衬底处理方法

文档序号:1821486 发布日期:2021-11-09 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 衬底处理方法 (Substrate processing method ) 是由 山口贵大 新庄淳一 中野佑太 泽崎尚树 阿野诚士 岩崎晃久 于 2020-02-04 设计创作,主要内容包括:本发明的目的在于提供衬底处理方法,其解决了若欲仅依赖臭氧的分解作用来除去阻剂膜,则处理时间变长的课题;虽然利用使阻剂膜溶胀而促进剥离,但在溶胀进行的程度上还存在较大改善的余地的课题,能够抑制废液处理的负担,并且能够在短时间内从衬底除去阻剂膜。衬底处理方法,其具备:使含臭氧水溶液(920)与衬底(901)上的阻剂膜接触的工序;以及使与含臭氧水溶液(920)相比以高浓度含有氨的含氨水溶液(930)与阻剂膜中的、已经与含臭氧水溶液(920)相接触的部分(P1)接触的工序。(The invention aims to provide a substrate processing method, which solves the problem that the processing time is long if only ozone decomposition action is relied on to remove a resistance agent film; although the peeling is promoted by swelling the resist film, there is a problem that the degree of progress of swelling is still a large margin for improvement, and the resist film can be removed from the substrate in a short time while suppressing the burden of waste liquid treatment. A substrate processing method includes: a step of bringing an aqueous solution (920) containing ozone into contact with the resist film on the substrate (901); and a step in which an ammonia-containing aqueous solution (930) containing ammonia at a higher concentration than the ozone-containing aqueous solution (920) is brought into contact with a portion (P1) of the resist film that has been brought into contact with the ozone-containing aqueous solution (920).)

衬底处理方法

技术领域

本发明涉及衬底处理方法,特别是涉及用于从衬底除去阻剂膜的衬底处理方法。

背景技术

在衬底上进行使用了阻剂(resist)膜的加工后,多数情况下会从衬底上除去阻剂膜。以进行该处理为目的,以往广泛地使用向衬底表面上供给作为清洗液的硫酸·过氧化氢水·混合液(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture:SPM)的方法。然而,由于废液处理的负担大等原因,近年来寻求不使用SPM的衬底处理方法。

日本特开2010-153442号公报(专利文献1)公开了除去晶片上的阻剂膜的衬底处理方法。作为一个例子,记载有将氨水与臭氧水的混合液供给至晶片,由此除去阻剂膜。根据该公报,主张能够以高速度除去阻剂。

日本特开2001-144006号公报(专利文献2)提出了通过将臭氧溶解水及臭氧分解催化剂液供给至形成于半导体晶片上的阻剂膜上,由此蚀刻阻剂膜。作为以适当的例子所示出的方法,首先向晶片上喷出作为臭氧分解催化剂液的氨水。接下来向晶片上喷出臭氧溶解水。由此,在已由臭氧分解催化剂液覆盖晶片表面整体的状态下,向晶片表面上喷出臭氧溶解水。根据该公报,主张由于能够使臭氧在晶片表面上瞬间地分解,因此能够缩短蚀刻时间。

日本特开2001-203182号公报(专利文献3)公开了物品表面的净化方法。具体而言,对表面被附着物污染的物品的表面同时供给碱基水溶液与臭氧水溶液。此时设定成前述表面持续地与新鲜的碱基水溶液和臭氧水溶液接触。由此,臭氧在该表面被分解。由此,除去前述附着物。根据该公报,主张无需使用存在对物品的表面造成损伤的危险的特别的物理性作用(例如高压喷出喷射),即可得到优异的清洗效果。

日本特开平4-179225号公报(专利文献4)公开了清洗方法。该公报中记载了下述内容:作为清洗方法的一个方式,将被清洗物浸渍于清洗液中并照射紫外线,所述清洗液包含氨或胺类,和过氧化氢及/或臭氧。根据该公报,主张无需药液的加热设备等作为效果。

日本特开2003-234323号公报(专利文献5)提出了除去有机物的衬底处理方法。需要说明的是,该有机物为通过使用了阻剂作为掩膜的干蚀刻而在衬底的表面形成的反应生成物。根据该衬底处理方法,通过向衬底的表面供给除去液,由此使有机物溶胀。接下来,使衬底旋转,由此除去附着于衬底的除去液。接下来,如上所述,已溶胀的有机物的残渣被剥离。通过向衬底的表面供给清洗介质而进行该剥离。作为上述除去液,例示有包含有机碱液的液体等。另外,作为上述清洗介质,例示有温水等。说明了作为在供给清洗介质之前除去附着于衬底的除去液的理由是:避免由于二者的混合而生成强碱的现象,由此无需为了除去这种强碱的处理花费时间等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-153442号公报

专利文献2:日本特开2001-144006号公报

专利文献3:日本特开2001-203182号公报

专利文献4:日本特开平4-179225号公报

专利文献5:日本特开2003-234323号公报

发明内容

发明所要解决的课题

上述专利文献1~3的技术意图通过促进臭氧的作用而加速阻剂膜的分解。根据本申请的发明人的研究,当欲主要仅依赖分解作用而除去阻剂膜时,处理时间会变长。

上述专利文献4的技术意图通过在几种药液的混合液中进行紫外线照射来除去阻剂等。由于各药液的功能在混合后逐渐失活,因此在该技术中,容易妨碍各药液功能的充分呈现。因此,需要的处理时间容易变长。

根据上述专利文献5的技术,通过使阻剂膜溶胀而促进剥离。然而,根据本申请的发明人的研究,溶胀进行的程度尚存在较大改善的余地。因此,对于处理时间的减少尚存在较大改善的余地。

