JP2007173367A - 薬液処理装置および薬液処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる薬液を混合して用いる薬液処理において、異なる薬液をより確実に混合することが可能であり、これにより混合薬液による処理効果を高めることが可能な薬液処理装置および薬液処理方法を提供する。
【解決手段】異なる薬液Ｌａ，Ｌｂを混合して供給する薬液供給管３を備えた薬液処理装置１であって、薬液供給管３には超音波混合部３４が設けられており、配管内の薬液Ｌａ，Ｌｂを超音波振動させる超音波照射手段３４ａが設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は薬液処理装置および薬液処理方法に関し、特には薬液を用いて基板を枚葉処理する場合に適用される薬液処理装置および薬液処理方法に関する。

半導体製造プロセスにおいては、レジストをマスクにしたエッチングやイオンインプランテーションが行われている。そして、これらの工程の後には、不要となったレジストを剥離除去する工程が行われるが、イオンインプランテーションやエッチングなどの工程を経たレジストは、変質、硬化が進んで剥離が困難になる。

通常、このようなレジストの剥離には、ＳＰＭを用いた薬液処理（ＳＰＭ処理）が広く用いられている。ＳＰＭは、一般的に９６〜９８％硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄：比重約１．８）と、３０％過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂：比重約１．１）の混合液であるが、比重の違いから混合が難しく、混合液全体で反応が促進するまで時間を要する。これらの２液は衝突する界面で最も激しい反応が起こり、この反応によってレジスト剥離に必要とされる活性種が生成されるが、活性種の寿命は短い。

このため例えばバッチ式のＳＰＭ処理では、薬液中の活性種が低濃度であるため、上述したように変質したレジストを剥離するためには、数分〜数十分の長時間処理が必要となる。またこの間、薬液中に活性種を供給し続けるために、過酸化水素を補充する必要もある。

一方、枚葉式のＳＰＭ処理では、ウエハに薬液を供給する直前に、硫酸と過酸化水素とを合流させることにより混合し、混合した薬液がウエハ上に供給される。このような枚葉式のＳＰＭ処理においては、硫酸と過酸化水素とを合流させることにより混合した後、さらに攪拌フィン付流通管内で２液を十分に攪拌することにより、２液の反応を進めてより多くの活性種（Ｈ₂ＳＯ₅）を含む混合薬液（レジスト剥離液）がウエハ上に供給されるようにした構成も提案されている（下記特許文献１参照）。

特開２００５−９３９２６号公報

しかしながら、このような枚葉式のＳＰＭ処理では、配管内に設けられた攪拌フィンによって２液を攪拌することによって混合する方式であり、２液の混合によって反応が進むと、この反応により発生した気体によるクッション作用から、２液の混合が進み難くなる。特に、硫酸と過酸化水素のように比重が大きく異なる液体では、このようなクッション作用の影響が大きく、２液の混合を十分に進めることが困難となる。したがって、未反応のままウエハ上に供給される硫酸および過酸化水素も多量に存在することになる。

そこで本発明は、異なる薬液を混合して用いる薬液処理において、異なる薬液をより確実に混合することが可能であり、これにより混合薬液による処理効果を高めることが可能な薬液処理装置および薬液処理方法を提供することを目的とする。

以上のような目的を達成するための本発明の薬液供給装置は、異なる薬液を混合して供給する薬液供給管を備えた薬液処理装置であり、第１の構成においては、薬液供給管内の薬液を超音波振動させる超音波照射手段が設けられていることを特徴としている。

このような第１の構成の薬液処理装置では、超音波照射手段によって薬液供給管内の薬液を超音波振動させることにより、比重の大きく異なる薬液であっても、分子レベルで励起させて運動エネルギーを持って振動し、近接する分子との衝突を繰り返すことによってより確実に２液の混合が進められる。

また、第２の構成においては、薬液供給管内の薬液をマイクロ波振動させるマイクロ波照射手段が設けられていることを特徴としている。

このような第２の構成の薬液処理装置では、マイクロ波照射手段によって薬液供給管内の薬液をマイクロ波振動させることにより、比重の大きく異なる薬液であっても、分子レベルで励起させて運動エネルギーを持って振動し、近接する分子との衝突を繰り返すことによってより確実に２液の混合が進められる。

