JP2004146594A

JP2004146594A - Substrate processing system and processing method

Info

Publication number: JP2004146594A
Application number: JP2002309783A
Authority: JP
Inventors: Akio Hashizume; 橋詰　彰夫; Hiroaki Sugimoto; 杉本　洋昭; Hirotaka Tsujikawa; 辻川　裕貴
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-05-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing technology in which organic materials are removed efficiently. <P>SOLUTION: A step for supplying a rotating substrate W with removing liquid (step S1), and a step for cutting the removing liquid by stopping supply of the removing liquid and turning the substrate W (step S2) are repeated a specified number of times. Since new removing liquid is supplied again onto the surface of the substrate W after old removing liquid is cut, surface of the substrate W touches new removing liquid constantly, and thereby reaction products adhering to the substrate W are removed efficiently. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）に付着した有機物、例えばレジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーを除去液によって除去する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては半導体ウエハなどの基板上に形成されたアルミニウムや銅などの金属の薄膜（金属膜）が、パターン化されたレジスト膜をマスクとしてエッチングされて半導体素子の配線とされる工程がある。
【０００３】
このエッチング工程は例えばＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ／反応性イオンエッチング）等の、ドライエッチングにより実行される。
【０００４】
このようなドライエッチングで使用される反応性イオンのパワーは極めて強いことから、金属膜のエッチングが完了する時点においてはレジスト膜も一定の割合で変化し、その一部がポリマー等の反応生成物に変質して金属膜の側壁に堆積する。この反応生成物は後続するレジスト除去工程では除去されないことから、レジスト除去工程を実行する前または後に、この反応生成物を除去する必要がある。
【０００５】
このため、従来、ドライエッチング工程の後またはレジスト除去工程の後には、反応生成物を除去する作用を有する除去液を基板に対して供給することにより、金属膜の側壁に堆積した反応生成物を除去した後、この基板を純水で洗浄し、さらにこの純水を振り切り乾燥する反応生成物の除去処理を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１２４５０２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、一般に除去液によって反応生成物を除去する効率が低く、反応生成物の除去処理時間が長くなるとともに、使用する除去液量も多くなるという問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、有機物を効率よく除去することができる基板処理技術を提供することを目的とする。また、本発明は基板表面に形成された薄膜を効率よくエッチングすることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に付着した有機物を、該有機物の除去液によって除去する基板処理装置において、有機物が付着した基板を保持して回転する保持回転手段と、前記保持回転手段に保持された基板に前記除去液を供給する除去液供給手段と、前記保持回転手段および前記除去液供給手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段に、回転される基板に前記除去液を供給することと、前記除去液の供給を停止して当該基板を回転させることによって前記除去液の液切りを行うこととを繰り返すように、前記保持回転手段および前記除去液供給手段を制御させている。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記制御手段に、前記除去液を供給するときの基板の回転数よりも前記液切りを行うときの基板の回転数が多くなるように前記保持回転手段を制御させている。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明にかかる基板処理装置において、前記除去液を供給するときの基板の回転数を０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下とし、前記液切りを行うときの基板の回転数を１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下としている。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、前記制御手段に、除去液の種類に応じて基板に当該除去液を供給するときの供給流量を変化させるように前記除去液供給手段を制御させている。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、前記制御手段に、除去液の種類に応じて基板に当該除去液を供給するときの基板の回転数を変化させるように前記保持回転手段を制御させている。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、前記除去液供給手段に、除去液を吐出する吐出ノズル本体部と、前記吐出ノズル本体部を前記保持回転手段に保持された基板と略平行に移動させる移動手段と、を含ませ、前記制御手段に、除去液の種類に応じて基板に当該除去液を供給するときの前記吐出ノズル本体部の吐出位置が変化するように前記移動手段を制御させている。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、基板に付着した前記有機物を、基板上に形成されたレジスト膜が変質して生じた反応生成物としている。
【００１６】
また、請求項８の発明は、請求項７の発明にかかる基板処理装置において、前記反応生成物を、前記レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーとしている。
【００１７】
また、請求項９の発明は、基板に付着した有機物を、該有機物の除去液によって除去する基板処理方法において、有機物が付着した基板を回転させつつ、当該基板に除去液を供給する除去液供給工程と、前記除去液の供給を停止して当該基板を回転させることによって前記除去液の液切りを行う液切り工程と、前記除去液供給工程と前記液切り工程とを繰り返す繰り返し工程と、を備える。
【００１８】
また、請求項１０の発明は、請求項９の発明にかかる基板処理方法において、前記除去液供給工程での基板の回転数よりも前記液切り工程での基板の回転数を多くしている。
【００１９】
また、請求項１１の発明は、請求項１０の発明にかかる基板処理方法において、前記除去液供給工程での基板の回転数を０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下とし、前記液切り工程での基板の回転数を１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下としている。
【００２０】
また、請求項１２の発明は、請求項９から請求項１１のいずれかの発明にかかる基板処理方法において、基板に付着した前記有機物を、基板上に形成されたレジスト膜が変質して生じた反応生成物としている。
【００２１】
また、請求項１３の発明は、請求項１２の発明にかかる基板処理方法において、前記反応生成物を、前記レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーとしている。
【００２２】
また、請求項１４の発明は、基板表面に形成された薄膜を、該薄膜のエッチング液によってエッチング処理を行う基板処理装置において、薄膜が形成された基板を保持して回転する保持回転手段と、前記保持回転手段に保持された基板に前記エッチング液を供給するエッチング液供給手段と、前記保持回転手段および前記エッチング液供給手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段に、回転される基板に前記エッチング液を供給することと、前記エッチング液の供給を停止して当該基板を回転させることによって前記エッチング液の液切りを行うこととを繰り返すように、前記保持回転手段および前記エッチング液供給手段を制御させている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下の実施形態において、基板とは半導体基板であり、より詳しくはシリコン基板である。また、当該基板は薄膜を有する。該薄膜は金属膜または絶縁膜である。金属膜を構成する金属としては銅やアルミニウム、チタン、タングステンおよび、これらの混合物がある。絶縁膜としては前記金属の酸化膜や窒化膜およびシリコン酸化膜やシリコン窒化膜、有機絶縁膜、低誘電体層間絶縁膜がある。なお、ここでいう薄膜とは、薄膜が形成された基板に対して垂直方向の断面において高さ寸法が底部の長さより短いものはもちろん、高さ寸法が底部の長さより長いものも含む。従って、基板上で部分的に形成されている膜や配線など、基板に向って見たとき線状や島状に存在するものも薄膜に含まれる。
【００２４】
この薄膜を、パターン化されたレジスト膜をマスクとしてドライエッチングする工程を経た基板にはドライエッチングによってレジストや薄膜に由来する反応生成物であるポリマーが生成されている。
【００２５】
以下の実施形態における基板処理とは、基板から有機物を除去する有機物除去処理、またはレジスト膜が変質して生じた反応生成物を基板から除去する反応生成物除去処理である。より具体的には、前記ポリマーが生成された基板からポリマーを除去するポリマー除去処理である。
【００２６】
また、以下、基板から脱落したポリマーを汚染物質と表記する場合もある。
【００２７】
また、以下の実施形態における除去液とはポリマー除去液である。ポリマー除去液はポリマーのみを選択的に除去する液であり、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等、有機アミンを含む有機アミン系除去液、フッ化アンモンを含むフッ化アンモン系除去液、無機系の除去液がある。
【００２８】
有機アミン系の除去液としてはモノエタノールアミンと水とアロマティックトリオールとの混合溶液、２−（２−アミノエトキシ）エタノールとヒドロキシアミンとカテコールとの混合溶液、アルカノールアミンと水とジアルキルスルホキシドとヒドロキシアミンとアミン系防食剤の混合溶液、アルカノールアミンとグライコールエーテルと水との混合溶液、ジメチルスルホキシドとヒドロキシアミンとトリエチレンテトラミンとピロカテコールと水の混合溶液、水とヒドロキシアミンとピロガロールとの混合溶液、２−アミノエタノールとエーテル類と糖アルコール類との混合溶液、２−（２−アミノエトキシ）エタノールとＮとＮ−ジメチルアセトアセトアミドと水とトリエタノールアミンとの混合溶液がある。
【００２９】
フッ化アンモン系の除去液としては、有機アルカリと糖アルコールと水との混合溶液、フッ素化合物と有機カルボン酸と酸・アミド系溶剤との混合溶液、アルキルアミドと水とフッ化アンモンとの混合溶液、ジメチルスルホキシドと２−アミノエタノールと有機アルカリ水溶液と芳香族炭化水素との混合溶液、ジメチルスルホキシドとフッ化アンモンと水との混合溶液、フッ化アンモンとトリエタノールアミンとペンタメチルジエチレントリアミンとイミノジ酢酸と水の混合溶液、グリコールと硫酸アルキルと有機塩と有機酸と無機塩の混合溶液、アミドと有機塩と有機酸と無機塩との混合溶液、アミドと有機塩と有機酸と無機塩との混合溶液がある。
【００３０】
無機系の除去液としては水と燐酸誘導体との混合溶液がある。
【００３１】
＜１．基板処理装置の構成＞
以下、図面を参照しつつ本発明にかかる基板処理装置の実施形態について説明する。図１、図２は基板処理装置１の構成を示す図である。なお、図１は図２のＩ−Ｉ断面図であるが、便宜上一部ハッチングを省略している。基板処理装置１は図１に示すように断面が略コの字状で、上面視では図２のように中央部分に開口を有する略リング状のカップ３と、図１のようにカップ３の開口を通じて鉛直方向に立設され、基板Ｗを保持して回転する保持回転手段５と、保持回転手段５に保持されている基板Ｗに対して除去液を供給する除去液ノズル７と、同じく保持回転手段５に保持されている基板Ｗに対して純水を供給する純水ノズル９とを有する。また、基板処理装置１は保持回転手段５に保持されている基板Ｗの裏面に対して純水を供給する裏面洗浄ノズル１１も有する。
【００３２】
カップ３は底部に複数の排出口４を有する。そして、基板Ｗに供給された液体の剰余分はカップ３の内壁を伝って排出口４に至り、該排出口４から装置外に排出される。
【００３３】
