JP2011124313A

JP2011124313A - 基板処理システム、基板処理装置、基板処理方法及び基板処理プログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP2011124313A
Application number: JP2009279313A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kamikawa; 裕二上川; Takayuki Toshima; 孝之戸島; Atsushi Yanagihara; 敦柳原
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-23

Abstract

【課題】基板の洗浄時において基板の回路パターンの倒壊を防止すること。
【解決手段】本発明では、基板の回路パターンを形成した表面を洗浄液で洗浄した後に、洗浄後の基板の表面をリンス液でリンス処理し、その後、基板の回路パターンの間に形成される凹部に残留するリンス液を充填剤で置換して凹部を充填剤で充填固化した後に、基板の表面から充填剤を除去することにした。また、前記充填剤としてポリマーを用い、前記除去工程でプラズマ処理により充填剤としてのポリマーを除去することにした。また、前記充填剤としてフォトレジストを用い、前記除去工程で現像処理により充填剤としてのフォトレジストを除去することにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板処理システム、基板処理装置、基板処理方法及び基板処理プログラムを記録した記録媒体に関するものである。

従来より、半導体部品やフラットディスプレイなどを製造する場合には、半導体ウエハや液晶基板などの基板の表面に回路パターンを形成した後に、基板処理装置を用いて基板の表面を洗浄している。

そして、基板処理装置では、基板を回転させながら基板の表面に洗浄液を供給して洗浄液で基板の表面を洗浄処理し、その後、回転する基板の表面にリンス液を供給してリンス液で基板の表面をリンス処理し、その後、基板を高速で回転することによって基板の表面からリンス液を除去する乾燥処理を行っている（たとえば、特許文献１参照。）。

この乾燥処理においては、基板の表面に形成された回路パターンの間に凹部が形成されているために、この凹部に残留するリンス液を排出除去させなければならない。

特開２００９−２３８８９９号公報

ところが、近年、電子機器のさらなる小型化・高機能化に伴って、基板の表面に形成される回路パターンの幅や間隔が非常に狭く微細化されており、回路パターンのアスペクト比（高さ／幅）が非常に高くなってきている。

このように回路パターンのアスペクト比が高くなると、上記従来の基板処理装置においては、回路パターンの間に残留するリンス液を排出除去する際に、回路パターンに作用するリンス液の表面張力の影響が大きくなり、リンス液の表面張力によって高アスペクト比の回路パターンが倒壊してしまうおそれがある。

そこで、本発明では、基板処理システムにおいて、基板の回路パターンを形成した表面を洗浄液で洗浄する洗浄手段と、洗浄後の基板の表面をリンス液でリンス処理するリンス手段と、

基板の回路パターンの間に形成される凹部に残留するリンス液を充填剤で置換して凹部を充填剤で充填固化する充填手段と、基板の表面から充填剤を除去する除去手段とを有することにした。

また、本発明では、基板処理装置において、基板の回路パターンを形成した表面を洗浄液で洗浄する洗浄手段と、洗浄後の基板の表面をリンス液でリンス処理するリンス手段と、基板の回路パターンの間に形成される凹部に残留するリンス液を充填剤で置換して凹部を充填剤で充填固化する充填手段とを有することにした。

また、本発明では、前記基板処理装置において、前記充填手段で充填した充填剤を基板の表面から除去する除去手段を有することにした。

また、本発明では、前記基板処理装置において、前記充填剤としてポリマーを用い、前記除去手段でプラズマ処理により充填剤としてのポリマーを除去することにした。

また、本発明では、前記喫板処理装置において、前記充填剤としてフォトレジストを用い、前記除去手段で現像処理により充填剤としてのフォトレジストを除去することにした。

また、本発明では、基板処理方法において、基板の回路パターンを形成した表面を洗浄液で洗浄する洗浄工程と、洗浄後の基板の表面をリンス液でリンス処理するリンス工程と、基板の回路パターンの間に形成される凹部に残留するリンス液を充填剤で置換して凹部を充填剤で充填固化する充填工程とを有することにした。

また、本発明では、前記基板処理方法において、前記充填工程で充填した充填剤を基板の表面から除去する除去工程を有することにした。

また、本発明では、前記基板処理方法において、前記充填剤としてポリマーを用い、前記除去工程でプラズマ処理により充填剤としてのポリマーを除去することにした。

また、本発明では、前記基板処理方法において、前記充填剤としてフォトレジストを用い、前記除去工程で現像処理により充填剤としてのフォトレジストを除去することにした。

また、本発明では、基板処理プログラムを記録した記録媒体において、基板の回路パターンを形成した表面を洗浄液で洗浄する洗浄ステップと、洗浄後の基板の表面をリンス液でリンス処理するリンスステップと、基板の回路パターンの間に形成される凹部に残留するリンス液を充填剤で置換して凹部を充填剤で充填固化する充填ステップとを有することにした。

