TWI430345B - 液體處理裝置、液體處理方法及記錄有用來實行此液體處理方法之程式的記錄媒體 - Google Patents

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TWI430345B TW100142558A TW100142558A TWI430345B TW I430345 B TWI430345 B TW I430345B TW 100142558 A TW100142558 A TW 100142558A TW 100142558 A TW100142558 A TW 100142558A TW I430345 B TWI430345 B TW I430345B
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Description

液體處理裝置、液體處理方法及記錄有用來實行此液體處理方法之程式的記錄媒體
本發明係關於一種利用處理液對基板進行處理的液體處理裝置、液體處理方法以及記錄了用來執行該液體處理方法之程式的記錄媒體。
在半導體裝置的製造程序或平板顯示器(FPD)的製造程序中，多採用對半導體晶圓或玻璃基板等的各種基板供給處理液以進行處理的程序。關於該等程序，例如：為了除去基板表面所附著之微粒或與大氣接觸所形成之自然氧化膜，而利用各種處理液進行的洗淨處理等。
關於對基板實施如上所述之洗淨處理等程序的液體處理裝置，可使用具備複數枚葉式液體處理單元以及搬運裝置者。搬運裝置可對該等液體處理單元執行基板的搬入或送出。
液體處理單元具備例如旋轉載置部、處理液供給噴嘴以及清洗液供給噴嘴(參照例如專利文獻1)。旋轉載置部設置成可在保持基板的狀態下旋轉。處理液供給噴嘴對基板供給處理液，清洗液供給噴嘴對基板供給清洗液。液體處理單元將半導體晶圓等基板保持於旋轉載置部，在使基板旋轉的狀態下，進行對例如基板表面供給處理液的處理。然後，在以處理液進行過處理之後，在使基板旋轉的狀態下，進行對基板表面供給清洗液的清洗處理。
[習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平9-38595號公報
然而，上述液體處理裝置的液體處理方法存在以下問題。
隨著例如半導體裝置的微細化，會在半導體晶圓等各種基板的表面上，形成相對於徑長的深度的比值亦即深寬比較高的開孔或深寬比較高的圖案。然後，在以處理液對形成了具備該等高深寬比之開孔或圖案的基板進行處理之後，進行以清洗液清洗基板的清洗處理。
然而，當開孔或圖案的深寬比很高時，在利用處理液進行過處理之後，即使對供給過處理液的基板供給清洗液，在開孔或圖案所殘留的處理液也不易被清洗液所置換。因此，在清洗處理之後，處理液仍可能會在開孔或圖案殘留。然後，為了防止處理液在開孔或圖案殘留，便不得不延長清洗處理的時間。
另外，上述問題，不限於利用處理液對表面形成具有較高深寬比之開孔或圖案的基板進行處理之後，再進行清洗處理的情況。即使深寬比不高時，也會有處理液容易殘留，清洗處理時間不得不延長的情況。因此，上述問題，係在利用處理液對表面形成開孔或圖案的各種基板進行處理之後，於進行清洗處理時所遇到的共通問題。
有鑑於上述問題，本發明提供一種在利用處理液進行過處理之後，於對基板進行清洗處理時，能夠促進處理液與清洗液的置換，以防止處理液在基板上殘留，並縮短處理時間的液體處理裝置以及液體處理方法。
為了解決上述問題，本發明採取以下所述各手段為特徴。
根據本發明一實施例，提供一種利用處理液對基板進行處理的液體處理裝置，包含：保持基板的基板保持部；對該基板保持部所保持之基板供給處理液的處理液供給部；對該基板供給清洗液的清洗液供給部；以及發出只有該基板會吸收的波長範圍的光，對該基板照射所發出之光的發光元件；在該基板中，於該基板表面形成開孔部或是圖案，該發光元件，使用該波長區域的光對該基板加熱，藉此，使該開孔部或是圖案內部的處理液加熱，結果，使加熱的處理液之擴散係數增加，以促進該加熱的處理液與該清洗液混合。
另外，根據本發明的另一實施例，提供一種利用處理液對基板進行處理的液體處理方法，包含：對基板保持部所保持之基板，利用處理液供給部供給處理液的處理液供給步驟；對供給過處理液的該基板，利用清洗液供給部供給清洗液的清洗液供給步驟；以及使供給過清洗液的該基板乾燥的乾燥步驟；至少在該清洗液供給步驟此一期間內，對該基板照射發光元件所發出之只有該基板會吸收的波長範圍的光，以將該基板加熱，藉此，使形成於該基板表面的開孔部或是圖案之內部的處理液加熱，結果，使加熱的處理液的擴散係數增加，以促進該加熱的處理液與該清洗液的混合。
根據本發明，在利用處理液進行過處理之後，於對基板進行清洗處理時，可促進處理液與清洗液的置換，防止處理液在基板上殘留，並縮短處理時間。
接著，針對本發明之實施態樣與圖式一起進行說明。在此，係表示將本發明應用於對半導體晶圓(以下簡稱為「晶圓」)的表面進行洗淨的液體處理裝置的情況。
(第1實施態樣)
首先，參照圖1，說明本發明之第1實施態樣的液體處理裝置的概略構造。
圖1係表示本實施態樣之液體處理裝置的概略構造的俯視圖。
