JP3773458B2 - Substrate processing method and apparatus - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）に所定の処理を施す基板処理方法及びその装置に係り、特に高誘電率材料を含む膜材料が被着された基板を処理する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における半導体分野においては、トランジスタ等の素子の微細化により多くの機能を備えるＬＳＩが発展している。そのため回路の動作速度が高められてきているが、その過程においてゲート酸化絶縁膜の薄膜化が限界に達しつつある。つまり、薄膜化に伴うリーク電流の増大が大きな問題となっている。
【０００３】
そこで、この問題を解決するために従来からゲート絶縁膜に用いられてきた酸化膜に代えて、誘電率が高くリーク電流を低く抑えることが可能な新材料として高誘電率材料が注目を集めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、高誘電率材料であって半導体分野において利用可能な材料としては、アルミニウムやハフニウム等の金属酸化物があるが、これらは従来から用いられているエッチングや洗浄のための処理液では処理できないという問題がある。そのため、従来の材料にとってかわる有望な高誘電率材料が検討されているにもかかわらず、その利用が促進されていないのである。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高誘電率材料を用いた基板を好適に処理することができる基板処理方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の問題を解決するために次のような知見を得た。
すなわち、高誘電率材料を選択的に処理することができ、かつ、処理したことにより高誘電率材料による基板の汚染が生じないことを条件に種々の実験を行った結果、硫酸を含む処理液を加熱することにより上記の条件を満たすことを見出したのである。このような知見に基づく本発明は次のように構成されている。
【０００７】
すなわち、請求項１に記載の発明は、硫酸を含む処理液を１５０〜１８０℃の範囲で加熱し、この処理液で、アルミニウムＡｌ、ハフニウムＨｆ、ジルコニウムＺｒのいずれか一つを含む酸化物またはケイ酸塩またはアルミン酸塩である高誘電率材料を含む膜材料が被着された基板を処理することを特徴とするものである。
【０００８】
（作用・効果）本発明者等は、硫酸を含む処理液を加熱し、その加熱した処理液によって高誘電率材料を処理する実験を行った結果、一定温度を超えるあたりから、アルミニウムＡｌ、ハフニウムＨｆ、ジルコニウムＺｒのいずれか一つを含む酸化物またはケイ酸塩またはアルミン酸塩である高誘電率材料を処理することができることを見出した。そこで、１５０〜１８０℃の範囲で加熱した処理液を用いて高誘電率材料を処理することにより、高誘電率材料を選択的に処理することができ、しかも基板の汚染が生じないことを確認した。このように硫酸を含む処理液を１５０〜１８０℃の範囲で加熱した上で処理に用いることにより、高誘電率材料を用いた基板を好適に処理することができる。
【０００９】
具体的には、Ａｌ ₂ Ｏ ₃ ，ＨｆＳｉ _x Ｏ _y ，ＨｆＯ ₂ ，ＨｆＳｉ _x Ｏ _y ，ＺｒＡｌ _x Ｏ _y ，ＺｒＯ ₂ などが例示される。
【００１０】
また、上記の処理液における硫酸濃度は、種々の実験により、２０〜１００重量％の範囲にあることが好ましい（請求項２）。
【００１１】
（削除）
【００１２】
（削除）
【００１３】
また、上記の基板処理方法を実施するには、請求項３に記載のように、アルミニウムＡｌ、ハフニウムＨｆ、ジルコニウムＺｒのいずれか一つを含む酸化物またはケイ酸塩またはアルミン酸塩である高誘電率材料を含む膜材料が被着された基板を処理する基板処理装置において、基板を収容して処理を施すための処理槽と、前記処理槽に硫酸を含む処理液を供給する処理液配管と、前記処理液を１５０〜１８０℃の範囲で加熱するための加熱手段と、を備えていることが好ましい。
【００１４】
（作用・効果）処理槽には処理液配管を通して硫酸を含む処理液を供給して処理を施すが、その処理液を加熱手段によって１５０〜１８０℃の範囲で加熱することにより、アルミニウムＡｌ、ハフニウムＨｆ、ジルコニウムＺｒのいずれか一つを含む酸化物またはケイ酸塩またはアルミン酸塩である高誘電率材料を被着された基板を好適に処理することができる。