本发明是为了解决上述课题而做出的,其目的在于提供能够抑制废液处理的负担、并能够在短时间内从衬底除去阻剂膜的衬底处理方法。

用于解决课题的手段

为解决上述课题,第1方式为衬底处理方法,其具备:使含臭氧水溶液与衬底上的阻剂膜接触的工序;以及使含氨水溶液与前述阻剂膜中的、通过接触前述含臭氧水溶液的工序而已经与含臭氧水溶液相接触的部分接触的工序,前述含氨水溶液是与前述含臭氧水溶液相比以高浓度含有氨的水溶液。

第2方式为在第1方式所述的衬底处理方法中,接触前述含臭氧水溶液的工序通过向前述衬底喷出含臭氧水溶液而进行。

第3方式为在第1或第2方式所述的衬底处理方法中,接触前述含氨水溶液的工序通过向前述衬底喷出含氨水溶液而进行。

第4方式为在第3方式所述的衬底处理方法中,喷出前述含氨水溶液的工序包括使喷出含氨水溶液的喷嘴移动的工序。

第5方式为在第4方式所述的衬底处理方法中,使前述喷嘴移动的工序以与前述衬底的中央部相比而向前述衬底的周缘部喷出含氨水溶液的时间更长的方式进行。

第6方式为在第1至第5方式中任一项所述的衬底处理方法中,其进一步包括:通过物理清洗使前述阻剂膜中的、通过前述接触含氨水溶液的工序而已经与含氨水溶液相接触的部分从前述衬底分离的工序。

第7方式为在第6方式所述的衬底处理方法中,前述物理清洗包括向前述衬底吹喷气体的工序。

第8方式为在第7方式所述的衬底处理方法中,向前述衬底吹喷气体的工序包括:利用前述气体而向前述衬底喷雾含氨水溶液的工序。

第9方式为在第7或第8方式所述的衬底处理方法中,前述气体为非活性气体。

第10方式为在第1至第5中任一方式所述的衬底处理方法中,接触前述含臭氧水溶液的工序包括:利用前述含臭氧水溶液在前述阻剂膜上形成龟裂的工序。

第11方式为在第10方式所述的衬底处理方法中,接触前述含氨水溶液的工序包括:使含氨水溶液经由通过在前述阻剂膜上形成龟裂的工序而形成的龟裂,向前述衬底与前述阻剂膜的界面渗透,由此从前述衬底剥离前述阻剂膜的工序。

第12方式为在第1至第11方式中任一方式所述的衬底处理方法中,前述含氨水溶液含有过氧化氢。

第13方式为在第1至第12方式中任一项所述的衬底处理方法中,其进一步包括:在接触前述含臭氧水溶液的工序之前,向前述阻剂膜照射紫外线的工序。

第14方式为在第1至第13方式中任一项所述的衬底处理方法中,接触前述含臭氧水溶液的工序包括:不向前述衬底供给含氨水溶液而向前述衬底供给含臭氧水溶液的工序。

第15方式为在第1至第14方式中任一项所述的衬底处理方法中,接触前述含臭氧水溶液的工序包括:在从前述衬底远离的配管中对含臭氧水溶液进行加热的工序。

第16方式为在第1至第15方式中任一项所述的衬底处理方法中,前述接触含臭氧水溶液的工序包括:在前述衬底上对含臭氧水溶液进行加热的工序。

发明的效果

根据上述第1方式,使含氨水溶液与阻剂膜中的已与含臭氧水溶液接触的部分接触。由于已与含臭氧水溶液接触的部分预先接受由臭氧引起的分解作用,因此易于接受由含氨水溶液引起的溶胀作用。由此,促进阻剂膜的溶胀的进行。因此,能够在其后的工序中,在短时间内除去阻剂膜。此外,与SPM相比,含臭氧水溶液及含氨水溶液的废液处理负担小。如上所述,能够抑制废液处理的负担,并能够在短时间内从衬底除去阻剂膜。

附图说明

图1为概略性地示出衬底处理装置的构成的俯视图。

图2为沿着图1的线II-II的概略剖面图。

图3为沿着图1的线III-III的概略剖面图。

图4为示出图3的喷雾喷嘴的构成的例子的剖面图。

图5为从在阻剂膜的一部分进行处理方面而概略性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理方法的流程图。

图6为概略性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理方法的第1工序的局部剖面图。

图7为概略性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理方法的第2工序的局部剖面图。

图8为概略性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理方法的第3工序的局部剖面图。

图9为概略性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理方法的第4工序的局部剖面图。

图10为从衬底处理装置的动作方面而概略性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理方法的流程图。

图11为示意性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理装置的第1动作的俯视图。

图12为示意性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理装置的第2动作的俯视图。

图13为示意性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理装置的第3动作的俯视图。

图14为示意性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理装置的第4动作的俯视图。

图15为示意性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理装置的第5动作的俯视图。

图16为示意性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理装置的第6动作的俯视图。

图17为示意性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理装置的第7动作的俯视图。

图18为示意性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理装置的第8动作的俯视图。

图19为从衬底处理装置的动作方面而概略性地示出本发明的实施方式2中的衬底处理方法的流程图。

图20为示意性地示出本发明的实施方式2中的衬底处理装置的第1动作的俯视图。

图21为示意性地示出本发明的实施方式2中的衬底处理装置的第2动作的俯视图。

图22为示意性地示出本发明的实施方式2中的衬底处理装置的第3动作的俯视图。

图23为从衬底处理装置的动作方面而概略性地示出本发明的实施方式3中的衬底处理方法的流程图。

图24为从衬底处理装置的动作方面而概略性地示出本发明的实施方式4中的衬底处理方法的流程图。

图25为从衬底处理装置的动作方面而概略性地示出本发明的实施方式5中的衬底处理方法的流程图。

图26为概略性地示出本发明的实施方式5中的衬底处理方法的一个工序的局部剖面图。

图27为从衬底处理装置的动作方面而概略性地示出本发明的实施方式6中的衬底处理方法的流程图。

图28为在阻剂膜的一个部分进行处理方面而概略性地示出本发明的实施方式6中的衬底处理方法的流程图。

图29为概略性地示出本发明的实施方式6中的衬底处理方法的一个工序的局部剖面图。

具体实施方式

以下,基于附图而对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,在以下的附图中,对相同或相当的部分标注同一附图标记而不重复其说明。

