TW201703874A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

基板處理裝置係包含有：自轉夾具；以及SPM供給單元，係將SPM供給至被自轉夾具保持的基板。SPM供給單元係具備有：混合單元，係將過氧化氫水與氟酸予以混合，並生成混合液；以及SPM噴嘴，係將混合液與硫酸予以混合，並生成HF混合SPM。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種用以從基板的表面去除阻劑(resist)之基板處理裝置及基板處理方法。作為處理對象之基板係包括有例如半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩(photomask)用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等。
為了從基板的表面去除阻劑，已知有將過氧化氫硫酸混合液(SPM：sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture)供給至基板的表面。
在已進行高劑量(dose)的離子植入之晶圓中，由於阻劑的表層係因為阻劑的碳化及變質而硬化，因此會於阻劑的表面形成有硬化層之情形。
在專利文獻1中提案有一種方法，即使為於表面具有硬化層之阻劑，亦無須進行灰化(ashing)即能從基板的表面去除阻劑。在該文獻中揭示了一種方法，為了從基板去除表層因為離子植入而硬化的阻劑，係將高溫的SPM供給至基板。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2008-4878號公報。
然而，在專利文獻1的方法中，由於被氮氣加速的高溫SPM的液滴衝撞至基板，因此有可能對晶圓上的元件(device)產生損傷。再者，由於以液滴供給SPM，因此會有難以確保用以剝離阻劑之充分的液量之情形。
因此，本發明的目的在於提供一種能從基板的表面良好地去除阻劑之基板處理方法及基板處理裝置。
本發明的實施形態之一係提供一種基板處理方法，係用以從基板的表面去除阻劑，並包含有：混合步驟，係將過氧化氫水與氟酸予以混合，並生成過氧化氫水及氟酸的混合液；生成步驟，係於前述混合步驟後，將前述過氧化氫水及氟酸的混合液與硫酸予以混合，並生成屬於硫酸、過氧化氫水以及氟酸的混合液之HF(氫氟)混合SPM；以及供給步驟，係將前述HF混合SPM供給至前述基板的表面。
在前述混合步驟混合的過氧化氫水及氟酸係保持在常溫。
前述生成步驟亦可為在從前述基板離開的位置將前述過氧化氫水及氟酸的混合液與硫酸予以混合之步驟。
前述生成步驟亦可為在前述基板的表面將前述過氧化氫水及氟酸的混合液與硫酸予以混合之步驟。
依據這些方法，能抑制對於晶圓上的元件的損傷，並良好地去除阻劑。
在本發明其他實施形態中，提供一種基板處理裝置，係具備有：基板保持單元，係保持表面被阻劑覆蓋的基板；以及SPM供給單元，係將屬於硫酸、過氧化氫水以及氟酸的混合液之HF混合SPM供給至被前述基板保持單元保持的基板的表面；前述SPM供給單元係包含有：混合單元，係將過氧化氫水與氟酸予以混合，並生成過氧化氫水及氟酸的混合液；以及HF混合SPM生成單元，係在前述混合單元將過氧化氫水與氟酸予以混合後，將前述過氧化氫水及氟酸的混合液與硫酸予以混合，並生成HF混合SPM。依據此構成，能抑制對於晶圓上的元件的損傷，並能良好地去除阻劑。
前述混合單元亦可包含有：混合槽，係被個別地供給過氧化氫水及氟酸，並儲留供給至前述HF混合SPM生成單元之前述過氧化氫水及氟酸的混合液。依據此構成，能在過氧化氫水及氟酸的混合液與硫酸混合前，確實地混合過氧化氫水及氟酸。
前述混合單元亦可進一步包含有：攪拌單元，係攪拌前述混合槽內的前述混合液。依據此構成，能均勻地混合過氧化氫水及氟酸。攪拌單元係可為在儲留於混合槽的混合液中旋轉之轉子(rotor)，亦可為用以使儲留於混合槽的混合液中產生氣泡之起泡(bubbling)單元。
前述攪拌單元亦可包含有：起泡單元，係從配置在儲留於前述混合槽的前述混合液中之氣體噴出口噴出氣體，藉此於前述混合液中產生氣泡。依據此構成，藉由氣泡的 產生而均勻地混合過氧化氫水及氟酸。
