TWI747926B - 基板處理裝置、基板處理方法及記錄有實行基板處理方法之程式的記憶媒體 - Google Patents
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Abstract
係以提供可以從基板有效果地除去該基板上之附著物之基板處理裝置及基板處理方法為目的。
藉由處理液供給部,對基板供給含有附著物之除去劑,和具有較除去劑之沸點低之沸點的溶媒之處理液,接著藉由基板加熱部,以處理液中之溶媒之沸點以上且低於除去劑之沸點的特定溫度,加熱基板,接著,藉由沖洗液供給部,對基板供給沖洗液,依此從基板除去附著物。
Description
本發明係關於用以從基板除去該基板上之附著物的基板處理裝置及基板處理方法,以及記錄有實行該基板處理方法之程式的記錄媒體。
在半導體裝置之製造工程中,進行使用阻劑膜當作遮罩材而蝕刻被形成在半導體晶圓等之基板上之被蝕刻膜(例如,層間絕緣膜、金屬膜等),圖案製作成特定圖案之工程。
另外,近來,使用低介電常數膜(Low-k膜)作為層間絕緣膜之Cu多層配線技術受到注目,在如此之Cu多層配線技術中,採用在Low-k膜形成埋入配線溝或孔,且在其中埋入Cu的雙鑲嵌法。作為Low-k膜,多採用有機系者,於蝕刻如此之有機系之Low-k膜之情況下,因無法充分取得與相同有機膜的阻劑膜的選擇比,故使用Ti膜、TiN膜等之無機系之硬遮罩膜以作為蝕刻用之遮罩材。即是,阻劑膜作為遮罩材,而將硬遮罩膜蝕刻成特定圖案,且將被蝕刻成特定圖案之硬遮罩膜作為遮罩材,蝕刻Low-
k膜。
必須除去於蝕刻後殘存在基板上之阻劑膜、硬遮罩膜等之不需要的附著物。該些不需要的附著物之除去,使用例如單片式之洗淨裝置,一面使被處理基板即是半導體晶圓旋轉,一面連續性對其中心供給除去液,且邊藉由離心力使除去液在半導體晶圓之全面擴散邊進行(例如,專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3)。
[專利文獻1]日本特開2004-146594號公報
[專利文獻2]日本特開2010-114210號公報
[專利文獻3]日本特開2013-207080號公報
本發明係以提供可以有效果地除去該基板上之附著物(例如,阻劑膜、硬遮罩膜等)之基板處理裝置及基板處理方法,以及記錄有實行該基板處理方法之程式的記錄媒體為目的。
為了解決上述課題,本發明提供以下之發
明。
(1)一種基板處理裝置,其係具備從基板除去上述基板上之附著物之除去處理部,和控制上述除去處理部之動作的控制部的基板處理裝置,上述除去處理部具備:處理液供給部,其係對上述基板,供給含有上述附著物之除去劑,和具有較上述除去劑之沸點低的沸點的溶媒的處理液;基板加熱部,其係以上述溶媒之沸點以上且低於上述除去劑之沸點的特定溫度,加熱上述基板;及沖洗液供給部,其係對上述基板供給沖洗液,上述控制部係控制上述處理液供給部、上述基板加熱部及上述沖洗液供給部,以使上述處理液供給部對上述基板供給上述處理液,接著上述基板加熱部以上述定溫度加熱上述基板,依此促進上述溶媒之蒸發及上述附著物和上述除去劑之反應,接著,上述沖洗液供給部對上述基板供給上述沖洗液,依此從上述基板除去上述附著物。
(2)如(1)所記載之基板處理裝置,其中,上述處理液進一步含有增黏劑。
(3)如(2)所記載之基板處理裝置,其中,上述增黏劑具有超越上述溶媒之沸點並且上述除去劑之沸點以下之玻璃轉移點。
(4)如(3)所記載之基板處理裝置,其中,上述特定溫度為上述溶媒之沸點以上且低於上述增黏劑之玻璃轉移點
的溫度。
(5)如(3)所記載之基板處理裝置,其中,上述特定溫度為上述增黏劑之玻璃轉移點以上且低於上述除去劑之沸點的溫度。
(6)如(2)所記載之基板處理裝置,其中,上述增黏劑具有上述除去劑之沸點以上之玻璃轉移點。
(7)如(1)~(6)中之任一所記載之基板處理裝置,上述附著物為蝕刻用硬遮罩膜。
(8)如(1)~(7)中之任一所記載之基板處理裝置,其中,上述控制部係控制上述處理液供給部、上述基板加熱部及上述沖洗液供給部,以使上述處理液供給部對上述基板供給上述處理液,依此,在上述基板形成覆蓋上述附著物之上述處理液之膜,接著,在維持上述附著物被上述處理液之膜覆蓋的狀態下,上述基板加熱部以上述定溫度加熱上述基板,依此促進上述溶媒之蒸發及上述附著物和上述除去劑之反應,接著,上述沖洗液供給部對上述基板供給上述沖洗液,依此從上述基板除去上述附著物。
(9)上述基板處理法係從基板除去上述基板上之附著物的基板處理方法,包含:(A)對上述基板,供給含有上述附著物之除去劑,和具有較上述除去劑之沸點低的沸點的溶媒的處理液的工程;(B)於工程(A)之後,以上述溶媒之沸點以上且低於上述除去劑之沸點的特定溫度,加熱上述基板,使上述溶媒
之蒸發及上述附著物和上述除去劑之反應促進的工程;及(C)於工程(B)之後,對上述基板供給沖洗液,從上述基板除去上述附著物之工程。
(10)如(9)所記載之基板處理方法,其中,上述處理液進一步含有增黏劑。
(11)如(10)所記載之基板處理方法,其中,上述增黏劑具有超越上述溶媒之沸點並且上述除去劑之沸點以下之玻璃轉移點。
(12)如(11)所記載之基板處理方法,其中,上述特定溫度為上述溶媒之沸點以上且低於上述增黏劑之玻璃轉移點的溫度。
(13)如(11)所記載之基板處理方法,其中,上述特定溫度為上述增黏劑之玻璃轉移點以上且低於上述除去劑之沸點的溫度。
