专利名称：液体处理装置和液体处理方法
技术领域：
本发明涉及一种执行处理的装置和方法，其通过提供一种处理液来处理对象例如半导体晶片和LCD玻璃衬底。
背景技术：
在制造半导体器件的过程中，通过将处理液如化学液体或漂洗液供给到容纳处理液的处理槽中，将加工对象浸没在处理液中，执行液体处理如蚀刻处理或清洁处理以处理对象如半导体晶片或LCD玻璃衬底。
JP10-229065A公开了一种液体处理装置，包括处理液排放口，其布置在将加工对象容纳于其中的处理槽的相对拐角上，并且可交替地排放处理液。布置在一个拐角处的处理液排放口首先排放处理液。因此，在处理槽中产生处理液对流，使得微粒随对流一起流动，并和从处理槽溢出的处理液一起从处理槽排出。此时，在处理液流的速度较低并因此微粒沉滞的地方，会在处理槽中产生滞留区。因此，在微粒发生滞留之前，停止从一个拐角处的处理液排放口排放处理液，然后开始从另一个拐角处的处理液排放口排放处理液。从另一个拐角处的排放口排放处理液在处理槽中形成新的对流，新产生的对流与在所述一个拐角的排放口排放的处理液所产生的现有对流发生碰撞。然后，因对流的碰撞导致的处理液的扰流可移动滞留区中的处理液。这样移动的处理液和新的对流一起流动，并和从处理槽溢出的处理液一起从处理槽排出。通过这种方式，执行液体处理同时通过周期性地去除滞留区防止微粒再次附着在加工对象上。
然而，滞留会在同一位置发生，并且处理液不会以足够高的速度流过该位置。此外，处理液不直接朝加工对象排放。这些都可能导致对加工对象的不均匀处理。当液体处理是蚀刻处理时这种问题会更加严重。
JP6-204201A公开了一种液体处理装置，它通过向容纳加工对象的处理槽供给化学液体来执行化学液体处理，之后通过向处理槽供给漂洗液来执行漂洗处理。处理液从两个布置在处理槽底部的供给喷嘴供给到处理槽。在化学液体处理之后，从供给喷嘴供给漂洗液使得保持在处理槽内的化学液体从其中溢出，由此用漂洗液替换保持在处理槽内的化学液体。
在JP6-204201A公开的装置中，如果以高的流速向处理槽供给漂洗液，加工对象将被处理槽内产生的向上液流从支架上抬起。这样，就必须限制漂洗液的流速，这会妨碍使用漂洗液快速地替换化学液体。由此导致产量降低以及化学液体处理的均匀性变差。
发明内容
本发明的一个目的是实现对加工对象的均匀液体处理。
本发明的另一个目的是实现对加工对象的均匀的化学液体处理。
本发明的又一个目的是在执行化学液体处理之后在处理槽内实现用漂洗液快速地替换化学液体。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于对加工对象执行液体处理的液体处理装置，包括适于在其中容纳处理液和加工对象的处理槽；在处理槽内的加工对象旁边以不同高度布置的多个处理液供给喷嘴，每个喷嘴具有指向容纳在处理槽内的加工对象的排放口；适于控制从处理液供给源向处理液供给喷嘴供给处理液的多个处理液供给阀；以及配置成根据预定的操作顺序控制处理液供给阀的操作的顺序控制器，使得从多个处理液供给喷嘴中选择的一个或多个处理液供给喷嘴在每个处理液供给周期内排放处理液，以及在每个处理液供给周期内多个处理液供给喷嘴中的至少一个的处理液供给条件与之前紧邻的处理液供给周期内的供给条件不同。
在一个优选实施例中，多个处理液供给喷嘴分成第一组和第二组，属于第一组的处理液供给喷嘴布置在加工对象一侧上的不同高度，而属于第二组的处理液供给喷嘴布置在加工对象另一侧上的不同高度。在该实施例中，多个处理液供给喷嘴优选布置成使得第一组包括的处理液供给喷嘴每个都定位在相应于属于第二组的每个处理液供给喷嘴的高度。液体处理可以是使用化学液体作为处理液来处理加工对象的处理。控制器配置成控制处理液供给阀使得以相同高度布置的第一组中的一个处理液供给喷嘴和第二组中的一个处理液供给喷嘴至少在多个处理液供给周期的一部分周期内同时排放处理液。可替换地，控制器配置成控制处理液供给阀使得至少在多个处理液供给周期的一部分周期内反复交替地实现以下条件一种条件是属于第一组的一个处理液供给喷嘴排放化学液体，同时以相应于属于第一组的一个处理液供给喷嘴的高度布置的属于第二组的处理液供给喷嘴不排放化学液体；一种条件是属于第二组的一个处理液供给喷嘴排放化学液体，同时以相应于属于第二组的一个处理液供给喷嘴的高度布置的属于第一组的处理液供给喷嘴不排放化学液体。该液体处理也可以是使用漂洗液作为处理液来处理加工对象的处理。在这种情况下，控制器配置成控制处理液供给阀使得至少在多个处理液供给周期的一个周期内，属于第一组的一个处理液供给喷嘴排放化学液体，同时以相应于属于第一组的一个处理液供给喷嘴的高度布置的属于第二组的处理液供给喷嘴不排放化学液体。
