TWI731131B - 液體處理方法、基板處理裝置及記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明旨在提供一種液體處理方法，其可去除存在於基板的圖案內的純水並儘早置換成溶劑。本發明的液體處理方法，其對受到水平固持且表面形成有圖案的基板供給純水之後，使基板乾燥，其特徵為包含：純水供給程序，對基板表面供給純水；加熱溶劑供給程序，於該純水供給程序之後，對存有純水的基板表面，於液體狀態下，供給加熱至水的沸點以上的溫度的溶劑；及乾燥程序，去除該基板表面的溶劑，並使該基板乾燥。

Description

液體處理方法、基板處理裝置及記錄媒體
本發明係關於對基板供給純水以進行液體處理的液體處理方法。
於對基板亦即半導體晶圓(以下稱「晶圓」)進行液體處理的單片式旋轉洗淨裝置中，對於旋轉中的晶圓表面，供給例如鹼性或酸性的化學液，以去除晶圓表面的廢棄物或自然氧化物等。殘存於晶圓表面的化學液利用如純水等的沖洗液去除，並將沖洗液置換成揮發性高於純水的溶劑(例如IPA)後，可得到將溶劑去除並乾燥的晶圓(例如專利文獻1)。然而，對於將沖洗液置換成溶劑為止的時間予以縮短之點，吾人希望能更加改善。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-036180號公報：段落0039~0040
[發明欲解決之問題] 有鑑於此，本發明旨在提供一種液體處理方法、基板處理裝置及記錄媒體，其可將存在於基板圖案內的純水儘早置換成溶劑。 [解決問題之方法]
本發明的液體處理方法，其對受到水平固持且表面形成有圖案的基板供給純水之後，使基板乾燥，其特徵為包含： 純水供給程序，對基板表面供給純水； 加熱溶劑供給程序，於該純水供給程序之後，對存有純水的基板表面，於液體狀態下，供給加熱至水的沸點以上溫度的溶劑；及 乾燥程序，去除該基板表面的溶劑，並使該基板乾燥。 [發明效果]
本發明對於已進行純水供給後的基板表面，於液體狀態下，供給加熱至水的沸點以上的溫度的溶劑，可使存在於基板圖案內的純水儘早置換成溶劑。
圖1係本實施形態的基板處理系統的概略構成圖。以下，為了使位置關係明確，界定相互垂直的X軸、Y軸及Z軸，並將Z軸正方向設為鉛直向上方向。
如圖1所示，基板處理系統1具備：搬出入站2及處理站3。搬出入站2及處理站3係相鄰設置。
搬出入站2具備：載體載置部11及搬運部12。於載體載置部11載置著複數載體C，該複數載體C以水平狀態收容複數片基板(於本實施態樣中，係半導體晶圓(以下稱晶圓W))。
搬運部12與載體載置部11相鄰設，其內部具備基板搬運裝置13及傳遞部14。 基板搬運裝置13具備用以固持晶圓W的晶圓固持機構。又，基板搬運裝置13能往水平方向及鉛直方向移動，且能進行以鉛直軸為中心的迴旋，利用晶圓固持機構於載體C與傳遞部14之間進行晶圓W的搬運。
處理站3與搬運部12相鄰設置。處理站3具備搬運部15及複數處理單元16。複數處理單元16並列設置於搬運部15兩側。
搬運部15內部具備基板搬運裝置17。基板搬運裝置17具備用以固持晶圓W的晶圓固持機構。又，基板搬運裝置17能往水平方向及鉛直方向移動，且能進行以鉛直軸為中心的迴旋，利用晶圓固持機構於傳遞部14及處理單元16之間，進行晶圓W的搬運。
處理單元16對於由基板搬運裝置17所搬運的晶圓W，進行既定的基板處理。
又，基板處理系統1具備控制裝置4。控制裝置4如為電腦，具備控制部18及記憶部19。記憶部19中，儲存著用以控制基板處理系統1中所執行的各種處理的程式。控制部18藉由讀取並執行記憶於記憶部19的程式，而控制基板處理系統1的動作。
又，相關程式係記錄於可由電腦讀取的記錄媒體，亦可從該記錄媒體安裝至控制裝置4的記憶部19。可由電腦讀取的記錄媒體，如為硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)及記憶卡等。
