JP2009267167A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンモニア過水処理以降に、硫酸過酸化水素水のミストが基板に付着することを防止できる、基板処理装置を提供する。
【解決手段】処理部ＰＣは、４つの硫酸過水処理チャンバ１と、４つのアンモニア過水処理チャンバ２とを備えている。硫酸過水処理チャンバ１内において、ウエハＷに対して、ＳＰＭを用いた硫酸過水処理が行われる。硫酸過水処理後のウエハＷは、硫酸過水処理チャンバ１からアンモニア過水処理チャンバ２へ移送され、アンモニア過水処理チャンバ２内において、ＳＣ１を用いたアンモニア過水処理を受ける。アンモニア過水処理チャンバ２は、硫酸過水処理チャンバ１から隔離されているので、アンモニア過水処理チャンバ２内には、ＳＰＭのミストが存在しない。
【選択図】図１Ａ

Description

この発明は、基板に対して、硫酸過酸化水素水による硫酸過水処理、およびアンモニア過酸化水素水によるアンモニア過水処理を施す基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板等が含まれる。

半導体装置の製造工程には、たとえば、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面にリン、砒素、硼素などの不純物（イオン）を局所的に注入する工程が含まれる。この工程では、不所望な部分に対するイオン注入を防止するため、ウエハの表面に感光性樹脂からなるレジストがパターン形成されて、イオン注入を所望しない部分がレジストによってマスクされる。ウエハの表面上にパターン形成されたレジストは、イオン注入の後は不要になるから、イオン注入後には、そのウエハの表面上の不要となったレジストを除去するためのレジスト除去処理が行われる。

このレジスト処理の方式としては、複数枚のウエハを一括して処理するバッチ式と、ウエハを１枚ずつ処理する枚葉式とがある。従来は、バッチ式が主流であったが、バッチ式は複数枚のウエハを収容することのできる大きな処理槽を必要とするため、最近では、処理対象のウエハが大型化してきていることもあって、そのような大きな処理槽を必要としない枚葉式が注目されている。

枚葉式のレジスト除去処理では、たとえば、処理チャンバ内に配置されたスピンチャックによって、ウエハが当該ウエハの表面と直交する回転軸線まわりに一定の回転速度で回転されつつ、そのウエハの表面に、硫酸と過酸化水素水との混合液であるＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）が供給される。ウエハの表面に供給されたＳＰＭは、ウエハの回転による遠心力を受けて、ウエハの表面全域に行き渡る。ウエハの表面に形成されているレジストは、ＳＰＭに含まれるペルオキソ一硫酸（Ｈ₂ＳＯ₅）の強酸化力により、そのウエハの表面から剥離されて除去される（硫酸過水処理）。

ＳＰＭの供給停止後は、回転中のウエハの表面に純水が供給されることにより、そのウエハに付着しているＳＰＭが純水で洗い流される。次いで、回転中のウエハの表面に、アンモニアと過酸化水素水との混合液であるＳＣ１（ammonia-hydrogen peroxide mixture：アンモニア過酸化水素水混合液）が供給される。これにより、ウエハの表面に残留するレジスト残渣やパーティクルなどが除去される（アンモニア過水処理）。ＳＣ１の供給停止後は、回転中のウエハの表面に純水が再び供給されて、ウエハに付着しているＳＣ１が純水で洗い流される。その後は、ウエハが高速回転されることにより乾燥されて、一連のレジスト除去処理が終了する。
特開２００５−９３９２６号公報

ウエハの表面へのＳＰＭの供給時には、ＳＰＭのミストが生じる。装置の稼働中は、清浄空気がダウンフローとして供給される一方で、処理チャンバの底面に形成された排気口から排気が行われることにより、常に、処理チャンバ内の雰囲気の置換が行われている。しかし、ウエハを乾燥させるまでの間に、処理チャンバ内からＳＰＭのミストを排除しきれないことがある。ウエハの乾燥時に、処理チャンバ内の雰囲気にＳＰＭのミストが含まれていると、乾燥後のウエハにＳＰＭのミストが付着し、ウエハの汚染を招いてしまう。