在另一个优选实施例中，液体处理是使用漂洗液作为处理液来处理加工对象的处理。在该实施例中，控制器配置成控制处理液供给阀使得以不同高度布置的多个处理液供给喷嘴中的最低位置的喷嘴排放漂洗液，之后最低位置的处理液供给喷嘴和从除最低位置的处理液供给喷嘴之外的处理液供给喷嘴中选择的至少一个处理液供给喷嘴排放漂洗液。在这种情况下，控制器优选配置成控制处理液供给阀使得最低位置的处理液供给喷嘴排放漂洗液，之后所有的处理液供给喷嘴排放漂洗液。
在又一个优选实施例中，液体处理是使用用漂洗液稀释的化学液体作为处理液来处理加工对象的处理。在该实施例中，处理液供给源优选包括化学液体供给源和漂洗液供给源；与化学液体供给源连接的化学液体供给线并入到处理液供给线中，该处理液供给线将漂洗液供给源与处理液供给喷嘴连接；化学液体供给线具有流动控制装置，其适于控制化学液体从化学液体供给线流入处理液供给线的流速；以及控制器优选配置成根据通过处理液供给线向处理液供给喷嘴供给的处理液的流速来控制流动控制装置，使得处理液中化学组分的浓度大体上保持不变。更加优选地，控制器配置成控制处理液供给阀使得在一个处理液供给周期内排放处理液的处理液供给喷嘴的数量不同于在所述一个处理液供给周期之后的另一个处理液供给周期内排放处理液的处理液供给喷嘴的数量；控制器还配置成根据排放处理液的处理液供给喷嘴的数量控制流动控制装置，使得在一个处理液供给周期内流过处理液供给线的处理液中的化学组分的浓度与在另一个处理液供给周期中的浓度相同。所述流动控制装置适于切断化学液体从化学液体供给线向处理液供给线的流动，由此允许所述装置选择性地执行使用用漂洗液稀释的化学液体的液体处理，或仅使用漂洗液的液体处理。
本发明提供一种液体处理方法，包括以下步骤从布置在处理槽内的多个处理液供给喷嘴中选择的一个或多个处理液供给喷嘴排放处理液，每个喷嘴具有指向容纳在处理槽内的加工对象的排放口；之后改变多个处理液供给喷嘴中至少一个的处理液排放条件。
在一个优选实施例中，以不同高度布置的处理液供给喷嘴在不同的处理液排放周期内排放处理液。
在另一个实施例中，在加工对象一侧上布置的处理液供给喷嘴排放处理液，之后在加工对象另一侧上布置的处理液供给喷嘴排放处理液。
本发明提供一种液体处理方法，包括以下步骤通过将加工对象浸没在容纳了处理液的处理槽内来执行化学液体处理；执行漂洗液处理，该处理漂洗加工对象并用漂洗液替换化学液体，其中所述漂洗液处理包括以下步骤从布置在处理槽内的多个处理液供给喷嘴中选择的一个或多个处理液供给喷嘴排放漂洗液，每个喷嘴具有指向容纳在处理槽内的加工对象的排放口；之后改变多个处理液供给喷嘴中的至少一个的漂洗液排放条件。
在一个优选实施例中，在执行漂洗液处理的时间周期内，在加工对象一侧上布置的处理液供给喷嘴和在加工对象另一侧上布置的处理液供给喷嘴都排放漂洗液。
在另一个实施例中，在漂洗液处理中，多个处理液供给喷嘴中的最低位置的喷嘴排放漂洗液，之后所有的处理液供给喷嘴排放处理液。
在另一个实施例中，在漂洗液处理中，所有的处理液供给喷嘴排放漂洗液，之后多个处理液供给喷嘴中的最低位置的喷嘴排放漂洗液，然后所有的处理液供给喷嘴排放漂洗液。
本发明提供一种存储软件的存储媒体，所述软件由液体处理装置的控制计算机运行，其中所述控制计算机控制液体处理装置以在运行软件时执行根据本发明的液体处理方法。
图1是示出了本发明的第一实施例中的液体处理装置的管道系统的管道图，以及处理槽的示意性剖面图；图2是在图1中示出的处理槽的示意性平面图；图3是示出了在根据本发明的液体处理方法的化学液体处理步骤中化学液体供给条件的示意性剖面图；图4是示出了不同于第一实施例、在本发明的第二实施例中的部分液体处理装置的管道图；图5是示出了在根据本发明的液体处理方法的另一个化学液体处理步骤中化学液体供给条件的示意性剖面图；图6是示出了在根据本发明的液体处理方法的又一个化学液体处理步骤中化学液体供给条件的示意性剖面图；图7是示出了不同于第一实施例、在本发明的第三实施例中的部分液体处理装置的管道图；图8是示出了在根据本发明的液体处理方法的漂洗液处理步骤中漂洗液供给条件的示意性剖面图；图9是示出了在根据本发明的液体处理方法的另一个漂洗液处理步骤中漂洗液供给条件的示意性剖面图；图10是示出了在根据本发明的液体处理方法的又一个漂洗液处理步骤中漂洗液供给条件的示意性剖面图；和图11是示出了在漂洗液处理中电阻率的恢复期的图表。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述本发明的最佳实施例。这里，根据本发明的液体处理装置应用于半导体晶片的清洁装置。
第一实施例参考图1-3和8-10描述第一实施例。
