TWI569321B - 基板處理方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種用以處理基板之基板處理方法。以成為處理對象的基板而言,可包括例如半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、FED(Field Emission Display;場效發射顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等。
在半導體裝置或液晶顯示裝置等製造步驟中,將作為蝕刻液之高溫的磷酸水溶液供給至形成有氮化矽(SiN)膜與氧化矽(SiO2)膜的基板的表面,並因應需要進行用以選擇性地去除氮化矽膜之蝕刻處理。日本特開2012-074601號公報係揭示有一種發明,係將沸點附近的磷酸水溶液供給至被自轉夾盤(spin chuck)所保持的基板後,以純水沖洗基板上的磷酸水溶液。
供給至基板的磷酸水溶液通常係含有矽。只要矽濃度在適當的範圍內,即可提高蝕刻的選擇比(氮化矽膜的蝕刻量/氧化矽膜的蝕刻量)。然而,當在供給高溫的磷酸水溶液後再將室溫的純水供給至基板時,基板上的磷酸水溶液的溫度會下降,矽的飽和濃度會降低。因此,磷酸水溶液
中的矽濃度變成飽和濃度以上,故矽從磷酸水溶液析出。含有該矽的析出物係殘留於基板的上表面而污染基板。
本發明的目的之一在於減少以清洗(rinse)液沖洗磷酸水溶液時從磷酸水溶液析出的析出物的量。
本發明的實施形態之一係提供一種基板處理方法,包含有:磷酸處理步驟,係包含有將含有矽的磷酸水溶液供給至基板的表面之步驟,並一邊於基板的表面形成具有未滿飽和濃度的矽濃度的磷酸水溶液的液膜,一邊處理該基板的表面;液量減少步驟,係在前述磷酸處理步驟後,使基板上的磷酸水溶液的量減少;以及清洗置換步驟,係在前述液量減少步驟後,將比在前述磷酸處理步驟中形成於基板的表面的磷酸水溶液的液膜還低溫的清洗液供給至前述基板的表面,並以清洗液置換基板的表面上的磷酸水溶液。
依據此方法,一邊以具有未滿飽和濃度的矽濃度的磷酸水溶液於基板的表面形成液膜,一邊處理基板的表面。之後,從基板排出磷酸水溶液。藉此,減少基板上的磷酸水溶液的量。因此,亦減少殘留於基板的表面的矽的量。使基板上的磷酸水溶液的量減少後,對基板的表面供給清洗液。藉此,以清洗液置換基板的表面上的磷酸水溶液。
當在基板的表面形成有磷酸水溶液的液膜的狀態下將比該液膜的磷酸水溶液還低溫的清洗液供給至基板時,基板上的液膜的磷酸水溶液的溫度會降低。因此,會有磷酸水溶液的液膜中的矽濃度變成飽和濃度以上且磷酸水溶液
所含有的矽的一部分析出之情形。然而,由於在供給清洗液前使基板上之磷酸水溶液所含有的矽的量減少,因此即使矽析出,其總量亦減少。因此,能抑制或防止含有矽的析出物污染基板。
在前述清洗置換步驟中供給至基板的表面的清洗液的溫度係可比在前述磷酸處理步驟中形成於基板的表面的磷酸水溶液的液膜還低,且比室溫還高。
依據此方法,將比室溫還高溫的清洗液供給至基板的表面的磷酸水溶液的液膜。當在基板的表面形成有磷酸水溶液的液膜的狀態下將比磷酸水溶液的液膜還低溫的清洗液供給至基板時,基板上的磷酸水溶液的溫度會降低。然而,由於清洗液的溫度比室溫還高,因此減少磷酸水溶液的溫度降低量。藉此,由於減少磷酸水溶液的矽的飽和濃度的降低量,因此能抑制或防止因為清洗液的供給導致矽從磷酸水溶液析出。
前述基板處理方法亦可進一步包含有:第一濃度維持步驟,直至前述液量減少步驟結束為止,將基板上的磷酸水溶液的液膜中的矽濃度維持在未滿飽和溫度。
依據此方法,一邊於基板的表面形成具有未滿飽和濃度的矽濃度的磷酸水溶液的液膜,一邊處理基板的表面。之後,從基板排出磷酸水溶液。基板上的磷酸水溶液的液膜中的矽濃度係在磷酸水溶液的供給開始後直至磷酸水溶液的排出結束為止皆維持在未滿飽和濃度。因此,能抑制或防止此期間中矽析出而污染基板。
在使基板繞著通過基板之鉛直線旋轉藉此將磷酸水溶液從基板排出之情形中,基板上的磷酸水溶液的溫度會因為基板旋轉而降低。在此情形中,第一濃度維持步驟亦可包含有下述步驟:以基板上的磷酸水溶液的液膜中的矽濃度維持在未滿飽和濃度的旋轉速度使基板旋轉。第一濃度維持步驟亦可包含有下述步驟:將即使矽的飽和濃度會因為磷酸水溶液的溫度降低而降低但磷酸水溶液的液膜中的矽濃度不會變成飽和濃度以上之溫度的磷酸水溶液供給至基板的表面。
前述基板處理方法亦可進一步包含有:第二濃度維持步驟,係在前述清洗置換步驟中直至清洗液的供給結束為止,將基板上的液體中的矽濃度維持在未滿飽和濃度。
依據此方法,一邊於基板的表面形成具有未滿飽和濃度的矽濃度的磷酸水溶液的液膜,一邊處理基板的表面。清洗液係在基板上的磷酸水溶液的量減少後供給至基板的表面。基板上的磷酸水溶液的液膜中的矽濃度係從磷酸處理步驟中直至清洗液的供給結束為止皆維持在未滿飽和濃度。因此,能抑制或防止此期間中矽析出而污染基板。
第二濃度維持步驟亦可包含下述步驟中的至少一個步驟:在前述清洗置換步驟中直至清洗液的供給結束為止,將基板上的液體中的矽濃度維持在未滿飽和濃度之溫度的清洗液供給至基板的表面之步驟;以及在前述清洗置換步驟中直至清洗液的供給結束為止,將基板上的液體中之含有矽濃度維持在未滿飽和濃度之濃度的矽的磷酸水溶液供
給至基板的表面之步驟。
前述磷酸處理步驟亦可包含有下述步驟:將磷酸水溶液供給至基板的表面,藉此形成覆蓋基板的表面整體之磷酸水溶液的液膜。前述液量減少步驟亦可包含有下述步驟:一邊維持覆蓋基板的表面整體之磷酸水溶液的液膜,一邊使基板上的磷酸水溶液的量減少。
依據此方法,形成覆蓋基板的表面整體之磷酸水溶液的液膜。之後,直至磷酸水溶液的排出結束為止,維持基板的表面整體被磷酸水溶液覆蓋的狀態。亦即,當逐漸減少覆蓋基板的表面整體之磷酸水溶液的液膜的厚度使基板的表面的一部分露出時,會有於基板產生微粒容易附著或者產生水漬(watermark)等處理不良之情形。因此,藉由維持基板的表面整體被磷酸水溶液覆蓋之狀態,能抑制或防止處理不良的產生。
前述基板處理方法亦可進一步包含有:預濕(prewet)步驟,係於前述磷酸處理步驟前,將預濕液供給至基板的表面。前述磷酸處理步驟亦可包含有下述步驟:將磷酸水溶液供給至至少一部分被預濕液覆蓋的基板的表面。
在基板的溫度比磷酸水溶液的溫度還低之情形中,於磷酸水溶液的供給開始時著液至基板的磷酸水溶液的溫度會降低。由於隨著經過某種程度的時間基板會變溫,因此磷酸水溶液的溫度的降低量會減少。依據此方法,對被預濕液覆蓋的基板的表面供給磷酸水溶液。磷酸水溶液係在基板上與預濕液彼此混合。亦即,磷酸水溶液的供給開始
