JP6216404B2 - Substrate processing method - Google Patents

Substrate processing method Download PDF

Info

Publication number
JP6216404B2
JP6216404B2 JP2016079117A JP2016079117A JP6216404B2 JP 6216404 B2 JP6216404 B2 JP 6216404B2 JP 2016079117 A JP2016079117 A JP 2016079117A JP 2016079117 A JP2016079117 A JP 2016079117A JP 6216404 B2 JP6216404 B2 JP 6216404B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
oxide film
unit
silylation
main surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016079117A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016146505A (en
Inventor
橋詰 彰夫
彰夫 橋詰
勇哉 赤西
勇哉 赤西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Priority to JP2016079117A priority Critical patent/JP6216404B2/en
Publication of JP2016146505A publication Critical patent/JP2016146505A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6216404B2 publication Critical patent/JP6216404B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Weting (AREA)

Description

本発明は、シリコン基板におけるシリコンゲルマニウム膜の形成の前工程として、当該シリコン基板を処理する基板処理方法に関する。   The present invention relates to a substrate processing method for processing a silicon substrate as a pre-process for forming a silicon germanium film on a silicon substrate.

近年、シリコン基板上におけるトランジスタの形成では、チャネル部となるシリコン層近傍にシリコンゲルマニウム(SiGe)膜を形成することにより、当該シリコン層に歪みを生じさせることが行われており、チャネル部のシリコン層に歪みが生じたトランジスタでは、高速な動作が可能となる。   In recent years, in the formation of a transistor on a silicon substrate, a silicon germanium (SiGe) film is formed in the vicinity of a silicon layer serving as a channel portion to cause distortion in the silicon layer. A transistor in which a layer is distorted can operate at high speed.

なお、特許文献1では、ドライプロセスにより低誘電率被膜にダメージを受けた基板において、当該ダメージを回復させることにより、低誘電率被膜の特性を回復させる手法が開示されている。本手法では、洗浄ユニットにおいて基板上に生成された反応生成物が除去され、シリル化ユニットにおいて基板に対してシリル化材料を供給してシリル化処理が行われる。   Patent Document 1 discloses a technique for recovering the characteristics of a low dielectric constant film by recovering the damage in a substrate damaged by a dry process. In this method, the reaction product generated on the substrate in the cleaning unit is removed, and the silylation process is performed by supplying the silylated material to the substrate in the silylation unit.

特開2006−86411号公報JP 2006-86411 A

ところで、シリコン基板におけるシリコンゲルマニウム膜の形成の前工程として、シリコン基板上の自然酸化膜(すなわち、シリコン酸化膜)を除去する工程が行われるが、シリコン酸化膜の除去後、シリコンゲルマニウム膜の形成までの間にもシリコン基板上においてシリコン酸化膜が成長するため、シリコン酸化膜を除去する工程の完了からシリコンゲルマニウム膜の形成に係る工程の開始までの時間(以下、「Qタイム」という。)は厳密に管理する必要がある。ここで、現状におけるQタイムは例えば2〜4時間であり、このような短いQタイムでは半導体製品の生産性の向上に支障が生じる。また、シリコンゲルマニウム膜の形成に係る工程では、プリベイクを行ってシリコン基板に付着する酸素成分等を除去することが行われるが、現状では、プリベイクの温度を例えば800℃に設定する必要があり、半導体製品の電気的な特性に影響が生じる。   By the way, as a pre-process for forming a silicon germanium film on a silicon substrate, a process of removing a natural oxide film (that is, a silicon oxide film) on the silicon substrate is performed. After the silicon oxide film is removed, a silicon germanium film is formed. Since the silicon oxide film grows on the silicon substrate, the time from the completion of the process of removing the silicon oxide film to the start of the process related to the formation of the silicon germanium film (hereinafter referred to as “Q time”). Need to be strictly managed. Here, the current Q time is, for example, 2 to 4 hours, and such a short Q time hinders improvement in productivity of semiconductor products. Further, in the step relating to the formation of the silicon germanium film, prebaking is performed to remove oxygen components and the like adhering to the silicon substrate, but at present, it is necessary to set the prebaking temperature to, for example, 800 ° C., This affects the electrical characteristics of semiconductor products.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、シリコン酸化膜の除去後、シリコンゲルマニウム膜の形成までのQタイムを長くするとともに、シリコンゲルマニウム膜の形成におけるプリベイクの温度を低くすることを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and aims to increase the Q time from the removal of the silicon oxide film to the formation of the silicon germanium film and to lower the pre-baking temperature in the formation of the silicon germanium film. Yes.

請求項1に記載の発明は、シリコン基板におけるシリコンゲルマニウム膜の形成の前工程として、前記シリコン基板を処理する基板処理方法であって、a)シリコン基板の一の主面上のシリコン酸化膜を除去する工程と、b)前記a)工程の後に行われる工程であり、シリル化材料を付与して前記主面に対してシリル化処理を施すことにより、前記a)工程により前記シリコン酸化膜が除去された前記主面を、自然酸化膜の成長が抑制された状態にする工程とを備え、前記a)工程が、a1)前記シリコン酸化膜を除去する除去液を前記主面に付与する工程と、a2)前記主面にリンス液を付与する工程とを備え、前記b)工程が前記a2)工程に続いて行われる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の基板処理方法であって、前記a1)工程が、酸素濃度が100ppm以下に調整された雰囲気のもとで実行される。
The invention according to claim 1 is a substrate processing method for processing the silicon substrate as a pre-process for forming a silicon germanium film on the silicon substrate, wherein a) a silicon oxide film on one main surface of the silicon substrate is formed. A step of removing, and b) a step performed after the step a), in which the silicon oxide film is formed by the step a) by applying a silylation material to the main surface. A step of bringing the removed main surface into a state in which the growth of a natural oxide film is suppressed, and the step a) includes a1) applying a removing solution for removing the silicon oxide film to the main surface. If, a2) a step of applying a rinse liquid to the main surface, wherein b) step is Ru performed following the a2) step.
According to a second aspect of the invention, there is provided a substrate processing method according to claim 1, before Symbol a1) step, the oxygen concentration is performed under an atmosphere that is adjusted to 100ppm or less.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の基板処理方法であって、前記除去液および前記リンス液の少なくとも一方における酸素濃度が20ppb以下に低減されている。
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記b)工程において、シリル化材料であるTMSI、BSTFA、BSA、MSTFA、TMSDMA、TMSDEA、MTMSA、TMCS、または、HMDSが前記主面に付与される。
According to a third aspect of the invention, there is provided a substrate processing method according to claim 1 or 2, the oxygen concentration in at least one of the previous SL-removing liquid and the rinsing liquid is reduced to less than 20 ppb.
Invention of Claim 4 is the substrate processing method in any one of Claim 1 thru | or 3, Comprising: In said b) process, TMSI which is silylated material, BSTFA, BSA, MSTFA, TMSDMA, TMSDEA, MTMSA, TMCS, or HMDS is applied to the main surface.

請求項に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記シリコン基板においてトランジスタ用のパターンが形成されている。 The invention according to claim 5 is the substrate processing method according to any one of claims 1 to 4 , wherein a pattern for a transistor is formed on the silicon substrate.

本発明によれば、シリコン酸化膜の除去後、シリコンゲルマニウム膜の形成までのQタイムを長くするとともに、シリコンゲルマニウム膜の形成におけるプリベイクの温度を低くすることができる。   According to the present invention, it is possible to lengthen the Q time from the removal of the silicon oxide film to the formation of the silicon germanium film, and to lower the prebaking temperature in the formation of the silicon germanium film.

また、請求項の発明では、Qタイムをより長くするとともに、プリベイクの温度をより低くすることができる。 In the invention of claim 3 , the Q-time can be made longer and the pre-baking temperature can be made lower.

第1の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus which concerns on 1st Embodiment. 酸化膜除去部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an oxide film removal part. 処理液供給部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a process liquid supply part. 供給管の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a supply pipe | tube. シリル化処理部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a silylation process part. 処理空間が開放されたシリル化処理部を示す図である。It is a figure which shows the silylation process part by which processing space was open | released. 基板上に形成されたパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern formed on the board | substrate. 基板を処理する動作の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the operation | movement which processes a board | substrate. 基板上のパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern on a board | substrate. 基板上のパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern on a board | substrate. 化学結合エネルギーを示す図である。It is a figure which shows chemical bond energy. 基板上のパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern on a board | substrate. 基板上の自然酸化膜の厚さの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the thickness of the natural oxide film on a board | substrate. シリコンゲルマニウム膜中の酸素濃度を示す図である。It is a figure which shows the oxygen concentration in a silicon germanium film | membrane. シリル化処理部の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a silylation process part. 第2の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 処理ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a processing unit. 導入管の下端を示す図である。It is a figure which shows the lower end of an inlet tube. 処理ユニットの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a processing unit. 第3の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 蒸気処理部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a steam processing part. 第4の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus which concerns on 4th Embodiment. 蒸気処理部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a steam processing part. 第5の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus which concerns on 5th Embodiment.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置1の構成を示す図である。基板処理装置1は、所定の薬液やリンス液等により円形のシリコン基板(以下、単に「基板」という。)9を処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、インデクサブロック2、処理ブロック3および制御部10を備え、制御部10の制御によりインデクサブロック2および処理ブロック3の各構成要素が制御される。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a substrate processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus 1 is a single-wafer type apparatus that processes a circular silicon substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) 9 with a predetermined chemical solution, rinse solution, or the like. The substrate processing apparatus 1 includes an indexer block 2, a processing block 3, and a control unit 10, and each component of the indexer block 2 and the processing block 3 is controlled by the control unit 10.

インデクサブロック2は、キャリア90を保持するキャリア保持部21、キャリア保持部21と処理ブロック3との間に配置されるインデクサロボット22、および、インデクサロボット22を図1中の縦方向に移動するインデクサロボット移動機構23を備える。キャリア保持部21では、複数のキャリア90が図1中の縦方向(すなわち、インデクサロボット22の移動方向)に沿って配列され、各キャリア90には複数の基板9が収容される。インデクサロボット22では、キャリア90からの基板9の搬出、および、キャリア90への基板9の搬入が行われる。   The indexer block 2 includes a carrier holding unit 21 that holds the carrier 90, an indexer robot 22 that is disposed between the carrier holding unit 21 and the processing block 3, and an indexer that moves the indexer robot 22 in the vertical direction in FIG. A robot moving mechanism 23 is provided. In the carrier holding unit 21, a plurality of carriers 90 are arranged along the vertical direction in FIG. 1 (that is, the moving direction of the indexer robot 22), and a plurality of substrates 9 are accommodated in each carrier 90. In the indexer robot 22, the substrate 9 is unloaded from the carrier 90 and the substrate 9 is loaded into the carrier 90.

処理ブロック3は、2つの酸化膜除去部4、2つのシリル化処理部6、および、センターロボット31を備える。2つの酸化膜除去部4および2つのシリル化処理部6はセンターロボット31を囲むように配置され、センターロボット31により処理ブロック3における基板9の搬送が行われる。後述するように、酸化膜除去部4では、基板9の一の主面上のシリコン酸化膜(SiO)が除去され、シリル化処理部6では、当該主面に対してシリル化処理が施される。 The processing block 3 includes two oxide film removing units 4, two silylation processing units 6, and a center robot 31. The two oxide film removing units 4 and the two silylation processing units 6 are arranged so as to surround the center robot 31, and the substrate 9 is transferred in the processing block 3 by the center robot 31. As will be described later, the oxide film removing unit 4 removes the silicon oxide film (SiO 2 ) on one main surface of the substrate 9, and the silylation processing unit 6 performs silylation treatment on the main surface. Is done.

図2は、酸化膜除去部4の構成を示す図である。酸化膜除去部4は、基板9を水平状態にて保持するスピンチャック41、スピンチャック41の周囲を囲むカップ部42、シリコン酸化膜を除去する処理液(以下、「除去液」という。)を基板9に付与する除去液ノズル43、および、リンス液を基板9に付与するリンス液ノズル44を備える。スピンチャック41、カップ部42、除去液ノズル43およびリンス液ノズル44はチャンバ本体40内に設けられる。また、スピンチャック41はスピンモータ411により、鉛直方向に平行な軸を中心として回転可能である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the oxide film removing unit 4. The oxide film removal unit 4 includes a spin chuck 41 that holds the substrate 9 in a horizontal state, a cup unit 42 that surrounds the spin chuck 41, and a treatment liquid that removes the silicon oxide film (hereinafter referred to as “removal liquid”). A removal liquid nozzle 43 for applying to the substrate 9 and a rinsing liquid nozzle 44 for applying a rinsing liquid to the substrate 9 are provided. The spin chuck 41, the cup part 42, the removal liquid nozzle 43 and the rinsing liquid nozzle 44 are provided in the chamber body 40. Further, the spin chuck 41 can be rotated around an axis parallel to the vertical direction by a spin motor 411.

除去液ノズル43は、スピンチャック41の上方である供給位置と、カップ部42よりも外側(すなわち、鉛直方向においてカップ部42と重ならない位置)である待機位置との間で、図示省略の移動機構により移動可能である。リンス液ノズル44も同様に、スピンチャック41の上方である供給位置と、カップ部42よりも外側である待機位置との間で、図示省略の移動機構により移動可能である。除去液ノズル43およびリンス液ノズル44には処理液供給部5が接続される。   The removal liquid nozzle 43 moves not shown between a supply position above the spin chuck 41 and a standby position outside the cup part 42 (that is, a position not overlapping the cup part 42 in the vertical direction). It can be moved by the mechanism. Similarly, the rinsing liquid nozzle 44 can be moved by a moving mechanism (not shown) between a supply position above the spin chuck 41 and a standby position outside the cup portion 42. The treatment liquid supply unit 5 is connected to the removal liquid nozzle 43 and the rinse liquid nozzle 44.