前述混合單元亦可將過氧化氫水與比前述過氧化氫水還少量的氟酸予以混合。在此情形中，前述HF混合SPM生成單元亦可將硫酸與比前述硫酸還少量的前述混合液予以混合。依據此構成，能生成能一邊抑制基板的損傷一邊剝離阻劑之HF混合SPM，亦即能生成HF濃度低之HF混合SPM。
本發明的前述目的、特徵、功效以及其他的目的、特徵、功效係能參照圖式以及下述實施形態的說明而更加明瞭。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制裝置
3a‧‧‧運算部
3b‧‧‧記憶部
4‧‧‧腔室
5‧‧‧自轉夾具
6、6a、6b‧‧‧SPM供給單元
8‧‧‧清洗液供給單元
9‧‧‧罩
9a‧‧‧上端部
10‧‧‧自轉基座
11‧‧‧夾具銷
12‧‧‧旋轉軸
13‧‧‧自轉馬達
14‧‧‧SPM噴嘴
14a‧‧‧硫酸噴嘴
14b‧‧‧H2O2/HF噴嘴
15‧‧‧第一噴嘴手臂
16‧‧‧第一噴嘴移動單元
17‧‧‧硫酸配管
18‧‧‧過氧化氫水配管
19‧‧‧硫酸閥
20‧‧‧硫酸流量調整閥
21‧‧‧加熱器
22‧‧‧過氧化氫水閥
23‧‧‧過氧化氫水流量調整閥
27‧‧‧混合液配管
28‧‧‧氟酸配管
30‧‧‧混合部
31‧‧‧微型泵
32‧‧‧氟酸閥
33‧‧‧氟酸流量調整閥
35‧‧‧清洗液噴嘴
36‧‧‧清洗液配管
37‧‧‧清洗液閥
130‧‧‧混合槽
131‧‧‧混合液泵
132‧‧‧起泡單元
132a‧‧‧氣體噴出口
A1‧‧‧旋轉軸線
C‧‧‧承載器
CR、IR‧‧‧基板搬運機器人
LP‧‧‧裝載埠
W‧‧‧基板(矽晶圓)
圖1係顯示本發明實施形態之一的基板處理裝置之示意性的俯視圖。
圖2係水平觀視設置於圖1所示的基板處理裝置之腔室(chamber)的內部之示意圖。
圖3係用以顯示設置於基板處理裝置之控制裝置的方塊圖。
圖4係用以顯示藉由圖2所示的處理單元所進行之阻劑去除處理的一例之流程圖。
圖5係顯示阻劑去除試驗的條件及結果之圖。
圖6係顯示本發明另一實施形態的基板處理裝置的局部之圖。
圖7係顯示本發明另一實施形態的基板處理裝置的局部之圖。
圖1係顯示本發明實施形態之一的基板處理裝置1之示意性的俯視圖。圖2係水平觀視設置於基板處理裝置1之腔室4的內部之示意圖。
如圖1所示，基板處理裝置1為用以逐片處理半導體晶圓等圓板狀的基板W之葉片式的裝置。基板處理裝置1係包含有：複數個裝載埠(load port)LP，係保持用以收容基板W之複數個承載器(carrier)C；複數個處理單元2，係以處理液或處理氣體處理從複數個裝載埠LP搬運而來的基板W；基板搬運機器人IR、CR，係在複數個裝載埠LP與複數個處理單元2之間搬運基板W；以及控制裝置3，係控制基板處理裝置1。
如圖2所示，各個處理單元2為葉片式的單元。各個處理單元2係包含有：箱形的腔室4，係具有內部空間；自轉夾具(spin chuck)(基板保持單元)5，係在腔室4內以水平姿勢保持一片基板W，並使基板W繞著通過基板W的中心之鉛直的旋轉軸線A1旋轉；SPM供給單元6，係將SPM、H2O2以及HF混合SPM(以下將這些統稱為SPM等)供給至被自轉夾具5保持的基板W；以及筒狀的罩(cup)9，係圍繞自轉夾具5。HF混合SPM係指添加有HF之SPM。
自轉夾具5係包含有：圓板狀的自轉基座(spin base)10，係被保持成水平姿勢；複數個夾具銷(chuck pin)11，係在自轉基座10的上方以水平姿勢保持基板W；旋轉軸12，係從自轉基座10的中央部朝下方延伸；以及 自轉馬達(spin motor)13，係使旋轉軸12旋轉，藉此使基板W及自轉基座10繞著旋轉軸線A1旋轉。自轉夾具5並未限定於用以使複數個夾具銷11接觸至基板W的周端面之夾持式的夾具，亦可為用以使屬於非元件形成面之基板W的背面(下表面)吸附至自轉基座10的上表面藉此水平地保持基板W之真空式的夾具。