【００１５】
また、請求項５に記載のように、前記加熱手段は、前記処理液配管に配設されていることが好ましい。
【００１６】
（作用・効果）硫酸を含む処理液を加熱するには、処理液配管に加熱手段を配設して、処理液配管を流通する処理液を加熱する。これにより、処理槽に貯留した処理液を加熱する方式に比較して効率的に加熱することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
＜基板処理方法＞
図１は、本発明方法による実験結果を示すグラフである。
このグラフは、高誘電率材料を含む膜材料が被着された基板をエッチング処理する実験を行い、その結果であるエッチングレートをグラフ化したものである。エッチング処理には、硫酸を含む処理液を用い、その処理液の加熱温度を変えながら温度ごとにエッチングレートを測定した。
【００１８】
具体的な加熱温度は、２３℃、１５０℃、１６０℃、１７０℃、１８０℃である。なお、加熱温度の上限が１８０℃となっているのは、実験装置における加熱限度に起因する。
【００１９】
実験における処理液中の硫酸濃度は９６重量％であるが、２０〜１００重量％の範囲であれば同様の効果を奏する。硫酸濃度が２０重量％未満では、エッチングレートが遅くなり過ぎて実用範囲外となる。
【００２０】
サンプルとしては、高誘電率材料を被着する手法として有機金属原料化学気相成長法（ＭＯ ＣＶＤ）法を用いたものと、原子層化学気相成長（ＡＬ ＣＶＤ）法を用いたものとがある。高誘電率材料としては、ジルコニウムＺｒと、ハフニウムＨｆを用いた。具体的には、ＭＯ ＣＶＤ法によるＺｒＯ₂と、ＡＬ ＣＶＤ法によるＺｒＯ₂と、ＭＯ ＣＶＤ法によるＨｆＯ₂とＨｆＳｉＯ_xとである。
【００２１】
なお、上記の高誘電率材料の比較の対象としては、従来から用いられている熱酸化膜と、アモルファスシリコンにＰインプラントしたものと、アモルファスシリコンとの三種類を用いた。
【００２２】
図１のグラフから明らかなように、硫酸を含む処理液を加熱してゆくと、１００℃あたり、さらに１５０℃を越えるあたりから高誘電率材料（図中のhigh-kで示すグループ）に対するエッチングレートが高くなることがわかる。それに対して従来の材料（図中にRef.で示すグループ）では、処理液を加熱しても高誘電率材料ほどにはエッチングレートが高くならないことがわかる。
【００２３】
つまり、ゲート絶縁酸化膜として高誘電率材料を用いた場合に、基板に使用されている従来の材料に対しては処理液による作用が極めて少ないことを示し、上記処理液による選択的な処理が可能であることを示す。また、処理液には硫酸を含むので、有機物等が完全に除去できるとともに、高誘電率材料が溶け出すことによる基板の汚染は生じない。
【００２４】
上記の実験結果から、処理液の加熱温度がほぼ１００〜２００℃の範囲においてエッチングレートが適切であり実用範囲にあることがわかる。したがって、硫酸を２０〜１００重量％の範囲で含む処理液を１００〜２００℃、好ましくは１５０〜１８０℃の範囲で加熱して、高誘電材料を含む膜材料が被着された基板の処理に使用すると好適に処理を行うことができる。
【００２５】
次に、図２を参照して上述した基板処理方法による処理の具体例について簡単に説明する。なお、図２は、本発明方法よる具体的な処理の説明に供する図であり、図２（ａ）はエッチング前を示し、図２（ｂ）はドライエッチング後を示し、図２（ｃ）は処理液によるエッチング後を示す。
【００２６】
基板Ｗは、Ｓｉの上部に高誘電率材料（Ｈｉｇｈ−ｋ）ＨＫ、ゲート電極としてＰｏｌｙ−Ｓｉ、ＰＳＧが既に形成されているものとする。さらに、その上部には、マスク(レジスト)Ｍが選択的に形成されているものとする。なお、処理液には硫酸が含まれているので、マスクＭとしては硫酸に耐性を有するＰｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＯ₂，ＳｉＮを含む材料が好ましい。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、マスクＭを形成した状態の基板Ｗをドライエッチングする。これにより、図２（ｂ）に示すように、マスクＭで被覆されていない部分のＰＳＧがエッチングされているとともに、高誘電率材料（Ｈｉｇｈ−ｋ）ＨＫが厚み方向の途中までドライエッチングされる。
【００２８】
