JP5390808B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
しかし、ドライエッチング法では、処理対象の膜だけでなくレジストも腐食されていき、その一部は、変質してポリマー(レジスト残渣)として、基板表面に残留する。配線パターンが微細であるがゆえに、次工程までに、このポリマーを基板上から確実に除去しておかなければならない。
そこで、この発明の目的は、酸素濃度を低減した処理液で基板を処理できる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
この発明によれば、基板保持手段に保持された基板に処理液ノズルから処理液を供給することにより、当該基板を処理することができる。処理液ノズルに供給される処理液は、処理液供給路によって配管内調合ユニットから導かれたものである。また、配管内調合ユニットは、薬液原液と、不活性ガス溶存水生成ユニットによって純水中の酸素が脱気され、当該純水中に不活性ガスが添加されて生成された不活性ガス溶存水とを配管内で混合して処理液としての薬液を調合することができる。さらに、配管内において薬液原液と不活性ガス溶存水とが混合されるので、配管内調合ユニットによって調合された薬液は、空気に触れて酸素濃度が上昇することが抑制または防止されている。さらにまた、調合された薬液に含まれる不活性ガス溶存水には不活性ガスが添加されているので、当該薬液中の酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。したがって、酸素濃度が低減された薬液を配管内調合ユニットから処理液ノズルに供給し、この酸素濃度が低減された薬液を処理液ノズルから吐出させることができる。
また、この発明によれば、不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水が、配管内調合ユニットおよび処理液供給路を介して処理液ノズルに供給され、その後、配管内調合ユニットで調合された薬液が、処理液供給路を介して処理液ノズルに供給される。したがって、たとえば処理液供給路に処理液が残留していた場合に、この残留処理液を不活性ガス溶存水によって除去した後、配管内調合ユニットで調合された薬液を処理液供給路を介して処理液ノズルに供給することができる。これにより、処理液供給路に残留している処理液中の酸素濃度が上昇している場合であっても、このような処理液とともに薬液が基板に供給されることを抑制または防止することができる。よって、基板上において、薬液中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。
ポリマー除去液としては、有機アルカリ液を含む液体、有機酸を含む液体、無機酸を含む液体、フッ化アンモン系物質を含む液体のうちの少なくともいずれか1つが使用できる。そのうち、有機アルカリ液を含む液体としては、DMF(ジメチルホルムアミド)、DMSO(ジメチルスルホキシド)、ヒドロキシルアミン、コリンのうちの少なくともいずれか1つを含む液体が挙げられる。また、有機酸を含む液体としては、クエン酸、蓚酸、イミノジ酸、および琥珀酸のうちの少なくともいずれか1つを含む液体が挙げられる。また、無機酸を含む液体としては、フッ酸および燐酸のうちの少なくともいずれか1つを含む液体が挙げられる。その他、ポリマー除去液としては、1−メチル−2ピロリドン、テトラヒドロチオフェン1.1−ジオキシド、イソプロパノールアミン、モノエタノールアミン、2−(2アミノエトキシ)エタノール、カテコール、N−メチルピロリドン、アロマティックジオール、パークレン(テトラクロロエチレン)、フェノールを含む液体などのうちの少なくともいずれか1つを含む液体があり、より具体的には、1−メチル−2ピロリドンとテトラヒドロチオフェン1.1−ジオキシドとイソプロパノールアミンとの混合液、ジメチルスルホキシドとモノエタノールアミンとの混合液、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液、2−(2アミノエトキシ)エタノールとN−メチルピロリドンとの混合液、モノエタノールアミンと水とアロマティックジオールとの混合液、パークレン(テトラクロロエチレン)とフェノールとの混合液などのうちの少なくともいずれか1つが挙げられる。その他、トリエタノールアミン、ペンタメチルジエチレントリアミンなどのアミン類、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのうちの少なくともいずれか1つを含む液体が挙げられる。
また、前記基板は、表面に金属パターンが露出したものであってもよい。金属パターンは、金属配線であってもよい。金属パターンは、銅やタングステンその他の金属の単膜であってもよいし、複数の金属膜を積層した多層膜であってもよい。多層膜の一例としては、銅膜の表面に拡散防止のためのバリアメタル膜を形成した積層膜を挙げることができる。
