專利名稱：基板處理裝置以及基板處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使超聲波傳播到半導(dǎo)體晶片、光掩模用玻璃基板、液晶用玻璃基板、等離子顯示用玻璃基板、光盤用基板等各種基板來實(shí)施清洗處理等規(guī)定的處理的基板處理裝置以及方法。
背景技術(shù)：
一直以來，為了除去附著在基板上的顆粒等微小的污染物質(zhì)，在將處理液供給到基板的同時(shí)，對(duì)該處理液附加超聲波振動(dòng)，并傳播到基板上。由此，通過基于處理液的化學(xué)清洗，再加上賦予基于超聲波的物理振動(dòng)，可以提高基板的清洗效果，有效地除去顆粒。在此，作為基板的清洗方法，有將多張基板一次浸入到處理液中進(jìn)行處理的批次式清洗方法、和每次一張對(duì)基板表面供給處理液來進(jìn)行處理的單張式清洗方法。
作為單張式基板處理裝置，提案有例如專利文獻(xiàn)1所記載的裝置。在此裝置中，通過在接近基板的背面(非器件面)并相對(duì)向的相對(duì)向構(gòu)件(platter盤狀物)上埋設(shè)一個(gè)或其以上的超聲波振動(dòng)件，經(jīng)由與基板和相對(duì)向構(gòu)件雙方接觸的藥劑使超聲波振動(dòng)傳播到基板。入射到基板背面中的超聲波的若干成透過基板到達(dá)基板的表面(器件面)。此時(shí)，通過從配置于基板上方的噴嘴向基板表面供給藥劑，該藥劑由于傳播到基板表面?zhèn)鹊某暡ǘl(fā)生振動(dòng)。這樣，通過附加了超聲波振動(dòng)的藥劑對(duì)基板作清洗處理。
此外，在專利文獻(xiàn)2中記載的裝置中，將超聲波振動(dòng)件編入到與基板表面相對(duì)向配置來供給處理液的處理液引導(dǎo)件中，使超聲波振動(dòng)傳播到處理液來提高清洗效果。
專利文獻(xiàn)1JP特表2004-515053號(hào)公報(bào)(第20-22頁、圖2A)。
專利文獻(xiàn)2JP特開平8-130202號(hào)公報(bào)(第 段-第 段、圖5)。
但是，在器件制造過程中，形成于基板上的圖形逐年細(xì)微化，當(dāng)為了除去基板上的顆粒而對(duì)基板施加多余的物理沖擊時(shí)，圖形就容易倒塌、破損。為此，即使對(duì)基板照射具有僅從基板上除去顆粒的能量的超聲波，也需要控制到達(dá)基板的振動(dòng)能量的閾值，以使能量不會(huì)達(dá)到損壞形成于基板的圖形的程度。而且，必須使被控制的振動(dòng)能量對(duì)被超聲波清洗的被處理面進(jìn)行均勻的傳播，以使在基板的被處理面內(nèi)，顆粒的除去性能沒有偏錯(cuò)。
在現(xiàn)有裝置中，由于在接近基板并相對(duì)向的相對(duì)向構(gòu)件上直接安裝超聲波振動(dòng)件，使超聲波振動(dòng)傳播到基板，所以存在以下問題。即，超聲波振動(dòng)件本身的大小受限。因此，為了讓控制為規(guī)定閾值的超聲波振動(dòng)能量均勻地傳播到被處理面全體，必須在將多個(gè)振動(dòng)件以對(duì)基板的被處理面全體均勻的方式安裝在相對(duì)向構(gòu)件上的同時(shí)，將從每個(gè)振動(dòng)件發(fā)出的振蕩輸出控制為低輸出并且沒有偏差，使得成為不損壞圖形的程度的能量。但是，加上各振動(dòng)件具有的特性偏差的影響，振動(dòng)件對(duì)相對(duì)向構(gòu)件的安裝要想做到全體均勻是極其困難的，會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)能量不在被處理面全體上均勻傳播而集中起來。其結(jié)果是，有時(shí)會(huì)對(duì)形成于基板上的圖形造成損壞，不能對(duì)基板做均勻的處理。而且，將每個(gè)振動(dòng)件的振蕩輸出控制為低輸出狀態(tài)并且沒有偏差事實(shí)上是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種在抑制對(duì)基板的損壞的同時(shí)能夠?qū)暹M(jìn)行均勻處理的基板處理裝置和方法。
本發(fā)明的基板處理裝置，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其特征在于，包括基板保持裝置，其將基板以大致水平姿勢(shì)保持；振動(dòng)構(gòu)件，其由能夠傳播超聲波振動(dòng)的材料形成，同時(shí)，具有能夠和由基板保持裝置保持的基板的被處理面相對(duì)向的對(duì)置面，該對(duì)置面與被處理面分離開并相對(duì)向；處理液供給裝置，其通過向基板的被處理面和振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面所夾持的空間中供給處理液，從而在該空間中將處理液積存為液密狀態(tài)；超聲波賦予裝置，其使傳播了超聲波振動(dòng)的液體碰撞到振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面之外的非對(duì)置面上。
