CN114420551A - 基板处理方法和基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理方法和基板处理装置，能够抑制在液处理中使基板被污染。基于本公开的一个方式的基板处理方法包括处理液喷出工序和混合流体喷出工序。在处理液喷出工序中，向基板喷出将硫酸和过氧化氢水溶液混合生成的处理液。在混合流体喷出工序中，向被喷出有处理液的基板喷出将处理液与蒸汽状或雾状的纯水混合生成的混合流体。

Description

基板处理方法和基板处理装置
技术领域
公开的实施方式涉及一种基板处理方法和基板处理装置。
背景技术
以往，已知一种通过SPM(Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture：硫酸过氧化氢混合物)处理来去除形成于半导体晶圆(下面也称为晶圆。)等基板上的抗蚀剂膜的技术。通过向基板上的抗蚀剂膜供给将硫酸与过氧化氢水溶液混合生成的SPM液来进行该SPM处理(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-27245号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供一种能够抑制在液处理中使基板被污染的技术。
用于解决问题的方案
基于本公开的一个方式的基板处理方法包括处理液喷出工序和混合流体喷出工序。在处理液喷出工序中，向基板喷出处理液。在混合流体喷出工序中，向被喷出有所述处理液的所述基板喷出将所述处理液与蒸汽状或雾状的纯水混合生成的混合流体。
发明的效果
根据本公开，能够抑制在液处理中使基板被污染。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构的示意图。
图2是表示实施方式所涉及的处理单元的结构例的示意图。
图3是表示实施方式所涉及的喷嘴的结构例的截面图。
图4是表示实施方式所涉及的基板处理的一个工序的示意图。
图5是表示实施方式所涉及的基板处理的一个工序的示意图。
图6是表示实施方式所涉及的基板处理的一个工序的示意图。
图7是表示实施方式所涉及的基板处理的一个工序的示意图。
图8是表示实施方式所涉及的基板处理的一个工序的示意图。
图9是表示实施方式所涉及的基板处理的一个工序的示意图。
图10是表示实施方式的变形例1所涉及的处理单元的结构例的示意图。
图11是表示实施方式的变形例2所涉及的处理单元的结构例的示意图。
图12是表示实施方式的变形例2所涉及的基板处理的一个工序的示意图。
图13是表示实施方式的变形例2所涉及的基板处理的一个工序的示意图。
图14是表示实施方式的变形例3所涉及的基板处理的一个工序的示意图。
图15是表示实施方式的变形例3所涉及的基板处理的一个工序的示意图。
图16是表示实施方式所涉及的基板处理系统执行的基板处理的过程的流程图。
图17是表示实施方式的变形例1所涉及的基板处理系统执行的基板处理的过程的流程图。
图18是表示实施方式的变形例2所涉及的基板处理系统执行的基板处理的过程的流程图。
附图标记说明
W：晶圆(基板的一例)；Wc：中心部；We：周缘部；Wm：中间部；1：基板处理系统(基板处理装置的一例)；16：处理单元；18：控制部；31：保持部；41a：喷嘴(液喷出部的一例)；41b，41c：喷嘴；44：SPM液供给部(第一供给部的一例)；45：水蒸气供给部(第二供给部的一例)；45A：水雾供给部(第二供给部的另一例)；46：冲洗液供给部；47：SPM液供给路径；48：水蒸气供给路径；48A：水雾供给路径；49：过氧化氢供给部。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明本申请公开的基板处理方法和基板处理装置的实施方式。此外，并不通过下面示出的各实施方式来限定本公开。另外，需要留意的是，附图是示意性的，各要素的尺寸关系、各要素的比率等有时与现实不同。并且，有时在附图的彼此间也包含彼此的尺寸关系、比率不同的部分。
以往，已知一种通过SPM(Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture：硫酸过氧化氢混合物)处理来去除形成于半导体晶圆(下面也称为晶圆。)等基板上的抗蚀剂膜的技术。通过向基板上的抗蚀剂膜供给将硫酸与过氧化氢水溶液混合生成的SPM液来进行所述SPM处理。
另外，在现有技术中公开有以下一种技术：在向基板喷出SPM液之前向基板喷出高温的水蒸气，在高温环境下进行SPM处理，由此高效地进行SPM处理。
另一方面，在上述的现有技术中，在水蒸气中混入有杂质的情况下，存在混入的杂质附着于基板而使基板被污染的风险。
因此，期待一种能够克服上述的问题点而能够抑制在SPM处理等液处理中使基板被污染的技术。
<基板处理系统的概要>
首先，参照图1来说明实施方式所涉及的基板处理系统1的概要结构。图1是表示实施方式所涉及的基板处理系统1的概要结构的图。此外，基板处理系统1是基板处理装置的一例。下面，为了明确位置关系，规定相互正交的X轴、Y轴以及Z轴，并将铅垂向上的方向设为Z轴正方向。
如图1所示，基板处理系统1具备搬入搬出站2和处理站3。搬入搬出站2与处理站3邻接地设置。
