JPH0479324A - Method and equipment for surface treatment of substrate - Google Patents

Method and equipment for surface treatment of substrate

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JPH0479324A
JPH0479324A JP19413690A JP19413690A JPH0479324A JP H0479324 A JPH0479324 A JP H0479324A JP 19413690 A JP19413690 A JP 19413690A JP 19413690 A JP19413690 A JP 19413690A JP H0479324 A JPH0479324 A JP H0479324A
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Abstract

PURPOSE:To speed up ashing process with safety to make it possible for removing metallic impurity from photoresist well by mixing acid contained vapor generated by evaporating acid contained water solution in at least either one of ozone and oxygen prior to activation. CONSTITUTION:In an acid contained vapor generating means 15, a nozzle 5 is supplied with acid containing vapor generated by evaporating acid contained vapor and ozone generated by an ozone generator 23. Acid contained vapor and ozone activated by radiating ultraviolet ray from an ultraviolet lamp 4 are supplied evenly to the surface of a substrate held by spin chuck 3 through a diffusing hole 5a to resolve organic substance adherent to the surface of the substrate W to remove and to convert metallic impurities into metallic salt. After the completion of this processing, using the second conveyor 7b to move the substrate W onto a substrate holding table 27 in a pure water rinsing and cleaning treatment chamber 8. Next, the substrate W placed on the substrate holding table 27 is supplied with pure water from a pure water supply nozzle 28 to clean the substrate to remove metallic salt from the substrate.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、超大規模集積回路(超LSI)のように、微
細化、高集積化を要求される半導体の製造に際し、基板
の表面に対して、オゾンと酸素の少なくとも一方を活性
化させて生成した活性酸素を利用してフォトレジストの
アッシングを行う基板の表面処理方法および装置に関す
る。
Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention is applicable to the surface of a substrate when manufacturing semiconductors that require miniaturization and high integration, such as ultra-large scale integrated circuits (VLSI). The present invention relates to a substrate surface treatment method and apparatus for ashing a photoresist using active oxygen generated by activating at least one of ozone and oxygen.

〈従来の技術〉 この種の基板の表面処理を行うものとしては、従来、次
のようなものがあった。
<Prior Art> Conventionally, there have been the following methods for surface treatment of this type of substrate.

A、第1従来例 特開昭64−48421号公報に開示されるように、酸
素ガスと水との混合ガスを真空中でプラズマ化し、その
プラズマ中で生成した活性種を反応種として半導体製造
工程中最大の有機物汚染とされるフォトレジストを除去
する。
A. First Conventional Example As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-48421, a mixed gas of oxygen gas and water is turned into plasma in a vacuum, and active species generated in the plasma are used as reactive species to manufacture semiconductors. The photoresist, which is considered the biggest organic contamination during the process, is removed.

B、第2従来例 特開平1189122号公報に開示されるように、紫外
光とオゾンを含む反応ガスによって生ずる活性酸化性ガ
ス、紫外光エネルギーおよび輻射熱源からの輻射熱によ
ってフォトレジストを除去する。
B. Second Conventional Example As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1189122, the photoresist is removed using an active oxidizing gas generated by a reactive gas containing ultraviolet light and ozone, ultraviolet light energy, and radiant heat from a radiant heat source.

C1第3従来例 特開平1−233728号公報に開示されるように、水
分と硝酸アンモニウムとを含有する酸素/オゾン混合ガ
スに紫外線を照射し、熱分解により生成した亜酸化窒素
(N、O)ガスと酸素/オゾン混合ガスとの励起反応を
生じさせ、かつ、水分を触媒として励起反応を促進し、
高濃度の活性酸素を得て、アッシング速度を向上できる
ようにする。
C1 Third Conventional Example As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-233728, nitrous oxide (N, O) is generated by thermal decomposition by irradiating ultraviolet rays on an oxygen/ozone mixed gas containing moisture and ammonium nitrate. Produce an excited reaction between the gas and the oxygen/ozone mixed gas, and promote the excited reaction using moisture as a catalyst,
To obtain a high concentration of active oxygen and improve the ashing speed.

D、第4従来例 特開昭57−210632号公報に開示されるように、
硝酸に過酸化水素を混合した強酸化性の処理液に基板を
浸漬して感光性樹脂咬の変質層を湿式酸化処理し、感光
性樹脂膜変質層の酸素プラズマに対する耐性を弱め、感
光性樹脂膜変質層を怒光性樹脂膜とともに、酸素プラズ
マによってエツチング処理する。
D. Fourth Conventional Example As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-210632,
The substrate is immersed in a strongly oxidizing treatment solution containing nitric acid and hydrogen peroxide to wet-oxidize the deteriorated layer of the photosensitive resin film, which weakens the resistance of the deteriorated layer of the photosensitive resin film to oxygen plasma. The film-altered layer is etched together with the photosensitive resin film using oxygen plasma.

〈発明が解決しようとする課題〉 上記第1および第2従来例では、次のような欠点があっ
た。
<Problems to be Solved by the Invention> The first and second conventional examples described above have the following drawbacks.

■フォトレジストアッシング速度が遅く、処理能力に限
界がある。
■Photoresist ashing speed is slow and processing capacity is limited.

■フォトレジスト中の金属不純物が除去しにくい。■Metal impurities in photoresist are difficult to remove.

■リン(P) イオン注入処理後のレジスト (いわゆ
るPインプラレジスト)の除去が困難である。
■ Phosphorus (P) It is difficult to remove the resist after ion implantation (so-called P implant resist).

また、第3従来例では、アッシング速度を向上できるも
のの次のような欠点があった。
Further, although the third conventional example can improve the ashing speed, it has the following drawbacks.

■基板を載置したホットプレートの温度によっては、硝
酸アンモニウムNH,NO,が化学変化し、それに伴っ
て爆発する危険性がある。
(2) Depending on the temperature of the hot plate on which the substrate is placed, ammonium nitrate (NH, NO) undergoes a chemical change and there is a risk of explosion.

■フォトレジスト中の金属不純物が除去されない。■Metal impurities in the photoresist are not removed.

■剥離処理の制御は、複雑な、剥離処理の終点検出手段
を必要とする。
(2) Control of the peeling process requires a complicated means for detecting the end point of the peeling process.

また、第4従来例では、湿式酸化処理のため番こ、洗浄
処理の後に廃液処理が必要でかつ処理効率が低いという
欠点があった。
Further, in the fourth conventional example, since it is a wet oxidation treatment, waste liquid treatment is required after the washing and cleaning treatments, and the treatment efficiency is low.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、安全でありながら、アッシング速度を向上できるよ
うに、かつ、フォトレジスト中の金属不純物を良好に除
去できるようにすることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to improve the ashing speed while being safe, and to effectively remove metal impurities in photoresist. shall be.

く課題を解決するための手段〉 請求項第(])項の発明は、このような目的を達成する
ために、オゾンと酸素の少なくとも一方を活性化させて
生成した活性酸素を基板表面に供給して基板表面の有機
物を分解除去する基板の表面処理方法において、活性化
に先立って、オゾンと酸素の少なくとも一方に酸を含む
水溶液の蕉発により発生させた酸含有蒸気を混合するこ
とを特徴としている。
Means for Solving the Problem> In order to achieve such an object, the invention of claim No. ( ) supplies active oxygen generated by activating at least one of ozone and oxygen to the surface of a substrate. A surface treatment method for a substrate in which organic matter on the surface of the substrate is decomposed and removed, characterized in that, prior to activation, at least one of ozone and oxygen is mixed with an acid-containing vapor generated by boiling an aqueous solution containing an acid. It is said that

また、請求項第(2)項の発明は、オゾンと酸素の少な
くとも一方を活性化させて生成した活性酸素を基板表面
に供給して基板表面の有機物を分解除去する基板の表面
処理方法において、活性化に先立って、オゾンと酸素の
少なくとも一方に、一酸化窒素ガスと二酸化窒素ガスの
少なくとも一方を混合することを特徴としている。
In addition, the invention of claim (2) provides a substrate surface treatment method in which active oxygen generated by activating at least one of ozone and oxygen is supplied to the substrate surface to decompose and remove organic matter on the substrate surface. The method is characterized in that, prior to activation, at least one of ozone and oxygen is mixed with at least one of nitrogen monoxide gas and nitrogen dioxide gas.

