TW202109658A - 基板處理裝置及基板乾燥方法 - Google Patents

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中田克弥
福井祥吾
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明的課題係於使用超臨界狀態的處理流體來使基板乾燥之技術之中，抑制形成在基板的上表面之圖案崩塌。依本發明之基板處理裝置，用以進行乾燥處理，前述乾燥處理係針對在圖案形成面形成有液膜之基板使用超臨界狀態的處理流體來使其乾燥，且前述基板處理裝置具備處理容器、固持部、供給部。處理容器，收納基板。固持部，在處理容器內固持基板。供給部，將處理流體供給至處理容器內。又，固持部具備基座部、複數之支持構件、昇降機構。基座部，配置在基板的下方。複數之支持構件，設在基座部上，且從下方支持基板。昇降機構，使複數之支持構件昇降。

Description

基板處理裝置及基板乾燥方法
本發明關於基板處理裝置及基板乾燥方法。
往昔，吾人習知有一種技術，於將半導體晶圓等基板的上表面利用液體處理之後之乾燥步驟，使因液體而上表面呈潤溼狀態之基板與超臨界狀態的處理流體進行接觸，藉此使基板乾燥。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2013-251550號公報。
[發明所欲解決之問題]
本發明之目的在於提供一種技術，可於使用超臨界狀態的處理流體而使基板乾燥之技術之中，抑制形成在基板的上表面之圖案崩塌。 [解決問題之方式]
依本發明一態樣之基板處理裝置，係一種進行乾燥處理之基板處理裝置，前述乾燥處理使用超臨界狀態的處理流體來使在圖案形成面形成有液膜之基板乾燥，且前述基板處理裝置具備處理容器、固持部、供給部。處理容器，收納基板。固持部，在處理容器內固持基板。供給部，將處理流體供給至處理容器內。又，固持部，具備基座部、複數之支持構件、昇降機構。基座部，配置在基板的下方。複數之支持構件，設在基座部上，從下方支持基板。昇降機構，使複數之支持構件昇降。 [發明之效果]
依本發明，可於使用超臨界狀態的處理流體來使基板乾燥之技術之中，抑制形成在基板的上表面之圖案崩塌。
[實施發明之較佳形態]
以下，參照圖示詳細說明將依本發明之基板處理裝置及基板乾燥方法加以實施之形態（以下記在為「實施形態」）。此外，不因此實施形態而限定本發明之基板處理裝置及基板乾燥方法。又，各實施形態，可於不使處理內容矛盾之範圍下合宜組合。又，以下各實施形態之中，針對同一部位標註同一符號，省略重複說明。
又，以下所參照之各圖式，為了使說明容易理解，會有規定相互正交之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向，並將Z軸正方向設定為鉛直往上方向之正交座標系來表示之情形。又，會有將以鉛直軸為旋轉中心之旋轉方向稱作θ方向之情形。
又，以下顯示之實施形態之中，會有使用「固定」、「正交」、「垂直」、或者「平行」之類之表現之情形，但此等表現無須嚴謹「固定」、「正交」、「垂直」、或者「平行」。亦即，上述各表現容許製造精度、設置精度等之偏差。
[1.基板處理系統的構成] 首先，參照圖1說明實施形態之基板處理系統的構成。圖1顯示實施形態之基板處理系統的構成。
如圖1所示，基板處理系統1具備搬入搬出站2、處理站3。搬入搬出站2與處理站3係鄰接設置。
搬入搬出站2具備載具載置部11、搬運部12。在載具載置部11載置將複數枚之半導體晶圓（以下記載為「晶圓W」）以水平狀態收納之複數之載具C。
搬運部12設置成鄰接載具載置部11。在搬運部12的內部，配置搬運裝置13與移交部14。
搬運裝置13，具備將晶圓W加以固持之晶圓固持機構。又，搬運裝置13，可進行往水平方向及鉛直方向之移動、還有以鉛直軸為中心之回旋，且使用晶圓固持機構而在載具C與移交部14之間進行晶圓W之搬運。
處理站3設置成鄰接搬運部12。處理站3具備搬運區塊4與複數之處理區塊5。
搬運區塊4具備搬運區域15、搬運裝置16。搬運區域15，係例如沿著搬入搬出站2及處理站3的排列方向（X軸方向）延伸之立方體狀的區域。在搬運區域15，配置搬運裝置16。
搬運裝置16具備將晶圓W加以固持之晶圓固持機構。又，搬運裝置16，可進行往水平方向及鉛直方向之移動、還有以鉛直軸為中心之回旋，且使用晶圓固持機構而在移交部14與複數之處理區塊5之間進行晶圓W之搬運。
複數之處理區塊5，在搬運區域15的兩側配置成鄰接於搬運區域15。具體而言，複數之處理區塊5，配置在與搬入搬出站2及處理站3的排列方向（X軸方向）正交之方向（Y軸方向）中之搬運區域15的一側（Y軸正方向側）及另一側（Y軸負方向側）。
各處理區塊5具備液處理單元17、乾燥處理單元18、供給單元19。
