基板处理装置及基板处理方法

摘要

一种基板处理装置，通过处理液对基板进行规定的处理，具有：处理槽，用于储存处理液；升降机，具有用于保持基板的保持部，并能够在位于所述处理槽上方的待机位置和位于所述处理槽内部的处理位置之间进行升降；下喷嘴，配置在所述处理槽的底部两侧，用于供给处理液；上喷嘴，配置在所述下喷嘴的上方，用于向所述升降机的保持部供给处理液；控制装置，根据处理来调节所述上喷嘴和所述下喷嘴的流量比。

权利要求

1.一种基板处理装置，利用处理液对基板进行规定的处理，其特征在于，所述装置包括：处理槽，用于储存处理液；

升降机，具有用于保持基板的保持部，并能够在位于所述处理槽上方的待机位置和位于所述处理槽内部的处理位置之间进行升降；

下喷嘴，配置在所述处理槽的底部两侧，用于供给处理液；

上喷嘴，配置在所述下喷嘴的上方，用于向所述升降机的保持部供给处理液；

控制装置，根据处理来调节所述上喷嘴与所述下喷嘴的流量比，在利用处理液对基板进行清洗处理时，所述控制装置将所述流量比设定在1∶5～

1∶1的范围内，

在利用处理液对基板进行蚀刻处理时，所述控制装置将所述流量比设定在5∶1以上的范围内。

2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，在利用处理液对基板进行清洗处理时，所述控制装置将所述流量比设定为1∶2。

3.如权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，所述上喷嘴以使液流朝向所述升降机的保持部的姿势被配置。

4.如权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，具有预先存储了所述流量比的存储器，所述控制装置参照所述存储器。

5.如权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，具有预先存储了所述流量比的存储器，所述控制装置参照所述存储器。

6.如权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，所述上喷嘴连通并连接有用于供给处理液的第一分支管，所述第一分支管设置有用于调节流量的流量调节阀，所述下喷嘴连通并连接有用于供给处理液的第二分支管，所述第二分支管设置有用于调节流量的流量调节阀，所述控制装置对所述第一分支管的流量调节阀和所述第二分支管的流量调节阀进行操作，来调节流量。

7.如权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，所述上喷嘴连通并连接有用于供给处理液的第一分支管，所述第一分支管设置有用于调节流量的流量调节阀，所述下喷嘴连通并连接有用于供给处理液的第二分支管，所述第二分支管设置有用于调节流量的流量调节阀，所述控制装置对所述第一分支管的流量调节阀和所述第二分支管的流量调节阀进行操作，来调节流量。

8.一种基板处理方法，利用处理液对基板进行规定的处理，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在升降机上装载了基板的状态下，使升降机移动到位于处理槽内的处理位置的步骤；

设定从下喷嘴和上喷嘴供给的处理液的流量比的步骤，所述下喷嘴安装在处理槽的底部两侧，所述上喷嘴安装在下喷嘴的上方以用于向升降机的保持部供给处理液；

从下喷嘴和上喷嘴向处理槽内供给处理液的步骤；

维持处理液的供给直至经过处理时间的步骤；

使升降机上升到位于处理槽的上方的待机位置的步骤，在设定所述流量比的步骤中，在利用处理液对基板进行清洗处理时，将所述流量比设定在1∶5～1∶1的范围内，在设定所述流量比的步骤中，在利用处理液对基板进行蚀刻处理时，将所述流量比设定在5∶1以上的范围内。

说明书

基板处理装置及基板处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种将半导体晶片和液晶显示装置用玻璃基板(以下仅称为基板)浸渍在处理液中，对基板进行规定处理的基板处理装置及基板处理方法。 背景技术

[0002] 以往，这种装置具有：处理槽，具有储存处理液的内槽和回收从内槽溢出的处理液的外槽；升降机，能够在该处理槽上方的待机位置及内槽内的处理位置上升降，且具有用于保持基板的保持部；一对下喷嘴及一对上喷嘴，用于供给处理液，其中该一对下喷嘴配置在内槽的底部两侧，该一对上喷嘴配置在一对下喷嘴的上方(例如，参考日本特开2008-53680号公报)。

