TWI441246B

TWI441246B - 基板處理裝置

Info

Publication number: TWI441246B
Application number: TW097110006A
Authority: TW
Inventors: 林豊秀
Original assignee: 大日本斯克琳製造股份有限公司
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2014-06-11
Also published as: KR100927523B1; US8652268B2; US20080230101A1; CN101271833A; US9437464B2; JP4803821B2; TW200849350A; US20140182626A1; KR20080086814A; US20110126859A1; JP2008235813A; CN101271833B

Description

基板處理裝置

本發明有關於基板處理裝置，利用藥液、純水等處理液，對半導體晶圓或液晶顯示裝置用之玻璃基板(以下簡稱為基板)等進行洗淨等處理。

在先前技術，此種裝置例如具備有：處理槽，用來儲存處理液，並收容基板；和噴嘴，用來將異丙醇(IPA)氣體供給到處理槽之上部空間(例如，參照日本專利案特開平10-22257號公報(第「0024」、「0025」段、圖3))。在該裝置中，對處理槽供給純水，在洗淨基板之後，將IPA氣體供給到處理槽之上部空間，以形成IPA環境。然後，將基板提起到處理槽之上部，利用純水對基板進行洗淨處理。這時將基板提起到IPA環境中使其移動，利用IPA替換附著在基板之純水，以促進其乾燥。

但是，在具有此種構造之先前技術例的情況，會有下面所述之問題。

亦即，先前技術之裝置將利用純水洗淨後之基板從純水中提起，移動到IPA環境中，可藉以促進乾燥，但其問題在於形成在基板表面之圖案會發生破壞。亦即，由於提起之基板表面上之純水的表面張力，使基板表面上之圖案破壞。

尤其在最近的半導體裝置中，在記憶體領域，開始採用積體度比先前技術大幅提高之技術，使電容器之構造成為圓柱形狀。此種圓柱構造者，其縱橫比極大，在製造過程中，圓柱構造之電容器部份容易破壞。當然，當電容器部份破壞時因為裝置成為不良，所以良率降低。

因此，考慮在利用上述處理槽之純水洗淨基板後，以表面張力較小之液體替換處理槽內之純水，將基板從處理槽提起使其乾燥，以減少圖案之破壞，但是進入基板表面之細部圖案的純水，因不能充分替換而殘留，故無法完全避免形成在基板之圖案遭到破壞。

本發明針對上述之問題，其目的是提供可以防止形成在基板之圖案遭破壞的基板處理裝置。

本發明是一種基板處理裝置，用來以處理液處理基板，上述裝置包含有以下之元件：處理槽，用來儲存處理液；保持機構，以保持有基板之狀態位於上述處理槽內之處理位置；第1處理液供給手段，用來對上述處理槽內供給第1處理液；第2處理液供給手段，用來對上述處理槽內供給表面張力比第1處理液小而且沸點比第1處理液高之第2處理液；調溫手段，在第1處理液之沸點以上、第2處理液之沸點以下的溫度範圍內，對上述處理槽內之第2處理液進行調溫；和控制手段，用來控制上述第2處理液供給手段，將供給自上述第1處理液供給手段而儲存在上述處理槽內之第1處理液，替換成為第2處理液，並且控制上述調溫手段，以將第2處理液維持在上述溫度範圍內。

利用保持機構使基板位於處理槽內之處理位置，利用第 1處理液處理在處理槽內之基板。然後，控制手段控制第2處理液供給手段，將儲存在處理槽內之第1處理液替換成為第2處理液，並且控制調溫手段，以使第2處理液維持在第1處理液之沸點以上、第2處理液之沸點以下的溫度範圍內。因此，處理槽內以第1處理液處理過之基板浸漬於調溫成比第1處理液之沸點高溫的第2處理液，殘留在基板表面之第1處理液(包含進入基板表面之圖案細部而殘留的第1處理液)，藉由高溫之第2處理液的熱能而氣化，當其氣泡上升到處理槽內之第2處理液面時，成為蒸氣從處理槽冒出，所以進入基板表面之圖案細部而殘留的第1處理液，可以完全替換成為第2處理液。另外，當從處理槽將基板搬出時，因為不通過表面張力較大的第1處理液之界面，只通過表面張力比第1處理液小的第2處理液之界面，所以在通過第2處理液之界面時，施加在基板之表面的表面張力變小，可以防止形成在基板之圖案遭破壞。另外，在提起後之基板的表面殘留表面張力較低之第2處理液，因為在使該第2處理液乾燥時施加在基板之表面的表面張力變小，所以可以防止形成在基板之圖案遭受破壞。

另外，在本發明中，最好具備有第3處理液供給手段，以對上述處理槽內供給表面張力比第1處理液小而且沸點比第2處理液低之第3處理液；上述保持機構以保持有基板之狀態，在上述處理槽內的處理位置和位於上述處理槽內之上方的等待位置之間自由升降；而上述控制手段控制上述第3處理液供給手段，在以維持於上述溫度範圍內之第2處理液處理基板之後，將儲存在上述處理槽內之第2處理液替換成為第3處理液，並且控制上述保持機構，在上述處理槽內替換為第3處理液之後，使基板上升到等待位置。

因為將儲存在處理槽之第2處理液，替換成為表面張力比第1處理液小而且沸點比第2處理液低之第3處理液，而提起基板使其乾燥，所以相較於由第2處理液直接提起乾燥之情況，可以使乾燥時間縮短。亦即，因為第3處理液之沸點比第2處理液低，所以比第2處理液更容易乾燥。

