TW202412091A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明目的在於提供一種可確實地抑制圖案倒塌的基板處理方法及基板處理裝置。
本發明自處理液噴嘴30對洗淨處理後之基板W供給恆定量之IPA。藉由預備乾燥，IPA之液面位準逐漸降低，於IPA之液面與形成於基板W之圖案之支柱之上端一致時，自閃光燈FL對基板W之表面照射閃光而使殘留之IPA瞬間蒸發。藉由照射照射時間極短且強度較強之閃光，自毛細力開始作用於圖案起至將處理液自基板W之表面去除為止所需之乾燥時間係較毛細力開始作用於圖案起至圖案倒塌為止所需之倒塌時間短的短時間。即使為縱橫比較大之圖案，亦可確實地抑制圖案倒塌。
Description
本發明係關於一種使形成有微細圖案之基板乾燥之基板處理方法及基板處理裝置。作為處理對象之基板包含例如半導體基板、液晶顯示裝置用基板、flat panel display(FPD：平面顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板或太陽能電池用基板等。
先前以來，於半導體器件等之製造步驟中，對半導體基板(以下簡稱為「基板」)進行洗淨、成膜、熱處理等各種處理製程。此種處理製程之一有使已進行濕式洗淨等之濡濕後之基板乾燥的乾燥製程。
又，近年，隨著微細化之進展，有時於基板上形成縱橫比較大之奈米構造物圖案。於乾燥製程中，存在此種縱橫比較大之奈米構造物倒塌之問題。已判明於乾燥製程步驟中奈米構造物倒塌之主要原因係附著於基板之液體於乾燥之過程中作用於奈米構造物的毛細力(capillary force)。對於該問題，最普遍採取之對策係使用表面張力小之液體作為乾燥時之處理液，典型而言使用IPA(isopropanol：異丙醇)。因毛細力依存於液體之表面張力，故藉由使用如IPA般表面張力小之液體作為乾燥時之處理液，可使作用於奈米構造物圖案之毛細力變小而抑制圖案倒塌。
另一方面，於專利文獻1中，已揭示有一種藉由自閃光燈對洗淨處理後之基板照射閃光，使水分瞬間蒸發而防止圖案倒塌之技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-19158號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，即使使用如IPA般表面張力小之液體，因表面張力不會成為0，故於降減少作用於圖案之毛細力上存在界限。又，即使於藉由閃光照射進行乾燥處理之情形時，尤其於如縱橫比超過15之下一代奈米構造物圖案中，亦難以充分防止圖案倒塌。
本發明係鑑於上述問題而完成者，其目的在於提供一種可確實地抑制圖案倒塌之基板處理方法及基板處理裝置。
[解決問題之技術手段]
為解決上述課題，技術方案1之發明係一種使形成有圖案之基板乾燥之基板處理方法，其特徵在於具備：供給步驟，其對上述基板之表面供給處理液；及光照射步驟，其藉由對上述基板之表面照射光而將該表面加熱，使上述處理液蒸發；且於上述光照射步驟中，自毛細力開始作用於上述圖案起至將上述處理液自上述基板之表面去除為止所需之乾燥時間係較自毛細力開始作用於上述圖案起至上述圖案倒塌為止所需之倒塌時間短的短時間。
又，技術方案2之發明如技術方案1之發明之基板處理方法，其中於上述光照射步驟中，自閃光燈對上述基板之表面照射閃光。
又，技術方案3之發明如技術方案2之發明之基板處理方法，其中於上述光照射步驟中，根據上述圖案中相鄰之支柱之間之支柱間隔而調整照射之閃光之能量。
又，技術方案4之發明如技術方案3之發明之基板處理方法，其中於上述光照射步驟中，上述支柱間隔越窄，照射之閃光之能量越大。
又，技術方案5之發明如技術方案2至4中任一項之發明之基板處理方法，其中於上述光照射步驟中，照射波長400 nm以下之光經截斷之閃光。
