基板处理装置以及使用基板处理装置的基板处理方法_2

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此时,从第一排出开口排出的气体,从基板的半径方向中的基板的外周部的外侧的位置,朝向基板的进一步的外方,因此,可防止该气体在供给于基板上的药液的液膜上进行流动的现象。因此,可防止气体在供给于基板上的药液的液膜上进行流动而使药液的温度降低的现象。
[0096](12)红外线发生器可设置成,加热装置在通过基板保持装置进行保持的基板的上方中静止的状态下,从通过基板保持装置进行保持的基板的中心至外周部的半径方向的区域中照射有红外线。
[0097]此时,红外线同时照射于从基板的中心至外周部的半径方向的区域中,因此,通过旋转基板来可使基板上的药液的整体进一步均匀地加热。
[0098](13)红外线发生器可以以沿着通过基板保持装置进行保持的基板的外周部的方式形成为圆弧状。
[0099]此时,在基板的周向中可对基板上的药液均匀地照射红外线。由此,基板上的药液在周向中进一步均匀地加热。
[0100](14)红外线发生器可以以从通过基板保持装置进行保持的基板的中心部朝向外周部的方向排列的方式设置有多个。
[0101]此时,能够在基板的半径方向的区域中有效加热基板上的药液。
[0102](15)基板处理装置还具有容纳红外线发生器的壳体,
[0103]壳体具有底部并且具有第一侧壁部、第二侧壁部、第三侧壁部以及第四侧壁部,
[0104]第一板状部件以及第二板状部件构成壳体的底部,
[0105]第四侧壁部设置成位于通过基板保持装置进行保持的基板的外周部的上方,第一侧壁部设置成与第四侧壁部相对向,第二侧壁部以及第三侧壁部设置成使第一侧壁部的两端和第四侧壁部的两端相连接,
[0106]第一侧壁部由使红外线透过的板状的第一内侧部件和位于第一内侧部件的外侧并且使红外线透过的板状的第一外侧部件构成,
[0107]第一内侧部件和第一外侧部件之间形成有连通于气体通路的第一侧部通路,
[0108]第二侧壁部由使红外线透过的板状的第二内侧部件和位于第二内侧部件的外侧并且使红外线透过的板状的第二外侧部件构成,
[0109]第二内侧部件和第二外侧部件之间形成有连通于气体通路的第二侧部通路,并且,设置有第二排出开口,该第二排出开口将第二侧部通路的气体排出至通过基板保持装置进行保持的基板的外周部的外方,
[0110]第三侧壁部由使红外线透过的板状的第三内侧部件和位于第三内侧部件的外侧并且使红外线透过的板状的第三外侧部件构成,
[0111]第三内侧部件和第三外侧部件之间形成有连通于气体通路的第三侧部通路,并且,可设置有第三排出开口,该第三排出开口将第三侧部通路的气体排出至通过基板保持装置进行保持的基板的外周部的外方。
[0112]此时,通过红外线发生器发生的红外线透过第一侧壁部的第一内侧部件以及第一外侧部件而照射到基板上的药液。另外,透过第二侧壁部的第二内侧部件以及第二外侧部件而照射到基板上的药液,透过第三侧壁部的第三内侧部件以及第三外侧部件而照射到基板上的药液。由此,可提高药液的加热效率。
[0113]此时,第一侧部通路、第二侧部通路以及第三侧部通路中供给有气体。气体在第一侧部通路、第二侧部通路以及第三侧部通路内流动而从第二排出开口以及第三排出开口排出。由此,从通过红外线发生器的辐射热加热的从第一内侧部件、第二内侧部件以及第三内侧部件至各自第一外侧部件、第二外侧部件以及第三外侧部件的热传导被阻止或者降低。因此,即使在第一外侧部件、第二外侧部件或者第三外侧部件上附着有基板上的药液或者药液的飞沫,也可抑制第一外侧部件、第二外侧部件或者第三外侧部件与药液的反应。因此,可防止在第一外侧部件、第二外侧部件或者第三外侧部件上产生雾化的现象,且可对基板上的药液均匀地照射红外线。另外,第二侧部通路以及第三侧部通路的气体从各自的第二排出开口以及第三排出开口向基板的外周部的外方排出。因此,可防止通过气体基板上的药液被局部冷却的现象。其结果,能够实施通过已加热的药液进行的均匀且有效的处理。
