JP2005191143A - Method and apparatus for substrate treatment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に種々の処理を行う基板処理方法および基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for performing various processes on a substrate.
従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用ガラス基板等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、生産効率を高めるために一連の処理の各々をユニット化し、複数の処理ユニットを統合した基板処理装置が用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a substrate processing apparatus has been used to perform various processes on a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display device, and a glass substrate for an optical disk. For example, in a semiconductor device manufacturing process, a substrate processing apparatus is used in which a series of processes are unitized and a plurality of processing units are integrated in order to increase production efficiency.
近年、基板処理装置による基板の処理工程において、基板上に高誘電率ゲート絶縁膜(以下、Hi−k膜と略記する。)を形成する場合がある。このHi−k膜はトランジスタにおけるゲートリーク電流を抑制するために用いられる。 In recent years, a high dielectric constant gate insulating film (hereinafter abbreviated as a Hi-k film) may be formed on a substrate in a substrate processing process by a substrate processing apparatus. This Hi-k film is used to suppress gate leakage current in the transistor.
一般に、基板表面へのHi−k膜の形成は、例えば、化学的気相蒸着法(CVD法)により行われる。そして、このようなHi−k膜の形成時においては、原子層沈積(ALD:Atomic Layer Deposition)技術を用いることにより原子層レベルの薄いHi−k膜を得ることができる。 In general, the Hi-k film is formed on the substrate surface by, for example, chemical vapor deposition (CVD). At the time of forming such a Hi-k film, a thin Hi-k film at the atomic layer level can be obtained by using an atomic layer deposition (ALD) technique.
上記のような薄いHi−k膜の形成時においては、基板表面に予め酸化膜が形成されている必要があるとされている。 When forming such a thin Hi-k film, an oxide film needs to be formed in advance on the substrate surface.
基板表面に酸化膜が形成されていない場合、Hi−k膜の形成を開始しようとしても、所定の時間が経過するまで成膜が進行しないので、Hi−k膜の厚さの制御が困難になる。これに対し、基板表面に予め酸化膜が形成されている場合、即座に成膜が進行するのでHi−k膜の厚さの制御が容易になる。 If an oxide film is not formed on the substrate surface, even if an attempt is made to start the formation of the Hi-k film, the film formation does not proceed until a predetermined time elapses, making it difficult to control the thickness of the Hi-k film. Become. On the other hand, when an oxide film is formed on the substrate surface in advance, the film formation proceeds immediately, so that the thickness of the Hi-k film can be easily controlled.
基板表面に酸化膜を形成する場合には、例えば、フッ化水素を含む水溶液を用いた基板表面のエッチング後に、その基板にオゾン水を供給して酸化膜を形成する(例えば、特許文献1参照)。
ところで、Hi−k膜の形成時に予め基板表面に形成される酸化膜はできる限り薄いことが好ましいとされている。これは、高誘電率のHi−k膜の下地として厚い酸化膜が形成されている場合、すなわち等価酸化膜厚(EOT:Equivalent Oxide Thickness)が過剰に大きい場合、Hi−k膜による基板からの電流の漏れの抑制が十分に行えないからである。具体的には、酸化膜は、例えば4Å程度の厚みに形成されることが好ましいとされている。 By the way, it is preferable that the oxide film formed on the substrate surface in advance when forming the Hi-k film is as thin as possible. This is because, when a thick oxide film is formed as a base of a high dielectric constant Hi-k film, that is, when the equivalent oxide thickness (EOT) is excessively large, the substrate from the Hi-k film is removed. This is because current leakage cannot be sufficiently suppressed. Specifically, the oxide film is preferably formed to a thickness of about 4 mm, for example.
しかしながら、上記のような従来の酸化膜の形成方法では、基板表面に10Å程度の酸化膜を形成することは比較的容易に行われてきたが、酸化膜の厚みを4Å程度に制御することは非常に困難とされてきた。 However, in the conventional method for forming an oxide film as described above, it has been relatively easy to form an oxide film of about 10 mm on the surface of the substrate, but it is possible to control the thickness of the oxide film to about 4 mm. It has been very difficult.
特に、このような酸化膜の生成時においては、基板表面に有機物等の汚染があると、酸化膜の成長速度にばらつきが発生し、再現よく極薄酸化膜を得ることができない。 In particular, when such an oxide film is formed, if the substrate surface is contaminated with organic substances, the growth rate of the oxide film varies, and an extremely thin oxide film cannot be obtained with good reproducibility.
本発明の目的は、基板表面に薄く均一な酸化膜を形成することができるとともに酸化膜の厚さを容易に制御することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of forming a thin and uniform oxide film on a substrate surface and easily controlling the thickness of the oxide film.
第1の発明に係る基板処理方法は、基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、基板に酸化性処理液を供給するステップと、酸化性処理液の供給後、基板にエッチング液を供給するステップと、エッチング液の供給後、基板に酸素水を供給するステップとを備えたものである。 A substrate processing method according to a first aspect of the present invention is a substrate processing method for performing a predetermined process on a substrate, the step of supplying an oxidizing treatment liquid to the substrate, and the step of supplying the etching liquid to the substrate after the supply of the oxidizing treatment liquid. And a step of supplying oxygen water to the substrate after the supply of the etching solution.
