TW202303730A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明之目的在於減少化學藥液之消耗量，並且使在液處理後殘留於基板之微粒減少。 本發明之基板處理方法，包含以下步驟：清潔液膜形成步驟，一邊使基板旋轉一邊向基板供給清潔液，以在基板的表面形成清潔液之液膜；第1化學藥液處理步驟，在清潔液膜形成步驟之後，一邊使基板以第1旋轉速度旋轉一邊以第1供給流量向基板供給化學藥液，以一邊在基板的表面形成第1厚度之化學藥液之液膜，一邊透過化學藥液對基板進行處理；以及，第2化學藥液處理步驟，在第1化學藥液處理步驟之後，一邊使基板以第2旋轉速度旋轉一邊以第2供給流量向基板供給與在第1液處理步驟中使用之化學藥液相同之化學藥液，以一邊在基板的表面形成第2厚度之化學藥液之液膜，一邊透過化學藥液對基板進行處理；清潔液係清潔度比在第1及第2化學藥液處理步驟中使用之化學藥液更高之與化學藥液不同的液體，第1供給流量比第2供給流量更大，第1厚度比第2厚度更厚。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種基板處理方法及基板處理裝置。
半導體裝置的製造步驟中，包含向基板供給蝕刻用或者洗淨用之化學藥液等處理液而對基板實施既定之液處理之液處理步驟。為了減少在液處理後殘留於基板上之微粒，尋求使向基板供給之處理液中所含的微粒減少。處理液中所含的微粒中，包含從用以進行向液處理單元供給之處理液的流量調節之控制閥產生之微粒，而專利文獻1中揭示了具備用以使如此之微粒減少的手段之基板處理裝置。
專利文獻1中揭示之基板處理裝置，具備：第1管線，連接於處理液供給源；泵，將處理液從處理液供給源送至該第1管線；複數之第2管線，連接於第1管線，並供在第1管線流動之處理液流入；分歧管線，連接於各第2管線上之分歧點；液處理單元，透過經由各分歧管線供給之處理液對基板實施處理；孔口，設於比各第2管線上之該分歧點更上游側；以及，第1控制閥，設於比各第2管線上之該分歧點更下游側。第1控制閥，使流向比第1控制閥更下游側之處理液的量變化，藉此控制對應之第2管線之該孔口與第1控制閥之間的區間內之處理液的壓力，並控制通過對應之分歧管線而供給至對應之液處理單元之處理液的流量。透過上述構成，不須使進行流量調整所用之控制閥存在於分歧管線途中，故不會造成可能從如此之控制閥產生之微粒流向液處理單元之情況。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015－041751號公報
[發明欲解決之課題]
本發明提供一種可使化學藥液之消耗量減少，並且使在液處理後殘留於基板上之微粒減少之技術。 [解決課題之手段]
依一實施態樣之基板處理方法，包含以下步驟：清潔液膜形成步驟，一邊使基板旋轉一邊向該基板供給清潔液，以在該基板的表面形成該清潔液之液膜；第1化學藥液處理步驟，在該清潔液膜形成步驟之後，一邊使該基板以第1旋轉速度旋轉一邊以第1供給流量向該基板供給化學藥液，以一邊在該基板的表面形成第1厚度之化學藥液的液膜，一邊透過該化學藥液對該基板進行處理；以及，第2化學藥液處理步驟，在該第1化學藥液處理步驟之後，一邊使該基板以第2旋轉速度旋轉一邊以第2供給流量向該基板供給與在該第1化學藥液處理步驟中使用之化學藥液相同之化學藥液，以一邊在該基板的表面形成第2厚度之該化學藥液的液膜，一邊透過該化學藥液對該基板進行處理；該清潔液，係清潔度比在該第1及第2化學藥液處理步驟中使用之該化學藥液更高之與該化學藥液不同之液體，該第1供給流量比該第2供給流量更大，並且，該第1厚度比該第2厚度更厚。 [發明效果]