在示出了根据本发明的液体处理装置的结构的图1和2中，液体处理装置包括处理槽1，用于容纳半导体晶片W(下文称为“晶片W”)，也就是加工对象。多对处理液供给喷嘴11R、12R、13R、14R、11L、12L、13L和14L布置在处理槽1内晶片W的两侧上。各个喷嘴朝晶片W供给处理液。在该实施例中，选择性地供给作为漂洗液的化学液体或漂洗液。特别地，用漂洗液稀释化学液体，并将其供给到晶片W。在该实施例中，化学液体是氢氟酸(HF)，而漂洗液是去离子水(DIW)。用去离子水稀释氢氟酸以作为稀释的氢氟酸(DHF)进行供给。在示出的实施例中，用下标R表示的右侧喷嘴(属于第一组的喷嘴)和用下标L表示的左侧喷嘴(属于第二组的喷嘴)分别沿处理槽1的相对侧壁布置。喷嘴11R、12R、13R、14R竖直地彼此隔开，并从晶片W右侧的侧壁的底部按照该顺序布置。喷嘴11L、12L、13L和14L竖直地彼此隔开，并从晶片W左侧的侧壁的底部按照该顺序布置。用相同数字表示的喷嘴布置在相同的高度。然而，右侧喷嘴和左侧喷嘴可以竖直地交错。当这些喷嘴11R、12R、13R、14R、11L、12L、13L和14L不必单独标识出时，这些喷嘴也可以表示为“喷嘴10”。液体处理装置还包括处理液供给阀21R、22R、23R、24R、21L、22L、23L和24L，每个阀都用于控制向各个喷嘴11R、12R、13R、14R、11L、12L、13L和14L供给处理液。当这些阀21R、22R、23R、24R、21L、22L、23L和24L不必单独标识出时，这些阀也可以表示为“阀20”。每个阀20可以打开和关闭，并且可以调节其开度。液体处理装置还包括开关阀35和35A。该开关阀35和35A用作切换装置，用于将对喷嘴10的DHF供给切换到DIW供给，反之亦然。液体处理装置还包括用作控制器包括了中央处理单元5(下文称为“CPU5”)的控制计算机50，用于控制开关阀35和35A。
能够竖直移动的晶片舟2布置在处理槽1上方。晶片舟2具有用于保持多个例如50个晶片W的保持杆2a，这些晶片以竖直状态沿水平方向对准。通过降低晶片舟2，可以将由晶片舟2保持的多个晶片W装载到处理槽1内。
如图2所示的，每个处理液供给喷嘴10的形式为沿处理槽1的侧壁水平延伸的管。在每个喷嘴10中形成多个喷嘴孔10a。喷嘴孔10a的节距与由晶片舟2保持的晶片W的节距相同。每个喷嘴孔10a定位在相应于相邻晶片W之间的空间的位置。多个喷嘴孔10a中的每两个喷嘴孔相对喷嘴10的纵向方向形成在相同的位置。两个喷嘴孔10a布置成使得一个喷嘴向上喷出处理液，而另一个喷嘴向下喷出处理液。在图3中，从表示处理液的喷出方向的箭头可以明显看出，两个喷嘴孔10a中至少一个的轴线指向相邻晶片W之间的空间。换句话说，从竖直于晶片W的表面的方向来看(参见图3)，两个喷嘴孔10a中至少一个的轴线延长线横过晶片W。这样，处理液从每两个喷嘴孔10a中的至少一个喷出到相邻晶片W之间的空间。
再次参考图1，液体处理装置包括处理液供给源3，其具有去离子水(漂洗液)供给源30和化学液体供给源32。处理液供给线4与去离子水供给源30连接，用于将处理液供给到各个处理液供给喷嘴10。与化学液体供给喷嘴32连接的化学液体供给线31也与处理液供给线4连接。处理液供给线4分成用于右侧喷嘴的管线4R和用于左侧喷嘴的管线4L。每个管线4R和4L分成多个支线41，所述支线分别与处理液供给喷嘴10连接。每个支线41具有处理液供给阀(也参见图2)和流速计6(未在图2中示出)中的一个。根据从控制计算机50发出的控制信号，打开和关闭每个阀20，如果需要调节每个阀20的开度。
化学液体供给源32包括化学液体储存容器33；高压气体(在该实施例中是氮气(N2))供给源34，用于压缩存储在化学液体储存容器33中的浓缩化学液体(HF)以将浓缩的化学液体供给到化学液体供给线31中；连接化学液体储存容器33和N2气体供给源34的气体供给线36；布置在气体供给线36上以调节HF从化学液体容器33的供给速度的开关阀35；和布置在化学液体供给线31上的开关阀35A。处理液的切换装置包括开关阀35和35A。根据从控制计算机50发出的控制信号打开和关闭开关阀35和35A。当打开开关阀35和35A时，从化学液体供给线31流出的HF流入处理液供给线4，以并入通过处理液供给线4流动的DIW。这样，DHF作为处理液被供给到喷嘴10。当关闭开关阀35和35A时，仅仅向喷嘴10供给DIW。过滤器F布置在气体供给线36上N2气体供给源34和开关阀35之间的位置处。
参考图3和8-10描述由如上面所构成的液体处理装置执行的化学液体处理和漂洗液处理的顺序。
