TW202027190A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的係提供一種技術,可在覆蓋住凹凸圖案的液體膜乾燥時,抑制凹凸圖案的圖案崩塌。
本發明之基板處理裝置包含:基板固持部,將基板之形成有凹凸圖案的面朝上而固持該基板;液體供給單元,對固持於該基板固持部之該基板供給處理液,藉以在該凹凸圖案的凹部形成液體膜;加熱單元,將加熱該液體膜之雷射光線照射至固持於該基板固持部之該基板或是該液體膜;及加熱控制部,控制該加熱單元;該加熱控制部係藉由將該雷射光線從該加熱單元照射至該基板或是該液體膜,而使該凹部在深度方向整體從該處理液露出。
Description
本發明係關於一種基板處理裝置及基板處理方法。
專利文獻1所記載的液體處理系統包含:液體處理裝置,將處理液體供給至基板而進行液體處理;及控制部,控制液體處理裝置。液體處理裝置包含:基板固持部,用於固持基板;第一供給部,將揮發性流體供給至由基板固持部所固持之基板的表面;及第二供給部,將加熱流體供給至由基板固持部所固持之基板的背面。作為揮發性流體例如使用IPA(異丙醇)。IPA係被供給至基板的圖案形成面。作為加熱流體例如使用加熱後之純水。控制部係使液體處理裝置執行揮發性流體供給處理、露出處理及加熱流體供給處理。揮發性流體供給處理,係將揮發性流體從第一供給部供給至基板的表面,而在基板表面形成液體膜的處理。露出處理,係使基板的表面從揮發性流體露出的處理。加熱流體供給處理,係開始於露出處理之前,並在與露出處理重疊的期間中,將加熱流體從第二供給部供給至基板之背面的處理。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-90015號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明之一態樣係提供一種技術,可在覆蓋住凹凸圖案的液體膜乾燥時,抑制凹凸圖案的圖案崩塌。
[解決問題之技術手段]
依本發明之一態樣的基板處理裝置包含:基板固持部,將基板之形成有凹凸圖案的面朝上而固持該基板;液體供給單元,對固持於該基板固持部之該基板供給處理液,藉以在該凹凸圖案之凹部形成液體膜;加熱單元,將加熱該液體膜之雷射光線照射至固持於該基板固持部之該基板或該液體膜;及加熱控制部,用於控制該加熱單元,該加熱控制部係藉由將該雷射光線從該加熱單元照射至該基板或是該液體膜,而使該凹部在深度方向整體從該處理液露出。
[對照先前技術之功效]
根據本發明之一態樣,可在覆蓋住凹凸圖案液體膜乾燥時,抑制凹凸圖案的圖案崩塌。
以下,參照圖面說明本發明之實施態樣。又,針對各圖面中相同或是對應的構成,賦予相同或是對應的符號,並省略說明。在本說明書中,所謂下方係意指垂直方向下方,而所謂上方係意指垂直方向上方。
圖1係顯示依本發明之第一實施態樣之基板處理裝置的圖式。圖2係顯示依本發明之第一實施態樣之基板固持部及加熱單元的圖式,且係將圖1之一部分放大的圖式。如圖1所示,基板處理裝置1例如包含:基板固持部10、旋轉驅動部20、液體供給單元30、氣體供給單元50、加熱單元70及控制部90。
基板固持部10係將基板2之形成有凹凸圖案4(參照圖8)的面2a朝上,而水平地固持基板2。基板2例如為矽晶圓等半導體基板。凹凸圖案4例如係藉由光微影法而形成。除了光微影法之外,亦可使用蝕刻法。凹凸圖案4例如係藉由將形成於基板2的膜(例如矽氮化膜)加以蝕刻而形成。凹凸圖案4具有朝上開放的凹部5。
基板固持部10包含圓盤狀的板部11、及配置於板部11之外周部的爪部12。爪部12係藉由在周向上隔著間隔配置複數個,並固持基板2之外周緣,使基板2從板部11浮起而固持。在基板2與板部11之間形成有間隙空間13。
又,基板固持部10具有從板部11之中央往下方延伸的旋轉軸部14。旋轉軸部14係由軸承15所支撐並可自由旋轉。在板部11的中央形成有貫通穴16,而旋轉軸部14係形成為筒狀。旋轉軸部14的內部空間係經由貫通穴16而與間隙空間13連通。
旋轉驅動部20係使基板固持部10旋轉。旋轉驅動部20係使基板固持部10以基板固持部10的旋轉軸部14為中心旋轉。伴隨基板固持部10的旋轉,固持於基板固持部10的基板2亦會旋轉。
旋轉驅動部20包含:旋轉馬達21;及傳遞機構22,將旋轉馬達21的旋轉移動傳遞至旋轉軸部14。傳遞機構22例如包含滑輪23及正時皮帶24。滑輪23係安裝於旋轉馬達21的輸出軸,並與該輸出軸一起旋轉。正時皮帶24係繞掛在滑輪23及旋轉軸部14。傳遞機構22係將旋轉馬達21的旋轉移動傳遞至旋轉軸部14。又,傳遞機構22亦可包含複數齒輪,以代替滑輪23及正時皮帶24。
液體供給單元30係從上方對固持於基板固持部10之基板2供給處理液。液體供給單元30可供給複數種類的處理液,亦可供給因應基板2之處理階段的處理液。作為液體供給單元30所供給之處理液例如可列舉:清洗液L1(參照圖6(a))、沖洗液L2(參照圖6(b))及乾燥液L3(參照圖6(c))。又,清洗液亦被稱為化學藥液。
液體供給單元30包含噴吐處理液的液體噴吐噴嘴。液體供給單元30例如包含清洗液噴吐噴嘴31,沖洗液噴吐噴嘴32及乾燥液噴吐噴嘴33作為液體噴吐噴嘴。清洗液噴吐噴嘴31係噴吐清洗液L1,沖洗液噴吐噴嘴32係噴吐沖洗液L2,乾燥液噴吐噴嘴33係噴吐乾燥液L3。又,亦可一個液體噴吐噴嘴噴吐複數種類的處理液。又,液體噴吐噴嘴亦可噴吐混合氣體後之處理液。
清洗液噴吐噴嘴31係經由開閉閥34及流量調整閥35,而連接於供給源36。若開閉閥34將清洗液L1的流道打開,則會從清洗液噴吐噴嘴31噴吐清洗液L1。另一方面,若開閉閥34將清洗液L1的流道關閉,則會停止從清洗液噴吐噴嘴31噴吐清洗液L1。流量調整閥35係調整清洗液噴吐噴嘴31所噴吐之清洗液L1的流量。供給源36係將清洗液L1供給至清洗液噴吐噴嘴31。
作為清洗液L1並無特別限定,但例如可使用DHF(稀釋氫氟酸)。清洗液L1的溫度可為室溫,亦可為高於室溫且低於清洗液L1之沸點的溫度。
又,清洗液L1只要係用於半導體基板清洗之一般者即可,並不限定於DHF。例如,清洗液L1亦可為SC-1(含有氫氧化銨及過氧化氫的水溶液)或是SC-2(含有氯化氫及過氧化氫的水溶液)。亦可使用複數種類的清洗液L1。
沖洗液噴吐噴嘴32係經由開閉閥37及流量調整閥38,而連接於供給源39。若開閉閥37將沖洗液L2的流道打開,則會從沖洗液噴吐噴嘴32噴吐沖洗液L2。另一方面,若開閉閥37將沖洗液L2的流道關閉,則會停止從沖洗液噴吐噴嘴32噴吐沖洗液L2。流量調整閥38係調整沖洗液噴吐噴嘴32所噴吐之沖洗液L2的流量。供給源39係將沖洗液L2供給至沖洗液噴吐噴嘴32。
作為沖洗液L2並無特別限定,例如可使用DIW(去離子水)。沖洗液L2的溫度可為室溫,亦可為高於室溫且低於沖洗液L2之沸點的溫度。沖洗液L2的溫度越高,則沖洗液L2的表面張力會變得越低。
乾燥液噴吐噴嘴33係經由開閉閥40及流量調整閥41,而連接於供給源42。若開閉閥40將乾燥液L3的流道打開,則會從乾燥液噴吐噴嘴33噴吐乾燥液L3。另一方面,若開閉閥40將乾燥液L3的流道關閉,則會停止從乾燥液噴吐噴嘴33噴吐乾燥液L3。流量調整閥41係調整乾燥液噴吐噴嘴33所噴吐之乾燥液L3的流量。供給源42係將乾燥液L3供給至乾燥液噴吐噴嘴33。
作為乾燥液L3並無特別限定,例如可使用IPA(異丙醇)。IPA具有低於DIW的表面張力。乾燥液L3的溫度可為室溫,亦可為高於室溫且低於乾燥液L3之沸點的溫度。乾燥液L3的溫度越高,則乾燥液L3的表面張力會變得越低。
