TW202105508A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents
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Abstract
[課題]良好地蝕刻釕或釕合金。
[解決手段]基板處理方法具備準備形成有釕膜或釕合金膜之基板的步驟,和判定基板之屬性的步驟,和因應基板之屬性而選擇處理配方的步驟,和根據被選擇的處理配方而以處理液處理基板的步驟。
Description
本揭示係關於基板處理方法及基板處理裝置。
自以往,作為製造半導體裝置之時的處理之一,所知的有藉由蝕刻液蝕刻被形成在半導體晶圓(以下,稱為晶圓)等之基板表面的金屬膜的溼蝕刻處理技術。再者,近年來,研究晶圓之表面使用釕(Ru)或釕合金,要求蝕刻及洗淨釕或釕合金(例如,參照專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2016/068183號
[發明所欲解決之課題]
本揭示提供能夠良好地蝕刻釕或釕合金的基板處理方法及基板處理裝置。
[用以解決課題之手段]
一實施型態所致的基板處理法具備準備形成有釕膜或釕合金膜之基板的步驟,和判定上述基板之屬性的步驟,和因應上述基板之屬性而選擇處理配方的步驟,和根據被選擇的上述處理配方而以處理液處理上述基板的步驟。
[發明之效果]
若藉由本揭示,可以良好地蝕刻釕或釕合金。
[基板處理系統]
圖1為表示本實施型態所涉及之基板處理系統之概略構成的圖。在下述中,為了使位置關係明確,規定彼此正交之X軸、Y軸及Z軸,將Z軸正方向設為垂直向上的方向。
如圖1所示般,基板處理系統1具備搬入搬出站2和處理站3。搬入搬出站2和處理站3係被鄰接設置。
搬入搬出站2具備載體載置部11和搬運部12。在載體載置部11被載置在水平狀態下收容複數片晶圓W的複數載體C。
搬運部12被設置成與載體載置部11鄰接,在內部具備基板搬運裝置13和收授部14。基板搬運裝置13具備保持晶圓W之晶圓保持機構。再者,基板搬運裝置13能夠進行朝水平方向及垂直方向的移動及以垂直軸為中心的旋轉,使用基板保持機構而在載體C和收授部14之間進行晶圓W之搬運。
處理站3被設置成與搬運部12鄰接。處理站3具備搬運部15和複數處理單元16。複數處理單元16排列設置在搬運部15之兩側。
搬運部15在內部具備基板搬運裝置17。基板搬運裝置17具備保持晶圓W之基板保持機構。再者,基板搬運裝置17能夠進行朝水平方向及垂直方向的移動及以垂直軸為中心的旋轉,使用基板保持機構而在收授部14和處理單元16之間進行晶圓W之搬運。
處理單元16係對藉由基板搬運裝置17被搬運的晶圓W進行特定基板處理。
再者,基板處理系統1具備控制裝置4。控制裝置4係例如電腦,具備控制部18和記憶部19。在記憶部19儲存控制在基板處理系統1中被實行的各種之處理的程式。控制部18係藉由讀出被記憶於記憶部19之程式而實行,控制基板處理系統1之動作。
另外,如此的程式係被記錄於藉由電腦能夠讀取的記憶媒體者,即使為從其記憶媒體被安裝於控制裝置4之記憶部19者亦可。作為能夠藉由電腦讀取的記憶媒體,例如有硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、光磁碟(MO)、記憶卡等。
在如上述般構成的基板處理系統1中,首先,搬入搬出站2之基板搬運裝置13從被載置於載體載置部11的載體C取出晶圓W,將取出的晶圓W載置於收授部14。被載置於收授部14的晶圓W藉由處理站3之基板搬運裝置17從收授部14被取出,被搬入至處理單元16。
被搬入至處理單元16的晶圓W藉由處理單元16被處理之後,藉由基板搬運裝置17從處理單元16被搬出,被載置於收授部14。而且,被載置於收授部14之處理完的晶圓W藉由基板搬運裝置13返回至載體載置部11之載體C。
[處理單元]
