JP3886008B2

JP3886008B2 - Substrate processing equipment

Info

Publication number: JP3886008B2
Application number: JP2002322070A
Authority: JP
Inventors: 彰夫橋詰
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2022-11-06
Also published as: JP2004158588A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）に付着した有機物、例えばレジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーを除去液によって除去する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては半導体ウエハなどの基板上に形成されたアルミニウムや銅などの金属の薄膜（金属膜）が、パターン化されたレジスト膜をマスクとしてエッチングされて半導体素子の配線とされる工程がある。
【０００３】
このエッチング工程は例えばＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ／反応性イオンエッチング）等の、ドライエッチングにより実行される。
【０００４】
このようなドライエッチングで使用される反応性イオンのパワーは極めて強いことから、金属膜のエッチングが完了する時点においてはレジスト膜も一定の割合で変化し、その一部がポリマー等の反応生成物に変質して金属膜の側壁に堆積する。この反応生成物は後続するレジスト除去工程では除去されないことから、レジスト除去工程を実行する前または後に、この反応生成物を除去する必要がある。
【０００５】
このため、従来、ドライエッチング工程の後またはレジスト除去工程の後には、反応生成物を除去する作用を有する除去液を基板に対して供給することにより、金属膜の側壁に堆積した反応生成物を除去した後、この基板を純水で洗浄し、さらにこの純水を振り切り乾燥する反応生成物の除去処理を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１２４５０２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した除去液は温度依存性が高く数℃異なるだけでポリマー除去性能に有意差が生じることもある。このため、除去液にはその種類ごとに使用適正温度が定められており、その温度に温調した除去液を基板に対して供給するようにしている。
【０００８】
しかしながら、基板表面に供給された除去液は、着液地点においては適正温度であるものの表面を流れて拡がる過程において温度が次第に変化する。このため、着液地点から遠ざかるほど適正温度から大きく外れた除去液が作用することとなり、その結果ポリマー除去処理の面内均一性が維持できず、いわゆる処理ムラが生じるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、有機物の除去処理等の面内均一性を向上させることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に付着した有機物を、該有機物の除去液によって除去する基板処理装置において、有機物が付着した基板を保持して回転する保持回転手段と、前記保持回転手段に保持された基板の表面に前記除去液を供給する除去液供給手段と、前記保持回転手段に保持された基板の裏面に流体を供給する流体供給手段と、除去液源から汲み出した除去液を前記除去液供給手段および前記流体供給手段の双方に送出する除去液ポンプと、前記除去液ポンプによって前記除去液供給手段および前記流体供給手段に送出される除去液を所定温度に温度調節する温調器と、前記温調器によって温調された除去液の前記除去液供給手段への流路を開閉する第１の弁と、前記温調器によって温調された除去液の前記流体供給手段への流路を開閉する第２の弁と、を備え、前記除去液供給手段および前記流体供給手段に共通の前記除去液ポンプから送出された除去液を共通の前記温調器によって温調するとともに、前記第２の弁を開状態にして前記保持回転手段に保持された基板の裏面に対して温調済除去液を供給することによって、前記第１の弁を開状態にしたときに前記除去液供給手段から供給される除去液の温度と前記基板の温度との温度差が所定の範囲内となるように前記基板の温度を温調することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記除去液供給手段が除去液を供給する前に、前記保持回転手段によって回転される基板の裏面に前記温調済除去液を供給するように前記第２の弁および前記流体供給手段を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明にかかる基板処理装置において、前記温調器は、前記除去液供給手段から供給される除去液の温度と前記流体供給手段から供給される除去液の温度との温度差が２０℃以内となるように除去液の温度を調整することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、基板に付着した前記有機物は、基板上に形成されたレジスト膜が変質して生じた反応生成物であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項４の発明にかかる基板処理装置において、前記反応生成物は、前記レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーであることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６の発明は、基板に処理液を供給して所定の処理を行う基板処理装置において、基板を保持して回転する保持回転手段と、前記保持回転手段に保持された基板の表面に前記処理液を供給する処理液供給手段と、前記保持回転手段に保持された基板の裏面に流体を供給する流体供給手段と、処理液を前記処理液供給手段および前記流体供給手段の双方に送出する処理液ポンプと、前記処理液ポンプによって前記処理液供給手段および前記流体供給手段に送出される処理液を所定温度に温度調節する温調器と、前記温調器によって温調された処理液の前記処理液供給手段への流路を開閉する第１の弁と、前記温調器によって温調された処理液の前記流体供給手段への流路を開閉する第２の弁と、を備え、前記処理液供給手段および前記流体供給手段に共通の前記処理液ポンプから送出された処理液を共通の前記温調器によって温調するとともに、前記第２の弁を開状態にして前記保持回転手段に保持された基板の裏面に対して温調済処理液を供給することによって、前記第１の弁を開状態にしたときに前記処理液供給手段から供給される処理液の温度と前記基板の温度との温度差が所定の範囲内となるように前記基板の温度を温調することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下の実施形態において、基板とは半導体基板であり、より詳しくはシリコン基板である。また、当該基板は薄膜を有する。該薄膜は金属膜または絶縁膜である。金属膜を構成する金属としては銅やアルミニウム、チタン、タングステンおよび、これらの混合物がある。絶縁膜としては前記金属の酸化膜や窒化膜およびシリコン酸化膜やシリコン窒化膜、有機絶縁膜、低誘電体層間絶縁膜がある。なお、ここでいう薄膜とは、薄膜が形成された基板に対して垂直方向の断面において高さ寸法が底部の長さより短いものはもちろん、高さ寸法が底部の長さより長いものも含む。従って、基板上で部分的に形成されている膜や配線など、基板に向って見たとき線状や島状に存在するものも薄膜に含まれる。
【００１８】
この薄膜を、パターン化されたレジスト膜をマスクとしてドライエッチングする工程を経た基板にはドライエッチングによってレジストや薄膜に由来する反応生成物であるポリマーが生成されている。
【００１９】
以下の実施形態における基板処理とは、基板から有機物を除去する有機物除去処理、またはレジスト膜が変質して生じた反応生成物を基板から除去する反応生成物除去処理である。より具体的には、前記ポリマーが生成された基板からポリマーを除去するポリマー除去処理である。
【００２０】
また、以下、基板から脱落したポリマーを汚染物質と表記する場合もある。
【００２１】
また、以下の実施形態における除去液とはポリマー除去液である。ポリマー除去液はポリマーのみを選択的に除去する液であり、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等、有機アミンを含む有機アミン系除去液、フッ化アンモンを含むフッ化アンモン系除去液、無機系の除去液がある。
【００２２】
有機アミン系の除去液としてはモノエタノールアミンと水とアロマティックトリオールとの混合溶液、２−（２−アミノエトキシ）エタノールとヒドロキシアミンとカテコールとの混合溶液、アルカノールアミンと水とジアルキルスルホキシドとヒドロキシアミンとアミン系防食剤の混合溶液、アルカノールアミンとグライコールエーテルと水との混合溶液、ジメチルスルホキシドとヒドロキシアミンとトリエチレンテトラミンとピロカテコールと水の混合溶液、水とヒドロキシアミンとピロガロールとの混合溶液、２−アミノエタノールとエーテル類と糖アルコール類との混合溶液、２−（２−アミノエトキシ）エタノールとＮとＮ−ジメチルアセトアセトアミドと水とトリエタノールアミンとの混合溶液がある。
【００２３】
フッ化アンモン系の除去液としては、有機アルカリと糖アルコールと水との混合溶液、フッ素化合物と有機カルボン酸と酸・アミド系溶剤との混合溶液、アルキルアミドと水とフッ化アンモンとの混合溶液、ジメチルスルホキシドと２−アミノエタノールと有機アルカリ水溶液と芳香族炭化水素との混合溶液、ジメチルスルホキシドとフッ化アンモンと水との混合溶液、フッ化アンモンとトリエタノールアミンとペンタメチルジエチレントリアミンとイミノジ酢酸と水の混合溶液、グリコールと硫酸アルキルと有機塩と有機酸と無機塩の混合溶液、アミドと有機塩と有機酸と無機塩との混合溶液、アミドと有機塩と有機酸と無機塩との混合溶液がある。
【００２４】
無機系の除去液としては水と燐酸誘導体との混合溶液がある。
【００２５】
＜１．第１実施形態＞
以下、図面を参照しつつ本発明にかかる基板処理装置の実施形態について説明する。図１、図２は基板処理装置１の構成を示す図である。なお、図１は図２のＩ−Ｉ断面図であるが、便宜上一部ハッチングを省略している。基板処理装置１は図１に示すように断面が略コの字状で、上面視では図２のように中央部分に開口を有する略リング状のカップ３と、図１のようにカップ３の開口を通じて鉛直方向に立設され、基板Ｗを保持して回転する保持回転手段５と、保持回転手段５に保持されている基板Ｗに対して除去液を供給する除去液ノズル７と、同じく保持回転手段５に保持されている基板Ｗに対して純水を供給する純水ノズル９とを有する。また、基板処理装置１は保持回転手段５に保持されている基板Ｗの裏面に対して温調した純水や除去液を供給する裏面側液ノズル１１および温調した窒素ガスを供給する裏面側ガスノズル１２も有する。
【００２６】
カップ３は底部に複数の排出口４を有する。そして、基板Ｗに供給された液体の剰余分はカップ３の内壁を伝って排出口４に至り、該排出口４から装置外に排出される。
【００２７】
保持回転手段５は不図示の機枠に固定され、鉛直方向に配された駆動軸を有するスピンモータ１３とスピンモータ１３の駆動軸に固定されたスピン軸１４と、スピン軸１４の頂部に設けられた基板保持部材としてのバキュームチャック１５とを有する。バキュームチャック１５は上面に基板を吸着する吸着面を有し、吸着面は上面視で基板Ｗの面積よりも小さい。第１実施形態ではバキュームチャックは略円柱状部材であり、上部の吸着面は円形である。このバキュームチャック１５は上面の吸着面に不図示の吸着孔を有し、該吸着孔からエアを吸引する。そして、バキュームチャック１５上に載置された基板Ｗは前記吸着孔からのエアの吸引により保持される。このようにバキュームチャック１５は基板Ｗの裏面のみと接触して基板Ｗを保持している。このような保持回転手段５ではバキュームチャック１５上に載置された基板Ｗをバキュームチャック１５による吸着で保持し、スピンモータ１３を駆動することで前記バキュームチャック１５上に保持した基板Ｗを鉛直方向に沿った軸７１を回転中心として回転させる。
【００２８】
除去液ノズル７は、不図示の機枠に固定され、鉛直方向に配された駆動軸を有する第１回動モータ１７と第１回動モータ１７の駆動軸に固定された第１回動軸１９と、第１回動軸１９の頂部に接続された第１アーム２１とを有する。第１アーム２１の先端には除去液ノズル本体２３が設けられている。除去液ノズル本体２３には軸線方向が基板Ｗの上面に向かう第１通孔２９が開けられ、第１通孔２９には第１チューブ２７が接続されている。また、第１通孔２９内には第１通孔２９内を通過する除去液と接触する位置に第１振動子２５が設けられている。
【００２９】
第１回動モータ１７が第１アーム２１を軸７３を中心に矢印７９のように回動させると、除去液ノズル本体２３が保持回転手段５に保持されている基板Ｗと平行に移動する。また、第１通孔２９は第１アーム２１が軸７３を中心に矢印７９のように回動したとき、図２のように第１通孔２９から噴射される除去液８１の基板Ｗに対する到達点が基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８５のように円弧状に基板Ｗを移動するように設けられている。
【００３０】
なお、除去液ノズル７は基板Ｗの表面を含む面に対して交わる方向に除去液を噴射する。すなわち、除去液ノズル７から噴射される除去液の方向と基板表面とがなす角は０度より大きく９０度以下である。換言すると基板Ｗに対して除去液ノズル７は直交方向または斜め上方から除去液を噴射する。なお、好ましくは前記噴射される除去液の方向と基板表面とがなす角は３０度以上６０度以下で、より好ましくは４５度である。
【００３１】
