TWI594354B - Substrate processing method, substrate processing system and memory medium - Google Patents

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TWI594354B
TWI594354B TW103128452A TW103128452A TWI594354B TW I594354 B TWI594354 B TW I594354B TW 103128452 A TW103128452 A TW 103128452A TW 103128452 A TW103128452 A TW 103128452A TW I594354 B TWI594354 B TW I594354B
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Description

基板處理方法、基板處理系統及記憶媒體
揭示的實施型態係關於基板處理方法、基板處理系統及記憶媒體。
以往，在半導體裝置之製造工程中，於對半導體晶圓等之基板進行乾蝕刻或灰化之後，為了除去殘存在基板上之聚合物等之反應生成物，進行使用DHF(稀氫氟酸)等之藥液而洗淨基板(參照專利文獻1)。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-027786號公報
但是，在上述以往技術中，針對邊抑制對基板造成的損傷邊除去殘存在基板上之反應生成物之點，還 有改善之空間。
例如，在上述以往技術中，有於基板內部之金屬配線露出之時，露出之金屬配線因為藥液受到損傷之虞。
實施型態之一態樣係以提供可以邊抑制對基板之造成損傷邊除去於乾蝕刻後或灰化後殘存在基板上之反應生成物之基板處理方法、基板處理系統及記憶媒體為目的。
與實施型態之一態樣有關之基板處理方法包含處理液供給工程和除去液供給工程。處理液供給工程係對乾蝕刻後或灰化後之基板，供給包含揮發成分且用以在基板上形成膜的處理液。除去液供給工程係對藉由揮發成分揮發而在基板上固化或硬化之處理液供給除去處理液的除去液。
若藉由實施型態之一態樣，可以邊抑制對基板造成的損傷邊除去於乾蝕刻後或灰化後殘存在基板上之反應生成物。
W‧‧‧晶圓
P‧‧‧反應生成物
1‧‧‧基板處理系統
2‧‧‧第1處理裝置
3‧‧‧第2處理裝置
4‧‧‧控制裝置
12‧‧‧乾蝕刻單元
13‧‧‧裝載鎖定室
14‧‧‧第1液處理單元
19‧‧‧第2液處理單元
40_1、40_2、80‧‧‧液供給部
101‧‧‧配線層
102‧‧‧Cu配線
103‧‧‧襯底膜
104‧‧‧層間絕緣膜
106‧‧‧通孔
圖1A為與本實施型態有關之基板處理方法之說明圖。
圖1B為與本實施型態有關之基板處理方法之說明圖。
圖1C為與本實施型態有關之基板處理方法之說明圖。
圖2係表示與本實施型態有關之基板處理系統之概略構成的圖示。
圖3為表示第1處理裝置之概略構成之圖示。
圖4為表示第2處理裝置之概略構成之圖示。
圖5為表示乾蝕刻單元之構成之一例的模式圖。
圖6為表示第1液處理單元之構成之一例的模式圖。
圖7為表示第2液處理單元之構成之一例的模式圖。
圖8為表示與本實施型態有關之基板處理之處理順序的流程圖。
圖9A為基板處理之說明圖。
圖9B為基板處理之說明圖。
圖9C為基板處理之說明圖。
圖9D為基板處理之說明圖。
以下，參照附件圖面，詳細說明本案揭示的基板處理方法、基板處理系統及記憶媒體之實施型態。並且，並不藉由以下所示之實施型態限定該發明。
[基板處理方法之內容]
首先，針對與本實施型態有關之基板處理方法，使用圖1A~圖1C進行說明。圖1A~圖1C為與本實施型態有關之基板處理方法之說明圖。
在與本實施型態有關之基板處理方法中，對乾蝕刻後或灰化後之半導體晶圓等之基板(以下，記載成晶圓W)，進行藉由乾蝕刻或灰化所產生之聚合物等之反應生成物之除去。
如圖1A所示般，晶圓W具有例如配線層101、襯底膜103和層間絕緣膜104。該些係依照配線層101、襯底膜103及層間絕緣膜104之順序被疊層。在配線層101形成作為金屬配線之一例的Cu配線102。
再者，晶圓W具有通孔106。通孔106藉由乾蝕刻而被形成。通孔106到達至配線層101，成為Cu配線102之表面從通孔106之底部露出之狀態。
在乾蝕刻後或灰化後之晶圓W，附著因為乾蝕刻或灰化所產生之聚合物等之反應生成物P。
與本實施型態有關之基板處理方法中，對晶圓W上供給包含揮發成分且用以在晶圓W形成膜之處理液(以下，記載成「成膜用處理液」)。具體而言，在本實施型態中，對晶圓W上供給用以在晶圓W上形成上塗層膜之成膜用處理液(以下，記載成「上塗層液」)。
並且，上塗層膜係指為了防止液浸液滲入至 防蝕膜，被塗佈在防蝕膜之上面的保護膜。再者，液浸液係例如在光微影工程中被使用於液浸曝光之液體。
