TWI672730B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的係防止於進行利用處理液之處理時因電荷之移動導致之基板之損傷。
於基板處理裝置中，藉由二氧化碳溶解單元控制二氧化碳相對於去離子水之溶解量，將去靜電液之比電阻設為期望比電阻。繼而，藉由去靜電液供給部將比電阻大於SPM液之去靜電液藉由去靜電液噴嘴以液滴狀態供給至基板上。藉由液滴狀態之去靜電液陸續與基板之上表面整體接觸，基板相對較緩慢地被去靜電。然後，於去靜電處理結束後，藉由處理液供給部對基板上供給SPM液而進行SPM處理。藉此，可防止於SPM處理時大量之電荷自基板向SPM液急遽地移動，從而可防止基板之損傷。又，藉由將去靜電液之比電阻維持為期望比電阻，可於不產生基板之損傷之範圍內提昇基板之去靜電效率，從而縮短去靜電處理所需要之時間。
Description
本發明係關於一種對基板進行處理之技術。
自先前以來，於半導體基板(以下簡稱為「基板」)之製造步驟中，使用基板處理裝置對具有氧化膜等絕緣膜之基板實施各種處理。例如，藉由對表面上形成有抗蝕圖案之基板供給藥液而對基板之表面進行蝕刻等處理。又，於蝕刻等結束後，亦進行去除基板上之抗蝕劑之處理。
於專利文獻1之基板處理裝置中，於進行利用SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture，硫酸/過氧化氫混合)液等藥液之處理之前，將導電率低於藥液之液體供給至基板上之處理區域，以該液體存在於處理區域上之狀態將藥液噴出至處理區域，藉此謀求防止因基板與藥液之接觸而產生之基板之局部損傷。所謂基板之局部損傷係處理區域中之場氧化膜或閘極氧化膜之破壞，於該專利文獻1中，原因在於：因藥液與藥液用噴嘴之間之摩擦帶電現象而導致藥液帶電，且於該狀態下與基板之處理區域接觸，而電荷自藥液移動至基板。
又，專利文獻2中揭示有以下事項。即，對於利用基板處理裝置處理之基板，於搬入至基板處理裝置之前，進行乾式蝕刻或電漿CVD(Chemical Vapor Deposition，氣相沈積)等乾燥步驟。於此種乾燥
步驟中，由於元件內產生電荷而帶電，故而基板以帶電之狀態被搬入至基板處理裝置(所謂帶入帶電)。而且，於基板處理裝置中，當將如SPM液之比電阻較小之藥液供給至基板上時，元件內之電荷自元件向藥液急遽地移動(即，向藥液中放電)，而有因伴隨著該移動之放熱導致元件產生損傷之虞。因此，考慮於將藥液供給至基板之前，藉由離子化器對基板進行去靜電，但於基板之帶電量較大之情形時，難以有效率地去靜電。
於專利文獻2中，於利用處理液進行處理之前，將比電阻大於處理液之去靜電液覆液至基板上，其後供給處理液，藉此嘗試防止該損傷。
[專利文獻1]日本專利特開2009-200365號公報
[專利文獻2]日本專利特開2013-077624號公報
然而，即便於如專利文獻2所記載般將比電阻值大於處理液之去靜電液供給至基板之情形時，依然存在基板產生損傷之情形，而無法完全地抑制基板之損傷。
本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於防止於進行利用處理液之處理時因電荷之移動導致之基板之損傷。
第1發明係一種對基板進行處理之基板處理裝置，其特徵在於包括：基板保持部，其以主面朝向上側之狀態保持基板；處理液供給部，其對上述基板之上述主面上供給處理液；及去靜電液供給部，其供給比電阻大於上述處理液之去靜電液；且上述去靜電液供給部具備
主面側供給部，該主面側供給部形成上述去靜電液之液滴並將該液滴供給至上述基板之上述主面上。
第2發明係如第1發明之基板處理裝置，其特徵在於：上述主面側供給部包含形成去靜電液之液滴之噴嘴。
第3發明係如第1發明之基板處理裝置，其特徵在於：上述去靜電液供給部進而具備將上述去靜電液供給至上述基板之上述主面之背側面之背面側供給部。
第4發明係如第3發明之基板處理裝置，其特徵在於：上述背面側供給部包含形成去靜電液之連續流之噴嘴。
第5發明係如第1發明之基板處理裝置，其特徵在於：上述處理液係將經加熱之硫酸與過氧化氫水混合而成之SPM液，且上述特定之處理為SPM處理。
第6發明係如第1發明之基板處理裝置，其特徵在於：上述去靜電液係使二氧化碳溶解於去離子水而成者。
