CN100367473C - 基片处理装置及基片处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基片处理装置及基片处理方法，在基片的表面形成氧化膜时，能够以均匀的膜厚形成比以往薄的氧化膜。作为向基片(W)供给处理液而进行处理的基片处理装置(12)，具有对所说处理液的温度进行调整的温度调整装置(133)、以及、对接近于所说晶片(W)的背面配置的下盘(77)的温度进行调节的下盘温度调节机构(115)。

Description

基片处理装置及基片处理方法
技术领域
本发明涉及，对例如半导体晶片等基片的表面进行处理的基片处理装置及基片处理方法。
背景技术
一般来说，在半导体器件的制造工序中，要对作为被处理基片的半导体晶片等(以下称作晶片等)进行，涂布光敏抗蚀剂、将电路图案转印在光敏抗蚀剂上后进行显影处理、之后将光敏抗蚀剂从晶片等上去除，等一系列处理。
在上述处理过程中，当使用药液、例如是稀氟酸(DHF)通过腐蚀将晶片等的表面的氧化膜去除时，晶片等的表面将呈疏水性。因此，如果直接进行清洗处理和干燥处理，很容易产生水渍，有时会导致成品率降低。为此，要进行在晶片等的表面形成氧化膜而使晶片等的表面呈亲水性的亲水化处理。作为形成氧化膜的方法，比如说将基片浸在臭氧水中的方法已经公知。作为氧化膜，最好是，在能够避免水渍产生的范围内尽可能薄地形成。
但是，以现有的基片处理方法形成氧化膜，存在着膜厚均匀性差的问题。因此，无法形成膜厚薄而均匀的氧化膜。
发明内容
本发明的目的是，提供一种，在基片表面形成氧化膜时，能够以均匀的膜厚形成比以往要薄的氧化膜的基片处理装置及基片处理方法。
为实现上述任务，根据本发明，可提供这样一种基片处理装置，即，作为向基片供给处理液而进行处理的基片处理装置，其特征是，具有：对所说处理液的温度进行调整的温度调整机构、以及、对接近于所说基片的背面配置的下盘的温度进行调节的温度调节机构。这样设计，可使处理液和基片的温度维持在所希望的值上，因此，有利于使基片的处理均匀。
此外，根据本发明，可提供这样一种基片处理装置，即，作为向基片供给处理液而进行处理的基片处理装置，其特征是，具有：将基片保持成水平状态的保持机构、向基片的表面供给所说处理液的机构、对所说处理液的温度进行调整的温度调整机构、以及、对接近于所说基片的背面配置的下盘的温度进行调节的温度调节机构。
作为本发明的基片处理装置，最好是，所说下盘，可相对于基片下表面向与之接近的位置和与之远离的位置进行相对移动。
此外，最好是，具有接近于所说基片的表面配置的上盘，所说上盘，可相对于基片表面向与之接近的位置和与之远离的位置进行相对移动。这样设计，可减小基片上部的气氛的影响，因而能够很好地保持住处理液和基片表面的温度。还可以具有，向所说基片的周围供给温度经过调整的气体的气体供给机构。这样设计，可对基片周围的温度进行调整。
最好是，所说处理液是臭氧水。此外，最好是，所说温度调整机构对处理液进行冷却，所说温度调节机构对下盘进行冷却。这样设计，可在例如基片的表面形成厚度均匀的氧化膜。
根据本发明，可提供这样一种基片处理方法，即，作为向基片的表面供给处理液而进行处理的基片处理方法，其特征是，通过对接近于基片背面的下盘的温度进行调节使得基片的温度达到所希望温度，向所说基片的表面供给温度经过调整的处理液而进行处理。
此外，根据本发明，可提供这样一种基片处理方法，即，作为向基片的表面供给处理液而进行处理的基片处理方法，其特征是，具有：将基片送入基片处理装置内的工序；使温度经过调节的下盘接近基片的背面，使得基片的温度达到所希望温度的工序；向达到所希望温度的所说基片的表面供给温度经过调整的处理液，形成氧化膜的工序；使所说下盘远离所说基片的工序；以及，将所说基片从基片处理装置内送出的工序。
此外，根据本发明，可提供这样一种基片处理方法，即，作为向基片的表面供给处理液而进行处理的基片处理方法，其特征是，具有：将基片送入基片处理装置内的工序；将基片的氧化膜去除的工序；使温度经过调节的下盘接近基片的背面，使得基片的温度达到所希望温度的工序；向达到所希望温度的所说基片的表面供给温度经过调整的处理液，形成氧化膜的工序；使所说下盘远离所说基片的工序；以及，将所说基片从基片处理装置内送出的工序。
作为本发明的基片处理方法，也可以设计成在所说基片的表面形成处理液的液膜。此外，最好是，在进行向所说基片的表面供给处理液的处理时，使所说基片旋转。这样设计，可防止处理液积淀，因而有利于使基片的处理均匀。
作为本发明的基片处理方法，最好是，在进行向基片的表面供给温度经过调整的处理液的处理时，使所说基片旋转，使处理液供给喷嘴从基片的外周部位向基片的中心部位边供给处理液边移动。在这种场合，由于晶片W的外周部位其旋转时的圆周速度高于中心部位的圆周速度，因而氧化膜的形成要慢，而在晶片W的中心部位，处理液不具有液流速度(处理液的流动速度)，因而氧化膜的形成较快，因此，通过使处理液供给喷嘴从基片的外周部位朝向基片的中心部位边供给处理液边移动，可形成均匀的氧化膜。
再有，最好是，在对所说基片的表面进行处理时，向所说下盘与所说基片的背面之间供给温度经过调整的处理液。这样设计，可对例如基片的背面进行处理。此外，也可以在对所说基片的表面进行处理时，使上盘接近于所说基片的表面。
