CN111326456A - 基板处理方法以及基板处理装置 - Google Patents
基板处理方法以及基板处理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111326456A CN111326456A CN201911292029.0A CN201911292029A CN111326456A CN 111326456 A CN111326456 A CN 111326456A CN 201911292029 A CN201911292029 A CN 201911292029A CN 111326456 A CN111326456 A CN 111326456A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid
- substrate
- forming
- film
- treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02052—Wet cleaning only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02079—Cleaning for reclaiming
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
- H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
- H01L21/02343—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a liquid
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67023—Apparatus for fluid treatment for general liquid treatment, e.g. etching followed by cleaning
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
- H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
- H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
- H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
Abstract
本发明提供一种基板处理方法及装置,该基板处理方法包括:处理液供给工序,将具有溶质以及溶剂的处理液朝向基板的表面供给,处理膜形成工序,使供给至所述基板的表面的所述处理液固化或硬化,在所述基板的表面形成保持存在于所述基板的表面的去除对象物的处理膜,剥离工序,通过向所述基板的表面供给剥离液形成液,使所述剥离液形成液与所述处理膜接触而形成剥离液,通过所述剥离液将保持所述去除对象物的状态的所述处理膜从所述基板的表面剥离,去除工序,通过在剥离所述处理膜后继续供给所述剥离液形成液,在所述处理膜保持所述去除对象物的状态下,对所述处理膜进行冲洗而将所述处理膜从所述基板的表面去除。
Description
技术领域
本发明涉及处理基板的基板处理方法以及基板处理装置。作为处理对象的基板包括例如半导体晶片、液晶显示装置用基板、有机EL(Electroluminescence:电致发光)显示装置等FPD(Flat Panel Display:场致发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩膜用基板、陶瓷基板、太阳能电池用基板等基板。
背景技术
在半导体装置的制造工序中,为了去除附着于基板的各种污染物、在前工序使用的处理液、抗蚀剂等残渣或各种颗粒等(以下,有时统称为“去除对象物”),实施清洗工序。
在清洗工序中,一般通过向基板供给去离子水(DIW:Deionized Water)等清洗液,利用清洗液的物理作用去除去除对象物,或者通过向基板供给与去除对象物进行化学反应的药液,化学去除该去除对象物。
但是,形成于基板上的凹凸图案的微细化以及复杂化正在发展。因此,一边抑制凹凸图案的损伤一边通过清洗液或药液去除去除对象物越来越不容易。
因此,提出了如下方法:向基板的上表面供给包括溶质以及具有挥发性的溶剂的处理液,在形成使该处理液固化或硬化后的处理膜之后,溶解该处理膜来去除(参照美国专利申请公开第2014/041685号说明书以及美国专利申请公开第2015/128994号说明书)。
在该方法中,在处理液固化或硬化而形成处理膜时,去除对象物被从基板分离。然后,分离的去除对象物保持于处理膜中。
接着,向基板的上表面供给溶解处理液。由此,处理膜在基板上被溶解而被去除,因此,去除对象物与处理膜的溶解物一起从基板的上表面被去除(参照美国专利申请公开第2014/041685号说明书)。
或者,有时也向基板的上表面供给剥离处理液。由此,处理膜从基板的上表面被剥离。接着,通过供给溶解处理液,处理膜在基板上被溶解(参照美国专利申请公开第2015/128994号说明书)。
在美国专利申请公开第2014/041685号说明书的方法和美国专利申请公开第2015/128994号说明书的方法中,处理膜均在基板上溶解。因此,在基板上去除对象物从处理膜脱落而该脱落的去除对象物可能再次附着于基板。因此,可能无法从基板上高效地去除去除对象物。由此,需求在使处理膜保持去除对象物的状态下将处理膜从基板去除的方法。
然而,能够在使处理膜保持去除对象物的状态下将处理膜从基板的表面剥离而去除的剥离液比较昂贵。在朝向基板的上表面供给剥离液的情况下,由于大量地消耗剥离液,因此,成本可能增大。
发明内容
因此,本发明的一个目的在于,提供一种既能够抑制成本的增大,又能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物的基板处理方法以及基板处理装置。
本发明的一实施方式提供一种基板处理方法,包括:处理液供给工序,将具有溶质以及溶剂的处理液朝向基板的表面供给,处理膜形成工序,使供给至所述基板的表面的所述处理液固化或硬化,在所述基板的表面形成保持存在于所述基板的表面的去除对象物的处理膜,剥离工序,通过向所述基板的表面供给剥离液形成液,使所述剥离液形成液与所述处理膜接触而形成剥离液,通过所述剥离液将保持所述去除对象物的状态的所述处理膜从所述基板的表面剥离,去除工序,通过在剥离所述处理膜后继续供给所述剥离液形成液,在所述处理膜保持所述去除对象物的状态下,冲走所述处理膜而将所述处理膜从所述基板的表面去除。
根据该方法,通过使供给至基板的表面的剥离液形成液与处理膜接触,在基板上形成使处理膜从基板的表面剥离的剥离液。通过在基板上自发地形成的剥离液使保持去除对象物的状态的处理膜从基板的表面剥离。然后,通过继续供给剥离液形成液,在处理膜保持去除对象物的状态下,能够将处理膜从基板的表面去除。即,朝向基板的表面不供给剥离液而只供给剥离液形成液,就能够将去除对象物从基板的表面去除。即,能够将去除对象物从基板的表面去除,而不会大量地消耗比较昂贵的剥离液。因此,既能够抑制成本的增大,又能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
在本发明的一实施方式中,所述溶质具有剥离液形成物质。并且,所述处理膜形成工序包括形成具有固体状态的所述剥离液形成物质的所述处理膜的工序。并且,所述剥离工序包括通过使所述处理膜中的固体状态的所述剥离液形成物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而形成所述剥离液的工序。
根据该方法,通过使处理膜中的固体状态的剥离液形成物质溶解于剥离液形成液,形成剥离液。因此,能够使剥离液形成物质溶解于处理膜附近的剥离液形成液,从而能够在处理膜附近形成剥离液。因此,能够使溶解于剥离液形成液的剥离液形成物质均匀地扩散至剥离液形成液整体前的、剥离液形成物质的浓度比较高的剥离液作用于处理膜。由此,能够高效地剥离处理膜,从而能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
剥离液的形成所需要的剥离液形成物质与剥离液同样也比较昂贵。并且,向基板供给处理膜的形成所需要的量的处理液所需要的时间比剥离处理膜而将其从基板上去除所需要的时间短。因此,在该方法中,为了形成处理膜而向基板供给包含剥离液形成物质的处理液,为了处理膜的剥离以及去除而向基板供给不包含剥离液形成物质的剥离液形成液。因此,与为了形成处理膜而向基板供给不包含剥离液形成物质的处理液,为了处理膜的剥离以及去除而向基板供给剥离液(溶解了剥离液形成物质的剥离液形成液)的方法相比,能够降低向基板供给剥离液形成物质的供给时间(消耗量)。因此,能够抑制成本的增大。
其结果,既能够抑制成本的增大,又能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
在本发明的一实施方式中,所述剥离液为碱性液体。碱性液体能够有效地剥离处理膜,但是比较昂贵的。因此,若为通过剥离液形成液与处理膜的接触而形成碱性液体的方法,能够使碱性液体在基板上自发地生成。因此,朝向基板的表面不供给碱性液体而仅供给剥离液形成液,就能够将去除对象物从基板的表面去除。即,能够将去除对象物从基板的表面去除,而不会大量地消耗比较昂贵的碱性液体。因此,能够降低碱性液体的消耗量,因此,能够抑制成本的增大。由此,既能够抑制成本的增大,又能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
在本发明的一实施方式中,所述剥离液形成液为纯水。因此,作为剥离液形成液使用比较便宜的纯水,能够将处理膜从基板的表面剥离并去除。由此,既能够抑制成本的增大,又能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
在本发明的一实施方式中,所述剥离工序包括:通孔形成工序,通过向所述基板的表面供给所述剥离液形成液,所述处理膜被部分地溶解而在所述处理膜上形成通孔。
根据该方法,通过向基板的表面供给剥离液形成液,处理膜被部分地溶解而在处理膜上形成通孔。通过在处理膜上形成通孔,剥离液容易到达基板的表面附近。因此,能够使剥离液作用于处理膜与基板之间的界面,从而能够将处理膜从基板的表面高效地剥离。另一方面,虽然处理膜的一部分被溶解,以形成通孔,但剩余的部分维持固体状态即保持去除对象物的状态。其结果,能够将处理膜从基板的表面快速地剥离,能够将去除对象物与处理膜一起从基板的表面高效地去除。
在本发明的一实施方式中,所述溶质具有高溶解性物质和相对于所述剥离液的溶解性比所述高溶解性物质低的低溶解性物质。并且,所述处理膜形成工序包括形成具有固体状态的所述高溶解性物质以及所述低溶解性物质的所述处理膜的工序。并且,所述通孔形成工序包括:通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于在所述基板上形成的所述剥离液而在所述处理膜上形成所述通孔的工序。
根据该方法,高溶解性物质相比低溶解性物质,相对于剥离液的溶解性高。因此,通过使处理膜中的固体状态的高溶解性物质溶解于剥离液,能够在处理膜上可靠地形成通孔。另一方面,处理膜中的低溶解性物质不被溶解而维持为固体状态。因此,能够一边利用固体状态的低溶解性物质保持去除对象物,一边使剥离液作用于固体状态的低溶解性物质与基板的界面。其结果,能够将处理膜从基板的表面快速地剥离,从而能够将去除对象物与处理膜一起从基板的表面高效地去除。
在本发明的一实施方式中,相对于所述剥离液形成液的所述低溶解性物质的溶解性比相对于所述剥离液形成液的所述高溶解性物质的溶解性低。并且,所述通孔形成工序包括:通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而在所述处理膜上形成所述通孔的工序。
根据该方法,高溶解性物质相比低溶解性物质,相对于剥离液形成液的溶解性高。因此,通过使处理膜中的固体状态的高溶解性物质溶解于剥离液形成液,能够在处理膜上可靠地形成通孔。另一方面,处理膜中的固体状态的低溶解性物质不被溶解而维持为固体状态。因此,能够一边利用固体状态的低溶解性物质保持去除对象物,一边使剥离液作用于固体状态的低溶解性物质与基板的界面。其结果,能够将处理膜从基板的表面快速地剥离,从而能够将去除对象物与处理膜一起从基板的表面高效地去除。
在本发明的一实施方式中,所述溶质具有高溶解性物质和相对于所述剥离液形成液的溶解性比所述高溶解性物质低的低溶解性物质。并且,所述处理膜形成工序包括形成具有固体状态的所述高溶解性物质以及所述低溶解性物质的所述处理膜的工序。并且,所述通孔形成工序包括:通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而在所述处理膜上形成所述通孔的工序。
根据该方法,高溶解性物质相比低溶解性物质,相对于剥离液形成液的溶解性高。因此,通过使处理膜中的固体状态的高溶解性物质溶解于剥离液形成液,能够在处理膜上可靠地形成通孔。另一方面,处理膜中的低溶解性物质不被溶解而维持为固体状态。因此,能够一边利用固体状态的低溶解性物质保持去除对象物,一边使剥离液作用于固体状态的低溶解性物质与基板的界面。其结果,能够将处理膜从基板的表面快速地剥离,从而能够将去除对象物与处理膜一起从基板的表面高效地去除。