第7發明係一種對基板進行處理之基板處理方法，其特徵在於包括如下步驟：a)準備比電阻大於處理液之去靜電液；b)形成上述去靜電液之液滴，並將該液滴供給至以其主面朝向上側之狀態被保持之基板之上述主面上；及c)於上述b)步驟之後，將上述處理液供給至上述基板之上述主面上而進行特定之處理。
第8發明係如第7發明之基板處理方法，其特徵在於進而具備如下步驟：d)於上述b)步驟之前及/或與上述b)步驟同時，將上述去靜電液供給至上述基板之上述主面之背側面。
於本發明中，形成比電阻大於處理液之去靜電液之液滴並將該液滴供給至基板之主面上，因此，液滴逐一少量地到達基板並使帶電之部位之電荷緩慢放電。因此，由於電荷之移動以緩慢之速度進行，
故而可不破壞元件而防止於進行利用處理液之處理時因電荷之移動導致之基板之損傷。
1‧‧‧基板處理裝置
1a‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧基板保持部
3‧‧‧處理液供給部
4‧‧‧承杯部
5‧‧‧基板旋轉機構
6‧‧‧去靜電液供給部
7‧‧‧IPA供給部
8‧‧‧控制部
9‧‧‧基板
31‧‧‧硫酸供給部
32‧‧‧過氧化氫水供給部
33‧‧‧混合液產生部
34‧‧‧處理液噴嘴
35‧‧‧處理液噴嘴旋動機構
61‧‧‧去離子水配管
62‧‧‧二氧化碳溶解單元
63‧‧‧流量計
64‧‧‧去靜電液配管
64a‧‧‧去靜電液配管
65‧‧‧去靜電液噴嘴
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66‧‧‧去靜電液閥
66a‧‧‧去靜電液閥
67‧‧‧比電阻計
67a‧‧‧比電阻計
68‧‧‧去靜電液噴嘴旋動機構
71‧‧‧IPA配管
72‧‧‧IPA噴嘴
73‧‧‧IPA閥
74‧‧‧IPA噴嘴旋動機構
81‧‧‧比電阻設定部
91‧‧‧上表面
92‧‧‧下表面
311‧‧‧硫酸貯存部
312‧‧‧硫酸配管
313‧‧‧硫酸泵
314‧‧‧硫酸閥
315‧‧‧硫酸加熱部
321‧‧‧過氧化氫水貯存部
322‧‧‧過氧化氫水配管
323‧‧‧過氧化氫水泵
324‧‧‧過氧化氫水閥
331‧‧‧混合閥
332‧‧‧噴出用配管
333‧‧‧攪拌流通管
351‧‧‧旋轉軸
352‧‧‧臂
681‧‧‧旋轉軸
682‧‧‧臂
741‧‧‧旋轉軸
742‧‧‧臂
S11~S20、S31~S33‧‧‧步驟
圖1係表示第1實施形態之基板處理裝置之構成之圖。
圖2係表示基板之處理之流程之圖。
圖3係表示第2實施形態之基板處理裝置之構成之圖。
圖4係表示基板之處理之流程之一部分之圖。
圖1係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置1之構成之圖。如圖1所示，基板處理裝置1係對半導體基板9(以下簡稱為「基板9」)逐片進行處理之單片式之裝置。於基板處理裝置1中，對基板9供給SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture，硫酸/過氧化氫混合)液而進行SPM處理、即基板9上之抗蝕劑膜之去除處理。
基板處理裝置1包括：基板保持部2，其以使基板9之一個主面91(以下稱為「上表面91」)朝向上側之狀態保持基板9；處理液供給部3，其朝向基板9之上表面91噴出SPM液等液體；承杯部4，其包圍基板9及基板保持部2之周圍；基板旋轉機構5，其使基板9與基板保持部2一同水平地旋轉；去靜電液供給部6，其將去靜電液供給至基板9之上表面91及其背面(以下稱為「下表面92」)上；比電阻設定部81，其設定去靜電液之期望比電阻；及控制部8，其控制該等機構。基板9藉由基板旋轉機構5以通過基板9之中心並且與基板9之上表面91垂直之旋轉軸為中心而與基板保持部2一同旋轉。又，比電阻設定部81連接於控制部8。於基板處理裝置1中，基板保持部2、承杯部4、及基板旋轉機構5等收容於省略圖示之腔室內。
處理液供給部3包括：硫酸供給部31，其供給硫酸；過氧化氫水供給部32，其供給過氧化氫水；混合液產生部33，其連接於硫酸供給
