JP5043487B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、希釈薬液を用いて基板を処理するために用いられる基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板等が含まれる。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板の主面に希釈薬液を供給して、その基板の表面を希釈薬液で洗浄する処理などが行われる。
たとえば、基板を１枚ずつ処理する枚葉型の洗浄処理を実施する装置は、基板の主面に希釈薬液を吹き付けるためのノズルと、ノズルに対して希釈薬液を供給するための希釈薬液供給管とを備えている。希釈薬液供給管には、希釈薬液を生成するためのミキシングバルブが接続されている。ミキシングバルブには、薬液供給管とＤＩＷ供給管とが接続され、薬液供給源からの薬液（原液）、および、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷ（脱イオン化された純水）が供給されるようになっている。

薬液供給管の途中部には、ミキシングバルブに供給される薬液の流量を調節するための流量調節バルブと、ミキシングバルブに供給される薬液の流量を計測するための流量計とが介装されている。この流量計の計測値に基づいて流量調節バルブの開度が調節されることによって、ミキシングバルブに供給される薬液とＤＩＷとの流量比が変更され、これにより、ノズルから吐出される希釈薬液の濃度が所定の濃度に調整される。

ノズルから吐出される希釈薬液に極めて低い濃度（約０．２％以下）が要求される場合がある。かかる場合、ミキシングバルブに供給されるＤＩＷの流量を大幅に増やすことが考えられるが、ミキシングバルブに供給される薬液の流量がミキシングバルブに供給されるＤＩＷの流量に比べて著しく少なくなると（約０．０２５倍以下）、薬液とＤＩＷとの間に生じる圧力差のために、ミキシングバルブに薬液がほとんど流入しなくなるおそれがある。このため、薬液バルブの流量を調節して、ミキシングバルブに供給される薬液の量を微少とすることで、ノズルから極めて低い濃度の希釈薬液を吐出させる。
特開２００４−２８１４６４号公報

しかしながら、ミキシングバルブに供給される薬液の流量を、流量計によって計測可能な計測基準値を下回るほど微少とする必要があるときには、ミキシングバルブに正確な流量の薬液を供給することができず、ノズルから吐出される希釈薬液の濃度の精度が良くないという問題がある。
一方で、極めて低い濃度に濃度調整された希釈薬液をタンクに貯留させておき、このタンクに貯留された希釈薬液をノズルに供給することも考えられる。しかしながら、ノズルから吐出される薬液は、薬液とＤＩＷとが混合されてから所定時間が経過しているために、その薬効成分が劣化しているおそれがある。ノズルから吐出される薬液が、その薬効成分が劣化したものであると、基板に対する処理が良好に行えない。

そこで、この発明の目的は、精度良く濃度調整された希釈薬液を用いて基板を処理することができる基板処理装置を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、ノズル（３）から吐出される希釈薬液を用いて基板を処理する基板処理装置（１）であって、薬液供給源（３０）から薬液が供給される薬液供給管（２８）と、前記薬液を希釈するための希釈液が供給される第１の希釈液供給管（２９）と、前記薬液供給管および前記第１の希釈液供給管に接続されて、前記薬液供給管からの薬液と、前記第１の希釈液供給管からの希釈液とを混合して、希釈薬液を生成する第１の混合部（１４）と、前記第１の混合部で生成された希釈薬液を貯留する第１貯留タンク（３６）と、前記第１貯留タンクに貯留された希釈薬液の液面高さを検出するための第１液面センサ（５１）と、前記第１貯留タンクに貯留された希釈薬液を排液するための第１排液手段（３６３，３６４）と、前記第１貯留タンクに貯留された希釈薬液が供給される希釈薬液供給管（３８）と、前記薬液を希釈するための希釈液が供給される第２の希釈液供給管（３９）と、前記希釈薬液供給管および前記第２の希釈液供給管に接続されて、前記希釈薬液供給管からの希釈薬液と、前記第２の希釈液供給管からの希釈液とを混合して、前記希釈薬液供給管に供給される希釈薬液よりも濃度の低い希釈薬液を生成する第２の混合部（１５）と、前記第２の混合部で生成された希釈薬液を貯留する第２貯留タンク（４６）と、前記第２貯留タンクに貯留された希釈薬液の液面高さを検出するための第２液面センサ（５２）と、前記第２貯留タンクに貯留された希釈薬液を排液するための第２排液手段（４６３，４６４）と、前記第２貯留タンクに貯留された希釈薬液を前記ノズルへ向けて供給する希釈薬液供給手段（１７）とを含む、基板処理装置である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、薬液供給源からの薬液は、第１の混合部および第２の混合部で、希釈液と順に混ぜ合わされ、その段階的に希釈された希釈薬液がノズルに供給される。
このため、ノズルから吐出される希釈薬液に極めて低い濃度が要求される場合でも、第１の混合部および第２の混合部に供給される薬液または希釈薬液の流量を微少とする必要がない。したがって、第１の混合部に供給される薬液の流量が、第１の混合部に供給される希釈液の流量に比べて著しく少なくならず、そのため、第１の混合部において薬液と希釈液とが良好に混ざり合うようになる。また、第２の混合部に供給される希釈薬液の流量が、第２の混合部に供給される希釈液の流量に比べて著しく少なくならず、そのため、第２の混合部において希釈薬液と希釈液とが良好に混ざり合うようになる。これにより、精度良く調整された薬液をノズルから吐出させることができる。ゆえに、精度良く濃度調整された希釈薬液を用いて基板を処理することができる。

