TWI807413B - 基板處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種基板處理方法。本發明之課題在於有效率地去除基板上表面之抗蝕劑。本發明之基板處理方法包括如下工序:對基板之上表面供給處理液;使形成於基板上表面之至少一部分上的處理液之液膜厚度為第1厚度,並且於大氣壓下對液膜進行電漿處理;及使形成於基板上表面之至少一部分上的處理液之液膜厚度為第2厚度,並且於大氣壓下對液膜進行電漿處理;且第1厚度小於第2厚度。
Description
本案說明書中揭示之技術係關於一種基板處理方法。成為處理對象之基板例如包括半導體晶圓、液晶顯示裝置用玻璃基板、有機EL(electroluminescence,電致發光)顯示裝置等平板顯示器(FPD,flat panel display)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩用玻璃基板、陶瓷基板、場發射顯示器(field emission display,即FED)用基板、或太陽電池用基板等。
一直以來,有為了去除基板處理中使用之抗蝕劑,而對供給至基板上之處理液進行電漿處理的情況。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-53312號公報
[發明所欲解決之問題]
如上所述,即便於一面進行電漿處理,一面利用處理液去除基板上表面之抗蝕劑之情形時,處理液對抗蝕劑之去除程度亦會因抗蝕劑之圖案密度不同而不同。
如此一來,就存在抗蝕劑殘存於基板之上表面,或去除所有抗蝕劑所需之處理時間變長等問題。
本案說明書所揭示之技術係鑒於如上記載之問題而完成者,用於有效率地去除基板上表面之抗蝕劑。
[解決問題之技術手段]
作為本案說明書所揭示之技術之第1形態的基板處理方法係用以自基板之上表面去除抗蝕劑者,且包括如下工序:對上述基板之上述上表面供給處理液;使形成於上述基板之上述上表面之至少一部分上的上述處理液之液膜厚度為第1厚度,並且於大氣壓下對上述液膜進行電漿處理;以及使形成於上述基板之上述上表面之至少一部分上的上述處理液之液膜厚度為第2厚度,並且於大氣壓下對上述液膜進行電漿處理;且上述第1厚度小於上述第2厚度。
作為本案說明書所揭示之技術之第2形態的基板處理方法係關於第1形態,其中上述處理液包含硫酸。
作為本案說明書所揭示之技術之第3形態的基板處理方法係關於第1或2形態,其中上述第1厚度為0.1 mm以上且未達0.25 mm,上述第2厚度為0.35 mm以上且2 mm以下。
作為本案說明書所揭示之技術之第4形態的基板處理方法係關於第1至3中之任一形態,其中對具有上述第1厚度之上述液膜進行電漿處理之工序係於上述基板之上述上表面中之第1區域內進行之工序,對具有上述第2厚度之上述液膜進行電漿處理之工序係於上述基板之上述上表面中之與上述第1區域不同之區域即第2區域內進行之工序。
作為本案說明書所揭示之技術之第5形態的基板處理方法係關於第4形態,其中於上述第1區域內形成之上述抗蝕劑之圖案密度較於上述第2區域內形成之上述抗蝕劑之圖案密度高。
作為本案說明書所揭示之技術之第6形態的基板處理方法係關於第1至3中之任一形態,其中對具有上述第1厚度之上述液膜進行電漿處理之工序係於上述基板之上述上表面中之第1區域內進行之工序,對具有上述第2厚度之上述液膜進行電漿處理之工序係於上述基板之上述上表面中之第2區域內進行之工序,上述第1區域與上述第2區域之至少有一部分重疊。
作為本案說明書所揭示之技術之第7形態的基板處理方法係關於第6形態,其中上述第1區域及上述第2區域係上述基板之上述上表面整體。
作為本案說明書所揭示之技術之第8形態的基板處理方法係關於第1至7中之任一形態,其中於實施了對具有上述第1厚度之上述液膜進行電漿處理之工序之後,實施對具有上述第2厚度之上述液膜進行電漿處理之工序。
作為本案說明書所揭示之技術之第9形態的基板處理方法係關於第1至7中之任一形態,其中於實施了對具有上述第2厚度之上述液膜進行電漿處理之工序之後,實施對具有上述第1厚度之上述液膜進行電漿處理之工序。
[發明之效果]
根據本案說明書所揭示之技術之至少第1形態,於形成有具有不同厚度之液膜之狀態下,藉由對各液膜進行電漿處理,能有效率地去除圖案密度不同之抗蝕劑。
又,與本案說明書所揭示之技術相關之目的、特徵、態樣及優點,根據以下所示之詳細說明及圖式,會更加明瞭。
以下,參照圖式,對實施方式進行說明。於以下實施方式中,為了說明技術,還示出了詳細之特徵等,但其等僅為例示,並非均為實施方式能夠實施所必需之特徵。
再者,圖式係概略性地表示之圖,為了便於說明,會於圖式中適當地省略構成、或簡化構成。又,不同之圖式中分別示出之構成等之大小及位置之相互關係未必是準確記載,可適當改變。又,於非剖視圖之俯視圖等圖式中,亦存在為了易於理解實施方式之內容,而標註影線之情形。
又,於以下所示之說明中,對相同之構成要素標註相同之符號來圖示,其等之名稱及功能亦相同。因此,有時為了避免重複,會省略其等之詳細說明。
又,以下記載之說明中,將某構成要素記載為「具備」、「包含」或「具有」等時,只要未作特別說明,該等記載方式就並非是將其他構成要素之存在排除在外之排他性表達。
又,以下記載之說明中,即便存在使用「第1」或「第2」等序數之情形,該等用語亦只是為了使實施方式之內容便於理解而權宜使用,並不限定於該等序數可能形成之順序等。
又,以下記載之說明中,表示是相等之狀態之表達、例如「相同」、「相等」、「均勻」或「均質」等,只要未作特別說明,則包括:表示是嚴密相等之狀態之情形、及於公差範圍內或於能獲得相同程度之功能之範圍內產生差異之情形。
又,以下記載之說明中,即便存在使用「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「底」、「正」或「反」等意指特定位置或特定方向之用語之情形,該等用語亦只是為了使實施方式之內容便於理解而權宜使用,與實際實施時之位置或方向無關。
又,以下記載之說明中,當記載為「…之上表面」或「…之下表面」等時,除了目標構成要素之上表面本身或下表面本身以外,還包含於目標構成要素之上表面或下表面上形成有其他構成要素之狀態。即,例如,當記載為「設置於甲之上表面之乙」時,並不妨礙於甲與乙之間介存其他構成要素「丙」。
以下,對本實施方式之基板處理方法進行說明。
<第1實施方式>
<關於基板處理裝置之構成>
圖1係概略性地表示第1實施方式之基板處理裝置1之構成之例的俯視圖。基板處理裝置1具備負載埠601、移載傳送機器人602、中心機器人603、控制部90、及至少1個處理單元600(圖1中為4個處理單元)。
處理單元600係可用於基板處理之單片式裝置,具體而言,其係進行將附著於基板W之有機物去除之處理的裝置。附著於基板W之有機物例如為使用過之抗蝕劑膜。該抗蝕劑膜例如為被用作離子注入工序用注入遮罩之抗蝕劑膜。
再者,處理單元600可具有腔室180。於此情形時,藉由利用控制部90控制腔室180內之氣氛,處理單元600可進行所期望之氣氛中之基板處理。
控制部90可控制基板處理裝置1中之各構成(下文所述之頭移動機構30、夾頭22、旋轉機構23、閥46、閥52a及閥52b、電極群7等)之動作。載具C係收容基板W之收容器。又,負載埠601係保持複數個載具C之收容器保持機構。移載傳送機器人602可於負載埠601與基板載置部604之間搬送基板W。中心機器人603可於基板載置部604與處理單元600之間搬送基板W。
