TW201625780A - 基板處理方法及其裝置 - Google Patents
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Abstract
根據本發明實施例之基板處理方法，將超純水供應至基板之表面。將含氟醇溶劑供應至該超純水已附著至其之該基板之該表面。將在該含氟醇溶劑中具有溶解性且不同於該含氟醇溶劑之第一溶劑供應至該含氟醇溶劑已附著至其之該基板之該表面。將該第一溶劑已附著至其之該基板引入至腔室中，該基板之該表面上之該第一溶劑由超臨界流體替換，且然後降低該腔室內之壓力且該超臨界流體變為氣體。使該基板自該腔室離開。
Description
本申請案係基於並主張2014年1月17日提出申請之日本專利申請案第2014-007134號之優先權益；該申請案之全部內容皆以引用方式併入本文中。
本文所闡述之實施例係關於基板處理方法及其裝置。
在其中在基板(例如半導體晶圓(下文稱為「晶圓」))之表面上形成積體電路之層壓結構之半導體器件製造製程中，提供藉由利用液體(例如清洗液體)移除基板表面上之細粉塵或自然氧化物膜之液體處理製程。
隨著半導體器件之高度整合，在此液體處理製程中出現稱為所謂的圖案崩塌之現象。圖案崩塌係以下現象：當乾燥附著至基板上之圖案表面的液體時，由於液體在基板上之毗鄰圖案表面上不均勻地蒸發，因此圖案之間存在之液位高度變得不同，且圖案因液體之表面張力造成之毛細管力而崩塌。
使用超臨界流體之方法已以乾燥附著至基板表面之液體同時抑制此圖案崩塌之出現之方法而著稱。超臨界流體與液體相比具有小的黏度及高液體萃取能力。因此，藉由使超臨界流體接觸經液體潤濕之
基板表面，將基板表面上之液體萃取至超臨界流體中，且液體可容易地由超臨界流體替換。由於在超臨界狀態下氣相與液相之間不存在界面，因此當基板表面上之液體由超臨界流體替換，且然後降低壓力時，覆蓋基板表面之超臨界流體立即變為氣體。利用此構造，可移除基板表面上之液體並乾燥而不受表面張力影響。
使用含氟有機溶劑(例如氟醇、氫氟醚(HFE)、氯氟碳化合物(CFC)、氫氟碳化合物(HFC)及全氟碳化合物(PFC))之超臨界乾燥方法稱為習用技術。在此習用技術中，基板表面經清洗液體清洗之後，將純淨水及醇相繼供應至基板表面。將含氟有機溶劑供應至基板表面並用醇替換。將基板傳送至腔室，其中基板表面上充滿含氟有機溶劑而未乾燥。藉由加熱使含氟有機溶劑之相變為超臨界狀態。
此時，就基板表面上充滿之含氟有機溶劑而言，較佳使用高沸點溶劑，當將基板傳送至腔室時其不會蒸發。然而，一般而言，高沸點溶劑具有高臨界溫度。因此，當在高溫及高壓力氣氛下將供應至腔室之含氟有機溶劑相變為超臨界狀態時，出現熱分解，並生成氟原子。此存在基板因氟原子而受損之問題。
10‧‧‧液體處理單元
11‧‧‧液體處理腔室
12‧‧‧晶圓固持區段
13‧‧‧清洗液體供應區段
14‧‧‧超純水供應區段
15‧‧‧第一溶劑供應區段
16‧‧‧中間溶劑供應區段
17‧‧‧液體排放管
20‧‧‧超臨界乾燥處理單元
21‧‧‧腔室
22‧‧‧加熱器
23‧‧‧載台
24‧‧‧第二溶劑供應區段
25‧‧‧第二溶劑回收區段
26‧‧‧溶劑供應路徑
27‧‧‧閥
28‧‧‧溶劑排放路徑
29‧‧‧閥
131‧‧‧儲存器
141‧‧‧儲存器
151‧‧‧儲存器
161‧‧‧儲存器