又，技術方案6之發明如技術方案1至5中任一項之發明之基板處理方法，其中於上述光照射步驟中，對上述基板之表面照射雷射光。
又，技術方案7之發明如技術方案1至6中任一項之發明之基板處理方法，其中上述處理液係異丙醇。
又，技術方案8之發明係一種使形成有圖案之基板乾燥之基板處理裝置，其特徵在於具備：基板保持部，其保持上述基板；處理液供給部，其對上述基板之表面供給處理液；及光照射部，其藉由對上述基板之表面照射光而將該表面加熱，使上述處理液蒸發；自毛細力開始作用於上述圖案至起將上述處理液自上述基板之表面去除為止所需之乾燥時間係較自毛細力開始作用於上述圖案起至上述圖案倒塌為止所需之倒塌時間短的短時間。
又，技術方案9之發明如技術方案8之發明之基板處理裝置，其中上述光照射部具有對上述基板之表面照射閃光之閃光燈。
又，技術方案10之發明如技術方案9之發明之基板處理裝置，其中根據上述圖案中相鄰之支柱之間之支柱間隔而調整自上述閃光燈照射之閃光之能量。
又，技術方案11之發明如技術方案10之發明之基板處理裝置，其中上述支柱間隔越窄，自上述閃光燈照射之閃光之能量越大。
又，技術方案12之發明如技術方案9至11中任一項之發明之基板處理裝置，其進而具備濾光器，其設置於上述光照部與上述基板保持部之間，自上述閃光燈出射之閃光中截斷波長400 nm以下之光。
又，技術方案13之發明如技術方案8至12中任一項之發明之基板處理裝置，其中上述光照射部對上述基板之表面照射雷射光。
又，技術方案14之發明如8至13中任一項之發明之基板處理裝置，其中上述處理液係異丙醇。
[發明之效果]
根據技術方案1至技術方案7之發明，因自毛細力開始作用於圖案起至將處理液自基板之表面去除為止所需之乾燥時間係較毛細力開始作用於圖案起至圖案倒塌為止所需之倒塌時間短的短時間，故即使為縱橫比較大之圖案，亦可確實地抑制圖案倒塌。
尤其，根據技術方案4之發明，因支柱間隔越窄照射之閃光之能量越大，故可確實地使乾燥時間短於倒塌時間，更確實地抑制圖案倒塌。
尤其，根據技術方案5之發明，因照射波長400 nm以下之光經截斷之閃光，故可抑制對基板造成損傷。
根據技術方案8至14之發明，因自毛細力開始作用於圖案起至將處理液自基板之表面去除為止所需之乾燥時間係較毛細力開始作用於圖案起至圖案倒塌為止所需之倒塌時間短的短時間，故即使為縱橫比較大之圖案，亦可確實地抑制圖案倒塌。
尤其，根據技術方案11之發明，因支柱間隔越窄自閃光燈照射之閃光之能量越大，故可確實地使乾燥時間短於倒塌時間，更確實地抑制圖案倒塌。
尤其，根據技術方案12之發明，因進而具備設置於光照射部與基板保持部之間且自閃光燈出射之閃光中截斷波長400 nm以下之光之濾光器，故可抑制對基板造成損傷。
以下，參照圖式且對本發明之實施形態詳細進行說明。以下，表示相對或絕對之位置關係之表現(例如「於一方向上」、「沿著一方向」、「平行」、「正交」、「中心」、「同心」、「同軸」等)，只要無特別說明，不僅嚴格地表示該位置關係，亦表示於公差或可獲得同等程度之功能之範圍內角度或距離相對移位之狀態。又，表示相等狀態之表現(例如「同一」、「相等」、「均質」等)，只要無特別說明，不僅定量地嚴格地表示相等之狀態，亦表示存在公差或可獲得同等程度之功能之差異之狀態者。又，表示形狀之表現(例如「圓形狀」、「四角形狀」、「圓筒形狀」等)，只要無特別說明，不僅於幾何學上嚴格地表示該形狀，亦表示可獲得同等程度之效果之範圍之形狀，例如有凹凸或倒角等。又，「具備」、「備置」、「配備」、「包含」、「具有」構成要素等各表現並非排除其他構成要素之存在之排他性表現。又，於「A、B及C中之至少一者」之表現中，包含「只有A」、「只有B」、「只有C」、「A、B及C中之任意2者」、「A、B及C之全部」。
