理液中對上述基板供給氣泡並進行處理之基板處理裝置中，縮小氣泡尺寸並提高處理品質。
本發明提供一種基板處理裝置，其特徵在於具備：處理槽，其具有貯存處理液之貯存空間，藉由將基板浸漬於貯存於貯存空間之處理液中而對基板進行處理；基板保持部，其於貯存空間內將基板以豎立姿勢保持；處理液吐出部，其設置於由基板保持部保持之基板之下方側，對貯存空間吐出處理液，於貯存空間內形成處理液之流動；及氣泡供給部，其具有於貯存空間內配置於由基板保持部保持之基板之下方側之配管，及於處理液之流動方向自配管突設之中空狀突設部位，將經由配管送往突設部位之氣體自設置於突設部位之前端之氣泡吐出口吐出，對貯存於貯存空間之處理液內供給氣泡。
如上所述，根據本發明，氣泡供給部之氣泡吐出口設置於自配管突設之突設部位之前端而非設於配管。因此，可將氣泡供給部中之氣泡自氣泡吐出口脫離且於即將供給於處理液前密著之密著區域限定於突設部位之前端面，可較於配管之側壁設有氣泡吐出口時更狹小化。其結果，可縮小氣泡尺寸，提高處理品質。
上述本發明之各態樣具有之複數個構成要件並非全部為必須者，為解決上述問題之部分或全部，或為達成本說明書中記載之效果之部分或全部，可適當對上述複數個構成要件之部分構成要件進行其變更、刪除或替換為新的其他構成要件，可進行限定內容之部分刪除。又，為解決上述問題之部分或全部，或為達成本說明書中記載之效果之部分或全部，亦可使上述本發明之一態樣所含之技術性特徵之部分或全部與上述本發明之其他態樣所含之技術性特徵之部分或全部組合，作為本發明之獨立之一形態。
圖1係顯示裝備本發明之基板處理裝置之第1實施形態之基板處理系統之概略構成之俯視圖。基板處理系統1具備收納器載置部2、擋板驅動機構3、基板移載機器人4、姿勢轉換機構5、推桿6、基板搬送機構7、處理單元8、及控制部9。為統一顯示以下各圖之方向，如圖1所示設定XYZ正交座標軸。此處，XY平面表示水平面。又，Z軸表示鉛垂軸，更詳細而言，Z方向為鉛垂方向。
收納器載置部2中，載置已收納基板W之收納器。本實施形態中，作為收納器之一例，使用可將水平姿勢之複數塊(例如25塊)基板W以於Z方向積層之狀態收納而構成之環帶F。環帶F以收納有未處理基板W之狀態載置於收納器載置部2，或為了收納已處理基板W，而以空的狀態載置於收納器載置2。收納於環帶F之基板W於本實施形態中，為形成3D-NAND記憶體之半導體晶圓，具有高縱橫比之凹部。
對收納器載置部2於(+Y)方向側相鄰之製程空間內，配置有擋板驅動機構3、基板移載機器人4、姿勢轉換機構5、推桿6、基板搬送機構7及處理單元8。收納器載置部2與製程空間由裝備開閉自如之擋板31之隔板(省略圖示)區劃。擋板31連接於擋板驅動機構3。擋板驅動機構3根據來自控制部9之關閉指令，關閉擋板31，將收納器載置部2與製程空間予以空間性分離。相反地，擋板驅動機構3根據來自控制部9之打開指令，打開擋板31，使收納器載置部2與製程空間連通。藉此，可自環帶F向製程空間搬入未處理基板W，及將已處理基板W向環帶F搬出。
上述基板W之搬入搬出處理藉由基板移載機器人4進行。基板移載機器人4構成為於水平面內迴旋自如。基板移載機器人4於擋板31打開之狀態，於姿勢轉換機構5與環帶F間交接複數塊基板W。又，姿勢轉換機構5經由基板移載機器人4自環帶F接收基板W後，或將基板W交接給環帶F前，將複數塊基板W之姿勢於豎立姿勢與水平姿勢間進行轉換。
於姿勢轉換機構5之基板搬送機構7側(該圖中之+X方向側)配置推桿6，於姿勢轉換機構5與基板搬送機構7間交接豎立姿勢之複數塊基板W。又，基板搬送機構7如該圖所示，自與推桿6對向之位置(以下，稱為「待機位置」)沿構成處理單元8之處理部81～85所排列之排列方向(該圖中之Y方向)於水平方向移動。
