JP2016103597A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】酸化膜および疎水基を効率よく除去することができ、基板の電気特性の悪化を抑制することのできる基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】実施形態の一態様に係る基板処理装置は、保持部と、除去部とを備える。保持部は、表面に酸化膜および疎水基が形成された基板を保持する。除去部は、保持部によって保持された基板の表面に対して処理ガスを供給し、該処理ガスを用いたケミカルエッチングによって酸化膜および疎水基を基板の表面から除去する。【選択図】図１Ｃ

Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

従来、洗浄処理後の基板を乾燥させる際、パターン間に残ったリンス液の表面張力によってパターンの倒壊が引き起こされることがあった。そこで、近年、たとえば、洗浄処理後の基板の表面に、酸化膜および疎水基を含む撥水性の保護膜を形成して疎水化し、リンス液からパターンへ作用する表面張力を低減した状態で乾燥処理を行う技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、特許文献１記載の技術では、ドライアッシングやオゾンガス処理等の灰化処理を行い、基板の表面に形成された保護膜を除去するようにしている。

特許第４４０３２０２号公報

しかしながら、上述した従来技術においては、灰化処理で保護膜を除去していることから、基板の表面が酸化して改質してしまうことがあった。そして、かかる状態の基板に対し、たとえば、成膜処理が行われると、基板表面の酸化や基板表面に残存する疎水基の影響によって導電性が低下するなど、基板の電気特性が悪化するおそれがあった。

実施形態の一態様は、酸化膜および疎水基を効率よく除去することができ、基板の電気特性の悪化を抑制することのできる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理装置は、保持部と、除去部とを備える。保持部は、表面に酸化膜および疎水基が形成された基板を保持する。除去部は、前記保持部によって保持された前記基板の表面に対して処理ガスを供給し、該処理ガスを用いたケミカルエッチングによって前記酸化膜および前記疎水基を前記基板の表面から除去する。

実施形態の一態様によれば、酸化膜および疎水基を効率よく除去することができ、基板の電気特性の悪化を抑制することができる。

図１Ａは、第１の実施形態に係る基板処理方法の説明図（その１）である。 図１Ｂは、第１の実施形態に係る基板処理方法の説明図（その２）である。 図１Ｃは、第１の実施形態に係る基板処理方法の説明図（その３）である。 図１Ｄは、第１の実施形態に係る基板処理方法の説明図（その４）である。 図１Ｅは、第１の実施形態に係る基板処理方法の説明図（その５）である。 図１Ｆは、第１の実施形態に係る基板処理方法の説明図（その６）である。 図２は、第１の実施形態に係る基板処理システムの構成を示す模式図である。 図３は、第１の実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。 図４は、除去処理装置の概略構成を示す断面図である。 図５は、熱処理装置の概略構成を示す断面図である。 図６は、第１の実施形態に係る基板処理システムが実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。 図７は、第２の実施形態に係る基板処理システムの構成を示す模式図である。 図８は、第３の実施形態に係る基板処理システムの構成を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
＜基板処理方法の内容＞
まず、第１の実施形態に係る基板処理方法の内容について図１Ａ〜図１Ｆを用いて説明する。図１Ａ〜図１Ｆは、本実施形態に係る基板処理方法の説明図である。

本実施形態に係る基板処理方法では、パターンが形成された基板Ｗ（以下、「ウェハＷ」と記載する場合もある）に対し、洗浄および乾燥処理、酸化膜等の除去処理、成膜処理などが順次行われる。

なお、以下では、基板Ｗがシリコンウェハである場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、たとえば化合物半導体ウェハなどその他の種類のウェハであってもよい。また、以下では、キャパシタとして機能するウェハＷを例に挙げて説明するが、これに限られず、後述する疎水化処理が行われるウェハＷであればどのようなものであってもよい。

図１Ａに示すように、本実施形態におけるウェハＷにあっては、シリコン層１のパターン形成面１ａに、たとえばウエットエッチングによって下部電極膜２が形成されているものとする。なお、下部電極膜２は、パターンの一例である。

そして、下部電極膜２が形成されたウェハＷに対し、洗浄および乾燥処理が行われる。詳しくは、ウェハＷに対し、薬液が供給されてウェハＷの洗浄が行われ、続いてリンス液の一種であるＤＩＷ（純水）が供給されて薬液成分が除去される。

なお、薬液としては、たとえば、ＤＨＦ（希フッ酸）が用いられるが、これに限定されるものではない。また、リンス液も、上述したＤＩＷに限られず、薬液成分を除去できるものであれば、その他の種類のリンス液を用いてもよい。

次いで、ウェハＷに対し、界面活性剤（たとえば水溶性界面活性剤）が供給され、これによって、図１Ｂに示すように、ウェハＷの表面には、酸化膜３および疎水基４を含む撥水性の保護膜５が形成される。これにより、ウェハＷの表面が疎水化される。

なお、上述した酸化膜３は、たとえば酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含むものとする。また、図１Ｂおよび後述する図１Ｃでは、理解の便宜のため、疎水基４を白丸で模式的に示している。

次いで、ウェハＷに対し、リンス液の一種であるＤＩＷが供給され、ウェハＷ上に残存している界面活性剤が除去される。続いて、疎水化した状態のウェハＷに対し、乾燥処理が行われる。

具体的には、たとえば、ウェハＷに対してドライエアが供給され、ウェハＷ上のＤＩＷが蒸発することで、乾燥が行われる。なお、上述した乾燥処理を減圧雰囲気下で行い、蒸発速度を増加させて乾燥を促進するように構成してもよい。

ここで、上述した乾燥処理が行われる際、図１Ｂに想像線で示すように、パターン（ここでは下部電極膜２）間に残ったＤＩＷの表面張力によってパターンの倒壊が生じるおそれがある。

しかしながら、本実施形態におけるウェハＷのパターンは、撥水性の保護膜５によって覆われているため、ＤＩＷはパターンとの接触角度θ（図１Ｂ参照）をたとえば９０°近くに保ったまま乾燥していくこととなる。これにより、ＤＩＷからパターンへ作用する表面張力を低減することができ、よってパターンの倒壊を抑制することができる。

ところで、上述した乾燥処理の後、保護膜５たる酸化膜３および疎水基４を除去する処理が行われるが、このときに酸化膜３および疎水基４が十分に除去されず、ウェハＷの表面に残存してしまうことがあった。また、たとえば、ドライアッシングやオゾンガス処理などの灰化処理で酸化膜３および疎水基４を除去すると、ウェハＷの表面が酸化して改質してしまうことがあった。

そして、かかる疎水基４が残存した状態のウェハＷや表面が酸化したウェハＷに対し、たとえば、成膜処理が行われると、ウェハＷの表面の酸化やウェハＷの表面に残存する疎水基４の影響によって導電性の低下やキャパシタ容量の減少など、ウェハＷの電気特性が悪化するおそれがあった。

そこで、本実施形態に係る基板処理方法では、図１Ｃに示すように、プラズマを用いず、ウェハＷの表面に対して処理ガスを供給し、処理ガスを用いたケミカルエッチングによって酸化膜３および疎水基４をウェハＷの表面から除去するようにした。なお、処理ガスとしては、アンモニア（ＮＨ３）およびフッ化水素ガス（ＨＦ）を含むガスを用いることができる。

これにより、エッチングによるウェハＷへのダメージを抑えつつ、酸化膜３および疎水基４を等方性エッチングによってウェハＷの表面から効率よく除去することができ、ウェハＷの電気特性の悪化を抑制することができる。また、上述したケミカルエッチングを行うことで、ウェハＷの表面が酸化して改質することを抑制することもでき、ウェハＷの電気特性の悪化をより一層抑制することができる。図１Ｄでは、処理ガスを用いたケミカルエッチングによって酸化膜３および疎水基４が除去されたウェハＷを示している。

次いで、酸化膜３および疎水基４が除去されたウェハＷに対し、成膜処理が行われる。具体的には、たとえば、図１Ｅに示すように、ウェハＷに対し、下部電極膜２の上に容量膜６が形成されるとともに、図１Ｆに示すように、容量膜６の上に上部電極膜７が形成され、キャパシタが完成する。

なお、上述した容量膜６や上部電極膜７は、たとえばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法によって形成されるが、これらに限られるものではない。

また、上記では、酸化膜３および疎水基４が除去されたウェハＷに対し、成膜処理を行うように構成したが、これに限定されるものではなく、たとえば、アニール処理やイオン注入処理などその他の処理を行うように構成してもよい。

＜基板処理システムの構成＞
次に、本実施形態に係る基板処理システムの構成について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る基板処理システムの構成を示す模式図である。

図２に示すように、基板処理システム１０は、洗浄装置２０と、基板処理装置３０と、成膜装置４０とを備える。洗浄装置２０では、ウェハＷに対して洗浄処理や乾燥処理などが行われる。

具体的には、たとえば、下部電極膜２が形成されたウェハＷ（図１Ａ参照）が洗浄装置２０に搬入される。洗浄装置２０では、搬入されたウェハＷに対し、薬液供給部（図示せず）から薬液を供給してウェハＷの洗浄が行われ、続いてリンス液供給部（図示せず）からリンス液を供給して薬液成分を除去するリンス処理が行われる。

さらに、洗浄装置２０では、界面活性剤供給部（図示せず）からウェハＷに対し、界面活性剤を供給して、ウェハＷの表面に酸化膜３および疎水基４を含む撥水性の保護膜５を形成する、疎水化処理が行われる（図１Ｂ参照）。

また、洗浄装置２０では、上述したリンス液供給部から再度リンス液を供給して、ウェハＷ上に残った界面活性剤を除去するリンス処理が行われる。また、洗浄装置２０では、疎水化した状態のウェハＷに対し、ドライエア供給部（図示せず）からドライエアを供給し、乾燥処理が行われる。

そして、乾燥処理を終え、表面に酸化膜３および疎水基４が形成されたウェハＷは、洗浄装置２０から搬出された後、基板処理装置３０へ搬入される。

基板処理装置３０では、酸化膜３および疎水基４をウェハＷから除去する処理が行われる（図１Ｃおよび図１Ｄ参照）。かかる基板処理装置３０の構成については、後に詳しく説明する。

酸化膜３および疎水基４が除去されたウェハＷは、基板処理装置３０から搬出された後、成膜装置４０へ搬入される。成膜装置４０では、たとえばＣＶＤ法によって容量膜６および上部電極膜７を形成する成膜処理が行われる（図１Ｅおよび図１Ｆ参照）。そして、成膜処理が施されたウェハＷは、成膜装置４０から搬出される。

＜基板処理装置の構成＞
次に、本実施形態に係る基板処理装置３０の構成について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る基板処理装置３０の概略構成を示す平面図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図３に示すように、基板処理装置３０は、搬入出部３１と、ロードロック室３２と、熱処理装置３３と、除去処理装置３４とを備えた、ガスケミカルエッチング装置である。

なお、後述するように、熱処理装置３３および除去処理装置３４によって、ウェハＷから酸化膜３および疎水基４が除去されることから、熱処理装置３３および除去処理装置３４は、除去部３５の一例である。また、熱処理装置３３は、加熱部の一例であり、除去処理装置３４はガス供給部の一例である。

また、基板処理装置３０は、制御装置３６を備える。制御装置３６は、たとえばコンピュータであり、制御部３６ａと記憶部３６ｂとを備える。記憶部３６ｂには、基板処理装置３０において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部３６ａは、記憶部３６ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置３０の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置３６の記憶部３６ｂにインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

＜搬入出部の構成＞
基板処理装置３０の搬入出部３１は、搬送室５０を備え、かかる搬送室５０の内部には、ウェハＷを搬送する第１ウェハ搬送機構５１が設けられる。第１ウェハ搬送機構５１は、ウェハＷを略水平に保持しつつ搬送する、２つの搬送アーム５１ａ，５１ｂを備える。なお、上記では、搬送アーム５１ａ，５１ｂが２つである場合を例に挙げたが、これに限定されるものではなく、搬送アームは１つあるいは３つ以上であってもよい。

搬送室５０は、平面視において略長方形状に形成され、搬送室５０の長手方向（Ｘ軸方向）の側面側には、キャリア載置台５２が設けられる。キャリア載置台５２には、複数枚のウェハＷを水平状態で収容可能な複数の搬送容器（以下、「キャリアＣ」と記載する）が載置される。また、搬送室５０の短手方向（Ｙ軸方向）の側面側には、ウェハＷの位置合わせを行なうオリエンタ５３が設けられる。

上述のように構成された搬入出部３１において、ウェハＷは、搬送アーム５１ａ，５１ｂによって保持されつつ、第１ウェハ搬送機構５１の駆動によって水平方向への直進や回転移動、あるいは垂直方向へ昇降移動させられ、所望の場所に搬送させられる。また、搬送アーム５１ａ，５１ｂが、キャリアＣ、オリエンタ５３やロードロック室３２に対してそれぞれ進退することで、ウェハＷは、キャリアＣやロードロック室３２に搬入出させられる。

＜ロードロック室の構成＞
ロードロック室３２は、搬送室５０の長手方向（Ｘ軸方向）の側面側、正確には、搬送室５０のキャリア載置台５２が設けられる側面とは反対の側面側（Ｙ軸正方向側）に隣接して２つ設けられる。

また、各ロードロック室３２には、それぞれ熱処理装置３３が隣接して設けられ、さらに各熱処理装置３３には、それぞれ除去処理装置３４が隣接して設けられる。このように、基板処理装置３０においては、ロードロック室３２、熱処理装置３３および除去処理装置３４の順でＹ軸方向に沿って直列に並べられて配置される。

各ロードロック室３２と搬送室５０とは、それぞれゲートバルブ５４を介して連結される。ロードロック室３２は、所定の真空度まで真空引き可能に構成される。また、各ロードロック室３２の内部には、ウェハＷを搬送する第２ウェハ搬送機構５５が設けられる。

第２ウェハ搬送機構５５は、たとえば多関節軸を有するアーム構造を備えるとともに、ウェハＷを略水平に保持するピックを有している。第２ウェハ搬送機構５５は、アームを縮めた状態にある場合にピックがロードロック室３２内に位置し、アームを伸ばした状態にある場合にピックが熱処理装置３３に到達し、さらにアームを伸ばすと、除去処理装置３４へ到達するように構成される。すなわち、第２ウェハ搬送機構５５は、ウェハＷをロードロック室３２、熱処理装置３３および除去処理装置３４間で搬送することができるように構成される。

＜除去処理装置の構成＞
次いで、除去処理装置３４の構成について図４を参照して説明する。図４は、除去処理装置３４の概略構成を示す断面図である。

図４に示すように、除去処理装置３４は、チャンバ６０と、載置台６１と、ガス供給機構６２と、排気機構６３とを備える。チャンバ６０は、密閉構造とされ、その内部には、ウェハＷを収納する処理室（処理空間）６４が形成される。

また、チャンバ６０の側壁には、ウェハＷを処理室６４内へ搬入出させるための搬入出口６５が開口される。そして、搬入出口６５には、搬入出口６５を開閉するゲートバルブ６６が設けられる。

載置台６１は、処理室６４の適宜位置に設けられる。載置台６１には、たとえば、洗浄装置２０から搬入され、表面に酸化膜３および疎水基４が形成されたウェハＷが略水平の状態で載置されて保持される。かかる載置台６１は、保持部の一例である。

載置台６１は、たとえば平面視において略円形状に形成され、チャンバ６０の底部に固定される。また、載置台６１の内部の適宜位置には、載置台６１の温度を調節する温度調節器６７が設けられる。

温度調節器６７は、たとえば水などの液体が循環させられる管路を有し、かかる管路内を流れる液体と熱交換が行われることにより、載置台６１の上面の温度が調節される。これにより、載置台６１と載置台６１上のウェハＷとの間で熱交換が行われ、ウェハＷの温度が調節される。なお、温度調節器６７は、上述した構成に限定されるものではなく、たとえば電気ヒータなどであってもよい。

ガス供給機構６２は、シャワーヘッド７０と、第１ガス供給路７１と、第２ガス供給路７２とを備える。

シャワーヘッド７０は、チャンバ６０の天井部に設けられる。また、シャワーヘッド７０は、処理ガスを吐出させる複数の吐出口（図示せず）を有する。なお、シャワーヘッド７０が設けられる位置は、上記したチャンバ６０の天井部に限定されるものではなく、処理ガスをウェハＷの表面に供給できれば、チャンバ６０の側面部など別の場所であってもよい。

第１ガス供給路７１および第２ガス供給路７２の一端は、それぞれシャワーヘッド７０に接続される。また、第１ガス供給路７１の他端は、処理ガスの一種であるアンモニアガスの供給源７３に接続される。また、第１ガス供給路７１の途中には、第１ガス供給路７１の開閉動作およびアンモニアガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁７４が介挿される。

第２ガス供給路７２の他端は、処理ガスの一種であるフッ化水素ガスの供給源７５に接続される。また、第２ガス供給路７２の途中には、第２ガス供給路７２の開閉動作およびフッ化水素ガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁７６が介挿される。

したがって、たとえば流量調整弁７４，７６が開弁されると、処理室６４には、シャワーヘッド７０を介してアンモニアガスおよびフッ化水素ガスが拡散されるようにして吐出される。

なお、上記では、第１ガス供給路７１および第２ガス供給路７２を、それぞれ独立してシャワーヘッド７０に接続したが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、第１ガス供給路７１と第２ガス供給路７２とを合流させ、合流した供給路をシャワーヘッド７０に接続するようにしてもよい。さらに、合流した供給路にのみ流量調整弁を設けるようにすれば、部品点数を減少させることも可能となる。

排気機構６３は、たとえば、チャンバ６０の底部に設けられた開口７７に接続される排気路７８を備える。排気路７８の途中には、開閉弁７９が介挿され、開閉弁７９の下流側には、強制排気を行うための排気ポンプ８０が介挿される。

なお、除去処理装置３４のゲートバルブ６６、温度調節器６７、流量調整弁７４、７６、開閉弁７９、排気ポンプ８０等の各部の動作は、上述した制御装置３６の制御命令によってそれぞれ制御される。すなわち、ガス供給機構６２によるアンモニアガスやフッ化水素ガスの供給、排気機構６３による排気、温度調節器６７による温度調節などは、制御装置３６によって制御される。

＜熱処理装置の構成＞
次いで、熱処理装置３３の構成について図５を参照して説明する。図５は、熱処理装置３３の概略構成を示す断面図である。

図５に示すように、熱処理装置３３は、チャンバ９０と、載置台９１と、ガス供給機構９２と、排気機構９３とを備える。チャンバ９０は、密閉構造とされ、その内部には、ウェハＷを収納する処理室（処理空間）９４が形成される。

また、チャンバ９０のロードロック室３２側の側壁には、ウェハＷを処理室９４内へ搬入出させるための搬入出口９５ａが開口される。搬入出口９５ａには、搬入出口９５ａを開閉するゲートバルブ９６が設けられ、ゲートバルブ９６を介してロードロック室３２と連結される。

さらに、チャンバ９０の除去処理装置３４側の側壁には、ウェハＷを処理室９４内へ搬入出させるための搬入出口９５ｂが開口される。搬入出口９５ｂには、上述したゲートバルブ６６が設けられ、搬入出口９５ｂを開閉する。また、搬入出口９５ｂは、ゲートバルブ６６を介して除去処理装置３４の搬入出口６５と連結される。

載置台９１は、処理室９４の適宜位置に設けられる。載置台９１には、たとえば、熱処理装置３３から搬入されたウェハＷが略水平な状態で載置されて保持される。

載置台９１にはヒータ９７が埋設される。かかるヒータ９７によりウェハＷを加熱する加熱処理が行われるが、この加熱処理については、後に詳説する。

ガス供給機構９２は、第３ガス供給路１００を備える。第３ガス供給路１００の一端は、処理室９４に接続される一方、他端は不活性ガスの一種である窒素ガス（Ｎ２）の供給源１０１に接続される。また、第３ガス供給路１００の途中には、第３ガス供給路１００の開閉動作および窒素ガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁１０２が介挿される。

排気機構９３は、たとえば、チャンバ９０の底部に設けられた開口１０３に接続される排気路１０４を備える。排気路１０４の途中には、自動圧力制御弁１０５が介挿され、自動圧力制御弁１０５の下流側には、強制排気を行うための排気ポンプ１０６が介挿される。

なお、熱処理装置３３のゲートバルブ９６、ヒータ９７、流量調整弁１０２、排気ポンプ１０６等の各部の動作は、上述した制御装置３６の制御命令によってそれぞれ制御される。すなわち、ガス供給機構９２による窒素ガスの供給、排気機構９３による排気、ヒータ９７による加熱などは、制御装置３６によって制御される。

＜基板処理装置におけるウェハの処理方法＞
次に、以上のように構成された基板処理装置３０におけるウェハＷの処理方法について図３〜図５を参照しつつ説明する。

基板処理装置３０では、ウェハＷの表面に形成された酸化膜３および疎水基４が除去される。詳しくは、まず、表面に酸化膜３および疎水基４が形成されたウェハＷがキャリアＣに収容され、基板処理装置３０のキャリア載置台５２へ搬送される。

基板処理装置３０においては、ゲートバルブ５４を開いた状態でキャリア載置台５２のキャリアＣから第１ウェハ搬送機構５１の搬送アーム５１ａ、５１ｂのいずれかによりウェハＷが１枚ロードロック室３２へ搬送され、第２ウェハ搬送機構５５のピックに受け渡される。

その後、ゲートバルブ５４が閉じられるとともに、ロードロック室３２内が真空排気される。続いて、ゲートバルブ６６，９６が開かれ、ピックが除去処理装置３４まで伸ばされて載置台６１にウェハＷが載置される。

その後、ピックはロードロック室３２に戻され、ゲートバルブ６６が閉じられ、チャンバ６０内が密閉状態とされる。この状態で、温度調節器６７によって載置台６１上のウェハＷの温度を所定の温度に調節しつつ、ガス供給機構６２からアンモニアガスおよびフッ化水素ガスをウェハＷへ吐出（供給）する。

これにより、ウェハＷ上において、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む酸化膜３と、アンモニアガスおよびフッ化水素ガスとが、下記の化学反応式（１）（２）のように反応する。
ＳｉＯ２＋４ＨＦ→ＳｉＦ４＋２Ｈ２Ｏ ・・・（１）
ＳｉＦ４＋２ＮＨ３＋２ＨＦ→（ＮＨ４）２ＳｉＦ６ ・・・（２）

このように、酸化膜３は、処理ガスたるアンモニアガスおよびフッ化水素ガスと反応することで、フルオロケイ酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳｉＦ６）や水分（Ｈ２Ｏ）を含む反応生成物に変質させられる。

なお、アンモニアガスおよびフッ化水素ガスの供給量は、酸化膜３のすべてを反応生成物に変質できるような量に設定されることが好ましい。

また、上記では、ウェハＷに対し、アンモニアガスおよびフッ化水素ガスを同時、あるいは略同時に供給するが、これに限定されるものではない。すなわち、ウェハＷに対し、アンモニアガスおよびフッ化水素ガスのいずれか一方を先に供給し、その後他方を供給するようにしてもよい。

また、上記では、酸化膜３が処理ガスによって反応生成物に変質させられるようにしたが、これに限られず、酸化膜３および疎水基４の少なくともいずれかを処理ガスと反応させて反応生成物に変質させるようにしてもよい。

除去処理装置３４において、上述したガス供給処理が終了した後、熱処理装置３３において、ウェハＷの表面に形成された反応生成物を加熱によって除去する処理が行われる。

具体的には、ゲートバルブ６６，９６が開かれ、第２ウェハ搬送機構５５のピックにより載置台６１上の処理後のウェハＷが保持される。そして、第２ウェハ搬送機構５５のアームが縮んで、ウェハＷは、熱処理装置３３の載置台９１に載置されて保持される。そして、ピックはロードロック室３２に戻され、ゲートバルブ６６，９６が閉じられる。

その後、チャンバ９０内に窒素ガスが供給されるとともに、ヒータ９７により載置台９１上のウェハＷが、たとえば所定の温度以上となるまで加熱される。これにより、除去処理装置３４で形成された反応生成物は、下記の化学式（３）のように、加熱されて気化（昇華）し、疎水基４とともに除去される。
（ＮＨ４）２ＳｉＦ６→ＳｉＦ４＋２ＮＨ３＋２ＨＦ ・・・（３）

このように、除去処理装置３４でのガス供給処理後に、熱処理装置３３で加熱処理を行うことで、ウェハＷの表面に形成された酸化膜３および疎水基４が除去される。

酸化膜３および疎水基４が除去されたウェハＷは、基板処理装置３０から搬出されて成膜装置４０（図２参照）へ搬入される。具体的には、ゲートバルブ５４，９６が開かれ、第２ウェハ搬送機構５５のピックにより載置台９１上のウェハＷが保持される。そして、ウェハＷは、第２ウェハ搬送機構５５のピックから第１ウェハ搬送機構５１の搬送アーム５１ａ、５１ｂのいずれかへ受け渡されてキャリアＣに収容され、ウェハＷを収容したキャリアＣが成膜装置４０へ搬送される。

なお、上記では、ウェハＷに対するガス供給処理と加熱処理とをそれぞれ別のチャンバ６０，９０で行うようにしたが、これに限定されるものではなく、たとえば同じチャンバ内で行うように構成してもよい。

＜基板処理システムの具体的動作＞
次に、基板処理システム１０の具体的動作について図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る基板処理システム１０が実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。基板処理システム１０が備える洗浄装置２０、基板処理装置３０および成膜装置４０の各装置は、各装置が備える制御装置の制御に従って図６に示す各処理手順を実行する。

図６に示すように、基板処理システム１０では、まず、洗浄装置２０へのウェハＷの搬入処理が行われる（ステップＳ１０）。かかるウェハ搬入処理では、たとえば、下部電極膜２が形成されたウェハＷ（図１Ａ参照）が洗浄装置２０に搬入される。

次いで、洗浄装置２０に搬入されたウェハＷに対し、薬液を供給してウェハＷの洗浄処理が行われ（ステップＳ１１）、続いてリンス液を供給して薬液成分を除去するリンス処理が行われる（ステップＳ１２）。

次いで、ウェハＷに対して界面活性剤を供給して、ウェハＷの表面に酸化膜３および疎水基４を形成する、疎水化処理が行われる（ステップＳ１３）。そして、ウェハＷに対してリンス液を供給して、残存する界面活性剤を除去するリンス処理が行われ（ステップＳ１４）、続いてウェハＷの乾燥処理が行われる（ステップＳ１５）。

次いで、表面に酸化膜３および疎水基４が形成されたウェハＷを洗浄装置２０から搬出するウェハ搬出処理が行われ（ステップＳ１６）、搬出されたウェハＷを基板処理装置３０へ搬入するウェハ搬入処理が行われる（ステップＳ１７）。

そして、基板処理装置３０において、表面に酸化膜３および疎水基４が形成されたウェハＷを保持しつつウェハＷの表面へ処理ガスを供給するガス供給処理が行われた後（ステップＳ１８）、ウェハＷの加熱処理が行われる（ステップＳ１９）。このように、ウェハＷへ処理ガスを供給して、該処理ガスを用いたケミカルエッチングを行うことで、酸化膜３および疎水基４がウェハＷから除去される。

次いで、酸化膜３および疎水基４が除去されたウェハＷを、基板処理装置３０から搬出するウェハ搬出処理が行われ（ステップＳ２０）、搬出されたウェハＷを成膜装置４０へ搬入するウェハ搬入処理が行われる（ステップＳ２１）。

そして、成膜装置４０に搬入されたウェハＷに対し、容量膜６および上部電極膜７を形成する成膜処理が行われ（ステップＳ２２）、続いてウェハＷを成膜装置４０から搬出するウェハ搬出処理が行われる（ステップＳ２３）。

上述してきたように、本実施形態に係る基板処理装置３０は、保持部（載置台６１）と、除去部３５（熱処理装置３３、除去処理装置３４）とを備える。保持部は、表面に酸化膜３および疎水基４が形成されたウェハＷを保持する。除去部３５は、保持部によって保持されたウェハＷの表面に対して処理ガスを供給し、該処理ガスを用いたケミカルエッチングによって酸化膜３および疎水基４をウェハＷの表面から除去する。

したがって、本実施形態に係る基板処理装置３０によれば、酸化膜３および疎水基４を効率よく除去することができ、ウェハＷの電気特性の悪化を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次いで、第２の実施形態に係る基板処理システム１０ａについて説明する。図７は、第２の実施形態に係る基板処理システム１０ａの構成を示す模式図である。なお、以下においては、第１の実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１の実施形態との相違点に焦点をおいて説明すると、第２の実施形態に係る基板処理システム１０ａにあっては、基板処理装置３０と成膜装置４０とを備えるとともに、基板処理装置３０が洗浄装置２０を備えるように構成した。

すなわち、洗浄装置２０が基板処理装置３０に搭載されるようにしたことから、洗浄装置２０から基板処理装置３０へのウェハＷの搬出処理（図６のステップＳ１６）および搬入処理（図６のステップＳ１７）を省略することができる。これにより、第２の実施形態では、ウェハＷの乾燥処理を行った後に（図６のステップＳ１５）、処理ガス供給処理（図６のステップＳ１８）を行うことが可能となり、よってウェハＷの生産性を向上させることができる。

（第３の実施形態）
次いで、第３の実施形態に係る基板処理システム１０ｂについて説明する。図８は、第３の実施形態に係る基板処理システム１０ｂの構成を示す模式図である。

第３の実施形態に係る基板処理システム１０ｂにあっては、洗浄装置２０と基板処理装置３０とを備えるとともに、基板処理装置３０が成膜装置４０を備えるように構成した。

すなわち、成膜装置４０が基板処理装置３０に搭載されるようにしたことから、基板処理装置３０から成膜装置４０へのウェハＷの搬出処理（図６のステップＳ２０）および搬入処理（図６のステップＳ２１）を省略することができる。これにより、第３の実施形態では、ウェハＷの加熱処理を行った後に（図６のステップＳ１９）、成膜処理（図６のステップＳ２２）を行うことが可能となり、よってウェハＷの生産性を向上させることができる。

なお、上述した第２、第３の実施形態においては、洗浄装置２０または成膜装置４０が基板処理装置３０に搭載される構成を例に挙げたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、洗浄装置２０および成膜装置４０の両方が基板処理装置３０に搭載されるようにしてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ ウェハ（基板）
１ シリコン層
２ 下部電極膜
３ 酸化膜
４ 疎水基
５ 保護膜
６ 容量膜
７ 上部電極膜
１０ 基板処理システム
２０ 洗浄装置
３０ 基板処理装置
３３ 熱処理装置
３４ 除去処理装置
３５ 除去部
３６ 制御装置
４０ 成膜装置
６０ チャンバ
６１ 載置台
６２ ガス供給機構
６３ 排気機構
９０ チャンバ
９１ 載置台
９２ ガス供給機構
９３ 排気機構

Claims (10)

1. 表面に酸化膜および疎水基が形成された基板を保持する保持部と、
   前記保持部によって保持された前記基板の表面に対して処理ガスを供給し、該処理ガスを用いたケミカルエッチングによって前記酸化膜および前記疎水基を前記基板の表面から除去する除去部と
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記処理ガスは、
   アンモニアガスおよびフッ化水素ガスを含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記除去部は、
   前記基板の表面に対して前記処理ガスを供給し、前記酸化膜および前記疎水基の少なくともいずれかを前記処理ガスと反応させて反応生成物に変質させるガス供給部と、
   前記反応生成物を加熱して除去する加熱部と
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 表面に前記酸化膜および前記疎水基が形成された状態の前記基板に対し、洗浄処理および乾燥処理を行う洗浄装置
   を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
5. 前記除去部で前記酸化膜および前記疎水基が除去された前記基板に対して成膜処理を行う成膜装置
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
6. 表面に酸化膜および疎水基が形成された基板を保持する保持工程と、
   前記基板の表面に対して処理ガスを供給し、該処理ガスを用いたケミカルエッチングによって前記酸化膜および前記疎水基を前記基板の表面から除去する除去工程と
   を含むことを特徴とする基板処理方法。
7. 前記処理ガスは、
   アンモニアガスおよびフッ化水素ガスを含むこと
   を特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
8. 前記除去工程は、
   前記基板の表面に対して前記処理ガスを供給し、前記酸化膜および前記疎水基の少なくともいずれかを前記処理ガスと反応させて反応生成物に変質させるガス供給工程と、
   前記反応生成物を加熱して除去する加熱工程と
   を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の基板処理方法。
9. 表面に前記酸化膜および前記疎水基が形成された状態の前記基板に対し、洗浄処理および乾燥処理を行う洗浄乾燥工程
   を含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の基板処理方法。
10. 前記除去工程で前記酸化膜および前記疎水基が除去された前記基板に対して成膜処理を行う成膜工程
    を含むことを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の基板処理方法。

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