基板处理装置的制作方法

文档序号:31053583发布日期:2022-08-06 09:33阅读:743来源:国知局
基板处理装置的制作方法

1.本发明涉及一种将基板浸渍于贮存于处理槽的药液、纯水等处理液中,且在处理液内对上述基板供给气泡并进行处理的基板处理装置。
2.以下所示的日本技术的说明书、附图及权利要求书的公开内容是通过参照而将其全部内容并入本说明书中:
3.日本特愿2019-236758(2019年12月26日申请)
4.日本特愿2020-130002(2020年7月31日申请)。


背景技术:

5.在半导体装置的制造领域中,为了应对半导体装置的高密度化与大容量化,期望形成高纵横比的凹部的技术。例如,三维nand型非挥发性半导体装置(以下,称为“3d-nand内存”)的制造过程中,包含以下工序:对层叠有多个氧化硅膜(sio2膜)与氮化硅膜(sin膜)的层叠体沿层叠方向形成凹部后,经由凹部将sin膜通过湿蚀刻去除。为了执行该工序,例如研究了使用专利文献1所记载的基板处理装置。
6.使用基板处理装置进行上述湿蚀刻的情形时,使用sin膜的蚀刻剂的一例即包含磷酸的药液作为处理液。更具体而言,基板处理装置中,在形成于处理槽内部的贮存空间的内底部配置喷出管,从该喷出管向贮存空间供给处理液。因此,处理槽中,处理液一边从处理槽溢流一边以一定量贮存于处理槽中。并且,将具有上述凹部构造的基板浸渍于贮存于处理槽的处理液中。另外,基板处理装置中,与喷出管同样,将气泡供给管配置于贮存空间的内底部,从贮存空间的内底部向溢流面供给气泡。这些气泡在处理液内上升而供给至基板。通过这样对基板的气泡供给,可对凹部迅速且连续地供给新鲜处理液。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1:日本特开2016-200821号公报
10.专利文献2:日本特开2003-40649号公报
11.专利文献3:日本特开2009-98270号公报


技术实现要素:

12.发明要解决的课题
13.虽然专利文献1中未记载气泡供给管的详细构成,但基板处理装置中,多使用将多孔质材料加工成管状者(专利文献2)、对筒状构件以一定间隔以列状设置有多个贯通孔者(专利文献3)等作为气泡供给管。若从气体供给源对这些气泡供给管输送氮气等气体,则该气体从设置于气泡供给管表面的多个开口(多孔质孔、贯通孔)排出,由此向处理液内供给气泡。如此供给的气泡的尺寸大于开口尺寸。究其原因,是由于气泡如下供给的缘故。即,气泡产生后,气泡立即密接于气泡供给管的表面中的开口周围。并且,随着时间经过,密接区域以开口为中心放射状扩展后,气泡从气泡供给管的开口及密接区域脱离,供给至处理液
内。
14.如此,以往技术中,气泡尺寸大于作为气泡排出口发挥功能的开口的尺寸,有难以有效进行利用气泡供给对基板表面供给新鲜处理液的问题。另外,专利文献1、专利文献3所记载的基板处理装置中,由于使多个基板以一定间隔隔开且一起进行处理,因此气泡难以进入基板之间。因此,以往的基板处理装置中,提高基板处理质量也有一定界限。
15.本发明鉴于上述问题而完成,其目的在于在将基板浸渍于贮存于处理槽的处理液中且在处理液中对上述基板供给气泡并进行处理的基板处理装置中,缩小气泡尺寸并提高处理质量。
16.用于解决课题的方法
17.本发明为一种基板处理装置,其特征在于,具备:处理槽,其具有贮存处理液的贮存空间,通过将基板浸渍于贮存于贮存空间的处理液中而对基板进行处理;基板保持部,其将基板以竖立姿势保持在贮存空间内;处理液排出部,其设置于由基板保持部保持的基板的下方侧,对贮存空间排出处理液,在贮存空间内形成处理液的流动;以及气泡供给部,其具有在贮存空间内配置于由基板保持部保持的基板的下方侧的配管、和在处理液的流动方向上从配管突出设置的中空状的突出设置部位,将经由配管送往突出设置部位的气体从设置于突出设置部位前端的气泡排出口排出,向贮存于贮存空间的处理液内供给气泡。
18.发明效果