搬入搬出站2具备承载件载置部11和搬送部12。在承载件载置部11载置以水平状态收容多张基板、在实施方式中收容半导体晶圆W(下面称为晶圆W。)的多个承载件C。
搬送部12与承载件载置部11邻接地设置，搬送部12在内部具备基板搬送装置13和交接部14。基板搬送装置13具备用于保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板搬送装置13能够沿水平方向及铅垂方向移动，并且能够以铅垂轴为中心回转，基板搬送装置13使用晶圆保持机构来在承载件C与交接部14之间进行晶圆W的搬送。
处理站3与搬送部12邻接地设置。处理站3具备搬送部15和多个处理单元16。处理单元16是基板处理部的一例。多个处理单元16并列地设置于搬送部15的两侧。
搬送部15在内部具备基板搬送装置17。基板搬送装置17具备用于保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板搬送装置17能够沿水平方向及铅垂方向移动，并且能够以铅直轴为中心回转，基板搬送装置17使用晶圆保持机构来在交接部14与处理单元16之间进行晶圆W的搬送。
处理单元16对由基板搬送装置17搬送的晶圆W进行规定的基板处理。后面叙述所述处理单元16的详情。
另外，基板处理系统1具备控制装置4。控制装置4例如是计算机，控制装置4具备控制部18和存储部19。在存储部19中保存有用于控制在基板处理系统1中执行的各种处理的程序。控制部18通过读取并执行存储部19中存储的程序，来控制基板处理系统1的动作。
此外，所述的程序也可以是记录在计算机可读取的存储介质中并从该存储介质安装到控制装置4的存储部19的程序。作为计算机可读取的存储介质，例如有硬盘(HD)、软盘(FD)、压缩光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。
在上述那样构成的基板处理系统1中，首先，搬入搬出站2的基板搬送装置13从载置于承载件载置部11的承载件C取出晶圆W，并将取出的晶圆W载置于交接部14。由处理站3的基板搬送装置17从交接部14取出被载置于交接部14的晶圆W，并搬入处理单元16。
在由处理单元16对被搬入到处理单元16的晶圆W进行处理之后，由基板搬送装置17将该晶圆W从处理单元16搬出，并载置于交接部14。然后，由基板搬送装置13将被载置于交接部14的已处理的晶圆W返回到承载件载置部11的承载件C。
<处理单元的结构>
接着，参照图2和图3来说明处理单元16的结构。图2是表示实施方式所涉及的处理单元16的结构例的示意图。如图2所示，处理单元16具备腔室20、液处理部30、液供给部40以及回收杯50。
腔室20收容液处理部30、液供给部40以及回收杯50。在腔室20的顶部设置有FFU(Fan Filter Unit：风机过滤单元)21。FFU 21用于在腔室20内形成下降气流。
液处理部30具备保持部31、支柱部32以及驱动部33，液处理部30用于对被载置的晶圆W实施液处理。保持部31水平地保持晶圆W。支柱部32是沿铅垂方向延伸的构件，其基端部被驱动部33以能够旋转的方式支承，在其前端部水平地支承保持部31。驱动部33用于使支柱部32绕铅垂轴旋转。
所述的液处理部30通过使用驱动部33使支柱部32旋转，来使被支承于支柱部32的保持部31旋转，由此使保持于保持部31的晶圆W旋转。
在液处理部30具备的保持部31的上表面设置有从侧面保持晶圆W的保持构件31a。晶圆W被该保持构件31a以稍远离保持部31的上表面的状态水平保持。此外，将晶圆W以要被进行基板处理的表面朝向上方的状态保持于保持部31。
液供给部40对晶圆W供给处理液。液供给部40具备：喷嘴41a、41b；臂42a、42b，所述臂42a、42b分别水平地支承所述的喷嘴41a、41b；以及回转升降机构43a、43b，所述回转升降机构43a、43b各自使臂42a、42b回转及升降。喷嘴41a是液喷出部的一例。
喷嘴41a例如是条状喷嘴(日语：バーノズル)，通过SPM液供给路径47来与SPM液供给部44连接，并且通过水蒸气供给路径48来与水蒸气供给部45连接。SPM液供给部44是第一供给部的一例，水蒸气供给部45是第二供给部的一例。
从SPM液供给部44供给的SPM液是处理液的一例，是将硫酸(H2SO4)与过氧化氢水溶液(H2O2)以给定的比例(例如H2SO4：H2O2＝10：1)混合生成的药液。SPM液例如被使用于去除形成于晶圆W的表面的抗蚀剂膜的去除处理。
SPM液供给部44具有硫酸供给源44a、阀44b、流量调整器44c、过氧化氢供给源44d、阀44e、流量调整器44f以及合流部44g。
硫酸供给源44a通过阀44b及流量调整器44c来向合流部44g供给被保持为给定的温度(例如120℃)的硫酸。流量调整器44c调整向合流部44g供给的硫酸的流量。
过氧化氢供给源44d通过阀44e及流量调整器44f来向合流部44g供给过氧化氢水溶液。流量调整器44f调整向合流部44g供给的过氧化氢水溶液的流量。另外，合流部44g与SPM液供给路径47连接。
而且，将硫酸与过氧化氢水溶液在合流部44g混合生成的SPM液通过SPM液供给路径47被供给到喷嘴41a。此外，由于硫酸与过氧化氢水溶液混合时生热，因此SPM液在到达喷嘴41a的时间点升温至比硫酸的温度高的温度(例如140℃)。