基板搬送機構7具備一對懸垂臂71。可藉由該一對懸垂臂71之搖動，將複數塊基板W一起進行保持與解除保持之切換。更具體而言，各臂71之下緣於彼此分開之方向繞水平軸搖動，放開複數塊基板W，使各臂71之下緣於彼此接近之方向繞水平軸搖動，夾持並保持複數塊基板W。又，雖省略對圖1之圖示，但基板搬送機構7具有臂移動部與臂搖動部。該等中之臂移動部具有使一對懸垂臂71沿處理部81～85所排列之排列方向Y水平移動之功能。因此，藉由該水平移動，將一對懸垂臂71定位於與處理部81～85之各者對向之位置(以下，稱為「處理位置」)及待機位置。
另一方面，臂搖動部具有執行上述臂搖動動作之功能，切換將基板W夾持並保持之保持狀態，與解除基板W之夾持之解除狀態。因此，藉由該切換動作，及作為處理部81、82之基板保持部發揮功能之升降機810a或作為處理部83、84之基板保持部發揮功能之升降機810b之上下移動，而可進行升降機810與懸垂臂71間之基板W之交接。又，與處理部85對向之處理位置上，可進行處理部85與懸垂臂71間之基板W之交接。再者，於待機位置上，可經由推桿6進行姿勢轉換機構5與懸垂臂71間之基板W之交接。
於處理單元8如上述般設有5個處理部81～85，分別作為第1藥液處理部81、第1清洗處理部82、第2藥液處理部83、第2清洗處理部84及乾燥處理部85發揮功能。該等中之第1藥液處理部81及第2藥液處理部83分別將同種或不同種藥液貯存於處理槽821，將複數塊基板W一起浸漬於該藥液中，實施藥液處理。第1清洗處理部82及第2清洗處理部84分別係將清洗液(例如純水)貯存於處理槽821，將複數塊基板W一起浸漬於該清洗液中，對表面實施清洗處理者。該等第1藥液處理部81、第1清洗處理部82、第2藥液處理部83及第2清洗處理部84相當於本發明之基板處理裝置之第1實施形態，雖處理液之種類不同但裝置之基本構成相同。另，對於裝置構成及動作，於下文一面參照圖2至圖5一面詳述。
如圖1所示，第1藥液處理部81及與其相鄰之第1清洗處理部82成對，第2藥液處理部83及與其相鄰之第2清洗處理部84成對。且，升降機810a於第1藥液處理部81及第1清洗處理部82中不僅作為本發明之「基板保持部」發揮功能，亦作為用以將以第1藥液處理部81進行藥液處理後之基板W移至第1清洗處理部82之專用搬送機構發揮功能。又，升降機810b於第2藥液處理部83及第2清洗處理部84中不僅作為本發明之「基板保持部」發揮功能，亦作為用以將以第2藥液處理部83進行藥液處理後之基板W移至第2清洗處理部84之專用搬送機構發揮功能。
如此構成之處理單元8中，升降機810a之3根支持構件(圖2中之符號812)自基板搬送機構7之一對懸垂臂71一起接收複數塊基板W。又，處理單元8中，如於下文詳述，與執行使處理液自處理槽溢流之溢流步驟及對貯存於處理槽之處理液內供給氣泡之氣泡供給步驟並行，升降機810a使複數塊基板W一起下降至第1藥液處理部81之處理槽中，並浸漬於藥液中(浸漬步驟)。再者，待機特定之藥液處理時間後，升降機810a將保持複數塊基板W之支持構件自藥液中提起。且，升降機810a使支持構件向第1清洗處理部82橫行，進而使保持藥液處理過之基板W之狀態之支持構件向第1清洗處理部82之處理槽(圖2中之符號821)內下降，並浸漬於清洗液中。待機特定之清洗處理時間後，升降機810a使保持清洗處理過之基板W之狀態之支持構件上升，將基板W自清洗液中提起。其後，將複數塊基板W自升降機810a之支持構件一起交給基板搬送機構7之一對懸垂臂71。
升降機810b亦同樣，自基板搬送機構7之一對懸垂臂71一起併接收複數塊基板W，使該複數塊基板W下降至第2藥液處理部83之處理槽821中，並浸漬於藥液中。再者，待機特定之藥液處理時間後，升降機810b使支持構件上升，將藥液處理過之複數塊基板W自藥液中提起。且，升降機810b使支持構件向第2清洗處理部84之處理槽橫行，進而使該支持構件向第2清洗處理部84之處理槽821內下降，並浸漬於清洗液中。待機特定之清洗處理時間後，第2升降機810b使支持構件上升，將基板W自清洗液中提起。其後，將複數塊基板W自第2升降機810b一起交給基板搬送機構7。另，亦可構成為於第1藥液處理部81、第1清洗處理部82、第2藥液處理部83及第2清洗處理部84之各者，設置作為本發明之「基板保持部」發揮功能之升降機，另一方面，以基板搬送機構7或專用之搬送機構進行基板W對處理部81～84之搬入搬出。
