TW201724242A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於：提供在背面沒有污斑的基板。 該課題之解決手段為提供本發明實施形態的基板處理方法，其包含第1面洗淨步驟、第2面洗淨步驟、水份去除步驟、撥水化步驟、以及乾燥步驟。第1面洗淨步驟，係對基板中之第1面，供給含有水份之第1洗淨液。第2面洗淨步驟，係對該第1面之相反側的面亦即第2面供給含有水份之第2洗淨液。水份去除步驟，係於第2面洗淨步驟後，去除殘留在基板中之第2面的水份。撥水化步驟，係於水份去除步驟後，對基板中之第1面，供給撥水劑。乾燥步驟，係於撥水化步驟後，使基板乾燥。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明所揭露之實施形態，係關於基板處理方法及基板處理裝置。
以往，在去除殘留於矽晶圓液晶基板等基板上之處理液的乾燥處理中，恐有處理液之表面張力作用於形成在基板表面之圖案，而導致圖案崩塌之虞。
有鑑於此，近年提案有一技術，係在乾燥處理前，對基板表面供給撥水劑，而使基板表面撥水化（例如參照專利文獻1）。根據該技術，由於藉著使基板表面具撥水性，而使表面張力不再易作用於基板表面之圖案，因此可以抑制圖案崩塌。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012－222329號公報
[發明所欲解決的問題] 然而，於上述之習知技術中，在撥水化處理時若於基板背面存在有水份，則恐有撥水劑之氣氛（atmosphere）繞到基板背面並與上述水份作用，而導致在基板背面產生污斑之虞。
實施形態之一態樣的目的在於提供一種基板處理方法及基板處理裝置，其可以提供在背面沒有污斑的基板。 [解決問題之技術手段]
本發明實施形態之一態樣的基板處理方法，包含第1面洗淨步驟、第2面洗淨步驟、水份去除步驟、撥水化步驟、以及乾燥步驟。第1面洗淨步驟，係對基板中之第1面，供給含有水份之第1洗淨液。第2面洗淨步驟，係對該第1面之相反側的面亦即第2面供給含有水份之第2洗淨液。水份去除步驟，係於第2面洗淨步驟後，去除殘留在基板中之第2面的水份。撥水化步驟，係於水份去除步驟後，對基板中之第1面，供給撥水劑。乾燥步驟，係於撥水化步驟後，使基板乾燥。 [發明之效果]
若依實施形態之一態樣，可提供在背面沒有污斑的基板。
以下，參照添付圖式，詳細說明本案所揭露之基板處理方法及基板處理裝置的實施形態。又，本發明不限定於以下所示之實施形態。
（第1實施形態） ＜基板處理系統的結構＞ 圖1為繪示本實施形態之基板處理系統的概略構成之圖式。以下，為了使位置關係明確，規定互相垂直的X軸、Y軸及Z軸，並將Z軸正方向定為鉛直向上的方向。
如圖1所示，基板處理系統1包含「搬入出站2」及「處理站3」。搬入出站2與處理站3係鄰接設置。
搬入出站2包含「載體載置部11」及「搬送部12」。在載體載置部11載置複數之載體C，該複數之載體C以水平狀態收容複數片基板，本實施形態中，係半導體晶圓（以下稱作「晶圓W」）。
搬送部12鄰接載體載置部11而設置，於其內部具備「基板搬送裝置13」及「傳遞部14」。基板搬送裝置13具備晶圓固持機構，用以固持晶圓W。又，基板搬送裝置13能向水平方向及鉛直方向移動，並能以鉛直軸為中心旋轉；使用晶圓固持機構，在載體C與傳遞部14之間搬送晶圓W。
處理站3係鄰接搬送部12而設置。處理站3包含「搬送部15」及「複數之處理單元16」。複數之處理單元16，係於搬送部15的兩側並列而設置。
於搬送部15的內部，具備「基板搬送裝置17」。基板搬送裝置17具備晶圓固持機構，用以固持晶圓W。又，基板搬送裝置17能向水平方向及鉛直方向移動，並能以鉛直軸為中心迴旋；使用晶圓固持機構，在傳遞部14與處理單元16之間搬送晶圓W。
處理單元16，對於由基板搬送裝置17搬送之晶圓W，進行既定的基板處理。
又，基板處理系統1包含「控制裝置4」。控制裝置4例如為電腦，其包含「控制部18」及「儲存部19」。在儲存部19儲存「控制於基板處理系統1中執行的各種處理之程式」。控制部18，藉由讀取並執行儲存於儲存部19的程式，以控制基板處理系統1的動作。
又，關聯的程式，係記錄於可由電腦讀取的儲存媒體，亦可自儲存媒體安裝至控制裝置4之儲存部19。作為可由電腦讀取的儲存媒體，例如包含硬碟（HD）、軟性磁碟（FD）、光碟（CD）、磁光碟（MO）及記憶卡等。
如上述構成之基板處理系統1中，首先，搬入出站2之基板搬送裝置13，從載置於載體載置部11之載體C，將晶圓W取出，並將取出之晶圓W載置於傳遞部14。載置於傳遞部14之晶圓W，係藉由處理站3之基板搬送裝置17，從傳遞部14取出，並向處理單元16搬入。
向處理單元16搬入之晶圓W，在利用處理單元16處理後，藉由基板搬送裝置17從處理單元16搬出，並載置於傳遞部14。然後，載置於傳遞部14之處理完畢的晶圓W，藉由基板搬送裝置13，返回載體載置部11之載體C。
第1實施形態之處理單元16，在以各種處理液處理晶圓W後，會對晶圓W供給撥水劑而使晶圓W表面具撥水性，再將晶圓W乾燥。由於藉著使晶圓W表面具撥水性，而使殘留在晶圓W上的處理液，在與圖案之接觸角度保持在將近90°的情況下逐漸乾燥，因此會使作用於圖案之表面張力降低。故而可以抑制圖案之崩塌。