圖1係用於說明搭載本發明之基板處理裝置之單片式洗淨裝置100之內部之佈局的圖解性俯視圖。單片式洗淨裝置100係將基板W逐片依序洗淨之裝置。作為處理對象之基板W係矽之圓板形狀之半導體基板。另，於圖1及以後之各圖中，為容易理解，根據需要將各部之尺寸或數量誇大或簡略化描述。
單片式洗淨裝置100於對基板W之表面噴出藥液及清洗液而進行表面洗淨處理後，進行基板W之乾燥處理。作為上述之藥液，例如包含用於進行蝕刻處理之液體或用於去除微粒之液體等，具體而言，使用SC-1液(氫氧化銨、過氧化氫水與純水之混合溶液)、SC-2液(鹽酸、過氧化氫水與純水之混合溶液)、緩衝氫氟酸(BHF)或稀氫氟酸(DHF)等。又，作為清洗液，典型而言使用純水。於以下之說明中，將藥液、清洗液及有機溶劑總稱為「處理液」。
單片式洗淨裝置100具備複數個處理單元1、101、裝載端口LP、傳載機器人102、主搬送機器人103及控制部90。
於裝載端口LP，載置收容由單片式洗淨裝置100處理之複數片基板W之載體C。收容有未處理之基板W之載體C由無人搬送車(AGV(Automated Guided Vehicle：自動導向載具)、OHT(Overhead Hoist Transfer：懸吊式自動搬運車))等搬送並載置於裝載端口LP。又，收容有已處理之基板W之載體C亦藉由無人搬送車自裝載端口LP帶離。
典型而言，載體C係將基板W收納於密閉空間之FOUP(Front Opening Unified Pod：前開式晶圓盒)。載體C藉由形設於其內部之複數個保持架，將複數片基板W以依水平姿勢(基板W之主面之法線沿鉛直方向之姿勢)於鉛直方向以一定間隔積層排列之狀態保持。載體C之最大收容片數為25片或50片。另，作為載體C之形態，除FOUP外，亦可為SMIF(Standard Mechanical Inter Face：標準機械介面)盒或將收納之基板W暴露於大氣之OC(open cassette：開放式卡匣)。
傳載機器人102構成為可進行滑移、迴轉動作、及保持基板W之手之進退移動。傳載機器人102於載體C與主搬送機器人103之間搬送基板W。傳載機器人102將未處理之基板W自載體C取出交接給主搬送機器人103。又，傳載機器人102自主搬送機器人103接收已處理之基板W並將其收納於載體C中。
主搬送機器人103構成為可進行迴轉動作、升降動作、及保持基板W之臂之進退移動。主搬送機器人103將自傳載機器人102接收到之基板W搬入處理單元1或處理單元101之任一者。又，主搬送機器人103將自處理單元1或處理單元101之任一者搬出之基板W交接給傳載機器人102。又，主搬送機器人103有時亦於處理單元1與處理單元101之間搬送基板W。例如，主搬送機器人103將自處理單元101搬出之基板W搬入處理單元1。
處理單元101對1片基板W進行洗淨處理。處理單元1對1片基板W進行乾燥處理。於本實施形態之單片式洗淨裝置100中，合計搭載有12個處理單元101或處理單元1。具體而言，分別將3個處理單元(處理單元101或處理單元1)於鉛直方向積層而成之塔以包圍主搬送機器人103之周圍之方式配置4個。於圖1中，概略性顯示重疊成3層之處理單元中之1層，以1個處理單元1與3個處理單元101包圍主搬送機器人103之周圍之方式配置。另，單片式洗淨裝置100中之處理單元之數量並非限定於12個者，亦可適當變更。
其次，對搭載於單片式洗淨裝置100之處理單元1進行說明。本發明之基板處理裝置即處理單元1進行洗淨處理後之基板W之乾燥處理。圖2係顯示處理單元1之要部構成之側視圖。處理單元1主要具備處理腔室10、旋轉保持部20、處理液噴嘴30、光照射部50及控制部90。
處理腔室10係中空之框體。於處理腔室10之內側設置旋轉保持部20及處理液噴嘴30等。於基板處理時，處理腔室10收容成為處理對象之基板W。
於處理腔室10中設置有省略圖示之搬入搬出口。該搬入搬出口藉由擋板開閉。於搬入搬出口開放之狀態下，由主搬送機器人103進行針對處理腔室10之基板W之搬入及搬出。於基板W之處理期間，搬入搬出口關閉。
