TWI578391B - 基板清洗裝置、基板清洗方法及電腦可讀取記錄媒體 - Google Patents

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Description

基板清洗裝置、基板清洗方法及電腦可讀取記錄媒體
本發明,係關於一種基板清洗裝置、基板清洗方法及電腦可讀取記錄媒體。
目前,一般而言,進行細微加工時,使用光微影技術,將凹凸圖案(例如光阻圖案)形成在基板(例如半導體晶圓)上,已廣為人知。具體而言,藉由在基板上塗布光阻材料,形成光阻膜之塗布程序、使光阻膜曝光之曝光程序、與使曝光的光阻膜顯影之顯影程序,形成凹凸圖案。
顯影程序中,包含將因顯影液溶解的光阻溶解物,與顯影液一齊以清洗液自基板表面去除之清洗處理。此清洗處理中,若未充分去除光阻溶解物而使其殘存在基板上,即可能無法獲得所希望的凹凸圖案,發生顯影缺陷。
在此,為抑制這種顯影缺陷,如專利文獻1、2之基板清洗方法,包含下列程序: 令基板旋轉,同時對基板的中央部供給清洗液,清洗液於基板表面整體擴散;令基板旋轉,同時使在基板表面上清洗液的供給位置,自基板的中央側朝周緣側恰移動既定距離,並對該基板的中央部噴吐乾燥氣體,形成乾燥區域;及令基板旋轉,同時使在基板表面上清洗液的供給位置,更朝基板的周緣側移動。
此時,伴隨著清洗液的供給位置朝基板周緣部移動,形成於基板中心部的乾燥區域,亦因離心力之作用而朝外側擴大。因此,將清洗液自凹凸圖案的凹部內朝外側排出,將光阻溶解物與清洗液一齊排出。其結果,可抑制顯影缺陷的發生。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2009-252855號公報
【專利文獻2】日本特開2012-114409號公報
然而,依專利文獻1、2之方法,有時亦會發生顯影缺陷。因此,本發明之目的在於提供一種基板清洗裝置、基板清洗方法及電腦可讀取記錄媒體,可更抑制顯影缺陷的發生。
本案發明人等戮力研究時,發現可能因在基板表面上噴吐的清洗液的液體飛濺,發生顯影缺陷。亦即,因液體飛濺,含有光阻溶解物的清洗液的液滴往周圍飛散,該液滴附著於乾燥區域後,光阻溶解物即在基板上殘存。其結果,發生顯影缺陷。在此,本案發明人等更進一步研究時,發現藉由控制基板的轉速,與清洗液的噴吐速度的至少一方,可有效抑制液體飛濺。
亦即,依本發明之1個觀點之基板清洗裝置,包含:旋轉驅動部,使基板繞著相對於表面垂直的軸旋轉;至少1個液體噴嘴,位於較該基板更上方,且對該基板的該表面噴吐清洗液;及控制部,控制該基板的轉速、該液體噴嘴的移動、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度;且設定該液體噴嘴,使得於由該液體噴嘴噴吐的清洗液,到達由該旋轉驅動部旋轉驅動的該基板的該表面的到達地點,該清洗液的流向係沿該基板的線速度方向的方向,該控制部,以該旋轉驅動部使該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時控制該基板的轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,在既定範圍內。
依本發明之1個觀點之基板清洗裝置中,該控制部,以該旋轉驅動部使該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時控制該基板的 轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,在既定範圍內。
因此,於到達地點,清洗液的流速與基板的線速度的差小。因此,到達基板的清洗液易於伴隨著基板表面而流動,故清洗液不易往周圍飛散(液體飛濺)。其結果,可更抑制顯影缺陷的發生。
該控制部,亦可控制該基板的轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,為±25m/sec。
此時,清洗液難以更往周圍飛散(液體飛濺),故可更抑制顯影缺陷的發生。
亦可包含:複數該液體噴嘴,其開口面積相互不同,且依開口面積的順序排列,該控制部,以該旋轉驅動部使該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時依開口面積大的該液體噴嘴至開口面積小的該液體噴嘴的順序切換,並同時由該液體噴嘴噴吐清洗液。
此時,只要清洗液的流量相同,即依開口面積大的液體噴嘴至開口面積小的液體噴嘴的順序切換,藉此,清洗液的噴吐速度逐漸增大。因此,可使到達地點的清洗液流速以簡易之構成變化。
亦可包含複數該液體噴嘴,其相對於該軸的傾斜相互不同、依傾斜的順序排列,且出口朝該基板的該表面, 該控制部,以該旋轉驅動部使該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時依傾斜小的該液體噴嘴至傾斜大的該液體噴嘴的順序切換,並同時由該液體噴嘴噴吐清洗液。
此時,只要清洗液的流量相同,即依相對於軸傾斜小的液體噴嘴至相對於軸傾斜大的液體噴嘴的順序切換,藉此,到達地點的清洗液流速中沿基板表面的速度分量逐漸增大。因此,可使到達地點的清洗液速度以簡易之構成變化。
亦可設定該各液體噴嘴與該基板的該表面的距離、及該各液體噴嘴的傾斜,使得由複數該液體噴嘴噴吐的清洗液,到達該基板的該表面的各到達地點,皆大致係同一地點。
此時,即使切換液體噴嘴,亦可不中斷地連續對基板表面供給清洗液。因此,可將光阻溶解物自基板上充分地去除,可大幅抑制顯影缺陷的發生。
亦可更包含至少1個氣體噴嘴,其位於較該基板更上方,且對該基板的該表面噴吐乾燥氣體,該控制部令該氣體噴嘴及該液體噴嘴移動,使得該氣體噴嘴位於較該液體噴嘴更朝該基板的中央側。
此時,氣體噴嘴位於較液體噴嘴更朝基板的中央側,故可於基板表面的中央部輕易形成乾燥區域。
該液體噴嘴,亦可藉由將直徑小於該液體噴嘴的複數小型噴嘴捆紮而成一組的集合噴嘴構成。
此時,藉由使用小型噴嘴,可提高自各小型噴嘴噴吐的清洗液的流速,且捆紮使用複數該小型噴嘴,藉此,可確保必要的清洗液的流量。
亦可更包含至少1個其他液體噴嘴,其位於較該基板更上方,且對該基板的該表面噴吐清洗液,設定:於由該其他液體噴嘴噴吐的清洗液,到達由該旋轉驅動部旋轉驅動的該基板的該表面的其他到達地點,該清洗液的流向,係沿該基板的線速度方向的方向,該控制部,以該旋轉驅動部使該基板旋轉,且使該其他液體噴嘴自該基板的中央側朝周緣側沿與該液體噴嘴不同的方向移動,同時控制該基板的轉速、與由該其他液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該其他到達地點的清洗液流速、與該其他到達地點的該基板的線速度的差,在既定範圍內。
