JP2024029316A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
基板処理方法および基板処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024029316A JP2024029316A JP2022131506A JP2022131506A JP2024029316A JP 2024029316 A JP2024029316 A JP 2024029316A JP 2022131506 A JP2022131506 A JP 2022131506A JP 2022131506 A JP2022131506 A JP 2022131506A JP 2024029316 A JP2024029316 A JP 2024029316A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- ruthenium
- plasma
- substrate processing
- containing layer
- 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
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 349
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 215
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 126
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 125
- 229910001927 ruthenium tetroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 119
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 48
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- TWLXDPFBEPBAQB-UHFFFAOYSA-N orthoperiodic acid Chemical compound OI(O)(O)(O)(O)=O TWLXDPFBEPBAQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 33
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 27
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 20
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 15
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 13
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002585 base Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 6
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 6
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 10,10-dioxo-2-[4-(N-phenylanilino)phenyl]thioxanthen-9-one Chemical compound O=C1c2ccccc2S(=O)(=O)c2ccc(cc12)-c1ccc(cc1)N(c1ccccc1)c1ccccc1 FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000929 Ru alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- -1 ruthenium nitride Chemical class 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Weting (AREA)
Abstract
【課題】ガス状の四酸化ルテニウムの生成を抑制しつつエッチングレートを増大させる。【解決手段】基板処理方法は、表面にルテニウム含有層が存在する基板を準備する工程(ステップS11)と、アルカリ性のエッチング液を基板上のルテニウム含有層に接触させる工程(ステップS12)と、ステップS12よりも後に、エッチング液にプラズマを付与してpHを低下させた状態で、当該エッチング液をルテニウム含有層に接触させる工程(ステップS14)と、を備える。これにより、ガス状の四酸化ルテニウムの生成を抑制しつつ、エッチングレートを増大させることができる。【選択図】図5
Description
本発明は、基板上のルテニウム含有層にエッチング処理を行う技術に関する。
従来、半導体基板(以下、単に「基板」という。)の製造工程では、基板に対して様々な処理が施される。例えば、基板の主面に導電膜を形成した後に、当該基板のベベル部等に付着した導電膜を除去する処理が行われる。近年、基板上のデバイスの微細化等に伴い、当該導電膜の材料としてルテニウム(Ru)が注目されている。ルテニウムは、塩酸や水酸化ナトリウムのような酸またはアルカリの水溶液中に単に浸漬するだけでは除去することが難しい。
そこで、特許文献1では、ルテニウムをエッチング処理するために、オルト過ヨウ素酸およびアンモニアを含み、pHが4.5であるルテニウム用エッチング液(表1、実施例A32)が提案されている。また、特許文献2では、オルト過ヨウ素酸およびアンモニアを含み、pHが8以上かつ10以下であるルテニウム用エッチング液が提案されている。
ところで、特許文献1のエッチング液を用いてルテニウムのエッチングを行うと、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウム(RuO4)が生成されるおそれがある。一方、特許文献2の比較的pHが大きいエッチング液を用いてルテニウムのエッチングを行うと、エッチングレートが低く、処理効率が低下するおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ガス状の四酸化ルテニウムの生成を抑制しつつエッチングレートを増大させることを目的としている。
本発明の態様1は、基板上のルテニウム含有層にエッチング処理を行う基板処理方法であって、a)表面にルテニウム含有層が存在する基板を準備する工程と、b)アルカリ性のエッチング液を前記基板上の前記ルテニウム含有層に接触させる工程と、c)前記b)工程よりも後に、前記エッチング液にプラズマを付与してpHを低下させた状態で、前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる工程と、を備える。
本発明の態様2は、態様1の基板処理方法であって、d)前記c)工程よりも後に、前記エッチング液に対するプラズマの付与を停止した状態で、前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる工程をさらに備える。
本発明の態様3は、態様1または2の基板処理方法であって、前記b)工程において、前記ルテニウム含有層のルテニウムから二酸化ルテニウムが生成され、前記c)工程において、前記二酸化ルテニウムから可溶性の四酸化ルテニウムが生成される。
本発明の態様4は、態様1または2(態様1ないし3のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記c)工程における前記エッチング液のpHの最低値は7.0以上かつ7.5以下である。
本発明の態様5は、態様1または2(態様1ないし4のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記b)工程における前記エッチング液のpHは8.0以上かつ10.0以下である。
