JP2002305177A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 除去液の薬液成分を含むガスの外部への拡散
を防止しながら、基板に対して反応生成物の除去処理を
有効に実行することが可能な基板処理装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 基板処理装置は、基板Ｗを回転可能に保
持するスピンチャック５８と、スピンチャック５８に保
持された基板Ｗに反応生成物を除去するための除去液を
供給する第１ノズル４１と、基板Ｗから飛散する除去液
を捕獲するための昇降カップ５１および固定カップ５２
と、これらの昇降カップ５１および固定カップ５２内の
雰囲気を排気する排気管３５とを備える。基板Ｗの表面
に除去液を供給して反応生成物を除去する際には、排気
量調整弁６０により、排気が弱められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、基板から有機物
を除去する基板処理装置に関する。

【０００２】特に、基板から有機物である反応生成物を
除去する基板処理装置に関し、より詳しくはレジスト膜
をマスクとしたドライエッチングによりその表面に形成
された薄膜をパターン化した基板に対し、当該基板の表
面に生成された反応生成物を除去液により除去する基板
処理装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】半導体素子の製造工程においては、半導
体ウエハ等の基板の表面に形成されたアルミニュウムや
銅などの金属の薄膜を、レジスト膜をマスクとしてエッ
チングすることによりパターン化するエッチング工程が
実行される。そして、このエッチング工程において、微
細な回路パターンを形成する場合には、ＲＩＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ／反応性イオンエ
ッチング）等の、ドライエッチングが採用される。

【０００４】このようなドライエッチングで使用される
反応性イオンのパワーは極めて強いことから、金属膜の
エッチングが完了する時点においてはレジスト膜も一定
の割合で消滅し、その一部がポリマー等の反応生成物に
変質して金属膜の側壁に堆積する。この反応生成物は後
続するレジスト除去工程では除去されないことから、レ
ジスト除去工程の後に、この反応生成物を除去する必要
がある。

【０００５】このため、従来、ドライエッチング工程の
後には、反応生成物を除去する作用を有する除去液を基
板に対して供給することにより、金属膜の側壁に堆積し
た反応生成物を除去する反応生成物の除去処理を行って
いる。以上のような「レジストが変質した反応生成物」
は有機物であるが、その他の有機物を基板から除去する
ために有機物の除去液を基板に供給する工程もある。

【０００６】ところで、近年のパターンの微細化や前工
程の変化等に伴い、反応生成物の性質が多様化し、従来
の反応生成物の除去工程では反応生成物を除去するため
に長い時間を要するという問題が生じてきた。このた
め、近年、基板を除去液中に浸漬して処理する基板処理
装置にかわり、飛散防止用カップ内においてスピンチャ
ックに保持されて回転する基板の表面に除去液を供給す
ることにより、反応生成物の除去処理を行う枚葉タイプ
の基板処理装置が開発されている。このような枚葉タイ
プの基板処理装置は、除去液の置換性が向上し、また、
基板を洗浄するための純水や中間リンス液の消費量が減
少するという利点を有する。同様に、有機物の性質も多
様化し、従来の除去工程では有機物を除去するために長
い時間を要するという問題が生じてきた。このため、前
記のような枚葉タイプの基板処理装置が開発されてお
り、除去液の置換性が向上し、純水、中間リンス液の消
費量の低減が実現されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような基板処理装
置においては、高温の除去液が使用されることから、こ
の除去液から薬液成分を含むガスが発生する。また、中
間リンス液を使用した場合においては、中間リンス液か
らも薬液成分を含むガスが発生する。このような薬液成
分を含むガスが外部に拡散した場合には、基板処理装置
における基板処理部の外部に設置された機器や基板処理
装置の周辺に設置された機器、あるいは、その機器によ
る基板の処理結果に影響を与える可能性がある。

【０００８】このため、飛散防止用カップ内の雰囲気を
排気することにより、薬液成分を含むガスが飛散防止用
カップの外部に拡散することを防止することも考えられ
る。しかしながら、反応生成物をはじめとする有機物
（以下、単に有機物という。）の除去処理を行う基板処
理装置においては、基板処理時に飛散防止用カップ内の
雰囲気を排気した場合には、有機物の除去処理を有効に
実行し得ないことが判明した。

【０００９】すなわち、有機物の除去処理に使用される
除去液は、現像処理に使用される現像液等とは異なり、
その水分含有量が小さいという特徴を有する。このた
め、飛散防止用カップ内の雰囲気の排気に伴う気流の発
生により、除去液中の水分が気化した場合には、有機物
の除去能力が低下し、有機物の除去処理を有効に実行し
得ない。また、飛散防止用カップ内の雰囲気の排気に伴
う気流の発生により、除去液の表面が波立ったり、除去
液が酸化したりすることも、有機物の除去処理を有効に
実行し得ないことの原因となりうる。

【００１０】このような有機物の除去能力の低下は、除
去液の使用量を抑制するため、基板の表面に除去液が供
給された後に基板の回転を一時的に停止し、あるいは、
基板から除去液が飛散しない程度の低速で、または、間
欠的に基板を回転するようにした場合に、特に顕著とな
る。