最後に、ドライエッチング後の基板Ｗを上記範囲に加熱した処理液中に浸漬させる。これにより図２（ｃ）に示すように、残存されている高誘電率材料（Ｈｉｇｈ−ｋ）ＨＫが処理液によってエッチングされて除去される。
【００２９】
＜基板処理装置＞
次に、上述した基板処理方法を好適に実施することができる基板処理装置について図３を参照しながら説明する。なお、図３は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。
【００３０】
この基板処理装置は、保持アーム１１と、処理槽１３と、処理液配管１５とを備えている。保持アーム１１は、処理を施すための複数枚の基板Ｗを保持し、処理槽１３の上方と、図３に示す浸漬位置（処理位置）との間を昇降可能に構成されている。処理槽１３は、その底部に、処理液を注入する注入管１７を備えている。また、その上部周囲には、溢れた処理液を回収して排出する回収槽１９を備えている。注入管１７には、処理液配管１５が連通接続されている。
【００３１】
処理液配管１５は、フィルタ２１と、本発明における加熱手段に相当する加熱器２３と、第１供給配管２５と、第２供給配管２７とを備えている。フィルタ２１は処理液中のパーティクル等を除去するものであり、加熱器２３は処理液を所定の温度に昇温調節する。第１供給配管２５には、純水供給源２９が配備され、その流量と開閉を制御する制御弁３１が取り付けられている。第２供給配管２７には、処理液供給源３３が配備され、その流量と開閉を制御する制御弁３５が取り付けられている。なお、処理液供給源３３に貯留されている処理液は、既に上記の硫酸濃度となるように調整されている。
【００３２】
制御部３７は、制御弁３１，３５の開閉とともに流量を制御する。また、制御部３７は、加熱器２３を制御し、処理液配管１５を流れる処理液を上記加熱温度に加熱する。また、必要に応じて、制御部３７は制御弁３１，３５を制御して、処理液の濃度を調整する。
【００３３】
このように構成された基板処理装置では、制御部３７が制御弁３５を開放して、所定濃度の処理液を処理液配管１５に供給する。処理液配管１５に供給された処理液は、加熱器２３により所定温度となるように加熱された後、処理槽１３に供給される。処理液が処理槽１３を満たし、回収槽１９に溢れた後、処理槽１３の上方に待機していた保持アーム１１が基板Ｗを保持したまま図３に示す浸漬位置にまで下降する。所定時間が経過した後、制御部３７は制御弁３５を閉止するとともに、制御弁３１を開放して純水を処理槽１３に供給する。これにより基板Ｗに対する処理が停止されるとともに、純水洗浄処理が行われる。
【００３４】
このように構成された基板処理装置によると、上述した基板処理方法を好適に実施することができ、高誘電材料を含む膜材料が被着された基板Ｗを好適に処理することができる。
【００３５】
＜第１の変形例＞
次に、図４を参照して基板処理装置の変形例について説明する。
なお、上述した基板処理装置と同じ構成のものについては同符号を付して詳細な説明については省略する。
【００３６】
上記の基板処理装置は、処理槽１３から回収槽１９に溢れた処理液が排出されているが、この変形例に示した装置では回収槽１９に溢れた処理液が循環するようになっている。
【００３７】
具体的には、処理液配管１５Ａが注入管１７と回収槽１９とに連通接続されている。処理液配管１５Ａには、さらに制御弁３９と、混合部４１と、ポンプ４３とが配備されている。制御弁３９は、制御部３７の制御の下で処理液配管１５Ａの流通や流量を制御する。混合部４１は、純水供給源２９からの純水と、処理液供給源３３からの処理液とを処理液配管１５Ａに注入する。ポンプ４３は、処理液配管１５Ａ中の処理液や純水を循環させる。
【００３８】
このような第１変形例に示す構成の基板処理装置であっても、上述した基板処理装置と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
＜第２の変形例＞
次に、図５を参照して基板処理装置のもう一つの変形例について説明する。
なお、上記の装置と同じ構成のものについては同符号を付して詳細な説明については省略する。
【００４０】
この装置は、処理液配管１５Ａに加熱器が設けられておらず、上記装置よりも貯留量が大きめにされた回収槽１９Ａにヒータ４５が配備されている。したがって、回収槽１９Ａ内に溢れた処理液がヒータ４５によって加熱されて、上記の加熱範囲となるように制御部３７によって制御されるようになっている。加熱された処理液はポンプ４３によって処理液配管１５Ａを流通され、処理槽１３と回収槽１９Ａの間を循環する。
【００４１】