以上説明したように本発明の薬液処理装置および薬液処理方法によれば、比重の大きく異なる薬液であっても確実に混合を進めることが可能であるため、被処理基板に対してより確実に混合が進んだ混合薬液を供給して処理効果を高めることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を、薬液処理装置、この薬液処理装置を用いた薬液処理方法の順に、図面に基づいて詳細に説明する。

≪第１実施形態≫
＜薬液処理装置＞
図１は、第１実施形態の薬液処理装置の一例を示す構成図であり、図２は図１における要部拡大図である。これらの図に示す薬液処理装置１は、例えば半導体装置の製造工程において、被処理基板となる半導体ウエハ(以下、単にウエハと記す）Ｗ表面に薬液によって処理するために用いられる枚葉式の薬液処理装置１であり、スピンチャック２、薬液供給管３、および処理室４を備えている。

このうちスピンチャック２は、ウエハＷをほぼ水平に回転させた状態で保持するものである。このスピンチャック２は、たとえば、ほぼ鉛直に延びたスピン軸２１と、スピン軸２１の上端にほぼ水平に取り付けられたスピンベース２２と、このスピンベース２２の上面に立設された複数個の挟持部材２３とで構成されている。挟持部材２３は、ウエハＷの外形に対応した円周上に互いに間隔を空けて配置されており、ウエハＷの端面を互いに異なる複数の位置で挟持することにより、そのウエハＷをほぼ水平な姿勢で保持する構成となっている。また、これらの挟持部材２３は、スピン軸２１の中心軸線を中心とする円周上に配置されており、複数個の挟持部材２３によってウエハＷを保持したときに、ウエハＷの中心がスピン軸２１の中心軸線上に位置するようになっている。

尚、スピンチャック２におけるウエハＷの固定方式は、上述した狭持部材２３によってウエハＷを狭持する方式のものに限らず、例えばスピンベース２２に対してウエハＷを真空吸着させる、いわゆる真空チャック方式であっても良い。

そして、薬液供給管３は、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面（上面）に、異なる薬液を混合して供給するためのものである。この薬液供給管３には、供給ノズル３１、供給ノズル３１の上流側に接続された複数の薬液導入路３２ａ，３２ｂ、攪拌部３３、および超音波混合部３４が設けられている。

供給ノズル３１は、ここでの図示を省略した駆動機構によって、薬液Ｌの吐出である先端部分が、スピンチャック２に保持されたウエハＷの中心付近とスピンチャック２の外周位置との間で自在に移動する。これにより、供給ノズル３１の先端から、スピンチャック２に保持されたウエハＷの中心に薬液Ｌを供給し、またウエハＷから外れた位置に薬液Ｌを吐き出すことが可能な構成となっている。

薬液導入路３２ａ，３２ｂは、ミキシングバルブを介して供給ノズル３１に接続され、異なる薬液Ｌａ，Ｌｂを合流させた状態で薬液供給管３に導入するためのものである。例えば、この薬液供給装置１を用いて行う薬液処理が、レジスト剥離や金属不純物質除去の目的とした処理であって、硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とを混合したＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）を用いた処理であれば、薬液Ｌａとして硫酸を導入する薬液導入路３２ａ、および薬液Ｌｂとして過酸化水素を導入する薬液導入路３２ｂが設けられることになる。またこれらの薬液導入路３２ａ，３２ｂには、必要に応じて内部の薬液Ｌａ，Ｌｂを所定温度に調整するための温調機能が備えられていることとする。

攪拌部３３は、供給ノズル３１の上流部において、薬液導入路３２ａ，３２ｂの合流部分よりも下流側に設けられている。図２の拡大図に示すように、この攪拌部３３は、例えば供給ノズル３１よりも一回り大きな内径を有して供給ノズル３１に連続する配管部分の内部に、攪拌用の障壁板３３ａを複数配置してなる。各障壁板３３ａは、配管内における薬液の流れに対向して配置され、流れ方向に沿って配列されている。これにより、薬液供給路３２ａ，３２ｂから導入された薬液Ｌａ，Ｌｂが、障壁板３３ａに衝突しながら攪拌される。尚、この攪拌部３３は、管内に攪拌フィンを取り付けた部分として構成しても良い。

