TWI814148B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明具備有：處理容器，其將基板收納於處理空間；流體供給部，其朝處理空間供給超臨界處理用之處理流體；流體排出部，其經由在處理容器內與處理空間連通而所形成的排氣流路將處理流體自處理空間排出；及整流部，其被設於排氣流路之整流位置；整流部係在藉由流體排出部排出處理流體時對流入至整流位置的處理流體進行整流，藉此調整在處理空間側之處理流體相對於整流位置之流動、及在流體排出部側之處理流體相對於整流位置之流動的平衡。
Description
本發明係有關一種基板處理裝置，其在處理容器內利用處理流體對基板進行處理。
以下所示之日本申請案之說明書、圖式及申請專利範圍中所揭示之內容，將其全部內容組入至本說明書供參照：
日本專利特願2020-194879(2020年11月25日申請)。
在半導體基板、顯示裝置用玻璃基板等各種基板之處理步驟，包含有藉由各種處理流體對基板之表面進行處理的步驟。習知已廣泛地使用藥液、清洗液等液體作為處理流體的處理，但是，近年來使用超臨界流體之處理亦已實用化。尤其是，在表面形成有微細圖案的基板之處理中，表面張力低之超臨界流體較液體容易進入至圖案之間隙深處，因此可高效率地進行處理，此外，其可降低於乾燥時因表面張力所引起之圖案倒塌的風險。
例如，日本專利特開2018-082043號公報記載有一種基板處理裝置，其使用超臨界流體進行基板之乾燥處理。於該裝置中構成有處理容器，該處理容器係將2個板狀構件相對向配置以發揮將其間隙作為處理空間的功能。自處理空間之一側端部將被載置於薄板狀之保持板的晶圓(基板)搬入，且自另一側端部導入超臨界狀態之二氧化碳。此外，於處理容器內設置有流體排出集管(header)。於該流體排出集管連接有排出埠，且經由流體排出集管及排出埠將超臨界流體自處理空間朝處理容器外排出。再者，有關自處理空間排出超臨界流體的構成，於日本專利特開2013-033963號公報、特開2017-157745號公報及特開2019-091772號公報等中亦已有詳細記載。
雖然流體排出集管及排出埠形成來自處理空間之超臨界流體之排氣流路，但是在排氣流路中並無法取得排氣之平衡，其產生有如下之問題。亦即，於排氣流路之入口側，流體排出集管係被延伸設置於基板之寬度方向，且超臨界流體係在寬度方向上自較寬闊之範圍流入至流體排出集管。相對於此，於排氣流路之出口側，流通於流體排出集管內部的超臨界流體係自流體排出集管之一部分朝處理容器外被排出。例如，於日本專利特開2018-082043號公報記載之裝置中，係自連接於流體排出集管之兩端部的排出埠朝處理容器外排出。因此，在排氣流路之入口側及出口側，排氣變得不平衡，特別是於排氣流路之入口側會產生有超臨界流體朝處理空間逆流的情形。結果，其具有自處理完畢之超臨界流體所溶出之成分、微粒等再次附著於基板，進而造成基板之污染的情形。
本發明係鑑於上述問題而完成，其目的在於，於在處理容器之處理空間利用處理流體對基板進行處理的基板處理技術中，可有效地防止處理完畢之處理流體朝處理空間逆流而污染基板者。
本發明之一態樣中，一種基板處理裝置其特徵在於，其具備有：處理容器，其將基板收納於處理空間內；流體供給部，其朝處理空間內供給超臨界處理用之處理流體；流體排出部，其經由在處理容器內與處理空間連通所形成的排氣流路，將處理流體自處理空間排出；及整流部，其被設於排氣流路之整流位置；整流部係當藉由流體排出部排出處理流體時，對流入至整流位置的處理流體進行整流，藉以調整在處理空間側之處理流體相對於整流位置之流動、與在流體排出部側之處理流體相對於整流位置之流動的平衡。
如此所構成之發明，雖然藉由流體排出部將處理空間內之處理流體經由排氣流路排出至裝置外部，但是若排氣之平衡於排氣流路之入口側(處理空間側)及出口側(流體排出部側)失去平衡，則具有產生處理流體自排氣流路朝處理空間逆流的情形。因此，於本發明中，於排氣流路設置有整流部，在利用流體排出部排出處理流體時對流入至整流位置的處理流體進行整流。其結果，可調整在處理空間側(排氣流路之入口側)處理流體相對於整流位置之流動與在流體排出部側(排氣流路之出口側)處理流體相對於整流位置之流動的平衡。
如上述，根據本發明，由於對排氣流路中之排氣平衡進行調整，因此其有效地防止處理完畢之處理流體逆流至處理空間內而污染基板。
上述本發明各態樣所具有之複數個構成要素並非全部均為必須者，為了解決上述問題之一部分或全部、或者為了達成本說明書記載之效果之一部分或全部，其可適當地對上述複數個構成要素之一部分構成要素進行變更、刪除、與新的其他構成要素交換、限定內容之部分刪除。此外，為了解決上述問題之一部分或全部、或者為了達成本說明書記載之效果之一部分或全部，其可將在上述本發明之一態樣所包含之技術特徵之一部分或全部與在上述本發明之其他態樣所包含之技術特徵之一部分或全部組合，以作為本發明之獨立的一個形態。