241‧‧‧儲存器
251‧‧‧儲存器
W‧‧‧晶圓
圖1係圖解說明根據第一實施例之液體處理單元之實例的圖式；圖2係圖解說明根據第一實施例之超臨界乾燥處理單元之實例的圖式；圖3係圖解說明根據第一實施例之基板處理方法之實例之處理流程圖；且圖4係圖解說明根據第二實施例之基板處理方法之實例之處理流程圖。
現在將參考圖式解釋實施例。本發明不限於該等實施例。
藉由本發明解決之問題係提供能夠實施超臨界乾燥製程而不造成失敗(例如圖案崩塌)之基板處理方法及其裝置。
根據本發明實施例之基板處理方法，將超純水供應至基板表面。將含氟醇溶劑供應至超純水已附著至其之基板表面。將於該含氟醇溶劑中有溶解性且不同於該含氟醇溶劑之第一溶劑供應至該含氟醇溶劑已附著至其之基板表面。將該第一溶劑已附著至其之基板引入至腔室中，將基板表面上之第一溶劑用超臨界流體替換，且然後降低該腔室內之壓力且超臨界流體變為氣體。使該基板自該腔室離開。
下文將參照圖式闡述根據本發明第一實施例之基板處理方法及其裝置。根據本發明實施例之基板處理裝置包括液體處理單元10，其利用各種處理液體在用作基板之晶圓W上實施液體處理；及超臨界乾燥處理單元(超臨界乾燥單元)20，其藉由使附著至經處理晶圓W之表面的液體與超臨界流體接觸實施萃取及替換。
圖1係圖解說明液體處理單元10之實例的圖式。舉例而言，液體處理單元10組態為板型液體處理單元，其藉由旋轉清洗逐個清洗晶圓W；及批次式液體處理單元，其同時實施複數個晶圓W之液體處理。液體處理單元10包括液體處理腔室11、晶圓固持區段12、清洗液體供應區段13、超純水供應區段14、第一溶劑供應區段15及中間溶劑供應區段16。
液體處理腔室11形成處理空間，在其中藉由液體處理單元10實施液體處理。在液體處理腔室11之底部部分處提供用於排放已用於液體處理之清洗液體或諸如此類之液體排放管17。
晶圓固持區段12安置於液體處理腔室11內，並實質上水平地固持晶圓W。隨著晶圓固持區段12在固持晶圓W之狀態下旋轉，液體處理
單元10能夠旋轉清洗晶圓W。
清洗液體供應區段13係以可將清洗晶圓W表面之清洗液體供應至晶圓固持區段12固持之晶圓W之表面的方式提供。清洗液體供應區段13包括(例如)儲存清洗液體之儲存器131及將儲存器中儲存之清洗液體供應至晶圓W之表面的噴嘴。作為清洗液體，舉例而言，供應鹼性清洗液體SC1(氨及過氧化氫溶液之混合液體)、酸性清洗液體DHF(稀氫氟酸)或諸如此類。
超純水供應區段14係以可將沖洗晶圓W表面之超純水供應至晶圓固持區段12固持之晶圓W之表面的方式提供。超純水供應區段14包括(例如)儲存超純水之儲存器141及將儲存器中儲存之超純水供應至晶圓W表面之噴嘴。作為超純水，舉例而言，提供DIW(去離子水)或諸如此類。
第一溶劑供應區段(第一溶劑供應區段)15係以可將防止晶圓W之表面乾燥之第一溶劑供應至晶圓固持區段12固持之晶圓W之表面的方式提供。第一溶劑供應區段15包括(例如)儲存第一溶劑之儲存器151及將儲存器中儲存之第一溶劑供應至晶圓W表面之噴嘴。作為第一溶劑，舉例而言，使用含氟有機溶劑。用作第一溶劑之溶劑係基於與第二溶劑之關係來選擇，如下文所述。第一溶劑之細節將闡述於下文中。