另外，在本發明中，最好具備有熱乾燥手段，以使接受過第2處理液處理之基板，在高溫環境中乾燥；而上述控制手段在維持於上述溫度範圍內而以第2處理液處理之後，使基板在高溫環境中乾燥。

因為利用調溫之第2處理液進行處理，以使進入基板表面之圖案細部而殘留的第1處理液被氣化而除去，所以基板表面上低表面張力之第2處理液可以在高溫環境中乾燥，故可以防止形成在基板之圖案遭到破壞。

另外，本發明中，最好具備有空氣乾燥手段，使接受過第2處理液處理之基板與空氣接觸，以使其乾燥；而上述控制手段控制上述空氣乾燥手段，在以維持於上述溫度範圍內的第2處理液處理之後，利用空氣接觸使基板乾燥。

因為利用調溫之第2處理液進行處理，使進入基板表面之圖案細部而殘留的第1處理液被氣化而除去，所以基板表面上低表面張力之第2處理液可以利用空氣接觸而乾燥，所以可以防止形成在基板之圖案遭到破壞。

另外，本發明是一種基板處理裝置，用來以處理液處理基板，上述裝置包含有以下之元件：處理部，在內部具備有旋轉保持機構，以保持基板使其可以水平姿勢旋轉，利用處理液處理由上述旋轉保持機構所保持之基板；第1處理液供給手段，以對上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板，供給第1處理液；第2處理液供給手段，以對上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板，供給表面張力比第1處理液小而且沸點比第1處理液高之第2處理液；調溫手段，在第1處理液之沸點以上、第2處理液之沸點以下的溫度範圍內，對供給到上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板的第2處理液，進行調溫；和控制手段，以控制上述調溫手段和上述第2處理液供給手段，在基板由第1處理液處理之後，對上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板，供給在上述溫度範圍內之第2處理液。

對處理部內藉由旋轉保持機構而旋轉之基板，供給第1處理液，以第1處理液進行處理。另外，控制手段控制調溫手段和第2處理液供給手段，在基板以第1處理液處理之後，對處理部內藉由旋轉保持機構而旋轉之基板，供給溫度範圍在第1處理液之沸點以上、第2處理液之沸點以下的第2處理液。因此，對處理部內受第1處理液處理過之基板，供給調溫成比第1處理液之沸點高溫的第2處理液，而殘留在基板表面之第1處理液(包含進入基板表面之圖案細部而殘留的第1處理液)，利用高溫的第2處理液之熱能而氣化離開基板表面，成為蒸氣而從處理部冒出，所以進入基板表面之圖案細部而殘留的第1處理液，可以完全替換成為第2處理液，在基板表面只殘留表面張力較低之第2處理液，因為在使第2處理液乾燥時，施加在基板之表面的表面張力較小，所以可以防止形成在基板之圖案遭破壞。

另外，本發明中，最好具備有第3處理液供給手段，對上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板，供給表面張力比第1處理液小而且沸點比第2處理液低之第3處理液；而在上述溫度範圍內以第2處理液處理基板之後，上述控制手段控制上述第3處理液供給手段，對上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板，供給第3處理液，並且在結束對基板供給第3處理液之後，控制上述旋轉保持機構使基板旋轉並乾燥。

因為將基板表面之第2處理液替換成為表面張力比第1處理液小而且沸點比第2處理液低的第3處理液，使其旋轉和乾燥，所以相較於直接旋轉而乾燥第2處理液之情況，可以縮短乾燥處理時間。亦即，因為第3處理液之沸點比第2處理液低，所以比第2處理液容易乾燥。

附圖顯示用以說明本發明目前較佳的數個形態，但是本發明並不限於如圖所示之構造和方法。

以下根據圖式詳細說明本發明之較佳實施例。

[實施例1]

以下參照圖式說明本發明之實施例1。

圖1是實施例1之基板處理裝置的概略構造圖。

處理槽1具備有內槽3和外槽5。內槽3儲存處理液，可以收容保持臂7所保持之基板W。多片基板W以起立之姿勢排列在保持臂7上，由保持臂7搬入/搬出。保持臂7具備有：板狀之手臂9；和3根支持構件11，設置在該手臂9之下部與手臂9正交之方向，接觸在基板W之下緣，以支持基板W。該保持臂7可以保持基板W，同時使其在內槽3內的處理位置和內槽3上方的等待位置之間升降。內槽3儲存處理液，從內槽3溢出之處理液，由設置成包圍內槽3之上部外周的外槽5回收。在內槽3之底部兩側設有用以供給處理液的二根噴出管13。在外槽5之底部形成有排出口15，從內槽3溢出而由外槽5回收之處理液，從排出口15排液。

供給管17之一端連通於噴出管13，其另外一端連通於純水供給源19。在純水供給源19之下游側，設有可以調整流量之控制閥21。在供給管17之控制閥21的下游設有混合閥23。該混合閥23具備有對在供給管17流通之純水注入其他藥液的功能。在混合閥23連通有注入管25之一端，其另外一端則連通到藥液供給源27。在藥液供給源27之下游側設有可以調整流量之控制閥29。一般構建成可以在混合閥23注入多種藥液，但在本實施例中則省略圖示。在本實施例中，例如，以既定之比例對流通之純水注入氟化氫(HF)，以產生並供給除去基板表面之氧化膜用的藥液，作為處理液。另外，分別以既定之比例對流通之純水注入氨和過氧化氫水，亦可藉以產生並供給用以除去粒子或除去有機物用的藥液作為處理液(該處理稱為「SC1」)。