(14)如(10)所記載之基板處理方法,其中,上述增黏劑具有上述除去劑之沸點以上之玻璃轉移點。
(15)如(9)~(14)中之任一所記載之基板處理裝置,上述附著物為蝕刻用硬遮罩膜。
(16)如(9)至(15)中之任一所記載之基板處理方法,其中,在工程(A)中,在上述基板形成覆蓋上述附著物之上述處理液的膜,在工程(B)中,在維持以上述處理液之膜覆蓋上述附著物之狀態下,加熱上述基板。
(17)一種記憶媒體,其記錄有程式,且該程式係在藉
由用以控制基板處理裝置之動作的電腦被實行時,上述電腦控制上述基板處理裝置而實行(9)至(16)中之任一所記載之基板處理方法。
若藉由本發明之基板處理裝置及基板處理方法時,可以有效果地從基板除去該基板上之附著物(例如,阻劑膜、硬遮罩膜等)。
1:基板處理裝置
2:基板處理單元
3:控制單元
4:第1處理部
43:處理液供給部
5:第2處理部
54:基板加熱部
6:第3處理部
63:沖洗液供給部
圖1為表示與本發明之一實施型態有關之基板處理裝置之構成的概略圖。
圖2表示圖1所示之基板處理裝置所具備的基板處理單元之構成的概略俯視圖。
圖3為表示圖2所示之基板處理單元所具備之第1處理部之構成的概略俯視圖。
圖4為表示圖2所示之基板處理單元所具備之第2處理部之構成的概略俯視圖。
圖5為表示圖2所示之基板處理單元所具備之第3處理部之構成的概略俯視圖。
圖6為用以說明乾蝕刻理之概略剖面圖。
圖7為用以說明對基板供給含有增黏劑之處理液之情況的處理液之樣子(圖7A),及對基板供給不含有增黏劑之
處理液之情況之處理液之樣子(圖7B)的概略剖面圖。
以下參照圖面,針對本發明之實施型態予以說明。
針對與本發明之一實施型態有關之基板處理裝置之構成,參照圖1進行說明。圖1為表示與本發明之一實施型態有關之基板處理裝置之構成的概略圖。
如圖1所示般,與本發明之一實施型態有關之基板處理裝置1具備基板處理單元2、控制基板處理部2之動作的控制單元3。
基板處理單元2係對基板進行各種處理。針對基板處理單元2所進行的各種處理於後述。
控制單元3係例如電腦,具備動作控制部和記憶部。控制部係例如CPU(Central Processing Unit),藉由讀出並實行被記憶於記憶部之程式,控制基板處理單元2之動作。記憶部係由例如RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、硬碟等之記憶裝置所構成,記憶控制在基板處理單元2中被實行的各種處理的程式。另外,即使程式為被記錄於藉由電腦可讀取之記憶媒體者亦可,即使為從其記憶媒體被安裝在記憶部者亦可。就以藉由電腦可讀取之記憶媒體而言,可舉出例如有硬碟(HD)、
軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。在記憶媒體中,記錄有例如藉由用以控制基板處理裝置1之動作的電腦實行時,電腦控制基板處理裝置1而實行後述之基板處理方法的程式。
接著,針對基板處理單元2之構成,參照圖2予以說明。圖2為表示基板處理單元2之構成的概略剖面圖。另外,圖2中之虛線表示基板。
基板處理單元2係對基板進行各種處理。在本實施型態中,基板處理單元2進行從乾蝕刻處理後之基板,除去該基板上之硬遮罩膜的除去處理。基板處理單元2進行的處理只要包含從基板除去該基板上之硬遮罩膜的處理,就不特別限定。即使基板處理單元2進行的處理包含其他處理亦可。在本實施型態中,雖然乾蝕刻後之基板上之硬遮罩膜為除去對象,但是硬遮罩膜為基板上之附著物之一例。作為基板上之附著物之其他具體例,可舉出殘存在乾蝕刻後之基板上之不需要的有機膜、無機膜、有機-無機複合膜(例如,阻劑膜、反射防止膜等)、於蝕刻時產生的副生物(例如,來自蝕刻氣體、阻劑膜、硬遮罩膜等的聚合物)、阻劑膜之灰化之時所產生的阻劑殘渣等。再者,在本發明中,成為除去對象之基板上之附著物,並不限定於乾蝕刻後之基板上之附著物,即使為例如乾蝕刻後之阻劑硬化層等亦可。
基板處理單元2具備搬入搬出站21,和與搬入搬出站21鄰接設置的處理站22。
搬入搬出站21具備載置部211、與載置部211鄰接設置的搬運部212。
在載置部211被載置以水平狀態收容複數片之基板的複數搬運容器(以下,記載成「載體C」)。
搬運部212具備搬運機構213和收授部214。搬運機構213具備保持基板之保持機構,被構成能夠朝向水平向及垂直方向移動以及以垂直軸為中心做旋轉。
處理站22具備對基板進行處理液之供給的第1處理部4,和對在第1處理部4被供給處理液的基板進行加熱的第2處理部5,和對在第2處理部5被加熱的基板進行沖洗液之供給的第3處理部6。在本實施型態中,雖然處理站22所具有的第1處理部4的數量為2以上,但是即使為1亦可。即使針對第2處理部5及第3處理部6也相同。第1處理部4被配列在於特定方向延伸之搬運路徑221之一方側,第2處理部5被配列在搬運路徑221之另一方側。再者,第3處理部6被配列在搬運路徑221之兩側。本實施型態之配列為一例,第1~第3處理部之配列因應設計上、運用上之理由等而任意決定即可。
在搬運路221設置有搬運機構222。搬運機構222具備保持基板之保持機構,被構成能夠朝向水平向及垂直方向移動以及以垂直軸為中心做旋轉。
以下,將在第1處理部4供給處理液之前的基
板稱為「基板W1」,將在第1處理部4供給處理液之後,亦即在第2處理部5被加熱之前的基板稱為「基板W2」,將在第2處理部5被加熱之後,亦即在第3處理部6供給沖洗液之前的基板稱為「基板W3」,將在第3處理部6供給沖洗液之後的基板稱為「基板W4」。