圖1為顯示本發明之基板處理裝置之第一實施形態的概略構成的圖。該基板處理裝置1係用來利用超臨界流體對例如半導體基板等各種基板之表面進行處理的裝置。為了統一以下各圖中之方向，如圖1所示，設定XYZ正交座標系。其中，XY平面係水平面，Z方向顯示鉛垂方向。更具體而言，(-Z)方向顯示鉛垂下方。
在此，本實施形態之「基板」可適用於半導體晶圓、光罩用玻璃基板、液晶顯示用玻璃基板、電漿顯示用玻璃基板、FED(Field Emission Display)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板等各種基板。以下，雖然主要以使用於半導體晶圓之處理的基板處理裝置為例參照圖式進行說明，但是其同樣地亦可適用於以上例示之各種基板的處理。
基板處理裝置1係具備有處理單元10、供給單元50及控制單元90。處理單元10係成為超臨界乾燥處理之執行主體，供給單元50係朝處理單元10供給處理所需之化學物質及動力。
控制單元90係控制該等裝置之各部分，以實現既定之處理。為了此種目的，控制單元90具有執行各種控制程式的CPU91、暫時性地記憶處理資料的記憶體92、記憶CPU91所執行之控制程式的儲存器93、及用來與用戶、外部裝置進行資訊交換的介面94等。後述之裝置之動作係藉由CPU91來執行預先被寫入至儲存器93的控制程式，使裝置各部分進行既定之動作而實現。
處理單元10具備有處理室100。處理室100係具有分別藉由金屬塊所形成的第一構件11、第二構件12及第三構件13。第一構件11與第二構件12係藉由未圖示之結合構件而於上下方向被結合，且於其(+Y)側側面藉由未圖示之結合構件結合第三構件13，以構成內部成為空腔之構造的處理室100。該空腔之內部空間係成為對基板S執行處理的處理空間SP。處理對象之基板S係被搬入至處理空間SP內以接受處理。於處理室100之(-Y)側側面形成有沿X方向細長地延伸之狹縫狀的開口部101，經由開口部101處理空間SP與外部空間連通。
於處理室100之(-Y)側側面，以堵塞開口部101之方式設置蓋構件14。於蓋構件14之(+Y)側側面，以水平姿勢安裝平板狀之支撐托盤15，支撐托盤15之上面係成為可載置基板S的支撐面。更具體而言，支撐托盤15係具有於大致平坦之上面151設置有形成為較基板S之平面尺寸略大之凹部152的構造。藉由於該凹部152收納基板S，基板S係在支撐托盤15上被保持於既定位置。基板S係以處理對象的表面(以下亦有簡稱為「基板表面」的情形)Sa朝上之方式被保持。此時，支撐托盤15之上面151與基板表面Sa形成為相同平面較佳。
蓋構件14係藉由省略圖示之支撐機構被支撐為沿Y方向可水平移動自如。此外，蓋構件14係藉由設於供給單元50的進退機構53而成為相對於處理室100可進退移動。具體而言，進退機構53，具有例如線性馬達、線性導軌、滾珠螺桿機構、電磁線圈、氣缸等之線性移動機構，且藉由此種線性移動機構使蓋構件14朝Y方向移動。進退機構53係根據來自控制單元90之控制指令來進行動作。
若藉由蓋構件14朝(-Y)方向移動，經由開口部101將支撐托盤15自處理空間SP朝外部拉出，則可自外部朝支撐托盤15存取。即，可將基板S載置於支撐托盤15、及取出被載置於支撐托盤15的基板S。另一方面，藉由蓋構件14朝(+Y)方向移動，將支撐托盤15收納於處理空間SP內。於基板S被載置於支撐托盤15之情形下，將基板S與支撐托盤15一起搬入至處理空間SP。
在一面防止因液體之表面張力所引起之圖案倒塌一面使基板乾燥為主要目的的超臨界乾燥處理中，為了防止基板S之表面Sa露出而產生圖案倒塌的情形，基板S係在表面Sa藉由液膜所覆蓋的狀態下被搬入。構成液膜的液體可適當地使用例如異丙醇(IPA)、丙酮等之表面張力較低的有機溶劑。
藉由使蓋構件14朝(+Y)方向移動將開口部101堵塞，可將處理空間SP封閉。於蓋構件14之(+Y)側側面與處理室100之(-Y)側側面之間設置有密封構件16，為了保持處理空間SP之氣密狀態。密封構件16可使用彈性樹脂材料、例如藉由橡膠所形成的環狀物。此外，藉由未圖示之鎖定機構，可將蓋構件14固定於處理室100。在以此一方式確保處理空間SP氣密狀態的狀態下，對處理空間SP內執行對基板S之處理。
在該實施形態中，可將在超臨界處理可被利用物質之流體例如二氧化碳，以氣體或液體之狀態自被設於供給單元50的流體供給部57供給至處理單元10。二氧化碳係在比較低溫、低壓下成為超臨界狀態，且具有容易溶解於在基板處理中經常使用之有機溶劑的性質，因此為一種適合於超臨界乾燥處理的化學物質。