水蒸气供给部45具有DIW供给源45a、蒸汽生成机构45b、阀45c以及流量调整器45d。
DIW供给源45a用于向蒸汽生成机构45b供给DIW(De Ionized Water：去离子水)。蒸汽生成机构45b以从DIW供给源45a供给的DIW为原料，来生成水蒸气V(参照图5)。水蒸气V是蒸汽状的纯水的一例。
流量调整器45d调整通过阀45c向水蒸气供给路径48供给的水蒸气V的流量。而且，在水蒸气供给部45生成的水蒸气V通过水蒸气供给路径48被供给到喷嘴41a。
图3是表示实施方式所涉及的喷嘴41a的结构例的截面图。如图3所示，在喷嘴41a的内部，沿喷嘴41a的长边方向排列地插通有1条SPM液供给路径47和2条水蒸气供给路径48。
另外，在形成于喷嘴41a的下表面的喷出口61与SPM液供给路径47之间连接有喷出路径62，在喷出口61与水蒸气供给路径48之间连接有喷出路径63。
即，通过喷出路径62来向喷嘴41a的喷出口61供给SPM液(在下面的附图中记载为SPM。)，并且通过喷出路径63来向喷嘴41a的喷出口61供给水蒸气V。
而且，在实施方式所涉及的喷嘴41a中，将SPM液与水蒸气V在喷出口61混合来生成混合流体M。即，在本公开中，混合流体M是SPM液与水蒸气V在自被从喷嘴41a喷出起至到达晶圆W为止的期间混合生成的。此外，沿喷嘴41a的长边方向排列地配置有多个喷出口61。
由此，实施方式所涉及的喷嘴41a能够从多个喷出口61向晶圆W喷出将SPM液与水蒸气V混合生成的混合流体M。另外，在该混合流体M中，利用水蒸气V使SPM液进一步升温(例如160℃～200℃)。
因而，根据实施方式，使用SPM液被进行了升温的混合流体M来对晶圆W的表面进行处理，由此能够高效地去除形成于晶圆W的表面的抗蚀剂膜。
返回到图2的说明。喷嘴41b与冲洗液供给部46连接。从冲洗液供给部46供给的冲洗液R(参照图4)例如被使用于冲洗处理。实施方式所涉及的冲洗液R例如是过氧化氢水溶液、DIW、臭氧水溶液以及稀释氨水溶液等。
冲洗液供给部46具有冲洗液供给源46a、阀46b以及流量调整器46c。冲洗液供给源46a向喷嘴41b供给冲洗液R。流量调整器46c调整通过阀46b向喷嘴41b供给的冲洗液R的流量。
回收杯50被配置为包围保持部31，捕集因保持部31旋转而从晶圆W飞散的处理液。在回收杯50的底部形成有排液口51，由回收杯50捕集到的处理液从所述的排液口51被排出到处理单元16的外部。
另外，在回收杯50的底部形成有用于将从FFU 21供给的气体向处理单元16的外部排出的排气口52。
<基板处理的详情>
接着，参照图4～图9来说明实施方式所涉及的基板处理的详情。图4～图9是实施方式所涉及的基板处理的一个工序的示意图。
首先，如图4所示，控制部18(参照图1)使得用保持部31(参照图2)保持晶圆W。接着，控制部18使得将喷嘴41b配置于晶圆W的中心部Wc的上方，并且将喷嘴41a配置于晶圆W的上方且喷嘴41b的附近。
然后，控制部18使得晶圆W以给定的转速旋转，并且从喷嘴41b向晶圆W的中心部Wc喷出冲洗液R。即，控制部18使得冲洗液R被以以下方式供给，与晶圆W接触时扩展的冲洗液R会到达晶圆W的中心。由此，控制部18使得在晶圆W的表面整体形成冲洗液R的液膜。
在此，在实施方式中，在前一次的晶圆处理中使用的水蒸气V在水蒸气供给路径48(参照图2)的内部结露，有时所述的结露的水滴会从喷嘴41a直接下落到晶圆W的表面。
而且，在实施方式中，有时会因蒸汽生成机构45b(参照图2)等而在水蒸气V中混入杂质，因此存在残留在水蒸气供给路径48中的水滴中也含有多的杂质的风险。因此，当水滴直接下落到晶圆W的表面时，存在晶圆W被所滴落的水滴中含有的杂质污染的风险。
然而，在实施方式中，在晶圆W的表面整体预先形成有冲洗液R的液膜，因此能够使水滴中含有的杂质不直接附着于晶圆W的表面而使其从晶圆W飞散出。
即，在实施方式中，能够抑制水蒸气供给路径48中残留的杂质直接附着于晶圆W的表面。因而，根据实施方式，通过在晶圆W的表面整体预先形成冲洗液R的液膜，能够抑制晶圆W被水蒸气V中含有的杂质污染。
另外，如图5所示，控制部18也可以使得从喷嘴41a向形成有冲洗液R的液膜的晶圆W的表面喷出水蒸气V。即，在图5所示的处理中，不对喷嘴41a供给SPM液，而仅供给水蒸气V。
由此，能够将在水蒸气供给路径48的内部结露生成的水滴与水蒸气V一起从水蒸气供给路径48可靠地推出。因而，根据实施方式，能够进一步抑制晶圆W被水蒸气V中含有的杂质污染。
另外，在实施方式中，能够通过从喷嘴41a向形成有冲洗液R的液膜的晶圆W的表面喷出水蒸气V，来将喷嘴41a及水蒸气供给路径48升温。由此，能够抑制在之后的处理中从喷嘴41a喷出水蒸气V时所述的水蒸气V结露。
因而，根据实施方式，能够进一步抑制晶圆W被水蒸气V中含有的杂质污染。
另外，在实施方式中，通过利用水蒸气V预先将喷嘴41a和水蒸气供给路径48升温，能够在之后的处理中从喷嘴41a喷出水蒸气V时促进温度的上升。
接着，如图6所示，在水蒸气供给路径48(参照图2)中残留的水滴被喷出到了外部的定时(例如从开始喷出水蒸气V起的10秒左右)，控制部18使得停止从喷嘴41a喷出水蒸气V。由此，控制部18能够去除水蒸气供给路径48中残留的水滴。
