TWI687988B - 基板處理系統及基板處理方法 - Google Patents

基板處理系統及基板處理方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI687988B
TWI687988B TW105118889A TW105118889A TWI687988B TW I687988 B TWI687988 B TW I687988B TW 105118889 A TW105118889 A TW 105118889A TW 105118889 A TW105118889 A TW 105118889A TW I687988 B TWI687988 B TW I687988B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
processing
pressure
tank
internal pressure
treatment
Prior art date
Application number
TW105118889A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201717272A (zh
Inventor
庄盛博文
木村敦夫
Original Assignee
日商Ｊｅｔ股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商Ｊｅｔ股份有限公司 filed Critical 日商Ｊｅｔ股份有限公司
Publication of TW201717272A publication Critical patent/TW201717272A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI687988B publication Critical patent/TWI687988B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/67086—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

提供一種可得到所要之蝕刻速率或選擇比，並可進行穩定之處理的基板處理裝置。將基板(11)浸泡於處理槽(14)所儲存之處理液(12)。處理槽(14)係藉蓋構件(21a、21b)所密閉，並以來自已加熱之處理液(12)的水蒸氣將內部加壓。對處理液(12)連續地添加純水。測量處理槽(14)的內部壓力，並根據該內部壓力(Pa)來調整排氣閥(41)之開口大小，將內部壓力保持於定值，且根據內部壓力(Pa)來調整純水的加水量，而以固定之濃度、固定之溫度的處理液(12)對基板(11)進行處理。

Description

基板處理系統及基板處理方法
本發明係有關於一種半導體晶圓等的基板處理系統及基板處理方法。
已知一種基板處理系統，該基板處理系統係為了除去基板上之被覆膜的一部分而形成所要之案，或除去全部，而將基板浸泡於處理槽內的處理液，進行蝕刻(例如參照專利文獻1)。在半導體組件之製程，利用蝕刻，常進行形成於矽晶圓等之基板上的矽氮化膜(Si3N4膜)與矽氧化膜(SiO2膜)之中矽氮化膜之選擇性除去。作為除去矽氮化膜之處理液，常利用磷酸(H3PO4)水溶液。
磷酸水溶液係在其性質上，不僅蝕刻矽氮化膜，連矽氧化膜亦稍微地蝕刻。在現在的半導體組件，因為要求微細圖案，所以為了控制蝕刻量，將蝕刻速率保持定速、及將是矽氮化膜與矽氧化膜之各蝕刻速率的百分比之選擇比保持定值的事變得重要。作為將蝕刻速率、選擇比保持定值的技術，例如已知一面將處理液加熱成沸騰之狀態，一面週期性地對處理液添加定量之純水的手法。
【先行專利文獻】
【專利文獻】
[專利文獻1]日本特開2002-158200號公報
可是，如上述所示，為了一面將處理液保持於沸騰之狀態，一面將處理液之濃度保持於定值，即使作成週期性地對處理液添加定量之純水，亦在添加純水時之處理液的濃度、溫度的變動大，可能無法得到所要之蝕刻速率或選擇比。又，得知作為處理液的濃度變動、無法得到所要之蝕刻速率或選擇比的原因之一有大氣壓的變化。
本發明係為了解決上述之課題而開發的，其目的在於提供一種可得到所要之蝕刻速率或選擇比，並可進行穩定之處理的基板處理裝置。
本發明之基板處理系統係在藉由將基板浸泡於由已加熱之水溶液所構成的處理液，除去基板之表面的被覆膜之基板處理系統，包括：處理槽，係儲存處理液，並將基板浸泡於處理液；循環部，係使從處理槽所排出之處理液回到處理槽；處理液加熱部，係將處理液加熱成將處理槽內之處理液保持於目標溫度；密閉部，係使處理槽變成密閉；壓力感測器，係測量處理槽的內部壓力；壓力調整部，係根據以壓力感測器所測量之內部壓力，調整從處理槽內向外部所排出之水蒸氣的排氣量，藉此，將處理槽的內部壓力調整成比大氣壓更高的目標壓力；以及濃度調整部，係經由循環部對處理液連續地添加純水，且藉由根據以壓力感測器所測量之內部壓力來調整純水的加水量，將處理液之濃度調整成定值。
