JP6290016B2

JP6290016B2 - 基板液処理装置、基板液処理方法及び記憶媒体

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Publication number: JP6290016B2
Application number: JP2014133146A
Authority: JP
Inventors: 塚貴久大; 中満雄田; 野英嗣矢; 博之東
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: JP2016012645A

Description

本発明は、二酸化炭素を溶け込ませた純水（以下「ＣＯ_２溶解水」と呼ぶ）を用いて基板にリンス処理等の所定の液処理を行う基板液処理装置において、ＣＯ_２溶解水中に含まれる酸素等の好ましくない溶存ガスを除去する技術に関する。

半導体装置の製造工程において、基板例えば半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と呼ぶ）には様々な薬液処理が施される。薬液処理の終了後、ウエハに純水リンス処理が施され、その後ウエハが乾燥される。ウエハ上に既に形成されているデバイスの帯電による静電破壊が問題となるような場合には、リンス液として、純水（ＤＩＷ）に二酸化炭素（ＣＯ_２）ガスをバブリングすることにより生成された純水よりも比抵抗が低いＣＯ_２溶解水が用いられる（例えば特許文献１を参照）。

ＣＯ_２溶解水を生成するためには、比較的高純度のＣＯ_２ガスが用いられるが、高純度ＣＯ_２ガス中にも、いくらかの量の酸素（Ｏ_２）ガスが不可避的に含まれている。

リンス処理及び乾燥処理においてウエハに生じ得る欠陥の一つにウオーターマークがある。ウオーターマークの発生条件はシリコン（Ｓｉ）と、酸素（Ｏ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）の共存であるので、リンス液中の溶存酸素濃度が高くなると、ウオーターマークの発生リスクも高まる。

特開平１１−１２８７０４号公報

本発明は、デバイスの静電破壊の防止とウエハ上のウオーターマーク発生の防止とを両立させることができる技術を提供することを目的としている。

本発明の好適な一実施形態によれば、基板に液処理を施す基板処理部と、純水供給源から、前記基板処理部に純水を供給する純水ラインと、前記純水ラインに設けられ、前記純水ラインを流れる純水に二酸化炭素ガスを注入して、純水に二酸化炭素ガスを溶け込ませる二酸化炭素ガス溶解部と、前記純水ラインに設けられ、前記純水ラインを流れる純水に不活性ガスを注入して、前記純水ラインを流れる純水中に不活性ガスの気泡が存在するようにする不活性ガス溶解部と、前記純水ラインにおいて、不活性ガス溶解部の下流側に設けられ、前記純水ラインを流れる純水から気泡を除去する気泡除去部と、を備えた基板液処理装置が提供される。

本発明の他の好適な一実施形態によれば、二酸化炭素を溶け込ませた純水により基板に所定の液処理を施す基板液処理方法であって、純水に二酸化炭素ガスを注入して、純水に二酸化炭素ガスを溶け込ませることと、純水に不活性ガスを注入して、二酸化炭素ガスを溶け込ませた純水中に不活性ガスの気泡が存在するようにして、これにより二酸化炭素ガスを溶け込ませた後の純水中に溶存する酸素ガスを前記不活性ガスの気泡中に移動させることと、酸素ガスを含む不活性ガスの気泡を前記純水中から除去することと、二酸化炭素が溶け込み、かつ酸素ガスが除去された純水を基板に供給して基板を処理することと、を備えた基板液処理方法が提供される。
本発明の更に他の好適な一実施形態によれば、基板液処理装置の動作を制御するコンピュータからなる制御装置により実行可能なプログラムを記憶する記憶媒体であって、前記プログラムが前記コンピュータにより実行されると、前記制御装置が、前記基板液処理装置に上記基板液処理方法を実行させる記憶媒体が提供される。

本発明によれば、デバイスの静電破壊の防止とウエハ上のウオーターマーク発生の防止とを両立させることができる。

本発明による基板液処理装置の一実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す平面図である。処理ユニット１６の概略構成を示す縦断面図である。処理流体供給源の構成を示す配管系統図である。二酸化炭素ガス溶解モジュール及び不活性ガス溶解モジュールの概略構成を示す縦断面図である。処理流体供給源の作用を説明するためのフローチャートである。処理流体供給源の別の構成を示す配管系統図である。

