JP2007258274A - 基板処理方法、及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物との積層膜が形成された基板を、タングステン化合物又はタンタル化合物を酸化変質させることなく、更にデバイス形成領域面が水やアルカリ溶液に曝され、ＬｏｗＫが変質することなのない基板処理方法、及び基板処理装置を提供すること。
【解決手段】ルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物との積層膜が形成された処理基板Ｗの外周に接触するロールチャック１ａ〜１ｄで保持される処理基板Ｗの周縁部に、処理液供給ノズル５から次亜塩素酸塩水溶液を処理液として供給し、吸引ノズル８で吸引して、周縁部のルテニウムを処理する基板処理装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、ルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物との積層膜が形成された半導体ウエハ（基板）をエッチング処理する基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。

シリコンウエハ上にバイスを製作する場合、不要な材料をエッチングで除去したり、ウエハ上又はデバイス上に付着した汚染物を除去することが一般に行われている。例えば、配線材料としてＡｌに代えて導電率の高いＣｕが用いられる場合、Ｃｕの配線は、ＳｉＯ₂膜上に溝を形成し、電気メッキにより銅（Ｃｕ）膜を形成した後、化学機械研磨（ＣＭＰ）により、溝内の銅膜を残して他を除去して形成することが多い。これは、ダマシン法と呼ばれるＣｕ配線形成方法である。

具体的にはウエハ上に形成されたＳｉＯ₂膜に配線用溝を形成し、ＳｉＯ₂中へのＣｕの拡散を防ぐため該ＳｉＯ₂の表面にバリア層をスパッタリング成膜法で形成し、該バリア層の上にシード銅（Ｃｕ）膜をスパッタリング成膜法で形成し、該シード銅（Ｃｕ）膜上に電解メッキにより銅（Ｃｕ）膜を成膜している。このバリア層としてルテニウム（Ｒｕ）とタングステン化合物（例えば、ＷＮＣ）又はタンタル化合物（例えば、ＴａＮ）との積層膜が注目されている。その理由は、ルテニウムが低抵抗、高融点の導電体であり、バリア層としてルテニウム膜を用いた場合、該ルテニウム膜がＣｕのバリア構造としての作用とシード膜としての作用の両作用を奏し、ルテニウム膜上に直接銅（Ｃｕ）膜を電解メッキで形成できるという利点がある。また、絶縁膜として低誘電率膜（ＬｏｗＫ）の利用がなされている。低誘電率膜の多くは機械的に脆弱で、また化学的にも変化しやすく、様々な処理により誘電率が上昇することが問題となっており、低誘電率膜の誘電率を変化させない処理を行うことが重要である。

図１はバリア層としてルテニウムとタングステン化合物又はルテニウムとタンタル化合物と積層膜を形成したウエハの一部断面構成例を示す図である。図示するシリコン（Ｓｉ）ウエハ１０１の面上に低誘電率膜（ＬｏｗＫ）１０２を形成し、該低誘電率膜（ＬｏｗＫ）１０２に配線溝１０３を形成し、その表面にタングステン化合物（ＷＮＣ）膜又はタンタル化合物（ＴａＮ）１０４を成膜し、更にその表面にルテニウム（Ｒｕ）膜１０５を成膜してバリア層とし、該ルテニウム（Ｒｕ）膜１０５の表面に電解メッキで銅（Ｃｕ）層（膜）１０６を形成する。

上記タングステン化合物（ＷＮＣ）膜又はタンタル化合物（ＴａＮ）１０４、ルテニウム（Ｒｕ）膜１０５、及び銅（Ｃｕ）層１０６をシリコン（Ｓｉ）ウエハ１０１のデバイス形成領域のみに形成できれば理想的であるが、実際には図２（ａ）に示すように、シリコンウエハ１０１のデバイス形成領域以外の周縁部（ベベル部）１０１ａ及び裏面の一部にもタングステン化合物（ＷＮＣ）膜又はタンタル化合物（ＴａＮ）１０４、ルテニウム（Ｒｕ）膜１０５、及び銅（Ｃｕ）層１０６が形成される。この部分のルテニウム（Ｒｕ）膜１０５、及び銅（Ｃｕ）層１０６は不必要なものであるばかりでなく、後の工程で金属汚染の原因となるため、図２（ｂ）に示すように、エッチング処理等で周縁部１０１ａに形成された膜を除去する必要がある。また、裏面部には微量のルテニウム（Ｒｕ）が付着するおそれもあり、それについても除去する必要がある。
特開２００２−１６１３８１号公報

