KR102030259B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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다이키 히노데
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

이 기판 처리 방법은, 표면에 막을 포함하는 미세 패턴을 갖는 기판에 세정 처리를 실시하는 기판 처리 방법으로서, 상기 기판의 표면에 실릴화제를 공급하여, 당해 기판의 표면을 실릴화하는 실릴화 공정과, 상기 실릴화 공정 후에, 또는 상기 실릴화 공정과 병행하여, 상기 기판의 표면에 세정 약액을 공급하여, 당해 기판의 표면을 세정하는 약액 세정 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING DEVICE}
본 발명은, 기판의 표면을, 세정 약액을 사용하여 세정하기 위한 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 반도체 웨이퍼 등이 포함된다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼의 표면에 세정 약액을 공급하여, 그 기판의 표면으로부터 불요물을 제거하는 세정 처리가 실시된다.
반도체 웨이퍼를 한 장씩 처리하는 매엽형의 기판 처리 장치는, 기판을 수평으로 유지하여 회전하는 스핀 척과, 스핀 척에 유지된 기판의 표면에 세정 약액을 공급하는 노즐을 포함한다. 기판을 유지한 스핀 척을 회전시키면서, 기판의 표면에 세정 약액을 공급한다. 이로써, 기판 표면의 전역에 세정 약액이 골고루 퍼져, 기판 표면의 전역으로부터 불요물이 제거된다.
일본 공개특허공보 2004-281463호
이와 같은 세정 처리가 실시되는 기판의 표면에는, 산화막이나 질화막 등의 막을 포함하는 패턴이 형성되어 있는 경우가 있다. 세정 처리에서는, 기판의 표면에 대한 세정 약액의 공급에 의해, 기판의 표면에 포함되는 막에, 막로스 (막감소) 가 생기는 경우가 있다. 세정 약액의 종류 및 막의 종류에 따라서는, 막의 제거가 고속으로 진행되고, 그 결과 막로스가 증대할 우려가 있다.
최근 패턴의 미세화에 수반하여, 막로스의 허용 범위는 좁아지고 있고, 막로스가 반도체의 트랜지스터 특성에 영향을 미칠 가능성이 현재화하고 있다. 그 때문에, 특히 미세 패턴을 갖는 기판의 세정 처리에 있어서, 세정 처리에 수반하는 막로스의 저감 또는 방지를 도모하는 것이 요구되고 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 미세 패턴을 갖는 기판의 표면을, 미세 패턴에 포함되는 막의 로스의 저감 또는 방지를 도모하면서 세정할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 표면에 막을 포함하는 미세 패턴을 갖는 기판에 세정 처리를 실시하는 기판 처리 방법으로서, 상기 막을 포함하는 기판의 표면에 실릴화제를 공급하는 실릴화 공정과, 상기 실릴화 공정 후에, 또는 상기 실릴화 공정과 병행하여, 상기 기판의 표면에 세정 약액을 공급하여, 당해 기판의 표면을 세정하는 약액 세정 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 약액 세정 공정에 앞서, 또는 당해 약액 세정 공정에 병행하여, 실릴화 공정이 실행된다. 실릴화 공정에서는, 기판의 표면에 포함되는 막의 표층이 실릴화제에 의해 실릴화 (개질) 되어, 당해 막이 보호층에 의해 덮인다. 따라서, 막이 보호층에 의해 덮인 상태에서 약액 세정 공정을 실시할 수 있다. 그 때문에, 약액 세정 공정에 있어서 막의 로스가 발생하기 어렵다. 이로써, 미세 패턴을 갖는 기판의 표면을, 미세 패턴에 포함되는 막의 로스의 저감 또는 방지를 도모하면서 세정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 실릴화 공정은 상기 기판의 표면에 액체 실릴화제를 공급하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 액체 실릴화제를 사용한 실릴화 공정과, 세정 약액을 사용한 약액 공정을, 공통의 장치를 사용하여 실시할 수 있다. 이 경우, 기판에 대한 일련의 처리 도중에 기판을 바꿀 필요가 없기 때문에, 당해 일련의 처리를 단시간에 실시할 수 있다.
상기 약액 세정 공정은, 상기 실릴화 공정 후에, 상기 세정 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 후공급 공정을 포함하고 있어도 된다. 이 방법에 의하면, 약액 세정 공정에 앞서, 실릴화 공정이 실행된다. 요컨대, 막이 보호층에 의해 덮인 후에, 기판의 표면에 대한 세정 약액의 공급이 개시된다. 이로써, 세정 약액을 사용한 기판 표면의 세정에 수반하는 막의 로스를, 한층 더 저감 또는 방지할 수 있다.
상기 약액 세정 공정은, 상기 실릴화 공정에 병행하여, 상기 세정 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 병행 공급 공정을 포함하고 있어도 된다. 이 방법에 의하면, 약액 세정 공정에 병행하여, 실릴화 공정이 실행된다. 요컨대, 기판의 표면에 대한 세정 약액의 공급과 병행하여 막이 보호층에 의해 덮인다. 이로써, 막의 로스의 저감 또는 방지할 수 있다. 또, 약액 세정 공정과 실릴화 공정이 병행하여 실시되기 때문에, 이들 2 개의 공정을 순서대로 실행하는 경우와 비교해, 처리 시간이 짧다. 따라서, 전체의 처리 시간을 단축화하면서, 세정 약액을 사용한 기판 표면의 세정에 수반하는 막의 로스의 저감 또는 방지할 수 있다.
이 경우에, 암모니아 과산화수소수 혼합액이 세정 약액으로서 사용되어도 된다. 실릴화제와 암모니아 과산화수소수 혼합액이 혼촉해도, 격렬한 반응이 생기지 않고, 그 때문에 특별한 문제는 발생하지 않는다. 따라서, 기판의 표면에 대한 실릴화제의 공급과, 기판의 표면에 대한 암모니아 과산화수소수 혼합액의 공급을 병행하여 실시해도, 이들의 혼촉에 수반하는 격렬한 반응이 생길 우려는 없다. 이로써, 실릴화제와 세정 약액의 격렬한 반응이 생기게 하는 일 없이, 전체의 처리 시간을 단축화할 수 있다.
상기 기판 처리 방법은, 상기 실릴화 공정에 병행하여, 또는 상기 실릴화 공정에 앞서, 상기 기판의 표면을 물리 세정하는 물리 세정 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 세정 약액의 공급뿐만 아니라, 물리 세정에 의해서도 기판의 표면이 세정되기 때문에, 이로써 기판의 표면을 한층 더 양호하게 세정할 수 있다.
상기 기판 처리 방법은, 상기 실릴화 공정에 병행하여, 상기 기판을 가열하는 기판 가열 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 실릴화 공정과 병행하여, 기판이 가열되어, 기판의 표면이 고온화된다. 그 때문에, 기판에 형성되는 막의 표층과, 실릴화제가 갖는 실릴기의 반응 속도를 높일 수 있고, 따라서 실릴화 공정에 있어서, 막의 표층에 강고한 보호층을 형성할 수 있다. 이로써, 세정 약액을 사용한 기판 표면의 세정에 수반하는 막의 로스를, 한층 더 저감 또는 방지할 수 있다.
상기 기판 처리 방법은, 상기 실릴화 공정에 앞서, 상기 기판의 표면에 산화막을 형성하는 산화막 형성 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 실릴화 공정에 앞서, 산화막 형성 공정이 실행된다. 이 산화막 형성 공정에서는, 기판의 표면에 포함되는 막의 표층에 산화막이 형성된다.
실릴화제가 갖는 실릴기는, 산화막에 포함되는 수산기 (OH 기) 와 반응하기 쉽다. 따라서, 실릴화 공정에 앞서, 기판 (W) 의 표면에 포함되는 막의 표층을 산화막으로 덮음으로써, 기판 (W) 의 표면에 포함되는 막을, 보호층 (실릴화층) 으로 덮을 수 있다. 이로써, 실릴화 공정에 있어서, 기판 (W) 의 표면에 포함되는 막의 표층의 실릴화 (개질) 를 한층 더 양호하게 실시할 수 있고, 따라서 세정 약액을 사용한 기판 표면의 세정에 수반하는 막의 로스를, 한층 더 저감 또는 방지할 수 있다.
상기 세정 약액은, 암모니아 과산화수소수 혼합액을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 세정 약액으로서 암모니아 과산화수소수 혼합액을 사용한다. 세정 약액으로서 암모니아 과산화수소수 혼합액을 사용하면, 기판의 표면에 포함되는 막에 로스가 발생할 우려가 있다. 그러나, 막의 표층이 보호층에 의해 덮인 상태에서 암모니아 과산화수소수 혼합액이 공급되므로, 약액 세정 공정에 있어서의 막의 로스의 저감 또는 방지를 도모할 수 있다.
세정 약액으로서 암모니아 과산화수소수 혼합액을 사용하는 경우에는, 세정 처리에 수반하여, 기판의 표면 (미세 패턴의 표면) 에 거칠어짐이 생길 우려가 있다.
그러나, 기판의 미세 패턴의 표층이 보호층에 의해 덮인 상태에서 기판의 표면에 암모니아 과산화수소수 혼합액이 공급되므로, 암모니아 과산화수소수 혼합액의 공급에 수반하는 기판의 표면 (미세 패턴의 표면) 의 기판 거칠어짐을 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 상기 세정 약액은, 황산 과산화수소수 혼합액을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 세정 약액으로서 황산 과산화수소수 혼합액을 사용한다. 세정 약액으로서 황산 과산화수소수 혼합액을 사용하면, 기판의 표면에 포함되는 막에 로스가 발생할 우려가 있다. 그러나, 막의 표층이 보호층에 의해 덮인 상태에서 황산 과산화수소수 혼합액이 공급되므로, 약액 세정 공정에 있어서의 막의 로스의 저감 또는 방지를 도모할 수 있다.
상기 미세 패턴은, 플라즈마 CVD 법에 의해 제작된 SiN 막을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 플라즈마 CVD 법에 의해 제작된 SiN 막은, 비교적 로스되기 쉽다. 이와 같은 SiN 막을 포함하는 미세 패턴이 기판의 표면에 형성되어 있는 경우라도, SiN 막의 로스를 효과적으로 억제할 수 있다. 이로써, 기판의 표면을, 세정 약액을 사용하여 세정할 수 있을 때에, SiN 막의 로스의 저감 또는 방지를 도모할 수 있다.
본 발명은, 표면에 막을 포함하는 미세 패턴을 갖는 기판에 세정 처리를 실시하기 위한 기판 처리 장치로서, 상기 기판의 표면에 실릴화제를 공급하기 위한 실릴화제 공급 유닛과, 상기 기판의 표면에 세정 약액을 공급하기 위한 세정 약액 공급 유닛과, 상기 실릴화제 공급 유닛 및 상기 세정 약액 공급 유닛을 제어함으로써, 상기 기판의 표면에 실릴화제를 공급하는 실릴화 공정과, 상기 실릴화 공정 후에, 또는 상기 실릴화 공정과 병행하여, 상기 기판의 표면에 세정 약액을 공급하여, 당해 기판의 표면을 세정하는 약액 세정 공정을 실행하는 제어 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 약액 세정 공정에 앞서, 또는 당해 약액 세정 공정에 병행하여, 실릴화 공정이 실행된다. 실릴화 공정에서는, 기판의 표면에 포함되는 막의 표층이 실릴화제에 의해 실릴화 (개질) 되어, 당해 막이 보호층에 의해 덮인다. 따라서, 막이 보호층에 의해 덮인 상태에서 약액 세정 공정을 실시할 수 있다. 그 때문에, 약액 세정 공정에 있어서 막의 로스가 발생하기 어렵다. 이로써, 미세 패턴을 갖는 기판의 표면을, 미세 패턴에 포함되는 막의 로스의 저감 또는 방지를 도모하면서 세정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 실릴화 공정은, 상기 기판의 표면에 액체 실릴화제를 공급하는 공정을 포함한다.
이 구성에 의하면, 액체 실릴화제를 사용한 실릴화 공정과, 세정 약액을 사용한 약액 공정을, 공통의 장치를 사용하여 실시할 수 있다. 이 경우, 기판에 대한 일련의 처리 도중에 기판을 바꿀 필요가 없기 때문에, 당해 일련의 처리를 단시간에 실시할 수 있다.
상기 약액 세정 공정은, 상기 실릴화 공정 후에, 상기 세정 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 후공급 공정을 포함하고 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 약액 세정 공정에 앞서, 실릴화 공정이 실행된다. 요컨대, 막이 보호층에 의해 덮인 후에, 기판의 표면에 대한 세정 약액의 공급이 개시된다. 이로써, 세정 약액을 사용한 기판 표면의 세정에 수반하는 막의 로스를, 한층 더 저감 또는 방지할 수 있다.
상기 약액 세정 공정은, 상기 실릴화 공정에 병행하여, 상기 세정 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 병행 공급 공정을 포함하고 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 약액 세정 공정에 병행하여, 실릴화 공정이 실행된다. 요컨대, 기판의 표면에 대한 세정 약액의 공급과 병행하여 막이 보호층에 의해 덮인다. 이로써, 막의 로스의 저감 또는 방지할 수 있다. 또, 약액 세정 공정과 실릴화 공정이 병행하여 실시되기 때문에, 이들 2 개의 공정을 순서대로 실행하는 경우와 비교해, 처리 시간이 짧다. 따라서, 전체의 처리 시간을 단축화하면서, 세정 약액을 사용한 기판 표면의 세정에 수반하는 막의 로스의 저감 또는 방지할 수 있다.
이 경우에, 암모니아 과산화수소수 혼합액이 세정 약액으로서 사용되어도 된다. 실릴화제와 암모니아 과산화수소수 혼합액이 혼촉해도, 격렬한 반응이 생기지 않고, 그 때문에 특별한 문제는 발생하지 않는다. 따라서, 기판의 표면에 대한 실릴화제의 공급과, 기판의 표면에 대한 암모니아 과산화수소수 혼합액의 공급을 병행하여 실시해도, 이들의 혼촉에 수반하는 격렬한 반응이 생길 우려는 없다. 이로써, 실릴화제와 세정 약액의 격렬한 반응이 생기게 하는 일 없이, 전체의 처리 시간을 단축화할 수 있다.
상기 제어 유닛은, 상기 실릴화 공정에 병행하여, 또는 상기 실릴화 공정에 앞서, 상기 기판의 표면을 물리 세정하는 물리 세정 공정을 실행해도 된다.