以下に図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。まず最初に、基板液処理装置の一実施形態に係る基板処理システムの全体構成について説明する。

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚のウエハＷを水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウエハＷを保持する基板保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、基板保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウエハＷを保持する基板保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、基板保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウエハＷの搬送を行う。

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウエハＷに対して所定の基板処理を行う。

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

処理ユニット１６へ搬入されたウエハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウエハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

次に、処理ユニット１６の概略構成について図２を参照して説明する。図２は、処理ユニット１６の概略構成を示す図である。

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。

チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウエハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウエハＷを回転させる。

処理流体供給部４０は、ウエハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。

回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウエハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。

次に、図３を参照して、処理流体供給源７０について説明する。各処理ユニット１６では、各１枚のウエハＷに対して施される処理に必要な種類の処理流体が処理流体供給部４０から供給される。例えば、処理流体供給部４０は、ウエハＷに処理流体（処理液）としての薬液を供給する薬液ノズルと、処理流体（処理液）としてのリンス液を供給するリンスノズルとを含んでいる。この場合、処理流体供給源７０は、薬液供給源と、リンス液供給源とを含む。以下においては、リンス液として二酸化炭素ガスを溶け込ませた純水、すなわち、ＣＯ_２溶解水が用いられる場合における、リンス液供給源及びそれに関連する機器のみについて説明するものとする。

処理流体供給源７０は、純水（ＤＩＷ）供給源７０２に接続された純水ライン７０４を有している。純水（ＤＩＷ）供給源７０２は、この基板処理システムが設置される半導体装置製造工場により提供されるものである。

純水ライン７０４は、分岐点７０６で２つの分岐ラインすなわち第１分岐純水ライン７０４Ａ及び第２分岐純水ライン７０４Ｂに分岐し、これら第１及び第２分岐純水ライン７０４Ａ，７０４Ｂは、合流点７１０で再び１つの純水ライン７０４に合流する。

第１分岐純水ライン７０４Ａには、第１流量調整弁７１２が介設されている。第２分岐純水ライン７０４Ｂには、上流側から順に第２流量調整弁７１４及び二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６が介設されている。第１流量調整弁７１２及び第２流量調整弁７１４は、第１分岐純水ラインと第２分岐純水ラインを流れる純水の分配比を決定するものである。二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６には、二酸化炭素ガス供給ライン７１６ｂを介して、二酸化炭素ガス供給源７１６ａから二酸化炭素ガスが供給される。二酸化炭素ガス供給ライン７１６ｂには、上流側から順に、定圧弁７１６ｃ、開閉弁７１６ｄ、可変絞り弁７１６ｅが設けられており、二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６に所望の圧力で二酸化炭素ガスを供給することができる。定圧弁７１６ｃ、開閉弁７１６ｄ及び可変絞り弁７１６ｅは二酸化炭素ガス供給機構を構成する。

合流点７１０の下流側の純水ライン７０４には、上流側から順に、不活性ガス溶解モジュール７１８と、フィルタ７２０とが介設されている。

フィルタ７２０は、純水ライン７０４を流れる純水（ＣＯ_２溶解水）に含まれるパーティクルを除去する。フィルタ７２０にはガス抜きライン７２０ａが接続されており、ガス抜きライン７２０ａを介して純水ライン７０４を流れる純水（ＣＯ_２溶解水）に含まれる気泡を除去することができる。通常、パーティクル除去用のフィルタにはこのようなガス抜き機能が設けられており、本実施形態では、後述するようにガス抜き機能を脱酸素ガス処理に利用している。

フィルタ７２０の下流側の純水ライン７０４には、純水の比抵抗を測定するための導電率計７２２と、純水中の溶存酸素量を測定するための溶存酸素濃度計７２４が設けられている。