また、請求項第(3)項の発明は、請求項第(1)項ま
たは第(2)項に係る発明の基板の表面処理方法におい
て、基板表面の有機物を分解除去した後、基板に純水を
供給してその表面を洗浄することを特徴としている。
In addition, the invention of claim (3) provides a substrate surface treatment method according to the invention of claim (1) or (2), after decomposing and removing organic substances on the substrate surface, the substrate is purified. It is characterized by supplying water to clean the surface.

また、請求項第(4)項の発明は、オゾンと酸素の少な
くとも一方を供給するガス供給手段と、そのガス供給手
段によって供給されたオゾンと酸素の少な(とも一方を
活性化するガス活性化手段と、その内部に基板を保持し
、その基板の表面にガス活性化手段によって活性化した
活性酸素を供給して基板表面に付着した有機物を分解除
去する基板表面処理室とを備えた基板の表面処理装置に
おいて、酸を含む水溶液をその内部に貯留し、その水溶
液を蒸発させる酸含有蒸気発生手段と、その酸含有蒸気
発生手段によって発生した酸含有蒸気を前記ガス活性化
手段に供給する酸含有蒸気供給手段と、基板表面処理室
に隣接して、基板表面ムコ純水を供給する純水供給手段
を備えた純水洗浄処理室を設けて構成する。
The invention of claim (4) also provides a gas supply means for supplying at least one of ozone and oxygen; and a substrate surface treatment chamber which holds a substrate therein and supplies active oxygen activated by a gas activation means to the surface of the substrate to decompose and remove organic matter adhering to the surface of the substrate. In the surface treatment apparatus, an acid-containing steam generating means stores an acid-containing aqueous solution therein and evaporates the aqueous solution, and an acid-containing steam generating means supplies the acid-containing steam generated by the acid-containing steam generating means to the gas activation means. A deionized water cleaning treatment chamber is provided adjacent to the containing vapor supply means and the substrate surface treatment chamber, and is equipped with a deionized water supply means for supplying substrate surface deionized water.

酸を含む水溶液としては、塩酸、硝酸、硫酸、フッ化水
素酸、酢酸、および、それらに過酸化水素水を混合した
ものなどが使用できる。
As the aqueous solution containing acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, acetic acid, and a mixture thereof with hydrogen peroxide can be used.

〈作用〉 請求項第(1)項の発明に係る基板の表面処理方法の構
成によれば、次のような作用がある。
<Function> According to the configuration of the substrate surface treatment method according to the invention of claim (1), the following effects are achieved.

上述のような酸を含む水溶液の蒸発により発生させた酸
含有蒸気は、波長184.9r+m 、253.7n側
の紫外光の照射を受けるに伴い、次のような光化学反応
を起こす。
The acid-containing vapor generated by evaporation of the acid-containing aqueous solution described above undergoes the following photochemical reaction when irradiated with ultraviolet light having wavelengths of 184.9r+m and 253.7n.

塩酸蒸気の場合 hν HCI           −H・+  CI  ・
hν H,O→ H・十 OH・ 170〜190nm この光化学反応で発生される塩素ラジカルCI水素ラジ
カルH・または水酸ラジカルOH・は、酸素ラジカルや
オゾンラジカルによるレジスト等の有機物(c X H
v o z )ノ炭酸ガス(Cot)や水(H20)へ
の分解を促進させる触媒として働き、塩素ラジカルCI
・は、金属不純物に作用し、加熱や水洗などによって除
去しやすい金属塩に変換する。
In the case of hydrochloric acid vapor, hν HCI −H・+ CI・
hν H,O → H・ten OH・ 170-190 nm Chlorine radical CI hydrogen radical H・ or hydroxyl radical OH・ generated in this photochemical reaction is a chemical compound such as organic matter (c
It acts as a catalyst to promote the decomposition of v o z ) into carbon dioxide gas (Cot) and water (H20), and chlorine radical CI
・acts on metal impurities and converts them into metal salts that can be easily removed by heating or washing with water.

硝酸蒸気の場合 hν HNO3−OH・+ N02 200 〜300nm hν 28nm hν 2NOx          −+2NO−+  01
、> 436nm   または NO,+   No ・ hν Ht O→ H・+OH・ 170 〜190nm この光化学反応で発生される酸素ラジカル0・や一酸化
窒素ラジカルNO・および二酸化窒素NO!は強い酸化
作用を有し、レジスト等の有機物を分解除去する。また
、水酸ラジカルOH・や一酸化窒素ラジカルNo・や水
素ラジカルH・は、酸素ラジカルやオゾンラジカルによ
るレジスト等の有機物(C−Hv O□)の炭酸ガス(
Cot)や水(H,O)への分解を促進させる触媒とし
て働き、水酸ラジカル○H・や一酸化窒素ラジカルNo
・といった活性酸基は、有@物の分解のみならず、金属
不純物に作用し、加熱による昇華とがエツチング作用中
のスパンタリングとか水洗などによって除去しやすい金
属塩に変換する。
In the case of nitric acid vapor hν HNO3-OH・+ N02 200 ~ 300 nm hν 28 nm hν 2NOx −+2NO−+ 01
, > 436 nm or NO, + No ・hν Ht O→ H・+OH・ 170 ~ 190 nm Oxygen radicals 0・, nitrogen monoxide radicals NO・, and nitrogen dioxide NO! generated in this photochemical reaction. has a strong oxidizing effect and decomposes and removes organic substances such as resist. In addition, hydroxyl radicals OH・, nitrogen monoxide radicals No・, and hydrogen radicals H・ are carbon dioxide gas (
Cot) and water (H, O), and acts as a catalyst to promote the decomposition into hydroxyl radical ○H・ and nitrogen monoxide radical No.
Active acid groups such as .not only decompose @ substances but also act on metal impurities, converting them into metal salts that can be easily removed by sublimation due to heating, sputtering during etching, washing with water, etc.

そして、一酸化窒素ラジカルNo・は、その強い酸化作
用によってカリウムやマグネシウムやリンを分解除去す
るとともに、Pインプラレジストの分解を促進すること
ができる。また、Al′!it極配線ドライエンチング
後のサイドウオールポリマーも同時に除去できる可能性
が大である。
The nitric oxide radical No. can decompose and remove potassium, magnesium, and phosphorus through its strong oxidizing action, and can also promote the decomposition of the P implant resist. Also, Al′! It is highly possible that the sidewall polymer after dry etching of the IT electrode wiring can also be removed at the same time.

このように酸含有蒸気を活性化することによって得られ
る水素ラジカルH・や水酸ラジカルOH・は、オゾンラ
ジカルO1・や酸素ラジカル0・または紫外線による有
機物の分解を促進させる触媒の作用をし、また、酸含有
蒸気を活性化することによって得られる酸基ラジカル(
例えば、硝酸蒸気の場合のNo・、塩酸蒸気の場合の0
1・など)は有機物分解促進作用のみならず、フォトレ
ジスト中の金属不純物と反応し、金属塩を生成する反応
種として作用する。
Hydrogen radicals H・ and hydroxyl radicals OH・ obtained by activating acid-containing steam in this way act as catalysts that promote the decomposition of organic substances by ozone radicals O1・, oxygen radicals 0・, or ultraviolet rays. In addition, acid radicals (
For example, No. for nitric acid vapor, 0 for hydrochloric acid vapor.
1, etc.) not only acts to promote the decomposition of organic matter, but also acts as a reactive species that reacts with metal impurities in the photoresist to generate metal salts.

なお、金属塩のうち金属塩化物は揮発性が高いため気化
しやすく、また、基板表面に残留した金属塩は容易に水
に溶解するため、洗浄工程によっても除去することがで
きる。
Note that among metal salts, metal chlorides are highly volatile and are easily vaporized, and since metal salts remaining on the substrate surface are easily dissolved in water, they can also be removed by a cleaning process.

