CN107275253B - 基板处理装置、液处理方法以及存储介质 - Google Patents

基板处理装置、液处理方法以及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基板处理装置、液处理方法以及存储介质。提供一种能够降低伴随膜的特性的差异而引起的去除宽度的变动的基板处理装置等。在向基板的周缘部供给处理液来去除膜的基板处理装置中,能够在基板的径向上移动的喷出部向被基板保持部保持并旋转的基板的周缘部喷出处理液。喷出位置设定部与制程中包含的膜的去除宽度对应地设定来自喷出部的处理液的喷出位置,特性信息获取部获取要去除的膜的特性信息。校正量获取部根据膜的特性信息获取对处理液的喷出位置进行校正的校正量,喷出位置校正部根据由校正量获取部获取到的校正量,对喷出部的处理液的喷出位置进行校正。

Description

基板处理装置、液处理方法以及存储介质
技术领域
本发明涉及一种用于去除基板的周缘部的膜的技术。
背景技术
例如,在半导体装置的制造工序中存在以下情况:为了抑制由于与其它设备接触等而引起的膜剥离、微粒的产生,而进行将形成于基板的周缘部的膜去除的处理。
作为去除作为基板的半导体晶圆(以下称为晶圆)的周缘部的膜的基板处理装置的一例,已知如下一种装置:将晶圆保持为水平,一边使晶圆绕铅垂轴旋转一边向晶圆的周缘部供给处理液来将形成于该部的抗蚀膜、金属膜、金属膜表面的氧化膜、无机膜等去除。
例如,在专利文献1中记载了如下技术:从配置在与基板的周缘部相向的位置的周缘处理喷嘴供给化学药品、有机溶剂等药液来将形成于该部的金属层、光致抗蚀剂层等薄膜以任意设定的去除宽度去除。
然而,形成于基板的表面的膜有各种种类,根据膜的种类的不同而采用的处理液也不同。另外,也存在如下的情况:即使是相同的膜种类,如膜的硬度、膜厚等这样的与利用处理液去除的难易度有关的物理性质也是不同的。在这些情况下,有时即使向基板周缘的相同位置处供给处理液也无法获得遵循设定的去除宽度。
在专利文献1中,没有着眼于这样的问题,也没有公开解决该问题的方法。
专利文献1:日本特开2007-36180号公报:0001段、0026段、0029段~0030段、图3
发明内容
发明要解决的问题
本发明是在这样的情况下完成的,其目的在于提供一种能够降低伴随膜的特性的差异而引起的去除宽度的变动的基板处理装置、液处理方法以及存储有该方法的存储介质。
用于解决问题的方案
本发明基板处理装置向基板供给处理液来去除基板的周缘部的膜,该基板处理装置的特征在于,具备:
基板保持部,其保持基板并且具备使基板旋转的旋转机构;
喷出部,其向被所述基板保持部保持的基板的周缘部喷出所述处理液;
喷出位置设定部,其与被输入的制程中包含的所述膜的去除宽度对应地设定处理液的喷出位置;
移动机构,其根据由所述喷出位置设定部设定的喷出位置,使来自所述喷出部的处理液的喷出位置沿基板的径向移动;
特性信息获取部,其获取要去除的膜的特性信息;
校正量获取部,其根据由所述特性信息获取部获取到的膜的特性信息,获取对由所述喷出位置设定部设定的喷出位置进行校正的校正量;以及
喷出位置校正部,其根据由所述校正量获取部获取到的校正量,对由所述喷出位置设定部设定的喷出位置进行校正。
发明的效果
本发明能够降低伴随膜的特性的差异而引起的去除宽度的变动。
附图说明
图1是表示具备本发明的实施方式所涉及的处理单元的基板处理系统的概要的俯视图。
图2是所述处理单元的纵切侧视图。
图3是所述处理单元的横切俯视图。
图4是所述处理单元的框图。
图5是与根据膜的特性信息来确定膜的种类的方法有关的说明图。
图6是表示所述处理单元利用膜的特性信息的动作的流程的流程图。
图7是与根据膜的特性信息来确定膜的硬度的方法有关的说明图。
附图标记说明
W:晶圆;16:处理单元;18:控制部;181:输入部;19:存储部;191:制程;192:膜信息表;20:腔室;30:晶圆保持机构;411:第一喷嘴部;412:移动机构;421:第二喷嘴部;422:移动机构;7:传感器部。
具体实施方式
图1是表示本实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构的图。以下,为了使位置关系清楚,对互相正交的X轴、Y轴及Z轴进行规定,将Z轴正方向设为铅垂朝上方向。
如图1所示,基板处理系统1包括输入输出站2和处理站3。输入输出站2和处理站3相邻地设置。
输入输出站2包括承载件载置部11和输送部12。在承载件载置部11上载置有多个承载件C,该多个承载件C用于将多张基板、在本实施方式中为半导体晶圆(以下称作晶圆W)以水平状态收纳。
输送部2与承载件载置部11相邻地设置,在输送部12的内部具有基板输送装置13和交接部14。基板输送装置13具有用于保持晶圆W的晶圆保持机构。另外,基板输送装置13能够在水平方向和铅垂方向上移动并以铅垂轴线为中心进行旋转,其使用晶圆保持机构在承载件C与交接部14之间输送晶圆W。
处理站3与输送部12相邻地设置。处理站3包括输送部15和多个处理单元16。多个处理单元16以排列在输送部15的两侧的方式设置。
输送部15在内部具有基板输送装置17。基板输送装置17具有用于保持晶圆W的晶圆保持机构。另外,基板输送装置17能够在水平方向和铅垂方向上移动并以铅垂轴线为中心进行旋转,其使用晶圆保持机构在交接部14与处理单元16之间输送晶圆W。