透過本發明，可使化學藥液之消耗量減少，並且使在液處理後殘留於基板上之微粒減少。
參照所附圖式說明基板處理裝置的一實施態樣。
圖1係表示依本實施態樣之基板處理系統的概略構成之圖。以下，為使位置關係明確，規定互相直交之X軸、Y軸及Z軸，並以Z軸正方向為鉛直向上之方向。
如圖1所示，基板處理系統1具備搬出搬入站2及處理站3。搬出搬入站2與處理站3係鄰接設置。
搬出搬入站2具備載具載置部11及搬運部12。於載具載置部11載置有複數之載具C，其以水平狀態收納複數片之基板，在本實施態樣中為半導體晶圓等之基板W。
搬運部12係與載具載置部11鄰接設置，並在內部具備基板搬運裝置13及傳遞部14。基板搬運裝置13具備固持基板W之基板固持機構。又，基板搬運裝置13可向水平方向及鉛直方向移動，以及以鉛直軸為中心旋轉，並利用基板固持機構在載具C與傳遞部14之間進行基板W之搬運。
處理站3係與搬運部12鄰接設置。處理站3具備搬運部15及複數之處理單元16。複數之處理單元16係設為排列於搬運部15的兩側。
搬運部15於內部具備基板搬運裝置17。基板搬運裝置17具備固持基板W之基板固持機構。又，基板搬運裝置17可向水平方向及鉛直方向移動以及以鉛直軸為中心旋轉，並利用基板固持機構在傳遞部14與處理單元16之間進行基板W之搬運。
處理單元16係對由基板搬運裝置17搬運之基板W進行既定之基板處理。
又，基板處理系統1具備控制裝置4。控制裝置4例如係電腦，並具備控制部18及儲存部19。於儲存部19儲存有控制在基板處理系統1中執行之各種處理之程式。控制部18係藉由讀取並執行儲存於儲存部19之程式而控制基板處理系統1的動作。
又，該程式亦可係記錄於電腦可讀取之記錄媒體，並從該記錄媒體安裝至控制裝置4之儲存部19者。電腦可讀取之記錄媒體，例如有硬碟(HD)、軟性磁碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。
如上述方式構成之基板處理系統1中，首先，搬出搬入站2之基板搬運裝置13從載置於載具載置部11之載具C取出基板W，並將取出之基板W載置於傳遞部14。載置於傳遞部14之基板W，由處理站3之基板搬運裝置17從傳遞部14取出，並搬入至處理單元16。
搬入至處理單元16之基板W，由處理單元16進行處理後，由基板搬運裝置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之處理完畢的基板W，由基板搬運裝置13送回載具載置部11之載具C。
接著，參照圖2及圖3，說明向複數之處理單元16供給處理液之處理液供給系統。處理液供給系統包含化學藥液供給系統，化學藥液供給系統之配管系統於圖2表示。
化學藥液供給系統30具有儲放化學藥液之儲槽32以及從儲槽32離開後回到儲槽32之循環管線34。於循環管線34設有泵36。泵36形成從儲槽32離開並通過循環管線34後回到儲槽32之循環流。於循環管線34設有去除化學藥液所含之微粒等污染物質之過濾器38以及用以將化學藥液調溫至既定之溫度之調溫器40。化學藥液係以常溫供給至基板W之情況下，作為調溫器40，可採用以帕爾帖元件進行冷卻及加熱之形式者。
設定於循環管線34之連接區域42中，以並列方式連接有複數之分歧管線(亦稱為「注液管線」)44。各分歧管線44將在循環管線34流動之化學藥液供給至對應之處理單元16。為使循環管線34之連接區域42的壓力穩定化，於連接區域42之下游側設有定壓閥43。