液處理單元17，進行將晶圓W的圖案形成面即上表面加以清洗之清洗處理。又，液處理單元17，進行將液膜形成在清洗處理後之晶圓W的上表面之液膜形成處理。液處理單元17的構成將後述。
乾燥處理單元18，針對液膜形成處理後之晶圓W進行超臨界乾燥處理。具體而言，乾燥處理單元18，使液膜形成處理後之晶圓W與超臨界狀態的處理流體接觸，藉以使該晶圓W乾燥。
乾燥處理單元18，具備：處理區域181，進行超臨界乾燥處理；以及移交區域182，在搬運區塊4與處理區域181之間進行晶圓W的移交。此等處理區域181及移交區域182，係沿著搬運區域15排列。乾燥處理單元18的具體構成將後述。
供給單元19，將處理流體供給至乾燥處理單元18。具體而言，供給單元19具備：供給設備群，包含流量計、流量調整器、背壓閥、加熱器等；以及殼體，收納供給設備群。實施形態之中，供給單元19將CO2 作為處理流體而供給至乾燥處理單元18。
基板處理系統1具備控制裝置6。控制裝置6，例如係電腦，且具備控制部61與記憶部62。控制裝置6的構成將後述。
[2.液處理單元的構成] 其次，參照圖2說明液處理單元17的構成。圖2顯示實施形態之液處理單元17的構成。液處理單元17，例如構成為藉由旋轉清洗而將晶圓W逐枚清洗之枚葉式清洗裝置。
如圖2所示，液處理單元17，利用配置在形成處理空間之外腔室23內之晶圓固持機構25而將晶圓W呈幾乎水平固持，且使此晶圓固持機構25繞鉛直軸旋轉，藉以使晶圓W旋轉。而且，液處理單元17，使噴嘴臂26進入至旋轉之晶圓W的上方，且從該噴嘴臂26的前端部所設之化學液噴嘴26a，依預定之順序供給化學液或淋洗液，藉以進行晶圓W的上表面之清洗處理。
又，液處理單元17之中，在晶圓固持機構25的內部亦形成有化學液供給道25a。而且，利用由該化學液供給道25a供給之化學液或淋洗液，亦清洗晶圓W的下表面。
清洗處理，例如，首先進行鹼性化學液即SC1液（氨與過氧化氫水之混合液）所行之微粒或有機性汚染物質之去除，其次進行淋洗液即去離子水（DeIonized Water。以下記載為「DIW」）所行之淋洗清洗。其次，進行酸性化學液即稀氟酸水溶液（Diluted Hydro Fluoric acid。以下記載為「DHF」）所行之自然氧化膜之去除，其次，進行DIW所行之淋洗清洗。
上述各種化學液，係由外腔室23、還有配置在外腔室23內之內杯體24所承接，並由外腔室23的底部所設之排液口23a、還有內杯體24的底部所設之排液口24a所排出。再者，外腔室23內的環境氣體，係由外腔室23的底部所設之排氣口23b所排氣。
液膜形成處理，係於清洗處理中之淋洗處理後進行。具體而言，液處理單元17，一邊使晶圓固持機構25旋轉，一邊將IPA（isopropyl alcohol；異丙醇）液體供給至晶圓W的上表面及下表面。藉此，殘留在晶圓W的兩面之DIW係由IPA所取代。其後，液處理單元17，緩慢停止晶圓固持機構25之旋轉。
已結束液膜形成處理之晶圓W，於其上表面形成有IPA液體的液膜之狀態下，直接由設在晶圓固持機構25之未圖示的移交機構移交至搬運裝置16，並從液處理單元17搬出。形成在晶圓W上之液膜，於從液處理單元17起往乾燥處理單元18之晶圓W的搬運中、還有於往乾燥處理單元18之搬入動作中，防止因晶圓W上表面的液體蒸發（氣化）而導致圖案崩塌產生。
[3.乾燥單元的構成] 其次，參照圖3~圖6說明乾燥處理單元18的構成。圖3係實施形態之乾燥處理單元18的外觀立體圖。圖4係實施形態之固持部的俯視圖。圖5係實施形態之固持部的側剖視圖。圖6顯示實施形態之位移感測器及膜厚感測器的配置。
如圖3所示，乾燥處理單元18具備處理容器31、固持部32、蓋體33、昇降裝置39、重量感測器40。
處理容器31係例如可形成16~20MPa左右的高壓環境之壓力容器。處理容器31係配置在處理區域181（參照圖1），超臨界乾燥處理係在處理容器31的內部空間即處理空間31a（參照圖8）來進行。
固持部32將晶圓W沿水平方向固持。蓋體33支持固持部32。蓋體33，連接至未圖示之移動機構，並藉由該移動機構而水平移動在處理區域181及移交區域182間。藉由將蓋體33往處理區域181移動，而使固持部32配置在處理容器31的內部，並使蓋體33封堵處理容器31的開口部34。
在此，參照圖4及圖5說明固持部32的具體構成。如圖4及圖5所示，固持部32具備基座部32a、複數之支持構件32b、複數之昇降機構32c、複數之貫穿孔32d。
基座部32a，係配置在晶圓W的下方之板狀的構件。基座部32a形成有比晶圓W更大直徑之圓形的凹部，晶圓W隔著後述複數之支持構件32b而載置在該凹部內。
複數之支持構件32b，係從基座部32a所形成之凹部的底面32a1往上方突出之構件，將晶圓W的外周部從下方支持。晶圓W，由複數之支持構件32b所支持，藉以成為從基座部32a浮起之狀態（參照圖5）。