处理单元16用于对由基板输送装置17输送过来的晶圆W进行预先设定的基板处理。
另外,基板处理系统1包括控制装置4。控制装置4例如是计算机,其包括控制部18和存储部19。在存储部19中存储有用于对在基板处理系统1中执行的各种处理进行控制的程序。控制部18通过读取并执行被存储在存储部19中的程序来控制基板处理系统1的动作。
此外,该程序既可以是存储在可由计算机读取的存储介质中的程序,也可以是从该存储介质安装到控制装置4的存储部19中的程序。作为可由计算机读取的存储介质,存在例如硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、光磁盘(MO)以及存储卡等。
在如所述那样构成的基板处理系统1中,首先,输入输出站2的基板输送装置13将晶圆W自载置于承载件载置部11的承载件C取出,并将取出后的晶圆W载置于交接部14。利用处理站3的基板输送装置17将被载置于交接部14的晶圆W自交接部14取出并将其输入到处理单元16中。
在利用处理单元16对被输入到处理单元16中的晶圆W进行处理之后,利用基板输送装置17将该晶圆W自处理单元16输出并将其载置于交接部14。然后,利用基板输送装置13将载置于交接部14的处理完成后的晶圆W返回到载置部11的承载件C。
接着,参照图2~图4说明设置在基板处理系统1内的处理单元16的结构。处理单元16相当于本实施方式的基板处理装置,执行向晶圆W的周缘部供给处理液来将形成于该周缘部的膜去除的液处理。作为去除对象的膜,能够例示出抗蚀膜、金属膜、金属膜表面的氧化膜、无机膜。
如图2所示,处理单元16具备:晶圆保持机构30,其用于将晶圆W保持为水平并使晶圆W绕铅垂轴旋转;杯部50,其用于接挡被供给到旋转的晶圆W后向周围被甩出的处理液,并将该处理液排出到外部;顶板32,其用于覆盖晶圆W的上方;以及第一喷嘴部411和第二喷嘴部421,该第一喷嘴部411和第二喷嘴部421用于从晶圆W的周缘部的上面侧和下面侧分别供给处理液。
晶圆保持机构30构成为:经由包括皮带轮和带等的动力传递部301而与电动机302连接,并且在被轴承304保持且构成为绕沿铅垂方向延伸的旋转中心旋转自如的旋转轴303的上端部设置有圆板状的保持部(基板保持部)31。旋转轴303、轴承304、动力传递部301以及电动机302相当于使被保持部31保持的晶圆W旋转的旋转机构。
在保持部31和旋转轴303中设置有气体流路305,该气体流路305的一端侧在保持部31的上表面开口,而另一端侧切换自如地连接于未图示的真空泵和氮气供给部。保持部31被构成为真空吸盘,在进行晶圆W的处理时,该保持部31通过真空泵对气体流路305内进行真空排气,由此将晶圆吸附保持于保持部31的上表面。
顶板32是覆盖被晶圆保持机构30保持的晶圆W的周缘部侧的上表面的圆板状的构件,在顶板32的中央部形成有开口部321。
如图2、图3所示,关于顶板32,圆板的外周部的一部分被切除,在其切口内配置有用于从上面侧向晶圆W的周缘部供给处理液的第一喷嘴部411。第一喷嘴部411能够在用于去除晶圆W的周缘部的膜的处理液、作为冲洗用的冲洗液的DIW(Deionized Water:去离子水)等之间进行切换并向下方侧喷出。
作为从第一喷嘴部411供给的处理液,针对抗蚀膜的去除能够例示出溶剂、显影液,针对金属膜、氧化膜、无机膜的去除能够例示出稀氢氟酸等酸性药液、氨等碱性药液。
从喷出用于进行膜的去除的处理液的观点来看,第一喷嘴部411相当于本例的喷出部。在该第一喷嘴部411的上游侧设置有由处理液的供给源、处理液的流量调节机构构成的未图示的处理液供给部。
对第一喷嘴部411设置有包括杆、缸式电动机的移动机构412,该移动机构412用于使第一喷嘴部411沿顶板32的径向、即晶圆W的径向移动。移动机构412根据来自控制部18的指示,使第一喷嘴部411移动。
如图2所示,杯部50是以包围被晶圆保持机构30保持的晶圆W的周围的方式配置的圆环状的构件,沿着杯部50的内周面形成有用于接挡从晶圆W甩出的处理液的槽部51。该槽部51与未图示的排液管和排气管连接,将由杯部50接挡住的处理液、经由开口部321流进来的气体排出到外部。
在杯部50的比槽部51靠内侧的区域形成有用于配置第二喷嘴部421的切口,该第二喷嘴部421用于从下面侧向晶圆W的周缘部供给处理液。在能够在用于将蔓延到晶圆W的下表面侧而形成的膜去除的处理液、冲洗液等之间进行切换地供给这一点、能够通过使用移动机构422使第二喷嘴部421的配置位置在晶圆W的径向上移动来调节处理液的喷出位置这一点上,第二喷嘴部421具有与已经记述的第一喷嘴部411的功能相同的功能。
以上说明的顶板32(包括第一喷嘴部411、移动机构412。在下面说明顶板32的升降动作时也同样)和杯部50(包括第二喷嘴部421、移动机构422。在下面说明杯部50的升降动作时也同样)具备未图示的升降机构,在向晶圆保持机构30载置晶圆W时,使顶板32向上方侧退避,使杯部50向下方侧退避。而且,在执行周缘部的处理时,使这些构件32、50从退避位置移动到处理位置以使这些构件在上下方向上重叠,来形成用于进行晶圆W的处理的处理空间。此外,图2示出了使顶板32和杯部50移动到了处理位置的状态。
