JP3681329B2 - 基板表面処理方法及び基板表面処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板表面処理方法及び基板処理装置に関するもので、更に詳細には、レジストパターンが形成された例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理基板の表面処理方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体デバイスの製造工程においては、被処理基板としての半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等（以下にウエハ等という）にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて回路パターンを縮小してフォトレジストに転写し、これを現像処理し、その後、ウエハ等からフォトレジストを除去する一連の処理が施されている。
【０００３】
また、上記処理の過程において、薬液例えば希フッ酸水（ＤＨＦ）を用いてウエハ等の表面の酸化膜をエッチングにより除去した後、ウエハ等に洗浄処理及び乾燥処理を施している。この場合、ＤＨＦによりエッチングが行われたウエハ等の表面は疎水性であるため、その状態のまま洗浄処理及び乾燥処理を行うと、ウエハ等の表面にウォーターマークが生成され、歩留まりの低下を招く。
【０００４】
そこで、従来では、ＤＨＦエッチングの後に、ウエハ等をオゾン水に浸漬してウエハ等の表面に酸化膜を形成して疎水性の表面を親水性の表面にし、その後、乾燥用溶媒例えばイソプロピル・アルコール（ＩＰＡ）の蒸気を用いて乾燥している（特開平９−１９０９９４号公報参照）。このように、ウエハ等の表面に酸化膜を形成して疎水性の表面を親水性の表面にすると共に、ＩＰＡの蒸気を用いて乾燥することによりウォーターマークの発生を抑制することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ウエハ等にレジストパターンが形成されている場合は、ＩＰＡの蒸気をウエハ等に接触させると、ＩＰＡによってレジストが溶融されて、レジストパターンが破壊され、品質の低下及び歩留まりの低下をきたすという問題があった。また、オゾン水中のオゾン濃度が高いと、レジストが溶解し、上述と同様にレジストパターンが破壊され、品質の低下及び歩留まりの低下をきたす恐れもある。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、レジストパターンを崩さず、かつウォーターマークの発生を抑制して品質及び歩留まりの向上を図れるようにした基板表面処理方法及び基板表面処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、レジストパターンが形成された被処理基板とレジストパターンが形成されない被処理基板に分けて別の処理工程を選択して行う基板表面処理方法であって、 レジストパターンが形成された被処理基板の処理は、被処理基板に薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜を除去するエッチング工程と、 上記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、 上記被処理基板に所定濃度のオゾン水を供給して被処理基板の表面を親水性にすべく酸化膜を形成する工程と、 上記被処理基板に乾燥気体を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去する乾燥工程と、を有し、 レジストパターンが形成されない被処理基板の処理は、被処理基板に薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜を除去するエッチング工程と、 上記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、 上記被処理基板に乾燥用溶媒を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去する乾燥工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、レジストパターンが形成された被処理基板は、被処理基板に所定濃度のオゾン水を供給して被処理基板の表面酸化膜を形成して被処理基板表面を親水性にするので、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、被処理基板に乾燥気体を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、レジストパターンを破壊することなく効率よく乾燥することができる。一方、レジストパターンが形成されない被処理基板は、薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜をエッチングにより除去し、被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄した後、被処理基板に乾燥用溶媒を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、ウォーターマークの発生を抑制することができると共に、効率よく乾燥することができる。したがって、レジストパターンの形成の有無によって選択して最適の処理ができるので、処理効率の向上が図れる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明のレジストパターンが形成された被処理基板の乾燥工程を、被処理基板を回転して被処理基板表面に付着する水分を除去する乾燥工程としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様に、レジストパターンが形成された被処理基板は、被処理基板に所定濃度のオゾン水を供給して被処理基板の表面酸化膜を形成して被処理基板表面を親水性にするので、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、被処理基板を回転して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、レジストパターンを破壊することなく効率よく乾燥することができる。一方、レジストパターンが形成されない被処理基板は、薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜をエッチングにより除去し、被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄した後、被処理基板に乾燥用溶媒を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、ウォーターマークの発生を抑制することができると共に、効率よく乾燥することができる。したがって、レジストパターンの形成の有無によって選択して最適の処理ができるので、処理効率の向上が図れる。
【００１１】
この発明において、上記親水化工程におけるオゾン水の濃度が、０．５〜１０ｐｐｍである方が好ましい（請求項３）。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、オゾン水によるレジストの溶解を防止することができると共に、親水化に必要な膜厚の酸化膜を形成することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の基板表面処理方法を具現化するもので、被処理基板を収容する処理室と、 上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、 上記処理室内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段と、 上記処理室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、 上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５記載の発明は、請求項２記載の基板表面処理方法を具現化するもので、被処理基板を収容する処理室と、 上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、 上記被処理基板を回転する回転乾燥手段と、 上記処理室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、 上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の基板表面処理方法を具現化するもので、被処理基板を収容する処理室と、 上記被処理基板を収容する乾燥室と、 上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、 上記乾燥室内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段と、 上記乾燥室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、 上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７記載の発明は、請求項２記載の基板表面処理方法を具現化するもので、被処理基板を収容する処理室と、 上記被処理基板を収容する乾燥室と、 上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、 上記被処理基板を回転する回転乾燥手段と、 上記乾燥室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、 上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
請求項４ないし７記載の発明によれば、処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段又は回転乾燥手段に作動信号を伝達し、処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段又は回転乾燥手段に代えて乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段を具備するので、レジストパターンが形成された被処理基板は、被処理基板に所定濃度のオゾン水を供給して被処理基板の表面酸化膜を形成して被処理基板表面を親水性にすることができ、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、被処理基板に乾燥気体を供給するか、あるいは、被処理基板を回転して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、レジストパターンを破壊することなく効率よく乾燥することができる。一方、レジストパターンが形成されない被処理基板は、薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜をエッチングにより除去し、被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄した後、被処理基板に乾燥用溶媒を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、ウォーターマークの発生を抑制することができると共に、効率よく乾燥することができる。したがって、レジストパターンの形成の有無によって選択して最適の処理ができるので、処理効率の向上が図れる。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の基板表面処理装置において、 上記処理室と乾燥室とを連通口を介して連設すると共に、連通口に開閉手段を配設してなることを特徴とする。