在此，於進行撥水化處理之際，若在晶圓W背面存在水份，則會因為撥水劑之氣氛繞到晶圓W背面並與水份作用，而恐有在晶圓W背面產生污斑之虞。
圖2為產生於晶圓W背面之污斑的示意圖。如圖2所示，本案發明人團隊確認到，污斑係在晶圓W的背面外周部產生。又，污斑D係有機性之污斑，呈現白色。
該污斑D會因轉印等而有污染裝置等之虞。有鑑於此，於第1實施形態之基板處理系統1，為了抑制污斑D之產生，而在撥水化處理前，進行去除殘留在晶圓W背面之水份的步驟。以下，就此點進行具體說明。
＜處理單元之結構＞ 首先，就處理單元16之結構例，參照圖3以進行說明。圖3為第1實施形態之處理單元16之結構例的繪示圖。
如圖3所示，處理單元16具有基板固持部20，其以水平狀態固持晶圓W。基板固持部20具有圓板狀之基座部22、以及安裝於基座部22之例如3個的複數夾頭爪24，並形成為以夾頭爪24固持晶圓W周緣部之複數部位的機械性旋轉夾頭。於基座部22安裝有未圖示之針板，該針板具有頂針26，其在與基板搬送裝置17之間進行晶圓W之傳遞之際，支撐晶圓W背面而加以舉起。可以藉由具有電動馬達之旋轉驅動部28而使基板固持部20旋轉，藉此可使以基板固持部20固持之晶圓W，繞鉛直方向軸線旋轉。
杯體40具有：位於最外側且不動之環狀的第1杯體41、亦即外杯；位於其內側而可昇降之環狀的第2杯體42；再位於其內側而可昇降之環狀的第3杯體43；以及再位於其內側而不動的內壁44。第2杯體42及第3杯體43藉由在圖3概略顯示之各自的昇降機構42A、43A而昇降。第1～第3杯體41～43及內壁44不旋轉。第1杯體41與第2杯體42之間，形成有第1流路411，第2杯體42與第3杯體43之間形成有第2流路421，而第3杯體43與內壁44之間形成有第3流路431。
於杯體40之底部，形成有杯體排氣口45，該杯體排氣口45與第1流路411、第2流路421及第3流路431連通。於杯體排氣口45，連接著杯體排氣管路46。
在第1流路411、第2流路421及第3流路431之各自的途中，設有彎曲部，藉由在彎曲部使方向急劇變化，而由各流路內流動之氣液混合流體，將液體成分加以分離。分離出來的液體成分，分別落下至：對應第1流路411之液體承接部412、對應第2流路421之液體承接部422、以及對應第3流路431之液體承接部432內。於液體承接部412、422、432之底部，分別形成有排液口413、423、433。
處理單元16更進一步具備複數之處理液噴嘴，其對基板固持部20所固持而旋轉之晶圓W，供給處理液。於本例中係設有：供給化學藥液（例如DHF（稀釋氫氟酸））的第1噴嘴61、供給作為沖洗液去之離子水（DIW；純水）的第2噴嘴62、供給作為揮發性有機溶劑之IPA（異丙醇）的第3噴嘴63、以及供給撥水劑之第4噴嘴64。對於各噴嘴61～64，係由未圖示之處理液供給機構，供給各自之處理液；該處理液供給機構具備處理液供給管路，其連接至處理液供給源，並且於途中設有開閉閥及流量調整閥等流量調整器。
此處，撥水劑係例如將用以使晶圓W之表面具撥水性的撥水劑，以稀釋劑稀釋至既定濃度者。就撥水劑而言，可以使用矽基化劑（或矽烷偶合劑）。具體而言，例如可使用以下作為撥水劑：TMSDMA（Dimethylaminotrimethylsilane；三甲矽基二甲胺）、DMSDMA（Dimethylsilyldimethylamine；二甲矽基二甲胺）、TMSDEA（Diethylaminotrimethylsilane；三甲矽基二乙胺）、HMDS（Hexamethyldisilazane；六甲基二矽氮烷）、以及TMDS（1,1,3,3－Tetramethyldisilazane；1,1,3,3－四甲基二矽氮烷）等。
再者，就稀釋劑而言，可以使用醚類溶劑、或屬於酮類的有機溶劑等。具體而言，例如可使用以下作為稀釋劑：PGMEA（Propylene glycol monomethyl ether acetate；丙二醇甲醚醋酸酯）、環己酮、HFE（Hydrofluoroether；氫氟醚）等。
又，此處係以使用去離子水作為沖洗液之情況為例進行說明，但沖洗液只要係至少含有水份者即可，未必要是去離子水。再者，此處係以使用IPA作為有機溶劑之情況為例進行說明，但有機溶劑並不限定於IPA，只要係對水及撥水劑雙方皆具有親和性即可。
再者，此處之處理單元16係設為具備化學藥液用的第1噴嘴61、去離子水用的第2噴嘴62、IPA用的第3噴嘴63、以及撥水劑用的第4噴嘴64，但處理單元16亦可係以1個噴嘴供給化學藥液、去離子水、IPA及撥水劑。
基板固持部20及杯體40係容納在外殼70內。在外殼70的頂棚部，設有風機過濾機組單元（FFU）80。
在外殼70之頂棚部下方，設有整流板85，其形成有許多貫通孔86。整流板85使風機過濾機組80往下方吹出之潔淨空氣（CA），集中在晶圓W上而流動。在外殼70內，常態性地形成由整流板85之貫通孔86朝向晶圓W的向下流動之潔淨空氣的降流。
在外殼70之下部（具體而言係至少低於杯體40之上部開口部的位置）、且係杯體40之外部處，設有外殼排氣口72，其用以使外殼70內的環境氣體排出。外殼排氣口72連接著外殼排氣管路74。
杯體排氣管路46及外殼排氣管路74對應切換閥50之閥體的位置，而選擇性地連接至構成工廠排氣系統之一部分的第1排氣管路91、第2排氣管路92及第3排氣管路93。由於各排氣管路91～93為負壓，因此會對應切換閥50之閥體的位置，而使杯體40之內部空間及外殼70之內部空間受到抽吸。