更具體而言，流體供給部57係輸出超臨界狀態之流體、或者以氣體狀或液狀所供給且藉由給予既定之溫度・壓力而事後成為超臨界狀態的流體來作為處理基板S的處理流體。例如，於加壓狀態下氣體狀或液狀之二氧化碳被輸出。流體係經由配管571及其中途被***設置的閥572、573，被壓送至設於處理室100之(+Y)側側面的輸入埠102、103。即，根據來自控制單元90之控制指令將閥572、573開啟，藉此將流體自流體供給部57朝處理室100內輸送(供給步驟)。
圖2A及圖2B為示意地顯示處理流體之流路的圖。更具體而言，圖2A為顯示流路輪廓的示意圖，圖2B為其俯視圖。以下，參照圖1、圖2A及圖2B，對處理流體之流路之構造進行說明。
自輸入埠102、103至處理空間SP的流體之流路17具有將自流體供給部57所供給的處理流體導入至處理空間SP之導入流路的功能。具體而言，於輸入埠102連接有流路171。於流路171與輸入埠102相反側之端部設置有緩衝空間172，該緩衝空間172係以流路剖面積急遽擴大之方式所形成。
又，緩衝空間172與處理空間SP被以連接之方式更進一步設置有流路173。流路173具有於上下方向(Z方向)較窄且於水平方向(X方向)較長而寬度較寬廣之剖面形狀，且其剖面形狀於處理流體之流通方向上大致一定。流路171與緩衝空間172相反側之端部，成為面對處理空間SP開口的吐出口174，可將處理流體自該吐出口174導入至處理空間SP內。
較佳為，在將支撐托盤15收納於處理空間SP之狀態下，流路173之高度係與處理空間SP之頂面和基板表面Sa的距離相等。並且，吐出口174係面對處理空間SP之頂面與支撐托盤15之上面151之間的間隙呈開口狀。例如，流路173之頂面與處理空間SP之頂面可成為相同之平面。如此，吐出口174係於水平方向面對處理空間SP呈細長狹縫狀而開口。
於支撐托盤15下方亦同樣地形成處理流體之流路。具體而言，於輸入埠103連接有流路175。於流路175與輸入埠103相反側之端部設置有緩衝空間176，該緩衝空間176係以流路剖面積急遽擴大之方式所形成。
並且，緩衝空間176與處理空間SP係經由流路177連通。流路177係具有於上下方向(Z方向)較窄且於水平方向(X方向)較長而寬度寬廣之剖面形狀，且其剖面形狀於處理流體之流通方向上大致一定。流路177與緩衝空間176相反側之端部，係成為面對處理空間SP所開口的吐出口178，而將處理流體自該吐出口178導入至處理空間SP內。
較佳為，流路177之高度係被設為與處理空間SP之底面和支撐托盤15之下面的距離相等。並且，吐出口178係面對處理空間SP之底面與支撐托盤15下面之間的間隙呈開口。例如，流路177之底面與處理空間SP之底面可成為相同之平面。亦即，吐出口178係於水平方向面對處理空間SP呈細長狹縫狀之開口。
較佳為，於Z方向上，流路171之配置位置與流路173之配置位置不同。當兩者位於相同高度時，自流路171流入至緩衝空間172的處理流體之一部分直接前進而流入流路至173。於是，在與流通方向正交的流路之寬度方向即X方向，在與流路171對應之位置及此位置以外之位置，具有在流入至流路173的處理流體之流量、流速上產生差異之虞。該情形係為自流路173流入至處理空間SP的處理流體之流動產生X方向之不均勻性，而成為亂流之原因。
藉由使流路171與流路173於Z方向錯開配置，則不會產生如上述處理流體自流路171朝流路173之直線前進而可將處理流體導入至處理空間SP作為於寬度方向均勻之層流。
自此一方式構成的導入流路17所導入的處理流體，於處理空間SP內沿著支撐托盤15之上面及下面流動，且經由如下方式構成之排氣流路18朝處理容器外被排出(排出步驟)。在較基板S更靠(-Y)側，處理空間SP之頂面與支撐托盤15之上面151皆形成水平之平面，且兩者保持一定之間距且平行地相對向。該間距係可發揮沿著支撐托盤15之上面151及基板S之表面Sa流動的處理流體導引至流體排出部55，如此的排氣流路18之上游區域181的功能。該上游區域181係具有於上下方向(Z方向)較窄且於水平方向(X方向)較長而寬度寬廣之剖面形狀。
上游區域181與處理空間SP相反側之端部，被連接於緩衝空間182。其詳細構造容後述，其中，緩衝空間182係利用處理室100、蓋構件14、及密封構件16所包圍的空間。緩衝空間182在X方向的寬度，係等於或大於上游區域181之寬度，且緩衝空間182在Z方向的高度大於上游區域181之高度。因此，緩衝空間182具有大於上游區域181的流路剖面積。
於緩衝空間182之上部連接有下游區域183。下游區域183係貫通第一構件11所設置的貫通孔，該第一構件11係構成處理室100的上部塊體。其上端係構成開口於處理室100上面的輸出埠104，下端則面對緩衝空間182呈開口狀。
如此，於本實施形態中，在支撐托盤15之上面側的排氣流路18，具有以下之三個區域：
‧上游區域181，其形成於支撐托盤15之上面151與第一構件11之下面之間；
‧下游區域183，其與流體排出部55連接；及
‧中間區域(緩衝空間182)，其連通上游區域181與下游區域183。