乾燥處理部85係如下者：具有可將複數塊(例如52塊)基板W以豎立姿勢排列之狀態予以保持之基板保持構件(省略圖示)，藉由於減壓氛圍中將有機溶劑(異丙醇等)供給於基板W，或藉由離心力甩掉基板W表面之液體成分，而使基板W乾燥。該乾燥處理部85構成為可與基板搬送機構7之一對懸垂臂71間交接基板W。且，一起自基板搬送機構7接收清洗處理後之複數塊基板W，對該複數塊基板W實施乾燥處理。又，乾燥處理後，將複數塊基板W一起自基板保持構件交給基板搬送機構7。
接著，針對本發明之基板處理裝置進行說明。裝備於圖1所示之基板處理系統之第1藥液處理部81、第1清洗處理部82、第2藥液處理部83及第2清洗處理部84中，使用之處理液部分不同，但裝置構成及動作基本相同。因此，以下，針對相當於本發明之基板處理裝置之第1實施形態之第1藥液處理部81之構成及動作進行說明，省略第1清洗處理部82、第2藥液處理部83及第2清洗處理部84相關之說明。
圖2係顯示本發明之基板處理裝置之第1實施形態之概略構成之模式圖。圖3係模式性顯示圖2所示之基板處理裝置之主要構成之分解組裝立體圖。圖4係圖2之部分剖視圖。圖5係顯示保持於升降機之複數塊基板與氣泡吐出口之配置關係之模式圖。第1藥液處理部81例如為使用包含磷酸之藥液作為處理液，經由形成於基板W之表面之凹部將氮化矽膜蝕刻去除之裝置。該第1藥液處理部81如圖2及圖3所示，具備用以對基板W進行第1藥液處理之處理槽821。該處理槽821具有上方開口之盒構造，其以俯視時呈長方形之底壁821a，及自底壁821a周圍立起之4個側壁821b～821e構成。因此，處理槽821可於由底壁821a與側壁821b～821e包圍之貯存空間821f內貯存處理液，且一起浸漬由升降機810a保持之複數塊基板W。又，處理槽821具有朝(+Z)方向開口之上方開口821g，可使處理液自該貯存空間821f溢流。
於處理槽821周圍設有溢流槽822，以該溢流槽822與處理槽821之側壁821b～821e形成回收溢流之處理液之回收空間822a。又，以包圍處理槽821及溢流槽822之下方與側方之方式，設有外容器823。
於溢流槽822之一部分回收空間822a，更具體而言，於側壁821d之(-X)方向側之空間，配置有流量配管系統839。流量配管系統839之入口連接於處理液供給部832，出口連接於處理液吐出口830之流量管831。因此，若根據來自控制部9之處理液供給指令，處理液供給部832動作，便會將處理液經由流量配管系統839同時供給至複數個流量管831。其結果，自流量管831吐出處理液，並貯存於貯存空間821f。另，關於流量管831之詳細構成等，會於下文詳述。
又，將自處理槽821溢流之處理液回收至溢流槽822。於該溢流槽822連接有處理液回收部833。若根據來自控制部9之處理液回收指令，處理液回收部833動作，則回收至溢流槽822之處理液會經由處理液回收部833，送液至處理液供給部832供再利用。如此，本實施形態中，可一面對處理槽821循環供給處理液，一面將處理液貯存於貯存空間821f。
為了將複數塊基板W一同保持且浸漬於貯存有處理液之貯存空間821f，如圖2所示，設有升降機810a。該升降機810a構成為可於將複數塊基板W於和基板搬送機構7(圖1)之間進行交接之「交接位置」、與貯存空間821f之間升降。升降機810a具備背板811、3根支持構件812、及延伸構件813。背板811沿處理槽821之側壁821b向底壁821a延伸。支持構件812自背板811之下端部側面向(-X)方向延伸。本實施形態中，設有3根支持構件812。各支持構件812中，複數個V字狀槽812a以一定間距配設於X方向。各槽812a係寬度較基板W之厚度略寬之V字狀槽812a朝(+Z)方向開口而形成，可卡合基板W。因此，可藉由3根支持構件812，將由基板搬送機構7搬送之複數塊基板W以一定之基板間距PT(圖5)一併保持。又，延伸構件813自背板811之上端部背面向(+X)方向延伸。升降機810a如圖2所示，全體呈L字狀。另，升降機810a之最上升位置，設定為即使於基板搬送機構7保持複數塊基板W之狀態下，亦可通過支持構件812之上方之高度。