另外，控制部18使得与停止从喷嘴41a喷出水蒸气V同时，也停止从喷嘴41b喷出冲洗液R，并使所述喷嘴41b移动到等待位置。此外，在图6所示的处理中，在晶圆W的表面继续形成冲洗液R的液膜。
接着，如图7所示，控制部18使得晶圆W以给定的第一转速旋转，并且从喷嘴41a向形成有冲洗液R的液膜的晶圆W的表面喷出SPM液。例如，控制部18使得从形成有冲洗液R的液膜的晶圆W的中心直到周缘部被作为条状喷嘴的喷嘴41a供给SPM液。
即，在图7所示的处理中，不对喷嘴41a供给水蒸气V，而仅供给SPM液。由此，控制部18使得在晶圆W的表面形成SPM液的液膜。
在此，在实施方式中，向形成有冲洗液R的液膜的晶圆W的表面喷出SPM液，由此能够使粘性较大的SPM液快速地散布到晶圆W的表面整体。
即，在实施方式中，粘性大的SPM液不均匀地在晶圆W的表面扩展，由此能够抑制所述的SPM液在保持构件31a(参照图2)等发生液飞溅。因而，根据实施方式，能够抑制因所述的液飞溅而使晶圆W被污染。
接着，如图8所示，在SPM液散布到了晶圆W的表面整体的定时(例如从开始喷出SPM液起的3秒左右)，控制部18使得开始从喷嘴41a喷出混合流体M。例如，控制部18使得从晶圆W的中心直到周缘部被作为条状喷嘴的喷嘴41a供给混合流体M。
即，在图8所示的处理中，对喷嘴41a供给SPM液和水蒸气V双方。由此，控制部18使得在晶圆W的表面形成混合流体M的液膜。
而且，在实施方式中，利用被水蒸气V进行了升温的SPM液来对晶圆W进行SPM处理，因此能够高效地去除形成于晶圆W的表面的抗蚀剂膜。
另外，如图7和图8所示，在进行SPM处理时，控制部18使得首先先从喷嘴41a仅喷出SPM液，接着从喷嘴41a追加喷出水蒸气V。即，控制部18对形成有SPM液的液膜的晶圆W的表面追加喷出水蒸气V。
由此，控制部18能够使得水蒸气V中含有的杂质不直接附着于晶圆W的表面，而从晶圆W飞散出。
即，在实施方式中，能够抑制水蒸气V中含有的杂质直接附着于晶圆W的表面。因而，根据实施方式，能够抑制在SPM处理等液处理中使晶圆W被污染。
另外，在实施方式中，控制部18最好使得在进行SPM处理之前实施从喷嘴41a仅喷出水蒸气V的处理(参照图5)。由此，能够抑制在喷嘴41a中生成混合流体M时水蒸气供给路径48中残留的水滴与SPM液发生反应而暴沸从而发生液飞溅。
因而，根据实施方式，能够抑制因所述的液飞溅使晶圆W被污染。
另外，在实施方式中，在图8所示的混合流体M的喷出处理中，最好将晶圆W的转速设为比图7所示的SPM液的喷出处理中的第一转速小的第二转速。即，在实施方式中，最好以更大的第一转速实施SPM液的喷出处理，以更小的第二转速实施混合流体M的喷出处理。
像这样，通过以更大的第一转速实施SPM液的喷出处理，能够在晶圆W的表面整体快速地形成SPM液的液膜，因此能够快速地转移到混合流体M的喷出处理。
另外，通过以更小的第二转速实施混合流体M的喷出处理，能够延长晶圆W的表面与混合流体M的接触时间，因此能够进一步高效地去除形成于晶圆W的表面的抗蚀剂膜。
即，在实施方式中，以比第一转速小的第二转速实施混合流体M的喷出处理，由此能够在短的处理时间内高效地去除抗蚀剂膜。
此外，在实施方式中，也可以是，以更大的第一喷出流量实施图7所示的SPM液的喷出处理，以更小的第二喷出流量实施图8所示的混合流体M的喷出处理。由此也能够在短的处理时间内高效地去除抗蚀剂膜。
另外，在实施方式中，在结束图8所示的混合流体M的喷出处理时，最好相比于SPM液先停止供给水蒸气V。在假设相比于水蒸气V先停止了供给SPM液的情况下，存在含有杂质的水蒸气V直接附着于晶圆W的表面的可能性，因此存在晶圆W被污染的风险。
另一方面，在实施方式中，通过相比于SPM液先停止供给水蒸气V，能够抑制含有杂质的水蒸气V直接附着于晶圆W的表面。因而，根据实施方式，能够抑制晶圆W被水蒸气V中含有的杂质污染。
此外，在实施方式中，在结束混合流体M的喷出处理时，不限于相比于SPM液先停止供给水蒸气V的情况，也可以同时停止SPM液的供给和水蒸气V的供给。
由此也能够抑制含有杂质的水蒸气V直接附着于晶圆W的表面，因此能够抑制晶圆W被水蒸气V中含有的杂质污染。
在到此说明的混合流体M的喷出处理结束之后，如图9所示，控制部18使喷嘴41b移动到晶圆W的中心部Wc的上方，并从该喷嘴41b向晶圆W喷出冲洗液R。即，控制部18使得冲洗液R被以以下方式供给，与晶圆W接触时扩展的冲洗液R会到达晶圆W的中心。由此，控制部18实施晶圆W的冲洗处理。
此外，在实施方式中，也可以使用过氧化氢水溶液来进行图9所示的晶圆W的冲洗处理。即，在实施方式中，也可以将过氧化氢水溶液用作冲洗液R。由此，能够高效地实施晶圆W的冲洗处理。
然后，接着该冲洗处理，控制部18使得实施晶圆W的干燥处理(例如旋转干燥)等，一系列的基板处理完成。
此外，在上述的实施方式中，作为与水蒸气V一起成为混合流体M的原料的处理液，示出了使用SPM液的例子，但是本公开不限于该例。例如，作为与水蒸气V一起成为混合流体M的原料的处理液，也可以使用稀硫酸或硫酸与臭氧水的混合液、磷酸、SC1(氨与过氧化氢水溶液的混合液)、DHF(稀氢氟酸)或氟硝酸与过氧化氢水溶液的混合液等。