中間溶劑供應區段(含氟醇溶劑供應區段)16係以可將中間溶劑供應至晶圓固持區段12固持之晶圓W之表面的方式提供。中間溶劑供應區段16包括(例如)儲存中間溶劑之儲存器161及將儲存器中儲存之中間溶劑供應至晶圓W表面的噴嘴。在液體處理中，藉由將超純水供應至晶圓W之表面沖洗晶圓W之表面之後，將中間溶劑供應至晶圓W表面，且附著至晶圓W表面之超純水由中間溶劑替換。而且，將第一溶劑供應至晶圓W之表面，且中間溶劑由第一溶劑替換。換言之，中間
溶劑係在用於用第一溶劑替換附著至晶圓W之表面之超純水之中間所用之溶劑。因此，使用在超純水中具有溶解性且在第一溶劑中具有溶解性之溶劑作為中間溶劑。中間溶劑之細節將闡述於下文中。
應注意，可在晶圓固持區段12內部形成連接至上述清洗液體供應區段13、超純水供應區段14、第一溶劑供應區段15及中間溶劑供應區段16之處理液體供應路徑。利用此組態，可經由處理液體供應路徑供應各種處理液體，例如清洗液體、超純水、第一溶劑及中間溶劑，且可實現晶圓W之後表面之液體處理。
圖2係圖解說明超臨界乾燥處理單元20之實例的圖式。超臨界乾燥處理單元20利用超臨界流體對已藉由液體處理單元10經歷液體處理之晶圓W實施乾燥處理。超臨界乾燥處理單元20包括腔室21、加熱器22、載台23、第二溶劑供應區段24及第二溶劑回收區段25。
腔室21形成處理空間，在其中藉由超臨界乾燥處理單元20實施對晶圓W之超臨界乾燥處理。舉例而言，處理空間經組態以便能夠儲存直徑為300mm之晶圓W。將用作超臨界流體之第二溶劑以液體狀態供應至腔室21之後，第二溶劑經歷熱處理且其相變為超臨界狀態。或者，其相已預先變為超臨界狀態之第二溶劑可直接供應至腔室21。而且，可將已預先加熱至臨界溫度或更高溫之氣態第二溶劑供應至腔室21並藉由加壓使其相變為超臨界狀態。舉例而言，腔室21組態為由不銹鋼或諸如此類形成之耐壓容器。
加熱器22使腔室21內之處理空間的溫度升高。當藉由加熱器22加熱處理空間時，供應至晶圓W之表面的第二溶劑的溫度及壓力升高，且第二溶劑之相變為超臨界狀態。如圖2中所圖解說明，加熱器22可嵌於腔室21之側表面上，可嵌於腔室21之上表面或下表面上，或可提供於腔室21之內部或外部。舉例而言，加熱器22係由加熱電阻器
形成。藉由控制區段(未圖解說明)控制加熱器22之開/關(ON/OFF)，可調整處理空間之溫度。
載台23提供於腔室21內部並固持引入至處理空間中之晶圓W。舉例而言，載台23組態為由不銹鋼或諸如此類形成之盤形固持部件。
第二溶劑供應區段24包括儲存第二溶劑之儲存器241及用於進給儲存器241中儲存之第二溶劑之液體進給構件。可使用耐壓幫浦作為液體進給構件。第二溶劑供應區段24經由溶劑供應路徑26連接至腔室21，且由液體進給構件進給之第二溶劑經由溶劑供應路徑26供應至腔室21。打開及關閉溶劑供應路徑26之閥27提供於溶劑供應路徑26上。
第二溶劑回收區段25包括儲存器251，其儲存在超臨界乾燥處理完成之後回收之第二溶劑。第二溶劑回收區段25經由溶劑排放路徑28連接至腔室21，且用於超臨界乾燥處理之第二溶劑藉由第二溶劑回收區段25經由溶劑排放路徑28回收。打開及關閉溶劑排放路徑28之閥29提供於溶劑排放路徑28上。
冷卻第二溶劑之冷卻區段可提供於第二溶劑回收區段25或溶劑排放路徑28上。利用此組態，自腔室21之內部所排放呈超臨界狀態或氣體之第二溶劑可以液體狀態回收。而且，用於第二溶劑之路徑可提供於第二溶劑供應區段24與第二溶劑回收區段25之間，且第二溶劑可在第二溶劑回收區段25中經歷預定再生處理。利用此組態，使由第二溶劑回收區段25回收之第二溶劑再生，且再生第二溶劑可自第二溶劑供應區段24再次供應。因此，第二溶劑可循環。