保持回転手段５は不図示の機枠に固定され、鉛直方向に配された駆動軸を有するスピンモータ１３とスピンモータ１３の駆動軸に固定されたスピン軸１４と、スピン軸１４の頂部に設けられた基板保持部材としてのバキュームチャック１５とを有する。バキュームチャック１５は上面に基板を吸着する吸着面を有し、吸着面は上面視で基板Ｗの面積よりも小さい。本実施形態ではバキュームチャックは略円柱状部材であり、上部の吸着面は円形である。このバキュームチャック１５は上面の吸着面に不図示の吸着孔を有し、該吸着孔からエアを吸引する。そして、バキュームチャック１５上に載置された基板Ｗは前記吸着孔からのエアの吸引により保持される。このようにバキュームチャック１５は基板Ｗの裏面のみと接触して基板Ｗを保持している。このような保持回転手段５ではバキュームチャック１５上に載置された基板Ｗをバキュームチャック１５による吸着で保持し、スピンモータ１３を駆動することで前記バキュームチャック１５上に保持した基板Ｗを鉛直方向に沿った軸７１を回転中心として回転させる。
【００３４】
除去液ノズル７は、不図示の機枠に固定され、鉛直方向に配された駆動軸を有する第１回動モータ１７と第１回動モータ１７の駆動軸に固定された第１回動軸１９と、第１回動軸１９の頂部に接続された第１アーム２１とを有する。第１アーム２１の先端には除去液ノズル本体２３が設けられている。除去液ノズル本体２３には軸線方向が基板Ｗの上面に向かう第１通孔２９が開けられ、第１通孔２９には第１チューブ２７が接続されている。また、第１通孔２９内には第１通孔２９内を通過する除去液と接触する位置に第１振動子２５が設けられている。
【００３５】
第１回動モータ１７が第１アーム２１を軸７３を中心に矢印７９のように回動させると、除去液ノズル本体２３が保持回転手段５に保持されている基板Ｗと平行に移動する。また、第１通孔２９は第１アーム２１が軸７３を中心に矢印７９のように回動したとき、図２のように第１通孔２９から噴射される除去液８１の基板Ｗに対する到達点が基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８５のように円弧状に基板Ｗを移動するように設けられている。
【００３６】
なお、除去液ノズル７は基板Ｗの表面を含む面に対して交わる方向に除去液を噴射する。すなわち、除去液ノズル７から噴射される除去液の方向と基板表面とがなす角は０度より大きく９０度以下である。換言すると基板Ｗに対して除去液ノズル７は直交方向または斜め上方から除去液を噴射する。なお、好ましくは前記噴射される除去液の方向と基板表面とがなす角は３０度以上６０度以下で、より好ましくは４５度である。
【００３７】
第１チューブ２７は第１通孔２９に対して除去液を供給する。第１振動子２５は後述の発振器６７からの電気信号により振動し、第１通孔２９を通る除去液に対して超音波を付与する。このような除去液ノズル７では第１回動モータ１７が第１回動軸１９を回動させることにより、第１アーム２１が軸７３を中心に回動する。これにより、図２のように除去液ノズル７から噴射される除去液８１の基板Ｗに対する到達点は基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８５のように円弧状に基板Ｗを移動する。そして基板Ｗに対しては超音波が付与された除去液を供給することができる。
【００３８】
純水ノズル９は、不図示の機枠に固定され、鉛直方向に配された駆動軸を有する第２回動モータ３１と第２回動モータ３１の駆動軸に固定された第２回動軸３３と、第２回動軸３３の頂部に接続された第２アーム３５とを有する。第２アーム３５の先端には純水ノズル本体３７が設けられている。純水ノズル本体３７には軸線方向が基板Ｗの上面に向かう第２通孔４３が開けられ、第２通孔４３には第２チューブ４１が接続されている。また、第２通孔４３内には第２通孔４３内を通過する純水と接触する位置に第２振動子３９が設けられている。
【００３９】
第２回動モータ３１が第２アーム３５を軸７５を中心に矢印７７のように回動させると、純水ノズル本体３７が保持回転手段５に保持されている基板Ｗと平行に移動する。また、第２通孔４３は第２アーム３５が軸７５を中心に矢印７７のように回動したとき、図２のように第２通孔４３から噴射される純水８３の基板Ｗに対する到達点が基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８７のように円弧状に基板Ｗを移動するように設けられている。
【００４０】
なお、純水ノズル９は基板Ｗの表面を含む面に対して交わる方向に純水を噴射する。すなわち、純水ノズル９から噴射される純水の方向と基板表面とがなす角は０度より大きく９０度以下である。換言すると基板Ｗに対して純水ノズル７は直交方向または斜め上方から純水を噴射する。なお、好ましくは前記噴射される純水の方向と基板表面とがなす角は３０度以上６０度以下で、より好ましくは４５度である。
【００４１】
第２チューブ４１は第２通孔４３に対して純水を供給する。第２振動子３９は後述の発振器６７からの電気信号により振動し、第２通孔４３を通る純水に対して超音波を付与する。このような純水ノズル９では第２回動モータ３１が第２回動軸３３を回動させることにより、第２アーム３５が軸７５を中心に回動する。これにより、図２のように純水ノズル９から噴射される純水８３の基板Ｗに対する到達点は基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８７のように円弧状に基板Ｗを移動する。そして基板Ｗに対しては超音波が付与された純水を供給することができる。
【００４２】
裏面洗浄ノズル１１はカップ３を貫通して基板Ｗの裏面に向って略鉛直方向に伸びる管状の部材で、後述の裏面洗浄弁６５を通じて純水が供給される。これによって、基板Ｗの裏面に対して純水を噴射することができる。
【００４３】
次に図３に従って除去液ノズル７への除去液供給系について、また、純水ノズル９、裏面洗浄ノズル１１への純水供給系９１について説明する。除去液供給系８９は装置外の除去液源４５から除去液を汲み出す除去液ポンプ４７と、除去液ポンプ４７によって汲み出された除去液を所定温度に加熱または冷却することで除去液の温度を調節する温調器５１と、温調器５１で温度調節された除去液から汚染物質をフィルタリングするフィルタ４９と、フィルタリングされた除去液の除去液ノズル７への流路を開閉する除去液ノズル弁５３とを有する。このような構成によって除去液供給系８９は温調器５１によって所定温度に温度調節され、フィルタ４９で清浄化された除去液を除去液ノズル７に供給できる。
【００４４】
純水供給系９１は装置外の純水源５５から純水を汲み出す純水ポンプ５７と、純水ポンプ５７によって汲み出された純水を所定温度に加熱または冷却することで純水の温度を調節する温調器６１と、温調器６１によって温度調節された純水から汚染物質をフィルタリングするフィルタ５９と、フィルタリングされた純水の純水ノズル９への流路を開閉する純水ノズル弁６３と、同じくフィルタ５９によってフィルタリングされた純水の裏面洗浄ノズル１１への流路を開閉する裏面洗浄弁６５とを有する。このような構成によって純水供給系９１は温調器６１によって所定温度に温度調節され、フィルタ５９で清浄化された純水を純水ノズル９および裏面洗浄ノズル１１に供給できる。
【００４５】
次に同じく図３に従って超音波付与手段９３について説明する。超音波付与手段９３は除去液ノズル７内に設けられた第１振動子２５と第１振動子２５に対して電気信号を送信して第１振動子２５を振動させる発振器６７とを有する。このような構成によって、超音波付与手段９３は除去液ノズル７から基板Ｗに供給されるべき除去液に超音波を付与する。また、超音波付与手段９３は純水ノズル９内に設けられた第２振動子３９を有し、第２振動子３９は発振器６７から送信される電気信号によって振動する。このような構成によって超音波付与手段９３は純水ノズル９から基板Ｗに供給されるべき純水に超音波を付与する。
【００４６】
このように超音波を付与した除去液または超音波を付与した純水を基板Ｗに供給できるので、反応生成物の除去をより迅速に行うことができ、スループットが向上する。なお、除去液、純水のいずれかに超音波を付与するだけでスループットが向上するが、除去液、純水の両方に超音波を付与すればより迅速に反応生成物の除去を行え、スループットが向上する。
【００４７】
次に図４に従って、基板処理装置１のハード構成について説明する。制御手段６９にはスピンモータ１３、第１回動モータ１７、第２回動モータ３１、発振器６７、除去液ポンプ４７、純水ポンプ５７、除去液ノズル弁５３、純水ノズル弁６３、裏面洗浄弁６５、温調器５１、温調器６１が接続されており、制御手段６９は後述の基板処理方法のとおりにこれら接続されているものを制御する。
【００４８】
＜２．基板処理方法＞
次に、上記構成を有する基板処理装置１による基板処理方法について説明する。図５は、基板処理装置１における基板処理手順を示すフローチャートである。基板処理手順の概略は、レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングするときに生成された反応生成物であるポリマーが付着した基板にその反応生成物を除去する作用を有する除去液を供給することにより、金属膜の側壁に堆積した反応生成物を除去した後、この基板を純水で洗浄し、さらにこの純水を振り切り乾燥するというものである。ここで、本実施形態では、回転する基板に除去液を供給することと、除去液の供給を停止して当該基板を回転させることによって除去液の液切りを行うこととを繰り返すようにしている。
【００４９】
まず、装置外の搬送ロボットによってドライエッチング工程後の反応生成物が付着した基板Ｗが搬入され、保持回転手段５のバキュームチャック１５上に載置される。バキュームチャック１５はその基板Ｗを吸着保持する。次に、制御手段６９がスピンモータ１３を駆動して基板Ｗを第１の回転数にて回転させる。そして、制御手段６９が第１回動モータ１７を駆動して除去液ノズル本体２３から吐出される除去液８１の基板Ｗに対する到達点が基板Ｗの回転中心Ｃとなるように除去液ノズル本体２３を回動移動させる。
【００５０】
除去液ノズル本体２３が上記位置に到達すると、制御手段６９は除去液ポンプ４７を駆動させることで除去液を除去液ノズル７に向って送出させるとともに、除去液ノズル弁５３を開状態にし、除去液ノズル７から基板Ｗに対して除去液を供給させる。これにより、除去液ノズル７から回転する基板Ｗの回転中心Ｃに除去液が供給される。供給された除去液は回転する基板Ｗの遠心力によって基板Ｗの周辺部に拡がりやがてその全面を覆う。その結果、基板Ｗに付着した反応生成物の除去処理が進行することとなる（ステップＳ１）。なお、本実施形態では吐出される除去液８１の基板Ｗに対する到達点が基板Ｗの回転中心Ｃとなる位置に除去液ノズル本体２３を停止している。また、発振器６７から除去液ノズル７内の第１振動子２５に電気信号を発信させて第１振動子２５を振動させ、これにより除去液ノズル７から供給される除去液には超音波を付与するようにしても良い。
【００５１】
所定時間除去液ノズル７から基板Ｗに除去液を供給した後、制御手段６９は除去液ポンプ４７を停止して除去液ノズル７からの除去液供給を中断する一方、スピンモータ１３の回転を続行する。このときに、制御手段６９は除去液を供給するときの基板Ｗの回転数（第１の回転数）よりも多い第２の回転数にて基板Ｗを回転させる。これにより、上記ステップＳ１において供給された除去液が回転する基板Ｗの遠心力によって基板Ｗから振り切られる液切り工程が実行される（ステップＳ２）。
【００５２】
所定時間の液切り工程が終了した後、ステップＳ３に進み、除去液供給工程（ステップＳ１）および液切り工程（ステップＳ２）の繰り返し回数が所定回数に到達したか否かが制御手段６９によって判断される。この繰り返し回数が所定回数に到達しているときには、次のステップＳ４に進む。一方、この繰り返し回数が所定回数に到達していないときには再びステップＳ１に戻り、上記の除去液供給工程および液切り工程を繰り返す。すなわち、除去液供給工程および液切り工程が所定回数繰り返されてからステップＳ４のリンス工程が実行されることとなる。
【００５３】
ステップＳ４のリンス工程においては、制御手段６９が引き続きスピンモータ１３を回転させ、基板Ｗを回転させた状態を維持する。次に、制御手段６９が、第２回動モータ３１を回動させて純水ノズル９を回動させる。また、制御手段６９は純水ポンプ５７を駆動させることで純水を純水ノズル９に向って送出させるとともに、純水ノズル弁６３を開状態にし、純水ノズル９から純水を供給させる。これらにより、純水ノズル９から供給される純水は基板Ｗへの到達点が図２の矢印８７が示すように基板Ｗ表面を含む水平面において、基板Ｗの回転中心Ｃを通り、少なくとも異なる２点で基板Ｗの端縁と交わる円弧上を移動するように基板Ｗ上に供給される。これにより、除去液によって反応生成物が除去された基板Ｗの表面が純水によって洗浄されるリンス工程が実行される。なお、このリンス工程時に制御手段６９が裏面洗浄弁６５を開状態にして裏面洗浄ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して純水を供給させ、基板Ｗの裏面も洗浄するようにしても良い。
【００５４】
所定時間が経過した後、制御手段６９は純水ノズル９がカップ３の上方から退避した状態にて第２回動モータ３１の駆動を停止させる。また、制御手段６９は純水ノズル弁６３および裏面洗浄弁６５を閉状態にし、純水ポンプ５７の駆動も停止して純水ノズル９および裏面洗浄ノズル１１からの純水の供給を停止させる。
【００５５】
リンス工程が終了した後、制御手段６９は基板Ｗへの純水の供給を停止する一方で、引き続きスピンモータ１３を回転させ、基板Ｗを回転させた状態を維持する。これにより、ステップＳ５の振り切り乾燥工程が実行される。このようにして基板Ｗに除去液および純水が供給されることによって反応生成物が除去される。
【００５６】
以上述べたように、本実施形態では除去液供給工程（ステップＳ１）および液切り工程（ステップＳ２）を所定回数繰り返しているのであるが、この繰り返し処理について具体例を示しつつさらに説明を続ける。
【００５７】
以下では、酸窒化膜が形成された基板Ｗにフッ化アンモン系の除去液を供給した例について説明する。次の表１に除去液の供給方法とそのときの結果（減少膜厚、ポリマー除去特性）を示す。
【００５８】
【表１】