再者，處理單元16具備第5噴嘴65。第5噴嘴65插穿形成在基座部22之中央部的中空部（未圖示），而對晶圓W背面供給流體。第5噴嘴65分別透過閥651而連接化學藥液供給源652、透過閥653而連接沖洗液供給源654。第5噴嘴65將此等化學藥液供給源652及沖洗液供給源654所供給之DHF及去離子水，供給至晶圓W背面中央部。
＜處理單元之具體的動作＞ 接下來，就處理單元16所執行之基板洗淨處理的內容，參照圖4及圖5A～圖5F，進行說明。圖4為繪示處理單元16所執行之基板洗淨處理之處理程序的流程圖。再者，圖5A為化學藥液處理的說明圖，圖5B為沖洗處理的說明圖，圖5C為第1置換處理的說明圖，圖5D為水份去除處理的說明圖，圖5E為撥水化處理的說明圖，圖5F為第2置換處理的說明圖。
又，圖4所示之基板洗淨處理的處理程序，係藉由以控制部18讀取儲存在控制裝置4之儲存部19的程式、同時根據所讀取之命令以控制處理單元16等來執行。
如圖4所示，首先，基板搬送裝置17（參照圖1）將晶圓W搬入處理單元16之外殼70內（步驟S101）。晶圓W係在使圖案形成面朝向上方之狀態下，由夾頭爪24（參照圖3）所固持。其後，控制部18以既定之旋轉速度，使基板固持部20旋轉。
接著，處理單元16就進行化學藥液處理（步驟S102）。具體而言，處理單元16使第1噴嘴61朝向旋轉中的晶圓W表面，以既定時間釋出作為化學藥液之DHF；同時使第5噴嘴65朝向旋轉中的晶圓W背面，以既定時間釋出作為化學藥液之DHF。DHF之供給時間，係第1噴嘴61與第5噴嘴65相同。供給至晶圓W表面及背面的DHF，會由於隨著晶圓W旋轉而產生的離心力，而擴散到晶圓W之兩面的整面上。藉此而以清洗晶圓W之表面及背面（參照圖5A）。
又，於化學藥液處理，第2杯體42及第3杯體43係位於下降位置；而作為化學藥液之DHF，就通過第1杯體41與第2杯體42之間的第1流路411而流動。再者，存在於晶圓W上方空間的潔淨空氣，會通過第1流路411而流動，並由杯體排氣口45排出，再通過杯體排氣管路46及切換閥50而流到第1排氣管路91。
接著，處理單元16就進行沖洗處理（步驟S103）。具體而言，處理單元16使第2噴嘴62朝向旋轉中的晶圓W表面，以既定時間釋出作為沖洗液之去離子水；同時使第5噴嘴65朝向旋轉中的晶圓W背面，以既定時間釋出作為沖洗液之去離子水。去離子水之供給時間，係第2噴嘴62與第5噴嘴65相同。供給至晶圓W表面及背面的去離子水，會由於隨著晶圓W旋轉而產生的離心力，而擴散到晶圓W之兩面的整面上。藉此而以去離子水沖走殘留在晶圓W之表面及背面的DHF（參照圖5B）。
又，於沖洗處理，第2杯體42係位於上昇位置，同時第3杯體43位於下降位置；而作為沖洗液之去離子水，就通過第2流路421而流動，並落下至液體承接部422，再經由排液口423而從杯體40內排出。再者，存在於晶圓W上方空間的氣體（潔淨空氣），在透過第1杯體41之上部開口而流入杯體40內後，會通過第2杯體42與第3杯體43之間的第2流路421而流動，再由杯體排氣口45排出，並通過杯體排氣管路46及切換閥50而流到第2排氣管路92。存在於外殼70之內部空間的杯體40之周邊空間的氣體，會由外殼排氣口72排出，並通過外殼排氣管路74及切換閥50而流到第2排氣管路92。
如此這般，在處理單元16，於化學藥液處理係對晶圓W之兩面供給DHF。再者，隨之而在處理單元16，於沖洗處理對晶圓W之兩面供給去離子水，以沖走殘留在晶圓W兩面的DHF。如此這般，因為於處理單元16，有對晶圓W背面供給去離子水，因此容易在晶圓W背面殘留水份。對晶圓W背面供給之水份，會由於隨著晶圓W旋轉而產生的離心力而集中在晶圓W的背面外周部。因此，水份容易殘留在晶圓W的背面外周部。
又，沖洗處理相當於以下步驟之一例：對基板中的第1面供給含有水份之第1洗淨液的第1面洗淨步驟、以及對該第1面之相反側的面亦即第2面供給第2洗淨液的第2面洗淨步驟。
接著，處理單元16進行水份去除處理、以及對晶圓W表面所為之第1置換處理（步驟S104）。具體而言，處理單元16進行下述動作以作為水份去除處理：在沖洗處理（步驟S103）結束後、到撥水化處理（步驟S104）開始為止之間，藉由在不使晶圓W表面露出於外氣的狀態下旋轉晶圓W，而以隨著晶圓W旋轉而產生的離心力，去除殘留在晶圓W背面外周部之去離子水。
藉此而可以在開始撥水化處理前，去除殘留在晶圓W背面外周部之水份。故而，即使於後述之撥水化處理，有撥水劑之氣氛繞到晶圓W背面，也能抑制污斑D之產生。
再者，處理單元16進行下述動作以作為第1置換處理：在沖洗處理（步驟S103）結束後、到撥水化處理（步驟S104）開始為止之間，從第3噴嘴63對旋轉中之晶圓W的表面，以既定時間釋出IPA。供給至晶圓W表面之IPA，會隨著晶圓W旋轉而產生的離心力，而擴散到晶圓W之表面的整面上。藉此，殘留在晶圓W表面之去離子水，會被置換成IPA；IPA對於用於後續之撥水化處理而對晶圓W釋出之撥水劑，具有親和性。又，由於IPA對於去離子水亦具有親和性，因此也易於由去離子水置換成IPA。
如此這般，處理單元16在進行水份去除處理時，會進行置換處理，亦即對晶圓W表面供給作為有機溶劑之IPA，而將晶圓W表面上的去離子水置換成IPA。因此，藉由處理單元16，藉著於水份去除處理當中，在晶圓W表面整面形成IPA、或IPA與去離子水之混合液所構成的液膜，就可以防止晶圓W表面露出（參照圖5C及圖5D）。