應注意，基板處理裝置可包括將晶圓W傳送至液體處理單元10之液體處理腔室11之傳送構件及將經歷液體處理之晶圓W傳送至超臨界乾燥處理單元20之腔室21的傳送構件。
接著，將闡述根據本發明實施例用於基板處理方法之中間溶
劑、第一溶劑及第二溶劑。在根據本發明實施例之基板處理方法中，中間溶劑、第一溶劑及第二溶劑係以彼順序使用。更特定而言，在用清洗液體清洗之後，晶圓W以超純水、中間溶劑及第一溶劑之順序用該等沖洗，且在表面上充滿第一溶劑之狀態下經歷超臨界乾燥處理。在超臨界乾燥處理中，利用第二溶劑作為超臨界流體。在此基板處理方法中，第一溶劑係基於用作超臨界流體之第二溶劑選擇，且中間溶劑係基於第一溶劑選擇。因此，下文將以第二溶劑、第一溶劑及中間溶劑之順序進行說明。
第二溶劑係(例如)含氟有機溶劑。更特定而言，第二溶劑係在相對較低溫度下變為超臨界流體且在第一溶劑中具有溶解性之含氟有機溶劑。較佳地，第二溶劑之臨界溫度低於第一溶劑之臨界溫度。藉由利用此含氟有機溶劑實施超臨界乾燥處理，移除附著至晶圓W之表面之液體且晶圓W之表面可經乾燥而不會造成圖案崩塌。
一般地，含氟有機溶劑在超臨界狀態下在高溫及高壓力氣氛下分解，且能夠生成氟原子。氟原子可因蝕刻晶圓W之表面或進入晶圓W之內部而損壞晶圓W。因此，即使在第二溶劑係在(例如)高於或等於臨界點之高溫及高壓力下處理之情況下，第二溶劑較佳係具有小熱分解性且其氟原子含量滿足100wt.ppm或以下之含氟有機溶劑。藉由使用此含氟有機溶劑作為第二溶劑，可抑制氟原子對晶圓W之損壞。
根據上述觀點，舉例而言，使用PFC(全氟碳化合物)作為第二溶劑。PFC係其中烴中所含之所有氫經氟取代之含氟有機溶劑。作為較佳PFC，可給出Sumitomo 3M有限公司製造之Fluorinert(註冊商標)FC-72(在下文中簡稱為「FC-72」)。FC-72之沸點為約56℃，且其臨界溫度為約177℃。應注意，第二溶劑可自含氟有機溶劑中任意選擇且不限於PFC。
第一溶劑係防止晶圓W之表面在引入至腔室21之第二溶劑在腔室
21中及晶圓W之表面上轉變為超臨界狀態之前乾燥之溶劑。由於晶圓W係在表面上充滿第一溶劑之狀態下引入至腔室21中且經歷超臨界乾燥處理，因此第一溶劑需要在第二溶劑中具有溶解性。作為此第一溶劑，舉例而言，含氟有機溶劑係以與第二溶劑相同之方式使用。藉由使用含氟有機溶劑作為第一溶劑，可抑制將濕氣引入至晶圓W中。而且，同樣根據阻燃之觀點，含氟有機溶劑適於作為防止乾燥之溶劑。
此外，較佳地，第一溶劑係具有足夠高沸點之含氟有機溶劑，例如沸點為100℃或更高。為使第二溶劑之相變為超臨界狀態，使腔室21之溫度升高至第二溶劑之臨界溫度或更高。此時，在第二溶劑由超臨界流體替換之前需要抑制晶圓W之表面上充滿之第一溶劑自晶圓W表面之完全蒸發。此係由於若晶圓W之表面上充滿之第一溶劑在第二溶劑由超臨界流體替換之前完全蒸發，則可產生圖案崩塌。在第一溶劑之沸點足夠高之情況中，可減少在第二溶劑之相變為超臨界狀態之前充滿第一溶劑之晶圓W之表面乾燥之風險。