[0114](16)第二侧壁部件以及第三侧壁部件可设置成在通过基板保持装置进行保持的基板的大致半径方向上延伸。
[0115]此时,能够均匀地加热基板上的药液并且能够使加热装置实现紧凑化(compacting)以及轻量化。
[0116](17)第一板状部件以及第二板状部件由玻璃形成。
[0117]此时,第一板状部件以及第二板状部件对于红外线具有高的透过率,因此,能够有效加热基板上的药液。
【附图说明】
[0118]图1是表示第一实施方式的基板处理装置的构成的示意图。
[0119]图2是表示与图1的第一罐、第二罐以及第三罐分别相关的动作内容的时序图。
[0120]图3是表示图2的时刻tl?时刻t7时的基板处理装置的动作的示意图。
[0121]图4是表示图2的时刻tl?时刻t7时的基板处理装置的动作的示意图。
[0122]图5是表示图2的时刻tl?时刻t7时的基板处理装置的动作的示意图。
[0123]图6是表示图2的时刻tl?时刻t7时的基板处理装置的动作的示意图。
[0124]图7是表示图2的时刻tl?时刻t7时的基板处理装置的动作的示意图。
[0125]图8是用于说明第一实施方式的基板处理装置的效果的第一比较例的时序图。
[0126]图9是用于说明第一实施方式的基板处理装置的效果的第二比较例的时序图。
[0127]图10(a)以及(b)是用于说明第一实施方式的基板处理装置的效果的图。
[0128]图11是表示第二实施方式的基板处理装置的构成的示意图。
[0129]图12(a)?(C)是用于说明第二实施方式的基板处理装置的效果的图。
[0130]图13是表示第三实施方式的基板处理装置的构成的示意图。
[0131]图14是图13的加热装置的俯视图。
[0132]图15是表示从图14的壳体中取出盖部件的状态的俯视图。
[0133]图16是对图14的加热装置朝图3的箭头Q的方向观察的一个侧面图。
[0134]图17是对图14的加热装置朝图3的箭头R的方向观察的另一个侧面图。
[0135]图18是图14的A-A线剖面图。
[0136]图19是图14的B-B线剖面图。
[0137]图20是图16的C-C线剖面图。
[0138]图21是表示加热装置中的氮气的流动的水平剖面图。
[0139]图22是表示加热装置中的氮气的流动的垂直剖面图。
[0140]图23是磷酸水溶液的液膜被加热时的加热装置的侧面图。
【具体实施方式】
[0141]下面,对于本发明的一实施方式的基板处理装置以及使用该基板处理装置的基板处理方法参考附图进行说明。下面的说明中,基板是指,半导体晶片、液晶显示装置用玻璃基板、PDP (等离子体显示面板)用玻璃基板、光掩模用玻璃基板、光盘用基板等。
[0142][I]第一实施方式
[0143]本实施方式的基板处理装置是逐片地处理基板的单片式基板处理装置。在该基板处理装置中,向形成有由氧化硅(S12)构成的硅氧化物膜以及由氮化硅(Si3N4)构成的硅氮化膜的基板,作为处理液供给含有硅的高温的磷酸水溶液(Η3Ρ04+Η20)。此时,通过磷酸水溶液含有硅,可降低硅氧化物膜的刻蚀速率。由此,可选择性地蚀刻硅氮化物膜。
[0144]例如,通过磷酸水溶液实施硅氮化物膜的蚀刻时,或者通过磷酸水溶液中混合含有硅微粒子的浓缩液时,在该磷酸水溶液中存在硅。
[0145](I)基板处理装置的构成
[0146]图1是表示第一实施方式的基板处理装置的构成的示意图。如图1所示,基板处理装置100主要包括处理部1、第一罐5、第二罐6、第三罐7、新液供给装置8以及控制部9。另外,处理部I包括,旋转卡盘2、处理液喷嘴3、加热装置4以及杯⑶。处理部I中,对多个基板W逐片地依次实施基板处理。