該液體處理裝置10包含：可載置收納了複數晶圓W的晶圓匣盒C，且可將晶圓W搬入、送出的搬入送出站(基板搬入送出部)1；以及用來對晶圓W實施洗淨處理的處理站(液體處理部)2。搬入送出站(基板搬入送出部)1以及處理站(液體處理部)2係隣接設置。
搬入送出站1包含匣盒載置部11、搬運部12、傳遞部13以及框體14。匣盒載置部11可載置以水平狀態收納複數晶圓W的4個晶圓匣盒C。搬運部12可搬運晶圓W。傳遞部13可傳遞晶圓W。框體14收納搬運部12以及傳遞部13。
搬運部12具備搬運機構15。搬運機構15包含保持晶圓W的晶圓保持臂15a以及使晶圓保持臂15a前後移動的機構。另外搬運機構15包含使其沿著在晶圓匣盒C的排列方向亦即X方向上延伸的水平引導部17移動的機構、使其沿著設置在垂直方向上而圖中未顯示的垂直引導部移動的機構、使其在水平面上旋轉的機構。利用該搬運機構15，在晶圓匣盒C與傳遞部13之間搬運晶圓W。
傳遞部13包含傳遞棚台20，其具備複數可載置晶圓W的載 置部。傳遞部13透過該傳遞棚台20在其與處理站2之間傳遞晶圓W。
處理站2具備形成長方體狀的框體21。處理站2在框體21內具有在其中央上部構成沿著與晶圓匣盒C的排列方向亦即X方向正交的Y方向延伸之搬運路徑的搬運室21a以及設置在搬運室21a的兩側的2個單元室21b、21c。單元室21b、21c各自沿著搬運室21a水平排列各6個合計12個液體處理單元22。
在搬運室21a的內部設置搬運機構24。搬運機構24具備保持晶圓W的晶圓保持臂24a以及使晶圓保持臂24a前後移動的機構。另外，搬運機構24具備使其沿著設置於搬運室21a的水平引導部25在Y方向上移動的機構、使其沿著設置在垂直方向上的圖中未顯示的垂直引導部移動的機構、使其在水平面上旋轉的機構。利用該搬運機構24，對各液體處理單元22搬入或送出晶圓W。
接著，參照圖2以及圖3，說明本實施態樣之液體處理裝置所搭載的液體處理單元22。圖2係表示液體處理單元22的概略構造的剖面圖。圖3係液體處理單元22所具備之頂板的仰視圖。
液體處理單元22包含：旋轉板30、保持構件40、旋轉驅動部50、基板升降構件60、處理液供給機構70、清洗液供給機構80、有機溶劑供給機構90、乾燥氣體供給機構95、排氣/排液部(杯)100、頂板110、升降機構120以及控制部200。
旋轉板30具有底板31以及旋轉軸32。底板31係水平設置，且中央具有圓形開孔31a。旋轉軸32以從底板31向下方延伸的方式設置，具有在中心設置開孔32a的圓筒形狀。
保持構件40以與底板31一起旋轉的方式設置，且在晶圓W 的端部保持晶圓W。
另外，旋轉板30以及保持構件40相當於本發明的基板保持部。
旋轉驅動部50具備帶輪51、驅動帶52以及馬達53。帶輪51配置在旋轉軸32的下方側的周緣外側。驅動帶52捲繞在帶輪51上。馬達53與驅動帶52連結，對驅動帶52傳達旋轉驅動力，透過帶輪51使旋轉軸32旋轉。亦即，旋轉驅動部50藉由使旋轉軸32旋轉，進而使底板31以及保持構件40旋轉。另外，在旋轉軸32的周緣外側配置軸承33。
基板升降構件60，以可在底板31的開孔31a內以及旋轉軸32的開孔32a內升降的方式設置，且具備升降銷板61以及升降軸62。升降軸62從升降銷板61往下方延伸。升降銷板61在頂面61a的周緣設有複數支(例如3支)升降銷61b。升降軸62的下端連接氣缸機構62a，氣缸機構62a使基板升降構件60升降，進而使晶圓W升降，以在其與搬運機構24之間進行晶圓W的裝載以及卸載。
處理液供給機構70具備處理液供給噴嘴71、處理液供給管72以及處理液供給源73。處理液供給噴嘴71透過處理液供給管72與處理液供給源73連接。處理液供給噴嘴71將處理液供給源73經由處理液供給管72所供給之處理液供應給晶圓W。處理液供給噴嘴71被保持在噴嘴臂74上。噴嘴臂74受到驅動機構75驅動而移動。驅動機構75使噴嘴臂74移動，進而使處理液供給噴嘴71可在晶圓W的中央上方的供給位置與退避位置之間移動。處理液可使用例如DHF(稀氟酸)、SC1(氨與過氧化氫水溶液)等。
另外，處理液供給機構70相當於本發明的處理液供給部。
清洗液供給機構80具備清洗液供給噴嘴81、清洗液供給管82以及清洗液供給源83。清洗液供給噴嘴81透過清洗液供給管82與清洗液供給源83連接。清洗液供給噴嘴81將清洗液供給源83經由清洗液供給管82所供給之清洗液供應給晶圓W。清洗液供給噴嘴81被噴嘴臂84所保持。噴嘴臂84受到驅動機構85驅動而移動。驅動機構85使噴嘴臂84移動，進而使清洗液供給噴嘴81可在晶圓W的中央上方的供給位置與退避位置之間移動。清洗液可使用例如純水。
另外，清洗液供給機構80相當於本發明的清洗液供給部。
有機溶劑供給機構90具備有機溶劑供給噴嘴91、有機溶劑供給管92以及有機溶劑供給源93。有機溶劑供給噴嘴91透過有機溶劑供給管92與有機溶劑供給源93連接。有機溶劑供給噴嘴91將有機溶劑供給源93經由有機溶劑供給管92所供給之有機溶劑供應給晶圓W。圖中未顯示的驅動機構使圖中未顯示的噴嘴臂移動，進而使有機溶劑供給噴嘴91與處理液供給噴嘴71同樣可在晶圓W的中央上方的供給位置與退避位置之間移動。有機溶劑可使用例如IPA(異丙醇)、HFE(氫氟醚)等表面張力比清洗液小的各種有機溶劑。
