WO2020050041A1 - 基板処理方法および基板処理システム - Google Patents

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WO2020050041A1
WO2020050041A1 PCT/JP2019/032786 JP2019032786W WO2020050041A1 WO 2020050041 A1 WO2020050041 A1 WO 2020050041A1 JP 2019032786 W JP2019032786 W JP 2019032786W WO 2020050041 A1 WO2020050041 A1 WO 2020050041A1
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WO
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substrate
liquid
protective film
protective
oxygen
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PCT/JP2019/032786
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English (en)
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諒 山本
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東京エレクトロン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate processing method and a substrate processing system.
  • the coating and developing system described in Patent Document 1 has a gas supply device for supplying an inert gas above each area.
  • impurities in each area such as oxygen, ozone, and water vapor, are purged, and each area is maintained in a clean atmosphere.
  • One embodiment of the present disclosure provides a technique capable of easily suppressing oxidation of a substrate.
  • a substrate processing method includes: Forming a water-soluble protective film on the surface of the substrate where the material reacting with oxygen is exposed, to protect the material reacting with oxygen from oxygen, Transporting the substrate in a state where the protective film is formed, Removing the protective film by supplying a rinsing liquid containing water to the surface of the transported substrate on which the protective film is formed.
  • oxidation of the substrate can be easily suppressed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a substrate processing system according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a protective film forming apparatus according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a liquid processing apparatus according to one embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to one embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a part of the substrate processing method according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating another part of the substrate processing method according to the embodiment.
  • the same or corresponding components are denoted by the same or corresponding reference numerals, and description thereof may be omitted.
  • the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are directions perpendicular to each other
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are horizontal directions
  • the Z-axis direction is a vertical direction.
  • the term “downward” means vertically downward (negative Z-axis direction)
  • the term “upward” means upwardly vertical (positive Z-axis direction).
  • FIG. 1 is a diagram showing a substrate processing system according to one embodiment.
  • the substrate processing system 1 includes a loading / unloading station 2, a first processing station 3, a second processing station 4, and a third processing station 5.
  • the loading / unloading station 2, the first processing station 3, the second processing station 4, and the third processing station 5 are arranged in this order from the negative side in the X-axis direction to the positive side in the X-axis direction.
  • the loading / unloading station 2 includes a carrier mounting section 21 and a transport section 22.
  • a plurality of carriers C accommodating a plurality of substrates 10 in a horizontal state are mounted on the carrier mounting portion 21.
  • the substrate 10 is, for example, a semiconductor substrate such as a silicon wafer.
  • the substrate 10 has a surface 10a (see FIG. 2) from which a material that reacts with oxygen is exposed.
  • oxygen reactive materials include, for example, copper (Cu), aluminum (Al), tungsten (W), titanium nitride (TiN), germanium (Ge), and chalcogenide. Including at least one.
  • the oxygen-reactive material only needs to be exposed on at least a part of the surface 10a of the substrate 10.
  • the transport unit 22 is disposed on the positive side in the X-axis direction of the carrier mounting unit 21 and adjacent to the carrier mounting unit 21.
  • the transport unit 22 includes therein a transport device 23 that transports the substrate 10 between the carrier C mounted on the carrier mounting unit 21 and the transport unit 31 of the first processing station 3.
  • the transfer device 23 includes a holding mechanism 24 that holds the substrate 10.
  • the transfer device 23 is capable of moving in the horizontal and vertical directions and turning around the vertical axis.
  • the first processing station 3 includes a transport unit 31, a protective film forming device 35, and a delivery unit 36.
  • the transport unit 31 is provided on the positive side in the X-axis direction of the transport unit 22 of the first processing station 3 and adjacent to the transport unit 22.
  • the transport unit 31 includes a transport unit 32 for transporting the substrate 10 between the transport unit 22 of the loading / unloading station 2, the protective film forming device 35, and the transfer unit 36.
  • the transfer device 32 includes a holding mechanism 33 that holds the substrate 10.
  • the transfer device 32 is capable of moving in the horizontal direction and the vertical direction, and turning around the vertical axis.
  • the protective film forming device 35 is disposed on both sides in the Y-axis direction with the transport unit 31 interposed therebetween, and is disposed adjacent to the transport unit 31. A plurality of protective film forming devices 35 are arranged in the Z-axis direction. As will be described in detail later, the protective film forming device 35 forms a water-soluble protective film 11 (see FIG. 5B) on the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed. The protective film 11 protects the oxygen-reactive material from oxygen.
  • the protective film 11 includes, for example, an organic material having an OH group in order to ensure water solubility.
  • the OH group is a functional group having an affinity for water.
  • the organic material is formed by a wet coating method in order to suppress decomposition of the organic material.
  • the protective film forming device 35 applies a protective liquid L1 that is a material of the protective film 11 to the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed.
  • the protection liquid L1 contains an organic material having an OH group.
  • FIG. 2 is a diagram showing a protective film forming apparatus according to one embodiment.
  • the protective film forming apparatus 35 includes a chamber 110, a substrate holding mechanism 120, a liquid supply unit 130, and a collection cup 150.
  • the chamber 110 forms a processing chamber in which the substrate 10 is processed.
  • An FFU (Fan ⁇ Filter ⁇ Unit) 111 is provided on the ceiling of the chamber 110.
  • the FFU 111 forms a down flow in the chamber 110.
  • the substrate holding mechanism 120 includes a substrate holding unit 121, a rotation shaft unit 122, and a rotation driving unit 123.
  • the substrate holding unit 121 is disposed inside the chamber 110 and holds the substrate 10 horizontally.
  • the substrate holding unit 121 holds the substrate 10 horizontally, for example, with the surface 10a of the substrate 10 from which the oxygen-reactive material is exposed facing upward.
  • the rotation shaft part 122 extends downward from the center of the substrate holding part 121 and is disposed vertically.
  • the rotation drive section 123 rotates the substrate holding section 121 by rotating the rotation shaft section 122 about a vertical axis.
  • the liquid supply unit 130 has a protective liquid nozzle 131 that supplies the protective liquid L1 to the surface 10a of the substrate 10 held by the substrate holding unit 121 where the oxygen-reactive material is exposed.
  • the protective liquid L1 is a material for the protective film 11, and includes, for example, an organic material having an OH group.
  • the protective liquid nozzle 131 is disposed inside the chamber 110, and discharges the protective liquid L1 from above to the center of the substrate 10 that rotates together with the substrate holding unit 121.
  • the protective liquid L1 supplied to the center of the rotating substrate 10 spreads over the entire upper surface 10a of the substrate 10 due to centrifugal force and is shaken off at the outer peripheral edge of the substrate 10.
  • the droplets of the protection liquid L1 that have been shaken off are collected in the collection cup 150.
  • the collection cup 150 is disposed inside the chamber 110 so as to surround the substrate holding unit 121, and collects the protective liquid L1 scattered from the substrate 10 rotating together with the substrate holding unit 121.
  • a drain port 151 is formed at the bottom of the collection cup 150.
  • the protective liquid L ⁇ b> 1 collected by the collection cup 150 is discharged from the drainage port 151 to the outside of the protective film forming device 35.
  • An exhaust port 152 is formed at the bottom of the collection cup 150. The gas supplied from the FFU 111 is exhausted from the exhaust port 152 to the outside of the protective film forming device 35.
  • the delivery unit 36 is arranged on the positive side in the X-axis direction of the transport unit 31 and adjacent to the transport unit 31.
  • a plurality of delivery parts 36 may be arranged in the Z-axis direction.
  • the delivery unit 36 temporarily stores the substrate 10.
  • the transfer unit 36 temporarily stores the substrate 10 on which the protective film 11 is formed by the protective film forming device 35 before transferring the substrate 10 to the second processing station 4.
  • the delivery unit 36 temporarily stores the substrate 10 on which the protective film 12 is formed by the below-described protective film forming device 55 before transferring the substrate 10 to the loading / unloading station 2.
  • the second processing station 4 is arranged on the positive side in the X-axis direction of the first processing station 3 and adjacent to the delivery section 36 of the first processing station 3.