另一方面，通过使用SPM液作为与水蒸气V一起成为混合流体M的原料的处理液，能够在高温下实施SPM处理，因此能够高效地去除形成于晶圆W的表面的抗蚀剂膜。
<变形例1>
接着，参照图10～图15来说明实施方式的各种变形例。图10是表示实施方式的变形例1所涉及的处理单元16的结构例的示意图。
如图10所示，变形例1所涉及的处理单元16与实施方式的不同点在于，设置水雾供给部45A来代替水蒸气供给部45。因此，在后面的例子中，对与实施方式相同的部位标注相同的符号，并省略详细的说明。
喷嘴41a例如是条状喷嘴，通过SPM液供给路径47来与SPM液供给部44连接，并且通过水雾供给路径48A来与水雾供给部45A连接。水雾供给部45A是第二供给部的另一例。
从水雾供给部45A供给的水雾是雾状的纯水的一例，是将DIW与氮(N2)混合生成的。所述的水雾与实施方式的水蒸气V同样地被使用于SPM液的升温处理。
水雾供给部45A具有DIW供给源45a、阀45c、流量调整器45d、氮供给源45f、阀45g、流量调整器45h、混合器45i以及加热器45j。
DIW供给源45a通过阀45c及流量调整器45d来向混合器45i供给DIW。流量调整器45d调整向混合器45i供给的DIW的流量。
氮供给源45f通过阀45g及流量调整器45h来向混合器45i供给氮气。流量调整器45h调整向混合器45i供给的氮气的流量。
混合器45i具有作为雾化器的功能。在变形例1中，常温的液体状态的DIW与常温的氮气在混合器45i中混合时被雾化而成为水雾，并流出到下游侧的加热器45j。
加热器45j与水雾供给路径48A连接。而且，加热器45j将从混合器45i供给的水雾升温至给定的温度(例如100℃左右)，并将所述的升温后的水雾供给到水雾供给路径48A。
与实施方式的水蒸气V同样地，通过水雾供给路径48A被供给到喷嘴41a的水雾通过喷出路径63(参照图3)被从喷嘴41a的喷出口61(参照图3)喷出。由此，变形例1所涉及的处理单元16能够使将SPM液与水雾混合生成的混合流体M从喷嘴41a喷出到晶圆W。
另外，在变形例1中，雾状的DIW被喷射后与SPM液混合，因此使SPM液与水雾的混合迅速地完成来实现利用水合热进行的迅速升温。因而，根据变形例1，能够利用SPM液被进行了升温的混合流体M来高效地去除形成于晶圆W的表面的抗蚀剂膜。
而且，在变形例1中，与上述的实施方式同样，控制部18最好使得在喷出水雾之前在晶圆W的表面形成冲洗液R的液膜(参照图5)。由此，能够抑制水雾供给路径48A中残留的水雾结露而生成的水滴被直接喷出到晶圆W的表面。
因而，根据变形例1，能够抑制由所述的水滴引起的水垢等残留于晶圆W的表面，因此能够抑制晶圆W被所述的水垢等污染。
另外，在变形例1中，控制部18最好使得在进行SPM处理时，首先从喷嘴41a先仅喷出SPM液，接着从喷嘴41a追加喷出水雾(参照图7和图8)。即，控制部18最好使得对形成有SPM液的液膜的晶圆W的表面喷出水雾。
由此，控制部18能够抑制水雾中含有的水垢直接附着于晶圆W的表面。因而，根据变形例1，能够抑制晶圆W被所述的水垢等污染。
另外，在变形例1中，控制部18最好使得在进行SPM处理之前实施从喷嘴41a仅喷出水雾的处理(参照图5)。由此，能够抑制在喷嘴41a中生成混合流体M时水雾供给路径48A中残留的水滴与SPM液发生反应而暴沸从而发生液飞溅。
因而，根据变形例1，能够抑制因所述的液飞溅而使晶圆W被污染。
<变形例2>
图11是表示实施方式的变形例2所涉及的处理单元16的结构例的示意图。如图11所示，变形例2所涉及的处理单元16与实施方式的不同点在于，在臂42b还设置有喷嘴41c，并且设置有与所述的喷嘴41c连接的过氧化氢供给部49。
过氧化氢供给部49具有过氧化氢供给源49a、阀49b以及流量调整器49c。过氧化氢供给源49a通过阀49b和流量调整器49c来向喷嘴41c供给过氧化氢水溶液。流量调整器49c调整向喷嘴41c供给的过氧化氢水溶液的流量。
另外，在变形例2中，从冲洗液供给部46的冲洗液供给源46a向喷嘴41b供给DIW来作为冲洗液R(参照图13)。
图12和图13是表示实施方式的变形例2所涉及的基板处理的一个工序的示意图。此外，在变形例2所涉及的基板处理中，到图8所示的混合流体M的喷出处理为止的各种处理与实施方式相同，因此省略说明。
接着图8所示的混合流体M的喷出处理，如图12所示，控制部18使得喷嘴41c移动到晶圆W的中心部Wc的上方，并从所述的喷嘴41c向晶圆W喷出过氧化氢水溶液。由此，控制部18使得用过氧化氢水溶液来对晶圆W的表面进行处理。
由此，在变形例2中，在晶圆W的表面残留有在SPM处理中使用的SPM液中含有的硫(S)成分的情况下，能够通过使所述的硫成分与过氧化氢水溶液反应，来从晶圆W的表面去除硫成分。
接着，如图13所示，控制部18使得喷嘴41b移动到晶圆W的中心部的上方，并从所述的喷嘴41b向晶圆W喷出DIW、即冲洗液R。由此，控制部18实施晶圆W的冲洗处理。
另外，在变形例2中，能够通过所述的冲洗处理，来从晶圆W的表面去除与过氧化氢水溶液发生了反应的硫成分。
如到此说明的那样，在变形例2中，在混合流体M的喷出处理之后接着进行过氧化氢喷出处理及冲洗处理，由此能够使被实施了SPM处理等液处理的晶圆W的表面更洁净。
<变形例3>