本発明の態様6は、態様1または2(態様1ないし5のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記プラズマは大気プラズマである。
本発明の態様7は、態様1または2(態様1ないし6のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記プラズマは常温プラズマである。
本発明の態様8は、態様1または2(態様1ないし7のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記c)工程において、前記ルテニウム含有層と前記エッチング液との接触により生成されたガス状の四酸化ルテニウムにスチームを付与して回収する。
本発明の態様9は、態様1または2(態様1ないし8のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記b)工程および前記c)工程において、前記エッチング液は前記基板の周縁部にて前記ルテニウム含有層に接触する。
本発明の態様10は、態様1または2(態様1ないし9のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記エッチング液はオルト過ヨウ素酸を含む。
本発明の態様11は、態様10の基板処理方法であって、前記エッチング液は、アルカリ性の添加成分としてアンモニアを含む。
本発明の態様12は、基板上のルテニウム含有層にエッチング処理を行う基板処理装置であって、表面にルテニウム含有層が存在する基板を保持する基板保持部と、アルカリ性のエッチング液を前記基板上に付与して前記ルテニウム含有層に接触させる処理液供給部と、前記エッチング液にプラズマを付与するプラズマ付与部と、アルカリ性の前記エッチング液と前記ルテニウム含有層との接触後に、前記プラズマ付与部を制御することにより、プラズマが付与されてpHが低下した前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる制御部と、を備える。
本発明では、ガス状の四酸化ルテニウムの生成を抑制しつつエッチングレートを増大させることができる。
図1は、基板処理システム10のレイアウトを示す図解的な平面図である。基板処理システム10は、半導体基板9(以下、単に「基板9」という。)を処理するシステムである。基板処理システム10は、インデクサブロック101と、インデクサブロック101に結合された処理ブロック102とを備える。
インデクサブロック101は、キャリア保持部104と、インデクサロボット105と、IR移動機構106とを備える。キャリア保持部104は、複数枚の基板9を収容できる複数のキャリア107を保持する。複数のキャリア107(例えば、FOUP)は、所定のキャリア配列方向に配列された状態でキャリア保持部104に保持される。IR移動機構106は、キャリア配列方向にインデクサロボット105を移動させる。インデクサロボット105は、基板9をキャリア107から搬出する搬出動作、および、キャリア保持部104に保持されたキャリア107に基板9を搬入する搬入動作を行う。基板9は、インデクサロボット105によって水平な姿勢で搬送される。
処理ブロック102は、基板9を処理する複数(たとえば、4つ以上)の処理ユニット108と、センターロボット109とを備えている。複数の処理ユニット108は、平面視において、センターロボット109を取り囲むように配置されている。複数の処理ユニット108では、基板9に対する様々な処理が施される。後述する基板処理装置は、複数の処理ユニット108のうちの1つである。センターロボット109は、処理ユニット108に基板9を搬入する搬入動作、および、基板9を処理ユニット108から搬出する搬出動作を行う。さらに、センターロボット109は、複数の処理ユニット108間で基板9を搬送する。基板9は、センターロボット109によって水平な姿勢で搬送される。センターロボット109は、インデクサロボット105から基板9を受け取るとともに、インデクサロボット105に基板9を渡す。
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置1の構成を示す側面図である。基板処理装置1は、基板9を1枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、基板9の周縁部(すなわち、ベベル部、および、ベベル部近傍の部位)に対してウェットエッチングを行う装置である。図2では、基板処理装置1の構成の一部を断面にて示す。
基板処理装置1は、基板保持部31と、基板回転機構33と、カップ部4と、供給ヘッド5と、エッチング部6と、ハウジング11と、制御部8とを備える。基板保持部31、基板回転機構33およびカップ部4等は、ハウジング11の内部空間に収容される。ハウジング11の天蓋部には、当該内部空間にガスを供給して下方に流れる気流(いわゆる、ダウンフロー)を形成する気流形成部12が設けられる。気流形成部12としては、例えば、FFU(ファン・フィルタ・ユニット)が利用される。制御部8は、ハウジング11の外部に配置され、基板保持部31、基板回転機構33、供給ヘッド5およびエッチング部6等を制御する。
図3に示すように、制御部8は、例えば、プロセッサ81と、メモリ82と、入出力部83と、バス84とを備える通常のコンピュータシステムである。バス84は、プロセッサ81、メモリ82および入出力部83を接続する信号回路である。メモリ82は、プログラムおよび各種情報を記憶する。プロセッサ81は、メモリ82に記憶されるプログラム等に従って、メモリ82等を利用しつつ様々な処理(例えば、数値計算)を実行する。入出力部83は、操作者からの入力を受け付けるキーボード85およびマウス86、プロセッサ81からの出力等を表示するディスプレイ87、並びに、プロセッサ81からの出力等を送信する送信部等を備える。なお、制御部8は、プログラマブルロジックコントローラ(PLC:Programmable Logic Controller)、または、回路基板等であってもよい。制御部8は、コンピュータシステム、PLCおよび回路基板等のうち、任意の複数の構成を含んでいてもよい。
図2に示す基板保持部31および基板回転機構33はそれぞれ、略円板状の基板9を保持して回転させるスピンチャックの一部である。基板保持部31は、水平状態の基板9を下側から保持する。基板保持部31は、例えば、基板9を吸着して保持するバキュームチャックである。基板保持部31は、基板9の下側の主面(以下、「下面92」とも呼ぶ。)の中央部に接触して吸着する略円板状のベース部311を備える。ベース部311の直径は、基板9の直径よりも小さい。
基板9上には、ルテニウム(Ru)を含有するルテニウム含有層93が存在している。図2に示す例では、ルテニウム含有層93は、基板9の上側の主面(以下、「上面91」とも呼ぶ。)の全体を被覆する膜状の部位(すなわち、ルテニウム含有膜)である。図2では、ルテニウム含有層93を太線にて示す。ルテニウム含有層93は、例えば、ルテニウムの単体、ルテニウムの合金、ルテニウムの酸化物、ルテニウムの窒化物、または、ルテニウムの酸窒化物のうち1つ以上を含む。ルテニウム含有層93は、例えば、基板9の上面91および/または下面92の全体を被覆する膜状の部位(すなわち、ルテニウム含有膜)であってもよく、基板9の表面の一部のみを覆う部位であってもよい。本実施の形態では、ルテニウム含有層93は、基板9の上面91全体を覆うルテニウム含有膜であり、基板9の周縁部も当該ルテニウム含有膜により覆われている。また、本実施の形態では、ルテニウム含有層93は、その全体がルテニウムの単体により形成されているルテニウム膜である。図2に例示する基板保持部31は、当該ルテニウム含有膜が形成された上面91を上側に向けた状態の基板9を下方から保持する。
基板回転機構33は、基板保持部31の下方に配置される。基板回転機構33は、上下方向に略平行に延びる回転軸J1を中心として、基板9を基板保持部31と共に回転させる。図2に示す例では、基板回転機構33は、基板9を平面視における時計回りに回転させる。基板回転機構33は、シャフト331と、モータ332とを備える。シャフト331は、回転軸J1を中心とする略円柱状または略円筒状の部材である。シャフト331は、上下方向に延び、基板保持部31のベース部311の下面中央部に接続される。モータ332は、シャフト331を回転させる電動回転式モータである。なお、基板回転機構33は、他の構造を有するモータ(例えば、中空モータ等)であってもよい。また、基板9の回転方向は反時計回り方向であってもよい。