被供給至晶圓W上之上塗層液由於其內部所含之揮發成分揮發一面引起體積收縮一面固化或硬化，成為上塗層膜(參照圖1B)。並且，在上塗層液包含具有於固化或硬化之時體積收縮之性質的丙烯酸樹脂，藉由如此之丙烯酸樹脂之硬化收縮，也會引起上塗層液之體積收縮。並且，這裡所指的「固化」係固體化之意，「硬化」係分子彼此連結而高分子化(例如，架橋或聚合等)之意。
之後，如圖1B所示般，對上塗膜上供給除去上塗層膜之除去液。具體而言，在本實施型態中，使用鹼顯像液當作除去液。
藉由供給鹼顯像液，上塗層膜從晶圓W被剝離。此時，反應生成物P與上塗層膜一起從晶圓W被剝離。依此，可以從晶圓W除去反應生成物P(參照圖1C)。
如此一來，若藉由與本實施型態有關之基板處理方法時，因不用利用化學性作用可以除去反應生成物P，故可以抑制因蝕刻作用等而對Cu配線102造成的損傷。
因此，若藉由與本實施型態有關之基板處理方法時，可以邊抑制對晶圓W造成的損傷邊除去於乾蝕刻後或灰化後殘存在晶圓W上之反應生成物P。並且，上 塗層膜係於被成膜在晶圓W之後，不進行圖案曝光，全部從晶圓W被除去。
上塗層液係一面引起體積收縮，一面固化或硬化，而成為上塗層膜。即使藉由因此時之上塗層液的體積收縮而產生的變形(拉伸力)，也可以使殘存在晶圓W之反應生成物P從晶圓W分離。
上塗層液因係藉由揮發成分之揮發及丙烯酸樹脂之硬化收縮，引起體積收縮，故比起僅包含揮發成分之成膜用處理液，體積收縮率大，可以強力使反應生成物P分離。尤其，丙烯酸樹脂因比起環氧樹脂等之其他樹脂，硬化收縮大，故在對反應生成物P供給拉伸力之觀點上以上塗層液為有效。
再者，上塗層膜係於藉由鹼顯像液被剝離之時膨潤。因此，若藉由與本實施型態有關之基板處理方法時，除了上塗層膜之揮發所造成之體積收縮外，即使藉由上塗層膜之膨潤所產生之體積膨脹，也可以強力使反應生成物P從晶圓W強力分離。
再者，在本實施型態中，藉由使用具有鹼性當作除去液，以提高反應生成物P之除去效率。
藉由供給鹼顯像液，在晶圓W之表面和反應生成物P之表面產生同一極性之電動勢(zeta potential)。由於上塗層液之體積變化從晶圓W等分離之反應生成物P，藉由帶電與晶圓W等相同極性之電動勢，而與晶圓W等相斥。依此，防止反應生成物P再附著於晶圓W 等。
如此一來，於利用上塗層液之體積收縮而使反應生成物P從晶圓W等分離後，藉由使晶圓W和反應生成物P產生相同極性之電動勢，因防止反應生成物P之再附著，故可以提高除去反應生成物P之除去效率。
並且，就以鹼顯像液而言，若含有例如氨、氫氧化四甲銨(TMAH：Tetra Methyl Ammonium Hydroxide)、膽鹼水溶液之至少一個即可。
再者，若藉由與本實施型態有關之基板處理方法時，也容易除去在利用例如物理力的洗淨方法中難以除去的進入通孔106內之反應生成物P。
並且，被形成在晶圓W上之上塗層膜，最終從晶圓W全部被除去。因此，上塗層膜被除去之後的晶圓W成為上塗層液被供給之前的狀態，即是Cu配線102露出之狀態。
[基板處理系統之構成]
接著，針對實行上述基板處理方法之基板處理系統之構成，參照圖2予以說明。圖2係表示與本實施型態有關之基板處理系統之概略構成的圖示。
如圖2所示般，與本實施型態有關之基板處理系統1具備第1處理裝置2、第2處理裝置3、第1控制裝置4A和第2控制裝置4B。
第1處理裝置2進行對晶圓W供給乾蝕刻或 上塗層液。再者，第2處理裝置3係進行對在第1處理裝置2被處理之晶圓W供給鹼顯像液。
第1控制裝置4A為例如電腦，具備控制部401和記憶部402。在記憶部402儲存控制在第1處理裝置2中被實行之各種處理的程式。控制部401係藉由讀出並實行被記憶於記憶部402之程式，而控制第1處理裝置2之動作。
同樣，第2控制裝置4B為例如電腦，具備控制部403和記憶部404。在記憶部404儲存控制在第2處理裝置3中被實行之各種處理的程式。控制部403係藉由讀出並實行被記憶於記憶部404之程式，而控制第2處理裝置3之動作。
並且，該些程式即使為被記錄在藉由電腦可讀取之記憶媒體者，從其記憶媒體被安裝於第1控制裝置4A之記憶部402或第2控制裝置4B之記憶部404亦可。就以電腦可讀取之記憶媒體而言，例如有硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。
[第1處理裝置之構成]
首先，針對第1處理裝置2之構成，參照圖3予以說明。圖3為表示第1處理裝置2之概略構成之圖示。並且，在以下中，為了使位置關係明確，規定互相正交之X軸、Y軸及Z軸，將Z軸正方向設為垂直向上方向。
如圖3所示般，第1處理裝置2具備搬入搬 出站5和處理站6。搬入搬出站5和處理站6鄰接設置。
搬入搬出站5具備載體載置部10和搬運部11。在載體載置部10被載置以水平狀態收容複數片之晶圓W之複數搬運容器(以下，記載成載體C)。