<衬底处理装置>

首先,以下针对可适用于后述的实施方式1~6的衬底处理装置的例子进行说明。需要说明的是,在各实施方式中,无需使用以下所说明的衬底处理装置具有的全部功能。因此,在各实施方式中,可以省略衬底处理装置具有的机构中不需要的部分。

图1为概略性地示出本发明的实施方式1中的衬底处理装置的构成的俯视图。图2及图3各自为沿着图1的线II-II及线III-III的概略剖面图。图中,还图示有利用衬底处理装置进行处理的晶片901(衬底)。在处理前的晶片901上设置有阻剂膜(在图1~图3中未图示)。通过利用衬底处理装置进行的衬底处理来除去该阻剂膜。衬底处理装置具有支承部10、喷出部30和喷雾部40。

支承部10具有旋转轴16、旋转基座13、卡盘12、背面喷嘴11、温水供给源101、去离子水供给源102、阀111和阀112。旋转轴16利用电动机(未图示)而旋转。旋转基座13安装于旋转轴16。卡盘12安装于旋转基座13的外缘附近,并固定晶片901。利用这些构成,晶片901以能够旋转(参照箭头SP)的方式被支承于支承部10。背面喷嘴11向晶片901的背面喷出流体,特别是液体。为了不妨碍该喷出,在旋转基座13上设置有开口OP。温水供给源101经由阀111向背面喷嘴11供给温水。去离子水供给源102经由阀112向背面喷嘴11供给去离子水。

喷出部30具有喷出喷嘴31、臂32、旋转轴33、致动器34、臭氧水供给部301、添加剂供给部302、SC1供给部303、去离子水供给部304、阀311、阀312、阀313、阀314、液体管320和加热器331。喷出喷嘴31连接于液体管320,将从液体管320供给的液体向晶片901上喷出。臂32将喷出喷嘴31与旋转轴33之间连接。旋转轴33的旋转角度利用致动器34进行调节。利用这些构成,喷出喷嘴31能够大致沿着晶片901的径向进行扫描动作(参照图1)。

臭氧水供给部301经由阀311向液体管320供给臭氧水。添加剂供给部302经由阀312向液体管320供给添加剂。添加剂可以为液体。SC1供给部303经由阀313向液体管320供给SC1(Standard Clean 1,标准清洗1)清洗液。SC1清洗液为氨水、过氧化氢水以及水的混合液。去离子水供给部304经由阀314向液体管320供给去离子水。

加热器331为用于加热来自臭氧水供给部301的臭氧水的机构。加热器331优选安装于阀311和液体管320之间。这里,阀311也可以为安装于臭氧水供给部301和液体管320之间的至少1个阀中的最接近液体管320的阀。加热器331也可以配置于臭氧水供给部301和液体管320之间的配管中的、比来自添加剂供给部302、SC1供给部303及去离子水供给部304的配管所合流的部位更靠上游侧,或者也可以配置于更靠下游侧。在前者的情况下,能够选择性地仅加热臭氧水,在后者的情况下,能够加热混合液。加热器331为例如灯加热器或LED加热器。

喷雾部40具有喷雾喷嘴41、臂42、旋转轴43、致动器44、氨水供给部401、过氧化氢水供给部402、SC1清洗液供给部403、气体供给部409、阀411、阀412、阀413和阀419。喷雾喷嘴41为喷出自液体管420所供给的液体、和自气体管429所供给的气体的双流体的喷嘴、即双流体喷嘴。优选是双流体彼此混合,由此产生气体和分散至气体的液滴的流动。

臂42将喷雾喷嘴41与旋转轴43之间连接。旋转轴43的旋转角度利用致动器44进行调节。利用这些构成,喷雾喷嘴41能够大致沿着晶片901的径向进行扫描动作(参照图1)。

氨水供给部401经由阀411向液体管420供给氨水。所供给的氨水的温度优选为室温以上且40℃以下。过氧化氢水供给部402经由阀412向液体管420供给过氧化氢水。所供给的过氧化氢水的温度优选为室温以上且80℃以下。SC1清洗液供给部403经由阀413向液体管420供给SC1清洗液。气体供给部409经由阀419向气体管429供给气体。从气体供给部409供给的气体可以为非活性气体,例如氮(N2)气体。

图4为示出喷雾喷嘴41(图3)的构成的例子的剖面图。为了进行从喷雾口OS的喷雾,喷雾喷嘴41具有液体喷嘴部41L、气体喷嘴部41G和气体导入口41i。

液体喷嘴部41L具有贯通孔HL。贯通孔HL的一端连接于液体管20,贯通孔HL的另一端到达至喷雾口OS。

气体喷嘴部41G具有围绕液体喷嘴部41L的环状孔HG。环状孔HG连接于气体导入口41i。到达至喷雾口OS。环状孔HG的出口部分的延长方向(参照图中的虚线箭头)与贯通孔HL的出口部分的延长方向(参照图中的实线箭头)以在喷雾喷嘴41的下方处相交的方式配置。利用该构成,从气体喷嘴部41G喷出的气体向从液体喷嘴部41L喷出的液体进行碰撞。由此,产生气体和分散至气体的液滴的流动AS。