供給ヘッド5は、回転軸J1を中心とする径方向(以下、単に「径方向」とも呼ぶ。)における基板9の中央部の上方に配置される。供給ヘッド5は、基板9の上面91から上方に離間した位置にて、基板9の上面91と上下方向に対向する。供給ヘッド5は、ヘッド下部51と、ヘッド上部52と、センターノズル53とを備える。ヘッド下部51は、回転軸J1を中心とする略円環板状の部位である。ヘッド下部51の下面は、基板9の上面91と略平行に広がる略水平面であり、基板9の上面91と上下方向に対向する。平面視におけるヘッド下部51の外周縁の直径は、基板9の直径よりも小さい。ヘッド上部52は、回転軸J1を中心とする略円筒状の部位であり、ヘッド下部51の上面から上方へと延びる。ヘッド上部52は、ヘッド下部51を上側から支持する支持部でもある。ヘッド上部52は、略水平に延びるアーム(図示省略)により支持されている。
ヘッド上部52の内部には、ヘッド下部51にガスを供給する配管が設けられる。当該ガスは、例えば、圧縮空気、または、窒素(N2)ガス等の不活性ガスである。以下では、当該ガスは、不活性ガスであるものとして説明する。ヘッド下部51に供給された不活性ガスは、ヘッド下部51の下面、および、ヘッド下部51の外側面等から基板9の上面91に向けて噴射される。これにより、基板9の上面91に沿って、基板9の径方向中央部(以下、単に「中央部」とも呼ぶ。)から径方向外方へと向かう不活性ガスの気流が形成される。
センターノズル53は、ヘッド下部51の中央部に設けられた貫通孔内に配置される。センターノズル53には、ヘッド上部52の内部に設けられた配管を介してリンス液等の処理液が供給される。センターノズル53に供給されたリンス液(例えば、DIW(脱イオン水))は、センターノズル53から基板9の中央部へと吐出され、基板9の上面91上を径方向外方へと広がる。なお、当該リンス液はDIWには限定されず、様々に変更されてよい。また、センターノズル53からは、リンス液以外の様々な種類の処理液が吐出されてもよい。
カップ部4は、カップ41と、図示省略のカップ昇降機構とを備える。カップ41は、回転軸J1を中心とする環状の部材である。カップ41は、基板9および基板保持部31の周囲において、回転軸J1を中心とする周方向(以下、単に「周方向」とも呼ぶ。)の全周に亘って配置され、基板9および基板保持部31の側方および下方を覆う。カップ41は、回転中の基板9から周囲に向かって飛散する処理液等の液体を受ける受液容器である。カップ41の内側面は、例えば撥水性材料により形成される。カップ41は、基板9の回転および静止に関わらず、周方向において静止している。カップ41の底部には、カップ41にて受けられた処理液等をハウジング11の外部へと排出する排出ポート(図示省略)が設けられる。
カップ昇降機構は、カップ41を基板保持部31に対して相対的に上下方向に移動する。カップ昇降機構は、例えば、カップ41に接続される電動リニアモータ、エアシリンダ、または、ボールネジおよび電動回転式モータを備える。カップ41は、カップ昇降機構により、図2に示す基板9の周囲の位置である処理位置と、当該処理位置よりも下側の退避位置との間で上下方向に移動可能である。
カップ部4は、径方向に積層される複数のカップ41を備えていてもよい。カップ部4が複数のカップ41を備える場合、複数のカップ41はそれぞれ独立して上下方向に移動可能であり、基板9から飛散する処理液の種類に合わせて、複数のカップ41が切り替えられて処理液の受液に使用される。
エッチング部6は、基板9の周縁部の上方に配置される。エッチング部6は、供給ヘッド5のヘッド下部51の外周縁よりも径方向外側に配置され、基板9の周縁部上のルテニウム含有層93と上下方向に対向する。エッチング部6は、処理液供給部61と、プラズマ付与部62とを備える。
図4は、エッチング部6近傍を拡大して示す縦断面図である。図4では、ルテニウム含有層93(本実施の形態では、ルテニウム膜)を太線にて示す。処理液供給部61は、基板9の周縁部近傍において基板9の上面91と上下方向に対向する処理ノズル611を備える。処理ノズル611は、絶縁性の略円筒状の部材であり、例えば樹脂により形成される。処理ノズル611は、図示省略のアームにより支持されており、当該アームに接続された昇降機構および移動機構により、上下方向および水平方向に移動可能である。当該昇降機構は、例えば、電動リニアモータ、エアシリンダ、または、ボールネジおよび電動回転式モータを備える。当該移動機構は、例えば、電動回転式モータを備える。
処理ノズル611は、基板9の周縁部に向けて、ルテニウム含有層93のエッチング用の処理液71(すなわち、エッチング液71)を吐出する。処理ノズル611は、例えば、下端に設けられた吐出口から、下方かつ径方向外方に向けてエッチング液71を斜めに吐出する。処理ノズル611から基板9の周縁部に付与されたエッチング液71は、当該周縁部において基板9を被覆するルテニウム含有層93と接触し、ルテニウム含有層93のエッチングを行う。処理ノズル611から基板9に供給されたエッチング液71は、基板9の上面91から下面92の周縁部まで回り込んでもよい。処理ノズル611から基板9の周縁部にエッチング液71が供給される際には、供給ヘッド5(図2参照)から基板9に向けて上述の不活性ガスが供給され、基板9の中央部から径方向外方へと向かう不活性ガスの気流が形成されている。これにより、エッチング液71が基板9の周縁部よりも径方向内側の領域へと広がることが防止される。
エッチング液71は、オルト過ヨウ素酸( H5IO6)を酸化剤として含む。また、エッチング液71は、アルカリ性の添加成分としてアンモニア(NH3)を含む。エッチング液71は、例えば、オルト過ヨウ素酸およびアンモニアを水に溶解させたアルカリ性の液体である。換言すれば、エッチング液71のpHは、7.0よりも大きい。当該pHは、23℃かつ1気圧の条件下において、公知のpHメーターにより測定される値である。以下の説明におけるpHの値についても同様である。
エッチング液71のpHは、好ましくは7.5以上であり、より好ましくは8.0以上である。また、エッチング液71のpHは、好ましくは10.0以下であり、より好ましくは9.0以下である。エッチング液71は、例えば、オルト過ヨウ素酸およびアンモニア以外に、pHを調節するためのpH調節剤を含んでいてもよい。
エッチング液71中のオルト過ヨウ素酸の含有率は、例えば、0.05質量%~8質量%である。エッチング液71中のアンモニアの含有量は、例えば、オルト過ヨウ素酸100質量部に対して5質量部~150質量部である。なお、エッチング液71中のオルト過ヨウ素酸の含有率、および、アンモニアの含有量は、上述の範囲には限定されず、様々に変更されてよい。また、エッチング液71は、オルト過ヨウ素酸に加えて、または、オルト過ヨウ素酸に代えて、オルト過ヨウ素酸以外の酸化剤を含んでいてもよい。エッチング液71は、アンモニアに加えて、または、アンモニアに代えて、アンモニア以外のアルカリ性の添加成分を含んでいてもよい。
プラズマ付与部62は、エッチング液71にプラズマを付与する。図4に示す例では、プラズマ付与部62は、プラズマノズル621と、一対のプラズマ電極622と、電源623とを備える。プラズマノズル621は、図示省略のアームにより基板9の周縁部の上方にて支持されており、当該アームに接続された昇降機構および移動機構により、上下方向および水平方向に移動可能である。当該昇降機構は、例えば、電動リニアモータ、エアシリンダ、または、ボールネジおよび電動回転式モータを備える。当該移動機構は、例えば、電動回転式モータを備える。