又，本發明之基板處理方法係在藉由將基板浸泡於由已加熱之水溶液所構成的處理液，除去基板之表面的被覆膜之基板處理方法，具有：浸泡步驟，係將基板浸泡於處理槽內所儲存之處理液；密閉步驟，係使處理槽變成密閉；循環步驟，係使從處理槽所排出之處理液回到處理槽；處理液加熱步驟，係將處理液加熱成將處理槽內之處理液保持於目標溫度；壓力調整步驟，係因應於處理槽的內部壓力，調整從處理槽內向外部所排出之水蒸氣的排氣量，而將處理槽的內部壓力調整成比大氣壓更高的目標壓力；以及濃度調整步驟，係對藉循環步驟循環之處理液連續地添加純水，且測量處理槽的內部壓力，藉由根據所測量之內部壓力來調整純水的加水量，調整處理液之濃度。
若依據本發明，根據密閉之處理槽的內部壓力，調整水蒸氣的排氣量，而將處理槽的內部壓力保持於比大氣壓更高的目標壓力，且根據內部壓力，調整對循環之處理液連續地添加的加水量，而在將處理液保持於沸騰之狀態下對基板進行處理。藉此，因為可高精度地將處理液之濃度及溫度保持於定值，所以能以所要之蝕刻速率或選擇比進行被覆膜的除去，並可進行穩定的處理。
10‧‧‧基板處理系統
11‧‧‧基板
12‧‧‧處理液
14‧‧‧處理槽
18‧‧‧排氣部
19‧‧‧壓力感測器
21a、21b‧‧‧蓋構件
26‧‧‧加熱器
27‧‧‧排氣控制部
28‧‧‧加水控制部
31‧‧‧循環部
38‧‧‧線上加熱器
41‧‧‧排氣閥
43‧‧‧純水供給部
44‧‧‧供水閥
第1圖係表示基板處理系統之構成的方塊圖。
第2圖係表示排氣部之配置的說明圖。
第1圖所示之基板處理系統10係除去形成於基板11之被覆膜。在本例，基板11係半導體晶圓(半導體基板)，使用處理液12對形成於此基板11之表面的矽氧化膜(SiO2膜)與矽氮化膜(Si3N4膜)之中的矽氮化膜進行選擇性除去(蝕刻)的除去處理。作為處理液，使用將磷酸(H3PO4)溶解於純水(脫離子水)的磷酸水溶液。作為此處理液12，不限定為磷酸水溶液，可適當地使用因應於應除去之被覆膜者。
基板處理系統10係大致上由基板處理裝置15與周邊裝置16所構成。處理裝置15係由處理槽14、被配置於此處理槽14內之一對排出部17、一對排氣部18、壓力感測器19、溫度感測器20以及設置於處理槽14之上部的蓋構件21a、21b、馬達22等所構成。在此基板處理系統10，將處理槽14的內部壓力Pa與處理液12的濃度(磷酸水溶液中之溶質(磷酸)的比例)保持定值，進而保持處理液12的沸騰狀態，藉此，將處理液12保持於目標之濃度(以下稱為目標濃度)Cs、目標之溫度(以下稱為目標溫度)Ts，並以該處理液12對基板11進行處理。
處理槽14具有：箱形之槽本體23，係儲存處理液12，並上部開口；及外槽24，係一體地設置於此槽本體23的外側。將複數片基板11配置於槽本體23內，並將那些基板11浸泡於處理液12。各基板11係在使表面彼此相對向之狀態被固持於固持件25，並以各自直立之姿勢，在第1圖中在與紙面垂直之方向被排列於槽本體23內。槽本體23係將加熱器26安裝於其外面，加熱器26係對槽本體23的處理液12加熱。
一對排出部17被配置於槽本體23的底部。各排 出部17係各自形成複數個開口17a(參照第2圖)。藉此，將處理液12供給至此排出部17，從各開口17a將處理液12供給至槽本體23內。
從槽本體23之上部開口所溢流的處理液12流入外槽24。將排液口24a設置於此外槽24的底部。經由此排液口24a，將流入外槽24的處理液12排出至循環部31。
作為密閉部之蓋構件21a、21b係藉馬達22驅動，如第1圖所示，在氣密地關閉處理槽14之上部開口的關閉位置、與打開處理槽14之上部開口的打開位置之間轉動。將蓋21a、21b設定成打開位置，透過處理槽14之打開的上部開口，將基板11配置於處理槽14內的槽本體23內，又將來自槽本體23的基板11取出至處理槽14之外。
在處理基板11時，將蓋構件21a、21b設定成關閉位置，使處理槽14變成密閉。藉此，藉從如後述所示被加熱的處理液12所產生之水蒸氣對處理槽14的內部加壓，使其內部壓力Pa比大氣壓更高，而提高處理液12的沸點。此外，作為處理液12之磷酸水溶液的磷酸與水係不會一起沸騰。在本例所著眼之沸點係處理液12中之水的沸點，處理液12之沸點係用作意指處理液12中之水的沸點。
蓋構件21a、21b係在處理基板11時在關閉位置被上鎖，以免被內部壓力Pa打開。又，蓋構件21a、21b與處理槽14之氣密性係高較佳，但是作為內部壓力Pa，只要可得到被設定成比大氣壓更高的壓力(以下稱為目標壓力)Ps即可。又，亦可採用將處理槽14配置於具有氣密性之室內的構成。
處理槽14的上部開口，即處理槽14(外槽24)之外壁的上端係位於比處理槽14內所儲存之處理液12的液面更上方。藉此，在所儲存之處理液12之液面的上方，形成由該液面、蓋構件21a、21b以及處理槽14之外壁所包圍的空間(以下稱為槽內空間)。在此槽內空間，配置一對排氣部18與壓力感測器19。
壓力感測器19係測量槽內空間的壓力，即，處理槽14的內部壓力Pa。此壓力感測器19係將所測量之內部壓力Pa分別傳送至排氣控制部27、加水控制部28。測量內部壓力Pa的一個目的係在不會受到大氣壓的影響下，使內部壓力Pa變成定值。因此，壓力感測器19所測量之內部壓力Pa係不是以變動之大氣壓為基準的相對壓力，而是以固定壓力為基準所測量的壓力，例如絕對壓力。此外，關於排氣部18將後述。