需要说明的是,在上述中,针对将用于喷出喷嘴31的扫描动作的机构和用于喷雾喷嘴41的扫描动作的机构分别设置的情况进行了说明,但作为变形例,也可以设置有共通的扫描机构,以用于进行喷出喷嘴31及喷雾喷嘴41两者的扫描动作。换言之,喷出喷嘴31及喷雾喷嘴41也可以安装于可进行扫描动作的一个共通臂。在此情况下,优选以直接接受来自喷出喷嘴31的喷出的区域和直接接受来自喷雾喷嘴41的喷雾的区域彼此远离的方式,安装喷出喷嘴31及喷雾喷嘴41。由此,防止从喷出喷嘴31向晶片901流动的流体和从喷雾喷嘴41向晶片901流动的流体在路径途中彼此进行不必要的干扰。需要说明的是,即使是在如图1所示那样的喷出喷嘴31及喷雾喷嘴41可独立地进行扫描动作的情况下,基于上述理由,优选以维持直接接受来自喷出喷嘴31的喷出的区域和直接接受来自喷雾喷嘴41的喷雾的区域彼此远离的状态的方式,控制两者的扫描动作。

<实施方式1>

图5为从在阻剂膜902的部分P1(图6)上进行处理方面而概略性地示出本实施方式1中的衬底处理方法的流程图。图6~图9中各自为概略性地示出本实施方式1中的衬底处理方法的第1~第4工序的局部剖面图。

参照图6,首先,准备设置有包含部分P1的阻剂膜902的晶片901。需要说明的是,阻剂膜902可以在晶片901上具有图案形状(未图示)。此外,阻剂膜902可以为例如作为蚀刻掩膜或注入掩膜来使用从而改性了的膜。通常,由于该改性,阻剂膜的除去变得更困难。

参照图7,在步骤T21(图5)中,使含臭氧水溶液920与阻剂膜902的至少部分P1接触。出于该目的,向晶片901喷出含臭氧水溶液920。已与含臭氧水溶液920接触的阻剂膜902的部分P1受到由臭氧引起的分解作用。具体而言,利用臭氧自由基切断阻剂膜902中的C(碳)-C键。优选利用含臭氧水溶液920具有的该分解作用,在阻剂膜902上形成龟裂。换言之,优选向阻剂膜902施加由含臭氧水溶液920引起的分解作用,直至在阻剂膜902上产生龟裂。这里,优选含臭氧水溶液920实质性地不含有氨水,此外优选含臭氧水溶液920实质性地不含有过氧化氢水,例如,可以为由臭氧溶解于去离子水所产生的单纯的臭氧水。

参照图8,接下来在步骤T31(图5)中,使含氨水溶液与阻剂膜902的部分P1接触。出于该目的,向晶片901喷出含氨水溶液。具体而言,使含氨水溶液的液滴930S与部分P1接触。与含臭氧水溶液920相比,含氨水溶液以高浓度含有氨。需要说明的是,如上所述,含臭氧水溶液920可以不含有氨。已与含氨水溶液接触的阻剂膜902受到由含氨水溶液中的NH4OH引起的溶胀作用。优选该溶胀作用伴随着含氨水溶液向在上述步骤T21中形成的阻剂膜902的龟裂的侵入。

需要说明的是,在晶片901上的其他部分中,含氨水溶液与在步骤T21中所供给的含臭氧水溶液920(图7)接触,由此,可以使含臭氧水溶液920中的臭氧引起的分解作用被暂时性地活性化。此外,含氨水溶液也可以含有过氧化氢水,由此提高上述溶胀作用,此外使上述分解作用暂时性地更加活性化。

如上所述,进行步骤T21及步骤T31。之后,也可以将步骤T21及步骤T31的组重复任意次数。

参照图9,接下来,在步骤T32(图5)中,阻剂膜902的部分P1通过物理清洗而从晶片901分离(剥离)。这里,所谓物理清洗主要是指基于机械性作用的清洗。该物理清洗的工序优选包含向晶片901吹喷气体的工序,更优选为利用气体向晶片901喷雾含氨水溶液的液滴930S的工序。气体优选为非活性气体,例如为N2气体。

通过对阻剂膜902中的应被剥离的部分施予上述的步骤T21、步骤T31及步骤T32(图5),由此阻剂膜902的所期望的部分(典型而言为全部)被剥离。由此,结束阻剂膜902的剥离处理。

步骤T21、步骤T31及步骤T32(图5)中的各自无需在阻剂膜902的整体中同时实施,也可以在阻剂膜902的各部位中在任意的时机实施。针对此种情况,以下对使用了前述的衬底处理装置(图1~图3)的衬底处理作为例子进行说明。

图10为从衬底处理装置(图1~图3)的动作方面而概略性地示出本实施方式1中的衬底处理方法的流程图。图11~图18各自为示意性地示出本实施方式1中的衬底处理装置的第1~第8动作的俯视图。需要说明的是,在图11~图18中,针对衬底处理装置(图1~图3)仅以点示出该喷出喷嘴31及喷雾喷嘴41的位置,其他构成的图示省略。

参照图11,将设置有具有部分P1的阻剂膜902的晶片901(图6)安装于衬底处理装置(图1~图3)。使晶片901旋转(参照图中的箭头SP)。伴随于此,部分P1的位置绕着晶片901的中心旋转。每分钟旋转数例如为800rpm左右。