プラズマノズル621は、基板9の周縁部近傍において基板9の上面91と上下方向に対向する。プラズマノズル621は、絶縁性の略円筒状の部材であり、例えば樹脂により形成される。プラズマノズル621は、処理液供給部61の処理ノズル611よりも径方向外側に配置される。プラズマノズル621は、例えば、平面視において回転軸J1から処理ノズル611に至る仮想的な直線の延長上に配置される。プラズマノズル621は、下端に設けられた送出口を基板9の上面91に向けて支持される。プラズマノズル621の送出口は、基板9の上面91から上方に離間している。
プラズマノズル621は、図示省略のガス供給源に接続されている。当該ガス供給源からプラズマノズル621に供給されたガスは、プラズマノズル621の上記送出口から基板9の周縁部に向けて送出される。当該ガスは、例えば窒素を含むガスであり、本実施の形態では大気(すなわち、空気)である。当該ガスは、空気以外の様々なガス(例えば、窒素ガス)であってもよい。
一対のプラズマ電極622は、プラズマノズル621の下部(すなわち、プラズマノズル621の送出口近傍)にて、プラズマノズル621の外側面に固定される。一対のプラズマ電極622は、プラズマノズル621を間に挟んで、互いに対向して配置される。一対のプラズマ電極622は、交流電源である電源623に接続されている。電源623は、一対のプラズマ電極622間に交流電圧を印加する。これにより、プラズマノズル621を流れるガスがプラズマ化される。なお、電源623は、交流電源には限定されず、例えば直流パルス電源であってもよい。
上述のように、ガス供給源からプラズマノズル621に供給されるガスが空気である場合、プラズマノズル621では大気プラズマが生成される。プラズマノズル621にて生成されるプラズマは、例えば、温度が40℃以下の常温プラズマである。当該常温プラズマの下限温度は特に限定されないが、例えば5℃である。また、当該プラズマは、例えば、およそ大気圧下(例えば、0.5気圧~2.0気圧であり、好ましくは、0.75気圧~1.5気圧)にて生成される大気圧プラズマである。
プラズマノズル621にて生成されたプラズマは、プラズマノズル621の先端の送出口から送出され、基板9上に供給されたエッチング液71に付与される。プラズマノズル621の送出口は、好ましくは、基板9上に供給されたエッチング液71中に、その全体が浸漬される。これにより、プラズマノズル621の送出口から送出されたプラズマ(具体的には、プラズマ化されたガス)が、エッチング液71の周囲の雰囲気中に拡散することが抑制され、エッチング液71に効率良く付与される。
プラズマノズル621からエッチング液71にプラズマが付与されると、エッチング液71のpHが低下する。エッチング液71のpHは、プラズマの付与時間が長くなるに従って漸次低下する。基板処理装置1では、例えば、エッチング液71のpHは、7.0以上かつ7.5以下の範囲まで低下する。換言すれば、基板処理装置1では、アルカリ性のエッチング液71にプラズマが付与されることにより、アルカリ性の範囲内でエッチング液71のpHが低下し、あるいは、エッチング液71が中性となる。なお、エッチング液71にプラズマが付与されることにより、エッチング液71のpHが7.0未満まで低下してもよい。換言すれば、エッチング液71は、プラズマを付与されることにより酸性となってもよい。エッチング液71へのプラズマの付与が停止されると、基板9の周縁部上のエッチング液71のpHは、処理ノズル611から新たに供給されるエッチング液71が混合することにより増大する。
次に、基板処理装置1における基板9の処理の流れについて、図5を参照しつつ説明する。基板9が処理される際には、まず、基板処理装置1に基板9が搬入され、基板保持部31により略水平に保持される(ステップS11)。これにより、表面にルテニウム含有層93(本実施の形態では、ルテニウム膜)が存在する基板9が準備される。ステップS11では、基板9の中心と回転軸J1とが平面視において一致するように、基板保持部31の位置調整が行われる。また、基板9が搬入される際には、供給ヘッド5およびエッチング部6は、基板9の搬出入を阻害しない退避位置(例えば、平面視において基板9の外周縁から径方向外方に離間した位置)に退避している。基板9が基板保持部31により保持されると、制御部8により基板回転機構33が制御され、基板9の回転が開始される。また、供給ヘッド5およびエッチング部6が、上述の退避位置から図2に示す処理位置へと移動される。
続いて、制御部8により処理液供給部61が制御されることにより、処理ノズル611から基板9の周縁部に向けてアルカリ性のエッチング液71が吐出され、当該周縁部上においてエッチング液71がルテニウム含有層93に接触する(ステップS12)。これにより、基板9の周縁部上において、ルテニウム含有層93のエッチングが行われる。ステップS12におけるエッチング液71のpHは、例えば、8.0以上かつ10.0以下である。
なお、ステップS12では、ルテニウム含有層93に供給されるエッチング液71にプラズマは付与されていない。また、ステップS12では、制御部8により供給ヘッド5が制御されることにより、ヘッド下部51から基板9に向けて不活性ガスが供給され、基板9の中央部から径方向外方へと向かう不活性ガスの気流が形成される。これにより、エッチング液71が基板9の周縁部よりも径方向内側の領域へと広がることが防止される。なお、処理液供給部61からのエッチング液71の供給、および、供給ヘッド5からの不活性ガスの供給は、後述するステップS17まで継続的に行われる。
エッチング液71の吐出開始から所定の時間が経過すると、制御部8によってプラズマ付与部62が制御され、プラズマノズル621にガス(本実施の形態では、空気)が供給されるとともに、一対のプラズマ電極622間に電圧が印加される。これにより、プラズマノズル621を流れるガスがプラズマ化され、基板9の周縁部上のエッチング液71に対するプラズマの付与が開始される(ステップS13)。基板9の周縁部上では、エッチング液71のpHが、プラズマの付与により漸次低下する。そして、pHが低下されたエッチング液71をルテニウム含有層93に接触させることにより、ルテニウム含有層93のエッチングがさらに進行する(ステップS14)。ステップS14におけるエッチング液71のpHの最低値は、例えば、7.0以上かつ7.5以下である。
図6は、基板処理装置1における基板9の処理の際に、ルテニウム含有層93に接触するエッチング液71のpHの変化を模式的に示すグラフである。図6中の横軸は、基板9へのエッチング液71の付与開始からの経過時間を示し、縦軸は、基板9の周縁部上においてルテニウム含有層93に接触するエッチング液71のpHを示す。図6に示す例では、エッチング液71のpHは、ステップS12(すなわち、プラズマ付与前)において8.0であり、ステップS13において低下し始め、ステップS14において7.0まで低下する。なお、図6に示す例では、エッチング液71のpHの変化を直線的に描いているが、これには限定されない。また、ステップS14では、エッチング液71のpHが最低値である7.0にて一定時間維持されるが、当該最低値での維持は必ずしも行われなくてよい。さらには、ステップS12におけるエッチング液71のpH、および、ステップS14におけるエッチング液71のpHの最低値は、適宜変更されてよい。
プラズマの付与開始から所定の時間が経過すると、制御部8によってプラズマ付与部62が制御され、プラズマノズル621に対するガスの供給、および、一対のプラズマ電極622に対する電圧の付与が停止され、エッチング液71に対するプラズマの付与が停止される(ステップS15)。これにより、図6に示すように、基板9の周縁部上にてルテニウム含有層93に接触するエッチング液71のpHが増大し始める。そして、エッチング液71に対するプラズマの付与が停止された状態で、エッチング液71をルテニウム含有層93に接触させることにより、ルテニウム含有層93のエッチングがさらに進行する(ステップS16)。図6に示す例では、ステップS16において、エッチング液71のpHはステップS12と同く8.0に戻り、8.0にて維持される。
プラズマの付与停止から所定の時間が経過すると、制御部8によって処理液供給部61が制御され、基板9に対するエッチング液71の供給が停止される(ステップS17)。また、供給ヘッド5からの不活性ガスの供給も停止される。エッチング部6は、図4に示す処理位置から、上述の退避位置へと移動する。
