基板处理装置以及使用基板处理装置的基板处理方法_4

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28]如此可见,第二比较例中,产生处理部I中的基板处理中断的停机时间(从时刻t2至时刻t3为止的期间以及从时刻t4至时刻t5为止的期间),从而基板处理的生产率降低。
[0229]第一实施方式的基板处理装置100的情况下,不发生如第一比较例那样的处理液回收的停止。即,如图2所示,液体回收在第二罐6和第三罐7之间无中断地交替实行。因此,基板处理装置100能够有效利用处理液。
[0230]另外,第一实施方式的基板处理装置100的情况下,不产生如第二比较例那样的停机时间。即,如图2所示,第一罐5向处理部I常时(始终)持续供给处理液。因此,基板处理装置100能够以高生产率实行基板处理。
[0231]图10是用于说明第一实施方式的基板处理装置100的效果的图。图10(a)中示出从图2的时刻t4至时刻t5为止的第一罐5、第二罐6以及第三罐7中的动作。另外,图10(b)中示出从图2的时刻t6至时刻t7为止的第一罐5、第二罐6以及第三罐7中的动作。
[0232]如图10(a)、10(b)所示,并行实施从第一罐5至处理部I的磷酸水溶液的供给动作(参考粗的实线箭头)以及从处理部I至第二罐6或者第三罐7的液体回收(参考粗的虚线箭头)。通过供给动作,从第一罐5将磷酸水溶液供给至图1的处理液喷嘴3。另外,通过液体回收,从处理部I将磷酸水溶液回收至第二罐6或者第三罐7。另外,通过硅浓度调整,第三罐7或者第二罐6内的硅浓度被调整。
[0233]此时,在进行硅浓度调整的罐中,并不供给从处理部I回收的磷酸水溶液。因此,能够在进行硅浓度调整的罐中正确调整硅浓度。
[0234]如图10(a)、10(b)所示,硅浓度调整完成之后,已调整的处理液经由第一罐5供给至处理部I (参考粗的一点划线箭头)。由此,能够通过已正确调整浓度的磷酸水溶液处理基板W。另外,液体回收终止之后,实施液体回收的罐变更为硅浓度调整用的罐。由此,能够正确调整已回收的磷酸水溶液的硅浓度。
[0235]通过上述方式,未停止向处理部I的磷酸水溶液的供给动作以及液体回收,且能够正确调整磷酸水溶液的硅浓度。其结果,能够防止基板W的处理效率的降低且能够实施高精度且均匀的处理。
[0236]另外,对本例的第一罐5不供给已回收的磷酸水溶液,而供给已调整的磷酸水溶液,因此,可防止第一罐5的污染,并且可使第一罐5内的磷酸水溶液的磷酸浓度以及硅浓度保持一定。
[0237][2]第二实施方式
[0238]第一实施方式中,第一罐5仅用于向处理部I供给磷酸水溶液。另外,第二罐6以及第三罐7用于回收磷酸水溶液,并用于调整磷酸水溶液的硅浓度以及磷酸浓度。
[0239]并非限定于此,可从各自第一罐5、第二罐6以及第三罐7向处理部I供给磷酸水溶液。另外,各自第一罐5、第二罐6以及第三罐7用于回收磷酸水溶液,并用于调整磷酸水溶液的硅浓度以及磷酸浓度。
[0240]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。图11的基板处理装置100除下述方面以外,具有与图1的基板处理装置100相同的构成。
[0241]如图11所示,本例中,图1的第二供给配管20的主管20a连接于阀12和加热器11之间的第一供给配管10的部分。另外,作为回收配管50,可使用具有一根主管50a以及三根支管50b、支管50c、支管50d的配管。支管50b、支管50c、支管50d连接于主管50a。回收配管50的主管50a连接于杯⑶,三根支管50d,50b,50c分别连接于第一罐5、第二罐6以及第三罐7的贮留槽5b、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,支管50d中插入有阀53。
[0242]另外,作为第三供给配管40,可使用具有一根主管40a以及三根支管40b、支管40c、支管40d的配管。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、|C留槽7b。支管40b中插入有阀41,支管40c中插入有阀42。