また、前記処理液ノズルは、前記基板対向面から前記基板保持機構に保持された基板に臨む(対向する)吐出口(37)を有するものであってもよい。
また、前記基板処理装置は、前記遮断部材と前記基板保持機構に保持された基板との間の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段(36,39,40,41)をさらに含むことが好ましい。この不活性ガス供給手段は、前記遮断部材の基板対向面から前記基板保持機構に保持された基板に臨む不活性ガス吐出口(40)を有するものであることが好ましい。
請求項2記載の発明は、前記処理液供給路は、処理液を内部で流通させる内配管(80)と、この処理液配管を取り囲む外配管(81)とを含み、前記内配管と外配管との間に不活性ガスを充填する不活性ガス充填手段(82,83)をさらに含む、請求項1に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、不活性ガス充填手段によって、内配管と外配管との間に不活性ガスを充填することにより、内配管を不活性ガスによって包囲することができる。したがって、内配管がたとえば酸素透過性の材料で形成されている場合であっても、内配管を介して内配管の内部に進入する酸素の量を低減することができる。これにより、内配管内を流通する処理液に酸素が溶け込んで、当該処理液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
前記内配管および外配管は、たとえば、フッ素樹脂(より具体的にはPFA(perfluoro−alkylvinyl−ether−tetrafluoro−ethlene−copolymer)製の管で構成されていてもよい。また、前記処理液供給路は、請求項3に記載の発明のように、前記内配管の外周面と前記外配管の内周面とが全周にわたって対向するように構成されていてもよい。
前記基板処理装置は、前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水を前記薬液と混合することなく、そのまま処理液として基板に供給する不活性ガス溶存水供給手段(62,86)をさらに含んでいてもよい。
また、前述のように、基板表面の雰囲気は、酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。さらに、不活性ガス溶存水は酸素が脱気されたものである。したがって、基板に対して酸素濃度が低減された不活性ガス溶存水を供給することができる。これにより、基板W上において、不活性ガス溶存水中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。したがって、たとえば、酸化物に対するエッチング作用を有する薬液が基板に供給された後に、不活性ガス溶存水を基板に供給する場合であったとしても、基板W上に残留している薬液により酸化物がエッチングされることを抑制または防止することができる。これにより、基板W上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
請求項4記載の発明は、前記遮断部材の周壁部は、前記基板の周端面全周を取り囲むことができるように形成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
たとえば、前記基板対向面は前記基板保持機構に保持された基板の主面に平行な平面に形成されていてもよい。また、前記周壁部は、基板の周端面に対向する内壁面(49,149,249)を有し、この内壁面が、基板主面の法線(L2)に平行な面であってもよいし、基板主面の法線に対して傾斜した面(好ましくは、基板の外方に向かうに従って基板保持機構に接近するように傾斜した面)であってもよいし、先端縁に向かうに従って基板主面の法線に対する傾斜角が漸次的に変化する面(基板主面の法線を含む平面でとった断面が曲線となるような面)であってもよい。
この発明によれば、不活性ガス供給手段によって薬液タンク内に不活性ガスを供給することにより、薬液タンク内に不活性ガスを充填することができる。これにより、薬液タンクに貯留された薬液原液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。したがって、酸素濃度が上昇した薬液原液が、薬液供給路を介して薬液タンクから配管内調合ユニットに供給されることを抑制または防止することができる。