【００１１】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、除去液の薬液成分を含むガスの外部へ
の拡散を防止しながら、基板に対して有機物の除去処理
を有効に実行することが可能な基板処理装置を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、レジスト膜をマスクとしたドライエッチングにより
その表面に形成された薄膜をパターン化した基板に対
し、当該基板の表面に生成された反応生成物を除去液に
より除去する基板処理装置であって、基板を回転可能に
保持するスピンチャックと、前記スピンチャックに保持
された基板に反応生成物を除去するための除去液を供給
する除去液供給機構と、前記スピンチャックに保持され
て回転する基板から飛散する除去液を捕獲するためのカ
ップと、前記カップ内の雰囲気を排気する排気手段と、
基板の表面に除去液を供給して反応生成物を除去する際
に、前記カップ内の雰囲気の排気を弱める制御手段と、
を備えることを特徴とする。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記スピンチャックは、基板の表面に
除去液が供給された後に、基板から除去液が飛散しない
程度の低速で基板を回転する。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記スピンチャックは、基板の表面に
除去液が供給された後に、基板を間欠的に回転させる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記スピンチャックは、基板の表面に
除去液が供給された後に、基板の回転を一時的に停止す
る。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請
求項４いずれかに記載の発明において、前記スピンチャ
ックに保持された基板に純水を供給する純水供給機構
と、前記純水供給機構により基板に供給され、前記カッ
プにより捕獲された純水を排出するための排出路とをさ
らに備え、前記排気手段は前記排出路を介して前記カッ
プ内の雰囲気を排気する。

【００１７】請求項６に記載の発明は、基板上の有機物
を除去する基板処理装置であって、基板を回転可能に保
持するスピンチャックと、前記スピンチャックに保持さ
れた基板に有機物を除去するための除去液を供給する除
去液供給機構と、前記スピンチャックに保持されて回転
する基板から飛散する除去液を捕獲するためのカップ
と、前記カップ内の雰囲気を排気する排気手段と、基板
の表面に除去液を供給して有機物を除去する際に、前記
カップ内の雰囲気の排気を弱める制御手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１８】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、前記スピンチャックは、基板の表面に
除去液が供給された後に、基板から除去液が飛散しない
程度の低速で基板を回転する。

【００１９】請求項８に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において前記スピンチャックは、基板の表面に除
去液が供給された後に、基板を間欠的に回転させる。

【００２０】請求項９に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、前記スピンチャックは、基板の表面に
除去液が供給された後に、基板の回転を一時的に停止す
る。

【００２１】請求項１０に記載の発明は、請求項６乃至
請求項９いずれかに記載の発明において、前記スピンチ
ャックに保持された基板に純水を供給する純水供給機構
と、前記純水供給機構により基板に供給され、前記カッ
プにより捕獲された純水を排出するための排出路とをさ
らに備え、前記排気手段は前記排出路を介して前記カッ
プ内の雰囲気を排気する。

【００２２】請求項１１に記載の発明は、請求項６乃至
請求項１０いずれかに記載の発明において、前記有機物
はレジストが変質した反応生成物である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る基板処理
装置の縦断面図である。また、図２は図１のＡ−Ａ断面
図であり、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。

【００２４】この基板処理装置は、反応生成物としての
有機物を基板から除去する装置であるが、一例として、
その表面に薄膜が形成された、基板としてのシリコン製
半導体ウエハから反応生成物としてのポリマーを除去す
る。ここで、上記薄膜は、例えば、銅やアルミニウム、
チタン、タングステンなどの金属膜、銅やアルミニウ
ム、チタン、タングステンなどの金属の混合物からなる
金属膜、またはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜、有機
絶縁膜、低誘電体層間絶縁膜などの絶縁膜から構成され
る。

【００２５】この基板処理装置は、複数枚の基板Ｗをカ
セット１０に収納した状態で搬入・搬出するためのイン
デクサ部２１と、処理液により基板Ｗを処理するための
４個の基板処理部２４と、インデクサ部２１に載置され
たカセット１０と各基板処理部２４との間で基板Ｗを搬
送する一対の搬送機構２２、２３とを備える。

【００２６】これらのインデクサ部２１、基板処理部２
４、および一対の搬送機構２２、２３は、筐体１１によ
り囲まれている。この筐体１１におけるインデクサ部２
１側の側壁には、カセット１０を搬入・搬出するための
開口部１９（図１参照）が形成されている。

【００２７】一対の搬送機構２２、２３のうちの一方の
搬送機構２２は、インデクサ部２１に載置された複数個
のカセット１０に沿って図２における上下方向（図１に
おける紙面に垂直な方向）に往復移動可能に構成されて
おり、これらのカセット１０から基板Ｗを取り出し、ま
たは、これらのカセット１０に基板Ｗを収納する。

【００２８】一方、一対の搬送機構２２、２３のうちの
他方の搬送機構２３は、基板処理部２４に沿って図２に
おける左右方向に往復移動可能に構成されており、搬送
機構２２から受け取った未処理基板Ｗをいずれかの基板
処理部２４に搬送し、または、いずれかの基板処理部２
４から取り出した処理済基板Ｗを搬送機構２２に受け渡
す。なお、搬送機構２２、２３間の基板Ｗの受け渡し
は、筐体１１内に配設された隔壁１３における開口部１
５（図２参照）を介して実行される。

【００２９】４個の基板処理部２４は、各々、処理チャ
ンバ１２により囲まれている。これらの処理チャンバ１
２における搬送機構２３と対向する位置には、基板通過
用の開口部１４（図２参照）が形成されている。

【００３０】これらの処理チャンバ１２の上部、すなわ
ち、各基板処理部２４の上方の位置には、図１において
実線で、また、図２において仮想線で示すように、処理
チャンバ１２内に空気を送るための送風機２５が配設さ
れており、この送風機２５の下方には送風機２５により
送られた空気を濾過するためのフィルター２８が配設さ
れている。

【００３１】各処理チャンバ１２の下方には、各処理チ
ャンバ１２内から排気を行うための一対の排気管３４が
配設されている。また、処理チャンバ１２内における基
板処理部２４には、基板処理部２４内から排気を行うた
めの後程詳細に説明する排気管３５が配設されている。
送風機２５より送られた空気は、これらの排気管３４、
３５を介して外部に排出される。

【００３２】搬送機構２３の上方の位置には、図２にお
いて仮想線で示すように、搬送機構２３に向けて空気を
送るための一対の送風機２６が配設されており、この送
風機２６の下方にはフィルターが配設されている。