本发明的一实施方式提供一种基板处理方法,包括:处理液供给工序,朝向基板的表面供给具有包含碱性成分的溶质以及溶剂的处理液,处理膜形成工序,通过使供给至所述基板的表面的所述处理液固化或硬化,在所述基板的表面形成保持存在于所述基板的表面的去除对象物且含有所述碱性成分的处理膜,剥离工序,通过向所述基板的表面供给纯水而使所述纯水与所述处理膜接触,使所述处理膜中的所述碱性成分溶出到所述纯水而形成碱性水溶液,通过所述碱性水溶液使保持所述去除对象物的状态的所述处理膜从所述基板的表面剥离,去除工序,通过在剥离所述处理膜后继续供给所述纯水,在所述处理膜保持所述去除对象物的状态下,冲走所述处理膜而将所述处理膜从所述基板的表面去除。
根据该方法,通过使供给至基板的表面的纯水与处理膜接触,处理膜中的碱性成分溶出到纯水而在基板上形成(调制)碱性水溶液。通过在基板上自发地形成的碱性水溶液,使保持去除对象物的状态的处理膜从基板的表面剥离。然后,通过继续供给纯水,在处理膜保持去除对象物的状态下,能够将处理膜从基板的表面去除。即,朝向基板的表面不供给碱性水溶液而仅供给纯水,从而能够将去除对象物从基板的表面去除。即,能够将去除对象物从基板的表面去除,而不会大量地消耗比较昂贵的碱性水溶液。因此,既能够抑制成本的增大,又能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
本发明的另一实施方式提供一种基板处理装置,包括:处理液供给单元,向基板的表面供给具有溶质以及溶剂的处理液,固体形成单元,使所述处理液固化或硬化,剥离液形成液供给单元,向所述基板的表面供给剥离液形成液,控制器,控制所述处理液供给单元、所述固体形成单元以及所述剥离液形成液供给单元。
所述控制器被编程为执行:处理液供给工序,从所述处理液供给单元向所述基板的表面供给所述处理液,处理膜形成工序,通过利用所述固体形成单元使供给至所述基板的表面的所述处理液固化或硬化,在所述基板的表面形成保持存在于所述基板的表面的去除对象物的处理膜,剥离工序,通过从所述剥离液形成液供给单元向所述基板的表面供给所述剥离液形成液,使所述剥离液形成液与所述处理膜接触而形成剥离液,通过所述剥离液使保持所述去除对象物的状态的所述处理膜从所述基板的表面剥离,去除工序,通过在剥离所述处理膜后继续从所述剥离液形成液供给单元供给所述剥离液形成液,在使所述处理膜保持所述去除对象物的状态下,将所述处理膜从所述基板的表面去除。
根据该结构,通过使供给至基板的表面的剥离液形成液与处理膜接触,在基板上形成用于将处理膜从基板的表面剥离的剥离液。通过在基板上自发地形成的剥离液,使保持去除对象物的状态的处理膜从基板的表面剥离。然后,通过继续供给剥离液形成液,在处理膜保持去除对象物的状态下,能够将处理膜从基板的表面去除。即,朝向基板的表面不供给剥离液而只供给剥离液形成液,就能够将去除对象物从基板的表面去除。即,能够将去除对象物从基板的表面去除,而不会大量地消耗比较昂贵的剥离液。因此,既能够抑制成本的增大,又能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
在本发明的另一实施方式中,所述溶质具有剥离液形成物质。并且,在所述处理膜形成工序中,形成具有固体状态的所述剥离液形成物质的所述处理膜。并且,在所述剥离工序中,通过使所述处理膜中的固体状态的所述剥离液形成物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而形成所述剥离液。
根据该结构,通过使处理膜中的固体状态的剥离液形成物质溶解于剥离液形成液,从而形成剥离液。因此,能够使剥离液形成物质溶解于处理膜附近的剥离液形成液,从而能够在处理膜附近形成剥离液。因此,能够使溶解于剥离液形成液的剥离液形成物质均匀地扩散至剥离液形成液的整体前的、剥离液形成物质的浓度比较高的剥离液作用于处理膜。由此,能够高效地剥离处理膜,从而能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
剥离液的形成所需要的剥离液形成物质与剥离液同样也比较昂贵。并且,向基板供给处理膜的形成所需要的量的处理液所需要的时间比剥离处理膜而将其从基板上去除所需要的时间短。因此,在该结构中,为了形成处理膜而向基板供给包含剥离液形成物质的处理液,为了处理膜的剥离以及去除而向基板供给不包含剥离液形成物质的剥离液形成液。因此,与为了形成处理膜而向基板供给不包含剥离液形成物质的处理液,为了处理膜的剥离以及去除而向基板供给剥离液(溶解了剥离液形成物质的剥离液形成液)的结构相比,能够降低剥离液形成物质的供给时间(消耗量)。因此,能够抑制成本的增大。
其结果,既能够抑制成本的增大,又能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
本发明的另一实施方式,所述剥离液为碱性液体。碱性液体能够有效地剥离处理膜,但是比较昂贵的。若为通过剥离液形成液与处理膜的接触而形成碱性液体的结构,能够使碱性液体在基板上自发地生成。因此,朝向基板的表面不供给碱性液体而仅供给剥离液形成液,就能够将去除对象物从基板的表面去除。即,能够将去除对象物从基板的表面去除,而不会大量地消耗比较昂贵的碱性液体。因此,能够降低碱性液体的消耗量,因此,能够抑制成本的增大。由此,既能够抑制成本的增大,又能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
在本发明的另一实施方式中,所述剥离液形成液供给单元向所述基板的表面供给作为所述剥离液形成液的纯水。因此,能够使用比较便宜的纯水作为剥离液形成液,能够将处理膜从基板的表面剥离并去除。由此,既能够抑制成本的增大,又能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
在本发明的另一实施方式中,在所述剥离工序中,通过向所述基板的表面供给所述剥离液形成液,所述处理膜被部分地溶解而在所述处理膜上形成通孔。
根据该结构,通过向基板的表面供给剥离液形成液,处理膜被部分地溶解而在处理膜上形成通孔。通过在处理膜上形成通孔,剥离液容易到达基板的表面附近。因此,能够使剥离液作用于处理膜与基板之间的界面,从而能够将处理膜从基板的表面高效地剥离。另一方面,虽然处理膜的一部分被溶解,以形成通孔,但剩余的部分维持固体状态即保持去除对象物的状态。其结果,能够将处理膜从基板的表面快速地剥离,能够将去除对象物与处理膜一起从基板的表面高效地去除。
在本发明的另一实施方式中,所述溶质具有高溶解性物质和相对于所述剥离液的溶解性比所述高溶解性物质低的低溶解性物质。并且,在所述处理膜形成工序中,形成具有固体状态的所述高溶解性物质以及所述低溶解性物质的所述处理膜。并且,在所述剥离工序中,通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于在所述基板上形成的所述剥离液而在所述处理膜上形成所述通孔。
根据该结构,高溶解性物质相比低溶解性物质,相对于剥离液的溶解性高。因此,通过使处理膜中的固体状态的高溶解性物质溶解于剥离液,能够在处理膜上可靠地形成通孔。另一方面,处理膜中的低溶解性物质不被溶解而维持为固体状态。因此,能够一边利用固体状态的低溶解性物质保持去除对象物,一边使剥离液作用于固体状态的低溶解性物质与基板的界面。其结果,能够将处理膜从基板的表面快速地剥离,从而能够将去除对象物与处理膜一起从基板的表面高效地去除。
在本发明的另一实施方式中,相对于所述剥离液形成液的所述低溶解性物质的溶解性比相对于所述剥离液形成液的所述高溶解性物质的溶解性低。并且,在所述处理膜形成工序中,通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而在所述处理膜上形成所述通孔。
根据该结构,高溶解性物质相比低溶解性物质,相对于剥离液形成液的溶解性高。因此,通过使处理膜中的固体状态的高溶解性物质溶解于剥离液形成液,能够在处理膜上可靠地形成通孔。另一方面,处理膜中的固体状态的低溶解性物质不被溶解而维持为固体状态。因此,能够一边利用固体状态的低溶解性物质保持去除对象物,一边使剥离液作用于固体状态的低溶解性物质与基板的界面。其结果,能够将处理膜从基板的表面快速地剥离,从而能够将去除对象物与处理膜一起从基板的表面高效地去除。
在本发明的另一实施方式中,所述溶质具有高溶解性物质和相对于所述剥离液形成液的溶解性比所述高溶解性物质低的低溶解性物质。并且,在所述处理膜形成工序中,形成具有固体状态的所述高溶解性物质以及所述低溶解性物质的所述处理膜。并且,在所述剥离工序中,通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而在所述处理膜上形成所述通孔。
根据该结构,高溶解性物质相比低溶解性物质,相对于剥离液形成液的溶解性高。因此,通过使处理膜中的固体状态的高溶解性物质溶解于剥离液形成液,能够在处理膜上可靠地形成通孔。另一方面,处理膜中的低溶解性物质不被溶解而维持为固体状态。因此,能够一边利用固体状态的低溶解性物质保持去除对象物,一边使剥离液作用于固体状态的低溶解性物质与基板的界面。其结果,能够将处理膜从基板的表面快速地剥离,从而能够将去除对象物与处理膜一起从基板的表面高效地去除。
本发明的另一实施方式提供一种基板处理装置,处理液供给单元,向基板的表面供给具有包含碱性成分的溶质以及溶剂的处理液,固体形成单元,使所述处理液固化或硬化,纯水供给单元,向所述基板的表面供给纯水,控制器,控制所述处理液供给单元、所述固体形成单元以及所述纯水供给单元。
所述控制器被编程为执行:处理液供给工序,从所述处理液供给单元向所述基板的表面供给所述处理液,处理膜形成工序,通过利用所述固体形成单元使供给至所述基板的表面的所述处理液固化或硬化,在所述基板的表面形成保持存在于所述基板的表面的去除对象物且含有所述碱性成分的处理膜,剥离工序,通过从所述纯水供给单元向所述基板的表面供给所述纯水而使所述纯水与所述处理膜接触,使所述处理膜中的所述碱性成分溶出到所述纯水而形成碱性水溶液,通过所述碱性水溶液使保持所述去除对象物的状态的所述处理膜从所述基板的表面剥离,去除工序,通过在剥离所述处理膜后继续从所述纯水供给单元供给所述纯水,在所述处理膜保持所述去除对象物的状态下,将所述处理膜从所述基板的表面去除。
根据该结构,通过使供给至基板的表面的纯水与处理膜接触,处理膜中的碱性成分溶出到纯水而在基板上形成(调制)碱性水溶液。通过在基板上自发地形成的碱性水溶液,使保持去除对象物的状态的处理膜从基板的表面剥离。然后,通过继续供给纯水,在处理膜保持去除对象物的状态下,能够将处理膜从基板的表面去除。即,朝向基板的表面不供给碱性水溶液而仅供给纯水,就能够将去除对象物从基板的表面去除。即,能够将去除对象物从基板的表面去除,而不会大量地消耗比较昂贵的碱性水溶液。因此,既能够抑制成本的增大,又能够高效地去除存在于基板的表面的去除对象物。
本发明的上述内容或其他目的、特征及效果,通过参照附图下述的实施方式的说明变得更加清楚。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的基板处理装置的内部配置的示意性的俯视图。
图2是表示所述基板处理装置所具有的处理单元的概略结构的示意性的局部剖视图。
图3是表示所述基板处理装置的主要部分的电结构的框图。
图4是用于说明所述基板处理装置进行的基板处理的一例的流程图。
图5A是用于说明所述基板处理的处理液供给工序(步骤S5)的情况的示意图。
图5B是用于说明所述基板处理的薄膜化工序(步骤S6)的情况的示意图。
图5C是用于说明所述基板处理的加热工序(步骤S7)的情况的示意图。
图5D是用于说明所述基板处理的剥离去除工序(步骤S8)的情况的示意图。
图5E是用于说明所述基板处理的第二冲洗工序(步骤S9)的情况的示意图。
图5F是用于说明所述基板处理的第二有机溶剂供给工序(步骤S10)的情况的示意图。
图5G是用于说明所述基板处理的旋转干燥工序(步骤S11)的情况的示意图。
图6A是用于说明所述加热工序(步骤S7)后的基板表面附近的情况的示意性的剖视图。
图6B是用于说明所述剥离去除工序(步骤S8)执行中的基板表面附近的情况的示意性的剖视图。
图6C是用于说明所述剥离去除工序(步骤S8)执行中的基板表面附近的情况的示意性的剖视图。
图6D是用于说明所述剥离去除工序(步骤S8)执行中的基板表面附近的情况的示意性的剖视图。
图7是表示第二实施方式的基板处理装置所具有的处理单元的概略结构的示意性的局部剖视图。
具体实施方式
在本说明书中,除非另有说明,否则单数形式包括多数形式,“一个”、“该”是指“至少一个”。在本说明书中,除非另有说明,有的概念的要素能够通过多种方式来显现,在记载有其量(例如,质量%、摩尔%)的情况下,其量是指这些多种的和。
“和/或”包括要素的全部的组合,还包括利用单体的使用。
在本说明书中,在使用“~”或“-”来表示数值范围的情况下,除非另有说明,否则这些数值范围包括两方的端点,单位是共通的。例如,5~25摩尔%是指5摩尔%以上且25摩尔%以下。
在本说明书中,“Cx~y”、“Cx~Cy”以及“Cx”等记载是指分子或取代基中的碳的数量。例如,C1~6烷基是指具有1以上且6以下的碳的烷基链(甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等)。
在本说明书中,在聚合物具有多种重复单元的情况下,这些重复单元共聚。只要没有特别限定,这些共聚可以是交替共聚、无规共聚、嵌段共聚、接枝共聚或它们的混合中的任意一种。在用结构式表示聚合物或树脂时,括号中记载的n或m等表示重复数。
<第一实施方式>
图1是表示本发明的第一实施方式的基板处理装置1的内部配置的示意性的俯视图。
基板处理装置1一张一张地处理硅晶片等基板W的单张式的装置。在该实施方式中,基板W为圆板状的基板。
基板处理装置1包括:多个处理单元2,利用流体处理基板W;装载埠LP,载置有用于容纳由处理单元2处理的多张基板W的容纳架C;搬运机械手IR以及CR,在装载埠LP与处理单元2之间搬运基板W;控制器3,控制基板处理装置1。
