JP2017216431A - Substrate cleaning method, substrate cleaning system and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
開示の実施形態は、基板洗浄方法、基板洗浄システムおよび記憶媒体に関する。 Embodiments disclosed herein relate to a substrate cleaning method, a substrate cleaning system, and a storage medium.
従来、シリコンウェハや化合物半導体ウェハ等の基板に付着したパーティクルの除去を行う基板洗浄装置が知られている。特許文献1に開示の基板洗浄方法では、揮発成分を含み基板上に膜を形成するための成膜処理液を基板へ供給し、揮発成分が揮発することによって成膜処理液が基板上で固化または硬化してなる処理膜に対して処理膜を基板から剥離させる剥離処理液を供給し、その後、処理膜に対して処理膜を溶解させる溶解処理液を供給することにより、基板の表面に影響を与えることなく、基板に付着した粒子径の小さい不要物を除去している。 Conventionally, there has been known a substrate cleaning apparatus that removes particles adhering to a substrate such as a silicon wafer or a compound semiconductor wafer. In the substrate cleaning method disclosed in Patent Document 1, a film forming process liquid for forming a film on a substrate containing a volatile component is supplied to the substrate, and the film forming process liquid is solidified on the substrate by volatilization of the volatile component. Alternatively, the surface of the substrate is affected by supplying a peeling treatment liquid for peeling the treatment film from the substrate to the cured treatment film, and then supplying a solution for dissolving the treatment film to the treatment film. In this way, unnecessary substances having a small particle diameter attached to the substrate are removed.
しかしながら、特許文献1の基板洗浄方法は、水分を含んだ剥離処理液と溶解処理液を用いており、水に反応して溶解されるおそれのあるGe(ゲルマニウム)又はIII−V族等の材料から成る基板に適用することができない。また、水に反応して腐食されてしまうおそれがある磁気抵抗メモリのメタル材料からなる基板にも適用することができない。 However, the substrate cleaning method of Patent Document 1 uses a stripping treatment solution and a dissolution treatment solution containing moisture, and is a material such as Ge (germanium) or III-V group that may be dissolved by reacting with water. It cannot be applied to a substrate made of Further, it cannot be applied to a substrate made of a metal material of a magnetoresistive memory that may be corroded in response to water.
実施形態の一態様は、水に反応して溶解又は腐食を起こす材料から成る基板の表面に影響を与えることなく、基板に付着した不要物を除去することのできる基板洗浄方法、基板洗浄システムおよび記憶媒体を提供することを目的とする。 One aspect of an embodiment is a substrate cleaning method, a substrate cleaning system, and a substrate cleaning method capable of removing unnecessary substances attached to the substrate without affecting the surface of the substrate made of a material that reacts with water and causes dissolution or corrosion. An object is to provide a storage medium.
実施形態の一態様に係る基板洗浄方法は、揮発成分を含み基板上に膜を形成するための成膜処理液を前記基板へ供給する成膜処理液供給工程と、前記揮発成分が揮発することによって前記成膜処理液が前記基板上で固化または硬化してなる処理膜に対して該処理膜を前記基板から剥離させる剥離処理液を供給する剥離処理液供給工程と、前記剥離処理液供給工程後、前記処理膜に対して該処理膜を溶解させる溶解処理液を供給する溶解処理液供給工程と、を含み、前記剥離処理液供給工程において用いられる剥離処理液は水分を含まない非極性溶媒であり、前記溶解処理液供給工程において用いられる溶解処理液は水分を含まない極性溶媒である。 A substrate cleaning method according to an aspect of an embodiment includes a film formation processing liquid supply step for supplying a film formation processing liquid for forming a film on a substrate including a volatile component to the substrate, and the volatile component is volatilized. A peeling treatment liquid supply step for supplying a peeling treatment liquid for peeling the treatment film from the substrate to a treatment film obtained by solidifying or curing the film formation treatment liquid on the substrate, and the peeling treatment liquid supply step And a dissolution treatment liquid supply step for supplying a dissolution treatment liquid for dissolving the treatment film with respect to the treatment film, and the release treatment liquid used in the release treatment solution supply step is a nonpolar solvent containing no moisture The dissolution treatment liquid used in the dissolution treatment liquid supply step is a polar solvent that does not contain moisture.
実施形態の一態様は、水に反応して溶解又は腐食を起こす材料から成る基板の表面に影響を与えることなく、基板に付着した不要物を除去することができる。 In one aspect of the embodiment, unnecessary substances attached to the substrate can be removed without affecting the surface of the substrate made of a material that reacts with water and causes dissolution or corrosion.
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板洗浄方法、基板洗浄システムおよび記憶媒体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。 Hereinafter, embodiments of a substrate cleaning method, a substrate cleaning system, and a storage medium disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.
(第1の実施形態)
<基板洗浄方法の内容>
まず、第1の実施形態に係る基板洗浄方法の内容について図1A〜図1Eを用いて説明する。図1A〜図1Eは、第1の実施形態に係る基板洗浄方法の説明図である。
(First embodiment)
<Contents of substrate cleaning method>
First, the contents of the substrate cleaning method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 1E. 1A to 1E are explanatory views of a substrate cleaning method according to the first embodiment.
図1Aに示すように、第1の実施形態に係る基板洗浄方法では、シリコンウェハや化合物半導体ウェハ等の基板(以下、「ウェハW」と記載する)のパターン形成面に対し、揮発成分を含みウェハW上に膜を形成するための処理液(以下、「成膜処理液」と記載する)を供給する。 As shown in FIG. 1A, the substrate cleaning method according to the first embodiment includes a volatile component with respect to the pattern formation surface of a substrate such as a silicon wafer or a compound semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer W”). A processing liquid for forming a film on the wafer W (hereinafter referred to as “film forming processing liquid”) is supplied.
ウェハWのパターン形成面に供給された成膜処理液は、揮発成分の揮発による体積収縮を起こしながら固化または硬化して処理膜となる。これにより、ウェハW上に形成されたパターンやパターンに付着したパーティクルPがこの処理膜に覆われた状態となる(図1B参照)。なお、ここでいう「固化」とは、固体化することを意味し、「硬化」とは、分子同士が連結して高分子化すること(たとえば架橋や重合等)を意味する。 The film-forming treatment liquid supplied to the pattern formation surface of the wafer W is solidified or cured while causing volume shrinkage due to volatilization of the volatile components, thereby forming a treatment film. As a result, the pattern formed on the wafer W and the particles P adhering to the pattern are covered with the processing film (see FIG. 1B). Here, “solidification” means solidification, and “curing” means that molecules are connected to each other to be polymerized (for example, crosslinking or polymerization).
つづいて、図1Bに示すように、ウェハW上の処理膜に対して剥離処理液が供給される。剥離処理液とは、前述の処理膜をウェハWから剥離させる処理液である。 Subsequently, as shown in FIG. 1B, the peeling treatment liquid is supplied to the treatment film on the wafer W. The peeling treatment liquid is a treatment liquid for peeling the above-described treatment film from the wafer W.
具体的には、処理膜上に供給された後、処理膜中に浸透していきウェハWの界面に到達する。ウェハWの界面に到達した剥離処理液は、ウェハWの界面であるパターン形成面に浸透する。 Specifically, after being supplied onto the processing film, it penetrates into the processing film and reaches the interface of the wafer W. The stripping solution that has reached the interface of the wafer W penetrates into the pattern forming surface that is the interface of the wafer W.
このように、ウェハWと処理膜との間に剥離処理液が浸入することにより、処理膜は「膜」の状態でウェハWから剥離し、これに伴い、パターン形成面に付着したパーティクルPが処理膜とともにウェハWから剥離する(図1C参照)。 As described above, when the peeling treatment liquid permeates between the wafer W and the treatment film, the treatment film is peeled off from the wafer W in a “film” state, and accordingly, the particles P adhering to the pattern formation surface are removed. It peels from the wafer W together with the treatment film (see FIG. 1C).
なお、成膜処理液は、揮発成分の揮発に伴う体積収縮によって生じる歪み(引っ張り力)により、パターン等に付着したパーティクルPをパターン等から引き離すことができる。 Note that the film-forming treatment liquid can separate the particles P attached to the pattern or the like from the pattern or the like due to distortion (tensile force) generated by volume contraction accompanying volatilization of the volatile component.
