[发明专利]基板处理装置和基板处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将形成在基板的表面上的抗蚀剂膜去除的技术。

背景技术

在半导体器件的制造工序中，在形成于半导体晶圆等基板（以下，也简称作“晶圆”）上的处理对象膜之上以规定的图案形成抗蚀剂膜，将该抗蚀剂膜作为掩模来对处理对象膜实施蚀刻、离子注入等处理。在处理后，将不再需要的抗蚀剂膜从晶圆上去除。作为抗蚀剂膜的去除方法，经常使用SPM处理。SPM处理通过向抗蚀剂膜供给由硫酸和过氧化氢水混合而得到的高温的SPM（Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture：硫酸过氧化氢水混合物）液来进行。

用作离子注入处理的掩模的抗蚀剂膜在其表面具有硬质层，如何利用SPM处理来高效地去除这样的抗蚀剂膜成为问题。在专利文献1中记载了用于解决该问题的一个方法。在专利文献1所记载的技术中，通过以下方法来有效地破坏表面硬质层，从而提高抗蚀剂膜的剥离效率：（1）通过内置于旋转卡盘中的加热器来将晶圆加热到200℃～250℃左右的高温而使表面硬质层软化，以及（2）通过使N₂气体与自喷嘴喷射出的SPM液汇合而使由SPM液的雾和N₂气体构成的具有较高物理性的能量的混合流体（具有不使晶圆的温度降低那样程度的温度）与抗蚀剂膜碰撞。

可以想到：当向加热到200℃～250℃左右的高温的晶圆供给不使该晶圆的温度降低那样的SPM液时，SPM液会在相当高的高温下发生反应。发现：在这样的状况下，虽然能够提高抗蚀剂膜的去除效率，但膜损耗（意味着位于抗蚀剂膜之下的SiO₂膜、SiN膜等有用的膜因SPM液而被消减掉）也变得相当大。

专利文献1：日本特开2008-4878号公报

发明内容

在SPM处理中，需要在要求高效地去除抗蚀剂膜的同时尽量降低膜损耗。本发明用于提供一种能够兼顾抗蚀剂膜的去除效率的提高和膜损耗的降低的SPM处理技术。

本发明提供一种基板处理方法，其用于将形成在基板的表面的抗蚀剂膜去除，其中，该基板处理方法包括以下工序：通过将过氧化氢水和加热后的硫酸混合而生成充分含有具有抗蚀剂膜剥离效果的卡罗酸的第1温度的SPM液；在生成上述第1温度的SPM液的工序之后，将上述SPM液冷却到具有膜损耗降低效果的第2温度；以及通过使上述第2温度的SPM液接触抗蚀剂膜而去除抗蚀剂膜。

另外，本发明提供一种基板处理装置，其用于将形成在基板的表面上的抗蚀剂膜去除，其中，该基板处理装置包括：基板保持部，其用于保持基板；硫酸供给部；过氧化氢供给部；混合部，其用于将自上述硫酸供给部供给的硫酸和自上述过氧化氢供给部供给的过氧化氢水混合而生成SPM液；SPM液供给部件，其用于向上述基板供给上述SPM液；以及冷却部件，其用于将自上述混合部输出的、成为充分含有具有抗蚀剂膜剥离效果的卡罗酸的第1温度的上述SPM液在上述SPM液接触基板前冷却到具有膜损耗降低效果的第2温度。

采用本发明，通过将充分含有具有抗蚀剂膜剥离效果的卡罗酸的第1温度的SPM液冷却到具有膜损耗降低效果的第2温度，能够使卡罗酸的浓度较高且温度较低的SPM液与基板接触。由此，能够实现较高的抗蚀剂膜去除效率并且降低膜损耗。

附图说明

图1是概略地表示本发明的第1实施方式的基板处理装置的结构的纵剖视图。

图2是图1所示的基板处理装置的概略俯视图。

图3是表示图1的基板处理装置的第1棒状喷嘴单元的喷射口附近的结构的剖视图，图3是图2和图4的III-III剖视图。

图4是上述第1棒状喷嘴单元的仰视图。

图5是概略地表示图2所示的第2棒状喷嘴单元的构造和纯水供给部的结构的图。

图6是说明本发明的第2实施方式的图，是概略地表示用于向第1棒状喷嘴单元供给DIW+N₂双流体的双流体供给部的结构的图。

图7是说明本发明的第3实施方式的图，是以使分别喷射出的N₂气体、SPM液以及DIW在到达晶圆前汇合的方式构成的第1棒状喷嘴单元的剖视图。

图8是表示本发明的第4实施方式的基板处理装置的结构的概略图。

图9是表示图8所示的基板处理装置的冷却装置的结构的概略剖视图。

图10是说明能够应用于本发明的第1实施方式～第4实施方式的变形实施方式的概略图。