また、第１混合部で薬液と希釈液とが混合されてから間もない希釈薬液が、ノズルから吐出される。そのため、ノズルから吐出される希釈薬液には、薬効成分の劣化がほとんどない。これにより、希釈薬液の処理力を十分に発揮させつつ、基板を処理することができる。
また、第１の混合部によって生成された希釈薬液が第１貯留タンクで貯留され、この希釈薬液が第２の混合部に供給される。このため、第２の混合部への希釈薬液の供給流量を、第１の混合部からの希釈薬液の流出流量とは独立に調整できる。これにより、希釈薬液の濃度の自由度を高めることができ、希釈薬液の濃度を所望濃度に、容易に保つことができる。
また、第１貯留タンクには、当該第１貯留タンク内の希釈薬液を排液するための第１排液手段が設けられている。これにより、基板の処理完了後あるいは、基板処理完了から処理時間経過後に第１貯留タンク内の希釈薬液を排液しておけば、処理直前に希釈液との混合を行うことができる。

また、第２の混合部によって生成された希釈薬液が第２貯留タンクで貯留され、この希釈薬液が希釈薬液供給手段に供給される。このため、第２の混合部への希釈薬液の供給流量を、第２の混合部からの希釈薬液の流出流量とは独立に調整できる。
また、第２貯留タンクには、当該第２貯留タンク内の希釈薬液を排液するための第２排液手段が設けられている。これにより、基板の処理完了後あるいは、基板処理完了から処理時間経過後に第２貯留タンク内の希釈薬液を排液しておけば、処理直前に希釈液との混合を行うことができる。

請求項２記載の発明は、前記薬液供給源から前記薬液供給管に供給される薬液はふっ酸である、請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によれば、ふっ酸が第１の混合部および第２の混合部において希釈されて、ノズルから希ふっ酸が供給される。
希ふっ酸はその処理力が非常に高い。そのため、希ふっ酸を用いて基板の主面に形成された酸化膜や、基板の主面に付着したポリマを除去する場合には、基板にダメージを与えないように、その希ふっ酸は、極めて低濃度で、かつ、精度良く濃度調整されている必要がある。

第１混合部および第２混合部を備えた構成では、精度良く低濃度に濃度調整された希釈薬液を用いて基板を処理することができる。このため、基板にダメージを与えることなく、基板の主面に形成された酸化膜を除去したり、基板の主面に付着したポリマを除去したりすることができる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を模式的に示す図である。
この基板処理装置１は、基板の一例である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗにおけるデバイス形成領域側の表面に対して、薬液による洗浄処理を施すための枚葉型の装置である。

基板処理装置１は、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させるためのスピンチャック２と、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面の中央部にＳＣ−１（アンモニア過酸化水素水）、ＳＣ−２（塩酸過酸化水素水）および希ふっ酸を選択的に供給するための薬液ノズル３と、スピンチャック２に保持されたウエハＷの表面の中央部にＤＩＷ（脱イオン化された純水）を供給するためのＤＩＷノズル４と、スピンチャック２の周囲を取り囲み、ウエハＷから流下または飛散する薬液やＤＩＷを受け取るためのカップ５とを備えている。

スピンチャック２は、モータ６と、このモータ６の回転駆動力によって鉛直軸線まわりに回転される円盤状のスピンベース７と、スピンベース７の周縁部の複数箇所にほぼ等間隔で設けられ、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材８とを備えている。これにより、スピンチャック２は、複数個の挟持部材８によってウエハＷを挟持した状態で、モータ６の回転駆動力によってスピンベース７を回転させることにより、そのウエハＷを、ほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベース７とともに鉛直軸線まわりに回転させることができる。

なお、スピンチャック２としては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏面（非デバイス面）を真空吸着することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のバキュームチャックが採用されてもよい。
薬液ノズル３は、スピンチャック２の上方で、吐出口をウエハＷの回転中心付近に向けて配置されている。この薬液ノズル３には、後述する薬液供給機構１０から、ＳＣ−１、ＳＣ−２および希ふっ酸が選択的に供給されるようになっている。

ＤＩＷノズル４は、スピンチャック２の上方で、吐出口をウエハＷの回転中心付近に向けて配置されている。このＤＩＷノズル４には、リンス用ＤＩＷ供給管１２が接続されており、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷがリンス用ＤＩＷ供給管１２を通して供給されるようになっている。リンス用ＤＩＷ供給管１２の途中部には、リンス用ＤＩＷバルブ１３が介装されている。

