TW202345223A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents
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Abstract
[課題]進行超臨界乾燥處理時,可防止或至少抑制形成於基板表面之圖案的崩塌。
[解決手段]基板處理方法具備:除氣步驟,去除處理液中的溶解氣;液膜形成步驟,將去除了前述溶解氣的前述處理液供給至基板表面,並形成覆蓋前述基板之表面之前述處理液的液膜;搬入步驟,將形成有前述液膜的前述基板搬入處理容器;以及超臨界乾燥步驟,將形成有前述液膜之基板搬入前述處理容器內之後,將前述處理容器內的壓力維持為使處理流體維持超臨界狀態的壓力,同時使前述處理流體在前述處理容器內流通,藉此將覆蓋前述基板之表面的前述處理液替換為前述處理流體,之後藉由使前述處理流體氣化而使前述基板表面乾燥。
Description
本發明是關於基板處理方法及基板處理裝置。
在基板(半導體晶圓,以下稱為晶圓)等之表面形成積體電路之層積構造的半導體裝置製造步驟中,會進行利用液體處理晶圓表面的處理步驟,藉由藥液等清洗液來去除晶圓表面的細微垃圾或自然氧化膜等等。
在這種處理步驟中,要去除殘留於晶圓表面的液體時,已知有使用超臨界狀態之處理流體的方法。例如專利文獻1中揭示了一種基板處理裝置,利用超臨界流體自基板上溶解有機溶劑,來使晶圓乾燥。
專利文獻1的基板處理裝置,是在處理裝置內藉由藥液等清洗液來進行晶圓表面的清洗。清洗後的晶圓表面,會被覆液有機溶液作為處理液。被覆液有機溶液的晶圓,會從清洗裝置被搬運至超臨界處理裝置,在超臨界處理裝置內使用超臨界狀態的處理流體進行晶圓的乾燥處理。如此在晶圓表面覆液有機溶劑,可以防止清洗後之晶圓表面在超臨界處理裝置內,在進行乾燥處理之前就乾燥,進而防止顆粒的產生。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2019-33246號公報
[發明欲解決之課題]
本發明提供一種技術,使得進行超臨界乾燥處理時,可防止或至少抑制形成於基板表面之圖案的崩塌。
[供解決課題之手段]
有關本發明一種實施型態的基板處理方法具備:除氣步驟,去除處理液中的溶解氣;液膜形成步驟,將去除了前述溶解氣的前述處理液供給至基板表面,並形成覆蓋前述基板之表面之前述處理液的液膜;搬入步驟,將形成有前述液膜的前述基板搬入處理容器;以及超臨界乾燥步驟,將形成有前述液膜之前述基板搬入前述處理容器內之後,將前述處理容器內的壓力維持為使處理流體維持超臨界狀態的壓力,同時使前述處理流體在前述處理容器內流通,藉此將覆蓋前述基板之表面的前述處理液替換為前述處理流體,之後藉由使前述處理流體氣化而使前述基板表面乾燥。
[發明之效果]
若依據本發明的上述實施型態,則進行超臨界乾燥處理時,可防止或至少抑制形成於基板表面之圖案的崩塌。
以下參考附圖,說明有關本發明之基板處理裝置之一個實施型態的基板處理系統1。為了簡化關於方向的說明,設定有XYZ正交座標系,並將此表示在圖1的左下方。Z方向為上下方向,Z的正方向為上方向。
如圖1所示,基板處理系統1具備控制裝置100。控制裝置100是由電腦構成,具備運算處理部101與記憶部102。記憶部102中容納有程式(也包含處理配方),控制基板處理系統1中所執行的各種處理。運算處理部101,將記憶於記憶部102之程式加以讀出並執行,藉此控制後述之基板處理系統1之各構成要素的動作,來執行後述一連串的處理。控制裝置100,也可具備鍵盤、觸控板、顯示器等使用者介面。上述程式被記錄於可由電腦讀取的記憶媒體,也可以是從該記憶媒體安裝控制裝置100的記憶部102。作為電腦可讀取的記憶媒體,例如有硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等等。