【００１９】
このように構成することにより、処理室内で被処理基板にエッチング処理、リンス処理及びオゾン水による親水化処理を施した後、被処理基板を処理室内に移動して乾燥処理することができるので、被処理体は外気に触れずにエッチング処理、リンス処理、親水化処理及び乾燥処理を行うことができる。したがって、被処理基板に酸化膜が再度付着する心配がなく、また、パーティクルが付着する心配もない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板表面処理装置をレジストパターンが形成された半導体ウエハ（以下にウエハという）のエッチング、洗浄及び乾燥処理を行う処理装置に適用した場合について説明する。
【００２１】
◎第一実施形態
図１は、この発明に係る基板表面処理装置の第一実施形態を示す概略断面図である。
【００２２】
上記処理装置は、ウエハＷを収容する処理室である処理槽１と、この処理槽１の上方に位置するウエハＷを収容する乾燥室２と、処理槽１内のウエハＷに酸化膜除去用の薬液例えば希フッ酸水（ＤＨＦ）を供給する薬液供給手段３と、処理槽１内のウエハＷに洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段４と、処理槽１内のウエハＷにオゾン水を供給するオゾン水供給手段５と、乾燥室２内に例えば窒素ガス（Ｎ2ガス）や清浄空気等の乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段６と、薬液供給手段３、リンス液供給手段４、オゾン水供給手段５及び乾燥気体供給手段６や後述するウエハガイド７、容器カバー昇降機構８、シャッタ９等に制御（作動）信号を伝達する制御手段例えば中央演算処理装置１０（以下にＣＰＵ１０という）とを具備している。
【００２３】
この場合、上記処理槽１は、ウエハＷを収容する内槽１ａと、この内槽１ａの上端開口の外周部を包囲する外槽１ｂとで構成されている。また、内槽１ａの底部には、ドレン口１ｃが設けられており、このドレン口１ｃにドレン弁１ｄを介設したドレン管１ｅが接続されている。また、外槽１ｂの底部には、排水口１ｆが設けられており、この排水口１ｆに開閉弁１ｇを介設した排水管１ｈが接続されている。
【００２４】
また、処理槽１の内槽１ａ内の下部側には供給ノズル１１が配設されている。この供給ノズル１１は、主供給管１２を介してリンス液である純水（ＤＩＷ）の供給源４ａに接続されている。主供給管１２における純水供給源４ａ側には第１の開閉弁Ｖ1が介設されており、これら純水供給源４ａ、主供給管１２、第１の開閉弁Ｖ1及び供給ノズル１１によってリンス液供給手段４が形成されている。
【００２５】
また、主供給管１２の途中には切換開閉弁Ｖ0が介設されており、この切換開閉弁Ｖ0に接続する薬液供給管１３を介して薬液例えばフッ酸水（ＨＦ）の供給タンク３ａが接続されている。なお、薬液供給管１３にはポンプ３ｂが介設されている。これら供給タンク３ａ、薬液供給管１３、ポンプ３ｂ、切換開閉弁Ｖ0、主供給管１２及び供給ノズル１１によって薬液供給手段３が形成されている。この場合、主供給管１２内を流れる純水と供給タンク３ａから供給されるＨＦとが混合されて所定濃度の薬液（ＤＨＦ）が供給ノズル１１から処理槽１内に供給されるように構成されている。
【００２６】
また、主供給管１２における第１の開閉弁Ｖ1と切換開閉弁Ｖ0との間には、オゾン水供給管１４を介してオゾン水生成器５ａが接続されている。なお、オゾン水供給管１４には、第２の開閉弁Ｖ2が介設されている。これらオゾン水生成器５ａ、第２の開閉弁Ｖ2、オゾン水供給管１４、主供給管１２及び供給ノズル１１によってオゾン水供給手段５が形成されている。この場合、オゾン水生成器５ａによって生成されたオゾン（Ｏ3）水と主供給管１２を流れる純水とによって供給ノズル１１から所定濃度例えば１０ｐｐｍ以下のオゾン水が供給されるようになっている。ここで、オゾン水の濃度を１０ｐｐｍ以下とした理由は、オゾン水の濃度が１０ｐｐｍより高いとウエハＷ表面のレジストが溶解する恐れがあるからである。なお、オゾン水の濃度を０．５〜１０ｐｐｍとすることにより、ウエハＷの表面を親水性にするのに必要な膜厚例えば６〜１０Åの酸化膜を形成することができる。
【００２７】
一方、乾燥室２は、複数例えば５０枚のウエハＷを収容可能な大きさを有すると共に、上端部に搬入・搬出口１５を有する容器本体１６ａと、この容器本体１６ａの上端に形成された搬入・搬出口１５を開放又は閉鎖する容器カバー１６ｂとで主に構成されている。この場合、容器カバー１６ｂは、例えば断面逆Ｕ字状に形成され、昇降機構８によって昇降可能に形成されている。昇降機構８は、ＣＰＵ１０に接続されている。ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号により、昇降機構８が作動して、容器カバー１６ｂが開放又は閉鎖されるように構成されている。そして、容器カバー１６ｂが上昇した際には、搬入・搬出口１５は開放され、容器本体１６ａに対してウエハＷを搬入できる状態となる。容器本体１６ａにウエハＷを搬入して収容した後、容器カバー１６ｂが下降することで、搬入・搬出口１５が塞がれる。この場合、容器本体１６ａと容器カバー１６ｂの間の隙間は、リップ式のＯリング１７ａによって密封されるように構成されている。
【００２８】
また、上記ウエハガイド７は、図１に示すように、ガイド部７ａと、このガイド部７ａに水平状態に固着された互いに平行な３本の保持部材７ｂ，７ｃ，７ｄとで主に構成されており、各保持部材７ｂ，７ｃ，７ｄに、ウエハＷの周縁下部を保持する溝（図示せず）が等間隔に５０箇所形成されている。したがって、ウエハガイド７は、５０枚のウエハＷを等間隔で配列させた状態で保持することができる。また、ウエハガイド７は、ガイド部７ａに連なるシャフト７ｅが容器カバー１６ｂの頂部に設けられた透孔１６ｃ内に摺動可能に貫通されており、透孔１６ｃとシャフト７ｅとの間には、伸縮式のＯリング１７ｂが介在されて、乾燥室２内の気水密が維持できるように構成されている。なお、ウエハガイド７の昇降機構（図示せず）はＣＰＵ１０に接続されており、ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号によって作動し得るように構成されている。
【００２９】
また、処理槽１と乾燥室２とは連通口１５ａを介して連設されており、連通口１５ａに開閉手段であるシャッタ９が開閉可能に配設されており、このシャッタ９によって処理槽１と乾燥室２が遮断されるように構成されている。この場合、シャッタ９の駆動部９ａはＣＰＵ１０に接続されており、ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号によって連通口１５ａを開閉し得るように構成されている。
【００３０】
上記乾燥気体供給手段６は、乾燥室２内の上部側に配設されるガス供給ノズル１１Ａと、このガス供給ノズル１１Ａにガス供給管１８を介して接続する乾燥気体例えばＮ2ガスの供給源６ａと、ガス供給管１８に介設される第３の開閉弁Ｖ3とで主要部が構成されている。この場合、ガス供給管１８には、温度調整器６ｂが介設されており、この温度調整器６ｂによってホットＮ2ガスが生成されるようになっている。この温度調整器６ｂと第３の開閉弁Ｖ3は、ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号によって作動し得るように構成されている。
【００３１】
なお、上記薬液供給手段３、リンス液供給手段４、オゾン水供給手段５及び乾燥気体供給手段６やウエハガイド７、容器カバー昇降機構８、シャッタ９等は、ＣＰＵ１０に予めプログラムされた記憶情報に基いて制御されるようになっている。
【００３２】
次に、上記処理装置を用いたウエハＷの処理の手順を、図２ないし図５に示す概略断面図と図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３３】
まず、図示しないウエハ搬送手段によって搬送された複数例えば５０枚のウエハＷを、処理装置の上方に上昇するウエハガイド７に受け渡し、次いで、ウエハガイド７が下降した後、容器カバー１６ｂが閉鎖してウエハＷを処理槽１内に収容する。処理槽１内にウエハＷを収容した状態において、最初に、ポンプ３ｂを作動させると共に、第１の開閉弁Ｖ1を開放し、切換開閉弁Ｖ0を薬液供給タンク３ａ側に切り換えて処理槽１内に収容されるウエハＷに薬液（ＤＨＦ）を供給し、ＤＨＦによりエッチング処理を施して、ウエハＷ表面の酸化膜を除去する（ステップ６−１）｛図２参照｝。次に、ポンプ３ｂを停止すると共に、切換開閉弁Ｖ0を純水供給源４ａ側のみに切り換えて処理槽１内に収容されるウエハＷにリンス液（ＤＩＷ）を供給すると共に、外槽１ｂにオーバーフローさせながらウエハＷ表面を洗浄する（ステップ６−２）｛図３参照｝。ウエハＷを洗浄した後、第２の開閉弁Ｖ2を開放してオゾン水生成器５ａによって生成されたオゾン（Ｏ3）水を主供給管１２に流し、供給ノズル１１から所定濃度例えば１０ｐｐｍ以下のオゾン（Ｏ3）水を供給すると共に、外槽１ｂにオーバーフローさせながらウエハＷに供給してウエハＷ表面に酸化膜（膜厚：６〜１０Å）を形成し、ウエハＷ表面を親水性にする（ステップ６−３）｛図４参照｝。
【００３４】
上記のようにして、ウエハＷ表面の酸化膜を除去するエッチング処理、ウエハＷ表面を洗浄するリンス処理及びウエハＷ表面に酸化膜を形成する親水化処理を行った後、ウエハガイド７を上昇させてウエハＷを処理槽１の上方の乾燥室２内に移動する。このとき、シャッタ９が閉鎖位置に移動して乾燥室２と処理槽１とが遮断されると共に、乾燥室２内が密閉される。この状態で、第３の開閉弁Ｖ3が開放すると共に、温度調整器６ｂが作動してＮ2ガス供給源６ａから乾燥室２内にホットＮ2ガスが供給されて、ウエハＷの乾燥が行われる（ステップ６−４）｛図５参照｝。この乾燥工程では、ウエハＷ表面が親水性であるので、ウエハＷ表面にウォーターマークが生じる恐れがない。
【００３５】
上記のようにして乾燥処理を行った後、昇降機構８を作動させて、容器カバー１６ｂを上昇して、容器本体１６ａの搬入・搬出口１５を開放した後、ウエハガイド７を上昇して、ウエハＷを乾燥室２の上方に搬出する。そして、図示しないウエハ搬送手段にウエハＷを受け渡して、次の処理部に搬送する。
【００３６】
◎第二実施形態
図７は、この発明に係る基板表面処理装置の第二実施形態を示す概略断面図である。
【００３７】
第二実施形態は、レジストパターンが形成されたウエハＷと、レジストパターンが形成されないウエハＷとを効率よく処理できるようにした場合である。
【００３８】
第二実施形態の処理装置は、上記第一実施形態の処理装置に加えて、乾燥室２内に乾燥用溶媒例えばイソプロピル・アルコール（ＩＰＡ）蒸気又はＩＰＡとガスの混合ガスの供給ノズル１１Ｂを配設し、このＩＰＡ供給ノズル１１ＢとＩＰＡ供給源１９ａとをＩＰＡ供給管１９ｂを介して接続し、ＩＰＡ供給管１９ｂに第４の開閉弁Ｖ4を介設した場合である。これらＩＰＡ供給ノズル１１Ｂ、ＩＰＡ蒸気又はＩＰＡを含んだガスの供給源１９ａ、ＩＰＡ供給管１９ｂ及び第４の開閉弁Ｖ4によってＩＰＡ供給手段１９が形成されている。また、第４の開閉弁Ｖ4は、ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号により開閉動作し得るように構成されている。
【００３９】
第二実施形態において、その他の部分は、上記第一実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。
【００４０】
次に、第二実施形態における処理手順について、図２ないし図５及び図８に示す概略断面図と図９に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４１】