溫度感測器20係被配置於槽本體23內，並測量處理液12的溫度Ta。以溫度感測器20所測量之溫度Ta係被送至加熱控制部29，並用於處理液12之加熱的控制。
周邊裝置16係由使處理液12循環之循環部31、與供給處理液12之處理液供給部32等所構成。循環部31係使從處理槽14所排出之處理液12回到處理槽14。此循環部31係由連接外槽24的排液口24a與槽本體23內的排出部17之間的配管33、與配管33之中途連接的擋板34、循環泵35、過濾器36以及除泡器37所構成。又，在配管33的中途連接構成處理液加熱部之線上加熱器38。
循環泵35係以適當之壓力朝向排出部17供給從排液口24a所排出之處理液12。藉此，從排出部17之各開口 17a將處理液12排出至槽本體23內。擋板34係被設置於循環泵35的上游側(排液口24a側)。此擋板34係作成即使從排液口24a所排出之處理液12的排出量變動，亦總是可供給固定量之處理液12，並預先儲存從排液口24a所排出之適當量的處理液12，再將所儲存之處理液12供給至循環泵35。
在循環泵35的下游側連接線上加熱器38，藉此線上加熱器38對供給至槽本體23的處理液12加熱。線上加熱器38係由加熱控制部29所控制。在線上加熱器38的下游側，依序連接過濾器36、除泡器37。過濾器36係除去處理液12中之粒子，除泡器37係除去處理液12中之氣泡。
處理液供給部32係用以供給新的處理液12，並由儲存被調整至固定濃度之處理液12的處理液槽32a與供給閥32b所構成。處理液槽32a係經由供給閥32b，在循環泵35的上游側與配管33連接。在將處理液12新儲存於槽本體23的情況，打開供給閥32b，並藉循環泵35壓送。
排氣部18、壓力感測器19、排氣控制部27以及排氣閥41構成壓力調整部。被配置於槽內空間之排氣部18成為形成有複數個開口18a(參照第2圖)的管狀。排氣閥41係被設置於處理槽14的外側，各排氣部18的一端與排氣閥41連接，再經由此排氣閥41與處理槽14的外部連通。又，將排氣管(未圖示)與排氣閥41連接。藉處理槽14的內部壓力Pa與處理槽14之外側的壓力(排氣管側的壓力)之差，經由排氣部18與排氣閥41，將處理槽14內的水蒸氣排出至處理槽14的外部。
排氣控制部27係根據以壓力感測器19所測量之內 部壓力Pa，調整排氣閥41之開口大小，藉此，調整從處理槽14之內部所排出的水蒸氣量。藉此，作成在不會受到大氣壓影響下可將內部壓力Pa保持於固定之目標壓力Ps，且提高處理液12的沸點。目標壓力Ps係如上述所示，被設定成比大氣壓更高。
例如，排氣控制部27係監視內部壓力Pa之變動狀態，並根據該變動狀態來調整排氣閥41之開口大小。藉此，將排氣閥41之開口大小調整成對目標壓力Ps適當。更具體而言，例如在各固定期間，求得該期間中之內部壓力Pa的平均壓力與標準偏差，並在標準偏差超過臨限值的情況，以因應於平均壓力與目標壓力Ps之差的調整量調整排氣閥41之開口大小。在平均壓力比目標壓力Ps更高時，因應於該差成正比地使排氣閥41之開口大小變大，而在低時，因應於該差成正比地使排氣閥41之開口大小變小。在標準偏差是既定值以下的情況，排氣控制部27係維持那時之排氣閥41的開口大小。
壓力感測器19、加水控制部28、純水供給部43以及供水閥44構成濃度調整部。純水供給部43係由儲存例如純水(脫離子水)之槽等所構成。供水閥44係藉根據以壓力感測器19所測量之內部壓力Pa之加水控制部28的控制，調整開口大小，即調整加水量，即對處理液12添加純水時之每單位時間所添加之純水的量(以下將每單位時間所添加之純水的量稱為加水量)。在本例，對在過濾器36與除泡器37之間的配管33流動之處理液12加水。
加水控制部28係在總是將供水閥44在維持於打開的狀態下，調整其開口大小。藉此，一面對處理液12連續地添加純水，一面調整其加水量。藉由對處理液12連續地添 加純水，將加水所造成之處理液12之濃度的變化抑制成小。依此方式，作成對處理液12之連續的加水、與一面抑制處理液12之濃度的變動，一面將處理液12之濃度保持於目標濃度Cs。此外，亦可對純水加熱後對處理液12加水。
在此基板處理系統10的內部壓力Pa係上升至根據大氣壓、排氣閥41之開口大小、處理液12之濃度、以及從加熱器26所投入之熱能的大小等所決定的壓力。可是，內部壓力Pa係利用藉由處理液12沸騰所產生之水蒸氣上升或維持，只要處理液12之濃度相同，內部壓力Pa愈高，處理液12的沸點就愈高。進而，如周知般，在相同的內部壓力Pa之下，因處理液12之濃度變高而沸點上升。
因此，在基板處理系統10，處理液12之濃度對內部壓力Pa及處理液12之沸點會成為支配性的位置。此處，在處理液12沸騰之狀態，處理液12的溫度Ta係與沸點一致。即，在作成將處理液12保持於沸騰之狀態的基板處理系統10，處理液12之濃度的變化會成為改變內部壓力Pa及處理液12之溫度Ta的主要原因。此外，處理液12係因為以目標溫度Ts為目標來控制其溫度，所以溫度Ta可取得的範圍係即使內部壓力Pa變成過度地高，亦不會大為超過目標溫度Ts。