处理单元16还具备定位机构,该定位机构用于进行使保持部31的旋转中心与晶圆W的中心一致的定心。定位机构具备第一定位机构部61和第二定位机构部62,在第一定位机构部61中设置有与晶圆W的侧周面抵接的第一定位构件611,在第二定位机构部62中设置有与晶圆W的侧周面抵接的第二定位构件621。
另外,如图2所示,第一定位构件611经由构成为在轨道613上移动自如的支承部612而与第一驱动部614连接。同样地,第二定位构件621经由构成为在轨道623上移动自如的支承部622而与第二驱动部624连接。
根据这些结构,通过使第一定位构件611、第二定位构件621与晶圆W的侧周面抵接来夹持晶圆W,能够使晶圆W的中心与所述旋转中心一致。
以上说明的顶板32、杯部50、第一喷嘴部411和第二喷嘴部421及其移动机构412、422以及定位机构(第一定位机构部61、第二定位机构部62)配置在共用的腔室20内(图3)。在腔室20上设置有通过开闭器部202而开闭自如的输入输出口201,输送部15内的基板输送装置17经由该输入输出口201进入到腔室20内,与保持部31之间进行晶圆W的交接。
并且,使用图1说明的基板处理系统的控制装置4还兼具作为如图4示意性地示出的各处理单元16的控制装置4的功能。在控制装置4上连接有由触摸面板等构成的输入部181,经由该输入部181从操作员接收与处理对象的晶圆W的处理有关的信息的设定。
此外,输入部181不限定于由直接从操作员接受处理参数的输入的触摸面板构成的情况。例如,也可以将经由设置有基板处理系统1的半导体工厂内的计算机网络从基板处理系统1的外部的服务器获取处理参数的信息的网络通信部设为输入部181。
在本例的处理单元16中,从输入部181设定与制程有关的信息,对晶圆W的处理(在本例中是去除晶圆W的周缘部的膜的处理)的作业过程与处理参数一起记载在该制程中。
在制程的处理参数中包含有利用从第一喷嘴部411供给的处理液来去除的膜的去除宽度的设定值。例如,作为去除宽度,设定从晶圆W的外周端位置起沿径向“1mm”之类的去除宽度的尺寸。包含该去除宽度的设定值的制程191被登记到控制装置4的存储部19中(图4)。
控制部18从存储部19读出制程191,按照制程191中记载的作业过程,执行利用晶圆保持机构30进行的晶圆W的旋转、从第一喷嘴部411、第二喷嘴部421供给的液体的切换等。此时,根据输入部181中记载的处理参数,进行晶圆W的转速控制、向晶圆W供给的液体的流量控制等。
另外,关于晶圆W的周缘部的膜的去除,控制部18根据制程191中记载的去除宽度的设定值,对移动机构412输出与第一喷嘴部411的移动目的地有关的信息以使第一喷嘴部411移动到膜的去除宽度为所述设定值(例如“1mm”)的位置。例如,在如图2的第一喷嘴部411所示那样从形成于第一喷嘴部411的下表面的处理液的喷出口朝向铅垂下方喷出处理液的情况下,以使该处理液到达晶圆W的着液点的内端的位置与膜被去除的区域的内端一致的方式设定第一喷嘴部411的移动目的地。通过预备实验等预先掌握从制程191读出的膜的去除宽度与第一喷嘴部411进行处理液的喷出的喷出位置的对应关系,例如将该对应关系预先登记到存储部19、控制部18内的寄存器等中。
从上述的观点来看,控制部18发挥作为本例的处理单元16中的喷出位置设定部的作用。
上述的处理单元16还具备作为分析用传感器的传感器部7,该传感器部7用于获取利用处理液去除的膜的特性信息。本例的传感器部7被构成为用于确定去除对象的膜的膜种类的光谱椭偏仪。光谱椭圆光度法(偏振解析)是如下的公知的方法:向分析对象照射偏振后的光,根据由该分析对象反射的反射光中的偏振状态的变化来检测分析对象的特性。
正在研究在半导体装置的制造工序中例如对形成于晶圆W的表面的膜的膜厚测定应用光谱椭圆光度法。对此,在本例的处理单元16中,特征在于,将从传感器部7得到的膜的特性信息有效利用为种类信息,该种类信息用于识别利用处理液去除的膜的种类(各种膜的构成物质,在抗蚀膜的情况下是个别的光致抗蚀树脂,在氧化膜、无机膜的情况下是SiO2、AlN等,在金属膜的情况下是铝、铜等)。
以下,参照图3~图5说明传感器部7的结构以及根据使用传感器部7获取到的特性信息来确定去除对象的膜种类的方法。
如图3、图4所示,传感器部7具备使膜种类的分析用的光射入至晶圆W的光投射部71以及接收由晶圆W反射的光的光接收部72。光投射部71具备光源部711和偏振片712,该光源部711输出包含多个波长成分的例如白色光,该偏振片712使从光源部711输出的光发生偏振。
另外,光接收部72具备以所需的频率(例如50kHz)对接收到的反射光进行相位调制而从直线偏振光获得椭圆偏振光的PEM(Photoelastic Modulator:光弹性调制器)721以及对由PEM 721进行相位调制而得到的光进行检测的检测器722。
如图3所示,本例的光投射部71和光接收部72配置在用于进行晶圆W的处理的腔室20内。详细地说,光投射部71配置于在使顶板32上升了的状态下朝向进行被保持部31保持的晶圆W的膜的去除的区域即周缘部射入分析用的光的位置。另外,光接收部72配置于接收由晶圆W的所述周缘部反射的分析用的光的位置。
例如,有时在晶圆W的面内混合存在暴露出不同的膜的区域。因此,通过向实际进行膜的去除的区域即晶圆W的周缘部照射分析用的光,能够正确地确定成为处理对象的膜的膜种类。