[0003] 在这样的装置中，在基板与升降机一起移动到处理位置之后，从上下喷嘴供给例如硫酸和双氧水的混合溶液(SPM：Sulfuric acid/hydrogen peroxidemixture)作为处理液，进行清洗处理。此外，从上喷嘴供给的液流朝向升降机的保持部，除去易于滞留在该部分上的颗粒。

[0004] 但是，在具有这种结构的现有例子中，存在如下的问题。

[0005] 即，现有的装置存在因上下喷嘴的流量比不同，往往使液体中的颗粒的排出能力变差的问题。

发明内容

[0006] 本发明是鉴于上面那样的情况而提出的，其目的在于提供通过按照处理将上下喷嘴的流量比设定为最佳的比例，能够使液体中的颗粒的排出性能提高的基板处理装置及基板处理方法。

[0007] 本发明为了达到上述的目的，采用以下的结构。

[0008] 一种基板处理装置，利用处理液对基板进行规定的处理，所述装置包括：处理槽，用于储存处理液；升降机，具有用于保持基板的保持部，能够在位于所述处理槽上方的待机位置和位于所述处理槽内部的处理位置之间进行升降；下喷嘴，配置在所述处理槽的底部两侧，用于供给处理液；上喷嘴，配置在所述下喷嘴的上方，用于向所述升降机的保持部供给处理液；控制装置，根据处理来调节所述上喷嘴和所述下喷嘴的流量比。

[0009] 根据本发明，控制装置调节上喷嘴和下喷嘴的流量比，因此能够在处理槽内的升降机的保持部附近产生适当大小的漩涡。因而，通过调节漩涡的大小，能够在处理槽内适当地形成从下方朝向上方的处理液流，因此能够提高液体中的颗粒的排出能力。 [0010] 另外，在本发明中，优选在利用处理液对基板进行清洗处理时，所述控制装置将所述流量比设定在1∶5～1∶1的范围内。

[0011] 在进行清洗处理时，通过将流量比设定在1∶5～1∶1的范围内，能够在处理槽内的升降机的保持部附近产生适当大小的漩涡，从而能够提高液体中的颗粒的排出性能。 [0012] 另外，在本发明中，优选在利用处理液对基板进行清洗处理时，所述控制装置将所述流量比设定为1∶2。

[0013] 在进行清洗处理时，通过设定为上述流量比，能够在处理槽内的升降机的保持部附近产生最适当大小的漩涡，从而能够使液体中的颗粒的排出性能最佳。 [0014] 另外，在本发明中，优选在利用处理液对基板进行蚀刻处理时，所述控制装置将所述流量比设定在5∶1以上的范围内。

[0015] 在进行蚀刻处理时，通过将流量比设定为该值以上的范围，能够在处理槽内产生大漩涡，从而能够使处理液在较大范围内搅拌。其结果是，能够抑制与基板接触的处理液的不均匀，从而能够提高基板面内的处理的均匀性。

[0016] 另外，在本发明中，优选所述上喷嘴以使液流朝向所述升降机的保持部的姿势被配置。

[0017] 能够使液流朝向易于滞留颗粒的保持部附近，从而能够进一步提高液体中的颗粒的排出性能。

[0018] 一种基板处理装置，利用处理液对基板进行规定的处理，其特征在于，所述装置包括：处理槽，用于储存处理液；升降机，具有用于保持基板的保持部，并能够在位于所述处理槽上方的待机位置和位于所述处理槽内部的处理位置之间进行升降；下喷嘴，配置在所述处理槽的底部两侧，用于供给处 理液；上喷嘴，配置在所述下喷嘴的上方，用于向所述升降机的保持部供给处理液；控制装置，根据处理来调节所述上喷嘴与所述下喷嘴的流量比，在利用处理液对基板进行清洗处理时，所述控制装置将所述流量比设定在1∶5～1∶1的范围内，在利用处理液对基板进行蚀刻处理时，所述控制装置将所述流量比设定在5∶1以上的范围内。