如圖2A及圖2B所示，其中之上游區域181及緩衝空間182，係於X方向設置為大於基板S之直徑的寬度(相當於本發明之「第一寬度」)，該X方向係與來自處理空間SP之處理流體的流動方向Y呈正交。相對於此，在X方向的下游區域183之寬度(相當於本發明之「第二寬度」)大幅地縮小。因此，與先前技術同樣，在未對排氣流路18施加特殊處理之情形下，其在排氣流路18之入口側即上游區域181產生處理流體之逆流，而具有處理完畢之處理流體自上游區域181流入至處理空間SP的情形。因此，於本實施形態中，如圖2A及圖2B所示，將第一構件11之一部分(稍後說明之隔壁112)延伸設置於緩衝空間182，並且將(-Y)方向側之端部加工為凹凸形狀，以發揮本發明之「整流部」的功能。再者，有關該等之特徵，容後詳述。
同樣地，處理空間SP之底面與支撐托盤15之下面皆形成水平之平面，且兩者保持一定之間距且平行地相對向。該間距可發揮，沿著支撐托盤15之下面流動的處理流體導引至流體排出部55，如此之排氣流路18之上游區域185的功能。此外，與支撐托盤15之上面側同樣，支撐托盤15之下面側之上游區域185係經由緩衝空間186與下游區域187相連接。即，在支撐托盤15之下面側的排氣流路18，具有以下之三個區域：
‧上游區域185，其形成於支撐托盤15之下面與第二構件12上面之間；
‧下游區域187，其與流體排出部55連接；及
‧中間區域(緩衝空間186)，其連通上游區域185與下游區域187。
其中之上游區域185及緩衝空間186，亦與支撐托盤15之上面側同樣，於X方向上設置為大於基板S之直徑的寬度(相當於本發明之「第一寬度」)。相對於此，在X方向的下游區域187之寬度(相當於本發明之「第二寬度」)大幅地縮小。因此，為了防止上述逆流，於本實施形態中，將第二構件12之一部分(稍後說明之隔壁122)延伸設置於緩衝空間186，並且將左側端部加工為凹凸形狀，以發揮本發明之「整流部」的功能。再者，有關該等之特徵，容後詳述。
於處理空間SP中流動於支撐托盤15上方的處理流體，經由上游區域181、緩衝空間182及下游區域183朝輸出埠104被送出。輸出埠104係藉由配管551與流體排出部55相連接，且於配管551之中途***設置閥552。
同樣地，於處理空間SP中流動於支撐托盤15下方的處理流體，經由上游區域185、緩衝空間186及下游區域187朝輸出埠105被送出。輸出埠105係藉由配管553與流體排出部55相連接，且於配管553之中途***設置閥554。
閥552、554係藉由控制單元90所控制。若根據來自控制單元90之控制指令將閥552、554開啟，則處理空間SP內之處理流體經由配管551、553被流體排出部55回收。
接著，參照圖3A、圖3B、圖4、圖5A及圖5B，對整流部之構成及動作進行說明。圖3A及圖3B為例示處理室之開口部周邊的構造及整流部的圖。更具體而言，圖3A為顯示處理室100之開口部101的外觀圖。此外，於圖3B中，為了更容易顯示處理室100之內部構造，自圖3A中省去密封構件16、第一構件11及第二構件12之邊界線的圖示，且置換為藉由隱藏線(虛線)來顯示圖3A中所隱藏之構造。
如該等圖所示，於處理室100之(-Y)側端面安裝有環狀之密封構件16，且於被密封構件16所包圍的內部區域設置開口部101。更具體而言，於構成處理室100的第一構件11、第二構件12之(-Y)側端面，設置表面朝(+Y)側後退的凹部111、121。並且，於第一構件11之凹部111之下端以朝(-Y)方向突出之方式設置凸緣狀之隔壁112，該隔壁112係在X方向之寬度與處理空間SP之寬度相同或略大，且於上下方向(Z方向)呈較薄狀。
隔壁112係與支撐托盤15相對向且朝(-Y)方向延伸的第一構件11之(-Y)側下端部，如圖4所示，將上游區域181與緩衝空間182部分地隔開。因此，流經上游區域181的處理流體(虛線)通過隔壁112之(-Y)側，更進一步朝(+Z)方向改變方向而流入至緩衝空間182。此外，於本實施形態中，於隔壁112且在X方向之大致中央部，設置有2個缺口部位112a。藉此，將隔壁112加工為凹凸形狀，以提高處理流體在X方向之中央部的流量，另一方面，抑制處理流體在X方向之兩端部的流量。亦即，具有凹凸部的隔壁112可發揮本發明之「整流部」的功能。
此外，於第二構件12之凹部121的上端，亦以朝(-Y)方向突出之方式設置有凸緣狀之隔壁122，該隔壁122係在X方向之寬度與處理空間SP之寬度相同或略大，且於上下方向(Z方向)呈較薄。
隔壁122係與支撐托盤15相對向且朝(-Y)方向延伸的第二構件12之(-Y)側上端部，將上游區域185與緩衝空間186部分地隔開。因此，流經上游區域185的處理流體通過隔壁122之(-Y)側，更進一步朝(-Z)方向改變方向而流入至緩衝空間186。此外，於本實施形態中，如圖3A及圖3B所示，於隔壁122且在X方向之大致中央部，設置2個缺口部位122a。藉此，將隔壁122加工為凹凸形狀，以提高處理流體在X方向之中央部的流量，另一方面，可抑制處理流體之在X方向之兩端部的流量。亦即，具有凹凸部的隔壁122係與隔壁112同樣，可發揮本發明之「整流部」的功能。