このように構成された装置は、上記装置と同様の効果を奏することができる。また、上述した装置に比較して加熱の効率が悪いものの、処理液配管１５Ａの構成を簡易化することができるという利点がある。
【００４２】
なお、上述した装置は、複数枚の基板Ｗを一括して処理するバッチ処理を例に採って説明したが、本発明は枚葉式であっても適用できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、硫酸を含む処理液を１５０〜１８０℃の範囲で加熱した上で処理に用いることにより、アルミニウムＡｌ、ハフニウムＨｆ、ジルコニウムＺｒのいずれか一つを含む酸化物またはケイ酸塩またはアルミン酸塩である高誘電率材料を用いた基板を好適に処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法による実験結果を示すグラフである。
【図２】 本発明方法による具体的な処理の説明に供する図であり、（ａ）はエッチング前を示し、（ｂ）はドライエッチング後を示し、（ｃ）は処理液によるエッチング後を示す。
【図３】 実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。
【図４】 基板処理装置の第１の変形例を示す図である。
【図５】 基板処理装置の第２の変形例を示す図である。
【符号の説明】
Ｗ … 基板
Ｓｉ … シリコン
ＨＫ … 高誘電率材料（Ｈｉｇｈ−ｋ）を含む膜材料
Ｍ … マスク
１３ … 処理槽
１５ … 処理液配管
１９ … 回収槽
２３ … 加熱器（加熱手段）
２９ … 純水供給源
３１ … 制御弁
３３ … 処理液供給源
３５ … 制御弁
３７ … 制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing method and apparatus for performing a predetermined process on a glass substrate (hereinafter simply referred to as a substrate) for a semiconductor wafer or a liquid crystal display device, and in particular, a film material containing a high dielectric constant material is deposited. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0002]
[Prior art]
In the semiconductor field in recent years, LSIs having many functions have been developed by miniaturization of elements such as transistors. Therefore, the operation speed of the circuit has been increased, but in the process, the reduction in the thickness of the gate oxide insulating film is reaching its limit. In other words, an increase in leakage current accompanying the reduction in thickness is a big problem.
[0003]
Therefore, in order to solve this problem, high dielectric constant materials have attracted attention as a new material that has a high dielectric constant and can suppress leakage current, instead of the oxide film that has been used for the gate insulating film. Yes.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example having such a configuration has the following problems.