【００３３】搬送機構２３および各処理チャンバ１２の
下方の位置には、図１および図３に示すように、筐体１
１における搬送機構２３および各処理チャンバ１２の下
方の領域から排気を行うための各々長さが異なる３本の
排気管３１、３２、３３が配設されている。送風機２６
により送られた空気は、主として、これらの排気管３
１、３２、３３を介して外部に排出される。

【００３４】インデクサ部２１および搬送機構２２の上
方の位置には、図１において実線で、また、図２におい
て仮想線で示すように、インデクサ部２１および搬送機
構２２に向けて空気を送るための送風機２７が配設され
ており、この送風機２７の下方には送風機２７により送
られた空気を濾過するためのフィルター２８が配設され
ている。

【００３５】筐体１１におけるインデクサ部２１および
搬送機構２２の下方の領域は、図１および図３に示すよ
うに、多孔性のパンチングプレート１８から構成されて
いる。送風機２７より送られた空気は、主として、この
パンチングプレート１８を介して外部に排出される。

【００３６】この基板処理装置においては、上述した筐
体１１の側壁および底壁と、隔壁１３と、各処理チャン
バ１２の上方の上壁２０とにより、処理チャンバ１２と
搬送機構２３とを囲む第２チャンバが形成される。そし
て、各処理チャンバ１２内の気圧が最も低く、次に、第
２チャンバ内の気圧が低くなり、インデクサ部２１およ
び搬送機構２２付近の気圧は基板処理装置が設置される
クリーンルーム内の気圧とほぼ同等となるように、上述
した各送風機２５、２６、２７の送風能力と、各排気管
３１、３２、３３、３４、３５の排気能力が調整されて
いる。このときの、各送風機２５、２６、２７の送風能
力としては、送風機２７が最も高く、送風機２６が次に
高く、送風機２５が最も低くなる。すなわち、送風する
風量は送風機２７が最も多く、送風機２６が次に多く、
送風機２５が最も少なくなる。

【００３７】このため、送風機２７より送られた空気の
一部は、インデクサ部２１および搬送機構２２付近から
隔壁１３における開口部１５を介して搬送機構２３付近
に流入する。また、送風機２６により送られた空気の一
部、および、送風機２７より送られインデクサ部２１お
よび搬送機構２２付近から開口部１５を介して搬送機構
２３付近に流入した空気の一部は、処理チャンバ１２に
おける開口部１４を介して処理チャンバ１２内に流入す
る。

【００３８】次に、上述した基板処理部２４の構成につ
いて説明する。図４乃至図６は、基板処理部２４の構成
を示す側面概要図である。

【００３９】この基板処理部２４は、モータ５７の駆動
により基板Ｗを保持した状態で回転するスピンチャック
５８と、スピンチャック５８に保持された基板Ｗに除去
液を供給するための第１ノズル４１と、スピンチャック
５８に保持された基板Ｗに中間リンス液および純水を供
給するための第２ノズル４２と、基板処理時に基板Ｗか
ら飛散する除去液、中間リンス液および純水を捕獲する
ための円周状の昇降カップ５１および固定カップ５２と
を備える。

【００４０】第１ノズル４１の基端部は支軸４３に連結
されており、この支軸４３はモータ４５により回転可能
に支持されている。また、モータ４５は、ブラケット４
７を介してエアシリンダ４８と連結されている。このた
め、第１ノズル４１は、エアシリンダ４８の駆動によ
り、図４乃至図６において実線で示す除去液の供給位置
と、図４乃至図６において二点鎖線で示す上昇位置との
間を昇降する。また、第１ノズル４１は、モータ４５の
駆動により、その先端がスピンチャック５８に保持され
た基板Ｗの中心と対向する位置と、その先端がスピンチ
ャックに保持された基板Ｗの端縁付近と対向する位置
と、その先端が昇降カップ５１および固定カップ５２よ
り外側に配置される位置との間で揺動する。

【００４１】この第１ノズル４１は、除去液貯留部６２
と管路６３を介して接続されている。除去液貯留部６２
に貯留された除去液は、ポンプ６４の作用により第１ノ
ズル４１に送液され、第１ノズル４１よりスピンチャッ
ク５８に保持された基板Ｗの表面に供給される。

【００４２】なお、この第１ノズル４１から基板Ｗに供
給される除去液は薄膜に対して除去対象物、（有機物、
または、レジストが変質して生じた反応生成物、また
は、レジストそのもの、または、ポリマー）を選択的に
除去する液である。

【００４３】この除去液には、有機アルカリ液を含む液
体（有機アルカリ系除去液という。）、有機アミンを含
む液体、無機酸を含む液体、フッ化アンモン系物質を含
む液体が使用できる。その内、有機アルカリ系除去液と
してはＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、ＤＭＳＯ（ジ
メチルスルホキシド）、ヒドロキシルアミンを含むもの
が挙げられる。また無機酸を含む液体としてはフツ酸、
燐酸が挙げられる。

【００４４】その他、除去液としては１−メチル−２ピ
ロリドン、テトラヒドロチオフェン１．１−ジオキシ
ド、イソプロパノールアミン、モノエタノールアミン、
２−（２アミノエトキシ）エタノール、カテコール、Ｎ
−メチルピロリドン、アロマテイックジオール、パーク
レン、フェノールを含む液体などがあり、より具体的に
は、１−メチル−２ピロリドンとテトラヒドロチオフェ
ン１．１−ジオキシドとイソプロパノールアミンとの混
合液、ジメチルスルホシキドとモノエタノールアミンと
の混合液、２−（２アミノエトキシ）エタノールとヒド
ロキシアミンとカテコールとの混合液、２−（２アミノ
エトキシ）エタノールとＮ−メチルピロリドンとの混合
液、モノエタノールアミンと水とアロマテイックジオー
ルとの混合液、パークレンとフェノールとの混合液など
が挙げられる。