[0019] 一种基板处理方法，利用处理液对基板进行规定的处理，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在升降机上装载了基板的状态下，使升降机移动到位于处理槽内的处理位置的步骤；设定从下喷嘴和上喷嘴供给的处理液的流量比的步骤，所述下喷嘴安装在处理槽的底部两侧，所述上喷嘴安装在下喷嘴的上方以用于向升降机的保持部供给处理液；从下喷嘴和上喷嘴向处理槽内供给处理液的步骤；维持处理液的供给直至经过处理时间的步骤；使升降机上升到位于处理槽的上方的待机位置的步骤，在设定所述流量比的步骤中，在利用处理液对基板进行清洗处理时，将所述流量比设定在1∶5～1∶1的范围内，在设定所述流量比的步骤中，在利用处理液对基板进行蚀刻处理时，将所述流量比设定在5∶1以上的范围内。

[0020] 附图说明

[0021] 图1是表示本发明的基板处理装置的处理槽周围的概略结构的纵剖视图。 [0022] 图2是表示处理液在本发明的基板处理装置的处理槽中流动的示意图。 [0023] 图3是表示流量比所引起的液体中颗粒排出性能的变化的曲线图。 [0024] 图4A～图4F是按图3的各流量比示意性地表示液流的图。

[0025] 图5是表示实施例的基板处理装置的概略结构的框图。

[0026] 图6是表示清洗处理例的流程图。

[0027] 图7是表示蚀刻处理例的流程图。

具体实施方式

[0028] 以下，基于附图对本发明的优选的实施例进行详细地说明。

[0029] 下面，参照附图对本发明的一个实施例进行说明。

[0030] 图1是表示本发明的基板处理装置的处理槽周围的概略结构的纵剖视图，图2是表示处理液在本发明的基板处理装置的处理槽中流动的示意图。

[0031] 基板处理装置具有：处理槽1，用于储存处理液；升降机9，能够在处理槽1内和处理槽1的上方进行升降，并具有用于保持基板W的三个保持部7；下喷嘴11，配置在处理槽1的底部两侧，向处理槽1的底部供给处理液；上喷嘴13，配置在该下喷嘴11的上方，向三个保持部7中的两侧的保持部7供给处理液。

[0032] 为了如下目的设置上述上喷嘴13，即，在处理槽1所储存的处理液中产生漩涡，排除利用清洗处理从基板W剥离并易于滞留在基板W和保持部7之间的剥离物、颗粒等。另外，上喷嘴13的长度方向为从纸面向里的方向，上喷嘴13呈一对地配置在处理槽1的左右壁上。同样地，下喷嘴11也和上喷嘴13相同呈一对地配置。

[0033] 上喷嘴13和下喷嘴11构成为各自能够调节流量。因而，通过改变上喷嘴13和下喷嘴11的流量比，能够在处理槽1所储存的处理液中产生液流。例如，在某一流量比下，产生如图2所示的液流。也就是说，产生从处理槽1的底部中央上升并向左右分开的液流F1，和在该液流F1的上部朝向处理槽1的上方的液流F2。从这些液流F1、F2的分界处到处理槽1上边缘的距离L大致与从处理槽1排出的处理液的量成比例。也就是说，该距离L与液体中颗粒排出性能(PRE：Particle Removal Efficiency)相关联，该液体中颗粒排出性能相当于从处理槽1排出颗粒的能力。