【００５９】
表１に示すように、除去液供給工程および液切り工程の繰り返しを行わずに従来の如く連続して除去液を供給する”連続”処理と、本実施形態のように除去液供給工程および液切り工程の繰り返しを行う”断続＋液切り”処理との双方を評価している。なお、これら双方の処理時間が異ならないように、”連続”処理のときは３００秒連続して除去液を供給し続け、”断続＋液切り”処理のときは１０秒の除去液供給と１０秒の液切りとを１５回繰り返している。除去液を供給するときの基板Ｗの回転数は１５０ｒｐｍとし、液切りを行うときの基板の回転数は１０００ｒｐｍとしている。
【００６０】
ここでの処理結果は主に酸窒化膜の減少膜厚によって評価される。そして、主たる評価項目は、３００秒間での減少膜厚および減少膜厚のバラツキである。減少膜厚はエッチングレートを示し、減少膜厚バラツキはエッチングの面内均一性を示す指標である。
【００６１】
表１に示すように、本実施形態の”断続＋液切り”処理のエッチングレート（減少膜厚）は従来の”連続”処理の約３倍となる。また、エッチング均一性（減少膜厚バラツキ）の数値については、”断続＋液切り”処理の場合と”連続”処理の場合とでほぼ同一である。但し、”断続＋液切り”処理のエッチングレート自体が”連続”処理の約３倍であるため、エッチング均一性の数値が同じであったとしても実質的なエッチング均一性は”断続＋液切り”処理の方が”連続”処理よりも約３倍に向上しているものとみなすことができる。
【００６２】
これらのことから明らかなように、本実施形態のように除去液供給工程および液切り工程を所定回数繰り返す”断続＋液切り”処理によればエッチングレートおよびエッチング均一性の双方が”連続”処理に比較して著しく向上する。また、”断続＋液切り”処理の場合、除去液を供給している時間は処理時間３００秒のうち半分であるため、除去液消費量は”連続”処理の場合の概ね半分となる。
【００６３】
以上のように、除去液供給工程および液切り工程を所定回数繰り返すことによりエッチング性能に格段の向上が認められ、このことから繰り返し処理によりポリマー除去性能も向上することが推定される。そこで、除去液供給工程および液切り工程を所定回数繰り返すことによるポリマー除去特性を評価した結果を表１のポリマー除去特性欄に示す。なお、ポリマー除去特性の評価手法は電子顕微鏡観察によっている。
【００６４】
表１に示すように、除去液を連続して供給する”連続”処理を行っても基板に付着したポリマーは十分に除去されないのに対して、除去液供給工程および液切り工程の繰り返しを行う”断続＋液切り”処理を行えばポリマーが良好に除去される。
【００６５】
このように除去液供給工程および液切り工程を所定回数繰り返すことによりポリマー除去性能も向上することが認められた。除去液供給工程および液切り工程を所定回数繰り返すことによりエッチング性能やポリマー除去性能が向上する理由は以下のようなものと考えられる。
【００６６】
回転する基板Ｗに除去液ノズル本体２３から吐出された除去液８１は、図６に示すように基板Ｗの表面にて拡がり薄い除去液の液膜９９を形成する。除去液を連続して供給する”連続”処理の場合、図６の状態にてさらに新たな除去液が除去液ノズル本体２３から絶えず供給され続けることとなる。従って、基板Ｗの表面においては液膜９９を形成している古い除去液と新たに供給された除去液とが混合された状態となる。
【００６７】
一方、図７に示すように、除去液ノズル本体２３からの除去液吐出を停止するとともに、基板Ｗの回転数を多くして液切り工程を実行すると、除去液供給工程にて液膜９９を形成していた古い除去液が振り切られ基板Ｗの表面が気中に露出されることとなる。液切り工程が実行された図７の状態から再び除去液供給工程に移行して新たな除去液が除去液ノズル本体２３から供給されると基板Ｗの表面には新たな除去液がそのまま触れることとなる。つまり、除去液供給工程と液切り工程とを繰り返すことにより、基板Ｗの表面は断続的に新たな除去液と繰り返し接することとなり、その結果エッチング性能やポリマー除去性能が向上するものと考えられる。
【００６８】
このような効果を効率よく得るためには、液切り工程において基板Ｗの表面から古い除去液を十分に振り切ることが必要となる。このためには、上記実施形態のように、除去液を基板Ｗの表面に拡げるときの回転数、つまり除去液を供給するときの基板Ｗの回転数よりも液切りを行うときの基板Ｗの回転数を多くする必要がある。
【００６９】
除去液を供給するときの基板Ｗの回転数としては０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下が望ましい。基板Ｗの回転数が０ｒｐｍ、つまり基板Ｗの回転が停止しているときは基板Ｗの表面に除去液を盛ることにより反応を進行させるいわゆるパドル処理である。また、基板Ｗの回転数が１０００ｒｐｍを超えると通常の除去液では除去液供給工程の段階にて振り切られてしまう。
【００７０】
また、液切りを行うときの基板Ｗの回転数としては１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下が望ましい。基板Ｗの回転数が１０００ｒｐｍ未満では除去液を十分に振り切ることができず、また５０００ｒｐｍを超えると基板処理装置１や基板Ｗのデバイスパターン等に損傷を与えるおそれがあるからである。
【００７１】
なお、上記実施形態におけるリンス工程時（ステップＳ４）の基板Ｗの回転数は例えば１０００ｒｐｍ程度とすれば良く、また振り切り乾燥工程時（ステップＳ５）の基板Ｗの回転数は例えば４０００ｒｐｍ程度とすれば良い。
【００７２】
以上のように本実施形態によれば、回転される基板Ｗに除去液を供給する除去液供給工程と、除去液の供給を停止して当該基板Ｗを回転させることによって除去液の液切りを行う液切り工程とを繰り返すため、基板Ｗの表面が絶えず新たな除去液と接することとなり、基板Ｗに付着したポリマー等の反応生成物を効率よく除去することができる。その結果、除去処理時間を短縮して高いスループットを得ることができるとともに、使用する除去液量も全体として少なくすることができる。
【００７３】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、除去液供給工程にて第１通孔２９から吐出される除去液８１の基板Ｗに対する到達点が基板Ｗの回転中心Ｃとなる位置に除去液ノズル本体２３を停止して除去液供給を行っていたが、供給される除去液の基板Ｗへの到達点が図２の矢印８５のように基板Ｗ表面を含む水平面において、基板Ｗの回転中心Ｃを通る円弧上を移動するように除去液ノズル７を回動させつつ除去液供給を行っても良い。特に、粘度の高い除去液を使用するときには除去液供給工程において基板Ｗの全面に除去液が拡がり難いこともあり、そのような粘度の高い除去液を使用するときには除去液到達点が基板Ｗの回転中心Ｃを通る円弧上を移動するように除去液ノズル７を回動させつつ除去液供給を行うのが好ましい。すなわち、除去液の種類に応じて基板Ｗに除去液を供給するときの除去液ノズル本体２３の吐出位置が変化するように制御手段６９が第１回動モータ１７を制御するのである。
【００７４】
また、除去液の粘度が高い場合には、除去液供給工程での基板Ｗの回転数を高くして基板Ｗの全面に除去液を拡げるようにしても良い。この場合液切り工程ではさらに高い回転数にて基板Ｗを回転させることとなる。すなわち、除去液の種類に応じて基板Ｗに除去液を供給するときの基板Ｗの回転数を変化させるように制御手段６９がスピンモータ１３を制御するようにしても良い。
【００７５】
また、除去液の粘度が高い場合には、除去液供給工程での基板Ｗへの除去液供給流量を多くして基板Ｗの全面に除去液を拡げるようにしても良い。すなわち、除去液の種類に応じて基板Ｗに除去液を供給するときの供給流量を変化させるように制御手段６９が除去液ポンプ４７を制御するようにしても良い。
【００７６】
また、上記実施形態においては、レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングするドライエッチング工程を経た基板に対して、ドライエッチング時に生成された反応生成物であるポリマーを除去するようにしていたが、本発明はドライエッチング時に生成されたポリマーが存在する基板から前記ポリマーを除去することに限定されるものではない。
【００７７】
例えば、本発明はプラズマアッシングの際に生成されたポリマーを基板から除去する場合も含む。よって、本発明は、必ずしもドライエッチングとは限らない各種処理において、レジストに起因して生成されたポリマーを基板から除去する場合も含む。
【００７８】
また、本発明は、ドライエッチングや、プラズマアッシングによる処理で生成されるポリマーだけを除去することに限定されるものではなく、レジストに由来する各種反応生成物を基板から除去する場合も含む。
【００７９】
また、本発明ではレジストに由来する反応生成物を基板から除去することに限らず、レジストそのものを基板から除去する場合も含む。
【００８０】
例えば、レジストが塗布され、該レジストに配線パターン等の模様が露光され、該レジストが現像され、該レジストの下層に対して下層処理（例えば下層としての薄膜に対するエッチング）が施された基板を対象とし、下層処理が終了して、不要になったレジスト膜を除去する場合も含まれる。
【００８１】
なお、この場合、不要になったレジスト膜を除去するのと同時に、レジスト膜が変質して生じた反応生成物があればこれも同時に除去できるので、スループットが向上するとともに、コストを削減できる。例えば、上記下層処理において、下層である薄膜に対してドライエッチングを施した場合は反応生成物も生成される。よって、ドライエッチング時に下層をマスクすることに供されたレジスト膜そのもの、および、レジスト膜が変質して生じた反応生成物も同時に除去できる。
【００８２】
また、本発明はレジストに由来する反応生成物やレジストそのものを基板から除去することに限らず、レジストに由来しない有機物、例えば人体から発塵した微細な汚染物質などを該有機物の除去液によって基板から除去することも含む。
【００８３】
また、上記実施形態において説明したように、除去液供給工程および液切り工程を所定回数繰り返すことによりエッチング性能も向上するため、本発明は基板表面に形成された薄膜を該薄膜のエッチング液によってエッチング処理を行う基板処理装置にも適用することができる。この場合、保持回転手段５に保持・回転されている基板Ｗに対して除去液ノズル７からエッチング液を供給することと、エッチング液の供給を停止して当該基板を回転させることによってエッチング液の液切りを行うこととを繰り返すようにする。これにより、表１に示したように基板表面に形成された薄膜を効率よくエッチングすることができる。
【００８４】
さらに、上記実施形態の図５において、リンス工程（ステップＳ４）と振り切り乾燥工程（ステップＳ５）との間に物理洗浄工程を実施するようにしても良い。物理洗浄としては、例えば超音波洗浄を行う。具体的には、制御手段６９が発振器６７から純水ノズル９内の第２振動子３９に電気信号を発信させて第２振動子３９を振動させる。これにより、純水ノズル９から基板Ｗに供給される純水に超音波が付与され、基板Ｗ表面の超音波洗浄を行うことができる。このときの基板Ｗの回転数は例えば５００ｒｐｍ程度とする。なお、物理洗浄としては、超音波洗浄に代えて二流体ノズルから純水と加圧された気体とを混合して霧状とした純水ミストを基板Ｗに向けて吐出する洗浄方式や基板Ｗの表面にブラシを近接または当接させることによって機械的に洗浄する方式を採用するようにしても良い。
【００８５】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明によれば、回転される基板に除去液を供給することと、除去液の供給を停止して当該基板を回転させることによって除去液の液切りを行うこととを繰り返すようにしているため、基板の表面が絶えず新たな除去液と接することとなり、基板に付着した有機物を効率よく除去することができる。
【００８６】
また、請求項２の発明によれば、除去液を供給するときの基板の回転数よりも液切りを行うときの基板の回転数が多くなるようにしているため、液切り時に除去液を基板から確実に振り切ることができる。
【００８７】
また、請求項３の発明によれば、除去液を供給するときの基板の回転数を０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下とし、液切りを行うときの基板の回転数を１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下としているため、基板全面への除去液供給と液切りとを確実に行うことができる。
【００８８】
また、請求項４の発明によれば、除去液の種類に応じて基板に当該除去液を供給するときの供給流量を変化させるようにしているため、粘度の高い除去液であっても基板全面に除去液を供給することができる。
【００８９】
また、請求項５の発明によれば、除去液の種類に応じて基板に当該除去液を供給するときの基板の回転数を変化させるようにしているため、粘度の高い除去液であっても基板全面に除去液を供給することができる。
【００９０】
また、請求項６の発明によれば、除去液の種類に応じて基板に当該除去液を供給するときの吐出ノズル本体部の吐出位置が変化するようにしているため、粘度の高い除去液であっても基板全面に除去液を供給することができる。
【００９１】
また、請求項７の発明によれば、基板に付着した有機物が基板上に形成されたレジスト膜が変質して生じた反応生成物であるため、基板に付着したそのような反応生成物を効率よく除去することができる。
【００９２】
また、請求項８の発明によれば、反応生成物がレジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーであるため、基板に付着したそのようなポリマーを効率よく除去することができる。
【００９３】
また、請求項９の発明によれば、有機物が付着した基板を回転させつつ、当該基板に除去液を供給する除去液供給工程と、除去液の供給を停止して当該基板を回転させることによって除去液の液切りを行う液切り工程と、を繰り返すため、基板の表面が絶えず新たな除去液と接することとなり、基板に付着した有機物を効率よく除去することができる。
【００９４】
また、請求項１０の発明によれば、除去液供給工程での基板の回転数よりも液切り工程での基板の回転数が多いため、液切り工程時に除去液を基板から確実に振り切ることができる。
【００９５】
また、請求項１１の発明によれば、除去液供給工程での基板の回転数が０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下であり、液切り工程での基板の回転数が１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下であるため、基板全面への除去液供給と液切りとを確実に行うことができる。
【００９６】
また、請求項１２の発明によれば、基板に付着した有機物が基板上に形成されたレジスト膜が変質して生じた反応生成物であるため、基板に付着したそのような反応生成物を効率よく除去することができる。
【００９７】
また、請求項１３の発明によれば、反応生成物がレジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーであるため、基板に付着したそのようなポリマーを効率よく除去することができる。
【００９８】
また、請求項１４の発明によれば、回転される基板にエッチング液を供給することと、エッチング液の供給を停止して当該基板を回転させることによってエッチング液の液切りを行うこととを繰り返すようにしているため、基板の表面が絶えず新たなエッチング液と接することとなり、基板表面に形成された薄膜を効率よくエッチングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１の基板処理装置の平面図である。
【図３】図１の基板処理装置の配管図である。
【図４】図１の基板処理装置のハード構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図１の基板処理装置における基板処理手順を示すフローチャートである。
【図６】回転する基板に除去液を供給しているときの様子を示す図である。
【図７】基板を回転させて液切りを行っている様子を示す図である。
【符号の説明】
１　基板処理装置
５　保持回転手段
７　除去液ノズル
９　純水ノズル
１３　スピンモータ
１７　第１回動モータ
２３　除去液ノズル本体
４７　除去液ポンプ
６９　制御手段
Ｗ　基板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic substance attached to a semiconductor substrate, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask, a substrate for an optical disk, and the like (hereinafter, simply referred to as a “substrate”), for example, a resist film formed on the surface of the substrate using a mask as a mask The present invention relates to a substrate processing apparatus for removing a polymer generated by dry-etching a thin film to be removed with a removing liquid.
[0002]
[Prior art]
In a manufacturing process of a semiconductor device, a thin film (metal film) of a metal such as aluminum or copper formed on a substrate such as a semiconductor wafer is etched using a patterned resist film as a mask to form wiring for a semiconductor element. There is a process.
[0003]
This etching step is performed by dry etching such as RIE (Reactive Ion Etching).
[0004]
Since the power of the reactive ions used in such dry etching is extremely strong, the resist film also changes at a certain rate when the etching of the metal film is completed, and a part of the reaction film is a reaction product such as a polymer. And deposits on the side walls of the metal film. Since this reaction product is not removed in the subsequent resist removing step, it is necessary to remove the reaction product before or after performing the resist removing step.
[0005]
For this reason, conventionally, after the dry etching step or the resist removing step, the reaction product deposited on the side wall of the metal film is supplied by supplying a removing liquid having an action of removing the reaction product to the substrate. After the removal, the substrate is washed with pure water, and the pure water is shaken off and dried to remove a reaction product (see, for example, Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-124502