つづいて、ウェハWから剥離された処理膜に対し、処理膜を溶解させる溶解処理液が供給される。これにより、処理膜は溶解し、処理膜に取り込まれていたパーティクルPは、溶解処理液中に浮遊した状態となる(図1D参照)。その後、溶解処理液や溶解した処理膜を純水等で洗い流すことにより、パーティクルPは、ウェハW上から除去される(図1E参照)。 Subsequently, a solution for dissolving the treatment film is supplied to the treatment film peeled from the wafer W. Thereby, the treatment film is dissolved, and the particles P taken in the treatment film are in a state of floating in the dissolution treatment liquid (see FIG. 1D). After that, the particles P are removed from the wafer W by washing away the dissolution treatment liquid or the dissolved treatment film with pure water or the like (see FIG. 1E).
このように、第1の実施形態に係る基板洗浄方法では、ウェハW上に形成された処理膜をウェハWから「膜」の状態で剥離させることで、パターン等に付着したパーティクルPを処理膜とともにウェハWから除去することとした。 As described above, in the substrate cleaning method according to the first embodiment, the processing film formed on the wafer W is peeled from the wafer W in a “film” state, so that the particles P attached to the pattern or the like are processed into the processing film. At the same time, the wafer W was removed.
したがって、第1の実施形態に係る基板洗浄方法によれば、化学的作用を利用することなくパーティクル除去を行うため、エッチング作用等による下地膜の侵食を抑えることができる。 Therefore, according to the substrate cleaning method according to the first embodiment, particle removal is performed without using a chemical action, so that erosion of the underlying film due to an etching action or the like can be suppressed.
また、第1の実施形態に係る基板洗浄方法によれば、従来の物理力を利用した基板洗浄方法と比較して弱い力でパーティクルPを除去することができるため、パターン倒れを抑制することもできる。 In addition, according to the substrate cleaning method according to the first embodiment, the particles P can be removed with a weak force as compared with the conventional substrate cleaning method using physical force, so that pattern collapse can be suppressed. it can.
さらに、第1の実施形態に係る基板洗浄方法によれば、従来の物理力を利用した基板洗浄方法では除去が困難であった、粒子径が小さいパーティクルPを容易に除去することが可能となる。 Furthermore, according to the substrate cleaning method according to the first embodiment, it is possible to easily remove particles P having a small particle diameter, which are difficult to remove by the conventional substrate cleaning method using physical force. .
なお、第1の実施形態に係る基板洗浄方法において、処理膜は、ウェハWに成膜された後、パターン露光を行うことなくウェハWから全て除去される。したがって、洗浄後のウェハWは、成膜処理液を塗布する前の状態、すなわち、パターン形成面が露出した状態となる。 In the substrate cleaning method according to the first embodiment, after the processing film is formed on the wafer W, it is completely removed from the wafer W without performing pattern exposure. Therefore, the cleaned wafer W is in a state before the film-forming treatment liquid is applied, that is, a state where the pattern forming surface is exposed.
第1の実施形態では、成膜処理液としてトップコート液を用いる。トップコート液が固化又は硬化したトップコート膜は、レジストへの液浸液の浸み込みを防ぐためにレジストの上面に塗布される保護膜である。 In the first embodiment, a topcoat liquid is used as the film forming treatment liquid. The topcoat film obtained by solidifying or curing the topcoat liquid is a protective film applied on the upper surface of the resist in order to prevent the immersion liquid from entering the resist.
また、液浸液とは、たとえばリソグラフィ工程における液浸露光に用いられる液体である。なお、トップコート液には、固化または硬化する際に体積が収縮する性質を有するアクリル樹脂が含まれている。 The immersion liquid is a liquid used for immersion exposure in a lithography process, for example. The topcoat liquid contains an acrylic resin having a property that the volume shrinks when solidifying or curing.
これにより、揮発成分の揮発だけでなく、アクリル樹脂の硬化収縮によっても体積収縮が引き起こされるため、揮発成分のみを含む成膜処理液と比べて体積収縮率が大きく、パーティクルPを強力に引き離すことができる。 As a result, volume shrinkage is caused not only by volatilization of the volatile component but also by curing shrinkage of the acrylic resin, so that the volume shrinkage rate is larger than that of the film forming treatment liquid containing only the volatile component, and the particles P are strongly separated. Can do.
特に、アクリル樹脂は、エポキシ樹脂等の他の樹脂と比較して体積収縮率が大きいため、パーティクルPに引っ張り力を与えるという点でトップコート液は有効である。また、リソグラフィ工程で用いるトップコート液そのものを用いる必要は無く、体積収縮による引っ張り力や基板からの剥離性能を向上させるために、リソグラフィ工程で用いるトップコート液に他の薬液を添加された液を用いても良い。 In particular, since the acrylic resin has a larger volume shrinkage rate than other resins such as an epoxy resin, the top coat liquid is effective in that it gives a tensile force to the particles P. In addition, it is not necessary to use the top coat liquid itself used in the lithography process, and in order to improve the tensile force due to volume shrinkage and the peeling performance from the substrate, a liquid obtained by adding another chemical to the top coat liquid used in the lithography process. It may be used.
特許文献1では、剥離処理液としてDIW、溶解処理液としてアルカリ水溶液を用いている。しかしながら、ウェハWの表面を形成する材料によっては、水分を含む処理液を用いることができない。この様な材料として、例えば、Ge又はIII−V族等があり、この種の材料は水に反応して溶解されてしまう。また、MRAM、PCRAM、ReRAMなどの磁気抵抗メモリのメタル材料もあり、この種の材料も水に反応して腐食されてしまう。 In Patent Document 1, DIW is used as a stripping treatment liquid and an alkaline aqueous solution is used as a dissolution treatment liquid. However, depending on the material forming the surface of the wafer W, a treatment liquid containing moisture cannot be used. Examples of such a material include Ge or III-V group, and this kind of material is dissolved by reacting with water. There are also metal materials for magnetoresistive memories such as MRAM, PCRAM, and ReRAM, and this type of material also corrodes in response to water.
第1の実施形態では、水分を含有する溶媒に代えて、水分を含有せず、上述の材料から成るウェハWに対して溶解や腐食といった反応を起こさせない有機溶媒を用いる。また、ウェハW上のトップコート膜は極性有機物であるアクリル樹脂から構成されているので、剥離処理液はトップコート膜を溶解させない非極性溶媒を用い、溶解処理液はトップコート膜を溶解させる極性溶媒を用いる。 In the first embodiment, instead of a solvent containing moisture, an organic solvent that does not contain moisture and does not cause a reaction such as dissolution or corrosion to the wafer W made of the above-described material is used. In addition, since the top coat film on the wafer W is made of an acrylic resin that is a polar organic substance, the non-polar solvent that does not dissolve the top coat film is used as the stripping treatment liquid, and the dissolution treatment liquid has a polarity that dissolves the top coat film. Use solvent.
なお、一般に、極性物質は極性物質を溶解し易く、非極性物質は非極性物質を溶解し易く、極性物質と非極性物質とは互いに溶解し難いという性質を有している。また、非極性物質の処理液は表面状態によらず濡れ性が良いため、ウェハWの表面が疎水性であっても表面と膜との界面に凝集して膜を剥離することが可能である。 In general, polar substances easily dissolve polar substances, nonpolar substances easily dissolve nonpolar substances, and polar substances and nonpolar substances have a property of being difficult to dissolve each other. In addition, since the non-polar treatment liquid has good wettability regardless of the surface state, even if the surface of the wafer W is hydrophobic, it can aggregate at the interface between the surface and the film to peel off the film. .
具体的には、剥離処理液として、例えば、非極性溶媒であるHFE(ハイドロフルオロエーテル)、HFC(ハイドロフルオロカーボン)、HFO(ハイドロフルオロオレフィン)、PFC(パーフルオロカーボン)等といったフッ素系の溶媒のうち少なくとも1つの溶媒を用いることができる。 Specifically, as a stripping treatment liquid, for example, among non-polar solvents such as HFE (hydrofluoroether), HFC (hydrofluorocarbon), HFO (hydrofluoroolefin), PFC (perfluorocarbon), etc. At least one solvent can be used.
また、溶解処理液として、例えば、極性溶媒であるアルコール類(例えばIPA)、PGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、MIBC(4−メチル−2−ペンタノール)等のうち少なくとも1つの溶媒を用いることができる。 In addition, as the solution for dissolving, for example, polar solvents such as alcohols (for example, IPA), PGME (propylene glycol monomethyl ether), PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), MIBC (4-methyl-2-pentanol), etc. Of these, at least one solvent can be used.
以上、限定されるものではないが、これら例示する溶媒からなる剥離処理液及び溶解処理液を用いることにより、溶解や腐食といったウェハWの表面への影響を与えることなく、洗浄処理を行うことができる。 Although not limited to the above, the cleaning treatment can be performed without affecting the surface of the wafer W such as dissolution and corrosion by using the peeling treatment liquid and the dissolution treatment liquid composed of these exemplified solvents. it can.