第１チューブ２７は第１通孔２９に対して除去液を供給する。第１振動子２５は後述の発振器６７からの電気信号により振動し、第１通孔２９を通る除去液に対して超音波を付与する。このような除去液ノズル７では第１回動モータ１７が第１回動軸１９を回動させることにより、第１アーム２１が軸７３を中心に回動する。これにより、図２のように除去液ノズル７から噴射される除去液８１の基板Ｗに対する到達点は基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８５のように円弧状に基板Ｗを移動する。そして基板Ｗに対しては超音波が付与された除去液を供給することができる。
【００３２】
純水ノズル９は、不図示の機枠に固定され、鉛直方向に配された駆動軸を有する第２回動モータ３１と第２回動モータ３１の駆動軸に固定された第２回動軸３３と、第２回動軸３３の頂部に接続された第２アーム３５とを有する。第２アーム３５の先端には純水ノズル本体３７が設けられている。純水ノズル本体３７には軸線方向が基板Ｗの上面に向かう第２通孔４３が開けられ、第２通孔４３には第２チューブ４１が接続されている。また、第２通孔４３内には第２通孔４３内を通過する純水と接触する位置に第２振動子３９が設けられている。
【００３３】
第２回動モータ３１が第２アーム３５を軸７５を中心に矢印７７のように回動させると、純水ノズル本体３７が保持回転手段５に保持されている基板Ｗと平行に移動する。また、第２通孔４３は第２アーム３５が軸７５を中心に矢印７７のように回動したとき、図２のように第２通孔４３から噴射される純水８３の基板Ｗに対する到達点が基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８７のように円弧状に基板Ｗを移動するように設けられている。
【００３４】
なお、純水ノズル９は基板Ｗの表面を含む面に対して交わる方向に純水を噴射する。すなわち、純水ノズル９から噴射される純水の方向と基板表面とがなす角は０度より大きく９０度以下である。換言すると基板Ｗに対して純水ノズル９は直交方向または斜め上方から純水を噴射する。なお、好ましくは前記噴射される純水の方向と基板表面とがなす角は３０度以上６０度以下で、より好ましくは４５度である。
【００３５】
第２チューブ４１は第２通孔４３に対して純水を供給する。第２振動子３９は後述の発振器６７からの電気信号により振動し、第２通孔４３を通る純水に対して超音波を付与する。このような純水ノズル９では第２回動モータ３１が第２回動軸３３を回動させることにより、第２アーム３５が軸７５を中心に回動する。これにより、図２のように純水ノズル９から噴射される純水８３の基板Ｗに対する到達点は基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８７のように円弧状に基板Ｗを移動する。そして基板Ｗに対しては超音波が付与された純水を供給することができる。
【００３６】
裏面側液ノズル１１はカップ３を貫通して基板Ｗの裏面に向って略鉛直方向に伸びる管状の部材で、後述の裏面純水弁６５を通じて純水が供給される。これによって、裏面側液ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して純水を噴射することができる。また、裏面側液ノズル１１には後述の裏面除去液弁１５３を通じて除去液が供給される。これによって、裏面側液ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して除去液を噴射することができる。
【００３７】
裏面側ガスノズル１２もカップ３を貫通して基板Ｗの裏面に向って略鉛直方向に伸びる管状の部材で、後述の裏面ガス弁１６５を通じて窒素ガスが供給される。これによって、裏面側ガスノズル１２から基板Ｗの裏面に対して窒素ガスを噴射することができる。
【００３８】
次に図３に従って、除去液ノズル７および裏面側液ノズル１１への除去液供給系８９、純水ノズル９および裏面側液ノズル１１への純水供給系９１、並びに裏面側ガスノズル１２へのガス供給系９２について説明する。除去液供給系８９は装置外の除去液源４５から除去液を汲み出す除去液ポンプ４７と、除去液ポンプ４７によって汲み出された除去液を所定温度に加熱または冷却することで除去液の温度を調節する温調器５１と、温調器５１で温度調節された除去液から汚染物質をフィルタリングするフィルタ４９と、フィルタリングされた除去液の除去液ノズル７への流路を開閉する除去液ノズル弁５３とを有する。このような構成によって除去液供給系８９は温調器５１によって所定温度に温度調節され、フィルタ４９で清浄化された除去液を除去液ノズル７に供給できる。
【００３９】
また、除去液供給系８９は、温調器５１によって温度調節された除去液の裏面側液ノズル１１への流路を開閉する裏面除去液弁１５３を有する。裏面除去液弁１５３を開放することにより、温調器５１で温調されフィルタ４９で清浄化された除去液を裏面側液ノズル１１へ供給し、保持回転手段５に保持された基板Ｗの裏面に対して裏面側液ノズル１１から温調済の除去液を供給することができる。
【００４０】
純水供給系９１は装置外の純水源５５から純水を汲み出す純水ポンプ５７と、純水ポンプ５７によって汲み出された純水を所定温度に加熱または冷却することで純水の温度を調節する温調器６１と、温調器６１によって温度調節された純水から汚染物質をフィルタリングするフィルタ５９と、フィルタリングされた純水の純水ノズル９への流路を開閉する純水ノズル弁６３とを有する。このような構成によって純水供給系９１は温調器６１によって所定温度に温度調節され、フィルタ５９で清浄化された純水を純水ノズル９に供給できる。
【００４１】
また、純水供給系９１は、温調器６１によって温度調節された純水の裏面側液ノズル１１への流路を開閉する裏面純水弁６５を有する。裏面純水弁６５を開放することにより、温調器６１で温調されフィルタ５９で清浄化された純水を裏面側液ノズル１１へ供給し、保持回転手段５に保持された基板Ｗの裏面に対して裏面側液ノズル１１から温調済の純水を供給することができる。
【００４２】
ガス供給系９２は、装置外の窒素ガス源１５５（例えば工場内の窒素配管等）から窒素ガス（Ｎ₂）を送給する窒素ガスポンプ１５７と、窒素ガスポンプ１５７から送給される窒素ガスを所定温度に加熱または冷却することで窒素ガスの温度を調節する温調器１６１と、温調器１６１によって温度調節された窒素ガスの裏面側ガスノズル１２への流路を開閉する裏面ガス弁１６５とを有する。裏面ガス弁１６５を開放することにより、温調器１６１で温調された窒素ガスを裏面側ガスノズル１２へ供給し、保持回転手段５に保持された基板Ｗの裏面に対して裏面側ガスノズル１２から温調済の窒素ガスを供給することができる。なお、温調器５１，６１，１６１としては例えば石英ヒーター、電熱ヒーター、ペルチェ素子、恒温槽等の種々の公知の温調機器を使用することができる。また、温調器５１，６１，１６１のそれぞれは温調対象となる流体の温度を計測する温度計測器も備えている。
【００４３】
次に同じく図３に従って超音波付与手段９３について説明する。超音波付与手段９３は除去液ノズル７内に設けられた第１振動子２５と第１振動子２５に対して電気信号を送信して第１振動子２５を振動させる発振器６７とを有する。このような構成によって、超音波付与手段９３は除去液ノズル７から基板Ｗに供給されるべき除去液に超音波を付与する。また、超音波付与手段９３は純水ノズル９内に設けられた第２振動子３９を有し、第２振動子３９は発振器６７から送信される電気信号によって振動する。このような構成によって超音波付与手段９３は純水ノズル９から基板Ｗに供給されるべき純水に超音波を付与する。
【００４４】
このように超音波を付与した除去液または超音波を付与した純水を基板Ｗに供給できるので、反応生成物の除去をより迅速に行うことができ、スループットが向上する。なお、除去液、純水のいずれかに超音波を付与するだけでスループットが向上するが、除去液、純水の両方に超音波を付与すればより迅速に反応生成物の除去を行え、スループットが向上する。
【００４５】
次に図４に従って、基板処理装置１のハード構成について説明する。制御手段６９にはスピンモータ１３、第１回動モータ１７、第２回動モータ３１、発振器６７、除去液ポンプ４７、純水ポンプ５７、除去液ノズル弁５３、純水ノズル弁６３、裏面純水弁６５、温調器５１、温調器６１、裏面除去液弁１５３、窒素ガスポンプ１５７、温調器１６１、裏面ガス弁１６５が接続されており、制御手段６９は後述の基板処理方法のとおりにこれら接続されているものを制御する。
【００４６】
次に、上記構成を有する基板処理装置１による基板処理方法について説明する。図５は、基板処理装置１における基板処理手順を示すフローチャートである。基板処理手順の概略は、レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングするときに生成された反応生成物であるポリマーが付着した基板にその反応生成物を除去する作用を有する除去液を供給することにより、金属膜の側壁に堆積した反応生成物を除去した後、この基板を純水で洗浄し、さらにこの純水を振り切り乾燥するというものである。ここで、本実施形態では、基板Ｗに除去液を供給するのに先立って、基板Ｗの裏面に温度調整がなされた流体を供給することにより除去液ノズル７から供給される除去液の温度と保持回転手段５に保持された基板Ｗの温度とが近くなるようにしている。
【００４７】
まず、装置外の搬送ロボットによってドライエッチング工程後の反応生成物が付着した基板Ｗが搬入され、保持回転手段５のバキュームチャック１５上に載置される。バキュームチャック１５はその基板Ｗを吸着保持する。次に、制御手段６９がスピンモータ１３を駆動して基板Ｗを所定の回転数にて回転させる（ステップＳ１）。そして、制御手段６９が純水ポンプ５７および温調器６１を駆動して温調済の純水を裏面側液ノズル１１に向って送出させるとともに、裏面純水弁６５を開状態にして裏面側液ノズル１１から回転する基板Ｗの裏面に対して温調済純水を供給させる（ステップＳ２）。
【００４８】
ここで、温調器６１は除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側液ノズル１１から吐出される純水の温度との温度差が２０℃以内となるように純水の温度を調整している。より具体的には、除去液にはその種類ごとに使用適正温度が定められており、温調器５１は除去液が当該使用適正温度となるような温度調節を行っている。そして、制御手段６９からの制御信号に従って、温調器６１は純水の温度が温調器５１によって温調される除去液の温度（ここでは上記使用適正温度）から２０℃より大きく乖離しないように純水の温調を行うのである。
【００４９】
このような温調済の純水を保持回転手段５に保持された基板Ｗの裏面に対して供給することにより、基板Ｗの温度も除去液ノズル７から供給される除去液の温度に次第に近づく。また、保持回転手段５によって回転される基板Ｗの裏面に対して温調済の純水を供給するため、速やかに基板Ｗの温度と除去液の温度とを近づけることができる。
【００５０】
基板Ｗの裏面に対して温調済純水を供給してから所定時間が経過した後、制御手段６９が、第１回動モータ１７を回動させて除去液ノズル７を回動させる。また、それと同時に制御手段６９は除去液ポンプ４７を駆動させることで除去液を除去液ノズル７に向って送出させるとともに、除去液ノズル弁５３を開状態にして除去液ノズル７から基板Ｗに対して除去液を供給させる。これらにより、除去液ノズル７から供給される除去液は基板Ｗへの到達点が図２の矢印８５のように基板Ｗ表面を含む水平面において、基板Ｗの回転中心Ｃを通り、少なくとも異なる２点で基板Ｗの端縁と交わる円弧上を移動するように基板Ｗ上に供給される。このようにして、除去液供給工程（ステップＳ３）が実行される。なお、除去液供給工程においても温調済純水の供給を続行する方が好ましい。
【００５１】
また、除去液供給工程において制御手段６９は発振器６７から除去液ノズル７内の第１振動子２５に電気信号を発信させて第１振動子２５を振動させるようにしても良い。これにより、除去液ノズル７から供給される除去液には超音波が付与される。このため、基板Ｗに付着している反応生成物には超音波振動が加えられて基板Ｗから剥離しやすくなる。
【００５２】
除去液供給工程を所定時間行った後に、制御手段６９は除去液ノズル７がカップ３の上方から退避した状態にて第１回動モータ１７の駆動を停止させる。また、制御手段６９は除去液ノズル弁５３を閉状態にし、除去液ポンプ４７の駆動も停止して除去液ノズル７からの除去液の供給を停止させる。また、除去液に超音波を付与している場合には、制御手段６９は発振器６７から第１振動子２５への電気信号の発信を停止させる。さらに、制御手段６９は裏面純水弁６５を閉止して裏面側液ノズル１１からの温調済純水の供給も停止させる。
【００５３】
以上の除去液供給工程においては、基板Ｗの温度が除去液ノズル７から供給される除去液の温度に近いため、着液した除去液が基板Ｗの表面を流れる過程においても除去液温度がほとんど変化しない。このため、除去液の温度は基板Ｗの全面においてほぼ均一となり、除去液の温度依存性が大きい場合であっても、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができるのである。
【００５４】
ところで、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側液ノズル１１から吐出される純水の温度との温度差を２０℃以内としているのは次のような理由による。すなわち、除去液の温度と純水の温度との温度差が２０℃を超えると、その純水によって温調される基板Ｗの温度と除去液の温度との温度差も大きくなる。その結果、着液した除去液が基板Ｗの表面を流れる過程において除去液温度が大きく変化し、基板Ｗ表面の除去液の温度分布にムラが生じ、ポリマー除去処理の面内均一性が損なわれるのである。このために、除去液の温度と純水の温度との温度差を２０℃以内としているのであり、より均一な処理を行うためには当該温度差が１０℃以内が好ましく、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側液ノズル１１から吐出される純水の温度とが等温であることが最も好ましい。
