TWI362695B - - Google Patents

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TWI362695B
TWI362695B TW096110637A TW96110637A TWI362695B TW I362695 B TWI362695 B TW I362695B TW 096110637 A TW096110637 A TW 096110637A TW 96110637 A TW96110637 A TW 96110637A TW I362695 B TWI362695 B TW I362695B
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TW
Taiwan
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liquid
film
substrate
discharge nozzle
nozzle
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TW096110637A
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TW200802562A (en
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Hiromitsu Nanba
Masahiro Yoshida
Yuji Murakami
Hiroshi Nagayasu
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Tokyo Electron Ltd
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Description

1362695 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明，係爲有關於將例如被形成在半導體晶圓等之 基板上的膜’藉由處理液來平坦化之液處理裝置及液處理 方法。 【先前技術】 鲁 一般’在半導體裝置之製造工程中，在身爲被處理基 板之半導體晶圓（以下，單純記述爲晶圓）的表面，係作 爲絕緣膜而被形成有氧化膜或氮化膜等之薄膜。作爲形成 此種薄膜之方法，雖係適用有化學蒸鍍法（CVD )等，但 是’在如縱型爐所致之批量（batch)式的成膜一般之將原 料氣體從晶圓之外側來供給的情況時，會容易成爲晶圓之 周圍邊緣部較中心部更厚的凹狀（硏磨缽狀）。又，在批 量式之以CVD以外之方法所致的成膜處理中，係亦會有 • 成爲中央部較厚之凸狀（山狀）的情況。若是在此種膜厚 不均勻的狀態下形成接觸孔，則在較規定之膜厚爲更厚之 部分，接觸孔之孔徑係變小，又，反過來，在膜厚爲薄之 部分，接觸孔之孔徑係變大，而會產生接觸孔之孔徑的偏 差’並造成製品之良率降低的問題。 作爲解決此種問題點之技術，在日本專利第3 1 9403 7 號公報中，係揭示有：針對被形成有氧化膜等之膜的晶圓 ’至少在外周部與中心部檢測出該膜之膜厚，並根據其檢 測訊號，在使半導體晶圓旋轉的同時，一面使處理液供給 -5- (2) (2)1362695 噴嘴從晶圓之外周部朝向中心部移動，一面對該晶圓供給 將膜溶解（蝕刻）之處理液（例如氟酸系液），以將膜平 坦化的技術。 但是，在此日本專利第3 1 94037號公報所揭示之技術 中，在用以保持晶圓之晶圓夾具附近的晶圓外周部會產生 液體彈濺，而使得在晶圓上之膜的內側部分處理液被零星 地供給，而會有產生蝕刻的不均句之虞。又，在接近晶圓 夾具之晶圓外周部，液之供給會被晶圓夾具所妨礙而難以 均勻的蝕刻，於該部分之膜厚精確度會變差。 進而，由於係一面將處理液供給噴嘴做掃瞄一面繼續 流出處理液，因此處理液之使用量係多，而亦被要求有處 理液消耗量之降低。 【發明內容】 本發明之目的，係爲提供一種：就算是在基板之端面 ，亦能將被形成於基板上之膜高精確度地溶解的液處理裝 置及液處理方法。 本發明之其他目的’係爲提供一種難以產生因處理液 之彈濺所致的溶解之不均勻的液處理裝置及液處理方法。 本發明之另外其他目的’係爲提供一種能減低處理液 之使用量的液處理裝置及液處理方法。 本發明之另外其他目的’係爲提供一種被記憶有用以 實施此些之任一方法的程式之記憶媒體。 若藉由本發明之第1觀點’則係爲提供—種液處理裝 -6- (3) (3)1362695 置，其係爲一面將被形成有膜之基板旋轉，一面在膜上供 給將此膜溶解之處理液，而將膜平坦化之液處理裝置，其 特徵爲，具備有：將基板水平且可旋轉地作保持之基板保 持部：和使前述基板保持部旋轉之旋轉機構；和對基板之 表面供給處理液之液供給機構，前述液供給機構，係具備 有交互吐出相同之處理液的第1液吐出噴嘴以及第2液吐 出噴嘴，前述第1液吐出噴嘴，係爲較前述第2液吐出噴 嘴更爲小口徑而相對之吐出流量爲較小，且係以對基板之 旋轉方向吐出處理液之方式而傾斜，並進而可在基板之中 心與周圍邊緣之間移動。 