そこで、この発明の目的は、アンモニア過水処理以降に、硫酸過酸化水素水のミストが基板に付着することを防止できる、基板処理装置を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、フレーム（ＦＲ）と、前記フレーム内に設けられ、基板（Ｗ）に対して硫酸過酸化水素水を用いた硫酸過水処理を行うための硫酸過水処理チャンバ（１）と、前記フレーム内に前記硫酸過水処理チャンバと隔離して設けられ、前記硫酸過水処理後の基板に対して、アンモニア過酸化水素水を用いたアンモニア過水処理を行うためのアンモニア過水処理チャンバ（２）とを含み、前記硫酸過水処理チャンバ内には、硫酸過酸化水素水を基板に供給する硫酸過水供給手段（８）と、硫酸過酸化水素水を洗い流すための第１リンス液を基板に供給する第１リンス液供給手段（９，２４）とが設けられており、前記アンモニア過水処理チャンバ内には、アンモニア過酸化水素水を基板に供給するアンモニア過水供給手段（３２，３３）と、アンモニア過酸化水素水を洗い流すための第２リンス液を基板に供給する第２リンス液供給手段（３４）と、基板から第２リンス液を排除するためのリンス液排除手段（７）とが設けられている、基板処理装置である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、硫酸過水処理チャンバ内において、基板に対して、硫酸過酸化水素水を用いた硫酸過水処理が行われる。硫酸過水処理では、硫酸過水供給手段によって、硫酸過酸化水素水が基板に供給される。その後、第１リンス液供給手段によって、第１リンス液が基板に供給され、基板に付着している硫酸過酸化水素水が第１リンス液で洗い流される。硫酸過水処理後の基板は、硫酸過水処理チャンバからアンモニア過水処理チャンバへ移送され、アンモニア過水処理チャンバ内において、アンモニア過酸化水素水を用いたアンモニア過水処理を受ける。アンモニア過水処理では、アンモニア過水供給手段によって、アンモニア過酸化水素水が基板に供給された後、第２リンス液供給手段によって、第２リンス液が基板に供給され、基板に付着しているアンモニア過酸化水素水が第２リンス液で洗い流される。

アンモニア過水処理チャンバは、硫酸過水処理チャンバから隔離されているので、アンモニア過水処理チャンバ内には、硫酸過酸化水素水のミストが存在しない。したがって、アンモニア過水処理チャンバ内において、基板に硫酸過酸化水素水のミストが付着するおそれはない。よって、アンモニア過水処理以降に、硫酸過酸化水素水のミストが基板に付着することを防止できる。

請求項２記載の発明は、前記第１リンス液供給手段は、所定温度に加熱された純水を前記第１リンス液として基板に供給する、請求項１に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、第１リンス液供給手段によって、第１リンス液としての所定温度に加熱された純水が基板に供給される。すなわち、硫酸過酸化水素水の付着した基板が温水によってリンスされる。これにより、基板が常温水でリンスされる場合と比較して、基板の表面に付着している硫黄成分を良好に洗い流すことができる。よって、リンス後の基板の表面に硫黄成分が残留するおそれがなく、そのような硫黄成分の残留に起因する基板の表面へのパーティクル付着の問題を生じるおそれがない。また、温水により基板が温められるので、リンス後の基板を短時間で良好に乾燥させることができる。

請求項３記載の発明は、前記フレーム内に設けられ、硫酸過酸化水素水の生成に必要な硫酸を加熱し、この加熱された硫酸を前記硫酸過水処理チャンバに供給するための流体ボックス（３）をさらに含み、前記流体ボックスは、各前記硫酸過水処理チャンバに隣接して配置されている、請求項１または２に記載の基板処理装置である。
なお、硫酸は、それ単独で硫酸過水処理チャンバに供給されてもよいし、過酸化水素水との混合液として硫酸過水処理チャンバに供給されてもよい。

この構成によれば、硫酸過酸化水素水の生成に必要な硫酸を加熱し、この加熱された硫酸を前記硫酸過水処理チャンバに供給するための流体ボックスが、硫酸過水処理チャンバに隣接して配置されている。このため、硫酸を流体ボックスから硫酸過水処理チャンバに対して供給するための配管長が短くすむ。その結果、流体ボックスで加熱された硫酸を、温度低下させることなく、硫酸過水処理チャンバに供給することができる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１Ａは、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の図解的な斜視図であり、図１Ｂは、その平面図である。この基板処理装置は、基板の一例であるウエハＷの表面からレジストを除去するための処理に用いられる枚葉式の装置である。
この基板処理装置は、フレームＦＲ内に、所定の水平方向（図１Ａで示すＸ方向）に延びる搬送路ＴＰが形成された処理部ＰＣと、処理部ＰＣに対して平面視で搬送路ＴＰの長手方向の一方側に結合されたインデクサ部ＩＤとを備えている。

処理部ＰＣは、４つの硫酸過水処理チャンバ１と、４つのアンモニア過水処理チャンバ２とを備えている。
４つの硫酸過水処理チャンバ１は、２段に積み重ねられて、搬送路ＴＰにおけるインデクサ部ＩＤ側と反対側の端部を挟む両側に配置されている。硫酸過水処理チャンバ１は、ウエハＷ（図２参照）に対してＳＰＭを用いた硫酸過水処理を行うためのチャンバである。