第1の発明に係る基板処理方法においては、基板に酸化性処理液が供給されることにより基板表面に酸化膜が形成されるとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。 In the substrate processing method according to the first aspect of the invention, an oxidizing film is formed on the substrate surface by supplying an oxidizing treatment liquid to the substrate, and impurities such as organic substances existing on the substrate surface are oxidized.
そして、基板にエッチング液が供給されることによりエッチングが行われる。これにより、酸化性処理液により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。 Etching is performed by supplying an etching solution to the substrate. Thereby, impurities such as organic substances oxidized by the oxidizing treatment liquid are removed together with the oxide film by lift-off.
そして、不純物が取り除かれた清浄な基板表面に酸素水が供給される。これにより、酸素水による薄い酸化膜が基板表面に均一に形成される。また、酸素水は酸化性が低く、酸化膜の形成速度が遅いので、酸化膜の厚さを容易に制御することができる。 Then, oxygen water is supplied to the clean substrate surface from which impurities have been removed. Thereby, a thin oxide film of oxygen water is uniformly formed on the substrate surface. Further, since oxygen water has low oxidizability and the formation rate of the oxide film is slow, the thickness of the oxide film can be easily controlled.
基板への酸化性処理液の供給および基板へのエッチング液の供給を繰り返し行ってもよい。この場合、基板への酸化性処理液およびエッチング液の供給が繰り返し行われるので、酸化性処理液による酸化膜の形成および基板表面に存在する有機物等の不純物の酸化と、エッチング液による酸化膜および酸化された有機物等の不純物のエッチングが繰り返され、基板の清浄度がより向上する。 The supply of the oxidizing treatment liquid to the substrate and the supply of the etching liquid to the substrate may be repeated. In this case, since the oxidizing treatment liquid and the etching liquid are repeatedly supplied to the substrate, the formation of the oxide film by the oxidizing treatment liquid, the oxidation of impurities such as organic substances existing on the substrate surface, the oxide film by the etching liquid, and Etching of impurities such as oxidized organic substances is repeated, and the cleanliness of the substrate is further improved.
酸素水の供給後、基板を還元ガスまたは不活性ガスの雰囲気中に保管してもよい。この場合、基板への酸素水の供給後に、基板が還元ガスまたは不活性ガスの雰囲気中に保管されるので、基板に形成された薄い酸化膜が大気に触れることにより厚くなることが防止される。 After supplying oxygen water, the substrate may be stored in an atmosphere of a reducing gas or an inert gas. In this case, after the oxygen water is supplied to the substrate, the substrate is stored in an atmosphere of a reducing gas or an inert gas, so that a thin oxide film formed on the substrate is prevented from becoming thick by touching the atmosphere. .
酸化性処理液はオゾン水または過酸化水素水であり、エッチング液はフッ化水素水であってもよい。この場合、基板にオゾン水または過酸化水素水が供給されることにより酸化膜が形成されるとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。 The oxidizing treatment liquid may be ozone water or hydrogen peroxide water, and the etching liquid may be hydrogen fluoride water. In this case, an ozone film is formed by supplying ozone water or hydrogen peroxide water to the substrate, and impurities such as organic substances existing on the substrate surface are oxidized.
そして、基板にフッ化水素水が供給されることによりエッチングが行われる。これにより、オゾン水または過酸化水素水により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。したがって、基板の表面が清浄に保たれる。 Etching is performed by supplying hydrogen fluoride water to the substrate. Thereby, impurities such as organic substances oxidized by ozone water or hydrogen peroxide water are removed together with the oxide film by lift-off. Therefore, the surface of the substrate is kept clean.
基板に酸素水を供給することにより、厚み5Å以下の酸化膜を形成してもよい。このように、厚み5Å以下の酸化膜を形成する場合でも、厚さの制御が容易となる。 An oxide film having a thickness of 5 mm or less may be formed by supplying oxygen water to the substrate. Thus, even when an oxide film having a thickness of 5 mm or less is formed, the thickness can be easily controlled.
第2の発明に係る基板処理装置は、基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、酸化性処理液を基板に供給する酸化性処理液供給系と、酸化性処理液供給系による酸化性処理液の供給後、エッチング液を基板に供給するエッチング液供給系と、エッチング液供給系によるエッチング液の供給後、酸素水を基板に供給する酸素水供給系とを備えたものである。 A substrate processing apparatus according to a second aspect of the present invention is a substrate processing apparatus that performs predetermined processing on a substrate, and an oxidizing treatment liquid supply system that supplies an oxidizing treatment liquid to the substrate, and an oxidation by an oxidizing treatment liquid supply system. An etching solution supply system that supplies an etching solution to the substrate after the supply of the etching treatment solution, and an oxygen water supply system that supplies oxygen water to the substrate after the supply of the etching solution by the etching solution supply system are provided.
第2の発明に係る基板処理装置においては、酸化性処理液供給系により基板に酸化性処理液が供給されることにより基板表面に酸化膜が形成されるとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。 In the substrate processing apparatus according to the second aspect of the present invention, an oxide film is formed on the substrate surface by supplying an oxidizing treatment liquid to the substrate by the oxidizing treatment liquid supply system, and an organic substance or the like present on the substrate surface Impurities are oxidized.
