TWI505351B - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係有關處理基板之基板處理方法及基板處理裝置。於成為處理對象之基板中包含例如半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、FED(Field Emission Display,場發射顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等。
於半導體裝置、液晶顯示裝置之製程中，藉由將氫氟酸(氟化氫之水溶液)供給至半導體晶圓、液晶顯示裝置用玻璃基板等基板，進行自基板除去不要膜之蝕刻步驟、自基板除去粒子之洗淨步驟。例如，於日本專利第4403202號公報中揭示將氫氟酸供給至基板，自基板除去不要膜之殘渣之基板處理方法。於氫氟酸被供給至前述基板之後，作為洗淨液之純水被供給至前述基板，沖洗前述氫氟酸。此後，藉由自前述基板除去液體，乾燥前述基板。
在自基板除去液體而乾燥前述基板時，有形成於前述基板表面之圖案崩壞的情形。特別是於高縱橫比的圖案中容易發生崩壞。圖案崩壞發生的原因在於，使圖案傾倒的力量因存在於圖案間之液體表面張力而發生。因此，若使用蒸汽而非液體，即可抑制或防止圖案崩壞。
然而，在使用氫氟酸之蒸汽處理基板情況下，會如後述， 發生新的殘渣。從而，為自前述基板除去前述殘渣，須供給純水至前述基板。然而，被供給前述純水之前述基板一乾燥，即有形成於基板表面之圖案會因前述純水之表面張力而崩壞的情形。
本發明之一實施形態提供可抑制或防止圖案崩壞及殘渣發生之基板處理方法及基板處理裝置。
本發明之一實施形態之基板處理方法係用來蝕刻不要物，自基板除去之方法，包含：除去步驟，係藉由將含氟化氫之HF蒸汽以及含水可溶解而沸點較水低之溶劑之溶劑蒸汽供給至前述基板，蝕刻除去前述不要物；以及蒸發步驟，係與前述除去步驟並行，蒸發前述基板上之前述溶劑。
前述HF蒸汽可為氫氟酸蒸汽，亦可為含氫氟酸蒸汽之氣體。例如，前述HF蒸汽可為含氫氟酸蒸汽及載氣之氣體。同樣地，前述溶劑蒸汽可為溶劑蒸汽，亦可為含溶劑蒸汽之氣體。
又，前述除去步驟可為分別將HF蒸汽及溶劑蒸汽供給至基板，於前述基板混合前述HF蒸汽與前述溶劑蒸汽之步驟，亦可為將混合狀態之HF蒸汽及溶劑蒸汽供給至基板之步驟。
又，前述蒸發步驟可為將前述基板上之溶劑加熱之加熱步驟，亦可為減少氣壓之減壓步驟。可為將前述基板上之溶劑 加熱，同時減少氣壓之加熱．減壓步驟
一將含氟化氫(HF)之HF蒸汽供給至二氧化矽(SiO2 )，即發生「SiO2 +HF→H2 SiF6 +2H2 O」之反應，產生六氟矽酸(H2 SiF6 )及水(H2 O)。根據本案發明人之研究，可知在供給HF蒸汽後，水一殘留於基板，即形成「H2 SiF6 ‧8H2 O」副產品，此副產品作為殘渣，殘留於前述基板。六氟矽酸若無水，即會分解成SiF4 及HF而昇華。從而，若與二氧化矽之蝕刻並行，除去水，即可抑制或防止殘渣發生。
根據本發明之前述實施形態之基板處理方法，藉由HF蒸汽及溶劑蒸汽於基板上液化，氟化氫之微細液滴及溶劑之微細液滴被供給至前述基板。前述基板上之不要膜、粒子等不要物藉由氟化氫之供給，蝕刻除去。又由於水可溶解於前述溶劑，因此，蝕刻所產生之水溶入前述溶劑。復由於前述溶劑之沸點較水的沸點低，因此，前述溶劑迅速蒸發，自前述基板除去。熔入前述溶劑之水與前述溶劑一起自前述基板除去。藉此，減低水殘留量。由於如此，於不要物被蝕刻期間，水接著自前述基板除去。因此，可減低水殘留量。藉此，可抑制或防止殘渣發生。復由於使用蒸汽除去不要物，因此，可抑制或防止形成於前述基板表面之圖案崩壞。
前述溶劑可包含水可溶解而沸點較水低之氟系溶劑及水可溶解而沸點較水低之醇之至少一者。
本發明之前述實施形態之基板處理方法較佳係更包含在 進行前述除去步驟之後，於停止前述HF蒸汽對基板之供給狀態下，將前述溶劑蒸汽供給至前述基板之溶劑蒸汽供給步驟。
於前述溶劑蒸汽供給步驟中供給至前述基板之前述溶劑蒸汽所含溶劑以及於前述除去步驟中供給至前述基板之前述溶劑蒸汽所含溶劑可為同種溶劑，亦可為不同種溶劑。
由於HF蒸汽中含氟化氫，因此，在前述除去步驟中有HF蒸汽一被供給至基板，前述基板上即產生氟(含氟離子)的情形。根據此方法，可藉由前述溶劑蒸汽之供給，自前述基板除去前述氟。藉此，可減低氟的殘留量。從而，可提高前述基板之清淨度。