另外，上述保持臂7相當於本發明之保持機構。

另外，在控制閥21和混合閥23之間連通有分支管31、32之一端。在分支管31之另外一端連接有第1溶液供給源34。另外，在分支管32之另外一端連通有第2溶液供給源35。另外，在分支管31、32安裝有可以調整流量之控制閥37、38。

另外，在第1溶液供給源34，例如，儲存有第1低表面張力溶液。第1低表面張力溶液是表面張力比純水小而且沸點比純水高之液體，例如，富羅尼納都(FRORINART^® ，住友3M股份有限公司之註冊商標)或加路典(GALDEN^® ，SOLVAY SOLEXIS公司之註冊商標)等氟系惰性液體(fluoric inactive liquid)。該富羅尼納都(住友3M股份有限公司之註冊商標)或加路典(SOLVAY SOLEXIS公司之註冊商標)之表面張力為0.014至0.016[N/m]程度，沸點為130至180[℃]。

第2溶液供給源35，例如，儲存有第2低表面張力溶液。第2低表面張力溶液是表面張力比純水小而且沸點比第1低表面張力溶液低之液體，例如， HFE(hydrofluoroether，氫氟醚)或HFC(hydrofluorocarbon，氫氟碳化物)等氟系惰性液體。該HFE之表面張力為0.0136[N/m]程度，沸點為60至80[℃]。

另外，上述之噴出管13、供給管17和控制閥21相當於本發明之第1處理液供給手段，上述之噴出管13、供給管17、分支管31和控制閥37相當於本發明之第2處理液供給手段，上述之噴出管13、供給管17、分支管32和控制閥38相當於本發明之第3處理液供給手段。

另外，在分支管31設有線內加熱器33，調溫處理槽1之第1低表面張力溶液，使其溫度範圍在純水之沸點以上、第1低表面張力溶液之沸點以下。線內加熱器33將在分支管31流通之第1低表面張力溶液加熱成為例如115至200℃之範圍內。第1低表面張力溶液在115℃即可使純水蒸發。另外，最好將第1低表面張力溶液加熱成為130至200℃之範圍內，在此情況下可以使純水更有效地蒸發。在本實施例中，線內加熱器33將在分支管31流通之第1低表面張力溶液加熱成為150至200℃之範圍內，在此情況可以使純水更有效地蒸發。

在內槽3之內側設有溫度檢測器36(溫度檢測感測器等)，以檢測第1低表面張力溶液之溫度。在內槽3之第1低表面張力溶液，其檢測溫度被輸出到控制部47，根據該檢測溫度而控制線內加熱器33之加熱溫度，控制成使內槽3之第1低表面張力溶液的溫度維持在150至200℃ 之範圍內。

另外，亦可廢棄該內槽3內之溫度檢測器36，而設置具備有溫度調整功能之線內加熱器作為線內加熱器33，供給150至200℃範圍內的第1低表面張力溶液，以充分替換內槽3之純水。

上述之線內加熱器33相當於本發明之調溫手段，純水相當於本發明之第1處理液，上述之第1低表面張力溶液相當於本發明之第2處理液，上述之第2低表面張力溶液相當於本發明之第3處理液。

在內槽3之底部形成有排出口41。在該處連通有排液管43之一端，另外一端連通到圖中未顯示之廢液處理部。在排液管43安裝有可調整流量之流量控制閥45。

上述保持臂7之升降，以及線內加熱器33、控制閥21、29、37、38、45，皆利用控制部47統一地控制。控制部47具備有記憶用以規定處理步驟之處方的記憶體、微處理器、計數器/計時器等。

另外，上述之控制部47相當於本發明之控制手段。

其次，說明上述構造之裝置的動作。又，以基板W在受保持臂7保持之狀態而移動到內槽3內之處理位置作說明。另外，在以下參照之圖2中，省略保持臂7之圖示。

下面參照圖2說明實施例1之處理動作。另外，圖2A至2D是概略圖，表示實施例1之處理例。在該實施例1中，例如，產生上述HF用之藥液作為處理液並進行處理，然後，利用溶液進行洗淨處理，而後將基板W提起。

具體而言，控制部47操作控制閥21、29，以既定流量供給藥液(圖2A)。然後，保持於該狀態既定時間，對基板W進行藥液處理。

其次，控制部47使控制閥29閉合，停止藥液之供給，在使控制閥21開放之狀態繼續純水之供給。藉此方式，只以純水進行洗淨處理(圖2B)。

另外，這時亦可以使連通於內槽3底面之排出口41的排液管43之流量控制閥45開放，而一口氣排出內槽3內之藥液，或在排出之同時將純水供給到內槽3內。

在以純水進行既定時間的洗淨處理之後，控制部47使控制閥21閉合，停止純水之供給，並使控制閥37開放，以線內加熱器33將來自第1溶液供給源34作為第1低表面張力溶液的富羅尼納都(住友3M股份有限公司之註冊商標)加熱成為在150至200℃之範圍內，以既定流量供給到處理槽1。使其持續既定時間，將儲存在內槽3之純水替換成為150至200℃之範圍內的第1低表面張力溶液(圖2C)。完成第1低表面張力溶液之替換，維持該狀態既定之時間。然後，如上述方式，控制部47根據來自溫度檢測器36對第1低表面張力溶液之檢測溫度，控制線內加熱器33之加熱。