於處理槽821之(+X)方向側，設有升降機驅動機構814。升降機驅動機構814具備升降馬達815、滾珠螺桿816、升降基座817、升降支柱818、及馬達驅動部819。升降馬達815以縱置旋轉軸之狀態安裝於基板處理系統1之框架(省略圖示)。滾珠螺桿816連結於升降馬達815之旋轉軸。升降基座817之一側與滾珠螺桿816螺合。升降支柱818之基端部側安裝於升降基座817之中央部，另一端部側安裝於延伸構件813之下表面。若根據來自控制部9之上升指令，馬達驅動部819使升降馬達815驅動，則滾珠螺桿816旋轉，升降支柱818與升降基座817一起上升。藉此，將支持構件812定位於交接位置。又，若根據來自控制部9之下降指令，馬達驅動部819使升降馬達815於反方向驅動，則滾珠螺桿816逆旋轉，升降支柱818與升降基座817一起下降。藉此，將由支持構件812保持之複數塊基板W，一同浸漬於貯存於貯存空間821f之處理液中。
貯存空間821f中，於由支持構件812保持之複數塊基板W之下方側，即(-Z)方向側，配設有處理液吐出部830與氣泡供給部840。處理液吐出部830係將自處理液供給部832經由流量配管系統839供給之處理液吐出至貯存空間821f者，氣泡供給部840係對貯存於貯存空間821f之處理液內供給氮氣之氣泡V(圖5)者，分別如下構成。
處理液吐出部830如圖3及圖4所示，具有於X方向延伸設置之流量管831。本實施形態中，4條流量管831於Y方向互相隔開配置。各流量管831之(-X)方向端部係與流量配管系統839之出口連接，(+X)方向端部密封。又，複數個處理液吐出口834係以一定間隔排列於X方向之方式穿設於各流量管831之側壁。本實施形態中，如圖4所示，各處理液吐出口834朝向(-Z)方向設置。因此，供給於流量管831之處理液於配管內部於(+X)方向流動，自各處理液吐出口834向底壁821a，即貯存空間821f之內底面821h吐出。且，處理液如圖4中之實線箭頭所示，經由貯存空間821f之內底面821h流動至上方，形成自處理槽821之底壁821a朝向上方開口821g即溢流面之處理液之流動F。如此，處理液之上升流形成於基板W之下方側。另，為了容易理解發明內容，將4條流量管831中配置於最(-Y)方向側者稱為「流量管831a」，將依序配置於(+Y)方向側者分別稱為「流量管831b」、「流量管831c」及「流量管831d」。又，不區分該等之情形時，如上所述，簡稱為「流量管831」。
氣泡供給部840如圖3至圖5所示，具有複數根(本實施形態中為4根)起泡器841。各起泡器841具有延伸設置於X方向之氣泡配管842，及自氣泡配管842向上方，即(+Z)方向突設之複數個突設部位843。各氣泡配管842之一端部與供給氮氣之氣體供給部844連接，另一端部密封。複數個突設部位843以與一定之基板間距PT相同之間距PT設置於氣泡配管842之上方側壁。各突設部位843具有中空狀，例如如圖3所示，具有中空圓柱形狀，於上端面之中央部設有氣泡吐出口845。本實施形態中，藉由對以樹脂材料，尤其選自包含聚醚醚酮(PEEK)、全氟烷氧基烷烴(PFA)、及聚四氟乙烯(PTFE)之群之至少一者構成之長型樹脂管之表面實施切削加工與穿設加工，而一體形成氣泡配管842與複數個突設部位843。此處，當然亦可個別準備氣泡配管842與複數個突設部位843，對氣泡配管842安裝複數個突設部位843使之一體化。