前述除去步驟以包含變更供給至前述基板之前述HF蒸汽與前述溶劑蒸汽之比的比率變更步驟較佳。
藉由包含前述比率變更步驟，可根據不要物的除去量，增減前述溶劑蒸汽之比例。例如，一增加不要物的除去量，蝕刻所產生之水量即增加。從而，藉由增加前述溶劑蒸汽之比例，可自基板上確實除去蝕刻所產生之水。藉此，可抑制或防止殘渣發生。
本發明之前述實施形態之基板處理方法較佳係更包含在進行前述除去步驟之後，自暴露於前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽之前述基板除去前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽之蒸汽除去步驟。
藉由包含此步驟，於前述除去步驟中，將供給至前述基板，飄浮於前述基板附近之HF蒸汽及溶劑蒸汽除去。藉此，可抑制或防止前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽附著於前述基板，微細液滴發生於前述基板上。可進一步除去附著於前述基板之微細液滴。如此，前述基板透過前述除去步驟至前述蒸汽除去步驟，維持於乾燥狀態，亦即，液體不充滿於形成在前述基板上之圖案間的狀態。從而，可抑制或防止前述圖案因存在於前述圖案間之液體的表面張力而崩壞。
前述除去步驟較佳係將具有對應前述不要物種類之水分濃度的前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽供給至前述基板之步驟。
依不要物種類而定，在不存在水的環境下，有蝕刻率(每單位時間的除去量)低的情形。從而，藉由對含此種不要物之基板供給水分濃度高的HF蒸汽，可縮短處理時間。另一方面，依不要物種類而定，有蝕刻率高，蝕刻時每單位時間之水產生量多的情形。從而，藉由對含此種不要物之基板供給水分濃度低的HF蒸汽，可減少前述基板上之水分量，抑制或防止殘渣發生。
本發明之一實施形態之基板處理裝置包含：基板保持單元，係保持基板；蒸汽供給單元，係將含氟化氫之HF蒸汽以及含水可溶解而沸點較水低之溶劑之溶劑蒸汽供給至保持於前述基板保持單元之基板；蒸發單元，係蒸發保持於前 述基板保持單元之基板上之前述溶劑；以及控制單元。前述控制單元實行藉由控制前述蒸汽供給單元，將前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽供給至保持於前述基板保持單元之基板，蝕刻不要物，自前述基板除去之除去步驟，以及藉由控制前述蒸發單元，與該前述除去步驟並行，蒸發前述基板上之前述溶劑的蒸發步驟。根據此構成，可奏得與有關前述基板處理方法所述效果相同之效果。
前述蒸汽供給單元可將含水可溶解而沸點較水低之氟系溶劑及水可溶解而沸點較水低之醇之至少一者之前述溶劑蒸汽及前述HF蒸汽供給至保持於前述基板保持單元之前述基板。
本發明之前述實施形態之基板處理裝置較佳係又包含溶劑蒸汽供給單元，係將前述溶劑蒸汽供給至保持於前述基板保持單元之基板。前述控制單元又實行藉由控制前述蒸汽供給單元及前述溶劑蒸汽供給單元，在進行前述除去步驟之後，於停止前述HF蒸汽對前述基板之供給狀態下，將前述溶劑蒸汽供給至基板之溶劑蒸汽供給步驟。
藉前述溶劑蒸汽供給單元供給至基板之前述溶劑蒸汽所含溶劑以及於前述除去步驟中供給至前述基板之前述溶劑蒸汽所含溶劑可為同種溶劑，亦可為不同種溶劑。
由於HF蒸汽中含氟化氫，因此，在前述除去步驟中有HF蒸汽一被供給至基板，前述基板上即產生氟(含氟離子) 的情形。根據此裝置，可藉由前述溶劑蒸汽之供給，自前述基板除去前述氟。藉此，可減低氟的殘留量。從而，可提高前述基板之清淨度。
前述蒸汽供給單元以包含變更供給至前述基板之前述HF蒸汽與前述溶劑蒸汽之比的比率變更單元較佳。於此情況下，前述控制單元較佳係藉由控制前述比率變更單元，實行變更於前述除去步驟中供給至前述基板之前述HF蒸汽與前述溶劑蒸汽之比的比率變更步驟。藉由包含前述比率變更單元，可根據不要物的除去量，增減前述溶劑蒸汽之比例。例如，一增加不要物的除去量，蝕刻所產生之水量即增加。從而，藉由增加前述溶劑蒸汽之比例，可自前述基板上確實除去蝕刻所產生之水。藉此，可抑制或防止殘渣發生。