图14和图15是表示实施方式的变形例3所涉及的基板处理的一个工序的示意图。此外，在变形例3所涉及的基板处理中，到图8所示的混合流体M的喷出处理为止的各种处理与实施方式相同，因此省略说明。
接着图8所示的混合流体M的喷出处理，如图14所示，控制部18使得喷嘴41b移动到晶圆W的中心部Wc与周缘部We之间的中间部Wm的上方，并从所述的喷嘴41b向晶圆W喷出冲洗液R。
即，控制部18使得冲洗液R被以以下方式供给，与晶圆W接触时扩展的冲洗液R会到达晶圆W的中间部Wm及周缘部We。由此，控制部18实施晶圆W的冲洗处理。
该晶圆W的中间部Wm例如是从晶圆W的周缘部We向中心部Wc远离了给定的距离(例如距周缘部We约50(mm)左右)的部位。
接着，如图15所示，控制部18使得喷嘴41b从晶圆W的中间部Wm的上方缓缓地移动到中心部Wc的上方，并且继续从所述的喷嘴41b喷出冲洗液R(所谓的扫入(scan in)动作)。由此，控制部18能够对晶圆W的中心部Wc也实施冲洗处理。
例如，在晶圆W的冲洗处理中，在针对紧接在SPM处理之后的温度非常高(例如200(℃)左右)的晶圆W、向晶圆W的中心部Wc喷出了室温的冲洗液R的情况下，晶圆W的中心部Wc与周缘部We的温度差将变得非常大。
因此，在该情况下，晶圆W的周缘部We大幅地伸展，另一方面，晶圆W的中心部Wc急剧地收缩，因此在冲洗处理的初始阶段，存在晶圆W发生抖动的风险。特别在使用了条状喷嘴的SPM处理中，晶圆W的中心部Wc与周缘部We的温度大致均等，因此存在在冲洗处理的初始阶段显著地发生所述的抖动的风险。
因此，在该变形例3中，在晶圆W的冲洗处理中，首先针对晶圆W的比中心部Wc靠近周缘部We的中间部Wm喷出冲洗液R。由此，能够在冲洗处理的初始阶段减小晶圆W的中心部Wc与周缘部We的温度差。
因而，根据变形例3，能够在紧接在使用条状喷嘴进行的SPM处理之后进行的冲洗处理的初始阶段抑制晶圆W发生抖动。
此外，在图14和图15的例子中，示出了以扫入动作来进行紧接在晶圆W为高温状态的SPM处理之后进行的冲洗处理的例子，但是本公开不限于所述的例子。例如，也可以在紧接在晶圆W为高温状态的SPM处理之后进行的利用过氧化氢水溶液进行的硫成分的去除处理中，以扫入动作进行过氧化氢水溶液的喷出。
实施方式所涉及的基板处理装置(基板处理系统1)具备保持部31、液喷出部(喷嘴41a)、第一供给部(SPM液供给部44)、第二供给部(水蒸气供给部45、水雾供给部45A)以及控制部18。保持部31用于保持基板(晶圆W)。液喷出部(喷嘴41a)用于向保持于保持部31的基板(晶圆W)喷出流体。第一供给部(SPM液供给部44)用于向液喷出部(喷嘴41a)供给将硫酸与过氧化氢水溶液混合生成的处理液(SPM液)。第二供给部(水蒸气供给部45、水雾供给部45A)用于向液喷出部(喷嘴41a)供给蒸汽状或雾状的纯水。控制部18控制各部。另外，控制部18使得从液喷出部(喷嘴41a)向保持于保持部31的基板(晶圆W)喷出处理液(SPM液)。并且，控制部18使得从液喷出部(喷嘴41a)向被喷出有处理液(SPM液)的基板(晶圆W)喷出将处理液(SPM液)与蒸汽状或雾状的纯水混合生成的混合流体M。由此，能够抑制在SPM处理中使晶圆W被污染。
<基板处理的过程>
接着，参照图16～图18来说明实施方式及各种变形例所涉及的基板处理的过程。图16是表示实施方式所涉及的基板处理系统1执行的基板处理的过程的流程图。
首先，控制部18控制处理单元16等，来用保持部31保持晶圆W(步骤S101)。然后，控制部18控制冲洗液供给部46等，来向旋转的晶圆W喷出冲洗液R。由此，控制部18使得在晶圆W的表面形成冲洗液R的液膜(步骤S102)。
接着，控制部18控制水蒸气供给部45等，来向晶圆W喷出水蒸气V(步骤S103)。由此，控制部18使得将水蒸气供给路径48中残留的水滴喷出到外部。
接着，控制部18控制水蒸气供给部45以及冲洗液供给部46等，来停止对晶圆W喷出冲洗液R和水蒸气V(步骤S104)。然后，控制部18控制SPM液供给部44等，来向晶圆W喷出SPM液(步骤S105)。
接着，控制部18控制SPM液供给部44以及水蒸气供给部45等，来向喷嘴41a供给SPM液和水蒸气V双方，由此向晶圆W喷出混合流体M(步骤S106)。
接着，控制部18控制水蒸气供给部45等，来停止从喷嘴41a喷出水蒸气V(步骤S107)，之后控制部18控制SPM液供给部44等，来停止从喷嘴41a喷出SPM液(步骤S108)。
接着，控制部18控制冲洗液供给部46等，来实施利用冲洗液R对晶圆W进行的冲洗处理(步骤S109)。此外，也可以使喷嘴41b以扫入动作进行所述的步骤S109的处理。然后，控制部18控制处理单元16，来实施对晶圆W的干燥处理(例如旋转干燥)(步骤S110)，一系列的基板处理完成。
图17是表示实施方式的变形例1所涉及的基板处理系统1执行的基板处理的过程的流程图。
首先，控制部18控制处理单元16等，来用保持部31保持晶圆W(步骤S201)。然后，控制部18控制冲洗液供给部46等，来向旋转的晶圆W喷出冲洗液R。由此，控制部18使得在晶圆W的表面形成冲洗液R的液膜(步骤S202)。
接着，控制部18控制水雾供给部45A等，来向晶圆W喷出水雾(步骤S203)。由此，控制部18使得将水雾供给路径48A中残留的水滴喷出到外部。