第二実施形態においては、まず、処理されるウエハＷがレジストパターンが形成されているか否かが判別され（ステップ９−１）、ウエハＷにレジストパターンが形成されている場合は、上記第一実施形態と同様に、処理される。すなわち、処理槽１内にウエハＷを収容した状態において、最初に、ポンプ３ｂを作動させると共に、第１の開閉弁Ｖ1を開放し、切換開閉弁Ｖ0を薬液供給タンク３ａ側に切り換えて処理槽１内に収容されるウエハＷに薬液（ＤＨＦ）を供給し、ＤＨＦによりエッチング処理を施して、ウエハＷ表面の酸化膜を除去する（ステップ９−２）｛図２参照｝。次に、ポンプ３ｂを停止すると共に、切換開閉弁Ｖ0を純水供給源４ａ側のみに切り換えて処理槽１内に収容されるウエハＷにリンス液（ＤＩＷ）を供給すると共に、外槽１ｂにオーバーフローさせながらウエハＷ表面を洗浄する（ステップ９−３）｛図３参照｝。ウエハＷを洗浄した後、第２の開閉弁Ｖ2を開放してオゾン水生成器５ａによって生成されたオゾン（Ｏ3）水を主供給管１２に流し、供給ノズル１１から所定濃度例えば１０ｐｐｍ以下のオゾン（Ｏ3）水を供給すると共に、外槽１ｂにオーバーフローさせながらウエハＷに供給してウエハＷ表面に酸化膜（膜厚：６〜１０Å）を形成し、ウエハＷ表面を親水化する（ステップ９−４）｛図４参照｝。
【００４２】
上記のようにして、ウエハＷ表面の酸化膜を除去するエッチング処理、ウエハＷ表面を洗浄するリンス処理及びウエハＷ表面に酸化膜を形成する親水化処理を行った後、ウエハガイド７によってウエハＷを乾燥室２内に移動する。この状態で、第３の開閉弁Ｖ3が開放すると共に、温度調整器６ｂが作動してＮ2ガス供給源６ａから乾燥室２内にホットＮ2ガスが供給されて、ウエハＷの乾燥が行われる（ステップ９−５）｛図５参照｝。この乾燥工程では、ウエハＷ表面が親水性であるので、ウエハＷ表面にウォーターマークが生じる恐れがない。
【００４３】
一方、レジストパターンが形成されないウエハＷは、レジストパターンが形成されたウエハＷと同様に、エッチング処理（ステップ９−６）｛図２参照｝された後、リンス処理される（ステップ９−７）｛図３参照｝。そして、リンス処理を行った後、ウエハガイド７によってウエハＷを乾燥室２内に移動する。この状態で、第４の開閉弁Ｖ4が開放してＩＰＡ供給源１９ａから乾燥室２内にＩＰＡの蒸気が供給されて、ウエハＷの乾燥が行われる（ステップ９−８）｛図８参照｝。この乾燥工程では、ウエハＷ表面に付着する水分をＩＰＡの蒸気で置換しながら乾燥するので、ウエハＷ表面にウォーターマークが生じる恐れがない。
【００４４】
◎第三実施形態
図１０は、この発明に係る基板表面処理装置の第三実施形態を示す概略断面図である。
【００４５】
第三実施形態は、ウエハＷのエッチング処理、リンス処理、親水化処理及び乾燥処理を、２つの室の切り換えにより行えるようにした場合である。
【００４６】
第三実施形態における処理装置２０は、図１０に示すように、ウエハＷを保持する回転可能な保持手段例えばロータ２１と、このロータ２１を水平軸を中心として回転駆動する駆動手段であるモータ２２と、ロータ２１にて保持されたウエハＷを包囲する容器である２つの室を形成する内チャンバ２３、外チャンバ２４と、内チャンバ２３を構成する内筒体２５と外チャンバ２４を構成する外筒体２６をそれぞれウエハＷの包囲位置とウエハＷの包囲位置から離れた待機位置に切り換え移動する移動手段例えば第１，第２のシリンダ２７，２８及びウエハＷをロータ２１に受け渡すと共に、ロータ２１から受け取るウエハ受渡ハンド２９とを具備している。また、内チャンバ２３内には第１の供給ノズル１１Ｃが配設されており、この第１の供給ノズル１１Ｃには、上記第一実施形態と同様に形成されるリンス液供給手段４、薬液供給手段３及びオゾン水供給手段５が接続されている。また、外チャンバ２４内には、第２の供給ノズル１１Ｄが配設されており、この第２の供給ノズル１１Ｄには、上記第二実施形態と同様に第４の開閉弁Ｖ4を介設したＩＰＡ供給管１９ｂを介してＩＰＡ供給源１９ａが接続されている。
【００４７】
上記のように構成される処理装置におけるモータ２２、各供給手段３，４，５，６，１９の第１、第２及び第４の開閉弁Ｖ1，Ｖ2，Ｖ4、切換開閉弁Ｖ0、ウエハ受渡ハンド２９等は、ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号に基いて制御されるように構成されている。
【００４８】
なお、モータ２２は過熱される虞があるので、モータ２２には、過熱を抑制するための冷却手段３７が設けられている。この冷却手段３７は、図１０に示すように、モータ２２の周囲に配管される循環式冷却パイプ３７ａと、この冷却パイプ３７ａの一部と冷却水供給パイプ３７ｂの一部を配設して、冷却パイプ３７ａ内に封入される冷媒液を冷却する熱交換器３７ｃとで構成されている。この場合、冷媒液は、万一漏洩してもモータ２２が漏電しないような電気絶縁性でかつ熱伝導性の良好な液、例えばエチレングリコールが使用されている。また、この冷却手段３７は、図示しない温度センサによって検出された信号に基いて作動し得るように上記ＣＰＵ３０によって制御されている。
【００４９】
一方、処理室例えば内チャンバ２３は、第１の固定壁３４と、この第１の固定壁３４と対峙する第２の固定壁３８と、これら第１の固定壁３４及び第２の固定壁３８との間にそれぞれ第１及び第２のシール部材４０ａ，４０ｂを介して係合する内筒体２５とで形成されている。すなわち、内筒体２５は、移動手段である第１のシリンダ２７の伸張動作によってロータ２１とウエハＷを包囲する位置まで移動されて、第１の固定壁３４との間に第１のシール部材４０ａを介してシールされると共に、第２の固定壁３８との間に第２のシール部材４０ｂを介してシールされた状態で内チャンバ２３を形成する。また、第１のシリンダ２７の収縮動作によって固定筒体３６の外周側位置（待機位置）に移動されるように構成されている。この場合、内筒体２５の先端開口部は第１の固定壁３４との間に第２のシール部材４０ｂを介してシールされ、内筒体２５の基端部は固定筒体３６の中間部に周設されたフランジ部３６ａに第１のシール部材４０ａを介してシールされて、内チャンバ２３内に残存する薬液の雰囲気が外部に漏洩するのを防止している。
【００５０】
また、外チャンバ２４は、待機位置に移動された内筒体２５との間に第２のシール部材４０ｂを介在する第１の固定壁３４と、第２の固定壁３８と、第２の固定壁３８と内筒体２５との間にそれぞれ第３及び第４のシール部材４０ｃ，４０ｄを介して係合する外筒体２６とで形成されている。すなわち、外筒体２６は、移動手段である第２のシリンダ２８の伸張動作によってロータ２１とウエハＷを包囲する位置まで移動されて、第２の固定壁３８との間に第３のシール部材４０ｃを介してシールされると共に、外筒体２６の基端部外方に位置する第４のシール部材４０ｄを介してシールされた状態で、外チャンバ２４を形成する。また、第２のシリンダ２８の収縮動作によって固定筒体３６の外周側位置（待機位置）に移動されるように構成されている。この場合、外筒体２６と内筒体２５の基端部間には第４のシール部材４０ｄが介在されて、シールされている。したがって、内チャンバ２３の内側雰囲気と、外チャンバ２４の内側雰囲気とは、互いに気水密な状態に離隔されるので、両チャンバ２３，２４内の雰囲気が混じることなく、異なる処理流体が反応して生じるクロスコンタミネーションを防止することができる。
【００５１】
上記のように構成される内筒体２５と外筒体２６は共に一端に向かって拡開するテーパ状に形成されており、同一水平線上に対峙する第１の固定壁３４、第２の固定壁３８及び装置側壁（図示せず）に架設された互いに平行な複数（例えば３本）のガイドレール（図示せず）に沿って摺動可能に取り付けられており、上記第１及び第２のシリンダ２７，２８の伸縮動作によって同心上に互いに出没可能及び重合可能に形成されている。このように内筒体２５及び外筒体２６を、一端に向かって拡開するテーパ状に形成することにより、処理時に内筒体２５又は外筒体２６内でロータ２１が回転されたときに発生する気流が拡開側へ渦巻き状に流れ、内部の薬液等が拡開側へ排出し易くすることができる。また、内筒体２５と外筒体２６とを同一軸線上に重合する構造とすることにより、内筒体２５と外筒体２６及び内チャンバ２３及び外チャンバ２４の設置スペースを少なくすることができると共に、装置の小型化が図れる。
【００５２】
次に、第三実施形態の処理手順について、図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
第三実施形態においては、第二実施形態と同様に、まず、処理されるウエハＷがレジストパターンが形成されているか否かが判別され（ステップ１１−１）、ウエハＷにレジストパターンが形成されている場合は、上記第一及び第二実施形態と同様に、処理される。すなわち、内チャンバ２３内にウエハＷを収容した状態において、最初に、ポンプ３ｂを作動させると共に、第１の開閉弁Ｖ1を開放し、切換開閉弁Ｖ0を薬液供給タンク３ａ側に切り換えてロータ２１と共に回転するウエハＷに薬液（ＤＨＦ）を供給し、ＤＨＦによりエッチング処理を施して、ウエハＷ表面の酸化膜を除去する（ステップ１１−２）。次に、ポンプ３ｂを停止すると共に、切換開閉弁Ｖ0を純水供給源４ａ側のみに切り換えてロータ２１と共に回転するウエハＷにリンス液（ＤＩＷ）を供給してウエハＷ表面を洗浄する（ステップ１１−３）。ウエハＷを洗浄した後、第２の開閉弁Ｖ2を開放してオゾン水生成器５ａによって生成されたオゾン（Ｏ3）水を主供給管１２に流し、供給ノズル１１から所定濃度例えば１０ｐｐｍ以下のオゾン（Ｏ3）水をウエハＷに供給してウエハＷ表面に酸化膜（膜厚：６〜１０Å）を形成し、ウエハＷ表面を親水化する（ステップ１１−４）。
【００５４】
上記のようにして、ウエハＷ表面の酸化膜を除去するエッチング処理、ウエハＷ表面を洗浄するリンス処理及びウエハＷ表面に酸化膜を形成する親水化処理を行った後、内チャンバ２３を後退させて外チャンバ２４内にウエハＷをおく。この状態で、ロータ２１を高速回転して、ウエハＷ表面に付着する水分を遠心力によって除去してウエハＷの乾燥が行われる（ステップ１１−５）。この乾燥工程では、ウエハＷ表面が親水性であるので、ウエハＷ表面にウォーターマークが生じる恐れがない。
【００５５】
一方、レジストパターンが形成されないウエハＷの場合は、レジストパターンが形成されたウエハＷと同様に、エッチング処理（ステップ１１−６）された後、リンス処理される（ステップ１１−７）。そして、リンス処理を行った後、内チャンバ２３を後退させてウエハＷを外チャンバ２４内におく。この状態で、第４の開閉弁Ｖ4が開放してＩＰＡ供給源１９ａから外チャンバ２４（乾燥室）内にＩＰＡの蒸気が供給されて、ウエハＷの乾燥が行われる（ステップ１１−８）。この乾燥工程では、ウエハＷ表面に付着する水分をＩＰＡの蒸気で置換しながら乾燥するので、ウエハＷ表面にウォーターマークが生じる恐れがない。なおこの場合、ロータ２１を回転させることも可能である。
【００５６】
第三実施形態では、内チャンバ２３で処理を行い、外チャンバ２４で乾燥のみを行うようにしたが、必ずしもこの方法に限定されるものではない。例えば、内チャンバ２３で薬液処理を行い、外チャンバ２４でリンス処理と乾燥を行うようにしてもよい。
【００５７】
◎その他の実施形態
上記実施形態では、２つの処理室を連設又は一体化する場合について説明したが、処理室と乾燥室２とを別個に形成して、エッチング処理、リンス処理及び親水化処理と、乾燥処理とを別の処理部で行うようにしてもよい。
【００５８】
また、処理と乾燥を同じ室で行うことも可能である。つまり、第一、第二実施形態における処理槽１にウエハＷを収容した状態で、エッチング処理、リンス処理及び親水化処理を行い、その後、オゾン（Ｏ3）水又はリンス液（ＤＩＷ）を排出後又は排出しながら乾燥ガス（Ｎ2ガス）を供給して乾燥することも可能である。
【００５９】
また、第三実施形態においては、２つの処理室（内チャンバ２３、外チャンバ２４）で処理と乾燥を行ったが、１つの処理室に液供給口とＩＰＡ蒸気又はＩＰＡとガスの混合ガスの供給口を設ければ、１つの処理室にて処理と乾燥の全工程を行うことができる。
【００６０】
上記実施形態では、基板表面処理装置を単独で使用する場合について説明したが、図１２に示す洗浄・乾燥処理システムに組み込んで使用する方が好適である。