[0147]旋转卡盘2具有旋转发动机2a、旋转底座2b以及多个卡盘销2c。旋转发动机2a设置成旋转轴与垂直方向相平行。旋转底座2b具有圆板形状,其在旋转发动机2a的旋转轴的上端部上以水平姿势安装。多个卡盘销2c设置于旋转底座2b的上面上并保持基板W的边缘部。在多个卡盘销2c保持基板W的状态下,旋转发动机2a进行动作。由此,基板W以绕垂直轴的方式进行旋转。
[0148]如上所述,本例中,使用了保持基板W的边缘部的机械式旋转卡盘2。但并非限定于此,可以使用吸附保持基板W的下面的吸附式旋转卡盘来代替机械式旋转卡盘。
[0149]处理液喷嘴3以及加热装置4设置成,能够在通过旋转卡盘2进行保持的基板W的上方的位置和基板W的侧方的待机位置之间进行移动。处理液喷嘴3将由第一罐5供给的磷酸水溶液供给于通过旋转卡盘2进行旋转的基板W。
[0150]磷酸水溶液从处理液喷嘴3供给至基板W时,加热装置4配置在与基板W的上面相对向的位置。加热装置4包括发生红外线的灯加热器,通过辐射热加热基板W以及供给在该基板W上的处理液。作为灯加热器,例如,可适用卤钨灯、氙弧灯或者石墨加热器等。
[0151]通过加热装置4实施的基板W的加热温度设定成,比磷酸水溶液中的磷酸浓度时的沸点高的温度(例如,140°C以上且160°C以下)。由此,基板W上的磷酸水溶液的温度上升至该磷酸浓度时的沸点,且通过磷酸水溶液实施的硅氮化物膜的刻蚀速率增加。
[0152]另一方面,磷酸水溶液中的硅浓度处于适当的范围内时,通过磷酸水溶液实施的硅氧化物膜的刻蚀速率保持成比硅氮化物膜的刻蚀速率足够低。其结果,如上所述,可选择性地蚀刻基板W上的硅氮化物膜。
[0153]以包围旋转卡盘2的方式设置杯CU。杯CU在向旋转卡盘2搬入基板W时以及从旋转卡盘2搬出基板W时下降,在向基板W供给磷酸水溶液时上升。
[0154]在向旋转的基板W供给磷酸水溶液时,杯CU的上端部位于基板W的上方。由此,由基板W甩开的磷酸水溶液通过杯CU获取。通过杯CU获取到的磷酸水溶液,如后述叙述,输送至第二罐6或者第三罐7。
[0155]第一罐5包括循环槽5a以及贮留槽5b。循环槽5a以及贮留槽5b以邻接的方式配置,并以从一者的槽(例如循环槽5a)中溢出的液体流入至另一侧的槽(例如贮留槽5b)的方式构成。循环槽5a中设有磷酸浓度计SI以及硅浓度计S2。磷酸浓度计SI输出磷酸水溶液的磷酸浓度,硅浓度计S2输出磷酸水溶液的硅浓度。贮留槽5b中设有输出磷酸水溶液的液面高度的液面传感器S3。贮留槽5b中连接有DIW(去离子水-De1nized Water)供给体系91、氮(N2)气供给体系92以及磷酸水溶液供给体系93。
[0156]第一供给配管10设置成使第一罐5的贮留槽5b和处理部I的处理液喷嘴3相连。在第一供给配管10中,在从贮留槽5b朝向处理液喷嘴3的方向上,依次插入有泵15、加热器14、过滤器13、阀12以及加热器11。
[0157]循环配管16设置成使过滤器13和阀12之间的第一供给配管10的部分与循环槽5a相连。循环配管16中插入有阀17。另外,加热器11和处理液喷嘴3之间的第一供给配管10的部分上,连接有DIW供给体系91。
[0158]第二罐6以及第三罐7各自具有与第一罐5相同的构成,各自包括循环槽6a、循环槽7a以及贮留槽6b、贮留槽7b。各个循环槽6a、循环槽7a中设有磷酸浓度计SI以及硅浓度计S2。各个贮留槽6b、贮留槽7b中设有液面传感器S3且连接有DIW供给体系91、氮气供给体系92以及磷酸水溶液供给体系93。
[0159]第二供给配管20设置成使第一罐5的贮留槽5b和第二罐6以及第三罐7的贮留槽6b、贮留槽7b相连。第二供给配管20具有一根主管20a以及两根支管20b、支管20c。支管20b、支管20c连接于主管20a。主管20a连接于第一罐5的贮留槽5b,两根支管20b、支管20c分别连接于第二罐6以及第三罐7的贮留槽6b、贮留槽7b。
[0160]在一者的支管20b中,在从贮留槽6b朝向主管20a的方向上,依次插入有泵24、加热器23、过滤器22以及阀21。循环配管25设置成使过滤器22和阀21之间的支管20b的部分与循环槽6a相连。循环配管25中插入有阀26。