図3は、処理液供給部5の構成を示す図である。処理液供給部5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部51を備える。不活性ガス溶存水生成部51は、供給された純水中の酸素濃度が、例えば20ppb(パーツ・パー・ビリオン)以下になるまで酸素を脱気するとともに、純度の高い窒素(N)ガス(例えば濃度99.999%〜99.999999999%の窒素ガス)を純水中に添加して、窒素濃度が、例えば7ppm(パーツ・パー・ミリオン)〜24ppmの不活性ガス溶存水を生成する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the processing liquid supply unit 5. The treatment liquid supply unit 5 includes an inert gas dissolved water generation unit 51 that degass oxygen in pure water and adds an inert gas to the pure water to generate inert gas dissolved water. The inert gas dissolved water generation unit 51 degasses oxygen until the oxygen concentration in the supplied pure water is, for example, 20 ppb (parts per virion) or less, and high-purity nitrogen (N 2 ) gas. (For example, nitrogen gas having a concentration of 99.999% to 99.99999999999%) is added to pure water to generate an inert gas-dissolved water having a nitrogen concentration of, for example, 7 ppm (parts per million) to 24 ppm.

処理液供給部5は、除去液の原液と不活性ガス溶存水とを混合して除去液を調合する調合部52、および、調合部52に当該原液を供給する原液供給部53を備える。原液供給部53は、除去液の原液を貯溜するタンク532を備え、タンク532は供給管531を介して調合部52に接続される。タンク532は、密閉容器であり、タンク532の内部空間は、その外部から遮断されている。供給管531には、タンク532側から調合部52に向かって順にポンプ533、フィルタ534および脱気部535が設けられる。脱気部535は、不活性ガス溶存水生成部51と同様の構成であるが、不活性ガスの添加は行われない。   The treatment liquid supply unit 5 includes a preparation unit 52 that mixes a stock solution of the removal solution and inert gas-dissolved water to prepare the removal solution, and a stock solution supply unit 53 that supplies the preparation solution to the preparation unit 52. The stock solution supply unit 53 includes a tank 532 that stores a stock solution of the removal solution, and the tank 532 is connected to the preparation unit 52 via a supply pipe 531. The tank 532 is a sealed container, and the internal space of the tank 532 is blocked from the outside. The supply pipe 531 is provided with a pump 533, a filter 534, and a deaeration unit 535 in order from the tank 532 side toward the blending unit 52. The deaeration unit 535 has the same configuration as the inert gas dissolved water generation unit 51, but the addition of the inert gas is not performed.

タンク532には、供給管536が接続され、供給管536を介して図示省略の原液供給源から除去液の原液が供給される。供給管536にはバルブ537が設けられ、タンク532内の液量が所定量以下になった場合に未使用の除去液の原液が供給(補充)される。また、タンク532には、バルブ539が設けられた供給管538がさらに接続され、供給管538を介して図示省略の不活性ガス供給源から不活性ガスが供給される。タンク532には、原則として、常時、不活性ガスが供給される。これにより、タンク532内への空気の流入を防止することができ、タンク532内に貯溜された除去液の原液に酸素が溶け込むことが抑制または防止される。したがって、当該除去液の原液中の溶存酸素量が増加することを抑制または防止することができる。   A supply pipe 536 is connected to the tank 532, and a stock solution of the removal liquid is supplied from a stock solution supply source (not shown) via the supply pipe 536. A valve 537 is provided in the supply pipe 536, and when the amount of liquid in the tank 532 becomes equal to or less than a predetermined amount, a stock solution of unused removal liquid is supplied (supplemented). Further, a supply pipe 538 provided with a valve 539 is further connected to the tank 532, and an inert gas is supplied from an inert gas supply source (not shown) through the supply pipe 538. In principle, an inert gas is always supplied to the tank 532. Thereby, the inflow of air into the tank 532 can be prevented, and the dissolution of oxygen into the stock solution of the removal liquid stored in the tank 532 is suppressed or prevented. Therefore, it is possible to suppress or prevent an increase in the amount of dissolved oxygen in the stock solution of the removal solution.

タンク532内の除去液の原液は、不活性ガスによる圧力やポンプ533による吸引力によりタンク532から汲み出され、ポンプ533により昇圧された後、フィルタ534を通過して異物が除去される。フィルタ534を通過した除去液の原液は、脱気部535によって脱気され、溶存酸素量が低減された除去液の原液が、調合部52に供給される。   The stock solution of the removal liquid in the tank 532 is pumped out of the tank 532 by the pressure by the inert gas or the suction force by the pump 533, and after being pressurized by the pump 533, the foreign matter is removed through the filter 534. The stock solution of the removal liquid that has passed through the filter 534 is degassed by the degassing unit 535, and the stock solution of the removal liquid in which the amount of dissolved oxygen is reduced is supplied to the preparation unit 52.

調合部52は、供給管511を介して不活性ガス溶存水生成部51に接続され、さらに、既述のように供給管531を介して原液供給部53に接続される。調合部52は、除去液の原液と不活性ガス溶存水とをその内部で混合する混合部521(マニホールド)を備え、供給管511および供給管531は混合部521に接続される。また、供給管511にはバルブ512および流量調整バルブ513が設けられ、供給管531にはバルブ522および流量調整バルブ523が設けられる。調合部52では、混合部521に対する除去液の原液の供給量と不活性ガス溶存水の供給量とを調整することにより、所定の割合に調合された除去液が生成される。本実施の形態では、除去液の原液としてフッ化水素(フッ酸(HF))が用いられ、希フッ酸(DHF)が除去液として生成される。調合部52では、バッファード・フッ酸(BHF)等が生成されてもよい。調合部52は、供給管431を介して除去液ノズル43(図2参照)に除去液を供給する。   The blending unit 52 is connected to the inert gas dissolved water generation unit 51 via the supply pipe 511 and further connected to the stock solution supply part 53 via the supply pipe 531 as described above. The blending unit 52 includes a mixing unit 521 (manifold) that mixes the stock solution of the removal liquid and the inert gas-dissolved water therein, and the supply pipe 511 and the supply pipe 531 are connected to the mixing unit 521. The supply pipe 511 is provided with a valve 512 and a flow rate adjustment valve 513, and the supply pipe 531 is provided with a valve 522 and a flow rate adjustment valve 523. In the blending unit 52, the removal liquid mixed in a predetermined ratio is generated by adjusting the supply amount of the stock solution of the removal liquid and the supply amount of the inert gas dissolved water to the mixing unit 521. In the present embodiment, hydrogen fluoride (hydrofluoric acid (HF)) is used as a stock solution of the removal liquid, and diluted hydrofluoric acid (DHF) is generated as the removal liquid. In the blending unit 52, buffered hydrofluoric acid (BHF) or the like may be generated. The blending unit 52 supplies the removal liquid to the removal liquid nozzle 43 (see FIG. 2) via the supply pipe 431.

図4は、供給管431の構成を示す図である。供給管431は、2重構造であり、除去液が流通する内管4311、および、内管4311を取り囲む外管4312を有する。内管4311は、外管4312の内部において、内管4311と外管4312との間に介在する支持部材(図示せず)により支持され、内管4311と外管4312とは非接触状態が維持される。内管4311と外管4312との間には筒状の空間が形成される。内管4311および外管4312は、耐薬液性および耐熱性に優れたフッ素樹脂(例えば、PFA(ポリテトラフルオロエチレン))等にて形成される。なお、PFAは、酸素を透過する。   FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the supply pipe 431. The supply pipe 431 has a double structure, and has an inner pipe 4311 through which the removal liquid flows and an outer pipe 4312 surrounding the inner pipe 4311. The inner tube 4311 is supported inside the outer tube 4312 by a support member (not shown) interposed between the inner tube 4311 and the outer tube 4312, and the inner tube 4311 and the outer tube 4312 are maintained in a non-contact state. Is done. A cylindrical space is formed between the inner tube 4311 and the outer tube 4312. The inner tube 4311 and the outer tube 4312 are formed of a fluororesin (for example, PFA (polytetrafluoroethylene)) having excellent chemical resistance and heat resistance. Note that PFA transmits oxygen.

外管4312には、バルブ4313が設けられた補助供給管4314、および、バルブ4315が設けられた補助排気管4316が接続される。補助供給管4314は図示省略の不活性ガス供給源に接続され、バルブ4313,4315を開くことにより、内管4311と外管4312との間の空間に不活性ガス(例えば、窒素ガス)が流入する。これにより当該空間から空気が追い出され、当該空間内の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換される。すなわち、内管4311が不活性ガスにより包囲される。バルブ4313,4315を閉じた後においても、内管4311が不活性ガスによって包囲された状態が維持され、内管4311の内部に進入する酸素の量が低減される。よって、内管4311内を流れる除去液に酸素が溶け込んで、当該除去液中の酸素濃度が上昇することが抑制または防止される。本実施の形態では、除去液ノズル43から吐出される除去液における酸素濃度は、20ppb以下(例えば、5〜10ppb)である。   An auxiliary supply pipe 4314 provided with a valve 4313 and an auxiliary exhaust pipe 4316 provided with a valve 4315 are connected to the outer pipe 4312. The auxiliary supply pipe 4314 is connected to an inert gas supply source (not shown), and an inert gas (for example, nitrogen gas) flows into the space between the inner pipe 4311 and the outer pipe 4312 by opening the valves 4313 and 4315. To do. Thereby, air is expelled from the space and the atmosphere in the space is replaced with an inert gas atmosphere. That is, the inner tube 4311 is surrounded by the inert gas. Even after the valves 4313 and 4315 are closed, the state in which the inner tube 4311 is surrounded by the inert gas is maintained, and the amount of oxygen entering the inside of the inner tube 4311 is reduced. Therefore, it is suppressed or prevented that oxygen dissolves in the removal liquid flowing through the inner pipe 4311 and the oxygen concentration in the removal liquid increases. In the present embodiment, the oxygen concentration in the removal liquid discharged from the removal liquid nozzle 43 is 20 ppb or less (for example, 5 to 10 ppb).

基板処理装置1では、図3の不活性ガス溶存水生成部51と図2のリンス液ノズル44とを接続する供給管441も、供給管431と同様の構造であり、供給管441内を流れる不活性ガス溶存水に酸素が溶け込んで、当該不活性ガス溶存水中の酸素濃度が上昇することが抑制または防止される。なお、供給管431および供給管441は必ずしも2重構造でなくてもよいが、上述のような2重構造とすることにより、供給管内を流れる除去液や不活性ガス溶存水中の酸素濃度の上昇をより一層抑制または防止することができる。   In the substrate processing apparatus 1, the supply pipe 441 that connects the inert gas dissolved water generation unit 51 of FIG. 3 and the rinse liquid nozzle 44 of FIG. 2 has the same structure as the supply pipe 431 and flows in the supply pipe 441. It is suppressed or prevented that oxygen dissolves in the inert gas-dissolved water and the oxygen concentration in the inert gas-dissolved water increases. Note that the supply pipe 431 and the supply pipe 441 do not necessarily have a double structure. However, by using the double structure as described above, the oxygen concentration in the removal liquid and the inert gas-dissolved water flowing in the supply pipe is increased. Can be further suppressed or prevented.

図5は、シリル化処理部6の構成を示す図である。シリル化処理部6は、基板9を保持する基板保持台61を有し、基板保持台61は支持部材62により支持される。基板保持台61は基板9よりも大きい直径の円板状であり、基板保持台61上において基板9が水平状態にて保持される。基板保持台61の内部にはヒータ611が設けられており、基板保持台61上の基板9が加熱される。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the silylation processing unit 6. The silylation processing unit 6 includes a substrate holding table 61 that holds the substrate 9, and the substrate holding table 61 is supported by a support member 62. The substrate holding table 61 has a disk shape with a diameter larger than that of the substrate 9, and the substrate 9 is held in a horizontal state on the substrate holding table 61. A heater 611 is provided inside the substrate holding table 61, and the substrate 9 on the substrate holding table 61 is heated.

基板保持台61および支持部材62には、複数の(実際には3以上の)貫通孔612,610が形成されており、各貫通孔612,610の下方には、図5の上下方向(鉛直方向)に長いリフトピン613が配置される。上下方向において複数のリフトピン613の先端は同じ位置に配置され、昇降機構614により一体的に昇降する。具体的には、複数のリフトピン613は、複数の貫通孔612,610内を通過して先端が基板保持台61よりも上方となる図6の位置(以下、「突出位置」という。)、および、先端が複数の貫通孔612,610よりも下方となる図5の位置(以下、「退避位置」という。)のいずれかに配置される。   A plurality of (in reality, three or more) through holes 612 and 610 are formed in the substrate holding base 61 and the support member 62. Below each through hole 612 and 610, a vertical direction (vertical) in FIG. Long lift pins 613 are arranged in the direction). The tips of the plurality of lift pins 613 are arranged at the same position in the vertical direction, and are lifted and lowered integrally by the lifting mechanism 614. Specifically, the plurality of lift pins 613 pass through the plurality of through-holes 612 and 610 and the positions of the lift pins 613 above the substrate holding base 61 (hereinafter referred to as “projection positions”), and FIG. The tip is disposed at one of the positions in FIG. 5 (hereinafter referred to as “retracted position”) where the tip is below the plurality of through holes 612 and 610.

図6に示すように、複数のリフトピン613が突出位置に配置された状態にてセンターロボット31により基板9が複数のリフトピン613上に載置され(このとき、後述の遮断板63は上昇している。)、その後、複数のリフトピン613が退避位置へと移動することにより、図5に示すように基板9が基板保持台61上に載置される。一方、基板9が基板保持台61上に載置された状態で、複数のリフトピン613が退避位置から突出位置まで移動することにより、基板9が基板保持台61の上方に配置される。これにより、センターロボット31によって基板9をシリル化処理部6から搬出することが可能となる。   As shown in FIG. 6, the substrate 9 is placed on the plurality of lift pins 613 by the center robot 31 in a state where the plurality of lift pins 613 are arranged at the protruding positions (at this time, a later-described blocking plate 63 is raised. After that, the plurality of lift pins 613 move to the retracted position, whereby the substrate 9 is placed on the substrate holding table 61 as shown in FIG. On the other hand, when the substrate 9 is placed on the substrate holding table 61, the plurality of lift pins 613 move from the retracted position to the protruding position, whereby the substrate 9 is disposed above the substrate holding table 61. As a result, the substrate 9 can be carried out of the silylation processing unit 6 by the center robot 31.