  • the second processing station 4 includes a transport unit 41 and a plurality of liquid processing devices 45.
  • the transport unit 41 is arranged on the positive side in the X-axis direction of the first processing station 3 and adjacent to the delivery unit 36 of the first processing station 3.
  • the transfer unit 41 includes therein a transfer device 42 that transfers the substrate 10 between the transfer unit 36, the liquid processing device 45, and the transfer unit 51 of the third processing station 5.
  • the transfer device 42 includes a holding mechanism 43 that holds the substrate 10.
  • the transfer device 42 is capable of moving in the horizontal direction and the vertical direction, and turning around the vertical axis.
  • the liquid processing apparatus 45 is disposed on both sides in the Y-axis direction with the transport unit 41 interposed therebetween, and is disposed adjacent to the transport unit 41.
  • a plurality of liquid treatment devices 45 are arranged in the X-axis direction. Further, a plurality of liquid treatment devices 45 are arranged in the Z-axis direction.
  • the liquid processing apparatus 45 removes the protective film 11 by supplying a rinsing liquid L2 to the surface 10a of the substrate 10 on which the protective film 11 is formed as shown in FIG. .
  • the liquid processing apparatus 45 supplies a processing liquid (for example, a chemical liquid L3) to the surface 10a of the substrate 10 from which the protective film 11 has been removed, as shown in FIG.
  • the substrate 10 is processed.
  • FIG. 3 is a diagram showing a liquid processing apparatus according to one embodiment.
  • the liquid processing apparatus 45 includes a chamber 210, a substrate holding mechanism 220, a liquid supply unit 230, and a collection cup 250.
  • the chamber 210 forms a processing chamber in which the substrate 10 is processed.
  • An FFU (Fan ⁇ Filter ⁇ Unit) 211 is provided on the ceiling of the chamber 210.
  • the FFU 211 forms a down flow in the chamber 210.
  • the substrate holding mechanism 220 includes a substrate holding unit 221, a rotation shaft 222, and a rotation driving unit 223.
  • the substrate holding unit 221 is disposed inside the chamber 210 and holds the substrate 10 horizontally.
  • the substrate holding unit 221 holds the substrate 10 horizontally, for example, with the surface 10a of the substrate 10 on which the protective film 11 is formed facing upward.
  • the rotation shaft part 222 extends downward from the center of the substrate holding part 221 and is disposed vertically.
  • the rotation drive section 223 rotates the substrate holding section 221 by rotating the rotation shaft section 222 around a vertical axis.
  • the liquid supply unit 230 has a rinse liquid nozzle 231 for supplying a rinse liquid L2 to the surface 10a of the substrate 10 held by the substrate holding unit 221 on which the protective film 11 is formed.
  • the rinsing liquid L2 contains water and is, for example, DIW. The rinsing liquid L2 dissolves the protective film 11 and removes the protective film 11 from the substrate 10.
  • the rinsing liquid nozzle 231 is disposed inside the chamber 210, and discharges the rinsing liquid L2 from above to the center of the substrate 10 that rotates together with the substrate holding part 221.
  • the rinsing liquid L2 supplied to the center portion of the rotating substrate 10 is spread over the entire upper surface 10a of the substrate 10 by centrifugal force while dissolving the protective film 11, and is shaken off at the outer peripheral edge of the substrate 10.
  • the droplets of the rinse liquid L2 shaken off are collected in the collection cup 250.
  • the liquid supply unit 230 may further include a processing liquid nozzle that supplies a processing liquid for processing the substrate 10 to the surface 10 a of the substrate 10 from which the protective film 11 has been removed.
  • the processing liquid nozzle include a chemical liquid nozzle 232 (see FIG. 5D).
  • the chemical liquid nozzle 232 discharges the chemical liquid L3.
  • the etchant etches the oxygen-reactive material.
  • the cleaning liquid removes contaminants such as natural oxide films or particles.
  • Examples of the cleaning liquid include DHF (dilute hydrofluoric acid) and SC-1 (aqueous solution containing ammonium hydroxide and hydrogen peroxide).
  • a plurality of types of drug solutions L3 may be used.
  • the chemical liquid nozzle 232 is disposed inside the chamber 210, and discharges the chemical liquid L3 from above to the center of the substrate 10 which rotates together with the substrate holding part 211.
  • the chemical solution L3 supplied to the central portion of the rotating substrate 10 wets and spreads over the entire upper surface 10a of the substrate 10 by centrifugal force while processing the substrate 10, and is shaken off at the outer peripheral edge of the substrate 10.
  • the dropped liquid drops of the liquid medicine L3 are collected in the collection cup 250.
  • the collection cup 250 is disposed inside the chamber 210 so as to surround the substrate holding unit 221 and collects the rinsing liquid L2 and the chemical liquid L3 scattered from the substrate 10 rotating together with the substrate holding unit 221.
  • a drain port 251 is formed at the bottom of the collection cup 250.
  • the rinsing liquid L2 and the chemical liquid L3 collected by the collection cup 250 are discharged from the liquid discharge port 251 to the outside of the liquid processing device 45.
  • An exhaust port 252 is formed at the bottom of the collection cup 250.
  • the gas supplied from the FFU 211 is discharged to the outside of the liquid processing device 45 from the exhaust port 252.
  • the third processing station 5 includes a transport unit 51 and a protective film forming device 55.
  • the transport unit 51 is provided on the X-axis direction positive side of the transport unit 41 of the second processing station 4 and adjacent to the transport unit 41.
  • the transfer unit 51 includes therein a transfer device 52 that transfers the substrate 10 between the transfer unit 41 of the second processing station 4 and the protective film forming device 55.
  • the transfer device 52 includes a holding mechanism 53 that holds the substrate 10.
  • the transport device 52 is capable of moving in the horizontal direction and the vertical direction, and turning around the vertical axis.
  • the protective film forming device 55 is disposed on both sides in the Y-axis direction with the transport unit 51 interposed therebetween, and is disposed adjacent to the transport unit 51.
  • a plurality of protective film forming devices 35 are arranged in the Z-axis direction.
  • the protective film forming device 55 includes a water-soluble protective film 12 (see FIG. 6D) on the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed, similarly to the protective film forming device 35 of the first processing station 3. Form.
  • the protective film 12 protects the oxygen-reactive material from oxygen.
  • the protective film 12 includes, for example, an organic material having an OH group in order to ensure water solubility.
  • the OH group is a functional group having an affinity for water.
  • the organic material is formed by a wet coating method in order to suppress decomposition of the organic material.
  • the protective film forming device 55 is a coating device that applies the protective liquid L4, which is the material of the protective film 12, to the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed, as shown in FIG.
  • This coating apparatus has a protective liquid nozzle 331 that discharges the protective liquid L4 to the substrate 10.
  • the protective film forming apparatus 55 is configured in the same manner as the protective film forming apparatus 35 of the first processing station 3, illustration and description are omitted.
  • the substrate processing system 1 includes the control device 6.
  • the control device 6 is composed of, for example, a computer, and includes a CPU (Central Processing Unit) 61 and a storage medium 62 such as a memory.
  • the storage medium 62 stores programs for controlling various types of processing executed in the substrate processing system 1.
  • the control device 6 controls the operation of the substrate processing system 1 by causing the CPU 61 to execute the program stored in the storage medium 62.
  • the control device 6 includes an input interface 63 and an output interface 64. The control device 6 receives an external signal through the input interface 63 and transmits an external signal through the output interface 64.
  • Such a program may have been stored on a storage medium readable by a computer, and may be installed from the storage medium into the storage medium 62 of the control device 6.
  • Examples of the storage medium readable by a computer include a hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnet optical desk (MO), a memory card, and the like.
  • the program may be downloaded from a server via the Internet and installed in the storage medium 62 of the control device 6.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a substrate processing method according to one embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a part of the substrate processing method according to the embodiment.
  • FIG. 5A is a diagram showing a step S102 of FIG. 4 according to one embodiment.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a step S103 of FIG. 4 according to the embodiment.
  • FIG. 5C is a diagram illustrating step S104 of FIG. 4 according to one embodiment.