また、請求項第(2)項の発明に係る基板の表面処理方
法の構成によれば、次のような作用がある。
Further, according to the configuration of the substrate surface treatment method according to the invention as claimed in claim (2), the following effects can be obtained.

一酸化窒素や二酸化窒素が紫外光の照射を受けるに伴い
、光化学反応によって一酸化窒素うジカルNO・や二酸
化窒素ラジカルNO□ ・を生成し、これらの一酸化窒
素ラジカルNo・や二酸化窒素ラジカルNO□ ・の強
い酸化作用によって、酸素ラジカルやオゾンラジカルに
よる有機物の分解を促進するとともに、金属不純物に作
用し、加熱による昇華とかエツチング作用中のスパッタ
リングとか水洗などによって除去しやすい金属塩に変換
する。
When nitric oxide and nitrogen dioxide are irradiated with ultraviolet light, they produce nitric oxide radicals NO・ and nitrogen dioxide radicals NO□ ・ through photochemical reactions, and these nitric oxide radicals No. and nitrogen dioxide radicals NO □ The strong oxidizing action of ・promotes the decomposition of organic matter by oxygen radicals and ozone radicals, and also acts on metal impurities, converting them into metal salts that can be easily removed by sublimation by heating, sputtering during etching, washing with water, etc.

そして、一酸化窒素ラジカルNO・や二酸化窒素ラジカ
ルNO□ ・は、その強い酸化作用によってカリウムや
マグネシウムやリンを分解除去するとともに、リン(P
)注入後のレジストに付着したリン(P)と反応しレジ
ストの分解を促進することができる。また、A1電極配
線トライエツチング後のサイドウオールポリマーも同時
に除去できる可能性が大である。
Nitric oxide radicals NO・ and nitrogen dioxide radicals NO□・ decompose and remove potassium, magnesium, and phosphorus with their strong oxidizing action, and also
) It can react with phosphorus (P) attached to the resist after injection and promote the decomposition of the resist. Furthermore, there is a high possibility that the sidewall polymer after the A1 electrode wiring tri-etching can also be removed at the same time.

また、請求項第(3)項の発明に係る基板の表面処理方
法の構成によれば、次のような作用がある。
Further, according to the configuration of the substrate surface treatment method according to the invention as claimed in claim (3), the following effects can be obtained.

前述のように金属塩に変換されたフォトレジスト中の金
属不純物残渣を純水によって洗浄除去する。
The metal impurity residues in the photoresist that have been converted into metal salts as described above are washed away with pure water.

すなわち、硝酸塩の溶解度は、N a N 0391.
8g/100g (25°C) 、175.5g/10
0g (100″C) 、KNO,31,59g  /
10h (20°C) 、240g/100g (10
0°C)、Ca N 0.129.9g  /100g
 (20°C) 、F e (NO3) *87.3g
 /100g (25°c) 、N t  (NOs)
 z 94.2g/100g (25℃) 、Cu (
N Os) ! 60g / 100g(25℃)とな
る。同様に塩化物も、NaCl35゜8g/100g 
(20°C) 、N i Cl 、  67.8g/1
00g (26”C)であり、純水によく溶ける。
That is, the solubility of nitrate is N a N 0391.
8g/100g (25°C), 175.5g/10
0g (100″C), KNO, 31,59g /
10h (20°C), 240g/100g (10
0°C), CaN 0.129.9g/100g
(20°C), Fe (NO3) *87.3g
/100g (25°c), Nt (NOs)
z 94.2g/100g (25℃), Cu (
NOS)! 60g/100g (25℃). Similarly, chloride is NaCl35°8g/100g
(20°C), N i Cl, 67.8g/1
00g (26”C) and dissolves well in pure water.

また、請求項第(4)項の発明に係る基板の表面処理装
置の構成によれば、次のような作用がある。
Further, according to the configuration of the substrate surface treatment apparatus according to the invention as claimed in claim (4), the following effects can be obtained.

基板表面処理室において、有機物の除去と金属不純物の
金属塩への変換とを行い、その表面処理後の基板を純水
洗浄処理室に移し、変換された金属塩を純水によって洗
浄除去する。
In the substrate surface treatment chamber, organic matter is removed and metal impurities are converted into metal salts, and the surface-treated substrate is transferred to a pure water cleaning treatment chamber, where the converted metal salts are washed away with pure water.

〈実施例〉 次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
<Example> Next, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.

1上皇蓋■ 第1図は、基板の表面処理装置の第1実施例を示す概略
縦断面図であり、基板表面処理室l内に、基@Wを加熱
するヒータ2を内蔵したスピンチャック3が設けられる
とともに、ガス活性化手段としての波長184.9n+
nと波長253.7r+mの紫外光を照射する紫外線ラ
ンプ4を内蔵した石英製のノズル5が設けられている。
1. Figure 1 is a schematic vertical cross-sectional view showing a first embodiment of the substrate surface treatment apparatus, in which a spin chuck 3 with a built-in heater 2 for heating the substrate 2 is installed in the substrate surface treatment chamber 1. is provided, and a wavelength of 184.9n+ is provided as a gas activation means.
A nozzle 5 made of quartz is provided with a built-in ultraviolet lamp 4 that irradiates ultraviolet light with a wavelength of 253.7r+m.

なお、紫外線ランプ4はノズル5の下方に吊設してもよ
い。
Note that the ultraviolet lamp 4 may be suspended below the nozzle 5.

スピンチャック3は、モータM、によって鉛直軸芯周り
で駆動回転するように構成されている。
The spin chuck 3 is configured to be driven and rotated around a vertical axis by a motor M.

ノズル5の底板には多数の拡散孔5aが所定間隔を隔て
て均一に分布した状態で形成されている。
A large number of diffusion holes 5a are formed in the bottom plate of the nozzle 5 and are uniformly distributed at predetermined intervals.

有WJ、物の分解除去効率や無機物等の変換効率を上げ
るためには、スピンチャック3上の基1wと紫外線ラン
プ4との距離をできるだけ短くするのがよい。
In order to increase the decomposition and removal efficiency of WJ, materials, and conversion efficiency of inorganic materials, it is preferable to shorten the distance between the base 1w on the spin chuck 3 and the ultraviolet lamp 4 as much as possible.

基板表面処理室1の周壁部に直径方向で対向する状態で
基板Wの搬入口1aと搬出口1bとが形成され、その搬
入口1aおよび搬出口1bそれぞれに、図示しない駆動
機構によって上下方向のスライドにより開閉可能にシャ
ンク6a’、6bが設けられている。
A loading inlet 1a and an unloading outlet 1b for the substrate W are formed to face the peripheral wall of the substrate surface treatment chamber 1 in the diametrical direction. Shanks 6a' and 6b are provided that can be opened and closed by sliding.

基板表面処理室1の外側において、搬入口1aを通して
基板Wを基板表面処理室1内に搬入する第1の基板搬送
機構7aと、搬出口1bを通して基板表面処理室1から
外部に基板Wを搬出し、かつ、純水洗浄処理室8へ搬入
する第2の基板搬送機構7b、および、純水洗浄処理室
8から搬出する第3の基板搬送機構70とが設けられて
いる。
Outside the substrate surface processing chamber 1, there is a first substrate transport mechanism 7a that carries the substrate W into the substrate surface processing chamber 1 through the loading port 1a, and a first substrate transport mechanism 7a that carries the substrate W into the substrate surface processing chamber 1 through the loading port 1b. In addition, a second substrate transport mechanism 7b that carries the substrate into the pure water cleaning processing chamber 8, and a third substrate transport mechanism 70 that carries out the substrate from the pure water cleaning processing chamber 8 are provided.

これらの第1、第2および第3の基板搬送機構7a、7
bおよび7cそれぞれは同じ構造を有しており、第2図
の斜視図に示すように、電動モータ10と、その電動モ
ータ10の回転軸に取り付けられた第1アーム11と、
第1アーム11の遊端部に回転自在に取り付けられた第
2アーム12と、第1アーム11の回転運動を伝達して
第2アーム12を回転させる伝動機構13と、第2アー
ム12の遊端部に形成され、載置した基板Wを真空吸引
によって吸着保持する真空チャフクロ14等から構成さ
れている。
These first, second and third substrate transport mechanisms 7a, 7
b and 7c each have the same structure, and as shown in the perspective view of FIG. 2, they include an electric motor 10, a first arm 11 attached to the rotating shaft of the electric motor 10,
A second arm 12 rotatably attached to the free end of the first arm 11; a transmission mechanism 13 that transmits the rotational motion of the first arm 11 to rotate the second arm 12; It is formed at the end and is composed of a vacuum chaff 14 and the like that sucks and holds the mounted substrate W by vacuum suction.