参照图12,在步骤S20(图10)中,开始从喷出喷嘴31喷出作为含臭氧水溶液920(图7)的臭氧水。此时,喷出喷嘴31优选配置于晶片901的中心附近。含臭氧水溶液920利用离心力而在晶片901上向外侧逐渐扩展。从缩短阻剂膜902的剥离所需要的时间和抑制向作为阻剂膜902的基底的晶片901的不必要的蚀刻方面考虑,优选臭氧水的臭氧浓度设定成充分的高浓度,例如约为100ppm。臭氧水的喷出量优选为3升/分钟以下。作为含臭氧水溶液920的臭氧水也可以在臭氧水供给部301(图2)和喷出喷嘴31之间的、且远离晶片901的配管中由加热器331(图2)加热。该加热可以在喷出含臭氧水溶液920的期间持续。需要说明的是,含臭氧水溶液920可以在晶片901上被加热,以代替在上述配管中的加热,或者也可以在晶片901上被加热并且在上述的配管中被加热。出于该目的,可以在衬底处理装置中设置有向晶片901的上表面进行放热的加热器。该加热器也可以远离配管。如后所述,可以利用来自背面喷嘴11(图3)的温水(或其他经过加热的液体)加热晶片901以代替加热器的加热,或者也可以利用加热器并且利用来自背面喷嘴11(图3)的温水(或其他经过加热的液体)加热晶片901。由此,晶片901上的液体也被加热。在本实施方式1中,利用该步骤S20使含臭氧水溶液920与部分P1接触的工序通过从喷出喷嘴31向晶片901供给含臭氧水溶液920而进行,而不是从喷雾喷嘴41向晶片901供给含氨水溶液来进行。

参照图13,如上所述含臭氧水溶液920扩展,结果含臭氧水溶液920与部分P1接触(图5:步骤T21)。此外,如图所示,含臭氧水溶液920优选覆盖晶片901的上表面整体。

参照图14,在步骤S30(图10)中,使用作为气体的N2,将作为含氨水溶液的氨过氧化氢水溶液(氨水和过氧化氢水的混合液)从喷雾喷嘴41进行喷雾。换言之,氨过氧化氢水溶液的液滴930S(图8)被喷雾。由此,在喷雾喷嘴41的附近向晶片901上局部地供给含氨水溶液930。该喷雾中,可以持续从喷出喷嘴31喷出含臭氧水溶液920。喷雾量优选为20毫升/分钟以上且300毫升/分钟以下。步骤S30中的晶片901的每分钟旋转数可以比前述的步骤S20中的每分钟旋转数更低,例如为500rpm左右。

通过接受喷雾,由此从晶片901的上表面上的喷雾喷嘴41附近区域(直接接受喷雾的区域)实质性地排除含臭氧水溶液920。此外,扩展至该附近区域的外侧的含氨水溶液930与含臭氧水溶液920彼此混合。需要说明的是,在图14所示的时间点,部分P1尚未与含氨水溶液930接触。

在上述工序中,向晶片901上供给来自喷出喷嘴31的臭氧水、和来自喷雾喷嘴41的氨过氧化氢水溶液(氨水及过氧化氢水)。氨水与过氧化氢水的比率(体积比)可以为相同程度。在该情况下,臭氧水:氨水:过氧化氢水的比率(体积比)例如为在臭氧水较多的条件的情况下为2000:10:10左右,在臭氧水较少的条件的情况下为500:125:125左右。这里所谓的氨水例如为具有28重量%左右的浓度,过氧化氢水例如为具有30重量%左右的浓度。需要说明的是,也可以使用不含有过氧化氢水的含氨水溶液,例如可以使用氨水来代替氨过氧化氢水溶液。

参照图15,伴随着晶片901的旋转,当俯视(图15的视野)中的部分P1的位置充分地接近于喷雾喷嘴41的位置时,部分P1与含氨水溶液930接触(图5:步骤T31)。

参照图16,伴随着晶片901的旋转,当俯视(图16的视野)中的部分P1的位置与喷雾喷嘴41的位置充分地远离时,部分P1再次与含臭氧水溶液920接触(图5:步骤T21)。通过重复该动作,由此可以多次重复对应于步骤T21及步骤T31(图5)的图15及图16的工序。

参照图17,伴随着喷出含氨水溶液的喷雾喷嘴41的移动、即扫描动作,在径向上喷雾喷嘴41的位置从部分P1的位置偏移某种程度时,变得不向部分P1供给含氨水溶液的喷雾。取而代之的是向另一个部分P2供给含氨水溶液的喷雾。由此,也可以在部分P2中进行与部分P1中的处理同样的处理。

参照图18,伴随着喷雾喷嘴41的再次的扫描动作,再次从喷雾喷嘴41向部分P1供给含氨水溶液的喷雾。该喷雾与朝向阻剂膜902的液滴930S(图9)产生碰撞。换言之,与朝向阻剂膜902的液滴930S的气溶胶流产生碰撞。因此该喷雾作为物理清洗而作用于阻剂膜902。利用该物理清洗,部分P1被从晶片901分离(剥离)。

伴随着喷雾喷嘴41的扫描动作,部分P2(图17)也同样地分离。该扫描动作优选以与晶片901的中央部相比以更长时间向晶片901的周缘部喷出含氨水溶液930的方式进行。换言之,优选喷出含氨水溶液930的喷雾喷嘴41位于晶片901的周缘部的上方处的时间比位于晶片901的中央部的上方的时间更长。例如,与图17所示的喷雾喷嘴41的配置相比,维持图18所示的喷雾喷嘴的配置的时间更长。与图17所示的喷雾喷嘴41的配置相比,在图18所示的喷雾喷嘴的配置中,喷雾喷嘴41被配置于径向上更靠周缘侧。