  • FIG. 5D is a diagram illustrating step S105 of FIG. 4 according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating another part of the substrate processing method according to the embodiment.
  • FIG. 6A is a diagram showing the step S106 of FIG. 4 according to one embodiment.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating step S107 and step S108 in FIG. 4 according to one embodiment.
  • FIG. 6C is a diagram illustrating step S109 in FIG. 4 according to one embodiment.
  • FIG. 6D is a diagram illustrating a step S110 of FIG. 4 according to the embodiment. 4 to 6 are performed under the control of the control device 6.
  • the substrate processing method first includes a step S101 (see FIG. 4) of removing the substrate 10 from the carrier C.
  • the carrier C is mounted on the carrier mounting section 21 in advance.
  • the transfer device 23 takes out the substrate 10 from the carrier C and transfers the taken-out substrate 10 to the transfer device 32 of the first processing station 3.
  • the transfer device 32 transfers the substrate 10 received from the transfer device 23 to the protective film forming device 35.
  • the substrate processing method includes a step S102 (see FIG. 4) of forming a water-soluble protective film 11 on the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed.
  • the protective film 11 protects the oxygen-reactive material from oxygen by covering the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed. Since it is not necessary to use a large amount of an inert gas such as nitrogen gas for the purpose of suppressing the oxidation of the substrate 10, the oxidation of the substrate 10 can be easily suppressed.
  • the step S102 of forming the protective film 11 includes, as shown in FIG. 5A, a step of applying a protective liquid L1 as a material of the protective film 11 to the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed.
  • a method of applying the protective liquid L1 for example, a spin coating method is used.
  • the protective liquid nozzle 131 is disposed directly above the center of the substrate 10, and the protective liquid nozzle 131 discharges the protective liquid L1.
  • the protective liquid L ⁇ b> 1 is supplied to the center of the rotating substrate 10, spreads over the entire upper surface 10 a of the substrate 10 by centrifugal force, and is shaken off from the outer peripheral edge of the substrate 10. As a result, a liquid film of the protective liquid L1 is formed on the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed.
  • a liquid film of the protective liquid L1 is used as the protective film 11.
  • the protective film 11 is subjected to a step S103 of transporting the substrate 10 in a liquid state and a step S104 of removing the protective film 11. Since the step S104 of removing the protective film 11 is started while the protective film 11 is in a liquid state, the removal of the protective film 11 is easy.
  • a liquid having the following characteristics (1) to (4) is used as the protective liquid L1.
  • the protective solution L1 is less likely to volatilize as much as or more than a sulfuric acid aqueous solution (sulfuric acid concentration: 80% by mass) generally used for stripping resist.
  • the protective liquid L1 is water-soluble.
  • the protective liquid L1 hardly reacts with the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed.
  • the liquid film of the protective liquid L1 is easily held on the substrate 10, and does not spill from the substrate 10 during transportation.
  • the viscosity of the protective liquid L1 is, for example, 0.01 Pa ⁇ s or more and 1 Pa ⁇ s or less in a process in which the protective liquid L1 is used in a liquid state.
  • the step S103 of transporting the substrate 10 if the viscosity of the protective liquid L1 is 0.01 Pa ⁇ s or more, the protective film 11 is easily held on the substrate 10 in a liquid state, and the transport of the substrate 10 is easy.
  • the viscosity of the protective liquid L1 is 1 Pa ⁇ s or less, the protective liquid L1 is easily wetted and spread, and a uniform liquid film is easily formed.
  • the boiling point of the protective liquid L1 is, for example, 180 ° C. or higher in the step where the protective liquid L1 is used in a liquid state.
  • the protective liquid L1 hardly evaporates. Therefore, the protective liquid L1 can protect the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen reactant is exposed for a long time.
  • the protection liquid L1 is a liquid containing a polyhydric alcohol.
  • Polyhydric alcohols are alcohols having two or more OH groups in one molecule. Polyhydric alcohols are non-volatile and have a higher boiling point than monohydric alcohols such as IPA. Therefore, when the polyhydric alcohol is used as the protective liquid L1, the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen reactant is exposed can be protected for a long time.
  • the protective liquid L1 preferably contains at least one of a dihydric alcohol and a trihydric alcohol.
  • Dihydric alcohols and trihydric alcohols are excellent in water solubility.
  • a dihydric alcohol is an alcohol having two OH groups in one molecule. More specifically, the dihydric alcohol is at least one selected from ethylene glycol, propylene glycol, and butylene glycol.
  • Trihydric alcohol is an alcohol having three OH groups in one molecule. More specifically, the trihydric alcohol is glycerin.
  • the protective liquid L1 contains at least one of ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol and glycerin, and may contain only one or more alcohols thereof, or may contain water such as DIW in addition to alcohols. .
  • the substrate processing method includes a step S103 (see FIG. 4) of transporting the substrate 10 with the protective film 11 formed.
  • the transport device 32 of the first processing station 3 receives the substrate 10 from the protective film forming device 35 and passes the received substrate 10 to the delivery unit 36.
  • the delivery unit 36 temporarily stores the substrate 10.
  • the transfer device 42 of the second processing station 4 receives the substrate 10 from the transfer unit 36 and transfers the received substrate 10 to the liquid processing device 45.
  • Step S103 of transporting substrate 10 includes a step of transporting substrate 10 in a state where protective film 11 is in a liquid state. As shown in FIG. 5B, since the protective film 11 is in a liquid state, the transport devices 32 and 42 are provided on the surface of the substrate 10 on which the protective film 11 is formed so that the protective film 11 does not fall off the substrate 10. The substrate 10 is held horizontally with 10a facing upward.
  • the substrate processing method includes a step S104 (see FIG. 4) of removing the protective film 11 by supplying a rinsing liquid L2 to the surface 10a of the substrate 10 on which the protective film 11 is formed.
  • the rinsing liquid L2 contains water and is, for example, DIW. Since the protective film 11 is water-soluble, it can be removed with water. Therefore, an organic solvent for dissolving the organic material is not required for removing the protective film 11. Therefore, the structure of the liquid processing device 45 can be simplified.
  • the liquid processing apparatus 45 may supply an organic solvent such as IPA to the substrate 10 for the purpose of drying the substrate 10.
  • Step S104 of removing protective film 11 includes a step of starting supply of rinse liquid L2 with protective film 11 in a liquid state.
  • the supply of the rinsing liquid L2 is started, when the protective film 11 is in a liquid state, the fluidity of the protective film 11 is higher than when the protective film 11 is in a solid state, and the protective film 11 is Easy to mix. Therefore, the protective film 11 can be efficiently removed.
  • the rinsing liquid nozzle 231 is disposed just above the center of the substrate 10, and the rinsing liquid nozzle 231 discharges the rinsing liquid L2.
  • the rinsing liquid L ⁇ b> 2 is supplied to the center of the rotating substrate 10, wets and spreads over the entire upper surface 10 a of the substrate 10 by centrifugal force while melting the protective film 11, and is shaken off from the outer peripheral edge of the substrate 10. As a result, the protective film 11 is removed, and a liquid film of the rinsing liquid L2 is formed.
  • the substrate processing method includes a step S105 (see FIG. 4) of supplying the chemical solution L3 to the surface 10a of the substrate 10 from which the protective film 11 has been removed.
  • the step S105 of supplying the chemical liquid L3 as shown in FIG. 5D, the chemical liquid nozzle 232 is disposed right above the center of the substrate 10, and the chemical liquid nozzle 232 discharges the chemical liquid L3.
  • the chemical liquid L3 is supplied to the central portion of the rotating substrate 10, and wets and spreads over the entire upper surface 10a of the substrate 10 by centrifugal force while processing the substrate 10, and is shaken off from the outer peripheral edge of the substrate 10.
  • the liquid film of the rinsing liquid L2 is replaced with the liquid film of the chemical liquid L3, and a liquid film of the chemical liquid L3 is formed.
  • the substrate processing method includes a step S106 of supplying the rinsing liquid L2 to the surface 10a of the substrate 10 from which the protective film 11 has been removed (see FIG. 4).
  • the chemical liquid L3 can be removed.