此外,在图3、图4中以长的虚线箭头示意性地示出了从光投射部71输出、由晶圆W的上表面反射并由光接收部72接收的分析用的光的光路。但是,这些图中的光投射部71、光接收部72的配置位置、光的输出方向、光接收方向等并未严格地表示实际的处理单元16中的配置。
返回传感器部7的结构的说明,如图4所示,检测器722的输出经由光纤被输入到传感器本体73内的分光器731。分光器731按波长进行偏光度的测定,将测定结果转换为数字信号并输出到解析部732。解析部732根据从分光器731获取到的数字信号,按波长计算表示反射光的偏振状态(p偏振光、s偏振光)的振幅比Ψ和相位差Δ。然后,基于这些振幅比Ψ和相位差Δ,能够计算构成作为分析对象的膜的物质所固有的光学常数(折射率(n值)、消光系数(k值))(例如参照日本特开2002-131136)。解析部732还具备基于振幅比Ψ和相位差Δ来计算这些n值、k值的功能。
在本例中,n值、k值相当于分析对象即要从晶圆W的周缘部去除的膜的特性信息。因而,传感器部7相当于通过所述要去除的膜的分析来获取特性信息的特性信息获取部。
如图4所示,由解析部732计算出的n值、k值被输出到控制部18。控制部18将从传感器部7获取到的n值、k值登记到寄存器等中,与预先登记在存储部19中的膜信息表192中记载的n值范围、k值范围进行对照。
在此,由已经记述的传感器部7获取的n值、k值是构成分析对象的膜的物质所固有的值,另一方面,根据该膜的膜厚、表面粗糙度等而具有某种程度的变动范围。此时,如图5的概要图所示,在这些n值、k值的变动范围(n值范围、k值范围)在膜种类间不重叠的情况下,能够有效利用为用于识别分析对象的膜种类的种类信息。此外,图5并不是表示实际存在的膜的n值范围、k值范围的例子的图。
在已经记述的膜信息表192中,关于各膜种类,例如登记有根据通过预备实验获取多张晶圆W上形成的膜的n值、k值所得到的结果而确定出的n值范围、k值范围的组(参照后述的表1)。
并且,在膜信息表192中,与n值范围、k值范围的组(膜种类的种类信息)对应地登记有校正量,该校正量用于对根据从制程191读出膜的去除宽度的设定值的结果而设定的来自第一喷嘴部411的处理液的喷出位置进行校正。
如已经记述的那样,对于形成于晶圆W的膜,存在根据膜种类的不同而对于处理液的润湿性、去除所需要的时间等不同的情况。在这样的情况下,当根据从制程191读出的去除宽度的设定值而将来自第一喷嘴部411的处理液的喷出位置设定为一致时,从该喷出位置供给处理液而被去除的膜的去除宽度有可能偏离了制程191的设定值。
因此,在膜信息表192中,登记有为了使实际的去除宽度接近制程191中的去除宽度的设定值而用于对根据该去除宽度的设定值设定的来自第一喷嘴部411的处理液的喷出位置进行校正的校正量。
关于例如使用图5说明的膜种类A~C,在表1中示出将上述的n值范围、k值范围、喷出位置的校正量汇总得到的膜信息表192的结构例。
[表1]
膜种类 n值范围 k值范围 校正量[mm]
膜种类A(基准膜种类) n<sub>A1</sub>≤n<sub>A</sub>≤n<sub>A</sub>2 k<sub>A</sub>1≤k<sub>A</sub>≤k<sub>A</sub>2 0.0
膜种类B n<sub>B</sub>1≤n<sub>B</sub>≤n<sub>B</sub>2 k<sub>B</sub>1≤k<sub>B</sub>≤k<sub>B</sub>2 +0.1
膜种类C n<sub>C</sub>1≤n<sub>C</sub>≤n<sub>C</sub>2 k<sub>C</sub>1≤k<sub>C</sub>≤k<sub>C</sub>2 -0.2
在表1中,设为膜种类A是成为针对从制程191读出的膜的去除宽度的设定值决定来自第一喷嘴部411的喷出液的喷出位置时的基准的基准膜种类。此时,实际的去除宽度处于容许差(例如设定值±10μm)的范围内,不进行喷出位置的校正(校正量“0.0mm”)。
接着,对于膜种类B,设为在制程191中去除宽度的设定值被设定为“1mm”时使第一喷嘴部411移动到与该设定值对应的喷出位置来进行处理,结果是实际的去除宽度为“0.9mm”,同样地,设定值被设定为“1.1mm”时的实际的去除宽度为“1.0mm”。在该情况下,膜种类B的校正量被设定为“+0.1mm”(表1)。
与上述的例子相反地,对于膜种类C,设为在制程191中去除宽度的设定值被设定为“1mm”时实际的去除宽度为“1.2mm”,同样地,设定值被设定为“0.8mm”时的实际的去除宽度为“1.0mm”。在该情况下,膜种类C的校正量被设定为“-0.2mm”(表1)。
此外,上述的膜种类B、C的例子表示喷出位置的移动距离与去除宽度之间存在正比例的关系的情况(当使处理液的喷出位置移动“+0.1mm”时,去除宽度也变化“+0.1mm”)下的校正量的设定例。关于这一点,也可以根据喷出位置的移动距离与去除宽度的实际的响应关系来适当地调整该校正量。
另外,为了便于说明,在表1中,与膜种类的表示(膜种类A、B、C)对应地,针对n值范围、k值范围记载了来自第一喷嘴部411的处理液的喷出位置的校正量,但是在膜信息表192中设定表示膜种类的信息并不是必须的。如图5例示的那样,在膜种类间n值范围、k值范围不重叠的情况下,这些n值范围、k值范围本身就相当于表示膜种类的信息。