続いて、供給ヘッド5(図2参照)のセンターノズル53から基板9の上面91の中央部にリンス液が供給される。また、基板回転機構33による基板9の回転速度が増大される。これにより、リンス液が基板9の上面91全体に広がり、基板9の周縁部に付着しているエッチング液71等を洗い流すリンス処理が行われる(ステップS18)。リンス液は、基板9の回転による遠心力によって基板9の外周縁から径方向外方へと飛散し、カップ部4により受けられる。
基板9に対するリンス処理が所定の時間行われると、センターノズル53からのリンス液の供給が停止される。その後、基板9の回転速度がさらに増大され、基板9上のリンス液が振り切られて除去されることにより、基板9の乾燥処理が行われる(ステップS19)。基板9の乾燥処理が終了すると、基板9の回転が停止され、基板9が基板処理装置1から搬出される。なお、基板9のリンス処理および乾燥処理は、上述の例とは異なる方法により行われてもよい。
基板処理装置1では、上述のように、ステップS14において比較的低いpH(例えば、7.0~7.5)のエッチング液71によってルテニウム含有層93のエッチングを行うことにより、エッチングレートを増大させ、エッチングの処理効率を向上させることができる。また、エッチング開始時のエッチング液71をアルカリ性(例えば、pH8.0~10.0)とすることにより、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウム(RuO4)がエッチング中に発生することを抑制することができる。以下、四酸化ルテニウムの発生抑制の原理について説明する。
仮に、オルト過ヨウ素酸およびアンモニアを含むとともにpHが4.5であるルテニウム用エッチング液(以下、「比較例のエッチング液701」とも呼ぶ。)が、基板9上のルテニウム含有層93の周縁部に付与されたとすると、図7に示すように、ルテニウム含有層93に含まれるルテニウムが比較例のエッチング液701によって酸化され、揮発性が高く非水溶性の四酸化ルテニウム94が生成される。そして、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウム94は、当該比較例のエッチング液701の周囲の雰囲気中に拡散する。
一方、基板処理装置1では、ステップS12において、プラズマ付与前のアルカリ性のエッチング液71が基板9上のルテニウム含有層93に付与されることにより、図8に示すように、ルテニウム含有層93に含まれるルテニウム(すなわち、金属ルテニウム)がエッチング液71によって酸化され、二酸化ルテニウム(RuO2)95が生成される。そして、ステップS14において、プラズマ付与後のpHが低下したエッチング液71が二酸化ルテニウム95に付与されることにより、二酸化ルテニウム95が酸化されて水溶性の四酸化ルテニウム96が生成される。水溶性の四酸化ルテニウム96は、エッチング液71中に溶解するため、エッチング液71の周囲の雰囲気中に、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウムが拡散することが抑制される。
次に、本発明の第2の実施の形態にかかる基板処理装置1aについて説明する。図9は、基板処理装置1aを示す側面図である。基板処理装置1aでは、図2に示す処理ノズル611が省略され、供給ヘッド5のセンターノズル53から基板9の中央部に向けてエッチング液71が吐出される。換言すれば、基板処理装置1aのエッチング部6aでは、処理液供給部61aがセンターノズル53を処理ノズルとして備える。エッチング部6aでは、また、プラズマ付与部62aが上述のプラズマノズル621を複数備える。複数のプラズマノズル621は、基板9の上面91よりも上側において、基板9の周縁部に沿って周方向に配列される。基板処理装置1aの他の構成は、基板処理装置1の構成と略同様であり、以下の説明では同符号を付す。
基板処理装置1aでは、基板9の上面91全体を覆うルテニウム含有層93上に保護膜97が設けられる。保護膜97は、例えばSOG(spin-on-glass)膜であり、基板9の上面91の周縁部を除く領域全体に設けられる。保護膜97の平面視における形状は略円形である。
基板処理装置1aにおける基板9の処理の流れは、上述のリンス処理(ステップS18)と乾燥処理(ステップS19)との間において、図10に示すステップS21~S22が行われる点を除き、図5に示すものと略同様である。具体的には、まず、ルテニウム含有層93上に上述の保護膜97が設けられた基板9が、基板保持部31によって保持されることにより準備される(図5:ステップS11)。続いて、基板回転機構33により基板9の回転が開始される。
次に、制御部8によって処理液供給部61aが制御され、センターノズル53から基板9の中央部に向けてアルカリ性のエッチング液71が吐出され、基板9の回転による遠心力によって保護膜97上を径方向外方へと広がる。当該エッチング液71は、基板9の周縁部において、保護膜97から露出しているルテニウム含有層93に接触する(ステップS12)。これにより、基板9の周縁部上において、ルテニウム含有層93のエッチングが行われる。ステップS12におけるエッチング液71のpHは、例えば、8.0以上かつ10.0以下である。なお、ステップS12、および、後述するステップS13~S16では、ルテニウム含有層93のうち保護膜97に被覆されている領域はエッチングされない。また、供給ヘッド5からの不活性ガスの供給も行われない。
エッチング液71の吐出開始から所定の時間が経過すると、制御部8によってプラズマ付与部62が制御され、各プラズマノズル621にガス(本実施の形態では、空気)が供給されるとともに、各プラズマノズル621に固定された一対のプラズマ電極622(図4参照)間に電圧が印加される。これにより、各プラズマノズル621を流れるガスがプラズマ化され、基板9の周縁部上のエッチング液71に対するプラズマの付与が開始される(ステップS13)。基板9の周縁部上では、エッチング液71のpHが、プラズマの付与により漸次低下する。そして、pHが低下されたエッチング液71をルテニウム含有層93に接触させることにより、ルテニウム含有層93のエッチングがさらに進行する(ステップS14)。ステップS14におけるエッチング液71のpHの最低値は、例えば、7.0以上かつ7.5以下である。
プラズマの付与開始から所定の時間が経過すると、制御部8によってプラズマ付与部62が制御され、各プラズマノズル621に対するガスの供給、および、各プラズマノズル621に固定された一対のプラズマ電極622に対する電圧の付与が停止され、エッチング液71に対するプラズマの付与が停止される(ステップS15)。これにより、基板9の周縁部上にてルテニウム含有層93に接触するエッチング液71のpHが増大し始める。そして、エッチング液71に対するプラズマの付与が停止された状態で、エッチング液71をルテニウム含有層93に接触させることにより、ルテニウム含有層93のエッチングがさらに進行する(ステップS16)。ルテニウム含有層93に接触するエッチング液71のpHは、ステップS12における当該pHと同じ値まで戻る。
プラズマの付与停止から所定の時間が経過すると、制御部8によって処理液供給部61aが制御され、基板9に対するエッチング液71の供給が停止される(ステップS17)。なお、上述のステップS12~S16では、基板9の回転を停止した状態で、または、基板9を低速にて回転させている状態で、基板9の上面91上にエッチング液71の液膜を形成して維持するパドル処理が行われてもよい。
続いて、供給ヘッド5のセンターノズル53から基板9の上面91の中央部にリンス液が供給される。また、基板回転機構33による基板9の回転速度が増大される。これにより、リンス液が基板9の上面91全体に広がり、基板9の周縁部に付着しているエッチング液71等を洗い流すリンス処理が行われる(ステップS18)。リンス液は、基板9の回転による遠心力によって基板9の外周縁から径方向外方へと飛散し、カップ部4により受けられる。
基板9に対するリンス処理が所定の時間行われると、基板9に対するリンス液の供給が停止され、基板9からの保護膜97の除去が行われる(図10:ステップS21)。上述のように、保護膜97がSOG膜である場合、ステップS21では、例えば、保護膜97にフッ化水素(HF)が付与されることにより保護膜97が除去される。なお、保護膜97の種類、および、保護膜97の除去方法は様々に変更されてよい。