【００６１】
上記洗浄・乾燥処理システムは、ウエハＷを複数枚例えば２５枚を収納する容器例えばキャリア５１を搬入、搬出するための搬入・搬出部５２と、ウエハＷをエッチング処理、リンス処理及び親水化処理すると共に乾燥処理する処理部５３と、搬入・搬出部５２と処理部５３との間に位置してウエハＷの受渡し、位置調整及び姿勢変換等を行うインターフェース部５４とで主に構成されている。なお、搬入・搬出部５２とインターフェース部５４の側方には、空のキャリア５１を一時収納するキャリアストック５５と、キャリア５１をクリーニングするキャリアクリーナ５６が配設されている。
【００６２】
上記搬入・搬出部５２は、洗浄・乾燥処理装置の一側端部に配置されており、キャリア搬入部５２ａとキャリア搬出部５２ｂが併設されている。
【００６３】
上記インターフェース部５４には、キャリア載置台５７が配置されており、このキャリア載置台５７と、搬入・搬出部５２との間には、キャリア搬入部５２ａから受け取ったキャリア５１をキャリア載置台５７又はキャリアストック５５上に搬送し、キャリア載置台５７上のキャリア５１をキャリア搬出部５２ｂ又はキャリアストック５５へ搬送するキャリア搬送手段５８が配設されている。また、インターフェース部５４には、処理部５３と連なる搬送路５９が設けられており、この搬送路５９にウエハ搬送手段例えばウエハ搬送チャック６０が移動自在に配設されている。このウエハ搬送チャック６０は、キャリア載置台７上のキャリア５１内から未処理のウエハＷを受け取った後、処理部５３に搬送し、処理部５３にて処理された処理済みのウエハＷをキャリア５１内に搬入し得るように構成されている。
【００６４】
【実施例】
ウエハＷの表面を親水性にするのに必要な酸化膜の膜厚：６〜１０Åを生長させるためのオゾン水の濃度を設定するために、酸化膜とオゾン水のリンス処理時間との関係と、オゾン水の濃度とオゾン水立上り時間との関係を調べたところ、図１３、図１４のような結果が得られた。
【００６５】
上記実験の結果、図１３のグラフに示すように、ウエハＷの表面を親水性にする酸化膜の膜厚を６〜１０Åにするのに、オゾン水のリンス処理時間は約１〜２分（ｍｉｎ）であった。また、図１４のグラフに示すように、オゾン水の立上り時間が約１〜２分（ｍｉｎ）｛６０〜１２０秒（ｓｅｃ）｝のときのオゾン水の濃度は０．５〜３ｐｐｍであった。したがって、オゾン水の濃度の下限値は０．５ｐｐｍ程度であればよく、オゾン水の濃度を０．５〜１０ｐｐｍにすれば、レジストを溶解せずにウエハＷの表面を親水性にすることができる。
【００６６】
なお、酸化膜の膜厚が均一になるには、１０Å程度が必要である。したがって、ウエハＷの表面の親水性の安定化を図るには、オゾン濃度が３〜１０ｐｐｍである方が好ましい。
【００６７】
また、従来の処理方法とこの発明に係る処理方法の処理効率を比較するために、以下の条件でテストを行った。
【００６８】
条件
１）比較例１：エッチング処理（ＤＨＦ）
→リンス処理（ＤＩリンス）｛９００秒｝
→ＩＰＡ蒸気／Ｎ2ブロー乾燥
２）比較例２：エッチング処理（ＤＨＦ）
→リンス処理（ＤＩリンス）｛９００秒｝
→Ｎ2ブロー乾燥（ＩＰＡ不使用）
３）実施例 ：エッチング処理（ＤＨＦ）
→リンス処理（ＤＩリンス）／Ｏ3水リンス｛合計９００秒｝
→Ｎ2ブロー乾燥
ここで、エッチング処理：１６０秒（エッチング＝５０Å）、濃度２００：１
ＤＩリンス処理：２５リットル／分 ９００秒
Ｏ3水リンス処理：１２リットル／分 ３００秒、濃度５ｐｐｍ
ウエハ：８インチウエハ、５０枚
乾燥：ＩＰＡ蒸気＝４０秒／Ｎ2＝３００秒 Ｎ2乾燥＝４８０秒とする。
【００６９】
上記条件でウエハＷ表面に生じるウォーターマークの数を調べたところ、比較例２では、５０００以上のウォーターマークが検出された。これに対し、比較例１と実施例では、ウォーターマークは１０以下であった。この結果、この発明の処理方法によれば、レジストパターンを崩すことなく、しかもウォーターマークの発生を抑制できることが判った。
【００７０】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００７１】
１）請求項１，４，６記載の発明によれば、レジストパターンが形成されたウエハは、ウエハに所定濃度のオゾン水を供給してウエハの表面酸化膜を形成してウエハ表面を親水性にするので、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、ウエハに乾燥気体を供給してウエハ表面に付着する水分を除去するので、レジストパターンを破壊することなく効率よく乾燥することができる。一方、レジストパターンが形成されないウエハは、薬液を供給してウエハ表面の酸化膜をエッチングにより除去し、ウエハにリンス液を供給してウエハ表面を洗浄した後、ウエハに乾燥用溶媒を供給してウエハ表面に付着する水分を除去するので、ウォーターマークの発生を抑制することができると共に、効率よく乾燥することができる。したがって、レジストパターンの形成の有無によって選択して最適の処理ができるので、処理効率の向上が図れる。
【００７２】
２）請求項２，５，７記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様に、レジストパターンが形成されたウエハは、ウエハに所定濃度のオゾン水を供給してウエハの表面酸化膜を形成してウエハ表面を親水性にするので、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、ウエハを回転してウエハ表面に付着する水分を除去するので、レジストパターンを破壊することなく効率よく乾燥することができる。一方、レジストパターンが形成されないウエハは、薬液を供給してウエハ表面の酸化膜をエッチングにより除去し、ウエハにリンス液を供給してウエハ表面を洗浄した後、ウエハに乾燥用溶媒を供給してウエハ表面に付着する水分を除去するので、ウォーターマークの発生を抑制することができると共に、効率よく乾燥することができる。したがって、レジストパターンの形成の有無によって選択して最適の処理ができるので、処理効率の向上が図れる。
【００７３】
３）請求項３記載の発明によれば、親水化工程におけるオゾン水の濃度を、０．５〜１０ｐｐｍにすることにより、オゾン水によるレジストの溶解を防止することができると共に、親水化に必要な膜厚の酸化膜を形成することができる。
【００７４】
４）請求項８記載の発明によれば、被処理体は外気に触れずにエッチング処理、リンス処理、親水化処理及び乾燥処理を行うことができるので、ウエハに酸化膜が再度付着する心配がなく、また、パーティクルが付着する心配もない。したがって、上記１）、２）に加えて更に品質及び歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る基板表面処理装置の第一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】 この発明におけるエッチング処理工程を示す概略断面図である。
【図３】 この発明におけるリンス処理工程を示す概略断面図である。
【図４】 この発明における親水化（酸化膜形成）処理工程を示す概略断面図である。
【図５】 この発明における乾燥処理工程を示す概略断面図である。
【図６】 第一実施形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】 この発明に係る基板表面処理装置の第二実施形態を示す概略断面図である。
【図８】 第二実施形態におけるレジストパターンが形成されないウエハの乾燥工程を示す概略断面図である。
【図９】 第二実施形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】 この発明に係る基板表面処理装置の第三実施形態を示す概略断面図である。
【図１１】 第三実施形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】 この発明に係る基板表面処理装置を適用した処理システムを示す概略平面図である。
【図１３】 酸化膜の膜厚とオゾン水のリンス処理時間との関係を示すグラフである。
【図１４】 オゾン水の濃度とオゾン水の立上り時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
１ 処理槽（処理室）
２ 乾燥室
３ 薬液供給手段
４ リンス液供給手段
５ オゾン水供給手段
６ 乾燥気体供給手段
９ シャッタ
１０ ＣＰＵ（制御手段）
１１ 供給ノズル
１１Ａ ガス供給ノズル
１１Ｂ ＩＰＡ供給ノズル
１１Ｃ 第１の供給ノズル
１１Ｄ 第２の供給ノズル
１９ ＩＰＡ供給手段
２３ 内チャンバ
２４ 外チャンバ
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板表面処理方法及び基板処理装置に関するもので、更に詳細には、レジストパターンが形成された例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理基板の表面処理方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体デバイスの製造工程においては、被処理基板としての半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等（以下にウエハ等という）にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて回路パターンを縮小してフォトレジストに転写し、これを現像処理し、その後、ウエハ等からフォトレジストを除去する一連の処理が施されている。
【０００３】
また、上記処理の過程において、薬液例えば希フッ酸水（ＤＨＦ）を用いてウエハ等の表面の酸化膜をエッチングにより除去した後、ウエハ等に洗浄処理及び乾燥処理を施している。この場合、ＤＨＦによりエッチングが行われたウエハ等の表面は疎水性であるため、その状態のまま洗浄処理及び乾燥処理を行うと、ウエハ等の表面にウォーターマークが生成され、歩留まりの低下を招く。
【０００４】
そこで、従来では、ＤＨＦエッチングの後に、ウエハ等をオゾン水に浸漬してウエハ等の表面に酸化膜を形成して疎水性の表面を親水性の表面にし、その後、乾燥用溶媒例えばイソプロピル・アルコール（ＩＰＡ）の蒸気を用いて乾燥している（特開平９−１９０９９４号公報参照）。このように、ウエハ等の表面に酸化膜を形成して疎水性の表面を親水性の表面にすると共に、ＩＰＡの蒸気を用いて乾燥することによりウォーターマークの発生を抑制することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ウエハ等にレジストパターンが形成されている場合は、ＩＰＡの蒸気をウエハ等に接触させると、ＩＰＡによってレジストが溶融されて、レジストパターンが破壊され、品質の低下及び歩留まりの低下をきたすという問題があった。また、オゾン水中のオゾン濃度が高いと、レジストが溶解し、上述と同様にレジストパターンが破壊され、品質の低下及び歩留まりの低下をきたす恐れもある。