WO2020235438A1 - 基板処理方法 - Google Patents

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WO2020235438A1
WO2020235438A1 PCT/JP2020/019246 JP2020019246W WO2020235438A1 WO 2020235438 A1 WO2020235438 A1 WO 2020235438A1 JP 2020019246 W JP2020019246 W JP 2020019246W WO 2020235438 A1 WO2020235438 A1 WO 2020235438A1
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WO
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substrate
humidity
pure water
rotation speed
liquid
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/019246
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English (en)
French (fr)
Inventor
康三 立花
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 東京エレクトロン株式会社 filed Critical 東京エレクトロン株式会社
Priority to JP2021520742A priority Critical patent/JP7191216B2/ja
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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

Definitions

  • This disclosure relates to a substrate processing method.
  • a circuit pattern or the like is formed by etching a substrate such as a semiconductor wafer or a liquid crystal substrate.
  • the etched substrate is washed with a polymer removing solution because residues such as fluorine are attached to the surface (see, for example, Patent Document 1).
  • the present disclosure provides a substrate processing method capable of improving the cleaning effect.
  • the substrate processing method includes a step of transporting the substrate into a processing chamber having a first humidity, and a first step in which the humidity in the processing chamber is lower than the first humidity after the substrate is transported.
  • a step of lowering the humidity to the humidity of 2 a step of lowering the humidity in the processing chamber to the second humidity, and then supplying a liquid to the surface of the substrate while rotating the substrate at the first rotation speed. After supplying the liquid, the substrate is rotated at a second rotation speed higher than the first rotation speed, and the cleaning liquid is supplied to the surface of the substrate.
  • the cleaning effect can be improved.
  • FIG. 1 is a plan view showing a substrate processing apparatus.
  • FIG. 2 is a side view showing the substrate liquid processing apparatus.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a substrate processing method according to the embodiment.
  • FIG. 4A is a schematic diagram (No. 1) showing changes in low humidity treatment.
  • FIG. 4B is a schematic diagram (No. 2) showing changes in low humidity treatment.
  • FIG. 5A is a schematic diagram (No. 1) showing changes in the pre-wet treatment.
  • FIG. 5B is a schematic diagram (No. 2) showing changes in the pre-wet treatment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a phenomenon that occurs when the rotation speed is high.
  • FIG. 7A is a schematic diagram (No. 1) showing changes in the chemical treatment.
  • FIG. 7B is a schematic diagram (No.
  • FIG. 8 is a schematic view showing solid cross-linking.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a phenomenon that occurs when the carrier gas is not used.
  • FIG. 10 is a diagram showing the effect of chemical treatment using two fluids.
  • FIG. 1 is a plan view showing a substrate processing apparatus.
  • the substrate processing device 1 forms a carry-in / out portion 2 at a front end portion.
  • a carrier 4 containing a plurality of (for example, 25) substrates 3 (here, a semiconductor wafer) is carried in and out of the carry-in / out section 2, and is placed side by side on the left and right sides.
  • the substrate processing device 1 forms a transport unit 5 at the rear portion of the carry-in / out unit 2.
  • the substrate transport device 6 is arranged on the front side, and the board delivery table 7 is arranged on the rear side.
  • the transfer unit 5 the substrate 3 is conveyed between one of the carriers 4 mounted on the carry-in / out unit 2 and the substrate delivery table 7 by using the substrate transfer device 6.
  • the substrate processing device 1 forms a processing unit 8 at the rear portion of the transport unit 5.
  • the processing unit 8 arranges a substrate transfer device 9 extending back and forth in the center, and arranges substrate liquid treatment devices 10 for liquid-treating the substrate 3 side by side on the left and right sides of the substrate transfer device 9.
  • the substrate 3 is conveyed between the substrate delivery table 7 and the substrate liquid processing device 10 by using the substrate transfer device 9, and the liquid treatment of the substrate 3 is performed by using the substrate liquid treatment device 10.
  • FIG. 2 is a side view showing the substrate liquid processing apparatus 10.
  • the substrate liquid processing apparatus 10 has a substrate rotating unit 11, a processing liquid supply unit 12, and a processing liquid recovery unit 13, which are controlled by the control unit 14.
  • the substrate rotating portion 11 is rotated while holding the substrate 3.
  • the treatment liquid supply unit 12 supplies various treatment liquids to the substrate 3.
  • the treatment liquid recovery unit 13 collects various treatment liquids.
  • the control unit 14 controls the entire substrate processing device 1.
  • the substrate rotating portion 11 is rotatably provided with a rotating shaft 16 extending vertically in the substantially center of the inside of the processing chamber 15.
  • a disk-shaped turntable 17 is horizontally attached to the upper end of the rotating shaft 16.
  • Three substrate holders 18 are attached to the outer peripheral edge of the turntable 17 at equal intervals in the circumferential direction.
  • the board rotating portion 11 connects the board rotating mechanism 19 and the board elevating mechanism 20 to the rotating shaft 16.
  • the substrate rotation mechanism 19 and the substrate elevating mechanism 20 are rotation-controlled and elevating-controlled by the control unit 14.
  • the board rotating portion 11 holds the board 3 horizontally by the board holding body 18 of the turntable 17. Further, the substrate rotating portion 11 rotates the substrate 3 held on the turntable 17 by driving the substrate rotating mechanism 19. Further, the board rotating portion 11 raises and lowers the turntable 17 and the board 3 by driving the board raising and lowering mechanism 20.
  • the processing liquid supply unit 12 is provided with a guide rail 21 extending horizontally to the left and right in the processing chamber 15, and an arm 22 extending horizontally to the front and back is provided on the guide rail 21 so as to be movable left and right.
  • a pure water supply nozzle 23 is attached vertically downward on the left side of the lower tip of the arm 22.
  • a pure water supply source 24 is connected to the pure water supply nozzle 23 via a flow rate regulator 25.
  • an isopropyl alcohol (IPA) supply nozzle 26 is attached vertically downward in the center of the lower tip of the arm 22.
  • An IPA supply source 27 is connected to the IPA supply nozzle 26 via a flow rate regulator 28.
  • a polymer removing liquid supply nozzle 29 is attached vertically downward on the lower right side of the tip of the arm 22.
  • a polymer removing liquid supply source 30 is connected to the polymer removing liquid supply nozzle 29 via a flow rate regulator 31.
  • a carrier gas supply source 41 is further connected to the polymer removing liquid supply nozzle 29 via a flow rate regulator 42.
  • the polymer removing liquid supplied by the polymer removing liquid supply source 30 contains, for example, dilute hydrofluoric acid (DHF).
  • the carrier gas supplied by the carrier gas supply source 41 is, for example, nitrogen gas.
  • the flow rate of each of the flow rate regulators 25, 28, 31, and 42 is controlled by the control unit 14.
  • processing liquid supply unit 12 connects the nozzle moving mechanism 32 to the arm 22.
  • the nozzle movement mechanism 32 is movement-controlled by the control unit 14.
  • the processing liquid supply unit 12 By driving the nozzle moving mechanism 32, the processing liquid supply unit 12 makes the tip of the arm 22 (pure water supply nozzle 23, IPA supply nozzle 26, polymer removal liquid supply nozzle 29) on the outer side of the substrate 3. It is moved between the standby position and the discharge position at the center of the substrate 3. Further, the treatment liquid supply unit 12 uses the flow rate regulators 25, 28, 31, and 42 to move the pure water, IPA, from the pure water supply nozzle 23, the IPA supply nozzle 26, and the polymer removal liquid supply nozzle 29 toward the substrate 3. Two fluids, a polymer removing liquid and a carrier gas, are discharged.
