专利名称：衬底处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及对半导体晶片，液晶用玻璃衬底等的各种衬底进行清洗、干燥的衬底处理设备，更具体地说，涉及可在同一处理槽内对衬底表面，进行各种化学液处理、水洗和干燥处理的衬底处理设备。
背景技术：
在过去，为了去除半导体晶片(在下面称为“晶片”)的表面的颗粒、有机污染物、金属杂质等的污染物，人们采用各种的衬底处理设备。其中，将晶片浸渍于处理液中，进行处理，即所谓的湿式衬底处理设备可有效地去除上述污染物，另外，可进行批处理，通过量良好，故广泛地普及。
该处理设备按照对晶片进行氨、硫酸、氟酸等的化学液处理，采用纯水等的水洗处理，以及采用异丙醇(IPA)等的干燥处理的方式构成。例如，形成采用下述的批处理方式的装置，其中，例如对于按处理顺序排列的多个处理槽和干燥室，供给各种化学液(比如，氨、硫酸、盐酸、氟酸等)、纯水、IPA，将多块晶片依次浸渍于这些处理槽内，对其进行干燥(比如，参照下述的专利文献1，2)。
图12为表示采用下述专利文献1中记载的批处理方式的衬底处理设备的平面图，图13为表示图12的一个清洗器的外观剖视图。
该衬底处理设备100包括清洗处理部101。该清洗处理部101具有下述的结构，其中，按照从装载部102侧起的顺序，设置有卡盘清洗干燥处理槽104，其对晶片运送装置103的晶片卡盘进行清洗、干燥；化学液清洗处理槽105，其通过化学液，对晶片表面的有机污染物、金属杂质、颗粒等的杂质进行处理；水洗清洗处理槽106，其通过纯水，对通过化学液清洗处理槽105处理的晶片进行清洗；化学液清洗处理槽107，其通过另一化学液，对晶片表面的金属污染物进行去除处理；水洗清洗处理槽108，其通过纯水，对通过该化学液清洗处理槽107清洗的晶片进行清洗；清洗器109，其不仅可通过化学液对晶片表面的氧化膜进行去除的清洗，并且可对清洗过的晶片进行洗涤、水洗，甚至干燥的处理；卡盘清洗干燥处理槽110，其对晶片运送装置103的晶片卡盘进行清洗、干燥。晶片被依次容纳于各处理槽104～107中，通过化学液、纯水进行清洗，然后，在处理装置109、干燥处理槽110中进行干燥处理。
其中的清洗装置109如图13所示，由清洗槽111和圆筒状的干燥室112构成，该清洗槽111贮存化学液和清洗液，并且将晶片浸渍于贮存的化学液和清洗液中，该干燥室112设置于清洗槽的上方，进行从清洗槽111转送的晶片的干燥处理。另外，清洗槽111和干燥室112连接而形成一体的结构。
此外，在干燥室112的上部和下部，分别设置有用于转送晶片的开口部113、114，在上部的开口部113上设置密封型的盖115，在底部的开口部114中，设置有旋转门机构116或滑动门机构(图示省略)，在该干燥室内，进行晶片的干燥处理。
还有，能够在单一槽内，根据各种处理液进行处理的衬底处理设备也已经被介绍(比如，参照专利文献2)，图14为表示在下述专利文献2中记载的衬底处理设备所采用的处理槽的结构图。
该衬底处理设备120包括，衬底处理部121，其具有将晶片浸渍于混合处理液中，进行表面处理的处理槽122；混合处理液供给部123，其将纯水和化学液混合，然后将获得的混合处理液供给处理槽122；设定器(图示省略)，其设定确定混合处理液的浓度目标值的混合条件。
混合处理液供给部123包括，混合部124，其将纯水和各化学液混合；供给系统125，其将通过混合部124混合的混合处理液供向处理槽122；纯水供给系统126，其将纯水供给混合部124；1个或多个化学液供给系统127，其将各化学液分别供给混合部124；化学液供给量调节机构128，其对应于所提供的纯水供给量操作信号，调节供向混合部124的纯水及各化学液；浓度监视器129，其用于监视混合处理液的浓度当前值；控制部(图示省略)，其将可以消除混合处理液的浓度目标值和混合处理液的浓度当前值的浓度偏差的化学液信号发送给化学液供给流量调节机构128。该控制部具有下述的功能，该功能指以通过浓度监视器129监视的混合处理液的浓度当前值作为依据，通过反馈控制，控制化学液供给流量调节机构128，将浓度目标值的混合处理液供给处理槽122。