由上所述,结束将阻剂膜902(图6)整体剥离的处理。

需要说明的是,在上述说明中,针对喷雾喷嘴41的扫描动作进行了说明,但例如箭头SN(图14~图18)所示,喷出喷嘴31也可以进行扫描动作。在喷雾喷嘴41及喷出喷嘴31双方进行扫描动作的情况下,喷雾喷嘴41及喷出喷嘴31的相对位置可以固定也可以变动。在喷雾喷嘴41及喷出喷嘴31的相对位置为固定的情况下,能够使用用于进行扫描动作的共通的机构;在喷雾喷嘴41及喷出喷嘴31的相对位置为变动的情况下,可提高用于使扫描动作最优化的自由度。

这里,在从喷出喷嘴31及喷雾喷嘴41两者供给液体的期间的至少一部分中,优选喷出喷嘴31位于与喷雾喷嘴41相比更接近晶片901的中央的位置。更优选,在上述期间的一半以上中,喷出喷嘴31位于与喷雾喷嘴41相比更接近晶片901的中央的位置。在上述期间中,也可以喷出喷嘴31始终位于与喷雾喷嘴41相比更接近晶片901的中央的位置。由此,来自喷出喷嘴31的含臭氧水溶液920利用离心力而扩展的范围变得易于包含径向上的喷雾喷嘴41的位置。因此,可提高已与含臭氧水溶液920接触的区域接受来自喷雾喷嘴41的喷雾的几率。

对于上述的从喷出喷嘴31及喷雾喷嘴41两者供给液体的期间而言,可以为从喷出喷嘴31及喷雾喷嘴41同时喷出液体的期间,也可以代替于此或与此同时地,为以来自两喷嘴的液体在晶片901上充分地共存的方式而以短间隔交替地从喷出喷嘴31及喷雾喷嘴41供给液体的期间。

此外,也可以在上述处理的期间、从背面喷嘴11(图2及图3)向晶片901的背面上供给温水。由此,能够提高处理中的晶片901的温度。例如,以约2升/分钟喷出约80℃的温水。

接下来,在步骤S80中,喷出喷嘴31喷出去离子水。由此,实施晶片901的水洗。可以在该处理的期间、从背面喷嘴11(图2及图3)向晶片901的背面上供给去离子水。此外,也可以在该处理的期间,停止从喷雾喷嘴41的喷雾。步骤S80中的晶片901的每分钟旋转数可以比前述的步骤S30中的每分钟旋转数更高,例如为800rpm左右。

接下来,在步骤S90中,停止从喷出喷嘴31及背面喷嘴11喷出去离子水,并以例如2500rpm左右的高速使晶片901旋转。由此利用离心力除去晶片901上的液体。即,使晶片901干燥。需要说明的是,该干燥工序也可以包含从喷出喷嘴31喷出异丙醇等挥发性液体的工序,由此能够抑制水渍的产生。

由上所述,结束衬底处理装置(图1~图3)的动作(图10)。

根据本实施方式,使含氨水溶液930(图14)与阻剂膜902(图6)中的已经与含臭氧水溶液920(图7)接触的部分P1(图13)接触。部分P1由于预先接受由臭氧引起的分解作用,因此易于接受由含氨水溶液930引起的溶胀作用。由此,可促进阻剂膜902的溶胀的进行。因此,在其后的工序中能够在短时间内除去阻剂膜902。此外,与SPM相比,含臭氧水溶液920及含氨水溶液930的废液处理的负担小。通过以上所述,能够抑制废液处理的负担并能够在短时间内从晶片901除去阻剂膜902。

需要说明的是,当依赖臭氧的分解作用而欲使阻剂膜整体分解时,如果阻剂膜的厚度大至某种程度,则处理时间会变得非常长。此情形在单片式的衬底处理中尤其会成为问题。在本实施方式中,并非阻剂膜整体被分解,而是经溶胀的阻剂膜902的残差被剥离(参照图9)。由此,无需进行阻剂膜的分解直至阻剂膜整体消失为止。因此,如上所述那样可在短时间内进行处理。

接触含臭氧水溶液920的工序(图13)通过从喷出喷嘴31(图1及图2)向晶片901喷出含臭氧水溶液920而进行。由此,能够以适合于单片式的衬底处理的方法使用含臭氧水溶液920。

接触含氨水溶液930的工序(图15)通过从喷雾喷嘴41(图1及图3)向晶片901喷出含氨水溶液930而进行。由此,能够以适合于单片式的衬底处理的方法使用含氨水溶液930。

喷出含氨水溶液930的工序(图17及图18)包含使喷出含氨水溶液930的喷雾喷嘴41移动的工序,具体而言,包含进行扫描动作的工序。由此,能够在各时间点向晶片901上局部性且集中地供给含氨水溶液930,并且也能够利用喷雾喷嘴41的移动将含氨水溶液930供给至晶片901上的广范围。因此,能够局部地提高剥离作用,并在晶片901上的广范围中进行剥离处理。

对于使喷雾喷嘴41移动的工序而言,优选以与晶片901的中央部相比,向晶片901的周缘部喷出含氨水溶液930的时间更长的方式进行。由此,能够抑制含氨水溶液930(图17及图18)的供给量在晶片901上的不均匀性。因此,能够在晶片901上更均等地进行处理。

通过物理清洗(图9)使阻剂膜902中的、通过接触含氨水溶液930的工序(图13)而已经与含氨水溶液930接触的部分P1从晶片901分离。由于阻剂膜902已经通过溶胀工序(图8)而被充分地溶胀,因此通过物理清洗而容易地被剥离。因此,能够在更短时间内剥离阻剂膜902。

物理清洗(图9)包含从喷雾喷嘴41(图1及图3)向晶片901吹喷气体的工序。由此,与吹喷仅由液体形成的流体、或吹喷包含固体的流体的情况相比,能够确保充分的清洗力并抑制对晶片901的损伤。