そして、エッチング液供給系により基板にエッチング液が供給されることによりエッチングが行われる。これにより、酸化性処理液により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。 Etching is performed by supplying the etching solution to the substrate by the etching solution supply system. Thereby, impurities such as organic substances oxidized by the oxidizing treatment liquid are removed together with the oxide film by lift-off.
そして、不純物が取り除かれた清浄な基板表面に、酸素水供給系により酸素水が供給される。これにより、酸素水による薄い酸化膜が基板表面に均一に形成される。また、酸素水は酸化性が低く、酸化膜の形成速度が遅いので、酸化膜の厚さを容易に制御することができる。 Then, oxygen water is supplied to the clean substrate surface from which impurities have been removed by an oxygen water supply system. Thereby, a thin oxide film of oxygen water is uniformly formed on the substrate surface. Further, since oxygen water has low oxidizability and the formation rate of the oxide film is slow, the thickness of the oxide film can be easily controlled.
酸化性処理液を貯留する酸化性処理液貯留手段と、エッチング液を貯留するエッチング液貯留手段と、酸素水を貯留する酸素水貯留手段とをさらに備え、酸化性処理液供給系は酸化性処理液貯留手段により貯留された酸化性処理液を基板に供給し、エッチング液供給系はエッチング液貯留手段により貯留されたエッチング液を基板に供給し、酸素水供給系は酸素水貯留手段により貯留された酸素水を基板に供給してもよい。 An oxidizing treatment liquid storing means for storing an oxidizing treatment liquid, an etching solution storing means for storing an etching liquid, and an oxygen water storing means for storing oxygen water are further provided, and the oxidizing treatment liquid supply system is an oxidizing treatment. The oxidizing treatment liquid stored by the liquid storage means is supplied to the substrate, the etching liquid supply system supplies the etching liquid stored by the etching liquid storage means to the substrate, and the oxygen water supply system is stored by the oxygen water storage means. Oxygen water may be supplied to the substrate.
この場合、酸化性処理液貯留手段により貯留された酸化性処理液を基板に供給することにより、基板表面に酸化膜を形成するとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物を酸化することができる。また、エッチング液貯留手段により貯留されたエッチング液を基板に供給することにより基板表面をエッチングすることができる。さらに、酸素水貯留手段に貯留された酸素水を基板に供給することにより基板表面に薄い酸化膜を形成することができる。 In this case, by supplying the oxidizing treatment liquid stored by the oxidizing treatment liquid storage means to the substrate, an oxide film can be formed on the substrate surface, and impurities such as organic substances existing on the substrate surface can be oxidized. . Further, the substrate surface can be etched by supplying the substrate with the etching solution stored by the etching solution storage means. Furthermore, a thin oxide film can be formed on the substrate surface by supplying oxygen water stored in the oxygen water storage means to the substrate.
酸化性処理液はオゾン水または過酸化水素水であり、エッチング液はフッ化水素水であってもよい。この場合、基板にオゾン水または過酸化水素水が供給されることにより酸化膜が形成されるとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。 The oxidizing treatment liquid may be ozone water or hydrogen peroxide water, and the etching liquid may be hydrogen fluoride water. In this case, an ozone film is formed by supplying ozone water or hydrogen peroxide water to the substrate, and impurities such as organic substances existing on the substrate surface are oxidized.
そして、基板にフッ化水素水が供給されることによりエッチングが行われる。これにより、オゾン水または過酸化水素水により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。したがって、基板の表面が清浄に保たれる。 Etching is performed by supplying hydrogen fluoride water to the substrate. Thereby, impurities such as organic substances oxidized by ozone water or hydrogen peroxide water are removed together with the oxide film by lift-off. Therefore, the surface of the substrate is kept clean.
酸素水供給系は、酸素水を基板に供給することにより厚み5Å以下の酸化膜を形成してもよい。このように、厚み5Å以下の酸化膜を形成する場合でも、厚さの制御が容易となる。 The oxygen water supply system may form an oxide film having a thickness of 5 mm or less by supplying oxygen water to the substrate. Thus, even when an oxide film having a thickness of 5 mm or less is formed, the thickness can be easily controlled.
本発明に係る基板処理方法においては、基板に酸化性処理液が供給されることにより基板表面に酸化膜が形成されるとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。 In the substrate processing method according to the present invention, an oxide film is formed on the substrate surface by supplying an oxidizing treatment liquid to the substrate, and impurities such as organic substances existing on the substrate surface are oxidized.
そして、基板にエッチング液が供給されることによりエッチングが行われる。これにより、酸化性処理液により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。 Etching is performed by supplying an etching solution to the substrate. Thereby, impurities such as organic substances oxidized by the oxidizing treatment liquid are removed together with the oxide film by lift-off.
そして、不純物が取り除かれた清浄な基板表面に酸素水が供給される。これにより、酸素水による薄い酸化膜が基板表面に均一に形成される。また、酸素水は酸化性が低く、酸化膜の形成速度が遅いので、酸化膜の厚さを容易に制御することができる。 Then, oxygen water is supplied to the clean substrate surface from which impurities have been removed. Thereby, a thin oxide film of oxygen water is uniformly formed on the substrate surface. Further, since oxygen water has low oxidizability and the formation rate of the oxide film is slow, the thickness of the oxide film can be easily controlled.