図5および図6に示すように、シリル化処理部6は、基板保持台61の上方に配置される遮断板63をさらに備える。遮断板63は、水平な円板部631、および、円板部631の外縁から下方に突出する筒状部632を備える。円板部631の直径は基板保持台61よりも大きく、筒状部632の環状の端面は支持部材62に対向する。また、支持部材62上には基板保持台61の周囲を囲むように、環状のシール部材620が設けられる。遮断板63は昇降機構64により昇降し、筒状部632の当該端面がシール部材620に当接する図5の位置、および、筒状部632の当該端面がシール部材620から十分に離れた図6の位置のいずれかに配置される。遮断板63が図5の位置に配置された状態では、遮断板63、基板保持台61および支持部材62に囲まれた処理空間60が密閉され、遮断板63が図5の位置から図6の位置へと移動することにより処理空間60が開放される。以下の説明では、図5に示す遮断板63の位置を「密閉位置」と呼び、図6に示す遮断板63の位置を「開放位置」と呼ぶ。   As shown in FIGS. 5 and 6, the silylation processing unit 6 further includes a blocking plate 63 disposed above the substrate holding table 61. The blocking plate 63 includes a horizontal disc portion 631 and a cylindrical portion 632 that projects downward from the outer edge of the disc portion 631. The diameter of the disc portion 631 is larger than that of the substrate holding base 61, and the annular end surface of the cylindrical portion 632 faces the support member 62. An annular seal member 620 is provided on the support member 62 so as to surround the periphery of the substrate holding table 61. The blocking plate 63 is moved up and down by the lifting mechanism 64, and the position in FIG. 5 where the end surface of the tubular portion 632 contacts the seal member 620 and the end surface of the tubular portion 632 are sufficiently separated from the seal member 620. It is arranged at one of the positions. In the state where the shielding plate 63 is disposed at the position of FIG. 5, the processing space 60 surrounded by the shielding plate 63, the substrate holding base 61 and the support member 62 is sealed, and the shielding plate 63 is moved from the position of FIG. The processing space 60 is released by moving to the position. In the following description, the position of the blocking plate 63 shown in FIG. 5 is referred to as “sealing position”, and the position of the blocking plate 63 illustrated in FIG. 6 is referred to as “open position”.

また、図5に示す円板部631の中央には噴出ノズル65が設けられ、噴出ノズル65には供給管650の一端が接続される。供給管650の他端は、第1補助管651および第2補助管652に分岐しており、第1補助管651は蒸気(ベーパー)状態のシリル化材料の供給源に接続され、第2補助管652は窒素ガスの供給源に接続される。第1補助管651および第2補助管652にはバルブ653,654がそれぞれ設けられる。バルブ654を閉じつつバルブ653を開くことにより、噴出ノズル65からシリル化材料の蒸気が噴出され、バルブ653を閉じつつバルブ654を開くことにより、噴出ノズル65から窒素ガスが噴出される。   Further, an ejection nozzle 65 is provided at the center of the disc portion 631 shown in FIG. 5, and one end of a supply pipe 650 is connected to the ejection nozzle 65. The other end of the supply pipe 650 is branched into a first auxiliary pipe 651 and a second auxiliary pipe 652, and the first auxiliary pipe 651 is connected to a supply source of the silylated material in the vapor (vapor) state, and the second auxiliary pipe 651 is provided. The tube 652 is connected to a nitrogen gas supply source. The first auxiliary pipe 651 and the second auxiliary pipe 652 are provided with valves 653 and 654, respectively. By opening the valve 653 while closing the valve 654, the vapor of the silylated material is ejected from the ejection nozzle 65, and by opening the valve 654 while closing the valve 653, nitrogen gas is ejected from the ejection nozzle 65.

シリル化材料としては、TMSI(N-trimethylsilylimidazole、N-トリメチルシリルイミダゾール)、BSTFA(N,O-bis[trimethylsilyl]trifluoroacetamide、N,O-ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド)、BSA(N,O-bis[trimethylsilyl]acetamide、N,O-ビス(トリメチルシリル)アセトアミド)、MSTFA(N-methyl-N-trimethylsilyl-trifluoroacetamide、N-メチル-N-トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド)、TMSDMA(N-trimethylsilyldimethylamine、N-トリメチルシリルジメチルアミン)、TMSDEA(N-trimethylsilyldiethylamine、N-トリメチルシリルジエチルアミン)、MTMSA、TMCS(with base)(trimethylchlorosilane、トリメチルクロロシラン)、HMDS(Hexamethyldisilazane、ヘキサメチルジシラザン)等が例示でき、本実施の形態では、HMDSが用いられる。   Silylated materials include TMSI (N-trimethylsilylimidazole), BSTFA (N, O-bis [trimethylsilyl] trifluoroacetamide, N, O-bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide), BSA (N, O-bis). [trimethylsilyl] acetamide, N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide), MSTFA (N-methyl-N-trimethylsilyl-trifluoroacetamide, N-methyl-N-trimethylsilyltrifluoroacetamide), TMSDMA (N-trimethylsilyldimethylamine, N-trimethylsilyldimethyl) Amine), TMSDEA (N-trimethylsilyldiethylamine), MTMSA, TMCS (with base) (trimethylchlorosilane), HMDS (Hexamethyldisilazane), and the like in this embodiment. Is used.

支持部材62の上面には、平面視において基板保持台61を囲むように、環状の排気口621が形成される。排気口621は排気管622に接続され、排気管622には圧力調整弁623が設けられる。図5に示すように、遮断板63が密閉位置に配置された状態において、噴出ノズル65からガス(シリル化材料の蒸気または窒素ガス)が噴出されると、処理空間60の圧力が上昇する。そして、処理空間60の圧力が所定値まで達すると、圧力調整弁623が開いて処理空間60のガスが排気口621および排気管622を介して排気される。処理空間60の圧力が所定値未満となると、圧力調整弁623が閉じて、ガスの排気が停止される。このようにして、処理空間60に当該ガスが充填される。その後、噴出ノズル65からのガスの噴出が停止され、処理空間60が当該ガスにて充填された状態が維持される。   An annular exhaust port 621 is formed on the upper surface of the support member 62 so as to surround the substrate holding base 61 in a plan view. The exhaust port 621 is connected to an exhaust pipe 622, and the exhaust pipe 622 is provided with a pressure adjustment valve 623. As shown in FIG. 5, when gas (a vapor of silylated material or nitrogen gas) is ejected from the ejection nozzle 65 in a state where the blocking plate 63 is disposed at the sealed position, the pressure in the processing space 60 increases. When the pressure in the processing space 60 reaches a predetermined value, the pressure adjustment valve 623 is opened, and the gas in the processing space 60 is exhausted through the exhaust port 621 and the exhaust pipe 622. When the pressure in the processing space 60 becomes less than a predetermined value, the pressure adjustment valve 623 is closed and gas exhaust is stopped. In this way, the processing space 60 is filled with the gas. Thereafter, the ejection of gas from the ejection nozzle 65 is stopped, and the state where the processing space 60 is filled with the gas is maintained.

ここで、基板処理装置1における処理対象の基板9に形成されたパターンについて説明する。図7は、基板9上に形成されたパターンを示す図である。図7に示すように、基板9上にはゲート電極911、スペーサ912、STI(Shallow Trench Isolation)部913、ゲート絶縁膜914等が形成されており、製造途上の多数のトランジスタのパターン、すなわち、多数のトランジスタ用のパターンが形成されている。また、シリコンにて形成される基板9の表面にはシリコン酸化膜(自然酸化膜)92が存在している。実際には、基板9において主面が露出した領域の全体にシリコン酸化膜は存在するが、以下の説明では、スペーサ912とSTI部913との間の領域(ソースおよびドレインとなる予定の領域)のみに着目するため、当該領域のみにシリコン酸化膜92を図示している(以下同様)。実際のシリコン酸化膜は極めて薄い膜である。   Here, the pattern formed on the substrate 9 to be processed in the substrate processing apparatus 1 will be described. FIG. 7 is a diagram showing a pattern formed on the substrate 9. As shown in FIG. 7, a gate electrode 911, a spacer 912, an STI (Shallow Trench Isolation) portion 913, a gate insulating film 914, and the like are formed on the substrate 9, and a number of transistor patterns under manufacturing, that is, A number of patterns for transistors are formed. A silicon oxide film (natural oxide film) 92 exists on the surface of the substrate 9 formed of silicon. Actually, the silicon oxide film is present in the entire region of the substrate 9 where the main surface is exposed. However, in the following description, a region between the spacer 912 and the STI portion 913 (a region to be a source and a drain). In order to pay attention only to this, the silicon oxide film 92 is shown only in the region (the same applies hereinafter). An actual silicon oxide film is a very thin film.

後述するように、図7のパターンを有する基板9に対してシリコンゲルマニウム膜の形成が行われるが、以下の説明における基板処理装置1による基板9の処理は、半導体装置の製造工程の流れにおいて、シリコンゲルマニウム膜の形成の前工程として行われる、すなわち、シリコンゲルマニウム膜の形成の直前(時間的に直前である必要はない。)に行われるものである。   As will be described later, a silicon germanium film is formed on the substrate 9 having the pattern of FIG. 7, but the processing of the substrate 9 by the substrate processing apparatus 1 in the following description is performed in the flow of the manufacturing process of the semiconductor device. It is performed as a pre-process for forming the silicon germanium film, that is, performed immediately before the formation of the silicon germanium film (it is not necessary to be immediately before in time).

図8は、基板処理装置1が基板9を処理する動作の流れを示す図である。図1の基板処理装置1では、キャリア90内の基板9がインデクサブロック2のインデクサロボット22により取り出され、処理ブロック3のセンターロボット31に受け渡される。そして、センターロボット31により基板9が図2の酸化膜除去部4内へと搬送され、スピンチャック41にて保持される(ステップS11)。酸化膜除去部4のチャンバ本体40には、図示省略の排気部および窒素ガス導入部が設けられており、チャンバ本体40内に窒素ガスを導入しつつ排気を行うことにより、チャンバ本体40内の酸素濃度が、例えば100ppm以下に調整される。   FIG. 8 is a diagram showing a flow of operations in which the substrate processing apparatus 1 processes the substrate 9. In the substrate processing apparatus 1 of FIG. 1, the substrate 9 in the carrier 90 is taken out by the indexer robot 22 of the indexer block 2 and transferred to the center robot 31 of the processing block 3. Then, the substrate 9 is transported into the oxide film removing unit 4 of FIG. 2 by the center robot 31 and held by the spin chuck 41 (step S11). The chamber body 40 of the oxide film removing unit 4 is provided with an exhaust unit (not shown) and a nitrogen gas introduction unit, and exhausting while introducing nitrogen gas into the chamber body 40, The oxygen concentration is adjusted to 100 ppm or less, for example.

酸化膜除去部4では、スピンモータ411によりスピンチャック41が回転を開始するとともに除去液ノズル43が供給位置へと配置される。そして、スピンチャック41が所定の回転数に到達すると、供給管431のバルブ432を開くことにより除去液ノズル43から基板9の主面上に除去液が付与される(ステップS12)。このとき、必要に応じて除去液ノズル43が基板9の主面に沿う方向に揺動する(後述するリンス液ノズル44からのリンス液の付与においても同様)。除去液の付与が所定時間だけ継続されると、除去液ノズル43からの除去液の吐出が停止され、除去液ノズル43が待機位置へと戻される。   In the oxide film removing unit 4, the spin chuck 41 starts rotating by the spin motor 411 and the removal liquid nozzle 43 is arranged at the supply position. When the spin chuck 41 reaches a predetermined rotational speed, the removal liquid is applied to the main surface of the substrate 9 from the removal liquid nozzle 43 by opening the valve 432 of the supply pipe 431 (step S12). At this time, the removal liquid nozzle 43 swings in a direction along the main surface of the substrate 9 as necessary (the same applies to the application of the rinse liquid from the rinse liquid nozzle 44 described later). When the application of the removal liquid is continued for a predetermined time, the discharge of the removal liquid from the removal liquid nozzle 43 is stopped, and the removal liquid nozzle 43 is returned to the standby position.

続いて、リンス液ノズル44が供給位置に配置され、供給管441のバルブ442を開くことによりリンス液ノズル44から基板9の主面上にリンス液(不活性ガス溶存水)が付与され、当該主面に付着した除去液等がリンス液により除去される(ステップS13)。リンス液の付与が所定時間だけ継続されると、リンス液ノズル44からのリンス液の吐出が停止され、リンス液ノズル44が待機位置へと戻される。また、スピンチャック41の回転数が上昇し、基板9の乾燥が行われる。基板9の乾燥が所定時間だけ継続されると、スピンチャック41の回転が停止され、センターロボット31により酸化膜除去部4から基板9が取り出される。上記ステップS12,S13の処理により、図9に示すように基板9上のシリコン酸化膜92(図7参照)が除去される。なお、ステップS13におけるリンス液の付与後、基板9を乾燥する前に、酸化膜除去部4において別途設けられたノズルからアンモニアと過酸化水素水との混合液(SC1)が基板9上に付与されてもよい。この場合、SC1の付与後、リンス液を再度付与し、続いて、基板9の乾燥が行われる。   Subsequently, the rinsing liquid nozzle 44 is arranged at the supply position, and the rinsing liquid (inert gas dissolved water) is applied from the rinsing liquid nozzle 44 to the main surface of the substrate 9 by opening the valve 442 of the supply pipe 441. The removal liquid or the like adhering to the main surface is removed by the rinse liquid (step S13). When the application of the rinse liquid is continued for a predetermined time, the discharge of the rinse liquid from the rinse liquid nozzle 44 is stopped, and the rinse liquid nozzle 44 is returned to the standby position. Further, the rotation speed of the spin chuck 41 is increased, and the substrate 9 is dried. When the drying of the substrate 9 is continued for a predetermined time, the rotation of the spin chuck 41 is stopped, and the substrate 9 is taken out from the oxide film removing unit 4 by the center robot 31. By the processing in steps S12 and S13, the silicon oxide film 92 (see FIG. 7) on the substrate 9 is removed as shown in FIG. Note that, after the rinsing liquid is applied in step S13, before the substrate 9 is dried, a mixed liquid (SC1) of ammonia and hydrogen peroxide solution is applied onto the substrate 9 from a nozzle separately provided in the oxide film removing unit 4. May be. In this case, after the application of SC1, the rinsing liquid is applied again, and then the substrate 9 is dried.

基板処理装置1における除去液およびリンス液では、図3の処理液供給部5により酸素濃度が低減されており、基板9の表面は、Si−F基およびSi−H基が多く存在する状態となる。一方、除去液およびリンス液に溶存する僅かな酸素や周囲の雰囲気中の酸素により、基板9の表面には、Si−OH基も存在する。   In the removal liquid and the rinsing liquid in the substrate processing apparatus 1, the oxygen concentration is reduced by the processing liquid supply unit 5 in FIG. 3, and the surface of the substrate 9 is in a state in which many Si—F groups and Si—H groups exist. Become. On the other hand, Si—OH groups are also present on the surface of the substrate 9 due to a slight amount of oxygen dissolved in the removal liquid and the rinse liquid and oxygen in the surrounding atmosphere.