前記ノズル5の導入管5bに、塩酸や硝酸等の酸を含む
水溶液を蒸発させる酸含有蒸気発生手段15が、開閉バ
ルブ16を介装した蒸気供給管17を介して接続されて
いる。
An acid-containing steam generating means 15 for evaporating an aqueous solution containing an acid such as hydrochloric acid or nitric acid is connected to the introduction pipe 5b of the nozzle 5 via a steam supply pipe 17 having an on-off valve 16 interposed therein.

酸含有蒸気発生手段15は、酸を含む水溶液を貯留する
貯留槽18と、その貯留槽18の外周部に設けたヒータ
等の温調手段19とから構成され、貯留槽18に貯留さ
れた酸を含む水溶液を温調手段19で加熱して蒸発させ
、その蒸発により発生した酸含有蒸気を蒸気供給管17
を通してノズル5に供給するようになっている。図示し
ていないが、蒸気供給管17は断熱材で被覆され、その
内部を流動しているときに露点以下の温度になって液化
することが無いように構成されている。
The acid-containing steam generating means 15 is composed of a storage tank 18 for storing an aqueous solution containing an acid, and a temperature control means 19 such as a heater provided on the outer periphery of the storage tank 18. The aqueous solution containing acid is heated and evaporated by the temperature control means 19, and the acid-containing vapor generated by the evaporation is passed through the steam supply pipe 17.
It is designed to be supplied to the nozzle 5 through. Although not shown, the steam supply pipe 17 is coated with a heat insulating material so that the steam does not reach a temperature below the dew point and liquefy while flowing inside.

貯留槽18には、酸を含む水溶液を補充供給する水溶液
供給管20と、キャリアガスとしての窒素N2ガスを供
給するキャリアガス供給管21とが接続され、それらの
供給管20.21それぞれに開閉弁20a、21aが介
装されている。
Connected to the storage tank 18 are an aqueous solution supply pipe 20 that replenishes an aqueous solution containing an acid, and a carrier gas supply pipe 21 that supplies nitrogen N2 gas as a carrier gas. Valves 20a and 21a are interposed.

前記開閉バルブ16を介装した蒸気供給管17と、キャ
リアガス供給管21とによって酸含有蒸気供給手段が構
成されている。
The steam supply pipe 17 with the opening/closing valve 16 interposed therein and the carrier gas supply pipe 21 constitute acid-containing steam supply means.

また、蒸気供給管17の途中箇所に、酸素ポンベ22と
、オゾン発生器23を介装したガス供給管24とから成
るガス供給手段が接続され、前記ガス供給管24のオゾ
ン発生器23の両側それぞれに開閉弁24a、24bが
介装されている。
Further, a gas supply means consisting of an oxygen pump 22 and a gas supply pipe 24 in which an ozone generator 23 is interposed is connected to a midway point of the steam supply pipe 17, and both sides of the ozone generator 23 of the gas supply pipe 24 are connected. On-off valves 24a and 24b are interposed in each of them.

基板表面処理室1の底板に存機物の分解除去の際に発生
したCOオ、H2O等のガスの排気チャンバ25が形成
され、それに連通ずる排気管26が図示しない吸引排気
用の真空ポンプに接続されている。
An exhaust chamber 25 for gases such as CO2 and H2O generated during the decomposition and removal of existing materials is formed on the bottom plate of the substrate surface processing chamber 1, and an exhaust pipe 26 communicating with the chamber 25 is connected to a vacuum pump (not shown) for suction and exhaust. It is connected.

純水洗浄処理室8内に基板載置テーブル27が昇陣自在
に内装されるとともに、純水洗浄処理室8の天板部に、
例えば、80°Cの高温の純水を供給する純水供給手段
としての純水供給ノズル28が設けられている。
A substrate mounting table 27 is installed inside the deionized water cleaning chamber 8 so that it can be raised freely, and on the top plate of the deionized water cleaning chamber 8,
For example, a pure water supply nozzle 28 is provided as a pure water supply means for supplying high temperature pure water of 80°C.

基板載置テーブル27はモータM2によって鉛直軸芯周
りで駆動回転されるように構成されている。また、基板
載置テーブル27には直径方向に対向した位置にビン2
7aが立設され、それらの内側に基板保持用の突起27
bが取り付けられている。
The substrate mounting table 27 is configured to be driven and rotated around a vertical axis by a motor M2. Further, on the substrate mounting table 27, a bin 2 is placed at a position opposite to the substrate mounting table 27 in the diametrical direction.
7a are erected, and a protrusion 27 for holding the substrate is provided inside them.
b is attached.

純水洗浄処理室8の周壁部に直径方向で対向する状態で
基板Wの搬入口8aと搬出口8bとが形成され、その搬
入口8aおよび搬出口8bそれぞれに、図示しない駆動
機構により上下方向にスライドすることによって開閉可
能にシャッタ29a29、bが設けられている。
A loading inlet 8a and an unloading outlet 8b for the substrate W are formed to face the peripheral wall of the pure water cleaning processing chamber 8 in the diametrical direction. Shutters 29a29,b are provided which can be opened and closed by sliding.

純水洗浄処理室8の底板にはドレンと排気のためのパイ
プ30が接続されている。
A drain and exhaust pipe 30 is connected to the bottom plate of the pure water cleaning chamber 8.

以上の構成の基板の表面処理装置を用いることにより、
請求項第(1)項の基板の表面処理方法が実施される。
By using the substrate surface treatment apparatus with the above configuration,
The method for surface treatment of a substrate according to claim (1) is carried out.

すなわち、酸含有蒸気発生手段15において酸を含む水
溶液の蒸発により発生させた酸含有蒸気と、オゾン発生
器23で発生させたオゾンとをノズル5に供給し、その
酸含有蒸気およびオゾンに紫外線ランプ4からの紫外線
を照射し、紫外線照射によって活性化された酸含有蒸気
およびオゾンを、拡散孔5a・・・を通じて、スピンチ
ャック3に保持された基板Wの表面に均一に供給し、基
板表面の有機物を分解除去するとともに金属不純物を金
属塩に変換する。
That is, acid-containing steam generated by evaporation of an acid-containing aqueous solution in the acid-containing steam generating means 15 and ozone generated in the ozone generator 23 are supplied to the nozzle 5, and the acid-containing steam and ozone are heated with an ultraviolet lamp. 4, and acid-containing vapor and ozone activated by the UV irradiation are uniformly supplied to the surface of the substrate W held on the spin chuck 3 through the diffusion holes 5a... It decomposes and removes organic substances and converts metal impurities into metal salts.

その処理の後に、第2の搬送機構7bにより、基板Wを
純水洗浄処理室8内の基板載置テーブル27上に移送し
、その基板載置テーブル27に載置・された基板Wに純
水供給ノズル28から純水を供給し、前述した金属塩を
洗浄除去する。
After the processing, the substrate W is transferred onto the substrate mounting table 27 in the pure water cleaning processing chamber 8 by the second transport mechanism 7b, and the substrate W placed on the substrate mounting table 27 is purified. Pure water is supplied from the water supply nozzle 28 to wash and remove the metal salts mentioned above.

純水供給ノズル28から供給する純水としては、高温の
純水を使用した方が、金属塩の除去を促進できるが、例
えば、ノズルに超音波振動子を付設しておき、800 
k )EZ以上の周波数の超音波を純水に付加して洗浄
効率を高めるようにするとか常温の純水などを供給する
ようにしても良い。
As the pure water supplied from the pure water supply nozzle 28, it is better to use high-temperature pure water to accelerate the removal of metal salts.
k) Ultrasonic waves with a frequency higher than EZ may be added to pure water to increase the cleaning efficiency, or pure water at room temperature may be supplied.