以下、本発明の一実施の形態に係る基板処理方法および基板処理装置について図1〜図3に基づき説明する。 Hereinafter, a substrate processing method and a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板、PDP(プラズマディスプレイパネル)用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等をいう。 In the following description, a substrate refers to a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a PDP (plasma display panel), a glass substrate for a photomask, a substrate for an optical disk, and the like.
図1は本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。図1に示すように、基板処理装置100は、処理領域A,Bを有し、処理領域A,B間に搬送領域Cを有する。
FIG. 1 is a plan view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
処理領域Aには、制御部4、流体ボックス部2a,2b、洗浄処理部5a,5bが配置されている。
In the processing area A, a
図1の流体ボックス部2a,2bは、それぞれ洗浄処理部5a,5bへの薬液の供給および洗浄処理部5a,5bからの排液等に関する配管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器、処理液貯留タンク等の流体関連機器を収納する。流体ボックス部2a,2bおよび洗浄処理部5a,5bの具体的な構成例については後述する。
1 are pipes, joints, valves, flow meters, regulators, pumps, temperatures for supplying chemical solutions to the
洗浄処理部5a,5bでは、薬液による洗浄処理(以下、薬液処理と呼ぶ)が行われる。本実施の形態において、洗浄処理部5a,5bで用いられる薬液は、オゾン水または過酸化水素水等の酸化性の強い酸化性処理液、フッ化水素水等のエッチング液および酸素水である。本実施の形態に係る基板処理装置100においては、酸化性処理液としてオゾン水が用いられ、エッチング液としてフッ化水素水が用いられる。
In the
処理領域Bには、流体ボックス部2c,2dおよび洗浄処理部5c,5dが配置されている。流体ボックス部2c,2dおよび洗浄処理部5c,5dの各々は、上記流体ボックス部2a,2bおよび洗浄処理部5a,5bと同様の構成を有し、洗浄処理部5c,5dは洗浄処理部5a,5bと同様の処理を行う。
In the processing region B,
以下、洗浄処理部5a,5b,5c,5dを処理ユニットと総称する。搬送領域Cには、基板搬送ロボットCRが設けられている。
Hereinafter, the
処理領域A,Bの一端部側には、基板Wの搬入および搬出を行うインデクサIDが配置されており、インデクサロボットIRはインデクサIDの内部に設けられている。インデクサIDには、基板Wを収納するキャリア1が載置される。本実施の形態においては、キャリア1として、基板Wを密閉した状態で収納するFOUP(Front Opening Unified Pod)を用いているが、これに限定されるものではなく、SMIF(Standard Mechanical Inter Face)ポッド、OC(Open Cassette)等を用いてもよい。キャリア1の詳細は後述する。
An indexer ID for carrying in and out the substrate W is arranged on one end side of the processing areas A and B, and the indexer robot IR is provided inside the indexer ID. The
インデクサIDのインデクサロボットIRは、矢印Uの方向に移動し、キャリア1から基板Wを取り出して基板搬送ロボットCRに渡し、逆に、一連の処理が施された基板Wを基板搬送ロボットCRから受け取ってキャリア1に戻す。
The indexer robot IR with the indexer ID moves in the direction of the arrow U, takes out the substrate W from the
基板搬送ロボットCRは、インデクサロボットIRから渡された基板Wを指定された処理ユニットに搬送し、または、処理ユニットから受け取った基板Wを他の処理ユニットまたはインデクサロボットIRに搬送する。 The substrate transfer robot CR transfers the substrate W delivered from the indexer robot IR to the designated processing unit, or transfers the substrate W received from the processing unit to another processing unit or the indexer robot IR.