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, there has been a problem that the efficiency of removing the reaction product by the removing solution is generally low, the processing time for removing the reaction product is lengthened, and the amount of the removing solution used is increased.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a substrate processing technique capable of efficiently removing organic substances. Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of efficiently etching a thin film formed on a substrate surface.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a substrate processing apparatus for removing an organic substance adhered to a substrate by using a liquid for removing the organic substance. A removing liquid supply unit that supplies the removing liquid to the substrate held by the holding rotation unit; and a control unit that controls the holding rotation unit and the removing liquid supply unit. The holding and rotating means and the removing liquid so that the supplying of the removing liquid to the substrate and the draining of the removing liquid by stopping the supply of the removing liquid and rotating the substrate are repeated. The supply means is controlled.
[0010]
Further, according to a second aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the control unit controls the rotation of the substrate when performing the liquid draining rather than the rotation speed of the substrate when supplying the removing liquid. The holding / rotating means is controlled so as to increase the number.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the second aspect of the present invention, the number of rotations of the substrate when supplying the removing liquid is set to be not less than 0 rpm and not more than 1000 rpm, and The number is not less than 1000 rpm and not more than 5000 rpm.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, when the control unit supplies the removal liquid to the substrate in accordance with a type of the removal liquid. The removing liquid supply means is controlled so as to change the supply flow rate.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, when the control unit supplies the removal liquid to the substrate in accordance with a type of the removal liquid. The holding and rotating means is controlled so as to change the number of rotations of the substrate.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, the discharge nozzle main body for discharging the removing liquid to the removing liquid supply means; Moving means for moving the portion substantially in parallel with the substrate held by the holding and rotating means, the discharge nozzle for supplying the removing liquid to the substrate according to the type of the removing liquid to the control means. The moving means is controlled so that the discharge position of the main body changes.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, the organic substance adhered to the substrate is generated by altering a resist film formed on the substrate. It is a reaction product.
[0016]
According to an eighth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the seventh aspect of the present invention, a polymer formed by dry-etching the reaction product with a thin film existing on the surface of the substrate using the resist film as a mask. And
[0017]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a substrate processing method for removing an organic substance attached to a substrate by using the organic substance removing liquid, wherein a removing liquid supply for supplying the removing liquid to the substrate while rotating the substrate having the organic substance attached thereto. Step, a draining step of stopping the supply of the removing liquid and rotating the substrate to drain the removing liquid, and a repeating step of repeating the removing liquid supplying step and the draining step, Prepare.
[0018]
In a tenth aspect of the present invention, in the substrate processing method according to the ninth aspect, the number of rotations of the substrate in the liquid removing step is larger than the number of rotations of the substrate in the removing liquid supply step.
[0019]
An eleventh aspect of the present invention is the substrate processing method according to the tenth aspect, wherein the number of rotations of the substrate in the removing liquid supply step is 0 rpm or more and 1000 rpm or less, and the number of rotations of the substrate in the liquid removal step is It is 1000 rpm or more and 5000 rpm or less.
[0020]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the substrate processing method according to any one of the ninth to eleventh aspects, the organic substance adhering to the substrate is generated by altering a resist film formed on the substrate. It is a reaction product.
[0021]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the substrate processing method according to the twelfth aspect, the reaction product is formed by dry etching a thin film present on the surface of a substrate using the resist film as a mask. And
[0022]
The invention according to claim 14 is a substrate processing apparatus for performing an etching process on a thin film formed on a substrate surface with an etching solution for the thin film, wherein a holding and rotating means for holding and rotating the substrate on which the thin film is formed, An etching solution supply unit that supplies the etching solution to the substrate held by the holding rotation unit; and a control unit that controls the holding rotation unit and the etching solution supply unit. The holding / rotating means and the etching liquid so that the supply of the etching liquid to the substrate and the draining of the etching liquid by stopping the supply of the etching liquid and rotating the substrate are repeated. The supply means is controlled.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the following embodiments, the substrate is a semiconductor substrate, more specifically, a silicon substrate. Further, the substrate has a thin film. The thin film is a metal film or an insulating film. Examples of the metal constituting the metal film include copper, aluminum, titanium, tungsten, and a mixture thereof. Examples of the insulating film include an oxide film and a nitride film of the metal, a silicon oxide film and a silicon nitride film, an organic insulating film, and a low dielectric interlayer insulating film. The term “thin film” used herein includes not only a thin film having a height dimension shorter than the length of the bottom portion but also a height dimension longer than the length of the bottom portion in a cross section perpendicular to the substrate on which the thin film is formed. Therefore, a thin film includes a film or a wiring partially formed on the substrate, such as a film or a wiring that is present in a linear shape or an island shape when viewed toward the substrate.
[0024]
A polymer which is a reaction product derived from the resist or the thin film is generated by dry etching on the substrate which has undergone the step of dry etching the thin film using the patterned resist film as a mask.
[0025]
The substrate processing in the following embodiments is an organic substance removal processing for removing an organic substance from a substrate, or a reaction product removal processing for removing a reaction product generated due to deterioration of a resist film from a substrate. More specifically, it is a polymer removal treatment for removing the polymer from the substrate on which the polymer has been generated.
[0026]
Hereinafter, the polymer dropped from the substrate may be referred to as a contaminant.
[0027]
Further, the removing liquid in the following embodiments is a polymer removing liquid. The polymer removal solution is a solution that selectively removes only the polymer, such as dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, etc., an organic amine removal solution containing an organic amine, an ammonium fluoride removal solution containing ammonium fluoride, and an inorganic removal solution. There is.
[0028]
Examples of the organic amine-based removing solution include a mixed solution of monoethanolamine, water and aromatic triol, a mixed solution of 2- (2-aminoethoxy) ethanol, hydroxyamine and catechol, alkanolamine, water, dialkyl sulfoxide and hydroxy. Mixed solution of amine and amine-based anticorrosive, mixed solution of alkanolamine, glycol ether and water, mixed solution of dimethyl sulfoxide, hydroxyamine, triethylenetetramine, pyrocatechol and water, mixed of water, hydroxyamine and pyrogallol There are a solution, a mixed solution of 2-aminoethanol, ethers and sugar alcohols, and a mixed solution of 2- (2-aminoethoxy) ethanol, N, N-dimethylacetoacetamide, water, and triethanolamine.
[0029]
Examples of the ammonium fluoride-based removal solution include a mixed solution of an organic alkali, a sugar alcohol, and water, a mixed solution of a fluorine compound, an organic carboxylic acid, and an acid / amide-based solvent, and a mixture of an alkylamide, water, and ammonium fluoride. Solution, mixed solution of dimethyl sulfoxide, 2-aminoethanol, aqueous organic alkali solution and aromatic hydrocarbon, mixed solution of dimethyl sulfoxide, ammonium fluoride and water, ammonium fluoride, triethanolamine, pentamethyldiethylenetriamine and iminodiacetic acid Mixed solution of glycol, alkyl sulfate, organic salt, organic acid and inorganic salt, mixed solution of amide, organic salt, organic acid and inorganic salt, mixed solution of amide, organic salt, organic acid and inorganic salt There is a mixed solution.
[0030]
As an inorganic removing solution, there is a mixed solution of water and a phosphoric acid derivative.
[0031]
<1. Configuration of Substrate Processing Apparatus>