罩9係配置於比被自轉夾具5保持的基板W還外部(從旋轉軸線A1離開之方向)。罩9係圍繞自轉基座10的周圍。當在自轉夾具5使基板W旋轉的狀態下將處理液供給至基板W時，供給至基板W的處理液係被甩離至基板W的周圍。在處理液供給至基板W時，朝上方開放之罩9的上端部9a係配置於比自轉基座10還上方。因此，被排出至基板W的周圍之SPM或清洗(rinse)液等處理液係被罩9接住。並且，被罩9接住的處理液係被輸送至未圖示的回收裝置或排液裝置。
清洗液供給單元8係包含有：清洗液噴嘴35，係將朝被自轉夾具5保持的基板W噴出清洗液；清洗液配管36，係將清洗液供給至清洗液噴嘴35；以及清洗液閥37，係用以切換從清洗液配管36朝清洗液噴嘴35之清洗液的供給及停止供給。清洗液噴嘴35為用以在清洗液噴嘴35的噴出口靜止的狀態下噴出清洗液之固定噴嘴。清洗液供給單元8亦可具備有：清洗液噴嘴移動單元，係使清洗液噴嘴35移動，藉此使清洗液相對於基板W的上表面之著液位置移動。
當開啟清洗液閥37時，從清洗液配管36供給至清洗液噴嘴35之清洗液係從清洗液噴嘴35朝基板W的上表面中央部噴出。清洗液係例如為常溫(約23℃)的純水(去離子水(Deionized Water))。純水的溫度並未限定於常溫，亦可為比常溫還高的溫度(亦即70℃至90℃)。亦即，清洗液亦可為溫水(比常溫還高溫的純水)。此外，清洗液並未限定於純水，亦可為碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水以及濃度稀釋(例如10ppm至100ppm左右)的鹽酸水中的任一者。
SPM供給單元6係包含有：SPM噴嘴14，係將SPM等選擇性地朝基板W的上表面噴出；第一噴嘴手臂(nozzle arm)15，係於前端部安裝有SPM噴嘴14；以及第一噴嘴移動單元16，係使第一噴嘴手臂15移動，藉此使SPM噴嘴14移動。
SPM噴嘴14係例如為用以在連續流動的狀態下選擇性地噴出SPM等之直式噴嘴(straight nozzle)，且例如以朝與基板W的上表面垂直的方向噴出處理液之垂直姿勢安裝至第一噴嘴手臂15。第一噴嘴手臂15係朝水平方向延伸，並在自轉夾具5的周圍以可繞著朝鉛直方向延伸的第一搖動軸線(未圖示)迴旋之方式設置。
此外，SPM噴嘴14亦可以SPM等著液至比噴出口還內側(旋轉軸線A1)的位置之方式，以SPM等噴出至相對於基板W的上表面傾斜的噴出方向之朝內姿勢被第一噴嘴手臂15保持；亦可以SPM等著液至比噴出口還外部(旋轉 軸線A1之相反側)的位置之方式，以SPM等噴出至相對於基板W的上表面傾斜的噴出方向之朝外姿勢被第一噴嘴手臂15保持。
第一噴嘴移動單元16係使第一噴嘴手臂15繞著第一搖動軸線迴旋，藉此使SPM噴嘴14沿著平面觀視通過基板W的上表面中央部的軌跡水平地移動。第一噴嘴移動單元16係使SPM噴嘴14在使從SPM噴嘴14噴出的SPM等著液至基板W的上表面之處理位置以及平面觀視SPM噴嘴14位於自轉夾具5的周圍之起始位置(home position)之間水平地移動。處理位置係包括從SPM噴嘴14噴出的SPM等著液至基板W的上表面中央部之中央位置以及從SPM噴嘴14噴出的SPM等著液至基板W的上表面周緣部之周緣位置。
SPM供給單元6係包含有：硫酸配管17，係連接至SPM噴嘴14，並從硫酸供給源供給H2SO4；以及混合液配管27，係連接至SPM噴嘴14，係供給過氧化氫水與氟酸的混合液或過氧化氫水。混合液配管27的上游端係連接至混合部30，混合液配管27的下游端係連接至SPM噴嘴14。
混合部30係用以在與H2SO4混合前將H2O2及HF予以混合之混合單元的一例。混合部30係連接至被過氧化氫供給源供給H2O2之過氧化氫水配管18以及被氟酸供給源供給HF之氟酸配管28。
從硫酸供給源供給之H2SO4、從過氧化氫供給源供給之H2O2以及從氟酸供給源供給之HF皆為水溶液。H2SO4 的濃度例如為90%至98%，H2O2的濃度例如為30%至50%，HF的濃度例如為47%至51%。
從SPM噴嘴14側，於硫酸配管17依據夾設有用以開閉硫酸配管17之硫酸閥19、用以變更H2SO4的流量之硫酸流量調整閥20以及用以加熱H2SO4之加熱器21。雖然未圖示，但硫酸流量調整閥20係包含有：閥本體，係於內部設置有閥座；閥體，係用以開閉閥座；以及致動器(actuator)，係使閥體在開位置與閉位置之間移動。其他的閥亦同樣。各個閥的致動器係被控制裝置3控制。