なお、薬液ノズル３は、スピンチャック２に対して固定的に配置されている必要はなく、たとえば、スピンチャック２（カップ５）の上方において水平面内で揺動可能なアームに取り付けられて、このアームの揺動によりウエハＷの表面における薬液の入射位置がスキャンされる、いわゆるスキャンノズルの形態が採用されてもよい。また、ＤＩＷノズル４についても、スピンチャック２に対して固定的に配置されている必要はなく、いわゆるスキャンノズルの形態が採用されてもよい。

薬液供給機構１０は、ふっ酸原液（濃度がたとえば４９ｗｔ％）とＤＩＷとを混合して希ふっ酸（濃度がたとえば２．３ｗｔ％）を生成するための第１混合部１４と、第１混合部１４で生成された希ふっ酸とＤＩＷとを混合して希ふっ酸（たとえば０．１１ｗｔ％）を生成するための第２混合部１５と、ＳＣ−１、ＳＣ−２および希ふっ酸（たとえば０．００５ｗｔ％）を生成するための第３混合部１６と、第３混合部１６および薬液ノズル３の間に接続された供給管１７とを備えている。第３混合部１６によって生成されたＳＣ−１、ＳＣ−２および希ふっ酸が、供給管１７を介して、薬液ノズル３に供給されるようになっている。

第１混合部１４には、薬液供給管としての第１ふっ酸供給管２８と、第１の希釈液供給管としての第１ＤＩＷ供給管２９とが接続されている。第１ふっ酸供給管２８は、その一端が薬液供給源としてのふっ酸タンク３０に接続されており、そのふっ酸タンク３０に貯留されているふっ酸原液が供給される。第１ふっ酸供給管２８の途中部には、第１ふっ酸バルブ３１、第１流量計３２および第１流量調節バルブ３３が、第１混合部１４側からこの順に介装されている。第１ＤＩＷ供給管２９には、ＤＩＷ供給源からＤＩＷが供給される。第１ＤＩＷ供給管２９の各途中部には、第１ＤＩＷバルブ３４が介装されている。これら第１混合部１４、第１ふっ酸バルブ３１および第１ＤＩＷバルブ３４によって、ミキシングバルブが構成されている。

第１混合部１４には、第１接続配管３５が接続されている。第１接続配管３５の先端は、第１混合部１４で生成された希ふっ酸を貯留しておくための第１貯留タンク３６へ延びている。第１貯留タンク３６に関連して、第１貯留タンク３６に予め定める量の希ふっ酸が貯留されたときの液面高さを検出するための第１液面センサ５１が設けられている。なお、第１流量計３２は、その計測可能な計測基準値（下限流量値）がたとえば０．０５（Ｌ／ｍｉｎ）に設定されている。

第１混合部１４によって生成された希ふっ酸が第１貯留タンク３６で貯留され、この希ふっ酸が第２ふっ酸供給管３８に供給される。このため、第２ふっ酸供給管３８に供給される希ふっ酸の流量を、第１混合部１４で生成される希ふっ酸の量とは独立に調整することができる。
第２混合部１５には、希釈薬液供給管としての第２ふっ酸供給管３８と、第２の希釈液供給管としての第２ＤＩＷ供給管３９とが接続されている。第２ふっ酸供給管３８は、その一端が第１貯留タンク３６に接続されており、その第１貯留タンク３６に貯留されている希ふっ酸が供給される。第２ふっ酸供給管３８の途中部には、第２ふっ酸バルブ４１、第２流量計４２および第２流量調節バルブ４３が、第２混合部１５側からこの順に介装されている。第２ＤＩＷ供給管３９には、ＤＩＷ供給源からＤＩＷが供給される。第２ＤＩＷ供給管３９の途中部には、第２ＤＩＷバルブ４４が介装されている。これら第２混合部１５、第２ふっ酸バルブ４１および第２ＤＩＷバルブ４４によって、ミキシングバルブが構成されている。

第２混合部１５には、第２接続配管４５が接続されている。第２接続配管４５の先端は、第２混合部１５で生成された希ふっ酸を貯留しておくための第２貯留タンク４６へ延びている。この第２貯留タンク４６に関連して、第２貯留タンク４６に予め定める量の希ふっ酸が貯留されたときの液面高さを検出するための第２液面センサ５２が設けられている。第２貯留タンク４６には、後述する第３ふっ酸供給管２２が接続されており、第２貯留タンク４６に貯留されている希ふっ酸が第３ふっ酸供給管２２に供給される。なお、第２流量計４２は、その計測可能な計測基準値（下限流量値）がたとえば０．０５（Ｌ／ｍｉｎ）に設定されている。