時著液至基板的磷酸水溶液係被預濕液稀釋。藉此,矽濃度降低。因此,即使矽的飽和濃度隨著磷酸水溶液的溫度降低而降低,矽濃度亦不易變成飽和濃度以上。因此,能抑制或防止矽的析出。或者,能降低矽的析出量。
在前述預濕步驟中供給至基板的預濕液的溫度亦可比室溫還高。
依據此方法,對被比室溫還高的預濕液覆蓋的基板的表面供給磷酸水溶液。由於預濕液的溫度比室溫還高,因此磷酸水溶液的供給開始時著液至基板的磷酸水溶液的溫度的降低量係減少。藉此,矽的飽和濃度的降低量係減少。因此,矽濃度不易變成飽和濃度以上。
前述磷酸處理步驟亦可包含有下述步驟:將溫度在沸點附近的磷酸水溶液供給至基板的表面。在前述清洗置換步驟中供給至基板的清洗液的沸點亦可比在前述磷酸處理步驟中供給至基板的磷酸水溶液的沸點還低。
依據此方法,將溫度為沸點附近的磷酸水溶液供給至基板的表面。由於磷酸水溶液的沸點比清洗液的沸點還高,因此即使將加熱至沸點附近的清洗液供給至基板,基板上的磷酸水溶液的溫度仍然會降低。即使在此種情形中,亦能藉由減少基板上的磷酸水溶液的量來抑制或防止矽的析出。或者,能降低矽的析出量。藉此,能抑制或防止含有矽的析出物污染基板。
前述基板處理方法亦可進一步包含有:加熱步驟,係與前述磷酸處理步驟並行,將基板上的磷酸水溶液予以加
熱。
依據此方法,能將基板上的磷酸水溶液維持至比室溫還高的預定溫度。因此,能將矽濃度維持在未滿飽和濃度,而能維持高的基板處理效率(高的蝕刻速率等)。
本發明的前述以及其他目的、特徵及功效,參照圖式並藉由下述的實施形態的說明將更明瞭。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制裝置
4‧‧‧腔室
5‧‧‧自轉夾盤
9‧‧‧罩
9a‧‧‧上端部
11‧‧‧隔壁
12‧‧‧風扇過濾器單元(FFU)
13‧‧‧排氣導管
14‧‧‧自轉基座
15‧‧‧夾盤銷
16‧‧‧自轉軸
17‧‧‧自轉馬達
18‧‧‧磷酸噴嘴
19‧‧‧磷酸配管
20‧‧‧磷酸閥
21‧‧‧溫度調節器
22‧‧‧噴嘴臂
23、27‧‧‧噴嘴移動單元
24‧‧‧SC1噴嘴
25‧‧‧SC1配管
26‧‧‧SC1閥
28、38‧‧‧清洗液噴嘴
29、39‧‧‧清洗液配管
30、40‧‧‧清洗液閥
31‧‧‧紅外線加熱器
32‧‧‧加熱器臂
33‧‧‧加熱器移動單元
34‧‧‧紅外線燈
35‧‧‧燈罩
41‧‧‧溫度調節器
A1‧‧‧旋轉軸線
A2、A3‧‧‧轉動軸線
W‧‧‧基板
圖1係水平地觀視本發明的實施形態之一的基板處理裝置所具有的處理單元的內部之示意圖。
圖2係顯示沿著圖1所示的Ⅱ-Ⅱ線之處理單元的剖面之示意圖。
圖3係用以說明處理單元所進行的基板處理的一例之步驟圖。
圖4A係顯示執行磷酸處理步驟時的基板狀態之示意圖。
圖4B係顯示執行液量減少步驟時的基板狀態之示意圖。
圖4C係顯示執行第一清洗置換步驟時的基板狀態之示意圖。
圖5係顯示磷酸處理步驟、液量減少步驟以及第一清洗置換步驟的各步驟中的液量等之表。
圖6係顯示在使磷酸水溶液的量減少後供給室溫的純水後,測量乾燥後附著於基板的上表面的微粒的數量及位置時的測量結果之圖。
圖7係顯示磷酸水溶液的溫度與矽濃度的關係之圖表。
圖8係顯示磷酸水溶液的溫度與矽濃度的關係之表。
圖1係水平地觀視本發明的實施形態之一的基板處理裝置1所具有的處理單元2的內部之示意圖。
基板處理裝置1為用以逐片處理半導體晶圓等圓板狀的基板W之葉片式的裝置。基板處理裝置1係包含有:處理單元2,係使用處理液或處理氣體等處理流體來處理基板W;搬運機器人(未圖示),係將基板W搬運至處理單元2;以及控制裝置3,係控制基板處理裝置1。
如圖1所示,處理單元2係包含有:箱形的腔室(chamber)4,係具有內部空間;自轉夾盤5,係在腔室4內將基板W水平地保持,並使基板W繞著通過基板W中心的鉛直的旋轉軸線A1旋轉;複數個噴嘴,係將處理液供給至基板W;筒狀的罩(cup)9,係圍繞自轉夾盤5;以及紅外線加熱器31,係將基板W予以加熱。
如圖1所示,腔室4係包含有:箱形的隔壁11,係收容自轉夾盤5等;作為送風單元的風扇過濾器單元12(以下簡稱為FFU12),係將清淨空氣(經過過濾器過濾的空氣)從隔壁11的上部輸送至隔壁11內;以及排氣導管13,係從罩9的底部將腔室4內的氣體排出。FFU12係配置於隔壁11的上方。FFU12係從隔壁11的頂部朝下地將清淨空氣輸送至腔室4內。排氣導管13係連接至罩9的底部,並將腔
室4內的氣體導引至設置有基板處理裝置1的工廠中所設置的排氣設備。因此,藉由FFU12以及排氣導管13形成從上方朝下方流動於腔室4內的降流(down flow)(下降流)。基板W的處理係在腔室4內形成有降流之狀態下進行。
如圖1所示,自轉夾盤5係包含有:圓板狀的自轉基座(spin base)14,係以水平的姿勢保持;複數個夾盤銷(chuck pin)15,係在自轉基座14的上方以水平的姿勢保持基板W;自轉軸16,係從自轉基座14的中央部延伸至下方;以及作為基板旋轉單元的自轉馬達17,係使自轉軸16旋轉,藉此使基板W及自轉基座14繞著旋轉軸線A1旋轉。自轉夾盤5並未限定於用以使複數個夾盤銷15接觸至基板W的周端面之夾持式的夾盤,亦可為用以使屬於非器件(device)形成面之基板W的背面(下表面)吸付於自轉基座14的上表面藉此將基板W水平地保持之真空式的夾盤。
如圖1所示,罩9係配置於比被自轉夾盤5保持的基板W還外側(遠離旋轉軸線A1的方向)。罩9係圍繞自轉基座14。當在自轉夾盤5使基板W旋轉的狀態下將處理液供給至基板W時,供給至基板W的處理液係被甩出至基板W的周圍。在處理液供給至基板W時,朝上方開口之罩9的上端部9a係配置於比自轉基座14還上方。因此,被排出至基板W周圍的藥液或清洗液等處理液係被罩9接住。接著,被罩9接住的處理液係被輸送到未圖示的回收裝置或排液裝置。
如圖1所示,處理單元2係包含有:磷酸噴嘴18,係朝被自轉夾盤5保持的基板W噴出磷酸水溶液;磷酸配管19,係將磷酸水溶液供給至磷酸噴嘴18;磷酸閥20,係用以切換從磷酸配管19朝磷酸噴嘴18之磷酸水溶液的供給及停止供給;以及溫度調節器21,係使供給至磷酸噴嘴18的磷酸水溶液的溫度上升達至比室溫(20℃至30℃範圍內的預定溫度)還高的溫度。