111隻± 第3図は、基板の表面処理装置の第2実施例を示す概略
縦断面図であり、第1実施例と異なるところは、次の通
りである。
Figure 3 is a schematic vertical sectional view showing a second embodiment of the substrate surface treatment apparatus, and the differences from the first embodiment are as follows.

すなわち、第1実施例のガス活性化手段としての紫外線
ランプ4に代えて、マイクロ波発生手段31を付設した
プラズマ発生手段32が設けられ、そのプラズマ発生手
段32に対して、開閉弁33aを介装した蒸気供給管3
3を介して貯留槽18が、そして、開閉弁34aを介装
した酸素供給管34を介して酸素ボンベ22がそれぞれ
接続され、かつ、プラズマ発生手段32とノズル5とが
開閉弁35aを介装した配管35を介して接続されてい
る。
That is, in place of the ultraviolet lamp 4 as the gas activation means in the first embodiment, a plasma generation means 32 equipped with a microwave generation means 31 is provided, and the plasma generation means 32 is operated via an on-off valve 33a. installed steam supply pipe 3
3, the storage tank 18 is connected to the oxygen cylinder 22 via the oxygen supply pipe 34 which has an on-off valve 34a, and the plasma generation means 32 and the nozzle 5 are connected to each other through the on-off valve 35a. It is connected via a pipe 35.

他の構成は、第1実施例と同しであり、同一図番を付し
、その説明は省略する。
The other configurations are the same as those in the first embodiment, are given the same drawing numbers, and the explanation thereof will be omitted.

この第2実施例の構成によれば、酸含有英気および酸素
ガスのいずれもがプラズマ発生手段32において活性化
され、その後にノズル5に供給される。
According to the configuration of this second embodiment, both the acid-containing air and the oxygen gas are activated in the plasma generating means 32 and then supplied to the nozzle 5.

第ユl!桝 第4図は、請求項第(2)項の基板の表面処理方法を実
施するのに用いられる基板の表面処理装置の第3実施例
を示す概略縦断面図であり、第1実施例と異なるところ
は、次の通りである。
No.1! Figure 4 is a schematic vertical sectional view showing a third embodiment of a substrate surface treatment apparatus used to carry out the substrate surface treatment method of claim (2), and is different from the first embodiment. The differences are as follows.

すなわち、第1実施例の酸含有萎気発生手段15に代え
て二酸化窒素ボンへ36が設けられ、その二酸化窒素ボ
ンへ36とノズル5とが、開閉弁31aを介装した窒素
ガス供給管37を介して接続されている。
That is, in place of the acid-containing atrophy generating means 15 of the first embodiment, a nitrogen dioxide bomb 36 is provided, and the nitrogen dioxide bomb 36 and the nozzle 5 are connected to a nitrogen gas supply pipe 37 with an on-off valve 31a interposed. connected via.

他の構成は、第1実施例と同じであるため、純水処理室
8の図示を省略するとともに、同一部分には、同一図番
を付し、その説明は省略する。
Since the other configurations are the same as those of the first embodiment, illustration of the pure water treatment chamber 8 is omitted, and the same parts are given the same figure numbers and their explanations are omitted.

この第3実施例の構成によれば、二酸化窒素ガスおよび
オゾンのいずれもがノズル5に供給され、紫外線ランプ
4によって活性化され、その活性化されたオゾンラジカ
ルおよび二酸化窒素ラジカルが基板Wの表面に供給され
る。
According to the configuration of the third embodiment, both nitrogen dioxide gas and ozone are supplied to the nozzle 5 and activated by the ultraviolet lamp 4, and the activated ozone radicals and nitrogen dioxide radicals are transferred to the surface of the substrate W. supplied to

この第3実施例において、二酸化窒素に代えて一酸化窒
素を供給しても良い。また、第3実施例においても、第
3図に示した第2実施例同様、紫外線ランプ4に代えて
、マイクロ波発生手段を付設したプラズマ発生手段によ
りガスを活性化するようにしてもよい、゛ 次に、実験結果について説明する。
In this third embodiment, nitrogen monoxide may be supplied instead of nitrogen dioxide. Also, in the third embodiment, as in the second embodiment shown in FIG. 3, instead of the ultraviolet lamp 4, the gas may be activated by plasma generation means equipped with microwave generation means.゛Next, the experimental results will be explained.

実験においては、前述した第1実施例における基板表面
処理室1と同じ構成のものを用いて基板の表面処理を行
い、そして、その同一の基板表面処理室1内に、基板W
の表面処理後に純水供給ノズルを導入し、純水による洗
浄処理を行った。
In the experiment, a substrate surface treatment chamber 1 having the same configuration as the substrate surface treatment chamber 1 in the first embodiment described above was used to perform the surface treatment of the substrate, and the substrate W was placed in the same substrate surface treatment chamber 1.
After the surface treatment, a pure water supply nozzle was introduced and a cleaning process using pure water was performed.

また、試料基板としては、5インチのN(100)型シ
リコンウェハを用い、そのシリコンウェハを、温度23
0℃で1分間デハイドレーションヘークし、5000r
p−で回転しながら、膜厚1〜2μmになるようにポジ
型のフォトレジスト[東京応化■製rOFPR−800
J  (商品名)]を塗布した後、温度135°Cで1
分間ブリヘークしたものを用いた。
In addition, a 5-inch N (100) type silicon wafer was used as the sample substrate, and the silicon wafer was heated at a temperature of 23°C.
Dehydration shake for 1 minute at 0℃, 5000r
While rotating at p-, apply a positive photoresist [rOFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka ■ to a film thickness of 1 to 2 μm.
J (product name)] at a temperature of 135°C.
The one that had been shaken for a minute was used.

そして、その表面の膜厚を108点測定した。Then, the film thickness on the surface was measured at 108 points.

先ず、共沸組成濃度が約20%の塩酸を蒸発させた塩酸
蒸気とオゾンとに紫外線を照射して基板に供給して処理
し、これを第1実施例品AIとする。
First, hydrochloric acid vapor obtained by evaporating hydrochloric acid having an azeotropic composition concentration of about 20% and ozone are irradiated with ultraviolet rays and supplied to a substrate for treatment, and this is designated as the first example product AI.

次いで、共沸組成濃度が69%の硝酸を蒸発させた硝酸
英気とオゾンとに紫外線を照射して基板に供給して処理
し、これを第2実施例品A2とする。
Next, ultraviolet rays were irradiated to nitric acid gas obtained by evaporating nitric acid having an azeotropic composition concentration of 69% and ozone, and the substrate was supplied and treated, thereby obtaining a second example product A2.

また、98%の濃度の硝酸に二酸化窒素を加えた剥離液
[関東化学株製RA−ストリッパー(商品名)1を蒸発
させた蒸気とオゾンとに紫外線を照射して基板に供給し
て処理し、これを第3実施例品A3とする。
In addition, a stripping solution made by adding nitrogen dioxide to nitric acid at a concentration of 98% [RA-Stripper (trade name) manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.] is evaporated and ozone is irradiated with ultraviolet rays and then supplied to the substrate for treatment. , this is referred to as the third example product A3.

一方、オゾンに紫外線を照射して基板に供給して処理し
、これを第1比較例品B1とする。
On the other hand, ozone was irradiated with ultraviolet rays and supplied to the substrate for treatment, and this was designated as a first comparative example product B1.

また、オゾンに窒素ガスを加えたものに紫外線を照射し
て基板に供給して処理し、これを第1比較例品B2とす
る。
Further, a mixture of ozone and nitrogen gas was irradiated with ultraviolet rays and supplied to the substrate for treatment, and this was designated as a first comparative example product B2.