此外，本發(fā)明涉及的基板處理方法，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其特征在于，包括振動(dòng)構(gòu)件配置工序，將由能夠傳播超聲波振動(dòng)的材料形成的振動(dòng)構(gòu)件的一面作為基板對(duì)置面，與基板的被處理面相對(duì)向配置；液密形成工序，通過向基板的被處理面和振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面所夾持的空間中供給處理液，形成處理液的液密狀態(tài)；超聲波賦予工序，使傳播了超聲波振動(dòng)的液體碰撞到振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面以外的非對(duì)置面上。
在這樣構(gòu)成的發(fā)明(基板處理裝置和方法)中，通過振動(dòng)構(gòu)件與基板的被處理面相對(duì)向分離配置，在基板的被處理面和振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面之間形成空間。并且，通過對(duì)此空間供給處理液，在該空間形成處理液的液密狀態(tài)。在此狀態(tài)，通過將傳播了超聲波振動(dòng)的液體碰撞到除振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面之外的非對(duì)置面，使超聲波振動(dòng)傳播到振動(dòng)構(gòu)件。傳播到振動(dòng)構(gòu)件的超聲波振動(dòng)在振動(dòng)構(gòu)件內(nèi)分散的同時(shí)擴(kuò)展。其中一部分振動(dòng)波，從振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面全體向液密狀態(tài)的處理液大范圍并均勻地傳遞，使該處理液振動(dòng)。由此，可以使超聲波振動(dòng)能量均等地分散同時(shí)傳播到基板的被處理面。這樣，由于經(jīng)由傳播了超聲波振動(dòng)的液體，使振動(dòng)能量在振動(dòng)構(gòu)件全體均等地分散，所以對(duì)基板的被處理面，振動(dòng)能量不會(huì)集中，并且可以使傳播到被處理面的能量密度均等地衰減。其結(jié)果是可以在抑制基板損壞的同時(shí)對(duì)基板均勻處理。
在此，也可以在使基板旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使傳播了超聲波振動(dòng)的液體碰撞到振動(dòng)構(gòu)件。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以在保持在基板和振動(dòng)構(gòu)件之間形成處理液的液密狀態(tài)下，在旋轉(zhuǎn)方向高效地處理基板的同時(shí)，可以用作用于處理液的離心力，將除去了的污染物質(zhì)迅速地向基板外排出。
此外，傳播了超聲波振動(dòng)的液體向振動(dòng)構(gòu)件的非對(duì)置面的入射方向最好是大致水平的。由此，在振動(dòng)構(gòu)件內(nèi)傳播的超聲波振動(dòng)向水平方向分散，防止振動(dòng)能量集中。而且，由于超聲波的傳播方向(傳播了超聲波振動(dòng)的液體的入射方向)和基板的被處理面是大致平行的關(guān)系，超聲波可以直接到達(dá)基板的被處理面，防止給基板帶來損壞。
進(jìn)而，將相對(duì)于基板對(duì)置面大致垂直立起的側(cè)壁面作為振動(dòng)構(gòu)件的非對(duì)置面，傳播了超聲波振動(dòng)的液體大致垂直地碰撞于側(cè)壁面，不會(huì)妨礙超聲波透過液體(傳播了超聲波振動(dòng)的液體)和固體(振動(dòng)構(gòu)件)的界面，可以防止在界面附近振動(dòng)能量集中。
在此，優(yōu)選振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面具有和基板的被處理面的平面尺寸同等或其以上的大小的平面尺寸。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在使超聲波振動(dòng)能量分散的有效面積擴(kuò)大的同時(shí)，對(duì)基板的被處理面的全體，可以形成處理液的液密狀態(tài)。其結(jié)果是，可以實(shí)現(xiàn)傳播到被處理面的振動(dòng)能量的均一的分散效果。