第２混合部１５によって生成された希ふっ酸が第２貯留タンク４６で貯留され、この希ふっ酸が第３ふっ酸供給管２２に供給される。このため、第３ふっ酸供給管２２に供給される希ふっ酸の流量を、第２混合部１５で生成される希ふっ酸の量とは独立に調整することができる。
第１ふっ酸バルブ３１および第１ＤＩＷバルブ３４が開かれると、たとえば４９（ｗｔ％）の濃度のふっ酸原液とＤＩＷとが第１混合部１４に供給される。第１ふっ酸供給管２８から第１混合部１４に供給されるふっ酸は、第１流量計３２および第１流量調節バルブ３３によって、その流量がたとえば０．１（Ｌ／ｍｉｎ）に調節されている。この流量は、第１流量計３２の計測基準値である０．０５（Ｌ／ｍｉｎ）よりも多い。

一方、第１ＤＩＷ供給管２９から第１混合部１４に供給されるＤＩＷの流量はたとえば２．０（Ｌ／ｍｉｎ）に設定されている。したがって、第１混合部１４に供給されるふっ酸とＤＩＷとの流量比は１：２０であり、このため、第１混合部１４では、２．３（ｗｔ％）の濃度の希ふっ酸が生成される。第１混合部１４で生成された希ふっ酸は、第１接続配管３５を介して第１貯留タンク３６へ供給され、この第１貯留タンク３６に貯留される。

第１混合部１４に供給されるふっ酸原液の流量（０．１Ｌ／ｍｉｎ）が、第１混合部１４に供給されるＤＩＷの流量（２．０Ｌ／ｍｉｎ）の約０．０５倍である。このため、ふっ酸原液とＤＩＷとの間に生じる圧力差は、第１混合部１４へのふっ酸原液の流入に、ほとんど影響を及ぼさない。そのため、第１混合部１４において、ふっ酸原液とＤＩＷとが良好に混ざり合う。また、第１ふっ酸供給管２８から第１混合部１４に供給されるふっ酸の流量が第１流量計３２の計測基準値を上回っているので、第１混合部１４に供給されるふっ酸原液の流量は正確である。

さらに、第２ふっ酸バルブ４１および第２ＤＩＷバルブ４４が開かれると、２．３（ｗｔ％）の濃度の希ふっ酸とＤＩＷとが第２混合部１５に供給される。第２ふっ酸供給管３８から第２混合部１５に供給される希ふっ酸は、第２流量計４２および第２流量調節バルブ４３によって、その流量がたとえば０．１（Ｌ／ｍｉｎ）に調節されている。この流量は、第２流量計４２の計測基準値である０．０５（Ｌ／ｍｉｎ）よりも多い。一方、第２ＤＩＷ供給管３９から第２混合部１５に供給されるＤＩＷの流量はたとえば２．０（Ｌ／ｍｉｎ）に設定されている。したがって、第２混合部１５に供給されるふっ酸とＤＩＷとの流量比は１：２０であり、このため、第２混合部１５では、たとえば０．１１（ｗｔ％）の濃度の希ふっ酸が生成される。第２混合部１５で生成された希ふっ酸は、第２接続配管４５を介して第２貯留タンク４６へ供給され、この第２貯留タンク４６に貯留される。

第２混合部１５に供給される希ふっ酸の流量（０．１Ｌ／ｍｉｎ）が、第２混合部１５に供給されるＤＩＷの流量（２．０Ｌ／ｍｉｎ）の約０．０５倍である。このため、希ふっ酸とＤＩＷとの間に生じる圧力差は、第２混合部１５への希ふっ酸の流入に、ほとんど影響を及ぼさない。そのため、第２混合部１５において、希ふっ酸とＤＩＷとが良好に混ざり合う。また、第２ふっ酸供給管３８から第２混合部１５に供給されるふっ酸の流量が第２流量計４２の計測基準値を上回っているので、第２混合部１５に供給されるふっ酸原液の流量は正確である。

第３混合部１６には、第３ふっ酸供給管２２、アンモニア供給管１８、過酸化水素水供給管１９、塩酸供給管２０および第３ＤＩＷ供給管２１が接続されている。第３ふっ酸供給管２２には、第２貯留タンク４６に貯留されている希ふっ酸が供給される。第３ふっ酸供給管２２の途中部には、第３ふっ酸バルブ４７、第３流量計４８および第３流量調節バルブ４９が、第３混合部１６側からこの順に介装されている。第３流量計４８は、その計測可能な計測基準値（下限流量値）がたとえば０．０５（Ｌ／ｍｉｎ）に設定されている。

アンモニア供給管１８には、アンモニア供給源からアンモニア（ＮＨ₄ＯＨ）が供給される。アンモニア供給管１８の途中部には、アンモニアバルブ２３が介装されている。過酸化水素水供給管１９には、過酸化水素水供給源から過酸化水素水（Ｈ₂Ｏ₂）が供給される。過酸化水素水供給管１９の各途中部には、過酸化水素水バルブ２４が介装されている。塩酸供給管２０には、塩酸供給源から塩酸（ＨＣＬ）が供給される。塩酸供給管２０の途中部には、塩酸バルブ２５が介装されている。第３ＤＩＷ供給管２１には、ＤＩＷ供給源からＤＩＷが供給される。第３ＤＩＷ供給管２１の途中部には、第３ＤＩＷバルブ２６が介装されている。これら第３混合部１６、アンモニアバルブ２３、過酸化水素水バルブ２４、塩酸バルブ２５、第３ふっ酸バルブ４７および第３ＤＩＷバルブ２６によって、ミキシングバルブが構成されている。