本發明之前述實施形態之基板處理裝置以更包含除去蒸汽之蒸汽除去單元較佳。前述控制單元較佳地又實行藉由控制前述蒸汽除去單元，在進行前述除去步驟之後，自暴露於前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽之前述基板除去前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽之蒸汽除去步驟。
藉由包含前述蒸汽除去單元，於前述除去步驟中，將供給至前述基板，飄浮於基板附近之HF蒸汽及溶劑蒸汽除去。藉此，可抑制或防止前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽附著於基板，微細液滴發生於基板上。又可除去附著於前述基板之微細液滴。
前述蒸汽供給單元較佳係包含：第1蒸汽供給單元，係將含氟化氫之第1 HF蒸汽及前述溶劑蒸汽供給至保持於前述基板保持單元之前述基板；以及第2蒸汽供給單元，係將含氟化氫及水而水分濃度較前述第1 HF蒸汽高之第2 HF蒸汽及前述溶劑蒸汽供給至保持於前述基板保持單元之基板。前述控制單元係因應前述不要物種類，而控制前述第1蒸汽供給單元及第2蒸汽供給單元，藉以於前述除去步驟中，將前述第1 HF蒸汽或前述第2 HF蒸汽及前述溶劑蒸汽供給至前述基板。依不要物種類而定，在不存在水之環境下，有蝕刻率(每單位時間的除去量)低的情形。從而，藉由對含此種不要物之基板供給水分濃度高的HF蒸汽，可縮短處理時間。另一方面，依不要物種類而定，有蝕刻率高，蝕刻時每單位時間之水產生量多的情形。從而，藉由對含此種不要物之基板供給水分濃度低的HF蒸汽，可減少前述基板上之水分量，抑制或防止殘渣發生。
本發明之上述或其他目的、特徵及效果由參照附圖如次闡述之實施形態之說明將可瞭然。
圖1係圖解顯示本發明之一實施形態之基板處理裝置1之佈局之俯視圖。
基板處理裝置1係藉藥液、清除液等處理液一片片處理半導體晶圓等圓板狀基板W之逐片式基板處理裝置。前述基 板處理裝置1具備分度器塊組2、與前述分度器塊組2結合之處理塊組3以及控制於前述基板處理裝置1中所具備裝置之動作、閥之啟閉之控制裝置4(控制單元)。
前述分度器(indexer)塊組2具備載具保持部5、分度器機器人IR及IR移動機構6。收容基板W之複數個載具C在沿水平載具排列方向U排列狀態下，保持於前述載具保持部5。前述IR移動機構6沿載具排列方向U移動前述分度器機器人IR。前述分度器機器人IR進行將基板W搬入保持於前述載具保持部5之前述複數個載具C之每一者的搬入動作及自前述複數個載具C之每一者搬出前述基板W之搬出動作。前述基板W藉前述分度器機器人IR搬送。
另一方面，前述處理塊組3具備處理前述基板W之複數個(例如4個以上)處理單元7及中央機器人CR。例如在俯視圖中，前述複數個處理單元7配置成圍繞前述中央機器人CR。前述中央機器人CR進行將前述基板W搬入前述處理單元7的搬入動作及自前述處理單元7搬出前述基板W之搬出動作。前述中央機器人CR更在前述複數個處理單元7間搬送前述基板W。前述中央機器人CR自前述分度器機器人IR接收前述基板W，將前述基板W交給前述分度器機器人IR。前述分度器機器人IR及前述中央機器人CR藉前述控制裝置4控制。
前述複數個處理單元7包含：濕蝕單元7a，係將屬於蝕 刻劑之一例子之蝕刻液供給至前述基板W，蝕刻前述基板W；以及蒸汽蝕刻單元7b，係將屬於蝕刻劑之一例子之蝕刻蒸汽供給至基板W，蝕刻基板W。前述濕蝕單元7a包含：旋轉夾頭8，係保持基板W水平，繞通過前述基板W之中心之垂直軸線，旋轉前述基板W；蝕刻噴嘴9，係將蝕刻液供給至保持於前述旋轉夾頭8之基板W；以及清洗液噴嘴10，係將清洗液供給至保持於前述旋轉夾頭8之前述基板W。又，前述蒸汽蝕刻單元7b包含無水系蒸汽蝕刻單元7b1(蒸汽供給單元、第1蒸汽供給單元)以及有水系蒸汽蝕刻單元7b2(蒸汽供給單元、第2蒸汽供給單元)。無水系之前述蒸汽蝕刻單元7b1之構成及有水系之前述蒸汽蝕刻單元7b2之構成共通。以下就前述蒸汽蝕刻單元7b1、7b2之構成加以說明。
圖2係圖解顯示前述蒸汽蝕刻單元7b1、7b2之概略構成之縱剖視圖。