  • the rinsing liquid nozzle 231 is disposed right above the center of the substrate 10, and the rinsing liquid nozzle 231 discharges the rinsing liquid L2.
  • the rinsing liquid L ⁇ b> 2 is supplied to the center of the rotating substrate 10, wets and spreads over the entire upper surface 10 a of the substrate 10 by centrifugal force while processing the substrate 10, and is shaken off from the outer peripheral edge of the substrate 10.
  • the liquid film of the chemical liquid L3 is replaced with the liquid film of the rinse liquid L2, and a liquid film of the rinse liquid L2 is formed.
  • the substrate processing method includes a step S107 of drying the substrate 10 (see FIG. 4).
  • the step S107 of drying the substrate 10 includes, for example, a step of rotating the substrate 10 at a high speed to shake off residual liquid adhering to the substrate 10.
  • the substrate 10 is rotated at high speed together with the substrate holder 221.
  • the dried substrate 10 has a surface 10a where the oxygen-reactive material is exposed, as shown in FIG. Note that an inert gas such as nitrogen gas or an organic solvent such as IPA may be used for drying the substrate 10.
  • the substrate processing method includes a step S108 for transporting the dried substrate 10 (see FIG. 4).
  • the transfer device 42 of the second processing station 4 receives the substrate 10 from the liquid processing device 45, and transfers the received substrate 10 to the transfer device 52 of the third processing station 5.
  • the transfer device 52 transfers the substrate 10 received from the transfer device 42 to the protective film forming device 55.
  • the substrate processing method includes a step S109 (see FIG. 4) of forming a water-soluble protective film 12 on the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed.
  • the protective film 12 protects the oxygen-reactive material from oxygen by covering the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed. Since it is not necessary to use a large amount of an inert gas such as nitrogen gas for the purpose of suppressing the oxidation of the substrate 10, the oxidation of the substrate 10 can be easily suppressed.
  • the step of forming the protective film 12 S109 includes, as shown in FIG. 6C, a step of applying a protective liquid L4, which is a material of the protective film 12, to the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed.
  • a protective liquid L4 which is a material of the protective film 12, to the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed.
  • a spin coating method is used as a method of applying the protection liquid L4 for example.
  • the protective liquid nozzle 331 is disposed right above the center of the substrate 10, and the protective liquid nozzle 331 discharges the protective liquid L4.
  • the protective liquid L4 is supplied to the center of the rotating substrate 10, wets and spreads over the entire upper surface 10a of the substrate 10 by centrifugal force, and is shaken off from the outer peripheral edge of the substrate 10. As a result, a liquid film of the protective liquid L4 is formed on the surface 10a of the substrate 10 where the oxygen-reactive material is exposed.
  • a liquid film of the protection liquid L4 is used as the protection film 12.
  • the protective film 12 is provided in a liquid state to a step S110 of housing the substrate 10 in the carrier C. After that, the substrate 10 taken out of the carrier C is subjected to a step of removing the protective film 12. Since the step of removing the protective film 12 is started while the protective film 12 is in a liquid state, the removal of the protective film 12 is easy.
  • the protective film 12 is formed of the same material as the protective film 11 and in the same manner as the protective film 11.
  • the substrate processing method includes a step S110 (see FIG. 4) of housing the substrate 10 on which the protective film 12 is formed in the carrier C.
  • the transfer device 52 of the third processing station 5 takes out the substrate 10 from the protective film forming device 55 and transfers the taken out substrate 10 to the transfer device 42 of the second processing station 4.
  • the transfer device 42 transfers the substrate 10 received from the transfer device 52 of the third processing station 5 to the transfer section 36 of the first processing station 3.
  • the delivery unit 36 temporarily stores the substrate 10.
  • the transfer device 32 of the first processing station 3 receives the substrate 10 from the transfer unit 36 and transfers the received substrate 10 to the transfer device 23 of the loading / unloading station 2.
  • the transfer device 23 stores the substrate 10 received from the transfer device 32 of the first processing station 3 in the carrier C.
  • the carrier C is mounted on the carrier mounting section 21 in advance.
  • Step S110 of storing substrate 10 in carrier C includes a step of transporting substrate 10 with protective film 12 in a liquid state.
  • the transporting devices 23, 32, 42, and 52 adjust the protective film 12 of the substrate 10 so that the protective film 12 does not fall off the substrate 10.
  • the substrate 10 is held horizontally with the formed surface 10a facing upward.
  • the delivery unit 36 and the carrier C face the surface 10a of the substrate 10 on which the protective film 12 is formed so that the protective film 12 does not spill from the substrate 10. Hold 10 horizontally.
  • the configuration of the substrate processing system 1 is not limited to the configuration shown in FIG. The arrangement and number of various devices constituting the substrate processing system 1 can be changed as appropriate.
  • the liquid processing device 45 of the second processing station 4 may have a protective liquid nozzle 331 (see FIG. 6C).
  • the substrate processing system 1 does not need to include the third processing station 5 because the liquid processing apparatus 45 of the second processing station 4 also functions as the protective film forming apparatus 55 of the third processing station 5.
  • the method of applying the protective liquid L1 in the above embodiment is a spin coating method, but the technology of the present disclosure is not limited to this.
  • the method for applying the protective liquid L1 may be a dip coating method, a die coating method, a spray coating method, or the like.
  • the liquid film of the protective liquid L1 may be dried and solidified, and the protective film 11 may be subjected to a step S103 of transporting the substrate 10 in a solid state and a step S104 of removing the protective film 11.
  • the solid protective film 11 can also be formed by a vapor deposition method, a CVD method, or a sputtering method.
  • the method of applying the protective liquid L4 in the above embodiment is a spin coating method, but the technology of the present disclosure is not limited to this.
  • the method for applying the protective liquid L4 may be a dip coating method, a die coating method, a spray coating method, or the like.
  • the liquid film of the protective liquid L4 may be dried and solidified, and the protective film 12 may be subjected to the step S110 of storing the substrate 10 in the carrier C in a solid state.
  • the solid protective film 12 can also be formed by an evaporation method, a CVD method, or a sputtering method.
  • the substrate processing method includes a step S105 of supplying a processing liquid (for example, a chemical solution L3) for processing the substrate 10 to the surface 10a of the substrate 10 from which the protective film 11 has been removed, and a step of supplying a gas for processing the substrate 10 May be provided.
  • the substrate processing method may include a step of performing a wet etching process on the substrate 10 or a step of performing a dry etching process on the substrate 10.