実施測高において、オゾンの供給量は1分間10l、キ
ャリアガスの供給量は1分間21であり、一方、第1比
較例品B1においてのオゾンの供給量は1分間12Aで
あり、そして、第2比較例品B2においてのオゾンの供
給量は1分間10ff、窒素ガスの供給量は1分間21
であり、また、いずれにおいても、その処理時における
スピンチャック3におけるホットプレートの温度は、2
50°Cと3oo’cにし、そして、アソンング時間は
いずれも3分であった。
In the actual height measurement, the ozone supply amount was 10 liters per minute, and the carrier gas supply amount was 21 liters per minute.On the other hand, the ozone supply amount in the first comparative example product B1 was 12 A per minute. 2 In Comparative Example Product B2, the ozone supply amount was 10ff per minute, and the nitrogen gas supply amount was 21 ff per minute.
In any case, the temperature of the hot plate in the spin chuck 3 during the processing is 2
The temperature was 50°C and 300°C, and the asong time was 3 minutes in both cases.

以上の処理の後、第1ないし第3実施例品Al。After the above treatment, the first to third embodiment products Al.

A2.A3、第1および第2比較例品B1.B2それぞ
れの基板の膜厚を108点測定した。
A2. A3, first and second comparative example products B1. The film thickness of each B2 substrate was measured at 108 points.

ホットプレートの温度を250”Cにして処理した場合
における、第1および第2実施例品Al、 A2、なら
びに、第1および第2比較例品Bl、B2それぞれのア
ッシング速度(r+m/3m1n)を求めたところ、第
5図のグラフに示す結果を得た。
The ashing speeds (r+m/3m1n) of the first and second example products Al, A2 and the first and second comparative example products Bl, B2 when processed at a hot plate temperature of 250"C are shown below. As a result, the results shown in the graph of FIG. 5 were obtained.

また、ホットプレートの温度を250°Cおよび300
°Cにして処理した場合における、第2および第3実施
例品A2.A3、ならびに、第2比較例品B2それぞれ
のアッシング速度(nm/3+pin)を求めたところ
、第6図のグラフに示す結果を得た。
Also, set the temperature of the hot plate to 250°C and 300°C.
2nd and 3rd example products A2. when processed at °C. When the ashing speed (nm/3+pin) of each of A3 and the second comparative example B2 was determined, the results shown in the graph of FIG. 6 were obtained.

次に、51M5分析により求めた実験結果について説明
する。
Next, experimental results obtained by 51M5 analysis will be explained.

この実験では、各基板の所定の3点において、51M5
分析により、283 it −”Na”  27A1+
  39に1 4eCa+  S6F e’l  5t
Cr+それぞれのイオン強度を測定するとともに平均値
を出し、23N a″  27AI −39に−411
Ca。
In this experiment, 51M5
By analysis, 283 it −”Na” 27A1+
39 to 1 4eCa+ S6F e'l 5t
Measure the ion strength of Cr+ and calculate the average value, 23N a'' 27AI -39 to -411
Ca.

56)”e″ % Z Cr +それぞれのイオン強度
のzs31゛のイオン強度に対する比を求めた。
56) The ratio of the ionic strength of "e" % Z Cr + each to the ionic strength of zs31' was determined.

その結果を次表に示す。The results are shown in the table below.

(以下、余白) 上記表中、Iないし■欄は、それぞれ次のような処理を
した結果を示す。
(Hereinafter, blank spaces) In the above table, columns I to ■ indicate the results of the following treatments, respectively.

I欄:単にオゾンラジカルにフォトレジストのない基板
を45分間晒した。
Column I: The substrate without photoresist was simply exposed to ozone radicals for 45 minutes.

■欄ニオシンラジカルでフォトレジストを455分間ア
ラソング処理た。
The photoresist was treated with niosine radicals for 455 minutes.

m41jlオゾンに、窒素ガスをキャリアガスとして塩
酸蒸気を混合するとともに、それらを活性化してフォト
レジストを455分間アラソング理した。
Hydrochloric acid vapor was mixed with m41jl ozone using nitrogen gas as a carrier gas, and the mixture was activated to treat the photoresist for 455 minutes.

rVlt!flニオシンに、窒素ガスをキャリアガスと
して硝酸蒸気[前述した剥離液(RA−ストリッパー)
(以下同様)]を混合するとともに、それらを活性化し
てフォトレジストを50%オーバーアッシング処理した
rVlt! nitric acid vapor [the above-mentioned stripping solution (RA-stripper)] was applied to fl niosine using nitrogen gas as a carrier gas.
(the same applies hereinafter)] and activated them to perform a 50% overashing process on the photoresist.

■8ニオシンに、窒素ガスをキャリアガスとして硝酸蒸
気を混合するとともに、それらを活性化してフォトレジ
ストを50%オーバーアッシング処理した後、純水を水
平回転中の基板に60秒間(流量1.572/Ta1n
)供給し、その後、高速回転により振り切り乾燥した。
■8 Niosine is mixed with nitric acid vapor using nitrogen gas as a carrier gas, and after activating them and overashing the photoresist by 50%, pure water is poured onto the horizontally rotating substrate for 60 seconds (flow rate 1.572 /Ta1n
) and then shaken off and dried by high-speed rotation.

■欄ニオシンラジカルでフォトレジストを50%オーバ
ーアッシング処理した後、純水を水平回転中の基板に6
0秒間(流量1.51 /win)供給し、その後、高
速回転により振り切り乾燥した。
■ Column After 50% overashing of the photoresist with niosine radicals, pure water was applied to the horizontally rotating substrate for 6 minutes.
The solution was supplied for 0 seconds (flow rate: 1.51/win), and then spun off and dried by high-speed rotation.

次に、上記実験結果について考察する。Next, the above experimental results will be discussed.

先ず、アッシング速度について考察する。第5図の結果
から、塩酸蒸気や硝酸蒸気の添加は、アッシング速度を
高くする効果があり、その効果は硝酸蒸気を添加した場
合に顕著にあられれる。このことは、触媒として反応に
関与する塩素ラジカルよりも反応種として関与する一酸
化窒素ラジカルや二酸化窒素ラジカルによる効果の方が
大きいと推察されるが、紫外光エネルギーによる活性化
を十分に行うことにより塩酸蒸気の場合でもより効果を
高くできると考えられる。第6図の結果は、蒸気源(ベ
ーパーソース)の硝酸濃度が高いほどアッシング速度が
高くなることを示している。
First, let us consider the ashing speed. From the results shown in FIG. 5, the addition of hydrochloric acid vapor or nitric acid vapor has the effect of increasing the ashing rate, and this effect is noticeable when nitric acid vapor is added. This suggests that the effect of nitrogen monoxide radicals and nitrogen dioxide radicals, which participate as reactive species, is greater than that of chlorine radicals, which participate in reactions as catalysts, but activation by ultraviolet light energy must be performed sufficiently. It is thought that the effect can be improved even in the case of hydrochloric acid vapor. The results shown in FIG. 6 show that the higher the nitric acid concentration in the vapor source, the higher the ashing rate.

酸化窒素ラジカルや二酸化窒素ラジカルが反応種として
フォトレジストの分解に関与するため、濃度を高(すれ
ばするほど反応速度が高くなるのである。このような硝
酸蒸気の添加効果は(マイクロ波)プラズマアッシャ−
にも認められるものと考えられる。なお、酸の水溶液と
して共沸組成のものを使用した場合には、その蒸発によ
り発生する酸含有蒸気濃度を一定にできるため、フォト
レジスト分解処理の制御を時間制御のような簡易な方法
で行うことが可能となる。
Since nitrogen oxide radicals and nitrogen dioxide radicals participate in the decomposition of photoresist as reactive species, the higher the concentration, the higher the reaction rate.This effect of adding nitric acid vapor is due to (microwave) plasma. Asher
It is considered that this is also acceptable. Note that when an azeotropic acid aqueous solution is used, the concentration of acid-containing vapor generated by evaporation can be kept constant, so the photoresist decomposition process can be controlled using a simple method such as time control. becomes possible.

次いで、洗浄効果について考察する。Next, the cleaning effect will be considered.

IIと■欄とを比較すると、フォトレジストのアッシン
グ後には相当量のナトリウムf 3 N alがシリコ
ンウェハ表面に残留することがわかる。
A comparison between column II and column (■) shows that a considerable amount of sodium f 3 N al remains on the silicon wafer surface after photoresist ashing.