That is, as a material having a high dielectric constant and usable in the semiconductor field, there are metal oxides such as aluminum and hafnium. However, these cannot be processed with conventionally used processing solutions for etching and cleaning. There is a problem. Therefore, despite the investigation of promising high dielectric constant materials that replace conventional materials, their use has not been promoted.
[0005]
This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the substrate processing method and apparatus which can process the board | substrate using a high dielectric constant material suitably.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have obtained the following knowledge in order to solve the above problems.
That is, as a result of various experiments conducted under the condition that the high dielectric constant material can be selectively treated and the substrate is not contaminated by the treatment, a treatment liquid containing sulfuric acid is obtained. It was found that the above-mentioned conditions are satisfied by heating. The present invention based on such knowledge is configured as follows.
[0007]
That is, in the invention described in claim 1, the treatment liquid containing sulfuric acid is heated in a range of 150 to 180 ° C., and the treatment liquid contains an oxide containing any one of aluminum Al, hafnium Hf, and zirconium Zr, or The substrate is treated with a film material including a high dielectric constant material which is silicate or aluminate .
[0008]
(Operation and Effect) The present inventors have, as a result of experiment for processing the high dielectric constant material by the treatment liquid by heating the treating solution containing sulfuric acid, and the heated, from around exceeding a certain temperature, aluminum Al, hafnium It has been found that high dielectric constant materials that are oxides or silicates or aluminates containing any one of Hf and zirconium Zr can be processed. Therefore, it is confirmed that the high dielectric constant material can be selectively treated by processing the high dielectric constant material using the treatment liquid heated in the range of 150 to 180 ° C., and the substrate is not contaminated. did. Thus, the board | substrate using a high dielectric constant material can be processed suitably by using for a process, after heating the process liquid containing a sulfuric acid in the range of 150-180 degreeC.
[0009]
Specifically, Al ₂ O ₃ , HfSi _x O _y , HfO ₂ , HfSi _x O _y , ZrAl _x O _y , ZrO _{2 and the} like are exemplified.
[0010]
Moreover, it is preferable that the sulfuric acid concentration in said process liquid exists in the range of 20-100 weight% by various experiment (Claim 2).
[0011]
(Delete)
[0012]
(Delete)
[0013]
In order to carry out the substrate processing method described above, as described in claim 3 , an oxide, silicate, or aluminate containing any one of aluminum Al, hafnium Hf, and zirconium Zr is used. In a substrate processing apparatus for processing a substrate coated with a film material including a dielectric constant material, a processing tank for storing the substrate and performing processing, and a processing liquid pipe for supplying a processing liquid containing sulfuric acid to the processing tank And a heating means for heating the treatment liquid in a range of 150 to 180 ° C.
[0014]
(Operation / Effect) The treatment tank is supplied with a treatment solution containing sulfuric acid through a treatment solution pipe, and the treatment solution is heated in the range of 150 to 180 ° C. by a heating means to obtain aluminum Al, hafnium. A substrate coated with a high dielectric constant material that is an oxide, silicate, or aluminate containing any one of Hf and zirconium Zr can be suitably processed.
[0015]
Moreover, it is preferable that the said heating means is arrange | positioned in the said process liquid piping as described in Claim 5 .
[0016]
(Operation / Effect) In order to heat the treatment liquid containing sulfuric acid, a heating means is provided in the treatment liquid pipe, and the treatment liquid flowing through the treatment liquid pipe is heated. Thereby, it can heat efficiently compared with the system which heats the processing liquid stored in the processing tank.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<Substrate processing method>
FIG. 1 is a graph showing experimental results by the method of the present invention.
This graph is a graph of the etching rate as a result of an experiment in which a substrate coated with a film material containing a high dielectric constant material is etched. For the etching process, a processing solution containing sulfuric acid was used, and the etching rate was measured for each temperature while changing the heating temperature of the processing solution.
