CN107689337A - 基板处理装置、基板处理方法及存储有实行基板处理方法的程序的存储介质 - Google Patents

基板处理装置、基板处理方法及存储有实行基板处理方法的程序的存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基板处理装置、基板处理方法及存储有实行基板处理方法的程序的存储介质。本发明的目的在于，提供能够有效地从基板将该基板上的附着物去除的基板处理装置及基板处理方法。利用处理液供给部向基板供给处理液，所述处理液含有附着物的去除剂和具有比去除剂的沸点低的沸点的溶剂；接着，利用基板加热部在处理液中的溶剂的沸点以上且低于去除剂的沸点的规定温度下对基板进行加热；接着，利用冲洗液供给部向基板供给冲洗液，由此从基板去除附着物。

Description

基板处理装置、基板处理方法及存储有实行基板处理方法的 程序的存储介质
技术领域
本发明涉及用于从基板将该基板上的附着物去除的基板处理装置及基板处理方法、以及存储有实行该基板处理方法的程序的存储介质。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，进行如下工序：使用抗蚀膜作为掩膜材料对形成于半导体晶圆等的基板上的被蚀刻膜(例如，层间绝缘膜、金属膜等)进行蚀刻，从而图案化成规定的图案。
另一方面，最近，使用了低介电常数膜(Low-k膜)作为层间绝缘膜的Cu多层布线技术受到关注，对于这样的Cu多层布线技术，采用了在Low-k膜上形成埋入布线槽或孔、在其中埋入Cu的双镶嵌法。作为Low-k膜，大多使用有机系Low-k膜，对这样的有机系Low-k膜进行蚀刻时，不能充分获得与作为相同有机膜的抗蚀膜的选择比，因此使用Ti膜、TiN膜等无机系硬掩膜作为蚀刻用的掩膜材料。即，将抗蚀膜作为掩膜材料而将硬掩膜蚀刻成规定的图案时，将蚀刻成规定的图案的硬掩膜作为掩膜材料，对Low-k膜进行蚀刻。
需要去除蚀刻后残留在基板上的抗蚀膜、硬掩膜等不必要的附着物。对于这些不必要的附着物的去除，例如如下进行：使用单片式清洗装置，边使作为被处理基板的半导体晶圆旋转，边向中心连续供给去除液，一边利用离心力使去除液在半导体晶圆整面展开一边进行(例如专利文献1、专利文献2、专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-146594号公报
专利文献2：日本特开2010-114210号公报
专利文献3：日本特开2013-207080号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供能够有效地从基板将该基板上的附着物(例如，抗蚀膜、硬涂膜等)去除的基板处理装置及基板处理方法、以及存储有实行该基板处理方法的程序的存储介质。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明提供以下技术方案。
[1]一种基板处理装置，其具备：用于从基板将前述基板上的附着物去除的去除处理部；和用于控制前述去除处理部的动作的控制部，
前述去除处理部具备：
处理液供给部：其向前述基板供给处理液，所述处理液含有前述附着物的去除剂和具有比前述去除剂的沸点低的沸点的溶剂；
基板加热部：其在前述溶剂的沸点以上且低于前述去除剂的沸点的规定温度下对前述基板进行加热；以及
冲洗液供给部：其向前述基板供给冲洗液，
前述控制部以如下方式控制前述处理液供给部、前述基板加热部及前述冲洗液供给部：前述处理液供给部向前述基板供给前述处理液；接着，前述基板加热部对前述基板在前述规定温度下加热，由此，促进前述溶剂的蒸发及前述附着物与前述去除剂的反应；接着，前述冲洗液供给部向前述基板供给前述冲洗液，由此从前述基板去除前述附着物。
[2]根据[1]所述的基板处理装置，其中，前述处理液还含有增稠剂。
[3]根据[2]所述的基板处理装置，其中，前述增稠剂具有超过前述溶剂的沸点且前述去除剂的沸点以下的玻璃化转变点。
[4]根据[3]所述的基板处理装置，其中，前述规定温度为前述溶剂的沸点以上且低于前述增稠剂的玻璃化转变点的温度。
[5]根据[3]所述的基板处理装置，其中，前述规定温度为前述增稠剂的玻璃化转变点以上且低于前述去除剂的沸点的温度。
[6]根据[2]所述的基板处理装置，其中，前述增稠剂具有前述去除剂的沸点以上的玻璃化转变点。
[7]根据[1]～[6]中任一项所述的基板处理装置，其中，前述附着物为蚀刻用硬掩膜。
[8]根据[1]～[7]中任一项所述的基板处理装置，其中，前述控制部以如下方式控制前述处理液供给部、前述基板加热部及前述冲洗液供给部：
前述处理液供给部向前述基板供给前述处理液，由此，在前述基板上形成覆盖前述附着物的前述处理液的膜；接着，在前述附着物被前述处理液的膜覆盖的状态下，前述基板加热部在前述规定温度下对前述基板进行加热，由此促进前述溶剂的蒸发及前述附着物与前述去除剂的反应；接着，前述冲洗液供给部向前述基板供给前述冲洗液，由此从前述基板去除前述附着物。
[9]一种基板处理方法，其从基板将前述基板上的附着物去除，该基板处理方法包含如下工序：
工序(A)：向前述基板供给处理液，所述处理液含有前述附着物的去除剂和具有比前述去除剂的沸点低的沸点的溶剂；
工序(B)：工序(A)之后，在前述溶剂的沸点以上且低于前述去除剂的沸点的规定温度下对前述基板进行加热，促进前述溶剂的蒸发及前述附着物与前述去除剂的反应；以及
工序(C)：工序(B)之后，向前述基板供给冲洗液，从而从前述基板将前述附着物去除。