Hereinafter, an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are views showing the configuration of the substrate processing apparatus 1. FIG. Although FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 2, hatching is partially omitted for convenience. The substrate processing apparatus 1 has a substantially U-shaped cross section as shown in FIG. 1, and has a substantially ring-shaped cup 3 having an opening at the center as shown in FIG. 2 and a cup 3 as shown in FIG. The holding and rotating means 5 which stands upright in the vertical direction through the opening and holds and rotates the substrate W, and the removing liquid nozzle 7 which supplies the removing liquid to the substrate W held by the holding and rotating means 5, holds the same. A pure water nozzle 9 for supplying pure water to the substrate W held by the rotating means 5; The substrate processing apparatus 1 also has a back surface cleaning nozzle 11 that supplies pure water to the back surface of the substrate W held by the holding and rotating unit 5.
[0032]
The cup 3 has a plurality of outlets 4 at the bottom. Then, the surplus of the liquid supplied to the substrate W travels along the inner wall of the cup 3 to reach the discharge port 4 and is discharged from the apparatus through the discharge port 4.
[0033]
The holding and rotating means 5 is fixed to a machine frame (not shown), and has a spin motor 13 having a vertically arranged drive shaft, a spin shaft 14 fixed to the drive shaft of the spin motor 13, and a top of the spin shaft 14. And a vacuum chuck 15 serving as a substrate holding member. The vacuum chuck 15 has on its upper surface a suction surface for sucking the substrate, and the suction surface is smaller than the area of the substrate W when viewed from above. In this embodiment, the vacuum chuck is a substantially columnar member, and the upper suction surface is circular. The vacuum chuck 15 has a suction hole (not shown) on a suction surface on an upper surface, and sucks air from the suction hole. Then, the substrate W placed on the vacuum chuck 15 is held by suction of air from the suction holes. Thus, the vacuum chuck 15 is in contact with only the back surface of the substrate W and holds the substrate W. In such a holding and rotating means 5, the substrate W mounted on the vacuum chuck 15 is held by suction by the vacuum chuck 15, and the substrate W held on the vacuum chuck 15 is vertically driven by driving the spin motor 13. About the axis 71 along the axis of rotation.
[0034]
The removing liquid nozzle 7 is fixed to a machine frame (not shown) and has a first rotating motor 17 having a vertically arranged drive shaft and a first rotating shaft fixed to the drive shaft of the first rotating motor 17. 19, and a first arm 21 connected to the top of the first rotating shaft 19. A removing liquid nozzle main body 23 is provided at the tip of the first arm 21. A first through hole 29 whose axial direction is directed to the upper surface of the substrate W is opened in the removing liquid nozzle body 23, and the first tube 27 is connected to the first through hole 29. The first vibrator 25 is provided in the first through hole 29 at a position where the first vibrator 25 comes into contact with the removing liquid passing through the first through hole 29.
[0035]
When the first rotation motor 17 rotates the first arm 21 about the shaft 73 as shown by an arrow 79, the removal liquid nozzle main body 23 moves parallel to the substrate W held by the holding rotation means 5. Further, when the first arm 21 rotates about the shaft 73 as indicated by an arrow 79, the first through hole 29 reaches the substrate W of the removing liquid 81 injected from the first through hole 29 as shown in FIG. The point is provided so as to move the substrate W in an arc shape as shown by an arrow 85 through the rotation center C of the substrate W.
[0036]
The removing liquid nozzle 7 jets the removing liquid in a direction crossing the surface including the surface of the substrate W. That is, the angle formed between the direction of the removing liquid ejected from the removing liquid nozzle 7 and the substrate surface is greater than 0 degrees and equal to or less than 90 degrees. In other words, the removing liquid nozzle 7 sprays the removing liquid from the orthogonal direction or obliquely above the substrate W. Preferably, the angle between the direction of the jetted removal liquid and the surface of the substrate is 30 degrees or more and 60 degrees or less, and more preferably 45 degrees.
[0037]
The first tube 27 supplies the removing liquid to the first through hole 29. The first vibrator 25 vibrates according to an electric signal from an oscillator 67 described later, and applies an ultrasonic wave to the removing liquid passing through the first through hole 29. In such a removal liquid nozzle 7, the first rotation motor 17 rotates the first rotation shaft 19, so that the first arm 21 rotates about the shaft 73. As a result, as shown in FIG. 2, the point at which the removing liquid 81 ejected from the removing liquid nozzle 7 reaches the substrate W moves the substrate W in an arc shape as indicated by an arrow 85 through the rotation center C of the substrate W. Then, a removing liquid to which ultrasonic waves have been applied can be supplied to the substrate W.
[0038]
The pure water nozzle 9 is fixed to a machine frame (not shown) and has a second rotation motor 31 having a vertically arranged drive shaft and a second rotation shaft fixed to the drive shaft of the second rotation motor 31. 33 and a second arm 35 connected to the top of the second rotation shaft 33. At the end of the second arm 35, a pure water nozzle body 37 is provided. The pure water nozzle main body 37 has a second through hole 43 whose axial direction is directed to the upper surface of the substrate W, and the second tube 41 is connected to the second through hole 43. The second vibrator 39 is provided in the second through hole 43 at a position where the second vibrator 39 contacts the pure water passing through the second through hole 43.
[0039]
When the second rotation motor 31 rotates the second arm 35 about the shaft 75 as shown by an arrow 77, the pure water nozzle body 37 moves in parallel with the substrate W held by the holding rotation means 5. Further, when the second arm 35 rotates about the shaft 75 as shown by an arrow 77, the second water hole 43 reaches the substrate W of the pure water 83 injected from the second through hole 43 as shown in FIG. The point is provided so as to move the substrate W in an arc shape as shown by an arrow 87 through the rotation center C of the substrate W.
[0040]
The pure water nozzle 9 injects pure water in a direction crossing a surface including the surface of the substrate W. That is, the angle between the direction of the pure water jetted from the pure water nozzle 9 and the surface of the substrate is greater than 0 degrees and equal to or less than 90 degrees. In other words, the pure water nozzle 7 injects pure water to the substrate W from the orthogonal direction or obliquely upward. Preferably, the angle between the direction of the jetted pure water and the substrate surface is 30 degrees or more and 60 degrees or less, and more preferably 45 degrees.
[0041]
The second tube 41 supplies pure water to the second through hole 43. The second vibrator 39 vibrates by an electric signal from an oscillator 67 described later, and applies an ultrasonic wave to pure water passing through the second through hole 43. In such a pure water nozzle 9, the second rotation motor 31 rotates the second rotation shaft 33, so that the second arm 35 rotates about the shaft 75. As a result, as shown in FIG. 2, the point at which the pure water 83 ejected from the pure water nozzle 9 reaches the substrate W moves through the rotation center C of the substrate W in an arc shape as shown by an arrow 87. Then, pure water to which ultrasonic waves have been applied can be supplied to the substrate W.
[0042]
The back surface cleaning nozzle 11 is a tubular member that penetrates through the cup 3 and extends substantially vertically toward the back surface of the substrate W. Pure water is supplied through a back surface cleaning valve 65 described below. Thereby, pure water can be sprayed on the back surface of the substrate W.
[0043]
Next, a removing liquid supply system to the removing liquid nozzle 7 and a pure water supplying system 91 to the pure water nozzle 9 and the back surface cleaning nozzle 11 will be described with reference to FIG. The removing liquid supply system 89 includes a removing liquid pump 47 that pumps the removing liquid from a removing liquid source 45 outside the apparatus, and a temperature of the removing liquid by heating or cooling the removing liquid pumped by the removing liquid pump 47 to a predetermined temperature. Controller 51 for adjusting the temperature, a filter 49 for filtering contaminants from the removal liquid temperature-controlled by the temperature controller 51, and a removal liquid nozzle for opening and closing the flow path of the filtered removal liquid to the removal liquid nozzle 7. And a valve 53. With such a configuration, the temperature of the removing liquid supply system 89 is adjusted to a predetermined temperature by the temperature controller 51, and the removing liquid purified by the filter 49 can be supplied to the removing liquid nozzle 7.
[0044]