不活性ガス溶解モジュール７１８には、不活性ガス供給ライン７１８ｂを介して、不活性ガス供給源７１８ａから不活性ガス、本例では窒素ガスが供給される。不活性ガス供給ライン７１８ｂには、上流側から順に、定圧弁７１８ｃ、開閉弁７１８ｄ、可変絞り弁７１８ｅが設けられており、不活性ガス溶解モジュール７１８に所望の圧力で窒素ガスを供給することができる。定圧弁７１８ｃ、開閉弁７１８ｄ及び可変絞り弁７１８ｅは不活性ガス供給機構を構成する。

純水ライン７０４の下流側部分には、複数の分岐供給ライン７２６が接続されており、各分岐供給ライン７２６に前述した処理ユニット１６の一つが接続されている。各分岐供給ライン７２６には開閉弁７２６ａが介設されており、必要に応じて各処理ユニット１６にＣＯ_２溶解水が供給される。各分岐供給ライン７２６には流量制御装置７２６ｂも介設されている。流量制御装置７２６ｂとしては、例えば、定圧弁と、その下流側にある可変絞り（例えばニードル弁）により構成することができる。この場合、処理ユニット１６に供給すべきＣＯ_２溶解水の流量に応じて可変絞りの開度を調整するとともに、定圧弁により可変絞りの一次側圧力を予め定められた値に維持することにより、純水ライン７０４の圧力変動に関わらず、処理ユニット１６に所望の供給流量でＣＯ_２溶解水を供給することができる。

純水ライン７０４の下流端には、開閉弁７３０を介してドレンライン７２８が接続されている。

次に、図４を参照して二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６について説明する。二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６は、ハウジング７１６１と、ハウジング７１６１内に設けられた中空糸膜モジュール７１６２を有している。中空糸膜モジュール７１６２は多数の中空糸膜７１６３を有している。ハウジング７１６１には、液供給口７１６４、液吐出口７１６５、二酸化炭素ガス供給口７１６６及び二酸化炭素ガス排出口７１６７が設けられている。二酸化炭素ガス排出口７１６７は通常は閉塞されており、メンテナンス時等においてハウジング７１６１内のガスをパージするときなどに開かれる。

二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６の作用について説明する。液供給口７１６４から供給された純水（ＤＩＷ）は、中空糸膜モジュール７１６２の各中空糸膜７１６３内部の液体流路（図示せず）の中を流れる。二酸化炭素ガス供給口７１６６から供給された加圧された二酸化炭素ガスが中空糸膜７１６３の外側の空間を満たすと、二酸化炭素ガスは中空糸膜７１６３の壁体の微細孔を通過して中空糸膜７１６３の内部の液体流路に侵入する。液体流路内に侵入した二酸化炭素ガスは液体流路内を流れる純水中に直ちに溶け込み、これによりＣＯ_２溶解水が生成される。ＣＯ_２溶解水は、液吐出口７１６５から純水ライン７０４（図３参照）に向かって流出する。

不活性ガス溶解モジュール７１８は二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６と実質的に同じ構造を有しおり、不活性ガス溶解モジュール７１８の構成及び作用も図４を参照して理解することができる。すなわち、不活性ガス溶解モジュール７１８は、ハウジング７１８１と、多数の中空糸膜７１８３を有する中空糸膜モジュール７１８２と、液供給口７１８４と、液吐出口７１８５と、不活性ガス供給口７１８６と、不活性ガス排出口７１８７とを有している。加圧された窒素ガス等の不活性ガスを不活性ガス供給口７１８６から供給することにより、不活性ガスは中空糸膜７１８３の壁体の微細孔を通過して中空糸膜７１８３の内部の液体流路に侵入する。十分に多くの量の不活性ガスが液体流路内に供給されると、不活性ガスの一部は液体流路内を流れる純水（ここではＣＯ_２溶解水）中に溶け込むが、純水に溶け込むことができない残余の部分は気泡（バブル）の形態で純水中に存在するようになる。