此外，作为本发明的基片处理方法，最好是，在对所说基片的表面进行处理时，将所说基片周围的氛围气体与外部隔离开。再有，也可以在对所说基片的表面进行处理时，向所说基片的周围供给温度经过调整的气体，以所说温度经过调整的气体置换所说基片周围的氛围气体。
最好是，所说处理液是臭氧水。而且最好是，对所说下盘进行冷却，供给经过冷却的所说处理液。
附图说明
图1是处理系统的俯视图。
图2是处理系统的侧视图。
图3是本发明实施形式所涉及的基片处理单元的俯视图。
图4是本发明实施形式所涉及的基片处理单元的纵剖剖视图。
图5是下表面供给路径与下表面排放口的说明图。
图6是下盘的俯视图。
图7是下盘温调水供给路径的说明图。
图8是基片处理单元的示意图。
图9是对腐蚀处理工序进行展示的概略剖视图。
图10是对冲洗处理工序进行展示的概略剖视图。
图11是对干燥处理工序进行展示的概略剖视图。
具体实施形式
下面，对本发明的最佳实施形式，结合作为基片处理装置的基片处理单元进行说明，该基片处理单元，以能够对作为基片的一个例子的晶片的表面进行腐蚀处理及亲水化处理而构成。图1是组装有本实施形式所涉及的基片处理单元12、13、14、15的处理系统1的俯视图。图2是其侧视图。该处理系统1，由对晶片W进行处理以及处理后的热学处理的处理部2、以及、相对于处理部2送进送出晶片W的送进送出部3构成。
送进送出部3由进出端口4和晶片输送部5构成；所说进出端口4上，设有用来放置能够以既定间隔大致水平地容纳多片例如是25片晶片W的容器(载体C)的放置台6，所说晶片输送部5具有，在放置在放置台6上的载体C与处理部2之间交接晶片的晶片输送装置7。
晶片W是穿过载体C的一个侧面而送进送出的，在载体C的侧面设有可打开和关闭的盖子。此外，内壁上设有使晶片W保持既定间隔的搁板，形成可容纳晶片W的25个狭槽。在晶片W以表面(形成半导体器件的面)为上面(晶片W被保持成水平时位于上方的面)的状态下，在各狭槽中各容纳一片。
在进出端口4的放置台6上，可在水平面的Y方向上的既定位置上排列着放置例如3个载体。载体C，是以设有盖子的侧面朝向进出端口4与晶片输送部5之间的分隔壁8一侧放置的。在分隔壁8上，与载体C放置位置相对应的位置上形成有窗部9，在窗部9的晶片输送部5一侧，设有以滑门等打开和关闭窗部9的窗部开闭机构10。
该窗部开闭机构10，还能够使设在载体C上的盖子开闭，在窗部9开闭的同时载体C的盖子也开闭。当打开窗部9使得载体C的晶片送进送出口与晶片输送部5连通时，便处于配设在晶片输送部5中的晶片输送装置7可访问载体C、可进行晶片W的输送的状态。
配设在晶片输送部5中的晶片输送装置7，以可在Y方向和Z方向上移动、并且可在X-Y平面内(θ方向上)自由旋转而构成。此外，晶片输送装置7具有可夹持晶片W的取放臂11，该取放臂11可在X方向上自由滑动。这样，晶片输送装置7便可对放置在放置台6上的所有载体C的任意高度的狭槽进行访问，而且能够对处理部2中所配设的上下两层的晶片交接单元16、17进行访问，因而能够将晶片W从进出端口4一侧向处理部2一侧、或反之、从处理部2一侧向进出端口4一侧进行输送。
处理部2具有：主晶片输送装置18；为了与晶片输送部5之间进行晶片W的交接而临时放置晶片W用的晶片交接单元16、17；本实施形式所涉及的4个基片处理单元12、13、14、15；以及，由对处理后的晶片W进行加热处理的3个加热单元、和、对加热后的晶片W进行冷却的冷却单元构成的加热·冷却部19。主晶片输送装置18，是以能够对晶片交接单元16、17、基片处理单元12、13、14、15、加热·冷却部19的所有单元进行访问地进行配设的。
此外，在处理部2中，设有作为驱动整个处理系统1工作的电源的电装单元23；对配设在处理系统1内的各种装置及整个处理系统1的动作进行控制的机械控制单元24；贮存向基片处理单元12、13、14、15供给的既定的清洗液的药液贮存单元25。电装单元23与未图示的主电源相连。在处理部2的顶部，配设有用来向各单元及主晶片输送装置18朝下吹送清洁空气的风扇·过滤器单元(FFU)26。
通过将电装单元23和药液贮存单元25和机械控制单元24设置在处理部2的外侧，或者将它们向外抽出，便能够很容易地从该面(Y方向)对晶片交接单元16、主晶片输送装置18、以及、加热·冷却部19进行维护。
晶片交接单元16、17，均是为了与晶片输送部5之间进行晶片W的交接而临时放置晶片W的单元，该晶片交接单元16、17是上下两层重叠着配置的。例如，下层的晶片交接单元17可用来放置从进出端口4一侧向处理部2一侧输送的晶片W，而上层的晶片交接单元16可用来放置从处理部2一侧向进出端口4一侧输送的晶片W。
风扇·过滤器单元(FFU)26向下吹送的一部分空气，从晶片交接单元16、17及其上部的空间通过后流向晶片输送部5。由此，可防止微小颗粒等从晶片输送部5进入处理部2，保持处理部2的清净度。
主晶片输送装置18具有，以能够靠未图示的马达的旋转驱动力旋转的筒状支持体30、以及、可沿着筒状支持体30的内侧在Z方向上自由升降而设置的晶片输送体31。晶片输送体31，可随着筒状支持体30的旋转与之成一体旋转，具有各自可独立进退移动的、配置成多级的3只输送臂34、35、36。