當磷酸閥20開啟時,藉由溫度調節器21進行溫度調節的磷酸水溶液係從磷酸配管19供給至磷酸噴嘴18,並從磷酸噴嘴18噴出。溫度調節器21係將磷酸水溶液的溫度維持在例如80℃至215℃的範圍內的一定溫度。藉由溫度調節器21所調節的磷酸水溶液的溫度亦可為其濃度中的沸點,或者亦可為未滿沸點的溫度。
磷酸水溶液係以磷酸(H3PO4)作為主成分之水溶液。磷酸的濃度係例如為50%至100%的範圍,較佳為90%前後。磷酸水溶液的沸點雖然因為磷酸的濃度而不同,但概略在140℃至195℃的範圍。磷酸水溶液係含有矽。矽濃度係例如15ppm至150ppm,較佳為40ppm至60ppm。磷酸水溶液所含有的矽係可為矽單體或矽化合物,亦可為矽單體及矽化合物兩者。此外,磷酸水溶液所含有的矽係可為藉由磷酸水溶液的供給而從基板W溶出的矽,亦可為添加至磷酸水溶液的矽。從圖7所示的飽和濃度曲線可知,矽的飽和濃度係隨著磷酸水溶液的溫度而變化。矽濃度及磷酸水溶液的溫度係以矽濃度變成未滿飽和濃度之方式調整。
如圖1所示,處理單元2係包含有:噴嘴臂(nozzle arm)22,係於前端部安裝有磷酸噴嘴18;以及噴嘴移動單元23,係使噴嘴臂22在自轉夾盤5的周圍繞著延伸於上下方向的轉動軸線A2轉動,並使噴嘴臂22沿著轉動軸線A2上下移動,藉此使磷酸噴嘴18水平及鉛直地移動。噴嘴移動單元23係使磷酸噴嘴18於用以將從磷酸噴嘴18噴出的磷酸水溶液供給至基板W的上表面之處理位置與平面觀視中磷酸噴嘴18退避至基板W的周圍之退避位置之間水平地移動。
如圖1所示,處理單元2係包含有:SC1(包含有NH4OH與H2O2的混合液)噴嘴24,係朝被自轉夾盤5所保持的基板W噴出SC1;SC1配管25,係將SC1供給至SC1噴嘴24;SC1閥26,係用以切換從SC1配管25朝SC1噴嘴24之SC1的供給及停止供給;以及噴嘴移動單元27,係使SC1噴嘴24水平及鉛直地移動。當SC1閥26開啟時,從SC1配管25供給至SC1噴嘴24的SC1係從SC1噴嘴24噴出。噴嘴移動單元27係使SC1噴嘴24於用以將從SC1噴嘴24噴出的SC1供給至基板W的上表面之處理位置與平面觀視中SC1噴嘴24退避至基板W的周圍之退避位置之間水平地移動。
如圖1所示,處理單元2係包含有:清洗液噴嘴28,係朝被自轉夾盤5所保持的基板W噴出清洗液;清洗液配管29,係將清洗液供給至清洗液噴嘴28;以及清洗液閥30,係用以切換從清洗液配管29朝清洗液噴嘴28之清洗
液的供給及停止供給。
清洗液噴嘴28係用以在清洗液噴嘴28的噴出口靜止的狀態下噴出清洗液之固定噴嘴。處理單元2亦可具備有:噴嘴移動單元,係使清洗液噴嘴28移動,藉此使清洗液相對於基板W的上表面之著液位置移動。當清洗液閥30開啟時,從清洗液配管29供給至清洗液噴嘴28的清洗液係從清洗液噴嘴28朝基板W的上表面中央部噴出。
如圖1所示,處理單元2係包含有:清洗液噴嘴38,係朝被自轉夾盤5所保持的基板W噴出清洗液;清洗液配管39,係將清洗液供給至清洗液噴嘴38;清洗液閥40,係用以切換從清洗液配管39朝清洗液噴嘴38之清洗液的供給及停止供給;以及溫度調節器41,係使供給至清洗液噴嘴38的清洗液的溫度上升至比室溫還高的溫度。
清洗液噴嘴38係用以在清洗液噴嘴38的噴出口靜止的狀態下噴出清洗液之固定噴嘴。處理單元2亦可具備有:噴嘴移動單元,係使清洗液噴嘴38移動,藉此使清洗液相對於基板W的上表面之著液位置移動。當清洗液閥40開啟時,被溫度調節器41調節至比室溫還高的預定溫度(例如40℃至90℃)的清洗液係從清洗液配管39供給至清洗液噴嘴38,並從清洗液噴嘴38朝基板W的上表面中央部噴出。
從清洗液噴嘴28及清洗液噴嘴38噴出的清洗液係例如為純水(去離子水(Deionized Water))。清洗液並未限定於純水,亦可為碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水、IPA(異
丙醇(isopropyl alcohol))以及稀釋濃度(例如10ppm至100ppm)的鹽酸水的任一者。此外,係可從清洗液噴嘴28及清洗液噴嘴38噴出相同種類的清洗液,亦可從清洗液噴嘴28及清洗液噴嘴38噴出不同種類的清洗液。
如圖1所示,處理單元2係包含有:紅外線加熱器31,係將紅外線照射至基板W;加熱器臂32,係於前端部安裝有紅外線加熱器31;以及加熱器移動單元33,係使加熱器臂32移動。紅外線加熱器31係包含有:紅外線燈34,係發出紅外線;以及燈罩35,係用以收容紅外線燈34。紅外線燈34係配置於燈罩35內。
如圖2所示,平面觀之,燈罩35係比基板W還小。因此,平面觀之,配置於燈罩35內的紅外線加熱器31係比基板W還小。紅外線燈34及燈罩35係安裝至加熱器臂32。因此,紅外線燈34及燈罩35係與加熱器臂32一起移動。
紅外線燈34係包含有燈絲以及用以收容燈絲之石英管。紅外線燈34(例如鎢絲鹵素燈(halogen lamp))亦可為碳製加熱器(carbon heater),或亦可為該等以外的發熱體。燈罩35的至少一部分係以石英等之具有透光性及耐熱性之材料所形成。紅外線燈34係發出含有紅外線之光。該含有紅外線之光係透過燈罩35而從燈罩35的外表面放射,或者將燈罩35予以加熱並從其外表面放射幅射光。
如圖1所示,燈罩35係具有與基板W的上表面平行的底壁。紅外線燈34係配置於底壁的上方。底壁的下表面
係包含有與基板W的上表面平行且平坦的基板對向面。在紅外線加熱器31配置於基板W的上方的狀態下,燈罩35的基板對向面係隔著間隔於上下方向與基板W的上表面相對向。在此狀態下,當紅外線燈34發出紅外線時,紅外線係透過燈罩35的基板對向面照射至基板W的上表面。基板對向面係例如為直徑比基板W的半徑還小的圓形。基板對向面並未限定於圓形,亦可為長度方向的長度為基板W的半徑以上之矩形,或亦可為圓形及矩形以外的形狀。
如圖1所示,加熱器移動單元33係以預定高度保持紅外線加熱器31。加熱器移動單元33係使紅外線加熱器31鉛直地移動。再者,加熱器移動單元33係使加熱器臂32在自轉夾盤5的周圍繞著延伸於上下方向的轉動軸線A3轉動,藉此使紅外線加熱器31水平地移動。藉此,被紅外線等光照射而加熱的加熱區域(基板W的上表面內的一部分的區域)係在基板W的上表面內移動。如圖2所示,平面觀之,加熱器移動單元33係使加熱器臂32的前端部沿著通過基板W的中心的圓弧狀的路徑水平地移動。因此,紅外線加熱器31係在包含自轉夾盤5的上方的水平面內移動。