若藉由本發明之第2觀點，則係爲提供一種液處理裝 置，其係爲一面將被形成有膜之基板旋轉，一面在膜上供 給將此膜溶解之處理液，而將膜平坦化之液處理裝置，其 特徵爲，具備有：將基板水平且可旋轉地作保持之基板保 持部；和使前述基板保持部旋轉之旋轉機構；和對基板之 表面供給處理液以及純水之液供給機構，前述液供給機構 ，係具備有交互在相同之處理液與洗淨液間作切換並吐出 的第1液吐出噴嘴以及第2液吐出噴嘴，前述第1液吐出 噴嘴，係爲較前述第2液吐出噴嘴更爲小口徑而相對之吐 出流量爲較小，且係以對基板之旋轉方向吐出處理液之方 式而傾斜，並進而可在基板之中心與周圍邊緣之間移動》 若藉由本發明之第3觀點，則係提供一種液處理方法 ，其係爲一面使基板旋轉，一面使用相對上係爲小口徑而 吐出流量係爲小，且以朝向基板之旋轉方向吐出處理液之 (4) 1362695 方式而傾斜的第1液吐出噴嘴，以及相對上 吐出流量係爲大之第2液吐出噴嘴，來藉由 而將被形成於基板上之膜溶解的液處理方法 具備有：一面使前述第1噴嘴在基板之徑方 吐出前述處理液，而將前述膜之厚度均勻化 其後，在從第2液吐出噴嘴而對前述膜供給 確保膜之均句性的狀態下，進而使前述膜溶 爲特定之厚度爲止的步驟。 若藉由本發明之第4觀點，則係爲提供 法，其係爲一面使基板旋轉，一面使用相對 而吐出流量係爲小，且以朝向基板之旋轉方 之方式而傾斜的第1液吐出噴嘴，以及相對 而吐出流量係爲大之第2液吐出噴嘴，來藉 液而將被形成於基板上之具有中心部爲薄而 厚之膜厚分布的膜溶解的液處理方法，其特 :因應於前述膜之膜厚分布，而一面使前述: 的周圍邊緣朝向中心又或是從中心朝向周圍 —面吐出前述處理液，而將前述膜之厚度均 和於其後，在從第2液吐出噴嘴而對前述膜 液以確保膜之均勻性的狀態下，進而使前述 其成爲特定之厚度爲止的步驟；和於其後，： 吐出噴嘴而對前述膜供給洗淨液並使前述處 解停止的步驟。 若藉由本發明之第5觀點，則係爲提供 係爲大口徑而 特定之處理液 ，其特徵爲， 向移動，一面 之步驟；和於 前述處理液以 解直到使其成 一種液處理方 上係爲小口徑 向吐出處理液 上係爲大口徑 由特定之處理 周圍邊緣部爲 徵爲，具備有 奪1噴嘴從膜 邊緣而移動， 勻化之步驟； 供給前述處理 膜溶解直到使 度前述第2液 理液所致之溶 一種液處理方 -8- (5) (5)1362695 法，其係爲一面使基板旋轉，一面使用相對上係爲小口徑 而吐出流量係爲小，且以朝向基板之旋轉方向吐出處理液 之方式而傾斜的第1液吐出噴嘴，以及相對上係爲大口徑 而吐出流量係爲大之第2液吐出噴嘴，來藉由特定之處理 液而將被形成於基板上之具有中心部爲厚而周圍邊緣部爲 薄之膜厚分布的膜溶解的液處理方法，其特徵爲，具備有 :使前述第2液吐出噴嘴位置於前述膜的中心，並於此處 吐出前述處理液，而將前述膜之全體溶解爲同等的厚度之 步驟；和因應於前述膜之膜厚分布，而使前述第1液吐出 噴嘴一面從前述膜之周圍邊緣朝向中心移動，一面吐出洗 淨液而依序停止溶解，以將前述膜之厚度均勻化的步驟。 若藉由本發明之第6觀點，則係爲提供一種記憶媒體 ，其係爲被記憶有在電腦上動作並控制液處理裝置之程式 的記憶媒體，其特徵爲：前述程式，在實行時，係於電腦 控制前述液處理裝置，以使其進行一種液處理方法，該液 處理方法，係爲一種一面使基板旋轉，一面使用相對上係 爲小口徑而吐出流量係爲小，且以朝向基板之旋轉方向吐 出處理液之方式而傾斜的第1液吐出噴嘴，以及相對上係 爲大口徑而吐出流量係爲大之第2液吐出噴嘴，來藉由特 定之處理液而將被形成於基板上之膜溶解的液處理方法， 並具備有：一面使前述第1噴嘴在基板之徑方向移動，一 面吐出前述處理液，而將前述膜之厚度均勻化之步驟；和 於其後，在從第2液吐出噴嘴而對前述膜供給前述處理液 以確保膜之均勻性的狀態下，進而使前述膜溶解直到使其 -9- (6) 1362695 成爲特定之厚度爲止的步驟。 若藉由本發明之第7觀點，則係 ，其係爲被記億有在電腦上動作並控 的記憶媒體，其特徵爲：前述程式， 控制前述液處理裝置，以使其進行一 處理方法，係爲一種一面使基板旋轉 爲小口徑而吐出流量係爲小，且以朝 出處理液之方式而傾斜的第1液吐出 爲大口徑而吐出流量係爲大之第2液 定之處理液而將被形成於基板上之具 邊緣部爲厚之膜厚分布的膜溶解的液 :因應於前述膜之膜厚分布，而一面 的周圍邊緣朝向中心又或是從中心朝 一面吐出前述處理液，而將前述膜之 和於其後，在從第2液吐出噴嘴而對 液以確保膜之均勻性的狀態下，進而 其成爲特定之厚度爲止的步驟；和於 吐出噴嘴而對前述膜供給洗淨液並使 解停止的步驟。 