基板处理装置以及基板处理方法_3

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、172、174。控制部161通过省略图示的阀控制机构控制阀171、172、174的开闭量,以使得经由管381、382、384供给的处理液51、气体54的流量达到各自的目标流量。
[0073]喷嘴121具有与基板W的上表面S1相向的喷射口。例如,喷出口与上表面S1的间隔设定为6mm。喷嘴121以如下的方式安装于管臂181,即,该喷嘴121通过喷嘴旋转机构155在基板W的上方扫描时,该喷嘴121的喷射口在基板W的旋转中心cl的上方经过。喷嘴121经由与喷射口连通的流动路径向喷射口侧供给处理液51,经由与喷射口连通的其他流动路径向喷射口侧以高速供给气体54。处理液51例如以150ml/分钟的流量供给,气体54例如以12L/分钟的流量供给。喷嘴121使被加压的气体54的高速的气流与处理液51在喷射口附近混合,生成处理液51的液滴的喷流61,从喷射口向基板W的上表面S1沿着铅垂方向以高速喷射喷流61。喷流61是处理液51的液滴与气体54混合而成的流体。若使用如这样的双流体喷嘴作为喷嘴121,则容易控制喷流61的流速。喷嘴旋转机构155以喷流61在基板W上的着落位置经过基板W的旋转中心cl的方式使喷嘴121进行扫描。
[0074]喷流61中包含的处理液51的液滴的直径例如是10um左右,喷流61包含例如150ml/分钟的流量的处理液51的液滴,以20?50m/sec的喷射速度喷射。此外,喷嘴121也可以使用如下的喷嘴,例如该喷嘴通过从多个微细孔喷出施加有lOOMPa?300MPa高压的处理液51来生成处理液的液滴的喷流。
[0075]喷嘴122具有如下的形状,该形状是:以一个直线状的筒状体与另一条直线上的筒状体斜交的方式连接一个直线状的筒状体的一端与另一条直线上的筒状体的另一端,例如,通过弯曲加工具有耐化学腐蚀性的树脂管来形成。喷嘴122的一端与管臂182的另一端连接。喷嘴122的一端侧部分沿着铅垂方向朝向上表面S1延伸,当沿着管臂182的延伸设置方向观察时,另一端侧部分以与一端侧部分的延伸方向即铅垂方向成角度Θ延伸的方式与一端侧部分相连。由此,喷嘴122将经由管臂182从处理液供给源141供给的处理液51的棒状的连续流62从喷出口沿着另一端侧部分的延伸方向朝向基板W的上表面S1喷出,该喷出口形成在喷嘴122的另一端侧部分的顶端。当喷嘴121的喷射口位于基板W的旋转中心cl的上方时,将喷嘴122喷出的连续流62在上表面S1的着落位置设置为位置dlo位置dl相对于喷嘴122的移动轨迹与管臂182的交点相隔与角度Θ和喷嘴122的喷出口的高度相对应的距离Y。将喷出口的高度,即,喷出口与上表面S1的间隔设定为例如10mm。喷嘴122以如下的方式安装于管臂182,S卩,当喷嘴122通过喷嘴旋转机构155在基板W的上方扫描时,从该喷嘴122的喷出口喷出的处理液51的连续流62经过基板W的旋转中心cl的上方。
[0076]从喷嘴122的喷出口喷出的连续流62的流量达到例如1350ml/分钟左右。喷嘴122也称为“直喷嘴”。如此,从喷嘴122供给大量的处理液51,确保处理需要的处理液51的液量,并且若从喷嘴121向进入图案内的处理液51以高速喷射处理液51的液滴的喷流61来搅拌处理液51,则能够一边抑制产生蚀刻残留物,一边蚀刻在基板W形成的膜。