於如上述所構成的基板處理系統1中，首先，搬出入站2的基板搬運裝置13，從載置於載體載置部11的載體C取出晶圓W，並將取出的晶圓W載置於傳遞部14。藉由處理站3的基板搬運裝置17將載置於傳遞部14的晶圓W從傳遞部14取出，並搬往處理單元16。
搬入至處理單元16的晶圓W，於藉由處理單元16處理後，藉由基板搬運裝置17從處理單元16搬出，並載置於傳遞部14。接著，載置於傳遞部14的已處理完畢的晶圓W，藉由基板搬運裝置13而返回至載體載置部11的載體C。
如圖2所示，處理單元16具備：腔室20、基板固持機構30、處理流體供給部40及回收杯50。
腔室20係用以收容：基板固持機構30、處理流體供給部40及回收杯50。腔室20的頂棚部設有「風機過濾機組(Fan Filter Unit，FFU)21」。風機過濾機組21於腔室20內形成降流。
基板固持機構30包含：固持部31、支柱部32及驅動部33。固持部31將晶圓W水平固持。支柱部32係於鉛直方向延伸的構件，其基端部利用驅動部33可旋轉地支撐著，而於其前端部，水平支撐著固持部31。驅動部33使支柱部32繞著鉛直軸旋轉。該基板固持機構30藉由利用驅動部33使支柱部32旋轉，而使支撐於支柱部32的固持部31旋轉，藉此，使固持於固持部31的晶圓W旋轉。
處理流體供給部40對晶圓W供給處理流體。處理流體供給部40連接至處理流體供給源70。
回收杯50係配置成包圍著固持部31，藉由固持部31的旋轉，而捕集自晶圓W飛散的處理液。於回收杯50底部形成排液口51，由回收杯50所捕集的處理液，從該排液口51往處理單元16的外部排出。又，於回收杯50底部形成排氣口52，該排氣口52用以將從風機過濾機組21所供給的氣體往處理單元16外部排出。
設於上述基板處理系統1的處理單元16，相當於用以執行實施形態的液體處理方法的基板處理裝置。以下，參考圖3，說明該處理單元16的構成。 本例的處理單元16中，已述處理流體供給部40具備：化學液噴嘴412，用以對固持於基板固持機構(基板固持部)30的晶圓W，進行化學液的供給及DIW(Deio nized Water，純水)的供給；及HFO噴嘴413，用以進行作為溶劑的HFO(Hydro Fluoro Olefin)的供給。
此等噴嘴412、413設於共同的噴嘴頭42，噴嘴頭42經由噴嘴臂43連接至該噴嘴臂43的基端部側的旋轉驅動部44。藉由以此旋轉驅動部44使噴嘴臂43往橫向旋轉移動，可使各噴嘴412、413於固持於基板固持機構30的晶圓W中央部的上方側的處理位置與用以從晶圓W上方退避而待機的待機位置之間移動。於待機位置，設置用以使噴嘴412、413待機的待機部23。圖3中，配置於處理位置的噴嘴頭42、噴嘴臂43以實線表示，而配置於待機位置的噴嘴頭42、噴嘴臂43則以虛線表示。
化學液噴嘴412經由開關閥V2連接至化學液供給源72，又經由開關閥V3連接至DIW供給源73。 從化學液供給源72供給對應晶圓W表面處理的目的而供給的1種或複數種化學液。本實施形態中，記載1種化學液。化學液經由開關閥V2從化學液噴嘴412被供給。 又，DIW經由開關閥V3從化學液噴嘴412被供給。DIW供給時的化學液噴嘴412相當於純水供給噴嘴。
HFO噴嘴413經由開關閥V4連接至HFO供給源74。從HFO供給源74，供給與供給至晶圓W表面的DIW置換的HFO。HFO係將烯烴中部分或全部的氫原子以氟原子加以置換而得的化學物質的總稱。HFO相當於本實施形態的溶劑，HFO噴嘴413相當於溶劑供給噴嘴。
本例中，供給至晶圓W的HFO係採用具有高於DIW沸點(100℃)的沸點者。具有如此特性的HFO，可舉例如為Cinera(CHEMOURS公司的美國註冊商標；沸點：110.5℃)、Supurion(同公司的美國註冊商標；沸點：110.5℃)等。
一般而言，液體具有隨著溫度變高而表面張力變低的特性。就此點而言，HFO例如為上述Cinera時，於100℃中的表面張力為9.4mN/m，僅為20℃的水(表面張力：72.8mN/m)的8分之1左右的表面張力。 又，一般用為於進行DIW供給後所供給的溶劑的IPA(Isopropyl Alcohol，沸點：82.4℃)，即使於加熱至接近沸點的70℃時，其表面張力為15.4mN/m。因此，加熱至DIW沸點以上溫度的HFO，其表面張力為小，從晶圓W表面去除時施加於圖案的力亦小。