此外，優(yōu)選使振動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使傳播了超聲波振動(dòng)的液體碰撞于該振動(dòng)構(gòu)件。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以讓傳播到振動(dòng)構(gòu)件內(nèi)的超聲波振動(dòng)進(jìn)一步有效地分散，可以防止振動(dòng)能量集中并到達(dá)基板的被處理面。此外，通過可以旋轉(zhuǎn)地構(gòu)成振動(dòng)構(gòu)件，可以通過旋轉(zhuǎn)甩掉并排出附著在振動(dòng)構(gòu)件上的處理液，同時(shí)可以定期地清洗振動(dòng)構(gòu)件本身。
另外，作為振動(dòng)構(gòu)件的材質(zhì)，從易于傳播超聲波、要求潔凈度、具有耐藥液性能、和易于加工的觀點(diǎn)來說，優(yōu)選使用石英。此外，也可以用石英以外的材料，如藍(lán)寶石、陶瓷材料、SiC等作為傳遞超聲波振動(dòng)的材料構(gòu)成振動(dòng)構(gòu)件。
此外，作為本發(fā)明中使用的形成液密狀態(tài)的處理液，除純水以外，從在處理液中高效地發(fā)生由超聲波振動(dòng)引起的氣蝕的觀點(diǎn)來說，可以使用氮溶解水、有蝕刻作用的藥液，例如SC1(氨/過氧化氫的混合液)等。此外，也可以在處理液中添加界面活性劑，使對(duì)基板表面的潤濕性上升。
根據(jù)本發(fā)明，在基板的被處理面和振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面之間，將處理液積存為液密狀態(tài)，使傳播了超聲波振動(dòng)的液體碰撞于該振動(dòng)構(gòu)件的非對(duì)置面。由此，超聲波振動(dòng)在振動(dòng)構(gòu)件內(nèi)大范圍的擴(kuò)散并傳播，從振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面全體向液密狀態(tài)的處理液大范圍均一地傳遞，使該處理液振動(dòng)。為此，不會(huì)對(duì)基板的被處理面集中振動(dòng)能量，而且可以讓傳播到被處理面的能量均勻地衰減。其結(jié)果是，可以在控制基板的損壞的同時(shí)對(duì)基板進(jìn)行均勻處理。


圖1是表示本發(fā)明的基板處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式的圖。
圖2是表示超聲波噴嘴的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示圖1的基板處理裝置的動(dòng)作的流程圖。
圖4A～圖4C是示意性表示圖1的基板處理裝置的動(dòng)作的圖。
圖5是表示遮斷板的變形方式的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示本發(fā)明的基板處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式的圖。此基板處理裝置是用于清洗處理的單張式基板處理裝置，該清洗處理用于除去附著在半導(dǎo)體晶片等的基板W的表面Wf(相當(dāng)于本發(fā)明的“被處理面”)上的顆?；蚋鞣N金屬雜質(zhì)等污染物質(zhì)。更具體的說，是對(duì)形成器件圖形的基板表面Wf供給純水或者清洗用藥液(以下稱為“處理液”)的同時(shí)，對(duì)該處理液賦予超聲波振動(dòng)來清洗基板W的裝置。
此基板處理裝置具有旋轉(zhuǎn)卡盤1，其將基板W在其表面Wf朝向上方的狀態(tài)下保持水平并使其旋轉(zhuǎn)；遮斷板3，其與被保持在旋轉(zhuǎn)卡盤1上的基板W的上表面相對(duì)向而配置；處理液噴嘴5，其向被保持在旋轉(zhuǎn)卡盤1上的基板W的上表面中央部供給處理液；超聲波噴嘴7，其向遮斷板3排出傳播了超聲波振動(dòng)的液體(以下稱為“超聲波傳播液”)。
旋轉(zhuǎn)卡盤1，將旋轉(zhuǎn)軸11連接在包含馬達(dá)的卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13的旋轉(zhuǎn)軸上，通過卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13的驅(qū)動(dòng)，可以繞沿垂直方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸J旋轉(zhuǎn)。在此旋轉(zhuǎn)軸11的上端部，圓盤狀的旋轉(zhuǎn)基座15通過螺釘?shù)冗B結(jié)部件連接為一體。因此，對(duì)應(yīng)于來自控制裝置全體的控制單元4的動(dòng)作指令，驅(qū)動(dòng)卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13，從而旋轉(zhuǎn)基座15以旋轉(zhuǎn)軸J為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。這樣，在此實(shí)施方式中，卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13起到本發(fā)明的“基板旋轉(zhuǎn)裝置”的作用。