如此構成之氣泡供給部840中，若根據來自控制部9之氣泡供給指令，氣體供給部844將氮氣供給於氣泡供給部840，則流動於氣泡配管842之氮氣自氣泡吐出口845向上方吐出。藉此，氮氣之氣泡V供給於貯存在貯存空間821f之處理液，於鉛垂方向Z上，自高於處理液吐出口834之位置向朝溢流面之方向即(+Z)方向供給氣泡V。該等氣泡V於處理液中上升，促進基板W表面之處理液置換成新鮮處理液。另，作為氣體供給部844，例如亦可為自填充有氮氣之氣瓶供給氮氣之構成，亦可使用設置於設有基板處理系統1之工廠之設備。
又，如圖4所示，藉由4根起泡器841由3個起泡器板851自下方被支持，而於由升降機810a保持之基板W之下方側且處理液吐出口834之上方側固定配置。此處，為容易理解本發明內容，將4根起泡器841中配置於最(-Y)方向側者稱為「起泡器841a」，將依序配置於(+Y)方向側者分別稱為「起泡器841b」、「起泡器841c」及「起泡器841d」。又，不區分該等之情形時，如上所述，簡稱為「起泡器841」。另一方面，對於起泡器板851亦同樣，將起泡器板851中配置於最(-Y)方向側者稱為「起泡器板851a」，將依序配置於(+Y)方向側者分別稱為「起泡器板851b」及「起泡器板851c」。又，不區分該等之情形時，如上所述，簡稱為「起泡器板851」。
起泡器板851a～851c均具有於X方向延設之板形狀。該等中之起泡器板851a如圖4所示，於鉛垂方向Z高於處理液吐出口834之位置，配置於流量管831a與流量管831b間，且藉由固定構件(省略圖示)固定於處理槽821。且，起泡器841a以滿足以下之配置關係之方式固定於該起泡器板851a之上表面。其配置關係如圖5所示，係安裝於起泡器841a之突設部位843朝向上方，及X方向上基板W與氣泡吐出口845交替配置。藉由如此配置，自氣泡吐出口845供給之氣泡V於X方向上向相鄰之基板W間吐出氣泡V，執行有效率之藥液處理。另，該配置關係對於其他起泡器841b～841d亦同樣。
起泡器板851b於鉛垂方向Z上高於處理液吐出口834之位置，配置於流量管831b與流量管831c間，且藉由固定構件(省略圖示)固定於處理槽821。且，於該起泡器板851b之上表面，以於Y方向隔出一定間隔之方式固定起泡器841b、841c。再者，起泡器板851c於鉛垂方向Z上高於處理液吐出口834之位置，配置於流量管831c與流量管831d間，且藉由固定構件(省略圖示)固定於處理槽821。且，於該起泡器板851c之上表面固定有起泡器841d。如此，起泡器板851a～851c具有自下方支持氣泡供給部840之功能。
又，由於起泡器板851a～851c於鉛垂方向Z上高於處理液吐出口834之位置，配置於流量管831a～831d間，故除上述支持功能外，具有限制經由貯存空間821f之內底面821h流動至上方之處理液之流動F的功能。起泡器板851a～851c彼此隔開形成成為處理液之流通路徑之貫通部位852a、852b。且，流量管831b、831c之下端部以進入之方式配置於貫通部位852a、852b。又，於與流量管831b、831c同一高度位置，流量管831a配置於起泡器板851a之(-Y)方向側，且流量管831d配置於起泡器板851a之(+Y)方向側。並且，於起泡器板851a～851c及流量管831a～831d中互相相鄰者彼此之間，形成有間隙86。因此，處理液之上升流中向起泡器板851之下表面流動之處理液(以下，稱為「分流對象液」)之流動F於該下表面受限制，於水平面內甩開。例如，圖4之部分放大圖中，朝向起泡器板851c之下表面之分流對象液之流動F分流成流動於起泡器板851c與流量管831c之間隙86之處理液之流動F5，及流動於起泡器板851c與流量管831d之間隙86之處理液之流動F6。又，其他起泡器板851a、851b中，亦與起泡器板851c同樣，分流對象液之流動F受限制，分流成複數個處理液之流動F1～F4。