专利文献1JP特开平10-209109号文献(图2，图3，段落0030～0035)专利文献2JP特开2000-21838号文献(图1，段落0029～0031)发明内容发明想要解决的问题在上述专利文献1，2中也介绍了衬底处理设备，此外，还有各种类型的装置。在这些处理装置中，很难在同一处理槽中进行各种化学液、水洗和干燥的一系列的处理，尚无法做到实用化。
其原因，虽然有各种各样，但是，其中一种，列举有下述的情况，即，如果在同一处理槽中实施各种化学液、水洗和干燥的一系列的处理，则在单一槽中，各种处理液的更换，即，更换速度存在限制。比如，处理液A的处理结束，在槽内，要从处理液A，更换为处理液B，则在槽内残留处理液A，使两种处理液A、B混合。由此，针对处理液A、B的组合，引起化学反应，产生不必要的析出物，该析出物附着于晶片上，变成颗粒。另外，还列举有下述情况，即，上述析出物还附着于处理槽的内壁上，在以后的处理中，混入处理液中，附着于晶片和槽壁上，对处理品质造成不良影响；或，近年，在晶片的表面上，形成复杂的电路图案，由此，如果是未实施这样的电路图案的晶片，即所谓的裸晶片，或电路图案少的晶片，则即使是到目前没有视为问题的颗粒，在实施复杂化了的电路图案的晶片中，不适合置换效率具有限制的单一槽的处理。
另一方面，如果作为这些问题的对策，为了使处理液不残留于槽内，则处理液的更换和槽清洗需要花费较长时间，生产性变得极差，不适合实用化，另外，必须要求大量的处理液，导致处理成本的高涨。
如果从该观点来看，则在上述专利文献1中记载的衬底处理设备中，化学液处理、水洗和干燥处理在各自的处理槽中进行，而解决上述课题。但是，由于装置的整体尺寸大，另外，晶片依次运送到各个槽，故在该转送之间晶片曝露于空气中，产生氧化膜。另外，在清洗器109中，由于清洗槽111和干燥室112形成一体结构，故在将晶片送入清洗槽内时，必须逐一地通过干燥室，这样，运送麻烦，另外，还必须单独地要求干燥处理槽110。
此外，在上述专利文献2所述的衬底处理设备中，从图示的处理槽的结构和处理液供给系统来看，具有置换效率被限制，处理液残留于槽内，产生上述那样的析出物的危险。另外，如果要减少处理液的残留，则处理时间加长，另外，必须要求大量的处理液。另外，干燥处理必须在另一槽内进行，不能够进行在单一槽内的化学液、水洗和干燥的一系列的处理。此外，重要的是，如果一直从同一场所，将相同量供给到槽内，则会产生沉淀。即使改变液供给的方向，只是沉淀场所改变，而沉淀没有消失。可以知道，该沉淀是造成颗粒的产生的原因，并且构成即使置换液体，仍容易残留置换前的液体的原因。
针对这样的课题，本发明人发现，如果提高处理槽的处理液的置换效率，特别是提高清洗液的置换效率，并且在槽内不产生处理液的沉淀，则处理液的残留极少，化学液量少，生产性也提高，即使在单一槽中，仍可进行化学液处理，以及水洗，另外，还可进行干燥处理，由此，完成了本发明。
即，本发明的目的在于提供一种衬底处理设备，该衬底处理设备可在同一处理槽中，进行各种化学液处理，水洗和干燥处理。
用于解决课题的方法(1)按照本发明，衬底处理设备包括在上方具有开口部的箱型的处理槽，和以可开闭的方式覆盖该处理槽的开口部的盖体，其特征在于上述盖体，在其内部，形成容纳被处理衬底，对其进行干燥的干燥室；上述处理槽，在构成上述箱型的相互面对的各侧壁面上，分别水平地设置间隔规定间距的至少3根的处理液供给喷嘴管，这些供给喷嘴管与切换机构连接，从相互面对的侧壁侧，相互切换，供给处理液。
(2)另外，在上述(1)的形式中，最好，上述相互面对的各侧壁面的至少3根供给喷嘴管中的1根为纯水专用的供给喷嘴管。
(3)此外，在上述(1)的形式中，最好，上述至少3根的供给喷嘴管，分别由沿纵向，至少在1排上以规定间距形成有多个喷射孔的中空筒状体构成；这些至少3根的供给喷嘴管，按照将上述各喷射孔朝向沿垂直方向排列的被处理板的方式分别被安装于上述相互面对的侧壁上。
(4)还有，在上述(1)的形式中，最好，上述处理槽，其底壁相对水平方向以规定角度倾斜，在该倾斜面的底端部，形成排出口。
(5)再有，在上述(1)～(4)的形式中，最好，上述处理槽，在其底壁的外壁面上安装超声波发生装置。
(6)另外，在上述(1)的形式中，最好，在上述干燥室中，设置有多个喷射喷嘴，这些喷射喷嘴与干燥蒸汽供给器连接，该干燥蒸汽供给器用于供给包含亚微米尺寸的有机溶剂雾的干燥蒸汽。
发明效果本发明具有上述方案，由此，可获得在下面给出的效果。即，按照本发明的一种形式，由于在处理槽的相互面对的各侧壁面上，分别安装至少3个的供给喷嘴管，故可在槽内消除处理液的沉淀。