因此，本例的處理單元16中，於HFO供給源74的下游側設置加熱部741，而成為：將該HFO100℃(DIW的沸點)以上且未達HFO的沸點的溫度，將已加熱HFO於液體狀態下從HFO噴嘴413往晶圓W表面供給的構成。
對於進行HFO加熱的加熱部741的構成，並無特別限定。例如，亦可於作為加熱對象的HFO流過的加熱容器設置傳熱加熱器，利用以傳熱加熱器使加熱容器加熱，而使其內部的HFO加熱。又，亦可採用介電加熱方式，其係使用施加高頻電力的線圈，而使流通於加熱容器內的HFO直接加熱。 加熱部741可根據設於其出口側的未圖示的溫度檢測部的檢測值，增減傳熱加熱器或高頻電力的輸出，以使供給至晶圓W的HFO的溫度接近事先設定的溫度(100℃以上、未達HFO沸點的溫度)。
圖3所述的各噴嘴412、413的待機位置與處理位置之間的移動、來自各供給源72~74的液體的供給/停止、或利用加熱部741所加熱的HFO的溫度設定等的處理單元16的動作，係由已述控制部18所控制。
參考圖4、圖5，說明使用具備上述構成的處理單元16所實施的液體處理的內容。 當晶圓W藉由基板搬運裝置17搬入至處理單元16內並固持於基板固持機構30時，使於待機位置待機的噴嘴頭42(各噴嘴412、413)移動至處理位置，令晶圓W以既定轉速旋轉，並從化學液噴嘴412進行化學液的供給(圖4的處理P1)。就此觀點而言，圖2所示的支柱部32或驅動部33，相當於使固持於固持部31的晶圓W旋轉的旋轉機構。
當使用化學液的處理結束後，將從化學液噴嘴412供給的液體切換成DIW，而執行沖洗洗淨(圖4的處理P2、純水供給程序)。具體而言，於使晶圓W旋轉的狀態下，對於存有化學液液膜的晶圓W供給DIW。
於以既定時間執行沖洗洗淨之後，停止來自化學液噴嘴412的DIW的供給，同時對旋轉中的晶圓W表面，開始進行從HFO噴嘴413開始進行利用已加熱HFO的DIW置換(圖4的處理P3、加熱溶劑供給程序)。 在此，於加熱部741的下游側，滯留有於前次HFO供給時未到達HFO噴嘴413的HFO，而恐有造成HFO溫度下降之虞。因此，亦可採用如下構成：於溫度下降後的HFO往未圖示的回收管線排出/回收的同時，於HFO往回收管線的排出中， 開始進行HFO的加熱，而於將HFO的流路切換成HFO噴嘴413側之後，將事先加熱至所設定溫度的HFO快速地供給至晶圓W表面。
如圖5所示，從HFO噴嘴413所供給的HFO，於旋轉中的晶圓W表面擴散並與DIW置換。此時，由於DIW對HFO740的溶解性低，因此於晶圓W表面，有時會形成DIW未與HFO740置換而殘存的區域。即使於如此情形時，因連續供給已加熱至DIW沸點以上溫度的HFO，故殘存於晶圓W表面的DIW因HFO740加熱後而汽化，例如成為水蒸氣730，而從HFO740液膜釋出至外部。
特別是進入形成於晶圓W表面的圖案內的DIW，有時會有難以與水溶解性小的HFO740相置換的情形。針對此點，藉由利用HFO740使DIW加熱並變化成水蒸氣730，而容易從圖案內排出。又，因形成於晶圓W表面的圖案非常小，故藉由透過HFO740供給充分熱量，使得DIW的氣液界面幾乎不會形成，或者，可於使氣液界面形成的時間抑制為非常短的時間的情況下，使DIW從液體變化成水蒸氣730。接著，比重大於水蒸氣730的HFO740，進入水蒸氣730被排出後的圖案內。
於晶圓W表面的DIW與HFO740充分置換後，停止來自HFO噴嘴413的HFO的供給。接著，藉由於使晶圓W旋轉的狀態下去除HFO，而進行晶圓W的乾燥處理(圖4的處理P4、去除程序)。
如上所述已加熱至100℃以上的HFO740，因表面張力大幅小於DIW，故可抑制圖案崩塌的發生，並可使晶圓W乾燥。又，HFO740中，有於常溫中表面張力小於水者(例如已述Cinera於25℃時的表面張力為16.8mN/m)。因此，於殘存於晶圓W表面的DIW與HFO740置換後，只要該HFO740的表面張力小於水，則於乾燥處理進行期間的HFO740的溫度，亦可低於100℃。