部31及過氧化氫水供給部32；處理液噴嘴34，其配置於基板9之上方且朝向基板9噴出液體；及處理液噴嘴旋動機構35，其使處理液噴嘴34以旋轉軸351為中心水平地旋動。處理液噴嘴旋動機構35具備自旋轉軸351沿水平方向延伸並且安裝處理液噴嘴34之臂352及使該臂352升降之未圖示之臂升降機構。處理液噴嘴34之前端之噴出口可藉由自圖1所示之狀態使臂352升降及旋動而位於保持於基板保持部2之基板9之上表面91之中心部上方。
硫酸供給部31包括：硫酸貯存部311，其貯存硫酸；硫酸配管312，其連接於硫酸貯存部311及混合液產生部33；硫酸泵313，其自硫酸貯存部311經由硫酸配管312而向混合液產生部33供給硫酸；硫酸閥314，其設置於硫酸配管312上；及硫酸加熱部315，其於硫酸泵313與硫酸閥314之間設置於硫酸配管312上而對硫酸進行加熱。硫酸配管312於硫酸加熱部315與硫酸閥314之間分支而連接於硫酸貯存部311，於硫酸閥314關閉之狀態下，由硫酸加熱部315加熱之硫酸於硫酸貯存部311及硫酸加熱部315中循環。
過氧化氫水供給部32包括：過氧化氫水貯存部321，其貯存過氧化氫水；過氧化氫水配管322，其連接於過氧化氫水貯存部321及混合液產生部33；過氧化氫水泵323，其自過氧化氫水貯存部321經由過氧化氫水配管322而向混合液產生部33供給過氧化氫水；及過氧化氫水閥324，其設置於過氧化氫水配管322上。再者，硫酸貯存部311及過氧化氫水貯存部321亦可設置於基板處理裝置1之外部，且分別連接硫酸供給部31及過氧化氫水供給部32。
混合液產生部33包括：混合閥331，其連接硫酸配管312及過氧化氫水配管322；噴出用配管332，其連接於混合閥331及處理液噴嘴34；及攪拌流通管333，其設置於噴出用配管332上。於混合液產生部33中，來自硫酸供給部31之經加熱之硫酸與來自過氧化氫水供給部32
之常溫(即，與室溫相同程度之溫度)之過氧化氫水於混合閥331混合而產生作為混合液之SPM液(硫酸過氧化氫混合物)。SPM液通過攪拌流通管333及噴出用配管332而被送向處理液噴嘴34。於攪拌流通管333中，藉由攪拌SPM液而促進硫酸與過氧化氫水之化學反應。作為處理液之SPM液自處理液噴嘴34之前端之噴出口朝向基板9之上表面91噴出。於本實施形態中，由硫酸加熱部315加熱至約130℃~150℃之硫酸自硫酸供給部31向混合液產生部33供給。再者，自硫酸供給部31供給之硫酸之溫度可適當變更。
去靜電液供給部6將包含離子之液體或去離子水(DIW：deionized water)作為比電阻大於作為處理液之SPM液之去靜電液供給至基板9之上表面91上。於本實施形態中，作為包含離子之液體利用使二氧化碳(CO2)溶解於去離子水而成者。去靜電液供給部6包括：去離子水配管61，其連接於省略圖示之去離子水供給部；二氧化碳溶解單元62，其連接於去離子水配管61；流量計63，其設置於去離子水配管61上而測定去離子水之流量；去靜電液配管64，其連接於二氧化碳溶解單元62；去靜電液噴嘴65，其設置於去靜電液配管64之前端；去靜電液閥66，其設置於去靜電液配管64上；比電阻計67，其於去靜電液閥66與去靜電液噴嘴65之間設置於去靜電液配管64上；及去靜電液噴嘴旋動機構68，其使去靜電液噴嘴65以旋轉軸681為中心水平地旋動。去靜電液噴嘴旋動機構68具備自旋轉軸681沿水平方向延伸並且安裝去靜電液噴嘴65之臂682及使該臂682升降之未圖示之臂升降機構。
去靜電液噴嘴65之前端之噴出口可藉由自圖1所示之狀態使臂682升降及旋動而位於保持於基板保持部2之基板9之上表面91之中心部上方。該去靜電液噴嘴65係將供給之液體以液滴之狀態即並非連續流而係被切斷之液珠之狀態噴出並供給者。再者，作為該去靜電液噴嘴65，於本實施形態中使用所謂噴霧噴嘴，但並不限於此，例如亦可
使用混合噴出用氣體將液體呈液滴狀噴出之所謂二流體噴嘴。包含去靜電液噴嘴65而構成且形成去靜電液之液滴並將該液滴供給至基板9之上表面91上之部分作為本發明中之主面側供給部而發揮功能。