比如，规定化学液A的处理结束之后，停止该化学液的供给，仅仅从设置于任何一面的侧壁上的3根的供给喷嘴管，供给纯水，按照规定时间排出化学液A，接着停止来自在最初供给的供给喷嘴管的供给，从另一侧的3根供给喷嘴管，供给纯水，由此，慢慢地改变槽内的流动，排出在槽内沉淀而未排出的化学液A，另外，如果从全部的供给喷嘴管，供给纯水，增加流量的同时，增加流速，则可在较短时间，进行被处理衬底和槽内的清洗。这是因为，虽然供给的朝向迅速改变，但是流动并不会迅速改变，而是慢慢地改变，由此，慢慢地移动最初出现的沉淀的部位，快速地排出残留的化学液。接着，即使在根据化学液B的处理时，仍进行同样的处理、清洗，通过反复进行这样的处理、清洗，化学液、清洗液的置换加速，可在同一槽中，进行化学液、清洗和干燥的一系列的处理。
即，化学液/纯水兼用的供给喷嘴管通常在其与处理液供给源之间，连接使处理液为规定浓度的混合器，从该混合器，将处理液供向槽内，由此，从这些供给喷嘴管，在处理液的置换时，无法供给大量的纯水。但是，如本发明，可通过设置纯水专用的供给喷嘴管，不经过混合器，将纯水供向槽内，此外，也从其它的供给喷嘴管，供给纯水，由此，在较短时间，将大量的纯水供给到槽内，可通过这些大量的纯水，进行被处理衬底和槽内的清洗。
另外，由于盖体以可开闭的方式覆盖处理槽的开口部，并且在其内部，形成干燥室，故在处理槽中的衬底处理时，可朝开口部的上方，或沿横向移动盖体，可避免因化学液的盖体的污染。另外，在干燥处理时，由于处理槽的开口部通过盖体覆盖，被处理衬底从处理槽中上提，在干燥室中进行干燥，所以在衬底的移动中不会曝露于空气中，阻止氧化膜等的产生，可进行高品质的干燥处理。
此外，按照本发明的优选的形式，通过设置纯水专用供给喷嘴管，可有效地供给纯水。
即，化学液/纯水兼用的供给喷嘴管通常在其与处理液供给源之间，连接使处理液为规定浓度的混合器，从该混合器，将处理液供向槽内，由此，无法在处理液的更换时，从这些供给喷嘴管，供给大量的纯水。但是，如本发明，通过设置纯水专用的供给喷嘴管，该纯水专用的供给喷嘴管可不经过混合器，而大量地供到槽内，此外，还从其它的供给喷嘴管，供给纯水，由此，在较短时间，将大量的纯水供到槽内，可通过这些大量的纯水，进行晶片和槽内的迅速的清洗。
还有，按照本发明的优先形式，可通过简单的结构的供给喷嘴管，向被处理衬底，有效地供给纯水、化学液，另外，在槽内，可形成流量增加，流速较快的规定方向的流动，所以可消除槽内的清洗液的沉淀，并且提高置换效率。
另外，按照本发明的优选形式，由于底壁相对水平方向，按照规定角度倾斜，故超声波的透射性能提高，并且在倾斜面的底端部，形成排出口，故存留于槽的底部中的沉淀物沿倾斜的底壁面流落，容易从排出口，排到外面。于是，每当更换处理液时，可将槽底的沉淀物等排到槽外，一直保持槽内清洁。
此外，按照本发明的优选形式，不但对被处理衬底，进行处理液的化学处理，而且还对其进行超声波振动的物理的处理，通过将这些处理组合，可进行更高品质的处理。
还有，按照本发明的优选形式，从干燥蒸汽供给装置，将包括亚微米尺寸的有机溶剂雾的干燥气体供到干燥室内。于是，由于该有机溶剂的蒸汽中包含的雾极小，为亚微米尺寸，故不增加有机溶剂的使用量，可增加有机溶剂雾的颗粒数量。另外，相应的雾的表面积变小，但是，另一方面，由于颗粒数量增加，故作为相应的雾的表面积的总和的整体的表面积增加。其结果是，由于可将亚微米尺寸的雾大量地喷射到衬底表面，故附着于衬底上的清洗液通过该大量的亚微米尺寸的有机溶剂雾，有效地置换。另外，即使在多块大直径衬底插入处理槽内的情况下，因为设置多个喷射喷嘴，亚微米尺寸的雾可迅速浸入到衬底之间，这样，干燥处理效率可提高，并且处理时间也可缩短，衬底表面的水痕迹的发生极少，或可几乎为零。另外，由于也未附着颗粒，另外，干燥处理的速度加快，故还可防止颗粒的再次附着。
图1为本发明的一个实施例的衬底处理设备的平面布置结构图；图2为表示处理装置的剖视图；图3表示构成图2的处理装置的处理槽，图3A表示从图2的X方向观看的侧面剖视图，图3B为顶视图，图3C为沿图3A中的IIIC-IIIC线的剖视图；图4表示设置于图3的处理槽内的供给喷嘴管，图4A为侧视图，图4B为沿图4A中的Y方向观看的一部分放大顶视图，图4C为沿图4B的IVC-IVC线的剖视图；图5为管系统图；图6为处理装置的处理工艺的剖视图；图7为处理装置的处理工艺的剖视图；图8为处理装置的处理工艺的剖视图；图9为处理装置的处理工艺的剖视图；图10为表示各种处理液供给时刻的处理工艺的说明图；图11为表示各种处理液供给时刻的处理工艺的说明图；图12为表示已有技术的衬底处理设备的平面图；图13为表示构成图12的衬底处理设备的清洗器的剖视图；图14为表示已有技术的衬底处理设备的外观图。