半導体デバイス製造工程では、図３（ａ）に示すように配線用溝１０３（図１参照）が形成されたシリコンウエハ１０１の表面に、タングステン化合物（ＷＮＣ）膜又はタンタル化合物（ＴａＮ）１０４を形成、その上にルテニウム（Ｒｕ）膜１０５を形成し、その後洗浄して、電解メッキにより銅（Ｃｕ）膜１０６を形成する。その後、図３（ｂ）に示すように、シリコンウエハ１０１の周縁部１０１ａに形成された銅（Ｃｕ）膜１０６をウエットエッチング処理で除去し、その後ＣＭＰ（化学機械研磨）により、銅（Ｃｕ）膜を除去する。その後図３（ｃ）に示すように、周縁部１０１ａのルテニウム（Ｒｕ）膜１０５やタングステン化合物（ＷＮＣ）膜又はタンタル化合物（ＴａＮ）１０４を除去する。これにより、シリコンウエハ１０１のデバイス形成領域面１０１ｂに、図３（ｄ）に示すように銅（Ｃｕ）層とバリア膜及び絶縁膜（ＬｏｗＫ）の露出面を形成する。

シリコンウエハ１０１の周縁部１０１ａに形成された銅（Ｃｕ）膜１０６、ルテニウム（Ｒｕ）膜１０５、タングステン化合物（ＷＮＣ）膜又はタンタル化合物（ＴａＮ）膜１０４のエッチング処理において、銅（Ｃｕ）膜１０６のエッチング処理は公知の酸や酸化剤などの薬液を利用したエッチング処理で容易に除去できるが、ルテニウム（Ｒｕ）膜１０５をエッチング処理で除去することは容易ではない。その理由は、従来のルテニウム（Ｒｕ）のエッチング液である硝酸セリウムアンモニウム（ＡＣＮ）を使用すると、タングステン化合物（ＷＮＣ）膜が酸変質してしまうので、ルテニウム（Ｒｕ）とタングステン化合物（ＷＮＣ）又はタンタル化合物（ＴａＮ）の積層膜構造では、硝酸セリウムアンモニウム（ＡＣＮ）をエッチング液として使用できない。

また、ルテニウム膜のエッチング処理方法として、上記特許文献１に開示されたものもある。このエッチング処理方法は、基板保持部に水平保持され、回転するウエハの中心部上面にセンタノズルから超純水を、ウエハの周縁部にエッジノズルから薬液を、ウエハの中心部下面（裏面）に薬液を供給して、ウエハ上面を超純水で保護しなから、ウエハの周縁部に形成されたルテニウム膜をエッチング除去すると共に、裏面に付着したルテニウムや汚染物を除去する。また、センタノズルからアルカリ溶液を供給し、エッジノズルから酸化剤溶液を供給し、周縁部で混合させて、ルテニウム膜をエッチング除去する場合もある。このルテニウム膜のエッチング処理方法を図３（ｂ）に示すシリコンウエハ１０１の周縁部１０１ａに形成されたルテニウム（Ｒｕ）膜１０５のエッチング処理に利用した場合、図３（ｄ）に示すように、デバイス形成領域に露出する銅（Ｃｕ）層と絶縁膜（ＬｏｗＫ）の面に超純水やアルカリ溶液がかかることになり、絶縁膜（ＬｏｗＫ）を変質させる可能性があるという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物との積層膜が形成された基板を、タングステン化合物又はタンタル化合物を酸化変質させることなく、更にデバイス形成領域面が水やアルカリ溶液に曝され、絶縁膜（ＬｏｗＫ）が変質することのない基板処理方法、及び基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、ハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を用いてルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物との積層膜が形成された基板を処理することを特徴とする基板処理方法にある。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記ハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液は、酸化還元電位が標準水素電極電位に対して３００ｍＶ以上大きい酸化性のある液体であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の基板処理方法において、前記ハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を、前記基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方に供給し、該基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方を処理することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板処理方法において、前記基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方に供給した前記ハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を直接吸引除去しながら処理することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記ハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、基板と接触し摩擦によって基板を回転保持する基板保持部と、処理液を供給する処理液供給部を備え、前記基板保持部に保持され回転するルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物との積層膜が形成された基板面上に、前記処理液供給部からハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を供給して基板を処理することを特徴とする基板処理装置にある。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の基板処理装置において、前記処理液供給部は、前記基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方にハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を供給することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の基板処理装置において、前記基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方に供給したハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を直接吸引除去する吸引除去部を備えたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記基板保持部に接近し、該基板保持部に付着した処理液を吸引する吸引部を備えたことを特徴とする。