[10]根据[9]所述的基板处理方法，其中，前述处理液还含有增稠剂。
[11]根据[10]所述的基板处理方法，其中，前述增稠剂具有超过前述溶剂的沸点且前述去除剂的沸点以下的玻璃化转变点。
[12]根据[11]所述的基板处理方法，其中，前述规定温度为前述溶剂的沸点以上且低于前述增稠剂的玻璃化转变点的温度。
[13]根据[11]所述的基板处理方法，其中，前述规定温度为前述增稠剂的玻璃化转变点以上且低于前述去除剂的沸点的温度。
[14]根据[10]所述的基板处理方法，其中，前述增稠剂具有前述去除剂的沸点以上的玻璃化转变点。
[15]根据[9]～[14]中任一项所述的基板处理方法，其中，前述附着物为蚀刻用硬掩膜。
[16]根据[9]～[15]中任一项所述的基板处理方法，其中，
在工序(A)中，在前述基板上形成覆盖前述附着物的前述处理液的膜；
在工序(B)中，在前述附着物被前述处理液的膜覆盖的状态下，对前述基板进行加热。
[17]一种存储介质，其存储了如下程序：在被用于控制基板处理装置的动作的计算机实行时，使前述计算机控制前述基板处理装置来实施[9]～[16]根据中任一项所述的基板处理方法。
发明的效果
根据本发明的基板处理装置及基板处理方法，能够从基板有效地去除该基板上的附着物(例如，抗蚀膜、硬涂膜等)。
附图说明
图1为示出本发明的一个实施方式的基板处理装置的构成的示意图。
图2为示出图1所示的基板处理装置所具备的基板处理单元的构成的示意俯视图。
图3为示出图2所示的基板处理单元所具备的第1处理部的构成的示意剖面图。
图4为示出图2所示的基板处理单元所具备的第2处理部的构成的示意剖面图。
图5为示出图2所示的基板处理单元所具备的第3处理部的构成的示意剖面图。
图6为用于说明干蚀刻处理的示意剖面图。
图7为用于说明含有增稠剂的处理液被供给至基板时的处理液的情况图7的(A)、及不含有增稠剂的处理液被供给至基板时的处理液的情况图7的(B)的示意剖面图。
附图标记说明
1 基板处理装置
2 基板处理单元
3 控制单元
4 第1处理部
43 处理液供给部
5 第2处理部
54 基板加热部
6 第3处理部
63 冲洗液供给部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
<基板处理装置的构成>
参照图1对本发明的一个实施方式的基板处理装置的构成进行说明。图1为示出本发明的一个实施方式的基板处理装置的构成的示意图。
如图1所示，本发明的一个实施方式的基板处理装置1具备基板处理单元2和用于控制基板处理单元2的动作的控制单元3。
基板处理单元2对基板进行各种处理。关于基板处理单元2所进行的各种处理，后面进行叙述。
控制单元3例如为计算机，具备控制部和存储部。控制部例如为CPU(中央处理单元，Central Processing Unit)，读出存储于存储部的程序而进行实行，由此控制基板处理单元2的动作。存储部例如由RAM(随机存取存储器，Random Access Memory)、ROM(只读存储器，Read Only Memory)、硬盘等存储装置构成，存储用于控制基板处理单元2中实行的各种处理的程序。需要说明的是，程序可以存储于可通过计算机读取的存储介质，也可以由存储介质安装于存储部。作为可通过计算机读取的存储介质，例如可列举出硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。在存储介质中，存储有例如在通过用于控制基板处理装置1的动作的计算机实行时，计算机控制基板处理装置1并存储后述的实行基板处理方法的程序。
<基板处理单元的构成>
接着，参照图2对基板处理单元2的构成进行说明。图2为示出基板处理单元2的构成的示意俯视图。需要说明的是，图2中的虚线表示基板。
基板处理单元2对基板进行各种处理。本实施方式中，基板处理单元2进行从干蚀刻处理后的基板将该基板上的硬掩膜去除的去除处理。基板处理单元2所进行的处理只要包含从基板将该基板上的硬掩膜去除的处理就没有特别限定。基板处理单元2所进行的处理中可以包含其他处理。在本实施方式中，干蚀刻后的基板上的硬掩膜为去除对象，但硬掩膜为基板上的附着物的一个例子。作为基板上的附着物的其他具体例，可列举出残留在干蚀刻后的基板上的不必要的有机膜、无机膜、有机-无机复合膜(例如抗蚀膜、防反射膜等)、蚀刻时产生的副产物(例如源自蚀刻气体、抗蚀膜、硬掩膜等的聚合物)、抗蚀膜的灰化时产生的抗蚀剂残渣等。另外，在本发明中作为去除对象的基板上的附着物不限定于干蚀刻后的基板上的附着物，例如，可以为离子注入后的抗蚀剂固化层等。
基板处理单元2具备：输入/输出站21和与输入/输出站21相邻而设置的处理站22。
输入/输出站21具备：载置部211和与载置部211相邻而设置的输送部212。
载置部211上载置了以水平状态收纳多张基板的多个输送容器(以下称为“载体C”。)。
输送部212具备：输送机构213和交接部214。输送机构213具备用于保持基板的保持机构，且以能向水平方向和垂直方向移动并且能以垂直轴为中心旋转的方式构成。
处理站22具备：对基板进行处理液的供给的第1处理部4、对通过第1处理部4供给了处理液的基板进行加热的第2处理部5；以及对通过第2处理部5进行了加热的基板进行冲洗液的供给的第3处理部6。本实施方式中，处理站22所具有的第1处理部4的数量为2以上，可以为1。关于第2处理部5及第3处理部6也是同样的。第1处理部4排列在沿规定方向延伸的输送路221的一侧，第2处理部5排列在输送路221的另一侧。另外，第3处理部6排列在输送路221的两侧。本实施方式的排列是一个例子，第1～第3处理部的排列可以根据设计上、运用上的理由等任意决定。