이 구성에 의하면, 세정 약액의 공급뿐만 아니라, 물리 세정에 의해서도 기판의 표면이 세정되기 때문에, 이로써 기판의 표면을 한층 더 양호하게 세정할 수 있다.
상기 제어 유닛은, 상기 실릴화 공정에 병행하여, 상기 기판을 가열하는 기판 가열 공정을 추가로 실행해도 된다.
이 구성에 의하면, 실릴화 공정과 병행하여, 기판이 가열되어, 기판의 표면이 고온화된다. 그 때문에, 기판에 형성되는 막의 표층과, 실릴화제가 갖는 실릴기의 반응 속도를 높일 수 있고, 따라서 실릴화 공정에 있어서, 막의 표층에, 강고한 보호층을 형성할 수 있다. 이로써, 세정 약액을 사용한 기판 표면의 세정에 수반하는 막의 로스를, 한층 더 저감 또는 방지할 수 있다.
상기 제어 유닛은, 상기 실릴화 공정에 앞서, 상기 기판의 표면에 산화막을 형성하는 산화막 형성 공정을 추가로 실행해도 된다.
이 구성에 의하면, 실릴화 공정에 앞서, 산화막 형성 공정이 실행된다. 이 산화막 형성 공정에서는, 기판의 표면에 포함되는 막의 표층에 산화막이 형성된다.
실릴화제가 갖는 실릴기는, 산화막에 포함되는 수산기 (OH 기) 와 반응하기 쉽다. 따라서, 실릴화 공정에 앞서, 기판 (W) 의 표면에 포함되는 막의 표층을 산화막으로 덮음으로써, 기판 (W) 의 표면에 포함되는 막을, 보호층 (실릴화층) 으로 덮을 수 있다. 이로써, 실릴화 공정에 있어서, 기판 (W) 의 표면에 포함되는 막의 표층의 실릴화 (개질) 를 한층 더 양호하게 실시할 수 있고, 따라서 세정 약액을 사용한 기판 표면의 세정에 수반하는 막의 로스를, 한층 더 저감 또는 방지할 수 있다.
상기 세정 약액은, 암모니아 과산화수소수 혼합액을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 세정 약액으로서 암모니아 과산화수소수 혼합액을 사용한다. 세정 약액으로서 암모니아 과산화수소수 혼합액을 사용하면, 기판의 표면에 포함되는 막에 로스가 발생할 우려가 있다. 그러나, 막의 표층이 보호층에 의해 덮인 상태에서 암모니아 과산화수소수 혼합액이 공급되므로, 약액 세정 공정에 있어서의 막의 로스의 저감 또는 방지를 도모할 수 있다.
세정 약액으로서 암모니아 과산화수소수 혼합액을 사용하는 경우에는, 세정 처리에 수반하여, 기판의 표면 (미세 패턴의 표면) 에 거칠어짐이 생길 우려가 있다.
그러나, 기판의 미세 패턴의 표층이 보호층에 의해 덮인 상태에서 기판의 표면에 암모니아 과산화수소수 혼합액이 공급되므로, 암모니아 과산화수소수 혼합액의 공급에 수반하는 기판의 표면 (미세 패턴의 표면) 의 기판 거칠어짐을 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 상기 세정 약액은, 황산 과산화수소수 혼합액을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 세정 약액으로서 황산 과산화수소수 혼합액을 사용한다. 세정 약액으로서 황산 과산화수소수 혼합액을 사용하면, 기판의 표면에 포함되는 막에 로스가 발생할 우려가 있다. 그러나, 막의 표층이 보호층에 의해 덮인 상태에서 황산 과산화수소수 혼합액이 공급되므로, 약액 세정 공정에 있어서의 막의 로스의 저감 또는 방지를 도모할 수 있다.
상기 미세 패턴은, 플라즈마 CVD 법에 의해 제작된 SiN 막을 포함하고 있어도 된다.
본 발명에 있어서의 전술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 분명하게 된다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 레이아웃을 나타내는 도해적인 평면도이다.
도 2 는 상기 기판 처리 장치에 포함되는 처리 유닛을 수평 방향으로 본 도면이다.
도 3 은 처리 대상인 기판의 표면을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4 는 상기 처리 유닛에 의해 실시되는 제 1 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5A - 5D 는 상기 제 1 세정 처리예를 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
도 6A 는, 액체 실릴화제의 공급 전에 있어서의 기판 표면의 상태를 나타내는 도면이다. 도 6B 는, 액체 실릴화제의 공급 후에 있어서의 기판 표면의 상태를 나타내는 도면이다.
도 7A - 7B 는 SC1 세정 공정에서 실시되는 세정 처리를 설명하기 위한 도 해적인 도면이다.
도 8A - 8B 는 세정 처리의 비교로서, 에칭 처리를 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
도 9 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 처리 유닛을 수평 방향으로 본 도면이다.
도 10 은 상기 처리 유닛에 구비된 이류체 노즐의 구성을 도해적으로 나타내는 단면도이다.
도 11 은 상기 처리 유닛에 의해 실시되는 제 2 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 12 는 상기 제 2 세정 처리예에 포함되는 실릴화제 액적 토출 공정을 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
도 13 은 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛을 수평 방향으로 본 도면이다.
도 14 는 상기 처리 유닛에 의해 실시되는 제 3 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 15 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 처리 유닛을 수평 방향으로 본 도면이다.
도 16 은 상기 처리 유닛에 의해 실시되는 제 4 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 17 은 상기 처리 유닛에 의해 실시되는 제 5 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 18 은 상기 제 5 세정 처리예에 포함되는 실릴화 공정을 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
도 19 는 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 처리 유닛을 수평 방향으로 본 도면이다.
도 20 은 상기 처리 유닛에 의해 실시되는 제 6 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 21 은 상기 제 6 세정 처리예에 포함되는 산화막 형성 공정을 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
도 22 는 세정 약액으로서 SC1 을 사용한 경우의 막로스에 관한 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 레이아웃을 나타내는 도해적인 평면도이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 웨이퍼 등의 원형의 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 기판 (W) 의 표면 (예를 들어, 미세 패턴이 형성되어 있는 패턴 형성면) 을, 세정 약액을 사용하여 세정한다. 기판 처리 장치 (1) 는, 인덱서 블록 (2) 과, 인덱서 블록 (2) 에 결합된 처리 블록 (3) 과, 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 장치의 동작이나 밸브의 개폐를 제어하는 제어 장치 (제어 유닛)(4) 를 구비하고 있다.
인덱서 블록 (2) 은, 캐리어 유지부 (5) 와, 인덱서 로봇 (IR) 과, IR 이동 기구 (6) 를 구비하고 있다. 캐리어 유지부 (5) 는, 복수장의 기판 (W) 을 수용할 수 있는 캐리어 (C) 를 유지한다. 복수의 캐리어 (C) 는, 수평의 캐리어 배열 방향 U 로 배열된 상태에서, 캐리어 유지부 (5) 에 유지된다. IR 이동 기구 (6) 는, 캐리어 배열 방향 U 로 인덱서 로봇 (IR) 을 이동시킨다. 인덱서 로봇 (IR) 은, 캐리어 유지부 (5) 에 유지된 캐리어 (C) 로 기판 (W) 을 반입하는 반입 동작, 및 기판 (W) 을 캐리어 (C) 로부터 반출하는 반출 동작을 실시한다.
한편, 처리 블록 (3) 은, 기판 (W) 을 처리하는 복수 (예를 들어, 4 개 이상) 의 처리 유닛 (7) 과, 센터 로봇 (CR) 을 구비하고 있다. 복수의 처리 유닛 (7) 은, 평면으로 볼 때에 있어서 센터 로봇 (CR) 을 둘러싸도록 배치되어 있다. 복수의 처리 유닛 (7) 은, 예를 들어 서로 공통되는 처리 유닛이다.
도 2 는, 처리 유닛 (7) 을 수평 방향으로 본 도면이다. 각 처리 유닛 (7) 은, 기판 (W) 의 표면에 알칼리성 세정 약액 (세정 약액) 의 일례인 SC1 (암모니아 과산화수소수 혼합액 : ammonia-hydrogen peroxide mixture) 을 공급하여, 기판 (W) 의 표면으로부터 파티클 등을 제거하는 처리 (세정 처리) 를 실시한다. 각 처리 유닛 (7) 은, 내부 공간을 갖는 상자형의 챔버 (11) 와, 챔버 (11) 내에서 1 장의 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하고, 기판 (W) 의 중심을 통과하는 연직인 회전축선 A1 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (기판 유지 유닛)(12) 과, 스핀 척 (12) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 상면 (표면) 에 SC1 을 공급하는 SC1 공급 유닛 (세정 약액 공급 유닛)(13) 과, 스핀 척 (12) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 상면에 린스액을 공급하기 위한 린스액 공급 유닛 (14) 과, 스핀 척 (12) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 상면에 액체상의 실릴화제를 공급하기 위한 제 1 실릴화제 공급 유닛 (실릴화제 공급 유닛)(15) 과, 스핀 척 (12) 의 주위를 둘러싸는 통상의 컵 (16) 을 포함한다.
챔버 (11) 는, 스핀 척 (12) 이나 노즐을 수용하는 상자상의 격벽 (17) 과, 격벽 (17) 의 상부로부터 격벽 (17) 내로 청정 공기 (필터에 의해 여과된 공기) 를 보내는 송풍 유닛으로서의 FFU (팬 필터 유닛)(18) 와, 격벽 (17) 의 하부로부터 챔버 (11) 내의 기체를 배출하는 배기 덕트 (19) 를 포함한다. FFU (18) 는, 격벽 (17) 의 상방에 배치되어 있고, 격벽 (17) 의 천장에 장착되어 있다. FFU (18) 는, 격벽 (17) 의 천장으로부터 챔버 (11) 내로 하향으로 청정 공기를 보낸다. 배기 덕트 (19) 는, 컵 (16) 의 저부에 접속되어 있고, 기판 처리 장치 (1) 가 설치되는 공장에 설치된 배기 처리 설비를 향하여 챔버 (11) 내의 기체를 도출한다. 따라서, 챔버 (11) 내를 하방으로 흐르는 다운 플로우 (하강류) 가, FFU (18) 및 배기 덕트 (19) 에 의해 형성된다. 기판 (W) 의 처리는, 챔버 (11) 내에 다운 플로우가 형성되어 있는 상태에서 실시된다.
스핀 척 (12) 으로서, 기판 (W) 을 수평 방향으로 사이에 두고 기판 (W) 을 수평으로 유지하는 협지식의 척이 채용되어 있다. 구체적으로는, 스핀 척 (12) 은, 스핀 모터 (20) 와, 이 스핀 모터 (20) 의 구동축과 일체화된 스핀축 (21) 과, 스핀축 (21) 의 상단에 대략 수평으로 장착된 원판상의 스핀 베이스 (22) 를 포함한다.
스핀 베이스 (22) 의 상면에는, 그 주연부에 복수개 (3 개 이상. 예를 들어 6 개) 의 협지 부재 (23) 가 배치되어 있다. 복수개의 협지 부재 (23) 는, 스핀 베이스 (22) 의 상면 주연부에 있어서, 기판 (W) 의 외주 형상에 대응하는 원둘레 상에 적당한 간격을 두고 배치되어 있다.
또, 스핀 척 (12) 으로는, 협지식의 것으로 한정되지 않고, 예를 들어 기판 (W) 의 이면을 진공 흡착함으로써, 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하고, 또한 그 상태에서 연직의 회전 축선 둘레로 회전함으로써, 스핀 척 (12) 에 유지된 기판 (W) 을 회전시키는 진공 흡착식의 것 (배큐엄 척) 이 채용되어도 된다.
SC1 공급 유닛 (13) 은, SC1 을 토출하는 SC1 노즐 (24) 과, SC1 노즐 (24) 에 접속된 제 1 SC1 배관 (25) 과, 제 1 SC1 배관 (25) 에 개재된 제 1 SC1 밸브 (26) 와, SC1 노즐 (24) 이 선단부에 장착된 제 1 노즐 아암 (27) 과, 제 1 노즐 아암 (27) 을 요동시킴으로써, SC1 노즐 (24) 을 이동시키는 제 1 노즐 이동 유닛 (28) 을 포함한다.
제 1 SC1 밸브 (26) 가 개방되면, 제 1 SC1 배관 (25) 으로부터 SC1 노즐 (24) 로 공급된 SC1 이, SC1 노즐 (24) 로부터 하방으로 토출된다. 제 1 SC1 밸브 (26) 가 폐쇄되면, SC1 노즐 (24) 로부터의 SC1 의 토출이 정지된다. 제 1 노즐 이동 유닛 (28) 은, SC1 노즐 (24) 로부터 토출된 SC1 이 기판 (W) 의 상면에 공급되는 처리 위치와, SC1 노즐 (24) 이 평면으로 볼 때 스핀 척 (12) 의 측방으로 퇴피한 퇴피 위치 사이에서, SC1 노즐 (24) 을 이동시킨다. 또한, 제 1 노즐 이동 유닛 (28) 은, SC1 노즐 (24) 을 기판 (W) 의 상면을 따라 이동시킴으로써, SC1 의 공급 위치를 기판 (W) 의 상면 내에서 이동시킨다.
린스액 공급 유닛 (14) 은, 린스액을 토출하는 린스액 노즐 (29) 과, 린스액 노즐 (29) 에 접속된 린스액 배관 (30) 과, 린스액 배관 (30) 에 개재된 린스액 밸브 (31) 와, 린스액 노즐 (29) 이 선단부에 장착된 제 2 노즐 아암 (32) 과, 제 2 노즐 아암 (32) 을 요동시킴으로써, 린스액 노즐 (29) 을 이동시키는 제 2 노즐 이동 유닛 (33) 을 포함한다. 제 2 노즐 이동 유닛 (33) 은, 린스액 노즐 (29) 로부터 토출된 물이 기판 (W) 의 상면 중앙부에 공급되는 처리 위치와, 린스액 노즐 (29) 이 평면으로 볼 때 스핀 척 (12) 의 측방으로 퇴피한 퇴피 위치 사이에서, 린스액 노즐 (29) 을 이동시킨다.
린스액 밸브 (31) 가 개방되면, 린스액 배관 (30) 으로부터 린스액 노즐 (29) 로 공급된 린스액이, 린스액 노즐 (29) 로부터 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 토출된다. 린스액은, 예를 들어 순수 (탈이온수 : Deionzied Water) 이다. 린스액은, 순수로 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수 중 어느 것이라도 된다.