於來自HFO噴嘴413的HFO的供給停止後，以既定時間執行晶圓W的乾燥處理而充分去除晶圓W表面的HFO後，停止晶圓W的旋轉，而結束關於該晶圓W的液體處理。其後，以與搬入時相反的順序，從處理單元16搬出晶圓W。
依據本實施形態具有以下效果。因對已供給DIW後的晶圓W表面，於液體狀態(HFO沸點以下的溫度)下供給HFO，故可藉由HFO推壓DIW。再者，因供給已加熱至DIW沸點以上溫度的HFO，故可藉由HFO的熱使DIW汽化，而從晶圓W表面去除。如此，因於液體狀態下供給已加熱至DIW沸點以上溫度的HFO，故可將存於晶圓W的圖案內的DIW儘早置換成HFO。 又，於乾燥處理時，因於晶圓W的圖案內未殘存DIW，故可抑制圖案崩塌的發生。再者，已加熱HFO因表面張力小於DIW及IPA，故可更抑制圖案崩塌的發生。
已加熱HFO的供給，不限於使用DIW的沖洗洗淨後立刻實施的情形。例如，如圖6所示，亦可應用於在使用DIW的沖洗洗淨(處理P2)與已加熱HFO的供給(處理P3)之間，進行使晶圓W表面撥水化的撥水化劑的供給的情形(處理PA、撥水化劑供給程序)。 一般而言，撥水化劑對於DIW為非溶解性，不會相互混合，因此有時會有即使對於以DIW所覆蓋的晶圓W表面供給撥水化劑，亦難以置換的情形。又，撥水化劑中，亦存有與水反應而導致撥水化能力下降者。
然而，於撥水化劑的供給後，供給已加熱至DIW沸點以上的HFO的情形時，即使有DIW未與撥水化劑充分置換而形成殘存於晶圓W表面的區域的情形時，藉由以圖5所說明的機制，可使DIW汽化變成水蒸氣730而從晶圓W表面去除。
於對晶圓W進行撥水化劑的供給的情形時，例如，於以圖3所說明的處理單元16設置撥水化劑供給部，並與其他處理液的供給部72~74相同，於處理流體供給部40的噴嘴頭42設置撥水化劑噴嘴(撥水化劑供給噴嘴)。如此，可例舉為：藉由插設有如開關閥等的配管線，而連接該等撥水化劑供給部與撥水化劑噴嘴的機器構成(撥水化劑供給部、撥水化劑噴嘴或開關閥皆未圖示)。
從撥水化劑供給部供給撥水化劑，該撥水化劑係用以使晶圓W表面撥水化， 以減少對形成於晶圓W表面的圖案產生作用的表面張力。撥水化劑可採用如三甲矽基二甲胺(TMSDMA)、六甲基二矽氮烷(HMDS)、三甲矽基二乙胺(TMSDE A)、二甲基(二甲基胺基)矽烷(DMSDMA)或1,1,3,3-四甲基二矽氮烷(TMDS)等。
如圖6所示，於使用DIW的沖洗洗淨(處理P2)後，接著從撥水化劑噴嘴對旋轉中的晶圓W表面供給撥水化劑，而實施晶圓W的撥水化處理(處理PA)。如此，於以既定時間執行撥水化處理之後，停止從撥水化劑噴嘴的撥水化劑的供給，同時對旋轉中的晶圓W表面，從HFO噴嘴413開始進行已加熱HFO的供給(圖6的處理P3)。
此時，撥水化劑因對於HFO等含氟溶劑具有溶解性，故殘存於晶圓W表面的撥水化劑溶解於HFO，而流過旋轉中的晶圓W表面往晶圓W外部排出。另一方面，即使於DIW未與撥水化劑置換而殘存於晶圓W表面的情形時，可藉由已加熱至DIW沸點以上的HFO，使DIW加熱汽化，成為水蒸氣730而從晶圓W表面去除(圖5)。 以下，晶圓W的乾燥處理(圖5的處理P4)以後之情形，因與以圖4說明的例子相同，故省略再次說明。
接著，針對於供給加熱HFO而進行加熱HFO置換(加熱溶劑供給程序)之際，於執行晶圓W的乾燥處理(HFO的去除程序)P4時，減少晶圓W表面的圖案崩塌的發生風險的例子，加以說明。在此，於本例中，於對旋轉中的晶圓W的中央部供給加熱HFO而進行加熱HFO置換處理P3之後，藉由使從HFO噴嘴413的HFO的供給位置，由旋轉中的晶圓W的中央部側移動至周緣部側，而從晶圓W表面去除HFO(乾燥處理P4)。
此情形時，如圖7所示，使用具備圖2、圖3所示的處理流體供給部40(HFO噴嘴413)、HFO供給源74或加熱部741等的供給機構，進行HFO的供給。於本例的基板固持機構30a中，晶圓W由設於固持部31的複數個支撐銷311所固持，並於固持部31頂面與晶圓W背面之間形成間隙。