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、レジストパターンを崩さず、かつウォーターマークの発生を抑制して品質及び歩留まりの向上を図れるようにした基板表面処理方法及び基板表面処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、レジストパターンが形成された被処理基板とレジストパターンが形成されない被処理基板に分けて別の処理工程を選択して行う基板表面処理方法であって、 レジストパターンが形成された被処理基板の処理は、被処理基板に薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜を除去するエッチング工程と、 上記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、 上記被処理基板に所定濃度のオゾン水を供給して被処理基板の表面を親水性にすべく酸化膜を形成する工程と、 上記被処理基板に乾燥気体を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去する乾燥工程と、を有し、 レジストパターンが形成されない被処理基板の処理は、被処理基板に薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜を除去するエッチング工程と、 上記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、 上記被処理基板に乾燥用溶媒を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去する乾燥工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、レジストパターンが形成された被処理基板は、被処理基板に所定濃度のオゾン水を供給して被処理基板の表面酸化膜を形成して被処理基板表面を親水性にするので、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、被処理基板に乾燥気体を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、レジストパターンを破壊することなく効率よく乾燥することができる。一方、レジストパターンが形成されない被処理基板は、薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜をエッチングにより除去し、被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄した後、被処理基板に乾燥用溶媒を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、ウォーターマークの発生を抑制することができると共に、効率よく乾燥することができる。したがって、レジストパターンの形成の有無によって選択して最適の処理ができるので、処理効率の向上が図れる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明のレジストパターンが形成された被処理基板の乾燥工程を、被処理基板を回転して被処理基板表面に付着する水分を除去する乾燥工程としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様に、レジストパターンが形成された被処理基板は、被処理基板に所定濃度のオゾン水を供給して被処理基板の表面酸化膜を形成して被処理基板表面を親水性にするので、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、被処理基板を回転して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、レジストパターンを破壊することなく効率よく乾燥することができる。一方、レジストパターンが形成されない被処理基板は、薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜をエッチングにより除去し、被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄した後、被処理基板に乾燥用溶媒を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、ウォーターマークの発生を抑制することができると共に、効率よく乾燥することができる。したがって、レジストパターンの形成の有無によって選択して最適の処理ができるので、処理効率の向上が図れる。
【００１１】
この発明において、上記親水化工程におけるオゾン水の濃度が、０．５〜１０ｐｐｍである方が好ましい（請求項３）。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、オゾン水によるレジストの溶解を防止することができると共に、親水化に必要な膜厚の酸化膜を形成することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の基板表面処理方法を具現化するもので、被処理基板を収容する処理室と、 上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、 上記処理室内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段と、 上記処理室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、 上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５記載の発明は、請求項２記載の基板表面処理方法を具現化するもので、被処理基板を収容する処理室と、 上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、 上記被処理基板を回転する回転乾燥手段と、 上記処理室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、 上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の基板表面処理方法を具現化するもので、被処理基板を収容する処理室と、 上記被処理基板を収容する乾燥室と、 上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、 上記乾燥室内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段と、 上記乾燥室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、 上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７記載の発明は、請求項２記載の基板表面処理方法を具現化するもので、被処理基板を収容する処理室と、 上記被処理基板を収容する乾燥室と、 上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、 上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、 上記被処理基板を回転する回転乾燥手段と、 上記乾燥室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、 上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
請求項４ないし７記載の発明によれば、処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段又は回転乾燥手段に作動信号を伝達し、処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段又は回転乾燥手段に代えて乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段を具備するので、レジストパターンが形成された被処理基板は、被処理基板に所定濃度のオゾン水を供給して被処理基板の表面酸化膜を形成して被処理基板表面を親水性にすることができ、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、被処理基板に乾燥気体を供給するか、あるいは、被処理基板を回転して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、レジストパターンを破壊することなく効率よく乾燥することができる。一方、レジストパターンが形成されない被処理基板は、薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜をエッチングにより除去し、被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄した後、被処理基板に乾燥用溶媒を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去するので、ウォーターマークの発生を抑制することができると共に、効率よく乾燥することができる。したがって、レジストパターンの形成の有無によって選択して最適の処理ができるので、処理効率の向上が図れる。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の基板表面処理装置において、 上記処理室と乾燥室とを連通口を介して連設すると共に、連通口に開閉手段を配設してなることを特徴とする。
【００１９】
このように構成することにより、処理室内で被処理基板にエッチング処理、リンス処理及びオゾン水による親水化処理を施した後、被処理基板を処理室内に移動して乾燥処理することができるので、被処理体は外気に触れずにエッチング処理、リンス処理、親水化処理及び乾燥処理を行うことができる。したがって、被処理基板に酸化膜が再度付着する心配がなく、また、パーティクルが付着する心配もない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板表面処理装置をレジストパターンが形成された半導体ウエハ（以下にウエハという）のエッチング、洗浄及び乾燥処理を行う処理装置に適用した場合について説明する。
【００２１】
◎第一実施形態
図１は、この発明に係る基板表面処理装置の第一実施形態を示す概略断面図である。
【００２２】
上記処理装置は、ウエハＷを収容する処理室である処理槽１と、この処理槽１の上方に位置するウエハＷを収容する乾燥室２と、処理槽１内のウエハＷに酸化膜除去用の薬液例えば希フッ酸水（ＤＨＦ）を供給する薬液供給手段３と、処理槽１内のウエハＷに洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段４と、処理槽１内のウエハＷにオゾン水を供給するオゾン水供給手段５と、乾燥室２内に例えば窒素ガス（Ｎ2ガス）や清浄空気等の乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段６と、薬液供給手段３、リンス液供給手段４、オゾン水供給手段５及び乾燥気体供給手段６や後述するウエハガイド７、容器カバー昇降機構８、シャッタ９等に制御（作動）信号を伝達する制御手段例えば中央演算処理装置１０（以下にＣＰＵ１０という）とを具備している。
【００２３】
この場合、上記処理槽１は、ウエハＷを収容する内槽１ａと、この内槽１ａの上端開口の外周部を包囲する外槽１ｂとで構成されている。また、内槽１ａの底部には、ドレン口１ｃが設けられており、このドレン口１ｃにドレン弁１ｄを介設したドレン管１ｅが接続されている。また、外槽１ｂの底部には、排水口１ｆが設けられており、この排水口１ｆに開閉弁１ｇを介設した排水管１ｈが接続されている。
【００２４】
また、処理槽１の内槽１ａ内の下部側には供給ノズル１１が配設されている。この供給ノズル１１は、主供給管１２を介してリンス液である純水（ＤＩＷ）の供給源４ａに接続されている。主供給管１２における純水供給源４ａ側には第１の開閉弁Ｖ1が介設されており、これら純水供給源４ａ、主供給管１２、第１の開閉弁Ｖ1及び供給ノズル１１によってリンス液供給手段４が形成されている。
【００２５】
また、主供給管１２の途中には切換開閉弁Ｖ0が介設されており、この切換開閉弁Ｖ0に接続する薬液供給管１３を介して薬液例えばフッ酸水（ＨＦ）の供給タンク３ａが接続されている。なお、薬液供給管１３にはポンプ３ｂが介設されている。これら供給タンク３ａ、薬液供給管１３、ポンプ３ｂ、切換開閉弁Ｖ0、主供給管１２及び供給ノズル１１によって薬液供給手段３が形成されている。この場合、主供給管１２内を流れる純水と供給タンク３ａから供給されるＨＦとが混合されて所定濃度の薬液（ＤＨＦ）が供給ノズル１１から処理槽１内に供給されるように構成されている。