Z7Al−はフォトレジスト中に存在しないようである
。40CaI もフォトレジスト中に存在しない 56
Fe# は5bSi、−とピーフカ重ナルタメ判定しに
(い。39に″ 5ICrt は若干含まれているよう
にも感じられる。
Z7Al- does not appear to be present in the photoresist. 40CaI is also not present in the photoresist 56
Fe# is 5bSi, - and it seems that ``5ICrt'' is slightly included in 39.

そこで、元素を”Na”  ”9に″ 5tCr−に絞
って各種洗浄の評価を行うことにする。■欄と■欄とを
比較すると、塩酸蒸気の添加により、:コNa”  コ
qK”  ”Cr”の強度比が若干減少しているが、1
mと比較するとシリコンウェハ表面にZ N a″ ”
K″″が相当量残留していることがわかる。期待してい
たほどの洗浄効果は認められなかった。塩酸蒸気で生成
したNaCl、KCl等の塩化物は、紫外線照射250
°C〜300°Cの条件下でも除去できず、ウェハ表面
に転写吸着されたままの状態であることがわかる。■欄
と■欄とを比較した場合、Z″Na−は硝酸蒸気を添加
してアッシングを行った方が若干少なく、39に+  
52Cr”は逆の結果となっている。硝酸蒸気を添加し
なくても純水による洗浄の効果が大きく、NMのリファ
レンスレベルにまで清浄度が増している。
Therefore, we decided to evaluate various types of cleaning by narrowing down the elements to "Na", "9", and 5tCr-. Comparing column ■ and column ■, the strength ratio of :CoNa"CoqK""Cr" has slightly decreased due to the addition of hydrochloric acid vapor, but 1
ZN a″” on the silicon wafer surface compared to m.
It can be seen that a considerable amount of K'''' remains. The expected cleaning effect was not observed. Chlorides such as NaCl and KCl generated by hydrochloric acid vapor are exposed to ultraviolet irradiation at 250°C.
It can be seen that the particles could not be removed even under conditions of .degree. C. to 300.degree. C., and remained transferred and adsorbed onto the wafer surface. When comparing column ■ and column ■, Z″Na− is slightly lower when ashing is performed by adding nitric acid vapor, and 39+
52Cr" has the opposite result. Even without adding nitric acid vapor, the cleaning effect with pure water is large, and the cleanliness has increased to the reference level of NM.

純水による洗浄効果が極めて大きいことがわかった。It was found that the cleaning effect of pure water is extremely large.

このように、第5図および第6図の結果から、塩酸蒸気
や硝酸蒸気を添加することにより、ポジ型フォトレジス
トに対して、そのアッシング速度を向上できることが明
らかであり、また、表第■欄および第Vllll+より
純水で洗浄することにより、洗浄効果を極めて高くでき
ることが明らかであった。
As described above, from the results shown in FIGS. 5 and 6, it is clear that the ashing speed of positive photoresist can be improved by adding hydrochloric acid vapor or nitric acid vapor. It was clear from columns and Vllll+ that the cleaning effect could be extremely improved by cleaning with pure water.

また、硝酸蒸気を添加した場合の分解性能から、リン(
P)イオン注入処理後のレジストに対する除去効果やア
ルミ(A1)配線基板のりアクティブイオンエツチング
後のサイドウオールポリマ除去効果をも有すると推察で
きる。
In addition, from the decomposition performance when nitric acid vapor is added, phosphorus (
P) It can be inferred that it also has the effect of removing the resist after ion implantation treatment and the sidewall polymer removal effect after active ion etching of the aluminum (A1) wiring board.

前述したガス活性化手段としては、前述第1実施例のよ
うな紫外線ランプ4や、第2実施例のような、マイクロ
波発生手段を付設したプラズマ発生手段に限らず、加熱
によって活性化するものでも良い。
The gas activation means described above is not limited to the ultraviolet lamp 4 as in the first embodiment and the plasma generation means equipped with microwave generation means as in the second embodiment, but also those activated by heating. But it's okay.

上記実施例では、オゾンまたは酸素ガスを活性化して基
板に供給するようにしているが、オゾンと酸素ガスの両
方を基板に供給するようにしても良い。
In the above embodiment, ozone or oxygen gas is activated and supplied to the substrate, but both ozone and oxygen gas may be supplied to the substrate.

上記第1または第2実施例では、オゾンおよび酸含有蒸
気または二酸化窒素に紫外線を照射して活性化した後に
基板Wの表面に供給するようにしているが、例えば、オ
ゾンおよび酸含有蒸気または二酸化窒素を基板表面に供
給し、そこで紫外線を照射するようにしても良い。要す
るに、紫外線照射によって活性化されたオゾンおよび酸
素を茶気または二酸化窒素によって基板Wの表面を処理
できるものであれば良い。
In the first or second embodiment, ozone and acid-containing vapor or nitrogen dioxide are activated by irradiation with ultraviolet rays and then supplied to the surface of the substrate W. For example, ozone and acid-containing vapor or nitrogen dioxide Nitrogen may be supplied to the substrate surface and ultraviolet rays may be irradiated there. In short, any material that can treat the surface of the substrate W with ozone and oxygen activated by ultraviolet irradiation or with nitrogen dioxide may be used.

上記実施例の基板の表面処理装置では、オゾンおよび酸
含有蒸気または二酸化窒素による表面処理と純水による
洗浄処理とを、それぞれ別の室で行っているが、本発明
の基板の表面処理方法としては、実験で説明したように
、画処理を同し室で行うものでも良い。
In the substrate surface treatment apparatus of the above embodiment, the surface treatment with ozone and acid-containing vapor or nitrogen dioxide and the cleaning treatment with pure water are performed in separate rooms, but the substrate surface treatment method of the present invention As explained in the experiment, image processing may be performed in the same room.

上記実施例では、いずれも枚葉式の表面処理装置を示し
たが、本発明としては、基板ボートを用いて、多数枚の
基板を一括して表面処理する、いわゆるハツチ弐の表面
処理装置にも適用できる。
In the above embodiments, a single-wafer type surface treatment apparatus is shown, but the present invention is directed to a so-called hatch-2 surface treatment apparatus that uses a substrate boat to surface-treat a large number of substrates at once. can also be applied.

また、上述した実施例の他、フッ酸(HF十H。In addition to the above-mentioned examples, hydrofluoric acid (HF10H) is also used.

0)、硫酸(H2S 04 + H20)など、その他
の酸を含む水溶液を使用することも可能である。
It is also possible to use aqueous solutions containing other acids, such as 0), sulfuric acid (H2S04 + H20), etc.

〈発明の効果〉 請求項第(1)項の発明に係る基板の表面処理方法によ
れば、酸素ラジカルやオゾンラジカルによるを機動の分
解を活性酸基が促進するから、アッシング速度を向上で
きるようになった。
<Effects of the Invention> According to the substrate surface treatment method according to the invention of claim (1), the active acid group promotes the decomposition of oxygen radicals and ozone radicals, so that the ashing rate can be improved. Became.

しかも、活性酸基をレジスト中の金属不純物に作用させ
て、金属塩に変換するから、従来の硝酸アンモニウムに
よる場合のような爆発の危険を伴うこと無く、安全にし
て金属不純物を除去できるようになった。
Moreover, since active acid groups act on metal impurities in the resist and convert them into metal salts, metal impurities can be removed safely without the risk of explosion that occurs when using conventional ammonium nitrate. Ta.

そのうえ、を機動の分解除去の促進と金属不純物の金属
塩への変換とを、酸を含む水溶液の茅発により発生させ
た酸含有蒸気によって行うから、酸を含む水溶液中に不
純物が混入していたとしても、その不純物を基板表面に
供給することが無く、有機物の分解除去と金属不純物の
金属塩への変換とを極めて良好に行うことができるよう
になった。
Furthermore, since the decomposition and removal of the mobile and the conversion of metal impurities into metal salts are performed using acid-containing steam generated by ignition of the acid-containing aqueous solution, impurities are not mixed into the acid-containing aqueous solution. Even if the impurities are not supplied to the substrate surface, it has become possible to decompose and remove organic substances and convert metal impurities into metal salts extremely well.