控制部18当从传感器部7获取到处理对象的膜的n值、k值时,关于这些n值、k值是否为包含在膜信息表192中设定的某一个n值范围、k值范围的组中的值进行对照。然后,在存在符合的n值范围、k值范围的组的情况下,读出与该组对应的校正量。从该观点来看,控制部18发挥作为校正量获取部的作用。
并且,控制部18在利用移动机构412实际移动第一喷嘴部411之前,对根据制程191中的去除宽度的设定值而设定的来自第一喷嘴部411的处理液的喷出位置进行校正。在此,进行变更喷出位置的校正,以使得第一喷嘴部411移动与从膜信息表192读出的校正量相当的距离。在此,控制部18发挥作为喷出位置校正部的作用。然后,控制部18根据校正后的喷出位置,对移动机构412输出与第一喷嘴部411的移动目的地有关的信息。其结果,从利用校正量对根据制程191设定的喷出位置进行校正后的位置(以下称为“喷出执行位置”)对晶圆W喷出处理液,该校正量是根据由传感器部7获得的膜种类的确定结果而决定的。
以下,参照图6说明具备上述的结构的处理单元16的动作。
首先,通过基板输送装置17向执行处理的处理单元16的腔室20内输入晶圆W(图6的开始、步骤S101)。此时,处理单元16在使顶板32和杯部50向上下方向退避了的状态下待机。进入到腔室20内的基板输送装置17在将晶圆W交接到保持部31之后,从腔室20内退出。
晶圆W被交接到保持部31后,使定位机构(第一定位机构部61、第二定位构件621)工作,通过第一定位构件611、第二定位构件621夹持晶圆W来实施定心(步骤S101)。此时,也可以根据与晶圆W抵接的第一定位构件611、第二定位构件621间的距离来测定晶圆W的直径,由此确定出将制造时的公差考虑在内的准确的晶圆W的端部位置。
另一方面,在控制部18中,在由基板处理系统1开始对承载件C内的晶圆W进行处理之前,从针对该承载件C内的晶圆W设定的制程191读入膜的去除宽度的设定值(步骤S102)。然后,将要对第一喷嘴部411的移动机构412输出的、与该去除宽度的设定值对应的处理液的暂定的喷出位置登记到控制部18的内部的寄存器中(步骤S103,喷出位置设定工序)。
并且,在定心完成后,在顶板32退避到了上方的状态下,使用传感器部7对被保持部31保持的晶圆W执行形成于周缘部的膜的光谱椭圆光度法,获取n值、k值(步骤S104、特性信息获取工序)。此时,例如也可以使晶圆W每次旋转预先设定的角度并进行晶圆W的周缘部的多个位置处的光谱椭圆光度法,获取多组n值、k值。
在膜的分析完成后,在使第一定位机构部61、第二定位机构部62退避之后,使顶板32下降到处理位置并使杯部50上升到处理位置来形成处理空间。此时,第一喷嘴部411、第二喷嘴部421退避到了晶圆W的外侧位置。
另一方面,对于利用光谱椭圆光度法获取到的n值、k值,进行与膜信息表192中登记的n值范围、k值范围之间的对照(步骤S105)。在获取到多组n值、k值的情况下,既可以对这些组的n值、k值的平均值进行对照,也可以对各组的n值、k值进行对照。
在对照的结果为与形成于处理对象的晶圆W的膜对应的膜种类已登记在膜信息表192中的情况下(步骤S106:是(YES)),从膜信息表192读入对应的膜种类的校正量(校正量获取工序),将该校正量反映到控制部18的寄存器中登记的暂定的喷出位置来进行喷出位置的校正(喷出位置校正工序)(步骤S107)。其结果,设定出对晶圆W执行处理液的喷出的喷出执行位置。
在此,在如已经记述的那样对获取到的多组n值、k值的各组进行对照的情况下,也可以仅在所有的n值、k值相当于所登记的n值范围、k值范围内的值时判断为形成于晶圆W的膜符合膜信息表192中登记的膜种类。另外,也可以是,对上述判断设置阈值,如果相当于所登记的n值范围、k值范围内的值的组有阈值数以上,则判断为符合所登记的膜种类。
返回处理单元16的动作说明,当由顶板32和杯部50形成处理空间并决定了喷出执行位置时,处理单元16使被保持部31保持的晶圆W旋转。在晶圆W的转速成为预先设定的值后,一边进行处理液的喷出一边使第一喷嘴部411、第二喷嘴部421朝向晶圆W移动。此时,第一喷嘴部411移动到与形成于晶圆W的膜的膜种类对应地设定的喷出执行位置(步骤S108、喷出部移动工序、去除工序)。另一方面,既可以使第二喷嘴部421移动到根据膜信息表192设定的喷出位置,也可以针对移动机构422预先设定固定的喷出位置并使第二喷嘴部421移动到该喷出位置。
在通过这样使第一喷嘴部411、第二喷嘴部421到达了规定的位置之后,从晶圆W的上下面侧向晶圆W的周缘部进行预先设定的时间的处理液的供给,来进行该部分的膜的去除(去除工序)。
然后,将从第一喷嘴部411、第二喷嘴部421供给的液体切换为冲洗液来执行周缘部的冲洗清洁。在进行了规定的时间的冲洗处理之后,停止DIW的供给,使晶圆W继续旋转来执行DIW的甩干。
结束甩干后,使晶圆W停止旋转,在使顶板32和杯部50向上下方向退避后,解除由保持部31进行的保持。然后,使基板输送装置17进入到处理单元16的腔室20内来交接晶圆W,从处理单元16输出晶圆W(步骤S110、结束)。
接着,也概述在对关于形成于晶圆W的膜获取到的n值、k值进行对照的结果为在膜信息表192中没有登记相符的膜种类的情况下的应对(步骤S106:NO)。在该情况下,执行预先设定的“没有登记膜种类时的应对”(步骤S109)。
作为上述应对的例子,也可以不对与制程191中记载的去除宽度的设定值对应地登记的暂定的喷出位置进行校正而就这样执行去除周缘部的膜的处理。在该情况下,例如也可以将没有进行处理液的喷出位置的校正的意思的信息显示于基板处理系统1的显示器、或者将该信息与晶圆W的处理历史记录等相对应地进行登记。
另外,作为上述应对的其它例子,也可以是,在不存在已登记的膜种类的情况下,不开始该处理单元16对晶圆W的处理,而从基板处理系统1的显示器等通知该意思的信息来作为警报。在该情况下,能够从操作员接收是就这样继续进行晶圆W的处理还是中断晶圆W的处理的指示。
在没有登记膜种类时的应对完成之后,从处理单元16输出晶圆W,结束动作(步骤S110、结束)。
在此,在设置于对大量的晶圆W执行同类型的处理的量产用的基板处理系统1中的处理单元16的情况下,形成于晶圆W的膜的膜种类按每一个晶圆而变更的可能性小。在该情况下,也可以针对同一承载件C、同一批内的第一个晶圆W执行图6所示的动作,利用在对该第一个晶圆W进行处理时确定出的喷出执行位置来对其余的晶圆W进行处理。并且,此时,也可以将由一台处理单元16决定出的喷出执行位置使用于相同的基板处理系统1中设置的其它处理单元16。
另一方面,在对晶圆W执行的处理的内容频繁地变更的评价用的基板处理系统1中,也存在对收纳在一个承载件C内的多张晶圆W以各不相同的条件进行成膜、或者对晶圆W执行的处理的内容不同的情况。在该情况下,也可以对被输入到处理单元16中的各晶圆W执行图6所示的动作来进行喷出执行位置的决定。
根据以上说明的本实施方式所涉及的处理单元16,具有以下效果。获取去除对象的膜的特性信息(n值、k值),作为用于识别形成于晶圆W的膜的种类(膜种类)的种类信息来使用。然后,根据形成于晶圆W的膜的膜种类,对用于去除膜的处理液的喷出位置进行校正,因此能够降低伴随膜种类的差异而引起的去除宽度的变动。
在此,以往也存在如下的情况:在确认出制程191中记载的去除宽度的设定值与实际的去除宽度的偏移的情况下,像具有对处理单元16内的设备的设定状态进行变更的权限的操作员使原点位置移动与偏移量相应的距离等这样进行手动调整,该原点位置是移动机构412用于掌握第一喷嘴部411的移动量的位置。这样的应对不仅使与调整有关的操作变得繁杂,也可能成为引起之后忘记恢复在膜种类、制程191切换时变更了的原点位置等失误的原因。另外,还可以考虑在创建制程191时反映偏移量来输入去除宽度的设定值的应对,但是按不同的膜种类来对根据处理条件的差异而大量生成的全部制程191进行偏移量的管理并考虑偏移量来进行去除宽度的设定值的变更需要极大的劳力,是不现实的。
关于这一点,本例的处理单元16有效利用传感器部7来识别处理对象的晶圆W上形成的膜的膜种类,使用预先登记在存储部19中的膜信息表192自动地执行进行喷出位置的校正的动作,因此不会使操作员承受新的负担,能够提高去除宽度的精度。
在此,在图2、图4中示出了朝向铅垂下方喷出处理液的第一喷嘴部411的例子,但是第一喷嘴部411的结构不限于该例。例如,也可以朝向斜下方喷出处理液。在该情况下,在俯视观察晶圆W时,来自第一喷嘴部411的处理液的喷出位置与处理液被供给到晶圆W上的着液点在横向上被配置在错开的位置。因而,针对喷出位置及其校正量,也进行考虑了该偏移的设定。
并且,在上述的例子中,关于向晶圆W的上表面侧供给处理液的第一喷嘴部411的喷出位置的校正进行了说明。在晶圆W的上表面形成有半导体装置的图案,因此例如需要以亚毫米为单位进行严格的去除宽度的管理。与此相对地,晶圆W的下表面侧不是图案的形成面,不需要去除宽度的控制的情况多,因此未示出有效利用传感器部7对来自第二喷嘴部421的处理液的喷出位置进行校正的例子。但是,当然,也可以根据需要对于向晶圆W的下表面侧供给处理液的第二喷嘴部421也使用与上表面侧的第一喷嘴部411同样的方法来进行喷出位置的校正。
另外,在事先决定膜的去除宽度与第一喷嘴部411的喷出位置之间的对应关系时,如使用表1说明的例子那样使用基准膜种类进行预备实验并不是必须的。也可以是,仅根据被保持部31保持的晶圆W的外周端与第一喷嘴部411的相对位置关系来进行喷出位置的决定,之后基于预备实验的结果等来对所有的膜种类(在表1的例子中为膜种类A、B、C)设定校正量。
另外,关于膜信息表192中设定的喷出位置的校正量也是,并非必须采用根据制程191设定的处理液的喷出位置与实际的喷出执行位置的差值[mm]。例如,也可以采用相对于喷出位置的百分比(例:在设定值为1mm、喷出执行位置为1.2mm的情况下,校正量为“120%”)。
接着,记述在决定了与膜种类相应的校正量之后进行喷出位置的校正的方法的变形。在图6所示的例子中,在输出针对移动机构412的设定信息之前进行了向寄存器登记基于去除宽度的设定值的暂定的喷出位置的设定(步骤S103)以及将与晶圆W的膜种类对应的校正量反映到上述寄存器的设定中(步骤S107)。
对于此,例如在步骤S103中,也可以将根据去除宽度的设定值所得到的处理液的喷出位置输出到移动机构412来使第一喷嘴部411移动,接着,在读入与晶圆W的膜种类对应的校正量之后,将与喷出位置校正的宽度相应的量的移动设定输出到移动机构412来再次使第一喷嘴部411移动。