[0034] 发明人等进行了如下的实验，即，将来自上喷嘴13和下喷嘴11的处理液的供给比即流量比进行各种改变，特意向处理液中混入的已知数量的颗粒在一分钟后将要有多少从处理槽1中排出。其结果用图3表示。此外，图3是表示流量比所引起的液体中颗粒排出性能的变化的曲线图。另外，图4A～图4F是按图3的各流量比示意性地表示液流的图。作为这些示意图的图4A～图4F示意性地粗略表示利用电脑模拟得到的处理槽1内流速的矢量分布图。 [0035] 从图3的曲线得知，在上喷嘴13和下喷嘴11的流量比为2∶1和5∶1时，与其他的流量比相比，液体中颗粒排出性能最差。另外，如图4A所示，在流量比为0∶30时，没有来自上喷嘴13的液流，因此不能够在保持部7附近产生漩涡。此时，距离L变长，液体中颗粒排出性能良好，但有颗粒滞留在保持部7附近的担心，因此该流量比0∶30不恰当。 [0036] 在流量比1∶5(图4B)、流量比1∶2(图4C)、流量比1∶1(图4D)的情况下，都由于来自上喷嘴13的供给，在右侧的保持部7附近产生漩涡VT。由此，能够排出易于滞留在保持部7附近的颗粒，并且距离L也足够颗粒的排出，因此，这些流量比使液体中颗粒排出性能良好，从而恰当。

[0037] 另一方面，在液体中颗粒排出性能差的流量比2∶1(图4E)的情况下，产生大漩涡VT，但是相应地，距离L变得过短，相反使排出性能降低。同样，在流量比5∶1(图4F)的情况下，比流量比2∶1的情况产生更大的漩涡VT，但是相应地，距离L也变得过短，相反使排出性能降低。其中，在该流量比2∶1的情况下，由于产生大漩涡VT，所以处理液的搅拌作用好于其他流量比的情况。

[0038] 从上述的试验结果得知，在以排出来自基板W的剥离物和颗粒为优先的清洗处理中，使上述的液体中颗粒排出性能越良好就越理想，而优选将上喷嘴13和下喷嘴11的流量比设定在1∶5～1∶1的范围内。另一方面得知，在搅拌处理液来抑制溶液不均匀，以使在基板W面内的处理的均匀性为优先的蚀刻处理中，与上述的液体中颗粒排出性能相比漩涡VT大更好，因此优选将上喷嘴13和下喷嘴11的流量比设定在5∶1以上。 [0039] <基板处理装置>

[0040] 参照图5对实施例的基板处理装置的结构进行说明。此外，图5是表示实施例的基板处理装置的概略结构的框图。

[0041] 处理槽1具有内槽3和外槽5。内槽3储存处理液，并且容置基板W对基板W进行处理。外槽5回收越过内槽3的上边缘而溢出的处理液。具有用于将基板W保持为立起姿势的三个保持部7的升降机9，能够在内槽3内的处理位置(图5中用实线表示)，和位于内槽3上方的待机位置(图5中用双点划线表示)之间升降。

[0042] 在内槽3的底部两侧配置有下喷嘴11。为了向内槽3的底部供给处理液，以喷射口(未图示)朝向内槽3底部的方向的姿势，在内槽3的底部配置下喷嘴11。下喷嘴11的上方配置有上喷嘴13。为了向位于处理位置的升降机9的三个保持部7中两侧的保持部7供给处理液，以喷射口(未图示)朝向保持部7的姿势，在内槽3的侧壁上配置该上喷嘴
13。此外，上喷嘴13及下喷嘴11朝向纸面方向的里侧具有长轴。

[0043] 供给管15的一端侧连通并连接在纯水供给源(DIW)上，另一端侧连通并连接在分支部17上。在供给管15上配置有用于调节纯水流量的流量调节阀16。在分支部17上连通并连接有第一分支管19的一端侧和第二分支管21的一端侧。第一分支管19的另一端侧连通并连接在下喷嘴11上。另外，第二分支管21的另一端侧连通并连接在上喷嘴13上。在第一分支管19上安装有用于调节流量的流量调节阀23，在第二分支管21上安装有同样的流量调节阀25。