４つのアンモニア過水処理チャンバ２は、２段に積み重ねられて、インデクサ部ＩＤと硫酸過水処理チャンバ１との間に配置されている。アンモニア過水処理チャンバ２は、ウエハＷに対してＳＣ１を用いたアンモニア過水処理を行うためのチャンバである。
処理部ＰＣは、各硫酸過水処理チャンバ１に対応して、硫酸過水処理チャンバ１に硫酸および過酸化水素水を供給するための硫酸過水用流体ボックス３を備えている。各硫酸過水用流体ボックス３は、その対応する硫酸過水処理チャンバ１に対してアンモニア過水処理チャンバ２と反対側に隣接して配置されている。各硫酸過水用流体ボックス３には、硫酸を加熱するためのヒータ（図示せず）とが収容されており、後述するように、各硫酸過水処理チャンバ１には、そのヒータによって所定温度に加熱された硫酸が供給される。

また、処理部ＰＣの底部（アンモニア過水処理チャンバ２の下方）には、各アンモニア過水処理チャンバ２にＳＣ１を供給するためのアンモニア過水用流体ボックス４が配置されている。
搬送路ＴＰには、図２に示すように、基板搬送ロボットＴＲが配置されている。この基板搬送ロボットＴＲは、硫酸過水処理チャンバ１に対してハンドをアクセスさせて、硫酸過水処理チャンバ１にウエハＷを搬出入させることができる。また、基板搬送ロボットＴＲは、アンモニア過水処理チャンバ２に対してハンドをアクセスさせて、アンモニア過水処理チャンバ２からウエハＷを搬出入させることができる。

インデクサ部ＩＤには、インデクサロボットＩＲが配置されている。インデクサ部ＩＤの処理部ＰＣと反対側には、複数枚のウエハＷを多段に積層したカセットが複数並べて配置される載置部（図示せず）が設けられている。インデクサロボットＩＲは、カセット載置部に配置された各カセットにハンドをアクセスさせて、カセットからウエハＷを取り出したり、カセットにウエハＷを収納したりすることができる。また、インデクサロボットＩＲは、基板搬送ロボットＴＲとの間でウエハＷの受け渡しを行うことができる。

図２は、硫酸過水処理チャンバ１の内部構成を図解的に示す断面図である。
硫酸過水処理チャンバ１は、隔壁によりアンモニア過水処理チャンバ２から隔離されている。硫酸過水処理チャンバ１内には、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させるためのスピンチャック７と、スピンチャック７に保持されたウエハＷの表面（上面）に向けて、ＳＰＭを吐出するための硫酸過水ノズル８と、スピンチャック７に保持されたウエハＷの表面の中央部に第１リンス液としての約６０℃以上に加熱されたＤＩＷ（脱イオン化された水）を供給するための第１ＤＩＷノズル９と、スピンチャック７の周囲を取り囲み、ウエハＷから流下または飛散するＳＰＭやＤＩＷを受け取るための容器状のカップ１０とが収容されている。

カップ１０の底部には、ＳＰＭおよびＤＩＷを廃液するための廃液管５２が接続されている。廃液管５２の先端は、廃液設備（図示せず）に接続されている。廃液管５２の途中部には、廃液管５２内を流通するＳＰＭを冷却するための冷却ユニット５１が介装されている。これにより、高温のＳＰＭが廃液設備等に悪影響を及ぼすのを防止することができる。

スピンチャック７は、モータ１１と、このモータ１１の回転駆動力によって鉛直軸線まわりに回転される円盤状のスピンベース１２と、スピンベース１２の周縁部の複数箇所にほぼ等間隔で設けられ、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材１３とを備えている。これにより、スピンチャック７は、複数個の挟持部材１３によってウエハＷを挟持した状態で、モータ１１の回転駆動力によってスピンベース１２を回転させることにより、そのウエハＷを、ほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベース１２とともに鉛直軸線まわりに回転させることができる。

なお、スピンチャック７としては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏面（非デバイス面）を真空吸着することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線周りに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のバキュームチャックが採用されてもよい。
硫酸過水ノズル８は、スピンチャック７の上方でほぼ水平に延びる硫酸過水ノズルアーム１５の先端に取り付けられており、いわゆるストレートノズルの構成を有している。硫酸過水ノズルアーム１５の基端部は、カップ１０の側方においてほぼ鉛直に延びるアーム支持軸１６の上端部に支持されている。アーム支持軸１６には、モータ（図示せず）を含む硫酸過水ノズル駆動機構１７が結合されている。硫酸過水ノズル駆動機構１７からアーム支持軸１６に回転力を入力して、アーム支持軸１６を回動させることにより、スピンチャック７の上方で硫酸過水ノズルアーム１５を揺動させることができる。

硫酸過水ノズル８には、硫酸過水用流体ボックス３（図１Ａおよび図１Ｂ参照）からの硫酸（たとえば９６〜９８ｗｔ％の濃硫酸）が供給される硫酸供給管１８と、硫酸過水用流体ボックス３からの過酸化水素水が供給される過酸化水素水供給管１９とが接続されている。硫酸供給管１８の途中部には、硫酸バルブ２０が介装されている。また、過酸化水素水供給管１９の途中部には、過酸化水素水バルブ２１が介装されている。