[0077]喷嘴旋转机构155 —边将喷嘴121、122的相互的位置关系(距离和姿势)保持恒定,一边使喷嘴121、122在基板W的上方一体地移动。在该位置关系中,当喷嘴121位于基板W的周缘部S3的上方时,处理液51的连续流62在基板W上的着落位置位于比处理液51的液滴的喷流61的着落位置更靠基板W的旋转中心cl侧。从喷嘴122向上表面S1喷出的处理液51形成从上表面S1上的着落位置向该着落位置的周围扩张形成液膜。液膜受到因基板W旋转引起的离心力的作用。若连续流62的着落位置位于喷流61的着落位置的旋转中心cl侧,则喷出至上表面S1的连续流62形成的液膜借助基板W旋转产生的离心力扩张至喷嘴121的喷射口的下方。能够通过向该液膜上喷射喷流61来搅拌液膜。
[0078]另外,连续流62的喷出方向(流向)以越接近基板W喷流61与连续流62的间隔越宽的方式相对于喷流61的喷射方向,即相对于铅垂方向倾斜。S卩,喷流61和连续流62的双方的流向不相同。喷流61与连续流62的间隔是喷流61的中心轴与连续流62的中心轴的间隔。
[0079]当向旋转底座115交接基板W等时,旋转管臂181、182,喷嘴121、122从基板W的搬入路径上退避。另外,当基板处理装置100A利用处理液51进行膜处理时,在基板W旋转的状态下,喷嘴旋转机构155通过伺服控制驱动从基部156延伸设置的管臂181、182旋转,使喷嘴121、122相对于基板W的上表面S1的旋转轨迹(基板W的旋转轨迹指,由基板W上的任意点的旋转轨迹所构成的面)往复扫描。由此,基板处理装置100A能够一边从喷嘴121向连续流62形成于上表面S1的液膜上喷射喷流61,一边整体地处理基板W。如此,若喷嘴121、122进行扫描,则处理的均匀性提高。另外,在该扫描中,例如,喷嘴121在上表面S1的中央区域的上方与周缘部S3的上方之间往复扫描。操作时的伺服控制由控制部161进行。因此,能够根据来自控制部161的指令,再现性良好且高精度地调整喷嘴121、122的位置。
[0080]图3是示出如下情况下喷流61和连续流62各自的着落位置的移动路径Lla、L2a的图,该情况为,一边利用喷嘴旋转机构155使图2所示的喷嘴121、122进行扫描,一边向基板W的上表面S1供给处理液51的液滴的喷流61和处理液51的连续流62。基板W被保持于旋转卡盘111与与喷嘴121、122的扫描并行进行旋转。
[0081]喷流61和连续流62各自的基板W上的着落位置的移动路径Lla、L2a相互重合。另外,由于喷嘴122的顶端部分的角度相对于铅垂方向倾斜,所以喷流61和连续流62各自的流向不相同。移动路径Lla、L2a是以喷嘴旋转机构155的旋转轴a2作为旋转中心并经过基板W的旋转中心cl的圆弧。
[0082]当喷嘴121的喷射口位于基板W的旋转中心cl的上方,喷流61的着落位置为旋转中心cl时,连续流62的着落位置为位置dl。当喷嘴121的喷射口位于基板W的周缘部S3的上方,喷流61的着落位置为周缘部S3的位置c2时,连续流62的着落位置为比位置c2更靠旋转中心cl侧的位置d2。位置c2、d2是移动路径Lla、L2a的一端,旋转中心cl和位置dl是移动路径Lla、L2a的另一端。由于喷嘴121、122保持着相互的位置关系进行扫描,所以旋转中心cl与位置dl的间隔等于位置c2与位置d2的间隔。该间隔设定为例如50mmo
[0083]图4是示出喷嘴121、122的位置关系和管臂181、182的位置关系的其他例子的图。管臂181、182在同一水平面内,相互平行地延伸。图4所示的管臂181、182与喷嘴121、122配置于使图2所示的管臂181、182和喷嘴121、122关于包含旋转轴al、a2的铅垂面反转的位置(面对称的位置)。