前述蒸汽蝕刻單元7b1、7b2具備：HF蒸汽發生容器11(蒸汽供給單元)，係在密閉狀態下貯存氫氟酸；以及外殼12，係收容HF蒸汽發生容器11。於前述HF蒸汽發生容器11下方設置衝壓板13，其形成有在下方吐出氣體之多數貫通孔。更於前述衝壓板13下方配置熱板14(基板保持單元、蒸發單元)，其在前述基板W對向前述衝壓板13狀態下，保持前述基板W水平。保持於前述熱板14之前述基板W 藉前述熱板14加熱。前述熱板14固定於旋轉軸15之上端。包含馬達等之旋轉驅動機構16一旋轉前述旋轉軸15，前述熱板14即與前述旋轉軸15一起繞垂直軸線旋轉。藉此，保持於前述熱板14之前述基板W繞通過前述基板W之中心之垂直軸線旋轉。
前述蒸汽蝕刻單元7b更具備設在前述熱板14周圍之筒狀蛇腹管17。前述熱板14配置於前述蛇腹管17之內側。前述蛇腹管17可相對於外殼12之底面12a上下伸縮。未圖示之驅動機構在前述蛇腹管17之上端緣抵接前述衝壓板13，於前述熱板14周圍之空間密閉之密閉位置(實線所示位置)與前述蛇腹管17之上端緣退避至較前述熱板14之上面14a更下方之位置(虛線所示位置)之間，伸縮前述蛇腹管17。前述蛇腹管17內之氣體藉排氣裝置(蒸汽除取單元)，經由連接於前述外殼12之前述底面12a之排氣配管18排出。
又，在前述外殼12之側壁形成位於前述熱板14側面之開口20。前述開口20藉擋門啟閉。當前述基板W被搬入前述蒸汽蝕刻單元7b時，前述蛇腹管17預先配置於退避位置(虛線所示位置)，且開口20開啟。然後，於此狀態下，前述基板W藉前述中央機器人CR載置於前述熱板14上。此後，前述開口20藉前述擋門21關閉。另一方面，當前述基板W被自前述蒸汽蝕刻單元7b搬出時，前述蛇腹管17配置於退避位置，且前述開口20開啟。然後，於此狀態下， 保持於前述熱板14之前述基板W藉前述中央機器人CR搬出。此後，前述開口20藉前述擋門21關閉。
前述HF蒸汽發生容器11具有形成於前述HF蒸汽發生容器11內之蒸汽發生空間22。在無水系之前述蒸汽蝕刻單元7b1中，水分濃度較有水系之前述蒸汽蝕刻單元7b2低之氫氟酸貯存在前述HF蒸汽發生容器11內。具體而言，在無水系之前述蒸汽蝕刻單元7b1中，例如氟氫濃度99.9%以上之無水氫氟酸貯存在前述HF蒸汽發生容器11內。又，於有水系之前述蒸汽蝕刻單元7b2中，例如調整成假共氟組成所構成之濃度(例如在1氣壓、室溫下，約39.6%)之氫氟酸貯存在前述HF蒸汽發生容器11內。於無水系之蒸汽蝕刻單元7b1產生之HF蒸汽係含氟化氫之第1 HF蒸汽，在有水系之前述蒸汽蝕刻單元7b2產生之HF蒸汽係水分濃度較第1 HF蒸汽高之第2 HF蒸汽。
第1配管23連接至前述HF蒸汽發生容器11，該第1配管23將屬於一載氣例之氮氣供給至蒸汽發生空間22。來自第1N2 供給源24之氮氣經由第1流量控制器25(MFC、比率變更單元)、第1閥26及第1配管23供給至蒸汽發生空間22。又，前述HF蒸汽發生容器11具有形成於前述HF蒸汽發生容器11之流路27。前述蒸汽發生空間22經由連通閥28連接至前述流路27。來自第2N2 供給源29(蒸汽除去單元)之氮氣經由第2流量控制器30、第2閥31及第2 配管32供給至前述流路27。在前述第1閥26及前述連通閥28開啟狀態下，飄浮於前述蒸汽發生空間22之HF蒸汽藉由氮氣之流動，經由前述連通閥28，供給至前述流路27。從而，在前述第1閥26、前述第2閥31及前述連通閥28開啟狀態下，供給至前述流路27之HF蒸汽藉自前述第2配管32供給至前述流路27之氮氣流被導至前述衝壓板13。藉此，HF蒸汽被吹至保持於前述熱板14之前述基板W。
又，第3配管33(蒸汽供給單元、溶劑蒸汽供給單元)連接至前述HF蒸汽發生容器11，該第3配管33將含溶劑之溶劑蒸汽供給至前述流路27。前述第3配管33在前述第2閥31及前述第2流量控制器30之更下游側連接至前述第2配管32。因此，前述第3配管33經由前述第2配管32連接至前述流路27。來自溶劑蒸汽供給源34之溶劑蒸汽經由第3流量控制器(比率變更單元)、第3閥36及前述第3配管33連接至前述第2配管32。然後，供給至前述第2配管32之溶劑蒸汽自前述第2配管32流至前述流路27，被導至前述衝壓板13。藉此，溶劑蒸汽被吹至保持於前述熱板14之前述基板W。
溶劑蒸汽中所含溶劑係水可溶解，且沸點較水低的溶劑。溶劑蒸汽中所含溶劑以不燃性較佳。就溶劑蒸汽中所含溶劑而言，列舉之例如有含水可溶解而沸點較水低的氟系溶劑以及水可溶解而沸點較水低的醇之至少一者之溶劑。氟系溶劑 例如可為HFE(氫氟醚)，醇可含甲醇、乙醇及IPA(丙醇)中至少一者。就溶劑蒸汽中所含溶劑之具體例而言，列舉之有HFE與IPA之混合物(HFE 95%，IPA 5%)。