基板處理系統1,具備搬入搬出部(搬入搬出站)2與處理部(處理站)6。
搬入搬出部2具備容器載置部21與第1搬運部22。容器載置部21可載置多個基板搬運容器C(例如FOUP (前開式晶圓傳送盒))。各基板搬運容器C內,於鉛直方向隔著間隔以水平姿勢收容有多片基板W(例如半導體晶圓)。
第1搬運部22是與容器載置部21相鄰設置。第1搬運部22內部設置有第1基板搬運機器人(第1基板搬運機構)23及交接單元(交接部)24。第1基板搬運機器人23具備基板保持機構,作為保持基板W用的末端執行器。第1基板搬運機器人23,可往水平方向及鉛直方向移動,並可以鉛直軸為中心而旋轉。第1基板搬運機器人23,在容器載置部21上之基板搬運容器C與交接單元24之間進行基板W的搬運。
處理部6是與第1搬運部22相鄰設置。處理部6中設有:一個以上的單晶圓式液處理單元61;一個以上的超臨界乾燥單元62,對單晶圓式液處理單元61所處理過之基板W進行超臨界乾燥處理;以及第2基板搬運機器人(第2基板搬運機構)63。在一個實施型態中,可以於圖1所表示的位置,上下堆疊設置多個單晶圓式液處理單元61及多個超臨界乾燥單元62。
第2基板搬運機器人63例如具備以下的末端執行器:藉由可於X方向及Y方向移動、可於Z方向升降、且可繞著垂直軸旋轉的多軸驅動機構631來移動。末端執行器例如是叉狀的基板保持具632,可用水平姿勢保持一片基板第2基板搬運機器人63(尤其是末端執行器)藉由在搬運空間64內移動,而可在交接單元24、單晶圓式液處理單元61及超臨界乾燥單元62之間進行基板的搬運。在藉由第2基板搬運機器人63搬運的期間,基板W隨時保持為水平姿勢。
搬運空間64內設置有吐出氮氣的氮氣供給部65。氮氣供給部65由氮氣供給源供給氮氣,氮氣供給源例如是工廠提供的資源。為了促進搬運空間64內的氮氣排淨,可以設置排氣部66來排出搬運空間64內的氣氛。從提高排淨效率的觀點來看,氮氣供給部65及排氣部66是設置在彼此遠離的位置為佳。圖1中概略表示的氮氣供給部65,可以設置在立方體狀之搬運空間64的天板壁上,在此情況下,氮氣供給部65在搬運空間64中形成氮氣的降流。或者,氮氣供給部65可以設置在立方體狀之搬運空間64的側壁上,在此情況下,氮氣供給部65在搬運空間26中形成氮氣的降流。
處理部6的搬運空間64與交接單元24之間設有隔壁67,此隔壁67設置有具備適當氣密性的門(未圖示)。此未圖示的門,只有基板W要通過該門時才會打開。藉由此結構,可防止氮氣從搬運空間64往第1搬運部22洩漏,進而防止多餘浪費;再者,可防止氮氣從搬運空間64洩漏至基板處理系統1的周圍環境。
作為單晶圓式液處理單元61,可使用半導體製造裝置技術領域中眾所周知的任意裝置。關於本實施型態可使用之單晶圓式液處理單元61的結構例,以下參考圖2進行簡單說明。單晶圓式液處理單元61具備:旋轉夾具611,可將基板W保持為水平姿勢,同時在鉛直軸線周圍旋轉;以及一個以上的噴嘴612,對被旋轉夾具611保持並旋轉的基板W吐出處理液。噴嘴612由用以移動噴嘴612的臂613所支撐。單晶圓式液處理單元61具有受液杯614,用以回收自旋轉之基板W所飛濺的處理液。受液杯614具有:排液口615,用以將所回收之處理液排出至液處理單元61外部;以及排氣口616,排出受液杯614內的氣氛。單晶圓式液處理單元61之腔室617的天板部設置有風扇過濾器單元618,向下吹出清淨氣體,該清淨氣體被導入受液杯614內並被排出至排氣口616。
作為風扇過濾器單元618,可使用具有以下功能者:可選擇清淨空氣(clean air)、惰性氣體(在此例如為氮氣(N