この発明によれば、薬液原液中の酸素が脱気ユニットによって脱気された薬液原液が配管内調合ユニットに供給されるので、配管内調合ユニットによって調合される薬液中の酸素濃度を低減することができる。したがって、配管内調合ユニットから処理液ノズルに対して酸素濃度が低減された薬液を処理液として供給し、この酸素濃度が低減された薬液を基板に供給することができる。
この発明によれば、前記不活性ガス溶存水供給工程の後に行われる前記薬液供給工程において、基板の酸化反応を確実に抑制または防止できる低い酸素濃度の薬液(酸素濃度が20ppb以下の薬液)を処理液ノズルに供給することができる。したがって、このような低酸素濃度の薬液を基板に供給することにより、基板の酸化反応の発生を確実に抑制または防止することができる。
より具体的には、請求項12記載の発明のように、前記雰囲気置換工程は、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させるとともに、前記基板対向面の周囲から突出した周壁部によって基板の周囲を包囲した状態で、前記遮断部材と基板との間の空間に不活性ガスを供給する工程(S11、S21、S31)を含むことが好ましい。
請求項13記載の発明は、前記雰囲気置換工程は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面を有する保持ベースによって基板を保持する工程と、前記遮断部材の周壁部の先端縁を前記基板よりも前記保持ベースの表面に近づけた状態とする工程とを含む、請求項12記載の基板処理方法である。
請求項14記載の発明は、前記不活性ガス溶存水供給工程は、前記処理液ノズルから吐出される処理液中の酸素濃度が20ppb以下となるまで継続され、その後に前記薬液供給工程が実行される、請求項11〜13のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、前記薬液供給工程の後に、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水が基板に供給されるので、基板に付着している薬液を当該基板から除去することができる。また、酸素が脱気された不活性ガス溶存水が基板に供給されるので、基板の酸化反応を抑制または防止することができる。これにより、基板W上に残留している薬液により基板上の酸化物がエッチングされることを抑制または防止することができる。したがって、基板W上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。
この発明によれば、薬液タンク内に不活性ガスを供給することにより、薬液タンク内に不活性ガスを充填することができる。これにより、薬液タンクに貯留された薬液原液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。したがって、前記薬液供給工程において、酸素濃度が上昇した薬液原液が汲み出され、この薬液原液を用いて薬液が調合されることを抑制または防止することができる。
この発明によれば、酸素が脱気された薬液原液を用いて薬液が調合されるので、当該薬液中の酸素濃度を一層低減することができる。これにより、酸素濃度が一層低減された薬液を基板に供給することができる。
この発明によれば、内配管と外配管との間に不活性ガスが充填され、内配管が不活性ガスによって包囲される。したがって、内配管がたとえば酸素透過性の材料で形成されている場合であっても、内配管を介して内配管の内部に進入する酸素の量を低減することができる。これにより、内配管内を流通する処理液に酸素が溶け込んで、当該処理液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
この発明によれば、酸素濃度が低減されたポリマー除去液を基板に供給して、基板の酸化反応を抑制または防止しつつ、当該基板の表面からポリマー残渣を除去することができる。
この発明によれば、酸素濃度が低減された処理液を基板表面に供給できるので、基板表面の金属パターンの酸化反応を抑制または防止しつつ当該基板表面を処理することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1の構成を説明するための図解図である。
基板処理装置1は、基板Wを1枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板Wは、この実施形態では、半導体ウエハのような円形基板である。基板処理装置1は、基板Wを処理するための処理モジュールM1を有している。処理モジュールM1は、隔壁で区画された処理室2内に、1枚の基板Wを水平に保持して回転させるスピンチャック3(基板保持機構、基板保持回転機構)と、スピンチャック3に保持された基板Wの上面に処理液の液滴を供給するための二流体ノズル4と、スピンチャック3に保持された基板Wの上面に処理液を供給するための処理液ノズル5と、スピンチャック3の上方に配置された遮断板6(遮断部材)とを備えている。
