專利名稱：基板處理方法以及基板處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從半導(dǎo)體晶片、液晶顯示裝置用玻璃基板、等離子顯示器用玻璃基板、FED(Field Emission Display場(chǎng)致發(fā)射顯示器)用玻璃基板、光盤用基板、磁盤用基板、光磁盤用基板、光掩模用基板等所代表的各種基板的表面除去抗蝕膜的基板處理方法以及基板處理裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置的制造工序中，包括例如對(duì)半導(dǎo)體晶片(以下，僅稱為“晶片”)的表面局部地注入磷、砷、硼等雜質(zhì)(離子)的工序。在該工序中，為了防止對(duì)不希望的部分注入離子，而在晶片的表面圖案形成由感光性樹(shù)脂構(gòu)成的抗蝕膜，從而由抗蝕膜對(duì)不希望離子注入的部分進(jìn)行掩模。在晶片的表面上圖案所形成的抗蝕膜在離子注入后就不再需要。因此，在離子注入后，進(jìn)行用于對(duì)該晶片的表面上的成為不需要的抗蝕膜進(jìn)行剝離除去的抗蝕膜除去處理。
在抗蝕膜除去處理中，例如，在灰化裝置中，晶片的表面上的抗蝕膜被灰化(ashing)而除去。然后，晶片被搬入到清洗裝置中，從晶片的表面除去灰化后的抗蝕膜殘?jiān)?聚合物)。
在灰化裝置中，例如，將收容晶片的處理室內(nèi)置做成氧氣環(huán)境，向該氧氣環(huán)境中放射微波。由此，在處理室內(nèi)產(chǎn)生氧氣的等離子體(氧等離子體)，將該氧等離子體照射在晶片的表面。其結(jié)果，晶片的表面的抗蝕膜被分解除去。
另一方面，在清洗裝置中，例如，對(duì)晶片的表面供給APM(ammonia-hydrogen peroxide mixture氨過(guò)氧化氫溶液)等的藥液，從而對(duì)晶片的表面實(shí)施利用藥液的清洗處理(抗蝕膜殘?jiān)ヌ幚?。通過(guò)該清洗處理，從而除去附著于晶片的表面的抗蝕膜殘?jiān)?br> 然而，利用等離子進(jìn)行的灰化存在這樣的問(wèn)題，即晶片表面未被抗蝕膜覆蓋的部分(例如，露出的氧化膜)會(huì)受到損傷。
因此，提出了這樣的方案取代利用等離子體進(jìn)行的灰化以及使用了APM等的藥液的清洗處理，而向晶片的表面供給硫酸和過(guò)氧化氫溶液的混合液、即SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture硫酸過(guò)氧化氫溶液)，通過(guò)該SPM所包含的過(guò)硫酸(H2SO5)的強(qiáng)氧化力，對(duì)形成于晶片表面的抗蝕膜進(jìn)行剝離除去。
但是，在進(jìn)行過(guò)離子注入(特別是高劑量的離子注入)的晶片中，由于抗蝕膜的表面已變質(zhì)(固化)，所以不能夠很好的除去抗蝕膜，或除去抗蝕膜花費(fèi)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠不給基板帶來(lái)?yè)p傷而很好地剝離(除去)離子注入時(shí)作為掩模所使用的抗蝕膜的基板處理方法以及基板處理裝置。
本發(fā)明的基板處理方法，包括混合流體供給工序，對(duì)基板的表面供給由有機(jī)溶劑和氣體混合而得到的混合流體；抗蝕膜剝離液供給工序，在該混合流體供給工序后，對(duì)基板的表面供給用于從該基板的表面剝離抗蝕膜的抗蝕膜剝離液。
根據(jù)該方法，由有機(jī)溶劑和氣體混合而生成的混合流體具有較大的能量(流體沖擊基板的表面時(shí)的物理作用以及有機(jī)溶劑的化學(xué)作用)。由此，通過(guò)對(duì)基板的表面供給該混合流體，從而即使在抗蝕膜的表面形成有固化層，也能夠?qū)⒃摴袒瘜悠茐?。并且，在將混合流體供給到基板的表面之后，通過(guò)向該基板的表面供給抗蝕膜剝離液，由于抗蝕膜表面的固化層已經(jīng)被破壞，所以能夠使向基板的表面供給的抗蝕膜剝離液，從該固化層的被破壞的部分浸透到抗蝕膜的內(nèi)部。從而，即使處理對(duì)象的基板沒(méi)有受到用于使含有固化層的抗蝕膜灰化而除去的灰化處理，也能夠通過(guò)抗蝕膜剝離液來(lái)很好地除去在該基板的表面形成的具有固化層的抗蝕膜。另外，因?yàn)椴恍枰一?，所以能夠避免由灰化?dǎo)致的損傷的問(wèn)題。
上述基板處理方法可在基板處理裝置中實(shí)施，該基板處理裝置包括基板保持機(jī)構(gòu)，其保持基板；混合流體供給機(jī)構(gòu)，其用于混合有機(jī)溶劑和氣體而生成混合流體，并將該混合流體供給到被上述基板保持機(jī)構(gòu)保持的基板的表面；抗蝕膜剝離液供給機(jī)構(gòu)，其用于對(duì)被上述基板保持機(jī)構(gòu)保持的基板的表面，供給用于從該基板的表面剝離抗蝕膜的抗蝕膜剝離液；控制單元，其用于對(duì)上述混合流體供給機(jī)構(gòu)以及上述抗蝕膜剝離液供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，在由上述混合流體供給機(jī)構(gòu)供給了混合流體之后，由上述抗蝕膜剝離液供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行抗蝕膜剝離液的供給。
優(yōu)選上述基板處理方法還包括基板旋轉(zhuǎn)工序，使基板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；液體供給工序，與上述基板旋轉(zhuǎn)工序同時(shí)進(jìn)行，來(lái)對(duì)基板的表面供給液體，上述液體供給工序與上述混合流體供給工序同時(shí)進(jìn)行。