窒素ガスバブル内の酸素ガス分圧はゼロであるので、この窒素ガスバブルと接しているＣＯ_２溶解水中に溶け込んでいる酸素ガスが窒素ガスバブル内に移動する。窒素ガスバブル内に取り込まれた酸素ガスは、バブルを形成している窒素ガスと一緒に、フィルタ７２０まで流れ、ガス抜きライン７２０ａから外部に放出される。

なお、ＣＯ_２溶解水中に溶け込んでいる二酸化炭素ガスも同様にして窒素ガスバブル内に取り込まれてガス抜きライン７２０ａから排出されるため、ＣＯ_２溶解水中の二酸化炭素濃度も低くなる。しかしながら、純水に対する二酸化炭素ガスの飽和溶解量は酸素ガスの１０〜２０倍程度高いため（０〜６０℃の温度範囲内で）、ＣＯ_２溶解水中の酸素濃度を問題の無い程度のレベルまで低下させつつ必要な導電率を得るために必要な二酸化炭素濃度を確保することが可能である。

ＣＯ_２溶解水中に注入する不活性ガスとして、窒素ガスに代えて、他の不活性ガス、例えばヘリウムガス、アルゴンガスなどを用いることもできる。使用する不活性ガスとしては、純水に対する飽和溶解量がより小さい（気体分圧が低い）ものがより好ましい。上記のガスのうちでは、純水に対する飽和溶解量は、ヘリウムガスが最も小さく、窒素ガス、アルゴンガスの順に大きくなる（０〜６０℃の温度範囲内で）。従って、脱酸素ガス性能を考慮するとヘリウムガスを用いることが最も好ましい。しかしながら、窒素ガスは半導体製造工場で最も一般的に用いられている不活性ガスであり、かつ、他のガスと比較して廉価であるので、実用上は窒素ガスを用いることが最も好ましいものと考えられる。

二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６は上述した構成のものに限定されるものではなく、純水中に二酸化炭素を溶け込ませることができるのであれば、任意のものを用いることができる。また、不活性ガス溶解モジュール７１８は、上述した構成のものに限定されるものではなく、純水中に不活性ガスの気泡（バブル）が存在する状態にし得るのであれば、任意のものを用いることができる。上述した構成では、内部灌流方式の溶解モジュールを用いたが、例えば外部灌流方式の溶解モジュールを用いてもよい。

次に、処理流体供給源７０の動作について、図５のフローチャートも参照して説明する。なお、下記の処理流体供給源７０の動作も、記憶部１９に記憶されたプログラム（プロセスレシピ、制御プログラム等）に基づき制御装置４により制御されている。

基板処理システム１のウエハ処理運転開始に先立ち、試験運転が行われ、所望の導電率を有するＣＯ_２溶解水を生成する。最初に、開閉弁７２６ａは全て閉じられ、開閉弁７３０は開いており、純水はドレンライン７２８に排出されている状態にしておく。この状態で、オペレーターが、第２流量調整弁７１４の開度を調整することで、所望の導電率を有するＣＯ_２溶解水を生成する。このとき第１流量調整弁は、固定の開度に保たれている。

なお、ＣＯ_２溶解水の生成及び供給の開始時点から不活性ガス溶解モジュール７１８によるＣＯ_２溶解水への窒素ガスの注入を行うか否かは、ケースバイケースであり、例えば、二酸化炭素供給源７１６ａから供給される二酸化炭素ガスの純度（二酸化炭素ガス中に含まれる酸素ガス濃度）、要求されるＣＯ_２溶解水中の溶存酸素濃度等に応じて、事前に（例えば試験運転時に）決定することができる。ＣＯ_２溶解水の生成の開始時点から溶存酸素濃度が閾値を超えることが予想される場合は、ＣＯ_２溶解水への窒素ガスの注入を行う。

次に、溶存酸素濃度計７２４により純水ライン７０４を流れるＣＯ_２溶解水中に含まれる溶存酸素濃度（ＤＯ値）が測定され（ステップＳ２）、この測定されたＤＯ値が閾値以下か否かが判断される（ステップＳ３）。閾値を超えている場合には（ステップＳ３のＮＯ）、不活性ガス溶解モジュール７１８によるＣＯ_２溶解水への窒素ガスの注入を開始するか（その時点で窒素ガスの注入が行われていない場合）、不活性ガス溶解モジュール７１８による窒素ガスの注入量を増やす（その時点で窒素ガスの注入が行われている場合）（ステップＳ４）。