如圖2C所示，將基板W浸漬到充滿高溫(130至200℃)之第1低表面張力溶液的處理槽1內，成為浸漬既定時間之狀態，殘留在基板W之表面的純水藉由高溫之第1低表面張力溶液的熱能而氣化，其氣泡上升到處理槽1之第1 低表面張力溶液的液面上，成為蒸氣而從處理槽1冒出，即使進入到基板W表面上之微細圖案的細部而殘留之純水，亦藉由高溫之第1低表面張力溶液的熱能而氣化，其氣泡上升到處理槽1之第1低表面張力溶液的液面上，成為蒸氣而從處理槽1冒出。

另外，從處理槽1冒出之蒸氣利用設置在處理槽1之上方位置的排氣機構39排氣。

另外，第1低表面張力溶液替換完成之時間點由控制部47判斷，藉由已知之內槽3容量和供給第1低表面張力溶液時之流量等而判斷。

在該第1低表面張力溶液之替換處理後，控制部47以既定流量供給作為第2低表面張力溶液之氫氟醚(HFE)。使其持續既定時間，將儲存在內槽3之第1低表面張力溶液替換成為第2低表面張力溶液(圖2D)。當利用第2低表面張力溶液完成藥液之替換後，控制部47從內槽3將基板W提起並搬出(圖2D)。

另外，在這時亦可使內槽3之底面的排出口41所連通的排液管43之控制閥45開放，將內槽3內之第1低表面張力溶液一口氣排出後，或在排出之同時，對內槽3內供給第2低表面張力溶液。

另外，第2低表面張力溶液替換完成之時間點由控制部47判斷，藉由已知之內槽3容量和供給時之第2低表面張力溶液的流量等而判斷。

依照上述方式之實施例1，控制部47控制控制閥37，將儲存在處理槽1內之純水替換成為第1低表面張力溶液，且控制線內加熱器33使處理槽1內之第1低表面張力溶液維持在純水之沸點以上、第1低表面張力溶液之沸點以下的溫度範圍內，所以在處理槽1內受純水處理過之基板W，成為浸漬在調溫成高於純水沸點之溫度的第1低表面張力溶液的狀態，殘留在基板W之表面的純水(包含進入到基板表面之圖案細部而殘留的純水)，利用高溫之第1低表面張力溶液的熱能而氣化，其氣泡上升到處理槽1之第1低表面張力溶液的液面上，成為蒸氣而從處理槽1冒出，可以使進入到基板W表面之圖案細部而殘留的純水，完全替換成為第1低表面張力溶液。另外，當從處理槽1搬出基板W時，因為不通過表面張力較大的純水之界面，只通過表面張力比純水小的第2低表面張力溶液之界面IF(參照圖2D)，所以在通過第2低表面張力溶液之界面IF時，施加在基板W表面之表面張力變小，可以防止形成在基板W之圖案遭受破壞。另外，在提起後之基板W的表面只殘留表面張力較低之第1低表面張力溶液，因為在該第1低表面張力溶液乾燥之時，施加在基板W表面之表面張力變小，所以可以防止形成在基板W之圖案遭受破壞。

另外，因為將儲存在處理槽1之第1低表面張力溶液，替換成為表面張力比純水小而且沸點比第1低表面張力溶液低之第2低表面張力溶液，而提起乾燥，所以相較於由第1低表面張力溶液直接提起而乾燥之情況，可以縮短乾燥處理時間。亦即，因為第2低表面張力溶液之沸點比第1低表面張力溶液低，所以比第1低表面張力溶液容易乾燥。

另外，因為純水之沸點為100℃，第1低表面張力溶液為氟系惰性氣體，其表面張力低而且沸點遠高於純水，所以其對於純水的「蒸餾選擇比」良好，適於使純水氣化。

另外，因為第1低表面張力溶液和第2低表面張力溶液皆使用氟系惰性氣體，所以可以容易地將第1低表面張力溶液替換成為第2低表面張力溶液，可以縮短替換為第2低表面張力溶液之時間，可以縮短乾燥處理。

[實施例2]

其次，參照圖式使用圖3，圖4以說明本發明之實施例2。

圖3是實施例2之基板處理裝置中，乾燥裝置之概略構造圖。圖4A至4D是概略圖，用以表示實施例2之處理例。另外，對於與上述實施例1同樣之構造附加相同之符號，而省略其詳細之說明。

在上述實施例1中如圖2所示，構建成利用單一處理槽1進行藥液處理、純水洗淨處理、對第1低表面張力溶液之替換處理、對第2低表面張力溶液之替換處理、提起乾燥處理，但是在本實施例2中，則如圖4所示，廢棄上述對第2低表面張力溶液之替換處理，並代替提起乾燥而採用在高溫環境中自轉乾燥之構造(加熱器+自轉乾燥)，此點與上述之實施例1不同。

與上述實施例1同樣，在使基板W浸漬到高溫的第1低表面張力溶液之後(參照圖4C)，基板W由圖中未顯示之基板搬送機構搬送到乾燥室(參照圖4D)，在該乾燥室進行基板W之乾燥處理。

該乾燥室具備有熱乾燥功能，使接受過第1低表面張力溶液處理的基板W，在高溫環境中乾燥，且具備有空氣乾燥功能，利用空氣使該基板W乾燥。

具體而言，乾燥室49如圖3所示，為一次處理一片基板W的所謂單片式乾燥室。具體而言，具備有：夾嘴51(保持機構)，以水平姿勢支持基板W；旋轉軸53，連結到該夾嘴51之下端部；馬達55(驅動部)，用以驅動該旋轉軸53使其旋轉；和防止飛散杯57，包圍在夾嘴51之周圍。以防止飛散杯57回收從基板W飛散到周圍之第1低表面張力溶液。另外，防止飛散杯57可相對於夾嘴51而升降。