另外，有機溶劑供給機構90相當於本發明的有機溶劑供給部。
乾燥氣體供給機構95具備乾燥氣體供給噴嘴96、乾燥氣體供給管97以及乾燥氣體供給源98。乾燥氣體供給噴嘴96透過乾燥氣體供給管97與乾燥氣體供給源98連接。乾燥氣體供給噴嘴96將乾燥氣體供給源98經由乾燥氣體供給管97所供給之乾燥氣體供應給晶圓W。圖中未顯示的驅動機構使圖中未顯示的噴嘴臂移 動，進而使乾燥氣體供給噴嘴96與處理液供給噴嘴71同樣可在晶圓W的中央上方的供給位置與退避位置之間移動。乾燥氣體可使用例如氮氣(N2 )等。
排氣/排液部(杯)100具有排液杯101、排液管102、排氣杯103以及排氣管104。另外，排氣/排液部(杯)100在頂面設置開口。排氣/排液部(杯)100係用來回收從旋轉板30與頂板110所圍繞之空間排出的氣體以及液體的構件。
排液杯101接收處理液、清洗液以及有機溶劑。排液管102與排液杯101的底部的最外側部分連接，將排液杯101所接收的處理液排出。排氣杯103以在排液杯101的外側或下側與排液杯101連通的方式設置。排氣管104與排氣杯103的底部的最外側部分連接，將排氣杯103內的氮氣等氣體排出。
頂板110，係可升降的，在下降狀態時會塞住設置在排氣/排液部(杯)100的頂面的開口。另外，當頂板110塞住設置在排氣/排液部(杯)100的頂面的開口時，會從上方覆蓋保持構件40所保持的晶圓W。
升降機構120具備臂部121、升降驅動部122。升降驅動部122設置在排氣/排液部(杯)100的外側，可上下移動。臂部121連接頂板110與升降驅動部122。亦即，升降機構120透過臂部121利用升降驅動部122使頂板110升降。
頂板110在中央設有貫通頂板110的開口部111。開口部111可讓處理液供給噴嘴71、清洗液供給噴嘴81、有機溶劑噴嘴91以及乾燥氣體供給噴嘴96從頂板110的上方分別對晶圓W，供給處理液、清洗液、有機溶劑以及乾燥氣體。
另外，處理液供給噴嘴71、清洗液供給噴嘴81、有機溶劑供給噴嘴91以及乾燥氣體供給噴嘴96，如前所述的，可設置成有別於頂板110的獨立構件，亦可與頂板110設置成一體。當與頂板110設置成一體時，便可在各噴嘴省略噴嘴臂以及驅動機構。
在頂板110的底面設置發光元件112。發光元件112發出只有晶圓W會吸收的波長範圍的光，以所發出之光照射晶圓W。如圖2以及圖3所示的，在頂板110的底面，發光元件112亦可以例如等間隔且幾乎沒有間隙的方式並排。
發光元件112宜使用例如LED(發光二極體)、半導體雷射等。LED(發光二極體)或半導體雷射所發出的光，由於在既定的波長範圍中具有波長峰值，故比較容易發出不會被處理液或清洗液吸收，而只會被晶圓W吸收的波長範圍的光。
另外，若使用LED作為發光元件112，便可縮短亮燈(ON)後晶圓W的溫度上升並到達穩定狀態的時間。另外，LED發光效率較佳。因此，若使用LED作為發光元件112，便可降低消耗電力。
當使用矽晶圓作為晶圓W時，發光元件112所發出的光，宜在400~1000nm的波長範圍(近紅外線範圍)具有波長峰值為佳，更宜在880nm的波長具有波長峰值。這是因為當波長峰值未達400nm時，矽的吸收率會減少。另外，當波長峰值超過1μm時，矽的吸收率不但會減少，同時例如石英等其他材料的吸收率會增加。
另外，在400~1000nm的波長範圍具有波長峰值的發光元件112用的LED材料可使用例如AlGaAs、GaN、GaInN、AlGaInP、ZnO等材料。
另外，亦可將設置於頂板110的發光元件112分割成例如同心圓狀的複數區域，並對每一個區域進行溫度控制。藉此，便可在晶圓W的徑長方向上產生溫度斜坡。例如，當周緣部比中心部有更多待清洗的處理液或殘渣等時，便能夠以提高晶圓W的周緣部的溫度等方式，來控制對晶圓W的面內進行清洗處理的處理量的分布。
控制部200，具備由微處理器(電腦)所構成的程序控制器201，液體處理裝置10的各構成部位與該程序控制器201連接而受到控制。另外，程序控制器201與使用者介面202連接，該使用者介面202由步驟管理者可輸入指令以管理液體處理裝置10的各構成部位的鍵盤或顯示出液體處理裝置10的各構成部位的運作狀況的顯示器等構件所構成。再者，程序控制器201與記憶部203連接，該記憶部203儲存了以程序控制器201控制液體處理裝置10實行各種處理的控制程式，根據處理條件而使液體處理裝置10的各構成部位實行既定處理的控制程式(亦即處方)。處方儲存於記憶部203之中的記憶媒體(記錄媒體)。記憶媒體可為硬碟或半導體記憶體。另外，亦可從其他裝置經由例如專用線路傳送處方。
然後，因應需要，根據使用者介面202的指示等從記憶部203叫出任意處方讓程序控制器201執行，在程序控制器201的控制下，控制包含LED在內的各個構件，使液體處理裝置10執行吾人所期望的處理。
接著，參照圖4到圖6，說明上述控制部200用液體處理單元22所執行的液體處理方法。以下，係例示出使用LED的情況，惟並非僅限於LED，亦可使用各種發光元件。
圖4係表示在本實施態樣之液體處理方法的各步驟中LED的 亮燈狀態的時序圖。在圖4中，LED亮燈狀態以ON表示，LED滅燈狀態以OFF表示。圖5以及圖6係以示意方式表示在本實施態樣之液體處理方法的各步驟中的晶圓表面狀態的剖面圖。