本実施の形態においては、洗浄処理部5a〜5dのいずれかにおいて基板Wに薬液処理が行われた後に、基板搬送ロボットCRにより基板Wが洗浄処理部5a〜5dから搬出され、インデクサロボットIRを介してキャリア1に搬入される。
In the present embodiment, after the chemical liquid processing is performed on the substrate W in any of the
制御部4は、CPU(中央演算処理装置)を含むコンピュータ等からなり、処理領域A,Bの各処理ユニットの動作、搬送領域Cの基板搬送ロボットCRの動作およびインデクサIDのインデクサロボットIRの動作を制御する。制御部4の詳細については後述する。
The
図2は本発明の一実施の形態に係る基板処理装置100の洗浄処理部5a〜5dおよび流体ボックス部2a〜2dの構成を説明するための図である。
FIG. 2 is a view for explaining the configuration of the
図2の洗浄処理部5a〜5dは、流体ボックス部2a〜2dより供給される薬液を用いて基板Wの表面に付着した有機物等の不純物を除去(以下、汚染除去処理と呼ぶ。)し、清浄な基板Wの表面に薄い酸化膜を形成する(以下、極薄酸化膜形成処理と呼ぶ。)。
2 removes impurities such as organic substances adhering to the surface of the substrate W using the chemical solution supplied from the
図2に示すように、洗浄処理部5a〜5dは、基板Wを水平に保持するとともに基板Wの中心を通る鉛直な回転軸の周りで基板Wを回転させるためのスピンチャック21を備える。スピンチャック21は、チャック回転駆動機構36によって回転される回転軸25の上端に固定されている。
As shown in FIG. 2, the
基板Wは、汚染除去処理および極薄酸化膜形成処理を行う場合に、スピンチャック21により水平に保持された状態で回転される。
The substrate W is rotated while being held horizontally by the
スピンチャック21の外方には、第1の回動モータ60が設けられている。第1の回動モータ60には、第1の回動軸61が接続されている。また、第1の回動軸61には、第1のアーム62が水平方向に延びるように連結され、第1のアーム62の先端に酸化処理用ノズル50が設けられている。
A
第1の回動モータ60により第1の回動軸61が回転するとともに第1のアーム62が回動し、酸化処理用ノズル50がスピンチャック21により保持された基板Wの上方に移動する。
The
第1の回動モータ60、第1の回動軸61および第1のアーム62の内部を通るように酸化処理用供給管63が設けられている。酸化処理用供給管63は流体ボックス部2a〜2dの酸素水貯留槽R1およびオゾン水貯留槽R2に接続されている。
An oxidation
洗浄処理部5a〜5dの酸化処理用ノズル50には、酸素水またはオゾン水が、酸化処理用供給管63を通して流体ボックス部2a〜2dから供給される。それにより、基板Wの表面へ酸素水またはオゾン水を供給することができる。
Oxygen water or ozone water is supplied from the
また、スピンチャック21の外方に、第2の回動モータ71が設けられている。第2の回動モータ71には、第2の回動軸72が接続されている。また、第2の回動軸72には、第2のアーム73が水平方向に延びるように連結され、第2のアーム73の先端にエッチング用ノズル70が設けられている。
A
第2の回動モータ71により第2の回動軸72が回転するとともに第2のアーム73が回動し、エッチング用ノズル70がスピンチャック21により保持された基板Wの上方に移動する。
The
第2の回動モータ71、第2の回動軸72および第2のアーム73の内部を通るようにエッチング用供給管74が設けられている。エッチング用供給管74は流体ボックス部2a〜2dのフッ化水素水貯留槽R3に接続されている。
An
洗浄処理部5a〜5dのエッチング用ノズル70には、フッ化水素水が、エッチング用供給管74を通して流体ボックス部2a〜2dから供給される。それにより、基板Wの表面へフッ化水素水を供給することができる。
Hydrogen fluoride water is supplied from the
基板Wの表面へ酸素水またはオゾン水を供給する際には、酸化処理用ノズル50は基板の上方に位置し、基板Wの表面へフッ化水素水を供給する際には、酸化処理用ノズル50は所定の位置に退避される。
When supplying oxygen water or ozone water to the surface of the substrate W, the
また、基板Wの表面へ酸素水またはオゾン水を供給する際には、エッチング用ノズル70は所定の位置に退避され、基板Wの表面へフッ化水素水を供給する際には、エッチング用ノズル70は基板の上方に位置する。
When supplying oxygen water or ozone water to the surface of the substrate W, the
スピンチャック21は、処理カップ23内に収容されている。処理カップ23の内側には、筒状の仕切壁33が設けられている。また、スピンチャック21の周囲を取り囲むように、基板Wの処理に用いられた処理液(酸素水、オゾン水またはフッ化水素水)を排液するための排液空間31が形成されている。さらに、排液空間31を取り囲むように、処理カップ23と仕切壁33の間に基板Wの処理に用いられた処理液を回収するための回収液空間32が形成されている。
The
排液空間31には、排液処理装置(図示せず)へ処理液を導くための排液管34が接続され、回収液空間32には、回収処理装置(図示せず)へ処理液を導くための回収管35が接続されている。
A
処理カップ23の上方には、基板Wからの処理液が外方へ飛散することを防止するためのガード24が設けられている。このガード24は、回転軸25に対して回転対称な形状からなっている。ガード24の上端部の内面には、断面く字状の排液案内溝41が環状に形成されている。
A
また、ガード24の下端部の内面には、外側下方に傾斜する傾斜面からなる回収液案内部42が形成されている。回収液案内部42の上端付近には、処理カップ23の仕切壁33を受け入れるための仕切壁収納溝43が形成されている。
Further, a recovery liquid guide portion 42 having an inclined surface that is inclined outward and downward is formed on the inner surface of the lower end portion of the
このガード24には、ボールねじ機構等で構成されたガード昇降駆動機構(図示せず)が設けられている。ガード昇降駆動機構は、ガード24を、回収液案内部42がスピンチャック21に保持された基板Wの外周端面に対向する回収位置と、排液案内溝41がスピンチャック21に保持された基板Wの外周端面に対向する排液位置との間で上下動させる。ガード24が回収位置(図2に示すガードの位置)にある場合には、基板Wから外方へ飛散した処理液が回収液案内部42により回収液空間32に導かれ、回収管35を通して回収される。一方、ガード24が排液位置にある場合には、基板Wから外方へ飛散した処理液が排液案内溝41により排液空間31に導かれ、排液管34を通して排液される。以上の構成により、処理液の排液および回収が行われる。
The
流体ボックス部2a〜2dにおいては、酸素水貯留槽R1、オゾン水貯留槽R2およびフッ化水素水貯留槽R3が設けられている。
In the
酸素水貯留槽R1には図示しない工場の酸素水供給設備を通じて酸素水が供給される。それにより、酸素水貯留槽R1に所定量の酸素水が貯留される。酸素水貯留槽R1の下端にはバルブVaが設けられている。 Oxygen water is supplied to the oxygen water storage tank R1 through a factory oxygen water supply facility (not shown). Thereby, a predetermined amount of oxygen water is stored in the oxygen water storage tank R1. A valve Va is provided at the lower end of the oxygen water storage tank R1.