搬运机械手IR在容纳架C与搬运机械手CR之间搬运基板W。搬运机械手CR在搬运机械手IR与处理单元2之间搬运基板W。多个处理单元2例如具有相同的结构。在后面详细说明,但在处理单元2内向基板W供给的处理流体包括药液、冲洗液、处理液、剥离液形成液、热媒、非活性气体等。
各处理单元2具有腔室4和配置于腔室4内的处理杯7,在处理杯7内执行对基板W的处理。在腔室4上形成有用于通过搬运机械手CR搬入基板W或搬出基板W的出入口(未图示)。在腔室4上具有用于开闭该出入口的闸门单元(未图示)。
图2是用于说明处理单元2的结构例的示意图。处理单元2包括旋转卡盘5、相对构件6、处理杯7、第一移动喷嘴8、第二移动喷嘴9、第三移动喷嘴10、中央喷嘴11、以及下表面喷嘴12。
旋转卡盘5一边将基板W保持为水平,一边使基板W以通过基板W的中央部的铅垂的旋转轴线A1(铅垂轴线)为中心旋转。旋转卡盘5包括多个卡盘销20、旋转基座21、旋转轴22、以及旋转马达23。
旋转基座21具有沿水平方向的圆板形状。把持基板W的周缘的多个卡盘销20沿旋转基座21的周向隔开间隔地配置于旋转基座21的上表面。旋转基座21以及多个卡盘销20构成将基板W保持为水平的基板保持单元。基板保持单元也称为基板支架。
旋转轴22沿着旋转轴线A1在铅垂方向上延伸。旋转轴22的上端部与旋转基座21的下表面中央结合。旋转马达23对旋转轴22施加旋转力。通过利用旋转马达23使旋转轴22旋转,旋转基座21旋转。由此,基板W以旋转轴线A1为中心旋转。旋转马达23是使基板W以旋转轴线A1为中心旋转的基板旋转单元的一例。
相对构件6从上方与被旋转卡盘5保持的基板W相对。相对构件6形成为具有与基板W大致相同的直径或比其大的直径的圆板状。相对构件6具有与基板W的上表面(上侧的表面)相对的相对面6a。相对面6a在旋转卡盘5的上方大致沿水平面配置。
在相对构件6中的与相对面6a相反的一侧固定有中空轴60。在相对构件6中的俯视时与旋转轴线A1重叠的部分形成有连通孔6b,该连通孔6b沿上下贯通相对构件6,并与中空轴60的内部空间60a相连通。
相对构件6对相对面6a与基板W的上表面之间的空间内的环境气体和该空间的外部的环境气体进行阻隔。因此,相对构件6也称为阻隔板。
处理单元2还包括驱动相对构件6的升降的相对构件升降单元61。相对构件升降单元61能够使相对构件6位于下位置至上位置的任意的位置(高度)。下位置是指,在相对构件6的可动范围内相对面6a最接近基板W的位置。上位置是指,在相对构件6的可动范围内相对面6a最远离基板W的位置。
相对构件升降单元61例如包括:滚珠丝杠机构(未图示),与支撑中空轴60的支撑构件(未图示)结合;电动马达(未图示),对该滚珠丝杠机构提供驱动力。相对构件升降单元61也称为相对构件升降机(阻隔板升降机)。
处理杯7包括:多个挡板71,挡住从被卡盘5保持的基板W向外侧飞散的液体;多个杯72,接住被多个挡板71向下方引导的液体;圆筒状的外壁构件73,包围多个挡板71和多个杯72。
在该实施方式中,例示了设置有两个挡板71(第一挡板71A以及第二挡板71B)和两个杯72(第一杯72A以及第二杯72B)的例子。
第一杯72A以及第二杯72B分别具有向上开放的环状槽的形态。
第一挡板71A配置为包围旋转基座21。第二挡板71B配置为,相比第一挡板71A在基板W的旋转径向外侧围绕旋转基座21。
第一挡板71A以及第二挡板71B分别具有大致圆筒形状,各挡板(第一挡板71A以及第二挡板71B)的上端部以朝向旋转基座21的方式向内侧倾斜。
第一杯72A接住被第一挡板71A向下方引导的液体。第二杯72B与第一挡板71A一体形成,接住被第二挡板71B向下方引导的液体。
处理单元2包括使第一挡板71A以及第二挡板71B分别升降的挡板升降单元74。挡板升降单元74使第一挡板71A在下位置与上位置之间升降。挡板升降单元74使第二挡板71B在下位置与上位置之间升降。
在第一挡板71A以及第二挡板71B都位于上位置时,从基板W飞散的液体被第一挡板71A挡住。在第一挡板71A位于下位置,第二挡板71B位于上位置时,从基板W飞散的液体被第二挡板71B挡住。
挡板升降单元74例如包括:与第一挡板71A结合的第一滚珠丝杠机构(未图示)、对第一滚珠丝杠机构提供驱动力的第一马达(未图示)、与第二挡板71B结合的第二滚珠丝杠机构(未图示)、对第二滚珠丝杠机构提供驱动力的第二马达(未图示)。挡板升降单元74也称为挡板升降机。
第一移动喷嘴8是朝向被旋转卡盘5保持的基板W的上表面供给(喷出)药液的药液供给单元的一例。
第一移动喷嘴8通过第一喷嘴移动单元36在水平方向以及铅垂方向上移动。第一移动喷嘴8在水平方向上能够在中心位置与原始位置(退避位置)之间移动。第一移动喷嘴8在位于中心位置时与基板W的上表面的旋转中心相对。基板W的上表面的旋转中心是指基板W的上表面中的与旋转轴线A1的交叉位置。第一移动喷嘴8在位于原始位置时不与基板W的上表面相对,在俯视时位于处理杯7的外侧。第一移动喷嘴8通过沿铅垂方向的移动能够接近基板W的上表面或从基板W的上表面向上方退避。
第一喷嘴移动单元36例如包括沿铅垂方向的转动轴(未图示)、与转动轴结合且水平地延伸的臂(未图示)、使转动轴升降或转动的转动轴驱动单元(未图示)。
转动轴驱动单元通过使转动轴以铅垂的转动轴线为中心转动,使臂摆动。而且,转动轴驱动单元通过使转动轴沿铅垂方向升降,使臂上下移动。第一移动喷嘴8固定于臂。根据臂的摆动以及升降,第一移动喷嘴8在水平方向以及铅垂方向上移动。
第一移动喷嘴8与引导药液的药液配管40连接。在打开安装于药液配管40的药液阀50时,药液从第一移动喷嘴8向下方连续地喷出。
从第一移动喷嘴8喷出的药液是包括例如硫酸、醋酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、氨水、双氧水、有机酸(例如,柠檬酸、草酸等)、有机碱(例如,TMAH:四甲基氢氧化铵等)、表面活性剂、防腐蚀剂中的至少一种的液体。作为混合这些液体的药液的例子可列举SPM液(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture:硫酸双氧水混合液)、SC1液(ammonia-hydrogen peroxide mixture:氨水和双氧水的混合液)等。
第二移动喷嘴9是朝向被旋转卡盘5保持的基板W的上表面供给(喷出)处理液的处理液供给单元的一例。
第二移动喷嘴9通过第二喷嘴移动单元37在水平方向以及铅垂方向上移动。第二移动喷嘴9在水平方向上能够在中心位置与原始位置(退避位置)之间移动。第二移动喷嘴9在位于中心位置时与基板W的上表面的旋转中心相对。第二移动喷嘴9在位于原始位置时不与基板W的上表面相对,在俯视时位于处理杯7的外侧。第二移动喷嘴9通过沿铅垂方向的移动能够接近基板W的上表面或从基板W的上表面向上方退避。
第二喷嘴移动单元37具有与第一喷嘴移动单元36相同的结构。即,第二喷嘴移动单元37例如包括沿铅垂方向的转动轴(未图示)、与转动轴以及第二移动喷嘴9结合且水平地延伸的臂(未图示)、使转动轴升降或转动的转动轴驱动单元(未图示)。
第二移动喷嘴9与引导处理液的处理液配管41连接。在打开安装于处理液配管41的处理液阀51时,处理液从第二移动喷嘴9向下方连续地喷出。
从第二移动喷嘴9喷出的处理液包括溶质以及溶剂。该处理液通过溶剂的至少一部分挥发(蒸发)而固化或硬化。该处理液通过在基板W上固化或硬化,形成保持在基板W上存在的颗粒等去除对象物的处理膜。
在此,“固化”是指,例如伴随溶剂的挥发,借助作用于分子间或原子间的力等使溶质变硬。“硬化”是指,例如通过聚合或交联等化学变化,使溶质变硬。因此,“固化或硬化”是指,通过各种原因使溶质“变硬”。
第三移动喷嘴10是朝向被旋转卡盘5保持的基板W的上表面供给(喷出)纯水等剥离液形成液的剥离液形成液供给单元(纯水供给单元)的一例。
第三移动喷嘴10通过第三喷嘴移动单元38在水平方向以及铅垂方向上移动。第三移动喷嘴10在水平方向上能够在中心位置与原始位置(退避位置)之间移动。第三移动喷嘴10在位于中心位置时与基板W的上表面的旋转中心相对。第三移动喷嘴10在位于原始位置时不与基板W的上表面相对,在俯视时,位于处理杯7的外侧。第三移动喷嘴10通过沿铅垂方向的移动,能够接近基板W的上表面或从基板W的上表面向上方退避。
第三喷嘴移动单元38具有与第一喷嘴移动单元36相同的结构。即,第三喷嘴移动单元38例如包括沿铅垂方向的转动轴(未图示)、与转动轴以及第三移动喷嘴10结合且水平地延伸的臂(未图示)、使转动轴升降或转动的转动轴驱动单元(未图示)。
第三移动喷嘴10与向第三移动喷嘴10引导剥离液形成液的上侧剥离液形成液配管42连接。在打开安装于上侧剥离液形成液配管42的上侧剥离液形成液阀52时,剥离液形成液从第三移动喷嘴10的喷出口向下方连续地喷出。
剥离液形成液是用于形成后述的剥离液的液体。剥离液形成液例如是纯水,特别优选DIW(去离子水)。作为剥离液形成液也能够使用DIW以外的液体。作为用作剥离液形成液的DIW以外的液体可列举碳酸水、稀释浓度(例如,10ppm~100ppm左右)的氨水等功能水。
在从第二移动喷嘴9喷出的处理液中的溶质中包含有低溶解性物质、高溶解性物质以及剥离液形成物质。
剥离液形成物质是通过溶于剥离液形成液而形成从基板W的表面剥离处理膜的剥离液的物质。剥离液形成物质例如是溶解于剥离液形成液而显示碱性(碱性)的盐(碱性成分)。剥离液形成物质例如是伯胺、仲胺、叔胺以及季铵盐等。剥离液是伯胺、仲胺、叔胺以及季铵盐等水溶液,即碱性水溶液(碱性液体)。
低溶解性物质以及高溶解性物质能够使用相对于剥离液形成液和剥离液的溶解性相互不同的物质。具体而言,作为高溶解性物质能够使用相对于剥离液形成液以及剥离液中的至少任一个的溶解性比用作低溶解性物质的物质高的物质。
就高溶解性物质而言,若相对于剥离液形成液以及剥离液中的一方的溶解性比低溶解性物质高,则相对于剥离液形成液以及剥离液中的另一方的溶解性也可以低至与低溶解性物质相同程度,相对于剥离液形成液以及剥离液中的另一方几乎不溶解。相反,高溶解性物质即使是相对于剥离液形成液以及剥离液中的一方的溶解性比低溶解性物质高的物质,也不能使用相对于剥离液形成液以及剥离液中的另一方的溶解性比低溶解性物质低的物质。
包含于从第二移动喷嘴9喷出的处理液的低溶解性物质例如是酚醛清漆,包含于从第二移动喷嘴9喷出的处理液的高溶解性物质例如是2,2-双(4-羟基苯基)丙烷。
包含于从第二移动喷嘴9喷出的处理液的溶剂是使低溶解性物质、高溶解性物质以及剥离液形成物质溶解的液体即可。优选地,包含于处理液的溶剂是与剥离液形成液具有相溶性(能够混合)的液体。关于包含于从第二移动喷嘴9喷出的处理液溶剂、低溶解性物质、高溶解性物质以及剥离液形成物质的详细内容,与从第三移动喷嘴10喷出的剥离液形成液的详细内容一起在后面说明。
中央喷嘴11容纳于相对构件6的中空轴60的内部空间60a。设置于中央喷嘴11的顶端的喷出口11a从上方与基板W的上表面的中央区域相对。基板W的上表面的中央区域是在基板W的上表面上包括基板W的旋转中心的区域。
中央喷嘴11包括向下方喷出流体的多个管(第一管31、第二管32以及第三管33)、包围多个管的筒状的壳体30。多个管以及壳体30沿着旋转轴线A1在上下方向上延伸。中央喷嘴11的喷出口11a也可以是多个管的喷出口。
第一管31是向基板W的上表面供给冲洗液的冲洗液供给单元的一例。第二管32是向基板W的上表面与相对构件6的相对面6a之间供给气体的气体供给单元的一例。第三管33是向基板W的上表面供给IPA等有机溶剂的有机溶剂供给单元的一例。
第一管31与向第一管31引导冲洗液的上侧冲洗液配管44连接。在打开安装于上侧冲洗液配管44的上侧冲洗液阀54时,冲洗液从第一管31(中央喷嘴11)朝向基板W的上表面的中央区域连续地喷出。
第二管32与向第二管32引导气体的气体配管45连接。在打开安装于气体配管45的气体阀55时,气体从第二管32(中央喷嘴11)向下方连续地喷出。
从第二管32喷出的气体例如为氮气(N2)等非活性气体。从第二管32喷出的气体也可以是空气。非活性气体并不限定于氮气,相对于基板W的上表面、形成于基板W的上表面的图案为非活性的气体即可。作为非活性气体的例子除了氮气以外,可列举氩气等稀有气体类。
第三管33与向第三管33引导有机溶剂的有机溶剂配管46连接。在打开安装于有机溶剂配管46的有机溶剂阀56时,有机溶剂从第三管33(中央喷嘴11)朝向基板W的上表面的中央区域连续地喷出。
从第三管33喷出的有机溶剂是用于去除通过剥离液形成液去除了处理膜后的残留于基板W的上表面的残渣的残渣去除液。优选地,从第三管33喷出的有机溶剂与处理液以及冲洗液具有相溶性。
作为从第三管33喷出的有机溶剂的例子,可列举包含IPA、HFE(氢氟醚)、甲醇、乙醇、丙酮以及反式1,2-二氯乙烯中的至少一种的液体等。
另外,从第三管33喷出的有机溶剂无需仅由单体成分组成,也可以是与其他成分混合的液体。例如,也可以是IPA和DIW的混合液,也可以是IPA和HFE的混合液。
下表面喷嘴12被插入在旋转基座21的上表面中央部开口的通孔21a。下表面喷嘴12的喷出口12a从旋转基座21的上表面露出。下表面喷嘴12的喷出口12a从下方与基板W的下表面(下侧的表面)的中央区域相对。基板W的下表面的中央区域是基板W的下表面中包括基板W的旋转中心的区域。
在下表面喷嘴12连接有与下表面喷嘴12共同引导冲洗液、剥离液形成液、以及热媒的共通配管80的一端。在共通配管80的另一端连接有:向共通配管80引导冲洗液的下侧冲洗液配管81、向共通配管80引导剥离液形成液的下侧剥离液形成液配管82、向共通配管80引导热媒的热媒配管83。
在打开安装于下侧冲洗液配管81的下侧冲洗液阀86时,冲洗液从下表面喷嘴12朝向基板W的下表面的中央区域连续地喷出。在打开安装于下侧剥离液形成液配管82的下侧剥离液形成液阀87时,剥离液形成液从下表面喷嘴12朝向基板W的下表面的中央区域连续地喷出。在打开安装于热媒配管83的热媒阀88时,热媒从下表面喷嘴12朝向基板W的下表面的中央区域连续地喷出。