下面描述的化学液体处理过程和漂洗液处理过程在包括CPU5即控制器的控制计算机50的控制下自动执行。所有液体处理装置的功能元件(包括上述的处理液供给阀20和开关阀35和35A)通过信号线与控制计算机50连接，并因此根据控制计算机50给出的指令进行操作。这里，功能元件表示操作成执行预定液体处理过程的所有元件。也就是，功能元件不仅包括控制元件，例如用于控制供给处理液的阀，还包括用于晶片舟2的驱动机构、未示出的基底传送装置等等。控制计算机50通常是通用计算机，其能够根据运行的软件实现给定的功能。
除了CPU5，控制计算机50包括用于支持CPU5的电路51和用于存储控制软件的存储媒体52。当运行控制软件时，控制计算机50控制液体处理装置的功能元件，特别地是与液体供给操作相关的功能元件，如处理液供给阀20和开关阀35和35A，从而执行下面描述的化学液体处理过程和漂洗处理过程的各个步骤，所述两个处理过程由预定的处理方法(处理液供给顺序或阀操作顺序)限定。
存储媒体52可以固定地安装在控制计算机50上。可替换地，存储媒体52可以可拆卸地装载到安装于控制计算机50上的读出装置上，并由读出装置读取。在最典型的实施例中，存储媒体52是硬盘驱动器，其中通过液体处理装置的制造商的维修人员安装了控制软件。在另一个实施例中，存储媒体52可以是可去除的磁盘如其中写入了控制软件的CD-ROM或DVD-ROM。该可去除的磁盘由安装在控制计算机50上的光阅读器读出。存储媒体52可以是RAM(随机存储器)型或ROM(只读存储器)型。可替换地，存储媒体52可以是盒式ROM或存储卡。总之，可以采用计算机技术领域中已知的任何介质作为存储媒体52。在使用多个液体处理装置的工厂中，对每个液体处理装置的控制计算机50执行全面控制的管理计算机在其中存储了控制软件。在这种情况下，各个液体处理装置通过通信线由管理计算机操作，以执行预定的液体处理过程。同时，尽管在图4和7中为了简单仅示出了控制计算机(50)CPU5，但是在这些附图中示出的液体处理装置实际上包括具有与图1中所示的相同结构的控制计算机。
首先，将由未示出的晶片传送装置保持的多个如50个晶片W输送到晶片舟2，并降低晶片舟2以将晶片W浸没在之前存储在处理槽1内的DHF中。
其次，根据预定的处理液供给顺序以下面描述的方式切换处理液供给阀(下文简单称为“阀”)20，从而执行化学液体处理过程。首先，仅打开阀21R和21L以从最低位置的处理液供给喷嘴(下文简单称为“喷嘴”)11R和11L排放DHF，从而执行(参见图3(a))第一化学液体处理步骤(第一蚀刻处理步骤)。在第一蚀刻处理步骤执行一段时间之后，关闭阀21R和21L，然后仅打开阀22R和22L以从底部起的第二个喷嘴12R和12L排放DHF，从而执行(参见图3(b))第二化学液体处理步骤(第二蚀刻处理步骤)。在第二蚀刻处理步骤执行一段时间之后，关闭阀22R和22L，然后仅打开阀23R和23L以从底部起的第三个喷嘴13R和13L排放DHF，从而执行(参见图3(c))第三化学液体处理步骤(第三蚀刻处理步骤)。在第三蚀刻处理步骤执行一段时间之后，关闭阀23R和23L，然后仅打开阀24R和24L以从底部起的第四个喷嘴14R和14L排放DHF，从而执行(参见图3(d))第四化学液体处理步骤(第四蚀刻处理步骤)一段时间。通过这种方式，完成化学液体处理过程(蚀刻处理过程)。
在上面的化学液体处理过程中，DHF(处理液)从多个喷嘴顺序排出，所述喷嘴以多级的方式竖直布置并配置成朝晶片W排放DHF。这样，在第一至第四化学液体处理步骤的至少一个步骤中，每个晶片W的每个区域都暴露在高流速的DHF流下。因此，改进了每个晶片W在平面内的蚀刻均匀性。
此外，如从竖直于晶片表面的方向所看到的(参见图3)，其中心位于晶片表面的对流(这意味着在晶片表面存在滞留区)大体上不会产生。因此，可以防止微粒再次附着在晶片W上(这可能在滞留区发生)。也就是说，在蚀刻处理过程中产生的微粒从处理槽1随着从处理槽1溢出的液体一起被排出。
当完成蚀刻处理过程(化学液体处理过程)时，关闭开关阀35以停止化学液体的供给。之后，处理液供给阀20切换成以这样一种方式执行漂洗液处理过程，在所述方式中在不同的时间周期内实现不同处理液(DIW)的供给条件。
如图8(a)所示，首先，打开阀21R和21L以从最低位置的喷嘴11R和11L排出作为漂洗液的DIW，从而执行第一漂洗液处理步骤一段时间。然后，如图8(b)所示，打开阀22R、23R、24R、22L、23L和24L，同时阀21R和21L仍然打开，从而从所有的喷嘴11R、12R、13R、14R、11L、12L、13L和14L排出DIW，由此执行第二漂洗液处理步骤一段时间。通过这种方式，通过用DIW替换处理槽1内的DHF以及使DHF和DIW从处理槽1溢出来执行漂洗液处理过程。