【００５５】
次に、所定時間の除去液供給工程が終了した時点で、制御手段６９は基板Ｗへの除去液の供給を停止させる一方で、引き続きスピンモータ１３を回転させ、基板Ｗを回転させた状態を維持する。これにより、除去液振切り工程（ステップＳ４）が実行される。この除去液振切り工程において基板Ｗは５００ｒｐｍ以上で回転され、好ましくは１０００ｒｐｍから４０００ｒｐｍで回転される。また、回転を維持する時間は少なくとも１秒以上、好ましくは２〜５秒である。
【００５６】
このように、基板Ｗに対する除去液の供給を停止した状態で基板Ｗが回転する状態を維持するので基板Ｗ上の除去液は遠心力によって基板Ｗ上から振切られる。また、基板Ｗは水平状態に保持された状態で回転されるので除去液は均一に基板Ｗから振切られる。このため基板Ｗの面内均一性が維持される。また、バキュームチャック１５は基板Ｗの裏面のみと接触していることから基板Ｗの端縁と接触している部材が無い。このため、基板Ｗの上面から基板Ｗの外側に向って水平方向に振切られる除去液の進行を妨げるものが無いので基板Ｗから除去液が振切られるために必要な時間が短くなる。よって、スループットを向上させることができる。また、保持回転手段５は唯１枚の基板Ｗを保持するだけであるので、容易に基板Ｗの回転数を上げることができる。このため、基板Ｗから除去液が振切られるために必要な時間が短くなる。よって、スループットを向上させることができる。
【００５７】
次に、除去液振切り工程が終了した後、制御手段６９が第２回動モータ３１を回動させて純水ノズル９を回動させる。また、制御手段６９は純水ポンプ５７を駆動させることで純水を純水ノズル９に向って送出させるとともに、純水ノズル弁６３を開状態にし、純水ノズル９から純水を供給させる。これらにより、純水ノズル９から供給される純水は基板Ｗへの到達点が図２の矢印８７が示すように基板Ｗ表面を含む水平面において、基板Ｗの回転中心Ｃを通り、少なくとも異なる２点で基板Ｗの端縁と交わる円弧上を移動するように基板Ｗ上に供給される。このようにして、純水供給工程（ステップＳ５）が実行される。
【００５８】
なお、純水供給工程において制御手段６９が発振器６７から純水ノズル９内の第２振動子３９に電気信号を発信させて第２振動子３９を振動させるようにしても良い。これにより、純水ノズル９から供給される純水には超音波が付与される。このため、基板Ｗに付着している反応生成物には超音波振動が加えられ基板Ｗから取れやすくなる。また、制御手段６９は裏面純水弁６５を開状態にして裏面側液ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して純水を供給させ、基板Ｗの裏面も洗浄する。
【００５９】
所定時間経過後に制御手段６９は純水ノズル９がカップ３の上方から退避した状態にて第２回動モータ３１の駆動を停止させる。また、制御手段６９は純水ノズル弁６３を閉状態にし、純水ポンプ５７の駆動も停止して純水ノズル９からの純水の供給を停止させる。また、純水に超音波を付与している場合には、制御手段６９は発振器６７から第２振動子３９への電気信号の発信を停止させる。
【００６０】
所定時間の純水供給工程が終了した時点で、制御手段６９は基板Ｗへの純水の供給を停止する一方で、引き続きスピンモータ１３を回転させ、基板Ｗを回転させた状態を維持する。これにより、純水振切り工程（ステップＳ６）が実行される。このようにして基板Ｗに除去液および純水が供給されることによって反応生成物が除去される。そして、制御手段６９がスピンモータ１３の駆動を停止して基板Ｗの回転を停止する（ステップＳ７）。
【００６１】
以上述べたように、第１実施形態では、温調済の純水を基板Ｗの裏面に供給して基板Ｗの温度を除去液の温度に近づけることにより、基板Ｗの表面を流れる除去液の温度が基板Ｗの全面においてほぼ均一となり、除去液の温度依存性が大きい場合であっても、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができる。そして、ポリマー除去処理の面内均一性を維持するために、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側液ノズル１１から吐出される純水の温度との温度差を２０℃以内としている。
【００６２】
なお、基板Ｗの温調を行うために使用できる媒体は純水に限定されるものではなく、例えば除去液自体であっても良いし、窒素ガスを使用しても良い。具体的には、制御手段６９が除去液ポンプ４７および温調器５１を駆動して温調済の除去液を裏面側液ノズル１１に向って送出させるとともに、裏面除去液弁１５３を開状態にして裏面側液ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して温調済除去液を供給させるようにしても良い。このようにすれば、除去液ノズル７から供給される除去液と同じく温調器５１によって温調された除去液が裏面側液ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して供給されることとなるため、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側液ノズル１１から吐出される除去液の温度との温度差はほとんど無い。よって、容易に基板Ｗの温度を除去液の温度に近づけることができ、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００６３】
また、制御手段６９が窒素ガスポンプ１５７および温調器１６１を駆動して温調済の窒素ガスを裏面側ガスノズル１２に向って送出させるとともに、裏面ガス弁１６５を開状態にして裏面側ガスノズル１２から基板Ｗの裏面に対して温調済窒素ガスを供給させるようにしても良い。この場合、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側ガスノズル１２から吐出される窒素ガスの温度との温度差を２０℃以内としておく。このようにしても、基板Ｗの温度を除去液の温度に近づけることができ、基板Ｗの表面を流れる除去液の温度が基板Ｗの全面においてほぼ均一となり、除去液の温度依存性が大きい場合であっても、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００６４】
なお、温調の媒体としてガスを使用する場合には、窒素ガスに限定されるものではなく、反応性に乏しい不活性ガスであれば良く、例えばアルゴンガス等を使用することもできる。もっとも、消費コストの観点からは、安価でかつ不活性な窒素ガスを使用するのが好ましい。
【００６５】
以上を集約すると、保持回転手段５に保持された基板Ｗの裏面に対して温調済の流体を供給して基板Ｗの温度を除去液ノズル７から供給される除去液の温度に近づける構成であれば、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができるのである。そして、ポリマー除去処理の面内均一性を維持するために、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と上記温調済流体の温度との温度差を２０℃以内としているのである。
【００６６】
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態の基板処理装置２の構成を示す側面図である。第２実施形態の基板処理装置２が第１実施形態の基板処理装置１と相違するのは、保持回転手段５の一部並びに裏面側液ノズル１１および裏面側ガスノズル１２を設けていない点であり、残余の点については同一であるため同一の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
基板処理装置２の基板保持部材としてのバキュームチャック１１５は上面に基板を吸着する吸着面を有し、吸着面は上面視で基板Ｗの平面サイズと略同一である。第２実施形態でもバキュームチャック１１５は略円柱状部材であり、上部の吸着面は円形である。このバキュームチャック１１５は上面の吸着面に不図示の吸着孔を有し、該吸着孔からエアを吸引する。そして、第１実施形態と同様に、バキュームチャック１１５上に載置された基板Ｗは前記吸着孔からのエアの吸引により保持される。このようにバキュームチャック１１５は基板Ｗの裏面のみと接触して基板Ｗを保持している。第２実施形態の保持回転手段５でもバキュームチャック１１５上に載置された基板Ｗをバキュームチャック１１５による吸着で保持し、スピンモータ１３を駆動することで前記バキュームチャック１１５上に保持した基板Ｗを鉛直方向に沿った軸７１を回転中心として回転させることができる。
【００６８】
第２実施形態では、バキュームチャック１１５の内部に温調器１１６および図示省略の測温手段を内蔵している。ここでの温調器１１６としては例えば複数のペルチェ素子からなるペルチェモジュールを使用することができる。温調器１１６の昇温または降温はバキュームチャック１１５を介して基板Ｗに伝導され、バキュームチャック１１５に吸着保持した基板Ｗを昇温または降温させる。温調器１１６および上記測温手段は制御手段６９と電気的に接続されており、制御手段６９からの指示に従ってバキュームチャック１１５に吸着保持した基板Ｗを所定の温度に温調することができる。
【００６９】
このような構成を有する第２実施形態の基板処理装置２による基板処理方法は第１実施形態（図５）と概ね同じである。相違点は、ステップＳ１において基板Ｗの裏面に対して温調済純水を供給するのに代えて、温調器１１６によって基板Ｗを温調して除去液の温度に近づけている点である。このときに、温調器１１６は除去液ノズル７から供給される除去液の温度と基板Ｗの温度との温度差が２０℃以内となるように基板Ｗの温度を調整している。その後のステップＳ２以降の処理工程は第１実施形態と同じである。
【００７０】
このようにしても、温調器１１６によって基板Ｗの温度を除去液の温度に近づけることにより、基板Ｗの表面を流れる除去液の温度が基板Ｗの全面においてほぼ均一となり、除去液の温度依存性が大きい場合であっても、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００７１】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、基板Ｗの温調は流体を媒介とすることやバキュームチャック１１５に内蔵された温調器１１６によることに限定されるものではなく、例えばハロゲンランプからの光照射等、保持回転手段５に保持された基板Ｗの温度調節が可能な機構であれば種々の機構を採用することができる。
【００７２】
また、上記実施形態においては、レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングするドライエッチング工程を経た基板に対して、ドライエッチング時に生成された反応生成物であるポリマーを除去するようにしていたが、本発明はドライエッチング時に生成されたポリマーが存在する基板から前記ポリマーを除去することに限定されるものではない。
【００７３】
例えば、本発明はプラズマアッシングの際に生成されたポリマーを基板から除去する場合も含む。よって、本発明は、必ずしもドライエッチングとは限らない各種処理において、レジストに起因して生成されたポリマーを基板から除去する場合も含む。
【００７４】
また、本発明は、ドライエッチングや、プラズマアッシングによる処理で生成されるポリマーだけを除去することに限定されるものではなく、レジストに由来する各種反応生成物を基板から除去する場合も含む。
【００７５】
また、本発明ではレジストに由来する反応生成物を基板から除去することに限らず、レジストそのものを基板から除去する場合も含む。
【００７６】
例えば、レジストが塗布され、該レジストに配線パターン等の模様が露光され、該レジストが現像され、該レジストの下層に対して下層処理（例えば下層としての薄膜に対するエッチング）が施された基板を対象とし、下層処理が終了して、不要になったレジスト膜を除去する場合も含まれる。
【００７７】
なお、この場合、不要になったレジスト膜を除去するのと同時に、レジスト膜が変質して生じた反応生成物があればこれも同時に除去できるので、スループットが向上するとともに、コストを削減できる。例えば、上記下層処理において、下層である薄膜に対してドライエッチングを施した場合は反応生成物も生成される。よって、ドライエッチング時に下層をマスクすることに供されたレジスト膜そのもの、および、レジスト膜が変質して生じた反応生成物も同時に除去できる。
【００７８】
また、本発明はレジストに由来する反応生成物やレジストそのものを基板から除去することに限らず、レジストに由来しない有機物、例えば人体から発塵した微細な汚染物質などを該有機物の除去液によって基板から除去することも含む。
【００７９】
また、本発明は、有機物を除去液によって除去する基板処理装置だけでなく、温度依存性の大きな処理液を基板に供給して所定の処理を行う種々の基板処理装置において適用可能である。例えば、基板表面に形成された薄膜を該薄膜のエッチング液によってエッチング処理を行う基板処理装置にも適用することができる。この場合、基板の温度をエッチング液の温度に近づけることにより、基板の表面を流れるエッチング液の温度が基板の全面においてほぼ均一となり、エッチング液の温度依存性が大きい場合であっても、エッチング処理の面内均一性を向上させることができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明によれば、保持回転手段に保持された基板の裏面に温調済除去液を供給することによって、除去液供給手段から供給される除去液の温度と保持回転手段に保持された基板の温度との温度差が所定の範囲内となるように基板の温度を温調するため、基板の表面を流れる除去液の温度が基板全面においてほぼ均一となり、有機物の除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００８１】
また、請求項２の発明によれば、除去液供給手段から除去液を供給する前に、回転される基板の裏面に温調済除去液を供給するため、速やかに基板の温度を除去液の温度に近づけることができる。