另一方面，第一溶劑之沸點較佳低於或等於第二溶劑之臨界溫度。此係由於在腔室21中，當晶圓W之表面上充滿之第一溶劑用第二溶劑替換，且然後藉由降低腔室21中之壓力蒸發第二溶劑時，抑制第一溶劑重新附著至晶圓W之表面。在第一溶劑之沸點高於第二溶劑之臨界溫度之情況中，當第二溶劑蒸發並自腔室21排放時，第一溶劑可以液體狀態重新附著至晶圓W之表面。重新附著之第一溶劑可造成精細圖案之粒子缺陷或圖案崩塌。與此相比，在第一溶劑之沸點為低於或等於第二溶劑之臨界溫度之溫度的情況中，藉由腔室21之壓力降低使第二溶劑之相變為氣體，且第一溶劑之相亦變為氣體。因此，可抑制第一溶劑之液體重新附著至晶圓W之表面。
根據上述觀點，第一溶劑之沸點較佳在第二溶劑之臨界溫度或更低之範圍內足夠高，且例如，其沸點較佳高於第二溶劑之沸點且低
於第二溶劑之臨界溫度。作為該第一溶劑，舉例而言，使用具有足夠高沸點之PFC。在第二溶劑係FC-72之情況中，可使用Sumitomo 3M有限公司製造之Fluorinert(註冊商標)FC-43(下文簡稱為「FC-43」)作為第一溶劑。FC-43之沸點為約174℃，且與作為第二溶劑沸點為約56℃之FC-72相比足夠高。而且，FC-43之臨界溫度為約294℃，且高於FC-72之約177℃之臨界溫度。以此方式，在第一溶劑之沸點在第二溶劑之臨界溫度或更低之範圍內足夠高之情況中，直至第二溶劑之相變為超臨界狀態時第一溶劑不會完全蒸發。因此，可抑制晶圓W之表面的乾燥。此外，由於在第二溶劑之相變為超臨界狀態時第一溶劑之蒸汽壓力增加，因此第一溶劑在超臨界流體中展示高溶解性。應注意，第一溶劑並不限於PFC，且可自在第二溶劑中具有溶解性之含氟有機溶劑中任意選擇。
中間溶劑係用於用第一溶劑替換附著至晶圓W之表面之超純水之溶劑。因此，需要中間溶劑不僅在超純水中而且在第一溶劑亦具有溶解性。由於一般含氟有機溶劑在超純水具有較小或沒有溶解性，因此難以直接用第一溶劑替換附著至晶圓W之表面的超純水。因此，使用在超純水及第一溶劑二者中具有溶解性之溶劑作為中間溶劑。
根據上述觀點，舉例而言，使用氟醇作為中間溶劑。氟醇不僅在超純水及含氟有機溶劑中具有溶解性，而且具有較小或沒有可燃性。因此，不需要防爆設備，且可簡化基板處理裝置之結構。氟醇包含具有1至6個碳原子之氟醇。具體而言，可給出HFIP(六氟異丙醇：1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇)作為較佳氟醇。
HFIP在超純水中具有溶解性，且在含氟有機溶劑(例如，FC-43)中亦具有溶解性。而且，同樣根據阻燃之觀點，HFIP適宜作為中間溶劑。應注意，中間溶劑可自在超純水及含氟有機溶劑(第一溶劑)中具有溶解性之溶劑中任意選擇且並不限於氟醇。
下文將參照圖3闡述根據本發明實施例之基板處理方法。圖3係圖解說明根據本發明實施例之基板處理方法之處理流程圖。
首先，將晶圓W傳送至液體處理單元10中。晶圓固持區段12固持所傳送之晶圓W呈實質上水平狀態。然後，自清洗液體供應區段13供應清洗液體(例如SC1)，並實施晶圓W之清洗(步驟S1)。利用此組態，移除附著至晶圓W之表面之粒子及有機污染物。
然後，自超純水供應區段14供應超純水，並用超純水沖洗晶圓W之表面(步驟S2)。利用此組態，移除附著至晶圓W之表面上之殘餘物及清洗液體(例如SC1)。進一步，自清洗液體供應區段13供應清洗液體(例如DHF)，並清洗晶圓W之表面(步驟S3)。利用此組態，移除在晶圓W之表面上形成之天然氧化物膜。然後，再次自超純水供應區段14供應超純水，並用超純水沖洗晶圓W之表面(步驟S4)。利用此組態，移除附著至晶圓W之表面之殘餘物及清洗液體(例如DHF)。上述清洗製程可使用其他清洗液體實施，且可使用任何類型及數量之清洗液體。