下表面喷嘴12是向基板W的下表面供给冲洗液的下侧冲洗液供给单元的一例。另外,下表面喷嘴12是向基板W的下表面供给剥离液形成液的下侧剥离液形成液供给单元的一例。另外,下表面喷嘴12是向基板W供给用于加热基板W的热媒的热媒供给单元的一例。下表面喷嘴12也可以是加热基板W的基板加热单元。
从下表面喷嘴12喷出的热媒例如是比室温高且比处理液所包含的溶剂的沸点低的温度的高温DIW。在处理液所包含的溶剂为IPA的情况下,作为热媒例如使用60℃~80℃的DIW。从下表面喷嘴12喷出的热媒并不限定于高温DIW,也可以是比室温高且比处理液所含有的溶剂的沸点低的温度的高温非活性气体、高温空气等高温气体。
图3是表示基板处理装置1的主要部分的电结构的框图。控制器3具有微型计算机,按照规定的控制程序控制基板处理装置1所具有的控制对象。
具体而言,控制器3包括处理器(CPU)3A和存储有控制程序的存储器3B。控制器3构成为,通过处理器3A执行控制程序,执行用于基板处理的各种控制。
特别地,控制器3被编程为,对搬运机械手IR、CR、旋转马达23、第一喷嘴移动单元36、第二喷嘴移动单元37、第三喷嘴移动单元38、相对构件升降单元61、挡板升降单元74、药液阀50、处理液阀51、上侧剥离液形成液阀52、上侧冲洗液阀54、气体阀55、有机溶剂阀56、下侧冲洗液阀86、下侧剥离液形成液阀87、热媒阀88进行控制。
图4是用于说明基板处理装置1进行的基板处理的一例的流程图。在图4中主要示出了通过控制器3执行程序而实现的处理。图5A~图5G是用于说明所述基板处理的各工序的情况的示意图。
在基板处理装置1进行的基板处理中,例如,如图4所示,依次执行基板搬入工序(步骤S1)、药液供给工序(步骤S2)、第一冲洗工序(步骤S3)、第一有机溶剂供给工序(步骤S4)、处理液供给工序(步骤S5)、薄膜化工序(步骤S6)、加热工序(步骤S7)、剥离去除工序(步骤S8)、第二冲洗工序(步骤S9)、第二有机溶剂供给工序(步骤S10)、旋转干燥工序(步骤S11)以及基板搬出工序(步骤S12)。
首先,未处理的基板W通过搬运机械手IR、CR(参照图1)从容纳架C被搬入处理单元2,并交接至旋转卡盘5(步骤S1)。由此,基板W被旋转卡盘5保持为水平(基板保持工序)。旋转卡盘5对基板W的保持持续至旋转干燥工序(步骤S11)结束为止。在搬入基板W时,相对构件6退避至上位置。
接着,在搬运机械手CR退避至处理单元2之外后,开始药液供给工序(步骤S2)。具体而言,旋转马达23使旋转基座21旋转。由此,使被保持为水平的基板W旋转(基板旋转工序)。挡板升降单元74使第一挡板71A以及第二挡板71B向上位置移动。
第一喷嘴移动单元36使第一移动喷嘴8移动至处理位置。第一移动喷嘴8的处理位置例如是中央位置。然后,打开药液阀50。由此,从第一移动喷嘴8朝向旋转状态的基板W的上表面的中央区域供给(喷出)药液。供给至基板W的上表面的药液受到离心力而放射状地扩展,遍布至基板W的整个上表面。由此,通过药液对基板W的上表面进行处理。来自第一移动喷嘴8的药液的喷出持续规定时间,例如,30秒。在药液供给工序中,基板W以规定的药液转速,例如800rpm旋转。
接着,开始第一冲洗工序(步骤S3)。在第一冲洗工序中,基板W上的药液被冲洗液冲洗。
具体而言,关闭药液阀50。由此,停止向基板W供给药液。然后,第一喷嘴移动单元36使第一移动喷嘴8向原始位置移动。然后,相对构件升降单元61使相对构件6向上位置与下位置之间的处理位置移动。在相对构件6位于处理位置时,基板W的上表面与相对面6a之间的距离例如为30mm。在第一冲洗工序中,第一挡板71A以及第二挡板71B维持在上位置。
然后,打开上侧冲洗液阀54。由此,从中央喷嘴11朝向旋转状态的基板W的上表面的中央区域供给(喷出)冲洗液。从中央喷嘴11供给至基板W的上表面的冲洗液受到离心力而放射状地扩展,遍布至基板W的整个上表面。由此,基板W的上表面的药液被向基板W外冲洗。在第一冲洗工序中,基板W以规定的第一冲洗转速,例如800rpm旋转。
另外,打开下侧冲洗液阀86。由此,从下表面喷嘴12朝向旋转状态的基板W的下表面的中央区域供给(喷出)冲洗液。从下表面喷嘴12供给至基板W的下表面的冲洗液受到离心力而放射状地扩展,遍布至基板W的整个下表面。即使在通过药液供给工序从基板W分散的药液附着于下表面的情况下,通过从下表面喷嘴12供给的冲洗液,也能够冲洗附着于下表面的药液。来自中央喷嘴11以及下表面喷嘴12的冲洗液的喷出持续规定时间,例如,30秒。
接着,开始第一有机溶剂供给工序(步骤S4)。在第一有机溶剂供给工序中,基板W上的冲洗液被有机溶剂置换。
具体而言,关闭上侧冲洗液阀54以及下侧冲洗液阀86。由此,停止向基板W的上表面以及下表面供给冲洗液。然后,挡板升降单元74在将第二挡板71B维持在上位置的状态下,使第一挡板71A向下位置移动。相对构件6被维持在处理位置。
然后,打开有机溶剂阀56。由此,从中央喷嘴11朝向旋转状态的基板W的上表面的中央区域供给(喷出)有机溶剂。
从中央喷嘴11供给至基板W的上表面的有机溶剂受到离心力而放射状地扩散,遍布至基板W的整个上表面。由此,基板W上的冲洗液被有机溶剂置换。来自中央喷嘴11的有机溶剂的喷出持续规定时间,例如10秒。
在第一有机溶剂供给工序中,基板W以规定的第一有机溶剂转速,例如,300rpm~1500rpm旋转。基板W在第一有机溶剂供给工序中无需以恒定的转速旋转。例如,旋转马达23也可以在开始供给有机溶剂时使基板W以300rpm旋转,一边向基板W供给有机溶剂,一边使基板W的旋转加速,直至基板W的转速变为1500rpm。
接着,开始处理液供给工序(步骤S5)。具体而言,关闭有机溶剂阀56。由此,停止向基板W供给有机溶剂。然后,相对构件升降单元61使相对构件6移动至上位置。然后,挡板升降单元74使第一挡板71A移动至上位置。在处理液供给工序中,基板W以规定的处理液转速,例如10rpm~1500rpm旋转。
然后,如图5A所示,第二喷嘴移动单元37使第二移动喷嘴9移动至处理位置。第二移动喷嘴9的处理位置例如为中央位置。然后,打开处理液阀51。由此,从第二移动喷嘴9朝向旋转状态的基板W的上表面的中央区域供给(喷出)处理液(处理液供给工序、处理液喷出工序)。由此,基板W上的有机溶剂被处理液置换,从而在基板W上形成处理液的液膜101(处理液膜)(处理液膜形成工序)。来自第二移动喷嘴9的处理液的供给持续规定时间,例如2秒~4秒。
接着,执行处理膜形成工序(步骤S6以及步骤S7)。在处理膜形成工序中,使基板W上的处理液固化或硬化,从而在基板W的上表面形成保持存在于基板W的去除对象物的处理膜100(参照图5C)。
在处理膜形成工序中,执行薄膜化工序(旋转停止工序)(步骤S6)。在薄膜化工序中,首先,关闭处理液阀51。由此,停止向基板W供给处理液。然后,通过第二喷嘴移动单元37使第二移动喷嘴9移动至原始位置。
如图5B所示,在薄膜化工序中,在停止向基板W的上表面供给处理液的状态下,通过离心力从基板W的上表面排出处理液的一部分,以使基板W上的液膜101的厚度变为合适的厚度。在薄膜化工序中,相对构件6、第一挡板71A以及第二挡板71B被维持在上位置。
在薄膜化工序中,旋转马达23将基板W的转速变更为规定的薄膜化速度。薄膜化速度例如为300rpm~1500rpm。基板W的转速也可以在300rpm~1500rpm的范围内保持为恒定,在薄膜化工序的中途,也可以在300rpm~1500rpm的范围内合适地变更。薄膜化工序执行规定时间,例如,30秒。
在处理膜形成工序中,在薄膜化工序后,执行加热基板W的加热工序(步骤S7)。在加热工序中,为了使基板W上的处理液的溶剂的一部分挥发(蒸发),对基板W上的液膜101(参照图5B)进行加热。
具体而言,如图5C所示,相对构件升降单元61使相对构件6移动至上位置与下位置之间的接近位置。接近位置也可以是下位置。接近位置是从基板W的上表面至相对面6a的距离例如为1mm的位置。在加热工序中,第一挡板71A以及第二挡板71B被维持在上位置。
然后,打开气体阀55。由此,向基板W的上表面(液膜101的上表面)与相对构件6的相对面6a之间的空间供给气体(气体供给工序)。
通过向基板W上的液膜101吹送气体,促进液膜101中的溶剂的蒸发(挥发)(溶剂蒸发工序、溶剂蒸发促进工序)。因此,能够缩短处理膜100的形成所需要的时间。中央喷嘴11作为使处理液中的溶剂蒸发的蒸发单元(蒸发促进单元)发挥作用。
另外,打开热媒阀88。由此,从下表面喷嘴12朝向旋转状态的基板W的下表面的中央区域供给(喷出)热媒(热媒供给工序、热媒喷出工序)。从下表面喷嘴12供给至基板W的下表面的热媒受到离心力而放射状地扩展,遍布至基板W的整个下表面。向基板W供给热媒持续规定时间,例如60秒。在加热工序中,基板W以规定的加热转速,例如1000rpm旋转。
通过向基板W的下表面供给热媒,基板W上的液膜101经由基板W被加热。由此,促进液膜101中的溶剂的蒸发(挥发)(溶剂蒸发工序、溶剂蒸发促进工序)。因此,能够缩短处理膜100的形成所需要的时间。下表面喷嘴12作为使处理液中的溶剂蒸发的蒸发单元(蒸发促进单元)发挥作用。
通过执行薄膜化工序以及加热工序,使处理液固化或硬化,从而在基板W上形成处理膜100。这样,基板旋转单元(旋转马达23)、中央喷嘴11以及下表面喷嘴12构成使处理液固化或硬化而形成固体(处理膜100)的固体形成单元。
在加热工序中,优选地,以基板W上的处理液的温度小于溶剂的沸点的方式加热基板W。通过将处理液加热至小于溶剂的沸点的温度,能够使溶剂适度地残留于处理膜100中。由此,与在处理膜100内未残留溶剂的情况相比,在之后的剥离去除工序中,通过处理膜100中残留的溶剂和剥离液形成液的相互作用,能够使剥离液形成液与处理膜100容易融合。因此,容易形成剥离液。
因离心力向基板W外飞散的热媒被第一挡板71A挡住。被第一挡板71A挡住的热媒有时从第一挡板71A飞溅。然而,由于相对构件6接近基板W的上表面,因此,能够保护基板W的上表面免受从第一挡板71A飞溅的热媒的影响。因此,由于能够抑制热媒向处理膜100的上表面的附着,因此,能够抑制因来自第一挡板71A的热媒的飞溅所引起的颗粒的产生。
而且,通过从中央喷嘴11供给气体,在相对构件6的相对面6a与基板W的上表面之间的空间形成从基板W的上表面的中央区域朝向基板W的上表面的周缘移动的气流F。通过形成从该基板W的上表面的中央区域朝向基板W的上表面的周缘移动的气流F,能够使从第一挡板71A飞溅的热媒朝向第一挡板71A推回。因此,能够进一步抑制热媒向处理膜100的上表面的附着。
接着,执行从基板W的上表面剥离并去除处理膜100的剥离去除工序(步骤S8)。具体而言,关闭热媒阀88。由此,停止向基板W的下表面供给热媒。另外,关闭气体阀55。由此,停止向相对构件6的相对面6a与基板W的上表面之间的空间供给气体。
然后,相对构件升降单元61使相对构件6移动至上位置。然后,如图5D所示,第三喷嘴移动单元38使第三移动喷嘴10移动至处理位置。第三移动喷嘴10的处理位置例如为中央位置。
然后,打开上侧剥离液形成液阀52。由此,从第三移动喷嘴10朝向旋转状态的基板W的上表面的中央区域供给(喷出)剥离液形成液(上侧剥离液形成液供给工序、上侧剥离液形成液喷出工序)。供给至基板W的上表面的剥离液形成液通过离心力扩展至基板W的整个上表面。
向基板W的上表面供给剥离液形成液持续规定时间,例如60秒。如前面所述,处理液供给工序中的向基板W的上表面供给处理液的供给时间例如为2~4秒。因此,剥离去除工序中的向基板W的上表面供给剥离液形成液的供给时间比处理液供给工序中的向基板W的上表面供给处理液的供给时间长。
在剥离去除工序中,基板W以规定的剥离转速,例如800rpm旋转。
另外,打开下侧剥离液形成液阀87。由此,从下表面喷嘴12朝向旋转状态的基板W的下表面的中央区域供给(喷出)剥离液形成液(下侧剥离液形成液供给工序、下侧剥离液形成液喷出工序)。供给至基板W的下表面的剥离液形成液通过离心力扩散至基板W的整个下表面。
通过向基板W的上表面供给剥离液形成液,剥离液形成液与处理膜100接触,从而形成剥离液。然后,处理膜100通过剥离液的剥离作用与去除对象物一起从基板W的上表面被剥离(剥离工序)。处理膜100在从基板W的上表面剥离时分裂而变成膜片。然后,在剥离处理膜100后,通过持续向基板W的上表面供给剥离液形成液,分裂的处理膜100的膜片与剥离液形成液一起向基板W外排除。由此,保持去除对象物的状态的处理膜100的膜片从基板W的上表面被去除(去除工序)。
在此,在图5A所示的处理液供给工序(步骤S5)中供给至基板W的上表面的处理液有时沿着基板W的周缘蔓延至基板W的下表面。另外,从基板W分散的处理液有时从第一挡板71A飞溅而附着于基板W的下表面。即使在这样的情况下,如图5C所示,在加热工序(步骤S7)中向基板W的下表面供给热媒,因此,通过该热媒的流动,能够从基板W的下表面排除处理液。
而且,有时因处理液供给工序(步骤S5)而附着于基板W的下表面的处理液固化或硬化而形成固体。即使在这样的情况下,如图5D所示,在剥离去除工序(步骤S8)中向基板W的上表面供给剥离液形成液的期间,通过从下表面喷嘴12向基板W的下表面供给(喷出)剥离液形成液,能够使该固体从基板W的下表面剥离并去除。详细地说,通过剥离液形成液与该固体的接触而形成剥离液,通过剥离液的剥离作用将该固体从基板W的下表面剥离。
在剥离去除工序(步骤S8)之后,执行第二冲洗工序(步骤S9)。具体而言,关闭上侧剥离液形成液阀52以及下侧剥离液形成液阀87。由此,停止向基板W的上表面以及下表面供给剥离液形成液。然后,第三喷嘴移动单元38使第三移动喷嘴10移动至原始位置。然后,如图5E所示,相对构件升降单元61使相对构件6移动至处理位置。在第二冲洗工序中,基板W以规定的第二冲洗转速,例如800rpm旋转。第一挡板71A以及第二挡板71B被维持在上位置。