【００４５】なお、有機アミンを含む液体（有機アミン
系除去液という。）にはモノエタノールアミンと水とア
ロマティックトリオールとの混合溶液、２−（２−アミ
ノエトキシ）エタノールとヒドロキシアミンとカテコー
ルとの混合溶液、アルカノールアミンと水とジアルキル
スルホキシドとヒドロキシアミンとアミン系防食剤の混
合溶液、アルカノールアミンとグライコールエーテルと
水との混合溶液、ジメチルスルホキシドとヒドロキシア
ミンとトリエチレンテトラミンとピロカテコールと水の
混合溶液、水とヒドロキシアミンとピロガロールとの混
合溶液、２−アミノエタノールとエーテル類と糖アルコ
ール類との混合溶液、２−（２−アミノエトキシ）エタ
ノールとＮとＮ−ジメチルアセトアセトアミドと水とト
リエタノールアミンとの混合溶液がある。

【００４６】また、フッ化アンモン系物質を含む液体
（フッ化アンモン系除去液という。）には、有機アルカ
リと糖アルコールと水との混合溶液、フッ素化合物と有
機カルボン酸と酸・アミド系溶剤との混合溶液、アルキ
ルアミドと水とフッ化アンモンとの混合溶液、ジメチル
スルホキシドと２−アミノエタノールと有機アルカリ水
溶液と芳香族炭化水素との混合溶液、ジメチルスルホキ
シドとフッ化アンモンと水との混合溶液、フッ化アンモ
ンとトリエタノールアミンとペンタメチルジエチレント
リアミンとイミノジ酢酸と水の混合溶液、グリコールと
硫酸アルキルと有機塩と有機酸と無機塩の混合溶液、ア
ミドと有機塩と有機酸と無機塩との混合溶液、アミドと
有機塩と有機酸と無機塩との混合溶液がある。

【００４７】また、無機物を含む無機系除去液としては
水と燐酸誘導体との混合溶液がある。

【００４８】また、フッ化アンモン系除去液に有機アル
カリ成分を添加したものもあり、このような除去液はア
ルカリ成分を含むことになる。

【００４９】第２ノズル４２の基端部は支軸４４に連結
されており、この支軸４４はモータ４６により回転可能
に支持されている。また、モータ４６は、ブラケット４
７を介してエアシリンダ４９と連結されている。このた
め、第２ノズル４２は、エアシリンダ４９の駆動によ
り、図４乃至図６において実線で示す中間リンス液また
は純水の供給位置と、図４乃至図６において二点鎖線で
示す上昇位置との間を昇降する。また、第２ノズル４２
は、モータ４６の駆動により、その先端がスピンチャッ
ク５８に保持された基板Ｗの中心と対向する位置と、そ
の先端がスピンチャックに保持された基板Ｗの端縁付近
と対向する位置と、その先端が昇降カップ５１および固
定カップ５２より外側に配置される位置との間で揺動す
る。

【００５０】この第２ノズル４２は、先端に不図示の中
間リンスノズルと純水ノズルとを有し、それぞれ中間リ
ンス液の供給源および純水の供給源（不図示）と管路を
介して接続されている。中間リンス液の供給源から供給
された中間リンス液および、純水の供給源から供給され
た純水は前記第２ノズル４２の先端に設けられた中間リ
ンスノズルと純水ノズルとからスピンチャック５８に保
持された基板Ｗの表面に供給される。

【００５１】なお、この第２ノズル４２の中間リンスノ
ズルより基板Ｗに供給される中間リンス液は、除去液を
基板Ｗから洗い流す液体であり、例えば、イソプロピル
アルコール（ＩＰＡ）などの有機溶剤、または、オゾン
を純水に溶解したオゾン水、水素を純水に溶解した水素
水、二酸化炭素を純水に溶解した炭酸水などの機能水等
を使用することができる。

【００５２】昇降カップ５１は、支持部材５３を介して
エアシリンダ５４と連結されている。このため、昇降カ
ップ５１は、エアシリンダ５４の駆動により、図４に示
す基板Ｗの搬入・搬出位置と、図５に示す排液回収位置
と、図６に示す除去液回収位置との間を昇降する。

【００５３】ここで、図４に示す基板Ｗの搬入搬出位置
は、図１に示す搬送機構２３により基板処理部２４に基
板Ｗを搬入し、あるいは搬出するための位置である。ま
た、図５に示す排液回収位置は、基板Ｗに中間リンス液
または純水を供給して基板Ｗを処理する際に、基板Ｗか
ら飛散する中間リンス液または純水を捕獲するための位
置である。さらに、図６に示す除去液回収位置は、基板
Ｗに除去液を供給して基板Ｗを処理する際に、基板Ｗか
ら飛散する除去液を捕獲するための位置である。

【００５４】固定カップ５２は、円周状に形成された第
１凹部５５と、この第１凹部５５の内側において円周状
に形成された第２凹部５６とを備える。第１凹部５５
は、昇降カップ５１が図６に示す除去液回収位置に配置
された状態で昇降カップ５１により捕獲された除去液を
回収するためのものである。また、第２凹部５６は、昇
降カップ５１が図５に示す排液回収位置に配置された状
態で昇降カップ５１により捕獲された中間リンス液また
は純水を回収するためのものである。

【００５５】第１凹部５５は、管路６１を介して除去液
貯留部６２と接続されている。第１凹部５５により回収
された除去液は、除去液貯留部６２に一旦貯留された
後、ポンプ６４の作用により第１ノズル４１に再度送液
され、第１ノズル４１よりスピンチャック５８に保持さ
れた基板Ｗの表面に供給される。

【００５６】第２凹部５６は、上述した排気管３５を介
して気液分離部６５と接続されている。この排気管３５
は、上述したような基板処理部２４内から排気と、昇降
カップ５１により捕獲された中間リンス液または純水の
回収とを実行するためのものである。すなわち、この排
気管３５は、中間リンス液回収路および純水回収路とし
て機能する。