請求項１乃至５に記載の発明によれば、ルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物との積層膜が形成された基板をハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を用いて処理するので、タングステン化合物やタンタル化合物を変質させることなく、ルテニウム膜のエッチング処理ができる。

請求項３に記載の発明によれば、ハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を、基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方に供給するので、基板のデバイス形成領域に何らの影響を与えることなく、該基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方をタングステン化合物やタンタル化合物を変質させることなく、ルテニウム膜の除去ができる。

請求項４に記載の発明によれば、基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方に供給したハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を直接吸引除去しながら処理するので、供給したハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液が基板に残存しないか、又は微量に残存するにすぎないから、少ない純水等の洗浄液で洗浄することが可能となる。

請求項６乃至９に記載の発明はよれば、基板保持部に保持され回転するルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物との積層膜が形成された基板面上に、処理液供給部からハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を供給して基板を処理するので、タングステン化合物やタンタル化合物を変質させることなく、ルテニウム膜の処理ができる。

請求項７に記載の発明によれば、処理液供給部は、前記基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方にハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を供給するので、基板のデバイス形成領域に何らの影響を与えることなく、該基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方をタングステン化合物やタンタル化合物を変質させることなく、ルテニウム膜のエッチング処理ができる。

請求項８に記載の発明によれば、基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方に供給したハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を直接吸引除去する吸引除去部を備えているので、供給したハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液が基板に残存しないか、又は微量に残存するにすぎないから、少ない純水等の洗浄液で洗浄することが可能となる。

請求項９に記載の発明によれば、基板保持部に接近し、該基板保持部に付着した処理液を吸引する吸引部を備えているので、基板保持部に処理液が残留することがなく、処理液に残留する金属溶解物等による基板の金属汚染等を防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に用いて説明する。図４乃至図６は本発明に係る基板処理方法を実施する基板処理装置の概略構成を示す図で、図４は外観斜視図、図５は処理液供給部を示す図、図６は断面図である。図において、Ｗは図３（ｂ）に示すように、シリコンウエハ１０１の面上にタングステン化合物（ＷＮＣ）膜又はタンタル化合物（ＴａＮ）１０４、ルテニウム（Ｒｕ）膜１０５、銅（Ｃｕ）膜１０６が形成され、デバイス形成領域１０１ｂに形成された銅（Ｃｕ）膜１０６を残して周縁部及び裏面の一部に形成された銅（Ｃｕ）膜１０６を除去してなる処理基板である。処理基板Ｗは複数個（図では４個）ロールチャック１ａ〜１ｄで水平保持され、矢印Ａに示す方向に回転できるようになっている。