隔壁112上方之上部空間，係藉由蓋構件14將其(-Y)側開口部堵塞而藉此發揮緩衝空間182的功能。此外，隔壁122下方之下部空間，係藉由蓋構件14將其(-Y)側開口部堵塞而藉此發揮緩衝空間186的功能。於凹部111之上面且其X方向兩端部近旁連接有下游區域183、183。下游區域183、183係與設於第一構件11上面的輸出埠104、104相連通。此外，於凹部121之下面且其X方向兩端部近旁連接有下游區域187、187。下游區域187、187係與設於第二構件12下面的輸出埠105、105相連通。並且，於輸出埠104、104、105、105連接有流體排出部55以回收處理流體。
如此，於第一實施形態中，需要被構成在排氣流路18之入口側即上游區域181、185在X方向之寬闊範圍可流入處理完畢之處理流體，另一方面則需要於排氣流路18之出口側即下游區域183、187在X方向之狹窄範圍使處理流體流出。因此，雖然有上述問題之疑慮，但是在第一實施形態中，由於其設置有可發揮整流部功能的隔壁112、122，因此其可良好地調整在排氣流路18中之排氣平衡。有關該特徵，參照圖4、圖5A及圖5B予以說明。
圖5A為示意地顯示隔壁之缺口部位近旁處理流體流動的剖面圖。此外，圖5B為示意地顯示隔壁之X方向端部近旁處理流體流動的剖面圖。如圖4所示，於隔壁112、122之缺口部位112a、122a近旁，隔壁112、122係朝(+Y)側後退，其相當於凹部位。另一方面，於缺口部位112a、122a以外之部位，隔壁112、122係朝自上游區域185流入至緩衝空間186的處理流體突出，其相當於凸部位。因此，如圖4及圖5A所示，在X方向遠離下游區域183、187的中央部，處理流體以較大之流量自上游區域185流入至緩衝空間186，且朝X方向兩端流通。另一方面，於X方向兩端部，如圖4及圖5B所示，與中央部比較，自上游區域185流入至緩衝空間186的處理流體之流量則被抑制。
如以上所說明，根據第一實施形態，在排氣流路18中將下游區域183、187設於X方向兩端部的構成相對應而於隔壁112、122設置凹部位及凸部位，則可使隔壁112、122發揮作為整流部的功能。即，當利用流體排出部55排出處理完畢之處理流體時，其對流入至在排氣流路18中設有隔壁112、122的整流位置RP(圖2B、圖4)的處理流體進行整流。藉此，可調整在處理空間SP側處理流體相對於整流位置RP之流動、與在上述流體排出部側之上述處理流體相對於整流位置RP之流動的平衡。亦即，其可確保在排氣流路18中之排氣之平衡。結果，其可有效地防止處理完畢之處理流體朝處理空間SP逆流而污染基板S的情形。
圖6為例示本發明基板處理裝置之第二實施形態的處理室之開口部周邊構造及整流部的圖。再者，於圖6及其說明中，對實質上具有與圖3A及圖3B記載之構成同樣之功能之構造被賦予相同之元件符號，且省略其詳細說明。
第二實施形態與第一實施形態最大差異在於整流部之構成。亦即，於第一實施形態中，使第一構件11之一部分(隔壁112)及第二構件12之一部分(隔壁122)發揮本發明之「整流部」的功能。相對於此，於第二實施形態中，獨立之隔壁整流構件191、192，分別相對於第一構件11及第二構件12拆卸自如。
如圖6所示，隔壁整流構件191係剖面為大致L字型之角狀構件。於構成該隔壁整流構件191的2個翼部位中朝(-Y)方向延伸的翼部位之寬度方向中央部設置有2個缺口部位191a、191a。並且，另一翼部位係在與第一構件11之凹部101a密接之狀態下，藉由固定螺絲113a固定於第一構件11。藉此，隔壁整流構件191係與第一實施形態之隔壁112同樣，發揮隔壁功能及整流功能。此外同樣地，藉由固定螺絲123a將隔壁整流構件192固定連結於開口部101b之下部，可以發揮隔壁功能。同時，具有設於寬度方向中央部之2個缺口部位192a、192a的隔壁整流構件192，係用來發揮整流之功能。
如此，於第二實施形態中，由於隔壁整流構件191、192可拆卸自如，因此可使用與基板S之種類、處理條件等相對應的隔壁整流構件191、192。例如，可預先準備缺口部位191a、192a之數量、形狀及大小等相互不同的複數個隔壁整流構件191、192。然後，可在該等之中分別選擇適合於基板S之種類、處理條件等的隔壁整流構件191、192，來安裝至處理室100。藉此，可對應各種各樣之基板S、處理條件等，來提高基板處理裝置1之通用性。
如以上所說明，於第一實施形態及第二實施形態中，主要藉由第一至第三構件11〜13所構成的處理室100來發揮本發明之「容器本體」的功能。此外，蓋構件14相當於本發明之「蓋部」之一例。並且，藉由該等處理室100及蓋構件14來構成本發明之「處理容器」。此外，開口部101相當於本發明之「開口部」。此外，Y方向、X方向及Z方向，分別相當於本發明之「第一方向」、「第二方向」及「第三方向」。