19.如上所述,根据本发明,气泡供给部的气泡排出口设置于从配管突出设置的突出设置部位的前端而非设置于配管。因此,可将气泡供给部中的气泡从气泡排出口脱离且在即将供给至处理液之前密接的密接区域限定于突出设置部位的前端面,与在配管的侧壁设有气泡排出口时相比能够更狭小化。其结果,可缩小气泡尺寸,提高处理质量。
20.上述本发明的各方式所具有的多个构成要件并非全部必须,为了解决上述问题的部分或全部,或为了达成本说明书中记载的效果的部分或全部,可适当对上述多个构成要件的部分构成要件进行其变更、删除或替换为新的其他构成要件,可进行限定内容的部分删除。另外,为了解决上述问题的部分或全部,或为了达成本说明书中记载的效果的部分或全部,也可使上述本发明的一方式所含的技术特征的部分或全部与上述本发明的其他方式所含的技术特征的部分或全部组合,作为本发明的独立的一个方式。
附图说明
21.图1为显示装备本发明的基板处理装置的第1实施方式的基板处理系统的概略构成的俯视图。
22.图2为显示本发明的基板处理装置的第1实施方式的概略构成的示意图。
23.图3为示意性显示图2所示的基板处理装置的主要构成的分解组装立体图。
24.图4为图2的部分剖视图。
25.图5为显示由升降机保持的多个基板与气泡排出口的配置关系的示意图。
26.图6为显示第1实施方式的基板处理装置的比较例的示意图。
27.图7为显示本发明的基板处理装置的第2实施方式所使用的气泡供给部的构成的图。
28.图8为显示气泡供给部的其他构成的图。
具体实施方式
29.图1为显示装备本发明的基板处理装置的第1实施方式的基板处理系统的概略构成的俯视图。基板处理系统1具备收纳器载置部2、挡板驱动机构3、基板移载机器人4、姿势变换机构5、推杆6、基板搬送机构7、处理单元8、及控制部9。为了统一显示以下各图的方向,如图1所示设定xyz正交坐标轴。此处,xy平面表示水平面。另外,z轴表示铅垂轴,更详细而言,z方向为铅垂方向。
30.收纳器载置部2中,载置收纳有基板w的收纳器。本实施方式中,作为收纳器的一例,使用了可将水平姿势的多块(例如25块)基板w以沿z方向层叠的状态收纳而构成的环带f。环带f以收纳有未处理的基板w的状态载置于收纳器载置部2,或为了收纳已处理的基板w而以空的状态载置于收纳器载置部2。在本实施方式中,收纳于环带f的基板w为形成3d-nand内存的半导体晶圆,具有高纵横比的凹部。
31.对收纳器载置部2在(+y)方向侧相邻的工艺空间内配置有挡板驱动机构3、基板移载机器人4、姿势变换机构5、推杆6、基板搬送机构7及处理单元8。收纳器载置部2与工艺空间由装备开闭自如的挡板31的隔壁(省略图示)区划。挡板31连接于挡板驱动机构3。挡板驱动机构3根据来自控制部9的关闭指令而关闭挡板31,将收纳器载置部2与工艺空间进行空间性分离。相反地,挡板驱动机构3根据来自控制部9的打开指令而打开挡板31,使收纳器载置部2与工艺空间连通。由此,能够从环带f向工艺空间搬入未处理基板w及将已处理基板w向环带f搬出。
32.上述基板w的搬入搬出处理通过基板移载机器人4进行。基板移载机器人4构成为在水平面内回旋自如。基板移载机器人4以挡板31打开的状态在姿势变换机构5与环带f之间交接多块基板w。另外,姿势变换机构5经由基板移载机器人4从环带f接收基板w后、将基板w交接给环带f之前,将多块基板w的姿势在竖立姿势与水平姿势之间进行变换。
33.在姿势变换机构5的基板搬送机构7侧(该图中的+x方向侧)配置推杆6,在姿势变换机构5与基板搬送机构7之间交接竖立姿势的多块基板w。另外,基板搬送机构7如该图所示,从与推杆6对向的位置(以下,称为“待机位置”)沿构成处理单元8的处理部81~85所排列的排列方向(该图中的y方向)在水平方向上移动。