제 1 실릴화제 공급 유닛 (15) 은, 액체상의 실릴화제 (실란 커플링제) 를 토출하는 실릴화제 노즐 (34) 과, 실릴화제 노즐 (34) 에 접속된 실릴화제 배관 (35) 과, 실릴화제 배관 (35) 에 개재된 실릴화제 밸브 (36) 와, 실릴화제 노즐 (34) 이 선단부에 장착된 제 3 노즐 아암 (37) 과, 제 3 노즐 아암 (37) 을 요동시킴으로써, 실릴화제 노즐 (34) 을 이동시키는 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 을 포함한다.
실릴화제 노즐 (34) 로부터 토출되는 실릴화제는, 분자의 일단에 가수분해로 실란올기 (Si-OH) 를 부여하는 에톡시 (또는 메톡시) 기를 갖고, 타단에 아미노기나 글리시딜기 등의 유기 관능기를 갖는 유기 규소 화합물이다. 실릴화제로서, 예를 들어 HMDS (헥사메틸디실라잔) 나 TMS (테트라메틸실란) 를 예시할 수 있다.
실릴화제 밸브 (36) 가 개방되면, 실릴화제 배관 (35) 으로부터 실릴화제 노즐 (34) 로 공급된 액체 실릴화제가, 실릴화제 노즐 (34) 로부터 하방으로 토출된다. 실릴화제 밸브 (36) 가 폐쇄되면, 실릴화제 노즐 (34) 로부터의 실릴화제의 토출이 정지된다. 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 은, 실릴화제 노즐 (34) 로부터 토출된 실릴화제가 기판 (W) 의 상면 중앙부에 공급되는 처리 위치와, 실릴화제 노즐 (34) 이 평면으로 볼 때 스핀 척 (12) 의 측방으로 퇴피한 퇴피 위치 사이에서, 실릴화제 노즐 (34) 을 이동시킨다.
컵 (16) 은, 스핀 척 (12) 에 유지되고 있는 기판 (W) 보다 외방 (회전축선 A1 로부터 멀어지는 방향) 에 배치되어 있다. 컵 (16) 은, 스핀 베이스 (22) 를 둘러싸고 있다. 스핀 척 (12) 이 기판 (W) 을 회전시키고 있는 상태에서 처리액이 기판 (W) 에 공급되면, 기판 (W) 에 공급된 처리액이 기판 (W) 의 주위로 떨쳐진다. 처리액이 기판 (W) 에 공급될 때, 상향으로 개방된 컵 (16) 의 상단부 (16a) 는, 스핀 베이스 (22) 보다 상방에 배치된다. 따라서, 기판 (W) 의 주위로 배출된 처리액은, 컵 (16) 에 의해 받아들여진다. 그리고, 컵 (16) 에 받아들여진 처리액은, 도시하지 않은 회수 장치 또는 폐액 장치로 보내진다.
제어 장치 (4) 는, 예를 들어 마이크로 컴퓨터를 사용하여 구성되어 있다. 제어 장치 (4) 에는, 스핀 모터 (20), 제 1 노즐 이동 유닛 (28), 제 2 노즐 이동 유닛 (33), 제 3 노즐 이동 유닛 (38), 제 1 SC1 밸브 (26), 린스액 밸브 (31), 실릴화제 밸브 (36) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다. 제어 장치 (4) 는, 미리 정해진 프로그램에 따라, 스핀 모터 (20), 제 1 노즐 이동 유닛 (28), 제 2 노즐 이동 유닛 (33), 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 등의 동작을 제어한다. 또한, 제어 장치 (4) 는, 제 1 SC1 밸브 (26), 린스액 밸브 (31), 실릴화제 밸브 (36) 등의 개폐 동작 등을 제어한다.
도 3 은, 처리 대상인 기판 (W) 의 표면을 확대하여 나타내는 단면도이다.
처리 대상인 기판 (W) 은, 예를 들어 MOSFET 나 FINFIT 의 기체를 이루는 것이고, 실리콘 기판 (41) 을 포함한다. 실리콘 기판 (41) 의 표면에는, 나노 스케일의 미세 패턴 (40) 이 형성되어 있다. 이하, 미세 패턴 (40) 에 대해 설명한다.
구체적으로는, 실리콘 기판 (41) 의 표층부에는, 트렌치 (42) 가 그 표면으로부터 파고들어가 형성되어 있다. 트렌치 (42) 는, 도 3 에 있어서의 좌우 방향으로 일정한 간격을 두고 복수 형성되고, 각각 도 3 의 지면과 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 각 트렌치 (42) 에는, 제 1 SiO2 막 (43) 이 매설되어 있다. 제 1 SiO2 막 (43) 은, 소자 형성 영역 (44) 을 그 이외의 영역과 절연하는 소자 분리부 (45) 를 형성한다. 제 1 SiO2 막 (43) 의 표면은, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 과 대략 면일 (面一) 로 되어 있다.
각 소자 형성 영역 (44) 에는, 제 2 SiO2 막 (46) 이 형성되어 있다. 제 2 SiO2 막 (46) 은, 예를 들어 TEOS 막 (Tetraethyl orthosilicate) 으로 이루어진다. 제 2 SiO2 막 (46) 의 표면에는, 게이트 전극으로서 기능하는 폴리실리콘막 (47) 이 배치되어 있다. 제 2 SiO2 막 (46) 상에 있어서 폴리실리콘막 (47) 의 양 측면은, 오프셋 스페이서로서 기능하는 제 3 SiO2 막 (48) 에 의해 덮여 있다. 제 3 SiO2 막 (48) 은, 예를 들어 열산화막에 의해 구성되어 있다. 폴리실리콘막 (47) 의 양 측방에는, 제 3 SiO2 막 (48) 을 사이에 두고, 사이드월 (측벽막) 로서 기능하는 SiN 막 (49) 이 형성되어 있다. SiN 막 (49) 은, 예를 들어 플라즈마 CVD 법에 의해 제작되어 있다.
각 소자 형성 영역 (44) 에서는, 폴리실리콘막 (47) 의 배치 위치의 양 측방에, 각각 SiGe 막 (50) 이 매설되어 있다. SiGe 막 (50) 은 각각 도 3 의 지면과 직교하는 방향으로 연장되어 있다. SiGe 막 (50) 의 표면은, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 과 대략 면일로 되어 있다.
도 4 는, 처리 유닛 (7) 에 의해 실시되는 제 1 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 5A ∼ 5D 는, 제 1 세정 처리예를 설명하기 위한 도해적인 도면이다. 도 6 은, 기판 (W) 표면의 실릴화를 설명하기 위한 도면이다. 도 7 은, SC1 세정 공정 (S4) 에서 실시되는 세정 처리를 설명하기 위한 도해적인 도면이다. 도 8 은, 세정 처리의 비교로서, 에칭 처리를 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
이하에서는, 도 3 에 나타내는 기판 (W) 의 표면 (패턴 형성면) 이 처리되는 예에 대해 설명한다. 주로 도 2, 도 3 및 도 4 를 참조하면서 제 1 세정 처리예에 대해 설명한다. 도 5A ∼ 5D 및 도 6 에 대해서는 적절히 참조한다.
기판 처리 장치 (1) 에 의해 기판 (W) 이 처리될 때에는, 챔버 (11) 내로 기판 (W) 이 반입된다 (스텝 S1). 구체적으로는, 제어 장치 (4) 는, 노즐 (24, 29, 34) 등의 챔버 (11) 내의 구성이 스핀 척 (12) 의 상방으로부터 퇴피해 있는 상태에서, 반송 로봇 (도시 생략) 으로 기판 (W) 을 챔버 (11) 내로 반입시킨다. 그리고, 제어 장치 (4) 는, 기판 (W) 의 표면 (패턴 형성면) 이 위를 향해진 상태에서, 반송 로봇으로 기판 (W) 을 스핀 척 (12) 상에 재치 (載置) 시킨다. 그 후, 제어 장치 (4) 는, 기판 (W) 이 스핀 척 (12) 에 유지되어 있는 상태에서 스핀 모터 (20) 를 회전시킨다. 이로써, 기판 (W) 의 회전이 개시된다 (스텝 S2). 제어 장치 (4) 는, 스핀 척 (12) 상에 기판 (W) 이 재치된 후, 반송 로봇을 챔버 (11) 내로부터 퇴피시킨다.
이어서, 도 5A 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면 (표면) 에 액체 실릴화제를 공급하여, 당해 기판 (W) 의 상면을 실릴화하는 실릴화 공정 (스텝 S3) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (4) 는, 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 을 제어함으로써, 실릴화제 노즐 (34) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 실릴화제 노즐 (34) 이 기판 (W) 의 상면 중앙부의 상방에 배치되면, 제어 장치 (4) 는, 실릴화제 밸브 (36) 를 개방하여, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 실릴화제 노즐 (34) 로부터 액체 실릴화제를 토출한다. 기판 (W) 의 상면 중앙부에 공급된 액체 실릴화제는, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아 기판 (W) 의 상면 외주부를 향하여 이동한다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전역에 액체 실릴화제가 골고루 퍼져, 기판 (W) 상면 (표면) 의 전역이 실릴화된다.
도 6A, 6B 에는, 실릴화제로서 HMDS 를 사용하는 경우에 있어서의, 액체 실릴화제 공급 전후의 기판 (W) 의 표면 상태를 나타내고 있다. 도 3 및 도 6A, 6B 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 표면의 실릴화에 의해, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에 존재하는 실란올기 (Si-OH) 가, 트리메틸실릴기 (Si-(CH3)3) 로 치환된다. 1 개의 트리메틸실릴기는, 메틸기 (CH3) 를 3 개 가지고 있다. 따라서, 기판 (W) 표면의 실릴화 후에는, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층이 메틸기의 우산으로 덮이고, 이로써 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에, SC1 에 대한 내약성을 갖는 보호층이 형성된다.
액체 실릴화제의 기판 (W) 에 대한 공급 개시로부터 미리 정한 기간이 경과하면, 제어 장치 (4) 는, 실릴화제 밸브 (36) 를 폐쇄하여, 실릴화제 노즐 (34) 로부터의 액체 실릴화제의 토출을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (4) 는, 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 을 제어함으로써, 실릴화제 노즐 (34) 을 스핀 척 (12) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
또, 실릴화 공정 (S3) 에 있어서, 제어 장치 (4) 는, 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 을 제어하여, 기판 (W) 의 상면에 대한 액체 실릴화제 공급 위치를 이동 (예를 들어 상면 중앙부와 상면 주연부 사이에서 이동) 시켜도 된다.
이어서, 도 5B 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 에 SC1 을 공급하는 SC1 세정 공정 (스텝 S4. 약액 세정 공정. 후공급 공정) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (4) 는, 제 1 노즐 이동 유닛 (28) 을 제어함으로써, SC1 노즐 (24) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 그 후, 제어 장치 (4) 는, 제 1 SC1 밸브 (26) 를 개방하여, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면을 향하여 SC1 노즐 (24) 로부터 SC1 을 토출한다. 또한, 제어 장치 (4) 는, 기판 (W) 이 회전하고 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면에 대한 SC1 의 공급 위치를 상면 중앙부와 상면 주연부 사이에서 이동시킨다. 이로써, SC1 의 공급 위치가, 기판 (W) 의 상면 전역을 통과하여, 기판 (W) 의 상면 전역이 주사 (스캔) 된다. 그 때문에, SC1 노즐 (24) 로부터 토출된 SC1 이, 기판 (W) 의 상면 전역으로 직접 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역이 균일하게 세정 처리된다. 이로써, 기판 (W) 의 상면으로부터 파티클 등을 양호하게 제거할 수 있다.
세정 처리는, 일반적으로 기판으로부터 불순물을 제거하는 처리이다. 이 실시형태에 관련된 SC1 세정 공정 (S4) 은, 도 7 에 나타내는 바와 같이 기판 (W) 의 표면에 SC1 을 공급함으로써, 기판 (W) 의 표면 (실리콘 기판 (41) 자체의 표면이나 미세 패턴 (40) 의 표면) 에 부착되어 있는 불순물 (51)(파티클이나 미소 불순물 등) 을, 기판 (W) 의 표면으로부터 제거한다. 이 세정 처리는, 다음에 서술하는 에칭 처리 (웨트 에칭) 와는 상이하다.
에칭 처리는, 일반적으로 반도체, 절연물 및 도전체의 각종 재료 혹은, 그들의 막을 제거하는 처리이다. 에칭 약액을 공급하는 웨트 에칭은, 기판 (W) 으로부터 재료막을 부분적으로 제거하기 위한 처리이다. 이 웨트 에칭에 있어서는, 도 8 에 나타내는 바와 같이 실리콘 기판 (41) 자체 및/또는 실리콘 기판 (41) 상의 미세 패턴 (40) 이 가공 (제거) 된다. 이 점에서, 전술한 세정 처리는, 웨트 에칭과 크게 상위하다.
기판 (W) 에 대한 SC1 의 공급 개시로부터 미리 정한 기간이 경과하면, 제어 장치 (4) 는, 제 1 SC1 밸브 (26) 를 폐쇄하여, SC1 노즐 (24) 로부터의 SC1 의 토출을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (4) 는, 제 1 노즐 이동 유닛 (28) 을 제어함으로써, SC1 노즐 (24) 을 스핀 척 (12) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
SiGe 는 SC1 과 반응하여 제거되기 쉽다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면에 SC1 이 공급되는 SC1 세정 공정 (S4) 에 있어서, SiGe 막 (50) 에 로스가 발생할 우려가 있다. 그 하나의 원인은, 과산화수소수에 의한 산화에 의해 SiGe 막 (50) 의 표면에 생기는 게르마늄 산화물이 물에 용해되기 때문이라고 추정된다. 즉, SiGe 막 (50) 표면의 산화, 및 그것에 의해 생긴 게르마늄 산화물의 에칭이 고속으로 진행되어, SiGe 막 (50) 의 막감소가 고속으로 진행된다. 또, 세정 약액으로서 SC1 등의 알칼리 세정 약액을 사용하는 경우에는, 기판 (W) 의 상면 (미세 패턴 (40) 의 상면) 이 거칠어질 (기판 거칠어짐이 생긴다) 우려가 있다. 이들 이유에 의해, 기판 (W) 의 상면을 보호할 필요가 있다.