此時,自相互朝相反方向移動的液體噴嘴,分別對基板表面噴吐清洗液。因此,即使對大尺寸基板,亦可供給就基板而言充足量的清洗液。
依本發明之另一觀點之基板清洗方法,包含清洗程序,其令基板繞著相對於表面垂直的軸旋轉,同時自位於較該基板更上方的至少1個液體噴嘴,對該基板的該表面的中央部噴吐清洗液,其後,使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,使由該液體噴嘴噴吐的清洗液到達該基板表面的到達地點,自該基板的中央側往周緣側移動,藉此,清洗該基板的該表面,該清洗程序中,設定:於由該液體噴嘴噴吐的清洗液,到達旋轉中的該基板的該表面的該到達地點,該清洗液的流向,係沿該基板的線速度方向的方向,令該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時控制該基板的轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得 該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,在既定範圍內。
依本發明之另一觀點之基板清洗方法中,令該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時控制該基板的轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,在既定範圍內。
因此,於到達地點,清洗液的流速與基板的線速度的差小。因此,到達基板的清洗液易於伴隨著基板表面而流動,故清洗液不易往周圍飛散(液體飛濺)。其結果,可更抑制顯影缺陷的發生。
該清洗程序中,亦可控制該基板的轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,為±25m/sec。此時,清洗液難以更往周圍飛散(液體飛濺),故可更抑制顯影缺陷的發生。
該清洗程序中,亦可控制由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度,使得於令該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動的期間,該液體噴嘴愈往該基板周緣部,該到達地點的清洗液流速愈大。
此時,到達地點的清洗液流速、與到達地點的基板線速度的差,在既定範圍內,故伴隨著液體噴嘴朝向基板周緣部,到達地點的清洗液流速增大後,伴隨此,基板的線速度亦增大。因此,伴隨著液體噴嘴的移動,乾燥區域易於朝外側擴大。因此,可抑制相較於液體噴嘴朝基板周緣部移動的速度,乾燥區域 朝外側擴大的速度極慢(所謂乾燥延遲)。亦即,可抑制因乾燥延遲造成光阻溶解物在基板上殘存,可大幅抑制顯影缺陷的發生。
該清洗程序中,亦可控制該基板的轉速,使得於令該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動的期間,該到達地點的該基板的向心加速度大致固定。
此時,沿自晶圓中央部往周緣部的方向,於到達位置對清洗液作用的離心力大致固定。因此,伴隨著液體噴嘴的移動,乾燥區域易於朝外側擴大。因此,可抑制相較於液體噴嘴朝基板周緣部移動的速度,乾燥區域朝外側擴大的速度極慢(所謂乾燥延遲)。亦即,可抑制因乾燥延遲而造成光阻溶解物在基板上殘存,可大幅抑制顯影缺陷的發生。
該清洗程序中,亦可自開口面積相互不同,且依開口面積的順序排列的複數該液體噴嘴,對該基板的該表面噴吐清洗液,清洗該基板的該表面時,令該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時依開口面積大的該液體噴嘴至開口面積小的該液體噴嘴的順序切換,並同時由該液體噴嘴噴吐清洗液。
此時,只要清洗液的流量相同,即依開口面積大的液體噴嘴至開口面積小的液體噴嘴的順序切換,藉此,清洗液的噴吐速度逐漸增大。因此,可使到達地點的清洗液流速以簡易之構成變化。
該清洗程序中,亦可自相對於該軸的傾斜相互不同、依傾斜的順序排列,且出口朝基板表面的複數液體噴嘴,對基板表面噴吐清洗液,清洗基板表面時, 令基板旋轉,且使液體噴嘴自基板的中央側往周緣側移動,同時依傾斜小的液體噴嘴至傾斜大的液體噴嘴的順序切換,並同時由液體噴嘴噴吐清洗液。
此時,只要清洗液的流量相同,即依相對於軸傾斜小的液體噴嘴至相對於軸傾斜大的液體噴嘴的順序切換,藉此,到達地點的清洗液流速中沿基板表面的速度分量逐漸增大。因此,可使到達地點的清洗液速度以簡易之構成變化。
該清洗程序中,亦可令基板旋轉,且由至少1個氣體噴嘴對基板表面的中央部噴吐乾燥氣體,於基板表面的中央部形成乾燥區域後,令基板旋轉,且使液體噴嘴自基板的中央側往周緣側移動,同時控制基板的轉速、與由液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得到達地點的清洗液流速、與到達地點的基板線速度的差,在既定範圍內。
此時,伴隨著液體噴嘴朝基板周緣部移動,於基板中央部形成的乾燥區域,亦因離心力之作用朝外側擴大。因此,將清洗液朝外側排出,光阻溶解物難以殘留於乾燥區域。此外,由於液體飛濺不易發生,可大幅抑制顯影缺陷的發生。
該清洗程序中,亦可自複數液體噴嘴對基板表面噴吐清洗液,且自複數氣體噴嘴對基板表面,朝較清洗液的到達地點更中央側噴吐乾燥氣體時,令複數液體噴嘴及複數氣體噴嘴自基板的中央側往周緣側移動,同時配合複數液體噴嘴的切換,依順序切換各氣體噴嘴,並同時自氣體噴嘴噴吐乾燥氣體。
此時,伴隨著依序切換噴吐清洗液的液體噴嘴,自位於接近噴吐清洗液的液體噴嘴之位置的氣體噴嘴,噴吐乾燥氣體,藉此,保持乾燥氣體到達基板的到達位置,與清洗液到達基板的到達位置的距離,故可抑制所謂乾燥延遲。因 此,不易發生因乾燥延遲造成光阻溶解物在基板上殘存,而可大幅抑制顯影缺陷的發生。
依本發明之另一觀點之電腦可讀取記錄媒體,記錄有用來令基板清洗裝置實行上述任一項之基板清洗方法之程式。
又,本說明書中,電腦可讀取記錄媒體內,包含非暫時性有形媒體(non-transitory computer recording medium)(例如,各種主記憶裝置或輔助記憶裝置),或傳播信號(例如,可經由網路提供的資料信號)。
依本發明,可提供一種基板清洗裝置、基板清洗方法及電腦可讀取記錄媒體,可更抑制顯影缺陷的發生。
CU‧‧‧控制裝置
h1~h5‧‧‧液體噴嘴
h6‧‧‧氣體噴嘴
h7‧‧‧液體噴嘴
U1‧‧‧顯影處理單元(基板處理裝置)
W‧‧‧晶圓
Wa‧‧‧表面
Wb‧‧‧背面
1‧‧‧塗布顯影裝置
20‧‧‧旋轉固持部
20a‧‧‧本體部
20b‧‧‧旋轉軸
20c‧‧‧夾頭
22‧‧‧昇降裝置
23‧‧‧顯影液供給部
23a‧‧‧供給源
23b‧‧‧供給管