34.基板搬送机构7具备一对悬垂臂71。可通过该一对悬垂臂71的摇动,将多块基板w一起进行保持与解除保持的切换。更具体而言,各臂71的下缘在彼此分开的方向上绕水平轴摇动,放开多块基板w,使各臂71的下缘在彼此接近的方向上绕水平轴摇动,从而夹持并保持多块基板w。另外,虽省略了对图1的图示,但基板搬送机构7具有臂移动部与臂摇动部。其中,臂移动部具有使一对悬垂臂71沿处理部81~85所排列的排列方向y水平移动的功能。因此,通过该水平移动,将一对悬垂臂71定位于与各个处理部81~85对向的位置(以下,称为“处理位置”)及待机位置。
35.另一方面,臂摇动部具有执行上述臂摇动动作的功能,切换将基板w夹持并保持的保持状态与解除基板w的夹持的解除状态。因此,通过该切换动作及作为处理部81、82的基板保持部发挥功能的升降机810a、作为处理部83、84的基板保持部发挥功能的升降机810b的上下移动,能够进行升降机810与悬垂臂71之间的基板w的交接。另外,在与处理部85对向的处理位置上,能够进行处理部85与悬垂臂71之间的基板w的交接。再者,在待机位置上,可经由推杆6进行姿势变换机构5与悬垂臂71之间的基板w的交接。
36.在处理单元8,如上所述设有5个处理部81~85,分别作为第1药液处理部81、第1清洗处理部82、第2药液处理部83、第2清洗处理部84及干燥处理部85发挥功能。其中,第1药液处理部81及第2药液处理部83分别将同种或不同种药液贮存于处理槽821,将多块基板w一起浸渍于该药液中,实施药液处理。第1清洗处理部82及第2清洗处理部84分别将清洗液(例如纯水)贮存于处理槽821,将多块基板w一起浸渍于该清洗液中,对表面实施清洗处理。这些第1药液处理部81、第1清洗处理部82、第2药液处理部83及第2清洗处理部84相当于本发明的基板处理装置的第1实施方式,虽处理液的种类不同但装置的基本构成相同。需说明的是,对于装置构成及动作,下文中一边参照图2至图5一边详述。
37.如图1所示,第1药液处理部81及与其相邻的第1清洗处理部82成对,第2药液处理部83及与其相邻的第2清洗处理部84成对。并且,升降机810a在第1药液处理部81及第1清洗处理部82中不仅作为本发明的“基板保持部”发挥功能,也作为用于将在第1药液处理部81进行药液处理后的基板w移至第1清洗处理部82的专用搬送机构发挥功能。另外,升降机810b在第2药液处理部83及第2清洗处理部84中不仅作为本发明的“基板保持部”发挥功能,也作为用于将在第2药液处理部83进行药液处理后的基板w移至第2清洗处理部84的专用搬送机构发挥功能。
38.如此构成的处理单元8中,升降机810a的3根支持构件(图2中的符号812)从基板搬送机构7的一对悬垂臂71一起接收多块基板w。另外,处理单元8中,如下文详述,与执行使处理液从处理槽溢流的溢流工序及向贮存于处理槽的处理液内供给气泡的气泡供给工序并行,升降机810a使多块基板w一起下降至第1药液处理部81的处理槽中,并浸渍于药液中(浸渍工序)。再者,待机预定的药液处理时间后,升降机810a将保持多块基板w的支持构件从药液中提起。并且,升降机810a使支持构件向第1清洗处理部82横行,进而在保持药液处理过的基板w的状态下使支持构件向第1清洗处理部82的处理槽(图2中的符号821)内下降,并浸渍于清洗液中。待机预定的清洗处理时间后,升降机810a在保持清洗处理过的基板w的状态下使支持构件上升,将基板w从清洗液中提起。其后,将多块基板w从升降机810a的支持构件一起交给基板搬送机构7的一对悬垂臂71。
39.升降机810b也同样,从基板搬送机构7的一对悬垂臂71一起接收多块基板w,使该多块基板w下降至第2药液处理部83的处理槽821中,并浸渍于药液中。再者,待机预定的药液处理时间后,升降机810b使支持构件上升,将药液处理过的多块基板w从药液中提起。并且,升降机810b使支持构件向第2清洗处理部84的处理槽横行,进而使该支持构件向第2清洗处理部84的处理槽821内下降,并浸渍于清洗液中。待机预定的清洗处理时间后,第2升降机810b使支持构件上升,将基板w从清洗液中提起。其后,将多块基板w从第2升降机810b一起交给基板搬送机构7。需说明的是,也可构成为在第1药液处理部81、第1清洗处理部82、第2药液处理部83及第2清洗处理部84的各者中设置作为本发明的“基板保持部”发挥功能的升降机,另一方面,用基板搬送机构7、专用的搬送机构进行基板w对处理部81~84的搬入搬出。