【００８２】
また、請求項３の発明によれば、除去液供給手段から供給される除去液の温度と前記流体供給手段から供給される除去液の温度との温度差が２０℃以内となるように除去液の温度を調整するため、基板の温度を除去液の温度に容易に近づけることができる。
【００８３】
また、請求項４の発明によれば、基板に付着した有機物が基板上に形成されたレジスト膜が変質して生じた反応生成物であるため、反応生成物の除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００８４】
また、請求項５の発明によれば、反応生成物がレジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーであるため、ポリマーの除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００８５】
また、請求項６の発明によれば、保持回転手段に保持された基板の裏面に温調済処理液を供給することによって、処理液供給手段から供給される処理液の温度と保持回転手段に保持された基板の温度との温度差が所定の範囲内となるように基板の温度を温調するため、基板の表面を流れる処理液の温度が基板全面においてほぼ均一となり、処理の面内均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１の基板処理装置の平面図である。
【図３】図１の基板処理装置の配管図である。
【図４】図１の基板処理装置のハード構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図１の基板処理装置における基板処理手順を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態の基板処理装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１，２基板処理装置
５保持回転手段
７除去液ノズル
９純水ノズル
１１裏面側液ノズル
１２裏面側ガスノズル
４７除去液ポンプ
５１，６１，１６１温調器
５３除去液ノズル弁
５７純水ポンプ
６３純水ノズル弁
６５裏面純水弁
６９制御手段
１５３裏面除去液弁
１５７窒素ガスポンプ
１６５裏面ガス弁
Ｗ基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention exists on the surface of a substrate using an organic substance, such as a resist film, attached to a semiconductor substrate, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask, an optical disk substrate or the like (hereinafter simply referred to as “substrate”). The present invention relates to a substrate processing apparatus for removing a polymer generated by dry etching a thin film to be removed with a removing liquid.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a semiconductor device, a metal thin film (metal film) such as aluminum or copper formed on a substrate such as a semiconductor wafer is etched using a patterned resist film as a mask to form a wiring of a semiconductor element. There is a process.
[0003]
This etching process is performed by dry etching such as RIE (Reactive Ion Etching).
[0004]
Since the power of reactive ions used in such dry etching is extremely strong, the resist film also changes at a certain rate when the etching of the metal film is completed, and a part of it is a reaction product such as a polymer. Denatured and deposited on the side wall of the metal film. Since this reaction product is not removed in the subsequent resist removal step, it is necessary to remove this reaction product before or after the resist removal step is performed.
[0005]
For this reason, conventionally, after the dry etching process or after the resist removal process, the reaction product deposited on the sidewall of the metal film is supplied by supplying a removal liquid having a function of removing the reaction product to the substrate. After the removal, the substrate is washed with pure water, and the reaction product is removed by shaking off the pure water and drying (see, for example, Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-124502 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the removal liquid described above has a high temperature dependence, and a significant difference may occur in the polymer removal performance only by different by several degrees. For this reason, an appropriate use temperature is determined for each type of the removal liquid, and the removal liquid adjusted to the temperature is supplied to the substrate.
[0008]
However, the temperature of the removal liquid supplied to the substrate surface gradually changes in the process of flowing and spreading on the surface although the temperature is appropriate at the landing point. For this reason, as the distance from the landing point increases, the removal liquid greatly deviates from the appropriate temperature acts. As a result, the in-plane uniformity of the polymer removal process cannot be maintained, and so-called process unevenness occurs.
[0009]
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 apparatus capable of improving in-plane uniformity such as organic substance removal processing.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is a substrate processing apparatus for removing organic substances adhering to a substrate with the organic substance removing liquid, and holding and rotating means for holding and rotating the substrate to which the organic substances are attached, A removal liquid supply means for supplying the removal liquid to the surface of the substrate held by the holding rotation means; A fluid supply means for supplying fluid to the back surface of the substrate held by the holding rotation means; a removal liquid pump for delivering the removal liquid pumped from a removal liquid source to both the removal liquid supply means and the fluid supply means; A temperature controller for adjusting the temperature of the removal liquid supplied to the removal liquid supply means and the fluid supply means by the removal liquid pump to a predetermined temperature, and the removal liquid supply means for the removal liquid temperature-controlled by the temperature controller. A first valve that opens and closes the flow path to the fluid, and a second valve that opens and closes the flow path to the fluid supply means of the removal liquid temperature-controlled by the temperature controller, and the removal liquid supply means And a substrate held by the holding rotation means with the second valve opened while the temperature of the removal liquid sent from the removal liquid pump common to the fluid supply means is controlled by the temperature controller common to the fluid supply means Temperature control against the back of the By supplying the removal liquid, the temperature difference between the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid supply means and the temperature of the substrate is within a predetermined range when the first valve is opened. And the temperature of the substrate is controlled. .
[0011]
Further, the invention of claim 2 is the substrate processing apparatus according to the invention of claim 1, Before the removal liquid supply means supplies the removal liquid, the second valve and the fluid supply means are controlled so as to supply the temperature-adjusted removal liquid to the back surface of the substrate rotated by the holding rotation means. Further comprising a control means .