なおここで、タンク３０，３６，４６のそれぞれには、送液手段としての加圧用窒素ガスを供給する加圧用窒素ガス供給配管３０１，３６１，４６１および加圧用窒素ガス供給バルブ３０２，３６２，４６２が接続されており、この加圧用窒素ガスの供給圧力によって、タンク３０，３６，４６内の液体がそれぞれ供給管２８，３８，２２に向かう方向に送液される。

供給管１７の途中部には、攪拌流通管５０が介装されている。この攪拌流通管５０は、管部材内に、それぞれ液体流通方向を軸にほぼ１８０度のねじれを加えた長方形板状体からなる複数の撹拌フィンを、液体流通方向に沿う管中心軸まわりの回転角度を９０度ずつ交互に異ならせて管軸方向に沿って配置した構成のものであり、たとえば、株式会社ノリタケカンパニーリミテド・アドバンス電気工業株式会社製の商品名「ＭＸシリーズ：インラインミキサー」を用いることができる。なお、この攪拌流通管５０は、必ずしも介装されていなくてもよい。

アンモニアバルブ２３、過酸化水素水バルブ２４および第３ＤＩＷバルブ２６が開かれると、アンモニア、過酸化水素水およびＤＩＷが第３混合部１６に供給される。第３混合部１６にアンモニア、過酸化水素水およびＤＩＷが供給されると、それらが混ざり合って所定の濃度のＳＣ−１が生成される。第３混合部１６で生成されたＳＣ−１は、薬液ノズル３に向けて供給管１７を流通する。アンモニア、過酸化水素水およびＤＩＷは、供給管１７を流通する途中、攪拌流通管５０を通過することにより十分に攪拌される。そして、薬液ノズル３からウエハＷの表面に向けて吐出される。

また、塩酸バルブ２５、過酸化水素水バルブ２４および第３ＤＩＷバルブ２６が開かれると、塩酸供給管２０からの塩酸と、過酸化水素水供給管１９からの過酸化水素水と、第３ＤＩＷ供給管２１からのＤＩＷとが第３混合部１６に供給される。第３混合部１６に塩酸、過酸化水素水およびＤＩＷが供給されると、それらが混ざり合って所定の濃度に希釈されたＳＣ−２が生成される。第３混合部１６で生成されたＳＣ−２は、薬液ノズル３に向けて供給管１７を流通する。塩酸、過酸化水素水およびＤＩＷは、供給管１７を流通する途中、攪拌流通管５０を通過することにより十分に攪拌される。そのＳＣ−２が薬液ノズル３に供給され、薬液ノズル３からウエハＷの表面に向けて吐出される。

さらに、第３ふっ酸バルブ４７および第３ＤＩＷバルブ２６が開かれると、０．１１（ｗｔ％）の濃度の希ふっ酸と、第３ＤＩＷ供給管２１からのＤＩＷとが第３混合部１６に供給される。第３ふっ酸供給管２２から第３混合部１６に供給される希ふっ酸は、第３流量計４８および第３流量調節バルブ４９によって、その流量がたとえば０．１（Ｌ／ｍｉｎ）に調節されている。この流量は、第３流量計４８の計測基準値である０．０５（Ｌ／ｍｉｎ）よりも多い。一方、第３ＤＩＷ供給管２１から第３混合部１６に供給されるＤＩＷの流量はたとえば２．０（Ｌ／ｍｉｎ）に設定されている。したがって、第３混合部１６に供給されるふっ酸とＤＩＷとの流量比は１：２０であり、このため、第３混合部１６では、たとえば０．００５（ｗｔ％）の濃度の希ふっ酸が生成される。そして、その０．００５（ｗｔ％）に濃度調整された希ふっ酸が薬液ノズル３に供給され、薬液ノズル３からウエハＷの表面に向けて吐出される。この希ふっ酸は、第１混合部１４でふっ酸原液とＤＩＷとが混合された後それほど時間が経過しておらず、そのため、薬液ノズル３から吐出される希ふっ酸には薬効成分（希ふっ酸）の劣化がほとんどない。

第３混合部１６に供給される希ふっ酸の流量（０．１Ｌ／ｍｉｎ）が、第３混合部１６に供給されるＤＩＷの流量（２．０Ｌ／ｍｉｎ）の約０．０５倍である。このため、希ふっ酸とＤＩＷとの間に生じる圧力差は、第３混合部１６への希ふっ酸の流入に、ほとんど影響を及ぼさない。そのため、第３混合部１６において、希ふっ酸とＤＩＷとが良好に混ざり合う。また、第３ふっ酸供給管２２から第３混合部１６に供給されるふっ酸の流量が第３流量計４８の計測基準値を上回っているので、第３混合部１６に供給されるふっ酸原液の流量は正確である。