旋轉保持部20具備旋轉卡盤22及旋轉馬達25。旋轉卡盤22係將基板W以水平姿勢保持之基板保持部。本實施形態中之旋轉卡盤22係真空吸附式之卡盤。旋轉卡盤22吸附保持基板W之下表面之中央部。另，旋轉卡盤22亦可為夾持式之機械卡盤等其他形態之卡盤。
旋轉卡盤22具有小於基板W之直徑之徑的圓板形狀。於基板W之下表面吸附保持於旋轉卡盤22之狀態下，基板W之周緣部較旋轉卡盤22之外周端向外側突出。
旋轉卡盤22經由旋轉軸27與旋轉馬達25連結。即，旋轉馬達25之旋轉軸27之上端連接於旋轉卡盤22之下表面中央部。於基板W吸附保持於旋轉卡盤22之狀態下旋轉馬達25使旋轉軸27旋轉時，基板W及旋轉卡盤22在水平面內繞沿鉛直方向之旋轉軸A1旋轉。
以包圍旋轉卡盤22之周圍之方式設置杯40。杯40具有圓筒形狀，杯40之上部以越向上越靠近旋轉卡盤22之方式傾斜。但，杯40之上端部分之內徑大於基板W之直徑。杯40之上端高於旋轉卡盤22所保持之基板W之高度位置。因此，因離心力自藉由旋轉馬達25旋轉之基板W飛散之液體由杯40接住並回收。由杯40回收之液體自設置於杯40之底部之排液管45排出。另，杯40亦可為按照目的分類設置有複數個回收口之多層構造者。
處理液噴嘴30安裝於在水平方向延伸之棒狀之噴嘴臂31之前端。噴嘴臂31由於鉛直方向延伸之臂支持軸32支持。臂支持軸32連接於噴嘴驅動部33。噴嘴驅動部33使臂支持軸32繞沿鉛直方向之旋轉軸A2旋動。當噴嘴驅動部33使臂支持軸32旋動時，噴嘴臂31進行迴轉動作，處理液噴嘴30於較杯40外側之待機位置與保持於旋轉卡盤22之基板W之上方之處理位置之間沿圓弧軌跡移動。
又，噴嘴驅動部33使臂支持軸32及噴嘴臂31升降移動。藉此，處理液噴嘴30亦沿鉛直方向上下移動。
自省略圖示之處理液供給源對處理液噴嘴30輸送處理液。處理液噴嘴30將輸送之處理液朝向下方噴出。藉由處理液噴嘴30對基板W之上方之處理位置噴出處理液，而對基板W之表面供給處理液。於本實施形態中，處理液噴嘴30對基板W供給IPA(異丙醇)作為處理液。
光照射部50配置於處理腔室10之上部。光照射部50具備包含複數根氙閃光燈FL之光源及以覆蓋該光源之上方之方式設置之反射器52而構成。另，光照射部50亦可於處理腔室10之上方設置在與處理腔室10獨立之燈室內。
複數根閃光燈FL係各自具有長條之圓筒形狀之棒狀燈，以各者之長度方向沿保持於旋轉保持部20之基板W之主面(即，沿水平方向)相互平行之方式平面狀排列。因此，藉由閃光燈FL之排列而形成之平面亦為水平面。
氙閃光燈FL具備：圓筒形狀之玻璃管(放電管)，其於內部封入氙氣，且於其兩端部配設有連接於電容器之陽極及陰極；及觸發電極，其附設於該玻璃管之外周面上。因氙氣係電性絕緣體，故即使於電容器內蓄積有電荷，通常狀態下玻璃管內電亦不流動。然而，於對觸發電極施加高電壓而破壞絕緣之情形時，蓄積於電容器之電於玻璃管內瞬間流動，藉由此時之氙原子或分子之激發而放出光。於此種氙閃光燈FL中，具有如下特徵：因預先蓄積於電容器之靜電能量轉換成0.1毫秒至100毫秒之極短之光脈衝，故可照射與鹵素燈等相比極強之光。即，閃光燈FL於0.1毫秒至100毫秒之照射時間內照射閃光。
又，反射器52以覆蓋複數根閃光燈FL全體之方式設置於其等之上方。反射器52之基本功能係將自複數根閃光燈FL出射之閃光反射至下方側者。反射器52由鋁合金板形成，其表面(面向閃光燈FL側之面)藉由噴砂處理而實施粗面化加工。
自電源單元60對複數根閃光燈FL各者進行電力供給。電源單元60具備電容器或線圈等。電源單元60對電容器施加預設之電壓而蓄積電荷，於閃光照射時將蓄積於該電容器之電供給至閃光燈FL。
自閃光燈FL照射之閃光之能量由蓄積於電源單元60之電容器之能量規定。以充電電壓V對靜電容量C之電容器進行充電時，該蓄積於電容器之能量成為CV