接著,針對處理單元(基板處理裝置)16之概略構成,參照圖2予以說明。圖2為表示處理單元16之概略構成的圖。
處理單元16係藉由對在表面形成有釕膜或釕合金膜之晶圓(基板)W進行蝕刻處理,選擇性地除去釕膜或釕合金膜。在本實施型態中,雖然處理單元16進行的基板處理至少包含蝕刻處理,但是即使包含蝕刻處理以外之基板處理亦可。
處理單元16具備腔室21、被配置在腔室21內,保持晶圓W之基板保持部22、對被保持於基板保持部22之晶圓W供給處理液的處理液供給部30。再者,處理單元16係藉由上述控制裝置4之控制部18被控制。
基板保持部22具有在腔室21內於垂直方向延伸的旋轉軸23,和被安裝於旋轉軸23之上端部的旋轉台24。在旋轉台24之上面外周部設置有支持晶圓W之外緣部的夾具25。旋轉軸23藉由驅動部26被旋轉驅動。
晶圓W被支持於夾具25,在與旋轉台24之上面稍微隔開的狀態,被水平保持於旋轉台24。在本實施型態中,根據基板保持部22的晶圓W之保持方式係藉由可動的夾具25把持晶圓W之外緣部的機械夾具型。但不限定於此,即使晶圓W之保持方式為真空吸附晶圓W之背面所謂的真空夾具型亦可。
旋轉軸23之基端部係藉由驅動部26被支持成能夠旋轉,旋轉軸23之前端部水平支持旋轉台24。當旋轉軸23旋轉時,被安裝在旋轉軸23之上端部的旋轉台24旋轉,依此,在被支持於夾具25之狀態下被保持於旋轉台24之晶圓W旋轉。
處理液供給部30係對晶圓W供給各種處理液。處理液供給部30具有移動體31、第1蝕刻液供給部41、第2蝕刻液供給部42、第1藥液供給部43、第2藥液供給部44、第1沖洗液供給部45和第2沖洗液供給部46。在移動體31安裝有對被保持於基板保持部22之晶圓W,吐出各種處理液的噴嘴41a~46a。
移動體31被連結於噴嘴移動機構32。噴嘴移動機構32驅動移動體31。噴嘴移動機構32具有臂部33和使臂部33旋轉及升降的旋轉升降機構34。噴嘴移動機構32可以使移動體31在被保持於基板保持部22之晶圓W之中心之上方的位置和晶圓W之周緣之上方的位置之間移動,並且可以移動至在俯視觀看下位於後述杯體37之外側的待機位置。
接著,針對第1蝕刻液供給部41、第2蝕刻液供給部42、第1藥液供給部43、第2藥液供給部44、第1沖洗液供給部45及第2沖洗液供給部46予以說明。
第1蝕刻液供給部41係對被保持於基板保持部22之晶圓W,供給第1蝕刻液L1。第1蝕刻液供給部41具備對被保持於基板保持部22之晶圓W吐出第1蝕刻液L1的噴嘴41a,和對噴嘴41a供給第1蝕刻液L1的第1蝕刻液供給源41b。在第1蝕刻液供給源41b具有的液槽,儲存有第1蝕刻液L1,在噴嘴41a,從第1蝕刻液供給源41b通過在中間設置有閥41c等之流量調整器的供給管路41d,被供給第1蝕刻液L1。
第2蝕刻液供給部42係對被保持於基板保持部22之晶圓W,供給第2蝕刻液L2。第2蝕刻液供給部42具備對被保持於基板保持部22之晶圓W吐出第2蝕刻液L2的噴嘴42a,和對噴嘴42a供給第2蝕刻液L2的第2蝕刻液供給源42b。在第2蝕刻液供給源42b具有的液槽,儲存有第2蝕刻液L2,在噴嘴42a,從第2蝕刻液供給源42b通過在中間設置有閥42c等之流量調整器的供給管路42d,被供給第2蝕刻液L2。
第1藥液供給部43係對被保持於基板保持部22之晶圓W,供給第1藥液L3。第1藥液供給部43具備對被保持於基板保持部22之晶圓W吐出第1藥液L3的噴嘴43a,和對噴嘴43a供給第1藥液L3的第1藥液供給源43b。在第1藥液供給源43b具有的液槽,儲存有第1藥液L3,在噴嘴43a,從第1藥液供給源43b通過在中間設置有閥43c等之流量調整器的供給管路43d,被供給第1藥液L3。
第2藥液供給部44係對被保持於基板保持部22之晶圓W,供給第2藥液L4。第2藥液供給部44具備對被保持於基板保持部22之晶圓W吐出第2藥液L4的噴嘴44a,和對噴嘴44a供給第2藥液L4的第2藥液供給源44b。在第2藥液供給源44b具有的液槽,儲存有第2藥液L4,在噴嘴44a,從第2藥液供給源44b通過在中間設置有閥44c等之流量調整器的供給管路44d,被供給第2藥液L4。