40.干燥处理部85如下:具有可将多块(例如52块)基板w在以竖立姿势排列的状态下进行保持的基板保持构件(省略图示),通过在减压氛围中将有机溶剂(异丙醇等)供给至基板w,或通过离心力甩掉基板w表面的液体成分,从而使基板w干燥。该干燥处理部85构成为可在基板搬送机构7的一对悬垂臂71之间交接基板w。并且,一起从基板搬送机构7接收清洗
处理后的多块基板w,对该多块基板w实施干燥处理。另外,干燥处理后,将多块基板w一起从基板保持构件交给基板搬送机构7。
41.接着,针对本发明的基板处理装置进行说明。装备于图1所示的基板处理系统的第1药液处理部81、第1清洗处理部82、第2药液处理部83及第2清洗处理部84中,使用的处理液部分不同,但装置构成及动作基本相同。因此,以下,针对相当于本发明的基板处理装置的第1实施方式的第1药液处理部81的构成及动作进行说明,省略第1清洗处理部82、第2药液处理部83及第2清洗处理部84相关的说明。
42.图2为显示本发明的基板处理装置的第1实施方式的概略构成的示意图。图3为示意性显示图2所示的基板处理装置的主要构成的分解组装立体图。图4为图2的部分剖视图。图5为显示保持于升降机的多块基板与气泡排出口的配置关系的示意图。第1药液处理部81例如为使用包含磷酸的药液作为处理液,经由形成于基板w的表面的凹部将氮化硅膜蚀刻去除的装置。该第1药液处理部81如图2及图3所示,具备用于对基板w进行第1药液处理的处理槽821。该处理槽821具有上方开口的盒构造,其由俯视时呈长方形的底壁821a、及从底壁821a周围立起的4个侧壁821b~821e构成。因此,处理槽821可在由底壁821a与侧壁821b~821e包围的贮存空间821f内贮存处理液,且一起浸渍由升降机810a保持的多块基板w。另外,处理槽821具有朝(+z)方向开口的上方开口821g,可使处理液从该贮存空间821f溢流。
43.在处理槽821周围设有溢流槽822,由该溢流槽822与处理槽821的侧壁821b~821e形成了回收溢流的处理液的回收空间822a。另外,以包围处理槽821及溢流槽822的下方与侧方的方式,设有外容器823。
44.在溢流槽822的一部分回收空间822a,更具体而言,在侧壁821d的(-x)方向侧的空间,配置有流量配管系统839。流量配管系统839的入口连接于处理液供给部832,出口连接于处理液排出口830的流量管831。因此,若根据来自控制部9的处理液供给指令,处理液供给部832动作,则会将处理液经由流量配管系统839同时供给至多个流量管831。其结果,从流量管831排出处理液,并贮存于贮存空间821f。需说明的是,关于流量管831的详细构成等,下文详述。
45.另外,将从处理槽821溢流的处理液回收至溢流槽822。在该溢流槽822连接有处理液回收部833。若根据来自控制部9的处理液回收指令,处理液回收部833动作,则回收至溢流槽822的处理液会经由处理液回收部833送液至处理液供给部832供再利用。如此,本实施方式中,可一边对处理槽821循环供给处理液,一边将处理液贮存于贮存空间821f。
46.为了将多块基板w一同保持且浸渍于贮存有处理液的贮存空间821f,如图2所示,设有升降机810a。该升降机810a构成为可在将多块基板w在与基板搬送机构7(图1)之间进行交接的“交接位置”、与贮存空间821f之间升降。升降机810a具备背板811、3根支持构件812、及延伸构件813。背板811沿处理槽821的侧壁821b向底壁821a延伸。支持构件812从背板811的下端部侧面向(-x)方向延伸。本实施方式中,设有3根支持构件812。各支持构件812中,多个v字状槽812a以一定间距配设于x方向。各槽812a中,宽度较基板w的厚度略宽的v字状槽812a朝(+z)方向开口而形成,可卡合基板w。因此,可通过3根支持构件812将由基板搬送机构7搬送的多块基板w以一定的基板间距pt(图5)一并保持。另外,延伸构件813从背板811的上端部背面向(+x)方向延伸。升降机810a如图2所示,全体呈l字状。需说明的是,升降机810a的最上升位置设定为即使在基板搬送机构7保持多块基板w的状态下也可通过支持