另外，在圖5以及圖6中，為了容易圖示，以白色框表示晶圓W的剖面。
首先，在步驟S11(搬入步驟)中，從搬入送出站1的匣盒載置部11所載置的晶圓匣盒C以搬運機構15取出1枚晶圓W載置於傳遞棚台20的載置部，並將該動作連續進行。傳遞棚台20的載置部所載置的晶圓W，被處理站2的搬運機構24依序搬運送入任一液體處理單元22。然後，在液體處理單元22中，晶圓W被傳遞到升降銷板61，下降，由保持構件40所保持。
然後，當在接下來的步驟S12(處理液供給步驟)使用溫度比常溫更高的處理液時，讓LED112亮燈，使LED112所發出的只有晶圓W會吸收的波長範圍的光照射保持構件40所保持的晶圓W[圖5(a)]。藉此，在對晶圓W供給處理液之前，預先將晶圓W加熱。可將晶圓W的加熱溫度設在例如80~200℃。
另外，可只在供給例如SC1或SPM等的溫度比常溫更高的處理液時將晶圓W預先加熱。利用LED112將晶圓W預先加熱，便可防止供給處理液時處理液的溫度下降。另外，利用LED112，便不會對晶圓W以外的其他構件造成影響，而能夠只對晶圓W加熱。
另外，當對基板供給硫酸與過氧化氫水混合的處理液以除去抗蝕劑膜，亦即進行所謂SPM洗淨時，藉由將晶圓W預先加熱，便可在短時間內完成洗淨，亦即完成抗蝕劑膜的剝離。另一方面，當未預先加熱時，由於晶圓W的溫度係從室溫開始上升，故無法 從SPM洗淨的初期開始就以高溫進行處理，若只進行短時間的處理，會發生洗淨進行得不夠充分的情況。
接著，在步驟S12(處理液供給步驟)中，一邊使保持構件40所保持的晶圓W旋轉，一邊對旋轉的晶圓W以處理液供給噴嘴71供給處理液T[圖5(b)]。
利用旋轉驅動部50使旋轉板30旋轉，藉此使保持構件40所保持的晶圓W旋轉。然後，對旋轉的晶圓W，利用處理液供給噴嘴71，供給例如DHF、SC1等的處理液T。另外，可將晶圓W的轉速設定為例如1000rpm。
例如在晶圓W上形成開孔部V時，對晶圓W供給處理液T，在開孔部V內填充處理液T。另外，以下係例示說明在晶圓W上形成開孔部V的情況，惟即使取代開孔部V，而在晶圓W上形成由抗蝕劑膜所構成的圖案時，也是一樣。
另外，在步驟S12(處理液供給步驟)中，亦可因應需要，接在步驟S11(搬入步驟)之後繼續使LED亮燈，以LED所發出的光照射晶圓W，將晶圓W加熱。圖4表示在步驟S12中接著步驟S11之後繼續使LED亮燈，經過一定時間之後再使LED滅燈的實施例。
另外，如前所述，亦可將設置於頂板110的LED112分割成例如同心圓狀的複數個區域，並對每一個區域進行溫度控制，於利用處理液進行處理的最初便進行控制，使周緣部的溫度比中心部的溫度更高。藉此，除了能夠防止處理液與晶圓W接觸時溫度降低之外，更可防止在處理液向周緣部流動的期間處理液的溫度降低。
另外，若持續利用LED對晶圓W加熱，晶圓W的溫度藉由例如熱傳導在中心部與周緣部的溫度趨向平均。當晶圓W的溫度在中心部與周緣部變平均時，亦可將LED112的區域控制停止。
接著，在步驟S13(清洗液供給步驟)中，對供給過處理液T的晶圓W，利用清洗液供給噴嘴81，供給例如純水等的清洗液R[圖5(c)]。然後，在供給清洗液R的狀態下，以LED112所發出的只有晶圓W會吸收的波長範圍的光照射晶圓W[圖5(d)]。藉此，便可不對處理液以及清洗液直接加熱，而只對晶圓W直接加熱。晶圓W加熱溫度可設定在例如80℃。藉此，如後所述，在清洗液供給步驟中，藉由LED所加熱的在開孔部V內的處理液與在晶圓表面上流動的清洗液的溫度差產生對流，使開孔部V內的處理液比較容易被清洗液置換[圖5(e)]。
另外，宜在對晶圓表面供給清洗液R經過一定時間而將晶圓W上的處理液排除到某個程度之前，都不以LED112照射光線[圖5(c)]，然後在晶圓表面的處理液T被排除到某個程度之後，才開始以LED112照射光線為佳[圖5(d)]。這是因為，在不除去清洗液而持續供給處理液的狀態下晶圓W的溫度會上升，處理液的處理會持續進行，而且，處理液在晶圓W面上的處理狀態會變得不平均。
另外，宜在清洗液供給步驟中，至少在以LED照射光線的期間，使晶圓W的轉速比在處理液供給步驟中的晶圓W的轉速更小。
另外，亦可在步驟S13(清洗液供給步驟)中，如前所述，將設置於頂板110的LED112分割成例如同心圓狀的複數個區域，並對每一個區域進行溫度控制。藉此，若能在晶圓W的徑長方向產生溫度坡度，沿著晶圓表面在徑長方向上也產生熱對流的話， 便可對晶圓W與清洗液的分界面賦予更大的流動力，使處理液與清洗液更容易互相置換。
接著，在步驟S14(乾燥步驟)中，對供給過清洗液的晶圓W，在使晶圓W旋轉的狀態下，利用有機溶劑供給噴嘴91，供給例如IPA、HFE等的有機溶劑OS[圖6(a)]。如前所述，有機溶劑OS的表面張力比清洗液的表面張力更小。然後，在供給有機溶劑OS時，以LED所發出的只有晶圓W會吸收的波長範圍的光照射晶圓W[圖6(b)]。藉此，便可不對有機溶劑直接加熱，而只對晶圓W直接加熱。然後，利用所供給的有機溶劑，將清洗液從晶圓W排除出去。
另外，由於在乾燥步驟中於一定時間內使LED112亮燈以對晶圓W加熱，藉此讓有機溶劑OS加溫，進而使其表面張力比在室溫下的數值更低，故可提高乾燥效率。另外，形成圖案以取代開孔部V時，藉由降低表面張力，可抑制圖案傾倒損壞。