加熱器21係將H2SO4維持在比常溫還高的溫度(70℃至100℃的範圍內的一定溫度，例如90℃)。用以加熱H2SO4之加熱器21係可為圖2所示的單向(one-pass)方式的加熱器，亦可為在含有加熱器之循環路徑使H2SO4循環藉此加熱H2SO4之循環方式的加熱器。單向方式係被加熱的液體僅單次地通過加熱器之方式，循環方式係被加熱的液體複數次地通過加熱器之方式。
從混合部30側，於過氧化氫水配管18依據夾設有用以開閉過氧化氫水配管18之過氧化氫水閥22以及用以變更H2O2的流量之過氧化氫水流量調整閥23。未經過溫度調整之常溫(約23℃)的H2O2係通過過氧化氫水配管18供給至混合部30。
於氟酸配管28夾設有用以將HF供給至混合部30之微型泵(micropump)31。微型泵31係具有將液體輸送至下游之功能以及阻隔液體的流動之功能。當微型泵31被驅動 時，未經過溫度調整之常溫(約23℃)的HF係通過氟酸配管28供給至混合部30。從微型泵31輸送至混合部30的HF的流量係被控制裝置3控制。微型泵31為氟酸切換單元的一例，係切換HF供給至混合部30的供給狀態以及停止對混合部30供給HF的停止供給狀態。氟酸切換單元亦可為用以開閉氟酸配管28之氟酸閥32(參照圖6)。
混合部30為略圓筒狀的構件，H2O2及HF係在混合部30的內部被攪拌混合。混合部30亦可為具有過氧化氫水閥22及氟酸切換單元的功能之混合閥(mixing valve)。在此情形中，亦可省略過氧化氫水閥22及氟酸切換單元。
流入至混合部30之H2O2及HF的流量係被過氧化氫水流量調整閥23以及微型泵31調整。在H2O2的流量為300ml/min的情形中，HF的流量例如為90μl/min。如此例子，即使在流量彼此不同的情形中，H2O2及HF亦藉由在混合部30內攪拌而均勻地混合。
SPM噴嘴14係具有例如略圓筒狀的殼體(casing)。於該殼體的內部形成有混合室。硫酸配管17係連接至配置於SPM噴嘴14的殼體的側壁之硫酸導入口。混合液配管27係連接至配置於SPM噴嘴14的殼體的側壁之混合液導入口。混合液導入口係配置於比硫酸導入口還上方。
當在開啟硫酸閥19(參照圖2)及過氧化氫水閥22(參照圖2)的狀態下驅動微型泵31時，來自硫酸配管17的H2SO4係從SPM噴嘴14的硫酸導入口供給至混合室，而來自混合液配管27的H2O2及HF係從SPM噴嘴14的混合液導入 口供給室混合室。
流入至SPM噴嘴14的混合室之H2SO4、H2O2以及HF係在混合室充分地被攪拌混合。藉由該混合，H2SO4與H2O2均勻地彼此混合，並藉由H2SO4與H2O2之間的反應生成H2SO4及H2O2的混合液(SPM)。藉此，生成含有HF的SPM，亦即生成HF混合SPM。
SPM係包含有酸化力強的過氧單硫酸(Peroxymonosulfuric acid；H2SO5)，並加熱達至比混合前的H2SO4及H2O2的溫度還高的溫度(100℃以上，例如160℃)。在SPM噴嘴14的混合室所生成的高溫的HF混合SPM係從於殼體的前端(下端)開口之噴出口噴出。
在此，觀察生成HF混合SPM之順序。
在先生成SPM(H2SO4以及H2O2的混合液)後再將微量的HF混入至SPM之情形中，HF會在接觸至高溫(100℃以上)的SPM的瞬間就蒸發。因此，無法生成HF均勻地分散之HF混合SPM。然而，如上所述，藉由預先充分地混合HF與H2O2，可生成非常微量的HF成分已均勻地分散的HF混合SPM。
圖3係顯示控制裝置3之方塊圖。圖4係顯示藉由處理單元2所進行之阻劑去除處理的一例之流程圖。
如圖3所示，控制裝置3係例如由微電腦等所構成。控制裝置3係依循預先制定的程式，控制自轉馬達13、噴嘴移動單元16以及加熱器21等的動作。此外，控制裝置3係控制硫酸閥16、過氧化氫水閥22、微型泵31以及清 洗液閥37等的開閉，並控制流量調整閥20、23、33的致動器，且控制該流量調整閥20、23的開度。