そして、超音波混合部３４は、攪拌部３３の下流側に設けられている。この超音波混合部３４には、例えば供給ノズル３１よりも一回り大きな内径を有して供給ノズル３１に連続する配管部分の外周に沿って、超音波照射手段３４ａが配置されている。この超音波照射手段３４ａは、振動周波数が１ｋＨｚ〜１Ｍｚ、発振子での発生強度、薬液における超音波振動の伝播効率を考慮すると、数ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度とすることが好ましい。さらには環境面において騒音防止を考慮すると、２０ｋＨｚ以上の周波数帯域とすることが好ましい。

また、この配管部分の内部には、複数の振動板３４ｂが超音波照射手段３４ａに対向配置された状態で重なり方向に配列して設けられている。ここでは、超音照射手段３４ａが配管部分の上方に設けられていることとし、振動板３４ｂが上下方向に配列されて配管部分内を複数段に分割した階層構造としている。このような振動板３４ｂは、薬液Ｌａ，Ｌｂ、さらにはこれらを混合した薬液Ｌに対する耐薬品性を備えた材料で構成されていれば良く、例えば石英板からなる。これらの振動板３４ｂは、超音波照射手段３４から照射された超音波振動を薬液に伝えるためのものであり、階層数が多いほど伝播効率が高められるため好ましい。

また、超音波照射手段３４ａから発生せた超音波による振動を有効に伝播するためには、これらの振動板３４ｂは、配管部分の側壁で支持せるほかに、適宜に設けた柱などに支持させることによって振動が相互に伝播される構成であることが好ましい。

尚、図面においては、超音照射手段３４ａが配管部分の上方に設けられた状態を図示したが、この超音波照射手段３４ａは、配管部分の側壁に沿って設けられても良い。この場合であっても、振動板３４ｂは、超音波照射手段３４ａに対向配置されていれば良い。

そして、処理室４は、少なくとも、上述したスピンチャック２におけるスピンベース２２、および薬液供給管３における供給ノズル３１を収納するものであり、処理雰囲気を密閉状態が保たれるように構成されていることとする。

＜薬液処理方法＞
次に、以上のように構成された薬液処理装置１を用いて、ウエハＷ表面のレジストを剥離するためのＳＰＭ処理を行う薬液処理方法を説明する。

先ず、薬液処理の処理となるウエハＷを、スピンチャック２に所定状態で固定し、処理室４内を密閉状態とする。また、薬液供給管３の供給ノズル３１をスピンチャック２に固定したウエハＷ上から外れた位置に移動させておく。

この状態で、超音波照射手段３４ａを作動させておく。

そして、薬液導入路３２ａから９６〜９８％Ｈ₂ＳＯ₄（比重約１．８）を導入し、薬液導入路３２ｂから３０％Ｈ₂Ｏ₂（比重約１．１）を導入する。この際、薬液導入路３２ａにおいては、温調機能によって硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)を２２℃〜１４０℃の範囲、例えば８０℃程度に調整した状態で導入する。一方、薬液導入路３２ｂにおいては、温調機能によって過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）を２２℃〜７０℃の範囲で調整した状態で導入する。

これにより、薬液導入路３２ａ，３２ｂから導入された所定温度の硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とを、攪拌部３３である程度攪拌して混合した状態で、さらに超音波混合部３４において超音波によって振動させることによって確実に混合し、この混合薬液Ｌを供給ノズル３１の先端から吐出させる。

またこの際、例えば供給ノズル３１の先端部分において薬液の温度を測定することにより、薬液の混合状態が安定したか否かを判断する。つまり、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とが混合されて衝突すると、活性種が生成されると共に発熱して温度が上昇する。このため、超音波混合部３４から流出した混合薬液Ｌの温度を測定することにより、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）との混合状態をある程度予測することができるのである。したがって、上述したように供給ノズル３１の先端部分において測定された薬液の温度が安定したところで、薬液の混合状態が安定したと判断される。

そして、薬液の混合状態が安定したと判断されたところで、スピンチャック２によってほぼ水平に回転させたウエハＷの中心付近の上部に供給ノズル３１の先端部を移動させ、回転するウエハＷの中心付近に混合した薬液Ｌを滴下する。これにより、薬液ＬをウエハＷ上の全面に遠心力によって供給し、薬液ＬによるウエハＷ表面の処理を行う。