기판 (W) 의 표면에는, 미세 패턴 (40) 이 형성되어 있다. 이와 같은 패턴의 미세화 및 삼차원화에 수반하여, 막로스의 허용 범위는 좁아지고 있다. 즉, 종래 막로스가 문제가 되지 않았던 SC1 세정 처리에서도, 막로스가 반도체의 트랜지스터 특성에 영향을 미칠 가능성이 현재화하고 있다. 이와 같은 삼차원의 미세화 패턴의 SC1 세정 공정 ((S4). 후술하는 SC1 세정 공정 (S14) 및 실릴화제 함유 SC1 액적 토출 공정 (S23) 의 경우도 동일.) 에 있어서, SC1 세정에 수반하는 SiGe 막 (50) 의 로스의 저감 또는 방지를 도모할 필요가 있다.
그러나, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 이 보호층에 의해 덮인 상태에서 (즉, SiGe 막 (50) 이 보호층에 의해 덮인 상태에서) SC1 세정 공정 (S4) 이 실시되기 때문에, SC1 세정 공정 (S4) 에 있어서 막의 로스 (특히, SiGe 막 (50) 의 로스) 가 발생하기 어렵다.
또, 기판 (W) 의 상면에 대한 SC1 의 공급에 수반하여, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에 존재하는 트리메틸실릴기 (Si-(CH3)3) 가, 실란올기 (Si-OH) 로 치환된다. 이로써, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에 형성되는 보호층이, 세정 약액인 SC1 에 의해 씻어내어지게 된다.
이어서, 도 5C 에 나타내는 바와 같이, 린스액을 기판 (W) 의 상면에 공급하는 린스 공정 (스텝 S5) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (4) 는, 제 2 노즐 이동 유닛 (33) 을 제어함으로써, 린스액 노즐 (29) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 그 후, 제어 장치 (4) 는, 린스액 밸브 (31) 를 개방하여, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 린스액 노즐 (29) 로부터 물을 토출한다. 기판 (W) 에 대한 린스액의 공급 개시로부터 미리 정한 기간이 경과하면, 제어 장치 (4) 는, 린스액 밸브 (31) 를 폐쇄하여, 린스액 노즐 (29) 로부터의 린스액의 토출을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (4) 는, 제 2 노즐 이동 유닛 (33) 을 제어함으로써, 린스액 노즐 (29) 을 스핀 척 (12) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
이어서, 제어 장치 (4) 는, 스핀 모터 (20) 를 제어하여, 도 5D 에 나타내는 바와 같이 기판 (W) 의 회전 속도를 스핀 건조 속도까지 가속한다. 이로써, 기판 (W) 의 상면에 부착되어 있는 린스액이 떨쳐져 기판 (W) 이 건조된다 (S6 : 건조 공정).
건조 공정 (S6) 이 미리 정한 기간에 걸쳐 실시되면, 제어 장치 (4) 는, 스핀 모터 (20) 를 구동하여, 스핀 척 (12) 의 회전 (기판 (W) 의 회전) 을 정지시킨다 (스텝 S7). 이로써, 1 장의 기판 (W) 에 대한 세정 처리가 종료하고, 제어 장치 (4) 는, 기판 (W) 을 반입했을 때와 마찬가지로, 처리가 완료된 기판 (W) 을 반송 로봇에 의해 챔버 (11) 내로부터 반출시킨다 (스텝 S8).
이상에 의해, 제 1 실시형태에 의하면 SC1 세정 공정 (S4) 에 앞서, 실릴화 공정 (S3) 이 실행된다. 실릴화 공정 (S3) 에서는, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층이 실릴화제에 의해 실릴화 (개질) 되어, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층이 보호층에 의해 덮인다. 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층이 보호층에 의해 덮인 상태에서 SC1 세정 공정 (S4) 을 실시할 수 있다. 그 때문에, SC1 세정 공정 (S4) 에 있어서 SiGe 막 (50) 의 로스가 발생하기 어렵다. 이로써, 미세 패턴 (40) 을 갖는 기판 (W) 의 표면을, 미세 패턴 (40) 에 포함되는 SiGe 막 (50) 의 로스의 저감 또는 방지를 도모하면서, SC1 을 사용하여 세정할 수 있다.
또, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층이 보호층에 의해 덮인 상태에서 기판 (W) 의 표면으로 SC1 이 공급되므로, SC1 의 공급에 수반하는 기판 (W) 의 상면 (미세 패턴 (40) 의 상면) 의 기판 거칠어짐을 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 기판 (W) 의 상면에 실릴화제가 잔류하고 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면에 SC1 의 공급을 개시하므로, SC1 세정 공정 (S4) 의 초기 시에 있어서, 실릴화제 (HMDS 나 TMS) 와 SC1 이 혼촉할 우려가 있다. 그러나, 실릴화제 (HMDS 나 TMS) 와 SC1 이 혼촉해도, 격렬한 반응은 생기지 않는다. 그 때문에, 실릴화 공정 (S3) 에 이어서 SC1 세정 공정 (S4) 을 실행해도, 기판 (W) 의 상면에 있어서 격렬한 반응이 생기는 일이 없다.
또, 실릴화 공정 (S3) 과, SC1 세정 공정 (S4) 이, 공통의 처리 유닛 (7) 을 사용하여 실시된다. 그 때문에, 기판 (W) 에 대한 일련의 처리 도중에 기판 (W) 을 바꿀 필요가 없기 때문에, 당해 일련의 처리를 단시간에 실시할 수 있다.
도 9 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 처리 유닛 (207) 을 수평 방향으로 본 도면이다. 도 10 은, 처리 유닛 (207) 에 구비된 제 1 이류체 노즐 (203) 의 구성을 도해적으로 나타내는 단면도이다.
제 2 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태에 나타낸 각 부에 대응하는 부분에는, 도 1 ∼ 6 의 경우와 동일한 참조 부호를 붙이고 나타내고, 설명을 생략한다.
제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (201) 에 포함되는 처리 유닛 (207) 이, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 에 포함되는 처리 유닛 (7) 과 상위한 점은, 제 1 실릴화제 공급 유닛 (15) 대신에, 제 2 실릴화제 공급 유닛 (실릴화제 공급 유닛)(202) 을 구비하는 점이다.
제 2 실릴화제 공급 유닛 (202) 은, 스핀 척 (12) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 상면에, 액체 실릴화제의 액적을 토출하기 위한 제 1 이류체 노즐 (203) 을 포함한다. 제 1 이류체 노즐 (203) 은, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 액체 실릴화제의 공급 위치를 변경할 수 있는 스캔 노즐로서의 기본 형태를 가지고 있다. 제 1 이류체 노즐 (203) 은, 스핀 척 (12) 의 상방에서 대략 수평으로 연장된 제 4 노즐 아암 (204) 의 선단부에 장착되어 있다. 제 4 노즐 아암 (204) 에는, 제 4 노즐 아암 (204) 을 요동시키기 위해서 제 1 이류체 노즐 (203) 을 이동시키는 제 4 노즐 이동 유닛 (205) 이 접속되어 있다.
제 2 실릴화제 공급 유닛 (202) 은, 실릴화제와 용매로서의 탄산수를 혼합하기 (실릴화제를 탄산수에 용해시킨다) 위한 제 1 혼합부 (206) 와, 실릴화제 공급원으로부터의 실릴화제를 제 1 혼합부 (206) 에 공급하는 제 1 실릴화제 배관 (208) 과, 제 1 실릴화제 배관 (208) 에 개재된 제 1 실릴화제 밸브 (209) 와, 탄산수 공급원의 탄산수를 제 1 혼합부 (206) 에 공급하는 탄산수 배관 (210) 과, 탄산수 배관 (210) 에 개재된 탄산수 밸브 (211) 와, 제 1 혼합부 (206) 와 제 1 이류체 노즐 (203) 사이에 접속된 제 1 혼합액 배관 (212) 과, 기체 공급원으로부터의 기체의 일례로서의 질소 가스를 공급하는 기체 배관 (213) 과, 기체 배관 (213) 으로부터 제 1 이류체 노즐 (203) 로의 기체의 공급 및 공급 정지를 전환하는 제 1 기체 밸브 (214) 를 포함한다. 실릴화제는, 분자의 일단에 가수분해로 실란올기 (Si-OH) 를 부여하는 에톡시 (또는 메톡시) 기를 갖고, 타단에 아미노기나 글리시딜기 등의 유기 관능기를 갖는 유기 규소 화합물이다. 실릴화제로서, HMDS 나 TMS 를 예시할 수 있다. 제 1 이류체 노즐 (203) 에 공급되는 기체로서, 질소 가스 외에 불활성 가스, 건조 공기 및 청정 공기 등을 사용할 수도 있다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 1 이류체 노즐 (203) 은, 대략 원기둥상의 외형을 가지고 있다. 제 1 이류체 노즐 (203) 은, 케이싱을 구성하는 외통 (226) 과, 외통 (226) 의 내부에 끼워넣어진 내통 (227) 을 포함한다.
외통 (226) 및 내통 (227) 은, 각각 공통의 중심축선 L 상에 동일축 배치되어 있고, 서로 연결되어 있다. 내통 (227) 의 내부 공간은, 제 1 혼합액 배관 (212) 으로부터의 액체 실릴화제가 유통하는 직선상의 실릴화제 유로 (228) 로 되어 있다. 또, 외통 (226) 및 내통 (227) 사이에는, 기체 배관 (213) 으로부터 공급되는 기체가 유통하는 원통상의 기체 유로 (229) 가 형성되어 있다.
실릴화제 유로 (228) 는, 내통 (227) 의 상단에서 실릴화제 도입구 (230) 로서 개구되어 있다. 실릴화제 유로 (228) 에는, 이 실릴화제 도입구 (230) 를 통하여 제 1 혼합액 배관 (212) 으로부터의 액체 실릴화제가 도입된다. 또, 실릴화제 유로 (228) 는, 내통 (227) 의 하단에서, 중심축선 L 상에 중심을 갖는 원상의 액 토출구 (231) 로서 개구되어 있다. 실릴화제 유로 (228) 로 도입된 실릴화제는, 이 액 토출구 (231) 로부터 토출된다.
한편, 기체 유로 (229) 는, 중심축선 L 과 공통의 중심축선을 갖는 원통상의 간극이고, 외통 (226) 및 내통 (227) 의 상단부에서 폐색되고, 외통 (226) 및 내통 (227) 의 하단에서, 중심축선 L 상에 중심을 갖고, 액 토출구 (231) 를 둘러싸는 원환상의 기체 토출구 (232) 로서 개구되어 있다. 기체 유로 (229) 의 하단부는, 기체 유로 (229) 의 길이 방향에 있어서의 중간부보다 유로 면적이 작게 되고, 하방을 향하여 소직경으로 되어 있다. 또, 외통 (226) 의 중간부에는, 기체 유로 (229) 에 연통하는 기체 도입구 (233) 가 형성되어 있다.
기체 도입구 (233) 에는, 외통 (226) 을 관통한 상태에서 기체 배관 (213) 이 접속되어 있고, 기체 배관 (213) 의 내부 공간과 기체 유로 (229) 가 연통되어 있다. 기체 배관 (213) 으로부터의 기체는, 이 기체 도입구 (233) 를 통하여 기체 유로 (229) 로 도입되고, 기체 토출구 (232) 로부터 토출된다.
제 1 기체 밸브 (214) 를 개방하여 기체 토출구 (232) 로부터 기체를 토출하면서, 제 1 실릴화제 밸브 (209) 및 탄산수 밸브 (211) 를 개방하여 액 토출구 (231) 로부터 액체 실릴화제를 토출함으로써, 제 1 이류체 노즐 (203) 의 외부의 토출구 (액 토출구 (231)) 근방에서, 액체 실릴화제에 기체를 충돌 (혼합) 시킴으로써 실릴화제의 미소 액적의 분류 (噴流) 를 형성할 수 있다. 이로써, 제 1 이류체 노즐 (203) 로부터 실릴화제의 액적의 분류가 토출된다 (액체 실릴화제가 분무상으로 토출된다).
제어 장치 (4) 에는, 스핀 모터 (20), 제 1 노즐 이동 유닛 (28), 제 2 노즐 이동 유닛 (33), 제 4 노즐 이동 유닛 (205), 제 1 SC1 밸브 (26), 린스액 밸브 (31), 제 1 실릴화제 밸브 (209), 탄산수 밸브 (211), 제 1 기체 밸브 (214) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다. 제어 장치 (4) 는, 미리 정해진 프로그램에 따라 스핀 모터 (20), 제 1 노즐 이동 유닛 (28), 제 2 노즐 이동 유닛 (33), 제 4 노즐 이동 유닛 (205) 등의 동작을 제어한다. 또한, 제어 장치 (4) 는, 제 1 SC1 밸브 (26), 린스액 밸브 (31), 제 1 실릴화제 밸브 (209), 탄산수 밸브 (211), 제 1 기체 밸브 (214) 등의 개폐 동작 등을 제어한다.
도 11 은, 처리 유닛 (207) 에 의해 실시되는 제 2 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 12 는, 제 2 세정 처리예에 포함되는 실릴화제 액적 토출 공정 (S13) 을 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
제 2 세정 처리예가 도 4 에 나타내는 제 1 세정 처리예와 상위한 점은, 실릴화 공정 (S3. 도 4 참조) 대신에, 실릴화제 액적 토출 공정 (스텝 S13) 을 실시하도록 한 점이다. 도 9, 도 11 및 도 12 를 참조하면서 제 2 세정 처리예에 대해 설명한다.
도 11 에 나타내는 스텝 S11, S12 의 공정은, 각각 도 4 에 나타내는 스텝 S1, S2 와 동등한 공정이고, 또 도 11 에 나타내는 스텝 S14 ∼ S18 의 공정은, 각각 도 4 에 나타내는 스텝 S4 ∼ S8 와 동등한 공정이다. 그 때문에, 이들 공정에 대한 설명을 생략한다.
기판 (W) 의 회전 개시 (스텝 S12) 후, 기판 (W) 의 회전 속도가 미리 정한 액처리 속도에 도달하면, 실릴화제 액적 토출 공정 (S13) 이 실행 개시된다. 실릴화제 액적 토출 공정 (S13) 에 있어서, 제어 장치 (4) 는, 제 1 기체 밸브 (214) 및 제 1 실릴화제 밸브 (209) 를 동시에 개방한다. 이로써, 제 1 이류체 노즐 (203) 의 외부의 토출구 근방에서 액체 실릴화제의 미소한 액적의 분류가 형성된다. 즉, 제 1 이류체 노즐 (203) 로부터 액체 실릴화제의 액적의 분류가 토출된다.