2氣體))其中一者來吐出。此種情況下,清淨氣體可以是藉由風扇過濾器單元618內之過濾器(例如ULPA濾網)將設置在基板處理系統1內之清淨室內的空氣加以過濾而成;氮氣可以使用氮氣供給源所供給的氮氣,氮氣供給源是半導體製造工廠所提供的工廠資源。具有如此功能的風扇過濾器單元618,在半導體製造裝置的技術領域為眾所周知,而省略構造的詳細說明。
作為超臨界乾燥單元62,可使用半導體製造裝置技術領域中眾所周知的任意裝置。關於本實施型態可使用之超臨界乾燥單元62的結構例及功用,以下參考圖1及圖3進行簡單說明。超臨界乾燥單元62具有超臨界腔室621以及可對超臨界腔室621進退的基板支持托盤622。圖1中描繪有從超臨界腔室621退出的基板支持托盤622,在此狀態下,第2基板搬運機器人63可對基板支持托盤622進行基板W的交接。
圖3表示基板支持托盤622被收容於超臨界腔室621中的狀態。基板支持托盤622具有蓋625,蓋625隔著未圖示的密封構件來堵住超臨界腔室621的開口部,藉此在超臨界腔室621內形成密封的處理空間。符號623為處理流體(例如CO
2(二氧化碳))的供給埠623,符號624為流體(CO
2、IPA等)的排氣埠。
超臨界乾燥單元62內之領域628(圖1中基板支持托盤622所存在的領域)會對基板支持托盤622進行基板W的交接,為了使領域628成為氮氣氣氛,可於超臨界乾燥單元62設置氮氣吐出部626。為了促進領域628內的氮氣排淨,可以設置排氣部627來排出領域628內的氣氛。從提高排淨效率的觀點來看,氮氣供給部626及排氣部627是設置在彼此遠離的位置為佳。
其次參考圖4,針對供給單晶圓式液處理單元61所使用之IPA(異丙醇)的IPA供給機構700,以及設置於該IPA供給機構700之除氣用結構,加以說明。
IPA供給機構700具有貯存IPA的槽702以及連接於槽702的循環線路704。循環線路704從上游側依序插入設置有泵706、調溫器708、過濾器710、流量計712及定壓閥714。泵706藉由加壓送出IPA,在循環線路704中形成IPA的循環流。調溫器708調整IPA的溫度,成為適合用於IPA供給標的之單晶圓式液處理單元61的溫度。過濾器710從IPA去除微粒等汙染物質。定壓閥714,可用適當壓力將IPA流入IPA供給標的之單晶圓式液處理單元61。
循環線路704設定有多個分歧點715,循環線路704在各分歧點715上分歧出分歧供給線路716。各分歧供給線路716的下游端,連接於對應之單晶圓式液處理單元61之IPA供給用的噴嘴612。分歧供給線路716從上游側依序插入設置有溶解氣監視器718、定壓閥720、開關閥722、溶解氣過濾氣(例如中空纖維透膜過濾器)724。在設定於分歧供給線路716之分歧點728的位置,從分歧供給線716分歧出分歧回歸線路730。分歧回歸線路730插入設置有開關閥732。多個分歧回歸線路730會匯合成為一個回歸線路734,而回歸線路734的下游端連接於槽702。
從設定於循環線路704的分歧點740,分歧有除氣線路742。除氣線路742從上游側依序插入設置有線路內超音波744、線路內溶解氣監視器(溶解氣感測器)746、定壓閥748以及中空纖維透膜過濾器750。除氣線路742的下游端連接於槽702。
線路內超音波744對流動於除氣線路742的IPA施加高輸出超音波,藉此產生空化氣泡。線路內溶解氣監視器(溶解氣感測器)746會測定流動於除氣線路742中之IPA所包含之氣體的濃度,尤其是對後述處理有害之氣體(氧氣、二氧化碳等)的濃度。定壓閥748將流動於除氣線路742中之IPA的流量加以調節。