以上説明したように、第1実施形態の薬液処理装置１およびこれを用いた薬液処理方法によれば、薬液導入路３２ａ，３２ｂからそれぞれ薬液Ｌａ，Ｌｂを導入すると、これらの薬液Ｌａ，Ｌｂは、その比重によって上下方向に分離して下流側に流れていく。これらの薬液Ｌａ，Ｌｂは、攪拌部３３を通過することにより、内部に配置された障壁板３３ａによって攪拌され、ある程度混合される。

そして、ある程度混合された薬液Ｌａ，Ｌｂは、さらに下流に設けられた超音波混合部３４に流れ込む。この超音波混合部３４においては、超音波照射手段３４ａから発生された超音波によって管内の薬液Ｌａ，Ｌｂは、分子レベルで励起され運動エネルギーを持って超音波振動し、近接する分子との衝突を繰り返すことにより、さらに混合が進む。また、この超音波によって振動させた振動板３４ｂの振動が薬液Ｌａ，Ｌｂに伝播することによっても、薬液Ｌａ，Ｌｂの混合が進む。したがって、例えば薬液Ｌａ，Ｌｂとして、比重の大きく異なる硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とを用いた場合であっても、より確実に混合を進めることが可能である。

さらに、このような薬液Ｌａ，Ｌｂの混合に際しては、管内に生成された気泡によって超音波振動が大きく減衰する場合がある。例えば。薬液Ｌａ，Ｌｂとして硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とを用いた場合には、酸素ガス（Ｏ₂）や水蒸気などのガスが発生し、配管部分の内径の１／数程度の大きさの気泡となり、気泡部分における超音波振動の減衰が著しい。このような場合であても、振動板３４ｂが振動することによって気泡よりも下層の薬液Ｌａ，Ｌｂに振動が伝播されるため、気泡の影響を受けることなく、薬液Ｌａ，Ｌｂの混合を確実に進めることができる。

そして、以上のように、異なる薬液Ｌａ，Ｌｂが確実に混合された混合薬液Ｌを、供給ノズル３１の先端から、スピンチャック１１に保持されたウエハＷ上に供給して薬液処理を行うことができる。これにより、異なる薬液を確実に混合した薬液Ｌによって、ウエハＷ表面の処理を行うことが可能になり、薬液処理における処理効率の向上を図ることができる。

特にここでは、薬液Ｌａ，Ｌｂとして硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とを用いている。この場合、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とが分子レベルで攪拌されて衝突して活性種が生成される。このため上述したように、確実に混合が進んだ混合薬液Ｌ内には、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とが高い確立で衝突して生成された多量の活性種が含まれており、このような多量の活性種によって効率良くウエハＷ表面の処理、すなわち変質したレジスト剥離除去を行うことが可能になる。

また、以上のように効率の良い薬液処理が可能になることにより、使用薬液を低減して低コスト化を図ることができ、またプロセス時間の短縮を図ることが可能になる。

≪第２実施形態≫
＜薬液処理装置＞
図３は、第２実施形態の薬液処理装置の一例を示す構成図であり、図４は図３における要部拡大図である。これらの図に示す薬液処理装置５が、図１，２を用いて説明した第１実施形態の薬液処理装置（１）と異なるところは、薬液供給管６の構成にあり、特に薬液供給管６に、第１実施形態において薬液供給管（３）に設けられていた超音波混合部（３４）に換えて、薬液供給管内の薬液にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段６１を設けたところにある。その他の構成は、第１実施形態の薬液処理装置（１）と同様である。

すなわち、この薬液処理装置５における薬液供給管６には、攪拌部３３の下流側における供給ノズル３１の管内を流れる薬液に対して、マイクロ波を照射するマイクロ波照射手段６１が設けられている。このようなマイクロ波照射手段６１は、例えば発振部にマグネトロンを用いたものであり、周波数は０．４〜２５ＧＨｚの周波数帯のマイクロ波が発振される発振される構成となっており、供給ノズル３１の側周に設けられている。また、供給ノズル３１は、少なくともマイクロ波が照射される部分の壁面が、マイクロ波の透過効率が高い材料を用いて構成されているこが好ましく、石英やフッ素樹脂系材料で構成されていることとする。

尚、このような構成の薬液処理装置５においては、供給ノズル３１の側周に設けたマイクロ波照射手段６１も、供給ノズル３１と共に処理室４内に収納されていて良い。また、処理室４内の酸性雰囲気から保護するため、またはマイクロ波照射手段６１から照射されたマイクロ波の外部への漏洩を防止するためのシールド６２によってマイクロ波照射手段６１を、覆う構成としても良い。