オゾン水貯留槽R2には図示しない工場のオゾン水供給設備を通じてオゾン水が供給される。それにより、オゾン水貯留槽R2に所定量のオゾン水が貯留される。オゾン水貯留槽R2の下端にはバルブVaが設けられている。 Ozone water is supplied to the ozone water storage tank R2 through an ozone water supply facility of a factory (not shown). Thereby, a predetermined amount of ozone water is stored in the ozone water storage tank R2. A valve Va is provided at the lower end of the ozone water storage tank R2.
フッ化水素水貯留槽R3には図示しない工場のフッ化水素水供給設備を通じてフッ化水素水が供給される。それにより、フッ化水素水貯留槽R3に所定量のフッ化水素水が貯留される。フッ化水素水貯留槽R3の下端にはバルブVaが設けられている。 Hydrogen fluoride water is supplied to the hydrogen fluoride water storage tank R3 through a hydrogen fluoride water supply facility of a factory (not shown). Thereby, a predetermined amount of hydrogen fluoride water is stored in the hydrogen fluoride water storage tank R3. A valve Va is provided at the lower end of the hydrogen fluoride water storage tank R3.
上記複数のバルブVaの各々の開閉は、制御部4により制御される。これにより、酸素水貯留槽R1に貯留された酸素水およびオゾン水貯留槽R2に貯留されたオゾン水が酸化処理用供給管63を通じて酸化処理用ノズル50に供給され、フッ化水素水貯留槽R3に貯留されたフッ化水素水が酸化処理用供給管63を通じてエッチング用ノズル70に供給される。
Opening and closing of each of the plurality of valves Va is controlled by the
なお、本実施の形態では、酸素水貯留槽R1およびオゾン水貯留槽R2が共通の酸化処理用供給管63に接続され、各々に貯留された酸素水およびオゾン水が共通の酸化処理用ノズル50から基板Wへ供給されるが、酸素水貯留槽R1およびオゾン水貯留槽R2の各々に対応する供給系が設けられてもよい。
In the present embodiment, the oxygen water storage tank R1 and the ozone water storage tank R2 are connected to a common oxidation
この場合、例えば、酸素水貯留槽R1およびオゾン水貯留槽R2の各々に洗浄処理部5a〜5dへ酸素水およびオゾン水を供給するための供給管が設けられ、洗浄処理部5a〜5dにおいては、2つの供給管に対応して2組の回転モータ、回動軸、アームおよびノズルが設けられる。
In this case, for example, each of the oxygen water storage tank R1 and the ozone water storage tank R2 is provided with a supply pipe for supplying oxygen water and ozone water to the
図3は図1のキャリア1の構成を説明するための図である。図1の基板処理装置100において、汚染除去処理および極薄酸化膜形成処理が施された基板Wはキャリア1に戻される。図1のキャリア1の内部には、還元ガスまたは不活性ガスが充填されている。本例では、不活性ガスとしてN2 (窒素)ガスを用いる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the
図3に示すように、複数の基板Wを収納可能なキャリア1は、基板処理装置100のインデクサIDに設けられたキャリア載置台CD上に載置される。また、キャリア載置台CDに隣接して、基板処理装置100の内部にはインデクサロボットIRが配置されている。
As shown in FIG. 3, the
ここで、キャリア載置台CDの内部にはキャリア1内にN2 ガスを供給するためのN2 ガス供給管81が設けられている。N2 ガス供給管81は、工場のN2 ガス供給設備等のN2 ガス供給源80に接続されている。N2 ガス供給管81の先端はキャリア載置台CDの上面側(キャリア1の載置面)から突出している。
Here, an N 2
一方、キャリア1の下面側の一部には、ガス供給機構1aが設けられている。ガス供給機構1aは、例えば、ヒンジ91および蓋92で構成されてもよい。この場合、ヒンジ91を中心軸として蓋92の一端が回動することにより、キャリア1の下面にN2 ガスの供給口が開成または閉塞する。
On the other hand, a
ここで、キャリア載置台CDから突出したN2 ガス供給管81の先端は、キャリア1の載置時に、ガス供給機構1aと接触するように設けられている。これにより、キャリア1がキャリア載置台CDに載置されると、キャリア1の蓋92がN2 ガス供給管81の先端に接触するとともにヒンジ91を中心として回動し、N2 ガスの供給口が開成する。
Here, the tip of the N 2
その結果、N2 ガス供給管81から複数の基板Wが収納されたキャリア1の内部にN2 ガスが充填される。これにより、汚染除去処理および極薄酸化膜形成処理が施された基板WはN2 ガス雰囲気中に保管される。
As a result, the inside of the
なお、図1の基板処理装置100においては、このようなキャリア1の構成により各処理後の基板Wを保管する他、図1の一点鎖線で示すようにバッファBFを設け、N2 ガスが充填されたバッファBF内に各処理後の基板Wを保管してもよい。
Incidentally, in the
ここで、汚染除去処理および極薄酸化膜形成処理の詳細について説明する。汚染除去処理の処理手順は以下の通りである。 Here, details of the contamination removal process and the ultrathin oxide film formation process will be described. The processing procedure of the decontamination process is as follows.