根據以上構成,移載傳送機器人602、基板載置部604及中心機器人603作為於各處理單元600與負載埠601之間搬送基板W之搬送機構發揮功能。
未處理之基板W由移載傳送機器人602自載具C取出。然後,未處理之基板W經由基板載置部604被交付至中心機器人603。
中心機器人603將該未處理之基板W搬入處理單元600。然後,處理單元600對基板W進行處理。
於處理單元600中,處理過之基板W由中心機器人603自處理單元600取出。然後,處理過之基板W視需要經過其他處理單元600之後,經由基板載置部604被交付至移載傳送機器人602。移載傳送機器人602將處理過之基板W搬入載具C。藉由以上操作,進行對基板W之處理。
圖2係表示圖1所例示之控制部90之構成之例的圖。控制部90可由具有電路之普通電腦構成。具體而言,控制部90具備中央運算處理裝置(central processing unit,即CPU)91、唯讀記憶體(read only memory,即ROM)92、隨機存取記憶體(random access memory,即RAM)93、記憶裝置94、輸入部96、顯示部97及通信部98、以及將其等相互連接之匯流排線95。
ROM92儲存基本程式。RAM93被用作CPU91進行特定處理時之作業區域。記憶裝置94包含快閃記憶體或硬碟裝置等非揮發性記憶裝置。輸入部96包含各種開關或觸控面板等,自操作員那裏接收處理方案等輸入設定指示。顯示部97例如包含液晶顯示裝置及顯示燈等,於CPU91之控制下,顯示各種資訊。通信部98具有經由局域網路(LAN,local area network)等進行資料通信之功能。
於記憶裝置94中,預先設定有與圖1之基板處理裝置1中之各構成之控制相關之複數個模式。藉由使CPU91執行處理程式94P,來選擇上述複數個模式中之1個模式,於該模式下控制各構成。再者,處理程式94P亦可記憶於記錄媒體中。若使用該記錄媒體,則可將處理程式94P安裝於控制部90。又,控制部90執行之功能之一部分或全部並非必須利用軟體來實現,亦可利用專用之邏輯電路等硬體來實現。
<關於處理單元之構成>
圖3係概略性地表示基板處理裝置1中之處理單元600之構成之一例的側視圖。再者,複數個處理單元600可具有相同之構成,亦可具有互不相同之構成。
如圖3所例示,處理單元600具備基板保持部2、噴嘴頭3及頭移動機構30。
基板保持部2將基板W以水平姿勢保持著,且使基板W繞旋轉軸線Q1旋轉。此處所謂之水平姿勢,係指基板W之厚度方向沿著鉛直方向(圖3中之Z軸方向)之姿勢。又,旋轉軸線Q1係通過基板W之中心部且沿著鉛直方向之軸。此種基板保持部2亦被稱為旋轉夾頭。
以下,有時將基於旋轉軸線Q1之徑向及圓周方向簡稱為徑向及圓周方向。
噴嘴頭3於對由基板保持部2保持之基板W之上表面供給處理液之同時,亦對基板W之上表面供給通過了下述電漿用電場空間之氣體。圖3中,以虛線箭頭模式性地表示自噴嘴頭3朝向基板W流動之處理液,以實線箭頭模式性地表示自噴嘴頭3朝向基板W流動之氣體。再者,所謂電場空間,如下文中詳細敍述,係指被施加了用於產生電漿之電場之空間。當氣體通過電場空間時,氣體之一部分電漿化,產生各種活性種(例如,氧自由基等)。該活性種順著氣流而移動,被供給至基板W之上表面(電漿處理)。
圖3之例中,噴嘴頭3設置得較由基板保持部2保持著之基板W更靠鉛直上方,對基板W之上表面供給處理液及氣體。
如圖3中所例示,噴嘴頭3具備處理液噴嘴4及電漿產生單元5。
處理液噴嘴4於其下端面具有噴出口4a,自噴出口4a朝向基板W之上表面噴出處理液。此處,處理液假定為硫酸,但例如亦可為包含硫酸鹽、過氧硫酸及過氧硫酸鹽中之至少任一種之液體、或者包含過氧化氫之液體等藥液。處理液典型的是水溶液。
電漿產生單元5於沿旋轉軸線Q1觀察時(即俯視時),設置於與處理液噴嘴4相鄰之位置,與處理液噴嘴4連成一體。
對電漿產生單元5,自氣體供給部50供給氣體,該氣體於電漿產生單元5內之氣體流路60中朝向基板W之上表面流動。該氣體例如可使用包含氧之含氧氣體。含氧氣體例如包含氧氣、臭氧氣體、二氧化碳氣體、空氣、或其等中之至少2種之混合氣體。
該氣體亦可進而包含惰性氣體。惰性氣體例如包含氮氣、氬氣、氖氣、氦氣、或其等中之至少2種之混合氣體。
如下所述,電漿產生單元5於氣體流路60之下游側具有電極群7,利用電極群7對其周圍之電場空間施加電場。當氣體通過該電場空間時,電場作用於氣體。藉此,一部分氣體電離而產生電漿。例如,氬氣等惰性氣體電離而產生電漿。此處,作為一例,於大氣壓下產生電漿。此處所謂之大氣壓,例如係指標準氣壓之80%以上且標準氣壓之120%以下。
產生電漿時,會因電子碰撞反應而產生分子和原子之解離及激發等各種反應,還會產生高反應性之中性自由基等各種活性種。例如,電漿之離子或電子作用於含氧氣體而產生氧自由基。此種活性種順著氣流而移動,自電漿產生單元5之下端部朝向由基板保持部2保持之基板W之上表面流出(電漿處理)。
噴嘴頭3設置成能藉由頭移動機構30而移動。頭移動機構30使噴嘴頭3至少沿著移動方向D1(沿著圖3中之X軸方向)移動,該移動方向D1沿著由基板保持部2保持之基板W之上表面。例如,俯視時,頭移動機構30使噴嘴頭3沿著基板W之直徑往復移動。頭移動機構30例如可包含線性馬達或滾珠螺桿機構等線性運動機構。
或者,頭移動機構30亦可包含臂式移動機構來代替線性運動機構。於此情形時,噴嘴頭3連結於在水平方向上延伸之臂之前端。臂之基端連結於沿鉛直方向延伸之支持柱。該支持柱連結於馬達,繞沿著鉛直方向之支持柱之中心軸旋轉。支持柱繞其中心軸旋轉,使得臂繞中心軸於水平面內回轉,設置於臂之前端之噴嘴頭3繞中心軸於水平面內呈圓弧狀移動。以該圓弧狀之移動路徑於俯視時沿著基板W之直徑之方式,構成頭移動機構30。以此方式,頭移動機構30可使噴嘴頭3相對於基板W之上表面平行地移動。
頭移動機構30亦可使噴嘴頭3於其移動路徑上之待機位置與處理位置之間移動。此處,待機位置係指於基板W之搬入搬出時等噴嘴頭3不干涉基板W之搬送路徑之位置,例如指俯視時較基板保持部2更靠徑向外側之位置。又,處理位置係指用於供噴嘴頭3將處理液及氣體供給至基板W之位置,為噴嘴頭3與基板W之上表面於鉛直方向上對向之位置。
頭移動機構30亦可使噴嘴頭3於處理液噴嘴4與基板W之上表面對向之移動範圍內往復移動。例如,頭移動機構30可使噴嘴頭3於處理液噴嘴4與基板W之直徑方向之一側之周緣部對向之第1周緣位置、和處理液噴嘴4與基板W之另一側之周緣部對向之第2周緣位置之間往復移動。於圖3之例中,以二點鏈線模式性地表示噴嘴頭3位於第1周緣位置之狀態下之處理液噴嘴4。
根據此種處理單元600,可於使噴嘴頭3往復移動之同時,將處理液及氣體供給至旋轉中之基板W之上表面(所謂之掃描處理)。藉由此種掃描處理,能對基板W之上表面之整個面供給處理液及氣體,能更均勻地處理基板W。
再者,於該掃描處理中,噴嘴頭3並非必須於第1周緣位置與第2周緣位置之間往復移動。例如,頭移動機構30亦可使噴嘴頭3於處理液噴嘴4與基板W之中央部對向之中央位置和第1周緣位置之間往復移動。藉此,亦能對旋轉之基板W之上表面之整個面供給處理液及氣體。