因此，在基板處理系統10，作成反而利用如上述所示之現象，因應於內部壓力Pa，調整加水量，將處理液12之濃度保持於目標濃度Cs。具體而言，首先，使加水量增加至內部壓力Pa達到目標壓力Ps，在溫度Ta之階段將加水量調整成內部壓力Pa成為定值。在此起始之狀態，處理液12中的水成為過多之 狀態，處理液12之濃度比目標濃度Cs更低、內部壓力Pa成為比目標壓力Ps更高之狀態。在依此方式設定成起始之狀態後，將在此起始之狀態的加水量作為起始加水量，調整加水量。在加水量之調整，每次測量內部壓力Pa，比較內部壓力Pa與目標壓力Ps，在內部壓力Pa比目標壓力Ps更低的情況，使加水量比起始加水量更增加，而在內部壓力Pa比目標壓力Ps更高的情況，使加水量比起始加水量更減少。此加水量之調整係以起始加水量為基準，例如對內部壓力Pa與目標壓力Ps之差分成正比地進行。
溫度感測器20、加熱控制部29、加熱器26以及線上加熱器38構成對處理液12加熱之處理液加熱部。加熱控制部29控制加熱器26、線上加熱器38的驅動。加熱器26係以固定之輸出(熱能)對槽本體23內之處理液12加熱。一方之線上加熱器38係根據以溫度感測器20所測量之處理液12的溫度Ta，藉加熱控制部29將其輸出控制成將處理液12保持於目標溫度Ts。具體而言，線上加熱器38係在處理液12之溫度Ta未達到目標溫度Ts的情況，使輸出提高成溫度Ta上升，而在處理液12之溫度Ta超過目標溫度Ts的情況，使輸出降低成以散熱等使溫度Ta下降。在處理液12之溫度Ta與目標溫度Ts相同的情況，將線上加熱器38控制成考慮到散熱等之既定輸出，以保持溫度Ta。目標溫度Ts係在內部壓力Pa是目標壓力Ps時之目標濃度Cs之處理液12中之水的沸點(飽和溫度)。
如第2圖所示，各排出部17係管狀，並沿著所排列之複數片基板11排列。在排出部17，在基板11所排列的範圍，形成複數個開口17a，藉此，作成處理液總是均勻地流至 各基板11的表面。一樣地，排氣部18係管狀，並沿著所排列之複數片基板11排列。在排氣部18，在與基板11所排列之範圍對應的部分形成複數個開口18a。藉由依此方式使用形成有複數個開口18a的排氣部18，從與槽內空間之基板11所排列之範圍對應的區域均勻地吸入水蒸氣，而使該區域之壓力變成均勻。藉此，使在基板11所排列的範圍內之處理液12的沸點變成均勻。排氣部18的構成係不限定為上述者。此外，在第2圖，畫成省略固持件25、壓力感測器19等。
接著，說明該構成的作用。預先將處理液12從處理液供給部32經由循環部31供給至槽本體23。然後，作成處理液12被充滿於槽本體23，且在處理液12藉循環部31循環之狀態。蓋構件21a、21b被設定於打開位置，且處理槽14之上部開口被設定成打開之狀態。在此時，線上加熱器38係例如因為在加熱控制部29之控制下將處理液12加熱成目標溫度Ts，所以在大氣壓之下處理液12成為沸騰之狀態。又，在處理槽14之上部開口被打開的狀態，以所預先決定的加水量連續地加水。
從處理槽14之上部開口將被固持件25固持之狀態之成為處理對象的各基板11搬入處理槽14內，並配置於槽本體23內。藉此，將各基板11浸泡於處理液12。藉由將基板11浸泡於處理液12，在處理液12發生溫度下降，但是收到該溫度下降，加熱控制部29提高線上加熱器38的輸出。因此，處理液12係在短時間其溫度Ta達到與現在之內部壓力Pa(與大氣壓大致相等)對應的沸點而成為沸騰之狀態。
在基板11之浸泡後，蓋構件21a、21b被轉動至關 閉位置，而處理槽14被密閉。在此時，排氣閥41係例如被設定成平常的開口大小。又，藉加熱器26及線上加熱器38，在處理槽14密閉後亦繼續對處理液12的加熱，並藉加熱控制部29將線上加熱器38的輸出控制成處理液12成為目標溫度Ts。
處理槽14被密閉時，因在處理槽14內藉處理槽14沸騰所產生之水蒸氣而內部壓力Pa上升。內部壓力Pa上升時，根據內部壓力Pa與處理槽14的外側之壓力的差，處理槽14內之水蒸氣通過排氣部18、排氣閥41，被排出至處理槽14之外。在此時，處理槽14內的水蒸氣係從排氣部18的各開口18a被吸入排氣部18內。因此，從與槽內空間之基板11所排列之範圍對應的區域均勻地吸入水蒸氣。
因為從排氣部18所排出之水蒸氣量係因應於排氣閥41之開口大小而受到限制，所以內部壓力Pa係逐漸地上升。又，伴隨內部壓力Pa的上升，處理槽14之沸點上升，處理液12之溫度Ta與該沸點的上升一起上升，而處理液12成為沸騰之狀態。如上述所示，內部壓力Pa係上升至根據大氣壓、排氣閥41之開口大小、以及處理液12之濃度等所決定的壓力，並在對應於該內部壓力Pa的沸點處理液12成為沸騰之狀態。此外，在此時，藉線上加熱器38之加熱係因為目標溫度Ts被控制成目標值，所以即使處理液12之濃度高，亦處理液12之溫度Ta不會高至大為超過目標溫度Ts，因應之，內部壓力Pa亦受到限制。