假使晶圓W表面持續在露出之狀態，換言之，晶圓W表面持續在未供給處理液之狀態，則恐有因去離子水之表面張力作用於形成在晶圓W表面上的圖案，而導致發生圖案崩塌之虞。故而，藉由處理單元16，藉著防止在水份去除處理當中露出晶圓W之表面，而可以抑制在水份去除處理當中之圖案崩塌。
接著，處理單元16進行撥水化處理（步驟S105）。具體而言，處理單元16，從第4噴嘴64對旋轉中之晶圓W的表面，以既定時間釋出作為撥水劑的矽基化劑。供給至晶圓W表面之撥水劑，會隨著晶圓W旋轉而產生的離心力，而擴散到晶圓W之表面的整面上。藉此，矽烷基會與晶圓W表面之OH基鍵合，而在晶圓W表面形成撥水膜。
如圖5E所示，殘留在晶圓W背面外周部之水份，會在開始撥水化處理前就被去除。因此，即使於撥水化處理有撥水劑之氣氛繞到晶圓W背面，也能抑制污斑D之產生。
又，於撥水化處理，第2杯體42及第3杯體43係位於上昇位置，撥水劑則係通過第3流路431而流動，並落下至液體承接部432，再經由排液口433而由杯體40內排出。再者，存在於晶圓W上方空間之氣體（潔淨空氣），透過第1杯體41之上部開口而流入杯體40內後，會通過第3杯體43與內壁44之間之第3流路431而流動，再由杯體排氣口45排出，並通過杯體排氣管路46及切換閥50而流至第3排氣管路93。存在於外殼70之內部空間的杯體40之周邊空間的氣體，會由外殼排氣口72排出，並通過外殼排氣管路74及切換閥50而流到第3排氣管路93。
接著，處理單元16就進行第2置換處理（步驟S106）。第2置換處理係以相同於上述第1置換處理的程序進行。藉由該第2置換處理，以將殘留在晶圓W表面之撥水劑置換成IPA（參照圖5F）。
接著，處理單元16就進行乾燥處理（步驟S107）。具體而言，處理單元16會藉由增加晶圓W之旋轉速度，以甩除殘留在晶圓W之IPA而使晶圓W乾燥。
其後，處理單元16就進行搬出處理（步驟S108）。具體而言，處理單元16在停止晶圓W之旋轉後，會藉由基板搬送裝置17（參照圖1）而將晶圓W從處理單元16搬出。待該搬出處理一完成，對於1片晶圓W之一連串的基板處理就完成了。
如以上所述，第1實施形態之基板處理方法包含：沖洗處理（相當於「第1面洗淨步驟」及「第2面洗淨步驟」之一例）、水份去除處理（相當於「水份去除步驟」之一例）、撥水化處理（相當於「撥水化步驟」之一例）、乾燥處理（相當於「乾燥步驟」之一例）。沖洗處理，係對晶圓W表面（相當於「第1面」之一例），供給去離子水（相當於「含有水份之第1洗淨液」之一例）；同時對晶圓W背面（相當於「第2面」之一例），供給去離子水（相當於「含有水份之第2洗淨液」之一例）。水份去除處理係在沖洗處理後，去除殘留在晶圓W背面之水份。撥水化處理係在水份去除處理後，對晶圓W表面供給撥水劑。乾燥處理係在撥水化處理後，使晶圓W乾燥。
再者，第1實施形態之基板處理方法，係在進行水份去除處理時，對晶圓W表面供給IPA（相當於「有機溶劑」之一例），以進行將晶圓W表面上的去離子水置換成IPA的第1置換處理（相當於「置換步驟」之一例）。
再者，第1實施形態之處理單元16（相當於「基板處理裝置」之一例）具備：第2噴嘴62（相當於「第1面洗淨部」之一例）、第5噴嘴65（相當於「第2面洗淨部」之一例）、第4噴嘴64（相當於「撥水劑供給部」之一例）、以及控制部18。第2噴嘴62係對晶圓W表面，供給去離子水。第5噴嘴65，係對晶圓W背面供給去離子水。第4噴嘴64，係對晶圓W中之表面供給撥水劑。控制部18進行以下處理：從第2噴嘴62對晶圓W表面供給去離子水、同時從第5噴嘴65對晶圓W背面供給去離子水的沖洗處理（相當於「第1面洗淨處理」及「第2面洗淨處理」之一例）；於沖洗處理後，去除殘留在晶圓W中之背面之水份的水份去除處理；於水份去除處理後，從第4噴嘴64對晶圓W中之表面供給撥水劑的撥水化處理；以及於撥水化處理後，使晶圓W乾燥的乾燥處理。
藉此，在開始撥水化處理前，可以去除殘留在晶圓W背面外周部之水份。故而，可以抑制晶圓W之圖案崩塌，同時提供背面外周部沒有污斑D的晶圓W。
又，在此係例示：於化學藥液處理對晶圓W之兩面供給化學藥液、於沖洗處理對晶圓W之兩面供給沖洗液之情形。然而並不限定於此，亦可係處理單元16於化學藥液處理僅對晶圓W表面供給化學藥液、於沖洗處理則對晶圓W之兩面供給沖洗液。
（第2實施形態） 接下來，就第2實施形態之基板處理系統進行說明。圖6為第2實施形態之處理單元之結構例的繪示圖。又，於以下說明中，對於與已說明過的部分相同的部分，會標註相同與已說明過的部分之符號，並省略重複說明。
如圖6所示，第2實施形態之處理單元16A，具備第5噴嘴65A。第5噴嘴65A除了連接化學藥液供給源652及沖洗液供給源654，還經由閥655而連接氣體供給源656。第5噴嘴65A將氣體供給源656所供給之氣體，供給至晶圓W背面的中央部。又，此處，第5噴嘴65A所供給之氣體雖係設為N2，但第5噴嘴65A所供給之氣體，亦可係N2以外之氣體（例如氬氣等）。
接下來，就處理單元16A所執行之水份去除處理的內容，參照圖7以進行說明。圖7為第2實施形態之水份去除處理的說明圖。又，第2實施形態之水份去除處理，與第1實施形態之水份去除處理相同，係在沖洗處理後、且係撥水化處理前進行。