初めに、図2の洗浄処理部5a〜5dにおいて、スピンチャック21に保持された状態で回転する基板W表面に酸化処理用ノズル50からオゾン水が供給される。これにより、基板W表面に酸化膜が形成されるとともに、基板W表面に存在する有機物等の不純物(基板W表面の汚染物)が酸化される。
First, in the
続いて、オゾン水が供給された基板W表面にエッチング用ノズル70からフッ化水素水が供給される。これにより、基板W表面のエッチングが行われる。その結果、オゾン水により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。それにより、清浄な基板W表面を得ることができる。
Subsequently, hydrogen fluoride water is supplied from the
このような汚染除去処理は2回または3回等、複数回に渡って繰り返されることが好ましい。汚染除去処理が繰り返し行われることにより、オゾン水による基板W表面への酸化膜の形成および基板W表面に存在する有機物等の不純物の酸化と、フッ化水素水による酸化膜および酸化された有機物等の不純物のエッチングが繰り返され、基板Wの清浄度がより向上する。 Such a decontamination process is preferably repeated a plurality of times, such as twice or three times. By repeatedly performing the decontamination treatment, the formation of an oxide film on the surface of the substrate W by ozone water, the oxidation of impurities such as organic substances existing on the surface of the substrate W, the oxide film by oxidized hydrogen fluoride and the oxidized organic matter, etc. The etching of the impurities is repeated, and the cleanliness of the substrate W is further improved.
一方、極薄酸化膜形成処理は、汚染除去処理の施された清浄な基板W表面に酸化処理用ノズル50から酸素水が供給されることにより行われる。これにより、酸素水による薄い酸化膜が基板W表面に均一に形成される。
On the other hand, the ultrathin oxide film formation process is performed by supplying oxygen water from the
ここで、酸素水は酸化性が低く、酸化膜の形成速度が遅いので、酸化膜の厚さを容易に制御することができる。それにより、本実施の形態においては、厚み5Å以下(例えば、4Å)の酸化膜を容易に形成することができる。 Here, since the oxygen water has low oxidizability and the formation rate of the oxide film is slow, the thickness of the oxide film can be easily controlled. Thereby, in this embodiment, an oxide film having a thickness of 5 mm or less (for example, 4 mm) can be easily formed.
図1の基板処理装置100では、上記の汚染除去処理および極薄酸化膜形成処理が施された基板Wは、図3のキャリア1または図1のバッファBFに保管される。その結果、均一かつ薄い酸化膜の形成された基板WがN2 ガス雰囲気中に保管されるので、基板に形成された薄い酸化膜が大気に触れることにより厚くなることが防止される。
In the
上記の実施の形態において、制御部4は、図1のインデクサロボットIRおよび基板搬送ロボットCRの動作を制御するとともに、洗浄処理部5a〜5dおよび流体ボックス部2a〜2dの各構成部を制御する。
In the above embodiment, the
特に、洗浄処理部5a〜5dにおいて、制御部4はチャック回転駆動機構36、第1の回動モータ60、第2の回動モータ71およびガード昇降駆動機構等の動作を制御する。
In particular, in the
また、流体ボックス部2a〜2dにおいて、制御部4は酸素水貯留槽R1、オゾン水貯留槽R2およびフッ化水素水貯留槽R3の各々の下端に設けられたバルブVaの開閉を制御する。
In the
本実施の形態に係る基板処理装置100おいては、オゾン水貯留槽R2により貯留されたオゾン水が基板Wに供給されることにより、基板W表面に酸化膜が形成されるとともに、基板W表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。また、フッ化水素水貯留槽R3により貯留されたフッ化水素水が基板Wに供給されることにより基板W表面がエッチングされる。
In
このように汚染除去処理が行われることにより清浄な基板W表面を得ることができる。さらに、汚染除去処理が複数回繰り返し行われることにより、さらに清浄な基板W表面を得ることができる。 By performing the contamination removal process in this way, a clean substrate W surface can be obtained. Furthermore, a more clean substrate W surface can be obtained by repeatedly performing the decontamination process a plurality of times.
また、酸素水貯留槽R1により貯留された酸素水が汚染除去処理の施された清浄な基板W表面に供給されることにより、基板Wに極薄酸化膜形成処理が施され、基板W表面に薄い酸化膜を均一に形成することができる。 In addition, the oxygen water stored in the oxygen water storage tank R1 is supplied to the clean substrate W surface that has been subjected to the decontamination process, so that the substrate W is subjected to the ultrathin oxide film formation process, and the substrate W surface is subjected to the process. A thin oxide film can be formed uniformly.