2/2。因靜電容量C係電容器固有之常數，故蓄積於電容器之能量可藉由充電電壓V調整。另，亦可於電源單元60中設置IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣閘雙極電晶體)，藉由由該IGBT規定閃光燈FL中流動之電流之波形，調整閃光燈FL之發光時間。
於光照射部50與旋轉保持部20之間設置光學濾光器70。光學濾光器70自閃光燈FL出射之閃光截斷波長400 mm以下之紫外光。
控制部90控制設置於單片式洗淨裝置100之各種動作機構。控制部90亦控制處理單元1之動作。作為控制部90之硬體之構成與一般電腦相同。即，控制部90具備進行各種運算處理之電路即CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)、記憶基本程式之讀出專用之記憶體即ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)、記憶各種資訊之讀寫自由之記憶體即RAM(Random Access Memory：隨機存取記憶體)及預先記憶控制用軟體或資料等之記憶部91(例如磁碟或SSD(Solid State Drive：固態硬碟機))。控制部90與旋轉保持部20之旋轉馬達25或噴嘴驅動部33電性連接，控制該等之動作。
於控制部90之記憶部91中存儲有轉換表93。於轉換表93中，登錄有形成於基板W之圖案中之支柱間隔與施加至閃光燈FL之充電電壓之相關關係。控制部90以由自轉換表93求出之充電電壓V對電容器充電之方式控制電源單元60。另，關於使用轉換表93之控制進而後述。
其次，對搭載於單片式洗淨裝置100之處理單元1之處理動作進行說明。圖3係顯示處理單元1中之處理順序之流程圖。於本實施形態中，成為處理對象之基板W中形成有奈米構造物圖案。
圖4係顯示形成於基板W之圖案之圖。基板W之基體部81係平坦之矽之圓板形狀之構件。於基板W之基體部81之表面，立設多個細長之圓柱形狀之支柱85而構成奈米構造物圖案。於本實施形態中，例如圓柱形狀之支柱85之直徑d為30 nm，高度h為600 nm。即，奈米構造物圖案之縱橫比為20。又，例如，相鄰之支柱85之間之支柱間隔p為60 nm。將此種形成有由複數個支柱85立設而成之奈米構造物圖案之基板W搬入至單片式洗淨裝置100供處理。
返回圖3，於處理單元1中之處理之前，由處理單元101進行基板W之洗淨處理(步驟S1)。首先，傳載機器人102自裝載端口LP之載體C取出1片未處理之基板W並交接給主搬送機器人103，主搬送機器人103將接收到之基板W搬入處理單元101。於處理單元101中進行基板W之表面洗淨處理。具體而言，對旋轉之基板W供給藥液進行去除微粒之洗淨處理後，對該基板W之表面供給純水進行清洗處理。使用處理液之洗淨處理結束後之基板W由主搬送機器人103自處理單元101搬出並搬入處理單元1。因洗淨處理剛結束後之基板W中附著有處理液，故於處理單元1中進行基板W之乾燥處理。另，亦可於處理單元101中使洗淨處理後之基板W高速旋轉而進行甩乾乾燥，但於該情形時亦無法完全將水分自基板W去除，因而需要使用處理單元1之乾燥處理。
主搬送機器人103將洗淨處理後之基板W搬入處理腔室10內並使其保持於旋轉卡盤22(步驟S2)。旋轉卡盤22吸附所搬入之基板W之下表面中央部而將基板W以水平姿勢保持。
將基板W保持於旋轉卡盤22後，處理液噴嘴30自較杯40靠外側之待機位置移動至基板W之上方之處理位置。又，藉由旋轉馬達25開始基板W之旋轉。接著，處理液噴嘴30對基板W之表面供給處理液(步驟S3)。於本實施形態中，處理液噴嘴30供給IPA(異丙醇)作為處理液。處理液噴嘴30對基板W之表面之每1 cm
2供給20 ul之IPA。IPA之表面張力小於水之表面張力，藉由供給IPA，將附著於基板W之水分置換為IPA。供給規定量之IPA後，處理液噴嘴30自處理位置再次返回至待機位置。