在旋轉(zhuǎn)基座15的周邊部附近，豎立設(shè)置有用于把持基板W的周邊部的多個(gè)卡盤銷17。為了可靠地保持圓形的基板W，卡盤銷17只要設(shè)置為3個(gè)或其以上就行，沿旋轉(zhuǎn)基座15的周邊部以等角度間隔配置。卡盤銷17分別具備有從下方支撐基板W的周邊部的基板支撐部17a、按壓由基板支撐部17a支撐著的基板W的外周端面來保持基板W的基板保持部17b。各卡盤銷17，以可以在基板保持部17b按壓基板W的外周端面的按壓狀態(tài)，和基板保持部17b離開基板W的外周端面的解除狀態(tài)之間切換的方式而構(gòu)成。
對(duì)旋轉(zhuǎn)基座15交接基板W時(shí)，多個(gè)卡盤銷17為解除狀態(tài)，在對(duì)基板W進(jìn)行清洗處理時(shí)，多個(gè)卡盤銷17為按壓狀態(tài)。通過成為按壓狀態(tài)，多個(gè)卡盤銷17，把持基板W的周緣部，可將該基板W從旋轉(zhuǎn)基座15間隔規(guī)定間隔而保持大致水平姿態(tài)?；錡，以其表面(器件圖形形成面)Wf朝向上面?zhèn)?，背面Wb朝向下面?zhèn)鹊臓顟B(tài)而被保持。這樣，在此實(shí)施方式中，卡盤銷17起到本發(fā)明的“基板保持裝置”的作用。
在旋轉(zhuǎn)卡盤1的上方，水平配設(shè)有與被卡盤銷17保持的基板W相對(duì)向的圓盤狀的遮斷板3(相當(dāng)于本發(fā)明“振動(dòng)構(gòu)件”)。此遮斷板3，具有比基板W(表面Wf)的平面尺寸D大一些的平面尺寸，以便可以覆蓋基板表面Wf的全部區(qū)域，可一體旋轉(zhuǎn)地安裝在與旋轉(zhuǎn)卡盤1的旋轉(zhuǎn)軸11在同一個(gè)軸上配置的旋轉(zhuǎn)軸31的下端部。在此旋轉(zhuǎn)軸31上，連接有遮斷板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33，對(duì)應(yīng)于來自控制單元4的動(dòng)作指令，驅(qū)動(dòng)遮斷板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33的馬達(dá)，由此使遮斷板3以垂直軸J為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。控制單元4，以使遮斷板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33與卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13同步的方式進(jìn)行控制，從而能夠以與旋轉(zhuǎn)卡盤1相同的旋轉(zhuǎn)方向和相同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)遮斷板3。這樣，在此實(shí)施方式中，遮斷板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33起到本發(fā)明的“振動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)裝置”的作用。
此外，遮斷板3，與遮斷板升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)35連接，通過使遮斷板升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)35的升降驅(qū)動(dòng)用驅(qū)動(dòng)器(例如氣缸等)動(dòng)作，可以使遮斷板3接近旋轉(zhuǎn)基座15并相對(duì)向，或相反使其離開。具體來說，通過控制單元4驅(qū)動(dòng)遮斷板升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)35，在對(duì)基板處理裝置搬入搬出基板W時(shí)，使遮斷板3上升到旋轉(zhuǎn)卡盤1的上方的避讓位置。另一方面，在對(duì)基板W進(jìn)行清洗處理時(shí)，使遮斷板3下降到設(shè)定于被保持在旋轉(zhuǎn)卡盤1的基板W的表面Wf附近的規(guī)定的處理位置。由此，在遮斷板3的下表面(對(duì)置面3a)與基板表面Wf接近的狀態(tài)下分離并相對(duì)向配置。
旋轉(zhuǎn)軸31，是中空軸，其內(nèi)部插通了處理液供給管51。此處理液供給管51的前端形成有處理液噴嘴5。處理液供給管51與純水供給單元21和藥液供給單元23相連接，有選擇地供給純水或藥液。并且，通過從處理液噴嘴5供給處理液(純水或藥液)，可以在基板表面Wf和遮斷板3的對(duì)置面3a所夾持的空間SP將處理液存為液密狀態(tài)。這樣，在此實(shí)施方式中，處理液噴嘴5起到本發(fā)明的“處理液供給裝置”的作用。