又，去靜電液供給部6將包含離子之液體或去離子水(DIW：deionized water)作為比電阻大於作為處理液之SPM液之去靜電液供給至基板9之下表面92。即，去靜電液供給部6進而包括：去靜電液配管64a，其連接於二氧化碳溶解單元62；去靜電液噴嘴65a，其連接於去靜電液配管64a之前端且於基板保持部2之上表面面向基板9之下表面92之中心而設置；去靜電液閥66a，其設置於去靜電液配管64a上；及比電阻計67a，其於去靜電液閥66a與去靜電液噴嘴65a之間設置於去靜電液配管64a上。去靜電液噴嘴65a係將供給之液體以連續之液流之狀態噴出並供給者。再者，作為該去靜電液噴嘴65a，於本實施形態中使用簡單之直管形狀之所謂直噴嘴。包含去靜電液噴嘴65a而構成且將去靜電液供給至基板9之下表面92側之部分作為本發明之背面側供給部而發揮功能。
比電阻計67、67a測定於去靜電液配管64、64a流動之去靜電液之比電阻。來自比電阻計67、67a之輸出向控制部8輸送。又，對控制部8輸送藉由比電阻設定部81而設定之去靜電液之期望比電阻、即下述去靜電處理中之去靜電液之較佳之比電阻並預先記憶。於比電阻設定部81中記憶有表示預先形成於基板9上之元件之尺寸與去靜電液之期望比電阻之關係之表格，當對比電阻設定部81輸入元件之尺寸時，基於該尺寸及上述表格設定期望比電阻。於比電阻設定部81中，預先形成於基板9上之元件之尺寸越小(即，元件之佈線之最小寬度越小)則設定越大之期望比電阻。於本實施形態中，期望比電阻以0.05~18MΩ‧cm之範圍設定。於期望比電阻為18MΩ‧cm之情形時，於二氧化碳溶解單元62中，不進行二氧化碳相對於來自去離子水配管61之去
離子水之溶解，將該去離子水作為去靜電液而自去靜電液噴嘴65、65a供給至基板9之上下表面。
於基板處理裝置1中，基於來自比電阻計67、67a之輸出(即，去靜電液配管64、64a內之去靜電液之比電阻之測定值)、及上述期望比電阻，藉由控制部8而對去靜電液供給部6之二氧化碳溶解單元62進行反饋控制，藉此控制溶解於來自去離子水配管61之去離子水之二氧化碳之量。換言之，控制自二氧化碳溶解單元62向去靜電液配管64、64a輸送之去靜電液中之離子濃度。藉此，將去靜電液之比電阻維持於期望比電阻。詳細而言，藉由上述反饋控制而將去靜電液之比電阻維持於可以說實質上與期望比電阻相等之較窄之比電阻之範圍(當然，包含期望比電阻)內。
圖2係表示基板處理裝置1中之基板9之處理之流程之圖。於基板處理裝置1中，首先，搬入基板9並藉由基板保持部2保持。基板9於被搬入至基板處理裝置1之前，經由乾式蝕刻或電漿CVD(Chemical Vapor Deposition，氣相沈積)等乾燥步驟，基板9成為帶電之狀態。
繼而，基於預先輸入之基板9上之元件之尺寸，藉由比電阻設定部81設定去靜電液之期望比電阻並記憶於控制部8(步驟S11)。於去靜電液供給部6中，於去靜電液噴嘴65位於較基板9更外側之待機位置之狀態下，藉由控制部8而打開去靜電液閥66，自去靜電液噴嘴65開始去靜電液之噴出。然後，基於來自比電阻計67之輸出、及期望比電阻進行反饋控制，控制去靜電液之離子濃度而將去靜電液之比電阻設為期望比電阻(步驟S12)。
其次，進行利用去靜電液噴嘴65a之基板9之下表面92側之去靜電處理(步驟S13)。此處，於基板旋轉機構5使基板9以相對較小之轉數(例如10~200rpm，於該實施形態中為200rpm)旋轉之狀態下，打開去靜電液閥66a，自去靜電液噴嘴65a將去靜電液供給至基板9之下表
面92之中心部。所供給之去靜電液沿著基板9之下表面92擴散並覆蓋下表面92。藉此，基板9上之電荷向去靜電液相對較緩慢地移動，而進行基板9之下表面92整體之去靜電處理。再者，該處理係藉由將基板9之下表面92整體被去靜電液覆蓋之狀態維持特定時間(於該實施形態中為5秒鐘)而進行。於經過5秒後，關閉去靜電液閥66a，停止自去靜電液噴嘴65a之去靜電液之供給。
繼而，進行利用去靜電液噴嘴65之基板9之上表面91側之去靜電(步驟S14)。此處，藉由去靜電液噴嘴旋動機構68而去靜電液噴嘴65自待機位置移動，去靜電液噴嘴65之前端之噴出口朝向基板9之上表面91之中心部。此時，基板旋轉機構5以繼續以相對較小之轉數(例如，10~200rpm，於本實施形態中為200rpm)旋轉之方式由控制部8控制，基板9為以200rpm旋轉之狀態。然後，自去靜電液噴嘴65對基板9之上表面91上供給去靜電液特定之時間。而且，於此期間，去靜電液噴嘴旋動機構68驅動去靜電液噴嘴65，使之於基板9之中心部與周邊部之間，一面噴出去靜電液一面重複往返移動。