又,乾燥液L3只要係具有低於沖洗液L2之表面張力者即可,並不限定於IPA。乾燥液L3例如亦可為:HFE(氫氟醚)、甲醇、乙醇、丙酮或是反式-1,2-二氯乙烯。
液體供給單元30例如係將清洗液L1、沖洗液L2及乾燥液L3等處理液供給至與基板固持部10一起旋轉之基板2的中心部。供給至旋轉中之基板2之中心部的處理液,係藉由離心力而潤濕擴散至基板2的整個頂面2a,並在基板2的外周緣被甩脫。被甩脫後之處理液的液滴係被回收至杯體17。
杯體17係將支撐基板固持部10並使其自由旋轉之軸承15加以固持,且不與基板固持部10一起旋轉。在杯體17的底部設有液體排除管18及排氣管19。液體排除管18係將杯體17內的液體排出,而排氣管19係將杯體17內的氣體排出。
液體供給單元30包含液體噴吐噴嘴移動機構45。液體噴吐噴嘴移動機構45係使清洗液噴吐噴嘴31、沖洗液噴吐噴嘴32及乾燥液噴吐噴嘴33在水平方向上移動。液體噴吐噴嘴移動機構45係使清洗液噴吐噴嘴31、沖洗液噴吐噴嘴32及乾燥液噴吐噴嘴33,在基板2之中心部正上方的位置與基板2之外周部正上方的位置之間移動。又,清洗液噴吐噴嘴31、沖洗液噴吐噴嘴32及乾燥液噴吐噴嘴33,亦可進一步移動至比基板2之外周部更基板2之徑向外側的待命位置。
例如,液體噴吐噴嘴移動機構45包含:迴旋臂部46、及使迴旋臂部46迴旋的迴旋機構47。迴旋臂部46為水平配置,並且清洗液噴吐噴嘴31、沖洗液噴吐噴嘴32及乾燥液噴吐噴嘴33係以各自之噴吐口31a、32a、33a(參照圖6)朝下的方式固持於其前端部。迴旋機構47係使迴旋臂部46以「從迴旋臂部46之基端部往下方延伸之迴旋軸48」為中心迴旋。液體噴吐噴嘴移動機構45係藉由使迴旋臂部46迴旋,而使清洗液噴吐噴嘴31、沖洗液噴吐噴嘴32及乾燥液噴吐噴嘴33在水平方向上移動。
又,液體噴吐噴嘴移動機構45亦可包含導軌及直線運動機構,以代替迴旋臂部46及迴旋機構47。導軌為水平配置,並且直線運動機構會使清洗液噴吐噴嘴31、沖洗液噴吐噴嘴32及乾燥液噴吐噴嘴33沿著導軌移動。又,液體噴吐噴嘴移動機構45在本實施態樣中,係使清洗液噴吐噴嘴31、沖洗液噴吐噴嘴32及乾燥液噴吐噴嘴33同時以相同速度往相同方向移動,但亦可使它們各別地移動。
氣體供給單元50係從上方對固持於基板固持部10之基板2供給氣體。供給至基板2的氣體係藉由推壓形成於基板2之液體膜,而推壓圖8所示之露出部6與被覆部7的邊界部8。
露出部6係凹凸圖案4之中,凹部5的深度方向整體從乾燥液L3露出的部分。由於在露出部6不存在乾燥液L3,故乾燥液L3的表面張力不會作用於露出部6。
被覆部7係凹凸圖案4之中,凹部5的深度方向整體被乾燥液L3填滿的部分。在被覆部7中,乾燥液L3之液面LS3的高度係高於凹部5之上端5a的高度。因此,乾燥液L3的表面張力不會作用於被覆部7。
邊界部8係凹凸圖案4之中,凹部5之深度方向上僅一部分與乾燥液L3接觸的部分。在邊界部8中,乾燥液L3之液面LS3的高度,係低於凹部5之上端5a的高度且高於凹部5之下端5b的高度。在邊界部8中,凹部5的側壁面係與液面LS3接觸,因此乾燥液L3的表面張力會作用於邊界部8。
氣體供給單元50包含噴吐氣體的氣體噴吐噴嘴。氣體供給單元50例如包含垂直噴嘴51及傾斜噴嘴52作為氣體噴吐噴嘴。垂直噴嘴51係在垂直方向上噴吐氣體G1(參照圖6)。傾斜噴嘴52係相對於垂直方向而傾斜地噴吐氣體G2(參照圖7)。
垂直噴嘴51係經由開閉閥53及流量調整閥54而連接於供給源55。若開閉閥53將氣體G1的流道打開,則會從垂直噴嘴51噴吐氣體G1。另一方面,若開閉閥53將氣體G1的流道關閉,則會停止從垂直噴嘴51噴吐氣體G1。流量調整閥54係調整垂直噴嘴51所噴吐之氣體G1的流量。供給源55係將氣體G1供給至垂直噴嘴51。
作為氣體G1並無特別限定,例如可使用氮氣或是乾燥空氣等。氣體G1的溫度可為室溫,亦可為高於室溫的溫度,後者的情況宜為低於乾燥液L3之沸點的溫度。
傾斜噴嘴52係經由開閉閥56及流量調整閥57而連接於供給源58。若開閉閥56將氣體G2的流道打開,則會從傾斜噴嘴52噴吐氣體G2。另一方面,若開閉閥56將氣體G2的流道關閉,則會停止從傾斜噴嘴52噴吐氣體G2。流量調整閥57係調整傾斜噴嘴52所噴吐之氣體G2的流量。供給源58係將氣體G2供給至傾斜噴嘴52。
作為氣體G2並無特別限定,例如可使用氮氣或是乾燥空氣等。氣體G2的溫度可為室溫,亦可為高於室溫的溫度,後者的情況宜為低於乾燥液L3之沸點的溫度。又,在氣體G1與氣體G2為相同氣體的情況下,亦可將供給源55與供給源58一體地設置。
氣體供給單元50包含氣體噴吐噴嘴移動機構60。氣體噴吐噴嘴移動機構60係使垂直噴嘴51及傾斜噴嘴52在水平方向上移動。氣體噴吐噴嘴移動機構60係使垂直噴嘴51及傾斜噴嘴52,在基板2之中心部正上方的位置與基板2之外周部正上方的位置之間移動。又,垂直噴嘴51及傾斜噴嘴52,亦可進一步移動至比基板2之外周部更基板2之徑向外側的待命位置。
氣體噴吐噴嘴移動機構60例如包含迴旋臂部61、及使迴旋臂部61迴旋的迴旋機構62。迴旋臂部61為水平配置,並且垂直噴嘴51及傾斜噴嘴52係以各自之噴吐口51a、52a(參照圖7)朝下的方式固持於其前端部。迴旋機構62係使迴旋臂部61以「從迴旋臂部61之基端部往下方延伸之迴旋軸63」為中心迴旋。氣體噴吐噴嘴移動機構60係藉由使迴旋臂部61迴旋,而使垂直噴嘴51及傾斜噴嘴52在水平方向上移動。
又,氣體噴吐噴嘴移動機構60亦可包含導軌及直線運動機構,以代替迴旋臂部61及迴旋機構62。導軌為水平配置,直線運動機構係使垂直噴嘴51及傾斜噴嘴52沿著導軌而移動。又,氣體噴吐噴嘴移動機構60在本實施態樣中,係使垂直噴嘴51及傾斜噴嘴52同時以相同速度往相同方向移動,但亦可使它們各別地移動。
加熱單元70包含雷射光線LB之光源71,用於將乾燥液L3之液體膜LF3加熱。光源71宜配置於旋轉軸部14的外部。由於不需使光源71與旋轉軸部14一起旋轉,故可降低使旋轉軸部14旋轉的驅動力。又,光源71宜配置於後述加熱頭72的外部。由於不需使光源71與加熱頭72一起移動,故可降低使加熱頭72移動的驅動力。光源71可為將雷射光線LB進行脈衝振盪者,亦可為將雷射光線LB進行連續振盪者。
由於雷射光線LB與鹵素燈光線、LED光線及加熱流體(例如溫水或是高溫氣體)等相比,可對液體膜LF3賦予大量的加熱能量,而可快速且高溫地加熱液體膜LF3,因此可縮短液體膜LF3的乾燥時間。又,由於雷射光線LB與鹵素燈光線、LED光線及加熱流體等相比,可快速地加熱液體膜LF3,故可局部地加熱液體膜LF3。
雷射光線LB可直接加熱液體膜LF3,但在本實施態樣中係藉由加熱基板2而加熱液體膜LF3。由於基板2與乾燥液L3不同,並不具有流動性,因此在基板2旋轉中,基板2受到加熱的部分並不會因為離心力而流動,而可局部地加熱基板2之徑向上的特定位置。
作為雷射光線LB可使用對基板2而言具有高吸收性者。在基板2為矽晶圓的情況下,雷射光線LB的波長為紅外線波長(例如800nm~1200nm)。
加熱單元70包含加熱頭72,其將雷射光線LB的照射點P形成在固持於基板固持部10之基板2上。加熱頭72例如配置於基板2的下方,並將雷射光線LB的照射點P形成於基板2的底面2b。基板2的底面2b為雷射光線LB的照射面。
又,加熱頭72在圖1及圖2中係配置於基板2的下方,但亦可配置於基板2的上方。此情況下,加熱頭72係將照射點P形成於乾燥液L3的液體膜LF3。液體膜LF3的液面LS3為雷射光線LB的照射面。雷射光線LB係透射過乾燥液L3的液體膜LF3,而被基板2所吸收並加熱基板2。加熱頭72亦可配置於基板2的上下兩側。
加熱頭72包含將雷射光線LB朝基板2照射的光學系統73。光學系統73例如包含將雷射光線LB朝基板2聚光的聚光透鏡74。聚光透鏡74可進行升降。又,藉由升降聚光透鏡74,可變更照射點P的大小。
光學系統73宜包含反射鏡75,其將往基板2之徑向傳播的雷射光線LB,反射至相對於基板2垂直之方向。受到反射鏡75反射的雷射光線LB係通過聚光透鏡74,而朝基板2照射。在加熱頭72往基板2之徑向移動的情況下,無論加熱頭72的位置為何,搭載於加熱頭72之反射鏡75均可使雷射光線LB朝向聚光透鏡74。
加熱頭72包含收納光學系統73的框體76。框體76係從迴流至基板2之底面的乾燥液L3等處理液中,保護光學系統73。框體76包含使雷射光線LB透射的透射窗。透射窗係防止乾燥液L3等處理液的滲入。
加熱單元70包含均勻器77。均勻器77係設於從光源71到加熱頭72之雷射光線LB的光路中段,並將雷射光線LB的功率分布從高斯分布(參照圖3(a))變換成平頂分布(參照圖3(b))。均勻器77亦可形成高斯分布與平頂分布之中間的分布。
圖3係顯示依本發明之第一實施態樣之雷射光線之功率分布的圖式。圖3(a)係顯示依本發明之第一實施態樣之高斯分布的圖式。圖3(b)係顯示依本發明之第一實施態樣之平頂分布的圖式。
高斯分布係距離雷射光線LB之光軸的距離越大則功率(單位:W)會越低的分布,即功率在光軸的周向幾乎不會變化的分布。平頂分布係功率無論在垂直於光軸的方向或在光軸的周向皆幾乎不會變化的分布,即均勻的分布。
從圖3可清楚看出,高斯分布的情況與平頂分布的情況相比,功率在臨界值T以上的範圍A較窄。因此,雖然詳細內容會於之後敘述,但將功率分布從平頂分布變更成高斯分布,可得到和使照射點P的大小變小相同的效果。
如圖2所示,加熱單元70包含反射鏡78、79。反射鏡78係將雷射光線LB反射至與基板2之旋轉中心線平行的方向,以使其通過筒狀之旋轉軸部14的內部空間。反射鏡79係將通過筒狀之旋轉軸部14之內部空間的雷射光線LB反射至基板2的徑向,以引導至加熱頭72。
加熱單元70包含照射點移動機構80。照射點移動機構80係使照射點P在受到雷射光線LB照射之照射面(例如基板2的底面2b)上移動。雖然詳細內容會於之後敘述,但可一邊在垂直方向觀察下將照射點P重疊於邊界部8,一邊將照射點P往邊界部8的移動方向移動。邊界部8的移動方向係使露出部6擴大的方向。
照射點移動機構80例如使照射點P從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動。在旋轉驅動部20使基板固持部10旋轉的情況下,為了不與離心力對抗,可將邊界部8從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動。
照射點移動機構80包含加熱頭移動機構81。加熱頭移動機構81係藉由使加熱頭72移動,而使照射點P移動。由於可藉由一個加熱頭72便加熱在照射點P之移動方向上分開的複數位置,故可降低加熱頭72的設置數量。加熱頭72例如配置在形成於基板2與板部11之間的間隙空間13,並可在基板2之中心部正下方的位置與基板2之外周部正下方的位置之間移動。
加熱頭移動機構81例如包含導軌82及直線運動機構83。導軌82係在基板2之徑向上引導加熱頭72。導軌82例如水平地配置在形成於基板2與板部11之間的間隙空間13。直線運動機構83係使加熱頭72沿著導軌82而移動。直線運動機構83例如包含:旋轉馬達、及將旋轉馬達的旋轉移動轉換成加熱頭72之直線移動的滾珠螺桿。
控制部90例如由電腦構成,包含CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)91及記憶體等記錄媒體92。在記錄媒體92中,儲存有控制基板處理裝置1中執行之各種處理的程式。控制部90係藉由使CPU91執行儲存於記錄媒體92的程式,而控制基板處理裝置1的動作。又,控制部90包含輸入介面93及輸出介面94。控制部90係藉由輸入介面93接收來自外部的訊號,並藉由輸出介面94將訊號傳輸至外部。
此程式可儲存於電腦可讀取之記錄媒體,亦可從該記錄媒體安裝至控制部90的記錄媒體92。作為電腦可讀取之記錄媒體例如可列舉:硬碟(HD)、軟性磁碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)及記憶卡等。又,程式亦可透過網際網路而從伺服器進行下載,並安裝至控制部90的記錄媒體92。
圖4係將依本發明之第一實施態樣之控制部的構成元件以功能區塊表示的圖式。圖4所示之各功能區塊係概念上的功能區塊,其未必如物理構造圖示之方式構成。可構成將各功能區塊的全部或一部分以任意的單位在功能上或物理上分散、整合的構造。在各功能區塊所實行之各處理功能,其全部或任意的一部分,可由CPU所執行的程式實現,或者由根據佈線邏輯所設置的硬體實現。
控制部90包含:旋轉控制部95、液體控制部96、氣體控制部97及加熱控制部98。旋轉控制部95係控制旋轉驅動部20。液體控制部96係控制液體供給單元30。氣體控制部97係控制氣體供給單元50。加熱控制部98係控制加熱單元70。關於具體的控制方式會在之後敘述。
圖5係顯示依本發明之第一實施態樣之基板處理方法的流程圖。圖6係顯示依本發明之第一實施態樣之基板處理之一部分的圖式。圖6(a)係顯示依本發明之第一實施態樣之形成有清洗液之液體膜時之狀態的圖式。圖6(b)係顯示依本發明之第一實施態樣之形成有沖洗液之液體膜時之狀態的圖式。圖6(c)係顯示依本發明之第一實施態樣之形成有乾燥液之液體膜時之狀態的圖式。圖6(d)係顯示依本發明之第一實施態樣之在乾燥液之液體膜的中心部形成有露出部時之狀態的圖式。圖7係顯示依本發明之第一實施態樣之基板處理之另一部分的圖式。圖7(a)係顯示依本發明之第一實施態樣之露出部之擴大開始時之狀態的圖式。圖7(b)係顯示依本發明之第一實施態樣之露出部之擴大途中之狀態的圖式。圖7(c)係顯示依本發明之第一實施態樣之乾燥液之噴吐完成時之狀態的圖式。圖7(d)係顯示依本發明之第一實施態樣之緊接於露出部之擴大完成前之狀態的圖式。圖8係顯示依本發明之第一實施態樣之露出部與被覆部之邊界部的圖式,並顯示將圖7(b)之一部分放大的圖式。圖9係顯示依本發明之第一實施態樣之旋轉驅動部、乾燥液噴吐噴嘴、加熱頭、垂直噴嘴及傾斜噴嘴之各自動作的時序圖。
基板處理方法包含步驟S101(參照圖5),將處理前之基板2搬入基板處理裝置1之內部。基板處理裝置1係將由未圖示之搬運裝置搬入的基板2,藉由基板固持部10而加以固持。基板固持部10係將形成於基板2之凹凸圖案4朝上,而水平地固持基板2。
基板處理方法包含步驟S102(參照圖5),從上方對固持於基板固持部10之基板2供給清洗液L1,並形成覆蓋住凹凸圖案4的清洗液L1之液體膜LF1。此步驟S102中,係在基板2之中心部的正上方,配置清洗液噴吐噴嘴31(參照圖6(a))。清洗液噴吐噴嘴31係從上方將清洗液L1供給至與基板固持部10一起旋轉的基板2之中心部。供給之清洗液L1係藉由離心力而潤濕擴散至基板2的整個頂面2a,以形成液體膜LF1。為了清洗整個凹凸圖案4,係設定基板固持部10的轉速及清洗液L1的供給流量,以使清洗液L1之液面LS1的高度高於凹部5之上端5a(參照圖8)的高度。
基板處理方法包含步驟S103(參照圖5),將預先形成之清洗液L1的液體膜LF1替換成沖洗液L2的液體膜LF2。此步驟S103中,係在基板2之中心部的正上方,配置沖洗液噴吐噴嘴32以代替清洗液噴吐噴嘴31(參照圖6(b))。當來自清洗液噴吐噴嘴31之清洗液L1的噴吐停止的同時,來自沖洗液噴吐噴嘴32之沖洗液L2的噴吐便會開始。沖洗液L2係被供給至與基板固持部10一起旋轉之基板2的中心部,並藉由離心力而潤濕擴散至基板2的整個頂面2a,以形成液體膜LF2。藉此,將殘存於凹凸圖案4之清洗液L1替換成沖洗液L2。在從清洗液L1替換成沖洗液L2的過程中,係設定基板固持部10的轉速及沖洗液L2的供給流量,以維持液面LS1、LS2的高度高於凹部5之上端5a(參照圖8)的高度。如此,可抑制因液面LS1、LS2之表面張力而造成的圖案崩塌。
基板處理方法包含步驟S104(參照圖5),將預先形成之沖洗液L2的液體膜LF2替換成乾燥液L3的液體膜LF3。此步驟S104中,係在基板2之中心部的正上方,配置乾燥液噴吐噴嘴33以代替沖洗液噴吐噴嘴32(參照圖6(c))。當來自沖洗液噴吐噴嘴32之沖洗液L2的噴吐停止的同時,來自乾燥液噴吐噴嘴33之乾燥液L3的噴吐便會開始。乾燥液L3係被供給至與基板固持部10一起旋轉之基板2的中心部,並藉由離心力而潤濕擴散至基板2的整個頂面2a,以形成液體膜LF3。藉此,將殘存於凹凸圖案4的沖洗液L2替換成乾燥液L3。在從沖洗液L2替換成乾燥液L3的過程中,係設定基板固持部10的轉速及乾燥液L3的供給流量,以維持液面LS2、LS3的高度高於凹部5之上端5a(參照圖8)的高度。如此,可抑制因液面LS2、LS3的表面張力而造成之圖案崩塌。
基板處理方法包含步驟S105(參照圖5),形成凹凸圖案4的露出部6。此步驟S105中,不僅形成露出部6,亦形成露出部6與被覆部7的邊界部8。因此,此步驟S105中,係形成露出部6、被覆部7及邊界部8。此步驟S105中,首先,從圖9所示之時刻t0到時刻t1,乾燥液噴吐噴嘴33係一邊噴吐乾燥液L3,一邊從基板2之中心部的正上方往徑向外側稍微移動。
接著,從圖9所示之時刻t1到時刻t2,係在基板2之中心部的正上方,配置垂直噴嘴51以代替乾燥液噴吐噴嘴33,並使垂直噴嘴51噴吐氣體G1(參照圖6(d))。氣體G1在被朝基板2噴吐後,係沿著基板2以輻射狀均等地擴散。因此,可在基板2的中心部,形成與基板2呈同心圓狀的露出部6。
又,從圖9所示之時刻t1到時刻t2,係在基板2之中心部的正下方配置加熱頭72,並且加熱頭72會將雷射光線LB照射至基板2的中心部(參照圖6(d))。由於雷射光線LB會加熱基板2的中心部,故可形成與基板2呈同心圓狀的露出部6。
垂直噴嘴51與加熱頭72係協同動作,而在基板2的中心部形成與基板2呈同心圓狀的露出部6。又,在露出部6的形成中,亦可僅使用垂直噴嘴51及加熱頭72中的任一者。
又,垂直噴嘴51開始噴吐氣體G1的時刻,係與圖9中乾燥液噴吐噴嘴33結束暫時移動的時刻t1相同,但亦可早於時刻t1,亦可在乾燥液噴吐噴嘴33開始暫時移動的時刻t0之後。只要在基板2之中心部的正上方具有配置垂直噴嘴51的空間即可。
又,加熱頭72開始雷射光線LB之照射的時刻,係與圖9中乾燥液噴吐噴嘴33結束暫時移動的時刻t1相同,但亦可早於時刻t1,亦可進一步與上述時刻t0相同或是早於上述時刻t0。
基板處理方法包含步驟S106(參照圖5),藉由使邊界部8移動,而擴大露出部6。此步驟S106中,從圖9所示之時刻t2到時刻t4,液體控制部96係一邊從乾燥液噴吐噴嘴33噴吐乾燥液L3,一邊使乾燥液噴吐噴嘴33從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動(參照圖7(a)及圖7(b))。乾燥液L3被供給至基板2後,藉由離心力而往基板2之徑向外側潤濕擴散,並從基板2的外周緣被甩脫。由於從時刻t2到時刻t4,液體控制部96係將乾燥液L3從乾燥液噴吐噴嘴33供給至基板2,因此能夠以乾燥液L3被覆基板2的外周部。又,由於從時刻t2到時刻t4,液體控制部96係使乾燥液噴吐噴嘴33從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動,因此可使邊界部8從基板2的徑向內側往基板2的徑向外側移動。邊界部8係形成於比乾燥液噴吐噴嘴33之噴吐口33a更基板2之徑向內側。
從圖9所示之時刻t2到時刻t3,氣體控制部97係一邊藉由從垂直噴嘴51噴吐氣體G1而推壓邊界部8,一邊使垂直噴嘴51從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動(參照圖7(a))。又,從圖9所示之時刻t3到時刻t4,氣體控制部97係一邊藉由從傾斜噴嘴52噴吐氣體G2而推壓邊界部8以代替垂直噴嘴51,一邊使傾斜噴嘴52從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動(參照圖7(b))。
藉由以傾斜噴嘴52代替垂直噴嘴51推壓邊界部8,可效率良好地推壓邊界部8。由於從傾斜噴嘴52噴吐的氣體G2,不僅具有垂直分量亦具有水平分量,故可效率良好地推壓邊界部8。
又,在圖9所示之時刻t3,氣體控制部97係同時執行「停止從垂直噴嘴51噴吐氣體G1」及「開始從傾斜噴嘴52噴吐氣體G2」,但亦可在「停止從垂直噴嘴51噴吐氣體G1」之前,便執行「開始從傾斜噴嘴52噴吐氣體G2」。藉由以氣體G1與氣體G2推壓邊界部8,可連續地推壓邊界部8。氣體控制部97亦可在開始從垂直噴嘴51噴吐氣體G1後,亦即在形成與基板2呈同心圓狀的露出部6後,執行「開始從傾斜噴嘴52噴吐氣體G2」。
從圖9所示之時刻t2到時刻t4,加熱控制部98係一邊將雷射光線LB的照射點P形成於基板2,並在垂直方向觀察下將照射點P重疊於邊界部8,一邊使照射點P往邊界部8的移動方向移動(參照圖7(a)及圖7(b))。加熱控制部98宜藉由使加熱頭72移動,而使照射點P移動。
從圖9所示之時刻t2到時刻t4,加熱頭72係與乾燥液噴吐噴嘴33、垂直噴嘴51及傾斜噴嘴52,同時以相同速度往邊界部8的移動方向,例如往基板2之徑向移動。
加熱頭72、乾燥液噴吐噴嘴33、垂直噴嘴51及傾斜噴嘴52只要係往基板2的徑向移動即可,亦可使它們從基板2之中心往不同的方位移動,亦可使它們往相同的方位移動。
又,加熱頭72、乾燥液噴吐噴嘴33、垂直噴嘴51、傾斜噴嘴52只要同時以相同速度移動即可,亦可隨時間經過而變更它們的移動速度。詳細內容於之後敘述。
若乾燥液噴吐噴嘴33在緊接於圖9所示之時刻t4之前到達基板2之外周部的正上方,則液體控制部96會在時刻t4停止從乾燥液噴吐噴嘴33噴吐乾燥液L3。如此一來,從時刻t4到時刻t5,氣體控制部97係一邊藉由從傾斜噴嘴52噴吐氣體G2而推壓邊界部8,一邊使傾斜噴嘴52往邊界部8的移動方向移動(參照圖7(c))。又,從時刻t4到時刻t5,加熱控制部98係一邊將雷射光線LB的照射點P形成於基板2,並在垂直方向觀察下將照射點P重疊於邊界部8,一邊使加熱頭72往邊界部8的移動方向移動(參照圖7(c))。藉此,使露出部6進一步擴大。
又,氣體控制部97不僅從圖9所示之時刻t2到時刻t3,亦可從時刻t3到時刻t5,一邊藉由從垂直噴嘴51噴吐氣體G1而推壓邊界部8,一邊使垂直噴嘴51往邊界部8的移動方向移動。
當加熱頭72在緊接於圖9所示之時刻t5之前到達基板2之外周部的正下方時,傾斜噴嘴52係在基板2之外周部的上方形成越從上方往下方越從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側的氣流(參照圖7(d))。
在圖9所示的時刻t5中,加熱控制部98會停止從加熱頭72照射雷射光線LB,並且氣體控制部97會停止從傾斜噴嘴52噴吐氣體G2。