處理液於基板W之上表面向徑向外側流動,自基板W之周緣向外側飛散。因此,圖3之例中,於處理單元600設置有承杯8。承杯8具有包圍基板保持部2之筒狀形狀。承杯8之筒狀形狀之中心軸與旋轉軸線Q1一致。自基板W之周緣向外側飛散之處理液碰撞承杯8之內周面,流向下方並由未圖示之回收機構回收,或者由未圖示之排液機構排出至外部。
又,於處理單元600中,於較基板保持部2更靠徑向外側設置有未圖示之排氣口。例如,可於承杯8設置排氣口。供給至基板W之上表面之活性種及氣體沿著基板W之上表面向徑向外側流動,並自排氣口排出。
<關於基板保持部>
圖3之例中,基板保持部2具備基底21、複數個夾頭22及旋轉機構23。
基底21具有以旋轉軸線Q1為中心之圓板形狀,於其上表面設置有複數個夾頭22。複數個夾頭22沿著基板W之周緣,等間隔地設置。夾頭22能夠於與基板W之周緣接觸之夾緊位置、和離開基板W之周緣之解除位置之間被驅動。於複數個夾頭22處於各自之夾緊位置之狀態下,複數個夾頭22保持基板W之周緣。另一方面,於複數個夾頭22處於各自之解除位置之狀態下,基板W之保持被解除。驅動複數個夾頭22之未圖示之夾頭驅動部例如包含連桿機構及磁鐵等,且由控制部90控制。
旋轉機構23具備馬達231。馬達231經由軸232連結於基底21之下表面,且由控制部90控制其動作。馬達231使軸232及基底21繞旋轉軸線Q1旋轉,藉此複數個夾頭22所保持之基板W亦繞旋轉軸線Q1旋轉。
再者,基板保持部2並非必須具備夾頭22。基板保持部2例如亦可藉由抽吸力或靜電力保持基板W。
<關於噴嘴頭>
圖4係概略性地表示噴嘴頭3之構成之例之剖視圖。圖4對應於圖3之A-A'剖面。以下,參照圖3及圖4對噴嘴頭3進行說明。
<關於處理液噴嘴>
噴嘴頭3之處理液噴嘴4例如由樹脂(例如,PTFE(聚四氟乙烯))或石英等絕緣體(介電體)形成,於圖示之例中具有圓筒形狀。再者,就防止因暴露於電漿中而溶出之觀點而言,處理液噴嘴4較佳為不由樹脂形成,而是由石英或陶瓷形成。
處理液噴嘴4於下端面具有噴出口4a。圖示之例中,處理液噴嘴4之內部之處理液流路4b沿鉛直方向延伸,處理液流路4b之下端開口相當於噴出口4a。
於處理液噴嘴4,連接有處理液供給管45之一端。圖3之例中,處理液噴嘴4之上端連接於處理液供給管45之一端。即,處理液流路4b之上端開口4c與處理液供給管45之一端開口相連。另一方面,處理液供給管45之另一端連接於處理液供給源47。處理液供給源47例如具備貯存處理液之槽(tank)。
於處理液供給管45,介裝有閥46。閥46由控制部90控制,閥46打開,會使處理液自處理液供給源47流過處理液供給管45之內部,而供給至處理液噴嘴4。該處理液於處理液流路4b中自上方朝向下方流動,自噴出口4a朝向基板W之上表面噴出。閥46關閉,會使來自處理液噴嘴4之噴出口4a之處理液之噴出停止。
再者,處理單元600亦可具有將多種處理液供給至基板W之上表面之構成。例如,處理液噴嘴4亦可具有複數個處理液流路。於此情形時,各處理液流路個別地連接於各種處理液供給源。又,處理單元600亦可包含與噴嘴頭3分開之噴嘴。
作為多種處理液,例如除了硫酸等藥液之外,可採用純水、臭氧水、碳酸水、及異丙醇等沖洗液。此處,處理液噴嘴4設為具有複數個處理液流路。
<關於電漿產生單元>
電漿產生單元5具備單元本體6與電極群7。單元本體6形成用以使來自氣體供給部50之氣體朝向基板W之上表面流動之氣體流路60。電極群7設置於氣體流路60之下游側,如下所述構成為能夠使氣體通過。電極群7對周圍之空間(電場空間)施加電壓。而且,當氣體通過電場空間時對該氣體施加電場,藉由該電場之施加,氣體之一部分電離而產生電漿。產生該電漿時,會產生各種活性種,該等活性種順著氣流被供給至基板W之上表面(電漿處理)。
<關於單元本體>
單元本體6例如由石英、陶瓷等絕緣體(介電體)形成。於圖示之例中,單元本體6具備上表面部61及側壁部62。
上表面部61例如具有板狀形狀,以其厚度方向沿著鉛直方向之姿勢配置。上表面部61於俯視時例如具有矩形形狀。上表面部61以其一邊例如沿著噴嘴頭3之移動方向D1之姿勢配置。圖3之例中,於上表面部61之中央部形成有貫通孔61a。貫通孔61a沿著鉛直方向貫通上表面部61,處理液噴嘴4貫通配置於貫通孔61a中。藉此,處理液噴嘴4相對於上表面部61固定。
側壁部62設置於上表面部61之周緣之全周,自上表面部61之周緣起沿著鉛直下方延伸。側壁部62具有包圍處理液噴嘴4之角形柱形狀。由上表面部61及側壁部62包圍之空間相當於氣體流路60。
於單元本體6,形成與氣體流路60連通之流入口611。圖3之例中,流入口611形成於上表面部61。流入口611連接於氣體供給部50,氣體供給部50經由流入口611向氣體流路60供給氣體。
圖示之例中,單元本體6於噴嘴頭3之移動方向D1上,具備將氣體流路60分隔成複數個氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d之1個以上之流路分隔部63。
此處,作為流路分隔部63,設置有3個流路分隔部63a、流路分隔部63b及流路分隔部63c(參照圖4),將氣體流路60分隔成4個氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d。
各流路分隔部63例如具有板狀形狀,以其厚度方向沿著移動方向D1之姿勢配置。流路分隔部63a、流路分隔部63b及流路分隔部63c自移動方向D1之一側至另一側依序配置。各流路分隔部63之上端面連結於上表面部61之下表面,流路分隔部63之兩側端面連結於側壁部62之內表面。
圖示之例中,藉由3個流路分隔部63a、流路分隔部63b及流路分隔部63c,於移動方向D1上依序形成氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d。
圖4之例中,於流路分隔部63b,形成有供處理液噴嘴4貫通配置之貫通孔631。因此,氣體分割流路60a及氣體分割流路60b相對於處理液噴嘴4位於移動方向D1之一側,氣體分割流路60c及氣體分割流路60d相對於處理液噴嘴4位於移動方向D1之另一側。即,於移動方向D1上之處理液噴嘴4之兩側形成有氣體流路60。
氣體分割流路60b及氣體分割流路60c於移動方向D1上形成於更靠近處理液噴嘴4之位置,氣體分割流路60a及氣體分割流路60d於移動方向D1上形成於更遠離處理液噴嘴4之位置。換言之,氣體分割流路60b及氣體分割流路60c與處理液噴嘴4之間的距離較氣體分割流路60a及氣體分割流路60d與處理液噴嘴4之間的距離短。
圖3之例中,於上表面部61形成有流入口611a、流入口611b、流入口611c及流入口611d作為與氣體流路60相連之流入口611。
流入口611a與氣體分割流路60a相連,流入口611b與氣體分割流路60b相連,流入口611c與氣體分割流路60c相連,流入口611d與氣體分割流路60d相連。
氣體供給部50經由流入口611a、流入口611b、流入口611c及流入口611d,分別向對應之氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d供給氣體。
圖3之例中,氣體供給部50具備氣體供給管51a及氣體供給管51b、和閥52a及閥52b。