第1沖洗液供給部45係對被保持於基板保持部22之晶圓W,供給第1沖洗液L5。第1沖洗液供給部45具備對被保持於基板保持部22之晶圓W吐出第1沖洗液L5的噴嘴45a,和對噴嘴45a供給第1沖洗液L5的第1沖洗液供給源45b。在第1沖洗液供給源45b具有的液槽,儲存有第1沖洗液L5,在噴嘴45a,從第1沖洗液供給源45b通過在中間設置有閥45c等之流量調整器的供給管路45d,被供給第1沖洗液L5。
第2沖洗液供給部46係對被保持於基板保持部22之晶圓W,供給第2沖洗液L6。第2沖洗液供給部46具備對被保持於基板保持部22之晶圓W吐出第2沖洗液L6的噴嘴46a,和對噴嘴46a供給第2沖洗液L6的第2沖洗液供給源46b。在第2沖洗液供給源46b具有的液槽,儲存有第2沖洗液L6,在噴嘴46a,從第2沖洗液供給源46b通過在中間設置有閥46c等之流量調整器的供給管路46d,被供給第2沖洗液L6。
第1蝕刻液L1及第2蝕刻液L2係分別能夠蝕刻被形成在晶圓W上之釕膜或釕合金膜的釕蝕刻處理液。作為第1蝕刻液L1及第2蝕刻液L2,使用由彼此不同的組成構成的蝕刻處理液。在本實施型態中,作為第1蝕刻液L1,使用包含例如次氯酸鈉及硝酸鈰銨中之任一方的溶液。再者,作為第2蝕刻液L2,使用例如正過碘酸水溶液或正過碘酸水溶液與氨水的混合溶液。
第1藥液L3及第2藥液L4係分別洗淨除去被形成在晶圓W上之不需要的金屬成分等的洗淨處理液。作為第1藥液L3及第2藥液L4,使用由彼此不同的組成構成的洗淨處理液。在本實施型態中,作為第1藥液L3,使用例如SPM(硫酸雙氧水)。再者,作為第2藥液L4,使用例如SC-1(氨水和過氧化氫水的混合溶液)。
第1沖洗液L5及第2沖洗液L6分別係沖洗晶圓W上之處理液等的沖洗處理液。在本實施型態中,作為第1沖洗液L5使用例如常溫的純水(DIW)。再者,作為第2沖洗液L6,使用例如高溫(例如60℃~80℃)的純水(Hot-DIW)。
在基板保持部22之周圍配置有杯體37。杯體37係承接從晶圓W飛散的各種處理液(例如,第1蝕刻液L1、第2蝕刻液L2、第1藥液L3、第2藥液L4、第1沖洗液L5及第2沖洗液L6等)而排出至腔室21之外方。杯體37被連結於使杯體37在上下方向驅動的升降機構38。
在杯體37連接有回收從杯體37被排出的處理液(在此情況為第2蝕刻液L2)所含的釕的回收單元60。回收單元60具有回收槽61、泵浦62、切換閥63、循環管路64、過濾器65和返回管路66。回收槽61係暫時性地貯留從杯體37被排出的第2蝕刻液L2。在回收槽61被放入捕捉釕的釕捕捉劑。泵浦62係將來自回收槽61之第2蝕刻液L2發送至切換閥63側。切換閥63包含例如電磁閥,依據由控制部18控制,將從泵浦62被送出的第2蝕刻液L2在循環管路64和返回管路66之間切換流路而送出。循環管路64係在回收槽61之周圍使第2蝕刻液L2循環。過濾器65被設置在循環管路64之途中,回收被第2蝕刻液L2所含的釕捕捉劑捕捉到的釕。返回管路66被連接於切換閥63,使回收釕之後的第2蝕刻液L2返回至第2蝕刻液供給源42b之液槽的流路。另外,如後述般,回收單元60能夠回收特定種類之處理液(例如,第2蝕刻液L2)所含的釕。另外,回收單元60難以能夠回收特定種類之處理液(例如,第1蝕刻液L1)所含的釕。
控制部18具有屬性判定部51、配方選擇部52和回收可否判定部53。
在本實施型態中,屬性判定部51判定成為處理對象的晶圓W之屬性。作為晶圓W之屬性,例如即使包含與被形成在晶圓W之釕膜或釕合金膜有關的資訊亦可。具體而言,即使包含該晶圓W之釕膜或釕合金膜之成分(例如,Ru、RuW(N)等),和該晶圓W之釕膜或釕合金膜之成膜方法(例如,CVD、PVD等)亦可。屬性判定部51即使根據例如被賦予在晶圓W的晶圓ID、被使用於晶圓W之蝕刻的製程條件(處理配方)、晶圓W所屬的處理批次、晶圓W被處理的蝕刻装置之裝置號碼等而進行判斷晶圓W之屬性亦可。