硫酸供給管１８に供給される硫酸は、硫酸過水用流体ボックス３内で加熱されて所定の高温（約１８０℃）に温度調節されている。一方、過酸化水素水供給管１９に供給される過酸化水素水は、常温（約２５℃）の液温を有している。硫酸供給管１８に供給される硫酸と、過酸化水素水供給管１９に供給される過酸化水素水との流量比（重量比）はたとえば１：０．２５となっている。

硫酸バルブ２０および過酸化水素水バルブ２１が開かれると、硫酸および過酸化水素水が硫酸過水ノズル８に流入する。硫酸過水ノズル８の内部に流入された硫酸および過酸化水素水は、十分に混合（攪拌）される。この混合によって、硫酸と過酸化水素水とが十分に反応し、多量のペルオキソ一硫酸（Ｈ₂ＳＯ₅）を含むＳＰＭが作成される。そして、そのＳＰＭが硫酸過水ノズル８から、スピンチャック７に保持されたウエハＷの表面に供給される。ＳＰＭは、硫酸と過酸化水素水との反応時に生じる反応熱により、硫酸の液温以上に昇温し、ウエハＷの表面上では約１９０〜２００℃に達する。このように硫酸過水ノズル８内で、硫酸と過酸化水素水とを混合させてＳＰＭが作成されるので、ペルオキソ一硫酸の減衰がほとんど生じていないＳＰＭを、ウエハＷの表面上のレジストに作用させることができる。

第１ＤＩＷノズル９には、第１ＤＩＷバルブ１４を介して、約６０℃以上に加熱されたＤＩＷ（温水）が供給されるようになっている。
スピンチャック７の上方には、ウエハＷとほぼ同じ径を有する円板状の遮断板２２が設けられている。遮断板２２の上面には、スピンチャック７の回転軸線と共通の軸線に沿う回転軸２３が固定されている。この回転軸２３は中空に形成されていて、その内部には、ウエハＷの表面にＤＩＷを供給するための第２ＤＩＷノズル２４が挿通されている。第２ＤＩＷノズル２４には、第２ＤＩＷバルブ２５を介して、約６０℃以上に加熱されたＤＩＷ（温水）が供給されるようになっている。また、回転軸２３の内壁面と第２ＤＩＷノズル２４の外壁面との間は、ウエハＷの中心部に向けて不活性ガスとしての窒素ガスを供給するための窒素ガス流通路２６を形成している。窒素ガス流通路２６は、遮断板２２の基板対向面（下面）に開口する窒素ガス吐出口５５を有している。この窒素ガス流通路２６には、窒素ガス流通路２６を開閉するための第１窒素ガスバルブ２７を介して、窒素ガス供給ライン（図示せず）から高圧の窒素ガスが供給されるようになっている。

回転軸２３は、ほぼ水平に延びて設けられた遮断板アーム２８の先端付近から垂下した状態に取り付けられている。そして、この遮断板アーム２８には、遮断板２２をスピンチャック７に保持されたウエハＷの表面に近接した近接位置（図２に二点鎖線にて図示）とスピンチャック７の上方に大きく退避した退避位置（図２に実線にて図示）との間で昇降させるための遮断板昇降駆動機構２９と、遮断板２２をスピンチャック７によるウエハＷの回転にほぼ同期させて回転させるための遮断板回転駆動機構３０とが結合されている。

図３は、アンモニア過水処理チャンバ２の内部構成を図解的に示す断面図である。
アンモニア過水処理チャンバ２は、隔壁で区画されており、その内部に、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させるためのスピンチャック３１と、スピンチャック３１に保持されたウエハＷの表面（上面）に向けて、ＳＣ１を吐出するための第１アンモニア過水ノズル３２および第２アンモニア過水ノズル３３と、スピンチャック３１に保持されたウエハＷの表面の中央部に第２リンス液としての常温（たとえば２５℃）のＤＩＷを供給するための第３ＤＩＷノズル３４とが収容されている。

スピンチャック３１は、モータ３５と、このモータ３５の回転駆動力によって鉛直軸線まわりに回転される円盤状のスピンベース３６と、スピンベース３６の周縁部の複数箇所にほぼ等間隔で設けられ、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材３７とを備えている。これにより、スピンチャック３１は、複数個の挟持部材３７によってウエハＷを挟持した状態で、モータ３５の回転駆動力によってスピンベース３６を回転させることにより、そのウエハＷを、ほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベース３６とともに鉛直軸線まわりに回転させることができる。

