JP2010103190A - Substrate processing apparatus and method - Google Patents

Substrate processing apparatus and method Download PDF

Info

Publication number
JP2010103190A
JP2010103190A JP2008271274A JP2008271274A JP2010103190A JP 2010103190 A JP2010103190 A JP 2010103190A JP 2008271274 A JP2008271274 A JP 2008271274A JP 2008271274 A JP2008271274 A JP 2008271274A JP 2010103190 A JP2010103190 A JP 2010103190A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing
substrate
liquid
tank
mist
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008271274A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5147638B2 (en
Inventor
Yuji Kamikawa
裕二 上川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2008271274A priority Critical patent/JP5147638B2/en
Priority to KR1020090097794A priority patent/KR101421752B1/en
Priority to US12/581,562 priority patent/US20100095981A1/en
Priority to TW098135619A priority patent/TWI389239B/en
Publication of JP2010103190A publication Critical patent/JP2010103190A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5147638B2 publication Critical patent/JP5147638B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing apparatus and method capable of efficiently removing resist residues on the surface of a substrate by using a sulphuric acid while using a hydrogen peroxide solution which is unstable at a high temperature. <P>SOLUTION: The substrate processing apparatus for processing a substrate in a processing container 5 using a first processing liquid containing a sulphuric acid and a second processing liquid containing a hydrogen peroxide solution includes: a processing tank 10 for storing the first processing liquid in a state that the temperature is higher than a normal temperature; a substrate moving up-down mechanism 31 for moving up and down the substrate between the processing tank 10 and the processing container 5; and a mist supply means 40 for supplying the mist of the second processing liquid to near the liquid surface of the first processing liquid of the substrate in picking up the substrate from the processing tank 10 by the substrate moving up-down mechanism 31 or immersing the substrate into the processing tank 10. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、硫酸と過酸化水素水を用いて基板を処理する基板処理装置及び基板処理方法に係り、特に基板表面のレジスト残渣を効率よく除去することができる基板処理装置及び基板処理方法に関する。   The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for processing a substrate using sulfuric acid and hydrogen peroxide solution, and more particularly to a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of efficiently removing a resist residue on a substrate surface.

従来より、硫酸と過酸化水素水との混合液を洗浄液として、半導体ウエハ(以下、ウエハともいう)等の基板の洗浄を行う方法が知られている。具体的には、硫酸と過酸化水素水とを混合させることにより生成されるカロ酸(HSO、ペルオキソ酸ともいう)によって、ウエハに付着したレジストを十分に分解させることにより当該ウエハの洗浄を行っている(この原理については後述する)。 Conventionally, a method of cleaning a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter also referred to as a wafer) using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide as a cleaning solution is known. Specifically, the resist adhering to the wafer is sufficiently decomposed by caloic acid (H 2 SO 5 , also called peroxo acid) generated by mixing sulfuric acid and hydrogen peroxide solution. Cleaning is performed (this principle will be described later).

硫酸と過酸化水素水との混合液を用いて基板を処理する基板処理装置について、図12を用いて説明する。図12は、一般的な基板処理装置の構成を示す概略構成図である。   A substrate processing apparatus for processing a substrate using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a general substrate processing apparatus.

図12に示すように、一般的な基板処理装置は、洗浄のためにウエハが収容されるべき内槽110と、内槽110の周囲に設けられこの内槽110からあふれた液体が流入する外槽112とを備えている。また、外槽112内の液体を内槽110へ戻すための戻し管114が設置されている。この戻し管114には、外槽112内の液体を内槽110へ送る戻しポンプ116、戻し管114自体の振動等を軽減させるためのダンパ118、戻し管114内を通過する液体の加熱を行うヒータ120、および戻し管114内を通過する液体の濾過を行うフィルタ122がそれぞれ直列状態で介設されている。また、基板処理装置は、硫酸(HSO)を貯留する硫酸貯留槽124、および過酸化水素水(H)を貯留する過酸化水素水貯留槽130を備えており、各々、硫酸供給管128および過酸化水素水供給管134により、硫酸および過酸化水素水がそれぞれ内槽110内に供給されるようになっている。各々の薬液の供給は、硫酸供給バルブ126および過酸化水素水供給バルブ132によりそれぞれ調整されるようになっている。 As shown in FIG. 12, a general substrate processing apparatus includes an inner tank 110 in which a wafer is to be accommodated for cleaning, and an external liquid that is provided around the inner tank 110 and into which overflowed liquid flows from the inner tank 110. And a tank 112. A return pipe 114 for returning the liquid in the outer tank 112 to the inner tank 110 is provided. The return pipe 114 heats the liquid passing through the return pipe 114, a return pump 116 for sending the liquid in the outer tank 112 to the inner tank 110, a damper 118 for reducing vibration of the return pipe 114 itself, and the like. A heater 120 and a filter 122 for filtering the liquid passing through the return pipe 114 are interposed in series. The substrate processing apparatus includes a sulfuric acid storage tank 124 that stores sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and a hydrogen peroxide solution storage tank 130 that stores hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), The sulfuric acid supply pipe 128 and the hydrogen peroxide solution supply pipe 134 supply sulfuric acid and hydrogen peroxide solution into the inner tank 110, respectively. The supply of each chemical solution is adjusted by a sulfuric acid supply valve 126 and a hydrogen peroxide solution supply valve 132, respectively.

次に、このような基板処理装置による混合液の生成方法について以下に説明する。初期状態において、内槽110および外槽112は空状態となっている。   Next, a method for producing a mixed solution using such a substrate processing apparatus will be described below. In the initial state, the inner tank 110 and the outer tank 112 are empty.

まず、戻しポンプ116およびヒータ120をOFFとした状態で、硫酸供給バルブ126および過酸化水素水供給バルブ132を開とし、硫酸貯留槽124および過酸化水素水貯留槽130から硫酸、過酸化水素水を同時に内槽110内に供給する。ここで、硫酸の供給量を例えば25リットル/min、過酸化水素水の供給量を例えば5リットル/minとし、硫酸と過酸化水素水との供給量の割合を例えば5:1とする。過酸化水素水に対して硫酸の供給量を十分に大きくする理由については後述する。硫酸および過酸化水素水の供給は、内槽110が満杯となり外槽112まで液体があふれる状態となるまで続けられる。   First, in a state where the return pump 116 and the heater 120 are turned off, the sulfuric acid supply valve 126 and the hydrogen peroxide solution supply valve 132 are opened, and sulfuric acid and hydrogen peroxide solution are supplied from the sulfuric acid storage tank 124 and the hydrogen peroxide solution storage tank 130. Are simultaneously supplied into the inner tank 110. Here, the supply amount of sulfuric acid is, for example, 25 liter / min, the supply amount of hydrogen peroxide water is, for example, 5 liter / min, and the ratio of supply amount of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution is, for example, 5: 1. The reason for sufficiently increasing the supply amount of sulfuric acid relative to the hydrogen peroxide solution will be described later. The supply of sulfuric acid and hydrogen peroxide water is continued until the inner tank 110 is full and the liquid overflows to the outer tank 112.

硫酸および過酸化水素水が内槽110に供給されることにより、硫酸と過酸化水素水との混合が行われる。   The sulfuric acid and the hydrogen peroxide solution are supplied to the inner tank 110, whereby the sulfuric acid and the hydrogen peroxide solution are mixed.

ここで、硫酸と過酸化水素水との混合には二種類のパターンがある。   Here, there are two types of mixing of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution.

まず、一つ目のパターンとしては、以下の化学反応が挙げられる。   First, as the first pattern, the following chemical reactions can be mentioned.

SO+H→HSO+HO+O・・・式(1)
式(1)による反応により、活性酸素(O)が生成される。この活性酸素は強い酸化剤である。
H 2 SO 4 + H 2 O 2 → H 2 SO 4 + H 2 O + O * Formula (1)
The reaction according to the formula (1) generates active oxygen (O * ). This active oxygen is a strong oxidant.

一方、二つ目のパターンとしては、以下の化学反応が挙げられる。   On the other hand, the following chemical reaction is mentioned as a 2nd pattern.

SO+H→HSO+HO・・・式(2)
式(2)による反応により、カロ酸(ペルオキソ酸ともいう、HSO)が生成される。このカロ酸も活性酸素と同様に強い酸化剤であるが、ウエハに付着するレジストのような有機物を分解するには、カロ酸の方が活性酸素よりも効果が大きい。すなわち、硫酸と過酸化水素水を混合させ、カロ酸を生成させることにより、ウエハに付着するレジストを十分に剥離することができるようになる。
H 2 SO 4 + H 2 O 2 → H 2 SO 5 + H 2 O (2)
Caroic acid (also referred to as peroxo acid, H 2 SO 5 ) is generated by the reaction according to the formula (2). Although this caloic acid is also a strong oxidizing agent like active oxygen, caroic acid is more effective than active oxygen in decomposing organic substances such as a resist adhering to the wafer. That is, by mixing sulfuric acid and hydrogen peroxide water to generate caloic acid, the resist attached to the wafer can be sufficiently removed.

ここで、過酸化水素水に対する硫酸の割合(モル比)を横軸、カロ酸の生成率を縦軸とするグラフを図13に示す。図13に示すように、過酸化水素水に対する硫酸の割合(モル比)が大きいほど、カロ酸の生成率が高くなり、ウエハに付着するレジストをより十分に剥離することができるようになる。内槽110への硫酸と過酸化水素水との供給量の割合を例えば5:1としたのも、このような理由による。   Here, a graph with the horizontal axis representing the ratio (molar ratio) of sulfuric acid to the hydrogen peroxide solution and the vertical axis representing the production rate of caroic acid is shown in FIG. As shown in FIG. 13, the larger the ratio (molar ratio) of sulfuric acid to the hydrogen peroxide solution, the higher the generation rate of caloic acid and the more sufficiently the resist attached to the wafer can be removed. For this reason, the ratio of the amount of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution supplied to the inner tank 110 is set to 5: 1, for example.

内槽110に対する硫酸および過酸化水素水の供給が終了すると、次に戻しポンプ116が作動し、外槽112内の液体が戻し管114を介して内槽110に戻される。また、内槽110からは液体が外槽112にあふれる。このようにして、内槽110および外槽112の組合せユニットにおいて液体の循環が行われる。ここで、ヒータ120も同時に作動し、戻し管114を通過する液体が加熱させられる。このことにより、内槽110内の液体の温度が、ウエハの洗浄に適した温度(例えば、100〜150℃)まで上昇することとなる。   When the supply of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution to the inner tank 110 is completed, the return pump 116 is operated next, and the liquid in the outer tank 112 is returned to the inner tank 110 through the return pipe 114. Further, the liquid overflows from the inner tank 110 to the outer tank 112. In this way, the liquid is circulated in the combined unit of the inner tank 110 and the outer tank 112. Here, the heater 120 also operates simultaneously, and the liquid passing through the return pipe 114 is heated. As a result, the temperature of the liquid in the inner tank 110 rises to a temperature suitable for wafer cleaning (for example, 100 to 150 ° C.).

内槽110内の液体の温度が一定温度に達するまで戻しポンプ116およびヒータ120の作動を行ったあと、これらの戻しポンプ116およびヒータ120を再びOFFとする。その後、内槽110に複数枚のウエハを同時に浸し、硫酸と過酸化水素水との混合液、更に具体的には硫酸と過酸化水素水とを混合させることにより生成されるカロ酸により、ウエハに付着したレジストを分解してこのレジストを剥離させる。このようにして、ウエハの一連の洗浄工程が完了する。   After the return pump 116 and the heater 120 are operated until the temperature of the liquid in the inner tank 110 reaches a certain temperature, the return pump 116 and the heater 120 are turned off again. Thereafter, a plurality of wafers are immersed in the inner tank 110 at the same time, and a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution, more specifically, a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution is used to generate the wafers. The resist adhering to is decomposed and the resist is removed. In this way, a series of wafer cleaning steps are completed.

特許文献1及び特許文献2には、上記したような基板からのレジストの剥離等に有効なカロ酸を十分に生成するための硫酸と過酸化水素水とを用いる基板処理装置又は基板処理方法の例が開示されている。
特開2000−164550号公報 特開2008−041794号公報
Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a substrate processing apparatus or a substrate processing method using sulfuric acid and hydrogen peroxide solution for sufficiently generating carolic acid effective for removing a resist from a substrate as described above. An example is disclosed.
JP 2000-164550 A JP 2008-041794 A

ところが、上記の硫酸と過酸化水素水とを処理液として基板表面のレジスト残渣を除去するための基板処理を行う場合、次のような問題があった。   However, when performing the substrate processing for removing the resist residue on the substrate surface using the above-described sulfuric acid and hydrogen peroxide solution as a processing solution, there are the following problems.

硫酸を用いて基板処理を行う場合、硫酸の温度が高温になると洗浄力が高くなるため、処理層内の硫酸と過酸化水素水の温度が、ウエハの洗浄に適した温度(例えば、100〜150℃)に保持する必要があるが、過酸化水素水は、高温(例えば100℃以上)に保持すると、過酸化水素水が以下の化学反応を起こして分解してしまうため、過酸化水素水を安定に硫酸と混合させておくことができず、活性酸素又はカロ酸を安定して発生させることができず、洗浄力が低下してしまうという問題があった。   When substrate processing is performed using sulfuric acid, the cleaning power increases as the temperature of sulfuric acid increases. Therefore, the temperature of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution in the processing layer is a temperature suitable for wafer cleaning (for example, 100 to 100). However, if the hydrogen peroxide solution is kept at a high temperature (for example, 100 ° C. or higher), the hydrogen peroxide solution decomposes due to the following chemical reaction. Cannot be stably mixed with sulfuric acid, active oxygen or caroic acid cannot be stably generated, and the detergency is reduced.

2H→2HO+O・・・式(3)
更に、硫酸と過酸化水素水の温度をウエハの洗浄に適した温度(例えば、100〜150℃)に保持する場合、式(3)の反応によって過酸化水素水は分解して濃度が減少してしまうため、過酸化水素水を所定の濃度で供給することができないという問題があった。
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 Formula (3)
Furthermore, when the temperature of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution is maintained at a temperature suitable for wafer cleaning (for example, 100 to 150 ° C.), the concentration of hydrogen peroxide solution is decomposed by the reaction of formula (3) and the concentration decreases. Therefore, there is a problem that the hydrogen peroxide solution cannot be supplied at a predetermined concentration.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高温で不安定な過酸化水素水を使用しながら、硫酸を用いて基板表面のレジスト残渣を効率よく除去することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and a substrate processing apparatus capable of efficiently removing a resist residue on a substrate surface using sulfuric acid while using an unstable hydrogen peroxide solution at a high temperature, and It is to provide a substrate processing method.

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized by the following measures.

第1の発明は、硫酸を含む第1の処理液及び過酸化水素水を含む第2の処理液を用いて基板を処理する基板処理装置であって、前記第1の処理液を常温より高温の状態で貯留する処理槽と、前記処理槽の上方に配置され、前記第1の処理液及び前記第2の処理液を用いて基板を処理する処理容器と、前記処理槽と前記処理容器との間で基板を昇降させる基板昇降機構と、前記基板昇降機構によって基板を前記処理槽から引上げるか又は前記処理槽に浸漬させる際に、前記基板の前記処理槽に貯留された前記第1の処理液の液面近傍に、前記第2の処理液のミストを供給するミスト供給手段とを有することを特徴とする。   1st invention is a substrate processing apparatus which processes a board | substrate using the 1st process liquid containing a sulfuric acid, and the 2nd process liquid containing a hydrogen-peroxide solution, Comprising: Said 1st process liquid is high temperature from normal temperature A processing tank that is stored in the above state, a processing container that is disposed above the processing tank and that processes the substrate using the first processing liquid and the second processing liquid, the processing tank, and the processing container, A substrate raising / lowering mechanism for raising / lowering the substrate between the first and second substrates stored in the processing tank of the substrate when the substrate is lifted from the processing tank by the substrate raising / lowering mechanism or immersed in the processing tank. A mist supply means for supplying a mist of the second processing liquid is provided near the liquid surface of the processing liquid.

なお、本発明において、基板を第1の処理液に浸漬するとは、基板の全部を第1の処理液の液面より下に沈めることだけを意味するものではなく、基板の一部が第1の処理液の液面より上に露出した状態で、基板の他の部分を第1の処理液の液面より下に沈めることをも意味する。従って、基板を第1の処理液に浸漬するとは、基板の一部を第1の処理液の液面より下に沈めた状態で、基板を下に引き下げることをも意味する。   In the present invention, immersing the substrate in the first processing liquid does not only mean that the entire substrate is submerged below the liquid surface of the first processing liquid, but part of the substrate is the first. It also means that the other part of the substrate is submerged below the liquid level of the first processing liquid while being exposed above the liquid level of the processing liquid. Therefore, immersing the substrate in the first processing liquid also means that the substrate is pulled down with a part of the substrate submerged below the liquid surface of the first processing liquid.

第2の発明は、第1の発明に係る基板処理装置において、前記処理槽からオーバーフローした前記第1の処理液を受け止める外槽と、前記外槽から前記第1の処理液を回収し、再び前記処理槽に供給する処理液循環手段とを有することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the outer tank that receives the first processing liquid overflowed from the processing tank, the first processing liquid is recovered from the outer tank, and again And a processing liquid circulating means for supplying the processing tank.

第3の発明は、第2の発明に係る基板処理装置において、前記ミスト供給手段は、前記処理容器の内部であって前記処理槽に貯留された前記第1の処理液の液面の近傍に設けられることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the second aspect, the mist supply means is in the vicinity of the liquid surface of the first processing liquid stored in the processing tank inside the processing container. It is provided.

第4の発明は、第3の発明に係る基板処理装置において、前記処理容器の内部に設けられ、前記処理容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the third aspect of the present invention, the substrate processing apparatus includes an inert gas supply unit that is provided inside the processing container and supplies an inert gas into the processing container.

第5の発明は、第4の発明に係る基板処理装置において、前記不活性ガス供給手段は、前記ミスト供給手段の上方に設けられることを特徴とする。   According to a fifth invention, in the substrate processing apparatus according to the fourth invention, the inert gas supply means is provided above the mist supply means.

第6の発明は、硫酸を含む第1の処理液及び過酸化水素水を含む第2の処理液を用いて基板を処理する基板処理方法であって、基板を常温より高温に保持された前記第1の処理液に浸漬するか又は常温より高温に保持された該第1の処理液から引上げることによって、前記基板に常温より高温に保持された前記第1の処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記基板の前記第1の処理液の液面近傍に、前記第2の処理液のミストを供給するミスト供給工程とを有することを特徴とする。   A sixth invention is a substrate processing method for processing a substrate using a first processing solution containing sulfuric acid and a second processing solution containing hydrogen peroxide, wherein the substrate is held at a temperature higher than room temperature. A liquid film of the first processing liquid held at a temperature higher than normal temperature is formed on the substrate by being immersed in the first processing liquid or pulled up from the first processing liquid held at a temperature higher than normal temperature. And a mist supply step of supplying a mist of the second processing liquid in the vicinity of the liquid surface of the first processing liquid on the substrate.

第7の発明は、第6の発明に係る基板処理方法において、気密可能に基板を処理する処理容器内に不活性ガスを供給することを特徴とする。   A seventh invention is characterized in that, in the substrate processing method according to the sixth invention, an inert gas is supplied into a processing vessel for processing the substrate in an airtight manner.

第8の発明は、第7の発明に係る基板処理方法において、前記第2の処理液のミストを供給するミスト供給部より上方から前記不活性ガスを供給することを特徴とする   An eighth invention is characterized in that, in the substrate processing method according to the seventh invention, the inert gas is supplied from above from a mist supply part for supplying a mist of the second processing liquid.

本発明によれば、高温で不安定な過酸化水素水を使用しながら、硫酸を用いて基板表面のレジスト残渣を効率よく除去することができる。   According to the present invention, the resist residue on the substrate surface can be efficiently removed using sulfuric acid while using an unstable hydrogen peroxide solution at a high temperature.

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
(第1の実施の形態)
図1乃至図6を参照し、本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置及び基板処理方法を説明する。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A substrate processing apparatus and a substrate processing method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

初めに、図1及び図2を参照し、本実施の形態に係る基板処理装置を説明する。   First, the substrate processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1は、本実施の形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す概略断面図である。図2は、本実施の形態に係る基板処理装置の基板処理装置の構成を模式的に示す斜視図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of the substrate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the substrate processing apparatus of the substrate processing apparatus according to the present embodiment.

本実施の形態に係る基板処理装置は、硫酸を含む第1の処理液1及び第2の処理液を用いて基板を処理する基板処理を気密可能に行う処理容器5と、第1の処理液を常温より高温の状態で貯留する処理槽10と、この処理槽10の上端開口部に連接し、処理槽10からオーバーフローした硫酸を含む第1の処理液1を受け止める外槽11と、処理槽10内において所定枚数例えば50枚の被処理体である半導体ウエハW(以下にウエハという)を適宜間隔をおいて配列した状態で保持する保持手段例えばウエハボート30と、処理槽10内に急速供給される第1の処理液1を収容する第1の処理液収容タンク20と、過酸化水素水を含む第2の処理液を蒸気又はミストの状態で処理槽10内のウエハWに供給する蒸気・ミスト供給手段である蒸気・ミスト供給ノズル40と、第1の処理液収容タンク20内の第1の処理液1を処理槽10内に供給する供給ノズル28と、処理槽10の底部に配設されてウエハWに第1の処理液1を供給する供給手段例えばジェットノズル42を具備してなる。   The substrate processing apparatus according to the present embodiment includes a processing container 5 for performing a substrate processing for processing a substrate using a first processing liquid 1 and a second processing liquid containing sulfuric acid in an airtight manner, and a first processing liquid. , A processing tank 10 that stores water at a temperature higher than normal temperature, an outer tank 11 that is connected to the upper end opening of the processing tank 10 and receives the first processing liquid 1 containing sulfuric acid overflowed from the processing tank 10, and a processing tank 10, a predetermined number of, for example, 50 semiconductor wafers W (hereinafter referred to as “wafers”) to be processed are held in a state where they are arranged at appropriate intervals, for example, a wafer boat 30 and a rapid supply into the processing tank 10. The first processing liquid storage tank 20 for storing the first processing liquid 1 and the steam for supplying the second processing liquid containing hydrogen peroxide to the wafer W in the processing tank 10 in the state of steam or mist・ Mist supply means A gas / mist supply nozzle 40, a supply nozzle 28 for supplying the first processing liquid 1 in the first processing liquid storage tank 20 into the processing tank 10, and a bottom of the processing tank 10 are disposed on the wafer W. A supply means for supplying the first treatment liquid 1, for example, a jet nozzle 42 is provided.

なお、本実施の形態では、第1の処理液として硫酸を用い、第2の処理液として過酸化水素水を用いた例を説明する。ただし、第1の処理液は、硫酸を含むのであれば、特に限定されるものではなく、第2の処理液は、過酸化水素水を含むのであれば、特に限定されるものではない。   In this embodiment, an example in which sulfuric acid is used as the first processing liquid and hydrogen peroxide water is used as the second processing liquid will be described. However, the first treatment liquid is not particularly limited as long as it contains sulfuric acid, and the second treatment liquid is not particularly limited as long as it contains hydrogen peroxide water.

また、本発明の実施の形態及び変形例における蒸気・ミスト供給手段及び蒸気・ミスト供給ノズルは、本発明におけるミスト供給手段に相当する。すなわち、本発明におけるミスト供給手段は、第2の処理液のミストを供給する手段又は第2の処理液のミストを供給するノズルを含む。   Moreover, the steam / mist supply means and the steam / mist supply nozzle in the embodiment and the modification of the present invention correspond to the mist supply means in the present invention. That is, the mist supply means in the present invention includes means for supplying the mist of the second processing liquid or a nozzle for supplying the mist of the second processing liquid.

処理容器5は、処理槽10の上方に配置され、外槽11の処理槽10の上端開口部に連接する側と反対側の側壁が上方に延長されてできる側壁5aと、側壁5aの上端開口部が処理容器の開口断面積を大きくするように外側に広がって設けられた開口部5bと、開口部5b上に載置され、気密に係止される上蓋5cとよりなる。従って、処理容器5の側壁5aの下方は、外槽11の処理槽10の上端開口部に連接する側と反対側の側壁に一体に接続される。   The processing vessel 5 is disposed above the processing tank 10 and has a side wall 5a formed by extending a side wall opposite to the side of the outer tank 11 connected to the upper end opening of the processing tank 10, and an upper end opening of the side wall 5a. The opening part 5b is provided so as to expand outward so that the opening cross-sectional area of the processing container is increased, and the upper lid 5c is placed on the opening part 5b and is hermetically locked. Therefore, the lower side of the side wall 5a of the processing container 5 is integrally connected to the side wall opposite to the side connected to the upper end opening of the processing tank 10 of the outer tank 11.

処理容器5、処理槽10及び外槽11は、耐食性及び耐薬品性に富む材質例えば石英にて形成されている。また、処理槽10の底部には排液口10aが設けられ、この排液口10aにドレン弁12を介してドレン管13が接続されている。なお、排液口10aの上部にはメッシュ17が敷設されており、このメッシュ17によって処理槽10から排出される薬液中のごみ等を回収し得るようになっている。なお、処理槽10の上部側例えば処理槽10の上端から20〜40mmの位置には第1の処理液取出管18が接続されており、この第1の処理液取出管18に接続される比抵抗値検出器19によって処理槽10内の第1の処理液1の比抵抗値が測定されるように構成されている。   The processing container 5, the processing tank 10, and the outer tank 11 are made of a material having a high corrosion resistance and chemical resistance, such as quartz. Further, a drainage port 10 a is provided at the bottom of the processing tank 10, and a drain pipe 13 is connected to the drainage port 10 a via a drain valve 12. In addition, a mesh 17 is laid on the upper part of the drainage port 10a, and the mesh 17 can collect dust and the like in the chemical solution discharged from the treatment tank 10. In addition, the 1st process liquid extraction pipe | tube 18 is connected to the upper side of the process tank 10, for example, the position of 20-40 mm from the upper end of the process tank 10, The ratio connected to this 1st process liquid extraction pipe | tube 18 is connected. The resistivity detector 19 is configured to measure the specific resistance value of the first treatment liquid 1 in the treatment tank 10.

また、外槽11の底部には排液口11aが設けられており、この排液口11aとジェットノズル42とに循環管路43が接続されている。この循環管路43には排液口11a側から順に、ポンプ44、ダンパ45及びフィルタ46が介設されている。フィルタ46とジェットノズル42との間に切換弁47を介して純水供給源48が接続されている。また、排液口11aとポンプ44との間には切換弁51を介してドレン管52が接続され、また、切換弁49を介して第1の処理液供給源49aが接続され、フィルタ46と切換弁47との間には、ドレン弁53を介してドレン管54が分岐されている。なお、循環管路43、ポンプ44、ダンパ45、フィルタ46は、本発明における処理液循環手段に相当する。   Further, a drainage port 11 a is provided at the bottom of the outer tub 11, and a circulation pipe 43 is connected to the drainage port 11 a and the jet nozzle 42. A pump 44, a damper 45, and a filter 46 are interposed in the circulation line 43 in order from the drainage port 11 a side. A pure water supply source 48 is connected between the filter 46 and the jet nozzle 42 via a switching valve 47. Further, a drain pipe 52 is connected between the drain port 11 a and the pump 44 via a switching valve 51, and a first processing liquid supply source 49 a is connected via a switching valve 49, A drain pipe 54 is branched from the switching valve 47 through a drain valve 53. The circulation pipe 43, the pump 44, the damper 45, and the filter 46 correspond to the processing liquid circulation means in the present invention.

この場合、ジェットノズル42は、図2に示すように、ウエハボート30にて保持されたウエハWの下方両側に配設されるパイプ状のノズル本体42aの長手方向に適宜間隔をおいて穿設される多数のノズル孔42bを具備した構造となっている。   In this case, as shown in FIG. 2, the jet nozzles 42 are formed at appropriate intervals in the longitudinal direction of pipe-shaped nozzle bodies 42a disposed on both lower sides of the wafers W held by the wafer boat 30. The structure is provided with a number of nozzle holes 42b.

上記のように、ジェットノズル42と外槽11の排液口11aとの間に循環配管系を設けることにより、第1の処理液供給源49aからポンプ44により処理槽10内に供給される第1の処理液を処理槽10からオーバーフローさせて外槽11で受け止め、外槽11から第1の処理液を回収し、回収した第1の処理液を再使用可能に再生し、再生した第1の処理液を循環管路43を循環させてジェットノズル42から再度ウエハWに供給させながらウエハWの表面に付着するパーティクルや金属イオンや酸化膜等を除去することができる。また、第1の処理液を排液した後、切換弁47を切り換えて純水供給源48から供給される純水をジェットノズル42からウエハWに噴射してウエハWに付着する薬液を除去することができる。なおこの場合、処理槽10からオーバーフローした純水はドレン管52を介して排出される。   As described above, by providing a circulation piping system between the jet nozzle 42 and the drain port 11a of the outer tub 11, the first treatment liquid supplied from the first processing liquid supply source 49a to the processing tub 10 by the pump 44 is provided. The first processing liquid is overflowed from the processing tank 10 and received by the outer tank 11, the first processing liquid is recovered from the outer tank 11, the recovered first processing liquid is reusably regenerated, and the regenerated first The particles, metal ions, oxide film, etc. adhering to the surface of the wafer W can be removed while the processing liquid is circulated through the circulation pipe 43 and supplied again from the jet nozzle 42 to the wafer W. Further, after draining the first processing liquid, the switching valve 47 is switched to spray the pure water supplied from the pure water supply source 48 onto the wafer W from the jet nozzle 42 to remove the chemical liquid adhering to the wafer W. be able to. In this case, the pure water overflowed from the treatment tank 10 is discharged through the drain pipe 52.

一方、第1の処理液タンク20は、図1に示すように、密閉状のタンク本体21の上端に、処理槽10に第1の処理液1を供給するための外気導入口22が設けられている。また、タンク本体21内には、タンク内の第1の処理液1の量を一定に維持するためのオーバーフロー管23が配設されると共に、タンク本体21の外側近傍には、第1の処理液1の液面の上限,下限及び適量を検出する上限センサ24a、下限センサ24b及び適量センサ24cが配設され、これらセンサによってタンク内に常時所定量の第1の処理液1が収容されるようになっている。この場合、タンク内の第1の処理液1の容量は少なくとも処理槽10内に急速供給される1回分の量例えば35リットル(l)以上である必要があり、好ましくは2回分の急速供給量例えば70リットル(l)収容する方がよい。なお、タンク本体21の底部には例えば石英管内にヒータ線を貫挿したヒータ25が配設されており、タンク内の第1の処理液1を所定温度例えば150〜170℃に加熱し得るようになっている。   On the other hand, as shown in FIG. 1, the first processing liquid tank 20 is provided with an outside air inlet 22 for supplying the first processing liquid 1 to the processing tank 10 at the upper end of the sealed tank body 21. ing. In addition, an overflow pipe 23 for maintaining a constant amount of the first processing liquid 1 in the tank is disposed in the tank body 21, and the first processing liquid is disposed in the vicinity of the outside of the tank body 21. An upper limit sensor 24a, a lower limit sensor 24b, and an appropriate amount sensor 24c for detecting an upper limit, a lower limit, and an appropriate amount of the liquid level of the liquid 1 are disposed, and a predetermined amount of the first processing liquid 1 is always stored in the tank by these sensors. It is like that. In this case, the capacity of the first treatment liquid 1 in the tank needs to be at least a single amount rapidly supplied into the processing tank 10, for example, 35 liters (l) or more, preferably a rapid supply amount for two times. For example, it is better to accommodate 70 liters (l). In addition, a heater 25 having a heater wire inserted through a quartz tube, for example, is disposed at the bottom of the tank body 21 so that the first treatment liquid 1 in the tank can be heated to a predetermined temperature, for example, 150 to 170 ° C. It has become.

上記のように構成される第1の処理液タンク20のタンク本体21の底部に設けられた供給口(図示せず)と供給ノズル28とは供給管26を介して接続されており、供給管26に介設された供給弁27の開閉によって第1の処理液タンク20内の第1の処理液1が供給ノズル28から処理槽10内の外槽11に供給されるように構成されている。   A supply port (not shown) provided at the bottom of the tank body 21 of the first processing liquid tank 20 configured as described above and a supply nozzle 28 are connected via a supply pipe 26, and the supply pipe The first processing liquid 1 in the first processing liquid tank 20 is supplied from the supply nozzle 28 to the outer tank 11 in the processing tank 10 by opening and closing the supply valve 27 interposed in the pipe 26. .

一方、蒸気・ミスト供給ノズル40は、開閉弁29を介設する過酸化水素水供給配管26aと接続され図1及び図2に示すように、処理槽10の対向する両側辺の上方に配設されており、各蒸気・ミスト供給ノズル40は、パイプ状のノズル本体40aの下側の処理槽内側に適宜間隔をおいて多数の蒸気・ミスト供給用ノズル孔40bを穿設してなる。   On the other hand, the steam / mist supply nozzle 40 is connected to a hydrogen peroxide solution supply pipe 26a provided with an on-off valve 29, and is disposed above both opposing sides of the processing tank 10, as shown in FIGS. Each steam / mist supply nozzle 40 is formed with a plurality of steam / mist supply nozzle holes 40b at appropriate intervals inside the processing tank below the pipe-shaped nozzle body 40a.

ウエハボート30は、図2に示すように、処理槽10の外側に配設される基板昇降機構31に連結される取付部材32にボルト32aをもって固定される一対の(図面では一方のみを示す)逆T字状の支持部材33と、これら支持部材33の間の中央下端部に架設される1本の中央保持棒34と、支持部材33間の左右両側端部に互いに平行に架設される2本の側部保持棒35とで構成されており、基板昇降機構31の駆動によって処理容器5内を昇降し、処理槽10と処理容器5との間で基板を昇降させ得るように構成されている。また、後述するように、基板昇降機構31によって基板を処理槽10から引上げるか又は処理槽10に浸漬させる際に、蒸気・ミスト供給ノズル40が、基板の処理槽10に貯留された第1の処理液の液面近傍に、第2の処理液の蒸気又はミストを供給する。なおこの場合、中央保持棒34及び側部保持棒35にはそれぞれ長手方向に適宜間隔をおいて複数個例えば50個の保持溝34a、35aが設けられている。これら保持棒34、35は、耐食性、耐熱性及び耐強度性に優れた材質、例えばポリエーテルエーテルケトン(PEEK)製あるいは石英製部材にて形成されている。   As shown in FIG. 2, the wafer boat 30 is a pair of bolts 32a fixed to a mounting member 32 connected to a substrate lifting mechanism 31 disposed outside the processing tank 10 (only one is shown in the drawing). An inverted T-shaped support member 33, a single center holding rod 34 installed at the lower end of the center between the support members 33, and 2 installed on the left and right side ends between the support members 33 in parallel with each other. The side holding rod 35 of the book is configured to move up and down in the processing container 5 by driving the substrate lifting mechanism 31 and to lift the substrate between the processing tank 10 and the processing container 5. Yes. Further, as will be described later, when the substrate is lifted from the processing tank 10 by the substrate lifting mechanism 31 or immersed in the processing tank 10, the vapor / mist supply nozzle 40 is stored in the substrate processing tank 10. The vapor or mist of the second treatment liquid is supplied near the liquid surface of the treatment liquid. In this case, the central holding bar 34 and the side holding bar 35 are each provided with a plurality of, for example, 50 holding grooves 34a and 35a at appropriate intervals in the longitudinal direction. These holding bars 34 and 35 are made of a material excellent in corrosion resistance, heat resistance and strength resistance, for example, polyether ether ketone (PEEK) or quartz member.

処理容器5の内部であって蒸気・ミスト供給ノズル40の上方には、処理容器5内に窒素ガスを含む不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズル50が設けられる。不活性ガス供給ノズル50は、蒸気・ミスト供給ノズル40と同様に、パイプ状のノズル本体50aの下側の処理槽内側に適宜間隔をおいて多数の不活性ガス供給用ノズル孔50bを穿設してなる。不活性ガス供給ノズル50は、本発明の不活性ガス供給手段に相当する。   An inert gas supply nozzle 50 for supplying an inert gas containing nitrogen gas into the processing container 5 is provided inside the processing container 5 and above the steam / mist supply nozzle 40. As with the steam / mist supply nozzle 40, the inert gas supply nozzle 50 is provided with a number of inert gas supply nozzle holes 50b at appropriate intervals inside the processing tank below the pipe-shaped nozzle body 50a. Do it. The inert gas supply nozzle 50 corresponds to the inert gas supply means of the present invention.

なお、高温の硫酸の液膜と過酸化水素水とが反応して発生する反応ガスは、気密可能に設けられた処理容器5内部に封じ込められ、図示しない排気パイプから排気される。   The reaction gas generated by the reaction between the high-temperature sulfuric acid liquid film and the hydrogen peroxide solution is enclosed in a processing vessel 5 provided to be airtight and exhausted from an exhaust pipe (not shown).

次に、図3乃至図5を参照し、本実施形態の基板処理装置を用いた基板処理方法について説明する。   Next, a substrate processing method using the substrate processing apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS.

図3は、本実施の形態に係る基板処理方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。図4A乃至図4Cは、本実施の形態に係る基板処理方法を説明するための図であり、各工程における処理容器内の様子を模式的に示す概略断面図である。図3のステップS11乃至ステップS18の各々の工程が行われる際又は行われた後の処理容器内の様子は、図4A(a)乃至図4C(h)の各々の概略断面図に対応する。図5は、本実施の形態に係る基板処理方法を説明するための図であり、引上げられる基板の処理槽に貯留された第1の洗浄液の液面近傍に、第2の処理液の蒸気・ミストが供給される様子を模式的に示す図である。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the procedure of each step of the substrate processing method according to the present embodiment. 4A to 4C are diagrams for explaining the substrate processing method according to the present embodiment, and are schematic cross-sectional views schematically showing the inside of the processing container in each step. The state in the processing container when or after each of the steps S11 to S18 in FIG. 3 corresponds to the schematic cross-sectional views of FIGS. 4A (a) to 4C (h). FIG. 5 is a diagram for explaining the substrate processing method according to the present embodiment, in the vicinity of the surface of the first cleaning liquid stored in the substrate processing tank to be pulled up, It is a figure which shows typically a mode that mist is supplied.

本実施の形態に係る基板処理方法は、図3に示すように、準備工程と、液膜形成工程と、蒸気・ミスト供給工程と、終了工程とを含む。準備工程は、ステップS11及びステップS12の工程を含み、液膜形成工程は、ステップS13乃至ステップS15の工程を含み、蒸気・ミスト供給工程は、ステップS16の工程を含み、終了工程は、ステップS17及びステップS18の工程を含む。   As shown in FIG. 3, the substrate processing method according to the present embodiment includes a preparation process, a liquid film formation process, a vapor / mist supply process, and an end process. The preparation step includes steps S11 and S12, the liquid film formation step includes steps S13 to S15, the steam / mist supply step includes step S16, and the end step includes step S17. And step S18.

なお、本実施の形態における蒸気・ミスト供給工程は、本発明におけるミスト供給工程に相当する。すなわち、本発明におけるミスト供給工程は、第2の処理液のミストを供給する工程を含む。   Note that the steam / mist supply step in the present embodiment corresponds to the mist supply step in the present invention. That is, the mist supply step in the present invention includes a step of supplying the mist of the second processing liquid.

初めに、ステップS11及びステップS12の工程を含む準備工程を行う。   First, a preparation process including steps S11 and S12 is performed.

まず、ステップS11を行う。ステップS11は、処理容器内にウェハを搬入する前の準備を行う工程である。図4A(a)は、ステップS11の工程が行われる際の処理容器内の様子を模式的に示す概略断面図である。   First, step S11 is performed. Step S <b> 11 is a step of preparing for carrying a wafer into the processing container. FIG. 4A (a) is a schematic cross-sectional view schematically showing the inside of the processing container when the step S11 is performed.

ステップS11では、図4A(a)に示されるように、ウェハボート30が基板(ウェハ)Wを保持しない状態で、処理容器5内に収容されている。処理槽10には、高温に保持された硫酸洗浄液を含む第1の処理液1が供給されている。不活性ガス供給ノズル50からは、不活性ガスが供給されている。   In step S11, as shown in FIG. 4A (a), the wafer boat 30 is accommodated in the processing container 5 without holding the substrate (wafer) W. The treatment tank 10 is supplied with a first treatment liquid 1 containing a sulfuric acid cleaning liquid kept at a high temperature. An inert gas is supplied from the inert gas supply nozzle 50.

具体的には、第1の処理液1は、処理槽10からオーバーフローさせると共に、循環管路43のポンプ44の駆動によってオーバーフローされた第1の処理液1をジェットノズル42から処理槽10の内部で噴射して供給されている。   Specifically, the first processing liquid 1 overflows from the processing tank 10, and the first processing liquid 1 overflowed by driving the pump 44 of the circulation pipe 43 is transferred from the jet nozzle 42 to the inside of the processing tank 10. Injected and supplied.

次に、ステップS12を行う。ステップS12は、処理容器の上蓋を開け、基板をウェハボートに保持させる工程である。図4A(b)は、ステップS12の工程が行われる際の処理容器内の様子を模式的に示す概略断面図である。   Next, step S12 is performed. Step S12 is a step of opening the upper lid of the processing container and holding the substrate on the wafer boat. FIG. 4A (b) is a schematic cross-sectional view schematically showing the inside of the processing container when the step S12 is performed.

不活性ガス供給ノズルからの不活性ガスの供給を停止し、処理容器5の上蓋5cを開け、基板昇降機構31を用いてウェハボート30を上昇させ、図示しないウエハチャックによって搬送される複数枚例えば50枚のウエハWをウエハボート30にて受け取り、再びウェハボート30を処理容器5内まで降下させ、処理容器5の上蓋5cを閉め、密閉する。   The supply of the inert gas from the inert gas supply nozzle is stopped, the upper lid 5c of the processing container 5 is opened, the wafer boat 30 is lifted using the substrate lifting mechanism 31, and a plurality of sheets conveyed by a wafer chuck (not shown), for example 50 wafers W are received by the wafer boat 30, and the wafer boat 30 is lowered again into the processing container 5, and the upper lid 5 c of the processing container 5 is closed and sealed.

次に、ステップS13及びステップS15の工程を含む液膜形成工程及びステップS16の工程を含む蒸気・ミスト供給工程を行う。   Next, a liquid film forming process including steps S13 and S15 and a steam / mist supply process including step S16 are performed.

まず、ステップS13を行う。ステップS13は、基板を高温に保持された硫酸を含む第1の処理液に浸漬する工程である。図4A(c)は、ステップS13の工程が行われる際の処理容器内の様子を模式的に示す概略断面図である。   First, step S13 is performed. Step S13 is a step of immersing the substrate in a first treatment liquid containing sulfuric acid kept at a high temperature. FIG. 4A (c) is a schematic cross-sectional view schematically showing the inside of the processing container when the step S13 is performed.

基板(ウェハ)Wを処理槽10に浸漬させ、基板の温度が高温に保持された硫酸を含む第1の処理液1と同じ温度まで昇温するのを待機する。具体的には、20secほど待機する。   The substrate (wafer) W is immersed in the processing bath 10 and waits for the temperature of the substrate to rise to the same temperature as the first processing liquid 1 containing sulfuric acid kept at a high temperature. Specifically, it waits for about 20 seconds.

と同時に、不活性ガス供給ノズル50より、窒素ガスを供給する。窒素ガスは、雰囲気を制御し、過酸化水素水の蒸気又はミストを基板の洗浄液の液面と接する部分又は液面近傍に供給するための過酸化水素水の蒸気又はミストの分布を制御するバッファガスとして機能するとともに、後述する終了工程において処理容器5内をガス置換する際の置換用ガスとしても機能する。すなわち、基板(ウェハ)表面に形成された液膜に含まれる硫酸又は処理槽10に貯留された硫酸に過酸化水素水の蒸気又はミストを供給した際に発生する硫酸を含む蒸気又はミストが処理容器5内を拡散するのを防止したり、基板(ウェハ)を処理容器5から排出する際に、処理容器5内の硫酸を含む雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換したり、処理容器5内の硫酸を含む雰囲気が処理容器5の外に漏れるのを防止するためのものである。   At the same time, nitrogen gas is supplied from the inert gas supply nozzle 50. Nitrogen gas is a buffer that controls the atmosphere, and controls the distribution of hydrogen peroxide water vapor or mist to supply the vapor or mist of hydrogen peroxide water to a portion in contact with or near the liquid surface of the substrate cleaning liquid. In addition to functioning as a gas, it also functions as a replacement gas when the inside of the processing vessel 5 is replaced in the end step described later. That is, steam or mist containing sulfuric acid generated when hydrogen peroxide water vapor or mist is supplied to sulfuric acid contained in a liquid film formed on the substrate (wafer) surface or sulfuric acid stored in the treatment tank 10 is treated. When the inside of the container 5 is prevented, or when the substrate (wafer) is discharged from the processing container 5, the atmosphere containing sulfuric acid in the processing container 5 is replaced with an inert gas atmosphere, This is to prevent the atmosphere containing sulfuric acid from leaking out of the processing container 5.

なお、窒素ガスは、本発明における不活性ガスに相当するが、特に限定されるものではなく、その他、He、Ar、Xe等種々の不活性ガスを用いることができる。   Nitrogen gas corresponds to the inert gas in the present invention, but is not particularly limited, and various other inert gases such as He, Ar, and Xe can be used.

次に、ステップS14を行う。ステップS14は、硫酸洗浄液の液面近傍に向けて、過酸化水素水を含む第2の処理液の蒸気又はミストの供給を開始する工程である。図4B(d)は、ステップS14の工程が行われた後の処理容器内の様子を模式的に示す概略断面図である。   Next, step S14 is performed. Step S14 is a step of starting supply of the vapor or mist of the second treatment liquid containing the hydrogen peroxide solution toward the vicinity of the liquid surface of the sulfuric acid cleaning liquid. FIG. 4B (d) is a schematic cross-sectional view schematically showing the inside of the processing container after the step S14 is performed.

なお、第2の処理液は、蒸気又はミストの何れかの状態、または蒸気及びミストの混合した状態で、供給することができる。以下、本実施の形態では、ミストの状態で供給する場合を説明し、第1の実施の形態の変形例にて、蒸気の状態で供給する場合を説明する。   Note that the second treatment liquid can be supplied in a state of either steam or mist, or in a state where steam and mist are mixed. Hereinafter, in the present embodiment, the case of supplying in the state of mist will be described, and the case of supplying in the state of steam will be described in the modification of the first embodiment.

開閉弁29を開放して過酸化水素水供給配管26aから供給される過酸化水素水を蒸気・ミスト供給ノズル40からウエハWに向けてミストとして供給する。また、途中に設けられる図示しない蒸気発生器を介し、蒸気を含むミストとして供給してもよく、同様に、途中に設けられる図示しない温度調整器を介し、温度調整されたミストとして供給してもよい。また、ミストの温度は、後述するように、基板の表面に形成される硫酸を含む第1の処理液の液膜の温度が予め定められた温度より下がらなければよく、特に限定されるものではないが、例えば70℃以上100℃以下とすることができる。   The on-off valve 29 is opened, and the hydrogen peroxide solution supplied from the hydrogen peroxide solution supply pipe 26 a is supplied as a mist from the vapor / mist supply nozzle 40 toward the wafer W. Further, it may be supplied as a mist containing steam through a steam generator (not shown) provided in the middle, and similarly, supplied as a mist having a temperature adjusted through a temperature regulator (not shown) provided in the middle. Good. The temperature of the mist is not particularly limited as long as the temperature of the liquid film of the first treatment liquid containing sulfuric acid formed on the surface of the substrate does not fall below a predetermined temperature, as will be described later. For example, it can be set to 70 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.

次に、ステップS15とステップS16とを同時に行う。ステップS15は、高温に保持された硫酸洗浄液に浸漬されている基板を引き上げることによって、基板の両面に高温に保持された硫酸洗浄液の液膜を形成する。ステップS16は、引上げられる基板の硫酸洗浄液の液面に接する部分又は液面近傍に、過酸化水素水のミストを供給する工程である。図4B(e)及び図4B(f)は、それぞれステップS15の工程とステップS16の工程とが同時に行われる途中及び同時に行われた後の処理容器の様子を模式的に示す概略断面図である。   Next, step S15 and step S16 are performed simultaneously. A step S15 forms a liquid film of the sulfuric acid cleaning liquid held at a high temperature on both surfaces of the substrate by pulling up the substrate immersed in the sulfuric acid cleaning liquid held at a high temperature. Step S16 is a step of supplying hydrogen peroxide mist to the portion of the substrate that is pulled up in contact with the surface of the sulfuric acid cleaning liquid or in the vicinity of the liquid surface. FIG. 4B (e) and FIG. 4B (f) are schematic cross-sectional views schematically showing the state of the processing container during and after the step S15 and step S16 are performed simultaneously. .

具体的には、基板昇降機構31を用い、ウェハボート30をゆっくりと上方に引上げることによって、基板の両面に高温に保持された硫酸洗浄液の液膜を形成した状態で基板を硫酸洗浄液から引き上げると同時に、引上げられた基板の硫酸洗浄液の液面に接する部分、すなわち、硫酸洗浄液と基板との界面の近傍に、過酸化水素水のミストを供給する。   Specifically, the substrate lift mechanism 31 is used to slowly pull the wafer boat 30 upward, thereby pulling up the substrate from the sulfuric acid cleaning liquid in a state where a liquid film of the sulfuric acid cleaning liquid held at a high temperature is formed on both surfaces of the substrate. At the same time, a mist of hydrogen peroxide is supplied to the portion of the substrate that is brought into contact with the surface of the sulfuric acid cleaning solution, that is, near the interface between the sulfuric acid cleaning solution and the substrate.

基板を引上げる引上げ速度は、シャワー供給ノズルから過酸化水素水のミストが供給される供給速度がある値の場合に、基板の温度が処理槽に貯留される処理液の温度とほとんど等しくなればよく、特に限定されるものではないが、10〜50mm/secとすることができる。   The pulling speed for pulling up the substrate is such that the temperature of the substrate is almost equal to the temperature of the processing liquid stored in the processing tank when the supply speed at which the mist of hydrogen peroxide solution is supplied from the shower supply nozzle is a certain value. Although not particularly limited, it may be 10 to 50 mm / sec.

ここで、図5を参照し、硫酸洗浄液の液面、すなわち、硫酸洗浄液と基板との界面の近傍に向けて、過酸化水素水のミストを供給する場合に、基板表面のレジスト残渣が除去される作用効果について説明する。   Here, referring to FIG. 5, when supplying a mist of hydrogen peroxide solution toward the liquid surface of the sulfuric acid cleaning solution, that is, the vicinity of the interface between the sulfuric acid cleaning solution and the substrate, the resist residue on the substrate surface is removed. The function and effect will be described.

図5を参照するに、硫酸洗浄液から引上げられるウェハWの両面には、液膜が形成されている。そして、ウェハWは高温に保持された硫酸洗浄液から徐々に引上げられ、硫酸洗浄液の液面より上は高温に保持されていないため、引上げられるウェハWの温度は、硫酸洗浄液の液面に接する部分では硫酸洗浄液の温度に等しく、液面から上方に遠い部分になるほど硫酸洗浄液の温度よりも低くなる。   Referring to FIG. 5, a liquid film is formed on both surfaces of the wafer W pulled up from the sulfuric acid cleaning liquid. Since the wafer W is gradually pulled up from the sulfuric acid cleaning liquid held at a high temperature and not held at a high temperature above the liquid surface of the sulfuric acid cleaning liquid, the temperature of the wafer W pulled up is a portion in contact with the liquid surface of the sulfuric acid cleaning liquid. Then, the temperature is equal to the temperature of the sulfuric acid cleaning solution, and the temperature is lower than the temperature of the sulfuric acid cleaning solution as the portion is farther upward from the liquid surface.

このような上下方向に沿った温度分布を有する液膜が形成された基板が硫酸洗浄液から引き上げられる際に、硫酸洗浄液の液面近傍に向けて過酸化水素水のミストが供給される場合、基板の硫酸洗浄液の液面に接する部分又は液面近傍は高温に保持されているため、基板表面に形成され高温に保持されている液膜の硫酸と、供給された過酸化水素水のミストとが反応する。高温の過酸化水素水のミストは、以下の式(4)に示す化学反応を起こし、解離して活性酸素を発生させる。   When a substrate on which a liquid film having such a temperature distribution along the vertical direction is pulled up from the sulfuric acid cleaning liquid, a mist of hydrogen peroxide solution is supplied near the surface of the sulfuric acid cleaning liquid. Since the portion of the sulfuric acid cleaning liquid in contact with the liquid surface or the vicinity of the liquid surface is maintained at a high temperature, the sulfuric acid of the liquid film formed on the substrate surface and maintained at a high temperature and the mist of the supplied hydrogen peroxide solution react. The mist of high-temperature hydrogen peroxide water causes a chemical reaction represented by the following formula (4) and dissociates to generate active oxygen.

→HO+O・・・式(4)
このようにして発生された活性酸素は、硫酸と反応し、例えば以下の式(5)に示す化学反応を起こし、カロ酸が発生する。
H 2 O 2 → H 2 O + O * ··· formula (4)
The active oxygen generated in this manner reacts with sulfuric acid to cause, for example, a chemical reaction represented by the following formula (5) to generate caroic acid.

SO+O→HSO・・・式(5)
ここで、上記式(4)及び式(5)の化学反応を促進するためには、反応速度を増大させるためになるべく高温に保持することが望ましい。ただし、供給される過酸化水素水中の過酸化水素は、100℃より高い温度では分解しやすくなるため、例えば70℃〜100℃が好適である。
H 2 SO 4 + O * → H 2 SO 5 Formula (5)
Here, in order to promote the chemical reaction of the above formulas (4) and (5), it is desirable to keep the temperature as high as possible in order to increase the reaction rate. However, since hydrogen peroxide in the supplied hydrogen peroxide water is easily decomposed at a temperature higher than 100 ° C., for example, 70 ° C. to 100 ° C. is preferable.

特に、従来の硫酸と過酸化水素水を混合して処理槽に貯留する処理方法では、高温で式(3)に示す化学反応が起こり、過酸化水素水中の過酸化水素が分解してしまうという問題があるが、本実施の形態によれば、過酸化水素水を高温で長時間保持することがないので、供給された過酸化水素水中の過酸化水素は、直ぐに式(4)及び式(5)の化学反応を起こしてカロ酸を発生させることになる。そのため、通常では使用することのできない高温領域において、安定して過酸化水素を使用し、カロ酸を発生させることができる。その結果、基板表面のレジスト残渣を効率よく除去するための基板処理を行うことができる。   In particular, in the conventional processing method in which sulfuric acid and hydrogen peroxide water are mixed and stored in a processing tank, the chemical reaction shown in Formula (3) occurs at a high temperature, and hydrogen peroxide in hydrogen peroxide water is decomposed. Although there is a problem, according to the present embodiment, since the hydrogen peroxide solution is not kept at a high temperature for a long time, the hydrogen peroxide in the supplied hydrogen peroxide solution is immediately expressed by the equations (4) and ( The chemical reaction of 5) occurs to generate caroic acid. Therefore, in a high temperature region that cannot normally be used, hydrogen peroxide can be stably used to generate caroic acid. As a result, substrate processing for efficiently removing the resist residue on the substrate surface can be performed.

なお、本実施の形態では、ミストが連続して供給された状態で基板が連続して引上げられるため、液膜形成工程のステップS15の工程と蒸気・ミスト工程のステップS16の工程とは、同時に連続して行われる。しかし、ステップS15の工程を行うときには過酸化水素水のミストの供給を停止し、基板の硫酸洗浄液からの引き上げを途中で停止し、その状態で硫酸洗浄液の液面近傍に向けて、過酸化水素水のミストの供給を再開し、その後過酸化水素水のミストの供給を停止し、再び基板の硫酸洗浄液からの引き上げを再開する、という工程を繰返す場合には、ステップS15の工程とステップS16の工程を順番に行うことができる。   In this embodiment, since the substrate is continuously pulled up with the mist continuously supplied, the step S15 of the liquid film forming step and the step S16 of the vapor / mist step are performed simultaneously. It is done continuously. However, when the process of step S15 is performed, the supply of mist of hydrogen peroxide solution is stopped, and the pulling up of the substrate from the sulfuric acid cleaning solution is stopped halfway, and in this state, the hydrogen peroxide is directed toward the vicinity of the liquid surface of the sulfuric acid cleaning solution. In the case of repeating the process of restarting the supply of water mist, then stopping the supply of hydrogen peroxide mist and restarting the substrate from the sulfuric acid cleaning solution, the process of step S15 and step S16 are repeated. The steps can be performed in order.

また、ステップS15及びステップS16の工程を行った後、再度基板を下降させて硫酸洗浄液に浸漬し、再びステップS15及びステップS16の工程を行う、というサイクルを必要に応じて数回繰返すことができ、この繰返しによって、基板表面のレジスト残渣を更にきれいに除去することができる。なお、基板を下降させる速度は、例えば150mm/secとすることができる。   Further, after performing the steps S15 and S16, the cycle of lowering the substrate again and immersing it in the sulfuric acid cleaning solution, and performing the steps S15 and S16 again can be repeated several times as necessary. By repeating this, the resist residue on the substrate surface can be removed more cleanly. The speed at which the substrate is lowered can be set to 150 mm / sec, for example.

次に、ステップS17及びステップS18の工程を含む終了工程を行う。   Next, an end process including steps S17 and S18 is performed.

まず、ステップS17の工程を行う。ステップS17の工程は、処理容器内の雰囲気を置換する工程である。図4C(g)は、ステップS17が行われる際の処理容器内の様子を模式的に示す概略断面図である。   First, step S17 is performed. Step S17 is a step of replacing the atmosphere in the processing container. FIG. 4C (g) is a schematic cross-sectional view schematically showing the inside of the processing container when step S17 is performed.

開閉弁29を閉じて蒸気・ミスト供給ノズル40からの過酸化水素水のミストの供給を停止する。この際、ジェットノズル42からの硫酸洗浄液の供給は停止してもよく、あるいは図4C(g)に示すように、ジェットノズル42から硫酸洗浄液を供給し続けてもよい。   The on-off valve 29 is closed to stop the supply of hydrogen peroxide mist from the steam / mist supply nozzle 40. At this time, the supply of the sulfuric acid cleaning liquid from the jet nozzle 42 may be stopped, or the sulfuric acid cleaning liquid may be continuously supplied from the jet nozzle 42 as shown in FIG. 4C (g).

このとき、不活性ガス供給ノズルを開き続け、処理容器内を例えば30sec程度の間、ガス置換する。これは、続く処理容器の上蓋を開放するために、処理容器内の雰囲気を不活性にするためであり、硫酸と水蒸気との反応を停止させるためのものである。不活性ガスとして、例えば、室温又は室温以上に加温された窒素ガスその他He、Ar、Xe等種々の不活性ガスを用いることができる。   At this time, the inert gas supply nozzle is kept open and the inside of the processing container is replaced with gas for about 30 seconds, for example. This is to inactivate the atmosphere in the processing container in order to open the upper lid of the subsequent processing container, and to stop the reaction between sulfuric acid and water vapor. As the inert gas, for example, various inert gases such as nitrogen gas heated to room temperature or above or other He, Ar, and Xe can be used.

最後に、ステップS18の工程を行う。ステップS18の工程は、基板を処理容器から搬出する工程である。図4C(h)は、ステップS18が行われる際の処理容器内の様子を模式的に示す概略断面図である。   Finally, step S18 is performed. Step S18 is a step of unloading the substrate from the processing container. FIG. 4C (h) is a schematic cross-sectional view schematically showing the inside of the processing container when step S18 is performed.

図示しない供給弁を閉じて不活性ガスの供給を停止した後、処理容器5の上蓋5cを開け、基板昇降機構31によりウェハボート30を上昇させ、処理容器5の外に搬出し、ウエハWは図示しないウエハチャックによって把持されて外部に取り出される。   After the supply valve (not shown) is closed and the supply of the inert gas is stopped, the upper lid 5c of the processing vessel 5 is opened, the wafer boat 30 is raised by the substrate lifting mechanism 31, and the wafer W is carried out of the processing vessel 5. It is gripped by a wafer chuck (not shown) and taken out to the outside.

以上、本実施の形態によれば、基板表面の高温の硫酸と過酸化水素が反応してカロ酸が発生するため、高温で分解しやすい過酸化水素水を用いながら、基板表面のレジスト残渣を効率よく除去するための基板処理を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, since hot sulfuric acid and hydrogen peroxide on the surface of the substrate react with each other to generate caroic acid, the resist residue on the surface of the substrate is removed while using hydrogen peroxide water that is easily decomposed at high temperature. Substrate processing for efficient removal can be performed.

なお、本実施の形態では、基板を第1の処理液に浸漬し(ステップS13)、その後基板を引上げることによって、基板に常温より高温に保持された第1の処理液の液膜を形成し(ステップS15)、引上げられる基板の第1の処理液の液面に接する部分又は液面近傍に、第2の処理液のミストを供給するが(ステップS16)、基板を引き下げて第1の処理液に浸漬することによって、基板に常温より高温に保持された第1の処理液の液膜を形成し、引き下げられる基板の第1の処理液の液面に接する部分又は液面近傍に、第2の処理液のミストを供給してもよい。この場合、ステップS13は、処理槽に貯留された高温の第1の処理液から基板を引上げるか又は引上げた状態のまま保持する工程であり、ステップS15は、第1の処理液に基板を浸漬する(引き下げる)ことによって、基板に高温に保持された第1の処理液の液膜を形成する工程であり、ステップS16は、浸漬される(引き下げられる)基板の第1の処理液の液面に接する部分又は液面近傍に、第2の処理液のミストを供給する工程である。
(第1の実施の形態の変形例)
次に、第1の実施の形態の変形例に係る基板処理装置及び基板処理方法について説明する。
In the present embodiment, the substrate is dipped in the first processing liquid (step S13), and then the substrate is pulled up, thereby forming a liquid film of the first processing liquid held at a temperature higher than normal temperature on the substrate. (Step S15), the mist of the second processing liquid is supplied to the portion of the substrate to be lifted that is in contact with the liquid surface of the first processing liquid or near the liquid surface (Step S16). By immersing in the treatment liquid, a liquid film of the first treatment liquid that is held at a temperature higher than room temperature is formed on the substrate, and the part of the substrate that is pulled down is in contact with the liquid surface of the first treatment liquid or near the liquid surface, A mist of the second processing liquid may be supplied. In this case, step S13 is a step of pulling up the substrate from the high-temperature first processing liquid stored in the processing tank or holding it in the pulled state, and step S15 is a step of holding the substrate in the first processing liquid. It is a step of forming a liquid film of the first processing liquid held at a high temperature on the substrate by dipping (lowering), and step S16 is a liquid of the first processing liquid of the substrate to be dipped (lowered) This is a step of supplying the mist of the second processing liquid to a portion in contact with the surface or in the vicinity of the liquid surface.
(Modification of the first embodiment)
Next, a substrate processing apparatus and a substrate processing method according to a modification of the first embodiment will be described.

本変形例に係る基板処理方法は、第1の実施の形態に係る基板処理装置及び基板処理方法において、過酸化水素水のミストの代わりに過酸化水素水の蒸気を用いることを特徴とする。   The substrate processing method according to this modification is characterized in that the hydrogen peroxide solution vapor is used instead of the hydrogen peroxide solution mist in the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to the first embodiment.

すなわち、本変形例においては、蒸気・ミスト供給ノズル40から供給される第2の処理液を過酸化水素水のミストではなく過酸化水素水の蒸気又は過酸化水素水中の過酸化水素が分解して発生する水蒸気及び活性酸素として供給する。このとき、蒸気の温度は、基板の表面に形成される硫酸を含む第1の処理液の液膜の温度が予め定められた温度より下がらなければよく、特に限定されるものではないが、硫酸を含む第1の処理液の液膜の温度を110℃とする場合、110℃付近の温度に保持することができる。   That is, in this modification, the second treatment liquid supplied from the steam / mist supply nozzle 40 is not decomposed by hydrogen peroxide solution vapor or hydrogen peroxide solution but hydrogen peroxide solution mist. Supplied as water vapor and active oxygen. At this time, the temperature of the vapor is not particularly limited as long as the temperature of the liquid film of the first treatment liquid containing sulfuric acid formed on the surface of the substrate does not fall below a predetermined temperature. When the temperature of the liquid film of the first treatment liquid containing 110 ° C. can be maintained at a temperature around 110 ° C.

なお、本変形例における蒸気・ミスト供給工程は、本発明におけるミスト供給工程に相当する。すなわち、本発明におけるミスト供給工程は、第2の処理液のミストが供給される場合だけではなく、第2の処理液のミストとともに、第2の処理液の蒸気又は第2の処理液が分解して発生する蒸気が供給される場合、また、蒸気・ミスト供給ノズルから供給された第2の処理液のミストが途中で第2の処理液の蒸気又は第2の処理液が分解して発生する蒸気へ変化して供給される場合も含むものとする。   In addition, the steam / mist supply process in this modification corresponds to the mist supply process in the present invention. That is, the mist supply step in the present invention is not limited to the case where the mist of the second processing liquid is supplied, but the vapor of the second processing liquid or the second processing liquid is decomposed together with the mist of the second processing liquid. When the generated steam is supplied, the mist of the second processing liquid supplied from the steam / mist supply nozzle is generated while the second processing liquid vapor or the second processing liquid decomposes in the middle. This includes the case where it is supplied by changing into steam.

本変形例においても、硫酸洗浄液の液面近傍に向けて、過酸化水素水の蒸気を供給する場合に、基板表面のレジスト残渣が除去される作用効果は、第1の実施の形態と同様である。   Also in this modified example, when supplying the hydrogen peroxide solution vapor toward the vicinity of the surface of the sulfuric acid cleaning solution, the effect of removing the resist residue on the substrate surface is the same as that of the first embodiment. is there.

すなわち、従来の硫酸と過酸化水素水を混合して処理槽に貯留する処理方法では、過酸化水素水中の過酸化水素の濃度が高い場合、高温で式(3)に示す化学反応が起こり、過酸化水素が分解してしまうという問題があるが、本実施の形態によれば、過酸化水素を高温で長時間保持することがないので、供給された過酸化水素は、直ぐに式(4)及び式(5)の化学反応を起こしてカロ酸を発生させることになる。また、仮に分解したとしても、分解して発生する水蒸気及び活性酸素を供給することができる。そのため、通常では使用することのできない高温領域において、安定してカロ酸を発生させることができる。その結果、基板表面のレジスト残渣を効率よく除去するための基板処理を行うことができる。   That is, in the conventional processing method in which sulfuric acid and hydrogen peroxide water are mixed and stored in the processing tank, when the concentration of hydrogen peroxide in the hydrogen peroxide water is high, the chemical reaction shown in Formula (3) occurs at a high temperature, Although there is a problem that hydrogen peroxide is decomposed, according to the present embodiment, since hydrogen peroxide is not held at a high temperature for a long time, the supplied hydrogen peroxide is immediately expressed by the formula (4). And a chemical reaction of the formula (5) occurs to generate caroic acid. Moreover, even if it decomposes | disassembles, the water vapor | steam and active oxygen which generate | occur | produce by decomposition | disassembly can be supplied. Therefore, caroic acid can be stably generated in a high temperature region that cannot be normally used. As a result, substrate processing for efficiently removing the resist residue on the substrate surface can be performed.

なお、本変形例では、基板を第1の処理液に浸漬し(ステップS13)、その後基板を引上げることによって、基板に常温より高温に保持された第1の処理液の液膜を形成し(ステップS15)、引上げられる基板の第1の処理液の液面に接する部分又は液面近傍に、第2の処理液の蒸気を供給するが(ステップS16)、基板を引き下げて第1の処理液に浸漬することによって、基板に常温より高温に保持された第1の処理液の液膜を形成し、引き下げられる基板の第1の処理液の液面に接する部分又は液面近傍に、第2の処理液の蒸気を供給してもよい。この場合、ステップS13は、処理槽に貯留された高温の第1の処理液から基板を引上げるか又は引上げた状態のまま保持する工程であり、ステップS15は、第1の処理液に基板を浸漬する(引き下げる)ことによって、基板に高温に保持された第1の処理液の液膜を形成する工程であり、ステップS16は、浸漬される(引き下げられる)基板の第1の処理液の液面に接する部分又は液面近傍に、第2の処理液の蒸気を供給する工程である。
(第2の実施の形態)
次に、図6乃至図9を参照し、本発明の第2の実施の形態に係る基板処理装置及び基板処理方法を説明する。
In this modification, the substrate is dipped in the first processing liquid (step S13), and then the substrate is pulled up to form a liquid film of the first processing liquid held at a temperature higher than normal temperature on the substrate. (Step S15) The vapor of the second processing liquid is supplied to the portion of the substrate that is pulled up in contact with or near the liquid surface of the first processing liquid (Step S16), but the substrate is pulled down to perform the first processing. By immersing in the liquid, a liquid film of the first processing liquid maintained at a temperature higher than room temperature is formed on the substrate, and the part of the substrate that is lowered is in contact with the liquid surface of the first processing liquid or in the vicinity of the liquid surface. The vapor | steam of 2 process liquids may be supplied. In this case, step S13 is a step of pulling up the substrate from the high-temperature first processing liquid stored in the processing tank or holding it in the pulled state, and step S15 is a step of holding the substrate in the first processing liquid. It is a step of forming a liquid film of the first processing liquid held at a high temperature on the substrate by dipping (lowering), and step S16 is a liquid of the first processing liquid of the substrate to be dipped (lowered) This is a step of supplying the vapor of the second processing liquid to a portion in contact with the surface or in the vicinity of the liquid surface.
(Second Embodiment)
Next, a substrate processing apparatus and a substrate processing method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

初めに、図6を参照し、本実施の形態に係る基板処理装置について説明する。図6は、本実施の形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す概略構成図である。   First, the substrate processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic configuration diagram schematically showing the configuration of the substrate processing apparatus according to the present embodiment.

本実施形態における基板処理装置は、被処理基板である半導体ウエハW(以下にウエハWという)を回転可能に載置する載置台であるスピンチャック61と、このスピンチャック61を回転駆動する回転駆動手段であるモータ62と、スピンチャック61によって保持されたウエハWの表面に硫酸を含む第1の処理液を供給する処理液供給手段63と、スピンチャック61によって保持されたウエハWの表面に過酸化水素水よりなる第2の処理液を蒸気又はミストで供給する蒸気・ミスト供給手段64と、少なくとも処理液を供給するタイミングと処理液を除去するタイミングを制御する制御手段65とで主要部が構成されている。   The substrate processing apparatus in this embodiment includes a spin chuck 61 that is a mounting table on which a semiconductor wafer W (hereinafter referred to as a wafer W) that is a substrate to be processed is rotatably mounted, and a rotational drive that rotationally drives the spin chuck 61. A motor 62 as a means, a processing liquid supply means 63 for supplying a first processing liquid containing sulfuric acid to the surface of the wafer W held by the spin chuck 61, and a surface of the wafer W held by the spin chuck 61. Steam / mist supply means 64 for supplying the second treatment liquid made of hydrogen oxide water by steam or mist, and a control means 65 for controlling at least the timing for supplying the treatment liquid and the timing for removing the treatment liquid are the main parts. It is configured.

この場合、上記スピンチャック61及びこのスピンチャック61によって保持されるウエハWの周囲及び下部には、カップ66が配設されており、このカップ66によって第1の処理液や第2の処理液が外部に飛散するのを防止している。なお、カップ66の底部には、排液口67と排気口68が設けられている。   In this case, a cup 66 is disposed around and below the spin chuck 61 and the wafer W held by the spin chuck 61, and the cup 66 allows the first processing liquid and the second processing liquid to flow. Prevents splashing outside. A drain port 67 and an exhaust port 68 are provided at the bottom of the cup 66.

なお、本実施の形態でも、第1の処理液として硫酸を用い、第2の処理液として過酸化水素水を用いた例を説明する。ただし、第1の処理液は、硫酸を含むのであれば、特に限定されるものではなく、第2の処理液は、過酸化水素水を含むのであれば、特に限定されるものではない。   In this embodiment, an example in which sulfuric acid is used as the first processing liquid and hydrogen peroxide water is used as the second processing liquid will be described. However, the first treatment liquid is not particularly limited as long as it contains sulfuric acid, and the second treatment liquid is not particularly limited as long as it contains hydrogen peroxide water.

処理液供給手段63は、移動機構69aによってウエハWの上方に水平移動可能に、またウエハWの表面近傍に近接するため、垂直移動も可能に構成されて、ウエハWの上面に硫酸を含む第1の処理液を供給(吐出)する処理液供給ノズル63aを具備しており、この処理液供給ノズル63aと処理液供給源63bとを接続する処理液供給管路63cに、処理液供給源63b側から順に、処理液供給ポンプ63d、フィルタ63e、第1の処理液の温度を所定温度に温度調整する温度コントローラ63f及び開閉弁63gが介設されている。   The processing liquid supply means 63 is configured to be horizontally movable above the wafer W by the moving mechanism 69a and to be close to the vicinity of the surface of the wafer W, so that it can also be vertically moved. A processing liquid supply nozzle 63a that supplies (discharges) one processing liquid is provided, and a processing liquid supply source 63b is connected to a processing liquid supply pipe 63c that connects the processing liquid supply nozzle 63a and the processing liquid supply source 63b. In order from the side, a processing liquid supply pump 63d, a filter 63e, a temperature controller 63f for adjusting the temperature of the first processing liquid to a predetermined temperature, and an on-off valve 63g are provided.

また、蒸気・ミスト供給手段64は、移動機構69bによってウエハWの上方に水平移動可能及び垂直移動可能に構成されて、ウエハWの上面に水よりなる第2の処理液を蒸気又はミストで供給(吐出又は噴射)する蒸気・ミスト供給ノズル64aを具備しており、この蒸気・ミスト供給ノズル64aと蒸気・ミスト供給源64bとを接続する蒸気・ミスト供給管路64cに、蒸気・ミスト供給源64b側から順に、流量コントローラ64d、フィルタ64e、開閉弁64f及び第2の処理液の蒸気又はミストの温度を所定温度に温度調整する温度調整手段である温度コントローラ64gが介設されている。なお、蒸気・ミスト供給管路64cの温度コントローラ64gと蒸気・ミスト供給ノズル64aとの間には、切換弁(図示せず)を介して図示しないリンス液例えば純水の供給源が接続されている。   The vapor / mist supply means 64 is configured to be horizontally movable and vertically movable above the wafer W by the moving mechanism 69b, and supplies the second processing liquid made of water to the upper surface of the wafer W by vapor or mist. A steam / mist supply nozzle 64a for discharging (injecting or jetting) is provided, and a steam / mist supply source 64b connecting the steam / mist supply nozzle 64a and the steam / mist supply source 64b is connected to a steam / mist supply source 64b. In order from the 64b side, a flow rate controller 64d, a filter 64e, an on-off valve 64f, and a temperature controller 64g that is a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the vapor or mist of the second processing liquid to a predetermined temperature are interposed. A supply source of a rinse liquid (not shown) such as pure water is connected between the temperature controller 64g of the steam / mist supply pipe 64c and the steam / mist supply nozzle 64a via a switching valve (not shown). Yes.

一方、上記制御手段65は、例えば中央演算処理装置(CPU)にて形成されており、この制御手段65(以下にCPU65という)からの制御信号が、上記モータ62、処理液供給ノズル63aの移動機構69a及び蒸気・ミスト供給ノズル64aの移動機構69b等の駆動系と、処理液供給手段63の処理液供給ポンプ63d、温度コントローラ63f及び開閉弁63g、蒸気・ミスト供給手段64の流量コントローラ64d、開閉弁64f及び温度コントローラ64gに伝達されるように構成されている。   On the other hand, the control means 65 is formed by, for example, a central processing unit (CPU), and a control signal from the control means 65 (hereinafter referred to as CPU 65) moves the motor 62 and the processing liquid supply nozzle 63a. A drive system such as a mechanism 69a and a moving mechanism 69b of the steam / mist supply nozzle 64a, a processing liquid supply pump 63d of the processing liquid supply means 63, a temperature controller 63f and an on-off valve 63g, and a flow rate controller 64d of the steam / mist supply means 64; It is configured to be transmitted to the on-off valve 64f and the temperature controller 64g.

したがって、CPU65からの制御信号によってモータ62が所定の回転数例えば1〜150rpmの低速回転と、100〜500rpmの中速回転及び500〜3000rpmの高速回転が切り換え可能となっている。この場合、低速回転とは、ウエハWの表面に第1の処理液を供給しても遠心力により液膜として広がらない程度の回転をいい、中速回転とは、ウエハWの表面に供給した第1の処理液が遠心力により広がり液膜が形成される形成される程度の回転をいい、また、高速回転とは、ウェハWの表面に形成された液膜を遠心力で振り切る回転である。   Therefore, the motor 62 can be switched between a low speed rotation of a predetermined rotation number, for example, 1 to 150 rpm, a medium speed rotation of 100 to 500 rpm, and a high speed rotation of 500 to 3000 rpm, by a control signal from the CPU 65. In this case, the low-speed rotation refers to rotation that does not spread as a liquid film due to centrifugal force even if the first processing liquid is supplied to the surface of the wafer W, and the medium-speed rotation refers to supply to the surface of the wafer W. Rotation to such an extent that the first processing liquid spreads by centrifugal force and a liquid film is formed, and high-speed rotation is rotation that shakes off the liquid film formed on the surface of the wafer W by centrifugal force. .

また、CPU65からの制御信号によって処理液供給ノズル63a又は蒸気・ミスト供給ノズル64aがウエハWの上方を水平移動かつ垂直移動つまりウエハWに対して相対移動可能になっている。更に、CPU65からの制御信号によって所定量の第1の処理液や第2の処理液の蒸気又はミストがウエハWに供給されるように構成されている。   Further, the processing liquid supply nozzle 63 a or the vapor / mist supply nozzle 64 a can be moved horizontally and vertically above the wafer W, that is, relative to the wafer W by a control signal from the CPU 65. Further, a predetermined amount of vapor or mist of the first processing liquid or the second processing liquid is supplied to the wafer W by a control signal from the CPU 65.

次に、図7乃至図9を参照し、本実施の形態に係る基板処理方法について説明する。   Next, a substrate processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図7は、本実施の形態に係る基板処理方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。図8は、本実施の形態に係る基板処理方法を説明するための図であり、各工程におけるカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。図7のステップS21乃至ステップS24の各々の工程が行われる際又は行われた後のカップ内の様子は、図8(a)乃至図8(d)の各々の概略断面図に対応する。図9は、本実施の形態に係る基板処理方法を説明するための図であり、基板の第1の処理液の液膜が形成された面に、第2の処理液の蒸気・ミストが供給される様子を模式的に示す図である。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the procedure of each step of the substrate processing method according to the present embodiment. FIG. 8 is a diagram for explaining the substrate processing method according to the present embodiment, and is a schematic cross-sectional view schematically showing the inside of the cup in each step. The state in the cup when or after each of the steps S21 to S24 of FIG. 7 corresponds to the schematic cross-sectional views of FIGS. 8A to 8D. FIG. 9 is a diagram for explaining the substrate processing method according to the present embodiment, in which the vapor / mist of the second processing liquid is supplied to the surface of the substrate on which the liquid film of the first processing liquid is formed. It is a figure which shows a mode that it is performed typically.

本実施の形態に係る基板処理方法は、図7に示すように、載置工程と、液膜形成工程と、蒸気・ミスト供給工程と、取外し工程とを含む。載置工程は、ステップS21の工程を含み、液膜形成工程は、ステップS22の工程を含み、蒸気・ミスト供給工程は、ステップS23の工程を含み、取外し工程は、ステップS24の工程を含む。   As shown in FIG. 7, the substrate processing method according to the present embodiment includes a placing process, a liquid film forming process, a vapor / mist supplying process, and a removing process. The placement process includes the process of step S21, the liquid film formation process includes the process of step S22, the steam / mist supply process includes the process of step S23, and the removal process includes the process of step S24.

まず、ステップS21の工程を含む載置工程を行う。ステップS21は、基板を載置台であるスピンチャック上に載置する工程である。図8(a)は、ステップS21の工程が行われた後のカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。   First, the mounting process including the process of step S21 is performed. Step S21 is a step of placing the substrate on a spin chuck that is a placement table. Fig.8 (a) is a schematic sectional drawing which shows typically the mode in the cup after the process of step S21 was performed.

図示しない搬送手段によってウエハWをスピンチャック61上に搬送し、ウエハWをスピンチャック61にて載置し、保持する。そして、移動機構69aの駆動により処理液供給ノズル63aをウエハWの中心部上方に移動し、この状態でモータ62の駆動によりスピンチャック61及びウエハWを低速回転例えば35rpmの回転数で回転すると共に、処理液供給ノズル63aから所定量の硫酸を含む第1の処理液1を吐出(供給)し、この状態を所定時間(例えば3秒)行ってウエハWの表面に第1の処理液1を接触させる。これにより、第1の処理液1である硫酸がウエハWの表面に残留するレジスト残渣の凹凸の凹部内まで侵入する。このとき、高温に保持された第1の処理液1を供給するため、温度コントローラ63fによって第1の処理液1の温度を例えば150℃の高温に調整する。第1の処理液の温度は、硫酸が後述する蒸気・ミスト供給工程で供給される第2の処理液である過酸化水素水の蒸気・ミストと化学反応してカロ酸が効率よく発生するのであればよく、特に限定されるものではないが、例えば150℃以上とすることによって、基板上のレジストの残渣を効率よく除去することができる。   The wafer W is transferred onto the spin chuck 61 by a transfer means (not shown), and the wafer W is placed and held by the spin chuck 61. Then, the processing liquid supply nozzle 63a is moved above the center of the wafer W by driving the moving mechanism 69a. In this state, the motor 62 is driven to rotate the spin chuck 61 and the wafer W at a low speed, for example, 35 rpm. Then, the first processing liquid 1 containing a predetermined amount of sulfuric acid is discharged (supplied) from the processing liquid supply nozzle 63a, and this state is performed for a predetermined time (for example, 3 seconds) to apply the first processing liquid 1 to the surface of the wafer W. Make contact. As a result, the sulfuric acid as the first processing liquid 1 enters the concave and convex portions of the resist residue remaining on the surface of the wafer W. At this time, in order to supply the first processing liquid 1 held at a high temperature, the temperature of the first processing liquid 1 is adjusted to a high temperature of, for example, 150 ° C. by the temperature controller 63f. The temperature of the first treatment liquid is such that sulfuric acid efficiently reacts with the hydrogen peroxide water vapor / mist, which is the second treatment liquid supplied in the vapor / mist supply process described later, so that caroic acid is efficiently generated. There is no particular limitation, and the resist residue on the substrate can be efficiently removed by setting the temperature to, for example, 150 ° C. or higher.

次に、ステップS22を含む液膜形成工程を行う。ステップS22は、基板上に高温に保持された硫酸を含む第1の処理液を供給することによって、基板上に常温より高温に保持された第1の処理液の液膜を形成する工程である。図8(b)は、ステップS22の工程が行われる際のカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。   Next, a liquid film forming process including step S22 is performed. Step S22 is a step of forming a liquid film of the first processing liquid held at a temperature higher than normal temperature on the substrate by supplying a first processing liquid containing sulfuric acid held at a high temperature on the substrate. . FIG. 8B is a schematic cross-sectional view schematically showing the inside of the cup when the step S22 is performed.

処理液供給ノズル63aから所定量の第1の処理液1を吐出した状態で、スピンチャック61及びウエハWを例えば200rpmの回転数で回転し、この状態を所定時間(例えば30秒)行って、ウエハWの表面全体に第1の処理液1の液膜を形成する。   In a state where a predetermined amount of the first processing liquid 1 is discharged from the processing liquid supply nozzle 63a, the spin chuck 61 and the wafer W are rotated at a rotation speed of, for example, 200 rpm, and this state is performed for a predetermined time (for example, 30 seconds). A liquid film of the first processing liquid 1 is formed on the entire surface of the wafer W.

次に、ステップS23を含む蒸気・ミスト供給工程を行う。ステップS23は、基板の第1の処理液として硫酸の液膜が形成された面に、第2の処理液として過酸化水素水を蒸気又はミストで供給する工程である。図8(c)は、ステップS23の工程が行われる際のカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。   Next, a steam / mist supply process including step S23 is performed. Step S23 is a step of supplying hydrogen peroxide water as the second processing liquid by vapor or mist onto the surface of the substrate on which the liquid film of sulfuric acid is formed as the first processing liquid. FIG.8 (c) is a schematic sectional drawing which shows typically the mode in a cup at the time of the process of step S23 being performed.

蒸気・ミスト供給手段64から所定量の第2の処理液の蒸気又はミストを吐出した状態で、スピンチャック61及びウエハWを例えば300rpmの回転数で回転し、この状態を所定時間(例えば60秒)行って、ウエハWの表面全体に第2の処理液の蒸気又はミストを供給する。   The spin chuck 61 and the wafer W are rotated at a rotational speed of, for example, 300 rpm in a state where a predetermined amount of vapor or mist of the second processing liquid is discharged from the vapor / mist supply means 64, and this state is maintained for a predetermined time (for example, 60 seconds) And supplying the vapor or mist of the second processing liquid to the entire surface of the wafer W.

ここで、図9を参照し、第1の処理液として硫酸よりなる液膜に向けて、第2の処理液として過酸化水素水の蒸気を供給する場合に、基板表面のレジスト残渣が除去される作用効果について説明する。   Here, referring to FIG. 9, when supplying the hydrogen peroxide vapor as the second processing liquid toward the liquid film made of sulfuric acid as the first processing liquid, the resist residue on the substrate surface is removed. The function and effect will be described.

図9を参照するに、スピンチャック61に載置されるウェハWの上面には、硫酸よりなる第1の処理液1の液膜が形成されている。そして、ウェハWは、ウェハW上に供給される硫酸よりなる第1の処理液1が常温より高温に保持されているため、ウェハW上に形成される液膜の温度は、ウェハWの表面に供給される第1の処理液が保持されている高温に等しくなる。   Referring to FIG. 9, a liquid film of the first processing liquid 1 made of sulfuric acid is formed on the upper surface of the wafer W placed on the spin chuck 61. In the wafer W, since the first treatment liquid 1 made of sulfuric acid supplied onto the wafer W is held at a temperature higher than room temperature, the temperature of the liquid film formed on the wafer W is the surface of the wafer W. It becomes equal to the high temperature with which the 1st processing liquid supplied to is held.

このような高温に保持された液膜が形成された基板の面に過酸化水素水の蒸気が供給される場合、高温で基板表面に形成された液膜の硫酸と、供給された過酸化水素水の蒸気とが反応する。高温の過酸化水素水の蒸気は、第1の実施の形態で説明した式(4)及び式(5)に示す化学反応を起こし、解離して活性酸素を発生させ、更に硫酸と反応し、カロ酸を発生させる。   When the hydrogen peroxide solution vapor is supplied to the surface of the substrate on which the liquid film held at such a high temperature is formed, the sulfuric acid of the liquid film formed on the substrate surface at the high temperature and the supplied hydrogen peroxide Reacts with water vapor. The vapor of the high-temperature hydrogen peroxide solution causes the chemical reaction shown in the equations (4) and (5) described in the first embodiment, dissociates to generate active oxygen, and further reacts with sulfuric acid. Generates caroic acid.

本実施の形態においても、上記式(4)及び式(5)の化学反応を促進するために、液膜を高温に保持し、供給された過酸化水素水は、蒸気のまま液膜を形成する硫酸中に溶存することが望ましい。ただし、供給される過酸化水素水中の過酸化水素は、100℃より高い温度では分解しやすくなるため、例えば70℃〜100℃が好適である。   Also in the present embodiment, in order to promote the chemical reaction of the above formulas (4) and (5), the liquid film is kept at a high temperature, and the supplied hydrogen peroxide solution forms a liquid film as a vapor. It is desirable to dissolve in sulfuric acid. However, since hydrogen peroxide in the supplied hydrogen peroxide water is easily decomposed at a temperature higher than 100 ° C., for example, 70 ° C. to 100 ° C. is preferable.

なお、本実施の形態でも、ステップS22の工程とステップS23の工程を順番に繰返して行うことによって、基板上に硫酸を含む第1の処理液の液膜を形成する工程と、液膜が形成された面に過酸化水素水の蒸気又はミストを供給する工程を交互に繰返して行うことができる。ウエハWの表面に第1の処理液1を供給し、ウエハWの表面に第1の処理液の液膜を形成する工程と、ウエハWの表面に第2の処理液の蒸気又はミストを供給する工程を順次繰り返し行うことにより、ウエハWの表面に接触して化学反応し反応性が弱くなった第1の処理液1を未反応の新規な第1の処理液1に頻繁に置換することができるため、例えばカロ酸の濃度等の基板処理に有効な成分の濃度を継続して一定に保つことができる。   In the present embodiment also, the process of step S22 and the process of step S23 are sequentially repeated to form a liquid film of the first treatment liquid containing sulfuric acid on the substrate, and a liquid film is formed. The process of supplying the hydrogen peroxide solution vapor or mist to the formed surface can be alternately repeated. Supplying the first processing liquid 1 to the surface of the wafer W, forming a liquid film of the first processing liquid on the surface of the wafer W, and supplying vapor or mist of the second processing liquid to the surface of the wafer W The first treatment liquid 1 that has been chemically reacted in contact with the surface of the wafer W and has become less reactive is frequently replaced with an unreacted new first treatment liquid 1 by sequentially repeating the steps. Therefore, the concentration of components effective for substrate processing such as the concentration of caroic acid can be kept constant.

最後に、ステップS24の工程を行う。ステップS24は、基板を載置台から取り外す工程である。図8(d)は、ステップS24の工程が行われた後のカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。   Finally, step S24 is performed. Step S24 is a step of removing the substrate from the mounting table. FIG. 8D is a schematic cross-sectional view schematically showing the inside of the cup after the step S24 is performed.

処理液供給手段63からの第1の処理液1の供給を停止したまま、スピンチャック61及びウエハWを低速回転例えば35rpmの回転数で回転すると共に、図示しない純水供給源から純水を吐出し、この状態を所定時間(例えば3秒)行って、ウエハWの表面に付着する第1の処理液、第2の処理液及びレジスト残渣を洗い流す。   While the supply of the first processing liquid 1 from the processing liquid supply means 63 is stopped, the spin chuck 61 and the wafer W are rotated at a low speed, for example, 35 rpm, and pure water is discharged from a pure water supply source (not shown). Then, this state is performed for a predetermined time (for example, 3 seconds), and the first processing liquid, the second processing liquid, and the resist residue adhering to the surface of the wafer W are washed away.

上記のようにしてリンス処理を行った後、図示しないNガス供給ノズルからウエハWの表面にNガスを供給(噴射)して、ウエハ表面に付着する純水の水滴を除去する。この場合、温度コントローラ64gによってNガスの温度を室温より高めに調整することにより、乾燥処理を効率よく行うことができる。また、ウエハWの回転と、Nガス供給ノズルを水平方向に往復移動させることとを組み合せることにより、更に乾燥処理を迅速に行うことができる。乾燥処理後、ウエハWをスピンチャック61上から搬出して処理を終了する。
(第2の実施の形態の変形例)
次に、図10及び図11を参照し、第2の実施の形態の変形例に係る基板処理装置及び基板処理方法について説明する。
After performing the rinsing process as described above, N 2 gas is supplied (injected) to the surface of the wafer W from an N 2 gas supply nozzle (not shown) to remove water droplets of pure water adhering to the wafer surface. In this case, the drying process can be efficiently performed by adjusting the temperature of the N 2 gas to be higher than the room temperature by the temperature controller 64g. Further, by combining the rotation of the wafer W and the reciprocating movement of the N 2 gas supply nozzle in the horizontal direction, the drying process can be performed more quickly. After the drying process, the wafer W is unloaded from the spin chuck 61 and the process ends.
(Modification of the second embodiment)
Next, a substrate processing apparatus and a substrate processing method according to a modification of the second embodiment will be described with reference to FIGS.

図10は、本変形例に係る基板処理方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。図11は、本変形例に係る基板処理方法を説明するための図であり、各工程におけるカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。図10のステップS31乃至ステップS34の各々の工程が行われる際又は行われた後のカップ内の様子は、図11(a)乃至図11(d)の各々の概略断面図に対応する。   FIG. 10 is a flowchart for explaining the procedure of each step of the substrate processing method according to the present modification. FIG. 11 is a diagram for explaining the substrate processing method according to this modification, and is a schematic cross-sectional view schematically showing the inside of the cup in each step. The state in the cup when or after each of the steps S31 to S34 of FIG. 10 corresponds to the schematic cross-sectional views of FIGS. 11 (a) to 11 (d).

本変形例に係る基板処理方法は、第2の実施の形態に係る基板処理装置及び基板処理方法において、基板上に常温より高温に保持された第1の処理液を塗布する代わりに、常温より高温に保持された基板上に第1の処理液を塗布することを特徴とする。   The substrate processing method according to this modification is the same as the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to the second embodiment, instead of applying the first processing liquid held at a temperature higher than normal temperature on the substrate. The first treatment liquid is applied onto a substrate held at a high temperature.

すなわち、本変形例においては、常温より高温に保持した過酸化水素水の蒸気又はミストを硫酸よりなる第1の処理液の液膜が形成された基板上に供給する代わりに、スピンチャック61aに温度制御機構61bを設け、スピンチャック61aからの伝熱によりスピンチャック61aに載置される基板の温度を制御することを特徴とする。   That is, in this modification, instead of supplying the hydrogen peroxide solution vapor or mist kept at a temperature higher than normal temperature onto the substrate on which the liquid film of the first treatment liquid made of sulfuric acid is formed, the spin chuck 61a A temperature control mechanism 61b is provided to control the temperature of the substrate placed on the spin chuck 61a by heat transfer from the spin chuck 61a.

本変形例に係る基板処理方法は、図10に示すように、載置工程と、液膜形成工程と、蒸気・ミスト供給工程と、取外し工程とを含む。載置工程は、ステップS31の工程を含み、液膜形成工程は、ステップS32の工程を含み、蒸気・ミスト供給工程は、ステップS33の工程を含み、取外し工程は、ステップS34の工程を含む。   As shown in FIG. 10, the substrate processing method according to this modification includes a placement process, a liquid film forming process, a vapor / mist supply process, and a removal process. The placement process includes the process of step S31, the liquid film formation process includes the process of step S32, the steam / mist supply process includes the process of step S33, and the removal process includes the process of step S34.

まず、ステップS31の工程を含む載置工程を行う。ステップS31は、基板を載置台であるスピンチャック61a上に載置する工程であり、第2の実施の形態におけるステップS21と同一の工程である。図11(a)は、ステップS21の工程が行われた後のカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。   First, the mounting process including the process of step S31 is performed. Step S31 is a step of placing the substrate on the spin chuck 61a, which is a placement table, and is the same step as step S21 in the second embodiment. Fig.11 (a) is a schematic sectional drawing which shows typically the mode in the cup after the process of step S21 was performed.

次に、ステップS32を含む液膜形成工程を行う。ステップS32は、高温に保持された基板上に硫酸を含む第1の処理液を供給することによって、基板上に常温より高温に保持された第1の処理液の液膜を形成する工程である。図11(b)は、ステップS32の工程が行われる際のカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。   Next, a liquid film forming process including step S32 is performed. Step S32 is a step of forming a liquid film of the first processing liquid held at a temperature higher than normal temperature on the substrate by supplying the first processing liquid containing sulfuric acid onto the substrate held at a high temperature. . FIG.11 (b) is a schematic sectional drawing which shows typically the mode in a cup at the time of the process of step S32 being performed.

ステップS32は、第2の実施の形態におけるステップS22と異なる。すなわち、ウェハWの表面に形成される液膜の温度を常温より高温に保持するために、第2の実施の形態では、液膜を形成する第1の処理液1を温度コントローラ63fによって高温に保持するのと相違し、本変形例では、液膜が形成されるウェハWをスピンチャック61aに設けられた温度制御機構61bによって例えば150℃の高温に保持する。   Step S32 is different from step S22 in the second embodiment. That is, in order to maintain the temperature of the liquid film formed on the surface of the wafer W at a temperature higher than room temperature, in the second embodiment, the temperature of the first processing liquid 1 for forming the liquid film is increased to a high temperature by the temperature controller 63f. Unlike the holding, in this modification, the wafer W on which the liquid film is formed is held at a high temperature of, for example, 150 ° C. by the temperature control mechanism 61b provided in the spin chuck 61a.

処理液供給ノズル63aから所定量の第1の処理液1を吐出した状態で、スピンチャック61及びウエハWを例えば200rpmの回転数で回転し、この状態を所定時間(例えば30秒)行って、ウエハWの表面全体に第1の処理液1の液膜を形成する。   In a state where a predetermined amount of the first processing liquid 1 is discharged from the processing liquid supply nozzle 63a, the spin chuck 61 and the wafer W are rotated at a rotation speed of, for example, 200 rpm, and this state is performed for a predetermined time (for example, 30 seconds). A liquid film of the first processing liquid 1 is formed on the entire surface of the wafer W.

次に、ステップS33を含む蒸気・ミスト供給工程を行う。ステップS33は、基板の第1の処理液として硫酸の液膜が形成された面に、第2の処理液として過酸化水素水を蒸気又はミストで供給する工程であり、第2の実施の形態におけるステップS23と同一の工程である。図11(c)は、ステップS33の工程が行われる際のカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。   Next, a steam / mist supply process including step S33 is performed. Step S33 is a step of supplying hydrogen peroxide water as the second processing liquid by vapor or mist to the surface of the substrate on which the liquid film of sulfuric acid is formed as the first processing liquid. Second Embodiment This is the same step as step S23. FIG.11 (c) is a schematic sectional drawing which shows typically the mode in a cup at the time of the process of step S33.

最後に、ステップS34の工程を行う。ステップS34は、基板を載置台から取り外す工程であり、第2の実施の形態におけるステップS24と同一の工程である。図11(d)は、ステップS34の工程が行われた後のカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。   Finally, step S34 is performed. Step S34 is a step of removing the substrate from the mounting table, and is the same step as step S24 in the second embodiment. FIG.11 (d) is a schematic sectional drawing which shows typically the mode in the cup after the process of step S34 was performed.

本変形例においても、基板の高温に保持された液膜が形成された面に過酸化水素水の蒸気が供給され、過酸化水素水により発生された活性酸素が基板表面で硫酸と反応してカロ酸が発生するため、高温で分解しやすい過酸化水素水を使用しながら、反応速度が大きく、基板表面のレジスト残渣を効率よく除去するための基板処理を行うことができる。   Also in this modification, hydrogen peroxide solution vapor is supplied to the surface of the substrate on which the liquid film held at a high temperature is formed, and the active oxygen generated by the hydrogen peroxide solution reacts with sulfuric acid on the substrate surface. Since caloic acid is generated, the reaction rate is high and the substrate treatment for efficiently removing the resist residue on the substrate surface can be performed while using hydrogen peroxide solution that is easily decomposed at high temperature.

以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be modified or changed.

特に上記実施例では、処理する基板として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、LCD基板、ガラス基板、セラミック基板等を基板として処理する場合にも本発明を適用することができる。   In particular, in the above-described embodiments, the semiconductor wafer is described as an example of the substrate to be processed. .

本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically the structure of the substrate processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置の基板処理装置の構成を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a configuration of a substrate processing apparatus of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る基板処理方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure of each process of the substrate processing method which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る基板処理方法を説明するための図であり、各工程における処理容器内の様子を模式的に示す概略断面図(その1)である。It is a figure for demonstrating the substrate processing method which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and is a schematic sectional drawing (the 1) which shows typically the mode in the processing container in each process. 本発明の第1の実施の形態に係る基板処理方法を説明するための図であり、各工程における処理容器内の様子を模式的に示す概略断面図(その2)である。It is a figure for demonstrating the substrate processing method which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and is a schematic sectional drawing (the 2) which shows typically the mode in the processing container in each process. 本発明の第1の実施の形態に係る基板処理方法を説明するための図であり、各工程における処理容器内の様子を模式的に示す概略断面図(その3)である。It is a figure for demonstrating the substrate processing method which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and is a schematic sectional drawing (the 3) which shows typically the mode in the processing container in each process. 本発明の第1の実施の形態に係る基板処理方法を説明するための図であり、引上げられる基板の処理槽に貯留された第1の洗浄液の液面近傍に、第2の処理液の蒸気・ミストが供給される様子を模式的に示す図である。It is a figure for demonstrating the substrate processing method which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the vapor | steam of a 2nd process liquid is near the liquid level of the 1st cleaning liquid stored in the processing tank of the pulled-up substrate. -It is a figure which shows a mode that mist is supplied typically. 本発明の第2の実施の形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows typically the structure of the substrate processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の基板処理方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure of each process of the substrate processing method of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の基板処理方法を説明するための図であり、各工程におけるカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。It is a figure for demonstrating the substrate processing method of the 2nd Embodiment of this invention, and is a schematic sectional drawing which shows typically the mode in the cup in each process. 本発明の第2の実施の形態の基板処理方法を説明するための図であり、基板の第1の処理液の液膜が形成された面に、第2の処理液の蒸気・ミストが供給される様子を模式的に示す図である。It is a figure for demonstrating the substrate processing method of the 2nd Embodiment of this invention, and the vapor | steam and mist of a 2nd process liquid are supplied to the surface in which the liquid film of the 1st process liquid was formed of the board | substrate. It is a figure which shows a mode that it is performed typically. 本発明の第2の実施の形態の変形例に係る基板処理方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure of each process of the substrate processing method which concerns on the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の変形例に係る基板処理方法を説明するための図であり、各工程におけるカップ内の様子を模式的に示す概略断面図である。It is a figure for demonstrating the substrate processing method which concerns on the modification of the 2nd Embodiment of this invention, and is a schematic sectional drawing which shows typically the mode in the cup in each process. 一般的な基板処理装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of a general substrate processing apparatus. 過酸化水素水に対する硫酸の割合(モル比)を横軸、カロ酸の生成率を縦軸とするグラフである。It is a graph which makes the ratio (molar ratio) of the sulfuric acid with respect to hydrogen peroxide water a horizontal axis, and the production rate of a caroic acid is a vertical axis.

符号の説明Explanation of symbols

5 処理容器
10 処理槽
10a、11a、67 排液口
11 外槽
12、53 ドレン弁
13、52、54 ドレン管
17 メッシュ
18 第1の処理液取出管
19 比抵抗値検出器
20 第1の処理液収容タンク
24a 上限センサ
24b 下限センサ
24c 適量センサ
26 供給管
26a 過酸化水素水供給配管
28 供給ノズル
29、63g、64f 開閉弁
30 ウェハボート
31 基板昇降機構
32 取付部材
32a ボルト
33 支持部材
34 中央保持棒
35 側部保持棒
34a、35a 保持溝
40、64a 蒸気・ミスト供給ノズル(蒸気・ミスト供給手段)
40a、42a、50a ノズル本体
40b、42b、50b ノズル孔
42 ジェットノズル
43 循環管路
44 ポンプ
45 ダンパ
46、63e、64e フィルタ
47、49、51 切換弁
49a 第1の処理液供給源
61、61a スピンチャック
62 モータ
63 処理液供給手段
63a 処理液供給ノズル
63b 処理液供給源
63c 処理液供給管路
63d 処理液供給ポンプ
63f、64g 温度コントローラ
64 蒸気・ミスト供給手段
64b 蒸気・ミスト供給源
64c 蒸気・ミスト供給管路
64d 流量コントローラ
65 CPU(制御手段)
66 カップ
68 排気口
69a、69b 移動機構
5 Processing container 10 Processing tank 10a, 11a, 67 Drain port 11 Outer tank 12, 53 Drain valve 13, 52, 54 Drain pipe 17 Mesh 18 First processing liquid take-out pipe 19 Resistivity detector 20 First processing Liquid storage tank 24a Upper limit sensor 24b Lower limit sensor 24c Appropriate amount sensor 26 Supply pipe 26a Hydrogen peroxide supply pipe 28 Supply nozzle 29, 63g, 64f On-off valve 30 Wafer boat 31 Substrate elevating mechanism 32 Mounting member 32a Bolt 33 Support member 34 Center holding Bar 35 Side holding rods 34a, 35a Holding grooves 40, 64a Steam / mist supply nozzle (steam / mist supply means)
40a, 42a, 50a Nozzle body 40b, 42b, 50b Nozzle hole 42 Jet nozzle 43 Circulation line 44 Pump 45 Damper 46, 63e, 64e Filter 47, 49, 51 Switch valve 49a First processing liquid supply source 61, 61a Spin Chuck 62 Motor 63 Treatment liquid supply means 63a Treatment liquid supply nozzle 63b Treatment liquid supply source 63c Treatment liquid supply pipe 63d Treatment liquid supply pump 63f, 64g Temperature controller 64 Steam / mist supply means 64b Steam / mist supply source 64c Steam / mist supply Supply line 64d Flow rate controller 65 CPU (control means)
66 Cup 68 Exhaust port 69a, 69b Movement mechanism

Claims (8)

硫酸を含む第1の処理液及び過酸化水素水を含む第2の処理液を用いて基板を処理する基板処理装置であって、
前記第1の処理液を常温より高温の状態で貯留する処理槽と、
前記処理槽の上方に配置され、前記第1の処理液及び前記第2の処理液を用いて基板を処理する処理容器と、
前記処理槽と前記処理容器との間で基板を昇降させる基板昇降機構と、
前記基板昇降機構によって基板を前記処理槽から引上げるか又は前記処理槽に浸漬させる際に、前記基板の前記処理槽に貯留された前記第1の処理液の液面近傍に、前記第2の処理液のミストを供給するミスト供給手段と
を有することを特徴とする基板処理装置。
A substrate processing apparatus for processing a substrate using a first processing liquid containing sulfuric acid and a second processing liquid containing hydrogen peroxide.
A treatment tank for storing the first treatment liquid at a temperature higher than room temperature;
A processing container disposed above the processing tank and processing a substrate using the first processing liquid and the second processing liquid;
A substrate lifting mechanism for lifting and lowering the substrate between the processing tank and the processing container;
When the substrate is lifted from the processing tank by the substrate raising / lowering mechanism or immersed in the processing tank, the second treatment liquid is disposed near the liquid surface of the first processing liquid stored in the processing tank of the substrate. A substrate processing apparatus comprising: mist supply means for supplying a mist of a processing solution.
前記処理槽からオーバーフローした前記第1の処理液を受け止める外槽と、
前記外槽から前記第1の処理液を回収し、再び前記処理槽に供給する処理液循環手段と
を有することを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
An outer tank for receiving the first processing liquid overflowed from the processing tank;
The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a processing liquid circulating unit that recovers the first processing liquid from the outer tank and supplies the first processing liquid to the processing tank again.
前記ミスト供給手段は、前記処理容器の内部であって前記処理槽に貯留された前記第1の処理液の液面の近傍に設けられることを特徴とする請求項2記載の基板処理装置。   3. The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the mist supply means is provided in the vicinity of the liquid surface of the first processing liquid stored in the processing tank inside the processing container. 前記処理容器の内部に設けられ、前記処理容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有することを特徴とする請求項3記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 3, further comprising an inert gas supply unit that is provided inside the processing container and supplies an inert gas into the processing container. 前記不活性ガス供給手段は、前記ミスト供給手段の上方に設けられることを特徴とする請求項4記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 4, wherein the inert gas supply unit is provided above the mist supply unit. 硫酸を含む第1の処理液及び過酸化水素水を含む第2の処理液を用いて基板を処理する基板処理方法であって、
基板を常温より高温に保持された前記第1の処理液に浸漬するか又は常温より高温に保持された該第1の処理液から引上げることによって、前記基板に常温より高温に保持された前記第1の処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記基板の前記第1の処理液の液面近傍に、前記第2の処理液のミストを供給するミスト供給工程と
を有することを特徴とする基板処理方法。
A substrate processing method for processing a substrate using a first processing liquid containing sulfuric acid and a second processing liquid containing hydrogen peroxide.
The substrate held at a temperature higher than room temperature by immersing the substrate in the first treatment liquid held at a temperature higher than room temperature or pulling up the substrate from the first treatment liquid held at a temperature higher than room temperature. A liquid film forming step of forming a liquid film of the first treatment liquid;
And a mist supply step of supplying a mist of the second processing liquid in the vicinity of the liquid surface of the first processing liquid on the substrate.
気密可能に基板を処理する処理容器内に不活性ガスを供給することを特徴とする請求項6記載の基板処理方法。   The substrate processing method according to claim 6, wherein an inert gas is supplied into a processing container for processing the substrate in an airtight manner. 前記第2の処理液のミストを供給するミスト供給部より上方から前記不活性ガスを供給することを特徴とする請求項7記載の基板処理方法。   The substrate processing method according to claim 7, wherein the inert gas is supplied from above a mist supply unit that supplies mist of the second processing liquid.
JP2008271274A 2008-10-21 2008-10-21 Substrate processing apparatus and substrate processing method Active JP5147638B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008271274A JP5147638B2 (en) 2008-10-21 2008-10-21 Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR1020090097794A KR101421752B1 (en) 2008-10-21 2009-10-14 Substrate processing apparatus and substrate processing method
US12/581,562 US20100095981A1 (en) 2008-10-21 2009-10-19 Substrate processing apparatus and substrate processing method
TW098135619A TWI389239B (en) 2008-10-21 2009-10-21 Substrate processing apparatus and substrate processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008271274A JP5147638B2 (en) 2008-10-21 2008-10-21 Substrate processing apparatus and substrate processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010103190A true JP2010103190A (en) 2010-05-06
JP5147638B2 JP5147638B2 (en) 2013-02-20

Family

ID=42293610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008271274A Active JP5147638B2 (en) 2008-10-21 2008-10-21 Substrate processing apparatus and substrate processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5147638B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9786527B2 (en) 2012-08-20 2017-10-10 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing device and substrate processing method for carrying out chemical treatment for substrate
US10002770B2 (en) 2012-08-17 2018-06-19 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing device and substrate processing method for carrying out chemical treatment for substrate
WO2018181809A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 株式会社Flosfia Processing device and processing method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1022256A (en) * 1996-07-05 1998-01-23 Tokyo Electron Ltd Equipment and method for cleaning/drying
JPH10209109A (en) * 1997-01-24 1998-08-07 Tokyo Electron Ltd Cleaning equipment and cleaning method
JP2005044900A (en) * 2003-07-24 2005-02-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Wafer processing method and wafer processor
JP2008016620A (en) * 2006-07-05 2008-01-24 Toshiba Corp Device and method for manufacturing semiconductor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1022256A (en) * 1996-07-05 1998-01-23 Tokyo Electron Ltd Equipment and method for cleaning/drying
JPH10209109A (en) * 1997-01-24 1998-08-07 Tokyo Electron Ltd Cleaning equipment and cleaning method
JP2005044900A (en) * 2003-07-24 2005-02-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Wafer processing method and wafer processor
JP2008016620A (en) * 2006-07-05 2008-01-24 Toshiba Corp Device and method for manufacturing semiconductor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10002770B2 (en) 2012-08-17 2018-06-19 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing device and substrate processing method for carrying out chemical treatment for substrate
US11217452B2 (en) 2012-08-17 2022-01-04 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing device and substrate processing method for carrying out chemical treatment for substrate
US9786527B2 (en) 2012-08-20 2017-10-10 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing device and substrate processing method for carrying out chemical treatment for substrate
WO2018181809A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 株式会社Flosfia Processing device and processing method
JPWO2018181809A1 (en) * 2017-03-31 2020-05-14 株式会社Flosfia Processing device and processing method
JP7186954B2 (en) 2017-03-31 2022-12-12 株式会社Flosfia Processing equipment and processing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP5147638B2 (en) 2013-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101421752B1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP5454108B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium
JPH10209110A (en) Cleaning equipment and cleaning method
EP1884280B1 (en) Chemical-liquid mixing method and apparatus for the cleaning of substrates such as semiconductor wafers
JP5330793B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP2007227764A (en) Substrate surface-treating device, substrate surface treatment method, and substrate-treating device
US20130276822A1 (en) Hyperbaric methods and systems for rinsing and drying granular materials
JP2004321971A (en) Cleaning device and board treating apparatus
JP5147638B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP5189121B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method, and recording medium on which a computer program for executing the substrate processing method is recorded
US20060130880A1 (en) Substrate treating apparatus and method
JP2007005478A (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method, and computer-readable storage medium
US20070272657A1 (en) Apparatus and method for single substrate processing
EP0739252B1 (en) Process and apparatus for the treatment of semiconductor wafers in a fluid
JP2006294966A (en) Substrate drying method, substrate dryer and recording medium
JP2017117938A (en) Substrate liquid processing apparatus and substrate liquid processing method
JP7142461B2 (en) SUBSTRATE PROCESSING METHOD, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM
JP2003045843A (en) Substrate processing apparatus and method
JP3979691B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP2008251655A (en) Substrate treatment device
JP3892787B2 (en) Substrate processing equipment
JP2005166847A (en) Method and device for treating substrate
WO2023120229A1 (en) Substrate processing device and substrate processing method
JP3795297B2 (en) Substrate cleaning device
JP2005166848A (en) Substrate treating method and device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120424

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120522

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120719

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121127

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5147638

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151207

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250