將中空纖維透膜過濾器750的外側作為減壓狀態,在中空纖維透膜中流動IPA,則IPA中包含的氣泡(亦即由線路內超音波744所產生的空化氣泡)及IPA中所包含的溶解氣,會穿透中空纖維透膜的壁面而跑出中空纖維透膜的外側。藉此,可減少IPA中的氣泡及溶解氣。也可僅用中空纖維透膜過濾器750進行除氣。然而在此除氣線路742中,於中空纖維透膜過濾器750的上游側使用線路內超音波744將IPA中的氣體加以氣泡化,因此與僅用中空纖維透膜過濾器750進行除氣的情況相比,可更加提高溶解氣的去除效率。去除了溶解氣的IPA會回到槽702。
圖4所示的實施型態中,是藉由線路內超音波744及中空纖維透膜過濾器750這兩個線路內裝置,來構成線路內除氣機構。再者也可如上所述,僅用中空纖維透膜過濾器750進行除氣,因此也可僅以中空纖維透膜過濾器750構成線路內除氣機構。另外,線路內除氣機構代表插入設置於線路(如配管等等液體流路),並且可在液體流通於該機構之狀態下(不停止液體流動)進行液體除氣的機構。
槽702是經由IPA供給線路762,被IPA供給源760供給IPA。IPA供給線路762插入設置有開關閥764。在大多情況下,設置有基板處理系統1的半導體製造工廠會提供工廠資源來作為IPA供給源760。槽702連接有抽吸線路766,抽吸線路766插入設置有開關閥768。
在IPA供給機構700的第1結構例中,槽702是經由氣體供給線路782連接於惰性氣體(在此為氮氣)的供給源780。氣體供給線路782連接於開關閥784。在大多情況下,氮氣供給源780也是工廠提供的資源。再者,槽702設置有加熱器790。更且,分歧供給線路716之過濾器724的下游側,插入設置有冷卻器726。此段落所說明的結構要素,是以虛線或鏈線來描繪。
在IPA供給機構700的第2結構例中,槽702是經由減壓線路772連接於真空泵(減壓裝置)770。減壓線路772插入設置有開關閥774及真空用過濾器776。減壓線路772連接於抽吸線路778。
第1結構例與第2結構例的差別僅有以上所述部分,其他結構則是兩者共通。
其次,說明上述第1結構例中IPA供給機構700的動作。從氮氣供給源780對槽702供給氮氣,將槽702內部形成氮氣氣氛。藉此,可抑制氧氣及二氧化碳氣溶入IPA中。再者,從IPA供給源760對槽702供氣,當槽702貯存了預定量的IPA之後,啟動泵706並且啟動附設於槽702的加熱器790。藉此,槽702內的IPA會被加熱為沸點以下的適當溫度(例如約70℃),並且加熱後的IPA會在循環線路704內循環。再者,調溫器708也會將流動於循環線路704的IPA加熱,使IPA維持在適當溫度。藉由加熱IPA,可減少氣體對IPA的溶解度,使氣體難以在槽內溶入IPA,並且使已經溶入IPA的部分氣體自IPA脫離。
流動於循環線路704之IPA的一部份,會流入除氣線路742中,藉由線路內超音波744及中空纖維透膜過濾器750,依照前述機制接受除氣,再回到槽702。此時IPA也受到加熱,所以除氣效率會提高。
流動於循環線路704之IPA,會流入多個分歧供給線路716中的至少幾個(例如較接近處理開始預定時刻之單晶圓式液處理單元61所對應的線路),不前往噴嘴612而是流入對應的分歧回歸線路730,更經由回歸線路734回到槽702。
上述狀態會持續一段時間,當至少滿足以下條件時,控制裝置100會判斷屬於可以在單晶圓式液處理單元61中對基板W供給IPA的狀態(可供給IPA狀態)。條件是:藉由除氣線路742的溶解氣監視器746,發現IPA中的氣體濃度(例如氧氣濃度及/或二氧化碳氣濃度)低於預定的臨限值。條件是:藉由較接近處理開始預定時刻之單晶圓式液處理單元61所對應的溶解氣監視器718,發現IPA中的氣體濃度(例如氧氣濃度及/或二氧化碳氣濃度)低於預定的臨限值。可舉出其他條件是:當循環於循環線路704的IPA,溫度為規定溫度範圍內。為了確認IPA的溫度,可對槽702或連接於槽的合宜線路設置溫度感測器。