周縁部（ベベル部）の処理のため、ロールチャック１ａ〜１ｄで保持され矢印Ａ方向に回転する処理基板Ｗの周縁部に処理液を供給する処理液供給部３と、該処理液供給部３から供給された処理液を除去する吸引部４が配置される。処理液供給部３は、処理基板Ｗの周縁部に処理液を供給する処理液供給ノズル５と、該処理液供給ノズル５に接続された処理液導入管６と、該処理液導入管６に接続された処理液貯留タンク７とを備えている。処理液除去部４は、処理液供給ノズル５から供給され、略１回転した処理基板Ｗの周縁部上面に存在する処理液２０１を吸引する吸引ノズル８と、該吸引ノズル８に接続された処理液導出管９と、該処理液導出管９に接続された吸引源１０とからなる。処理液供給ノズル５は図５に示すように、処理基板Ｗの周縁部に近接して開口部５ａを備えており、処理液貯留タンク７内の処理液２０１は、処理液導入管６を介して処理液供給ノズル５から処理基板Ｗの周縁部に供給され、略１回転する間にルテニウム（Ｒｕ）膜を除去し、該処理液２０１は吸引ノズル８に吸引される。

なお、上記基板処理装置では処理基板Ｗを保持する基板保持部は４個のロールチャック１ａ〜１ｄで構成されているが、基板保持部のロールチャックは４個に限定されるものではなく、３個以上であればよい。また、処理液供給ノズル５及び吸引ノズル８は、常時は処理基板Ｗの外周外側の所定の待機位置に位置し、処理時に処理基板Ｗの周縁部上又は側面に近接して進出し、処理が終了すると待機位置に退避するようになっている。また、図示は省略しているが、後に詳述するように、処理基板Ｗの上には該処理基板Ｗの間に所定の間隙を設けてパージ板が配置され、該間隙にその中心部から外周に向かって放射状にパージガス（例えば窒素（Ｎ₂）ガス）が流れており、処理液供給ノズル５から供給される処理液とその蒸気が処理基板Ｗのデバイス形成領域に侵入しないようになっている。

上記のように処理基板Ｗの周縁部に供給された処理液２０１は吸引ノズル８で吸引されるので、処理液２０１は残存しないか、微量に存在するだけなので、この部分に少量の超純水等のリンス液を供給することにより、リンス処理することが可能となる。ここで、処理基板Ｗの周縁部とは、処理基板Ｗの周縁で回路（デバイス）が形成されていない領域、又は処理基板の周縁で、回路が形成されていても最終的にチップとして使用されない領域をいう。なお、ここでは処理液としては、ルテニウム（Ｒｕ）膜をエッチングするためのハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を用いるが、例えば、図３（ａ）に示すシリコンウエハ１０１の周縁部１０１ａの銅（Ｃｕ）膜１０６をエッチングして図３（ｂ）に示すように処理したい場合は、処理液供給ノズル５から供給する処理液は、鉱酸又は有機酸のうち少なくとも１を含み、更に酸化剤のうち少なくとも１つを含む混合液を使用する。

処理基板Ｗの下方にも処理液供給ノズル１２が配置されている。該処理液供給ノズル１２は処理基板Ｗの半径方向に配置され、図７に示すように、処理液を噴射する処理液噴射孔１２ａが所定の間隔で設けられている。該処理液噴射孔１２ａから回転する処理基板Ｗの裏面の一部にハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を処理液として供給し、処理基板Ｗの裏面に付着したルテニウム（Ｒｕ）を除去する。なお、処理液供給ノズル１２も常時は所定の待機位置に位置し、処理時に処理基板Ｗの下方半径方向上に進出し、処理が終了すると待機位置に退避するようになっている。

図８は周縁部が処理された処理基板Ｗの周縁部のリンス及び乾燥を行うリンス・乾燥機構の概略構成を示す図で、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）の処理基板Ｗより上部は図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図、処理基板Ｗより下部はＢ−Ｂ’断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図示するようにリンス・乾燥機構は、ロールチャック１ａ〜１ｄで保持され処理基板Ｗの上部に所定の間隙を設けて配置できる円形状のパージ板２０を備えている。該パージ板２０は内側パージ板２０−１と外側パージ板２０−２に分かれており、内側パージ板２０−１の中心部にはパージガス供給管２１がパージガス供給管２１から外周側に所定距離離れた位置に乾燥用ガス供給管２２が接続されている。また、外側パージ板２０−２は内側パージ板２０−１に対して上方に移動できるようになっている。