基板處理方法包含步驟S107(參照圖5),將處理後的基板2搬出至基板處理裝置1的外部。基板固持部10會解除基板2的固持,並且未圖示的搬運裝置會從基板固持部10承接基板2,並搬出至基板處理裝置1的外部。
如以上所說明,根據本實施態樣,加熱控制部98係一邊在垂直方向觀察下將照射點P重疊於邊界部8,一邊使照射點P往邊界部8的移動方向移動。例如,加熱控制部98係以在垂直方向觀察下使加熱頭72與邊界部8重疊的方式,使加熱頭72往邊界部8的移動方向移動。其結果,無論邊界部8的到達位置為何,可集中地加熱邊界部8。露出部6及被覆部7幾乎未受到雷射光線LB加熱。接著,將其效果分成以下(1)的情況及以下(2)的情況來說明。
(1)在將乾燥液噴吐噴嘴33所噴吐之乾燥液L3的溫度設定成高於室溫的情況,可獲得以下的效果。由於可將加熱能量集中在存在於邊界部8的乾燥液L3,故可填補因為在邊界部8之乾燥液L3的汽化而被奪取的熱,而可抑制在邊界部8之乾燥液L3的溫度降低。因此,可限制在邊界部8之乾燥液L3的表面張力降低,而可抑制圖案崩塌。
(2)在將乾燥液噴吐噴嘴33所噴吐之乾燥液L3的溫度設定成室溫的情況,可獲得以下的效果。由於可將加熱能量集中在存在於邊界部8的乾燥液L3,故可使邊界部8與被覆部7(特別是基板2之外周部)的溫差較大。在邊界部8中,由於可使乾燥液L3的溫度高於室溫,故可降低乾燥液L3的表面張力,而可抑制圖案崩塌。另一方面,在基板2的外周部中,由於可將邊界部8到達基板2之外周部前之階段的乾燥液L3之溫度維持在室溫,故可抑制乾燥液L3的汽化。
由於基板2的外周部與基板2的中心部相比,基板2的周速較大且離心力較大,故乾燥液L3的液體膜LF3較薄。因此,抑制在基板2之外周部的乾燥液L3的汽化,對於抑制「邊界部8到達基板2之外周部前之階段的基板2之外周部」從乾燥液L3意外露出而言,非常重要。原因在於,假使在邊界部8到達基板2之外周部前的階段,基板2的外周部便從乾燥液L3露出,則會導致微粒附著於基板2之外周部。微粒係由乾燥液L3的水氣等形成。根據本實施態樣,由於可抑制「邊界部8到達基板2之外周部前之階段的基板2之外周部」從乾燥液L3意外露出,故可抑制微粒的附著。又,根據本實施態樣,由於可抑制「邊界部8到達基板2之外周部前之階段的基板2之外周部」從乾燥液L3意外露出,故可抑制圖案崩塌。假使基板2的外周部在預期之外的情況下變得乾燥,而導致乾燥液L3稀疏地存在,則會有乾燥液L3的表面張力作用於邊界部8,而產生圖案崩塌的疑慮。
如上所述,為了抑制微粒之附著,應使邊界部8與被覆部7(特別是基板2之外周部)的溫差變大,乾燥液噴吐噴嘴33宜噴吐室溫的乾燥液L3。以往,為了抑制乾燥時的圖案崩塌,乾燥液噴吐噴嘴33係噴吐高於室溫的乾燥液L3。原因在於,乾燥液L3的溫度越高,乾燥液L3的表面張力越低,而作用於凹凸圖案4的應力越低。相對於此,為了抑制圖案崩塌同時抑制微粒之附著,本發明係揭露一種技術,局部地加熱邊界部8,並同時從乾燥液噴吐噴嘴33噴吐室溫的乾燥液L3。
又,根據本實施態樣,旋轉控制部95係使基板2與基板固持部10一起旋轉,並且加熱控制部98係使照射點P從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動。因此,為了不與離心力對抗,可將邊界部8從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動。
此外,邊界部8係形成為環狀。因此,當邊界部8從基板2之徑向內側越往基板2之徑向外側移動,邊界部8的圓周長會變得越長。從而,當照射點P從基板2之徑向內側越往基板2之徑向外側移動,係加熱變得越長的邊界部8。
又,加熱控制部98在使照射點P從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動的期間,宜實施使照射面(例如基板2的底面2b)中之每單位面積的總照射量(單位:J/mm2
)一定的控制。此處,所謂「一定」,係意指收歛在上限值與下限值所界定之容許範圍內。作為具體的控制可列舉以下(A)~(F)的控制。以下(A)~(F)的控制可單獨使用,亦可複數組合使用。
(A)加熱控制部98係當照射點P從基板2之徑向內側越往基板2之徑向外側移動,使照射點P在基板2之徑向上移動的速度越慢。例如,加熱控制部98係當加熱頭72從基板2之徑向內側越往基板2之徑向外側移動,使加熱頭72在基板2之徑向上移動的速度越慢。藉此,可使每單位面積的總照射量在基板2的整個徑向上均一,並可抑制起因於邊界部8之圓周長變化的邊界部8之溫度變化。
(B)當加熱控制部98使照射點P從基板2之徑向內側越往基板2之徑向外側移動,旋轉控制部95會使基板固持部10的轉速越低。例如,當加熱控制部98使加熱頭72從基板2之徑向內側越往基板2之徑向外側移動,旋轉控制部95會使基板固持部10的轉速越低。藉此,可使每單位面積的總照射量在基板2的整個徑向上均一,並可抑制起因於邊界部8之圓周長變化的邊界部8之溫度變化。
(C)加熱控制部98係當照射點P從基板2之徑向內側越往基板2之徑向外側移動,使光源71的輸出(單位:W)越增大。光源71的輸出越增大,則照射點P中之雷射光線LB的功率(單位:W)越增大。藉此,可使每單位面積的總照射量在基板2的整個徑向上均一,並可抑制起因於邊界部8之圓周長變化的邊界部8之溫度變化。
(D)加熱控制部98係當照射點P從基板2之徑向內側越往基板2之徑向外側移動,使單位時間(T0)所佔之照射雷射光線LB之時間(T1)的比例(T1/T0)亦即能率比越增大。能率比係大於零,且在1以下。加熱控制部98係在使照射點P從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動的期間,一邊使光源71的輸出在零與設定值之間重複變動,一邊逐漸地使能率比增大。能率比越增大,照射點P中之雷射光線LB的功率(單位:W)越增大。藉此,可使每單位面積的總照射量在基板2的整個徑向上均一,並可抑制起因於邊界部8之圓周長變化的邊界部8之溫度變化。
(E)加熱控制部98係當照射點P從基板2之徑向內側越往基板2之徑向外側移動,使照射點P的大小越減小。照射點P的大小越減小,每單位面積的功率(單位:W/mm2
)越增大。藉此,可使每單位面積的總照射量在基板2的整個徑向上均一,並可抑制起因於邊界部8之圓周長變化的邊界部8之溫度變化。
(F)加熱控制部98會變更照射點P中之雷射光線LB的功率分布,俾當照射點P從基板2之徑向內側越往基板2之徑向外側移動時,,使照射點P中之雷射光線LB的功率在臨界值T以上的範圍A變得越窄。雷射光線LB的功率分布例如係從平頂分布變更成高斯分布。藉由雷射光線LB之功率分布的變更,可獲得與使照射點P之大小變小相同的效果。藉此,可使每單位面積的總照射量在基板2的整個徑向上均一,並可抑制起因於邊界部8之圓周長變化的邊界部8之溫度變化。
根據本實施態樣,液體控制部96會從乾燥液噴吐噴嘴33噴吐乾燥液L3,並且一邊將乾燥液噴吐噴嘴33的噴吐口33a配置於比邊界部8更基板2之徑向外側,一邊使乾燥液噴吐噴嘴33往邊界部8的移動方向移動。由於在比邊界部8更基板2之徑向內側並未供給乾燥液L3,故可防止邊界部8往與使露出部6擴大之方向相反的方向移動。又,由於在比邊界部8更徑向外側供給乾燥液L3,故可抑制在邊界部8到達基板2之外周部前之階段的基板2之外周部從乾燥液L3意外露出,並可抑制圖案崩塌及抑制微粒的附著。
根據本實施態樣,照射點移動機構80包含加熱頭移動機構81,其藉由使加熱頭72移動,而使照射點P移動。由於可藉由一個加熱頭72便加熱在照射點P之移動方向上分開的複數位置,故可降低加熱頭72的設置數。