ふっ酸タンク３０からのふっ酸原液は、第１混合部１４、第２混合部１５および第３混合部１６で、ＤＩＷと順に混ぜ合わされ、その段階的に希釈された希ふっ酸が薬液ノズル３に供給される。このため、第１混合部１４、第２混合部１５および第３混合部１６のそれぞれにおいて、ふっ酸原液（希ふっ酸）とＤＩＷとを良好に混ざり合わせることができる。このため、薬液ノズル３から吐出される希ふっ酸の濃度の精度が良い。これにより、薬液ノズル３から、０．００５（ｗｔ％）という極めて低い濃度に精度良く調節された希ふっ酸がウエハＷの表面に供給される。

また、薬液ノズル３からは、ふっ酸原液とＤＩＷとが混ざり合ってから間もない希ふっ酸が吐出される。そのため、ふっ酸成分（薬効成分）の劣化がほとんどない希ふっ酸を、ウエハＷの表面に供給することができる。
図２は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。
基板処理装置１は、たとえば、マイクロコンピュータで構成される制御装置６０を備えている。

制御装置６０には、第１流量計３２、第２流量計４２、第３流量計４８、第１液面センサ５１および第２液面センサ５２が接続されており、これらの第１流量計３２、第２流量計４２および第３流量計４８から出力された計測値、ならびに、第１液面センサ５１および第２液面センサ５２から出力された検出信号が入力されるようになっている。
また、制御装置６０には、モータ６、第１ふっ酸バルブ３１、第２ふっ酸バルブ４１、第３ふっ酸バルブ４７、第１流量調節バルブ３３、第２流量調節バルブ４３、第３流量調節バルブ４９、アンモニアバルブ２３、過酸化水素水バルブ２４、塩酸バルブ２５、リンス用ＤＩＷバルブ１３、第３ＤＩＷバルブ２６、第１ＤＩＷバルブ３４および第２ＤＩＷバルブ４４が制御対象として接続されている。

制御装置６０は、モータ６の駆動を制御する。また、第１ふっ酸バルブ３１、第２ふっ酸バルブ４１、第３ふっ酸バルブ４７、アンモニアバルブ２３、過酸化水素水バルブ２４、塩酸バルブ２５、リンス用ＤＩＷバルブ１３、第３ＤＩＷバルブ２６、第１ＤＩＷバルブ３４および第２ＤＩＷバルブ４４の開閉を制御する。さらに、制御装置６０は、第１流量計３２、第２流量計４２および第３流量計４８からの検出信号に基づいて、第１流量調節バルブ３３、第２流量調節バルブ４３および第３流量調節バルブ４９の開度をそれぞれ制御する。

図３は、基板処理装置１において行われる処理例を説明するための工程図である。図３に示す処理例では、ＲＣＡ洗浄法を用いた洗浄処理がウエハＷに施されている。
ウエハＷの処理に際し、搬送ロボット（図示せず）によって、未処理のウエハＷが基板処理装置１に搬入され、その表面を上方に向けた状態で、スピンチャック２に保持される。ウエハＷがスピンチャック２に保持された後、制御装置６０は、モータ６を駆動して、スピンチャック２を所定の液処理回転速度で回転させる。

その後、制御装置６０は、アンモニアバルブ２３、過酸化水素水バルブ２４および第３ＤＩＷバルブ２６を開いて、薬液ノズル３からＳＣ−１を吐出させる。薬液ノズル３から吐出されたＳＣ−１は、ウエハＷの表面に供給される（ステップＳ１）。ウエハＷの表面に供給されたＳＣ−１は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面を周縁に向けて流れ、ウエハＷの表面全域に行き渡る。このＳＣ−１によって、ウエハＷの表面に付着しているパーティクルが除去される。

ウエハＷへのＳＣ−１の供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、アンモニアバルブ２３、過酸化水素水バルブ２４および第３ＤＩＷバルブ２６を閉じて、ウエハＷの表面へのＳＣ−１の供給を停止する。その後、制御装置６０は、リンス用ＤＩＷバルブ１３を開いて、ＤＩＷノズル４からＤＩＷを吐出させる。ＤＩＷノズル４から吐出されたＤＩＷは、ウエハＷの表面に供給される（ステップＳ２）。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面を中央部から周縁に向けて流れ、ウエハＷの表面に付着しているＳＣ−１がＤＩＷによって洗い流される。

ウエハＷへのＤＩＷの供給が所定時間にわたって行われると、その後、制御装置６０は、リンス用ＤＩＷバルブ１３を閉じて、ウエハＷの表面へのＤＩＷの供給を停止する。その後、制御装置６０は、第３ふっ酸バルブ４７および第３ＤＩＷバルブ２６を開くとともに、第３流量調節バルブ４９の開度を調節して、薬液ノズル３から０．００５（ｗｔ％）に濃度調整された希ふっ酸を吐出させる。薬液ノズル３から吐出された希ふっ酸は、ウエハＷの表面に供給される（ステップＳ３）。ウエハＷの表面に供給された希ふっ酸は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面を周縁に向けて流れ、ウエハＷの表面全域に行き渡る。この希ふっ酸によって、ウエハＷの表面に形成されている酸化膜が除去される。