化學藥液供給系統30更具有向儲槽32補充化學藥液或化學藥液構成成分之儲槽液補充部46。於儲槽32設有用以將儲槽32內之化學藥液廢棄之排放部48。
如圖3所示，於1條分歧管線44，從上游側依序設有流量計50、作為流量控制閥之定壓閥52及開閉閥54。於分歧管線44之下游端設有化學藥液噴嘴56。在開閉閥54與化學藥液噴嘴56之間，從分歧管線44分歧出排放管線58。於排放管線58設有開閉閥60。
流量計50及定壓閥52構成調整在分歧管線44流動之化學藥液的流量之流量調整部。定壓閥52係以實現對應於從未圖式之電子氣動調節器向定壓閥52之引導口供給之操作壓力(空氣壓)之二次側壓力之方式動作。供給至定壓閥52之引導口之操作壓力，係由控制裝置(圖1之控制裝置4或其下位控制器)以使流量計50之檢測流量成為期望之值(設定值)之方式進行回饋控制。
化學藥液噴嘴56係載持於圖3中示意表示之噴嘴手臂62的前端部。於噴嘴手臂62的前端部，亦載持有清洗噴嘴64及IPA噴嘴66。亦可使清洗噴嘴64及IPA噴嘴66的至少一方載持於噴嘴手臂62以外之噴嘴手臂(未圖式)。
於清洗噴嘴64，可從清洗液供給源65A經由途中設有清洗液供給控制部65B之清洗液管線65C，以控制後之流量供給清洗液(例如DIW)。清洗液供給控制部65B具備開閉閥、流量控制閥等(未圖式)，以控制清洗液之供給與停止供給的切換及清洗液的供給流量。
於IPA噴嘴66，可從IPA供給源67A經由途中設有IPA供給控制部67B之IPA管線67C，以控制後之流量供給IPA(異丙醇)。IPA供給控制部67B具備開閉閥、流量控制閥等(未圖式)，以控制IPA之供給與停止供給的切換及IPA的供給流量。
處理單元16具有旋轉吸盤(基板固持旋轉機構)70。旋轉吸盤70具有以水平姿勢固持基板W之基板固持部(吸盤部)72，以及使基板固持部72及被其固持之基板W繞鉛直軸線旋轉之旋轉驅動部74。
基板固持部72可係透過握持爪等固持構件機械式地固持基板W的周緣部之稱為機械吸盤的類型，亦可係將基板W的背面中央部真空吸附之稱為真空吸盤的類型。旋轉驅動部74例如可由電動馬達構成。
於基板固持部的周圍，設有收集從旋轉之基板W飛濺之處理液之盛液杯體76。由盛液杯體76收集之處理液，從設於盛液杯體76的底部之排液口78向處理單元16之外部排出。於盛液杯體76之底部亦設有排氣口80，經由排氣口80抽吸盛液杯體76之內部。
透過噴嘴手臂62，可使化學藥液噴嘴56、清洗噴嘴64及IPA噴嘴66在由旋轉吸盤70固持之基板W之中心部正上方的位置(處理位置)與盛液杯體76之外側(對半徑方向而言之外側)的位置(避讓位置)之間移動。於化學藥液噴嘴56、清洗噴嘴64及IPA噴嘴66之下方設有接收從位於避讓位置之噴嘴56、64、66噴吐出之液體之假注液口82。
接著，參照圖4之時間圖及圖5之示意圖，說明在處理單元16對基板W執行之液處理的一連串步驟。作為一例，基板W係半導體晶圓，液處理係在BEOL(配線步驟)進行之化學藥液處理，化學藥液處理中使用的化學藥液可設為包含BHF(緩衝氫氟酸)、DHF(稀氫氟酸)、NH 4F(氟化銨)等之有機系化學藥液。在以下之液處理中使用之處理液(預濕液、化學藥液等)皆為常溫。又，上述之液處理的種類、使用之化學藥液、處理液之溫度等皆為例示，而不限於上述者。
在圖4之時間圖中，上圖表示基板W的旋轉速度，下圖表示處理液的噴吐流量(虛線表示化學藥液，實線表示預濕液及清洗液，一點鏈線表示IPA)。