以上、本発明の一実施の形態において、汚染除去処理は基板に酸化性処理液を供給するステップおよび酸化性処理液の供給後、基板にエッチング液を供給するステップに相当し、極薄酸化膜形成処理はエッチング液の供給後、基板に酸素水を供給するステップに相当する。 As described above, in one embodiment of the present invention, the decontamination process corresponds to the step of supplying an oxidizing treatment liquid to the substrate and the step of supplying an etching liquid to the substrate after the supply of the oxidizing treatment liquid. The formation process corresponds to a step of supplying oxygen water to the substrate after supplying the etching solution.
また、バルブVa、酸化処理用ノズル50および酸化処理用供給管63は酸化性処理液供給系に相当し、バルブVa、エッチング用ノズル70およびエッチング用供給管74はエッチング液供給系に相当し、バルブVa、酸化処理用ノズル50および酸化処理用供給管63は酸素水供給系に相当する。
Further, the valve Va, the
さらに、オゾン水貯留槽R2は酸化性処理液貯留手段に相当し、フッ化水素水貯留槽R3はエッチング液貯留手段に相当し、酸素水貯留槽R1は酸素水貯留手段に相当する。 Further, the ozone water storage tank R2 corresponds to an oxidizing treatment liquid storage means, the hydrogen fluoride water storage tank R3 corresponds to an etching liquid storage means, and the oxygen water storage tank R1 corresponds to an oxygen water storage means.
本発明に係る基板処理方法および基板処理装置は、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用ガラス基板等の基板への酸化膜の形成等のために利用可能である。 The substrate processing method and the substrate processing apparatus according to the present invention can be used for forming an oxide film on a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display device, and a glass substrate for an optical disk. .
50 酸化処理用ノズル
63 酸化処理用供給管
70 エッチング用ノズル
74 エッチング用供給管
100 基板処理装置
2a〜2d 流体ボックス部
5a〜5d 洗浄処理部
R1 酸素水貯留槽
R2 オゾン水貯留槽
R3 フッ化水素水貯留槽
Va バルブ
50
Claims (9)
基板に酸化性処理液を供給するステップと、
前記酸化性処理液の供給後、基板にエッチング液を供給するステップと、
前記エッチング液の供給後、基板に酸素水を供給するステップとを備えることを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for performing predetermined processing on a substrate,
Supplying an oxidizing treatment liquid to the substrate;
Supplying an etchant to the substrate after supplying the oxidizing treatment liquid;
And a step of supplying oxygen water to the substrate after supplying the etching solution.
前記エッチング液はフッ化水素水であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の基板処理方法。 The oxidizing treatment liquid is ozone water or hydrogen peroxide water,
The substrate processing method according to claim 1, wherein the etching solution is hydrogen fluoride water.
基板に厚み5Å以下の酸化膜を形成することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の基板処理方法。 Supplying the oxygen water comprises:
The substrate processing method according to claim 1, wherein an oxide film having a thickness of 5 mm or less is formed on the substrate.
酸化性処理液を基板に供給する酸化性処理液供給系と、
前記酸化性処理液供給系による前記酸化性処理液の供給後、エッチング液を基板に供給するエッチング液供給系と、
前記エッチング液供給系による前記エッチング液の供給後、酸素水を基板に供給する酸素水供給系とを備えることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for performing predetermined processing on a substrate,
An oxidizing treatment liquid supply system for supplying the oxidizing treatment liquid to the substrate;
An etching solution supply system for supplying an etching solution to the substrate after the supply of the oxidizing treatment solution by the oxidizing treatment solution supply system;
A substrate processing apparatus, comprising: an oxygen water supply system that supplies oxygen water to the substrate after the etching liquid is supplied by the etching liquid supply system.
前記エッチング液を貯留するエッチング液貯留手段と、
前記酸素水を貯留する酸素水貯留手段とをさらに備え、
前記酸化性処理液供給系は前記酸化性処理液貯留手段により貯留された前記酸化性処理液を基板に供給し、
前記エッチング液供給系は前記エッチング液貯留手段により貯留された前記エッチング液を基板に供給し、
前記酸素水供給系は前記酸素水貯留手段により貯留された酸素水を基板に供給することを特徴とする請求項6記載の基板処理装置。 An oxidizing treatment liquid storage means for storing the oxidizing treatment liquid;
Etching solution storage means for storing the etching solution;
Further comprising oxygen water storage means for storing the oxygen water,
The oxidizing treatment liquid supply system supplies the oxidizing treatment liquid stored by the oxidizing treatment liquid storage means to the substrate,
The etchant supply system supplies the etchant stored by the etchant storage means to the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 6, wherein the oxygen water supply system supplies oxygen water stored by the oxygen water storage unit to the substrate.
前記エッチング液はフッ化水素水であることを特徴とする請求項6または7に記載の基板処理装置。 The oxidizing treatment liquid is ozone water or hydrogen peroxide water,
8. The substrate processing apparatus according to claim 6, wherein the etching solution is hydrogen fluoride water.
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