【００５７】この排気管３５と接続された気液分離部６
５は、その底部に昇降カップ５１により捕獲された中間
リンス液または純水を一時的に貯留可能に構成されてい
る。そして、この気液分離部６５は、そこに一時的に貯
留された中間リンス液または純水の液面より上方の領域
において、排気調整管７１を介して排気機構６６と接続
されている。また、この気液分離部６５は、その底面に
おいて、分離回収機構６７と接続されている。この分離
回収機構６７は、昇降カップ５１により捕獲された中間
リンス液または純水のうち、中間リンス液を中間リンス
液回収用ドレイン６８に、また、純水を純水回収用ドレ
イン６９に、各々、分離して回収するためのものであ
る。

【００５８】この第２凹部５６においては、そこに回収
した中間リンス液および純水を、中間リンス液回収用ド
レイン６８および純水回収用ドレイン６９に分離して回
収するとともに、その回収時に、排気機構６６の作用に
より基板処理部２４内の排気を行うことが可能となる。
なお、このときの排気量は、排気調整管７１内に配設さ
れた排気量調整弁６０により調整することができる。

【００５９】すなわち、排気量調整弁６０を図７（ａ）
に示す位置に配置した場合には、排気管３５を介しての
排気量は最小となる。そして、排気量調整弁６０を図７
（ｂ）に示すように回動させた場合には、排気管３５か
らの排気量が増加する。この排気量は、排気量調整弁６
０の回転角度位置を調整することにより、所望の値に設
定することが可能となる。この排気量調整弁６０の回転
角度位置は、後述する制御部１００により制御させる。

【００６０】図８は、上述した基板処理装置の主要な電
気的構成を示すブロック図である。

【００６１】この基板処理装置は、装置の制御に必要な
動作プログラムが格納されたＲＯＭ１０１と、制御時に
データ等が一時的にストアされるＲＡＭ１０２と、論理
演算を実行するＣＰＵ１０３とからなる制御部１００を
備える。この制御部１００は、インターフェース１０４
を介して、上述した一対の移動機構２２、２３、排気量
調整弁６０、モータ４５、４６、５７、エアシリンダ４
８、４９、５４およびポンプ６４と接続されている。

【００６２】次に、この基板処理部２４による基板の処
理動作について説明する。

【００６３】搬送機構２３により処理を行うべき基板Ｗ
を基板処理部２４に搬入する際には、図４に示すよう
に、昇降カップ５１を基板Ｗの搬入・搬出位置まで下降
させる。また、第１ノズル４１および第２ノズル４２の
先端を昇降カップ５１および固定カップ５２より外側に
配置しておく。

【００６４】このとき、排気量調整弁６０は図７（ｂ）
に示す位置に配置されており、昇降カップ５１および固
定カップ５２内の雰囲気は、排気機構６６の作用によ
り、固定カップ５２における第２凹部５６および排気管
３５を介して常に強制排気されている。このため、排気
管３４による基板処理部２４内の排気動作と相俟って、
基板Ｗへの各種の処理動作中に発生する薬液成分が外部
に拡散することを確実に防止することが可能となる。

【００６５】搬送機構２３により基板Ｗをスピンチャッ
ク５８上に保持すれば、図６に示すように、昇降カップ
５１を除去液回収位置まで上昇させる。しかる後、エア
シリンダ４８の駆動により第１ノズル４１を、図６にお
いて二点鎖線で示す上昇位置まで一旦上昇させた後、モ
ータ４５の駆動により支軸４３を回転させ、第１ノズル
４１の先端を昇降カップ５１および固定カップ５２より
外側の位置からスピンチャック５８に保持された基板Ｗ
の中心と対向する位置まで移動させる。そして、エアシ
リンダ４８の駆動により、第１ノズル４１を、図６にお
いて実線で示す除去液の供給位置まで下降させる。

【００６６】また、制御部１００の制御により、排気量
調整弁６０を図７（ａ）に示す位置に配置する。これに
より、昇降カップ５１および固定カップ５２よりなるカ
ップ内の雰囲気の排気が弱められる。

【００６７】この状態において、基板Ｗに対して除去液
を供給して反応生成物を除去する反応生成物の除去処理
が実行される。この除去処理は、除去液供給工程と、除
去液保持工程と、除去液振り切り工程とからなる。

【００６８】すなわち、最初に、除去液供給行程が実行
される。この除去液供給行程においては、制御部１００
によりモータ５７を制御し、スピンチャック５８を第１
速度（例えば３００〜３０００ｒｐｍ）で回転させる。
そして、第１ノズル４１を使用し第１速度で回転する基
板Ｗの中心に対して鉛直上方から除去液を供給する。次
に、制御部１００によりモータ５７を制御し、基板Ｗの
回転速度を第１速度よりも遅い第２速度（例えば０〜２
００ｒｐｍ）まで減速する。そして、再度第１ノズル４
１を使用し第２速度で回転する基板Ｗの中心に対して鉛
直上方から除去液を供給する。

【００６９】次に、基板Ｗの表面に一定時間除去液を保
持する除去液保持工程が実行される。この除去液保持工
程は、第１ノズル４１からの除去液の供給を停止させた
状態で、基板Ｗから除去液が飛散せず基板Ｗ上に除去液
が残留する程度で基板Ｗを回転させる低速回転工程（例
えば０ｒｐｍより大きく５０ｒｐｍ以下の回転数）、も
しくは、第１ノズル４１からの除去液の供給を停止させ
た状態で、基板Ｗ上に除去液が残留する程度で間欠的に
基板Ｗを回転させる間欠回転工程、もしくは、第１ノズ
ル４１からの除去液の供給を停止させた状態で、基板Ｗ
を静止させる静止工程の何れかである。