23c‧‧‧顯影液頭
26‧‧‧背面清洗部
26a‧‧‧供給源
26b‧‧‧供給管
26c‧‧‧背面清洗液頭
30‧‧‧杯體
31‧‧‧底板
31a‧‧‧液體排出孔
31b‧‧‧氣體排出孔
32‧‧‧外壁
32a‧‧‧上端
32b‧‧‧傾斜壁部
33‧‧‧內壁
33a‧‧‧上端
34‧‧‧分隔壁
35‧‧‧排液管
36‧‧‧排氣管
37‧‧‧傘狀部
38‧‧‧分隔板
100‧‧‧表面清洗乾燥部
100a‧‧‧供給源
100b‧‧‧供給源
100c‧‧‧清洗乾燥頭
100e‧‧‧供給管
100f‧‧‧供給管
【圖1】係顯示塗布顯影系統的立體圖。
【圖2】係圖1之II-II線剖面圖。
【圖3】係圖2之III-III線剖面圖。
【圖4】係顯示基板處理裝置的剖面圖。
【圖5】係顯示基板處理裝置的頂視圖。
【圖6】中,圖6(a)係顯示清洗乾燥頭的頂視圖,圖6(b)係顯示清洗乾燥頭的側視圖。
【圖7】(a)、(b)係用來說明供給顯影液的程序圖。
【圖8】(a)、(b)係用來說明供給清洗液的程序圖。
【圖9】(a)~(d)係用來說明供給清洗液及乾燥氣體的程序圖。
【圖10】(a)~(e)係用來說明供給清洗液及乾燥氣體的程序圖。
【圖11】係用來說明晶圓的轉速及清洗液的流速之變化圖。
【圖12】係顯示控制線速度時,沿晶圓徑方向之頭的位置,與乾燥延遲距離的關係圖。
【圖13】係顯示控制向心加速度時,沿晶圓徑方向之頭的位置,與乾燥延遲距離的關係圖。
【圖14】係顯示沿晶圓徑方向之頭的位置,與晶圓轉速的關係圖。
【圖15】係顯示沿晶圓徑方向之頭的位置,與晶圓線速度的關係圖。
【圖16】係顯示頭移動速度,與處理時間的關係圖。
【圖17】(a)~(c)係顯示清洗乾燥頭的另一例圖。
【圖18】(a)、(b)係顯示集合噴嘴圖。
【圖19】係用來說明晶圓的轉速及清洗液的流速之變化的另一例圖。
【圖20】(a)~(e)係用來說明供給清洗液及乾燥氣體之程序的另一例圖。
【圖21】係用來說明晶圓的轉速及清洗液的流速之變化的另一例圖。
雖參照圖式說明關於本發明之實施形態,但以下之本實施形態,係用來說明本發明之例示,其主旨並非將本發明限定於以下內容。說明中,於同一要素或具有同一功能之要素使用同一符號,省略重複之說明。
首先,說明關於圖1~圖3所示的塗布顯影裝置1之構成的概要。塗布顯影裝置1,在以曝光裝置E1進行曝光處理前,進行於晶圓(基板)W的表面塗布光阻材 料,形成光阻膜的處理。塗布顯影裝置1,在以曝光裝置E1進行曝光處理後,進行形成於晶圓W表面的光阻膜的顯影處理。本實施形態中,晶圓W雖呈圓板狀,但亦可使用呈圓形之一部分形成缺口,或多角形等圓形以外之形狀的晶圓。
塗布顯影裝置1,如圖1及圖2所示,包含載具區塊S1、處理區塊S2、介面區塊S3、與用作為塗布顯影裝置1之控制機構的控制裝置CU。本實施形態中,載具區塊S1、處理區塊S2、介面區塊S3及曝光裝置E1,依此順序串聯排列。
載具區塊S1,如圖1及圖3所示,包含載具站12、與送入送出部13。載具站12,支持複數載具11。載具11,以密封狀態收納複數片晶圓W。載具11中,於一側面11a具有用來使晶圓W出入的開合門(未經圖示)。載具11以可任意裝卸的方式設置在載具站12上,使得側面11a面對送入送出部13側。
送入送出部13,如圖1~圖3所示,包含分別對應載具站12上的複數載具11的開合門13a。側面11a的開合門與送入送出部13的開合門13a若同時打開,載具11內與送入送出部13內即連通。送入送出部13,如圖2及圖3所示,內建傳遞臂A1。傳遞臂A1,自載具11取出晶圓W,傳至處理區塊S2。傳遞臂A1,自處理區塊S2接受晶圓W,使其回到載具11內。
處理區塊S2,如圖1~圖3所示,鄰接載具區塊S1,且連接載具區塊S1。處理區塊S2,如圖1及圖2所示,包含下層抗反射膜形成(BCT)區塊14、光阻膜形成(COT)區塊15、上層抗反射膜形成(TCT)區塊16、與顯影處理(DEV)區塊17。DEV區塊17、BCT區塊14、COT區塊15及TCT區塊16,自底面側依此順序排列配置。
BCT區塊14,如圖2所示,內建塗布單元(未經圖示)、加熱冷卻單元(未經圖示)、與搬運晶圓W至此等單元的搬運臂A2。塗布單元,於晶圓W表面塗布抗反射膜形成用化學液。加熱冷卻單元中,例如以加熱板加熱晶圓W,其後例如以冷卻板冷卻晶圓W。如此,於晶圓W表面上形成下層抗反射膜。
COT區塊15,如圖2所示,內建塗布單元(未經圖示)、加熱冷卻單元(未經圖示)、與搬運晶圓W至此等單元的搬運臂A3。塗布單元,在下層抗反射膜上塗布光阻膜形成用化學液(光阻材料)。加熱冷卻單元中,例如以加熱板加熱晶圓W,其後例如以冷卻板冷卻晶圓W。如此,在晶圓W的下層抗反射膜上形成光阻膜。光阻材料,可為正型,亦可為負型。
TCT區塊16,如圖2所示,內建塗布單元(未經圖示)、加熱冷卻單元(未經圖示)、與搬運晶圓W至此等單元的搬運臂A4。塗布單元,將抗反射膜形成用化學液塗布在光阻膜上。加熱冷卻單元中,例如以加熱板加熱晶圓W,其後例如以冷卻板冷卻晶圓W。如此,在晶圓W的光阻膜上形成上層抗反射膜。
DEV區塊17,如圖2及圖3所示,內建複數顯影處理單元(基板處理裝置)U1、複數加熱冷卻單元(熱處理部)U2、搬運晶圓W至此等單元的搬運臂A5、與不經過此等單元而在處理區塊S2的前後間搬運晶圓W的搬運臂A6。
顯影處理單元U1,如後述,進行經曝光的光阻膜的顯影處理。加熱冷卻單元U2中,例如以加熱板加熱晶圓W,藉此,加熱晶圓W上的光阻膜。加熱冷卻單元U2中,例如以冷卻板冷卻加熱後的晶圓W。加熱冷卻單元U2,進行曝後烤 (PEB)、後烘烤(PB)等加熱處理。PEB,係在顯影處理前加熱光阻膜的處理。PB,係在顯影處理後加熱光阻膜的處理。
如圖1~圖3所示,處理區塊S2中於載具區塊S1側,設置棚架單元U10。棚架單元U10,包含複數擱架C30~C38。擱架C30~C38,在DEV區塊17與TCT區塊16之間沿上下方向排列配置。於棚架單元U10的附近,設有昇降臂A7。昇降臂A7,在擱架C30~C38之間搬運晶圓W。
處理區塊S2中於介面區塊S3側,設有棚架單元U11。棚架單元U11,包含複數擱架C40~C42。擱架C40~C42,鄰接DEV區塊17,沿上下方向排列配置。
介面區塊S3,如圖1~圖3所示,位於處理區塊S2與曝光裝置E1之間,且分別連接處理區塊S2與曝光裝置E1。介面區塊S3,如圖2及圖3所示,內建傳遞臂A8。傳遞臂A8,自處理區塊S2的棚架單元U11朝曝光裝置E1傳遞晶圓W。傳遞臂A8,自曝光裝置E1接受晶圓W,使晶圓W回到棚架單元U11。