此時，自去靜電液噴嘴65噴出之去靜電液以所供給之去靜電液為液滴之狀態即並非連續流而係被切斷之液珠之狀態被噴出並供給。於該實施形態下，所供給之液滴之直徑為數十μm~100μm左右，流量為每分鐘50~150毫升左右。於該步驟S14中，所供給之去靜電液以此種較小之液滴之形態被供給至基板9之上表面91，因此，去靜電液之較小之液滴陸續到達至基板9之表面並附著於該上表面91。藉此，於基板9之表面帶電且殘留之電荷相對於陸續到達之去靜電液之液滴緩緩移動。該電荷之移動與在上述步驟S13中以連續流供給去靜電液之情形相比亦尤其緩慢地進行，而使帶電之部位之電荷緩慢地放電。因此，由於電荷之移動以緩慢之速度進行，故而不會破壞元件可防止於進行利用處理液之處理時因大量之電荷之急遽之移動導致之基板之
損傷。再者，所供給之去靜電液之液滴最終自基板9之中心部擴散至上表面91整體，且藉由基板9之旋轉而自基板9之周緣流下。再者，利用該去靜電液之處理藉由於基板旋轉機構5停止或以較小之轉數(例如10~200rpm)旋轉之狀態下將基板9之上表面91整體被去靜電液覆蓋之狀態維持特定時間(於該實施形態中為15秒鐘)而進行。於經過15秒後，關閉去靜電液閥66，停止自去靜電液噴嘴65之去靜電液之供給，藉由去靜電液噴嘴旋動機構68使去靜電液噴嘴65返回待機位置並停止。
再者，如此般首先進行下表面92之去靜電，繼而進行上表面91之去靜電係依據以下理由。即，由於上表面91形成有元件，故而必須不給其等帶來損傷。另一方面，基板9之帶電可能會引起除構成基板9之矽基板本身帶電之感應帶電以外，形成於基板9之上表面91之絕緣膜或該絕緣膜上之獨立之圖案亦帶電之現象。因此，較佳為首先自對基板9而言較安全之(即未形成元件之)背面側(此處為下表面92)進行去靜電。假設即便於自下表面92進行去靜電處理時引起急遽之電荷之移動而於基板9之下表面92產生損傷，由於下表面92中未形成元件故而幾乎不存在實際損害。而且，其後，藉由對上表面91供給去靜電液而將如於自下表面92側之去靜電處理中無法除盡之帶電、即基板9之上表面91之氧化膜上之帶電等去靜電。此時，由於在上表面91形成有元件等之圖案，故而較理想為緩慢地進行去靜電以不引起急遽之電荷之移動而給其等帶來損傷。此處，本發明形成比電阻大於處理液之去靜電液之液滴並將該液滴供給至基板之主面上，因此，液滴逐一少量地到達至基板，使帶電之部位之電荷緩慢放電。因此，電荷之移動以緩慢之速度進行，因此不會破壞元件。
再者，於上述實施形態中，首先開始步驟S13之下表面92側之去靜電處理，其結束之後於步驟S14中進行上表面91側之去靜電處理，
但例如亦可於開始步驟S13之下表面92側之去靜電處理之後，於其(步驟S13之下表面92側之去靜電處理)結束之前於步驟S14中開始上表面91側之去靜電處理，使步驟S13與步驟S14同時結束。無論哪一種情況，皆較理想為首先開始步驟S13之下表面92側之去靜電處理。
當基板9之去靜電處理結束時，繼而利用控制部8控制基板旋轉機構5，藉此，開始基板9之相對較高速之旋轉。即，上述去靜電處理於基板9以相對較小之轉數旋轉之狀態下進行，因此，此處使基板9之轉數增加。而且，藉由基板9之旋轉，而基板9之上表面91上之去靜電液朝向基板9之邊緣移動，且自基板9之邊緣向外側飛散而自基板9上被去除(步驟S15)。自基板9飛散之去靜電液由承杯部4接收。於基板處理裝置1中，基板旋轉機構5作為藉由使基板9旋轉而將上表面91上之液體去除之液體去除部而發揮作用。
當去靜電液之去除結束時，利用基板旋轉機構5之基板9之轉數減少，變更為SPM處理時之轉數。又，開始利用處理液噴嘴旋動機構35之處理液噴嘴34之旋動，處理液噴嘴34於基板9之中心部與邊緣之間重複往返運動。
其次，藉由利用控制部8控制處理液供給部3而打開硫酸供給部31之硫酸閥314，藉由硫酸加熱部315而被加熱至約130℃~150℃之硫酸經由硫酸配管312而向混合液產生部33供給。又，藉由控制部8而打開過氧化氫水閥324，將常溫之過氧化氫水自過氧化氫水貯存部321經由過氧化氫水配管322而向混合閥331供給。於混合閥331中，經加熱之硫酸與常溫之過氧化氫水混合而產生SPM液。SPM液之溫度藉由硫酸與過氧化氫水之反應變得高於自硫酸供給部31供給之硫酸之溫度，例如變為約150℃~195℃。
SPM液通過噴出用配管332及攪拌流通管333且自處理液噴嘴34供給至基板9之上表面91。換言之，藉由處理液供給部3，而經加熱之硫