然後，自中間溶劑供應區段16供應中間溶劑，並用中間溶劑沖洗晶圓W之表面(步驟S5)。由於中間溶劑在超純水中具有溶解性，因此附著至晶圓W之表面之超純水由中間溶劑替換。如上所述，中間溶劑係(例如)氟醇。
進一步，自第一溶劑供應區段15供應第一溶劑，並用第一溶劑沖洗晶圓W之表面(步驟S6)。由於中間溶劑在第一溶劑中具有溶解性，因此附著至晶圓W之表面之中間溶劑由第一溶劑替換。如上所述，第一溶劑係(例如)含氟有機溶劑。
由於上述液體處理，晶圓W之表面上充滿第一溶劑。將液體處理之晶圓W引入至超臨界乾燥處理單元20之腔室21中(步驟S7)。較佳
地，基板處理裝置包括傳送構件，其將晶圓W自液體處理單元10傳送至超臨界乾燥處理單元20。因此，在第一溶劑係具有高沸點之含氟有機溶劑之情況中，可抑制在晶圓W之傳送期間之第一溶劑之蒸發及晶圓W之表面之乾燥。
當將晶圓W引入至腔室21內之處理空間時，晶圓W由載台23固持。然後，將第二溶劑以液體狀態經由溶劑供應路徑26自第二溶劑供應區段24供應至腔室21(步驟S8)。
應注意，超臨界乾燥處理單元20可在引入晶圓W之前預先升高腔室21之溫度。若提前升高溫度，則可縮短超臨界乾燥處理所需之時間。此外，在引入晶圓W之前，超臨界乾燥處理單元20可預先用惰性氣體(例如氮氣或稀有氣體)充滿包括腔室21之超臨界乾燥處理單元20之內部空間。利用此組態，將氧及濕氣自超臨界乾燥處理單元20內部排除，且可抑制第二溶劑之熱分解。
當預定量之第二溶劑供應至腔室21中時，關閉閥27、29，並密封腔室21之內部。然後，藉由加熱器22升高腔室21內之處理空間及晶圓W之溫度，以便高於第二溶劑之臨界點。舉例而言，當第二溶劑係FC-72時，將腔室21內之溫度升至約200℃。利用此組態，藉由在密封腔室21內部加熱使第二溶劑膨脹。由於第二溶劑之膨脹，腔室21之內部壓力升高，且第二溶劑之相變為超臨界狀態。換言之，在腔室21內由第二溶劑生成超臨界流體(步驟S9)。此時，第一溶劑係以附著至晶圓W之表面之第一溶劑在高溫及高壓下生成超臨界流體之前不會完全蒸發之方式經選擇。
應注意，第二溶劑可在晶圓W引入至腔室21內之處理空間之後以超臨界狀態供應至腔室21中。在此情況中，第二溶劑係在其中閥29關閉之狀態下供應，且在預定量之第二溶劑供應至腔室21中之後，將閥27關閉。而且，在晶圓W引入至腔室21內之處理空間之後，可將已加
熱至高於或等於臨界溫度之溫度呈氣體狀態之第二溶劑供應至腔室21中。在此情況中，在閥29關閉之狀態下藉由幫浦供應呈氣體狀態之第二溶劑，且在將預定量之第二溶劑供應至腔室21之後，將閥27關閉。此時，供應第二溶劑直至腔室21內之壓力變為第二溶劑之臨界壓力或更高為止。
在第二溶劑之相變為超臨界狀態且生成超臨界流體之後，附著至晶圓W之表面之第一溶劑由超臨界流體萃取，且晶圓W之表面上之第一溶劑由超臨界流體替換。然後，經過預定時間之後，將閥29打開，腔室21之內部立即減壓，且超臨界流體之相變為氣體(步驟S10)。而且，由於第一溶劑之沸點低於或等於第二溶劑之臨界溫度，因此第一溶劑之相已藉由該減壓變為氣體。然後，將其相已變為氣體之第一溶劑及第二溶劑自腔室21排出，並藉由溶劑回收區段25經由溶劑排放路徑28回收。因此，抑制第一溶劑重新附著至晶圓W之表面，且可防止精細圖案之粒子缺陷或圖案崩塌。