処理液ノズル5には、2つの処理液供給管27a,27bが接続されている。処理液ノズル5には、処理液供給管27aを介して図示しない処理液供給源からの処理液(たとえば炭酸水)が供給される。また、処理液ノズル5には、処理液供給管27bを介して図示しない処理液供給源からの処理液(たとえば純水(脱イオン水))が供給される。処理液供給管27aには、処理液ノズル5への処理液の供給および供給停止を切り換えるための処理液バルブ28aが介装されている。また、処理液供給管27bには、処理液ノズル5への処理液の供給および供給停止を切り換えるための処理液バルブ28bが介装されている。
遮断板6の外周部は、全周にわたって下方に折り曲げられている。遮断板6の外周部は、筒状の周壁部32を形成している。遮断板6において周壁部32の内側の部分が、円形をなす平板部33を形成している。平板部33の下面は、平面に形成されており、スピンチャック3に保持された基板Wの上面に平行となっている。この平板部33の下面が、スピンチャック3に保持された基板Wに対向する基板対向面34となっている。基板対向面34は、スピンチャック3に保持された基板Wに対向するとともに、スピンベース8の上面8aに対向している。周壁部32は、基板対向面34の周囲からスピンチャック3に向かって突出している。
第1上側処理液供給管35には、第2上側処理液供給管38(処理液供給路)が接続されている。第1上側処理液供給管35には、第2上側処理液供給管38を介して処理液としての薬液およびリンス液が選択的に供給される。これにより、第1上側処理液供給管35の下端に形成された上側処理液吐出口37から、スピンチャック3に保持された基板Wの上面中央部に向けて処理液を吐出させることができる。
また、ノズルアーム45には、ノズル移動機構48が結合されている。ノズル移動機構48は、洗浄ノズル44およびノズルアーム45を一体的に水平移動させることができる。ノズル移動機構48によって洗浄ノズル44およびノズルアーム45を一体的に水平移動させることにより、洗浄ノズル44をスピンチャック3の上方に配置したり、スピンチャック3の上方から退避させたりすることができる。したがって、遮断板6を退避位置に位置させた状態で、洗浄ノズル44をスピンチャック3の上方に移動させることにより、遮断板6の下方に洗浄ノズル44を移動させることができる。
前述のように、遮断板6は、円形をなす平板部33と筒状の周壁部32とを有している。平板部33は、直径がスピンチャック3に保持される基板Wよりも大きくされている。したがって、基板対向面34の直径は、スピンチャック3に保持される基板Wよりも大きくなっている。遮断板6は、基板対向面34により、スピンチャック3に保持された基板Wの上面全域を覆うことができる。また、円板状のスピンベース8の上面側端部が面取りされているが、面取りはされていなくともよい。
遮断板6が処理位置に位置する状態での、基板W、スピンベース8、および遮断板6の位置関係を具体的な数値により示すと、周壁部32の先端縁とスピンベース8の上面8aとの間の鉛直方向への間隔G1は、たとえば、4mm以下に設定されている。また、スピンチャック3に基板Wを保持させたときの、基板Wの上面とスピンベース8の上面8aとの鉛直方向への間隔G2は、たとえば10mmに設定されている。したがって、スピンチャック3に基板Wが保持された状態で遮断板6を処理位置に位置させると、周壁部32の先端縁が基板Wの上面よりも6mm以上下方に位置する。これにより、基板Wの周端面全周が内壁面49によって取り囲まれる。基板Wの上面と基板対向面34との鉛直方向への間隔G3は、周壁部32の先端縁とスピンベース8の上面8aとの間の鉛直方向への間隔が4mmのときに、たとえば8.5mmになるように設定されている。
基板処理装置1は、純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成ユニット50と、処理モジュールM1に対して処理液を供給するための処理液供給モジュールM2とをさらに備えている。
不活性ガス溶存水生成ユニット50は、図示しない純水供給源から供給された純水から不活性ガス溶存水を生成することができる。不活性ガス溶存水生成ユニット50によって生成された不活性ガス溶存水は、処理液供給モジュールM2に供給される。不活性ガス溶存水生成ユニット50は、たとえば、気体透過性および液体不透過性を有する中空糸分離膜を介して、純水からの酸素の脱気および純水への不活性ガスの添加を行うものである。不活性ガス溶存水生成ユニット50の具体的な構成は、たとえば特許文献2に示されている。
第2上側処理液供給管38などの処理液を流通させるための全ての配管は、図4に示す構造にされている。以下では、第2上側処理液供給管38などの処理液を流通させるための全ての配管を総称して「配管79」という。