  • the processing liquid recovery unit 13 arranges an annular recovery cup 35 around the turntable 17.
  • An opening having a size slightly larger than that of the turntable 17 (board 3) is formed at the upper end of the recovery cup 35.
  • a drain 36 is connected to the lower end of the recovery cup 35.
  • the treatment liquid recovery unit 13 collects the treatment liquid supplied to the surface of the substrate 3 with the recovery cup 35, and discharges the treatment liquid from the drain 36 to the outside.
  • the substrate processing device 1 further has a gas discharge head 50 that supplies a low humidity gas into the processing chamber 15.
  • the gas discharge head 50 is provided above the turntable 17 so as to be vertically movable.
  • the gas discharge head 50 is provided so as to close the tubular side wall 51 having a diameter slightly smaller than the upper opening of the recovery cup 35 and the upper opening of the side wall 51, and the upper plate 52 formed with the gas introduction port 54.
  • a lower plate 53 which is provided so as to close the lower opening of the side wall 51 and has a large number of gas discharge holes 53a formed therein, and a space 55 is formed inside.
  • the gas discharge head 50 can be positioned at, for example, a low humidity gas discharge position close to the turntable 17 and a retract position directly below the top wall of the processing chamber 15.
  • a low humidity gas supply source 62 is connected to the gas introduction port 54 via a pipe 61.
  • the pipe 61 is provided with an on-off valve 64.
  • the low humidity gas supplied by the low humidity gas supply source 62 is, for example, dry clean air, dry clean inert gas, or dry clean nitrogen gas that has been dehumidified to have a low dew point.
  • the on-off valve 64 is controlled by the control unit 14.
  • the humidity of the low humidity gas is preferably 10% or less.
  • the substrate processing apparatus 1 is configured as described above, and is controlled by the control unit 14 according to various programs recorded on the storage medium 37 provided in the control unit 14 (computer) to process the substrate 3.
  • the storage medium 37 stores various setting data and programs, and is known as a memory such as a ROM or RAM, a disk-shaped storage medium such as a hard disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a flexible disk. Consists of things.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a substrate processing method according to the embodiment.
  • the substrate processing device 1 receives the substrate 3 conveyed by the substrate transfer device 9 at the substrate liquid processing device 10 (step S1).
  • step S1 the control unit 14 raises the turntable 17 to a predetermined position by the board elevating mechanism 20. Then, one substrate 3 conveyed from the substrate transfer device 9 to the inside of the processing chamber 15 is received in a state of being horizontally held by the substrate holder 18. Then, the shutter (not shown) of the processing chamber 15 is closed to seal the processing chamber 15. After that, the board elevating mechanism 20 lowers the turntable 17 to a predetermined position.
  • the arm 22 pure water supply nozzle 23, IPA supply nozzle 26, polymer removing liquid supply nozzle 29
  • the humidity in the processing chamber 15 becomes the humidity of the atmosphere in which the processing chamber 15 is placed (first humidity).
  • the first humidity is 40% RH to 45% RH.
  • the substrate processing apparatus 1 lowers the humidity in the processing chamber 15 (step S2).
  • step S2 the control unit 14 opens the open / close valve 64.
  • the low humidity gas is supplied from the low humidity gas supply source 62 to the gas discharge head 50 via the pipe 61, and the low humidity gas is discharged from the gas discharge hole 53a toward the substrate 3.
  • the humidity in the processing chamber 15 becomes the humidity of the low humidity gas (second humidity) lower than the first temperature.
  • the second humidity is, for example, 10% RH or less.
  • 4A and 4B are schematic views showing changes in low humidity treatment.
  • polymer particles 110 such as resist residue are attached to the surface of the substrate 3 conveyed into the processing chamber 15.
  • a bonding force 111 between solids acts between the substrate 3 and the particles 110.
  • water 112 is condensed in the vicinity of the interface between the substrate 3 and the particles 110 due to water vapor. Therefore, in addition to the bonding force 111, a liquid cross-linking force due to the water 112 also acts between the substrate 3 and the particles 110.
  • the second humidity is preferably 10% RH or less, more preferably 5% RH or less, and even more preferably 1% RH or less.
  • the substrate 3 may be rotated by rotating the turntable 17 at a predetermined rotation speed (third rotation speed) by the substrate rotation mechanism 19.
  • step S3 the supply of the low humidity gas is continued, and the pre-wet treatment is performed while maintaining the humidity in the treatment chamber 15 at the second humidity (step S3).
  • step S3 the control unit 14 moves the arm 22 by the nozzle moving mechanism 32 to arrange the pure water supply nozzle 23 at the discharge position above the center of the substrate 3. Further, the substrate rotation mechanism 19 rotates the turntable 17 at a predetermined rotation speed (first rotation speed) to rotate the substrate 3. After that, pure water whose flow rate is controlled to a predetermined flow rate by the flow rate regulator 25 is discharged from the pure water supply nozzle 23 toward the surface (upper surface) of the substrate 3. The pure water supplied to the substrate 3 wets and spreads from the center of the substrate 3 toward the outer peripheral edge along the surface of the rotating substrate 3, and is between the particles adhering to the surface of the substrate 3 and the surface of the substrate 3. Pure water permeates into the water.
  • the pre-wet treatment causes the following changes on the surface of the substrate 3.
  • 5A and 5B are schematic views showing changes in the pre-wet treatment.
  • the particles 120 of relatively easily desorbed substances such as unreacted resist and flying objects in the processing chamber 15 adhere to the surface of the substrate 3.
  • polystyrene (PSL) particles may be attached.
  • PSL polystyrene
  • pure water 121 is supplied to the surface of the substrate 3 by the pre-wet treatment and the pure water permeates between the particles 120 and the substrate 3, the particles 120 are surrounded by the pure water 121 and the substrate is surrounded by the pure water 121 as shown in FIG. 5B. Depart from 3.
  • the pure water 121 containing the particles 120 is guided to the outside of the outer circumference of the substrate 3 by the centrifugal force of the rotating substrate 3, is recovered by the recovery cup 35, and is discharged to the outside from the drain 36. After the supply of pure water is continued for a predetermined time, the discharge of pure water is stopped by the flow rate regulator 25.
  • the rotation speed of the turntable 17 is too high, the pure water 121 supplied to the substrate 3 permeates between the particles 120 and the substrate 3, and the centrifugal force of the rotating substrate 3 causes the outer circumference of the substrate 3 to be outward. It may be shaken off. Therefore, as shown in FIG. 6, a gap 129 may occur near the interface between the substrate 3 and the particles 120.
  • the pure water 121 may not be able to permeate the gap 129.
  • the pure water 121 supplied to the substrate 3 may form a liquid film and cover the substrate 3 while forming a gap 129 between the particles 120 and the substrate 3. is there.
  • the rotation speed of the turntable 17 is too low or the flow rate of the pure water 121 is too small, the pure water 121 is repelled by the substrate 3 depending on the water repellency of the substrate 3, and the pure water 121 is sufficient. It may not spread wet. Therefore, it is preferable that the rotation speed of the turntable 17 is low and the flow rate of the pure water 121 is small within the range in which the pure water 121 is wetted and spread over the entire substrate 3.
  • the rotation speed is preferably 200 rpm or less, more preferably 100 rpm or less, and further preferably 10 rpm or less because the silicon substrate is highly hydrophilic.
  • the flow rate of pure water is preferably 1.0 L / min or less, more preferably 500 mL / min or less, and further preferably 100 mL / min or less.