例如，在經過從處理槽14被密閉開始至達到目標溫度Ts之設想之適當的時間後，藉壓力感測器19開始測量內部壓力Pa，再將藉壓力感測器19所依序測量的內部壓力Pa 傳送至排氣控制部27與加水控制部28。根據此測量的內部壓力Pa，藉排氣控制部27之排氣閥41之開口大小的調整、與藉加水控制部28之供水閥44之開口大小的調整分別開始。
加水控制部28係一面監視所測量的內部壓力Pa，一面使供水閥44之開口大小逐漸變大，而使加水量增加。若達到目標壓力Ps，接著，將加水量調整成內部壓力Pa成為定值，並將調整後之加水量作為起始加水量，為了使處理液12之濃度變成目標濃度Cs，而開始調整加水量。如上述所示，在依此方式調整加水量之起始的狀態，處理液12中的水成為過多之狀態，而成為處理液12之濃度比目標濃度Cs更低、內部壓力Pa比目標壓力Ps更高之狀態。
開始調整加水量時，加水控制部28比較所測量之內部壓力Pa與目標壓力Ps。而且，若內部壓力Pa比目標壓力Ps更低，將供水閥44之開口大小調整成以從現在加水中之起始加水量所增加之新的加水量對處理液12加水。反之，若內部壓力Pa比目標壓力Ps更高，將供水閥44之開口大小調整成以從現在加水中之起始加水量所減少之新的加水量對處理液12加水。加水控制部28係比較所測量之內部壓力Pa與目標壓力Ps，若內部壓力Pa比目標壓力Ps更低，將供水閥44之開口大小調整成以從現在加水中之起始加水量所增加之新的加水量對處理液12加水。反之，若內部壓力Pa比目標壓力Ps更高，將供水閥44之開口大小調整成以從現在加水中之起始加水量所減少之新的加水量對處理液12加水。
另一方面，排氣控制部27係根據所輸入的內部壓 力Pa，每隔固定期間求得該期間之內部壓力Pa的平均壓力與標準偏差。然後，每當求得一個期間的平均壓力與標準偏差，將標準偏差與臨限值相比，在標準偏差超過臨限值的情況，排氣控制部27接著比較平均壓力與目標壓力Ps。在此比較，排氣控制部27係若平均壓力大於目標壓力Ps，則使排氣閥41之開口大小變大，而使從處理槽14所排出之水蒸氣量變多。反之，若平均壓力小於目標壓力Ps，則使排氣閥41之開口大小變小，而使從處理槽14所排出之水蒸氣量變少。另一方面，若標準偏差是臨限值以下，則維持在該時間點之排氣閥41的開口大小。
例如，在加入大氣壓等時，在排氣閥41之開口大小相對目標壓力Ps大的情況，內部壓力Pa易降低，因為加水控制部28之加水量的調整幅度變大，所以內部壓力Pa的變動，即標準偏差變大，又顯示內部壓力Pa的平均壓力成為比目標壓力Ps更小的傾向。在此情況，使排氣閥41之開口大小變小。結果，因為內部壓力Pa成為比目前為止更難降低之狀態，所以加水控制部28之加水量的調整幅度變小，而內部壓力Pa的變動變小，且內部壓力Pa的平均壓力接近目標壓力Ps。
反之，在排氣閥41之開口大小相對目標壓力Ps小的情況，內部壓力Pa易上升，因為加水控制部28之加水量的調整幅度變大，所以內部壓力Pa的變動，即標準偏差變大，又顯示內部壓力Pa的平均壓力成為比目標壓力Ps更大的傾向。因此，在此情況，使排氣閥41之開口大小變大。結果，因為內部壓力Pa成為比目前為止更難上升之狀態，所以加水控制部28之加水量的調整幅度變小，而內部壓力Pa的變動變 小，且內部壓力Pa的平均壓力接近目標壓力Ps。
如上述所示，藉由重複連續之加水量的調整、與因應於每隔固定期間所求得的平均壓力與標準偏差之排氣閥41之開口大小的調整，內部壓力Pa係逐漸收歛至目標壓力Ps，又處理液12之濃度逐漸收歛至目標濃度Cs。又，藉由內部壓力Pa逐漸收歛至目標壓力Ps，處理液12之沸點逐漸收歛至固定的目標溫度Ts。
在內部壓力Pa成為目標壓力Ps後，亦藉壓力感測器19繼續測量內部壓力Pa，再根據該測量結果，與上述一樣地重複藉排氣閥41之排氣量的調整、與對處理液12之加水量的調整。藉此，將內部壓力Pa保持於目標壓力Ps，且調整連續之加水的加水量，而將處理液12之濃度保持於目標濃度Cs。
又，如上述所示，因為不論大氣壓，都將內部壓力Pa保持於目標壓力Ps，又將處理液12保持於固定之目標濃度Cs，所以將處理液12之沸點保持於固定之目標溫度Ts。而且，因為處理液12係被加熱並被保持於沸騰之狀態，所以處理液12係被保持於目標溫度Ts。結果，以被保持於目標溫度Ts及目標濃度Cs的處理液12對基板11進行處理。
又，從處理槽14內排出水蒸氣的排氣部18係從設置於與基板11所排列之範圍對應之部分的複數個開口18a從處理槽14內吸入水蒸氣並排出。因此，從與基板11所排列之範圍對應之槽內空間的區域均勻地吸入水蒸氣。因此，該槽內空間之區域的壓力不會成為不均勻，而該區域的正下之處理液12的沸點亦不會成為不均勻。因此，各基板11之任一片都 以相同之目標溫度Ts的處理液12進行處理。
若已經過既定時間，將蓋構件21a、21b移至打開位置後，從處理槽14將各基板11與固持件25一起取出。因為所取出之各基板11係如上述所示，以相同之目標溫度Ts的處理液12進行處理，所以在矽氧化膜與矽氮化膜之中以所要之蝕刻速率、選擇以除去矽氧化膜。此外將蓋構件21a、21b移至打開位置時，以所預先決定之加水量連續地加水。
10‧‧‧基板處理系統
11‧‧‧基板
12‧‧‧處理液
14‧‧‧處理槽
15‧‧‧基板處理裝置