配管79は、2重構造にされており、処理液が流通する内配管80と、この内配管80を取り囲む外配管81とを有している。内配管80は、外配管81の内部において、内配管80と外配管81との間に介在する支持部材(図示せず)によって支持されている。内配管80は、外配管81に対して非接触状態で支持されている。内配管80と外配管81との間には筒状の空間が形成されている。内配管80および外配管81は、たとえば、フッ素樹脂(より具体的には、耐薬液性および耐熱性に優れたPFA(perfluoro−alkylvinyl−ether−tetrafluoro−ethlene−copolymer)製である。PFAは、酸素を透過させることができる。
図5は、基板処理装置1の電気的構成を説明するためのブロック図である。
以下に説明するように、この基板処理装置1によって処理される基板Wは、たとえば、表面にポリマー残渣(ドライエッチングやアッシング後の残渣)が付着しており、金属パターンが露出したものである。金属パターンは、銅やタングステンその他の金属の単膜であってもよいし、複数の金属膜を積層した多層膜であってもよい。多層膜の一例としては、銅膜の表面に拡散防止のためのバリアメタル膜を形成した積層膜を挙げることができる。
図7は、基板処理装置1による基板Wの第1処理例を説明するための工程図である。
以下では、図1、図3および図5を参照して、基板処理装置1による基板Wの第1処理例について説明する。
プリディスペンス処理が所定時間にわたって行われた後は、基板Wの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理が基板Wの上面に対して行われる(ステップS14)。具体的には、遮断板6が処理位置に位置する状態で、制御部86により第1配管内調合ユニット51が制御されて、薬液としての希フッ酸が所定の吐出流量(0.5L/min〜3L/min、好ましくは、2L/min)で所定時間(たとえば5sec〜90sec好ましくは、10sec)にわたって上側処理液吐出口37から吐出される。すなわち、制御部86により第1薬液バルブ62および第1バルブ60の開閉が制御されて、第1薬液バルブ62および第1バルブ60が開いた状態が前記所定時間にわたって維持される。また、希フッ酸の吐出流量が前記所定の吐出流量となるように、第1流量調整バルブ61および第1薬液流量調整バルブ63の開度が制御部86により調整される。希フッ酸は、薬液の一例であるとともに、ポリマー除去液の一例である。希フッ酸は、たとえば、フッ酸と純水との比率が1:10〜1:1800、好ましくは、1:10〜1:800になるように調合される。
基板Wの上面に対するリンス処理が行われた後は、基板Wを乾燥させる乾燥処理(スピンドライ)が行われる(ステップS16)。具体的には、遮断板6が処理位置に位置する状態で、制御部86によりチャック回転駆動機構10が制御されて、スピンチャック3に保持された基板Wが高回転速度(たとえば、2000rpm以上)で回転される。また、制御部86によりガス流量調整バルブ18の開度が調整されて、上側ガス吐出口40からの窒素ガスの吐出流量が、リンス処理のときよりも増加される。具体的には、上側ガス吐出口40からの窒素ガスの吐出流量が、たとえば、150L/min〜200L/minに変更される。このとき、遮断板6はスピンチャック3による基板Wの回転にほぼ同期させて(あるいは若干回転速度を異ならせて)回転されており、下側ガス吐出口15からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
基板Wの高速回転が所定時間にわたって続けられた後は、制御部86によりチャック回転駆動機構10および遮断板回転駆動機構43が制御されて、基板Wおよび遮断板6の回転が停止される。そして、制御部86により遮断板昇降駆動機構42が制御されて、遮断板6が退避位置まで上昇される。その後、処理済みの基板Wが、図示しない搬送ロボットによって受け取られ、当該基板Wが、処理室2から搬出される。
この第2処理例と前述の第1処理例との相違点は、基板Wの上面だけでなく基板Wの下面にも処理液による処理を行うことにある。より具体的には、この第2処理例では、基板Wの上面に対して薬液処理を行うときに、基板Wの下面に対してリンス処理を行い、基板Wの上面に対してリンス処理を行うときに、基板Wの下面に対してリンス処理を行う。以下では、図1、図3および図8を参照して、基板処理装置1による基板Wの第2処理例について説明する。
具体的には、遮断板6が処理位置に位置する状態で、制御部86により第1配管内調合ユニット51が制御されて、薬液としての希フッ酸が所定の吐出流量(0.5L/min〜3L/min、好ましくは、2L/min)で所定時間(たとえば5sec〜90sec好ましくは、10sec)にわたって上側処理液吐出口37から吐出される。これにより、基板Wの上面全域に希フッ酸が供給され、ポリマー残渣を除去するための薬液処理が基板Wの上面に行われる。