【００２６】
また、主供給管１２における第１の開閉弁Ｖ1と切換開閉弁Ｖ0との間には、オゾン水供給管１４を介してオゾン水生成器５ａが接続されている。なお、オゾン水供給管１４には、第２の開閉弁Ｖ2が介設されている。これらオゾン水生成器５ａ、第２の開閉弁Ｖ2、オゾン水供給管１４、主供給管１２及び供給ノズル１１によってオゾン水供給手段５が形成されている。この場合、オゾン水生成器５ａによって生成されたオゾン（Ｏ3）水と主供給管１２を流れる純水とによって供給ノズル１１から所定濃度例えば１０ｐｐｍ以下のオゾン水が供給されるようになっている。ここで、オゾン水の濃度を１０ｐｐｍ以下とした理由は、オゾン水の濃度が１０ｐｐｍより高いとウエハＷ表面のレジストが溶解する恐れがあるからである。なお、オゾン水の濃度を０．５〜１０ｐｐｍとすることにより、ウエハＷの表面を親水性にするのに必要な膜厚例えば６〜１０Åの酸化膜を形成することができる。
【００２７】
一方、乾燥室２は、複数例えば５０枚のウエハＷを収容可能な大きさを有すると共に、上端部に搬入・搬出口１５を有する容器本体１６ａと、この容器本体１６ａの上端に形成された搬入・搬出口１５を開放又は閉鎖する容器カバー１６ｂとで主に構成されている。この場合、容器カバー１６ｂは、例えば断面逆Ｕ字状に形成され、昇降機構８によって昇降可能に形成されている。昇降機構８は、ＣＰＵ１０に接続されている。ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号により、昇降機構８が作動して、容器カバー１６ｂが開放又は閉鎖されるように構成されている。そして、容器カバー１６ｂが上昇した際には、搬入・搬出口１５は開放され、容器本体１６ａに対してウエハＷを搬入できる状態となる。容器本体１６ａにウエハＷを搬入して収容した後、容器カバー１６ｂが下降することで、搬入・搬出口１５が塞がれる。この場合、容器本体１６ａと容器カバー１６ｂの間の隙間は、リップ式のＯリング１７ａによって密封されるように構成されている。
【００２８】
また、上記ウエハガイド７は、図１に示すように、ガイド部７ａと、このガイド部７ａに水平状態に固着された互いに平行な３本の保持部材７ｂ，７ｃ，７ｄとで主に構成されており、各保持部材７ｂ，７ｃ，７ｄに、ウエハＷの周縁下部を保持する溝（図示せず）が等間隔に５０箇所形成されている。したがって、ウエハガイド７は、５０枚のウエハＷを等間隔で配列させた状態で保持することができる。また、ウエハガイド７は、ガイド部７ａに連なるシャフト７ｅが容器カバー１６ｂの頂部に設けられた透孔１６ｃ内に摺動可能に貫通されており、透孔１６ｃとシャフト７ｅとの間には、伸縮式のＯリング１７ｂが介在されて、乾燥室２内の気水密が維持できるように構成されている。なお、ウエハガイド７の昇降機構（図示せず）はＣＰＵ１０に接続されており、ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号によって作動し得るように構成されている。
【００２９】
また、処理槽１と乾燥室２とは連通口１５ａを介して連設されており、連通口１５ａに開閉手段であるシャッタ９が開閉可能に配設されており、このシャッタ９によって処理槽１と乾燥室２が遮断されるように構成されている。この場合、シャッタ９の駆動部９ａはＣＰＵ１０に接続されており、ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号によって連通口１５ａを開閉し得るように構成されている。
【００３０】
上記乾燥気体供給手段６は、乾燥室２内の上部側に配設されるガス供給ノズル１１Ａと、このガス供給ノズル１１Ａにガス供給管１８を介して接続する乾燥気体例えばＮ2ガスの供給源６ａと、ガス供給管１８に介設される第３の開閉弁Ｖ3とで主要部が構成されている。この場合、ガス供給管１８には、温度調整器６ｂが介設されており、この温度調整器６ｂによってホットＮ2ガスが生成されるようになっている。この温度調整器６ｂと第３の開閉弁Ｖ3は、ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号によって作動し得るように構成されている。
【００３１】
なお、上記薬液供給手段３、リンス液供給手段４、オゾン水供給手段５及び乾燥気体供給手段６やウエハガイド７、容器カバー昇降機構８、シャッタ９等は、ＣＰＵ１０に予めプログラムされた記憶情報に基いて制御されるようになっている。
【００３２】
次に、上記処理装置を用いたウエハＷの処理の手順を、図２ないし図５に示す概略断面図と図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３３】
まず、図示しないウエハ搬送手段によって搬送された複数例えば５０枚のウエハＷを、処理装置の上方に上昇するウエハガイド７に受け渡し、次いで、ウエハガイド７が下降した後、容器カバー１６ｂが閉鎖してウエハＷを処理槽１内に収容する。処理槽１内にウエハＷを収容した状態において、最初に、ポンプ３ｂを作動させると共に、第１の開閉弁Ｖ1を開放し、切換開閉弁Ｖ0を薬液供給タンク３ａ側に切り換えて処理槽１内に収容されるウエハＷに薬液（ＤＨＦ）を供給し、ＤＨＦによりエッチング処理を施して、ウエハＷ表面の酸化膜を除去する（ステップ６−１）｛図２参照｝。次に、ポンプ３ｂを停止すると共に、切換開閉弁Ｖ0を純水供給源４ａ側のみに切り換えて処理槽１内に収容されるウエハＷにリンス液（ＤＩＷ）を供給すると共に、外槽１ｂにオーバーフローさせながらウエハＷ表面を洗浄する（ステップ６−２）｛図３参照｝。ウエハＷを洗浄した後、第２の開閉弁Ｖ2を開放してオゾン水生成器５ａによって生成されたオゾン（Ｏ3）水を主供給管１２に流し、供給ノズル１１から所定濃度例えば１０ｐｐｍ以下のオゾン（Ｏ3）水を供給すると共に、外槽１ｂにオーバーフローさせながらウエハＷに供給してウエハＷ表面に酸化膜（膜厚：６〜１０Å）を形成し、ウエハＷ表面を親水性にする（ステップ６−３）｛図４参照｝。
【００３４】
上記のようにして、ウエハＷ表面の酸化膜を除去するエッチング処理、ウエハＷ表面を洗浄するリンス処理及びウエハＷ表面に酸化膜を形成する親水化処理を行った後、ウエハガイド７を上昇させてウエハＷを処理槽１の上方の乾燥室２内に移動する。このとき、シャッタ９が閉鎖位置に移動して乾燥室２と処理槽１とが遮断されると共に、乾燥室２内が密閉される。この状態で、第３の開閉弁Ｖ3が開放すると共に、温度調整器６ｂが作動してＮ2ガス供給源６ａから乾燥室２内にホットＮ2ガスが供給されて、ウエハＷの乾燥が行われる（ステップ６−４）｛図５参照｝。この乾燥工程では、ウエハＷ表面が親水性であるので、ウエハＷ表面にウォーターマークが生じる恐れがない。
【００３５】
上記のようにして乾燥処理を行った後、昇降機構８を作動させて、容器カバー１６ｂを上昇して、容器本体１６ａの搬入・搬出口１５を開放した後、ウエハガイド７を上昇して、ウエハＷを乾燥室２の上方に搬出する。そして、図示しないウエハ搬送手段にウエハＷを受け渡して、次の処理部に搬送する。
【００３６】
◎第二実施形態
図７は、この発明に係る基板表面処理装置の第二実施形態を示す概略断面図である。
【００３７】
第二実施形態は、レジストパターンが形成されたウエハＷと、レジストパターンが形成されないウエハＷとを効率よく処理できるようにした場合である。
【００３８】
第二実施形態の処理装置は、上記第一実施形態の処理装置に加えて、乾燥室２内に乾燥用溶媒例えばイソプロピル・アルコール（ＩＰＡ）蒸気又はＩＰＡとガスの混合ガスの供給ノズル１１Ｂを配設し、このＩＰＡ供給ノズル１１ＢとＩＰＡ供給源１９ａとをＩＰＡ供給管１９ｂを介して接続し、ＩＰＡ供給管１９ｂに第４の開閉弁Ｖ4を介設した場合である。これらＩＰＡ供給ノズル１１Ｂ、ＩＰＡ蒸気又はＩＰＡを含んだガスの供給源１９ａ、ＩＰＡ供給管１９ｂ及び第４の開閉弁Ｖ4によってＩＰＡ供給手段１９が形成されている。また、第４の開閉弁Ｖ4は、ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号により開閉動作し得るように構成されている。
【００３９】
第二実施形態において、その他の部分は、上記第一実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。
【００４０】
次に、第二実施形態における処理手順について、図２ないし図５及び図８に示す概略断面図と図９に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４１】
第二実施形態においては、まず、処理されるウエハＷがレジストパターンが形成されているか否かが判別され（ステップ９−１）、ウエハＷにレジストパターンが形成されている場合は、上記第一実施形態と同様に、処理される。すなわち、処理槽１内にウエハＷを収容した状態において、最初に、ポンプ３ｂを作動させると共に、第１の開閉弁Ｖ1を開放し、切換開閉弁Ｖ0を薬液供給タンク３ａ側に切り換えて処理槽１内に収容されるウエハＷに薬液（ＤＨＦ）を供給し、ＤＨＦによりエッチング処理を施して、ウエハＷ表面の酸化膜を除去する（ステップ９−２）｛図２参照｝。次に、ポンプ３ｂを停止すると共に、切換開閉弁Ｖ0を純水供給源４ａ側のみに切り換えて処理槽１内に収容されるウエハＷにリンス液（ＤＩＷ）を供給すると共に、外槽１ｂにオーバーフローさせながらウエハＷ表面を洗浄する（ステップ９−３）｛図３参照｝。ウエハＷを洗浄した後、第２の開閉弁Ｖ2を開放してオゾン水生成器５ａによって生成されたオゾン（Ｏ3）水を主供給管１２に流し、供給ノズル１１から所定濃度例えば１０ｐｐｍ以下のオゾン（Ｏ3）水を供給すると共に、外槽１ｂにオーバーフローさせながらウエハＷに供給してウエハＷ表面に酸化膜（膜厚：６〜１０Å）を形成し、ウエハＷ表面を親水化する（ステップ９−４）｛図４参照｝。
【００４２】
上記のようにして、ウエハＷ表面の酸化膜を除去するエッチング処理、ウエハＷ表面を洗浄するリンス処理及びウエハＷ表面に酸化膜を形成する親水化処理を行った後、ウエハガイド７によってウエハＷを乾燥室２内に移動する。この状態で、第３の開閉弁Ｖ3が開放すると共に、温度調整器６ｂが作動してＮ2ガス供給源６ａから乾燥室２内にホットＮ2ガスが供給されて、ウエハＷの乾燥が行われる（ステップ９−５）｛図５参照｝。この乾燥工程では、ウエハＷ表面が親水性であるので、ウエハＷ表面にウォーターマークが生じる恐れがない。
【００４３】
一方、レジストパターンが形成されないウエハＷは、レジストパターンが形成されたウエハＷと同様に、エッチング処理（ステップ９−６）｛図２参照｝された後、リンス処理される（ステップ９−７）｛図３参照｝。そして、リンス処理を行った後、ウエハガイド７によってウエハＷを乾燥室２内に移動する。この状態で、第４の開閉弁Ｖ4が開放してＩＰＡ供給源１９ａから乾燥室２内にＩＰＡの蒸気が供給されて、ウエハＷの乾燥が行われる（ステップ９−８）｛図８参照｝。この乾燥工程では、ウエハＷ表面に付着する水分をＩＰＡの蒸気で置換しながら乾燥するので、ウエハＷ表面にウォーターマークが生じる恐れがない。
【００４４】
◎第三実施形態
図１０は、この発明に係る基板表面処理装置の第三実施形態を示す概略断面図である。
【００４５】
第三実施形態は、ウエハＷのエッチング処理、リンス処理、親水化処理及び乾燥処理を、２つの室の切り換えにより行えるようにした場合である。
【００４６】
第三実施形態における処理装置２０は、図１０に示すように、ウエハＷを保持する回転可能な保持手段例えばロータ２１と、このロータ２１を水平軸を中心として回転駆動する駆動手段であるモータ２２と、ロータ２１にて保持されたウエハＷを包囲する容器である２つの室を形成する内チャンバ２３、外チャンバ２４と、内チャンバ２３を構成する内筒体２５と外チャンバ２４を構成する外筒体２６をそれぞれウエハＷの包囲位置とウエハＷの包囲位置から離れた待機位置に切り換え移動する移動手段例えば第１，第２のシリンダ２７，２８及びウエハＷをロータ２１に受け渡すと共に、ロータ２１から受け取るウエハ受渡ハンド２９とを具備している。また、内チャンバ２３内には第１の供給ノズル１１Ｃが配設されており、この第１の供給ノズル１１Ｃには、上記第一実施形態と同様に形成されるリンス液供給手段４、薬液供給手段３及びオゾン水供給手段５が接続されている。また、外チャンバ２４内には、第２の供給ノズル１１Ｄが配設されており、この第２の供給ノズル１１Ｄには、上記第二実施形態と同様に第４の開閉弁Ｖ4を介設したＩＰＡ供給管１９ｂを介してＩＰＡ供給源１９ａが接続されている。