16‧‧‧周邊裝置
17‧‧‧排出部
18‧‧‧排氣部
19‧‧‧壓力感測器
20‧‧‧溫度感測器
21a、21b‧‧‧蓋構件
22‧‧‧馬達
23‧‧‧槽本體
24‧‧‧外槽
24a‧‧‧排液口
25‧‧‧固持件
26‧‧‧加熱器
27‧‧‧排氣控制部
28‧‧‧加水控制部
29‧‧‧加熱控制部
31‧‧‧循環部
32‧‧‧處理液供給部
32a‧‧‧處理液槽
32b‧‧‧供給閥
33‧‧‧配管
34‧‧‧擋板
35‧‧‧循環泵
36‧‧‧過濾器
37‧‧‧除泡器
38‧‧‧線上加熱器
41‧‧‧排氣閥
43‧‧‧純水供給部
44‧‧‧供水閥

Claims (5)

  1. 一種基板處理系統，藉由將基板浸泡於由已加熱之水溶液所構成的處理液，除去基板之表面的被覆膜，其特徵為包括：處理槽，係儲存該處理液，並將該基板浸泡於該處理液；循環部，係使從該處理槽所排出之該處理液回到該處理槽；處理液加熱部，係將該處理液加熱成將該處理槽內之該處理液保持於目標溫度；密閉部，係使該處理槽變成密閉；壓力感測器，係測量該處理槽的內部壓力；壓力調整部，係根據以該壓力感測器所測量之該處理槽的該內部壓力，調整從該處理槽內向外部所排出之水蒸氣的排氣量，藉此，將該處理槽的內部壓力調整成比大氣壓更高的目標壓力；以及濃度調整部，係經由該循環部對該處理液連續地添加純水，且藉由根據以該壓力感測器所測量之內部壓力，調整該純水的加水量，將該處理液之濃度調整成定值；將複數片基板排列於該處理槽；該壓力調整部係具有管狀之排氣部，該排氣部係沿著該複數片基板被配置於該處理液之上方的空間，並一端與外部連通；該排氣部係在該複數片基板的排列範圍，形成吸入該處理槽內之水蒸氣的複數個開口。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，其中該壓力調整 部係具有：與該排氣部連接之排氣閥；及排氣控制部，係根據以該壓力感測器所測量之該內部壓力，調整該排氣閥之開口大小。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，其中該基板係將矽氧化膜與矽氮化膜形成於表面之矽晶圓，該處理液係磷酸水溶液。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，其中該壓力調整部係根據該內部壓力之變動狀態，調整該水蒸氣的排氣量。
  5. 一種基板處理方法，藉由將基板浸泡於由已加熱之水溶液所構成的處理液，除去基板之表面的被覆膜，其特徵為具有：浸泡步驟，係將複數片基板排列並浸泡於處理槽內所儲存之該處理液；密閉步驟，係使該處理槽變成密閉；循環步驟，係使從該處理槽所排出之該處理液回到該處理槽；處理液加熱步驟，係將該處理液加熱成將該處理槽內之該處理液保持於目標溫度；壓力調整步驟，係因應於該處理槽的內部壓力，調整從該處理槽內向外部所排出之水蒸氣的排氣量，而將該處理槽的內部壓力調整成比大氣壓更高的目標壓力；以及濃度調整步驟，係對藉該循環步驟循環之該處理液連續地添加純水，且測量該處理槽的內部壓力，藉由根據所測量之內部壓力來調整該純水的加水量，調整該處理液之濃度； 該壓力調整步驟係，從管狀之排氣部之被形成在該複數片基板的排列範圍的複數個開口吸入該水蒸氣，並將吸入的該水蒸氣向該外部排出，其中，該排氣部係沿著該複數片基板被配置於儲存在該處理槽之該處理液之上方的槽內空間，並一端與該外部連通。
TW105118889A 2015-06-19 2016-06-16 基板處理系統及基板處理方法 TWI687988B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015123461A JP6454611B2 (ja) 2015-06-19 2015-06-19 基板処理システム及び基板処理方法
JP2015-123461 2015-06-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201717272A TW201717272A (zh) 2017-05-16
TWI687988B true TWI687988B (zh) 2020-03-11

Family

ID=57546188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105118889A TWI687988B (zh) 2015-06-19 2016-06-16 基板處理系統及基板處理方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10186436B2 (zh)
JP (1) JP6454611B2 (zh)
KR (1) KR20180017183A (zh)
CN (1) CN107636807B (zh)
SG (1) SG11201710329TA (zh)
TW (1) TWI687988B (zh)