输送路221中设置有输送机构222。输送机构222具备用于保持基板的保持机构，以能向水平方向和垂直方向移动并且能以垂直轴为中心旋转的方式构成。
以下，将通过第1处理部4供给处理液前的基板称为“基板W1”；将通过第1处理部4供给处理液后且通过第2处理部5进行加热前的基板称为“基板W2”；将通过第2处理部5进行加热后且通过第3处理部6供给冲洗液前的基板称为“基板W3”；将通第3处理部6供给冲洗液后的基板称为“基板W4”。
在基板处理单元2中，输入/输出站21的输送机构213在载体C与交接部214之间进行基板W1、W4的输送。具体而言，输送机构213从载置于载置部211的载体C取出基板W1，将取出的基板W1载置于交接部214。另外，输送机构213利用处理站22的输送机构222将载置于交接部214的基板W4取出，并收纳于载置部211的载体C。
在基板处理单元2中，处理站22的输送机构222在交接部214与第1处理部4之间、第1处理部4与第2处理部5之间、第2处理部5与第3处理部6之间及第3处理部6与交接部214之间进行基板W1～W4的输送。具体而言，输送机构222将载置于交接部214的基板W1取出并将取出的基板W1搬入第1处理部4。另外，输送机构222从第1处理部4将基板W2取出并将取出的基板W2搬入第2处理部5。另外，输送机构222从第2处理部5将基板W3取出并将取出的基板W3搬入第3处理部6。另外，输送机构222从第3处理部6将基板W4取出并将取出的基板W4载置于交接部214。
<第1处理部的构成>
接着，参照图3对第1处理部4的构成进行说明。图3为示出第1处理部4的构成的示意剖面图。
第1处理部4进行包括对基板W1供给处理液的处理。第1处理部4所进行的处理可以包含其他处理。
本实施方式中，基板W1为干蚀刻处理后的基板且在表面具有凹凸图案。
将基板W1的结构的一个例子示于图6的(D)。如图6的(D)所示，基板W1依次具有例如：半导体晶圆91、被蚀刻膜92、以及硬掩膜93膜。被蚀刻膜92及硬掩膜93通过干蚀刻处理图案化为规定的图案，形成基板W1的表面的凹凸图案。半导体晶圆91例如为硅晶圆。被蚀刻膜92例如为绝缘膜、导电体膜等。绝缘膜例如为被称作SiO2膜、Low-k膜的低介电常数膜等硅系绝缘膜。Low-k膜例如为相对介电常数低于二氧化硅的相对介电常数的膜，例如SiOC膜、SiCOH膜等。导电体膜例如为Cu膜、Al膜等金属膜。硬掩膜93例如为无机硬掩膜、有机硬掩膜、有机-无机复合硬掩膜等。
作为构成无机硬掩膜的无机材料，例如可列举出钛(Ti)、氮化钛(TiN)、氧化硅(SiO2)、硅氮化物(Si3N4)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、碳化氮化硅(SiCN)等。
作为构成有机硬掩膜的有机材料，例如可列举出无定形碳、酚醛清漆树脂、多羟基苯乙烯系树脂等。
作为构成有机-无机硬掩膜的有机-无机复合材料，例如可列举出：聚碳硅烷、有机聚硅氮烷、有机聚硅烷、聚硅氧烷与金属氧化物(氧化钛、氧化铝、氧化钨)的共聚物等。
基板W1例如可以通过图6的(A)所示的原料基板W0的干蚀刻处理而得到。原料基板W0依次具有：半导体晶圆91、被蚀刻膜92’、硬掩膜93’、以及通过光刻工序图案化为规定的图案的光致抗蚀膜94。被蚀刻膜92’及硬掩膜93’还未被图案化为规定的图案。
原料基板W0的干蚀刻处理例如如下地实施。
首先，如图6的(B)所示，使用光致抗蚀膜94作为掩膜材料来对硬掩膜93’进行干蚀刻。由此，光致抗蚀膜94的图案被转印到硬掩膜93’上，形成了图案化为规定图案的硬掩膜93。
接着，如图6的(C)所示，通过灰化处理将光致抗蚀膜94去除。
接着，如图6的(D)所示，使用硬掩膜93作为掩膜材料来对被蚀刻膜92’进行干蚀刻。由此，形成了图案化为规定的图案的被蚀刻膜92。
干蚀刻处理可以为各向异性蚀刻，也可以为各向同性蚀刻。作为干蚀刻处理中使用的蚀刻方法，例如可列举出：ECR蚀刻法、ICP蚀刻法、CCP蚀刻法、Helicon蚀刻法、TCP蚀刻法、UHF等离子体法、SWP蚀刻法等。
如图6的(D)所示，存在基板W1上附着有蚀刻时产生的副产物(例如源自蚀刻气体、抗蚀膜、硬掩膜等的聚合物)、抗蚀膜的灰化时产生的抗蚀剂残渣等物质P的情况。
第1处理部4具备腔室41，并进行包括在腔室41内供给处理液的基板处理。
第1处理部4具备基板保持部42。基板保持部42具备：在腔室41内沿垂直方向延伸的旋转轴421；安装于旋转轴421的上端部的转台422；设置于转台422的上表面外周部且用于支撑基板W1的外缘部的卡盘423；以及使旋转轴421旋转驱动的驱动部424，能保持基板W1并旋转。
基板W1被卡盘423支撑，以自转台422的上表面稍微分离的状态与转台422水平地被保持。本实施方式中，基于基板保持部42的基板W1的保持方式可以为由可动的卡盘423把持基板W1的外缘部的所谓机械卡盘型；也可以为真空吸附基板W1的背面的所谓的真空卡盘型。
旋转轴421的基端部被驱动部424可旋转地支撑，旋转轴421的顶端部水平地支撑转台422。若旋转轴421旋转，则安装于旋转轴421的上端部的转台422旋转，由此，在被卡盘423支撑的状态下，保持于转台422的基板W1旋转。控制部3用于控制驱动部424的动作且控制基板W1的旋转时机、旋转速度等。
第1处理部4具备向保持于基板保持部42的基板W1供给处理液L1的处理液供给部43。