搬運部11具備與載體載置部10鄰接設置，在內部具備基板搬運裝置111。基板搬運裝置111具備保持晶圓W之晶圓保持機構。再者，基板搬運裝置111可朝水平方向及垂直方向移動以及以垂直軸為中心做旋轉，使用晶圓保持機構而在載體C和處理站6之間進行晶圓W之搬運。
處理站6係與搬運部11鄰接設置。處理站6具備乾蝕刻單元12和裝載鎖定室13和第1液處理單元14。
在第1處理裝置2中，搬入搬出站5之基板搬運裝置111從被載置於載體載置部10之載體C取出晶圓W，並將所取出之晶圓W搬入至處理站6之乾蝕刻單元12。
在乾蝕刻單元12中，對藉由基板搬運裝置111被搬入之晶圓W進行乾蝕刻處理。依此，形成通孔106，使得晶圓W內部之Cu配線102(參照圖1A)露出。
並且，乾蝕刻處理係在減壓狀態下進行。再者，在乾蝕刻單元12中，有於乾蝕刻處理後，進行除去不需要之防蝕劑的灰化處理。
裝載鎖定室13被構成可在大氣壓狀態和減壓狀態切換內部壓力。在裝載鎖定室13之內部設置無圖示之基板搬運裝置。結束在乾蝕刻單元12的處理之晶圓W，藉由裝載鎖定室13之無圖示之基板搬運裝置，從乾蝕刻單元12被搬出，被搬入至第1液處理單元14。
具體而言，裝載鎖定室13之內部從乾蝕刻單元12搬出晶圓W為止被保持減壓狀態，於完成搬出之後，被供給氮或氬等之惰性氣體而切換至大氣壓狀態。然後，在切換至大氣壓狀態之後，裝載鎖定室13之無圖示之基板搬運裝置將晶圓W搬入至第1液處理單元14。
如此一來，晶圓W從乾蝕刻單元12被搬出至被搬入至第1液處理單元14之期間，因與外氣隔離，故防止露出之Cu配線102之氧化。
接著，在第1液處理單元14中，進行對晶圓W供給上塗層液之成膜用處理液供給處理。如上述般，被供給至晶圓W之上塗層液一面引起體積收縮一面固化或硬化而成為上塗層膜。依此，成為露出之Cu配線102藉由上塗層膜而被覆蓋之狀態。
然後，成膜用處理液供給處理後之晶圓W係藉由基板搬運裝置111而從第1液處理單元14被搬出，而被收容至載體載置部10之載體C。之後，載體C係被搬運至第2處理裝置3。
[第2處理裝置之構成]
接著，針對第2處理裝置3之構成，參照圖4予以說明。圖4為表示第2處理裝置3之概略構成之圖示。
如圖4所示般，第2處理裝置3具備搬入搬出站7和處理站8。搬入搬出站7和處理站8鄰接設置。
搬入搬出站7具備載體載置部16和搬運部17。在載體載置部16載置複數載體C。
搬運部17具備與載體載置部16鄰接設置，在內部具備基板搬運裝置171和交接部172。基板搬運裝置171具備保持晶圓W之晶圓保持機構。再者，基板搬運裝置171可朝水平方向及垂直方向移動以及以垂直軸為中心做旋轉，使用晶圓保持機構而在載體C和交接部172之間進行晶圓W之搬運。
處理站8係與搬運部17鄰接設置。處理站8具備搬運部18和複數之第2液處理單元19。複數之第2液處理單元19係並列設置在搬運部18之兩側。
搬運部18在內部具備基板搬運裝置181。基板搬運裝置181具備保持晶圓W之晶圓保持機構。再者，基板搬運裝置181可朝水平方向及垂直方向移動以及以垂直軸為中心做旋轉，使用晶圓保持機構而在交接部172和第2液處理單元19之間進行晶圓W之搬運。
在第2處理裝置3中，搬入搬出站7之基板搬運裝置171從載體C取出在第1處理裝置2被處理之晶圓W，並將所取出之晶圓W載置在交接部172。被載置在交接部172之晶圓W藉由處理站8之基板搬運裝置181 從交接部172被取出，而被搬入至第2液處理單元19。
在第2液處理單元19中，對晶圓W，進行供給鹼顯像液而除去上塗層膜之處理等。依此，隨著上塗層膜之剝離，除去殘存在晶圓W上之反應生成物P。
之後，晶圓W藉由基板搬運裝置181從第2液處理單元19被搬出，而被載置在交接部172。然後，被載置在交接部172之處理完的晶圓W藉由基板搬運裝置171返回至載體載置部16之載體C。
[乾蝕刻單元之構成]
接著，針對第1處理裝置2所具備之乾蝕刻單元12之構成，參照圖5予以說明。圖5為表示乾蝕刻單元12之構成之一例的模式圖。
如圖5所示般，乾蝕刻單元12具備收容晶圓W之密閉構造之腔室201，在腔室201內設置以水平狀態載置晶圓W之載置台202。載置台202具備冷卻或加熱晶圓W而調節至特定溫度之調溫機構203。在腔室201之側壁設置用以在與裝載鎖定室13之間搬入搬出晶圓W之搬入搬出口(無圖示)。
在腔室201之頂棚部設置有噴淋頭204。噴淋頭204連接氣體供給管205。在該氣體供給管205經閥206連接有蝕刻氣體供給源207，從蝕刻氣體供給源207對噴淋頭204供給特定之蝕刻氣體。噴淋頭204係將從蝕刻氣體供給源207被供給之蝕刻氣體供給至腔室201內。
並且，從蝕刻氣體供給源207被供給之蝕刻氣體為例如CH3F氣體、CH2F2氣體、CF4氣體、O2氣體、Ar氣體源等。
在腔室201之底部經排液管208連接有排氣裝置209。腔室201之內部之壓力藉由如此之排氣裝置209被維持減壓狀態。
