基板处理方法以及基板处理装置与流程

本发明涉及一种用以处理基板的方法以及装置。作为处理对象的基板，例如包含半导体晶片、液晶显示设备以及有机el(electroluminescence；电致发光)显示设备等fpd(flat panel display；平板显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太阳电池用基板等。

背景技术：

1、半导体装置的制造工序大多情形下包含对半导体基板(典型的是硅晶片)照射离子的工序。离子照射工序例如是用以对半导体基板导入杂质离子的离子注入工序、或者用以形成图案(pattern)的离子蚀刻工序。这些工序中，将预先形成于半导体基板的表面的抗蚀剂(resist)用作掩模来照射离子。由此，能够选择性地对半导体基板照射离子。离子不仅照射至基板，亦照射至被用作掩模的抗蚀剂。由此，抗蚀剂的表层因碳化等而变质，从而形成硬化膜。特别是，在被注入高剂量的离子的抗蚀剂膜的表面形成有牢固的硬化膜。

2、例如，根据日本特开2016-181677号公报(专利文献1)，作为用以从基板的表面去除具有硬化膜的抗蚀剂的处理，已知将高温的硫酸双氧水混合液(spm，sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture)供给至基板的表面而进行的高温spm处理。然而，因硬化膜无法容易去除，故需长时间进行高温spm处理。因此，spm的消耗量增多。特别是作为spm的构成液的硫酸，环境负荷大，即使中和也成本高，因此期望减少硫酸的使用量。因此，期望一种能够减少含有硫酸的处理液的使用量，并从基板去除形成有硬化膜的抗蚀剂膜的方法。已知等离子体处理或臭氧处理作为可用于此目的的灰化(ashing)方法。尤其臭氧处理能够避免伴随等离子体处理的离子冲击，因此能够避免对基板的显著损伤，且去除抗蚀剂膜(更一般而言为有机膜)。

3、例如，国际公开第2007/123197号(专利文献2)的灰化方法包含：基板加热工序，将收容于处理室的基板的被处理物加热至180℃以上；湿臭氧气体加热工序，将包含处理液的湿臭氧气体加热至120℃以上；以及湿臭氧气体供给工序，将在所述湿臭氧气体加热工序中加热的所述湿臭氧气体供给至所述基板的所述被处理物。根据该公报，大致主张以下内容的作用效果。当湿臭氧气体中所含的处理液附着于已加热至180℃以上的被处理物时，被处理物被强力灰化(碳化)。根据该公报，该灰化被认为是由臭氧气体到达被处理表面时所形成的自由基的强氧化力所引起，该氧化反应因被处理物的温度为180℃以上的高温而得以促进。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2016-181677号公报。

7、专利文献2：国际公开第2007/123197号。

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、根据上述国际公开第2007/123197号所记载的技术，因臭氧气体到达基板上的被加热至180℃以上的被处理物，而发挥自由基的强氧化作用。此时，由于基板的温度与被处理物的温度大致为相同的温度，亦即为180℃以上的高温，故臭氧处理中基板的氧化容易进行。此处的臭氧处理通常旨在去除作为被处理物的有机膜(典型的是抗蚀剂膜)，通常并不意图氧化基板。该并不意图的氧化的进行有时会对使用该基板所获得的制品产生不良影响。具体而言，可能无法获得所需的形状或所需的电性特性。另一方面，若在该技术中简单地降低加热温度，则难以获得实用的处理效率。