複數之昇降機構32c，係一對一對應於複數之支持構件32b，且使所對應之支持構件32b昇降，亦即沿著鉛直方向移動。昇降機構32c，亦可例如藉由馬達等電動機的驅動力而使支持構件32b昇降。又，昇降機構32c，亦可使用壓電元件所成之逆壓電效果而使支持構件32b昇降。又，昇降機構32c，亦可使用空氣壓而使支持構件32b昇降。
在此，例示具備四個支持構件32b與四個昇降機構32c之情形，但支持構件32b及昇降機構32c的組數不限定於四個。又，在此，例示複數之支持構件32b全部設置於昇降機構32c之情形，但固持部32，亦可例如係以下構成：具備使複數之支持構件32b中之一個進行昇降之一個昇降機構32c。亦即，固持部32只要具備使複數之支持構件32b中至少一個進行昇降之至少一個昇降機構32c即可。
又，在此例示使複數之支持構件32b藉由複數之昇降機構32c而個別昇降之情形，但固持部32亦可具備使複數之支持構件32b整體昇降之一個昇降機構32c。
複數之貫穿孔32d，形成在基座部32a所形成之凹部的底面32a1，並沿鉛直方向貫穿基座部32a。複數之貫穿孔32d，例如形成在比複數之支持構件32b更靠近基座部32a所形成之圓形的凹部的徑向內側。複數之貫穿孔32d，作為自處理空間31a的底面31c（參照圖8）供給之處理流體的流道而發揮功能。又，複數之貫穿孔32d中之形成在上述圓形的凹部的中央部之三個貫穿孔32d，亦作為後述昇降裝置銷39a的穿通孔而發揮功能。複數之貫穿孔32d的數量、配置不限定於圖示例。
如圖3所示，在處理容器31的壁部設置供給埠35A、35B與排出埠36。供給埠35A連接至將處理流體供給至處理空間內之供給線路35C。供給埠35B連接至將處理流體供給至處理空間內之供給線路35D。排出埠36連接至將處理流體從處理空間排出之排出線路36A。
供給埠35A連接至處理容器31中之與開口部34係相反側的側面，且供給埠35B連接至處理容器31的底面。又，排出埠36連接至開口部34的下方側。此外，供給埠35A、35B、還有排出埠36的數量不特別限定。
在處理容器31的內部，設置流體供給頭座37A、37B與流體排出頭座38。流體供給頭座37A、37B與流體排出頭座38皆形成有多數個開孔。
流體供給頭座37A連接至供給埠35A，且在處理容器31的內部，鄰接設置在與開口部34係相反側的側面。又，流體供給頭座37A所形成之多數個開孔朝往開口部34側。
流體供給頭座37B連接至供給埠35B，且設在處理容器31的內部中之底面的中央部。流體供給頭座37B所形成之多數個開孔朝往上方。
流體排出頭座38連接至排出埠36，且在處理容器31的內部，鄰接設置在開口部34側的側面，並設置在比開口部34更下方。流體排出頭座38所形成之多數個開孔朝往流體供給頭座37A側。
乾燥處理單元18，從流體供給頭座37A、37B將已加熱之處理流體供給至處理容器31的內部，並且經由流體排出頭座38而將處理容器31內的處理流體排出。此外，處理流體的排出道，設有將來自處理容器31之處理流體的排出量加以調整之擋板，並藉由擋板將處理流體的排出量調整成使處理容器31內的壓力係期望壓力。藉此，在處理容器31內維持處理流體的超臨界狀態。以下，將超臨界狀態的處理流體記載為「超臨界流體」。
存在於晶圓W的圖案形成面（上表面）之IPA液體，與高壓狀態（例如16MPa）之超臨界流體接觸，藉以逐漸溶解於超臨界流體，且最終替換成超臨界流體。藉此，圖案之間的縫隙成為由超臨界流體所充滿之狀態。
其後，乾燥處理單元18，將處理容器31內的壓力從高壓狀態減壓至大氣壓為止。藉此，充滿在圖案間的縫隙之超臨界流體轉變成通常亦即氣體狀態之處理流體。
如上所述，乾燥處理單元18，使存在於圖案形成面之IPA液體由超臨界流體所取代之後，使超臨界流體返回成氣體狀態之處理流體，藉以從圖案形成面去除IPA液體而使圖案形成面乾燥。
超臨界流體，相較於液體（例如IPA液體）而言，黏度小、且溶解液體之能力亦高，而且在與超臨界流體處於平衡狀態之液體或氣體之間不存在界面。因此，可利用進行超臨界乾燥處理，而不受表面張力之影響，使液體乾燥。亦即，可於乾燥處理之際抑制圖案崩塌。
此外，實施形態之中，使用IPA液體作為防止乾燥用液體，並使用CO2 作為處理流體，但可使用IPA以外的液體作為防止乾燥用液體，亦可使用CO2 以外的流體作為處理流體。
昇降裝置39具備：複數之昇降裝置銷39a；以及支持體39b，連接至複數之昇降裝置銷39a的下端而支持複數之昇降裝置銷39a。
昇降裝置39藉由昇降驅動部（未圖示）而昇降。具體而言，昇降裝置39昇降在移交位置與待機位置之間，其中，前述移交位置係在與搬運裝置16之間進行晶圓W之移交。待機位置係不干涉蓋體33及固持部32之比蓋體33及固持部32更下方的位置。