用于實(shí)施該方法的基板處理裝置在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還包括基板旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其使被上述基板保持機(jī)構(gòu)保持的基板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；液體供給機(jī)構(gòu)，其對(duì)被上述基板保持機(jī)構(gòu)保持的基板的表面供給液體。而且，上述控制單元對(duì)上述混合流體供給機(jī)構(gòu)、上述基板旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及上述液體供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，與由上述混合流體供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行的混合流體的供給同時(shí)進(jìn)行而使基板旋轉(zhuǎn)，并使上述液體供給機(jī)構(gòu)向該基板的表面供給液體。
根據(jù)該方法，使基板旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，對(duì)旋轉(zhuǎn)著的基板的表面供給液體。由此，被供給到基板的表面液體覆蓋了基板的表面，該液體受到由該基板旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，而在基板的表面上流向基板的外側(cè)。因此，在由混合流體的供給而破壞了抗蝕膜的固化層時(shí)，該被破壞的固化層的碎片隨著在基板的表面向外側(cè)流動(dòng)液體而被從基板的表面除去。由此，能夠防止被破壞的固化層的碎片再次附著在基板的表面上。
另外，根據(jù)本發(fā)明的基板處理方法，其特征在于，優(yōu)選上述抗蝕膜剝離液含有由硫酸和過(guò)氧化氫溶液形成的混合液。
根據(jù)該方法，通過(guò)對(duì)基板的表面供給硫酸和過(guò)氧化氫溶液的混合液、即SPM，從而利用SPM所含的過(guò)氧硫酸的強(qiáng)氧化力，能夠很好地剝離在基板的表面上所形成的抗蝕膜。
根據(jù)本發(fā)明的基板處理方法，其特征在于，上述混合流體供給工序可以是供給由氣體和有機(jī)溶劑的液體生成的液滴的噴流的工序。
還有，根據(jù)本發(fā)明的基板處理方法，其特征在于，上述混合流體供給工序也可以是供給由氣體和有機(jī)溶劑的蒸汽混合而得到的混合流體的工序。
這樣一來(lái)，混合流體可以是由氣體和有機(jī)溶劑的液體構(gòu)成的液滴的噴流，也可以是由氣體和有機(jī)溶劑的蒸汽構(gòu)成的蒸汽狀的流體。由氣體和有機(jī)溶劑的液體構(gòu)成的液滴的噴流，相比由氣體和有機(jī)溶劑的蒸汽構(gòu)成的蒸汽狀的流體，具有更大的物理能量，所以能夠更好地破壞抗蝕膜的表面的固化層。另一方面，由氣體和有機(jī)溶劑的蒸汽構(gòu)成的蒸汽狀的流體，相比由氣體和有機(jī)溶劑的液體構(gòu)成的液滴的噴流，在沖擊到基板的表面時(shí)的物理的作用小，由此能夠抑制在基板的表面所形成的圖案的倒塌。還有，由氣體和有機(jī)溶劑的蒸汽構(gòu)成的蒸汽狀的流體能夠通過(guò)對(duì)基板的周圍排氣而能夠從基板的周圍迅速地排除。
此外，有機(jī)溶劑以及/或者氣體，也可以加熱到比有機(jī)溶劑的燃點(diǎn)低的溫度。這時(shí)，能夠進(jìn)一步增大混合流體具有的能量，而能夠更好地破壞抗蝕膜的表面的固化層。
本發(fā)明的基板處理裝置，其特征在于，包括基板保持機(jī)構(gòu)11，其保持基板W；混合流體供給機(jī)構(gòu)13，其用于混合有機(jī)溶劑和氣體來(lái)生成混合流體，并將該混合流體供給到被上述基板保持機(jī)構(gòu)保持的基板的表面；抗蝕膜剝離液供給機(jī)構(gòu)12，其用于對(duì)被上述基板保持機(jī)構(gòu)保持的基板的表面，供給用于從該基板的表面剝離抗蝕膜的抗蝕膜剝離液；控制機(jī)構(gòu)45，其用于對(duì)上述混合流體供給機(jī)構(gòu)以及上述抗蝕膜剝離液供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，在由上述混合流體供給機(jī)構(gòu)供給了混合流體之后，由上述抗蝕膜剝離液供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行抗蝕膜剝離液的供給。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，并能夠達(dá)成和與發(fā)明關(guān)聯(lián)敘述的效果同樣的效果。
本發(fā)明的上述或其他的目的、特征以及效果參照附圖并通過(guò)下述的實(shí)施方式的說(shuō)明而明確。


圖1是圖解性地表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的基板處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是圖1所示的二流體噴嘴的圖解性的剖視圖。
圖3是表示圖1所示的基板處理裝置的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是用于說(shuō)明圖1所示的基板處理裝置中的處理的圖。