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Abstract

基板の酸素と反応する材料が露出する面に、酸素と反応する材料を酸素から保護する水溶性の保護膜を形成する工程と、前記保護膜が形成された状態で前記基板を搬送する工程と、前記搬送した前記基板の前記保護膜が形成された面に、水を含むリンス液を供給することにより、前記保護膜を除去する工程とを有する、基板処理方法。

Description

基板処理方法および基板処理システム
　本開示は、基板処理方法および基板処理システムに関する。
　特許文献１に記載の塗布現像処理システムは、各エリアの上部に、不活性気体を供給する気体供給装置を有する。これにより、各エリアの不純物、例えば酸素、オゾン、水蒸気等をパージし、各エリア内を清浄な雰囲気に維持する。
日本国特開２００１－３１９８４５号公報
　本開示の一態様は、簡単に基板の酸化を抑制できる、技術を提供する。
　本開示の一態様に係る基板処理方法は、
　基板の酸素と反応する材料が露出する面に、酸素と反応する材料を酸素から保護する水溶性の保護膜を形成する工程と、
　前記保護膜が形成された状態で前記基板を搬送する工程と、
　前記搬送した前記基板の前記保護膜が形成された面に、水を含むリンス液を供給することにより、前記保護膜を除去する工程とを有する。
　本開示の一態様によれば、簡単に基板の酸化を抑制できる。
図１は、一実施形態に係る基板処理システムを示す図である。 図２は、一実施形態に係る保護膜形成装置を示す図である。 図３は、一実施形態に係る液処理装置を示す図である。 図４は、一実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。 図５は、一実施形態に係る基板処理方法の一部を示す図である。 図６は、一実施形態に係る基板処理方法の他の一部を示す図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。尚、各図面において同一の又は対応する構成には同一の又は対応する符号を付し、説明を省略することがある。以下の説明において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な方向であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。また、下方とは鉛直方向下方（Ｚ軸負方向）を意味し、上方とは鉛直方向上方（Ｚ軸正方向）を意味する。
　図１は、一実施形態に係る基板処理システムを示す図である。図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、第１処理ステーション３と、第２処理ステーション４と、第３処理ステーション５とを備える。搬入出ステーション２と、第１処理ステーション３と、第２処理ステーション４と、第３処理ステーション５とは、この順で、Ｘ軸方向負側からＸ軸方向正側に配置される。
　搬入出ステーション２は、キャリア載置部２１と、搬送部２２とを備える。キャリア載置部２１には、複数枚の基板１０を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。基板１０は、例えばシリコンウェハなどの半導体基板である。基板１０は、酸素と反応する材料が露出する面１０ａ（図２参照）を有する。
　酸素と反応する材料（以下、「酸素反応材料」とも呼ぶ。）は、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）およびカルコゲン化物の少なくとも１つを含む。酸素反応材料は、基板１０の面１０ａの少なくとも一部に露出していればよい。
　搬送部２２は、キャリア載置部２１のＸ軸方向正側に、キャリア載置部２１と隣接して配置される。搬送部２２は、キャリア載置部２１に載置されたキャリアＣと第１処理ステーション３の搬送部３１との間で基板１０を搬送する搬送装置２３を内部に備える。搬送装置２３は、基板１０を保持する保持機構２４を備える。搬送装置２３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能である。
　第１処理ステーション３は、搬送部３１と、保護膜形成装置３５と、受渡部３６とを備える。搬送部３１は、第１処理ステーション３の搬送部２２のＸ軸方向正側に、搬送部２２と隣接して設けられる。搬送部３１は、搬入出ステーション２の搬送部２２と、保護膜形成装置３５と、受渡部３６との間で基板１０を搬送する搬送装置３２を内部に備える。搬送装置３２は、基板１０を保持する保持機構３３を備える。搬送装置３２は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能である。
　保護膜形成装置３５は、搬送部３１を挟んでＹ軸方向両側に配置され、搬送部３１と隣接して配置される。保護膜形成装置３５は、Ｚ軸方向に複数配置される。保護膜形成装置３５は、詳しくは後述するが、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａに、水溶性の保護膜１１（図５（ｂ）参照）を形成する。保護膜１１は、酸素反応材料を酸素から保護する。
　保護膜１１は、水溶性を確保すべく、例えば、ＯＨ基を有する有機材料を含む。ＯＨ基は、水と親和性を示す官能基である。有機材料は、有機材料の分解を抑制すべく、ウェットコート法により成膜される。
　保護膜形成装置３５は、詳しくは後述するが、図５（ａ）に示すように、保護膜１１の材料である保護液Ｌ１を、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａに塗布する塗布装置である。保護液Ｌ１は、ＯＨ基を有する有機材料を含む。
　図２は、一実施形態に係る保護膜形成装置を示す図である。図２に示すように、保護膜形成装置３５は、チャンバ１１０と、基板保持機構１２０と、液供給部１３０と、回収カップ１５０とを備える。
　チャンバ１１０は、基板１０が処理される処理室を内部に形成する。チャンバ１１０の天井部には、ＦＦＵ（Fan　Filter　Unit）１１１が設けられる。ＦＦＵ１１１は、チャンバ１１０内にダウンフローを形成する。
　基板保持機構１２０は、基板保持部１２１と、回転軸部１２２と、回転駆動部１２３とを備える。基板保持部１２１は、チャンバ１１０の内部に配置され、基板１０を水平に保持する。基板保持部１２１は、例えば、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａを上に向けて、基板１０を水平に保持する。回転軸部１２２は、基板保持部１２１の中央から下方に延びており、鉛直に配置される。回転駆動部１２３は、回転軸部１２２を鉛直軸まわりに回転させることにより、基板保持部１２１を回転させる。
　液供給部１３０は、基板保持部１２１に保持されている基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａに、保護液Ｌ１を供給する保護液ノズル１３１を有する。保護液Ｌ１は、保護膜１１の材料であり、例えばＯＨ基を有する有機材料を含む。
　保護液ノズル１３１は、チャンバ１１０の内部に配置され、基板保持部１２１と共に回転する基板１０の中心部に、上方から保護液Ｌ１を吐出する。回転している基板１０の中心部に供給された保護液Ｌ１は、遠心力によって基板１０の上面１０ａ全体に濡れ広がり、基板１０の外周縁において振り切られる。振り切られた保護液Ｌ１の液滴は、回収カップ１５０に回収される。
　回収カップ１５０は、チャンバ１１０の内部に基板保持部１２１を取り囲むように配置され、基板保持部１２１と共に回転する基板１０から飛散する保護液Ｌ１を捕集する。回収カップ１５０の底部には、排液口１５１が形成される。回収カップ１５０によって捕集された保護液Ｌ１は、排液口１５１から保護膜形成装置３５の外部へ排出される。また、回収カップ１５０の底部には、排気口１５２が形成される。ＦＦＵ１１１から供給される気体は、排気口１５２から保護膜形成装置３５の外部へ排出される。
　図１に示すように、受渡部３６は、搬送部３１のＸ軸方向正側に、搬送部３１と隣接して配置される。受渡部３６は、Ｚ軸方向に複数配置されてよい。受渡部３６は、基板１０を一時的に保管する。例えば、受渡部３６は、保護膜形成装置３５によって保護膜１１が形成された基板１０を、第２処理ステーション４に渡す前に、一時的に保管する。また、受渡部３６は、後述の保護膜形成装置５５によって保護膜１２が形成された基板１０を、搬入出ステーション２に渡す前に、一時的に保管する。
　第２処理ステーション４は、第１処理ステーション３のＸ軸方向正側に、第１処理ステーション３の受渡部３６と隣接して配置される。第２処理ステーション４は、搬送部４１と、複数の液処理装置４５とを備える。