晶圓W的轉速可設定為例如300rpm。晶圓W的加熱溫度可設定為例如50℃。
另外，亦可在清洗液供給步驟，於清洗液R供給中，停止照射LED的光，使晶圓W的溫度下降到例如室溫左右的溫度。之後，亦可在乾燥步驟中，從在晶圓W的溫度降低的狀態下開始供給有機溶劑OS之後，到晶圓表面的清洗液被有機溶劑OS除去到某種程度為止，都不用LED照射光線。
然後，對晶圓W供給有機溶劑OS，開孔部V內所填充的清洗液R被有機溶劑OS置換。
之後，在步驟S14(乾燥步驟)中，對供給過有機溶劑OS的 晶圓W，於LED112亮燈的狀態下，以乾燥氣體供給噴嘴96，供給例如N2 氣體等的乾燥氣體G[圖6(c)]。然後，在LED112亮燈的狀態下，除去有機溶劑OS。藉此，使晶圓W乾燥。晶圓W的加熱溫度可設定在例如50℃。
另外，在步驟S14(乾燥步驟)中，為了讓晶圓W的溫度回到常溫，而在途中將LED關掉[圖6(d)]。
此時，亦可讓晶圓W旋轉，使其因旋轉甩動而乾燥。晶圓W的轉速可設定在例如300rpm。
然後，當晶圓W變乾燥，開孔部V內也隨之變乾燥。
接著，在步驟S15(搬出步驟)中，旋轉驅動部50的馬達53停止，保持構件40所保持的晶圓W的旋轉也停止[圖6(e)]。然後，利用升降機構120，使頂板110就位於比晶圓W的傳遞位置更上方的位置。之後，氣缸機構62a使升降銷板61移動到上方位置，晶圓W上升到傳遞位置(上方位置)。然後，搬運機構24將晶圓W搬出液體處理單元22，並載置於傳遞台19的傳遞棚台20，然後由搬運機構15從傳遞棚台20送回晶圓匣盒C。
藉由以上一連串的步驟，完成一枚晶圓W的處理。
接著，參照圖7，針對在以處理液進行過處理之後，於對基板進行清洗處理時，防止處理液在基板上殘留，並縮短處理時間的作用效果，將本實施態樣與比較例對比作說明。以未照射發光元件所發出之光的情況作為比較例。
圖7係在清洗液供給步驟中晶圓表面的處理液以及清洗液的狀態的示意剖面圖。圖7(a)係表示本實施態樣，圖7(b)係表 示比較例。
液體擴散所需要的時間τ，如式(1)所示的，與擴散係數D成反比。
τ~2×L2 /D......式(1)
其中L：由開孔部的形狀所決定的既定常數
D：擴散係數
另外，溶質A對溶媒B的擴散係數DAB ，如式(2)所示之Wilke-Chang方程式所說明的，與絶對溫度T成正比。
DAB =7.4×10-8 ×(ΨB MB )0.5 ×T/(μ×VA 0.6 )......式(2)
其中，ΨB ：溶媒B的結合度
MB ：溶媒B的分子量
T：絶對溫度
μ：溶媒B的粘度
VA ：在標準沸點下溶質A的分子容量
如上述例子所示的，隨著溫度上升，液體的擴散係數D也上升，液體擴散所需要的時間τ就減少。
另外，如化學便覽基礎編II(平成5年9月30日丸善股份有限公司發行，日本化學會編)II-61頁所示的，在經驗上，80℃純水的擴散係數[6.517×10-9 (m2 /s)]，會比25℃純水的擴散係數[2.275×10-9 (m2 /s)]更大。
比較例之液體處理方法，如圖7(b)所示的，在清洗液供給步驟中，未對晶圓W照射發光元件所發出的光。因此，晶圓W未被加熱，開孔部V所殘留的處理液T以及在晶圓表面形成液膜的 清洗液R的溫度，相對較低。因此，開孔部V所殘留的處理液T與在晶圓表面上形成液膜的清洗液R互相擴散的擴散係數D相對較小，擴散所需要的時間τ相對較長。結果，開孔部V所殘留的處理液T，與晶圓表面的清洗液R不容易混合。
另一方面，在本實施態樣中，如圖7(a)所示的，於清洗液供給步驟，發光元件112所發出之光照射晶圓W，將晶圓W加熱。因此，開孔部V所殘留之處理液T的溫度相對較高。因此，開孔部V所殘留之處理液T擴散的擴散係數D相對較大，擴散所需要的時間τ相對較短。結果，開孔部V所殘留之處理液T較容易與晶圓表面的清洗液R混合。
舉例而言，將晶圓W加熱到80℃，比起未加熱的情況，可將擴散所需要的時間τ縮短成約1/3。
再者，在本實施態樣中，若對晶圓W加熱，開孔部V所殘留之處理液T的溫度會上升，故會造成其與清洗液R之間的溫度差，進而引起對流[圖7(a)]。藉由該處理液T的對流，開孔部V所殘留之處理液T與清洗液R的混合液便比較容易與晶圓表面的清洗液R置換。
另外，當使用LED作為發光元件時，便可在亮燈後迅速使晶圓W升溫。因此，能夠以精度良好的方式進行晶圓W的溫度控制，同時縮短亮燈時間。另外，發光效率也比較高。因此，可降低晶圓W加熱所需要的消耗電力。
另外，由於發光元件發出只有晶圓W會吸收的波長範圍的光，故可防止周邊構件的溫度上升。
以上，根據本實施態樣，至少在清洗液供給步驟，對基板照 射發光元件所發出的只有基板會吸收的波長範圍的光，將基板加熱。基板受到加熱，殘留處理液的溫度便上升，故處理液擴散的擴散係數變大，殘留處理液與清洗液比較容易混合。再者，藉由所加熱之處理液與在晶圓W表面上流動的清洗液之間的溫度差產生對流，使開孔部內或圖案內的處理液與清洗液的混合液更容易與清洗液置換。因此，在利用處理液進行過處理之後，於對基板進行清洗處理時，可防止處理液在基板上殘留，並縮短處理時間。
(第1實施態樣的第1變化實施例)