控制裝置CU,係控制用電腦,如圖1所示,包含記憶部CU1、與控制部CU2。記憶部CU1,記憶有用來使塗布顯影裝置1的各部或曝光裝置E1的各部動作之程式。記憶部CU1,係例如半導體記憶體、光記錄碟、磁記錄碟、磁光記錄碟。該程式,亦可由在記憶部CU1之外的外部記憶裝置、或傳播信號等無形媒體儲存。亦可自此等其他媒體安裝該程式於記憶部CU1,使記憶部CU1記憶該程式。控制部CU2,根據自記憶部CU1讀取的程式,控制塗布顯影裝置1的各部或曝光裝置E1的各部之動作。又,控制裝置CU,亦可更包含顯示處理條件的設定畫面的顯 示部(未經圖示),或作業員可輸入處理條件的輸入部(未經圖示),按照經由輸入部輸入的條件,使塗布顯影裝置1的各部或曝光裝置E1的各部動作。
其次,說明關於塗布顯影裝置1的動作概要。首先,載具11設置於載具站12。此時,載具11的一側面11a,面對送入送出部13的開合門13a。接著,載具11的開合門,與送入送出部13的開合門13a一併打開,以傳遞臂A1,取出載具11內的晶圓W,依序將其搬運至處理區塊S2的棚架單元U10中的任一擱架。
將晶圓W以傳遞臂A1搬運至棚架單元U10的任一擱架後,將晶圓W,以昇降臂A7,依序搬運至對應BCT區塊14的擱架C33。將搬運至擱架C33的晶圓W,以搬運臂A2搬運至BCT區塊14內各單元。以搬運臂A2將晶圓W在BCT區塊14內搬運的過程中,於晶圓W表面上形成下層抗反射膜。
將形成下層抗反射膜的晶圓W,以搬運臂A2搬運至擱架C33上的擱架C34。將搬運至擱架C34的晶圓W,以昇降臂A7,搬運至對應COT區塊15的擱架C35。將搬運至擱架C35的晶圓W,以搬運臂A3搬運至COT區塊15內各單元。以搬運臂A3將晶圓W於COT區塊15內搬運的過程中,在下層抗反射膜上形成光阻膜。
將形成光阻膜的晶圓W,以搬運臂A3搬運至擱架C35上的擱架C36。將搬運至擱架C36的晶圓W,以昇降臂A7,搬運至對應TCT區塊16的擱架C37。將搬運至擱架C37的晶圓W,以搬運臂A4搬運至TCT區塊16內各單元。以搬運臂A4將晶圓W於TCT區塊16內搬運的過程中,在光阻膜上形成上層抗反射膜。
將形成上層抗反射膜的晶圓w,以搬運臂A4搬運至擱架C37上的擱架C38。將搬運至擱架C38的晶圓W,以昇降臂A7搬運至擱架C32後,以搬運臂A6搬運至棚架單元U11的擱架C42。將搬運至擱架C42的晶圓W,以介面區塊S3的傳遞臂A8傳至曝光裝置E1,於曝光裝置E1進行光阻膜的曝光處理。將進行曝光處理的晶圓W,以傳遞臂A8搬運至擱架C42下的擱架C40、C41。
將搬運至擱架C40、C41的晶圓W,以搬運臂A5,搬運至DEV區塊17內各單元,進行顯影處理。藉此,在晶圓W表面上形成光阻圖案(凹凸圖案)。將形成光阻圖案的晶圓W,以搬運臂A5,搬運至棚架單元U10中對應DEV區塊17的擱架C30、C31。將搬運至擱架C30、C31的晶圓W,以昇降臂A7,搬運至傳遞臂A1可存取的擱架,以傳遞臂A1,使其回到載具11內。
又,上述塗布顯影裝置1之構成及動作僅係一例。塗布顯影裝置1,包含塗布單元或顯影處理單元等液體處理單元、加熱冷卻單元等前處理後處理單元、與搬運裝置即可。亦即,此等各單元的個數、種類、佈局等可適當變更。
其次,更詳細說明關於顯影處理單元(基板處理裝置)U1。顯影處理單元U1,如圖4所示,包含旋轉固持部20、昇降裝置22、顯影液供給部23、表面清洗乾燥部100、與背面清洗部26。
旋轉固持部20,包含:本體部20a,內建電動馬達等動力源;旋轉軸20b,自本體部20a朝垂直上方延伸;及夾頭20c,設於旋轉軸20b的前端部。
本體部20a,以動力源使旋轉軸20b及夾頭20c旋轉。夾頭20c,支持晶圓W的中心部,例如以吸附方式大致水平地固持晶圓W。亦即,旋轉固持部20,以晶圓W大致水平的狀態,令晶圓W繞著相對於晶圓W表面垂直的中心軸(垂直軸)旋轉。本實施形態中,如圖4及圖5等所示,旋轉固持部20,自上方觀察,令晶圓W順時針旋轉。
昇降裝置22,安裝於旋轉固持部20,使旋轉固持部20昇降。具體而言,昇降裝置22,在用來於搬運臂A5與夾頭20c之間傳遞晶圓W的上昇位置(傳遞位置),及用來進行顯影處理的下降位置(顯影位置)之間,使旋轉固持部20(夾頭20c)昇降。
於旋轉固持部20的周圍,設置杯體30。晶圓W若旋轉,即會將對晶圓W表面供給的液體(於後詳述)朝周圍甩掉而使其落下,但杯體30,作為承接該落下液體的收納器。杯體30,包含:圓環形狀的底板31,包圍旋轉固持部20;圓筒狀的外壁32,自底板31的外緣朝垂直上方突出;及圓筒狀的內壁33,自底板31的內緣朝垂直上方突出。
外壁32的整體,位於較由夾頭20c固持的晶圓W更外側。外壁32的上端32a,位於較位於下降位置、由旋轉固持部20固持的晶圓W更上方。外壁32的上端32a側的部分,係隨著朝上方往內側傾斜的傾斜壁部32b。內壁33的整體,位於較由夾頭20c固持的晶圓W的外緣更內側。內壁33的上端33a,位於較位於下降位置、由旋轉固持部20固持的晶圓W更下方。
在內壁33與外壁32之間,設有自底板31的上表面朝垂直上方突出的分隔壁34。亦即,分隔壁34,包圍內壁33。於底板31中,外壁32與分隔壁34之間的部分,形成液體排出孔31a。液體排出孔31a,連接排液管35。於底板31中,分隔壁34與內壁33之間的部分,形成氣體排出孔31b。氣體排出孔31b,連接排氣管36。
在內壁33上,設有較分隔壁34更朝外側伸出的傘狀部37。將由晶圓W上朝外側被甩掉而落下的液體,導往外壁32與分隔壁34之間,自液體排出孔31a排出。由液體產生的氣體等進入分隔壁34與內壁33之間,自氣體排出孔31b排出該氣體。
將內壁33所包圍的空間之上部,以分隔板38封閉。旋轉固持部20的本體部20a位於分隔板38的下方。夾頭20c位於分隔板38的上方。旋轉軸20b插通於形成在分隔板38中心部的貫通孔內。
顯影液供給部23,如圖4及圖5所示,包含顯影液(處理液)的供給源23a、顯影液頭23c、與移動體23d。供給源23a,包含顯影液的儲藏容器、泵及閥等。顯影液頭23c,經由供給管23b連接供給源23a。顯影液頭23c,接受來自控制裝置CU的控制信號,將由供給源23a供給的顯影液,從液體噴嘴h1對晶圓W的表面Wa噴吐。液體噴嘴h1,朝晶圓W的表面Wa,開口朝下。液體噴嘴h1,如圖5所示,呈沿晶圓W的徑方向延伸的狹縫狀。
移動體23d,隔著臂23e連接顯影液頭23c。移動體23d,接受來自控制裝置CU的控制信號,在於外壁32的外側水平延伸的導軌40上移動,藉此,顯影液頭 23c沿水平方向移動。藉此,顯影液頭23c,在位於下降位置的晶圓W上方且與晶圓W的中心軸正交的直線上,沿晶圓W的徑方向移動。
表面清洗乾燥部100,如圖4及圖5所示,包含清洗液(潤洗液)的供給源100a、乾燥氣體的供給源100b、清洗乾燥頭100c、與移動體100d。供給源100a,包含清洗液的儲藏容器、泵及閥等。清洗液,係例如純水或脫離子水(Deionized Water)。供給源100a,經由供給管100e連接清洗乾燥頭100c。供給源100b,包含乾燥氣體的儲藏容器、泵及閥等。乾燥氣體,係例如N2等惰性氣體。供給源100b,經由供給管100f連接清洗乾燥頭100c。