氣體供給管51a包含2個分支管與共通管,分支管之一端分別連接於流入口611a及流入口611d,分支管之另一端共通地連接於共通管之一端,共通管之另一端連接於氣體供給源53。以此方式,氣體供給管51a將流入口611a及流入口611d與氣體供給源53連接。
氣體供給管51b亦包含2個分支管與共通管,和氣體供給管51a同樣地,將流入口611b及流入口611c與氣體供給源53連接。
閥52a介裝於氣體供給管51a之共通管,由控制部90控制。閥52a打開,會使來自氣體供給源53之氣體於氣體供給管51a之內部流動,經由流入口611a及流入口611d分別流入對應之氣體分割流路60a及氣體分割流路60d。閥52a關閉,會使向氣體分割流路60a及氣體分割流路60d之氣體供給停止。閥52a亦可為能調整於氣體供給管51a之內部流動之氣體之流量之流量調整閥。又,亦可設置與閥52a分開之流量調整閥。
閥52b介裝於氣體供給管51b之共通管,由控制部90控制。閥52b打開,會使來自氣體供給源53之氣體於氣體供給管51b之內部流動,經由流入口611b及流入口611c分別流入對應之氣體分割流路60b及氣體分割流路60c。閥52b關閉,會使向氣體分割流路60b及氣體分割流路60c之氣體供給停止。閥52b亦可為能調整於氣體供給管51b之內部流動之氣體之流量之流量調整閥。又,亦可設置與閥52b分開之流量調整閥。
利用此種氣體供給部50,能個別地調整於氣體分割流路60a及氣體分割流路60d中流動之氣體之流量、和於氣體分割流路60c及氣體分割流路60b中流動之氣體之流量。
亦即,能將靠近處理液噴嘴4之氣體分割流路60b及氣體分割流路60c中之氣體之流量,與遠離處理液噴嘴4之氣體分割流路60a及氣體分割流路60d中之氣體之流量獨立地調整。例如,能以氣體分割流路60b及氣體分割流路60c中之氣體之流速高於氣體分割流路60a及氣體分割流路60d中之氣體之流速之方式,調整各自之流量。該作用效果將於下文中詳細敍述。
再者,雖然於圖3之例中,氣體供給部50總括地調整氣體分割流路60b及氣體分割流路60c中之流量,但亦可具有能將氣體分割流路60b及氣體分割流路60c中之流量相互獨立地調整之構成。氣體分割流路60a及氣體分割流路60d亦同樣。
圖4之例中,氣體流路60(氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d)之與移動方向D1正交之方向上的寬度較處理液噴嘴4之噴出口4a的寬度寬,例如為基板W之半徑以上,更理想的是基板W之直徑以上。再者,因為製造偏差等原因,氣體流路60之寬度有時會根據移動方向D1上之位置而不同。於此情形時,只要使氣體流路60之寬度之最大值較處理液噴嘴4之噴出口4a之寬度寬,例如為基板W之半徑以上,更理想的是基板W之直徑以上即可。藉此,電漿產生單元5於俯視時能將氣體以更大之範圍供給至基板W之上表面。即,能將氣體更均勻地供給至基板W之上表面。
圖示之例中,單元本體6進而具備板狀體64。板狀體64設置於氣體流路60內。具體而言,板狀體64相對於電極群7設置於氣流之上游側,於鉛直方向上設置於與電極群7相對之位置。
板狀體64具有板狀形狀,以其厚度方向沿著鉛直方向之姿勢配置。於板狀體64形成有複數個開口641,氣體通過複數個開口641朝向電極群7流動。
此處,作為板狀體64,設置有板狀體64a與板狀體64b。
板狀體64a對應於氣體分割流路60a及氣體分割流路60b而設置。圖3之例中,流路分隔部63a之下端連結於板狀體64a之上表面。又,板狀體64a之周緣連結於側壁部62及流路分隔部63b。
板狀體64b對應於氣體分割流路60c及氣體分割流路60d而設置。圖3之例中,流路分隔部63c之下端連結於板狀體64b之上表面。又,板狀體64b之周緣連結於側壁部62及流路分隔部63b。
複數個開口641於鉛直方向上貫通板狀體64,例如俯視時具有圓形形狀。複數個開口641於俯視時二維地排列,例如呈矩陣狀地排列。
於氣體分割流路60a及氣體分割流路60b各自中流動之氣體通過板狀體64a之複數個開口641朝向電極群7a流動。
於氣體分割流路60c及氣體分割流路60d各自中流動之氣體通過板狀體64b之複數個開口641朝向電極群7b流動。
以此方式,藉由使氣體通過複數個開口641,能使氣體均勻地朝向電極群7流動。若板狀體64與電極群7之間的距離變長,則氣體之均勻性可能下降,故而該距離宜考慮氣體之均勻性來設定。
<關於電極群>
電極群7如上所述設置於氣體流路60之下游側,且設置於俯視時與氣體流路60重疊之區域。當氣體通過電極群7時,電極群7對該氣體施加電場。藉此,該氣體之一部分電離而產生電漿。
圖3之例中,作為電極群7,設置有電極群7a及電極群7b。圖3之例中,電極群7a設置於較氣體分割流路60a及氣體分割流路60b更靠下游側,電極群7b設置於較氣體分割流路60c及氣體分割流路60d更靠下游側。
電極群7a與氣體分割流路60a及氣體分割流路60b於鉛直方向上對向,電極群7b與氣體分割流路60c及氣體分割流路60d於鉛直方向上對向。即,圖3之例中,電極群7a及電極群7b於噴嘴頭3之移動方向D1上,隔著處理液噴嘴4相互設置於相反側。總而言之,電極群7於移動方向D1上設置於與處理液噴嘴4相鄰之位置,圖示之例中,於移動方向D1上設置於處理液噴嘴4之兩側。
圖5及圖6係概略性地表示電極群7之構成之例之圖。圖5係表示電極群7之構成之一例之俯視圖,圖6係與圖5之C-C'剖面對應之剖視圖。以下,參照圖5及圖6對電極群7進行說明。
電極群7具備複數個電極71。複數個電極71由金屬等導電體形成,俯視時隔開間隔地排列設置於不與處理液噴嘴4重疊之位置上。圖5之例中,各電極71具有於水平方向上較長之長條形狀。此處所謂之長條形狀係指電極71之長度方向(圖5之Y軸方向)之尺寸較與其長度方向正交之水平方向之尺寸長之形狀。圖示之例中,複數個電極71以其長度方向與移動方向D1正交之姿勢配置。
複數個電極71於與其長度方向正交之水平排列方向(此處為移動方向D1)上隔開間隔地排列配置。圖示之例中,作為複數個電極71,示出了4個電極71a、電極71b、電極71c及電極71d。電極71a、電極71b、電極71c及電極71d自其等之排列方向之一側向另一側依序配置。電極71a、電極71b、電極71c及電極71d例如配置於同一平面內。
對複數個電極71中相鄰之兩個施加極性互不相同之電位。圖5之例中,自排列方向之一側起配置於奇數位之電極71a及電極71c連接於電源80之輸出端81,配置於偶數位之電極71b及電極71d連接於電源80之輸出端82。
圖5之例中,電極71a及電極71c於長度方向之一側之端部經由連結部711a相互連結。連結部711a例如具有板狀形狀,例如與電極71a及電極71c由相同之材料一體地構成。
電極71b及電極71d於長度方向之另一側之端部經由連結部711b相互連結。連結部711b例如具有板狀形狀,例如與電極71b及電極71d由相同之材料一體地構成。
藉此,複數個電極71呈梳齒狀排列。連結部711a經由引出線連接於電源80之輸出端81,連結部711b經由引出線連接於電源80之輸出端82。
電源80例如具備開關電源電路(例如,反相器電路),由控制部90控制。電源80對輸出端81與輸出端82之間施加電壓(例如,高頻電壓)。藉此,複數個電極71彼此間之空間(電場空間)內產生電場。