【００４７】
上記のように構成される処理装置におけるモータ２２、各供給手段３，４，５，６，１９の第１、第２及び第４の開閉弁Ｖ1，Ｖ2，Ｖ4、切換開閉弁Ｖ0、ウエハ受渡ハンド２９等は、ＣＰＵ１０からの制御（作動）信号に基いて制御されるように構成されている。
【００４８】
なお、モータ２２は過熱される虞があるので、モータ２２には、過熱を抑制するための冷却手段３７が設けられている。この冷却手段３７は、図１０に示すように、モータ２２の周囲に配管される循環式冷却パイプ３７ａと、この冷却パイプ３７ａの一部と冷却水供給パイプ３７ｂの一部を配設して、冷却パイプ３７ａ内に封入される冷媒液を冷却する熱交換器３７ｃとで構成されている。この場合、冷媒液は、万一漏洩してもモータ２２が漏電しないような電気絶縁性でかつ熱伝導性の良好な液、例えばエチレングリコールが使用されている。また、この冷却手段３７は、図示しない温度センサによって検出された信号に基いて作動し得るように上記ＣＰＵ３０によって制御されている。
【００４９】
一方、処理室例えば内チャンバ２３は、第１の固定壁３４と、この第１の固定壁３４と対峙する第２の固定壁３８と、これら第１の固定壁３４及び第２の固定壁３８との間にそれぞれ第１及び第２のシール部材４０ａ，４０ｂを介して係合する内筒体２５とで形成されている。すなわち、内筒体２５は、移動手段である第１のシリンダ２７の伸張動作によってロータ２１とウエハＷを包囲する位置まで移動されて、第１の固定壁３４との間に第１のシール部材４０ａを介してシールされると共に、第２の固定壁３８との間に第２のシール部材４０ｂを介してシールされた状態で内チャンバ２３を形成する。また、第１のシリンダ２７の収縮動作によって固定筒体３６の外周側位置（待機位置）に移動されるように構成されている。この場合、内筒体２５の先端開口部は第１の固定壁３４との間に第２のシール部材４０ｂを介してシールされ、内筒体２５の基端部は固定筒体３６の中間部に周設されたフランジ部３６ａに第１のシール部材４０ａを介してシールされて、内チャンバ２３内に残存する薬液の雰囲気が外部に漏洩するのを防止している。
【００５０】
また、外チャンバ２４は、待機位置に移動された内筒体２５との間に第２のシール部材４０ｂを介在する第１の固定壁３４と、第２の固定壁３８と、第２の固定壁３８と内筒体２５との間にそれぞれ第３及び第４のシール部材４０ｃ，４０ｄを介して係合する外筒体２６とで形成されている。すなわち、外筒体２６は、移動手段である第２のシリンダ２８の伸張動作によってロータ２１とウエハＷを包囲する位置まで移動されて、第２の固定壁３８との間に第３のシール部材４０ｃを介してシールされると共に、外筒体２６の基端部外方に位置する第４のシール部材４０ｄを介してシールされた状態で、外チャンバ２４を形成する。また、第２のシリンダ２８の収縮動作によって固定筒体３６の外周側位置（待機位置）に移動されるように構成されている。この場合、外筒体２６と内筒体２５の基端部間には第４のシール部材４０ｄが介在されて、シールされている。したがって、内チャンバ２３の内側雰囲気と、外チャンバ２４の内側雰囲気とは、互いに気水密な状態に離隔されるので、両チャンバ２３，２４内の雰囲気が混じることなく、異なる処理流体が反応して生じるクロスコンタミネーションを防止することができる。
【００５１】
上記のように構成される内筒体２５と外筒体２６は共に一端に向かって拡開するテーパ状に形成されており、同一水平線上に対峙する第１の固定壁３４、第２の固定壁３８及び装置側壁（図示せず）に架設された互いに平行な複数（例えば３本）のガイドレール（図示せず）に沿って摺動可能に取り付けられており、上記第１及び第２のシリンダ２７，２８の伸縮動作によって同心上に互いに出没可能及び重合可能に形成されている。このように内筒体２５及び外筒体２６を、一端に向かって拡開するテーパ状に形成することにより、処理時に内筒体２５又は外筒体２６内でロータ２１が回転されたときに発生する気流が拡開側へ渦巻き状に流れ、内部の薬液等が拡開側へ排出し易くすることができる。また、内筒体２５と外筒体２６とを同一軸線上に重合する構造とすることにより、内筒体２５と外筒体２６及び内チャンバ２３及び外チャンバ２４の設置スペースを少なくすることができると共に、装置の小型化が図れる。
【００５２】
次に、第三実施形態の処理手順について、図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
第三実施形態においては、第二実施形態と同様に、まず、処理されるウエハＷがレジストパターンが形成されているか否かが判別され（ステップ１１−１）、ウエハＷにレジストパターンが形成されている場合は、上記第一及び第二実施形態と同様に、処理される。すなわち、内チャンバ２３内にウエハＷを収容した状態において、最初に、ポンプ３ｂを作動させると共に、第１の開閉弁Ｖ1を開放し、切換開閉弁Ｖ0を薬液供給タンク３ａ側に切り換えてロータ２１と共に回転するウエハＷに薬液（ＤＨＦ）を供給し、ＤＨＦによりエッチング処理を施して、ウエハＷ表面の酸化膜を除去する（ステップ１１−２）。次に、ポンプ３ｂを停止すると共に、切換開閉弁Ｖ0を純水供給源４ａ側のみに切り換えてロータ２１と共に回転するウエハＷにリンス液（ＤＩＷ）を供給してウエハＷ表面を洗浄する（ステップ１１−３）。ウエハＷを洗浄した後、第２の開閉弁Ｖ2を開放してオゾン水生成器５ａによって生成されたオゾン（Ｏ3）水を主供給管１２に流し、供給ノズル１１から所定濃度例えば１０ｐｐｍ以下のオゾン（Ｏ3）水をウエハＷに供給してウエハＷ表面に酸化膜（膜厚：６〜１０Å）を形成し、ウエハＷ表面を親水化する（ステップ１１−４）。
【００５４】
上記のようにして、ウエハＷ表面の酸化膜を除去するエッチング処理、ウエハＷ表面を洗浄するリンス処理及びウエハＷ表面に酸化膜を形成する親水化処理を行った後、内チャンバ２３を後退させて外チャンバ２４内にウエハＷをおく。この状態で、ロータ２１を高速回転して、ウエハＷ表面に付着する水分を遠心力によって除去してウエハＷの乾燥が行われる（ステップ１１−５）。この乾燥工程では、ウエハＷ表面が親水性であるので、ウエハＷ表面にウォーターマークが生じる恐れがない。
【００５５】
一方、レジストパターンが形成されないウエハＷの場合は、レジストパターンが形成されたウエハＷと同様に、エッチング処理（ステップ１１−６）された後、リンス処理される（ステップ１１−７）。そして、リンス処理を行った後、内チャンバ２３を後退させてウエハＷを外チャンバ２４内におく。この状態で、第４の開閉弁Ｖ4が開放してＩＰＡ供給源１９ａから外チャンバ２４（乾燥室）内にＩＰＡの蒸気が供給されて、ウエハＷの乾燥が行われる（ステップ１１−８）。この乾燥工程では、ウエハＷ表面に付着する水分をＩＰＡの蒸気で置換しながら乾燥するので、ウエハＷ表面にウォーターマークが生じる恐れがない。なおこの場合、ロータ２１を回転させることも可能である。
【００５６】
第三実施形態では、内チャンバ２３で処理を行い、外チャンバ２４で乾燥のみを行うようにしたが、必ずしもこの方法に限定されるものではない。例えば、内チャンバ２３で薬液処理を行い、外チャンバ２４でリンス処理と乾燥を行うようにしてもよい。
【００５７】
◎その他の実施形態
上記実施形態では、２つの処理室を連設又は一体化する場合について説明したが、処理室と乾燥室２とを別個に形成して、エッチング処理、リンス処理及び親水化処理と、乾燥処理とを別の処理部で行うようにしてもよい。
【００５８】
また、処理と乾燥を同じ室で行うことも可能である。つまり、第一、第二実施形態における処理槽１にウエハＷを収容した状態で、エッチング処理、リンス処理及び親水化処理を行い、その後、オゾン（Ｏ3）水又はリンス液（ＤＩＷ）を排出後又は排出しながら乾燥ガス（Ｎ2ガス）を供給して乾燥することも可能である。
【００５９】
また、第三実施形態においては、２つの処理室（内チャンバ２３、外チャンバ２４）で処理と乾燥を行ったが、１つの処理室に液供給口とＩＰＡ蒸気又はＩＰＡとガスの混合ガスの供給口を設ければ、１つの処理室にて処理と乾燥の全工程を行うことができる。
【００６０】
上記実施形態では、基板表面処理装置を単独で使用する場合について説明したが、図１２に示す洗浄・乾燥処理システムに組み込んで使用する方が好適である。
【００６１】
上記洗浄・乾燥処理システムは、ウエハＷを複数枚例えば２５枚を収納する容器例えばキャリア５１を搬入、搬出するための搬入・搬出部５２と、ウエハＷをエッチング処理、リンス処理及び親水化処理すると共に乾燥処理する処理部５３と、搬入・搬出部５２と処理部５３との間に位置してウエハＷの受渡し、位置調整及び姿勢変換等を行うインターフェース部５４とで主に構成されている。なお、搬入・搬出部５２とインターフェース部５４の側方には、空のキャリア５１を一時収納するキャリアストック５５と、キャリア５１をクリーニングするキャリアクリーナ５６が配設されている。
【００６２】
上記搬入・搬出部５２は、洗浄・乾燥処理装置の一側端部に配置されており、キャリア搬入部５２ａとキャリア搬出部５２ｂが併設されている。
【００６３】
上記インターフェース部５４には、キャリア載置台５７が配置されており、このキャリア載置台５７と、搬入・搬出部５２との間には、キャリア搬入部５２ａから受け取ったキャリア５１をキャリア載置台５７又はキャリアストック５５上に搬送し、キャリア載置台５７上のキャリア５１をキャリア搬出部５２ｂ又はキャリアストック５５へ搬送するキャリア搬送手段５８が配設されている。また、インターフェース部５４には、処理部５３と連なる搬送路５９が設けられており、この搬送路５９にウエハ搬送手段例えばウエハ搬送チャック６０が移動自在に配設されている。このウエハ搬送チャック６０は、キャリア載置台７上のキャリア５１内から未処理のウエハＷを受け取った後、処理部５３に搬送し、処理部５３にて処理された処理済みのウエハＷをキャリア５１内に搬入し得るように構成されている。
【００６４】
【実施例】
ウエハＷの表面を親水性にするのに必要な酸化膜の膜厚：６〜１０Åを生長させるためのオゾン水の濃度を設定するために、酸化膜とオゾン水のリンス処理時間との関係と、オゾン水の濃度とオゾン水立上り時間との関係を調べたところ、図１３、図１４のような結果が得られた。
【００６５】
上記実験の結果、図１３のグラフに示すように、ウエハＷの表面を親水性にする酸化膜の膜厚を６〜１０Åにするのに、オゾン水のリンス処理時間は約１〜２分（ｍｉｎ）であった。また、図１４のグラフに示すように、オゾン水の立上り時間が約１〜２分（ｍｉｎ）｛６０〜１２０秒（ｓｅｃ）｝のときのオゾン水の濃度は０．５〜３ｐｐｍであった。したがって、オゾン水の濃度の下限値は０．５ｐｐｍ程度であればよく、オゾン水の濃度を０．５〜１０ｐｐｍにすれば、レジストを溶解せずにウエハＷの表面を親水性にすることができる。
【００６６】
なお、酸化膜の膜厚が均一になるには、１０Å程度が必要である。したがって、ウエハＷの表面の親水性の安定化を図るには、オゾン濃度が３〜１０ｐｐｍである方が好ましい。
【００６７】
また、従来の処理方法とこの発明に係る処理方法の処理効率を比較するために、以下の条件でテストを行った。
【００６８】
条件
１）比較例１：エッチング処理（ＤＨＦ）
→リンス処理（ＤＩリンス）｛９００秒｝
→ＩＰＡ蒸気／Ｎ2ブロー乾燥
２）比較例２：エッチング処理（ＤＨＦ）
→リンス処理（ＤＩリンス）｛９００秒｝
→Ｎ2ブロー乾燥（ＩＰＡ不使用）
３）実施例 ：エッチング処理（ＤＨＦ）
→リンス処理（ＤＩリンス）／Ｏ3水リンス｛合計９００秒｝
→Ｎ2ブロー乾燥
ここで、エッチング処理：１６０秒（エッチング＝５０Å）、濃度２００：１