构件812的上方的高度。
47.在处理槽821的(+x)方向侧,设有升降机驱动机构814。升降机驱动机构814具备升降马达815、滚珠螺杆816、升降基座817、升降支柱818、及马达驱动部819。升降马达815以纵向设置旋转轴的状态安装于基板处理系统1的框架(省略图示)。滚珠螺杆816连结于升降马达815的旋转轴。升降基座817的一侧与滚珠螺杆816螺合。升降支柱818的基端部侧安装于升降基座817的中央部,另一端部侧安装于延伸构件813的下表面。若根据来自控制部9的上升指令,马达驱动部819使升降马达815驱动,则滚珠螺杆816旋转,升降支柱818与升降基座817一起上升。由此,将支持构件812定位于交接位置。另外,若根据来自控制部9的下降指令,马达驱动部819使升降马达815沿反方向驱动,则滚珠螺杆816逆旋转,升降支柱818与升降基座817一起下降。由此,将由支持构件812保持的多块基板w一同浸渍于贮存于贮存空间821f的处理液中。
48.贮存空间821f中,在由支持构件812保持的多块基板w的下方侧、即(-z)方向侧,配设有处理液排出部830与气泡供给部840。处理液排出部830将从处理液供给部832经由流量配管系统839供给的处理液排出至贮存空间821f,气泡供给部840向贮存于贮存空间821f的处理液内供给氮气的气泡v(图5),分别如下构成。
49.处理液排出部830如图3及图4所示,具有沿x方向延伸设置的流量管831。本实施方式中,4条流量管831在y方向上互相隔开配置。各流量管831的(-x)方向端部与流量配管系统839的出口连接,(+x)方向端部被密封。另外,多个处理液排出口834以一定间隔排列于x方向的方式穿设于各流量管831的侧壁。本实施方式中,如图4所示,各处理液排出口834朝着(-z)方向设置。因此,供给至流量管831的处理液在配管内部沿(+x)方向流动,从各处理液排出口834向底壁821a、即贮存空间821f的内底面821h排出。并且,处理液如图4中的实线箭头所示,经由贮存空间821f的内底面821h向上方流动,形成从处理槽821的底壁821a朝向上方开口821g即溢流面的处理液的流动f。如此,处理液的上升流形成于基板w的下方侧。需说明的是,为了容易理解发明内容,将4条流量管831中配置于最(-y)方向侧者称为“流量管831a”,将依序配置于(+y)方向侧者分别称为“流量管831b”、“流量管831c”及“流量管831d”。另外,不区分这些的情形时,如上所述,简称为“流量管831”。
50.气泡供给部840如图3至图5所示,具有多个(本实施方式中为4根)起泡器841。各起泡器841具有延伸设置于x方向的气泡配管842、及从气泡配管842向上方即(+z)方向突出设置的多个突出设置部位843。各气泡配管842的一端部与供给氮气的气体供给部844连接,另一端部被密封。多个突出设置部位843以与一定的基板间距pt相同的间距pt设置于气泡配管842的上方侧壁。各突出设置部位843具有中空状,例如如图3所示,具有中空圆柱形状,在上端面的中央部设有气泡排出口845。本实施方式中,通过对由树脂材料尤其是选自由聚醚醚酮(peek)、全氟烷氧基烷烃(pfa)及聚四氟乙烯(ptfe)组成的组中的至少一者构成的长型树脂管的表面实施切削加工与穿设加工,从而一体地形成了气泡配管842与多个突出设置部位843。此处,当然也可个别准备气泡配管842与多个突出设置部位843,对气泡配管842安装多个突出设置部位843使其一体化。