　搬送部４１は、第１処理ステーション３のＸ軸方向正側に、第１処理ステーション３の受渡部３６と隣接して配置される。搬送部４１は、受渡部３６と、液処理装置４５と、第３処理ステーション５の搬送部５１との間で基板１０を搬送する搬送装置４２を内部に備える。搬送装置４２は、基板１０を保持する保持機構４３を備える。搬送装置４２は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能である。
　液処理装置４５は、搬送部４１を挟んでＹ軸方向両側に配置され、搬送部４１と隣接して配置される。液処理装置４５は、Ｘ軸方向に複数配置される。また、液処理装置４５は、Ｚ軸方向に複数配置される。液処理装置４５は、詳しくは後述するが、図５（ｃ）に示すように、基板１０の保護膜１１が形成された面１０ａにリンス液Ｌ２を供給することにより、保護膜１１を除去する。また、液処理装置４５は、詳しくは後述するが、図５（ｄ）に示すように、基板１０の保護膜１１が除去された面１０ａに処理液（例えば薬液Ｌ３）を供給することにより、基板１０を処理する。
　図３は、一実施形態に係る液処理装置を示す図である。図３に示すように、液処理装置４５は、チャンバ２１０と、基板保持機構２２０と、液供給部２３０と、回収カップ２５０とを備える。
　チャンバ２１０は、基板１０が処理される処理室を内部に形成する。チャンバ２１０の天井部には、ＦＦＵ（Fan　Filter　Unit）２１１が設けられる。ＦＦＵ２１１は、チャンバ２１０内にダウンフローを形成する。
　基板保持機構２２０は、基板保持部２２１と、回転軸部２２２と、回転駆動部２２３とを備える。基板保持部２２１は、チャンバ２１０の内部に配置され、基板１０を水平に保持する。基板保持部２２１は、例えば、基板１０の保護膜１１が形成された面１０ａを上に向けて、基板１０を水平に保持する。回転軸部２２２は、基板保持部２２１の中央から下方に延びており、鉛直に配置される。回転駆動部２２３は、回転軸部２２２を鉛直軸まわりに回転させることにより、基板保持部２２１を回転させる。
　液供給部２３０は、基板保持部２２１に保持されている基板１０の保護膜１１が形成された面１０ａに、リンス液Ｌ２を供給するリンス液ノズル２３１を有する。リンス液Ｌ２は、水を含むものであって、例えばＤＩＷなどである。リンス液Ｌ２は、保護膜１１を溶かし、保護膜１１を基板１０から除去する。
　リンス液ノズル２３１は、チャンバ２１０の内部に配置され、基板保持部２２１と共に回転する基板１０の中心部に、上方からリンス液Ｌ２を吐出する。回転している基板１０の中心部に供給されたリンス液Ｌ２は、保護膜１１を溶かしながら、遠心力によって基板１０の上面１０ａ全体に濡れ広がり、基板１０の外周縁において振り切られる。振り切られたリンス液Ｌ２の液滴は、回収カップ２５０に回収される。
　液供給部２３０は、基板１０の保護膜１１が除去された面１０ａに、基板１０を処理する処理液を供給する処理液ノズルをさらに有してよい。処理液ノズルとしては、例えば薬液ノズル２３２（図５（ｄ）参照）などが挙げられる。薬液ノズル２３２は薬液Ｌ３を吐出する。薬液Ｌ３としては、例えばエッチング液、または洗浄液が用いられる。エッチング液は、酸素反応材料をエッチングする。洗浄液は、自然酸化膜またはパーティクルなどの汚染物を除去する。洗浄液としては、例えばＤＨＦ（希フッ酸）、ＳＣ－１（水酸化アンモニウムと過酸化水素とを含む水溶液）などが挙げられる。複数種類の薬液Ｌ３が用いられてもよい。
　薬液ノズル２３２は、チャンバ２１０の内部に配置され、基板保持部２１１と共に回転する基板１０の中心部に、上方から薬液Ｌ３を吐出する。回転している基板１０の中心部に供給された薬液Ｌ３は、基板１０を処理しながら、遠心力によって基板１０の上面１０ａ全体に濡れ広がり、基板１０の外周縁において振り切られる。振り切られた薬液Ｌ３の液滴は、回収カップ２５０に回収される。
　回収カップ２５０は、チャンバ２１０の内部に基板保持部２２１を取り囲むように配置され、基板保持部２２１と共に回転する基板１０から飛散するリンス液Ｌ２および薬液Ｌ３を捕集する。回収カップ２５０の底部には、排液口２５１が形成される。回収カップ２５０によって捕集されたリンス液Ｌ２および薬液Ｌ３は、排液口２５１から液処理装置４５の外部へ排出される。また、回収カップ２５０の底部には、排気口２５２が形成される。ＦＦＵ２１１から供給される気体は、排気口２５２から液処理装置４５の外部へ排出される。
　図１に示すように、第３処理ステーション５は、搬送部５１と、保護膜形成装置５５とを備える。搬送部５１は、第２処理ステーション４の搬送部４１のＸ軸方向正側に、搬送部４１と隣接して設けられる。搬送部５１は、第２処理ステーション４の搬送部４１と、保護膜形成装置５５との間で基板１０を搬送する搬送装置５２を内部に備える。搬送装置５２は、基板１０を保持する保持機構５３を備える。搬送装置５２は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能である。
　保護膜形成装置５５は、搬送部５１を挟んでＹ軸方向両側に配置され、搬送部５１と隣接して配置される。保護膜形成装置３５は、Ｚ軸方向に複数配置される。保護膜形成装置５５は、第１処理ステーション３の保護膜形成装置３５と同様に、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａに、水溶性の保護膜１２（図６（ｄ）参照）を形成する。保護膜１２は、酸素反応材料を酸素から保護する。
　保護膜１２は、水溶性を確保すべく、例えば、ＯＨ基を有する有機材料を含む。ＯＨ基は、水と親和性を示す官能基である。有機材料は、有機材料の分解を抑制すべく、ウェットコート法により成膜される。
　保護膜形成装置５５は、図６（ｃ）に示すように、保護膜１２の材料である保護液Ｌ４を、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａに塗布する塗布装置である。この塗布装置は、基板１０に対し保護液Ｌ４を吐出する保護液ノズル３３１を有する。
　保護膜形成装置５５は、第１処理ステーション３の保護膜形成装置３５と同様に構成されるので、図示および説明を省略する。
　基板処理システム１は、制御装置６を備える。制御装置６は、例えばコンピュータで構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１と、メモリなどの記憶媒体６２とを備える。記憶媒体６２には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御装置６は、記憶媒体６２に記憶されたプログラムをＣＰＵ６１に実行させることにより、基板処理システム１の動作を制御する。また、制御装置６は、入力インターフェース６３と、出力インターフェース６４とを備える。制御装置６は、入力インターフェース６３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース６４で外部に信号を送信する。
　かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されていたものであって、その記憶媒体から制御装置６の記憶媒体６２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、例えば、ハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどが挙げられる。なお、プログラムは、インターネットを介してサーバからダウンロードされ、制御装置６の記憶媒体６２にインストールされてもよい。
　図４は、一実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。図５は、一実施形態に係る基板処理方法の一部を示す図である。図５（ａ）は、一実施形態に係る図４の工程Ｓ１０２を示す図である。図５（ｂ）は、一実施形態に係る図４の工程Ｓ１０３を示す図である。図５（ｃ）は、一実施形態に係る図４の工程Ｓ１０４を示す図である。図５（ｄ）は、一実施形態に係る図４の工程Ｓ１０５を示す図である。図６は、一実施形態に係る基板処理方法の他の一部を示す図である。図６（ａ）は、一実施形態に係る図４の工程Ｓ１０６を示す図である。図６（ｂ）は、一実施形態に係る図４の工程Ｓ１０７および工程Ｓ１０８を示す図である。図６（ｃ）は、一実施形態に係る図４の工程Ｓ１０９を示す図である。図６（ｄ）は、一実施形態に係る図４の工程Ｓ１１０を示す図である。図４～図６に示す処理は、制御装置６による制御下で行われる。
　基板処理方法は、先ず、キャリアＣから基板１０を取り出す工程Ｓ１０１（図４参照）を有する。キャリアＣは、予めキャリア載置部２１に載置される。搬送装置２３がキャリアＣから基板１０を取り出し、取り出した基板１０を第１処理ステーション３の搬送装置３２に渡す。この搬送装置３２は、搬送装置２３から受け取った基板１０を、保護膜形成装置３５に渡す。
　基板処理方法は、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａに、水溶性の保護膜１１を形成する工程Ｓ１０２（図４参照）を有する。保護膜１１は、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａを覆うことで、酸素反応材料を酸素から保護する。基板１０の酸化を抑制する目的で窒素ガスなどの不活性ガスを大量に使用せずに済むので、簡便に基板１０の酸化を抑制できる。