[0018]
Specific heating temperatures are 23 ° C., 150 ° C., 160 ° C., 170 ° C., and 180 ° C. The upper limit of the heating temperature is 180 ° C. due to the heating limit in the experimental apparatus.
[0019]
The sulfuric acid concentration in the treatment liquid in the experiment is 96% by weight, but the same effect is obtained if it is in the range of 20 to 100% by weight. If the sulfuric acid concentration is less than 20% by weight, the etching rate becomes too slow and falls outside the practical range.
[0020]
Samples include those using the organic metal source chemical vapor deposition (MO CVD) method and those using the atomic layer chemical vapor deposition (AL CVD) method for depositing a high dielectric constant material. is there. Zirconium Zr and hafnium Hf were used as the high dielectric constant material. Specifically, the ZrO ₂ by MO CVD method, and ZrO ₂ by AL CVD method is a HfO ₂ and HfSiO _x by MO CVD method.
[0021]
In addition, as a comparison target of the above-described high dielectric constant materials, three types were used: a conventionally used thermal oxide film, an amorphous silicon P-implanted material, and amorphous silicon.
[0022]
As is apparent from the graph of FIG. 1, when the treatment liquid containing sulfuric acid is heated, etching of high dielectric constant materials (groups indicated by high-k in the figure) starts at around 100 ° C. and further above 150 ° C. You can see that the rate is higher. On the other hand, it can be seen that the etching rate of the conventional material (the group indicated by Ref. In the figure) is not as high as that of the high dielectric constant material even when the treatment liquid is heated.
[0023]
In other words, when a high dielectric constant material is used as the gate insulating oxide film, it shows that the effect of the processing liquid is extremely small compared to the conventional material used for the substrate, and the selective processing by the processing liquid is performed. Indicates that it is possible. Further, since the treatment liquid contains sulfuric acid, organic substances and the like can be completely removed, and the substrate is not contaminated by the high dielectric constant material melting out.
[0024]
From the above experimental results, it can be seen that the etching rate is appropriate and within the practical range when the heating temperature of the treatment liquid is in the range of about 100 to 200 ° C. Accordingly, the treatment liquid containing sulfuric acid in the range of 20 to 100% by weight is heated in the range of 100 to 200 ° C., preferably in the range of 150 to 180 ° C., to treat the substrate on which the film material containing the high dielectric material is deposited. When used, processing can be suitably performed.
[0025]
Next, a specific example of processing by the substrate processing method described above will be briefly described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining specific processing by the method of the present invention. FIG. 2 (a) shows before etching, FIG. 2 (b) shows after dry etching, and FIG. 2 (c). Indicates after etching with the treatment liquid.
[0026]
In the substrate W, a high dielectric constant material (High-k) HK and Poly-Si and PSG as gate electrodes are already formed on top of Si. Further, a mask (resist) M is selectively formed on the upper portion. Since the treatment liquid contains sulfuric acid, the mask M is preferably a material containing Poly-Si, SiO ₂ , SiN having resistance to sulfuric acid.
[0027]
As shown in FIG. 2A, the substrate W on which the mask M is formed is dry-etched. As a result, as shown in FIG. 2B, the PSG in the portion not covered with the mask M is etched, and the high dielectric constant material (High-k) HK is dry-etched halfway in the thickness direction. .
[0028]
Finally, the substrate W after dry etching is immersed in a processing solution heated to the above range. Thereby, as shown in FIG. 2C, the remaining high dielectric constant material (High-k) HK is etched away by the treatment liquid.
[0029]
<Substrate processing equipment>
Next, a substrate processing apparatus capable of suitably implementing the above-described substrate processing method will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the substrate processing apparatus according to the embodiment.