[0161]在另一者的支管20c中,在从贮留槽7b朝向主管20a的方向上,依次插入有泵34、加热器33、过滤器32以及阀31。循环配管35设置成使过滤器32和阀31之间的支管20c的部分与循环槽7a相连。循环配管35中插入有阀36。
[0162]回收配管50设置成使处理部I的杯⑶和第二罐6以及第三罐7的贮留槽6b、贮留槽7b相连。回收配管50具有一根主管50a以及两根支管50b、支管50c。支管50b、支管50c连接于主管50a。回收配管50的主管50a连接于杯⑶,两根支管50b、支管50c分别连接于第二罐6以及第三罐7的贮留槽6b、贮留槽7b。支管50b中插入有阀51,支管50c中插入有阀52。
[0163]新液供给装置8具有混合罐8a以及将该混合罐8a内的液体朝外部供给的供给装置。新液供给装置8中连接有磷酸水溶液供给体系93以及硅(Si)浓缩液供给体系94。另夕卜,混合罐8a中设有硅浓度计S2。
[0164]在新液供给装置8的混合罐8a内,由磷酸水溶液供给体系93以及硅浓缩液供给体系94供给的磷酸水溶液以及硅浓缩液以预先规定的比率混合。由此,具有预先规定的硅浓度(下面,称为基准硅浓度)的磷酸水溶液作为新的处理液生成,并保持成规定的温度。本例中,作为硅浓缩液使用了在磷酸水溶液中溶解硅微粒子的液体。
[0165]另外,在新液供给装置8中,可以将混合罐8a内的硅浓度调整成与基准硅浓度不同的值。例如,在混合罐8a内贮留有具有基准硅浓度的磷酸水溶液的状态下,在混合罐8a内追加硅浓缩液。由此,可使混合罐8a内的硅浓度比基准硅浓度高。另外,在混合罐8a内贮留有具有基准硅浓度的磷酸水溶液的状态下,在混合罐8a内追加磷酸水溶液。由此,可使混合罐8a内的硅浓度比基准硅浓度低。
[0166]第三供给配管40设置成使新液供给装置8和第二罐6以及第三罐7的贮留槽6b、贮留槽7b相连。第三供给配管40具有一根主管40a以及两根支管40b、支管40c。支管40b、支管40c连接于主管40a。第三供给配管40的主管40a连接于新液供给装置8,两根支管40b、支管40c分别连接于第二罐6以及第三罐7的贮留槽6b、贮留槽7b。支管40b中插入有阀41,支管40c中插入有阀42。
[0167]控制部9由CPU(中央演算处理装置)以及存储器、或者微型计算机等构成。控制部9的存储器中存储有系统程序。控制部9控制基板处理装置100的各构成要素的动作。
[0168]例如,控制部9基于由各液面传感器S3输出的液面高度切换各阀12、阀17、阀21、阀26、阀31、阀36、阀41、阀42、阀51、阀52的开闭状态。另外,控制部9基于由各磷酸浓度计SI输出的磷酸浓度控制DIW供给体系91、氮气供给体系92以及磷酸水溶液供给体系93。此外,控制部9基于由各硅浓度计S2输出的硅浓度控制新液供给装置8、磷酸水溶液供给体系93以及硅浓缩液供给体系94。
[0169](2)基板处理装置的动作
[0170]对通过处理部I处理多个基板W时的基板处理装置100的一系列动作进行说明。图2是表示与图1的第一罐5、第二罐6以及第三罐7分别相关的动作内容的时序图。图3?图7是表示图2的时刻tl?时刻t7时的基板处理装置100的动作的示意图。
[0171]第一罐5、第二罐6以及第三罐7中,贮留槽5b、贮留槽6b、贮留槽7b中设有第一基准高度LI以及第二基准高度L2。第一基准高度LI设定于贮留槽5b、贮留槽6b、贮留槽7b的底部附近,第二基准高度L2设定于比第一基准高度LI高的贮留槽5b、贮留槽6b、贮留槽7b的上端部附近。
[0172]第一基准高度LI设定成,例如,通过各贮留槽5b、贮留槽6b、贮留槽7b能够贮留的最大容量的1/5左右的液体贮留于各贮留槽5b、贮留槽6b、贮留槽7b时的液面高度。另夕卜,第二基准高度L2设定成,例如,
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