続いて、センターロボット31により基板9がシリル化処理部6内へと搬送される(ステップS14)。このとき、図6に示すように遮断板63は開放位置に配置され、突出位置に配置された複数のリフトピン613上に基板9が載置される。そして、センターロボット31がシリル化処理部6外へと退避した後、複数のリフトピン613が退避位置へと移動することにより、基板9が基板保持台61上に載置される。また、遮断板63が密閉位置へと移動して、図5に示すように密閉された処理空間60内に基板9が配置される。   Subsequently, the substrate 9 is transferred into the silylation processing unit 6 by the center robot 31 (step S14). At this time, as shown in FIG. 6, the blocking plate 63 is disposed in the open position, and the substrate 9 is placed on the plurality of lift pins 613 disposed in the protruding position. Then, after the center robot 31 retreats out of the silylation processing unit 6, the plurality of lift pins 613 move to the retreat position, whereby the substrate 9 is placed on the substrate holding table 61. Further, the blocking plate 63 moves to the sealed position, and the substrate 9 is placed in the sealed processing space 60 as shown in FIG.

シリル化処理部6では、バルブ654を開くことにより噴出ノズル65からの窒素ガスの噴出が開始されるとともに、処理空間60の圧力に応じて圧力調整弁623が開閉される。これにより、処理空間60内の空気が窒素ガスにて置換され、処理空間60に窒素ガスが充填される。噴出ノズル65からの窒素ガスの噴出が停止された後、バルブ653を開くことにより、噴出ノズル65からのシリル化材料の蒸気の噴出が開始される。また、処理空間60の圧力に応じて圧力調整弁623が開閉される。これにより、処理空間60内の窒素ガスがシリル化材料の蒸気にて置換され、処理空間60にシリル化材料の蒸気が充填される。シリル化材料の蒸気の噴出開始後、所定時間経過した後に、バルブ653を閉じることにより、噴出ノズル65からのシリル化材料の蒸気の噴出が停止される。   In the silylation processing unit 6, the nitrogen gas is started to be ejected from the ejection nozzle 65 by opening the valve 654, and the pressure regulating valve 623 is opened and closed according to the pressure in the processing space 60. As a result, the air in the processing space 60 is replaced with nitrogen gas, and the processing space 60 is filled with nitrogen gas. After the ejection of nitrogen gas from the ejection nozzle 65 is stopped, the valve 653 is opened, and the ejection of the vapor of silylated material from the ejection nozzle 65 is started. Further, the pressure adjustment valve 623 is opened and closed according to the pressure in the processing space 60. Thereby, the nitrogen gas in the processing space 60 is replaced with the vapor of the silylated material, and the processing space 60 is filled with the vapor of the silylated material. After a predetermined time has elapsed after the start of the ejection of the silylated material vapor, the valve 653 is closed to stop the ejection of the silylated material vapor from the ejection nozzle 65.

このようにして、基板9の周囲にシリル化材料の蒸気が充填され、シリル化材料の蒸気雰囲気中に基板9が所定時間だけ保持される。これにより、基板9の主面に対してシリル化処理が施され、図10に示すように当該主面がシリル化する(ステップS15)。図10では、基板9の主面近傍に平行斜線を付すことによりシリル化した部位93を抽象的に示している。このとき、図5の基板保持台61上の基板9はヒータ611により室温よりも高い一定の温度に加熱されるため、主面のシリル化が促進される。   In this manner, the substrate 9 is filled with the vapor of the silylated material, and the substrate 9 is held in the vapor atmosphere of the silylated material for a predetermined time. Thereby, a silylation process is performed on the main surface of the substrate 9, and the main surface is silylated as shown in FIG. 10 (step S15). In FIG. 10, a portion 93 silylated by adding parallel oblique lines in the vicinity of the main surface of the substrate 9 is abstractly shown. At this time, since the substrate 9 on the substrate holder 61 in FIG. 5 is heated to a constant temperature higher than room temperature by the heater 611, silylation of the main surface is promoted.

シリル化材料の蒸気雰囲気中に基板9が所定時間だけ保持されると、噴出ノズル65からの窒素ガスの噴出が開始される。これにより、処理空間60内のシリル化材料の蒸気や、シリル化により発生したガスが窒素ガスにて置換され、処理空間60に窒素ガスが充填される。   When the substrate 9 is held in the vapor atmosphere of the silylated material for a predetermined time, the ejection of nitrogen gas from the ejection nozzle 65 is started. As a result, the vapor of the silylated material in the processing space 60 and the gas generated by the silylation are replaced with nitrogen gas, and the processing space 60 is filled with nitrogen gas.

処理空間60に窒素ガスが充填されると、遮断板63が開放位置に配置されて処理空間60が開放されるとともに、複数のリフトピン613が突出位置へと移動する。複数のリフトピン613上の基板9は、図1のセンターロボット31によりシリル化処理部6の外部へと搬出され、インデクサブロック2のインデクサロボット22に受け渡される。そして、インデクサロボット22によりキャリア90内へと戻される(ステップS16)。実際には、上記ステップS11〜S16の処理は複数の基板9に対して部分的に並行して行われる。   When the processing space 60 is filled with nitrogen gas, the blocking plate 63 is disposed at the open position, the processing space 60 is opened, and the plurality of lift pins 613 move to the protruding position. The substrates 9 on the plurality of lift pins 613 are carried out of the silylation processing unit 6 by the center robot 31 of FIG. 1 and delivered to the indexer robot 22 of the indexer block 2. Then, the indexer robot 22 returns the carrier 90 (step S16). Actually, the processes in steps S11 to S16 are partially performed on the plurality of substrates 9 in parallel.

基板処理装置1における処理後の基板9は、他の装置へと搬送されシリコンゲルマニウム膜の形成に係る工程が行われる。シリコンゲルマニウム膜の形成に係る工程では、実際にシリコンゲルマニウム膜を形成する前に、基板9がプリベイクされる。本実施の形態では、プリベイクにおいて、例えば700℃にて10〜30分間、基板9が加熱される。   The processed substrate 9 in the substrate processing apparatus 1 is transported to another apparatus, and a process related to formation of a silicon germanium film is performed. In the process relating to the formation of the silicon germanium film, the substrate 9 is pre-baked before the silicon germanium film is actually formed. In the present embodiment, in the pre-baking, for example, the substrate 9 is heated at 700 ° C. for 10 to 30 minutes.

ここで、基板9上の物質の化学結合エネルギーについて述べる。基板処理装置1におけるシリル化処理において、HMDSがシリル化材料として用いられる場合には、シリル化処理後の基板9の表面は、HMDSに起因するシリル基が多く存在する状態となる。図11に示すように、HMDSに起因するシリル基における結合エネルギーは、SiOにおけるSi−Oの結合エネルギーやSiFにおけるSi−Fの結合エネルギーよりも小さいため、プリベイクにおいて比較的低い温度にて基板9の主面上のシリル基を除去することが可能となる。 Here, the chemical bond energy of the substance on the substrate 9 will be described. In the silylation treatment in the substrate processing apparatus 1, when HMDS is used as the silylation material, the surface of the substrate 9 after the silylation treatment is in a state where a large number of silyl groups due to HMDS are present. As shown in FIG. 11, since the bond energy in the silyl group caused by HMDS is smaller than the bond energy of Si—O in SiO 2 and the bond energy of Si—F in SiF 4 , at a relatively low temperature in prebaking. The silyl group on the main surface of the substrate 9 can be removed.

基板9のプリベイクが完了すると、図12に示すように主面上にシリコンゲルマニウム膜94が形成される。シリコンゲルマニウム膜94の形成によりチャネル部のシリコン層に歪みを生じさせることができる。チャネル部のシリコン層に歪みが生じたトランジスタでは、高速な動作が可能となる。シリコンゲルマニウム膜は、例えば熱CVD法により形成される。   When the pre-baking of the substrate 9 is completed, a silicon germanium film 94 is formed on the main surface as shown in FIG. Formation of the silicon germanium film 94 can cause distortion in the silicon layer of the channel portion. A transistor in which the silicon layer in the channel portion is distorted can operate at high speed. The silicon germanium film is formed by, for example, a thermal CVD method.

図13は、基板9上のシリコン酸化膜の除去後における自然酸化膜の厚さの変化(成長)を示す図であり、縦軸は酸化膜の厚さを示し、横軸はシリコン酸化膜の除去後の経過時間を示す。図13では、処理液供給部5により酸素濃度が低減された処理液(除去液およびリンス液)によるシリコン酸化膜の除去およびシリル化処理(以下、「低酸素処理+シリル化処理」と表記する。)が行われた基板上の酸化膜の厚さの変化を符号L1を付す線にて示し、酸素濃度が低減された処理液によるシリコン酸化膜の除去のみ(以下、「低酸素処理」と表記する。)が行われた基板上の酸化膜の厚さの変化を符号L2を付す線にて示し、酸素濃度が低減されていない処理液によるシリコン酸化膜の除去(以下、「標準処理」と表記する。)のみが行われた基板上の酸化膜の厚さの変化を符号L3を付す線にて示している。なお、「低酸素処理」および「標準処理」では、シリル化処理は行われない。   FIG. 13 is a diagram showing a change (growth) in the thickness of the natural oxide film after the removal of the silicon oxide film on the substrate 9. Indicates the elapsed time after removal. In FIG. 13, the removal of the silicon oxide film and the silylation treatment (hereinafter referred to as “low oxygen treatment + silylation treatment”) using the treatment liquid (removal liquid and rinse liquid) whose oxygen concentration has been reduced by the treatment liquid supply unit 5. .) Is indicated by a line denoted by reference numeral L1, and only the removal of the silicon oxide film by the treatment liquid having a reduced oxygen concentration (hereinafter referred to as “low oxygen treatment”). The change in the thickness of the oxide film on the substrate on which the silicon oxide film is formed is indicated by a line denoted by L2, and the removal of the silicon oxide film by the processing liquid whose oxygen concentration is not reduced (hereinafter referred to as “standard process”). The change in the thickness of the oxide film on the substrate on which only the process is performed is indicated by a line labeled L3. In the “low oxygen treatment” and “standard treatment”, the silylation treatment is not performed.

図13より、「標準処理」が行われた基板に比べて、「低酸素処理」が行われた基板では、酸化膜の厚さが小さくなり、「低酸素処理」に加えてシリル化処理が行われた(すなわち、「低酸素処理+シリル化処理」が行われた)基板では、酸化膜の厚さがさらに小さくなることが判る。「低酸素処理+シリル化処理」が行われた基板では、例えば、48時間放置した後の酸化膜の厚さが、標準処理の直後における基板上の酸化膜の厚さよりも小さくなっており、Qタイムを48時間に設定することも可能である。   From FIG. 13, the thickness of the oxide film is smaller in the substrate subjected to the “low oxygen treatment” than the substrate subjected to the “standard treatment”, and the silylation treatment is performed in addition to the “low oxygen treatment”. It can be seen that the thickness of the oxide film is further reduced in the substrate that has been performed (that is, “low oxygen treatment + silylation treatment” has been performed). In the substrate subjected to “low oxygen treatment + silylation treatment”, for example, the thickness of the oxide film after being left for 48 hours is smaller than the thickness of the oxide film on the substrate immediately after the standard treatment, It is also possible to set the Q time to 48 hours.

図14は、基板9上に形成したシリコンゲルマニウム膜中の酸素濃度を示す図である。図14より、「標準処理」が行われた基板に比べて、「低酸素処理」が行われた基板では、シリコンゲルマニウム膜中の酸素濃度が低くなり、「低酸素処理」に加えてシリル化処理が行われた基板では、シリコンゲルマニウム膜中の酸素濃度がさらに低くなることが判る。したがって、「低酸素処理+シリル化処理」により、適正なシリコンゲルマニウム膜が形成可能であるといえる。   FIG. 14 is a diagram showing the oxygen concentration in the silicon germanium film formed on the substrate 9. FIG. 14 shows that the oxygen concentration in the silicon germanium film is lower in the substrate subjected to the “low oxygen treatment” than the substrate subjected to the “standard treatment”, and silylation is performed in addition to the “low oxygen treatment”. It can be seen that the oxygen concentration in the silicon germanium film is further reduced in the processed substrate. Therefore, it can be said that an appropriate silicon germanium film can be formed by “low oxygen treatment + silylation treatment”.

以上に説明したように、図1の基板処理装置1では、酸化膜除去部4にて基板9の一の主面上のシリコン酸化膜が除去された後、シリル化処理部6にてシリル化材料を付与して、当該主面に対してシリル化処理が施される。これにより、シリコン酸化膜の除去後、シリコンゲルマニウム膜の形成までのQタイムを長くするとともに、シリコンゲルマニウム膜の形成におけるプリベイクの温度を低くすることができる。   As described above, in the substrate processing apparatus 1 of FIG. 1, after the silicon oxide film on one main surface of the substrate 9 is removed by the oxide film removing unit 4, silylation is performed by the silylation processing unit 6. The material is added and the main surface is subjected to silylation treatment. Thereby, after removing the silicon oxide film, the Q time until the formation of the silicon germanium film can be lengthened, and the pre-baking temperature in the formation of the silicon germanium film can be lowered.

また、図2の酸化膜除去部4では、除去液ノズル43が除去液付与部として基板9の主面に除去液を付与し、リンス液ノズル44がリンス液付与部として当該主面にリンス液を付与する。そして、処理液供給部5が酸素濃度低減部として、除去液およびリンス液の酸素濃度を低減することにより、シリコン酸化膜の除去後、シリコンゲルマニウム膜の形成までのQタイムをより長くするとともに、シリコンゲルマニウム膜の形成におけるプリベイクの温度をより低くすることができる。   Further, in the oxide film removing unit 4 of FIG. 2, the removing liquid nozzle 43 applies a removing liquid to the main surface of the substrate 9 as a removing liquid applying part, and the rinsing liquid nozzle 44 serves as a rinsing liquid applying part on the main surface. Is granted. Then, the treatment liquid supply unit 5 serves as an oxygen concentration reduction unit to reduce the oxygen concentration of the removal liquid and the rinsing liquid, thereby extending the Q time after the removal of the silicon oxide film until the formation of the silicon germanium film, The pre-baking temperature in the formation of the silicon germanium film can be further lowered.