  • the hydrophilicity of the silicon nitride substrate is lower than that of the silicon substrate, so the rotation speed is preferably 200 rpm or less.
  • the flow rate of pure water is preferably 500 mL / min or less.
  • a polymer removing solution such as DHF may be used instead of pure water.
  • a polymer removing solution such as DHF
  • ammonia water, IPA, an inorganic chemical solution, a mixed solution of pure water and IPA, or the like may be used instead of pure water.
  • Pure water, DHF, aqueous ammonia, IPA, an inorganic chemical solution, and a mixed solution of pure water and IPA are examples of liquids that are supplied while rotating the substrate at the first rotation speed.
  • step S3 After the pre-wet treatment (step S3), a chemical treatment using a polymer removing liquid is performed (step S4).
  • step S4 the control unit 14 continues to rotate the substrate 3 by rotating the turntable 17 at a predetermined rotation speed (second rotation speed) higher than the first rotation speed by the substrate rotation mechanism 19. Then, the arm 22 is moved by the nozzle moving mechanism 32 to arrange the polymer removing liquid supply nozzle 29 at the discharge position above the center of the substrate 3. After that, the polymer removing liquid whose flow rate was controlled to a predetermined flow rate by the flow rate regulator 31 was discharged from the polymer removing liquid supply nozzle 29 toward the surface of the substrate 3, and the flow rate was controlled to a predetermined flow rate by the flow rate regulator 42. The carrier gas is also discharged from the polymer removing liquid supply nozzle 29 toward the surface of the substrate 3.
  • the polymer removing liquid is sprayed by the carrier gas, and the sprayed polymer removing liquid is discharged from the polymer removing liquid supply nozzle 29. That is, in step S4, the two fluids of the polymer removing liquid and the carrier gas are discharged from the polymer removing liquid supply nozzle 29 toward the surface of the substrate 3.
  • the mixing ratio of the polymer removing liquid and the carrier gas can be adjusted by the flow rate regulators 31 and 42.
  • the polymer removing solution is an example of a cleaning solution.
  • step S4 causes the following changes on the surface of the substrate 3.
  • 7A and 7B are schematic views showing changes in the chemical treatment.
  • the liquid film of pure water 121 formed on the surface of the substrate 3 by the pre-wet treatment becomes the two fluids. It is swept away by 122 to form a liquid film 123 of the polymer removing liquid on the surface of the substrate 3. Then, the polymer particles 110 are separated from the substrate 3 by the chemical action of the polymer removing liquid. Further, since the polymer removing liquid has a large kinetic energy due to the ejection by the carrier gas, it gives a physical impact to the particles 110 and promotes the detachment of the particles 110 from the substrate 3. As a result, as shown in FIG.
  • the particles 110 are easily detached from the substrate 3.
  • the polymer removing liquid containing the particles 110 is guided to the outside of the outer circumference of the substrate 3 by the centrifugal force of the rotating substrate 3, is collected by the recovery cup 35, and is discharged to the outside from the drain 36. 2
  • the flow rate regulator 31 stops the discharge of the polymer removing liquid
  • the flow rate regulator 42 stops the discharge of the carrier gas.
  • a solid crosslinked 113 such as silicon oxide may be formed near the interface between the substrate 3 and the polymer particles 110 when the substrate 3 is transported to the processing chamber 15. Even in such a case, the particles 110 can be desorbed while removing the solid crosslink 113 by performing the chemical treatment using the two fluids 122.
  • the polymer removing liquid 124 when the polymer removing liquid 124 is simply supplied without using the carrier gas, the polymer removing liquid 124 is placed between the substrate 3 and the particles 110 depending on the hydrophilicity of the substrate 3. It may not penetrate sufficiently and a gap 129 may be formed.
  • the polymer removing liquid can be sufficiently permeated between the substrate 3 and the particles 110, and the removal rate of the particles 110 can be improved. it can.
  • the substrate processing apparatus 1 supplies pure water to the surface of the substrate 3 to perform the rinsing treatment of the substrate 3 (step S5).
  • the polymer removing liquid is washed away from the surface of the substrate 3, and a liquid film of pure water is formed on the surface of the substrate 3.
  • step S5 the control unit 14 moves the arm 22 by the nozzle moving mechanism 32 to move the pure water in a state where the board 3 is continuously rotated by rotating the turntable 17 at a predetermined rotation speed by the board rotating mechanism 19.
  • the supply nozzle 23 is arranged at a discharge position above the center of the substrate 3.
  • pure water whose flow rate is controlled to a predetermined flow rate by the flow rate regulator 25 is discharged from the pure water supply nozzle 23 toward the surface of the substrate 3.
  • the surface of the substrate 3 is rinsed with pure water.
  • the pure water supplied to the substrate 3 is shaken off to the outside of the outer circumference of the substrate 3 by the centrifugal force of the rotating substrate 3, collected by the recovery cup 35, and discharged to the outside from the drain 36.
  • the flow rate regulator 25 stops the discharge of pure water. Even after the discharge of pure water is stopped, the substrate 3 is continuously rotated to shake off the pure water from the surface of the substrate 3.
  • the substrate processing apparatus 1 performs a drying treatment of the substrate 3 for drying the surface of the substrate 3 (step S6).
  • step S6 the control unit 14 rotates the turntable 17 at a predetermined rotation speed higher than the first rotation speed, the second rotation speed, and the third rotation speed by the substrate rotation mechanism 19, thereby rotating the substrate.
  • the arm 22 is moved by the nozzle moving mechanism 32 to arrange the IPA supply nozzle 26 at the discharge position above the center of the substrate 3, and the flow rate regulator 28 moves the flow rate to a predetermined flow rate.
  • the controlled IPA is discharged from the IPA supply nozzle 26 toward the surface of the substrate 3. As a result, drying can be promoted and watermarks can be prevented from occurring. In this way, the surface of the substrate 3 can be dried.
  • the arm 22 pure water supply nozzle 23, IPA supply nozzle 26, polymer removal liquid supply nozzle 29
  • the arm 22 is moved and retracted to a standby position outside the outer circumference of the turntable 17. Let me do it.
  • the substrate processing device 1 delivers the substrate 3 from the substrate liquid processing device 10 to the substrate transfer device 9.
  • the control unit 14 raises the turntable 17 to a predetermined position by the substrate elevating mechanism 20.
  • the substrate 3 held by the turntable 17 is delivered to the substrate transfer device 9.
  • the board elevating mechanism 20 lowers the turntable 17 to a predetermined position.
  • the substrate 3 is cleaned by using the substrate processing device 1 in this way. Then, according to this embodiment, it is possible to improve the removal rate of the polymer such as the resist residue and the flying matter in the treatment chamber 15. Further, since the assist effect of the carrier gas can be obtained, a sufficient removal rate can be obtained even if the amount of the polymer removing liquid used is reduced.
  • the polymer removing liquid supply nozzle 29 may be reciprocated in the radial direction of the substrate 3. That is, the position where the polymer removing liquid of the substrate 3 is supplied may be changed in the radial direction.
  • the pressure at which the carrier gas collides with the substrate 3 may be changed.
  • the pressure at which the carrier gas collides with the substrate 3 may be reduced over time. Initially, by colliding the carrier gas with the substrate 3 at a high pressure within the range where the pattern formed on the surface of the substrate 3 does not collapse, the polymer removing liquid permeates more reliably between the particles 110 and the substrate 3. Can be made to. Therefore, after that, a sufficient removal rate can be obtained even if the pressure is lowered.