また、本発明では、前記基板処理プログラムを記録した記録媒体において、前記充填ステップで充填した充填剤を基板の表面から除去する除去ステップを有することにした。

本発明では、基板の回路パターンの間に形成される凹部に充填剤を充填固化することでリンス液を排除し、その後、充填剤を除去するようにしているために、リンス液の表面張力による回路パターンの倒壊を防止することができる。

特に、その後の工程でプラズマ処理を行う場合には、充填剤としてポリマーを用い、また、その後の工程で現像処理を行う場合には、充填剤としてフォトレジストを用いれば、その後のプラズマ処理や現像処理を行う装置で連続して処理することができる。

本発明に係る基板処理システムを示す説明図。本発明に係る基板処理装置を示す平面図。本発明に係る基板処理方法を示す説明図。

以下に、本発明に係る基板処理システム、基板処理装置、基板処理方法及び基板処理プログラムの具体的な構成について図面を参照しながら説明する。

基板処理システムは、図１(a)に模式的に図示するように、前処理手段によって表面に回路パターンを形成した基板に対して、基板の回路パターンを形成した表面を洗浄液で洗浄する洗浄手段と、洗浄後の基板の表面をリンス液でリンス処理するリンス手段と、基板の回路パターンの間に形成される凹部に残留するリンス液を充填剤で置換して凹部を充填剤で充填固化する充填手段と、基板の表面から充填剤を除去する除去手段とを行うものであり、その後、後処理手段によって各種処理される。

ここで、基板処理システムは、図１(b)に示すように、前処理手段や後処理手段を行う装置とは別に、洗浄手段、リンス手段、充填手段、及び除去手段を行う基板処理装置で構成することもでき、また、図１(c)に示すように、洗浄手段とリンス手段と充填手段とを行う基板処理装置と、除去手段及び後処理手段を行う装置とで構成することもできる。

以下の説明では、洗浄工程、リンス工程、充填工程に加えて、除去工程も連続して行えるように、洗浄手段、リンス手段、充填手段、除去手段を一体的に構成した基板処理装置について説明する。

図１に示すように、基板処理装置１は、前端部に半導体ウエハ（以下、「基板２」という。）を搬入及び搬出するための基板搬入出部３を形成するとともに、基板搬入出部３の後部に基板２を搬送するための基板搬送部４を形成し、基板搬送部４の後部に基板２の洗浄処理やリンス処理などの各種の処理を施すための基板処理部５を形成している。

基板処理部５は、基板搬送部４の後部に基板２の受け渡しを行うための基板受渡ユニット６を設け、基板受渡ユニット６の後部に基板２を基板処理部５の内部で搬送するための搬送ユニット７を設け、搬送ユニット７の左右前側部に基板２の液処理を行うための液処理ユニット8,9を配置するとともに、搬送ユニット７の左右後側部に基板２のプラズマ処理を行うためのプラズマ処理ユニット10,11を配置している。

そして、基板処理装置１は、記録媒体に記録した基板処理プログラムに従って次のように動作する。

まず、基板処理装置１は、基板搬入出部３に載置された複数枚（たとえば、25枚）の基板２を積載したキャリア12から基板２を１枚ずつ基板搬送部４で取り出して基板受渡ユニット６へ搬送し、搬送ユニット７で基板受渡ユニット６から基板２をいずれかの液処理ユニット8,9に搬送する。

この液処理ユニット8,9に搬送された基板２の表面には、図２(a)に示すように、複数の回路パターン13が形成されており、隣接する回路パターン13,13の間に深溝状の凹部14が形成されている。

液処理ユニット8,9では、基板２を回転させるとともに、基板２の表面に向けて洗浄液15（薬液）を吐出することによって、図２(b)に示すように、基板２の表面に形成された回路パターン13の表面を洗浄処理する（洗浄工程（洗浄ステップ））。

その後、液処理ユニット8,9は、基板２を回転させながら基板２の表面に向けてリンス液16（純水）を吐出することによって、図２(c)に示すように、基板２の表面から洗浄液15を除去して基板２の回路パターン13の上面をリンス処理する（リンス工程（リンスステップ））。

このリンス処理が終了した時点では、基板２の表面に形成した回路パターン13,13の間の凹部14にリンス液16が残留した状態となっている。

その後、液処理ユニット8,9は、基板２を回転させながら基板２の表面に向けて液体状の充填剤17（ポリマー）を吐出することによって、図２(d)に示すように、基板２の表面の凹部14に充填剤17を充填し、基板２の回転を停止して所定時間放置する（充填工程（充填ステップ））。これにより、基板２の表面の凹部14に残留していたリンス液16が充填剤17に置換され、凹部14で充填剤17が固化する。

このように、基板処理装置１の液処理ユニット8,9は、基板２の洗浄を行うための洗浄手段として機能するとともに、基板２のリンスを行うためのリンス手段としても機能し、さらに、基板２の凹部14に充填剤17を充填するための充填手段としても機能している。