51.如此构成的气泡供给部840中,若根据来自控制部9的气泡供给指令,气体供给部844将氮气供给至气泡供给部840,则流动于气泡配管842的氮气从气泡排出口845向上方排出。由此,氮气的气泡v被供给至贮存于贮存空间821f的处理液,在铅垂方向z上,从高于处
理液排出口834的位置向朝着溢流面的方向即(+z)方向供给气泡v。这些气泡v在处理液中上升,促进基板w表面的处理液置换成新鲜处理液。需说明的是,作为气体供给部844,例如也可为从填充有氮气的气瓶供给氮气的构成,也可使用设置于设有基板处理系统1的工厂的设备。
52.另外,如图4所示,通过4根起泡器841由3个起泡器板851从下方被支持,从而在由升降机810a保持的基板w的下方侧且处理液排出口834的上方侧固定配置。此处,为容易理解发明内容,将4根起泡器841中配置于最(-y)方向侧者称为“起泡器841a”,将依序配置于(+y)方向侧者分别称为“起泡器841b”、“起泡器841c”及“起泡器841d”。另外,不区分这些的情形时,如上所述,简称为“起泡器841”。另一方面,对于起泡器板851也同样,将起泡器板851中配置于最(-y)方向侧者称为“起泡器板851a”,将依序配置于(+y)方向侧者分别称为“起泡器板851b”及“起泡器板851c”。另外,不区分这些的情形时,如上所述,简称为“起泡器板851”。
53.起泡器板851a~851c均具有沿x方向延伸设置的板形状。其中,起泡器板851a如图4所示,在铅垂方向z上高于处理液排出口834的位置,配置于流量管831a与流量管831b之间,且通过固定构件(省略图示)被固定于处理槽821。并且,起泡器841a以满足以下的配置关系的方式被固定于该起泡器板851a的上表面。其配置关系如图5所示,安装于起泡器841a的突出设置部位843朝向上方,并且在x方向上基板w与气泡排出口845交替配置。通过如此配置,从气泡排出口845供给的气泡v在x方向上向相邻的基板w之间排出气泡v,执行高效的药液处理。需说明的是,该配置关系对于其他起泡器841b~841d也同样。
54.起泡器板851b在铅垂方向z上高于处理液排出口834的位置,配置于流量管831b与流量管831c之间,且通过固定构件(省略图示)被固定于处理槽821。并且,在该起泡器板851b的上表面,以在y方向上隔开一定间隔的方式固定起泡器841b、841c。再者,起泡器板851c在铅垂方向z上高于处理液排出口834的位置,配置于流量管831c与流量管831d之间,且通过固定构件(省略图示)被固定于处理槽821。并且,在该起泡器板851c的上表面固定有起泡器841d。如此,起泡器板851a~851c具有从下方支持气泡供给部840的功能。
55.另外,由于起泡器板851a~851c在铅垂方向z上高于处理液排出口834的位置配置于流量管831a~831d之间,因此除上述支持功能外,还具有限制经由贮存空间821f的内底面821h向上方流动的处理液的流动f的功能。起泡器板851a~851c彼此隔开而形成了成为处理液的流通路径的贯通部位852a、852b。并且,流量管831b、831c的下端部以进入的方式配置于贯通部位852a、852b。另外,在与流量管831b、831c同一高度位置,流量管831a配置于起泡器板851a的(-y)方向侧,且流量管831d配置于起泡器板851a的(+y)方向侧。并且,在起泡器板851a~851c及流量管831a~831d中彼此相邻的彼此之间形成有间隙86。因此,处理液的上升流中向起泡器板851的下表面流动的处理液(以下,称为“分流对象液”)的流动f在该下表面受限制,在水平面内被甩开。例如,图4的部分放大图中,朝向起泡器板851c的下表面的分流对象液的流动f被分流成在起泡器板851c与流量管831c的间隙86中流动的处理液的流动f5、及在起泡器板851c与流量管831d的间隙86中流动的处理液的流动f6。另外,其他起泡器板851a、851b中,也与起泡器板851c同样,分流对象液的流动f受限制,被分流成多个处理液的流动f1~f4。