圖3及圖4係用來說明藉前述基板處理裝置1進行之基板W處理例之流程圖。圖5A、圖5B、圖6及圖7係用來說明處理中之基板W狀態之示意圖。以下就將氟化氫供給至平常藉熱板14加熱之前述基板W，自基板W除去犧牲膜、粒子等含SiO2 之不要物時之處理例加以說明。首先，對圖3所示第1處理例加以說明。以下，參照圖2及圖3。
[第1處理例]
在藉中央機器人CR載置基板W於熱板14上之後，蛇腹管17內之氣氛被置換成氮氣(S1)。具體而言，控制裝置4係在前述蛇腹管17配置於密閉位置(實線所示位置)，排氣裝置19被驅動狀態下，開啟第2閥31。藉此，氮氣被自第2配管32供給至流路27，此氮氣被自衝壓板13供給至前述蛇腹管17內。前述蛇腹管17內之氣氛藉前述排氣裝置19之吸引力排出至排氣配管18，同時藉供給至前述蛇腹管17內之氮氣被推出至前述排氣配管18。藉此，前述蛇腹管17內之氣氛被置換成氮氣。前述控制裝置4在前述蛇腹管17內之氣氛被置換成氮氣之後，關閉前述第2閥31。
其次，HF蒸汽及溶劑蒸汽被供給至前述基板W(S2)。具體而言，前述控制裝置4在前述基板W本身及前述基板W 周圍之溫度藉前述熱板14維持於溶劑之沸點以上之溫度(例如40~150℃範圍內之一定溫度)狀態下，藉旋轉驅動機構16旋轉保持於前述熱板14之前述基板W。此後，前述控制裝置4開啟第1閥26、第3閥36及連通閥28。藉此，HF蒸汽及溶劑蒸汽被供給至前述流路27。被供給至前述流路27之前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽於前述流路27混合，在混合狀態下，通過前述衝壓板13之貫通孔。藉此，前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽被吹至藉前述熱板14保持於一定溫度之旋轉狀態之前述基板W。
被吹至前述基板W之前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽於前述基板W上液化。藉此，氟化氫之微細液滴及溶劑之微細液滴被供給至基板W。犧牲膜、粒子等不要物藉由氟化氫之供給，蝕刻除去。又由於水可溶解於溶劑，因此，蝕刻所產生之水溶入此溶劑中。更由於與前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽對前述基板W之供給並行，前述基板W及氣氛藉前述熱板14加熱，因此，沸點較水低之溶劑迅速蒸發，自前述基板W除去。溶入溶劑之水與溶劑一起自前述基板W除去。如此，在前述基板W之不要物被蝕刻期間，蝕刻所產生之水繼續除去。藉此，減低水的殘留量。從而，抑制或防止殘渣的發生。
其次，溶劑蒸汽被供給至前述基板W(S3)。具體而言，前述控制裝置4在保持前述第3閥36開啟下，關閉前述第 1閥26及前述連通閥28。藉此，停止前述HF蒸汽對前述流路27之供給。因此，僅前述溶劑蒸汽被供給至前述流路27。因此，僅前述溶劑蒸汽通過前述衝壓板13之貫通孔，被供給至保持於前述熱板14之前述基板W。藉此，前述HF蒸汽之供給所產生之氟(含氟離子)自前述基板W上除去。因此，前述基板W上之氟殘留量減低。前述控制裝置4在溶劑蒸汽對前述基板W之供給進行達既定時間後，關閉前述第3閥36。
其次，前述蛇腹管17內之氣氛再度被置換成氮氣(S4)。具體而言，前述控制裝置4開啟前述第2閥31。藉此，氮氣被供給至前述蛇腹管17內。前述蛇腹管17內之氣氛，亦即，飄浮於前述蛇腹管17內之HF蒸汽及溶劑蒸汽、前述基板W之蝕刻所產生之氣體藉由前述排氣裝置19之吸引力排出至排氣配管18，同時藉供給至前述蛇腹管17內之氮氣被推出至前述排氣配管18。藉此，前述蛇腹管17內之氣氛被置換成氮氣。從而，殘留於前述蛇腹管17內之HF蒸汽及溶劑蒸汽附著於前述基板W，可抑制或防止液滴發生於前述基板W上。更且，即使液滴附著於前述基板W，仍可藉由氮氣之供給蒸發液滴，自前述基板W除去。前述控制裝置4在前述蛇腹管17內之氣氛被置換成氮氣之後，關閉前述第2閥31。此後，乾燥狀態之前述基板W藉前述中央機器人CR自前述熱板14搬出。