又，於支柱部32及固持部31，形成用以從晶圓W中央部的下方位置往該間隙供給加溫流體760的溫水流路321。於溫水流路321的上游側連接著溫水供給源76，該溫水供給源76供給加熱至低於沸點(100℃)的溫度，最好為50℃以上例如75℃的加溫流體亦即DIW的溫水。此溫水於加熱至未達HFO液相溫度的狀態下供給。 若藉由使支柱部32旋轉，於一邊使晶圓W旋轉一邊從溫水流路321供給溫水，則溫水於該間隙內擴散，可對晶圓W背面整體供給溫水。
利用溫水的晶圓W的加溫，其實施目的在於：於進行利用已加熱HFO的加熱HFO置換處理P3之後，於執行晶圓W的乾燥處理(HFO的去除程序)P4時，減少晶圓W表面的圖案崩塌的發生風險。 如上所述，本例中，於對旋轉中的晶圓W的中央部供給加熱HFO而進行加熱HFO置換處理P3之後，藉由使從HFO噴嘴413的HFO的供給位置從旋轉中的晶圓W的中央部側往周緣部側移動，而實施從晶圓W表面的HFO的去除(乾燥處理P 4)。
首先，考慮下述情形：於供給已加熱HFO並進行與DIW的置換處理(如圖6所示之例，於進行撥水化處理(處理PA)時與撥水化劑的置換處理)之後，使HFO的供給位置從晶圓W的中央部側往周緣部側移動時，對晶圓W未進行任何溫度調整。若採用該手法，確認隨著從晶圓W面內的中央部側愈往周緣部側，圖案崩塌的發生風險有上升的傾向。
於一邊使晶圓W旋轉一邊進行加熱HFO的供給時，愈往晶圓W的周緣側，晶圓W表面的各位置的切線方向速度變愈大，且每單位面積的加熱HFO供給量變愈少。結果，一般認為由於晶圓W周圍的環境氣氛所造成的HFO的空氣冷卻影響變大，故HFO的溫度下降幅度變大而表面張力增大，使得圖案崩塌的發生風險隨著往周緣部側而變大。 因此，本例的基板固持機構30a具備背面加熱機構，該背面加熱機構藉由從溫水流路321對晶圓W背面側供給溫水，可抑制於一邊使HFO的供給位置移動一邊進行HFO去除時的晶圓W的溫度下降，藉此抑制圖案崩塌的發生。
如此，於具備對晶圓W背面側供給溫水的機構的基板固持機構30a中，亦可於一邊使HFO的供給位置移動一邊進行HFO去除的期間，經常進行對晶圓W的背面側的溫水供給。於進行HFO去除的期間中，若經常進行溫水供給，則與不進行溫水供給的情形相比，可於晶圓W的周緣部側，減少圖案崩塌的發生風險。 另一方面，已確認：若經常進行溫水供給，則與未進行溫水供給的情形相比，晶圓W中央部側的溫度有下降的傾向(圖9)。若溫度為低，則案崩塌的發生風險變高。但是，無庸贅言，無論有無進行從晶圓W背面側的溫水供給，藉由供給已加熱HFO，相較於未將HFO加熱的情形，可減少圖案崩塌的發生次數。
如此，晶圓W中心部溫度下降的原因，一般認為是因於供給至晶圓W背面的溫水溫度低於加熱HFO溫度的情形時，溫水使加熱HFO冷卻所致。亦即，就防止DIW沸騰或設備限制等觀點而言，溫水以低於沸點的溫度，例如75℃供給。相對於此，於加熱HFO以高於溫水的溫度供給時，於供給至晶圓W的HFO的溫度維持為較高溫度的區域亦即晶圓W中央部側的區域中，有時會有晶圓W上的HFO被供給至背面側的溫水冷卻的情形。於如此情形時，一般認為若溫水所造成的HFO冷卻的影響變大，則導致HFO的表面張力增大，而使得於晶圓W中央部側圖案崩塌的發生風險相對變高。
有鑑於此，本例的具備基板固持機構30a的處理單元16，藉由於適當時機開始進行對晶圓W背面的溫水供給，而獲得利用加熱HFO供給所致的表面張力減少效果。 參考圖8(a)~(d)，說明利用上述基板固持機構30a對晶圓W所實施的處理。又，為了圖示之便，於圖8(a)~(d)中，省略固持部31或支柱部32的記載。
將HFO噴嘴413配置至晶圓W中央部的上方側，進行對已供給DIW的晶圓W表面供給加熱HFO並與DIW置換的處理(圖4的加熱HFO置換處理P3)。以既定時間實施此加熱HFO置換處理之後，藉由使HFO噴嘴413從中央部側往周緣部側移動，而開始進行HFO的去除(乾燥處理P6)(圖8(a))。