若藉由本發明之第8觀點，則係 ，係爲被記憶有在電腦上動作並控制 記憶媒體，其特徵爲：前述程式，在 制前述液處理裝置，以使其進行一種 理方法，係爲一面使基板旋轉，一面 :爲提供一種記憶媒體 制液處理裝置之程式 在實行時，係於電腦 種液處理方法，該液 ，一面使用相對上係 向基板之旋轉方向吐 噴嘴，以及相對上係 吐出噴嘴，來藉由特 有中心部爲薄而周圍 處理方法，並具備有 使前述第1噴嘴從膜 向周圍邊緣而移動， 厚度均勻化之步驟； 前述膜供給前述處理 使前述膜溶解直到使 其後，從前述第2液 前述處理液所致之溶 爲提供一種記憶媒體 液處理裝置之程式的 實行時，係於電腦控 液處理方法，該液處 使用相對上係爲小口 -10- (7) (7)1362695 徑而吐出流量係爲小，且以朝向基板之旋轉方向吐出處理 液之方式而傾斜的第1液吐出噴嘴，以及相對上係爲大口 徑而吐出流量係爲大之第2液吐出噴嘴，來藉由特定之處 理液而將被形成於基板上之具有中心部爲厚而周圍邊緣部 爲薄之膜厚分布的膜溶解的液處理方法，並具備有：使前 述第2液吐出噴嘴位置於前述膜的中心，並於此處吐出前 述處理液，而將前述膜之全體溶解爲同等的厚度之步驟； 和因應於前述膜之膜厚分布，而使前述第1液吐出噴嘴一 面從前述膜之周圍邊緣朝向中心移動，一面吐出洗淨液而 依序停止溶解，以將前述膜之厚度均勻化的步驟。 若藉由本發明，則由於第1液吐出噴嘴係爲小口徑且 可以小流量來將液作吐出，因此在吐出處理液而進行蝕刻 時，能夠提高液供給點之精確度。 又，藉由使用此種小口徑之噴嘴，能夠.減低處理液之 消耗量。進而’由於其係以使液朝向基板之旋轉方向吐出 的方式而被傾斜設置，因此相對之液速度係變小，而能抑 制液之彈回或是液之擴散。更進而，藉由在以小口徑、小 流量之第1液吐出噴嘴而將膜厚平坦化之後，再以大口徑 、大流量之第2液吐出噴嘴來進行蝕刻，能以高速來將膜 溶解。 又，藉由將第1及第2液吐出噴嘴設爲能將處理液與 洗淨液之雙方交互切換地吐出，而能以各種之變化來進行 溶解處理》 -11 - (8) (8)1362695 【實施方式】 以下，針對本發明之實施形態，一面參考圖面並作詳 細說明。於此，針對將本發明適用於將被形成於晶圓之氧 化膜蝕刻（溶解）之液處理裝置的情況作展示。 圖1，係爲展示本發明之其中一種實施形態的液處理 系統之槪略構成的剖面圖，圖2係爲其平面圖。此液處理 裝置1〇〇，係具備有：將身爲被處理基板之被形成有氧化 膜的晶圓W可旋轉地做保持之晶圓保持部1 ;和使此晶圓 保持部1旋轉的旋轉馬達2:和以圍繞被保持於晶圓保持 部1之晶圓W的方式而被設置的杯3:和將溶解液以及純 水供給至晶圓W之表面的液供給機構4;和測定被形成於 晶圓W之氧化膜的膜厚之膜厚感測器5。 晶圓保持部1，係具備有：直接連結於旋轉馬達2之 軸2a並旋轉的旋轉平板11;和被安裝於旋轉平板11之周 圍邊緣部，支持晶圓W之3個的支持銷12 a以及保持晶 圓W之3個的保持銷12b。晶圓W之相對於晶圓保持部1 的搬入搬出，係利用此支持銷12a而進行。又，保持銷 12b，係以不會妨礙在搬送臂（未圖示）與晶圓保持部1 之間的晶圓W之授受的方式，而成爲可沿著箭頭a，而在 旋轉平板1 1之外側的退避位置與保持晶圓W的保持位置 之間作回動。亦即是，在使保持銷1 2b退避的狀態下而以 支持銷12a來接收晶圓W之後，使保持銷12b回動於保持 位置而將晶圓W作保持。另外，晶圓保持部丨係藉由未 圖示之升降機構而成爲可升降。 -12 - (9) (9)1362695 液供給機構4,係具備有可在晶圓W之中心與周圍邊 緣之間作掃瞄的第1液吐出噴嘴21以及第2液吐出噴嘴 22。此些之第1以及第2液吐出噴嘴21、22’係任一均成 爲可選擇性地吐出身爲進行溶解處理之處理液的稀釋氟酸 (DHF )與作爲洗淨液之純水。具體而言，在第1液吐出 噴嘴21，係被連接有第1液供給管路23。在第1液供給 管路23中，係分別經由閥24及閥25，而被連接於稀釋氟 酸供給管路26以及純水供給管路27，並成爲可對晶圓W 之表面吐出作爲溶解液之稀釋氟酸以及作爲洗淨液之純水 。稀釋氟酸與純水之切換，係藉由閥24以及閥25之開啓 •關閉而實現。又，在第2液吐出噴嘴22，係被連接有第 2液供給管路2 8。在第2液供給管路2 8中，係分別經由 閥29及閥30，而被連接於稀釋氟酸供給管路31以及純水 供給管路3 2，並與第1液吐出噴嘴21同樣地，成爲可對 晶圓W之表面吐出作爲溶解液之稀釋氟酸以及作爲洗淨 液之純水。稀釋氟酸與純水之切換，係藉由閥29以及閥 3〇之開啓•關閉而實現。另外，在稀釋氟酸供給管路26 以及3 1，還有純水供給管路2 7以及3 2，雖未圖示，但是 係分別設置有用以送液之幫浦以及流量控制裝置等。 第1液吐出噴嘴21，係以成爲較第2液吐出噴嘴22 更爲小口徑且相對之吐出流量爲小流量的方式而被設計。 例如’相對於第2液吐出噴嘴22係爲內徑4mm φ而流量 係爲500mL/min’第1液吐出噴嘴21係爲內徑〇 5mm^ 而流量係爲50mL/min。第1液吐出噴嘴2 1之口徑係以 -13- (10) 1362695 0.2〜2mm爲理想’吐出流量係以2〇〜2〇〇mL/min爲理想 。又’第2液吐出噴嘴22之口徑係以3〜5mm爲理想， 吐出流量係以300〜2000mL/min爲理想。