乾蝕刻單元12被構成上述般，在使用排氣裝置209而對腔室201之內部進行減壓的狀態下，藉由從噴淋頭204對腔室201內供給蝕刻氣體，對被載置在載置台202之晶圓W進行乾蝕刻。依此，在晶圓W形成通孔106(參照圖1A)，而成為Cu配線102露出之狀態。
再者，在乾蝕刻單元12中，有將例如防蝕膜當作遮罩而對層間絕緣膜104(參照圖1A)進行乾蝕刻之後，進行用以除去防蝕膜之灰化處理之情形。
[第1液處理單元之構成]
接著，針對第1液處理單元14之構成參照圖6予以說明。圖6為表示第1液處理單元14之構成之一例的模式圖。
如圖6所示般，第1液處理單元14具備腔室20、基板保持機構30、液供給部40_1、40_2和回收杯50。
腔室20收容基板保持機構30和液供給部40_1、40_2和回收杯50。在腔室20之頂棚部設置FFU (Fan Filter Unit)21。FFU21在腔室20內形成下向流。
在FFU21經閥22連接惰性氣體供給源23。FFU21對腔室20內吐出從惰性氣體供給源23被供給之N2氣體等之惰性氣體。如此一來，藉由使用惰性氣體當作下向流，可以防止露出之Cu配線102(參照圖1A)氧化。
基板保持機構30具備將晶圓W保持可旋轉之旋轉保持部31，和插通於旋轉保持部31之中空部314，對晶圓W之下面供給氣體之氣體供給部32。
旋轉保持部31被設置在腔室20之略中央。在如此之旋轉保持部31之上面設置從側面保持晶圓W之保持構件311。晶圓W係在藉由如此之保持構件311而從旋轉保持部31之上面離開些許的狀態下被水平保持。
再者，旋轉保持部31具備由馬達或使馬達之旋轉傳達至旋轉保持部31之皮帶等所構成之驅動機構312。旋轉保持部31藉由如此之驅動機構312繞垂直軸旋轉。然後，藉由旋轉保持部31旋轉，被保持於旋轉保持部31之晶圓W與旋轉保持部31一體旋轉。並且，旋轉保持部31經軸承313可旋轉地被支撐在腔室20及回收杯50。
氣體供給部32為被插通於形成在旋轉保持部31之中央的中空部314之長條狀之構件。在氣體供給部32之內部形成流路321，在如此之流路321，經閥33連接N2供給源34。氣體供給部32經閥33及流路321將從 N2供給源34被供給之N2氣體供給至晶圓W之下面。
經閥33被供給之N2氣體為高溫(例如，90℃左右)之N2氣體，被使用於後述之揮發促進處理。
基板保持機構30從裝載鎖定室13之無圖示之基板搬運裝置接取晶圓W之時，在使用無圖示之升降機構而使氣體供給部32上升之狀態下，使晶圓W載置在被設置在氣體供給部32之上面的無圖示之支撐銷上。之後，基板保持機構30係在使氣體供給部32下降至特定位置之後，將晶圓W交至旋轉保持部31之保持構件311。再者，基板保持機構30在將處理完之晶圓W交至基板搬運裝置111之時，使用無圖示之升降機構而使氣體供給部32上升，並使藉由保持構件311而被保持之晶圓W載置在無圖示之支撐銷上。然後，基板保持機構30係將載置在無圖示之支撐銷上之晶圓W交至基板搬運裝置111。
液供給部40_1具備噴嘴41a~41c、水平支撐噴嘴41a~41c之機械臂42和使機械臂42旋轉及升降之旋轉升降機構43。
液供給部40_1係對晶圓W，從噴嘴41a供給特定藥液(在此，為DHF)，並從噴嘴41b供給為沖洗液之一種的DIW(純水)，並從噴嘴41c供給為乾燥溶媒之一種的IPA(異丙醇)。
具體而言，噴嘴41a經閥44a連接DHF供給源45a，噴嘴41b經閥44b連接DIW供給源45b，噴嘴41c經閥44c分別連接IPA供給源45c。並且，從噴嘴41a 被供給之DHF為被稀釋成不使Cu配線102腐蝕之程度的濃度的稀氫氟酸。
再者，液供給部40_2具備噴嘴41d、41e，和水平支撐噴嘴41d、41e之機械臂42和使機械臂42旋轉及升降之旋轉升降機構43。
如此之液供給部40_2係對晶圓W，從噴嘴41d供給與上塗層液具有親和性的溶劑之MIBC(4-甲基-2-戊醇)，並從噴嘴41e供給上塗層液。
具體而言，噴嘴41d經閥44d連接MIBC供給源45d，噴嘴41e經閥44e連接上塗層液供給源45e。
MIBC也被含於上塗層液，對上塗層液具有親和性。並且，作為MIBC以外之對上塗層液具有親和性之溶劑，即使使用例如PGME(丙二醇單甲醚)、PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)等亦可。
並且，在此，對每處理液設置專用之噴嘴41a~41e，但是即使複數處理液共用噴嘴亦可。但是，當使噴嘴共用化時，於不想使例如處理液彼此混合之時等，需要暫時排出殘存在噴嘴或配管之處理液之工程，處理液白白被消耗。對此，若設置專用之噴嘴41a~41e時，因如上述般不需要排出處理液之工程，故不會有處理液被白白消耗之情形。
回收杯50係被配置成包圍旋轉保持部31，藉由旋轉保持部31之旋轉補集從晶圓W飛散之處理液。在回收杯50之底部形成排液口51，藉由回收杯50補集之 處理液從如此之排液口51被排出至第1液處理單元14之外部。再者，在回收杯50之底部形成排氣口52，使藉由氣體供給部32被供給之N2氣體或從FFU21被供給之惰性氣體排出至第1液處理單元14之外部。