重量感測器40例如係荷重元。重量感測器40，例如設置在昇降裝置39的下部，測量由昇降裝置39所支持之晶圓W的重量。具體而言，重量感測器40測量於藉由液處理單元17形成液膜L之後、並且收納於處理容器31之前之晶圓W的重量。
如圖6所示，乾燥處理單元18更具備複數之位移感測器43、複數之膜厚感測器45。複數之位移感測器43及複數之膜厚感測器45，例如配置在移交區域182（參照圖1），且針對搬入至處理容器31之前之晶圓W進行測量。
複數之位移感測器43，配置在固持部32所固持之晶圓W的下方，將至晶圓W的下表面為止之距離加以測量。
複數之位移感測器43包含對應於四個支持構件32b之四個位移感測器43。此四個位移感測器43，經由形成在與所對應之支持構件32b最近位置之貫穿孔32d，將至所對應之支持構件32b周邊中之晶圓W下表面為止之距離加以測量。
複數之膜厚感測器45，配置在固持部32所固持之晶圓W的上方，測量形成在晶圓W上之液膜L的膜厚。
複數之膜厚感測器45，包含對應於四個支持構件32b之四個膜厚感測器45。此四個膜厚感測器45，配置在所對應之支持構件32b的上方，測量所對應之支持構件32b周邊中之液膜L的膜厚。
[4.控制裝置的構成] 其次，參照圖7說明控制裝置6的構成。圖7係將實施形態之控制裝置6的構成加以顯示之區塊圖。
如圖7所示，實施形態之控制裝置6具備控制部61與記憶部62。控制部61具備資訊取得部61a與昇降控制部61b。又，記憶部62記憶配方資訊62a、液膜變化資訊62b、晶圓溫度資訊62c、液量資訊62d、傾斜度資訊62e、膜厚分佈資訊62f。
此外，控制裝置6例如包含具有CPU（Central Processing Unit；中央處理單元）、ROM（Read Only Memory；唯讀記憶體）、RAM（Random Access Memory；隨機存取記憶體）、HDD（Hard Disk Drive；硬碟）、輸入輸出埠等之電腦或各種電路。
電腦的CPU，例如將ROM所記憶之程式加以讀出而執行，藉以作為控制部61的資訊取得部61a及昇降控制部61b來發揮功能。此外，資訊取得部61a及昇降控制部61b的至少一者或全部亦可利用ASIC（Application Specific Integrated Circuit；特殊應用積體電路）、FPGA（Field Programmable Gate Array；現場可程式化邏輯閘陣列）等硬體而構成。
又，記憶部62例如對應於RAM或HDD。RAM或HDD可記憶配方資訊62a、液膜變化資訊62b、晶圓溫度資訊62c、液量資訊62d、傾斜度資訊62e、及膜厚分佈資訊62f。
此外，上述程式可係記錄於能藉由電腦讀取之記錄媒體者，且亦可係從該記錄媒體安裝至控制裝置6的記憶部62者。就能藉由電腦讀取之記錄媒體而言，例如有硬碟（HD）、軟磁碟（FD）、光碟（CD）、磁光碟（MO）、記憶體等。又，控制裝置6，亦可設定成經由以有線或無線的網路而連接之其它電腦或可攜型記錄媒體而取得上述程式或各種資訊。
資訊取得部61a係與外部裝置47、重量感測器40、複數之位移感測器43、及複數之膜厚感測器45進行連接，且從此等取得各種資訊而記憶在記憶部62。
例如，資訊取得部61a，亦可由外部裝置47取得配方資訊62a而記憶在記憶部62。配方資訊62a，係將使基板處理系統1執行之處理的內容加以顯示之資訊，亦即將晶圓W的處理條件加以規定之資訊。
配方資訊62a含有液膜形成處理之中形成在晶圓W上之液膜L的液量、液膜L的液種等資訊。又，配方資訊62a含有乾燥處理中之處理流體的流量或處理容器31內的壓力、溫度等處理條件。控制部61，依循該配方資訊62a而控制液處理單元17或乾燥處理單元18等，藉以針對液處理單元17或乾燥處理單元18等而執行液膜形成處理或乾燥處理之類的基板處理。
此外，配方資訊62a，無須從外部裝置47取得，例如亦可係在控制裝置6製作而成者。
又，資訊取得部61a，亦可由外部裝置47取得液膜變化資訊62b而記憶在記憶部62。液膜變化資訊62b，係將乾燥處理中之液膜L的隨著時間之變化加以顯示之資訊。液膜變化資訊62b，亦可包含將乾燥處理中之液膜L的液量的隨著時間之變化加以顯示之資訊。又，液膜變化資訊62b，亦可包含將乾燥處理中之液膜L的膜厚的隨著時間之變化加以顯示之資訊。乾燥處理之中，於液膜L凝聚之情形下，凝聚之液膜L的膜厚有大於初始膜厚之疑慮。液膜變化資訊62b，亦可包含凝聚所導致之液膜L的膜厚的隨著時間之變化的資訊。
又，資訊取得部61a，亦可由外部裝置47取得晶圓溫度資訊62c而記憶在記憶部62。晶圓溫度資訊62c，係將乾燥處理中之晶圓W的溫度加以顯示之資訊。此外，液膜變化資訊62b及晶圓溫度資訊62c，可藉由事前實驗或模擬而獲得。