配方選擇部52係因應藉由屬性判定部51被判定的晶圓W之屬性而選擇處理配方。處理配方係事先被記憶於控制裝置4之記憶部19(參照圖1)。成為處理對象的晶圓W係根據藉由配方選擇部52被選擇出的處理配方及控制程式而被處理(蝕刻處理)。處理配方係詳細定義在各處理工程中對晶圓W施予之處理條件的資料。處理配方中被定義的處理條件涉及晶圓旋轉數、處理時間、處理順序、處理液或氣體之種類及供給量、噴嘴位置等多方面。
回收可否判定部53係根據藉由配方選擇部52被選擇出的處理配方,判斷回收單元60是否能夠回收處理液所含的釕。具體而言,回收可否判定部53係根據藉由配方選擇部52被選擇出的處理配方,判別在處理製程中被使用的處理液的種類。再者,回收可否判定部53係判斷所判別到處理液之種類是否適合於在回收單元60進行回收。例如,在從杯體37被排出的處理液為含有正過碘酸水溶液或正過碘酸水溶液和氨水的混合溶液的第2蝕刻液L2之情況,回收可否判定部53判斷成回收單元60能夠回收處理液所含的釕。在此情況,回收單元60回收從杯體37被排出之處理液所含的釕。另一方面,例如,從杯體37被排出的處理液為包含次氯酸鈉和硝酸鈰銨中之任一方的第1蝕刻液L1之情況,回收可否判定部53判斷成回收單元60不能回收處理液所含的釕。在此情況,從杯體37被排出的處理液不經由回收單元60,回收單元60不回收處理液所含的釕。
[基板處理方法]
接著,針對根據本實施型態的基板處理方法,參照圖3至圖5予以說明。
[晶圓準備]
首先,準備形成有釕膜或釕合金膜的晶圓W(圖3之步驟S1)。在該晶圓W事先成膜釕膜或釕合金膜。即使釕膜或釕合金膜之成膜法為例如物理蒸鍍法(PVD:Physical Vapor Deposition)或化學蒸鍍法(CVD:Chemical Vapor Deposition)等亦可。
[晶圓屬性判定]
接著,屬性判定部51係判定成為處理對象之晶圓W的屬性(圖3之步驟S2)。如上述般,作為晶圓W之屬性,即使包含釕膜或釕合金膜之成分(例如,Ru、RuW(N)等),和釕膜或釕合金膜之成膜方法(例如,CVD、PVD等)亦可。晶圓W之屬性係根據例如被賦予在晶圓W的ID(晶圓ID)、被使用於晶圓W之蝕刻的製程條件(處理配方)、晶圓W所屬的處理批次、晶圓W被處理的蝕刻装置之裝置號碼等而進行判斷。在本實施型態中,屬性判定部51係根據釕膜或釕合金膜之成分和其成膜方法而判定屬性。作為一例,屬性判定部51係判定晶圓W之膜的屬性為(i)藉由PVD被製膜的Ru膜,(ii)藉由CVD被製膜的Ru膜,及(iii)藉由PVD被製膜的RuW(N)膜之中的任一者。
[處理配方選擇]
接著,配方選擇部52係因應藉由屬性判定部51被判定的晶圓W之屬性而選擇處理配方(圖3之步驟S3)。在此情況,配方選擇部52係因應釕膜或釕合金膜之屬性,從事先被記憶的複數處理配方選擇最適合於持有該屬性的晶圓W之蝕刻處理的處理配方。作為一例,配方選擇部52係在晶圓W之膜的屬性為(i)藉由PVD被製膜的Ru膜之情況,選擇實行後述製程A的第1處理配方。再者,配方選擇部52係在晶圓W之膜的屬性為(ii)藉由CVD被製膜的Ru膜,或(iii)藉由PVD被製膜的RuW(N)膜之情況,選擇實行後述製程B的第2處理配方。
[晶圓處理]
接著,處理單元16之處理液供給部30係根據被選擇的處理配方,以處理液處理晶圓W(圖3之步驟S4)。以下,針對在配方選擇部52選擇實行製程A之第1處理配方之情況,和選擇實行製程B之第2處理配方之情況,分別針對晶圓處理之各工程予以說明。
[製程A]
首先,針對配方選擇部52選擇實行製程A之第1處理配方之情況,參照圖4予以說明。如上述般,製程A係在晶圓W之膜的屬性為例如(i)藉由PVD被製膜的Ru膜之情況被選擇。