符号说明1 衬底处理设备10 处理装置11处理槽 12 内槽12a 底壁12b～12e 侧壁13外槽14，14a～14c，14a’～14c 供给喷嘴管17，18喷射口 19，20 排出口21盖体23 干燥室
30 超声波发生装置 32 超音波发生器35 干燥蒸汽供给器 36 蒸汽发生槽40 混合器 41，41a 纯水供给源42～46 化学液供给源38，39 惰性气体供给源具体实施方式
下面参照附图，对本发明的优选实施方式进行描述。但时，以下所示实施方式为给出用于具体实现本发明的技术构思的衬底处理设备的实例，并没有将本发明特定为该衬底处理设备，其可等同地应用于专利权利要求范围内包括的其它的实施方式。
实施例1图1为本发明的一个实施例的衬底处理设备的平面布置结构图，图2为表示处理装置的剖视图，图3表示构成图2的处理装置的处理槽，图3A表示从图2的X方向观看的侧面剖视图，图3B为顶视图，图3C为沿图3A中的IIIC-IIIC线的剖视图，图4表示设置于图3的处理槽内的供给喷嘴管，图4A为侧视图，图4B为沿图4A中的Y方向观看的部分放大顶视图，图4C为沿图4B的IVC-IVC线的剖视图，图5为管系统图。
衬底处理设备1包括处理装置10，该处理装置10可在1个槽中，进行比如，半导体晶片、液晶显示器用衬底、记录盘用衬底、或掩模用衬底等的各种衬底的表面处理的化学液和清洗的一系列的处理。在下面以各种衬底为代表，对半导体晶片(在下面称为“晶片”)进行描述。
另外，在下面的描述中的术语“处理液”作为包括进行晶片表面的蚀刻处理等的化学液和晶片表面与处理槽内的化学液的清洗等的清洗液的统称而使用。
此外，一般“蒸汽”表示“气体”，但是，由于在衬底处理的技术领域，如干燥气体，除了“气体”以外，包括“微小液体颗粒(雾)”的物质均习惯上表达为“蒸汽”、“水气(vapour)”，同样在本申请说明书和权利要求的范围内，除了“气体”以外，包括“微小液体颗粒(雾)”的物质均表达为“蒸汽”。
该衬底处理设备1如图1所示，包括位于近似中间部3的处理装置10；处理液供给部4，该处理液供给部4位于该处理装置10的周围，向处理装置10，供给各种处理液；管区域5，该管区域5将该供给部4和处理装置10连接；运送部2，该运送部2将晶片W相对处理装置10，送入送出。
设定多块晶片W，比如，25块直径为300mm的晶片，分别接纳于多个接纳容器，比如，2个FOUP(FOUPFront Open Unified Pod)6a，6b中，通过运送机械人9，沿图中的箭头所示的方向，运送到HV机构7上，在这里，晶片W的排列从水平方向，变为垂直方向，移到包括晶片卡盘部的垂直运送机8上，送入处理装置10。另外，结束处理的晶片W通过相反的路径，送到外部。此时，由于通过在处理前持握晶片的卡盘，持握处理后的晶片W，故因在卡盘上附着晶片W投入时的化学液，具有在处理后的晶片上，通过晶片卡盘而附着化学液的可能性，于是，必须在晶片W处理中，进行晶片的卡盘清洗。但是，由于包括机器人机构和晶片卡盘清洗的运送机构采用已知的类型，故省略对其的描述。
处理装置10如图2所示，包括下述部分，可接纳规定张数，比如，上述50张数的晶片W和处理液的尺寸的处理槽11；可开闭地覆盖该处理槽11的上方开口部12a’的盖体21；安装于处理槽的底部的超声波发生装置30，这些部分接纳于箱型的接纳外壳25中。在接纳外壳25的内部，台架26a，26b从地板立设，通过台架，支承固定处理槽11。在盖体21的内部，形成干燥室23。另外，该盖体21通过移动机构(图示省略)，沿上下移动，可使处理槽的开口部12a’开闭。
处理槽11如图3所示，包括近似呈四边形的底壁12a、从该底壁12a的外周围立设的侧壁部12b～12e，形成上方开口的箱型的内槽12，按照在该内槽12的外周围，以规定宽度间隔开的方式形成具有由侧壁13b～13e围绕的底壁13a的外槽13。另外，在外槽壁13b，13d上，形成安装于台架26a，26b上的安装部13f，13g。