[0084]图5是示出图4的两个喷嘴121、122供给的处理液51,即喷流61和连续流62各自的着落位置的移动路径Llb、L2b的图。当喷嘴121的喷射口位于基板W的旋转中心cl的上方,喷流61的着落位置为旋转中心cl时,连续流62的着落位置为位置d3。当喷嘴121的喷射口位于基板W的周缘部S3的上方,喷流61的着落位置为周缘部S3的位置c4时,连续流62的着落位置为比位置c4更靠旋转中心cl侧的位置d4。旋转中心cl、位置d3是移动路径Llb、L2b的一端,位置c4、d4是移动路径Llb、L2b的另一端。由于喷嘴121、122保持着相互的位置关系进行扫描,所以旋转中心cl与位置d3的间隔等于位置c4与位置d4的间隔。另外,图5所示的移动路径Llb、L2b与图3所示的移动路径Lla、L2a是关于包含旋转轴al、a2的铅垂面成面对称的关系。
[0085]即使在喷嘴121、122以及管臂181、182是图4所示的位置关系的情况下,喷嘴旋转机构155也一边保持喷嘴121、122的位置关系恒定,一边使喷嘴121、122在基板W的上方一体地移动。在该一体的移动中,喷嘴121喷射的液滴的喷流61在基板W上的着落位置经过基板W的旋转中心cl。另外,当喷嘴121位于基板W的周缘部S3的上方时,连续流62在基板W上的着落位置位于比液滴的喷流61的着落位置更靠基板W的旋转中心cl侧。而且,连续流62的喷出方向以越接近基板W喷流61与连续流62的间隔越宽的方式相对于喷流61的喷射方向即铅垂方向倾斜。
[0086]图6是举例示出如下的隆起的液膜71、72的剖视图,该液膜71、72是从图2、图4所示的喷嘴121、122供给至基板W的上表面S1的处理液51的液滴的喷流61和处理液51的连续流62在上表面S1上形成的。
[0087]连续流62的喷出方向(流向)以越接近基板W则喷流61与连续流62的间隔越宽的方式相对于喷流61的喷射方向,即铅垂方向倾斜。因此,从连续流62的着落位置接近喷流61的着落位置的处理液51的液量与沿着铅垂方向喷出连续流62的情况相比减少。而且,就在连续流62在基板W上形成的处理液51的液膜72而言,从连续流62的着落位置到喷流61的着落位置侧的周缘的距离与沿着铅垂方向喷出连续流62的情况相比变短。为了抑制产生蚀刻残留物等处理残留物,需要趁着通过使液滴的喷流61的着落位置与连续流62的着落位置靠近来形成于基板W上的处理液51的液膜(更详细地,是形成于隆起的液膜72的周围,膜厚度比液膜72更薄的处理液51的液膜)处于高温时,利用喷流61搅拌该液膜。另一方面,若使喷流61与连续流62各自的着落位置过于接近,则喷流61形成的隆起的液膜71与连续流62形成的液膜72碰撞产生液体飞溅。但是,在基板处理装置100A中,由于液膜72中的从连续流62的着落位置到喷流61的着落位置侧的周缘的距离如上所述地减小,所以能够抑制液膜72与液膜71在基板W上发生碰撞。另外,即使液膜71与液膜72碰撞,也由于从连续流62的着落位置接近喷流61的着落位置的处理液51的液量减少,所以能够削弱液膜71与液膜72碰撞时的动量。因此,能够一边抑制因处理液51产生处理残留物,一边抑制因供给至基板W上的喷流61和连续流62在基板W上碰撞而产生的液体飞溅。
[0088]图14是示意地示出从基板处理装置100A的喷嘴121向沟槽T1喷射处理液51的液滴的喷流61的状态的剖视图。沟槽T1的侧壁是垂直于基板W的上表面S1的铅垂面,喷嘴121喷射的喷流61是沿着铅垂方向喷射的。即使在因沟槽T1的侧壁形成的膜U1与处理液51反应而在该膜U1上停留有气泡99的情况下,积存于沟槽T1内部的处理液51也会被喷流61充分地搅拌。因此,气泡99被移动,抑制气泡99停留于膜U1上的相同的地方。因此,即使在基板W的上
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