保護膜97の除去が終了すると、センターノズル53から基板9の上面91の中央部にリンス液が供給され、基板9のリンス処理が行われる(ステップS22)。その後、基板9の回転速度が増大され、基板9上のリンス液が振り切られて除去されることにより、基板9の乾燥処理が行われる(ステップS19)。基板9の乾燥処理が終了すると、基板9の回転が停止され、基板9が基板処理装置1aから搬出される。
以上に説明したように、第1および第2の実施の形態にかかる基板処理方法は、表面にルテニウム含有層93が存在する基板9を準備する工程(ステップS11)と、アルカリ性のエッチング液71を基板9上のルテニウム含有層93に接触させる工程(ステップS12)と、ステップS12よりも後に、エッチング液71にプラズマを付与してpHを低下させた状態で、当該エッチング液71をルテニウム含有層93に接触させる工程(ステップS14)と、を備える。これにより、上述のように、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウムの生成を抑制しつつ、エッチングレートを増大させることができる。
上記基板処理方法は、ステップS14よりも後に、エッチング液71に対するプラズマの付与を停止した状態で、エッチング液71をルテニウム含有層93に接触させる工程(ステップS16)をさらに備えることが好ましい。これにより、エッチング液71とルテニウム含有層93との総接触時間のうち、比較的pHが低い状態(例えば、pH7.0~7.5)のエッチング液71がルテニウム含有層93に接触する時間を短くすることができる。その結果、毒ガス状の四酸化ルテニウムの生成を好適に抑制することができる。
上記基板処理方法では、ステップS12において、ルテニウム含有層93のルテニウムから二酸化ルテニウムが生成され、ステップS14において、当該二酸化ルテニウムから可溶性の四酸化ルテニウムが生成されることが好ましい。これにより、上述のように、ガス状の四酸化ルテニウムの生成を好適に抑制することができる。
上記基板処理方法では、ステップS14におけるエッチング液71のpHの最低値は7.0以上かつ7.5以下であることが好ましい。これにより、ガス状の四酸化ルテニウムの生成抑制と、エッチングレートの増大とを好適に両立することができる。
上記基板処理方法では、ステップS12におけるエッチング液71のpHは8.0以上かつ10.0以下であることが好ましい。これにより、ガス状の四酸化ルテニウムの生成抑制と、エッチングレートの増大とを好適に両立することができる。
上記基板処理方法では、プラズマは大気プラズマであることが好ましい。これにより、プラズマの生成に係る構成を簡素化することができる。
上記基板処理方法では、プラズマは常温プラズマであることが好ましい。これにより、プラズマの生成に係る構成を簡素化することができる。また、四酸化ルテニウムは、45℃以上になると揮発性が比較的高くなるため、プラズマの温度を40℃以下とすることにより、ガス状の四酸化ルテニウムの生成を好適に抑制することができる。
上記基板処理方法では、ステップS12およびステップS14において、エッチング液71は基板9の周縁部にてルテニウム含有層93に接触することが好ましい。これにより、基板9の周縁部におけるルテニウム含有層93のエッチングを好適に行うことができる。
上述のように、エッチング液71はオルト過ヨウ素酸を含むことが好ましい。これにより、ルテニウム含有層93に含まれるルテニウムのエッチングを好適に行うことができる。
上述のように、エッチング液71は、アルカリ性の添加成分としてアンモニアを含むことが好ましい。これにより、ルテニウムのエッチングに適したアルカリ性のエッチング液71を容易に準備することができる。
上述の基板処理装置1,1aは、基板保持部31と、処理液供給部61,61aと、プラズマ付与部62と、制御部8とを備える。基板保持部31は、表面にルテニウム含有層93が存在する基板9を保持する。処理液供給部61,61aは、アルカリ性のエッチング液71を基板9上に付与してルテニウム含有層93に接触させる。プラズマ付与部62は、エッチング液71にプラズマを付与する。制御部8は、アルカリ性のエッチング液71とルテニウム含有層93との接触後に、プラズマ付与部62を制御することにより、プラズマが付与されてpHが低下したエッチング液71をルテニウム含有層93に接触させる。当該基板処理装置1,1aでは、上述のように、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウムの生成を抑制しつつ、エッチングレートを増大させることができる。
上述の基板処理装置1では、エッチング部6の構造は図4に示す例には限定されず、様々に変更されてよい。例えば、図11に示すエッチング部6bでは、プラズマ付与部62のプラズマノズル621の先端部が、処理液供給部61の処理ノズル611内の配管612に接続されている。また、プラズマ付与部62の一対のプラズマ電極622は、処理ノズル611の外部において、プラズマノズル621の外側面に固定される。一対のプラズマ電極622は、例えば、プラズマノズル621と処理ノズル611との接続部近傍に配置される。
エッチング部6bでは、上述のステップS13において、電源623から一対のプラズマ電極622間に電圧が印加されると、プラズマノズル621内を流れるガス(例えば、空気)がプラズマ化され、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液にプラズマが付与される。これにより、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液のpHが低下する。なお、エッチング部6bでは、処理ノズル611の配管612内において、プラズマノズル621との接続部に多孔質部材が設けられてもよい。これにより、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液に対するプラズマの付与の均一性が向上する。
図12に示すエッチング部6cでは、プラズマ付与部62のプラズマノズル621の先端部が、処理液供給部61の処理ノズル611内の配管612に接続されている。また、プラズマ付与部62の一対のプラズマ電極622は、処理ノズル611の内部において、配管612の外側面に固定される。一対のプラズマ電極622は、例えば、プラズマノズル621と処理ノズル611の配管612との接続部近傍に配置される。一対のプラズマ電極622は、当該接続部と処理ノズル611の下端に設けられた吐出口との間に配置される。
エッチング部6cでは、プラズマノズル621を流れるガス(例えば、空気)は、処理ノズル611の配管612を流れるエッチング液に供給され、エッチング液中の気泡としてエッチング液と共に処理ノズル611の吐出口に向かって流れる。上述のステップS13において、電源623から一対のプラズマ電極622間に電圧が印加されると、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液中の上記気泡がプラズマ化される。換言すれば、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液にプラズマが付与される。これにより、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液のpHが低下する。
上述のエッチング部6b,6cの構造は、図9に示す基板処理装置1aに適用されてもよい。この場合、図11および図12中の処理ノズル611に代えて、センターノズル53にプラズマノズル621が接続される。
基板処理装置1aでは、上述のように、エッチング液71の周囲の雰囲気中に、ガス状の四酸化ルテニウムが拡散することを抑制することができるが、例えば、ステップS14において、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウムが微量ながら生成される可能性もある。このため、基板処理装置1aでは、ガス状の四酸化ルテニウムが発生した場合に備えて、図13に示すように、当該ガス状の四酸化ルテニウムを回収するガス回収部66が設けられてもよい。