具体的には、遮断板6が処理位置に位置する状態で、制御部86により第1配管内調合ユニット51の第1薬液バルブ62が閉じられて、第1バルブ60が開いた状態にされる。このとき、基板Wおよび遮断板6は前記所定の回転速度で回転されている。また、上側ガス吐出口40および下側ガス吐出口15からは、前記所定の吐出流量で窒素ガスが吐出され続けている。
この第3処理例と前述の第1処理例との主な相違点は、基板Wの上面に処理液の液滴を衝突させて、基板Wの上面を洗浄する物理洗浄を基板Wの上面に対して行うことにある。以下では、図1、図3および図9を参照して、基板処理装置1による基板Wの第3処理例について説明する。
基板Wの上面に付着しているパーティクルなどの異物は、液滴の運動エネルギーによって基板Wの上面から剥離される。そして、剥離された異物は、処理液ノズル5から供給される炭酸水によって洗い流されて、基板Wの上面から除去される。
二流体ノズル4から炭酸水および窒素ガスが吐出されている間、二流体ノズル4は、制御部86によりノズル揺動駆動機構25が制御されて基板Wの上方で水平移動される。具体的には、基板Wの上面における炭酸水の液滴の衝突位置が、当該上面内において、回転中心を通る円弧状の軌跡を描きつつ周縁部から周縁部に複数回往復移動するように、二流体ノズル4が水平移動される。これにより、基板Wの上面が炭酸水の液滴によってスキャンされ、基板Wの上面全域に炭酸水の液滴が直接衝突する。その結果、基板Wの上面全域から異物が確実に除去される。
基板Wの高速回転が所定時間にわたって続けられた後は、制御部86によりチャック回転駆動機構10が制御されて、基板Wの回転が停止される。その後、処理済みの基板Wが、図示しない搬送ロボットによって受け取られ、当該基板Wが、処理室2から搬出される。
リンス液の液膜が形成された後は、基板Wの上面へのリンス液の供給を停止して、基板Wの上面でリンス液の液膜が保持された状態を所定時間にわたって維持させる。これにより、リンス液によるパドル処理(液盛り処理)が基板Wの上面に行われる。基板Wの上面に対してパドル処理を行うことにより、基板Wの上面が疎水性であったとしても、当該上面をリンス液によって確実に濡らすことができる。そして、スピンドライにより、基板Wの上面からリンス液を排液させることにより、リンス液とともに、基板Wの上面に付着している薬液や異物を基板Wの上面から除去することができる。
具体的な処理例としては、前述の第1および第2処理例において、リンス処理と乾燥処理との間に、不活性ガス溶存水または純水によるパドル処理を基板Wの上面に対して行わずに、IPAによるパドル処理を基板Wの上面に対して行ってもよいし、不活性ガス溶存水または純水によるパドル処理を基板Wの上面に対して行った後に、IPAによるリンス処理を基板Wの上面に行い、その後、IPAによるパドル処理を基板Wの上面に対して行ってもよい。
図10は、不活性ガス溶存水中の酸素濃度と銅のエッチング量との関係を示す図である。
この図10は、基板Wの表面に対して希フッ酸による薬液処理(ポリマー除去処理)を行ったときの銅のエッチング量(膜減り)の測定結果である。希フッ酸は、フッ酸と純水との比率が1:100に調合されたものを用いた。また、希フッ酸に含まれるフッ酸は、酸素が脱気されていないものを用いた。この測定で用いられた希フッ酸は、純水の割合に対してフッ酸の割合が非常に小さいので、希フッ酸中の酸素濃度は、当該希フッ酸を調合するのに用いた不活性ガス溶存水中の酸素濃度とほぼ等しいとみなすことができる。薬液処理時間は、60secである。
この図11は、遮断板6を処理位置に位置させた状態で、上側処理液吐出口37からスピンチャック3に保持された基板Wの上面に向けて不活性ガス溶存水を吐出させ、基板Wの上面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度を測定した結果である。上側処理液吐出口37からは、酸素濃度が10ppbに調整された不活性ガス溶存水を吐出させた。
この図12において、一点鎖線で示された値は、純水から酸素を脱気した直後の酸素濃度の測定値であり、実線で示された値は、一点鎖線で示された値まで酸素が脱気された純水を、10sec以上大気に開放した後の酸素濃度の測定値である。また、純水に対して窒素ガスを添加していないときの、純水中の窒素濃度は、3ppmであった。
さらに、前述の実施形態では、内壁面49の上端付近のみが、先端縁に向かうに従って基板W上面の法線L2に対する傾斜角が漸次的に変化する面になっている場合について説明したが、周壁部の内壁面全体が、先端縁に向かうに従って基板W上面の法線L2に対する傾斜角が漸次的に変化する面(法線L2を含む平面でとった断面が曲線となるような面)に形成されていてもよい。