遮斷板3的側(cè)壁(側(cè)壁面3b)成為從后述的超聲波噴嘴7排出的超聲波傳播液的入射面，相對(duì)于基板對(duì)置面3a垂直立起。此側(cè)壁面3b的高度(遮斷板3的厚度)，具有從超聲波噴嘴7排出的超聲波傳播液不向遮斷板3的上表面和下表面(對(duì)置面3a)漫延的程度的大小。超聲波傳播液碰撞到遮斷板3的側(cè)壁面3b時(shí)，超聲波振動(dòng)就傳播到遮斷板3，遮斷板3整體振動(dòng)。傳播到遮斷板3的超聲波振動(dòng)，在遮斷板3內(nèi)部傳播并擴(kuò)展，其一部分振動(dòng)波，從遮斷板3向液密狀態(tài)的處理液傳遞，使該處理液振動(dòng)。
作為遮斷板3的材質(zhì)，從(1)易于傳播超聲波、(2)要求清潔度、(3)具有耐藥液性能、和(4)易于加工的觀點(diǎn)出發(fā)，使用高純度石英。此外，作為除石英以外可傳遞超聲波振動(dòng)的材料，如果沒有向處理液(不僅限于純水)稀出等的問題，或者如果在稀出等能夠容許的范圍內(nèi)即可，也可以用藍(lán)寶石、陶瓷材料、SiC等構(gòu)成。
在遮斷板3的側(cè)方，朝向該遮斷板3的側(cè)壁面3b，配置有排出超聲波振動(dòng)傳播的液體(純水)的超聲波噴嘴7作為本發(fā)明的“超聲波賦予裝置”。具體來說，在遮斷板3下降到與基板W接近并相對(duì)向的處理位置時(shí)，以從超聲波噴嘴7排出的液體大致垂直地與遮斷板3的側(cè)壁面3b相碰撞的方式配置超聲波噴嘴7。就是說，超聲波噴嘴7的排出口，朝向遮斷板3的側(cè)壁面3b開口，超聲波傳播液的排出方向P與基板表面Wf為大致平行的關(guān)系。
接著，參照?qǐng)D2詳細(xì)說明超聲波噴嘴7的結(jié)構(gòu)。超聲波噴嘴7是所謂的喇叭形噴嘴，噴嘴主體71具備有蓋圓筒形狀的主體部71a、和與該主體部71a相結(jié)合并且剖面形狀為大致V字形的噴嘴前端部71b。在此噴嘴主體71的內(nèi)部形成可填充液體(純水)的填充空間FS。在噴嘴前端部71b設(shè)有排出口72，從該排出口72排出被供給到填充空間FS內(nèi)的液體。此排出口72的開口面積小于主體部71a的縱向剖面(與液體的排出方向P大致垂直的剖面)的面積。就是說，噴嘴前端部71b的縱向剖面的面積，從與主體部71a的結(jié)合部(圖2的右側(cè))向著開口部(圖2的左側(cè))逐漸變小。在主體部71a的側(cè)面，設(shè)有向填充空間FS供給純水的供給口73，經(jīng)由配管74，與純水供給單元21連通連接。因此，當(dāng)經(jīng)由此配管74向填充空間FS供給純水時(shí)，從填充空間FS經(jīng)由排出口72向排出方向P排出純水。
此外，在噴嘴主體71的內(nèi)部，與排出口72相對(duì)向而在主體部71a的上壁面固定設(shè)置有超聲波振動(dòng)件75。在超聲波振動(dòng)件75的表面粘貼有石英或高純度SiC(碳化硅)的薄板。在超聲波振動(dòng)件75上電連接有電纜76，電纜76與超聲波振蕩器(圖示略)電連接。可以從超聲波振動(dòng)件75向填充空間FS內(nèi)的純水振蕩超聲波，可以對(duì)從排出口72排出的純水賦予超聲波。
接著，說明上述那樣構(gòu)成的基板處理裝置的動(dòng)作。圖3是表示圖1的基板處理裝置的動(dòng)作的流程圖。此外，圖4是示意性表示圖1的基板處理裝置的動(dòng)作的圖。在此裝置中，當(dāng)在基板的表面Wf上形成了器件圖形的基板W，在將圖形形成面朝向上方的狀態(tài)下被搬入，并載置于旋轉(zhuǎn)基座15上時(shí)，通過控制單元4將多個(gè)卡盤銷17從解除狀態(tài)變?yōu)榘磯籂顟B(tài)，從而把持基板W的周邊部。由此，基板W保持大致水平姿勢(shì)。另外，在進(jìn)行基板W的搬送時(shí)，遮斷板3在旋轉(zhuǎn)卡盤1的上方的避讓位置，防止與基板W的干涉。
當(dāng)基板W被保持在卡盤銷17時(shí)，控制單元4使遮斷板3下降到處理位置，并接近基板W而相對(duì)向配置(步驟S1振動(dòng)構(gòu)件配置工序)。由此，基板表面Wf被遮斷板3的基板對(duì)置面3a覆蓋，遮斷基板W周圍的外部環(huán)境。并且，如圖4A所示，從處理液噴嘴5向基板表面Wf的大致中央部供給處理液，使基板表面Wf和遮斷板3的基板對(duì)置面3a夾持的空間SP變?yōu)橐好軤顟B(tài)，從而在該空間SP將處理液積存為漿狀(パドル狀)(步驟S2液密形成工序)。在此，因?yàn)檎跀喟?的平面尺寸形成為大于等于基板W的平面尺寸D的大小，所以在基板表面Wf的全體區(qū)域形成處理液的液密狀態(tài)(使基板表面Wf成為大致剖面形狀的液柱)。