如此，本實施形態中，經由貯存空間821f之內底面821h流動至上方之一部分處理液(分流對象液)之流動F分流成複數個流動F1～F6，並向溢流面上升。如此，本實施形態中，起泡器板851a～851c將經由貯存空間821f之內底面821h流動至上方之至少一部分處理液作為分流對象液，將該分流對象液之流動F分流成複數個上升流，引導至由升降機810a保持之基板W，作為分流部850(圖3)發揮功能。
另，雖一面參照圖2至圖5，一面針對相當於本發明之基板處理裝置之第1實施形態之第1藥液處理部81之構成進行了說明，但第2藥液處理部83亦除處理液之種類為同種或不同種之方面外，具有與第1藥液處理部81相同之構成，相當於本發明之基板處理裝置之第1實施形態。又，第1清洗處理部82及第2清洗處理部84除處理液為純水或DIW(deionized water：去離子水)等清洗液之方面外，具有與第1藥液處理部81相同之構成，相當於本發明之基板處理裝置之第1實施形態。
如上所述，本實施形態中，將複數個中空狀之突設部位843自氣泡配管842向上方突設，且自設置於各突設部位843之前端之氣泡吐出口845突出氮氣，對處理液內供給氣泡V。因此，可縮小氣泡V之尺寸。一面將圖6所示之比較例與本實施形態(圖5)進行對比，一面說明其詳細理由。
圖6係顯示第1實施形態之基板處理裝置之比較例之模式圖。該比較例中，於氣泡配管842之側壁設置氣泡吐出口845，自該氣泡吐出口845吐出氮氣，對處理液內供給氣泡V。該情形時，氣泡V產生後，氣泡V立即於氣泡配管842之側壁表面中之氣泡吐出口845周圍密著。如此，氣泡V與起泡器841密著之區域(以下，稱為「密著區域」)，會隨著時間經過而沿起泡器841之表面擴展，例如如圖6之部分放大圖所示，氣泡V成長為比較大之大致圓頂狀。其後，氣泡V自氣泡吐出口845及密著區域脫離，被供給至處理液內。
相對於此，本實施形態中，氣泡V產生後氣泡V立即密著處為突設部位843之前端面。因此，隨著時間經過，密著區域以氣泡吐出口845為中心放射狀擴展，但若到達其前端面之周緣(突設部位843之前端階差部位)，則例如如圖5之部分放大圖所示般，密著區域之擴展會受到限制。藉此，氣泡V之成長停止，於該時點，氣泡V自氣泡吐出口845及密著區域脫離，被供給至處理液內。如此，第1實施形態中，即將供給至處理液內前氣泡V密著之密著區域，係限定於突設部位843之前端面。其結果，第1實施形態中，氣泡V之尺寸與比較例(圖6)相比較小，可提高處理品質。
尤其，為了使第1藥液處理部81經由高縱橫比之凹部對SiN膜進行濕蝕刻，將本發明應用於第1藥液處理部81，對於3D-NAND記憶體之製造很重要。即，為了提高濕蝕刻性能，需要於凹部之內部與外部間良好地進行處理液之置換。又，雖於凹部之底附近產生伴隨蝕刻反應之矽析出，但可藉由處理液之置換，將上述矽自凹部排出。為穩定且持續地表現該液體置換，需要增大凹部之內部與外部之濃度差即濃度梯度。進而言之，為滿足其等，藉由降低氣泡尺寸來對基板W之表面有效率地供給新鮮處理液成為重要之技術事項。關於該點，根據可有效縮小氣泡V之尺寸之第1藥液處理部81，可藉由該氣泡V促進新鮮處理液之供給，良好地進行SiN膜之濕蝕刻。
又，如圖5之部分放大圖所示，由於X方向上基板W與氣泡吐出口845以交替配置之方式配置於起泡器841d，故可朝彼此相鄰之基板W之間有效率地供給小尺寸之氣泡V。其結果，可高品質地進行基板處理(藥液處理或清洗處理)。
如此，第1實施形態中，(+Z)方向相當於本發明之「處理液之流動方向」之一例。又，氣泡配管842相當於本發明之「配管」之一例。又，X方向相當於本發明之「水平方向」。
另，本發明並非限定於上述實施形態，只要不脫離其主旨，則除上述者外可進行各種變更。例如，上述實施形態中，使用設有中空圓柱狀之突設部位843之起泡器841，自氣泡配管842供給氣泡V，但起泡器841之構成並非限定於此。作為中空狀之突起部位，例如如圖7所示，亦可使用自氣泡配管842突設中空圓錐台形狀之突設部位846者(第2實施形態)。根據該第2實施形態，突設部位846之前端面之表面積窄於第1實施形態採用之中空圓柱形狀之突設部位843，可供給更小尺寸之氣泡V。其結果，可以更高品質執行基板處理。