設置在乾燥室49之既定位置的插入口59，連通於氣體插入管61之一端，氣體插入管61之另外一端則連通到氣體供給源63。另外，在該氣體插入管61從上游側起依序連通有控制閥65和線內加熱器67。

控制部47控制乾燥室49，如上述實施例1中利用維持在溫度範圍內的第1低表面張力溶液處理之後，使基板W在高溫環境中乾燥，並且控制夾嘴51之旋轉，利用空氣接觸使該基板W乾燥。

具體而言，控制部47如圖3、圖4D所示，使控制閥65開放，利用線內加熱器67加熱來自氣體供給源63之氣體 (例如，氮氣等)，將既定溫度之氮氣等供給到乾燥室49，且在乾燥室49內成為高溫環境時，利用夾嘴51使基板W旋轉，進行將殘留在基板W表面之第1低表面張力溶液乾燥除去的處理。

依照如上所述之實施例2，具備有乾燥室49，使接受過第1低表面張力溶液之處理的基板W在高溫環境中乾燥，並使該基板W旋轉乾燥，而由控制部47控制乾燥室49，在以第1低表面張力溶液處理之後，使基板W處於高溫環境中且使基板W旋轉乾燥，所以藉由第1低表面張力溶液之處理，可以使進入到基板W表面之圖案細部而殘留的純水氣化而除去，因此在高溫環境中使基板旋轉，可以有效地乾燥基板W表面上的低表面張力之第1低表面張力溶液，可以防止形成在基板W之圖案遭受破壞。

另外，從處理槽1搬出基板W時，因為不通過表面張力較大的純水之界面，只通過表面張力比純水小的第1低表面張力溶液之界面IF(參照圖4C)，所以在通過第1低表面張力溶液之界面IF時，施加在基板W表面之表面張力變小，可以防止形成在基板W之圖案遭到破壞。

[實施例3]

其次，參照圖式使用圖5、圖6以說明本發明之實施例3。

圖5是實施例3之基板處理裝置的概略構造圖。圖6A至6E是概略圖，用以表示實施例3之處理例。另外，對於與上述實施例1同樣之構造附加相同之符號，而省略其詳細之說明。

在上述實施例1中如圖2所示，構建成利用單一之處理槽1，進行藥液處理、純水洗淨處理、對第1低表面張力溶液之替換處理、對第2低表面張力溶液之替換處理、提起乾燥處理，但是在本實施例3中，如圖5、6所示，採用單片式構造以進行藥液處理、純水洗淨處理、對第1低表面張力溶液之替換處理、對第2低表面張力溶液之替換處理、提起乾燥處理，此點與上述之實施例1不同。

實施例3之裝置如圖5所示，具備有：藥液處理室71；與該藥液處理室71分開之洗淨處理室101；和搬送機構91，以將在藥液處理室71完成藥液處理之基板W搬送到洗淨處理室101。

藥液處理室71如圖5所示，為一次處理一片基板W的所謂單片式藥液處理室。具體而言，藥液處理室71具備有：噴嘴73；配管75，其一端連通在該噴嘴73；藥液供給源77，連通於該配管75之另外一端；和控制閥79，設置在該配管75之途中。

另外，藥液處理室71具備有：夾嘴(保持機構)81，以水平姿勢支持基板W；旋轉軸83，連結到該夾嘴81之下端部；馬達(驅動部)85，用以驅動該旋轉軸83使其旋轉；和防止飛散杯87，包圍在夾嘴81之周圍。以防止飛散杯87回收從基板W飛散到周圍之藥液。另外，防止飛散杯87可相對於夾嘴81而升降。

搬送機構91具備有手臂93，在藥液處理室71之防止飛散杯87處於下降之狀態(亦即，退避狀態)，將夾嘴81所保持之基板W載置在手臂93上，朝向洗淨處理室101使手臂93在水平面內旋轉，在洗淨處理室101之防止飛散杯127處於下降之狀態(亦即，退避狀態)，驅動手臂93將基板W載置在夾嘴121上。

洗淨處理室101如圖5所示，為一次處理一片基板W之所謂單片式洗淨處理室。具體而言，洗淨處理室101具備有：噴嘴103；配管105，其一端連通在該噴嘴103；純水供給源107，連通於該配管105之另外一端；和控制閥109，設置在該配管105之上游側。另外，在該配管105，連通有分支管111、112之一端。在分支管111之另外一端，連通有第1溶液供給源114。另外，在分支管112之另外一端連通有第2溶液供給源115。在各個分支管111、112安裝有可以調整流量之控制閥117、118。

另外，洗淨處理室101具備有：夾嘴(保持機構)121，以水平姿勢支持基板W；旋轉軸123，連結到該夾嘴121之下端部；馬達(驅動部)125，用以驅動該旋轉軸123使其旋轉；和防止飛散杯127，包圍在夾嘴121之周圍。以防止飛散杯127回收從基板W飛散到周圍之純水或第1低表面張力溶液或第2低表面張力溶液。另外，防止飛散杯127可相對於夾嘴121而升降。