[晶圓搬入工程]
首先,晶圓W係藉由基板搬運裝置17被搬入至處理單元16(參照圖2)內,藉由基板保持部22被保持(圖4之步驟S11)。在此期間,控制裝置4控制升降機構38,使杯體37下降至特定位置。接著,控制裝置4係控制基板搬運裝置17而將晶圓W載置於基板保持部22。晶圓W係在其外緣部藉由夾具25被支持的狀態下被水平保持在旋轉台24上。接著,控制裝置4係藉由使驅動部26動作,晶圓W開始旋轉。晶圓W持續繼續旋轉直至後述乾燥處理結束為止。
[蝕刻處理工程]
接著,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行蝕刻處理(圖4之步驟S12)。在本實施型態中,製程A被選擇之情況,作為蝕刻液,使用第1蝕刻液L1(含有次氯酸鈉及硝酸鈰銨中之任一方的溶液)。此時,控制裝置4係控制第1蝕刻液供給部41,使噴嘴41a位於晶圓W之上方,從噴嘴41a對晶圓W供給第1蝕刻液L1。被供給至晶圓W之第1蝕刻液L1係藉由伴隨著晶圓W之旋轉的離心力在晶圓W之表面擴散。如此一來,藉由對晶圓W之表面供給第1蝕刻液L1,被形成在晶圓W之Ru膜選擇性地被除去。即是,Ru膜藉由第1蝕刻液L1全體被除去,另一方面,與第1蝕刻液L1難反應的周邊膜不被除去而殘存。
[第1沖洗處理工程]
接著,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行沖洗處理(圖4之步驟S13)。此時,控制裝置4係控制第1沖洗液供給部45,而使噴嘴45a位於晶圓W之上方。接著,從噴嘴45a對晶圓W供給例如常溫的純水(DIW)亦即第1沖洗液L5。被供給至晶圓W之第1蝕刻液L5係藉由伴隨著晶圓W之旋轉的離心力在晶圓W之表面擴散。依此,殘存在晶圓W上之第1蝕刻液L1及蝕刻處理時之反應生成物等被沖掉。從晶圓W飛散的第1沖洗液L5經由杯體37被排出。
[第1洗淨處理工程]
接著,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行洗淨處理(圖4之步驟S14)。此期間,控制裝置4係控制第1藥液供給部43,使噴嘴43a位於晶圓W之上方,從噴嘴43a對晶圓W供給SPM(硫酸雙氧水)亦即第1藥液L3。被供給至晶圓W之第1藥液L3係藉由伴隨著晶圓W之旋轉的離心力在晶圓W之表面擴散。依此,附著於晶圓W之第1蝕刻液L1所含的不需要金屬成分(鈰、鈉等)從晶圓W被除去。從晶圓W飛散的第1藥液L3經由杯體37被排出。
[高溫沖洗處理工程]
接著,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行沖洗處理(圖4之步驟S15)。此時,控制裝置4係控制第2沖洗液供給部46,而使噴嘴46a位於晶圓W之上方。接著,從噴嘴46a對晶圓W供給例如高溫的純水(Hot-DIW)亦即第2沖洗液L6。被供給至晶圓W之第2沖洗液L6係藉由伴隨著晶圓W之旋轉的離心力在晶圓W之表面擴散。依此,殘存在晶圓W上之第1藥液L3被沖掉。從晶圓W飛散的第2沖洗液L6經由杯體37被排出。
[第2洗淨處理工程]
接著,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行洗淨處理(圖4之步驟S16)。此時,控制裝置4係控制第2藥液供給部44,使噴嘴44a位於晶圓W之上方,從噴嘴44a對晶圓W供給例如SC-1(氨水和過氧化氫水之混合溶液)亦即第2藥液L4。被供給至晶圓W之第2藥液L4係藉由伴隨著晶圓W之旋轉的離心力在晶圓W之表面擴散。依此,附著於晶圓W之反應副生成物等從晶圓W被除去。從晶圓W飛散的第2藥液L4經由杯體37被排出。另外,即使不一定要設置第2洗淨處理工程亦可。
[第2沖洗處理工程]