ステップＳ４、Ｓ２及びＳ３は、ＤＯ値が閾値以下になるまで繰り返し実行される。勿論、最初に測定されたＤＯ値が閾値以下であるなら、ステップＳ４は実行されない。

なお、ＣＯ_２溶解水が純水ライン７０４を流れている間、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４を常時実行してもよい。言い換えれば、常時検出されているＤＯ値の閾値（または目標値）に対する偏差に応じて窒素ガスの注入量の調整を行うフィードバック制御が常時実行されていてもよい。

この測定されたＤＯ値が閾値以下（ステップＳ３のＹＥＳ）となった場合、導電率計７２２により、純水ライン７０４を流れるＣＯ_２溶解水の導電率、すなわち比抵抗が測定され（ステップＳ５）、この測定された比抵抗が所定範囲内にあるか否かが判断される（ステップＳ６）。

前述したように、例えばステップＳ４において窒素ガスの注入を開始するか注入量を増やした場合には、溶存酸素濃度だけでなく溶存二酸化炭素濃度も減少して、その結果、ＣＯ_２溶解水の比抵抗が上昇するおそれがある。ステップＳ６において、比抵抗が予め決められた範囲内に無い場合には、第１流量調整弁７１２の開度を調節し、第１分岐純水ライン７０４Ａから合流点７１０に流入する二酸化炭素ガスが注入された純水と第２分岐純水ライン７０４Ｂから合流点７１０に流入する二酸化炭素ガスが注入されていない純水との分配比を変更することにより、比抵抗の調整を行う（ステップＳ７）。

ステップＳ７では、第２分岐純水ライン７０４Ｂの第２流量調整弁７１４の開度を固定して、第１分岐純水ライン７０４Ａの第１流量調整弁７１２の開度を絞り、第１分岐純水ライン７０４Ａ及び第２分岐純水ライン７０４Ｂの流量比を操作することにより、合流点７１０より下流側を流れるＣＯ_２溶解水の比抵抗を下げるように調整する。但し、比抵抗を低下させるために、二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６に供給する二酸化炭素ガスの供給条件（圧力等）を変化させることにより、純水中への二酸化炭素ガスの溶解量を増加させると、二酸化炭素ガスとともに酸素ガスも溶解量も増加してしまいＤＯ値が閾値を超えてしまうため行わない方がよい。

ＣＯ_２溶解水をリンス液として用いる場合には、比抵抗が所定の閾値以下であるか否かを確認すればよい場合が多いが、ＣＯ_２溶解水（酸性）による腐食が問題となるデバイス構成要素がウエハＷ上に形成されている場合には、比抵抗が所定の下限値以上であること（すなわちＣＯ_２溶解水のｐＨが低すぎないこと）を確認し、必要に応じて比抵抗を上昇させる（二酸化炭素ガスが注入されていない純水の流量比を高める）ようにしてもよい。

ステップＳ７、Ｓ５及びＳ６は、比抵抗が所定の閾値以下になるまで繰り返し実行される。この測定された比抵抗が閾値以下（ステップＳ６のＹＥＳ）となった場合、ＣＯ_２溶解水によりウエハＷのリンス処理を行うことが可能となる（ステップＳ８）。その後、開閉弁７３０が閉じられ、ウエハが基板処理部に搬送されウエハに対して液処理が行われる。処理スケジュールに応じて開閉弁７２６ａが開かれて処理ユニット１６でＣＯ_２溶解水によるリンス処理が行われる。

開いた開閉弁の７２６ａの数に応じて純水ライン７０４を流れるＣＯ_２溶解水の量は変動するが、第１分岐純水ライン７０４Ａと第２分岐純水ラインとを流れる純水の分配比は常に一定である。したがって所定の比抵抗を維持することができる。