酸與過氧化氫水混合並且被供給至基板9之上表面91。SPM液藉由基板9之旋轉而擴散至基板9之上表面91之整個面，且自基板9之邊緣向外側飛散並由承杯部4接收。於基板處理裝置1中，相對於基板9之SPM液之供給連續地進行特定時間，而進行相對於基板9之SPM處理、即利用SPM液所包含之卡洛酸之強氧化力之基板9上之抗蝕劑膜之去除處理(步驟S16)。再者，於基板處理裝置1中，亦可自於基板9之中心部之上方停止之處理液噴嘴34進行SPM液等之供給。
當SPM處理結束時，於過氧化氫水閥324打開之狀態下關閉硫酸閥314，過氧化氫水通過混合閥331、噴出用配管332及攪拌流通管333，且自處理液噴嘴34被供給至已去除抗蝕劑膜之基板9上(步驟S17)。藉由該過氧化氫水供給處理，而去除殘留於混合閥331、噴出用配管332、攪拌流通管333及處理液噴嘴34內之SPM液。又，供給至基板9上之過氧化氫水藉由基板9之旋轉而擴散至基板9之上表面91之整個面，且將殘留於基板9上之SPM液自基板9之邊緣向外側擠出而去除。
當過氧化氫水供給處理結束時，關閉過氧化氫水閥324而停止過氧化氫水之供給，藉由處理液噴嘴旋動機構35而使處理液噴嘴34向基板9之外側之待機位置移動。其次，進行對基板9之上表面91供給沖洗液之沖洗處理(步驟S18)。作為沖洗液利用去離子水。沖洗液可自省略圖示之沖洗液供給部供給，亦可藉由去靜電液供給部6供給。沖洗液藉由基板9之旋轉而擴散至基板9之上表面91之整個面。藉此，殘留於基板9上之過氧化氫水被沖洗。當連續進行特定時間沖洗處理時，停止沖洗液之供給。然後，使基板9之轉數增大，藉由基板9之旋轉而進行去除殘留於基板9上之沖洗液之乾燥處理(步驟S19)。其後，停止基板9之旋轉(步驟S20)，將基板9自基板處理裝置1搬出。
如以上所說明般，於基板處理裝置1中，於藉由乾式蝕刻或電漿
CVD等前處理對帶電之基板9進行利用SPM液之SPM處理之前，供給比電阻大於SPM液之去靜電液，藉由該去靜電液而將基板9之上表面91整體覆液。藉此，基板9之上表面91整體相對較緩慢地被去靜電。於去靜電時，基板9上之電荷不會急遽地向去靜電液移動而放熱，因此，防止基板9上之元件產生損傷。
而且，藉由對進行去靜電處理後之基板9供給SPM液，即便基板9與比電阻小於去靜電液之SPM液接觸，亦不會有大量之電荷自基板9向SPM液急遽地移動，因此，即便於進行利用SPM液之SPM處理時，亦可防止因電荷之移動導致之元件之損傷、即基板9之損傷。又，藉由以將去靜電液之比電阻維持為期望比電阻之方式控制去靜電液供給部6，可於不產生基板9之損傷之範圍內，提昇基板9之去靜電效率從而縮短去靜電處理所需要之時間。
於基板處理裝置1中，於比電阻設定部81中，基板9上之元件之尺寸越小，則設定越大之期望比電阻，藉此，可配合元件之尺寸適當地進行SPM處理時之基板9之損傷防止與去靜電處理之所需時間之縮短之兼顧。又，於二氧化碳溶解單元62中，藉由控制溶解於去離子水之二氧化碳之量，可容易地實現去靜電液之比電阻之控制。
如上所述，於基板處理裝置1中，進行利用去靜電液之去靜電處理，自基板9之上表面91上去除去靜電液之後，對基板9供給SPM液而進行SPM處理。藉此，可防止因去靜電液與SPM液之混合導致之不良影響。作為該不良影響，例如可列舉因去靜電液中之水與SPM液中之硫酸之反應熱導致之基板9之損傷(所謂熱休克)、因SPM液被去靜電液稀釋導致之SPM處理之品質之降低、及因SPM液與去靜電液之部分混合導致SPM液之濃度變得不均勻，而基板9整體中之SPM處理之均勻性降低。
於基板處理裝置1中，藉由基板旋轉機構5使基板9旋轉，藉此可
容易地去除基板9上之去靜電液。又，藉由於SPM處理時用於基板9之旋轉之基板旋轉機構5，可進行步驟S15中之去靜電液之自基板9上之去除，因此，可使基板處理裝置1之構成簡化。進而，相對於基板9之去靜電處理於基板旋轉機構5以較小之轉數旋轉之狀態下進行，藉此，可有效率地進行基板9之去靜電。所謂基板旋轉機構5以較小之轉數旋轉之狀態例如意指藉由基板旋轉機構5而基板9以10~200rpm旋轉，藉由該旋轉未對基板9上之去靜電液層產生實質影響之狀態。