ガス回収部66は、回収ヘッド661と、回収チャンバ662と、スチームノズル663とを備える。回収ヘッド661は、基板9の周縁部の上方に配置され、基板9の周縁部の上方の雰囲気を吸引する。回収ヘッド661の平面視における形状は、例えば、回転軸J1を中心とする略円環状であり、周方向に配列される複数の吸引口を下面に備える。回収ヘッド661により吸引された雰囲気は、ハウジング11の外部に配置された回収チャンバ662の内部空間へと送られる。回収チャンバ662の内部空間には、スチームノズル663からスチーム(すなわち、水蒸気を含む湿り空気)が供給される。スチームの温度は、例えば、40℃~90℃である。回収チャンバ662では、回収ヘッド661により回収された雰囲気にガス状の四酸化ルテニウムが含まれている場合、当該四酸化ルテニウムがスチーム中の水蒸気と反応してH2RuO5が生成され、当該H2RuO5が回収される。
このように、図13に例示する基板処理装置1aでは、ステップS14において、ルテニウム含有層93とエッチング液71との接触により生成されたガス状の四酸化ルテニウムにスチームを付与して回収する。これにより、ハウジング11内において、ガス状の四酸化ルテニウムが雰囲気中に拡散することを抑制することができる。また、ガス状の四酸化ルテニウムが、基板9上のルテニウム含有層93のルテニウムと反応して二酸化ルテニウムに還元されることを抑制することもできる。なお、ガス回収部66では、回収ヘッド661によって回収された雰囲気に加えて、カップ部4の上記排出ポートからハウジング11の外部へと排出された雰囲気も、回収チャンバ662へと送られてもよい。
ガス回収部66の構造は、図13に例示するものには限定されず、様々に変更されてよい。例えば、図14に示すガス回収部66dは、回収カバー664dと、スチームノズル663dとを備える。回収カバー664dは、例えば、有蓋略円筒状の部材である。回収カバー664dは、ハウジング11の内部において、基板9の上方および周囲を覆う。図14に示す例では、基板保持部31のベース部311dが、基板9の周縁よりも径方向外側まで全周に亘って延在しており、回収カバー664dの下端はベース部311dの上面と気密に接触する。
スチームノズル663dは、回収カバー664dの内部空間(すなわち、回収カバー664dとベース部311dとよって囲まれる空間)にスチームを供給する。これにより、ルテニウム含有層93のエッチングにおいてガス状の四酸化ルテニウムが発生した場合、当該四酸化ルテニウムがスチーム中の水蒸気と反応してH2RuO5が生成される。当該H2RuO5は、回収カバー664dに設けられた排出ポート(図示省略)を介して回収カバー664dの外部へと排出され、ハウジング11の外部へと送出されて回収される。
この場合も、ステップS14において、ルテニウム含有層93とエッチング液71との接触により生成されたガス状の四酸化ルテニウムにスチームを付与して回収することにより、ハウジング11内において、ガス状の四酸化ルテニウムが雰囲気中に拡散することを抑制することができる。
また、図15に示すガス回収部66eは、複数のスチームノズル663eを備える。各スチームノズル663eの先端は、基板9上に供給されたエッチング液71の液膜内に挿入されており、当該先端の送出口からエッチング液71内にスチームが供給される。これにより、ルテニウム含有層93のエッチングにおいてガス状の四酸化ルテニウムが発生した場合、エッチング液71の液膜内において当該四酸化ルテニウムとスチーム中の水蒸気とが反応してH2RuO5が生成される。当該H2RuO5は、エッチング液71と共にカップ部4の排出ポート(図示省略)を介してハウジング11の外部へと排出されて回収される。
この場合も、ステップS14において、ルテニウム含有層93とエッチング液71との接触により生成されたガス状の四酸化ルテニウムにスチームを付与して回収することにより、ハウジング11内において、ガス状の四酸化ルテニウムが雰囲気中に拡散することを抑制することができる。
なお、図2に示す基板処理装置1においても、基板処理装置1aと同様に、上述のガス回収部66,66d,66eが設けられてもよい。
上述の基板処理装置1,1aおよび基板処理方法では、様々な変更が可能である。
例えば、基板処理装置1の処理液供給部61は、上述の処理ノズル611に加えて、基板9よりも下側に配置されて基板9の下面92の周縁部に向けてエッチング液71を吐出する他の処理ノズルをさらに備えていてもよい。基板処理装置1aにおいても同様である。
基板処理装置1では、基板9の周縁部に供給されたエッチング液71を加熱するヒータが設けられてもよい。当該ヒータは、例えば、基板9の周縁部の下方に配置されて基板9の下面92と対向する電熱ヒータであってもよい。基板処理装置1aにおいても同様である。
基板処理装置1では、プラズマ付与部62から付与されるプラズマは、必ずしも、40℃以下の常温プラズマである必要はなく、当該プラズマの温度は40℃よりも高くてもよい。また、当該プラズマは、必ずしも大気圧プラズマである必要はなく、例えば、低圧プラズマであってもよい。エッチング液71にプラズマを付与する方法は、上記例には限定されず、様々に変更されてよい。基板処理装置1aにおいても同様である。
上述の基板処理方法では、ステップS16が省略され、エッチング液71に対するプラズマ付与の停止(ステップS15)と、基板9に対するエッチング液71の供給停止(ステップS17)とが、略同時に行われてもよい。
基板保持部31は、基板9のルテニウム含有層93が設けられた主面を下方に向けた状態で基板9を保持してもよい。
基板処理装置1では、エッチング部6が複数設けられ、当該複数のエッチング部6が基板9の周縁部に沿って周方向に配列されてもよい。
基板処理装置1aでは、センターノズル53を支持するアーム(図示省略)が、回転中の基板9の上方にて略水平に揺動されることにより、基板9の上面91の略全面に亘ってエッチング液71が供給されてもよい。換言すれば、エッチング液71は、いわゆるスキャンノズルから基板9の上面91に供給されてもよい。この場合、当該スキャンノズルを基板9の周縁部の上方にて停止させることにより、回転する基板9の周縁部のみにエッチング液71を供給することもできる。
上述の基板処理方法は、基板9の周縁部のエッチング以外に適用されてもよい。例えば、基板処理装置1aにおいて、保護膜97が設けられていない基板9を処理することにより、基板9の周縁部よりも径方向内側の領域に、ルテニウム含有配線を形成する処理が行われてもよい。この場合、センターノズル53から吐出されるエッチング液71にプラズマを付与するプラズマ付与部62は、例えば、基板9の中央部の上方に配置される。
上述の基板処理装置1,1aは、半導体基板以外に、液晶表示装置または有機EL(Electro Luminescence)表示装置等の平面表示装置(Flat Panel Display)に使用されるガラス基板、あるいは、他の表示装置に使用されるガラス基板の処理に利用されてもよい。また、上述の基板処理装置1,1aは、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板および太陽電池用基板等の処理に利用されてもよい。
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
1,1a 基板処理装置
8 制御部
9 基板
31 基板保持部
61 処理液供給部
62 プラズマ付与部
71 エッチング液
93 ルテニウム含有層
J1 回転軸
8 制御部
9 基板
31 基板保持部
61 処理液供給部
62 プラズマ付与部
71 エッチング液
93 ルテニウム含有層
J1 回転軸
Claims (12)
- 基板上のルテニウム含有層にエッチング処理を行う基板処理方法であって、
a)表面にルテニウム含有層が存在する基板を準備する工程と、
b)アルカリ性のエッチング液を前記基板上の前記ルテニウム含有層に接触させる工程と、
c)前記b)工程よりも後に、前記エッチング液にプラズマを付与してpHを低下させた状態で、前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1に記載の基板処理方法であって、