The pure water supply system 91 includes a pure water pump 57 that draws pure water from a pure water source 55 outside the apparatus, and a pure water pump 57 that heats or cools the pure water pumped by the pure water pump 57 to a predetermined temperature to reduce the temperature of the pure water. A temperature controller 61 for adjusting the temperature, a filter 59 for filtering contaminants from the pure water temperature-controlled by the temperature controller 61, and a pure water nozzle valve for opening and closing a flow path to the pure water nozzle 9 of the filtered pure water. 63 and a back surface cleaning valve 65 that opens and closes a flow path to the back surface cleaning nozzle 11 of pure water similarly filtered by the filter 59. With such a configuration, the temperature of the pure water supply system 91 is adjusted to a predetermined temperature by the temperature controller 61, and the pure water purified by the filter 59 can be supplied to the pure water nozzle 9 and the back surface cleaning nozzle 11.
[0045]
Next, the ultrasonic wave applying means 93 will be described with reference to FIG. The ultrasonic wave applying means 93 has a first vibrator 25 provided in the removing liquid nozzle 7 and an oscillator 67 for transmitting an electric signal to the first vibrator 25 to vibrate the first vibrator 25. With such a configuration, the ultrasonic wave applying means 93 applies ultrasonic waves to the removing liquid to be supplied to the substrate W from the removing liquid nozzle 7. The ultrasonic wave applying means 93 has a second vibrator 39 provided in the pure water nozzle 9, and the second vibrator 39 vibrates according to an electric signal transmitted from the oscillator 67. With such a configuration, the ultrasonic wave applying means 93 applies ultrasonic waves to the pure water to be supplied to the substrate W from the pure water nozzle 9.
[0046]
Since the removing liquid or the pure water to which the ultrasonic wave is applied can be supplied to the substrate W, the reaction product can be removed more quickly, and the throughput is improved. In addition, throughput is improved only by applying ultrasonic waves to either the removing liquid or pure water, but if ultrasonic waves are applied to both the removing liquid and pure water, reaction products can be removed more quickly, and the throughput can be improved. Is improved.
[0047]
Next, the hardware configuration of the substrate processing apparatus 1 will be described with reference to FIG. The control means 69 includes a spin motor 13, a first rotating motor 17, a second rotating motor 31, an oscillator 67, a removing liquid pump 47, a pure water pump 57, a removing liquid nozzle valve 53, a pure water nozzle valve 63, and a back surface cleaning. The valve 65, the temperature controller 51, and the temperature controller 61 are connected, and the control unit 69 controls these connected devices according to a substrate processing method described later.
[0048]
<2. Substrate Processing Method>
Next, a substrate processing method using the substrate processing apparatus 1 having the above configuration will be described. FIG. 5 is a flowchart illustrating a substrate processing procedure in the substrate processing apparatus 1. The outline of the substrate processing procedure is removal, which has the function of removing the reaction product from the substrate to which the polymer, which is the reaction product generated when the thin film present on the surface of the substrate is dry-etched using the resist film as a mask, is attached. By supplying the liquid, the reaction products deposited on the side wall of the metal film are removed, the substrate is washed with pure water, and the pure water is shaken off and dried. Here, in the present embodiment, the supply of the removing liquid to the rotating substrate and the draining of the removing liquid by stopping the supply of the removing liquid and rotating the substrate are repeated. .
[0049]
First, the substrate W to which the reaction product after the dry etching process adheres is carried in by the transfer robot outside the apparatus, and is placed on the vacuum chuck 15 of the holding and rotating means 5. The vacuum chuck 15 holds the substrate W by suction. Next, the control means 69 drives the spin motor 13 to rotate the substrate W at the first rotation speed. Then, the control means 69 drives the first rotation motor 17 so that the removal liquid 81 discharged from the removal liquid nozzle body 23 reaches the substrate W at the rotation center C of the removal liquid nozzle body 23 so that the reaching point of the removal liquid 81 reaches the substrate W. Is rotated.
[0050]
When the removal liquid nozzle main body 23 reaches the above position, the control means 69 drives the removal liquid pump 47 to send the removal liquid toward the removal liquid nozzle 7 and opens the removal liquid nozzle valve 53 to remove the removal liquid. The removing liquid is supplied from the liquid nozzle 7 to the substrate W. Thereby, the removing liquid is supplied from the removing liquid nozzle 7 to the rotation center C of the rotating substrate W. The supplied removing liquid spreads to the peripheral portion of the substrate W due to the centrifugal force of the rotating substrate W, and eventually covers the entire surface. As a result, the process of removing the reaction products attached to the substrate W proceeds (step S1). In this embodiment, the removal liquid nozzle main body 23 is stopped at a position where the point at which the discharged removal liquid 81 reaches the substrate W becomes the rotation center C of the substrate W. Further, an electric signal is transmitted from the oscillator 67 to the first vibrator 25 in the removing liquid nozzle 7 to vibrate the first vibrator 25, thereby applying ultrasonic waves to the removing liquid supplied from the removing liquid nozzle 7. You may do it.
[0051]
After supplying the removing liquid from the removing liquid nozzle 7 to the substrate W for a predetermined time, the control means 69 stops the removing liquid pump 47 and interrupts the supply of the removing liquid from the removing liquid nozzle 7, while continuing the rotation of the spin motor 13. I do. At this time, the control means 69 rotates the substrate W at a second rotation speed that is higher than the rotation speed (first rotation speed) of the substrate W when supplying the removing liquid. As a result, a liquid removing step is performed in which the removing liquid supplied in step S1 is shaken off from the substrate W by the centrifugal force of the rotating substrate W (step S2).
[0052]
After the liquid removing step for a predetermined time is completed, the process proceeds to step S3, and the control unit 69 determines whether or not the number of repetitions of the removing liquid supply step (step S1) and the liquid removing step (step S2) has reached a predetermined number. Is done. If the number of repetitions has reached the predetermined number, the process proceeds to the next step S4. On the other hand, if the number of repetitions has not reached the predetermined number, the process returns to step S1 again, and the above-described removal liquid supply step and liquid removal step are repeated. That is, the rinsing step of step S4 is performed after the removal liquid supply step and the liquid removal step are repeated a predetermined number of times.
[0053]
In the rinsing step of step S4, the control means 69 continuously rotates the spin motor 13 to maintain the state in which the substrate W is rotated. Next, the control means 69 rotates the second rotation motor 31 to rotate the pure water nozzle 9. Further, the control means 69 drives the pure water pump 57 to send the pure water toward the pure water nozzle 9, opens the pure water nozzle valve 63, and supplies the pure water from the pure water nozzle 9. As a result, the pure water supplied from the pure water nozzle 9 reaches the substrate W at a point different from the pure water supplied through the rotation center C of the substrate W on a horizontal plane including the surface of the substrate W as indicated by an arrow 87 in FIG. It is supplied onto the substrate W so as to move on an arc that intersects the edge of the substrate W at a point. Thus, a rinsing step of cleaning the surface of the substrate W from which the reaction products have been removed by the removing liquid with pure water is performed. During the rinsing step, the control means 69 may open the back surface cleaning valve 65 to supply pure water from the back surface cleaning nozzle 11 to the back surface of the substrate W, thereby cleaning the back surface of the substrate W.
[0054]
After a lapse of a predetermined time, the control means 69 stops driving the second rotation motor 31 in a state where the pure water nozzle 9 is retracted from above the cup 3. Further, the control means 69 closes the pure water nozzle valve 63 and the back surface cleaning valve 65, stops the driving of the pure water pump 57, and stops the supply of pure water from the pure water nozzle 9 and the back surface cleaning nozzle 11.
[0055]
After the rinsing step is completed, the control unit 69 stops the supply of the pure water to the substrate W, and continues to rotate the spin motor 13 to keep the substrate W rotated. Thereby, the shake-off drying step of step S5 is executed. By supplying the removal liquid and the pure water to the substrate W in this manner, the reaction product is removed.
[0056]
As described above, in the present embodiment, the removing liquid supply step (step S1) and the liquid removing step (step S2) are repeated a predetermined number of times. The repetition processing will be further described with a specific example.
[0057]
Hereinafter, an example in which an ammonium fluoride-based removing liquid is supplied to the substrate W on which the oxynitride film is formed will be described. The following Table 1 shows the method of supplying the removing liquid and the results at that time (reduced film thickness, polymer removal characteristics).
[0058]
[Table 1]