薬液ノズル３からウエハＷの表面に向けて吐出される希ふっ酸は０．００５（ｗｔ％）に精度良く調節されている。このため、ウエハＷにダメージを与えることなく、ウエハＷの表面に形成された酸化膜だけを良好に除去することができる。
一方、制御装置６０は、第１液面センサ５１および第２液面センサ５２の出力を参照することによって、第１貯留タンク３６および第２貯留タンク４６に貯留される希ふっ酸の液面高さがそれぞれ予め定める高さ位置に達しているかを監視している。第１貯留タンク３６に貯留される希ふっ酸の液面高さが予め定める高さ位置に達していない場合、制御装置６０が、第１ふっ酸バルブ３１および第１ＤＩＷバルブ３４を開くとともに、第１流量調節バルブ３３の開度を調節して、第１貯留タンク３６に２．３（ｗｔ％）の濃度の希ふっ酸が供給される。また、第２貯留タンク４６に貯留される希ふっ酸の液面高さが予め定める高さ位置に達していない場合、制御装置６０が、第２ふっ酸バルブ４１および第２ＤＩＷバルブ４４を開くとともに、第２流量調節バルブ４３の開度を調節して、第２貯留タンク４６に０．１１（ｗｔ％）の濃度の希ふっ酸が供給される。なお、タンク３６及び４６にはそれぞれ、タンク内の希ふっ酸を排液するためのドレイン配管（第１および第２排液手段）３６３，４６３及びドレインバルブ（第１および第２排液手段）３６４，４６４がタンク底面に接続されている。これにより、ウエハＷの処理完了後あるいは所定時間経過後（例えば３０分後）にタンク３６及び４６内の希ふっ酸を排液しておき、処理直前での純水との混合を行うようにすることができる。

ウエハＷへの希ふっ酸の供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、第３ふっ酸バルブ４７および第３ＤＩＷバルブ２６を閉じて、ウエハＷの表面への希ふっ酸の供給を停止する。その後、制御装置６０は、リンス用ＤＩＷバルブ１３を開いて、ＤＩＷノズル４からＤＩＷを吐出させる。ＤＩＷノズル４から吐出されたＤＩＷは、ウエハＷの表面に供給される（ステップＳ４）。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面を中央部から周縁に向けて流れ、ウエハＷの表面に付着している希ふっ酸がＤＩＷによって洗い流される。

ウエハＷへのＤＩＷの供給が所定時間にわたって行われると、その後、制御装置６０は、リンス用ＤＩＷバルブ１３を閉じて、ウエハＷの表面へのＤＩＷの供給を停止する。その後、制御装置６０は、塩酸バルブ２５、過酸化水素水バルブ２４および第３ＤＩＷバルブ２６を開いて、薬液ノズル３からＳＣ−２を吐出させる。薬液ノズル３から吐出されたＳＣ−２は、ウエハＷの表面に供給される（ステップＳ５）。ウエハＷの表面に供給されたＳＣ−２は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面を周縁に向けて流れ、ウエハＷの表面全域に行き渡る。このＳＣ−２によって、ウエハＷの表面に付着している金属イオンが除去される。

ウエハＷへのＳＣ−２の供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、塩酸バルブ２５、過酸化水素水バルブ２４および第３ＤＩＷバルブ２６を閉じて、ウエハＷの表面へのＳＣ−２の供給を停止する。その後、制御装置６０は、リンス用ＤＩＷバルブ１３を開き、ＤＩＷノズル４からＤＩＷを吐出させる。ＤＩＷノズル４から吐出されたＤＩＷは、ウエハＷの表面に供給される（ステップＳ６）。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面を中央部から周縁に向けて流れ、ウエハＷの表面に付着しているＳＣ−２がＤＩＷによって洗い流される。

ウエハＷへのＤＩＷの供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、リンス用ＤＩＷバルブ１３を閉じて、ウエハＷの表面へのＤＩＷの供給を停止する。その後、制御装置６０は、さらにモータ６を制御して、スピンチャック２の回転速度を所定のスピンドライ速度に加速する（ステップＳ７）。これによって、ウエハＷの表面の水分が遠心力によって振り切られる。

スピンドライが所定時間にわたって行われた後、制御装置６０は、モータ６を制御して、スピンチャックの回転を停止させる。その後、処理済みのウエハＷが基板搬送ロボットによって搬送される。
以上により、この実施形態によれば、ふっ酸タンク３０からのふっ酸原液は、第１混合部１４、第２混合部１５および第３混合部１６で、ＤＩＷと順に混ぜ合わされ、その段階的に希釈された希ふっ酸が薬液ノズル３に供給される。このため、第１混合部１４、第２混合部１５および第３混合部１６のそれぞれにおいて、ふっ酸原液（希ふっ酸）とＤＩＷとを良好に混ざり合わせることができる。このため、薬液ノズル３から吐出される希ふっ酸の濃度の精度が良い。これにより、０．００５（ｗｔ％）という極めて低い濃度に精度良く調節された希ふっ酸をウエハＷの表面に供給することができる。