　保護膜１１を形成する工程Ｓ１０２は、図５（ａ）に示すように、保護膜１１の材料である保護液Ｌ１を、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａに塗布する工程を有する。保護液Ｌ１を塗布する方法としては、例えばスピンコート法が用いられる。
　具体的には、基板１０の中心部の真上に保護液ノズル１３１が配置され、保護液ノズル１３１が保護液Ｌ１を吐出する。保護液Ｌ１は、回転している基板１０の中心部に供給され、遠心力によって基板１０の上面１０ａ全体に濡れ広がり、基板１０の外周縁から振り切られる。その結果、保護液Ｌ１の液膜が、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａに形成される。
　図５（ｂ）に示すように、保護液Ｌ１の液膜が保護膜１１として用いられる。保護膜１１は、液体の状態で、基板１０を搬送する工程Ｓ１０３と、保護膜１１を除去する工程Ｓ１０４とに供される。保護膜１１が液体の状態のまま、保護膜１１を除去する工程Ｓ１０４が開始されるので、保護膜１１の除去が容易である。
　保護液Ｌ１の液膜が保護膜１１として用いられる場合、保護液Ｌ１としては下記（１）～（４）の特性を有するものが用いられる。（１）レジストの剥離で一般的に使用される硫酸水溶液（硫酸濃度８０質量％）と同程度以上に保護液Ｌ１が揮発しにくい。（２）保護液Ｌ１が水溶性である。（３）基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａと保護液Ｌ１がほとんど反応しない。（４）保護液Ｌ１の液膜が基板１０に保持されやすく、搬送時に基板１０からこぼれない。
　保護液Ｌ１の粘度は、保護液Ｌ１が液体の状態で使用される工程において、例えば０．０１Ｐａ・ｓ以上１Ｐａ・ｓ以下である。基板１０を搬送する工程Ｓ１０３において、保護液Ｌ１の粘度が０．０１Ｐａ・ｓ以上であると、保護膜１１が液体の状態で基板１０に保持されやすく、基板１０の搬送が容易である。また、基板１０を塗布する工程において、保護液Ｌ１の粘度が１Ｐａ・ｓ以下であると、保護液Ｌ１が濡れ広がりやすく、均一な液膜が形成されやすい。
　保護液Ｌ１の沸点は、保護液Ｌ１が液体の状態で使用される工程において、例えば１８０℃以上である。基板１０を搬送する工程Ｓ１０３において、保護液Ｌ１の沸点１８０℃以上であると、保護液Ｌ１がほとんど蒸発しない。それゆえ、保護液Ｌ１が、長時間に亘って、基板１０の酸素反応物が露出する面１０ａを保護できる。
　具体的には、保護液Ｌ１は、多価アルコールを含む液体である。多価アルコールは、一分子中にＯＨ基を二個以上有するアルコールである。多価アルコールは、不揮発性で且つ一価アルコールのＩＰＡ等と比較しても沸点が高い。したがって、多価アルコールが保護液Ｌ１として用いられる場合、長時間に亘って、基板１０の酸素反応物が露出する面１０ａを保護できる。
　保護液Ｌ１は、好ましくは、二価アルコール、および三価アルコールの少なくとも１つを含む。二価アルコール、および三価アルコールは、水溶性に優れている。二価アルコールは、一分子中にＯＨ基を二個有するアルコールである。より具体的には、二価アルコールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、およびブチレングリコールから選ばれる１つ以上である。三価アルコールは、一分子中にＯＨ基を三個有するアルコールである。より具体的には、三価アルコールは、グリセリンである。保護液Ｌ１は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコールおよびグリセリンの少なくとも１つを含み、これらのうちの１つ以上のアルコールのみを含んでもよいし、アルコールの他にＤＩＷなどの水を含んでもよい。
　基板処理方法は、保護膜１１が形成された状態で基板１０を搬送する工程Ｓ１０３（図４参照）を有する。具体的には、第１処理ステーション３の搬送装置３２が、保護膜形成装置３５から基板１０を受け取り、受け取った基板１０を受渡部３６に渡す。受渡部３６は、基板１０を一時的に保管する。次いで、第２処理ステーション４の搬送装置４２が、受渡部３６から基板１０を受け取り、受け取った基板１０を液処理装置４５に渡す。
　基板１０を搬送する工程Ｓ１０３は、保護膜１１が液体の状態で、基板１０を搬送する工程を含む。図５（ｂ）に示すように、保護膜１１が液体の状態であるので、保護膜１１が基板１０からこぼれ落ちないように、搬送装置３２、４２は基板１０の保護膜１１が形成された面１０ａを上に向けて基板１０を水平に保持する。
　基板処理方法は、基板１０の保護膜１１が形成された面１０ａにリンス液Ｌ２を供給することにより、保護膜１１を除去する工程Ｓ１０４（図４参照）を有する。リンス液Ｌ２は、水を含むものであって、例えばＤＩＷなどである。保護膜１１は、水溶性であるので、水で除去できる。それゆえ、保護膜１１の除去に、有機材料を溶かす有機溶剤が不要である。従って、液処理装置４５の構造を簡素化できる。なお、液処理装置４５は、基板１０の乾燥を目的として、基板１０にＩＰＡなどの有機溶剤を供給してもよい。
　保護膜１１を除去する工程Ｓ１０４は、保護膜１１が液体の状態で、リンス液Ｌ２の供給を開始する工程を含む。リンス液Ｌ２の供給開始時に、保護膜１１が液体の状態である場合、保護膜１１が固体の状態である場合に比べて、保護膜１１の流動性が高く、保護膜１１がリンス液Ｌ２と混じりやすい。それゆえ、保護膜１１を効率良く除去できる。
　保護膜１１を除去する工程Ｓ１０４では、図５（ｃ）に示すように、基板１０の中心部の真上にリンス液ノズル２３１が配置され、リンス液ノズル２３１がリンス液Ｌ２を吐出する。リンス液Ｌ２は、回転している基板１０の中心部に供給され、保護膜１１を溶かしながら、遠心力によって基板１０の上面１０ａ全体に濡れ広がり、基板１０の外周縁から振り切られる。その結果、保護膜１１が除去され、リンス液Ｌ２の液膜が形成される。
　基板処理方法は、基板１０の保護膜１１が除去された面１０ａに、薬液Ｌ３を供給する工程Ｓ１０５（図４参照）を有する。薬液Ｌ３を供給する工程Ｓ１０５では、図５（ｄ）に示すように、基板１０の中心部の真上に薬液ノズル２３２が配置され、薬液ノズル２３２が薬液Ｌ３を吐出する。薬液Ｌ３は、回転している基板１０の中心部に供給され、基板１０を処理しながら、遠心力によって基板１０の上面１０ａ全体に濡れ広がり、基板１０の外周縁から振り切られる。その結果、リンス液Ｌ２の液膜が薬液Ｌ３の液膜に置換され、薬液Ｌ３の液膜が形成される。
　基板処理方法は、基板１０の保護膜１１が除去された面１０ａに、リンス液Ｌ２を供給する工程Ｓ１０６（図４参照）を有する。リンス液Ｌ２を供給することにより、薬液Ｌ３を除去できる。
　リンス液Ｌ２を供給する工程Ｓ１０６では、図６（ａ）に示すように、基板１０の中心部の真上にリンス液ノズル２３１が配置され、リンス液ノズル２３１がリンス液Ｌ２を吐出する。リンス液Ｌ２は、回転している基板１０の中心部に供給され、基板１０を処理しながら、遠心力によって基板１０の上面１０ａ全体に濡れ広がり、基板１０の外周縁から振り切られる。その結果、薬液Ｌ３の液膜がリンス液Ｌ２の液膜に置換され、リンス液Ｌ２の液膜が形成される。
　基板処理方法は、基板１０を乾燥する工程Ｓ１０７（図４参照）を有する。基板１０を乾燥する工程Ｓ１０７は、例えば、基板１０を高速回転させることにより、基板１０に付着する残液を振り切る工程を有する。基板１０は、基板保持部２２１と共に高速回転される。乾燥された基板１０は、図６（ｂ）に示すように、酸素反応材料が露出する面１０ａを有する。なお、基板１０の乾燥には、窒素ガスなどの不活性ガス、またはＩＰＡなどの有機溶剤が用いられてもよい。
　基板処理方法は、乾燥された基板１０を搬送する工程Ｓ１０８（図４参照）を有する。具体的には、第２処理ステーション４の搬送装置４２が、液処理装置４５から基板１０を受け取り、受け取った基板１０を第３処理ステーション５の搬送装置５２に渡す。この搬送装置５２は、搬送装置４２から受け取った基板１０を保護膜形成装置５５に渡す。
　基板処理方法は、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａに、水溶性の保護膜１２を形成する工程Ｓ１０９（図４参照）を有する。保護膜１２は、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａを覆うことで、酸素反応材料を酸素から保護する。基板１０の酸化を抑制する目的で窒素ガスなどの不活性ガスを大量に使用せずに済むので、簡便に基板１０の酸化を抑制できる。
　保護膜１２を形成する工程Ｓ１０９は、図６（ｃ）に示すように、保護膜１２の材料である保護液Ｌ４を、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａに塗布する工程を有する。保護液Ｌ４を塗布する方法としては、例えばスピンコート法が用いられる。