超臨界狀態與氣相之間不存在界面，且自超臨界狀態至氣體之相變係瞬間完成。因此，晶圓W之表面由於第二溶劑之蒸發而瞬間且均勻地乾燥。因此，可乾燥晶圓W之表面而不產生受表面張力影響之圖案崩塌。此外，甚至在第二溶劑係在高於或等於臨界點之高溫及高壓下藉由使用具有較小熱分解性且氟原子含量滿足100wt.ppm或更低之含氟有機溶劑處理之情況中，自超臨界乾燥處理伴隨之第二溶劑幾乎不發出氟原子。因此，晶圓W可經乾燥，同時抑制氟原子損壞晶圓W。
在腔室21之內部壓力變得大約等於大氣壓力之後，使晶圓W自腔室21離開(步驟S11)。基板處理裝置可包括使晶圓W自腔室21離開之傳送構件。
如上所述，根據本發明實施例，由於晶圓W之表面上之液體(第
一溶劑)可藉由使用超臨界流體(第二溶劑)移除，因此可乾燥晶圓W之表面同時抑制圖案崩塌之出現。而且，由於超臨界乾燥處理係在其中晶圓W之表面上充滿具有足夠高沸點之第一溶劑之狀態下實施，因此可抑制晶圓W之表面的乾燥。此外，藉由使用其沸點低於或等於第二溶劑之臨界溫度的第一溶劑，第一溶劑在高於第一溶劑之沸點下由超臨界流體替換，且然後超臨界流體之相變為氣體。當壓力自高壓狀態降低至大氣壓力用於此相變時，由超臨界流體萃取並替換之第一溶劑之相變為氣體而不液化。因此，第一溶劑不會重新附著至晶圓W之表面，且可防止精細圖案之粒子缺陷或圖案崩塌。
此外，藉由使用氟醇作為中間溶劑，附著至晶圓W之表面之超純水可容易地由含氟有機溶劑(第一溶劑)替換。利用此組態，可簡化在附著至晶圓W之表面之超純水由第一溶劑替換之前之處理，且可降低液體處理之成本。而且，藉由使用氟醇作為中間溶劑，不需要防爆設備，且可簡化用於基板處理裝置之設備。
應注意，在本發明實施例中，基板處理裝置可藉由整合液體處理單元10與超臨界乾燥處理單元20來組態，或基板處理裝置可藉由組合各別獨立器件來組態。
在根據第一實施例之基板處理方法中，當由第一溶劑替換超純水時，使用中間溶劑。然而，不使用中間溶劑之結構亦係可能的。換言之，在根據本發明實施例之基板處理方法中，超純水直接由第一溶劑替換。
此處，圖4係圖解說明根據第二實施例之基板處理方法之實例的處理流程圖。在圖4中，與圖3中共同之製程由相同步驟編號表示，且下文將主要闡述不同之處。
在圖4中，忽略圖3中之步驟S5之製程。圖4之步驟S6中所用之第
一溶劑係(例如)在超純水中具有溶解性且在用作超臨界流體之第二溶劑(含氟有機溶劑，例如FC-72)中具有溶解性之氟醇。藉由使用此第一溶劑，超純水與第一溶劑可直接替換。然後，在充滿第一溶劑之狀態下將晶圓W引入至腔室21中(步驟S7)，並實施類似於第一實施例之超臨界乾燥處理(步驟S8至S11)。
在第二溶劑係FC-72之情況中，可使用HFIP作為第一溶劑。HFIP在超純水及FC-72中具有溶解性。而且，HFIP之沸點為約59℃，且其臨界溫度為約182.9℃。換言之，HFIP之沸點高於FC-72之沸點(約56℃)且低於FC-72之臨界溫度(約177℃)。
根據本發明實施例，晶圓W之液體處理製程可比第一實施例更簡化，且此液體處理中所用溶劑之數量可減少。因此，可進一步降低液體處理之成本。