加热·冷却部19中，配设有一个对晶片W进行强制冷却的冷却单元，在它上面重叠着配设有3个对晶片W进行强制加热和自然冷却的加热单元。也可以将加热·冷却部19设置在晶片交接单元16的上部的空间中。这样设计，可以将图1所示的加热·冷却部19的位置作为其它应用空间加以利用。
基片处理单元12、13、14、15如图2所示，分为上下两层，每一层各配设两个。如图1所示，基片处理单元12、13与基片处理单元14、15相对于它们的分界壁41是对称的，除了对称之外，各基片处理单元12、13、14、15具有大体相同的构成。为此，下面以基片处理单元12为例，对其结构进行详细说明。
图3是基片处理单元12的俯视图。基片处理单元12的单元室45内，具有：在晶片W的处理过程中，将晶片W的周围的处理氛围气体与单元室45内的氛围气体隔离开的外室46；以及，向放在外室46内的晶片W供给处理液等的处理液供给喷嘴容纳部47。单元室45形成有开口50，设有以未图示的开闭机构打开和关闭开口50的单元室机械滑门51，在输送臂34相对于基片处理单元12从开口50送进送出晶片W时，该单元室机械滑门51打开。单元室机械滑门51，在单元室45的内部打开和关闭开口50，即使单元室45内为正压，单元室45内部的氛围气体也不会泄漏到外部。
外室46上形成有开口52，设有靠未图示的缸驱动机构打开和关闭的外室机械滑门53，例如在输送臂34相对于外室46从开口50送进送出晶片W时，该外室机械滑门53打开。外室机械滑门53也可以设计成，靠与单元室机械滑门51共用的开闭机构打开和关闭。此外，外室46还形成有开口55，设有靠未图示的驱动机构打开和关闭开口55的处理液供给喷嘴容纳部滑门56。在需要将处理液供给喷嘴容纳部47与外室46的氛围气体隔离开时，使该处理液供给喷嘴容纳部滑门56关闭。
外室机械滑门53在外室46的内部打开和关闭开口52，即使外室46的内部为正压，外室46内部的氛围气体也不会泄漏到外部。处理液供给喷嘴容纳部滑门56在外室46的内部打开和关闭开口55，即使外室46内为正压，外室46内部的氛围气体也不会泄漏到外部。这种设计，将外室46内的晶片W周围的氛围气体与外室46的外部隔离开，以减小外室46外部的氛围气体的影响。因此，能够很好地保持住例如处理液和晶片W的温度。
处理液供给喷嘴容纳部47内，容纳有可喷出药液、纯水等处理液或N2等而向晶片W的表面供给的处理液供给喷嘴60。处理液供给喷嘴60，能够进入外室46内，在得到后述的旋转卡盘71支持的晶片W上至少从中心一直扫描到周边部位。处理液供给喷嘴60，在进行处理之外的时间内规避于处理液供给喷嘴容纳部47中。此外，处理液供给喷嘴容纳部47具有处理液供给喷嘴清洗装置61，可对处理液供给喷嘴60进行清洗。
如图4所示，外室46内具有：容纳晶片W的内杯70；在该内杯70内例如使晶片W以表面为上面，使晶片W可自由旋转地对其进行保持的旋转卡盘71；以及，可接近于得到旋转卡盘71支持的晶片W表面(晶片W上面)的上盘72。在外室46的上部，具有向晶片W的周围喷出温度经过调整的惰性气体的气体供给喷嘴105。
旋转卡盘71，具有将晶片W保持成水平状态的卡盘本体75、以及、与该卡盘本体75的底部相连的旋转筒体76。卡盘本体75内，配置有可相对于得到旋转卡盘71支持的晶片W的背面(晶片W的下面)向与之接近的位置和与之远离的位置进行相对移动的下盘77。
在卡盘本体75的上部，分别在多处安装有用来对晶片W的背面的周边部进行支撑的未图示的支撑销、以及、用来对晶片W的周边部进行保持的保持部件80。在图示的例子中，是以3个保持部件80，对晶片W的周边进行保持的。在旋转筒体76的外周面上，卷绕着皮带81，皮带81在马达82驱动下旋转，带动整个旋转卡盘71旋转。各保持部件80，以能够利用旋转卡盘71旋转时的离心力，如图3所示地从外侧对晶片W的周边部进行保持而构成。在旋转卡盘71静止时，以支撑销对晶片W的背面进行支撑，而旋转卡盘71旋转时，靠保持部件80对晶片W的周边部进行保持。
如图4所示，下盘77与从卡盘本体75内及旋转筒体76内穿过的下盘轴85相连。下盘轴85固定在水平板86的上表面上，该水平板86与下盘轴85成一体地，在由气缸等构成的升降机构87的驱动下在垂直方向上升降。因此，下盘77能够在，如图4所示地下降至卡盘本体75内的下方、自得到旋转卡盘71支持的晶片W的下表面离开而处于待机状态(退避位置)，以及，如图9所示地上升至卡盘本体75内的上方、向得到旋转卡盘71支持的晶片W的下表面接近的状态(处理位置)，之间上下自由移动。也可以设计成，在将下盘77固定在既定高度上的同时，将未图示的升降机构与旋转筒体76连接起来，使整个旋转卡盘71可在垂直方向上升降，以此使得下盘77在处理位置与退避位置之间上下自由移动。
如图5所示，在下盘77上，设置有从下盘轴85内穿过的下表面供给路径90，该下表面供给路径90能够向晶片W的下表面与下盘77之间有选择地供给例如N2、经过冷却的臭氧水、纯水等处理液。此外，如图6所示，在下盘77的中心及周边部的4处，设有排放臭氧水、纯水、N2等处理液的下表面排放口91～95。周边部的下表面排放口91～94，向晶片W周边倾斜，而中央的下表面排放口95朝上指向晶片W的中心。