接著，控制單元4控制卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13使旋轉(zhuǎn)基座15旋轉(zhuǎn)，由此基板W和遮斷板3之間形成處理液的液密狀態(tài)，在此狀態(tài)下使基板W旋轉(zhuǎn)(步驟S3)。此時(shí)，優(yōu)選對(duì)應(yīng)于基板旋轉(zhuǎn)來控制遮斷板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33，以與旋轉(zhuǎn)基座15的轉(zhuǎn)速大致相同的轉(zhuǎn)速，使遮斷板3向同一方向旋轉(zhuǎn)。由此，如后面所述那樣，可以高效地將被賦予給遮斷板3的超聲波振動(dòng)分散在遮斷板3的內(nèi)部。
在此狀態(tài)下，如圖4B所示，從遮斷板3的側(cè)方的超聲波噴嘴7排出超聲波傳播液(純水)，并以大致垂直入射的方式碰撞于遮斷板3的側(cè)壁面3b(步驟S4超聲波賦予工序)。由此，超聲波透過液體(超聲波傳播液)和固體(遮斷板3)的界面，傳播到遮斷板3內(nèi)，使該遮斷板3振動(dòng)。入射到遮斷板3的超聲波振動(dòng)，在遮斷板3內(nèi)部向水平方向分散并擴(kuò)展。其一部分的振動(dòng)波(相對(duì)于超聲波向遮斷板3的入射方向垂直且向下的成分)，從遮斷板3的對(duì)置面3a的全體向液密狀態(tài)的處理液擴(kuò)展并且均勻傳遞，使處理液振動(dòng)。這樣，因?yàn)榻?jīng)由液體(超聲波傳播液)，使遮斷板3整體振動(dòng)，所以可以讓振動(dòng)能量高效地分散在遮斷板3內(nèi)。
由此，可以讓傳播到基板表面Wf的超聲波振動(dòng)的能量密度均勻地衰減。具體來說，可以讓將閾值控制為不損壞圖形的程度的振動(dòng)能量在基板表面Wf的整體區(qū)域傳播。其結(jié)果是，不會(huì)損壞形成于基板表面Wf的圖形，而可以除去顆粒等污染物質(zhì)。另外，除去了的污染物質(zhì)在作用于處理液的離心力的作用下，被迅速地向基板外排出。
這樣，當(dāng)基板W的清洗處理結(jié)束時(shí)，如圖4C所示那樣，控制單元4提高卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13和遮斷板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33的馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度，使基板W和遮斷板3高速旋轉(zhuǎn)。由此，甩掉附著在清洗后的基板W和遮斷板3上的處理液來使其干燥(步驟S5)。
當(dāng)干燥處理結(jié)束時(shí)，控制單元4在控制遮斷板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33使遮斷板3的旋轉(zhuǎn)停止的同時(shí)，控制卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13并使基板W的旋轉(zhuǎn)停止(步驟S6)。其后，遮斷板3上升，保持基板W周邊部的多個(gè)卡盤銷17從按壓狀態(tài)變?yōu)榻獬隣顟B(tài)，處理結(jié)束的基板W被從裝置搬出(步驟S7)。
如上所述，根據(jù)此實(shí)施方式，在基板表面Wf和遮斷板3的對(duì)置面3a夾持的空間SP中形成處理液的液密狀態(tài)的同時(shí)，傳播了超聲波振動(dòng)的液體碰撞在遮斷板3的側(cè)壁面3b上。由此，超聲波振動(dòng)，在遮斷板3的內(nèi)部擴(kuò)展分散并傳播，從遮斷板3的對(duì)置面3a全體經(jīng)由液密狀態(tài)的處理液到達(dá)基板表面Wf。為此，不會(huì)對(duì)基板表面Wf集中振動(dòng)能量，而且可以讓傳播到基板表面Wf的能量密度均等地衰減。其結(jié)果是，可以在抑制基板W的損壞的同時(shí)對(duì)基板進(jìn)行均勻的處理。
此外，根據(jù)此實(shí)施方式，因?yàn)檎跀喟?的平面尺寸具有和基板W的平面尺寸D相同或其以上的大小，可以得到以下的作用效果。即，通過將使超聲波振動(dòng)能量分散的有效面積擴(kuò)大到基板W(表面Wf)的平面尺寸D，可以有效地實(shí)現(xiàn)傳播到基板表面Wf的振動(dòng)能量的均勻的分散。此外，通過使液密狀態(tài)的處理液(液柱)的剖面尺寸比遮斷板3的平面尺寸小，可以避免在遮斷板3的對(duì)置面3b產(chǎn)生的超聲波的反射造成的影響。就是說，通過將處理液和周圍環(huán)境的邊界(液柱的側(cè)面)收縮到遮斷板3對(duì)置面3b的徑向內(nèi)側(cè)，減輕在遮斷板3內(nèi)部存在于側(cè)面壁3b附近的反射波造成的影響，可以防止對(duì)圖形的損壞。
從上述的觀點(diǎn)來說，如圖5所示，優(yōu)選遮斷板3的平面尺寸以比基板W的平面尺寸D足夠大的方式形成遮斷板3。由此，可以可靠地排除由在遮斷板3的對(duì)置面3b發(fā)生的超音波的反射造成的影響。