処理基板Ｗの周縁部の処理部をリンスするときは、図８（ｂ）に示すように、パージ板２０を下降させ処理基板Ｗの間に所定の間隙を設けて対向配置し、更に外側パージ板２０−２を内側パージ板２０−１に対して上方に移動させる。これにより内側パージ板２０−１の外周にリンス液供給ノズル２３の先端を挿入できる空間ができる。この状態でリンス液供給ノズル２３を外側の待機位置から進入させ、その先端を内側パージ板２０−１の外周に接近し、且つ外側パージ板２０−２下方に位置させる。この状態でリンス液吐出口２３ａは、処理基板Ｗの周縁部の処理部より内側に位置する。また、吸引ノズル８を外側の待機位置から進入させ、その吸引口８ａを処理基板Ｗの周縁部上部または側面部に近接させて位置させる。この状態で、パージガス供給管２１からパージガス２０３として窒素（Ｎ₂）を処理基板Ｗとパージ板２０の間の間隙に供給すると共に、リンス液供給ノズル２３のリンス液吐出口２３ａから処理基板Ｗの周縁部のエッチング処理部に向けてリンス液２０２を噴射する。このとき、リンス液２０２は処理基板Ｗの上面に対して所定の仰角（例えば４５°以下の所定の角度）で外周方向に向かって噴射され、エッチング処理部の若干内側から該エッチング処理部をリンスする。このリンス液は処理基板Ｗの回転により移動し、吸引ノズル８の配置位置まで移動する吸引口８ａから吸引される。

また、この時処理基板Ｗの下方には待機位置からリンス液供給・吸引ノズル２４が進出しており、処理基板Ｗの裏面にリンス液２０２を供給口から供給すると共に、吸引口で該リンス液を吸引して該裏面をリンスする。このリンス液供給・吸引ノズル２４は後に詳述する処理・洗浄機構３０（図１１参照）と同様、２つの作業面を備え、一方の作業面には上記リンス液を供給する供給口と該リンス液を吸引する吸引口が交互に設けられ、他方の作業面には薬液を供給する供給口と該薬液を吸引する吸引口が交互に設けられている。そして、処理基板Ｗの一方の作業面を向けてリンス処理、他方の作業面を向けて薬液処理ができるようになっている。

処理基板Ｗの周縁部の処理部をリンスした後は、図８（ｃ）に示すように、リンス液供給ノズル２３を待機位置に退避させ、吸引ノズル８は吸引を継続して乾燥を促進する。パージガス供給管２１からパージ板２０と処理基板Ｗの間の間隙にパージガス２０３として窒素（Ｎ₂）ガスを供給すると共に、乾燥用ガス供給管２２から乾燥用ガス２０４として窒素（Ｎ₂）ガスを供給する。乾燥用ガス２０４は内側パージ板２０−１の下面外周部から回転する処理基板Ｗの周縁部のリンス液２０２で濡れた処理部に噴射され、この部分を乾燥させる。また、吸引ノズル８の吸引口８ａを、処理基板Ｗの周縁部上部または側面部に近接させて位置させる。乾燥用ガス供給管２２から供給された乾燥ガス２０４により周縁部のより外周側に移動した残留リンス液は、吸引口８ａから吸引される。これにより、処理基板Ｗの処理された周縁部はリンス・乾燥されることになる。このように処理基板Ｗの周縁部のエッチングからリンス・乾燥処理まで、処理基板Ｗのデバイス形成領域は処理液やリンス液に曝されることがなく、Ｃｕや絶縁膜（ＬｏｗＫ）の変質の恐れが少ない。下面乾燥ノズル２９はそのガス噴出口２９ａが処理基板Ｗの下方に位置し、該処理基板Ｗの半径方向に揺動するようになっている。ガス噴出口２９ａから乾燥用ガス２０４として窒素（Ｎ₂）ガスを処理基板Ｗの裏面に噴射して、該裏面を乾燥させる。