その後、基板処理装置１は、搬送ユニット７で基板２を液処理ユニット8,9からいずれかのプラズマ処理ユニット10,11に搬送する。

この充填処理が終了した時点では、基板２の表面の回路パターン13が充填剤17で被覆された状態となっており、搬送時における基板２の表面の酸化を防止することができる。

プラズマ処理ユニット10,11では、所定の原料ガスを用いて発生させたプラズマを基板２の表面に向けて照射することによって、図２(e)に示すように、基板２の凹部14に充填された充填剤17を除去する（除去工程（除去ステップ））。

このように、基板処理装置１のプラズマ処理ユニット10,11は、基板２の凹部14から充填剤17を除去するための除去手段として機能している。

このプラズマ処理ユニット10,11では、異なる原料ガスを用いて発生させたプラズマを基板２の表面に向けて照射することによって、基板２の表面に新たな回路パターンを形成することもできる。

その後、基板処理装置１は、搬送ユニット７で基板２をプラズマ処理ユニット10,11から基板受渡ユニット６へ搬送し、基板搬送部４で基板２を基板受渡ユニット６から基板搬入出部３のキャリア12へと搬出する。

なお、上記基板処理装置１では、充填剤17としてポリマーを用い、そのポリマーをプラズマ処理で除去するために除去手段としてプラズマ処理ユニット10,11を用いているが、これに限られず、各種の充填剤に適合する除去手段を用いることができる。

たとえば、充填剤としてフォトレジストを用いた場合には、液処理ユニット8,9においてリンス工程を行った後に、基板２を回転させながら基板２の表面に向けて液体状のフォトレジストを吐出して基板２の表面の凹部14に充填剤を充填し、基板２の回転を停止して所定時間放置することで基板２の表面の凹部14に残留していたリンス液を充填剤で置換して凹部14に充填剤を固化させ（充填工程）、その後、除去手段としての現像処理ユニットを用いて、基板２の表面に向けて露光し現像することによって基板２の凹部14から充填剤を除去する（除去工程）ようにしてもよい。

以上に説明したように、上記基板処理装置１で行う基板処理方法においては、基板２の回路パターン13の間に形成される凹部14に充填剤17を充填固化することでリンス液16を排除し、その後、固化した充填剤17を除去するようにしているために、リンス液16の表面張力が回路パターン13に作用することがなく、回路パターン13の倒壊を防止することができる。

そして、その後の工程でプラズマ処理を行う場合には、充填剤としてポリマーを用い、また、その後の工程で現像処理を行う場合には、充填剤としてフォトレジストを用いれば、その後のプラズマ処理や現像処理を行う装置で連続して処理することができる。

１基板処理装置２基板
３基板搬入出部４基板搬送部
５基板処理部６基板受渡ユニット
７搬送ユニット 8,9 液処理ユニット
10,11 プラズマ処理ユニット 12 キャリア
13 回路パターン 14 凹部
15 洗浄液 16 リンス液
17 充填剤

Claims

基板の回路パターンを形成した表面を洗浄液で洗浄する洗浄手段と、
洗浄後の基板の表面をリンス液でリンス処理するリンス手段と、
基板の回路パターンの間に形成される凹部に残留するリンス液を充填剤で置換して凹部を充填剤で充填固化する充填手段と、
基板の表面から充填剤を除去する除去手段と、
を有することを特徴とする基板処理システム。
基板の回路パターンを形成した表面を洗浄液で洗浄する洗浄手段と、
洗浄後の基板の表面をリンス液でリンス処理するリンス手段と、
基板の回路パターンの間に形成される凹部に残留するリンス液を充填剤で置換して凹部を充填剤で充填固化する充填手段と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
前記充填手段で充填した充填剤を基板の表面から除去する除去手段を有することを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
前記充填剤としてポリマーを用い、前記除去手段でプラズマ処理により充填剤としてのポリマーを除去することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の基板処理装置。
前記充填剤としてフォトレジストを用い、前記除去手段で現像処理により充填剤としてのフォトレジストを除去することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の基板処理装置。
基板の回路パターンを形成した表面を洗浄液で洗浄する洗浄工程と、
洗浄後の基板の表面をリンス液でリンス処理するリンス工程と、
基板の回路パターンの間に形成される凹部に残留するリンス液を充填剤で置換して凹部を充填剤で充填固化する充填工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
前記充填工程で充填した充填剤を基板の表面から除去する除去工程を有することを特徴とする基板処理方法。
前記充填剤としてポリマーを用い、前記除去工程でプラズマ処理により充填剤としてのポリマーを除去することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の基板処理方法。
前記充填剤としてフォトレジストを用い、前記除去工程で現像処理により充填剤としてのフォトレジストを除去することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の基板処理方法。
基板の回路パターンを形成した表面を洗浄液で洗浄する洗浄ステップと、
洗浄後の基板の表面をリンス液でリンス処理するリンスステップと、
基板の回路パターンの間に形成される凹部に残留するリンス液を充填剤で置換して凹部を充填剤で充填固化する充填ステップと、
を有することを特徴とする基板処理プログラムを記録した記録媒体。
前記充填ステップで充填した充填剤を基板の表面から除去する除去ステップを有することを特徴とする基板処理プログラムを記録した記録媒体。