又，第1液吐出 噴嘴21’係如圖3所示，以對晶圓评之旋轉方向吐出處 理液的方式而傾斜》傾斜角度係以丨5〜7 5。爲理想，而例 如被設定爲30°。另外，第2液吐出噴嘴22，雖係與通常 之噴嘴同樣地被垂直配置，但是亦可使其傾斜。 φ 第1液吐出噴嘴21 ’由於係如此這般地成爲小口徑並 以小流量來吐出液’因此能提高液供給點之精確度，且能 減少液之使用量。又’由於係以對晶圓W之旋轉方向吐 出液的方式而被傾斜設置，因此相對上的液速度係變小， 而能抑制液之彈回或是液的擴散。第1液吐出噴嘴2 1，係 被保持於安裝在第1噴嘴臂41上之第1噴嘴支持器21a。 第1噴嘴臂41’係如圖2所示’藉由滾珠螺桿機構43而 成爲可在晶圓W之中心與周圍邊緣之間進行線性移動。 β 滾珠螺桿機構43’係具備有：延伸於第1噴嘴臂41之移 動方向的滾珠螺桿45;和被與滾珠螺桿45平行設置之導 引軌46;和被螺合於滾珠螺桿45且可滑動地被嵌合於導 引軌46，並被安裝有噴嘴臂41之移動構件47;和使滾珠 螺桿45旋轉並使移動構件47作線性移動之驅動機構48。 第2液吐出噴嘴22’係被保持於安裝在第2噴嘴臂 42之第2噴嘴支持器22a上。第2噴嘴臂42，係如圖2 所示，藉由滾珠螺桿機構44而成爲可在晶圓w之中心與 周圍邊緣之間作線性移動。滾珠螺桿機構44，係具備有： -14- (11) 1362695 延伸於第2噴嘴臂42之移動方向的滾珠螺桿49:和被與 滾珠螺桿49平行設置之導引軌50;和被螺合於滚珠螺桿 49且可滑動地被嵌合於導引軌50，並被安裝有噴嘴臂42 之移動構件51 :和使滾珠螺桿49旋轉並使移動構件51作 線性移動之驅動機構52»另外，使第1以及第2液吐出噴 嘴21、22移動之機構，係並不限定爲滾珠螺桿機構，而 亦可爲皮帶驅動機構，或是汽缸機構等的其他機構。 φ 杯3，係在處理時用以接收從晶圓W而被離心分離之 處理液或是洗淨液，並排出至外部者，於其底部，係分別 被設置有排氣通路3a以及2個的排液管3b、3c，排氣通 路3 a，係通連於排氣幫浦（未圖示）之吸入側。另外，杯 3係藉由未圖示之升降機構而成爲可升降。 上述膜厚感測器5，係爲用以在對晶圓W爲非接觸之 狀態下檢測出被形成於晶圓W上的氧化膜之膜厚者，例 如係可使用光學式膜厚計又或是橢圓偏光計（elipsometer #)。此膜厚感測器5，係被安裝於臂55之前端，臂55, 係藉由汽缸機構5 6而作線性移動，而成爲可使膜厚感測 器5位置於從晶圓之中心起至周圍邊緣之間的任意之位置 。汽缸機構5 6，係具備有汽缸5 7 ;和相對於汽缸5 7而可 進出退避地被設置的活塞58;和被設置於活塞58之前端 的移動構件60，而臂55係被安裝於移動構件60上。 液處理裝置100之各構成部，係如圖1所示，成爲被 連接於具備有微處理器（電腦）之控制器101而被控制的 構成。在控制器1 0 1，係被連接有··工程管理者爲了對液 -15- (12) 1362695 處理裝置100之各構成部作管理而進行指令之輸入操作等 的鍵盤；或是由將液處理裝置100之各構成部的動作狀況 可視化並作顯示的顯示器等所成之使用者界面102;儲存 被記錄有用以藉由控制器101之控制來實現在液處理裝置 100中所實行的各種處理之控制程式或是處理條件資料等 的處理程式（recipe )、其他控制中所需要之資訊的記憶 部 103 〇 • 而後，因應於需要，藉由接收從使用者界面102而來 之指示，並將任意之處理程式（recipe)從記憶部103中 叫出而於控制器1 0 1中實行，來在控制器1 0 1之控制下， 在液處理裝置100中進行所期望之各種處理。處理程式（ recipe )’例如係亦可爲被儲存在CD_R0M、硬碟、軟碟 、不揮發性記憶體等之可讀取的記憶媒體中之狀態，進而 ，亦可從適當之裝置而經由例如專用線路來隨時傳送而以 線上（online )方式來利用。 • 又’在控制器1 〇 1中，係被輸入有經由膜厚感測器5 所檢測出之檢測資訊（訊號），並成爲將該檢測資訊與預 先經由實驗等所得到之氧化膜的蝕刻速率資訊（設定蝕刻 速率）作比較演算處理，而根據此結果來對晶圓之旋轉數 、或是供給處理液時之各噴嘴的掃瞄速度、處理液或作爲 洗淨液之純水的流量等作控制。 接下來’針對在如上述一般所構成之液處理裝置中的 蝕刻處理（溶解處理）作說明。 首先，在記憶部103中，預先設定氧化膜110之種類 -16- (13) (13)
1362695 、處理液之成分及溫度、和蝕刻速率間之關係。而卷 由未圖不之搬送臂，將表面被形成有氧化膜之晶圓 置於晶圓保持部1之支持銷12a» 。而後，藉由得 1 2b來將晶圓W作保持。在此狀態下，藉由膜厚感ί! 來對從晶圓w之中心起直到周圍邊緣爲止之複數！ 厚作測定，並求取其膜厚分布。 其結果，如圖4所示，當被形成於晶圓W上二 膜110，係被檢測出具有周圍邊緣較中央之膜厚爲f 硏磨缽狀之膜厚分布的情況時，係藉由如圖5A〜5E 作順序而進行蝕刻處理（溶解處理）。 首先，如圖5A所示，對從晶圓W之端部起直Ϊ 爲止之各個膜厚檢測點Pi〜Pn，求取出爲了將其各另 刻量X i〜Xn來蝕刻以令其平坦化時，在各點之間β 之噴嘴的移動速度（Vl,2〜νη_1>η)。此時，係使用泊 專利第3194〇37號公報中之段落003 5〜0040所揭汚 法。