WO (1) WO2016204143A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102389689B1 (ko) * 2017-09-04 2022-04-22 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 기판 처리 장치의 이상 감시 방법, 및 기록 매체에 저장된 프로그램
JP6994899B2 (ja) * 2017-10-20 2022-01-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体
JP7198595B2 (ja) * 2018-05-31 2023-01-04 東京エレクトロン株式会社 基板液処理方法、基板液処理装置及び記憶媒体
KR102461911B1 (ko) * 2018-07-13 2022-10-31 삼성전자주식회사 플라즈마 제네레이터, 이를 포함하는 세정수 처리 장치, 반도체 세정 장치 및 세정수 처리 방법
US11532493B2 (en) * 2018-07-30 2022-12-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Wet bench and chemical treatment method using the same
JP2021034561A (ja) 2019-08-23 2021-03-01 キオクシア株式会社 半導体製造装置
JP7413113B2 (ja) * 2020-03-24 2024-01-15 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 処理液温調方法、基板処理方法、処理液温調装置、及び、基板処理システム
KR102646484B1 (ko) * 2020-12-29 2024-03-12 세메스 주식회사 약액 공급 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
CN113964067B (zh) * 2021-11-26 2022-10-25 江苏威森美微电子有限公司 一种晶圆刻蚀设备
DE102022124098A1 (de) * 2022-09-20 2024-03-21 Rösler Holding Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum chemischen Glätten
CN115376915A (zh) * 2022-10-27 2022-11-22 合肥新晶集成电路有限公司 选择性蚀刻方法及装置
KR102676373B1 (ko) * 2023-08-07 2024-06-19 유윤상 습식표면 처리장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6221167B1 (en) * 1998-02-13 2001-04-24 Applied Science Karasawa Lab. & Co., Ltd. Process and system for treatments by fluids

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0448630A (ja) * 1990-06-14 1992-02-18 Sony Corp エッチング方法
JPH0799175A (ja) * 1993-06-04 1995-04-11 Nippon Steel Corp 処理液の供給方法及び供給装置
JPH11253894A (ja) * 1998-03-16 1999-09-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
US6167891B1 (en) * 1999-05-25 2001-01-02 Infineon Technologies North America Corp. Temperature controlled degassification of deionized water for megasonic cleaning of semiconductor wafers
TW512131B (en) * 2000-06-08 2002-12-01 Mosel Vitelic Inc Apparatus and method for controlling boiling conditions of hot phosphoric acid solution with pressure adjustment
JP3891776B2 (ja) 2000-11-20 2007-03-14 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
JP2003266033A (ja) * 2002-03-15 2003-09-24 Seiko Epson Corp 洗浄方法及び洗浄装置