接著,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行沖洗處理(圖4之步驟S17)。此時,控制裝置4係控制第1沖洗液供給部45,而使噴嘴45a位於晶圓W之上方。接著,從噴嘴45a對晶圓W供給例如常溫的純水(DIW)亦即第1沖洗液L5。被供給至晶圓W之第1蝕刻液L5係藉由伴隨著晶圓W之旋轉的離心力在晶圓W之表面擴散。依此,殘存在晶圓W上之第2藥液L4等被沖掉。從晶圓W飛散的第1沖洗液L5經由杯體37被排出。
[乾燥處理工程]
之後,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行乾燥處理(圖4之步驟S18)。此時,控制裝置4係藉由使驅動部26動作,增加晶圓W之旋轉數,進行晶圓W之甩乾處理。依此,殘存在晶圓W上之第1沖洗液L5被沖掉。從晶圓W飛散的第1沖洗液L5經由杯體37被排出。另外,即使晶圓W使用例如IPA等之乾燥用液體而被乾燥處理亦可。
當該乾燥處理結束時,停止晶圓W之旋轉。依此,對晶圓W進行的一連串處理結束。之後,晶圓W藉由基板搬運裝置17從處理單元16被搬出。
[製程B]
接著,針對配方選擇部52選擇實行製程B之第2處理配方之情況,參照圖5予以說明。如上述般,第2處理配方係在晶圓W之膜的屬性為例如(ii)藉由CVD被製膜的Ru膜,或(iii)藉由PVD被製膜的RuW(N)膜之情況被選擇。
[晶圓搬入工程]
首先,與製程A之情況相同,晶圓W係藉由基板搬運裝置17被搬入至處理單元16(參照圖2)內,藉由基板保持部22被保持(圖5之步驟S21)。接著,控制裝置4係藉由使驅動部26動作,晶圓W開始旋轉。晶圓W持續繼續旋轉直至後述乾燥處理結束為止。
[蝕刻處理工程]
接著,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行蝕刻處理(圖5之步驟S22)。在本實施型態中,製程B被選擇之情況,使用第2蝕刻液L2(正過碘酸水溶液或正過碘酸水溶液與氨水的混合液)作為蝕刻液。此時,控制裝置4係控制第2蝕刻液供給部42,使噴嘴42a位於晶圓W之上方,從噴嘴42a對晶圓W供給第2蝕刻液L2。被供給至晶圓W之第2蝕刻液L2係藉由伴隨著晶圓W之旋轉的離心力在晶圓W之表面擴散。如此一來,藉由對晶圓W之表面供給第2蝕刻液L2,被形成在晶圓W之Ru膜或RuW(N)膜選擇性地被除去。即是,Ru膜或RuW(N)藉由第2蝕刻液L2全體被除去,另一方面,與第2蝕刻液L2難反應的周邊膜不被除去而殘存。
[釕回收工程]
如此一來,在對晶圓W進行蝕刻處理之期間,即使回收單元60回收從杯體37被排出之第2蝕刻液L2所含的釕亦可(圖5之步驟S27)。在此情況,回收可否判定部53係根據藉由配方選擇部52被選擇出的處理配方,判斷回收單元60是否能夠回收處理液所含的釕。具體而言,回收可否判定部53係判斷成在實行製程B之處理配方中被使用的蝕刻處理液為第2蝕刻液L2(正過碘酸水溶液或正過碘酸水溶液與氨水的混合液)。再者,回收可否判定部53係判斷成能以回收單元60回收第2蝕刻液L2。在此情況,控制裝置4係控制回收單元60而回收從杯體37被排出之處理液所含的釕。
在此期間,回收單元60係在回收槽61暫時性地貯留從杯體37被排出的第2蝕刻液L2。在回收槽61被放入捕捉釕的釕捕捉劑。再者,切換閥63被切換成循環管路64側。接著,藉由驅動泵浦62,來自回收槽61之第2蝕刻液L2在循環管路64循環,再次返回至回收槽61。在此期間,第2蝕刻液L2通過被設置在循環管路64之途中的過濾器65,過濾器65回收被第2蝕刻液L2所含的釕捕捉劑補捉到的釕。完成釕之回收後,切換閥63切換至返回管路66側。接著,藉由驅動泵浦62,除去釕之後的第2蝕刻液L2經由返回管路66而再次返回至第2蝕刻液供給源42b之液槽。
[第1沖洗處理工程]