又，資訊取得部61a，從重量感測器40取得液膜形成處理後之晶圓W的重量。又，資訊取得部61a，計算出所取得之液膜形成處理後之晶圓W的重量與預先取得之液膜形成處理前之晶圓W的重量之差，並基於所計算出之差，而計算出形成在晶圓W之液膜L的液量。資訊取得部61a，將計算出之液膜L的液量作為液量資訊62d而記憶在記憶部62。
又，資訊取得部61a，從複數之位移感測器43取得至晶圓W的下表面為止的距離的資訊，並基於取得之資訊，計算出晶圓W的傾斜度。而且，資訊取得部61a，將所算出之晶圓W的傾斜度作為傾斜度資訊62e而記憶在記憶部62。
又，資訊取得部61a，從複數之膜厚感測器45取得液膜L的膜厚的資訊，並基於所取得之資訊，產生晶圓W上之液膜L的膜厚分佈。而且，資訊取得部61a，將所產生之液膜L的膜厚分佈作為膜厚分佈資訊62f而記憶在記憶部62。
昇降控制部61b，基於記憶部62所記憶之各種資訊，而控制固持部32所具備之複數之昇降機構32c，藉以使複數之支持構件32b整體或個別昇降。
[5.超臨界流體的流向] 其次，參照圖8說明處理容器31內之超臨界流體的流向。圖8顯示處理空間內之超臨界流體的流向的例。
如圖8所示，固持部32，在處理容器31的處理空間31a內，配置在不接觸於處理空間31a的頂壁面31b及底面31c之高度位置。又，由複數之支持構件32b所支持之晶圓W，配置在不接觸於處理空間31a的頂壁面31b及基座部32a的底面32a1之高度位置。
在處理容器31的內部，形成超臨界流體的層流。超臨界流體的層流，例如，由流體供給頭座37B（參照圖3）供給至處理空間31a內之後，在基座部32a的下表面32a2與處理空間31a的底面31c之間朝往X軸負方向流動。其後，超臨界流體的層流，通過貫穿孔32d而到達晶圓W的下表面後，在晶圓W的下表面與基座部32a的底面32a1之間朝往X軸負方向流動，而到達晶圓W的周緣部。其後，超臨界流體的層流，繞進晶圓W的上表面側，在處理容器31的頂壁面31b與形成在晶圓W上之液膜L的上表面之間朝往X軸正方向流動。
如上所述，超臨界流體的層流，在晶圓W的下表面與固持部32的底面32a1之間、以及處理容器31的頂壁面31b與液膜L的上表面之間流動。在此，將晶圓W的下表面與基座部32a的底面32a1之距離的初始值，亦即支持構件32b的突出量，定為「HL」。又，將處理容器31的頂壁面31b與晶圓W的上表面之距離的初始值，定為「HU」。
[6.關於昇降控制處理] 其次，參照圖9~圖15說明昇降控制部61b所行之昇降控制處理的例。首先，參照圖9說明使用配方資訊62a或液量資訊62d之昇降控制處理的例。圖9顯示使用配方資訊62a或液量資訊62d之昇降控制處理的例。
如圖9所示，昇降控制部61b，從記憶部62所記憶之配方資訊62a或液量資訊62d取得乾燥處理前之液膜L的液量。昇降控制部61b，亦可控制複數之昇降機構32c而使複數之支持構件32b整體昇降，俾使處理空間31a內之晶圓W的高度位置成為取決於乾燥處理前之液膜L的液量之高度位置。
在此，「依乾燥處理前之液膜L的液量之高度位置」，係指乾燥處理開始前之液膜L的上表面與處理空間31a的頂壁面31b之距離G不取決於液膜L的液量，而總是固定之晶圓W的高度位置。
例如，乾燥處理前之液量係Xa之情形，相較於乾燥處理前之液量係比Xa更少之Xb之情形，昇降控制部61b降低複數之支持構件32b的高度。藉此，可不取決於乾燥處理前之液膜L的液量，而將超臨界流體的流道即處理空間31a的頂壁面31b與液膜L的上表面之縫隙的大小定為固定。亦即，可不取決於乾燥處理前之液膜L的液量，而將在處理空間31a的頂壁面31b與液膜L的上表面之縫隙流動之超臨界流體的流量、還有流速，定為固定。
如上所述，昇降控制部61b，亦可依液膜的液量而使複數之支持構件32b上昇或下降。藉此，例如，可將處理空間31a的頂壁面31b與液膜L的上表面之縫隙的大小精度良好設定，俾使在液膜L的上表面流動之超臨界流體的流量、還有流速成為適合於乾燥處理之流量、流速。
此外，控制裝置6亦可將顯示液膜L的液量與複數之支持構件32b的高度之相關性之相關資訊預先記憶在記憶部62。此情形下，昇降控制部61b，可依循記憶部62所記憶之上述相關資訊，來控制複數之昇降機構32c，而使複數之支持構件32b上昇或下降。
又，昇降控制部61b，可使用記憶部62所記憶之膜厚分佈資訊62f而進行與上述同樣之昇降控制處理。亦即，昇降控制部61b，亦可控制複數之昇降機構32c而使複數之支持構件32b整體昇降，俾使處理空間31a內之晶圓W的高度位置成為取決於乾燥處理前之液膜L的膜厚之高度位置。如上所述，昇降控制部61b亦可依液膜L的膜厚而使複數之支持構件32b上昇或下降。