在基板處理單元2中,搬入搬出站21之搬運機構213係在載體C和收授部214之間進行基板W1、W4之搬運。具體而言,搬運機構213係從被載置於載置部211的載體C取出基板W1,且將取出的基板W1載置於收授部214。再者,搬運機構213藉由處理站22之搬運機構222取出被載置於收授部214的基板W4,且收容至載置部211之載體C。
在基板處理單元2中,處理站22之搬運機構222係在收授部214和第1處理部4之間,第1處理部4和第2處理部5之間、第2處理部5和第3處理部6之間及第3處理部6和收授部214之間進行基板W1~WZ4之搬運。具體而言,搬運機構222係取出被載置於收授部214之基板W1,且將取出之基板W1搬入至第1處理部4。再者,搬運機構222係從第1處理部4取出基板W2,且將取出的基板W2搬入至第2處理部5。再者,搬運機構222係從第2處理部5取出基板W3,且將取出的基板W3搬入至第3處理部6。再者,搬運機構222係從第3處理部6取出基板W4,且將取出的基板W4載置於收授部214。
接著,針對第1處理部4之構成,參照圖3進行說明。圖3為表示第1處理部4之構成的概略剖面圖。
第1處理部4進行包含對基板W1供給處理液的處理。即使第1處理部4進行的處理包含其他處理亦可。
在本實施型態中,基板W1係乾蝕刻處理後之基板,在表面具有凹凸圖案。
圖6D表示基板W1之構造的一例。如圖6D所示般,基板W1依序具有例如半導體晶圓91、被蝕刻膜92和硬遮罩膜93膜。被蝕刻膜92及硬遮罩膜93藉由乾蝕刻處理被圖案製作成特定圖案,形成基板W1之表面之凹凸圖案。半導體晶圓91為例如矽晶圓。被蝕刻膜92為例如絕緣膜、導電體膜等。絕緣膜係例如SiO2膜、被稱為Low-k膜的低介電常數膜等之矽系絕緣膜。Low-k膜係例如比介電常數較二氧化矽比介電常數低的膜,例如SiOC膜、SiCOH膜等。導電體膜為例如Cu膜、Al膜等之金屬膜。硬遮罩膜93為例如無機硬遮罩膜、有機硬遮罩膜、有機-無機複合硬遮罩膜等。
作為構成無機硬遮罩膜之無機材料,可舉出例如鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、矽氧化物(SiO2)、矽氮化物(Si3N4)、矽氧氮化物(SiON)、氮化矽(SiN)、碳化矽(SiC)、碳化氮化矽(SiCN)等。
作為構成有機硬遮罩膜之有機材料,可舉出例如非晶質碳、酚醛清漆樹脂、聚羥基苯乙烯樹脂等。
作為構成有機-無機-硬遮罩膜之有機-無機複
合材料,可舉出例如聚碳矽烷、有機聚矽氮烷、有機聚矽烷、聚矽氧烷和金屬氧化物(氧化鈦、氧化鋁、氧化鎢)之共聚物等。
基板W1能藉由例如圖6A所示之原料基板W0之乾蝕刻處理而取得。原料基板W0依序具有半導體晶圓91、被蝕刻膜92’、硬遮罩膜93’、藉由光微影工程被圖案製作成特定圖案之光阻膜94。被蝕刻膜92’及硬遮罩膜93’還未被圖案製作成特定圖案。
原料基板W0之乾蝕刻處理例如下述般被實施。
首先,如圖6B所示般,使用光阻膜94當作遮罩材而對硬遮罩膜93’進行乾蝕刻。依此,光阻膜94之圖案被轉印製硬遮罩膜93’,形成被圖案製作成特定圖案之硬遮罩膜93。
接著,如圖6C所示般,藉由灰化處理除去光阻膜94。
接著,如圖6D所示般,使用硬遮罩膜93當作遮罩材而對被蝕刻膜92’進行乾蝕刻。依此,形成被圖案製作成特定之圖案的被蝕刻膜92。
乾蝕刻處理即使為各向異性蝕刻亦可,即使為各向同性蝕刻亦可。作為在乾蝕刻處理中被使用的蝕刻方法,可舉出例如ECR蝕刻法、ICP蝕刻法、CCP蝕刻法、Helicon蝕刻法、TCP蝕刻法、HUF電漿法、SWP蝕刻法等。
如圖6D所示般,有在基板W1,附著於蝕刻之時產生的副生物(例如來自蝕刻氣體、阻劑膜、硬遮罩膜等的聚合物)、阻劑膜之灰化之時所產生的阻劑殘渣等之物質P之情況。
第1處理部4具備腔室41,在腔室41內進行包含處理液之供給的基板處理。
第1處理部4具備基板保持部42。基板保持部42具備在腔室41內於垂直方向延伸的旋轉軸421,和被安裝於旋轉軸421之上端部的轉台422,和被設置在轉台422之上面外周部,支撐基板W1之外緣部的夾具423,和使旋轉軸421旋轉驅動的驅動部424,成為能夠保持基板W1、並予以旋轉。
基板W1被夾具423支撐,在從轉台422之上面些許間隔開之狀態下,被水平保持在轉台422。在本實施型態中,藉由基板保持部42進行的基板W1之保持方式,雖然係藉由可動之夾具423把持基板W1之外緣部的所謂機械式夾具型,但是即使為真空吸附基板W1之背面的所謂真空夾具型亦可。
旋轉軸421之基端部藉由驅動部424被支撐成可旋轉,旋轉軸421之前端部,水平地支撐轉台422。當旋轉軸421旋轉時,被安裝在旋轉軸421之上端部的轉台422旋轉,依此,在被支撐於夾具423之狀態下,被保持於轉台422之基板W1旋轉。控制部3控制驅動部424之動作,控制基板W1之旋轉時序、旋轉速度等。
第1處理部4係具備對被保持於基板保持部42之基板W1供給處理液L1之處理液供給部43。
處理液供給部43具備對保持於基板保持部42之基板W1,吐出處理液L1之噴嘴431,和對噴嘴431供給處理液L1之處理液供給源432。在處理液供給源432所具有的液槽貯留處理液L1,在噴嘴431,從處理液供給源432,通過在其中間設置有閥433等之流量調整器的供給管路434,供給處理液L1。第1處理部4即使具備分別供給不同的處理液的複數處理液供給部亦可。追加的處理液供給部可以構成與處理液供給部43相同。