清洗乾燥頭100c,包含:複數液體噴嘴(本實施形態中係4個液體噴嘴)h2~h5,接受來自控制裝置CU的控制信號,將由供給源100a供給的清洗液對晶圓W的表面Wa噴吐;及氣體噴嘴h6,接受來自控制裝置CU的控制信號,將由供給源100b供給的乾燥氣體對晶圓W的表面Wa噴吐。
此等噴嘴h2~h6,朝晶圓W的表面Wa開口朝下。
噴嘴h6、h2~h5,如圖4~圖6所示,自上方觀察,沿晶圓W的徑方向,由晶圓W的中央部往周緣部依此順序排列。噴嘴h5~h2、h6,如圖5及圖6(a)所示,自上方觀察,沿晶圓W的切線方向由晶圓W的旋轉方向上游側朝下游側依此順序排列。
將液體噴嘴h2~h5的開口面積(開口徑)設定成如圖4~圖6所示,依此順序愈來愈小。將液體噴嘴h2~h5的前端側(出口側)設定成如圖6(b)所示,相對於晶圓W的 中心軸傾斜,該相對於中心軸的傾斜依此順序愈來愈大。將液體噴嘴h2~h5的前端側(出口側)的傾斜,與清洗晶圓W之際液體噴嘴h2~h5與晶圓W的表面Wa的直線距離設定成如圖6(b)所示,由晶圓W的徑方向觀察,由各液體噴嘴h2~h5噴吐的清洗液到達晶圓W的表面Wa中大致同一的到達地點P。如上述設定液體噴嘴h2~h5,故由各液體噴嘴h2~h5噴吐的清洗液的流速,依液體噴嘴h2~h5的順序越來越快。
液體噴嘴h2~h5的前端側(出口側)傾斜的方向,自上方觀察,係沿晶圓W的切線方向且由晶圓W的旋轉方向上游側朝下游側的方向。因此,於由各液體噴嘴h2~h5噴吐的清洗液到達晶圓W的表面Wa的到達地點P,該清洗液的流向,係沿晶圓W的線速度方向的方向。在此,所謂線速度,意指於晶圓W的表面Wa的某處之切線方向的速度,與角速度區別。若由晶圓W的中心至該處的距離為r(有向量),於該處的角速度為ω(有向量),於該處的線速度為v(有向量),則線速度v可以距離r與角速度ω的外積(v=r×ω)表示。
移動體100d,隔著臂100g連接清洗乾燥頭100c。移動體100d,接受來自控制裝置CU的控制信號,在導軌40上移動,藉此,清洗乾燥頭100c沿水平方向移動。藉此,清洗乾燥頭100c,在位於下降位置的晶圓W上方且與晶圓W的中心軸正交的直線上,沿晶圓W的徑方向移動。
背面清洗部26,如圖4所示,包含背面清洗液(背面潤洗液)的供給源26a,與背面清洗液頭26c。供給源26a,包含背面清洗液的儲藏容器、泵及閥等。背面清洗液,係純水、脫離子水、或水溶性有機溶劑。水溶性有機溶劑,例如可舉出異丙醇。背面清洗液頭26c,經由供給管26b連接供給源26a。背面清洗液頭26c 配置在分隔板38上,供給管26b插通於形成在分隔板38的貫通孔。背面清洗液頭26c,接受來自控制裝置CU的控制信號,將由供給源26a供給的背面清洗液,從液體噴嘴h7朝晶圓W的背面Wb噴吐。液體噴嘴h7,往晶圓W的周緣側且晶圓W的背面Wb,往斜上方開口。
其次,詳細說明關於使用顯影處理單元U1,於晶圓W的表面Wa形成光阻圖案(凹凸圖案)的方法。首先,控制裝置CU指示昇降裝置22,使夾頭20c上昇至上昇位置。此狀態下,以搬運臂A5將晶圓W送入顯影處理單元U1內。又,將晶圓w送入顯影處理單元U1內之前,於晶圓W的表面Wa形成光阻膜R(參照圖7),對該光阻膜R以曝光裝置E1施行曝光處理。
配置光阻膜R的表面Wa為上的狀態,載置晶圓W於夾頭20c上後,控制裝置CU指示夾頭20c,吸附固持晶圓W於夾頭20c。接著,控制裝置CU指示昇降裝置22,使夾頭20c下降至下降位置。
接著,控制裝置CU指示旋轉固持部20(本體部20a),令晶圓W旋轉(參照圖7(a))。本實施形態中,晶圓W,自上方觀察,順時針旋轉。控制裝置CU指示移動體23d及供給源23a,在晶圓w旋轉時,令顯影液頭23c由晶圓W的周緣側朝中央側移動,同時由液體噴嘴h1往晶圓W的表面Wa上噴吐顯影液L1(參照圖7(a))。藉此,在晶圓W的表面Wa上,由晶圓W的周緣側朝中央側呈螺旋狀供給顯影液L1,晶圓W的表面Wa整體由顯影液L1所包覆(參照圖7(b))。接著,控制裝置CU指示移動體23d及供給源23a,停止由液體噴嘴h1噴吐顯影液L1,並令顯影液頭23c退往晶圓W的外側。
接著,控制裝置CU指示移動體100d,使清洗乾燥頭100c移動至晶圓W的中央部。液體噴嘴h2到達晶圓W的大致中央部後,控制裝置CU即指示供給源100a,在晶圓W旋轉時,由液體噴嘴h2噴吐清洗液L2(參照圖8(a)及圖10(a))。此時晶圓W的轉速ω1之下限,可為例如約500rpm,亦可為約1000rpm。此時晶圓W的轉速ω1之上限,例如可為約2500rpm,亦可為約1000rpm。來自液體噴嘴h2的清洗液L2的噴吐時間之下限,可為例如約15秒,亦可為約30秒。來自液體噴嘴h2的清洗液L2的噴吐時間之上限,可為例如約100秒,亦可為約30秒。
將經曝光處理的光阻膜R中因與顯影液L1的反應溶解的光阻溶解物,與顯影液L1一齊以清洗液L2洗掉(參照圖8(b))。將此等光阻溶解物、顯影液L1及清洗液L2,以伴隨著晶圓W旋轉的離心力,朝晶圓W的周圍甩掉而使其落下。如此,在晶圓W的表面Wa上形成光阻圖案RP(參照圖8(b))。光阻圖案RP,係具有凸部Ra及凹部Rb的凹凸圖案。
接著,控制裝置CU指示移動體100d,維持晶圓W的旋轉及來自液體噴嘴h2的清洗液L2之噴吐,同時使清洗乾燥頭100c往晶圓W的周緣側移動。氣體噴嘴h6到達晶圓W的大致中央部後,控制裝置CU指示供給源100b,在晶圓W旋轉時,由氣體噴嘴h6噴吐乾燥氣體G(參照圖9(a)及圖10(b))。可設定乾燥氣體G的噴吐開始至噴吐停止的時間,為例如約5秒。
藉此,將位於晶圓W的中央部上的清洗液L2朝周圍吹走且蒸發,於晶圓W的中央部形成乾燥區域D。在此,所謂乾燥區域D,雖係指因清洗液L2蒸發,晶圓W的表面Wa露出的狀態之區域,但亦包含在該表面Wa上附著些許(例如微米 級之)液滴的情形。使此乾燥區域D,以晶圓W旋轉所產生的離心力,由晶圓W的中央部朝周緣側擴大。
接著,控制裝置CU指示旋轉固持部20(本體部20a)、移動體100d及供給源100a,使清洗乾燥頭100c以既定速度由晶圓W的中央部往周緣側移動,同時按照既定條件,變更晶圓W的轉速ω2,並切換噴吐清洗液L2的液體噴嘴h2~h5。亦可設定清洗乾燥頭100c的移動速度為,例如約2.5mm/sec~10mm/sec的範圍內之一定速度。此晶圓W的清洗過程中,令清洗乾燥頭100c由晶圓W的中央側往周緣側移動,使得自上方觀察,氣體噴嘴h6位於較液體噴嘴h2~h5更朝晶圓W的中央側。