其次，參照圖10及圖11說明使用液膜變化資訊62b之昇降控制處理的例。圖10顯示依乾燥處理中變化之液膜L的液量而使支持構件32b上昇之情形的例。圖11顯示依乾燥處理中變化之液膜L的液量而使支持構件32b下降之情形的例。
於乾燥處理中，液膜L的液量，伴隨時間經過而減少。因此，超臨界流體的流道即處理空間31a的頂壁面31b與液膜L的上表面之縫隙，伴隨液膜L的液量的減少而逐漸變大。此結果，沿著液膜L的上表面流動之超臨界流體的流量、還有流速伴隨時間經過而變化。
於是，昇降控制部61b，亦可基於液膜變化資訊62b，依乾燥處理中變化之液量而使複數之支持構件32b於乾燥處理中上昇。具體而言，如圖10所示，昇降控制部61b，使複數之支持構件32b於乾燥處理中上昇，俾使乾燥處理中之處理空間31a的頂壁面31b與液膜L的上表面之間的縫隙的大小（距離G）固定。
藉此，可不取決於乾燥處理中之液膜L的液量的變化，而將超臨界流體的流道即處理空間31a的頂壁面31b與液膜L的上表面之縫隙的大小定為固定。亦即，可不取決於乾燥處理中之液膜L的液量的變化，而將在處理空間31a的頂壁面31b與液膜L的上表面之縫隙流動之超臨界流體的流量、還有流速，定為固定。
如上所述，昇降控制部61b，亦可依乾燥處理中之液膜L的液量而使複數之支持構件32b於乾燥處理中上昇。藉此，例如於乾燥處理中持續維持處理空間31a的頂壁面31b與液膜L的上表面之縫隙的大小，俾使在液膜L的上表面流動之超臨界流體的流量、還有流速成為適合於乾燥處理之流量、流速。
此外，昇降控制部61b，亦可基於液膜變化資訊62b，依乾燥處理中變化之液膜L的膜厚而使複數之支持構件32b於乾燥處理中上昇。
又，如圖11所示，於乾燥處理之中，有以下疑慮：因構成液膜L之IPA液體凝聚，而使液膜L的膜厚大於乾燥處理開始前的膜厚。如此情形下，有以下疑慮：因凝聚之液膜L接觸於處理空間31a的頂壁面31b，而使乾燥處理後之晶圓W的微粒量增加。
於是，昇降控制部61b，亦可基於液膜變化資訊62b，依乾燥處理中變化之液膜L的膜厚，而使複數之支持構件32b於乾燥處理中下降。具體而言，昇降控制部61b，使複數之支持構件32b下降成使處理空間31a的頂壁面31b與晶圓W的上表面之距離HU大於凝聚之液膜L的膜厚。
藉此，可抑制凝聚之液膜L接觸於處理空間31a的頂壁面31b。因此，可抑制乾燥處理後之晶圓W的微粒量增加。
其次，參照圖12及圖13說明使用晶圓溫度資訊62c之昇降控制處理的例。圖12顯示乾燥處理中之晶圓W的高度位置的例。圖13顯示依晶圓溫度資訊62c而將晶圓W的高度位置加以變更之樣子的例。
如圖12所示，於乾燥處理中，晶圓W有例如因來自以金屬形成之基座部32a之輻射熱而導致加熱成比期望溫度更高的溫度之疑慮。
於是，昇降控制部61b，亦可基於晶圓溫度資訊62c，而控制複數之昇降機構32c，來使複數之支持構件32b上昇或下降成使乾燥處理中之晶圓W的溫度不過高於期望溫度。
例如，昇降控制部61b，判斷由晶圓溫度資訊62c顯示之晶圓W的溫度（例如X0℃）與期望溫度（例如由配方資訊62a顯示之處理溫度）之差是否脫離正常範圍。而且，於上述差脫離正常範圍之情形下，昇降控制部61b，於乾燥處理開始前，使複數之支持構件32b上昇或下降而變更晶圓W的高度位置。例如，於X0℃與處理溫度之差超過正常範圍之情形下，昇降控制部61b，如圖13所示，藉由使複數之支持構件32b上昇，而增大晶圓W的下表面與基座部32a的底面32a1之縫隙。藉此，晶圓W可針對基座部32a來抑制輻射熱的影響，其結果，可使乾燥處理中之晶圓W的溫度低於X0℃，亦即可降低成更接近期望溫度之X1℃。
如上所述，昇降控制部61b，亦可基於將乾燥處理中之晶圓W的溫度加以顯示之晶圓溫度資訊，而使複數之支持構件32b上昇或下降。藉此，藉由可使乾燥處理中之晶圓W的溫度接近於期望溫度，而可抑制晶圓W上表面所形成之圖案崩塌。
其次，參照圖14及圖15說明使用傾斜度資訊62e之昇降控制處理的例。圖14顯示由複數之支持構件32b所支持之晶圓W出現傾斜之樣子的例。圖15顯示藉由昇降控制處理而解決傾斜之晶圓W的樣子的例。
當複數之支持構件32b所支持之晶圓W翹曲、傾斜時，則有液膜L的膜厚的面內均勻性惡化，使乾燥處理的性能降低之疑慮。例如，圖14顯示複數之支持構件32b1~32b4中之在支持構件32b4的周邊之液膜L的膜厚大於其它部分的樣子。
如此情形下，昇降控制部61b基於傾斜度資訊62e，使複數之支持構件32b1~32b4個別上昇或下降，俾解決晶圓W的翹曲、傾斜。例如，圖14所示之情形下，可藉由使支持構件32b4上昇，而解決晶圓W的傾斜。藉此，如圖15所示，可藉由提昇液膜L的膜厚均勻性，而抑制晶圓W上表面所形成之圖案崩塌。
[7.變形例] 上述實施形態之中，說明複數之膜厚感測器45配置在移交區域182（參照圖1）之情形的例，但複數之膜厚感測器45亦可配置在處理區域181。圖16顯示變形例之膜厚感測器45的配置。