【００７０】なお、低速回転工程、間欠回転工程、静止
工程の何れを採用する場合でも、基板Ｗ表面全体を除去
液で覆った状態を保持することが望ましい。

【００７１】このように、比較的高速な第１速度で回転
する基板Ｗの中心に対して鉛直上方から除去液を供給す
ることで、基板Ｗ全面が迅速に除去液で濡らされる。そ
して、第１速度よりも遅い第２速度の基板Ｗの中心に対
して鉛直上方から除去液を供給したとき、既に基板Ｗ全
面は除去液で濡れているので除去液は基板Ｗの表面を中
央から周辺に向って均等に覆っていく。このとき基板Ｗ
は比較的遅い第２速度になっているので基板Ｗ上を覆っ
た除去液は基板Ｗ上に滞留し、基板Ｗには除去液が盛ら
れることになる。この状態で基板Ｗ上に除去液が残留す
る程度で基板Ｗを回転させるか、もしくは、基板Ｗ上に
除去液が残留する程度で間欠的に基板を回転させるか、
もしくは、基板Ｗを静止させれば除去液が反応生成物に
作用して除去液による処理が進行し、反応生成物が除去
されていく。

【００７２】特に、基板Ｗ上に除去液が残留する程度で
基板Ｗを回転させる場合や基板Ｗ上に除去液が残留する
程度で間欠的に基板を回転させる場合には、基板Ｗ上の
除去液は慣性で静止しようとするのに対し基板Ｗは回転
するので、基板Ｗ表面と除去液とが相対的に移動する。
このため、基板Ｗ上の除去液が流動し、基板Ｗ上の特定
場所に滞留しない。このため、基板Ｗ上の除去液の中で
液の入れ替わりが生じ、基板Ｗ上の除去液を効率よく処
理に供することができる。よって、除去液の使用量を抑
制しながらも良好に反応生成物の除去を行なうことがで
きる。

【００７３】また、低速回転工程や間欠回転工程では、
除去液が基板Ｗから飛散せず基板Ｗ上に残留する程度で
基板Ｗを回転させるが、この残留の度合いについては、
一部の除去液が飛散しても基板Ｗの一部に除去液が残留
しておればよい。ただし、除去液が基板Ｗ上全体を覆っ
た状態が好ましい。

【００７４】次に、除去液の振り切り行程を実行する。
この振り切り工程においては、スピンチャック５８を上
述した第１、第２速度より速い第３速度で回転させるこ
とにより、基板Ｗ状の除去液を振りきる工程である。

【００７５】このとき、基板Ｗの端縁から飛散する除去
液は、図６において矢印で示すように、昇降カップ５１
の下端部により捕獲され、固定カップ５２における第１
凹部５５を介して除去液貯留部６２に回収される。この
ため、高価な除去液を再利用することが可能となる。

【００７６】除去液を利用した反応生成物の除去処理が
完了すれば、上記の動作とは逆の動作により第１ノズル
４１の先端を昇降カップ５１および固定カップ５２より
外側に配置する。また、分離回収機構６７を駆動して、
排気管３５に流入した液体が中間リンス液回収用ドレイ
ン６８に回収されるようにする。

【００７７】ここで、上述した除去液による反応生成物
の除去処理時には、制御部１００の制御により排気量調
整弁６０が図７（ａ）に示す位置に配置され、昇降カッ
プ５１および固定カップ５２よりなるカップ内の雰囲気
の排気が弱められている。このため、除去液からの水分
の気化、除去液表面の波立ち、あるいは、除去液の酸化
等に起因する反応生成物の除去能力の低下を有効に防止
することが可能となる。

【００７８】なお、少なくとも除去液保持工程におい
て、排気量調整弁６０が図７（ａ）に示す位置に配置さ
れ、昇降カップ５１および固定カップ５２よりなるカッ
プ内の雰囲気の排気が弱められれば、除去液能力の低下
を抑制することができる。

【００７９】また、除去液の成分を含んだガスが排気管
３５を介して気液分離部６５に大量に浸入することを防
止することができる。このため、気液分離部６５におけ
る除去液成分を含むガスの純水中への溶け込みを抑制す
ることができ、廃水処理施設への負担を軽減することが
可能となる。

【００８０】なお、上記のように、昇降カップ５１およ
び固定カップ５２よりなるカップ内の雰囲気の排気を弱
めた場合においても、処理チャンバ１２内の雰囲気は排
気管３４により排気されているため、処理チャンバ１２
内の雰囲気が外部に飛散することはない。

【００８１】次に、制御部１００の制御により、排気量
調整弁６０を図７（ｂ）に示す位置に配置する。これに
より、昇降カップ５１および固定カップ５２よりなるカ
ップ内の雰囲気の排気が通常の状態に復帰する。

【００８２】そして、図５に示すように、昇降カップ５
１を排液回収位置まで下降させる。そして、エアシリン
ダ４９の駆動により第２ノズル４２を、図５において二
点鎖線で示す上昇位置まで一旦上昇させた後、モータ４
６の駆動により支軸４４を回転させ、第２ノズル４２の
先端を昇降カップ５１および固定カップ５２より外側の
位置からスピンチャック５８に保持された基板Ｗの中心
と対向する位置まで移動させる。そして、エアシリンダ
４９の駆動により、第２ノズル４２を、図５において実
線で示す中間リンス液の供給位置まで下降させる。

【００８３】この状態において、スピンチャックにより
基板Ｗを回転させるとともに、第２ノズル４２の中間リ
ンスノズルより中間リンス液を吐出し、基板Ｗの表面に
中間リンス液を供給することにより、基板Ｗを洗浄す
る。

【００８４】このとき、基板Ｗの端縁から飛散する中間
リンス液は、図５において矢印で示すように、昇降カッ
プ５１の側壁により捕獲され、固定カップ５２における
第２凹部５６および気液分離部６５を介して排気管３５
に流入した後、分離回収機構６７を介して中間リンス液
回収用ドレイン６８に排出される。