此外，根據(jù)此實(shí)施方式，由于超聲波傳播液大致水平地入射到遮斷板3，在遮斷板3內(nèi)傳播的超聲波振動(dòng)向水平方向分散，可以防止振動(dòng)能量集中。就是說，在以相對(duì)遮斷板3的上表面或下表面(對(duì)置面3a)具有規(guī)定角度的方式使超聲波傳播液碰撞到遮斷板3時(shí)，振動(dòng)能量不能充分地向水平方向分散，在集中在狹小的范圍的狀態(tài)下，超聲波向基板W傳遞，會(huì)造成損壞，但是根據(jù)此實(shí)施方式，通過防止振動(dòng)能量的集中，防止了對(duì)基板W的損壞。而且，超聲波傳播液的入射方向和基板表面Wf是大致平行的關(guān)系，所以可以防止超聲波直接到達(dá)基板表面Wf而對(duì)基板W造成損壞。此外，因?yàn)槌暡▊鞑ヒ捍笾麓怪钡厝肷涞秸跀喟?的側(cè)壁面3b，不會(huì)妨礙超聲波透過液體(超聲波傳播液)和固體(遮斷板3)之間的界面，防止在界面附近集中振動(dòng)能量。
進(jìn)而，根據(jù)此實(shí)施方式，由于使遮斷板3旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使超聲波傳播液碰撞到該遮斷板3，所以可以有效地分散傳播到遮斷板3內(nèi)的超聲波振動(dòng)。此外，這樣，通過可以旋轉(zhuǎn)地構(gòu)成遮斷板3，在通過旋轉(zhuǎn)而甩掉并排出附著在遮斷板3的處理液的同時(shí)，可以定期地清洗遮斷板3。
根據(jù)此發(fā)明，因?yàn)橐越?jīng)由超聲波傳播液使遮斷板3振動(dòng)的方式而構(gòu)成，所以可以解決在遮斷板等的和基板接近的相對(duì)向構(gòu)件上直接安裝超聲波振動(dòng)件的情況下發(fā)生的如下的問題。即，如果在與基板W接近的相對(duì)向構(gòu)件上具備用于安裝超聲波振動(dòng)件和驅(qū)動(dòng)該超聲波振動(dòng)件的配線等，對(duì)不能有污染存積的清洗裝置來說是極其不利的，也可能抵消清洗效果。特別是在上方配置相對(duì)向構(gòu)件，使附著在該相對(duì)向構(gòu)件的液滴不殘留的同時(shí)，在清洗相對(duì)向構(gòu)件本身的情況下，必須使相對(duì)向構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，當(dāng)在旋轉(zhuǎn)軸上纏繞多條配線，并通過處理液和必要的情況下通過氣體(氮?dú)獾?時(shí)，就容易引起污染存積，即使通過自清洗也不能變得清潔。
另一方面，如本發(fā)明所述，在經(jīng)由超聲波傳播液讓與基板W接近的相對(duì)向構(gòu)件振動(dòng)的方式中，由于不需要在相對(duì)向構(gòu)件本身上安裝超聲波振動(dòng)件和配線等，所以很難引起上述的污染存積，通過自清洗來維持清潔度也是容易的。
另外，本發(fā)明并不僅限于上述的實(shí)施方式，只要不脫離其宗旨可以對(duì)其進(jìn)行各種上述方式以外的變更。例如，在上述實(shí)施方式中，雖然將遮斷板3的平面尺寸做成和基板W的平面尺寸D相同或其以上的大小，但并不限定于此，只要可以在與基板表面Wf之間形成處理液的液密狀態(tài)即可，可以是任意的大小。例如，即使使遮斷板的平面尺寸為基板W的平面尺寸D的一半的情況下，通過使保持基板表面Wf與遮斷板之間形成處理液的液密狀態(tài)，在此狀態(tài)下使基板W(或是遮斷板)旋轉(zhuǎn)，從而可以對(duì)基板表面Wf全體區(qū)域進(jìn)行清洗處理。
此外，在上述實(shí)施方式中，雖然遮斷板3的形狀是圓盤狀的板狀構(gòu)件，但遮斷板3的形狀并不僅限于此。只要是有基板對(duì)置面，可以在與基板W之間形成處理液的液密狀態(tài)，并且可以向除了該基板的對(duì)置面以外的非對(duì)置面入射超聲波傳播液的形狀即可。例如可以是長方體、圓錐形、圓頂形狀等。
此外，作為在此基板處理裝置中使用的處理液，純水也認(rèn)可其清洗效果，但除了純水以外，在處理液中高效地發(fā)生由超聲波振動(dòng)產(chǎn)生的氣蝕的觀點(diǎn)來說，可以使用氮溶解水、有蝕刻作用的藥液，例如SC1(氨/過氧化氫的混合溶液)等。此外，也可以在處理液中添加界面活性劑，使對(duì)基板表面Wf的潤濕性上升。此外，從超聲波噴嘴7排出的液體也不僅限于純水，只要是不對(duì)液密狀態(tài)的處理液帶來惡劣的影響就可以。
本發(fā)明能夠適用于使超聲波傳播到包含半導(dǎo)體晶片、光掩模用玻璃基板、液晶顯示用玻璃基板、等離子顯示用玻璃基板、光盤用基板等基板全體的表面，而實(shí)施規(guī)定的處理的基板處理裝置。
權(quán)利要求