理想來說,是在確認成為可供給IPA狀態之後,在單晶圓式液處理單元61中開始一片基板W的處理。對基板W供給IPA時,啟動冷卻器726、關閉開關閥732並且打開開關722。藉此,可藉由冷卻器726將IPA降溫至規定溫度(例如室溫~30℃左右),並從IPA吐出用之噴嘴612供給至基板W。
其次,說明上述第2結構例中IPA供給機構700的動作。與第1結構例相同,從IPA供給源760對槽702供氣,當槽702貯存了預定量的IPA之後,以真空泵770將槽702內部減壓,來滿足「槽702之內部壓力(非表壓而是絕對壓力)大於IPA的蒸氣壓」的條件。更且,啟動泵706。由於槽702內被減壓,會使溶入IPA的部分氣體自IPA脫離。與第1結構例相同,IPA會於循環線路704內循環,流動於循環線路704之IPA的一部份,會流入除氣線路742中,藉由設置於除氣線路742的線路內超音波744及中空纖維透膜過濾器750接受除氣。
再者,與第1結構例相同,流動於循環線路704之IPA,會流入多個分歧供給線路716中的至少幾個(例如較接近處理開始預定時刻之單晶圓式液處理單元61所對應的線路),不前往噴嘴612而是流入對應的分歧回歸線路730,更經由回歸線路734回到槽702。此時與第1結構例相同,以除氣線路742的溶解氣監視器746及分歧供給線路716的溶解氣監視器718來監視溶解氣濃度,在確認成為可供給IPA狀態之後,准許在單晶圓式液處理單元61中開始一片基板W的處理。第2結構例與第1結構例不同的是,不進行槽702內的IPA加熱以及分歧供給線路716中的IPA冷卻。
其次,說明基板處理系統1中基板W的處理流程。搬入搬出部2的第1基板搬運機器人13,從被載置於容器載置部21上的基板搬運容器C取出基板W,並將所取出的基板W載置於交接單元24。其次,以處理部6的第2基板搬運機器人63從交接單元24取出基板W,並搬入單晶圓式液處理單元61。
被搬入單晶圓式液處理單元61的基板W,是以旋轉夾具611保持水平姿勢。其次,藉由旋轉夾具611使基板W在鉛直軸線周圍旋轉。在此狀態下,可以從對各種處理液所分配之一個以上的噴嘴612,依序將處理所需的各種處理液供給至基板W,藉此對基板W施行液處理。以下描述液處理的一個例子。首先,藉由對基板W供給預濕潤液來進行預濕潤步驟,其次藉由對基板W供給藥液來進行藥液處理步驟(濕式蝕刻或藥液清洗),其次對基板W供給清洗液(例如DIW(純水))來進行清洗處理。藥液處理步驟及清洗處理可以進行多次。
在一個實施型態中,例如對一片基板W進行有以下步驟。
工程1:以DIW進行的預濕潤步驟
工程2:DHF蝕刻步驟
工程3:DIW清洗步驟
工程4:SC1清洗步驟
工程5:DIW清洗步驟
上述步驟1~5中,DHF(稀釋氫氟酸)與SC1(清洗液)是由不同的噴嘴612來供給。DIW可以由設置為專門供給DIW的噴嘴612來供給,但例如也可用DHF供給用噴嘴612來供給。
在上述步驟2中,SiO
2(矽的氧化物)會被DHF蝕刻所削減,以大致等節距形成以Si(矽)所構成且於鉛直方向延伸的柱狀體。圖5也表示有相同的柱狀體。在例舉的一個實施型態中,是防止Si所構成支柱狀體的崩塌,同時藉由後述的超臨界乾燥處理來使基板W乾燥。
在最後所進行的清洗步驟(例如上述的步驟5)之後,接著一邊使基板W旋轉,一邊自IPA吐出用噴嘴612對基板W供給IPA,將存在於基板W表面(圖案之凹部之表面包含在內)的清洗液替換為IPA(IPA替換步驟)。之後,維持自噴嘴供給IPA,將基板的旋轉速度降到極低速來調整IPA的膜厚,之後停止供給IPA同時停止基板W的旋轉。藉此,基板W之表面的狀態是被期望之膜厚的IPA膜(IPA覆液)所覆蓋(IPA覆液形成步驟)。針對此單晶圓式液處理單元61,上述IPA替換步驟及IPA覆液形成步驟中供給至基板W的IPA,是使用施加過前述除氣處理的IPA。