处理液供给部43具备：向保持于基板保持部42的基板W1排出处理液L1的喷嘴431；和、向喷嘴431供给处理液L1的处理液供给源432。在处理液供给源432所具有的罐中贮存有处理液L1，对于喷嘴431，从处理液供给源432通过夹设有阀433等流量调节器的供给管路434供给处理液L1。第1处理部4可以具备分别供给不同的处理液的多个处理液供给部。追加的处理液供给部可以与处理液供给部43同样地构成。
处理液L1含有硬掩膜93的去除剂(以下有时简称为“去除剂”)和具有比该去除剂的沸点低的沸点的溶剂。需要说明的是，本实施方式中，由于硬掩膜93为去除对象，因此对硬掩膜93的去除剂进行说明，但对于硬掩膜93的去除剂相关的说明，可以将硬掩膜93的去除剂替换为其他基板上的附着物的去除剂，例如残留在干蚀刻后的基板上的不必要的有机膜、无机膜、有机-无机复合膜(例如，抗蚀膜、防反射膜等)的去除剂；蚀刻时产生的副产物(例如，源自蚀刻气体、抗蚀膜、硬掩膜等的聚合物)的去除剂；抗蚀膜的灰化时产生的抗蚀剂残渣的去除剂；离子注入后的抗蚀剂固化层的去除剂等，从而应用于其他基板上的附着物的去除剂。关于处理液L1中含有的溶剂的说明也同样地，可以应用于用于去除其他附着物的处理液中含有的溶剂。
去除剂可以根据作为去除对象的附着物(本实施方式中为硬掩膜93)的材料的种类等从公知的去除剂之中进行适宜选择。在光刻领域中，已知有用于去除残留在干蚀刻后的基板上的不必要的有机膜、无机膜、有机-无机复合膜(例如，抗蚀膜、防反射膜、硬掩膜等)、蚀刻时产生的副产物(例如，源自蚀刻气体、抗蚀膜、硬掩膜等的聚合物)、抗蚀膜的灰化时产生的抗蚀剂残渣、离子注入后的抗蚀剂固化层等的各种去除剂(例如，日本特开平7-28254号公报、日本特开平8-301911号公报、日本特开平10-239865号公报、日本特开2001-324823号公报、日本特开2004-103771号公报、日本特开2004-133153号公报、日本特开2004-177669号公报、日本特开2016-27186号公报、WO2007/020979号小册子、WO2009/096480号小册子)。公知的去除剂通常限定于适当的去除对象，但在本发明中使用公知的去除剂的情况下，本发明的去除对象不限定于这些。即，在本发明中使用公知的去除剂的情况下，不仅能够有效地(例如迅速地)去除与公知的去除剂同样的去除对象，而且能去除与公知的去除剂不同的去除对象。
对去除剂的作用机制没有特别限定。作为去除剂的作用机制，例如可列举出：作为去除对象的附着物(本实施方式中为硬掩膜93)的溶解、作为去除对象的附着物(本实施方式中为硬掩膜93)的附着力的减少、作为去除对象的附着物(本实施方式中为硬掩膜93)的低分子化、对冲洗液L2具有亲和性的官能团向附着物(本实施方式中为硬掩膜93)中的导入等。因此，去除剂为也包含剥离剂、溶解剂等的概念。
硬掩膜93由无机材料构成的情况下，作为去除剂，例如可列举出过氧化氢等。
硬掩膜93由有机材料和/或有机-无机复合材料构成的情况下，作为去除剂，例如可列举出季铵氢氧化物、水溶性胺、过氧化氢、硫酸、氟化氢等，这些当中，可以单独使用1种；只要能发挥去除性，也可以组合使用2种以上。作为能发挥去除性能的2种以上的组合，例如可列举出季铵盐与水溶性胺的组合、过氧化氢与硫酸的组合等。
作为季铵氢氧化物，例如可列举出四甲基氢氧化铵(TMAH)。
作为水溶性胺，例如可列举出单乙醇胺等烷醇胺类。
处理液L1中含有的溶剂只要具有比去除剂的沸点低的沸点，就没有特别限定，可以从公知的溶剂的中适宜选择。
处理液L1中含有2种以上去除剂的情况下，选择具有比处理液L1中含有的全部去除剂中沸点最低的去除剂的沸点低的沸点的溶剂。
处理液L1中含有2种以上的溶剂的情况下，以溶剂的混合液的沸点比去除剂的沸点低的方式选择2种以上溶剂。
作为处理液L1中含有的溶剂，可列举出水、水溶性有机溶剂等，这些当中，可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
作为水溶性有机溶剂，例如可列举出二甲基亚砜等亚砜类。
作为处理液L1的具体例，可列举出季铵盐与水的混合物、季铵盐与二甲基亚砜等水溶性有机溶剂与水的混合物、季铵氢氧化物与烷醇胺与二甲基亚砜等水溶性有机溶剂与水的混合物等。
处理液L1优选含有增稠剂。处理液L1不含有增稠剂的情况下(处理液L1的粘度低的情况下)，为了形成覆盖硬掩膜93的处理液L1的膜，如图7的(B)所示，需要使用填满基板W1的凹凸图案的量的处理液L1。与此相对，处理液L1含有增稠剂的情况下(处理液L1的粘度高的情况下)，如图7的(A)所示，可以用沿着基板W1的凹凸图案的处理液L1的膜覆盖硬掩膜93(即，能够利用处理液L1进行保形涂敷(conformal coating))。因此，处理液L1含有增稠剂的情况下，能够减少为了形成覆盖硬掩膜93的处理液L1的膜所需的处理液L1的用量。另外，处理液L1含有增稠剂的情况下，将供给有处理液L1的基板W2从第1处理部4向第2处理部5输送时，处理液L1不易从基板W2溢出。
增稠剂只要能够增加处理液L1的粘度，就没有特别限定，可以从公知的增稠剂的中适宜选择。作为增稠剂，例如可列举出甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇等，这些当中，可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