電極群7位於氣體流路60之下游側,因此沿著氣體流路60流動之氣體通過複數個電極71彼此間之電場空間。當氣體通過電場空間時,該電場作用於氣體,氣體之一部分電離而產生電漿。產生該電漿時會產生各種活性種,該等活性種順著氣流朝向基板W之上表面移動(電漿處理)。
電極群7與基板W之間的距離設定為不會於電極群7與基板W之間產生電弧放電之程度的距離。電極群7與基板W之間的距離例如設定為2 mm以上且5 mm以下。
電極群7之與移動方向D1正交之方向上的寬度(此處為電極71之長度方向長度)較處理液噴嘴4之噴出口4a之寬度寬(參照圖5),例如為基板W之半徑以上,更理想的是基板W之直徑以上。藉此,能夠於俯視下相對於基板W而言更大之範圍內產生電漿,而能對基板W之上表面以更大之範圍供給活性種。
再者,電極群之形狀並不限於如圖5及圖6所例示之梳齒狀,例如亦可為俯視時隔著電場空間配置之電極對,亦可將圖5及圖6所例示之各極性電極於Z方向上隔著板狀介電體而配置,從而產生沿著板狀介電體之表面之電場空間。
<關於介電保護構件>
圖示之例中,各電極71由介電保護構件72覆蓋。介電保護構件72例如由石英、陶瓷等絕緣體(介電體)形成,覆蓋電極71之表面。例如,介電保護構件72與電極71之表面密接。介電保護構件72亦可為形成於電極71表面之介電膜。介電保護構件72可保護電極71使其不受電漿影響。
圖6之例中,各電極71具有剖面圓形狀,各介電保護構件72具有剖面圓環形狀。
<關於介電分隔構件>
圖示之例中,於相鄰之電極71兩者之間,設置有介電分隔構件73。具體而言,介電分隔構件73設置於複數個電極71中之每兩個之間。介電分隔構件73例如由石英、陶瓷等絕緣體(介電體)形成,與各電極71隔開間隔地設置。介電分隔構件73例如具有板狀形狀,以其厚度方向沿著電極71之排列方向(此處為移動方向D1)之姿勢設置。介電分隔構件73之上表面例如具有於電極71之長度方向上較長之矩形形狀。
圖6之例中,介電分隔構件73之上端位於較電極71之上端靠上方,介電分隔構件73之下端位於較電極71之下端靠下方。若亦考慮製造偏差等,則例如複數個介電分隔構件73中最低之上端位置設定得較複數個電極71中最高之上端位置高,複數個介電分隔構件73中最高之下端位置設定得較複數個電極71中最低之下端位置低。
若設置有此種介電分隔構件73,則能延長複數個電極71彼此之間的絕緣距離。藉此,於增大複數個電極71之電壓而更有效率地產生電漿之同時,亦能抑制複數個電極71彼此之間產生電弧放電。
<關於框體>
圖5之例中,介電分隔構件73連結於框體74。框體74例如由石英、陶瓷等絕緣體(介電體)形成,例如具有俯視時方型之環狀形狀。
框體74於俯視時包圍複數個介電分隔構件73之周圍,各介電分隔構件73之長度方向之兩端連結於框體74之內表面。
框體74亦大致包圍複數個電極71。圖5之例中,連結部711a及連結部711b位於較框體74靠外側,電極71a及電極71c於其等之長度方向之一側貫通框體74而連結於連結部711a,電極71b及電極71c於其等之長度方向之另一側貫通框體74而連結於連結部711b。
圖5之例中,電極71之大部分位於框體74之內部,俯視時電場空間形成於框體74之內側。框體74例如連結於單元本體6之側壁部62之下端。
氣體於框體74內通過電極群7。具體而言,氣體向下方通過複數個電極71及複數個介電分隔構件73彼此之間的空間。若複數個電極71彼此之間的電場空間內產生之電場作用於氣體,則氣體之一部分電離而產生電漿。產生該電漿時會產生各種活性種。該等活性種順著氣流向下方移動,朝向基板W之上表面流出(電漿處理)。
如上所述,噴嘴頭3利用處理液噴嘴4及電漿產生單元5,可將處理液及氣體供給至基板W之上表面。
<關於處理單元之動作>
以下,對基板處理裝置中之處理單元600之動作之一例進行說明。圖7係表示處理單元600之動作之例之流程圖。
首先,未處理之基板W由中心機器人603搬入處理單元600中(步驟ST1)。此處,於基板W之上表面形成有抗蝕劑。處理單元600之基板保持部2保持搬入之基板W。
其次,基板保持部2開始使基板W繞旋轉軸線Q1旋轉(步驟ST2)。
繼而,進行藥液處理(步驟ST3)。具體而言,首先,頭移動機構30使噴嘴頭3自待機位置往向處理位置移動。其次,閥46、閥52a及閥52b打開,電源80對電極71施加電壓,頭移動機構30使噴嘴頭3沿著移動方向D1往復移動(所謂之掃描處理)。例如,頭移動機構30使噴嘴頭3於第1周緣位置與第2周緣位置之間往復移動。
閥46打開,會自處理液噴嘴4之噴出口4a朝向基板W之上表面噴出處理液(此處為硫酸等藥液)。附著於旋轉中之基板W之上表面之藥液沿著基板W之上表面向徑向外側流動,自基板W之周緣向外側飛散。
又,閥52a及閥52b打開,會自氣體供給部50經由流入口611向氣體流路60供給氣體(此處為含氧氣體及稀有氣體之混合氣體)。更具體而言,氣體經由流入口611a、流入口611b、流入口611c及流入口611d,分別流入對應之氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d。
此處,向遠離處理液噴嘴4之氣體分割流路60a及氣體分割流路60d以第1流量供給氣體,向靠近處理液噴嘴4之氣體分割流路60b及氣體分割流路60c以較第1流量大之第2流量供給氣體。
於氣體分割流路60a及氣體分割流路60b中朝向下方流動之氣體通過板狀體64a之複數個開口641。藉此,氣體被整流,更均勻地朝向電極群7a流動。同樣地,於氣體分割流路60c及氣體分割流路60d中朝向下方流動之氣體通過板狀體64b之複數個開口641。藉此,氣體被整流,更均勻地朝向電極群7b流動。
電源80對電極71施加電壓,故而於電極群7a及電極群7b中,電極71彼此之間的電場空間內產生電場。當氣體通過電場空間時,電場作用於氣體,氣體之一部分電離而產生電漿。產生該電漿時,會因電子碰撞反應而產生分子及原子之解離及激發等各種反應,還會產生高反應性之中性自由基等各種活性種(例如,氧自由基)。例如,氬氣因電場而電漿化,該電漿作用於含氧氣體而產生氧自由基。該等活性種(例如,氧自由基)沿著氣體之流束移動,朝向基板W之上表面流出(電漿處理)。
活性種作用於基板W之上表面之藥液。例如,若氧自由基作用於基板W之上表面之硫酸,則於氧自由基之氧化力下會產生過氧一硫酸(卡羅酸(Caro's acid))。此處,於使用含有硫酸之處理液之情形時,關於硫酸之濃度,硫酸之濃度越高,則能期待越高之剝離力,例如較佳為94%以上且98%以下之範圍,越接近98%越佳。卡羅酸能有效地去除基板W之上表面之抗蝕劑。換言之,活性種作用於藥液,會使藥液之處理能力提高。
活性種不僅作用於基板W之上表面上之藥液,亦能直接作用於基板W。例如,藉由氧自由基直接作用於基板W之抗蝕劑,亦能利用氧自由基之氧化力去除抗蝕劑。
若基板W之抗蝕劑被充分地去除,則閥46、閥52a及閥52b關閉,電源80停止輸出電壓。藉此,來自處理液噴嘴4之藥液之噴出停止,來自電漿產生單元5之氣體之流出亦停止。又,頭移動機構30使噴嘴頭3之往復移動停止。藉此,實際之藥液處理(此處為抗蝕劑去除處理)結束。
繼而,進行沖洗處理(步驟ST4)。具體而言,例如,頭移動機構30以處理液噴嘴4與基板W之中央部對向之方式使噴嘴頭3移動,處理單元600例如自處理液噴嘴4朝向基板W之上表面噴出沖洗液。藉此,基板W之上表面之藥液被置換為沖洗液。再者,頭移動機構30亦可於該沖洗處理中亦使噴嘴頭3往復移動(所謂之掃描處理)。