又，應留意本實施態樣中，除了防止或抑制以往便尋求減少之尺寸的微粒附著於基板W，亦將「防止或抑制比該尺寸更小之尺寸(以下，在本說明書中稱為「微小尺寸」)的微粒(例如約13nm之尺寸的微粒)附著於基板W」作為課題。如此之微小尺寸的微粒，例如，在開閉閥(54)中，可能在將閥體從閥座卸除時或者將閥體裝上閥座時，因閥體與閥座之互相干涉(例如摩擦)造成之發塵而產生。在設於分歧管線44上之其他具有可動部之閥(例如流量控制閥(52))中理論上亦有發塵的可能性，但半導體製造裝置之處理液供給系統中所使用之流量控制閥(52)之發塵的可能性遠低於開閉閥(54)，故本說明書中不考慮流量控制閥(52)。
［化學藥液假注液步驟(步驟S1)］ 將基板W搬入處理單元16，並由旋轉吸盤70固持。在將基板W搬入處理單元16時，化學藥液噴嘴56位於避讓位置，亦即位於假注液口82之正上方。從此狀態開始，首先，開啟開閉閥54，進行假注液，從化學藥液噴嘴56向假注液口82噴吐化學藥液既定時間(參照圖5之(a))。
假注液係進行到「至少將滯留於分歧管線44之從開閉閥54到化學藥液噴嘴56為止的區間之化學藥液全部從化學藥液噴嘴56噴吐出」為止。具體而言例如，假注液係將從化學藥液噴嘴56噴吐之化學藥液的噴吐流量設為200ml／min並進行30秒。亦可增加化學藥液之噴吐流量並縮短噴吐時間。
假注液亦可進行到至少將滯留於整個分歧管線44(亦即從與循環管線34之連接點到化學藥液噴嘴56之區間)之化學藥液全部從化學藥液噴嘴56噴吐出為止。
藉由進行假注液，可將滯留於化學藥液噴嘴56及分歧管線44之內部的流路內或者附著於液體接觸面之微粒等污染物質排出。又，藉由在進行假注液時，至少將滯留於分歧管線44之從開閉閥54到化學藥液噴嘴56為止的區間之化學藥液全部從化學藥液噴嘴56噴吐出，可防止在開閉閥54產生之塵埃(微粒)殘留於在剛停止假注液後暫時滯留於分歧管線44內之化學藥液中。又，藉由進行假注液，即使化學藥液噴嘴56的周圍環境污染了噴嘴內部，亦可將污染物質排出。
若化學藥液噴嘴56與清洗噴嘴64係載持於不同之噴嘴手臂，亦可使進行化學藥液假注液步驟之期間的至少一部份與進行後述之預濕步驟之期間重疊。
［預濕步驟(步驟S2)］ 化學藥液假注液步驟結束後，使清洗噴嘴64位於基板W之中心部正上方的位置，同時使基板W以較低之旋轉速度(例如100～150rpm)旋轉。在此狀態下，從清洗噴嘴64將清潔液體(此處為DIW(純水))作為預濕液，以大流量(例如1500ml／min)進行噴吐(參照圖5(b))。預濕步驟例如進行5秒。到達基板W之中心部之預濕液因離心力而朝向基板W之周緣擴散流動，藉此，以預濕液之液膜覆蓋基板W的整個表面。
又，於預濕液之噴吐初期，預濕液中可能含有如後述之因伴隨開閉閥的開放之發塵而產生之塵埃，但預濕液係以大流量進行供給，故塵埃(微粒之原因物質)幾乎不會附著於基板W的表面。
若將較厚之預濕液(DIW)之液膜(亦即，不會因甩動而輕易地消失之液膜)均一地形成於基板W的整個表面，預濕步驟中之基板W的旋轉速度及預濕液的噴吐流量不限於上述者。作為一例，於基板W的表面混和存在有疏水面及親水面之情況下，從液膜之均一性的觀點而言，較佳將基板的旋轉速度設定為較高。此情況下，可增加預濕液的噴吐流量，以形成較厚之液膜。
為確認預濕步驟之效果，實際進行了基於本說明書中說明之實施態樣的條件之處理(具有預濕步驟)，以及相對於此僅在無預濕步驟之點上有所差異之條件之處理。其結果，具有預濕步驟之微粒數，係無預濕步驟之情況之微粒數的約50％。
又，一邊變更預濕步驟時之基板的旋轉速度(噴吐流量固定為1500ml／min)，一邊進行了基於本說明書中說明之實施態樣之條件之處理。其結果，發現旋轉速度較小者(亦即膜厚較大者)之微粒數較少的傾向。