＜薬液処理方法＞
次に、以上のように構成された薬液処理装置５を用いて、ウエハＷ表面のレジストを剥離するための薬液処理方法を説明する。

先ず、薬液処理の処理となるウエハＷを、スピンチャック２に所定状態で固定し、処理室４内を密閉状態とする。また、薬液供給管３の供給ノズル３１をスピンチャック２に固定したウエハＷ上から外れた位置に移動させておく。

この状態で、マイクロ波照射手段６１を作動させると共に、薬液導入路３２ａ，３２ｂから硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とを薬液供給管３に導入する。この際、薬液導入路３２ａにおいては、温調機能によって硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)を２２℃〜１４０℃の範囲、例えば８０℃程度に調整した状態で導入する。一方、薬液導入路３２ｂにおいては、温調機能によって過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）を２２℃〜７０℃の範囲で調整した状態で導入する。

この状態で、マイクロ波照射手段６１を作動させておく。

そして、薬液導入路３２ａから９６〜９８％Ｈ₂ＳＯ₄（比重約１．８）を導入し、薬液導入路３２ｂから３０％Ｈ₂Ｏ₂（比重約１．１）を導入する。この際、薬液導入路３２ａにおいては、温調機能によって硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)を２２℃〜１４０℃の範囲、例えば８０℃程度に調整した状態で導入する。一方、薬液導入路３２ｂにおいては、温調機能によって過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）を２２℃〜７０℃の範囲で調整した状態で導入する。

これにより、薬液導入路３２ａ，３２ｂから導入された所定温度の硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とを、攪拌部３３である程度攪拌して混合させた状態で、さらに供給ノズル３１内においてマイクロ波振動させることによって確実に混合し、この混合薬液Ｌを供給ノズル３１の先端から吐出させる。

またこの際、例えば供給ノズル３１の先端部分において薬液の温度を測定することにより、薬液の混合状態が安定したか否かを判断してウエハＷの中心付近に混合薬液Ｌを滴下ことは、第１実施形態と同様である。これにより、薬液ＬをウエハＷ上の全面に遠心力によって供給し、薬液ＬによるウエハＷ表面の処理を行う。

以上説明したように、第２実施形態の薬液処理装置５およびこれを用いた薬液処理方法によれば、薬液導入路３２ａ，３２ｂからそれぞれ薬液Ｌａ，Ｌｂを導入すると、これらの薬液Ｌａ，Ｌｂは、その比重によって上下方向に分離して下流側に流れていく。これらの薬液Ｌａ，Ｌｂは、攪拌部３３を通過することにより、内部に配置された障壁板３３ａによって攪拌され、ある程度混合される。以上までは、第１実施形態の薬液処理装置（１）と同様である。

そして、ある程度混合された薬液Ｌａ，Ｌｂは、さらに下流に設けられた供給ノズル３１に流れ込む。この供給ノズル３１においては、マイクロ波照射手段６１から発生されたマイクロ波によって管内の薬液Ｌａ，Ｌｂは、分子レベルで励起され運動エネルギーを持ってマイクロ波振動し、近接する分子との衝突を繰り返すことにより、さらに混合が進む。ここで、第１実施形態においても説明したように、このような薬液Ｌａ，Ｌｂの混合に際しては、管内に気泡が発生する場合がある。例えば。薬液Ｌａ，Ｌｂとして硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とを用いた場合には、酸素ガス（Ｏ₂）や水蒸気などのガスが発生し、配管部分の内径の１／数程度の大きさの気泡となる。このような場合であっても、マイクロ波は気泡中を伝播するため、気泡の発生によるマイクロ波振動の減衰を考慮する必要がなく、確実に管内の薬液Ｌａ，Ｌｂを混合することができる。

そして、以上のように、異なる薬液Ｌａ，Ｌｂが確実に混合された薬液Ｌを、供給ノズル３１の先端から、スピンチャック１１に保持されたウエハＷ上に供給して薬液処理を行うことができる。これにより、第1実施形態と同様に、異なる薬液を確実に混合した薬液Ｌによって、ウエハＷ表面の処理を行うことが可能になり、薬液処理における処理効率の向上を図ることができる。