なお、ＣＯ_２溶解水が純水ライン７０４を流れている間、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７を常時実行してもよい。言い換えれば、常時検出されている比抵抗値の閾値（または目標値）に対する偏差に応じて第１分岐純水ライン７０４Ａ及び第２分岐純水ライン７０４Ｂの流量比を操作するフィードバック制御が常時実行されていてもよい。この場合、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４も常時実行することが好ましい。

ステップＳ２〜Ｓ７は、ウエハの処理が可能となった（ステップＳ８）後においても、定期的に、あるいは常時（前述したフィードバック制御）行うことができる。

上記実施形態によれば、純水に二酸化炭素ガスを溶け込ませることにより純水に溶け込む酸素ガスを不活性ガスにより除去することができるため、ＣＯ_２溶解水中の溶存酸素量を低く抑えることができる。このため、例えば、純水ライン７０４を流れるＣＯ_２溶解水の量の変動により、溶存酸素量が増加したとしても、低比抵抗かつ低溶存酸素濃度のＣＯ_２溶解水を用いて基板の処理を行うことができ、例えばデバイスの静電破壊の防止とウエハのウオーターマーク発生の防止とを両立させることができる。

また、上記実施形態によれば、ＣＯ_２溶解水に酸素ガス以外の不要且つ有害なガスが溶け込んでいた場合にも、それを除去することができる。

なお、上記実施形態では、純水中への不活性ガスの注入（バブリング）は、純水に二酸化炭素ガスを注入した後に行っているが、これに限定されるものではなく、純水に二酸化炭素ガスを注入する前または同時に行ってもよい。すなわち、純水に二酸化炭素ガスを注入する前に不活性ガスの注入を行ったとしても、二酸化炭素が溶け込んでいる純水中に不活性ガスの気泡（バブル）が消えずに残ってさえいればよい。この条件を満足するのであれば、不活性ガス溶解モジュール７１８は、二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６よりも上流側の純水ライン７０４（第２分岐純水ライン７０４Ｂも含む）、あるいは、第１分岐純水ライン７０４Ａに設けられていてもよい。しかしながら、脱酸素ガス効率の観点からは、不活性ガス溶解モジュール７１８は二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６の下流側に設けた方が好ましい。

また、上記実施形態では、純水ライン７０４を第１及び第２分岐純水ライン７０４Ａ，７０４Ｂに分岐させ、二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６を設けていない第１分岐純水ライン７０４Ａと、二酸化炭素ガス溶解モジュール７１６を設けた第２分岐純水ライン７０４Ｂとの流量比を可変としたが、図６に示すように、純水ライン７０４を分岐させなくてもよい。しかしながら、溶存二酸化炭素量の安定した制御の観点からは、図３に示す構成の方が好ましい。

処理対象の基板は半導体ウエハ（ウエハＷ）に限定されるものではなく、ガラス基板、セラミック基板等の他の種類の基板であってもよい。

Ｗ基板（半導体ウエハ）
４制御装置
１６基板処理部
７０２純水供給源
７０４，７０４Ａ，７０４Ｂ純水ライン
７０４Ａ第１分岐純水ライン
７０４Ｂ第２分岐純水ライン
７１２，７１４可変流量調整部（流量制御弁）
７１６二酸化炭素ガス溶解部（二酸化炭素ガス溶解モジュール）
７１８不活性ガス溶解部（二酸化炭素ガス溶解モジュール）
７２０気泡除去部（フィルタ）
７２２比抵抗測定部（導電率計）
７２４溶存酸素濃度測定部（溶存酸素濃度計）