接著，參照圖8，說明本發明之第1實施態樣的第1變化實施例的液體處理方法。
本變化實施例之液體處理方法，在搬入步驟以及處理液供給步驟中不使LED亮燈，僅此點與第1實施態樣之液體處理方法相異。因此，實施本變化實施例之液體處理方法的液體處理裝置，可與第1實施態樣之液體處理裝置相同，故省略其說明。
圖8係表示在本變化實施例之液體處理方法的各步驟中LED亮燈狀態的時序圖。
本變化實施例，亦與第1實施態樣同樣，在進行過步驟S11(搬入步驟)之後，進行步驟S12(處理液供給步驟)~步驟S14(乾燥步驟)，並進行處理液的處理、清洗處理、乾燥處理。之後，與第1實施態樣同樣進行步驟S15(搬出步驟)。然而，本變化實施例在步驟S11(搬入步驟)以及步驟S12(處理液供給步驟)不使LED亮燈。
本變化實施例，亦至少在清洗液供給步驟，對基板照射發光元件所發出之只有基板會吸收的波長範圍的光，將基板加熱。基板受到加熱，殘留處理液的溫度上升，故處理液擴散的擴散係數變大，殘留處理液與清洗液更容易混合。再者，藉由受到加熱的 處理液與在晶圓W表面上流動的清洗液之間的溫度差產生對流，使開孔部內或圖案內的處理液與清洗液的混合液更容易與清洗液置換。因此，在處理液進行過處理之後，於對基板進行清洗處理時，可防止處理液在基板上殘留，並縮短處理時間。
(第1實施態樣的第2變化實施例)
接著，參照圖9以及圖10，說明本發明之第1實施態樣的第2變化實施例的液體處理方法。
本變化實施例之液體處理方法，在搬入步驟以及處理液供給步驟不使LED亮燈，而且，在乾燥步驟不供給有機溶劑，僅這二點與第1實施態樣之液體處理方法相異。因此，實施本變化實施例之液體處理方法的液體處理裝置，可與第1實施態樣的液體處理裝置相同，故省略其說明。然而，在本變化實施例中，液體處理裝置亦可不具備有機溶劑供給機構90。
圖9係表示在本變化實施例之液體處理方法的各步驟中LED的亮燈狀態的時序圖。圖10係以示意方式表示在本變化實施例之液體處理方法的各步驟中晶圓表面狀態的剖面圖。
另外，在圖10中，為了容易圖示，將晶圓W的剖面以白框表示。
本變化實施例，亦與第1實施態樣同樣，在進行過步驟S11(搬入步驟)之後，進行步驟S12(處理液供給步驟)~步驟S14(乾燥步驟)，並進行處理液的處理、清洗處理、乾燥處理。之後，與第1實施態樣同樣進行步驟S15(搬出步驟)。然而，本變化實施例在步驟S14(乾燥步驟)不供給有機溶劑，LED亦不亮燈。
在步驟S14(乾燥步驟)，對供給過清洗液R的晶圓W，於LED112滅燈狀態下，利用乾燥氣體供給噴嘴96，供給例如N2 氣 體等的乾燥氣體G[圖10(a)]。然後，在LED112滅燈狀態下，除去清洗液R，使其乾燥[圖10(b)]。
此時，宜讓晶圓W旋轉，使其因為甩動而乾燥。晶圓W的轉速可設定為例如1000rpm。
另外，乾燥氣體的供給宜在LED滅燈狀態下進行。藉此，便可防止在乾燥處理時因為清洗液的蒸發而在晶圓表面上留下水漬。
然後，隨著晶圓W變乾燥，開孔部V內部也變乾燥。
本變化實施例，亦至少在清洗液供給步驟，對基板照射發光元件所發出之只有基板會吸收的波長範圍的光，將基板加熱。基板受到加熱，殘留處理液的溫度會上升，故處理液擴散的擴散係數會變大，殘留處理液與清洗液更容易混合。再者，藉由受到加熱的處理液與在晶圓W表面上流動的清洗液之間的溫度差產生對流，使開孔部內或圖案內的處理液與清洗液的混合液更容易與清洗液置換。因此，在處理液進行過處理之後，於對基板進行清洗處理時，可防止處理液在基板上殘留，並縮短處理時間。
(第2實施態樣)
接著，參照圖11，說明本發明之第2實施態樣的液體處理裝置的概略構造。
本實施態樣之液體處理裝置，在液體處理單元中，發光元件設置在晶圓的下方，此點與第1實施態樣之液體處理裝置不同。另外，本實施態樣之液體處理裝置的液體處理單元以外的部分，與第1實施態樣之液體處理裝置構造相同，故省略其說明。
圖11係表示本實施態樣之液體處理單元22a的概略構造的剖 面圖。
液體處理單元22a包含：旋轉板30a、保持構件40、旋轉驅動部50、基板升降構件60、處理液供給機構70、清洗液供給機構80、有機溶劑供給機構90、乾燥氣體供給機構95、排氣/排液部(杯)100、頂板110a、升降機構120以及控制部200。旋轉板30a以及頂板110a以外的部分與第1實施態樣之液體處理單元22構造相同，故省略其說明。
旋轉板30a具備底板31b以及旋轉軸32。底板31b係水平設置，中央設有圓形開孔31a，旋轉軸32以從底板31b向下方延伸的方式設置，形成中心設有開孔32a的圓筒形狀，與第1實施態樣相同。
在底板31b的頂面設置發光元件34。發光元件34發出只有晶圓W會吸收的波長範圍的光，對晶圓W照射所發出之光。與在第1實施態樣中用圖2以及圖3表示者相同，在底板31b的頂面發光元件34亦可以例如等間隔且幾乎沒有間隙的方式並排。
另外，亦可在發光元件34的上方設置由例如石英所構成的蓋部34a。蓋部34a係用來保護發光元件34不受處理液影響的構件。
發光元件34，宜與第1實施態樣之發光元件112同樣，使用例如LED(發光二極體)、半導體雷射等。LED(發光二極體)或半導體雷射所發出之光，在既定的波長範圍具有波長峰值，故要發出不會被處理液或清洗液吸收而只會被晶圓W吸收的波長範圍的光比較容易。