기판 (W) 의 상면에 있어서의 액체 실릴화제의 공급 위치 (이하, 간단히 「공급 위치」라고 한다)(SP) 에, 제 1 이류체 노즐 (203) 로부터 다수의 실릴화제의 액적이 분무되므로, 실릴화제의 액적의 충돌에 의해 기판 (W) 의 상면에 부착되어 있는 파티클 등을 물리적으로 제거할 수 있다 (물리 세정). 환언하면, 실릴화제 액적 토출 공정 (S13) 은, 기판 (W) 의 상면 (표면) 에 액체 실릴화제를 공급하는 실릴화 공정과, 실릴화 공정에 병행하여, 기판 (W) 의 상면 (표면) 을 물리 세정하는 물리 세정 공정을 포함한다.
또, 제어 장치 (4) 는, 제 1 이류체 노즐 (203) 로부터의 실릴화제의 액적의 분류의 토출에 병행하여, 제 4 노즐 이동 유닛 (205) 을 제어하여, 공급 위치 (SP) 를, 기판 (W) 의 상면 중앙부와 기판 (W) 의 상면 주연부 사이에서 왕복 또는 일방향 이동시킨다. 기판 (W) 을 회전시키면서, 공급 위치 (SP) 를 기판 (W) 의 상면 중앙부와 기판 (W) 의 상면 주연부 사이에서 이동시키므로, 공급 위치 (SP) 가 기판 (W) 의 상면 전역을 통과한다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전역에 액체 실릴화제를 공급할 수 있어, 기판 (W) 의 상면 전역을 균일하게 처리할 수 있다.
실릴화제의 토출 개시로부터 미리 정한 기간이 경과하면, 제 1 실릴화제 밸브 (209) 및 탄산수 밸브 (211) 를 폐쇄하여, 제 1 이류체 노즐 (203) 로부터의 액체 실릴화제의 토출을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (4) 는, 제 4 노즐 이동 유닛 (205) 을 제어함으로써, 제 1 이류체 노즐 (203) 을 스핀 척 (12) 의 상방으로부터 퇴피시킨다. 이로써, 실릴화제 액적 토출 공정 (S13) 은 종료한다. 실릴화제 액적 토출 공정 (S13) 종료 후, SC1 세정 공정 (S14. 약액 세정 공정. 후공급 공정) 이 개시된다.
제 2 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태에서 설명한 작용 효과와 동등한 작용 효과를 발휘하고, 또한 다음에 서술하는 작용 효과를 발휘한다. 즉, SC1 의 공급뿐만 아니라, 제 1 이류체 노즐 (203) 을 사용한 물리 세정에 의해서도 기판 (W) 의 상면 (표면) 이 세정되기 때문에, 이로써 기판 (W) 의 상면 (표면) 을 한층 더 양호하게 세정할 수 있다.
도 13 은, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛 (307) 을 수평 방향으로 본 도면이다.
제 3 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태에 나타낸 각 부에 대응하는 부분에는, 도 1 ∼ 6 의 경우와 동일한 참조 부호를 붙이고 나타내고, 설명을 생략한다.
제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (301) 에 포함되는 처리 유닛 (307) 이, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 에 포함되는 처리 유닛 (7) 과 상위한 점은, SC1 공급 유닛 (13) 및 제 1 실릴화제 공급 유닛 (15) 대신에, 실릴화제 ＆ SC1 공급 유닛 (실릴화제 공급 유닛, 세정 약액 공급 유닛)(302) 을 구비하는 점이다.
실릴화제 ＆ SC1 공급 유닛 (302) 은, 스핀 척 (12) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 상면에, 실릴화제를 포함하는 SC1 (이하, 「실릴화제 함유 SC1」이라고 한다.) 의 액적을 토출하기 위한 제 2 이류체 노즐 (303) 을 포함한다. 제 2 이류체 노즐 (303) 은, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 실릴화제 함유 SC1 의 공급 위치를 변경할 수 있는 스캔 노즐로서의 기본 형태를 가지고 있다. 제 2 이류체 노즐 (303) 은, 스핀 척 (12) 의 상방에서 대략 수평으로 연장된 제 5 노즐 아암 (304) 의 선단부에 장착되어 있다. 제 5 노즐 아암 (304) 에는, 제 5 노즐 아암 (304) 을 요동시키기 위해서 제 2 이류체 노즐 (303) 을 이동시키는 제 5 노즐 이동 유닛 (305) 이 접속되어 있다.
실릴화제 ＆ SC1 공급 유닛 (302) 은, 예를 들어 고체상의 실릴화제와, 세정 약액으로서의 SC1 을 혼합하기 (실릴화제를 세정 약액에 용해시킨다) 위한 제 2 혼합부 (306) 와, 실릴화제 공급원으로부터의 실릴화제를 제 2 혼합부 (306) 에 공급하는 제 2 실릴화제 배관 (308) 과, 제 2 실릴화제 배관 (308) 에 개재된 제 2 실릴화제 밸브 (309) 와, SC1 공급원의 SC1 을 제 2 혼합부 (306) 에 공급하는 제 2 SC1 배관 (310) 과, 제 2 SC1 배관 (310) 에 개재된 제 2 SC1 밸브 (311) 와, 제 2 혼합부 (306) 와 제 2 이류체 노즐 (303) 사이에 접속된 제 2 혼합액 배관 (312) 과, 기체 공급원으로부터의 기체의 일례로서의 질소 가스를 공급하는 제 2 기체 배관 (313) 과, 제 2 기체 배관 (313) 으로부터 제 2 이류체 노즐 (303) 로의 기체의 공급 및 공급 정지를 전환하는 제 2 기체 밸브 (314) 를 포함한다. 실릴화제는, 분자의 일단에 가수분해로 실란올기 (Si-OH) 를 부여하는 에톡시 (또는 메톡시) 기를 갖고, 타단에 아미노기나 글리시딜기 등의 유기 관능기를 갖는 유기 규소 화합물이다. 실릴화제로서, HMDS 나 TMS 를 예시할 수 있다. 제 2 이류체 노즐 (303) 에 공급되는 기체로서, 질소 가스 외에 불활성 가스, 건조 공기 및 청정 공기 등을 사용할 수도 있다. 제 2 이류체 노즐 (303) 은, 제 2 실시형태에 관련된 제 1 이류체 노즐 (203) 과 대략 동등한 형태를 가지고 있다. 제 2 이류체 노즐 (303) 에 대한 상세 설명은 생략한다.
제 2 실릴화제 밸브 (309) 및 제 2 SC1 밸브 (311) 쌍방을 개방함으로써, 제 2 혼합부 (306) 에 실릴화제와 SC1 이 공급되고, 제 2 혼합부 (306) 내에서 충분히 혼합됨으로써, 실릴화제 함유 SC1 이 생성된다. 또, 실릴화제 (HMDS 나 TMS) 와 SC1 이 혼촉해도, 격렬한 반응은 생기지 않는다. 그 때문에, 제 2 혼합부 (306) 내에서 실릴화제와 SC1 이 혼합되는 것에 의해서는, 격렬한 반응은 생기지 않는다.
제 2 기체 밸브 (314) 를 개방하여 기체 토출구 (232)(도 10 참조) 로부터 기체를 토출하면서, 제 2 실릴화제 밸브 (309) 및 제 2 SC1 밸브 (311) 를 개방하여 액 토출구 (도 10 의 액 토출구 (231) 에 상당) 로부터 실릴화제 함유 SC1 을 토출함으로써, 제 2 이류체 노즐 (303) 의 외부의 액 토출구 (도 10 의 액 토출구 (231) 에 상당) 근방에서, 실릴화제 함유 SC1 에 기체를 충돌 (혼합) 시킴으로써 실릴화제 함유 SC1 의 미소 액적의 분류를 형성할 수 있다. 이로써, 제 2 이류체 노즐 (303) 로부터 실릴화제 함유 SC1 의 액적의 분류가 토출된다 (실릴화제 함유 SC1 이 분무상으로 토출된다).
제어 장치 (4) 에는, 스핀 모터 (20), 제 2 노즐 이동 유닛 (33), 제 5 노즐 이동 유닛 (305), 린스액 밸브 (31), 제 2 실릴화제 밸브 (309), 제 2 SC1 밸브 (311), 제 2 기체 밸브 (314) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다. 제어 장치 (4) 는, 미리 정해진 프로그램에 따라, 스핀 모터 (20), 제 2 노즐 이동 유닛 (33), 제 5 노즐 이동 유닛 (305) 등의 동작을 제어한다. 또한, 제어 장치 (4) 는, 린스액 밸브 (31), 제 2 실릴화제 밸브 (309), 제 2 SC1 밸브 (311), 제 2 기체 밸브 (314) 등의 개폐 동작 등을 제어한다.
도 14 는, 처리 유닛 (307) 에 의해 실시되는 제 3 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다.
제 3 세정 처리예가 도 4 에 나타내는 제 1 세정 처리예와 상위한 점은, 실릴화 공정 (S3. 도 4 참조) 대신에, 실릴화제 함유 SC1 액적 토출 공정 (스텝 S23. 병행 공급 공정) 을 실시하도록 한 점이다. 도 13 및 도 14 를 참조하면서 제 3 세정 처리예에 대해 설명한다.
도 14 에 나타내는 스텝 S11, S12 의 공정은, 각각 도 4 에 나타내는 스텝 S1, S2 와 동등한 공정이고, 또 도 14 에 나타내는 스텝 S24 ∼ S27 의 공정은, 각각 도 4 에 나타내는 스텝 S5 ∼ S8 과 동등한 공정이다. 그 때문에, 이들 공정에 대한 설명을 생략한다.
기판 (W) 의 회전 개시 (스텝 S22) 후, 기판 (W) 의 회전 속도가 미리 정한 액처리 속도에 도달하면, 실릴화제 함유 SC1 액적 토출 공정 (S23) 이 실행 개시된다. 실릴화제 함유 SC1 액적 토출 공정 (S23) 에 있어서, 제어 장치 (4) 는, 제 2 기체 밸브 (314) 및 제 2 실릴화제 밸브 (309) 를 동시에 개방한다. 이로써, 제 2 이류체 노즐 (303) 의 외부의 토출구 근방에서 실릴화제 함유 SC1 의 미소한 액적의 분류가 형성된다. 즉, 제 2 이류체 노즐 (303) 로부터 실릴화제 함유 SC1 의 액적의 분류가 토출된다.
기판 (W) 의 상면에 있어서의 실릴화제 함유 SC1 의 공급 위치에, 제 2 이류체 노즐 (303) 로부터 다수의 실릴화제 함유 SC1 의 액적이 분무된다. 따라서, 실릴화제 함유 SC1 의 액적의 충돌에 의해, 기판 (W) 의 상면에 부착되어 있는 파티클 등을 물리적으로 제거할 수 있다 (물리 세정). 또, 실릴화제 함유 SC1 중의 SC1 이 기판 (W) 의 상면에 공급됨으로써, 기판 (W) 의 상면이 세정된다. 환언하면, 실릴화제 함유 SC1 액적 토출 공정 (S23) 은, 기판 (W) 의 상면 (표면) 에 액체 실릴화제를 공급하는 실릴화 공정과, 실릴화 공정에 병행하여, 기판 (W) 의 상면 (표면) 을 물리 세정하는 물리 세정 공정과, 실릴화 공정에 병행하여, SC1 (세정 약액) 을 기판 (W) 의 상면 (표면) 에 공급하는 세정 약액 공급 공정을 포함한다.
또, 제어 장치 (4) 는, 제 2 이류체 노즐 (303) 로부터의 실릴화제의 액적의 분류의 토출에 병행하여, 제 5 노즐 이동 유닛 (305) 을 제어하여, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 실릴화제 함유 SC1 의 공급 위치, 기판 (W) 의 상면 중앙부와 기판 (W) 의 상면 주연부 사이에서 수평으로 왕복 또는 일방향 이동시킨다. 기판 (W) 을 회전시키면서, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 실릴화제 함유 SC1 의 공급 위치를 기판 (W) 의 상면 중앙부와 기판 (W) 의 상면 주연부 사이에서 이동시키므로, 당해 공급 위치가 기판 (W) 의 상면 전역을 통과한다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전역에 실릴화제 함유 SC1 을 공급할 수 있어, 기판 (W) 의 상면 전역을 균일하게 처리할 수 있다. 기판 (W) 의 상면에 공급되는 실릴화제 함유 SC1 에 실릴화제가 포함되어 있으므로, 기판 (W) 의 상면 (표면) 전역이 실릴화된다. 도 6A, 6B 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 표면의 실릴화에 의해, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에 존재하는 실란올기 (Si-OH) 가, 트리메틸실릴기 (Si-(CH3)3) 로 치환된다. 따라서, 기판 (W) 표면의 실릴화 후에는, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층이 메틸기의 우산으로 덮이고, 이로써 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에, SC1 에 대한 내약성을 갖는 보호층이 형성된다.
또, 실릴화제 함유 SC1 에 포함되는 SC1 에 의해, 기판 (W) 의 상면으로부터 파티클 등을 양호하게 제거할 수 있다. 제 3 실시형태에 관련된 실릴화제 함유 SC1 액적 토출 공정 (S23) 은, 제 1 실시형태에 관련된 SC1 세정 공정 (S4) 과 마찬가지로, 도 7 에 나타내는 바와 같이 실릴화제 함유 SC1 을 기판 (W) 의 상면에 공급함으로써, 기판 (W) 의 표면 (실리콘 기판 (41) 자체의 표면이나 패턴 (40) 의 표면) 에 부착되어 있는 불순물 (51)(파티클이나 미소 불순물 등) 을, 기판 (W) 의 표면으로부터 제거하는 처리이고, 전술한 바와 같은 에칭 처리 (웨트 에칭) 와는 상이한 처리이다.
실릴화제 함유 SC1 의 토출 개시로부터 미리 정한 기간이 경과하면, 제 1 실릴화제 밸브 (209) 및 탄산수 밸브 (211) 를 폐쇄하여, 제 2 이류체 노즐 (303) 로부터의 실릴화제의 토출을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (4) 는, 제 5 노즐 이동 유닛 (305) 을 제어함으로써, 제 2 이류체 노즐 (303) 을 스핀 척 (12) 의 상방으로부터 퇴피시킨다. 이로써, 실릴화제 함유 SC1 액적 토출 공정 (S23) 은 종료한다. 실릴화제 함유 SC1 액적 토출 공정 (S23) 종료 후, 린스 공정 (S24) 이 개시된다.