向晶片901吹喷气体的工序包含利用气体向晶片901喷雾含氨水溶液的液滴930S(图8及图9)的工序。由此,分散于气体中的液滴930S向晶片901碰撞。在图8的工序中,利用气压将含氨水溶液向阻剂膜902更深地压入。因此,即使在阻剂膜902的深部中也易于进行溶胀。此外,利用气体的压力从晶片901的上表面中的气流直接碰触的部分排除含臭氧水溶液920。由此,可防止该部分中由于臭氧的作用而阻碍含氨水溶液930的溶胀作用。因此,能够促进溶胀的进行。此外,在图9的工序中,由于气流中包含液滴930S,能够提高物理清洗的效果。

气体优选为非活性气体。由此,能够避免气体与晶片901之间的不必要的化学反应。

对于接触含臭氧水溶液920的工序(图7)而言,优选包含利用含臭氧水溶液920而在阻剂膜902上形成龟裂的工序。由此,能够使含氨水溶液930(图15)从龟裂渗透。因此,能够促进由含氨水溶液930引起的阻剂膜902的溶胀(参照图8)。

含氨水溶液930优选含有过氧化氢。由此,能够促进由含氨水溶液930引起的阻剂膜902的溶胀(参照图8)。此外,从喷雾喷嘴41喷雾出的含氨水溶液930(图15)在晶片901上扩展,由此混合至含臭氧水溶液920中。由此,能够将由含臭氧水溶液920引起的阻剂膜902的分解作用活性化。

接触含臭氧水溶液920的工序(图12)包括:不向晶片901供给含氨水溶液930(图14),而是向晶片901供给含臭氧水溶液920的工序(图10:步骤S20)。由此,在接受含氨水溶液930的作用之前,能够向晶片901大量供给含臭氧水溶液920。因此,在步骤S30(图10)之前,能够向阻剂膜902(图7)预先充分地施加由臭氧引起的分解作用。

接触含臭氧水溶液920的工序(图12~图18)可以含有在从晶片901远离的配管中加热含臭氧水溶液920的工序。由此,能够增强由含臭氧水溶液920引起的阻剂膜902(图7)的分解作用。

接触含臭氧水溶液的工序(图12~图18)可以含有在晶片901上加热含臭氧水溶液920的工序。由此,能够利用加热增强由含臭氧水溶液920引起的阻剂膜902(图7)的分解作用,并且与在将含臭氧水溶液920供给至晶片901上之前进行加热的情况(例如,利用加热器331(图2)进行加热的情况)相比,能够抑制起因于加热后的时间经过的臭氧失活。

<实施方式2>

图19为从衬底处理装置(图1~图3)的动作方面而概略性地示出本实施方式2中的衬底处理方法的流程图。该流程与从实施方式1中的流程中省略了步骤S20(图10)的流程相对应。因此,在以下仅针对与该省略处关联的差异点进行说明,并省略针对与实施方式1同样的特征的说明。

图20~图22各自为示意性地示出本实施方式2中的衬底处理装置的第1~第3动作的俯视图。需要说明的是,在图20~图22中,针对衬底处理装置(图1~图3),仅以点示出其喷出喷嘴31及喷雾喷嘴41的位置,其他构成的图示则省略。

参照图20,首先,将设置有具有部分P1a及部分P1b的阻剂膜902的晶片901(图6)安装于衬底处理装置(图1~图3)。使晶片901旋转(参照图中的箭头SP)。伴随于此,部分P1a及部分P1b的位置绕着晶片901的中心旋转。在步骤S30(图19)中,开始从喷出喷嘴31喷出作为含臭氧水溶液920(图7)的臭氧水。大致同时地,使用作为气体的N2开始从喷雾喷嘴41喷雾作为含氨水溶液930的氨过氧化氢水溶液(氨水和过氧化氢水的混合液)。

参照图21,部分P1a最初不与含氨水溶液930接触而与含臭氧水溶液920接触。该情况与部分P1的情况(图13)是同样的。因此,对部分P1a的处理与实施方式1中的对部分P1的处理大致是同样的。另一方面,部分P1b最初不与含臭氧水溶液920接触而与含氨水溶液930接触。

参照图22,接下来,部分P1b初次与含臭氧水溶液920接触。换言之,对部分P1b进行步骤T21(图5)。之后对部分P1b的处理与对部分P1的处理大致是同样的。即,除最初不与含臭氧水溶液920接触而与含氨水溶液930接触以外,对部分P1b也进行与对部分P1的处理大致同样的处理。

根据本实施方式,与实施方式1的情况(图12)不同,接触含臭氧水溶液的工序(图20)通过向晶片901供给含氨水溶液930同时向晶片901供给含臭氧水溶液920而进行。由此,能够省略步骤S20(图10:实施方式1)。在本实施方式中,虽然在接受含氨水溶液930的作用之前难以向晶片901大量地供给含臭氧水溶液920,但通过在之后充分地供给含臭氧水溶液920,可得到与实施方式1大致同样的效果。

<实施方式3>

图23为从衬底处理装置(图1~图3)的动作方面而概略性地示出本实施方式3中的衬底处理方法的流程图。在本实施方式中,在步骤S20(图10:实施方式1)之前,向阻剂膜902(图6)照射紫外线(UV)。紫外线的波长优选为190nm以下,例如为172nm。紫外线的照射可以使用与衬底处理装置(图1~图3)不同的装置来实施。需要说明的是,由于除上述以外的构成与上述的实施方式1的构成大致相同,因此针对相同或对应的要素标注同一附图标记而不重复说明。作为变形例,步骤S10(图23)也可以在步骤S30(图19:实施方式2)之前进行。