另外，在分支管111設有線內加熱器119，以將供給到基板W之第1低表面張力溶液，調溫在純水之沸點以上、第1低表面張力溶液之沸點以下的溫度範圍。線內加熱器 119具備有溫度調整功能，可根據來自後面所述之控制部129的溫度指令，而在150至200℃之範圍內調整。線內加熱器119將在分支管111流通之第1低表面張力溶液加熱成為在例如115至200℃之範圍內。第1低表面張力溶液在115℃時即可使純水蒸發。另外，最好將第1低表面張力溶液加熱成為在130至200℃之範圍內，在此種情況下，可以使純水更有效地蒸發。在該實施例中，線內加熱器119將在分支管111流通之第1低表面張力溶液加熱成為在150至200℃之範圍內，在此種情況下可以使純水更有效地蒸發。

另外，對於第1低表面張力溶液和第2低表面張力溶液，因為與上述之實施例1相同，所以在此處省略其詳細說明。

上述藥液處理室71、搬送機構91和洗淨處理室101由控制部129統一控制。控制部129具備有記憶用以規定處理步驟之處方的記憶體、微處理器、計數器/計時器。具體而言，以控制部129控制藥液處理室71之夾嘴81的旋轉、防止飛散杯87之升降，控制閥79或搬送機構91之手臂93或藥液處理室71之夾嘴121的旋轉、防止飛散杯127之升降、控制閥109、117、118、線內加熱器119。

另外，上述之夾嘴121相當於本發明之旋轉保持機構，上述之洗淨處理室101相當於本發明之處理部，上述之噴嘴103、配管105和控制閥109相當於本發明之第1處理液供給手段，上述之噴嘴103、分支管111和控制閥117 相當於本發明之第2處理液供給手段，上述之噴嘴103、分支管112和控制閥118相當於本發明之第3處理液供給手段，上述之線內加熱器119相當於本發明之調溫手段，上述之控制部129相當於本發明之控制手段。

其次，說明上述實施例3之裝置的動作。其中，基板W由夾嘴81所保持並旋轉。

對於實施例3之處理動作，參照圖6說明。在該實施例3中，例如，產生作為處理液之上述HF用藥液並在藥液處理室71進行HF處理，然後，在洗淨處理室101以溶液進行洗淨處理，然後使基板W自轉乾燥。

具體而言，控制部129操作控制閥79，以既定流量對低速旋轉之基板W供給藥液(圖6A)。然後，將該狀態保持既定時間，對低速旋轉之基板W進行藥液處理。

其次，控制部129使藥液處理室71之控制閥79閉合，停止藥液之供給，並停止基板W之旋轉，在藥液處理室71之防止飛散杯87處於下降之狀態(亦即，退避之狀態)，將由夾嘴81所保持之基板W載置在搬送機構91之手臂93上，朝向洗淨處理室101使手臂93在水平面內旋轉，在洗淨處理室101之防止飛散杯127處於下降之狀態(亦即，退避之狀態)，驅動手臂93使基板W載置在夾嘴121上。

當基板W保持在洗淨處理室101之夾嘴121而可旋轉時，控制部129使基板W低速旋轉並使控制閥109開放，將純水從噴嘴103供給到基板W之表面。藉此方式，只以純水進行洗淨處理(圖6B)。

在以該純水進行既定時間的洗淨處理之後，控制部129使控制閥109閉合，停止純水之供給，並使控制閥117開放，以線內加熱器119將來自第1溶液供給源114作為第1低表面張力溶液之富羅尼納都(住友3M股份有限公司之註冊商標)加熱成為在150至200℃之範圍內，對低速旋轉之基板W供給既定流量。使其持續既定時間，將基板W上之純水替換成為在150至200℃之範圍內的第1低表面張力溶液(圖6C)。完成第1低表面張力溶液之替換，將該狀態維持既定時間。

如圖6C所示，基板W成為表面替換成高溫(150至200℃)的第1低表面張力溶液的狀態，殘留在基板W表面之純水藉由高溫之第1低表面張力溶液的熱能而氣化，成為蒸氣而冒出，即使是進入到基板W表面的微細圖案之細部而殘留之純水，亦可以藉由高溫之第1低表面張力溶液的熱能而氣化，成為蒸氣而冒出。

然後，從基板W冒出之蒸氣，利用設置在洗淨處理室101之上方位置但圖中未顯示的排氣機構排氣。

另外，第1低表面張力溶液替換完成之時間點，根據已知的基板W之盛液容量和飛散容量，以及供給第1低表面張力溶液時之流量等，而由控制部129判斷。

在該第1低表面張力溶液之替換處理後，控制部129以既定流量將作為第2低表面張力溶液之氫氟醚(HFE)供給到低速旋轉的基板W上。使其持續既定時間，將基板W上之第1低表面張力溶液替換成為第2低表面張力溶液(圖6D)。當完成第2低表面張力溶液之藥液替換後，控制部129停止自噴嘴103供給第2低表面張力溶液，使基板W低速旋轉而乾燥(圖6E)。