なお、スピンチャック３１としては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏面（非デバイス面）を真空吸着することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線周りに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のバキュームチャックが採用されてもよい。
第１アンモニア過水ノズル３２は、ＳＣ１を液滴の噴流の形態でウエハＷの表面に供給することができる、いわゆる二流体ノズルである。この第１アンモニア過水ノズル３２には、アンモニア過水用流体ボックス４（図１Ａおよび図１Ｂ参照）からＳＣ１が供給される第１アンモニア過水供給管３８と、窒素ガス供給ライン（図示せず）からの高圧の窒素ガスが供給される窒素ガス供給管４１とが接続されている。

第１アンモニア過水供給管３８の途中部には、第１アンモニア過水バルブ３９が介装されている。また、窒素ガス供給管４１の途中部には、第２窒素ガスバルブ４３が介装されている。第１アンモニア過水バルブ３９および第２窒素ガスバルブ４３が開かれると、第１アンモニア過水供給管３８からのＳＣ１および窒素ガス供給管４１からの窒素ガスが第１アンモニア過水ノズル３２に供給される。第１アンモニア過水ノズル３２に供給されるＳＣ１および窒素ガスは、第１アンモニア過水ノズル３２内または第１アンモニア過水ノズル３２外の吐出口近傍で混合される。これにより、ＳＣ１の微細な液滴の噴流が形成される。

第２アンモニア過水ノズル３３は、いわゆるストレートノズルである。第２アンモニア過水ノズル３３には、アンモニア過水用流体ボックス４からＳＣ１が供給される第２アンモニア過水供給管４０が接続されている。この第２アンモニア過水供給管４０の途中部には、第２アンモニア過水バルブ４２が介装されている。第２アンモニア過水バルブ４２が開かれると、第２アンモニア過水供給管４０から第２アンモニア過水ノズル３３にＳＣ１が供給され、第２アンモニア過水ノズル３３からＳＣ１が吐出される。

第１および第２アンモニア過水ノズル３２，３３は、スピンチャック３１の上方でほぼ水平に延びるアンモニア過水ノズルアーム４５の先端部に取り付けられている。アンモニア過水ノズルアーム４５の基端部は、スピンチャック３１の側方においてほぼ鉛直に延びるアーム支持軸４６の上端部に支持されている。アーム支持軸４６には、モータ（図示せず）を含むアンモニア過水ノズル駆動機構４７が結合されている。アンモニア過水ノズル駆動機構４７からアーム支持軸４６に回転力を入力して、アーム支持軸４６を回動させることにより、スピンチャック３１の上方でアンモニア過水ノズルアーム４５を揺動させることができる。

第３ＤＩＷノズル３４には、第３ＤＩＷバルブ４４を介して、常温（たとえば２５℃）のＤＩＷが供給されるようになっている。
図４は、基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
基板処理装置は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置５０を備えている。この制御装置５０には、モータ１１、硫酸過水ノズル駆動機構１７、遮断板昇降駆動機構２９、遮断板回転駆動機構３０、硫酸バルブ２０、過酸化水素水バルブ２１、第１ＤＩＷバルブ２１、第２ＤＩＷバルブ、第１窒素ガスバルブ２７、モータ３５、アンモニア過水ノズル駆動機構４７、第１アンモニア過水バルブ３９、第２アンモニア過水バルブ４２、第２窒素ガスバルブ４３、第３ＤＩＷバルブ４４、基板搬送ロボットＴＲおよびインデクサロボットＩＲなどが制御対象として接続されている。

図５は、基板処理装置におけるレジスト除去処理の流れを説明するための工程図である。
レジスト除去処理に際しては、基板搬送ロボットＴＲが制御されて、硫酸過水処理チャンバ１にイオン注入処理後のウエハＷが搬入される。このウエハＷの表面には、レジストが存在している。

ウエハＷは、その表面を上方に向けて、スピンチャック７に保持される。ウエハＷがスピンチャック７に保持されると、モータ１１が駆動されて、スピンチャック７の回転が開始される。スピンチャック７の回転に伴って、スピンチャック７に保持されたウエハＷも回転される。ウエハＷの回転速度は、たとえば２５００ｒｐｍ程度に設定されている。
ウエハＷの回転開始後、硫酸過水ノズル駆動機構１７が制御されて、硫酸過水ノズル８が、スピンチャック７の側方に設定された待機位置からスピンチャック７に保持されているウエハＷの上方に移動される。そして、硫酸バルブ２０および過酸化水素水バルブ２１が開かれて、硫酸過水ノズル８から回転中のウエハＷの表面に向けて約１９０〜２００℃のＳＰＭが吐出される（Ｓ１：硫酸過水処理）。