接着，控制部18控制水雾供给部45A以及冲洗液供给部46等，来停止对晶圆W喷出冲洗液R和水雾(步骤S204)。然后，控制部18控制SPM液供给部44等，来向晶圆W喷出SPM液(步骤S205)。
接着，控制部18控制SPM液供给部44以及水雾供给部45A等，来向喷嘴41a供给SPM液和水雾双方，由此向晶圆W喷出混合流体M(步骤S206)。
接着，控制部18控制水雾供给部45A等，来停止从喷嘴41a喷出水雾(步骤S207)，之后控制部18控制SPM液供给部44等，来停止从喷嘴41a喷出SPM液(步骤S208)。
接着，控制部18控制冲洗液供给部46等，来实施利用冲洗液R对晶圆W进行的冲洗处理(步骤S209)。此外，也可以使喷嘴41b以扫入动作来进行所述的步骤S209的处理。然后，控制部18控制处理单元16，来实施对晶圆W的干燥处理(例如旋转干燥)(步骤S210)，一系列的基板处理完成。
图18是表示实施方式所涉及的基板处理系统1执行的基板处理的过程的流程图。
首先，控制部18控制处理单元16等，来用保持部31保持晶圆W(步骤S301)。然后，控制部18控制冲洗液供给部46等，来向旋转的晶圆W喷出冲洗液R。由此，控制部18使得在晶圆W的表面形成冲洗液R的液膜(步骤S302)。
接着，控制部18控制水蒸气供给部45等，来向晶圆W喷出水蒸气V(步骤S303)。由此，控制部18使得将水蒸气供给路径48中残留的水滴喷出到外部。
接着，控制部18控制水蒸气供给部45以及冲洗液供给部46等，来停止对晶圆W喷出冲洗液R和水蒸气V(步骤S304)。然后，控制部18控制SPM液供给部44等，来向晶圆W喷出SPM液(步骤S305)。
接着，控制部18控制SPM液供给部44以及水蒸气供给部45等，来向喷嘴41a供给SPM液和水蒸气V双方，由此向晶圆W喷出混合流体M(步骤S306)。
接着，控制部18控制水蒸气供给部45等，来停止从喷嘴41a喷出水蒸气V(步骤S307)，之后控制部18控制SPM液供给部44等，来停止从喷嘴41a喷出SPM液(步骤S308)。
接着，控制部18控制过氧化氢供给部49等，来向晶圆W喷出过氧化氢水溶液(步骤S309)。此外，也可以使喷嘴41c以扫入动作进行所述的步骤S309的处理。然后，控制部18控制冲洗液供给部46等，来实施利用DIW即冲洗液R对晶圆W进行的冲洗处理(步骤S310)。
接着，控制部18控制处理单元16，来实施对晶圆W的干燥处理(例如旋转干燥)(步骤S311)，一系列的基板处理完成。
实施方式所涉及的基板处理方法包括处理液喷出工序(步骤S105、S205、S305)和混合流体喷出工序(步骤S106、S206、S306)。在处理液喷出工序(步骤S105、S205、S305)中，向基板(晶圆W)喷出将硫酸与过氧化氢水溶液混合生成的处理液(SPM液)。在混合流体喷出工序(步骤S106、S206、S306)中，向被喷出有处理液(SPM液)的基板(晶圆W)喷出将处理液(SPM液)与蒸汽状或雾状的纯水混合生成的混合流体M。由此，能够抑制在SPM处理等液处理中使晶圆W被污染。
另外，在实施方式所涉及的基板处理方法中，还包括液膜形成工序(步骤S102、S202、S302)和纯水喷出工序(步骤S103、S203、S303)。在液膜形成工序(步骤S102、S202、S302)中，向基板(晶圆W)喷出冲洗液R来在基板(晶圆W)的表面形成冲洗液R的液膜。在纯水喷出工序(步骤S103、S203、S303)中，向形成于基板(晶圆W)的表面的冲洗液R的液膜喷出蒸汽状或雾状的纯水。而且，处理液喷出工序(步骤S105、S205、S305)在纯水喷出工序(步骤S103、S203、S303)之后进行。由此，能够抑制晶圆W被杂质、水垢等污染。
另外，在实施方式所涉及的基板处理方法中，针对形成有冲洗液R的液膜的基板(晶圆W)的表面进行处理液喷出工序(步骤S105、S205、S305)。由此能够抑制因液飞溅而使晶圆W被污染。
另外，在实施方式所涉及的基板处理方法中，冲洗液R是过氧化氢水溶液。由此，能够高效地实施晶圆W的冲洗处理。
另外，实施方式所涉及的基板处理方法还包括过氧化氢喷出工序(步骤S309)和冲洗工序(步骤S310)。过氧化氢喷出工序(步骤S309)在混合流体喷出工序(步骤S306)之后，向基板(晶圆W)喷出过氧化氢水溶液。冲洗工序(步骤S310)在过氧化氢喷出工序(步骤S309)之后，向基板(晶圆W)喷出纯水即冲洗液R。由此，能够使被实施了SPM处理等液处理的晶圆W的表面更洁净。
另外，在实施方式所涉及的基板处理方法中，在处理液喷出工序(步骤S105、S205、S305)中，基板(晶圆W)以第一转速旋转。另外，在混合流体喷出工序(步骤S106、S206、S306)中，基板(晶圆W)以比第一转速小的第二转速旋转。由此，能够在短的处理时间内高效地去除抗蚀剂膜。
另外，在实施方式所涉及的基板处理方法中，在结束混合流体喷出工序(步骤S106、S206、S306)时，相比于处理液(SPM液)，先停止供给蒸汽状或雾状的纯水。由此，能够抑制晶圆W被杂质、水垢等污染。
另外，在实施方式所涉及的基板处理方法中，混合流体M是处理液(SPM液)与蒸汽状或雾状的纯水在自被从喷嘴41a喷出起至到达基板(晶圆W)为止的期间混合生成的。由此，能够向晶圆W供给高温的混合流体M。