  • the pressure at which the carrier gas collides with the substrate 3 can be adjusted by, for example, the discharge pressure of the carrier gas. Further, the pressure can be reduced by separating the polymer removing liquid supply nozzle 29 from the surface of the substrate 3.
  • SC-1 treatment may be performed before the low humidity treatment (step S1).
  • the first experiment is an experiment relating to pre-wet treatment.
  • PSL particles having a particle size of 100 nm were adhered on a hydrophobic silicon nitride substrate, the flow rate of pure water and the rotation speed of the substrate were changed, and the difference in the removal rate of the PSL particles was confirmed.
  • the processing time is 60 seconds. The results are shown in Table 1.
  • the second experiment is an experiment relating to pre-wet treatment.
  • PSL particles having a particle size of 50 nm were adhered on a hydrophilic silicon substrate, the flow rate of pure water and the rotation speed of the substrate were changed, and the difference in the removal rate of the PSL particles was confirmed.
  • the processing time is 30 seconds. The results are shown in Table 2.
  • the third experiment is an experiment relating to pre-wet treatment.
  • PSL particles having a particle size of 50 nm were adhered on a hydrophilic silicon substrate, the flow rate of pure water and the rotation speed of the substrate were changed, and the difference in the removal rate of the PSL particles was confirmed.
  • the processing time is 30 seconds. The results are shown in Tables 3 and 4.
  • the fourth experiment is an experiment relating to low humidity treatment.
  • PSL particles having a particle size of 50 nm were adhered on a silicon substrate, left for 24 hours, and then rinsed with pure water in an atmosphere of two types of humidity to determine the difference in removal rate. confirmed.
  • the results are shown in Table 5.
  • the fifth experiment is an experiment relating to low humidity treatment.
  • silicon oxide particles having a particle size of 100 nm were adhered on a silicon substrate, left for 24 hours, and then two fluids of a polymer removing liquid (DHF) and a carrier gas were used in an atmosphere of two kinds of humidity. The cleaning was performed and the difference in removal rate was confirmed.
  • DHF polymer removing liquid
  • Table 6 The results are shown in Table 6.
  • the sixth experiment is an experiment relating to chemical treatment.
  • ozone water was used to form a chemical oxide film having a thickness of about 0.8 nm on the surface of the silicon substrate, and silicon oxide particles having a particle size of 100 nm were adhered onto the chemical oxide film for 3 hours.
  • the sample was prepared by leaving it to stand. Then, the sample was washed under two kinds of conditions (condition 6-1 and condition 6-2). These results are shown in FIG.
  • the horizontal axis of FIG. 10 shows the thickness (nm) of the chemical oxide film etched by the chemical treatment, and the vertical axis of FIG. 10 shows the removal rate (%) of silicon oxide particles.
  • the thickness of the chemical oxide film etched by the chemical treatment reflects the concentration of DHF used in the chemical treatment.
  • condition 6-2 the concentration of DHF used in the polymer removing solution was different, and the chemical solution treatment and the rinsing treatment were performed, and the difference in the removal rate was confirmed.
  • DHF was discharged at a flow rate of 1.5 L / min without using a carrier gas while rotating the substrate at a rotation speed of 1000 rpm for 30 seconds.
  • pure water was discharged at a flow rate of 1.5 L / min while rotating the substrate at a rotation speed of 1000 rpm for 30 seconds.
  • Substrate processing device 3 Substrate 29 Polymer removal fluid supply nozzle 30
  • Polymer removal fluid supply source 41
  • Carrier gas supply source 50
  • Gas discharge head 62
  • Low humidity gas supply source 110, 120 Particles 111 Bonding force 112
  • Water 113