如圖7所示，處理單元16A在作為第1置換處理而由第3噴嘴63對旋轉中之晶圓W的表面以既定時間釋出IPA的期間，作為水份去除處理而由第5噴嘴65A對旋轉中之晶圓W背面以既定時間釋出N2。
藉此，相較於第1實施形態之水份去除處理，能以更短的時間去除殘留在晶圓W背面周緣部的水份。亦即，由於可以縮短水份去除處理所需時間，因此可以縮短一連串的基板處理之所需時間。
又，處理單元16A對晶圓W背面供給N2供給之處理，在水份去除處理後亦可持續進行。亦即，由於藉著在水份去除處理後所進行之撥水化處理當中，也採取對晶圓W背面供給N2的措施，而撥水劑之氣氛就難以從晶圓W的表面繞到背面；因此即使係在無法徹底去除晶圓W背面外周部之水份之情況下，亦可使污斑D不易產生。
接下來，就第5噴嘴65A之變形例，參照圖8及圖9以進行說明。圖8為第1變形例之第5噴嘴之結構的繪示圖，圖9為第2變形例之第5噴嘴之結構的繪示圖。
如圖8所示，第1變形例之第5噴嘴65B係朝向晶圓W背面外周部，斜向地供給N2。藉由設置成該結構，而可以對殘留在晶圓W背面外周部之水份直接供給N2。故而，相較於第5噴嘴65A，能以更短的時間去除殘留在晶圓W背面周緣部的水份。
又，於圖8係例示了第5噴嘴65B具有2個釋出口之情形，但第5噴嘴65B只要至少具備1個釋出口即可。
再者，如圖9所示，第2變形例之第5噴嘴65C具備釋出部657。釋出部657係在水平方向上延伸之構件，而具有和晶圓W之直徑近乎同等的長度。然後，釋出部657係由位於晶圓W背面外周部下方的釋出口658，對晶圓W的背面外周部供給N2。藉由設置成該結構，相較於第1變形例之第5噴嘴65B，而可以從更靠近晶圓W背面外周部之位置，直接供給N2。故而，相較於第5噴嘴65B，能以更短的時間去除殘留在晶圓W背面周緣部的水份。
如以上所述，第2實施形態之處理單元16A在以第1置換處理而對晶圓W表面供給IPA的期間，會對晶圓W中之背面供給N2（相當於「氣體」之一例）以作為水份去除處理。由於藉此能促進殘留在晶圓W背面外周部之水份的蒸發，因此相較於僅以離心力去除水份之情況，能以更短的時間去除水份。
（第3實施形態） 於上述第1及第2實施形態，係以在沖洗處理後、且係撥水化處理前，並行進行水份去除處理及第1置換處理之情況為例，進行了說明；但水份去除處理亦可係在沖洗處理後、且係第1置換處理前進行。
有鑑於此，於第3實施形態，係針對在沖洗處理後、且係第1置換處理前進行水份去除處理之情況為例，參照圖10A～圖10C以進行說明。圖10A為沖洗處理的說明圖，圖10B為水份去除處理的說明圖，圖10C為第1置換處理的說明圖。
於第3實施形態，處理單元16在沖洗處理，係對晶圓W之兩面供給沖洗液（去離子水）（參照圖10A）。接著，處理單元16在以去離子水對殘留在晶圓W之兩面的DHF經充分時間的沖洗後，就停止對晶圓W背面供給沖洗液，而僅對晶圓W表面供給沖洗液（參照圖10B）。其後，如圖10C所示，處理單元16就進行對晶圓W表面供給IPA之第1置換處理。
如此這般，於第3實施形態之處理單元16，在開始撥水化處理前，能以隨著晶圓W旋轉而產生的離心力，充份去除殘留在晶圓W背面外周部之水份。再者，由於在進行水份去除處理時，係對晶圓W表面供給沖洗液，因此在水份去除處理當中，藉由在晶圓W表面整面上形成去離子水所構成的液膜，而可以防止晶圓W之表面露出。
又，若以隨著晶圓W旋轉而產生的離心力充分去除殘留在晶圓W背面之水份為止的時間設為T1、在第1置換處理中之IPA供給時間設為T2，則於水份去除處理當中對晶圓W表面供給去離子水的時間，就可以設為例如T1－T2。
如此這般，在此，藉由將對晶圓W表面供給沖洗液的時間，延長既定時間，以確保以隨著晶圓W旋轉而產生的離心力甩除殘留在晶圓W背面之水份所需要的時間。
（第4實施形態） 接下來，就第4實施形態之水份去除處理，參照圖11以進行說明。圖11為第4實施形態之水份去除處理的說明圖。又，第4實施形態之水份去除處理，係藉由具備可對晶圓W背面供給N2等氣體之第5噴嘴65A～65C（參照圖6、圖8及圖9）的處理單元所執行。此處作為一例，係以具備第5噴嘴65A之處理單元16A（參照圖6）來執行。
如圖11所示，處理單元16A從第2噴嘴62對旋轉中之晶圓W的表面以既定時間釋出去離子水，同時從第5噴嘴65A對旋轉中之晶圓W背面以既定時間釋出N2。
如此這般，於第4實施形態，在處理單元16A對晶圓W中之表面供給沖洗液的期間，會對晶圓W中之背面供給氣體。藉此，相較於第3實施形態之水份去除處理，能以更短的時間去除殘留在晶圓W背面周緣部的水份。亦即，由於能縮短水份去除處理所需時間，所以能縮短一連串的基板處理所需時間。
（第5實施形態） 於以上所述之第1～第4實施形態，係針對藉由在撥水化處理前，去除殘留在晶圓W背面周緣部的水份，以防患污斑D之產生於未然之情況為例，進行了說明。
另一方面，污斑D具有可溶於水或有機溶劑之性質。有鑑於此，於第5實施形態，係針對使用水或有機溶劑以去除晶圓W背面周緣部上所產生之污斑D的情況為例，參照圖12及圖13A～圖13C以進行說明。
圖12為繪示第5實施形態之處理單元所執行之基板洗淨處理之處理程序的流程圖。再者，圖13A及圖13B為撥水化處理的說明圖，圖13C為去除液供給處理的說明圖。