本实施方式中，使用超过处理液L1中含有的溶剂的沸点且具有处理液L1中含有的去除剂的沸点以下或低于沸点的玻璃化转变点的增稠剂。在本实施方式中，处理液L1中含有2种以上的去除剂的情况下，选择具有处理液L1中含有的全部去除剂之中沸点最低的去除剂的沸点以下的玻璃化转变点的增稠剂。另外，本实施方式中，处理液L1中含有2种以上的溶剂的情况下，选择具有超过溶剂的混合液的沸点的玻璃化转变点的增稠剂。但是，增稠剂的玻璃化转变点与处理液L1中含有的溶剂及去除剂的沸点的关系在本实施方式中没有特别限定。加热至去除剂的沸点以上的高温进而促进处理的情况下，增稠剂优选具有处理液L1中含有的去除剂的沸点以上的玻璃化转变点。
第1处理部4具备喷嘴431及用于驱动431的喷嘴移动机构44。喷嘴移动机构44具有：臂441、能沿臂441移动的驱动机构内置型的移动体442、以及使臂441旋转及升降的旋转升降机构443。喷嘴431安装在移动体442上。喷嘴移动机构44能够使喷嘴431在保持于基板保持部42的基板W1的中心的上方的位置与基板W1的边缘的上方的位置之间移动，进而能够使其移动到俯视图中处于后述杯45的外侧的待机位置为止。
第1处理部4具备：具有排出口451的杯45。杯45设置于基板保持部42的周围，并接住自基板W1飞散的各种处理液(例如清洗液等)。杯45设置有：使杯45在上下方向驱动的升降机构46；将自基板W1飞散的各种处理液收集于排出口451并排出的液体排出机构47。
<第2处理部的构成>
接着，参照图4对第2处理部5的构成进行说明。图4为示出第2处理部5的构成的示意剖面图。
第2处理部5进行包括供给有处理液L1的基板W2的加热的处理。第2处理部5所进行的处理中也可以包含其他处理。
第2处理部5具备腔室51，并在腔室51内进行包含基板W2的加热的基板处理。
第2处理部5具备设置于腔室51内的基板载置台52。基板载置台52中可以内置有电阻加热部、灯加热器(例如LED灯加热器)等加热器。多个基板保持构件53从基板载置部52的上表面突出。通过基板保持构件53支撑基板W2的下表面边缘部，从而在基板W2的下表面与基板载置部52的上表面之间形成了小的间隙。
第2处理部5具有设置于腔室51内的基板载置部52的上方的基板加热部54。基板加热部54具备电阻加热部、灯加热器(例如LED灯加热器)等加热器。基板加热部54例如为热板。基板加热部54可以对利用基板保持构件53保持于基板载置部52上面的基板W2在处理液L1中的溶剂的沸点以上且低于去除剂的沸点的规定温度下进行加热。基板W2的初始温度(加热前温度)例如为室温。基板加热部54可以以设定的温度及时间实施加热。基板加热部54可以边阶段性地改变加热温度边对基板W2进行加热，也可以边将加热温度维持为恒定边对基板W2进行加热。另外，基板加热部54可以以对促进基板W2上面的处理液L中的溶剂的蒸发及基板上的附着物(本实施方式中为硬掩膜93)与去除剂的反应充分的时间对基板W2进行加热。
在腔室51中设置有对腔室51内的气氛进行排气的排气部55。排气部55具有设置于腔室51的上部的1个或2个以上的排气口551；借助排气导管(排气线路)552连接于排气口551的冷阱553；以及借助排气导管(排气线路)552连接于冷阱553的真空泵554。腔室51内的气氛被真空泵554吸引并借助排气口551及排气导管552从腔室51排出，从而自基板W2蒸发的溶剂也被从腔室51排出，从而防止蒸发的溶剂向基板W2的再附着。
<第3处理部的构成>
接着，参照图5对第3处理部6的构成进行说明。图5为示出第3处理部6的构成的示意剖面图。
第3处理部6进行包括在处理液L1供给后对经加热的基板W3供给冲洗液的处理。第3处理部6所进行的处理中也可以包括其他处理。
第3处理部6具备腔室61，并进行包括在腔室61内供给冲洗液的基板处理。
第3处理部6具备基板保持部62。基板保持部62具备：在腔室61内沿垂直方向延伸的旋转轴621；安装于旋转轴621的上端部的转台622；设置于转台622的上表面外周部且用于支撑基板W3的外缘部的卡盘623；以及使旋转轴621旋转驱动的驱动部624，从而能保持基板W3并旋转。
基板W3被卡盘623支撑，以自转台622的上表面稍微分离的状态与转台622水平地被保持。本实施方式中，基于基板保持部62的基板W3的保持方式为由可动的卡盘623把持基板W3的外缘部的所谓机械卡盘型，也可以为真空吸附基板W3的背面的所谓真空卡盘型。
旋转轴621的基端部被驱动部624可旋转地支撑，旋转轴621的顶端部水平地支撑转台622。若旋转轴621旋转，则安装于旋转轴621的上端部的转台622旋转，由此，在被卡盘623支撑的状态下，保持于转台622的基板W3旋转。控制部3用于控制驱动部624的动作，且控制基板W3的旋转时机、旋转速度等。
第3处理部6具备向保持于基板保持部62的基板W3供给冲洗液L2的冲洗液供给部63。
冲洗液供给部63具备：向保持于基板保持部62的基板W3排出冲洗液L2的喷嘴631；和、向喷嘴631供给冲洗液L2的冲洗液供给源632。在冲洗液供给源632所具有的罐中贮存有冲洗液L2，对于喷嘴631，从冲洗液供给源632通过夹设有阀633等流量调节器的供给管路634供给冲洗液L2。第3处理部6可以具备分别供给不同的冲洗液的多个冲洗液供给部。追加的冲洗液供给部可以与冲洗液供给部63同样地构成。
冲洗液L2可以从具有能够将残留在基板W3上的物质从基板W3去除的能力的液体中选择。残留在基板W3上的物质例如为去除剂、与去除剂进行了反应的附着物、处理液L1的残渣(例如，处理液L1包含增稠剂的情况下为增稠剂)等。需要说明的是，加热后的增稠剂有时为增稠剂的分解物、改性物等。另外，与去除剂进行了反应的附着物(本实施方式中为硬掩膜93)有时为附着物的溶解物、分解物、改性物等。作为冲洗液L2，例如可以使用水、异丙醇(IPA)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。增稠剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等时的冲洗液优选水。增稠剂为聚乙二醇、聚丙烯酸钠等时的冲洗液优选NMP。对基板W3供给的冲洗液L2可以为常温，也可以加热至比常温更高的温度。通过将冲洗液L2加热至比常温更高的温度来供给，从而能够提高基于冲洗液L2的冲洗效率。