此外，於第一實施形態及第二實施形態中，輸出埠104、105之周邊區域係藉由流體排出部55而強力地被排氣，排氣流路18中之(+X)方向側及(-X)方向側之端部範圍，相當於本發明之「強排氣範圍」之一例。另一方面，遠離輸出埠104、105之X方向的中央範圍，相當於本發明之「弱排氣範圍」之一例。
再者，本發明並不受限於上述實施形態，本發明只要不超出其實質內容，在上述實施形態以外，亦可進行各種之變更。例如，於上述實施形態之基板處理裝置1中，2個輸出埠104、104(105、105)係於X方向分開設置，上述中央範圍成為弱排氣範圍。因此，缺口部位112a、122a、191a、192a係被設於X方向之中央部。然而，缺口部位之配置位置並不限於此，而可任意選擇之。例如，如圖7A所示，於僅在(-X)方向側設置輸出埠104、105之情形下，亦可於(+X)方向側設置缺口部位112a、122a(191a、192a)(第三實施形態)。相反的，如圖7B所示，於僅在(+X)方向側設置輸出埠104、105之情形下，亦可於(-X)方向側設置缺口部位112a、122a(191a、192a)(第四實施形態)。
此外，雖然於上述實施形態中，於構成排氣流路18的上游區域181(185)與緩衝空間182(186)之間設有隔壁112(121)或隔壁整流構件191(192)，但是本發明之適用對象並不受限於此。例如，亦可將本發明適用於圖8A、圖8B、圖9A及圖9B所示之基板處理裝置。
圖8A為本發明之基板處理裝置第五實施形態之處理流體之流路的俯視圖。此外，圖8B為顯示於第五實施形態中所使用之整流部一例的立體圖。此外，圖9A為示意地顯示在寬度方向中央部近旁之處理流體流動的剖面圖。並且，圖9B為示意地顯示在寬度方向端部近旁之處理流體流動的剖面圖。於第五實施形態中，如圖9A及圖9B所示，不設置隔壁或隔壁整流構件，而自處理空間SP朝(-Y)方向流動的處理流體，通過上游區域181、185直接流入至緩衝空間182。另一方面，於第五實施形態中，以圖8B所示整流部20之凹凸面(下面)面對上游區域181之方式將整流部20安裝於第一構件11之下面。再者，對於上游區域185亦以同樣方式所構成。即，與整流部20同樣所構成的整流部21，係以其凹凸面(上面)面對上游區域185之方式安裝於第二構件12之上面。
如圖8A及圖8B所示，整流部20、21具有沿X方向延伸設置的板形狀。該整流部20具有於下面中央部形成有缺口部位201、201的凹凸形狀，且在上游區域181之出口位置(整流位置RP)對來自上游區域181流入至緩衝空間182的處理流體進行整流。此外，整流部21具有於上面中央部形成有缺口部位211、211的凹凸形狀，且在上游區域185之出口位置(整流位置RP)對來自上游區域185流入至緩衝空間186的處理流體進行整流。因此，其可獲得與上述實施形態同樣之作用功效。
此外，雖然於上述實施形態中，將本發明適用在輸出埠104、105被設於X方向之兩側、僅被設於(+X)方向側、僅被設於(-X)方向側的裝置，但是其亦可將本發明適用在輸出埠104、105被設於X方向之中央部的裝置。例如，如圖10所示，於輸出埠104、105被設於X方向中央部之情形下，較佳為於X方向之兩端部分開設置缺口部位112a、122a、191a、192a(第六實施形態)。於該第六實施形態中，若於X方向之中央部設置有輸出埠104、105，則X方向之中央範圍相當於本發明之「強排氣範圍」，端部範圍相當於「弱排氣範圍」。因此，藉由設置缺口部位112a、122a、191a、192a，處理流體於端部範圍以較大之流量自上游區域流入至緩衝空間。另一方面，於中央範圍由於並未在隔壁112、122設置缺口部位，因此與端部比較，自上游區域流入至緩衝空間的處理流體之流量被抑制。如此，藉由設於端部的缺口部位112a、122a、191a、192a形成有凹凸部的隔壁112、122，則可發揮作為本發明之「整流部」的功能。
此外，於上述實施形態中，排氣流路18之入口側(處理空間SP側)係被開口為沿X方向延伸之狹縫狀，其可有效地取入流經處理空間SP的處理流體。惟，有關入口側之排氣流路18之構成，並不受限於此，其可將本發明適用在具有排氣流路的基板處理裝置，該排氣流路例如以經由沿X方向排列有複數個貫通孔的衝孔板將處理流體取入之方式所構成。即，本發明亦可適用在日本專利特開2018-082043號公報、特開2013-033963號公報、特開2017-157745號公報及特開2019-091772號公報所記載的裝置，且可獲得與上述實施形態同樣之作用功效。
此外，於上述實施形態中，排氣流路18係由3種類之區域、即上游區域、中間區域(緩衝空間)及下游區域所構成。然而，本發明可適用在排氣流路18為由上游區域及下游區域所構成的基板處理裝置。