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。
3 スピンチャック
6 遮断板
8a (スピンベースの)上面
8 スピンベース
32 周壁部
34 基板対向面
35 第1上側処理液供給管
36 ガス流通路
37 上側処理液吐出口
38 第2上側処理液供給管
39 上側ガス供給管
40 上側ガス吐出口
41 上側ガスバルブ
42 遮断板昇降駆動機構
43 遮断板回転駆動機構
49 内壁面
50 不活性ガス溶存水生成ユニット
51 第1配管内調合ユニット
55 薬液供給配管
56 第1分岐配管
59 第1混合部
62 第1薬液バルブ
71 薬液タンク
74 脱気ユニット
77 不活性ガス供給管
78 不活性ガスバルブ
80 内配管
81 外配管
82 不活性ガスバルブ
83 不活性ガス供給管
86 制御部
132 周壁部
149 内壁面
232 周壁部
249 内壁面
332 周壁部
G1 間隔
L1 回転軸線
L2 法線
W 基板
Claims (20)
- 基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された基板に対向する基板対向面を有し、この基板対向面の周囲から前記基板保持機構に向かって突出した周壁部が形成された遮断部材と、
前記基板保持機構に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズルと、
純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成ユニットと、
薬液原液と前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水とを配管内で混合して前記処理液としての薬液を調合する配管内調合ユニットと、
前記配管内調合ユニットから前記処理液ノズルへと処理液を導く処理液供給路と、
前記配管内調合ユニットを制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記不活性ガス溶存水生成ユニットによって生成された不活性ガス溶存水を薬液原液と混合することなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給することにより、前記処理液供給路内および前記処理液ノズル内を洗い流す不活性ガス溶存水供給工程を実行し、その後に、前記配管内調合ユニットによって薬液原液と不活性ガス溶存水とを配管内で混合して薬液を調合し、この薬液を処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する薬液供給工程を実行するものである、基板処理装置。 - 前記処理液供給路は、処理液を内部で流通させる内配管と、この処理液配管を取り囲む外配管とを含み、
前記内配管と外配管との間に不活性ガスを充填する不活性ガス充填手段をさらに含む、請求項1記載の基板処理装置。 - 前記処理液供給路は、前記内配管の外周面と前記外配管の内周面とが全周にわたって対向するように構成されている、請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記遮断部材の周壁部は、前記基板の周端面全周を取り囲むことができるように形成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持機構は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面を有する保持ベースを備えており、
前記基板処理装置は、前記遮断部材を前記保持ベースに対して、所定の処理位置と退避位置との間で、接近/離反させる遮断部材移動機構をさらに含み、
前記処理位置は、前記遮断部材の周壁部の先端縁が前記基板保持機構に保持された基板よりも前記保持ベースの近くに位置するように定められている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 薬液原液を貯留する薬液タンクと、
前記薬液タンク内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記薬液タンクから前記配管内調合ユニットに薬液原液を導く薬液供給路とをさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 薬液原液中の酸素を脱気する脱気ユニットをさらに含み、この脱気ユニットによって脱気された薬液原液が前記配管内調合ユニットに供給されるようになっている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記制御手段は、前記不活性ガス溶存水供給工程を、前記処理液ノズルから吐出される処理液中の酸素濃度が20ppb以下となるまで継続する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記遮断部材と前記基板保持機構に保持された基板との間の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに含み、