[0243]支管40d连接于阀41的上游侧中的支管40b的部分。支管40d连接于第一罐5的贮留槽5b。支管40d中插入有阀43。
[0244]通过上述的构成,本例的基板处理装置100中,通过开启阀12、阀21、阀31中的一个阀关闭其他的阀,能够将贮留于第一罐5、第二罐6以及第三罐7的磷酸水溶液供给于处理部I。
[0245]另外,通过开启阀51、阀52、阀53中的一个阀关闭其他的阀,能够将由处理部I的杯CU回收的磷酸水溶液选择性供给于第一罐5、第二罐6以及第三罐7的任意一个。S卩,能够在各自的第一罐5、第二罐6以及第三罐7中实施液体回收。
[0246]此外,通过开启阀41、阀42、阀43中的一个阀关闭其他的阀,能够将由新液供给装置8已调整硅浓度以及磷酸浓度的磷酸水溶液选择性供给于第一罐5、第二罐6以及第三罐7的任意一个。即,能够在各自的第一罐5、第二罐6以及第三罐7中实施硅浓度调整。
[0247]图12是用于说明第二实施方式的基板处理装置的效果的图。图12(a)中示出,从第一罐5至处理部I的磷酸水溶液的供给动作(参考粗的实线箭头)以及从处理部I至第二罐6的液体回收(参考图12的粗的虚线箭头)并行实施的例。
[0248]图12 (b)中示出,从第三罐7至处理部I的磷酸水溶液的供给动作(参考粗的实线箭头)以及从处理部I至第一罐5的液体回收(参考粗的虚线箭头)并行实施的例。
[0249]图12(c)中示出,从第二罐6至处理部I的磷酸水溶液的供给动作(参考粗的实线箭头)以及从处理部I至第三罐7的液体回收(参考粗的虚线箭头)并行实施的例。
[0250]本例中,如图12(a)?12 (C)所示,从第一罐5、第二罐6以及第三罐7的任意一个的罐将磷酸水溶液供给至图1的处理液喷嘴3,从处理部I将磷酸水溶液回收至其他的罐。另外,未实施供给动作以及液体回收的罐中,实施包括磷酸浓度的调整的硅浓度调整。由此,能够正确调整硅浓度以及磷酸浓度。
[0251]硅浓度调整完成之后,已调整的磷酸水溶液从用于硅浓度调整的罐供给至处理部1由此,能够通过已正确调整浓度的磷酸水溶液处理基板W。另外,液体回收终止之后,实施液体回收的罐变更为硅浓度调整用的罐。由此,能够正确调整回收的磷酸水溶液的硅浓度。
[0252]通过上述方式,未停止向处理部I的磷酸水溶液的供给动作以及液体回收,且能够正确调整磷酸水溶液的硅浓度以及磷酸浓度。其结果,能够防止基板W的处理效率的降低,并且能够实施高精度且均匀的处理。
[0253][3]第三实施方式
[0254]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)构成的硅氮化物膜的基板,作为高温的药液供给含有硅氧烷的高温的磷酸水溶液(Η3Ρ04+Η20)。此时,通过磷酸水溶液含有硅氧烷,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。
[0255]硅氧烷是,在由硅、氧以及氢构成的化合物中含有S1-O-Si键的化合物的总称,以通式(H3S1- (H2S1)n-SiH3)表示。
[0256]在下面的说明中,氨水和过氧化氢水的混合溶液称为SCI。另外,去离子水(De1nized Water)称为 DIff0
[0257](I)基板处理装置的构成
[0258]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。如图13所示,基板处理装置500主要包括处理部501、SCl供给装置102、清洗液供给装置103、磷酸水溶液供给装置104、DIW供给装置105、氮气供给装置106以及控制部109。
[0259]处理部501具有腔室190。腔室190具有,四个侧面部、顶板部以及底部。腔室190的一个侧面部中形成有在腔室190的外部和腔室190的内部之间用于搬送基板W的搬送用开口 191。该一个侧面部中设有用于开闭搬送用开口 191的闸门192。另外,腔室190的顶板中设有在腔室190内产生向下流(下降气流)的FFU(风机过滤单元)193。