此外，於上述實施形態之處理中所使用之各種化學物質僅係顯示一部分的例子，惟只要符合上述本發明之技術思想，則可使用其他各種物質來取代。
以上雖然已根據特定實施例對發明進行說明，但是上述說明並非用來作限制性之解釋。顯然，凡該技術領域具有通常知識者只要參照本發明之說明，應可與本發明之其他實施形態同樣輕易理解本發明實施形態之各種變形例。因此，在不超出本發明之實質內容範圍之範圍內，本發明申請專利範圍應包含該等變形例或實施形態。
本發明可廣泛適用於處理容器內利用處理流體對基板進行處理的基板處理技術。特別是其可適用於使用高壓流體的處理，例如藉由超臨界流體使半導體基板等之基板乾燥的基板乾燥處理。
1:基板處理裝置
10:處理單元
11:第一構件
12:第二構件
13:第三構件
14:蓋構件
15:支撐托盤
16:密封構件
18:排氣流路
20、21:整流部
50:供給單元
53:進退機構
55:流體排出部
57:流體供給部
80:控制單元
91:CPU
92:記憶體
93:儲存器
94:介面
100:處理室(容器本體)
101:開口部
102、103:輸入埠
104、105:輸出埠
112、122:隔壁(整流部)
112a、122a:缺口部位
113a、123a:固定螺絲
151:上面
152:凹部
171:流路
172:緩衝空間
173:流路
174:吐出口
175:流路
176:緩衝空間
177:流路
178:吐出口
181、185:上游區域
182、186:緩衝空間(中間區域)
183、187:下游區域
191、192:隔壁整流構件(整流部)
191a、192a:缺口部位
551、571:配管
552、572、573:閥
RP:整流位置
S:基板
SP:處理空間
Sa:基板表面
X:第二方向
Y:第一方向
Z:第三方向
圖1係顯示本發明之基板處理裝置的第一實施形態之概略構成的圖。
圖2A係顯示處理流體之流路輪廓的示意圖。
圖2B係處理流體之流路的俯視圖。
圖3A係例示處理室之開口部周邊的構造及整流部的圖。
圖3B係例示處理室之開口部周邊的構造及整流部的圖。
圖4係示意地顯示在處理室之開口部周邊的處理流體之流動的圖。
圖5A係示意地顯示在隔壁之缺口部位近旁的處理流體之流動的剖面圖。
圖5B係示意地顯示在隔壁之X方向端部近旁的處理流體之流動的剖面圖。
圖6係例示本發明之基板處理裝置的第二實施形態之處理室的開口部周邊之構造及整流部的圖。
圖7A係例示本發明之基板處理裝置的第三實施形態之處理室的開口部周邊之構造及整流部的圖。
圖7B係例示本發明之基板處理裝置之第四實施形態的處理室之開口部周邊的構造及整流部的圖。
圖8A係本發明之基板處理裝置之第五實施形態的處理流體之流路的俯視圖。
圖8B係顯示在第五實施形態中所使用之整流部一例的立體圖。
圖9A係示意地顯示在寬度方向中央部近旁之處理流體的流動的剖面圖。
圖9B係示意地顯示在寬度方向端部近旁之處理流體的流動的剖面圖。
圖10係例示本發明之基板處理裝置之第六實施形態的處理室之開口部周邊之構造及整流部的圖。
16:密封構件
18:排氣流路
104:輸出埠
112:隔壁
112a:缺口部位
181:上游區域
182:緩衝空間
183:下游區域
RP:整流位置
X:第二方向
Y:第一方向
Z:第三方向
Claims (6)
- 一種基板處理裝置，其特徵在於，其具備有：處理容器，其將基板收納於處理空間內；流體供給部，其朝上述處理空間內供給超臨界處理用之處理流體；流體排出部，其經由在上述處理容器內與上述處理空間連通所形成的排氣流路，將上述處理流體自上述處理空間排出；及整流部，其被設於上述排氣流路之整流位置；上述整流部係當藉由上述流體排出部排出上述處理流體時，對流入至上述整流位置的上述處理流體進行整流，藉以調整在上述處理空間側之上述處理流體相對於上述整流位置之流動、與在上述流體排出部側之上述處理流體相對於上述整流位置之流動的平衡，上述排氣流路係具備有：上游區域，其被設在第二方向上橫跨第一寬度，該第二方向係與上述處理流體自上述處理空間朝上述排氣流路流動的第一方向呈正交；及下游區域，其在上述第二方向上具有較上述第一寬度為窄的第二寬度，且與上述流體排出部連接而使經由上述上游區域所流入的上述處理流體流通至上述流體排出部；上述整流部係用來使在上述第二方向與上述下游區域對應在強排氣範圍的上述處理流體之流量、與在上述第二方向與上述下游區域以外之區域對應在弱排氣範圍的上述處理流體之流量的不同，上述整流部負責流量調整，上述流量調整係抑制上述處理流體在上述強排氣範圍的流量，另一方面，提高上述處理流體在上述弱排氣範圍的 流量。
- 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述整流部係沿上述第二方向延伸設置，且具有凸部位及凹部位；該凸部位係被設置為在上述強排氣範圍中朝沿上述排氣流路流動的上述處理流體呈突出狀；該凹部位係被設置為在上述弱排氣範圍中自沿上述排氣流路流動的上述處理流體呈後退狀。