[0030]
The substrate processing apparatus includes a holding arm 11, a processing tank 13, and a processing liquid pipe 15. The holding arm 11 holds a plurality of substrates W for processing, and is configured to be able to move up and down between the processing tank 13 and the immersion position (processing position) shown in FIG. The processing tank 13 includes an injection tube 17 for injecting a processing liquid at the bottom thereof. A recovery tank 19 for recovering and discharging the overflowing processing liquid is provided around the upper part. A processing liquid pipe 15 is connected to the injection pipe 17 in communication.
[0031]
The treatment liquid pipe 15 includes a filter 21, a heater 23 corresponding to the heating means in the present invention, a first supply pipe 25, and a second supply pipe 27. The filter 21 removes particles and the like in the processing liquid, and the heater 23 adjusts the temperature of the processing liquid to a predetermined temperature. The first supply pipe 25 is provided with a pure water supply source 29, and a control valve 31 for controlling the flow rate and opening / closing thereof is attached. A treatment liquid supply source 33 is provided in the second supply pipe 27, and a control valve 35 for controlling the flow rate and opening / closing thereof is attached. Note that the processing liquid stored in the processing liquid supply source 33 has already been adjusted to have the sulfuric acid concentration.
[0032]
The control unit 37 controls the flow rate as well as opening and closing the control valves 31 and 35. Moreover, the control part 37 controls the heater 23, and heats the process liquid which flows through the process liquid piping 15 to the said heating temperature. Moreover, the control part 37 controls the control valves 31 and 35 as needed, and adjusts the density | concentration of a process liquid.
[0033]
In the substrate processing apparatus configured as described above, the control unit 37 opens the control valve 35 and supplies a processing liquid having a predetermined concentration to the processing liquid pipe 15. The processing liquid supplied to the processing liquid pipe 15 is heated to a predetermined temperature by the heater 23 and then supplied to the processing tank 13. After the processing liquid fills the processing tank 13 and overflows into the recovery tank 19, the holding arm 11 waiting above the processing tank 13 is lowered to the immersion position shown in FIG. 3 while holding the substrate W. After a predetermined time has elapsed, the control unit 37 closes the control valve 35 and opens the control valve 31 to supply pure water to the treatment tank 13. As a result, the processing for the substrate W is stopped and the pure water cleaning processing is performed.
[0034]
According to the substrate processing apparatus configured as described above, the above-described substrate processing method can be preferably performed, and the substrate W on which the film material including the high dielectric material is deposited can be preferably processed.
[0035]
<First Modification>
Next, a modified example of the substrate processing apparatus will be described with reference to FIG.
In addition, about the thing of the same structure as the substrate processing apparatus mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
[0036]
In the substrate processing apparatus, the processing liquid overflowing from the processing tank 13 to the recovery tank 19 is discharged. In the apparatus shown in this modification, the processing liquid overflowing the recovery tank 19 is circulated. .
[0037]
Specifically, the treatment liquid pipe 15 </ b> A is connected in communication with the injection pipe 17 and the recovery tank 19. A control valve 39, a mixing unit 41, and a pump 43 are further provided in the processing liquid pipe 15A. The control valve 39 controls the flow and flow rate of the processing liquid pipe 15 </ b> A under the control of the control unit 37. The mixing unit 41 injects pure water from the pure water supply source 29 and treatment liquid from the treatment liquid supply source 33 into the treatment liquid pipe 15A. The pump 43 circulates the processing liquid and pure water in the processing liquid piping 15A.
[0038]
Even the substrate processing apparatus having the configuration shown in the first modification can obtain the same effects as those of the substrate processing apparatus described above.
[0039]
<Second Modification>
Next, another modification of the substrate processing apparatus will be described with reference to FIG.
The same components as those in the above apparatus are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0040]
In this apparatus, a heater is not provided in the processing liquid pipe 15A, and a heater 45 is provided in a recovery tank 19A having a larger storage amount than the above apparatus. Therefore, the processing liquid overflowing in the recovery tank 19A is heated by the heater 45 and is controlled by the control unit 37 so as to be within the above heating range. The heated processing liquid is circulated through the processing liquid pipe 15A by the pump 43 and circulates between the processing tank 13 and the recovery tank 19A.