儘管已闡述了某些實施例，但該等實施例僅係以實例之方式呈現，且並非意欲限制本發明之範圍。實際上，本文所闡述之新穎方法及系統可體現為多種其他形式；此外，可在不背離本發明精神之情況下對本文所闡述之方法及系統之形式作出各種省略、替代及改變。隨附申請專利範圍及其等效形式意欲如同在本發明之範圍及精神內一樣涵蓋該等形式或修改。
Claims (18)
- 一種基板處理方法，其包含：將水供應至基板之表面；將含IPA(異丙醇)溶劑供應至該水已附著至其之該基板之該表面；將含HFE(氫氟醚)溶劑供應至該含IPA溶劑已附著至其之該基板之該表面；將在該含HFE溶劑中具有溶解性且含PFC(全氟碳化合物)之沸點為100℃以上之第一溶劑供應至該含HFE溶劑已附著至其之該基板之該表面；將該第一溶劑已附著至其之該基板引入至腔室中後，用含氟之超臨界流體替換該基板之表面之該第一溶劑，且然後藉由降低該腔室內之壓力使該超臨界流體變為氣體；及使該基板自該腔室離開。
- 如請求項1之基板處理方法，其中該第一溶劑之沸點低於該超臨界流體之臨界溫度。
- 如請求項1之基板處理方法，其中該第一溶劑之沸點高於該超臨界流體之沸點。
- 如請求項2之基板處理方法，其中該第一溶劑之沸點高於該超臨界流體之沸點。
- 如請求項1至4中任一項之基板處理方法，其中進而包含將該第一溶劑已附著至其之該基板引入至腔室中後，將第二溶劑供應至該腔室中；及使該第二溶劑相變，生成該超臨界流體。
- 如請求項5之基板處理方法，其中該第二溶劑為包含PFC(全氟碳化合物)之溶劑。
- 如請求項1至4中任一項之基板處理方法，其中該含HFE溶劑係沒有可燃性。
- 如請求項5之基板處理方法，其中該含HFE溶劑係沒有可燃性。
- 如請求項6之基板處理方法，其中該含HFE溶劑係沒有可燃性。
- 一種基板處理裝置，其包含：水供應區段，其將水供應至基板之表面；含IPA(異丙醇)溶劑供應區段，其將含IPA溶劑供應至該水已附著至其之該基板之該表面；含HFE(氫氟醚)溶劑供應區段，其將含HFE溶劑供應至該含IPA溶劑已附著至其之該基板之該表面；第一溶劑供應區段，其將在該含HFE溶劑中具有溶解性且含PFC(全氟碳化合物)之沸點為100℃以上之第一溶劑供應至該含HFE溶劑已附著至其之該基板之該表面；及超臨界乾燥處理單元，其將該第一溶劑已附著至其之該基板引入至腔室中，用含氟之超臨界流體替換該基板之表面之該第一溶劑，且然後藉由降低該腔室內之壓力使該超臨界流體變為氣體。
- 如請求項10之基板處理裝置，其中該第一溶劑之沸點低於該超臨界流體之臨界溫度。
- 如請求項10之基板處理裝置，其中該第一溶劑之沸點高於該超臨界流體之沸點。
- 如請求項11之基板處理裝置，其中該第一溶劑之沸點高於該超臨界流體之沸點。
- 如請求項10至13中任一項之基板處理裝置，其中進而包含第二溶劑供應區段，其將第二溶劑供應至該腔室中，且該超臨界乾燥處理單元係使該第二溶劑相變為超臨界狀態，生成該超臨界 流體。
- 如請求項14之基板處理裝置，其中該第二溶劑為包含PFC(全氟碳化合物)之溶劑。
- 如請求項10至13中任一項之基板處理裝置，其中該含HFE溶劑係沒有可燃性。
- 如請求項14之基板處理裝置，其中該含HFE溶劑係沒有可燃性。
- 如請求項15之基板處理裝置，其中該含HFE溶劑係沒有可燃性。
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