d)前記c)工程よりも後に、前記エッチング液に対するプラズマの付与を停止した状態で、前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる工程をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1または2に記載の基板処理方法であって、
前記b)工程において、前記ルテニウム含有層のルテニウムから二酸化ルテニウムが生成され、
前記c)工程において、前記二酸化ルテニウムから可溶性の四酸化ルテニウムが生成されることを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1または2に記載の基板処理方法であって、
前記c)工程における前記エッチング液のpHの最低値は7.0以上かつ7.5以下であることを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1または2に記載の基板処理方法であって、
前記b)工程における前記エッチング液のpHは8.0以上かつ10.0以下であることを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1または2に記載の基板処理方法であって、
前記プラズマは大気プラズマであることを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1または2に記載の基板処理方法であって、
前記プラズマは常温プラズマであることを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1または2に記載の基板処理方法であって、
前記c)工程において、前記ルテニウム含有層と前記エッチング液との接触により生成されたガス状の四酸化ルテニウムにスチームを付与して回収することを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1または2に記載の基板処理方法であって、
前記b)工程および前記c)工程において、前記エッチング液は前記基板の周縁部にて前記ルテニウム含有層に接触することを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1または2に記載の基板処理方法であって、
前記エッチング液はオルト過ヨウ素酸を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項10に記載の基板処理方法であって、
前記エッチング液は、アルカリ性の添加成分としてアンモニアを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 基板上のルテニウム含有層にエッチング処理を行う基板処理装置であって、
表面にルテニウム含有層が存在する基板を保持する基板保持部と、
アルカリ性のエッチング液を前記基板上に付与して前記ルテニウム含有層に接触させる処理液供給部と、
前記エッチング液にプラズマを付与するプラズマ付与部と、
アルカリ性の前記エッチング液と前記ルテニウム含有層との接触後に、前記プラズマ付与部を制御することにより、プラズマが付与されてpHが低下した前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる制御部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022131506A JP2024029316A (ja) | 2022-08-22 | 2022-08-22 | 基板処理方法および基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022131506A JP2024029316A (ja) | 2022-08-22 | 2022-08-22 | 基板処理方法および基板処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024029316A true JP2024029316A (ja) | 2024-03-06 |
Family
ID=90104829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022131506A Pending JP2024029316A (ja) | 2022-08-22 | 2022-08-22 | 基板処理方法および基板処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024029316A (ja) |
-
2022
- 2022-08-22 JP JP2022131506A patent/JP2024029316A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11094524B2 (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
JP4339561B2 (ja) | 基板処理装置および基板処理方法 | |
KR102381781B1 (ko) | 기판 처리 장치 | |
JP4732918B2 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
US20100200547A1 (en) | Liquid processing apparatus and liquid processing method | |
JP2010129809A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP2008027931A (ja) | 基板処理装置および基板処理方法 | |
US20180204745A1 (en) | Substrate processing apparatus, substrate processing method and computer readable recording medium | |
JP2018129432A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP5963075B2 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP4236109B2 (ja) | 基板処理方法及び基板処理装置 | |
WO2020188958A1 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP2024029316A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP2020170808A (ja) | 処理液生成装置、基板処理装置、処理液生成方法および基板処理方法 | |
US20060144420A1 (en) | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device | |
TWI774198B (zh) | 基板處理方法 | |
WO2020189072A1 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
TWI716854B (zh) | 基板處理方法以及基板處理裝置 | |
JP2022188425A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP2009194090A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP2006351805A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP2019125659A (ja) | 基板処理装置および基板処理方法 | |
WO2022220037A1 (ja) | 基板処理方法、基板処理装置および乾燥処理液 | |
WO2023127217A1 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
WO2024048269A1 (ja) | 基板処理方法、および基板処理装置 |