亦可利用稀氨水作為預濕液。又，稀氨水亦可用於作為後述之清洗步驟中之清洗液。已知一般而言固體表面(基板表面及微粒表面雙方)在鹼性之液體中之Z電位為負值，故微粒較不易附著。在尋求抑制微粒之附著之本實施態樣中，將稀氨水利用於作為預濕液及清洗液之中的至少一方亦為有益。實際上，使用稀氨水作為預濕液及清洗液時，確認到比使用DIW時更加減少微粒。
又，在本說明書中，所謂「噴嘴位於基板W之中心部正上方」，不限於噴嘴位於基板W之旋轉中心點的正上方之情況。從噴嘴噴吐出並到達基板W的表面之液體只要在剛到達後擴散至可浸濕基板W的旋轉中心點之程度，亦可從基板W之旋轉中心點偏離。
又，在本實施態樣中，所謂「液膜」無論液體之種類，皆係藉由「到達旋轉之基板W的中心部之液體因離心力而朝向基板W的周緣擴散流動」而形成於基板W的表面。液膜之厚度，基本上係由基板W的旋轉速度及從噴嘴噴吐出之液體的噴吐流量決定。
作為預濕液使用之DIW及稀氨水，其清潔度高於化學藥液。清潔度較高，意味著微粒之原因物質(意指塵埃等粒子、因沉積等而產生微粒之物質)的含有量較少。
［初始厚膜形成步驟(步驟S3)］ 接著，停止從清洗噴嘴64噴吐預濕液(DIW)，同時使清洗噴嘴64從基板W之中心部正上方的位置避讓，並使化學藥液噴嘴56位於基板W之中心部正上方的位置。然後開啟開閉閥54，從化學藥液噴嘴56以比接著進行之主要處理步驟更大的噴吐流量(例如約700ml／min之中流量)噴吐化學藥液(參照圖5(c))。在將液體噴吐從清洗噴嘴64切換至化學藥液噴嘴56的幾乎同時，使基板W的旋轉速度下降至比預濕步驟更低的值(例如約30～50rpm之極低速)。
初始厚膜形成步驟，係進行至「將在初始厚膜形成步驟開始之前至少滯留於分歧管線44之開閉閥54及其下游側的區間之化學藥液全部從化學藥液噴嘴56噴吐出」為止。又，增加初始厚膜形成步驟中之化學藥液的總噴吐量從節省化學藥液的觀點而言較不理想，故亦能以直至剛好將滯留於分歧管線44之開閉閥54及其下游側的區間之化學藥液全部排出為止的方式進行初始厚膜形成步驟。作為一例，初始厚膜形成步驟係實施約10秒。
在初始厚膜形成步驟之前期，如圖6所示，在透過預濕步驟形成之高清潔度(幾乎不含有污染物質)之預濕液(DIW)的液膜上，從化學藥液噴嘴56供給化學藥液。此時，例如，開啟開閉閥54時閥體會相對於閥座移動，故可能發生會造成前述之微小尺寸的微粒之發塵。此時產生之塵埃(微粒)與化學藥液一起向基板W供給。含有此塵埃之化學藥液會落在作為保護膜發揮作用之預濕液的液膜上。雖然化學藥液與預濕液會相互擴散，但化學藥液之塵埃難以到達至基板W的表面，塵埃幾乎不會附著於基板W的表面。亦即，在初始厚膜形成步驟之前期，透過預濕液之液膜產生的保護效果，防止塵埃附著至基板表面。
隨著初始厚膜形成步驟開始後之時間經過，預濕液逐漸被化學藥液所置換，最後如圖7所示，在基板W的表面幾乎只存在化學藥液。在此時點以「將滯留於分歧管線44之開閉閥54及其下游側的區間之化學藥液全部從化學藥液噴嘴56噴吐完畢」之條件實施初始厚膜形成步驟。在將滯留於分歧管線44之開閉閥54及其下游側的區間之化學藥液全部從化學藥液噴嘴56噴吐完畢之時點，從化學藥液噴嘴56噴吐出之化學藥液中完全不含有或幾乎不含有因閥而造成的塵埃(參照圖7)。即使假設從化學藥液噴嘴56噴吐之化學藥液中含有些許塵埃，因在初始厚膜形成步驟中係以較大的流量(例如700ml／min)供給化學藥液，故在初始厚膜形成步驟的最後，形成於基板W的表面之化學藥液的膜厚較厚。故，液膜中之塵埃與基板W的表面接觸之機率較低，塵埃幾乎不會附著於基板W的表面。