[0044] 在供给管15上配置有混合阀27。在该混合阀27上连通并连接有例如分别连通并连接在五种药液供给源上的五个药液供给管29～33。在各药液供给管29～33上安装有各流量调节阀35～39。此外，这里的药液供给源连通着例如氢氟酸(HF)、硫酸(H2SO4)、双氧水(H2O2)、SC1(Standard Clean1：氨水双氧水混合液)、SC2(Standard Clean 2：盐酸双氧水混合液)。

[0045] 在上述外槽5的底部形成有排液口41。排液管43的一端侧连通并连接在该排液口41上，其另一端侧连通并连接在废液处理设备(未图示)上。在该排液管43上安装有开关阀45。

[0046] 上述的升降机9的升降动作、流量调节阀16、23、25、35～39的流量调节动作、开关阀45的开关动作等由控制部47统一控制。在该控制部47上连接有存储器49。存储器49按各种处理存储上述流量比。具体例子能够列举：在用于清洗处理时的上喷嘴13和下喷嘴11的流量比＝1∶2，在用于蚀刻时的 上喷嘴13和下喷嘴11的流量比＝5∶1。控制部47按照操作者指定的制法(recipe)来判断处理，再从存储器49读取对应于该处理的流量比，调节流量调节阀23、25的流量。

[0047] 此外，上述的控制部47相当于本发明的“控制装置”。

[0048] <清洗处理例>

[0049] 下面说明使用上述的基板处理装置对基板W进行清洗处理的例子。此外，图6是表示清洗处理例的流程图。

[0050] 步骤S1

[0051] 控制部47使保持有处理对象的基板W的升降机9从待机位置移动到处理位置。 [0052] 步骤S2

[0053] 控制部47根据操作者已经指定的制法来判断处理，再从存储器49读取对应于该处理的流量比，设定流量调节阀23、25的流量。具体地说，如将上喷嘴13和下喷嘴11的流量比设定为1∶2。

[0054] 步骤S3

[0055] 保持流量调节阀16关闭，调节流量调节阀36、37，生成硫酸和双氧水的混合溶液(SPM)并供给到内槽3。此时，供给到内槽3的SPM在上喷嘴13和下喷嘴11的流量比为1∶2。从内槽3溢出的SPM回收到外槽5，并且通过排液管43排出。

[0056] 步骤S4

[0057] 继续向内槽3供给SPM，直至经过制法所规定的规定时间。

[0058] 步骤S5、S6

[0059] 若利用SPM的处理结束，则控制部47关闭流量调节阀36、37。进而，控制阀47调节流量调节阀16，向内槽3供给纯水。此时的上喷嘴13和下喷嘴11的流量比保持1∶2。通过仅维持该状态经过处理时间，纯水将内槽3内的SPM推上去并进行置换，从而利用纯水除去SPM。

[0060] 步骤S7

[0061] 在利用纯水的处理结束时，控制部47使升降机9从处理位置上升到待机位置，结束处理。

[0062] 通过上述一系列的处理，对基板W进行清洗处理，但是，控制部47将 上喷嘴13和下喷嘴11的流量比调节为2∶1，因此能够产生除去易于滞留在内槽3内的升降机9的保持部7附近的颗粒所必要的适当大小的漩涡。因而，能够在内槽3内适当地形成从下方朝向上方的处理液流，因此能够提高液体中颗粒的排出能力。

[0063] 此外，在上述的说明中，将上喷嘴13和下喷嘴11的流量比设定为1∶2，但只要是流量比在1∶5～1∶1的范围内，则不管是哪种流量比都会起到同样的效果。 [0064] <蚀刻处理例>

[0065] 下面，对使用上述的基板处理装置进行基板蚀刻处理的例子进行说明。此外，图7是表示蚀刻处理例的流程图。

[0066] 步骤S10

[0067] 控制部47使保持有处理对象的基板W的升降机9从待机位置移动到内槽3内的处理位置。

[0068] 步骤S11

[0069] 控制部47根据操作者已经指示的制法来判断处理，再从存储器49读取对应于该处理的流量比，设定流量调节阀23、25的流量。具体地说，如将上喷嘴13和下喷嘴11的流量比设定为5∶1。