來自紅外線加熱器31的紅外線係照射至基板W的上表面內的加熱區域。控制裝置3係在紅外線加熱器31發光的狀態下一邊藉由自轉夾盤5使基板W旋轉,一邊藉由加熱器移動單元33使紅外線加熱器31繞著轉動軸線A3轉動。藉此,基板W的上表面係被紅外線加熱器31的加熱
區域掃描。因此,紅外線等光係被基板W的上表面以及保持於該基板W的上表面之處理液的液膜的至少一方吸收,且輻射熱係從紅外線燈34傳達至基板W。因此,在處理液等液體保持於基板W上的狀態下,當紅外線燈34發光時,基板W的溫度上升,伴隨於此,基板W上的液體的溫度亦上升。或者,基板W上的液體自身被加熱而升溫。
圖3係用以說明處理單元2所進行的基板W的處理的一例之步驟圖。以下,參照圖1及圖2。適當地參照圖3。
以下,說明下述的選擇蝕刻的例子,該選擇蝕刻係將磷酸水溶液供給至於表層形成有屬於氮化矽膜的一例之LP-SiN(Low Pressure-Silicon Nitride;低壓-氮化矽)的薄膜以及屬於氧化矽膜的一例之LP-TEOS(Low Pressure-Tetraethyl orthosilicate;低壓-四乙基矽氧烷)的薄膜之基板W(矽晶圓)的表面(器件形成面),並選擇性地蝕刻LP-SiN的薄膜。氧化矽膜並未限定於TEOS的薄膜,亦可為熱氧化膜,或亦可為矽玻璃(silicate glass)系的氧化膜。
在藉由處理單元2處理基板W時,進行用以將基板W搬入至腔室4內之搬入步驟(圖3的步驟S1)。
具體而言,控制裝置3係在全部的噴嘴從自轉夾盤5的上方退避的狀態下,使保持著基板W的搬運機器人(未圖示)的手(hand)進入至腔室4內。接著,控制裝置3係使搬運機器人將基板W載置於自轉夾盤5上,並使自轉夾盤5保持基板W。接著,控制裝置3係使搬運機器人的手從
腔室4內退避。之後,控制裝置3係使自轉夾盤5旋轉基板W。
接著,進行用以將屬於預濕液的一例之純水供給至基板W之預濕步驟(圖3的步驟S2)。
具體而言,控制裝置3係開啟清洗液閥40,使清洗液噴嘴38朝旋轉中的基板W的上表面中央部噴出已被溫度調節器41調節至溫度比室溫還高溫(例如60℃)的純水(以下亦稱為「溫水」)。從清洗液噴嘴38噴出的溫水係在著液至基板W的上表面後,沿著基板W的上表面流動至外部。因此,溫水係被供給至基板W的上表面整體,而於基板W上形成覆蓋基板W的上表面整體之溫水的液膜。當清洗液閥40開啟後經過預定時間時,控制裝置3係關閉清洗液閥40,停止純水的噴出。
接著,並行進行磷酸處理步驟(圖3的步驟S3)與加熱步驟(圖3的步驟S3);該磷酸處理步驟係一邊將屬於蝕刻液的一例之磷酸水溶液供給至基板W而於基板W的表面形成高溫的磷酸水溶液的液膜,一邊將基板W的表面予以蝕刻處理;該加熱步驟係將基板W上的磷酸水溶液予以加熱。
在磷酸處理步驟中,控制裝置3係控制噴嘴移動單元23,藉此使磷酸噴嘴18從退避位置移動至處理位置。藉此,磷酸噴嘴18係配置於基板W的上方。之後,控制裝置3係開啟磷酸閥20。藉此,溫度例如為160℃至195℃且矽濃度未滿飽和濃度的磷酸水溶液係從磷酸噴嘴18朝旋
轉中的基板W的上表面噴出。此時,控制裝置3亦可以磷酸水溶液相對於基板W的上表面的著液位置在中央部與周緣部之間移動之方式控制噴嘴移動單元23而使磷酸噴嘴18移動,亦可以使磷酸水溶液的著液位置在基板W的上表面內靜止之方式控制噴嘴移動單元23。當磷酸閥20開啟後經過預定時間時,控制裝置3係關閉磷酸閥20,使磷酸噴嘴18停止噴出磷酸水溶液。
從磷酸噴嘴18噴出的磷酸水溶液係在著液至被溫水的液膜覆蓋的基板W的上表面後,沿著基板W的上表面流動至外部。因此,基板W上的溫水的液膜係被置換成覆蓋基板W的上表面整體之磷酸水溶液的液膜。藉此,基板W的上表面係被蝕刻而選擇性地去除氮化矽膜。磷酸水溶液的液膜係具有未滿飽和濃度的矽濃度。此外,飛散至基板W周圍的磷酸水溶液係經由罩9而被導引至回收裝置。被導引至回收裝置的磷酸水溶液係再次供給至基板W。藉此,降低磷酸水溶液的使用量。
在加熱步驟中,控制裝置3係使紅外線加熱器31開始發光。之後,控制裝置3係控制加熱器移動單元33使紅外線加熱器31從退避位置移動至處理位置。此時,控制裝置3係可使紅外線加熱器31的基板對向面接觸至基板W上的磷酸水溶液的液膜,或亦可使紅外線加熱器31的基板對向面與基板W上的磷酸水溶液的液膜隔著預定距離。此外,控制裝置3亦可以紅外線相對於基板W的上表面的照射區域在中央部與周緣部之間移動之方式控制加熱器移動單元
33而使紅外線加熱器31水平地移動,亦可以使紅外線的照射區域在基板W的上表面內靜止之方式控制加熱器移動單元33。控制裝置3係在紅外線加熱器31對於基板W的加熱進行預定時間後,使紅外線加熱器31從基板W的上方退避。之後,控制裝置3係使紅外線加熱器31停止發光。
在紅外線相對於基板W的上表面之照射位置在中央部及周緣部之間往復移動之情形中,基板W係被均勻地加熱。因此,覆蓋基板W的上表面整體之磷酸水溶液的液膜亦被均勻地加熱。紅外線加熱器31對於基板W的加熱溫度係設定成磷酸水溶液的濃度中的沸點附近的溫度(100℃以上,例如在140℃至195℃內的預定溫度)。因此,基板W上的磷酸水溶液係被加熱達至其濃度中的沸點,並被維持在沸騰狀態。尤其是在紅外線加熱器31對於基板W的加熱溫度被設定成比磷酸水溶液的濃度中的沸點還高溫之情形中,基板W與磷酸水溶液的界面溫度係被維持在比沸點還高溫,從而促進基板W的蝕刻。
接著,進行用以使基板W上的磷酸水溶液的量減少之液量減少步驟(圖3的步驟S4)。
具體而言,控制裝置3係在磷酸噴嘴18停止噴出磷酸水溶液的狀態下,使基板W以預定旋轉速度旋轉預定時間。由於離心力施加至基板W上的磷酸水溶液,因此磷酸水溶液從基板W排出。磷酸噴嘴18停止供給磷酸水溶液。因此,基板W上的磷酸水溶液的量減少。因此,磷酸水溶
液的液膜的厚度減少。亦即,在基板W的上表面整體被磷酸水溶液的液膜覆蓋的狀態下,基板W上的磷酸水溶液的量係減少。
在磷酸處理步驟中的基板W的旋轉速度(磷酸處理速度)為200rpm之情形中,液量減少步驟中的基板W的旋轉速度(液量減少速度)為例如200rpm。液量減少速度係可與磷酸處理速度相等,或亦可比磷酸處理速度還大或還小。此外,以液量減少速度使基板W旋轉之時間(液量減少時間)係例如為15秒。
接著,進行用以將屬於清洗液的一例之純水供給至基板W並將基板W的表面上的磷酸水溶液置換成清洗液之第一清洗置換步驟(圖3的步驟S5)。