又，圖12所示之步驟S201～S203的處理，由於係與圖4所示之步驟S101～步驟S103的處理相同，因此省略此處之說明。再者，由於圖12的步驟S204所示之第1置換處理，係與圖4所示之步驟S104中的第1置換處理相同，因此對於此處理亦省略說明。再者，在此雖設定一連串的基板處理係由第1實施形態之處理單元16執行，但亦可由第2實施形態之處理單元16A執行。
如圖12所示，由於在第5實施形態，並不進行如上所述之水份去除處理，因此在步驟S205所示之撥水化處理當中，晶圓W背面外周部會是在殘留有水份之狀態。因此，會因為撥水劑之氣氛接觸到水份（參照圖13A），而在晶圓W背面外周部產生污斑D（參照圖13B）。
接著，處理單元16就進行去除液供給處理及第2置換處理（步驟S206）。具體而言，處理單元16會從第5噴嘴65對旋轉中之晶圓W背面供給去離子水，以作為去除液供給處理（參照圖13C）。供給至晶圓W背面的去離子水，會由於隨著晶圓W旋轉而產生的離心力，而擴散到晶圓W之背面的整面上。藉此，會有去離子水供給到晶圓W背面外周部所產生之污斑D上，而將污斑D去除。又，處理單元16從第3噴嘴63對旋轉中之晶圓W的表面以既定時間釋出IPA，以作為第2置換處理（參照圖13C）。藉此，殘留在晶圓W表面之撥水劑就會置換成IPA。再者，可以防止在去除液供給處理當中，晶圓W表面露出之情形。
其後，處理單元16進行乾燥處理（步驟S207）及搬出處理（步驟S208），就結束一連串的基板處理。
又，此處，於去除液供給處理，係針對向晶圓W背面供給去離子水之情況為例進行了說明，但處理單元16亦可對晶圓W背面供給例如IPA以取代去離子水。在該情況，處理單元16之第5噴嘴65，只要係透過閥而連接至IPA供給源即可。
再者，此處雖係針對在第2置換處理當中進行去除液供給處理之情況為例進行了說明，但未必要在第2置換處理當中進行。例如，去除液供給處理亦可係在撥水化處理後、且係在第2置換處理前進行，亦可在第2置換處理後進行。在該情況，去除液供給處理只要係對晶圓W背面供給去離子水或IPA之同時，對晶圓W表面供給去離子水或IPA即可。
再者，去除液供給處理亦可在撥水化處理當中進行。亦即，處理單元16從第4噴嘴64對旋轉中之晶圓W的表面以既定時間釋出撥水劑、同時從第5噴嘴65對旋轉中之晶圓W背面供給去離子水或IPA亦可。污斑D係於晶圓W背面存在些許水份之情況下產生。因此，藉由在撥水化處理當中，對晶圓W背面持續供給大量的去離子水或IPA，而可以抑制污斑D之產生；同時，即使產生了污斑D，亦可藉由去離子水或IPA而加以去除。
如以上所述，第5實施形態之基板處理方法包含：沖洗處理（相當於「洗淨步驟」之一例）、撥水化處理（相當於「撥水化步驟」之一例）、乾燥處理（相當於「乾燥步驟」之一例）、以及去除液供給處理（相當於「去除液供給步驟」之一例）。沖洗處理，係對晶圓W中之至少表面供給含有水份之沖洗液。撥水化處理，係在沖洗處理後，對晶圓W表面（相當於「第1面」之一例）供給撥水劑。乾燥處理，係在撥水化處理後，使晶圓W乾燥。去除液供給處理，係在撥水化處理當中、或在撥水化處理後到該乾燥步驟之間，對晶圓W背面（相當於「第2面」之一例）供給去離子水（相當於「去除液」之一例），以去除由於撥水劑與水份作用而產生於晶圓W外周部的污斑D。
再者，第5實施形態之基板處理方法，係在進行去除液供給處理時，對晶圓W表面供給IPA（相當於「有機溶劑」之一例），以進行將晶圓W表面上的撥水劑置換成IPA的第2置換處理（相當於「置換步驟」之一例）。
再者，第5實施形態之處理單元16（相當於「基板處理裝置」之一例）具備：第2噴嘴62及第5噴嘴65（相當於「洗淨液供給部」之一例）、第4噴嘴64（相當於「撥水劑供給部」之一例）、第5噴嘴65（相當於「去除液供給部」之一例）、以及控制部18。第2噴嘴62及第5噴嘴65，係對晶圓W供給含有水份之沖洗液。第4噴嘴64係對晶圓W供給撥水劑。第5噴嘴65，係供給去除液，以去除由於撥水劑與水份作用而產生於晶圓W之外周部的污斑D。控制部18進行以下處理：從第2噴嘴62及第5噴嘴65對晶圓W供給沖洗液的沖洗處理；在沖洗處理後，從第4噴嘴64晶對圓W表面供給撥水劑的撥水化處理；在撥水化處理後，使晶圓W乾燥的乾燥處理；以及在撥水化處理當中、或在撥水化處理後到該乾燥步驟之間，從第5噴嘴65對晶圓W背面供給去除液的去除液供給處理。
藉此，即使在晶圓W背面外周部產生了污斑D，亦可去除該污斑D。故而，可以抑制晶圓W之圖案崩塌，同時提供背面沒有污斑D的晶圓W。
又，在此係以處理單元16進行去除液供給處理以取代水份去除處理之情況為例，進行了說明；但處理單元16亦可將水份去除處理及去除液供給處理這兩項處理皆加以進行。藉此而可以更確實地防止污斑D之產生。
（第6實施形態） 於上述第5實施形態，就去除液供給處理中對晶圓W背面供給去除液的方法，針對從第5噴嘴65對晶圓W背面供給去除液之情況為例，進行了說明。然而，對晶圓W背面供給去除液的方法，並不限定於上述例。有鑑於此，於下文中，將針對去除液供給處理之變形例，參照圖14A及圖14B以進行說明。圖14A為第2置換處理的說明圖，圖14B為變形例之去除液供給處理的說明圖。
如圖14A所示，處理單元16在第2置換處理中，係一邊使晶圓W以第1轉速旋轉，一邊從第3噴嘴63對旋轉中之晶圓W的表面以既定時間釋出IPA。又，圖12所示步驟S202～S205之處理中之晶圓W的轉速，亦為第1轉速。