ＤＩリンス処理：２５リットル／分 ９００秒
Ｏ3水リンス処理：１２リットル／分 ３００秒、濃度５ｐｐｍ
ウエハ：８インチウエハ、５０枚
乾燥：ＩＰＡ蒸気＝４０秒／Ｎ2＝３００秒 Ｎ2乾燥＝４８０秒とする。
【００６９】
上記条件でウエハＷ表面に生じるウォーターマークの数を調べたところ、比較例２では、５０００以上のウォーターマークが検出された。これに対し、比較例１と実施例では、ウォーターマークは１０以下であった。この結果、この発明の処理方法によれば、レジストパターンを崩すことなく、しかもウォーターマークの発生を抑制できることが判った。
【００７０】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００７１】
１）請求項１，４，６記載の発明によれば、レジストパターンが形成されたウエハは、ウエハに所定濃度のオゾン水を供給してウエハの表面酸化膜を形成してウエハ表面を親水性にするので、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、ウエハに乾燥気体を供給してウエハ表面に付着する水分を除去するので、レジストパターンを破壊することなく効率よく乾燥することができる。一方、レジストパターンが形成されないウエハは、薬液を供給してウエハ表面の酸化膜をエッチングにより除去し、ウエハにリンス液を供給してウエハ表面を洗浄した後、ウエハに乾燥用溶媒を供給してウエハ表面に付着する水分を除去するので、ウォーターマークの発生を抑制することができると共に、効率よく乾燥することができる。したがって、レジストパターンの形成の有無によって選択して最適の処理ができるので、処理効率の向上が図れる。
【００７２】
２）請求項２，５，７記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様に、レジストパターンが形成されたウエハは、ウエハに所定濃度のオゾン水を供給してウエハの表面酸化膜を形成してウエハ表面を親水性にするので、ウォーターマークの発生を抑制することができる。また、ウエハを回転してウエハ表面に付着する水分を除去するので、レジストパターンを破壊することなく効率よく乾燥することができる。一方、レジストパターンが形成されないウエハは、薬液を供給してウエハ表面の酸化膜をエッチングにより除去し、ウエハにリンス液を供給してウエハ表面を洗浄した後、ウエハに乾燥用溶媒を供給してウエハ表面に付着する水分を除去するので、ウォーターマークの発生を抑制することができると共に、効率よく乾燥することができる。したがって、レジストパターンの形成の有無によって選択して最適の処理ができるので、処理効率の向上が図れる。
【００７３】
３）請求項３記載の発明によれば、親水化工程におけるオゾン水の濃度を、０．５〜１０ｐｐｍにすることにより、オゾン水によるレジストの溶解を防止することができると共に、親水化に必要な膜厚の酸化膜を形成することができる。
【００７４】
４）請求項８記載の発明によれば、被処理体は外気に触れずにエッチング処理、リンス処理、親水化処理及び乾燥処理を行うことができるので、ウエハに酸化膜が再度付着する心配がなく、また、パーティクルが付着する心配もない。したがって、上記１）、２）に加えて更に品質及び歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る基板表面処理装置の第一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】 この発明におけるエッチング処理工程を示す概略断面図である。
【図３】 この発明におけるリンス処理工程を示す概略断面図である。
【図４】 この発明における親水化（酸化膜形成）処理工程を示す概略断面図である。
【図５】 この発明における乾燥処理工程を示す概略断面図である。
【図６】 第一実施形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】 この発明に係る基板表面処理装置の第二実施形態を示す概略断面図である。
【図８】 第二実施形態におけるレジストパターンが形成されないウエハの乾燥工程を示す概略断面図である。
【図９】 第二実施形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】 この発明に係る基板表面処理装置の第三実施形態を示す概略断面図である。
【図１１】 第三実施形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】 この発明に係る基板表面処理装置を適用した処理システムを示す概略平面図である。
【図１３】 酸化膜の膜厚とオゾン水のリンス処理時間との関係を示すグラフである。
【図１４】 オゾン水の濃度とオゾン水の立上り時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
１ 処理槽（処理室）
２ 乾燥室
３ 薬液供給手段
４ リンス液供給手段
５ オゾン水供給手段
６ 乾燥気体供給手段
９ シャッタ
１０ ＣＰＵ（制御手段）
１１ 供給ノズル
１１Ａ ガス供給ノズル
１１Ｂ ＩＰＡ供給ノズル
１１Ｃ 第１の供給ノズル
１１Ｄ 第２の供給ノズル
１９ ＩＰＡ供給手段
２３ 内チャンバ
２４ 外チャンバ
Claims (8)
- レジストパターンが形成された被処理基板とレジストパターンが形成されない被処理基板に分けて別の処理工程を選択して行う基板表面処理方法であって、
レジストパターンが形成された被処理基板の処理は、被処理基板に薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜を除去するエッチング工程と、
上記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、
上記被処理基板に所定濃度のオゾン水を供給して被処理基板の表面を親水性にすべく酸化膜を形成する工程と、
上記被処理基板に乾燥気体を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去する乾燥工程と、を有し、
レジストパターンが形成されない被処理基板の処理は、被処理基板に薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜を除去するエッチング工程と、
上記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、
上記被処理基板に乾燥用溶媒を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去する乾燥工程と、
を有することを特徴とする基板表面処理方法。 - レジストパターンが形成された被処理基板とレジストパターンが形成されない被処理基板に分けて別の処理工程を選択して行う基板表面処理方法であって、
レジストパターンが形成された被処理基板の処理は、被処理基板に薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜を除去するエッチング工程と、
上記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、
上記被処理基板に所定濃度のオゾン水を供給して被処理基板の表面を親水性にすべく酸化膜を形成する工程と、
上記被処理基板を回転して被処理基板表面に付着する水分を除去する乾燥工程と、を有し、
レジストパターンが形成されない被処理基板の処理は、被処理基板に薬液を供給して被処理基板表面の酸化膜を除去するエッチング工程と、
上記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、
上記被処理基板に乾燥用溶媒を供給して被処理基板表面に付着する水分を除去する乾燥工程と、
を有することを特徴とする基板表面処理方法。 - 請求項１又は２記載の基板表面処理方法において、
上記親水化工程におけるオゾン水の濃度が、０．５〜１０ｐｐｍであることを特徴とする基板表面処理方法。 - 被処理基板を収容する処理室と、
上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、
上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、
上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、
上記処理室内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段と、
上記処理室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、
上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、
を具備することを特徴とする基板表面処理装置。 - 被処理基板を収容する処理室と、
上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、
上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、
上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、
上記被処理基板を回転する回転乾燥手段と、
上記処理室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、
上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、
を具備することを特徴とする基板表面処理装置。 - 被処理基板を収容する処理室と、
上記被処理基板を収容する乾燥室と、
上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、
上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、
上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、
上記乾燥室内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段と、
上記乾燥室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、
上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と乾燥気体供給手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、
を具備することを特徴とする基板表面処理装置。 - 被処理基板を収容する処理室と、
上記被処理基板を収容する乾燥室と、
上記処理室内の被処理基板に酸化膜除去用の薬液を供給する薬液供給手段と、
上記処理室内の被処理基板に洗浄用のリンス液を供給するリンス液供給手段と、
上記処理室内の被処理基板にオゾン水を供給するオゾン水供給手段と、
上記被処理基板を回転する回転乾燥手段と、
上記乾燥室内に乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給手段と、
上記処理室内にレジストパターンが形成された被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に作動信号を伝達し、上記処理室内にレジストパターンが形成されない被処理基板を収容するときは、上記オゾン水供給手段と回転乾燥手段に代えて上記乾燥用溶媒供給手段に作動信号を伝達する制御手段と、
を具備することを特徴とする基板表面処理装置。 - 請求項６記載の基板表面処理装置において、
上記処理室と乾燥室とを連通口を介して連設すると共に、連通口に開閉手段を配設してなることを特徴とする基板表面処理装置。
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