根据本实施方式,能够在供给含氨水溶液930(图15)的时间点,通过紫外线的照射形成使阻剂膜902的分解(参照图7)更加速进展的状态,具体而言,能够更可靠地形成在阻剂膜902上形成龟裂的状态。因此,能够促进由含氨水溶液930引起的阻剂膜的溶胀(参照图8)。因此,能够在更短时间内除去阻剂膜902。

<实施方式4>

图24为从衬底处理装置(图1~图3)的动作方面而概略性地示出本实施方式4中的衬底处理方法的流程图。在本实施方式中,在步骤S30和步骤S80之间进行步骤S50。在步骤S50中,喷出喷嘴31一边喷出SC1清洗液或去离子水,喷雾喷嘴41一边喷雾SC1清洗液。由此,实施晶片901的清洗。喷出喷嘴31的流量例如为500毫升/分钟左右,喷雾喷嘴41的流量例如为100毫升/分钟左右。步骤S80中的晶片901的每分钟旋转数可以与前述的步骤S30中的每分钟旋转数为相同程度,例如为500rpm左右。在该处理期间,可以从背面喷嘴11(图2及图3)向晶片901的背面上供给SC1清洗液或去离子水。需要说明的是,由于除上述以外的构成与上述的实施方式1~3中的任一者大致相同,因此针对相同或对应的要素标注同一附图标记而不重复说明。

<实施方式5>

图25为从衬底处理装置(图1~图3)的动作方面而概略性地示出本实施方式5中的衬底处理方法的流程图。在本实施方式中,首先,与实施方式3(图23)同样地进行步骤S10及步骤S20。

图26为概略性地示出本实施方式5中的衬底处理方法的一个工序的局部剖面图。在上述步骤之后,在步骤S25(图25)中,从喷出喷嘴31(图2)喷出臭氧水和添加剂的混合液930L。换言之,打开阀311及阀312(图2)两者。添加剂包含氨水及过氧化氢水。与含臭氧水溶液920(图7)相比,该混合液以高浓度含有氨。需要说明的是,如前所述,含臭氧水溶液920可以不含有氨。利用步骤S25供给混合液930L,由此产生对阻剂膜902的分解作用和溶胀作用两者。由含臭氧水溶液中的臭氧引起的分解作用利用氨水及过氧化氢水混合而暂时性地更活性化。虽然暂时性地提高的活性伴随着时间的经过而降低,但可通过从喷出喷嘴31充分地供给新的混合液来抑制活性降低的影响。

接下来,与步骤S30(图10:实施方式1)的情况同样地,在步骤S35(图25)中从喷雾喷嘴41喷雾氨过氧化氢水溶液。利用由该喷雾引起的物理清洗(图9),阻剂膜902从晶片901分离。在该喷雾中,持续从喷出喷嘴31喷出上述混合液。通过接受喷雾,由此从晶片901的上表面上的喷雾喷嘴41的附近区域实质性地排除上述混合液。此外,已扩展到该附近区域的外侧的含氨水溶液930与上述混合液混合,由此混合液930L中的臭氧更加活性化。

由于后续的工序与实施方式3(图23)是同样的,因此省略其说明。在本实施方式中,进行步骤S25及步骤S35来代替步骤S30(图23)。这样的步骤的置换不仅在实施方式3中进行,也可以对前述的其他实施方式进行。

在本实施方式中,在步骤S25(图25)中,从喷出喷嘴31喷出的液体包含臭氧水、氨水及过氧化氢水。由此,可同时得到由利用氨水及过氧化氢水而活性化的臭氧引起的分解作用、和由氨水引起的溶胀作用两者的作用。由此,能够在短时间内从晶片901除去阻剂膜902。

<实施方式6>

图27为从衬底处理装置(图1~图3)的动作方面而概略性地示出本实施方式6中的衬底处理方法的流程图。在本实施方式中,省略前述的步骤S35(图25:实施方式5)中的物理清洗工序(图9)。为了弥补物理清洗的省略,以更长时间进行步骤S25中的与混合液的接触(图26)。需要说明的是,由于含有氨水,因此该混合液为含氨水溶液的一种。

图28为从在阻剂膜的一部分处进行处理方面而概略性地示出本实施方式6中的衬底处理方法的流程图。图29为概略性地示出本实施方式6中的衬底处理方法的一个工序的局部剖面图。

在步骤U10(图28)中,在阻剂膜902(图6及图7)上形成龟裂。该步骤U10(图28)可利用作为衬底处理装置的动作的步骤S10及步骤S20(图27)进行实施。

参照图29,接下来在步骤U11(图28)中,使混合液930L、特别是混合液930L中所含的氨水经由上述龟裂向晶片901与阻剂膜902的界面渗透。由此,从晶片901剥离阻剂膜902。

根据本实施方式,虽然步骤S25所需要的时间比实施方式5略长,但无需使用物理清洗即能够从晶片901剥离阻剂膜902(参照图29)。因此,优选在优先省略物理清洗的情况下使用本实施方式6,在优先缩短处理时间的情况下使用前述的实施方式5。根据由本申请的发明人所作的实验例,阻剂膜的剥离所需的时间在实施方式5的情况下为约4分钟,在实施方式6的情况下为约6分钟。需要说明的是,作为变形例,也可以在步骤S25和步骤S80之间进行步骤S50(图24:实施方式4)。

虽然已详细地说明本发明,但上述说明在所有情况中为例示,本发明并不限定于这些情况。应理解可想到的未例示的无数个变形例并非在本发明的范围之外。由上述各实施形态及各变形例所说明的各构成只要不彼此矛盾即能够适当地组合或者省略。

附图标记说明

11 背面喷嘴

31 喷出喷嘴

41 喷雾喷嘴

901 晶片(衬底)

331 加热器

902 阻剂膜

920 含臭氧水溶液

930 含氨水溶液

930L 混合液

930S 液滴

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