另外,也可以是,紧接着向处理单元16输入晶圆W之后,进行膜种类的确定、校正量的读入,将对该晶圆W执行的制程191中设定的膜的去除宽度的设定值重写为利用该校正量进行校正所得到的值。在该例子中,当根据重写后的去除宽度的设定值决定喷出位置时,该喷出位置成为反映了校正量的喷出执行位置。
接着,如已经记述的那样,采用光谱椭圆光度法的传感器部7能够获得两种信息(n值、k值)来作为能够识别膜种类的特性信息。此时,也可以利用n值和k值中的任一方来进行膜种类的确定。但是,如图5的“测定值”所示那样也存在如下的情况:在仅用k值难以区分膜种类A与膜种类B的情况下,能够通过使用n值、k值这双方来区分这些膜种类。
并且,获取特性信息的传感器部7不限定于由光谱椭偏仪构成的情况。例如,也可以使用采用能量色散X射线分析(Energy dispersive X-ray spectrometry:EDX)、X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy:PXP)来作为分析方法的传感器部7。在这些分析方法中,由于需要真空环境,因此例如也可以将基板处理系统1的输入输出站2的外壁与真空腔室连接,在该真空腔室内配置传感器部7来获取特性信息。
在该情况下,使用该共用的传感器部7,关于设置于基板处理系统1的多个处理单元16获取与第一喷嘴部411的喷出位置的校正有关的特性信息。例如根据进行过分析的晶圆W的输送目的地等来判断基于使用共用的传感器部7获取到的特性信息对哪一个处理单元16中的处理液的喷出位置进行校正。
另外,在此,在多个处理单元16共用一个传感器部7的方法中,不仅能够应用于采用EDX、PXP来作为分析方法的情况,也能够应用于光谱椭圆光度法。例如,既可以在基板处理系统1的输送部12、15中的晶圆W的输送路径上配置作为光谱椭偏仪的共用的传感器部7,也可以在设置于输入输出站2的外壁并收纳有用于进行晶圆W的朝向的调整的定向器的未图示的定向器室内配置作为光谱椭偏仪的共用的传感器部7。
另外,对膜信息表192预先登记处理液的喷出位置的校正量也不是必须的。例如,也可以是,在处理单元16内、输送部12、15中的晶圆W的输送路径上设置拍摄晶圆W的周缘部的照相机,基于根据该摄像结果测定出的去除宽度的实际值与去除宽度的设定值的差值来决定处理液的喷出位置的校正量。在决定该校正量之后,重新制作与形成于晶圆W的膜的种类信息(n值、k值等特性信息)对应地登记校正量所得到的膜信息表192,由此在后续对形成有同种类的膜的晶圆W进行处理时,能够有效利用于喷出位置的校正。
除了上述的例子以外,在确定处理对象的晶圆W上形成的膜的种类之后进行调整的设定项目不仅仅限定于处理液的喷出位置。例如,也可以对被晶圆保持机构30保持的旋转的晶圆W的单位时间的转速、从第一喷嘴部411供给的处理液的供给流量进行校正。关于这些设定项目的校正量(转速校正量、校正流量)也是,例如能够如表1所示那样事先与n值、k值等膜的特性信息(种类信息)对应地登记到膜信息表192中。其结果,能够由控制部18读出这些校正量,并将这些校正量利用于晶圆保持机构30的旋转机构的电动机302、第一喷嘴部411的上游侧的处理液供给部内的流量调节机构的控制(转速校正工序、流量校正工序)。
并且,关于获取形成于处理对象的晶圆W的膜的特性信息的方法,基于使用传感器部7实际进行晶圆W的分析所得到的结果来得到该特性信息也不是必须的。例如也可以是,经由设置有基板处理系统1的半导体工厂内的计算机网络,从基板处理系统1的外部的服务器将特性信息与处理对象的晶圆W的识别信息一起获取。在该情况下,执行特性信息的获取的网络通信部构成特性信息获取部。
除了这些以外,将从晶圆W获取到的特性信息用作膜的种类信息也不是必须的。对利用作为光谱椭偏仪的传感器部7的例子进行记述,也能够将已经记述的k值、n值利用为用于确定晶圆W上形成的膜的厚度、膜的硬度、膜的表面的粗糙度等物理特性的物理特性信息。
例如,图7概要性地示出晶圆W上形成的膜的硬度与n值、k值的关系。在该膜的例子中,n值和k值越小,则晶圆W上形成的膜越软,n值和k值越大,则膜越硬。另外,关于膜厚等,也能够基于n值、k值的变化来确定。
在此,存在对硬的膜(厚的膜)供给处理液的时间必须比对软的膜(薄的膜)供给处理液的时间长的情况。另一方面,如果使处理液的供给时间(处理时间)延长,则有时被去除膜的区域的内周端向晶圆W的径向的内侧扩展。因此,在实际的处理时间相对于预先设定的基准的处理时间发生变化的情况下,也可以以抵消伴随该处理时间的变化所引起的膜的去除宽度的变化的方式决定校正量。
例如,在根据上述的“基准的处理时间”决定了伴随膜种类的差异所产生的校正量(第一校正量)时,通过进一步使用伴随处理时间的变化所产生的校正量(第二校正量),能够进行高精度的去除宽度的控制。但是,使用第一校正量、第二校正量这双方不是必须的要素,可以采用任一个影响大的校正量。
另外,也可以根据基于物理特性信息得到的膜的厚度、膜的硬度等来调整晶圆W的单位时间的转速、处理液的供给流量,这是不言而喻的。

Claims (15)

1.一种基板处理装置,向基板供给处理液来去除基板的周缘部的膜,该基板处理装置的特征在于,具备:
基板保持部,其保持基板并且具备使基板旋转的旋转机构;
喷出部,其向被所述基板保持部保持的基板的周缘部喷出所述处理液;
喷出位置设定部,其与被输入的制程中包含的所述膜的去除宽度对应地设定处理液的喷出位置;
移动机构,其根据由所述喷出位置设定部设定的喷出位置,使来自所述喷出部的处理液的喷出位置沿基板的径向移动;
特性信息获取部,其获取要去除的膜的特性信息;
校正量获取部,其根据由所述特性信息获取部获取到的膜的特性信息,获取对由所述喷出位置设定部设定的喷出位置进行校正的校正量;以及
喷出位置校正部,其根据由所述校正量获取部获取到的校正量,对由所述喷出位置设定部设定的喷出位置进行校正,
其中,在针对同一基板来去除该基板的周缘部的膜的过程中,所述移动机构在所述喷出位置校正部进行所述喷出位置的校正之后,使来自所述喷出部的处理液的喷出位置沿所述同一基板的径向移动到校正后的喷出位置,所述喷出部从校正后的喷出位置向所述同一基板的所述周缘部喷出所述处理液,以针对所述同一基板的要去除的膜进行去除处理。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述膜的特性信息是膜的种类信息。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述膜的特性信息是膜的物理特性信息。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置,其特征在于,
所述膜的物理特性信息是膜的硬度或膜厚。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述特性信息获取部具备分析用传感器,所述特性信息获取部根据由该分析用传感器对形成于基板的膜进行分析所得到的结果来获取所述特性信息。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置,其特征在于,
所述基板保持部、所述移动机构以及所述分析用传感器配置在共同的腔室内。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述特性信息获取部通过与外部的通信来获取所述特性信息。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述校正量获取部根据由特性信息获取部获取到的膜的特性信息,还获取转速校正量和校正流量中的至少一个,该转速校正量用于对通过所述旋转机构而旋转的基板的单位时间的转速进行校正,该校正流量用于对从处理液供给部供给并从喷出部喷出的处理液的供给流量进行校正,
所述旋转机构根据所述转速校正量对基板的转速进行校正,所述处理液供给部根据所述校正流量对处理液的供给流量进行校正。
9.一种液处理方法,向基板供给处理液来去除基板的周缘部的膜,该液处理方法的特征在于,包括以下工序:
喷出位置设定工序,与制程中包含的所述膜的去除宽度对应地设定来自与基板的周缘部相向地配置的喷出部的处理液的喷出位置;
特性信息获取工序,获取要去除的膜的特性信息;
校正量获取工序,根据通过所述特性信息获取工序获取到的膜的特性信息,获取对通过所述喷出位置设定工序设定的喷出位置进行校正的校正量;
喷出位置校正工序,根据通过所述校正量获取工序获取到的校正量,对通过所述喷出位置设定工序设定的喷出位置进行校正;
喷出部移动工序,使所述喷出部向通过所述喷出位置校正工序进行校正所得到的喷出执行位置移动;以及
去除工序,从移动到所述喷出执行位置的喷出部喷出处理液,向旋转的基板的周缘部供给处理液,来去除该周缘部的膜,
其中,在针对同一基板来去除该基板的周缘部的膜的过程中,在所述喷出位置校正工序中进行所述喷出位置的校正之后,使来自所述喷出部的处理液的喷出位置沿所述同一基板的径向移动到校正后的喷出位置,所述喷出部从校正后的喷出位置向所述同一基板的所述周缘部喷出所述处理液,以针对所述同一基板的要去除的膜进行去除处理。
10.根据权利要求9所述的液处理方法,其特征在于,
所述膜的特性信息是膜的种类信息。
11.根据权利要求9所述的液处理方法,其特征在于,
所述膜的特性信息是膜的物理特性信息。
12.根据权利要求11所述的液处理方法,其特征在于,
所述膜的物理特性信息是膜的硬度或膜厚。
13.根据权利要求9至12中的任一项所述的液处理方法,其特征在于,
在所述特性信息获取工序中,根据由分析用传感器对形成于基板的膜进行分析所得到的结果来获取所述特性信息。
14.根据权利要求9至12中的任一项所述的液处理方法,其特征在于,
还包括转速校正工序和流量校正工序中的至少一个,在该转速校正工序中,根据通过特性信息获取工序获取到的膜的特性信息来对所述去除工序中的基板的转速进行校正,在该流量校正工序中,根据所述特性信息来对在所述去除工序中从所述喷出部喷出的处理液的供给流量进行校正。
15.一种存储介质,存储有在向基板供给处理液来去除基板的周缘部的膜的基板处理装置中使用的计算机程序,该存储介质的特征在于,
在所述计算机程序中嵌入有步骤组以执行根据权利要求9至14中的任一项所述的液处理方法。
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