為了防止經過除氣處理的IPA再次溶入空氣中的氧及二氧化碳,理想來說是將單晶圓式液處理單元61之腔室內的氣氛作為惰性氣體氣氛,例如氮氣氣氛。因此,具備氮氣吐出功能的風扇過濾器單元618會供給氮氣。氮氣對IPA的溶解度比氧氣及二氧化碳氣要低,所以將附著有IPA之基板W周圍的氣氛作為氮氣氣氛,可抑制氣體溶入IPA中。
單晶圓式液處理單元61之腔室內的氣氛,至少在表面存在有IPA之基板W位於腔室內的期間內,是以作為氮氣氣氛為佳。從而,例如最晚在IPA開始吐出的時間點,使腔室內的氣氛成為氮氣氣氛為佳。當基板W不存在於腔室內的時候,以及腔室內之基板之表面沒有附著IPA的時候,腔室內可以是具有一般大氣成分的清淨空氣氣氛。
當單晶圓式液處理單元61中的處理結束之後,第2基板搬運機器人63的末端執行器(基板保持具)會侵入單晶圓式液處理單元61內,自旋轉夾具611拿走表面形成有IPA覆液的基板W,並搬運至超臨界乾燥單元62。從單晶圓式液處理單元61搬運至超臨界乾燥單元62的途中,基板W所通過的搬運空間64內被調整為惰性氣體(在此為氮氣)氣氛。從而,當基板W通過搬運空間64內的時候,可以防止基板W上的IPA再次融入空氣中的氧及二氧化碳。
第2基板搬運機器人63,將溶入超臨界乾燥單元62的基板W載置於超臨界乾燥單元62的基板支持托盤622。接著,基板支持托盤622會被收容在超臨界腔室621內,與基板支持托盤622為一體的蓋625則密封超臨界腔室621。超臨界乾燥單元62的外殼內(領域628內),成為惰性氣體(在此為氮氣)氣氛。因此,當基板W被搬入超臨界乾燥單元62之後,在被載置於基板支持托盤622的狀態下被收容於超臨界腔室621的期間,可以防止基板W上的IPA再次溶入空氣中的氧及二氧化碳。
當基板W被收容至超臨界腔室621內,就進行超臨界乾燥處理。首先,自未圖示的超臨界流體供給源經由供給埠623對超臨界腔室621內供給處理流體(例如CO
2),藉此,一邊使超臨界腔室621內升壓,一邊對超臨界腔室621填充CO
2(升壓步驟)。另外,在超臨界腔室621內升壓的期間,也可能會經由朝向基板支持托盤622之下方開口的其他供給埠(未圖示)來供給CO
2。
當超臨界腔室621內的壓力達到超臨界狀態保證壓力(保證CO
2自身及CO
2與IPA之混合流體維持在超臨界狀態的壓力),就實施流通步驟。在流通步驟中,自供給埠623所供給的CO
2會沿著基板W的表面流過IPA覆液上方,並自排氣埠624排出(參考圖中箭頭)。藉由持續此狀態,基板W表面的IPA會逐漸被替換為CO
2。當IPA被替換為超臨界CO
2,排氣埠624側會連接至常壓空間,使超臨界腔室621內恢復常壓。藉此,基板W表面的超臨界CO
2會氣化,使基板W表面乾燥(排出步驟)。如此,可防止形成於基板W表面之圖案的崩塌,同時使基板乾燥。
當載置有基板W之基板支持托盤622一進入超臨界腔室621(維持在較高溫度(例如80℃左右)),基板W上之IPA的溫度會立刻上升,隨之造成IPA中的溶解氣氣化,在IPA中產生氣泡。當基板W表面形成有較細微且長寬比較高的圖案,尤其是隔著間隔形成又細又高且於鉛直方向延伸的柱狀部,同時在柱狀部之間形成溝的情況下,要是溝中的IPA內形成較大氣泡(例如參考圖5的符號B),氣泡膨脹所產生的力量會毀損柱狀部,有發生圖案崩塌之虞。在本實施型態中,使用了施加過除氣處理的IPA,因此難以產生氣泡,從而就難以發生上述機制所造成的圖案崩塌。
再者,形成有IPA覆液之基板W所要存在的空間,是作為氮氣氣氛,因此可抑制IPA的溶解氣量在搬運中增加。因此,難以發生上述機制所造成的圖案崩塌。