控制裝置3係包含有：記憶部3b，係記憶程式等資訊；以及運算部3a，係依據記憶於記憶部3b的資訊控制基板處理裝置1。用以表示基板W的處理順序及處理步驟之處方(recipe)係記憶於記憶部3b。控制裝置3係依據記憶於記憶部3b之處方控制基板處理裝置1，藉此使基板處理裝置1執行以下說明的各步驟之方式進行排程。
以下參照圖2及圖4說明阻劑去除處理的一例。成為處理對象的基板W係已進行高劑量的離子植入處理之基板。該基板W係尚未接受用以將阻劑予以灰化之處理的基板。
藉由處理單元2對基板W施予阻劑去除處理時，進行將基板W搬入至腔室4內之搬入步驟(步驟S1)。具體而言，控制裝置3係在全部的噴嘴等從自轉夾具5的上方退避的狀態下，使保持基板W之基板搬運機器人CR(參照圖1)的手部(hand)進入至腔室4的內部，藉此在基板W的表面朝向上方的狀態下將基板W載置於自轉夾具5上。之後，控制裝置3係藉由自轉馬達13使基板W開始旋轉(步驟S2)。基板W的旋轉速度係上升達至預先設定的處理旋轉速度(100rpm至500rpm的範圍內，例如約300rpm)，並維持於該處理旋轉速度。
當基板W的旋轉速度到達處理旋轉速度時，接著，控制裝置3係進行用以將SPM供給至基板W之SPM處理步 驟(步驟S3)。具體而言，控制裝置3係控制第一噴嘴移動單元16，藉此使SPM噴嘴14從起始位置移動至處理位置。藉此，SPM噴嘴14係配置於基板W的上方。
在SPM噴嘴14配置於基板W的上方後，控制裝置3係開啟硫酸閥19以及過氧化氫水閥22，並進一步驅動微型泵31。藉此，流通於過氧化氫水配管18之H2O2以及流通於氟酸配管28之HF係流入至混合部30，並生成混合液(HF混合H2O2)(混合步驟)。再者，通過混合部30之混合液以及流通於硫酸配管17的內部之H2SO4係被供給至SPM噴嘴14，並在SPM噴嘴14的混合室中混合H2SO4、H2O2以及HF，生成高溫(例如160℃)的HF混合SPM(生成步驟)。該HF混合SPM係從SPM噴嘴14的噴出口噴出並著液至基板W的上表面(供給步驟)。控制裝置3係控制第一噴嘴移動單元16，藉此在該狀態下使HF混合SPM相對於基板W的上表面之著液位置在中央部與周緣部之間移動。
從SPM噴嘴14噴出的HF混合SPM係在著液至以處理旋轉速度(例如300rpm)旋轉中的基板W的上表面後，藉由離心力沿著基板W的上表面朝外部流動。因此，HF混合SPM係被供給至基板W的上表面全域，而於基板W上形成有覆蓋基板W的上表面全域之HF混合SPM的液膜。
藉此，即使為表面具有硬化層之阻劑，亦可有效地去除。阻劑的表面的硬化層為以碳作為主成分的有機物藉由離子植入而硬化之硬化層。有效地去除阻劑之理由可認為是於HF溶解14族元素氧化物(SiO2等)所產生的作用且包 含於HF混合SPM中的HF有效地去除阻劑表面的有機氧化物之故。
此外，可認為是浸透至阻劑的非硬化層之HF係在阻劑與基板W的表面之交界中些微地蝕刻構成基板W的表面之Si或SiO2，藉此提升阻劑的剝離性能。
再者，由於控制裝置3係在基板W正在旋轉的狀態下使HF混合SPM相對於基板W的上表面之著液位置在中央部與周緣部之間移動，因此HF混合SPM的著液位置係通過基板W的上表面全域，並掃描基板W的上表面全域。因此，從SPM噴嘴14噴出的HF混合SPM係供給至基板W的上表面全域，並均勻地處理基板W的上表面全域。
當從HF混合SPM開始噴出經過預先設定的HF混合SPM處理時間後，結束SPM處理步驟(步驟S3)。緊接在SPM處理步驟(步驟S3)的結束後，進行用以將H2O2供給至基板W之過氧化氫水供給步驟(步驟S4)。
具體而言，控制裝置3係控制第一噴嘴移動單元16，藉此將SPM噴嘴14配置於基板W的上表面中央部的上部後，將過氧化氫水閥22維持在開啟的狀態，並關閉硫酸閥19。與此同時，控制裝置3係使微型泵31停止。藉此，僅H2O2流通過氧化氫水配管18及混合液配管27的內部並供給至SPM噴嘴14。供給至SPM噴嘴14的過氧化氫水係通過SPM噴嘴14的內部並從SPM噴嘴14的噴出口噴出。該H2O2係著液至以處理旋轉速度旋轉中的基板W的上表面中央部。亦即，從SPM噴嘴14噴出的處理液係從HF 混合SPM切換成H2O2。
著液至基板W的上表面中央部之H2O2係朝基板W的周緣部於基板W上流動至外部。基板W上的SPM係被置換成H2O2後，基板W的上表面全域係被H2O2的液膜覆蓋。