在上面的漂洗液处理中，在第一漂洗液处理步骤中从最低位置的喷嘴11R和11L供给DIW。这样，难以被DIW替换的、处于处理槽1底部的DHF被携带于以高的流速在处理槽1的底部流动并最终从处理槽1溢出的DIW流中，由此可以快速地用DIW替换处理槽1的底部的DHF。此外，从布置于晶片W旁边的喷嘴10朝晶片W排放DIW。这样，与使用了布置在处理槽底部并向上供给漂洗液的喷嘴的情况相比，即使以高的流速从喷嘴10排放DIW，晶片W也不会被抬起。这样，在第二漂洗液处理步骤中，能够以高的流速从喷嘴10排放DIW，因此能够用DIW快速有效地替换DHF，这样可以改进液体处理过程的产量。快速地替换处理液能够使在漂洗液处理过程中残留在处理槽1内的HF组分的作用最小，这样可以改进蚀刻处理过程的均匀性。在第二漂洗液处理步骤中，优选增大每个处理液供给阀20的开度。
上面描述的漂洗液处理过程可以按如下方式修改。
在第一种修改中，如图9(a)所示，在第一漂洗液处理步骤中，打开阀21R和21L以仅从最低位置的喷嘴11R和11L排出DIW，其操作与图8(a)所示的相同；之后，如图9(b)所示，在第二漂洗液处理过程中，打开阀22R、23R、24R，同时阀21R和21L保持打开，从而从最低位置的左侧喷嘴11L和所有的右侧喷嘴11R、12R、13R和14R排出DIW，由此执行第一种修改中的漂洗液处理，同时处理槽1中的液体从其中溢出。可替换地，在第二漂洗液处理步骤中，可以从最低位置的右侧喷嘴11R和所有的左侧喷嘴11L、12L、13L和14L排出DIW。利用上面的操作，由于在任何两个相邻的晶片W之间的空间中不会产生DIW流的碰撞，因此DIW流能够平稳地流过任何两个相邻的晶片W之间的空间。这样，能够有效地执行漂洗液处理。此外在这种情况下，即使在第二漂洗液处理步骤中以高的流速排出DIW，晶片W也不可能会被抬起。
在第二种修改中，如图10(a)和10(b)所示，顺序执行与参考图9(a)和9(b)描述的第一和第二漂洗液处理步骤相同的第一和第二漂洗液处理步骤。之后，如图10(c)所示，执行与参考图8(b)描述的第二漂洗液处理步骤相同的第三漂洗液处理步骤。
在如图8至10所示的漂洗液处理中，在执行第一漂洗液处理步骤之前，换句话说，在从最低位置的喷嘴11R和11L排出DIW之前，可以从所有的喷嘴21R、22R、23R、24R、11L、12L、13L和14L排出DIW。在这种情况下，排出DIW的时间周期的大小可以确定为使得它确保残留在各个处理液供给喷嘴10中以及处理液供给喷嘴上游的DHF被从其中去除。如果通过这种方式预先清除了残留的DHF，那么就能够有效地执行DHF的替换。
在完成包括多个处理步骤的漂洗液处理过程之后，关闭所有的处理液供给阀20，通过升起晶片舟2将晶片W从处理槽1卸载并输送到未示出的晶片传送装置。通过这种方式，完成一系列液体处理过程。
上面描述的漂洗液处理过程也可以按如下方式修改。在从最低位置的供给喷嘴11R和1L排出DIW一段时间之后，从供给喷嘴12R、13R、14R、12L、13L和14L中选择的一个或多个喷嘴排出DIW，同时继续从供给喷嘴11R和1L排出DIW。在这种情况下，在每个时间周期中改变从供给喷嘴12R、13R、14R、12L、13L和14L中选择的喷嘴或喷嘴组合。
在上面描述的化学液体处理过程的各个化学液体处理步骤中，从以相同高度布置的右侧和左侧喷嘴10同时排出DHF。但是该操作不限于此。可以在某一化学液体处理步骤中从以不同高度布置的右侧和左侧喷嘴10同时排出DHF，或者在某一化学液体处理步骤中仅从右侧或仅从左侧上的一个或多个喷嘴10同时排出DHF。通过仅使用右侧供给喷嘴10或仅使用左侧供给喷嘴10同时适当地切换排出液体的喷嘴可以执行化学液体处理过程。
如上所述，根据第一实施例，利用了多个处理液供给喷嘴10，并且在每个处理液供给周期内至少一个喷嘴10的处理液供给条件与之前紧邻的处理液供给周期内的供给条件(在该实施例中是从排放状态到非排放状态，反之亦然)不同。因此在每个处理液供给周期内改变处理液流动的条件，从而实现具有改进均匀性的快速液体处理。
第二实施例参考图4-6描述第二实施例。图4是示出了在第二实施例中的液体处理装置的部件的管道图，其不同于第一实施例中的那些部件。未在图4中示出的、第二实施例的液体处理装置的部件与第一实施例的液体处理装置的部件相同，因此省略了对其详细的描述。
在第二实施例中，由开关阀37a和37b构成的选择阀装置37布置在化学液体供给线31上。选择阀装置37可根据从CPU5(控制计算机)发出的信号进行控制，使得当从处理液供给喷嘴10供给的DHF的总流速改变时，所供给的DHF中的HF浓度不会改变。