若使HFO噴嘴413逐漸移動，則於作用在HFO740的離心力較小的晶圓W中央部側區域，形成殘存液膜740a，該殘存液膜740a的膜厚較形成於比HFO的供給位置更為外周側的液膜(圖8中的HFO740)為薄。於該殘存液膜740a存在時，若對晶圓W背面供給較加熱HFO為低溫的溫水，則構成殘存液膜740a的HFO的溫度下降使得表面張力變大，而導致於HFO蒸發時易引起圖案崩塌。
因此，於HFO的殘存液膜740a形成於晶圓W中央部側區域的期間，未開始對晶圓W背面側供給溫水，而靜待殘存液膜740a因離心力及揮發而從晶圓W上消失(圖8(b))。所謂「殘存液膜740a消失」係指，於一邊移動HFO的供給位置一邊目視旋轉中的晶圓W時，殘存液膜740a的存在變成無法確認的狀態。 在此，使HFO噴嘴413從晶圓W中央部側往周緣部側移動的移動速度，宜設定為：於殘存液膜740a揮發的時點，HFO噴嘴413未到達晶圓W周緣部側程度的移動速度。若使HFO噴嘴413的移動速度過大，則於開始進行往晶圓W背面側的溫水供給之前，HFO噴嘴413就到達晶圓W的周緣部側，而有該周緣部側的圖案崩塌的發生風險變大的疑慮。詳言之，宜設為：於中央部側區域的殘存液膜740a從晶圓W上消失的時點，HFO噴嘴413位於較晶圓W半徑的1/2更為內側程度的移動速度。又，於HFO噴嘴413從晶圓W的中央部側往周緣部側移動的移動路徑上， HFO噴嘴413的移動速度可為固定，亦可為於移動途中使移動速度變化。
接著，於不再供給HFO的中央部側區域的殘存液膜740a從晶圓W上消失的時點，開始進行從溫水流路321往晶圓W背面的溫水供給(圖8(c))。HFO噴嘴413對於各晶圓W的移動速度為固定(於使HFO噴嘴413的移動速度變化的情形時，移動速度的變化程序為相同)，且於來自HFO噴嘴413的HFO740的噴注流量或晶圓W的轉速等條件為一致的情形時，對於殘存液膜740a從晶圓W消失的時點，從中央部側往周緣部側的移動路徑上的HFO噴嘴413的位置，即使處理不同的晶圓W亦大致為固定。
因此，本例的處理單元16中，藉由初步實驗等，已掌握晶圓W中央區域的殘存液膜740a從晶圓W上消失的時點、及該時點的該移動路徑上的HFO噴嘴413的位置。接著，於各晶圓W的處理時，根據該對應關係，於HFO噴嘴413到達該移動路徑上的事先設定位置的時點，開始進行往晶圓W背面的溫水供給。
於開始進行往晶圓W背面的溫水供給之後，HFO噴嘴413一邊噴注HFO一邊沿著該移動路徑往晶圓W周緣部側移動(圖8(d))。於晶圓W的周緣部側，藉由溫水供給緩和伴隨空氣冷卻的影響所致的HFO溫度下降，並抑制HFO表面張力的增大，而可抑制圖案崩塌的發生。
於HFO噴嘴413到達晶圓W周緣部之後，停止來自HFO噴嘴413的HFO供給及來自溫水流路321的溫水供給，另一方面，於持續進行晶圓W的旋轉而將殘存的HFO或溫水甩開後，停止晶圓W的旋轉。 在此，供給至晶圓W背面的加溫流體，不限於溫水。例如，亦可使用已加熱HFO，亦可利用已加熱氣體(例如加熱潔淨空氣)而抑制晶圓W的溫度下降。
於以上所述的各實施形態中，加熱至100℃以上且於液體狀態下供給至晶圓W的溶劑，不限於HFO，亦可為HFE、HFC或PFC(Perfluoro Carbon)。將分子內具有醚鍵的碳化氫的一部分氫置換成氟的含氟溶劑亦即HFE，可例舉如為Novec (住友3M股份有限公司的註冊商標)7500(沸點：128℃)。又，將碳化氫的一部分的氫置換成氟的含氟溶劑亦即HFC，可例舉如為Asahiklin(旭硝子股份有限公司的註冊商標)AC-6000(沸點：115℃)，又，將碳化氫的所有氫置換成氟的含氟溶劑，可例舉如為Fluorinert(住友3M股份有限公司的註冊商標)FC40(沸點：165℃)。 再者，加熱至100℃以上且於液體狀態下供給至晶圓W的溶劑，不限於含氟溶劑，亦可為不含氟的有機溶劑，可例舉為乳酸乙酯(沸點155℃)等。 [實施例]