1.一種基板處理裝置，其特征在于，包括基板保持裝置，其將基板以大致水平姿勢(shì)保持；振動(dòng)構(gòu)件，其由能夠傳播超聲波振動(dòng)的材料形成，同時(shí)，具有能夠和由上述基板保持裝置保持的基板的被處理面相對(duì)向的對(duì)置面，該對(duì)置面與上述被處理面分離開并相對(duì)向；處理液供給裝置，其通過向上述基板的被處理面和上述振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面所夾持的空間中供給處理液，從而在該空間中將上述處理液積存為液密狀態(tài)；超聲波賦予裝置，其使傳播了超聲波振動(dòng)的液體碰撞到上述振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面之外的非對(duì)置面上。
2.如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，還具備通過使上述基板保持裝置旋轉(zhuǎn)而使基板旋轉(zhuǎn)的基板旋轉(zhuǎn)裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，上述傳播了超聲波振動(dòng)的液體向上述振動(dòng)構(gòu)件的非對(duì)置面的入射方向大致水平。
4.如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，將相對(duì)于上述基板對(duì)置面大致垂直立起的側(cè)壁面作為上述非對(duì)置面，上述傳播了超聲波振動(dòng)的液體大致垂直地碰撞于上述側(cè)避面。
5.如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，上述振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面具有大于等于上述基板被處理面的平面尺寸的大小的平面尺寸。
6.如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，還具備使上述振動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的振動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，上述振動(dòng)構(gòu)件是由石英形成的。
8.一種基板處理方法，其特征在于，包括振動(dòng)構(gòu)件配置工序，將由能夠傳播超聲波振動(dòng)的材料形成的振動(dòng)構(gòu)件的一面作為基板對(duì)置面，與基板的被處理面相對(duì)向配置；液密形成工序，通過向上述基板的被處理面和上述振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面所夾持的空間中供給處理液，形成處理液的液密狀態(tài)；超聲波賦予工序，使傳播了超聲波振動(dòng)的液體碰撞到振動(dòng)構(gòu)件的對(duì)置面以外的非對(duì)置面上。
9.如權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其特征在于，在上述超聲波賦予工序中，使基板旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使傳播了超聲波振動(dòng)的液體碰撞到上述振動(dòng)構(gòu)件的非對(duì)置面上。
10.如權(quán)利要求8或9所述的基板處理方法，其特征在于，在上述超聲波賦予工序中，使上述振動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使傳播了超聲波振動(dòng)的液體碰撞到上述振動(dòng)構(gòu)件的非對(duì)置面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板處理裝置和方法，可以在抑制損壞基板的同時(shí)對(duì)基板進(jìn)行均勻的處理。與由多個(gè)卡盤銷保持的基板對(duì)向而配置遮斷板，通過從處理液噴嘴向基板表面和遮斷板的對(duì)置面所夾持的空間中供給處理液，形成處理液的液密狀態(tài)。并且，保持形成處理液的液密狀態(tài)原樣，使基板和遮斷板旋轉(zhuǎn)。在此狀態(tài)，從超聲波噴嘴對(duì)遮斷板的對(duì)置面大致垂直地噴射傳播了超聲波振動(dòng)的液體(純水)。超聲波振動(dòng)在遮斷板的內(nèi)部向水平方向擴(kuò)展，其中一部分的振動(dòng)波從遮斷板的對(duì)置面向液密狀態(tài)的處理液擴(kuò)展大范圍并均勻地傳遞，使該處理液振動(dòng)。為此，對(duì)基板表面振動(dòng)能量不集中，可以在抑制基板損壞的同時(shí)對(duì)基板均勻處理。
文檔編號(hào)H01L21/302GK1794430SQ20051012509
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月21日
發(fā)明者泉昭, 佐野謙一 申請(qǐng)人:大日本網(wǎng)目版制造株式會(huì)社