另外，發光元件34若使用LED，可縮短亮燈(ON)後晶圓W溫度上升到穩定為止的時間。另外，LED發光效率良好。因此， 發光元件34若使用LED，可減少消耗電力。
然後，由於已在底板31b的頂面設置發光元件34，故不在頂板110a的底面設置發光元件也沒有關係。
本實施態樣之液體處理方法，不是從上方而是從下方對保持構件40所保持之晶圓W加熱，除了此點之外，其他與第1實施態樣的液體處理方法、第1實施態樣的第1變化實施例的液體處理方法以及第1實施態樣的第2變化實施例的液體處理方法均相同。
本實施態樣，亦至少在清洗液供給步驟，對基板照射發光元件所發出之只有基板會吸收的波長範圍的光，將基板加熱。基板受到加熱，殘留處理液的溫度會上升，故處理液擴散的擴散係數會變大，殘留處理液與清洗液更容易混合。再者，藉由受到加熱的處理液與在晶圓W表面上流動的清洗液之間的溫度差產生對流，使開孔部內或圖案內的處理液與清洗液的混合液更容易與清洗液置換。因此，在處理液進行過處理之後，於對基板進行清洗處理時，可防止處理液在基板上殘留，並縮短處理時間。
以上，係記載本發明之較佳實施態樣，惟本發明並非僅限於上述特定實施態樣而已，在專利請求範圍內所記載的本發明要旨範圍內，存在各種變化、變更實施例。
例如，關於處理液所進行的處理，亦可適用於在使抗蝕劑膜曝光後，利用例如鹼性的顯影液進行顯影的顯影處理。亦即，在顯影處理後的清洗處理，亦可適用本發明之液體處理方法。然後，對基板照射LED等發光元件所發出的光，將基板加熱，在顯影處理之後，於對基板進行清洗處理時，便可防止顯影液在基板上殘留，並縮短顯影處理的時間。
1‧‧‧搬入送出站(基板搬入送出部)
2‧‧‧處理站(液體處理部)
10‧‧‧液體處理裝置
11‧‧‧匣盒載置部
12‧‧‧搬運部
13‧‧‧傳遞部
14‧‧‧框體
15‧‧‧搬運機構
15a‧‧‧晶圓保持臂
17‧‧‧水平引導部
19‧‧‧傳遞台
20‧‧‧傳遞棚台
21‧‧‧框體
21a‧‧‧搬運室
21b、21c‧‧‧單元室
22‧‧‧液體處理單元
22a‧‧‧液體處理單元
24‧‧‧搬運機構
24a‧‧‧晶圓保持臂
25‧‧‧水平引導部
30‧‧‧旋轉板
30a‧‧‧旋轉板
31‧‧‧底板
31a‧‧‧圓形開孔
31b‧‧‧底板
32‧‧‧旋轉軸
32a‧‧‧開孔
33‧‧‧軸承
34‧‧‧發光元件
34a‧‧‧蓋部
40‧‧‧保持構件
50‧‧‧旋轉驅動部
51‧‧‧帶輪
52‧‧‧驅動帶
53‧‧‧馬達
60‧‧‧基板升降構件
61‧‧‧升降銷板
61a‧‧‧頂面
61b‧‧‧升降銷
62‧‧‧升降軸
62a‧‧‧氣缸機構
70‧‧‧處理液供給機構
71‧‧‧處理液供給噴嘴
72‧‧‧處理液供給管
73‧‧‧處理液供給源
74‧‧‧噴嘴臂
75‧‧‧驅動機構
80‧‧‧清洗液供給機構
81‧‧‧清洗液供給噴嘴
82‧‧‧清洗液供給管
83‧‧‧清洗液供給源
84‧‧‧噴嘴臂
85‧‧‧驅動機構
90‧‧‧有機溶劑供給機構
91‧‧‧有機溶劑供給噴嘴
92‧‧‧有機溶劑供給管
93‧‧‧有機溶劑供給源
95‧‧‧乾燥氣體供給機構
96‧‧‧乾燥氣體供給噴嘴
97‧‧‧乾燥氣體供給管
98‧‧‧乾燥氣體供給源
100‧‧‧排氣/排液部(杯)
101‧‧‧排液杯
102‧‧‧排液管
103‧‧‧排氣杯
104‧‧‧排氣管
110‧‧‧頂板
110a‧‧‧頂板
111‧‧‧開口部
112‧‧‧發光元件
120‧‧‧升降機構
121‧‧‧臂部
122‧‧‧升降驅動部
200‧‧‧控制部
201‧‧‧程序控制器
202‧‧‧使用者介面
203‧‧‧記憶部
C‧‧‧晶圓匣盒
X、Y‧‧‧軸
W‧‧‧晶圓
R‧‧‧清洗液
V‧‧‧開孔部
T‧‧‧處理液
G‧‧‧乾燥氣體
OS‧‧‧有機溶劑
圖1係表示第1實施態樣之液體處理裝置的概略構造的俯視圖。
圖2係表示液體處理單元的概略構造的剖面圖。
圖3係液體處理單元所具備之頂板的仰視圖。
圖4係表示在第1實施態樣之液體處理方法的各步驟中LED的亮燈狀態的時序圖。
圖5係在第1實施態樣之液體處理方法的各步驟中晶圓表面狀態的示意剖面圖(其1)。
圖6係在第1實施態樣之液體處理方法的各步驟中晶圓表面狀態的示意剖面圖(其2)。
圖7係在清洗液供給步驟中晶圓表面的處理液以及清洗液的狀態的示意剖面圖。
圖8係表示在第1實施態樣的第1變化實施例的液體處理方法的各步驟中LED的亮燈狀態的時序圖。
圖9係表示在第1實施態樣的第2變化實施例的液體處理方法的各步驟中LED的亮燈狀態的時序圖。
圖10係在第1實施態樣的第2變化實施例的液體處理方法的各步驟中晶圓表面狀態的示意剖面圖。
圖11係表示第2實施態樣之液體處理單元的概略構造的剖面圖。
22‧‧‧液體處理單元
30‧‧‧旋轉板
31‧‧‧底板
31a‧‧‧圓形開孔
32‧‧‧旋轉軸
32a‧‧‧開孔
33‧‧‧軸承
40‧‧‧保持構件
50‧‧‧旋轉驅動部
51‧‧‧帶輪
52‧‧‧驅動帶
53‧‧‧馬達
60‧‧‧基板升降構件
61‧‧‧升降銷板
61a‧‧‧頂面
61b‧‧‧升降銷
62‧‧‧升降軸
62a‧‧‧氣缸機構
70‧‧‧處理液供給機構
71‧‧‧處理液供給噴嘴
72‧‧‧處理液供給管