如图7所示，在下盘77的内部，设有将下盘77的温度调节至既定温度的下盘温调水供给路径96。下盘温调水供给路径96，可使在下盘77内被冷却至既定温度的温调水经由入口、出口进行循环，使得接近于晶片W的下表面的下盘77的上表面的温度降低至例如-20～5℃的程度。在对由旋转卡盘71保持的晶片W进行处理时，使下盘77向晶片W的背面相对接近，通过使经过冷却的温调水在下盘温调水供给路径96内循环，来降低下盘77的温度。由于晶片W与下盘77相接近，因此，晶片W将被下盘77冷却。此时，晶片W上不会产生局域性温差，晶片W可被均匀冷却。因此，有利于使晶片W的处理均匀。因而能够减少处理不均匀现象的发生。在例如向晶片W的表面供给臭氧水对晶片W进行亲水化处理的场合，能够形成厚度均匀的氧化膜。
上盘72与上盘旋转轴100的下端相连，在设置在水平板101上的旋转轴马达102的驱动下旋转。上盘旋转轴100得到水平板101的下表面的支持而能够自由旋转，该水平板101，在固定在外室46上部的由气缸等构成的旋转轴升降机构103的驱动下在垂直方向上升降。因此，随着旋转轴升降机构103工作，上盘72能够在，如图9所示相对于得到旋转卡盘71支持的晶片W的表面与之接近、对晶片W的表面实施处理的状态(处理位置)，以及，如图4所示远离晶片W表面的待机状态(退避位置)，之间上下自由相对移动。这样设计后，当例如在晶片W的处理中上盘72下降至处理位置时，上盘72可减小晶片W上部的氛围气体的影响，因此，能够很好地保持住处理液和基片表面的温度。此外，上盘72上设有从上盘旋转轴100内穿过的上表面供给路径104，该上表面供给路径104能够向晶片W的上表面与上盘72之间有选择地供给例如臭氧水等处理液。
内杯70能够在，如图4所示使得旋转卡盘71比内杯70的上端更向上方突出以接受晶片W的状态、以及、如图9所示将旋转卡盘71与晶片W包围的状态，之间上下自由移动。此外，当内杯70下降时，处于以外室46防止向晶片W的两面供给的处理液向周围飞溅的状态。当内杯70上升时，内杯70的上部接近于外室46的内壁，处于以内杯70防止向晶片W两面供给的处理液向周围飞溅的状态。
图8是基片处理单元12的示意图。基片处理单元12具有：向外室46内的晶片W供给氧化膜去除用药液、例如是稀氟酸(DHF)的药液供给机构110；向晶片W供给清洗用的清洗液、例如是纯水(DIW)的清洗液供给机构111；以及，向晶片W供给亲水化处理用的处理液、例如是臭氧水(O3)的臭氧水供给机构112。此外，基片处理单元12，还具有向外室46内的晶片W供给干燥处理用的N2的干燥气体供给机构113，具有向外室46内部与上盘72之间供给经过冷却的气体的气体供给机构114，具有对接近于晶片W的背面配置的下盘77的温度进行调节的下盘温度调节机构115。
处理液供给喷嘴60、上表面供给路径104以及下表面供给路径90，经由主供给管120与纯水供给源121相连。此外，主供给管120中加设有阀122。由这些主供给管120、纯水供给源121、阀122、处理液供给喷嘴60、上表面供给路径104以及下表面供给路径90，形成了清洗液供给机构111。
在阀122的下游中，加设有切换开闭阀125，经由与该切换开闭阀125相连的药液供给管126，连接有贮存药液例如是氟酸水溶液(HF)的药液罐127。在药液供给管126中加设有泵128。由这些药液供给管126、药液罐127、泵128、切换开闭阀125、主供给管120、处理液供给喷嘴60、上表面供给路径104以及下表面供给路径90，形成了药液供给机构110。这种设计，可使主供给管120内流动的纯水、与、药液罐127供给的HF混合，将既定浓度的药液(DHF)供给晶片W。
此外，在主供给管120中的阀122与切换开闭阀125之间，经由臭氧水供给管130连接着臭氧水生成器131。臭氧水供给管130中设有阀132。此外，主供给管120中设有对供给晶片W的既定浓度的臭氧水的温度进行调整的温度调整装置133。由这些臭氧水供给管130、臭氧水生成器131、阀132、温度调整装置133、主供给管120、处理液供给喷嘴60、上表面供给路径104以及下表面供给路径90，形成了臭氧水供给机构112。这样设计，可使主供给管120内流动的纯水、与、由臭氧水生成器131生成的臭氧(O3)水混合，生成既定浓度的臭氧水。此外，对供给晶片W的既定浓度的臭氧水以温度调整装置133进行冷却。就这样，从接近于晶片W表面的上盘72的上表面供给路径104向晶片W的表面供给温度经过调整的臭氧水，进行亲水化处理。此外，也可以从接近于晶片W背面的下盘77的下表面供给路径90，向下盘77与晶片W的背面之间供给温度经过调整的臭氧水，对晶片W的背面进行亲水化处理。
此外，处理液供给喷嘴60与下表面供给路径90，经N2供给路径140与N2供给源141相连。N2供给路径140中设有阀142。由这些N2供给路径140、N2供给源141、阀142、处理液供给喷嘴60以及下表面供给路径90，形成了干燥气体供给机构113。