【００８５】中間リンス液を利用した洗浄処理が完了す
れば、分離回収機構６７を駆動して、排気管３５に流入
した液体が純水回収用ドレイン６９に回収されるように
する。そして、スピンチャックにより基板Ｗを回転させ
るとともに、第２ノズル４２より純水を吐出し、基板Ｗ
の表面に純水を供給することにより、基板Ｗを洗浄す
る。

【００８６】このとき、基板Ｗの端縁から飛散する純水
は、図５において矢印で示すように、昇降カップ５１の
側壁により捕獲され、固定カップ５２における第２凹部
５６および気液分離部６５を介して排気管３５に流入し
た後、分離回収機構６７を介して純水回収用ドレイン６
９に排出される。

【００８７】純水を利用した洗浄処理が完了すれば、上
記の動作とは逆の動作により第２ノズル４２の先端を昇
降カップ５１および固定カップ５２より外側に配置す
る。また、昇降カップ５１を基板Ｗの搬入・搬出位置ま
で下降させる。そして、搬送機構２３によりスピンチャ
ック５８上の基板Ｗを搬出する。

【００８８】なお、本実施形態では気液分離部６５に排
気調整管７１を介して排気機構６６を接続し、気液分離
部６５と第２凹部５６とを接続する配管（排気管３５）
からカップ内の雰囲気を排気しているが、排気調整管７
１を直接第２凹部５６と接続させてもよい。

【００８９】なお、以上のような基板処理装置では第２
ノズル４２に中間リンスノズルと純水ノズルとを搭載し
ているが、中間リンスノズルを省略し、さらに、純水ノ
ズルの代わりにリンスノズルを設けても良い。このとき
リンスノズルはリンス液の供給源に管路を介して接続さ
れる。なお、この場合は、リンスノズルを有する第２ノ
ズル、リンス液の供給源、リンスノズルとリンス液の供
給源とを接続する管路がリンス液供給手段を構成する。

【００９０】リンス液としては純水の他、純水にオゾン
を溶解したオゾン水、水素を純水に溶解した水素水、炭
酸水などの機能水が挙げらる。また、リンス液としては
これらのような、常温（摂氏２０度〜２８度程度）、常
圧（約１気圧）に放置した場合、純水になる液体が好ま
しい。

【００９１】このように、中間リンスノズルを省略し、
リンスノズルを設けた場合は、除去液を利用した除去処
理が完了した後、分離回収機構６７を駆動して、排気管
３５に流入した液体が純水回収用ドレイン６９に回収さ
れるようにする。そして、スピンチャックにより基板Ｗ
を回転させるとともに、第２ノズル４２のリンスノズル
からリンス液を吐出し、基板Ｗの表面にリンス液を供給
する。

【００９２】このような構成の場合、リンス液の回収路
に除去液の成分を含んだガスが大量に浸入することが防
止され、リンス液の処理施設に与える負担を軽減するこ
とができる。

【００９３】なお、上記実施形態ではドライエッチング
工程を経た基板に対して、ドライエッチング時に生成さ
れた反応生成物であるポリマーを除去する処理を開示し
たが、本発明は基板からドライエッチング時に生成され
た反応生成物を除去することに限定されるものではな
い。例えば、本発明はプラズマアッシングの際に生成さ
れた反応生成物を基板から除去する場合も含む。

【００９４】また、例えば、レジスト膜をマスクとして
不純物拡散処理を行った場合、薄膜上のレジスト膜が一
部、もしくは全部変質し反応生成物となるが、このよう
な反応生成物を除去する場合も含む。

【００９５】よって、本発明は、必ずしもドライエッチ
ングとは限らない各種処理において、レジストに起因し
て生成された反応生成物を基板から除去する場合も含
む。

【００９６】また、本発明ではレジストに由来する反応
生成物を基板から除去することに限らず、レジストその
ものを基板から除去する場合も含む。

【００９７】例えば、基板にレジストが塗布されてレジ
スト膜が形成され、該レジスト膜に模様（配線パターン
等）が露光され、露光済みのレジスト膜に現像処理が施
され、さらに、現像されたレジスト膜が形成するパター
ンをマスクとして利用し、レジストよりも下方に存在す
る薄膜（下層という）に対して下層処理が施された場
合、下層処理の終了によって不要になったレジストを除
去する場合も含まれる。

【００９８】より具体的に言うと、レジスト膜が現像さ
れた後、下層に対して例えばエッチング処理を行った場
合が含まれる。このときのエッチング処理が、基板にエ
ッチング液を供給して行うウエットエッチングである
か、ＲＩＥなどのドライエッチングであるかを問わず、
エッチング処理後はレジスト膜は不要になるのでこれを
除去する必要がある。このようなエッチング処理後のレ
ジスト除去処理も含まれる。

【００９９】また、レジストそのものを基板から除去す
るその他の形態としては、レジスト膜が現像された後、
下層に対して不純物拡散処理を行った場合がある。不純
物拡散処理後はレジスト膜は不要になるのでこれを除去
する必要があるが、このときのレジスト除去処理も含ま
れる。

【０１００】なお、これらの場合、レジスト膜が変質し
て生じた反応生成物が存在すれば、不要になったレジス
ト膜を除去するのと同時に、反応生成物も同時に除去で
きるので、スループットが向上するとともに、コストを
削減できる。

【０１０１】例えば、前記下層に対するエッチング処理
において、ドライエッチングを施した場合はレジストに
由来する反応生成物も生成される。よって、ドライエッ
チング時に下層をマスクすることに供されたレジスト膜
そのもの、および、レジスト膜が変質して生じた反応生
成物も同時に除去できる。

【０１０２】また、前記下層に対して不純物拡散処理
（イオンインプランテーションなど。）を行った場合に
もレジストに由来する反応生成物が生成される。よっ
て、不純物拡散処理時に下層をマスクすることに供され
たレジスト膜そのもの、および、レジスト膜が変質して
生じた反応生成物も同時に除去できる。