図15は、シリル化処理部の他の例を示す図である。図15のシリル化処理部6aは、チャンバ本体61a、チャンバ本体61aの側面に形成された搬入出口611aを開閉するシャッタ62a、および、チャンバ本体61a内の下部に配置された載置プレート63aを備える。チャンバ本体61a内の上部空間は、後述するように基板9に向けてガスを供給する供給部64aであり、チャンバ本体61a内において載置プレート63aが配置される空間と供給部64aとの間は、拡散板641aにて仕切られる。   FIG. 15 is a diagram illustrating another example of the silylation processing unit. 15 includes a chamber main body 61a, a shutter 62a for opening / closing a loading / unloading port 611a formed on a side surface of the chamber main body 61a, and a mounting plate 63a disposed at a lower portion in the chamber main body 61a. . The upper space in the chamber body 61a is a supply unit 64a that supplies gas toward the substrate 9 as will be described later, and the space between the space in which the mounting plate 63a is arranged in the chamber body 61a and the supply unit 64a. And partitioned by a diffusion plate 641a.

供給部64aの上方におけるチャンバ本体61aの部位には噴出ノズル65aが設けられ、噴出ノズル65aには供給管651aの一端が接続される。供給管651aの他端は、三方バルブ652aを介して第1補助管653aおよび第2補助管654aに接続される。第1補助管653aはシリル化材料の供給源に接続され、第2補助管654aは窒素ガスの供給源に接続される。噴出ノズル65aへのシリル化材料の供給はバルブ655aにより制御され、窒素ガスの供給はバルブ656aにより制御される。   A jet nozzle 65a is provided in a portion of the chamber body 61a above the supply unit 64a, and one end of a supply pipe 651a is connected to the jet nozzle 65a. The other end of the supply pipe 651a is connected to the first auxiliary pipe 653a and the second auxiliary pipe 654a via a three-way valve 652a. The first auxiliary pipe 653a is connected to a supply source of the silylated material, and the second auxiliary pipe 654a is connected to a supply source of nitrogen gas. Supply of the silylated material to the ejection nozzle 65a is controlled by a valve 655a, and supply of nitrogen gas is controlled by a valve 656a.

載置プレート63aは、図6の基板保持台61と同様に複数のリフトピン631aを有する。また、載置プレート63a内には、ヒータ632aが設けられる。図15において載置プレート63aの左側(搬入出口611a側)には第1排気口612aが設けられ、右側には、第2排気口613aが設けられる。第1排気口612aおよび第2排気口613aには、図示省略の排気ポンプが接続される。   The mounting plate 63a has a plurality of lift pins 631a in the same manner as the substrate holding table 61 of FIG. A heater 632a is provided in the mounting plate 63a. In FIG. 15, a first exhaust port 612a is provided on the left side (loading outlet 611a side) of the mounting plate 63a, and a second exhaust port 613a is provided on the right side. An exhaust pump (not shown) is connected to the first exhaust port 612a and the second exhaust port 613a.

チャンバ本体61aにおいて搬入出口611aと対向する位置には、補助供給部66aが設けられる。チャンバ本体61a内において載置プレート63aが配置される空間と補助供給部66aとの間は、フィルタ661aにて仕切られる。補助供給部66aには供給口662aが設けられ、供給口662aには供給管663aの一端が接続される。供給管663aにはバルブ664aが設けられ、供給管663aの他端は窒素ガスの供給源に接続される。   An auxiliary supply unit 66a is provided at a position facing the loading / unloading port 611a in the chamber body 61a. A space in which the placement plate 63a is disposed in the chamber body 61a and the auxiliary supply unit 66a are partitioned by a filter 661a. The auxiliary supply part 66a is provided with a supply port 662a, and one end of a supply pipe 663a is connected to the supply port 662a. The supply pipe 663a is provided with a valve 664a, and the other end of the supply pipe 663a is connected to a supply source of nitrogen gas.

シリル化処理部6aにてシリル化処理を行う際には、図15中にて矢印A1にて示す方向にシャッタ62aを移動することにより、チャンバ本体61aの搬入出口611aが開かれる。このとき、バルブ664aを開放しつつ第1排気口612aから排気を行うことにより、開放された搬入出口611aからチャンバ本体61a内に外気が進入することが防止される。続いて、図6のシリル化処理部6と同様に、載置プレート63aから上方に突出したリフトピン631a上に基板9がセンターロボット31により載置される。センターロボット31がチャンバ本体61aの内部から退避した後、シャッタ62aを移動することにより、搬入出口611aが閉じられる。そして、リフトピン631aが下降することにより、基板9が載置プレート63a上に載置される。   When the silylation process is performed in the silylation processing unit 6a, the loading / unloading port 611a of the chamber body 61a is opened by moving the shutter 62a in the direction indicated by the arrow A1 in FIG. At this time, exhausting from the first exhaust port 612a while opening the valve 664a prevents outside air from entering the chamber body 61a from the opened loading / unloading port 611a. Subsequently, similarly to the silylation processing unit 6 in FIG. 6, the substrate 9 is placed on the lift pins 631 a protruding upward from the placement plate 63 a by the center robot 31. After the center robot 31 has retreated from the inside of the chamber body 61a, the loading / unloading port 611a is closed by moving the shutter 62a. Then, the lift pins 631a are lowered to place the substrate 9 on the placement plate 63a.

続いて、バルブ664aを閉じるとともに、三方バルブ652aをバルブ656a側に切り換えてからバルブ656aが開かれる。また、第1排気口612aおよび第2排気口613aにおいて排気が行われる。これにより、チャンバ本体61a内が窒素ガスにてパージされるとともに、大気圧よりも低い圧力(例えば、20[kPa(キロパスカル)])に減圧される。その後、バルブ656aを閉じるとともに、三方バルブ652aをバルブ655a側に切り換えてからバルブ655aが開かれる。これにより、噴出ノズル65aからシリル化材料が噴出され、供給部64aから基板9に向けてシリル化材料が供給される。このとき、第1排気口612aおよび第2排気口613aからの排気量が低くされる。また、好ましくは、載置プレート63aに内蔵されているヒータ632aにより基板9が加熱される。加熱温度は、例えば、100〜120℃程度である。   Subsequently, the valve 664a is closed and the three-way valve 652a is switched to the valve 656a side, and then the valve 656a is opened. Further, exhaust is performed at the first exhaust port 612a and the second exhaust port 613a. Thereby, the inside of the chamber body 61a is purged with nitrogen gas, and the pressure is reduced to a pressure lower than the atmospheric pressure (for example, 20 [kPa (kilopascal)]). Thereafter, the valve 656a is closed and the three-way valve 652a is switched to the valve 655a side, and then the valve 655a is opened. Thereby, the silylated material is ejected from the ejection nozzle 65a, and the silylated material is supplied toward the substrate 9 from the supply unit 64a. At this time, the exhaust amount from the first exhaust port 612a and the second exhaust port 613a is lowered. Preferably, the substrate 9 is heated by a heater 632a built in the mounting plate 63a. The heating temperature is, for example, about 100 to 120 ° C.

上記の状態が所定時間だけ維持された後、複数のリフトピン631aが上昇して基板9が載置プレート63aの上方に配置される。また、バルブ655aを閉じて三方バルブ652aをバルブ656a側に切り換えてから、バルブ656aが開放されることにより、基板9に対して窒素ガスが供給される。   After the above-described state is maintained for a predetermined time, the plurality of lift pins 631a are raised and the substrate 9 is disposed above the placement plate 63a. Further, after closing the valve 655a and switching the three-way valve 652a to the valve 656a side, the valve 656a is opened, whereby nitrogen gas is supplied to the substrate 9.

続いて、第1排気口612aおよび第2排気口613aからの排気量を高くして、チャンバ本体61a内の圧力を低下させた状態が一定時間維持される。その後、第1排気口612aおよび第2排気口613aからの排気量を低くして、チャンバ本体61a内の圧力が大気圧まで戻される。そして、チャンバ本体61aの搬入出口611aが開かれ、センターロボット31により基板9がシリル化処理部6aから取り出される。   Subsequently, the exhaust amount from the first exhaust port 612a and the second exhaust port 613a is increased, and the state in which the pressure in the chamber body 61a is reduced is maintained for a certain time. Thereafter, the exhaust amount from the first exhaust port 612a and the second exhaust port 613a is lowered, and the pressure in the chamber body 61a is returned to atmospheric pressure. Then, the loading / unloading port 611a of the chamber body 61a is opened, and the substrate 9 is taken out from the silylation processing unit 6a by the center robot 31.

以上のように、図15のシリル化処理部6aにおいても、図5のシリル化処理部6と同様に、酸化膜除去部4にて基板9の一の主面上のシリコン酸化膜が除去された直後に、基板9に対してシリル化処理が施される。これにより、シリコンゲルマニウム膜の形成までのQタイムを長くするとともに、シリコンゲルマニウム膜の形成におけるプリベイクの温度を低くすることができる。   As described above, also in the silylation processing unit 6a of FIG. 15, the silicon oxide film on one main surface of the substrate 9 is removed by the oxide film removal unit 4 as in the silylation processing unit 6 of FIG. Immediately thereafter, the silylation process is performed on the substrate 9. As a result, the Q time until the formation of the silicon germanium film can be increased, and the pre-baking temperature in the formation of the silicon germanium film can be lowered.

図16は、本発明の第2の実施の形態に係る基板処理装置1aの構成を示す図である。図16の基板処理装置1aでは、図1の基板処理装置1と比較して処理ブロック3aの構成が相違する。他の構成は図1と同様であり、同符号を付している。図16の処理ブロック3aでは、4個の処理ユニット7が設けられ、4個の処理ユニット7は同様の構成である。   FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a substrate processing apparatus 1a according to the second embodiment of the present invention. In the substrate processing apparatus 1a of FIG. 16, the configuration of the processing block 3a is different from that of the substrate processing apparatus 1 of FIG. Other configurations are the same as those in FIG. 1, and are denoted by the same reference numerals. In the processing block 3a of FIG. 16, four processing units 7 are provided, and the four processing units 7 have the same configuration.

図17は、1つの処理ユニット7の構成を示す図である。処理ユニット7は、基板9を保持するスピンチャック71、除去液を基板9の主面に付与する除去液付与部である除去液ノズル72、リンス液を基板9の主面に付与するリンス液付与部であるリンス液ノズル73、および、処理ユニット7の構成要素を収容するチャンバ本体70を備える。スピンチャック71は、スピンモータ711により鉛直方向に平行な軸を中心として回転する。また、除去液ノズル72およびリンス液ノズル73は、図2の酸化膜除去部4における除去液ノズル43およびリンス液ノズル44と同様に、供給管721,731を介して図3の処理液供給部5に接続される。   FIG. 17 is a diagram showing the configuration of one processing unit 7. The processing unit 7 includes a spin chuck 71 that holds the substrate 9, a removal liquid nozzle 72 that is a removal liquid application unit that applies a removal liquid to the main surface of the substrate 9, and a rinsing liquid application that applies a rinsing liquid to the main surface of the substrate 9. A rinsing liquid nozzle 73 that is a part and a chamber body 70 that houses the components of the processing unit 7 are provided. The spin chuck 71 is rotated around an axis parallel to the vertical direction by a spin motor 711. Further, the removal liquid nozzle 72 and the rinsing liquid nozzle 73 are the same as the removal liquid nozzle 43 and the rinsing liquid nozzle 44 in the oxide film removal section 4 of FIG. 5 is connected.

処理ユニット7は、さらに、チャンバ本体70内においてスピンチャック71の上方に配置される遮断板74、チャンバ本体70の上部からチャンバ本体70内にクリーンエアを供給するクリーンエア供給部700、および、チャンバ本体70の下部からチャンバ本体70内の雰囲気を排気する排気部(図示省略)を備える。クリーンエア供給部700および排気部は常時駆動され、チャンバ本体70内において上方から下方へと流れる気流が形成される。   The processing unit 7 further includes a blocking plate 74 disposed above the spin chuck 71 in the chamber body 70, a clean air supply unit 700 that supplies clean air from the upper part of the chamber body 70 into the chamber body 70, and a chamber An exhaust unit (not shown) that exhausts the atmosphere in the chamber body 70 from the lower part of the body 70 is provided. The clean air supply unit 700 and the exhaust unit are always driven, and an airflow flowing from the upper side to the lower side is formed in the chamber body 70.

遮断板74は、水平な円板部741、円板部741の外縁から下方に突出する筒状部742、および、円板部741に接続されたヒータ743を備える。円板部741の上面において中央部には支持軸744が接続される。円板部741および支持軸744には、上下方向に貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔は円板部741の下面中央にて開口する。貫通孔には導入管75が貫通孔の内側面と非接触状態にて挿入され、導入管75の下端が円板部741における当該貫通孔の開口に位置する。   The blocking plate 74 includes a horizontal disc portion 741, a cylindrical portion 742 that protrudes downward from the outer edge of the disc portion 741, and a heater 743 connected to the disc portion 741. A support shaft 744 is connected to the center of the upper surface of the disc portion 741. A through hole penetrating in the vertical direction is formed in the disc portion 741 and the support shaft 744, and the through hole opens at the center of the lower surface of the disc portion 741. The introduction pipe 75 is inserted into the through hole in a non-contact state with the inner surface of the through hole, and the lower end of the introduction pipe 75 is located at the opening of the through hole in the disc portion 741.

図18に示すように、導入管75の下端には、第1噴出口751および第2噴出口752が形成される。導入管75において第1噴出口751に連続する流路には、図17に示す第1供給管753の一端が接続され、第1供給管753の他端はシリル化材料の供給源に接続される。本実施の形態では、蒸気のシリル化材料が用いられるが、液体のシリル化材料が用いられてよい。また、導入管75において第2噴出口752に連続する流路には第2供給管754の一端が接続され、第2供給管754の他端は窒素ガスの供給源に接続される。第1供給管753および第2供給管754にはそれぞれバルブ755,756が設けられる。   As shown in FIG. 18, a first jet port 751 and a second jet port 752 are formed at the lower end of the introduction pipe 75. One end of the first supply pipe 753 shown in FIG. 17 is connected to the flow path that continues to the first jet outlet 751 in the introduction pipe 75, and the other end of the first supply pipe 753 is connected to the supply source of the silylated material. The In this embodiment, a vapor silylated material is used, but a liquid silylated material may be used. In addition, one end of the second supply pipe 754 is connected to a flow path that is continuous with the second jet outlet 752 in the introduction pipe 75, and the other end of the second supply pipe 754 is connected to a supply source of nitrogen gas. The first supply pipe 753 and the second supply pipe 754 are provided with valves 755 and 756, respectively.