[第2液處理單元之構成]
接著，針對第2處理裝置3所具備之第2液處理單元19之構成參照圖7予以說明。圖7為表示第2液處理單元19之構成之一例的模式圖。
如圖7所示般，第2液處理單元19在腔室60內具備基板保持機構70、液供給部80和回收杯90。
基板保持機構70具備旋轉保持部71、支柱部72和驅動部73。旋轉保持機構71被設置在腔室60之略中央。在如此之旋轉保持部71之上面設置從側面保持晶圓W之保持構件711。晶圓W在藉由如此之保持構件711從旋轉保持部71之上面離開些許之狀態下被水平保持。支柱部72為在垂直方向延伸之構件，基端部藉由驅動部73被支撐成可旋轉，在前端部水平支撐旋轉保持部71。驅動部73係使支柱部72繞垂直軸旋轉。
如此之基板保持機構70藉由使用驅動部73使支柱部72旋轉而使被支撐於支柱部72之旋轉保持部71旋轉，依此使被保持於旋轉保持部71之晶圓W旋轉。
液供給部80具備噴嘴81a~81c、水平支撐噴嘴81a~81c之機械臂82，和使機械臂82旋轉及升降之旋 轉升降機構83。
如此之液供給部80係從噴嘴81a對晶圓W供給特定藥液之DHF，並從噴嘴81b供給除去上塗層膜之除去液的鹼顯像液，並從噴嘴81c供給沖洗液之DIW。
具體而言，噴嘴81a經閥84a連接DHF供給源85a，噴嘴81b經閥84b連接顯像液供給源85b，噴嘴81c經閥84c連接DIW供給源85c。
從閥81b被供給之鹼顯像液含有防止Cu配線102之腐蝕的防蝕劑。依此，在後述之除去液供給處理中，可以邊抑制對Cu配線102的損傷邊除去上塗層膜。再者，從噴嘴81a被供給之DHF被稀釋成不會腐蝕Cu配線102之程度的濃度。
回收杯90為了防止處理液飛散至周圍，被配置成包圍旋轉保持機構71。在回收杯90之底部形成排液口91，藉由回收杯90捕集到的處理液，從如此之排液口91被排出至第2液處理單元19之外部。
[基板處理系統之具體動作]
接著，針對基板處理系統1之具體性動作，參照圖8及圖9A~圖9D進行說明。圖8為表示與本實施型態有關之基板處理之處理順序的流程圖。圖9A~圖9D為基板處理之說明圖。
並且，在圖9A表示圖8中之乾蝕刻處理(步驟S101)之說明圖，圖9B表示圖8中之成膜用處理液供 給處理(步驟S106)之說明圖，圖9C表示圖8中之成膜用處理液供給處理(步驟S106)後之晶圓W，圖9D表示圖8中之除去液供給處理(步驟S108)後之晶圓W。圖8所示之各處理程序係根據第1控制裝置4A或第2控制裝置4B之控制而進行。
在與本實施型態有關之基板處理系統1中，在第1處理裝置2進行從圖8所示之乾蝕刻處理(步驟S101)至第1搬出處理(步驟S107)為止之處理，在第2處理裝置3中進行從除去液供給處理(步驟S108)至第2搬出處理(步驟S110)為止之處理。
如圖8所示般，首先在乾蝕刻單元12進行乾蝕刻處理(步驟S101)。在如此之乾蝕刻處理中，乾蝕刻單元12對晶圓W進行乾蝕刻或灰化。依此，被設置在晶圓W之內部的Cu配線102露出(參照圖9A)。
接著，晶圓W被搬入至第1液處理單元14。如此之搬入處理因經裝載鎖定室13而被進行，故可以防止露出之Cu配線102之氧化。
接著，在第1液處理單元14進行藥液處理(步驟S102)。在如此之藥液處理中，液供給部40_1(參照圖6)之噴嘴41a位於晶圓W之中央上方。之後，從噴嘴41a對晶圓W供給DHF。被供給至晶圓W之DHF係藉由隨著晶圓W之旋轉的離心力，而在晶圓W之表面擴散。
依此，Cu配線102或反應生成物P之表面藉 由DHF些許溶解，反應生成物P之附著力變弱。因此，可以成為容易除去反應生成物P之狀態。
在此，步驟S102之藥液處理係以容易除去反應生成物P為目的而進行，以完全不會除去反應生成物P之程度的低蝕刻條件來進行。低蝕刻條件係以例如比要完全除去反應生成物P所需之蝕刻時間短的時間，或要完全除去反應生成物P所需的DHF之濃度低的DHF濃度進行蝕刻之條件。
因此，如以往般，比起僅以DHF除去反應生成物P之時，可以邊抑制Cu配線102之損傷邊更有效果地進行反應生成物P之除去。再者，在本實施型態中，從噴嘴41a被供給之DHF因被稀釋成不會使Cu配線102腐蝕之程度的濃度，故可以更確實地抑制Cu配線102之損傷。
在藥液處理中，容易除去粒徑比較小的反應生成物P，在使用後述之上塗層液及鹼除去液之反應生成物P之除去中，容易除去粒徑比較大的反應生成物P。因此，藉由組合該些處理，可以更有效果地除去反應生成物P。
並且，從噴嘴41a被供給之藥液並不限於DHF，例如即使為氟化銨、鹽酸、硫酸、過氧化氫水、磷酸、醋酸、硝酸、含有氫氧化銨、有機酸或氟化銨之水溶液等亦可。
接著，在第1液處理單元14中，進行以DIW 沖洗晶圓W之表面的沖洗處理(步驟S103)。在如此之沖洗處理中，噴嘴41b(參照圖6)位於晶圓W之中央上方。之後，藉由閥44b開放特定時間，DIW從噴嘴41b被供給到旋轉之晶圓W之表面，沖洗殘存在晶圓W上之DHF。