また、この処理部分である周縁部は狭い範囲であり、且つ上記のように処理基板Ｗの周縁部の処理液２０１は吸引ノズル８で吸引除去されているから、リンス液供給ノズル２３から供給されるリンス液は少量で済む。なお、パージガス２０３及び乾燥用ガス２０４はガスは窒素ガス（Ｎ₂）に限定されるものではなく、不活性ガスであれば、例えばアルゴンガス等でもよい。

処理基板Ｗの下面（裏面）に処理液を供給する処理液供給ノズル１２は、図７に示す構成例では、処理液２０１を処理基板Ｗの裏面に向けて噴出する複数の処理液噴射孔１２ａを設けた例を示したが、図９に示すように、処理液噴射孔１２ａと処理液吸引孔１２ｂを交互に設け、処理液噴射孔１２ａから処理基板Ｗの裏面に処理液２０１を噴射し、該噴射した処理液２０１を処理液吸引孔１２ｂで吸引するようにしてもよい。これにより、処理基板Ｗの裏面に残存する処理液の量が微量となり、後の洗浄工程で必要な洗浄液量が少なくて済むだけでなく、金属溶解物を含む処理液のチャンバー内への拡散もなくなる。

図１０は処理基板Ｗの周縁部及び下面を処理した後、この処理部を洗浄する洗浄機構例を示す図である。図示するように、パージ板２０の内側パージ板２０−１と外側パージ板２０−２を同一面とし、処理基板Ｗと所定の間隙をおいて対向配置させる。また、洗浄ノズル２７の洗浄液供給口２７ａ、吸引ノズル８の吸引口８ａを処理基板Ｗの周縁部の処理部の上面に対向して配置すると共に、待機位置にある洗浄液供給ノズル２６を処理基板Ｗの下方に進出させる。この状態で、パージガス供給管２１からパージガス２０３として窒素（Ｎ₂）を処理基板Ｗとパージ板２０の間の間隙に供給すると共に、洗浄ノズル２７から洗浄液２０５を処理基板Ｗの周縁部に、洗浄液供給ノズル２６から洗浄液を処理基板Ｗの下面にそれぞれ供給して処理基板Ｗの周縁部及び下面を洗浄する。このとき、パージガス供給管２１から処理基板Ｗとパージ板２０の間の間隙にパージガス２０３が供給され、その中心部から外周向けて放射状に流れるから、洗浄ノズル２７や洗浄液供給ノズル２６から供給された洗浄液及びその蒸気が処理基板Ｗのデバイス形成領域に侵入することはない。よって、Ｃｕや絶縁膜（ＬｏｗＫ）が変質のおそれが少ない。

なお、洗浄ノズル２７、吸引ノズル８は、図１０の処理基板Ｗの周縁部に、処理基板Ｗの回転方向に並べて配置してもよい。また、図示は省略するが、洗浄後の乾燥は洗浄ノズル２７に替えて、乾燥用ガスを供給する乾燥ガスノズル、洗浄液供給ノズル２６に替えて乾燥ガス供給ノズルを配置し、処理基板Ｗの周縁部及び下面に乾燥用ガスとして窒素（Ｎ₂）を供給することにより、処理基板Ｗを乾燥させることができる。

図１１は処理基板Ｗの下面（裏面）を処理・洗浄するための処理・洗浄機構の構成例を示す図で、図１１（ａ）は側面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ断面、図１１（ｃ）は図１１（ａ）のＤ−Ｄ断面である。図１１に示すように、処理・洗浄機構３０は２つの作業面Ｅ１、Ｅ２を備えている。作業面Ｅ１には処理液を供給する複数の処理液供給口３１と処理液を吸引する複数の処理液吸引口３２とが交互に且つ直線状に所定の間隔で配置されている。作業面Ｅ２には洗浄液を供給する複数の洗浄液供給口３３と洗浄液を吸引する複数の洗浄液吸引口３４とが交互に且つ直線状に所定の間隔で配置されている。作業面Ｅ１の各処理液供給口３１は図１１（ｃ）に示すように、共通の処理液供給管３５に接続され、処理液吸引口３２は図１１（ｂ）に示すように、共通の処理液排出管３６に接続されている。また、作業面Ｅ２の各洗浄液供給口３３は図１１（ｃ）に示すように、共通の洗浄液供給管３７に接続され、洗浄液吸引口３４は図１１（ｂ）に示すように、共通の洗浄液吸引管３８に接続されている。