處理液L1含有硬遮罩膜93之除去劑(以下,有單稱為「除去劑」之情況),和具有較該除去劑之沸點低之沸點的溶媒。另外,在本實施型態中,因硬遮罩膜93為除去對象,故雖然針對硬遮罩膜93之除去劑進行說明,但是與硬遮罩93之除去劑有關的說明,可以將硬遮罩93之除去劑,更換成其他基板上之附著物之除去劑,例如殘存在乾蝕刻後之基板上之不需要的有機膜、無機膜、有機-無機複合膜(例如,阻劑膜、反射防止膜等)之除去劑、於蝕刻時產生的副生物(例如,來自蝕刻氣體、阻劑膜、硬遮罩膜等的聚合物)之除去劑、於阻劑膜之灰化時所產生之阻劑殘渣之除去劑、離子植入後之阻劑硬化層之除去劑等,而適用於其他基板上之附著物之除去劑。有關處理液L1含有的溶媒之說明也同樣可以適用於用以除去其他附著物之處理液所含的溶媒。
除去劑可以因應為除去對象之附著物(在本實施型態中為硬遮罩膜93)之材料的種類等,可以從眾知之除去劑中適當選擇。在光微影領域中,所知的有用以除去殘存在乾蝕刻後之基板上之不需要的有機膜、無機膜、有機-無機複合膜(例如,阻劑膜、反射防止膜、硬遮罩膜等)、於蝕刻之時所產生之副生物(例如,來自蝕刻氣體、阻劑膜、硬遮罩膜等之聚合物)、阻劑膜之灰化時所產生的阻劑殘渣、離子植入後之阻劑硬化層等的各種除去劑(例如,日本特開平7-28254號公報、日本特開平8-301911號公報、日本特開平10-239865號公報、日本特開2001-324823號公報、日本特開2004-103771號公報、日本特開2004-133153號公報、日本特開2004-177669號公報、日本特開2016-27186號公報、WO2007/020979號手冊、WO2009/096480號手冊)。在眾知之除去劑中,雖然通常限定較佳的除去對象,但是在本發明中使用眾知之除去劑之情況下,本發明之除去對象並不限定於該些。即是,在本發明中使用眾知之除去劑之情況下,不僅可以有效果地(例如迅速地)除去與眾知之除去劑相同的除去對象,亦可以除去與眾知之除去劑不同的除去對象。
除去劑之作用機序並不特別限定。作為除去劑之作用機序,可舉出例如作為除去對象之附著物(在本實施型態中為硬遮罩膜93)之溶解、作為除去對象之附著物(在本實施型態中為硬遮罩膜93)之附著力之降低、作為除去對象之附著物(在本實施型態中為硬遮罩膜93)之低分
子化、朝相對於沖洗液L2具有親和性之官能基之附著物(在本實施型態中為硬遮罩膜93)導入等。因此,除去劑為也包含剝離劑、溶解劑等之概念。
硬遮罩膜93以無機材料構成之情況,作為除去劑,可舉出例如過氧化氫等。
在硬遮罩膜93由有機材料及/或有機-無機複合材料所構成之情況下,作為除去劑,可舉出例如第4級銨氫氧化物、水溶性胺、過氧化氫、硫酸、氟化氫等,即使單獨使用一種亦可,只要能發揮除去性能,即使組合2種以上而加以使用亦可。作為能發揮除去性能之2種以上的組合,可舉出例如第4級銨鹽和水溶性胺之組合,過氧化氫和硫酸之組合等。
作為第4級銨氫氧化物,可舉出例如氫氧化四甲基銨(TMAH)。
作為水溶性胺,可舉出例如乙醇胺等之烷醇胺類。
處理液L1含有的溶媒只要具有低於除去劑之沸點的沸點,就不特別限定,可以從眾知之溶媒中適當選擇。
在處理液L1含有2種以上之除去劑之情況下,選擇具有較處理液L1含有之所有除去劑中沸點最低的除去劑之沸點低的沸點之溶媒。
在處理液L1含有2種以上之溶媒之情況下,選擇2種以上之溶媒,使溶媒之混合液之沸點低於除去劑之
沸點。
作為處理液L1含有的溶媒,可舉出水、水溶性有機溶媒等,即使單獨使用該些中之1種亦可,即使組合2種以上而加以使用亦可。
作為水溶性有機溶媒,可舉出例如甲基亞碸等之亞碸類。
作為處理液L1之具體例,可舉出第4級銨鹽和水之混合物、第4級銨鹽和二甲基亞碸等之水溶性有機溶媒和水的混合物、第4級銨氫氧化物和烷醇胺和二甲基亞碸等之水溶性有機溶媒和水的混合物等。
處理液L1以含有增黏劑為佳。在處理液L1不含有增黏劑之情況下(處理液L1之黏度低之情況),為了形成覆蓋硬遮罩膜93之處理液L1之膜,如圖7B所示般,需要使用滿足基板W1之凹凸圖案之量的處理液L1。對此,在處理液L1含有增黏劑之情況(處理液L1之黏度高之情況),如圖7A所示般,可以以沿著基板W1之凹凸圖案之處理液L1之膜覆蓋硬遮遮罩膜93(即是,能夠藉由處理液L1進行的conformal coating)。因此,在處理液L1含有增黏劑之情況下,為了形成覆蓋硬遮罩膜93之處理液L1之膜,可以降低所需的處理液L1之使用量。再者,在處理液L1含有增黏劑之情況下,將被供給處理液L1之基板W2從第1處理部4搬運至第2處理部5之時,處理液L1難以從基板W2溢出。
增黏劑只要可以增加處理液L1之黏度,就不
特別限定,可以從眾知之增黏劑之中適當選擇。作為增黏劑,可舉出例如甲基纖維素、羧甲纖維素、聚乙二醇、聚丙烯酸鈉、聚烯醇等,即使單獨使用該些中之1種亦可,即使組合2種以上而加以使用亦可。
在本實施型態中,使用超過處理液L1含有之溶媒的沸點,並且具有處理液L1含有之除去劑的沸點以下或低於沸點之玻璃轉移點的增黏劑。在本實施型態中,在處理液L1含有2種以上之除去劑之情況下,選擇具有處理液L1含有之所有除去劑中沸點最低之除去劑的沸點以下之玻璃轉移點的增黏劑。再者,在本實施型態中,在處理液L1含有2種以上之溶媒之情況下,選擇具有超過溶媒之混合液的沸點之玻璃轉移點的增黏劑。但是,增黏劑之玻璃轉移點和處理液L1含有之溶媒及除去劑之沸點之關係,在本實施型態中並無特別限定。在加熱至除去劑之沸點以上之高溫而且促進處理之情況下,增黏劑以具有處理液L1含有之除去劑之沸點以上的玻璃轉移點為佳。