圖5是表示抗蝕膜剝離試驗(yàn)的結(jié)果的圖表。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來(lái)詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是圖解性地表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的基板處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。該基板處理裝置是用于進(jìn)行如下處理的單張式的裝置在向例如作為基板的一個(gè)例子的半導(dǎo)體晶片W(以下，僅稱為“晶片W”)的表面注入雜質(zhì)的離子注入處理后，從該晶片W的表面剝離除去成為不需要的抗蝕膜?；逄幚硌b置具備旋轉(zhuǎn)卡盤11，其將晶片W大致水平地保持并使其旋轉(zhuǎn)；SPM噴嘴12，其用于向被該旋轉(zhuǎn)卡盤11保持的晶片W的表面(上表面)供給作為抗蝕膜剝離液的SPM；二流體噴嘴13，其用于對(duì)被旋轉(zhuǎn)卡盤11保持的晶片W的表面供給有機(jī)溶劑的液體和氮?dú)獾幕旌狭黧w；純水噴嘴30，其用于對(duì)被旋轉(zhuǎn)卡盤11保持的晶片W的表面供給純水(DIWdeionizedwater去離子水)的連續(xù)流。
旋轉(zhuǎn)卡盤11具備旋轉(zhuǎn)基座16，其被固定在通過(guò)卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14而被旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸15的上端，呈大致圓板形狀；多個(gè)夾持部件17，其以大致相等的角度間隔被設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)基座16的周緣部的多處，用于以大致水平的姿態(tài)夾持基板W。旋轉(zhuǎn)基座16被固定在通過(guò)卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14而被旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸15的上端。夾持部件17以大致相等的角度間隔被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)基座16的周緣部的多處。旋轉(zhuǎn)卡盤11在通過(guò)多個(gè)夾持部件17夾持晶片W的狀態(tài)下，通過(guò)利用卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14使旋轉(zhuǎn)軸15進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而能夠使該晶片W在保持大致水平姿態(tài)的狀態(tài)下和旋轉(zhuǎn)基座16一起圍繞旋轉(zhuǎn)軸15的中心軸線旋轉(zhuǎn)。
此外，作為旋轉(zhuǎn)卡盤11，并不僅限于這種結(jié)構(gòu)，例如也可以采用真空吸附式的真空卡盤，其通過(guò)對(duì)晶片W的背面(非器件面)進(jìn)行真空吸附，而以水平的姿勢(shì)保持基板W，進(jìn)而通過(guò)在該狀態(tài)下圍繞鉛直的軸線旋轉(zhuǎn)，而能夠使其保持著的晶片W進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。該真空卡盤通過(guò)對(duì)晶片W的背面(非器件面)進(jìn)行真空吸附，從而以水平的姿態(tài)保持晶片W，進(jìn)而通過(guò)在該狀態(tài)下圍繞鉛直的軸線旋轉(zhuǎn)，而能夠使其保持的晶片W進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
SPM噴嘴12由例如以連續(xù)流的狀態(tài)噴出SPM的直線型噴嘴構(gòu)成。在SPM噴嘴12連接有SPM供給管18。此時(shí)，從該SPM供給管18向SPM噴嘴12供給可很好地剝離晶片W表面的抗蝕膜的、約80℃以上高溫的SPM。在SPM供給管18的中途部，安裝有用于對(duì)向SPM噴嘴12供給SPM進(jìn)行控制的SPM閥19。
另外，SPM噴嘴12具有作為可對(duì)晶片W表面上的SPM的供給位置進(jìn)行變更的掃描噴嘴的基本形式。具體來(lái)說(shuō)，在旋轉(zhuǎn)卡盤11的側(cè)方，大致沿著鉛直方向配置有第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸20。SPM噴嘴12安裝在從該第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的上端部大致沿水平延伸的第一臂部21的前端部。第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸20與SPM噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22相結(jié)合，該SPM噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22使該第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸20圍繞中心軸線在規(guī)定的角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)從SPM噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22向第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸20輸入驅(qū)動(dòng)力，使第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸20圍繞其中心軸線在規(guī)定的角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而能夠在被旋轉(zhuǎn)卡盤11所保持的晶片W的上方搖動(dòng)第一臂部21。通過(guò)搖動(dòng)第一臂部21，伴隨于此，而能夠在被旋轉(zhuǎn)卡盤11保持的晶片W的表面上，使來(lái)自SPM噴嘴12的SPM的供給位置進(jìn)行掃描(移動(dòng))。