另外，第2低表面張力溶液替換完成之時間點，根據已知的基板W之盛液容量和飛散容量，以及供給第2低表面張力溶液時之流量等判斷，而由控制部129判斷。

依照如上所述之實施例3，因為具備有：洗淨處理室101，在內部具備有夾嘴121，以水平姿勢保持基板W為可旋轉，利用處理液處理受該夾嘴121所保持之基板W；第1處理液供給手段(噴嘴103、配管105和控制閥109)，以將純水供給到藉由洗淨處理室101內之夾嘴121而低速旋轉的基板W；第2處理液供給手段(噴嘴103、分支管111和控制閥117)，以將表面張力比純水小而且沸點比純水高之第1低表面張力溶液，供給到藉由洗淨處理室101內之夾嘴121而低速旋轉的基板W；線內加熱器119，以將供給到藉由洗淨處理室101內之夾嘴121而旋轉的基板W之第2低表面張力溶液，調溫成為在純水之沸點以上、第1低表面張力溶液之沸點以下的溫度範圍內；和控制部129，在以純水處理基板W之後，控制線內加熱器119和第2處理液供給手段(噴嘴103、分支管111和控制閥117)，以將上述溫度範圍內之第1低表面張力溶液，供給到藉由洗淨處理室101內之夾嘴121而低速旋轉的基板W。所以在洗淨處理室101內以純水處理過之基板W，受供給調溫為溫度比純水之沸點高的第1低表面張力溶液，殘留在基板W之表面的純水(包含進入到基板表面之圖案細部而殘留的純水)，藉由高溫之第1低表面張力溶液的熱能而氣化，使其離開基板W之表面，成為蒸氣從洗淨處理室101冒出，所以進入到基板W表面之圖案細部而殘留的純水可以完全替換成為第1低表面張力溶液，在基板W之表面只殘留表面張力較低之第1低表面張力溶液，當使該第1低表面張力溶液乾燥時，因為施加在基板W之表面的表面張力變小，所以可以防止形成在基板W之圖案遭到破壞。

另外，因為將基板W之表面的第1低表面張力溶液，替換成為表面張力小於純水而且沸點低於第1低表面張力溶液的第2低表面張力溶液，使其旋轉乾燥，所以相較於直接低速旋轉以乾燥第1低表面張力溶液之情況，可以使乾燥處理時間縮短。亦即，因為第2低表面張力溶液之沸點比第1低表面張力溶液低，所以比第1低表面張力溶液容易乾燥。

另外，純水之沸點為100℃，第1低表面張力溶液為氟系惰性液體，其表面張力低而且沸點遠高於純水，所以其相對於純水的蒸餾選擇比良好，適於使純水氣化。

另外，因為第1低表面張力溶液和第2低表面張力溶液皆使用氟系惰性液體，所以可以容易地將第1低表面張力溶液替換成為第2低表面張力溶液，可以縮短替換成為第2低表面張力溶液之時間，可以縮短乾燥處理。

本發明並不只限於上述實施形態，亦可以依下述方式變化而實施。

(1)在上述各個實施例中，處理槽1為開放之狀態，但是亦可以由處理室包圍處理槽1之周圍，並在內槽3之上部具備有可以自由開閉之蓋子，且進一步在處理室之上部空間具備有供給溶劑氣體之噴嘴。另外，在將基板W提起時，使上部空間成為溶劑環境並使蓋子打開，使保持臂7上升。利用此種方式在上升時進行溶劑之替換。

(2)在上述之實施例1中，如圖2A至2D所示，構建成利用單一之處理槽1，進行藥液處理、純水洗淨處理、對第1低表面張力溶液之替換處理、對第2低表面張力溶液之替換處理、提起乾燥處理，但是對於藥液處理，亦可以構建成設置另外之處理槽或處理室，而利用單一之處理槽1，進行純水洗淨處理、對第1低表面張力溶液之替換處理、對第2低表面張力溶液之替換處理、提起乾燥處理。

(3)在上述之實施例2中，乾燥室49在高溫環境中使基板W旋轉，但是亦可以不使基板W旋轉，僅曝露在高溫環境中以既定時間進行乾燥處理，亦可以不在高溫環境，僅使基板W旋轉以進行乾燥處理。

(4)在上述之實施例1、2中，因為使用多種處理液，所以具備有從排出口15和排出口41分支為多根的分支管和開閉閥，最好依照排出之處理液而變換配管，就每一種處理液而區分不同的回收處。利用此種方式可以回收每一種處理液，使廢液處理變為容易。

(5)在上述之實施例3中，如圖6A至6E所示，構建成在對第2低表面張力溶液之替換處理後，在洗淨處理室101進行自轉乾燥處理，但是亦可以構建成如圖7E所示，在對第2低表面張力溶液之替換處理後，在氮氣等之高溫環境中進行基板W之乾燥處理。