选择阀装置37包括两个并联布置的开关阀，一个是布置在化学液体供给线31上用于高流速的第一开关阀，另一个是布置在从化学液体供给线31分支的旁路38上用于低流速的第二开关阀37b。在该实施例中，第一开关阀37a在被打开时允许HF以2L/分钟从其中流过，而第二开关阀37b在被打开时允许HF以1L/分钟从其中流过。
为了保持DHF中的HF浓度不变，根据来自CPU5(控制计算机)的控制信号选择性地打开第一和第二开关阀37a和37b。在该实施例中，当打开两个处理液供给阀(例如，阀21R和21L)以仅从两个处理液供给喷嘴(例如，喷嘴11R和11L)供给DHF时，供给到处理槽1的DHF的总流速是20L/分钟。当打开供给阀21R至24R以及21L至24L中的一个以仅从供给喷嘴11R至14R以及11L至14L中的一个供给DHF时，供给到处理槽1的DHF的总流速是10L/分钟。第一和第二开关阀37a和37b切换成使得在两种情况下供给到处理槽1的DHF中的HF浓度相同。也就是说，当从两个喷嘴11R和11L供给DHF时，打开用于高流速的第一开关阀37a以允许HF以2L/分钟流入处理液供给线4。当仅从一个喷嘴10(例如，供给喷嘴11R)供给DHF时，打开用于低流速的第二开关阀37b以允许HF以1L/分钟流入第一供给线。这样，在前后两种情况下DHF中的HF浓度能够相同。
参考图5描述由第二实施例的液体处理装置执行的一系列液体处理过程。
首先，将由未示出的晶片传送装置保持的多个如50个晶片W输送到晶片舟2，然后通过降低晶片舟2将晶片W浸没在之前存储在处理槽1内的DHF中。之后，在控制计算机50的控制下，顺序地打开和关闭各个阀20以执行如下所述的处理。
首先，仅打开阀21R和21L以从最低位置的处理液供给喷嘴11R和11L排放DHF，从而执行(参见图5(a))第一化学液体处理步骤(第一蚀刻处理步骤)。在第一蚀刻处理步骤执行一段时间之后，关闭阀21R和21L，然后仅打开阀22R和22L以从底部起的第二个喷嘴12R和12L排放DHF，从而执行(参见图5(b))第二化学液体处理步骤(第二蚀刻处理步骤)。在第二蚀刻处理步骤执行一段时间之后，关闭阀22R和22L，然后仅打开阀23L以从底部起的第三个左侧喷嘴13L排放DHF，从而执行(参见图5(c))第三化学液体处理步骤(第三蚀刻处理步骤)。在第三蚀刻处理步骤执行一段时间之后，关闭阀23L，然后仅打开阀23R以从底部起的第三个右侧喷嘴13R排放DHF，从而执行(参见图5(d))第四化学液体处理步骤(第四蚀刻处理步骤)。在第四蚀刻处理步骤执行一段时间之后，关闭阀23R，然后仅打开阀24L以从左侧最高位置的喷嘴14L排放DHF，从而执行(参见图5(e))第五化学液体处理步骤(第五蚀刻处理步骤)。在第五蚀刻处理步骤执行一段时间之后，关闭阀24L，然后仅打开阀24R以从右侧最高位置的供给喷嘴14R排放DHF，从而执行(参见图5(f))第六化学液体处理步骤(第六蚀刻处理步骤)。通过这种方式，完成一系列化学液体处理过程(蚀刻处理过程)。
如图6所示，代替前述第一至第六处理步骤，通过顺序执行以下步骤可以进行蚀刻处理过程在第一蚀刻处理步骤(参见图6(a))中从供给喷嘴11R和11L排放DHF；在第二蚀刻处理步骤(参见图6(b))中从供给喷嘴12R和12L排放DHF；在第三蚀刻处理步骤(参见图6(c))中从供给喷嘴13L排放DHF；在第四蚀刻处理步骤(参见图6(d))中从供给喷嘴14R排放DHF；在第五蚀刻处理步骤(参见图6(e))中从供给喷嘴14L排放DHF；在第六蚀刻处理步骤(参见图6(f))中从供给喷嘴13R排放DHF。
如果从如图5(c)至5(f)以及图6(c)至图6(f)所示的仅仅一侧上的喷嘴10排出DHF，就不会在晶片W的中央区域附近产生DHF流的碰撞，而当从右侧和左侧上的喷嘴10同时排出DHF时就会产生碰撞。因此，DHF在晶片W的中央区域附近平稳地高速流动，这样可以确保有效地处理晶片W的中央区域。由于DHF流的碰撞而产生的不规则DHF流可能削弱平面内晶片处理的均匀性。然而，如果仅从一侧上的供给喷嘴10供给DHF就永远不会发生这种问题。
在图4中，选择阀装置37包括两个能够进行二级流速调节的开关阀37a和37b。然而，通过为化学液体供给线提供附加旁路，以及为选择阀装置提供三个或多个开关阀，所述装置37可以配置成允许三级或多级流速调节。
在完成蚀刻处理过程之后，第二实施例中的液体处理装置可以执行类似于第一实施例中的漂洗液处理过程。
第三实施例参考图7描述第三实施例。图7是示出了在第二实施例的液体处理装置的部件的管道图，其不同于第一实施例中的那些部件。未在图4中示出的、第二实施例的液体处理装置的部件与第一实施例的液体处理装置的部件相同，因此省略了对其详细的描述。