將晶圓W的轉速ω2設定成:在清洗乾燥頭100c移動的期間,由各液體噴嘴h2~h5噴吐的清洗液L2到達晶圓W的表面Wa的到達地點P,晶圓W的向心加速度係大致固定。在此,向心加速度a(有向量),使用角速度ω(有向量),與晶圓W的中心至該到達地點P的距離r(有向量),而以a=-|ω|2‧r表示。因此,清洗乾燥頭100c愈往晶圓W的周緣側,距離r愈大,故向心加速度a固定的話,晶圓W的轉速ω2(角速度ω)即逐漸減小(參照圖11)。惟清洗乾燥頭100c於晶圓W的中央附近移動時,若設定晶圓W的轉速ω2而使得向心加速度a固定的話,則晶圓W的轉速ω2會變得很大,易於發生液體飛濺的情形。因此,清洗乾燥頭100c於晶圓W的中央附近移動的期間,將晶圓W的轉速ω2設定成不超過既定上限值(參照圖11)。
依序切換液體噴嘴h2~h5,使得該到達地點P之清洗液L2的流速,與該到達地點P之晶圓W的線速度的差,在既定範圍內(參照圖9(b)、圖9(c)、圖10(c)及圖10(d))。具體而言,如上述,由於控制晶圓W的轉速ω2,使得向心加速度a保持 固定,故清洗乾燥頭100c愈往晶圓W的周緣側,該到達地點P之晶圓W的線速度與距離r的大小的平方根成比例而變大。因此,隨著清洗乾燥頭100c往晶圓W的周緣側,依液體噴嘴h2~h5的順序噴吐清洗液L2,使清洗液L2的流速變快,藉此,控制該差在既定範圍內。亦可設定該差,使得在例如±25m/sec的範圍內。又,為使切換液體噴嘴h2~h5之際,清洗液L2於晶圓W的表面Wa不中斷,亦可由切換前後的2個液體噴嘴同時噴吐清洗液L2,或移動清洗乾燥頭100c,使其某種程度回到晶圓W的中心側。
接著,晶圓W的表面Wa整體的清洗完成後,控制裝置CU即指示移動體100d及旋轉固持部20(本體部20a),移動清洗乾燥頭100c至晶圓W的外側,然後以既定轉速使晶圓W旋轉,進行晶圓W的乾燥(參照圖9(d)、圖10(e)及圖11)。亦可設定此時晶圓W的轉速,使其約為例如1500rpm~2000rpm。
經由以上程序,於晶圓W的表面Wa形成光阻圖案(凹凸圖案)RP。因此,顯影處理單元U1,亦用作為顯影處理之際用來清洗晶圓W的裝置。又,以背面清洗部26清洗晶圓W的背面Wb,亦可在:由液體噴嘴h2對晶圓W的表面Wa噴吐清洗液後、且在晶圓W的表面Wa乾燥前進行。
又,顯影液所溶解的光阻溶解物若殘存於晶圓的表面,即可能無法獲得所希望的光阻圖案(凹凸圖案),而發生顯影缺陷。為抑制此顯影缺陷,一種方式可考慮對晶圓的表面噴吐清洗液,同時對晶圓中央部吹送乾燥氣體,形成乾燥區域。此時,可設定晶圓的轉速,使得在具有液體噴嘴的頭移動的期間,由液體噴嘴噴吐的清洗液到達晶圓表面的點(到達地點)之晶圓的線速度大致固定。此時,若由液體噴嘴噴吐的清洗液的流速亦一定,該流速與晶圓的線速度的差即 可在一定範圍內,故可抑制液體飛濺。然而,若控制如此的線速度為一定,隨著頭往晶圓的周緣側,晶圓的轉速即減小,故會延遲乾燥區域朝外側擴大的速度。因此,愈想快速地移動頭,頭與乾燥區域的距離愈大,乾燥延遲會變得顯著(參照圖12)。其結果,為抑制伴隨著乾燥延遲的顯影缺陷,不得不降低頭的移動速度,故若欲使該方法適用於大型晶圓,處理時間即會延長。
在此,可設定晶圓的轉速,使得在具有液體噴嘴的頭移動的期間,由液體噴嘴噴吐的清洗液到達晶圓表面的點(到達地點)之晶圓的向心加速度大致固定。如此,即使頭的移動速度變快,亦可抑制乾燥延遲(參照圖13)。然而,此時,若求算:相對於頭的移動速度,不發生乾燥延遲造成的顯影缺陷的晶圓轉速,相較於上述使線速度保持一定之控制的情形,晶圓的轉速變高(參照圖14)。因此,若由液體噴嘴噴吐的清洗液的流速保持一定,隨著頭往晶圓的周緣側,該流速與晶圓的線速度的差即會增大,可能會因液體飛濺而造成顯影缺陷。特別是,吾人承認該差若超過25m/sec,即會發生液體飛濺(參照圖15)。因此,即使控制此向心加速度為一定,為抑制伴隨著液體飛濺的顯影缺陷,頭的移動速度亦不得不降低,故難以將該方法應用於大型晶圓。
在此,本案發明人等,戮力研究關於即使頭的移動速度快,亦可抑制伴隨著乾燥延遲或液體飛濺的顯影缺陷的發生,可縮短處理時間的方法。其結果,終至如上述實施形態,研發出下列嶄新的方法:採用向心加速度保持一定的控制,同時到達地點P之清洗液L2的流速,與該到達地點P之晶圓W的線速度的差,在既定範圍內。
具體而言,本實施形態中,依序切換液體噴嘴h2~h5,使得在晶圓W旋轉時,且清洗乾燥頭100c由晶圓W的中央側往周緣側移動時,到達地點P之清洗液L2的流速,與到達地點P之晶圓W的線速度的差,在既定範圍內。因此,於到達地點P,清洗液L2的流速與晶圓W的線速度的差小。因此,到達晶圓W的清洗液L2易於伴隨著晶圓W的表面Wa而流動,故清洗液L2不易往周圍飛散(液體飛濺)。其結果,可更抑制顯影缺陷的發生。
本實施形態中,由氣體噴嘴h6噴吐乾燥氣體G,藉此,於晶圓W的表面Wa的中央部形成乾燥區域D。因此,伴隨著清洗乾燥頭100c往晶圓W的周緣部移動,形成於晶圓W的中央部的乾燥區域D,亦因離心力之作用朝外側擴大。因此,自光阻圖案RP的凹部Rb內將清洗液L2朝外側排出,將光阻溶解物與清洗液一齊排出。此外,由於液體飛濺不易發生,可大幅抑制顯影缺陷的發生。
本實施形態中,控制晶圓W的轉速ω2,使得在晶圓W旋轉時,且清洗乾燥頭100c由晶圓W的中央側往周緣側移動時,到達地點P之晶圓W的向心加速度a大致固定。因此,沿由晶圓W的中央部往周緣部的方向,於到達地點P對清洗液L2作用的離心力大致固定。因此,伴隨清洗乾燥頭100c的移動,乾燥區域D易於朝外側擴大。因此,可抑制相較於清洗乾燥頭100c往晶圓W的周緣部移動的速度,乾燥區域D朝外側擴大的速度極慢(所謂乾燥延遲)。亦即,可抑制因乾燥延遲引起的光阻溶解物殘存於晶圓W上的現象,大幅抑制顯影缺陷的發生。
本實施形態中,清洗乾燥頭100c,包含開口面積(開口徑)相互不同且依開口面積的順序排列的複數液體噴嘴h2~h5,按照既定條件,依此順序(開口面積大至小的順序)切換液體噴嘴h2~h5。因此,只要清洗液L2的流量相同,依開口面積 大的液體噴嘴h2至開口面積小的液體噴嘴h5的順序切換,藉此,逐漸增大清洗液L2的噴吐速度。因此,可以簡易之構成使到達地點P之清洗液L2的流速變化。
本實施形態中,清洗乾燥頭100c,包含相對於晶圓W的中心軸的傾斜相互不同且依傾斜的順序排列,且出口朝晶圓W的表面Wa之複數液體噴嘴h2~h5,按照既定條件,依此順序(傾斜小至大的順序),切換液體噴嘴h2~h5。因此,只要清洗液L2的流量相同,依傾斜小的液體噴嘴h2至傾斜大的液體噴嘴h5的順序切換,藉此,到達地點P之清洗液L2的流速中沿晶圓W的表面Wa的速度分量逐漸增大。因此,可以簡易之構成使到達地點P之清洗液L2的速度變化。