圖5係顯示剛供給IPA後之基板W之狀態之圖。於剛供給IPA後之時點，IPA之液面高於支柱85之上端。即，複數個支柱85全體浸沒於IPA之液中。如此，於複數個支柱85全體存在於IPA之液中之狀態下，因相鄰之支柱85之間未形成彎液面，故不會產生毛細力。因此，無作用於複數個支柱85之應力，支柱85亦不會變形而倒塌。另，於處理單元101中之洗淨處理中，因支柱85全體亦存在於處理液中，故無圖案倒塌之虞。
藉由被供給IPA之基板W旋轉，IPA較薄地擴展而塗佈於基板W之表面全體。又，藉由伴隨基板W之旋轉之離心力，較支柱85之上端靠上方之IPA之一部分自基板W飛散。藉此，進行基板W之預備乾燥(步驟S4)。預備乾燥係去處較支柱85之上端靠上方之IPA之一部分。於本實施形態中，藉由伴隨基板W之旋轉之IPA之飛散與IPA之蒸發而進行預備乾燥。進行預備乾燥之期間最遲為IPA之液面成為支柱85之上端以上之期間。另，作為預備加熱，例如亦可藉由對基板W吹送暖風而促進IPA之蒸發。或，亦可為僅藉由自然乾燥而使IPA蒸發之預備乾燥。
藉由預備乾燥，IPA之液面逐漸降低，最終IPA之液面與支柱85之上端一致。圖6係顯示IPA之液面與支柱85之上端一致時之基板W之狀態之圖。於IPA之液面位準降低至與支柱85之上端一致之高度位置之時點，於相鄰之支柱85間形成彎液面。當彎液面形成時，毛細力作用於夾隔該彎液面之兩側之支柱85。
於本實施形態中，於IPA之液面與支柱85之上端一致之時點，閃光燈FL對基板W之表面照射閃光(步驟S5)。藉由對基板W照射照射時間為0.1毫秒至100毫秒以下(於本實施形態中為5毫秒)之極短且強度較強之閃光，基板W之表面瞬間被強烈地加熱，對殘留於該表面之IPA施加極大之熱能。藉由瞬間施加使殘留於基板W之表面之IPA蒸發所需之蒸發熱量以上之熱能，IPA瞬間蒸發而使基板W乾燥。即，藉由使IPA較圖案因毛細力倒塌更快地蒸發，可不使圖案倒塌而使基板W乾燥。又，於進行閃光之照射時，處理液噴嘴30位於較杯40靠外側之待機位置，且基板W之旋轉停止。
基板W之乾燥處理結束後，主搬送機器人103自處理腔室10將基板W搬出(步驟S6)。其後，基板W自主搬送機器人103交接給傳載機器人102並返回載體C。
於本實施形態中，IPA之液面與支柱85之上端一致，於彎液面之毛細力開始作用於圖案之時點照射閃光而使殘留之IPA瞬間蒸發。於未照射閃光之情形下，於IPA之液面與支柱85之上端一致之時點之後，起因於毛細力之相互作用之液面之移動佔主導。如此，如圖7所示，藉由支柱85之間，液面位準產生差異。較為理想的是，即使於IPA之液面與支柱85之上端一致之時點之後，液面位準亦較均勻，但若非如此，則液面位準必定會產生差異。
若液面位準均勻，則自周圍作用於各支柱85之毛細力亦均勻，支柱85不變形。但，若產生如圖7所示之液面位準之差異，則作用於各支柱85之毛細力之平衡遭破壞，支柱85變形。且，若支柱85之變形程度變大，則如圖8所示，支柱85與相鄰之支柱85接觸以至圖案倒塌。
因此，於本實施形態中，如下進行閃光照射，即，以較藉由起因於毛細力之相互作用而於液面位準產生差異之速度快的速度使IPA蒸發。換言之，藉由照射照射時間極短且強度較強之閃光，使自毛細力開始作用於圖案起至將處理液自基板W之表面去除為止所需之乾燥時間，較毛細力開始作用於圖案起至圖案倒塌為止所需之倒塌時間短。另，圖案倒塌之時係支柱85變形而與相鄰之支柱85接觸之時。
如此，以較藉由起因於毛細力之相互作用而於液面位準產生差異之速度快的速度使基板W乾燥，藉此，即使為縱橫比較大之下一代奈米構造物，亦可確實地抑制圖案倒塌。