在此,上述的「氮氣氣氛」不需要是氮氣濃度為100%的氣氛,只要該氣氛中的氮氣濃度是比空氣中之氮氣濃度更高的適當數值即可。
在超臨界乾燥處理結束之後,藉由第2基板搬運機器人63從超臨界乾燥單元62取出已乾燥之基板W,搬運至交接單元24。其次,第1基板搬運機器人23自交接單元24取出此基板W,收容於在容器載置部21上之原本的基板搬運容器C內。
依據上述實施型態,則進行超臨界乾燥處理時,使用除氣後的IPA作為被超臨界狀態之處理流體替換的處理液,可防止或大幅度抑制圖案的崩塌。再者,在附有IPA覆液之基板被搬運的空間中將氣氛作為氮氣氣氛,可更確實防止或大幅度抑制圖案的崩塌。
本次揭示的實施型態,應理解所有內容皆為舉例,並非限制。上述實施型態只要不超出申請專利範圍及其主旨,即可用各種型態進行省略、替換、變更。
基板並不限定為半導體晶圓,也可以是玻璃基板、陶瓷基板等用於半導體裝置製造的其他種類基板。再者,於上述實施型態中,進行除氣時之槽(702)內的氣氛以及形成有IPA覆液之基板W所存在或被搬運之空間中的氣氛,是作為氮氣氣氛,但並不限定於此,也可以是其他惰性氣體(例如氬氣)氣氛。
1:基板處理系統
100:控制裝置
101:運算處理部
102:記憶部
2:搬入搬出部(搬入搬出站)
21:容器載置部
22:第1搬運部
23:第1基板搬運機器人(第1基板搬運機構)
24:交接單元(交接部)
6:處理部(處理站)
61:單晶圓式液處理單元
611:旋轉夾具
612:噴嘴
613:臂
614:受液杯
615:排液口
616:排氣口
617:腔室
618:風扇過濾器單元
62:超臨界乾燥單元
621:超臨界腔室
622:基板支持托盤
623:供給埠
624:排氣埠
625:蓋
63:第2基板搬運機器人(第2基板搬運機構)
631:多軸驅動機構
632:基板保持具
64:搬運空間
65:氮氣供給部
66:排氣部
67:隔壁
700:IPA供給機構
702:槽
704:循環線路
706:泵
708:調溫器
710:過濾器
712:流量計
714:定壓閥
715:分歧點
716:分歧供給線路
718:溶解氣監視器
720:定壓閥
722:開關閥
724:溶解氣過濾器
726:冷却器
728:分歧點
730:分歧回歸線路
732:開關閥
734:回歸線路
742:除氣線路
744:線路內超音波
746:線路內溶解氣監視器(溶解氣感測器)
748:定壓閥
750:中空纖維透膜過濾器
760:IPA供給源
762:IPA供給線路
764:開關閥
766:抽吸線路
768:開關閥
770:真空泵(減壓裝置)
772:減壓線路
774:開關閥
776:真空用過濾器
778:抽吸線路
780:IPA供給源
782:氣體供給線路
784:開關閥
790:加熱器
B:氣泡
C:基板搬運容器
DR:抽吸
FFU:風扇過濾器單元
IPA:異丙醇
M:溶解氣監視器
MS:線路內超音波
P:泵
VP:真空泵
W:基板
X:方向
Y:方向
Z:方向
[圖1]係關於基板處理裝置之一個實施型態之基板處理系統的概略橫剖面圖。
[圖2]係表示包含在圖1之基板處理系統中,單晶圓式液處理單元之一個結構例的概略剖面圖。
[圖3]係表示包含在圖1之基板處理系統中,超臨界乾燥單元之一個結構例的概略剖面圖。
[圖4]針對圖2中供給單晶圓式液處理單元所使用之IPA的IPA供給機構,以及設置於該IPA供給機構之除氣用結構,將兩者加以說明的配管結構圖。
[圖5]表示氣泡產生造成圖案崩塌的示意圖
61:單晶圓式液處理單元
612:噴嘴
700:IPA供給機構
702:槽
704:循環線路
706:泵
708:調溫器
710:過濾器
712:流量計
714:定壓閥
715:分歧點