第1處理部4具備噴嘴431及驅動431之噴嘴移動機構44。噴嘴移動機構44具有機械臂441、沿著機械臂441能夠移動之驅動機構內置型之移動體442、使機械臂441旋轉及升降的旋轉升降機構443。噴嘴431被安裝於移動體442。噴嘴移動機構44係可以使噴嘴431在被保持於基板保持部42之基板W1之中心之上方的位置和基板W1之周緣之上方的位置之間移動,而且可以使移動至在俯視觀看下位於後述杯體45之外側的待機位置。
第1處理部4具備具有排出口451之杯體45。杯體45被設置在基板保持部42之周圍,承接從基板W1飛散之各種處理液(例如,洗淨液等)。在杯體45,設置使杯體45在上下方向驅動的升降機構46,和在排出口451收集排出從基板W1飛散之各種處理液的液排出機構47。
接著,針對第2處理部5之構成,參照圖4進行說明。圖4為表示第2處理部5之構成的概略剖面圖。
第2處理部5進行包含對被供給處理液L1之基板W2之加熱的處理。即使第2處理部5進行的處理包含其他處理亦可。
第2處理部5具備腔室51,在腔室51內進行包含基板W2之加熱的基板處理。
第2處理部5具備被設置在腔室51內之基板載置部52。即使在基板載置部52內置電阻加熱部、燈加熱器(例如LED燈加熱器)等之加熱器亦可。複數之基板保持構件53從基板載置部52之上面突出。藉由基板保持構件53支撐基板W2之下面周緣部,在基板W2之下面和基板載置部52之上面之間形成小的間隙。
第2處理部5具備被設置在腔室51內之基板載置部52之上方的基板加熱部54。基板加熱部54具備電阻加熱部、燈加熱器(例如LED燈加熱器)等之加熱器。基板加熱部54例如為熱板。基板加熱部54可以以處理液L1中之溶
媒之沸點以上且低於除去劑之沸點的特定溫度,加熱藉由基板保持構件53被保持在基板載置部52上之基板W2。基板W2之初期溫度(加熱前溫度)例如為室溫。基板加熱部54可以以被設定之溫度及時間實施加熱。基板加熱部54亦可以一面使加熱溫度階段性地變化,一面加熱基板W2,亦可以一面將加熱溫度維持一定,一面加熱基板W2。再者,基板加熱部54可以以足夠促進基板W2上之處理液L中之溶媒之蒸發及基板上之附著物(在本實施型態中為硬遮罩膜93)和除去劑之反應的時間,加熱基板W2。
在腔室51設置排氣腔室51內之氛圍的排氣部55。排氣部55具有被設置在腔室51之上部之1或2以上之排氣口551,和經由排氣導管(排氣管線)552連接於排氣口551之冷凝補集器553,和經由排氣導管(排氣管線)552連接於冷凝捕集器553之真空泵554。藉由腔室51內之氛圍經由藉由真空泵554而被吸引之排氣口551及排氣導管552而從腔室51被排出,從基板W2蒸發之溶媒也從腔室51被排出,防止蒸發的溶媒再附著於基板W2。
接著,針對第3處理部6之構成,參照圖5進行說明。圖5為表示第3處理部6之構成的概略剖面圖。
第3處理部6進行包含處理液L1之供給後對加熱後之基板W3供給沖洗液之處理。即使第3處理部6進行的處理包含其他處理亦可。
第3處理部6具備腔室61,在腔室61內進行包含處理液之供給的基板處理。
第3處理部6具備基板保持部62。基板保持部62具備在腔室61內於垂直方向延伸的旋轉軸621,和被安裝於旋轉軸621之上端部的轉台622,和被設置在轉台622之上面外周部,支撐基板W3之外緣部的夾具623,和使旋轉軸621旋轉驅動的驅動部624,成為能夠保持基板W3並予以旋轉。
基板W3被夾具623支撐,在從轉台622之上面些許間隔開之狀態下,被水平保持在轉台622。在本實施型態中,藉由基板保持部62進行的基板W3之保持方式,雖然係藉由可動之夾具623把持基板W3之外緣部的所謂機械式夾具型,但是即使為真空吸附基板W3之背面的所謂真空夾具型亦可。
旋轉軸621之基端部藉由驅動部624被支撐成可旋轉,旋轉軸621之前端部,水平地支撐轉台622。當旋轉軸621旋轉時,被安裝在旋轉軸621之上端部的轉台622旋轉,依此,在被支撐於夾具623之狀態下,被保持於轉台622之基板W3旋轉。控制部3控制驅動部624之動作,控制基板W3之旋轉時序、旋轉速度等。
第3處理部6係具備對保持於基板保持部62之基板W3供給沖洗液L2之沖洗液供給部63。
沖洗液供給部63具備對保持在基板保持部62之基板W3,吐出沖洗液L2之噴嘴631,和對噴嘴631供給
沖洗液L2之沖洗液供給源632。在沖洗液供給源632所具有的液槽貯留沖洗液L2,在噴嘴631,從沖洗液供給源632,通過在其中間設置有閥633等之流量調整器的供給管路634,供給沖洗液L2。第3處理部6即使具備分別供給不同的沖洗液的複數沖洗液供給部亦可。追加的沖洗液供給部可以構成與沖洗液供給部63相同。
沖洗液L2能夠從持有可以從基板W3除去殘存在基板W3上之物質的能力的液體選擇。殘存在基板W3上之物質為例如除去劑、與除去劑反應後之附著物、處理液L1之殘渣(例如,在處理液L1包含增黏劑之情況下為增黏劑)等。另外,加熱後之增黏劑有為增黏劑之分解物、變性物等之情況。再者,與除去劑反應之附著物(在本實施型態中為硬遮罩膜93)有為附著物之溶解物、分解物、變性物等之情況。作為沖洗液L2,可以使用例如水、異丙醇(IPA)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。增黏劑為甲基纖維素、羧甲基纖維素、聚乙烯醇等之情況下的沖洗液以水為佳。增黏劑為聚乙二醇、聚丙烯酸鈉等之情況下的沖洗液以NMP為佳。對基板W3供給的沖洗液L2即使為常溫亦可,即使被加熱至較常溫高溫亦可。藉由將沖洗液L2加熱至較常溫高溫且予以供給,可以提升藉由沖洗液L2之沖洗效率。