図１２は基板保持部に付着した処理液を吸引除去する処理液吸引除去部の概略構成例を示す図で、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は断面図である。ここでは、ロールチャック１ａのクランプ部４１に付着する処理液を吸引除去する処理液吸引除去部を示す。処理液吸引除去部は、吸引ノズル４２とローラ洗浄ノズル４３を備え、吸引ノズル４２の開口４２ａとローラ洗浄ノズル４３の開口４３ａがロールチャック１ａのクランプ部４１に接近して配置されている。図４に示す処理液供給ノズル５から処理基板Ｗの周縁部に供給された処理液２０１は、該処理基板Ｗがロールチャック１ａ〜１ｄを経由して移動するときに、これらロールチャック１ａ〜１ｄのクランプ部４１に付着する。ロールチャック１ａではローラ洗浄ノズル４３の開口４３ａからクランプ部４１に洗浄液を供給し、吸引ノズル４２の開口４２ａで処理液と洗浄液を吸引する。これにより、クランプ部４１に付着した処理液が除去される。

上記構成の処理液吸引除去部は、ロールチャック１ａのみでなく、他のロールチャック１ｂ〜１ｄにもそれぞれ設けている。各ロールチャック１ａ〜１ｄのクランプ部４１に付着した処理液を確実に吸引除去するので、ロールチャック１ａ〜１ｄからの洗浄液の飛散を防止できる。また、上記のようにローラ洗浄ノズル４３は、クランプ部４１の洗浄液を局所的に供給するため、クランプ部４１の洗浄が確実に行える。
また、ローラ洗浄ノズル４３及び吸引ノズル４２の各ロールチャック１ａ〜１ｄに対する相対位置を一定とすることができるので、洗浄液の供給及び吸引を安定して行うことができる。

上記基板処理装置において、洗浄中の処理基板Ｗの回転速度は４０〜１５０ｒｐｍの範囲とし、５０ｒｐｍにするのが好ましい。また、乾燥中の処理基板Ｗの回転速度は同じく４０〜１５０ｒｐｍの範囲とし、５０ｒｐｍにするのが好ましい。処理基板Ｗの周縁部（ベベル部）のエッチング処理中の処理液の供給量は１〜１０ｍｌ／ｍｉｎとし、３ｍｌ／ｍｉｎとするのが好ましい。また、そのリンス中のリンス液の供給量は５０〜２００ｍｌ／ｍｉｎとし、１００ｍｌ／ｍｉｎとするのが好ましい。処理基板Ｗの裏面のエッチング処理中の処理液の供給量は５０〜２００ｍｌ／ｍｉｎとし、１００ｍｌ／ｍｉｎとするのが好ましい。また、処理基板Ｗの裏面のリンス中のリンス液の供給量は１００〜４００ｍｌ／ｍｉｎとし、２００ｍｌ／ｍｉｎとするのが好ましい。なお、図６、図７、図９の処理液供給ノズル１２、図１０の洗浄液供給ノズル２６、図１１の処理・洗浄機構３０は各々の処理中に回転している処理基板Ｗの半径方向に所定の速度で揺動させてもよい。