  • Solid cross-linking 121
  • Pure water 122
  • Fluid 123
  • Liquid film 124
  • Polymer removal liquid 129 Gap

Landscapes

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Abstract

基板処理方法は、湿度が第１の湿度の処理室内に基板を搬送する工程と、前記基板を搬送した後、前記処理室内の湿度を前記第１の湿度よりも低い第２の湿度に下げる工程と、前記処理室内の湿度を前記第２の湿度に下げた後、前記基板を第１の回転速度で回転させながら、前記基板の表面に液体を供給する工程と、前記液体を供給した後、前記基板を前記第１の回転速度よりも高い第２の回転速度で回転させながら、前記基板の表面に洗浄液を供給する工程と、を有する。

Description

基板処理方法
　本開示は、基板処理方法に関する。
　従来、半導体部品やフラットパネルディスプレイなどを製造する際には、半導体ウエハや液晶基板などの基板に対してエッチング処理を施して回路パターン等を形成する。
　エッチング処理された基板は、表面にフッ素等の残留物が付着しているために、ポリマー除去液を用いて洗浄される（たとえば、特許文献１参照。）。
日本国特開２０１６－２９７０５号公報
　本開示は、洗浄効果を向上することができる基板処理方法を提供する。
　本開示の一態様による基板処理方法は、湿度が第１の湿度の処理室内に基板を搬送する工程と、前記基板を搬送した後、前記処理室内の湿度を前記第１の湿度よりも低い第２の湿度に下げる工程と、前記処理室内の湿度を前記第２の湿度に下げた後、前記基板を第１の回転速度で回転させながら、前記基板の表面に液体を供給する工程と、前記液体を供給した後、前記基板を前記第１の回転速度よりも高い第２の回転速度で回転させながら、前記基板の表面に洗浄液を供給する工程と、を有する。
　本開示によれば、洗浄効果を向上することができる。
図１は、基板処理装置を示す平面図である。 図２は、基板液処理装置を示す側面図である。 図３は、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４Ａは、低湿度処理における変化を示す模式図（その１）である。 図４Ｂは、低湿度処理における変化を示す模式図（その２）である。 図５Ａは、プリウェット処理における変化を示す模式図（その１）である。 図５Ｂは、プリウェット処理における変化を示す模式図（その２）である。 図６は、回転速度が高い場合に生じる現象の例を示す模式図である。 図７Ａは、薬液処理における変化を示す模式図（その１）である。 図７Ｂは、薬液処理における変化を示す模式図（その２）である。 図８は、固体架橋を示す模式図である。 図９は、キャリアガスを用いない場合に生じる現象の例を示す模式図である。 図１０は、２流体を用いた薬液処理の効果を示す図である。
　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。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て説明を省略することがある。本明細書において、下方とは鉛直下方を意味し、上方とは鉛直上方を意味する。
　（基板処理装置）
　まず、実施形態に係る基板処理方法の実施に好適な基板処理装置について説明する。図１は、基板処理装置を示す平面図である。
　図１に示すように、基板処理装置１は、前端部に搬入出部２を形成する。搬入出部２には、複数枚（たとえば、２５枚）の基板３（ここでは、半導体ウエハ）を収容したキャリア４が搬入及び搬出され、左右に並べて載置される。
　また、基板処理装置１は、搬入出部２の後部に搬送部５を形成する。搬送部５は、前側に基板搬送装置６を配置するとともに、後側に基板受渡台７を配置する。この搬送部５では、搬入出部２に載置されたいずれかのキャリア４と基板受渡台７との間で基板搬送装置６を用いて基板３を搬送する。
　さらに、基板処理装置１は、搬送部５の後部に処理部８を形成する。処理部８は、中央に前後に伸延する基板搬送装置９を配置するとともに、基板搬送装置９の左右両側に基板３を液処理するための基板液処理装置１０を前後に並べて配置する。この処理部８では、基板受渡台７と基板液処理装置１０との間で基板搬送装置９を用いて基板３を搬送し、基板液処理装置１０を用いて基板３の液処理を行う。
　（基板液処理装置）
　次に、基板液処理装置１０の詳細について説明する。図２は、基板液処理装置１０を示す側面図である。基板液処理装置１０は、図２に示すように、基板回転部１１と処理液供給部１２と処理液回収部１３とを有し、これらを制御部１４で制御している。ここで、基板回転部１１は、基板３を保持しながら回転させる。処理液供給部１２は、基板３に各種の処理液を供給する。処理液回収部１３は、各種の処理液を回収する。制御部１４は、基板処理装置１の全体を制御する。
　基板回転部１１は、処理室１５の内部略中央に上下に伸延させた回転軸１６を回転自在に設けている。回転軸１６の上端には、円板状のターンテーブル１７が水平に取付けられている。ターンテーブル１７の外周端縁には、３個の基板保持体１８が円周方向に等間隔をあけて取付けられている。
　また、基板回転部１１は、回転軸１６に基板回転機構１９と基板昇降機構２０を接続している。これらの基板回転機構１９及び基板昇降機構２０は、制御部１４で回転制御や昇降制御される。
　この基板回転部１１は、ターンテーブル１７の基板保持体１８で基板３を水平に保持する。また、基板回転部１１は、基板回転機構１９を駆動させることでターンテーブル１７に保持した基板３を回転させる。さらに、基板回転部１１は、基板昇降機構２０を駆動させることでターンテーブル１７や基板３を昇降させる。
　処理液供給部１２は、処理室１５に左右に水平に伸延させたガイドレール２１を設け、ガイドレール２１に前後に水平に伸延させたアーム２２を左右移動自在に設けている。アーム２２の先端下部左側には、純水供給ノズル２３が鉛直下向きに取付けられている。この純水供給ノズル２３には、純水供給源２４が流量調整器２５を介して接続されている。また、アーム２２の先端下部中央には、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）供給ノズル２６が鉛直下向きに取付けられている。このＩＰＡ供給ノズル２６には、ＩＰＡ供給源２７が流量調整器２８を介して接続されている。さらに、アーム２２の先端下部右側には、ポリマー除去液供給ノズル２９が鉛直下向きに取付けられている。このポリマー除去液供給ノズル２９には、ポリマー除去液供給源３０が流量調整器３１を介して接続されている。ポリマー除去液供給ノズル２９には、更に、キャリアガス供給源４１が流量調整器４２を介して接続されている。ポリマー除去液供給源３０が供給するポリマー除去液は、例えば希フッ酸（ＤＨＦ）を含む。キャリアガス供給源４１が供給するキャリアガスは、例えば窒素ガスである。各流量調整器２５，２８，３１，４２は、制御部１４で流量制御される。
　また、処理液供給部１２は、アーム２２にノズル移動機構３２を接続している。このノズル移動機構３２は、制御部１４で移動制御される。
　この処理液供給部１２は、ノズル移動機構３２を駆動させることで、アーム２２の先端部（純水供給ノズル２３、ＩＰＡ供給ノズル２６、ポリマー除去液供給ノズル２９）を基板３の外方部の待機位置と基板３の中央部の吐出位置との間で移動させる。また、処理液供給部１２は、流量調整器２５，２８，３１，４２を用いて純水供給ノズル２３、ＩＰＡ供給ノズル２６、ポリマー除去液供給ノズル２９から基板３に向けて純水、ＩＰＡ、ポリマー除去液とキャリアガスとの２流体を吐出させる。
　処理液回収部１３は、ターンテーブル１７の周囲に円環状の回収カップ３５を配置している。回収カップ３５の上端部には、ターンテーブル１７（基板３）よりも一回り大きいサイズの開口を形成している。また、回収カップ３５の下端部には、ドレイン３６を接続している。
　この処理液回収部１３は、基板３の表面に供給された処理液を回収カップ３５で回収し、ドレイン３６から外部へと排出する。
　基板処理装置１は、更に、処理室１５内に低湿度ガスを供給するガス吐出ヘッド５０を有する。ガス吐出ヘッド５０は、ターンテーブル１７の上方に、上下動可能に設けられている。ガス吐出ヘッド５０は、回収カップ３５の上部開口よりもわずかに小さい径の筒状をなす側壁５１と、側壁５１の上部開口を塞ぐように設けられ、ガス導入口５４が形成された上部プレート５２と、側壁５１の下部開口を塞ぐように設けられ、多数のガス吐出孔５３ａが形成された下部プレート５３とを有しており、内部に空間５５が形成されている。ガス吐出ヘッド５０は、例えば、ターンテーブル１７に近接した低湿度ガス吐出位置と、処理室１５の天壁直下の退避位置とに位置させることが可能となっている。
　ガス導入口５４には、低湿度ガス供給源６２が配管６１を介して接続されている。配管６１には開閉バルブ６４が設けられている。低湿度ガス供給源６２が供給する低湿度ガスは、例えば除湿して低露点にされた、乾燥清浄空気、乾燥清浄不活性ガスまたは乾燥清浄窒素ガスである。開閉バルブ６４は、制御部１４で制御される。低湿度ガスの湿度は１０％以下が好ましい。