[0012]
The invention of claim 3 Claim 1 or In the substrate processing apparatus according to the invention of claim 2, The temperature controller adjusts the temperature of the removal liquid so that the temperature difference between the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid supply means and the temperature of the removal liquid supplied from the fluid supply means is within 20 ° C. It is characterized by .
[0013]
The invention of claim 4 Any one of claims 1 to 3 In the substrate processing apparatus according to the invention, The organic substance adhering to the substrate is a reaction product generated by altering a resist film formed on the substrate. .
[0014]
The invention of claim 5 The invention of claim 4 In the substrate processing apparatus, The reaction product is a polymer generated by dry etching a thin film existing on the surface of the substrate using the resist film as a mask. .
[0015]
The invention of claim 6 In a substrate processing apparatus for supplying a processing liquid to a substrate and performing a predetermined processing, a holding rotating means for holding and rotating the substrate, and a processing liquid for supplying the processing liquid to the surface of the substrate held by the holding rotating means A supply means; a fluid supply means for supplying a fluid to the back surface of the substrate held by the holding rotation means; a treatment liquid pump for delivering a treatment liquid to both the treatment liquid supply means and the fluid supply means; and the treatment. A temperature controller for adjusting the temperature of the processing liquid supplied to the processing liquid supply means and the fluid supply means by a liquid pump to a predetermined temperature, and the processing liquid temperature-controlled by the temperature controller to the processing liquid supply means A first valve that opens and closes the flow path; and a second valve that opens and closes the flow path to the fluid supply means of the processing liquid temperature-controlled by the temperature controller, the processing liquid supply means and the Common to fluid supply means The temperature of the processing liquid sent from the processing liquid pump is controlled by the common temperature controller, and the second valve is opened to adjust the temperature of the back surface of the substrate held by the holding and rotating means. By supplying the liquid, when the first valve is opened, the temperature difference between the temperature of the processing liquid supplied from the processing liquid supply means and the temperature of the substrate is within a predetermined range. The temperature of the substrate is controlled. .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following embodiments, the substrate is a semiconductor substrate, and more specifically a silicon substrate. Further, the substrate has a thin film. The thin film is a metal film or an insulating film. Examples of the metal constituting the metal film include copper, aluminum, titanium, tungsten, and a mixture thereof. Examples of the insulating film include the metal oxide film, nitride film, silicon oxide film, silicon nitride film, organic insulating film, and low dielectric interlayer insulating film. In addition, the thin film here includes not only those whose height dimension is shorter than the length of the bottom part but also those whose height dimension is longer than the length of the bottom part in a cross section perpendicular to the substrate on which the thin film is formed. Therefore, a thin film includes a film or a wiring partially formed on the substrate, such as a film or wiring that exists in a line shape or an island shape when viewed toward the substrate.
[0018]
On the substrate that has undergone the dry etching process using the patterned resist film as a mask, a polymer, which is a reaction product derived from the resist and the thin film, is generated by dry etching.
[0019]
The substrate processing in the following embodiments is an organic substance removing process for removing organic substances from a substrate, or a reaction product removing process for removing reaction products generated by alteration of a resist film from a substrate. More specifically, it is a polymer removal process for removing the polymer from the substrate on which the polymer is generated.
[0020]
Hereinafter, the polymer that has fallen off the substrate may be referred to as a contaminant.
[0021]
Moreover, the removal liquid in the following embodiments is a polymer removal liquid. The polymer removal solution is a solution that selectively removes only the polymer, such as dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, etc., an organic amine removal solution containing an organic amine, an ammonium fluoride removal solution containing ammonium fluoride, and an inorganic removal solution. There is.
[0022]
Organic amine-based removal solutions include a mixed solution of monoethanolamine, water and aromatic triol, a mixed solution of 2- (2-aminoethoxy) ethanol, hydroxyamine and catechol, alkanolamine, water, dialkyl sulfoxide and hydroxy. Mixed solution of amine and amine-based anticorrosive, mixed solution of alkanolamine, glycol ether and water, mixed solution of dimethyl sulfoxide, hydroxyamine, triethylenetetramine, pyrocatechol and water, mixed water, hydroxyamine and pyrogallol There are a solution, a mixed solution of 2-aminoethanol, ethers and sugar alcohols, and a mixed solution of 2- (2-aminoethoxy) ethanol, N, N-dimethylacetoacetamide, water and triethanolamine.
[0023]
As the ammonium fluoride removal liquid, a mixed solution of organic alkali, sugar alcohol and water, a mixed solution of fluorine compound, organic carboxylic acid and acid / amide solvent, a mixture of alkylamide, water and ammonium fluoride. Solution, mixed solution of dimethyl sulfoxide, 2-aminoethanol, organic alkali aqueous solution and aromatic hydrocarbon, mixed solution of dimethyl sulfoxide, ammonium fluoride and water, ammonium fluoride, triethanolamine, pentamethyldiethylenetriamine and iminodiacetic acid Mixed solution of amide, organic salt, organic acid and inorganic salt, mixed solution of amide, organic salt, organic acid and inorganic salt, mixed solution of amide, organic salt, organic acid and inorganic salt There is a mixed solution.
[0024]
As an inorganic removal liquid, there is a mixed solution of water and a phosphoric acid derivative.
[0025]
<1. First Embodiment>
Hereinafter, embodiments of a substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are diagrams showing the configuration of the substrate processing apparatus 1. 1 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 2, but some hatching is omitted for the sake of convenience. The substrate processing apparatus 1 has a substantially U-shaped cross section as shown in FIG. 1, and has a substantially ring-shaped cup 3 having an opening in the central portion as shown in FIG. 2 and a cup 3 as shown in FIG. The holding rotation means 5 that is erected in the vertical direction through the opening and holds and rotates the substrate W, and the removal liquid nozzle 7 that supplies the removal liquid to the substrate W held by the holding rotation means 5 are also held. A pure water nozzle 9 for supplying pure water to the substrate W held by the rotating means 5; Further, the substrate processing apparatus 1 has a back surface side liquid nozzle 11 that supplies temperature-controlled pure water and removal liquid to the back surface of the substrate W held by the holding rotation means 5, and a back surface side that supplies temperature-controlled nitrogen gas. A gas nozzle 12 is also provided.
[0026]
The cup 3 has a plurality of outlets 4 at the bottom. The excess liquid supplied to the substrate W reaches the discharge port 4 along the inner wall of the cup 3 and is discharged from the discharge port 4 to the outside of the apparatus.
[0027]
The holding and rotating means 5 is fixed to a machine frame (not shown), and has a spin motor 13 having a drive shaft arranged in a vertical direction, a spin shaft 14 fixed to the drive shaft of the spin motor 13, and a top of the spin shaft 14. And a vacuum chuck 15 as a substrate holding member. The vacuum chuck 15 has an adsorption surface for adsorbing the substrate on the upper surface, and the adsorption surface is smaller than the area of the substrate W in a top view. In the first embodiment, the vacuum chuck is a substantially cylindrical member, and the upper suction surface is circular. The vacuum chuck 15 has a suction hole (not shown) on the suction surface on the upper surface, and sucks air from the suction hole. The substrate W placed on the vacuum chuck 15 is held by suction of air from the suction hole. Thus, the vacuum chuck 15 is in contact with only the back surface of the substrate W and holds the substrate W. In such holding and rotating means 5, the substrate W placed on the vacuum chuck 15 is held by suction by the vacuum chuck 15, and the substrate W held on the vacuum chuck 15 is driven in the vertical direction by driving the spin motor 13. Is rotated about the axis 71 along the center of rotation.
[0028]
The removal liquid nozzle 7 is fixed to a machine frame (not shown) and has a first rotation motor 17 having a drive shaft arranged in the vertical direction and a first rotation shaft fixed to the drive shaft of the first rotation motor 17. 19 and a first arm 21 connected to the top of the first rotation shaft 19. A removal liquid nozzle main body 23 is provided at the tip of the first arm 21. The removal liquid nozzle main body 23 is provided with a first through hole 29 whose axial direction is directed to the upper surface of the substrate W, and the first tube 27 is connected to the first through hole 29. A first vibrator 25 is provided in the first through hole 29 at a position in contact with the removal liquid that passes through the first through hole 29.
[0029]
When the first rotation motor 17 rotates the first arm 21 about the shaft 73 as indicated by an arrow 79, the removal liquid nozzle main body 23 moves in parallel with the substrate W held by the holding rotation means 5. Further, the first through hole 29 reaches the substrate W by the removal liquid 81 sprayed from the first through hole 29 as shown in FIG. 2 when the first arm 21 rotates about the shaft 73 as shown by an arrow 79. The point is provided so as to move the substrate W in an arc shape as indicated by an arrow 85 through the rotation center C of the substrate W.
[0030]
The removal liquid nozzle 7 ejects the removal liquid in a direction intersecting with the surface including the surface of the substrate W. That is, the angle formed by the direction of the removal liquid ejected from the removal liquid nozzle 7 and the substrate surface is greater than 0 degree and equal to or less than 90 degrees. In other words, the removal liquid nozzle 7 ejects the removal liquid from the orthogonal direction or obliquely upward with respect to the substrate W. Preferably, the angle formed between the direction of the ejected removal liquid and the substrate surface is 30 degrees or more and 60 degrees or less, and more preferably 45 degrees.
[0031]
The first tube 27 supplies the removal liquid to the first through hole 29. The first vibrator 25 is vibrated by an electrical signal from an oscillator 67 described later, and applies ultrasonic waves to the removal liquid passing through the first through hole 29. In such a removal liquid nozzle 7, the first rotation motor 17 rotates the first rotation shaft 19, whereby the first arm 21 rotates about the shaft 73. Thereby, the reaching point of the removal liquid 81 ejected from the removal liquid nozzle 7 with respect to the substrate W as shown in FIG. 2 moves through the rotation center C of the substrate W and moves the substrate W in an arc shape as indicated by an arrow 85. And the removal liquid to which the ultrasonic wave was provided can be supplied with respect to the board | substrate W. FIG.
[0032]
The pure water nozzle 9 is fixed to a machine frame (not shown) and has a second rotation motor 31 having a drive shaft arranged in the vertical direction and a second rotation shaft fixed to the drive shaft of the second rotation motor 31. 33 and a second arm 35 connected to the top of the second rotation shaft 33. A pure water nozzle body 37 is provided at the tip of the second arm 35. The pure water nozzle body 37 is provided with a second through hole 43 whose axial direction is directed to the upper surface of the substrate W, and the second tube 41 is connected to the second through hole 43. Further, a second vibrator 39 is provided in the second through hole 43 at a position in contact with pure water passing through the second through hole 43.