圖10係顯示依本發明之第二實施態樣之基板處理之一部分的圖式。圖10(a)係顯示依本發明之第二實施態樣之停止乾燥液之供給時之狀態的圖式。圖10(b)係顯示依本發明之第二實施態樣之於乾燥液之液體膜的中心部形成露出部時之狀態的圖式。圖10(c)係顯示依本發明之第二實施態樣之露出部之擴大途中之狀態的圖式。圖10(d)係顯示依本發明之第二實施態樣之緊接於露出部之擴大完成前之狀態的圖式。圖11係顯示依本發明之第二實施態樣之旋轉驅動部、乾燥液噴吐噴嘴、加熱頭、垂直噴嘴及傾斜噴嘴各自之動作的時序圖。以下,主要說明本實施態樣與上述第一實施態樣的差異點。
在形成凹凸圖案4之露出部6的步驟S105(參照圖5)中,首先,在圖11所示之時刻t0,液體控制部96係停止從乾燥液噴吐噴嘴33噴吐乾燥液L3,並停止對基板2供給乾燥液L3。在緊接於時刻t0之前,乾燥液噴吐噴嘴33係噴吐室溫的乾燥液L3,並在時刻t0形成室溫之乾燥液L3的液體膜LF3。時刻t0以後,旋轉控制部95亦使基板固持部10旋轉,以使室溫之乾燥液L3的液體膜LF3被覆基板2的整個頂面2a(參照圖10(a))。基板固持部10的轉速例如為200~1000rpm。
接著,從圖11所示之時刻t1到時刻t2,係於基板2之中心部的正下方配置加熱頭72,並且加熱頭72會將雷射光線LB照射至基板2的中心部(參照圖10(b))。基板2的中心部會受到加熱,並在基板2的中心部形成與基板2呈同心圓狀的露出部6。此時,露出部6與被覆部7的邊界部8會被離心力往基板2之徑向外側推壓,而不會往基板2之徑向內側移動。基板固持部10的轉速例如為200~1000rpm。
又,開始加熱基板2之中心部的時刻t1,係晚於圖11中停止對基板2供給乾燥液L3的時刻t0,但亦可與時刻t0相同,亦可早於時刻t0。
在擴大露出部6的步驟S106(參照圖5)中,從圖11所示之時刻t2到時刻t3,加熱控制部98係使加熱頭72移動(參照圖10(c))。此期間,旋轉控制部95係使基板固持部10旋轉。
加熱控制部98係一邊將雷射光線LB的照射點P形成於基板2,並在垂直方向觀察下將照射點P重疊於邊界部8,一邊使加熱頭72往邊界部8的移動方向移動(參照圖10(c))。此時,邊界部8會被離心力往徑向外側推壓,而不會往徑向內側移動。基板固持部10的轉速例如為200~1000rpm。
在緊接於圖11所示之時刻t3之前,加熱頭72會到達基板2之外周部的正下方,而邊界部8會到達基板2的外周部(參照圖10(d))。接著,邊界部8會因為乾燥液L3的蒸發而消失,在時刻t3中,加熱控制部98係停止從加熱頭72照射雷射光線LB。
又,在圖11所示之時刻t3中,旋轉控制部95係使基板固持部10的轉速增加。基板固持部10的轉速例如為1000~2000rpm。由於基板2的轉速增加,較大的離心力會作用於殘存在基板2之外周部的乾燥液L3,而使乾燥液L3被從基板2的外周緣往基板2之徑向外側甩脫。其後,基板2係被搬出至基板處理裝置1的外部。
又,開始基板固持部10之高速旋轉的時刻係與邊界部8到達基板2之外周部的時刻相同,但亦可在之後。在邊界部8到達基板2之外周部前,係進行基板固持部10的低速旋轉,以使形成於基板2之乾燥液L3的液體膜LF3不會因為離心力而消失。
如以上所說明,根據本實施態樣,與上述第一實施態樣相同,加熱控制部98係一邊在垂直方向觀察下將照射點P重疊於邊界部8,一邊使照射點P往邊界部8的移動方向移動。例如,加熱控制部98係以在垂直方向觀察下使加熱頭72與邊界部8重疊的方式,使加熱頭72往邊界部8的移動方向移動。其結果,無論邊界部8的到達位置為何,可集中加熱邊界部8。露出部6及被覆部7幾乎不會受到雷射光線LB加熱。在本實施態樣中,由於係形成室溫之乾燥液L3的液體膜LF3,故可得到和上述第一實施態樣中形成室溫之乾燥液L3的液體膜LF3時,同樣的效果。
亦即,由於集中加熱邊界部8,故可在邊界部8與被覆部7(特別是基板2之外周部)間增加溫差。在邊界部8中,由於可使乾燥液L3的溫度高於室溫,故可降低乾燥液L3的表面張力,而可抑制圖案崩塌。另一方面,在基板2的外周部中,由於可抑制乾燥液L3意外汽化且可抑制意外露出,故可抑制圖案崩塌並可抑制微粒的附著。
根據本實施態樣,與上述第一實施態樣相同,旋轉控制部95係使基板2與基板固持部10一起旋轉,並且加熱控制部98係使照射點P從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動。因此,為了不與離心力對抗,可將邊界部8從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動。
加熱控制部98在使照射點P從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動的期間,宜執行使照射面(例如基板2的底面2b)中之每單位面積的總照射量(單位:J/mm2
)一定的控制。作為具體的控制可列舉上述(A)~(F)的控制。上述(A)~(F)的控制可單獨使用,亦可複數組合使用。
根據本實施態樣,與上述第一實施態樣不同,在加熱控制部98使照射點P移動的期間,液體控制部96係停止從乾燥液噴吐噴嘴33噴吐室溫的乾燥液L3。由於停止對基板2供給乾燥液L3,故不需要以下操作:將乾燥液噴吐噴嘴33之噴吐口33a配置於比邊界部8更基板2之徑向外側,並使乾燥液噴吐噴嘴33往邊界部8的移動方向移動。在不需使乾燥液噴吐噴嘴33與照射點P連動而移動的情況下,可高精度地控制邊界部8的位置。原因在於,照射點P的位置會成為邊界部8的位置。邊界部8一邊由離心力往徑向外側推壓,而不會往徑向內側移動,一邊以和照射點P的位置重疊的方式移動。又,為了可更高精度地控制邊界部8的位置,係在邊界部8移動時,停止從氣體供給單元50噴吐氣體G1、G2(參照圖11)。
根據本實施態樣,與上述第一實施態樣不同,在邊界部8移動時,停止對基板2供給乾燥液L3,且不補給乾燥液L3。因此,抑制在邊界部8到達基板2之外周部前之階段的基板2之外周部中的乾燥液L3之汽化非常重要。從抑制乾燥液L3之汽化的觀點來看,係使用室溫的乾燥液L3。
根據本實施態樣,與上述第一實施態樣相同,照射點移動機構80包含加熱頭移動機構81,其藉由使加熱頭72移動,而使照射點P移動。由於可藉由一個加熱頭72便加熱在照射點P之移動方向上分開的複數位置,故可降低加熱頭72的設置數。
圖12係顯示依本發明之第三實施態樣之基板固持部及加熱單元的圖式。以下,主要說明本實施態樣與上述第一及第二實施態樣的差異點。本實施態樣的加熱單元70A係用來代替上述第一及第二實施態樣的加熱單元70。
本實施態樣的加熱單元70A包含:光源71A、複數加熱頭72A及照射點移動機構80A。複數加熱頭72A係在邊界部8(參照圖8)的移動方向上,加熱不同的位置。複數加熱頭72A例如配置於基板2的徑向,並從基板2的中心部加熱至基板2的外周部。
複數加熱頭72A係分別包含朝基板2照射雷射光線LB的光學系統73A。光學系統73A包含將雷射光線LB朝基板2聚光的聚光透鏡74A。又,複數加熱頭72A係分別包含收納光學系統73A的框體76A。
照射點移動機構80A包含切換機構81A。切換機構81A係藉由將複數個加熱頭72A各自在動作狀態與停止狀態間進行切換,而使照射點P移動。加熱頭72A係在動作狀態下局部地加熱基板2,並在停止狀態下停止加熱。
根據本實施態樣,由於欲使照射點P移動並不需使加熱頭72A移動,故雷射光線LB往加熱頭72A的導光較為容易。複數加熱頭72A係配置並固定於形成在基板2與板部11之間的間隙空間13。