接下來，如圖5 Β所示，使第1液吐出噴嘴2 1 { 晶圓W之端部，並使晶圓W旋轉，而如圖5 C所示-以如上述一般所求取出之速度，來使第1液吐出噴 一面朝向中心並作掃瞄，一面吐出稀釋氟酸溶液，ί 化膜蝕刻（溶解），並將氧化膜平坦化。此時之蝕^ 係以設定爲平坦化所需要之最低限度的量爲理想。；? 液吐出噴嘴2 1到達中心的時間點，停止稀釋氟酸;; 。此時之晶圓W的旋轉數，係以100〜1 OOOrpm爲J :，藉 W載 持銷 ί器5 的膜 .氧化 厚之 之操 中心 丨以蝕 區域 日本 之手 :置於 般’ 嘴 21 將氧 量， 第1 供給 想。 -17- (14) 1362695 另外，晶圓W’係成爲在其後之一連串的工程中亦繼續的 旋轉。 而後，如圖5D所示，使第1液吐出噴嘴21退避，並 使第2液吐出噴嘴22位置於晶圓W之中心，而從第2液 吐出噴嘴22起將稀釋氟酸溶液涵蓋晶圓w之全體而供給 :並將晶圓W全體均勻的蝕刻，而將氧化膜11〇設爲特 定之均勻的膜厚。 φ 在氧化膜之膜厚成爲特定之値的時間點，停止從 第2液吐出噴嘴21之稀釋氟酸的供給，並如圖5E所示， 從第2液吐出噴嘴22供給作爲洗淨液之純水，而停止蝕 刻。 藉由上述一般之操作順序，而能得到被平坦化之所期 望膜厚的氧化膜11 〇。 此時，由於第1液吐出噴嘴21係爲小口徑且能以小 流量來將液吐出，因此當吐出身爲處理液之稀釋氟酸並進 • 行蝕刻時，能夠提高液供給點之精確度，而不會受到身爲 晶圓夾具之支持銷12a或保持銷12b之存在所影響，仍能 提高在晶圓W之外周部的氧化膜110之膜厚精確度。又 ，由於係使用此種小口徑之噴嘴，因此能夠減低身爲處理 液之稀釋氟酸的消耗量。進而，由於其係以使液朝向晶圓 W之旋轉方向吐出的方式而被傾斜設置，因此相對之液速 度係變小，而能抑制液之彈回或是液之擴散，並極力防止 非所期望之蝕刻的產生。 另一方面，雖然亦會擔憂藉由使用此種小口徑、小流 -18- (15) (15)1362695 量之液吐出噴嘴，而使得處理量降低，但是，由於係在藉 由小口徑、小流量之第1液吐出噴嘴21來將膜厚平坦化 之後，再使大口徑、大流量之第2液吐出噴嘴22位置於 晶圓W之中心，並將處理液擴散於晶圓W之全體而進行 蝕刻’因此能以高速來蝕刻氧化膜，而能極力抑制處理量 之降低。 另外，在上述例中，雖係在使晶圓W旋轉之狀態下 ，使第1液吐出噴嘴21從晶圓W之周圍邊緣朝向中心而 一面掃瞄一面吐出處理液，但是，相反的，亦可從晶圓之 中心朝向周圍邊緣來一面掃瞄一面吐出處理液。此時，雖 亦係求取在各點之間的區域之噴嘴的移動速度，但是作爲 此時之手法，係使用在日本專利第3 1 94037號公報中之段 落0054〜0060所揭示之手法。經由此，亦可得到與上述 例相同之效果。 接下來，針對在如上述一般藉由膜厚感測器5而對晶 圓W之中心起到邊緣爲止之複數點的氧化膜之膜厚作測 定，並求取其膜厚分布，而結果係如圖6所示爲具有中央 之膜厚爲較厚的山狀之膜厚分布的情況時，參考圖7A〜 7E而說明此時之蝕刻處理。 首先，如圖7A所示，爲了對從晶圓W之端部起直到 中心爲止之各個膜厚檢測點Pi’〜Pn’各別以蝕刻量Xi’〜 Xn ’來蝕刻以令其平坦化，由於在此係在將全體均勻地蝕 刻之後，再利用身爲洗淨液之純水的供給時機之偏移而進 行蝕刻，因此係如後述一般，求取出在純水洗淨時之第1 -19- (16) (16)1362695 液吐出噴嘴的在各點之間的區域之噴嘴的移動速度（Vl，2’ 。此時，亦如上述所示一般，可使用依據於在 日本專利第3 194037號公報中所揭示之手法。 接下來，如圖7B所示，使第2液吐出噴嘴22位置於 晶圓W之中心，並使晶圓W旋轉，而如圖7 C所示一般， 朝向晶圓W而從第2液吐出噴嘴22起吐出稀釋氟酸溶液 ，而將氧化膜110均勻地蝕刻。在蝕刻了特定量之後，使 第2液吐出噴嘴22退避，並如圖7D所示，使第1液吐出 噴嘴21位置於晶圓W之端部，並以預先所求取之速度來 朝向晶圓 W之中心一面掃瞄一面吐出身爲洗淨液之純水 ，來依序使蝕刻停止。藉由此，由於蝕刻係先從端部起停 止，而依序使停止位置朝向內側進行，因此，晶圓W之 中心部的蝕刻係最爲進行，而藉由對此時之第1液吐出噴 嘴21的掃瞄速度作適當控制，能使氧化膜平坦化，而能 得到膜厚爲均勻之氧化膜11〇。此時，針對氧化膜11〇, 藉由第1液吐出噴嘴21之純水掃瞄，而使得鈾刻在所期 望之位置停止。 而後，使第1液吐出噴嘴21之純水吐出停止並使其 退避，並如圖7E所示，使第2液吐出噴嘴22位置於晶圓 W之中心上，而吐出身爲洗淨液之純水，以涵蓋晶圓W 之全面而使蝕刻完全停止。 藉由上述一般之操作順序，而能得到被平坦化之所期 望膜厚的氧化膜1 1 0。 