具體而言,控制裝置3係開啟清洗液閥40,使清洗液噴嘴38朝旋轉中的基板W的上表面中央部噴出例如60℃的溫水。從清洗液噴嘴38噴出的溫水係著液至基板W的上表面後,沿著基板W的上表面流動至外部。基板W上的磷酸水溶液的一部分係與供給至基板W的上表面的溫水混合。因此,於溫水供給初期時,於基板W上形成有含有磷酸水溶液之溫水的液膜。溫水中的磷酸水溶液的濃度係隨著時間的經過而逐漸減少。因此,當開始供給溫水後經過預定時間時,全部或者幾乎全部的磷酸水溶液係從基板W排出,基板W上的磷酸水溶液的液膜係被置換成覆蓋基板W的上表面整體之溫水的液膜。當清洗液閥40開啟後經過預定時間時,控制裝置3係關閉清洗液閥40從而
停止噴出純水。
接著,進行用以將屬於藥液的一例之SC1供給至基板W之藥液供給步驟(圖3的步驟S6)。
具體而言,控制裝置3係控制噴嘴移動單元27,藉此使SC1噴嘴24從退避位置移動至處理位置。控制裝置3係在SC1噴嘴24配置於基板W的上方後,開啟SC1閥26,使SC1噴嘴24朝旋轉中的基板W的上表面噴出SC1。控制裝置3係在該狀態下控制噴嘴移動單元27,藉此使SC1相對於基板W的上表面之著液位置於中央部與周緣部之間往復移動。接著,當SC1閥26開啟後經過預定時間時,控制裝置3係關閉SC1閥26從而停止噴出SC1。之後,控制裝置3係控制噴嘴移動單元27,藉此使SC1噴嘴24從基板W的上方退避。
從SC1噴嘴24噴出的SC1係著液至基板W的上表面後,沿著基板W的上表面流動至外部。因此,基板W上的純水係被SC1推流至外部,並排出至基板W的周圍。藉此,基板W上的純水的液膜係被置換成覆蓋基板W的上表面整體之SC1的液膜。再者,由於控制裝置3係在基板W旋轉中的狀態下使SC1相對於基板W的上表面的著液位置於中央部與周緣部之間移動,因此SC1的著液位置係通過基板W的上表面整體而掃描基板W的上表面整體。因此,從SC1噴嘴24噴出的SC1係直接被噴灑至基板W的上表面整體,故基板W的上表面整體被均勻地處理。
接著,進行用以將屬於清洗液的一例之純水供給至基
板W並將基板W上的SC1的液膜置換成純水之第二清洗置換步驟(圖3的步驟S7)。
具體而言,控制裝置3係開啟清洗液閥30,使清洗液噴嘴28朝旋轉中的基板W的上表面中央部噴出純水。藉此,基板W上的SC1係被純水推流至外部,並排出至基板W的周圍。因此,基板W上的SC1的液膜係被置換成覆蓋基板W的上表面整體之純水的液膜。接著,當清洗液閥30開啟後經過預定時間時,控制裝置3係關閉清洗液閥30從而停止噴出純水。
接著,進行用以使基板W乾燥之乾燥步驟(圖3的步驟S8)。
具體而言,控制裝置3係藉由自轉夾盤5使基板W朝旋轉方向加速,並以比第二清洗置換步驟為止的旋轉速度還快的高旋轉速度(例如500rpm至3000rpm)使基板W旋轉。藉此,大的離心力係施加至基板W上的液體,附著於基板W的液體係被甩出至基板W的周圍。如此,從基板W去除液體,使基板W乾燥。接著,當基板W的高速旋轉開始後經過預定時間時,控制裝置3係停止自轉夾盤5所為之基板W的旋轉。
接著,進行用以從腔室4內搬出基板W之搬出步驟(圖3的步驟S9)。
具體而言,控制裝置3係使自轉夾盤5解除對於基板W的保持。之後,控制裝置3係在全部的噴嘴從自轉夾盤5的上方退避的狀態下,使搬運機器人(未圖示)的手進入至
腔室4內。接著,控制裝置3係使搬運機器人的手保持自轉夾盤5上的基板W。之後,控制裝置3係使搬運機器人的手從腔室4內退避。藉此,從腔室4搬出處理完畢的基板W。
圖4A、圖4B及圖4C係分別顯示執行磷酸處理步驟、液量減少步驟以及第一清洗置換步驟時的基板W的狀態之示意圖。圖5係顯示磷酸處理步驟、液量減少步驟以及第一清洗置換步驟的各步驟中的液量等之表。
如圖4A所示,一邊以200rpm的旋轉速度使直徑300mm的基板W旋轉,一邊以1L/min的流量將磷酸水溶液供給至基板W的上表面時,假設磷酸水溶液的液膜的厚度皆為180μm時,依據「π×(基板W的半徑)2×液膜的厚度」的計算式,約13cc(12.700cc)的磷酸水溶液的液膜被保持於基板W上。該磷酸水溶液的液膜的液溫為170℃,矽濃度為40ppm。從圖7及圖8可知,此時的矽濃度為未滿飽和濃度。
如圖4B所示,於基板W的上表面整體被磷酸水溶液的液膜覆蓋後,當將基板W的旋轉速度維持於200rpm並停止供給磷酸水溶液時,於停止供給磷酸水溶液的15秒後,約11cc的磷酸水溶液從基板W排出,約2cc的磷酸水溶液殘留於基板W上。
如圖4C所示,使基板W上的磷酸水溶液的量減少後,將基板W的旋轉速度維持於200rpm並以2L/mim的流量將溫水供給至基板W的上表面時,假設溫水的液膜的厚度
皆為187μm時,依據前述的計算式,約13cc(13.200cc)的溫水保持於基板W上。
於停止供給磷酸水溶液的15秒後,約2cc的磷酸水溶液殘留於基板W上。在磷酸水溶液中的矽濃度為40ppm的情形中,依據「磷酸水溶液的體積(2cc×10-6)×磷酸水溶液的密度(1.62×106g/m3)×矽濃度(40ppm×10-6)」的計算式,於停止供給磷酸水溶液的15秒後(液量減少步驟結束後),0.0001296g(參照圖5)的矽殘留於基板W上。
假設2cc的磷酸水溶液與13.2cc的溫水在基板W上彼此混合時,依據「矽的質量(0.0001296g)/{磷酸水溶液的體積(2cc×10-6)×磷酸水溶液的密度(1.62×106g/m3)+(溫水的體積(13.2cc×10-6)×溫水的密度(1.00×106g/m3))}」的計算式,基板W上的液體中的矽濃度變成約7.883ppm(參照圖5)。
如圖5的液量減少步驟的欄位所示,在將矽濃度為40ppm且溫度為170℃的磷酸水溶液供給至基板W後再使磷酸水溶液的量減少之情形中,基板W上的磷酸水溶液的溫度為約120℃,基板W上的磷酸水溶液中的矽濃度為40ppm。由圖7及圖8可知,此時的矽濃度為飽和濃度以上。
雖未圖示,在將矽濃度為40ppm且溫度為180℃的磷酸水溶液供給至基板W後再使磷酸水溶液的量減少之情形中,基板W上的磷酸水溶液的溫度為約130℃,基板W上的磷酸水溶液中的矽濃度為40ppm。由圖7及圖8可知,
此時的矽濃度為未滿飽和濃度。
在約120℃的磷酸水溶液在基板W上殘留2cc的狀態下將溫度為25℃的純水供給至基板W的情形中,如圖5的清洗置換步驟的欄位所示,純水遍布至基板W的上表面整體時的基板W上的液體(以純水稀釋的磷酸水溶液)的溫度為約25℃,基板W上的液體(以純水稀釋的磷酸水溶液)中的矽濃度為8ppm。