另外，在实施方式所涉及的基板处理方法中，从基板(晶圆W)的中心直到周缘部被供给混合流体M，冲洗液R被以以下方式供给，与基板(晶圆W)接触时扩展的冲洗液R会到达基板(晶圆W)的中心。由此，能够高效地实施SPM处理等液处理。
另外，实施方式所涉及的基板处理方法还包括冲洗工序(S109、S209)，该冲洗工序(S109、S209)在混合流体喷出工序(步骤S106、S206、S306)之后，向基板(晶圆W)喷出冲洗液。另外，在冲洗工序(S109、S209)中，首先朝向基板(晶圆W)的中心部Wc与周缘部We之间的中间部Wm喷出冲洗液，接着使冲洗液的喷出位置朝向基板(晶圆W)的中心部Wc缓缓移动。由此，能够在冲洗处理的初始阶段抑制晶圆W发生抖动。
另外，在实施方式所涉及的基板处理方法中，处理液是将硫酸与过氧化氢水溶液混合生成的SPM液。由此，能够高效地去除形成于晶圆W的表面的抗蚀剂膜。
以上，说明了本公开的实施方式，但是本公开并不限定于上述的实施方式，只要不脱离其主旨，能够进行各种变更。例如，在上述的实施方式中，示出了在利用混合流体M进行的SPM处理之后实施冲洗处理和干燥处理的例子，但是也可以在SPM处理与冲洗处理之间实施清洗处理等。例如能够通过向晶圆W的表面喷出SC-1(氨与过氧化氢水溶液的混合液)来实施所述的清洗处理。
另外，在上述的实施方式中，示出了实施旋转干燥来作为干燥处理的例子，但是也可以在向晶圆W的表面喷出了干燥液(例如IPA(异丙醇))之后实施旋转干燥。
应认为本次公开的实施方式的所有点均为例示而非限制性的。能够实际地通过多种方式来具体实现上述的实施方式。另外，也可以不脱离所附的权利要求的范围及其主旨地对上述的实施方式以各种方式进行省略、置换、变更。

Claims (12)

1.一种基板处理方法，包括：
处理液喷出工序，向基板喷出处理液；
混合流体喷出工序，向被喷出有所述处理液的所述基板喷出将所述处理液与蒸汽状或雾状的纯水混合生成的混合流体。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，还包括：
液膜形成工序，向所述基板喷出冲洗液来在所述基板的表面形成冲洗液的液膜；以及
纯水喷出工序，向形成于所述基板的表面的冲洗液的液膜喷出蒸汽状或雾状的纯水，
所述处理液喷出工序在所述纯水喷出工序之后进行。
3.根据权利要求2所述的基板处理方法，其特征在于，
对形成有冲洗液的液膜的所述基板的表面进行所述处理液喷出工序。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
冲洗液是过氧化氢水溶液。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括：
过氧化氢喷出工序，所述过氧化氢喷出工序在所述混合流体喷出工序之后，向所述基板喷出过氧化氢水溶液；
冲洗工序，在所述过氧化氢喷出工序之后，向所述基板喷出作为纯水的冲洗液。
6.根据权利要求1～3中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述处理液喷出工序中，所述基板以第一转速旋转，
在所述混合流体喷出工序中，所述基板以比所述第一转速小的第二转速旋转。
7.根据权利要求1～3中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
在结束所述混合流体喷出工序时，相比于所述处理液，先停止供给蒸汽状或雾状的纯水。
8.根据权利要求1～3中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
所述混合流体是所述处理液与蒸汽状或雾状的纯水在被从喷嘴喷出起至到达所述基板为止的期间混合生成的。
9.根据权利要求1～3中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
从所述基板的中心直到周缘部被供给所述混合流体，
冲洗液被以以下方式供给，与所述基板接触时扩展的冲洗液会到达所述基板的中心。
10.根据权利要求1～3中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括冲洗工序，在所述混合流体喷出工序之后，向所述基板喷出冲洗液，
在所述冲洗工序中，首先朝向所述基板的中心部与周缘部之间的中间部喷出冲洗液，接着使冲洗液的喷出位置朝向所述基板的中心部缓缓移动。
11.根据权利要求1～3中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
所述处理液是将硫酸和过氧化氢水溶液混合生成的SPM液。
12.一种基板处理装置，具备：
保持部，其用于保持基板；
液喷出部，其向保持于所述保持部的所述基板喷出流体；
第一供给部，其向所述液喷出部供给处理液；
第二供给部，其向所述液喷出部供给蒸汽状或雾状的纯水；以及
控制部，其控制各部，
其中，所述控制部使得从所述液喷出部向保持于所述保持部的所述基板喷出所述处理液，
所述控制部使得从所述液喷出部向被喷出有所述处理液的所述基板喷出将所述处理液与蒸汽状或雾状的纯水混合生成的混合流体。
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