從基板W之中心部流向周緣之液體的流速，如圖8所示，愈靠近基板W的表面愈低，愈靠近液膜表面則愈高(符號V標示之箭頭的長度表示速度)。在流速較低之基板表面附近，化學藥液中含有之塵埃(微粒原因物質)容易附著於基板W的表面。在化學藥液之膜厚較薄之情況，化學藥液中含有之塵埃之多數在基板W的表面附近以低速移動，故容易附著於基板W的表面。又，塵埃(特別係前述之微小尺寸者)一旦附著於基板W的表面，即使暴露於低流速之液流，亦難以從基板W的表面脫離。在化學藥液之膜厚較厚之情況，化學藥液中含有的塵埃之多數在離基板的表面較遠的位置以較高速流向基板W的周緣，故附著於基板W的表面之塵埃量較少。亦即，將含有一定程度的量之塵埃之化學藥液供給至基板W時，以大流量且形成較厚之膜厚的方式設定基板W的旋轉速度，較能抑制塵埃(微粒)之附著。考慮此情況，決定初始厚膜形成步驟中之化學藥液的噴吐流量及基板W的旋轉速度。
對於初始厚膜形成步驟之條件，進行用以考察之實驗。將基板的旋轉速度固定為50rpm，並使化學藥液的噴吐流量在200～700ml／min之間變化時，可確認到化學藥液的噴吐流量愈大，附著於基板之微粒等級愈降低。又，將化學藥液的噴吐流量固定為200ml／min並使基板的旋轉速度在50～300rpm之間變化時，可確認到基板的旋轉速度愈小，附著於基板之微粒等級愈降低。從此結果，可說在初始厚膜形成步驟形成之液膜的厚度愈大，微粒等級愈降低。
［主要處理步驟(化學藥液處理)(步驟S4)］ 接著，將基板W之旋轉速度維持於極低速(例如與初始厚膜形成步驟相同之速度)，並將從化學藥液噴嘴56噴吐化學藥液之噴吐流量下降至小流量(例如200ml／min)，執行主要處理步驟(參照圖5(d))。此時，藉由減少化學藥液的噴吐流量，使基板W的表面之液膜的厚度變薄。當然，化學藥液的噴吐流量係維持於可保證使化學藥液之液膜無縫隙地覆蓋基板W的整個表面的值以上。作為一例，主要處理步驟係實施約70～80秒。
在開始主要處理步驟之時點，因閥造成之塵埃(微粒)已幾乎全部從化學藥液噴嘴噴吐出，故相較於初始厚膜形成步驟時，供給至基板W之化學藥液的清潔度較高。故，即使液膜之厚度變薄，仍可防止或足夠地抑制塵埃附著於基板W的表面。主要處理步驟係進行至完成對於基板W的表面之期望之化學藥液處理為止(例如得到期望之蝕刻量為止)。主要處理步驟中將化學藥液的噴吐流量抑制為較低，故特別可減低使用高價之化學藥液時之處理成本。
［切換步驟(從主要處理步驟移轉至清洗步驟)(步驟S5)］ 接著，維持從化學藥液噴嘴56噴吐化學藥液之噴吐流量，使清洗噴嘴64位於基板W之中心部正上方的位置，並從清洗噴嘴64以中流量(例如700ml／min)噴吐作為清洗液之DIW(純水)，並使基板的旋轉速度增加至低速(例如200rpm)(參照圖5(e))。此時，藉由將清洗液之噴吐流量如上所述控制為較低，可防止液體飛濺。從2具噴嘴(56、64)同時供給液體之情況下，可能因不同的液流在基板W的表面碰觸而發生液體飛濺。飛濺出之液體可能因杯體而反彈並再次附著於基板W的表面而造成微粒，藉由分別將噴嘴(56、64)之噴吐流量抑制為較低可防止液體飛濺。又，藉由從2具噴嘴(56、64)同時供給液體，即使將從各個噴嘴噴吐之液體的噴吐流量抑制為較低，亦不會使液膜破裂而露出基板W的表面。從化學藥液噴嘴56及清洗噴嘴64同時噴吐液體之期間例如可設為約10秒。
［清洗步驟(步驟S6)］ 接著，停止從化學藥液噴嘴56噴吐化學藥液，並使從清洗噴嘴64噴吐清洗液之流量增加至大流量(例如1500ml／min)，並使基板的旋轉速度增加至高速(例如1000rpm)(參照圖5(f))。清洗步驟可進行能足夠地去除在主要處理步驟中使用之化學藥液及產生之反應生成物之時間，例如約30秒之期間。