この硫酸過水処理では、硫酸過水ノズル駆動機構１７が制御されて、硫酸過水ノズルアーム１５が所定の角度範囲内で揺動される。これによって、硫酸過水ノズル８からのＳＰＭが導かれるウエハＷの表面上の供給位置は、ウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁部に至る範囲内を、ウエハＷの回転方向と交差する円弧状の軌跡を描きつつ往復移動する。また、ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭは、ウエハＷの表面の全域に拡がる。したがって、ウエハＷの表面の全域に、ＳＰＭがむらなく供給される。ＳＰＭがウエハＷの表面に供給されると、レジストにＳＰＭに含まれるペルオキソ一硫酸の強酸化力が作用し、ウエハＷの表面から、レジストが除去される。ウエハＷの表面にＳＰＭが供給されることにより、ＳＰＭのミストが発生する。

ＳＰＭ供給位置の往復移動が所定回数行われると、硫酸バルブ２０および過酸化水素水バルブ２１が閉じられ、ウエハＷへのＳＰＭの供給が停止されて、硫酸過水ノズル８がスピンチャック７の側方の退避位置に戻される。
次に、ウエハＷの回転が継続されたまま、第１ＤＩＷバルブ１４が開かれる。これにより、回転中のウエハＷの表面の中央部に向けて第１ＤＩＷノズル９から約６０℃以上に加熱されたＤＩＷ（温水）が吐出される（Ｓ２：温水リンス処理）。ウエハＷの表面上に供給された温水は、ウエハＷの表面の全域に拡がり、ウエハＷの表面に付着している硫酸が温水によって洗い流される。約６０℃以上に加熱されたＤＩＷを用いてＳＰＭが洗い流されるので、硫黄成分を含めてＳＰＭを、ウエハＷの表面から除去することができる。

ステップＳ２の温水リンス処理の開始から所定時間が経過すると、第１ＤＩＷバルブ１４が閉じられる。また、遮断板昇降駆動機構２９が制御されて、遮断板２２が近接位置まで下降される。
さらに、第１窒素ガスバルブ２７が開かれて、窒素ガス流通路２５の窒素ガス吐出口５５から、ウエハＷの表面と遮断板２２の基板対向面（下面）との間に窒素ガスが供給される。これにより、ウエハＷの表面と遮断板２２との間が窒素ガスで充満される。

また、モータ１１が駆動されて、ウエハＷの回転速度が所定の高回転速度（たとえば、１５００〜２５００ｒｐｍ）に上げられて、ウエハＷに付着しているＤＩＷの液滴が除去される（Ｓ３：スピンドライ処理）。さらに、スピンドライ処理時には、遮断板昇降回転機構２９が制御されて、遮断板２２がウエハＷの回転に同期して、ウエハＷの回転方向と同方向に回転される。スピンドライ処理が所定のスピンドライ時間にわたって行われると、スピンチャック７および遮断板２２の回転が停止され、窒素ガスバルブ２７が閉じられる。また、遮断板昇降駆動機構２９が制御されて、遮断板２２が退避位置まで上昇される。

スピンドライ処理時間は、比較的短く設定されている。約６０℃以上に加熱されたＤＩＷがウエハＷの表面に供給されることにより、温水リンス処理後のウエハＷの温度が高温になっているので、短いスピンドライ処理時間であっても、ウエハＷを良好に乾燥させることができる。また、次にアンモニア過水処理が行われるので、ウエハＷを完全に乾燥させる必要はない。

その後、ウエハＷの表面に対して、ステップＳ５のアンモニア過水処理が施される。この処理は、硫酸過水処理チャンバ１ではなく、この硫酸過水処理チャンバ１に対応するアンモニア過水処理チャンバ２で行われる。スピンドライ処理の終了後には、基板搬送ロボットＴＲが制御されて、硫酸過水処理チャンバ１にハンドをアクセスさせて、ＤＩＷの液滴が除去されたウエハＷを硫酸過水処理チャンバ１から搬出するとともに、このウエハＷを保持したハンドをアンモニア過水処理チャンバ２にアクセスさせて、ウエハＷを、アンモニア過水処理チャンバ２に搬入する（Ｓ４：ウエハの搬送）。ウエハＷの表面にＤＩＷの液滴が付着していないので、搬送路ＴＰに液滴が漏出することなく、硫酸過水処理チャンバ１からアンモニア過水処理チャンバ２へウエハＷを搬送することができる。

基板搬送ロボットＴＲによってアンモニア過水処理チャンバ２に搬入されたウエハＷは、その表面を上方に向けて、スピンチャック３１に保持される。ウエハＷがスピンチャック３１に保持されると、モータ３５が駆動されて、ウエハＷの回転が開始される。ウエハＷの回転速度は、たとえば１５００ｒｐｍ程度に設定されている。
ウエハＷの回転開始後、アンモニア過水ノズル駆動機構４７が制御されて、第１および第２アンモニア過水ノズル３２，３３が、スピンチャック３１の側方に設定された待機位置からスピンチャック３１に保持されているウエハＷの上方に移動される。そして、第１アンモニア過水バルブ３９および第２窒素ガスバルブ４３が開かれて、第１アンモニア過水ノズル３２からＳＣ１の液滴噴流が吐出される。また、第２アンモニア過水バルブ４２が開かれて、第２アンモニア過水ノズル３３からＳＣ１が吐出される（Ｓ５：アンモニア過水処理）。

このアンモニア過水処理では、アンモニア過水ノズル駆動機構４７が制御されて、アンモニア過水ノズルアーム４５が所定の角度範囲内で揺動される。これによって、第１および第２アンモニア過水ノズル３２，３３からのＳＣ１が導かれるウエハＷの表面上の供給位置は、ウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁部に至る範囲内を、ウエハＷの回転方向と交差する円弧状の軌跡を描きつつ往復移動する。第２アンモニア過水ノズル３３からウエハＷの表面にＳＣ１が供給されることにより、ウエハＷの表面の全域にＳＣ１を供給することができ、そのＳＣ１の化学的能力により、ウエハＷの表面に付着しているレジスト残渣およびパーティクルなどの異物を除去することができる。また、第１アンモニア過水ノズル３２からウエハＷの表面にＳＣ１の液滴噴流が供給されることにより、ウエハＷの表面に付着している異物に対し、ＳＣ１の化学的能力に加えて物理力を作用させることができる。これにより、ウエハＷの表面から異物が良好に除去される。

ＳＣ１供給位置の往復移動が所定回数行われると、第１アンモニア過水バルブ３９、第２窒素ガスバルブ４３および第２アンモニア過水バルブ４２が閉じられ、ウエハＷへのＳＣ１の供給が停止されるとともに、アンモニア過水ノズル駆動機構４７が制御されて、第１および第２アンモニア過水ノズル３２，３３がスピンチャック７の側方の退避位置に戻される。

その後、ウエハＷの回転が継続されたまま、第３ＤＩＷバルブ４４が開かれて、第３ＤＩＷノズル３４からウエハＷの表面の中央部に向けて常温（たとえば２５℃）のＤＩＷが吐出される（Ｓ６：リンス処理）。ウエハＷの表面上に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上を中央部から周縁に向けて流れ、ウエハＷの表面に付着しているＳＣ１がＤＩＷによって洗い流される。

リンス処理の開始から所定時間が経過すると、第３ＤＩＷバルブ４４が閉じられて、ウエハＷの表面へのＤＩＷの供給が停止される。その後、モータ３５が駆動されて、ウエハＷの回転速度が所定の高回転速度（たとえば、１５００〜２５００ｒｐｍ）に上げられて、ウエハＷに付着しているＤＩＷを振り切って乾燥されるスピンドライ処理が行われる（ステップＳ７）。このスピンドライ処理によって、ウエハＷに付着しているＤＩＷが除去される。

このスピンドライ処理が予め定めるスピンドライ処理時間にわたって行われると、モータ３５が駆動されて、スピンチャック３１の回転が停止される。基板搬送ロボットＴＲが駆動されて、ウエハＷをアンモニア過水処理チャンバ２から搬出する。
以上のように、この実施形態では、硫酸過水処理チャンバ１内において、ウエハＷに対して、ＳＰＭを用いた硫酸過水処理が行われる。硫酸過水処理では、硫酸過水ノズル８によって、ＳＰＭがウエハＷに供給される。その後、第１ＤＩＷノズル９によって、約６０℃以上に加熱されたＤＩＷがウエハＷに供給され、ウエハＷに付着しているＳＰＭがＤＩＷで洗い流される。硫酸過水処理後のウエハＷは、硫酸過水処理チャンバ１からアンモニア過水処理チャンバ２へ移送され、アンモニア過水処理チャンバ２内において、ＳＣ１を用いたアンモニア過水処理を受ける。アンモニア過水処理では、アンモニア過水ノズル３２，３３によって、ＳＣ１がウエハＷに供給された後、第３ＤＩＷノズル３４によって、常温のＤＩＷがウエハＷに供給され、ウエハＷに付着しているＳＣ１がＤＩＷで洗い流される。

アンモニア過水処理チャンバ２は、硫酸過水処理チャンバ１から隔離されているので、アンモニア過水処理チャンバ２内には、ＳＰＭのミストが存在しない。したがって、アンモニア過水処理チャンバ２内において、ウエハＷにＳＰＭのミストが付着するおそれはない。よって、アンモニア過水処理以降に、ＳＰＭのミストがウエハＷに付着することを防止できる。