如此，HF蒸汽被供給至前述基板W，不要物從前述基板W除去。前述控制裝置4可藉無水系之蒸汽蝕刻單元7b1及有水系之蒸汽蝕刻單元7b2之任一者進行前述處理。例如，前述控制裝置4亦可按照犧牲膜的種類，分別使用無水系之前述蒸汽蝕刻單元7b1及有水系之前述蒸汽蝕刻單元7b2。亦即，雖然藉無水系之前述蒸汽蝕刻單元7b1及有水系之前述蒸汽蝕刻單元7b2之任一者處理前述基板W，卻亦可按照犧牲膜的種類，以處方(對基板W之處理內容)設定。於此情況下，前述控制裝置4可根據其處方，分別使用無水系之前述蒸汽蝕刻單元7b1及有水系之前述蒸汽蝕刻單元7b2。
在犧牲膜為氧化膜(SiO2 構成之膜)時，即使供給HF蒸汽至基板W，在不存在水之環境下，蝕刻率(每單位時間之除去量)仍低。從而，於此情況下，前述控制裝置4可藉有水系之前述蒸汽蝕刻單元7b2，將水分濃度高之HF蒸汽供給至前述基板W。另一方面，BSG膜(含硼之SiO2 膜)之蝕刻率較氧化膜高。從而，蝕刻時每單位時間之水產生量多。因此，有水會殘留的情形。因而，於此情況下，前述控制裝置4可藉無水系之前述蒸汽蝕刻單元7b1，將水分濃度低之HF蒸汽供給至前述基板W。由於藉此減少對前述基板W之水供給量，因此，減少前述基板W上之水分量，可抑制或防止殘渣的發生。
又，前述控制裝置4可藉由控制第1流量控制器25及第3流量控制器35，按照犧牲膜之除去量，於HF蒸汽&溶劑蒸汽供給步驟(圖3之S2)中，變更供給至基板W之HF蒸汽與溶劑蒸汽之比。亦即，犧牲膜之除去量一增加，蝕刻所產生之水量即增加。從而，前述控制裝置4可增加溶劑蒸汽之比例，自基板W上確實除去蝕刻所產生之水。如此，藉由變更供給至基板W之HF蒸汽與溶劑蒸汽之比，可不管犧牲膜之除去量，抑制或防止殘渣的發生。
又，前述控制裝置4可將HF蒸汽供給至前述基板W，洗淨孔內。亦即，如圖5A之比較例所示，由於一藉由將氫氟酸供給至基板W之濕蝕洗淨前述孔內，氫氟酸即無法充份遍及至前述孔之底部，因此，有粒子殘留於前述孔之底部的情形。更有前述孔內周面之上部被蝕刻，前述孔之直徑會於上部及底部不同的情形。另一方面，如圖5B之實施例所示，若使用HF蒸汽，即可對前述孔均一供給HF蒸汽。從而，即使在前述孔深情況下，仍可抑制或防止誤差發生於前述孔之直徑，同時可確實除去前述孔內之粒子。
[第2處理例]
其次，就圖4所示第2處理例加以說明。以下參照圖1及圖4。
於第2處理例中，控制裝置4藉中央機器人CR將基板W搬入濕蝕單元7a。此後，將氫氟酸供給至基板W(S5)。具 體而言，前述控制裝置4自蝕刻噴嘴9將氫氟酸供給至保持於旋轉夾頭8之基板W，蝕刻前述基板W。接著，前述控制裝置4自清洗液噴嘴10將清洗液供給至保持於前述旋轉夾頭8之前述基板W，沖洗前述基板W上之氫氟酸(S6)。然後，前述控制裝置4藉前述旋轉夾頭8高速旋轉前述基板W，使前述基板W乾燥(S7)。前述控制裝置4在前述基板W乾燥後，藉前述中央機器人CR自前述濕蝕單元7a搬出前述基板W，將此前述基板W搬入蒸汽蝕刻單元7b。
其次，前述控制裝置4於前述蒸汽蝕刻單元7b實行與第1處理例相同的動作。具體而言，在藉前述中央機器人CR載置基板W於熱板14上之後，如同第1處理例，將蛇腹管17內之氣氛置換成氮氣(S1)。此後，如同第1處理例，HF蒸汽及溶劑蒸汽被供給至基板W(S2)。藉此，蝕刻前述基板W。此後，如同第1處理例，溶劑蒸汽被供給至前述基板W(S3)。接著，如同第1處理例，再度將蛇腹管17內之氣氛置換成氮氣(S4)。然後，藉前述中央機器人CR自前述熱板14搬出乾燥狀態之前述基板W。
如此，依序供給氫氟酸及HF蒸汽至前述基板W。亦即，一利用前述氫氟酸濕蝕，即依序進行利用前述HF蒸汽之蒸汽蝕刻。例如，在僅藉由濕蝕自形成高縱橫比(例如縱橫比10以上)之圖案之前述基板W完全除去犧牲膜之後，一使前述基板W乾燥，即有圖案崩壞的情形發生。又，由於在 僅藉由蒸汽蝕刻自此種前述基板W完全除去犧牲膜情況下，犧牲膜之除去量多，因此，水的發生量多。從而，有水會殘留於前述基板W上之情形。因此，有因水的存在而新發生之殘渣殘留於基板W之情形。
然而，在高縱橫比之圖案形成於前述基板W情況下，於前述第2處理例中，如圖6所示，在犧牲膜之一部分(上層部)被除去之後，進行前述基板W之乾燥(濕蝕~旋轉乾燥)。亦即，相較於在全部犧牲膜除去狀態下前述基板W被乾燥之情形，於圖案中露出之部分之高度低狀態下，進行基板W之乾燥。藉此，抑制或防止圖案崩壞。然後，如圖6所示，藉由HF蒸汽被供給至前述基板W，除去犧牲膜之殘留部分(下層部)(蒸汽蝕刻)。藉此，抑制或防止圖案崩壞。更由於藉由蒸汽蝕刻除去之犧牲膜量減少，因此，可抑制或防止水之殘留。藉此，可抑制或防止殘渣之發生。