<基板洗浄システムの構成>
次に、第1の実施形態に係る基板洗浄システムの構成について図2を用いて説明する。図2は、第1の実施形態に係る基板洗浄システムの構成を示す模式図である。なお、以下においては、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。
<Configuration of substrate cleaning system>
Next, the configuration of the substrate cleaning system according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of the substrate cleaning system according to the first embodiment. In the following, in order to clarify the positional relationship, the X axis, the Y axis, and the Z axis that are orthogonal to each other are defined, and the positive direction of the Z axis is the vertically upward direction.
図2に示すように、基板洗浄システム1は、搬入出ステーション2と、処理ステーション3とを備える。搬入出ステーション2と処理ステーション3とは隣接して設けられる。
As shown in FIG. 2, the substrate cleaning system 1 includes a carry-in / out
搬入出ステーション2は、キャリア載置部11と、搬送部12とを備える。キャリア載置部11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。
The carry-in / out
搬送部12は、キャリア載置部11に隣接して設けられる。搬送部12の内部には、基板搬送装置121と、受渡部122とが設けられる。
The
基板搬送装置121は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置121は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアCと受渡部122との間でウェハWの搬送を行う。
The
処理ステーション3は、搬送部12に隣接して設けられる。処理ステーション3は、搬送部13と、複数の基板洗浄装置14とを備える。複数の基板洗浄装置14は、搬送部13の両側に並べて設けられる。
The
搬送部13は、内部に基板搬送装置131を備える。基板搬送装置131は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置131は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部122と基板洗浄装置14との間でウェハWの搬送を行う。
The
基板洗浄装置14は、上述した基板洗浄方法に基づく基板洗浄処理を実行する装置である。かかる基板洗浄装置14の具体的な構成については、後述する。
The
また、基板洗浄システム1は、制御装置4を備える。制御装置4は、基板洗浄システム1の動作を制御する装置である。かかる制御装置4は、たとえばコンピュータであり、制御部15と記憶部16とを備える。記憶部16には、基板洗浄処理等の各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部15は、記憶部16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洗浄システム1の動作を制御する。
The substrate cleaning system 1 includes a
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4の記憶部16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。
Such a program may be recorded on a computer-readable storage medium and may be installed in the
上記のように構成された基板洗浄システム1では、まず、搬入出ステーション2の基板搬送装置121が、キャリアCからウェハWを取り出し、取り出したウェハWを受渡部122に載置する。受渡部122に載置されたウェハWは、処理ステーション3の基板搬送装置131によって受渡部122から取り出されて基板洗浄装置14へ搬入され、基板洗浄装置14によって基板洗浄処理が施される。洗浄後のウェハWは、基板搬送装置131により基板洗浄装置14から搬出されて受渡部122に載置された後、基板搬送装置121によってキャリアCに戻される。
In the substrate cleaning system 1 configured as described above, first, the
<基板洗浄装置の構成>
次に、基板洗浄装置14の構成について図3を参照して説明する。図3は、第1の実施形態に係る基板洗浄装置14の構成を示す模式図である。
<Configuration of substrate cleaning device>
Next, the configuration of the
図3に示すように、基板洗浄装置14は、チャンバ20と、基板保持機構30と、第1液供給部40と、第2液供給部50と、回収カップ60とを備える。
As shown in FIG. 3, the
チャンバ20は、基板保持機構30と、第1液供給部40と、第2液供給部50と、回収カップ60とを収容する。チャンバ20の天井部には、FFU(Fan Filter Unit)21が設けられる。FFU21は、チャンバ20内にダウンフローを形成する。
The
FFU21は、バルブ22を介してダウンフローガス供給源23に接続される。FFU21は、ダウンフローガス供給源23から供給されるダウンフローガス(たとえば、ドライエア)をチャンバ20内に吐出する。
The
基板保持機構30は、回転保持部31と、支柱部32と、不図示の駆動部とを備える。回転保持部31は、チャンバ20の略中央に設けられる。回転保持部31の上面には、ウェハWを側面から保持する保持部材311が設けられる。ウェハWは、かかる保持部材311によって回転保持部31の上面からわずかに離間した状態で水平保持される。
The
支柱部32は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部によって回転可能に支持され、先端部において回転保持部31を水平に支持する。
The support |
かかる基板保持機構30は、支柱部32を回転させることによって支柱部32に支持された回転保持部31を回転させ、これにより、回転保持部31に保持されたウェハWを回転させる。
The
第1液供給部40は、基板保持機構30に保持されたウェハWの上面に対して各種の処理液を供給する。かかる第1液供給部40は、ノズル41と、ノズル41を水平に支持するアーム42と、アーム42を旋回および昇降させる旋回昇降機構43とを備える。
The first
ノズル41は、バルブ44a〜44cを介して、トップコート液供給源45a、剥離処理液供給源45bおよび溶解処理液供給源45cにそれぞれ接続される。第1の実施形態では、剥離処理液として、非極性溶媒の1つであるHFEを用いる。また、溶解処理液として、極性溶媒の1つであるIPAを用いる。
The
第1液供給部40は、上記のように構成されており、トップコート液、剥離処理液または溶解処理液をウェハWに対して供給する。
The first
第2液供給部50は、基板保持機構30に保持されたウェハWの裏面に対して各種の処理液を供給する。かかる第2液供給部50は、ノズル51と、ノズル52と、軸部53とを備える。
The second
ノズル51は、バルブ55aを介して、溶解処理液供給源45cに接続される。ノズル52は、バルブ55bを介して、剥離処理液供給源45bに接続される。軸部53は、回転保持部31の回転中心に位置し、支柱部32によって囲まれている。
The
また、その内部に、各バルブ55a,55bからノズル51,52へ処理流体を供給するための供給管を導通させている。ノズル52は鉛直上方へと伸びており、その吐出口の先端は、ウェハWの裏面の中心部へ向いている。一方、ノズル51は保持部材311が設けられている回転保持部31の外周方向へと伸びており、その先端は、ウェハWの裏面の周縁部へ向いている。
In addition, a supply pipe for supplying a processing fluid from the
回収カップ60は、回転保持部31を取り囲むように配置され、回転保持部31の回転によってウェハWから飛散する処理液を捕集する。回収カップ60の底部には、排液口61が形成されており、回収カップ60によって捕集された処理液は、かかる排液口61から基板洗浄装置14の外部へ排出される。また、回収カップ60の底部には、FFU21から供給されるダウンフローガスを基板洗浄装置14の外部へ排出する排気口62が形成される。
The
<基板洗浄システムの具体的動作>
次に、基板洗浄装置14の具体的動作について図4及び図5A〜図5Dを参照して説明する。第1の実施形態では、表面にGe(ゲルマニウム)を材料とする膜が形成されている基板を対象とする。図4は、第1の実施形態に係る基板洗浄装置14が実行する基板洗浄処理の処理手順を示すフローチャートである。図5A〜図5Dは、基板洗浄装置14の動作説明図である。
<Specific operation of substrate cleaning system>
Next, a specific operation of the
図4に示すように、基板洗浄装置14では、まず、基板搬入処理が行われる(ステップS101)。かかる基板搬入処理では、基板搬送装置131(図2参照)によってチャンバ20内に搬入されたウェハWが基板保持機構30の保持部材311により保持される。
As shown in FIG. 4, in the
このときウェハWは、パターン形成面が上方を向いた状態で保持部材311に保持される。その後、駆動部によって回転保持部31が回転する。これにより、ウェハWは、回転保持部31に水平保持された状態で回転保持部31とともに回転する。
At this time, the wafer W is held by the holding
つづいて、基板洗浄装置14では、成膜処理液供給処理が行われる(ステップS102)。かかる成膜処理液供給処理では、図5Aに示すように、レジストが形成されていないウェハWのパターン形成面に対して、成膜処理液であるトップコート液が供給される。このように、トップコート液は、レジストを介することなくウェハW上に供給される。
Subsequently, in the
ウェハWへ供給されたトップコート液は、図5Bに示すように、ウェハWの回転に伴う遠心力によってウェハWの表面に広がる。そして、トップコート液が揮発成分の揮発に伴う体積収縮を起こしながら固化または硬化することによって、ウェハWのパターン形成面にトップコート液の液膜が形成される。 The top coat liquid supplied to the wafer W spreads on the surface of the wafer W due to the centrifugal force accompanying the rotation of the wafer W, as shown in FIG. 5B. Then, the top coat liquid is solidified or cured while causing volume shrinkage due to volatilization of the volatile components, whereby a liquid film of the top coat liquid is formed on the pattern forming surface of the wafer W.
つづいて、基板洗浄装置14では、乾燥処理が行われる(ステップS103)。かかる乾燥処理では、たとえばウェハWの回転速度を所定時間増加させることによってトップコート液を乾燥させる。これにより、トップコート液に含まれる揮発成分の揮発が促進し、トップコート液が固化または硬化して、ウェハWのパターン形成面にトップコート膜が形成される。
Subsequently, the
ところで、ウェハWの主面に供給されたトップコート液は、図5Bに示すように、ウェハWの周縁部からウェハWの裏面へわずかに回り込む。このため、乾燥処理が実行されると、ウェハWのベベル部や裏面側の周縁部にもトップコート膜が形成された状態となる。乾燥処理が実行される前であってトップコート液が供給されている間であっても、トップコート液の固化及び硬化が進んでいるのでトップコート膜が形成されるおそれがある。 By the way, the top coat liquid supplied to the main surface of the wafer W slightly wraps around from the peripheral portion of the wafer W to the back surface of the wafer W as shown in FIG. For this reason, when the drying process is executed, the top coat film is also formed on the bevel portion of the wafer W and the peripheral portion on the back surface side. Even before the drying process is performed and while the topcoat solution is being supplied, the topcoat solution may be solidified and cured, so that a topcoat film may be formed.
そこで、ノズル41からウェハWの主面にトップコート液の供給を開始した後であって供給が終了する前に、図5Cに示すように、第2液供給部50のノズル51からウェハWの裏面側の周縁部に対して溶解処理液(ここでは、IPA)が供給される。
Therefore, after the supply of the topcoat liquid from the
かかるIPAは、ウェハWの裏面側の周縁部に供給された後、ウェハWのベベル部から主面側の周縁部へ回り込む。これにより、図5Dに示すように、ウェハWの裏面側の周縁部、ベベル部および主面側の周縁部に付着したトップコート膜あるいはトップコート液が溶解され除去される。その後、ウェハWの回転が停止する。 After such IPA is supplied to the peripheral portion on the back surface side of the wafer W, it goes around from the bevel portion of the wafer W to the peripheral portion on the main surface side. As a result, as shown in FIG. 5D, the top coat film or the top coat liquid adhering to the peripheral portion on the back surface side, the bevel portion and the peripheral portion on the main surface side of the wafer W is dissolved and removed. Thereafter, the rotation of the wafer W is stopped.
第1の実施形態において、ノズル51は傾斜して、その先端はトップコート膜が形成される周縁部に向いており、周縁部に対して直接的に溶解処理液を供給する。したがって、基板の裏面中心位置に溶解処理液を供給して遠心力を利用して周縁部へと溶解処理液を供給する場合と比較して、少量でトップコート膜を溶解させることができる。
In the first embodiment, the
乾燥処理によりトップコート液が固化又は硬化してトップコート膜が形成された後、基板洗浄装置14では、剥離処理液供給処理が行われる(ステップS104)。かかる剥離処理液供給処理では、ウェハW上に形成されたトップコート膜に対して、ノズル41とノズル52から剥離処理液であるHFEが供給される。トップコート膜へ供給されたHFEは、ウェハWの回転に伴う遠心力によってトップコート膜上に広がる。
After the topcoat liquid is solidified or cured by the drying process to form a topcoat film, the
HFEは、トップコート膜中に浸透してウェハWの界面に到達し、ウェハWの界面(パターン形成面)に浸透して、トップコート膜をウェハWから剥離させる。これにより、ウェハWのパターン形成面に付着したパーティクルPがトップコート膜とともにウェハWから剥離される。 The HFE penetrates into the top coat film and reaches the interface of the wafer W, penetrates the interface (pattern formation surface) of the wafer W, and peels the top coat film from the wafer W. Thereby, the particles P adhering to the pattern forming surface of the wafer W are peeled from the wafer W together with the top coat film.
つづいて、基板洗浄装置14では、溶解処理液供給処理が行われる(ステップS105)。かかる溶解処理液供給処理では、ウェハWから剥離されたトップコート膜に対してノズル41とノズル51から溶解処理液であるIPAが供給される。これにより、トップコート膜は溶解する。
Subsequently, in the
つづいて、基板洗浄装置14では、リンス処理が行われる(ステップS106)。かかるリンス処理では、回転するウェハWに対してステップS105よりも相対的に大流量のIPAがノズル41とノズル51から供給されることにより、溶解したトップコート膜やIPA中に浮遊するパーティクルPが、IPAとともにウェハWから除去される。
Subsequently, the
つづいて、基板洗浄装置14では、乾燥処理が行われる(ステップS107)。かかる乾燥処理では、たとえばウェハWの回転速度を所定時間増加させることによって、ウェハWの表面に残存するIPAを振り切ってウェハWを乾燥させる。その後、ウェハWの回転が停止する。
Subsequently, the
つづいて、基板洗浄装置14では、基板搬出処理が行われる(ステップS108)。かかる基板搬出処理では、基板搬送装置131(図2参照)によって、基板洗浄装置14のチャンバ20からウェハWが取り出される。
Subsequently, in the
その後、ウェハWは、受渡部122および基板搬送装置121を経由して、キャリア載置部11に載置されたキャリアCに収容される。かかる基板搬出処理が完了すると、1枚のウェハWについての基板洗浄処理が完了する。
Thereafter, the wafer W is accommodated in the carrier C placed on the
上述してきたように、第1の実施形態に係る基板洗浄システム1は、成膜処理液供給部(第1液供給部40)と、剥離処理液供給部(第1液供給部40,第2液供給部50)と、溶解処理液供給部(第1液供給部40,第2液供給部50)とを備える。
As described above, the substrate cleaning system 1 according to the first embodiment includes the film formation processing liquid supply unit (first liquid supply unit 40) and the stripping process liquid supply unit (first
成膜処理液供給部は、表面が親水性のウェハWに対し、揮発成分を含みウェハW上に膜を形成するための成膜処理液(トップコート液)を供給する。剥離処理液供給部は、揮発成分が揮発することによってウェハW上で固化または硬化した成膜処理液(トップコート膜)に対して該成膜処理液(トップコート膜)をウェハWから剥離させる剥離処理液(HFE)を供給する。 The film forming process liquid supply unit supplies a film forming process liquid (top coat liquid) for forming a film on the wafer W containing a volatile component to the wafer W having a hydrophilic surface. The peeling treatment liquid supply unit peels the film forming treatment liquid (top coat film) from the wafer W with respect to the film forming treatment liquid (top coat film) solidified or cured on the wafer W due to volatilization of volatile components. A peeling treatment liquid (HFE) is supplied.
そして、溶解処理液供給部は、固化または硬化した成膜処理液(トップコート膜)に対して該成膜処理液(トップコート膜)を溶解させる溶解処理液(IPA)を供給する。 The dissolution treatment liquid supply unit supplies a dissolution treatment liquid (IPA) that dissolves the film formation treatment liquid (topcoat film) in the solidified or cured film formation treatment liquid (topcoat film).
したがって、第1の実施形態に係る基板洗浄システム1によれば、基板の表面に影響を与えることなく、ウェハWに付着した粒子径の小さいパーティクルPを除去することができる。 Therefore, according to the substrate cleaning system 1 according to the first embodiment, it is possible to remove the particles P having a small particle diameter attached to the wafer W without affecting the surface of the substrate.
また、第1の実施形態では、剥離処理液として、非極性溶媒の1つであるHFEを用い、また、溶解処理液として、極性溶媒の1つであるIPAを用いた。これにより、溶解や腐食といったウェハWの表面への影響を与えることなく、洗浄処理を行うことができる。 In the first embodiment, HFE, which is one of nonpolar solvents, is used as the peeling treatment liquid, and IPA, which is one of polar solvents, is used as the dissolution treatment liquid. As a result, the cleaning process can be performed without affecting the surface of the wafer W such as melting or corrosion.
上記の例に限定せず、剥離処理液として非極性溶媒であるHFC、HFO、PFCのいずれかを用い、溶解処理液として、極性溶媒であるアルコール類(IPA以外)、PGMEA、PGME、MIBCのいずれかを用いることもできる。なお、剥離処理液に少量の極性有機溶媒を混合させても良い。少量の極性有機溶媒が膜を微量溶解することで、非極性溶媒が膜中及び基板との界面へ浸透しやすくなり、膜の剥離性が向上する。 Without being limited to the above example, any of non-polar solvents HFC, HFO, and PFC is used as the stripping treatment liquid, and alcohols (other than IPA) that are polar solvents, PGMEA, PGME, and MIBC are used as the dissolution treatment liquid. Either can be used. Note that a small amount of a polar organic solvent may be mixed in the peeling treatment liquid. When a small amount of a polar organic solvent dissolves a film in a small amount, the nonpolar solvent easily penetrates into the film and the interface with the substrate, and the peelability of the film is improved.
また、ウェハWとして、Geや、MRAMなどの磁気抵抗メモリのメタル材料を用いたとしても、同様に適用できる。また、表面にGe(ゲルマニウム)を材料とする膜が形成されている基板に限らず、III−V族の材料やMRAM用のメタル材料を用いた膜が形成されている基板に対しても、同様の洗浄を行うことができる。 Further, even when a metal material of a magnetoresistive memory such as Ge or MRAM is used as the wafer W, the same applies. Further, not only on a substrate having a film made of Ge (germanium) on the surface, but also on a substrate on which a film using a III-V group material or a metal material for MRAM is formed. Similar cleaning can be performed.
また、成膜処理液はトップコート液に限らず、乾燥処理によって硬化収縮し、剥離処理液及び溶解処理液との関係で適切に剥離及び溶解する極性有機物である合成樹脂を含有する液であれば良く、例えば、フェノール樹脂を含むレジスト液等、他の処理液を用いても良い。 In addition, the film forming treatment liquid is not limited to the top coat liquid, but may be a liquid containing a synthetic resin that is a polar organic substance that cures and shrinks by drying treatment and is appropriately peeled and dissolved in relation to the peeling treatment liquid and the dissolution treatment liquid. For example, another processing solution such as a resist solution containing a phenol resin may be used.
また、洗浄処理の前処理は限定されるものではなく、例えば、ドライエッチングされた後のポリマーやパーティクルが付着したウェハWに対して、有機洗浄液を用いたウェット洗浄を行い、その後に、図4に示す処理を開始するようにしても良い。 Further, the pretreatment of the cleaning treatment is not limited. For example, wet cleaning using an organic cleaning liquid is performed on the wafer W to which the polymer and particles after dry etching are adhered, and thereafter, FIG. You may make it start the process shown to.
(第2の実施形態)
<基板洗浄方法の内容>
第2の実施形態に係る基板洗浄方法は、内部に形成される金属配線の少なくとも一部が露出したウェハWをQ−timeの制約を受けることなく処理することを可能とする。
(Second Embodiment)
<Contents of substrate cleaning method>
The substrate cleaning method according to the second embodiment makes it possible to process the wafer W from which at least a part of the metal wiring formed therein is exposed without being restricted by Q-time.
ここで、Q−timeとは、たとえばドライエッチングによって露出した金属配線の酸化等を防止するために、ドライエッチング後の放置時間に対して設定される制限時間のことである。 Here, Q-time is a time limit set with respect to the standing time after dry etching in order to prevent, for example, oxidation of metal wiring exposed by dry etching.
Q−timeが設定されると、Q−timeを遵守するための時間管理が必要となるため、工数の増加に伴う生産性の低下が生じるおそれがある。また、設定されるQ−timeが短い場合、ライン管理が難しくなる。このため、ライン管理の複雑化による生産性の低下も懸念される。 When Q-time is set, time management for complying with Q-time is required, and thus there is a risk that productivity decreases due to an increase in man-hours. Moreover, when the Q-time to be set is short, line management becomes difficult. For this reason, there is a concern that productivity may be lowered due to complicated line management.
図6は、第2の実施形態に係るウェハWの構成を示す模式図である。図6に示すように、第2の実施形態では、ウェハWは底面に配線層を有し、配線層には、金属配線の一例であるCu配線が形成される。ここで、Pは不要物であり、第1の実施形態におけるパーティクルに加え、ドライエッチングまたはアッシングによって発生したポリマー等の反応生成物も含む。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a wafer W according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, in the second embodiment, the wafer W has a wiring layer on the bottom surface, and Cu wiring, which is an example of metal wiring, is formed on the wiring layer. Here, P is an unnecessary substance and includes a reaction product such as a polymer generated by dry etching or ashing in addition to the particles in the first embodiment.
図7A〜図7Eは、第2の実施形態に係る基板洗浄方法の説明図である。第2の実施形態に係る基板洗浄方法では、図7Aに示すように、第1の実施形態と同様の成膜処理液をウェハW上に供給する。 7A to 7E are explanatory views of the substrate cleaning method according to the second embodiment. In the substrate cleaning method according to the second embodiment, as shown in FIG. 7A, the same film forming treatment liquid as in the first embodiment is supplied onto the wafer W.
ウェハW上にトップコート膜が形成されると、ドライエッチングによって露出したCu配線は、トップコート膜によって覆われた状態となる。ウェハWは、この状態で搬送容器へ収容される。 When the topcoat film is formed on the wafer W, the Cu wiring exposed by the dry etching is covered with the topcoat film. The wafer W is accommodated in the transfer container in this state.
このように、第2の実施形態に係る基板洗浄方法によれば、露出したCu配線をトップコート膜で保護することにより、露出したCu配線が酸化等の悪影響を受けることがなくなるため、Q−timeの設定が不要となる。Q−timeが不要となることで、Q−timeを遵守するための時間管理が不要となり、また、Q−timeの遵守に伴うライン管理の複雑化を防止することもできる。したがって、第2の実施形態に係る基板洗浄方法によれば、生産性を向上させることができる。 As described above, according to the substrate cleaning method according to the second embodiment, the exposed Cu wiring is protected by the top coat film, so that the exposed Cu wiring is not adversely affected by oxidation or the like. Setting time is not required. Since Q-time is not required, time management for complying with Q-time is not required, and complexity of line management associated with compliance with Q-time can be prevented. Therefore, according to the substrate cleaning method according to the second embodiment, productivity can be improved.
また、反応生成物としての不要物Pは、ドライエッチングの残留ガスが大気中の水分や酸素と反応することによって成長する。これに対し、第2の実施形態に係る基板洗浄方法によれば、露出したCu配線をトップコート膜で保護することにより、反応生成物としての不要物Pの成長を抑えることができる。したがって、反応生成物としての不要物Pによる電気特性の低下や歩留まり低下等の悪影響を防止することもできる。 Further, the unnecessary material P as a reaction product grows when the residual gas of dry etching reacts with moisture and oxygen in the atmosphere. On the other hand, according to the substrate cleaning method according to the second embodiment, it is possible to suppress the growth of the unwanted substance P as a reaction product by protecting the exposed Cu wiring with the top coat film. Therefore, adverse effects such as a decrease in electrical characteristics and a decrease in yield due to the unnecessary substance P as a reaction product can be prevented.
なお、第2の実施形態に係る基板洗浄方法では、搬送容器に収容したウェハWを取り出した後、ウェハW上に形成されたトップコート膜を除去することにより、不要物Pを除去する処理も行う。 Note that in the substrate cleaning method according to the second embodiment, after removing the wafer W accommodated in the transfer container, the top coat film formed on the wafer W is removed to remove the unnecessary material P. Do.
図7A〜図7Eに示す第2の実施形態に係る基板洗浄方法において、第1の実施形態の説明図である図1A〜図1Eとの差異はCu配線の有無のみであり、使用される成膜処理液、剥離処理液、及び溶解処理液は、第1の実施形態と同様のものである。したがって、第1の実施形態と同様に、基板の表面に影響を与えることなく、ウェハWに付着した粒子径の小さい不要物(パーティクルや反応生成物)Pを除去することができる。これに加え、第2の実施形態の基板洗浄方法は、Q−timeを不要とするために、以下の基板洗浄システムに適用される。 In the substrate cleaning method according to the second embodiment shown in FIGS. 7A to 7E, the difference from FIGS. 1A to 1E that are explanatory diagrams of the first embodiment is only the presence or absence of Cu wiring, The film treatment liquid, the peeling treatment liquid, and the dissolution treatment liquid are the same as those in the first embodiment. Therefore, similarly to the first embodiment, it is possible to remove unnecessary substances (particles and reaction products) P having a small particle diameter attached to the wafer W without affecting the surface of the substrate. In addition to this, the substrate cleaning method of the second embodiment is applied to the following substrate cleaning system in order to eliminate the need for Q-time.
<基板洗浄システムの構成>
次に、上述した基板洗浄方法を実行する基板洗浄システムの構成について図8を参照して説明する。図8は、第2の実施形態に係る基板洗浄システムの概略構成を示す図である。
<Configuration of substrate cleaning system>
Next, the configuration of the substrate cleaning system that executes the above-described substrate cleaning method will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a substrate cleaning system according to the second embodiment.
図8に示すように、第2の実施形態に係る基板洗浄システム1001は、前処理装置としての第1処理装置1002と、後処理装置としての第2処理装置1とを備える。また、基板洗浄システム1001は、第1制御装置4Aと、第2制御装置4とを備える。
As shown in FIG. 8, the
第1処理装置1002は、ウェハWに対してドライエッチングやトップコート液の供給を行う。また、第2処理装置1は、第1処理装置1002で処理されたウェハWに対して剥離処理液と溶解処理液の供給を行う。第2処理装置1は、第1の実施形態における基板洗浄システム1と同じ構成を有し、第2の実施形態では、第1の実施形態とはシステムの制御方法が異なる。したがって、第2の実施形態では構成の説明は省略し、制御方法の詳細については後述する。
The
第1制御装置4Aは、たとえばコンピュータであり、制御部15Aと記憶部16Aとを備える。記憶部16Aは、たとえばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、ハードディスクといった記憶デバイスで構成されており、第1処理装置1002において実行される各種の処理を制御するプログラムを記憶する。制御部15Aは、たとえばCPU(Central Processing Unit)であり、記憶部16A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第1処理装置1002の動作を制御する。
4A of 1st control apparatuses are computers, for example, and are provided with the control part 15A and the memory |
なお、これらのプログラムは、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、その記憶媒体から第1制御装置4Aの記憶部16Aや第2制御装置4の記憶部16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。
These programs are recorded in a computer-readable storage medium, and are installed in the
<第1処理装置の構成>
次に、第1処理装置1002の構成について図9を参照して説明する。図9は、第2の実施形態に係る第1処理装置1002の概略構成を示す図である。なお、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。
<Configuration of first processing apparatus>
Next, the configuration of the
図9に示すように、第1処理装置1002は、搬入出ステーション1005と、処理ステーション1006とを備える。搬入出ステーション1005と処理ステーション1006とは隣接して設けられる。
As shown in FIG. 9, the
搬入出ステーション1005は、載置部1010と、搬送部1011とを備える。載置部1010には、複数枚のウェハWを水平状態で収容する複数の搬送容器(以下、キャリアCと記載する)が載置される。
The carry-in /
搬送部1011は、載置部1010に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置1111を備える。基板搬送装置1111は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置1111は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアCと処理ステーション1006との間でウェハWの搬送を行う。
The
具体的には、基板搬送装置1111は、載置部1010に載置されたキャリアCからウェハWを取り出し、取り出したウェハWを後述する処理ステーション1006のドライエッチングユニット1012へ搬入する処理を行う。また、基板搬送装置1111は、後述する処理ステーション1006の第1液処理ユニット1014からウェハWを取り出し、取り出したウェハWを載置部1010のキャリアCへ収容する処理も行う。
Specifically, the
処理ステーション1006は、搬送部1011に隣接して設けられる。処理ステーション1006は、ドライエッチングユニット1012と、ロードロック室1013と、第1液処理ユニット1014とを備える。
The
ドライエッチングユニット1012は、前処理部の一例に相当し、基板搬送装置1111によって搬入されたウェハWに対してドライエッチング処理を行う。これにより、ウェハW内部のCu配線が露出する。
The
なお、ドライエッチング処理は、減圧状態で行われる。また、ドライエッチングユニット1012では、ドライエッチング処理後に、不要なレジストを除去するアッシング処理が行われる場合がある。
Note that the dry etching process is performed in a reduced pressure state. In the
ロードロック室1013は、内部の圧力を大気圧状態と減圧状態とで切り替え可能に構成される。ロードロック室1013の内部には、図示しない基板搬送装置が設けられる。ドライエッチングユニット1012での処理を終えたウェハWは、ロードロック室1013の図示しない基板搬送装置によってドライエッチングユニット1012から搬出されて、第1液処理ユニット1014へ搬入される。
The
具体的には、ロードロック室1013の内部は、ドライエッチングユニット1012からウェハWを搬出するまでは減圧状態に保たれており、搬出が完了した後、窒素やアルゴン等の不活性ガスが供給されて大気圧状態へ切り替えられる。そして、大気圧状態へ切り替わった後で、ロードロック室1013の図示しない基板搬送装置がウェハWを第1液処理ユニット1014へ搬入する。
Specifically, the inside of the
このように、ウェハWは、ドライエッチングユニット1012から搬出されてから第1液処理ユニット1014へ搬入されるまでの間、外気から遮断されるため、露出したCu配線の酸化が防止される。
As described above, since the wafer W is cut off from the outside air after being unloaded from the
つづいて、第1液処理ユニット1014は、ウェハWにトップコート液を供給する成膜処理液供給処理を行う。上述したように、ウェハWに供給されたトップコート液は、体積収縮を起こしながら固化または硬化してトップコート膜となる。これにより、露出したCu配線がトップコート膜によって覆われた状態となる。
Subsequently, the first
成膜処理液供給処理後のウェハWは、基板搬送装置1111によってキャリアCへ収容され、その後、第2処理装置1へ搬送される。
The wafer W after the film forming process liquid supply process is accommodated in the carrier C by the
<ドライエッチングユニットの構成>
次に、上述した第1処理装置1002が備える各ユニットの構成について説明する。まず、ドライエッチングユニット1012の構成について図10を参照して説明する。図10は、第2の実施形態に係るドライエッチングユニット1012の構成の一例を示す
模式図である。
<Configuration of dry etching unit>
Next, the configuration of each unit included in the
図10に示すように、ドライエッチングユニット1012は、ウェハWを収容する密閉構造のチャンバ1201を備えており、チャンバ1201内には、ウェハWを水平状態で載置する載置台1202が設けられる。載置台1202は、ウェハWを冷却したり、加熱したりして所定の温度に調節する温調機構1203を備える。チャンバ1201の側壁にはロードロック室1013との間でウェハWを搬入出するための搬入出口(図示せず)が設けられる。
As shown in FIG. 10, the
チャンバ1201の天井部には、シャワーヘッド1204が設けられる。シャワーヘッド1204には、ガス供給管1205が接続される。このガス供給管1205には、バルブ1206を介してエッチングガス供給源1207が接続されており、エッチングガス供給源1207からシャワーヘッド1204に対して所定のエッチングガスが供給される。シャワーヘッド1204は、エッチングガス供給源1207から供給されるエッチングガスをチャンバ1201内へ供給する。
A
なお、エッチングガス供給源1207から供給されるエッチングガスは、たとえばCH3Fガス、CH2F2ガス、CF4ガス、O2ガス、Arガス源などである。
The etching gas supplied from the etching
チャンバ1201の底部には排気ライン1208を介して排気装置1209が接続される。チャンバ1201の内部の圧力は、かかる排気装置1209によって減圧状態に維持される。
An exhaust device 1209 is connected to the bottom of the
ドライエッチングユニット1012は、上記のように構成されており、排気装置1209を用いてチャンバ1201の内部を減圧した状態で、シャワーヘッド1204からチャンバ1201内にエッチングガスを供給することによって載置台1202に載置されたウェハWをドライエッチングする。これにより、Cu配線が露出した状態となる。
The
<第1液処理ユニットの構成>
次に、第1処理装置1002が備える第1液処理ユニット1014の構成について図11を参照して説明する。図11は、第2の実施形態に係る第1液処理ユニット1014の構成の一例を示す模式図である。
<Configuration of first liquid processing unit>
Next, the structure of the 1st
図11に示すように、第1液処理ユニット1014は、チャンバ1020と、基板保持機構1030と、液供給部40_1と、回収カップ1050とを備える。
As shown in FIG. 11, the first
チャンバ1020は、基板保持機構1030と液供給部40_1と回収カップ1050とを収容する。チャンバ1020の天井部には、FFU(Fan Filter Unit)1021が設けられる。FFU1021は、チャンバ1020内にダウンフローを形成する。
The
FFU1021には、バルブ1022を介して不活性ガス供給源1023が接続される。FFU1021は、不活性ガス供給源1023から供給されるN2ガス等の不活性ガスをチャンバ1020内に吐出する。このように、ダウンフローガスとして不活性ガスを用いることにより、露出したCu配線が酸化することを防止することができる。
An inert
基板保持機構1030は、ウェハWを回転可能に保持する回転保持部1031と、回転保持部1031の中空部1314に挿通され、ウェハWの下面に気体を供給する流体供給部1032とを備える。
The
回転保持部1031は、チャンバ1020の略中央に設けられる。かかる回転保持部1031の上面には、ウェハWを側面から保持する保持部材1311が設けられる。ウェハWは、かかる保持部材1311によって回転保持部1031の上面からわずかに離間した状態で水平保持される。
The
また、基板保持機構1030は、モータやモータの回転を回転保持部1031へ伝達するベルト等から構成される駆動機構1312を備える。回転保持部1031は、かかる駆動機構1312によって鉛直軸まわりに回転する。そして、回転保持部1031が回転することによって、回転保持部1031に保持されたウェハWが回転保持部1031と一体に回転する。なお、回転保持部1031は、軸受1313を介してチャンバ1020および回収カップ1050に回転可能に支持される。
The
流体供給部1032は、回転保持部1031の中央に形成された中空部1314に挿通される。流体供給部1032の内部には流路1321が形成されており、かかる流路1321には、バルブ1033を介してN2供給源1034が接続される。流体供給部1032は、N2供給源1034から供給されるN2ガスをバルブ1033および流路1031を介してウェハWの下面へ供給する。
The
バルブ1033を介して供給されるN2ガスは、高温(たとえば、90℃程度)のN2ガスであり、後述する揮発促進処理に用いられる。
The
基板保持機構1030は、ロードロック室1013の図示しない基板搬送装置からウェハWを受け取る場合には、図示しない昇降機構を用いて流体供給部1032を上昇させた状態で、流体供給部1032の上面に設けられた図示しない支持ピン上にウェハWを載置させる。その後、基板保持機構1030は、流体供給部1032を所定の位置まで降下させた後、回転保持部1031の保持部材1311にウェハWを渡す。また、基板保持機構1030は、処理済のウェハWを基板搬送装置1111へ渡す場合には、図示しない昇降機構を用いて流体供給部1032を上昇させ、保持部材1311によって保持されたウェハWを図示しない支持ピン上に載置させる。そして、基板保持機構1030は、図示しない支持ピン上に載置させたウェハWを基板搬送装置1111へ渡す。
When the
液供給部40_1は、ノズル1041aと、アーム1042と、旋回昇降機構1043とを備える。ノズル1041aには、バルブ1044aを介してトップコート液供給源1045aが接続される。かかる液供給部40_1は、トップコート液をノズル1041aから供給する。
The liquid supply unit 40_1 includes a
回収カップ1050は、回転保持部1031を取り囲むように配置され、回転保持部1031の回転によってウェハWから飛散する処理液を捕集する。回収カップ1050の底部には、排液口1051が形成されており、回収カップ1050によって捕集された処理液は、かかる排液口1051から第1液処理ユニット1014の外部へ排出される。また、回収カップ1050の底部には、流体供給部1032によって供給されるN2ガスやFFU1021から供給される不活性ガスを第1液処理ユニット1014の外部へ排出する排気口1052が形成される。
The
<基板洗浄システムの具体的動作>
次に、基板洗浄システム1001の具体的動作について図12を参照して説明する。図12は、第2の実施形態に係る基板洗浄の処理手順を示すフローチャートである。なお、図12に示す各処理手順は、第1制御装置4Aまたは第2制御装置4の制御に基づいて行われる。
<Specific operation of substrate cleaning system>
Next, a specific operation of the
第2の実施形態に係る基板洗浄システム1001では、図12に示すドライエッチング処理(ステップS201)から第1搬出処理(ステップS204)までの処理が第1処理装置1002において行われ、基板搬入処理(ステップS205)から第2搬出処理(ステップS210)までの処理が第2処理装置1において行われる。
In the
図12に示すように、まず、ドライエッチングユニット1012においてドライエッチング処理が行われる(ステップS201)。かかるドライエッチング処理では、ドライエッチングユニット1012がウェハWに対してドライエッチングやアッシングを行う。これにより、ウェハWの内部に設けられたCu配線が露出する(図6参照)。
As shown in FIG. 12, first, a dry etching process is performed in the dry etching unit 1012 (step S201). In the dry etching process, the
つづいて、ウェハWは、第1液処理ユニット1014へ搬入される。かかる搬入処理は、ロードロック室1013を介して行われるため、露出したCu配線の酸化を防止することができる。
Subsequently, the wafer W is carried into the first
つづいて、第1液処理ユニット1014では、成膜処理液供給処理が行われる(ステップS202)。かかる成膜処理液供給処理では、液供給部40_1のノズル1041aがウェハWの中央上方に位置する。その後、成膜処理液であるトップコート液が、レジスト膜が形成されていない回路形成面であるウェハWの主面へノズル1041aから供給される。
Subsequently, in the first
ウェハWへ供給されたトップコート液は、ウェハWの回転に伴う遠心力によってウェハWの主面に広がる。これにより、ウェハWの主面全体にトップコート液の液膜が形成される(図7A参照)。 The top coat liquid supplied to the wafer W spreads on the main surface of the wafer W due to the centrifugal force accompanying the rotation of the wafer W. As a result, a liquid film of the top coat liquid is formed on the entire main surface of the wafer W (see FIG. 7A).
つづいて、第1液処理ユニット1014では、乾燥処理が行われる(ステップS203)。かかる乾燥処理では、たとえばウェハWの回転速度を所定時間増加させることによってトップコート液を乾燥させる。これにより、トップコート液に含まれる揮発成分の揮発が促進し、トップコート液が固化または硬化して、ウェハWの主面全体にトップコート膜が形成される。
Subsequently, in the first
つづいて、第1液処理ユニット1014では、第1搬出処理が行われる(ステップS204)。かかる第1搬出処理では、基板搬送装置1111が、第1液処理ユニット1014からウェハWを取り出し、載置部1010まで搬送して、載置部1010に載置されたキャリアCへ収容する。
Subsequently, in the first
このとき、ウェハWの露出したCu配線は、ドライエッチング後短時間でトップコート膜に覆われる。すなわち、Cu配線は、外気から遮断された状態となっているため、酸化等の悪影響を受けることがない。 At this time, the Cu wiring exposed on the wafer W is covered with the top coat film in a short time after dry etching. That is, since the Cu wiring is in a state of being cut off from the outside air, it is not adversely affected by oxidation or the like.
したがって、第2の実施形態に係る基板洗浄システム1001によれば、ドライエッチング後から洗浄までのQ−timeを遵守するための時間管理が不要となるため、生産性を向上させることができる。
Therefore, according to the
つづいて、基板搬入処理が行われる(ステップS205)。かかる基板搬入処理では、キャリアCに収容されたウェハWは、第1処理装置1002から第2処理装置1のキャリア載置部11へ搬送される。その後、ウェハWは、第2処理装置1の基板搬送装置121(図2参照)によってキャリアCから取り出され、受渡部122、基板搬送装置131を経由して基板洗浄装置14へ搬入される。
Subsequently, a substrate carry-in process is performed (step S205). In such a substrate carry-in process, the wafer W accommodated in the carrier C is transferred from the
そして、チャンバ20内に搬入されたウェハWが基板保持機構30の保持部材311により保持される。このときウェハWは、パターン形成面が上方を向いた状態で保持部材311に保持される。その後、駆動部によって回転保持部31が回転する。これにより、ウェハWは、回転保持部31に水平保持された状態で回転保持部31とともに回転する。
Then, the wafer W carried into the
つづいて、基板洗浄装置14では、剥離処理液供給処理が行われる(ステップS206)。かかる剥離処理液供給処理では、ウェハW上に形成されたトップコート膜に対して、ノズル41とノズル52から剥離処理液であるHFEが供給される。トップコート膜へ供給されたHFEは、ウェハWの回転に伴う遠心力によってトップコート膜上に広がる(図7B参照)。
Subsequently, the
HFEは、トップコート膜中に浸透してウェハWの界面に到達し、ウェハWの界面(パターン形成面)に浸透して、トップコート膜をウェハWから剥離させる。これにより、ウェハWのパターン形成面に付着した不要物Pがトップコート膜とともにウェハWから剥離される(図7C参照)。 The HFE penetrates into the top coat film and reaches the interface of the wafer W, penetrates the interface (pattern formation surface) of the wafer W, and peels the top coat film from the wafer W. As a result, the unwanted matter P adhering to the pattern forming surface of the wafer W is peeled off from the wafer W together with the top coat film (see FIG. 7C).
ここで、第2の実施形態では、不要物Pとして、パーティクルのみでなくドライエッチングにより生じた反応生成物が含まれている。ドライエッチングにおいてCF系ガスを使用した場合、この反応生成物はフッ素含有化合物であり、例えばパーフルオロアルキル基を有するHFEに対して可溶の性質を有する。図7Cの状態では、ほとんどの反応生成物がトップコート液の体積収縮によりウェハWから引き離されているが、僅かにウェハWに残っていることもある。この様な場合においても、上記のHFEを用いた場合、浸透してウェハWの界面に到達したHFEが、僅かに残った反応生成物を溶解させることができる。なお、この効果はHFEに限らずHFC等の他のフッ素系の溶媒でも得られる。 Here, in the second embodiment, the unnecessary product P includes not only particles but also a reaction product generated by dry etching. When a CF-based gas is used in dry etching, this reaction product is a fluorine-containing compound and has a property of being soluble in, for example, HFE having a perfluoroalkyl group. In the state of FIG. 7C, most of the reaction products are separated from the wafer W due to the volume shrinkage of the top coat liquid, but may slightly remain on the wafer W. Even in such a case, when the above-described HFE is used, the HFE that has permeated and reached the interface of the wafer W can dissolve the slightly remaining reaction product. This effect is obtained not only with HFE but also with other fluorine-based solvents such as HFC.
つづいて、基板洗浄装置14では、溶解処理液供給処理が行われる(ステップS207)。かかる溶解処理液供給処理では、ウェハWから剥離されたトップコート膜に対してノズル41とノズル51から溶解処理液であるIPAが供給される。これにより、トップコート膜は溶解する。
Subsequently, in the
つづいて、基板洗浄装置14では、リンス処理が行われる(ステップS208)。かかるリンス処理では、回転するウェハWに対してステップS207よりも相対的に大流量のIPAがノズル41とノズル51から供給されることにより、溶解したトップコート膜やIPA中に浮遊する不要物Pが、IPAとともにウェハWから除去される。
Subsequently, the
つづいて、基板洗浄装置14では、乾燥処理が行われる(ステップS209)。かかる乾燥処理では、たとえばウェハWの回転速度を所定時間増加させることによって、ウェハWの表面に残存するIPAを振り切ってウェハWを乾燥させる。その後、ウェハWの回転が停止する。
Subsequently, the
つづいて、基板洗浄装置14では、第2基板搬出処理が行われる(ステップS210)。かかる第2基板搬出処理では、基板搬送装置131(図2参照)によって、基板洗浄装置14のチャンバ20からウェハWが取り出される。
Subsequently, in the
その後、ウェハWは、受渡部122および基板搬送装置121を経由して、キャリア載置部11に載置されたキャリアCに収容される。かかる基板搬出処理が完了すると、1枚のウェハWについての基板洗浄処理が完了する。
Thereafter, the wafer W is accommodated in the carrier C placed on the
以上説明したように、第2の実施形態に係る基板洗浄システム1001は、第1処理装置1002と第2処理装置1(基板洗浄システム1)とを備えている。そして、第1処理装置1002の成膜処理液供給部(液供給部40_1)による成膜処理液の供給の後、トップコート液が固化または硬化して処理膜が形成されたウェハWをキャリアCへ収容するようにした。そして、第2処理装置1において、キャリアCに収容されたウェハWを取り出し、剥離処理液を供給するようにした。これにより、第1の実施形態の効果に加え、Q−timeの緩和による生産性の向上という効果が得られる。
As described above, the
第2の実施形態では、処理対象の基板を、内部に形成されるCu配線の少なくとも一部が露出したドライエッチング後またはアッシング後のウェハWとしたが、これに限らず、他の金属配線が露出した基板であっても適用可能である。また、金属配線に限らず、Ge又はIII−V族の材料など酸素への接触を防ぐべき材質が露出する材料に対しても適用可能である。 In the second embodiment, the substrate to be processed is the wafer W after dry etching or ashing in which at least a part of the Cu wiring formed inside is exposed, but this is not restrictive, and other metal wiring is used. Even an exposed substrate is applicable. Further, the present invention is not limited to the metal wiring, but can be applied to a material that exposes a material that should be prevented from contacting oxygen, such as a Ge or III-V group material.
なお、第1及び第2の実施形態で用いられる成膜処理液は、リソグラフィ工程で実際に適用可能な性質を持つトップコート液に限定されず、図1A〜図1Eや図7A〜図7Eを用いて説明した、固化又は硬化、剥離、溶解といった作用が的確になされるよう最適化された、極性有機物を含有する液体であれば良い。 In addition, the film-forming treatment liquid used in the first and second embodiments is not limited to the topcoat liquid having properties that can be actually applied in the lithography process, and FIGS. 1A to 1E and FIGS. 7A to 7E are used. Any liquid containing a polar organic material that has been optimized so that the actions such as solidification or curing, peeling, and dissolution described above can be performed accurately can be used.
W ウェハ
P パーティクル
1 基板洗浄システム
4 制御装置
14 基板洗浄装置
30 基板保持機構
40 第1液供給部
50 第2液供給部
W Wafer P Particle 1
Claims (13)
前記揮発成分が揮発することによって前記成膜処理液が前記基板上で固化または硬化してなる処理膜に対して該処理膜を前記基板から剥離させる剥離処理液を供給する剥離処理液供給工程と、
前記剥離処理液供給工程後、前記処理膜に対して該処理膜を溶解させる溶解処理液を供給する溶解処理液供給工程と、を含み、
前記剥離処理液供給工程において用いられる剥離処理液は水分を含まない非極性溶媒であり、前記溶解処理液供給工程において用いられる溶解処理液は水分を含まない極性溶媒である、
ことを特徴とする基板洗浄方法。 A film formation treatment liquid supply step for supplying a film formation treatment liquid containing a volatile component and containing a polar organic material for forming a film on the substrate;
A peeling treatment liquid supply step for supplying a peeling treatment liquid for peeling the treatment film from the substrate to a treatment film formed by solidifying or curing the film formation treatment liquid on the substrate by volatilization of the volatile component; ,
A dissolution treatment liquid supply step for supplying a dissolution treatment liquid for dissolving the treatment film with respect to the treatment film after the peeling treatment liquid supply step,
The stripping treatment liquid used in the stripping treatment liquid supply step is a nonpolar solvent that does not contain moisture, and the dissolution treatment liquid used in the dissolution processing solution supply step is a polar solvent that does not contain moisture.
And a substrate cleaning method.
前記搬送容器に収容された前記成膜処理液供給工程後の基板を取り出す取出工程と
をさらに含み、
前記剥離処理液供給工程は、
前記取出工程において取り出された基板に対して前記剥離処理液を供給すること
を特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載の基板洗浄方法。 After the film-forming treatment liquid supply step, an accommodating step of accommodating the substrate on which the film-forming treatment liquid is solidified or cured by volatilization of the volatile component and a treatment film is formed in a transfer container;
And a step of taking out the substrate after the film-forming treatment liquid supply step accommodated in the transfer container,
The peeling treatment liquid supply step includes
The substrate cleaning method according to claim 1, wherein the peeling treatment liquid is supplied to the substrate taken out in the taking out step.
内部に形成される金属配線の少なくとも一部が露出したドライエッチング後またはアッシング後の基板に対して前記成膜処理液を供給すること
を特徴とする請求項9に記載の基板洗浄方法。 The film-forming treatment liquid supply step includes
The substrate cleaning method according to claim 9, wherein the film-forming treatment liquid is supplied to a substrate after dry etching or ashing in which at least a part of a metal wiring formed inside is exposed.
を特徴とする請求項10に記載の基板洗浄方法。 The substrate cleaning method according to claim 10, wherein a CF-based gas is used in the dry etching, and the stripping treatment liquid is a fluorine-based solvent.
前記処理膜に対して該処理膜を溶解させる溶解処理液を供給する溶解処理液供給部とを備え、
前記剥離処理液供給部において供給される剥離処理液は水分を含まない非極性溶媒であり、前記溶解処理液供給部において用いられる溶解処理液は水分を含まない極性溶媒である、
ことを特徴とする基板洗浄システム。 The treatment film is removed from the substrate with respect to the treatment film formed by solidifying or curing the film formation treatment liquid on the substrate by volatilization of the volatile component on the substrate supplied with the film formation treatment liquid containing a volatile component. A peeling treatment liquid supply section for supplying a peeling treatment liquid to be peeled;
A dissolution treatment liquid supply unit for supplying a dissolution treatment liquid for dissolving the treatment film with respect to the treatment film,
The stripping treatment liquid supplied in the stripping treatment liquid supply unit is a nonpolar solvent not containing moisture, and the dissolution processing liquid used in the dissolution processing solution supply unit is a polar solvent not containing water,
A substrate cleaning system.
前記プログラムは、実行時に、請求項1〜11のいずれか一つに記載の基板洗浄方法が行われるように、コンピュータに前記基板洗浄システムを制御させること
を特徴とする記憶媒体。 A computer-readable storage medium that operates on a computer and stores a program for controlling the substrate cleaning system,
A storage medium characterized in that, when executed, the program causes a computer to control the substrate cleaning system so that the substrate cleaning method according to any one of claims 1 to 11 is performed.
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