若基板W之上表面之藥液被充分地置換為沖洗液,則停止來自處理液噴嘴4之沖洗液之噴出,頭移動機構30使噴嘴頭3向待機位置移動。
此處,如下文中詳細敍述,利用噴嘴頭3進行之電漿處理分別以第1供給設定與第2供給設定來實施,上述第1供給設定係以位於噴嘴頭3之下方之液膜之厚度成為第1厚度(例如為0.1 mm以上且未達0.25 mm)之方式供給藥液,上述第2供給設定係以形成於基板W之上表面之藥液之液膜厚度成為較第1厚度大之厚度即第2厚度(例如,0.35 mm以上且2 mm以下)之方式供給藥液。
這2個電漿處理可於步驟ST3中連續進行。又,亦可設為於步驟ST3中進行其中一個電漿處理,並進行沖洗處理(步驟ST4),然後再次返回步驟ST3進行另一個電漿處理並進行沖洗處理(步驟ST4)。
繼而,進行乾燥處理(步驟ST5)。例如,基板保持部2使基板W之旋轉速度增加。藉此,基板W之上表面之沖洗液被自基板W之周緣甩掉,而使基板W乾燥(所謂之旋轉乾燥)。
若基板W乾燥,則基板保持部2使基板W之旋轉結束(步驟ST6)。繼而,處理過之基板W由中心機器人603自處理單元600搬出(步驟ST7)。
<關於藥液處理之具體方法>
如上所述,於本實施方式中,於作為半導體晶圓等之基板W之上表面形成有抗蝕劑之圖案。該抗蝕劑亦可使用具有高摻雜量(例如,As之離子注入量為1×10
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2]等)之高摻雜抗蝕劑。
此處,形成於基板W上表面之抗蝕劑圖案有疏有密,於圖案密之部位,於抗蝕劑之上表面沿著圖案形成之硬化層之形狀亦有變複雜之趨勢。
根據發明人等之實驗,已知當將活性種所作用之藥液供給至基板W之上表面時,抗蝕劑之去除量會根據以覆蓋基板W上表面之抗蝕劑之方式形成之藥液之液膜厚度而變化。
具體而言,於形成於基板W上表面之抗蝕劑之圖案密度相對較高之情形時,藥液之液膜厚度相對較小者會使抗蝕劑之去除量變大,另一方面,於形成於基板W上表面之抗蝕劑之圖案密度相對較低之情形時,藥液之液膜厚度相對較大者會使抗蝕劑之去除量變大。
關於上述內容,可認為於形成於基板W上表面之抗蝕劑之圖案密度相對較高之情形時,若藥液之液膜厚度較小,則會使液膜中之活性種有效率地到達形成為複雜形狀之硬化層及抗蝕劑之微細之間隙中,結果抗蝕劑之去除量會變大。
另一方面,可認為於形成於基板W上表面之抗蝕劑之圖案密度相對較低之情形時,若藥液之液膜厚度較大,則會使溶解抗蝕劑之藥液量增加,結果抗蝕劑之去除量會變大。
鑒於以上內容,於本實施方式之藥液處理中,分別設置第1供給設定與第2供給設定,上述第1供給設定係以形成於基板W上表面之藥液之液膜厚度成為第1厚度(例如為0.1 mm以上且未達0.25 mm)之方式供給藥液,上述第2供給設定係以形成於基板W上表面之藥液之液膜厚度成為較第1厚度大之厚度即第2厚度(例如,0.35 mm以上且2 mm以下)之方式供給藥液。於各供給設定中,以要形成之液膜之厚度成為第1厚度或第2厚度之方式,利用控制部90調整自處理液供給源47(參照圖3)供給之藥液之量、基板W之旋轉速度等。
再者,當藥液之液膜厚度為相對較薄之第1厚度時,有因向液膜吹送之氣體而使液膜之厚度發生變動、或者液膜出現空孔等擔憂。因此,理想的是使氣體分別流入氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d之速度較第2厚度時之氣體流入速度低。
再者,由以第1供給設定供給之藥液形成之液膜之厚度例如亦包含形成於基板W上表面之液膜整體之厚度之平均值為第1厚度之情形。同樣地,由以第2供給設定供給之藥液形成之液膜之厚度例如亦包含形成於基板W上表面之液膜整體之厚度之平均值為第2厚度之情形。
然後,對基板W之上表面中抗蝕劑之圖案密度相對較高之區域,以第1供給設定供給藥液,形成具有第1厚度之液膜。
另一方面,對抗蝕劑之圖案密度相對較低之區域,以第2供給設定供給藥液,形成具有第2厚度之液膜。
圖8係表示藥液處理時形成於基板W上表面之液膜之例的圖。如圖8所例示,於基板W之上表面形成有抗蝕劑112與抗蝕劑114。抗蝕劑112之圖案密度相對較高,抗蝕劑114之圖案密度相對較低(至少較抗蝕劑112之圖案密度低)。此處,抗蝕劑112與抗蝕劑114可於基板W之上表面相互隔開地形成,亦可連續地形成。
圖8中,假定情形係向基板W之上表面中至少形成有抗蝕劑112之區域噴出藥液116而形成液膜118A,主要去除抗蝕劑112。
於此情形時,抗蝕劑112之圖案密度相對較高,因此以第1供給設定供給藥液116,使液膜118A之厚度較小(即,成為第1厚度)。
又,自氣體供給部50(參照圖3)供給氣體,進而,利用電極71使該氣體產生電漿。然後,將藉由電漿化所產生之活性種等供給至液膜118A(電漿處理)。活性種作用於藥液,會使藥液之處理能力(具體而言,對包含形成於抗蝕劑112之上表面之硬化層在內之抗蝕劑112之去除能力)提高。
圖9係表示藥液處理時形成於基板W上表面之液膜之例的圖。圖9中,假定情形係向基板W之上表面中至少形成有抗蝕劑114之區域噴出藥液116而形成液膜118B,主要去除抗蝕劑114。
於此情形時,抗蝕劑114之圖案密度相對較低,因此以第2供給設定供給藥液116,使液膜118B之厚度較大(即,成為第2厚度)。
又,自氣體供給部50(參照圖3)供給氣體,進而利用電極71使該氣體產生電漿。然後,將藉由電漿化所產生之活性種等供給至液膜118B(電漿處理)。活性種作用於藥液,會使藥液之處理能力(具體而言,對包含形成於抗蝕劑114之上表面之硬化層在內之抗蝕劑114之去除能力)提高。
再者,圖8及圖9之形態可藉由利用頭移動機構30使噴嘴頭3移動來依序進行,亦可使用複數個噴嘴頭3同時進行。即,可於利用第1供給設定主要去除抗蝕劑112之後,利用第2供給設定主要去除抗蝕劑114,亦可於利用第2供給設定主要去除抗蝕劑114之後,利用第1供給設定主要去除抗蝕劑112,亦可同時進行利用第1供給設定對抗蝕劑112之去除與利用第2供給設定對抗蝕劑114之去除。
於圖8及圖9所例示之情形時,藉由對抗蝕劑之圖案密度相對較高之區域(即,形成有抗蝕劑112之區域)以第1供給設定供給藥液116,而形成具有第1厚度之液膜118A,另一方面,藉由對抗蝕劑之圖案密度相對較低之區域(即,形成有抗蝕劑114之區域)以第2供給設定供給藥液116,而形成具有第2厚度之液膜118B。
但以第1供給設定供給藥液116之區域、與以第2供給設定供給藥液116之區域並不限於根據抗蝕劑之圖案密度之疏密來區分之區域。即,亦可為以與抗蝕劑之圖案密度不同之基準(例如,與基板W之中央部相隔之距離等)所區分之區域彼此。
又,亦可使以第1供給設定供給藥液116之區域、與以第2供給設定供給藥液116之區域至少有一部分重疊。
圖10係表示藥液處理時形成於基板W上表面之液膜之另一例之圖。如圖10所例示,於基板W之上表面,形成有抗蝕劑112與抗蝕劑114。與上述內容同樣地,抗蝕劑112之圖案密度相對較高,抗蝕劑114之圖案密度相對較低(至少較抗蝕劑112之圖案密度低)。
圖10中,假定情形係向基板W之整個上表面噴出藥液116而形成液膜118C,主要去除抗蝕劑112。當於基板W之整個上表面形成液膜118C時,亦可進行藉由頭移動機構30使噴嘴頭3往復移動之掃描處理。