在此例之情況中，由於係藉由大口徑、大流量之第2 -20- (17) 1362695 之 第 能 支 W 此 由 傾 回 刻 在 形 嘴 1 設 吐 雖 膜 更 要 對 在 部 液吐出噴嘴22，來在保持氧化膜110之山狀的膜厚分布 狀態下作某種深度之蝕刻，而後再以小口徑、小流量之 1液吐出噴嘴21使蝕刻從晶圓W之端部起停止，因此 夠提高液供給點之精確度，而不會受到身爲晶圓夾具之 持銷12a或保持銷12b之存在所影響，仍能提高在晶圓 之外周部的氧化膜110之膜厚精確度。又，由於係使用 種小口徑之噴嘴，因此能夠減低純水之消耗量。進而， 於其係以使液朝向晶圓 W之旋轉方向吐出的方式而被 斜設置，因此相對之液速度係變小，而能抑制純水之彈 或是擴散，並極力防止在蝕刻之停止時產生不均而使蝕 成爲不均勻。 另外，本發明係並不限定於上述之實施形態，而可 本發明之思想範圍內作各種的變形。例如，在上述實施 態中，雖係針對將第1液吐出噴嘴21與第2液吐出噴 22作分別設置的情況作說明，但是亦可如圖8所示，在 個的噴嘴支持器80上將此些作一體化設置。又，亦可 置將除了溶解膜之處理液與洗淨液之外的液或是氣體作 出的噴嘴。，進而，作爲進行溶解處理（蝕刻）之膜， 係針對使用氧化膜的情況作說明，但是並不限定爲氧化 ，而亦可同樣適用於氮化膜或是金屬膜等之其他的膜， 進一步，作爲處理液，雖係使用稀釋氟酸溶液，但是只 是可進行溶解處理之液，則並不限定於此。又，雖係針 將膜厚感測器設置於裝置內的例子作說明，但是，亦可 其他之場所來對膜厚作測定，並將該膜厚記憶於記憶 -21 - (18) (18)1362695 103。另外，膜厚感測器係並非爲必要，而亦可根據先前 之經驗値等來進行溶解處理。更進一步，在上述實施形態 中，作爲被處理基板，雖係針對使用半導體晶圓之情況作 展示，但是不用說，亦可適用於以液晶顯示裝置（LCD ) 用之玻璃基板爲代表的平面面板顯示器（FPD )用之基板 等的其他基板。 .【圖式簡單說明】 圖1，係爲展示本發明之其中一種實施形態的液處理 系統之槪略構成的剖面圖。 圖2，係爲展示本發明之其中一種實施形態的液處理 系統之槪略構成的平面圖。 圖3，係爲展示在圖1之液處理裝置中所使用的第1 液吐出噴嘴之配置狀態的模式圖。 圖4，係爲展示在晶圓上被形成有周圍邊緣之膜厚爲 較中心爲更大之硏磨缽狀的膜厚分布之氧化膜的狀態之圖 〇 圖5A〜5E ’係爲用以說明當氧化膜爲具備有硏磨缽 狀之膜厚分布時的溶解處理之操作順序的圖。 圖6，係爲展示在晶圓上被形成有周圍邊緣之膜厚爲 較中心爲更小之山狀的膜厚分布之氧化膜的狀態之圖。 圖7A〜7E，係爲用以說明當氧化膜爲具備有山狀之 膜厚分布時的溶解處理之操作順序的圖。 圖8，係爲展示將第1液吐出噴嘴與第2液吐出噴嘴 -22- (19) 1362695 一體化之例的模式圖。 【主要元件符號說明】 1 :晶圓保持部 2 :旋轉馬達 2a :軸 3 :杯 φ 3 a :排氣通路 3 b :排液管 3 c :排液管 4 :液供給機構 5 :膜厚感測器 1 1 :旋轉平板 1 2 a :支持銷 1 2 b :保持銷 # 2 1 :第1液吐出噴嘴 2 1 a :第1噴嘴支持器 22 :第2液吐出噴嘴 22a :第2噴嘴支持器 _ 2 3 :第1液供給管線 24 :閥 25 :閥 26 =稀釋氟酸供給管線 27 :純水供給管線 -23- (20) 1362695 28 :第2液供給管線 29 :閥 30 :閥 31 :稀釋氟酸供給管線 3 2 :純水供給管線 41 :第1噴嘴臂 42 :第2噴嘴臂 φ 43 :滾珠螺桿機構 44 :滾珠螺桿機構 45 :滾珠螺桿 46 :導引軌 4 7 :移動構件 48 :驅動機構 49 :滾珠螺桿 50 :導引軌 Φ 5 1 :移動構件 5 2 :驅動機構 55 :臂 5 6 :汽缸機構 ^ 57 :汽缸 58 :活塞 60 :移動構件 1〇〇 :液處理裝置 1 〇 1 :控制器 -24 (21) (21)1362695
1 ο 2 :使用者介面 103 :記憶部 1 1 〇 :氧化膜 W :晶圓 -25

Claims (1)

  1. (1) 1362695 十、申請專利範圍 1. —種液處理裝置，係爲一面將被形成有膜之基板 旋轉，一面在膜上供給將此膜溶解之處理液，而將膜平坦 化之液處理裝置，其特徵爲，具備有： 將基板水平且可旋轉地作保持之基板保持部；和 使前述基板保持部旋轉之旋轉機構；和 對基板之表面供給處理液之液供給機構， Φ 前述液供給機構，係具備有交互吐出相同之處理液的 第1液吐出噴嘴以及第2液吐出噴嘴， 前述第1液吐出噴嘴，係爲較前述第2液吐出噴嘴更 爲小口徑而相對之吐出流量爲較小，且係以對基板之旋轉 方向吐出處理液之方式而傾斜，並進而可在基板之中心與 周圍邊緣之間移動。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之液處理裝置，其 中，係更進而具備有： • 檢測出前述膜之膜厚的膜厚感測器；和 根據前述膜厚感測器所檢測出之膜厚’而控制前述第 1液吐出噴嘴又或是前述第2液吐出噴嘴之移動的控制機 構。 _ 3.如申請專利範圍第1項所記載之液處理裝置，其 中，前述第1液吐出噴嘴之傾斜角度係爲15〜75°。 4.如申請專利範圍第1項所記載之液處理裝置，其 中，前述第1液吐出噴嘴之口徑係爲〇·2〜2mm ’液吐出 量係爲20〜200mL/min。 -26- (2) 1362695 5. 如申請專利範圍第1項所記載之液處理裝置，其 中，前述第2液吐出噴嘴之口徑係爲3〜5mm，液吐出量 係爲 300 〜200〇mL/min。 6. 如申請專利範圍第1項所記載之液處理裝置，其 中，前述第1液吐出噴嘴與前述第2液吐出噴嘴係被一體 地設置。 7. —種液處理裝置，係爲一面將被形成有膜之基板 φ 旋轉，一面在膜上供給將此膜溶解之處理液，而將膜平坦 化之液處理裝置，其特徵爲，具備有： 將基板水平且可旋轉地作保持之基板保持部；和 使前述基板保持部旋轉之旋轉機構；和 對基板之表面供給處理液以及純水之液供給機構， 前述液供給機構，係具備有可交互在相同之處理液與 洗淨液間作切換並吐出的第1液吐出噴嘴以及第2液吐出 噴嘴， # 前述第1液吐出噴嘴，係爲較前述第2液吐出噴嘴更 爲小口徑而相對之吐出流量爲較小，且係以對基板之旋轉 方向吐出處理液之方式而傾斜，並進而可在基板之中心與 周圍邊緣之間移動。 ‘ 8.如申請專利範圍第7項所記載之液處理裝置，其 中，係更進而具備有： 檢測出前述膜之膜厚的膜厚感測器：和 根據前述膜厚感測器所檢測出之膜厚，而控制前述第 1液吐出噴嘴又或是前述第2液吐出噴嘴之移動的控制機 -27- (3) (3)1362695 構。 9. 如申請專利範圍第7項所記載之液處理裝置，其 中，前述第1液吐出噴嘴之傾斜角度係爲15〜75°。 10. 如申請專利範圍第7項所記載之液處理裝置，其 中，前述第1液吐出噴嘴之口徑係爲〇·2〜2mm，液吐出 量係爲20〜20OmL/min。 11. 如申請專利範圍第7項所記載之液處理裝置，其 中，前述第2液吐出噴嘴之口徑係爲3〜5mm，液吐出量 係爲 300 〜2000mL/min。 12. 如申請專利範圍第7項所記載之液處理裝置，其 中，前述第1液吐出噴嘴與前述第2液吐出噴嘴係被一體 地設置。 13. 一種液處理方法，係爲一面使基板旋轉，一面使 用相對上係爲小口徑而吐出流量係爲小，且以朝向基板之 旋轉方向吐出處理液之方式而傾斜的第1液吐出噴嘴，以 及相對上係爲大口徑而吐出流量係爲大之第2液吐出噴嘴 ，來藉由特定之處理液而將被形成於基板上之膜溶解的液 處理方法，其特徵爲，具備有： 一面使前述第1噴嘴在基板之徑方向移動，一面吐出 前述處理液，而將前述膜之厚度均勻化之步驟；和 於其後，在從第2液吐出噴嘴而對前述膜供給前述處 理液以確保膜厚之均勻性的狀態下，進而使前述膜溶解直 到使其成爲特定之厚度爲止的步驟。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項所記載之液處理方法， -28- (4) 1362695 其中，係更進而具備有： 在前述基板之徑方向的複數點處’檢測出前述膜之膜 厚的工程， 因應藉由此所檢測出的前述膜之膜厚分布（Profile ) 而移動前述第1噴嘴。 15.如申請專利範圍第1 3項所記載之液處理方法’ 其中，前述第1液吐出噴嘴之傾斜角度係爲15〜75°。 φ 16.如申請專利範圍第13項所記載之液處理方法， 其中，前述第1液吐出噴嘴之口徑係爲〇·2〜2mm ’液吐 出量係爲20〜200mL/min。 1 7 .如申請專利範圍第1 3項所記載之液處理方法， 其中，前述第2液吐出噴嘴之口徑係爲3〜5mm，液吐出 量係爲 3 00 〜2000mL/min。 1 8 .如申請專利範圍第1 3項所記載之液處理方法， 其中，基板之旋轉數係爲1〇〇〜lOOOrpm。 • 19. 一種液處理方法，係爲一面使基板旋轉，一面使 用相對上係爲小口徑而吐出流量係爲小，且以朝向基板之 旋轉方向吐出處理液之方式而傾斜的第1液吐出噴嘴，以 及相對上係爲大口徑而吐出流量係爲大之第2液吐出噴嘴 來藉由特定之處理液而將被形成於基板上之具有中心部 爲薄而周圍邊緣部爲厚之膜厚分布的膜溶解的液處理方法 ，其特徵爲，具備有： 因應於前述膜之膜厚分布，而一面使前述第1噴嘴從 膜的周圍邊緣朝向中心又或是從中心朝向周圍邊緣而移動 -29- (5) 1362695 ’ 一面吐出前述處理液，而將前述膜之厚度均勻化 :和 於其後，在從第2液吐出噴嘴而對前述膜供給 理液以確保膜厚之均勻性的狀態下，進而使前述膜 到使其成爲特定之厚度爲止的步驟；和 於其後，從前述第2液吐出噴嘴而對前述膜供 液並使前述處理液所致之溶解停止的步驟。 φ 20.如申請專利範圍第19項所記載之液處理 其中，前述第1液吐出噴嘴之傾斜角度係爲15〜75 2 1 .如申請專利範圍第1 9項所記載之液處理 其中，前述第1液吐出噴嘴之口徑係爲0.2〜2mm 出量係爲20〜200mL/min。 