56.如此,本实施方式中,经由贮存空间821f的内底面821h向上方流动的一部分处理
液(分流对象液)的流动f被分流成多个流动f1~f6,并朝着溢流面上升。如此,本实施方式中,起泡器板851a~851c将经由贮存空间821f的内底面821h向上方流动的至少一部分处理液作为分流对象液,将该分流对象液的流动f分流成多个上升流,引导至由升降机810a保持的基板w,作为分流部850(图3)发挥功能。
57.需说明的是,一边参照图2至图5,一边针对相当于本发明的基板处理装置的第1实施方式的第1药液处理部81的构成进行了说明,但第2药液处理部83除了处理液的种类为同种或不同种这一点以外,具有与第1药液处理部81相同的构成,也相当于本发明的基板处理装置的第1实施方式。另外,第1清洗处理部82及第2清洗处理部84除了处理液为纯水、diw(deionized water:去离子水)等清洗液这一点以外,具有与第1药液处理部81相同的构成,相当于本发明的基板处理装置的第1实施方式。
58.如上所述,本实施方式中,将多个中空状的突出设置部位843从气泡配管842向上方突出设置,且从设置于各突出设置部位843的前端的气泡排出口845排出氮气,对处理液内供给气泡v。因此,可缩小气泡v的尺寸。一边将图6所示的比较例与本实施方式(图5)进行对比,一边说明其详细理由。
59.图6为显示第1实施方式的基板处理装置的比较例的示意图。该比较例中,在气泡配管842的侧壁设置气泡排出口845,从该气泡排出口845排出氮气,对处理液内供给气泡v。该情形时,气泡v产生后,气泡v立即在气泡配管842的侧壁表面中的气泡排出口845周围密接。如此,气泡v与起泡器841密接的区域(以下,称为“密接区域”)会随着时间经过而沿起泡器841的表面扩展,例如如图6的部分放大图所示,气泡v成长为比较大的大致圆顶状。其后,气泡v从气泡排出口845及密接区域脱离,被供给至处理液内。
60.相对于此,本实施方式中,气泡v产生后气泡v立即密接处为突出设置部位843的前端面。因此,随着时间经过,密接区域以气泡排出口845为中心放射状扩展,但若到达该前端面的周缘(突出设置部位843的前端阶差部位),则例如如图5的部分放大图所示,密接区域的扩展会受到限制。由此,气泡v的成长停止,在该时刻,气泡v从气泡排出口845及密接区域脱离,被供给至处理液内。如此,第1实施方式中,在即将供给至处理液内之前气泡v密接的密接区域被限定于突出设置部位843的前端面。其结果,第1实施方式中,气泡v的尺寸与比较例(图6)相比较小,可提高处理质量。
61.尤其是为了使第1药液处理部81经由高纵横比的凹部对sin膜进行湿蚀刻而将本发明应用于第1药液处理部81,对于3d-nand内存的制造很重要。即,为了提高湿蚀刻性能,需要在凹部的内部与外部之间良好地进行处理液的置换。另外,虽然在凹部的底附近会产生伴随蚀刻反应的硅析出,但可通过处理液的置换将上述硅从凹部排出。为了稳定且持续地表现该液体置换,需要增大凹部的内部与外部的浓度差即浓度梯度。进一步来说,为了满足要求,通过降低气泡尺寸来对基板w的表面有效率地供给新鲜处理液成为重要的技术事项。关于该点,根据可有效缩小气泡v的尺寸的第1药液处理部81,可通过该气泡v促进新鲜处理液的供给,良好地进行sin膜的湿蚀刻。
62.另外,如图5的部分放大图所示,由于基板w与气泡排出口845以交替位于x方向上的方式配置于起泡器841d,因此可朝彼此相邻的基板w之间有效率地供给小尺寸的气泡v。其结果,可高质量地进行基板处理(药液处理、清洗处理)。
63.如此,第1实施方式中,(+z)方向相当于本发明的“处理液的流动方向”的一例。另
外,气泡配管842相当于本发明的“配管”的一例。另外,x方向相当于本发明的“水平方向”。