また、支持軸744(貫通孔の内側面)と導入管75との間には筒状のガス供給路745が形成され、図18に示すように、円板部741の下面には、ガス供給路745の環状噴出口746が形成される。図17に示すように、ガス供給路745にはガス供給管747の一端が接続され、ガス供給管747の他端は窒素ガスの供給源に接続される。ガス供給管747にはバルブ748が設けられる。   Further, a cylindrical gas supply path 745 is formed between the support shaft 744 (the inner surface of the through hole) and the introduction pipe 75, and a gas supply is provided on the lower surface of the disc portion 741 as shown in FIG. An annular spout 746 in the path 745 is formed. As shown in FIG. 17, one end of a gas supply pipe 747 is connected to the gas supply path 745, and the other end of the gas supply pipe 747 is connected to a nitrogen gas supply source. A valve 748 is provided in the gas supply pipe 747.

支持軸744は昇降機構76に接続され、昇降機構76により遮断板74が支持軸744と共に上下方向に昇降する。具体的には、遮断板74は、円板部741がスピンチャック71上の基板9に近接する位置(図17中にて二点鎖線にて示す位置であり、以下、「近接位置」という。)、および、円板部741がスピンチャック71から上方に大きく離れた位置(図17中にて実線にて示す位置であり、以下、「退避位置」という。)のいずれかに配置される。遮断板74が近接位置に配置された状態では、円板部741の下面が基板9の上面に近接するとともに、円筒状の筒状部742が基板9の外縁の周囲を囲む。なお、遮断板74が近接位置に配置される際には、図示省略の移動機構により除去液ノズル72およびリンス液ノズル73が遮断板74と干渉しない位置へと移動する。   The support shaft 744 is connected to an elevating mechanism 76, and the elevating mechanism 76 moves the blocking plate 74 up and down together with the support shaft 744. Specifically, the blocking plate 74 is a position where the disc portion 741 is close to the substrate 9 on the spin chuck 71 (a position indicated by a two-dot chain line in FIG. 17, hereinafter referred to as “proximity position”). ), And the disk portion 741 is disposed at one of the positions where the disk portion 741 is largely separated from the spin chuck 71 (the position indicated by the solid line in FIG. 17 and hereinafter referred to as “retracted position”). In a state where the blocking plate 74 is disposed at the close position, the lower surface of the disc portion 741 is close to the upper surface of the substrate 9, and the cylindrical tubular portion 742 surrounds the periphery of the outer edge of the substrate 9. When the blocking plate 74 is disposed in the proximity position, the removal liquid nozzle 72 and the rinsing liquid nozzle 73 are moved to a position where they do not interfere with the blocking plate 74 by a moving mechanism (not shown).

図16の基板処理装置1aが基板9を処理する際には、図1の基板処理装置1と同様に、キャリア90内の基板9がインデクサブロック2のインデクサロボット22により取り出され、処理ブロック3aのセンターロボット31に受け渡される。続いて、図17の処理ユニット7のチャンバ本体70に設けられたシャッタ701が開閉機構702により開放される。そして、センターロボット31により基板9が処理ユニット7内へと搬送され、スピンチャック71にて保持される(図8:ステップS11)。このとき、遮断板74は退避位置に配置される。   When the substrate processing apparatus 1a in FIG. 16 processes the substrate 9, the substrate 9 in the carrier 90 is taken out by the indexer robot 22 of the indexer block 2 as in the substrate processing apparatus 1 in FIG. It is delivered to the center robot 31. Subsequently, the shutter 701 provided in the chamber body 70 of the processing unit 7 in FIG. 17 is opened by the opening / closing mechanism 702. Then, the substrate 9 is transported into the processing unit 7 by the center robot 31 and held by the spin chuck 71 (FIG. 8: Step S11). At this time, the blocking plate 74 is disposed at the retracted position.

センターロボット31が処理ユニット7の外部へと移動した後、シャッタ701が閉じられるとともに、スピンモータ711によるスピンチャック71の回転が開始される。また、除去液ノズル72が所定の供給位置へと配置され、供給管721に設けられたバルブ722を開放することにより、除去液ノズル72から基板9の主面上の中央に除去液が付与される(ステップS12)。基板9の回転により、除去液は主面に沿って外側へと広がり、基板9の主面全体に除去液が付与される(後述のリンス液の付与、および、シリル化材料の付与においても同様)。除去液の付与が所定時間だけ継続されると、バルブ722を閉じることにより、除去液ノズル72からの除去液の吐出が停止され、その後、除去液ノズル72が所定の待機位置へと戻される。   After the center robot 31 moves to the outside of the processing unit 7, the shutter 701 is closed and the spin motor 711 starts to rotate the spin chuck 71. Further, the removal liquid nozzle 72 is disposed at a predetermined supply position, and the valve 722 provided in the supply pipe 721 is opened, whereby the removal liquid is applied from the removal liquid nozzle 72 to the center on the main surface of the substrate 9. (Step S12). By the rotation of the substrate 9, the removal liquid spreads outward along the main surface, and the removal liquid is applied to the entire main surface of the substrate 9 (the same applies to the application of a rinsing liquid described later and the application of the silylated material). ). When the application of the removal liquid is continued for a predetermined time, the discharge of the removal liquid from the removal liquid nozzle 72 is stopped by closing the valve 722, and then the removal liquid nozzle 72 is returned to the predetermined standby position.

続いて、リンス液ノズル73が所定の供給位置へと配置され、供給管731に設けられたバルブ732を開放することにより、リンス液ノズル73から基板9の主面上にリンス液(不活性ガス溶存水)が付与され、主面に付着した除去液がリンス液により除去される(ステップS13)。リンス液の付与が所定時間だけ継続されると、バルブ732を閉じることにより、リンス液ノズル73からのリンス液の吐出が停止され、その後、リンス液ノズル73が待機位置へと戻される。また、スピンチャック71の回転数が上昇し、基板9の乾燥が行われる。基板9の乾燥が所定時間だけ継続されると、スピンチャック71の回転が所定の回転数まで低下して基板9の乾燥が完了する。続いて、遮断板74が退避位置から近接位置へと移動する。なお、基板処理装置1aでは、図8のステップS14の処理は省略される。   Subsequently, the rinsing liquid nozzle 73 is disposed at a predetermined supply position, and the valve 732 provided in the supply pipe 731 is opened, so that the rinsing liquid (inert gas) is transferred from the rinsing liquid nozzle 73 onto the main surface of the substrate 9. Dissolved water) is applied, and the removal liquid adhering to the main surface is removed by the rinse liquid (step S13). When the application of the rinsing liquid is continued for a predetermined time, the discharge of the rinsing liquid from the rinsing liquid nozzle 73 is stopped by closing the valve 732, and then the rinsing liquid nozzle 73 is returned to the standby position. Further, the rotation speed of the spin chuck 71 is increased, and the substrate 9 is dried. When the drying of the substrate 9 is continued for a predetermined time, the rotation of the spin chuck 71 is reduced to a predetermined rotation number, and the drying of the substrate 9 is completed. Subsequently, the blocking plate 74 moves from the retracted position to the close position. In the substrate processing apparatus 1a, the process of step S14 in FIG. 8 is omitted.

処理ユニット7では、第2供給管754のバルブ756およびガス供給管747のバルブ748を開くことにより、第2噴出口752および環状噴出口746(図18参照)から窒素ガスが噴出される。これにより、遮断板74およびスピンチャック71により囲まれる空間の雰囲気が窒素ガスに置換される。なお、筒状部742とスピンチャック71の外縁との間から外側に流出するガスは、チャンバ本体70に設けられた排気口703を介してチャンバ本体70内から排気される。   In the processing unit 7, by opening the valve 756 of the second supply pipe 754 and the valve 748 of the gas supply pipe 747, nitrogen gas is jetted from the second jet outlet 752 and the annular jet outlet 746 (see FIG. 18). Thereby, the atmosphere of the space surrounded by the blocking plate 74 and the spin chuck 71 is replaced with nitrogen gas. The gas flowing out from between the cylindrical portion 742 and the outer edge of the spin chuck 71 is exhausted from the chamber body 70 through the exhaust port 703 provided in the chamber body 70.

続いて、バルブ756,748を閉じた後、バルブ755を開くことにより、第1噴出口751(図18参照)からシリル化材料が噴出される。シリル化材料の噴出は所定時間だけ継続される。このようにして、基板9の主面に対してシリル化処理が施され、当該主面がシリル化する(ステップS15)。このとき、円板部741に接続されたヒータ743により、基板9が間接的に加熱されてもよい。   Subsequently, after the valves 756 and 748 are closed, the valve 755 is opened, whereby the silylated material is ejected from the first ejection port 751 (see FIG. 18). The ejection of the silylated material is continued for a predetermined time. In this manner, the main surface of the substrate 9 is subjected to silylation treatment, and the main surface is silylated (step S15). At this time, the substrate 9 may be indirectly heated by the heater 743 connected to the disc portion 741.

バルブ755が閉じられてシリル化材料の噴出が完了すると、バルブ756,748が開かれ、第2噴出口752および環状噴出口746から窒素ガスが噴出される。窒素ガスの噴出は所定時間だけ継続され、これにより、遮断板74およびスピンチャック71により囲まれる空間の雰囲気が窒素ガスに置換される。   When the valve 755 is closed and ejection of the silylated material is completed, the valves 756 and 748 are opened, and nitrogen gas is ejected from the second ejection port 752 and the annular ejection port 746. The ejection of nitrogen gas is continued for a predetermined time, whereby the atmosphere in the space surrounded by the shielding plate 74 and the spin chuck 71 is replaced with nitrogen gas.

バルブ756,748が閉じられて窒素ガスの噴出が完了すると、基板9の回転が停止されるとともに、遮断板74が退避位置へと移動する。なお、窒素ガスのパージ後、必要に応じて基板9の高速回転による基板9の乾燥が行われてもよい。その後、シャッタ701が開かれて、図16のセンターロボット31により基板9が処理ユニット7から取り出され、インデクサブロック2のインデクサロボット22に受け渡される。そして、インデクサロボット22によりキャリア90内へと戻される(ステップS16)。なお、ステップS13におけるリンス液の付与後、基板9を乾燥する前に、別途設けられたノズルからアンモニアと過酸化水素水との混合液(SC1)が基板9上に付与されてもよい。この場合、SC1の付与後、リンス液を再度付与し、続いて、基板9の乾燥が行われる。   When the valves 756 and 748 are closed and the ejection of the nitrogen gas is completed, the rotation of the substrate 9 is stopped and the blocking plate 74 moves to the retracted position. Note that after purging with nitrogen gas, the substrate 9 may be dried by high-speed rotation of the substrate 9 as necessary. Thereafter, the shutter 701 is opened, and the substrate 9 is taken out of the processing unit 7 by the center robot 31 of FIG. 16 and delivered to the indexer robot 22 of the indexer block 2. Then, the indexer robot 22 returns the carrier 90 (step S16). Note that, after the rinsing liquid is applied in step S13, before the substrate 9 is dried, a mixed liquid (SC1) of ammonia and hydrogen peroxide may be applied onto the substrate 9 from a nozzle provided separately. In this case, after the application of SC1, the rinsing liquid is applied again, and then the substrate 9 is dried.

以上に説明したように、基板処理装置1aの処理ユニット7では、除去液ノズル72、リンス液ノズル73および処理液供給部5を含む構成によりシリコン酸化膜を除去する酸化膜除去部が実現され、遮断板74および導入管75を含む構成によりシリル化処理を行うシリル化処理部が実現され、酸化膜除去部およびシリル化処理部において、基板9を保持する保持部であるスピンチャック71が共有される。したがって、基板9の一の主面上のシリコン酸化膜が除去された後、基板9を移動することなく、当該主面に対してシリル化材料が付与され、シリル化処理が施される。これにより、シリコン酸化膜の除去後、シリル化処理までの時間を短くすることができ、シリコン酸化膜の除去後、シリル化処理までにおける自然酸化膜の成長を抑制することができる。その結果、シリコンゲルマニウム膜の形成までのQタイムを長くするとともに、シリコンゲルマニウム膜の形成におけるプリベイクの温度を低くすることができる。   As described above, in the processing unit 7 of the substrate processing apparatus 1a, an oxide film removing unit that removes the silicon oxide film is realized by the configuration including the removing liquid nozzle 72, the rinsing liquid nozzle 73, and the processing liquid supply unit 5, A silylation processing unit for performing a silylation process is realized by the configuration including the blocking plate 74 and the introduction pipe 75, and the spin chuck 71 which is a holding unit for holding the substrate 9 is shared in the oxide film removal unit and the silylation processing unit. The Therefore, after the silicon oxide film on one main surface of the substrate 9 is removed, the silylation material is applied to the main surface without moving the substrate 9, and the silylation process is performed. Thereby, the time from the removal of the silicon oxide film to the silylation process can be shortened, and the growth of the natural oxide film from the removal of the silicon oxide film to the silylation process can be suppressed. As a result, the Q time until the formation of the silicon germanium film can be increased, and the prebaking temperature in the formation of the silicon germanium film can be lowered.

図17の処理ユニット7では、遮断板74の筒状部742が円筒状である場合について述べたが、例えば、図19に示すように、筒状部742は、円板部741から下方に離れるに従って直径が増大する形状であってよい。また、図19の筒状部742では、円板部741から下方に離れるに従って厚さが減小するが、円板部741から離れるに従って厚さが増大する筒状部742が採用されてもよい。   In the processing unit 7 of FIG. 17, the case where the cylindrical portion 742 of the blocking plate 74 is cylindrical has been described. For example, as shown in FIG. 19, the cylindrical portion 742 is separated downward from the disc portion 741. According to the above, the shape may increase in diameter. In addition, in the cylindrical portion 742 in FIG. 19, the thickness decreases as the distance from the disc portion 741 decreases, but a cylindrical portion 742 that increases in thickness as the distance from the disc portion 741 increases. .

