基板处理装置以及基板处理方法_2

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铅垂方向喷射,所以即使是积存于沟槽的处理液也能够充分地搅拌。由此,即使在基板表面形成有沟槽的情况下,也能够既抑制产生蚀刻残留物等处理残留物,又抑制因供给至基板上的处理液的连续流与处理液的液滴的喷流在基板上碰撞而导致产生液体飞溅的情况。
[0020]根据本发明,处理液的连续流的着落位置与处理液的液滴的喷流的着落位置这两者的移动路径相互重合,并且以处理液的液滴的喷流的着落位置经过基板的旋转中心的方式移动第一喷嘴。因此,由于处理液的连续流的着落位置也经过基板的旋转中心,所以能够向包括基板的中央区域在内的基板的各部分供给处理液的连续流。由此,能够抑制沿着径向的基板温度的波动,来防止基板各部分的处理速率的波动。
【附图说明】
[0021]图1是示意地示出实施方式的基板处理装置的概略结构的一个例子的图。
[0022]图2是从基板的上方观察图1的两个喷嘴的图。
[0023]图3是示出图2的两个喷嘴供给的处理液的着落位置的移动路径的图。
[0024]图4是示出图1的两个喷嘴的其他位置关系的图。
[0025]图5是示出图4的两个喷嘴供给的处理液的着落位置的移动路径的图。
[0026]图6是举例示出图1的两个喷嘴在基板上形成的液膜的剖视图。
[0027]图7是举例示出对比技术的基板处理装置的两个喷嘴在基板上形成的液膜的剖视图。
[0028]图8是示意地示出实施方式的基板处理装置的概略结构的一个例子的图。
[0029]图9是从基板的上方观察图8的两个喷嘴的图。
[0030]图10是示出图9的两个喷嘴供给的处理液的着落位置的移动路径的图。
[0031]图11是示出图10的两个喷嘴的其他位置关系的图。
[0032]图12是示出图11的两个喷嘴供给的处理液的着落位置的移动路径的图。
[0033]图13是示出处理液的着落位置、着落位置处的基板的旋转速度矢量的图。
[0034]图14是示意地示出从实施方式的基板处理装置的双流体喷嘴向沟槽喷射液滴的喷流的状态的剖视图。
[0035]图15是示意地示出从对比技术的基板处理装置的双流体喷嘴向沟槽喷射液滴的喷流的状态的剖视图。
[0036]图16是以表格形式示出当利用实施方式的基板处理装置蚀刻基板时附着于处理室的顶板的颗粒个数的图。
[0037]附图标记说明如下:
[0038]100AU00B基板处理装置
[0039]51 处理液
[0040]54 气体
[0041]61 喷流
[0042]62连续流
[0043]111旋转卡盘(旋转保持部)
[0044]113旋转支撑轴
[0045]115旋转底座
[0046]117卡盘销
[0047]121喷嘴(第一喷嘴)
[0048]122喷嘴(第二喷嘴)
[0049]141处理液供给源
[0050]144气体供给源
[0051]155喷嘴旋转机构(喷嘴移动部)
[0052]156 基部
[0053]171、172、174 阀
[0054]181、182 管臂
【具体实施方式】
[0055]以下,基于【附图说明】本发明的实施方式。在附图中具有同样的结构以及功能的部分标记相同的附图标记,在下述说明中省略重复说明。另外,各附图是示意地表示的。另外,在实施方式的说明中,上下方向是铅垂方向,基板W侧是上方,旋转卡盘111侧是下方。
[0056]<实施方式>
[0057]< 1.实施方式的基板处理装置的结构和动作>
[0058]图1是示意地示出实施方式的基板处理装置100A的概略结构的一个例子的图。图2是从基板W的上方观察基板处理装置100A的两个喷嘴121、122的图。
[0059]基板处理装置100A使用处理液对基板进行处理。具体地说,例如,基板处理装置100A使用蚀刻液作为处理液对半导体晶圆等基板W的上表面(也称为“表面”)S1进行蚀刻处理,去除形成于上表面S1的薄膜(不需要的物质)。例如,使用清洗液等作为其他的处理液。此外,上表面S1的相反侧的下表面S2也称为“背面”。基板W的表面形状为大致圆形,基板W的上表面S1是指形成有器件图案的器件形成表面的意思。基板W的半径例如是150mmo
[0060]如图1所示,基板处理装置100A具有旋转卡盘(“旋转保持部”)111,该旋转卡盘111在使上表面S1朝向上方的状态下将基板W保持为大致水平姿势并使之进行旋转。旋转卡盘111的圆筒状的旋转支撑轴113与具有马达的卡盘旋转机构(“旋转部”)154的旋转轴相连结,通过卡盘旋转机构154的驱动能够围绕旋转轴(铅垂轴)al,即能够在大致水平面内进行旋转。
[0061]在旋转支撑轴113的上端部通过螺钉等紧固构件一体地连接有圆盘状的旋转底座115。因此,卡盘旋转机构154根据来自控制装置整体的控制部161的动作命令来进行动作,旋转支撑轴113与旋转底座115 —体地以旋转轴al为中心进行旋转。另外,控制部161控制卡盘旋转机构154来调整旋转速度。例如,控制部161通过CPU执行存储于存储器的程序等来实现。