圖9係顯示乾燥速度與圖案倒塌率之相關性之圖。該圖中，以叉標記表示僅IPA之自然乾燥，乾燥速度最慢，圖案倒塌率亦較高。以四角標記表示對IPA吹送常溫之氮氣之情形，乾燥速度雖較自然乾燥稍快，但倒塌率同樣較高。另一方面，三角標記表示對IPA進行通常之加熱之情形，乾燥速度相當快，但倒塌率依然較高。相對於此，圓標記係如本實施形態般對IPA進行閃光照射之情形，乾燥速度極高，圖案倒塌率變低。
又，於本實施形態中，根據圖案中之相鄰之支柱85間之支柱間隔p調整閃光之能量。如上所述，於本實施形態中，以自毛細力開始作用於圖案起至將處理液自基板W之表面去除為止所需之乾燥時間，較毛細力開始作用於圖案起至圖案倒塌為止所需之倒塌時間成為短時間之方式照射閃光。至圖案倒塌為止所需之倒塌時間係自支柱85開始變形起至與相鄰之支柱85接觸為止所需之時間，支柱間隔p越小，時間越短。因此，支柱間隔p越窄，越需要縮短乾燥時間，必須使照射之閃光之能量變大。具體而言，支柱間隔p越窄，施加至電源單元60之電容器之充電電壓V越大。
圖10係顯示登錄有支柱間隔p與所需之充電電壓V之相關關係之轉換表93之圖。關於支柱間隔p與所需之充電電壓V之相關關係，預先藉由實驗或模擬等求出，且基於此製作出轉換表93。製作出之轉換表93存儲於控制部90之記憶部91(參照圖2)。如圖10所示，於轉換表93中登錄有支柱間隔p越窄，所需之充電電壓V越大之相關關係。
控制部90自轉換表93讀出與形成於基板W之圖案中之支柱間隔p對應之充電電壓V，以由該充電電壓V對電容器充電之方式控制電源60。如此，照射與形成於基板W之圖案中之支柱間隔p相應之適當之能量的閃光，可使乾燥時間短於上述倒塌時間，確實地抑制圖案倒塌。另，圖案中之支柱間隔p例如只要記述於處理配方即可。
又，於本實施形態中，設置有自閃光中截斷波長400 nm以下之光之光學濾光器70。自閃光燈FL出射之光透過光學濾光器70時，自閃光中除去波長400 nm以下之光。因此，對基板W之表面照射去除波長400 nm以下之紫外光後之閃光。波長400 nm以下之紫外光之化學性作用較為顯著，藉由自閃光中截斷此種波長400 nm以下之光，可抑制強度極強之閃光對圖案造成損傷。
以上，雖已對本發明之實施形態進行說明，但本發明只要不脫離其主旨，亦可進行除上述者以外之各種變更。例如，於上述實施形態中，雖對基板W供給IPA作為處理液，但並不限定於此，亦可供給其他種類之處理液。例如亦可自處理液噴嘴30對基板W供給純水作為處理液，其後照射閃光而使純水蒸發。但，因與純水相比，IPA之蒸發熱較低，表面張力亦較小，故如上述實施形態般使用IPA者可以較小能量之閃光使基板W乾燥，且圖案亦不易倒塌。
又，於上述實施形態中，對塗佈有IPA之基板W自閃光燈FL照射閃光而實現短於倒塌時間之乾燥時間，但亦可取代此，對基板W之表面照射雷射光。雷射光亦照射時間極短，且強度較強。因此，即使對塗佈有IPA之基板W照射雷射光，亦可使乾燥時間短於倒塌時間，可抑制圖案倒塌。
又，於上述實施形態中，於IPA之液面與支柱85之上端一致之時點照射閃光，但亦可於IPA之液面與支柱85之上端一致之前，對基板W之表面照射閃光。即，亦可於IPA之液面高於支柱85之上端之狀態下對基板W照射閃光。基於此觀點，上述實施形態之預備乾燥並非必須之步驟，可不進行預備乾燥而照射閃光。但，於該情形時，因殘留於基板W之表面之IPA之液量變多，使其完全蒸發所需之蒸發熱量大於上述實施形態，故為施加該蒸發熱量以上之熱能，必須進一步增大閃光之能量。因此，如上述實施形態般，於IPA之液面與支柱85之上端一致之時點照射閃光者最佳。
又，於上述實施形態中，於處理單元101進行基板W之洗淨處理，於處理單元1進行乾燥處理，但亦可於1個處理單元進行洗淨處理與乾燥處理之兩者。具體而言，例如亦可於處理單元1進而設置噴出洗淨液之洗淨液噴嘴，於處理單元1內連續進行基板W之洗淨處理與乾燥處理。
1:處理單元
10:處理腔室
20:旋轉保持部
22:旋轉卡盤
25:旋轉馬達
27:旋轉軸
30:處理液噴嘴