64.需说明的是,本发明并非限定于上述实施方式,只要不脱离其主旨,则除上述以外可进行各种变更。例如,上述实施方式中,使用设有中空圆柱状的突出设置部位843的起泡器841,从气泡配管842供给气泡v,但起泡器841的构成并非限定于此。作为中空状的突起部位,例如如图7所示,也可使用从气泡配管842突出设置有中空圆锥台形状的突出设置部位846者(第2实施方式)。根据该第2实施方式,突出设置部位846的前端面的表面积窄于第1实施方式中采用的中空圆柱形状的突出设置部位843,可供给更小尺寸的气泡v。其结果,能够更高质量执行基板处理。
65.另外,上述第1实施方式及第2实施方式中,突出设置部位843、846的前端面为圆形,但该形状并非限定于此,为任意。例如如图8所示,也可使用前端面具有椭圆形状的突出设置部位847、848。总之,优选使用具有柱状形状、或越靠前端则外径尺寸越小的前端渐细形状的突出设置部位。
66.另外,也可对突出设置部位843、846~848的前端实施等离子体处理。通过该等离子体处理,该前端即气泡排出口845周围经亲水化,可促进气泡v的脱离。其结果,可进一步缩小气泡v的尺寸。
67.另外,上述实施方式中,处理液排出部830包含4条流量管831,但流量管831的条数并非限定于此,优选根据贮存空间821f、基板w的尺寸等设定。另外,气泡供给部840所含的起泡器841的根数为4根,但起泡器841的根数并非限定于此,优选根据贮存空间821f、基板w的尺寸等设定。另外,分流部850所含的起泡器板851的块数为3块,但起泡器841的根数并非限定于此,优选根据贮存空间821f、基板w的尺寸等设定。
68.另外,上述实施方式中,由分流部850的起泡器板851支持起泡器841,并将其在贮存于贮存空间821f的处理液内固定配置,且通过该起泡器板851将经由内底面821h向上方流动的处理液的流动f分流成多个流动。此处,例如也可将本发明应用于将起泡器板851直接固定于处理槽821的、即未设置分流部850的基板处理装置。
69.另外,上述实施方式中,将氮气送入起泡器841,将氮气的气泡v供给至处理液内,但也可使用氮气以外的气体作为本发明的“气体”。
70.另外,上述实施方式中,将本发明应用于从流量管831向贮存空间821f的内底面821h排出处理液的基板处理装置,但本发明的处理液的供给方式并非限定于此。例如,也可将本发明应用于从基板的下方侧向上方、斜上方排出,或如专利文献1那样,沿贮存空间的内底面排出的基板处理装置。
71.再者,上述实施方式中,将本发明应用于通过包含磷酸的药液进行药液处理的基板处理装置、进行清洗处理的基板处理装置,但本发明的应用范围并非限定于此,也可将本发明应用于将基板浸渍于上述药液、清洗液以外的处理液中,且在处理液内对上述基板供给气泡而进行基板处理的所有基板处理技术。
72.以上,依照特定的实施例说明了发明,但该说明并未意欲以限定性意义解释。若参照发明的说明,则与本发明的其他实施方式同样,公开的实施方式的各种变形例对于精通该技术的人员是显而易见的。因此认为,随附的权利要求书在不脱离发明的真实范围的范围内,包含该变形例或实施方式。
73.产业上的可利用性
74.本发明可应用于将基板浸渍于贮存于处理槽的药液、纯水等处理液中,且在处理液中对上述基板供给气泡并处理的所有基板处理装置。
75.符号说明
76.81:第1药液处理部(基板处理装置)
77.82:第1清洗处理部(基板处理装置)
78.83:第2药液处理部(基板处理装置)
79.84:第2清洗处理部(基板处理装置)
80.810、810a、810b:升降机(基板保持部)
81.821:处理槽
82.821f:贮存空间
83.821g:上方开口
84.830:处理液排出部
85.840:气泡供给部
86.841、841a~841d:起泡器
87.842:气泡配管
88.843、846~848:突出设置部位
89.845:气泡排出口
90.v:气泡
91.w:基板。
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