【０１０３】また、本発明はレジストに由来する反応生
成物やレジストそのものを基板から除去することに限ら
ず、レジストに由来しない有機物、例えば人体から発塵
した微細な汚染物質などを基板から除去することも含
む。

【０１０４】

【発明の効果】請求項１または請求項６に記載の発明に
よれば、除去液の薬液成分を含むガスの外部への拡散を
防止しながら、基板に対して反応生成物をはじめとする
有機物の除去処理を有効に実行することが可能となる。

【０１０５】請求項２乃至請求項４、または請求項７乃
至請求項９に記載の発明によれば、除去液の使用量を抑
制しながら、基板に対して反応生成物をはじめとする有
機物の除去処理を有効に実行することが可能となる。

【０１０６】請求項５または請求項１０に記載の発明に
よれば、排気手段を簡易に構成することが可能となる。

【０１０７】請求項１１に記載の発明によれば、除去液
の薬液成分を含むガスの外部への拡散を防止しながら、
基板に対してレジストが変質した反応生成物の除去液処
理を有効に実行することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る基板処理装置の縦断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】基板処理部２４の構成を示す側面概要図であ
る。

【図５】基板処理部２４の構成を示す側面概要図であ
る。

【図６】基板処理部２４の構成を示す側面概要図であ
る。

【図７】排気量調整弁６０を模式的に示す拡大図であ
る。

【図８】基板処理装置の主要な電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０ カセット １１ 筐体 １２ 処理チャンバ １３ 隔壁 １４ 開口部 １５ 開口部 １９ 開口部 １８ パンチングプレート ２０ 上壁 ２１ インデクサ部 ２２ 搬送機構 ２３ 搬送機構 ２４ 基板処理部 ２５ 送風機 ２６ 送風機 ２７ 送風機 ２８ フィルター ３１ 排気管 ３２ 排気管 ３３ 排気管 ３４ 排気管 ３５ 排気管 ４１ 第１ノズル ４２ 第２ノズル ４５ モータ ４６ モータ ４８ エアシリンダ ４９ エアシリンダ ５１ 昇降カップ ５２ 固定カップ ５４ エアシリンダ ５５ 第１凹部 ５２ 第２凹部 ５７ モータ ５８ スピンチャック ６０ 排気量調整弁 ６２ 除去液貯留部 ６５ 気液分離部 ６６ 排気機構 ６７ 分離回収機構 ６８ 中間リンス液回収ドレイン ６９ 純水回収ドレイン ７１ 排気調整管 １００ 制御部 Ｗ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 忠司 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 加藤 洋 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 5F004 AA09 DB01 DB03 DB07 DB08 FA08 5F043 BB27 DD12 EE08 EE37 GG10 5F046 MA10

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レジスト膜をマスクとしたドライエッチ
   ングによりその表面に形成された薄膜をパターン化した
   基板に対し、当該基板の表面に生成された反応生成物を
   除去液により除去する基板処理装置であって、 基板を回転可能に保持するスピンチャックと、 前記スピンチャックに保持された基板に反応生成物を除
   去するための除去液を供給する除去液供給機構と、 前記スピンチャックに保持されて回転する基板から飛散
   する除去液を捕獲するためのカップと、 前記カップ内の雰囲気を排気する排気手段と、 基板の表面に除去液を供給して反応生成物を除去する際
   に、前記カップ内の雰囲気の排気を弱める制御手段と、 を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記スピンチャックは、基板の表面に除去液が供給され
   た後に、基板から除去液が飛散しない程度の低速で基板
   を回転する基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記スピンチャックは、基板の表面に除去液が供給され
   た後に、基板を間欠的に回転させる基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記スピンチャックは、基板の表面に除去液が供給され
   た後に、基板の回転を一時的に停止する基板処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４いずれかに記載の
   基板処理装置において、 前記スピンチャックに保持された基板に純水を供給する
   純水供給機構と、前記純水供給機構により基板に供給さ
   れ、前記カップにより捕獲された純水を排出するための
   排出路とをさらに備え、 前記排気手段は前記排出路を介して前記カップ内の雰囲
   気を排気する基板処理装置。
6. 【請求項６】 基板上の有機物を除去する基板処理装置
   であって、 基板を回転可能に保持するスピンチャックと、 前記スピンチャックに保持された基板に有機物を除去す
   るための除去液を供給する除去液供給機構と、 前記スピンチャックに保持されて回転する基板から飛散
   する除去液を捕獲するためのカップと、 前記カップ内の雰囲気を排気する排気手段と、 基板の表面に除去液を供給して有機物を除去する際に、
   前記カップ内の雰囲気の排気を弱める制御手段と、 を備えることを特徴とする基板処理装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の基板処理装置におい
   て、 前記スピンチャックは、基板の表面に除去液が供給され
   た後に、基板から除去液が飛散しない程度の低速で基板
   を回転する基板処理装置。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の基板処理装置におい
   て、 前記スピンチャックは、基板の表面に除去液が供給され
   た後に、基板を間欠的に回転させる基板処理装置。
9. 【請求項９】 請求項６に記載の基板処理装置におい
   て、 前記スピンチャックは、基板の表面に除去液が供給され
   た後に、基板の回転を一時的に停止する基板処理装置。
10. 【請求項１０】 請求項６乃至請求項９いずれかに記載
    の基板処理装置において、 前記スピンチャックに保持された基板に純水を供給する
    純水供給機構と、前記純水供給機構により基板に供給さ
    れ、前記カップにより捕獲された純水を排出するための
    排出路とをさらに備え、 前記排気手段は前記排出路を介して前記カップ内の雰囲
    気を排気する基板処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項６乃至請求項１０いずれかに記
    載の基板処理装置において、 前記有機物はレジストが変質した反応生成物である基板
    処理装置。