本发明专利技术涉及一种衬底处理方法及衬底处理装置。用来将具有硬化层的抗蚀剂从衬底表面去除的衬底处理方法包含硬化层去除步骤与湿处理步骤。硬化层去除步骤包含将所述衬底加热到150℃以上的加热步骤、与对通过所述加热步骤加热的所述衬底的表面供给臭氧气体的臭氧气体供给步骤，且在所述衬底的表面附近产生氧自由基，将所述硬化层去除。湿处理步骤是在所述硬化层去除步骤之后，对所述衬底表面供给包含硫酸的处理液，将所述抗蚀剂从所述衬底表面去除。除。除。
【技术实现步骤摘要】
衬底处理方法及衬底处理装置
[0001]相关申请
[0002]本申请基于2020年8月31日提出的日本专利申请2020
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146099号并主张优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
[0003]本专利技术涉及一种用来处理衬底的方法及装置。成为处理对象的衬底包含例如半导体晶圆、液晶显示装置及有机EL(Electroluminescence：电致发光)显示装置等FPD(Flat Panel Display：平板显示器)用衬底、光盘用衬底、磁盘用衬底、磁光盘用衬底、光罩用衬底、陶瓷衬底、太阳电池用衬底等。
技术介绍
[0004]半导体装置的制造步骤包含对半导体衬底(典型来说，为硅晶圆)照射离子的步骤。例如，相当于用来对半导体衬底导入杂质离子的离子注入步骤、用来形成图案的离子蚀刻步骤。所述步骤中，在半导体衬底的表面形成抗蚀剂图案，将所述抗蚀剂作为掩模，向半导体衬底照射离子。由此，能对半导体衬底选择性照射离子。
[0005]也对作为掩模使用的抗蚀剂照射离子。由此，抗蚀剂的表层碳化及变质，形成硬化层。尤其，在注入有高剂量离子的抗蚀剂的表面，形成坚固的硬化层。
[0006]用来将具有硬化层的抗蚀剂从衬底表面去除的一个处理，是将高温的硫酸过氧化氢水混合液(SPM：sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture)供给到衬底的表面而进行的高温SPM处理(参照日本专利特开2016
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181677号公报)。
技术实现思路
<br/>[0007]但，由于硬化层无法容易去除，所以需要经过长时间进行高温SPM处理。因此，SPM的消耗量变多。尤其，SPM的构成液即硫酸的环境负荷较大，即使中和也需要成本，所以期望削减它的使用量。此外，由于长时间的处理阻碍生产性提高，所以如果能缩短处理时间那么便优选。
[0008]因此，本专利技术的一实施方式提供一种能削减包含硫酸的处理液的使用量，且将具有硬化层的抗蚀剂从衬底去除的衬底处理方法及衬底处理装置。此外，本专利技术的一实施方式提供一种能以短时间的处理将具有硬化层的抗蚀剂从衬底去除的衬底处理方法及衬底处理装置。
[0009]本专利技术的一实施方式提供一种用来将具有硬化层的抗蚀剂从衬底表面去除的衬底处理方法。所述方法包含：硬化层去除步骤(臭氧处理步骤)，包含将所述衬底加热到150℃以上的加热步骤、与对通过所述加热步骤加热的所述衬底的表面供给臭氧气体的臭氧气体供给步骤，且在所述衬底的表面附近产生氧自由基，将所述硬化层去除；及湿处理步骤，在所述硬化层去除步骤之后，对所述衬底表面供给包含硫酸的处理液，将所述抗蚀剂从所述衬底表面去除。
[0010]根据所述方法，对加热到150℃以上的衬底的表面供给臭氧气体。臭氧气体接收来自衬底表面的热而热分解，由此产生氧自由基。通过所述氧自由基作用在硬化层，将硬化层去除。之后，如果进行将包含硫酸的处理液供给到衬底表面的湿处理步骤，那么处理液迅速到达抗蚀剂的非硬化层，将非硬化层溶解。因此，能以短时间的湿处理将抗蚀剂去除。结果，能削减包含硫酸的处理液的消耗量。并且，由于能以短时间的湿处理将抗蚀剂去除，所以能缩短处理时间，有助于提高生产性。
[0011]并用衬底加热及臭氧气体供给而进行的硬化层去除步骤中，可去除一部分硬化层，也可去除全部硬化层。即使在开始湿处理的阶段残留一部分硬化层，直到包含硫酸的处理液到达抗蚀剂的非硬化层的时间及处理液的消耗量也比不进行对经加热的衬底供给臭氧气体而进行的硬化层去除步骤的情况少。硬化层去除步骤中，优选至少去除硬化层，直到形成贯通硬化层并到达非硬化层的处理液的路径为止。由此，在湿处理中，包含硫酸的处理液迅速到达非硬化层，所以即使残留硬化层，也能将所述硬化层与非硬化层一起剥离。
[0012]为避免伴随衬底加热的抗蚀剂的爆裂，优选将加热步骤中的衬底的温度设为170℃以下。
[0013]本专利技术的一实施方式中，所述加热步骤是通过在配置在热处理腔室(优选密闭腔室)内的热板上载置所述衬底而进行。此外，所述臭氧气体供给步骤是通过对所述热处理腔室内导入臭氧气体而进行。且，所述衬底处理方法在停止所述臭氧气体供给步骤，结束所述硬化层去除步骤之后，还包含对所述热处理腔室内导入150℃以上的惰性气体的高温惰性气体供给步骤。
[0014]根据所述方法，将衬底载置在配置在热处理腔室内的热板上，并加热到150℃以上。且，通过对热处理腔室内导入臭氧气体，所述臭氧气体到达衬底的表面，接收来自衬底的热而分解。另一方面，停止供给臭氧气体，结束硬化层去除步骤之后，将150℃以上的惰性气体导入到热处理腔室。
[0015]由于在热处理腔室内远离热板及衬底的位置上，臭氧气体的温度未达150℃，所以在此处未产生臭氧气体的热分解。由于臭氧有害，所以在开放热处理腔室取出衬底之前，需要将臭氧从热处理腔室内排出。但，置换热处理腔室内的氛围直到热处理腔室内的臭氧浓度变为容许值以下，需要相应的时间。因此，本实施方式中，将150℃以上的高温惰性气体导入到热处理腔室。由此，将残留在热处理腔室内的臭氧迅速热分解。虽通过热分解产生氧自由基，但由于它的寿命为短时间，所以结果能使热处理腔室内的臭氧在短时间内消失。如此，由于能缩短硬化层去除步骤与湿处理步骤间的时间，所以能进一步提高生产性。
[0016]本专利技术的一实施方式中，所述衬底处理方法在所述高温惰性气体供给步骤之后，还包含对所述热处理腔室内导入室温的惰性气体的室温惰性气体供给步骤。
[0017]由于通过衬底的加热及高温惰性气体的供给，热处理腔室变为高温，所以通过之后供给室温的惰性气体，置换热处理腔室的内部氛围，能将热处理腔室迅速冷却。由此，能缩短直到将衬底从热处理腔室取出的时间。由于热处理腔室内的臭氧通过供给高温惰性气体引起的热分解而消失，所以无需经过长时间进行室温惰性气体的供给。
[0018]室温意指实施所述衬底处理方法的环境温度，典型来说，为实施所述衬底处理方法的工厂内的温度。所谓室温的惰性气体，具体来说，是不加热地从惰性气体供给源供给的惰性气体。
[0019]本专利技术的一实施方式中，所述臭氧气体供给步骤将未达150℃的臭氧气体供给到所述衬底的表面。
[0020]通过供给未达150℃的臭氧气体，能使臭氧气体以未分解状态到达衬底的表面。因此，通过来自衬底的热，能在衬底表面附近引起臭氧的热分解，产生氧自由基。由此，能使氧自由基确实作用在抗蚀剂的硬化层，所以能实现有效的处理。
[0021]本专利技术的一实施方式提供一种衬底处理装置，包含：衬底加热单元，具有收容衬底的热处理腔室，能在所述热处理腔室内将衬底加热到150℃以上；臭氧气体供给单元，对所述热处理腔室内供给臭氧气体；及处理液供给单元，对衬底供给包含硫酸的处理液。
[0022]根据所述构成，能实施如所述的衬底处理方法。也就是说，能在热处理腔室内将衬底加热到150℃以上，对所述加热后的衬底的表面供给臭氧气体。由此，臭氧在衬底的表面热分解，产生氧自由基，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种衬底处理方法，是用来将具有硬化层的抗蚀剂从衬底表面去除的衬底处理方法，包含：硬化层去除步骤，包含将所述衬底加热到150℃以上的加热步骤、与对通过所述加热步骤加热的所述衬底的表面供给臭氧气体的臭氧气体供给步骤，且在所述衬底的表面附近产生氧自由基，将所述硬化层去除；及湿处理步骤，在所述硬化层去除步骤之后，对所述衬底表面供给包含硫酸的处理液，将所述抗蚀剂从所述衬底表面去除。2.根据权利要求1所述的衬底处理方法，其中所述加热步骤通过在配置在热处理腔室内的热板上载置所述衬底而进行，所述臭氧气体供给步骤通过对所述热处理腔室内导入臭氧气体而进行，所述衬底处理方法在停止所述臭氧气体供给步骤，结束所述硬化层去除步骤之后，还包含对所述热处理腔室内导入150℃以上的惰性气体的高温惰性气体供给步骤。3.根据权利要求2所述的衬底处理方法，其中在所述高温惰性气体供给步骤之后，还包含对所述热处理腔室内导入室温的惰性气体的室温惰性气体供给步骤。4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的衬底处理方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：有马直子，鳅场真树，
申请(专利权)人：株式会社斯库林集团，
类型：发明
国别省市：
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