接著，在第1液處理單元14進行置換處理(步驟S104)。在如此之置換處理中，噴嘴41c(參照圖6)位於晶圓W之中央上方。之後，藉由閥44c開放特定時間，IPA從噴嘴41c被供給到旋轉之晶圓W之表面，晶圓W上之DIW被置換成IPA。之後，在晶圓W上殘存IPA之狀態下，晶圓W之旋轉停止。當完成置換處理時，液供給部40_1移動至晶圓W之外方。並且，步驟S102~S104之處理不一定要實施。
接著，在第1液處理單元14進行溶劑供給處理(步驟S105)。溶劑供給處理係於將成膜用處理液之上塗層液供給至晶圓W之前，對晶圓W供給與如此之上塗層液具有親和性之MIBC的處理。
具體而言，液供給部40_2之噴嘴41d位於晶圓W之中央上方，之後從噴嘴41d供給MIBC至晶圓W。被供給至晶圓W之MIBC係藉由隨著晶圓W之旋轉的離心力，而在晶圓W之表面擴散。
如此一來，藉由事先使與上塗層液具有親和性之MIBC在晶圓W擴散，在後述之成膜用處理液供給處理中，上塗層液容易在晶圓W擴散，並且也容易進入 通孔106(參照圖9A)。因此，可以抑制上塗層液之消耗量，並且可以更確實地除去進入至通孔106之反應生成物P。
MIBC與表面塗層液具有親和性，但對DIW幾乎不混合，親和性低。對此，在第1液處理單元14中，於供給MIBC前，以相較於DIW與MIBC之親和性高的IPA來置換DIW。依此，比起於沖洗處理(步驟S103)之後立即進行溶劑供給處理(步驟S105)之時，MIBC容易在晶圓W之表面擴散，可以抑制MIBC之消耗量。
並且，與成膜用處理液具有親和性之溶劑，不僅成膜用處理液，與DIW也具有親和性之時，即使省略步驟S104之置換處理亦可。
如此一來，欲於在短時間有效率性地使上塗層膜在晶圓W之上面擴散之情況等，則以進行上述溶劑供給處理為佳。並且，於成膜用處理液與IPA具有親和性之時，即使省略步驟S105之溶劑供給處理亦可。
接著，在第1液處理單元14進行成膜用處理液供給處理(步驟S106)。在如此之成膜用處理液供給處理中，液供給部40_2之噴嘴41e位於晶圓W之中央上方。之後，如圖9B所示般，成膜用處理液之上塗層液從噴嘴41e被供給至不形成防蝕膜之電路形成面的晶圓W之表面。
被供給至晶圓W之上塗層液藉由隨著晶圓W之旋轉的離心力，而在晶圓W之表面擴散。依此，如圖 9B所示般，在晶圓W之表面全體形成上塗層液之液膜。此時，晶圓W之表面在步驟S105，藉由被供給至晶圓W上之MIBC成為濕潤性高之狀態。依此，上塗層液在晶圓W之表面容易擴散，並且也容易進入通孔106。因此，可以刪減上塗層液之使用量，並且謀求處理時間之短縮化。
藉由晶圓W之旋轉，揮發成分揮發，依此上塗層液固化或硬化。依此，在晶圓W之表面全體形成上塗層膜(參照圖9C)。
再者，在第1液處理單元14中，進行揮發促進處理。如此之揮發促進處理係促進在晶圓W之表面全體形成膜之上塗層液所含之揮發成分更加揮發的處理。具體而言，藉由閥33(參照圖6)在特定時間開放，高溫之N2氣體從氣體供給部32被供給至旋轉之晶圓W之背面。依此，與晶圓W同時上塗層液被加熱而促進揮發成分之揮發。
並且，揮發促進處理即使為藉由無圖示之減壓裝置使腔室20內成為減壓狀態之處理亦可，即使為藉由從FFU21被供給之氣體使腔室20內之濕度下降的處理亦可。即使藉由該些處理，也可以促進揮發成分之揮發。
再者，在此，雖然針對第1液處理單元14進行揮發促進處理之情況之例予以表示，但能省略揮發促進處理。即是，至上塗層液自然固化或硬化為止，使晶圓W在第1液處理單元14待機亦可。再者，即使藉由使晶圓W之旋轉停止，或以甩掉上塗層液而晶圓W之表面不會 露出之程度的旋轉數，使晶圓W旋轉，來促進上塗層液之揮發亦可。
接著，在第1液處理單元14進行第1搬出處理(步驟S107)。在如此之第1搬出處理中，基板搬運裝置111從第1液處理單元14取出晶圓W，搬運至載體載置部10，收容至被載置在載體載置部10之載體C。
此時，晶圓W之露出的Cu配線102成為被上塗層膜覆蓋之狀態(參照圖9C)。即是，因Cu配線102成為阻隔外氣之狀態，故不會受到氧化等之壞影響。
被收容在載體C之晶圓W從第1處理裝置2被搬運至第2處理裝置3之載體載置部16。之後，晶圓W係藉由第2處理裝置3之基板搬運裝置171(參照圖4)從載體C被取出，經由交接部172、基板搬運裝置181而被搬入至第2液處理單元19。
在第2液處理單元19首先進行除去液供給處理(步驟S108)。在如此之除去液供給處理中，噴嘴81b(參照圖7)位於晶圓W之中央上方。之後，藉由閥84b開放特定時間，屬於除去液之鹼顯像液從噴嘴81b被供給至旋轉之晶圓W上。依此，被形成在晶圓W上之上塗層膜剝離及溶解而從晶圓W被除去。
此時，殘存在晶圓W之反應生成物P從晶圓W被剝離被除去(參照圖9D)。