内槽12的底壁12a如图3A所示，相对水平方向，倾斜规定角度θ，比如，3°。如果使底壁倾斜，则在该底壁上安装后述的超声波发生装置30时，可有效地进行超声波清洗。另外，可顺利地进行排液。
另外，在各侧壁12b～12e的上方端部上形成V字状槽(图3表示侧壁12b，12e的槽12b’，12e’)。通过设置该槽，从内槽12溢流的处理液不偏向外槽13，而从所有的周围部分顺利地流落。
为了在必须要求排液时，缩短排液时间，排出口19按照大口径，比如，直径75mm形成。另外，还在外槽13的底壁13a上形成排出口20。该直径为比如，50mm。
此外，在面对的侧壁12b，12d上，在其内侧，由中空筒状体形成的多个(在图中，每侧壁上各3个)的供给喷嘴管14a～14c，14a’～14c’以规定间距水平地安装。
各供给喷嘴管14a～14c，14a’～14c’具有相同结构，图4示出1个管。在该供给喷嘴管14中，具有规定直径D1和长度的筒状体中，沿其长度方向，以规定间距D2，按2排，在各排中，按照规定间距D3，形成由多个孔17a，18a形成的喷射口17，18。D1为比如，20mm，D2为由下述的角度α确定的，比如，6.8mm，D3为比如，5.0mm，另外，长度稍稍大于处理槽10的槽宽。
各喷射口17，18具有规定的直径φ，形成于相对圆形状简体的中心O，规定角度α的部位。直径φ比如，为1mm，角度α比如，为30°。
各供给喷嘴管14a～14c，14a’～14c’按照在面对的侧壁12b，12d面上，喷射口17a，18b朝向规定方向的方式安装，即，在其中一个侧壁12b上，3个供给喷嘴管14a～14c以规定间距，基本水平地安装于上、中、下层上。此时，下层的供给喷嘴管14c按照喷射口17a，18a的角度相对水平方向，向上方60°倾斜的方式安装，中层的供给喷嘴管14b向上方20°倾斜的方式安装，另外，上层的供给喷嘴管14a按照向下方45°倾斜的方式安装。另外，还在面对的另一侧壁12d面上按照相同的角度的方式，安装3个供给喷嘴管14a’～14c’。通过设定这些角度，在槽内，晶片被接纳时，各喷射口变为朝向晶片的近似中心。
各供给喷嘴管中的，上层的供给喷嘴管14a，14a’用于纯水供给专门的场合，其它的供给喷嘴管14b，14c，14b’，14c’同时用于化学液和纯水供给。
通过将各供给喷嘴管14a～14c，14a’～14c’安装于面对的侧壁12b，12d上，可在槽内，形成规定方向的流路。
比如，规定化学液A的处理结束后，停止该化学液的供给，首先，仅仅从设置于任何一个侧壁(比如，图3c中的左侧壁12b)上的3个供给喷嘴管14a～14c，供给纯水，按照规定时间排出内槽12内的化学液A，接着，停止从供给喷嘴管14a～14c的供给，从设置于另一侧壁(比如，图3C中的右侧壁12d)上的3个供给喷嘴管14a’～14c’，供给纯水，由此，慢慢地改变槽内的流动，进一步排出在沉淀于槽内而未排出的规定化学液A，另外，从全部的供给喷嘴管14a～14c，14a’～14c’，供给纯水，增加流量，增加流速，由此，可在较短时间，进行晶片W和内槽12的清洗。在此场合，虽然处理液的供给的朝向迅速改变，但是，流动不会迅速改变，而是慢慢地改变，由此，慢慢地移动于最初形成沉淀的部位，快速排出残留的化学液。接着，即使根据化学液B的处理时，仍进行同样的处理、清洗，通过反复进行这样的处理、清洗，化学液、清洗液的更换速度上升，可在同一槽中，进行化学液、清洗和干燥的一系列的处理。
另外，在上述的场合，虽然将供给纯水的供给喷嘴管按照从右侧，或左侧中的一方进行切换供给的方式进行，但是，如果同时采用比如，设置于侧壁12b上的供给喷嘴管14a～14c中的，位于底部(上部)的供给喷嘴管14b，14c(14a)和设置于侧壁上的供给喷嘴管14a’～14c’中的，位于上部(底部)的供给喷嘴管14a’(14b’，14c’)，可在处理槽11的内部，形成涡状的流动，还可根据需要切换地供给该供给方向，使处理槽11内的沉淀更加难以产生。
此外，供给喷嘴管的个数和安装时的喷射口的角度不限于上述个数和角度，也可不选择任意的个数和角度。
在处理槽11的底部12a上，如图2所示，安装超声波发生装置30。该超声波发生装置30由超声波发生器32、超声波传递媒体，比如，贮存水的浅底的容器31构成。超声波发生器32采用发生规定频率，比如，10KHz～数MHz的振荡器。