接著，處理單元16就進行去除液供給處理。具體而言，處理單元16在第2置換處理當中，會將晶圓W之轉速，變更成低於第1轉速的第2轉速。
如圖14B所示，藉由使晶圓W之轉速變少，而使供給至晶圓W表面之IPA，從晶圓W的表面繞到背面。藉此，對晶圓W背面外周部所產生之污斑D（參照圖2）供給IPA，以去除污斑D。
如此這般，第6實施形態之去除液供給處理，係藉由在第2置換處理當中，將晶圓W之轉速變更成低於第1轉速的第2轉速，以使供給至晶圓W表面之IPA，繞到晶圓W背面而供給作為去除液。藉此，可以有效率地去除在晶圓W背面外周部所產生之污斑D。
（第7實施形態） 接下來，就第7實施形態之處理單元之結構，參照圖15以進行說明。圖15為第7實施形態之處理單元之結構例的繪示圖。
如圖15所示，第7實施形態之處理單元16B，具備圓環狀的外側旋轉杯30及內側旋轉杯32，以作為旋轉杯。外側旋轉杯30及內側旋轉杯32係透過未圖示之支柱，安裝到例如基板固持部20的基座部22，而與基座部22一體旋轉。在外側旋轉杯30及內側旋轉杯32之間形成有流路34，透過此流路34而使晶圓W上方之環境氣體，引進至外側旋轉杯30內。外側旋轉杯30之內周面，承接住「供給至旋轉中之晶圓W後，由晶圓W甩出而飛散之處理液」，並引導至杯體40（例如參照圖3）內。再者，內側旋轉杯32防止在流路34流動之包含處理液之流體，繞到晶圓W背面的情形。更進一步地，內側旋轉杯32將隨著基板固持部20之旋轉而在基座部22與晶圓W背面之間的空間產生的氣流，引導至杯體40。
內側旋轉杯32之上端邊緣部，形成越朝下方就逐漸變得更窄的錐面321。處理單元16B藉由使晶圓W之切角部卡止於該錐面321，而固持晶圓W。
錐面321係形成為連綿在晶圓W之整圈。亦即，由於晶圓W的切角面，係連綿晶圓W之整圈皆為抵接於錐面321的狀態，因此在撥水化處理，會抑制在晶圓W表面側所產生之撥水劑之氣氛繞到晶圓W背面的情形。故而，即使在晶圓W背面外周部存在水份，也會因為撥水劑之氣氛不易與水份接觸，因此可以抑制污斑D之產生。
在此，係就隔開晶圓W表面側之空間與背面側之空間，而使撥水劑之氣氛難以繞到晶圓W背面之情況為例，進行了說明。然而並不限定於此，例如亦可藉由提高來自杯體排氣口45或外殼排氣口72之排氣量，而使撥水劑之氣氛不易繞到晶圓W背面。
於以上所述之實施形態，係以第1面洗淨步驟和第2面洗淨步驟同時進行之情況為例，進行了說明；但第1面洗淨步驟與第2面洗淨步驟，未必要同時進行。
再者，於以上所述之實施形態，係以第1洗淨液和第2洗淨液相同之情況為例，進行了說明；但第1洗淨液與第2洗淨液，未必要相同。
再者，於以上所述之實施形態，係以第1洗淨液及第2洗淨液乃去離子水之情況為例，進行了說明；但第1洗淨液及第2洗淨液只要係含有水份之洗淨液即可，亦可係去離子水以外之洗淨液，例如加熱至既定溫度的去離子水（HDIW）、SC1（氨／雙氧水／水的混合液）、SC2（氯／雙氧水／水的混合液）等。
更進一步的效果或變形例，可由所屬技術領域中具有通常知識者輕易導出。因此，本發明之更廣泛的態樣，並不受前文所示及記述之特定詳情及代表性實施態樣所限定。是故，本發明可以在不脫離隨附申請專利範圍、及以其均等物所定義之總括性之發明概念的精神或範圍內，進行各種變更，該等變更亦涵括在本發明。
1‧‧‧基板處理系統 2‧‧‧搬入出站 3‧‧‧處理站 4‧‧‧控制裝置 11‧‧‧載體載置部 12‧‧‧搬送部 13‧‧‧基板搬送裝置 14‧‧‧傳遞部 15‧‧‧搬送部 16、16A、16B‧‧‧複數之處理單元 17‧‧‧基板搬送裝置 18‧‧‧控制部 19‧‧‧儲存部 20‧‧‧基板固持部 22‧‧‧基座部 24‧‧‧夾頭爪 26‧‧‧頂針 28‧‧‧旋轉驅動部 30‧‧‧外側旋轉杯 32‧‧‧內側旋轉杯 321‧‧‧錐面 34‧‧‧流路 40‧‧‧杯體 41‧‧‧第1杯體（外杯） 42‧‧‧第2杯體 43‧‧‧第3杯體 42A、43A‧‧‧昇降機構 411‧‧‧第1流路 421‧‧‧第2流路 431‧‧‧第3流路 412、422、432‧‧‧液體承接部 413、423、433‧‧‧排液口 44‧‧‧內壁 45‧‧‧杯體排氣口 46‧‧‧杯體排氣管路 50‧‧‧切換閥 61‧‧‧第1噴嘴 62‧‧‧第2噴嘴 63‧‧‧第3噴嘴 64‧‧‧第4噴嘴 65、65A、65B、65C‧‧‧第5噴嘴 651‧‧‧閥 652‧‧‧化學藥液供給源 653‧‧‧閥 654‧‧‧沖洗液供給源 655‧‧‧閥 656‧‧‧氣體供給源 657、658‧‧‧釋出部 70‧‧‧外殼 72‧‧‧外殼排氣口 74‧‧‧外殼排氣管路 80‧‧‧風機過濾機組單元（FFU） 85‧‧‧整流板 86‧‧‧貫通孔 91‧‧‧第1排氣管路 92‧‧‧第2排氣管路 93‧‧‧第3排氣管路 C‧‧‧載體 D‧‧‧污斑 W‧‧‧晶圓 S101～S108、S201～S208‧‧‧步驟