其次，對本發明之第2實施形態之基板處理裝置進行說明。圖3係表示第2實施形態之基板處理裝置1a之構成之圖。於基板處理裝置1a中，除圖1所示之基板處理裝置1之構成以外，具備對基板9之上表面91上供給液狀之異丙醇(以下稱為「IPA」)之IPA供給部7。其他之構成係與圖1所示之基板處理裝置1相同，於以下之說明中，對所對應之構成附註相同符號。再者，於圖3中，為方便圖示，省略了處理液供給部3或控制部8等構成之圖示，但IPA供給部7以外之構成係與圖1所示之基板處理裝置1相同。
IPA供給部7包括：IPA配管71，其連接於省略圖示之IPA貯存部；IPA噴嘴72，其連接於IPA配管71之前端；IPA閥73，其設置於IPA配管71上；及IPA噴嘴旋動機構74，其使IPA噴嘴72以旋轉軸741為中心水平地旋動。IPA噴嘴旋動機構74具備自旋轉軸741沿水平方向延伸並且安裝IPA噴嘴72之臂742。
圖4係表示基板處理裝置1a中之基板9之處理之流程之一部分之圖。於基板處理裝置1a中，進行與圖2所示之步驟S11~S14相同之步驟之後，進行圖4中之步驟S31~S33，其後，進行與圖2所示之步驟S16~S20相同之步驟。
具體而言，首先，於比電阻設定部81(參照圖1)中，基於基板9上之元件之尺寸等設定去靜電液之期望比電阻，並記憶於控制部8(步驟
S11)。於去靜電液供給部6中，基於來自比電阻計67之輸出、及期望比電阻控制去靜電液之離子濃度，將去靜電液之比電阻設為期望比電阻(步驟S12)。然後，將去靜電液以液滴狀態供給至基板9之下表面92，進行去靜電處理(步驟S13)，繼而進行上表面91側之去靜電處理(步驟S14)。
當基板9之去靜電處理結束時，藉由利用控制部8控制基板旋轉機構5，使基板9之旋轉暫時停止，藉由去靜電液噴嘴旋動機構68使去靜電液噴嘴65旋動，並返回基板9之外側之待機位置。又，藉由IPA噴嘴旋動機構74使IPA噴嘴72自待機位置移動，且IPA噴嘴72之前端之噴出口朝向基板9之上表面91之中心部。繼而，利用控制部8打開IPA供給部7之IPA閥73，將IPA供給至基板9上。於基板9上，藉由供給至上表面91之中心部之IPA，去靜電液朝向基板9之邊緣移動，且自該邊緣被擠壓至基板9之外側從而自基板9之上表面91上被去除(步驟S31)。如此，IPA供給部7作為藉由將基板9上之去靜電液等液體置換為IPA而自基板9之上表面91上去除之液體去除部而發揮功能。
當去靜電液之去除結束時，IPA噴嘴72返回至待機位置，藉由利用控制部8控制基板旋轉機構5，開始基板9之旋轉(步驟S32)。然後，藉由基板9之旋轉，基板9之上表面91上之IPA朝向基板9之邊緣移動，且自基板9之邊緣向外側飛散而自基板9上去除(步驟S33)。
當IPA之去除結束時，利用基板旋轉機構5之基板9之轉數減少，變更為SPM處理時之轉數。又，開始利用圖1所示之處理液噴嘴旋動機構35之處理液噴嘴34之旋動，處理液噴嘴34於基板9之中心部與邊緣之間重複往返運動。然後，自處理液噴嘴34對基板9之上表面91上供給SPM液，進行相對於基板9之SPM處理(步驟S16)。再者，相對於基板9之SPM液之供給亦可於基板9上殘留有IPA之狀態下開始。
當SPM處理結束時，自處理液噴嘴34向基板9上供給過氧化氫
水，去除基板9上之SPM液(步驟S17)。當過氧化氫水供給處理結束時，處理液噴嘴34返回至基板9之外側之待機位置，藉由進行對基板9之上表面91供給沖洗液(去離子水)之沖洗處理而自基板9上去除過氧化氫水(步驟S18)。然後，使基板9之轉數增大，藉由基板9之旋轉而進行去除殘留於基板9上之沖洗液之乾燥處理(步驟S19)。其後，停止基板9之旋轉(步驟S20)，將基板9自基板處理裝置1a搬出。
於基板處理裝置1a中，與圖1所示之基板處理裝置1同樣，於藉由乾式蝕刻或電漿CVD等前處理對帶電之基板9進行利用SPM液之SPM處理之前，供給比電阻大於SPM液之去靜電液，藉由該去靜電液而將基板9之上表面91整體覆液。藉此，基板9之上表面91整體相對較緩慢地被去靜電。
而且，藉由對進行去靜電處理之後之基板9進行SPM處理，可防止因電荷之移動導致之元件之損傷、即基板9之損傷。又，藉由以將去靜電液之比電阻維持為期望比電阻之方式控制去靜電液供給部6，可於不產生基板9之損傷之範圍內提昇基板9之去靜電效率，從而縮短去靜電處理所需要之時間。