接著,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行沖洗處理(圖5之步驟S23)。此時,控制裝置4係控制第1沖洗液供給部45,而使噴嘴45a位於晶圓W之上方。接著,從噴嘴45a對晶圓W供給例如常溫的純水(DIW)亦即第1沖洗液L5。被供給至晶圓W之第1蝕刻液L5係藉由伴隨著晶圓W之旋轉的離心力在晶圓W之表面擴散。依此,殘存在晶圓W上之第2蝕刻液L2及蝕刻處理時之反應生成物等被沖掉。從晶圓W飛散的第1沖洗液L5經由杯體37被排出。
[洗淨處理工程]
接著,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行洗淨處理(圖5之步驟S24)。此時,控制裝置4係控制第2藥液供給部44,使噴嘴44a位於晶圓W之上方,從噴嘴44a對晶圓W供給例如SC-1(氨水和過氧化氫水之混合溶液)亦即第2藥液L4。被供給至晶圓W之第2藥液L4係藉由伴隨著晶圓W之旋轉的離心力在晶圓W之表面擴散。依此,附著於晶圓W之反應副生成物等從晶圓W被除去。從晶圓W飛散的第2藥液L4經由杯體37被排出。另外,即使不一定要設置第2洗淨處理工程亦可。
[第2沖洗處理工程]
接著,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行沖洗處理(圖5之步驟S25)。此時,控制裝置4係控制第1沖洗液供給部45,而使噴嘴45a位於晶圓W之上方。接著,從噴嘴45a對晶圓W供給例如常溫的純水(Hot-DIW)亦即第1沖洗液L5。被供給至晶圓W之第1蝕刻液L5係藉由伴隨著晶圓W之旋轉的離心力在晶圓W之表面擴散。依此,殘存在晶圓W上之第2藥液L4等被沖掉。從晶圓W飛散的第1沖洗液L5經由杯體37被排出。另外,在不設置第2洗淨處理工程之情況,即使不設置第2沖洗處理工程亦可。
[乾燥處理工程]
之後,對被保持於基板保持部22之晶圓W進行乾燥處理(圖5之步驟S26)。此時,控制裝置4係藉由使驅動部26動作,增加晶圓W之旋轉數,進行晶圓W之甩乾處理。依此,殘存在晶圓W上之第1沖洗液L5被沖掉。從晶圓W飛散的第1沖洗液L5經由杯體37被排出。另外,即使晶圓W使用例如IPA等之乾燥用液體而被乾燥處理亦可。
當該乾燥處理結束時,停止晶圓W之旋轉。依此,對晶圓W進行的一連串處理結束。之後,晶圓W藉由基板搬運裝置17從處理單元16被搬出。
如上述說明般,若藉由本實施型態時,屬性判定部51判定形成有釕膜或釕合金膜的晶圓W之屬性,配方選擇部52因應晶圓W之屬性而選擇處理配方。而且,處理液供給部30係根據被選擇的處理配方而以處理液處理晶圓W。依此,可以良好地蝕刻難蝕刻的釕膜或釕合金膜。
即是,一般而言,釕係極為穩定的金屬,且由於係難溶性材料,故難以被蝕刻之情事為眾知。對此,本發明者們針對上述課題精心研究之結果,發現釕或釕合金屬因應屬性,蝕刻液所致的溶解狀況不同。具體而言,驗證釕或釕合金的膜除了膜的成分之外,即使依膜之成膜方法不同,蝕刻時的溶解狀況也不同。例如,驗證即使為相同的Ru膜,也因成膜方法為例如CVD,或PVD,而使得適當的蝕刻製程不同。因此,於蝕刻形成有釕膜或釕合金膜的晶圓W之時,藉由因應晶圓W之屬性,適當地分別使用蝕刻之處理製程或蝕刻液,能夠進行適當的蝕刻。在本實施型態中,因應形成有釕膜或釕合金膜的晶圓W之屬性(例如釕膜或釕合金膜之成分或成膜方法)選擇處理配方,根據被選擇的處理配方而以處理液處理晶圓W。依此,可以良好地蝕刻難蝕刻的釕膜或釕合金膜。
再者,若藉由本實施型態時,回收可否判定部53係根據藉由被選擇出的處理配方,判斷回收單元60是否能夠回收處理液所含的釕。依此,在回收單元60能夠回收處理液中之釕之情況,回收單元60回收處理液所含的釕,可以再利用處理液。另一方面,在回收單元60不能回收處理液體中之釕之情況,不使用回收單元60,可以不再利用被排出的處理液而予以廢棄。
在上述實施型態中,作為屬性判定部51判定的晶圓W之屬性,雖然舉出釕膜或釕合金膜之成分,和釕膜或釕合金膜之成膜方法,但是不限定於此。作為晶圓W之屬性即使使用晶圓W所含的釕以外的周邊金屬之成分等,上述以外的屬性亦可。