　基板処理装置１は、以上に説明したように構成しており、制御部１４（コンピュータ）に設けた記憶媒体３７に記録された各種のプログラムにしたがって制御部１４で制御され、基板３の処理を行う。ここで、記憶媒体３７は、各種の設定データやプログラムを格納しており、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリや、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭやフレキシブルディスクなどのディスク状記憶媒体などの公知のもので構成される。
　（基板処理方法）
　基板処理装置１は、記憶媒体３７に記録された基板処理プログラムにしたがって以下に説明するようにエッチング処理された基板３に対して処理を行う。図３は、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。
　まず、基板処理装置１は、基板搬送装置９によって搬送される基板３を基板液処理装置１０で受け取る（ステップＳ１）。
　ステップＳ１では、制御部１４は、基板昇降機構２０によってターンテーブル１７を所定位置まで上昇させる。そして、基板搬送装置９から処理室１５の内部に搬送された１枚の基板３を基板保持体１８で水平に保持した状態で受け取る。そして、処理室１５のシャッター（図示せず）を閉じ、処理室１５を密閉する。その後、基板昇降機構２０によってターンテーブル１７を所定位置まで降下させる。なお、ステップＳ１では、アーム２２（純水供給ノズル２３、ＩＰＡ供給ノズル２６、ポリマー除去液供給ノズル２９）をターンテーブル１７の外周よりも外方の待機位置に退避させておく。基板３の搬送の際に、処理室１５内の湿度は、処理室１５が置かれた雰囲気の湿度（第１の湿度）となる。例えば、第１の湿度は４０％ＲＨ～４５％ＲＨである。
　次に、基板処理装置１は、処理室１５内の湿度を低下させる（ステップＳ２）。
　ステップＳ２では、制御部１４は、開閉バルブ６４を開状態とする。この結果、低湿度ガス供給源６２から配管６１を介してガス吐出ヘッド５０に低湿度ガスが供給され、ガス吐出孔５３ａから基板３に向けて低湿度ガスが吐出される。そして、処理室１５内の湿度が第１の温度よりも低い低湿度ガスの湿度（第２の湿度）となる。第２の湿度は、例えば１０％ＲＨ以下である。
　処理室１５内の湿度が低下することで、基板３の表面では次のような変化が生じる。図４Ａ及び図４Ｂは、低湿度処理における変化を示す模式図である。
　図４Ａに示すように、処理室１５内に搬送された基板３の表面には、レジスト残渣等のポリマーの粒子１１０が付着している。基板３と粒子１１０との間には、固体間の接合力１１１が作用している。また、４０％ＲＨ～４５％ＲＨ程度の第１の湿度のために、基板３と粒子１１０との界面近傍には、水蒸気に起因して水１１２が凝縮している。従って、基板３と粒子１１０との間には、接合力１１１の他に、水１１２による液架橋力も作用している。
　基板３の搬送後に処理室１５内の湿度が第２の湿度に低下すると、図４Ｂに示すように、水１１２が揮発する。この結果、水１１２による液架橋力が消失し、基板３と粒子１１０との間に作用する力は接合力１１１のみとなる。このような水１１２の揮発は１０％ＲＨ以下の湿度で生じやすい。従って、第２の湿度は、好ましくは１０％ＲＨ以下であり、より好ましくは５％ＲＨ以下であり、更に好ましくは１％ＲＨ以下である。
　低湿度ガスを供給している間に、基板回転機構１９によって所定の回転速度（第３の回転速度）でターンテーブル１７を回転させることで基板３を回転させてもよい。
　その後、低湿度ガスの供給を継続し、処理室１５内の湿度を第２の湿度に保持しながら、プリウェット処理を実施する（ステップＳ３）。
　ステップＳ３では、制御部１４は、ノズル移動機構３２によってアーム２２を移動させて純水供給ノズル２３を基板３の中心部上方の吐出位置に配置する。また、基板回転機構１９によって所定の回転速度（第１の回転速度）でターンテーブル１７を回転させることで基板３を回転させる。その後、流量調整器２５によって所定の流量に流量制御された純水を純水供給ノズル２３から基板３の表面（上面）に向けて吐出させる。基板３に供給された純水は回転する基板３の表面に沿って基板３の中央から外周端縁へ向けて濡れ広がり、基板３の表面に付着している粒子と基板３の表面との間に純水が浸透する。
　プリウェット処理（ステップＳ３）により、基板３の表面では次のような変化が生じる。図５Ａ及び図５Ｂは、プリウェット処理における変化を示す模式図である。
　図５Ａに示すように、基板３の表面には、ポリマーの粒子１１０だけでなく、未反応のレジストや、処理室１５内の飛来物等の比較的、脱離しやすい物質の粒子１２０も付着している。例えば、ポリスチレン（ＰＳＬ）の粒子が付着していることがある。プリウェット処理により純水１２１が基板３の表面に供給され、粒子１２０と基板３との間に純水が浸透すると、図５Ｂに示すように、粒子１２０は純水１２１に取り囲まれて、基板３から脱離する。粒子１２０を含んだ純水１２１は、回転する基板３の遠心力で基板３の外周外方へと導かれ、回収カップ３５で回収されてドレイン３６から外部に排出される。純水の供給を所定時間供給だけ継続した後に、流量調整器２５によって純水の吐出を停止させる。
　プリウェット処理（ステップＳ３）において、純水１２１が基板３の全体に濡れ広がる範囲内で、ターンテーブル１７の回転速度は低いほど好ましく、純水１２１の流量は小さいほど好ましい。ターンテーブル１７の回転速度が高すぎる場合、基板３に供給された純水１２１が、粒子１２０と基板３との間に浸透する前に、回転する基板３の遠心力で基板３の外周外方へ振り切られることがある。このため、図６に示すように、基板３と粒子１２０との界面近傍に隙間１２９が生じることがある。隙間１２９が生じると、隙間１２９の空気が脱離することができず、純水１２１が隙間１２９に浸透できないことがある。また、純水１２１の流量が大きすぎる場合、基板３に供給された純水１２１は、粒子１２０と基板３との間に隙間１２９を生じさせながら、液膜となって基板３を覆うことがある。その一方で、ターンテーブル１７の回転速度が低すぎたり、純水１２１の流量が小さすぎたりすると、基板３の撥水性によっては、純水１２１が基板３に撥かれて、純水１２１が十分に濡れ広がらないことがある。従って、純水１２１が基板３の全体に濡れ広がる範囲内で、ターンテーブル１７の回転速度は低いほど好ましく、純水１２１の流量は小さいほど好ましい。
　例えば、基板３がシリコン基板の場合、シリコン基板の親水性が高いため、回転速度は、好ましくは２００ｒｐｍ以下とし、より好ましくは１００ｒｐｍ以下とし、更に好ましくは１０ｒｐｍ以下とする。また、基板３がシリコン基板の場合、純水の流量は、好ましくは１．０Ｌ／分以下とし、より好ましくは５００ｍＬ／分以下とし、更に好ましくは１００ｍＬ／分以下とする。基板３が窒化シリコン基板の場合、窒化シリコン基板の親水性がシリコン基板の親水性より低いため、回転速度は２００ｒｐｍ以下とすることが好ましい。また、基板３が窒化シリコン基板の場合、純水の流量は５００ｍＬ／分以下とすることが好ましい。
　なお、プリウェット処理において、純水に代えてポリマー除去液、例えばＤＨＦを用いてもよい。また、純水に代えて、アンモニア水、ＩＰＡ、無機薬液、純水とＩＰＡとの混合液等を用いてもよい。純水、ＤＨＦ、アンモニア水、ＩＰＡ、無機薬液及び純水とＩＰＡとの混合液は、第１の回転速度で基板を回転させながら供給する液体の一例である。
　プリウェット処理（ステップＳ３）の後、ポリマー除去液を用いた薬液処理を行う（ステップＳ４）。
　ステップＳ４では、制御部１４は、基板回転機構１９によって、第１の回転速度より高い所定の回転速度（第２の回転速度）でターンテーブル１７を回転させることで基板３を回転させ続けた状態で、ノズル移動機構３２によってアーム２２を移動させてポリマー除去液供給ノズル２９を基板３の中心部上方の吐出位置に配置する。その後、流量調整器３１によって所定の流量に流量制御されたポリマー除去液をポリマー除去液供給ノズル２９から基板３の表面に向けて吐出させるとともに、流量調整器４２によって所定の流量に流量制御されたキャリアガスもポリマー除去液供給ノズル２９から基板３の表面に向けて吐出させる。この結果、キャリアガスによってポリマー除去液が噴霧化され、噴霧化されたポリマー除去液がポリマー除去液供給ノズル２９から吐出される。つまり、ステップＳ４では、ポリマー除去液供給ノズル２９からポリマー除去液とキャリアガスとの２流体を基板３の表面に向けて吐出させる。ポリマー除去液とキャリアガスとの混合比は、流量調整器３１及び４２により調整することができる。ポリマー除去液は、洗浄液の一例である。
　薬液処理（ステップＳ４）により、基板３の表面では次のような変化が生じる。図７Ａ及び図７Ｂは、薬液処理における変化を示す模式図である。