[0059]
As shown in Table 1, the “continuous” process of continuously supplying the removing liquid without repeating the removing liquid supplying step and the liquid removing step, and the removing liquid supplying step and the liquid as in the present embodiment. Both the “intermittent + draining” process of repeating the cutting process are evaluated. In order to keep the processing times of these two processes from being different, the supply of the removing liquid is continuously performed for 300 seconds in the case of the “continuous” processing, and the removing liquid is supplied for 10 seconds in the case of the “intermittent + draining” processing. Second liquid drainage is repeated 15 times. The rotation speed of the substrate W when supplying the removing liquid is set to 150 rpm, and the rotation speed of the substrate when performing liquid removal is set to 1000 rpm.
[0060]
The processing result here is evaluated mainly by the reduced thickness of the oxynitride film. The main evaluation items are the reduced film thickness in 300 seconds and the variation of the reduced film thickness. The reduced film thickness indicates the etching rate, and the variation in the reduced film thickness is an index indicating the in-plane uniformity of the etching.
[0061]
As shown in Table 1, the etching rate (reduced film thickness) of the “intermittent + draining” processing of this embodiment is about three times that of the conventional “continuous” processing. In addition, the numerical values of the etching uniformity (decreased thickness variation) are almost the same in the case of the “intermittent + draining” process and the case of the “continuous” process. However, since the etching rate itself of the “intermittent + draining” process is about three times that of the “continuous” process, even if the numerical value of the etching uniformity is the same, the substantial etching uniformity is “intermittent + draining”. It can be considered that the "processing" is about three times as large as the "continuous" processing.
[0062]
As is apparent from the above, according to the “intermittent + draining” process in which the removing liquid supply step and the draining step are repeated a predetermined number of times as in the present embodiment, both the etching rate and the etching uniformity are “continuous”. Significantly improved as compared to Further, in the case of the “intermittent + draining” process, the time during which the removing liquid is supplied is half of the processing time of 300 seconds, so the consumption amount of the removing liquid is approximately half that in the case of the “continuous” process.
[0063]
As described above, by repeating the removal liquid supply step and the liquid removal step a predetermined number of times, a remarkable improvement in the etching performance is recognized, and it is presumed that the polymer removal performance is also improved by the repeated treatment. Therefore, the results of evaluating the polymer removal characteristics by repeating the removal liquid supply step and the liquid removal step a predetermined number of times are shown in the polymer removal characteristics column of Table 1. The method for evaluating the polymer removal characteristics is based on observation with an electron microscope.
[0064]
As shown in Table 1, the polymer adhering to the substrate is not sufficiently removed even when the "continuous" treatment for continuously supplying the removing liquid is performed, whereas the removing liquid supplying step and the liquid removing step are repeated. Performing the "intermittent + drainage" treatment removes the polymer well.
[0065]
It was recognized that the polymer removal performance was improved by repeating the removal liquid supply step and the liquid removal step a predetermined number of times. The reasons why the etching performance and the polymer removal performance are improved by repeating the removal liquid supply step and the liquid removal step a predetermined number of times are considered as follows.
[0066]
The removing liquid 81 discharged from the removing liquid nozzle body 23 onto the rotating substrate W spreads on the surface of the substrate W to form a thin liquid film 99 of the removing liquid as shown in FIG. In the case of the “continuous” process of continuously supplying the removing liquid, new removing liquid is continuously supplied from the removing liquid nozzle body 23 in the state of FIG. Therefore, on the surface of the substrate W, the old removing liquid forming the liquid film 99 and the newly supplied removing liquid are mixed.
[0067]
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the discharging of the removing liquid from the removing liquid nozzle main body 23 is stopped and the liquid removing step is performed by increasing the rotation speed of the substrate W, the liquid film 99 is removed in the removing liquid supplying step. The formed old removing liquid is shaken off, and the surface of the substrate W is exposed to the air. When the state of FIG. 7 in which the liquid draining step has been executed is shifted to the removing liquid supply step again and a new removing liquid is supplied from the removing liquid nozzle body 23, the new removing liquid directly touches the surface of the substrate W. It becomes. That is, by repeating the removing liquid supply step and the liquid removing step, the surface of the substrate W is intermittently repeatedly contacted with a new removing liquid, and as a result, it is considered that the etching performance and the polymer removing performance are improved.
[0068]
In order to obtain such an effect efficiently, it is necessary to sufficiently shake off the old removing liquid from the surface of the substrate W in the liquid removing step. For this purpose, as in the above-described embodiment, the number of rotations when the removal liquid is spread on the surface of the substrate W, that is, the number of rotations of the substrate W when the liquid removal is performed is smaller than the number of rotations of the substrate W when the removal liquid is supplied. It is necessary to increase the number of rotations.
[0069]
It is desirable that the number of rotations of the substrate W when supplying the removing liquid is 0 rpm or more and 1000 rpm or less. When the number of rotations of the substrate W is 0 rpm, that is, when the rotation of the substrate W is stopped, a so-called paddle process is performed in which the reaction proceeds by pouring the removing liquid on the surface of the substrate W. If the rotation speed of the substrate W exceeds 1000 rpm, the usual removal liquid is shaken off at the stage of the removal liquid supply step.
[0070]
Further, it is desirable that the number of rotations of the substrate W at the time of performing the liquid removal is not less than 1000 rpm and not more than 5000 rpm. If the rotation speed of the substrate W is less than 1000 rpm, the removal liquid cannot be sufficiently shaken off, and if it exceeds 5000 rpm, the substrate processing apparatus 1 and device patterns of the substrate W may be damaged.
[0071]
The rotation speed of the substrate W in the rinsing step (step S4) in the above embodiment may be, for example, about 1000 rpm, and the rotation number of the substrate W in the shake-off drying step (step S5) may be, for example, about 4000 rpm. good.
[0072]
As described above, according to the present embodiment, the removal liquid supply step of supplying the removal liquid to the substrate W to be rotated, and the removal of the removal liquid by stopping the supply of the removal liquid and rotating the substrate W. Since the liquid draining step is repeated, the surface of the substrate W is constantly in contact with a new removing liquid, so that reaction products such as polymers attached to the substrate W can be efficiently removed. As a result, a high throughput can be obtained by shortening the removal processing time, and the amount of the removal liquid to be used can be reduced as a whole.
[0073]
<3. Modification>
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above examples. For example, in the above-described embodiment, the removal liquid nozzle main body 23 is stopped at a position where the point at which the removal liquid 81 discharged from the first through hole 29 reaches the substrate W in the removal liquid supply step becomes the rotation center C of the substrate W. The supply point of the supplied removal liquid to the substrate W is on an arc passing through the rotation center C of the substrate W on a horizontal plane including the surface of the substrate W as indicated by an arrow 85 in FIG. The removal liquid may be supplied while rotating the removal liquid nozzle 7 so as to move. In particular, when a high-viscosity remover is used, the remover may be difficult to spread over the entire surface of the substrate W in the remover supply step. It is preferable to supply the removing liquid while rotating the removing liquid nozzle 7 so as to move on an arc passing through the rotation center C. That is, the control means 69 controls the first rotating motor 17 so that the discharge position of the removing liquid nozzle main body 23 when supplying the removing liquid to the substrate W according to the type of the removing liquid changes.
[0074]
When the viscosity of the removing liquid is high, the rotation speed of the substrate W in the removing liquid supplying step may be increased to spread the removing liquid over the entire surface of the substrate W. In this case, in the liquid removal step, the substrate W is rotated at a higher rotation speed. That is, the control means 69 may control the spin motor 13 so as to change the rotation speed of the substrate W when supplying the removing liquid to the substrate W according to the type of the removing liquid.
[0075]
When the viscosity of the removal liquid is high, the removal liquid supply flow rate to the substrate W in the removal liquid supply step may be increased to spread the removal liquid over the entire surface of the substrate W. That is, the control unit 69 may control the removing liquid pump 47 so as to change the supply flow rate when supplying the removing liquid to the substrate W according to the type of the removing liquid.
[0076]
Further, in the above embodiment, a polymer which is a reaction product generated at the time of dry etching is removed from a substrate that has undergone a dry etching step of dry etching a thin film present on the surface of the substrate using a resist film as a mask. However, the present invention is not limited to removing the polymer from the substrate on which the polymer generated during dry etching is present.
[0077]
For example, the present invention includes a case where a polymer generated during plasma ashing is removed from a substrate. Therefore, the present invention includes a case where the polymer generated due to the resist is removed from the substrate in various processes that are not necessarily dry etching.
[0078]
Further, the present invention is not limited to the removal of only the polymer generated by the processing by dry etching or plasma ashing, but also includes the case where various reaction products derived from the resist are removed from the substrate.
[0079]
Further, the present invention is not limited to removing the reaction product derived from the resist from the substrate, but also includes removing the resist itself from the substrate.
[0080]
For example, for a substrate on which a resist is applied, a pattern such as a wiring pattern is exposed on the resist, the resist is developed, and a lower layer treatment (for example, etching of a thin film as a lower layer) is performed on a lower layer of the resist. This includes the case where the lower layer processing is completed and the unnecessary resist film is removed.
[0081]
In this case, at the same time as removing the unnecessary resist film, any reaction products generated by the deterioration of the resist film can be removed at the same time, so that the throughput can be improved and the cost can be reduced. For example, in the above-described lower layer processing, when dry etching is performed on the lower thin film, a reaction product is also generated. Therefore, the resist film itself used for masking the lower layer during the dry etching and the reaction product generated by the deterioration of the resist film can be simultaneously removed.
[0082]
In addition, the present invention is not limited to removing the reaction product derived from the resist or the resist itself from the substrate, but also removes organic substances not derived from the resist, for example, fine contaminants generated from the human body by the organic substance removing liquid. Also includes removal from
[0083]
Further, as described in the above embodiment, since the etching performance is also improved by repeating the removal liquid supply step and the liquid removal step a predetermined number of times, the present invention etches the thin film formed on the substrate surface with the etching liquid for the thin film. The present invention can also be applied to a substrate processing apparatus that performs processing. In this case, the etching liquid is supplied from the removing liquid nozzle 7 to the substrate W held / rotated by the holding / rotating means 5, and the supply of the etching liquid is stopped and the substrate is rotated to supply the etching liquid. Repeat draining. Thereby, the thin film formed on the substrate surface as shown in Table 1 can be efficiently etched.
[0084]
Further, in FIG. 5 of the above embodiment, a physical cleaning step may be performed between the rinsing step (Step S4) and the shake-off drying step (Step S5). As the physical cleaning, for example, ultrasonic cleaning is performed. Specifically, the control means 69 transmits an electric signal from the oscillator 67 to the second vibrator 39 in the pure water nozzle 9 to vibrate the second vibrator 39. Thereby, ultrasonic waves are applied to the pure water supplied from the pure water nozzle 9 to the substrate W, and the ultrasonic cleaning of the surface of the substrate W can be performed. The rotation speed of the substrate W at this time is, for example, about 500 rpm. As the physical cleaning, instead of the ultrasonic cleaning, a cleaning method in which pure water and a pressurized gas are mixed from a two-fluid nozzle and a mist of pure water mist is discharged toward the substrate W or the substrate W A method of mechanically cleaning the brush by bringing the brush close to or in contact with the surface of the brush may be adopted.
[0085]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the removal of the removal liquid is performed by supplying the removal liquid to the substrate to be rotated, and stopping the supply of the removal liquid and rotating the substrate. Since the process is repeated, the surface of the substrate is constantly in contact with a new removing liquid, so that organic substances attached to the substrate can be efficiently removed.
[0086]
According to the second aspect of the present invention, the number of rotations of the substrate when performing liquid drainage is set to be higher than the number of rotations of the substrate when supplying the removal liquid. Can be shaken off reliably.
[0087]
According to the third aspect of the present invention, the rotation speed of the substrate when supplying the removing liquid is set to be 0 rpm or more and 1000 rpm or less, and the rotation speed of the substrate when performing liquid removal is set to be 1000 rpm or more and 5000 rpm or less. The supply of the removing liquid and the draining of the liquid can be reliably performed.
[0088]
According to the fourth aspect of the present invention, the supply flow rate when supplying the removal liquid to the substrate is changed according to the type of the removal liquid. Can be supplied with a removing liquid.
[0089]
According to the fifth aspect of the present invention, the number of rotations of the substrate when supplying the removal liquid to the substrate is changed according to the type of the removal liquid. The removal liquid can be supplied to the entire surface of the substrate.
[0090]
Further, according to the invention of claim 6, since the discharge position of the discharge nozzle body when supplying the removal liquid to the substrate is changed according to the type of the removal liquid, the removal liquid having a high viscosity is used. Even if it does, the removal liquid can be supplied to the entire surface of the substrate.
[0091]
Further, according to the invention of claim 7, since the organic substance adhered to the substrate is a reaction product generated by alteration of the resist film formed on the substrate, such a reaction product adhered to the substrate is efficiently removed. Can be removed well.
[0092]
According to the invention of claim 8, since the reaction product is a polymer generated by dry-etching a thin film existing on the surface of the substrate using the resist film as a mask, such a polymer adhered to the substrate is removed. It can be removed efficiently.
[0093]
According to the ninth aspect of the present invention, a removing liquid supply step of supplying a removing liquid to the substrate while rotating the substrate to which the organic substance is attached, and stopping the supply of the removing liquid to rotate the substrate. Since the liquid removing step of removing the removing liquid is repeated, the surface of the substrate is constantly in contact with a new removing liquid, so that the organic substances attached to the substrate can be efficiently removed.
[0094]
According to the tenth aspect of the present invention, since the number of rotations of the substrate in the liquid removing step is larger than the number of rotations of the substrate in the removing liquid supply step, the removing liquid can be surely shaken off the substrate in the liquid removing step. it can.
[0095]
According to the eleventh aspect of the present invention, the rotation speed of the substrate in the removing liquid supply step is 0 rpm or more and 1000 rpm or less, and the rotation speed of the substrate in the liquid removal step is 1000 rpm or more and 5000 rpm or less. The removal liquid supply and the liquid removal can be reliably performed.
[0096]
According to the twelfth aspect of the present invention, since the organic matter attached to the substrate is a reaction product generated by the deterioration of the resist film formed on the substrate, such a reaction product attached to the substrate is efficiently removed. Can be removed well.
[0097]
According to the invention of claim 13, since the reaction product is a polymer generated by dry-etching a thin film present on the surface of the substrate using the resist film as a mask, such a polymer adhered to the substrate is removed. It can be removed efficiently.
[0098]
According to the invention of claim 14, the supply of the etching liquid to the substrate to be rotated and the drain of the etching liquid by stopping the supply of the etching liquid and rotating the substrate are repeated. As a result, the surface of the substrate is constantly in contact with a new etchant, and the thin film formed on the substrate surface can be efficiently etched.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the substrate processing apparatus of FIG.
FIG. 3 is a piping diagram of the substrate processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a hardware configuration of the substrate processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 5 is a flowchart showing a substrate processing procedure in the substrate processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which a removing liquid is supplied to a rotating substrate.
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the substrate is rotated to perform liquid drainage.
[Explanation of symbols]
1 Substrate processing equipment
5 Holding rotation means
7 Removal liquid nozzle
9 Pure water nozzle
13 Spin motor
17 First rotation motor
23 Remover nozzle body
47 Removal liquid pump
69 control means
W substrate