제 3 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태에서 설명한 작용 효과와 동등한 작용 효과를 발휘하고, 또한 다음에 서술하는 작용 효과를 발휘한다. 즉, 실릴화 공정과 약액 세정 공정이 서로 병행하여 실행된다. 요컨대, 기판 (W) 의 상면에 대한 SC1 의 공급과 병행하여, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 이 보호층에 의해 덮인다. 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 이 보호층에 의해 덮이면서 (즉, SiGe 막 (50) 이 보호층에 의해 덮이면서) SC1 을 사용한 세정 처리를 실시할 수 있다. 그 때문에, 실릴화제 함유 SC1 액적 토출 공정 (S23) 에 있어서 막의 로스 (특히, SiGe 막 (50) 의 로스) 가 발생하기 어렵다. 이로써, SiGe 막 (50) 의 로스의 저감 또는 방지를 도모하면서, 당해 기판 (W) 의 상면을, SC1 을 사용하여 세정할 수 있다.
또, 실릴화제 (HMDS 나 TMS) 와 SC1 이 혼촉해도, 격렬한 반응은 생기지 않는다. 그 때문에, 실릴화제 함유 SC1 액적 토출 공정 (S23) 에 있어서, 제 2 혼합부 (306) 내에서 실릴화제와 SC1 이 혼촉해도, 제 2 혼합부 (306) 내에 있어서 격렬한 반응이 생길 우려가 없다. 이로써, 실릴화제와 세정 약액의 격렬한 반응이 생기게 하는 일 없이, 전체의 처리 시간을 단축화할 수 있다.
도 15 는, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 처리 유닛 (407) 을 수평 방향으로 본 도면이다.
제 4 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태에 나타낸 각 부에 대응하는 부분에는, 도 1 ∼ 6 의 경우와 동일한 참조 부호를 붙이고 나타내고, 설명을 생략한다.
제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (401) 에 포함되는 처리 유닛 (407) 이, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 에 포함되는 처리 유닛 (7) 과 상위한 점은, SC1 공급 유닛 (13) 대신에, 산성 세정 약액 (세정 약액) 의 일례로서의 SPM (황산 과산화수소수 혼합액 : sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture) 을 공급하기 위한 SPM 공급 유닛 (세정 약액 공급 유닛)(402) 을 구비하는 점이다. 즉, 처리 유닛 (407) 은, 기판 (W) 의 표면 (예를 들어, 세정 약액으로서 SPM 을 사용하고, 기판 (W) 의 표면 (패턴이 형성되어 있는 패턴 형성면) 상에 형성되고, 이온 주입 후에 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 처리를 실행한다. 또, 스핀 척 (12) 대신에, 핫 플레이트 (413) 가 장착된 스핀 척 (412) 이 사용되는 점이다.
SPM 공급 유닛 (402) 은, SPM 을 토출하는 SPM 노즐 (403) 과, SPM 노즐 (403) 에 접속된 SPM 배관 (404) 과, SPM 배관 (404) 에 개재된 SPM 밸브 (405) 와, SPM 노즐 (403) 이 선단부에 장착된 제 6 노즐 아암 (406) 과, 제 6 노즐 아암 (406) 을 요동시킴으로써, SPM 노즐 (403) 을 이동시키는 제 6 노즐 이동 유닛 (408) 을 포함한다.
SPM 밸브 (405) 가 개방되면, SPM 배관 (404) 으로부터 SPM 노즐 (403) 로 공급된 SPM 이, SPM 노즐 (403) 로부터 하방으로 토출된다. SPM 밸브 (405) 가 폐쇄되면, SPM 노즐 (403) 로부터의 SPM 의 토출이 정지된다. 제 6 노즐 이동 유닛 (408) 은, SPM 노즐 (403) 로부터 토출된 SPM 이 기판 (W) 의 상면에 공급되는 처리 위치와, SPM 노즐 (403) 이 평면으로 볼 때 스핀 척 (412) 의 측방으로 퇴피한 퇴피 위치 사이에서, SPM 노즐 (403) 을 이동시킨다. 또한, 제 6 노즐 이동 유닛 (408) 은, SPM 노즐 (403) 을 기판 (W) 의 상면을 따라 이동시킴으로써, SPM 의 공급 위치를 기판 (W) 의 상면 내에서 이동시킨다.
제 4 실시형태에 관련된 스핀 척 (412) 은, 핫 플레이트 (413) 를 구비하는 점을 제외하고, 제 1 실시형태에 관련된 스핀 척 (12) 의 구성과 공통되어 있다. 스핀 척 (412) 중 스핀 척 (12) 의 각 부에 대응하는 부분에는, 도 1 ∼ 6 의 경우와 동일한 참조 부호를 붙여 나타내고, 설명을 생략한다.
발열 부재로서의 핫 플레이트 (413) 는, 협지 부재 (23) 에 유지되고 있는 기판 (W) 을 하방으로부터 가열한다. 핫 플레이트 (413) 는, 저항 방식의 히터이고, 스핀 베이스 (22) 와, 협지 부재 (23) 로 유지되고 있는 기판 (W) 사이의 공간에 수용되어 있다. 핫 플레이트 (413) 는, 예를 들어 세라믹이나 탄화규소 (SiC) 를 사용하여 형성되어 있고, 원판상을 이루고 있다. 핫 플레이트 (413) 의 상면은, 기판 (W) 보다 약간 소직경의 원형을 이루는 평탄한 기판 대향면 (413a) 을 가지고 있다. 핫 플레이트 (413) 의 내부에는, 예를 들어 저항식의 히터 (414) 가 매설되어 있다. 히터 (414) 에의 통전에 의해 히터 (414) 가 발열하고, 이로써 기판 대향면 (413a) 을 포함하는 핫 플레이트 (413) 전체가 발열한다. 기판 대향면 (413a) 이 기판 (W) 의 하면에 근접하도록 핫 플레이트 (413) 가 설치되어 있고, 이로써 핫 플레이트 (413) 의 가열 상태에서는, 기판 대향면 (413a) 으로부터의 열이 열복사에 의해 기판 (W) 에 부여되고, 이로써 기판 (W) 이 덥혀진다.
제어 장치 (4) 에는, 스핀 모터 (20), 제 2 노즐 이동 유닛 (33), 제 3 노즐 이동 유닛 (38), 제 6 노즐 이동 유닛 (408), 린스액 밸브 (31), 실릴화제 밸브 (36), SPM 밸브 (405) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다. 제어 장치 (4) 는, 미리 정해진 프로그램에 따라 스핀 모터 (20), 제 2 노즐 이동 유닛 (33), 제 3 노즐 이동 유닛 (38), 제 6 노즐 이동 유닛 (408) 등의 동작을 제어한다. 또한, 제어 장치 (4) 는, 린스액 밸브 (31), 실릴화제 밸브 (36), SPM 밸브 (405) 등의 개폐 동작 등을 제어한다.
도 16 은, 처리 유닛 (407) 에 의해 실시되는 제 4 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다.
제 4 세정 처리예가 도 4 에 나타내는 제 1 세정 처리예와 상위한 점은, SC1 세정 공정 (S4. 도 4 참조) 대신에, SPM 세정 공정 (스텝 S44. 약액 세정 공정. 후공급 공정) 을 실시하도록 한 점이다. 제 4 세정 처리예는, 처리 유닛 (7) 에 의해 실시되는 레지스트 제거 처리의 처리예이다. 도 15 및 도 16 을 참조하면서 제 4 세정 처리예에 대해 설명한다.
기판 처리 장치 (401) 에 의해 기판 (W) 이 처리될 때에는, 챔버 (11) 내로 기판 (W) 이 반입된다 (스텝 S41). 챔버 (11) 내로 반입되는 기판 (W) 은, 예를 들어 고도스로의 이온 주입 처리 후의 기판이다. 기판 (W) 은, 그 표면 (레지스트 패턴의 형성면) 이 위를 향해진 상태에서 스핀 척 (412) 상에 재치된다. 그 후, 기판 (W) 의 회전이 개시된다 (스텝 S42). 이어서, 실릴화 공정 (스텝 S43) 의 실행이 개시된다. 도 16 에 나타내는 스텝 S41 ∼ S43 의 공정은, 각각 도 4 에 나타내는 스텝 S1 ∼ S3 과 동등한 공정이다. 실릴화 공정 (S43) 에 의해 기판 (W) 의 상면이 실릴화되고, 도 6B 에 나타내는 바와 같이 기판 (W) 상면의 실릴화 후에는, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층이 메틸기의 우산으로 덮이고, 이로써 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에, SPM 에 대한 내약성을 갖는 보호층이 형성된다.
실릴화 공정 (S43) 의 종료 후, 기판 (W) 에 SPM 을 공급하는 SPM 세정 공정 (S44) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (4) 는, 제 6 노즐 이동 유닛 (408) 을 제어함으로써, SPM 노즐 (403) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 그 후, 제어 장치 (4) 는, SPM 밸브 (405) 를 개방하여, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면을 향하여 SPM 노즐 (403) 로부터 SPM 을 토출한다. 또한, 제어 장치 (4) 는, 기판 (W) 이 회전하고 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면에 대한 SPM 의 공급 위치를 상면 중앙부와 상면 주연부 사이에서 이동시킨다. 이로써, SPM 의 공급 위치가, 기판 (W) 의 상면 전역을 통과하여, 기판 (W) 의 상면 전역이 주사 (스캔) 된다. 그 때문에, SPM 노즐 (403) 로부터 토출된 SPM 이, 기판 (W) 의 상면 전역에 직접 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역이 균일하게 처리된다. 이로써, 기판 (W) 의 상면으로부터 레지스트를 양호하게 제거할 수 있다.
기판 (W) 에 대한 SPM 의 공급 개시로부터 미리 정한 기간이 경과하면, 제어 장치 (4) 는, SPM 밸브 (405) 를 폐쇄하여, SPM 노즐 (403) 로부터의 SPM 의 토출을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (4) 는, 제 6 노즐 이동 유닛 (408) 을 제어함으로써, SPM 노즐 (403) 을 스핀 척 (412) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
SiO2 및 플라즈마 CVD 법에 의해 제작된 SiN 은, SPM 과 반응하여 제거되기 쉽다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면에 SPM 을 공급하는 SPM 세정 공정 (S44) 에 있어서, 제 1 SiO2 막 (43), 제 3 SiO2 막 (48) 및/또는 SiN 막 (49) 에 로스가 발생할 우려가 있다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면을 보호할 필요가 있다.
기판 (W) 의 표면에는, 미세 패턴 (40) 이 형성되어 있다. 이와 같은 패턴의 미세화 및 삼차원화에 수반하여, 막로스의 허용 범위는 좁아지고 있다. 즉, 종래 막로스가 문제가 되지 않았던 SPM 에 의한 레지스트 제거 처리에서도, 막로스가 반도체의 트랜지스터 특성에 영향을 미칠 가능성이 현재화하고 있다. 이와 같은 삼차원의 미세화 패턴의 SPM 세정 공정 (S44. 후술하는 SPM 세정 공정 (S55) 의 경우도 동일.) 에 있어서, SPM 세정에 수반하는 막 (43, 48, 49) 의 로스의 저감 또는 방지를 도모할 필요가 있다.
그러나, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 이 보호층에 의해 덮인 상태에서 (즉, 막 (43, 48, 49) 의 표층이 보호층에 의해 덮인 상태에서) SPM 세정 공정 (S44) 이 실시되기 때문에, SPM 세정 공정 (S44) 에 있어서 막의 로스 (특히, 막 (43, 48, 49) 의 로스) 가 발생하기 어렵다.
또, 기판 (W) 의 상면에 대한 SPM 의 공급에 수반하여, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에 존재하는 트리메틸실릴기 (Si-(CH3)3) 가, 실란올기 (Si-OH) 로 치환된다. 이로써, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에 형성되는 보호층이, 세정 약액인 SPM 에 의해 씻어내어진다.
이어서, 린스액을 기판 (W) 의 상면에 공급하는 린스 공정 (스텝 S45) 이 실시된다. 린스 공정 (S45) 의 종료 후, 건조 공정 (스텝 S46) 이 실시된다. 건조 공정 (S46) 의 종료 후, 제어 장치 (4) 는, 기판 (W) 의 회전을 정지시키고 (스텝 S47), 처리가 완료된 기판 (W) 을 챔버 (11) 내로부터 반출시킨다 (스텝 S48). 도 16 에 나타내는 스텝 S45 ∼ S48 의 공정은, 각각 도 4 에 나타내는 스텝 S5 ∼ S8 과 동등한 공정이다.
도 17 은, 처리 유닛 (407) 에 의해 실시되는 제 5 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 18 은, 제 5 세정 처리예에 포함되는 실릴화 공정 (스텝 S53) 을 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
제 4 실시형태에 관련된 제 5 세정 처리예가 도 16 에 나타내는 제 4 세정 처리예와 상위한 점은, 실릴화 공정 (S53) 에 병행하여, 기판 (W) 을 가열하는 기판 가열 공정 (스텝 S54) 을 실행한 점이다. 도 15 및 도 17 을 참조하면서 제 5 세정 처리예에 대해 설명한다.
도 17 에 나타내는 스텝 S51, S52 의 공정은, 각각 도 16 에 나타내는 스텝 S41, S42 와 동등한 공정이다. 또, 도 16 에 나타내는 스텝 S55 ∼ S59 의 공정은, 각각 도 4 에 나타내는 스텝 S44 ∼ S48 과 동등한 공정이다. 그 때문에, 이들 공정에 대한 설명을 생략한다.
기판 (W) 의 회전 개시 (S52) 후, 기판 (W) 의 회전 속도가 미리 정한 액처리 속도에 도달하면, 실릴화 공정 (S53) 이 실행 개시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (4) 는, 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 을 제어함으로써, 실릴화제 노즐 (34) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 실릴화제 노즐 (34) 이 기판 (W) 의 상면 중앙부의 상방에 배치되면, 제어 장치 (4) 는, 실릴화제 밸브 (36) 를 개방하여, 도 18 에 나타내는 바와 같이 회전 상태의 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 실릴화제 노즐 (34) 로부터 액체 실릴화제를 토출한다. 기판 (W) 의 상면 중앙부에 공급된 실릴화제는, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아 기판 (W) 의 상면 외주부를 향하여 이동한다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전역에 실릴화제가 골고루 퍼진다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 (표면) 이 실릴화되어, 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에 보호층이 형성된다.
