基板處理裝置以及基板處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過一邊使基板旋轉(zhuǎn)一邊向基板供給處理液來處理基板的基板處理技術(shù)。作為處理對(duì)象的基板包括半導(dǎo)體晶圓、液晶顯示裝置用玻璃基板、等離子顯示面板用玻璃基板、光盤用基板、磁盤用基板、光磁盤用基板以及光掩膜用基板等各種基板。
【背景技術(shù)】
[0002]在如這樣的基板的制造工藝中，例如在專利文獻(xiàn)1、2中披露了如下的處理基板的裝置。該處理基板的裝置具有:雙流體噴嘴和向基板上噴出處理液的連續(xù)流的噴嘴(也稱為“直噴嘴”)。該雙流體噴嘴是將處理液與被加壓的氣體混合來生成處理液的液滴的噴流，向基板噴射生成的液滴的噴流。通過使這些噴嘴沿著基板的上方的同一路徑相隔規(guī)定的間隔一體地進(jìn)行掃描，來處理基板。
[0003]專利文獻(xiàn)1的基板處理裝置在從直噴嘴沿著鉛垂方向朝向基板噴出比較少量的純水等清洗液的連續(xù)流，來利用清洗液浸濕基板表面的狀態(tài)下，從雙流體噴嘴沿著鉛垂方向朝向基板噴出比較大量的清洗液的霧來清洗基板。通過這樣，與向干燥的基板噴出清洗液的霧的情況相比，能夠抑制霧從基板表面飛散，防止產(chǎn)生因飛散的清洗液的霧附著于基板而導(dǎo)致的水印狀的缺陷。另外，該裝置在雙流體噴嘴與直噴嘴之間具有遮擋板。通過這樣，該裝置避免因清洗液的連續(xù)流和清洗液的霧在到達(dá)基板表面為止的路徑途中相互干擾而導(dǎo)致的清洗液的霧飛散。進(jìn)一步地，該裝置還通過沿著鉛垂方向噴出用于浸濕基板表面的清洗液的連續(xù)流，來降低向基板上噴出的該連續(xù)流的水平方向的動(dòng)能，以此防止基板表面的清洗液的飛散。
[0004]另外，在專利文獻(xiàn)1中披露了如下的一種基板處理裝置作為變形例。該基板處理裝置使直噴嘴和雙流體噴嘴一體地進(jìn)行掃描。該直噴嘴沿著鉛垂方向朝向基板噴出比較少量的清洗液的連續(xù)流。該雙流體噴嘴沿著傾斜方向朝向被該連續(xù)流浸濕的基板噴出比較大量的清洗液的霧。在該變形例中，在直噴嘴與雙流體噴嘴之間設(shè)有沿著傾斜方向延伸的遮擋板，在該遮擋板上安裝有雙流體噴嘴。由此，即使是變形例的裝置也可以防止清洗液的連續(xù)流和清洗液的霧在到達(dá)基板表面為止的路徑途中相互干擾而引起清洗液的霧飛散。
[0005]專利文獻(xiàn)2的基板處理裝置通過從直噴嘴沿著鉛垂方向朝向基板噴出臭氧水等氧化性處理液的連續(xù)流，在形成于基板上的氧化膜上從雙流體噴嘴沿著鉛垂方向朝向基板噴射氫氟酸等蝕刻液的液滴的噴流，來將基板上的異物與氧化膜一起除去。該裝置由于直噴嘴和雙流體噴嘴一體地掃描，所以與使噴出氧化性處理液的直噴嘴掃描來完成基板上表面的整個(gè)區(qū)域的氧化處理之后，使噴射蝕刻液的液滴的噴流的雙流體噴嘴掃描來進(jìn)行基板上表面的整個(gè)區(qū)域的蝕刻處理的情況相比，能夠縮短基板的處理時(shí)間。
[0006]專利文獻(xiàn)1:JP特開2003-209087號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:JP特開2005-86181號(hào)公報(bào)