需要说明的是，对于冲洗液有关的说明，在去除对象为除硬掩膜93以外的附着物的情况下，例如也可以应用于去除对象为残留在干蚀刻后的基板上的其他不必要的有机膜、无机膜、有机-无机复合膜(例如，抗蚀膜、防反射膜等)、蚀刻时产生的副产物(例如，源自蚀刻气体、抗蚀膜、硬掩膜等的聚合物)、抗蚀膜的灰化时产生的抗蚀剂残渣、离子注入后的抗蚀剂固化层等的情况。
第3处理部6具备：喷嘴631及驱动631的喷嘴移动机构64。喷嘴移动机构64具有：臂641；能沿臂641移动的驱动机构内置型的移动体642；以及使臂641旋转及升降的旋转升降机构643。喷嘴631安装在移动体642。喷嘴移动机构64可以使喷嘴631在保持于基板保持部62的基板W3的中心的上方的位置与基板W3的周边的上方的位置之间移动，进而使其移动到俯视图中处于后述杯65的外侧的待机位置为止。
第3处理部6具备具有排出口651的杯65。杯65设置于基板保持部62的周围，并接住自基板W3飞散的各种处理液(例如冲洗液等)。杯65设置有使杯65在上下方向驱动的升降机构66；将自基板W3飞散的各种处理液收集于排出口651并排出的液体排出机构67。
第3处理部6可以具备干燥用溶剂供给部，所述干燥用溶剂供给部具有对保持于基板保持部62的基板W3排出异丙醇(IPA)等干燥用溶剂的喷嘴、和向该喷嘴供给干燥用溶剂的干燥用溶剂供给源。另外，第3处理部6也可以具备干燥用气体供给部，所述干燥用气体供给部具有对基板保持部62保持于的基板W3排出氮气、干空气等干燥用气体的喷嘴、和向该喷嘴供给干燥用气体的干燥用气体供给源。
<基板处理方法>
以下，对通过基板处理装置1实施的基板处理方法进行说明。通过基板处理装置1实施的基板处理方法为从干蚀刻处理后的基板将该基板上的硬掩膜去除的方法。本实施方式中，干蚀刻后的基板上的硬掩膜为去除对象，但硬掩膜为基板上的附着物的一个例子。作为基板上的附着物的其他具体例，可列举出残留在干蚀刻后的基板上的不必要的有机膜、无机膜、有机-无机复合膜(例如，抗蚀膜、防反射膜等)、蚀刻时产生的副产物(例如，源自蚀刻气体、抗蚀膜、硬掩膜等的聚合物)、抗蚀膜的灰化时产生的抗蚀剂残渣、离子注入后的抗蚀剂固化层等。
通过基板处理装置1实施的基板处理方法包含如下工序：
工序(A)：向基板W1供给含有硬掩膜93的去除剂和具有比该去除剂的沸点低的沸点的溶剂的处理液L1；
工序(B)：工序(A)之后，对基板W2在处理液L1中的溶剂的沸点以上且低于去除剂的沸点的规定温度进行加热，促进基板W2上的处理液L1中的溶剂的蒸发及硬掩膜93与去除剂的反应；以及
工序(C)：工序(B)之后，向基板W3供给冲洗液L2，从而从基板W3将硬掩膜93去除。
首先，将干蚀刻处理后的基板W1搬入第1处理部4。此时，输送机构213从载置于载置部211的载体C取出基板W1，将取出的基板W1载置于交接部214。输送机构222将载置于交接部214的基板W1取出，并将取出的基板W1搬入第1处理部4。
搬入至第1处理部4的基板W1由基板保持部42保持。此时，在由卡盘423支撑基板W1的外缘部的状态下，基板保持部42与转台422水平地保持基板W1。驱动部424使保持于基板保持部42的基板W1以规定速度旋转。控制部3用于控制驱动部424的动作并控制基板W1的旋转时机、旋转速度等。
对保持于基板保持部42的基板W1进行工序(A)。在工序(A)中，在使保持于基板保持部42的基板W1以规定速度旋转的状态下，使处理液供给部43的喷嘴431位于基板W1的中央上方，从喷嘴431对基板W1供给处理液L1。此时，控制部3用于控制处理液供给部43的动作，从而控制处理液L1的供给时机、供给时间、供给量等。供给至基板W1的处理液L1因伴着基板W1的旋转的离心力而在基板W1的表面展开。由此，在基板W1形成了覆盖硬掩膜93的处理液L1的膜。自基板W1飞散的处理液L1借助杯45的排出口451及液体排出机构47而被排出。
处理液L1不含有增稠剂的情况下，为了形成覆盖硬掩膜93的处理液L1的膜，如图7的(B)所示，需要使用填满基板W1的凹凸图案的量的处理液L1。与此相对，处理液L1含有增稠剂的情况下，如图7的(A)所示，可以用沿基板W1的凹凸图案的处理液L1的膜覆盖硬掩膜93(即，能够利用处理液L1的保形涂敷(conformal coating))。因此，处理液L1含有增稠剂的情况下，能够减少为了形成覆盖硬掩膜93的处理液L1的膜所需的处理液L1的用量。
将通过第1处理部4供给了处理液L1的基板W2向第2处理部5输送。此时，输送机构222从第1处理部4取出基板W2，并将取出的基板W2搬入第2处理部5。处理液L1含有增稠剂的情况下，将供给有处理液L1的基板W2从第1处理部4向第2处理部5输送时，处理液L1不易从基板W2溢出。
搬入至第2处理部5的基板W2由基板保持构件53保持在基板载置部52上面。