在第三实施例中，第一流速计39a和第二流速计39b分别布置在处理液供给线4和化学液体供给线31上。其开度可以调节的流动控制阀37A布置在处理液供给线4和化学液体供给线31之间的连接件上，或者布置在连接件附近的化学液体供给线31的一部分上。
流过处理液供给线4的DIW的流速用第一流速计39a测量，测量的流速传送给控制计算机(CPU5)。流过化学液体供给线31的HF的流速用第二流速计39b测量，测量的流速传送给控制计算机。通过使用预先存储在计算机中的数据或关系表达式，控制计算机根据第一流速计39a检测到的DIW流速计算所需的HF流速，从而获得供给到供给喷嘴10的DHF的预定浓度。然后通过使用第二流速计39b的检测信号，控制计算机以反馈控制的模式控制流动控制阀37A的开度。这样，不管DHF的流速如何，DHF浓度可以保持恒定。
在第三实施例中的液体处理装置可以执行与第一和第二实施例中类似的蚀刻处理过程和漂洗液处理过程。
在第一至第三实施例中，化学液体处理过程是所谓的DHF清洁过程，但是并不限于此，它可以是另一个化学液体清洁过程，如使用NH4OH的APM清洁过程、使用HCL和H2O2的HPM清洁过程、使用HF和H2O2的FPM清洁过程、使用HF和NH4F的BHF清洁过程。化学液体处理过程不限于所谓的清洁过程，它可以是所谓的湿蚀刻过程。加工对象不限于半导体晶片，例如它可以是LCD玻璃衬底。
实例为了比较根据本发明的漂洗处理过程和传统的漂洗处理过程，进行了实验。
实验条件在用DHF蚀刻半导体晶片W之后，在以下条件下进行漂洗液处理。在本发明的实例中，从最低位置的供给喷嘴11R和11L以40L/分钟的总流速排放DIW两分钟，之后从六个处理液供给喷嘴12R、13R、14R、12L、13L和14L以90L/分钟的总流速排放DIW。另一方面，在比较实例中，从布置在处理槽底部的两个处理液供给喷嘴(相应于喷嘴11R和11L)以40L/分钟的总流速排放DIW。
根据处理槽内液体电阻率的变化来估计每个实例的漂洗液处理效果。如图11所示，在比较实例中，处理槽内液体的电阻率经过大约16至17分钟达到大约14MΩ-cm的数值(该数值表示处理槽内DHF被DIW完全替换)。另一方面，在本发明的实例中，处理槽内液体的电阻率经过大约10至11分钟达到大约14MΩ-cm的数值(该数值比比较实例中的数值少六分钟)。
权利要求
1.一种用于对加工对象执行液体处理的液体处理装置，包括适于在其中容纳处理液和加工对象的处理槽；在处理槽内的加工对象旁边以不同高度布置的多个处理液供给喷嘴，每个喷嘴具有指向容纳在处理槽内的加工对象的排放口；适于控制从处理液供给源向处理液供给喷嘴供给处理液的多个处理液供给阀；以及顺序控制器，其配置成根据预定的操作顺序控制处理液供给阀的操作，使得从多个处理液供给喷嘴中选择的一个或多个处理液供给喷嘴在每个处理液供给周期内排放处理液，以及在每个处理液供给周期内多个处理液供给喷嘴中的至少一个的处理液供给条件与之前紧邻的处理液供给周期内的供给条件不同
2.如权利要求1所述的液体处理装置，其中所述多个处理液供给喷嘴分成第一组和第二组，属于第一组的处理液供给喷嘴布置在加工对象一侧上的不同高度，而属于第二组的处理液供给喷嘴布置在加工对象另一侧上的不同高度。
3.如权利要求2所述的液体处理装置，其中所述多个处理液供给喷嘴布置成使得第一组包括的处理液供给喷嘴每个都定位在相应于属于第二组的每个处理液供给喷嘴的高度。
4.如权利要求3所述的液体处理装置，其中液体处理是使用化学液体作为处理液来处理加工对象的处理；和控制器配置成控制处理液供给阀使得以相同高度布置的第一组中的一个处理液供给喷嘴和第二组中的一个处理液供给喷嘴至少在所述多个处理液供给周期的一部分周期内同时排放处理液。
5.如权利要求3所述的液体处理装置，其中液体处理是使用化学液体作为处理液来处理加工对象的处理；和控制器配置成控制处理液供给阀使得至少在所述多个处理液供给周期的一部分周期内反复交替地实现以下条件一种条件是属于第一组的一个处理液供给喷嘴排放化学液体，同时以相应于属于第一组的所述一个处理液供给喷嘴的高度布置的属于第二组的处理液供给喷嘴不排放化学液体；一种条件是属于第二组的一个处理液供给喷嘴排放化学液体，同时以相应于属于第二组的一个处理液供给喷嘴的高度布置的属于第一组的处理液供给喷嘴不排放化学液体。
6.如权利要求1所述的液体处理装置，其中液体处理是使用漂洗液作为处理液来处理加工对象的处理；和控制器配置成控制处理液供给阀使得以不同高度布置的所述多个处理液供给喷嘴中的最低位置的喷嘴排放漂洗液，之后最低位置的处理液供给喷嘴和从除最低位置的处理液供给喷嘴之外的处理液供给喷嘴中选择的至少一个处理液供给喷嘴排放漂洗液。