於此情形時,抗蝕劑112之圖案密度相對較高,因此以第1供給設定供給藥液116,使液膜118C之厚度較小(即,成為第1厚度)。
又,自氣體供給部50(參照圖3)供給氣體,進而,利用電極71使該氣體產生電漿。然後,將藉由電漿化所產生之活性種等供給至液膜118C。
圖11係表示藥液處理時形成於基板W上表面之液膜之另一例之圖。圖11中,假定於如圖10所例示形成液膜118C並且進行藥液處理之後,向基板W之整個上表面噴出藥液116而形成液膜118D,主要去除抗蝕劑114之情形。於基板W之整個上表面形成液膜118D時,亦可進行藉由頭移動機構30使噴嘴頭3往復移動之掃描處理。
於此情形時,抗蝕劑114之圖案密度相對較低,因此以第2供給設定供給藥液116,使液膜118D之厚度較大(即,成為第2厚度)。
又,自氣體供給部50(參照圖3)供給氣體,進而,利用電極71使該氣體產生電漿。然後,將藉由電漿化所產生之活性種等供給至液膜118D。
圖10及圖11中,示出了以第1供給設定供給藥液116之區域、及以第2供給設定供給藥液116之區域兩者均為基板W之整個上表面之情形。再者,若以第1供給設定供給藥液116之區域、與以第2供給設定供給藥液116之區域至少有一部分重疊,則各區域亦可非為基板W之整個上表面。
藉由以如上所述之順序進行藥液處理,首先,可對具有第1厚度之液膜118C供給藉由電漿化所產生之活性種等,從而抑制對基板W之上表面之損傷,並且有效率地去除抗蝕劑112之上表面及抗蝕劑114之上表面上之硬化層。其次,可對具有第2厚度之液膜118D供給藉由電漿化所產生之活性種等,從而有效率地去除於去除硬化層後局部地露出之抗蝕劑112及抗蝕劑114。再者,於形成有具有第2厚度之液膜118D之狀態下,可增大藥液116之流量以沖洗抗蝕劑112及抗蝕劑114,因此能抑制基板W之上表面上之抗蝕劑112及抗蝕劑114之殘存。
再者,圖10及圖11之處理之順序亦可相反。即,亦可於形成具有第2厚度之液膜118D而進行藥液處理之後,形成具有第1厚度之液膜118C而進行藥液處理。
又,於上述實施方式中,電漿產生單元5與處理液噴嘴4連動地移動,但電漿產生單元5亦可與處理液噴嘴4獨立地設置,與處理液噴嘴4之移動分開地移動。於此情形時,利用電漿產生單元5進行之電漿處理亦可於處理液噴嘴4自處理位置移動至待機位置之後進行。
又,由電漿產生單元5覆蓋之區域可如圖3等所示為與基板W上表面之一部分對應之區域,亦可為與基板W之整個上表面對應之區域。
又,於處理單元600中,處理液噴嘴4及電漿產生單元5於俯視時彼此相鄰地配置。因此,對自處理液噴嘴4噴出且附著於基板W上表面之處理液供給來自電漿產生單元5之氣體。藉此,可使活性種作用於基板W上表面上之該處理液。
因此,可於基板W之上表面提高處理液之處理能力。又,於處理能力提高之狀態下,處理液作用於基板W之上表面,能於更短時間內處理基板W。又,活性種能直接作用於基板W之上表面,故而能於短時間內處理基板W。
又,於上述例中,電極群7之複數個電極71於俯視時並排排列。例如,具有於水平方向上較長之長條形狀之複數個電極71於其等之短邊方向(排列方向)上相互隔開間隔地並排排列。
藉此,能容易地增大電極群7之俯視時之面積。因此,可於俯視時較廣之範圍內產生電漿,又,可對基板W之上表面以較廣之範圍供給活性種。因此,能更均勻地處理基板W。
又,於上述例中,氣體流路60及電極群7於噴嘴頭3之移動方向D1上,設置於與處理液噴嘴4相鄰之位置,作為更具體之一例,設置於兩側。藉此,於移動方向D1之處理液噴嘴4之兩側,將活性種供給至基板W之上表面。
此處,若將俯視時被供給活性種之區域稱為流出區域,則於處理液噴嘴4之兩側存在流出區域。藉此,於噴嘴頭3之往復移動中,處理液噴嘴4噴出處理液後,任一流出區域迅速到達該噴出位置。因此,對於附著於基板W之上表面且尚未有活性種作用之處理液,能更迅速地使活性種作用。藉此,能縮短基板W之處理時間。
又,於上述例中,具有複數個開口641之板狀體64相對於電極群7設置於上游側。藉此,通過複數個開口641之氣體均勻地通過電極群7。因此,氣體均勻地通過電場空間,均勻地產生電漿。進而,可均勻地產生活性種,並將該活性種均勻地供給至基板W之上表面。因此,可均勻地處理基板W。
又,於上述例中,設置有將氣體流路60於移動方向D1上分割為氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d之流路分隔部63。藉此,能調整氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d中之氣體之流量。例如,能以靠近處理液噴嘴4之氣體分割流路60b及氣體分割流路60c中之氣體之流速高於遠離處理液噴嘴4之氣體分割流路60a及氣體分割流路60d中之氣體之流速的方式,調整氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d中之流量。
然,已知氧自由基等活性種會在短時間內失活。因此,氣體之流速越低,則活性種於到達基板W之上表面之前失活之可能性越高。如上所述,氣體分割流路60b及氣體分割流路60c之氣體之流速越高,則於靠近處理液噴嘴4之位置,可使越多之活性種到達基板W之上表面。另一方面,由於氣體分割流路60a及氣體分割流路60d中之氣體之流速相對較低,故而於遠離處理液噴嘴4之位置,較少之活性種到達基板W之上表面。
藉此,對於自處理液噴嘴4噴出且附著於基板W之上表面中靠近處理液噴嘴4之位置之處理液,可使較多之活性種發揮作用。另一方面,對於在靠近處理液噴嘴4之位置已經被供給活性種之處理液,於基板W之上表面中遠離處理液噴嘴4之位置使較少之活性種發揮作用。
以此方式,藉由根據與處理液噴嘴4相隔之距離來調整作用之活性種之量,能均勻地進行利用處理液對基板W之處理。又,與於所有氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d中以較高之流速供給氣體之情形相比,能減少氣體之消耗量。
又,於上述例中,於電極71彼此之間設置有介電分隔構件73。藉此,能在增大對電極71施加之電壓而促進電漿之產生的同時,亦抑制電極71彼此之間的電弧放電。
<第2實施方式>
圖12係概略性地表示第2實施方式之噴嘴頭300之構成之例的側視圖。又,圖13係概略性地表示第2實施方式之噴嘴頭300之構成之例的俯視圖。圖13相當於沿著圖12之線XIII-XIII之局部剖視圖。
再者,於第2實施方式中,對與第1實施方式中之情況共通之構成,分別標註與圖1~圖11之情況相同之參考符號,並省略詳細之說明。
第2實施方式與第1實施方式之主要差異在於,自氣體供給源53供給之氣體於第1實施方式中經由噴嘴頭3中之氣體分割流路60a、氣體分割流路60b、氣體分割流路60c及氣體分割流路60d被吹送至電極群7(電極群7a、電極群7b),與此相對,於第2實施方式中,於電極群700之上方未設置氣體分割流路。
即,於第2實施方式中,噴嘴頭300具備處理液噴嘴400、及與處理液噴嘴400鄰接地設置之電極群700。
電極群700具備電漿源800及交流電源40。電漿源800具有介電體層803、電極802及電極804。又,電漿源800較佳為具有絕緣被覆部801及絕緣被覆部805。