然后,打开上侧冲洗液阀54。由此,从中央喷嘴11朝向旋转状态的基板W的上表面的中央区域供给(喷出)冲洗液(第二上侧冲洗液供给工序、第二上侧冲洗液喷出工序)。供给至基板W的上表面的冲洗液通过离心力扩散至基板W的整个上表面。由此,附着于基板W的上表面的剥离液形成液被冲洗液冲洗。
另外,打开下侧冲洗液阀86。由此,从下表面喷嘴12朝向旋转状态的基板W的下表面的中央区域供给(喷出)冲洗液(第二下侧冲洗液供给工序、第二下侧冲洗液喷出工序)。由此,附着于基板W的下表面的剥离液形成液被冲洗液冲洗。向基板W的上表面以及下表面供给冲洗液持续规定时间,例如35秒。
接着,执行第二有机溶剂供给工序(步骤S10)。具体而言,关闭上侧冲洗液阀54以及下侧冲洗液阀86。由此,停止向基板W的上表面以及下表面供给冲洗液。然后,如图5F所示,挡板升降单元74使第一挡板71A移动至下位置。然后,相对构件6被维持在处理位置。在第二有机溶剂供给工序中,基板W以规定的第二有机溶剂转速,例如300rpm旋转。
然后,打开有机溶剂阀56。由此,从中央喷嘴11朝向旋转状态的基板W的上表面的中央区域供给(喷出)有机溶剂(第二有机溶剂供给工序、第二有机溶剂喷出工序、残渣去除液供给工序)。向基板W的上表面供给有机溶剂持续规定时间,例如30秒。
供给至基板W的上表面的有机溶剂受到离心力而放射状地扩展,扩展至基板W的整个上表面。由此,基板W的上表面的冲洗液被有机溶剂置换。供给至基板W的上表面的有机溶剂在溶解了残留于基板W的上表面的处理膜100的残渣后,从基板W的上表面的周缘被排出(残渣去除工序)。
接着,执行旋转干燥工序(步骤S11)。具体而言,关闭有机溶剂阀56。由此,停止向基板W的上表面供给有机溶剂。然后,如图5G所示,相对构件升降单元61使相对构件6移动至处理位置的下方的干燥位置。在相对构件6位于干燥位置时,相对构件6的相对面6a与基板W的上表面之间的距离例如为1.5mm。然后,打开气体阀55。由此,向基板W的上表面与相对构件6的相对面6a之间的空间供给气体。
然后,旋转马达23加速基板W的旋转,使基板W高速旋转。旋转干燥工序中的基板W以干燥速度,例如1500rpm旋转。旋转干燥工序执行规定时间,例如30秒。由此,大的离心力作用于基板W上的有机溶剂,基板W上的有机溶剂被甩向基板W的周围。在旋转干燥工序中,通过向基板W的上表面与相对构件6的相对面6a之间的空间供给气体,能够促进有机溶剂的蒸发。
然后,旋转马达23使基板W的旋转停止。挡板升降单元74使第一挡板71A以及第二挡板71B移动至下位置。关闭气体阀55。然后,相对构件升降单元61使相对构件6移动至上位置。
搬运机械手CR进入处理单元2并从旋转卡盘5的卡盘销20拾取处理完成的基板W,向处理单元2外搬出(步骤S12)。该基板W被从搬运机械手CR交接给搬运机械手IR,通过搬运机械手IR容纳于容纳架C。
接着,参照图6A~图6D说明处理膜100从基板W剥离时的情况。图6A表示加热工序(步骤S7)后的基板W的上表面附近的情况。图6B~图6D表示剥离去除工序(步骤S8)执行中的基板W的上表面附近的情况。
在处理膜形成工序中执行的加热工序中,如前面所述,基板W上的液膜101经由基板W被热媒加热。由此,如图6A所示,形成保持颗粒等去除对象物103的处理膜100。详细地说,通过使溶剂的至少一部分蒸发,处理液的溶质所包含的高溶解性物质形成高溶解性固体110(固体状态的高溶解性物质)。另外,通过使溶剂的至少一部分蒸发,处理液的溶质所包含的低溶解性物质形成低溶解性固体111(固体状态的低溶解性物质),处理液的溶质所包含的剥离液形成物质形成剥离液形成固体112(固体状态的剥离液形成物质)。
处理膜100被分为高溶解性固体110集中的部分和低溶解性固体111集中的部分。剥离液形成固体112均匀的形成于处理膜100的整体。
参照图6B,在剥离去除工序中,在向基板W的上表面供给剥离液形成液时,剥离液形成固体112溶解于剥离液形成液中。通过剥离液形成固体112溶解于剥离液形成液,形成剥离液(碱性液体)。
参照图6C,因供给剥离液形成液而溶解高溶解性固体110。即,处理膜100部分地被溶解。通过溶解高溶解性固体110,在处理膜100中的高溶解性固体110集中的部分形成有通孔102(通孔形成工序)。通孔102特别容易形成于在基板W的厚度方向T(也为处理膜100的厚度方向)高溶解性固体110延伸的部分。在俯视时,通孔102的直径例如为几nm的大小。
在高溶解性固体110具有溶解于剥离液形成液以及剥离液双方的性质的情况下,即使剥离液形成物质不充分地溶出至剥离液形成液,从剥离液形成液与处理膜100接触的瞬间开始形成通孔102。然后,若形成剥离液,则促进通孔102的形成。即,通过剥离液以及剥离液形成液双方形成通孔102。
在高溶解性固体110具有几乎不溶解于剥离液形成液但溶解于剥离液的性质的情况下,在剥离液形成物质充分地溶解于剥离液形成液后,开始形成通孔102。即,通过剥离液形成通孔102。
在高溶解性固体110具有几乎不溶解于剥离液但溶解于剥离液形成液的性质的情况下,在剥离液形成物质溶解于剥离液形成液前,形成通孔102。即,通过剥离液形成液形成通孔102。
到形成通孔102为止,剥离液形成物质从处理膜100溶出至剥离液形成液而形成剥离液。相对于剥离液的低溶解性物质的溶解性低,低溶解性物质几乎不被剥离液溶解。因此,低溶解性固体111仅被剥离液稍微溶解其表面附近。因此,经由通孔102到达基板W的上表面附近的剥离液使低溶解性固体111中基板W的上表面附近的部分稍微溶解。由此,如图6C的放大图所示,剥离液一边使基板W的上表面附近的低溶解性固体111逐渐地溶解,一边进入处理膜100与基板W的上表面之间的间隙G(剥离液进入工序)。
在处理膜100中的高溶解性固体110的集中部位被溶解时,该部位所存在的剥离液形成固体112、处理膜100中包围通孔102的部分所存在剥离液形成固体112被剥离液(剥离液形成液)溶解。同样地,通过剥离液进入间隙G,处理膜100中的基板W的上表面附近的部分所存在的剥离液形成固体112被剥离液溶解。由此,能够进一步提高剥离液中的碱性成分的浓度(参照图6C的放大图)。因此,能够进一步促进处理膜100的低溶解性固体111的剥离。
然后,例如,处理膜100以通孔102的周缘为起点分裂而变为膜片,如图6D所示,处理膜100的膜片在保持去除对象物103的状态下被从基板W剥离(处理膜分裂工序、剥离工序)。然后,通过继续供给剥离液形成液,变成了膜片的处理膜100在保持去除对象物103的状态下被冲走(被向基板W外推出)而从基板W的上表面被去除(去除工序)。
此外,剥离液也存在几乎不溶解低溶解性固体111的情况。即使在该情况下,通过进入处理膜100与基板W的上表面之间的微小的间隙G,处理膜100从基板W被剥离。
根据第一实施方式,通过使供给至基板W的上表面的剥离液形成液(纯水)和处理膜100接触,形成用于从基板W的上表面剥离处理膜100的剥离液(碱性液体)。具体而言,处理膜100中的碱性成分溶解于纯水,从而形成碱性液体(碱性水溶液)。剥离液形成液比较便宜,用作剥离液形成液的液体中的纯水特别便宜。用作剥离液的碱性液体比较昂贵。
通过在基板W上自发地形成的剥离液,使保持去除对象物103的状态的处理膜100从基板W的上表面剥离。然后,通过继续供给剥离液形成液,能够在处理膜100保持去除对象物103的状态下,冲洗处理膜100而将其从基板W的上表面去除。即,通过向基板W的上表面不供给剥离液而只供给剥离液形成液,能够将去除对象物103从基板W的上表面去除。即,不会大量地消耗比较昂贵的剥离液,从而能够将去除对象物103从基板W的上表面去除。因此,既能够抑制成本的增大,又能够将存在于基板W的上表面的去除对象物103高效地去除。
另外,根据该实施方式,通过使处理膜100中的剥离液形成固体112溶解于剥离液形成液,形成剥离液。因此,能够使剥离液形成物质溶解于处理膜100的附近的剥离液形成液,从而能够在处理膜100的附近形成剥离液。因此,能够使剥离液形成物质均匀地扩散至剥离液形成液的整体之前的、剥离液形成物质的浓度高的剥离液作用于处理膜100。由此,能够高效地剥离处理膜100。由此,去除对象物103和处理膜100一起从基板W的上表面高效地去除。
剥离液的形成所需要的剥离液形成物质与剥离液同样,也是比较昂贵的。并且,向基板W供给处理膜100的形成所需要的量的处理液所需要的时间(例如,2秒~4秒)比为了剥离处理膜100而将其从基板上去除所需要的时间(例如,60秒)短。因此,在该实施方式中,为了形成处理膜100,向基板W供给包含剥离液形成物质的处理液,为了处理膜100的剥离以及去除,向基板W供给不包含剥离液形成物质的剥离液形成液。因此,与为了形成处理膜100而向基板W供给不包含剥离液形成物质的处理液,为了处理膜100的剥离以及去除而向基板供给剥离液(溶解了剥离液形成物质的剥离液形成液)的方法相比,能够降低向基板W供给剥离液形成物质的供给时间(消耗量)。因此,能够抑制成本的增大。
此外,在朝向基板W的上表面大量地供给碱性液体等剥离液的情况下,可能会对基板W、基板处理装置1的各部件带来损害。因此,需要使用具有耐剥离液能(耐碱性能)的基板W、部件,因此,成本可能增大。
在本实施方式中,通过几乎不会对基板W的上表面带来损害的纯水等剥离液形成液与处理膜100的接触,能够使剥离液自发地产生。因此,通过朝向基板W的上表面不供给剥离液而只供给剥离液形成液,能够将去除对象物103从基板W的上表面去除。即,能够将去除对象物103从基板W的上表面去除,而不会向基板W大量地供给容易对基板W、基板处理装置1的各部件造成损害的剥离液。因此,能够抑制对基板W、基板处理装置1的各部件的损害。而且,由于无需提高基板W、基板处理装置1的各部件的耐剥离液能,因此,能够抑制成本的增大。
另外,在该实施方式中,通过向基板W的上表面供给剥离液形成液,处理膜100部分地被溶解而在处理膜100形成通孔102。通过在处理膜100上形成通孔102,从而剥离液容易到达基板W的上表面附近。因此,能够使剥离液作用于处理膜100与基板W的界面,从而能够将处理膜100从基板W的上表面高效地剥离。另一方面,虽然处理膜100的一部分被溶解,以形成通孔102,但剩余的部分维持固体状态即保持去除对象物103的状态。其结果,能够将去除对象物103与处理膜100一起从基板W的上表面高效地去除。
根据该实施方式,高溶解性物质相比低溶解性物质,相对于剥离液形成液以及剥离液的至少任一种的溶解性高。因此,通过使剥离液形成液或剥离液溶解处理膜100中的高溶解性固体110,能够在处理膜100可靠地形成通孔102。另一方面,处理膜100中的低溶解性固体111不被溶解而维持固体状态。因此,能够一边利用低溶解性固体111保持去除对象物103,一边使剥离液作用于固体状态的低溶解性固体111与基板W的界面。其结果,既能够将处理膜100从基板W的上表面快速地剥离,又能够将去除对象物103与处理膜100一起从基板W的上表面高效地去除。
<第二实施方式>
图7是表示第二实施方式的基板处理装置1P所具有的处理单元2P的概略结构的示意性的局部剖视图。参照图7,第二实施方式的处理单元2P与第一实施方式的处理单元2(参照图2)的主要不同点在于,第二实施方式的处理单元2P包括第四移动喷嘴14,以代替相对构件6以及中央喷嘴11。
第四移动喷嘴14是向基板W的上表面供给有机溶剂的有机溶剂供给单元的一例。另外,第四移动喷嘴14也可以是向基板W的上表面供给氮气等气体的气体供给单元的一例。
第四移动喷嘴14通过第四喷嘴移动单元35在水平方向以及铅垂方向上移动。第四移动喷嘴14在水平方向上能够在中心位置与原始位置(退避位置)之间移动。
第四移动喷嘴14在位于中心位置时与基板W的上表面的旋转中心相对。第四移动喷嘴14在位于原始位置时不与基板W的上表面相对,在俯视时,位于处理杯7的外侧。第四移动喷嘴14通过沿铅垂方向能够接近基板W的上表面或从基板W的上表面向上方退避。
第四喷嘴移动单元35具有与第一喷嘴移动单元36相同的结构。即,第四喷嘴移动单元35例如包括沿铅垂方向的转动轴(未图示)、与转动轴以及第四移动喷嘴14结合且水平地延伸的臂(未图示)、使转动轴升降或转动的转动轴驱动单元(未图示)。
在第四移动喷嘴14连接有向第四移动喷嘴14引导有机溶剂的有机溶剂配管90。在打开安装于有机溶剂配管90的有机溶剂阀95时,有机溶剂从第四移动喷嘴14朝向基板W的上表面的中央区域连续地喷出。
在第四移动喷嘴14连接有向第四移动喷嘴14引导气体的多个气体配管(第一气体配管91、第二气体配管92以及第三气体配管93)。在多个气体配管(第一气体配管91、第二气体配管92以及第三气体配管93)分别上安装有用于开闭其流路的气体阀(第一气体阀96A、第二气体阀97A以及第三气体阀98A)。
第四移动喷嘴14具有将从有机溶剂配管90引导的有机溶剂沿铅垂方向喷出的中心喷出口14a。第四移动喷嘴14具有将从第一气体配管91供给的气体沿铅垂方向直线状地喷出的线状流喷出口14b。而且,第四移动喷嘴14具有将从第二气体配管92供给的气体沿水平方向向第四移动喷嘴14的周围放射状地喷出的水平流喷出口14c。另外,第四移动喷嘴14具有将从第三气体配管93供给的气体沿斜下方向向第四移动喷嘴14的周围放射状地喷出的倾斜流喷出口14d。
在第一气体配管91上安装有用于准确地调节在第一气体配管91内流动的气体的流量的质量流量控制器96B。质量流量控制器96B具有流量控制阀。另外,在第二气体配管92上安装有用于调节在第二气体配管92内流动的气体的流量的流量可变阀97B。另外,在第三气体配管93上安装有用于调节在第三气体配管93内流动的气体的流量的流量可变阀98B。而且,在第一气体配管91、第二气体配管92以及第三气体配管93上分别安装有用于去除异物的过滤器96C、97C、98C。
作为从第四移动喷嘴14喷出的有机溶剂,可列举与从第一实施方式的第三管33(参照图2)喷出的有机溶剂相同的有机溶剂。作为从第四移动喷嘴14喷出的气体,可列举与从第一实施方式的第二管32(参照图2)喷出的气体相同的气体。