716:分歧供給線路
718:溶解氣監視器
720:定壓閥
722:開關閥
724:溶解氣過濾器
726:冷却器
728:分歧點
730:分歧回歸線路
732:開關閥
734:回歸線路
742:除氣線路
744:線路內超音波
746:線路內溶解氣監視器(溶解氣感測器)
748:定壓閥
750:中空纖維透膜過濾器
760:IPA供給源
762:IPA供給線路
764:開關閥
766:抽吸線路
768:開關閥
770:真空泵(減壓裝置)
772:減壓線路
774:開關閥
776:真空用過濾器
778:抽吸線路
780:IPA供給源
782:氣體供給線路
784:開關閥
790:加熱器
DR:抽吸
IPA:異丙醇
N2:氮氣
W:基板
Claims (13)
- 一種基板處理方法,具備:除氣步驟,去除處理液中的溶解氣; 液膜形成步驟,將去除了前述溶解氣的前述處理液供給至基板表面,並形成覆蓋前述基板之表面之前述處理液的液膜; 搬入步驟,將形成有前述液膜的前述基板搬入處理容器;以及 超臨界乾燥步驟,將形成有前述液膜之前述基板搬入前述處理容器內之後,將前述處理容器內的壓力維持為使處理流體維持超臨界狀態的壓力,同時使前述處理流體在前述處理容器內流通,藉此將覆蓋前述基板之表面的前述處理液替換為前述處理流體,之後藉由使前述處理流體氣化而使前述基板表面乾燥。
- 如請求項1記載的基板處理方法,其中前述除氣步驟包含:將前述處理液加熱至未滿沸點的溫度。
- 如請求項2記載的基板處理方法,其中前述除氣步驟包含:將貯存有前述處理液之容器內部作為惰性氣體氣氛,同時將貯存於前述容器內之前述處理液加熱至未滿該處理液之沸點的溫度。
- 如請求項3記載的基板處理方法,其中前述惰性氣體為氮氣或氬氣。
- 如請求項1記載的基板處理方法,其中前述除氣步驟包含:將貯存有前述處理液的容器加以減壓排氣。
- 如請求項1記載的基板處理方法,其中前述除氣步驟包含:對前述處理液施加超音波振動,使前述處理液中產生氣泡;以及自前述處理液中,去除前述氣泡。
- 如請求項6記載的基板處理方法,其中使前述處理液中產生前述氣泡以及自前述處理液中去除前述氣泡,是如以下進行:貯存有前述處理液之容器連接有循環路徑,在該循環路徑中流通前述處理液,同時使用設置於前述循環路徑的線路內除氣機構來進行。
- 如請求項1記載的基板處理方法,其中更具備以下步驟:從前述液膜形成步驟結束之後到前述搬入步驟結束為止的期間,將形成有前述處理液之液膜的之基板所通過的空間之氣氛,作為惰性氣體氣氛。
- 如請求項8記載的基板處理方法,其中前述惰性氣體為氮氣或氬氣。
- 如請求項1記載的基板處理方法,其中更具備:藥液處理步驟,在前述液膜形成步驟之前對前述基板施加藥液處理。
- 如請求項10記載的基板處理方法,其中前述藥液處理為蝕刻處理。
- 如請求項11記載的基板處理方法,其中藉由前述蝕刻處理,於前述基板形成具有多個溝的圖案。
- 一種基板處理系統,具備:液處理單元,對基板施加液膜形成步驟; 處理液供給機構,供給前述處理液單元所使用的處理液,其中包含自前述處理液中去除溶解氣的除氣裝置; 超臨界乾燥單元,對前述基板施加超臨界乾燥處理; 搬運裝置,將前述基板從前述液處理單元搬運至前述超臨界乾燥單元;以及控制部,控制前述基板處理系統的動作,來執行如請求項1至7中任一項記載的基板處理方法。
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KR20230133231A (ko) | 2023-09-19 |
US20230290632A1 (en) | 2023-09-14 |
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