对保持于基板载置部52上面的基板W2进行工序(B)。工序(B)中，在硬掩膜93被处理液L1的膜覆盖的状态下，利用基板加热部54对基板W2在处理液L1中的溶剂的沸点以上且低于去除剂的沸点的规定温度下进行加热，促进基板W2上的处理液L1中的溶剂的蒸发及硬掩膜93与去除剂的反应。通过加热促进硬掩膜93与去除剂的反应。另外，若通过加热而基板W2上的处理液L1中的溶剂蒸发，则存在于硬掩膜93的界面的去除剂的浓度会增加并且去除剂变得容易在硬掩膜93内扩散，从而促进硬掩膜93与去除剂的反应。通过这样的反应促进，不仅能够有效地(例如迅速地)去除与公知的去除剂同样的去除对象而且能去除与公知的去除剂不同的去除对象。
处理液L1含有具有超过处理液L1中的溶剂的沸点且去除剂的沸点以下或低于沸点的玻璃化转变点的增稠剂的情况下，处理液L1中的溶剂的沸点以上且低于去除剂的沸点的规定温度具有如下2种：(1)处理液L1中的溶剂的沸点以上且低于增稠剂的玻璃化转变点的温度；(2)处理液L1中的增稠剂的玻璃化转变点以上且低于去除剂的沸点的温度。温度(1)与温度(2)相比，在提高工序(C)中的冲洗效率的方面是优选的。温度(2)与温度(1)相比，在能够活化去除剂的反应性、促进硬掩膜93与去除剂的反应的方面是优选的。加热部54可以边阶段性地改变加热温度边对基板W2进行加热，也可以边将加热温度维持为恒定边对基板W2进行加热。基于加热部54的加热时间适宜调节为对促进基板W2上的处理液L1中的溶剂的蒸发及硬掩膜93与去除剂的反应充分的时间。加热时间通常为60～300秒钟、优选为140～160秒钟。
对于基板W2的加热，边利用排气部55排出腔室51内的气氛边进行。存在于腔室51内的气氛中的溶剂的蒸气通过排气部55从腔室51被排出。溶剂的蒸气由于在腔室51内的气氛中容易流动到上方，因此设置于腔室51的上部的排气部55能够将存在于腔室51内的气氛中的溶剂的蒸气有效地排出。这种有效的排出在防止蒸发的溶剂向基板W2的再附着方面是有利的。自腔室51排出的气体通过冷阱553时被冷却，气体中所含的溶剂在冷阱553内、例如在冷阱553的内壁面上发生液化。因此，流入至真空泵554的气体中所含的溶剂的浓度低。
将通过第2处理部5加热的基板W3向第3处理部6输送。此时，输送机构222从第2处理部5取出基板W3，将取出的基板W3搬入第3处理部6。
搬入至第3处理部6的基板W3由基板保持部62保持。此时，在基板W3的外缘部被卡盘623支撑的状态下，基板保持部62与转台622水平地保持基板W3。驱动部624使保持于基板保持部62的基板W3以规定速度旋转。控制部3用于控制驱动部624的动作，并控制基板W3的旋转时间、旋转速度等。
对保持于基板保持部62的基板W3进行工序(C)。在工序(C)中，在使保持于基板保持部62的基板W3以规定速度旋转的状态下，使冲洗液供给部63的喷嘴631位于基板W3的中央上方，从喷嘴631对基板W3供给冲洗液L2。此时，控制部3用于控制冲洗液供给部63的动作，从而控制冲洗液L2的供给时机、供给时间、供给量等。供给至基板W3的冲洗液L2因伴着基板W3的旋转的离心力而在基板W3的表面展开。由此，从基板W3去除了与去除剂进行了反应的硬掩膜93。自基板W3飞散的冲洗液L2借助杯65的排出口651及液体排出机构67而被排出。需要说明的是，除了与去除剂进行了反应的附着物(本实施方式中为硬掩膜)93以外的物质例如去除剂、处理液L1的残渣(例如，处理液L1含有增稠剂的情况下为增稠剂)等残留在基板W3上的情况下，该物质也被冲洗液L2去除。需要说明的是，加热后的增稠剂有时为增稠剂的分解物、改性物等。另外，与去除剂进行了反应的附着物(本实施方式中为硬掩膜93)有时为附着物的溶解物、分解物、改性物等。
由第3处理部6的冲洗液L2的供给后的基板W4从第3处理部6被排出。此时，输送机构222从第3处理部6取出基板W4，并将取出的基板W4载置于交接部214。输送机构213利用输送机构222将载置于交接部214的基板W4取出并收纳于载置部211的载体C。
上述实施方式中可以添加各种变更。以下，对上述实施方式的变更例进行说明。需要说明的是，以下的变更例中，也可以组合2种以上。
在上述实施方式中，将供给有处理液L1的基板W2从第1处理部4向第2处理部5输送并通过第2处理部5进行加热，但也可以不将供给有处理液L1的基板W2从第1处理部4向第2处理部5输送，并通过第1处理部4进行加热。在这种情况下，处理站22不需要具备第2处理部5，可以由第1处理部4和第3处理部6构成。通过第1处理部4对供给有处理液L1的基板W2加热的情况下，工序(A)及(B)在将基板保持于基板保持部42的状态下实施。通过第1处理部4对供给有处理液L1的基板W2加热的情况下，第1处理部4具备基板加热部。第1处理部4的基板加热部可以设置在保持于基板保持部42的基板的上方，也可以设置在保持于基板保持部42的基板的下方。例如，基板加热部可以内置于转台422。第1处理部4的基板加热部可以由例如电阻加热部、灯加热器(例如LED灯加热器)等加热器构成。
上述实施方式中，通过第2处理部5进行了加热的基板W3被输送至第3处理部6，但只要第1处理部4具有冲洗液的供给功能，则可以使通过第2处理部5进行了加热的基板W3返回到第1处理部4来进行冲洗处理。在这种情况下，处理站22不需要具备第3处理部6，而可以由第1处理部4和第2处理部5构成。利用第1处理部4对通过第2处理部5进行了加热的基板W3进行冲洗处理的情况下，工序(A)及(C)在将基板保持于基板保持部42的状态下实施。利用第1处理部4对通过第2处理部5进行了加热的基板W3进行冲洗处理的情况下，第1处理部4具备冲洗液供给部。第1处理部4的冲洗液供给部可以与第3处理部6的冲洗液供给部63同样地构成。