如圖7所示，有高縱橫比之圖案形成於前述基板W，且形成種類不同之複數犧牲膜之情形。更具體而言，有上側犧牲膜例如係氧化膜(SiO2 構成之膜)，下側犧牲膜例如係BSG膜之情形。於此種情況下，有一僅藉由濕蝕除去全部犧牲膜，即發生前述圖案崩壞之虞。又，利用蒸汽蝕刻之氧化膜之蝕刻率較利用濕蝕之氧化膜之蝕刻率更低。因此，僅藉由蒸汽蝕刻除去全部犧牲膜會伴隨處理時間的大幅增加。
然而，於在此所示第2處理例中，由於如圖7所示，藉由 濕蝕除去上側犧牲膜(氧化膜)，因此，可縮短氧化膜除去所需時間。更由於在圖案中露出之部分的高度低狀態下，進行前述基板W之乾燥。因此，可抑制或防止前述圖案之崩壞。然後，如圖7所示，由於藉由將HF蒸汽供給至基板W，除去下側犧牲膜(BSG膜)，因此，可抑制或防止前述圖案之崩壞。藉此，可縮短處理時間，並可抑制或防止圖案之崩壞及殘渣的殘留。
如以上，於本實施形態中，藉由將HF蒸汽及溶劑蒸汽供給至前述基板W，同時，與前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽之供給並行，蒸發前述基板W上之溶劑，可除去蝕刻所產生之水。藉此，可抑制或防止殘渣的發生。從而，可邊抑制或防止圖案之崩壞，邊抑制或防止殘渣的發生。
本發明之實施形態之說明固然如以上，惟本發明不限於前述實施形態之內容，可於申請項所載範圍內作種種變更。
例如，於前述第1處理例及第2處理例中曾對HF蒸汽及溶劑蒸汽同時被供給至基板的情形加以說明。然而，控制裝置4亦可在將HF蒸汽及溶劑蒸汽供給至基板之前，僅將前述HF蒸汽及前述溶劑蒸汽中之一預先供給至基板。例如，可將前述溶劑蒸汽預先供給至前述基板。
又，於前述第1處理例及第2處理例中曾對HF蒸汽及溶劑蒸汽被供給至基板後，溶劑蒸汽被供給至基板的情形加以說明。然而，控制裝置4亦可在將前述HF蒸汽及前述溶劑 蒸汽供給至前述基板之後，不將前述溶劑蒸汽供給至前述基板，而將前述基板周圍之氣氛置換成氮氣。
又，於前述第1處理例及第2處理例中，控制裝置4可藉由以熱板14控制基板之溫度，調整於基板液化之HF蒸汽及溶劑蒸汽的量。例如，在不要物之除去量多情況下，可降低基板之溫度，增加供給至基板之氟化氫之液滴量。
又，於前述實施形態中雖對基板處理裝置1係處理圓板狀基板之裝置的情形加以說明，前述基板處理裝置1卻可為處理液晶顯示裝置用基板等多角形基板之裝置。又，前述基板處理裝置1不限於逐片式基板處理裝置，亦可為整批處理複數片基板之批次式基板處理裝置。
此外，可在申請專利範圍所載事項之範圍內作種種設計變更。
雖然就本發明之實施形態詳細說明，惟這些不過是為了使本發明之技術內容昭然而使用之具體例，本發明不得被解釋為限定於此等具體例，本發明之範圍僅限於所附申請專利範圍。
本申請案對應於2011年7月13日對日本特許廳所提出之特願2011-154632號，在此藉由引用併提本申請案全文。
W‧‧‧基板
C‧‧‧載具
IR‧‧‧分度器機器人
CR‧‧‧中央機器人
S1~S7‧‧‧處理步驟
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧分度器塊組
3‧‧‧處理塊組
4‧‧‧控制裝置
5‧‧‧載具保持部
6‧‧‧IR移動機構
7‧‧‧處理單元
7a‧‧‧濕蝕單元
7b‧‧‧蒸汽蝕刻單元
7b1‧‧‧無水系蒸汽蝕刻單元
7b2‧‧‧有水系蒸汽蝕刻單元
8‧‧‧旋轉夾具
9‧‧‧蝕刻噴嘴
10‧‧‧清洗液噴嘴
11‧‧‧HF蒸汽發生容器
12‧‧‧外殼
12a‧‧‧底面
13‧‧‧衝壓板
14‧‧‧熱板
15‧‧‧旋轉軸
16‧‧‧旋轉驅動機構
17‧‧‧蛇腹管
18‧‧‧排氣配管
19‧‧‧排氣裝置
20‧‧‧開口
21‧‧‧擋門
22‧‧‧蒸汽發生空間
23‧‧‧第1配管
24‧‧‧第1N2 供給源
25‧‧‧第1流量控制器
26‧‧‧第1閥
27‧‧‧流路
28‧‧‧連通閥
29‧‧‧第2N2 供給源
30‧‧‧第2流量控制器
31‧‧‧第2閥
32‧‧‧第2配管
33‧‧‧第3配管
34‧‧‧溶劑蒸汽供給源
35‧‧‧第3流量控制器
36‧‧‧第3閥
圖1係圖解顯示本發明之一實施形態之基板處理裝置之佈局之俯視圖。