再者，此時，因晶圓W及反應生成物P產生相同極性之電動勢，故晶圓W等及反應生成物P相斥， 防止反應生成物P再附著於晶圓W等。
再者，鹼顯像液含有防止Cu配線102之腐蝕的防蝕劑。因此，即使Cu配線102附著鹼顯像液，亦可以抑制Cu配線102之腐蝕。因此，若藉由與本實施型態有關之基板處理系統1時，則可以邊抑制對Cu配線102造成之損傷，邊除去上塗層膜。
接著，在第2液處理單元19進行藥液處理(步驟S109)。在如此之藥液處理中，噴嘴81a(參照圖7)位於晶圓W之中央上方。之後，從噴嘴81a對晶圓W供給DHF。被供給至晶圓W之DHF係藉由隨著晶圓W之旋轉的離心力，而在晶圓W之表面擴散。
如此一來，藉由於除去液供給處理之後，即是上塗層膜被除去之後進行藥液供給處理，存在藉由上塗層膜之剝離而未完全被除去之反應生成物P(尤其，粒徑小的反應生成物P)之時，可以除去如此的反應生成物P。即使在如此之時，比起一般之藥液洗淨，可以邊抑制對晶圓W之侵蝕，邊更有效果地進行反應生成物P之除去。
當結束藥液處理時，在第2液處理單元19中，進行從噴嘴81c對晶圓W供給DIW而沖洗晶圓W之表面的沖洗處理。依此，在溶解的上塗層膜或鹼顯像液中浮游之反應生成物P，與DIW同時從晶圓W被除去。再者，當結束沖洗處理時，在第2液處理單元19中，進行藉由使晶圓W之旋轉速度增加特定時間，甩乾殘存在晶 圓W之表面的DIW而使晶圓W乾燥的乾燥處理。之後，晶圓W之旋轉停止。
然後，在第2液處理單元19中進行第2搬出處理(步驟S110)。在如此之第2搬出處理中晶圓W藉由基板搬運裝置181(參照圖4)而從第2液處理單元19被取出，經由交接部172及基板搬運裝置171被收容在被載置於載體載置部16之載體C。當如此之第2搬出處理完成時，完成針對一片之晶圓W的一連串基板處理。
如上述般，與本實施型態有關之基板處理系統1具備液供給部40_2(相當於處理液供給部之一例)，和液供給部80(相當於除去液供給部之一例)。液供給部40_2係對乾蝕刻後或灰化後之晶圓W，供給包含揮發成分且用以在基板上形成膜之處理液的上塗層液。再者，液供給部80係藉由揮發成分揮發而在晶圓W上固化或硬化之上塗層液，除去上塗層液全部之除去液的鹼顯像液。
因此，若藉由與本實施型態有關之基板處理系統1時，可以邊抑制對基板造成的損傷邊除去於乾蝕刻後或灰化後殘存在基板上之反應生成物P。
在上述之各實施型態中，雖然針對使用上塗層液以作為成膜用處理液之情形的例予以說明，但是成膜用處理液並不限定於上塗層液。
例如，成膜用處理液即使為包含酚樹脂的處理液亦可。如此之酚樹脂也因與上述丙烯酸樹脂相同引起 硬化收縮，故與上塗層液相同，在對反應生成物P供給拉張力之點上具有效果。
就以含酚樹脂之成膜用處理液而言，例如有防蝕液。防蝕液為用以在晶圓W上形成防蝕膜之成膜用處理液。具體而言，防蝕液包含酚醛清漆型酚樹脂。
並且，於使用防蝕液當作成膜用處理液之時，若使用除去液當作可以使防蝕液溶解之稀釋劑即可。於使用稀釋劑當作除去液之時，可省略除去液供給處理後之沖洗處理。再者，於使用防蝕液當作成膜用處理液之時，即使於對被形成在晶圓W上之防蝕膜，進行全面曝光等之曝光處理之後供給除去液亦可。在如此之情形下，除去液即使為顯像液或稀釋劑亦可。
成膜用處理液所含之合成樹脂若為硬化收縮者即可，並不限定於上述之丙烯酸樹脂或酚樹脂。例如，成膜用處理液所含之合成樹脂即使為環氧樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯、聚醯亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯、聚四氟乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、丙烯腈-苯乙烯樹脂、聚醯胺、尼龍樹脂、聚縮醛、聚碳酸酯、改質聚苯醚、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯硫醚樹脂、聚碸樹脂、聚醚醚酮、聚醯胺醯亞胺等亦可。
再者，即使使用反射防止膜液以當作成膜用處理液亦可。反射防止膜液為用以在晶圓W上形成反射 防止膜之成膜用處理液。並且，反射防止膜係減輕晶圓W之表面反射，並用以增加透過率之保護膜。於使用如此之反射防止膜液當作成膜用處理液之時，可以使用能夠溶解反射防止膜液之DIW以當作除去液。
再者，成膜用處理液除了揮發成分及合成樹脂之外，即使又包含溶解晶圓W或被構成在晶圓W之材料或附著於晶圓W上之異物的特定藥液亦可。「被構成晶圓W上之材料」係指例如Cu配線102，「附著於晶圓W上之異物」為例如反應生成物P。再者，就以「特定的藥液」而言，例如有氟化氫、氟化氨、鹽酸、硫酸、過氧化氫水、磷酸、醋酸、硝酸、氫氧化氨、包含有機酸或氟化銨之水溶液等。因藉由利用該些藥液溶解反應生成物P之表面，反應生成物P之附著力變弱，故可以成為容易除去反應生成物P之狀態。