又，上述第1實施形態及第2實施形態中，突設部位843、846之前端面為圓形，但該形狀並非限定於此，係為任意。例如如圖8所示，亦可使用前端面具有橢圓形狀之突設部位847、878。總之，較佳為使用具有柱狀形狀、或越靠前端外徑尺寸越小之漸細形狀之突設部位。
又，亦可對突設部位843、846～848之前端實施電漿處理。藉由該電漿處理，該前端，即氣泡吐出口845周圍經親水化，促進氣泡V之脫離。其結果，可進而縮小氣泡V之尺寸。
又，上述實施形態中，處理液吐出部830包含4條流量管831，但流量管831之條數並非限定於此，較佳為根據貯存空間821f或基板W之尺寸等設定。又，氣泡供給部840所含之起泡器841之根數為4根，但起泡器841之根數並非限定於此，較佳為根據貯存空間821f或基板W之尺寸等設定。又，分流部850所含之起泡器板851之塊數為3塊，但起泡器841之根數並非限定於此，較佳為根據貯存空間821f或基板W之尺寸等設定。
又，上述實施形態中，由分流部850之起泡器板851支持起泡器841，並將其於貯存在貯存空間821f之處理液內固定配置，且藉由該起泡器板851將經由內底面821h流動至上方之處理液之流動F分流成複數個流動。此處，例如亦可將本發明應用於將起泡器板851直接固定於處理槽821之、即未設置分流部850之基板處理裝置。
又，上述實施形態中，將氮氣送入起泡器841，將氮氣之氣泡V供給於處理液內，但亦可使用氮氣以外之氣體作為本發明之「氣體」。
又，上述實施形態中，將本發明應用於自流量管831向貯存空間821f之內底面821h吐出處理液之基板處理裝置，但本發明之處理液之供給態樣並非限定於此。例如，亦可將本發明應用於自基板之下方側向上方或斜上方吐出，或如日本專利特開2016-200821號公報般，沿貯存空間之內底面吐出之基板處理裝置。
再者，上述實施形態中，將本發明應用於藉由包含磷酸之藥液進行藥液處理之基板處理裝置或進行清洗處理之基板處理裝置，但本發明之應用範圍並非限定於此，亦可將本發明應用於將基板浸漬於上述藥液或清洗液以外之處理液中，且於處理液內對上述基板供給氣泡而進行基板處理之基板處理技術全體。
以上，依照特定之實施例說明了發明，但該說明未意欲以限定性意義解釋。若參照發明之說明，則與本發明之其他實施形態同樣，揭示之實施形態之各種變化例係精通該技術者所明瞭。因此認為，隨附之申請專利範圍於不脫離發明之真實範圍內，包含該變化例或實施形態。
本發明可應用於將基板浸漬於貯存於處理槽之藥液或純水等處理液中，且於處理液中對上述基板供給氣泡並處理之基板處理裝置全體。
以下所示之日本申請案之說明書、圖式及申請專利範圍之揭示內容，係以引用之方式將其全部內容併入本說明書中：
日本特願2019-236758號(2019年12月26日申請)
日本特願2020-130002號(2020年7月31日申請)。
1:基板處理系統
2:收納器載置部
3:擋板驅動機構
4:基板移載機器人
5:姿勢轉換機構
6:推桿
7:基板搬送機構
8:處理單元
9:控制部
31:擋板
71:懸垂臂
81:第1藥液處理部(基板處理裝置)
82:第1清洗處理部(基板處理裝置)
83:第2藥液處理部(基板處理裝置)
84:第2清洗處理部(基板處理裝置)
85:處理部
86:間隙
810:升降機(基板保持部)
810a:升降機(基板保持部)
810b:升降機(基板保持部)
811:背板
812:支持構件
812a:V字狀槽
813:延伸構件
814:升降機驅動機構
815:升降馬達
816:滾珠螺桿
817:升降基座
818:升降支柱
819:馬達驅動部
821:處理槽
821a:底壁
821b～821e:側壁
821f:貯存空間