若可保證基板W的表面不會產生未被液體覆蓋之區域，亦可不進行切換步驟，直接從主要處理步驟移轉至清洗步驟。亦即，可在停止從化學藥液噴嘴56噴吐化學藥液的同時或者幾乎同時，開始從清洗噴嘴64噴吐DIW。
［IPA置換步驟(步驟S7)］ 將基板W的旋轉速度維持於高速(例如1000rpm)，停止從清洗噴嘴64噴吐DIW，並且使IPA噴嘴66位於基板W之中心部正上方的位置，同時從IPA噴嘴66以例如約100ml／min之小流量噴吐IPA約0.5秒(參照圖5(g))。然後，使基板的旋轉速度降低至中速(例如300rpm)，維持從IPA噴嘴66噴吐IPA之噴吐流量，並使IPA噴嘴66在基板W之中心部正上方的位置與基板W之周緣正上方的位置之間往返(參照圖5(h))。藉此，將存在於基板W的表面(包含圖案的凹部內)之DIW置換成IPA。
［乾燥步驟］ 接著，維持或者增大基板W的旋轉速度，並停止從IPA噴嘴66噴吐IPA。藉此，將IPA從基板W的表面去除，而使基板W乾燥。又，此乾燥步驟未記載於圖4之時間圖。將基板W乾燥後，停止基板W的旋轉。以上，完成對基板之一連串處理。之後，將處理完畢之基板W從處理單元16搬出。
＜實施態樣之效果＞ 於化學藥液處理時以較大流量向旋轉之基板供給化學藥液之情況下，形成較厚之液膜，故由於前述之理由，微粒難以附著於基板的表面。但，化學藥液為高價之情況下尋求減少化學藥液之消耗量。減少化學藥液之消耗量的方法，有減少向基板供給之化學藥液供給量本身之方法，或者，將使用完畢之化學藥液回收再利用之方法。後者時常出現無法滿足近年對於減少微粒的要求之情況。
上述實施態樣中，藉由執行預濕步驟及初始厚膜形成步驟，即使將含有微小尺寸的微粒之原因物質之化學藥液噴吐至基板的表面上，亦使微粒原因物質接觸基板的表面(亦即附著)之機會大幅減少。在主要處理步驟(化學藥液處理)中係向基板供給將含有之微粒原因物質的量抑制得足夠低之化學藥液。故，即使液膜的厚度變薄(亦即使化學藥液的供給量減少)，亦無微小尺寸的微粒附著於基板之疑慮。透過上述實施態樣，相較於總是以大流量噴吐化學藥液進行化學藥液處理之情況，可將附著於基板之微粒等級抑制為同等以下，並減少化學藥液的總消耗量。
應了解本發明之實施態樣之全部內容皆為例示而非用於限制。上述之實施態樣可不脫離所附之申請專利範圍及其主旨而以各種形態進行省略、置換、變更。
基板不限於半導體晶圓，亦可係玻璃基板、陶瓷基板等用於半導體裝置製造之技術領域之任意種類的基板。
1:基板處理系統 2:搬出搬入站 3:處理站 4:控制裝置 11:載具載置部 12:搬運部 13:基板搬運裝置 14:傳遞部 15:搬運部 16:處理單元 17:基板搬運裝置 18:控制部 19:儲存部 30:化學藥液供給系統 32:儲槽 34:循環管線 36:泵 38:過濾器 40:調溫器 42:連接區域 43:定壓閥 44:分歧管線 46:儲槽液補充部 48:排放部 50:流量計 52:定壓閥 54:開閉閥 56:化學藥液噴嘴 58:排放管線 60:開閉閥 62:噴嘴手臂 64:清洗噴嘴 65A:清洗液供給源 65B:清洗液供給控制部 65C:清洗液管線 66:IPA噴嘴 67A:IPA供給源 67B:IPA供給控制部 67C:IPA管線 70:旋轉吸盤(基板固持旋轉機構) 72:基板固持部(吸盤部) 74:旋轉驅動部 76:盛液杯體 78:排液口 80:排氣口 82:假注液口 W:基板 C:載具 V:速度 S1~S7:步驟