當從過氧化氫水開始噴出經過預先設定的過氧化氫水供給時間後，控制裝置3係關閉過氧化氫水閥22，停止從SPM噴嘴14噴出H2O2。此外，控制裝置3係控制第一噴嘴移動單元16，藉此使SPM噴嘴14從處理位置移動至起始位置。藉此，SPM噴嘴14係從基板W的上方退避。
接著，進行用以將清洗液供給至基板W之清洗液供給步驟(步驟S5)。具體而言，控制裝置3係開啟清洗液閥37，並從清洗液噴嘴35朝基板W的上表面中央部噴出清洗液。從清洗液噴嘴35噴出的清洗液係著液至被H2O2覆蓋的基板W的上表面中央部。著液至基板W的上表面中央部之清洗液係朝基板W的周緣部於基板W上流動至外部。藉此，基板W上的H2O2係被清洗液沖刷至外部，並從基板W的周圍排出。因此，基板W上的H2O2的液膜係被置換成覆蓋基板W的上表面全域之清洗液的液膜。藉此，基板W的上表面的全域係被H2O2沖洗。接著，當從清洗液閥37開啟後經過清洗液供給時間後，控制裝置3係關閉清洗液閥37，停止從清洗液噴嘴35噴出清洗液。
接著，進行用以使基板W乾燥之乾燥步驟(步驟S6)。具體而言，控制裝置3係控制自轉馬達13，藉此使基板W加速達至乾燥旋轉速度(例如數千rpm)，並使基板W以乾 燥旋轉速度旋轉。藉此，大的離心力施加至基板W上的液體，附著至基板W的液體係被甩離至基板W的周圍。如此，從基板W去除液體，使基板W乾燥。接著，從基板W開始高速旋轉並經過預定時間後，控制裝置3係控制自轉馬達13，藉此使自轉夾具5停止基板W的旋轉(步驟S7)。
接著，進行用以從腔室4內搬出基板W之搬出步驟(步驟S8)。具體而言，控制裝置3係在全部的噴嘴等從自轉夾具5的上方退避的狀態下，使基板搬運機器人CR的手部進入至腔室4的內部。接著，控制裝置3係使基板搬運機器人CR的手部保持自轉夾具5上的基板W。之後，控制裝置3係使基板搬運機器人CR的手部從腔室4內退避。藉此，從腔室4搬出處理完畢的基板W。
此外，在圖4的處理例中，雖然於SPM處理步驟(步驟S3)後執行過氧化氫水供給步驟(步驟S4)，但亦可省略過氧化氫水供給步驟(步驟S4)。
此外，在圖4的處理例中，雖然說明在SPM處理步驟(步驟S3)中使基板W以SPM處理速度(例如約300rpm)旋轉之情形，但亦可作成在SPM處理步驟(步驟S3)的至少一部分的期間中將基板W作成覆漿(paddle)狀態。所謂覆漿狀態係指基板W的上表面被液膜覆蓋，且基板處於在旋轉方向中靜止或者以低旋轉速度(50rpm以下)旋轉的狀態。在覆漿狀態中，抑制SPM從基板W上排出，並於基板W的上表面保持SPM的液膜。亦可在基板W處於覆漿狀態時停止對基板W供給SPM(噴出SPM)。
接著，說明阻劑去除試驗。
圖5係顯示阻劑去除試驗的條件及結果之圖。該阻劑去除試驗係用以確認SPM中的HF的濃度與阻劑去除性能之間的關係。
該試驗所使用的試料為直徑300mm的矽晶圓W，該矽晶圓W係於表面全域無間隙地形成有KrF(krypton fluoride；氟化氪)準分子雷射(excimer laser)用阻劑圖案，並將該阻劑圖案作為遮罩(mask)，且表面以劑量1×1016atoms/cm2、劑量能量(dose energy)40kev離子植入有As(砷)。
於該試料使用基板處理裝置1，進行下述實施例及比較例的阻劑去除處理。接著，使用電子顯微鏡觀察阻劑去除處理後有無阻劑的殘留以及除了阻劑以外的損傷程度。此外，步驟S3的SPM處理步驟中所使用的SPM中之H2SO4與H2O2的混合比(流量比)為2：1，步驟S3的SPM處理步驟的處理時間為一分鐘。此時，使HF的濃度在0(比較例)至10000ppm(資料3)之間變化。在添加HF之情形中，H2O2的流量係指HF與H2O2的混合液的流量。
<實施例>
使用HF濃度不同之HF混合SPM進行同樣的處理。此時的HF混合SPM中的HF濃度係如下述。
資料1：100ppm
資料2：1000ppm
資料3：10000ppm
<比較例>
在前述實施例中，使用未含有HF之SPM進行同樣的處理。