(實驗) 於一邊使HFO的供給位置從晶圓W中央部側往周緣部側移動一邊進行HFO的去除之際，使往晶圓W背面的溫水供給條件變化，並測定晶圓W表面溫度的變遷。 ＜A. 實驗條件＞ 對旋轉中的晶圓W進行使用撥水劑的撥水化處理(圖6的處理PA)之後，供給已加熱至100℃的HFO而實施HFO置換處理(同P3)，接著，藉由使HFO的供給位置從晶圓W中央部側往周緣部側移動，而實施乾燥處理(同P4)。 (實施例) 於乾燥處理P4執行時，於HFO噴嘴413從晶圓W中心到達40mm位置的時機， 對晶圓W背面開始進行已加熱至75℃的溫水供給。測定於此情形時的距離HFO的供給位置為既定距離的內側位置中的晶圓W的溫度變遷。此時，於HFO噴嘴413從晶圓W中心到達40mm位置的時點，殘存液膜740a成為近乎消失的狀態。又，所謂「內側位置」係指，從HFO噴嘴413所噴注的HFO到達晶圓W表面的位置起，距離晶圓W的半徑方向內側數mm左右的位置，於殘存液膜740a蒸發後，相當於已乾燥的晶圓W表面與HFO740的界面的位置。 (參考例1) 除了未進行往晶圓W背面的溫水供給之點外，以與實施例相同的條件測定晶圓W的溫度變遷。 (參考例2) 除了於使HFO噴嘴413移動的期間中，經常對晶圓W背面供給溫水之點外，以與實施例相同的條件測定晶圓W的溫度變遷。
＜B. 實驗結果＞ 圖9顯示實施例及參考例1、2中HFO的供給位置的內側位置的溫度變遷。圖9的橫軸為距晶圓W中心的半徑方向的距離。圖9的縱軸，表示HFO噴嘴413移動前來的時點中該內側位置的溫度。圖9中，以實線表示實施例的溫度變遷的趨勢線，以虛線或一點虛線表示參考例1、2的各趨勢線。
依據圖9，實施例中，HFO的供給位置的內側位置的溫度於晶圓W中心部側為約85℃為最高，而隨著HFO噴嘴413往晶圓W周緣部側移動而逐漸下降。又，於HFO噴嘴413到達晶圓W外周端時，該內側位置的溫度為最低，為約65℃。
相對於此，於未進行溫水供給的參考例1中，晶圓W中央部側區域中的溫度變遷，雖與實施例大致相同，但於HFO噴嘴413到達距離晶圓W中心約40mm的位置以後，該內側位置的溫度急遽下降，而於到達晶圓W的外周端時更下降至約40℃。相對於此，於對晶圓W背面經常供給溫水的參考例2中，於HFO噴嘴413到達距離晶圓W中心約65mm的位置後，顯示與實施例大致相同的溫度變遷。另一方面，於晶圓W中央側的區域中，受到供給較HFO(100℃)更為低溫的溫水(75℃)的影響，內側位置的溫度大幅下降。
1‧‧‧基板處理系統2‧‧‧搬入出站3‧‧‧處理站4‧‧‧控制裝置11‧‧‧載體載置部12‧‧‧搬運部13‧‧‧基板搬運裝置14‧‧‧傳遞部15‧‧‧搬運部16‧‧‧處理單元17‧‧‧基板搬運裝置18‧‧‧控制部19‧‧‧記憶部20‧‧‧腔室21‧‧‧風機過濾機組23‧‧‧待機部30‧‧‧基板固持機構30a‧‧‧基板固持機構31‧‧‧固持部311‧‧‧支撐銷32‧‧‧支柱部321‧‧‧溫水流路33‧‧‧驅動部40‧‧‧處理流體供給部412‧‧‧化學液噴嘴413‧‧‧HFO噴嘴42‧‧‧噴嘴頭43‧‧‧噴嘴臂44‧‧‧旋轉驅動部50‧‧‧回收杯51‧‧‧排液口52‧‧‧排氣口70‧‧‧處理流體供給源72‧‧‧化學液供給源73‧‧‧DIW供給源730‧‧‧水蒸氣74‧‧‧HFO供給源740‧‧‧HFO740a‧‧‧殘存液膜741‧‧‧加熱部76‧‧‧溫水供給源760‧‧‧加溫流體C‧‧‧載體P1~P4、PA‧‧‧處理V2~V4‧‧‧開關閥W‧‧‧晶圓
【圖1】本發明的實施形態的具備處理單元的基板處理系統的概要俯視圖。 【圖2】該處理單元的概要縱剖面側視圖。 【圖3】該處理單元的俯視圖。 【圖4】利用該處理單元所實施的液體處理的程序圖。 【圖5】已供給加熱溶劑的晶圓表面的示意作用圖。 【圖6】其他實施形態的液體處理的程序圖。 【圖7】具備背面加溫機構的處理單元的構成圖。 【圖8】(a)~(d)併用背面加溫的利用加熱HFO供給的晶圓處理的作用圖。 【圖9】加熱HFO供給時的乾燥界面的溫度變化的實驗結果。
P1~P4‧‧‧處理

Claims (12)