再有，气体供给喷嘴105经由气体供给路径150与气体供给源151相连。气体供给路径150中，设有阀152、以及、对从气体供给路径150流过的气体进行温度调整的温度调整装置153。由这些气体供给路径150、气体供给源151、阀152、温度调整装置153以及气体供给喷嘴105，形成了气体供给机构114。例如，在晶片W的药液处理(腐蚀处理)中，使上盘72下降至处理位置，向外室46内部与上盘72之间供给惰性气体，便能够形成下吹气流而将药液氛围气体从外室46内部排出。此外，例如在晶片W的亲水化处理中，将通过温度调整装置153冷却至既定温度的惰性气体向晶片W的周围供给，以经过冷却的惰性气体置换晶片W的周围的氛围气体。而晶片W周围的氛围气体，可通过后述的外室排出管线160排出。这样设计，晶片W与向晶片W供给的臭氧水的温度能够更有效地得到维持。
在配置在下盘77的内部的下盘温调水供给路径96中，设有泵155、温度控制装置156、阀157。由这些下盘温调水供给路径96、泵155、温度控制装置156，形成了下盘温度调节机构115。在这种场合，从下盘温调水供给路径96中流动的温调水，靠泵155实现循环，由温度控制装置156控制其温度，将其冷却至既定温度。这样，下盘77内的温调水能够使下盘77的上表面的温度均匀地降低。例如，在向晶片W的两面供给臭氧水而对晶片W进行亲水化处理的场合，使下盘77上升至接近于晶片W背面的处理位置，向下盘温调水供给路径96供给冷水，从而使下盘77的整个上表面的温度均匀地降低。由此，能够将均匀地调节晶片W的温度。下盘温调水供给路径96，也可以使升温至既定温度的温调水进行循环。
在这里，处理位置最好是，能够从晶片的背面对晶片的温度同时且最均匀地进行调整的位置。这是由于，这样的位置对形成均匀的氧化膜最有效果。
在外室46的下部，设有外室排出管线160。在内杯70的下部，设有内杯排出管线161。当内杯70上升时内杯70与内杯排出管线161相连，当内杯70下降时外室46与外室排出管线160相连。因此，当内杯70上升时，内杯70内的液滴经内杯排出管线161排出，并且，内杯70内以及外室46上部的氛围气体经内杯排出管线161排出。而当内杯70下降，液滴排放到外室46内时，液滴经外室排出管线160排出，并且，外室46内的氛围气体经外室排出管线160排出。
处理系统1所具有的其它基片处理单元13、14、15，也具有与基片处理单元12同样的构成，也能够以处理液对晶片W的表面进行腐蚀处理及亲水化处理等处理。
在该处理系统1中，首先以未图示的机械手，将各容纳有尚未清洗的晶片W例如25片的载体C放置在进出端口4上。之后，以取放臂11从放置在该进出端口4上的载体C中一片一片地取出晶片W，由取放臂11将晶片W交接给主晶片输送装置18。之后，例如以输送臂34将晶片W正确地送入基片处理单元12、13、14、15中，对其表面实施腐蚀处理及亲水化处理。将经过以上步骤完成既定处理的晶片W，再次以主晶片输送装置18正确地从各基片处理单元12中取出，交接给取放臂11，再次放入载体C中。
在这里，作为一个典型就基片处理单元12中进行的处理进行说明。如图4所示，首先基片处理单元12的单元室机械滑门51打开，此外，外室46的外室机械滑门53打开。之后，持有晶片W的输送臂34进入装置内。内杯70下降，使得卡盘本体75向上方相对突出。如图4所示，下盘77预先下降而位于卡盘本体75内的退避位置。上盘72预先上升而位于退避位置。
主晶片输送装置18使输送臂34水平移动而将晶片W交接给旋转卡盘71，旋转卡盘71以未图示的支撑销支撑晶片W，使得将来形成半导体器件的晶片W的表面为上面。将晶片W交接给旋转卡盘71后，输送臂34从外室46及单元室机械滑门51的内部退出，退出之后，基片清洗单元12的单元室机械滑门51与外室46的外室机械滑门53关闭。
之后，内杯70上升，处于将卡盘本体75和晶片W围起来的状态。下盘77上升至卡盘本体75内的处理位置上。在移动至处理位置的下盘77、与、得到旋转卡盘71支持的晶片W的背面之间形成间隙。
首先，进行对晶片W的表面实施腐蚀处理将氧化膜去除的工序。处理液供给喷嘴容纳部滑门56打开，处理液供给喷嘴60向晶片W的上方转动。旋转卡盘71旋转，保持部件80利用离心力对晶片W的周边从外侧进行保持，使晶片W旋转。之后，由药液供给机构110向晶片W的表面供给药液(DHF)。首先，使泵128工作的同时，将主供给管120的阀122打开，将切换开闭阀125切换到药液罐127一侧。在切换开闭阀125处将药液(HF)与纯水混合，经主供给管120向处理液供给喷嘴60供给药液(DHF)。处理液供给喷嘴60在旋转着的晶片W上至少从中心到周边部为止进行扫描，将药液涂布在晶片W表面而均匀地形成药液液膜。
在晶片W的表面形成药液液膜后，处理液供给喷嘴60移动到处理液供给喷嘴容纳部47内，处理液供给喷嘴容纳部滑门56关闭。上盘72移动到不与晶片W表面所形成的药液液膜接触的、接近于该晶片W表面的位置上。如图9所示，在下降至接近于晶片W表面的位置上的上盘72、与、得到旋转卡盘71支持的晶片W的表面上所形成的药液液膜之间形成间隙。在晶片W表面的液膜形状支离破碎等场合，经上盘72的上表面供给路径104供给新液，对药液液膜的形状进行适当修复。而且，以上盘72将晶片W的上方遮挡起来，可防止药液液膜中的药液蒸发。此外，也可以使药液液膜与上盘58接触。这样设计，能够在上盘58与晶片W表面之间切实形成药液液膜。