73‧‧‧處理液供給源
74‧‧‧噴嘴臂
75‧‧‧驅動機構
80‧‧‧清洗液供給機構
81‧‧‧清洗液供給噴嘴
82‧‧‧清洗液供給管
83‧‧‧清洗液供給源
84‧‧‧噴嘴臂
85‧‧‧驅動機構
90‧‧‧有機溶劑供給機構
91‧‧‧有機溶劑供給噴嘴
92‧‧‧有機溶劑供給管
93‧‧‧有機溶劑供給源
95‧‧‧乾燥氣體供給機構
96‧‧‧乾燥氣體供給噴嘴
97‧‧‧乾燥氣體供給管
98‧‧‧乾燥氣體供給源
100‧‧‧排氣/排液部(杯)
101‧‧‧排液杯
102‧‧‧排液管
103‧‧‧排氣杯
104‧‧‧排氣管
110‧‧‧頂板
111‧‧‧開口部
112‧‧‧發光元件
120‧‧‧升降機構
121‧‧‧臂部
122‧‧‧升降驅動部
200‧‧‧控制部
201‧‧‧程序控制器
202‧‧‧使用者介面
203‧‧‧記憶部
W‧‧‧晶圓

Claims (12)

  1. 一種液體處理裝置，其利用處理液對基板進行處理，包含：基板保持部，其保持基板；處理液供給部，其對該基板保持部所保持之基板供給處理液；清洗液供給部，其對該基板供給清洗液；以及發光元件，其發出只有該基板會吸收的波長範圍的光，並對該基板照射所發出之光；在該基板中，於該基板表面形成開孔部或是圖案，該發光元件，使用該波長範圍的光對該基板加熱，藉此，使該開孔部或是圖案內部的處理液加熱，結果，使加熱的處理液之擴散係數增加，以促進該加熱的處理液與該清洗液混合；該液體處理裝置更包含控制部，其控制該基板保持部、該處理液供給部、該清洗液供給部以及該發光元件；該控制部進行控制，以該處理液供給部對該基板供給處理液，以該清洗液供給部對供給過處理液的該基板供給清洗液，並使供給過清洗液的該基板乾燥，同時至少在供給清洗液的期間，對該基板照射該發光元件所發出之光。
  2. 如申請專利範圍第1項之液體處理裝置，其中，更包含旋轉驅動部，其使該基板保持部旋轉；該旋轉驅動部，藉由使該基板保持部旋轉以使保持於該基板保持部上的基板旋轉；該控制部，使用該旋轉驅動部，以使在對該基板供給該清洗液時該基板保持部旋轉的速度，小於對該基板供給處理液時該基板保持部旋轉的速度。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該控制部進行控制，在對該基板供給清洗液時，於供給清洗液經過一定時間之後，開始照射該發光元件所發出之光。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該基板為矽基板，該發光元件所發出之光係在400~1000nm的波長範圍具有波長峰值者。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中， 更包含對該基板供給有機溶劑的有機溶劑供給部；該控制部進行控制，控制該有機溶劑供給部，利用該有機溶劑供給部對供給過清洗液的該基板供給有機溶劑，藉由所供給之有機溶劑將清洗液除去，之後使該基板乾燥，同時在對該基板供給有機溶劑時，對該基板照射該發光元件所發出之光。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該控制部進行控制，在對該基板供給處理液之前，對該基板照射該發光元件所發出之光。
  7. 一種液體處理方法，其利用處理液對基板進行處理，包含：處理液供給步驟，其利用處理液供給部對基板保持部所保持之基板供給處理液；清洗液供給步驟，其利用清洗液供給部對供給過處理液的該基板供給清洗液；以及乾燥步驟，其使供給過清洗液的該基板乾燥；至少在該清洗液供給步驟的期間，對該基板照射發光元件所發出之只有該基板會吸收的波長範圍的光，以將該基板加熱，藉此，使形成於該基板表面的開孔部或是圖案之內部的處理液加熱，結果，使加熱的處理液的擴散係數增加，以促進該加熱的處理液與該清洗液的混合；其中，在該處理液供給步驟及該清洗液供給步驟中，在該處理液或是該清洗液的供給時，使用使該基板保持部旋轉的旋轉驅動部，以使該基板保持部旋轉，藉此，使保持於該基板保持部上的基板旋轉，並使在該清洗液供給步驟中以該基板保持部旋轉的速度，小於在該處理液供給步驟中以該旋轉驅動部旋轉的速度。
  8. 如申請專利範圍第7項之液體處理方法，其中，在該清洗液供給步驟，於對該基板供給清洗液經過一定時間之後，開始照射該發光元件所發出之光。
  9. 如申請專利範圍第7項之液體處理方法，其中，該基板為矽基板，該發光元件所發出之光係在400~1000nm的波長範圍具有波長峰值者。
  10. 如申請專利範圍第7項之液體處理方法，其中，該乾燥步驟，係在利用有機溶劑供給部對供給過清洗液的該基板供給有機溶劑，並藉由所供給之有機溶劑將清洗液除去之後，使該基板乾燥；在該乾燥步驟中，於對該基板供給有機溶劑時，對該基板照射該發光元件所發出之光。
  11. 如申請專利範圍第7項之液體處理方法，其中，在該處理液供給步驟之前，對該基板照射該發光元件所發出之光。
  12. 一種電腦可讀取的記錄媒體，其記錄有程式，該程式可使電腦執行如申請專利範圍第7至11項中任一項之液體處理方法。
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