図20は、本発明の第3の実施の形態に係る基板処理装置1bの構成を示す図である。図20の基板処理装置1bでは、図1の基板処理装置1と比較して処理ブロック3bの構成が相違する。他の構成は図1と同様であり、同符号を付している。図20の処理ブロック3bでは、2つの蒸気処理部8、1つのリンス部4a、および、1つのシリル化処理部6が設けられる。リンス部4aは、図2の酸化膜除去部4において除去液ノズル43を省略したものであり、リンス液ノズル44からのリンス液による処理のみが行われる。また、シリル化処理部6は、図5のシリル化処理部6と同じである。   FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a substrate processing apparatus 1b according to the third embodiment of the present invention. In the substrate processing apparatus 1b of FIG. 20, the configuration of the processing block 3b is different from that of the substrate processing apparatus 1 of FIG. Other configurations are the same as those in FIG. 1, and are denoted by the same reference numerals. In the processing block 3b of FIG. 20, two steam processing units 8, one rinsing unit 4a, and one silylation processing unit 6 are provided. The rinsing unit 4 a is obtained by omitting the removing liquid nozzle 43 in the oxide film removing unit 4 of FIG. 2, and only the processing with the rinsing liquid from the rinsing liquid nozzle 44 is performed. The silylation processing unit 6 is the same as the silylation processing unit 6 of FIG.

図21は、蒸気処理部8の構成を示す図である。蒸気処理部8は、内部にヒータを有するホットプレート81を備え、基板9はホットプレート81の上面に吸引吸着により保持される。ホットプレート81は、モータ811により鉛直方向に平行な軸を中心として回転する。ホットプレート81の上方には、蒸気噴出部82が設けられる。蒸気噴出部82では、後述するフッ酸の蒸気が拡散板820を介してホットプレート81上の基板9に向けて噴出される。   FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of the steam processing unit 8. The steam processing unit 8 includes a hot plate 81 having a heater therein, and the substrate 9 is held on the upper surface of the hot plate 81 by suction adsorption. The hot plate 81 is rotated around an axis parallel to the vertical direction by a motor 811. A steam ejection part 82 is provided above the hot plate 81. In the vapor ejection portion 82, hydrofluoric acid vapor, which will be described later, is ejected toward the substrate 9 on the hot plate 81 through the diffusion plate 820.

蒸気噴出部82には供給管821の一端が接続され、供給管821の他端はフッ酸(他の除去液であってもよい。)を貯溜するフッ酸タンク83に接続される。供給管821にはバルブ822が設けられる。フッ酸タンク83内へは、図示省略のフッ酸供給源から適宜フッ酸が供給され、フッ酸タンク83内に常時所定量のフッ酸が貯溜される。フッ酸タンク83には、図示省略の窒素ガス供給源に接続する供給管831が設けられ、窒素ガス供給源から供給管831を介してフッ酸タンク83内へ窒素ガスが供給される。そして、供給管821のバルブ822を開くことにより、フッ酸の蒸気が窒素ガスと共に供給管821を介して蒸気噴出部82へ供給される。   One end of a supply pipe 821 is connected to the vapor ejection part 82, and the other end of the supply pipe 821 is connected to a hydrofluoric acid tank 83 that stores hydrofluoric acid (or other removal liquid may be used). A valve 822 is provided in the supply pipe 821. Hydrofluoric acid is appropriately supplied from a hydrofluoric acid supply source (not shown) into the hydrofluoric acid tank 83, and a predetermined amount of hydrofluoric acid is always stored in the hydrofluoric acid tank 83. The hydrofluoric acid tank 83 is provided with a supply pipe 831 connected to a nitrogen gas supply source (not shown), and nitrogen gas is supplied from the nitrogen gas supply source into the hydrofluoric acid tank 83 through the supply pipe 831. Then, by opening the valve 822 of the supply pipe 821, hydrofluoric acid vapor is supplied to the vapor ejection part 82 through the supply pipe 821 together with the nitrogen gas.

図21中にて破線で囲む構成を含むガス供給部84は、図示省略の温度コントローラおよび加熱部により所定温度に調節され、蒸気噴出部82から基板9の主面に向かって供給されるフッ酸の蒸気が所定温度に保持される。図21の蒸気処理部8では、基板9の温度が、12℃〜120℃、好ましくは30℃〜100℃に温度調節される。実際には、蒸気噴出部82、ホットプレート81およびモータ811は図示省略のチャンバ本体内に収容される。   A gas supply unit 84 including a configuration surrounded by a broken line in FIG. 21 is adjusted to a predetermined temperature by a temperature controller and a heating unit (not shown), and is supplied from the vapor ejection unit 82 toward the main surface of the substrate 9. Of steam is maintained at a predetermined temperature. 21, the temperature of the substrate 9 is adjusted to 12 ° C. to 120 ° C., preferably 30 ° C. to 100 ° C. Actually, the steam ejection part 82, the hot plate 81, and the motor 811 are accommodated in a chamber body (not shown).

図20の基板処理装置1bが基板9を処理する際には、基板9が蒸気処理部8のチャンバ本体内へと搬送されて図21のホットプレート81上に載置される(図8:ステップS11)。続いて、チャンバ本体に設けられたノズルから窒素ガスが供給されるとともにチャンバ本体内が減圧され、チャンバ本体内の雰囲気が窒素ガスに置換される。   When the substrate processing apparatus 1b of FIG. 20 processes the substrate 9, the substrate 9 is transferred into the chamber body of the vapor processing unit 8 and placed on the hot plate 81 of FIG. 21 (FIG. 8: step). S11). Subsequently, nitrogen gas is supplied from a nozzle provided in the chamber body and the inside of the chamber body is decompressed, and the atmosphere in the chamber body is replaced with nitrogen gas.

チャンバ本体内が窒素ガスにて充填されると、基板9が所定の回転数(例えば、10〜300rpmであり、ここでは、150rpm)にて回転される。また、バルブ822を開くことにより、蒸気噴出部82から所定の流量(例えば、毎分5〜100リットルであり、ここでは、毎分30リットル)にてフッ酸の蒸気が基板9に向けて噴出される。フッ酸の蒸気の噴出は所定時間だけ継続され、基板9上のシリコン酸化膜が除去される(ステップS12)。その後、バルブ822が閉じられて、蒸気噴出部82からのフッ酸の蒸気の噴出が停止される。そして、チャンバ本体内に窒素ガスが供給され、チャンバ本体内の雰囲気が窒素ガスに置換される。   When the inside of the chamber body is filled with nitrogen gas, the substrate 9 is rotated at a predetermined rotational speed (for example, 10 to 300 rpm, here 150 rpm). Further, by opening the valve 822, hydrofluoric acid vapor is ejected from the vapor ejection portion 82 toward the substrate 9 at a predetermined flow rate (for example, 5 to 100 liters per minute, here 30 liters per minute). Is done. The ejection of hydrofluoric acid vapor is continued for a predetermined time, and the silicon oxide film on the substrate 9 is removed (step S12). Thereafter, the valve 822 is closed, and the ejection of hydrofluoric acid vapor from the vapor ejection portion 82 is stopped. Then, nitrogen gas is supplied into the chamber body, and the atmosphere in the chamber body is replaced with nitrogen gas.

続いて、基板9が蒸気処理部8から取り出され、リンス部4aへと搬送される。そして、第1の実施の形態と同様に、リンス液ノズル44(図2参照)から基板9上にリンス液が付与され、リンス処理が行われる(ステップS13)。リンス処理が完了すると、基板9がシリル化処理部6内へと搬送され(ステップS14)、基板9の主面に対してシリル化処理が施される(ステップS15)。シリル化処理が完了すると、基板9がシリル化処理部6から取り出され、キャリア90内へと戻される(ステップS16)。   Subsequently, the substrate 9 is taken out from the vapor processing unit 8 and transferred to the rinsing unit 4a. Then, similarly to the first embodiment, a rinsing liquid is applied on the substrate 9 from the rinsing liquid nozzle 44 (see FIG. 2), and a rinsing process is performed (step S13). When the rinsing process is completed, the substrate 9 is transferred into the silylation processing unit 6 (step S14), and the main surface of the substrate 9 is subjected to the silylation process (step S15). When the silylation process is completed, the substrate 9 is taken out from the silylation processing unit 6 and returned into the carrier 90 (step S16).

以上に説明したように、基板処理装置1bでは、酸化膜除去部である蒸気処理部8にて基板9の一の主面上のシリコン酸化膜がフッ酸の蒸気により除去された後、シリル化処理部6にて、当該主面に対してシリル化材料が付与され、シリル化処理が施される。これにより、シリコンゲルマニウム膜の形成までのQタイムを長くするとともに、シリコンゲルマニウム膜の形成におけるプリベイクの温度を低くすることができる。   As described above, in the substrate processing apparatus 1b, after the silicon oxide film on one main surface of the substrate 9 is removed by the vapor of hydrofluoric acid in the vapor processing unit 8 which is an oxide film removing unit, silylation is performed. In the processing unit 6, a silylation material is applied to the main surface, and a silylation process is performed. As a result, the Q time until the formation of the silicon germanium film can be increased, and the pre-baking temperature in the formation of the silicon germanium film can be lowered.

図22は、本発明の第4の実施の形態に係る基板処理装置1cの構成を示す図である。図22の基板処理装置1cでは、図1の基板処理装置1と比較して処理ブロック3cの構成が相違する。他の構成は図1と同様であり、同符号を付している。図22の処理ブロック3cでは、2つの蒸気処理部8a、および、2つのリンス部4aが設けられる。   FIG. 22 is a diagram showing a configuration of a substrate processing apparatus 1c according to the fourth embodiment of the present invention. In the substrate processing apparatus 1c of FIG. 22, the configuration of the processing block 3c is different from that of the substrate processing apparatus 1 of FIG. Other configurations are the same as those in FIG. 1, and are denoted by the same reference numerals. In the processing block 3c of FIG. 22, two steam processing units 8a and two rinsing units 4a are provided.

図23は、蒸気処理部8aの構成を示す図である。蒸気処理部8aは、図21の蒸気処理部8と比較してガス供給部84aの構成が相違する。他の構成は図21と同様であり、同符号を付している。   FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of the steam processing unit 8a. The steam processing unit 8a is different from the steam processing unit 8 of FIG. 21 in the configuration of the gas supply unit 84a. Other configurations are the same as those in FIG. 21, and are denoted by the same reference numerals.

ガス供給部84aでは、供給管821における蒸気噴出部82とバルブ822との間に他の供給管851の一端が接続され、供給管851の他端は液体のシリル化材料を貯溜するシリル化材料タンク85に接続される。供給管851にはバルブ852が設けられる。シリル化材料タンク85内へは、図示省略のシリル化材料の供給源から適宜シリル化材料が供給され、シリル化材料タンク85内に常時所定量のシリル化材料が貯溜される。シリル化材料タンク85には、図示省略の窒素ガス供給源に接続する供給管832が設けられ、窒素ガス供給源から供給管832を介してシリル化材料タンク85内へ窒素ガスが供給される。そして、供給管851のバルブ852を開くことにより、シリル化材料の蒸気が窒素ガスと共に供給管851および供給管821の一部を介して蒸気噴出部82へ供給される。   In the gas supply part 84a, one end of another supply pipe 851 is connected between the vapor ejection part 82 and the valve 822 in the supply pipe 821, and the other end of the supply pipe 851 stores a silylated material for storing a liquid silylated material. Connected to the tank 85. The supply pipe 851 is provided with a valve 852. A silylated material is appropriately supplied into the silylated material tank 85 from a supply source of a silylated material (not shown), and a predetermined amount of the silylated material is always stored in the silylated material tank 85. The silylated material tank 85 is provided with a supply pipe 832 connected to a nitrogen gas supply source (not shown), and nitrogen gas is supplied from the nitrogen gas supply source into the silylated material tank 85 through the supply pipe 832. Then, by opening the valve 852 of the supply pipe 851, the vapor of the silylated material is supplied to the vapor ejection part 82 through the supply pipe 851 and a part of the supply pipe 821 together with the nitrogen gas.

図22の基板処理装置1cが基板9を処理する際には、基板9が蒸気処理部8aのチャンバ本体内へと搬送されて図23のホットプレート81上に載置される(図8:ステップS11)。なお、基板9を蒸気処理部8a内に搬送する前に、必要に応じてリンス部4aにおいて基板9に対してプレリンスが行われてもよい。続いて、チャンバ本体に設けられたノズルから窒素ガスが供給されるとともにチャンバ本体内が減圧され、チャンバ本体内の雰囲気が窒素ガスに置換される。   When the substrate processing apparatus 1c in FIG. 22 processes the substrate 9, the substrate 9 is transferred into the chamber body of the vapor processing unit 8a and placed on the hot plate 81 in FIG. 23 (FIG. 8: step). S11). In addition, before the board | substrate 9 is conveyed in the vapor processing part 8a, pre-rinsing may be performed with respect to the board | substrate 9 in the rinse part 4a as needed. Subsequently, nitrogen gas is supplied from a nozzle provided in the chamber body and the inside of the chamber body is decompressed, and the atmosphere in the chamber body is replaced with nitrogen gas.

チャンバ本体内が窒素ガスにて充填されると、上記第3の実施の形態と同様に、基板9が所定の回転数にて回転されるとともに、蒸気噴出部82からフッ酸の蒸気が基板9に向けて噴出される。蒸気処理部8aでは、フッ酸の蒸気の噴出が所定時間だけ継続され、基板9上のシリコン酸化膜が除去される(ステップS12)。フッ酸の蒸気の噴出が停止されると、チャンバ本体内に窒素ガスが供給され、チャンバ本体内の雰囲気が窒素ガスに置換される。   When the inside of the chamber body is filled with nitrogen gas, the substrate 9 is rotated at a predetermined rotational speed and the hydrofluoric acid vapor is supplied from the vapor ejection portion 82 to the substrate 9 as in the third embodiment. Erupted toward the. In the vapor processing unit 8a, the ejection of hydrofluoric acid vapor is continued for a predetermined time, and the silicon oxide film on the substrate 9 is removed (step S12). When the ejection of hydrofluoric acid vapor is stopped, nitrogen gas is supplied into the chamber body, and the atmosphere in the chamber body is replaced with nitrogen gas.