將該阻劑去除試驗的結果顯示於圖5。在圖5中，將無阻劑殘留且基板表面無損傷者表示成「○」，將發生少量阻劑殘留者表示成「△1」，將阻劑雖然剝離但基板表面有損傷者表示成「△2」，將發生多量阻劑殘留者或者阻劑未完全剝離者表示成「×」。
如圖5所示，在實施例中，因應HF濃度的上升，阻劑剝離性能係提升。然而，根據圖案形狀，即使在HF濃度為1000ppm之情形中，亦確認到基板表面有損傷，亦即確認到基板表面的蝕刻。此外，在HF濃度為10000ppm之情形中，確認到在所有的圖案形狀中基板表面皆有損傷。另一方面，在比較例中，針對進行過高劑量的離子植入之矽晶圓W，幾乎未看到阻劑剝離。
如上所述，可知能藉由於SPM混合HF來提升阻劑剝離性能。
以上已說明本發明的實施形態之一，但本發明亦可以其他形態實施。
在前述實施形態中，雖然SPM供給單元6具備有用以將混合部30所混合的混合液導引至SPM噴嘴14之混合液配管27，但並未限定於此。圖6係顯示其他實施形態的SPM供給單元6a之圖。此外，在圖6中，於與圖2共通的構件附上共通的元件符號，並省略其說明。
圖6所示的SPM供給單元6a的混合液配管27係不連 接至混合部30而是連接至混合槽130。混合液泵131係夾設至混合液配管27。混合槽130係連接有被過氧化氫供給源供給H2O2之過氧化氫水配管18以及被氟酸供給源供給HF之氟酸配管28。
從混合槽130側，於氟酸配管28依序夾設有用以開閉氟酸配管28之氟酸閥32、用以變更HF的流量之氟酸流量調整閥33以及混合槽130。未經過溫度調整之常溫(約23℃)的HF係通過氟酸配管28供給至混合槽130。
控制裝置3係在SPM處理步驟(步驟S3)之前執行用以在混合槽130調合混合液(HF混合H2O2)之調合步驟。具體而言，控制裝置3係開啟過氧化氫水閥22，藉此將預定濃度的H2O2供給30L(公升)至混合槽130。之後，控制裝置3係開啟氟酸閥32，藉此將預定濃度的HF供給10ml至100ml至混合槽130。對混合槽130供給HF係可在H2O2的供給開始前或供給開始後開始，亦可與H2O2的供給同時開始。
H2O2及HF係在混合槽130內混合。SPM供給單元6a亦可進一步具備有用以攪拌混合槽130內的H2O2及HF之攪拌單元。攪拌單元係例如為起泡單元132，該起泡單元132係從配置於混合槽130內的混合液中的氣體噴出口132a噴出氮氣等氣體，藉此於混合液中產生氣泡。在設置有攪拌單元之情形中，混合槽130內的H2O2及HF係被更均勻地混合。
在混合槽130內與H2O2混合的HF亦可為比通常的濃度還低濃度(例如氟化氫(hydrogen fluoride)：水=1：100 等)。在此情形中。能高精度地抑制HF混合H2O2所含有的氟化氫的量。
在混合槽130所生成的HF混合H2O2係藉由混合液泵131供給至SPM噴嘴14。同樣地，H2SO4係從硫酸配管17供給至SPM噴嘴14。流入至SPM噴嘴14的混合室之H2SO4、H2O2以及HF係在混合室充分地攪拌混合，藉此生成HF混合SPM。之後，HF混合SPM係從SPM噴嘴14噴出並供給至基板W上。在此實施形態的SPM供給單元6a中，可生成比前述實施形態的HF濃度還少的H2O2/HF混合液。其理由為與在配管或閥內混合H2O2及HF的情形相比能自由地變更H2O2及HF的比例之故。
此外，在前述實施形態及其他實施形態中，雖然將H2SO4、H2O2以及HF供給至一個SPM噴嘴14，但並未限定於此。圖7係顯示其他實施形態的SPM供給單元6b之圖。
SPM供給單元6b係具備有硫酸噴嘴14a以及H2O2/HF噴嘴14b。硫酸噴嘴14a係朝基板W噴出H2SO4。H2O2/HF噴嘴14b係將從混合部30所供給的H2O2/HF混合液朝基板W噴出。H2O2/HF噴嘴14b亦可將從混合槽130所供給的H2O2/HF混合液朝基板W噴出。
來自硫酸噴嘴14a的硫酸以及來自H2O2/HF噴嘴14b的H2O2/HF混合液係被供給至旋轉中的基板W，藉此在基板W上攪拌混合H2SO4、H2O2以及HF。藉此，生成HF混合SPM。換言之，包含有硫酸噴嘴14a及H2O2/HF噴嘴 14b之HF混合SPM生成單元係在基板W上生成HF混合SPM。與前述實施形態相比，在本實施形態的SPM供給單元6b中，在更接近基板W的區域生成HF混合SPM。因此，可在將SPM的化學性活性度維持在高的狀態下處理基板W。