另外,與沖洗液有關之說明,在除去對象為硬遮罩膜93以外之附著物之情況下,例如,除去對象也適用於殘存於乾蝕刻後之基板上之其他不需要的有機膜、無
機膜、有機-無機複合膜(例如,阻劑膜、反射防止膜等)、於蝕刻之時所產生之副生物(例如,來自蝕刻氣體、阻劑膜、硬遮罩膜等之聚合物)、阻劑膜之灰化之時所產生之阻劑殘渣、離子植入後之阻劑硬化層等之情況下。
第3處理部6具備噴嘴631及驅動631之噴嘴移動機構64。噴嘴移動機構64具有機械臂641、沿著機械臂641能夠移動之驅動機構內置型之移動體642、使機械臂641旋轉及升降的旋轉升降機構643。噴嘴631被安裝於移動體642。噴嘴移動機構64係可以使噴嘴631在被保持於基板保持部62之基板W3之中心之上方的位置和基板W3之周緣之上方的位置之間移動,而且可以使移動至在俯視觀看下位於後述杯體65之外側的待機位置。
第3處理部6具備具有排出口651之杯體65。杯體65被設置在基板保持部62之周圍,承接從基板W3飛散之各種處理液(例如,沖洗液等)。在杯體65,設置使杯體65在上下方向驅動的升降機構66,和在排出口651收集排出從基板W3飛散之各種處理液的液排出機構67。
第3處理部6即使具備對被被保持於基板保持部62之基板W3,吐出異丙醇(IPA)等之乾燥用溶媒之噴嘴,和對該噴嘴供給乾燥用溶媒之乾燥用溶媒供給源的乾燥用溶媒供給部亦可。再者,第3處理部6即使具備對被保持於基板保持部62之基板W3,吐出氮氣、乾燥氣體等之乾燥用氣體的噴嘴,和對該噴嘴供給乾燥用氣體之乾燥用氣體供給源的乾燥用氣體供給部亦可。
以下,針對藉由基板處理裝置1被實施之基板處理方法進行說明。藉由基板處理裝置1被實施之基板處理方法係從乾蝕刻處理後之基板除去該基板上之硬遮罩膜之方法。在本實施型態中,雖然乾蝕刻後之基板上之硬遮罩膜為除去對象,但是硬遮罩膜為基板上之附著物之一例。作為基板上之附著物之其他具體例,可舉出殘存在乾蝕刻後之基板上之不需要的有機膜、無機膜、有機-無機複合膜(例如,阻劑膜、反射防止膜等)、於蝕刻時產生的副生物(例如,來自蝕刻氣體、阻劑膜、硬遮罩膜等的聚合物)、阻劑膜之灰化之時所產生的阻劑殘渣、離子植入後之阻劑硬化層等。
藉由基板處理裝置1被實施之基板處理方法包含:(A)對基板W1,供給含有硬遮罩膜93之除去劑,和具有較該除去劑之沸點低的沸點的溶媒的處理液L1的工程;(B)於工程(A)之後,以處理液L1中之溶媒之沸點以上且低於除去劑之沸點的特定溫度加熱基板W2,促進基板W2上之處理液L1中之溶媒之蒸發及硬遮罩膜93和除去劑之反應的工程,及(C)工程(B)之後,對基板W3供給沖洗液L2,從基板W3除去硬遮罩膜93的工程。
首先,乾蝕刻處理後之基板W1被搬入至第1處
理部4。此時,搬運機構213係從被載置於載置部211的載體C取出基板W1,且將取出的基板W1載置於收授部214。搬運機構222係取出被載置於收授部214之基板W1,且將取出之基板W1搬入至第1處理部4。
被搬入至第1處理部4之基板W1藉由基板保持部42被保持。此時,基板保持部42係在藉由夾具423支撐基板W1之外緣部的狀態下,水平保持在轉台422。驅動部424係以特定速度使被保持在基板保持部42之基板W1旋轉。控制部3控制驅動部424之動作,控制基板W1之旋轉時序、旋轉速度等。
工程(A)係對被保持於基板保持部42之基板W1進行。在工程(A)中,在維持以特定速度使被保持於基板保持部42之基板W1旋轉之狀態下,使處理液供給部43之噴嘴431位於基板W1之中央上方,從噴嘴431對基板W1供給處理液L1。此時,控制部3控制處理液供給部43之動作,且控制處理媒液L1之供給時序、供給時間、供給量等。被供給至基板W1之處理液L1藉由隨著基板W1之旋轉所致的離心力,在基板W1之表面擴散。依此,在基板W1形成覆蓋遮罩膜93之處理液L1之膜。從基板W1被飛散之處理液L1經由杯體45之排出口451及液排出機構47而被排出。
在處理液L1不含有增黏劑之情況下,為了形成覆蓋硬遮罩膜93之處理液L1之膜,如圖7B所示般,需要使用滿足基板W1之凹凸圖案之量的處理液L1。對此,
在處理液L1含有增黏劑之情況下,如圖7A所示般,可以以沿著基板W1之凹凸圖案之處理液L1之膜覆蓋硬遮罩膜93(即是,能夠藉由處理液L1進行的conformal coating)。因此,在處理液L1含有增黏劑之情況,為了形成覆蓋硬遮罩膜93之處理液L1之膜,可以降低所需的處理液L1之使用量。
在第1處理部4被供給處理液L1之基板W2被搬運至第2處理部5,此時,搬運機構222係從第1處理部4取出基板W2,且將取出的基板W2搬入至第2處理部5。在處理液L1含有增黏劑之情況下,將被供給處理液L1之基板W2從第1處理部41搬運至第2處理部5之時,處理液L1難以從基板W2溢出。
被搬入至第2處理部5之基板W2藉由基板保持構件53被保持在基板載置部52上。