本發明在不脫離其精神或本質之範圍內，可以以其他具體之形式實施，因此本發明之範圍並非由上述說明所示，而必須參照所附之申請專利範圍。

1‧‧‧處理槽

3‧‧‧內槽

5‧‧‧外槽

7‧‧‧保持臂

9‧‧‧手臂

11‧‧‧支持構件

13‧‧‧噴出管

15‧‧‧排出口

17‧‧‧供給管

19‧‧‧純水供給源

21‧‧‧控制閥

23‧‧‧混合閥

25‧‧‧注入管

27‧‧‧藥液供給源

29‧‧‧控制閥

31、32‧‧‧分支管

33‧‧‧線內加熱器

34‧‧‧第1溶液供給源

35‧‧‧第2溶液供給源

36‧‧‧溫度檢測器

37、38‧‧‧控制閥

39‧‧‧排氣機構

41‧‧‧排出口

43‧‧‧排液管

45‧‧‧流量控制閥

47‧‧‧控制部

49‧‧‧乾燥室

51‧‧‧夾嘴

53‧‧‧旋轉軸

55‧‧‧馬達

57‧‧‧防止飛散杯

59‧‧‧插入口

61‧‧‧氣體插入管

63‧‧‧氣體供給源

65‧‧‧控制閥

67‧‧‧線內加熱器

71‧‧‧藥液處理室

73‧‧‧噴嘴

75‧‧‧配管

77‧‧‧藥液供給源

79‧‧‧控制閥

81‧‧‧夾嘴

83‧‧‧旋轉軸

85‧‧‧馬達

87‧‧‧防止飛散杯

91‧‧‧搬送機構

93‧‧‧手臂

101‧‧‧洗淨處理室

103‧‧‧噴嘴

105‧‧‧配管

107‧‧‧純水供給源

109‧‧‧控制閥

111‧‧‧分支管

114‧‧‧第1溶液供給源

115‧‧‧第2溶液供給源

117、118‧‧‧控制閥

119‧‧‧線內加熱器

121‧‧‧夾嘴

123‧‧‧旋轉軸

125‧‧‧馬達(驅動部)

127‧‧‧防止飛散杯

129‧‧‧控制部

IF‧‧‧低表面張力溶液之界面

W‧‧‧基板

圖1是實施例1之基板處理裝置的概略構造圖。

圖2A至2D是概略圖，表示實施例1之處理例。

圖3是實施例2之基板處理裝置中，乾燥裝置之概略構造圖。

圖4A至4D是概略圖，表示實施例2之處理例。

圖5是實施例3之基板處理裝置的概略構造圖。

圖6A至6E是概略圖，表示實施例3之處理例。

圖7A至7E是概略圖，表示變化例之處理例。

1‧‧‧處理槽

3‧‧‧內槽

5‧‧‧外槽

IF‧‧‧低表面張力溶液之界面

W‧‧‧基板

Claims

一種基板處理裝置，用來以處理液處理基板；上述裝置包含有以下之元件：處理槽，用來儲存處理液；保持機構，以保持有基板之狀態，在上述處理槽內的處理位置和位於上述處理槽之上方的等待位置之間自由升降；第1處理液供給手段，用來對上述處理槽內供給第1處理液；第2處理液供給手段，用來對上述處理槽內供給表面張力比第1處理液小而且沸點比第1處理液高之第2處理液；調溫手段，在第1處理液之沸點以上、第2處理液之沸點以下的溫度範圍內，對上述處理槽內之第2處理液進行調溫；第3處理液供給手段，用來對上述處理槽內供給表面張力比第1處理液小而且沸點比第2處理液低之第3處理液；和控制手段，係依下述順序進行：操作上述第2處理液供給手段，俾將供給自上述第1處理液供給手段而儲存在上述處理槽內之第1處理液，替換成為第2處理液；操作上述調溫手段，俾將第2處理液維持在上述溫度範圍內；操作上述第3處理液供給手段，俾在以第2處理液處理基板之後，將儲存在上述處理槽內之第2處理液替換成為第3 處理液；以及操作上述保持機構，俾在上述處理槽內替換為第3處理液之後，使基板上升到等待位置。
如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，具備有：熱乾燥手段，以對接受第2處理液處理之基板，在高溫環境中予以乾燥；而上述控制手段控制上述熱乾燥手段，以對維持於上述溫度範圍內之第2處理液處理後的基板使其在高溫環境中乾燥。
如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，具備有：空氣乾燥手段，使接受過第2處理液之處理之基板與空氣接觸，以使其乾燥；而上述控制手段控制上述空氣乾燥手段，以對維持於上述溫度範圍內之第2處理液處理後的基板利用空氣接觸使其乾燥。
如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，第1處理液為純水；且第2處理液之表面張力為0.02[N/m]以下。
如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，第1處理液為純水；且第2處理液之表面張力為0.02[N/m]以下。
如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，第1處理液為純水；且第2處理液之表面張力為0.02[N/m]以下。
如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，第1處理液為純水；且第2處理液為氟系惰性液體(fluoric inactive liquid)。
如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，第1處理液為純水；且第2處理液為氟系惰性液體。
如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，第1處理液為純水；且第2處理液為氟系惰性液體。
一種基板處理裝置，用來以處理液處理基板，上述裝置包含有以下之元件：處理部，在內部具備有旋轉保持機構，俾保持基板使其可以水平姿勢旋轉，利用處理液處理由上述旋轉保持機構所保持之基板；第1處理液供給手段，對上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板，供給第1處理液；第2處理液供給手段，對上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板，供給表面張力比第1處理液小而且沸點比第1處理液高之第2處理液；調溫手段，在第1處理液之沸點以上、第2處理液之沸點以下的溫度範圍內，對供給到上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板的第2處理液，進行調溫；第3處理液供給手段，對上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板，供給表面張力比第1處理液小而且沸點比第2處理液低之第3處理液；和控制手段，係依下述順序進行：操作上述調溫手段和上述第2處理液供給手段，在基板由第1處理液處理之後，對上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板，供給在上述溫度範圍內之第2處理液；操作上述第3處理液供給手段，俾在以上述溫度範圍內之第2處理液處理基板之後，對上述處理部內藉由上述旋轉保持機構而旋轉之基板，供給第3處理液；以及在結束對基板供給第3處理液之後，控制上述旋轉保持機構使基板旋轉並乾燥之操作。
如申請專利範圍第10項之基板處理裝置，其中，第1處理液為純水；且第2處理液之表面張力為0.02[N/m]以下。
如申請專利範圍第10項之基板處理裝置，其中，第1處理液為純水；且第2處理液為氟系惰性液體。