於基板處理裝置1a中，於將用於去靜電處理之去靜電液自基板9之上表面91上去除之後，對基板9供給SPM液而進行SPM處理。藉此，可防止如因去靜電液與SPM液之混合導致之熱休克之前文所述之不良影響。又，於步驟S31中，藉由對基板9上供給IPA，不使基板9旋轉即可去除去靜電液。然而，當欲藉由使基板9旋轉而去除去靜電液時，於基板9上之元件之佈線圖案之寬度較小之情形時，可能會因去靜電液之表面張力導致佈線圖案坍塌。於基板處理裝置1a中，如上述般，於藉由表面張力小於去離子水等之IPA將去靜電液自基板9上去除之後，藉由基板9之旋轉而去除IPA，因此，可防止去靜電液之去除時之佈線圖案之坍塌等基板之損傷。
再者，基板處理裝置1a具備基板旋轉機構5及IPA供給部7，因此，亦可配合基板9上之元件之尺寸等選擇基板旋轉機構5及IPA供給部7之其中一個而用作液體去除部。即，於基板處理裝置1a中，液體去除部具備基板旋轉機構5及IPA供給部7。
以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態，可進行各種變更。
去靜電液之期望比電阻亦可基於元件之尺寸以外之條件(例如於搬入至基板處理裝置之前對基板進行之處理之種類)設定。
於基板處理裝置1、1a中，亦可設置朝向基板9之上表面91噴射片狀之空氣使基板9上之液體飛散從而將其去除之氣刀作為液體去除部。於基板處理裝置1、1a中，亦可於步驟S16中，將SPM液以外之處理液供給至基板9上，進行相對於基板9之其他處理。例如，亦可對形成有抗蝕劑膜之基板9上供給緩衝氫氟酸(BHF)作為處理液，而進行基板9之蝕刻處理。於基板處理裝置1、1a中，如上所述，可防止伴隨著因帶電之基板9與處理液之接觸導致之電荷之急遽之移動之基板9之損傷，因此，基板處理裝置1之構造尤其適合進行利用如SPM液或緩衝氫氟酸般比電阻極小之處理液之處理的裝置。
作為去靜電液被利用之包含離子之液體並不限定於使二氧化碳溶解於去離子水中而成者。例如，可將使氨溶解於去離子水中而成者或於去離子水中添加微量之稀鹽酸而成者用作去靜電液，又，亦可將其他各種包含離子之液體用作去靜電液。
若未產生因去靜電液與處理液之混合導致之不良影響，則亦可省略去靜電液之去除(步驟S15、S31)，於基板9之上表面91上存在去靜電液之狀態下供給處理液而進行基板9之處理。
上述實施形態及各變化例中之構成只要不相互矛盾亦可適當組合。
Claims (8)
- 一種基板處理方法，其特徵在於其係對以帶電之狀態被搬入之基板進行處理者，且包括如下步驟：a)準備比電阻大於處理液之去靜電液；b)形成上述去靜電液之液滴，並將該液滴供給至以形成有元件之主面朝向上側之狀態被保持之基板之上述主面上；c)於上述b)步驟之後，將上述處理液供給至上述基板之上述主面上而進行特定之處理，於上述b)步驟中，藉由供給上述去靜電液之上述液滴至上述主面上，相較於以連續流供給上述去靜電液至上述主面上之情形，以緩慢的速度進行上述基板之去靜電處理，供給至上述主面上的中心部之上述液滴擴散至上述主面整體，上述主面被上述液滴覆蓋之狀態係維持特定時間。
- 如請求項1之基板處理方法，其進而具備如下步驟：d)於上述b)步驟之前及/或與上述b)步驟同時將上述去靜電液供給至上述基板之上述主面之背側面。
- 如請求項2之基板處理方法，於上述d)步驟中，將上述去靜電液以連續流之狀態供給至上述基板之上述主面之背側面，且上述背面側未有元件被形成。
- 如請求項1之基板處理方法，其進而具備如下步驟：e)以通過上述基板之中心且與該基板之上述主面垂直之旋轉軸為中心旋轉上述基板，其中上述去靜電液之上述液滴被供給至被旋轉之上述基板，上述液滴係藉由上述基板之旋轉而自該基板之周緣部流下。
- 如請求項4之基板處理方法，其進而具備如下步驟： f)一面對被旋轉之上述基板自噴嘴供給上述去靜電液之上述液滴，一面使上述噴嘴於上述基板之中心部與周邊部之間重複往返移動。
- 如請求項5之基板處理方法，於上述f)步驟時上述基板之轉數為10rpm~200rpm。
- 如請求項1之基板處理方法，於上述b)步驟之後且於上述c)步驟之前，藉由供給有機溶劑至上述基板之上述主面，自上述主面去除上述去靜電液。
- 如請求項7之基板處理方法，上述有機溶劑為IPA。
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