[0033]
When the second rotation motor 31 rotates the second arm 35 about the shaft 75 as indicated by an arrow 77, the pure water nozzle body 37 moves in parallel with the substrate W held by the holding rotation means 5. Further, when the second arm 35 rotates about the shaft 75 as shown by an arrow 77, the second through-hole 43 reaches the substrate W with the pure water 83 sprayed from the second through-hole 43 as shown in FIG. The point is provided so as to move the substrate W in an arc shape as indicated by an arrow 87 through the rotation center C of the substrate W.
[0034]
The pure water nozzle 9 injects pure water in a direction intersecting with the surface including the surface of the substrate W. That is, the angle formed by the direction of pure water ejected from the pure water nozzle 9 and the substrate surface is greater than 0 degrees and equal to or less than 90 degrees. In other words, a pure water nozzle for the substrate W 9 Jets pure water from an orthogonal direction or obliquely upward. The angle formed between the direction of the pure water jetted and the substrate surface is preferably 30 degrees or more and 60 degrees or less, and more preferably 45 degrees.
[0035]
The second tube 41 supplies pure water to the second through hole 43. The second vibrator 39 is vibrated by an electrical signal from an oscillator 67 described later, and applies ultrasonic waves to the pure water passing through the second through hole 43. In such a pure water nozzle 9, the second rotation motor 31 rotates the second rotation shaft 33, whereby the second arm 35 rotates about the shaft 75. Thereby, the arrival point of the pure water 83 sprayed from the pure water nozzle 9 with respect to the substrate W as shown in FIG. 2 moves through the rotation center C of the substrate W and moves the substrate W in an arc shape as indicated by an arrow 87. And the pure water to which the ultrasonic wave was provided with respect to the board | substrate W can be supplied.
[0036]
The back surface side liquid nozzle 11 is a tubular member that penetrates the cup 3 and extends in a substantially vertical direction toward the back surface of the substrate W, and is supplied with pure water through a back surface pure water valve 65 described later. Thus, pure water can be jetted from the back side liquid nozzle 11 to the back side of the substrate W. Further, the removal liquid is supplied to the back surface side liquid nozzle 11 through a back surface removal liquid valve 153 described later. Thereby, the removing liquid can be sprayed from the back surface side liquid nozzle 11 to the back surface of the substrate W.
[0037]
The backside gas nozzle 12 is also a tubular member that penetrates the cup 3 and extends in a substantially vertical direction toward the backside of the substrate W, and nitrogen gas is supplied through a backside gas valve 165 described later. Thereby, nitrogen gas can be injected from the back side gas nozzle 12 to the back side of the substrate W.
[0038]
Next, according to FIG. 3, the removal liquid supply system 89 to the removal liquid nozzle 7 and the back side liquid nozzle 11, the pure water supply system 91 to the pure water nozzle 9 and the back side liquid nozzle 11, and the gas to the back side gas nozzle 12 The supply system 92 will be described. The removal liquid supply system 89 removes the removal liquid from the removal liquid source 45 outside the apparatus, and the temperature of the removal liquid by heating or cooling the removal liquid pumped out by the removal liquid pump 47 to a predetermined temperature. A temperature controller 51 for adjusting the temperature, a filter 49 for filtering contaminants from the removal liquid whose temperature is adjusted by the temperature controller 51, and a removal liquid nozzle for opening and closing the flow path to the removal liquid nozzle 7 for the filtered removal liquid And a valve 53. With such a configuration, the removal liquid supply system 89 can be adjusted to a predetermined temperature by the temperature controller 51 and supply the removal liquid cleaned by the filter 49 to the removal liquid nozzle 7.
[0039]
The removal liquid supply system 89 includes a back surface removal liquid valve 153 that opens and closes a flow path of the removal liquid whose temperature is adjusted by the temperature controller 51 to the back surface side liquid nozzle 11. By opening the back surface removal liquid valve 153, the back surface of the substrate W held by the holding rotation means 5 is supplied to the back surface side liquid nozzle 11 with the removal liquid temperature-controlled by the temperature controller 51 and cleaned by the filter 49. On the other hand, the temperature-adjusted removal liquid can be supplied from the back surface side liquid nozzle 11.
[0040]
A pure water supply system 91 pumps pure water from a pure water source 55 outside the apparatus, and heats or cools the pure water pumped by the pure water pump 57 to a predetermined temperature to adjust the temperature of the pure water. A temperature controller 61 for adjusting, a filter 59 for filtering contaminants from the pure water whose temperature is adjusted by the temperature controller 61, and a pure water nozzle valve for opening and closing a flow path to the pure water nozzle 9 after filtering. 63. With such a configuration, the pure water supply system 91 can adjust the temperature to a predetermined temperature by the temperature controller 61 and supply pure water purified by the filter 59 to the pure water nozzle 9.
[0041]
The pure water supply system 91 has a back surface pure water valve 65 that opens and closes a flow path to the back surface liquid nozzle 11 of the pure water whose temperature is adjusted by the temperature controller 61. By opening the back surface pure water valve 65, the back surface of the substrate W held by the holding rotating means 5 is supplied to the back side liquid nozzle 11 with pure water temperature-controlled by the temperature controller 61 and cleaned by the filter 59. On the other hand, temperature-controlled pure water can be supplied from the back surface side liquid nozzle 11.
[0042]
The gas supply system 92 is supplied with a nitrogen gas (N) from a nitrogen gas source 155 (for example, a nitrogen pipe in a factory) outside the apparatus. ₂ ), A temperature controller 161 for adjusting the temperature of the nitrogen gas by heating or cooling the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas pump 157 to a predetermined temperature, and a temperature control by the temperature controller 161 And a backside gas valve 165 for opening and closing a flow path of the nitrogen gas to the backside gas nozzle 12. By opening the backside gas valve 165, the nitrogen gas temperature-controlled by the temperature controller 161 is supplied to the backside gas nozzle 12, and from the backside gas nozzle 12 to the backside of the substrate W held by the holding rotating means 5. Temperature-adjusted nitrogen gas can be supplied. As the temperature controllers 51, 61, 161, for example, various known temperature control devices such as a quartz heater, an electric heater, a Peltier element, and a thermostat can be used. Each of the temperature controllers 51, 61, 161 also includes a temperature measuring device that measures the temperature of the fluid to be temperature controlled.
[0043]
Next, the ultrasonic wave imparting means 93 will be described with reference to FIG. The ultrasonic wave imparting means 93 includes a first vibrator 25 provided in the removal liquid nozzle 7 and an oscillator 67 that transmits an electric signal to the first vibrator 25 to vibrate the first vibrator 25. With this configuration, the ultrasonic wave application unit 93 applies ultrasonic waves to the removal liquid to be supplied from the removal liquid nozzle 7 to the substrate W. The ultrasonic wave applying means 93 includes a second vibrator 39 provided in the pure water nozzle 9, and the second vibrator 39 vibrates by an electric signal transmitted from the oscillator 67. With such a configuration, the ultrasonic wave imparting means 93 imparts ultrasonic waves to pure water to be supplied from the pure water nozzle 9 to the substrate W.
[0044]
Thus, since the removal liquid to which the ultrasonic wave is applied or the pure water to which the ultrasonic wave is applied can be supplied to the substrate W, the reaction product can be removed more rapidly and the throughput is improved. Note that throughput can be improved simply by applying ultrasonic waves to either the removal liquid or pure water, but if ultrasonic waves are applied to both the removal liquid and pure water, reaction products can be removed more quickly, and throughput can be improved. Will improve.
[0045]
Next, the hardware configuration of the substrate processing apparatus 1 will be described with reference to FIG. The control means 69 includes a spin motor 13, a first rotation motor 17, a second rotation motor 31, an oscillator 67, a removal liquid pump 47, a pure water pump 57, a removal liquid nozzle valve 53, a pure water nozzle valve 63, and a back surface pure. A water valve 65, a temperature controller 51, a temperature controller 61, a back surface removal liquid valve 153, a nitrogen gas pump 157, a temperature controller 161, and a back surface gas valve 165 are connected, and the control means 69 is as described in the substrate processing method described later. Control what is connected to these.
[0046]
Next, a substrate processing method by the substrate processing apparatus 1 having the above configuration will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a substrate processing procedure in the substrate processing apparatus 1. The outline of the substrate processing procedure is a removal that has the effect of removing the reaction product on the substrate to which the polymer, which is a reaction product generated when the thin film existing on the surface of the substrate is dry-etched using the resist film as a mask. After the reaction product deposited on the side wall of the metal film is removed by supplying the liquid, the substrate is washed with pure water, and the pure water is shaken off and dried. Here, in this embodiment, prior to supplying the removal liquid to the substrate W, the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7 by supplying the fluid whose temperature is adjusted to the back surface of the substrate W The temperature of the substrate W held by the holding / rotating means 5 is made to be close.
[0047]
First, the substrate W to which the reaction product after the dry etching process is attached is carried in by a transfer robot outside the apparatus, and placed on the vacuum chuck 15 of the holding and rotating means 5. The vacuum chuck 15 holds the substrate W by suction. Next, the control means 69 drives the spin motor 13 to rotate the substrate W at a predetermined number of rotations (step S1). Then, the control means 69 drives the pure water pump 57 and the temperature controller 61 to send the temperature-adjusted pure water toward the back side liquid nozzle 11 and opens the back side pure water valve 65 to open the back side. Temperature-controlled pure water is supplied from the liquid nozzle 11 to the back surface of the rotating substrate W (step S2).
[0048]
Here, the temperature controller 61 adjusts the temperature of the pure water so that the temperature difference between the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7 and the temperature of the pure water discharged from the back surface side liquid nozzle 11 is within 20 ° C. Is adjusted. More specifically, an appropriate use temperature is determined for each type of the removal liquid, and the temperature controller 51 performs temperature adjustment so that the removal liquid reaches the appropriate use temperature. Then, according to the control signal from the control means 69, the temperature controller 61 does not deviate more than 20 ° C. from the temperature of the removal liquid whose temperature is controlled by the temperature controller 51 (here, the proper use temperature). The temperature of pure water is adjusted.
[0049]
By supplying such temperature-adjusted pure water to the back surface of the substrate W held by the holding rotation means 5, the temperature of the substrate W gradually approaches the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7. . Moreover, since the temperature-adjusted pure water is supplied to the back surface of the substrate W rotated by the holding and rotating means 5, the temperature of the substrate W and the temperature of the removal liquid can be quickly brought close to each other.