[0062]在旋转底座115的周缘部附近立起设置有用于把持基板W的环状的周缘部S3的多个卡盘销117。为了可靠地保持圆形的基板W,卡盘销117只要设置3个以上即可,以等角度间隔沿着旋转底座115的周缘部配置。各卡盘销117具有基板支撑部和周缘保持部,该基板支撑部从下方支撑基板W的周缘部S3,该周缘保持部从被基板支撑部支撑的周缘部S3的侧方向基板W的中心侧按压周缘部S3来保持基板W。各卡盘销117能够在按压状态与解除状态之间切换,按压状态指,周缘保持部按压基板W的周缘部S3的状态,解除状态指,周缘保持部离开周缘部S3的状态。
[0063]当向旋转底座115交付基板W时,基板处理装置100A的多个卡盘销117设置为解除状态,当利用处理液对基板W进行处理时,将多个卡盘销117设置为按压状态。通过设置为按压状态,多个卡盘销117能够把持着基板W的周缘部S3,使基板W与旋转底座115相隔规定间隔并保持为大致水平姿势。由此,基板W以表面(图案形成表面)S1朝向上方而下表面S2朝向下方的状态,旋转轴al穿过上表面S1、下表面S2的中心的方式被支撑。
[0064]在基板W的下方设有下喷嘴(省略图示),该下喷嘴沿着基板W的下表面S2从下表面S2的中央部延伸到周缘部。下喷嘴的上表面与下表面S2相隔一定的间隔,与下表面S2相向。在旋转底座115的中央部形成有与旋转支撑轴113的贯通孔相连接的贯通孔。下喷嘴通过贯通该贯通孔和旋转支撑轴113的贯通孔的管(省略图示)与装置外部的纯水供给源(省略图示)相连接,从纯水供给源供给加热至规定的温度的纯水。在下喷嘴的上表面上设置有与基板W的下表面S2的中央部以及周边部等相向开口的多个喷出口。下喷嘴能够将供给的纯水从多个喷出口向下表面S2喷出。
[0065]基板处理装置100A —边通过卡盘旋转机构154驱动保持有基板W的旋转卡盘111进行旋转,来使基板W以规定的旋转速度进行旋转,一边从下喷嘴向下表面S2喷出温度调整了的纯水来调节基板W的温度。然后,基板处理装置100A通过从后述的喷嘴(“第一喷嘴”)121向基板W的上表面S1喷射处理液51的液滴的喷流61,并且从后述的喷嘴(“第二喷嘴” )122向上表面S1喷出处理液51的连续流62,来对基板W实施规定的处理(蚀刻处理等)。此外,即使基板处理装置100A不具有下喷嘴,一边通过供给至上表面S1的处理液51调整基板W的温度,一边利用处理液51对上表面S1进行处理,也不会损害本发明的有用性。
[0066]基板处理装置100A还具有:供给处理液51的处理液供给源141 ;供给气体54的气体供给源144。处理液51是蚀刻液等通过化学反应来处理基板的处理液。处理液51例如采用过氧化铵氧化氢水(即,将氢氧化铵(ΝΗ40Η)、过氧化氢(H202)、纯水按照规定的比例混合而成的处理液,以下表示为“SC-1”)。优选SC-1的温度调节至60°C?80°C。例如,处理液51也可以采用氨的水溶液。例如,气体54采用氮气等惰性气体。
[0067]处理液供给源141具有:能够加热所供给的处理液51的加热器;能够检测处理液51的温度的温度传感器;输送处理液51的栗等输送单元(分别省略图示)。
[0068]气体供给源144具有:能够加热气体54的加热器;能够检测气体54的温度的传感器;输送气体54的栗等输送单元(分别省略图示)。
[0069]控制部161控制各加热器的发热量,来控制处理液51、气体54的温度,使得处理液供给源141和气体供给源144各自的温度传感器检测到的处理液51、气体54的温度达到相同的目标温度。处理液供给源141、气体供给源144与管381、384的一端相连接。通过控制部161使处理液供给源141、气体供给源144的栗进行动作,处理液供给源141、气体供给源144将温度调整了的处理液51、气体54输送至管381、384。气体54在被加压为高压的状态下输送。
[0070]在旋转卡盘111保持的基板W的侧方设有具有马达的圆柱状的喷嘴旋转机构155。喷嘴旋转机构155的动作由控制部161控制。喷嘴旋转机构155能够以通过该喷嘴旋转机构155的上表面的中心并与铅垂方向平行的旋转轴a2作为旋转中心向两个方向旋转。在喷嘴旋转机构155的上表面安装有长方体状的基部156。在基部156的一侧面突出设有具有刚性的管状的管臂181、182,该管臂181、182能够以喷嘴旋转机构155的旋转轴a2作为旋转中心在大致水平面内进行旋转。管臂181、182在同一水平面内相互平行地延伸设置。管臂181、182各自的一端从基部156的一侧面贯通基部156到达基部156的另一侧面。由此,管臂181、182被基部156保持。管臂181、182各自的另一端分别与喷嘴121、122连接。喷嘴121、122保持着相对位置关系,通过喷嘴旋转机构155 —体地进行旋转。
[0071]管381、384在基部156的另一侧面从管臂181的一端插入管臂181内。管381、384各自的另一端到达管臂181的另一端分别与喷嘴121相连接。另外,管382在基部156的另一侧面从管臂182的一端插入管臂182内。管382的另一端到达管臂182的另一端与喷嘴122相连接。管382在管381的路径途中从管381分支出来。处理液供给源141供给的处理液51在该分岔点分配给管381和管382。经由管381、384向喷嘴121供给处理液51、气体54。经由管382向喷嘴122供给处理液51。
[0072]在管381、382、384的路径途中设有阀171
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