7.如权利要求6所述的液体处理装置，其中控制器配置成控制处理液供给阀使得最低位置的处理液供给喷嘴排放漂洗液，之后所有的处理液供给喷嘴排放漂洗液。
8.如权利要求3所述的液体处理装置，其中液体处理是使用漂洗液作为处理液来处理加工对象的处理；和控制器配置成控制处理液供给阀使得至少在多个处理液供给周期的一个周期内，属于第一组的一个处理液供给喷嘴排放化学液体，同时以相应于属于第一组的一个处理液供给喷嘴的高度布置的属于第二组的处理液供给喷嘴不排放化学液体。
9.如权利要求1所述的液体处理装置，其中液体处理是使用用漂洗液稀释的化学液体作为处理液来处理加工对象的处理；处理液供给源包括化学液体供给源和漂洗液供给源；与化学液体供给源连接的化学液体供给线并入到处理液供给线中，该处理液供给线将漂洗液供给源与处理液供给喷嘴连接；化学液体供给线具有流动控制装置，其适于控制化学液体从化学液体供给线流入处理液供给线的流速；以及控制器配置成根据通过处理液供给线向处理液供给喷嘴供给的处理液的流速来控制流动控制装置，使得处理液中化学组分的浓度大体上保持不变。
10.如权利要求9所述的液体处理装置，其中控制器配置成控制处理液供给阀使得在一个处理液供给周期内排放处理液的处理液供给喷嘴的数量不同于在所述一个处理液供给周期之后的另一个处理液供给周期内排放处理液的处理液供给喷嘴的数量；控制器还配置成根据排放处理液的处理液供给喷嘴的数量控制流动控制装置，使得在所述一个处理液供给周期内流过处理液供给线的处理液中的化学组分的浓度与在所述另一个处理液供给周期中的浓度相同。
11.如权利要求9所述的液体处理装置，其中流动控制装置适于切断化学液体从化学液体供给线向处理液供给线的流动，由此允许所述装置选择性地执行使用用漂洗液稀释的化学液体的液体处理，或仅使用漂洗液的液体处理。
12.一种液体处理方法，包括以下步骤从布置在处理槽内的多个处理液供给喷嘴中选择的一个或多个处理液供给喷嘴排放处理液，每个喷嘴具有指向容纳在处理槽内的加工对象的排放口；之后改变多个处理液供给喷嘴中至少一个的处理液排放条件。
13.如权利要求12所述的液体处理方法，其中以不同高度布置的处理液供给喷嘴在不同的处理液排放周期内排放处理液。
14.如权利要求12所述的液体处理方法，其中在加工对象一侧上布置的处理液供给喷嘴排放处理液，之后在加工对象另一侧上布置的处理液供给喷嘴排放处理液。
15.一种液体处理方法，包括以下步骤通过将加工对象浸没在容纳了处理液的处理槽内来执行化学液体处理；执行漂洗液处理，该处理漂洗加工对象并用漂洗液替换化学液体，其中所述漂洗液处理包括以下步骤从布置在处理槽内的多个处理液供给喷嘴中选择的一个或多个处理液供给喷嘴排放漂洗液，每个喷嘴具有指向容纳在处理槽内的加工对象的排放口；以及之后改变所述多个处理液供给喷嘴中的至少一个的漂洗液排放条件。
16.如权利要求15所述的液体处理方法，其中在执行漂洗液处理的时间周期内，在加工对象一侧上布置的处理液供给喷嘴和在加工对象另一侧上布置的处理液供给喷嘴都排放漂洗液。
17.如权利要求15所述的液体处理方法，其中在漂洗液处理中，多个处理液供给喷嘴中的最低位置的喷嘴排放漂洗液，之后所有的处理液供给喷嘴排放处理液。
18.如权利要求15所述的液体处理方法，其中在漂洗液处理中，所有所述处理液供给喷嘴排放漂洗液，之后所述多个处理液供给喷嘴中的最低位置的喷嘴排放漂洗液，然后所有所述处理液供给喷嘴排放漂洗液。
19.一种存储了软件的存储媒体，所述软件可由液体处理装置的控制计算机运行，其中所述控制计算机控制液体处理装置以在运行软件时执行液体处理方法，其中所述液体处理方法由权利要求12至18中的任何一个限定。
全文摘要
处理液供给喷嘴(10)分别布置在处理槽(1)内半导体晶片(W)的左右两侧。每个喷嘴(10)的排放口面对半导体晶片(W)。根据预定工序，从一个或多个选定喷嘴(10)排放处理液。为了执行化学液体处理，例如首先从最低位置处的喷嘴(10)排放处理液，然后将用于排放化学液体的喷嘴(10)顺序改变成上面的喷嘴。为了执行漂洗处理，在用漂洗液替代处理槽(1)内的化学液体的同时，例如首先从最低位置处的喷嘴(10)排放漂洗液，然后从所有喷嘴(10)排放漂洗液。通过这样，有效且均匀地改进液体处理。
文档编号H01L21/00GK1942606SQ20058001135
公开日2007年4月4日 申请日期2005年3月30日 优先权日2004年4月15日
发明者鹤崎广太郎, 田中裕司, 户岛孝之, 江岛和善 申请人:东京毅力科创株式会社