31:噴嘴臂
32:臂支持軸
33:噴嘴驅動部
40:杯
45:排液管
50:光照射部
52:反射器
60:電源單元
70:光學濾光器
81:基體部
85:支柱
90:控制部
91:記憶部
93:轉換表
100:單片式洗淨裝置
101:處理單元
102:傳載機器人
103:主搬送機器人
A1:旋轉軸
A2:旋轉軸
C:載體
d:直徑
FL:閃光燈
h:高度
LP:裝載端口
p:間隔
S1~S6:步驟
W:基板
圖1係用於說明搭載本發明之基板處理裝置之單片式洗淨裝置之內部之佈局的圖解性俯視圖。
圖2係顯示本發明之基板處理裝置之要部構成之側視圖。
圖3係顯示處理單元之處理順序之流程圖。
圖4係顯示形成於基板之圖案之圖。
圖5係顯示剛供給IPA後之基板之狀態之圖。
圖6係顯示IPA之液面與支柱之上端一致時之基板之狀態的圖。
圖7係顯示IPA之液面位準產生差異之狀態之圖。
圖8係顯示圖案倒塌之狀態之圖。
圖9係顯示乾燥速度與圖案倒塌率之相關性之圖。
圖10係顯示登錄有支柱間隔與所需之充電電壓之相關關係之轉換表之圖。
1:處理單元
10:處理腔室
20:旋轉保持部
22:旋轉卡盤
25:旋轉馬達
27:旋轉軸
30:處理液噴嘴
31:噴嘴臂
32:臂支持軸
33:噴嘴驅動部
40:杯
45:排液管
50:光照射部
52:反射器
60:電源單元
70:光學濾光器
90:控制部
91:記憶部
93:轉換表
A1:旋轉軸
A2:旋轉軸
FL:閃光燈
W:基板
Claims (14)
- 一種基板處理方法，其特徵在於：其係使形成有圖案之基板乾燥者，且具備： 供給步驟，其對上述基板之表面供給處理液；及 光照射步驟，其藉由對上述基板之表面照射光而將該表面加熱，而使上述處理液蒸發；且 於上述光照射步驟中，自毛細力開始作用於上述圖案起至將上述處理液自上述基板之表面去除為止所需之乾燥時間，較自毛細力開始作用於上述圖案起至上述圖案倒塌為止所需之倒塌時間短。
- 如請求項1之基板處理方法，其中 於上述光照射步驟中，自閃光燈對上述基板之表面照射閃光。
- 如請求項2之基板處理方法，其中 於上述光照射步驟中，根據上述圖案中相鄰之支柱之間之支柱間隔而調整照射之閃光之能量。
- 如請求項3之基板處理方法，其中 於上述光照射步驟中，上述支柱間隔越窄，照射之閃光之能量越大。
- 如請求項2之基板處理方法，其中 於上述光照射步驟中，照射波長400 nm以下之光經截斷之閃光。
- 如請求項1之基板處理方法，其中 於上述光照射步驟中，對上述基板之表面照射雷射光。
- 如請求項1之基板處理方法，其中 上述處理液係異丙醇。
- 一種基板處理裝置，其特徵在於：其係使形成有圖案之基板乾燥者，且具備： 基板保持部，其保持上述基板； 處理液供給部，其對上述基板之表面供給處理液；及 光照射部，其藉由對上述基板之表面照射光而將該表面加熱，使上述處理液蒸發；且 自毛細力開始作用於上述圖案起至將上述處理液自上述基板之表面去除為止所需之乾燥時間係較自毛細力開始作用於上述圖案起至上述圖案倒塌為止所需之倒塌時間短的短時間。
- 如請求項8之基板處理裝置，其中 上述光照射部具有對上述基板之表面照射閃光之閃光燈。
- 如請求項9之基板處理裝置，其中 根據上述圖案中相鄰之支柱之間之支柱間隔而調整自上述閃光燈照射之閃光之能量。
- 如請求項10之基板處理裝置，其中 上述支柱間隔越窄，自上述閃光燈照射之閃光之能量越大。
- 如請求項9之基板處理裝置，其進而具備： 濾光器，其設置於上述光照部與上述基板保持部之間，自上述閃光燈出射之閃光截斷波長400 nm以下之光。
- 如請求項8之基板處理裝置，其中 上述光照射部對上述基板之表面照射雷射光。
- 如請求項8之基板處理裝置，其中 上述處理液係異丙醇。
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