工程(B)係對被保持於基板載置部52上之基板W2進行。在工程(B)中,在維持以處理液L1之膜覆蓋硬遮罩膜93之狀態下,藉由基板加熱部54,以處理液L1中之溶媒之沸點以上且低於除去劑之沸點的特定溫度加熱基板W2,使基板W2上之處理液L1中之溶媒之蒸發及硬遮罩膜93和除去劑之反應促進。藉由加熱,促進硬遮罩膜93和除去劑之反應。再者,當藉由加熱,使得基板W2上之處理液L1中之溶媒蒸發時,存在於硬遮罩膜93之界面的除去劑之濃度增加,同時除去劑變得容易在硬遮罩膜93內擴散,促進硬遮罩膜93和除去劑之反應。藉由如此之反應促進,
不僅可以有效果地(例如迅速地)除去與眾知之除去劑相同的除去對象,亦可以除去與眾知之除去劑不同的除去對象。
在處理液L1含有超過處理液L1中之溶媒之沸點並且具有除去劑之沸點以下或低於沸點之玻璃轉移點的增黏劑之情況下,處理液L1中之溶媒之沸點以上且低於除去劑之沸點的特定溫度具有(1)處理液L1中之溶媒之沸點以上且低於增黏劑之玻璃轉移點的溫度,(2)處理液L1中之增黏劑之玻璃轉移點以上且低於除去劑之沸點的溫度的兩個。溫度(1)以較溫度(2)提升在工程(C)之沖洗效率之點為佳。溫度(2)較溫度(1)更可以發揮除去劑之反應性,以促進硬遮罩膜93和除去劑之反應之點為佳。加熱部54即使一面使加熱溫度階段性地變化,一面加熱基板W2亦可,即使一面將加熱溫度維持一定,一面加熱基板W2亦可。藉由加熱部54之加熱時間被適當調節成足夠促進基板W2上之處理液L1中之溶媒之蒸發及硬遮罩膜93和除去劑之反應的時間。加熱時間通常為60~300秒鐘,較佳為140~160秒鐘。
基板W2之加熱一面藉由排氣部55排出腔室51內之氛圍一面進行。存在於腔室51內之氛圍中之溶媒之蒸氣藉由排氣部55從腔室51被排出。因溶媒之蒸氣在腔室51內之氛圍中,容易流至上方,故被設置在腔室51之上部的排氣部55,可以有效果地排出存在於腔室51內之氛圍中的溶媒之蒸氣。如此之有效的排出有利於防止蒸發之溶媒再
附著於基板W2之方面。從腔室51被排出之氣體於通過冷凝補集器553之時被冷卻,氣體所含之溶媒在冷凝補集器553內,例如冷凝補集器553之內壁面上液化。因此,流入至真空泵554之氣體中所含之溶媒之濃度低。
在第2處理部5被加熱之基板W3被搬運至第3處理部6。此時,搬運機構222係從第2處理部5取出基板W3,且將取出的基板W3搬入至第3處理部6。
被搬入至第3處理部6之基板W3藉由基板保持部62被保持。此時,基板保持部62係在藉由夾具623支撐基板W3之外緣部的狀態下,水平保持在轉台622。驅動部624係以特定速度使被保持在基板保持部62之基板W3旋轉。控制部3控制驅動部624之動作,控制基板W3之旋轉時序、旋轉速度等。
工程(C)係對被保持於基板保持部62之基板W3進行。在工程(C)中,在維持以特定速度使被保持於基板保持部62之基板W3旋轉之狀態下,使沖洗液供給部63之噴嘴631位於基板W3之中央上方,從噴嘴631對基板W3供給沖洗液L2。此時,控制部3控制沖洗液供給部63之動作,且控制沖洗液L2之供給時序、供給時間、供給量等。被供給至基板W3之沖洗液L2藉由隨著基板W3之旋轉所致的離心力,在基板W3之表面擴散。依此,從基板W3除去與除去劑反應之硬遮罩膜93。從基板W3被飛散之沖洗液L2經由杯體65之排出口651及液排出機構67而被排出。另外,在與除去劑反應之附著物(在本實施型態中為硬遮罩
膜)93以外之物質,例如除去劑、處理液L1之殘渣(例如,在處理液L1包含增黏劑之情況下為增黏劑)等,存在基板W3上之情況下,該物質也藉由沖洗液L2被除去。另外,加熱後之增黏劑有為增黏劑之分解物、變性物等之情況。再者,與除去劑反應之附著物(在本實施型態中為硬遮罩膜93)有為附著物之溶解物、分解物、變性物等之情況。
藉由第3處理部6進行的沖洗液L2之供給後之基板W4係從第3處理部6被排出。此時,搬運機構222係從第3處理部6取出基板W4,且將取出的基板W4載置於收授部214。搬運機構213藉由搬運機構222取出被載置於收授部214的基板W4,且收容至載置部211之載體C。
上述實施型態可以追加各種變更。以下,針對本實施型態之各種變形例予以說明。另外,在以下之變更例中,亦可以組合2種以上。
在上述實施型態中,被供給處理液L1之基板W2從第1處理部4被搬運至第2處理部5,在第2處理部5被加熱,但是被供給處理液L1之基板W2即使不從第1處理部4被搬運至第2處理部5,在第1處理部4被加熱亦可。在此情況下,處理站22不需要具備第2處理部5,可以以第1處理部4和第3處理部6構成。被供給處理液L1之基板W2在第1處理部4被加熱之情況下,工程(A)及(B)在將基板保持在基板保持部42之狀態下被實施。在被供給處理液L1之基板W2在第1處理部4被加熱之情況下,第1處理部4具備基板加熱部。第1處理部4之基板加熱部即使被設置在保持於基
板保持部42之基板之上方亦可,即使設置在保持於基板保持部42之基板之下方亦可。例如,基板加熱部即使內置在轉台422亦可。第1處理部4之基板加熱部可以以例如電阻加熱部、燈加熱器(例如LED燈加熱器)等之加熱器構成。
在上述實施型態中,雖然在第2處理部5被加熱之基板W3被搬運至第3處理部6,但是若第1處理部4具有沖洗液之供給機能時,即使在第2處理部5被加熱之基板W3返回至第1處理部4而進行洗淨處理亦可。在此情況下,處理站22不需要具備第3處理部6,可以以第1處理部4和第2處理部5構成。在第2處理部5被加熱之基板W3在第1處理部4被沖洗處理之情況下,工程(A)及(C)在將基板保持在基板保持部42之狀態下被實施。在第2處理部5被加熱之基板W3在第1處理部4被沖洗處理之情況下,第1處理部4具備沖洗液供給部。第1處理部4之沖洗液供給部可以構成與第3處理部6之沖洗液供給部63相同。