再者,在上述實施型態中,作為配方選擇部52所選擇的處理配方,雖然例示實行製程A之第1處理配方,實行製程B之第2處理配方,但是不限定於此。即使配方選擇部52從三個以上之複數處理配方選擇適當的處理配方亦可。
再者,在上述實施型態中,以從使用彼此不同的蝕刻液(第1蝕刻液L1、第2蝕刻液L2)而進行蝕刻處理之複數處理配方(第1處理配方、第2處理配方)選擇任一處理配方之情況為例予以說明。但是,不限定於此,即使配方選擇部52從使用相同蝕刻液進行彼此不同的蝕刻處理的複數處理配方,選擇任一的處理配方亦可。
再者,在上述實施型態中,作為蝕刻液,以使用第1蝕刻液L1和第2蝕刻液L2之情況為例予以說明。在此,第1蝕刻液L1係包含次氯酸鈉和硝酸鈰銨中之任一方的溶液,第2蝕刻液L2係正過碘酸水溶液或正過碘酸水溶液和氨水的混合液。但是,並不限定於此,作為蝕刻釕膜或釕合金膜的蝕刻液,即使使用含有過碘酸之氧化劑的蝕刻液,或由硝酸鈰鹽和硝酸等組成的蝕刻液亦可。
並且,此次所揭示之實施型態所有方面都應視為例示性而非限制性。上述實施型態即使在不脫離附件的申請專利範圍及其要旨,以各種型態進行省略、置換、變更亦可。
16:處理單元(基板處理裝置)
30:處理液供給部
51:屬性判定部
52:配方選擇部
W:晶圓(基板)
[圖1]為表示一實施型態所涉及之基板處理系統之概略構成的俯視圖。
[圖2]為表示圖1所示之處理單元(基板處理裝置)之概略構成的側剖面圖。
[圖3]為表示一實施型態所涉及之基板處理方法之流程圖。
[圖4]為表示選擇第1配方之情況之基板處理工程的流程圖。
[圖5]為表示選擇第2配方之情況之基板處理工程的流程圖。
Claims (10)
- 一種基板處理方法,具備: 準備形成有釕膜或釕合金膜之基板的步驟; 判定上述基板之屬性的步驟; 因應上述基板之屬性而選擇處理配方的步驟;及 根據被選擇出的上述處理配方而以處理液處理上述基板的步驟。
- 如請求項1之基板處理方法,其中 進一步具備根據被選擇出的上述處理配方,判斷是否能夠回收處理液所含的釕之步驟。
- 如請求項1或2之基板處理方法,其中 上述基板之屬性包含上述釕膜或釕合金膜之成分,和上述釕膜或釕合金膜之成膜方法。
- 如請求項1或2之基板處理方法,其中 因應上述基板之屬性,從使用彼此不同的蝕刻液而進行蝕刻處理的複數處理配方選擇任一的處理配方。
- 如請求項4之基板處理方法,其中 因應上述基板之屬性,選擇使用包含次氯酸鈉和硝酸鈰銨的溶液亦即第1蝕刻液而進行蝕刻處理的第1處理配方,和使用正過碘酸水溶液或正過碘酸水溶液和氨水的混合溶液亦即第2蝕刻液而進行蝕刻處理的第2處理配方中之任一者。
- 一種基板處理裝置,具備: 屬性判定部,其係判定形成有釕膜或釕合金膜的基板之屬性; 配方選擇部,其係因應藉由上述屬性判定部被判定的上述基板之屬性而選擇處理配方;及 處理液供給部,其係根據藉由上述配方選擇部被選擇出的上述處理配方,對上述基板供給處理液,依此處理上述基板。
- 如請求項6之基板處理裝置,其中 進一步具備:回收單元,其係回收處理液所含的釕;和 回收可否判定部,其係根據被選擇出的上述處理配方,判斷上述回收單元是否能夠回收處理液所含的釕。
- 如請求項6或7之基板處理裝置,其中 上述基板之屬性包含上述釕膜或釕合金膜之成分,和上述釕膜或釕合金膜之成膜方法。
- 如請求項6或7之基板處理裝置,其中 上述配方選擇部係因應上述基板之屬性從使用彼此不同的蝕刻液而進行蝕刻處理的複數處理配方選擇任一的處理配方。
- 如請求項9之基板處理裝置,其中 上述配方選擇部係因應上述基板之屬性,選擇使用包含次氯酸鈉和硝酸鈰銨的溶液亦即第1蝕刻液而進行蝕刻處理的第1處理配方,和使用正過碘酸水溶液或正過碘酸水溶液和氨水的混合溶液亦即第2蝕刻液而進行蝕刻處理的第2處理配方中之任一者。
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