在二流體噴嘴13上，連接有有機(jī)溶劑供給管23，其供給來(lái)自有機(jī)溶劑供給源的被加壓的有機(jī)溶劑的液體；氮?dú)夤┙o管24，其供給來(lái)自氮?dú)夤┙o源的被加壓的氮?dú)?。在有機(jī)溶劑供給管23的中途部安裝有有機(jī)溶劑閥25。另一方面，在氮?dú)夤┙o管24的中途部安裝有氮?dú)忾y26。當(dāng)有機(jī)溶劑閥25以及氮?dú)忾y26被打開(kāi)時(shí)，在有機(jī)溶劑供給管23以及氮?dú)夤┙o管24分別流通著有機(jī)溶劑的液體以及氮?dú)?。有機(jī)溶劑的液體以及氮?dú)馑鼈儽还┙o到二流體噴嘴13。而且，在二流體噴嘴13中混合有機(jī)溶劑的液體和氮?dú)猓瑥亩袡C(jī)溶劑變成細(xì)微的液滴，該液滴成為噴流，被從二流體噴嘴13供給到被旋轉(zhuǎn)卡盤11所保持的晶片W的表面。
此外，作為被供給到二流體噴嘴13的有機(jī)溶劑，能夠例示出如IPA(異丙醇)、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、丙酮、環(huán)己酮或者環(huán)己烷等。
另外，在旋轉(zhuǎn)卡盤11的側(cè)方，大致沿著鉛直方向配置有第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸27。此時(shí)，二流體噴嘴13安裝在從該第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸27的上端部大致水平延伸的第二臂部28的前端部。第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸27與二流體噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)29相結(jié)合，該二流體噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)29使該第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸27圍繞中心軸線在規(guī)定的角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)從二流體噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)29向第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸27輸入驅(qū)動(dòng)力，并使第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸27圍繞其中心軸線在規(guī)定的角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能夠在被旋轉(zhuǎn)卡盤11保持的晶片W的上方搖動(dòng)第二臂部28。通過(guò)搖動(dòng)第二臂部28，伴隨于此，而能夠在被旋轉(zhuǎn)卡盤11保持的晶片W的表面上，使來(lái)自二流體噴嘴13的液滴的噴流的供給位置掃描(移動(dòng))。
純水經(jīng)由純水閥31而被供給到純水噴嘴30。
圖2是表示二流體噴嘴13的結(jié)構(gòu)的圖解性的剖視圖。二流體噴嘴13具有如所謂的外部混合型二流體噴嘴的結(jié)構(gòu)。
即，二流體噴嘴13具備殼體32。在該殼體32的前端，形成有用于向外部空間33噴出有機(jī)溶劑的有機(jī)溶劑噴出口34、和形成為包圍該有機(jī)溶劑噴出口34的環(huán)狀并用于向外部空間33噴出氮?dú)獾牡獨(dú)鈬姵隹?5。
更具體地說(shuō)，殼體32由內(nèi)側(cè)流通管36、和包圍內(nèi)側(cè)流通管36的周圍并在內(nèi)插狀態(tài)將該內(nèi)側(cè)流通管36保持為同軸的外側(cè)保持體37構(gòu)成。
內(nèi)側(cè)流通管36在其內(nèi)部具有有機(jī)溶劑流路38。該有機(jī)溶劑流路38的前端(下端)開(kāi)口而作為有機(jī)溶劑噴出口34。有機(jī)溶劑流路38的與前端相反側(cè)的上端形成有用于導(dǎo)入有機(jī)溶劑的有機(jī)溶劑導(dǎo)入口39。另外，內(nèi)側(cè)流通管36的前端部(下端部)40以及與前端相反側(cè)的上端部41分別形成為向外方突出的凸緣形狀。此時(shí)，這些凸緣形狀的前端部40以及上端部41與外側(cè)保持體37的內(nèi)表面相抵接。在前端部40以及上端部41之間，在內(nèi)側(cè)流通管36的外表面與外側(cè)保持體37的內(nèi)表面之間形成有空間42。并且，在內(nèi)側(cè)流通管36的前端部40，形成有連通空間42與外部空間33的氮?dú)饬髀?3。該氮?dú)饬髀?3的前端開(kāi)口而作為氮?dú)鈬姵隹?5。氮?dú)饬髀?3具有以越向前端側(cè)越接近內(nèi)側(cè)流通管36的中心軸線的方式傾斜的剖面形狀。
外側(cè)保持體37在其側(cè)面具有氮?dú)鈱?dǎo)入口44。該氮?dú)鈱?dǎo)入口44與在內(nèi)側(cè)流通管36的外表面與外側(cè)保持體37的內(nèi)表面之間形成的空間42相連通。
在有機(jī)溶劑導(dǎo)入口39連接著有機(jī)溶劑供給管23，在氮?dú)鈱?dǎo)入口44連接著氮?dú)夤┙o管24。并且，當(dāng)從有機(jī)溶劑供給管23向有機(jī)溶劑流路38供給有機(jī)溶劑并從氮?dú)夤┙o管24向空間42供給氮?dú)鈺r(shí)，從有機(jī)溶劑噴出口34向外部空間33噴出有機(jī)溶劑并從氮?dú)鈬姵隹?5向外部空間33噴出氮?dú)?。因此，在外部空間33中，有機(jī)溶劑和氮?dú)鉀_撞混合，有機(jī)溶劑成為微細(xì)的液滴，從而形成其液滴的噴流。
此外，二流體噴嘴13并不僅限于外部混合型二流體噴嘴的結(jié)構(gòu)，也可以具有所謂的內(nèi)部混合型二流體噴嘴的結(jié)構(gòu)。
圖3是表示該基板處理裝置的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。該基板處理裝置還具備含有微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的控制裝置45。
在控制裝置45上，作為控制對(duì)象而連接有卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14、SPM噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22、二流體噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)29、SPM閥19、有機(jī)溶劑閥25、氮?dú)忾y26以及純水閥31?？刂蒲b置45根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，對(duì)卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14、SPM噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22以及二流體噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)29的動(dòng)作進(jìn)行控制。另外，控制裝置45對(duì)SPM閥19、有機(jī)溶劑閥25、氮?dú)忾y26以及純水閥31的開(kāi)閉進(jìn)行控制。
圖4是用于說(shuō)明晶片W的處理的圖。離子注入處理后的晶片W由未圖示的搬送機(jī)械手搬入。該晶片W以將形成有抗蝕膜的表面朝向上方的狀態(tài)被保持在旋轉(zhuǎn)卡盤11上(步驟S1)。此外，處理對(duì)象的晶片W還未受到用于對(duì)抗蝕膜進(jìn)行灰化的處理。因此，在該抗蝕膜的表面形成有因離子注入而變質(zhì)的固化層。
首先，通過(guò)對(duì)卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14進(jìn)行控制，從而使被旋轉(zhuǎn)卡盤11保持的晶片W以規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度(例如，100rpm)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。然后，打開(kāi)純水閥31，從純水噴嘴30以連續(xù)流的狀態(tài)對(duì)該旋轉(zhuǎn)著的晶片W的表面供給純水。另外，通過(guò)對(duì)二流體噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)29進(jìn)行控制，使二流體噴嘴13從在旋轉(zhuǎn)卡盤11的側(cè)方所設(shè)定的待機(jī)位置移動(dòng)到在旋轉(zhuǎn)卡盤11上所保持的晶片W的上方。之后，打開(kāi)有機(jī)溶劑閥25以及氮?dú)忾y26，從二流體噴嘴13噴出由有機(jī)溶劑的液體和氮?dú)饣旌隙傻囊旱蔚膰娏?。另一方面，通過(guò)對(duì)二流體噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)29進(jìn)行控制，使第二臂部28在規(guī)定的角度范圍內(nèi)搖動(dòng)。由此，來(lái)自二流體噴嘴13的液滴的噴流被引導(dǎo)的、在晶片W表面上的供給位置，在從晶片W的旋轉(zhuǎn)中心到晶片W的周緣部的范圍內(nèi)掃描出圓弧狀的軌跡并移動(dòng)。其結(jié)果是，能夠?qū)琖表面的全部區(qū)域均勻地供給液滴的噴流(步驟S2)。由于液滴的噴流沖擊到晶片W表面時(shí)的沖擊以及有機(jī)溶劑的化學(xué)作用，從而形成在抗蝕膜表面上的固化層被破壞。在該液滴的噴流被供給到晶片W的表面期間，持續(xù)從純水噴嘴30向晶片W供給純水的連續(xù)流。
當(dāng)噴流供給位置的往復(fù)掃描進(jìn)行了規(guī)定次數(shù)時(shí)，關(guān)閉有機(jī)溶劑閥25、氮?dú)忾y26以及純水閥31，而停止從二流體噴嘴13供給液滴的噴流以及從純水噴嘴30供給純水的連續(xù)流。然后，二流體噴嘴13從晶片W的上方返回到旋轉(zhuǎn)卡盤11的側(cè)方的待機(jī)位置。
接著，通過(guò)對(duì)SPM噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22進(jìn)行控制，使SPM噴嘴12從在旋轉(zhuǎn)卡盤11的側(cè)方所設(shè)定的待機(jī)位置移動(dòng)到在旋轉(zhuǎn)卡盤11上所保持的晶片W上方。然后，通過(guò)打開(kāi)SPM閥19，而從SPM噴嘴12向旋轉(zhuǎn)中的晶片W表面供給高溫的SPM。另一方面，通過(guò)對(duì)SPM噴嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22進(jìn)行控制，而使第一臂部21在規(guī)定的角度范圍內(nèi)搖動(dòng)。由此，來(lái)自SPM噴嘴12的SPM被引導(dǎo)的、在晶片W表面上的供給位置，在從晶片W的旋轉(zhuǎn)中心到晶片W的周緣部的范圍內(nèi)掃描出圓弧狀的軌跡并移動(dòng)。其結(jié)果，能夠?qū)琖表面的全部區(qū)域均勻地供給SPM(步驟S3)。
由于抗蝕膜的表面的固化層因液滴的噴流的供給而被破壞，所以被供給到晶片W表面的高溫的SPM能夠從該固化層的被破壞的部分浸透到抗蝕膜的內(nèi)部。因此，即使處理對(duì)象的晶片W不受到用于使含有固化層的抗蝕膜灰化而除去的灰化處理，也能夠通過(guò)SPM的氧化力而很好地除去在該晶片W表面上所形成的不需要的抗蝕膜。
當(dāng)SPM供給位置的往復(fù)掃描進(jìn)行了規(guī)定次數(shù)時(shí)，關(guān)閉SPM閥19，而停止向晶片W供給SPM。然后，SPM噴嘴12返回到旋轉(zhuǎn)卡盤11側(cè)方的退避位置。
然后，通過(guò)再打開(kāi)純水閥31，而從純水噴嘴30向晶片W的表面供給純水。由此，附著在晶片W表面上的SPM被純水沖洗掉(步驟S4)。
當(dāng)純水的供給持續(xù)一定時(shí)間時(shí)，通過(guò)關(guān)閉純水閥31而停止供給純水。接著，進(jìn)行這樣的處理(旋轉(zhuǎn)干燥處理)(步驟S5)以高旋轉(zhuǎn)速度(例如，3000rpm)旋轉(zhuǎn)晶片W，利用晶片W以高旋轉(zhuǎn)速度(例如，3000rpm)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力來(lái)甩掉附著在晶片W上的純水來(lái)使其干燥。
當(dāng)該處理結(jié)束時(shí)，通過(guò)對(duì)卡盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14進(jìn)行控制，從而停止由旋轉(zhuǎn)卡盤11帶動(dòng)的晶片W的旋轉(zhuǎn)。然后，由未圖示的搬送機(jī)械手將處理完的晶片W搬出(步驟S6)。
如上所述，根據(jù)該實(shí)施方式，由有機(jī)溶劑的液體和氮?dú)饣旌隙傻囊旱蔚膰娏骶哂泻艽蟮哪芰?液滴的噴流沖擊到晶片W的表面時(shí)的物理作用以及有機(jī)溶劑的化學(xué)作用)。因此，通過(guò)對(duì)晶片W的表面供給該液滴的噴流，從而即使在晶片W表面上的抗蝕膜的表面形成有固化層，也能夠破壞該固化層。由此，在破壞固化層后，通過(guò)向晶片W的表面供給由有機(jī)溶劑的液體和氮?dú)饣旌隙傻囊旱蔚膰娏髦?，?dāng)向該晶片W的表面供給SPM時(shí)，由于抗蝕膜的表面的固化層已經(jīng)被破壞，所以被供給到晶片W的表面的SPM從該固化層的被破壞的部分浸透到抗蝕膜的內(nèi)部。由此，即使晶片W沒(méi)有受到用于除去固化層的灰化處理，也能夠通過(guò)SPM來(lái)很好地除去在該晶片W表面所形成的具有固化層的抗蝕膜。另外，因?yàn)椴恍枰一?，所以能夠避免由灰化?dǎo)致的損傷的問(wèn)題。
另外，在對(duì)晶片W表面供給液滴的噴流期間，通過(guò)對(duì)該旋轉(zhuǎn)著的晶片W表面供給純水的連續(xù)流，從而以純水覆蓋晶片W表面，因晶片W的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，純水在晶片W表面上流向晶片W的外側(cè)。因此，在由液滴的噴流破壞了抗蝕膜的固化層時(shí)，該被破壞的固化層的碎片隨著在晶片W表面流向外側(cè)的純水而被從晶片W表面除去。因此，能夠防止被破壞的固化層的碎片再次附著在晶片W的表面上。
此外，在本實(shí)施方式中，雖然以向二流體噴嘴13供給有機(jī)溶劑的液體的情況為例，但是有機(jī)溶劑不限于液體的狀態(tài)，也能以蒸汽的狀態(tài)被供給到二流體噴嘴13。在有機(jī)溶劑的蒸汽被供給到二流體噴嘴13時(shí)，在二流體噴嘴13生成有機(jī)溶劑的蒸汽和氮?dú)獾幕旌狭黧w。該混合流體由于為蒸汽狀，所以相比由有機(jī)溶劑的液體和氮?dú)鈽?gòu)成的液滴的噴流，沖擊到晶片W的表面時(shí)的物理作用小，由此能夠抑制在晶片W的表面所形成的圖案的倒塌。還有，由有機(jī)溶劑的蒸汽和氮?dú)鈽?gòu)成的蒸汽狀的混合流體，若對(duì)晶片W的周圍(旋轉(zhuǎn)卡盤11的周圍)進(jìn)行排氣，則能夠?qū)亩黧w噴嘴13被供給到晶片W的表面的混合流體從晶片W的周圍快速地排除。另一方面，由氣體和有機(jī)溶劑的液體構(gòu)成的液滴的噴流，相比由氣體和有機(jī)溶劑的蒸汽構(gòu)成的蒸汽狀的混合流體，具有更大的物理能量，因此能夠更好地破壞抗蝕膜表面的固化層。
另外，也可以在有機(jī)溶劑供給管23以及/或者氮?dú)夤┙o管24的中途部安裝有加熱器，將被供給到二流體噴嘴13的有機(jī)溶劑以及/或者氮?dú)饧訜岬奖扔袡C(jī)溶劑的燃點(diǎn)低的溫度。這時(shí)，能夠進(jìn)一步增大混合流體具有的能量，能夠更好地破壞抗蝕膜表面的固化層。
另外，對(duì)二流體噴嘴13不僅可以供給氮?dú)?，也可以供給氦、氬、氮?dú)馀c氫氣的混合氣、二氧化碳?xì)怏w等。
圖5是表示抗蝕膜剝離試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
準(zhǔn)備試料1～4，進(jìn)行從各試料1～4剝離(除去)抗蝕膜的試驗(yàn)A1～A4、B1～B4。
試料1在晶片W的表面形成KrF(氟化氪)準(zhǔn)分子激光用抗蝕膜的圖案，并將其作為掩模，在晶片W的表面將As(砷)以劑量1E13atoms/cm2進(jìn)行離子注入。
試料2在晶片W的表面形成I線用抗蝕膜的圖案，并將其作為掩模，在晶片W的表面將As以劑量1E14atoms/cm2進(jìn)行離子注入。
試料3在晶片W的表面形成I線用抗蝕膜的圖案，并將其作為掩模，在晶片W的表面將As以劑量1E15atoms/cm2進(jìn)行離子注入。
試料4在晶片W的表面形成KrF準(zhǔn)分子激光用抗蝕膜的圖案，并將其作為掩模，在晶片W的表面將As以劑量1E16atoms/cm2進(jìn)行離子注入。
另外，在試驗(yàn)A1～B4中，使用了將溫度80℃的硫酸(濃度96wt％)和溫度25℃的純水以體積比2∶1混合而得到的SPM。
<試驗(yàn)A1>
對(duì)試料1的晶片W的表面，從SPM噴嘴12以流量0.9l/min來(lái)供給SPM，計(jì)測(cè)出從開(kāi)始供給SPM到抗蝕膜被剝離的時(shí)間(resist strip time抗蝕膜剝離時(shí)間)。該時(shí)間為150秒鐘。
<試驗(yàn)B1>
對(duì)試料1的晶片W的表面，從二流體噴嘴13供給由有機(jī)溶劑(丙酮)和氮?dú)饣旌隙傻囊旱蔚膰娏鹘?jīng)過(guò)40秒鐘之后，從SPM噴嘴12供給SPM，計(jì)測(cè)出從開(kāi)始供給液滴的噴流到抗蝕膜被剝離的時(shí)間(resist strip time抗蝕膜剝離時(shí)間)。此外，對(duì)二流體噴嘴13，以流量100ml/min來(lái)供給有機(jī)溶劑的同時(shí)，以流量80l/min來(lái)供給氮?dú)狻拈_(kāi)始供給液滴的噴流到抗蝕膜被剝離的時(shí)間為120秒鐘，相比在試驗(yàn)A1計(jì)測(cè)出的時(shí)間，縮短了30秒鐘。
<試驗(yàn)A2>
對(duì)試料2的晶片W的表面，從SPM噴嘴12以流量0.9l/min來(lái)供給SPM，計(jì)測(cè)出從開(kāi)始供給SPM到抗蝕膜被剝離的時(shí)間(resist strip time抗蝕膜剝離時(shí)間)。時(shí)間為180秒鐘。
<試驗(yàn)B2>
對(duì)試料2的晶片W的表面，從二流體噴嘴13供給由有機(jī)溶劑(丙酮)和氮?dú)饣旌隙傻囊旱蔚膰娏鹘?jīng)過(guò)40秒鐘之后，從SPM噴嘴12供給SPM，計(jì)測(cè)出從開(kāi)始供給液滴的噴流到抗蝕膜被剝離的時(shí)間(resist strip time抗蝕膜剝離時(shí)間)。此外，對(duì)二流體噴嘴13，以流量100ml/min來(lái)供給有機(jī)溶劑的同時(shí)，以流量80l/min來(lái)供給氮?dú)?。從開(kāi)始供給液滴的噴流到抗蝕膜被剝離的時(shí)間為130秒鐘，相比在試驗(yàn)A2計(jì)測(cè)出的時(shí)間，縮短了50秒鐘。
<試驗(yàn)A3>
對(duì)試料3的晶片W的表面，從SPM噴嘴12以流量0.9l/min來(lái)供給SPM，計(jì)測(cè)出從開(kāi)始供給SPM到抗蝕膜被剝離的時(shí)間(resist strip time剝離抗蝕膜時(shí)間)。該時(shí)間為300秒鐘。
<試驗(yàn)B3>
對(duì)試料3的晶片W的表面，從二流體噴嘴13供給由有機(jī)溶劑(丙酮)和氮?dú)饣旌隙傻囊旱蔚膰娏鹘?jīng)過(guò)40秒鐘之后，從SPM噴嘴12供給SPM，計(jì)測(cè)出從開(kāi)始供給液滴的噴流到抗蝕膜被剝離的時(shí)間(resist strip time剝離抗蝕膜時(shí)間)。此外，對(duì)二流體噴嘴13，以流量100ml/min供給有機(jī)溶劑的同時(shí)，以流量80l/min供給氮?dú)?。從開(kāi)始供給液滴的噴流到抗蝕膜被剝離的時(shí)間為200秒鐘，相比在試驗(yàn)A3計(jì)測(cè)出的時(shí)間，縮短了100秒鐘。
<試驗(yàn)A4>
對(duì)試料4的晶片W的表面，從SPM噴嘴12以流量0.9l/min來(lái)供給SPM，計(jì)測(cè)出從開(kāi)始供給SPM到抗蝕膜被剝離的時(shí)間(resist strip time抗蝕膜剝離時(shí)間)。該時(shí)間為330秒鐘。
<試驗(yàn)B4>
對(duì)試料4的晶片W的表面，從二流體噴嘴13供給由有機(jī)溶劑(丙酮)和氮?dú)饣旌隙傻囊旱蔚膰娏鹘?jīng)過(guò)40秒鐘之后，從SPM噴嘴12供給SPM，計(jì)測(cè)出從開(kāi)始供給液滴的噴流到抗蝕膜被剝離的時(shí)間(resist strip time抗蝕膜剝離時(shí)間)。此外，對(duì)二流體噴嘴13，以流量100ml/min供給有機(jī)溶劑的同時(shí)，以流量80l/min供給氮?dú)狻拈_(kāi)始供給液滴的噴流到抗蝕膜被剝離的時(shí)間為220秒鐘，相比在試驗(yàn)A4計(jì)測(cè)出的時(shí)間，縮短了110秒鐘。
在圖5，將在各試驗(yàn)A1～A4計(jì)測(cè)出的時(shí)間以折線圖(chemical only僅化學(xué)作用)表示。另外，在各試驗(yàn)B1～B4計(jì)測(cè)出的時(shí)間用折線圖(Cleaning+Chemical噴洗處理+化學(xué)作用)表示。而且，將在試驗(yàn)A1所計(jì)測(cè)出的時(shí)間和在試驗(yàn)B1所計(jì)測(cè)出的時(shí)間之差、在試驗(yàn)A2所計(jì)測(cè)出的時(shí)間和在試驗(yàn)B2所計(jì)測(cè)出的時(shí)間之差、在試驗(yàn)A3所計(jì)測(cè)出的時(shí)間和在試驗(yàn)B3所計(jì)測(cè)出的時(shí)間之差、以及在試驗(yàn)A4所計(jì)測(cè)出的時(shí)間和在試驗(yàn)B4所計(jì)測(cè)出的時(shí)間之差，以柱形圖表示。
從圖5所示的結(jié)果可知，As的劑量越多，剝離抗蝕膜所需要的時(shí)間花費(fèi)越長(zhǎng)。另外，可知，通過(guò)在供給SPM前向晶片W的表面供給有機(jī)溶劑的液滴的噴流，從而與僅將SPM持續(xù)供給到晶片W表面的情況(僅化學(xué)作用)進(jìn)行比較，剝離抗蝕膜所需要的時(shí)間被縮短。
以上，雖然對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明也能夠以上述方式以外的方式實(shí)施。例如，在上述的實(shí)施方式中，雖然做成在從二流體噴嘴13對(duì)晶片W的表面供給液滴的噴流期間，從純水噴嘴30向該晶片W的表面供給純水，但也可以從開(kāi)始從二流體噴嘴13供給液滴的噴流之前就進(jìn)行來(lái)自純水噴嘴30的純水的供給。另外，在從二流體噴嘴13供給液滴的噴流的期間向晶片W的表面供給的液體并不僅限于純水，也可以是SPM、硫酸等的藥液，但優(yōu)選與用于生成液滴的噴流的液體同種的液體。
另外，雖然提出晶片W作為基板的一個(gè)例子，但成為處理對(duì)象的基板并不僅限于晶片W，也可以是液晶顯示裝置用玻璃基板、等離子顯示器用玻璃基板、FED用玻璃基板、光盤用基板、磁盤用基板、光磁盤用基板或光掩模用基板等。
雖然針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)進(jìn)行了說(shuō)明，但這只不過(guò)是為了明確本發(fā)明的技術(shù)性內(nèi)容所使用的具體例子，本發(fā)明應(yīng)該并不限于這些具體例來(lái)解釋，本發(fā)明的精神以及范圍只由所附的權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定。
本申請(qǐng)對(duì)應(yīng)于2005年12月2日向日本專利局提出的特愿2005-349676號(hào)以及2006年10月6日向日本專利局提出的特愿2006-275092號(hào)，這些申請(qǐng)的全部公開(kāi)通過(guò)引用而編入在這里。
權(quán)利要求
1.一種基板處理方法，其特征在于，包括混合流體供給工序，對(duì)基板的表面供給由有機(jī)溶劑和氣體混合而得到的混合流體；抗蝕膜剝離液供給工序，在上述混合流體供給工序后，對(duì)基板的表面供給用于從該基板的表面剝離抗蝕膜的抗蝕膜剝離液。
2.如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于，還包括基板旋轉(zhuǎn)工序，使基板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；液體供給工序，與上述基板旋轉(zhuǎn)工序同時(shí)進(jìn)行，來(lái)對(duì)基板的表面供給液體，上述液體供給工序與上述混合流體供給工序同時(shí)進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于，上述抗蝕膜剝離液包括混合液，該混合液為硫酸和過(guò)氧化氫溶液的混合液。
4.如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于，上述混合流體供給工序是供給由氣體和有機(jī)溶劑的液體混合而得到的液滴的噴流的工序。
5.如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于，上述混合流體供給工序是供給由氣體和有機(jī)溶劑的蒸汽混合而得到的混合流體的工序。
6.一種基板處理裝置，其特征在于，包括基板保持機(jī)構(gòu)，其保持基板；混合流體供給機(jī)構(gòu)，其用于混合有機(jī)溶劑和氣體而生成混合流體，并將該混合流體供給到被上述基板保持機(jī)構(gòu)保持的基板的表面；抗蝕膜剝離液供給機(jī)構(gòu)，其用于對(duì)被上述基板保持機(jī)構(gòu)保持的基板的表面，供給用于從該基板的表面剝離抗蝕膜的抗蝕膜剝離液；控制單元，其用于對(duì)上述混合流體供給機(jī)構(gòu)以及上述抗蝕膜剝離液供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，在由上述混合流體供給機(jī)構(gòu)供給了混合流體之后，由上述抗蝕膜剝離液供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行抗蝕膜剝離液的供給。
7.如權(quán)利要求6所述的基板處理裝置，其特征在于，還包括基板旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其使被上述基板保持機(jī)構(gòu)保持的基板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；液體供給機(jī)構(gòu)，其用于對(duì)被上述基板保持機(jī)構(gòu)保持的基板的表面供給液體，上述控制單元對(duì)上述混合流體供給機(jī)構(gòu)、上述基板旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及上述液體供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，與由上述混合流體供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行的混合流體的供給同時(shí)進(jìn)行而使基板旋轉(zhuǎn)，并使上述液體供給機(jī)構(gòu)向該基板的表面供給液體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠不給基板帶來(lái)?yè)p傷而很好地剝離(除去)離子注入時(shí)作為掩模所使用的抗蝕膜的基板處理方法以及基板處理裝置。在本發(fā)明的基板處理方法中，對(duì)基板的表面供給由有機(jī)溶劑和氣體混合而得到的混合流體。然后，對(duì)基板的表面供給用于從該基板的表面剝離抗蝕膜的抗蝕膜剝離液。該基板處理裝置具有SPM噴嘴，其用于向被旋轉(zhuǎn)卡盤保持的晶片的表面供給作為抗蝕膜剝離液的SPM；二流體噴嘴，其用于對(duì)被旋轉(zhuǎn)卡盤保持的晶片的表面供給由有機(jī)溶劑和氮?dú)饣旌隙玫降幕旌狭黧w。通過(guò)從二流體噴嘴向晶片的表面供給混合流體，從而在抗蝕膜表面的固化層被破壞之后，從SPM噴嘴向晶片的表面供給高溫的SPM，來(lái)將抗蝕膜從晶片的表面剝離。
文檔編號(hào)H01L21/311GK1975585SQ20061016366
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
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