例如，如圖16所示，複數之膜厚感測器45，亦可配置在處理容器31的上方，且經由設置在處理容器31之複數之透明部31d，測量配置在處理空間31a內之晶圓W的上表面所形成之液膜L的膜厚。可利用如上述構成，而依乾燥處理中實際測量之液膜L的膜厚來使複數之支持構件32b於乾燥處理中上昇或下降。
此外，圖16之中，處理容器31的上方，亦可配置有複數之圖像感測器來取代複數之膜厚感測器45。此情形下，資訊取得部61a，亦可由複數之圖像感測器所拍攝之乾燥處理中之液膜L的圖像，而取得液膜L的液量或膜厚等資訊。
又，上述實施形態之中，說明重量感測器40、位移感測器43及膜厚感測器45設置在乾燥處理單元18之情形的例，但此等無須設置在乾燥處理單元18。例如，基板處理系統1，亦可具備：檢查單元，具有重量感測器40、位移感測器43及膜厚感測器45中之至少一者。
如同上述，實施形態之基板處理裝置（就一例而言，乾燥處理單元18），係一種進行乾燥處理之基板處理裝置，前述乾燥處理針對在圖案形成面形成有液膜（就一例而言，液膜L）之基板（就一例而言，晶圓W），使用超臨界狀態的處理流體來乾燥。前述基板處理裝置具備處理容器（就一例而言，處理容器31）、固持部（就一例而言，固持部32）、供給部（就一例而言，流體供給頭座37A、37B）。處理容器，收納基板。固持部，在處理容器內固持基板。供給部，將處理流體供給至處理容器內。又，固持部具備基座部（就一例而言，基座部32a）、複數之支持構件（就一例而言，複數之支持構件32b）、昇降機構（就一例而言，複數之昇降機構32c）。基座部，配置在基板的下方。複數之支持構件，設置在基座部上，且從下方支持基板。昇降機構，使複數之支持構件昇降。
如上所述，利用將支持基板之複數之支持構件構成為可昇降，而可精度良好容易控制例如超臨界流體的流量、還有流速等取決於支持構件的長度之處理條件。因此，可抑制形成在基板的上表面之圖案崩塌。又，例如相較於藉由替換長度相異之支持構件來變更支持構件的長度之情形，則無須替換操作。
又，實施形態之基板處理裝置，亦可更具備：昇降控制部（就一例而言，昇降控制部61b），將昇降機構加以控制。此情形下，昇降控制部，亦可依液膜的液量或膜厚而使複數之支持構件上昇或下降。
又，實施形態之基板處理裝置，亦可更具備於基板收納於處理容器前，將形成在基板之液膜的液量或膜厚加以取得之取得部（就一例而言，資訊取得部61a）。此情形下，昇降控制部，亦可依取得部所取得之液量或膜厚，而使複數之支持構件上昇或下降。
藉此，例如可精度良好設定處理容器的頂壁面與液膜的上表面之縫隙的大小，俾使在液膜的上表面流動之超臨界流體的流量、還有流速成為適合於乾燥處理之流量、流速。
又，實施形態之基板處理裝置，亦可更具備：將顯示乾燥處理中之液膜的液量或膜厚之隨著時間之變化之液膜變化資訊加以取得之取得部（就一例而言，資訊取得部61a）。此情形下，昇降控制部，亦可基於取得部所取得之液膜變化資訊，而依乾燥處理中變化之液量或膜厚來使複數之支持構件上昇或下降。
藉此，例如可於乾燥處理中持續維持處理容器的頂壁面與液膜的上表面之縫隙的大小，俾使在液膜的上表面流動之超臨界流體的流量、還有流速成為適合於乾燥處理之流量、流速。
又，實施形態之基板處理裝置，亦可更具備昇降控制部（就一例而言，昇降控制部61b）、取得部（就一例而言，資訊取得部61a）。昇降控制部，將昇降機構加以控制。取得部，取得複數之支持構件所支持之基板的傾斜度。又，昇降機構，亦可將複數之支持構件個別昇降。此情形下，昇降控制部，亦可依取得部所取得之基板的傾斜度，而使複數之支持構件個別上昇或下降。
可藉由使複數之支持構件個別上昇或下降而解決基板的傾斜，來提昇液膜的膜厚均勻性，並可抑制形成在基板的上表面之圖案崩塌。
昇降控制部，亦可依液膜的液量或膜厚而使複數之支持構件上昇或下降，俾使液膜的上表面與處理容器內（就一例而言，處理空間31a）的頂壁面（就一例而言，頂壁面31b）之距離成為固定。將超臨界流體的流道即液膜的上表面與處理容器內的頂壁面之縫隙的大小定為固定，可藉以不取決於液膜的液量，而將超臨界流體的流量、還有流速定為固定。
取得部，可係膜厚感測器（就一例而言，膜厚感測器45）、圖像感測器、重量感測器（就一例而言，重量感測器40）及位移感測器（就一例而言，位移感測器43）中之至少一者。藉此，可取得液膜的液量或膜厚。
當知本說明書揭露之實施形態，於全部特徵係例示、非限制。事實上，上述實施形態可利用多樣形態具體實現。又，上述實施形態，亦可不脫離附加之發明申請專利範圍及其主旨，而利用各樣形態進行省略、取代、變更。