切換機構81A例如包含:分支部82A,將雷射光線LB之一束光路分支成複數束光路;及開閉部83A,獨立地開閉分支後的複數束光路。分支部82A例如以射束分束器等構成。開閉部83A例如以射束斷續器等構成。通過開閉部83A的雷射光線例如由光纖導光至加熱頭72A,並從加熱頭72A照射至基板2。又,在開閉部83A與光源71A之間,宜設置均勻器77A及反射鏡78A
加熱控制部98(參照圖4)係一邊在垂直方向觀察下將照射點P重疊於邊界部8,一邊使照射點P往邊界部8的移動方向移動。例如,加熱控制部98係藉由使在基板2之徑向上並列的複數加熱頭72A依序動作,而使照射點P往邊界部8的移動方向移動。其結果,無論邊界部8的到達位置為何,可集中加熱邊界部8。露出部6及被覆部7幾乎不會受到雷射光線LB加熱。因此,可得到與上述第一及第二實施態樣相同的效果。
加熱控制部98宜一邊禁止複數加熱頭72A同時動作,一邊使複數加熱頭72A依序動作。加熱控制部98宜在使一個加熱頭72A處於動作狀態時,使其他所有的加熱頭72A處於停止狀態。如此,可更集中加熱邊界部8。
加熱控制部98宜在使照射點P從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動的期間,執行使照射面(例如基板2的底面2b)中之每單位面積的總照射量(單位:J/mm2
)一定的控制。作為具體的的控制可列舉上述(A)~(F)的控制。上述(A)~(F)的控制可單獨使用,亦可複數組合使用。
又,在上述(A)之控制中,例如,加熱控制部98每次在將動作狀態的加熱頭72A從基板2之徑向內側者切換成基板2之徑向外側者時,使其切換的間隔變長。亦即,加熱控制部98係使基板2之徑向外側的加熱頭72A比基板2之徑向內側的加熱頭72A更長時間地動作。
圖13係顯示依本發明之第四實施態樣之基板處理之一部分的立體圖,其為相當於圖14(b)的立體圖。圖14係顯示依本發明之第四實施態樣之基板處理之一部分的側視圖。圖14(a)係顯示依本發明之第四實施態樣之在乾燥液之液體膜之一端形成露出部時之狀態的圖式。圖14(b)係顯示依本發明之第四實施態樣之露出部之擴大途中之狀態的圖式。圖14(c)係顯示依本發明之第四實施態樣之緊接於露出部之擴大完成前之狀態的圖式。以下,主要說明本實施態樣與上述第一至第三實施態樣的差異點。
在形成凹凸圖案4之露出部6的步驟S105(參照圖5)、及擴大露出部6的步驟S106(參照圖5)中,基板2並不旋轉而係靜止。因此,由於無法將離心力使用於邊界部8的推壓上,故將來自氣體供給單元50B之氣體G2的壓力使用於邊界部8的推壓上。
氣體供給單元50B亦可包含垂直噴嘴作為噴吐氣體的氣體噴吐噴嘴,但在本實施態樣中係包含傾斜噴嘴52B。傾斜噴嘴52B係相對於垂直方向而傾斜地噴吐氣體G2。由於氣體G2不僅具有垂直分量亦具有水平分量,故可效率良好地推壓邊界部8。
氣體供給單元50B包含水平配置之直線狀的棒部69B。棒部69B固定有複數傾斜噴嘴52B。複數傾斜噴嘴52B係配置於棒部69B的長邊方向。複數傾斜噴嘴52B係同時噴吐氣體G2,該氣體G2具有作用於和邊界部8之移動方向相同方向(例如圖14中為右方向)的水平分量。複數傾斜噴嘴52B所同時形成之氣體G2的氣流,係橫跨與基板2之直徑相同程度以上的範圍而形成。
氣體供給單元50B包含氣體噴吐噴嘴移動機構60B。氣體噴吐噴嘴移動機構60B係使棒部69B在與棒部69B的長邊方向垂直的寬度方向上移動,而使複數傾斜噴嘴52B往邊界部8的移動方向移動。如此,可在邊界部8移動時,以氣體G2的壓力推壓邊界部8。
加熱單元70B包含水平配置之直線狀的棒部89B。加熱單元70B的棒部89B係與氣體供給單元50B的棒部69B平行配置。加熱單元70B的棒部89B固定有複數加熱頭72B。複數加熱頭72B係配置於棒部89B的長邊方向。複數加熱頭72B所同時形成的複數照射點P,係橫跨與基板2之直徑相同程度以上的範圍而形成。
加熱單元70B包含使照射點P移動的照射點移動機構80B。照射點移動機構80B包含加熱頭移動機構81B,其使棒部89B在「與棒部89B之長邊方向垂直的寬度方向」上移動,而使複數加熱頭72B往邊界部8的移動方向移動。複數加熱頭72B所同時形成之複數照射點P,係以穿越基板2的方式連續地形成,並以在垂直方向觀察下與邊界部8重疊的方式移動。
在形成凹凸圖案4之露出部6的步驟S105(參照圖5)中,加熱控制部98(參照圖4)係將雷射光線LB照射至基板2之一端,並且氣體供給單元50B係將氣體G2吹抵至基板2之一端(參照圖14(a))。藉此,在基板2之一端形成露出部6。
在擴大露出部6的步驟S106(參照圖5)中,加熱控制部98係藉由使棒部89B移動而使加熱頭72B移動,並且氣體控制部97(參照圖4)係藉由使棒部69B移動而使傾斜噴嘴52B移動(參照圖14(b)及圖14(c))。
加熱控制部98係一邊將雷射光線LB的照射點P形成於基板2,並在垂直方向觀察下將照射點P重疊於邊界部8,一邊使加熱頭72B往邊界部8的移動方向移動。又,氣體控制部97係一邊藉由氣體G2推壓邊界部8,一邊使傾斜噴嘴52B往邊界部8的移動方向移動。
又,本實施態樣的照射點移動機構80B包含加熱頭移動機構81B,但照射點移動機構80B亦可和上述第三實施態樣同樣地包含切換機構。切換機構係藉由將配置於邊界部8之移動方向上的複數個加熱頭72B各自在動作狀態與停止狀態間進行切換,而使照射點P往邊界部8的移動方向移動。此情況下,加熱頭72B為了加熱整個基板2,不僅在邊界部8的移動方向上配置,亦在與邊界部8之移動方向垂直的方向上配置複數個。
以上,雖說明了依本發明之基板處理裝置及基板處理方法的實施態樣,但本發明並不限定於上述實施態樣等。在申請專利範圍所記載之範疇內,可進行各種變更、修正、替換、附加、移除及組合。當然它們亦屬於本發明的技術範圍。
上述實施態樣的加熱控制部98,係在使照射點P從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動的期間,執行使照射面中之每單位面積的總照射量一定的控制。另一方面,本發明之技術並不限定於此。例如,加熱控制部98亦可在使照射點P從基板2之徑向內側往基板2之徑向外側移動的期間,執行使照射面中之每單位面積的總照射量逐漸增加的控制。雖然隨著時間的經過,加熱量會超出使凹部5之深度方向整體從處理液露出之所需的量,但從抑制圖案崩塌的觀點來看,加熱量過剩並不是問題。
上述實施態樣的加熱控制部98,係一邊在垂直方向觀察下將雷射光線LB的照射點P重疊於邊界部8,一邊使加熱頭72B往邊界部8的移動方向移動。另一方面,本發明的技術並不限定於此。由於雷射光線LB和鹵素燈光線、LED光線及加熱流體(例如溫水或是高溫氣體)等相比,可對液體膜LF3賦予大量的加熱能量,而可快速且高溫地加熱液體膜LF3,故可縮短液體膜LF3的乾燥時間。從而,亦可藉由直接將照射點P形成於被覆部7,而形成露出部6。亦即,在垂直方向觀察下,照射點P亦可不重疊於邊界部8,亦可從邊界部8遠離。
上述實施態樣的加熱控制部98,係藉由使基板2或是液體膜LF3中之照射點P的位置移動,而擴大從凹凸圖案4之處理液露出的露出部6。另一方面,本發明的技術並不限定於此。例如,加熱控制部98亦可藉由同時將雷射光線LB照射至整個基板2或是整個液體膜LF3,而同時在整個基板2形成露出部6。由於雷射光線LB與鹵素燈光線、LED光線及加熱流體(例如溫水或是高溫氣體)等相比,可對液體膜LF3賦予大量的加熱能量,並可快速且高溫加熱液體膜LF3,故可縮短液體膜LF3的乾燥時間。從而,可縮短液體膜LF3的表面張力作用於凹凸圖案4的時間,而可抑制圖案崩塌。