　具体的には、基板１０の中心部の真上に保護液ノズル３３１が配置され、保護液ノズル３３１が保護液Ｌ４を吐出する。保護液Ｌ４は、回転している基板１０の中心部に供給され、遠心力によって基板１０の上面１０ａ全体に濡れ広がり、基板１０の外周縁から振り切られる。その結果、保護液Ｌ４の液膜が、基板１０の酸素反応材料が露出する面１０ａに形成される。
　図６（ｄ）に示すように、保護液Ｌ４の液膜が保護膜１２として用いられる。保護膜１２は、液体の状態で、基板１０をキャリアＣに収納する工程Ｓ１１０に供される。その後、キャリアＣから取り出された基板１０は、保護膜１２を除去する工程に供される。保護膜１２が液体の状態のまま、保護膜１２を除去する工程が開始されるので、保護膜１２の除去が容易である。保護膜１２は、保護膜１１と同様の材料で、保護膜１１と同様の方法で形成される。
　基板処理方法は、保護膜１２が形成された基板１０をキャリアＣに収納する工程Ｓ１１０（図４参照）を有する。具体的には、第３処理ステーション５の搬送装置５２が、保護膜形成装置５５から基板１０を取り出し、取り出した基板１０を第２処理ステーション４の搬送装置４２に渡す。この搬送装置４２は、第３処理ステーション５の搬送装置５２から受け取った基板１０を第１処理ステーション３の受渡部３６に渡す。受渡部３６は、基板１０を一時的に保管する。次いで、第１処理ステーション３の搬送装置３２が、受渡部３６から基板１０を受け取り、受け取った基板１０を搬入出ステーション２の搬送装置２３に渡す。この搬送装置２３は、第１処理ステーション３の搬送装置３２から受け取った基板１０をキャリアＣに収納する。キャリアＣは、予めキャリア載置部２１に載置される。
　基板１０をキャリアＣに収納する工程Ｓ１１０は、保護膜１２が液体の状態で、基板１０を搬送する工程を含む。図６（ｄ）に示すように、保護膜１２が液体の状態であるので、保護膜１２が基板１０からこぼれ落ちないように、搬送装置２３、３２、４２、５２は基板１０の保護膜１２が形成された面１０ａを上に向けて基板１０を水平に保持する。また、保護膜１２が液体の状態であるので、保護膜１２が基板１０からこぼれ落ちないように、受渡部３６およびキャリアＣは基板１０の保護膜１２が形成された面１０ａを上に向けて基板１０を水平に保持する。
　以上、本開示に係る基板処理方法および基板処理システムの実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
　基板処理システム１の構成は、図１に示す構成には限定されない。基板処理システム１を構成する各種の装置の配置や数は、適宜変更可能である。例えば、第２処理ステーション４の液処理装置４５は、保護液ノズル３３１（図６（ｃ）参照）を有してもよい。この場合、第２処理ステーション４の液処理装置４５が第３処理ステーション５の保護膜形成装置５５を兼ねるので、基板処理システム１は第３処理ステーション５を備えなくてよい。
　上記実施形態の保護液Ｌ１の塗布方法はスピンコート法であるが、本開示の技術はこれに限定されない。保護液Ｌ１の塗布方法は、ディップコート法、ダイコート法、またはスプレーコート法などであってもよい。保護液Ｌ１の液膜は乾燥され固化されてもよく、保護膜１１は固体の状態で基板１０を搬送する工程Ｓ１０３と保護膜１１を除去する工程Ｓ１０４とに供されてもよい。固体の保護膜１１は、蒸着法、ＣＶＤ法、またはスパッタリング法でも形成できる。
　同様に、上記実施形態の保護液Ｌ４の塗布方法はスピンコート法であるが、本開示の技術はこれに限定されない。保護液Ｌ４の塗布方法は、ディップコート法、ダイコート法、またはスプレーコート法などであってもよい。保護液Ｌ４の液膜は乾燥され固化されてもよく、保護膜１２は固体の状態で基板１０をキャリアＣに収納する工程Ｓ１１０に供されてもよい。固体の保護膜１２は、蒸着法、ＣＶＤ法、またはスパッタリング法でも形成できる。
　基板処理方法は、基板１０の保護膜１１が除去された面１０ａに、基板１０を処理する処理液（例えば薬液Ｌ３）を供給する工程Ｓ１０５を有するが、基板１０を処理するガスを供給する工程を有してもよい。例えば、基板処理方法は、基板１０をウェットエッチング処理する工程を有してもよいし、基板１０をドライエッチング処理する工程を有してもよい。
　本出願は、２０１８年９月４日に日本国特許庁に出願した特願２０１８－１６５５２４号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１８－１６５５２４号の全内容を本出願に援用する。
１　　基板処理システム
１０　基板
１０ａ　酸素反応材料が露出する面
１１、１２　保護膜
２３、３２、４２、５２　搬送装置
３５、５５　保護膜形成装置
４５　液処理装置

Claims (16)

  1. 　基板の酸素と反応する材料が露出する面に、酸素と反応する材料を酸素から保護する水溶性の保護膜を形成する工程と、
    　前記保護膜が形成された状態で前記基板を搬送する工程と、
    　前記搬送した前記基板の前記保護膜が形成された面に、水を含むリンス液を供給することにより、前記保護膜を除去する工程とを有する、基板処理方法。
  2. 　前記保護膜は、ＯＨ基を有する有機材料を含み、
    　前記保護膜を形成する工程は、前記保護膜の材料である保護液を、前記基板の酸素と反応する材料が露出する面に塗布する工程を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 　前記基板を搬送する工程は、前記保護膜が液体の状態で、前記基板を搬送する工程を含み、
    　前記保護膜を除去する工程は、前記保護膜が液体の状態で、前記リンス液の供給を開始する工程を含む、請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 　前記保護液の粘度が０．０１Ｐａ・ｓ以上１Ｐａ・ｓ以下である、請求項２または３に記載の基板処理方法。
  5. 　前記保護液の沸点が１８０℃以上である、請求項２～４のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  6. 　前記保護液は、多価アルコールを含む、請求項２～５のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  7. 　前記保護液は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、およびグリセリンの少なくとも１つを含む、請求項６に記載の基板処理方法。
  8. 　前記基板の前記保護膜が除去された面に、前記基板を処理する処理液を供給する工程を有する、請求項１～７のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  9. 　基板の酸素と反応する材料が露出する面に、酸素と反応する材料を酸素から保護する水溶性の保護膜を形成する保護膜形成装置と、
    　前記保護膜が形成された状態で前記基板を搬送する搬送装置と、
    　前記搬送装置によって搬送した前記基板の前記保護膜が形成された面に、水を含むリンス液を供給することにより、前記保護膜を除去する液処理装置とを備える、基板処理システム。
  10. 　前記保護膜は、ＯＨ基を有する有機材料を含み、
    　前記保護膜形成装置は、前記保護膜の材料である保護液を、前記基板の酸素と反応する材料が露出する面に塗布する塗布装置である、請求項９に記載の基板処理システム。
  11. 　前記搬送装置は、前記保護膜が液体の状態で、前記基板を保持する保持機構を有し、
    　前記液処理装置は、前記保護膜が液体の状態で前記基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持されている前記基板の前記保護膜が形成された面に前記リンス液を供給するリンス液ノズルとを有する、請求項１０に記載の基板処理システム。
  12. 　前記保護液の粘度が０．０１Ｐａ・ｓ以上１Ｐａ・ｓ以下である、請求項１０または１１に記載の基板処理システム。
  13. 　前記保護液の沸点が１８０℃以上である、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の基板処理システム。
  14. 　前記保護液は、多価アルコールを含む、請求項１０～１３のいずれか１項に記載の基板処理システム。
  15. 　前記保護液は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、およびグリセリンの少なくとも１つを含む請求項１４に記載の基板処理システム。
  16. 　前記液処理装置は、前記基板の前記保護膜が除去された面に、前記基板を処理する処理液を供給する処理液ノズルを有する、請求項９～１５のいずれか１項に記載の基板処理システム。
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