此外，在前述各實施形態中，雖然已說明基板處理裝置1為用以處理圓板狀的基板W之裝置，但基板處理裝置1亦可為用以處理液晶顯示裝置用基板等多角形的基板W之裝置。
本發明係與2015年3月24日於日本特許廳所提出的日本特願2015-61287號以及於2015年12月17日於日本特許廳所提出的日本特願2015-246629號對應，並將這些申請案的全部內容援用至本發明中。
雖然已詳細地說明本發明的實施形態，但本發明的實施形態僅為用以更明瞭本發明的技術內容之具體例，本發明並未限定於這些具體例，本發明的精神及範圍僅被申請專利範圍限定。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制裝置
4‧‧‧腔室
5‧‧‧自轉夾具
6‧‧‧SPM供給單元
8‧‧‧清洗液供給單元
9‧‧‧罩
9a‧‧‧上端部
10‧‧‧自轉基座
11‧‧‧夾具銷
12‧‧‧旋轉軸
13‧‧‧自轉馬達
14‧‧‧SPM噴嘴
15‧‧‧第一噴嘴手臂
16‧‧‧第一噴嘴移動單元
17‧‧‧硫酸配管
18‧‧‧過氧化氫水配管
19‧‧‧硫酸閥
20‧‧‧硫酸流量調整閥
21‧‧‧加熱器
22‧‧‧過氧化氫水閥
23‧‧‧過氧化氫水流量調整閥
27‧‧‧混合液配管
28‧‧‧氟酸配管
30‧‧‧混合部
31‧‧‧微型泵
35‧‧‧清洗液噴嘴
36‧‧‧清洗液配管
37‧‧‧清洗液閥
A1‧‧‧旋轉軸線
W‧‧‧基板(矽晶圓)

Claims (9)

  1. 一種基板處理方法，係用以從基板的表面去除阻劑，並包含有：混合步驟，係將過氧化氫水與氟酸予以混合，並生成過氧化氫水及氟酸的混合液；生成步驟，係於前述混合步驟後，將前述過氧化氫水及氟酸的混合液與硫酸予以混合，並生成屬於硫酸、過氧化氫水以及氟酸的混合液之氫氟(HF)混合過氧化氫硫酸混合液(SPM)；以及供給步驟，係將前述氫氟混合過氧化氫硫酸混合液供給至前述基板的表面。
  2. 如請求項1所記載之基板處理方法，其中在前述混合步驟混合的過氧化氫水及氟酸係保持在常溫。
  3. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述生成步驟係在從前述基板離開的位置將前述過氧化氫水及氟酸的混合液與硫酸予以混合之步驟。
  4. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述生成步驟係在前述基板的表面將前述過氧化氫水及氟酸的混合液與硫酸予以混合之步驟。
  5. 一種基板處理裝置，係具備有：基板保持單元，係保持表面被阻劑覆蓋的基板；以及過氧化氫硫酸混合液供給單元，係將屬於硫酸、過氧化氫水以及氟酸的混合液之氫氟混合過氧化 氫硫酸混合液供給至被前述基板保持單元保持的基板的表面；前述過氧化氫硫酸混合液供給單元係包含有：混合單元，係將過氧化氫水與氟酸予以混合，並生成過氧化氫水及氟酸的混合液；以及氫氟混合過氧化氫硫酸混合液生成單元，係在前述混合單元將過氧化氫水與氟酸予以混合後，將前述過氧化氫水及氟酸的混合液與硫酸予以混合，並生成氫氟混合過氧化氫硫酸混合液。
  6. 如請求項5所記載之基板處理裝置，其中前述混合單元係包含有：混合槽，係被個別地供給過氧化氫水及氟酸，並儲留供給至前述氫氟混合過氧化氫硫酸混合液生成單元之前述過氧化氫水及氟酸的混合液。
  7. 如請求項6所記載之基板處理裝置，其中前述混合單元係進一步包含有：攪拌單元，係攪拌前述混合槽內的前述混合液。
  8. 如請求項7所記載之基板處理裝置，其中前述攪拌單元係包含有：起泡單元，係從配置在儲留於前述混合槽的前述混合液中之氣體噴出口噴出氣體，藉此於前述混合液中產生氣泡。
  9. 如請求項5至8項中任一項所記載之基板處理裝置，其中前述混合單元係將過氧化氫水與比前述過氧化氫水還少量的氟酸予以混合； 前述氫氟混合過氧化氫硫酸混合液生成單元係將硫酸與比前述硫酸還少量的前述混合液予以混合。
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