圖1係示意表示依基板處理裝置之一實施態樣之基板處理系統的構成之橫剖面圖。 圖2係示意表示圖1所示之基板處理裝置之處理液供給機構的構成之配管系統圖。 圖3係示意表示與圖2所示之1個處理單元相關之處理液供給機構的構成之配管系統圖。 圖4係表示一實施態樣中之液處理的各步驟中之基板的旋轉速度及處理液的噴吐流量之時間圖。 圖5(a)～(h)係用以說明液處理之各步驟中之處理液的噴吐狀況之示意圖。 圖6係用以說明初始厚膜形成步驟之初始狀態之示意圖。 圖7係用以說明初始厚膜形成步驟之最終的狀態之示意圖。 圖8係表示化學藥液之液膜中之化學藥液的流速分布之示意圖。
1:基板處理系統
2:搬出搬入站
3:處理站
4:控制裝置
11:載具載置部
12:搬運部
13:基板搬運裝置
14:傳遞部
15:搬運部
16:處理單元
17:基板搬運裝置
18:控制部
19:儲存部
W:基板
C:載具

Claims (5)

  1. 一種基板處理方法，包含以下步驟： 清潔液膜形成步驟，一邊使基板旋轉一邊向該基板供給清潔液，以在該基板的表面形成該清潔液之液膜； 第1化學藥液處理步驟，在該清潔液膜形成步驟之後，一邊使該基板以第1旋轉速度旋轉一邊以第1供給流量向該基板供給化學藥液，以一邊在該基板的表面形成第1厚度之化學藥液之液膜，一邊透過該化學藥液對該基板進行處理；以及， 第2化學藥液處理步驟，在該第1化學藥液處理步驟之後，一邊使該基板以第2旋轉速度旋轉一邊以第2供給流量向該基板供給與在該第1化學藥液處理步驟中使用之化學藥液相同之化學藥液，以一邊在該基板的表面形成第2厚度之該化學藥液之液膜，一邊透過該化學藥液對該基板進行處理； 該清潔液，係清潔度比在該第1及第2化學藥液處理步驟中使用之該化學藥液更高之與該化學藥液不同之液體； 該第1供給流量比該第2供給流量更大，並且，該第1厚度比該第2厚度更厚。
  2. 如請求項1所述之基板處理方法，其中， 該第1旋轉速度，比該第2旋轉速度更高，或者與該第2旋轉速度相等。
  3. 請求項1或2所述之基板處理方法，其中， 對於該基板之該化學藥液的供給，係利用化學藥液供給部實施，該化學藥液供給部包含：化學藥液噴嘴，噴吐該化學藥液；注液管線，從供該化學藥液循環之循環管線分歧出而向該化學藥液噴嘴供給該化學藥液；以及，開閉閥，設於該注液管線，並阻斷該化學藥液從該循環管線向該化學藥液噴嘴之供給； 該基板處理方法更包含以下步驟： 假注液步驟，在該第1化學藥液處理步驟之開始前，開啟該開閉閥，並至少將滯留於該注液管線之從該開閉閥到該化學藥液噴嘴為止的區間之該化學藥液向預先決定之排出位置排出。
  4. 如請求項1或2所述之基板處理方法，其中， 對於該基板之該化學藥液的供給，係利用化學藥液供給部實施，該化學藥液供給部包含：化學藥液噴嘴，噴吐該化學藥液；注液管線，從供該化學藥液循環之循環管線分歧出而向該化學藥液噴嘴供給該化學藥液；以及，開閉閥，設於該注液管線，並阻斷該化學藥液從該循環管線向該化學藥液噴嘴之供給； 該第1化學藥液處理步驟，至少執行至將在開啟該開閉閥並開始從該化學藥液噴嘴向該基板噴吐該化學藥液之時點至少存在於該注液管線之從該開閉閥到該化學藥液噴嘴為止的區間之該化學藥液全部從該化學藥液噴嘴噴吐完畢為止。
  5. 一種基板處理裝置，包含： 基板固持部，固持基板； 旋轉驅動部，使該基板固持部旋轉； 清潔液供給部，向由該基板固持部固持之基板供給清潔液； 化學藥液供給部，向由該基板固持部固持之基板供給化學藥液；以及， 控制部，控制該基板處理裝置的動作，並使其執行如請求項1或2所述之基板處理方法。
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