821g:上方開口
821h:內底面
822:溢流槽
822a:回收空間
823:外容器
830:處理液吐出部
831:流量管
831a～831d:流量管
832:處理液供給部
833:處理液回收部
834:處理液吐出口
839:流量配管系統
840:氣泡供給部
841:起泡器
841a～841d:起泡器
842:氣泡配管
843:突設部位
844:氣體供給部
845:氣泡吐出口
846～848:突設部位
850:分流部
851:起泡器板
851a～851c:起泡器板
852a:貫通部位
852b:貫通部位
F:環帶
F1～F6:流動
PT:間距
V:氣泡
W:基板
圖1係顯示裝備本發明之基板處理裝置之第1實施形態之基板處理系統之概略構成之俯視圖。
圖2係顯示本發明之基板處理裝置之第1實施形態之概略構成之模式圖。
圖3係模式性顯示圖2所示之基板處理裝置之主要構成之分解組裝立體圖。
圖4係圖2之部分剖視圖。
圖5係顯示由升降機保持之複數塊基板與氣泡吐出口之配置關係之模式圖。
圖6係顯示第1實施形態之基板處理裝置之比較例之模式圖。
圖7係顯示本發明之基板處理裝置之第2實施形態所使用之氣泡供給部之構成之圖。
圖8(a)、(b)係顯示氣泡供給部之其他構成之圖。
841:起泡器
842:氣泡配管
843:突設部位
845:氣泡吐出口
851:起泡器板
PT:間距
V:氣泡
W:基板
Claims (7)
- 一種基板處理裝置，其特徵在於包含：處理槽，其具有貯存處理液之貯存空間，藉由將基板浸漬於貯存於上述貯存空間之上述處理液中，來處理上述基板；基板保持部，其於上述貯存空間內，將上述基板以豎立姿勢保持；處理液吐出部，其設置於由上述基板保持部保持之上述基板之下方側，對上述貯存空間吐出上述處理液，於上述貯存空間內形成上述處理液之流動；及氣泡供給部，其具有於上述貯存空間內配置於由上述基板保持部保持之上述基板之下方側之配管，及於上述處理液之流動方向自上述配管突設且具有柱狀形狀之中空狀突設部位，將經由上述配管送往上述突設部位之氣體，自設置於上述突設部位之前端之中央部之氣泡吐出口吐出，對貯存於上述貯存空間之上述處理液內供給氣泡。
- 一種基板處理裝置，其特徵在於包含：處理槽，其具有貯存處理液之貯存空間，藉由將基板浸漬於貯存於上述貯存空間之上述處理液中，來處理上述基板；基板保持部，其於上述貯存空間內，將上述基板以豎立姿勢保持；處理液吐出部，其設置於由上述基板保持部保持之上述基板之下方側，對上述貯存空間吐出上述處理液，於上述貯存空間內形成上述處理液之流動；及氣泡供給部，其具有於上述貯存空間內配置於由上述基板保持部保 持之上述基板之下方側之配管，及於上述處理液之流動方向自上述配管突設且具有越靠前端外徑尺寸越小之漸細形狀之中空狀突設部位，將經由上述配管送往上述突設部位之氣體，自設置於上述突設部位之前端之氣泡吐出口吐出，對貯存於上述貯存空間之上述處理液內供給氣泡。
- 如請求項1之基板處理裝置，其中上述突設部位以樹脂材料構成。
- 如請求項3之基板處理裝置，其中上述突設部位由選自包含聚醚醚酮(PEEK)、全氟烷氧基烷烴(PFA)、及聚四氟乙烯(PTFE)之群之至少一者構成。
- 如請求項3之基板處理裝置，其中上述突設部位之前端經電漿處理。
- 如請求項1之基板處理裝置，其中上述基板保持部將複數塊上述基板，於水平方向互相隔開之方式保持，上述氣泡供給部於延伸設置於上述水平方向之上述配管之側壁，延上述水平方向排列設置複數個上述突設部位，上述基板與上述突設部位於上述水平方向上交替設置，上述突設部位之各者，朝於上述水平方向上向相鄰之上述基板之間，自上述氣泡吐出口供給上述氣泡。
- 如請求項1至6中任一項之基板處理裝置，其中上述處理槽於處理上述基板期間，使自上述處理液吐出口供給之上述處理液，自上述貯存空間之上方開口溢流。
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