通过在处理槽11的底部12a中，安装超声波发生装置30，从发射器发射的超声波通过水和内槽12的底部12a，传递给处理液。另外，该超声波使处理液振动，对晶片的表面，作用物理的力，去除附着于晶片的表面上的异物、污染物质等的颗粒。
盖体21如图2所示，由箱型容器22构成，在下方具有开口部22a，上方关闭，具有在内部可接纳多块晶片W的尺寸，容器内部用作干燥室23。该盖体21可通过移动机构(图示省略)，向上下或水平方向移动。
另外，在该箱型容器22中，在顶部，形成基本呈拱状的顶面25，在该顶面25中，按照基本等间距，在四面排列地设置有喷射干燥气体的多个喷射喷嘴241～24n。
接着，参照图5，对处理装置和各种处理液供给部的管连接进行描述。图5表示管系统图，该系统分为处理液供给系统和排液处理系统。
(i)处理液供给系统该处理液供给系统，在处理装置10的周边，设置供水供给源41，41a，各种化学液供给源42～46和惰性气体供给源38，39。
纯水供给源41，41a由供给常温的纯水的纯水供给源41，与供给加热到规定温度，25～65℃的纯水的热纯水供给部41a构成。另外，化学液供给源由，比如供给HCL的化学液A供给源42、同样的，供给化学液B(比如，H2O2)供给源43、化学液C(比如，HF)供给源44、化学液D(比如，NH4O4)供给源45、化学液E(比如，O3+纯水)供给源46构成。
上述各供给源41～46分别通过管L，与混合器40连接。但是，其中的纯水供给源41，41a按照通过阀V1，V2，不通过混合器40，直接将纯水供向处理槽11的供给喷嘴管14a，14a’的方式连接。通过该连接，纯水从各纯水供给源41，42a，不经过混合器40，大量地供向处理槽。
另外，化学液供给源42～46通过管，与混合器40连接，该混合器40通过管L，与处理槽11的供给喷嘴管14b，14c，14b’，14c’连接。另外，对于从各化学液供给源42～46供给的化学液，在纯水中，混合化学液单体或各化学液，调整到规定浓度，供向处理槽11。就其混合比例来说，针对后述的各种处理工艺(图11，图12)所采用的化学液，化学液APM按照NH4OH∶H2O2∶H2O的混合比例在1∶2∶50～1∶1∶200的范围内的方式混合，化学液DHF按照HF∶H2O的混合比例在1∶100～1∶1000的范围内的方式混合，另外，化学液HCL按照浓度比例HCL∶H2O＝1∶100～1∶1000的方式混合，另外，O3的浓度在0～10ppm的范围内。
供给惰性气体，比如，氮气的惰性气体供给源38，39分别通过阀V，利用管L，与设置于盖体21上的喷射喷嘴241～24n，以及干燥蒸汽供给装置35连接。
在各喷射喷嘴241～24n中，整体形状呈圆椎状的，在尖细的前端形成开孔，从该开孔，喷射干燥气体。另外，在各喷射喷嘴241～24n中，设置有加热器(图示省略)。由于喷射喷嘴本身是已知的，故省略具体的描述。另外，在管LH和从该管分支的各分支管中，在管体的外周壁面上设置有加热器(图示省略)。该加热器采用比如，带式加热器。这些加热器与CPU(图示省略)连接，通过该CPU控制。
干燥蒸汽供给装置35，将惰性气体(运载气体)从惰性气体供给源38，39，供向蒸汽发生槽36的底部，在贮存于该蒸汽发生槽36中的IPA液体内部，产生气泡(bubb1e)，产生由IPA气体和雾形成的IPA蒸汽。另外，从该蒸汽发生槽37导出的蒸汽通过静式混合器(图示省略)，与管LH连接，从蒸汽发生槽36，向喷射喷嘴241～24n，供给携带气体和IPA蒸汽的混合气体。另外，设置静式混合器(图示省略)的目的在于促进由携带气体和IPA蒸汽形成的混合气体相溶合的混合度，使其均匀。
通过惰性气体，使IPA液产生气泡，这样，获得包括由IPA雾和小于饱和浓度的气体形成的IPA蒸汽的惰性气体的混合气体，按照至从喷射喷嘴排放为止以相同温度或温度慢慢上升的方式对该混合气体的温度进行控制，由此，在移动中，从IPA雾的表面，IPA慢慢气化，雾的颗粒直径变小，容易获得包括亚微米尺寸的IPA雾的干燥气体。有机溶剂不但可采用IPA，而且可从由甲基戊酮醇、1-甲氧基-2-丙醇、乙基乙二醇、1-丙醇、2-丙醇、四氢呋喃等的有机化合物形成的组中适当选择而使用。
如果采用该干燥气体，由于有机溶剂中的蒸汽中包含的雾变到极小的亚微米尺寸，故不增加有机溶剂的使用量，可增加有机溶剂的雾的颗粒数量。由此，虽然相应的雾的表面积变小，但是，另一方面，颗粒数量增加，作为相应的雾的表面积的总和的整体的表面积加大。