- 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述排氣流路更進一步具有中間區域，該中間區域係設於上述上游區域與上述下游區域之間，且一面使沿上述第一方向流動於上述上游區域的上述處理流體之流動方向，朝與上述第一方向及上述第二方向之兩者正交的第三方向變化，一面朝上述下游區域導引；上述整流部係在上述上游區域與上述中間區域之間對上述處理流體進行整流。
- 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述整流部係在上述上游區域對上述處理流體進行整流。
- 如請求項1至4中任一項之基板處理裝置，其中，更進一步具備有支撐托盤，該支撐托盤係可支撐上述基板並且可收納於上述處理空間；上述處理容器具有容器本體及蓋部；該容器本體係設置有上述處理空間、及連通於上述處理空間且用來使上述支撐托盤通過的開口部；該蓋部係可堵塞上述開口部；上述上游區域係將上述支撐托盤自上述第一方向收納至上述容器本體 之上述處理空間，而形成在上述容器本體與上述支撐托盤之間的空間；上述整流部係設在與上述容器本體中之上述支撐托盤相對向且在上述第一方向側之端部。
- 一種基板處理方法，其特徵在於，其包含以下之步驟：供給步驟，其朝處理容器之處理空間供給超臨界處理用之處理流體，對被收納於上述處理空間的基板進行超臨界處理；及排出步驟，其經由在上述處理容器內與上述處理空間連通所形成的排氣流路，藉由流體排出部將上述處理流體自上述處理空間排出；於上述排出步驟中，整流部被設於上述排氣流路之整流位置，對流入至上述整流位置的上述處理流體進行整流，藉此調整在上述處理空間側之上述處理流體相對於上述整流位置之流動、與在上述流體排出部側之上述處理流體相對於上述整流位置之流動的平衡，上述排氣流路係具備有：上游區域，其被設在第二方向上橫跨第一寬度，該第二方向係與上述處理流體自上述處理空間朝上述排氣流路流動的第一方向呈正交；及下游區域，其在上述第二方向上具有較上述第一寬度為窄的第二寬度，且與上述流體排出部連接而使經由上述上游區域所流入的上述處理流體流通至上述流體排出部；上述整流部係用來使在上述第二方向與上述下游區域對應在強排氣範圍的上述處理流體之流量、與在上述第二方向與上述下游區域以外之區域對應在弱排氣範圍的上述處理流體之流量的不同，上述整流部負責流量調整，上述流量調整係抑制上述處理流體在上述 強排氣範圍的流量，另一方面，提高上述處理流體在上述弱排氣範圍的流量。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180254200A1 (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-06 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus |
| JP2018207076A (ja) * | 2017-06-09 | 2018-12-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
| TWI692836B (zh) * | 2017-03-08 | 2020-05-01 | 日商斯庫林集團股份有限公司 | 基板處理裝置 |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
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2020
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Patent Citations (3)
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| US20180254200A1 (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-06 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus |
| TWI692836B (zh) * | 2017-03-08 | 2020-05-01 | 日商斯庫林集團股份有限公司 | 基板處理裝置 |
| JP2018207076A (ja) * | 2017-06-09 | 2018-12-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
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