圖2係圖解顯示蒸汽蝕刻單元之概略構成之縱剖視圖。
圖3係用來說明藉基板處理裝置進行之基板處理例之流程圖。
圖4係用來說明藉基板處理裝置進行之基板處理例之流程圖。
圖5A係用來說明比較例中之處理中之基板狀態的示意圖。
圖5B係用來說明實施例中之處理中之基板狀態的示意圖。
圖6係用來說明處理中之基板狀態的示意圖。
圖7係用來說明處理中之基板狀態的示意圖。
S1~S4‧‧‧處理步驟

Claims (12)

  1. 一種基板處理方法，係蝕刻不要物而自基板除去，包含：除去步驟，係藉由將含氟化氫之HF蒸汽以及含水可溶解而沸點較水低之溶劑之溶劑蒸汽供給至基板，蝕刻除去該不要物；以及蒸發步驟，係與該除去步驟並行，蒸發該基板上之該溶劑。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，該溶劑包含水可溶解而沸點較水低之氟系溶劑及水可溶解而沸點較水低之醇之至少一者。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，更包含在進行該除去步驟之後，於停止該HF蒸汽對該基板之供給狀態下，將該溶劑蒸汽供給至該基板之溶劑蒸汽供給步驟。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板處理方法，其中，該除去步驟包含變更供給至該基板之該HF蒸汽與該溶劑蒸汽之比的比率變更步驟。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，更包含在進行該除去步驟之後，自暴露於該HF蒸汽及溶劑蒸汽之基板除去該HF蒸汽及溶劑蒸汽之蒸汽除去步驟。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，該除去步驟係將具有對應該不要物種類之水分濃度之該HF蒸汽及該溶劑蒸汽供給至基板之步驟。
  7. 一種基板處理裝置，包含： 基板保持單元，係保持基板；蒸汽供給單元，係將含氟化氫之HF蒸汽以及含水可溶解而沸點較水低之溶劑之溶劑蒸汽供給至保持於該基板保持單元之基板；蒸發單元，係蒸發保持於該基板保持單元之基板上之該溶劑；以及控制單元，係實行藉由控制該蒸汽供給單元，將該HF蒸汽及該溶劑蒸汽供給至保持於該基板保持單元之基板，蝕刻不要物，自該基板除去之除去步驟，以及藉由控制該蒸發單元，與該除去步驟並行，蒸發該基板上之該溶劑的蒸發步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項之基板處理裝置，其中，該蒸汽供給單元將含水可溶解而沸點較水低之氟系溶劑及水可溶解而沸點較水低之醇之至少一者之該溶劑蒸汽及該HF蒸汽供給至保持於該基板保持單元之基板。
  9. 如申請專利範圍第7項之基板處理裝置，更包含溶劑蒸汽供給單元，係將該溶劑蒸汽供給至保持於該基板保持單元之基板；該控制單元進而實行藉由控制該蒸汽供給單元及該溶劑蒸汽供給單元，而在進行該除去步驟之後，於停止該HF蒸汽對基板之供給狀態下，將該溶劑蒸汽供給至基板之溶劑蒸汽供給步驟。
  10. 如申請專利範圍第7至9項中任一項之基板處理裝 置，其中，蒸汽供給單元包含變更供給至基板之該HF蒸汽與該溶劑蒸汽之比的比率變更單元；該控制單元實行藉由控制該比率變更單元，變更該除去步驟中供給至基板之該HF蒸汽與該溶劑蒸汽之比之比率變更步驟。
  11. 如申請專利範圍第7項之基板處理裝置，更包含蒸汽除去單元，係除去蒸汽；該控制單元進而實行藉由控制該蒸汽除去單元，而在進行該除去步驟之後，自暴露於該HF蒸汽及溶劑蒸汽之基板除去該HF蒸汽及溶劑蒸汽之蒸汽除去步驟。
  12. 如申請專利範圍第7項之基板處理裝置，其中，該蒸汽供給單元包含：第1蒸汽供給單元，係將含氟化氫之第1 HF蒸汽及該溶劑蒸汽供給至保持於該基板保持單元之基板；以及第2蒸汽供給單元，係將含氟化氫及水而水分濃度較該第1 HF蒸汽高之第2 HF蒸汽及該溶劑蒸汽供給至保持於該基板保持單元之基板；該控制單元係因應該不要物種類，而控制該第1蒸汽供給單元及該第2蒸汽供給單元，藉以於該除去步驟中，將該第1 HF蒸汽或該第2 HF蒸汽及該溶劑蒸汽供給至基板。
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