在上述實施型態中,若第1處理部4具有加熱機能及沖洗液供給機能時,即使在第1處理部4進行處理液供給處理、加熱處理及沖洗處理之所有亦可。在此情況下,處理站22可以僅以第1處理部4構成。在第1處理部4進行加熱處理及沖洗處理之情況,工程(A)~(C)在將基板保持在基板保持部42之狀態下被實施。在第1處理部4進行加熱處理及沖洗處理之情況下,第1處理部4具備基板加熱部及沖洗液供給部。第1處理部4之基板加熱部及沖洗液供給部可以構成與上述相同。
在本實施型態中,使用圖6說明之乾蝕刻處理雖然在與基板處理裝置1不同之裝置被實行,圖6D所示之乾蝕刻處理後之基板W1被載置於載置部211,但是本發明並不限定於此,例如處理站22所含之元件之至少一個具有進行乾蝕刻處理之機能,即使搬運機構222從其單元直接性朝第1處理部4搬入基板W1亦可。
相對於形成在矽晶圓上之碳硬遮罩膜,覆液四甲基胺氧化胺(TMAH)和水的混合物。另外,TMAH和水之混合比設為1:50(重量比)。
覆液後,以110℃加熱矽晶圓15秒期間、30秒期間或60秒期間。加熱後,以水洗淨,可以在任何的加熱時間,剝離碳硬遮罩膜。
另外,於覆液後,將矽晶圓在常溫下放置1分鐘期間、10分鐘期間或100分鐘期間。雖然放置後,以水洗淨,但是無法在任何的放置時間,剝離碳硬遮罩膜。
5:第2處理部
51:腔室
52:基板載置部
53:基板保持構件
54:基板加熱部
55:排氣部
551:排氣口
552:排氣導管
553:冷凝補集器
554:真空泵
W2:基板
Claims (17)
- 一種基板處理裝置,具備從基板除去上述基板上之附著物之除去處理部,和控制上述除去處理部之動作的控制部的基板處理裝置,其特徵在於:上述除去處理部具備:處理液供給部,其係對上述基板,供給含有上述附著物之除去劑,和具有較上述除去劑之沸點低的沸點的溶媒的處理液;基板加熱部,其係以上述溶媒之沸點以上且低於上述除去劑之沸點的特定溫度,加熱上述基板;及沖洗液供給部,其係對上述基板供給沖洗液,上述控制部係控制上述處理液供給部、上述基板加熱部及上述沖洗液供給部,以使上述處理液供給部對上述基板供給上述處理液,接著上述基板加熱部以上述特定溫度加熱上述基板,依此促進上述溶媒之蒸發及上述附著物和上述除去劑之反應,接著,上述沖洗液供給部對上述基板供給上述沖洗液,依此從上述基板除去上述附著物。
- 如請求項1所記載之基板處理裝置,其中上述處理液進一步含有增黏劑。
- 如請求項2所記載之基板處理裝置,其中上述增黏劑具有超越上述溶媒之沸點並且上述除去劑 之沸點以下之玻璃轉移點。
- 如請求項3所記載之基板處理裝置,其中上述特定溫度為上述溶媒之沸點以上且低於上述增黏劑之玻璃轉移點的溫度。
- 如請求項3所記載之基板處理裝置,其中上述特定溫度為上述增黏劑之玻璃轉移點以上且低於上述除去劑之沸點未滿的溫度。
- 如請求項2所記載之基板處理裝置,其中上述增黏劑具有上述除去劑之沸點以上之玻璃轉移點。
- 如請求項1至6中之任一項所記載之基板處理裝置,其中上述附著物為蝕刻用硬遮罩膜。
- 如請求項1至6中之任一項所記載之基板處理裝置,其中上述控制部係控制上述處理液供給部、上述基板加熱部及上述沖洗液供給部,以使上述處理液供給部對上述基板供給上述處理液,依此,在上述基板形成覆蓋上述附著物之上述處理液之膜,接著,在維持上述附著物被上述處 理液之膜覆蓋的狀態下,上述基板加熱部以上述定溫度加熱上述基板,依此促進上述溶媒之蒸發及上述附著物和上述除去劑之反應,接著,上述沖洗液供給部對上述基板供給上述沖洗液,依此從上述基板除去上述附著物。
- 一種基板處理方法,其係從基板除去上述基板上之附著物的基板處理方法,包含:(A)對上述基板,供給含有上述附著物之除去劑,和具有較上述除去劑之沸點低的沸點的溶媒的處理液的工程;(B)於工程(A)之後,以上述溶媒之沸點以上且低於上述除去劑之沸點的特定溫度,加熱上述基板,使上述溶媒之蒸發及上述附著物和上述除去劑之反應促進的工程;及(C)於工程(B)之後,對上述基板供給沖洗液,從上述基板除去上述附著物之工程。
- 如請求項9所記載之基板處理方法,其中上述處理液進一步含有增黏劑。
- 如請求項10所記載之基板處理方法,其中上述增黏劑具有超越上述溶媒之沸點並且上述除去劑之沸點以下之玻璃轉移點。
- 如請求項11所記載之基板處理方法,其中 上述特定溫度為上述溶媒之沸點以上且低於上述增黏劑之玻璃轉移點的溫度。
- 如請求項11所記載之基板處理方法,其中上述特定溫度為上述增黏劑之玻璃轉移點以上且低於上述除去劑之沸點的溫度。
- 如請求項10所記載之基板處理方法,其中上述增黏劑具有上述除去劑之沸點以上之玻璃轉移點。
- 如請求項9至14中之任一項所記載之基板處理方法,其中上述附著物為蝕刻用硬遮罩膜。
- 如請求項9至14中之任一項所記載之基板處理方法,其中在工程(A)中,在上述基板形成覆蓋上述附著物之上述處理液的膜,在工程(B)中,在維持以上述處理液之膜覆蓋上述附著物之狀態下,加熱上述基板。
- 一種記憶媒體,其係記錄有程式之記憶媒體,且該程式係在藉由用以控制基板處理裝置之動作的電腦被實行 時,上述電腦控制上述基板處理裝置而實行請求項9~16中之任一項所記載之基板處理方法。
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