제어 장치 (4)(도 1 참조) 는, 도 18 에 나타내는 바와 같이 실릴화 공정 (S53) 에 병행하여, 핫 플레이트 (413) 를 가열 상태로 제어한다. 구체적으로는, 제어 장치 (4) 는, 실릴화제 노즐 (34) 로부터의 액체 실릴화제의 토출 개시에 앞서, 히터 (414) 를 온 제어하여, 핫 플레이트 (413) 를 발열 상태로 제어한다. 핫 플레이트 (413) 에 의한 기판 (W) 의 가열에 의해, 기판 (W) 은, 소정의 제 1 고온까지 고온화된다. 이 실시형태에서는, 제 1 고온은, 기판 (W) 상면의 패턴 (40) 에 포함되는 수분을 제거할 수 있을 정도의 충분한 온도 (예를 들어, 약 100 ℃ 이상) 이다. 그리고, 핫 플레이트 (413) 의 발열 개시로부터, 핫 플레이트 (413) 의 기판 대향면 (413a) 이 제 1 고온에 도달하는 시간이 경과한 후, 제어 장치 (4) 는, 실릴화제 노즐 (34) 로부터의 액체 실릴화제의 토출을 개시시킨다.
핫 플레이트 (413) 에 의한 기판 (W) 의 가열은, 실릴화제의 토출 개시 후에도 속행된다. 따라서, 기판 (W) 의 상면에 포함되는, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층과, 실릴화제가 갖는 실릴기의 반응 속도가 높다.
액체 실릴화제의 기판 (W) 에 대한 공급 개시로부터 미리 정한 기간이 경과하면, 제어 장치 (4) 는, 실릴화제 밸브 (36) 를 폐쇄하여, 실릴화제 노즐 (34) 로부터의 실릴화제의 토출을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (4) 는, 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 을 제어함으로써, 실릴화제 노즐 (34) 을 스핀 척 (412) 의 상방으로부터 퇴피시킨다. 또, 제어 장치 (4) 는, 히터 (414) 를 오프 제어하여, 핫 플레이트 (413) 를 발열 상태로부터 이탈시킨다.
이어서, SPM 을 기판 (W) 의 상면에 공급하여, 기판 (W) 의 상면을 세정하는 SPM 세정 공정 (스텝 S55) 이 실시된다.
또, 스핀 척 (412) 에 설치되어 있는 핫 플레이트 (413) 가, 승강 가능하게 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 핫 플레이트 (413) 에는, 핫 플레이트 (413) 를 승강시키기 위한 승강 유닛 (도시 생략) 이 결합되어 있어도 된다. 승강 유닛은, 핫 플레이트 (413) 를, 기판 대향면 (413a) 이 기판 (W) 의 하면에 근접하는 상 위치와, 기판 대향면 (413a) 이 기판 (W) 의 하방으로 크게 퇴피하는 하 위치 사이에서 승강시킨다. 승강 유닛은, 상 위치와 하 위치 사이의 각처에서, 핫 플레이트 (413) 를 수평 자세로 유지한다.
이 경우, 제어 장치 (4) 는, 기판 (W) 에 대한 제 5 세정 처리예의 실행 중, 히터 (414) 를 제어하여, 핫 플레이트 (413) 를 상시 가열 상태로 유지한다. 그리고, 실릴화 공정 (S53) 전의 공정 (도 16 에 나타내는 S51, S52) 에서는, 핫 플레이트 (413) 는, 하 위치에 배치되어 있다. 그리고, 건조 공정 (S57) 실행 시에, 제어 장치 (4) 는, 승강 유닛을 제어하여, 가열 상태에 있는 핫 플레이트 (413) 를 하 위치로부터 상 위치를 향하여 이동시켜, 상 위치에 배치한다. 이로써, 핫 플레이트 (413) 에 의해 기판 (W) 이 덥혀진다.
이상에 의해 제 4 실시형태에 의하면, SPM 세정 공정 (S44, S55) 에 앞서, 실릴화 공정 (S43, S53) 이 실행된다. 실릴화 공정 (S43, S53) 에서는, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층이 실릴화제에 의해 실릴화 (개질) 되어, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층이 보호층에 의해 덮인다. 막 (43, 48, 49) 의 표층이 보호층에 의해 덮인 상태에서 SPM 세정 공정 (S44, S55) 을 실시할 수 있다. 그 때문에, SPM 세정 공정 (S44, S55) 에 있어서 막 (43, 48, 49) 의 로스가 발생하기 어렵다. 이로써, 미세 패턴 (40) 을 갖는 기판 (W) 의 표면을, 미세 패턴 (40) 에 포함되는 막 (43, 48, 49) 의 로스의 저감 또는 방지를 도모하면서, SPM 을 사용하여 세정할 수 있다.
또, 제 5 세정 처리예에 의하면, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층과, 실릴화제가 갖는 실릴기의 반응 속도를 높일 수 있고, 따라서 실릴화 공정 (S53) 에 있어서, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에 강고한 보호층을 형성할 수 있다. 이로써, SPM 세정 공정 (S55) 에 있어서의 막 (43, 48, 49) 의 로스의 저감을, 한층 더 효과적으로 실시할 수 있다.
또, 실릴화 공정 (S43, S53) 과, SPM 세정 공정 (S44, S55) 이, 공통의 처리 유닛 (407) 을 사용하여 실시된다. 이 경우, 기판 (W) 에 대한 일련의 처리 도중에 기판 (W) 을 바꿀 필요가 없기 때문에, 당해 일련의 처리를 단시간에 실시할 수 있다.
또한, 제 4 실시형태에 있어서, 제 5 세정 처리예를 실행하는 경우에는, 스핀 척으로서 핫 플레이트 (413) 가 장착된 스핀 척 (412) 을 설치할 필요가 있지만, 제 4 세정 처리예를 실행하는 경우에는, 핫 플레이트 (413) 가 장착된 스핀 척 (412) 및 핫 플레이트가 장착되지 않은 스핀 척 (12) 중 어느 것을, 스핀 척으로서 설치해도 된다.
도 19 는, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 처리 유닛 (507) 을 수평 방향으로 본 도면이다.
제 5 실시형태에 있어서, 제 4 실시형태에 나타낸 각 부에 대응하는 부분에는, 도 15 ∼ 18 의 경우와 동일한 참조 부호를 붙이고 나타내고, 설명을 생략한다.
제 5 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (501) 에 포함되는 처리 유닛 (507) 이, 제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (401) 에 포함되는 처리 유닛 (407) 과 상위한 점은, 오존수 (O3 을 포함하는 물) 를 공급하기 위한 오존수 공급 유닛 (502) 을 구비하는 점이다.
오존수 공급 유닛 (502) 은, 오존수를 토출하는 오존수 노즐 (503) 과, 오존수 노즐 (503) 에 접속된 오존수 배관 (504) 과, 오존수 배관 (504) 에 개재된 오존수 밸브 (505) 와, 오존수 노즐 (503) 이 선단부에 장착된 제 7 노즐 아암 (506) 과, 제 7 노즐 아암 (506) 을 요동시킴으로써, 오존수 노즐 (503) 을 이동시키는 제 7 노즐 이동 유닛 (508) 을 포함한다.
오존수 밸브 (505) 가 개방되면, 오존수 배관 (504) 으로부터 오존수 노즐 (503) 로 공급된 오존수가, 오존수 노즐 (503) 로부터 하방으로 토출된다. 오존수 밸브 (505) 가 폐쇄되면, 오존수 노즐 (503) 로부터의 오존수 토출이 정지된다. 제 7 노즐 이동 유닛 (508) 은, 오존수 노즐 (503) 로부터 토출된 오존수가 기판 (W) 의 상면에 공급되는 처리 위치와, 오존수 노즐 (503) 이 평면으로 볼 때 스핀 척 (412) 의 측방으로 퇴피한 퇴피 위치 사이에서, 오존수 노즐 (503) 을 이동시킨다.
제어 장치 (4) 에는, 스핀 모터 (20), 제 2 노즐 이동 유닛 (33), 제 3 노즐 이동 유닛 (38), 제 6 노즐 이동 유닛 (408), 제 7 노즐 이동 유닛 (508), 린스액 밸브 (31), 실릴화제 밸브 (36), SPM 밸브 (405), 오존수 밸브 (505) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다. 제어 장치 (4) 는, 미리 정해진 프로그램에 따라 스핀 모터 (20), 제 2 노즐 이동 유닛 (33), 제 3 노즐 이동 유닛 (38), 제 6 노즐 이동 유닛 (408), 제 7 노즐 이동 유닛 (508) 등의 동작을 제어한다. 또한, 제어 장치 (4) 는, 린스액 밸브 (31), 실릴화제 밸브 (36), SPM 밸브 (405), 오존수 밸브 (505) 등의 개폐 동작 등을 제어한다.
도 20 은, 처리 유닛 (507) 에 의해 실시되는 제 6 세정 처리예에 대해 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 21 은, 제 6 세정 처리예에 포함되는 산화막 형성 공정 (S63) 을 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
제 6 세정 처리예가, 도 17 에 나타내는 제 5 세정 처리예와 상위한 점은, 실릴화 공정 (스텝 S64) 에 앞서, 기판 (W) 의 상면 (표면) 에 산화막을 형성하는 산화막 형성 공정 (스텝 S63) 을 실시하도록 한 점이다. 도 20 및 도 21 을 참조하면서 제 6 세정 처리예에 대해 설명한다.
도 20 에 나타내는 스텝 S61, S62 의 공정은, 각각 도 17 에 나타내는 스텝 S41, S42 와 동등한 공정이다. 또, 도 20 에 나타내는 스텝 S64 ∼ S70 의 공정은, 각각 도 17 에 나타내는 스텝 S53 ∼ S59 와 동등한 공정이다. 그 때문에, 이들 공정에 대한 설명을 생략한다.
산화막 형성 공정 (S63) 은, 기판 (W) 의 회전 개시 (S62) 후에 실시된다. 산화막 형성 공정 (S63) 은, 기판 (W) 의 상면 (표면) 에 오존수를 공급하는 공정이다. 산화막 형성 공정 (S63) 의 실행 시에, 제어 장치 (4) 는, 제 7 노즐 이동 유닛 (508) 을 제어함으로써, 오존수 노즐 (503) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 오존수 노즐 (503) 이 기판 (W) 의 상면 중앙부의 상방에 배치되면, 제어 장치 (4) 는, 오존수 밸브 (505) 를 개방하여, 도 21 에 나타내는 바와 같이 회전 상태의 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 오존수 노즐 (503) 로부터 오존수를 토출한다. 기판 (W) 의 상면 중앙부에 공급된 오존수는, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아 기판 (W) 의 상면 외주부를 향하여 이동한다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전역으로 오존수가 골고루 퍼져, 기판 (W) 의 상면 전역에 산화막이 형성된다.
또, 산화막 형성 공정 (S63) 에 있어서, 제어 장치 (4) 는, 제 7 노즐 이동 유닛 (508) 을 제어하여, 기판 (W) 의 상면에 대한 오존수의 공급 위치를 이동 (예를 들어 상면 중앙부와 상면 주연부 사이에서 이동) 시켜도 된다.
기판 (W) 에 대한 오존수의 공급 개시로부터 미리 정한 기간이 경과하면, 제어 장치 (4) 는, 오존수 밸브 (505) 를 폐쇄하여, 오존수 노즐 (503) 로부터의 오존수의 토출을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (4) 는, 제 7 노즐 이동 유닛 (508) 을 제어함으로써, 오존수 노즐 (503) 을 스핀 척 (412) 의 상방으로부터 퇴피시킨다. 그 후, 실릴화 공정 (S64) 및 제 1 기판 고온화 공정 (S65) 이 개시된다.
제 5 실시형태에 의하면, 실릴화 공정 (S64) 에 앞서, 산화막 형성 공정 (S63) 이 실행된다. 산화막 형성 공정 (S63) 에서는, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층에 산화막이 형성된다.
실릴화제가 갖는 실릴기는, 산화막에 포함되는 수산기 (OH 기) 와 반응하기 쉽다. 따라서, 실릴화 공정 (S64) 에 앞서, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층을 산화막으로 덮는 것에 의해, 이로써 실릴화 공정에 있어서, 기판 (W) 의 표면에 포함되는, 실리콘 기판 (41) 의 표면 (41a) 및 막 (43, 47, 48, 49, 50) 의 표층의 실릴화 (개질) 를 한층 더 양호하게 실시할 수 있고, 따라서 SPM 을 사용한 기판 (W) 표면의 세정에 수반하는 SiGe 막 (50) 의 로스를, 한층 더 저감 또는 방지할 수 있다.
다음으로, 막로스에 관한 제 1 실험에 대해 설명한다.
＜실시예＞
SiO2 막 및 플라즈마 CVD 법에 의해 제작된 SiN 막을 표면에 형성한 실리콘 기판을 시료로서 사용하고, 이 실리콘 기판에, 기판 처리 장치 (1) 를 사용하여 전술한 제 1 세정 처리예에 관련된 세정 처리를 실시하였다. 또한, 실험에 사용한 DHF (희불산) 의 농도 (HF 의 함유 농도) 는, 약 0.5 ∼ 0.6 중량％ 이다.
＜비교예＞
SiO2 막 및 플라즈마 CVD 법에 의해 제작된 SiN 막을 표면에 형성한 실리콘 기판을 시료로서 사용하고, 이 실리콘 기판에, 기판 처리 장치 (1) 를 사용하여, SC1 을 사용한 세정 처리를 실시하였다. 당해 세정 처리는, 제 1 세정 처리예에 있어서 실릴화 공정 (S3) 을 폐지한 처리이다. 또한, 실험에 사용한 DHF (희불산) 의 농도 (HF 의 함유 농도) 는, 약 0.5 ∼ 0.6 중량％ 이다.
실시예 및 비교예에 있어서, 세정 처리 전후의 SiO2 막 및 SiN 막의 막감소량을 각각 계측하였다. 도 22 에, 제 1 실험의 실험 결과를 나타낸다.
도 22 로부터, 실릴화 공정 (S3) 을 실시하지 않은 비교예에서는, SiO2 막 및 SiN 막의 막감소량이 많지만, SC1 공정 (S4) 에 앞서 실릴화 공정 (S3) 을 실시한 실시예에서는, SiO2 막 및 SiN 막의 막감소가 각각 적은 것을 알 수 있다. 따라서, SC1 공정 (S4) 에 앞서 실릴화 공정 (S3) 을 실시함으로써, 실릴화 공정 (S3) 에 있어서의 SiO2 막 및 SiN 막 각각의 막감소를 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 5 개의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 또 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들어, 제 2 및 제 3 실시형태에 있어서, 물리 세정으로서 이류체 노즐 (203, 303) 로부터의 처리액 (액체 실릴화제나 세정 약액) 의 미소 액적의 분류를, 기판 (W) 의 표면에 공급하는 액적 토출 세정을 채용하는 것으로 하여 설명하였다. 그러나, 물리 세정으로서, 이것 대신에/이것에 아울러, 기판 (W) 의 표면에 처리액을 공급하면서, 당해 기판 (W) 의 표면에 스크러브 브러쉬 등의 브러쉬를 접촉시킴으로써 당해 표면을 세정하는 브러쉬 세정을 실시할 수 있다.