そして、第1実施形態と同様に、薬液Ｌａ，Ｌｂとして硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とを用いた場合、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とが分子レベルで衝突して活性種が生成される。このため上述したように、確実に混合が進んだ混合薬液Ｌ内には、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とが高い確立で衝突して生成された多量の活性種が含まれており、このような多量の活性種によって効率良くウェハＷ表面の処理、すなわち変質したレジスト剥離除去を行うことが可能になる。

また、以上のように効率の良い薬液処理が可能になることにより、使用薬液を低減して低コスト化を図ることができ、またプロセス時間の短縮を図ることが可能になる。

さらに、このような構成の薬液処理装置５は、上述したように薬液Ｌａ，Ｌｂの混合による気泡発生の影響を考慮する必要がないため、配管形状は単純な構造で良く、従来の薬液処理装置に対してマイクロ波照射手段のみを付加するだけで良い。しかも、マイクロ波照射により、混合した薬液Ｌの温度が上昇し、このような温度上昇による活性種の生成促進、および活性種によるレジスト剥離効果の向上も見込まれ、効果的な処理を行うことが可能になる。

以上により、異なる薬液を確実に混合した薬液Ｌによって、ウエハＷ表面の処理を行うことが可能になり、薬液処理における処理効率の向上を図ることができる。

図５、（１）第２実施形態の構成には、このような薬液処理装置５を用いた薬液処理において、供給ノズル３１の先端において測定した薬液温度の径時変化を示す。またこの図５には、（２）従来構成として、従来のマイクロ波照射手段６１を設けていない薬液処理装置を用いた薬液処理において、供給ノズルの先端において測定した薬液温度の径時変化を合わせて示す。尚、薬液導入路３２ａから導入される硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)は、９８％Ｈ₂ＳＯ₄（比重約１．８）であり、調整温度８０℃としている。一方、薬液導入路３２ｂから導入される過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）は、３０％Ｈ₂Ｏ₂（比重約１．１）であり、調整温度は常温である。また、Ｈ₂ＳＯ₄：Ｈ₂Ｏ₂＝１：０．５の流量で導入している。

図５のグラフに示すように、従来構成と比較して、第２実施形態における供給ノズルの先端における薬液温度の上昇速度が速い。そして、１４０℃に達したところで硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とが十分に混合した状態となり、処理を開始できるとした場合、従来構成では１４０℃に達するのに９ｓｅｃ．程度の時間を要するのに対して、第２実施形態の構成においては約１ｓｅｃ．後には１４０℃に達して処理を開始でき、処理開始までの時間を１／９程度に短縮することができる。

しかも、（２）従来構成においては到達温度が１４５℃であるのに対して、（１）第２実施形態においては到達温度が１５３℃と８℃程高く、従来構成と比較して硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）との混合状態がより進んでいることをが確認できる。且つ到達温度が高くなっている。これは化学反応量が大幅に増加したことを意味しており、間接的に活性種の量が増加していることを意味する。尚、硫酸溶液のみを導入して同様に温度測定した結果、マイクロ波の照射のみによる薬液（硫酸溶液）の温度上昇（到達温度）は、３．６℃程度であり、これを考慮しても、（１）第２実施形態の構成とすることによる効果が大きいことが確認できている。

以上説明した第２実施形態においては、マイクロ波照射手段６１を供給ノズル３１の側周に沿って配置した構成の薬液処理装置５を説明した。しかしながら、マイクロ波照射手段６１は、このような配置状態に限定されることはない。

例えば、図６に示す薬液処理装置５’のように、マイクロ波照射手段６１を処理室４の外側に配置し、マイクロ波照射手段６１と供給ノズル３１との間に導波管６３を設け、マイクロ波照射手段６１で発生させたマイクロ波を導波管６３によって供給ノズル３１に誘導する構成としても良い。このような構成であれば、マイクロ波照射手段６１に対して、処理室４内の処理雰囲気の影響が及ぼされることを防止できる。