また、請求項第(2)項の発明に係る基板の表面処理方
法によれば、酸素ラジカルやオゾンラジカルによる有機
物の分解を、一酸化窒素ラジカルや酸化窒素ラジカルの
強い酸化作用によって促進するから、アッシング速度を
向上できるようになった。
Further, according to the substrate surface treatment method according to the invention of claim (2), the decomposition of organic matter by oxygen radicals and ozone radicals is promoted by the strong oxidizing action of nitric oxide radicals and nitrogen oxide radicals. Ashing speed can now be improved.

しかも、一酸化窒素ラジカルや二酸化窒素ラジカルをレ
ジスト中の金属不純物に作用させて、金属塩に変換する
から、従来の硝酸アンモニウムによる場合のような爆発
の危険を伴うこと無く、安全にして金属不純物を除去で
きるようになった。
Moreover, since nitrogen monoxide radicals and nitrogen dioxide radicals act on metal impurities in the resist and convert them into metal salts, metal impurities can be removed safely without the risk of explosion that occurs when using conventional ammonium nitrate. It can now be removed.

そのうえ、一酸化窒素ラジカルや二酸化窒素ラジカルに
よってリンをも分解できるから、最も剥離困難とされる
リン(P)イオン注入処理後のレジストの分解促進やA
l電極配線された基板表面のドライエ・ンチング後のサ
イドウオールポリマーの除去の可能性が大であり、汎用
性をも向上できて有用である。
Furthermore, phosphorus can also be decomposed by nitric oxide radicals and nitrogen dioxide radicals, which promotes the decomposition of resist after phosphorus (P) ion implantation, which is the most difficult process to remove.
It is highly possible to remove the sidewall polymer after dry etching the surface of the substrate on which the electrodes are wired, and it is useful because it can improve versatility.

また、請求項第(3)項の発明に係る基板の表面処理方
法によれば、金属塩を純水で洗浄除去するから、金属塩
の残留を確実に回避でき、薬液を用いずに金属不純物を
良好に除去でき、その洗浄工程を簡略化できて処理効率
を向上できるようになった。
Further, according to the method for surface treatment of a substrate according to the invention of claim (3), since metal salts are removed by washing with pure water, it is possible to reliably avoid residual metal salts and remove metal impurities without using a chemical solution. The cleaning process can be simplified and the treatment efficiency can be improved.

また、請求項第(4)項の発明に係る基板の表面処理装
置によれば、を機動の除去と金属不純物の金属塩への変
換と、純水による洗浄とを別の処理室において行うから
、飛散によって処理室内の周壁などに水滴として付着し
、次の酸含有蒸気の供給時に、純水の水滴が酸含有蒸気
中に混入してしまうことを回避でき、雰囲気中のパーテ
ィクルや不純物が基板に付着することを確実に防止でき
るようになった。
Further, according to the substrate surface treatment apparatus according to the invention of claim (4), the removal of the movable material, the conversion of metal impurities into metal salts, and the cleaning with pure water are performed in separate processing chambers. This prevents water droplets from adhering to the peripheral walls of the processing chamber due to scattering and being mixed into the acid-containing steam when the next acid-containing steam is supplied, and particles and impurities in the atmosphere are removed from the substrate. It is now possible to reliably prevent the product from adhering to the surface.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明に係る基板の表面処理方法および装置の実
施例を示し、第1回は、基板の表面処理装置の第1実施
例を示す概略縦断面図、第2図は、基板搬送機構の斜視
図、第3図は、基板の表面処理装置の第2実施例を示す
概略縦断面図、第4図は、基板の表面処理装置の第3実
施例を示す概略縦断面図、第5図および第6図は、それ
ぞれアッシング速度の実験結果を示すグラフである。 1・・・基板表面処理室 4・・・紫外線照射手段としての紫外線ランプ8・・・
純水洗浄処理室 15・・・酸含有蒸気発生手段 28・・・純水供給手段としての純水供給ノズル31・
・・マイクロ波発生手段 32・・・プラズマ発生手段 W・・・基板
The drawings show an embodiment of the substrate surface treatment method and apparatus according to the present invention. The first drawing is a schematic vertical sectional view showing the first embodiment of the substrate surface processing apparatus, and the second drawing shows a schematic longitudinal sectional view of the substrate surface processing apparatus according to the first embodiment. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing a second embodiment of the substrate surface treatment apparatus; FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing the third embodiment of the substrate surface treatment apparatus; FIG. 5 and FIG. 6 are graphs showing experimental results of ashing speed. 1... Substrate surface treatment chamber 4... Ultraviolet lamp 8 as ultraviolet irradiation means...
Pure water cleaning processing chamber 15... Acid-containing steam generation means 28... Pure water supply nozzle 31 as a pure water supply means.
...Microwave generating means 32...Plasma generating means W...Substrate

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)オゾンと酸素の少なくとも一方を活性化させて生
成した活性酸素を基板表面に供給して基板表面の有機物
を分解除去する基板の表面処理方法において、 活性化に先立って、オゾンと酸素の少なくとも一方に酸
を含む水溶液の蒸発により発生させた酸含有蒸気を混合
することを特徴とする基板の表面処理方法。
(1) In a substrate surface treatment method in which active oxygen generated by activating at least one of ozone and oxygen is supplied to the substrate surface to decompose and remove organic matter on the substrate surface, prior to activation, ozone and oxygen are A method for surface treatment of a substrate, comprising mixing at least one side with acid-containing vapor generated by evaporation of an aqueous solution containing an acid.
(2)オゾンと酸素の少なくとも一方を活性化させて生
成した活性酸素を基板表面に供給して基板表面の有機物
を分解除去する基板の表面処理方法において、 活性化に先立って、オゾンと酸素の少なくとも一方に、
一酸化窒素ガスと二酸化窒素ガスの少なくとも一方を混
合することを特徴とする基板の表面処理方法。
(2) In a substrate surface treatment method in which active oxygen generated by activating at least one of ozone and oxygen is supplied to the substrate surface to decompose and remove organic matter on the substrate surface, prior to activation, ozone and oxygen are At least on one side
A method for surface treatment of a substrate, comprising mixing at least one of nitrogen monoxide gas and nitrogen dioxide gas.
(3)請求項第(1)項または第(2)項に記載の基板
の表面処理方法において、基板表面の有機物を分解除去
した後、基板に純水を供給してその表面を洗浄する基板
の表面処理方法。
(3) In the substrate surface treatment method according to claim (1) or (2), the substrate surface is cleaned by supplying pure water to the substrate after decomposing and removing organic substances on the substrate surface. surface treatment method.
(4)オゾンと酸素の少なくとも一方を供給するガス供
給手段と、そのガス供給手段によって供給されたオゾン
と酸素の少なくとも一方を活性化するガス活性化手段と
、その内部に基板を保持し、その基板の表面にガス活性
化手段によって活性化した活性酸素を供給して基板表面
に付着した有機物を分解除去する基板表面処理室とを備
えた基板の表面処理装置において、 酸を含む水溶液をその内部に貯留し、その水溶液を蒸発
させる酸含有蒸気発生手段と、その酸含有蒸気発生手段
によって発生した酸含有蒸気を前記ガス活性化手段に供
給する酸含有蒸気供給手段と、前記基板表面処理室に隣
接して、基板表面に純水を供給する純水供給手段を備え
た純水洗浄処理室を設けたことを特徴とする基板の表面
処理装置。
(4) a gas supply means for supplying at least one of ozone and oxygen; a gas activation means for activating at least one of the ozone and oxygen supplied by the gas supply means; In a substrate surface treatment apparatus equipped with a substrate surface treatment chamber that decomposes and removes organic matter adhering to the substrate surface by supplying active oxygen activated by a gas activation means to the surface of the substrate, an acid-containing vapor generating means for storing the aqueous solution in the gas activating means; an acid-containing vapor supplying means for supplying the acid-containing vapor generated by the acid-containing vapor generating means to the gas activation means; A substrate surface treatment apparatus characterized in that a deionized water cleaning treatment chamber is provided adjacent to the deionized water cleaning chamber equipped with deionized water supply means for supplying deionized water to the surface of the substrate.
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