[0260]腔室190的内部中设有旋转卡盘111、杯112、SC1喷嘴113、清洗喷嘴114、磷酸喷嘴115、支撑臂116、臂驱动装置117、腔室190以及加热装置200。
[0261]旋转卡盘111具有,旋转发动机11a、旋转底座Ilb以及多个卡盘销11c。旋转发动机Ila设置成,旋转轴与垂直方向相平行。旋转底座Ilb具有圆板形状,其在旋转发动机Ila的旋转轴的上端部上以水平姿势安装。多个卡盘销Ilc设置于旋转底座Ilb的上面上并保持基板W的边缘部。多个卡盘销Ilc保持基板W的状态下旋转发动机Ila实施动作。由此,基板W以绕垂直轴的方式进行旋转。
[0262]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111。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。
[0263]SCl喷嘴113以及清洗喷嘴114分别设置成,能够在通过旋转卡盘111进行保持的基板W的上方的处理位置和基板W的侧方的待机位置之间进行移动。
[0264]SCl供给体系Pl设置成,使SCl供给装置102和SCl喷嘴113相连。SCl喷嘴113将从SCl供给装置102所供给的SCl供给至通过旋转卡盘111进行旋转的基板W。
[0265]清洗液供给体系P2设置成,使清洗液供给装置103和清洗喷嘴114相连。清洗喷嘴114将从清洗液供给装置103所供给的清洗液供给至通过旋转卡盘111进行旋转的基板W。本例中,作为清洗液使用DIW。作为清洗液,可以使用碳酸水、臭氧水、磁化水、还原水(氢水:hydrogen water)或离子水、或者IPA(异丙醇)等有机溶剂来代替DIW。
[0266]在腔室190内,旋转卡盘111的侧方位置上设有从底部朝上方延伸的臂驱动装置117。在臂驱动装置117的上端部上,以水平方向延伸的方式安装有棒状的支撑臂116。支撑臂116的前端上安装有加热装置200。此外,加热装置200的一部分上固定有磷酸喷嘴115。
[0267]臂驱动装置117,例如包括发动机,使支撑臂116的前端以该发动机的旋转轴为中心进行旋转。由此,磷酸喷嘴115以及加热装置200设置成,能够在通过旋转卡盘111进行保持的基板W的上方的处理位置和基板W的侧方的待机位置之间进行移动。
[0268]加热装置200包括发生电磁波的多个灯加热器HTI?HT4 (参考图14),从基板W的上方通过辐射热加热基板W以及供给于该基板W上的磷酸水溶液。由多个灯加热器HTl?HT4发生的电磁波,主要包括红外线,且具有紫外线以上远红外线以下的波长。本例中,作为灯加热器HTl?HT4使用卤钨灯。作为灯加热器HTl?HT4,可以使用氙弧灯或者石墨加热器等来代替卤钨灯。
[0269]磷酸供给体系P3设置成,使磷酸水溶液供给装置104和磷酸喷嘴115相连。DIW供给体系P4设置成,使DIW供给装置105和磷酸喷嘴115相连。磷酸喷嘴115将从磷酸水溶液供给装置104所供给的磷酸水溶液以及从DIW供给装置105所供给的DIW供给至通过旋转卡盘111进行旋转的基板W。
[0270]其中,从磷酸水溶液供给装置104供给至磷酸喷嘴115的磷酸水溶液加热至其磷酸浓度时的沸点(例如,140°C以上且160°C以下)。另外,供给于磷酸喷嘴115的磷酸水溶液中含有硅氧烷。
[0271]氮气供给体系P5设置成,使氮气供给装置106和加热装置200相连。由此,从氮气供给装置106将氮气供给至加热装置200。对于供给于加热装置200的氮气的功能,在后述中叙述。
[0272]各自SCl供给体系Pl、清洗液供给体系P2、磷酸供给体系P3、DIff供给体系P4以及氮气供给体系P5,通过插入有阀、加热器、过滤器以及泵等的配管构成。
[0273]此外,在腔室190内,以包围旋转卡盘111的方式设有杯112。杯112在基板W向旋转卡盘111搬入时以及基板W从旋转卡盘111搬出时下降,并在向基板W供给处理液(本例中,SCUDIff以及磷酸水溶液)时上升。