另外,在第二实施方式的处理单元2P中,在第三移动喷嘴10连接有引导冲洗液的上侧冲洗液配管43。在打开安装于上侧冲洗液配管43的上侧冲洗液阀53时,冲洗液从第三移动喷嘴10的喷出口向下方连续地喷出。
上侧冲洗液阀53、第一气体阀96A、第二气体阀97A以及第三气体阀98A、质量流量控制器96B、流量可变阀97B、流量可变阀98B、以及第四喷嘴移动单元35被控制器3控制(参照图3)。
通过使用第二实施方式的基板处理装置1P,能够进行与第一实施方式的基板处理装置1相同的基板处理。但是,在第一冲洗工序(步骤S3)以及第二冲洗工序(步骤S9)中,从第三移动喷嘴10向基板W的上表面供给冲洗液。
以下,说明处理液中的(A)低溶解性物质、(B)剥离液形成物质、(C)溶剂、(D)高溶解性物质的详细内容、(F)剥离液形成液的详细内容。
<处理液>
如前面所述,通过在基板W上使处理液干燥而去除(C)溶剂,使(A)低溶解性物质膜化。即,形成处理膜100。(B)剥离液形成物质和/或(D)高溶解性物质不与(C)溶剂一起被去除而残留于处理膜100。“固化”、“硬化”是“膜化”的一个方式。此外,从处理液得到的处理膜100具有能够保持颗粒(去除对象物103)的程度的硬度即可,无需完全地去除(例如,基于气化)(C)溶剂。所述处理液随着(C)溶剂的挥发而逐渐地收缩并变为处理膜。“不与(C)溶剂一起被去除”是指,允许与整体相比极少量被去除(例如,蒸发、挥发)。例如,允许与初始量相比去除0~10质量%。
如前面所述,处理膜100保持基板W上的颗粒103,通过(F)剥离液形成液剥离而将其去除。在处理膜100残留有(B)剥离液形成物质的情况下,通过向基板W供给(F)剥离液形成液,(B)剥离液形成物质溶解于(F)剥离液形成液。由此,认为(F)剥离液形成液的pH上升而形成(调制)剥离液。因此,认为(F)剥离液形成液无需是氨水那样的碱性的溶液,另外,在所述膜残留有(B)剥离液形成物质和/或(D)高溶解性物质的情况下,产生成为处理膜100剥离的开端的部分。
<低溶解性物质>
(A)低溶解性物质包括酚醛清漆、聚羟基苯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸衍生物、聚马来酸衍生物、聚碳酸酯、聚乙烯醇衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、以及他们的组合的共聚物中的至少一个。优选地,(A)低溶解性物质包括酚醛清漆、聚羟基苯乙烯、聚丙烯酸衍生物、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸衍生物、以及它们的组合的共聚物中的至少一个。还优选地,(A)低溶解性物质包括酚醛清漆、聚羟基苯乙烯、聚碳酸酯、以及它们的组合的共聚物中的至少一个。酚醛清漆也可以是苯酚酚醛清漆。
当然,本发明的处理液作为(A)低溶解性物质也可以包括上述的优选例中的1或2个以上的组合。例如,(A)低溶解性物质也可以包括酚醛清漆和聚羟基苯乙烯双方。
通过使(A)低溶解性物质干燥而膜化,所述膜的大部分在后述的(F)剥离液形成液(包含溶解的(B)剥离液形成物质)中不会溶解,而以保持颗粒的状态被剥离,这是优选的一个方式。此外,允许通过(F)剥离液形成液溶解(A)低溶解性物质的一小部分的方式。
优选地,(A)低溶解性物质不含有氟和/或硅,更优选地,不含有双方。
所述共聚优选无规共聚、嵌段共聚。
并不意在限定本发明,但作为(A)低溶解性物质的具体例可列举以下的化学式1~7所示的物质。
【化学式1】
【化学式2】
【化学式3】
【化学式4】
(R是指C1-4烷基等取代基)
【化学式5】
【化学式6】
【化学式7】
(A)低溶解性物质的重量平均分子量(Mw)优选为150~500,000。
(A)低溶解性物质能够通过合成获得。另外,也能够购买。在购买的情况下,作为例子,供应商可列举如下。为了发挥本发明的效果,供应商也能够合成(A)低溶解性物质。
酚醛清漆:昭和化成株式会社、旭有机材株式会社、群荣化学工业株式会社、住友电木株式会社
聚羟基苯乙烯:日本曹达株式会社、丸善石油化学株式会社、东邦化学工业株式会社
聚丙烯酸衍生物:日本触媒株式会社株式会社
聚碳酸酯:西格玛奥德里奇
聚甲基丙烯酸衍生物:西格玛奥德里奇
作为本发明的一个方式,与处理液的全质量相比,(A)低溶解性物质为0.1~50质量%。换言之,将处理液的全质量设为100质量%,以此为基准,(A)低溶解性物质为0.1~50质量%。即,能够将“与…相比”换言为“以…为基准”。除非另有说明,在本说明书中也同样。
<剥离液形成物质>
(B)剥离液形成物质包含伯胺、仲胺、叔胺以及季铵盐(优选为伯胺、仲胺以及叔胺)中的至少一个,(B)剥离液形成物质包含烃。作为优选的一个方式,在由处理液形成的处理膜100残留有(B)剥离液形成物质,剥离液剥离处理膜100时,(B)剥离液形成物质溶出至(F)剥离液形成液。为此,(B)的碱性成分的一个大气压下的沸点优选为20~400℃。
并不意在限定剥离液形成物质的种类,但作为(B)的优选例,可列举N-苄基乙醇胺、二乙醇胺、单乙醇胺、2-(2-氨基乙基氨基)乙醇、4,4'-二氨基二苯基甲烷、2-(丁基氨基)乙醇、2-苯胺基乙醇、三乙醇胺、乙二胺、二亚乙基三胺、三(2-氨基乙基)胺、三[2-(二甲基氨基)乙基]胺。
并不意在限定剥离液形成物质的种类,但作为(B)的优选例,可列举N,N,N',N'-四(2-羟乙基)乙二胺、N,N,N',N'-四乙基乙二胺。
并不意在限定剥离液形成物质的种类,但作为具有笼型的三维结构的(B)的具体例,可列举1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、六亚甲基四胺。并不意在限定本发明,但作为具有平面的环结构的(B)的优选例,可列举1,4,7,10-四氮杂环十二烷、1,4,7,10,13,16-六氮杂环十八烷。
当然,就本发明的处理液而言,作为(B)剥离液形成物质也可以包括上述的优选例的1或2个以上的组合。例如,(B)剥离液形成物质也可以包括N-苄基乙醇胺和二乙醇胺双方。另外,(B)剥离液形成物质也可以包括N,N,N',N'-四(2-羟乙基)乙二胺和1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷双方。
(B)剥离液形成物质的分子量优选为50~500。
(B)剥离液形成物质能够通过合成获得,也能够购买。作为供应商可列举西格玛奥德里奇、东京化成工业株式会社。
作为本发明的一个方式,与处理液中的(A)低溶解性物质的质量相比,(B)剥离液形成物质优选为1~100质量%。
<溶剂>
优选地,(C)溶剂包含有机溶剂。(C)溶剂具有挥发性。具有挥发性是指与水相比挥发性高。优选地,(C)溶剂的一个大气压下的沸点为50~200℃。也允许(C)溶剂包含少量的纯水。(C)溶剂所包含的纯水与(C)溶剂整体相比,优选为30质量%以下。不包含纯水(0质量%)也是优选的一种方式。纯水优选为DIW。
作为本发明的优选的一个方式,处理液所包含的成分(包含添加物)溶解于(C)溶剂。认为采用该方式的处理液的埋入性能会膜的均匀性良好。
作为(C)所包含的有机溶剂,能够列举异丙醇(IPA)等醇类,乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚等乙二醇单烷基醚类,乙二醇单甲基醚乙酸酯,乙二醇单乙醚乙酸酯等乙二醇单烷基醚乙酸酯类,丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单乙醚(PGEE)等丙二醇单烷基醚类,丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单乙基醚乙酸酯等丙二醇单烷基醚乙酸酯类,乳酸甲酯、乳酸乙酯(EL)等乳酸酯类,甲苯、二甲苯等芳香族烃类,甲乙酮、2-庚酮、环己酮等酮类,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类,γ-丁内酯等内酯类等。这些有机溶剂可以单独使用或将2种以上混合来使用。
作为优选的一个方式,包含(C)溶剂的有机溶剂从IPA、PGME、PGEE、EL、PGMEA、以及它们的任何组合中选择。在有机溶剂为两种的组合的情况下,其体积比为20:80~80:20。
与处理液的全质量相比,(C)溶剂为0.1~99.9质量%。
<高溶解性物质>
(D)高溶解性物质包括烃,还包括羟基(-OH)和/或羰基(-C(=O)-)。(D)在高溶解性物质为聚合物的情况下,构成单元的1种每1个单元含有烃,还含有羟基和/或羰基。羰基可列举出羧酸(-COOH)、醛、酮、酯、酰胺、烯酮,优选为羧酸。
如前面所述,在使处理液干燥而形成于基板上的处理膜上残留有(D)高溶解性物质。在(F)剥离液形成液剥离处理膜时,(D)高溶解性物质生成成为处理膜剥离的开端的部分。为此,作为(D)高溶解性物质,优选使用相对于(F)剥离液形成液的溶解性比(A)低溶解性物质高的物质。
作为(D)高溶解性物质包含酮作为羰基的方式,可列举环形的烃。作为具体例,可列举1,2-环己烷二酮或1,3-环己烷二酮。
并不意在限定权利范围,但作为(D)的优选例,可列举2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2'-亚甲基双(4-甲基苯酚)、2,6-双[(2-羟基-5-甲基苯基)甲基]-4-甲基苯酚、1,3-环己二醇、4,4'-二羟基联苯、2,6-萘二醇、2,5-二叔丁基氢醌、1,1,2,2-四(4-羟基苯基)乙烷。这些可以通过聚合或缩合获得。
并不意在限定权利范围,作为(D)的优选例,可列举3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇,2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇。作为另一方式,3-己炔-2,5-二醇、1,4-丁炔二醇、2,4-己炔-1,6-二醇、1,4-丁二醇、顺式-1,4-二羟基-2-丁烯、1,4-苯二甲醇也作为(D)的优选例。
并不意在限定权利范围,作为(D)聚合物的优选例,可列举丙烯酸、马来酸或其组合的聚合物。聚丙烯酸、马来酸丙烯酸共聚物是更优选的例子。
在共聚的情况下,优选为无规共聚或嵌段共聚,更优选为无规共聚。
当然,就处理液而言,作为(D)高溶解性物质也可以包含上述的优选例的1或2各以上的组合。例如,(D)高溶解性物质也可以包括2,2-双(4-羟基苯基)丙烷与3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇双方。
(D)高溶解性物质的分子量例如为80~10,000。在(D)高溶解性物质为树脂、聚合体或聚合物的情况下,分子量以重量平均分子量(Mw)来表示。
(D)高溶解性物质能够通过合成来获得,也能够购买。作为供应商,可列举西格玛奥德里奇、东京化成工业株式会社、日本触媒株式会社。
作为本发明的一个方式,与处理液中的(A)低溶解性物质的质量相比,(D)高溶解性物质优选为1~100质量%。
<其他的添加物>
本发明的处理液还可以包含(E)其他添加物。(E)其他添加物也可以包含表面活性剂、抗菌剂、杀菌剂、防腐剂、抗真菌剂或碱(优选地,表面活性剂)、也可以包含它们的任何的组合。
与处理液中的(A)低溶解性物质的质量相比,(E)其他添加物(在为多种的情况下,其和)优选为0~10质量%。处理液也可以不包含(E)其他添加剂(0质量%)。
<剥离液形成液>
如上所述,通过使供给至基板W的处理液干燥而去除(C)溶剂,使(A)低溶解性物质膜化。即,形成处理膜。(B)剥离液形成物质和/或(D)高溶解性物质不与(C)溶剂一起被去除而残留于处理膜。处理膜能够保持在基板上存在的颗粒,在保持的状态下被(F)剥离液形成液去除。
在此,(F)剥离液形成液优选为中性或弱酸性。(F)剥离液形成液的pH优选为4~7,pH更优选为5~7,pH进一步优选为6~7。优选地,pH的测定优选进行脱气来测定,以避免空气中的二氧化碳的溶解造成的影响。
优选地,(F)剥离液形成液包含纯水。如上所述,本发明的处理液包含(B)剥离液形成物质,因此,溶出到(F)剥离液形成液,通过使(F)剥离液形成液的pH升高,形成(调制)剥离液。因此,(F)剥离液形成液的大部分可以是纯水。与(F)剥离液形成液的全质量相比,(F)所包含的纯水优选为80~100质量%,更优选为90~100质量%,进一步优选为95~100质量%,还进一步优选为99~100质量%。(F)剥离液形成液仅由纯水组成(100质量%)的方式也优选。
在处理液由(A)低溶解性物质、(B)剥离液形成物质以及(C)溶剂构成的情况下,也能够以如下方式说明处理膜的形成的情况以及从基板剥离处理膜的情况。
通过向颗粒附着的基板W滴下处理液并使其干燥,使低溶解性物质(聚合物)膜化。通过使低溶解性物质膜化,形成处理膜。剥离液形成物质(碱性成分)残留于处理膜。然后,向处理膜供给剥离液形成液,碱性成分溶出到剥离液形成液。通过碱性成分的溶出,处理膜附近的剥离液形成液的pH上升,从而形成(调制)使处理膜从基板W剥离的剥离液。通过碱性成分溶出,在处理膜上生成碱性成分溶出的痕迹(空孔)。通过碱性成分的溶出,处理膜附近的剥离液的pH上升,能够提高使处理膜从基板剥离的效果。而且,通过碱性成分的溶出所形成的痕迹成为处理膜剥离的开端,以此为起点,裂缝扩大。因裂缝扩大而分断的处理膜在保持颗粒的状态下被从基板去除。
在处理液由(A)低溶解性物质、(B)剥离液形成物质、(C)溶剂以及(D)高溶解性物质构成的情况下,也能够以如下方式说明处理膜的形成的情况以及从基板剥离处理膜的情况。