また、第１混合部１４によって生成された希ふっ酸が第１貯留タンク３６で貯留され、この希ふっ酸が第２ふっ酸供給管３８に供給される。このため、第２ふっ酸供給管３８に供給される希ふっ酸の流量、すなわち、第２混合部１５へ供給される希ふっ酸の流量を、第１混合部１４で生成される希ふっ酸の量とは独立に調整することができる。これにより、第２混合部１５で、所望濃度の希ふっ酸を生成することができる。

さらに、第２混合部１５によって生成された希ふっ酸が第２貯留タンク４６で貯留され、この希ふっ酸が第３ふっ酸供給管２２に供給される。このため、第３ふっ酸供給管２２に供給される希ふっ酸の流量、すなわち、第３混合部１６へ供給される希ふっ酸の流量を、第２混合部１５で生成される希ふっ酸の量とは独立に調整することができる。これにより、第３混合部１６で、所望濃度の希ふっ酸を生成することができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
前述の図３における洗浄処理において、ステップＳ３の希ふっ酸の供給工程と、ステップＳ１のＳＣ−１の供給工程とを入れ替えてもよい。
また、ステップＳ３の希ふっ酸の供給工程によって、ウエハＷの表面に形成された酸化膜を除去するだけでなく、ウエハＷの表面に付着したポリマが除去されてもよい。

前述の説明では、ふっ酸を段階的に希釈させる構成について説明したが、同様の構成が、アンモニア、過酸化水素水および塩酸に適用されていてもよい。また、前述した以外の薬液を段階的に希釈させてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す図である。 図１の基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１の基板処理装置において行われる処理例を説明するための工程図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
３ 薬液ノズル（ノズル）
１４ 第１混合部
１５ 第２混合部
１６ 第３混合部
１７ 供給管（希釈薬液供給手段）
２１ 第３ＤＩＷ供給管
２２ 第３ふっ酸供給管
２８ 第１ふっ酸供給管（薬液供給管）
２９ 第１ＤＩＷ供給管（第１の希釈液供給管）
３０ ふっ酸タンク（薬液供給源）
３３ 第１流量調節バルブ（第１の流量調節手段）
３６ 第１貯留タンク
３８ 第２ふっ酸供給管（希釈薬液供給管）
３９ 第２ＤＩＷ供給管（第２の希釈液供給管）
４３ 第２流量調節バルブ（第２の流量調節手段）
４６ 第２貯留タンク
４９ 第３流量調節バルブ
５１ 第１液面センサ
５２ 第２液面センサ
６０ 制御装置
３６３ ドレイン配管（第１排液手段）
３６４ ドレインバルブ（第１排液手段）
４６３ ドレイン配管（第２排液手段）
４６４ ドレインバルブ（第２排液手段）
Ｗ ウエハ（基板）

Claims (2)

1. ノズルから吐出される希釈薬液を用いて基板を処理する基板処理装置であって、
   薬液供給源から薬液が供給される薬液供給管と、
   前記薬液を希釈するための希釈液が供給される第１の希釈液供給管と、
   前記薬液供給管および前記第１の希釈液供給管に接続されて、前記薬液供給管からの薬液と、前記第１の希釈液供給管からの希釈液とを混合して、希釈薬液を生成する第１の混合部と、
   前記第１の混合部で生成された希釈薬液を貯留する第１貯留タンクと、
   前記第１貯留タンクに貯留された希釈薬液の液面高さを検出するための第１液面センサと、
   前記第１貯留タンクに貯留された希釈薬液を排液するための第１排液手段と、
   前記第１貯留タンクに貯留された希釈薬液が供給される希釈薬液供給管と、
   前記薬液を希釈するための希釈液が供給される第２の希釈液供給管と、
   前記希釈薬液供給管および前記第２の希釈液供給管に接続されて、前記希釈薬液供給管からの希釈薬液と、前記第２の希釈液供給管からの希釈液とを混合して、前記希釈薬液供給管に供給される希釈薬液よりも濃度の低い希釈薬液を生成する第２の混合部と、
   前記第２の混合部で生成された希釈薬液を貯留する第２貯留タンクと、
   前記第２貯留タンクに貯留された希釈薬液の液面高さを検出するための第２液面センサと、
   前記第２貯留タンクに貯留された希釈薬液を排液するための第２排液手段と、
   前記第２貯留タンクに貯留された希釈薬液を前記ノズルへ向けて供給する希釈薬液供給手段とを含む、基板処理装置。
2. 前記薬液供給源から前記薬液供給管に供給される薬液はふっ酸である、請求項１記載の基板処理装置。

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