上記実施形態例では、ルテニウム（Ｒｕ）膜の処理液に次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）の有効塩素濃度（液中に含まれる遊離次亜塩素酸ＨＣｌＯ及び次亜塩素酸イオンＣｌＯ^-の濃度の和）３％の水溶液を用いたが、他に次亜塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ）などがある。次亜塩素酸ナトリウムの他のハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液として、アルカリ溶液に塩素ガス（Ｃｌ₂）を混合して、処理液としてもよい。例えば、アンモニア水に塩素ガスを通過すると、次亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ₄ＣｌＯ）溶液となり、アルカリ性且つ有効塩素を含む酸化力のある処理液となる。次亜塩素酸アンモニウム溶液は、Ｎａなど金属汚染源となりうるものを含まないため、洗浄液として好適である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。

バリア層としてルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物の積層膜を形成したウエハの一部断面構成例を示す図である。 バリア層としてルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物の積層膜を形成したウエハの周縁部断面構成例を示す図である。 ウエハの配線製造過程を示す図である。 本発明に係る基板処理方法を実施する基板処理装置の概略構成を示す外観図である。 本発明に係る基板処理装置の処理液供給部の構成例を示す図である。 本発明に係る基板処理装置の概略断面構成を示す図である。 本発明に係る基板処理装置の処理液供給ノズルの平面図である。 本発明に係る基板処理装置のリンス・乾燥機構の概略構成を示す図である。 本発明に係る基板処理装置のリンス・乾燥機構の概略構成を示す図である。 本発明に係る基板処理装置の処理液供給ノズルの平面図である。 本発明に係る基板処理装置のリンス機構の構成例を示す断面図である。 本発明に係る基板処理装置の洗浄・乾燥機構の構成例を示す図である。 本発明に係る基板処理装置の処理液吸引除去部の構成例を示す図である。

符号の説明

１ａ〜１ｄ ロールチャック
３ 処理液供給部
４ 吸引部
５ 処理液供給ノズル
６ 処理液導入管
７ 処理液貯留タンク
８ 吸引ノズル
９ 処理液導出管
１０ 吸引源
１２ 処理液供給ノズル
２０ パージ板
２１ パージガス供給管
２２ 乾燥用ガス供給管
２３ リンス液供給ノズル
２４ リンス液供給・吸引ノズル
２６ 洗浄液供給ノズル
２７ 洗浄ノズル
２８ 吸引ノズル
２９ 下面乾燥ノズル
３０ 処理・洗浄機構
３１ 処理液供給口
３２ 処理液吸引口
３３ 洗浄液供給口
３４ 洗浄液吸引口
３５ 処理液供給管
３６ 処理液排出管
３７ 洗浄液供給管
３８ 洗浄液吸引管
４１ クランプ部
４２ 吸引ノズル
４３ ローラ洗浄ノズル

Claims (9)

1. ハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を用いてルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物との積層膜が形成された基板を処理することを特徴とする基板処理方法。
2. 請求項１に記載の基板処理方法において、
   前記ハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液は、酸化還元電位が標準水素電極電位に対して３００ｍＶ以上大きい酸化性のある液体であることを特徴とする基板処理方法。
3. 請求項１又は２に記載の基板処理方法において、
   前記ハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を、前記基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方に供給し、該基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方を処理することを特徴とする基板処理方法。
4. 請求項３に記載の基板処理方法において、
   前記基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方に供給した前記ハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を直接吸引除去しながら処理することを特徴とする基板処理方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理方法において、
   前記ハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液であることを特徴とする基板処理方法。
6. 基板と接触し摩擦によって基板を回転保持する基板保持部と、処理液を供給する処理液供給部を備え、
   前記基板保持部に保持され回転するルテニウムとタングステン化合物又はタンタル化合物との積層膜が形成された基板面上に、前記処理液供給部からハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を供給して基板を処理することを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項６に記載の基板処理装置において、
   前記処理液供給部は、前記基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方にハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を供給することを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項７に記載の基板処理装置において、
   前記基板の周縁部又は裏面の少なくとも一方に供給したハロゲン化合物を含むアルカリ性溶液を直接吸引除去する吸引除去部を備えたことを特徴とする基板処理装置。
9. 請求項６乃至８のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
   前記基板保持部に接近し、該基板保持部に付着した処理液を吸引する吸引部を備えたことを特徴とする基板処理装置。

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