上述实施方式中，第1处理部4只要具有加热功能及冲洗液供给功能，就可以利用第1处理部4进行处理液供给处理、加热处理及冲洗处理的全部。在这种情况下，处理站22可以仅由第1处理部4构成。通过第1处理部4进行加热处理及冲洗处理的情况下，工序(A)～(C)在将基板保持于基板保持部42的状态下实施。通过第1处理部4进行加热处理及冲洗处理的情况下，第1处理部4具备基板加热部及冲洗液供给部。第1处理部4的基板加热部及冲洗液供给部可以与上述同样地构成。
本实施方式中，用图6说明的干蚀刻处理在相较于基板处理装置1为另一装置中进行实行，图6的(D)所示的干蚀刻处理后的基板W1被载置于载置部211，但本发明不限定于此，例如可以以处理站22中所含的单元的至少1个具有进行干蚀刻处理的功能、且输送机构222从该单元直接向第1处理部4搬入基板W1的方式构成。
[实施例]
对形成于硅晶圆上的碳硬掩膜，填充四甲基氢氧化铵(TMAH)与水的混合物。需要说明的是，TMAH与水的混合比设为1：50(重量比)。
填充后，将硅晶圆在110℃下加热15秒钟、30秒钟或60秒钟。加热后，用水清洗，结果在任意加热时间均能剥离碳硬掩膜。
另一方面，填充后，将硅晶圆在常温下放置1分钟、10分钟或100分钟。放置后，用水进行清洗，但在任意放置时间均不能剥离碳硬掩膜。

Claims (17)

1.一种基板处理装置，其具备：用于从基板将所述基板上的附着物去除的去除处理部；和用于控制所述去除处理部的动作的控制部，
所述去除处理部具备：
处理液供给部：其向所述基板供给处理液，所述处理液含有所述附着物的去除剂和具有比所述去除剂的沸点低的沸点的溶剂；
基板加热部：其在所述溶剂的沸点以上且低于所述去除剂的沸点的规定温度下对所述基板进行加热；以及
冲洗液供给部：其向所述基板供给冲洗液，
所述控制部以如下方式控制所述处理液供给部、所述基板加热部及所述冲洗液供给部：所述处理液供给部向所述基板供给所述处理液；接着，所述基板加热部在所述规定温度下对所述基板加热，由此促进所述溶剂的蒸发及所述附着物与所述去除剂的反应；接着，所述冲洗液供给部向所述基板供给所述冲洗液，由此从所述基板去除所述附着物。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述处理液还含有增稠剂。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，所述增稠剂具有超过所述溶剂的沸点且所述去除剂的沸点以下的玻璃化转变点。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中，所述规定温度为所述溶剂的沸点以上且低于所述增稠剂的玻璃化转变点的温度。
5.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中，所述规定温度为所述增稠剂的玻璃化转变点以上且低于所述去除剂的沸点的温度。
6.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，所述增稠剂具有所述去除剂的沸点以上的玻璃化转变点。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的基板处理装置，其中，所述附着物为蚀刻用硬掩膜。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的基板处理装置，其中，所述控制部以如下方式控制所述处理液供给部、所述基板加热部及所述冲洗液供给部：
所述处理液供给部向所述基板供给所述处理液，由此，在所述基板上形成覆盖所述附着物的所述处理液的膜；接着，在所述附着物被所述处理液的膜覆盖的状态下，所述基板加热部在所述规定温度下对所述基板进行加热，由此促进所述溶剂的蒸发及所述附着物与所述去除剂的反应；接着，所述冲洗液供给部向所述基板供给所述冲洗液，由此，从所述基板去除所述附着物。
9.一种基板处理方法，其从基板将所述基板上的附着物去除，该基板处理方法包含如下工序：
工序(A)：向所述基板供给处理液，所述处理液含有所述附着物的去除剂和具有比所述去除剂的沸点低的沸点的溶剂；
工序(B)：工序(A)之后，在所述溶剂的沸点以上且低于所述去除剂的沸点的规定温度下对所述基板进行加热，从而促进所述溶剂的蒸发及所述附着物与所述去除剂的反应；以及
工序(C)：工序(B)之后，向所述基板供给冲洗液，从而从所述基板将所述附着物去除。
10.根据权利要求9所述的基板处理方法，其中，所述处理液还含有增稠剂。
11.根据权利要求10所述的基板处理方法，其中，所述增稠剂具有超过所述溶剂的沸点且所述去除剂的沸点以下的玻璃化转变点。
12.根据权利要求11所述的基板处理方法，其中，所述规定温度为所述溶剂的沸点以上且低于所述增稠剂的玻璃化转变点的温度。
13.根据权利要求11所述的基板处理方法，其中，所述规定温度为所述增稠剂的玻璃化转变点以上且低于所述去除剂的沸点的温度。
14.根据权利要求10所述的基板处理方法，其中，所述增稠剂具有所述去除剂的沸点以上的玻璃化转变点。
15.根据权利要求9～14中任一项所述的基板处理方法，其中，所述附着物为蚀刻用硬掩膜。
16.根据权利要求9～15中任一项所述的基板处理方法，其中，
在工序(A)中，在所述基板上形成覆盖所述附着物的所述处理液的膜；
在工序(B)中，在所述附着物被所述处理液的膜覆盖的状态下，对所述基板进行加热。
17.一种存储介质，其存储了如下程序：在被用于控制基板处理装置的动作的计算机实行时，使所述计算机控制所述基板处理装置来实施权利要求9～16中任一项所述的基板处理方法。
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