「特定之藥液」比起僅使用藥液之化學性作用而進行洗淨之通常的藥液洗淨中之藥液，在蝕刻量少的條件下被使用。因此，比起一般之藥液洗淨，可以邊抑制對晶圓W之侵蝕，邊更有效果地進行反應生成物P之除去。
再者，在上述之實施型態中，雖然針對使用鹼顯像液作為除去液之情形的例予以說明，但是除去液即使為在鹼顯像液中加入過氧化氫水亦可。如此一來，藉由在鹼顯像液加入過氧化氫水，可以抑制由於鹼顯像液所產生的晶圓W表面之面粗糙。
再者，除去液即使為稀釋劑、甲苯、醋酸酯、醇類、二醇類(丙二醇單甲醚)等之有機溶劑亦可，即使為醋酸、蟻酸、乙醇酸等之酸性顯像液亦可。
並且，除去液即使又包含界面活性劑亦可。因在界面活性劑有使表面張力變弱的動作，故可以抑制反應生成物P再附著晶圓W等。
再者，在上述實施型態中，雖然針對被設置在晶圓W之內部的金屬配線為Cu配線102之時的例進行說明，但是金屬配線並不限定於Cu配線102。此時，上塗層膜之除去液若含有因應金屬配線之種類的防蝕劑即可。
再者，在上述實施型態中，雖然表示乾蝕刻之被對象材料為金屬配線之時的例，但是乾蝕刻之被對象材料或構造並不限定於金屬配線。再者，與本實施型態有關之基板處理方法亦可以適用以灰化除去防蝕劑之後的反應生成物。例如，即使在將防蝕劑圖案予以遮罩而進行離子注入，並藉由灰化除去防蝕劑之後的晶圓洗淨也具有效果。
再者，在上述實施型態中，雖然表示於成膜用處理液供給處理之前及除去液供給處理之後進行藥液處理之時的例，藥液處理即使僅在成膜用處理液供給處理之前或除去液供給處理之後中之任一方進行亦可。再者，藥液處理不一定要實行。
並且，於除去液供給處理之後進行藥液處理 之時，即使在第2液處理單元19設置第1液處理單元14所具備的液供給部40_1亦可，即使另外設置用以進行藥液洗淨之處理單元亦可。
再者，基板處理系統1之構成並不限定於在上述實施型態中所例示之構成。
例如，在上述實施型態中，雖然表示在第1處理裝置2設置乾蝕刻單元12及第1液處理單元14之時的例，但是乾蝕刻單元12及第1液處理單元14即使其一部分或全部以另外裝置被獨立設置亦可。
再者，即使在第2處理裝置3之處理站8配置第1處理裝置2所具備之乾蝕刻單元12及裝載鎖定室13、第1液處理單元14亦可。此時，不需要第1處理裝置2。
再者，在上述實施型態中，雖然設為在第1液處理單元14進行藥液處理(圖8之步驟S102)，但是如此之藥液處理即使設為在與第1液處理單元14不同的另外之處理單元進行亦可。再者，雖然設為在第2液處理單元19進行藥液處理(圖8之步驟S109)，但是如此之藥液處理即使設為在與第2液處理單元19不同的另外之處理單元進行亦可。
再者，在上述實施型態中，雖然設為在不同的單元(第1液處理單元14及第2液處理單元19)進行成膜用處理液供給處理和除去液供給處理，但是即使在一個單元(例如，第1液處理單元14)進行成膜用處理液 供給處理和除去液供給處理亦可。再者，例如即使在第1液處理單元14中，進行藥液處理和成膜用處理液供給處理和除去液供給處理亦可。
該項技藝者可以容易導出附加的效果或變形例。因此，本發明之更廣的態樣並不限定於上述表示且敘述的特定之詳細及代表性實施型態。因此，在不脫離藉由所附的申請專利範圍及等同物所界定的總括性之發明概念之精神或範圍下，可以進行各種變更。

Claims (6)

  1. 一種基板處理方法，其特徵在於包含：對乾蝕刻後或灰化後之基板，供給包含揮發成分且用以在基板上形成膜的處理液的處理液供給工程；對藉由上述揮發成分揮發而在上述基板上固化或硬化之上述處理液供給除去該處理液的除去液的除去供給工程；及於上述處理液供給工程之前，對上述乾蝕刻後或灰化後之基板供給使被構成在上述基板上之材料或附著於上述基板上之異物溶解之特定藥液的藥液供給工程。
  2. 如請求項1所記載之基板處理方法，其中上述乾蝕刻後或灰化後之基板係被形成在該基板之內部之金屬配線之至少一部分露出，上述除去液含有上述金屬配線之防蝕劑。
  3. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中包含對上述除去液供給工程後之基板，供給使被構成在該基板上之材料或附著於上述基板上之異物溶解的特定藥液之藥液供給工程。
  4. 一種基板處理系統，其特徵在於具備：對乾蝕刻後或灰化後之基板，供給包含揮發成分且用以在基板上形成膜的處理液的處理液供給工程；和對藉由上述揮發成分揮發而在上述基板上固化或硬化的上述處理液供給除去該處理液的除去液之除去液供給部。
  5. 如請求項4所記載之基板處理系統，其中具備藉由蝕刻氣體對基板進行蝕刻之乾蝕刻單元。
  6. 一種記憶媒體，係屬於在電腦上動作，記憶有控制基板處理系統之程式的電腦可讀取記憶媒體，其特徵在於：上述程式於實行時以進行如請求項1~3中之任一項所記載之基板處理方法，使電腦控制上述基板處理系統。
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