1:基板處理系統 11:載具載置部 12:搬運部 13:搬運裝置 14:移交部 15:搬運區域 16:搬運裝置 17:液處理單元 18:乾燥處理單元 181:處理區域 182:移交區域 19:供給單元 2:搬入搬出站 23:外腔室 23a:排液口 23b:排氣口 24:杯體 24a:排液口 25:晶圓固持機構 25a:化學液供給道 26:噴嘴臂 26a:化學液噴嘴 3:處理站 31:處理容器 31a:處理空間 31b:頂壁面 31c:底面 31d:之透明部 32:固持部 32a:基座部 32a1:底面 32a2:下表面 32b:支持構件 32b1~32b4:支持構件 32c:昇降機構 32d:貫穿孔 33:蓋體 34:開口部 35A,35B:供給埠 35C,35D:供給線路 36:排出埠 36A:排出線路 37A,37B:流體供給頭座 38:流體排出頭座 39:昇降裝置 39a:昇降裝置銷 39b:支持體 4:搬運區塊 40:重量感測器 43:位移感測器 45:膜厚感測器 47:外部裝置 5:處理區塊 6:控制裝置 61:控制部 61a:資訊取得部 61b:昇降控制部 62:記憶部 62a:配方資訊 62b:液膜變化資訊 62c:晶圓溫度資訊 62d:液量資訊 62e:傾斜度資訊 62f:膜厚分佈資訊 G:距離 L:液膜 W:晶圓
圖1顯示實施形態之基板處理系統的構成。 圖2顯示實施形態之液處理單元的構成。 圖3係實施形態之乾燥處理單元的外觀立體圖。 圖4係實施形態之固持部的俯視圖。 圖5係實施形態之固持部的側剖視圖。 圖6顯示實施形態之位移感測器及膜厚感測器之配置。 圖7係將實施形態之控制裝置的構成加以顯示之區塊圖。 圖8顯示處理空間內中之超臨界流體的流向的例。 圖9顯示使用配方資訊或液量資訊之昇降控制處理的例。 圖10顯示依乾燥處理中變化之液膜的液量而使支持構件上昇之情形的例。 圖11顯示依乾燥處理中變化之液膜的液量而使支持構件下降之情形的例。 圖12顯示乾燥處理中之晶圓的高度位置的例。 圖13顯示依晶圓溫度資訊而將晶圓的高度位置加以變更之樣子的例。 圖14顯示複數之支持構件所支持之晶圓出現傾斜之樣子的例。 圖15顯示藉由昇降控制處理而解決傾斜之晶圓的樣子的例。 圖16顯示變形例之膜厚感測器的配置。
32:固持部
32a:基座部
32b:支持構件
32c:昇降機構
32d:貫穿孔
33:蓋體

Claims (8)

  1. 一種基板處理裝置，用來進行乾燥處理，該乾燥處理係針對於在圖案形成面形成有液膜之基板使用超臨界狀態的處理流體來使其乾燥， 該基板處理裝置包含： 處理容器，收納該基板； 固持部，在該處理容器內固持該基板；以及 供給部，將該處理流體供給至該處理容器內； 且該固持部具備： 基座部，配置在該基板的下方； 複數之支持構件，設在該基座部上，且從下方支持該基板；以及 昇降機構，使該複數之支持構件昇降。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中， 更包含：昇降控制部，控制將該昇降機構； 且該昇降控制部，依該液膜的液量或膜厚而使該複數之支持構件上昇或下降。
  3. 如請求項2之基板處理裝置，其中， 更包含：取得部，於將該基板收納至該處理容器之前，取得形成在該基板之液膜的液量或膜厚； 且該昇降控制部，依該取得部所取得之該液量或該膜厚而使該複數之支持構件上昇或下降。
  4. 如請求項2之基板處理裝置，其中， 更包含：取得部，將顯示該乾燥處理中之該液膜的液量或膜厚的隨著時間之變化的液膜變化資訊予以取得； 且該昇降控制部，基於由該取得部取得之該液膜變化資訊，而依該乾燥處理中變化之該液量或該膜厚來使該複數之支持構件上昇或下降。
  5. 如請求項1之基板處理裝置，其中， 更包含： 昇降控制部，控制將該昇降機構；以及 取得部，取得由該複數之支持構件所支持之該基板的傾斜度； 且該昇降機構，可將該複數之支持構件個別昇降， 該昇降控制部，依該取得部所取得之該基板的傾斜度，而使該複數之支持構件個別上昇或下降。
  6. 如請求項2~4中之任一項之基板處理裝置，其中， 該昇降控制部，依該液膜的液量或膜厚而使該複數之支持構件上昇或下降，俾使該液膜的上表面與該處理容器內的頂壁面之距離成為固定。
  7. 如請求項3~5中之任一項之基板處理裝置，其中， 該取得部，係膜厚感測器、圖像感測器、重量感測器及位移感測器中之至少一者。
  8. 一種基板乾燥方法，針對在圖案形成面形成有液膜之基板，使用超臨界狀態的處理流體來使其乾燥， 該基板乾燥方法包括： 固持步驟，使用將該基板加以固持之固持部，在處理容器內固持該基板，其中，該固持部包含配置在該基板的下方之基座部、及設在該基座部上並從下方支持該基板的複數之支持構件； 供給步驟，將該處理流體供給至該處理容器內；以及 昇降步驟，依該液膜的狀態使該固持部所包含的該複數之支持構件中之至少一者上昇或下降。
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