Claims

基板に付着した有機物を、該有機物の除去液によって除去する基板処理装置であって、
有機物が付着した基板を保持して回転する保持回転手段と、
前記保持回転手段に保持された基板に前記除去液を供給する除去液供給手段と、
前記保持回転手段および前記除去液供給手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、回転される基板に前記除去液を供給することと、前記除去液の供給を停止して当該基板を回転させることによって前記除去液の液切りを行うこととを繰り返すように、前記保持回転手段および前記除去液供給手段を制御することを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus for removing an organic substance attached to a substrate by using a removing liquid for the organic substance,
Holding and rotating means for holding and rotating the substrate to which the organic substance is attached,
Removing liquid supplying means for supplying the removing liquid to the substrate held by the holding rotating means,
Control means for controlling the holding rotation means and the removing liquid supply means,
With
The control unit supplies the removing liquid to the substrate to be rotated, and repeats the draining of the removing liquid by stopping the supply of the removing liquid and rotating the substrate. A substrate processing apparatus for controlling the holding / rotating means and the removing liquid supply means.

請求項１記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、前記除去液を供給するときの基板の回転数よりも前記液切りを行うときの基板の回転数が多くなるように前記保持回転手段を制御することを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus, wherein the control unit controls the holding and rotating unit so that the number of rotations of the substrate when performing the liquid removal is greater than the number of rotations of the substrate when supplying the removing liquid. .

請求項２記載の基板処理装置において、
前記除去液を供給するときの基板の回転数は、０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下であり、
前記液切りを行うときの基板の回転数は、１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下であることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 2,
The number of rotations of the substrate when supplying the removal liquid is 0 rpm or more and 1000 rpm or less,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the number of rotations of the substrate at the time of performing the liquid removal is 1000 rpm or more and 5000 rpm or less.

請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、除去液の種類に応じて基板に当該除去液を供給するときの供給流量を変化させるように前記除去液供給手段を制御することを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The substrate processing apparatus, wherein the control means controls the removing liquid supply means so as to change a supply flow rate when supplying the removing liquid to the substrate according to a type of the removing liquid.

請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、除去液の種類に応じて基板に当該除去液を供給するときの基板の回転数を変化させるように前記保持回転手段を制御することを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The substrate processing apparatus, wherein the control means controls the holding and rotating means so as to change the number of rotations of the substrate when supplying the removing liquid to the substrate according to the type of the removing liquid.

請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記除去液供給手段は、
除去液を吐出する吐出ノズル本体部と、
前記吐出ノズル本体部を前記保持回転手段に保持された基板と略平行に移動させる移動手段と、
を含み、
前記制御手段は、除去液の種類に応じて基板に当該除去液を供給するときの前記吐出ノズル本体部の吐出位置が変化するように前記移動手段を制御することを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The removing liquid supply means,
A discharge nozzle body for discharging the removing liquid,
Moving means for moving the discharge nozzle body substantially in parallel with the substrate held by the holding rotating means,
Including
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the moving unit such that a discharge position of the discharge nozzle body when supplying the removal liquid to the substrate is changed according to a type of the removal liquid.

請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板処理装置において、
基板に付着した前記有機物は、基板上に形成されたレジスト膜が変質して生じた反応生成物であることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the organic substance attached to the substrate is a reaction product generated by alteration of a resist film formed on the substrate.

請求項７記載の基板処理装置において、
前記反応生成物は、前記レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーであることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 7,
The substrate processing apparatus, wherein the reaction product is a polymer generated by dry-etching a thin film present on a surface of the substrate using the resist film as a mask.

基板に付着した有機物を、該有機物の除去液によって除去する基板処理方法であって、
有機物が付着した基板を回転させつつ、当該基板に除去液を供給する除去液供給工程と、
前記除去液の供給を停止して当該基板を回転させることによって前記除去液の液切りを行う液切り工程と、
前記除去液供給工程と前記液切り工程とを繰り返す繰り返し工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。A substrate processing method for removing an organic substance attached to a substrate by a removing solution for the organic substance,
A removing liquid supply step of supplying a removing liquid to the substrate while rotating the substrate to which the organic substance is attached,
A draining step of draining the removing liquid by stopping the supply of the removing liquid and rotating the substrate;
A repeating step of repeating the removing liquid supply step and the liquid removing step,
A substrate processing method comprising:

請求項９記載の基板処理方法において、
前記除去液供給工程での基板の回転数よりも前記液切り工程での基板の回転数が多いことを特徴とする基板処理方法。The substrate processing method according to claim 9,
A substrate processing method, wherein the number of rotations of the substrate in the liquid removing step is larger than the number of rotations of the substrate in the removing liquid supply step.

請求項１０記載の基板処理方法において、
前記除去液供給工程での基板の回転数は、０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下であり、
前記液切り工程での基板の回転数は、１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下であることを特徴とする基板処理方法。The substrate processing method according to claim 10,
The rotation speed of the substrate in the removing liquid supply step is 0 rpm or more and 1000 rpm or less,
The substrate processing method according to claim 1, wherein a rotation speed of the substrate in the liquid removing step is 1000 rpm or more and 5000 rpm or less.

請求項９から請求項１１のいずれかに記載の基板処理方法において、
基板に付着した前記有機物は、基板上に形成されたレジスト膜が変質して生じた反応生成物であることを特徴とする基板処理方法。The substrate processing method according to any one of claims 9 to 11,
The substrate processing method according to claim 1, wherein the organic substance attached to the substrate is a reaction product generated by altering a resist film formed on the substrate.

請求項１２記載の基板処理方法において、
前記反応生成物は、前記レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーであることを特徴とする基板処理方法。The substrate processing method according to claim 12,
The substrate processing method according to claim 1, wherein the reaction product is a polymer generated by dry-etching a thin film present on the surface of the substrate using the resist film as a mask.

基板表面に形成された薄膜を、該薄膜のエッチング液によってエッチング処理を行う基板処理装置であって、
薄膜が形成された基板を保持して回転する保持回転手段と、
前記保持回転手段に保持された基板に前記エッチング液を供給するエッチング液供給手段と、
前記保持回転手段および前記エッチング液供給手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、回転される基板に前記エッチング液を供給することと、前記エッチング液の供給を停止して当該基板を回転させることによって前記エッチング液の液切りを行うこととを繰り返すように、前記保持回転手段および前記エッチング液供給手段を制御することを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus that performs an etching process on a thin film formed on a substrate surface with an etchant for the thin film,
Holding and rotating means for holding and rotating the substrate on which the thin film is formed,
Etching liquid supply means for supplying the etching liquid to the substrate held by the holding rotation means,
Control means for controlling the holding rotation means and the etching liquid supply means,
With
The control means supplies the etchant to the substrate to be rotated, and repeats draining of the etchant by stopping the supply of the etchant and rotating the substrate. A substrate processing apparatus for controlling the holding and rotating means and the etching liquid supply means.