前記制御手段は、さらに、前記不活性ガス供給手段を制御することによって、前記薬液供給工程に先立って、基板の表面付近の雰囲気を不活性ガスで置換する雰囲気置換工程を実行するものである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記基板保持機構は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面を有する保持ベースを備えており、
前記制御手段は、前記遮断部材の周壁部の先端縁が前記基板保持機構に保持された基板よりも前記保持ベースの近くに位置する処理位置に前記遮断部材が位置している状態で、前記雰囲気置換工程を行うものである、請求項9に記載の基板処理装置。 - 処理液ノズルから基板へと処理液を供給して当該基板を処理する基板処理方法であって、
純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成工程と、
薬液原液と前記不活性ガス溶存水とを配管内で混合して薬液を調合し、この薬液を処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給する薬液供給工程と、
前記薬液供給工程に先立って行われ、基板の表面付近の雰囲気を不活性ガスで置換する雰囲気置換工程と、
前記薬液液供給工程に先立って行われ、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水を薬液原液と混合することなく前記処理液供給路を介して前記処理液ノズルへと供給することにより、前記処理液供給路内および前記処理液ノズル内を洗い流す不活性ガス溶存水供給工程とを含む、基板処理方法。 - 前記雰囲気置換工程は、遮断部材の基板対向面を基板の表面に対向させるとともに、前記基板対向面の周囲から突出した周壁部によって基板の周囲を包囲した状態で、前記遮断部材と基板との間の空間に不活性ガスを供給する工程を含む、請求項11記載の基板処理方法。
- 前記雰囲気置換工程は、前記遮断部材の基板対向面に対向する表面を有する保持ベースによって基板を保持する工程と、前記遮断部材の周壁部の先端縁を前記基板よりも前記保持ベースの表面に近づけた状態とする工程とを含む、請求項12記載の基板処理方法。
- 前記不活性ガス溶存水供給工程は、前記処理液ノズルから吐出される処理液中の酸素濃度が20ppb以下となるまで継続され、その後に前記薬液供給工程が実行される、請求項11〜13のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記薬液供給工程の後に、前記不活性ガス溶存水生成工程によって生成された不活性ガス溶存水を基板に供給し、当該基板の表面の薬液をリンスするリンス工程をさらに含む、請求項11〜14のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 薬液原液を貯留する薬液タンク内に不活性ガスを供給する工程をさらに含み、
前記薬液供給工程では、前記薬液タンクから汲み出した薬液原液を用いて薬液が調合される、請求項11〜15のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記薬液原液を脱気する工程をさらに含み、
前記薬液供給工程では、前記脱気された薬液原液を用いて薬液が調合される、請求項11〜16のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記処理液供給路は、処理液を内部で流通させる内配管と、この処理液配管を取り囲む外配管とを有しており、
前記内配管と外配管との間に不活性ガスを充填する不活性ガス充填工程をさらに含む、請求項11〜17のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記基板は、表面にポリマー残渣が付着したものであり、
前記薬液は、前記ポリマー残渣を除去するためのポリマー除去液である、請求項11〜18のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記基板は、表面に金属パターンが露出したものである、請求項11〜19のいずれか一項に記載の基板処理方法。
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