続いて、バルブ852を開くことにより、蒸気噴出部82から所定の流量(例えば、毎分5〜100リットルであり、ここでは、毎分30リットル)にてシリル化材料の蒸気(窒素ガスを含む。)が基板9に向けて噴出される。これにより、基板9の主面に対してシリル化処理が施される(ステップS15)。シリル化材料の蒸気の噴出が所定時間だけ継続されると、バルブ852が閉じられて、シリル化材料の蒸気の噴出が停止される。そして、チャンバ本体内に窒素ガスが供給され、チャンバ本体内の雰囲気が窒素ガスに置換される。その後、基板9が蒸気処理部8aから取り出され、キャリア90内へと戻される(ステップS16)。なお、基板処理装置1cでは図8のステップS13,S14の処理が省略される。また、上記ステップS12とステップS15との間において、チャンバ本体内の雰囲気を窒素ガスに置換する処理が省略されてもよい。   Subsequently, by opening the valve 852, the vapor (including nitrogen gas) of the silylated material at a predetermined flow rate (for example, 5 to 100 liters per minute, in this case, 30 liters per minute) from the steam ejection part 82. .) Is ejected toward the substrate 9. Thereby, a silylation process is performed with respect to the main surface of the board | substrate 9 (step S15). When the ejection of the silylated material vapor continues for a predetermined time, the valve 852 is closed and the ejection of the silylated material vapor is stopped. Then, nitrogen gas is supplied into the chamber body, and the atmosphere in the chamber body is replaced with nitrogen gas. Thereafter, the substrate 9 is taken out from the vapor processing unit 8a and returned into the carrier 90 (step S16). In the substrate processing apparatus 1c, steps S13 and S14 in FIG. 8 are omitted. Further, the process of replacing the atmosphere in the chamber body with nitrogen gas may be omitted between step S12 and step S15.

以上に説明したように、基板処理装置1cの蒸気処理部8aでは、フッ酸タンク83を含む構成によりシリコン酸化膜を除去する酸化膜除去部が実現され、シリル化材料タンク85を含む構成によりシリル化処理を行うシリル化処理部が実現され、酸化膜除去部およびシリル化処理部において、基板9を保持する保持部であるホットプレート81が共有される。したがって、蒸気処理部8aにて基板9の一の主面上のシリコン酸化膜が除去された後、基板9を移動することなく、当該主面に対してシリル化材料の蒸気が付与され、シリル化処理が施される。これにより、シリコン酸化膜の除去後、シリル化処理までの時間を短くすることができ、シリコン酸化膜の除去後、シリル化処理までにおける自然酸化膜の成長を抑制することができる。その結果、シリコンゲルマニウム膜の形成までのQタイムを長くするとともに、シリコンゲルマニウム膜の形成におけるプリベイクの温度を低くすることができる。   As described above, in the vapor processing unit 8a of the substrate processing apparatus 1c, an oxide film removing unit that removes the silicon oxide film is realized by the configuration including the hydrofluoric acid tank 83, and the silylation material tank 85 is included in the silylation material tank 85. A silylation processing unit that performs crystallization processing is realized, and the oxide film removal unit and the silylation processing unit share a hot plate 81 that is a holding unit that holds the substrate 9. Therefore, after the silicon oxide film on one main surface of the substrate 9 is removed by the vapor processing unit 8a, the silylation material vapor is applied to the main surface without moving the substrate 9, Processing is performed. Thereby, the time from the removal of the silicon oxide film to the silylation process can be shortened, and the growth of the natural oxide film from the removal of the silicon oxide film to the silylation process can be suppressed. As a result, the Q time until the formation of the silicon germanium film can be increased, and the prebaking temperature in the formation of the silicon germanium film can be lowered.

また、蒸気処理部8aでは、基板9に向けて蒸気を噴出する蒸気噴出部82が酸化膜除去部およびシリル化処理部にて共有されることにより、基板処理装置1cにおける部品点数を削減することができる。   Further, in the steam processing unit 8a, the number of parts in the substrate processing apparatus 1c is reduced by sharing the steam ejection unit 82 that ejects steam toward the substrate 9 in the oxide film removing unit and the silylation processing unit. Can do.

図24は、本発明の第5の実施の形態に係る基板処理装置1dの構成を示す図である。図24の基板処理装置1dでは、図1の基板処理装置1と比較して処理ブロック3dの構成が相違する。他の構成は図1と同様であり、同符号を付している。図24の処理ブロック3dでは、4個の蒸気処理部8bが設けられる。蒸気処理部8bは、図23の蒸気処理部8aにおいて、リンス処理用のリンス液ノズルを設けたものであり、リンス処理が可能である。これにより、図24の基板処理装置1dでは、フッ酸の蒸気によるシリコン酸化膜の除去、リンス液によるリンス処理、および、シリル化材料の蒸気によるシリル化処理を、基板9を移動することなく、連続して行うことができる。   FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a substrate processing apparatus 1d according to the fifth embodiment of the present invention. In the substrate processing apparatus 1d of FIG. 24, the configuration of the processing block 3d is different from that of the substrate processing apparatus 1 of FIG. Other configurations are the same as those in FIG. 1, and are denoted by the same reference numerals. In the processing block 3d of FIG. 24, four steam processing units 8b are provided. The steam processing unit 8b is provided with a rinsing liquid nozzle for rinsing processing in the steam processing unit 8a of FIG. 23, and is capable of rinsing. Accordingly, in the substrate processing apparatus 1d of FIG. 24, the removal of the silicon oxide film by the hydrofluoric acid vapor, the rinsing treatment by the rinsing liquid, and the silylation treatment by the vapor of the silylating material can be performed without moving the substrate 9. Can be done continuously.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.

上記第1および第2の実施の形態では、処理液供給部5により除去液およびリンス液の双方の酸素濃度が低減されるが、除去液およびリンス液の一方のみにおける酸素濃度が低減されてもよい。処理液供給部5では、除去液およびリンス液の少なくとも一方における酸素濃度が低減されることにより、シリコン酸化膜除去後におけるシリル化処理と相まって、シリコンゲルマニウム膜の形成までのQタイムをより長くするとともに、シリコンゲルマニウム膜の形成におけるプリベイクの温度をより低くすることができる。   In the first and second embodiments, the treatment liquid supply unit 5 reduces the oxygen concentration of both the removal liquid and the rinsing liquid, but even if the oxygen concentration in only one of the removal liquid and the rinsing liquid is reduced. Good. In the treatment liquid supply unit 5, the oxygen concentration in at least one of the removal liquid and the rinsing liquid is reduced, so that the Q time until the formation of the silicon germanium film is further increased in combination with the silylation treatment after the removal of the silicon oxide film. At the same time, the pre-baking temperature in forming the silicon germanium film can be further lowered.

上記第1および第3の実施の形態では、センターロボット31が、シリコン酸化膜の除去が完了した基板9を酸化膜除去部からシリル化処理部6へと搬送することにより、基板9表面の汚染等が防止されるが、酸化膜除去部からシリル化処理部6へと基板9を移動する基板移動機構は、センターロボット31以外の機構にて実現されてもよい。   In the first and third embodiments, the center robot 31 transports the substrate 9 from which the silicon oxide film has been removed from the oxide film removing unit to the silylation processing unit 6, thereby contaminating the surface of the substrate 9. However, the substrate moving mechanism that moves the substrate 9 from the oxide film removing unit to the silylation processing unit 6 may be realized by a mechanism other than the center robot 31.

基板処理装置1,1a〜1dにおいて、処理ブロック3,3a〜3dにおける構成要素(酸化膜除去部4、シリル化処理部6,6a、処理ユニット7、蒸気処理部8,8a,8b)の配置は適宜変更されてよく、例えば、複数の構成要素が鉛直方向において積層されてもよい。   Arrangement of constituent elements (oxide film removal unit 4, silylation processing units 6, 6a, processing unit 7, vapor processing units 8, 8a, 8b) in processing blocks 3, 3a-3d in substrate processing apparatuses 1, 1a-1d May be appropriately changed. For example, a plurality of components may be stacked in the vertical direction.

シリコン酸化膜の除去後、シリル化処理を施すことにより、シリコンゲルマニウム膜の形成までのQタイムを長くするとともにプリベイクの温度を低くする上記手法は、複数の基板を一括して処理する、いわゆるバッチタイプの基板処理装置において採用されてもよい。また、基板処理装置1,1a〜1dにおける処理対象の基板9は、トランジスタ用のパターン以外のパターンが形成されるものであってもよい。   After removing the silicon oxide film, a silylation process is performed to increase the Q time until the formation of the silicon germanium film and lower the prebaking temperature. It may be employed in a type of substrate processing apparatus. Further, the substrate 9 to be processed in the substrate processing apparatuses 1 and 1a to 1d may be formed with a pattern other than the transistor pattern.

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。   The configurations in the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.

1,1a〜1d 基板処理装置
4 酸化膜除去部
5 処理液供給部
6,6a シリル化処理部
7 処理ユニット
8,8a,8b 蒸気処理部
9 基板
31 センターロボット
43,72 除去液ノズル
44,73 リンス液ノズル
71 スピンチャック
81 ホットプレート
S12,S13,S15 ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a-1d Substrate processing apparatus 4 Oxide film removal part 5 Processing liquid supply part 6, 6a Silylation processing part 7 Processing unit 8, 8a, 8b Steam processing part 9 Substrate 31 Center robot 43, 72 Removal liquid nozzle 44, 73 Rinsing liquid nozzle 71 Spin chuck 81 Hot plate S12, S13, S15 Step

Claims (5)

シリコン基板におけるシリコンゲルマニウム膜の形成の前工程として、前記シリコン基板を処理する基板処理方法であって、
a)シリコン基板の一の主面上のシリコン酸化膜を除去する工程と、
b)前記a)工程の後に行われる工程であり、シリル化材料を付与して前記主面に対してシリル化処理を施すことにより、前記a)工程により前記シリコン酸化膜が除去された前記主面を、自然酸化膜の成長が抑制された状態にする工程と、
を備え
前記a)工程が、
a1)前記シリコン酸化膜を除去する除去液を前記主面に付与する工程と、
a2)前記主面にリンス液を付与する工程と、
を備え、
前記b)工程が前記a2)工程に続いて行われることを特徴とする基板処理方法。
As a pre-process for forming a silicon germanium film on a silicon substrate, a substrate processing method for processing the silicon substrate,
a) removing a silicon oxide film on one main surface of the silicon substrate;
b) The step performed after the step a), in which the silicon oxide film is removed by the step a) by applying a silylation material to the main surface to give a silylation treatment. A step of bringing the surface into a state in which the growth of the natural oxide film is suppressed;
Equipped with a,
Step a)
a1) applying a removing liquid for removing the silicon oxide film to the main surface;
a2) applying a rinsing liquid to the main surface;
With
Substrate processing method wherein b) step, characterized in Rukoto performed following the a2) step.
請求項1に記載の基板処理方法であって
前記a1)工程が、酸素濃度が100ppm以下に調整された雰囲気のもとで実行されることを特徴とする基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 1 ,
The substrate processing method, wherein the step a1) is performed under an atmosphere in which an oxygen concentration is adjusted to 100 ppm or less.
請求項1または2に記載の基板処理方法であって
前記除去液および前記リンス液の少なくとも一方における酸素濃度が20ppb以下に低減されていることを特徴とする基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 1 , wherein:
A substrate processing method, wherein an oxygen concentration in at least one of the removal liquid and the rinsing liquid is reduced to 20 ppb or less.
請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理方法であって、
前記b)工程において、シリル化材料であるTMSI、BSTFA、BSA、MSTFA、TMSDMA、TMSDEA、MTMSA、TMCS、または、HMDSが前記主面に付与されることを特徴とする基板処理方法。
A substrate processing method according to any one of claims 1 to 3,
In the step b), TMSI, BSTFA, BSA, MSTFA, TMSDMA, TMSDEA, MTMSA, TMCS, or HMDS, which are silylated materials, are applied to the main surface.
請求項1ないし4のいずれかに記載の基板処理方法であって、
前記シリコン基板においてトランジスタ用のパターンが形成されていることを特徴とする基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 1, wherein:
A substrate processing method, wherein a pattern for a transistor is formed on the silicon substrate.
JP2016079117A 2016-04-11 2016-04-11 Substrate processing method Active JP6216404B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016079117A JP6216404B2 (en) 2016-04-11 2016-04-11 Substrate processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016079117A JP6216404B2 (en) 2016-04-11 2016-04-11 Substrate processing method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011187415A Division JP5917861B2 (en) 2011-08-30 2011-08-30 Substrate processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016146505A JP2016146505A (en) 2016-08-12
JP6216404B2 true JP6216404B2 (en) 2017-10-18

Family

ID=56686262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016079117A Active JP6216404B2 (en) 2016-04-11 2016-04-11 Substrate processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6216404B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3450683B2 (en) * 1997-01-10 2003-09-29 株式会社東芝 Preparation method of semiconductor processing surface
JP3660897B2 (en) * 2001-09-03 2005-06-15 株式会社ルネサステクノロジ Manufacturing method of semiconductor device
JP2005142478A (en) * 2003-11-10 2005-06-02 Hitachi Kokusai Electric Inc Equipment for processing substrate
US20060199399A1 (en) * 2005-02-22 2006-09-07 Muscat Anthony J Surface manipulation and selective deposition processes using adsorbed halogen atoms
US7838425B2 (en) * 2008-06-16 2010-11-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of treating surface of semiconductor substrate
JP2011071169A (en) * 2009-09-24 2011-04-07 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Substrate processing method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016146505A (en) 2016-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5917861B2 (en) Substrate processing method
KR102068443B1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP5782279B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
CN107403742B (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP5898549B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
TWI578427B (en) Substrate processing apparatus
KR100810163B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device, substrate processing system, and recording medium
JP5460633B2 (en) Substrate liquid processing apparatus, substrate liquid processing method, and recording medium recording substrate liquid processing program
JP7064905B2 (en) Board processing method and board processing equipment
JP5662081B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
TW201250891A (en) Substrate Liquid Processing Apparatus, Substrate Liquid Processing Method and Computer Readable Recording Medium Having Substrate Liquid Processing Program
JP5248652B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP6914111B2 (en) Board processing method, board processing device, board processing system and control device for board processing system
TW202002044A (en) Substrate processing method and substrate processing device
JP6221155B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP6216404B2 (en) Substrate processing method
WO2019138694A1 (en) Substrate processing method and substrate processing device
JP2020155603A (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP6236105B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP7142461B2 (en) SUBSTRATE PROCESSING METHOD, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM
JP2013157625A (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP2022035122A (en) Substrate processing device and substrate processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160510

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160510

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170327

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170526

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170904

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170922

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6216404

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250