さらに、図７に示す薬液処理装置５”のように、供給ノズル３１の延設方向にマイクロ波照射手段６１を設け、マイクロ波照射手段６１から延設した導波管６３の内部に、導波管６３に沿った同軸上に供給ノズル３１を配管した構成としても良い。このような場合には、マイクロ波照射手段６１から照射したマイクロ波を、無駄なく供給ノズル３１内の薬液Ｌａ，Ｌｂの振動に供与させることができ、マイクロ波の利用効率を高めることができる。またこの場合、導波管６３の内部にマイクロ波の反射突起を設けた構造とすることにより、マイクロ波の進行方向を変更して供給ノズル３１側に向けることで、薬液供給ノズル３１内の薬液Ｌａ，Ｌｂに対するマイクロ波の伝播効率を向上させることも可能である。尚、このような構成において、マイクロ波照射手段６１を処理室４内に配置しても良い。

以上、第１実施形態および第２実施形態においては、枚様式の薬液処理装置に本発明を適用した構成を説明したが、本発明は、バッチ式処理装置に対しても適用可能である。この場合、薬液処理を行う処理槽内に、異なる薬液Ｌａ，Ｌｂを確実に混合した混合液Ｌを供給することにより、より効率的な薬液処理を行うことが可能であり、同様の効果を得ることができる。

また、各実施形態においては、薬液Ｌａ，Ｌｂとして、硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）とを用いたＳＰＭ処理に本発明を適用した薬液処理方法を説明した。しかしながら本発明は、ＳＰＭ処理以外であっても、異なる薬液を混合して用いる薬液処理に広く適用可能であり、同様の効果を得ることができる。特に、Ｈ３ＰＯ４とＨ２Ｏとを混合した薬液を用いてＳｉ３Ｎ４をエッチングする薬液処理、Ｈ２ＳＯ４とＯ３溶解水とを混合した薬液を用いてレジスト剥離や金属除去る薬液処理等、比重の大きく異なる薬液を混合して用いる薬液処理に適用することで、その効果を十分に発揮することが可能である。

第１実施形態の薬液処理装置を説明する構成図である。 図１の要部を拡大した構成図である。 第２実施形態の薬液処理装置を説明する構成図である。 図３の要部を拡大した構成図である。 第１実施形態と従来構成の薬液処理装置の供給ノズルの先端において測定した薬液温度の径時変化を示すグラフである。 第２実施形態の薬液処理装置の変形例を示す構成図である。 第２実施形態の薬液処理装置の他の変形例を示す構成図である。

符号の説明

１，５，５’，５”…薬液処理装置、３，６…薬液供給管、３１…供給ノズル、３２ａ，３２ｂ…薬液導入路、３４…超音波混合部、３４…超音波照射手段ａ、３４ｂ…振動板、６１…マイクロ波照射手段、６３…導波管、Ｌ…混合した薬液、Ｌａ，Ｌｂ…薬液、Ｗ…ウエハ（被処理基板）

Claims (7)

1. 異なる薬液を混合して供給する薬液供給管を備えた薬液処理装置であって、
   前記薬液供給管内の薬液を超音波振動させる超音波照射手段が設けられている
   ことを特徴とする薬液処理装置。
2. 請求項１記載の薬液処理装置において、
   前記薬液供給管内には、前記超音波照射手段に対向配置された状態で振動板が設けられている
   ことを特徴とする薬液処理装置。
3. 請求項１記載の薬液処理装置において、
   前記薬液供給管には、前記異なる薬液として硫酸と過酸化水素とが供給される
   ことを特徴とする薬液処理装置。
4. 異なる薬液を混合して供給する薬液供給管を備えた薬液処理装置であって、
   前記薬液供給管内の薬液をマイクロ波振動させるマイクロ波照射手段が設けられている
   ことを特徴とする薬液処理装置。
5. 請求項４記載の薬液処理装置において、
   前記異なる薬液は、硫酸と過酸化水素である
   ことを特徴とする薬液処理装置。
6. 被処理基板の表面に薬液供給管から薬液を供給することにより、当該被処理基板の薬液処理を行う方法であって、
   超音波の照射によって前記薬液供給管内の薬液を振動させることにより、当該薬液供給管内に導入された異なる薬液を混合して前記被処理基板の表面に供給する
   ことを特徴とする薬液処理方法。
7. 被処理基板の表面に薬液供給管から薬液を供給することにより、当該被処理基板の薬液処理を行う方法であって、
   マイクロ波の照射によって前記薬液供給管内の薬液を振動させることにより、当該薬液供給管内に導入された異なる薬液を混合して前記被処理基板の表面に供給する
   ことを特徴とする薬液処理方法。
   

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