介電體層803具有朝向液膜之下表面、及上表面。電極802與液膜分開地配置於下表面。電極804配置於上表面。如圖13所示,電極802及電極804較佳為於與介電體層803平行之平面佈局中相互嚙合之一對梳齒電極。絕緣被覆部801以將產生電漿PL之空間與電極802之間隔開之方式被覆電極802。絕緣被覆部805以將產生電漿PL之空間與電極804之間隔開之方式被覆電極804。
然後,自氣體供給源53供給之氣體並非朝向電極群700吹送,而是以充滿載置有基板W之處理單元600之內部之方式供給。為了使氣體高效率地充滿處理單元600內部,處理單元600理想的是由未圖示之遮蔽板以覆蓋基板W及噴嘴頭300之方式覆蓋。
處理液噴嘴400及電極群700藉由頭移動機構30而能於基板W上之處理位置與退避位置之間移動。再者,處理液噴嘴400及電極群700亦可設成利用個別之移動機構而能於基板W上移動的構成。
第2實施方式之構成中,與第1實施方式不同,為不朝向基板W上之液膜吹送氣體之構成,因此能抑制因氣體吹送所引起之液膜之厚度變動、或者液膜產生空孔之現象等。於液膜之厚度非常薄之情形時、或者液膜之微妙變動會成為問題之情形時,理想的是第2實施方式之構成。
第2實施方式之構成中,與第1實施方式不同,由於電極群700附近產生之電漿所產生之活性種不會因氣體吹送而移動,因此關於電極群700與基板W上之液膜之距離,理想的是於基板W與電極群700之間不會產生電暈放電之範圍內,儘可能靠近地配置。
<關於以上所記載之實施方式之變化例>
於以上記載之實施方式中,亦有針對各構成要素之材質、材料、尺寸、形狀、相對配置關係或實施條件等之記載,但該等記載僅為所有態樣中之一例,而並非限定性之記載。
因此,於本案說明書所揭示之技術範圍內,可假想未例示之無數變化例及均等物。例如,包括改變至少1個構成要素之情況、追加至少1個構成要素之情況、或省略至少1個構成要素之情況。
又,於以上記載之實施方式中,於未特別指定地記載材料名等之情形時,於不產生矛盾之範圍內,該材料中包含其他添加物,例如包含合金等。
1:基板處理裝置
2:基板保持部
3:噴嘴頭
4:處理液噴嘴
4a:噴出口
4b:處理液流路
4c:上端開口
5:電漿產生單元
6:單元本體
7:電極群
7a:電極群
7b:電極群
8:承杯
21:基底
22:夾頭
23:旋轉機構
30:頭移動機構
40:交流電源
45:處理液供給管
46:閥
47:處理液供給源
50:氣體供給部
51a:氣體供給管
51b:氣體供給管
52a:閥
52b:閥
53:氣體供給源
60:氣體流路
60a:氣體分割流路
60b:氣體分割流路
60c:氣體分割流路
60d:氣體分割流路
61:上表面部
61a:貫通孔
62:側壁部
63:流路分隔部
63a:流路分隔部
63b:流路分隔部
63c:流路分隔部
64:板狀體
64a:板狀體
64b:板狀體
71:電極
71a:電極
71b:電極
71c:電極
71d:電極
72:介電保護構件
73:介電分隔構件
74:框體
80:電源
81:輸出端
82:輸出端
90:控制部
91:CPU
92:ROM
93:RAM
94:記憶裝置
94P:處理程式
95:匯流排線
96:輸入部
97:顯示部
98:通信部
112:抗蝕劑
114:抗蝕劑
116:藥液
118A:液膜
118B:液膜
118C:液膜
118D:液膜
180:腔室
231:馬達
232:軸
300:噴嘴頭
400:處理液噴嘴
600:處理單元
601:負載埠
602:移載傳送機器人
603:中心機器人
604:基板載置部
611:流入口
611a:流入口
611b:流入口
611c:流入口
611d:流入口
631:貫通孔
641:開口
700:電極群
711a:連結部
711b:連結部
800:電漿源
801:絕緣被覆部
802:電極
803:介電體層
804:電極
805:絕緣被覆部
C:載具
D1:移動方向
PL:電漿
W:基板
圖1係概略性地表示第1實施方式之基板處理裝置之構成之例的俯視圖。
圖2係表示圖1中例示之控制部之構成之例的圖。
圖3係概略性地表示基板處理裝置中之處理單元之構成之一例的側視圖。
圖4係概略性地表示噴嘴頭之構成之例之剖視圖。
圖5係表示電極群之構成之一例之俯視圖。
圖6係與圖5之C-C'剖面對應之剖視圖。
圖7係表示處理單元之動作之例之流程圖。
圖8係表示藥液處理時形成於基板上表面之液膜之例之圖。
圖9係表示藥液處理時形成於基板上表面之液膜之例之圖。
圖10係表示藥液處理時形成於基板上表面之液膜之另一例之圖。
圖11係表示藥液處理時形成於基板上表面之液膜之另一例之圖。
圖12係概略性地表示第2實施方式之噴嘴頭之構成之例的側視圖。
圖13係概略性地表示第2實施方式之噴嘴頭之構成之例的俯視圖。
3:噴嘴頭
4:處理液噴嘴
4b:處理液流路
4c:上端開口
5:電漿產生單元
6:單元本體
7,7a,7b:電極群
30:頭移動機構
60:氣體流路
60a,60b,60c,60d:氣體分割流路
61:上表面部
61a:貫通孔
62:側壁部
63,63a,63c:流路分隔部
64,64a,64b:板狀體
112,114:抗蝕劑
116:藥液
118A:液膜
611,611a,611b,611c,611d:流入口
641:開口
D1:移動方向
W:基板
Claims (9)
- 一種基板處理方法,其係用以自基板之上表面去除抗蝕劑者,且包括如下工序: 對上述基板之上述上表面供給處理液; 使形成於上述基板之上述上表面之至少一部分上的上述處理液之液膜厚度為第1厚度,並且於大氣壓下對上述液膜進行電漿處理;以及 使形成於上述基板之上述上表面之至少一部分上的上述處理液之液膜厚度為第2厚度,並且於大氣壓下對上述液膜進行電漿處理;且 上述第1厚度小於上述第2厚度。
- 如請求項1之基板處理方法,其中 上述處理液包含硫酸。
- 如請求項1或2之基板處理方法,其中 上述第1厚度為0.1 mm以上且未達0.25 mm, 上述第2厚度為0.35 mm以上且2 mm以下。
- 如請求項1或2之基板處理方法,其中 對具有上述第1厚度之上述液膜進行電漿處理之工序係於上述基板之上述上表面中之第1區域內進行的工序, 對具有上述第2厚度之上述液膜進行電漿處理之工序係於上述基板之上述上表面中之與上述第1區域不同之區域即第2區域內進行的工序。
- 如請求項4之基板處理方法,其中 於上述第1區域內形成之上述抗蝕劑之圖案密度較於上述第2區域內形成之上述抗蝕劑之圖案密度高。
- 如請求項1或2之基板處理方法,其中 對具有上述第1厚度之上述液膜進行電漿處理之工序係於上述基板之上述上表面中之第1區域內進行的工序, 對具有上述第2厚度之上述液膜進行電漿處理之工序係於上述基板之上述上表面中之第2區域內進行的工序, 上述第1區域與上述第2區域至少有一部分重疊。
- 如請求項6之基板處理方法,其中 上述第1區域及上述第2區域係上述基板之上述上表面整體。
- 如請求項1或2之基板處理方法,其中 於實施了對具有上述第1厚度之上述液膜進行電漿處理之工序之後,實施對具有上述第2厚度之上述液膜進行電漿處理之工序。
- 如請求項1或2之基板處理方法,其中 於實施了對具有上述第2厚度之上述液膜進行電漿處理之工序之後,實施對具有上述第1厚度之上述液膜進行電漿處理之工序。
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