在药液处理过程中，由设在外室46上部的气体供给喷嘴105向上盘72的上部供给气体，形成下吹气流。上盘72上表面与外室46之间的空间被N2充满，因此，从药液液膜中蒸发而从上盘72周围上升的药液氛围气体，不会绕回上盘72上部的空间中。因此，能够防止进行药液处理后在外室46内的上部残留药液。
当晶片W表面的药液处理结束时，上盘72边旋转边上升。即，通过旋转将附着在上盘72上的药液甩掉。液滴被排向内杯排出管线161。在上盘72移动到退避位置之后，旋转卡盘71以例如2000rpm的速度旋转5秒钟。即，甩掉晶片W上的药液，向内杯70内排放。药液液滴经内杯排出管线161排出内杯70之外。
之后，内杯70下降，处理液供给喷嘴容纳部滑门56打开，处理液供给喷嘴60再次向晶片W的上方转动。接下来，向晶片W供给清洗液(DIW)进行清洗工序。使泵128停止的同时，将主供给管120的阀122只切换至纯水供给源121一侧，使DIW从主供给管120流入处理液供给喷嘴60和下表面供给路径90，向晶片W供给DIW。处理液供给喷嘴60边沿晶片W的半径进行扫描，边向旋转着的晶片W的上表面供给DIW。通过向旋转的晶片W供给DIW，使所供给的DIW在晶片W的整个上表面均匀扩散。另一方面，下表面供给路径90向下盘77与晶片W下表面之间供给DIW。经间隙供给DIW，可使得所供给的DIW在晶片W的整个下表面上均匀扩散。而且还能够对下盘77本身进行清洗。经过以上步骤，对晶片W的两面进行冲洗处理，将药液从晶片W上洗掉。DIW排入外室内，经外室排出管线160从外室内排出。DIW的供给结束之后，处理液供给喷嘴60移动到处理液供给喷嘴容纳部47内，处理液供给喷嘴容纳部滑门56关闭。如上所述的使用纯水(DIW)的冲洗处理也可以省略。
冲洗处理之后，进行对晶片W的表面实施亲水化处理而形成氧化膜的工序。上盘72如图11所示，下降至卡盘本体75内的处理位置上。在移动至处理位置的上盘72、与、得到旋转卡盘71支持的晶片W的上表面(晶片W表面)之间形成间隙。下盘77上升至卡盘本体75内的处理位置上。在移动至处理位置的下盘77、与、得到旋转卡盘71支持的晶片W的下表面(晶片W背面)之间形成间隙。
使温度控制装置156工作，通过下盘温调水供给路径96将下盘77冷却到既定温度。旋转卡盘71旋转，保持部件80利用离心力对晶片W的周边从外侧进行保持，使晶片W旋转。打开阀132，使臭氧水生成器131生成的臭氧水(03)从臭氧水供给管130流入主供给管120。于是，臭氧水与纯水混合。切换开闭阀125使达到既定浓度的臭氧水通过，之后，以温度调整装置133冷却臭氧水。就这样，使调整为既定浓度和既定温度的臭氧水从主供给管120流入上表面供给路径104，将臭氧水向晶片W表面供给。如图11所示，臭氧水向晶片W的中心部位附近持续供给，靠晶片W旋转而产生的离心力使之向外周方向流动。流向晶片W的外周方向的臭氧水，如图11所示地排入外室46中，经外室排出管线160从外室46内排出。
在亲水化处理过程中，是使下盘77接近晶片W的背面而将晶片W背面遮挡起来的，因此，能够使整个晶片W的温度保持既定温度。再有，由于是以下盘温调水供给路径96对下盘77进行冷却的，因此，晶片W上不会产生局域性温差，能够将整个晶片W均匀冷却。通过使上盘72接近于晶片W的表面将晶片W表面遮挡起来，可保持住晶片W表面的温度、以及、在上盘72与晶片W表面之间流动的臭氧水的温度。此外，通过外室46将晶片W周围的处理氛围气体与外室46的外部隔离开，以减小单元室45内的氛围气体的影响，因此，能够有效地保持住晶片W、臭氧水、处理氛围气体的温度。再有，在亲水化处理过程中，将通过温度调整装置153冷却至既定温度的惰性气体向晶片W的周围供给，以经过冷却的惰性气体置换晶片W周围的氛围气体。这样设计，能够更为有效地保持住晶片W和供给晶片W的臭氧水的低温。通过如上所述使晶片W、臭氧水、处理氛围气体保持低温，可使得在晶片W表面以均匀的膜厚形成薄的氧化膜。此外，是向晶片W持续供给臭氧水，并使晶片W旋转以防止臭氧水淀积的，因此，有利于使晶片W的处理均匀。
在晶片W表面的亲水化处理结束之后，使上盘72边旋转边上升。即，通过旋转将附着在上盘72上的药液甩掉。液滴被排入外室46内，经外室排出管线160从外室46内排出。在上盘72移动到退避位置之后，使旋转卡盘71旋转，甩掉附着在晶片W上的臭氧水。液滴排入外室46内，经外室排出管线160从外室46内排出。
之后，进行向晶片W供给N2使之干燥的工序。处理液供给喷嘴容纳部滑门56打开，处理液供给喷嘴60再次转动到晶片W的上方。将干燥气体供给机构113的阀142打开，使N2从N2供给路径140流入处理液供给喷嘴60及下表面供给路径90，向晶片W供给N2。处理液供给喷嘴60边沿晶片W的半径进行扫描边向旋转的晶片W的上表面供给N2。另一方面，下表面供给路径90向下盘77与晶片W的下表面之间供给N2。通过以上步骤，能够在对晶片W两面进行干燥处理的同时，也对下盘77的上表面进行干燥。此时，由于晶片W的表面已经过亲水化处理，因而不必担心晶片W上会产生水渍。