또, 제 4 및 제 5 실시형태에 있어서, 제 1 기판 고온화 공정 (S65) 의 일례로서, 발열 부재로서 저항 방식의 히터를 예로 들어 설명했지만, 그 외에 할로겐 램프 등의 적외선 히터를 발열 부재로서 채용할 수 있다. 이 경우, 적외선 히터를 기판 (W) 의 표면에 대향 배치하여, 적외선을 기판 (W) 에 대해 상방으로부터 조사하는 수법을 채용할 수 있다.
또, 제 4 및 제 5 실시형태에 있어서, 발열 부재를 사용한 기판 (W) 의 가열에 한정되지 않고, 기판 (W) 에 고온 유체 (고온 가스나 고온액) 를 공급함으로써, 기판 (W) 을 덥히도록 해도 된다.
또, 제 5 실시형태에 있어서, 산화막 형성 공정의 일례로서, 기판 (W) 의 표면에 오존수를 공급하는 공정 (S63) 을 설명하였다. 그러나, 산화막 형성 공정으로서, 오존수의 공급 대신에/오존수의 공급에 아울러, 기판 (W) 의 표면에 산화막을 형성하기 위하여, 기판 (W) 을 고온화하는 제 2 기판 고온화 공정을 실행하도록 해도 된다. 이 제 2 기판 고온화 공정에서는, 제 4 실시형태나 제 5 실시형태에 관련된 처리 유닛 (407, 507) 에 구비되어 있는 핫 플레이트 (413) 를 발열 상태로 제어함으로써, 기판 (W) 의 고온화를 실현할 수 있다. 이 제 2 기판 고온화 공정에 있어서는, 기판 (W) 은, 전술한 제 1 기판 고온화 공정 (S65) 의 제 1 고온보다 높은 제 2 고온으로 승온된다. 제 2 고온은, 기판 (W) 표면의 패턴 (40) 의 표층에 산화막을 형성할 수 있을 정도의 충분한 온도 (예를 들어 약 200 ℃ ∼ 약 300 ℃) 이다.
또, 기판 (W) 을 고온화함으로써 산화막 형성 공정을 실행하는 경우, 이 산화막 형성 공정을, 처리 유닛 (407, 507) 과는 상이한 처리인 산화막 형성 유닛에 있어서 실행하도록 해도 된다. 이 산화막 형성 유닛은, 기판 처리 장치 (401, 501) 의 처리 블록 (3)(도 1 참조) 에 구비되어 있다.
또, 제 1, 제 2, 제 4 및 제 5 실시형태에 관련된 제 1 및 제 2, 제 4 ∼ 제 6 세정 처리예에 있어서, 실릴화 공정 (S3, S13, S43, S53, S64) 과 약액 세정 공정 (S4, S14, S44, S55, S66) 사이에, 기판 (W) 의 상면에 린스액을 공급하여, 기판 (W) 상면의 부착된 실릴화제를 씻어내는 린스 공정을 형성하도록 해도 된다.
또, 제 4 및 제 5 실시형태에 관련된 제 4 ∼ 제 6 세정 처리예에 있어서, 약액 세정 공정 (S44, S55, S66) 을, 실릴화 공정 (S43, S53, S64) 실행 후에 실시하지 않고, 실릴화 공정과 병행하여 실시하도록 해도 된다.
또, 제 4 및 제 5 실시형태에 관련된 제 4 ∼ 제 6 세정 처리예에 있어서, 실릴화 공정 (S43, S53, S64) 에 병행하여, 또는 당해 실릴화 공정 (S43, S53, S64) 에 앞서, 기판 (W) 의 표면을 물리 세정하도록 해도 된다.
또, 제 1 ∼ 제 3 실시형태에 관련된 제 1 ∼ 제 3 세정 처리예에 있어서, 실릴화 공정 (S3, S13, S23) 에 병행하여, 핫 플레이트 (도 15 등에 나타내는 핫 플레이트 (413) 와 동등) 나 히터 (예를 들어 적외선 히터) 등에 의해 기판 (W) 을 가열하도록 해도 된다.
또, 제 4 및 제 5 실시형태에 관련된 제 4 ∼ 제 6 세정 처리예에 있어서, 기판 (W) 을 가열하지 않고, 실릴화 공정 (S43, S53, S64) 을 실시하도록 해도 된다.
또, 제 1 ∼ 제 3 실시형태에 관련된 제 1 ∼ 제 3 세정 처리예에 있어서, 실릴화 공정 (S3, S13, S23) 에 앞서, 기판 (W) 의 표면에 산화막을 형성하도록 해도 된다.
또, 전술한 제 1 ∼ 제 5 실시형태에 있어서, SC1 노즐 (24), 린스액 노즐 (29), 실릴화제 노즐 (34), 제 1 이류체 노즐 (203), 제 2 이류체 노즐 (303), SPM 노즐 (403), 오존수 노즐 (503) 및 희불산 노즐 (603) 중 적어도 하나를, 토출구를 정지 (靜止) 한 상태에서 세정 약액, 린스액 및 액체 실릴화제를 토출하는 고정 노즐로 해도 된다.
또, 전술한 제 1, 제 2, 제 4 실시형태에 있어서, 기판 (W) 의 상면에 대한 세정 약액의 공급에 아울러 기판 (W) 의 하면에도 세정 약액을 공급하여, 기판 (W) 의 상하면을 세정하도록 해도 된다.
또, 전술한 제 1 ∼ 제 5 실시형태에 관련된 제 1 ∼ 제 6 세정 처리예에 있어서, 실릴화 공정 (S3, S13, S23, S43, S53, S64) 에 있어서, 실릴화액 (액체 실릴화제) 이 아니라, 기체 실릴화제를 기판 (W) 의 표면에 공급하도록 해도 된다.
또, 제 4 및 제 5 실시형태에 관련된 제 4 ∼ 제 6 세정 처리예를, 고도스로의 이온 주입 처리 후의 기판 (W) 으로부터 레지스트 패턴을 제거하기 위한 처리인 것으로서 설명했지만, 제 4 ∼ 제 6 세정 처리예가, 애싱 처리 후의 기판 (W) 의 표면으로부터 레지스트 잔류물을 제거하기 위한 처리라도 된다.
또, 제 1 ∼ 제 3 실시형태에 관련된 제 1 ∼ 제 3 세정 처리예에 있어서, SC1 세정 처리 공정 (S4, S14, S23) 후에는, 기판 (W) 의 패턴 (40) 의 표면에 자연 산화막이 형성될 우려가 있다. 그 때문에, 이 자연 산화막을 제거하기 위하여, SC1 세정 처리 공정 (S4, S14, S23) 후에 희불산 (HF) 등을 기판 (W) 의 표면에 공급하여, 패턴 (40) 의 표면으로부터 자연 산화막을 제거하도록 해도 된다. 자연 산화막은, 마스크 등의 패턴으로서 형성된 산화막과 비교해 결합력이 약하기 때문에, 기판 (W) 으로부터 양호하게 제거할 수 있다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 산성 세정 약액으로서 SPM 을 예시했지만, 그 이외에도 SC2 (HCl 과 H2O2 를 포함하는 혼합액), 버퍼드 불산 (Buffered HF : HF 와 불화암모늄을 포함하는 혼합액) 등을 산성의 세정 약액으로서 사용할 수 있다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 세정 약액으로서 산성 세정 약액 및 알칼리성 세정 약액을 예시했지만, 세정 약액으로서 이소프로필알코올 (isopropyl alcohol : IPA) 등의 유기 용제를 사용할 수도 있다. 유기 용제로는, IPA 외에 메탄올, 에탄올, HFE (하이드로플루오로에테르), 아세톤 및 Trans-1,2디클로로에틸렌을 예시할 수 있다. 또, 처리 대상인 기판으로서, 도 3 에 나타내는 기판 (W) 을 일례로서 나타냈지만, 처리 대상인 기판이 기판 (W) 으로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.
예를 들어, 패턴 (40) 이 SiN 막 (49) 및 SiO2 막 (43, 46, 48) 을 포함하는 경우를 예시했지만, 기판 (W) 의 표면에 형성되는 패턴은, SiN 막, SiO2 막, SiGe 막 및 SiCN 막 중 적어도 하나를 포함하는 것이라도 된다. 또, SiN 막은, 플라즈마 CVD 법에 의해 제작된 것으로 한정되지 않고, 다른 수법 (PVD 법이나, 다른 CVD 법) 에 의해 제작된 SiN 막이라도 된다.
또, 기판 (W) 의 표면에 공급되는 실릴화제는, 액체상이 아니고, 베이퍼라도 된다.
또, 기판 (W) 의 표면에 공급되는 실릴화제로서, HMDS 나 TMS 를 예시했지만, 그 이외에 실릴화제로서, 예를 들어 TMSI (N-Trimethylsilyimidazole), BSTFA (N,O-bis[Trimethylsilyl]trifluoroacetamide), BSA (N,O-bis[Trimethylsilyl]acetamide), MSTFA (N-Methyl-N-trimethylsilyl-trifluoacetamide), TMSDMA (N-Trimethylsilyldimethylamine), TMSDEA (N-Trimethylsilyldiethylamine), MTMSA (N,O-bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide), TMCS (with base)(Trimethylchlorosilane), HMDS (Hexamethyldisilazane), 소수기를 갖는 아민, 유기 실리콘 화합물, TMS (tetramethylsilane), 불소화알킬클로로실란, 알킬디실라잔, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 비스(디메틸아미노)디메틸 실란, 및 오르가노실란 화합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명했지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예로 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 첨부의 청구 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2015년 2월 5일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2015-21525호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.
1 : 기판 처리 장치
4 : 제어 장치 (제어 유닛)
13 : SC1 공급 유닛 (세정 약액 공급 유닛)
15 : 제 1 실릴화제 공급 유닛 (실릴화제 공급 유닛)
40 : 패턴 (미세 패턴)
43 : 제 1 SiO2 막
48 : 제 3 SiO2 막
49 : SiN 막
50 : SiGe 막
201 : 기판 처리 장치
202 : 제 2 실릴화제 공급 유닛 (실릴화제 공급 유닛)
301 : 기판 처리 장치
302 : 실릴화제 ＆ SC1 공급 유닛 (실릴화제 공급 유닛, 세정 약액 공급 유닛)
401 : 기판 처리 장치
402 : SPM 공급 유닛 (세정 약액 공급 유닛)
501 : 기판 처리 장치
W : 기판

Claims (20)

  1. SiGe 막을 포함하는 미세 패턴을 표면에 갖는 기판에 세정 처리를 실시하는 기판 처리 방법으로서,
    상기 기판의 표면에 오존수를 공급하고, 상기 SiGe 막 상에 산화막을 형성하는 산화막 형성 공정과,
    상기 산화막 형성 공정 후에, 상기 기판의 표면에 실릴화제를 공급하여, 상기 SiGe 막 상에 형성된 상기 산화막의 표면을 실릴화하는 실릴화 공정과,
    상기 실릴화 공정 후에, 또는 상기 실릴화 공정과 병행하여, 상기 기판의 표면에 세정 약액으로서 암모니아 과산화수소수 혼합액을 공급하여, 당해 기판의 표면을 세정하는 약액 세정 공정과,
    상기 실릴화 공정이, 상기 산화막의 표면을 실릴화함으로써, 상기 세정 약액에 대한 약액 내성을 갖는 보호층을 상기 SiGe 막 상에 형성하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실릴화 공정은, 상기 기판의 표면에 액체 실릴화제를 공급하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 약액 세정 공정은, 상기 실릴화 공정 후에, 상기 세정 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 후공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 약액 세정 공정은, 상기 실릴화 공정에 병행하여, 상기 세정 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 병행 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실릴화 공정에 병행하여, 또는 상기 실릴화 공정에 앞서, 상기 기판의 표면을 물리 세정하는 물리 세정 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실릴화 공정에 병행하여, 상기 기판을 가열하는 기판 가열 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 미세 패턴은, 플라즈마 CVD 법에 의해 제작된 SiN 막을 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. SiGe 막을 포함하는 미세 패턴을 표면에 갖는 기판에 세정 처리를 실시하기 위한 기판 처리 장치로서,
    상기 기판의 표면에 실릴화제를 공급하기 위한 실릴화제 공급 유닛과,
    상기 기판의 표면에 세정 약액으로서 암모니아 과산화수소수 혼합액을 공급하기 위한 세정 약액 공급 유닛과,
    상기 기판의 표면에 산화막을 형성하기 위한 산화막 형성 유닛과,
    상기 실릴화제 공급 유닛, 상기 세정 약액 공급 유닛 및 상기 산화막 형성 유닛을 제어함으로써, 상기 기판의 표면에 오존수를 공급하고, 상기 SiGe 막 상에 산화막을 형성하는 산화막 형성 공정과, 상기 산화막 형성 공정 후에, 상기 기판의 표면에 실릴화제를 공급하여, 상기 SiGe 막 상에 형성된 상기 산화막을 실릴화하는 실릴화 공정과, 상기 실릴화 공정 후에, 또는 상기 실릴화 공정과 병행하여, 상기 기판의 표면에 세정 약액을 공급하여, 당해 기판의 표면을 세정하는 약액 세정 공정을 실행하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛이, 상기 실릴화 공정에 있어서, 상기 산화막의 표면을 실릴화함으로써, 상기 세정 약액에 대한 약액 내성을 갖는 보호층을 상기 SiGe 막 상에 형성하는 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 유닛이, 상기 실릴화 공정에 있어서, 상기 기판의 표면에 액체 실릴화제를 공급하는 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 유닛이, 상기 약액 세정 공정에 있어서, 상기 실릴화 공정 후에, 상기 세정 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 후공급 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 유닛이, 상기 약액 세정 공정에 있어서, 상기 실릴화 공정에 병행하여, 상기 세정 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 병행 공급 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 실릴화 공정에 병행하여, 또는 상기 실릴화 공정에 앞서, 상기 기판의 표면을 물리 세정하는 물리 세정 공정을 추가로 실행하는, 기판 처리 장치.
  13. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 실릴화 공정에 병행하여, 상기 기판을 가열하는 기판 가열 공정을 추가로 실행하는, 기판 처리 장치.
  14. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 미세 패턴은, 플라즈마 CVD 법에 의해 제작된 SiN 막을 포함하는, 기판 처리 장치.
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