EP2055411A1 (de) * 2007-11-02 2009-05-06 TSW Trierer Stahlwerk GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Stanggießen von Stahl
WO2010073141A1 (en) * 2008-12-22 2010-07-01 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Liquid oxygen production device and method
CN102206028B (zh) * 2011-03-28 2013-01-02 上海百泉生物技术有限公司 一种全自动沼气生产净化装置及其应用
US10964559B2 (en) * 2014-06-30 2021-03-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Wafer etching apparatus and method for controlling etch bath of wafer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6221167B1 (en) * 1998-02-13 2001-04-24 Applied Science Karasawa Lab. & Co., Ltd. Process and system for treatments by fluids

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017011051A (ja) 2017-01-12
US10186436B2 (en) 2019-01-22
CN107636807A (zh) 2018-01-26
WO2016204143A1 (ja) 2016-12-22
JP6454611B2 (ja) 2019-01-16
TW201717272A (zh) 2017-05-16
KR20180017183A (ko) 2018-02-20
US20180158700A1 (en) 2018-06-07
SG11201710329TA (en) 2018-01-30
CN107636807B (zh) 2021-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI687988B (zh) 基板處理系統及基板處理方法
JP6427166B2 (ja) 加熱されたエッチング液を提供するためのプロセシングシステムおよび方法
US9881799B2 (en) Substrate liquid processing apparatus, substrate liquid processing method, and computer-readable storage medium
JP6244277B2 (ja) 基板液処理装置及び基板液処理方法並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
US10607849B2 (en) Substrate liquid processing apparatus, substrate liquid processing method, and computer-readable storage medium storing substrate liquid processing program
CN107492511B (zh) 基板液处理装置、基板液处理方法以及存储介质
JP2001023952A (ja) エッチング方法及びエッチング装置
JP2007258405A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP6294256B2 (ja) 基板液処理装置及び基板液処理方法並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP7113952B2 (ja) 基板処理方法、および基板処理装置
JP6177664B2 (ja) エッチング方法、エッチング装置および記憶媒体
US10840081B2 (en) Liquid processing apparatus, liquid processing method, and storage medium
TWI725457B (zh) 基板處理裝置及半導體裝置的製造方法
JP2004221540A (ja) 基板処理装置
JP7160642B2 (ja) 基板処理方法、３次元メモリデバイスの製造方法および基板処理装置
JPH11154665A (ja) 基板の表面処理方法
JP5226456B2 (ja) 基板乾燥装置及びその温調方法
JP2005072251A (ja) 基板処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees