JP2021048369A - Substrate processing method, substrate processing apparatus, and substrate processing liquid - Google Patents

Substrate processing method, substrate processing apparatus, and substrate processing liquid Download PDF

Info

Publication number
JP2021048369A
JP2021048369A JP2019171672A JP2019171672A JP2021048369A JP 2021048369 A JP2021048369 A JP 2021048369A JP 2019171672 A JP2019171672 A JP 2019171672A JP 2019171672 A JP2019171672 A JP 2019171672A JP 2021048369 A JP2021048369 A JP 2021048369A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
chemical solution
etching
liquid
substrate processing
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.)
Pending
Application number
JP2019171672A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
上田 大
Masaru Ueda
大 上田
洋祐 塙
Yosuke Hanawa
洋祐 塙
北川 広明
Hiroaki Kitagawa
広明 北川
一弘 深見
Kazuhiro Fukami
一弘 深見
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.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co 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 Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Priority to JP2019171672A priority Critical patent/JP2021048369A/en
Priority to PCT/JP2020/031137 priority patent/WO2021054021A1/en
Priority to TW109128770A priority patent/TW202125634A/en
Publication of JP2021048369A publication Critical patent/JP2021048369A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks

Abstract

To suppress a difference in etching rate due to the size of a recess.SOLUTION: A substrate processing method includes a chemical solution supply step of supplying a chemical solution including an etchant that etches a removed portion to a substrate, and an auxiliary liquid supply step of supplying an etching auxiliary liquid including a movement accelerator to the substrate, which includes a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion to assist with the movement of the etchant to a recess, and the chemical solution supply step and the auxiliary liquid supply step are performed continuously or simultaneously.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理方法、基板処理装置および基板処理液に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing method, a substrate processing apparatus, and a substrate processing liquid for selectively removing a portion to be removed of a substrate to form a recess.

半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程には、基板を部分的にエッチング除去して所望のパターンを形成するエッチング工程が含まれる。例えば半導体装置の製造においては、シリコン基材上に形成されたシリコン酸化膜(SiO)をエッチングする際には、HF -等のエッチャントを含む薬液が用いられる(例えば特許文献1、2)。 The manufacturing process of electronic components such as semiconductor devices and liquid crystal display devices includes an etching step of partially etching and removing a substrate to form a desired pattern. For example, in the manufacture of semiconductor devices, a silicon oxide film formed on a silicon substrate when etching the (SiO 2) is HF 2 - and the like chemical is used (for example, Patent Documents 1 and 2) containing etchant ..

特開平9−22891号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-22891 特開平9−115875号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-115875

エッチングにより形成しようとするパターン形状は種々である。特にパターンの微細化や電子部品の三次元構造化に伴い、エッチング工程にて、比較的広い開口を有する従前サイズの凹部を形成するだけでなく、開口が狭く且つ深い形状の細長サイズの凹部を形成することが要求されることがある。しかしながら、従来の薬液を用いたエッチング工程では、細長サイズの凹部の内部にエッチャントを効率的に移動させることは難しい。その結果、細長サイズの凹部でのエッチングレートが従前サイズの凹部でのエッチングレートよりも大幅に低くなり、所望構造が得られないという問題があった。 There are various pattern shapes to be formed by etching. In particular, with the miniaturization of patterns and the three-dimensional structure of electronic components, in the etching process, not only the conventional size recesses with relatively wide openings are formed, but also the elongated recesses with narrow and deep openings are formed. It may be required to form. However, in the etching process using a conventional chemical solution, it is difficult to efficiently move the etchant into the elongated recess. As a result, there is a problem that the etching rate in the elongated concave portion is significantly lower than the etching rate in the conventional size concave portion, and a desired structure cannot be obtained.

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、凹部のサイズによるエッチングレートの差異を抑えることができる基板処理方法、基板処理装置および基板処理液を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a substrate processing method, a substrate processing apparatus, and a substrate processing liquid capable of suppressing a difference in etching rate depending on the size of a recess.

この発明の第1態様は、基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理方法であって、被除去部をエッチングするエッチャントと、凹部へのエッチャントの移動をアシストする移動促進剤とを含む基板処理液により被除去部をエッチングして凹部を形成し、移動促進剤は疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有することを特徴としている。 A first aspect of the present invention is a substrate processing method for selectively removing a portion to be removed from a substrate to form a recess, in which an etchant for etching the portion to be removed and a movement assisting the movement of the etchant to the recess. The portion to be removed is etched with a substrate treatment liquid containing an accelerator to form a recess, and the movement accelerator has a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion.

この発明の第2態様は、基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理方法であって、被除去部をエッチングするエッチャントを含む薬液を基板に供給する薬液供給工程と、疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有して凹部へのエッチャントの移動をアシストする、移動促進剤を含むエッチング補助液を基板に供給する補助液供給工程とを備え、薬液供給工程および補助液供給工程を連続または同時に実行することを特徴としている。 A second aspect of the present invention is a substrate processing method for selectively removing a portion to be removed of a substrate to form a recess, and a chemical solution supply step of supplying a chemical solution containing an etchant for etching the portion to be removed to the substrate. A chemical solution comprising an auxiliary liquid supply step of supplying an etching auxiliary liquid containing a movement accelerator to a substrate, which has a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion to assist the movement of the etchant to the recess. It is characterized by executing the supply process and the auxiliary liquid supply process continuously or simultaneously.

また、この発明の第3態様は、基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理装置であって、基板を保持する基板保持部と、被除去部をエッチングするエッチャントと、疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有して凹部へのエッチャントの移動をアシストする移動促進剤とを含む基板処理液を生成し、基板保持部に保持された基板に基板処理液を供給する処理液供給部とを備えることを特徴としている。 A third aspect of the present invention is a substrate processing apparatus that selectively removes a portion to be removed from a substrate to form a recess, and includes a substrate holding portion that holds the substrate and an etchant that etches the portion to be removed. A substrate treatment liquid containing a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion to assist the movement of the etching to the recess is generated, and the substrate is placed on the substrate held by the substrate holding portion. It is characterized by including a processing liquid supply unit for supplying the treatment liquid.

また、この発明の第4態様は、基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理装置であって、基板を保持する基板保持部と、被除去部をエッチングするエッチャントが含まれる薬液と、疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有して凹部へのエッチャントの移動をアシストする、移動促進剤を含むエッチング補助液を生成する処理液供給部と、薬液を基板に供給する薬液ノズルと、エッチング補助液を基板に供給する補助液ノズルとを備え、薬液ノズルからの薬液の供給および補助液ノズルからのエッチング補助液の供給を連続または同時に実行することを特徴としている。 A fourth aspect of the present invention is a substrate processing apparatus that selectively removes a portion to be removed from a substrate to form a recess, wherein a substrate holding portion that holds the substrate and an etchant that etches the portion to be removed are provided. A chemical solution containing the chemical solution, a treatment liquid supply unit that has a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion to assist the movement of the etchant to the recess, and a treatment liquid supply unit that generates an etching auxiliary liquid containing a movement accelerator, and a chemical liquid. The chemical solution nozzle for supplying the etching auxiliary liquid to the substrate and the auxiliary liquid nozzle for supplying the etching auxiliary liquid to the substrate are provided, and the chemical solution supply from the chemical solution nozzle and the etching auxiliary liquid supply from the auxiliary liquid nozzle can be continuously or simultaneously executed. It is a feature.

さらに、この発明の第5態様は、基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理液であって、被除去部をエッチングするエッチャントと、凹部へのエッチャントの移動をアシストする移動促進剤とを備え、移動促進剤は疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有することを特徴としている。 Further, a fifth aspect of the present invention is a substrate treatment liquid that selectively removes a portion to be removed from the substrate to form a recess, and assists the etching of the portion to be removed and the movement of the etchant to the recess. The migration promoter is characterized by having a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion.

このように構成された発明によれば、基板の被除去部をエッチャントにより選択的に除去して凹部を形成する際に、疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有する移動促進剤により凹部へのエッチャントの移動がアシストされる。このため、凹部の内部でのエッチャントの濃度が高まり、エッチングレートの向上を図ることができる。 According to the invention configured as described above, when the portion to be removed of the substrate is selectively removed by an etchant to form a recess, a movement promoter having a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion is provided. Assists the movement of the etchant into the recess. Therefore, the concentration of the etchant inside the recess is increased, and the etching rate can be improved.

本発明に係る基板処理方法で実行されるエッチング動作の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the etching operation performed by the substrate processing method which concerns on this invention. 微細領域で発生する表面誘起相転移現象を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the surface-induced phase transition phenomenon which occurs in a minute region. 本発明に係る基板処理装置の第1実施形態を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of the substrate processing apparatus which concerns on this invention. 図3に示す基板処理装置の側面図である。It is a side view of the substrate processing apparatus shown in FIG. 処理ユニットの構成を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the structure of a processing unit. 処理ユニットを制御する制御部の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of the control part which controls a processing unit. 基板処理液供給部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing liquid supply part. 図3の基板処理装置で実行される基板処理の内容を示す図である。It is a figure which shows the content of the substrate processing executed by the substrate processing apparatus of FIG. 本発明に係る基板処理装置の第2実施形態を部分的に示す図である。It is a figure which shows the 2nd Embodiment of the substrate processing apparatus which concerns on this invention partially. 本発明に係る基板処理装置の第3実施形態を部分的に示す図である。It is a figure which shows the 3rd Embodiment of the substrate processing apparatus which concerns on this invention partially.

<発明の基本原理および基板処理方法>
基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する具体例の一つとして、例えば図1に示すように、シリコン基材上に形成された熱酸化膜(SiO)をエッチング除去する工程がある。
<Basic Principle of Invention and Substrate Processing Method>
As one specific example of selectively removing the removed portion of the substrate to form a recess, for example, as shown in FIG. 1, the thermal oxide film (SiO 2 ) formed on the silicon substrate is etched and removed. There is a process.

図1は本発明に係る基板処理方法で実行されるエッチング動作の一例を模式的に示す図である。同図中の(a)欄および(b)欄に示す基板Wa、Wbでは、シリコン基材W1の上面に熱酸化膜W2が形成されている。さらに、熱酸化膜W2上にポリシリコン層W3が積層形成されている。このポリシリコン層W3には、例えば内径60nmの貫通孔W4が複数個設けられている。このように構成された基板Wの表面に希フッ酸(dHF:Diluted Hydrofluoric acid)を供給すると、希フッ酸が貫通孔W4を介して熱酸化膜W2に供給され、希フッ酸中に含まれるエッチャント(HF -)により熱酸化膜W2のうち貫通孔W4に面している露出領域W5がエッチングされ、さらに時間経過とともに開口W6(つまり、シリコン基材W1とポリシリコン層W3と間の隙間部分)を介してエッチャント(HF -)がシリコン基材W1とポリシリコン層W3とに挟まれた微細領域W7に侵入する。これによって、当該微細領域W7のエッチングが進行する。 FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an etching operation executed by the substrate processing method according to the present invention. In the substrates Wa and Wb shown in columns (a) and (b) in the figure, a thermal oxide film W2 is formed on the upper surface of the silicon base material W1. Further, the polysilicon layer W3 is laminated and formed on the thermal oxide film W2. The polysilicon layer W3 is provided with, for example, a plurality of through holes W4 having an inner diameter of 60 nm. When diluted hydrofluoric acid (dHF) is supplied to the surface of the substrate W configured in this way, the dilute hydrofluoric acid is supplied to the thermal oxide film W2 through the through holes W4 and is contained in the dilute hydrofluoric acid. etchant (HF 2 -) by exposed areas W5 facing the through hole W4 of the thermal oxide film W2 is etched, an opening W6 (i.e. with more time, the gap between the silicon substrate W1 and the polysilicon layer W3 etchant through partial) (HF 2 -) enters the silicon substrate W1 and the fine region W7 sandwiched between the polysilicon layer W3. As a result, the etching of the fine region W7 proceeds.

ここで、開口W6のサイズ(熱酸化膜W2の厚みTHa、THbに相当)が比較的大きい場合には、同図の(c)欄に示すようにシリコン基材W1の上面に熱酸化膜(SiO)W2がブランケット状、例えば厚みTHc=500nm程度の厚みで形成された基板Wcに希フッ酸を供給してエッチングを進行させた場合とほぼ同程度のエッチングレートが得られる。例えば基板Wa〜Wcに薬液を供給してから一定時間が経過するまでにエッチングされた量をそれぞれエッチング量EMa〜EMcとすると、
EMa≒EMb≒EMc
となる。そして、(EMa/EMc)および(EMb/EMc)を各基板Wa、Wbのブランケット比と定義すると、同図の(a)欄および(b)欄に示す基板Wa、Wbのブランケット比は「1」に比較的近い値を示す。これに対し、熱酸化膜W2が薄膜になるにしたがって基板Wa、Wbのブランケット比は大きく減少する。このため、複数の回路素子や配線などが三次元的構造で作り込まれる基板Wを薬液でエッチング処理すると、次のような問題が発生する。つまり、上記基板Wでは熱酸化膜W2の厚みは部分的に相違しており、エッチャントが侵入する開口のサイズも異なっていることが多く、エッチングレートは不均一になる。
Here, when the size of the opening W6 (corresponding to the thickness THa and THb of the thermal oxide film W2) is relatively large, the thermal oxide film (corresponding to the thickness THa and THb of the thermal oxide film W2) is formed on the upper surface of the silicon base material W1 as shown in column (c) of the figure. It is possible to obtain an etching rate almost the same as when dilute hydrofluoric acid is supplied to a substrate Wc in which SiO 2 ) W2 is formed in a blanket shape, for example, a thickness of about THc = 500 nm to allow etching to proceed. For example, assuming that the amounts etched from the supply of the chemical solution to the substrates Wa to Wc until a certain period of time elapses are the etching amounts EMa to EMc, respectively.
EMa ≒ EMb ≒ EMc
Will be. Then, if (EMa / EMc) and (EMb / EMc) are defined as the blanket ratios of the substrates Wa and Wb, the blanket ratios of the substrates Wa and Wb shown in columns (a) and (b) of the same figure are "1". Indicates a value relatively close to. On the other hand, as the thermal oxide film W2 becomes thinner, the blanket ratio of the substrates Wa and Wb decreases significantly. Therefore, when the substrate W in which a plurality of circuit elements and wirings are formed in a three-dimensional structure is etched with a chemical solution, the following problems occur. That is, in the substrate W, the thickness of the thermal oxide film W2 is partially different, the size of the opening through which the etchant penetrates is often different, and the etching rate becomes non-uniform.

そこで、本願発明者は鋭意研究を行い次の知見を得た。その知見とは、疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有する移動促進剤を薬液に含めた基板処理液を用いる、あるいは上記移動促進剤を含むエッチング補助液を薬液と併用することが有益であるという点である。そのような分子構造を有する代表的なものとして例えばアニオン界面活性剤やカチオン界面活性剤がある。移動促進剤がエッチャントとともに基板Wa、Wbの表面に供給されると、例えば図2に示すように、数nmオーダーの細孔(微細領域W7)にイオンが濃縮される表面誘起相転移現象(Surface Induced Phase Transition:SIFT)が発生する。この表面誘起相転移現象のメカニズムは明確でないが、上記エッチング工程では次のような挙動は発生していると考えられる。 Therefore, the inventor of the present application conducted diligent research and obtained the following findings. The finding is that a substrate treatment solution containing a migration accelerator having a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion in the chemical solution is used, or an etching auxiliary solution containing the migration accelerator is used in combination with the chemical solution. Is beneficial. Typical examples having such a molecular structure are anionic surfactants and cationic surfactants. When the migration accelerator is supplied to the surfaces of the substrates Wa and Wb together with the etchant, for example, as shown in FIG. 2, a surface-induced phase transition phenomenon (Surface) in which ions are concentrated in pores (fine regions W7) on the order of several nm. Induced Phase Transition (SIFT) occurs. Although the mechanism of this surface-induced phase transition phenomenon is not clear, it is considered that the following behavior occurs in the etching process.

図2は微細領域で発生する表面誘起相転移現象を模式的に示す図である。同図中の破線括弧書部分には同図中の各記号が説明されている。微細領域W7を構成するシリコン基材W1およびポリシリコン層W3の壁面は疎水面である。このため、微細領域W7内が薬液の溶媒成分であるDIW(脱イオン水:deionized water)で満たされている状態は不安定である。この場合、図2において模式的に示すように、微細領域W7では、疎水部を有する移動促進剤の方が濃化しやすく、それに伴ってアニオン性親水部やカチオン性親水部が微細領域W7に存在することなる。また、イオンサイズが大きいと体積全体に対して相対的に極性が小さくなるため、吸着する水分子が体積全体に対して少なくなり、より疎水に近づく。このため、イオンサイズが大きいほど濃化しやすい。カチオンが大きければカチオンが優先的に濃化しようとし、電気的中性を保とうとしてアニオンも濃化される。その一環として、薬液に存在するエッチャント(HF -)も微細領域W7に引き込まれ、微細領域W7内でのエッチャント(HF -)の濃度が高まる。こうして、移動促進剤は本発明の「凹部」の一例に相当する微細領域W7へのエッチャントの移動をアシストし、微細領域W7でのエッチングレートの向上に寄与する。なお、両性界面活性剤については、DIWに溶けたときにアルカリ性領域ではアニオン界面活性剤の性質を、酸性領域ではカチオン界面活性剤の性質を示すため、移動促進剤として用いることができる。これに対し、界面活性剤の一例としてノニオン界面活性剤が存在するが、DIWに溶けた際に親水部はイオン化しない。したがって、ノニオン界面活性剤は移動促進剤として機能せず、微細領域W7でのエッチングレートの向上は認めらない。なお、移動促進剤として機能するアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤および両性界面活性剤を本明細書では「界面活性剤系の移動促進剤」と称する。 FIG. 2 is a diagram schematically showing a surface-induced phase transition phenomenon that occurs in a fine region. Each symbol in the figure is explained in the broken line brackets in the figure. The wall surfaces of the silicon base material W1 and the polysilicon layer W3 constituting the fine region W7 are hydrophobic surfaces. Therefore, the state in which the fine region W7 is filled with DIW (deionized water), which is a solvent component of the chemical solution, is unstable. In this case, as schematically shown in FIG. 2, in the fine region W7, the movement promoter having a hydrophobic portion is more likely to be concentrated, and accordingly, an anionic hydrophilic portion and a cationic hydrophilic portion are present in the fine region W7. Will be done. Further, when the ion size is large, the polarity is relatively small with respect to the entire volume, so that the number of water molecules adsorbed is small with respect to the entire volume, and the water molecules become more hydrophobic. Therefore, the larger the ion size, the easier it is to concentrate. If the cation is large, the cation tends to be concentrated preferentially, and the anion is also concentrated in an attempt to maintain electrical neutrality. As part of the etchant that is present in the chemical - drawn even fine regions W7, etchant in the fine region W7 (HF 2) - increases the concentration of (HF 2). In this way, the movement accelerator assists the movement of the etchant to the fine region W7 corresponding to an example of the "recess" of the present invention, and contributes to the improvement of the etching rate in the fine region W7. The amphoteric tenside can be used as a migration promoter because it exhibits the properties of an anionic surfactant in the alkaline region and the properties of a cationic surfactant in the acidic region when dissolved in DIW. On the other hand, there is a nonionic surfactant as an example of the surfactant, but the hydrophilic portion is not ionized when dissolved in DIW. Therefore, the nonionic surfactant does not function as a movement accelerator, and no improvement in the etching rate in the fine region W7 is observed. Anionic surfactants, cationic surfactants and amphoteric surfactants that function as migration promoters are referred to as "surfactant-based surfactants" in the present specification.

また、界面活性剤系の移動促進剤と相違するものの、疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有し、上記表面誘起相転移現象を発現させて微細領域W7でのエッチングレートの向上に寄与する移動促進剤が存在する。当該移動促進剤としては、例えばアンモニウム塩やアルキルアンモニウム塩などが存在する。これらを本明細書では「SIFT系の移動促進剤」と称する。 Further, although it is different from the surfactant-based migration promoter, it has a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion, and the above-mentioned surface-induced phase transition phenomenon is expressed to determine the etching rate in the fine region W7. There are mobility promoters that contribute to the improvement. Examples of the migration accelerator include ammonium salts and alkylammonium salts. These are referred to herein as "SIFT-based migration promoters".

アンモニウム塩としては、アンモニウムイオンNH4 +からなる、一般式(NH4 +)nXn-で表される、
・フッ化アンモニウム NH4F (Ammonium Fluoride,カチオン:NH4+,アニオンF-)
・塩化アンモニウム NH4Cl (Ammonium Chloride,カチオン:NH4+,アニオン Cl-)
・ヨウ化アンモニウム NH4I (Ammonium Iodide,カチオン:NH4+,アニオン I-)
などのハロゲン化物、硫化アンモニウム((NH4)2SO4)などの硫化物、酢酸アンモニウム((CH3COONH4)などの酢酸化物などが含まれる。
The ammonium salt is composed of the ammonium ion NH 4 + and is represented by the general formula (NH 4 + ) n X n-.
・ Ammonium fluoride NH4F (Ammonium Fluoride, cation: NH4 +, anion F-)
・ Ammonium chloride NH4Cl (Ammonium Chloride, cation: NH4 +, anion Cl-)
・ Ammonium iodide NH4I (Ammonium Iodide, cation: NH4 +, anion I-)
Halides such as, sulfides such as ammonium sulfide ((NH 4 ) 2 SO 4 ), and acetates such as ammonium acetate ((CH 3 COONH 4 )) are included.

また、アルキルアンモニウム塩としては、一般式(NR4 +)nXn-で表される第四級アンモニウム塩、R3Nで表される第三級アミン、R2NHで表される第二級アミン、RNH2で表される第一級アミンで表される、(Rはアルキル基かアリール基)が含まれ、例えば、
・フッ化テトラメチルアンモニウム [(CH3)4N]F (TetraMethylAmmonium Fluoride; TMAF,カチオン:[(CH3)4N]+,アニオン F-)
・フッ化テトラエチルアンモニウム [(CH3CH2CH2)4N]F (TetraEthylAmmonium Fluoride; TEAF,カチオン:[(CH3CH2CH2)4N]+,アニオン F-)
・フッ化テトラブチルアンモニウム [(CH3CH2CH2CH2CH2)4N]F (TetraButhylAmmonium Fluoride; TBAF,カチオン:[(CH3CH2CH2CH2CH2)4N]+,アニオンF-)
・塩化テトラメチルアンモニウム [(CH3)4N]Cl (TetraMethylAmmonium Chloride; TMAC,カチオン:[(CH3)4N]+,アニオン Cl-)
・塩化テトラエチルアンモニウム [(CH3CH2CH2)4N]Cl (TetraEthylAmmonium Chloride; TEAC,カチオン:[(CH3CH2CH2)4N]+,アニオン Cl-)
・塩化テトラブチルアンモニウム [(CH3CH2CH2CH2CH2)4N]Cl (TetraButhylAmmonium Chloride; TBAC,カチオン:[(CH3CH2CH2CH2CH2)4N]+,アニオン Cl-)
・ヨウ化テトラメチルアンモニウム [(CH3)4N]I (TetraMethylAmmonium Iodide; TMAI,カチオン:[(CH3)4N]+,アニオン I-)
・ヨウ化テトラエチルアンモニウム [(CH3CH2CH2)4N]I (TetraEthylAmmonium Iodide; TEAI,カチオン:[(CH3CH2CH2)4N]+,アニオン I-)
・ヨウ化テトラブチルアンモニウム [(CH3CH2CH2CH2CH2)4N]I (TetraButhylAmmonium Iodide; TBAI,カチオン:[(CH3CH2CH2CH2CH2)4N]+,アニオン I-)
などのハロゲン化物、硫酸水素テトラブチルアンモニウムなどの硫酸水素化物、酢酸テトラメチルアンモニウムなどの酢酸化物、水酸化テトラエチルアンモニウムなどの水酸化物、過塩素酸テトラブチルアンモニウムなどの過塩素酸、などが含まれる。
The alkylammonium salt is a quaternary ammonium salt represented by the general formula (NR 4 + ) n X n- , a tertiary amine represented by R 3 N, and a second represented by R 2 NH. A primary amine, represented by a primary amine represented by RNH 2 , (R is an alkyl or aryl group) is included, eg,
・ TetraMethylAmmonium Fluoride [(CH3) 4N] F (TetraMethylAmmonium Fluoride; TMAF, cation: [(CH3) 4N] +, anion F-)
・ TetraEthylAmmonium Fluoride [(CH3CH2CH2) 4N] F (TetraEthylAmmonium Fluoride; TEAF, cation: [(CH3CH2CH2) 4N] +, anion F-)
・ TetraButhylAmmonium Fluoride [(CH3CH2CH2CH2CH2) 4N] F (TetraButhylAmmonium Fluoride; TBAF, cation: [(CH3CH2CH2CH2CH2) 4N] +, anion F-)
・ Tetramethylammonium chloride [(CH3) 4N] Cl (TetraMethylAmmonium Chloride; TMAC, cation: [(CH3) 4N] +, anion Cl-)
・ Tetraethylammonium chloride [(CH3CH2CH2) 4N] Cl (TetraEthylAmmonium Chloride; TEAC, cation: [(CH3CH2CH2) 4N] +, anion Cl-)
・ Tetrabutylammonium chloride [(CH3CH2CH2CH2CH2) 4N] Cl (TetraButhylAmmonium Chloride; TBAC, cation: [(CH3CH2CH2CH2CH2) 4N] +, anion Cl-)
・ Tetramethylammonium iodide [(CH3) 4N] I (TetraMethylAmmonium Iodide; TMAI, cation: [(CH3) 4N] +, anion I-)
・ Tetraethylammonium iodide [(CH3CH2CH2) 4N] I (TetraEthylAmmonium Iodide; TEAI, cation: [(CH3CH2CH2) 4N] +, anion I-)
・ TetraButhyl Ammonium Iodide [(CH3CH2CH2CH2CH2) 4N] I (TetraButhylAmmonium Iodide; TBAI, cation: [(CH3CH2CH2CH2CH2) 4N] +, anion I-)
Halides such as, hydrides such as tetrabutylammonium hydrogensulfate, acetates such as tetramethylammonium acetate, hydroxides such as tetraethylammonium hydroxide, perchloric acid such as tetrabutylammonium perchlorate, etc. Is done.

また、SIFT系の移動促進剤を含む基板処理液やエッチング補助液にアルコールや酸を加えてもよい。 Further, alcohol or acid may be added to the substrate treatment liquid or the etching auxiliary liquid containing the SIFT-based movement accelerator.

アルコールとしては一般式R-OHで表される(Rはアルキル基かアリール基)、メチルアルコール(MeOH)、エチルアルコール(EtOH)、2−プロパノール(PrOH)、n−ブチルアルコール(BuOH)、tert−ブチルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコール等が含まれる。 The alcohol is represented by the general formula R-OH (R is an alkyl group or an aryl group), methyl alcohol (MeOH), ethyl alcohol (EtOH), 2-propanol (PrOH), n-butyl alcohol (BuOH), tert. -Contains butyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, etc.

酸としては、エッチング補助液中で水素イオン(H)を発生させる塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、リン酸、過酸化水素、クエン酸等が含まれる。 The acid includes hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, phosphoric acid, hydrogen peroxide, citric acid and the like that generate hydrogen ions (H +) in the etching auxiliary liquid.

また、上記においてはSIFT系の移動促進剤を含む基板処理液やエッチング補助液にアルコールを添加しているが、アルコールは疎水部と極性部であるヒドロキシル部(-OH基)とを有しているため、移動促進剤として使用することができる。本明細書では、アルコールを主たる移動促進剤とするものを「アルコール系の移動促進剤」と称する。 Further, in the above, alcohol is added to the substrate treatment liquid containing the SIFT-based movement accelerator and the etching auxiliary liquid, but the alcohol has a hydrophobic portion and a hydroxyl portion (-OH group) which is a polar portion. Therefore, it can be used as a movement promoter. In the present specification, those using alcohol as a main movement promoter are referred to as "alcohol-based movement promoters".

さらに、有機溶媒の一部では、疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有するものであり、移動促進剤として使用することができる。より具体的には、酢酸(CH3COOH)、エチレングリコール(OHCH2CH2OH)、エチルアミン(CH3CH2NH2)等を用いることができ、これらを本明細書では「有機溶媒系の移動促進剤」と称する。 Further, a part of the organic solvent has a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion, and can be used as a movement promoter. More specifically, acetic acid (CH3COOH), ethylene glycol (OHCH2CH2OH), ethylamine (CH3CH2NH2) and the like can be used, and these are referred to as "organic solvent-based migration promoters" in the present specification.

上記した「界面活性剤系の移動促進剤」、「SIFT系の移動促進剤」、「アルコール系の移動促進剤」および「有機溶媒系の移動促進剤」のうちの少なくとも1つの含む基板処理液やエッチング補助液を用いる具体的な基板処理方法としては、以下の4つの態様がある。 Substrate treatment liquid containing at least one of the above-mentioned "surfactant-based migration accelerator", "SIFT-based migration accelerator", "alcohol-based migration accelerator" and "organic solvent-based migration accelerator". There are the following four modes as a specific substrate processing method using the or etching auxiliary liquid.

第1番目の基板処理方法では、エッチャントと移動促進剤を含む薬液に移動促進剤を添加した基板処理液を予め調製し、単一のノズルから当該基板処理液を基板Wに供給してエッチング処理を実行する。ここで具体的な調製方法には、薬液とエッチング補助液とを単純に混合させる方法と、薬液およびエッチング補助液の主成分の量を適量ずつ混合させる方法とが含まれる。第2番目の基板処理方法では、上記薬液を薬液ノズルから基板Wに供給すると同時に上記エッチング補助液を補助液ノズルから基板Wに供給してエッチング処理を実行する。第3番目の基板処理方法では、上記薬液を薬液ノズルから基板に供給した後で、薬液が供給された基板に上記エッチング補助液を補助液ノズルから供給してエッチング処理を実行する。第4番目の基板処理方法では、上記エッチング補助液を補助液ノズルから基板に供給した後で、上記エッチング補助液が供給された基板に上記薬液を薬液ノズルから供給してエッチング処理を実行する。 In the first substrate treatment method, a substrate treatment liquid in which a movement accelerator is added to a chemical liquid containing an etchant and a movement accelerator is prepared in advance, and the substrate treatment liquid is supplied to the substrate W from a single nozzle for etching treatment. To execute. Here, the specific preparation method includes a method of simply mixing the chemical solution and the etching auxiliary solution, and a method of mixing the amounts of the main components of the chemical solution and the etching auxiliary solution in appropriate amounts. In the second substrate processing method, the chemical solution is supplied from the chemical solution nozzle to the substrate W, and at the same time, the etching auxiliary solution is supplied from the auxiliary solution nozzle to the substrate W to execute the etching process. In the third substrate processing method, after the chemical solution is supplied to the substrate from the chemical solution nozzle, the etching auxiliary solution is supplied from the auxiliary solution nozzle to the substrate to which the chemical solution is supplied to execute the etching process. In the fourth substrate processing method, after the etching auxiliary liquid is supplied to the substrate from the auxiliary liquid nozzle, the chemical solution is supplied from the chemical solution nozzle to the substrate to which the etching auxiliary liquid is supplied to execute the etching process.

以上のように、いずれの基板処理方法によりエッチング処理を行ったとしても、移動促進剤によりエッチャント(HF -)が微細領域W7に効率的に侵入され、微細領域W7内でのエッチャント濃度を高めることができる。したがって、微細領域W7でのエッチングレートを向上させ、ブランケット比を「1」に近づけることができる。その結果、エッチング処理により形成される凹部のサイズによるエッチングレートの差異を抑えることができる。 As described above, even when subjected to an etching treatment by any of the substrate processing method, the etchant by moving accelerator (HF 2 -) is efficiently penetrate into fine regions W7, increasing the etchant concentration in the fine region W7 be able to. Therefore, the etching rate in the fine region W7 can be improved and the blanket ratio can be brought close to "1". As a result, it is possible to suppress the difference in etching rate depending on the size of the recess formed by the etching process.

<基板処理装置>
次に、上記した第1番目の基板処理方法を適用可能な基板処理装置の第1実施形態を図面を参照しつつ説明する。
<Board processing equipment>
Next, the first embodiment of the substrate processing apparatus to which the above-mentioned first substrate processing method can be applied will be described with reference to the drawings.

図3は本発明に係る基板処理装置の第1実施形態を示す図である。また、図4は図3に示す基板処理装置の側面図である。これらの図面は装置の外観を示すものではなく、基板処理装置100の外壁パネルやその他の一部構成を除外することでその内部構造をわかりやすく示した模式図である。この基板処理装置100は、例えばクリーンルーム内に設置され、基板Wに対してエッチング処理を施して凹部を形成する枚葉式の装置である。 FIG. 3 is a diagram showing a first embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. Further, FIG. 4 is a side view of the substrate processing apparatus shown in FIG. These drawings do not show the appearance of the apparatus, but are schematic views which show the internal structure of the substrate processing apparatus 100 in an easy-to-understand manner by excluding the outer wall panel and other partial configurations. The substrate processing apparatus 100 is, for example, a single-wafer type apparatus installed in a clean room and etching the substrate W to form recesses.

ここで、本実施形態における「基板」としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板を適用可能である。以下では主としてシリコンウエハの処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも同様に適用可能である。 Here, the "board" in the present embodiment includes a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for FED (Field Emission Display), a substrate for an optical disk, and a magnetic disk. Various substrates such as substrates and substrates for photomagnetic disks can be applied. In the following, a substrate processing apparatus mainly used for processing a silicon wafer will be described as an example with reference to the drawings, but the same applies to the processing of various substrates illustrated above.

本実施形態では、シリコン基材W1に設けられた熱酸化膜(例えば図1に示す熱酸化膜W2)を選択的に除去して所望の凹部を形成するために、エッチャントとして(HF -)を用いるが、当該エッチャント(HF -)を含む薬液をそのまま用いるのではなく、上記した第1番目の基板処理方法、つまりエッチャント(HF -)以外に移動促進剤を含む基板処理液を基板Wに供給することで微細領域(図1中の符号W7)でのエッチングレートの改善を図っている。より具体的には、移動促進剤としてヨウ化テトラエチルアンモニウム(TEAI)を用いるとともに塩酸(HCl)およびエチルアルコール(EtOH)を添加している。 In the present embodiment, in order to thermally oxidized film provided on a silicon substrate W1 (thermal oxide film W2 shown in FIG. 1, for example) is selectively removed to form a desired concave, as an etchant (HF 2 -) While using, the etchant (HF 2 -) not used as a drug solution comprising, 1st substrate processing method described above, i.e. etchant (HF 2 -) substrate substrate treating solution comprising a transfer-promoting agent in addition to By supplying to W, the etching rate in a fine region (reference numeral W7 in FIG. 1) is improved. More specifically, tetraethylammonium iodide (TEAI) is used as a migration promoter, and hydrochloric acid (HCl) and ethyl alcohol (EtOH) are added.

なお、本明細書では、パターンが形成されているパターン形成面(一方主面)を「表面Wf」と称し、その反対側のパターンが形成されていない他方主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた面を「下面」と称し、上方に向けられた面を「上面」と称する。また、本明細書において「パターン形成面」とは、平面状、曲面状又は凹凸状の何れであるかを問わず、基板において、任意の領域に凹凸パターンが形成されている面を意味する。 In the present specification, the pattern-forming surface (one main surface) on which the pattern is formed is referred to as "front surface Wf", and the other main surface on which the pattern on the opposite side is not formed is referred to as "back surface". Further, the surface facing downward is referred to as a "lower surface", and the surface facing upward is referred to as an "upper surface". Further, in the present specification, the "pattern-forming surface" means a surface on which an uneven pattern is formed in an arbitrary region on a substrate regardless of whether it is a flat surface, a curved surface, or an uneven shape.

図3に示すように、基板処理装置100は、基板Wに対して処理を施す基板処理部110と、この基板処理部110に結合されたインデクサ部120とを備えている。インデクサ部120は、基板Wを収容するための容器C(複数の基板Wを密閉した状態で収容するFOUP(Front Opening Unified Pod)、SMIF(Standard Mechanical Interface)ポッド、OC(Open Cassette)など)を複数個保持することができる容器保持部121と、この容器保持部121に保持された容器Cにアクセスして、未処理の基板Wを容器Cから取り出したり、処理済みの基板Wを容器Cに収納したりするためのインデクサロボット122を備えている。各容器Cには、複数枚の基板Wがほぼ水平な姿勢で収容されている。 As shown in FIG. 3, the substrate processing apparatus 100 includes a substrate processing unit 110 that processes the substrate W, and an indexer unit 120 that is coupled to the substrate processing unit 110. The indexer unit 120 holds a container C for accommodating the substrate W (FOUP (Front Opening Unified Pod) for accommodating a plurality of substrates W in a sealed state, SMIF (Standard Mechanical Interface) pod, OC (Open Cassette), etc.). By accessing the container holding portion 121 capable of holding a plurality of containers and the container C held by the container holding portion 121, the untreated substrate W can be taken out from the container C, or the processed substrate W can be transferred to the container C. It is equipped with an indexer robot 122 for storing and storing. A plurality of substrates W are housed in each container C in a substantially horizontal posture.

インデクサロボット122は、装置筐体に固定されたベース部122aと、ベース部122aに対し鉛直軸まわりに回動可能に設けられた多関節アーム122bと、多関節アーム122bの先端に取り付けられたハンド122cとを備える。ハンド122cはその上面に基板Wを載置して保持することができる構造となっている。このような多関節アームおよび基板保持用のハンドを有するインデクサロボットは公知であるので詳しい説明を省略する。 The indexer robot 122 includes a base portion 122a fixed to the device housing, an articulated arm 122b rotatably provided around the vertical axis with respect to the base portion 122a, and a hand attached to the tip of the articulated arm 122b. It is equipped with 122c. The hand 122c has a structure in which the substrate W can be placed and held on the upper surface thereof. Since an indexer robot having such an articulated arm and a hand for holding a substrate is known, detailed description thereof will be omitted.

基板処理部110は、平面視においてほぼ中央に配置された基板搬送ロボット111と、この基板搬送ロボット111を取り囲むように配置された複数の処理ユニット1とを備えている。具体的には、基板搬送ロボット111が配置された空間に面して複数の(この例では8つの)処理ユニット1が配置されている。これらの処理ユニット1に対して基板搬送ロボット111はランダムにアクセスして基板Wを受け渡す。一方、各処理ユニット1は基板Wに対して所定の処理を実行する。本実施形態では、これらの処理ユニット1は同一の機能を有している。このため、複数基板Wの並列処理が可能となっている。 The substrate processing unit 110 includes a substrate transfer robot 111 arranged substantially in the center in a plan view, and a plurality of processing units 1 arranged so as to surround the substrate transfer robot 111. Specifically, a plurality of (eight in this example) processing units 1 are arranged facing the space in which the substrate transfer robot 111 is arranged. The substrate transfer robot 111 randomly accesses these processing units 1 and delivers the substrate W. On the other hand, each processing unit 1 executes a predetermined processing on the substrate W. In the present embodiment, these processing units 1 have the same function. Therefore, parallel processing of a plurality of substrates W is possible.

図5は処理ユニットの構成を示す部分断面図である。また、図6は処理ユニットを制御する制御部の電気的構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、各処理ユニット1に対して制御部4を設けているが、1台の制御部により複数の処理ユニット1を制御するように構成してもよい。また、基板処理装置100全体を制御する制御ユニット(図示省略)により処理ユニット1を制御するように構成してもよい。 FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the processing unit. Further, FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of a control unit that controls a processing unit. In the present embodiment, the control unit 4 is provided for each processing unit 1, but a plurality of processing units 1 may be controlled by one control unit. Further, the processing unit 1 may be controlled by a control unit (not shown) that controls the entire substrate processing apparatus 100.

処理ユニット1は、内部空間21を有するチャンバ2と、チャンバ2の内部空間21に収容されて基板Wを保持する基板保持部として機能するスピンチャック3とを備えている。図3および図4に示すように、チャンバ2の側面にシャッター23が設けられている。シャッター23にはシャッター開閉機構22(図6)が接続されており、制御部4からの開閉指令に応じてシャッター23を開閉させる。より具体的には、処理ユニット1では、未処理の基板Wをチャンバ2に搬入する際にシャッター開閉機構22はシャッター23を開き、基板搬送ロボット111のハンドによって未処理の基板Wがフェースアップ姿勢でスピンチャック3に搬入される。つまり、基板Wは表面Wfを上方に向けた状態でスピンチャック3上に載置される。そして、当該基板搬入後に基板搬送ロボット111のハンドがチャンバ2から退避すると、シャッター開閉機構22はシャッター23を閉じる。そして、チャンバ2の内部空間21内で後述のように基板処理液、DIWおよび窒素ガスが基板Wの表面Wfに供給されて所望の基板処理が常温環境下で実行される。また、基板処理の終了後においては、シャッター開閉機構22がシャッター23を再び開き、基板搬送ロボット111のハンドが処理済の基板Wをスピンチャック3から搬出する。このように、本実施形態では、チャンバ2の内部空間21が常温環境に保ちつつ基板処理を行う処理空間として機能する。なお、本明細書において「常温」とは、5℃〜35℃の温度範囲にあることを意味する。 The processing unit 1 includes a chamber 2 having an internal space 21 and a spin chuck 3 housed in the internal space 21 of the chamber 2 and functioning as a substrate holding portion for holding the substrate W. As shown in FIGS. 3 and 4, a shutter 23 is provided on the side surface of the chamber 2. A shutter opening / closing mechanism 22 (FIG. 6) is connected to the shutter 23, and the shutter 23 is opened / closed in response to an opening / closing command from the control unit 4. More specifically, in the processing unit 1, the shutter opening / closing mechanism 22 opens the shutter 23 when the unprocessed substrate W is carried into the chamber 2, and the unprocessed substrate W is in a face-up posture by the hand of the substrate transfer robot 111. Is carried into the spin chuck 3. That is, the substrate W is placed on the spin chuck 3 with the surface Wf facing upward. Then, when the hand of the substrate transfer robot 111 retracts from the chamber 2 after the substrate is carried in, the shutter opening / closing mechanism 22 closes the shutter 23. Then, in the internal space 21 of the chamber 2, the substrate treatment liquid, DIW, and nitrogen gas are supplied to the surface Wf of the substrate W as described later, and the desired substrate treatment is executed in a room temperature environment. Further, after the substrate processing is completed, the shutter opening / closing mechanism 22 opens the shutter 23 again, and the hand of the substrate transfer robot 111 carries out the processed substrate W from the spin chuck 3. As described above, in the present embodiment, the internal space 21 of the chamber 2 functions as a processing space for performing substrate processing while maintaining the room temperature environment. In addition, in this specification, "room temperature" means that it is in a temperature range of 5 ° C. to 35 ° C.

スピンチャック3は、基板Wを把持する複数のチャックピン31と、複数のチャックピン31を支持して水平方向に沿う円盤形状に形成されたスピンベース32と、スピンベース32に連結された状態で基板Wの表面中心から延びる面法線と平行な回転軸線C1まわりに回転自在に設けられた中心軸33と、モータによって中心軸33を回転軸線C1まわりに回転させる基板回転駆動機構34とを備えている。複数のチャックピン31は、スピンベース32の上面の周縁部に設けられている。この実施形態では、チャックピン31は周方向に等間隔を空けて配置されている。そして、スピンチャック3に載置された基板Wをチャックピン31により把持した状態で制御部4からの回転指令に応じて基板回転駆動機構34のモータが作動すると、基板Wは回転軸線C1まわりに回転する。また、このように基板Wを回転させた状態で、制御部4からの供給指令に応じて雰囲気遮断機構5に設けられたノズルから基板処理液、DIWおよび窒素ガスが順次基板Wの表面Wfに供給される。 The spin chuck 3 is connected to a plurality of chuck pins 31 that grip the substrate W, a spin base 32 that supports the plurality of chuck pins 31 and is formed in a disk shape along the horizontal direction, and a spin base 32. A central shaft 33 rotatably provided around a rotation axis C1 parallel to a surface normal extending from the surface center of the substrate W, and a substrate rotation drive mechanism 34 for rotating the central shaft 33 around the rotation axis C1 by a motor are provided. ing. The plurality of chuck pins 31 are provided on the peripheral edge of the upper surface of the spin base 32. In this embodiment, the chuck pins 31 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Then, when the motor of the substrate rotation drive mechanism 34 operates in response to the rotation command from the control unit 4 while the substrate W mounted on the spin chuck 3 is gripped by the chuck pin 31, the substrate W moves around the rotation axis C1. Rotate. Further, in the state where the substrate W is rotated in this way, the substrate treatment liquid, DIW, and nitrogen gas are sequentially applied to the surface Wf of the substrate W from the nozzle provided in the atmosphere blocking mechanism 5 in response to the supply command from the control unit 4. Be supplied.

雰囲気遮断機構5は、遮断板51と、遮断板51に一体回転可能に設けられた上スピン軸52と、遮断板51の中央部を上下方向に貫通するノズル53とを有している。遮断板51は基板Wとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板形状に仕上げられている。遮断板51はスピンチャック3に保持された基板Wの上面に間隔を空けて対向配置されている。このため、遮断板51の下面が基板Wの表面Wf全域に対向する円形の基板対向面51aとして機能する。また、基板対向面51aの中央部には、遮断板51を上下に貫通する円筒状の貫通孔51bが形成されている。 The atmosphere blocking mechanism 5 has a blocking plate 51, an upper spin shaft 52 rotatably provided on the blocking plate 51, and a nozzle 53 penetrating the central portion of the blocking plate 51 in the vertical direction. The blocking plate 51 is finished in a disk shape having a diameter substantially the same as or larger than that of the substrate W. The blocking plate 51 is arranged so as to face the upper surface of the substrate W held by the spin chuck 3 at intervals. Therefore, the lower surface of the blocking plate 51 functions as a circular substrate facing surface 51a facing the entire surface Wf of the substrate W. Further, a cylindrical through hole 51b that vertically penetrates the blocking plate 51 is formed in the central portion of the substrate facing surface 51a.

上スピン軸52は遮断板51の中心を通り鉛直に延びる回転軸線(基板Wの回転軸線C1と一致する軸線)まわりに回転可能に設けられている。上スピン軸52は円筒形状を有している。上スピン軸52の内周面は、上記回転軸線を中心とする円筒面に形成されている。上スピン軸52の内部空間は、遮断板51の貫通孔51bに連通している。上スピン軸52は、遮断板51の上方で水平に延びる支持アーム54に相対回転可能に支持されている。 The upper spin shaft 52 is rotatably provided around a rotation axis (an axis corresponding to the rotation axis C1 of the substrate W) extending vertically through the center of the blocking plate 51. The upper spin shaft 52 has a cylindrical shape. The inner peripheral surface of the upper spin shaft 52 is formed as a cylindrical surface centered on the rotation axis. The internal space of the upper spin shaft 52 communicates with the through hole 51b of the blocking plate 51. The upper spin shaft 52 is rotatably supported by a support arm 54 extending horizontally above the blocking plate 51.

ノズル53はスピンチャック3の上方に配置されている。ノズル53は支持アーム54に対して回転不能な状態で支持アーム54によって支持されている。また、ノズル53は、遮断板51、上スピン軸52、および支持アーム54と一体的に昇降可能となっている。ノズル53の下端部には吐出口53aが設けられ、スピンチャック3に保持されている基板Wの表面Wfの中央部に対向する。 The nozzle 53 is arranged above the spin chuck 3. The nozzle 53 is supported by the support arm 54 in a non-rotatable state with respect to the support arm 54. Further, the nozzle 53 can be moved up and down integrally with the blocking plate 51, the upper spin shaft 52, and the support arm 54. A discharge port 53a is provided at the lower end of the nozzle 53 and faces the central portion of the surface Wf of the substrate W held by the spin chuck 3.

遮断板51には、電動モータ等を含む構成の遮断板回転駆動機構55(図6)が結合されている。遮断板回転駆動機構55は制御部4からの回転指令に応じて遮断板51および上スピン軸52を支持アーム54に対して回転軸線C1まわりに回転させる。また、支持アーム54には遮断板昇降駆動機構56が結合されている。遮断板昇降駆動機構56は制御部4からの昇降指令に応じて遮断板51、上スピン軸52およびノズル53を支持アーム54と一体的に鉛直方向Zに昇降する。より具体的には、遮断板昇降駆動機構56は、基板対向面51aがスピンチャック3に保持されている基板Wの表面Wfに近接して表面Wfの上方空間を周辺雰囲気から実質的に遮断する遮断位置(図3に示す位置)と、遮断位置よりも大きく上方に退避した退避位置(図示省略)の間で昇降させる。 A cutoff plate rotation drive mechanism 55 (FIG. 6) having a configuration including an electric motor and the like is coupled to the cutoff plate 51. The cutoff plate rotation drive mechanism 55 rotates the cutoff plate 51 and the upper spin shaft 52 around the rotation axis C1 with respect to the support arm 54 in response to a rotation command from the control unit 4. Further, a blocking plate elevating drive mechanism 56 is coupled to the support arm 54. The blocking plate elevating drive mechanism 56 moves the blocking plate 51, the upper spin shaft 52, and the nozzle 53 up and down integrally with the support arm 54 in the vertical direction Z in response to an elevating command from the control unit 4. More specifically, the blocking plate elevating drive mechanism 56 substantially shields the space above the surface Wf from the surrounding atmosphere in the vicinity of the surface Wf of the substrate W whose substrate facing surface 51a is held by the spin chuck 3. It is moved up and down between the cutoff position (position shown in FIG. 3) and the retracted position (not shown) that is retracted above the cutoff position.

ノズル53の上端部は、処理液供給制御部61、DIW供給制御部62および気体供給制御部63が接続されている。 A processing liquid supply control unit 61, a DIW supply control unit 62, and a gas supply control unit 63 are connected to the upper end portion of the nozzle 53.

処理液供給制御部61は、ノズル53に接続された処理液配管611と、処理液配管611に介挿されたバルブ612とを有している。処理液配管611は基板処理液の供給源として機能する処理液供給部400と接続されている。 The processing liquid supply control unit 61 has a processing liquid pipe 611 connected to the nozzle 53 and a valve 612 inserted in the processing liquid pipe 611. The treatment liquid pipe 611 is connected to a treatment liquid supply unit 400 that functions as a supply source for the substrate treatment liquid.

図7は基板処理液供給部の構成を示す図である。処理液供給部400は、流体ボックスFBとキャビネットCCとを有している。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a substrate processing liquid supply unit. The treatment liquid supply unit 400 has a fluid box FB and a cabinet CC.

キャビネットCCは、防爆対策が施されていない防爆非対策エリア401と、防爆対策が施された防爆対策エリア402とを有している。防爆非対策エリア401では、タンク403が配設されている。タンク403には、4本の供給配管が接続されている。これら4本の供給配管を介してヨウ化テトラエチルアンモニウム(TEAI)、DIW、フッ化水素酸(HF)および塩酸(HCl)をそれぞれタンク403に供給可能となっている。このため、制御部4からの指令に応じてヨウ化テトラエチルアンモニウム、DIW、フッ化水素酸および塩酸が適量ずつタンク403に供給されると、エタノール(EtOH)を除く基板処理液の成分がタンク403内で混合され、基板処理液を生成するための中間混合液が得られる。また、中間混合液を貯留するタンク403は第1個別配管404によって流体ボックスFBに設けられるミキシングバルブ409の第1個別流路412に接続されている。このため、第1個別配管404に介挿されたポンプ405が制御部4からの指令に応じて作動すると、タンク403内の中間混合液がミキシングバルブ409に送られる。 The cabinet CC has an explosion-proof non-measurement area 401 without explosion-proof measures and an explosion-proof measures area 402 with explosion-proof measures. In the explosion-proof non-measurement area 401, a tank 403 is arranged. Four supply pipes are connected to the tank 403. Tetraethylammonium iodide (TEAI), DIW, hydrofluoric acid (HF) and hydrochloric acid (HCl) can be supplied to the tank 403 via these four supply pipes, respectively. Therefore, when tetraethylammonium iodide, DIW, hydrofluoric acid, and hydrochloric acid are supplied to the tank 403 in appropriate amounts in response to a command from the control unit 4, the components of the substrate treatment liquid excluding ethanol (EtOH) are contained in the tank 403. An intermediate mixture for producing a substrate treatment solution is obtained. Further, the tank 403 for storing the intermediate mixed liquid is connected to the first individual flow path 412 of the mixing valve 409 provided in the fluid box FB by the first individual pipe 404. Therefore, when the pump 405 inserted in the first individual pipe 404 operates in response to a command from the control unit 4, the intermediate mixed liquid in the tank 403 is sent to the mixing valve 409.

一方、防爆対策エリア402では、エタノールを貯留するタンク406が配設されている。タンク406は第2個別配管407によって、ミキシングバルブ409の第2個別流路413に接続されている。このため、第2個別配管407に介挿されたポンプ408が制御部4からの指令に応じて作動すると、タンク406内のエタノールがミキシングバルブ409に送られる。 On the other hand, in the explosion-proof area 402, a tank 406 for storing ethanol is arranged. The tank 406 is connected to the second individual flow path 413 of the mixing valve 409 by the second individual pipe 407. Therefore, when the pump 408 inserted in the second individual pipe 407 operates in response to a command from the control unit 4, the ethanol in the tank 406 is sent to the mixing valve 409.

流体ボックスFBはミキシングバルブ409で中間混合液とエタノールとを混合して基板処理液を生成し、流体ボックスFB内に延設された処理液配管611を介して上記基板処理液をノズル53に供給可能となっている。流体ボックスFB内では処理液配管611にバルブ612が取り付けられ、基板処理液の供給/供給停止を切り替え可能となっている。 The fluid box FB mixes the intermediate mixture and ethanol with the mixing valve 409 to generate a substrate treatment liquid, and supplies the substrate treatment liquid to the nozzle 53 via the treatment liquid pipe 611 extending in the fluid box FB. It is possible. In the fluid box FB, a valve 612 is attached to the processing liquid pipe 611 so that the supply / stop of the supply of the substrate processing liquid can be switched.

タンク403内の中間混合液は、上記したようにポンプ405によってミキシングバルブ409に送られる。タンク403からミキシングバルブ409に送られる中間混合液の流量は、第1個別配管404の内部を開閉する第1電動バルブ410によって変更可能となっている。また同様に、タンク406内のエタノールはポンプ408によってミキシングバルブ409に送られる。タンク406からミキシングバルブ409に送られるエタノールの流量は、第2個別配管407の内部を開閉する第2電動バルブ411によって変更可能となっている。 The intermediate mixture in the tank 403 is sent to the mixing valve 409 by the pump 405 as described above. The flow rate of the intermediate mixed liquid sent from the tank 403 to the mixing valve 409 can be changed by the first electric valve 410 that opens and closes the inside of the first individual pipe 404. Similarly, the ethanol in the tank 406 is sent to the mixing valve 409 by the pump 408. The flow rate of ethanol sent from the tank 406 to the mixing valve 409 can be changed by the second electric valve 411 that opens and closes the inside of the second individual pipe 407.

本実施形態では、第1電動バルブ410および第2電動バルブ411はいずれも電動ニードルバルブである。ここで、第1電動バルブ410および第2電動バルブ411の少なくとも一方は、電動ニードルバルブ以外の電動バルブであってもよい。なお、電動ニードルバルブの構成は周知であるため詳しい説明を省略するが、電動バルブ410、411の開閉および開度は制御部4により制御される。 In the present embodiment, both the first electric valve 410 and the second electric valve 411 are electric needle valves. Here, at least one of the first electric valve 410 and the second electric valve 411 may be an electric valve other than the electric needle valve. Since the configuration of the electric needle valve is well known, detailed description thereof will be omitted, but the opening / closing and opening degree of the electric valves 410 and 411 are controlled by the control unit 4.

ミキシングバルブ409は、図7に示すように、第1個別流路412および第2個別流路413に加えて、第1個別流路412での液体の逆流を防止する第1チェックバルブ420と、第2個別流路413での液体の逆流を防止する第2チェックバルブ421と、第1個別流路412および第2個別流路413の下流端に接続された集合流路414とを有している。このため、制御部4により第1電動バルブ410および第2電動バルブ411の両方が開かれると、中間混合液およびエタノールは、ミキシングバルブ409の集合流路414内を下流に流れながら互いに混ざり合う。これにより、中間混合液とエタノールとが混合され、エッチャント(HF -)、移動促進剤として機能するヨウ化テトラエチルアンモニウム(TEAI)などを含む基板処理液が生成される。 As shown in FIG. 7, the mixing valve 409 includes, in addition to the first individual flow path 412 and the second individual flow path 413, a first check valve 420 that prevents backflow of liquid in the first individual flow path 412. It has a second check valve 421 that prevents backflow of liquid in the second individual flow path 413, and an assembly flow path 414 that is connected to the downstream ends of the first individual flow path 412 and the second individual flow path 413. There is. Therefore, when both the first electric valve 410 and the second electric valve 411 are opened by the control unit 4, the intermediate mixed solution and ethanol are mixed with each other while flowing downstream in the collecting flow path 414 of the mixing valve 409. Thus, the intermediate liquid mixture and ethanol are mixed, an etchant (HF 2 -), substrate treating solution, including tetraethylammonium iodide which functions as a transfer-promoting agent (TEAI) is generated.

ミキシングバルブ409の集合流路414は処理液配管611に接続されている。また、処理液配管611では、図7に示すように、処理液を撹拌するインラインミキサー415がバルブ642の上流側に介挿されている。インラインミキサー415は処理液配管611に介挿されたパイプ415pを有している。また、パイプ415p内には撹拌フィン415fが配置されている。撹拌フィン415fは液体の流通方向に延びる軸線まわりに捩れた構造を有している。このため、インラインミキサー415はスタティックミキサーとして機能する。つまり、処理液供給部400では、タンク403およびタンク406から供給された中間混合液およびエタノールはミキシングバルブ409で混合され、その後、インラインミキサー415でさらに混合される。これにより、中間混合液とエタノールとが混合され、エッチャント(HF -)、移動促進剤として機能するヨウ化テトラエチルアンモニウム(TEAI)などを含む基板処理液が生成される。 The collecting flow path 414 of the mixing valve 409 is connected to the processing liquid pipe 611. Further, in the processing liquid pipe 611, as shown in FIG. 7, an in-line mixer 415 for stirring the processing liquid is inserted on the upstream side of the valve 642. The in-line mixer 415 has a pipe 415p inserted in the processing liquid pipe 611. Further, a stirring fin 415f is arranged in the pipe 415p. The stirring fin 415f has a twisted structure around an axis extending in the flow direction of the liquid. Therefore, the in-line mixer 415 functions as a static mixer. That is, in the processing liquid supply unit 400, the intermediate mixed liquid and ethanol supplied from the tank 403 and the tank 406 are mixed by the mixing valve 409, and then further mixed by the in-line mixer 415. Thus, the intermediate liquid mixture and ethanol are mixed, an etchant (HF 2 -), substrate treating solution, including tetraethylammonium iodide which functions as a transfer-promoting agent (TEAI) is generated.

処理液供給部400は、処理液配管611から分岐した分岐配管416を含む。分岐配管416の上流端は、処理液配管611に接続されている。処理液配管611内の一部の処理液は、分岐配管416の上流端を通過し、ノズル53に供給される。一方、処理液配管611内の残りの処理液は、分岐配管416の上流端から分岐配管416内に流入する。分岐配管416の下流端は、タンク403に接続されている。分岐配管416の下流端は、他の処理ユニット1に設けられた処理液配管611に接続されていてもよいし、排液装置(図示省略)に接続されていてもよい。 The treatment liquid supply unit 400 includes a branch pipe 416 branched from the treatment liquid pipe 611. The upstream end of the branch pipe 416 is connected to the treatment liquid pipe 611. A part of the treatment liquid in the treatment liquid pipe 611 passes through the upstream end of the branch pipe 416 and is supplied to the nozzle 53. On the other hand, the remaining treatment liquid in the treatment liquid pipe 611 flows into the branch pipe 416 from the upstream end of the branch pipe 416. The downstream end of the branch pipe 416 is connected to the tank 403. The downstream end of the branch pipe 416 may be connected to a treatment liquid pipe 611 provided in another processing unit 1 or may be connected to a drainage device (not shown).

処理液供給部400は、処理液配管611から分岐配管416に流れる基板処理液の流量を変更する流量調整バルブ418を備えていてもよい。流量調整バルブ418は制御部4により開度調整可能となっている。このため、処理液配管611から分岐配管416に流れる基板処理液の流量は、流量調整バルブ418の開度に応じて変更される。処理液供給部400は、流量調整バルブ418に代えて、直径が分岐配管416の内径よりも小さい孔が形成されたオリフィス板を備えていてもよい。この場合、処理液は、オリフィス板の孔の面積に応じた流量で、処理液配管611から分岐配管416に流れる。 The treatment liquid supply unit 400 may include a flow rate adjusting valve 418 that changes the flow rate of the substrate treatment liquid flowing from the treatment liquid pipe 611 to the branch pipe 416. The opening degree of the flow rate adjusting valve 418 can be adjusted by the control unit 4. Therefore, the flow rate of the substrate processing liquid flowing from the processing liquid pipe 611 to the branch pipe 416 is changed according to the opening degree of the flow rate adjusting valve 418. The processing liquid supply unit 400 may include an orifice plate having a hole having a diameter smaller than the inner diameter of the branch pipe 416 instead of the flow rate adjusting valve 418. In this case, the treatment liquid flows from the treatment liquid pipe 611 to the branch pipe 416 at a flow rate corresponding to the area of the hole of the orifice plate.

処理液供給部400は、基板処理液における各種成分の濃度を測定する溶液濃度計417を備えている。図7では、溶液濃度計417は分岐配管416に介挿されている。ただし、溶液濃度計417の配設位置はこれに限定されるものではなく、ミキシングバルブ409の下流であれば、任意である。例えば溶液濃度計417をインラインミキサー415の上流または下流に配置してもよいし、ノズル53に配置してもよい。もしくは、ノズル53から吐出された基板処理液の濃度を、溶液濃度計417に測定させてもよい。また、本実施形態では、図7への図示を省略するが、エタノールの濃度を測定する濃度計(図示省略)がキャビネットCC内に配置されており、キャビネットCC内でのエタノールの蒸発具合を検知可能となっている。 The treatment liquid supply unit 400 includes a solution concentration meter 417 for measuring the concentrations of various components in the substrate treatment liquid. In FIG. 7, the solution concentration meter 417 is inserted in the branch pipe 416. However, the arrangement position of the solution concentration meter 417 is not limited to this, and is arbitrary as long as it is downstream of the mixing valve 409. For example, the solution concentration meter 417 may be arranged upstream or downstream of the in-line mixer 415, or may be arranged in the nozzle 53. Alternatively, the concentration of the substrate treatment liquid discharged from the nozzle 53 may be measured by the solution concentration meter 417. Further, in the present embodiment, although not shown in FIG. 7, a densitometer (not shown) for measuring the concentration of ethanol is arranged in the cabinet CC, and the degree of evaporation of ethanol in the cabinet CC is detected. It is possible.

制御部4は溶液濃度計417の検出値に基づいてエタノールの蒸発具合を検知し、中間混合液に対するエタノールの割合を変更する。具体的には、制御部4は、溶液濃度計417の検出値に基づいて第1電動バルブ410および第2電動バルブ411の少なくとも一方の開度を変更する。これにより、基板処理液に含まれるエタノールの割合が増加または減少し、エッチングレートを調整される。 The control unit 4 detects the evaporation condition of ethanol based on the detected value of the solution concentration meter 417, and changes the ratio of ethanol to the intermediate mixed solution. Specifically, the control unit 4 changes the opening degree of at least one of the first electric valve 410 and the second electric valve 411 based on the detected value of the solution concentration meter 417. As a result, the proportion of ethanol contained in the substrate treatment liquid is increased or decreased, and the etching rate is adjusted.

図5に戻って説明を続ける。DIW供給制御部62はノズル53に接続されたDIW供給配管621と、DIW供給配管651を開閉するバルブ652とを有している。DIW供給配管651はDIWの供給源と接続されている。制御部4からの開閉指令に応じてバルブ622が開かれると、DIWがリンス液としてノズル53に供給され、吐出口53aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。 The explanation will be continued by returning to FIG. The DIW supply control unit 62 has a DIW supply pipe 621 connected to the nozzle 53 and a valve 652 that opens and closes the DIW supply pipe 651. The DIW supply pipe 651 is connected to the DIW supply source. When the valve 622 is opened in response to the opening / closing command from the control unit 4, DIW is supplied to the nozzle 53 as a rinsing liquid, and is discharged from the discharge port 53a toward the center of the surface of the substrate W.

気体供給制御部63は、ノズル53に接続された気体供給配管651と、気体供給配管651を開閉するバルブ652とを有している。気体供給配管651は気体の供給源と接続されている。本実施形態では、気体として除湿された窒素ガスが用いられており、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ652が開かれると、窒素ガスがノズル53に供給され、吐出口53aから基板Wの表面中央部に向けて吹き付けられる。なお、気体としては、窒素ガス以外に、除湿されたアルゴンガスなどの不活性ガス用いてもよい。 The gas supply control unit 63 has a gas supply pipe 651 connected to the nozzle 53 and a valve 652 that opens and closes the gas supply pipe 651. The gas supply pipe 651 is connected to the gas supply source. In the present embodiment, dehumidified nitrogen gas is used as the gas, and when the valve 652 is opened in response to the opening / closing command from the control unit 4, nitrogen gas is supplied to the nozzle 53 and the substrate W is supplied from the discharge port 53a. It is sprayed toward the center of the surface of. In addition to nitrogen gas, an inert gas such as dehumidified argon gas may be used as the gas.

処理ユニット1では、スピンチャック3を取り囲むように、排気桶80が設けられている。また、スピンチャック3と排気桶80との間に配置された複数のカップ81,82(第1カップ81および第2カップ82)と、基板Wの周囲に飛散した処理液を受け止める複数のガード84〜86(第1ガード84〜第3ガード86)とが設けられている。また、ガード84〜86に対してガード昇降駆動機構87〜89(第1〜第3ガード昇降駆動機構87〜89)がそれぞれ連結されている。ガード昇降駆動機構87〜89はそれぞれ制御部4からの昇降指令に応じてガード84〜86を独立して昇降する。なお、第1ガード昇降駆動機構87の図5への図示は省略されている。 In the processing unit 1, an exhaust tub 80 is provided so as to surround the spin chuck 3. Further, a plurality of cups 81 and 82 (first cup 81 and second cup 82) arranged between the spin chuck 3 and the exhaust tub 80, and a plurality of guards 84 for receiving the processing liquid scattered around the substrate W. ~ 86 (1st guard 84 to 3rd guard 86) are provided. Further, guard elevating drive mechanisms 87 to 89 (first to third guard elevating drive mechanisms 87 to 89) are connected to guards 84 to 86, respectively. The guard elevating drive mechanisms 87 to 89 independently elevate and elevate the guards 84 to 86 in response to an elevating command from the control unit 4, respectively. Note that the first guard elevating drive mechanism 87 is not shown in FIG.

制御部4は、CPU等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。そして、制御部4は上記プログラムにしたがって装置各部を制御することで、エッチャントのみならず移動促進剤を含む基板処理液を用いて図8に示す基板処理を実行する。 The control unit 4 has an arithmetic unit such as a CPU, a fixed memory device, a storage unit such as a hard disk drive, and an input / output unit. The storage unit stores the program executed by the arithmetic unit. Then, the control unit 4 controls each unit of the device according to the above program to execute the substrate processing shown in FIG. 8 using the substrate treatment liquid containing not only the etchant but also the movement accelerator.

図8は図3の基板処理装置で実行される基板処理の内容を示す図である。基板処理装置100における処理対象は、例えば図1の(a)欄や(b)欄に示すようにシリコン基材W1上に薄膜状の熱酸化膜W2が形成された基板Wであり、熱酸化膜W2の一部をエッチング除去して水平方向に延びる凹部(微細領域W7)を形成する。 FIG. 8 is a diagram showing the contents of the substrate processing executed by the substrate processing apparatus of FIG. The processing target in the substrate processing apparatus 100 is, for example, a substrate W in which a thin film-like thermal oxide film W2 is formed on a silicon base material W1 as shown in columns (a) and (b) of FIG. 1, and is thermally oxidized. A part of the film W2 is removed by etching to form a recess (fine region W7) extending in the horizontal direction.

未処理の基板Wが処理ユニット1に搬入される前においては、制御部4が装置各部に指令を与えて処理ユニット1は初期状態にセットされる。すなわち、シャッター開閉機構22によりシャッター23(図3、図4)は閉じられている。基板回転駆動機構34によりスピンチャック3は基板Wのローディングに適した位置に位置決め停止されるとともに、図示しないチャック開閉機構によりチャックピン31は開状態となっている。遮断板51は遮断板昇降駆動機構56により退避位置に位置決めされるとともに、遮断板回転駆動機構55による遮断板51の回転は停止されている。ガード84〜86はいずれも下方に移動して位置決めされている。さらに、バルブ612、622、632はいずれも閉じられている。 Before the unprocessed substrate W is carried into the processing unit 1, the control unit 4 gives a command to each unit of the device to set the processing unit 1 in the initial state. That is, the shutter 23 (FIGS. 3 and 4) is closed by the shutter opening / closing mechanism 22. The spin chuck 3 is positioned and stopped at a position suitable for loading the substrate W by the substrate rotation drive mechanism 34, and the chuck pin 31 is opened by a chuck opening / closing mechanism (not shown). The cutoff plate 51 is positioned at the retracted position by the cutoff plate elevating drive mechanism 56, and the rotation of the cutoff plate 51 by the cutoff plate rotation drive mechanism 55 is stopped. The guards 84 to 86 are all moved downward and positioned. Further, the valves 612, 622 and 632 are all closed.

未処理の基板Wが基板搬送ロボット111により搬送されてくると、シャッター23が開く。シャッター23の開成に合わせて基板Wは基板搬送ロボット111によりチャンバ2の内部空間21に搬入され、表面Wfを上方に向けた状態でスピンチャック3に受け渡される。そして、チャックピン31が閉状態となり、基板Wはスピンチャック3に保持される(ステップS1:基板の搬入)。 When the unprocessed substrate W is conveyed by the substrate transfer robot 111, the shutter 23 opens. The substrate W is carried into the internal space 21 of the chamber 2 by the substrate transfer robot 111 in accordance with the opening of the shutter 23, and is delivered to the spin chuck 3 with the surface Wf facing upward. Then, the chuck pin 31 is closed, and the substrate W is held by the spin chuck 3 (step S1: loading of the substrate).

基板Wの搬入に続いて、基板搬送ロボット111がチャンバ2の外に退避し、さらにシャッター23が再び閉じた後、制御部4は基板回転駆動機構34のモータを制御してスピンチャック3の回転速度(回転数)を、所定の処理速度(約10〜3000rpmの範囲内で、例えば800〜1200rpm )まで上昇させ、その処理速度に維持させる。また、制御部4は、遮断板昇降駆動機構56を制御して、遮断板51を退避位置から下降させて遮断位置に配置する(ステップS2)。また、制御部4は、ガード昇降駆動機構87〜89を制御して第1ガード84〜第3ガード86を上位置に上昇させることにより、第1ガード84を基板Wの周端面に対向させる。 Following the loading of the substrate W, the substrate transfer robot 111 retracts out of the chamber 2, and after the shutter 23 is closed again, the control unit 4 controls the motor of the substrate rotation drive mechanism 34 to rotate the spin chuck 3. The speed (rotational speed) is increased to a predetermined processing speed (within a range of about 10 to 3000 rpm, for example, 800 to 1200 rpm) and maintained at that processing speed. Further, the control unit 4 controls the blocking plate elevating drive mechanism 56 to lower the blocking plate 51 from the retracted position and arrange the blocking plate 51 at the blocking position (step S2). Further, the control unit 4 controls the guard elevating drive mechanisms 87 to 89 to raise the first guard 84 to the third guard 86 to the upper position, so that the first guard 84 faces the peripheral end surface of the substrate W.

基板Wの回転が処理速度に達すると、次いで、制御部4はバルブ622を開く。これにより、ノズル53の吐出口53aからDIWが吐出され、基板Wの表面Wfに供給される。基板Wの表面Wf上では、DIWが基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの周縁部に移動する。これにより、基板Wの表面Wfの全体がDIWで覆われる、いわゆるカバーリンス処理が行われる(ステップS3)。なお、カバーリンスは必須工程ではなく、カバーリンスを行わず、次に説明するエッチング処理(ステップS4)を直ちに行う場合もある。 When the rotation of the substrate W reaches the processing speed, the control unit 4 then opens the valve 622. As a result, DIW is discharged from the discharge port 53a of the nozzle 53 and supplied to the surface Wf of the substrate W. On the surface Wf of the substrate W, the DIW receives centrifugal force due to the rotation of the substrate W and moves to the peripheral edge of the substrate W. As a result, a so-called cover rinsing process is performed in which the entire surface Wf of the substrate W is covered with DIW (step S3). The cover rinse is not an essential step, and the cover rinse may not be performed and the etching process (step S4) described below may be performed immediately.

ステップS4で、制御部4はバルブ612を閉じるとともに、バルブ622を開く。これにより、ノズル53の吐出口53aから吐出される液体がDIWから基板処理液に変わり、基板Wの表面Wfに基板処理液が供給される。基板Wの表面Wf上では、基板処理液が基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの周縁部に移動する。これにより、基板Wの表面Wfの全体が基板処理液によるエッチング処理を受ける。このとき、基板処理液には、熱酸化膜W2(図1)のエッチング種であるエッチャント(HF -)とともに移動促進剤として機能するヨウ化テトラエチルアンモニウム(TEAI)およびエタノール(EtOH)が含まれている。さらに、水素イオン(H)の追加供給源となる塩酸(HCl)が含まれている。 In step S4, the control unit 4 closes the valve 612 and opens the valve 622. As a result, the liquid discharged from the discharge port 53a of the nozzle 53 changes from the DIW to the substrate processing liquid, and the substrate processing liquid is supplied to the surface Wf of the substrate W. On the surface Wf of the substrate W, the substrate processing liquid receives centrifugal force due to the rotation of the substrate W and moves to the peripheral edge of the substrate W. As a result, the entire surface Wf of the substrate W is etched by the substrate treatment liquid. In this case, the substrate treating solution, the etchant is an etching species of the thermal oxide film W2 (Figure 1) - include tetraethylammonium iodide which functions as a transfer-promoting agent with (TEAI) and ethanol (EtOH) is (HF 2) ing. In addition, it contains hydrochloric acid (HCl), which is an additional source of hydrogen ions (H +).

この基板処理液によるエッチング処理は予め定められたエッチング時間だけ継続され、その間に基板Wの周縁部から排出される基板処理液は第1ガード84の内壁に受け止められ、図示を省略する排液経路に沿って機外の廃液処理設備に送られる。エッチング時間を経過すると、制御部4はバルブ612を閉じて、ノズル53からの基板処理液の吐出を停止する。 The etching treatment with the substrate treatment liquid is continued for a predetermined etching time, during which the substrate treatment liquid discharged from the peripheral portion of the substrate W is received by the inner wall of the first guard 84, and a drainage route (not shown) is omitted. It is sent to the waste liquid treatment equipment outside the machine along. When the etching time elapses, the control unit 4 closes the valve 612 and stops the discharge of the substrate processing liquid from the nozzle 53.

エッチング処理に続いて、リンス液(DIW)によるリンス処理が実行される(ステップS5)。このDIWリンスでは、制御部4は第1ガード84〜第3ガード86の位置を維持しながら、バルブ622を開く。これにより、薬液洗浄処理を受けた基板Wの表面Wfの中央部に対してノズル53の吐出口53aからDIWがリンス液として供給される。すると、DIWが基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの周縁部に移動する。これにより、基板W上に付着している基板処理液がDIWによって洗い流される。このとき、基板Wの周縁部から排出されたDIWは、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出され、基板処理液と同様にして機外の廃液処理設備に送られる。このDIWリンスは予め定められたリンス時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ622を閉じて、ノズル53からのDIWの吐出を停止する。 Following the etching process, a rinsing process with a rinsing solution (DIW) is executed (step S5). In this DIW rinse, the control unit 4 opens the valve 622 while maintaining the positions of the first guard 84 to the third guard 86. As a result, DIW is supplied as a rinse solution from the discharge port 53a of the nozzle 53 to the central portion of the surface Wf of the substrate W that has undergone the chemical solution cleaning treatment. Then, the DIW receives the centrifugal force due to the rotation of the substrate W and moves to the peripheral edge of the substrate W. As a result, the substrate treatment liquid adhering to the substrate W is washed away by the DIW. At this time, the DIW discharged from the peripheral edge of the substrate W is discharged from the peripheral edge of the substrate W to the side of the substrate W and sent to the waste liquid treatment facility outside the machine in the same manner as the substrate treatment liquid. This DIW rinse is continued for a predetermined rinse time, after which the control unit 4 closes the valve 622 and stops the discharge of DIW from the nozzle 53.

DIWリンスの完了後、制御部4は基板Wの回転数を高めてスピン乾燥を行う(ステップS6)。本実施形態では、スピン乾燥と並行して制御部4はバルブ632を開いてノズル53から乾燥した窒素ガスをスピン乾燥中の基板Wの表面Wfに吹き付ける。これにより基板Wの乾燥が促進される。 After the completion of the DIW rinse, the control unit 4 increases the rotation speed of the substrate W to perform spin drying (step S6). In the present embodiment, in parallel with spin drying, the control unit 4 opens the valve 632 and blows the dried nitrogen gas from the nozzle 53 onto the surface Wf of the substrate W during spin drying. This promotes the drying of the substrate W.

スピン乾燥を所定時間だけ継続させた後で、制御部4は基板回転駆動機構34のモータを制御してスピンチャック3の回転を停止させるとともにバルブ632を閉じて窒素ガスの吹き付けを停止する(ステップS7)。また、制御部4は、遮断板回転駆動機構55を制御して遮断板51の回転を停止させるとともに、遮断板昇降駆動機構56を制御して遮断板51を遮断位置から上昇させて退避位置に位置決めする。さらに、制御部4は、第3ガード昇降駆動機構89を制御して、第3ガード86に下降させて、全てのガード86〜88を基板Wの周端面から下方に退避させる。 After the spin drying is continued for a predetermined time, the control unit 4 controls the motor of the substrate rotation drive mechanism 34 to stop the rotation of the spin chuck 3 and close the valve 632 to stop the blowing of nitrogen gas (step). S7). Further, the control unit 4 controls the cutoff plate rotation drive mechanism 55 to stop the rotation of the cutoff plate 51, and controls the cutoff plate elevating drive mechanism 56 to raise the cutoff plate 51 from the cutoff position to the retracted position. Position. Further, the control unit 4 controls the third guard elevating drive mechanism 89 to lower the third guard 86 to the third guard 86, and retracts all the guards 86 to 88 downward from the peripheral end surface of the substrate W.

その後、制御部4がシャッター開閉機構22を制御してシャッター23(図3、図4)を開いた後で、基板搬送ロボット111がチャンバ2の内部空間に進入して、チャックピン31による保持が解除された処理済みの基板Wをチャンバ2外へと搬出する(ステップS8)。なお、基板Wの搬出が完了して基板搬送ロボット111が処理ユニット1から離れると、制御部4はシャッター開閉機構22を制御してシャッター23を閉じる。 After that, the control unit 4 controls the shutter opening / closing mechanism 22 to open the shutters 23 (FIGS. 3 and 4), and then the substrate transfer robot 111 enters the internal space of the chamber 2 and is held by the chuck pin 31. The released processed substrate W is carried out of the chamber 2 (step S8). When the transfer of the substrate W is completed and the substrate transfer robot 111 separates from the processing unit 1, the control unit 4 controls the shutter opening / closing mechanism 22 to close the shutter 23.

以上のように、本実施形態では、基板処理液を用いてエッチング処理(ステップS4)を行っている。このため、図2に示すように、ヨウ化テトラエチルアンモニウムおよびエタノールにより微細領域W7へのエッチャントの移動がアシストされ、エッチングレートを向上させることができる。また、従来技術のようにエッチャント(HF -)を含む薬液のみによりエッチング処理を行う場合よりも水素イオン(H)が基板処理液に存在し、これもエッチングレートの向上に寄与する。これらの作用によって、ブランケット比を「1」に近づけることができる。その結果、エッチング処理により形成される凹部のサイズによるエッチングレートの差異を抑えることができる。この点については、後の実施例においても詳しく説明する。 As described above, in the present embodiment, the etching process (step S4) is performed using the substrate processing liquid. Therefore, as shown in FIG. 2, tetraethylammonium iodide and ethanol assist the movement of the etchant to the fine region W7, and the etching rate can be improved. Furthermore, an etchant as in the prior art (HF 2 -) present in the hydrogen ion (H +) substrate treating solution than when etching is performed only by a chemical solution containing, which also contributes to the improvement of etching rate. By these actions, the blanket ratio can be brought close to "1". As a result, it is possible to suppress the difference in etching rate depending on the size of the recess formed by the etching process. This point will be described in detail in later examples.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、中間混合液(=TEAI+DIW+HF+HCl)とエタノールとを混合させて基板処理液を生成しているが、基板処理液の生成態様を変更してもよい。例えばエタノールをタンク403に供給し、単一のタンク403内で基板処理液を生成してもよい。また、あらかじめ他の場所で、中間混合液(=TEAI+DIW+HF+HCl)とエタノールとを混合した混合液を基板処理液として生成し、基板処理装置の基板処理液を供給するタンク等に移し替える構成としてもよい。また、例えば図9に示すように一方のタンク431で薬液(=HF+DIW)を生成するとともに、他方のタンク432でエッチング補助液(=TEAI+DIW+EtOH+HCl)を生成し、両者をミキシングバルブ409で混合して基板処理液を生成してもよい(第2実施形態)。図9中の符号433は排液装置である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the intermediate mixed solution (= TEAI + DIW + HF + HCl) and ethanol are mixed to generate the substrate treatment liquid, but the mode of producing the substrate treatment liquid may be changed. For example, ethanol may be supplied to the tank 403 to generate a substrate treatment solution in a single tank 403. Further, a mixed solution in which an intermediate mixed solution (= TEAI + DIW + HF + HCl) and ethanol is mixed in advance at another place may be generated as a substrate processing solution and transferred to a tank or the like for supplying the substrate processing solution of the substrate processing apparatus. .. Further, for example, as shown in FIG. 9, a chemical solution (= HF + DIW) is generated in one tank 431, and an etching auxiliary solution (= TEAI + DIW + EtOH + HCl) is generated in the other tank 432, and both are mixed by a mixing valve 409 to form a substrate. A treatment liquid may be produced (second embodiment). Reference numeral 433 in FIG. 9 is a drainage device.

また、上記実施形態では、基板Wへの供給直前に基板処理液を生成し、ノズル53から基板Wに供給してエッチング処理しているが、供給前に基板処理液が加熱部を通過してエッチング処理に適合する温度に調整するように構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the substrate processing liquid is generated immediately before being supplied to the substrate W, and is supplied to the substrate W from the nozzle 53 for etching. However, the substrate processing liquid passes through the heating unit before being supplied. It may be configured to adjust to a temperature suitable for the etching process.

また、上記実施形態では、スピンチャック3に保持された基板Wに基板処理液を供給してエッチング処理を行う、いわゆる枚葉式の基板処理装置100に本発明を適用しているが、いわゆるバッチ方式の基板処理装置に対して本発明適用してもよい。つまり、処理槽に貯留された上記基板処理液に対し、基板保持部に保持された複数の基板Wを保持した基板保持部を浸漬させることでエッチング処理を行ってもよい。 Further, in the above embodiment, the present invention is applied to the so-called single-wafer type substrate processing apparatus 100 in which the substrate processing liquid is supplied to the substrate W held by the spin chuck 3 to perform the etching process, but the so-called batch is used. The present invention may be applied to the substrate processing apparatus of the type. That is, the etching process may be performed by immersing the substrate holding portion holding the plurality of substrates W held in the substrate holding portion in the substrate processing liquid stored in the processing tank.

また、基板処理液を基板Wに供給する代わりに、薬液とエッチング補助液とをそれぞれ基板Wに直接供給してエッチング処理を実行してもよい(第3実施形態)。例えば図10に示すように薬液を供給する薬液ノズル53bと、エッチング補助液を供給する補助液ノズル53cとを設け、タンク431に貯留される薬液を薬液ノズル53bから基板Wに供給し、タンク432に貯留されるエッチング補助液を補助液ノズル53cから基板Wに供給してもよい。ここで、基板Wへの薬液の供給が本発明の「薬液供給工程」に相当し、基板Wへのエッチング補助液の供給が本発明の「補助液供給工程」に相当している。また、薬液およびエッチング補助液の供給タイミングについては次の3つの組み合わせがある。すなわち、薬液およびエッチング補助液を同時に基板Wに供給する(上記した第2番目の基板処理方法に相当)。薬液を基板Wに供給した後で、薬液が供給された基板Wにエッチング補助液を供給する(上記した第3番目の基板処理方法に相当)。エッチング補助液を基板Wに供給した後で、エッチング補助液が供給された基板Wに薬液を供給する(上記した第4番目の基板処理方法に相当)。 Further, instead of supplying the substrate treatment solution to the substrate W, the chemical solution and the etching auxiliary liquid may be directly supplied to the substrate W to execute the etching process (third embodiment). For example, as shown in FIG. 10, a chemical solution nozzle 53b for supplying a chemical solution and an auxiliary solution nozzle 53c for supplying an etching auxiliary solution are provided, and the chemical solution stored in the tank 431 is supplied from the chemical solution nozzle 53b to the substrate W to supply the chemical solution nozzle 53b to the substrate W and tank 432. The etching auxiliary liquid stored in the auxiliary liquid nozzle 53c may be supplied to the substrate W from the auxiliary liquid nozzle 53c. Here, the supply of the chemical solution to the substrate W corresponds to the "chemical solution supply step" of the present invention, and the supply of the etching auxiliary liquid to the substrate W corresponds to the "auxiliary liquid supply step" of the present invention. In addition, there are the following three combinations regarding the supply timing of the chemical solution and the etching auxiliary solution. That is, the chemical solution and the etching auxiliary solution are simultaneously supplied to the substrate W (corresponding to the second substrate processing method described above). After the chemical solution is supplied to the substrate W, the etching auxiliary liquid is supplied to the substrate W to which the chemical solution is supplied (corresponding to the third substrate processing method described above). After the etching auxiliary liquid is supplied to the substrate W, the chemical solution is supplied to the substrate W to which the etching auxiliary liquid is supplied (corresponding to the fourth substrate processing method described above).

また、上記実施形態では、本発明の「被除去部」の一例としてシリコン酸化膜(SiO)をエッチングしているが、その他のシリコン窒化膜(SiN)や窒化チタン膜(TiN)などを「被除去部」とし、シリコン窒化膜の一部をエッチングして凹部を形成する基板処理技術や基板処理液にも本発明を適用することができる。 Further, in the above embodiment, the silicon oxide film (SiO 2 ) is etched as an example of the "removed portion" of the present invention, but other silicon nitride film (SiN), titanium nitride film (TiN) and the like are ". The present invention can also be applied to a substrate processing technique for forming recesses by etching a part of a silicon nitride film as a "removed portion" and a substrate processing liquid.

また、エッチング補助液の組成は上記したものに限定されるものではなく、上記「発明の基本原理および基板処理方法」の項で説明したエッチング補助液を用いることができる。なお、それらの具体例および効果については、次の実施例において詳述する。 Further, the composition of the etching auxiliary liquid is not limited to the above, and the etching auxiliary liquid described in the above-mentioned "Basic Principle of the Invention and Substrate Treatment Method" can be used. Specific examples and effects thereof will be described in detail in the next examples.

以下、本発明の好ましい態様について、実施例を参照しつつより具体的に説明する。ただし、本発明はもとより下記の実施例によって制限を受けるものではない。したがって、前後記の趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することももちろん可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited by the following examples. Therefore, it is of course possible to make appropriate changes within the scope of the above-mentioned purpose, and all of them are included in the technical scope of the present invention.

<界面活性剤系の移動促進剤>
表1に示される配合割合で、希フッ酸(HFとDIWとを(1:5)で混合)ので構成される基板処理液と、希フッ酸に対して1mM(ただし、M=1mol/L)の界面活性剤を移動促進剤として混合させた基板処理液とを生成した。なお、同表中の「SDS」および「CTAC」は、
SDS:ドデシル硫酸ナトリウム(sodium dodecyl sulfate)
CTAC:セトリモニウムクロリド(N-Hexadecyltrimethylammonium chloride)
を意味しております。
<Surfactant-based migration promoter>
A substrate treatment solution composed of dilute hydrofluoric acid (a mixture of HF and DIW at (1: 5)) and 1 mM (where M = 1 mol / L) with respect to dilute hydrofluoric acid at the blending ratios shown in Table 1. ) Was mixed as a movement accelerator to produce a substrate treatment solution. In addition, "SDS" and "CTAC" in the same table are
SDS: sodium dodecyl sulfate
CTAC: Setrimonium chloride (N-Hexadecyltrimethylammonium chloride)
Means.

そして、各基板処理液を図1に示す構造を有する基板Wに供給して1分間にエッチングされた厚み、つまりエッチング量EMca〜EMcを計測した結果が「エッチング量」である。また、(EMa/EMc)および(EMb/EMc)がそれぞれ図1の(a)欄および(b)欄に示す基板Wのブランケット比である。なお、これらの点については、後で説明する表2ないし表5においても同様である。 Then, each substrate treatment liquid is supplied to the substrate W having the structure shown in FIG. 1, and the thickness etched in 1 minute, that is, the result of measuring the etching amounts EMca to EMc is the "etching amount". Further, (EMa / EMc) and (EMb / EMc) are the blanket ratios of the substrate W shown in columns (a) and (b) of FIG. 1, respectively. The same applies to Tables 2 to 5 described later.

Figure 2021048369
Figure 2021048369

表1から明らかなように、界面活性剤であるものの、ノニオン界面活性剤(ポリオキシアルキレンアルキルエーテル)を含む比較例2では、エッチングレートの向上は認められず、むしろエッチングレートの低下を招いており、移動促進剤として機能しない。これに対し、アニオン界面活性剤(SDS)を含む実施例1、カチオン界面活性剤(CTAC)を含む実施例2、また他の界面活性剤としてn-オクテルトリメチルアンモニウムクロリド、トリメチルステアリルアンモニウムクロリド、ヘキサコサニルトリメチルアンモニウムクロリド、酢酸コリン、コリン水溶液、ラウリルジメチルアミノ酢酸、ドデシルジメチル(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシド分子内塩をそれぞれ含む実施例3〜実施例9では、界面活性剤系の移動促進剤の存在によって微細領域(凹部)W7でのエッチングレートを高め、ブランケット比を「1」に近づけることができる。つまり、凹部のサイズによるエッチングレートの差異を抑えることができる。 As is clear from Table 1, although it is a surfactant, in Comparative Example 2 containing a nonionic surfactant (polyoxyalkylene alkyl ether), an improvement in the etching rate was not observed, but rather a decrease in the etching rate was caused. It does not function as an etching agent. On the other hand, Example 1 containing an anionic surfactant (SDS), Example 2 containing a cationic surfactant (CTAC), and other surfactants such as n-octeltrimethylammonium chloride and trimethylstearylammonium chloride. In Examples 3 to 9, each of Example 3 to Example 9 containing hexacosanyltrimethylammonium chloride, choline acetate, aqueous choline, lauryldimethylaminoacetic acid, and dodecyldimethyl (3-sulfopropyl) ammonium hydroxide intramolecular salt, the transfer of the surfactant system. The presence of the accelerator can increase the etching rate in the fine region (recess) W7 and bring the blanket ratio closer to "1". That is, it is possible to suppress the difference in etching rate depending on the size of the recess.

<SIFT系の移動促進剤>
表2に示される配合割合で、HFとDIWとを(1:5)で混合して調製した希フッ酸に対して1mMのSIFT系の移動促進剤(以下「SIFT剤」という)を混合させた基板処理液を生成した。
<SIFT-based migration promoter>
A 1 mM SIFT-based migration promoter (hereinafter referred to as "SIFT agent") is mixed with dilute hydrofluoric acid prepared by mixing HF and DIW at a mixing ratio shown in Table 2 (1: 5). A substrate treatment liquid was produced.

そして、各基板処理液を図1に示す構造を有する基板Wに供給して1分間にエッチングされたエッチング量を計測し、それらからブランケット比を求め、表2にまとめた。 Then, each substrate treatment liquid was supplied to the substrate W having the structure shown in FIG. 1, the amount of etching etched in 1 minute was measured, and the blanket ratio was obtained from them, which are summarized in Table 2.

Figure 2021048369
Figure 2021048369

同表から明らかなように、SIFT剤を含む実施例10〜実施例17では、SIFT剤の存在によって微細領域(凹部)W7でのエッチングレートを高め、ブランケット比を「1」に近づけることができる。つまり、凹部のサイズによるエッチングレートの差異を抑えることができる。 As is clear from the table, in Examples 10 to 17 containing the SIFT agent, the etching rate in the fine region (recess) W7 can be increased by the presence of the SIFT agent, and the blanket ratio can be brought close to "1". .. That is, it is possible to suppress the difference in etching rate depending on the size of the recess.

また、SIFT剤以外に170mLのエタノール(EtOH)を添加した基板処理液(実施例18〜実施例22)、SIFT剤以外に100mLの塩酸(HCl)を添加した基板処理液(実施例23〜実施例27)、およびSIFT剤以外に170mLのエタノール(EtOH)と100mLの塩酸(HCl)を添加した基板処理液(実施例28〜実施例32)を生成した。 Further, a substrate treatment solution to which 170 mL of ethanol (EtOH) was added in addition to the SIFT agent (Examples 18 to 22), and a substrate treatment solution to which 100 mL of hydrochloric acid (HCl) was added in addition to the SIFT agent (Examples 23 to 22). Example 27) and a substrate treatment solution (Examples 28 to 32) to which 170 mL of ethanol (EtOH) and 100 mL of hydrochloric acid (HCl) were added in addition to the SIFT agent were produced.

そして、各基板処理液を図1に示す構造を有する基板Wに供給して1分間にエッチングされたエッチング量を計測し、それらからブランケット比を求め、表3にまとめた。 Then, each substrate treatment liquid was supplied to the substrate W having the structure shown in FIG. 1, the amount of etching etched in 1 minute was measured, and the blanket ratio was obtained from them, which are summarized in Table 3.

Figure 2021048369
Figure 2021048369

同表から明らかなように、エタノールや塩酸を加えることで微細領域(凹部)W7でのエッチングレートを高め、ブランケット比を「1」に近づけることができる。つまり、凹部のサイズによるエッチングレートの差異を抑えることができる。 As is clear from the table, the etching rate in the fine region (recess) W7 can be increased by adding ethanol or hydrochloric acid, and the blanket ratio can be brought close to "1". That is, it is possible to suppress the difference in etching rate depending on the size of the recess.

<アルコール系の移動促進剤>
表4に示される配合割合で、フッ化水素酸(HF)、アルコール系の移動促進剤(以下、単に「アルコール」という)およびDIWを混合させた基板処理液を生成した。ここでは、アルコールとしてメチルアルコール(MeOH)、エチルアルコール(EtOH)、2−プロパノール(PrOH)、n−ブチルアルコール(BuOH)を用いている。また、同表のカッコ書中の数値は配合割合を示している。
<Alcohol-based migration promoter>
A substrate treatment solution was produced in which hydrofluoric acid (HF), an alcohol-based migration accelerator (hereinafter, simply referred to as “alcohol”) and DIW were mixed at the blending ratios shown in Table 4. Here, methyl alcohol (MeOH), ethyl alcohol (EtOH), 2-propanol (PrOH), and n-butyl alcohol (BuOH) are used as alcohols. In addition, the values in parentheses in the same table indicate the mixing ratio.

そして、各基板処理液を図1に示す構造を有する基板Wに供給して1分間にエッチングされたエッチング量を計測し、それらからブランケット比を求め、表4にまとめた。 Then, each substrate treatment liquid was supplied to the substrate W having the structure shown in FIG. 1, the amount of etching etched in 1 minute was measured, and the blanket ratio was obtained from them, which are summarized in Table 4.

Figure 2021048369
Figure 2021048369

同表から明らかなように、アルコールを含む実施例33〜実施例44では、アルコールの存在によって微細領域(凹部)W7でのエッチングレートを高め、ブランケット比を「1」に近づけることができる。つまり、凹部のサイズによるエッチングレートの差異を抑えることができる。 As is clear from the table, in Examples 33 to 44 containing alcohol, the etching rate in the fine region (recess) W7 can be increased by the presence of alcohol, and the blanket ratio can be brought close to “1”. That is, it is possible to suppress the difference in etching rate depending on the size of the recess.

<有機溶媒系の移動促進剤>
表5に示される配合割合で、フッ化水素酸(HF)、有機溶媒系の移動促進剤(以下、単に「有機溶媒」という)およびDIWを混合させた基板処理液を生成した。ここでは、有機溶媒として酢酸(CH3COOH)、エチレングリコール(OHCH2CH2OH)を用いている。また、同表のカッコ書中の数値は配合割合を示している。
<Organic solvent-based migration promoter>
A substrate treatment solution was produced in which hydrofluoric acid (HF), an organic solvent-based migration accelerator (hereinafter, simply referred to as “organic solvent”) and DIW were mixed at the blending ratios shown in Table 5. Here, acetic acid (CH3COOH) and ethylene glycol (OHCH2CH2OH) are used as organic solvents. In addition, the values in parentheses in the same table indicate the mixing ratio.

そして、各基板処理液を図1に示す構造を有する基板Wに供給して1分間にエッチングされたエッチング量を計測し、それらからブランケット比を求め、表5にまとめた。 Then, each substrate treatment liquid was supplied to the substrate W having the structure shown in FIG. 1, the amount of etching etched in 1 minute was measured, and the blanket ratio was obtained from them, which are summarized in Table 5.

Figure 2021048369
Figure 2021048369

同表から明らかなように、有機溶媒を含む実施例45〜実施例52では、有機溶媒の存在によって微細領域(凹部)W7でのエッチングレートを高め、ブランケット比を「1」に近づけることができる。つまり、凹部のサイズによるエッチングレートの差異を抑えることができる。 As is clear from the table, in Examples 45 to 52 containing the organic solvent, the etching rate in the fine region (recess) W7 can be increased by the presence of the organic solvent, and the blanket ratio can be brought close to “1”. .. That is, it is possible to suppress the difference in etching rate depending on the size of the recess.

この発明は、基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理技術全般およびそれに使用する基板処理液全般に適用することができる。 The present invention can be applied to a general substrate processing technique for selectively removing a portion to be removed of a substrate to form a concave portion and a general substrate treatment liquid used for the technique.

3…スピンチャック(基板保持部)
53b…薬液ノズル
53c…補助液ノズル
100…基板処理装置
400…処理液供給部
W…基板
W2…熱酸化膜(被除去部)
W7…微細領域(凹部)
3 ... Spin chuck (board holding part)
53b ... Chemical solution nozzle 53c ... Auxiliary solution nozzle 100 ... Substrate processing device 400 ... Processing liquid supply section W ... Substrate W2 ... Thermal oxide film (removed section)
W7 ... Fine region (recess)

Claims (8)

基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理方法であって、
前記被除去部をエッチングするエッチャントと、前記凹部への前記エッチャントの移動をアシストする移動促進剤とを含む基板処理液により前記被除去部をエッチングして前記凹部を形成し、
前記移動促進剤は疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有することを特徴とする基板処理方法。
A substrate processing method in which a portion to be removed of a substrate is selectively removed to form a recess.
The recess is formed by etching the portion to be removed with a substrate treatment liquid containing an etchant for etching the portion to be removed and a movement accelerator for assisting the movement of the etchant into the recess.
A substrate treatment method, wherein the migration accelerator has a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion.
基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理方法であって、
前記被除去部をエッチングするエッチャントを含む薬液を前記基板に供給する薬液供給工程と、
疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有して前記凹部への前記エッチャントの移動をアシストする、移動促進剤を含むエッチング補助液を前記基板に供給する補助液供給工程とを備え、
前記薬液供給工程および前記補助液供給工程を連続または同時に実行することを特徴とする基板処理方法。
A substrate processing method in which a portion to be removed of a substrate is selectively removed to form a recess.
A chemical solution supply step of supplying a chemical solution containing an etchant for etching the removed portion to the substrate, and a chemical solution supply step.
The present invention includes an auxiliary liquid supply step of supplying an etching auxiliary liquid containing a movement accelerator to the substrate, which has a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion to assist the movement of the etchant into the recess. ,
A substrate processing method comprising executing the chemical solution supply step and the auxiliary liquid supply step continuously or simultaneously.
請求項2に記載の基板処理方法であって、
前記薬液供給工程では前記薬液が薬液ノズルから前記基板に供給され、
前記補助液供給工程では前記薬液供給工程と同時に前記エッチング補助液が補助液ノズルから前記基板に供給される基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 2.
In the chemical solution supply step, the chemical solution is supplied from the chemical solution nozzle to the substrate, and the chemical solution is supplied to the substrate.
In the auxiliary liquid supply step, a substrate processing method in which the etching auxiliary liquid is supplied to the substrate from the auxiliary liquid nozzle at the same time as the chemical solution supply step.
請求項2に記載の基板処理方法であって、
前記薬液供給工程では、前記薬液が薬液ノズルから前記基板に供給され、
前記補助液供給工程では、前記薬液ノズルから前記薬液が供給された前記基板に前記エッチング補助液が補助液ノズルから前記基板に供給される基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 2.
In the chemical solution supply step, the chemical solution is supplied from the chemical solution nozzle to the substrate.
In the auxiliary liquid supply step, a substrate processing method in which the etching auxiliary liquid is supplied to the substrate from the auxiliary liquid nozzle to the substrate to which the chemical liquid is supplied from the chemical liquid nozzle.
請求項2に記載の基板処理方法であって、
前記補助液供給工程では、前記エッチング補助液が補助液ノズルから前記基板に供給され、
前記薬液供給工程では、前記補助液ノズルから前記エッチング補助液が供給された前記基板に前記薬液が薬液ノズルから供給される基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 2.
In the auxiliary liquid supply step, the etching auxiliary liquid is supplied to the substrate from the auxiliary liquid nozzle.
In the chemical solution supply step, a substrate processing method in which the chemical solution is supplied from the chemical solution nozzle to the substrate to which the etching auxiliary solution is supplied from the auxiliary solution nozzle.
基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理装置であって、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記被除去部をエッチングするエッチャントと、疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有して前記凹部への前記エッチャントの移動をアシストする移動促進剤とを含む基板処理液を生成し、前記基板保持部に保持された前記基板に前記基板処理液を供給する処理液供給部と
を備えることを特徴とする基板処理装置。
A substrate processing device that selectively removes a portion to be removed from a substrate to form a recess.
A substrate holding portion that holds the substrate and
A substrate treatment liquid containing an etchant for etching the removed portion and a movement accelerator having a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion to assist the movement of the etchant to the recess is generated. A substrate processing apparatus including a processing liquid supply unit that supplies the substrate processing liquid to the substrate held by the substrate holding unit.
基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理装置であって、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記被除去部をエッチングするエッチャントが含まれる薬液と、疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有して前記凹部への前記エッチャントの移動をアシストする、移動促進剤を含むエッチング補助液を生成する処理液供給部と、
前記薬液を前記基板に供給する薬液ノズルと、
前記エッチング補助液を前記基板に供給する補助液ノズルと、を備え、
前記薬液ノズルからの前記薬液の供給と、前記補助液ノズルからの前記エッチング補助液の供給とを連続または同時に実行することを特徴とする基板処理装置。
A substrate processing device that selectively removes a portion to be removed from a substrate to form a recess.
A substrate holding portion that holds the substrate and
An etching aid containing a movement accelerator, which has a chemical solution containing an etchant for etching the removed portion and an hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion to assist the movement of the etchant into the recess. The processing liquid supply unit that generates the liquid and
A chemical solution nozzle that supplies the chemical solution to the substrate,
An auxiliary liquid nozzle for supplying the etching auxiliary liquid to the substrate is provided.
A substrate processing apparatus characterized in that the supply of the chemical solution from the chemical solution nozzle and the supply of the etching auxiliary solution from the auxiliary liquid nozzle are continuously or simultaneously executed.
基板の被除去部を選択的に除去して凹部を形成する基板処理液であって、
前記被除去部をエッチングするエッチャントと、
前記凹部への前記エッチャントの移動をアシストする移動促進剤と、を備え、
前記移動促進剤は疎水部とアニオン性親水部またはカチオン性親水部とを有することを特徴とする基板処理液。
A substrate treatment liquid that selectively removes a portion to be removed from a substrate to form a recess.
An etchant that etches the part to be removed and
A movement promoter that assists the movement of the etchant into the recess is provided.
The substrate treatment liquid, wherein the migration accelerator has a hydrophobic portion and an anionic hydrophilic portion or a cationic hydrophilic portion.
JP2019171672A 2019-09-20 2019-09-20 Substrate processing method, substrate processing apparatus, and substrate processing liquid Pending JP2021048369A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019171672A JP2021048369A (en) 2019-09-20 2019-09-20 Substrate processing method, substrate processing apparatus, and substrate processing liquid
PCT/JP2020/031137 WO2021054021A1 (en) 2019-09-20 2020-08-18 Substrate processing method, substrate processing apparatus, and substrate processing liquid
TW109128770A TW202125634A (en) 2019-09-20 2020-08-24 Substrate processing method, substrate processing apparatus and substrate processing liquid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019171672A JP2021048369A (en) 2019-09-20 2019-09-20 Substrate processing method, substrate processing apparatus, and substrate processing liquid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021048369A true JP2021048369A (en) 2021-03-25

Family

ID=74876653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019171672A Pending JP2021048369A (en) 2019-09-20 2019-09-20 Substrate processing method, substrate processing apparatus, and substrate processing liquid

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2021048369A (en)
TW (1) TW202125634A (en)
WO (1) WO2021054021A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023042490A1 (en) * 2021-09-16 2023-03-23 株式会社Screenホールディングス Substrate processing method and substrate processing apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003051536A (en) * 2001-08-06 2003-02-21 Sony Corp Wafer treatment method and production method for semiconductor device
JP5913869B2 (en) * 2011-08-31 2016-04-27 林純薬工業株式会社 Etching solution composition and etching method
JP2014057039A (en) * 2012-08-10 2014-03-27 Fujifilm Corp Process of manufacturing semiconductor substrate product and etchant
US11306249B2 (en) * 2018-01-30 2022-04-19 Tokyo Electron Limited Substrate processing method, substrate processing device and etching liquid

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023042490A1 (en) * 2021-09-16 2023-03-23 株式会社Screenホールディングス Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR20240005952A (en) 2021-09-16 2024-01-12 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 Substrate processing method and substrate processing device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021054021A1 (en) 2021-03-25
TW202125634A (en) 2021-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102068443B1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP6080291B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR102031383B1 (en) Substrate treatment method and substrate treatment apparatus
JP6256828B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP7064905B2 (en) Board processing method and board processing equipment
JP6990034B2 (en) Board processing method and board processing equipment
KR102544412B1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR102573057B1 (en) Substrate processing liquid, substrate processing method and substrate processing apparatus
KR20190030607A (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium
WO2021054021A1 (en) Substrate processing method, substrate processing apparatus, and substrate processing liquid
JP6948840B2 (en) Board processing method and board processing equipment
JP4236109B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
US20090008366A1 (en) Etching composition and method for etching a substrate
WO2020195695A1 (en) Substrate processing device, substrate processing method, and semiconductor manufacturing method
WO2020044789A1 (en) Substrate processing method and substrate processing device
JP7016265B2 (en) Board processing method and board processing equipment
WO2023162512A1 (en) Substrate processing liquid, substrate processing method and substrate processing apparatus
JP2006351805A (en) Substrate processing method and device
WO2022097520A1 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method, and computer-readable recording medium
WO2022044639A1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR20230001502A (en) Substrate processing method
KR20230035396A (en) Substrate processing method