[0041]
The device configured as described above can achieve the same effect as the above device. In addition, although the heating efficiency is lower than that of the above-described apparatus, there is an advantage that the configuration of the processing liquid pipe 15A can be simplified.
[0042]
The above-described apparatus has been described by taking as an example a batch process for collectively processing a plurality of substrates W, but the present invention can also be applied to a single wafer type.
[0043]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, any one of aluminum Al, hafnium Hf, and zirconium Zr is used by heating the treatment liquid containing sulfuric acid in the range of 150 to 180 ° C. A substrate using a high dielectric constant material which is an oxide, silicate, or aluminate containing one can be suitably processed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing experimental results according to the method of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining specific processing by the method of the present invention, in which FIG. 2A shows before etching, FIG. 2B shows after dry etching, and FIG. 2C shows after etching with a processing solution; .
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment.
FIG. 4 is a view showing a first modification of the substrate processing apparatus.
FIG. 5 is a view showing a second modification of the substrate processing apparatus.
[Explanation of symbols]
W ... Substrate Si ... Silicon HK ... Film material containing high dielectric constant material (High-k) M ... Mask 13 ... Treatment tank 15 ... Treatment liquid piping 19 ... Recovery tank 23 ... Heater (heating means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 29 ... Pure water supply source 31 ... Control valve 33 ... Treatment liquid supply source 35 ... Control valve 37 ... Control part

Claims (5)

硫酸を含む処理液を１５０〜１８０℃の範囲で加熱し、この処理液で、アルミニウムＡｌ、ハフニウムＨｆ、ジルコニウムＺｒのいずれか一つを含む酸化物またはケイ酸塩またはアルミン酸塩である高誘電率材料を含む膜材料が被着された基板を処理することを特徴とする基板処理方法。A treatment liquid containing sulfuric acid is heated in a range of 150 to 180 ° C., and this treatment liquid is an oxide, silicate, or aluminate containing any one of aluminum Al, hafnium Hf, and zirconium Zr. A substrate processing method, comprising: processing a substrate on which a film material including a refractive index material is deposited. 請求項１に記載の基板処理方法において、
前記処理液は、２０〜１００重量％の硫酸濃度であることを特徴とする基板処理方法。The substrate processing method according to claim 1,
The substrate treatment method, wherein the treatment liquid has a sulfuric acid concentration of 20 to 100% by weight. アルミニウムＡｌ、ハフニウムＨｆ、ジルコニウムＺｒのいずれか一つを含む酸化物またはケイ酸塩またはアルミン酸塩である高誘電率材料を含む膜材料が被着された基板を処理する基板処理装置において、
基板を収容して処理を施すための処理槽と、
前記処理槽に硫酸を含む処理液を供給する処理液配管と、
前記処理液を１５０〜１８０℃の範囲で加熱するための加熱手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。 In a substrate processing apparatus for processing a substrate on which a film material containing a high dielectric constant material which is an oxide, silicate or aluminate containing any one of aluminum Al, hafnium Hf, and zirconium Zr is applied.
A processing tank for accommodating and processing the substrate;
A treatment liquid pipe for supplying a treatment liquid containing sulfuric acid to the treatment tank;
A heating means for heating the treatment liquid in a range of 150 to 180 ° C . ;
A substrate processing apparatus comprising: 請求項３に記載の基板処理装置において、
前記処理液は、２０〜１００重量％の硫酸濃度であることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 3 ,
The substrate processing apparatus, wherein the processing liquid has a sulfuric acid concentration of 20 to 100% by weight. 請求項３または４に記載の基板処理装置において、
前記加熱手段は、前記処理液配管に配設されていることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 3 or 4 ,
The substrate processing apparatus, wherein the heating means is disposed in the processing liquid pipe.

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