[0274]向旋转的基板W供给处理液时,杯112的上端部位于基板W的上方。由此,从基板W甩开的处理液由杯112获取。通过杯112获取的处理液经由废液管废弃。此外,通过杯112获取的处理液的一部分或者全部可以再利用。
[0275]此外,杯112的底部中连接有未图示的排气管。杯112内部的环境气体以该排气管为介排出至腔室190的外部。
[0276]控制部109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109的存储器中存储有系统程序。控制部109控制基板处理装置500的各构成要素的动作。
[0277](2)基板处理装置的动作的概要
[0278]控制部109通过控制基板处理装置500的各构成要素的动作,实施以下所示的一系列处理。首先,腔室190内搬入基板W,搬入的基板W由旋转卡盘111进行保持。搬入的基板W的表面(本例中上面)形成有硅氧化物膜以及硅氮化物膜。
[0279]接着,通过旋转卡盘111进行保持的基板W旋转。另外,通过图13的臂驱动装置117发生运转,磷酸喷嘴115移动至通过旋转卡盘111进行保持的基板W中心的上方位置。
[0280]在磷酸喷嘴115的前端部处于与基板W的中心相对向的位置中,从磷酸水溶液供给装置104向磷酸喷嘴115供给含有硅氧烷的磷酸水溶液。由此,旋转的基板W的上面上形成磷酸水溶液的液膜,基板W上的硅氧化物膜以及硅氮化物膜中的硅氮化物膜被选择性地蚀刻。
[0281]此时,在磷酸水溶液的液膜形成的状态下,加热装置200与基板W的上面的一部分相对向,灯加热器中流通电流。由此,由灯加热器发生红外线,与加热装置200相对向的基板W的部分以及磷酸水溶液的液膜通过辐射热被加热。此时,在旋转的基板W上所形成的磷酸水溶液维持成接近其磷酸浓度的沸点的温度。由此,能够维持硅氮化物膜的高的刻蚀速率。
[0282]其中,基板W上的磷酸水溶液的水分蒸发时,磷酸水溶液中生成焦磷酸(H4P2O7)。焦磷酸蚀刻硅氧化物膜。因此,磷酸水溶液加热至其沸点时,硅氮化物膜的蚀刻量相对于硅氧化物膜的蚀刻量的比率(下面,称为蚀刻选择比)降低。
[0283]因此,本例中,为了抑制硅氧化物膜被焦磷酸蚀刻,在磷酸水溶液的液膜的加热中由DIW供给装置105向磷酸喷嘴115供给适宜的DIW。由此,供给有与磷酸水溶液的液膜中蒸发的水同量的DIW,从而可减少焦磷酸的发生。其结果,能够维持高的蚀刻选择比。
[0284]之后,经过规定时间,并且停止朝向基板W的磷酸水溶液以及DIW的供给。另外,磷酸喷嘴115以及加热装置200移动至基板W的侧方的待机位置。此外,基板W上的磷酸水溶液被甩开。
[0285]接着,清洗喷嘴114移动到基板W的上方的处理位置,清洗液供给于旋转的基板W。由此,基板W上残留的磷酸水溶液由清洗液进行冲洗。
[0286]接着,停止朝向基板W的清洗液的供给,清洗喷嘴114移动到待机位置。另外,SCl喷嘴113移动到处理位置,基板W上供给SCI。之后,停止朝向基板W的SCl的供给,基板W上供给清洗液。最后,停止朝向基板W的清洗液的供给,基板W上的清洗液被甩开,被干燥。已干燥的处理后的基板W从腔室190中搬出。
[0287](3)加热装置的结构
[0288]图14是图13的加热装置200的俯视图。图14中示出磷酸水溶液的液膜被加热时的加热装置200的状态。如图14所示,加热装置200包括,壳体210、盖部件250以及多个(本例中四个)灯加热器HTl?HT4。灯加热器HTl?HT4容纳于壳体210内。盖部件250设置成,覆盖壳体210的上部。加热装置200具有大致扇形的平面外形。
[0289]图15是标示从图14的壳体210中取出盖部件250的状态的俯视图,图16是对图14的加热装置200朝图15的箭头Q的方向观察的一个侧面图,图17是对图14的加热装置200朝图15的箭头R的方向
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