將磷酸水溶液供給至基板W後,當將比磷酸水溶液還低溫的純水供給至基板W時,由於基板W上的磷酸水溶液的溫度降低,因此會有磷酸水溶液中的矽濃度變成飽和濃度以上,而使磷酸水溶液所含有的矽的一部分析出之情形。然而,由於在供給純水前使基板W上之磷酸水溶液所含有的矽的量減少,因此從基板W上的磷酸水溶液析出的矽的量較少。
圖6係顯示使磷酸水溶液的量減少後再供給室溫的純水後,測量附著於乾燥後的基板W的上表面之直徑32nm以上的微粒的數量及位置時的測量結果之圖。在圖6中,白色的圓係顯示基板W的輪廓線,其中的白色的點係顯示微粒。點的大小與微粒的大小無關。
如圖6所示,在已使磷酸水溶液的量減少之情形中,直徑32nm以上的微粒的數量為33個。另一方面,在未使磷酸水溶液的量減少之情形中,直徑32nm以上的微粒的數量為千個以上。因此,確認到在供給純水前使磷酸水溶液的量減少,藉此能大幅地使微粒的數量減少。
如前述,在約120℃的磷酸水溶液於基板W上殘留2cc的狀態下將溫度25℃的純水供給至基板W之情形中,純水遍布至基板W的上表面整體時的基板W上的液體(以純水稀釋的磷酸水溶液)的溫度為約25℃。亦即,在使磷酸水溶液的量減少後再供給純水時,基板W上的磷酸水溶液的溫度係變成與供給至基板W的純水的溫度大致相等。
在約120℃的磷酸水溶液於基板W上殘留2cc的狀態下將溫度60℃的純水供給至基板W之情形中,純水遍布至基板W的上表面整體時的基板W上的液體(以純水稀釋的磷酸水溶液)的溫度為約60℃,基板W上的液體(以純水稀釋的磷酸水溶液)中的矽濃度為8ppm(參照圖5)。由圖7及圖8可知,此時的矽濃度為未滿飽和濃度。
將純水供給至基板W時的基板W上的液體(以純水稀釋的磷酸水溶液)中的矽濃度係在純水供給初期時最高,並隨著時間經過而逐漸減少。矽濃度係在最後變成零或大致為零。因此,只要將純水供給初期中的矽飽和濃度設成比矽濃度還高,即能抑制或防止將純水供給至基板W時矽析出。藉此,能提高基板W的清淨度。
在上述的本實施形態中,矽濃度未滿飽和濃度的磷酸水溶液係被供給至水平保持的基板W的上表面。之後,磷酸水溶液係從基板W排出。藉此,基板W上的磷酸水溶液的量係減少。因此,殘留於基板W的上表面的矽的量亦減少。屬於清洗液的一例之純水係於使基板W上的磷酸水溶液的量減少後,在基板W的上表面被磷酸水溶液覆蓋的
狀態下供給至基板W的上表面。藉此,基板W上的磷酸水溶液係被純水沖洗。
在基板W的上表面被磷酸水溶液覆蓋的狀態下將比磷酸水溶液還低溫的純水供給至基板W時,基板W上的磷酸水溶液的溫度係降低。因此,會有磷酸水溶液中的矽濃度係變成飽和濃度以上,且磷酸水溶液所含有的矽的一部分析出之情形。然而,由於在供給純水前使基板W上的磷酸水溶液所含有的矽的量減少,因此即使矽析出,析出量亦較少。因此,能抑制或防止基板W被含有矽的析出物污染。
此外,在本實施形態中,比室溫還高溫的純水係供給至被磷酸水溶液覆蓋的基板W的上表面。在基板W的上表面被磷酸水溶液覆蓋的狀態下將比磷酸水溶液還低溫的純水供給至基板W時,基板W上的磷酸水溶液的溫度係降低。然而,由於純水的溫度比室溫還高,因此磷酸水溶液的溫度降低量係減少。藉此,由於矽飽和濃度的降低量減少,因此能抑制或防止因為純水的供給而使矽從磷酸水溶液析出。
此外,在本實施形態中,矽濃度未滿飽和濃度的磷酸水溶液係供給至基板W的上表面。之後,磷酸水溶液係從基板W排出。基板W上的磷酸水溶液中的矽濃度係在磷酸水溶液的供給開始後直至磷酸水溶液的排出結束為止皆維持在未滿飽和濃度。因此,能抑制或防止此期間中矽析出而污染基板W。
此外,在本實施形態中,矽濃度未滿飽和濃度的磷酸水溶液係供給至基板W的上表面。純水係在基板W上的磷酸水溶液的量降低後供給至基板W的上表面。基板W上的磷酸水溶液中的矽濃度係在磷酸水溶液的供給開始後直至純水的供給結束為止皆維持在未滿飽和濃度。因此,能抑制或防止此期間中矽析出而污染基板W。
此外,在本實施形態中,形成覆蓋基板W的上表面整體之磷酸水溶液的液膜。之後,直至磷酸水溶液的排出結束為止,維持基板W的上表面整體被磷酸水溶液覆蓋的狀態。亦即,當覆蓋基板W的上表面整體之磷酸水溶液的液膜的厚度逐漸減少而露出基板W的上表面的一部分時,會有於基板W產生微粒的附著或水漬的產生等處理不良。因此,維持基板W的上表面整體被磷酸水溶液覆蓋的狀態,藉此能抑制或防止處理不良的產生。
此外,在本實施形態中,於被屬於預濕液的一例之純水覆蓋的基板W的上表面供給磷酸水溶液。磷酸水溶液係在基板W上與純水混合。亦即,於開始供給磷酸水溶液時著液至基板W的磷酸水溶液係被純水稀釋。藉此,矽濃度降低。再者,由於純水的溫度比室溫還高,因此開始供給磷酸水溶液時著液至基板W的磷酸水溶液的溫度的降低量係減少。因此,即使矽的飽和濃度因為磷酸水溶液的溫度降低而降低,矽濃度亦不易變成飽和濃度以上。因此,能抑制或防止矽的析出。或者,能降低矽的析出量。
此外,在本實施形態中,於基板W的上表面供給溫度
為沸點或沸點附近的磷酸水溶液。由於磷酸水溶液的沸點比純水的沸點還高,因此即使將加熱至沸點附近的純水供給至基板W,基板W上的磷酸水溶液的溫度亦會降低。即使在此情形中,亦能藉由減少基板W上的磷酸水溶液的量來抑制或防止矽的析出。或者,能降低矽的析出量。藉此,能抑制或防止基板W被包含有矽的析出物污染。
其他實施形態
本發明並未限定於前述實施形態的內容,在本發明的範圍內可進行各種變更。
例如,雖然已說明在第一清洗置換步驟中以溫水沖洗基板W上的磷酸水溶液之情形,但亦可以溫水以外的清洗液沖洗基板W上的磷酸水溶液。例如,亦可以室溫的過氧化氫水與溫水的混合液沖洗基板W上的磷酸水溶液。此外,清洗液的溫度亦可為室溫或者比室溫還低。
此外,雖然已說明在液量減少步驟中一邊以磷酸水溶液覆蓋基板W的上表面整體一邊使磷酸水溶液的量減少之情形,但在液量減少步驟中亦可使基板W的上表面局部地露出。
雖然已說明在將磷酸水溶液供給至基板W前先以溫水濕潤基板W的上表面之情形,但亦可以溫水以外的預濕液濕潤基板W的上表面。預濕液的溫度亦可為室溫或比室溫還低。亦可於乾燥的基板W的上表面供給磷酸水溶液。
雖然已說明與磷酸處理步驟並行地以紅外線加熱器31加熱基板W上的磷酸水溶液之情形,但亦可以紅外線加
熱器31以外的熱源加熱基板W上的磷酸水溶液。此外,亦可省略熱源所為之磷酸水溶液的加熱。
雖然已說明基板處理裝置1為用以處理圓板狀的基板之裝置的情形,但基板處理裝置1亦可為用以處理多角形的基板之裝置。
雖然已說明於基板W的上表面形成磷酸水溶液的液膜並處理該上表面之情形,但只要為基板W的表面,亦可於基板W的下表面形成磷酸水溶液的液膜並處理該下表面。