本實施形態中,設定各液體噴嘴h2~h5與晶圓W的表面Wa的距離,及各液體噴嘴h2~h5的傾斜,使得由複數液體噴嘴h2~h5噴吐的清洗液L2到達晶圓W的表面Wa之各到達地點P皆大致係同一地點。因此,即使切換液體噴嘴h2~h5,亦可不中斷地對晶圓W的表面Wa連續供給清洗液L2。因此,可將光阻溶解物由晶圓W上充分地去除,可大幅抑制顯影缺陷的發生。
如以上之本實施形態中,如圖16所示,即使清洗乾燥頭100c的移動速度快,亦可抑制伴隨著乾燥延遲或液體飛濺的顯影缺陷的發生,可大幅縮短處理時間。
以上,雖已詳細說明關於本發明之實施形態,但本發明不由上述實施形態限定。例如,圖17(a)所示,清洗乾燥頭100c,亦可包含複數氣體噴嘴h61~h64。氣體噴嘴h61~h64,自上方觀察,沿晶圓W的徑方向,由晶圓W的中央部往周緣部依此順序排列。配置氣體噴嘴h61~h64,使得分別對應各液體噴嘴h2~h5。氣體噴嘴h61~h64之出口,朝垂直下方。此時,伴隨著依序切換噴吐清洗液L2的液體 噴嘴h2~h5,亦依序切換氣體噴嘴h61~h64。因此,自位於接近噴吐清洗液L2的液體噴嘴h2~h5之位置的氣體噴嘴h61~h64噴吐乾燥氣體G,故可保持乾燥氣體G到達晶圓W的到達位置,與清洗液L2到達晶圓W的到達位置的距離,抑制乾燥延遲。因此,可抑制因乾燥延遲造成光阻溶解物殘存在晶圓W上的現象,大幅抑制顯影缺陷的發生。
亦可如圖17(b)所示,液體噴嘴h2~h5,自上方觀察,沿晶圓W的切線方向排成一列。此時,由複數液體噴嘴h2~h5噴吐的清洗液L2到達晶圓W的表面Wa之各到達地點P易於皆大致保持在同一地點。
亦可如圖17(c)所示,清洗乾燥頭100c,包含複數氣體噴嘴h8~h11,液體噴嘴h2~h5及氣體噴嘴h8~h11,自上方觀察,皆沿晶圓W的切線方向排成一列。氣體噴嘴h8~h11的前端側(出口側)傾斜的方向,自上方觀察,係沿晶圓W的切線方向且由晶圓W的旋轉方向上游側朝下游側的方向。圖17(c)中,氣體噴嘴h8~h11之群組,沿晶圓W的徑方向,位於氣體噴嘴h6與液體噴嘴h2~h5的群組之間。此時,可兼顧乾燥延遲之抑制,與清洗液L2的到達地點P之一致。
雖未圖示,但噴嘴h5~h2,亦可自上方觀察,沿晶圓W的徑方向,由晶圓W的中央部往周緣部依此順序排列。亦即,噴嘴h2~h5,亦可係與上述實施形態之排列順相反的順序。
如圖18(a)所示,各液體噴嘴h2~h5,亦可藉由將直徑小於該液體噴嘴h2~h5的複數小型噴嘴捆紮而成一組的集合噴嘴構成。自此等小型噴嘴噴吐的清洗液L2,如圖18(b)所示,到達大致相同地點。此時,藉由使用小型噴嘴,可提高自 各小型噴嘴噴吐的清洗液L2的流速,且藉由將複數小型噴嘴捆紮使用,可確保必要的清洗液L2的流量。
清洗乾燥頭100c,至少包含1個液體噴嘴即可。液體噴嘴為1個時,附加可調整由該液體噴嘴噴吐的清洗液L2的流速之機構,且伴隨著晶圓W上清洗液L2的到達地點P往晶圓W的周緣移動,該機構調整流速,加快由該液體噴嘴噴吐的清洗液L2的流速即可(參照圖19)。
如圖20所示,亦可使用2個清洗乾燥頭100c1、100c2,清洗晶圓W。具體而言,與上述實施形態相同,迄於形成乾燥區域D為止,以1個清洗乾燥頭100c1進行。其後,2個清洗乾燥頭100c1、100c2相互朝相反方向移動,同時由各液體噴嘴h2~h5噴吐清洗液L2。清洗乾燥頭100c1、100c2的液體噴嘴h2~h5之切換時機,如圖21所示,可設定為皆相同。此時,自相互朝相反方向移動的液體噴嘴,分別對晶圓W的表面Wa噴吐清洗液L2。因此,即使對大尺寸的晶圓W,亦可供給對晶圓W而言充足量的清洗液L2。
可設定氣體噴嘴h6的開口面積(開口徑),為例如與噴嘴h2的開口面積(開口徑)大致相同。
上述實施形態中,雖藉由切換液體噴嘴h2~h5,控制清洗液L2的噴吐速度,到達地點P之清洗液L2的流速,與到達地點P之晶圓W的線速度的差在既定範圍內,但由液體噴嘴噴吐的清洗液L2的噴吐速度亦可保持一定,控制晶圓W的轉速,藉此,該差在既定範圍內。且亦可控制清洗液L2的噴吐速度與晶圓W的轉速雙方,藉此,該差在既定範圍內。
液體噴嘴與氣體噴嘴不需設於相同的1個清洗乾燥頭100c。亦即,亦可將此等噴嘴分別設於頭,分別控制各頭的動作。
CU‧‧‧控制裝置
h1~h5‧‧‧液體噴嘴
h6‧‧‧氣體噴嘴
h7‧‧‧液體噴嘴
U1‧‧‧顯影處理單元(基板處理裝置)
W‧‧‧晶圓
Wa‧‧‧表面
Wb‧‧‧背面
20‧‧‧旋轉固持部
20a‧‧‧本體部
20b‧‧‧旋轉軸
20c‧‧‧夾頭
22‧‧‧昇降裝置
23‧‧‧顯影液供給部
23a‧‧‧供給源
23b‧‧‧供給管
23c‧‧‧顯影液頭
26‧‧‧背面清洗部
26a‧‧‧供給源
26b‧‧‧供給管
26c‧‧‧背面清洗液頭
30‧‧‧杯體
31‧‧‧底板
31a‧‧‧液體排出孔
31b‧‧‧氣體排出孔
32‧‧‧外壁
32a‧‧‧上端
32b‧‧‧傾斜壁部
33‧‧‧內壁
33a‧‧‧上端
34‧‧‧分隔壁
35‧‧‧排液管
36‧‧‧排氣管
37‧‧‧傘狀部
38‧‧‧分隔板
100‧‧‧表面清洗乾燥部
100a‧‧‧供給源
100b‧‧‧供給源
100c‧‧‧清洗乾燥頭
100e‧‧‧供給管
100f‧‧‧供給管

Claims (16)

  1. 一種基板清洗裝置,包含:旋轉驅動部,使基板繞著相對於表面垂直的軸旋轉;複數液體噴嘴,位於較該基板更上方,且對該基板的該表面噴吐清洗液;及控制部,控制該基板的轉速、該液體噴嘴的移動、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度;複數該液體噴嘴,其開口面積相互不同,且依開口面積的順序排列,且設定該液體噴嘴,使得於由該液體噴嘴噴吐的清洗液,到達由該旋轉驅動部旋轉驅動的該基板的該表面的到達地點,該清洗液的流向係沿該基板的線速度方向的方向,該控制部,以該旋轉驅動部使該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時控制該基板的轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,在既定範圍內,同時依開口面積大的該液體噴嘴至開口面積小的該液體噴嘴的順序切換,並同時由該液體噴嘴噴吐清洗液。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板清洗裝置,其中複數該液體噴嘴,相對於該軸的傾斜相互不同、依傾斜的順序排列,且出口朝該基板的該表面,該控制部,以該旋轉驅動部使該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時依傾斜小的該液體噴嘴至傾斜大的該液體噴嘴的順序切換,並同時由該液體噴嘴噴吐清洗液。