在上述實施態樣中,係將本發明之技術應用於乾燥液L3之液體膜LF3的乾燥,但本發明之技術亦可應用於沖洗液L2之液體膜LF2的乾燥。後者的情況,係在沖洗液L2的液體膜LF2形成露出部,並使該露出部擴大。在不需將沖洗液L2之液體膜LF2替換成乾燥液L3之液體膜LF3,便結束基板2之清洗的情況下,可將本發明之技術應用於沖洗液L2之液體膜LF2的乾燥。
1:基板處理裝置
2:基板
2a:頂面
2b:底面
4:凹凸圖案
5:凹部
5a:上端
5b:下端
6:露出部
7:被覆部
8:邊界部
10:基板固持部
11:板部
12:爪部
13:間隙空間
14:旋轉軸部
15:軸承
16:貫通穴
17:杯體
18:液體排除管
19:排氣管
20:旋轉驅動部
21:旋轉馬達
22:傳遞機構
23:滑輪
24:正時皮帶
30:液體供給單元
31:清洗液噴吐噴嘴
31a、32a、33a、51a、52a:噴吐口
32:沖洗液噴吐噴嘴
33:乾燥液噴吐噴嘴
34、37、40、53、56:開閉閥
35、38、41、54、57:流量調整閥
36、39、42、55、58:供給源
45:液體噴吐噴嘴移動機構
46、61:迴旋臂部
47、62:迴旋機構
48、63:迴旋軸
50、50B:氣體供給單元
51:垂直噴嘴
52、52B:傾斜噴嘴
60、60B:氣體噴吐噴嘴移動機構
69B、89B:棒部
70、70A、70B:加熱單元
71、71A:光源
72、72A、72B:加熱頭
73、73A:光學系統
74、74A:聚光透鏡
75、78、78A、79:反射鏡
76、76A:框體
77、77A:均勻器
80、80A、80B:照射點移動機構
81、81B:加熱頭移動機構
81A:切換機構
82:導軌
82A:分支部
83:直線運動機構
83A:開閉部
90:控制部
91:CPU
92:記錄媒體
93:輸入介面
94:輸出介面
95:旋轉控制部
96:液體控制部
97:氣體控制部
98:加熱控制部
G1、G2:氣體
L1:清洗液(處理液)
L2:沖洗液(處理液)
L3:乾燥液(處理液)
LB:雷射光線
LF1~LF3:液體膜
LS1~LS3:液面
P:照射點
S101~S107:步驟
T0、T1:時間
t0~t4:時刻
圖1係顯示依本發明之依本發明之第一實施態樣之基板處理裝置的圖式。
圖2係顯示依本發明之第一實施態樣之基板固持部及加熱單元的圖式,且係將圖1之一部分放大的圖式。
圖3(a)~(b)係顯示依本發明之第一實施態樣之雷射光線之功率分布的圖式。
圖4係將依本發明之第一實施態樣之控制部的構成要件以功能區塊表示的圖式。
圖5係顯示依本發明之第一實施態樣之基板處理方法的流程圖。
圖6(a)~(d)係顯示依本發明之第一實施態樣之基板處理之一部分的圖式。
圖7(a)~(d)係顯示依本發明之第一實施態樣之基板處理之另一部分的圖式。
圖8係顯示依本發明之第一實施態樣之露出部與被覆部之邊界部的圖式,且係顯示將圖7(b)之一部分放大的圖式。
圖9係顯示依本發明之第一實施態樣之旋轉驅動部,乾燥液噴吐噴嘴,加熱頭,垂直噴嘴及傾斜噴嘴各自之動作的時序圖。
圖10(a)~(d)係顯示依本發明之第二實施態樣之基板處理之一部分的圖式。
圖11係顯示依本發明之第二實施態樣之旋轉驅動部,乾燥液噴吐噴嘴,加熱頭,垂直噴嘴及傾斜噴嘴各自之動作的時序圖。
圖12係顯示依本發明之第三實施態樣之基板固持部及加熱單元的圖式。
圖13係顯示依本發明之第四實施態樣之基板處理之一部分的立體圖,且係相當於圖14(b)的立體圖。
圖14(a)~(c)係顯示依本發明之第四實施態樣之基板處理之一部分的側視圖。
2:基板
2a:頂面
2b:底面
6:露出部
7:被覆部
8:邊界部
33:乾燥液噴吐噴嘴
33a、51a、52a:噴吐口
51:垂直噴嘴
52:傾斜噴嘴
72:加熱頭
G1、G2:氣體
L3:乾燥液
LB:雷射光線
LF3:液體膜
LS3:液面
P:照射點
t、t2~t5:時刻
Claims (13)
- 一種基板處理裝置,包含: 基板固持部,將基板之形成有凹凸圖案的面朝上而固持該基板; 液體供給單元,對固持於該基板固持部之該基板供給處理液,藉以在該凹凸圖案的至少凹部中形成液體膜; 加熱單元,將加熱該液體膜的雷射光線照射至固持於該基板固持部之該基板或是該液體膜;及 加熱控制部,用於控制該加熱單元; 該加熱控制部藉由將該雷射光線從該加熱單元照射至該基板或是該液體膜,而使該凹部在深度方向整體從該處理液露出。
- 如請求項1所述之基板處理裝置,其中, 該加熱單元包含: 該雷射光線之光源; 加熱頭,將該雷射光線的照射點形成在固持於該基板固持部之該基板或該液體膜;及 照射點移動機構,用於使該照射點移動; 該加熱控制部係藉由令該基板或是該液體膜中之該照射點的位置移動,而使從該凹凸圖案之該處理液露出的露出部擴大。
- 如請求項2所述之基板處理裝置,其中, 該照射點移動機構包含: 加熱頭移動機構,藉由使該加熱頭移動,而令該照射點移動。
- 如請求項2或3所述之基板處理裝置,其中, 該加熱頭係在該基板之徑向上配置複數個; 該照射點移動機構包含: 切換機構,藉由將複數個該加熱頭各自在動作狀態與停止狀態間進行切換,而使該照射點在該基板之徑向上移動。
- 如請求項2或3所述之基板處理裝置,更包含: 旋轉驅動部,用於使該基板固持部旋轉;及 旋轉控制部,用於控制該旋轉驅動部; 該旋轉控制部使該基板與該基板固持部一起旋轉,同時該加熱控制部使該照射點從該基板之徑向內側往該基板之徑向外側移動。
- 如請求項5所述之基板處理裝置,其中, 該加熱控制部,係當該照射點從該基板之徑向內側越往該基板之徑向外側移動,使該光源的輸出越增大。
- 如請求項5所述之基板處理裝置,其中, 該加熱控制部,係當該照射點從該基板之徑向內側越往該基板之徑向外側移動,使單位時間所佔之照射該雷射光線之時間的比例亦即能率比越增大。
- 如請求項5所述之基板處理裝置,其中, 該加熱控制部,係當該照射點從該基板之徑向內側越往該基板之徑向外側移動,使該照射點的大小越減小。
- 如請求項5所述之基板處理裝置,其中, 該加熱控制部,會變更該照射點中之該雷射光線的功率分布,俾當該照射點從該基板之徑向內側越往該基板之徑向外側移動時,使該照射點中之該雷射光線的功率在臨界值以上的範圍越縮窄。
- 如請求項1至3中任一項所述之基板處理裝置,更包含: 液體控制部,用於控制該液體供給單元; 該液體供給單元包含: 液體噴吐噴嘴,用於噴吐該處理液;及 液體噴吐噴嘴移動機構,用於使該液體噴吐噴嘴移動; 該液體控制部係從該液體噴吐噴嘴噴吐該處理液,並同時使該液體噴吐噴嘴從該基板之徑向內側往該基板之徑向外側移動。
- 如請求項1至3中任一項所述之基板處理裝置,其中, 該液體供給單元包含將室溫之該處理液噴吐至該基板的液體噴吐噴嘴。
- 一種基板處理方法,包含以下步驟: 藉由將基板之形成有凹凸圖案的面朝上固持,並且藉由從上方對該基板供給處理液,而在該凹凸圖案的至少凹部中形成液體膜的步驟;及 將使該凹部之深度方向整體從該處理液露出之露出部加以形成的步驟; 形成該露出部的步驟,係包含以下步驟: 藉由將加熱該液體膜之雷射光線照射至該基板或是該液體膜,而使該凹部在深度方向整體從該處理液露出的步驟。
- 如請求項12所述之基板處理方法,其中, 形成該露出部的步驟包含以下步驟: 將該雷射光線的照射點形成於該基板或是該液體膜的步驟;及 藉由使該基板或是該液體膜中之該照射點的位置移動,而擴大該露出部的步驟。
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