雖然已說明將已預先加熱至沸點附近的磷酸水溶液供給至基板W,藉此於基板W上形成沸點附近的磷酸水溶液的液膜並予以蝕刻之情形,但亦可將比沸點還低溫的磷酸水溶液供給至基板W上以形成液膜並在基板W上將其加熱,藉此升溫至沸點附近。
亦可組合前述全部的構成中的兩者以上。
本案係與2014年8月14日於日本特許廳所申請的日本特願2014-165258號對應,且該申請案的全部內容係被援用於此。
雖然已詳細說明本發明的實施形態,但該等僅為用以明瞭本發明技術性內容的具體例,本發明並未被該等具體例狹隘地限定,本發明的精神及範圍僅被申請專利範圍所限定。
Claims (8)
- 一種基板處理方法,係包含有:磷酸處理步驟,係包含有將含有矽的磷酸水溶液供給至基板的表面之步驟,並一邊於基板的表面形成具有未滿飽和濃度的矽濃度的磷酸水溶液的液膜,一邊處理前述基板的表面;液量減少步驟,係在前述磷酸處理步驟後,使基板上的磷酸水溶液的量減少;以及清洗置換步驟,係在前述液量減少步驟後,將比在前述磷酸處理步驟中形成於基板的表面的磷酸水溶液的液膜還低溫且比室溫還高溫的清洗液供給至前述基板的表面,並以前述清洗液置換前述基板的表面上的磷酸水溶液。
- 一種基板處理方法,係包含有:磷酸處理步驟,係包含有將含有矽的磷酸水溶液供給至基板的表面之步驟,並一邊於基板的表面形成具有未滿飽和濃度的矽濃度的磷酸水溶液的液膜,一邊處理前述基板的表面;液量減少步驟,係在前述磷酸處理步驟後,使基板上的磷酸水溶液的量減少;清洗置換步驟,係在前述液量減少步驟後,將比在前述磷酸處理步驟中形成於基板的表面的磷酸水溶液的液膜還低溫的清洗液供給至前述基板的表面,並 以前述清洗液置換前述基板的表面上的磷酸水溶液;以及第一濃度維持步驟,直至前述液量減少步驟結束為止,將基板上的磷酸水溶液的液膜中的矽濃度維持在未滿飽和溫度。
- 如請求項1所記載之基板處理方法,其中進一步包含有:第二濃度維持步驟,係在前述清洗置換步驟中直至清洗液的供給結束為止,將基板上的液體中的矽濃度維持在未滿飽和濃度。
- 如請求項1所記載之基板處理方法,其中前述磷酸處理步驟係包含有下述步驟:將磷酸水溶液供給至基板的表面,藉此形成覆蓋基板的表面整體之磷酸水溶液的液膜;前述液量減少步驟係包含有下述步驟:一邊維持以磷酸水溶液的液膜覆蓋基板的表面整體之狀態,一邊使基板上的磷酸水溶液的量減少。
- 如請求項1所記載之基板處理方法,其中前述基板處理方法係進一步包含有:預濕步驟,係於前述磷酸處理步驟前,將預濕液供給至基板的表面;前述磷酸處理步驟係包含有下述步驟:將磷酸水溶液供給至至少一部分被預濕液覆蓋的基板的表面。
- 如請求項5所記載之基板處理方法,其中在前述預濕步驟中供給至基板的預濕液的溫度係比室溫還高。
- 如請求項1所記載之基板處理方法,其中前述磷酸處理步驟係包含有下述步驟:將溫度在沸點附近的磷酸水溶液供給至基板的表面;在前述清洗置換步驟中供給至基板的清洗液的沸點係比在前述磷酸處理步驟中供給至基板的磷酸水溶液的沸點還低。
- 如請求項1至7中任一項所記載之基板處理方法,其中進一步包含有:加熱步驟,係與前述磷酸處理步驟並行,將基板上的磷酸水溶液予以加熱。
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TW201909264A (zh) * | 2017-07-17 | 2019-03-01 | 美商應用材料股份有限公司 | 氮化物特徵的受控蝕刻 |
JP7045199B2 (ja) * | 2018-01-23 | 2022-03-31 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理装置および基板処理方法 |
KR102084044B1 (ko) * | 2018-12-24 | 2020-03-03 | 주식회사 세미부스터 | 인산용액 중의 실리콘 농도 분석방법 |
KR20210144741A (ko) * | 2019-04-15 | 2021-11-30 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 실리콘 웨이퍼의 에칭방법 및 에칭장치 |
JP7088120B2 (ja) * | 2019-04-15 | 2022-06-21 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハのエッチング方法 |
JP7036085B2 (ja) * | 2019-04-17 | 2022-03-15 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハのエッチング方法 |
KR102622986B1 (ko) * | 2020-12-31 | 2024-01-10 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
JP2022176640A (ja) * | 2021-05-17 | 2022-11-30 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8062955B2 (en) * | 2006-06-26 | 2011-11-22 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing method and substrate processing apparatus |
TW201220512A (en) * | 2010-09-29 | 2012-05-16 | Dainippon Screen Mfg | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
TW201421563A (zh) * | 2012-08-09 | 2014-06-01 | Shibaura Mechatronics Corp | 洗淨液產生裝置、洗淨液產生方法、基板洗淨裝置及基板洗淨方法 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3671389B2 (ja) * | 1999-12-03 | 2005-07-13 | 三菱電機株式会社 | 基板処理方法および装置 |
JP2005136439A (ja) * | 1999-12-03 | 2005-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | 基板処理方法 |
JP2002124502A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-04-26 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理方法および基板処理装置 |
US7479205B2 (en) * | 2000-09-22 | 2009-01-20 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate processing apparatus |
JP2003297802A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置及び基板処理方法 |
US8062705B2 (en) * | 2002-12-05 | 2011-11-22 | Singulus Technologies Ag | Method and apparatus for control of layer thicknesses |
JP3967677B2 (ja) * | 2002-12-25 | 2007-08-29 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 乾燥処理装置および基板処理装置 |
JP4566556B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2010-10-20 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 枚葉式薬液処理方法 |
JP4467379B2 (ja) * | 2004-08-05 | 2010-05-26 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 基板処理装置 |
JP2006239604A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Sprout Co Ltd | 基板洗浄装置およびその洗浄方法 |
JP2008103678A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-05-01 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
JP5223886B2 (ja) * | 2010-06-18 | 2013-06-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 液処理装置、液処理方法及び記憶媒体 |
JP5615650B2 (ja) * | 2010-09-28 | 2014-10-29 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 基板処理方法および基板処理装置 |
JP5813495B2 (ja) * | 2011-04-15 | 2015-11-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 液処理方法、液処理装置および記憶媒体 |
JP5931484B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-06-08 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
CN103295936B (zh) * | 2012-02-29 | 2016-01-13 | 斯克林集团公司 | 基板处理装置及基板处理方法 |
JP5898549B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2016-04-06 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
JP5894897B2 (ja) * | 2012-09-28 | 2016-03-30 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
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US20140231012A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Dainippon Screen Mfg, Co., Ltd. | Substrate processing apparatus |
-
2014
- 2014-08-14 JP JP2014165258A patent/JP6440111B2/ja active Active
-
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-
2017
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8062955B2 (en) * | 2006-06-26 | 2011-11-22 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing method and substrate processing apparatus |
TW201220512A (en) * | 2010-09-29 | 2012-05-16 | Dainippon Screen Mfg | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
TW201421563A (zh) * | 2012-08-09 | 2014-06-01 | Shibaura Mechatronics Corp | 洗淨液產生裝置、洗淨液產生方法、基板洗淨裝置及基板洗淨方法 |
Also Published As
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