通过向颗粒附着的基板W滴下处理液并使其干燥,使低溶解性物质(聚合物)膜化。通过使低溶解性物质膜化,形成处理膜。剥离液形成物质(碱性成分)残留于处理膜。然后,向处理膜供给剥离液形成液,碱性成分溶出到剥离液形成液。通过碱性成分的溶出,处理膜附近的剥离液形成液的pH上升,从而形成(调制)使处理膜从基板W剥离的剥离液。另外,高溶解性物质(裂缝促进成分)残留于处理膜。裂缝促进成分溶出到剥离液形成液/剥离液,在处理膜上生成裂缝促进成分溶解的痕迹(空孔)。通过裂缝促进成分的溶解所形成的痕迹成为处理膜剥离的开端,以此为起点,裂缝扩大。通过裂缝扩大而分断的处理膜在保持颗粒的状态下从基板W被去除。
认为在(F)剥离液形成液去除(剥离)处理膜(颗粒保持层)时,残留于处理膜的(B)剥离液形成物质和/或(D)高溶解性物质生成成为膜剥离的开端的部分。因此,优选地,(B)剥离液形成物质、(D)高溶解性物质相对于(F)剥离液形成液的溶解性比(A)低溶解性物质高。溶解性能够以公知的方法来评价。例如,在20~35℃(更优选为25±2℃)的条件下,在烧瓶中将所述(A)或(B)添加至纯水中,盖上盖,利用振荡器振荡3小时,由此,能够求得(A)或(B)是否溶解。为了评价溶解性,也可以将所述纯水变更为碱性的液体(例如,5.0质量%氨水)。
处理膜不被(F)剥离液形成液完全地溶解而以保持颗粒的状态从基板上去除是本发明的优选的方式。处理膜例如变为通过所述“成为剥离的开端的部分”较细地切断的状态而被去除。
通过各例说明本发明如下。此外,处理液、剥离液形成液并不限定于这些例子。
图案基板的准备
向8英寸Si基板滴下KrF抗蚀剂组合物(AZ DX-6270P,Merck性能材料等离子体株式会社,以下,称为MPM),并以1500rpm旋涂至该基板上。将基板在120℃下软烘烤90秒。使用KrF步进机(FPA-3000EX5、Canon),以20mJ/cm2进行曝光,在130℃下进行90秒PEB(曝光后烘烤),用显影液(AZ MIF-300、MPM株)显影。由此,得到间距360nm、占空比1:1的线空间的抗蚀剂图案。将该抗蚀剂图案作为蚀刻掩膜,利用干蚀刻装置(NE-5000N、ULVAC)对基板进行蚀刻。然后,用剥离机(AZ400T、MPM株)进行基板清洗,剥离抗蚀剂图案和抗蚀剂残渣。由此,制作具有间距360nm、占空比1:1、线高150nm的图案基板。
裸基板的准备
使用8英寸Si基板。
评价基板的调制
使颗粒附着于上述的图案基板以及裸基板。
作为实验用的颗粒,使用超高纯度胶态二氧化硅(PL-10H、扶桑化学工业、平均一次粒径90nm)。通过滴下50mL二氧化硅微粒子组合物,以500rpm旋转5秒,进行涂敷。然后,通过以1000rpm旋转30秒,将二氧化硅微粒子组合物的溶剂旋转干燥。由此,得到评价基板。
处理液中的各成分的有无的比较试验
将5g酚醛清漆(Mw约5,000(A)低溶解度物质)添加至95g异丙醇((C)溶剂)中。用搅拌件将其搅拌1小时,得到(A)低溶解性物质浓度为5质量%的液体。向上述液体中分别添加二乙醇胺((B)剥离液形成物质)和3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇(东京化成工业,以下,称为TCI株,(D)高溶解性物质)各2.5g。用搅拌件将其搅拌1小时。将该液体用Optimizer UPE(日本整合株式会社)过滤。由此,得到含有(A)、(B)和(D)的处理液。
除了未添加(D)成分以外,同样地得到含有(A)以及(B)的处理液。
除了未添加(B)成分以外,同样地得到含有(A)以及(D)的处理液。
除了未添加(A)成分以外,同样地得到含有(B)以及(D)的处理液。
使用涂布机-显影机RF3(SOKUDO株),向各评价基板滴下各处理液10cc,以1500rpm旋转60秒,由此,进行涂布和干燥。在以100rpm旋转基板的同时,滴下DIW10秒钟,用DIW覆盖整个基板,维持该状态20秒。通过使该基板以1500rpm旋转,使基板干燥。通过该旋转,在存在膜的情况下,将膜剥离、除去。
比较这些基板的颗粒残存量。图案基板的评价使用明视场缺陷检查装置(UVision4,AMAT公司),裸基板的评价使用暗视场缺陷检查装置(LS-9110,日立高科技公司)。
清洗液1的调制例1
将5g酚醛清漆(Mw约5,000(A)低溶解度物质)添加至95g异丙醇((C)溶剂)中。用搅拌件将其搅拌1小时,得到(A)低溶解性物质浓度为5质量%的液体。将N-苄基乙醇胺(TCI株、(B)剥离液形成物质)和2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(TCI株、(D)高溶解性物质)分别各2.5g添加至上述液体中。用搅拌件将其搅拌1小时。将该液体用Optimizer UPE(日本整合株式会社)过滤。由此,得到清洗液1。将其结果记载于表1。
在以下的表1~表3中,将上述酚醛清漆简称为A1,将N-苄基乙醇胺简称为B1,将异丙醇简称为IPA,将2,2-双(4-羟基苯基)丙烷简称为D1。另外,(A)列中的()内的数字是指在(C)溶剂中添加(A)低溶解性物质时的浓度(质量%)。(B)列中的()内的数字是指在液体中添加(B)剥离液形成物质时的与(A)低溶解性物质相比的浓度(质量%)。(D)列中的()内的数字是指在液体中添加(D)高溶解性物质时与(A)低溶解性物质相比的浓度(质量%)。
表1
表2
表3
在上述表1~表3中,
将苯酚酚醛清漆(Mw约10,000)简称为A2,
将苯酚酚醛清漆(Mw约100,000)简称为A3,
将聚羟基苯乙烯(Mw约1,000)简称为A4,
将聚羟基苯乙烯(Mw约10,000)简称为A5,
将聚羟基苯乙烯(Mw约100,000)简称为A6,
将由下面的化学式8所示的结构组成的聚丙烯酸衍生物(Mw约1,000)简称为A7,
【化学式8】
将由上述重复单元组成的聚丙烯酸衍生物(Mw约10,000)简称为A8,
将由上述重复单元组成的聚丙烯酸衍生物(Mw约100,000)简称为A9,
将聚甲基丙烯酸甲酯(Mw约5,000)简称为A10,
将二乙醇胺简称为B2,
将单乙醇胺简称为B3,
将2-(2-氨基乙基氨基)乙醇简称为B4,
将4,4'-二氨基二苯基甲烷简称为B5,
将1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷简称为B6,
将六亚甲基四胺简称为B7,
将2-(丁基氨基)乙醇简称为B8,
将3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇简称D2,
将聚丙烯酸(Mw约1,000)简称为D3,
将聚丙烯酸(Mw约10,000)简称为D4,
将由下面的化学式9组成的马来酸丙烯酸共聚物(Mw约3,000)简称为D5。
【化学式9】
清洗液1~27的调制例1~27
作为(A)低溶解性物质、(B)剥离液形成物质、(C)溶剂以及(D)高溶解性物质使用表1~表3记载的物质,除以使浓度表位表1~表3记载的浓度的方式进行调制以外,与调制例1同样地调制清洗液2~27。
清洗液1~27的颗粒残存量的评价
使用如上述评价基板的调制中记载的那样调制的评价基板。
使用涂布机-显影机RF3(SOKUDO株),向各评价基板滴下各处理液10cc,并以1500rpm旋转60秒,由此,进行涂布和干燥。在使基板以100rpm旋转的同时,滴下DIW10秒钟,用DIW覆盖整个基板,维持该状态20秒。通过使该基板以1500rpm旋转,使基板干燥。通过该旋转,在存在膜的情况下,将膜剥离、除去。
比较这些基板的颗粒残存量。图案基板的评价使用明视场缺陷检查装置(UVision4,AMAT公司),裸基板的评价使用暗视场缺陷检查装置(LS-9110,日立高科技公司)。
确认涂敷状况、膜的去除状况,计数颗粒剩余数量,按照以下基准进行评价。评价结果记载于表1~表3。
AA:≤10个
A:>10个、≤100个
B:>100个、≤1000个
C:>1000个
D:膜未被均匀地涂敷或膜未被去除
其他变形例
本发明并不限定于以上说明的实施方式,还能够以其他方式实施。
例如,与上述的实施方式中的基板处理不同,也可以省略药液供给工序(步骤S2)、第一冲洗工序(步骤S3)以及第一有机溶剂供给工序(步骤S4)。
另外,在上述的实施方式中的基板处理中,在处理膜形成工序(步骤S6以及步骤S7)中,通过热媒对基板W的加热,使处理液的溶剂蒸发。然而,并不限定于热媒的供给,例如,也可以通过内置于旋转基座21、相对构件6的加热器等(未图示)来加热基板W。在该情况下,该加热器作为基板加热单元以及蒸发单元(蒸发促进单元)发挥作用。
另外,在上述的实施方式中的基板处理中,在剥离去除工序(步骤S8)之后,执行第二冲洗工序(步骤S9)。然而,也能够省略第二冲洗工序。
详细地说,在剥离去除工序中,作为剥离液形成液使用纯水,在通过作为剥离液形成液的纯水使处理膜100向基板W外排出的情况下,无需冲走剥离液形成液,因此,能够省略第二冲洗工序。另外,在剥离去除工序中向基板W供给的剥离液形成液和在第二冲洗工序之后执行的第二有机溶剂供给工序(步骤S10)中向基板W供给的有机溶剂(残渣去除液)具有相溶性的情况下,也无需执行第二冲洗工序。
另外,在处理膜100的形成中,不一定需要进行基板W的加热。即,在薄膜化工序(步骤S6)中,在溶剂充分地挥发的情况下,也可以不执行之后的加热工序(步骤S7)。特别地,在可以使溶剂残留于处理膜100的内部的情况下,即使不加热基板W,也容易使溶剂蒸发到所需的程度。
详细地说明了本发明的实施方式,但这些只不过是为了明确本发明的技术内容而使用的具体例,不应该解释为本发明限定于这些具体例,本发明的范围仅由所附的权利要求书来限定。
本申请基于2018年12月14日提出的日本国专利申请2018-234733号主张优先权,本申请的全部内容通过引用编入于此。
Claims (18)
1.一种基板处理方法,
包括:
处理液供给工序,将具有溶质以及溶剂的处理液朝向基板的表面供给,
处理膜形成工序,使供给至所述基板的表面的所述处理液固化或硬化,在所述基板的表面形成保持存在于所述基板的表面的去除对象物的处理膜,
剥离工序,通过向所述基板的表面供给剥离液形成液,使所述剥离液形成液与所述处理膜接触而形成剥离液,通过所述剥离液将保持所述去除对象物的状态的所述处理膜从所述基板的表面剥离,
去除工序,通过在剥离所述处理膜后继续供给所述剥离液形成液,在使所述处理膜保持所述去除对象物的状态下,冲走所述处理膜而将所述处理膜从所述基板的表面去除。
2.如权利要求1所述的基板处理方法,其中,
所述溶质具有剥离液形成物质,
所述处理膜形成工序包括形成具有固体状态的所述剥离液形成物质的所述处理膜的工序,
所述剥离工序包括通过使所述处理膜中的固体状态的所述剥离液形成物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而形成所述剥离液的工序。
3.如权利要求1或2所述的基板处理方法,其中,
所述剥离液为碱性液体。
4.如权利要求1或2所述的基板处理方法,其中,
所述剥离液形成液为纯水。
5.如权利要求1或2所述的基板处理方法,其中,
所述剥离工序包括:
通孔形成工序,通过向所述基板的表面供给所述剥离液形成液,所述处理膜被部分地溶解而在所述处理膜上形成通孔。
6.如权利要求5所述的基板处理方法,其中,
所述溶质具有高溶解性物质和相对于所述剥离液的溶解性比所述高溶解性物质低的低溶解性物质,
所述处理膜形成工序包括形成具有固体状态的所述高溶解性物质以及所述低溶解性物质的所述处理膜的工序,
所述通孔形成工序包括:通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于在所述基板上形成的所述剥离液而在所述处理膜上形成所述通孔的工序。
7.如权利要求6所述的基板处理方法,其中,
所述低溶解性物质相对于所述剥离液形成液的溶解性比所述高溶解性物质相对于所述剥离液形成液的溶解性低,
所述通孔形成工序包括:通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而在所述处理膜上形成所述通孔的工序。
8.如权利要求5所述的基板处理方法,其中,
所述溶质具有高溶解性物质和相对于所述剥离液形成液的溶解性比所述高溶解性物质低的低溶解性物质,
所述处理膜形成工序包括形成具有固体状态的所述高溶解性物质以及所述低溶解性物质的所述处理膜的工序,
所述通孔形成工序包括:通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而在所述处理膜上形成所述通孔的工序。
9.一种基板处理方法,
包括:
处理液供给工序,朝向基板的表面供给具有包含碱性成分的溶质以及溶剂的处理液,
处理膜形成工序,通过使供给至所述基板的表面的所述处理液固化或硬化,在所述基板的表面形成保持存在于所述基板的表面的去除对象物且含有所述碱性成分的处理膜,
剥离工序,通过向所述基板的表面供给纯水而使所述纯水与所述处理膜接触,使所述处理膜中的所述碱性成分溶出到所述纯水而形成碱性水溶液,通过所述碱性水溶液使保持所述去除对象物的状态的所述处理膜从所述基板的表面剥离,
去除工序,通过在剥离所述处理膜后继续供给所述纯水,在使所述处理膜保持所述去除对象物的状态下,冲走所述处理膜而将所述处理膜从所述基板的表面去除。
10.一种基板处理装置,
包括:
处理液供给单元,向基板的表面供给具有溶质以及溶剂的处理液,
固体形成单元,使所述处理液固化或硬化,
剥离液形成液供给单元,向所述基板的表面供给剥离液形成液,
控制器,控制所述处理液供给单元、所述固体形成单元以及所述剥离液形成液供给单元,
所述控制器被设置为执行:
处理液供给工序,从所述处理液供给单元向所述基板的表面供给所述处理液,
处理膜形成工序,通过利用所述固体形成单元使供给至所述基板的表面的所述处理液固化或硬化,在所述基板的表面形成保持存在于所述基板的表面的去除对象物的处理膜,