3、本发明是为了解决以上课题而完成的，目的在于提供一种能够高效地从基板上去除有机膜且抑制基板的氧化的进行的基板处理方法以及基板处理装置。

4、用以解决课题的手段

5、第一方式是一种基板处理方法，用以使用基板处理装置从基板上去除有机膜，所述基板处理装置具有：基板载置部，具有载置所述基板的载置面；以及盖部，隔着空间覆盖载置于所述载置面上的所述基板，具有面向所述空间的内表面以及与所述内表面相反的外表面，且具有连接所述内表面与所述外表面的贯通孔；所述基板处理方法具备：工序a)，以隔着所述空间被所述盖部覆盖的方式将设置有所述有机膜的所述基板载置于所述基板载置部的所述载置面上；工序b)，一边将载置有所述基板的所述基板载置部的所述载置面加热至第一温度，一边将所述盖部加热至高于所述第一温度的第二温度；以及工序c)，一边进行所述工序b)，一边将含有臭氧的气体经由所述盖部的所述贯通孔导入所述空间中。

6、第二方式是如第一方式所述的基板处理方法，其中，所述第一温度为150℃以下，所述第二温度大于150℃。第三方式如第二方式所述的基板处理方法，其中，所述第一温度为100℃以上。第四方式如第二方式或第三方式所述的基板处理方法，其中，所述第二温度为200℃以下。

7、第五方式是一种基板处理装置，用以从基板上去除有机膜，具备：基板载置部，具有载置所述基板的载置面，且内置有用以加热所述载置面的第一加热器；盖部，隔着空间覆盖载置于所述基板载置部的所述载置面的所述基板，具有面向所述空间的内表面及与所述内表面相反的外表面，且具有连接所述内表面与所述外表面的贯通孔；第二加热器，设置于所述盖部的所述外表面以加热所述盖部；气体配管，从所述盖部的所述外表面凸出，且向所述盖部的所述贯通孔供给气体；气体供给部，向所述气体配管供给含有臭氧的气体；以及控制部，控制所述第一加热器以及所述第二加热器；所述控制部控制所述第一加热器，以将载置有所述基板的所述基板载置部的所述载置面加热至第一温度，且控制所述第二加热器，以将所述盖部加热至高于所述第一温度的第二温度。

8、第六方式是如第五方式所述的基板处理装置，其中，具有比所述气体配管还低的热传导性的区域介于所述第二加热器与所述气体配管之间。第七方式是如第六方式所述的基板处理装置，其中，所述区域包含间隙。第八方式是如第六方式或第七方式所述的基板处理装置，其中，所述区域包含具有比所述气体配管还低的热传导性的构件。

9、发明效果

10、根据上述各方式，一边以第一温度加热所述基板，一边将盖部加热至高于第一温度的第二温度，且将含有臭氧的气体经由盖部的所述贯通孔导入所述空间中。因第一温度低于第二温度，从而与第一温度为第二温度以上的情形相比，抑制了基板的温度。由此，能够抑制通过基板处理方法去除基板上的有机膜时的基板的氧化的进行。而且，因第二温度高于第一温度，从而与第二温度为第一温度以下的情形相比，基板上的空间内的气体的温度进一步增高。由此，促进了由气体中的臭氧的热分解带来的自由基的生成。由此，能够高效地去除基板上的有机膜。根据以上所述，能够高效地从基板上去除有机膜且抑制基板的氧化的进行。

11、在第一温度为150℃以下的情形下，能够更充分抑制基板的氧化的进行。在第二温度大于150℃的情形下，能够进一步促进由气体中的臭氧的热分解带来的自由基的生成。

12、在第一温度为100℃以上的情形下，有机膜的温度进一步增高。由此，能够更高效地去除有机膜。

13、在第二温度为200℃以下的情形下，避免了向盖部的贯通孔供给气体的气体配管因来自盖部的热传导而被过度加热。由此，抑制了气体配管的上游侧处的臭氧的热分解。由此，能够抑制因到达基板前自由基失活而引起的处理效率的降低。

14、当具有比气体配管还低的热传导性的区域介于第二加热器与气体配管之间时，抑制因来自第二加热器的热而引起的气体配管的温度上升。由此，抑制气体配管的上游侧处的臭氧的热分解。由此，能够抑制因到达基板前自由基失活而引起的处理效率的降低。