另外，由于可大量地将亚微米尺寸的雾喷射到晶片的表面上，故通过该大量的亚微米尺寸的有机溶剂雾，有效地置换附着于晶片上的清洗液。其结果是，即使在多张大直径晶片插入处理槽内的情况下，伴随有多个供给喷嘴和携带N2量的调整，亚微米尺寸的雾仍可急速地侵入衬底之间，由此，干燥处理效率提高，并且处理时间也可缩短，晶片表面的水痕迹的发生极小，或可几乎为零。另外，由于不会附着颗粒，此外，干燥处理的速度上升，故还可防止颗粒的再次附着。
从惰性气体供给源38，39，向管LH，供给惰性气体的氮气N2。该管LH也可通过带式加热器，控制在规定的温度。该氮气N2不仅用于自蒸汽发生槽36的惰性气体和有机溶剂蒸汽的混合气体的稀释，还用于处理槽内的净化、最终干燥。另外，惰性气体不仅采用氮气N2，还可适当选择使用氩、氦等。另外，图中MFC为流量计。
(ii)排液处理系统该排液处理系统具有对化学液、水进行处理的液体处理设备；与对干燥气体等的气体进行处理的气体处理设备。液体处理设备包括纯水处理部53，碱性处理部54，酸处理部55，HF处理部56，有机处理部57，有机气体处理部58。另外，槽上部的气体处理设备为有机物处理部50，酸处理部51，碱性处理部52。另外，各处理装置50～58与处理装置10连接。
下面通过图5～图9，对采用该处理装置的晶片的化学液、清洗和干燥的一系列的处理进行描述。首先，从纯水供给源41，向处理槽11的内槽12，供给纯水DIW，对内槽进行清洗。此时，盖体21待机于处理槽11的上方，或上方侧部(图6A)。
在槽内的清洗后，排出纯水DIW，从化学液供给源，比如，供给源42，向槽内的供给喷嘴管14b，14c，14b’，14c’供给化学液A(图6B)。在将该化学液A贮存于槽12内部之后，将晶片W浸渗于化学液A中，进行处理(图6C)。在化学液A的处理结束之后，从纯水供给源41，由其中一侧的侧壁面的供给喷嘴管14a～14c，供给纯水，在规定时间之后，停止该供给，从另一侧壁的供给喷嘴管14a’～14c’，供给纯水，在最后，从供给喷嘴管14a～14c，14a’～14c’，一起供给纯水DIW(图7A)。
在由该纯水DIW进行的清洗(图7B)结束之后，从化学液供给源，比如，供给源43，向供给喷嘴管14b，14c，14b’，14c’供给化学液B，通过化学液B进行处理和通过纯水进行清洗(图7C)。之后，也同样地根据需要，采用化学液C和D，进行处理。
在最后采用化学液，比如，化学液D的处理结束后，由纯水供给源41a，41b，向全部的供给喷嘴管14a～14c，14a’～14c’供给纯水，进行晶片W清洗。
在该清洗结束之后，将晶片W从处理槽11上提，接纳于盖体21内的干燥室23中，从喷射口241～24n，喷射包括IPA的微米雾的干燥气体(图8A)。
接着，将排出口19(参照图2，图3)全部打开，急速地排出内槽12内的纯水。在该排出时，从喷射口241～24n，连续地供给具有微米雾的IPA的干燥气体，进行晶片W的干燥(图8B，图8C)。
在该干燥处理结束之后，从惰性气体供给源38，39，将氮气(N2)供给干燥室23(图9A)，然后，从干燥室23，取出晶片W，结束处理(图9B)。
在上述处理工艺中，对采用一般的化学液A，B的处理进行了描述，但是，具体来说，可实施以下的化学液处理工艺。在下面对代表性的处理工艺进行描述。
(1)污物去除处理工艺图10A所示的处理工艺指去除附着于晶片上的有机污物、颗粒、氧化膜，金属杂质等的工艺，通常称为“RCA工艺”。在这里，对在纯水DIW中投入晶片的工艺进行描述。在该处理工艺中，首先，从纯水供给源41，向内槽12，供给纯水DIW，进行槽内的清洗。在该清洗之后，投入晶片W，在时刻t1，由化学液供给源43、45，通过混合器40，开始化学液APM的供给，调整供给量，同时排出槽12内的纯水，替换为化学液APM。使该化学液为一定浓度，进行晶片W的处理。通过该处理，去除晶片W的有机性污物和附着颗粒等。