剥离工序,通过从所述剥离液形成液供给单元向所述基板的表面供给所述剥离液形成液,使所述剥离液形成液与所述处理膜接触而形成剥离液,通过所述剥离液使保持所述去除对象物的状态的所述处理膜从所述基板的表面剥离,
去除工序,通过在剥离所述处理膜后继续从所述剥离液形成液供给单元供给所述剥离液形成液,在使所述处理膜保持所述去除对象物的状态下,将所述处理膜从所述基板的表面去除。
11.如权利要求10所述的基板处理装置,其中,
所述溶质具有剥离液形成物质,
在所述处理膜形成工序中,形成具有固体状态的所述剥离液形成物质的所述处理膜,
在所述剥离工序中,通过使所述处理膜中的固体状态的所述剥离液形成物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而形成所述剥离液。
12.如权利要求10或11所述的基板处理装置,其中,
所述剥离液为碱性液体。
13.如权利要求10或11所述的基板处理装置,其中,
所述剥离液形成液供给单元向所述基板的表面供给作为所述剥离液形成液的纯水。
14.如权利要求10或11所述的基板处理装置,其中,
在所述剥离工序中,通过向所述基板的表面供给所述剥离液形成液,所述处理膜被部分地溶解而在所述处理膜上形成通孔。
15.如权利要求14所述的基板处理装置,其中,
所述溶质具有高溶解性物质和相对于所述剥离液的溶解性比所述高溶解性物质低的低溶解性物质,
在所述处理膜形成工序中,形成具有固体状态的所述高溶解性物质以及所述低溶解性物质的所述处理膜,
在所述剥离工序中,通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于在所述基板上形成的所述剥离液而在所述处理膜上形成所述通孔。
16.如权利要求15所述的基板处理装置,其中,
所述低溶解性物质相对于所述剥离液形成液的溶解性比所述高溶解性物质相对于所述剥离液形成液的溶解性低,
在所述处理膜形成工序中,通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而在所述处理膜上形成所述通孔。
17.如权利要求14所述的基板处理装置,其中,
所述溶质具有高溶解性物质和相对于所述剥离液形成液的溶解性比所述高溶解性物质低的低溶解性物质,
在所述处理膜形成工序中,形成具有固体状态的所述高溶解性物质以及所述低溶解性物质的所述处理膜,
在所述剥离工序中,通过使所述处理膜中的固体状态的所述高溶解性物质溶解于供给至所述基板的表面的所述剥离液形成液而在所述处理膜上形成所述通孔。
18.一种基板处理装置,
包括:
处理液供给单元,向基板的表面供给具有包含碱性成分的溶质以及溶剂的处理液,
固体形成单元,使所述处理液固化或硬化,
纯水供给单元,向所述基板的表面供给纯水,
控制器,控制所述处理液供给单元、所述固体形成单元以及所述纯水供给单元,
所述控制器被设置为执行:
处理液供给工序,从所述处理液供给单元向所述基板的表面供给所述处理液,
处理膜形成工序,通过利用所述固体形成单元使供给至所述基板的表面的所述处理液固化或硬化,在所述基板的表面形成保持存在于所述基板的表面的去除对象物且含有所述碱性成分的处理膜,
剥离工序,通过从所述纯水供给单元向所述基板的表面供给所述纯水而使所述纯水与所述处理膜接触,使所述处理膜中的所述碱性成分溶出到所述纯水而形成碱性水溶液,通过所述碱性水溶液使保持所述去除对象物的状态的所述处理膜从所述基板的表面剥离,
去除工序,通过在剥离所述处理膜后继续从所述纯水供给单元供给所述纯水,在所述处理膜保持所述去除对象物的状态下,将所述处理膜从所述基板的表面去除。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-234733 | 2018-12-14 | ||
JP2018234733A JP7116676B2 (ja) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 基板処理方法および基板処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111326456A true CN111326456A (zh) | 2020-06-23 |
Family
ID=68696235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911292029.0A Pending CN111326456A (zh) | 2018-12-14 | 2019-12-16 | 基板处理方法以及基板处理装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20200194281A1 (zh) |
EP (1) | EP3667703A1 (zh) |
JP (1) | JP7116676B2 (zh) |
KR (1) | KR102393130B1 (zh) |
CN (1) | CN111326456A (zh) |
SG (1) | SG10201911998QA (zh) |
TW (1) | TWI740294B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115003042A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-09-02 | 胜宏科技(惠州)股份有限公司 | 一种氨水辅助退膜方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7227757B2 (ja) * | 2018-05-31 | 2023-02-22 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
JP7116676B2 (ja) * | 2018-12-14 | 2022-08-10 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
JP2020096115A (ja) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | メルク、パテント、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツングMerck Patent GmbH | 基板洗浄液、これを用いる洗浄された基板の製造方法およびデバイスの製造方法 |
KR20210009466A (ko) * | 2019-07-16 | 2021-01-27 | 삼성전자주식회사 | 기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법 |
TWI794774B (zh) * | 2020-03-24 | 2023-03-01 | 日商斯庫林集團股份有限公司 | 基板處理方法及基板處理裝置 |
JP7324339B1 (ja) | 2022-05-24 | 2023-08-09 | セメス カンパニー,リミテッド | 基板処理方法 |
US11925963B2 (en) | 2022-05-27 | 2024-03-12 | Semes Co., Ltd. | Method for treating a substrate |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5586734B2 (ja) | 2012-08-07 | 2014-09-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板洗浄装置、基板洗浄システム、基板洗浄方法および記憶媒体 |
JP5977727B2 (ja) * | 2013-11-13 | 2016-08-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板洗浄方法、基板洗浄システムおよび記憶媒体 |
JP6308910B2 (ja) | 2013-11-13 | 2018-04-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板洗浄方法、基板洗浄システムおよび記憶媒体 |
WO2017056746A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | Jsr株式会社 | 半導体基板洗浄用膜形成組成物及び半導体基板の洗浄方法 |
JP6951229B2 (ja) * | 2017-01-05 | 2021-10-20 | 株式会社Screenホールディングス | 基板洗浄装置および基板洗浄方法 |
JP6994307B2 (ja) * | 2017-03-27 | 2022-01-14 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理装置および基板処理方法 |
TWI755609B (zh) * | 2017-09-22 | 2022-02-21 | 日商斯庫林集團股份有限公司 | 基板洗淨方法及基板洗淨裝置 |
JP7008489B2 (ja) * | 2017-12-05 | 2022-01-25 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
JP7013221B2 (ja) * | 2017-12-11 | 2022-01-31 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
JP7227757B2 (ja) * | 2018-05-31 | 2023-02-22 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
EP3576133B1 (en) * | 2018-05-31 | 2023-11-22 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Substrate processing method |
JP7116676B2 (ja) * | 2018-12-14 | 2022-08-10 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
-
2018
- 2018-12-14 JP JP2018234733A patent/JP7116676B2/ja active Active
-
2019
- 2019-11-25 US US16/693,465 patent/US20200194281A1/en not_active Abandoned
- 2019-11-25 EP EP19211085.6A patent/EP3667703A1/en active Pending
- 2019-12-03 TW TW108144021A patent/TWI740294B/zh active
- 2019-12-11 SG SG10201911998QA patent/SG10201911998QA/en unknown
- 2019-12-11 KR KR1020190164875A patent/KR102393130B1/ko active IP Right Grant
- 2019-12-16 CN CN201911292029.0A patent/CN111326456A/zh active Pending
-
2022
- 2022-08-05 US US17/882,077 patent/US20220392780A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115003042A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-09-02 | 胜宏科技(惠州)股份有限公司 | 一种氨水辅助退膜方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200074024A (ko) | 2020-06-24 |
EP3667703A1 (en) | 2020-06-17 |
JP7116676B2 (ja) | 2022-08-10 |
US20220392780A1 (en) | 2022-12-08 |
TWI740294B (zh) | 2021-09-21 |
KR102393130B1 (ko) | 2022-04-29 |
TW202030776A (zh) | 2020-08-16 |
US20200194281A1 (en) | 2020-06-18 |
JP2020096141A (ja) | 2020-06-18 |
SG10201911998QA (en) | 2020-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110556314B (zh) | 衬底处理方法及衬底处理装置 | |
JP7116676B2 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP7227757B2 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP7461529B2 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
CN110556315B (zh) | 衬底处理方法及衬底处理装置 | |
TWI831134B (zh) | 基板處理方法及基板處理裝置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |