基板處理方法以及基板處理裝置與流程

本發明涉及用于處理基板的基板處理方法以及基板處理裝置。在作為處理對象的基板中，例如，包括：半導體晶片、液晶顯示裝置用基板、等離子顯示器用基板、FED（FieldEmissionDisplay：場發射顯示器）用基板、光盤用基板、磁盤用基板、光磁盤用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太陽能電池用基板等。

背景技術：
在半導體裝置、液晶顯示裝置等的制造工序中，對形成了氮化硅膜（SiN膜）與氧化硅膜（SiO2膜）的基板的表面，供給作為蝕刻液的高溫（例如，120℃～160℃）的磷酸水溶液，根據需要來進行用于選擇性除去氮化硅膜的選擇蝕刻（例如，參照JP特開2007－258405號公報）。

技術實現要素：
優選選擇蝕刻的選擇比（氮化膜的除去量/氧化膜的除去量）高。因此，本發明提供一種能夠提高選擇蝕刻的選擇比的基板處理方法以及基板處理裝置。本發明的基板處理方法，包括：水分除去工序，從基板上除去水分；硅烷化工序，在所述水分除去工序之后，對基板供給硅烷化試劑；蝕刻工序，在所述硅烷化工序之后，對所述基板供給蝕刻劑。通過該方法，在對基板供給蝕刻劑之前，對基板供給硅烷化試劑而使基板硅烷化。因此，對硅烷化后的基板進行蝕刻。如后述，對形成有氧化膜與氮化膜的基板進行硅烷化，從而能夠抑制氧化膜被蝕刻。因此，通過對硅烷化后的基板進行蝕刻，能夠提高選擇比（氮化膜的除去量/氧化膜的除去量）。進一步，在該方法中，在硅烷化工序之前，執行從基板上除去水分的水分除去工序。通過該水分除去工序，能夠在硅烷化工序中容易形成用于保護氧化膜的保護膜。硅烷化試劑所具有的烷基與羥基（OH基）之間的反應性高，因此，在硅烷化工序中，如果在基板上存在水分，會優先進行硅烷化試劑與水分中的OH基的反應，有可能妨礙形成用覆蓋基板表面的氧化膜的保護膜。因此，在本發明中，在硅烷化工序之前，進行水分除去工序。由此，硅烷化試劑的烷基與在基板上露出的氧化膜反應，形成覆蓋氧化膜的保護膜。由此，然后只要進行蝕刻工序，就能夠以高選擇比來蝕刻氮化膜。本發明的一實施方式中，在所述基板的表面上，露出氮化膜以及氧化膜；所述蝕刻工序，是用于通過所述蝕刻劑對所述氮化膜進行選擇性蝕刻的選擇蝕刻工序。在該方法中，在水分除去工序之后進行硅烷化工序，因此，能夠抑制硅烷化試劑與基板表面所吸附的水分發生反應，其結果，能夠高效地使基板表面的氧化膜與硅烷化試劑發生反應，從而形成覆蓋氧化膜的保護膜。該狀態下進行蝕刻，則能夠對基板上的氮化膜實現高選擇性的選擇蝕刻。特別地，在所述氧化膜是多孔質氧化硅（Porous-SiO2）、低溫形成氧化膜（LTO：lowtemperatureoxide：低溫氧化物）這樣的吸濕性的氧化膜的情況下，通過預先進行水分除去工序，能夠避免因吸附水分導致的妨礙形成保護膜的問題，能夠形成良好的保護膜。在本發明的一實施方式中，所述蝕刻劑是具有蝕刻成分的蒸汽。蝕刻成分可以是氫氟酸（HF：氟化氫）。利用將氫氟酸作為蝕刻成分的蒸汽（氫氟酸蒸汽）的氣相蝕刻，會受到被處理基板中的吸附水分的很大影響。即，被處理基板中的水分使氫氟酸容易凝聚，導致過度蝕刻，使得蝕刻選擇性低下。特別是，如果在基板表面上形成前述的吸濕性的氧化膜，則在氧化膜的吸附水分中容易凝聚氫氟酸，導致氧化膜被蝕刻，使得氮化膜蝕刻的選擇比低。在本發明中，通過進行水分除去工序，在排除了被處理基板中的吸附水分的基礎上，通過之后的硅烷化處理來形成覆蓋氧化膜的保護膜，因此能夠顯著提高氮化膜蝕刻的選擇比。所述水分除去工序，包括對基板進行加熱的加熱工序、使基板周邊的氣壓下降的減壓工序以及對基板照射光的照射工序中的至少一個工序。即，可以單獨進行加熱工序、減壓工序以及照射工序中的任意一個工序，也可以組合兩個以上的上述工序來除去基板的水分。所述基板處理方法還可以包括：在進行了所述蝕刻工序之后，對所述基板供給沖洗液的沖洗工序；干燥工序，在進行了所述沖洗工序之后，使所述基板干燥。另外，所述基板處理方法還可以包括加熱工序，與所述硅烷化工序并行地，對所述基板進行加熱。此時，由于基板的溫度上升，因此能夠抑制對基板供給的硅烷化試劑的溫度下降。因此，即使硅烷化試劑的活性隨溫度而發生變化，也能夠使硅烷化試劑的活性穩定。進一步，在基板的溫度比對該基板供給的硅烷化試劑的溫度高的情況下，能夠提高對基板供給的硅烷化試劑的溫度。因此，在硅烷化試劑的活性隨著溫度上升而提高的情況下，能夠提高硅烷化試劑的活性。本發明的基板處理裝置具有：水分除去單元，其從基板上除去水分；硅烷化試劑供給單元，其對基板供給硅烷化試劑；蝕刻劑供給單元，其對基板供給蝕刻劑；控制單元，其通過控制所述水分除去單元，來執行從基板上除去水分的水分除去工序，通過控制所述硅烷化試劑供給單元，來在所述水分除去工序之后執行對所述基板供給硅烷化試劑的硅烷化工序，通過控制所述蝕刻劑供給單元，來在所述硅烷化工序之后執行對所述基板供給蝕刻劑的蝕刻工序。所述水分除去單元，優選包括對基板進行加熱的加熱單元、對基板照射光的照射單元以及使基板周邊的氣壓下降的減壓單元中的至少一個單元。即，水分除去單元可以由加熱單元、照射單元以及減壓單元中的任意一個單元單獨構成，也可以組合兩個以上的上述單元而構成。本發明的上述的或其它的目的特征以及效果，由參照附圖記述的實施方式的說明中表明。附圖說明圖1是表示本發明的第一實施方式的基板處理裝置的布局的圖解俯視圖。圖2是用于說明水分除去單元的結構例的示意的剖視圖。圖3是表示硅烷化單元的結構例的示意圖。圖4是用于說明蝕刻單元的結構例的示意的剖視圖。圖5是用于說明表示清洗單元的結構例的示意的剖視圖。圖6A－6E是用于說明基板處理裝置所進行的基板處理的一例的圖。圖7表示利用氫氟酸蒸汽（hydrofluoricacidvapor）進行氮化膜的選擇蝕刻相關的實驗結果。圖8表示水分除去單元的其它結構例。圖9表示水分除去單元的另一其它結構例。圖10是表示本發明的第二實施方式的基板處理裝置的布局的圖解俯視圖。圖11是表示本發明的第三實施方式的基板處理裝置的布局的圖解俯視圖。圖12是表示本發明的第四實施方式的基板處理裝置的布局的圖解俯視圖。圖13是表示本發明的第五實施方式的基板處理裝置的布局的圖解俯視圖。圖14是表示本發明的第六實施方式的基板處理裝置的布局的圖解俯視圖。具體實施方式圖1是表示本發明的第一實施方式的基板處理裝置1的布局的圖解俯視圖。基板處理裝置1，是逐張（一張一張）地對半導體晶片等的圓形的基板W進行處理的單張式的基板處理裝置。基板處理裝置1具有：分度器部2、結合在分度器部2上的處理部3、對基板處理裝置1所具備的裝置的動作及/或閥的開閉進行控制的控制裝置4。分度器部2具有搬運器保持部5、分度器機械手IR、IR移動機構6。搬運器保持部5保持能夠容納多張基板W的搬運器C。多個搬運器C，以在水平的搬運器排列方向上排列為U的狀態，被搬運器保持部5保持。IR移動機構6，使分度器機械手IR在搬運器排列方向U上移動。分度器機械手IR，進行將基板W搬入被搬運器保持部5保持的搬運器C的搬入動作，以及從搬運器C搬出基板W的搬出動作。另一方面，處理部3具有：對基板W進行處理的多個（例如，四個以上）處理單元7、中央機械手CR。在俯視時，多個處理單元7配置為包圍中央機械手CR。多個處理單元7包括：水分除去單元7a，其對基板W進行加熱來除去水分；硅烷化單元7b，其對基板W進行硅烷化；蝕刻單元7c，其對基板W進行蝕刻；清洗單元7d，其對基板W進行清洗。在本實施方式中具有：一個水分除去單元7a、一個硅烷化單元7b、兩個蝕刻單元7c、一個清洗單元7d。相對于中央機械手CR，在靠近分度器部2的兩個位置，配置有一個蝕刻單元7c與清洗單元7d。在該蝕刻單元7c與清洗單元7d之間劃分出搬送路徑25，該搬送路徑25用于在分度器機械手IR與中央機械手CR之間搬送基板W。另外，相對于中央機械手CR，在于分度器部2相反的一側的兩個位置，配置另一個蝕刻單元7c和硅烷化單元7b。在該蝕刻單元7c與硅烷化單元7b之間，配置有水分除去單元7a。中央機械手CR進行將基板W搬入處理單元7的搬入動作，以及將基板W從處理單元7搬出的搬出動作。進一步，中央機械手CR在多個處理單元7間搬送基板W。中央機械手CR從分度器機械手IR接受基板W，并且，將基板W交接至分度器機械手IR。由控制裝置4來控制分度器機械手IR以及中央機械手CR。圖2是用于說明水分除去單元7a的結構例的示意的剖視圖。在本實施方式中，水分除去單元7a具有對基板W進行加熱的作為烘焙單元的基本結構。水分除去單元7a具有設在長方體狀的腔室8內的加熱板9。加熱板9具有能夠載置基板W的水平的基板載置面9a。在加熱板9的內部，嵌入有用于對基板W進行加熱而使其干燥的加熱器10。因此，通過來自加熱器10的熱量，對載置在基板載置面9a上的基板W進行加熱，能夠使其表面的水分散發。與加熱板9相關聯地，設有用于相對于加熱板9而使基板W升降的多根（例如，3根）升降銷11。多根升降銷11插穿腔室8的底壁12，在腔室8外，被共通（共用）的支撐構件13支撐。在支撐構件13上，結合有含有液壓缸的升降銷升降機構14。升降銷升降機構14，一體地使多根升降銷11在上方位置和下方位置之間升降，所述上方位置是指多根升降銷11之前端突出到加熱板9的上方的位置，所述下方位置是指多根升降銷11之前端退避到加熱板9的下方的位置。另外，在腔室8的一方的側壁15（圖2中，左側的側壁）上，形成有門（gate）16，該門16用于針對腔室8內搬入/搬出基板W。在側壁15的外側，設有用于使門16開閉的門閘（gateshutter）17。在門閘17上，結合有含有液壓缸的門開閉機構18。門開閉機構18使門閘17在閉鎖位置和開放位置之間移動，所述閉鎖位置是指，門閘17緊貼側壁15的外表面而使門16密閉的位置，所述開放位置是指，使門閘17向側壁15的側方遠離并下降，從而使門16大開的位置。另外，在腔室8的底壁12上，形成有排氣口19。例如，俯視時，多個排氣口19配置為包圍加熱板9。排氣口19與排氣管20的基端相連接，該排氣管20之前端與排氣源（未圖示）相連接。由此，腔室8內的環境一直處于排氣的狀態。在排氣管20的途中安裝有排氣閥21。控制裝置4控制排氣閥21開閉排氣管20的流路。排氣源可以是設置該基板處理裝置1的工廠所具備的排氣設備。在腔室8的頂壁22上，結合（連接）有非活性氣體供給管23。非活性氣體供給管23將來自非活性氣體供給源的非活性氣體（例如氮氣）供給至腔室8的內部。在非活性氣體供給管23的途中安裝有非活性氣體閥24。控制裝置4控制非活性氣體閥24來開閉非活性氣體供給管23的流路。接下來，說明在水分除去單元7a中進行的基板W的處理的一例。在基板處理裝置1的運轉中，控制裝置4對加熱器10進行通電控制，將加熱板9控制為預先設定的高溫（比室溫高的溫度）。進一步，控制裝置4打開非活性氣體閥24，向腔室8內的處理空間導入非活性氣體，并且，打開排氣閥21對腔室8內的環境進行排氣。中央機械手CR將基板W搬入水分除去單元7a內。在將基板W搬入水分除去單元7a內之前，控制裝置4驅動門開閉機構18。由此，門閘17被配置在開放位置，門16開放。另外，在將基板W搬入水分除去單元7a內之前，控制裝置4驅動升降銷升降機構14。由此，升降銷11被配置在其前端突出到加熱板9的基板載置面9a上方的位置。然后，基板W被中央機械手CR搬入腔室8內。被搬入到腔室8內的基板W，被中央機械手CR載置在升降銷11上。然后，中央機械手CR從腔室8內退出來。在中央機械手CR從腔室8內退出來之后，控制裝置4門開閉機構18驅動。由此，門閘17被配置在閉鎖位置，門閘17使門16密閉。在門16密閉之后，控制裝置4驅動升降銷升降機構14。由此，升降銷11下降到其前端退至加熱板9下方的位置。通過該升降銷11的下降，升降銷11上的基板W被移動至加熱板9的基板載置面9a上。由此，基板W被加熱，吸附在基板W上的水分蒸發。對于含有蒸發了的水分的環境，其中的氣體被從排氣口19排出，從而被從非活性氣體供給管23供給的干燥的非活性氣體置換。這樣，進行對吸附在基板W上的水分進行排除的水分除去處理。如果從基板W被載置在基板載置面9a上開始經過了規定時間，則升降銷升降機構14被控制裝置4驅動。由此，升降銷11上升，將基板W提拉至相對于基板載置面9a而向上方遠離的位置（例如，能夠與中央機械手CR之間交接基板W的位置）。然后，門開閉機構18被控制裝置4驅動。由此，門閘17被配置在開放位置，門16開放。在該狀態下，升降銷11所支撐的基板W，被中央機械手CR從腔室8中搬出。圖3是表示硅烷化單元7b的概大致結構的示意圖。硅烷化單元7b具有腔室28。腔室28例如為長方體狀。腔室28包括側壁30、上下對置的上壁31以及底壁32。硅烷化單元7b還具有沿著上壁31的外表面（上表面）配置的冷卻裝置33。腔室28被冷卻裝置33冷卻。冷卻裝置33例如是水冷式的冷卻裝置。硅烷化單元7b還具有設在腔室28內的基板保持臺34。被搬入腔室28內的一張基板W，在被載置在基板保持臺34上的狀態下，被基板保持臺34保持。基板保持臺34固定在沿著鉛直方向延伸的旋轉軸35的上端。在旋轉軸35上，結合有基板旋轉機構36，該基板旋轉機構36使旋轉軸35圍繞旋轉軸35的中心軸線旋轉。基板旋轉機構36例如包括馬達。在基板保持臺34的內部，嵌入有加熱器37，該加熱器37用于對被保持在基板保持臺34上的基板W進行加熱。進一步，在基板保持臺34上設有均熱環38，該均熱環38用于在加熱器37進行加熱時使基板W的溫度均勻。均熱環38形成為環狀，包圍基板保持臺34上的基板W的保持位置。與基板保持臺34相關聯地，設有用于相對于基板保持臺34而使基板W升降的多根（例如，3根）升降銷39。多根升降銷39插穿腔室28的底壁22，在腔室28外，被共通（共用）的支撐構件40支撐。在支撐構件40上，結合有含有液壓缸的升降銷升降機構41。升降銷升降機構41，一體地使多根升降銷39在上方位置和下方位置之間升降，所述上方位置是指多根升降銷39之前端突出到基板保持臺34的上方的位置，所述下方位置是指多根升降銷39之前端退避到基板保持臺34的下方的位置。另外，在腔室28的一方的側壁29（圖3中，左側的側壁）上，形成有門（gate）42，該門42用于針對腔室28內搬入/搬出基板W。在側壁29的外側，設有用于使門42開閉的門閘（gateshutter）43。在門閘43上，結合有含有液壓缸的門開閉機構44。門開閉機構44使門閘43在閉鎖位置和開放位置之間移動，所述閉鎖位置是指，門閘43緊貼側壁29的外表面而使門42密閉的位置，所述開放位置是指，使門閘43向側壁29的側方遠離并下降，從而使門42大開的位置。另外，在腔室28的另一側的側壁30（圖3中，右側的側壁）上，設有用于將作為非活性氣體的一例的氮氣導入腔室28內的側方導入管45。對于側方導入管45，經由側方氣體閥46來供給氮氣。側方導入管45貫穿側壁30。側方導入管45的朝向臨腔室28內的...