[0070] 步骤S12、13

[0071] 控制部47将流量调节阀16调节为规定流量，并且调节流量调节阀35，生成规定浓度的氢氟酸溶液(HF)供给到内槽3。此时，供给到内槽3的HF在上喷嘴13和下喷嘴11的流量比设定为5∶1。从内槽3溢出的HF回收到外槽5，并且通过排液管43排出。该状态仅维持制法所规定的处理时间。

[0072] 步骤S14、15

[0073] 若利用HF的处理结束，则控制部47关闭流量调节阀35。进而，控制部47调节流量调节阀16向内槽3供给纯水。此时的上喷嘴13和下喷嘴11的流量比保持5∶1。仅维持该状态经过处理时间，由此内槽3内的HF一边被纯水搅拌一边被置换，从而利用纯水除去HF。该状态仅维持制法所规定的处理时间。

[0074] 步骤S16、17

[0075] 控制部47关闭流量调节阀16，并且调节流量调节阀38，将规定浓度的 SC1供给到内槽3。此时，供给到内槽3的SC1在上喷嘴13和下喷嘴11的流量比设定为5∶1。从内槽3溢出的SC1回收到外槽5，并且通过排液管43排出。该状态仅维持制法所规定的处理时间。

[0076] 步骤S18、19

[0077] 若利用SC1的处理结束，则控制部47关闭流量调节阀38。进而，控制部47调节流量调节阀16向内槽3供给纯水。仅维持该状态经过处理时间，由此内槽3内的SC1一边被纯水搅拌一边被置换，从而利用纯水除去SC1。该状态仅维持制法所规定的处理时间。 [0078] 步骤S20、21

[0079] 控制部47将流量调节阀16调节为规定流量，并且调节流量调节阀39，将规定浓度的SC2供给到内槽3。此时，供给到内槽3的SC2在上喷嘴13和下喷嘴11的流量比设定为5∶1。从内槽3溢出的SC2回收到外槽5，并且通过排液管43排出。该状态仅维持制法所规定的处理时间。

[0080] 步骤S22、23

[0081] 若利用SC2的处理结束，则控制部47关闭流量调节阀39，并且将流量调节阀16调节为规定流量向内槽3供给纯水。仅维持该状态经过处理时间，由此内槽3内的SC2一边被纯水搅拌一边被置换，从而利用纯水除去SC2。该状态仅维持制法所规定的处理时间。 [0082] 步骤S24

[0083] 在利用纯水的处理结束时，控制部47使升降机9从处理位置上升到待机位置，结束处理。

[0084] 此外，在上述的说明中，将上喷嘴13和下喷嘴11的流量比设定为5∶1，但流量比也可以设定为5∶1以上。

[0085] 如上所述，在进行蚀刻处理时，控制部47通过将上喷嘴13和下喷嘴11的流量比设定为5∶1，能够在内槽3内产生大漩涡，从而能够使处理液在较大范围搅拌。其结果是，能够抑制与基板W接触的处理液的不均匀，并能够提高基板W面内的处理的均匀性。 [0086] 另外，控制部47在进行清洗处理时将上喷嘴13和下喷嘴11的流量比设定为1∶2，在进行蚀刻处理时将上喷嘴13和下喷嘴11的流量比切换为5∶1，因此能够在以液体中的颗粒的排出性能为优先的清洗处理和以液体搅拌为优 先的蚀刻处理中，恰当地实施处理。

[0087] 本发明不限于上述实施方式，能够像下述那样地变形实施。

[0088] (1)在上述的实施例中，将供给到基板处理装置的处理液从排液口41排出，但将排液口41和供给管15连通并连接使处理液循环的循环式也适用于本发明。 [0089] (2)在上述的实施例中，经由设置在供给管15上的混合阀27来供给HF等药液，但只要可以以规定的流量比将各药液供给到下喷嘴11和上喷嘴13，就不限于实施例那样的结构。