22.如申請專利範圍第19項所記載之液處理 其中，前述第2液吐出噴嘴之口徑係爲3〜5mm， 量係爲 300 〜2000mL/min。 # 2 3 .如申請專利範圍第1 9項所記載之液處理 其中，基板之旋轉數係爲1〇〇〜1〇〇〇 rpm。 24. —種液處理方法，係爲一面使基板旋轉， 用相對上係爲小口徑而吐出流量係爲小，且以朝向 '旋轉方向吐出處理液之方式而傾斜的第1液吐出噴 及相對上係爲大口徑而吐出流量係爲大之第2液吐 ，來藉由特定之處理液而將被形成於基板上之具有 爲厚而周圍邊緣部爲薄之膜厚分布的膜溶解的液處 ，其特徵爲，具備有： 之步驟 前述處 溶解直 給洗淨 方法， > 〇 方法， ，液吐 方法， 液吐出 方法， 一面使 基板之 嘴，以 出噴嘴 中心部 理方法 -30- (6) 1362695 使前述第2液吐出噴嘴位置於前述膜的中心， 處吐出前述處理液，而將前述膜之全體溶解爲同等 之步驟；和 因應於前述膜之膜厚分布，而使前述第1液吐 一面從前述膜之周圍邊緣朝向中心移動，一面吐出 •而依序停止溶解，以將前述膜之厚度均勻化的步驟 25. 如申請專利範圍第24項所記載之液處理 φ 其中，係更進而具備有： 在前述均勻化工程之後，使前述第2液吐出噴 於基板之中心，而供給洗淨液的洗淨工程。 26. 如申請專利範圍第24項所記載之液處理 其中，前述第1液吐出噴嘴之傾斜角度係爲15〜75 27. 如申請專利範圍第24項所記載之液處理 其中，前述第1液吐出噴嘴之口徑係爲0.2〜2mm 出量係爲20〜200mL/mine # 2 8 .如申請專利範圍第24項所記載之液處理 其中，前述第2液吐出噴嘴之口徑係爲3〜5mm， 量係爲 300 〜2000mL/min。 29. 如申請專利範圍第24項所記載之液處理 其中，基板之旋轉數係爲100〜lOOOrpm。 30. —種記億媒體，係爲被記憶有在電腦上動 制液處理裝置之程式的記憶媒體，其特徵爲： 前述程式，在實行時，係於電腦控制前述液處 ，以使其進行一種液處理方法， 並於此 的厚度 出噴嘴 洗淨液 方法， 嘴位置 方法， 〇 0 方法， ，液吐 方法， 液吐出 方法， 作並控 理裝置 -31 - (7) 1362695 該液處理方法，係爲一種一面使基板旋轉，一面使用 相對上係爲小口徑而吐出流量係爲小，且以朝向基板之旋 轉方向吐出處理液之方式而傾斜的第1液吐出噴嘴，以及 相對上係爲大口徑而吐出流量係爲大之第2液吐出噴嘴， 來藉由特定之處理液而將被形成於基板上之膜溶解的液處 理方法，並具備有： 一面使前述第1噴嘴在基板之徑方向移動，一面吐出 φ 前述處理液，而將前述膜之厚度均勻化之步驟；和 於其後，在從第2液吐出噴嘴而對前述膜供給前述處 理液以確保膜厚之均勻性的狀態下，進而使前述膜溶解直 到使其成爲特定之厚度爲止的步驟。 Ί 3 1 . —種記憶媒體，係爲被記億有在電腦上動作並控 制液處理裝置之程式的記憶媒體，其特徵爲： 前述程式，在實行時，係於電腦控制前述液處理裝置 ，以使其進行一種液處理方法， • 該液處理方法，係爲一種一面使基板旋轉，一面使用 相對上係爲小口徑而吐出流量係爲小，且以朝向基板之旋 轉方向吐出處理液之方式而傾斜的第1液吐出噴嘴，以及 相對上係爲大口徑而吐出流量係爲大之第2液吐出噴嘴， ' 來藉由特定之處理液而將被形成於基板上之具有中心部爲 薄而周圍邊緣部爲厚之膜厚分布的膜溶解的液處理方法， 並具備有： 因應於前述膜之膜厚分布，而一面使前述第1噴嘴從 膜的周圍邊緣朝向中心又或是從中心朝向周圍邊緣而移動 -32- (8) 1362695 ’ 一面吐出前述處理液，而將前述膜之厚度均勻 :和 於其後，在從第2液吐出噴嘴而對前述膜供 理液以確保膜厚之均勻性的狀態下，進而使前述 到使其成爲特定之厚度爲止的步驟；和 於其後，從前述第2液吐出噴嘴而對前述膜 液並使前述處理液所致之溶解停止的步驟。 32.—種記憶媒體，係爲被記憶有在電腦上 制液處理裝置之程式的記憶媒體，其特徵爲： 前述程式，在實行時，係於電腦控制前述液 ，以使其進行一種液處理方法， 該液處理方法，係爲一面使基板旋轉，一面 上係爲小口徑而吐出流量係爲小，且以朝向基板 向吐出處理液之方式而傾斜的第1液吐出噴嘴， 上係爲大口徑而吐出流量係爲大之第2液吐出噴 由特定之處理液而將被形成於基板上之具有中心 周圍邊緣部爲薄之膜厚分布的膜溶解的液處理方 備有： 使前述第2液吐出噴嘴位置於前述膜的中心 處吐出前述處理液，而將前述膜之全體溶解爲同 之步驟；和 因應於前述膜之膜厚分布，而使前述第1液 一面從前述膜之周圍邊緣朝向中心移動，一面吐 而依序停止溶解，以將前述膜之厚度均勻化的步$ 化之步驟 給前述處 膜溶解直 供給洗淨 動作並控 處理裝置 使用相對 之旋轉方 以及相對 嘴，來藉 部爲厚而 法，並具 ，並於此 等的厚度 吐出噴嘴 出洗淨液 -33-
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