在如上所述地进行了干燥处理之后，处理液供给喷嘴60移动到处理液供给喷嘴容纳部47内，处理液供给喷嘴容纳部滑门56关闭，下盘77下降至退避位置。之后，从基片处理单元12内将晶片W送出。单元室机械滑门51与外室机械滑门53打开，主晶片输送装置18使输送臂34进入装置内对晶片W的下表面进行支持。其次，输送臂34使晶片W离开旋转卡盘71的支撑销而将其取下，从装置内退出。在这种场合，由于下盘77已下降至退避位置，因此，与送入时同样，在下盘77与得到旋转卡盘71支持的晶片W的位置之间形成充分的间隙，输送臂34能够宽松地从旋转卡盘71上取下晶片W。
根据如上所述的基片处理单元12，可使下盘77的整个上表面均匀地达到低温，因此，能够将晶片W的温度调节均匀。由于减少了外室46的外部的氛围气体的影响，减少了晶片W上部的氛围气体的影响，并以经过冷却的惰性气体置换晶片W的周围的氛围气体，因而处理液和基片表面能够很好地保持低温。因此，可提高氧化膜的均匀性。
以上就本发明最佳实施形式的一个例子进行了说明，但本发明并不限于这里所说明的形式。例如，在晶片W的亲水化处理中，不仅可以从上表面供给路径104供给臭氧水，还可以例如从下表面供给路径90也供给臭氧水，从而对晶片W的两面进行处理。也可以仅从下表面供给路径90供给臭氧水，只对晶片W背面进行处理。此外，也可以从上表面供给路径104供给臭氧水，从下表面供给路径90供给温度经过调整的纯水。这样设计，可使下盘77与晶片W的背面之间的狭窄的间隙内存在纯水，故能够有效地冷却晶片W。
对晶片W表面的臭氧水的供给，也可以不利用上盘72的上表面供给路径104而利用处理液供给喷嘴60进行。例如，使处理液供给喷嘴60转动到晶片W中心的上方，通过旋转卡盘71使晶片W旋转，从处理液供给喷嘴60向旋转着的晶片W供给臭氧水。臭氧水供给到晶片W的中心部位附近，使之靠晶片W旋转而产生的离心力向晶片W的外周方向流动。在这种场合，也是通过下盘温调水供给路径96将接近于晶片W的下盘77冷却到既定温度的，因此，臭氧水液膜和晶片W能够被均匀地冷却。
也可以边从处理液供给喷嘴60供给臭氧水边使其在晶片W上移动。例如，可以使处理液供给喷嘴60，从晶片W的中心部位朝向其外周部位、或者从晶片W的外周部位朝向中心部位边供给臭氧水边移动。
在这种场合，由于氧化膜的膜形成时间较短，因此，最好是，提高处理液供给喷嘴60的移动速度，以使得，到通过处理液供给喷嘴60在晶片W的整个表面上形成臭氧水膜为止的时间，比上述氧化膜形成时间足够短。
另外，一般来说，晶片W的外周部位其旋转时的圆周速度要比中心部位的圆周速度快，因此，氧化膜的形成较慢。相对于此，在晶片W的中心部位，处理液不具有液流速度(处理液的流动速度)，因而氧化膜的形成较快。
为此，可设计成，使处理液供给喷嘴60从晶片W的外周部位朝向其中心部位边供给臭氧水边移动，以形成均匀的氧化膜。
此外，在设计成处理液供给喷嘴60从晶片W的外周部位朝向其中心部位边供给臭氧水边移动的场合，通过对处理液供给喷嘴60的移动速度进行控制，使得处理液供给喷嘴60在晶片W中心部位的移动速度相对快、处理液供给喷嘴60在晶片W外周部位的移动速度相对慢，便能够形成均匀的氧化膜。
当臭氧水的温度改变时，氧化膜的膜形成时间将改变。
为此，可设计成，对臭氧水的温度、或者、下盘77或其温调水的温度、或者、晶片W自身或其周边部的温度进行监视，根据温度对处理液供给喷嘴60的移动速度进行控制，以形成均匀的氧化膜。
此外，也可以持续供给臭氧水但不使其从晶片W中心部位附近向外周方向流动，形成臭氧水液膜。这样设计，可以节约臭氧水消耗量。例如，通过处理液供给喷嘴60，在晶片W表面涂布经过冷却的臭氧水以形成臭氧水液膜。另一方面，在使晶片W以较低的旋转速度旋转的情况下，使经过冷却的臭氧水从下表面供给路径90平静地渗出，使得臭氧水在下盘77与晶片W背面之间扩散，从而在晶片W背面形成臭氧水液膜。在晶片W的两面形成臭氧水液膜之后，使上盘72下降至处理位置。经过既定时间后，可在晶片W表面形成具有所希望的厚度的氧化膜。在这种场合，也是通过下盘温调水供给路径96将接近于晶片W的下盘77冷却到既定温度的，因此，臭氧水液膜和晶片W能够被均匀冷却。
用来对基片进行亲水化处理的处理液，并不限于臭氧水，只要是能够对基片表面进行氧化的处理液即可。此外，本发明并不限于亲水化处理，也可以使用其它各种处理液等对基片进行亲水化处理之外的其它处理。再有，基片并不限于半导体晶片，也可以是其它需要形成氧化膜的基片。
根据本发明，能够将基片的温度调节均匀。在基片处理中，能够很好地保持住处理液和基片的温度。可提高氧化膜的均匀性。

Claims (30)

1.一种基片处理装置，向基片供给处理液而进行处理，其特征是，
具有：温度调整机构，对所述处理液的温度进行调整；
温度调节机构，对接近于所述基片的背面而配置的下盘的温度进行调节；
以及处理液供给机构，用于在所述下盘与所述基片的背面之间供给调整了温度的处理液。
2.如权利要求1所记载的基片处理装置，其特征是，所述下盘，向与基片背面接近的位置和从基片背面远离的位置进行相对移动。
3.如权利要求1所记载的基板处理装置，其特征是，
具有接近于所述基片的表面而配置的上盘，