在连续进行化学液APM的供给，直至时刻t2之后，停止该化学液的供给，而代之再次从纯水供给源41，41a，开始纯水DIW的供给，在内槽12的内部，从化学液APM，置换为纯水DIW。在通过纯水进行清洗，直至时刻t3～t4之后，在时刻t4，停止纯水的供给，而代之从化学液供给源44，开始供给化学液DHF，将槽内置换为化学液DHF，通过该化学液，进行持续晶片处理，直至时刻t6。通过该处理，去除氧化膜。但是，在时刻t6以前的时刻t5，停止化学液DHF的供给，同时开始纯水DIW的供给，再次通过纯水对槽内进行置换。在置换之后，进行纯水的清洗。
之后，按照相同的步骤，进行化学液HPM、纯水DIW和化学液O3的处理。通过该处理，去除晶片W的金属杂质。然后，在最后的纯水DIW的清洗结束之后，进行干燥处理。
另外，在该处理工艺中，在化学液APM处理，以及最后的清洗处理中，按照时间T1，T2，使超声波振动产生装置30动作，在化学液和清洗液这两者中，进行超声波处理。
(2)蚀刻处理工艺图10B，图11A表示蚀刻处理工艺，图10B的处理工艺为采用化学液H2O2、纯水DIW、化学液DHF和化学液HPM的工艺。在该工艺中，化学液DHF和化学液HPM按照规定的浓度Xppm混合。由于其在同一处理槽中处理，故是可行的工艺。
另外，在图11A的处理工艺中，采用在纯水中溶解有O3的O3水，接着，通过化学液DHF，进行处理。这些处理工艺在图5的处理装置中进行。处理步骤与上述(1)相同，故省略对其的描述。
(3)最终清洗工艺图11B表示晶片的最终清洗工艺，通过化学液APM、纯水DIW、化学液DHF和化学液HCL而进行处理。该处理工艺在图5的处理装置中进行。由于处理步骤与上述(1)相同，故省略对其的描述。该工艺的特征在于完全无停止地连续少量地使O3水流动，由于其也通过同一处理槽进行处理，故是可行的工艺。
权利要求
1.一种衬底处理设备，该衬底处理设备包括在上方具有开口部的箱型的处理槽；以可开闭的方式覆盖该处理槽的开口部的盖体，其特征在于上述盖体，在其内部，形成容纳被处理衬底，对其进行干燥的干燥室；上述处理槽，在构成上述箱型的相互面对的各侧壁面上，分别水平地设置间隔规定间距的至少3根的处理液供给喷嘴管，这些供给喷嘴管与切换机构连接，从相互面对的侧壁侧，相互切换，供给处理液。
2.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其特征在于上述相互面对的各侧壁面的至少3根供给喷嘴管中的1根为纯水专用的供给喷嘴管。
3.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其特征在于上述至少3根的供给喷嘴管，分别由沿纵向，至少在1排上以规定间距形成有多个喷射孔的中空筒状体构成；这些至少3根的供给喷嘴管，按照将上述各喷射孔朝向沿垂直方向排列的被处理板的方式分别被安装于上述相互面对的侧壁上。
4.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其特征在于上述处理槽，其底壁相对水平方向以规定角度倾斜，在该倾斜面的底端部，形成排出口。
5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的衬底处理设备，其特征在于上述处理槽，在其底壁的外壁面上安装超声波发生装置。
6.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其特征在于在上述干燥室中，设置有多个喷射喷嘴，这些喷射喷嘴与干燥蒸汽供给器连接，该干燥蒸汽供给器用于供给包含亚微米尺寸的有机溶剂雾的干燥蒸汽。
全文摘要
本发明涉及一种衬底处理设备，该衬底处理设备包括在上方具有开口部的箱型的处理槽(11)；以可开闭的方式覆盖该处理槽的开口部的盖体(21)，其特征在于在上述盖体(21)的内部，形成接纳被处理衬底(W)，对其进行干燥的干燥室(23)，上述处理槽(11)中，在构成上述箱型的面对的各侧壁面上，分别以规定间距间隔开地水平地设置至少3根处理液供给喷嘴管(14a)～(14c)，(14a’)～(14c’)，这些供给喷嘴管(14a)～(14c)，(14a’)～(14c’)与切换机构连接，从面对的侧壁侧，相互切换，供给处理液。本发明提供将各种化学液处理、水洗和干燥的处理可在同一处理槽内进行的衬底处理设备。
文档编号B08B3/02GK101073146SQ200580030319
公开日2007年11月14日 申请日期2005年5月23日 优先权日2004年9月22日
发明者中务胜吉, 山口弘, 小笠原和久, 木泽浩 申请人:S.E.S.株式会社