Claims

基板に液処理を施す基板処理部と、
純水供給源から、前記基板処理部に純水を供給する純水ラインと、
前記純水ラインに設けられ、前記純水ラインを流れる純水に二酸化炭素ガスを注入して、純水に二酸化炭素ガスを溶け込ませる二酸化炭素ガス溶解部と、
前記純水ラインに設けられ、前記純水ラインを流れる純水に不活性ガスを注入して、前記純水ラインを流れる純水中に不活性ガスの気泡が存在するようにする不活性ガス溶解部と、
前記純水ラインにおいて、不活性ガス溶解部の下流側に設けられ、前記純水ラインを流れる純水から気泡を除去する気泡除去部と、
を備え、
前記不活性ガス溶解部は、前記二酸化炭素ガス溶解部の下流側に設けられている、基板液処理装置。
前記純水ラインを流れる二酸化炭素ガスを溶け込ませた純水中の溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度測定部と、
前記不活性ガス溶解部に供給する不活性ガスの圧力および流量を制御する不活性ガス供給機構と、
前記不活性ガス供給機構を制御する制御装置と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記溶存酸素濃度測定部により測定された溶存酸素濃度が予め決められた閾値よりも高い場合に、前記不活性ガス供給機構を制御し、前記不活性ガス溶解部に注入される不活性ガスの圧力または流量を増大させる、請求項１記載の基板液処理装置。
前記純水ラインを流れる二酸化炭素ガスを溶け込ませた純水の比抵抗を測定する比抵抗測定部をさらに備え、
前記純水ラインは、第１の位置で第１分岐純水ラインと第２分岐純水ラインとに分岐した後、前記第１の位置の下流側の第２の位置で再び１つに合流し、
前記第２分岐純水ラインに前記二酸化炭素ガス溶解部が設けられ、前記第１分岐純水ラインに第１流量調整部が設けられ、
前記制御装置は、前記比抵抗が所定の範囲から外れたときに、前記第１分岐純水ラインの前記第１流量調整部を調整することにより、前記第１分岐純水ラインを流れる純水と前記第２分岐純水ラインを流れる純水の分配比を調節することにより、前記比抵抗測定部により測定される比抵抗を前記予め決められた閾値の範囲内にする、請求項２記載の基板液処理装置。
前記第２分岐純水ラインに第２流量調整部が設けられ、前記溶存酸素濃度測定部により溶存酸素濃度を測定する前は、比抵抗を前記予め決められた閾値の範囲内になるように前記第２流量調整部を用いて調整し、前記溶存酸素濃度測定部により溶存酸素濃度を測定した後は、前記第１流量調整部を用いて調整する、請求項３記載の基板液処理装置。
二酸化炭素を溶け込ませた純水により基板に液処理を施す基板液処理方法であって、
純水に二酸化炭素ガスを注入して、純水に二酸化炭素ガスを溶け込ませることと、
純水に不活性ガスを注入して、二酸化炭素ガスを溶け込ませた純水中に不活性ガスの気泡が存在するようにして、これにより二酸化炭素ガスを溶け込ませた後の純水中に溶存する酸素ガスを前記不活性ガスの気泡中に移動させることと、
酸素ガスを含む不活性ガスの気泡を前記純水中から除去することと、
二酸化炭素が溶け込み、かつ酸素ガスが除去された純水を基板に供給して基板を処理することと、
を備えた基板液処理方法。
二酸化炭素ガスを溶け込ませた後の純水中に不活性ガスを注入することにより、二酸化炭素ガスを溶け込ませた純水中に不活性ガスの気泡が存在するようにする、請求項５記載の基板液処理方法。
前記二酸化炭素ガスを純水中に溶け込ませる前に、若しくは溶け込ませると同時に純水中に不活性ガスを注入することにより、二酸化炭素ガスを溶け込ませた純水中に不活性ガスの気泡が存在するようにする、請求項５記載の基板液処理方法。
二酸化炭素を溶け込ませた純水中の溶存酸素濃度を測定することをさらに備え、
測定された溶存酸素濃度に基づいて、純水への不活性ガスの注入量を調節する、請求項５記載の基板液処理方法。
二酸化炭素を溶け込ませた純水中の溶存酸素濃度を所定の閾値以下とするために不活性ガスの注入が必要無い場合には、純水への不活性ガスの注入を行わない、請求項５記載の基板液処理方法。
基板液処理装置の動作を制御するコンピュータからなる制御装置により実行可能なプログラムを記憶する記憶媒体であって、前記プログラムが前記コンピュータにより実行されると、前記制御装置が、前記基板液処理装置に請求項５から９のうちのいずれか一項に記載の基板液処理方法を実行させる記憶媒体。