所述上盘，向与基片表面接近的位置和从基片表面远离的位置进行相对移动。
4.如权利要求1所记载的基板处理装置，其特征是，还具有向所述基片的周围供给调整了温度的气体的气体供给机构。
5.如权利要求1所记载的基板处理装置，其特征是，所述处理液是臭氧水。
6.如权利要求1所记载的基板处理装置，其特征是，所述温度调整机构对处理液进行冷却；所述温度调节机构对下盘进行冷却；在所述下盘与所述基片的背面之间供给的处理液被冷却。
7.一种基片处理装置，向基片供给处理液而进行处理，其特征是，
具有：将基片保持在水平状态的保持机构；
向基片的表面供给所述处理液的处理液供给装置；
对所述处理液的温度进行调整的温度调整机构；
对接近于所述基片的背面而配置的下盘的温度进行调节的温度调节机构；
以及处理液供给机构，用于在所述下盘与所述基片的背面之间供给调整了温度的处理液。
8.如权利要求7所记载的基片处理装置，其特征是，所述下盘，向与基片背面接近的位置和从基片背面远离的位置进行相对移动。
9.如权利要求7所记载的基板处理装置，其特征是，
具有接近于所述基片的表面而配置的上盘，
所述上盘，向与基片表面接近的位置和从基片表面远离的位置进行相对移动。
10.如权利要求7所记载的基板处理装置，其特征是，还具有向所述基片的周围供给调整了温度的气体的气体供给机构。
11.如权利要求7所记载的基板处理装置，其特征是，所述处理液是臭氧水。
12.如权利要求7所记载的基板处理装置，其特征是，所述温度调整机构对处理液进行冷却；所述温度调节机构对下盘进行冷却；在所述下盘与所述基片的背面之间供给的处理液被冷却。
13.一种基片处理方法，向基片的表面供给处理液而进行处理，其特征是，
通过对接近于基片背面而配置的下盘的温度进行调节使得基片的温度达到所希望的温度，
向所述基片的表面供给温度经过调整的处理液，
在所述基片的表面处理中，向所述下盘与所述基片的背面之间供给温度经过调整的处理液。
14.如权利要求13所记载的基板处理方法，其特征是，在所述基片的表面形成处理液的液膜。
15.如权利要求13所记载的基板处理方法，其特征是，在进行向所述基片的表面供给处理液的处理时，使所述基片旋转。
16.如权利要求13所记载的基板处理方法，其特征是，
在进行向基片的表面供给温度经过调整的处理液的处理时，
使所述基片旋转，使处理液供给喷嘴边供给处理液边从基片的外周部分向基片的中心部分移动。
17.如权利要求13所记载的基板处理方法，其特征是，在对所述基片的表面进行处理时，使上盘接近于所述基片的表面。
18.如权利要求13所记载的基板处理方法，其特征是，在对所述基片的表面进行处理时，将所述基片周围的氛围气体与外部隔离开。
19.如权利要求13所记载的基板处理方法，其特征是，在对所述基片的表面进行处理时，向所述基片的周围供给温度经过调整的气体，以所述温度经过调整的气体置换所述基片周围的气氛。
20.如权利要求13所记载的基板处理方法，其特征是，所述处理液是臭氧水。
21.如权利要求13所记载的基板处理方法，其特征是，对所述下盘进行冷却，供给经过冷却的所述处理液。
22.一种基片处理方法，向基片的表面供给处理液而进行处理，其特征是，具有：
将基片送入基片处理装置内的工序；
使调节了温度的下盘接近基片的背面，向所述下盘与所述基片的背面之间供给温度经过调整的处理液，使得基片的温度达到所希望温度的工序；
向达到所希望温度的所述基片的表面供给温度经过调整的处理液，形成氧化膜的工序；
使所述下盘远离所述基片的工序；以及，
将所述基片从基片处理装置内送出的工序。
23.如权利要求22所记载的基板处理方法，其特征是，
在进行向基片的表面供给温度经过调整的处理液的处理时，
使所述基片旋转，使处理液供给喷嘴边供给处理液边从基片的外周部分向基片的中心部分移动。
24.如权利要求22所记载的基板处理方法，其特征是，所述处理液是臭氧水。
25.如权利要求22所记载的基板处理方法，其特征是，对所述下盘进行冷却，供给经过冷却的所述处理液。
26.一种向基片的表面供给处理液而进行处理的基片处理方法，其特征是，
具有：
将基片送入基片处理装置内的工序；
将基片的氧化膜去除的工序；
使调节了温度的下盘接近基片的背面，向所述下盘与所述基片的背面之间供给温度经过调整的处理液，使得基片的温度达到所希望温度的工序；
向达到所希望温度的所述基片的表面供给温度经过调整的处理液，形成氧化膜的工序；
使所述下盘远离所述基片的工序；以及，
将所述基片从基片处理装置内送出的工序。
27.如权利要求26所记载的基板处理方法，其特征是，
在进行向基片的表面供给温度经过调整的处理液的处理时，
使所述基片旋转，使处理液供给喷嘴边供给处理液边从基片的外周部分向基片的中心部分移动。
28.如权利要求26所记载的基板处理方法，其特征是，在对所述基片的表面进行处理时，向所述下盘与所述基片的背面之间供给温度经过调整的处理液来形成液膜。
29.如权利要求26所记载的基板处理方法，其特征是，所述处理液是臭氧水。
30.如权利要求26所记载的基板处理方法，其特征是，对所述下盘进行冷却，供给经过冷却的所述处理液。
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