【圖1】圖1為表示本實施形態之基板處理系統的概略構成之圖式。 【圖2】圖2為產生於晶圓背面之污斑的示意圖。 【圖3】圖3為第1實施形態之處理單元之結構例的繪示圖。 【圖4】圖4為繪示處理單元所執行之基板洗淨處理之處理程序的流程圖。 【圖5A】圖5A為化學藥液處理的說明圖。 【圖5B】圖5B為沖洗處理的說明圖。 【圖5C】圖5C為第1置換處理的說明圖。 【圖5D】圖5D為水份去除處理的說明圖。 【圖5E】圖5E為撥水化處理的說明圖。 【圖5F】圖5F為第2置換處理的說明圖。 【圖6】圖6為第2實施形態之處理單元之結構例的繪示圖。 【圖7】圖7為第2實施形態之水份去除處理的說明圖。 【圖8】圖8為第1變形例之第5噴嘴之結構的繪示圖。 【圖9】圖9為第2變形例之第5噴嘴之結構的繪示圖。 【圖10A】圖10A為沖洗處理的說明圖。 【圖10B】圖10B為水份去除處理的說明圖 【圖10C】圖10C為第1置換處理的說明圖。 【圖11】圖11為第4實施形態之水份去除處理的說明圖。 【圖12】圖12為繪示第5實施形態之處理單元所執行之基板洗淨處理之處理程序的流程圖。 【圖13A】圖13為撥水化處理的說明圖。 【圖13B】圖13B為撥水化處理的說明圖。 【圖13C】圖13C為去除液供給處理的說明圖。 【圖14A】圖14A為第2置換處理的說明圖。 【圖14B】圖14B為變形例之去除液供給處理的說明圖。 【圖15】圖15為第7實施形態之處理單元之結構例的繪示圖。
S101~S108‧‧‧步驟

Claims (12)

  1. 一種基板處理方法，包括以下步驟： 第1面洗淨步驟，對基板中之第1面，供給含有水份之第1洗淨液； 第2面洗淨步驟，對該第1面之相反側的面亦即第2面供給含有水份之第2洗淨液； 水份去除步驟，於該第2面洗淨步驟後，在不使該第1面露出於外氣的狀態下，去除殘留在該基板中之該第2面的水份； 撥水化步驟，於該水份去除步驟後，對該基板中之該第1面，供給撥水劑；以及 乾燥步驟，於該撥水化步驟後，使該基板乾燥。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中， 在進行該水份去除步驟時，進行置換步驟，其係對該基板中之該第1面供給有機溶劑，以將該第1面上的該第1洗淨液，置換成該有機溶劑
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理方法，其中， 該水份去除步驟， 係在藉由該置換步驟以對該基板中之該第1面供給該有機溶劑的期間，對該基板中之該第2面供給氣體。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中， 於進行該水份去除步驟時，對該基板中之該第1面供給該第1洗淨液。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理方法，其中， 該水份去除步驟， 係在對該基板中之該第1面供給該第1洗淨液的期間，對該基板中之該第2面供給氣體。
  6. 一種基板處理方法，包括以下步驟： 洗淨步驟，對基板中之至少第1面，供給含有水份之洗淨液； 撥水化步驟，於該洗淨步驟後，在該第1面之相反側的面亦即第2面存在該洗淨液之狀態下，對該基板中之該第1面供給撥水劑； 乾燥步驟，於該撥水化步驟後，使該基板乾燥；以及 去除液供給步驟，在該撥水化步驟當中、或在該撥水化步驟後到該乾燥步驟之間，對該第2面供給去除液，該去除液係用以去除由於該撥水劑與水份作用而產生於該基板的污斑。
  7. 如申請專利範圍第6項之基板處理方法，其中， 在進行該去除液供給步驟時，進行置換步驟，其係對該基板中之該第1面供給有機溶劑，以將該第1面上的該撥水劑，置換成該有機溶劑。
  8. 如申請專利範圍第6或7項之基板處理方法，其中，該去除液係純水。
  9. 如申請專利範圍第6或7項之基板處理方法，其中，該去除液係有機溶劑。
  10. 如申請專利範圍第7項之基板處理方法，其中， 該置換步驟， 係一邊使該基板以第1轉速旋轉，一邊對該基板中之該第1面供給該有機溶劑； 該去除液供給步驟， 係藉由使該基板之轉速，變更為低於該第1轉速的第2轉速，以使供給至該第1面之該有機溶劑，繞到該第2面而供給作為該去除液。
  11. 一種基板處理裝置，包括： 第1面洗淨部，對基板中之第1面，供給含有水份之第1洗淨液； 第2面洗淨部，對該第1面之相反側的面亦即第2面供給含有水份之第2洗淨液； 撥水劑供給部，對該基板中之該第1面供給撥水劑；以及 控制部，進行下述處理；第1面洗淨處理，從該第1面洗淨部對該基板中之該第1面，供給該第1洗淨液；第2面洗淨處理，從該第2面洗淨部對該第2面供給該第2洗淨液；水份去除處理，於該第2面洗淨處理後，在不使該第1面露出於外氣的狀態下，去除殘留在該基板中之該第2面的水份；撥水化處理，於該水份去除處理後，從該撥水劑供給部對該基板中之該第1面，供給撥水劑；以及乾燥處理，於該撥水化處理後，使該基板乾燥。
  12. 一種基板處理裝置，包括： 洗淨液供給部，對基板中之至少第1面，供給含有水份之洗淨液； 撥水劑供給部，對該基板中之該第1面供給撥水劑； 去除液供給部，供給去除液，該去除液用以去除由於該撥水劑與水份作用而產生於該基板的污斑；以及 控制部，進行下述處理；洗淨處理，從該洗淨液供給部，對該基板中之至少該第1面，供給該洗淨液；撥水化處理，於該洗淨處理後，在該第1面之相反側的面亦即第2面存在該洗淨液之狀態下，從該撥水劑供給部對該基板供給撥水劑；乾燥步驟，於該撥水化步驟後，使該基板乾燥；以及去除液供給處理，在該撥水化處理當中、或在該撥水化處理後到該乾燥步驟之間，從該去除液供給部對該第2面供給去除液。
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