[0050]
After a predetermined time has elapsed since the temperature-controlled pure water was supplied to the back surface of the substrate W, the control unit 69 rotates the first rotation motor 17 to rotate the removal liquid nozzle 7. At the same time, the controller 69 drives the removal liquid pump 47 to send out the removal liquid toward the removal liquid nozzle 7 and opens the removal liquid nozzle valve 53 from the removal liquid nozzle 7 to the substrate W. To supply the removal solution. As a result, the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7 reaches at least two different points through the rotation center C of the substrate W in the horizontal plane including the surface of the substrate W as indicated by an arrow 85 in FIG. Is supplied onto the substrate W so as to move on an arc intersecting with the edge of the substrate W. In this way, the removal liquid supply process (step S3) is executed. Note that it is preferable to continue the supply of the temperature-adjusted pure water in the removal liquid supply step.
[0051]
Further, in the removal liquid supply step, the control unit 69 may cause the first vibrator 25 to vibrate by transmitting an electrical signal from the oscillator 67 to the first vibrator 25 in the removal liquid nozzle 7. Thereby, an ultrasonic wave is given to the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7. For this reason, ultrasonic vibration is applied to the reaction product adhering to the substrate W, and the reaction product is easily peeled off from the substrate W.
[0052]
After the removal liquid supply process is performed for a predetermined time, the control unit 69 stops the driving of the first rotation motor 17 in a state where the removal liquid nozzle 7 is retracted from above the cup 3. Further, the control means 69 closes the removal liquid nozzle valve 53 and stops the drive of the removal liquid pump 47 to stop the supply of the removal liquid from the removal liquid nozzle 7. Further, when an ultrasonic wave is applied to the removal liquid, the control unit 69 stops the transmission of the electric signal from the oscillator 67 to the first vibrator 25. Furthermore, the control means 69 closes the back surface pure water valve 65 and stops the supply of temperature-adjusted pure water from the back surface side liquid nozzle 11.
[0053]
In the above-described removal liquid supply process, the temperature of the substrate W is close to the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7, so that the removal liquid temperature is almost equal even in the process in which the removed liquid that has landed flows on the surface of the substrate W. It does not change. For this reason, the temperature of the removal liquid becomes almost uniform over the entire surface of the substrate W, and even if the temperature dependence of the removal liquid is large, the in-plane uniformity of the polymer removal process can be improved.
[0054]
By the way, the reason why the temperature difference between the temperature of the removing liquid supplied from the removing liquid nozzle 7 and the temperature of the pure water discharged from the back side liquid nozzle 11 is within 20 ° C. is as follows. That is, when the temperature difference between the temperature of the removal liquid and the temperature of pure water exceeds 20 ° C., the temperature difference between the temperature of the substrate W adjusted by the pure water and the temperature of the removal liquid also increases. As a result, the temperature of the removing liquid greatly changes in the process in which the removing liquid that has arrived flows on the surface of the substrate W, the temperature distribution of the removing liquid on the surface of the substrate W becomes uneven, and the in-plane uniformity of the polymer removing process is impaired. It is. For this reason, the temperature difference between the temperature of the removal liquid and the temperature of the pure water is set to 20 ° C. or less, and the temperature difference is preferably within 10 ° C. in order to perform more uniform processing. Most preferably, the temperature of the supplied removal liquid and the temperature of pure water discharged from the back-side liquid nozzle 11 are isothermal.
[0055]
Next, when the removal liquid supply process for a predetermined time is completed, the control unit 69 stops the supply of the removal liquid to the substrate W, while continuing to rotate the spin motor 13 to rotate the substrate W. maintain. Thereby, a removal liquid shaking process (step S4) is performed. In this removing liquid shaking process, the substrate W is rotated at 500 rpm or more, preferably 1000 rpm to 4000 rpm. The time for maintaining the rotation is at least 1 second or more, preferably 2 to 5 seconds.
[0056]
Thus, since the state where the substrate W rotates while the supply of the removing liquid to the substrate W is stopped, the removing liquid on the substrate W is shaken off from the substrate W by the centrifugal force. Further, since the substrate W is rotated while being held in a horizontal state, the removal liquid is uniformly shaken off from the substrate W. For this reason, the in-plane uniformity of the substrate W is maintained. Further, since the vacuum chuck 15 is in contact with only the back surface of the substrate W, there is no member in contact with the edge of the substrate W. For this reason, since there is nothing that prevents the progress of the removal liquid shaken off horizontally from the upper surface of the substrate W toward the outside of the substrate W, the time required for the removal liquid to be shaken off from the substrate W is shortened. Thus, throughput can be improved. In addition, since the holding and rotating means 5 only holds one substrate W, the number of rotations of the substrate W can be easily increased. For this reason, the time required for removing the removal liquid from the substrate W is shortened. Thus, throughput can be improved.
[0057]
Next, after the removal liquid shaking process is completed, the control means 69 rotates the second rotation motor 31 to rotate the pure water nozzle 9. Further, the control means 69 drives the pure water pump 57 to send pure water toward the pure water nozzle 9, opens the pure water nozzle valve 63, and supplies pure water from the pure water nozzle 9. As a result, the pure water supplied from the pure water nozzle 9 has a point of arrival at the substrate W passing through the rotation center C of the substrate W in the horizontal plane including the surface of the substrate W as indicated by an arrow 87 in FIG. It is supplied onto the substrate W so as to move on an arc intersecting with the edge of the substrate W at a point. In this way, the pure water supply process (step S5) is executed.
[0058]
In the pure water supply step, the control means 69 may cause the second vibrator 39 to vibrate by transmitting an electrical signal from the oscillator 67 to the second vibrator 39 in the pure water nozzle 9. Thereby, an ultrasonic wave is given to the pure water supplied from the pure water nozzle 9. For this reason, ultrasonic vibration is applied to the reaction product adhering to the substrate W, and the reaction product is easily removed from the substrate W. Further, the control unit 69 opens the back surface pure water valve 65 to supply pure water from the back surface side liquid nozzle 11 to the back surface of the substrate W, and also cleans the back surface of the substrate W.
[0059]
After a predetermined time has elapsed, the control means 69 stops the driving of the second rotation motor 31 with the pure water nozzle 9 retracted from above the cup 3. Further, the control means 69 closes the pure water nozzle valve 63, stops the driving of the pure water pump 57, and stops the supply of pure water from the pure water nozzle 9. Further, when the ultrasonic wave is applied to the pure water, the control unit 69 stops the transmission of the electric signal from the oscillator 67 to the second vibrator 39.
[0060]
When the pure water supply process for a predetermined time is finished, the control unit 69 stops the supply of pure water to the substrate W, while continuing to rotate the spin motor 13 to maintain the state where the substrate W is rotated. Thereby, a pure water shaking off process (Step S6) is performed. In this way, the reaction product is removed by supplying the removal liquid and pure water to the substrate W. And the control means 69 stops the drive of the spin motor 13, and stops rotation of the board | substrate W (step S7).
[0061]
As described above, in the first embodiment, the temperature-adjusted pure water is supplied to the back surface of the substrate W to bring the temperature of the substrate W close to the temperature of the removal solution, so that the removal solution flowing on the surface of the substrate W can be obtained. Even when the temperature is substantially uniform over the entire surface of the substrate W and the temperature dependence of the removal liquid is large, the in-plane uniformity of the polymer removal process can be improved. In order to maintain the in-plane uniformity of the polymer removal process, the temperature difference between the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7 and the temperature of pure water discharged from the back surface side liquid nozzle 11 is within 20 ° C. It is said.
[0062]
The medium that can be used to adjust the temperature of the substrate W is not limited to pure water. For example, the removal liquid itself or nitrogen gas may be used. Specifically, the control unit 69 drives the removal liquid pump 47 and the temperature controller 51 to send out the temperature-adjusted removal liquid toward the back-side liquid nozzle 11 and opens the back-side removal liquid valve 153. Then, the temperature-controlled removal liquid may be supplied from the back surface side liquid nozzle 11 to the back surface of the substrate W. In this way, the removal liquid temperature-controlled by the temperature controller 51 is supplied from the back surface side liquid nozzle 11 to the back surface of the substrate W in the same manner as the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7. There is almost no temperature difference between the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7 and the temperature of the removal liquid discharged from the back surface side liquid nozzle 11. Therefore, the temperature of the substrate W can be easily brought close to the temperature of the removal liquid, and the in-plane uniformity of the polymer removal process can be improved.
[0063]
Further, the control means 69 drives the nitrogen gas pump 157 and the temperature regulator 161 to send out the temperature-adjusted nitrogen gas toward the back side gas nozzle 12 and opens the back side gas valve 165 from the back side gas nozzle 12. A temperature-controlled nitrogen gas may be supplied to the back surface of the substrate W. In this case, the temperature difference between the temperature of the removing liquid supplied from the removing liquid nozzle 7 and the temperature of the nitrogen gas discharged from the back-side gas nozzle 12 is set to 20 ° C. or less. Even in this case, the temperature of the substrate W can be brought close to the temperature of the removal liquid, the temperature of the removal liquid flowing on the surface of the substrate W becomes almost uniform over the entire surface of the substrate W, and the temperature dependence of the removal liquid is large. Even so, the in-plane uniformity of the polymer removal treatment can be improved.
[0064]
In addition, when using gas as a temperature control medium, it is not limited to nitrogen gas, What is necessary is just an inert gas with poor reactivity, for example, argon gas etc. can also be used. However, from the viewpoint of consumption cost, it is preferable to use inexpensive and inert nitrogen gas.
[0065]
In summary, the temperature-adjusted fluid is supplied to the back surface of the substrate W held by the holding and rotating means 5 so that the temperature of the substrate W approaches the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7. If it exists, the in-plane uniformity of a polymer removal process can be improved. In order to maintain the in-plane uniformity of the polymer removal process, the temperature difference between the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7 and the temperature of the temperature adjusted fluid is set to 20 ° C. or less.
[0066]
<2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a side view showing the configuration of the substrate processing apparatus 2 of the second embodiment. The substrate processing apparatus 2 of the second embodiment is different from the substrate processing apparatus 1 of the first embodiment in that a part of the holding rotation means 5 and the back side liquid nozzle 11 and the back side gas nozzle 12 are not provided. Since the remaining points are the same, the same reference numerals are given and the description is omitted.
[0067]
The vacuum chuck 115 as a substrate holding member of the substrate processing apparatus 2 has a suction surface for sucking the substrate on the upper surface, and the suction surface is substantially the same as the planar size of the substrate W in a top view. Also in the second embodiment, the vacuum chuck 115 is a substantially cylindrical member, and the upper suction surface is circular. The vacuum chuck 115 has a suction hole (not shown) on the top suction surface, and sucks air from the suction hole. As in the first embodiment, the substrate W placed on the vacuum chuck 115 is held by sucking air from the suction holes. Thus, the vacuum chuck 115 is in contact with only the back surface of the substrate W and holds the substrate W. Also in the holding and rotating means 5 of the second embodiment, the substrate W placed on the vacuum chuck 115 is held by suction by the vacuum chuck 115 and the substrate W held on the vacuum chuck 115 is driven by driving the spin motor 13. The shaft 71 along the vertical direction can be rotated about the rotation center.