　図７Ａに示すように、ポリマー除去液とキャリアガスとの２流体１２２が基板３の表面に噴出されると、プリウェット処理で基板３の表面に形成された純水１２１の液膜が２流体１２２により押し流され、ポリマー除去液の液膜１２３が基板３の表面に形成される。そして、ポリマー除去液の化学作用により、ポリマーの粒子１１０が基板３から脱離していく。また、ポリマー除去液はキャリアガスによる噴出により大きな運動エネルギを有しているため、粒子１１０に物理的な衝撃を付与し、粒子１１０の基板３からの脱離を促進する。この結果、図７Ｂに示すように、粒子１１０は基板３から容易に脱離する。粒子１１０を含んだポリマー除去液は、回転する基板３の遠心力で基板３の外周外方へと導かれ、回収カップ３５で回収されてドレイン３６から外部に排出される。２流体１２２の供給を所定時間だけ継続した後に、流量調整器３１によってポリマー除去液の吐出を停止させ、流量調整器４２によりキャリアガスの吐出を停止させる。
　なお、図８に示すように、処理室１５に搬送された時に基板３とポリマーの粒子１１０との界面近傍に、酸化シリコン等の固体架橋１１３が生じていることもある。このような場合であっても、２流体１２２を用いた薬液処理を行うことにより、固体架橋１１３を除去しながら粒子１１０を脱離させることができる。
　また、図９に示すように、キャリアガスを用いずにポリマー除去液１２４を供給しただけの場合には、基板３の親水性によっては、ポリマー除去液１２４が基板３と粒子１１０との間に十分に浸透せず、隙間１２９が生成することがある。これに対し、本実施形態のようにキャリアガスを含む２流体１２２を用いることで、ポリマー除去液を基板３と粒子１１０との間に十分に浸透させ、粒子１１０の除去率を向上することができる。
　次に、基板処理装置１は、基板３の表面に純水を供給して基板３のリンス処理を行う（ステップＳ５）。これにより、基板３の表面からポリマー除去液が押し流され、基板３の表面に純水の液膜が形成される。
　ステップＳ５では、制御部１４は、基板回転機構１９によって所定の回転速度でターンテーブル１７を回転させることで基板３を回転させ続けた状態で、ノズル移動機構３２によってアーム２２を移動させて純水供給ノズル２３を基板３の中心部上方の吐出位置に配置する。その後、流量調整器２５によって所定流量に流量制御された純水を純水供給ノズル２３から基板３の表面に向けて吐出させる。これにより、基板３の表面が純水でリンスされる。基板３に供給された純水は、回転する基板３の遠心力で基板３の外周外方へ振り切られ、回収カップ３５で回収されてドレイン３６から外部に排出される。純水を所定時間供給した後に、流量調整器２５によって純水の吐出を停止させる。なお、純水の吐出を停止させた後も基板３を回転させ続けて、基板３の表面から純水を振り切る。
　次に、基板処理装置１は、基板３の表面を乾燥させる基板３の乾燥処理を行う（ステップＳ６）。
　このステップＳ６では、制御部１４は、基板回転機構１９によって、第１の回転速度、第２の回転速度及び第３の回転速度よりも高い所定の回転速度でターンテーブル１７を回転させることで基板３を回転させ続ける。基板３の表面が疎水性の場合には、ノズル移動機構３２によってアーム２２を移動させてＩＰＡ供給ノズル２６を基板３の中心部上方の吐出位置に配置し、流量調整器２８によって所定流量に流量制御されたＩＰＡをＩＰＡ供給ノズル２６から基板３の表面に向けて吐出させる。これにより、乾燥を促進するとともにウォーターマークの発生を防止することができる。このようにして、基板３の表面を乾燥することができる。なお、ＩＰＡの供給を行わない場合は、アーム２２（純水供給ノズル２３、ＩＰＡ供給ノズル２６、ポリマー除去液供給ノズル２９）を移動させてターンテーブル１７の外周よりも外方の待機位置に退避させておく。
　その後、基板処理装置１は、基板３を基板液処理装置１０から基板搬送装置９へ受け渡す。この際に、制御部１４は、基板昇降機構２０によってターンテーブル１７を所定位置まで上昇させる。そして、ターンテーブル１７で保持した基板３を基板搬送装置９に受け渡す。その後、基板昇降機構２０によってターンテーブル１７を所定位置まで降下させる。
　本実施形態では、このように、基板処理装置１を用いて、基板３の洗浄を行う。そして、本実施形態によれば、レジスト残渣等のポリマーや、処理室１５内の飛来物等の除去率を向上することができる。また、キャリアガスによるアシスト効果が得られるため、ポリマー除去液の使用量を減らしても十分な除去率を得ることができる。
　薬液処理（ステップＳ４）中に、ポリマー除去液供給ノズル２９を基板３の半径方向で往復させてもよい。つまり、基板３のポリマー除去液が供給される位置を半径方向で変化させてもよい。
　薬液処理（ステップＳ４）中に、キャリアガスが基板３に衝突する際の圧力を変化させてもよい。例えば、時間の経過につれてキャリアガスが基板３に衝突する際の圧力を下げてもよい。初期に、基板３の表面に形成されているパターンが倒れない範囲で、高い圧力でキャリアガスを基板３に衝突させることで、粒子１１０と基板３との間にポリマー除去液をより確実に浸透させることができる。このため、その後は、圧力を下げても十分な除去率を得ることができる。キャリアガスが基板３に衝突する際の圧力は、例えばキャリアガスの吐出圧力により調整することができる。また、ポリマー除去液供給ノズル２９を基板３の表面から離間していくことで、圧力を下げていくこともできる。
　また、低湿度処理（ステップＳ１）の前にＳＣ－１処理を行ってもよい。
　以下、本開示に関する実験について説明する。
　（第１の実験）
　第１の実験は、プリウェット処理に関する実験である。第１の実験では、粒径が１００ｎｍのＰＳＬ粒子を疎水性の窒化シリコン基板上に付着させ、純水の流量及び基板の回転速度を変化させて、ＰＳＬ粒子の除去率の相違を確認した。処理時間は６０秒間である。この結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、純水の流量が小さく、回転速度が低いほど、優れた除去率が得られた。
　（第２の実験）
　第２の実験は、プリウェット処理に関する実験である。第２の実験では、粒径が５０ｎｍのＰＳＬ粒子を親水性のシリコン基板上に付着させ、純水の流量及び基板の回転速度を変化させて、ＰＳＬ粒子の除去率の相違を確認した。処理時間は３０秒間である。この結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、第１の実験と同様に、純水の流量が小さく、回転速度が低いほど、優れた除去率が得られた。
　（第３の実験）
　第３の実験は、プリウェット処理に関する実験である。第３の実験では、粒径が５０ｎｍのＰＳＬ粒子を親水性のシリコン基板上に付着させ、純水の流量及び基板の回転速度を変化させて、ＰＳＬ粒子の除去率の相違を確認した。処理時間は３０秒間である。この結果を表３及び表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表３及び表４に示すように、第１、第２の実験と同様に、純水の流量が小さく、回転速度が低いほど、優れた除去率が得られた。例えば、回転速度が２００ｒｐｍ以下の場合に５０％以上の除去率が得られた。回転速度が５０ｒｐｍ以下の場合に８５％以上の除去率が得られた。回転速度が１００ｒｐｍの場合に９０％以上の除去率が得られた。
　（第４の実験）
　第４の実験は、低湿度処理に関する実験である。第４の実験では、粒径が５０ｎｍのＰＳＬ粒子をシリコン基板上に付着させ、２４時間放置した後に、２種類の湿度の雰囲気下で純水を用いたリンス処理を行い、除去率の相違を確認した。この結果を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表５に示すように、リンス条件（回転速度及び純水の流量）が同一であれば、湿度が低いほど、優れた除去率が得られた。
　（第５の実験）
　第５の実験は、低湿度処理に関する実験である。第５の実験は、粒径が１００ｎｍの酸化シリコン粒子をシリコン基板上に付着させ、２４時間放置した後に、２種類の湿度の雰囲気下でポリマー除去液（ＤＨＦ）及びキャリアガスの２流体を用いた洗浄を行い、除去率の相違を確認した。この結果を表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表６に示すように、洗浄条件（回転速度、ポリマー除去の流量及びキャリアガスの流量）が同一であれば、湿度が低いほど、優れた除去率が得られた。
　（第６の実験）
　第６の実験は、薬液処理に関する実験である。第６の実験では、オゾン水を用いてシリコン基板の表面に厚さが０．８ｎｍ程度のケミカル酸化膜を形成し、粒径が１００ｎｍの酸化シリコン粒子をケミカル酸化膜上に付着させ、３時間放置して、試料を作製した。そして、２種類の条件（条件６－１、条件６－２）で、試料の洗浄を行った。これらの結果を図１０に示す。図１０の横軸は、薬液処理でエッチングされたケミカル酸化膜の厚さ（ｎｍ）を示し、図１０の縦軸は、酸化シリコン粒子の除去率（％）を示す。薬液処理でエッチングされたケミカル酸化膜の厚さは、薬液処理に用いられるＤＨＦの濃度を反映する。
　条件６－１では、ポリマー除去液に用いるＤＨＦの濃度を異ならせ、上記の実施形態に倣って、プリウェット処理と、２流体を用いた薬液処理と、リンス処理とを行い、除去率の相違を確認した。プリウェット処理では、３０秒間、基板を１０００ｒｐｍの回転速度で回転させながら、１．５Ｌ／分の流量で純水を吐出した。薬液処理の時間は３０秒間である。薬液処理では、基板の回転速度を２００ｒｐｍ、ＤＨＦの流量を１００ｍＬ／分、キャリアガスの流量を５７Ｌ／分とした。リンス処理では、５秒間、基板を１０００ｒｐｍの回転速度で回転させながら、１．５Ｌ／分の流量で純水を吐出した。