  3. 一種基板清洗裝置,包含:旋轉驅動部,使基板繞著相對於表面垂直的軸旋轉;複數液體噴嘴,位於較該基板更上方,且對該基板的該表面噴吐清洗液;及控制部,控制該基板的轉速、該液體噴嘴的移動、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度;複數該液體噴嘴,相對於該軸的傾斜相互不同、依傾斜的順序排列,且出口朝該基板的該表面;且設定該液體噴嘴,使得於由該液體噴嘴噴吐的清洗液,到達由該旋轉驅動部旋轉驅動的該基板的該表面的到達地點,該清洗液的流向係沿該基板的線速度方向的方向,該控制部,一方面以該旋轉驅動部使該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,一方面控制該基板的轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,在既定範圍內,且依傾斜小的該液體噴嘴至傾斜大的該液體噴嘴的順序切換,並同時由該液體噴嘴噴吐清洗液。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之基板清洗裝置,其中設定該各液體噴嘴與該基板的該表面的距離、及該各液體噴嘴的傾斜,使得由複數該液體噴嘴噴吐的清洗液,到達該基板的該表面的各到達地點,皆大致係同一地點。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板清洗裝置,其中 更包含至少1個氣體噴嘴,其位於較該基板更上方,且對該基板的該表面噴吐乾燥氣體,該控制部令該氣體噴嘴及該液體噴嘴移動,使得該氣體噴嘴位於較該液體噴嘴更朝該基板的中央側。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板清洗裝置,其中該控制部,控制該基板的轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,為±25m/sec。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板清洗裝置,其中該液體噴嘴,藉由將直徑小於該液體噴嘴的複數小型噴嘴捆紮而成一組的集合噴嘴構成。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板清洗裝置,其中更包含至少1個其他液體噴嘴,其位於較該基板更上方,且對該基板的該表面噴吐清洗液,設定:於由該其他液體噴嘴噴吐的清洗液,到達由該旋轉驅動部旋轉驅動的該基板的該表面的其他到達地點,該清洗液的流向,係沿該基板的線速度方向的方向,該控制部,以該旋轉驅動部使該基板旋轉,且使該其他液體噴嘴自該基板的中央側朝周緣側沿與該液體噴嘴不同的方向移動,同時控制該基板的轉速、與由該其他液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該其他到達地點的清洗液流速、與該其他到達地點的該基板的線速度的差,在既定範圍內。
  9. 一種基板清洗方法,包含清洗程序,其令基板繞著相對於表面垂直的軸旋轉,同時自位於較該基板更上方的至少1個液體噴嘴,對該基板的該表面的中央部噴吐清洗液,其後,使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,使由該液體噴嘴噴吐的清洗液到達該基板表面的到達地點,自該基板的中央側往周緣側移動,藉此,清洗該基板的該表面,該清洗程序中,係設定成:於由該液體噴嘴噴吐的清洗液,到達旋轉中的該基板的該表面的該到達地點,該清洗液的流向,係沿該基板的線速度方向的方向,並令該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時控制該基板的轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,在既定範圍內,並控制由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度,使得於令該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動的期間,該液體噴嘴愈往該基板周緣部,該到達地點的清洗液流速愈大。
  10. 如申請專利範圍第9項之基板清洗方法,其中該清洗程序中,控制該基板的轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,為±25m/sec。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之基板清洗方法,其中 該清洗程序中,控制該基板的轉速,使得於令該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動的期間,該到達地點的該基板的向心加速度大致固定。
  12. 如申請專利範圍第9或10項之基板清洗方法,其中該清洗程序中,自開口面積相互不同,且依開口面積的順序排列的複數該液體噴嘴,對該基板的該表面噴吐清洗液,清洗該基板的該表面時,令該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時依開口面積大的該液體噴嘴至開口面積小的該液體噴嘴的順序切換,並同時由該液體噴嘴噴吐清洗液。
  13. 如申請專利範圍第9或10項之基板清洗方法,其中該清洗程序中,自相對於該軸的傾斜相互不同、依傾斜的順序排列,且出口朝基板表面的複數液體噴嘴,對基板表面噴吐清洗液,清洗基板表面時,令基板旋轉,且使液體噴嘴自基板的中央側往周緣側移動,同時依傾斜小的液體噴嘴至傾斜大的液體噴嘴的順序切換,並同時由液體噴嘴噴吐清洗液。
  14. 如申請專利範圍第9或10項之基板清洗方法,其中該清洗程序中,令該基板旋轉,且由至少1個氣體噴嘴對基板表面的中央部噴吐乾燥氣體,於基板表面的中央部形成乾燥區域後,令該基板旋轉,且使該液體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時控制該基板的轉速、與由該液體噴嘴噴吐的清洗液的噴吐速度的至少一方,使得該到達地點的清洗液流速、與該到達地點的該基板的線速度的差,在既定範圍內。
  15. 如申請專利範圍第14項之基板清洗方法,其中該清洗程序中,由複數該液體噴嘴對該基板的該表面噴吐清洗液,且由複數該氣體噴嘴對該基板的該表面,朝較清洗液的該到達地點更中央側噴吐乾燥氣體時,令複數該液體噴嘴及複數該氣體噴嘴自該基板的中央側往周緣側移動,同時配合複數該液體噴嘴的切換,依順序切換該各氣體噴嘴,並同時由該氣體噴嘴噴吐乾燥氣體。
  16. 一種電腦可讀取記錄媒體,記錄有用來令基板清洗裝置實行如申請專利範圍第9或10項之基板清洗方法之程式。
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