[0068]
In the second embodiment, a temperature controller 116 and a temperature measuring unit (not shown) are built in the vacuum chuck 115. As the temperature controller 116 here, for example, a Peltier module composed of a plurality of Peltier elements can be used. The temperature rise or fall of the temperature controller 116 is conducted to the substrate W through the vacuum chuck 115, and the substrate W attracted and held by the vacuum chuck 115 is raised or lowered. The temperature controller 116 and the temperature measuring means are electrically connected to the control means 69, and the temperature of the substrate W attracted and held by the vacuum chuck 115 can be adjusted to a predetermined temperature in accordance with an instruction from the control means 69.
[0069]
The substrate processing method by the substrate processing apparatus 2 of the second embodiment having such a configuration is substantially the same as that of the first embodiment (FIG. 5). The difference is that, instead of supplying the temperature-adjusted pure water to the back surface of the substrate W in step S1, the temperature of the substrate W is adjusted by the temperature controller 116 so as to approach the temperature of the removal liquid. . At this time, the temperature controller 116 adjusts the temperature of the substrate W so that the temperature difference between the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid nozzle 7 and the temperature of the substrate W is within 20 ° C. The subsequent processing steps after step S2 are the same as those in the first embodiment.
[0070]
Even in this case, the temperature controller 116 brings the temperature of the substrate W close to the temperature of the removal liquid, so that the temperature of the removal liquid flowing on the surface of the substrate W becomes substantially uniform over the entire surface of the substrate W, and the temperature dependence of the removal liquid. Even if the property is large, the in-plane uniformity of the polymer removal treatment can be improved.
[0071]
<3. Modification>
While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above examples. For example, the temperature control of the substrate W is not limited to using a fluid as a medium or the temperature controller 116 built in the vacuum chuck 115. For example, the temperature of the substrate W can be adjusted to the holding rotation means 5 such as light irradiation from a halogen lamp. Various mechanisms can be employed as long as the temperature of the held substrate W can be adjusted.
[0072]
In the above embodiment, the polymer, which is a reaction product generated during dry etching, is removed from a substrate that has undergone a dry etching process in which a thin film existing on the surface of the substrate is dry-etched using a resist film as a mask. However, the present invention is not limited to removing the polymer from the substrate on which the polymer produced during dry etching is present.
[0073]
For example, the present invention includes a case where a polymer generated during plasma ashing is removed from a substrate. Therefore, the present invention includes a case where the polymer generated due to the resist is removed from the substrate in various processes that are not necessarily dry etching.
[0074]
Further, the present invention is not limited to removing only the polymer produced by dry etching or plasma ashing, but also includes the case where various reaction products derived from the resist are removed from the substrate.
[0075]
In the present invention, the reaction product derived from the resist is not limited to be removed from the substrate, but includes the case where the resist itself is removed from the substrate.
[0076]
For example, a substrate in which a resist is applied, a pattern such as a wiring pattern is exposed to the resist, the resist is developed, and a lower layer treatment (for example, etching on a thin film as a lower layer) is performed on the lower layer of the resist In addition, the case where the unnecessary lower resist film is removed and the resist film that is no longer needed is also included.
[0077]
In this case, the removal of the resist film that is no longer necessary, and at the same time, any reaction product produced by the alteration of the resist film can be removed at the same time, so that throughput can be improved and cost can be reduced. For example, in the above lower layer treatment, when dry etching is performed on a thin film as a lower layer, a reaction product is also generated. Therefore, the resist film itself used for masking the lower layer at the time of dry etching, and the reaction product generated by alteration of the resist film can be removed at the same time.
[0078]
In addition, the present invention is not limited to removing the reaction product derived from the resist or the resist itself from the substrate, but organic substances not derived from the resist, for example, fine contaminants generated from the human body by the organic substance removing liquid. It also includes removing from.
[0079]
The present invention can be applied not only to a substrate processing apparatus that removes organic substances with a removing liquid, but also to various substrate processing apparatuses that perform predetermined processing by supplying a processing liquid having a large temperature dependency to a substrate. For example, the present invention can also be applied to a substrate processing apparatus that performs an etching process on a thin film formed on a substrate surface with an etching solution for the thin film. In this case, by bringing the temperature of the substrate close to the temperature of the etching solution, the temperature of the etching solution flowing on the surface of the substrate becomes substantially uniform over the entire surface of the substrate, and even if the temperature dependence of the etching solution is large, the etching process The in-plane uniformity can be improved.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention of claim 1, By supplying the temperature-controlled removal liquid to the back surface of the substrate held by the holding rotation means, In order to control the temperature of the substrate so that the temperature difference between the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid supply means and the temperature of the substrate held by the holding rotation means falls within a predetermined range, the substrate flows on the surface of the substrate. The temperature of the removal liquid becomes almost uniform over the entire surface of the substrate, and the in-plane uniformity of the organic substance removal process can be improved.
[0081]
According to the invention of claim 2, Since the temperature-adjusted removal liquid is supplied to the back surface of the rotating substrate before the removal liquid is supplied from the removal liquid supply means, the temperature of the substrate can be quickly brought close to the temperature of the removal liquid. .
[0082]
According to the invention of claim 3, In order to adjust the temperature of the removal liquid so that the temperature difference between the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid supply means and the temperature of the removal liquid supplied from the fluid supply means is within 20 ° C., the temperature of the substrate is adjusted. Can easily approach the temperature of the removal liquid .
[0083]
According to the invention of claim 4, Since the organic substance attached to the substrate is a reaction product generated by the alteration of the resist film formed on the substrate, the in-plane uniformity of the reaction product removal process can be improved. .
[0084]
According to the invention of claim 5, Since the reaction product is a polymer produced by dry etching a thin film existing on the surface of the substrate using a resist film as a mask, the in-plane uniformity of the polymer removal process can be improved. .
[0085]
According to the invention of claim 6, By supplying the temperature-adjusted processing liquid to the back surface of the substrate held by the holding rotation means, the temperature difference between the temperature of the processing liquid supplied from the processing liquid supply means and the temperature of the substrate held by the holding rotation means Since the temperature of the substrate is controlled so as to be within a predetermined range, the temperature of the processing liquid flowing on the surface of the substrate becomes almost uniform over the entire surface of the substrate, and the in-plane uniformity of processing can be improved. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the substrate processing apparatus of FIG.
FIG. 3 is a piping diagram of the substrate processing apparatus of FIG. 1;
4 is a functional block diagram showing a hardware configuration of the substrate processing apparatus of FIG. 1. FIG.
5 is a flowchart showing a substrate processing procedure in the substrate processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 6 is a side view illustrating a configuration of a substrate processing apparatus according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 2 Substrate processing equipment
5 Holding and rotating means
7 Remover nozzle
9 Pure water nozzle
11 Back side liquid nozzle
12 Back side gas nozzle
47 Removal liquid pump
51, 61, 161 Temperature controller
53 Removal liquid nozzle valve
57 Pure water pump
63 Pure water nozzle valve
65 Back side pure water valve
69 Control means
153 Back side removal liquid valve
157 Nitrogen gas pump
165 Back gas valve
W substrate

Claims

A substrate processing apparatus for removing an organic substance attached to a substrate with the organic substance removing liquid,
Holding and rotating means for holding and rotating the substrate to which the organic matter is attached;
A removal liquid supply means for supplying the removal liquid to the surface of the substrate held by the holding rotation means;
Fluid supply means for supplying fluid to the back surface of the substrate held by the holding rotation means;
A removal liquid pump for delivering the removal liquid pumped from the removal liquid source to both the removal liquid supply means and the fluid supply means;
A temperature controller for adjusting the temperature of the removal liquid sent to the removal liquid supply means and the fluid supply means by the removal liquid pump to a predetermined temperature;
A first valve that opens and closes a flow path of the removal liquid temperature-controlled by the temperature controller to the removal liquid supply means;
A second valve for opening and closing a flow path to the fluid supply means of the removal liquid temperature-controlled by the temperature controller;
With
The temperature of the removal liquid sent from the removal liquid pump common to the removal liquid supply means and the fluid supply means is controlled by the common temperature controller, and the second valve is opened to hold the rotation means. By supplying the temperature-adjusted removal liquid to the back surface of the substrate held on the substrate, the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid supply means when the first valve is opened and the substrate A substrate processing apparatus characterized in that the temperature of the substrate is controlled so that a temperature difference from a temperature falls within a predetermined range .

The substrate processing apparatus according to claim 1,
Before the removal liquid supply means supplies the removal liquid, the second valve and the fluid supply means are controlled so as to supply the temperature-adjusted removal liquid to the back surface of the substrate rotated by the holding rotation means. A substrate processing apparatus , further comprising a control means .

In the substrate processing apparatus of Claim 1 or Claim 2,
The temperature controller adjusts the temperature of the removal liquid so that the temperature difference between the temperature of the removal liquid supplied from the removal liquid supply means and the temperature of the removal liquid supplied from the fluid supply means is within 20 ° C. A substrate processing apparatus.

In the substrate processing apparatus in any one of Claims 1-3 ,
2. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the organic substance attached to the substrate is a reaction product generated by altering a resist film formed on the substrate.

The substrate processing apparatus according to claim 4 , wherein
The substrate processing apparatus , wherein the reaction product is a polymer generated by dry etching a thin film existing on the surface of the substrate using the resist film as a mask .

A substrate processing apparatus for supplying a processing liquid to a substrate and performing a predetermined process,
Holding and rotating means for holding and rotating the substrate;
Treatment liquid supply means for supplying the treatment liquid to the surface of the substrate held by the holding rotation means;
Fluid supply means for supplying fluid to the back surface of the substrate held by the holding rotation means;
A treatment liquid pump for delivering a treatment liquid to both the treatment liquid supply means and the fluid supply means;
A temperature controller for adjusting the temperature of the processing liquid supplied to the processing liquid supply means and the fluid supply means by the processing liquid pump to a predetermined temperature;
A first valve for opening and closing a flow path of the processing liquid temperature-controlled by the temperature controller to the processing liquid supply means;
A second valve for opening and closing a flow path to the fluid supply means of the treatment liquid temperature-controlled by the temperature controller;
With
The temperature of the processing liquid sent from the processing liquid pump common to the processing liquid supply means and the fluid supply means is controlled by the common temperature controller, and the second valve is opened to hold the rotation means. The temperature of the processing liquid supplied from the processing liquid supply means when the first valve is opened is supplied to the back surface of the substrate held on the substrate by opening the first valve. A substrate processing apparatus characterized in that the temperature of the substrate is controlled so that a temperature difference from a temperature falls within a predetermined range .