　条件６－２では、ポリマー除去液に用いるＤＨＦの濃度を異ならせ、薬液処理と、リンス処理とを行い、除去率の相違を確認した。薬液処理では、３０秒間、基板を１０００ｒｐｍの回転速度で回転させながら、１．５Ｌ／分の流量でＤＨＦを、キャリアガスを用いずに吐出した。リンス処理では、３０秒間、基板を１０００ｒｐｍの回転速度で回転させながら、１．５Ｌ／分の流量で純水を吐出した。
　図１０に示すように、条件６－１では、概ね５０．０％以上の除去率が得られた。一方、条件６－２では、除去率は１０．０％未満であった。この結果から、条件６－１では、下地であるケミカル酸化膜の除去の進行に付随して酸化シリコン粒子の除去が徐々に進行したのに対し、条件６－２では、ケミカル酸化膜の除去の進行の程度とは関係なく、２流体を用いた薬液処理により酸化シリコンの除去が進行したと考えられる。
　以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
　本出願は、２０１９年５月２３日に日本国特許庁に出願した特願２０１９－０９７１５７号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１９－０９７１５７号の全内容を本出願に援用する。
　１　基板処理装置
　３　基板
　２９　ポリマー除去液供給ノズル
　３０　ポリマー除去液供給源
　４１　キャリアガス供給源
　５０　ガス吐出ヘッド
　６２　低湿度ガス供給源
　１１０、１２０　粒子
　１１１　接合力
　１１２　水
　１１３　固体架橋
　１２１　純水
　１２２　２流体
　１２３　液膜
　１２４　ポリマー除去液
　１２９　隙間

Claims (10)

  1. 　湿度が第１の湿度の処理室内に基板を搬送する工程と、
    　前記基板を搬送した後、前記処理室内の湿度を前記第１の湿度よりも低い第２の湿度に下げる工程と、
    　前記処理室内の湿度を前記第２の湿度に下げた後、前記基板を第１の回転速度で回転させながら、前記基板の表面に液体を供給する工程と、
    　前記液体を供給した後、前記基板を前記第１の回転速度よりも高い第２の回転速度で回転させながら、前記基板の表面に洗浄液を供給する工程と、
    　を有する、基板処理方法。
  2. 　前記第２の湿度は１０％ＲＨ以下である、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 　前記処理室内の湿度を前記第２の湿度に下げる工程は、前記基板を第３の回転速度で回転させる工程を有する、請求項１又は２に記載の基板処理方法。
  4. 　前記処理室内の湿度を前記第２の湿度に保持しながら、前記基板の表面に前記液体を供給する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  5. 　前記第１の回転速度は２００ｒｐｍ以下である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  6. 　前記液体を１．０Ｌ／分以下の流量で供給する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  7. 　前記洗浄液を供給する工程は、前記基板の前記洗浄液が供給される位置を半径方向で変化させる工程を有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  8. 　前記洗浄液は希フッ酸を含む、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  9. 　前記洗浄液を供給する工程は、前記洗浄液をキャリアガスと混合して２流体のスプレーを前記基板の表面に吐出する工程を有する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  10. 　前記洗浄液を供給する工程は、時間の経過につれて前記キャリアガスが前記基板に衝突する際の圧力を下げる工程を有する、請求項９に記載の基板処理方法。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6384119A (ja) * 1986-09-29 1988-04-14 Tokyo Electron Ltd 基板の洗浄方法
JP2004349501A (ja) * 2003-05-22 2004-12-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP2007134673A (ja) * 2005-10-14 2007-05-31 Sony Corp 基板の処理方法
JP2007263485A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Tokyo Electron Ltd 基板処理方法，記録媒体及び基板処理装置
JP2008108830A (ja) * 2006-10-24 2008-05-08 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 二流体ノズルユニットおよびそれを用いた基板処理装置
JP2009200365A (ja) * 2008-02-23 2009-09-03 Sony Corp 基板の処理方法
JP2010086072A (ja) * 2008-09-29 2010-04-15 Toshiba Corp コンピュータシステムおよび修正パッチ確認／適用方法
JP2012054269A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Elpida Memory Inc 半導体洗浄方法および半導体洗浄装置
JP2012231116A (ja) * 2011-04-15 2012-11-22 Tokyo Electron Ltd 液処理方法、液処理装置および記憶媒体
JP2017157800A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 東京エレクトロン株式会社 液処理方法、基板処理装置、及び記憶媒体
JP2018056206A (ja) * 2016-09-26 2018-04-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP2018056223A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6411172B2 (ja) 2014-10-24 2018-10-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6384119A (ja) * 1986-09-29 1988-04-14 Tokyo Electron Ltd 基板の洗浄方法
JP2004349501A (ja) * 2003-05-22 2004-12-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP2007134673A (ja) * 2005-10-14 2007-05-31 Sony Corp 基板の処理方法
JP2007263485A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Tokyo Electron Ltd 基板処理方法，記録媒体及び基板処理装置
JP2008108830A (ja) * 2006-10-24 2008-05-08 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 二流体ノズルユニットおよびそれを用いた基板処理装置
JP2009200365A (ja) * 2008-02-23 2009-09-03 Sony Corp 基板の処理方法
JP2010086072A (ja) * 2008-09-29 2010-04-15 Toshiba Corp コンピュータシステムおよび修正パッチ確認／適用方法
JP2012054269A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Elpida Memory Inc 半導体洗浄方法および半導体洗浄装置
JP2012231116A (ja) * 2011-04-15 2012-11-22 Tokyo Electron Ltd 液処理方法、液処理装置および記憶媒体
JP2017157800A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 東京エレクトロン株式会社 液処理方法、基板処理装置、及び記憶媒体
JP2018056206A (ja) * 2016-09-26 2018-04-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP2018056223A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置

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