また、第１ＤＩＷノズル９によって、約６０℃以上に加熱されたＤＩＷがウエハＷに供給される。すなわち、ＳＰＭの付着したウエハＷが温水によってリンスされる。これにより、ウエハＷが常温水でリンスされる場合と比較して、ウエハＷの表面に付着している硫黄成分を良好に洗い流すことができる。よって、リンス後のウエハＷの表面に硫黄成分が残留するおそれがなく、そのような硫黄成分の残留に起因するウエハＷの表面へのパーティクル付着の問題を生じるおそれがない。また、温水によりウエハＷが温められるので、リンス後のウエハＷを短時間で良好に乾燥させることができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
硫酸過水処理チャンバ１において、ウエハＷにフッ酸を供給するためのフッ酸供給手段が設けられていてもよい。この場合、ウエハＷに対して、ステップＳ１の硫酸過水処理の前にフッ酸による処理を施すことが好ましい。

また、ステップＳ２の温水リンス処理において、遮断板２２の第２ＤＩＷノズル２４からの温水によって、ウエハＷの表面のＳＰＭが洗い流される構成であってもよい。具体的には、第２ＤＩＷバルブ２５が開かれることにより、第２ＤＩＷノズル２４からウエハＷの表面の中央部に向けて約６０℃以上に加熱されたＤＩＷ（温水）が吐出される。このとき、第２ＤＩＷノズル２４からの温水の吐出は、遮断板２２が近接位置まで下降するまで続行されていることが望ましい。この場合、スピンドライ処理の開始直前まで、第２ＤＩＷノズル２４から温水がウエハＷに供給される。このため、スピンドライ処理開始時におけるウエハＷを、より高い温度に保つことができる。これにより、スピンドライ処理時間をさらに短縮させることができる。

なお、ステップＳ２の温水リンス処理において、第１ＤＩＷノズル９および第２ＤＩＷノズル２４の双方から温水がウエハＷに供給される構成であってもよい。
さらに、前述の実施形態では、第１アンモニア過水供給管３８および第２アンモニア過水供給管４０に対し、アンモニア過水用流体ボックス４からのＳＣ１が供給される構成を説明したが、基板処理装置からアンモニア過水用流体ボックス４が省略されて、第１アンモニア過水供給管３８および第２アンモニア過水供給管４０が、基板処理装置が設置される工場のアンモニア過水ラインからのＳＣ１を直接供給する構成であってもよい。

さらにまた、第１アンモニア過水ノズル３２からのＳＣ１が液滴の噴流の状態でウエハＷに供給される構成を取り上げたが、第１アンモニア過水ノズル３２がストレートノズルとされて、ＳＣ１が連続流の状態でウエハＷに供給されてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す平面図である。 硫酸過水処理チャンバの内部構成を図解的に示す断面図である。 アンモニア過水処理チャンバの内部構成を図解的に示す断面図である。 図１に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１に示す基板処理装置におけるレジスト除去処理の流れを説明するための工程図である。

符号の説明

１ 硫酸過水処理チャンバ
２ アンモニア過水処理チャンバ
３ 硫酸過水用流体ボックス
７ スピンチャック（リンス液排除手段）
８ 硫酸過水ノズル（硫酸過水供給手段）
９ 第１ＤＩＷノズル（第１リンス液供給手段）
２４ 第２ＤＩＷノズル（第１リンス液供給手段）
３２ 第１アンモニア過水ノズル（アンモニア過水供給手段）
３３ 第２アンモニア過水ノズル（アンモニア過水供給手段）
３４ 第３ＤＩＷノズル（第２リンス液供給手段）
ＦＲ フレーム
Ｗ ウエハ（基板）

Claims (3)

1. フレームと、
   前記フレーム内に設けられ、基板に対して硫酸過酸化水素水を用いた硫酸過水処理を行うための硫酸過水処理チャンバと、
   前記フレーム内に前記硫酸過水処理チャンバと隔離して設けられ、前記硫酸過水処理後の基板に対して、アンモニア過酸化水素水を用いたアンモニア過水処理を行うためのアンモニア過水処理チャンバとを含み、
   前記硫酸過水処理チャンバ内には、硫酸過酸化水素水を基板に供給する硫酸過水供給手段と、硫酸過酸化水素水を洗い流すための第１リンス液を基板に供給する第１リンス液供給手段とが設けられており、
   前記アンモニア過水処理チャンバ内には、アンモニア過酸化水素水を基板に供給するアンモニア過水供給手段と、アンモニア過酸化水素水を洗い流すための第２リンス液を基板に供給する第２リンス液供給手段と、基板から第２リンス液を排除するためのリンス液排除手段とが設けられている、基板処理装置。
2. 前記第１リンス液供給手段は、所定温度に加熱された純水を前記第１リンス液として基板に供給する、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記フレーム内に設けられ、硫酸過酸化水素水の生成に必要な硫酸を加熱し、この加熱された硫酸を前記硫酸過水処理チャンバに供給するための流体ボックスをさらに含み、
   前記流体ボックスは、各前記硫酸過水処理チャンバに隣接して配置されている、請求項１または２に記載の基板処理装置。

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