  1. 一種液體處理方法，其對受到水平固持且表面形成有圖案的基板供給純水之後，使基板乾燥，其特徵為包含：純水供給程序，對基板表面供給純水；加熱溶劑供給程序，在該純水供給程序之後，對於存在有純水的基板表面，於液體狀態下，供給加熱至水的沸點以上之溫度的溶劑；乾燥程序，去除該基板表面的溶劑，並使該基板乾燥；及撥水化劑供給程序，接續於該純水供給程序之後，對該基板表面，供給使該基板表面撥水化的撥水化劑，該加熱溶劑供給程序係於純水殘留於該基板表面的狀態下，於該撥水化劑供給程序之後實施。
  2. 如申請專利範圍第1項之液體處理方法，其中，於該加熱溶劑供給程序中，使基板繞著鉛直軸旋轉，以使基板表面的純水一邊藉由離心力清除之，一邊與該已加熱溶劑置換。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理方法，其中，於該加熱溶劑供給程序中，使基板表面的純水一邊蒸發，一邊與該已加熱溶劑置換。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理方法，其中，該溶劑為含氟溶劑。
  5. 一種液體處理方法，其對受到水平固持且表面形成有圖案的基板供給純水之後，使基板乾燥，其特徵為包含：純水供給程序，對基板表面供給純水；加熱溶劑供給程序，在該純水供給程序之後，對於存在有純水的基板表面，於液體狀態下，供給加熱至水的沸點以上之溫度的溶劑；及乾燥程序，去除該基板表面的溶劑，並使該基板乾燥；於該加熱溶劑供給程序中，使該基板繞著通過該基板中央部的鉛直軸旋轉，並對該中央部供給該已加熱溶劑，於該乾燥程序中，使該已加熱溶劑的供給位置，從該旋轉中的基板的中央部側往周緣部側移動，於該已加熱溶劑的供給位置，到達從該中央部側往周緣部側的路徑上的事先設定的位置之後，對該旋轉中的基板背面，供給加溫流體。
  6. 如申請專利範圍第5項之液體處理方法，其中，該事先設定的位置為：於該已加熱溶劑的供給位置從該中央部移動後，對應於該中央部中已加熱溶劑的液膜消失的時點之位置。
  7. 如申請專利範圍第5項之液體處理方法，其中，該加溫流體為加熱至50℃以上且未達沸點的溫度的純水。
  8. 一種基板處理裝置，其對表面形成有圖案的基板供給純水之後，使基板乾燥，其具備：基板固持部，水平固持基板；純水供給噴嘴，對基板表面供給純水； 溶劑供給噴嘴，對基板表面供給溶劑；加熱部，將供給至該溶劑供給噴嘴的溶劑予以加熱；撥水化劑供給噴嘴，供給使該基板表面撥水化的撥水化劑；及控制部，輸出控制信號，該控制信號用以執行下述步驟：從該純水供給噴嘴對基板表面供給純水；於該純水供給之後，從該溶劑供給噴嘴，對於存在有純水的基板表面，於液體狀態下，供給利用該加熱部加熱至水的沸點以上溫度的溶劑；去除該基板表面的溶劑，並使該基板乾燥；及接續於供給該純水的步驟之後，實施從該撥水化劑供給噴嘴對該基板表面供給撥水化劑的步驟，供給該已加熱溶劑的步驟係於純水殘留於該基板表面的狀態下，於供給該撥水化劑的步驟之後實施。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板處理裝置，更具備：旋轉機構，使該基板固持部繞著鉛直軸旋轉，於供給該已加熱溶劑的步驟中，藉由該旋轉機構使固持於該基板固持部的基板繞著鉛直軸旋轉，以使基板表面的純水一邊藉由離心力清除之，一邊與該已加熱溶劑置換。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之基板處理裝置，其中，於供給該已加熱溶劑的步驟中，使基板表面的純水一邊蒸發，一邊與該已加熱溶劑置換。
  11. 如申請專利範圍第8或9項之基板處理裝置，其中，該溶劑為含氟溶劑。
  12. 一種記錄媒體，記錄有用於基板處理裝置的電腦程式，該基板處理裝置於對受到水平固持的基板供給純水之後，使基板乾燥，該電腦程式內包含用以執行申請專利範圍第1至7項中任一項之液體處理方法的步驟組。
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