[0008]在使用通過與蝕刻液等化學(xué)反應(yīng)處理來對(duì)形成于基板上的膜進(jìn)行處理的處理液的情況下，通常，當(dāng)處理液處于高溫時(shí)，處理液的反應(yīng)活性變高。因此，在蝕刻處理中，通過向處理對(duì)象的基板表面供給設(shè)定在反應(yīng)活性較高的溫度的大量的蝕刻液，來謀求提高蝕刻率。另外，在有些情況下，因蝕刻液與膜的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致膜的表面產(chǎn)生氣泡。當(dāng)產(chǎn)生氣泡時(shí)，該產(chǎn)生氣泡的部分的反應(yīng)不繼續(xù)進(jìn)行而產(chǎn)生蝕刻殘留物。若供給至基板上的蝕刻液處于高溫，則蝕刻液的反應(yīng)活性變高，所以氣泡的產(chǎn)生量變多。因此，在蝕刻處理中，為了有效地避免產(chǎn)生蝕刻殘留物，在蝕刻液形成于基板上的液膜處于高溫的狀態(tài)下，需要通過攪拌該液膜使氣泡移動(dòng)，防止氣泡停留在膜的表面。
[0009]因此，在向基板上噴出設(shè)定為規(guī)定的溫度的蝕刻液的連續(xù)流之后，通過以較短的時(shí)間間隔向該液膜噴射蝕刻液的液滴的噴流來攪拌液膜的蝕刻方法，能夠提高蝕刻率并且有效地防止產(chǎn)生蝕刻殘留物。
[0010]此處，從直噴嘴噴出的連續(xù)流由于氣體不混合，所以容易增大流量；從雙流體噴嘴噴射的液滴的噴流由于被加壓的高速的氣體與處理液，所以容易提高流速。
[0011]因此，考慮如下的方法作為使用直噴嘴和雙流體噴嘴分別沿著鉛垂方向噴出處理液的專利文獻(xiàn)1、2的裝置結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)上述的蝕刻方法的方法，該方法為，縮短直噴嘴與雙流體噴嘴的間隔，從直噴嘴向基板上噴出大量的蝕刻液的連續(xù)流，并且從雙流體噴嘴高速地向連續(xù)流形成的液膜上噴射蝕刻液的液滴的噴流。
[0012]但是，在從直噴嘴向基板上噴出大量的蝕刻液的連續(xù)流的情況下，在噴出的蝕刻液的連續(xù)流在基板上擴(kuò)散的過程中，因基板的旋轉(zhuǎn)引起的離心力、因噴嘴的掃描引起的慣性力、處理液向基板的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)的移動(dòng)以及連續(xù)流根據(jù)供給流量從著落點(diǎn)向周圍擴(kuò)張的力等綜合地作用，在基板上形成厚度比周圍的液膜更厚的隆起的液膜。從雙流體噴嘴以高速噴射的液滴的噴流在從基板上的著落位置向周圍擴(kuò)散的過程中，也通過受到同樣的力等，形成厚度比周圍的液膜更厚的隆起的液膜。在這種狀態(tài)下，在為了使當(dāng)蝕刻液的溫度較高時(shí)產(chǎn)生于膜的表面的許多氣泡高效地移動(dòng)，而以蝕刻液的連續(xù)流的著落位置與蝕刻液的液滴的噴流的著落位置接近的方式來設(shè)定兩噴嘴的間隔的情況下，如圖7所示，有時(shí)液滴的噴流361形成的隆起的液膜371的周緣部與連續(xù)流362形成的隆起的液膜372的周緣部碰撞而液滴的噴流361形成的隆起的液膜371的周緣部越上連續(xù)流362形成的隆起的液膜372的周緣部。在這種情況下，會(huì)產(chǎn)生體積比較大的液柱狀的液體飛濺370。液體飛濺370是體積為例如0.5ml?幾ml左右的肉眼可見的液滴。飛濺出的蝕刻液附著于裝置內(nèi)部的壁表面等落在基板W上，使基板W產(chǎn)生缺陷。反之，若蝕刻液的液滴的噴流361的著落位置與蝕刻液的連續(xù)流362的著落位置距離非常遠(yuǎn)，則不會(huì)產(chǎn)生液體飛濺370，但是由于在反應(yīng)活性較高的高溫的狀態(tài)下不攪拌蝕刻液，所以會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生大量蝕刻殘留物的問題。
[0013]另外，在使用專利文獻(xiàn)1的變形例的裝置結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)上述的蝕刻方法的情況下，在基板W的上表面形成有沿著垂直方向凹陷的溝槽(形成于基板的圖案中的槽)T1，在處理形成于溝槽Τ1的膜U1的情況下，如圖15所示，因傾斜著噴射蝕刻液的液滴的噴流361，導(dǎo)致在形成于基板W的溝槽Τ1的一個(gè)側(cè)壁的附近的蝕刻液351沒有被充分地?cái)嚢?。因此，存在氣?9停留于一個(gè)側(cè)壁而產(chǎn)生蝕刻殘留物的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明是為了解決這樣的問題而提出的，其目的在于提供如下的技術(shù)；在分別從一體地進(jìn)行掃描的直噴嘴和雙流體噴嘴供給通過蝕刻液等的化學(xué)反應(yīng)處理基板的處理液來處理基板的裝置中，即使在基板表面形成有溝槽的情況下，能夠既抑制產(chǎn)生蝕刻殘留物等處理殘留物，又防止因向基板上供給的處理液的連續(xù)流和處理液的液滴的噴流在基板上碰撞而導(dǎo)致產(chǎn)生液體飛濺的現(xiàn)象。
[0015]為了解決上述的問題，第一技術(shù)方案的基板處理裝置具有:旋轉(zhuǎn)保持部，一邊水平地保持基板一邊使該基板旋轉(zhuǎn)，第一噴嘴，將處理液與被加壓的氣體混合來生成所述處理液的液滴的噴流，向所述基板的上表面沿著大致鉛垂方向噴射所述液滴的噴流，第二噴嘴，向所述基板的上表面噴出所述處理液的連續(xù)流，噴嘴移動(dòng)部，一邊保持所述第一噴嘴與所述第二噴嘴的位置關(guān)系恒定，一邊使所述第一噴嘴和所述第二噴嘴在所述基板的上方一體地移動(dòng)；所述噴嘴移動(dòng)部以使所述液滴的噴流在所述基板上的著落位置經(jīng)過所述基板的旋轉(zhuǎn)中心的方式移動(dòng)所述第一噴嘴，在所述位置關(guān)系中，當(dāng)所述第一噴嘴位于所述基板的周緣部的上方時(shí)，所述連續(xù)流在所述基板上的著落位置位于比所述液滴的噴流的著落位置更靠所述基板的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的位置，所述基板的旋轉(zhuǎn)軌跡上的所述液滴的噴流的著落位置和所述連續(xù)流的著落位置這兩者的移動(dòng)路徑不同，和/或所述連續(xù)流和所述液滴的噴流這兩者的流向不同，所述這兩者的移動(dòng)路徑的不同是由于當(dāng)所述第一噴嘴位于所述基板的周緣部的上方時(shí)，所述連續(xù)流的著落位置位于比所述液滴的噴流的著落位置的移動(dòng)路徑更靠所述基板的旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)的位置，所述這兩者的流向的不同是由于所述連續(xù)流的方向相對(duì)于鉛垂方向以越接近所述基板則所述液滴的噴流與所述連續(xù)流之間的間隔越寬的方式傾斜。
[0016]第二技術(shù)方案的基板處理裝置，在第一個(gè)實(shí)施方式的基板處理裝置中，所述這兩者的移動(dòng)路徑相互重合，并且所述這兩者的流向不同。
[0017]第三技術(shù)方案的基板處理方法包括:第一步驟，一邊水平地保持基板一邊使該基板旋轉(zhuǎn)，第二步驟，混合處理液與被加壓的氣體來生成所述處理液的液滴的噴流，與所述第一步驟并行地沿著大致鉛垂方向朝向所述基板的上表面噴射所述液滴的噴流，第三步驟，與所述第一步驟以及第二步驟并行地向所述基板的上表面噴出所述處理液的連續(xù)流，第四步驟，一邊保持所述液滴的噴流與所述連續(xù)流的位置關(guān)系恒定，一邊與所述第一?第三步驟并行地使所述液滴的噴流和所述連續(xù)流在所述基板上一體地移動(dòng)；在所述第四步驟中，以所述液滴的噴流在所述基板上的著落位置經(jīng)過所述基板的旋轉(zhuǎn)中心的方式使所述液滴的噴流移動(dòng)，在所述位置關(guān)系中，當(dāng)所述液滴的噴流的著落位置位于所述基板的周緣部時(shí)，所述連續(xù)流在所述基板上的著落位置位于比所述液滴的噴流的著落位置更靠所述基板的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的位置，所述基板的旋轉(zhuǎn)軌跡上的所述液滴的噴流的著落位置和所述連續(xù)流的著落位置這兩者的移動(dòng)路徑不同，和/或所述連續(xù)流和所述液滴的噴流這兩者的流向不同，所述這兩者的移動(dòng)路徑的不同是由于當(dāng)所述液滴的噴流的著落位置位于所述基板的周緣部時(shí)，所述連續(xù)流的著落位置位于比所述液滴的噴流的著落位置的移動(dòng)路徑更靠所述基板的旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)的位置，所述這兩者的流向的不同是由于所述連續(xù)流的方向相對(duì)于鉛垂方向以越接近所述基板則所述液滴的噴流與所述連續(xù)流之間的間隔越寬的方式傾斜。
[0018]第四技術(shù)方案的基板處理方法是第三個(gè)實(shí)施方式的基板處理方法，所述這兩者的移動(dòng)路徑相互重合，并且所述這兩者的流向不同。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)?shù)谝粐娮煳挥诨宓闹芫壊康纳戏綍r(shí)，處理液的連續(xù)流的著落位置位于比處理液的液滴的噴流的著落位置更靠基板的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的位置，基板的旋轉(zhuǎn)軌跡上的液滴的噴流的著落位置和連續(xù)流的著落位置這兩者的移動(dòng)路徑不同，和/或連續(xù)流和液滴的噴流這兩者的流向不同。這兩者的移動(dòng)路徑的不同是由于當(dāng)?shù)谝粐娮煳挥诨宓闹芫壊康纳戏綍r(shí)，連續(xù)流的著落位置位于液滴的噴流的著落位置的移動(dòng)路徑更靠基板的旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)的位置。由此，液滴的噴流的著落位置處的基板的旋轉(zhuǎn)速度矢量與連續(xù)流的著落位置處的基板的旋轉(zhuǎn)速度矢量朝向彼此分離的方向。另外，這兩者的流向的不同是由連續(xù)流的方向相對(duì)于鉛垂方向以越接近基板則液滴的噴流與連續(xù)流的間隔越寬的方式傾斜。由此，從處理液的連續(xù)流的著落位置到該連續(xù)流形成的隆起的液膜的周緣中的靠液滴的噴流的著落位置側(cè)的部分為止的距離變短。因此，在這兩者的移動(dòng)路徑不同和/或這兩者的流向不同的情況下，由于趁著形成于基板上的處理液的液膜處于高溫來攪拌液膜，即使液滴的噴流的著落位置與連續(xù)流的著落位置接近，也能夠抑制處理液的連續(xù)流形成的液膜與處理液的液滴的噴流形成的液膜在基板上發(fā)生碰撞。另外，處理液的液滴的噴流由于沿著